KR20140090536A - Loop antenna and producing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a loop antenna and a manufacturing method thereof. A loop antenna according to an embodiment of the present invention includes: a substrate; a first power supply terminal formed on the substrate; a first loop pattern which is formed along the borderline of the substrate and has an end connected to the first power supply terminal; and a bridge pattern which has an end connected to the other end of the first loop pattern and has the other end formed toward the center of the substrate; a second loop pattern which has an end connected to the other end of the bridge pattern and starts from the center of the substrate and extends to the borderline of the substrate; and a second power supply terminal which is formed on the substrate and is connected to the other end of the second loop pattern. The present invention can improve the overall performance of the antenna by applying a novel loop pattern.

Description

루프 안테나 및 그 제조 방법{LOOP ANTENNA AND PRODUCING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a loop antenna,

본 발명은 루프 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a loop antenna and a manufacturing method thereof.

RFID(Radio Frequency Identification, 전파식별) 시스템은 전파를 이용한 자동인식분야의 하나로서, 초단파나 장파 등의 전파를 이용하여 태그(안테나 + 반도체칩)에 미리 저장되어 있는 소정의 정보들을 무선으로 인식하는 것으로 무선주파수 식별시스템이라고도 한다.[0002] RFID (Radio Frequency Identification) systems are one of the fields of automatic recognition using radio waves, and recognize predetermined information stored in advance in a tag (antenna + semiconductor chip) by radio waves such as microwave or long wave It is also called a radio frequency identification system.

RFID 시스템의 동작원리는 태그(tag)에 저장된 정보를 리더기가 수신하여 인식하고 분석하여 태그가 장착된 물품의 고유정보를 취득할 수 있도록 하는 것이다. RFID 시스템은 RF(Radio Frequency) 신호를 이용하기 때문에 눈, 비, 바람, 안개, 먼지 등과 같은 주변 환경의 영향을 받지 않고, 또한 인식 속도가 빨라 이동 중에도 인식이 가능하며, 일정 정도의 원거리에서도 인식이 가능하며 제조과정에서 고유의 ID(Identification)를 부여하여 제품의 복제 및 위조를 방지할 수 있는 특징이 있다.The operation principle of the RFID system is to allow the reader to receive the information stored in the tag, to recognize and analyze the tag, and to acquire the unique information of the tagged article. Because RFID system uses RF (Radio Frequency) signal, it is not influenced by surrounding environment such as snow, rain, wind, fog, dust, etc., and recognizes it even on the move due to fast recognition speed. And it is possible to prevent copying and forgery of the product by giving a unique identification (ID) in the manufacturing process.

이러한 RFID 시스템은 일반적으로 리더기, 리더 안테나(antenna), 태그(tag)로 구성되어 있다. 리더 안테나는 태그와 리더기의 사이에서 중계 역할을 담당하는 것으로서 리더기는 소정 주파수의 신호를 이용하여, 태그로 전력과 신호를 전송하여 태그를 활성화시키고 활성화된 태그로부터의 응답을 받는다.Such an RFID system generally comprises a reader, a reader antenna, and a tag. The reader antenna acts as a relay between the tag and the reader. The reader transmits a power and a signal to the tag using a signal of a predetermined frequency, activates the tag, and receives a response from the activated tag.

한편, RFID의 한 분야인 NFC(Near Field Communication)는 13.56㎒의 주파수를 사용하고, 근거리에서 저 전력으로 데이터를 전송하는 자기장 통신 방식을 이용하는 근거리 무선통신으로서 ISO 18092에 표준으로 규정되어 있다.Meanwhile, Near Field Communication (NFC), which is a field of RFID, is a short-range wireless communication using a magnetic field communication method that uses a frequency of 13.56 MHz and transmits data at a low power from a near field.

NFC는 정보 기기 사이의 데이터 송수신이 가능하여 휴대용 단말기들 간은 물론 노트북 컴퓨터와 휴대용 단말기들 간에 별도의 추가적인 과정없이 접촉에 의해서 페어리를 시키고 주소록이나 게임, MP3 파일 등을 주고받을 수 있다.The NFC is capable of transmitting and receiving data between the information devices, allowing the user to exchange the address book, games, MP3 files, and the like without touching between the portable terminals and the notebook computers and the portable terminals without any additional process.

그리고 13.56MHz 주파수 대역을 사용하는 NFC 기술은 보안관점에서 안정성이 높아 교통카드, 전자결제 등의 모바일 지불결제에 사용되고 있으며, 향후에는 소정의 정보를 저장한 태그에 접근하면 각종 정보를 얻는 P2P 기능의 정보단말기로 활용할 수 있을 것이다.The NFC technology using the 13.56MHz frequency band is used for mobile payments such as transportation cards and electronic settlements due to its high security from a security point of view. In the future, P2P function that obtains various information by accessing a tag storing predetermined information It can be utilized as an information terminal.

