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KR101555211B1 - 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

직물 회로 기판 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR101555211B1
KR101555211B1 KR1020110101024A KR20110101024A KR101555211B1 KR 101555211 B1 KR101555211 B1 KR 101555211B1 KR 1020110101024 A KR1020110101024 A KR 1020110101024A KR 20110101024 A KR20110101024 A KR 20110101024A KR 101555211 B1 KR101555211 B1 KR 101555211B1
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신승용
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한국전자통신연구원
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Abstract

전도성 패턴이 직물의 양면에 구비되는 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 직물 회로 기판은 직물 및 상기 직물의 일면으로부터 상기 직물의 이면으로 접히는 확장부가 형성되는 전도성 패턴을 포함하되, 상기 전도성 패턴은 동박 전사 기법, 인쇄, 에칭, 자수 및 박음질 중 적어도 하나로 선택되어 형성된다. 또한 본 발명에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법은 확장부가 형성된 전도성 패턴을 캐리어 필름의 일면에 형성시키는 패턴 형성단계 및 상기 전도성 패턴이 형성되는 면에 대응되도록 직물을 위치시켜 상기 확장부를 상기 직물의 이면으로 접는 적층단계 및 상기 캐리어 필름과 상기 직물을 압착하는 압착단계를 포함한다.

Description

직물 회로 기판 및 이의 제조 방법{Fabric type circuit Board and Method of Manufacture using the same}
본 발명은 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다른 회로 기판과 연결이 용이한 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 직물 회로 기판은 직물 또는 의류에 입력장치나 통신장치 등을 구현하기 위해 구비된다. 이러한 직물 회로 기판은 직물로 구비되는 기판의 표면에 전도성 패턴이 형성되기 때문에 사용자의 착용감을 향상시킬 수 있어, 그 기술에 대한 연구 개발이 지속되고 있는 실정이다.
그 중에 한 가지 방법으로는 대한민국 등록특허공보 제 10-1027312호(2011.03.30.)가 개시되어 있다. 상기 공개 발명은 직물 상에 전도성 물질이 패터닝되어 형성된 직물형 인쇄회로 기판에 관한 것이다.
상기 공개 발명은 패터닝된 전도성 물질이 내열 접착 필름에 의해 직물에 본딩(Bonding)되는 기술이다. 그러나 상기 공개 발명은 기판의 전도성 물질이 단면, 단층으로 형성되기 때문에 기판 간의 연결을 위한 전도성 접착제(솔더, 전도성 본드)가 밖으로 드러나 미관상 좋지 않은 문제점이 있었다. 또한 상기 공개 발명은 전도성 접착제에 의해 기판과 전도성 패턴이 결합되어 그 결합 부위의 유연성이 저하될 뿐만 아니라 내구성도 취약한 문제점이 있을 수 있었다.
본 발명의 목적은 전도성 물질이 직물의 양면에 구비되는 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 직물 회로 기판은 직물 및 상기 직물의 일면으로부터 상기 직물의 이면으로 접히는 확장부가 형성되는 전도성 패턴을 포함하되, 상기 전도성 패턴은 동박 전사 기법, 인쇄, 에칭, 자수 및 박음질 중 적어도 하나로 선택되어 형성된다.
한편 본 발명의 일 측면에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법은 확장부가 형성되는 전도성 패턴을 직물에 형성시키는 패턴 형성단계 및 상기 전도성 패턴이 형성된 상기 직물의 일부를 절삭하는 직물 절삭단계 및 상기 확장부를 상기 직물의 일면으로부터 이면으로 접는 접촉면 형성단계를 포함한다.
상기 직물 회로 기판의 제조 방법은 상기 접촉면 형성단계 이전에 상기 직물의 이면에 상기 확장부가 용이하게 부착될 수 있도록 접착면을 형성하는 접착면 형성단계를 더 포함할 수 있다.
상기 직물 회로 기판의 제조 방법은 상기 접착면이 형성된 상기 직물과 상기 전도성 패턴을 압착하는 압착단계를 더 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 다른 측면에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법은 확장부가 형성된 전도성 패턴을 캐리어 필름의 일면에 형성시키는 패턴 형성단계 및 상기 전도성 패턴이 형성되는 면에 접하도록 직물을 위치시키는 적층단계 및 상기 확장부를 상기 직물의 일면으로부터 이면으로 접는 접촉면 형성단계를 포함한다.
상기 직물 회로 기판의 제조 방법은 상기 접촉면 형성단계 이전에 상기 캐리어 필름이 상기 직물에 용이하게 접힐 수 있도록 상기 캐리어 필름에 절개선을 형성하는 절삭단계를 더 포함할 수 있다.
