特許第6870036号(P6870036)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6870036
(24)【登録日】2021年4月16日
(45)【発行日】2021年5月12日
(54)【発明の名称】アンテナモジュールおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01Q 1/38 20060101AFI20210426BHJP
   H01P 11/00 20060101ALI20210426BHJP
   H05K 1/09 20060101ALI20210426BHJP
   H05K 3/18 20060101ALI20210426BHJP
   H05K 3/24 20060101ALI20210426BHJP
【FI】
   H01Q1/38
   H01P11/00
   H05K1/09 C
   H05K3/18 K
   H05K3/18 B
   H05K3/24 A
【請求項の数】17
【全頁数】31
(21)【出願番号】特願2019-131200(P2019-131200)
(22)【出願日】2019年7月16日
(65)【公開番号】特開2020-14203(P2020-14203A)
(43)【公開日】2020年1月23日
【審査請求日】2019年7月16日
(31)【優先権主張番号】10-2018-0083111
(32)【優先日】2018年7月17日
(33)【優先権主張国】KR
(31)【優先権主張番号】10-2018-0084636
(32)【優先日】2018年7月20日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】509023012
【氏名又は名称】エル エス エムトロン リミテッド
【氏名又は名称原語表記】LS Mtron Ltd.
(74)【代理人】
【識別番号】100091982
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100217940
【弁理士】
【氏名又は名称】三並 大悟
(72)【発明者】
【氏名】チョ、ソンボク
【審査官】 福田 正悟
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許出願公開第2011/0165915(US,A1)
【文献】 韓国登録特許第10−1557276(KR,B1)
【文献】 韓国公開特許第10−2014−0106862(KR,A)
【文献】 特開2014−220390(JP,A)
【文献】 特開2008−158219(JP,A)
【文献】 特開2014−082747(JP,A)
【文献】 特開2012−136769(JP,A)
【文献】 特開2018−022634(JP,A)
【文献】 特開2008−252089(JP,A)
【文献】 特開2007−274528(JP,A)
【文献】 特開平09−116306(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2008/0224937(US,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2014/0106085(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01Q 1/38
H01P 11/00
H05K 1/09
H05K 3/18
H05K 3/24
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベースフレーム;および
前記ベースフレーム上に配置された導電性パターン;を含み、
前記導電性パターンは、
前記ベースフレーム上の第1導電体層;
前記第1導電体層上の第2導電体層;および
前記第2導電体層上の第3導電体層;を含み、
前記ベースフレームは山および谷を含む凹凸部を有し、
前記導電性パターンは前記凹凸部上に配置され、
前記ベースフレームは、前記凹凸部の前記山および谷の表面に形成されたホールおよび前記ホールの表面に形成された空隙を有し、
前記導電性パターンは、前記ベースフレームと前記第1導電体層間に配置されたシード層をさらに含み、
前記シード層は、前記空隙に配置され、
前記導電性パターンの表面は、4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有する、アンテナモジュール。
【請求項2】
前記第1導電体層および前記第3導電体層は、それぞれニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)およびチタン(Ti)のうち少なくとも一つを含む、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項3】
前記第1導電体層は、0.2〜2μmの厚さを有する、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項4】
前記第2導電体層は、銅(Cu)およびアルミニウム(Al)のうち少なくとも一つを含む、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項5】
前記第2導電体層は、8〜17μmの厚さを有する、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項6】
前記第3導電体層は、1〜7μmの厚さを有する、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項7】
前記導電性パターンの縁で前記第1導電体層と前記第3導電体層が互いに接触する、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項8】
平面上のいずれか一方向に沿って、前記第1導電体層と前記第3導電体層が接触する縁の一端と前記第1導電体層と前記第3導電体層が接触する縁の他端の間で、前記第1導電体層の幅および前記第3導電体層の幅は前記第2導電体層の幅より大きい、請求項7に記載のアンテナモジュール。
【請求項9】
前記第1導電体層と前記第3導電体層が接触した前記導電性パターンの前記縁部分の厚さは、前記縁以外の部分での前記第1導電体層および前記第3導電体層のそれぞれの厚さより大きい、請求項7に記載のアンテナモジュール。
【請求項10】
前記導電性パターンの縁で前記第1導電体層と前記第3導電体層が互いに接触して閉空間を形成し、
前記第2導電体層は前記第1導電体層と前記第3導電体層によって形成された閉空間内に配置された、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項11】
前記シード層、パラジウム(Pd)および錫(Sn)のうち少なくとも一つを含む、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項12】
前記ベースフレームには、いずれか一方向に沿って、500μm長さ当たり平均3〜7個の前記山及び平均3〜7個の前記谷が形成されている、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項13】
前記ホール(hole)は、3〜30μmの深さを有する、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項14】
前記空隙は、0.3〜3μmの深さを有する、請求項1に記載のアンテナモジュール。
【請求項15】
山と谷を含む凹凸部を有するベースフレームを製造する段階;
前記凹凸部の表面に複数個のホール(hole)を形成する段階;
前記ホール(hole)の表面に空隙を形成する段階;および
前記凹凸部上に導電性パターンを形成する段階;を含み、
前記導電性パターンを形成する段階は、
前記凹凸部上に第1導電体層を形成する段階;
前記第1導電体層上に第2導電体層を形成する段階;および
前記第2導電体層上に第3導電体層を形成する段階を含
前記導電性パターンを形成する段階は、前記第1導電体層を形成する段階前に、前記空隙にシード層を形成する段階をさらに含む、アンテナモジュールの製造方法。
【請求項16】
前記導電性パターンの縁で前記第1導電体層と前記第3導電体層が互いに接触して閉空間を形成し、
前記第2導電体層は前記第1導電体層と前記第3導電体層によって形成された閉空間内に配置される、請求項1に記載のアンテナモジュールの製造方法。
【請求項17】
請求項1から14のいずれか1項に記載のアンテナモジュールを含む、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はアンテナモジュールに関し、特に、携帯用端末に適用されるアンテナモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
通信端末には電波を送信および受信するためのアンテナが設置される。例えば、携帯電話や無線機などのような携帯用通信端末には電波送受信用のアンテナが設置される。
【0003】
通信端末の小型化および軽量化の趨勢につれてアンテナも小型化されており、最近は機器に内蔵される内蔵型アンテナが広く使われている。
【0004】
例えば、韓国特許公開第2005−0013705号に携帯用端末の内蔵型アンテナ装置が開示されている。図1は、従来内蔵型アンテナ装置の一例についての概略的な分解斜視図である。図1に図示された内蔵型アンテナ装置は、端末の内側面の所定領域に導電性物質で塗布されたグラウンドに接地されるシールドプレート10、シールドプレート10に対面して設置されるアンテナプレート20およびシールドプレート10とアンテナプレート20の間に介在されるキャリア30を含む。しかし、このような構造を有する内蔵型アンテナの場合、シールドプレート10、アンテナプレート20、キャリア30およびアンテナプレートと連結された印刷回路基板(図示されず)がそれぞれ別途に製作された後に組み立てられなければならないため、製造工程が煩雑であり、製造費用が多く要される短所がある。
【0005】
従来内蔵型アンテナ装置の他の例として、電波送受信用放射体の役割をする導電性パターンがベースフレームの所定領域に直接形成されているアンテナモジュールが知られている。しかし、導電性パターンとベースフレームの間の付着力が充分でない場合、精密なパターンの形成が難しく、導電性パターンがベースフレームから剥離されるか、導電性パターン形成用金属物質の残骸などによって、アンテナモジュールに不良が発生し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は前記のような問題点を解決できるアンテナモジュールおよびその製造方法を提供しようとする。