이와 같은 NFC용 컨트롤러 칩이 내장되어 있는 휴대용 단말기는 현재 폭 넓게 보급되어 스마트폰, 노트북 등과 같은 휴대용 단말기 등에 채택되고 있다. 이러한 NFC용 컨트롤러 칩을 내장하고 있는 휴대용 단말기들은 통상적으로 13.56MHz에서 동작하는 루프 안테나를 구비하고, 이 루프 안테나를 통해 외부의 리더기와 통신을 수행하고 있다.Such a portable terminal having the built-in controller chip for NFC is now widely used and is being used in portable terminals such as smart phones and notebooks. Portable terminals incorporating such an NFC controller chip typically have a loop antenna operating at 13.56 MHz and communicate with an external reader via the loop antenna.

그런데 휴대용 단말기에 적용되는 종래의 루프 안테나는 금속 재질에 매우 근접하게 부착되어 이로 인해 유기되는 와전류에 의해 안테나의 성능이 저하되므로 자성 시트를 부착하여 와전류의 영향이 최소화 되도록 하고 있다. 이때 휴대용 단말기에 NFC 안테나를 적용하기 위해서는 부착위치와 크기가 제한되어 안테나의 성능을 높이기 위한 방법에 대한 연구가 필요하다.
However, since the conventional loop antenna applied to the portable terminal is attached very close to the metal material, the performance of the antenna is deteriorated due to eddy current induced thereby, so that the influence of the eddy current is minimized by attaching the magnetic sheet. In this case, in order to apply the NFC antenna to the portable terminal, it is necessary to study the method for increasing the performance of the antenna because the attachment position and size are limited.

본 발명은 기판 상에 새로운 루프 패턴을 적용함으로써 종래의 루프 안테나에 비해 전체적으로 안테나의 자기장의 세기 성능을 향상시킬 수 있는 루프 안테나 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a loop antenna and a method of manufacturing the same which can improve the intensity performance of an antenna as a whole compared to a conventional loop antenna by applying a new loop pattern on a substrate.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description and more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 루프 안테나 제조 방법에 있어서, 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 제1 급전 단자를 형성하는 단계, 일단이 상기 제1 급전 단자와 연결되며 상기 기판의 최외곽을 따라 형성되는 제1 루프 패턴을 형성하는 단계, 일단이 상기 제1 루프 패턴의 타단에 연결되고 타단이 상기 기판의 중앙을 향하는 브리지 패턴을 형성하는 단계, 일단이 상기 브리지 패턴의 상기 타단에 연결되고 상기 기판의 중앙에서 시작되어 상기 기판의 최외곽 방향으로 확장되는 제2 루프 패턴을 형성하는 단계 및 상기 제2 루프 패턴의 타단과 연결되는 제2 급전 단자를 상기 기판 상에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a loop antenna, including the steps of: preparing a substrate; forming a first feed terminal on the substrate; connecting one end to the first feed terminal, Forming a first loop pattern formed along the first loop pattern, forming a bridge pattern having one end connected to the other end of the first loop pattern and the other end directed to the center of the substrate, Forming a second loop pattern starting from the center of the substrate and extending in the outermost direction of the substrate and forming a second feed terminal connected to the other end of the second loop pattern on the substrate .

또한 본 발명은 루프 안테나에 있어서, 기판, 상기 기판 상에 형성되는 제1 급전 단자, 일단이 상기 제1 급전 단자와 연결되며 상기 기판의 최외곽을 따라 형성되는 제1 루프 패턴, 일단이 상기 제1 루프 패턴의 타단에 연결되고 타단이 상기 기판의 중앙을 향하는 브리지 패턴, 일단이 상기 브리지 패턴의 상기 타단에 연결되고 상기 기판의 중앙에서 시작되어 상기 기판의 최외곽 방향으로 확장되는 제2 루프 패턴 및 상기 제2 루프 패턴의 타단과 연결되고 상기 기판 상에 형성되는 제2 급전 단자를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.
The loop antenna may further include a substrate, a first feed terminal formed on the substrate, a first loop pattern having one end connected to the first feed terminal and formed along an outermost side of the substrate, A second loop pattern connected to the other end of the one loop pattern and having the other end directed toward the center of the substrate, one end connected to the other end of the bridge pattern and extending from the center of the substrate to the outermost direction of the substrate, And a second feed terminal connected to the other end of the second loop pattern and formed on the substrate.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 기판 상에 새로운 루프 패턴을 적용함으로써 종래의 루프 안테나에 비해 루프 안테나의 자기장의 세기 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention as described above, it is possible to improve the intensity performance of the loop antenna compared to the conventional loop antenna by applying a new loop pattern on the substrate.

