WO2017082469A1 - 인쇄회로기판 - Google Patents

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WO2017082469A1
WO2017082469A1 PCT/KR2016/000342 KR2016000342W WO2017082469A1 WO 2017082469 A1 WO2017082469 A1 WO 2017082469A1 KR 2016000342 W KR2016000342 W KR 2016000342W WO 2017082469 A1 WO2017082469 A1 WO 2017082469A1
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WO
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conductive layer
printed circuit
circuit board
substrate
sensing device
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Ceased
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PCT/KR2016/000342
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English (en)
French (fr)
Inventor
최용재
엄성수
오준재
윤여은
이태진
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Innotek Co Ltd
Original Assignee
LG Innotek Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits

Definitions

  • the present invention includes a first substrate, a first conductive layer on the first substrate, the first conductive layer includes an upper surface, a lower surface and a side surface, the first conductive layer includes a plurality of voids, and the first The width of the lower surface of the conductive layer relates to a printed circuit board larger than the width of the upper surface.
  • a printed circuit board is a thin plate on which various electrical components such as integrated circuits, resistors, or switches are soldered and mounted, and circuits used in most electronic devices are installed on the printed circuit board.
  • PI polyimide file
  • the present invention is to solve the problem that can not be implemented in the general material of the flexible printed circuit board (FPCB) as described above, to provide a printed circuit board that can be applied to replace the FPCB by forming a wiring on the substrate
  • FPCB flexible printed circuit board
  • a printed circuit board for solving the above problems includes a first substrate, a first conductive layer on the first substrate, the first conductive layer is a top, bottom and side surfaces.
  • the first conductive layer comprises a plurality of voids, and the width of the lower surface of the first conductive layer is larger than the width of the upper surface.
  • the first substrate is characterized in that the PET film, paper or fiber.
  • the printed circuit board according to the embodiment of the present invention is characterized in that the first conductive layer has an inclination angle of 10 degrees to 80 degrees on the side surface.
  • the printed circuit board according to the embodiment of the present invention is characterized in that the upper surface roughness of the first conductive layer is lower than the side roughness of the first conductive layer.
  • the printed circuit board according to the exemplary embodiment of the present invention may further include an organic material in which the first conductive layer is formed in the gap, and the organic material may include a resin that is a binder.
  • the printed circuit board according to an embodiment of the present invention is characterized in that the first conductive layer includes metal particles.
  • the size of the metal particles is characterized in that 50nm to 1 ⁇ m.
  • the printed circuit board according to the embodiment of the present invention is characterized in that the first conductive layer has a porosity of 5 to 50%.
  • the first conductive layer is characterized in that the composition ratio of the metal forming the first conductive layer is 60 to 95%.
  • the printed circuit board according to an exemplary embodiment of the present invention may further include a first intermediate layer formed between the first substrate and the first conductive layer.
  • the first intermediate layer is characterized in that the resin is an organic material or a binder.
  • the printed circuit board of the present invention can simplify the conventional complex photolithography process by metal paste ink printing by forming wiring by printing, thereby reducing production cost and increasing efficiency and commerciality.
  • the printed circuit board of the present invention has a large number of Since metal-paste ink composed of metal particles and a plurality of voids is used, waste in forming the first conductive layer during the printing process is reduced.
  • the printed circuit board of the present invention is printed and sintered at a low temperature of about 100 to 200 degrees
  • various first substrates capable of printing such as paper, PET film, and fiber, which are general first substrates having flexible characteristics, may be printed circuits. It can be used as a substrate.
  • the printed circuit board of the present invention can improve the adhesive force between the substrate and the conductive layer.
  • the contact area between the substrate and the conductive layer can be widened.
  • an organic binder is used to fix the first substrate and the first conductive layer, a separate adhesive layer is formed between the first substrate and the first conductive layer, or a part of the plurality of metal particles is formed on one surface of the first substrate.
  • the first conductive layer can be easily formed on the first substrate having a flexible property by digging into the substrate.
  • 1 is a block diagram showing a conventional method for producing a printed circuit board.
  • FIGS. 2A and 2B are exemplary views illustrating a printed circuit board of the present invention.
  • 3A and 3B are diagrams illustrating a printed circuit board of the present invention including a plurality of metal particles and voids.
  • 4A, 4B, and 4C are diagrams illustrating various embodiments for fixing the first substrate and the first conductive layer in the printed circuit board of the present invention.
  • 5A and 5B illustrate another embodiment of the present invention, which further includes a cover layer in the printed circuit board of the present invention.
  • 6A, 6B, and 6C are exemplary views illustrating various embodiments in which the printed circuit board of the present invention may be used.
  • an expression such as 'first' and 'second' is used only for distinguishing a plurality of configurations, and does not limit the order or other features between the configurations.
  • each layer (film), region, pattern or structures may be “top / on” or “bottom / bottom” of the first substrate, each layer (film), region, pad or pattern. under) " includes all that are formed directly or through another layer. Criteria for the top / bottom or bottom / bottom of each layer are described with reference to the drawings.
  • 1 is a block diagram showing a conventional method for producing a printed circuit board.
  • a conventional printed circuit board forms a film on a base layer and a photoresist layer on the film. Subsequently, an exposure operation for fabricating a masking is performed on the photoresist, and wiring is formed by a photolithography process through complex processes such as development, peeling, and cleaning.
  • the wiring is formed by the photolithography process, the wiring is formed only on a substrate made of plastic or PI film, having a predetermined thickness and height. Therefore, there is a problem that it is difficult to form a metal wiring layer on a substrate having flexible characteristics such as paper, fiber, PET film and the like as the printed circuit board of the present invention.
  • the conventional substrate may be rigid or flexible, and many substrates of a hard material made of glass or plastic have been used.
  • a flexible, curved or bent board is also used, in which the substrate is partially curved and curved, but the printed circuit board is realized as a board having a weak strength and low strength such as paper or fiber. In this case, there were problems such as peeling of the conductive layer and the substrate and breakage of the conductive layer.
  • FIGS. 2A and 2B are exemplary views illustrating a printed circuit board of the present invention.
  • the printed circuit board of the present invention includes a first substrate 110, a first conductive layer 120, and further includes a first intermediate layer 130 and a first cover layer 140. It may include.
  • the first conductive layer and various chips may be mounted on the first substrate 110.
  • the first substrate may be characterized in that it is flexible, and the first substrate may be made of a material having a more curved surface than a general flexible substrate such as PET, paper, fiber, and film. Therefore, the printed circuit board of the present invention may be used in various everyday life applications in which a conventional rigid substrate such as a temperature sensor for clothing, clothing, or an NFC coil cannot be used.
  • the first conductive layer 120 is formed on the first substrate 110 and may serve to transmit / receive electrical signals.
  • the first conductive layer is formed on the first substrate, and includes an upper surface 121, a lower surface 122, and a side surface 123 and has a thickness and a height.
  • the first conductive layer may be formed as a circuit pattern on the first substrate, and the circuit pattern may be used in the NFC coil according to the shape of the first conductive layer.
  • the height of the first conductive layer may be formed to 1 ⁇ 20 ⁇ m, preferably 1 to 10 ⁇ m, more preferably the first conductive layer may be formed to a height of 1 ⁇ 5 ⁇ m. have.
  • the height of the first conductive layer is 1 ⁇ m or less, a disadvantage occurs in that electrical characteristics decrease due to an increase in resistance, and when the height of the first conductive layer is 20 ⁇ m or more, peeling of the first conductive layer may occur.
  • the lower surface 122 of the first conductive layer refers to a surface facing one surface of the first substrate
  • the upper surface 121 of the first conductive layer refers to a surface facing each other.
  • the cross section of the first conductive layer may have a rectangular, square, or trapezoidal shape as shown in FIG. 2B.
  • the first conductive layer may include an inclined surface and may have a curved surface including an inclined surface.
  • the side surface 123 of the first conductive layer refers to a portion surrounding the first conductive layer, which is the remaining portion other than the lower surface / top surface.
  • the printed circuit board of the present invention may be formed in a form in which the lower surface area of the first conductive layer is larger than the upper surface area of the first conductive layer while the first conductive layer is formed. Therefore, since the lower surface area of the first conductive layer is larger, the contact surface of the first substrate and the first conductive layer is wider, and the adhesion between the first substrate and the first conductive layer can be improved.