상기 직물 회로 기판의 제조 방법은 상기 전도성 패턴은 동박 전사 기법에 의해 형성될 수 있다.
상기 직물 회로 기판의 제조 방법은 상기 접촉면 형성단계 이후에 상기 캐리어 필름과 상기 직물을 압착하는 압착단계를 더 포함할 수 있다.
상기 압착단계는 상기 직물이 열 변형되지 않는 온도에서 열 압착될 수 있다.
상기 직물 회로 기판의 제조 방법은 상기 접촉면 형성단계 이후에 상기 캐리어 필름을 상기 직물로부터 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법은 전도성 접착제(솔더 및 전도성 본드)의 사용을 최소화하여 회로 연결 부위의 유연성의 저하를 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법은 회로간의 연결부위가 직접적으로 맞닿아 연결 성공률과 전기 전도성이 향상되는 효과가 있다.
또한 상기와 같은 본 발명의 기술적 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a은 제 1실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법 중 적층단계를 나타낸 도면이다.
도 1b는 제 1실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법 중 직물 절삭단계를 나타낸 도면이다.
도 1c는 제 1실시예에 따른 직물 회로 기판을 나타낸 도면이다.
도 2는 제 1실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법을 나타낸 블록도이다.
도 3a는 제 2실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법 중 적층단계를 나타낸 도면이다.
도 3b는 제 2실시예에 따른 직물 회로 기판을 나타낸 도면이다.
도 4는 제 2실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법을 나타낸 블록도이다.
도 5는 제 1, 2실시예에 따른 직물 회로 기판의 단면도이다.
도 6은 제 1, 2실시예에 따른 직물 회로 기판의 연결을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 직물 회로 기판 및 이의 제조 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 이하의 실시예에서는 직물 회로 기판의 제조 방법의 이해를 돕기 위하여 동박 전사 기법에 의해 전도성 패턴이 형성되는 실시예를 설명하였으나 본 발명에 따른 직물 회로 기판은 전도성 패턴이 인쇄, 에칭, 자구 및 박음직등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
도 1a은 제 1실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법 중 적층단계를 나타낸 도면이고, 도 1b는 제 1실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법 중 직물 절삭단계를 나타낸 도면이다. 또한 도 1c는 제 1실시예에 따른 직물 회로 기판을 나타낸 도면이고, 도 2는 제 1실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법을 나타낸 블록도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법은 패턴 형성단계(S100), 적층단계(S200), 접착면 형성단계(S300), 압착단계(S400), 직물 절삭단계(S500), 접촉면 형성단계(S600) 및 고정단계(S700)를 포함할 수 있다.
패턴 형성단계(S100)는 동박 전사 기법으로 전도성 패턴(120)을 캐리어 필름의 하부면에 형성시키는 단계이다. 이때 전도성 패턴(120)의 확장부(120a)는 직물(110)의 상부면으로부터 하부면으로 접힐 수 있도록 기존 전도성 패턴의 확장부의 비해 1.5~2배 길이로 형성된다.
적층단계(S200)는 전도성 패턴(120)이 형성된 캐리어 필름(130)의 하부면에 마주되도록 직물(110)을 위치시키는 단계이다. 이때 전도성 패턴(120)과 직물(110)의 사이에는 내열 접착 필름(140)이 위치된다. 또한 직물(110)의 넓이는 캐리어 필름(130)의 넓이와 동일한 넓이로 구비될 수 있다.
접착면 형성단계(S300)는 상부면에 전도성 패턴(120)이 형성될 직물(110)의 하부면에 접착면(150, 도 1a 참조)을 형성하는 단계이다. 접착면 형성단계(S300)에서는 직물(110)의 하부면에 접착면(150)으로 열경화성 접착제를 사용할 수 있다. 예를 들면 열경화성 접착제는 액상형태나 필름형태중 적어도 하나 이상이 사용될 수 있다. 또한, 이러한 접착면(150)은 소정의 열과 압력으로 직물(110)과 열경화성 접착 필름을 라미네이팅(Laminating)하거나 직물(110)상에 열경화성 접착액을 도포하는 방식으로 형성될 수 있다. 이때 접착면(150)은 사용목적에 따라 직물(110)의 전체면 또는 일부에 선택적으로 형성될 수 있다.
또한 상기 내열접착 필름(140)과 열경화성 접착제는 아크릴(Acrylic)계, 우레탄(Urethane)계, 폴리에스테르(Polyester)계 및 폴리아미드 바니쉬(Polyamide-varnish)계 등을 직물(110)의 종류와 직조방법에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.
