KR102810618B1

KR102810618B1 - 상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 안테나 모듈

Info

Publication number: KR102810618B1
Application number: KR1020230070172A
Authority: KR
Inventors: 이재규; 김동춘; 김준현; 이대표; 유건호; 김진산; 정윤구; 김민현
Original assignee: 주식회사 파인엠텍
Priority date: 2023-04-20
Filing date: 2023-05-31
Publication date: 2025-05-22
Anticipated expiration: 2043-05-31
Also published as: KR20240155685A; KR20240155686A; KR102751022B1

Abstract

본 발명은 이종의 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈을 단자 접합해 하나의 모듈로 가결합시킨 상태에서 가결합된 상측면에 커버 부재를 결합해 완전결합시킴으로써 두 모듈의 단자 접합 부위의 물리적 내구성을 높이게 됨은 물론 단자 접합 부위의 외부 노출을 차단하고 외부 온습도 환경에 의한 변형을 막을 수 있게 되며, 특히 안테나 패턴 모듈에서 단자 모듈과의 결합 부위에 위치한 코일 트랙의 높이를 낮추는 가공 작업을 선행해 안테나 모듈의 상부 단차를 제거하게 되는 상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 안테나 모듈에 관한 것으로, (a) 절연 필름 상에 접속 단자부를 포함한 코일 트랙이 배치되며 코일 트랙 중 단자 모듈과의 결합 부위의 높이를 낮춰 안테나 패턴 모듈을 제작하는 단계; (b) 상기 안테나 패턴 모듈과 접속되는 단자 회로를 갖는 단자 모듈을 제작하는 단계; (c) 상기 안테나 패턴 모듈의 접속 단자부에 단자 모듈의 회로 단자부가 맞물리게 단자 모듈을 안테나 패턴 모듈의 낮아진 결합 부위 내로 내장배치시켜 가결합하는 단계; 및 (d) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 수평한 상측면에 커버 부재를 결합하여 단자 모듈이 안테나 모듈 상으로 돌출되게 완전결합하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 안테나 모듈{MANUFACTURING METHOD FOR ANTENNA MODULE WITHOUT STEPPED PORTION AND ANTENNA MODULE MANUFACTURED BY THE SAME}

본 발명은 상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 안테나 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종의 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈을 단자 접합해 하나의 모듈로 가결합시킨 상태에서 가결합된 상측면에 커버 부재를 결합해 완전결합시킴으로써 두 모듈의 단자 접합 부위의 물리적 내구성을 높이게 됨은 물론 단자 접합 부위의 외부 노출을 차단하고 외부 온습도 환경에 의한 변형을 막을 수 있게 되며, 특히 안테나 패턴 모듈에서 단자 모듈과의 결합 부위에 위치한 코일 트랙의 높이를 낮추는 가공 작업을 선행해 안테나 모듈의 상부 단차를 제거하게 되는 상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 안테나 모듈에 관한 것이다.

무선 통신 기술의 발달에 따라, 전자기기에게 무선으로 전력을 공급하는 무선 전력 송수신 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 무선 전력 송수신 기술은 휴대 단말의 배터리 충전뿐만 아니라, 가정용 전자제품에 대한 전력 공급, 전기자동차나 지하철에 대한 전력 공급 등에도 다양하게 적용될 수 있다.

무선 전력 송수신 기술은 자기 유도 또는 자기 공진의 원리를 이용한다. 무선 전력 송신 장치는 무선 전력 수신 장치에게 자기 유도 또는 자기 공진의 원리를 이용하여 무선으로 전력을 송신한다.

도 1에는 종래 기술에 따라 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈이 결합된 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 2는 종래 기술에 따른 안테나 모듈을 나타내는 도면이다.

무선 전력 송수신 기술에 채용되는 안테나 패턴 모듈(10)은 얇은 구리 재질의 재료 시트로 코일 트랙(11)을 형성시켜 제작하게 되며, 여기에 절연 필름(13) 상의 전도체인 안테나 코일 트랙(11)을 보호하기 위해 안테나 코일 트랙(11)의 상측면에 커버레이(12)를 적층결합해 제작하게 된다.

또한 이렇게 제작되는 안테나 패턴 모듈(10)에는 스마트폰 등과 같은 휴대용 무선통신단말기 내 배터리의 전극부와 접속하기 위한 단자 모듈(20)이 결합되게 된다. 이때 이 단자 모듈(20)은 도금층이 그대로 드러나는 전도체 제품이다.

도 1을 참조하면, 안테나 패턴 모듈(10) 상에 단자 모듈(20)이 결합되어 안테나 모듈이 제작된다.

도 1에 도시된 바와 같이 안테나 패턴 모듈(10)과 단자 모듈(20)의 결합 과정에서 안테나 패턴 모듈(10)에는 제품화를 위해 이미 커버레이(12)가 안테나 패턴 모듈(10)의 상부 전면에 부착되어 있기 때문에 안테나 코일 트랙(11)의 접속 단자부(11a)를 덮고 있는 커버레이(12)의 일부 부위를 먼저 제거하고, 통전 점착층과 수평 점착층을 개재한 상태로 안테나 코일 트랙(11)의 접속 단자부(11a)와 단자 회로(21)의 회로 단자부(21a)가 맞물리게 안테나 코일 모듈(10) 상에 단자 모듈(20)을 얹어 안테나 코일 트랙(11)의 접속 단자부(11a)와 단자 회로(21)의 회로 단자부(21a)를 접합하는 방식으로 공정이 이루어지고 있다. 상기 통전 점착층은 안테나 코일 트랙(11)의 접속 단자부(11a)와 단자 회로(21)의 회로 단자부(21a)를 물리적/전기적으로 접합하게 된다.

여기에서 상기 단자 모듈(20)에서 단자 회로(21)의 일측에 있는 회로 단자부(21a)와 단자 회로(21)의 타측에 있는 배터리의 전극부와 접속하기 위한 부분 외에는 모두 커버레이에 의해 보호될 수 있지만, 제품에 따라 양측 중 일측이나 양측 모두에 커버레이가 없을 수도 있다. 또한 단자 모듈(20)에서 외부로 노출되는 단자 회로(21)의 일측에 있는 회로 단자부(21a)와 단자 회로(21)의 타측에 있는 배터리의 전극부와 접속하기 위한 부분에는 도금층이 더 형성될 수 있다.

그 결과, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 안테나 패턴 모듈(10)과 단자 모듈(20)의 단자 접합 부위와 이를 포함한 단자 모듈(20)이 외부에 그대로 노출되게 되는 단점을 가지게 된다. 이 같이 노출되는 단자 접합 부위와 단자 모듈(20)은 커버레이(12)에 의해 보호되지 못하기 때문에 외부 온습도 환경에 의해 변형될 위험성을 내포하게 된다. 더군다나 이종 결합된 안테나 패턴 모듈(10)과 단자 모듈(20)이 단순히 단자 접합에 의해 물리적/전기적으로 연결되는 구조이기 때문에 외력에 의한 손상이 쉽게 일어날 수 있다는 문제점 역시 가지고 있다.

특히 안테나 패턴 모듈 상에 단자 모듈이 돌출된 상태로 결합되기 때문에 최종적인 안테나 모듈의 상부면에 높이가 다른 단차가 나타나게 되는데, 이 같은 단차는 해당 안테나 모듈의 소형화와 슬림화를 어렵게 하고, 돌출된 부위가 불필요한 공간을 차지하도록 해 제품 내에서 안테나 모듈의 상부 공간 활용을 어렵게 하는 문제점도 가지고 있다.