  • the first conductive layer may include a plurality of voids 125 and may include a plurality of metal particles 124.
  • the first conductive layer may be formed of a metal paste ink including a plurality of metal particles and a binder, and only a plurality of pores may be separately formed in the first conductive layer itself, and a plurality of metal particles may be formed. You may form the 1st conductive layer containing.
  • the plurality of pores 125 or the plurality of metal particles 124 included in the first conductive layer may be formed at a predetermined ratio.
  • the porosity of the first conductive layer may be 5% to 50%. More preferably, the porosity of the first conductive layer may be formed to 10% to 40%.
  • the adhesive force may be lowered because the proportion of the organic binder that bonds the metal particles is reduced, and when the porosity of the first conductive layer is 50% or more, the first conductive layer is formed.
  • the ratio of the metal is too low to lower the conductivity, there may be a problem that the transmission rate of the conductivity and electrical signal is lowered.
  • the composition ratio of the metal forming the first conductive layer may be formed from 60% to 95%.
  • the transmission rate of the electrical signal may be lowered, as in the case where the porosity of the first conductive layer is high, and when the composition ratio of the metal is 95% or more, the ratio of the organic binder that bonds the metal particles is reduced. Can be lowered.
  • the size of the metal particles may be 50 nm to 1 ⁇ m.
  • the size of the metal particles may preferably be 50 nm to 200 nm. More preferably, it may be 50 nm to 100 nm.
  • the plurality of metal particles may include at least one of copper (Cu), gold (Au), and silver (Ag), and various metals having good conductivity and ductility may be used.
  • the plurality of metal particles may be sintered between the metal particles after the first conductive layer is formed on the first substrate.
  • the first conductive layer may further include an organic material.
  • the organic material may be formed of a resin that is a binder, and the organic material or the resin may be located in a gap formed in the first conductive layer.
  • the pores formed in the first conductive layer may be filled with resin, which is an organic material or a binder.
  • the first conductive layer side surface 123 or the inclined surface of the present invention may form a constant inclination angle 126.
  • the inclination angle 126 refers to an acute angle formed by an arbitrary virtual line perpendicular to one surface of the first substrate and the side surface 123 or the inclined surface of the first conductive layer.
  • the width of the lower surface 122 of the first conductive layer is larger than the width of the upper surface 121 of the first conductive layer, the side surface naturally forms the inclination angle 126, and the inclination angle 126 is an angle of 10 degrees to 80 degrees. It can be formed as.
  • the inclination angle is 10 degrees or less, the problem that the adhesive force between the first substrate and the first conductive layer may not be sufficiently generated, and if the inclination angle is 80 degrees or more, the area of the first conductive layer is too wide to realize a fine pattern. Problems may arise.
  • the printed circuit board of the present invention is characterized in that the top roughness of the first conductive layer is lower than the side roughness of the first conductive layer.
  • Roughness refers to the surface roughness, and generally refers to the surface roughness and smoothness of the soil particles or reverse surface. In order to obtain such surface roughness, various values such as maximum height roughness (Rt), center line average roughness (Ra), and 10-point average roughness (Rz) can be measured.
  • Rt Maximum height roughness
  • Center line average roughness means arithmetic mean roughness, and the average roughness within the reference length is used. In general, it is calculated as the average within the reference length of the absolute values of the length from the center line to the cross-sectional curve of the surface.
  • the 10-point average roughness (Rz) means the average distance, which is taken as the reference length from the roughness cross-section curve and draws a random line parallel to the average line of the cross-section curve, and the average value of the distance from the baseline of the 5 highest mountains and the lowest 5 The difference from the average value of the distance from the baseline of the goal is shown.
  • the roughness of the top surface 121 of the first conductive layer is lower than the roughness of the side surface 123 of the first conductive layer.
  • the width of the lower surface is wider than the width of the upper surface, so that various metal particles stick out to the side, thereby increasing side roughness.
  • the roughness value may vary depending on the size of the plurality of metal particles forming the first substrate first conductive layer of the present invention.
  • Surface roughness measurements of the top and side surfaces according to the metal particle size of the present invention are shown in Table 1 below.
  • the printed circuit board of the present invention is characterized in that the roughness of the upper surface of the first conductive layer has an Rt value of 10 to 60 nm, a Ra value of 5 to 30 nm, and an Rz value of 320 nm or less.
  • the roughness of the said side surface of 1 conductive layer is characterized by the Rt value of 20-120 nm, Ra value of 10-60 nm, and Rz value of 40-240 nm.
  • the first conductive layer when the first conductive layer is formed by a metal paste method including a plurality of metal particles and organic substances, roughness of the top and side surfaces of the first conductive layer is a general process. It may be lower than the printed circuit board. More specifically, when the conductive layer of the printed circuit board is formed by a conventional photolithography process, the roughness of the top and side surfaces of the conductive layer may be lower than the roughness of the top and side surfaces of the first conductive layer of the present invention. This is because the process of physically and chemically removing a part of the upper and side surfaces of the conductive layer is omitted in the conventional process.
  • 4A, 4B, and 4C are diagrams illustrating various embodiments for fixing the first substrate and the first conductive layer in the printed circuit board of the present invention.
  • the printed circuit board of the present invention may use various embodiments to improve the fixing force between the first substrate and the first conductive layer, i) using a first intermediate layer formed between the first substrate and the first conductive layer, or , ii) the metal particles themselves may penetrate and bond to the first substrate.
  • a first intermediate layer 131 formed of an organic material or a resin, which is a binder, may be formed between the first substrate 110 and the first conductive layer.
  • the organic material or the resin having the same component as the organic material or the resin included in the pores of the first conductive layer may form the first intermediate layer to improve the bonding force between the first conductive layer and the first substrate.
  • a first intermediate layer 131 may be formed between the first substrate 110 and the first conductive layer by adding a separate adhesive layer 132.
  • Such an adhesive layer may be formed using a material different from the organic material included in the first conductive layer, or may use an organic material or a resin.
  • the adhesive layer 132 is first formed on the first substrate 110, and then a first conductive layer is formed thereon to bond the first conductive layer and the first substrate to ensure adhesion.
  • the adhesive layer may be any adhesive material that can be generally used, such as polyvinyl acetate, polymer solution, cyanoacrylate, bisacrylate, polymer, urea resin. Moreover, various methods which can form an adhesive layer, such as an adhesive film, an adhesive liquid, and an adhesive tape, can be used.
  • a portion of the plurality of metal particles 133 penetrates one surface of the first substrate between the first substrate 110 and the first conductive layer, so that the first substrate and the first conductive layer are formed on the first substrate.
  • FIG. 5A and 5B illustrate another embodiment of the present invention, which further includes a cover layer in the printed circuit board of the present invention.
  • Figure 5a is an embodiment of a printed circuit board including an intermediate layer
  • Figure 5b is an embodiment of a printed circuit board formed without a separate intermediate layer.
  • the printed circuit board of the present invention may further include a first cover layer 140.
  • the first cover layer is formed on the first conductive layer or the first intermediate layer, and may be formed to cover a part of the printed circuit board according to the embodiment in which the printed circuit board is used, or may be formed to cover the entire printed circuit board. May be
  • the first cover layer 140 may be formed of the same material as that of the first substrate 110 and may serve as the first substrate. More specifically, another conductive layer, an intermediate layer, and a cover layer may be further formed on the first cover layer 140.
  • the first cover layer 140 may be made of an insulating material for protecting the first conductive layer 120 and the circuit.
  • the first cover layer may further include a protective layer that performs a protective role between the first cover layer and the first conductive layer.
  • a first intermediate layer and a first conductive layer may be formed on the first substrate, and a protective layer made of an insulating material or the like may be formed on the first conductive layer.
  • a first cover layer 140 of a flexible material such as PET film, paper, or fiber is formed on the protective layer, and another conductive layer may be formed on the first cover layer.
  • the printed circuit board of the present invention may further include a second conductive layer 150 on the first cover layer 140.
  • the second conductive layer 150 is formed on a layer different from the first conductive layer 120 to form a layer of conductive layers to transmit and receive electrical signals.
  • the second conductive layer may also be formed in the same manner as the first conductive layer, and may have a thickness and a height including an upper surface, a lower surface, and a side surface.
  • the lower surface area of the second conductive layer may be formed to be larger than the upper surface area, and the upper surface roughness of the second conductive layer may be lower than the side roughness.