도 1은 종래 기술에 따른 루프 안테나의 루프 패턴.
도 2는 종래 기술에 따른 루프 안테나의 루프 패턴 및 전류 흐름.
도 3은 배터리 및 배터리에 부착된 루프 안테나의 단면도.
도 4는 배터리에 부착된 루프 안테나의 자기장 분포도.
도 5는 본 발명에 따른 루프 안테나의 제1 루프 패턴 형성 과정.
도 6은 본 발명에 따른 루프 안테나의 브리지 패턴 형성 과정.
도 7은 본 발명에 따른 루프 안테나의 제2 루프 패턴 형성 과정.
도 8은 본 발명에 따른 루프 안테나의 완성도 및 전류 흐름.
도 9는 종래 기술 및 본 발명에 따른 루프 안테나의 자기장 강도를 비교하기 위한 그래프.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 루프 안테나의 완성도.1 shows a loop pattern of a loop antenna according to the prior art.
2 is a loop pattern and current flow of a loop antenna according to the prior art.
3 is a sectional view of a battery and a loop antenna attached to the battery;
4 is a magnetic field distribution diagram of a loop antenna attached to a battery.
5 illustrates a first loop pattern forming process of a loop antenna according to the present invention.
6 is a flowchart illustrating a process of forming a bridge pattern of a loop antenna according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a second loop pattern forming process of the loop antenna according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the completeness and current flow of the loop antenna according to the present invention. FIG.
9 is a graph for comparing the magnetic field intensities of the conventional art and the loop antenna according to the present invention.
10 and 11 are views showing the completion of a loop antenna according to another embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 루프 안테나의 루프 패턴을 나타낸다.1 and 2 show a loop pattern of a loop antenna according to the prior art.

도 1을 참고하면, 종래의 루프 안테나는 기판(102) 상에 루프 패턴(106)을 인쇄하여 제조된다. 이 때 기판(102) 상에는 전류를 공급하기 위한 제1 급전 단자(104)가 형성된다.Referring to FIG. 1, a conventional loop antenna is fabricated by printing a loop pattern 106 on a substrate 102. At this time, a first feeding terminal 104 for supplying a current is formed on the substrate 102.

종래 기술에 따르면, 도 1과 같이 루프 패턴(106)의 일단은 제1 급전 단자(104)의 일단과 연결되어 시작되며, 기판(102)의 외곽을 따라 기판(102)의 중앙 방향으로 여러 개의 턴(turn)을 이루며 형성된다.1, one end of the loop pattern 106 is connected to one end of a first feeding terminal 104 and a plurality of loop patterns 106 are formed along the periphery of the substrate 102 in the center of the substrate 102 And is formed as a turn.

이렇게 형성된 루프 패턴(106)의 타단(기판(102)의 중앙 방향에 존재)은 도 2와 같이 제2 급전 단자(108)의 일단과 연결됨으로써 루프 안테나가 완성된다.The other end of the loop pattern 106 thus formed (present in the center of the substrate 102) is connected to one end of the second feeder terminal 108 as shown in FIG. 2, thereby completing the loop antenna.

이렇게 완성된 종래의 루프 안테나에 제1 단자(104)를 통해 전류가 공급될 때 루프 안테나에 흐르는 전류의 방향 및 크기가 도 2에 나타나 있다. 도 2의 좌측에 나타난 화살표는 루프 패턴(106)을 따라 흐르는 전류의 방향 및 크기를 나타내는데, 도 2와 같은 루프 패턴의 구조상 전류는 기판(102)의 외곽에서 중앙 방향으로 향할수록 그 크기가 감소할 것이다.The direction and magnitude of the current flowing through the loop antenna when the current is supplied to the completed conventional loop antenna through the first terminal 104 is shown in FIG. The arrows shown on the left side of FIG. 2 indicate the direction and the magnitude of the current flowing along the loop pattern 106. In the structure of the loop pattern shown in FIG. 2, the current decreases toward the center in the outer periphery of the substrate 102 something to do.

도 3은 휴대용 단말에 사용되는 배터리 및 해당 배터리에 부착된 루프 안테나의 단면도를 나타낸다.3 is a cross-sectional view of a battery used in a portable terminal and a loop antenna attached to the battery.

NFC와 같은 근거리 통신을 위한 루프 안테나는 도 3과 같이 주로 휴대용 단말에 사용되는 배터리(312)에 부착되어 사용된다. 도 3을 참조하면, 루프 안테나의 기판(304) 상에는 루프 패턴을 형성하기 위한 금속 라인(302)이 형성되어 있다. 이러한 루프 안테나가 배터리(312)와 같은 전도성 물체 위에 존재하게 되면, 루프 안테나에 흐르는 전류와 반대 방향으로 배터리(312)의 표면에 흐르는 와전류(eddy current)가 발생하게 된다.A loop antenna for short-range communication such as NFC is attached to a battery 312 used mainly in a portable terminal as shown in FIG. Referring to FIG. 3, a metal line 302 for forming a loop pattern is formed on a substrate 304 of a loop antenna. When such a loop antenna is present on a conductive object such as the battery 312, an eddy current flowing on the surface of the battery 312 in a direction opposite to the current flowing in the loop antenna is generated.

한편, 도 3의 실시예와는 달리 루프 안테나는 휴대용 단말의 배터리 커버에도 부착될 수 있다. 이 경우 배터리 커버-루프 안테나-배터리가 순서대로 접촉하게 되므로 도 3의 실시예와 마찬가지로 와전류가 발생한다.Unlike the embodiment of FIG. 3, the loop antenna can be attached to the battery cover of the portable terminal. In this case, since the battery cover-loop antenna-battery comes into contact in this order, an eddy current is generated as in the embodiment of Fig.