【0007】
本発明の一実施例は、電波を送受信する放射体の役割をする導電性パターンがベースフレームに安定して付着されて、安定性および信頼性が優秀なアンテナモジュールを提供しようとする。
【0008】
本発明の一実施例は、ベースフレームと導電性パターンの表面形状および面積粗度(areal roughness)を調整することによって、導電性パターンがベースフレームに安定して付着するようにしようとする。
【0009】
前記で言及された本発明の観点の他にも、本発明の他の特徴および利点が以下で説明されるか、そのような説明から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるはずである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
このような課題を解決するために、本発明の一実施例は、ベースフレームおよび前記ベースフレーム上に配置された導電性パターンを含み、前記導電性パターンは第1導電体層、前記第1導電体層上の第2導電体層および前記第2導電体層上の第3導電体層を含むアンテナモジュールを提供する。
【0011】
ここで、前記導電性パターンの表面は4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有する。
【0012】
前記第1導電体層はニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)およびチタン(Ti)のうち少なくとも一つを含む。
【0013】
前記第1導電体層は0.2〜2μmの厚さを有する。
【0014】
前記第2導電体層は銅(Cu)およびアルミニウム(Al)のうち少なくとも一つを含む。
【0015】
前記第2導電体層は8〜17μmの厚さを有する。
【0016】
前記第3導電体層はニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)およびチタン(Ti)のうち少なくとも一つを含む。
【0017】
前記第3導電体層は1〜7μmの厚さを有する。
【0018】
前記導電性パターンの縁で前記第1導電体層と前記第3導電体層が互いに接触する。
【0019】
平面上のいずれか一方向に沿って、前記第1導電体層と前記第3導電体層が接触する一端と前記第1導電体層と前記第3導電体層が接触する他端との間で、前記第1導電体層の幅および前記第3導電体層の幅は前記第2導電体層の幅より大きい。少なくともいずれか一方向において、前記第1導電体層の幅および前記第3導電体層の幅は前記第2導電体層の幅より大きい。
【0020】
前記第1導電体層と前記第3導電体層が接触した前記導電性パターンの前記縁部分の厚さは、前記縁以外の部分での前記第1導電体層および前記第3導電体層のそれぞれの厚さより大きい。
【0021】
前記導電性パターンの縁で前記第1導電体層と前記第3導電体層が互いに接触して閉空間を形成し、前記第2導電体層は前記第1導電体層と前記第3導電体層によって形成された閉空間内に配置される。
【0022】
前記第2導電体層は、前記第1導電体層の縁を除いた前記第1導電体層の領域内に配置され、前記第3導電体層は前記第1導電体層の縁で前記第1導電体層と接触する。
【0023】
前記導電性パターンは前記ベースフレームと前記第1導電体層間に配置されたシード層(seed layer)をさらに含む。
【0024】
前記シード層(seed layer)はパラジウム(Pd)および錫(Sn)のうち少なくとも一つを含む。
【0025】
前記ベースフレームは山および谷を含む凹凸部を有し、前記導電性パターンは前記凹凸部上に配置される。
【0026】
前記ベースフレームには、いずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり平均3〜7個の前記山および平均3〜7個の前記谷が形成されている。
【0027】
前記ベースフレームは、前記凹凸部の前記山および谷の表面に形成されたホール(hole)を有する。
【0028】
前記ホール(hole)は3〜30μmの深さを有する。
【0029】
前記ベースフレームは、前記ホール(hole)の表面に形成された空隙を含む。
【0030】
前記空隙は0.3〜3μmの深さを有する。
【0031】
前記導電性パターンは前記空隙に配置されたシード層をさらに含む。
【0032】
前記導電性パターンは電波を送信、受信または送受信する放射体である。
【0033】
本発明の他の一実施例は、ベースフレームおよび前記ベースフレーム上に配置された放射体を含み、前記放射体は第1導電体層、前記第1導電体層上の第2導電体層および前記第2導電体層上の第3導電体層を含むアンテナモジュールを提供する。
【0034】
前記放射体の表面は4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有する。
【0035】
前記放射体の縁で前記第1導電体層と前記第3導電体層が互いに接触する。
【0036】
前記放射体の縁で前記第1導電体層と前記第3導電体層が互いに接触して閉空間を形成し、前記第2導電体層は前記第1導電体層と前記第3導電体層によって形成された閉空間内に配置される。
【0037】
本発明のさらに他の一実施例は、山と谷を含む凹凸部を有するベースフレームを製造する段階、前記凹凸部の表面に複数個のホール(hole)を形成する段階、前記ホール(hole)の表面に空隙を形成する段階および前記凹凸部上に導電性パターンを形成する段階を含み、前記導電性パターンを形成する段階は、前記凹凸部上に第1導電体層を形成する段階、前記第1導電体層上に第2導電体層を形成する段階、および前記第2導電体層上に第3導電体層を形成する段階を含む、アンテナモジュールの製造方法を提供する。
【0038】
前記導電性パターンは、端縁を基準として前記凹凸部と同じ表面形状を有する。
【0039】
前記ベースフレームは金型を利用した射出によって形成され、前記金型は前記凹凸部の前記山と前記谷にそれぞれ対応する陰刻パターンと陽刻パターンを有する。
【0040】
前記複数個のホール(hole)のうち互いに隣り合うホール(hole)間の間隔は5〜10μmである。
【0041】
前記ホール(hole)を形成する段階は、前記凹凸部にレーザーを照射する段階を含む。
【0042】
前記空隙を形成する段階は、前記ホールを形成した後、前記ベースフレームを溶剤で処理する段階を含む。
【0043】
前記溶剤はpH0.5〜5の酸性を有する。
【0044】
前記ベースフレームを溶剤で処理する段階は、前記ベースフレームを前記溶剤に浸漬させ、20〜50Hzの超音波を印加する段階を含む。
【0045】
前記導電性パターンを形成する段階は、前記第1導電体層を形成する段階前に、前記空隙にシード層(seed layer)を形成する段階をさらに含む。
【0046】
本発明のさらに他の一実施例は、放射体領域を有するベースフレームを製造する段階および前記放射体領域に放射体を形成する段階を含み、ベースフレームを製造する段階は、前記放射体領域に山および谷を有する凹凸部を形成する段階、前記山および谷の表面に複数個のホール(hole)を形成する段階および前記ホール(hole)の表面に空隙を形成する段階を含み、前記放射体を形成する段階は、前記凹凸部上に第1導電体層を形成する段階、前記第1導電体層上に第2導電体層を形成する段階および前記第2導電体層上に第3導電体層を形成する段階を含む、アンテナモジュールの製造方法を提供する。
【0047】
本発明のさらに他の一実施例は、ベースフレームおよび前記ベースフレーム上に配置された導電性パターンを含み、前記導電性パターンは第1導電体層、前記第1導電体層上の第2導電体層および前記第2導電体層上の第3導電体層を含み、前記導電性パターンの表面は、4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa;arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有するアンテナモジュールを含む、電子装置を提供する。
【0048】
前記のような本発明に対する一般的な記述は本発明を例示したり説明するためのものに過ぎず、本発明の権利範囲を制限しない。
【発明の効果】
【0049】
本発明の一実施例によると、アンテナモジュールを構成するベースフレームと導電性パターンの表面形状および面積粗度(areal roughness)が所定の範囲に調整される。それにより、導電性パターンがベースフレームに安定して付着する。電波を送受信する放射体の役割をする導電性パターンがベースフレームに安定して付着することによって、放射体の分離によるアンテナモジュールの不良が防止される。
【0050】
また、導電性パターンがベースフレームに安定して付着するため、微細パターンを有する放射体が製造され得る。また、導電性パターンを形成する導電体物質の拡散や不要な残存が防止されてアンテナモジュールの不良が防止される。
【図面の簡単な説明】
【0051】
添付された図面は本発明の理解を助け、本明細書の一部を構成するためのものであって、本発明の実施例を例示し、発明の詳細な説明と共に本発明の原理を説明する。
図1】従来内蔵型アンテナ装置の一例についての概略的な分解斜視図。
図2】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの斜視図。
図3図2の「A」部分についての拡大平面図。
図4図3のI−I’に沿って切断した断面図。
図5A図4の「B」部分についての拡大図。
図5B図4の「B」部分についての拡大図。
図6図4の「C」部分についての拡大図。
図7図6の「D」部分についての拡大図。
図8A】空隙の形状についての概略図。
図8B】空隙の形状についての概略図。
図9】本発明の一実施例に係る導電性パターンの表面写真。
図10】本発明の一実施例に係る導電性パターンの表面についての3次元写真。
図11】算術平均高さSaを説明する概略図。
図12】最大高さSzを説明する概略図。
図13】本発明の他の一実施例に係るアンテナモジュールの断面図。
図14図13の「K」部分についての拡大図。
図15A】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの製造工程図。
図15B】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの製造工程図。
図15C】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの製造工程図。