또한 상술한 바와 같이 두 모듈의 결합과 관련된 작업 공정이 길고 복잡해 제조 비용의 상승을 야기하는 문제점도 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 이종의 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈을 단자 접합해 하나의 모듈로 가결합시킨 상태에서 가결합된 상측면에 커버 부재를 결합해 완전결합시킴으로써 두 모듈의 단자 접합 부위의 물리적 내구성을 높이게 됨은 물론 단자 접합 부위의 외부 노출을 차단하고 외부 온습도 환경에 의한 변형을 막을 수 있게 되며, 특히 안테나 패턴 모듈에서 단자 모듈과의 결합 부위에 위치한 코일 트랙의 높이를 낮추는 가공 작업을 선행해 안테나 모듈의 상부 단차를 제거하게 되는 상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조된 안테나 모듈을 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, (a) 절연 필름 상에 접속 단자부를 포함한 코일 트랙이 배치되며 코일 트랙 중 단자 모듈과의 결합 부위의 높이를 낮춰 안테나 패턴 모듈을 제작하는 단계; (b) 상기 안테나 패턴 모듈과 접속되는 단자 회로를 갖는 단자 모듈을 제작하는 단계; (c) 상기 안테나 패턴 모듈의 접속 단자부에 단자 모듈의 회로 단자부가 맞물리게 단자 모듈을 안테나 패턴 모듈의 낮아진 결합 부위 내로 내장배치시켜 가결합하는 단계; 및 (d) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 수평한 상측면에 커버 부재를 결합하여 단자 모듈이 안테나 모듈 상으로 돌출되지 않게 배치된 상태로 완전결합하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈의 제조 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 (a) 단계와 (b) 단계는 선후 관계없이 개별적으로 진행되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 (a) 단계에서 안테나 패턴 모듈의 제작이 완료된 후 단자 모듈과 결합될 코일 트랙의 결합 부위를 가압하거나 두들겨서 결합 부위의 높이를 낮추는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 (a) 단계는, (a-1) 재료 시트의 상측면과 하측면에 각각 포토 레지스트를 부착하는 단계; (a-2) 패턴 마스크를 통해, 상기 재료 시트의 상측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈과의 결합 부위에 대해 노광 공정을 진행하고, 재료 시트의 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 대해 노광 공정을 진행하는 단계; (a-3) 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에 현상액을 분사하여, 재료 시트의 상측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈과의 결합 부위에 부착된 노광되지 않은 포토 레지스트를 제거하고, 재료 시트의 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 부착된 노광되지 않은 포토 레지스트를 제거하는 단계; (a-4) 상기 재료 시트를 에칭 장비에서 제 1 속도 이상으로 설정된 제 2 속도로 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하여 재료 시트의 상측면에는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈과의 결합 부위에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위를 형성시키고, 재료 시트의 하측면에는 트랙 간 갭의 형성 부위에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위를 형성시키는 1차 부족식각 단계; (a-5) 상기 재료 시트의 상측면의 전면에 캐리어 테이프를 부착하는 단계; (a-6) 상기 재료 시트를 에칭 장비에서 제 1 속도로 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하여, 하측면 1차 식각 부위의 상부 말단 부위를 더 부식시켜 상측면의 트랙 간 갭의 형성 부위에 형성된 1차 식각 부위와 연결관통시킴으로써 트랙 간 갭을 형성시키는 2차 정상식각 단계; 및 (a-7) 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에서 캐리어 테이프와 포토 레지스트를 제거하는 단계; 를 포함하며, 상기 제 1 속도는 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하는 에칭 장비 내에서 트랙 간격의 부식 깊이와 부식 폭이 대응되도록 하는 재료 시트의 에칭 장비 내 이동 속도이고, 상기 제 2 속도는 상기 제 1 속도에 비해 40~60% 더 빠른 속도인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 (a) 단계는, (a-1) 재료 시트의 상측면과 하측면에 각각 포토 레지스트를 부착하는 단계; (a-2) 패턴 마스크를 통해, 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 대해 노광 공정을 진행하는 단계; (a-3) 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에 현상액을 분사하여, 재료 시트의 상측면과 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 부착된 노광되지 않은 포토 레지스트를 제거하는 단계; (a-4) 상기 재료 시트를 에칭 장비에서 제 1 속도 이상으로 설정된 제 2 속도로 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하여 재료 시트의 상측면과 하측면에는 트랙 간 갭의 형성 부위에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위를 형성시키는 1차 부족식각 단계; (a-5) 상기 재료 시트에서 상측면에 있는 단자 모듈과의 결합 부위를 제외한 전면에 캐리어 테이프를 부착하는 단계; (a-6) 상기 재료 시트를 에칭 장비에서 제 1 속도 이상으로 설정된 제 2 속도로 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하여, 노출된 상측면의 단자 모듈과의 결합 부위에 2차 식각 부위를 형성시키고, 하측면의 트랙 간 갭 형성 부위에서 1차 식각 부위의 상부 말단 부위를 더 부식시켜 상측면의 트랙 간 갭의 형성 부위에 형성된 1차 식각 부위와 연결관통시킴으로써 트랙 간 갭을 형성시키는 2차 부족식각 단계; 및 (a-7) 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에서 캐리어 테이프와 포토 레지스트를 제거하는 단계; 를 포함하며, 상기 제 1 속도는 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하는 에칭 장비 내에서 트랙 간격의 부식 깊이와 부식 폭이 대응되도록 하는 재료 시트의 에칭 장비 내 이동 속도이고, 상기 제 2 속도는 상기 제 1 속도에 비해 40~60% 더 빠른 속도인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 커버 부재는 안테나 패턴 모듈의 코일 트랙의 상부와 단자 모듈의 상부에 배치되어 안테나 패턴 모듈의 코일 트랙과 단자 모듈을 함께 지지하며, 하부에 코일 트랙이 있는 위치에서는 코일 트랙 상에 배치되고, 하부에 코일 트랙이 없는 절연 구간인 갭 위치에서는 하방으로 늘어져 코일 트랙을 지지하는 하부 절연 필름까지 접촉하도록 트랙과 트랙 사이의 갭에 충진되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 커버 부재는 연성의 커버 필름이며, 열경화성 수지 필름에 열경화성 점착제를 합지 또는 도포하여 제작되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 열경화성 수지 필름은 폴리이미드 필름이거나, 폴리이미드 고형분과 열경화성 수지를 배합한 폴리이미드층인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 (d) 단계는, (d-1) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 상측면에 커버 필름을 배치하여 반경화 상태에서 1차 접합시키는 단계; 및 (d-2) 핫 프레스 작업으로 상기 커버 필름을 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 상측면에서 열과 함께 가압해 완전경화 상태로 2차 접합시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 커버 부재는 액상의 커버 코팅액이며, UV 경화성 수지로 제작되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 UV 경화성 수지는, 2 내지 3 개의 관능기를 갖는 변성우레탄 아크릴레이트, 1 내지 2 개의 관능기를 갖는 반응성 모너머, 단파장 또는 중파장용의 광개시제, 안정제, 부착증진제 및 방청안료를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 (d) 단계는, (d-3) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 상측면에 커버 코팅액을 도포하고 롤러 혹은 블레이드로 커버 코팅액을 밀어 평탄화시키는 단계; 및 (d-4) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 상측면을 UV 조사하여 커버 코팅액을 경화시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 특징들 중 어느 하나에 따른 안테나 모듈의 제조 방법에 의해 제조된 것으로서, 절연 필름 상에 접속 단자부를 포함한 코일 트랙이 배치되며 코일 트랙 중 단자 모듈과의 결합 부위의 높이가 낮춰져 형성되는 안테나 패턴 모듈; 상기 안테나 패턴 모듈과 접속되는 단자 회로를 가지며, 안테나 패턴 모듈의 접속 단자부에 단자 회로의 회로 단자부가 맞물리게 안테나 패턴 모듈의 낮아진 결합 부위 내로 내장배치되는 단자 모듈; 및 상기 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 수평한 상측면에 결합되어 안테나 패턴 모듈의 코일 트랙과 단자 모듈을 함께 지지하며, 하부에 코일 트랙이 있는 위치에서는 코일 트랙 상에 배치되고, 하부에 코일 트랙이 없는 절연 구간인 갭 위치에서는 하방으로 늘어져 코일 트랙을 지지하는 하부 절연 필름까지 접촉하도록 트랙과 트랙 사이의 갭에 충진되는 커버 부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 이종의 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈을 단자 접합해 하나의 모듈로 가결합시킨 상태에서 가결합된 상측면에 커버 부재를 결합해 완전결합시킴으로써 두 모듈의 단자 접합 부위의 물리적 내구성을 높이게 됨은 물론 단자 접합 부위의 외부 노출을 차단하고 외부 온습도 환경에 의한 변형을 막을 수 있게 되는 효과를 가지고 있다.