  • the second conductive layer may also be formed as a circuit pattern on the substrate, and the circuit pattern may be used in the NFC coil according to the shape of the conductive layer.
  • the second conductive layer 150 may be formed of a plurality of metal particles like the first conductive layer 120, and may have a predetermined porosity or a composition ratio of metal.
  • the metal particles and the organic material may be mixed to form a metal paste.
  • a second intermediate layer 160 may be formed between the second conductive layer 150 and the first cover layer 140.
  • the second intermediate layer serves to fix the first cover layer and the second conductive layer like the first intermediate layer, and is formed of a resin that is an organic material or a binder, a separate adhesive layer, or a plurality of metal particles. May be formed in a manner of digging and fixing between the first cover layers.
  • the second cover layer 170 may be formed on the second conductive layer or the second intermediate layer.
  • the second cover layer 170 may serve as a second substrate like the first cover layer, or may be made of an insulating material for protecting the second conductive layer and the circuit.
  • a plurality of conductive layers may be formed according to the design of the product such as the third conductive layer, the third intermediate layer, and the third cover layer. For example, when implementing the circuit pattern of the NFC coil, by forming a multi-layer NFC coil can be used to enhance the strength of the induced electromotive force and to apply, such as wireless charging.
  • NFC Near field communication
  • RFID radio tag
  • NFC is a radio tag (RFID) technology, which is a contactless communication technology that uses a 13.56 MHz frequency band. It is a next generation short-range communication technology that is attracting attention because of its relatively high security and low price because of its short communication distance. NFC can use both data reading and writing functions, eliminating the need for readers that were previously required for use in radio frequency identification. It is similar to existing short-range communication technology such as Bluetooth but has the advantage of not needing to establish connection between devices like Bluetooth.
  • the present invention applying the NFC coil to the conductive layer of the printed circuit board can be applied to the temperature sensing device.
  • the temperature sensing device may include a printed circuit board to which an NFC coil is applied to the conductive layer of the present invention.
  • the temperature sensing device needs to be made thinner and lighter to give comfort to the wearer while being attached to the body in order to continuously measure the body temperature. Since the temperature sensing device is attached to the body, the substrate must be flexible, so that the printed circuit board of the present invention can be applied.
  • the temperature sensing device may further include a temperature sensor chip.
  • a temperature sensor chip When a magnetic field change occurs in the NFC coil by an external device, an induction current is generated in the NFC coil to operate the temperature sensor chip connected to the electrode, and the information detected by the temperature sensor chip is transferred to the NFC coil to transmit and receive information with the external device. Will generate a signal for Therefore, there is no need to have a separate battery, there is an advantage that the temperature can be easily measured through an external device at any time as long as it is attached to the body.
  • Temperature sensing device 210 can be used for the purpose of monitoring the body temperature of the infant.
  • the temperature sensing device 210 may be implemented in a band type or a patch type so as to be worn or attached to an infant's body part, for example, an arm, a wrist, an armpit, or the like, so as to sense the infant's body temperature.
  • the temperature sensing unit 220 may be implemented in a non-contact or contact manner, the temperature sensing unit 220 is preferably disposed in a position that can effectively detect the heat energy or radiant light generated from the infant.
  • the temperature sensing device worn or attached to the infant is connected to an external terminal 250, preferably, a smartphone of a parent and a local area network.
  • the local area network may include a Bluetooth or Wi-Fi communication network.
  • the temperature sensing device 210 acquires the body temperature of the infant at predetermined cycles, that is, the temperature information of the infant is acquired at each cycle.
  • the temperature sensing device 210 checks whether or not data communication with the external terminal 250 is possible at regular intervals. If the data communication with the external terminal 250 is possible as a result of the checking, that is, in advance with the temperature sensing device 210. When the paired or pre-registered external terminal 250 exists within a range capable of short-range communication, the temperature sensing device 210 transmits the obtained temperature information to the external terminal 250.
  • the temperature sensing device 210 stores the obtained temperature information in a storage unit provided in the temperature sensing device 210.
  • the temperature sensing device 210 detects an abnormality of the obtained temperature information in addition to a function of transmitting temperature information to the external terminal 250 or storing temperature information inside the temperature sensing device 210. By presenting an alarm to the user, the user can be acknowledged. For example, when temperature information within a preset range is acquired while the temperature sensing device 210 continuously monitors the temperature of the infant, for example, when temperature information of 37 degrees or more is obtained, the temperature sensing device 210 internally. It can be operated by the alarm unit provided with a parent to know this. Of course, in this case, if data communication is possible, the temperature information is transmitted to the smartphone of the parent and may activate the alarm of the smartphone itself through an application installed in the smartphone.
  • the temperature sensing device 210 not only whether the temperature is abnormal, but also when the data communication between the temperature sensing device 210 and the external terminal 250 becomes impossible to operate the alarm unit to the parent This can be recognized.
  • the temperature sensing unit 210 displays an alarm unit so that the parent does this. I can tell.
  • the temperature information previously stored by the temperature sensing device 210 in the internal storage unit or the temperature information transmitted by the temperature sensing device 210 to the external terminal may be accumulated and stored in the future. It may be implemented to be read by another terminal in the same institution. Accordingly, the user can easily provide the accumulated temperature information to an institution such as a hospital, so that the user can quickly follow up.
  • the temperature sensing device 210 can be used to attach or attach to children in the playground.
  • the child may wear or attach the temperature sensing device 210 to a part of the body and enjoy playing in the water.
  • the temperature sensing device 210 may perform data communication with an external terminal 250, for example, a parent's smartphone. Can be connected via a local area network.
  • the temperature sensing device 210 may acquire temperature information of a child, but may drive an alarm unit provided in the temperature sensing device 210 when an abnormal range, for example, temperature information of 33 degrees is obtained. Furthermore, the parent may be recognized by transmitting the same to the external terminal 250 connected through the local area network and causing the external terminal 250 to sound an alarm.
  • the temperature sensing device 210 continuously checks whether or not data communication with the external terminal 250 becomes impossible when data communication is impossible, that is, when a child is too far away from the beach, such as when data communication is impossible.
  • the alarm unit provided in the device 210 may be driven.
  • the parent may be notified to recognize that the location of the child is outside the limited range.
  • the temperature sensing device 210 may be manufactured in a band shape so that it may be easily worn even if the shape of the object is various. That is, the temperature sensing device 210 may manufacture the band-type temperature sensing device 210 by forming a substrate on the elastic band and having the detailed configuration described above on the substrate.
  • the band type temperature sensing device 210 is useful to be worn on the arm or leg of an infant, and furthermore, it is also useful to surround the baby article.
  • the temperature sensing device 210 may be used to monitor the temperature of the infant feeding bottle 230.
  • 6A schematically illustrates an embodiment of obtaining temperature information of the bottle 230 by using the temperature sensing device 210.
  • the band type temperature sensing device 210 may be worn by being wrapped around the feeding bottle 230, and in particular, the temperature sensing unit 220 may effectively sense the temperature of the milk in the feeding bottle 230.
  • the sensing unit 220 may be in contact with the outer wall of the bottle 230.
  • the temperature sensing device 210 may be connected to the guardian's smartphone through a local area network to continuously transmit the temperature of the bottle 230.
  • the temperature sensing device 210 may cause the smartphone to notify the guardian when the temperature of the bottle 230 reaches a preset proper range, or may be provided in the temperature sensing device 210 by itself.
  • the alarm can be activated to allow the surrounding guardian to recognize it through light or sound.
  • the guardian is appropriate. There is no need to check the bottle 230 continuously until it cools down to a temperature, and the bottle 230 can do other things while the bottle cools down, so that the guardian can effectively use the time.
  • the temperature sensing device 210 according to the present invention may be manufactured in a patch form and attached to various positions of the object. That is, the temperature sensing device 210 according to the present invention may include an adhesive adhesive layer attached to the outer surface of the object or the skin of a person, to form a substrate of a flexible material on the adhesive layer, the temperature on the substrate
  • the temperature sensing device 210 may be manufactured by providing a detailed configuration such as the sensing unit 220, the communication unit, and the control unit. In the case of the temperature sensing device 210 manufactured in the patch type as described above, it may be freely attached to any position on the infant article.