도 4는 배터리에 부착된 루프 안테나의 자기장 분포를 나타낸다. 배터리(402) 상에 부착된 자성 시트와 결합된 루프 안테나(404) 상에는 도 4와 같이 자기장이 형성되는데, 루프 안테나(404)의 기판 상에 루프 패턴이 형성된 영역(406, 408) 주변에서 가장 강한 자기장이 형성되는 것을 알 수 있다.4 shows the magnetic field distribution of the loop antenna attached to the battery. A magnetic field is formed on the loop antenna 404 coupled with the magnetic sheet attached on the battery 402 as shown in Figure 4. The magnetic field is generated around the regions 406 and 408 in which the loop pattern is formed on the substrate of the loop antenna 404 A strong magnetic field is formed.

그러나 도 3을 통해 설명한 와전류로 인한 영향을 감소시키기 위해, 도 3과 같이 루프 안테나(302, 304)와 금속 면 또는 금속 배터리(312) 사이에 페라이트 성분으로 구성되는 자성 시트(308)가 배치될 수 있다. 자성 시트(308)는 접착 소재(미도시)를 이용하여 루프 안테나(302, 304)와 배터리(312) 사이에 고정된다. 전술한 바와 같이 루프 안테나가 휴대용 단말의 배터리 커버에 부착될 경우에도 마찬가지로 루프 안테나와 배터리 사이에 자성 시트가 배치될 수 있다.3, a magnetic sheet 308 composed of a ferrite component is disposed between the loop antennas 302 and 304 and the metal surface or the metal battery 312, as shown in FIG. 3, in order to reduce the influence due to the eddy current . The magnetic sheet 308 is fixed between the loop antennas 302 and 304 and the battery 312 using an adhesive material (not shown). When the loop antenna is attached to the battery cover of the portable terminal as described above, the magnetic sheet can be disposed between the loop antenna and the battery.

원래 자성 시트(308)와 금속면 혹은 금속 배터리(312)가 없다면 도 4에서 루프 안테나의 윗면으로 발생한 자기장 방사가 루프 안테나 아래쪽에도 대칭된 모양으로 동일하게 형성되어야 한다. 만약 금속면에 자성 시트 없이 루프 안테나가 부착된다면 안테나에 흐르는 전류의 방향과 반대 방향으로 금속면 혹은 배터리 표면에 와전류가 발생하여 도4에서 루프 안테나 위쪽으로 발생한 자기장이 거의 형성되지 않는다. 그러나 루프 안테나와 금속면 사이에 자성 시트가 부착되면 자성 시트가 와전류에 대한 영향을 감소시켜 안테나가 부착된 방향으로만 자기장이 형성된다.If the original magnetic sheet 308 and the metal surface or the metal battery 312 are not provided, the magnetic field radiation generated on the upper surface of the loop antenna in Fig. 4 should be formed symmetrically on the underside of the loop antenna. If a loop antenna is attached to a metal surface without a magnetic sheet, an eddy current is generated on a metal surface or a battery surface in a direction opposite to a direction of a current flowing through the antenna, so that a magnetic field generated above the loop antenna is hardly formed in FIG. However, when the magnetic sheet is attached between the loop antenna and the metal surface, the magnetic sheet reduces the influence on the eddy current so that the magnetic field is formed only in the direction in which the antenna is attached.

그런데 종래 기술에 따르면, 와 전류가 안테나에 미치는 영향을 감소시키기 위해 또는 와전류의 발생을 감소시키기 위해 주로 높은 투자율을 갖는 소결 타입의 페라이트 자성 시트(308)가 사용된다. 이러한 소결 타입의 페라이트 자성 시트는 폴리머 자성 시트에 비해 투자율이 높고 투자손실이 낮다는 장점을 가지나, 제조 비용이 높고 유연성이 낮아 손상이 용이하다는 단점이 있다. 또한 제조시 사용되는 소결 입자들로 인해 안테나 제조 과정에서 외관 불량률이 높다는 단점도 있다.However, according to the prior art, a sintered ferrite magnetic sheet 308 having a high magnetic permeability mainly is used to reduce the influence of the overcurrent on the antenna or to reduce the generation of the eddy current. Such a sintered ferrite magnetic sheet has an advantage of high permeability and low investment loss as compared with the polymer magnetic sheet, but has a disadvantage of high manufacturing cost and low flexibility and easy damage. In addition, there is also a disadvantage in that the appearance defect rate is high in the antenna manufacturing process due to sintered particles used in manufacturing.

또한 도 1을 통해 설명한 바와 같이, 기판(102)의 외곽에서 중앙 방향으로 향할수록 그 크기가 감소하는 비효율적인 전류 흐름은, 루프 안테나 상에 형성되는 자기장의 강도에도 부정적인 영향을 미친다.
1, an ineffective current flow whose size decreases toward the center in the outer periphery of the substrate 102 also has a negative influence on the strength of the magnetic field formed on the loop antenna.

이하에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위한, 본 발명에 따른 루프 안테나의 구성 및 형성 과정에 대하여 설명한다.Hereinafter, a configuration and a forming process of a loop antenna according to the present invention will be described in order to solve the above problems.