특히 안테나 패턴 모듈에서 단자 모듈과의 결합 부위에 위치한 코일 트랙의 높이를 낮추는 가공 작업을 선행해 안테나 모듈의 상부 단차를 제거하게 되는 효과도 가지고 있다.

또한 안테나 코일 트랙 사이의 갭에 커버 부재를 충분히 충진시켜 안테나 성능을 끌어올릴 수 있게 되는 효과도 가지고 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈이 결합된 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 안테나 모듈을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈이 결합된 상부 단차가 없는 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 상부 단차가 없는 안테나 모듈을 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 안테나 모듈의 결합 부위에 대한 높이 가공 작업의 다양한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 코일 트랙에 부착 및 충진되는 커버 부재의 상태를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈이 결합된 상부 단차가 없는 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 상부 단차가 없는 안테나 모듈을 나타내는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법은 이종의 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈을 각각 따로 제작한 후 접합 및 조립된 상태에서 커버 부재를 결합하여 제작됨으로써 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈이 모두 외부로 노출되지 않도록 제작된다.

안테나 패턴 모듈의 운송과 보관을 위해 안테나 패턴 모듈 단독으로 커버레이가 먼저 합지되는 종래의 방식과 달리, 본 발명의 실시예에 따른 상부 단차가 없는 안테나 모듈의 제조 방법에서는 미리 안테나 패턴 모듈 단독으로 커버레이가 합지되지 않기 때문에 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 조립을 위해 안테나 패턴 모듈의 접속 단자부를 덮고 있는 커버레이를 제거하는 공정을 생략할 수 있게 되며, 하나의 커버 부재로 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈을 완전결합시키기 때문에 단자 접합 부위의 물리적 내구성을 높이고 외부 온습도 환경에 의한 변형을 막을 수 있게 된다.

먼저 제 1 공정(S10)으로, 결합 부위의 트랙 높이가 가공된 안테나 패턴 모듈(100)을 제작한다.

상기 안테나 패턴 모듈(100)은 휴대폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대용 전자기기와 무선 고주파 신호를 송출하거나 수신하여 소정의 기능을 수행토록 하기 위한 것이다.

즉, 상기 안테나 패턴 모듈(100)은 송출되거나 수신되는 무선 전력 신호를 통해 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식을 이용하여 전력을 전달할 수 있도록 구비되어 수신 안테나의 역할을 수행할 수도 있고 전송 안테나의 역할을 수행할 수도 있다.

이러한 안테나 패턴 모듈(100)은 시계방향 또는 반시계 방향으로 권선되는 원형, 타원형, 나선형 또는 사각형과 같은 다각형상의 형태로 구비될 수 있다. 이와 같은 안테나 패턴 모듈(100)은 코일로 구성될 수도 있고 동박 등과 같은 금속박을 에칭하여 구성될 수도 있다.

바람직하게는, 상기 안테나 패턴 모듈(100)은 재료 시트를 에칭 장비에서 통과시키면서 상하 방향에서 에칭액을 미리 디자인된 부위에 정확히 분사해 식각시킴으로써 재료 시트에 트랙 간 갭을 형성시키는 에칭 방식을 통해 제작될 수 있다. 따라서 이 트랙 간 갭 만큼 이격된 코일 트랙(110)이 만들어져 평면 형태의 안테나 코일을 구성하게 된다. 특히 본 출원인의 특허출원 제2022-0023805호에서 설명된 안테나 패턴 모듈의 제조 방법으로서 코일 트랙의 형성 과정에서 에칭 공정을 분할해 부식 형태를 제어함으로써 코일 트랙의 트랙 사이 갭을 줄여 전송 효율을 개선할 수 있는 안테나 패턴 모듈의 제조 방법으로 제조될 수도 있다.

이렇게 제작된 안테나 패턴 모듈(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 절연 필름(130) 상에 접속 단자부(111)를 포함한 코일 트랙(110)만이 배치되어 있는 상태이다.

종래 기술로 언급된 도 1과 같은 안테나 패턴 모듈(100)은 안테나 패턴 모듈(100)의 코일 트랙(110)이 전구간에 걸쳐 동일한 높이를 가지기 때문에 이 코일 트랙(110) 상에 배치되는 단자 모듈(200)이 안테나 패턴 모듈(100) 위로 돌출될 수 밖에 없다. 즉 안테나 패턴 모듈(100) 상에 단자 모듈(200)이 돌출된 상태로 결합되기 때문에 최종적인 안테나 모듈의 상부면에 높이가 다른 단차가 나타나게 되는데, 이 같은 상부면 단차는 해당 안테나 모듈의 소형화와 슬림화를 어렵게 하고, 돌출된 부위가 불필요한 공간을 차지하도록 해 제품 내에서 안테나 모듈의 상부 공간 활용을 어렵게 하는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명에서는 이 같은 안테나 모듈의 상부면 단차를 원천적으로 제거하기 위해 안테나 패턴 모듈(100)의 제작 공정에서 단자 모듈(200)과 결합될 코일 트랙(110)의 결합 부위의 높이를 낮추는 가공을 하게 된다.

이 같은 트랙 높이 가공은 부분 단조 공정이나 불균일 에칭 공정을 통해 이루어질 수 있다.

먼저 부분 단조 공정은 안테나 패턴 모듈(100)의 제작이 완료된 후 단자 모듈(200)과 결합될 코일 트랙(110)의 결합 부위만을 가압하거나 두들겨서 그 높이를 낮추는 작업이다.

도 6은 안테나 모듈의 결합 부위에 대한 높이 가공 작업 중 부분 단조 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 안테나 패턴 모듈(100)은 절연 필름(130) 상에 접속 단자부(111)를 포함한 코일 트랙(110)이 배치되어 있는 상태이다.

이때 안테나 패턴 모듈(100)에서 단자 모듈(200)과의 결합 부위는 도 5에 도시된 바와 같이 코일 트랙(110)의 중심에 있는 접속 단자부(111)의 일부 영역을 포함해 코일 트랙(110)의 외곽까지 연결되는 기다란 판 형상의 영역이 될 것이다. 이 결합 부위는 결합될 단자 모듈(200)의 형상과 대응된다. 여기에서 도 5의 (a)는 커버 부재를 결합하지 않은 상태의 안테나 모듈을 나타내고 있고, 도 5의 (b)는 커버 부재가 결합된 상태의 안테나 모듈을 나타내고 있다.

코일 트랙(110)이 형성된 상태에서 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 단자 모듈(200)과의 결합 부위를 단조 프레스(P)로 가압하거나 두들겨서 결합 부위에 있는 접속 단자부(111)의 일부 영역을 포함하는 코일 트랙(110)의 높이를 낮추게 된다.