  • FIG. 6B illustrates an embodiment in which the patch type temperature sensing device 210 is attached to the sunscreen of the baby carriage 240.
  • the stroller 240 is used to take the infant out of the outside, it is provided with a sunshade so that direct sunlight does not directly contact the infant.
  • the sunshade may be effective in preventing direct sunlight, but heat, ie, radiant heat generated in contact with the sunshade to enter the baby carriage 240 may increase the internal temperature of the baby carriage 240 and may adversely affect the infant. there is a problem.
  • the increase in the internal temperature of the stroller 240 due to the radiant heat may be difficult to recognize the guardian may be more dangerous to the infant.
  • the patch type temperature sensing device 210 is attached to the sunshade of the baby carriage 240 and thus detects radiant heat radiated by the sunshade to obtain temperature information inside the baby carriage 240, and thus, a local area network, particularly a Bluetooth communication network. Can be sent to the connected guardian's smartphone.
  • the patch type temperature sensing device 210 accumulates and stores the obtained temperature information in the temperature sensing device 210 when data communication with the guardian's smartphone is impossible as in the previous embodiment, and then stores the data. When communication is enabled, the previously accumulated temperature information is transmitted to the smartphone at once.
  • the patch type temperature sensing device 210 may be provided with an alarm unit by itself, and when the temperature information inside the baby carriage 240 is included in a preset range, an alarm (light, sound, vibration) is displayed to notify an abnormality. This can draw the attention of other people or guardians around you. For example, when the temperature information inside the baby carriage 240 is 30 degrees or more, the temperature sensing device 210 may display an alarm in such a manner as to emit light or generate a sound.
  • the guardian's smartphone may be installed an application for interworking with the temperature sensing device 210.
  • the application continuously checks whether data communication with the temperature sensing device 210 is possible, that is, the temperature sensing device 210 exists within a range capable of short-range communication, and when the temperature sensing device 210 is out of range.
  • An alarm display means provided in the smartphone for example, flashlight, sound, vibration, etc. can be notified to the guardian.

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Abstract

본 발명은 제1 기판, 제1 기판 상의 제1 도전층을 포함하고, 상기 제1 도전층은 상면, 하면 및 측면을 포함하고, 상기 제1 도전층은 다수의 공극을 포함하고, 상기 제1 도전층의 상기 하면의 넓이는 상기 상면의 넓이보다 더 큰 인쇄회로기판에 관한 것이다.

Description

인쇄회로기판
본 발명은 제1 기판, 제1 기판 상의 제1 도전층을 포함하고, 상기 제1 도전층은 상면, 하면 및 측면을 포함하고, 상기 제1 도전층은 다수의 공극을 포함하고, 상기 제1 도전층의 상기 하면의 넓이는 상기 상면의 넓이보다 더 큰 인쇄회로기판에 관한 것이다.
인쇄회로기판은 집적 회로, 저항기, 또는 스위치 등 다양한 전기적 부품들이 납땜되어 실장되는 얇은 판을 말하며, 대부분의 전자 장치에 사용되는 회로들은 이러한 인쇄회로기판에 설치된다.
종래의 인쇄회로기판의 경우, 플라스틱 등 단단한 재료를 기반으로 하여 구성되었으나, 최근에는 인쇄회로기판을 플렉서블(Flexible)한 형태에 유기물 또는 무기물 기반의 재료를 사용하여 유연성을 향상시켜 제품에 적용하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
도 1을 참조하면, 플렉서블 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)의 경우, PI 기판소재 상에 구리(Copper)를 증발 탈수(evaporation), 적층(lamination) 등 다양한 방법으로 생성 후 이를 포토리소그래피(Photo- lithography) 방법으로 배선을 형성하여 이를 전자 기판으로 사용하게 된다. 이러한 경우, 기판 소재에 상대적으로 고가인 폴리이미드 필름(Polyimide file; PI) 재료를 사용하게 되며, 포토리소그래피가 포토레지스트 형성, 노광, 현상, 박리 등 복잡한 공정으로 배선을 형성하며, PI 이외의 기재 사용이 어려워 기재사용의 자유도가 매우 낮게 된다.
따라서, 인쇄회로기판을 PI재료가 아니면서 최근 추세에 알맞은 PET 필름, 종이, 섬유 등 유연한 재료를 사용할 수 있는 기술의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB)의 일반적인 소재인 PI로 구현할 수 없는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판에 배선을 형성하여 이를 FPCB의 대체 용도로 적용 가능한 인쇄회로기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 제1 기판, 상기 제1 기판 상의 제1 도전층을 포함하고, 상기 제1 도전층은 상면, 하면 및 측면을 포함하고, 상기 제1 도전층은 다수의 공극을 포함하고, 상기 제1 도전층의 상기 하면의 넓이는 상기 상면의 넓이보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 제1 기판이 PET 필름, 종이 또는 섬유인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 제1 도전층이 상기 측면의 경사각이 10도 내지 80도인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 제1 도전층의 상기 상면 조도가 상기 제1 도전층의 상기 측면 조도보다 낮은 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 제1 도전층이 공극에 형성된 유기물을 더 포함하고, 상기 유기물은 결합체(binder)인 레진을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 제1 도전층이 금속 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 금속 입자의 크기는 50nm 내지 1μm인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 제1 도전층이 공극률이 5 내지 50%인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제1 도전층은, 제1 도전층을 형성하는 금속의 조성비가 60 내지 95%인 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판은, 상기 제1 기판과 상기 제1 도전층 사이에 형성되는 제1 중간층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 제1 중간층은, 유기물, 또는 결합체인 레진인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인쇄회로기판은, 인쇄로 배선을 형성함으로써 종래의 복잡한 포토리소그래피 공정을 메탈 페이스트 잉크 인쇄로 단순화하여 생산비용을 절감하고 효율성 및 상품성을 증대시킬 수 있다.
또한, 종래의 FPCB가 도금 또는 구리를 이용하여 형성하고, D/E/S 방법 등을 사용하여 제1 도전층의 형성에 기재의 낭비가 많은 반면에, 본 발명의 인쇄회로기판은, 다수의 금속 입자와 다수의 공극으로 이루어진 메탈 페이스트 잉크(metal-paste ink)를 사용하므로, 인쇄공정 사용시 제1 도전층 형성에 낭비가 적게 된다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판은, 100도 내지 200도 가량의 저온에서 인쇄 및 소결되므로, 유연한 특성을 가지는 일반적인 제1 기판인 종이, PET필름, 섬유 등 인쇄가 가능한 다양한 제1 기판을 인쇄회로기판으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판은, 기판과 도전층 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 도전층의 하면을 상면보다 더 크게 하여, 기판과 도전층 사이의 접촉면적을 넓힐 수 있다. 그리고, 제1 기판과 제1 도전층 사이를 고정시키기 위하여 유기물 바인더를 이용하거나, 제1 기판과 제1 도전층 사이에 별도의 접착층을 형성하거나, 다수의 금속 입자의 일부가 제1 기판의 일면에 파고들게 하여 유연한 성질의 제1 기판에도 제1 도전층이 쉽게 형성될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 인쇄회로기판의 생성 방법을 나타내는 구성도이다.
도 2a, 도 2b는 본 발명의 인쇄회로기판을 나타내는 예시도이다.
도 3a, 도 3b는 다수의 금속 입자와 공극을 포함하는 본 발명의 인쇄회로기판을 나타내는 구성도이다.
도 4a, 도 4b, 도 4c는 본 발명의 인쇄회로기판에서, 제1 기판과 제1 도전층을 고정시키기 위한 다양한 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 5a, 도 5b는 본 발명의 인쇄회로기판에서, 커버층을 더 포함하는 구성을 나타내는 또다른 실시예이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c는 본 발명의 인쇄회로기판이 사용될 수 있는 여러 실시예를 나타내는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '인쇄회로기판'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 제1 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 종래의 인쇄회로기판의 생성 방법을 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 인쇄회로기판은 기저층(Base Layer) 위에 필름(Film)을 형성하고, 필름 위에 포토레지스트(Photoresist)층을 형성한다. 이어, 포토레지스트 위에 마스킹을 제작하는 노광 작업을 진행하며, 현상, 박리, 세정 등 복잡한 공정을 거쳐 포토리소그래피 공정으로 배선을 형성한다.