도 5는 본 발명에 따른 루프 안테나의 제1 루프 패턴 형성 과정을 나타낸다.5 shows a first loop pattern forming process of the loop antenna according to the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저 기판(502)이 준비된다. 본 발명의 일 실시예에서 기판(502)은 예컨대 PI와 PET 기반의 FPCB, FR4 기반의 Rigid PCB 등의 에폭시 계열 PCB 또는 페놀 계열 PCB를 포함한다.Referring to FIG. 5, a substrate 502 is first prepared. In one embodiment of the present invention, the substrate 502 includes epoxy-based PCBs or phenolic-based PCBs, such as FPCB based on PI and PET, and Rigid PCB based on FR4.

다음으로, 기판(502) 상에 제1 급전 단자(504) 및 제1 루프 패턴(506)이 형성된다. 여기서 제1 루프 패턴(506)의 일단은 제1 급전 단자(504)의 일단과 연결된다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이 제1 루프 패턴(506)은 기판(502)의 최외곽을 따라 형성된다.Next, a first feed terminal 504 and a first loop pattern 506 are formed on the substrate 502. [ Here, one end of the first loop pattern 506 is connected to one end of the first feed terminal 504. Also, as shown in FIG. 5, the first loop pattern 506 is formed along the outermost portion of the substrate 502.

도 6은 본 발명에 따른 루프 안테나의 브리지 패턴 형성 과정이다. 도 6에 나타난 바와 같이, 제1 루프 패턴(506)의 타단과 연결되는 브리지(bridge) 패턴(508)이 형성된다. 브리지 패턴(508)의 일단은 제1 루프 패턴(506)의 타단과 연결되며, 브리지 패턴(508)의 타단은 기판(502)의 중앙 방향을 향한다. 본 발명의 일 실시예에서 브리지 패턴(508)은 제1 급전 단자(504)와 평행한 방향으로 형성될 수 있다.6 is a flowchart illustrating a process of forming a bridge pattern of a loop antenna according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, a bridge pattern 508 connected to the other end of the first loop pattern 506 is formed. One end of the bridge pattern 508 is connected to the other end of the first loop pattern 506 and the other end of the bridge pattern 508 is directed toward the center of the substrate 502. In one embodiment of the present invention, the bridge pattern 508 may be formed in a direction parallel to the first feeder terminal 504.

도 7은 본 발명에 따른 루프 안테나의 제2 루프 패턴 형성 과정을 나타낸다. 브리지 패턴(508) 형성 후 도 7과 같이 제2 루프 패턴(510)이 기판(502) 상에 형성된다. 여기서 제2 루프 패턴(510)의 일단은 브리지 패턴(508)의 타단과 연결된다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 루프 안테나는 종래의 루프 안테나(도 1 및 2 참조)와 같이 기판의 최외곽에서 중앙 방향으로 순차적으로 턴을 이루지 않고, 최외곽의 제1 루프 패턴(506)과 중앙에서 최외곽 방향으로 턴을 이루는 제2 루프 패턴(510)이 서로 연결되는 구조를 갖는다.7 shows a process of forming a second loop pattern of a loop antenna according to the present invention. After forming the bridge pattern 508, a second loop pattern 510 is formed on the substrate 502 as shown in FIG. Here, one end of the second loop pattern 510 is connected to the other end of the bridge pattern 508. As can be seen from FIG. 7, the loop antenna according to the present invention does not turn sequentially from the outermost periphery of the substrate to the center in the same manner as the conventional loop antenna (see FIGS. 1 and 2) And the second loop pattern 510, which makes a turn in the outermost direction from the center, are connected to each other.

도 8은 본 발명에 따른 루프 안테나의 완성도 및 전류 흐름을 나타낸다.8 shows the completeness and current flow of the loop antenna according to the present invention.

도 7과 같이 기판(502)의 중앙 영역에 형성된 제2 루프 패턴(510)은 최외곽 방향으로 그 턴이 증가된다. 그 후 도 8과 같이 제2 루프 패턴(510)의 타단은 기판 상에 형성된 제2 급전 단자(512)와 연결된다.7, the second loop pattern 510 formed in the center region of the substrate 502 is increased in the outermost direction. 8, the other end of the second loop pattern 510 is connected to the second feed terminal 512 formed on the substrate.

이렇게 완성된 본 발명에 따른 루프 안테나의 제1 급전 단자(504)를 통해 전류를 공급하면, 도 8의 좌측에 나타난 바와 같은 전류 흐름이 나타난다. 도 8의 화살표의 방향은 전류의 방향을, 화살표의 길이는 전류의 크기를 각각 나타낸다. 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 루프 안테나는 기판의 최외곽 부분에서 가장 큰 전류 크기가 나타나나, 중앙 부분에 형성된 제2 루프 패턴으로 인하여 종래의 루프 안테나보다 중앙 부분에 흐르는 전류의 크기가 커짐을 알 수 있다. 결국 이러한 전류 흐름으로 인하여 기판의 외곽과 기판 중앙에 흐르는 각각의 전류의 차이가 종래 기술에 비해 감소하고, 이로 인해 종래의 루프안테나보다 효율적인 전류 분포를 갖는다.When a current is supplied through the first feeding terminal 504 of the loop antenna according to the present invention thus completed, a current flow as shown in the left side of FIG. 8 appears. The direction of the arrow in Fig. 8 indicates the direction of the current, and the length of the arrow indicates the magnitude of the current. 8, the loop antenna according to the present invention has the largest current magnitude at the outermost portion of the substrate, but the magnitude of the current flowing in the center portion of the conventional loop antenna due to the second loop pattern formed at the center portion . As a result, due to the current flow, the difference between the currents flowing in the outer periphery of the substrate and the center of the substrate is reduced as compared with the conventional technology, and the current distribution is more efficient than the conventional loop antenna.