이러한 결합 부위에 대한 부분 단조 공정을 통해 안테나 패턴 모듈(100)에서 결합 부위의 높이는 낮아질 것이다. 여기에서 결합 부위의 낮아진 높이는 단자 모듈(200)의 두께와 대응된다.

여기에서 높이가 낮아지는 결합 부위의 코일 트랙(110)은 높이가 낮아지면서 수평 방향으로 부피가 커질 수 있으며, 이 같은 수평 방향의 부피 증가는 코일 트랙(110)의 원치 않는 쇼트를 일으킬 수 있다. 본 발명에서는 높이가 낮아지는 결합 부위의 코일 트랙(110)에 대하여는 코일 트랙(110)의 형성 공정에서 미리 트랙 폭(track width)을 좁게 제작하게 되며, 단조 프레스(P)로 가압하거나 두들기는 과정에 따라 코일 트랙(110)이 수평 방향으로 넓어지더라도 다른 부위의 트랙 폭과 같도록 할 수 있다. 또한 단조 프레스(P)로 가압하거나 두들기는 과정에 따라 코일 트랙(110)이 수평 방향으로 크게 넓어진 경우 추가적인 커팅 또는 에칭 방식의 타발 공정을 통해 규격 외 부분을 잘라내 가공할 수도 있다.

다음으로 불균일 에칭 공정은 안테나 패턴 모듈(100)의 제작 공정인 에칭 공정에서 단자 모듈(200)과 결합될 코일 트랙(110)에서 결합 부위의 높이를 낮추는 작업이다.

도 7과 도 8은 안테나 모듈의 결합 부위에 대한 높이 가공 작업 중 불균일 에칭 공정의 두 가지 예를 각각 설명하기 위한 도면이다.

안테나 패턴 모듈(100)의 코일 트랙(110)은 상술한 바와 같이 재료 시트를 에칭 장비에서 통과시키면서 상하 방향에서 에칭액을 미리 디자인된 부위에 정확히 분사해 식각시킴으로써 재료 시트에 트랙 간 갭을 형성시키는 에칭 방식을 통해 제작될 수 있다. 특히 본 출원인의 특허출원 제2022-0023805호에서 설명된 안테나 패턴 모듈의 제조 방법으로서 코일 트랙의 형성 과정에서 에칭 공정을 분할해 부식 형태를 제어함으로써 코일 트랙의 트랙 사이 갭을 줄여 전송 효율을 개선할 수 있는 안테나 패턴 모듈의 제조 방법으로 제조될 수도 있다.

그리고 안테나 패턴 모듈(100)에서 단자 모듈(200)과 결합될 코일 트랙(110)에서 결합 부위는 도 7에 도시된 제 1 불균일 에칭 공정을 통해 낮아지게 형성될 수 있다.

제 1 불균일 에칭 공정은, 재료 시트(115)를 에칭 장비에서 통과시키면서 두 단계로 나뉜 분할 식각을 진행하며, 1차 부족식각 과정에서 코일 트랙(110) 내 결합 부위의 높이를 낮추고 2차 정상식각 과정에서 트랙 간 갭을 형성시키게 된다.

먼저 제 1 세부 공정(도 7의 (a) 및 (b))으로, 재료 시트(115)의 표면을 약품 처리하여 유지 성분 등 이물질을 제거하고, 이 재료 시트(115)의 상측면과 하측면에 각각 감광성 포토 레지스트(116)를 부착한다.

이후 제 2 세부 공정(도 7의 (c))으로, 패턴 마스크(117)를 통해 재료 시트(115)의 상측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈(200)과의 결합 부위에 대해 노광 공정을 진행하고, 재료 시트(115)의 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 대해 노광 공정을 진행하게 된다.

여기에서 상기 포토 레지스트(116)는 후속 과정인 식각 과정의 차단막 역할을 하게 되며, 상기 패턴 마스크(117)를 통해 특정 부위에 빛이 닿는 것을 차단함으로써 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈(200)과의 결합 부위를 구획시키게 된다.

이후 제 3 세부 공정(도 7의 (d))으로, 재료 시트(115)의 상측면과 하측면에 현상액을 분사하여, 재료 시트(115)의 상측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈(200)과의 결합 부위에 부착된 노광되지 않은 포토 레지스트(116)를 제거하고, 재료 시트(115)의 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 부착된 노광되지 않은 포토 레지스트(116)를 제거하게 된다. 여기에서 현상액은 Na₂CO₃ 이 사용될 수 있다.

이후 제 4 세부 공정(도 7의 (e))으로, 에칭 장비 내로 재료 시트(115)를 진입시키고 에칭 장비 내 정규 이동 속도인 제 1 속도 이상으로 설정된 제 2 속도로 재료 시트(115)를 에칭 장비 내에서 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트(115)에 분사시키게 되며, 이 과정에서 포토 레지스트(20)가 제거된 부위를 에칭액으로 1차 부족식각시켜 재료 시트(115)의 상측면에는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈(200)과의 결합 부위에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위(E1)를 형성시키고, 재료 시트(115)의 하측면에는 트랙 간 갭의 형성 부위에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위(E1)를 형성시키게 된다. 여기에서 애칭액은 FeCl₃ 가 사용될 수 있다.

여기에서 1차 부족식각에 의해서는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈(200)과의 결합 부위가 홀 형태로 관통되지 않고, 각각 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위(E1)를 형성시키게 된다.

이때 제 4 세부 공정에서는 에칭 장비 내에서 재료 시트(115)가 이동하는 속도는 제 2 속도이다. 제 2 속도는 재료 시트(115)의 관통을 목적으로 하는 종래 기술에 따른 재료 시트(115)의 이동 속도인 제 1 속도에 비해 40~60% 더 빠른 속도이다. 따라서 이 제 2 속도로 이동하는 과정에서 에칭 장비에 의해 재료 시트(115)로 분사되는 에칭액의 양은 제 1 속도로 이동할 때에 비해 40~60% 적어 재료 시트(115)를 관통시킬 수 없으며 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위(E1)만을 상하측에 형성시키게 된다. 이는 제 2 속도로의 속도 조절에 의해, 정형화된 에칭 장비의 에칭 공정에서 재료 시트(115)를 관통시키기 위해 투입되는 에칭액의 양에 비해 40~60% 적은 양의 에칭액만이 분사되기 때문이다.

보다 상세하게는 제 4 세부 공정에서는 적은 양의 에칭액이 상하 방향에서 재료 시트(115)로 분사된다. 따라서 도 7의 (e)에서 확인할 수 있는 바와 같이 재료 시트(115)의 상측 외면에는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈(200)과의 결합 부위에서 내측으로 라운드진 홈 형태의 부식이 일어나 1차 식각 부위(E1)가 형성되며, 재료 시트(115)의 하측 외면에는 트랙 간 갭의 형성 부위에서 내측으로 라운드진 홈 형태의 부식이 일어나 1차 식각 부위(E1)가 형성되게 된다.

이후 제 5 세부 공정(도 7의 (f))으로, 제 4 세부 공정으로 상하면에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위(E1)가 형성된 상태에서 상측면의 전면에 캐리어 테이프(Carrier Tape)(118)가 부착된다. 상기 캐리어 테이프(118)는 상측 방향에서 분사되어 들어오는 에칭액을 차단시키게 될 것이다.