이러한 포토리소그래피 공정으로 배선을 형성하는 경우, 정해진 두께와 높이로 이루어지며 플라스틱 또는 PI 필름으로 이루어진 기판 상에만 형성할 수 밖에 없다. 따라서, 본 발명의 인쇄회로기판과 같이 종이, 섬유, PET필름 등 유연한 특성을 가지는 기판 상에는 금속 배선층을 형성하기가 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래의 기판은 리지드하거나 플렉서블할 수 있으며, 유리 또는 플라스틱으로 이루어지는 딱딱한 재질의 기판이 다수 사용되었다. 그러나, 종래의 인쇄회로기판은 기판이 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어지는 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 기판도 사용되었지만, 종이나 섬유와 같이 큰 각도로 자유롭게 휘어지고 강도가 약한 기판으로 인쇄회로 기판을 구현하는 경우 도전층과 기판의 박리 및 도전층의 파손과 같은 문제가 있었다.
도 2a, 도 2b는 본 발명의 인쇄회로기판을 나타내는 예시도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 인쇄회로기판은 제1 기판(110), 제1 도전층(120)을 포함하며, 제1 중간층(130) 및 제1 커버층(140)을 더 포함할 수 있다.
제1 기판(110) 상에는 제1 도전층 및 여러 칩들이 실장될 수 있다. 이 때, 제1 기판은 유연한 것을 특징으로 할 수 있으며, 이러한 제1 기판은 PET, 종이, 섬유, 필름(film) 등 일반적인 플렉서블 기판보다 곡면의 정도가 더 자유로운 재질이 모두 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 인쇄회로기판은, 패치용 온도센서나 의류, NFC 코일 등 종래의 딱딱한 기판이 사용될 수 없었던 다양한 일상생활의 어플리케이션에 사용될 수도 있다.
제1 도전층(120)은 제1 기판(110) 상에 형성되며, 전기적 신호를 송/수신하는 역할을 수행할 수 있다. 도 2b를 참조하면, 제1 도전층은 제1 기판 상에 형성되고, 상면(121), 하면(122), 측면(123)을 포함하며 두께 및 높이를 가지고 형성된다. 이러한 제1 도전층은 제1 기판 상의 회로 패턴으로 형성될 수 있으며, 제1 도전층의 형상에 따라 회로 패턴이 NFC 코일에 사용될 수도 있다.
이 때, 제1 도전층의 높이는 1~20μm로 형성될 수 있고, 바람직하게는 1~10 μm로 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1~5 μm의 높이로 제1 도전층이 형성될 수 있다. 이 때, 제1 도전층의 높이가 1μm 이하인 경우, 저항 증가로 인하여 전기적 특성이 감소하게 되는 단점이 발생하며, 제1 도전층의 높이가 20μm 이상인 경우 제1 도전층의 박리가 발생할 수 있다.
이 때, 제1 도전층의 하면(122)은 제1 기판의 일면을 바라보는 면을 말하며, 제1 도전층의 상면(121)은 제1 도전층의 하면과 서로 바라보는 면을 말한다. 또한, 제1 도전층의 단면은 도 2b와 같이 직사각형, 정사각형, 사다리꼴 형태일 수 있다. 또한, 제1 도전층은 경사면을 포함할 수 있으며, 경사면을 포함한 곡면형태일 수 있다. 또한, 제1 도전층의 측면(123)은 하면/상면을 제외한 나머지 부분인, 제1 도전층을 둘러싸는 부분을 말한다.
이 때, 본 발명의 인쇄회로기판은, 제1 도전층이 형성되면서 제1 도전층의 하면 넓이가 제1 도전층의 상면 넓이보다 더 큰 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 도전층의 하면 넓이가 더 커지므로 제1 기판과 제1 도전층의 접촉면이 더 넓어지고, 제1 기판과 제1 도전층 사이의 접착력이 향상될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 제1 도전층은 다수의 공극(125)을 포함할 수 있으며, 다수의 금속 입자(124)를 포함할 수 있다. 이 때, 다수의 금속 입자와 결합체(binder)가 포함된 메탈 페이스트 잉크로 제1 도전층을 형성할 수도 있으며, 제1 도전층 자체에 다수의 공극만을 별도로 형성할 수도 있으며, 다수의 금속 입자를 포함하는 제1 도전층을 형성할 수도 있다.
이 때, 제1 도전층이 포함하는 다수의 공극(125) 또는 다수의 금속 입자(124)는 일정 비율로 형성될 수 있다. 상세하게는, 제1 도전층의 공극률이 5% 내지 50% 로 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제1 도전층의 공극률이 10% 내지 40%로 형성될 수 있다. 제1 도전층의 공극률이 5%보다 낮은 경우, 금속 입자를 결합시키는 유기 바인더의 비율이 줄어들기 때문에 접착력이 낮아질 수 있고, 제1 도전층의 공극률이 50% 이상인 경우, 제1 도전층을 형성하는 금속의 비율이 지나치게 낮아 도전율이 떨어지며, 도전성 및 전기적 신호의 전달률이 낮아지게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
마찬가지로, 제1 도전층을 형성하는 금속의 조성비가 60% 내지 95% 로 형성될 수 있다. 금속의 조성비가 60% 이하인 경우 제1 도전층의 공극률이 높은 경우와 마찬가지로 전기적 신호의 전달률이 낮아질 수 있으며, 금속의 조성비가 95% 이상인 경우 금속 입자를 결합시키는 유기 바인더의 비율이 줄어들기 때문에 접착력이 낮아질 수 있다.
제1 도전층(120)이 포함하는 다수의 금속 입자(124)로 이루어지는 경우, 금속 입자의 크기는 50nm 내지 1μm로 형성될 수 있다. 금속 입자의 크기는 바람직하게 50nm 내지 200nm 일 수 있다. 더욱 바람직하게는 50nm 내지 100nm 일 수 있다. 또한, 다수의 금속 입자는 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 도전성과 연성이 좋은 여러 금속을 사용할 수도 있다. 이 때, 다수의 금속 입자는 제1 도전층이 제1 기판 상에 형성된 후 금속 입자간 소결이 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 인쇄회로기판은, 제1 도전층이 유기물을 더 포함할 수 있다. 이러한 유기물은 결합체(binder)인 레진으로 형성될 수 있으며, 이러한 유기물 또는 레진들은 제1 도전층에 형성된 공극에 위치할 수 있다. 더 자세하게, 제1 도전층에 형성된 공극을 유기물 또는 결합체인 레진이 채울 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 제1 도전층 측면(123) 또는 경사면은 일정한 경사각(126)을 형성할 수 있다. 이 때, 경사각(126)은 제1 기판의 일면과 수직인 임의의 가상선과, 제1 도전층의 측면(123) 또는 경사면이 이루는 예각을 말한다. 제1 도전층의 하면(122) 넓이가 제1 도전층의 상면(121) 넓이보다 더 큰 경우, 자연스럽게 측면이 경사각(126)을 형성하게 되며, 이러한 경사각(126)은 10도 내지 80도의 각도로 형성될 수 있다. 경사각이 10도 이하인 경우, 제1 기판과 제1 도전층 간의 접착력이 충분히 생길 수 없는 문제가 발생하며, 경사각이 80도 이상인 경우, 제1 도전층의 면적이 지나치게 넓어져 미세패턴을 구현할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 인쇄회로기판은, 제1 도전층의 상면 조도가 제1 도전층의 측면 조도보다 낮은 것을 특징으로 한다.
조도(粗度, roughness)는 표면 거칠기를 뜻하며, 일반적으로 토양입자나 역의 표면일 거칠고 매끄러운 정도를 나타내는 수치이다. 이러한 표면 조도를 구하기 위하여, 최대높이조도(Rt), 중심선평균조도(Ra), 10점 평균 조도(Rz) 등 여러 수치를 측정할 수 있다.
최대높이조도(Rt)는 최고점과 최저점 간의 거리를 의미한다. Rt값의 경우, 측정 부위에 따라서 그 측정값이 달라질 수 있으므로 표면조도를 대표할 만한 부분을 여러 곳 측정하여 그 평균값을 구하는 것이 바람직하다.
중심선평균조도(Ra)는 산술평균 거칠기를 뜻하며, 기준길이 내의 거칠기 평균값을 이용한다. 일반적으로, 중심선에서 표면의 단면 곡선까지 길이의 절대값들의 기준 길이내에서의 평균으로 산출한다.