이러한 루프 패턴 및 전류 분포는 루프 안테나 상에 형성되는 자기장의 강도에도 영향을 미친다. 즉, 전술한 바와 같은 전류 분포로 인하여 본 발명에 따른 루프 안테나에는 종래의 루프 안테나보다 더 강한 자기장이 형성된다.This loop pattern and current distribution also affects the strength of the magnetic field formed on the loop antenna. That is, due to the above-described current distribution, a stronger magnetic field is formed in the loop antenna according to the present invention than in the conventional loop antenna.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 예컨대 도 3의 자성 시트(308)와 같이 기판 하단에 자성 시트가 부착될 수 있다. 특히 페라이트 자성 시트는 폴리머 타입의 자성 시트로 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이 폴리머 타입은 소결 타입에 비해 제조 비용이나 유연성, 제조 시 불량률면에서 보다 우수하다. 다만 소결 타입보다 낮은 투자율과 높은 투자손실로 인하여 안테나의 성능이 와전류에 의해 낮아질 수는 있으나, 본 발명에 따른 루프 패턴으로 인해 자기장의 강도가 높아지므로 이러한 와전류에 의한 안테나의 성능 감소 효과를 상쇄할 수 있다.Meanwhile, in another embodiment of the present invention, a magnetic sheet may be attached to the lower end of the substrate, for example, the magnetic sheet 308 of FIG. In particular, the ferrite magnetic sheet may be composed of a magnetic sheet of a polymer type. As described above, the polymer type is superior to the sintered type in terms of manufacturing cost, flexibility, and defective production rate. However, the performance of the antenna may be lowered due to the eddy current due to the lower permeability and higher investment loss than the sintered type. However, since the strength of the magnetic field is increased due to the loop pattern according to the present invention, the effect of reducing the performance of the antenna due to the eddy current is compensated .

도 9는 종래 기술 및 본 발명에 따른 루프 안테나의 자기장 강도를 비교하기 위한 그래프이다.9 is a graph for comparing the magnetic field intensities of the conventional art and the loop antenna according to the present invention.

도 9는 안테나로부터의 거리(가로축)에 따른 자기장의 강도(세로축)을 나타내는 그래프이다. 전술한 바와 같이 종래 안테나에 페라이트 자성 시트 대신에 폴리머 자성 시트를 부착한다면 와전류 감소 효과가 낮아져 같은 거리에서 자기장의 강도가 대폭 감소한다. 그러나 도 9에 따르면, 본 발명에 따른 안테나에 폴리머 자성 시트를 부착하더라도, 페라이트 자성 시트가 부착된 종래 안테나와 거의 차이가 없는 자기장 강도를 얻을 수 있다.9 is a graph showing the intensity (vertical axis) of the magnetic field along the distance from the antenna (abscissa). As described above, if the polymer magnetic sheet is attached to the conventional antenna instead of the ferrite magnetic sheet, the effect of reducing the eddy current is lowered, and the strength of the magnetic field is greatly reduced at the same distance. However, according to FIG. 9, even when the polymer magnetic sheet is attached to the antenna according to the present invention, the magnetic field strength hardly different from that of the conventional antenna with the ferrite magnetic sheet can be obtained.