이후 제 6 세부 공정(도 7의 (g))으로, 에칭 장비 내로 재료 시트(115)를 진입시키고 에칭 장비 내 정규 이동 속도인 제 1 속도로 재료 시트(115)를 에칭 장비 내에서 수평 이동시키면서 상하측 방향에서 에칭액을 재료 시트(115)에 분사시키게 된다. 이 과정에서 하측면 1차 식각 부위(E1)의 상부 말단 부위는 더 많은 부식이 이루어지고 그 상측의 2차 식각 부위(E2)의 상부는 상측면의 트랙 간 갭의 형성 부위에 형성된 1차 식각 부위(E1)와 연결되어 재료 시트(115)를 관통시킴으로써 트랙 간 갭을 형성시키게 된다. 이 과정에서 상측면의 단자 모듈(200)과의 결합 부위에 형성된 1차 식각 부위(E1)로 인해 단자 모듈(200)과의 결합 부위는 다른 코일 트랙(110)에 비해 높이가 낮아질 수 있게 된다.

이후 제 7 세부 공정(도 7의 (h))으로, 재료 시트(115)의 상부에 부착된 캐리어 테이프(118)를 제거하고, 또한 재료 시트(115)의 상하부에 박리액을 분사하여 재료 시트(115)의 상하부에 부착되어 있던 포토 레지스트(116)를 제거하게 된다. 여기에서 박리액은 NaOH 가 사용될 수 있다.

그 결과, 코일 트랙(110)은 도 7의 (h)에 도시된 바와 같이 정상 높이의 코일 트랙(110)과, 이 정상 높이의 코일 트랙(110)에 비해 높이가 낮아져 단자 모듈(200)과 결합될 코일 트랙(110)의 결합 부위로 활용되는 낮은 높이의 코일 트랙(110)이 공존할 수 있게 된다.

이러한 결합 부위에 대한 제 1 불균일 에칭 공정을 통해 안테나 패턴 모듈(100)에서 결합 부위의 높이는 낮아질 것이다. 여기에서 결합 부위의 낮아진 높이는 단자 모듈(200)의 두께와 대응된다.

그리고 제 1 불균일 에칭 공정의 상하측 구성 및 세부 공정은 서로 전환될 수도 있음은 물론이다.

또한 안테나 패턴 모듈(100)에서 단자 모듈(200)과 결합될 코일 트랙(110)에서 결합 부위는 도 8에 도시된 제 2 불균일 에칭 공정을 통해 낮아지게 형성될 수 있다.

제 2 불균일 에칭 공정은, 재료 시트(115)를 에칭 장비에서 통과시키면서 두 단계로 나뉜 분할 식각을 진행하며, 1차 부족식각 과정에서 트랙 간 갭을 형성시키고 2차 부족식각 과정에서 코일 트랙(110) 내 결합 부위의 높이를 낮추게 된다.

먼저 제 1 세부 공정(도 8의 (a) 및 (b))으로, 재료 시트(115)의 표면을 약품 처리하여 유지 성분 등 이물질을 제거하고, 이 재료 시트(115)의 상측면과 하측면에 각각 감광성 포토 레지스트(116)를 부착한다.

이후 제 2 세부 공정(도 8의 (c))으로, 패턴 마스크(117)를 통해 재료 시트(115)의 상측면과 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 대해 노광 공정을 진행하게 된다.

여기에서 상기 포토 레지스트(116)는 후속 과정인 식각 과정의 차단막 역할을 하게 되며, 상기 패턴 마스크(117)를 통해 특정 부위에 빛이 닿는 것을 차단함으로써 트랙 간 갭의 형성 부위를 구획시키게 된다.

이후 제 3 세부 공정(도 8의 (d))으로, 재료 시트(115)의 상측면과 하측면에 현상액을 분사하여, 재료 시트(115)의 상측면과 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 부착된 노광되지 않은 포토 레지스트(116)를 제거하게 된다. 여기에서 현상액은 Na₂CO₃ 이 사용될 수 있다.

이후 제 4 세부 공정(도 8의 (e))으로, 에칭 장비 내로 재료 시트(115)를 진입시키고 에칭 장비 내 정규 이동 속도인 제 1 속도 이상으로 설정된 제 2 속도로 재료 시트(115)를 에칭 장비 내에서 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트(115)에 분사시키게 되며, 이 과정에서 포토 레지스트(20)가 제거된 부위를 에칭액으로 1차 부족식각시켜 재료 시트(115)의 상측면과 하측면에는 트랙 간 갭의 형성 부위에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위(E1)를 형성시키게 된다. 여기에서 애칭액은 FeCl₃ 가 사용될 수 있다.

여기에서 1차 부족식각에 의해서는 트랙 간 갭의 형성 부위가 홀 형태로 관통되지 않고, 각각 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위(E1)를 형성시키게 된다.

보다 상세하게는 제 4 세부 공정에서는 적은 양의 에칭액이 상하 방향에서 재료 시트(115)로 분사된다. 따라서 도 8의 (e)에서 확인할 수 있는 바와 같이 재료 시트(115)의 상측 외면과 하측 외면에는 트랙 간 갭의 형성 부위에서 내측으로 라운드진 홈 형태의 부식이 일어나 1차 식각 부위(E1)가 형성되게 된다.

이후 제 5 세부 공정(도 8의 (f))으로, 제 4 세부 공정으로 상하면에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위(E1)가 형성된 상태에서 상측면의 단자 모듈(200)과의 결합 부위를 제외한 전면에 캐리어 테이프(Carrier Tape)(118)가 부착된다. 상기 캐리어 테이프(118)는 상측 방향에서 분사되어 들어오는 에칭액을 차단시키게 될 것이다.

이후 제 6 세부 공정(도 8의 (g))으로, 에칭 장비 내로 재료 시트(115)를 진입시키고 에칭 장비 내 정규 이동 속도인 제 1 속도 이상으로 설정된 제 2 속도로 재료 시트(115)를 에칭 장비 내에서 수평 이동시키면서 상측 방향과 하측 방향에서 에칭액을 재료 시트(115)에 분사시키게 된다. 이 과정에서 노출된 상측면의 단자 모듈(200)과의 결합 부위는 2차 부족식각에 의해 내측으로 라운드진 홈 형태의 부식이 일어나 2차 식각 부위(E2)가 형성되게 된다. 또한 하측면의 트랙 간 갭 형성 부위에서 1차 식각 부위(E1)의 상부 말단 부위는 더 많은 부식이 이루어져 상측의 2차 식각 부위(E2)의 상부는 상측면의 트랙 간 갭의 형성 부위에 형성된 1차 식각 부위(E1)와 연결되어 재료 시트(115)를 관통시킴으로써 트랙 간 갭을 형성시키게 된다. 이 과정에서 상측면의 단자 모듈(200)과의 결합 부위에 형성된 2차 식각 부위(E2)로 인해 단자 모듈(200)과의 결합 부위는 다른 코일 트랙(110)에 비해 높이가 낮아질 수 있게 된다.

이후 제 7 세부 공정(도 8의 (h))으로, 재료 시트(115)의 상부에 부착된 캐리어 테이프(118)를 제거하고, 또한 재료 시트(115)의 상하부에 박리액을 분사하여 재료 시트(115)의 상하부에 부착되어 있던 포토 레지스트(116)를 제거하게 된다. 여기에서 박리액은 NaOH 가 사용될 수 있다.

그 결과, 코일 트랙(110)은 도 8의 (h)에 도시된 바와 같이 정상 높이의 코일 트랙(110)과, 이 정상 높이의 코일 트랙(110)에 비해 높이가 낮아져 단자 모듈(200)과 결합될 코일 트랙(110)의 결합 부위로 활용되는 낮은 높이의 코일 트랙(110)이 공존할 수 있게 된다.