図15D】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの製造工程図。
図15E】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの製造工程図。
図15F】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの製造工程図。
図15G】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの製造工程図。
図15H】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの製造工程図。
図15I】本発明の一実施例に係るアンテナモジュールの製造工程図。
図16図15Iの「G」部分についての拡大図。
【発明を実施するための形態】
【0052】
以下では添付された図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【0053】
本発明の技術的思想および範囲を逸脱しない範囲内で本発明の多様な変更および変形が可能であることは当業者に自明であろう。したがって、本発明は特許請求の範囲に記載された発明およびその均等物の範囲内の変更と変形をすべて含む。
【0054】
本発明の実施例を説明するために図面に開示された形状、大きさ、比率、角度、個数等は例示的なものであるため、本発明は図面に図示された事項によって限定されるものではない。明細書全体に亘って同一構成要素は同一参照符号で指称され得る。
【0055】
本明細書で言及された「含む」、「有する」、「なる」等が使われる場合、「〜のみ」という表現が使われない限り、他の部分が追加され得る。構成要素が単数で表現された場合、特に明示的な記載事項がない限り複数を含む。また、構成要素の解釈において、別途の明示的な記載がなくても誤差範囲を含むものと解釈される。
【0056】
位置関係についての説明の場合、例えば、「〜上に」、「〜上部に」、「〜下部に」、「〜そばに」等で両部分の位置関係が説明される場合、「すぐに」または「直接」という表現が使われない限り、両部分間に一つ以上の他の部分が位置し得る。
【0057】
時間関係についての説明の場合、例えば、「〜後に」、「〜に引き続き」、「〜次に」、「〜前に」等で時間的前後関係が説明される場合、「すぐに」または「直接」という表現が使われない限り、連続的ではない場合も含み得る。
【0058】
多様な構成要素を説明するために、「第1」、「第2」等のような表現が使われ得るが、これらの構成要素はこのような用語によって制限されはしない。このような用語は単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使うものである。したがって、以下で言及される第1構成要素は本発明の技術的思想内で第2構成要素でもよい。
【0059】
「少なくとも一つ」の用語は一つ以上の関連項目から提示可能なすべての組み合わせを含むものと理解されるべきである。
【0060】
本発明の多様な実施例のそれぞれの特徴が部分的にまたは全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、技術的に多様な連動および駆動が可能であり、各実施例が互いに対して独立的に実施可能でもよく、連関する関係で共に実施されてもよい。
【0061】
図2は本発明の一実施例に係るアンテナモジュール100の斜視図であり、図3図2の「A」部分についての拡大平面図であり、図4図3のI−I’に沿って切断した断面図である。
【0062】
本発明の一実施例に係るアンテナモジュール100はベースフレーム110およびベースフレーム110上に配置された導電性パターン120を含む。
【0063】
ベースフレーム110は絶縁性物質で作られ得る。重さおよび製造の便宜性などを考慮して、プラスチック材料によってベースフレーム110が形成され得る。例えば、ベースフレーム110はポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびABS(acrylonitrile−butadiene−styrene)のうち少なくとも一つを含むことができる。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、他の絶縁性物質によってベースフレーム110が制作されてもよい。
【0064】
導電性パターン120はベースフレーム110上に配置される。
【0065】
本発明の一実施例によると、導電性パターン120は電波を送受信する放射体の役割をする。したがって、導電性パターン120を放射体ともいう。
【0066】
本発明の一実施例に係るアンテナモジュール100は、ベースフレーム110上に配置された少なくとも一つの導電性パターン120を含む。アンテナモジュール100は2個以上の導電性パターンを含むこともできる。図2を参照すると、アンテナモジュール100は3個の導電性パターン120、130、140を含む。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、アンテナモジュール100は4個以上の導電性パターンを含んでもよい。
【0067】
複数個の導電性パターン120、130、140はそれぞれの機能により互いに異なる平面の形状を有することができる。例えば、複数の導電性パターン120、130、140は、パターンの形状によりそれぞれ互いに異なる周波数の電波を送信または受信することができる。また、本発明の一実施例によると、複数の導電性パターン120、130、140は同一の積層構造を有することができる。
【0068】
以下、複数の導電性パターン120、130、140のうち一つの導電性パターン120を参照して、導電性パターン120をより詳細に説明する。
【0069】
本発明の一実施例によると、導電性パターン120の表面は面積粗度(areal roughness)を有する。導電性パターン120の表面は、面積粗度(areal roughness)で、算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および 最大高さ(Sz;Maximum height)を有することができる。
【0070】
本発明の一実施例によると、導電性パターン120の表面は、4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有する。
【0071】
算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)は2次元表面粗さであるRaを3次元に拡張したものである。図11は、算術平均高さSaを説明する概略図である。
【0072】
算術平均高さSaはISO 25178の規格に沿って測定される。
【0073】
本発明の一実施例によると、算術平均高さSaは平均面(mean plane)に対する各地点の高さまたは深さの絶対値(|Z(x、y)|)の和をその面積で割った値である。ここで、平均面(mean plane)は、測定領域内で各地点の高さの和の大きさと深さの和の大きさが同一になる仮想の面である。したがって、平均面(mean plane)を基準として、高さの和と深さの和はその大きさが互いに同じである。換言すると、測定領域に対する3次元(3D)プロファイルにおいて、平均面(mean plane)から突出した部分(凸部、P)の体積の和(高さの和)と平均面(mean plane)から陥没した部分(凹部、V)の体積の和(深さの和の大きさ)は同じである。
【0074】
本発明の一実施例によると、算術平均高さSaは次の式1で求められる。
【0075】
【数1】
ここで面積(A)はxy表面を基準として計算された面積であり、高さ[Z(x、y)]はz軸に沿って測定される。
【0076】
例えば、測定対象表面の3次元(3D)プロファイルにおいて、凹部Vを凸部Pに反転させ、平均面(mean plane)に対する各地点の高さ[Z(x、y)]の和を測定対象面積で割ることによって算術平均高さSaを求めることができる。
【0077】
算術平均高さSaはISO 25178の規格に沿った測定を遂行する測定装置によって測定され得る。本発明の一実施例によると、形状測定レーザーマイクロスコープ(3D Laser Scanning Microscope)であるKEYENCE社のVK−X1000TMを利用して、ISO 25178の規格に沿って算術平均高さSaを測定することができる。
【0078】
導電性パターン120の表面の算術平均高さSaが4.7μm未満である場合、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の界面の表面粗さが低く、ベースフレーム110と導電性パターン120の付着性が低下し得る。
【0079】
反面、導電性パターン120の表面の算術平均高さSaが5.7μmを超過する場合、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の界面が過度に粗く、導電性パターン120の膜安定性が低下し、断線または短絡などが発生し得る。
【0080】
したがって、本発明の一実施例によると、導電性パターン120の表面は4.7μm〜5.7μmの算術平均高さSaを有する。
【0081】
最大高さ(Sz;Maximum height)は測定領域内で最も高い凸部Pの高さ(絶対値)と最も深い凹部Vの深さ(絶対値)の和である。図12は、最大高さSzを説明する概略図である。最大高さSzはISO 25178の規格に沿って測定される。
【0082】
図12を参照すると、最大高さ(Sz;Maximum height)は、測定領域内で平均面(mean plane)から最も高い凸部Pの高さと最も深い凹部Vの深さの和で計算される。
【0083】
具体的には、最大高さSzは次の式2で求められる。
【0084】
【数2】
ここで、「Sp」は測定領域内で最も高い凸部Pの高さであり、「Sv」は最も深い凹部Vの深さである。
【0085】
最大高さSzはISO 25178の規格に沿った測定を遂行する測定装置によって測定され得る。本発明の一実施例によると、形状測定レーザーマイクロスコープ(3D Laser Scanning Microscope)のKEYENCE社のVK−X1000TMを利用して、ISO 25178の規格に沿って最大高さSzを測定することができる。
【0086】
導電性パターン120の表面の最大高さSzが40μm未満である場合、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の界面の表面粗さが低く、ベースフレーム110と導電性パターン120の付着性が低下し得る。