10점 평균조도(Rz)는 평균거리를 의미하며, 거칠기 단면 곡선에서 기준길이만큼 채취하여 단면곡선의 평균선과 평행한 임의직선을 긋고 가장 높은 5개 산의 기준선으로부터 거리의 평균값과 가장 낮은 5개 골의 기준선으로부터의 거리의 평균값과의 차이로 나타낸다.
본 발명의 경우, 제1 도전층의 상면(121) 조도가 제1 도전층의 측면(123) 조도보다 낮은 것을 특징으로 한다. 제1 도전층을 형성하는 다수의 금속 입자의 경우, 하면의 넓이가 상면의 넓이보다 더 넓게 형성되면서 측면으로 각종 금속 입자들이 튀어나오게 되므로, 측면 조도가 더 높아지게 된다.
구체적으로, 본 발명의 제1 기판 제1 도전층을 형성하는 다수의 금속 입자 크기에 따라 조도 값이 달라질 수 있다. 금속 입자 크기가 클수록 최대높이조도(Rt), 중심선평균조도(Ra), 10점 평균조도(Rz) 모두 커지는 경향이 있다. 본 발명의 금속입자 크기에 따른 상면 및 측면의 표면 조도 측정값은 다음 표 1과 같다.
입자 크기 50nm 100~120nm 150~250nm
상면(nm) 측면(nm) 상면(nm) 측면(nm) 상면(nm) 측면(nm)
Rt 10~15 20~30 20~30 40~60 20~60 80~120
Ra 5~8 10~15 10~15 20~30 20~30 40~60
Rz 80이하 40~60 160이하 80~120 320이하 160~240
따라서, 본 발명의 인쇄회로기판은, 상기 제1 도전층의 상기 상면의 조도가 Rt값이 10 내지 60 nm, Ra값이 5 내지 30 nm, Rz값이 320 nm 이하인 것을 특징으로 하며, 상기 제1 도전층의 상기 측면의 조도가 Rt값이 20 내지 120 nm, Ra값이 10 내지 60 nm, Rz값이 40 내지 240 nm 인 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명의 인쇄회로기판의 일 실시예로서, 다수의 금속 입자 및 유기물을 포함하는 메탈 페이스트 방식으로 제1 도전층이 형성되는 경우, 제1 도전층의 상면 및 측면의 조도는 일반적인 공정의 인쇄회로기판보다 낮을 수 있다. 더 구체적으로, 종래의 포토리소그래피 방식의 공정으로 인쇄회로기판의 도전층을 형성한 경우, 도전층의 상면 및 측면의 조도는 본 발명의 제1 도전층의 상면 및 측면의 조도보다 낮을 수 있다. 이는 종래의 공정에서 도전층의 상면 및 측면의 일부를 물리적/화학적으로 제거하는 공정이 생략되기 때문이다.
도 4a, 도 4b, 도 4c는 본 발명의 인쇄회로기판에서, 제1 기판과 제1 도전층을 고정시키기 위한 다양한 실시예를 나타내는 구성도이다.
본 발명의 인쇄회로기판은, 제1 기판과 제1 도전층의 고정력을 향상시키기 위하여 다양한 실시예를 이용할 수 있으며, i)제1 기판과 제1 도전층 사이에 형성되는 제1 중간층을 사용하거나, ii)금속 입자 자체가 제1 기판에 파고들어 결합할 수도 있다.
도 4a를 참조하면, 제1 기판(110)과 제1 도전층 사이에는 유기물 또는 결합체인 레진으로 형성된 제1 중간층(131)이 형성될 수 있다. 자세하게, 제1 도전층의 공극에 포함된 유기물 또는 레진과 동일한 성분의 유기물 또는 레진이 제1 중간층을 구성하여 제1 도전층과 제1 기판 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제1 기판(110)과 제1 도전층 사이에는 별도의 접착층(132)을 추가한 제1 중간층(131)이 형성될 수 있다. 이러한 접착층은 제1 도전층에 포함되는 유기물과 다른 재료를 이용하여 형성할 수도 있고, 유기물 또는 레진을 이용할 수도 있다. 이 경우, 제1 기판(110) 상에 접착층(132)을 먼저 형성한 후, 그 위에 제1 도전층을 형성하여 제1 도전층과 제1 기판을 결합하고 밀착력을 확보도록 한다.
이러한 접착층은 폴리아세트산비닐, 고분자 용액, 시아노아크릴레이트, 비스아크릴레이트, 중합체, 요소수지 등 일반적으로 사용될 수 있는 모든 접착용 재료를 쓸 수 있다. 또한, 접착 필름, 접착액, 접착 테이프 등 접착층을 형성할 수 있는 다양한 방법을 사용할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 제1 기판(110)과 제1 도전층 사이에 다수의 금속 입자(133)의 일부가 제1 기판의 일면에 파고들어, 제1 기판과 제1 도전층을 제1 기판에 고정시킨다. 특히, 금속 입자의 크기가 큰 경우 제1 기판의 일면에 파고들기 용이하며, 입자가 파고듬으로써 물리적인 결합을 유도하고, 제1 기판의 연화점까지 온도를 올려서 표면에 일부 녹아들어가게 함으로써 화학적인 결합을 유도할 수 있다.
도 5a, 도 5b는 본 발명의 인쇄회로기판에서, 커버층을 더 포함하는 구성을 나타내는 또다른 실시예이다. 이 때, 도 5a는 중간층을 포함하는 인쇄회로기판의 실시예이며, 도 5b는 별도의 중간층 없이 형성되는 인쇄회로기판의 실시예이다.
도 5a, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 인쇄회로기판은 제1 커버층(140)을 더 포함할 수 있다. 제1 커버층은 제1 도전층 또는 제1 중간층 상에 형성되며, 인쇄회로기판이 사용되는 실시예에 따라서 인쇄회로기판 일부를 덮는 형태로 형성될 수도 있고, 인쇄회로기판 전체를 덮는 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 제1 커버층(140)은 제1 기판(110)과 동일한 소재로 형성되어, 제1 기판과 같은 역할을 수행할 수도 있다. 더 구체적으로, 제1 커버층(140) 상에 또다른 도전층, 중간층 및 커버층이 더 형성될 수도 있다. 또한, 제1 커버층(140)은 제1 도전층(120) 및 회로를 보호하기 위한 절연 물질로 이루어질 수도 있다. 또한, 제1 커버층은 제1 기판과 동일한 소재로 형성하는 경우, 제1 커버층과 제1 도전층 사이에 보호 역할을 수행하는 보호층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판 상에 제1 중간층 및 제1 도전층이 형성되고, 제1 도전층 상에 절연물질 등으로 이루어진 보호층이 형성될 수 있다. 이어, 보호층 상에 PET필름, 종이 또는 섬유 등 유연한 소재의 제1 커버층(140)이 형성되어, 제1 커버층 상에 또다른 도전층이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판은, 제1 커버층(140) 상에 제2 도전층(150)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 제2 도전층(150)은 제1 도전층(120)과 다른 층에 형성되어, 겹층의 도전층을 형성하여 전기적 신호를 송/수신하는 역할을 수행한다. 제2 도전층 역시 제1 도전층과 동일한 방식으로 형성될 수 있으며, 상면/하면/측면을 포함하여 두께 및 높이를 가지고 형성될 수 있다. 이 때, 제2 도전층의 하면 넓이가 상면 넓이보다 더 큰 형태로 형성될 수도 있으며, 제2 도전층의 상면 조도가 측면 조도보다 낮도록 형성할 수 있다. 또한, 제2 도전층 역시 기판 상의 회로 패턴으로 형성될 수 있으며, 도전층의 형상에 따라 회로 패턴이 NFC 코일에 사용될 수도 있다.
한편, 제2 도전층(150)은 제1 도전층(120)과 같이 다수의 금속 입자로 형성될 수 있으며, 일정한 공극률 또는 금속의 조성비를 가지고 형성될 수 있다. 또한, 금속 입자와 유기물을 일정 비율로 섞어서 메탈 페이스트로 형성할 수도 있다.