또한 본 발명에 따르면, 루프 안테나가 NFC 시스템에 적용될 경우 NFC 시스템의 동작을 위해 필요한 1.5 A/m 이상의 자기장 강도를 갖는 거리가 종래 기술에 비해 감소하는 효과도 나타난다. 도 9의 좌표(902, 904)를 비교하면, 동일한 1.5 A/m의 자기장을 갖는 거리를 비교할 때, 유사한 자기장 강도를 갖는 종래 안테나+소결체 페라이트 자성(투자율160@13.56MHz, 투자손실2.0@13.56MHz이하, 두께 80um) 시트 조합(902)의 거리(약 33.3mm)에 비해 종래 안테나+ 폴리머 자성(투자율 55@13.56MHz, 투자손실 2.5@13.56MHz, 두께 80um) 시트 조합(906)의 거리(약 29.9mm)이고, 본 발명의 안테나+폴리머 자성 소재 시트(투자율 55@13.56MHz, 투자손실 2.5@13.56MHz, 두께 80um) 904)의 거리(약 31.8mm)이다. 그리고 자기장 강도(H-eield)의 세기로 보았을 때 종래 안테나+소결체 페라이트 자성소재는 약12.5[A/m]@4mm, 종래 안테나+폴리머 타입의 자성소재의 경우에는 6.43[A/m]@6mm, 12.3[A/m]@2.8mm로서 배터리에서 발생하는 와전류로 인한 안테나의 성능 저하를 본 발명에서 제시하는 안테나가 투자율과 투자손실이 소결체 페라이트 자성소재보다도 현저히 떨어지는 성능의 폴리머 형태의 자성소재에 적용하여 비슷한 성능이 측정되는 것을 확인 할 수 있다. 이는 스파이럴 방식으로 형성되는 루프 안테나의 전류의 세기가 큰 두 도선을 이격시켜 설계함으로서 서로 다른 도선에서 동일한 방향으로 강한 전류가 흐를 경우, 양 도선간에 동일한 방향으로 전류가 흐르는 것을 방해하는 성질이 전류가 약할때보다 더 강하게 발생하는 물리적인 법칙을 피할 수 있도록 설계함으로서 루프 안테나에서 더 큰 자기장이 발생되게 하여 폴리머 타입의 자성소재를 사용하면 소결체 페라이트 자성소재보다도 금속 배터리 표면에서 더 강하게 발생되는 와류 전류에도 불구하고 도9와 같이 소결체 페라이트 자성소재에 종래 루프 안테나가 결합된 것과 비슷한 세기의 자기장이 형성 될 수 있다. 이러한 결과는 본 발명에서 제안하는 안테나가 소결체 페라이트 자성소재와 결합된다면 동일한 조건에서 종래의 기술보다 더 우수한 자기장의 세기를 얻을 수 있다는 것을 의미하고 이는 안테나의 소형화에 기여할 수 있다.Also, according to the present invention, when the loop antenna is applied to an NFC system, a distance having a magnetic field strength of 1.5 A / m or more required for operation of the NFC system is reduced compared with the conventional art. Comparing the coordinates 902 and 904 in FIG. 9, it can be seen that when comparing distances having the same magnetic field of 1.5 A / m, the conventional antenna + sintered ferrite magnet with similar magnetic field strength (permeability 160@13.56 MHz, (Investment rate 55@13.56 MHz, investment loss 2.5@13.56 MHz, thickness 80 mu m) compared to the distance (about 33.3 mm) of the sheet combination 902 About 29.9 mm), and the distance (about 31.8 mm) of the antenna + polymer magnetic material sheet of the present invention (permeability 55@13.56 MHz, investment loss 2.5@13.56 MHz, thickness 80um) 904). In view of the strength of the magnetic field intensity, the conventional antenna + sintered ferrite magnetic material is about 12.5 [A / m] @ 4 mm and the conventional antenna + polymer type magnetic material is 6.43 [A / m] @ 6 mm , 12.3 [A / m] @ 2.8 mm, and the antenna of the present invention exhibits a deterioration in antenna performance due to eddy currents generated in the battery. The magnetic permeability of the antenna is lower than that of the sintered ferrite magnetic material. It can be confirmed that similar performance is measured by applying. This is because, when a strong current flows in the same direction in different wires by designing the two wires having a large current intensity of the loop antenna formed by a spiral method, the property of interrupting the current flowing in the same direction between the two wires is By designing to avoid the physical laws that are stronger than when weaker, it is possible to generate a larger magnetic field in the loop antenna, so that if polymer type magnetic material is used, the eddy current, which is generated more strongly on the metal battery surface than the sintered ferrite magnetic material A magnetic field having a strength similar to that of the conventional loop antenna coupled to the sintered ferrite magnetic material can be formed as shown in FIG. This result means that if the antenna proposed in the present invention is combined with the ferrite magnetic material of the sintered body, the strength of the magnetic field can be obtained under the same conditions as those of the conventional technology, which can contribute to miniaturization of the antenna.

참고로 도 5 내지 8을 통해 설명한 본 발명의 루프 안테나의 각 부분의 형성 순서는 본 명세서의 실시예에서 언급된 순서에 한정되지 않는다. 즉, 제1 급전 단자(504), 제2 급전 단자(512), 브리지 패턴(508), 제1 루프 패턴(506), 제2 루프 패턴(510) 중 어느 것이 먼저 기판 상에 형성되더라도 무방하다.For reference, the formation order of each part of the loop antenna of the present invention described with reference to Figs. 5 to 8 is not limited to the order mentioned in the embodiments of the present specification. That is, either the first feeding terminal 504, the second feeding terminal 512, the bridge pattern 508, the first loop pattern 506, or the second loop pattern 510 may be formed on the substrate .

도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 루프 안테나의 완성도를 나타낸다. 도 10에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 루프 안테나의 제2 루프 패턴의 최내곽 패턴(520)은 원형일 수 있다. 또한 도 11에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 루프 안테나의 제2 루프 패턴의 최내곽 패턴(530)은 마름모형일 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 루프 안테나의 제2 루프 패턴의 최내곽 패턴은 원형 또는 다각형으로 형성될 수 있다.10 and 11 illustrate the completion of a loop antenna according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the innermost pattern 520 of the second loop pattern of the loop antenna according to the present invention may be circular. Also, as shown in FIG. 11, the innermost pattern 530 of the second loop pattern of the loop antenna according to the present invention may be rhombic. In other words, the innermost pattern of the second loop pattern of the loop antenna according to the present invention may be circular or polygonal.