이러한 결합 부위에 대한 제 2 불균일 에칭 공정을 통해 안테나 패턴 모듈(100)에서 결합 부위의 높이는 낮아질 것이다. 여기에서 결합 부위의 낮아진 높이는 단자 모듈(200)의 두께와 대응된다.

그리고 제 2 불균일 에칭 공정의 상하측 구성 및 세부 공정은 서로 전환될 수도 있음은 물론이다.

한편, 다시 도 3을 참조하면, 제 2 공정(S20)으로, 단자 모듈(200)을 제작한다.

상기 단자 모듈(200)은 상기 안테나 패턴 모듈(100)을 배터리의 전극부와 연결 접속하기 위한 모듈로서, 연성회로기판의 양면에 도전(導電) 가능하게 연결 형성시킨 단자 회로(210)를 갖는다.

상기 단자 모듈(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 단자 회로(210)를 연성회로기판에 도전 가능하게 연결 형성함으로써 단자 회로(210)의 일측에 있는 회로 단자부(211)를 통해서는 안테나 패턴 모듈(100) 측과 연결 접속되게 하고, 타측의 단자 회로(210)를 통해서는 스마트폰 등의 단말기에 장착되는 배터리의 전극부와 연결 접속되게 한다.

또한 상기 단자 모듈(200)에는 전도성과 접착성을 동시에 제공할 수 있도록 이방성 전도성 접착성을 갖는 통전 점착층과 전도성 또는 비전도성을 가지는 수평 점착층이 형성될 수 있다. 상기 통전 점착층은 안테나 패턴 모듈(100)에 있는 접속 단자부(111)와 연결 접속하기 위한 것으로 단자 회로(210)의 회로 단자부(211) 상에 인쇄를 통하여 형성시키거나 안테나 패턴 모듈(100)의 접속 단자부(111)에 형성시킬 수 있다. 또한 상기 수평 점착층은 단자 모듈(200)의 하측면이 안테나 패턴 모듈(100)에 점착될 수 있도록 할 것이다. 상기 통전 점착층은 비등방성 도전성 페이스트(ACP), 비등방성 도전성 필름(ACF), 솔더(Solder) 등을 재료로 해 만들어질 수 있으며, 상기 수평 점착층은 비등방성 도전성 페이스트, 비등방성 도전성 필름, 열경화성 계열 수지, 일반 점착제 등을 재료로 해 만들어질 수 있다.

여기에서 상기 제 1 공정(S10)과 제 2 공정(S20)은 선후 관계없이 개별적으로 진행될 수 있다.

이후 제 3 공정(S30)으로, 상기 제 1 공정에서 제작된 안테나 패턴 모듈(100)과 상기 제 2 공정에서 제작된 단자 모듈(200)을 조립하여 하나의 모듈로서 가결합한다.

상기 제 3 공정(S30)에서는 안테나 패턴 모듈(100)에서 단자 모듈(200)과 결합될 코일 트랙(110)의 결합 부위에 단자 모듈(200)을 위치시키고, 안테나 패턴 모듈(100)에 있는 접속 단자부(111) 상에 단자 모듈(200)의 회로 단자부(211)가 맞물리게 단자 모듈(200)을 안테나 패턴 모듈(100)의 낮아진 결합 부위 내로 내장배치시킨 후 프레스 가접을 통해 가결합시키게 된다.

이 가결합을 통해 단자 모듈(200)은 안테나 패턴 모듈(100) 상으로 돌출되지 않게 되며, 안테나 모듈의 상부 단차는 제거되게 될 것이다.

이후 제 4 공정(S40)으로, 상측면이 수평하게 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)에 대해 그 수평한 상측면에 커버 부재(300)를 결합하여 도 4에 도시된 바와 같이 단자 모듈(200)이 안테나 패턴 모듈(100) 상으로 돌출되지 않게 배치된 상태로 완전결합하게 된다. 구체적으로 3차원 배선이 필요한 안테나 패턴 모듈(100)의 코일 트랙(110)과 단자 모듈(200)의 단자 회로(210)를 함께, 굴곡 특성을 보유하고 있는 커버 부재(300)로 완전히 결합시키는 것이다.

이 완전결합 과정에서 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 수평한 상측면에 하나의 커버 부재(300)가 부착되게 된다. 이 같은 커버 부재(300)는 안테나 패턴 모듈(100)의 코일 트랙(110)의 상부와 단자 모듈(200)의 상부에 배치되어 안테나 패턴 모듈(100)의 코일 트랙(110)과 단자 모듈(200)을 함께 지지하게 된다.

이종의 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)이 수평하게 가결합된 상태에서 커버 부재(300)로 완전결합하여 안테나 모듈이 제작됨으로써 두 모듈의 단자 접합 부위의 물리적 내구성을 높이게 됨은 물론 단자 접합 부위의 외부 노출을 차단하고 외부 온습도 환경에 의한 변형을 막을 수 있게 되게 된다. 또한 안테나 패턴 모듈(100)에서 단자 모듈(200)과의 결합 부위에 위치한 코일 트랙(110)의 높이를 낮추는 가공 작업을 선행해 안테나 모듈의 상부 단차를 제거하게 되는 효과도 거둘 수 있게 된다.

이후 제 5 공정(S50)으로, 완전결합된 안테나 모듈에 커넥터와 써미스터 등 연결부품을 실장하고 프레스를 이용하여 최종 외형을 가공해 완성된 안테나 모듈을 만들게 된다.

한편, 상기 제 4 공정(S40)에서 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)을 함께 완전결합시키는 커버 부재(300)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 수평한 상측면에 배치되어 두 모듈을 완전결합시킴으로써 전체 안테나 모듈의 물리적 내구성을 높임은 물론, 코일 트랙(110)의 외부 노출을 차단하는 기능을 한다. 여기에 더해, 상기 커버 부재(300)는 하측에 있는 코일 트랙(110)의 트랙과 트랙 사이의 갭에 충진되어 인접된 전도체인 트랙과 트랙 사이를 상호 절연시킴으로써 안테나 코일의 전력 전송 효율을 높이게 된다.

상기 갭은 전도체인 코일 트랙과 코일 트랙 사이의 간격 공간으로, 안테나 코일의 전력 전송 효율에 직접적으로 영향을 미치는 안테나 특성 중 하나이며, 특히 트랙 사이의 갭이 완전히 절연될수록 해당 안테나 코일의 전송 효율은 높아지게 된다. 일반적으로 트랙 사이의 갭은 설계시 빈 공간으로 형성되어 절연되지만, 외부 이물질의 유입과 트랙의 균열, 그리고 도금 재료의 침투로 인해 이 같은 갭의 절연이 깨지게 된다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라, 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 상측에 수평하게 결합되는 단일의 커버 부재(300)는 하부에 코일 트랙(110)이 있는 위치에서는 코일 트랙(110) 상에 배치되고, 하부에 코일 트랙(110)이 없는 절연 구간인 갭 위치에서는 하방으로 늘어져 코일 트랙(110)을 지지하는 하부 절연 필름(130)까지 접촉하도록 트랙과 트랙 사이의 갭에 충진된다.

최근 안테나 모듈이 무선 충전용으로 모바일 단말에 적용되면서 시장에서는 충전 속도를 높이고 충전 거리를 늘리기 위해 보다 고성능의 안테나 모듈을 요구하고 있다.

초기에는 트랙 두께(코일 트랙의 높이)가 1 oz(약 36 ㎛)인 안테나 모듈이 주로 사용되었지만, 이 같은 충전 효율에 대한 시장의 니즈에 부합하기 위해 최근에는 트랙 두께가 3 oz 이상인 고성능 안테나 모듈이 제작되고 있다. 여기에서 트랙 두께에 비례해 갭의 간격도 늘어난다. 예컨데, 갭의 간격은 트랙 두께 대비 약 1.5 배수로 정의되고 있으며 안테나 모듈의 제작 업계에서는 통상 대부분의 트랙 두께(1~5 oz)에 대해 작업 진행을 위해 100 ㎛ 이상의 갭 간격을 요구하고 있다.