【0087】
反面、導電性パターン120の表面の最大高さSzが55μmを超過する場合、凸部Pと凹部Vの高低差が激しく、導電性パターン120の付着力および膜安定性が低下し得る。
【0088】
したがって、本発明の一実施例によると、導電性パターン120の表面は40μm〜55μmの最大高さSzを有する。
【0089】
本発明の一実施例によると、導電性パターン120は少なくとも一つの導電体層を含む。図4を参照すると、導電性パターン120は、第1導電体層121、第1導電体層121上の第2導電体層122および第2導電体層122上の第3導電体層123を含む。
【0090】
第1導電体層121は、導電性を有してベースフレーム110と優秀な接着性を有する物質で形成され得る。第1導電体層121は、例えば、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)およびチタン(Ti)のうち少なくとも一つを含むことができる。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、第1導電体層121の形成のために他の金属または導電性材料が使われ得る。
【0091】
本発明の一実施例によると、ニッケル(Ni)メッキによって第1導電体層121が作られ得る。ニッケル(Ni)メッキ方法に特に制限はなく、公知のニッケル(Ni)メッキ方法が適用され得る。例えば、第1導電体層121はニッケル(Ni)と次亜リン酸ナトリウム(sodium hypophosphite)(NaHPO)を利用するメッキによって作られ得る。また、第1導電体層121の形成のために硫酸ニッケル(NiSO・6HO)、塩化ニッケル(NiCl・6HO)、ほう酸(HBO)等が使われてもよい。
【0092】
第1導電体層121はベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力を向上させる役割をすることができる。
【0093】
第1導電体層121は0.2〜2μmの厚さ(t1)を有する。第1導電体層121の厚さ(t1)が0.2μm未満である場合、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力が充分でない可能性がある。反面、第1導電体層121の厚さ(t1)が2μmを超過する場合、導電性パターン120の厚さが必要以上に厚くなって薄型化に不利であり、導電性パターン120の剥離が発生し得る。より具体的には、第1導電体層121は0.5〜1μmの厚さ(t1)を有することができる。
【0094】
第2導電体層122は優秀な導電性を有する物質で形成され得る。第2導電体層122は、例えば、銅(Cu)およびアルミニウム(Al)のうち少なくとも一つを含むことができる。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、第2導電体層122形成のために他の金属または導電性材料が使われてもよい。
【0095】
本発明の一実施例によると、銅(Cu)メッキによって第2導電体層122が作られ得る。銅(Cu)メッキ方法に特に制限はなく、公知の銅(Cu)メッキ方法が適用され得る。例えば、銅(Cu)メッキのために、銅(Cu)とともに水酸化ナトリウム(NaOH)、ホルムアルデヒド(HCHO)等が使われ得る。
【0096】
第2導電体層122は電波を送受信するメイン導体の役割をする。
【0097】
第2導電体層122は8〜17μmの厚さ(t2)を有する。第2導電体層122の厚さ(t2)が8μm未満である場合、導電性パターン120の電気伝導性が充分でない可能性がある。反面、第2導電体層122の厚さ(t2)が17μmを超過する場合、導電性パターン120の厚さが必要以上に厚くなって薄型化に不利である。より具体的には、第2導電体層122は9〜15μmの厚さ(t2)を有することができる。
【0098】
第3導電体層123は、導電性を有して腐食または変成に対する抵抗性が優秀な物質で形成され得る。第3導電体層123は、例えば、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)およびチタン(Ti)のうち少なくとも一つを含むことができる。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、第3導電体層123形成のために他の金属または導電性材料が使われ得る。
【0099】
本発明の一実施例によると、ニッケル(Ni)メッキによって第3導電体層123が作られ得る。ニッケル(Ni)メッキ方法に特に制限はなく、公知のニッケル(Ni)メッキ方法が適用され得る。例えば、第3導電体層123はニッケル(Ni)と次亜リン酸ナトリウム(sodium hypophosphite)(NaHPO)を利用するメッキによって作られ得る。また、第3導電体層123形成のために硫酸ニッケル(NiSO・6HO)、塩化ニッケル(NiCl・6HO)、ほう酸(HBO)等が使われてもよい。
【0100】
第3導電体層123は第2導電体層122および導電性パターン120を保護する役割をする。
【0101】
第3導電体層123は1〜7μmの厚さ(t3)を有することができる。第3導電体層123の厚さ(t3)が1μm未満である場合、第2導電体層122が十分に保護されない可能性もある。反面、第3導電体層123の厚さ(t3)が7μmを超過する場合、導電性パターン120の厚さが必要以上に厚くなって薄型化に不利である。
【0102】
図5を参照すると、導電性パターン120の縁で第1導電体層121と前記第3導電体層123が互いに接触され得る。
【0103】
図5Aおよび図5Bは、それぞれ図4の「B」部分についての拡大図である。
【0104】
図5Aおよび図5Bを参照すると、に図示された通り、導電性パターン120の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が互いに接触して閉空間を形成し、第2導電体122層は第1導電体層121と第3導電体層123によって形成された閉空間内に配置され得る。それにより、第2導電体122層が効率的に保護され得る。
【0105】
本発明の一実施例によると、第2導電体層122は第1導電体層121の縁を除いた領域で第1導電体層121の上に配置され、第3導電体層123は第1導電体層の縁で第1導電体層121と接触する。その結果、第1導電体層121と第3導電体層123によって形成された閉空間内に第2導電体122層が配置され得る。
【0106】
具体的には、導電性パターン120の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が接触する場合、第1導電体層121と第3導電体層123の間に相互作用が発生し得る。それにより、第1導電体層121と第3導電体層123の間の接触が堅固となり、第1導電体層121と第3導電体層123の接触によって形成された導電性パターン120の縁部分の体積または厚さが増加し得る。
【0107】
例えば、図5Bを参照すると、第1導電体層121と第3導電体層123が接触した導電性パターン120の縁部分の厚さは、縁以外の部分に位置する第1導電体層121と第3導電体層123のそれぞれの厚さより大きくてもよい。
【0108】
その結果、第1導電体層121と第3導電体層123により形成された閉空間内で第2導電体層122が安定的に保護され得る。
【0109】
本発明の一実施例によると、厚さはいずれか一面とそれに対応する対応面の間の距離で測定され得、例えば、Z軸方向に沿って測定され得る。図4を参照すると、第1導電体層121、第2導電体層122および第3導電体層123はY軸方向に沿ってそれぞれt1、t2およびt3の厚さを有することができる。
【0110】
図3図4および図5を参照すると、第2導電体層122は平面上に第1導電体層121より小さい面積を有し、第1導電体層121の領域内に配置され、第1導電体層121の縁には配置されない。第3導電体層123は、平面上に第2導電体層122より大きい面積を有し、第1導電体層の縁で第1導電体層121と接触することができる。第3導電体層123は、第1導電体層121と実質的に同じ面積を有することができる。ここで、平面は例えば、X−Y平面である。
【0111】
図3および図4を参照すると、第1導電体層121の幅w1および第3導電体層123の幅w3は第2導電体層122の幅w2より大きい。本発明の一実施例によると、幅はX−Y平面上で各層の表面を横切る距離で測定され得る。
【0112】
図3を参照すると、X−Y平面上でいずれの方向に沿って測定しても、第1導電体層121の幅と第3導電体層123の幅は第2導電体層122の幅より大きくてもよい。
【0113】
また、本発明の一実施例によると、平面上のいずれか一方向に沿って、第1導電体層121と第3導電体層123が接触する縁の一端ED1と第1導電体層121と前記第3導電体層が接触する縁の他端ED2の間で、第1導電体層121の幅w1および第3導電体層123の幅w3は第2導電体層122の幅w2より大きい。ここで、平面はX−Y平面である。本発明の一実施例によると、第1導電体層121と第3導電体層123は実質的に同じ幅(w1=w3)を有することができる。
【0114】
導電性パターン120はシード層(seed layer)124をさらに含むことができる。本発明の一実施例によると、導電性パターン120はベースフレーム110と第1導電体層121の間に配置されたシード層124をさらに含むことができる(図7参照)。
【0115】
シード層124はベースフレーム110と導電性パターン120の付着力を向上させる。シード層124は、ベースフレーム110を構成するプラスチックのような絶縁体および導電性パターン120の最下層である第1導電体層121のすべてと優秀な付着力を有する物質で作られる。それにより、シード層124を媒介としてベースフレーム110と第1導電体層121が優秀な結合を形成することによって、導電性パターン120がベースフレーム110に安定して付着され得る。
【0116】
金属およびプラスチックと優秀な付着力を有する物質であれば制限なくシード層124形成用物質として使われ得る。本発明の一実施例によると、シード層124は、例えば、パラジウム(Pd)および錫(Sn)のうち少なくとも一つを含む。
【0117】
本発明の一実施例によると、塩化パラジウム(PdCl)が溶解している塩酸(HCl)溶液にベースフレーム110を浸漬させることによってシード層124が形成され得る。または塩化錫(SnCl)が溶解している水酸化ナトリウム塩酸(NaOH)溶液にベースフレーム110を浸漬させることによってシード層124が形成され得る。