또한, 제2 도전층(150)과 제1 커버층(140) 사이에 제2 중간층(160)을 형성할 수 있다. 이 때, 제2 중간층은 제1 중간층과 같이 제1 커버층과 제2 도전층 사이를 고정시키는 역할을 수행하며, 유기물 또는 결합체인 레진으로 형성되거나, 별도의 접착층으로 형성되거나, 다수의 금속 입자가 제1 커버층 사이에 파고들어 고정시키는 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 제2 도전층 또는 제2 중간층 상이 제2 커버층(170)을 형성할 수 있다. 이 때, 제2 커버층(170)은 제1 커버층과 같이 제2 기판의 역할을 수행할 수도 있으며, 제2 도전층 및 회로를 보호하기 위한 절연 물질로 이루어질 수도 있다. 한편, 제2 커버층 상에는 또다시 제3 도전층, 제3 중간층, 제3 커버층 등 제품상의 설계에 따라서 복층의 도전층이 형성될 수 있다. 예를 들어, NFC 코일의 회로 패턴을 구현하는 경우, 복층의 NFC 코일을 형성함으로써 유도기전력의 세기를 강화하고 무선 충전 등의 적용에 효과적으로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판의 도전층은 NFC 코일 형상을 가질 수 있다. NFC(near field communication)란 무선태그(RFID) 기술 중 하나로 13.56MHz의　주파수　대역을 사용하는 비접촉식 통신 기술이다. 통신거리가 짧기 때문에 상대적으로 보안이 우수하고 가격이 저렴해 주목 받는 차세대 근거리 통신 기술이다. NFC는 데이터 읽기와 쓰기 기능을 모두 사용할 수 있기 때문에 기존에　RFID(radio　frequency　identification)　사용을 위해 필요했던 판독기(reader)가 필요하지 않다.　블루투스　등 기존의 근거리 통신 기술과 유사하지만 블루투스(Bluetooth)처럼 기기 간 연결 설정을 하지 않아도 되는 장점이 있다.
또한, 인쇄회로기판의 도전층에 NFC 코일을 적용한 본 발명은 온도 감지 장치에 적용될 수 있다. 자세하게, 온도 감지 장치는 본 발명의 도전층에 NFC 코일이 적용된 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 구체적으로, 온도 감지 장치는 체온을 지속적으로 측정하기 위하여 신체에 부착되면서, 보다 얇고 가볍게 제조하여 착용자에게 편안함을 주는 것이 필요하다. 이러한 온도 감지 장치는 신체에 부착되기 때문에 기판이 유연하여야 하므로, 본 발명의 인쇄회로기판을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 온도 감지 장치는 온도 센서 칩을 더 포함할 수 있다. 외부장치에 의해 NFC 코일에 자기장 변화가 생기면 NFC 코일에 유도 전류가 발생하여 전극에 연결된 온도 센서 칩이 작동되고, 온도 센서 칩이 감지한 정보는 다시 NFC 코일에 전달되어 외부장치와 정보를 송수신하기 위한 신호를 생성하게 된다. 따라서 별도의 배터리를 구비할 필요가 없으며, 신체에 부착되어 있는 한 언제든지 외부장치를 통해 간편히 온도 측정이 가능한 장점이 있다.
이하 본 발명의 인쇄회로기판이 적용되는 실시예에 대하여 설명한다. 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
본 발명에 따른 온도 감치 장치(210)는 유아의 체온을 모니터링 하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 온도 감지 장치(210)는 밴드형 또는 패치형으로 구현되어 유아의 신체 부위, 예를 들어 팔, 손목, 겨드랑이 등에 착용 또는 부착시켜 유아의 체온을 감지하도록 할 수 있다. 온도 감지부(220)는 비접촉식 또는 접촉식으로 구현될 수 있으며, 해당 온도 감지부(220)는 유아로부터 발생되는 열 에너지 또는 복사광을 효과적으로 감지할 수 있는 위치에 배치시킴이 바람직하다.
상기 유아에 착용 또는 부착된 온도 감지 장치는 외부 단말기(250), 바람직하게는 부모의 스마트폰과 근거리 통신망을 통해 연결된다. 이 때 근거리 통신망이란 블루투스 또는 와이파이 통신망을 포함할 수 있다. 온도 감지 장치(210)는 유아의 체온을 기설정된 주기마다 획득, 즉 유아의 온도정보를 주기마다 획득한다.
상기 온도 감지 장치(210)는 외부 단말기(250)와의 데이터통신 가능여부를 일정 주기마다 확인하는데, 확인 결과 외부 단말기(250)와의 데이터통신이 가능한 경우, 즉 상기 온도 감지 장치(210)와 사전에 패어링 된 또는 기등록된 외부 단말기(250)가 근거리 통신이 가능한 범위 내에 존재하는 경우 상기 온도 감지 장치(210)는 획득한 온도정보를 상기 외부 단말기(250)로 전송한다.
한편, 확인 결과 외부 단말기(250)와의 데이터통신이 불가능한 경우, 즉 상기 온도 감지 장치(210)와 사전에 패어링 된 또는 기등록된 외부 단말기(250)가 근거리 통신이 가능한 범위 내에 존재하지 않는 경우 상기 온도 감지 장치(210)는 획득한 온도정보를 해당 온도 감지 장치(210) 내에 구비된 저장부에 저장한다.
한편, 본 발명에 따른 온도 감지 장치(210)는 외부 단말기(250)로 온도정보를 전송하거나 또는 온도 감지 장치(210) 내부에 온도정보를 저장하는 기능 이외에도 획득한 온도정보의 이상여부를 감지하여 사용자에게 알람을 시현함으로써 사용자가 이를 인지할 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 온도 감지 장치(210)가 유아의 체온을 지속적으로 모니터링 하던 중 기설정된 범위 내의 온도정보가 획득된 경우, 가령 37도 이상의 온도정보가 획득된 경우 상기 온도 감지 장치(210)는 내부적으로 구비된 알람부를 작동시켜 부모로 하여금 이를 알 수 있게 할 수 있다. 물론 이 때, 데이터통신이 가능한 경우라면 부모의 스마트폰에 상기 온도정보가 전송되고 상기 스마트폰 내에 설치된 어플리케이션을 통해 스마트폰 자체의 알람을 작동시킬 수도 있다.
또 다른 한편, 본 발명에 따른 온도 감지 장치(210)는 온도의 이상 여부뿐 아니라 해당 온도 감지 장치(210)와 외부 단말기(250) 간의 데이터통신이 불가능해 진 경우에도 알람부를 작동시켜 부모로 하여금 이를 인지할 수 있게 할 수 있다. 온도 감지 장치(210)를 착용 또는 부착한 유아가 부모의 곁을 벗어나는 경우, 즉 유아가 상기 데이터통신이 불가능할 정도로 부모의 곁을 벗어나는 경우 상기 온도 감지 장치(210)는 알람부를 시현하여 부모가 이를 알 수 있게 할 수 있다.
한편, 앞서 온도 감지 장치(210)가 내부 저장부에 저장해 둔 온도정보 또는 상기 온도 감지 장치(210)가 외부 단말기로 전송한 온도정보는 누적되어 저장될 수 있으며, 이렇게 누적된 온도정보들은 향후 병원 등과 같은 기관에서 다른 단말기를 이용하여 읽어들일 수 있도록 구현될 수 있다. 이에 따라 사용자로서는 누적 온도정보를 병원 등의 기관에 용이하게 제공할 수 있어 후속적인 조치를 신속하게 취할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 온도감지장치(210)는 어린이가 물놀이장에서 착용 내지 부착하여 사용할 수 있다.
어린이는 신체 일부에 온도 감지 장치(210)를 착용 또는 부착하고 물놀이를 즐길 수 있으며, 이 때 상기 온도 감지 장치(210)는 외부 단말기(250), 예를 들어 부모의 스마트폰과 데이터통신이 가능하도록 근거리 통신망을 통해 연결될 수 있다.
실시예에 따른 온도 감지 장치(210)는 어린이의 온도정보를 획득하되 비정상적인 범위, 예를 들어 33도의 온도정보가 획득된 경우 온도 감지 장치(210) 내 구비된 알람부를 구동시킬 수 있다. 나아가 근거리 통신망을 통해 연결된 외부 단말기(250)에도 이를 전송하고 외부 단말기(250)로 하여금 알람을 울리게 함으로써 부모가 이를 인지하게 할 수 있다.