특히 이렇게 트랙의 두께가 두꺼워질수록 절연이 유지되어야 할 갭의 상하 길이가 길어지고 갭 간격이 제한되기 때문에, 상술한 바와 같이 커버 부재(300)가 갭 위치에서 하방으로 늘어져 하부 절연 필름(130)까지 접촉해 충진되도록 하기 위해서는 커버 부재(300)의 연신성과 점착성이 대단히 중요하다.

본 발명에 따르면, 이 같이 상기 커버 부재(300)가 코일 트랙(110)의 외부 차폐 기능과 함께 원활한 갭 충진 기능을 가지도록 커버 부재(300)를 연성의 커버 필름(310)이나 액상의 커버 코팅액(320)으로 구성할 수 있다.

먼저, 연성의 커버 필름(310)은 필름 타입으로서 열경화성 수지 필름에 열경화성 점착제를 합지 또는 도포하여 제작될 수 있으며, 상기 열경화성 수지 필름은 폴리이미드(polyimide, PI) 필름인 것이 바람직하다.

폴리이미드는 높은 열 안정성, 우수한 화학 저항성, 우수한 기계적 특성을 가지며, 특히 높은 연신성(延伸性)을 가진다.

전술한 바와 같이, 커버 필름(310)은 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 상측면에 배치되어 점착력에 의해 두 모듈을 완전결합시킬 수 있는 기계적 특성을 가져야 하며, 동시에 코일 트랙(110) 사이의 갭 위치에서 하방으로 늘어져 하부 절연 필름(130)까지 접촉해 충진될 수 있도록 높은 연신성을 가져야 한다.

본 발명의 발명자들은 오랜 연구결과, 고연성 폴리이미드 필름에 열경화성 점착제를 합지 또는 도포한 커버 필름(310)을 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 상측면에 배치하여 반경화 상태에서 1차 접합시키고, 핫 프레스 작업으로 이 커버 필름(310)을 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 상측면에서 열과 함께 가압해 완전경화 상태로 2차 접합시키는 공정을 개발하였다. 특히 핫 프레스 공정으로 커버 필름(310)을 2차 접합시키는 과정에서 열과 압력에 의해 열경화성 점착제가 분산되고, 이와 연동해 그 위의 폴리이미드 필름이 하방으로 유연하게 연신될 수 있었다. 그리고 이 커버 필름(310)의 전체적인 연신율은 핫 프레스 공정의 조건(열, 압력, 시간) 변화를 통해 조절이 가능하다는 것도 알아내었다.

즉, 고연성을 가지는 폴리이미드 필름만을 단독으로 사용해서는 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 상측면에 배치되어 두 모듈을 완전결합시킬 수 있는 기계적 특성을 확보할 수 없었으며, 이 고연성 폴리이미드 필름에 열경화성 점착제를 합지 또는 도포해 두 모듈을 완전결합시킬 수 있는 기계적 특성을 확보하고, 또한 핫 프레스 공정을 통해 열경화성 점착제의 분산과 폴리이미드 필름의 고연성 굴곡을 유도해 원하는 갭 충진 특성을 거둘 수 있었다.

또한 상술한 설명에서는 연성의 커버 필름(310)이 폴리이미드 필름에 열경화성 점착제를 합지 또는 도포하는 형태임을 설명하였지만, 폴리이미드 고형분과 열경화성 수지(resin)를 배합하여 폴리이미드층을 형성시킨 후 여기에 열경화성 점착제를 합지 또는 도포하는 방식으로도 커버 필름(310)을 제작할 수 있다. 이 같은 방식에서는 커버 필름(310)의 연신율을 향상시키기 위해 폴리이미드 고형분의 비율을 낮추고 열경화성 수지의 비율을 높일 수 있다. 또한 커버 필름(310)의 점착율을 향상시키기 위해 열에 의해 녹는 열경화성 점착제의 흐름성을 높일 수도 있다.

다음으로, 액상의 커버 코팅액(320)은 코팅액 타입으로서 UV 경화성 수지로 제작될 수 있으며, 상기 UV 경화성 수지는 2 내지 3 개의 관능기를 갖는 변성우레탄 아크릴레이트, 1 내지 2 개의 관능기를 갖는 반응성 모너머, 단파장 또는 중파장용의 광개시제, 안정제, 부착증진제 및 방청안료로 조성될 수 있다.

액상으로 배합된 UV 경화성 수지는 높은 연신성을 가지며, UV 경화에 의해 높은 점착력을 갖는다.

상기 커버 코팅액(320)은 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 상측면에 도포되고 롤러 혹은 블레이드로 밀어서 평탄화 및 충진이 이루어지게 된다. 이 커버 코팅액(320)은 액상이기 때문에 코일 트랙(110) 사이의 갭 위치에서 하방으로 늘어져 하부 절연 필름(130)까지 접촉해 충진될 수 있는 충분한 연신성을 갖는다. 또한 이 커버 코팅액(320)은 UV 조사에 의해 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 상측면에서 경화되어 점착력에 의해 두 모듈을 완전결합시킬 수 있는 기계적 특성을 갖는다. 이때 상기 커버 코팅액(320)의 도포시 코일 트랙(110)의 완전한 차폐를 위해 커버 코팅액(320) 위에 테이프 형태의 절연성 마스크 필름을 덮을 수도 있다.

상기 커버 코팅액(320)의 접착 과정을 살펴보면, 먼저 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 상측면에 커버 코팅액(320)을 도포하고 롤러 혹은 블레이드로 커버 코팅액(320)을 밀어 평탄화시키게 된다. 이 과정에서 액상의 커버 코팅액(320)은 높은 연신성을 가지기 때문에 코일 트랙(110) 사이의 갭 위치에서 하방으로 늘어져 하부 절연 필름(130)까지 접촉해 충진되게 된다. 이후 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)의 상측면을 UV 조사기로 UV 조사하여 커버 코팅액(320)을 경화시키게 된다. 이 과정에서 액상의 커버 코팅액(320)은 하부에 코일 트랙(110)이 있는 위치에서는 코일 트랙(110) 상에서 경화되고 하부에 코일 트랙(110)이 없는 절연 구간인 갭 위치에서는 하방으로 늘어져 코일 트랙(110)을 지지하는 하부 절연 필름(130)까지 접촉한 충진 상태로 경화되게 된다. 따라서 경화된 커버 코팅액(320)은 가결합된 안테나 패턴 모듈(100)과 단자 모듈(200)을 완전결합시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 안테나 패턴 모듈 110 : 코일 트랙
111 : 접속 단자부 130 : 절연 필름
200 : 단자 모듈 210 : 단자 회로
211 : 회로 단자부 300 : 커버 부재
310 : 커버 필름 320 : 커버 코팅액