【0118】
図4を参照すると、ベースフレーム110は山P1および谷V1を含む凹凸部を有し、導電性パターン120は凹凸部上に配置される。より具体的には、本発明の一実施例によると、ベースフレーム110の一部の領域に凹凸部が形成され、導電性パターン120はベースフレーム110の領域のうち凹凸部が形成されている領域に配置される。
【0119】
導電性パターン120はベースフレーム110の表面形状とほぼ同じ表面形状を有する。例えば、導電性パターン120は、断面を基準として凹凸部と同じ表面形状を有することができる。より具体的には、導電性パターン120はは、凹凸部で断面を基準として、ベースフレーム110と同じ表面形状を有することができる。
【0120】
具体的には、ベースフレーム110は表面プロファイル(profile)を有し、ベースフレーム110上に形成された導電性パターン120はベースフレーム110とほぼ同じ表面プロファイル(profile)を有する。導電性パターン120は薄膜で形成されるため、ベースフレーム110の表面プロファイルは導電性パターン120に反映される。
【0121】
したがって、ベースフレーム110の山P1には導電性パターン120の凸部Pが形成され、ベースフレーム110の谷V1には導電性パターン120の凹部Vが形成される。その結果、導電性パターン120は、断面を基準として凹凸部と同じ表面プロファイルを有することができる。
【0122】
ベースフレーム110が山P1と谷V1を含む不規則な表面を有するため、メッキなどによって導電性パターン120が形成される時、導電性パターン120がベースフレーム110に容易に付着され得る。それにより、導電性パターン120の付着力が向上する。
【0123】
本発明の一実施例によると、ベースフレーム110には、いずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり平均3〜7個の山P1および平均3〜7個の谷V1が形成されている。例えば、凹凸部は、いずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり平均3〜7個の山P1および平均3〜7個の谷V1を有することができる。それにより、導電性パターン120も、いずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり3〜7個の凸部Pおよび3〜7個の凹部Vを有する。
【0124】
ベースフレーム110のいずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり山P1および谷V1の個数がそれぞれ3個未満の場合、ベースフレーム110の表面粗さが低いためベースフレーム110と導電性パターン120の付着性が低下し得る。
【0125】
反面、ベースフレーム110のいずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり山P1および谷V1の個数がそれぞれ7個を超過する場合、ベースフレーム110の表面が過度に粗いため導電性パターン120の膜安定性が低下し得る。
【0126】
図6を参照すると、ベースフレーム110は、凹凸部の山P1および谷V1の表面に形成されたホール(hole)113を有する。
【0127】
図6は、図4の「C」部分についての拡大図である。図6に凹凸部の山P1および谷V1の表面に沿って形成されているホール113が図示されている。ホール113は、例えば、ベースフレーム110の形成後、レーザー照射による表面処理過程で形成され得る。この場合、ホール113は点光源形態のレーザーによって形成され得る。このように形成されたホール113はレーザー照射部位に該当する。
【0128】
ホール113の存在によって、ベースフレーム110の微細粗さが増加してベースフレーム110と導電性パターン120の付着力が向上し得る。
【0129】
ホール113は、例えば、3〜30μmの深さを有することができる。ホール113の深さが3μm未満である場合、ベースフレーム110の微細粗さの増加程度が微小であるため、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力の向上効果がほとんど発生しない。
【0130】
反面、ホール113の深さが30μmを超過する場合、過度なホール113深さによって、導電性パターン120を構成する第1導電体層がホール113の底まで延びて形成されないため、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力が低下し得る。
【0131】
図7は、図6の「D」部分についての拡大図である。
【0132】
図7を参照すると、ベースフレーム110は、ホール113の表面に形成された空隙115を有する。ベースフレーム110にレーザーを照射する過程でベースフレーム110を構成する成分が分解または劣化(degradation)されるが、ベースフレーム110に対する後処理または洗浄する過程でこのような部分が除去されることによって空隙115が形成され得る。
【0133】
空隙は0.3〜3μmの深さを有することができる。このような空隙115によってベースフレーム110の微細粗さが増加してベースフレーム110と導電性パターン120の付着力が向上し得る。
【0134】
また、空隙115にはシード層124が配置され得る。
【0135】
図7を参照すると、導電性パターン120は空隙115に配置されたシード層124をさらに含む。図7に図示された通り、微細な空隙115に配置されたシード層124はベースフレーム110から容易に剥離されない。それにより、ベースフレーム110と導電性パターン120が容易に分離しないため、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力が向上する。その結果、導電性パターン120の安定性が向上することによって、アンテナモジュール100の安定性が向上する。このようなアンテナモジュール100は優秀な信頼性を有し、不良率が減少する。
【0136】
図8Aおよび8Bは、それぞれ空隙115の形状115a、115bについての概略図である。空隙115の形状115a、115bは特に制限されない。図面にすべてを表示することはできないが、図8Aおよび8Bに図示された形状115a、115bの他に、他の多様な形状を有する空隙115が作られ得る。
【0137】
図9は本発明の一実施例に係る導電性パターン120の表面写真であり、図10は本発明の一実施例に係る導電性パターン120の表面についての3次元写真である。
【0138】
図9に図示された本発明の一実施例に係る導電性パターン120の表面は、4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有する。
【0139】
図9に図示されたような本発明の一実施例に係る導電性パターン120は、いずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり平均3〜7個の凸部Pおよび平均3〜7個の凹部Vを有する。
【0140】
また、図10を参照すると、導電性パターン120は平均面(mean plane)を基準として、凸部の最高高さtPおよび凹部の最低深さtLを有する。
【0141】
このような表面形状を有する導電性パターン120は、電波を送信したり、受信したり、送受信する放射体として使われる。
【0142】
本発明の一実施例に係るアンテナモジュール100は、電波を送受信する多様な端末に適用され得、特に、携帯電話、タブレットPC、ノートパソコンなどの携帯用端末に適用され得る。
【0143】
本発明の他の一実施例は、ベースフレーム110およびベースフレーム110上に配置された放射体を含むアンテナモジュールを提供する。
【0144】
本発明の他の一実施例によると、放射体は、第1導電体層121、第1導電体層121上の第2導電体層122および第2導電体層122上の第3導電体層123を含む。また、放射体の表面は、4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有する。
【0145】
このような本発明の他の一実施例に係る放射体は、図2図7に図示された導電性パターン120と同じ構造を有することができる。例えば、放射体の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が互いに接触することができる。具体的には、放射体の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が互いに接触して閉空間を形成し、第2導電体層122は第1導電体層121および第3導電体層123によって形成された閉空間内に配置され得る。
【0146】
本発明のさらに他の一実施例は、放射体領域を有するベースフレーム110および放射体領域に配置された放射体を含むアンテナモジュールを提供する。本発明のさらに他の一実施例に係る放射体は図2図7に図示された導電性パターン120に対応し、放射体領域はベースフレーム110で導電性パターン120が形成された領域に対応する。
【0147】
具体的には、図2において、ベースフレーム110のうち導電性パターン120が形成されている領域が放射体領域に対応する。
【0148】
放射体領域には山P1および谷V1を有する凹凸部が形成されており、凹凸部の山P1および谷V1の表面にはホール133が形成されている。
【0149】
放射体は、第1導電体層121、第1導電体層121上の第2導電体層122および第2導電体層122上の第3導電体層123を含む。また、ホール113の表面には空隙115が形成されている。
【0150】
放射体は、空隙115に配置されて第1導電体層121と接触するシード層124をさらに含む。
【0151】
図13は本発明の他の一実施例に係るアンテナモジュール200の断面図であり、図14図13の「K」部分についての拡大図である。
【0152】
本発明の他の一実施例に係るアンテナモジュール200は、ベースフレーム110およびベースフレーム110上に配置された導電性パターン120を含む。
【0153】
本発明の他の一実施例によると、導電性パターン120は、第1導電体層121、第1導電体層121上の第2導電体層122および第2導電体層122上の第3導電体層123を含む。
【0154】
本発明の他の一実施例によると、導電性パターン120の縁で第1導電体層121と前記第3導電体層123が互いに接触することができる。図14を参照すると、導電性パターン120の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が互いに接触して閉空間を形成し、第2導電体122層は第1導電体層121と第3導電体層123によって形成された閉空間内に配置され得る。それにより、第2導電体122層が効率的に保護され得る。