한편, 전술한 실시예에서는 본 발명에 의한 루프 안테나가 RFID 또는 NFC 분야에서 활용되는 예를 들었으나, 본 발명에 의한 루프 안테나는 비접촉식 무선 충전용 안테나, 예컨대 자기 유도 방식 무선 충전용 안테나 또는 자기 공명 방식 무선 충전용 안테나로도 사용될 수 있다.Although the loop antenna according to the present invention is applied to the field of RFID or NFC in the above embodiments, the loop antenna according to the present invention can be applied to a non-contact wireless charging antenna such as a magnetic induction type wireless charging antenna, Type wireless rechargeable antenna.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, But the present invention is not limited thereto.

Claims (10)

기판을 준비하는 단계;
상기 기판 상에 제1 급전 단자를 형성하는 단계;
일단이 상기 제1 급전 단자와 연결되며 상기 기판의 최외곽을 따라 형성되는 제1 루프 패턴을 형성하는 단계;
일단이 상기 제1 루프 패턴의 타단에 연결되고 타단이 상기 기판의 중앙을 향하는 브리지 패턴을 형성하는 단계;
일단이 상기 브리지 패턴의 상기 타단에 연결되고 상기 기판의 중앙에서 시작되어 상기 기판의 최외곽 방향으로 확장되는 제2 루프 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제2 루프 패턴의 타단과 연결되는 제2 급전 단자를 상기 기판 상에 형성하는 단계를
포함하는 루프 안테나 제조 방법.
Preparing a substrate;
Forming a first feed terminal on the substrate;
Forming a first loop pattern, one end of which is connected to the first feeder terminal and is formed along an outermost side of the substrate;
Forming a bridge pattern having one end connected to the other end of the first loop pattern and the other end directed toward the center of the substrate;
Forming a second loop pattern, one end of which is connected to the other end of the bridge pattern and extends from the center of the substrate to the outermost direction of the substrate; And
Forming a second feed terminal connected to the other end of the second loop pattern on the substrate,
/ RTI >
제1항에 있어서,
상기 기판의 하단에 금속에 의한 와전류를 방지하기 위한 자성 시트를 부착하는 단계를
더 포함하는 루프 안테나 제조 방법.
The method according to claim 1,
A step of attaching a magnetic sheet for preventing eddy current caused by a metal to the lower end of the substrate
Further comprising the steps of:
제2항에 있어서,
상기 자성 시트는
폴리머 자성 시트 또는 페라이트 자성 시트인
루프 안테나 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The magnetic sheet
Polymer magnetic sheet or ferrite magnetic sheet
A method of manufacturing a loop antenna.
제1항에 있어서,
상기 기판은
에폭시 계열 PCB 또는 페놀 계열 PCB인
루프 안테나 제조 방법.
The method according to claim 1,
The substrate
Epoxy-based PCBs or phenol-based PCBs
A method of manufacturing a loop antenna.
제1항에 있어서,
상기 제2 루프 패턴의 최내곽 패턴은
원형 또는 다각형으로 형성되는
루프 안테나 제조 방법.
The method according to claim 1,
The innermost pattern of the second loop pattern
Formed of a circle or polygon
A method of manufacturing a loop antenna.
기판;
상기 기판 상에 형성되는 제1 급전 단자;
일단이 상기 제1 급전 단자와 연결되며 상기 기판의 최외곽을 따라 형성되는 제1 루프 패턴;
일단이 상기 제1 루프 패턴의 타단에 연결되고 타단이 상기 기판의 중앙을 향하는 브리지 패턴;
일단이 상기 브리지 패턴의 상기 타단에 연결되고 상기 기판의 중앙에서 시작되어 상기 기판의 최외곽 방향으로 확장되는 제2 루프 패턴; 및
상기 제2 루프 패턴의 타단과 연결되고 상기 기판 상에 형성되는 제2 급전 단자를
포함하는 루프 안테나.
Board;
A first feed terminal formed on the substrate;
A first loop pattern having one end connected to the first feeding terminal and formed along an outermost side of the substrate;
A bridge pattern having one end connected to the other end of the first loop pattern and the other end directed toward the center of the substrate;
A second loop pattern having one end connected to the other end of the bridge pattern and extending from the center of the substrate to an outermost side of the substrate; And
And a second feed terminal connected to the other end of the second loop pattern and formed on the substrate,
Included loop antenna.
제6항에 있어서,
상기 기판의 하단에 부착되는 금속에 의한 와전류를 방지하기 위한 자성 시트를
더 포함하는 루프 안테나.
The method according to claim 6,
A magnetic sheet for preventing an eddy current caused by a metal attached to a lower end of the substrate;
Including more loop antennas.
제7항에 있어서,
상기 자성 시트는
폴리머 자성 시트 또는 페라이트 자성 시트인
루프 안테나.
8. The method of claim 7,
The magnetic sheet
Polymer magnetic sheet or ferrite magnetic sheet
Loop antenna.
제6항에 있어서,
상기 기판은
에폭시 계열 PCB 또는 페놀 계열 PCB인
루프 안테나.
The method according to claim 6,
The substrate
Epoxy-based PCBs or phenol-based PCBs
Loop antenna.
제6항에 있어서,
상기 제2 루프 패턴의 최내곽 패턴은
원형 또는 다각형으로 형성되는
루프 안테나.The method according to claim 6,
The innermost pattern of the second loop pattern
Formed of a circle or polygon
Loop antenna.
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