Claims

(a) 절연 필름 상에 접속 단자부를 포함한 코일 트랙이 배치되며 코일 트랙 중 단자 모듈과의 결합 부위의 높이를 낮춰 안테나 패턴 모듈을 제작하는 단계;
(b) 상기 안테나 패턴 모듈과 접속되는 단자 회로를 갖는 단자 모듈을 제작하는 단계;
(c) 상기 안테나 패턴 모듈의 접속 단자부에 단자 모듈의 회로 단자부가 맞물리게 단자 모듈을 안테나 패턴 모듈의 낮아진 결합 부위 내로 내장배치시켜 가결합하는 단계; 및
(d) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 수평한 상측면에 커버 부재를 결합하여 단자 모듈이 안테나 모듈 상으로 돌출되지 않게 배치된 상태로 완전결합하는 단계; 를 포함하며,
상기 (a) 단계는,
(a-1) 재료 시트의 상측면과 하측면에 각각 포토 레지스트를 부착하는 단계;
(a-2) 패턴 마스크를 통해, 상기 재료 시트의 상측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈과의 결합 부위에 대해 노광 공정을 진행하고, 재료 시트의 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 대해 노광 공정을 진행하는 단계;
(a-3) 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에 현상액을 분사하여, 재료 시트의 상측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈과의 결합 부위에 부착된 노광되지 않은 포토 레지스트를 제거하고, 재료 시트의 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 부착된 노광되지 않은 포토 레지스트를 제거하는 단계;
(a-4) 상기 재료 시트를 에칭 장비에서 제 1 속도 이상으로 설정된 제 2 속도로 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하여 재료 시트의 상측면에는 트랙 간 갭의 형성 부위와 단자 모듈과의 결합 부위에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위를 형성시키고, 재료 시트의 하측면에는 트랙 간 갭의 형성 부위에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위를 형성시키는 1차 부족식각 단계;
(a-5) 상기 재료 시트의 상측면의 전면에 캐리어 테이프를 부착하는 단계;
(a-6) 상기 재료 시트를 에칭 장비에서 제 1 속도로 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하여, 하측면 1차 식각 부위의 상부 말단 부위를 더 부식시켜 상측면의 트랙 간 갭의 형성 부위에 형성된 1차 식각 부위와 연결관통시킴으로써 트랙 간 갭을 형성시키는 2차 정상식각 단계; 및
(a-7) 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에서 캐리어 테이프와 포토 레지스트를 제거하는 단계; 를 포함하며,
상기 제 1 속도는 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하는 에칭 장비 내에서 트랙 간격의 부식 깊이와 부식 폭이 대응되도록 하는 재료 시트의 에칭 장비 내 이동 속도이고, 상기 제 2 속도는 상기 제 1 속도에 비해 40~60% 더 빠른 속도인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈의 제조 방법.
(a) 절연 필름 상에 접속 단자부를 포함한 코일 트랙이 배치되며 코일 트랙 중 단자 모듈과의 결합 부위의 높이를 낮춰 안테나 패턴 모듈을 제작하는 단계;
(b) 상기 안테나 패턴 모듈과 접속되는 단자 회로를 갖는 단자 모듈을 제작하는 단계;
(c) 상기 안테나 패턴 모듈의 접속 단자부에 단자 모듈의 회로 단자부가 맞물리게 단자 모듈을 안테나 패턴 모듈의 낮아진 결합 부위 내로 내장배치시켜 가결합하는 단계; 및
(d) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 수평한 상측면에 커버 부재를 결합하여 단자 모듈이 안테나 모듈 상으로 돌출되지 않게 배치된 상태로 완전결합하는 단계; 를 포함하며,
상기 (a) 단계는,
(a-1) 재료 시트의 상측면과 하측면에 각각 포토 레지스트를 부착하는 단계;
(a-2) 패턴 마스크를 통해, 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 대해 노광 공정을 진행하는 단계;
(a-3) 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에 현상액을 분사하여, 재료 시트의 상측면과 하측면에서는 트랙 간 갭의 형성 부위에 부착된 노광되지 않은 포토 레지스트를 제거하는 단계;
(a-4) 상기 재료 시트를 에칭 장비에서 제 1 속도 이상으로 설정된 제 2 속도로 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하여 재료 시트의 상측면과 하측면에는 트랙 간 갭의 형성 부위에 라운드진 홈 형태의 1차 식각 부위를 형성시키는 1차 부족식각 단계;
(a-5) 상기 재료 시트에서 상측면에 있는 단자 모듈과의 결합 부위를 제외한 전면에 캐리어 테이프를 부착하는 단계;
(a-6) 상기 재료 시트를 에칭 장비에서 제 1 속도 이상으로 설정된 제 2 속도로 수평 이동시키면서 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하여, 노출된 상측면의 단자 모듈과의 결합 부위에 2차 식각 부위를 형성시키고, 하측면의 트랙 간 갭 형성 부위에서 1차 식각 부위의 상부 말단 부위를 더 부식시켜 상측면의 트랙 간 갭의 형성 부위에 형성된 1차 식각 부위와 연결관통시킴으로써 트랙 간 갭을 형성시키는 2차 부족식각 단계; 및
(a-7) 상기 재료 시트의 상측면과 하측면에서 캐리어 테이프와 포토 레지스트를 제거하는 단계; 를 포함하며,
상기 제 1 속도는 상하 방향에서 에칭액을 재료 시트에 분사하는 에칭 장비 내에서 트랙 간격의 부식 깊이와 부식 폭이 대응되도록 하는 재료 시트의 에칭 장비 내 이동 속도이고, 상기 제 2 속도는 상기 제 1 속도에 비해 40~60% 더 빠른 속도인 것을 특징으로 하는 안테나 모듈의 제조 방법.
(a) 절연 필름 상에 접속 단자부를 포함한 코일 트랙이 배치되며 코일 트랙 중 단자 모듈과의 결합 부위의 높이를 낮춰 안테나 패턴 모듈을 제작하는 단계;
(b) 상기 안테나 패턴 모듈과 접속되는 단자 회로를 갖는 단자 모듈을 제작하는 단계;
(c) 상기 안테나 패턴 모듈의 접속 단자부에 단자 모듈의 회로 단자부가 맞물리게 단자 모듈을 안테나 패턴 모듈의 낮아진 결합 부위 내로 내장배치시켜 가결합하는 단계; 및
(d) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 수평한 상측면에 커버 부재를 결합하여 단자 모듈이 안테나 모듈 상으로 돌출되지 않게 배치된 상태로 완전결합하는 단계; 를 포함하며,
상기 커버 부재는 안테나 패턴 모듈의 코일 트랙의 상부와 단자 모듈의 상부에 배치되어 안테나 패턴 모듈의 코일 트랙과 단자 모듈을 함께 지지하며, 하부에 코일 트랙이 있는 위치에서는 코일 트랙 상에 배치되고, 하부에 코일 트랙이 없는 절연 구간인 갭 위치에서는 하방으로 늘어져 코일 트랙을 지지하는 하부 절연 필름까지 접촉하도록 트랙과 트랙 사이의 갭에 충진되며,
상기 커버 부재는 액상의 커버 코팅액이며, UV 경화성 수지로 제작되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈의 제조 방법.
제 3항에 있어서,
상기 (a) 단계와 (b) 단계는 선후 관계없이 개별적으로 진행되는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈의 제조 방법.
제 3항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 안테나 패턴 모듈의 제작이 완료된 후 단자 모듈과 결합될 코일 트랙의 결합 부위를 가압하거나 두들겨서 결합 부위의 높이를 낮추는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈의 제조 방법.
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제 3항에 있어서,
상기 UV 경화성 수지는, 2 내지 3 개의 관능기를 갖는 변성우레탄 아크릴레이트, 1 내지 2 개의 관능기를 갖는 반응성 모너머, 단파장 또는 중파장용의 광개시제, 안정제, 부착증진제 및 방청안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈의 제조 방법.
제 3항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d-3) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 상측면에 커버 코팅액을 도포하고 롤러 혹은 블레이드로 커버 코팅액을 밀어 평탄화시키는 단계; 및
(d-4) 가결합된 안테나 패턴 모듈과 단자 모듈의 상측면을 UV 조사하여 커버 코팅액을 경화시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 모듈의 제조 방법.
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