【0155】
図13を参照すると、ベースフレーム110は山と谷を含む凹凸部を有し、導電性パターン120は凹凸部上に配置される。導電性パターン120はベースフレーム110の表面形状とほぼ同じ表面形状を有する。例えば、導電性パターン120は、断面を基準として凹凸部と同じ表面形状を有することができる。より具体的には、導電性パターン120は、凹凸部で断面を基準として、ベースフレーム110と同じ表面形状を有することができる。また、ベースフレーム110は表面プロファイル(profile)を有し、ベースフレーム110上に形成された導電性パターン120はベースフレーム110とほぼ同じ表面プロファイル(profile)を有する。
【0156】
図13を参照すると、導電性パターン120はベースフレーム110の凹凸部と同じ平面積を有し、同じ平面の形状を有することができる。
【0157】
図13の導電性パターン120は電波を送受信する放射体の役割をし、導電性パターン120を放射体ともいう。したがって、本発明のさらに他の一実施例は、第1導電体層121、第1導電体層121上の第2導電体層122および第2導電体層122上の第3導電体層123を含む放射体を提供する。
【0158】
本発明のさらに他の一実施例によると、放射体の縁で第1導電体層121と前記第3導電体層123が互いに接触することができる。放射体の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が互いに接触して閉空間を形成し、第2導電体122層は第1導電体層121と第3導電体層123によって形成された閉空間内に配置され得る。
【0159】
本発明のさらに他の一実施例は、前述したアンテナモジュールを含む電子装置を提供する。本発明の一実施例に係る電子装置は、ベースフレーム110およびベースフレーム110上に配置された導電性パターン120を含むアンテナモジュール100を含む。
【0160】
具体的には、本発明の一実施例に係る電子装置は、ベースフレーム110およびベースフレーム110上に配置された導電性パターン120を含み、導電性パターン120は第1導電体層121、第1導電体層121上の第2導電体層122および第2導電体層122上の第3導電体層123を含み、導電性パターンの表面120は4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有するアンテナモジュールを含む。
【0161】
以下、重複を避けるために、すでに説明された構成要素についての説明は省略する。
【0162】
本発明のさらに他の一実施例に係る電子装置は電波を送受信できる装置であって、例えば、携帯電話、ノートパソコン、無線機、タブレットPC、スマートフォンなどがある。携帯電話、ノートパソコン、無線機、タブレットPC、スマートフォンなどのような電子装置にアンテナモジュールが内蔵または外装され得る。本明細書で携帯電話、ノートパソコン、無線機、タブレットPC、スマートフォンなどのような電子装置の具体的な構成についての説明は省略する。
【0163】
以下、図15A〜15Iを参照して、アンテナモジュール100の製造方法を説明する。説明の便宜のために、図2のベースフレーム110に配置された一つの導電性パターン120を中心に、本発明の一実施例に係るアンテナモジュール100の製造方法を説明する。
【0164】
図15A〜15Iは、本発明の一実施例に係るアンテナモジュール100の製造工程図である。具体的には、図15A〜15Iは、図2に図示されたアンテナモジュール100の製造工程を説明するための図面である。
【0165】
本発明の一実施例に係るアンテナモジュール100の製造方法は、山P1と谷V1を含む凹凸部120aを有するベースフレーム110を製造する段階、凹凸部120aの表面に複数個のホール(hole)113を形成する段階、ホール(hole)113の表面に空隙115を形成する段階および凹凸部120a上に導電性パターン120を形成する段階を含む。
【0166】
導電性パターン120を形成する段階は、凹凸部120a上に第1導電体層121を形成する段階、第1導電体層121上に第2導電体層122を形成する段階および第2導電体層122上に第3導電体層123を形成する段階を含む。
【0167】
導電性パターン120は、断面を基準として凹凸部120aと同じ表面形状を有することができる。より具体的には、導電性パターン120はは凹凸部120aと同じ表面プロファイルを有することができる。
【0168】
また、導電性パターン120は凹凸部120aと同じ平面の形状を有することができる。より具体的には、導電性パターン120は凹凸部120aと同じ平面パターンの形状を有することができる。
【0169】
図15A〜15Cを参照すると、まず、山P1と谷V1を含む凹凸部120aを有するベースフレーム110が製造される。図15Aは凹凸部120aが形成されたベースフレーム110の斜視図であり、図15B図15Aの「A1」部分についての拡大図であり、図15C図15BのII−II’に沿って切断した断面図である。
【0170】
図15Aを参照すると、ベースフレーム110は一つ以上の凹凸部120aを有する。ベースフレーム110は2個以上の凹凸部を有してもよい。図15Aを参照すると、ベースフレーム110は3個の凹凸部120a、130a、140aを有する。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、ベースフレーム110は4個以上の凹凸部を有してもよい。
【0171】
複数個の凹凸部120a、130a、140aは、その上に形成される複数の導電性パターン120、130、140の機能または種類によってそれぞれ互いに異なる平面の形状を有することができる。以下、説明の便宜のために、複数個の凹凸部120a、130a、140aのうち、一つの凹凸部120aを中心にアンテナモジュール100の製造方法を説明する。
【0172】
ベースフレーム110は絶縁性物質によって形成される。重さおよび製造の便宜性などを考慮して、プラスチック材料によってベースフレーム110が作られ得る。ベースフレーム110は絶縁性プラスチック材料の射出によって作られ得る。
【0173】
より具体的には、ベースフレーム110は金型(図示されず)を利用した射出によって形成され得る。金型は凹凸部120aの山P1と谷V1にそれぞれ対応する陰刻パターンと陽刻パターンを有することができる。このような金型を利用した絶縁性プラスチック材料の射出によって、山P1と谷V1を含む凹凸部120aを有するベースフレーム110が作られ得る。
【0174】
ベースフレーム110の形成に使われるプラスチック材料は特に制限されない。ベースフレーム110の形成のために、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびABS(acrylonitrile−butadiene−styrene)のうち少なくとも一つが使われ得る。本発明の一実施例によると、ベースフレーム110は、ポリカーボネート(PC)とABSの混合物によって作られ得る。また、フレーム110はポリカーボネート(PC)にガラス繊維(Glass Fiber、GF)が分散した構造を有してもよい。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、他の絶縁性物質によってベースフレーム110が作られてもよい。
【0175】
ベースフレーム110は5〜15の誘電定数を有することができる。
【0176】
本発明の一実施例によると、凹凸部120aには、いずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり平均3〜7個の山P1および平均3〜7個の谷V1が形成される。それにより、導電性パターン120がいずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり3〜7個の凸部Pおよび3〜7個の凹部Vを有することができる(図9および図15C参照)。
【0177】
凹凸部120aのいずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり山P1および谷V1の個数がそれぞれ3個未満の場合、凹凸部120aの表面粗さが低いため、凹凸部120a上に形成される導電性パターン120とベースフレーム110の間の付着性が低下し得る。
【0178】
反面、凹凸部120aのいずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり山P1および谷V1の個数がそれぞれ7個を超過する場合、凹凸部120aの表面が過度に粗いため、導電性パターン120の膜安定性が低下し得る。
【0179】
図15Dおよび15Eを参照すると、凹凸部120aの表面に複数個のホール(hole)113が形成される。図15Eは、図15Dの「E」部分についての拡大図である。図15Eに凹凸部120aの山P1および谷V1の表面に沿って形成されている複数個のホール113が図示されている。本発明の一実施例によると、ホール113を形成する段階は、凹凸部120aにレーザーLを照射する段階を含むことができる。
【0180】
例えば、レーザーLを照射して凹凸部120aを表面処理することによって、凹凸部120aにホール113が形成され得る。ホール113の形成のためのレーザーLとして点光源形態のレーザーLが使われ得、ホール113はレーザーLの照射部位に該当する。
【0181】
ホール113の存在によって、凹凸部120aの微細粗さが増加して凹凸部120aに形成される導電性パターン120とベースフレーム110の間の付着力が向上し得る。
【0182】
本発明の一実施例によると、導電性パターン120とベースフレーム110の間の付着力の向上のために、レーザーLの強度および照射密度が調整される。具体的には、レーザーLの強度および照射密度の調整によって、ホール113の深さおよびホール113間の間隔が調整され得る。
【0183】
本発明の一実施例によると、ホール133は3〜30μmの深さに形成される。また、複数個のホール113のうち、互いに隣り合うホール113間の間隔は5〜10μmに調整される。
【0184】