또한, 상기 온도 감지 장치(210)는 외부 단말기(250)와의 데이터통신 가능여부를 지속적으로 확인하여 데이터통신이 불가능한 상태가 되는 경우, 즉 어린이가 해수욕장 등에서 너무 멀리 떨어져 데이터통신이 불가능해지는 경우 온도 감지 장치(210) 내부에 구비된 알람부를 구동시킬 수 있다. 나아가, 상기 외부 단말기(250)로서도 상기 패어링된 온도 감지 장치(210)가 연결이 끊기는 경우 부모에 이를 알림으로써 어린이의 위치가 제한범위를 벗어났음을 인지하게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 온도감지장치(210)는 밴드형으로 제조되어 대상물의 형상이 여러 가지이더라도 쉽게 착용이 되도록 할 수 있다. 즉, 상기 온도 감지 장치(210)는 신축성의 밴드 상에 기판을 형성시키고, 기판 상에 앞서 설명한 세부구성을 구비시킴으로써 밴드형의 온도 감지 장치(210)를 제조할 수 있다. 이러한 밴드형 온도 감지 장치(210)는 유아의 팔 또는 다리 부위에 착용시키기 유용하며, 나아가서는 유아용품에 둘러 씌우기에도 유용하다.
관련하여, 본 발명에 따른 온도 감지 장치(210)는 유아용 젖병(230)의 온도를 모니터링 하는 데에 쓰일 수 있다. 도 6a는 온도 감지 장치(210)를 활용하여 젖병(230)의 온도정보를 획득하는 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6a에 따르면, 밴드형 온도 감지 장치(210)는 젖병(230)에 둘러 씌워져 착용될 수 있으며, 특히 온도 감지부(220)가 상기 젖병(230) 내 우유의 온도를 효과적으로 감지할 수 있도록 온도 감지부(220)가 젖병(230) 외벽에 접하게 할 수 있다.
한편, 앞선 실시예와 마찬가지로 온도 감지 장치(210)는 보호자의 스마트폰과 근거리 통신망을 통해 연결되어 상기 젖병(230)의 온도를 지속적으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 온도 감지 장치(210)는 젖병(230)의 온도가 기설정된 적정범위에 이르면 스마트폰으로 하여금 이를 보호자에 알리도록 할 수 있으며, 또는 온도 감지 장치(210) 내에 자체적으로 구비된 알람부를 작동시켜 빛 또는 소리를 통해 주변 보호자가 이를 인지하도록 할 수 있다. 일반적으로 유아를 위한 우유를 데운 후 이를 적정한 온도까지 식히는 시간이 필요하며, 적정 온도인지는 보호자가 직접 손을 대어 확인을 하는데, 본 발명에 따른 온도 감지 장치(210)를 활용하는 경우 보호자로서는 적정 온도까지 식을 때까지 젖병(230)을 계속적으로 손을 대어 확인할 필요가 없으며, 젖병(230)이 식는 시간동안에도 다른 일을 할 수 있어 보호자가 시간을 효율적으로 사용할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 온도감지장치(210)는 패치형으로 제조되어 대상물의 다양한 위치에 부착될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 온도 감지 장치(210)는 대상물의 겉면 또는 사람의 피부에 부착되는 접착성의 접착층을 포함할 수 있으며, 상기 접착층 상에 플렉서블한 재질의 기판을 형성시키고, 상기 기판 상에 온도 감지부(220), 통신부, 제어부등 세부구성을 구비시켜 온도 감지 장치(210)를 제조할 수 있다. 이와 같이 패치형으로 제조된 온도 감지 장치(210)의 경우 유아 용품 상의 어느 위치에든지 자유롭게 부착할 수 있다.
도 6b는 패치형 온도 감지 장치(210)를 유모차(240) 차양막에 부착한 실시예를 나타낸 것이다. 일반적으로 유모차(240)는 유아를 데리고 외부에 나설 때 이용하게 되는데, 유아에게 직접 직사광선이 닿지 않도록 차양막을 구비하고 있다. 그러나 상기 차양막은 직사광선을 막는 기능에는 효과적일 수 있으나, 차양막에 닿아 유모차(240) 내부로 유입되는 열, 즉 복사열이 생성되어 유모차(240) 내부 온도를 크게 올릴 수 있으며 유아에게 악영향을 미칠 수 있는 문제가 있다. 또한 이러한 복사열에 의한 유모차(240) 내부온도 상승은 보호자가 쉽게 인지하기가 어려워 유아에 더욱 위험한 경우가 발생할 수 있다.
실시예에 따른 패치형 온도 감지 장치(210)는 이와 같이 유모차(240)의 차양막에 부착되어 차양막에 의해 방사되는 복사열을 감지함으로써 유모차(240) 내부의 온도정보를 획득하고 이를 근거리 통신망, 특히 블루투스 통신망을 통해 연결된 보호자의 스마트폰에 전송할 수 있다.
또한 상기 패치형 온도 감지 장치(210)는 앞선 실시예에서와 마찬가지로 보호자의 스마트폰과 데이터통신이 불가능한 상태가 되는 경우에는 획득한 온도정보를 해당 온도 감지 장치(210) 내에 누적하여 저장하며, 이후 데이터통신이 가능하게 되었을 때 앞서 누적 저장한 온도정보를 한꺼번에 상기 스마트폰으로 전송한다.
또한 상기 패치형 온도 감지 장치(210)는 자체적으로 알람부를 구비할 수 있으며, 유모차(240) 내부의 온도정보가 기설정된 범위에 포함되는 경우에는 이상을 알리기 위한 알람(빛, 소리, 진동)을 시현함으로써 주변에 있는 다른 사람들 또는 보호자의 주목을 끌게 할 수 있다. 예를 들어, 유모차(240) 내부의 온도정보가 30도 이상인 경우 상기 온도 감지 장치(210)는 빛을 발광시키거나 소리를 발생시키는 등의 방식으로 알람을 시현할 수 있다.
한편, 상기 보호자의 스마트폰에는 온도 감지 장치(210)와의 연동을 위한 어플리케이션이 설치될 수 있다. 해당 어플리케이션은 온도 감지 장치(210)와의 데이터통신 가능여부, 즉 상기 온도 감지 장치(210)가 근거리 통신이 가능한 범위 내에 존재하는지 지속적으로 확인하며, 상기 온도 감지 장치(210)가 범위 밖으로 벗어나는 경우에는 스마트폰 내 구비된 알람 시현 수단, 예를 들어 플래시라이트, 소리, 진동 등을 통해 보호자에 이를 알릴 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
부호의 설명
110: 제1 기판
120: 제1 도전층
121: 제1 도전층의 상면
122: 제1 도전층의 하면
123: 제1 도전층의 측면
124: 금속 입자
125: 공극
126: 제1 도전층의 측면 경사각
130: 제1 중간층
131: 유기물 또는 결합체인 레진
132: 접착층
133: 제1 기판을 파고들어간 금속 입자
140: 제1 커버층
150: 제2 도전층
160: 제2 중간층
170: 제2 커버층
210: 온도 감지 장치
220: 온도 감지부
230: 젖병
240: 유모차
250: 외부 단말기

Claims (10)

  1. 제1 기판; 및
    상기 제1 기판 상의 제1 도전층;
    을 포함하고,
    상기 제1 도전층은 상면, 하면 및 측면을 포함하고,
    상기 제1 도전층은 다수의 공극을 포함하고,
    상기 제1 도전층의 상기 하면의 넓이는 상기 상면의 넓이보다 더 큰 인쇄회로기판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 PET 필름, 종이 또는 섬유인 인쇄회로기판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 도전층은,
    상기 측면의 경사각이 10도 내지 80도인 인쇄회로기판.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 도전층은,
    상기 상면 조도가 상기 측면 조도보다 낮은 인쇄회로기판.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 도전층은 공극에 형성된 유기물을 더 포함하고,
    상기 유기물은 결합체(binder)인 레진을 포함하는 인쇄회로기판.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 도전층은 금속 입자를 더 포함하고,
    상기 금속 입자의 크기는 50nm 내지 1μm인 인쇄회로기판.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 도전층은,
    공극률이 5 내지 50%인 인쇄회로기판.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 도전층은,
    제1 도전층을 형성하는 금속의 조성비가 60 내지 95%인 인쇄회로기판.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제1 도전층 사이에 형성되는 제1 중간층;
    을 더 포함하는 인쇄회로기판.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 중간층은,
    유기물, 또는 결합체인 레진인 인쇄회로기판.
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