압착단계(S400)는 캐리어 필름(130)에 형성된 전도성 패턴(120)을 하부면에 접착면(150)이 형성되는 직물(110)에 압착하여 고정하는 단계이다. 이러한 압착단계(S400)에서는 프레스장치가 이용될 수 있으며 직물(110)의 손상이 일어나지 않는 온도에서 작업이 실시된다. 예를 들면 압착단계(S400)에서는 160~200도의 온도에서 약 40분동안 전도성 패턴(120)과 직물이 열압착되어 직물 회로 기판(100)의 중간제품이 형성될 수 있다. 이후 압착단계(S400)에서는 전도성 패턴(120)의 상부면에 위치되는 캐리어 필름(130)이 제거되어 직물 회로 기판(100)의 중간제품이 형성될 수 있다.
직물 절삭단계(S500)는 상기 압착단계(S400)로 이루어진 직물 회로 기판(100)의 중간제품의 직물(100)일부를 절삭하는 단계이다.(도 1b참조) 이러한 직물 절삭단계(S500)에서는 레이저와 같은 절삭장치를 이용하여 전도성 패턴(120)의 손상없이 직물(110)만을 절삭할 수 있다. 예를 들면 직물 절삭단계(S500)에서는 확장부(120a)가 위치되는 직물(110)의 일부분을 절개선(110a)과 같이 절삭할 수 있다. 이에 따라 확장부(120a)는 직물(110)의 절개선(110a)을 따라 용이하게 접힐 수 있으며, 확장부(120a)의 위치와 간격이 변형되는 것이 방지될 수 있다.
접촉면 형성단계(S600)는 확장부(120a)를 직물(110)의 상부면으로부터 하부면으로 접어 접촉면을 형성하는 단계이다. 도 1c를 참조하면(A)는 직물 회로 기판의 평면도이며, (B)는 직물 회로 기판의 배면도이다. 상기 배면도의 확장부(120a)는 직물 회로 기판(100)이 다른 직물 회로 기판과 용이하게 접촉될 수 있도록 하는 접촉면으로 정의될 수 있다. 또한, 이러한 접촉면 형성단계(S600)에서는 사용목적에 따라 확장부(120a)가 직물(110)의 상부면 또는 하부면에 위치되는 부분의 길이를 조절시킬 수 있다.
고정 단계(S700)는 고정되지 않은 확장부(120a)를 직물(110)의 하부면에 형성된 접착면(150)에 소정의 열과 압력으로 고정하는 단계이다. 이에 따라 고정단계(S700)에서는 직물 회로 기판(100)의 완제품이 형성될 수 있다.
이하, 다른 실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 이하의 설명에서 상술된 직물 회로 기판의 제조 방법과 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략하도록 한다. 따라서 이하의 설명에서 상세한 설명이 생략된 구성 요소에 대해서는 상술된 도면을 참조하여 이해할 수 있을 것이다.
도 3a는 제 2실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법 중 적층단계를 나타낸 도면이고, 또한 도 3b는 제 2실시예에 따른 직물 회로 기판을 나타낸 도면이다. 또한 도 4는 제 2실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법을 나타낸 블록도이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2실시예에 따른 직물 회로 기판의 제조 방법은 패턴 형성단계(S110), 절삭단계(S210), 적층단계(S310), 접촉면 형성단계(S410) 및 압착단계(S510)를 포함할 수 있다.
패턴 형성단계(S110)는 동박 전사 기법으로 전도성 패턴(120)을 캐리어 필름(130)에 형성시키는 단계이다. 이때 전도성 패턴(120)의 확장부(120a)는 직물(110)의 상부면으로부터 하부면으로 접힐 수 있도록 기존 전도성 패턴(120)의 확장부에 비해 1.5~2배 길이로 형성된다.
절삭단계(S210)는 전도성 패턴(120)이 형성된 캐리어 필름(130)의 일부를 절삭하는 단계이다. 예를 들면 절삭단계(S210)에서는 캐리어 필름(130)이 직물(110)에 용이하게 접힐 수 있도록 절개선(130a)과 같이 캐리어 필름(130)의 일부분을 절삭할 수 있다. 이에 따라 캐리어 필름(130)은 절개선(130a)을 따라 접기가 용이해지며 확장부(120a)가 접힐 경우 확장부(120a)의 위치가 변혈되는 것이 방지될 수 있다.