ホール113の深さが3μm未満である場合、凹凸部120aの微細粗さの増加程度が微小であるため、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力の向上効果がほとんど発生しない。反面、ホール113の深さが30μmを超過する場合、過度なホール113深さによって、導電性パターン120がホール113の底まで延びて形成されないため、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力が低下し得、また、ベースフレーム110の耐久性が低下し得る。
【0185】
レーザーLの照射によってホール113が形成される時、レーザーLの強度はホール133の深さが3〜30μmとなるようにする範囲で調整され、レーザーLの照射密度は隣り合うホール113間の間隔が5〜10μmとなるようにする範囲で調整される。
【0186】
したがって、ベースフレーム110を構成する物質の種類によってレーザーLの強度が変わり得る。ベースフレーム110を構成する物質の種類が変わっても、ホールの深さが3〜30μmとなるようにレーザーLの強度が調整される。
【0187】
図15Fを参照すると、ホール113の表面に空隙115が形成される。図15Fは、図15Eの「F」部分についての拡大図である。
【0188】
図15Eおよび15Fに図示された通り、ベースフレーム110は凹凸部120aに形成されたホール113およびホール113の表面に形成された空隙115を含む。
【0189】
本発明の一実施例によると、空隙115を形成する段階は、ホール113を形成した後、ベースフレーム110を溶剤で処理する段階を含む。
【0190】
凹凸部120aにレーザーLを照射してホール113を形成する過程で、ホール113に隣接した部分ではレーザーLの影響による構成成分の分解または劣化(degradation)が発生し得る。このようなベースフレーム110を溶剤で処理する場合、ベースフレーム110のうち分解または劣化された部分が除去されて空隙115が形成され得る。
【0191】
空隙115の形成によりベースフレーム110の微細粗さが増加することによって、ベースフレーム110と導電性パターン120の付着力が向上し得る。
【0192】
本発明の一実施例によると、空隙115は0.3〜3μmの深さを有することができる。
【0193】
空隙115の深さが0.3μm未満である場合、凹凸部120aの微細粗さの増加程度が微小であるため、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力の向上効果が小さい可能性がある。反面、空隙115の深さが3μmを超過する場合、過度な空隙115の深さによって、ベースフレーム110の耐久性が低下し得る。
【0194】
溶剤は、レーザーLの照射後、ベースフレーム110を洗浄および劣化された部分の除去による空隙115の形成のための用途で使われる。溶剤は、特にベースフレーム110の表面を洗浄(cleaning surface)する用途で使われ得る。円滑な洗浄および空隙115の大きさ調整のために、溶剤の組成およびpHが調整され得る。
【0195】
ベースフレーム110の洗浄および劣化された部分の除去のために、例えば、硫酸(HSO)と水(HO)を含む溶剤が使われ得る。具体的には、溶剤は水(HO)1リットル(L)当たり50〜200mLの硫酸(HSO)を含むことができる。
【0196】
本発明の一実施例によると、溶剤はpH0.5〜5の酸性を有することができる。溶剤のpHが0.5未満であると、溶剤の酸性が強いため3μmを超過する深さを有する空隙115が形成され得る。反面、溶剤のpHが5を超過すると、溶剤の酸性が弱いため空隙115の形成が困難であるか、洗浄効率が低下し得る。溶剤のpHはベースフレーム110を構成する成分の種類によって変わり得る。
【0197】
本発明の一実施例によると、ベースフレーム110を溶剤で処理する段階は、ベースフレーム110を前記溶剤に浸漬させて20〜50Hzの超音波を印加する段階を含むことができる。
【0198】
超音波の印加によって空隙115の形成効率および洗浄効率が向上し得る。
【0199】
印加される超音波の周波数が20Hz未満の場合、空隙115の形成効率および洗浄効率の増加効果がほとんど発生しない可能性がある。反面、印加される超音波の周波数が50Hzを超過する場合、必要以上に大きな空隙115が形成され得る。より具体的には、ベースフレーム110を溶剤で処理する段階で20〜30Hzの超音波が溶剤に印加され得る。
【0200】
ベースフレーム110の洗浄および劣化された部分の除去段階で、溶剤の温度は45〜55℃の範囲に維持され得る。溶剤の温度が45℃未満である場合、洗浄効率が低下し、55℃を超過する場合、ベースフレーム110に変形が発生し得、過度な酸の活性によって空隙115の大きさが非正常的に大きくなり得る。
【0201】
空隙115の形状は、例えば、図8Aおよび8Bに開示された通りである。しかし、空隙115の形状115a、115bは特に制限されない。図面にすべてを表示することはできないが、図8Aおよび8Bに図示された形状115a、115bの他に、他の多様な形状を有する空隙115が作られ得る。
【0202】
次いで、凹凸部120a上に導電性パターン120が形成される。導電性パターン120は、凹凸部120aの山P1と谷V1および凹凸部120aに形成されたホール113と空隙115に形成される。
【0203】
導電性パターン120を形成する段階は、凹凸部120a上に第1導電体層121を形成する段階、第1導電体層121上に第2導電体層122を形成する段階および第2導電体層122上に第3導電体層123を形成する段階を含む。
【0204】
導電性パターン120を形成する段階は、第1導電体層121を形成する段階前に、空隙115にシード層(seed layer)124を形成する段階をさらに含むことができる。
【0205】
図15Gを参照すると、導電性パターン120の形成過程で、まずシード層(seed layer)124が形成される。シード層124はメッキによって形成され得る。
【0206】
本発明の一実施例によると、シード層124は空隙115に配置される。その結果、導電性パターン120は空隙115に配置されたシード層124を含むことができる。
【0207】
シード層124形成用物質として、金属およびプラスチックと優秀な付着力を有する導電性物質が使われ得る。金属およびプラスチックと優秀な付着力を有する物質であれば、制限なくシード層124形成用物質として使われ得る。本発明の一実施例によると、シード層124は、例えば、パラジウム(Pd)および錫(Sn)のうち少なくとも一つを含む。
【0208】
シード層124はベースフレーム110と導電性パターン120の付着力を向上させる。シード層124は、ベースフレーム110を構成するプラスチックのような絶縁体と優秀な付着力を有するだけでなく、導電性パターン120を構成する他の導電体とも優秀な付着力を有する物質で作られ得る。それにより、シード層124を媒介としてベースフレーム110と導電性パターン120の間に優秀な結合が形成されることによって、導電性パターン120がベースフレーム110に安定して付着され得る。
【0209】
また、図15Gに図示された通り、シード層124が微細な空隙115内に配置されることによって、シード層124がベースフレーム110からほとんど剥離されず、付着状態を維持することができる。それにより、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力がさらに向上し得る。
【0210】
本発明の一実施例によると、塩化パラジウム(PdCl)が溶解している塩酸(HCl)溶液(メッキ液)にベースフレーム110を浸漬させることによって、シード層124が形成され得る。または塩化錫(SnCl)が溶解している水酸化ナトリウム塩酸(NaOH)溶液(メッキ液)にベースフレーム110を浸漬させることによって、シード層124が形成され得る。塩化パラジウム(PdCl)と硫酸(HSO)を含む溶液(メッキ液)によってシード層124が形成されてもよい。このように、パラジウム(Pd)が溶解している酸(acid)溶液にベースフレーム110を浸漬させる場合、メッキによってシード層124が形成される。この時、パラジウム(Pd)が溶解している酸(acid)溶液をメッキ液という。
【0211】
シード層124の形成において、メッキ液の温度は25〜35℃に維持され、メッキ液はpH3〜4の酸性に維持される。
【0212】
シード層124により導電性パターン120の付着力が向上することによって、アンテナモジュール100の安定性が向上し、アンテナモジュール100の不良率が減少する。
【0213】
図示してはいないが、シード層124の形成後、ベースフレーム110を洗浄する段階をさらに含むことができる。この時、ベースフレーム110を洗浄するために約10%濃度の硫酸(HSO)溶液が使われ得る。
【0214】
空隙115の形成、シード層124の形成およびベースフレーム110の洗浄過程を経る間、ホール113の入口が広くなってホール113の境界面が緩やかな曲線となる。
【0215】
次いで、図15Hおよび15Iを参照すると、凹凸部120a上に第1導電体層121が形成され、第1導電体層121上に第2導電体層122が形成され、第2導電体層123上に第3導電体層123が形成される。図15Iは、図15BのII−II’を切断した断面に対応する。
【0216】
第1導電体層121はメッキによって形成され得る。第1導電体層121はベースフレーム110と優秀な接着性を有する導電性物質で形成され得る。第1導電体層121は、例えば、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)およびチタン(Ti)のうち少なくとも一つを含むことができる。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、第1導電体層121の形成のために他の金属または導電性材料が使われてもよい。
【0217】
本発明の一実施例によると、ニッケル(Ni)メッキによって第1導電体層121が作られ得る。ニッケル(Ni)メッキ方法に特に制限はなく、公知のニッケル(Ni)メッキ方法が適用され得る。例えば、第1導電体層121はニッケル(Ni)と次亜リン酸ナトリウム(sodium hypophosphite)(NaH2PO2)を利用するメッキによって作られ得る。また、第1導電体層121の形成のために、硫酸ニッケル(NiSO・6HO)、塩化ニッケル(NiCl・6HO)、ほう酸(HBO)等が使われてもよい。
【0218】
第1導電体層121はベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力を向上させる役割をすることができる。また、図7を参照すると、第1導電体層121はシード層124上にも形成される。第1導電体層121がシード層124上に形成されることによって、ベースフレーム110と導電性パターン120が容易に分離しないため、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力がさらに向上する。