또한 사용목적에 따라 확장부(120a)는 직물(110)의 상부면 또는 하부면에 위치되는 부분의 길이 조절될 수 있다. 이러한 절삭단계(S210)에서는 레이저와 같은 절삭장치를 이용하여 전도성 패턴(120)의 손상없이 캐리어 필름(130)의 일부가 용이하게 절삭될 수 있다.(도 3a참조)
적층단계(S310)는 전도성 패턴(120)이 형성된 캐리어 필름(130)의 하부면에 직물(110)을 위치시키는 단계이다. 이때 전도성 패턴(120)과 직물(110)의 사이에는 내열 접착 필름(140)이 위치되고, 직물의 후면에는 접착면(150)이 위치된다. 또한 직물(110)의 넓이는 캐리어 필름(130)의 넓이에 비래 좁게 구비되며, 전도성 패턴(120)의 확장부(120a)를 포함한 넓이와 동일한 넓이로 구비될 수 있다.
접촉면 형성단계(S410)는 확장부(120a)를 직물(110)의 상부면으로부터 하부면으로 접어 접촉면을 형성하는 단계이다. 도 3b를 참조하면(A)는 직물 회로 기판(100)의 평면도이며, (B)는 직물 회로 기판(100)의 배면도이다. 또한, 이러한 접촉면 형성단계(S600)에서는 사용목적에 따라 확장부(120a)가 직물(110)의 상부면 또는 하부면에 위치되는 부분의 길이를 조절시킬 수 있다.
압착단계(S510)는 전도성 패턴(120)이 상부면으로부터 하부면으로 위치되는 직물(110)을 압착하여 고정시키는 단계이다. 이러한 압착단계(S510)에서는 프레스장치가 이용될 수 있으며 직물(110)의 손상이 일어나지 않는 온도에서 작업이 실시된다. 예를 들면 압착단계(S510)에서는 160~200도의 온도에서 약 40분 동안 전도성 패턴(130)과 직물(110)이 열압착될 수 있다. 이후 압착단계(S510)에서는 전도성 패턴(120)의 상부면에 위치되는 캐리어 필름(130)이 제거되어 직물 회로 기판(100)의 완제품이 형성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 직물 회로 기판의 연결 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 제 1, 2실시예에 따른 직물 회로 기판의 단면도이고, 도 6은 제 1, 2실시예에 따른 직물 회로 기판의 연결을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1, 2실시예에 따른 직물 회로 기판(100)은 다른 회로 기판(200)과 연결될 수 있다.
예를 들면 작업자는 직물 회로 기판(100)의 하부면에 위치되는 확장부(120a)에 일반 솔더 또는 박박 솔더를 선택적으로 도포한다. 이후 작업자는 직물 회로 기판(110)을 다른 회로 기판(200)의 일면에 접촉시킨 뒤 열압착 작업을 실시한다. 이에 따라 확장부(120a)에 도포된 솔더는 열에 의해 용융되면서 직물 회로 기판(110)과 다른 회로 기판(200)의 사이를 연결시킨다.
다른 방법으로 작업자는 이방성 전도 필름을 이용할 수 있다. 작업자는 직물 회로 기판(100)의 하부면에 이방성 전도 필름을 부착한 뒤 직물 회로 기판(100)을 다른 회로 기판(200)의 일면에 접촉시킨 뒤 열압착 작업을 실시할 수 있다. 이에 따라 직물 회로 기판(100)은 이방성 전도 필름의 솔더볼이 터지면서 다른 회로 기판(200)과 연결될 수 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
100 : 직물 회로 기판
110 : 직물
120 : 전도성 패턴
130 : 캐리어 필름
140 : 내열 접착 필름
150 : 접착면

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 확장부가 형성된 전도성 패턴을 캐리어 필름의 일면에 형성시키는 패턴 형성단계;
    상기 전도성 패턴이 형성되는 면에 접하도록 직물을 위치시키는 적층단계;
    상기 캐리어 필름이 상기 직물에 용이하게 접힐 수 있도록 상기 캐리어 필름에 절개선을 형성하는 절삭단계; 및
    상기 확장부를 상기 직물의 일면으로부터 이면으로 접는 접촉면 형성단계를 포함하는 직물 회로 기판의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서, 상기 전도성 패턴은,
    동박 전사 기법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 직물 회로 기판의 제조 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 접촉면 형성단계 이후에,
    상기 캐리어 필름과 상기 직물을 압착하는 압착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 회로 기판의 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 압착단계는,
    상기 직물이 열 변형되지 않는 온도에서 열 압착되는 것을 특징으로 하는 직물 회로 기판의 제조 방법.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 접촉면 형성단계 이후에,
    상기 캐리어 필름을 상기 직물로부터 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 회로 기판의 제조 방법.

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