【0219】
第1導電体層121は0.2〜2μmの厚さ(t1)を有する。第1導電体層121の厚さ(t1)が0.2μm未満である場合、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の付着力が充分でない可能性がある。反面、第1導電体層121の厚さ(t1)が2μmを超過する場合、導電性パターン120の厚さが必要以上に増加して薄型化に不利である。より具体的には、第1導電体層121は0.5〜1μmの厚さ(t1)を有することができる。
【0220】
第2導電体層122はメッキによって形成され得る。第2導電体層122は優秀な導電性を有する物質で形成され得る。第2導電体層122は、例えば、銅(Cu)およびアルミニウム(Al)のうち少なくとも一つを含むことができる。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、第2導電体層122形成のために他の金属または導電性材料が使われてもよい。
【0221】
本発明の一実施例によると、銅(Cu)メッキによって第2導電体層122が作られ得る。銅(Cu)メッキ方法に特に制限はなく、公知の銅(Cu)メッキ方法が適用され得る。例えば、銅(Cu)メッキのために、銅(Cu)とともに水酸化ナトリウム(NaOH)、ホルムアルデヒド(HCHO)等が使われ得る。
【0222】
第2導電体層122は電波を送受信するメイン導体の役割をする。
【0223】
第2導電体層122は8〜17μmの厚さ(t2)を有する。第2導電体層122の厚さ(t2)が8μm未満である場合、導電性パターン120の電気伝導性が充分でない可能性がある。反面、第2導電体層122の厚さ(t2)が17μmを超過する場合、導電性パターン120の厚さが必要以上に増加して薄型化に不利である。より具体的には、第2導電体層122は9〜15μmの厚さ(t2)を有することができる。
【0224】
第3導電体層123はメッキによって形成され得る。第3導電体層123は導電性を有して腐食または変成に対する耐性が優秀な物質で形成され得る。第3導電体層123は、例えば、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)およびチタン(Ti)のうち少なくとも一つを含むことができる。しかし、本発明の一実施例はこれに限定されるものではなく、第3導電体層123形成のために他の金属または導電性材料が使われ得る。
【0225】
本発明の一実施例によると、ニッケル(Ni)メッキによって第3導電体層123が作られ得る。ニッケル(Ni)メッキ方法に特に制限はなく、公知のニッケル(Ni)メッキ方法が適用され得る。例えば、第3導電体層123はニッケル(Ni)と次亜リン酸ナトリウム(sodium hypophosphite)(NaH2PO2)を利用するメッキによって作られ得る。また、第3導電体層123形成のために硫酸ニッケル(NiSO・6HO)、塩化ニッケル(NiCl・6HO)、ほう酸(HBO)等が使われてもよい。
【0226】
第3導電体層123は第2導電体層122および導電性パターン120を保護する役割をする。
【0227】
第3導電体層123は1〜7μmの厚さ(t3)を有することができる。第3導電体層123の厚さ(t3)が1μm未満である場合、第2導電体層122が十分に保護されない可能性もある。反面、第3導電体層123の厚さ(t3)が7μmを超過する場合、導電性パターン120の厚さが必要以上に増加して薄型化に不利である。より具体的には、第3導電体層123は2〜5μmの厚さ(t3)を有することができる。
【0228】
図16は、図15Iの「G」部分についての拡大図である。図16は、図5に対応する。
【0229】
図16を参照すると、導電性パターン120の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が互いに接触することができる。特に、第1導電体層121と第3導電体層123が同じ物質からなる場合、第3導電体層123の形成過程で、第2導電体層122の外側領域で第3導電体層123が下部の第1導電体層121と連結され得る。その結果、図16に図示された通り、導電性パターン120の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が互いに接触して閉空間を形成し、第2導電体122層は第1導電体層121と第3導電体層123によって形成された閉空間内に配置され得る。それにより、第2導電体122層が効率的に保護され得る。
【0230】
ベースフレーム110の凹凸部120a上に配置された導電性パターン120は凹凸部120aの表面形状とほぼ同じ表面形状を有する。具体的には、凹凸部120aは表面プロファイル(profile)を有し、導電性パターン120は凹凸部120aと同じ表面プロファイル(profile)を有する。導電性パターン120は薄膜で形成されるため、凹凸部120aの表面プロファイルは導電性パターン120に反映される。
【0231】
その結果、図15Iに図示された通り、凹凸部120aの山P1には導電性パターン120の凸部Pが形成され、凹凸部120aの谷V1には導電性パターン120の凹部Vが形成される。また、凹凸部120aの表面に形成されたホール113およびホール113に形成された空隙115のプロファイルも導電性パターン120の表面プロファイルに影響を及ぼす。
【0232】
本発明の一実施例に係る導電性パターン120の表面は、4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有することができる。
【0233】
導電性パターン120の表面の算術平均高さSaが4.7μm未満である場合は、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の界面の表面粗さが低いケースに該当する。この場合、ベースフレーム110と導電性パターン120の付着性が低下し得る。
【0234】
反面、導電性パターン120の表面の算術平均高さSaが5.7μmを超過する場合は、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の界面が過度に粗いケースに該当する。この場合、導電性パターン120の膜安定性が低下し、断線または短絡などが発生し得る。
【0235】
導電性パターン120の表面の最大高さSzが40μm未満である場合、ベースフレーム110と導電性パターン120の間の界面の表面粗さが低いため、ベースフレーム110と導電性パターン120の付着性が低下し得る。
【0236】
反面、導電性パターン120の表面の最大高さSzが55μmを超過する場合、凸部Pと凹部V高低差が激しいため、導電性パターン120の付着力および膜安定性が低下し得る。したがって、本発明の一実施例によると、その表面が40μm〜55μmの最大高さSzを有するように導電性パターン120が形成される。
【0237】
本発明の他の一実施例により前記説明した方法で製造されたアンテナモジュール100は、電波を送信、受信または送受信する多様な端末に適用され得、特に、携帯電話、タブレットPC、ノートパソコンなどの携帯用端末に適用され得る。
【0238】
本発明のさらに他の一実施例は、放射体領域を有するベースフレーム110を製造する段階および前記放射体領域に放射体を形成する段階を含むアンテナモジュール110の製造方法を提供する。ここで、放射体は図2に図示された導電性パターン120と同じである。また、放射体領域は図2に図示された導電性パターン120が形成される領域であって、図15Aの凹凸部120aの領域に対応する。
【0239】
本発明のさらに他の一実施例において、ベースフレーム110を製造する段階は、放射体領域に山P1および谷V1を有する凹凸部120aを形成する段階、山P1および谷V1の表面に複数個のホール(hole)113を形成する段階およびホール113の表面に空隙115を形成する段階を含む。
【0240】
放射体を形成する段階は、凹凸部120a上に第1導電体層121を形成する段階、第1導電体層121上に第2導電体層122を形成する段階および第2導電体層122上に第3導電体層123を形成する段階を含む。
【0241】
放射体の表面は、4.7〜5.7μmの算術平均高さ(Sa:arithmetical mean height)および40〜55μmの最大高さ(Sz;Maximum height)で表現される面積粗度(areal roughness)を有するように製造される。また、放射体はいずれか一つの方向に沿って、500μm長さ当たり平均3〜7個の凸部Pおよび平均3〜7個の凹部Vを有するように製造される。
【0242】
放射体の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が互いに接触する。具体的には、放射体の縁で第1導電体層121と第3導電体層123が互いに接触して閉空間を形成し、第2導電体層122は第1導電体層121と第3導電体層133によって形成された閉空間内に配置される。
【0243】
以上説明された本発明の実施例によると、アンテナモジュールの導電性パターンがベースフレームに安定して付着するため放射体の分離によるアンテナモジュールの不良が防止され、導電性パターンがベースフレームに安定して付着するため微細パターンを有する放射体が製造され得る。また、本発明の実施例によると、導電性パターンを形成する導電体物質の拡散や不要な残存が防止されるためアンテナモジュールの性能が安定的に維持される。
【符号の説明】
【0244】
100:アンテナモジュール
110:ベースフレーム
113:ホール
115:空隙
120、130、140:導電性パターン
121:第1導電体層
122:第2導電体層
123:第3導電体層
124:シード層
図1
図2
図3
図4
図5A
図5B
図6
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図8A
図8B
図9
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図15A
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図15D
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図15F
図15G
図15H
図15I
図16