JP2015042007A - 端末装置用アンテナモジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数帯域幅に影響を与える因子であるフェライト散布を改善するとともに、パターン工程でＬＣＲ値を調整することができる、新規なアンテナパターンの設計を提供する。
【解決手段】端末装置用アンテナモジュール１００であって、基板と、基板上に位置して、外側に第１終端及び内側に第２終端を備える導電性コイルと、を含み、導電性コイルは、一つ以上のループと、一つ以上のループのうち最内郭のループから延びる複数の導電性ストリップと、を含む、端末装置用アンテナモジュール１００を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、端末装置用アンテナモジュール及びその製造方法に関し、より詳細には、周波数帯域幅に影響を与える因子であるフェライト散布を改善するとともに、パターン工程でＬＣＲ値を調整することができる、端末装置用アンテナモジュール及びその製造方法に関する。

ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）は、無線タグ（ＲＦＩＤ；Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術のうちの一つであり、１３．５６ＭＨｚの周波数帯域を使用する非接触式通信技術である。

携帯用端末装置は、このようなＮＦＣを利用して端末装置間の情報交換、決済、検索などの機能を果たすことになり、これによって、近距離通信方式に用いられるＮＦＣのアンテナ装置の需要は継続的に増加している傾向がある。

既存のＮＦＣ放射体パターン１０は、図１に示したように、ループパターン１１、ループパターン１１の外側終端と内側終端にそれぞれ電気的に連結される第１給電端子１２、第２給電端子１３を含む。

そして、このような放射体パターン１０は、下部に位置するフェライトシートに積層され、フェライトシートは、放射体パターン１０と端末装置の印刷回路基板（図示せず）との間の電波干渉を遮断することにより、アンテナ特性の劣化を防止することになる。一般に、フェライトシートは、放射体パターン１０の全面を覆うような構造で形成される。

一方、既存のＮＦＣ周波数帯域とは異なり、低帯域幅の通信では、周波数のスペックが狭いため、フェライトの散布などを考えるとき、既存のＮＦＣアンテナパターンでは所望の周波数のスペックを合わせにくい、という問題が存在する。

したがって、本発明は、前記のような従来技術の問題を解決するために案出されたものであり、その目的は、周波数帯域幅に影響を与える因子であるフェライト散布を改善するとともに、パターン工程でＬＣＲ値を調整することができる、新規なアンテナパターンの設計を提供することである。

また、本発明の他の目的は、下記の実施形態を通じて当業者によって想到し得るだろう。

上記の目的を達成するために、本発明の好適な一実施形態によれば、端末装置用アンテナモジュールであって、基板と、前記基板上に位置して、外側に第１終端及び内側に第２終端を備える導電性コイルと、を含み、前記導電性コイルは、一つ以上のループ及び前記一つ以上のループのうち最内郭のループから延びる複数の導電性ストリップを含むことを特徴とする端末装置用アンテナモジュールが提供される。

また、前記導電性コイルの第２終端に最も隣接する導電性ストリップから始めて、前記導電性ストリップに少なくとも一つ以上のホールが形成されることができる。

また、前記導電性ストリップのうち隣接する導電性ストリップに形成される少なくとも一つのホールは、互いに重畳しないようにオフセットすることができる。

また、前記アンテナモジュールは、前記一つ以上のホールによって要求される範囲の周波数スペックを持つように調整することができる。

また、前記複数の導電性ストリップは、前記一つ以上のループのうち最内郭のループから垂直方向に延びることができる。

また、前記複数の導電性ストリップは、互いに平行に配列されることができる。

また、前記導電性コイルの第１終端及び第２終端にそれぞれ第１給電端子及び第２給電端子をさらに含むことができる。

また、前記導電性コイルは、概ね長方形の形状をなし、前記導電性コイルの第１終端、第２終端、及び前記複数の導電性ストリップは、前記導電性コイルの同一側に位置することができる。

また、前記導電性ストリップは、凹部パターンによって互いに離隔されることができる。

前記基板は、前記端末装置と前記導電性コイルとの間の電波の干渉を低減させることができる。

以上のように、本発明によれば、周波数帯域幅に影響を与える因子であるフェライト散布を改善するとともに、パターン工程でＬＣＲの値を調整することができるという効果がある。

また、本発明によれば、アンテナの製造工程の歩留まりを向上させることができるという効果がある。

従来のＮＦＣアンテナ装置を示す図である。 本発明の一実施形態に係る端末装置用アンテナモジュールを模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る端末装置用アンテナモジュールの製造方法を時間の流れに沿って示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る複数のガイドパターンに対する拡大図を示す図である。 本発明の一実施形態に係る端末装置用アンテナモジュールに関する正面図を示す図である。 本発明の一実施形態に係る段階で複数のガイドパターンのうちいずれか一つ以上に少なくとも一つのホールが形成された状態を模式的に示す図である。 本発明の他の実施形態によって複数のガイドパターンのうちいずれか一つ以上に少なくとも一つのホールが形成された状態を示す図である。

本発明は、多様な変更を加えることができ、多様な実施形態を有することができるところ、本明細書では特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明に詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。各図面を説明する際、同一の参照符号を同一の構成要素について使用した。以下、本発明に係る実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る端末装置用アンテナモジュール１００を模式的に示す図である。そして、図３は、本発明の一実施形態に係る端末装置用アンテナモジュールの製造方法を時間の流れに沿って示したフローチャートである。

図２及び図３に示したように、端末装置用アンテナモジュール１００は、フェライトシートまたは基板１０２、及び放射体パターン１１０を含み、端末装置用アンテナモジュールの製造方法は、積層する段階Ｓ３１０と、少なくとも一つのホールを形成する段階Ｓ３２０と、を含む。

より詳細には、段階Ｓ３１０で、ループまたはコイルパターンを含む放射体パターン１１０をフェライトシート１０２の上部に積層する。このとき、フェライトシート１０２は、端末装置の印刷回路基板と放射体パターン１１０との間の電波干渉を遮断または減少させることができ、信号を増幅させてアンテナで信号を受信することができる半径距離を拡大させることができる。

本発明では、説明の便宜のために、前記役割を果たすシートがフェライトシートであると仮定して説明するが、これに限定されるものではない。そして、本発明では、アンテナモジュール１００がＮＦＣ用アンテナモジュールであると仮定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、フェライト散布を改善するとともにアンテナパターン工程でＬＣＲの値を調整するために、他のアンテナにも適用することができる。また、端末装置用アンテナモジュール１００は、端末装置を構成するバッテリ（図示せず）の外部面に設けることができる。

本発明の一実施形態によってフェライトシート１０２の上部に積層される放射体パターン１１０は、ループまたはコイルパターン１１２、ループパターン１１２の外側終端に形成される第１給電端子１１４、およびループパターン１１２の内側終端に形成される第２給電端子１１６を含む。すなわち、導電性材質のループパターン１１２は、第１給電端子１１４を備える第１終端から始めて、第２給電端子１１６を備える第２終端に至るまで、一つ以上のループの形成のためにスパイラリング（ｓｐｉｒａｌｉｎｇ）やコイリング（ｃｏｉｌｉｎｇ）されるコイルや螺旋形ループ状で形成されることができる。このため、ループパターン１１２は、第１給電端子１１４と第２給電端子１１６とを介して端末装置（図示せず）の印刷回路基板と連結されることができる。

このような放射体パターン１１０は、ＮＦＣの周波数帯域に共振するアンテナの役割を果たす。つまり、放射体パターン１１０は、軟性回路基板ＦＰＣＢで形成されて、約１３.５６ＭＨｚ程度の帯域に共振するアンテナの役割を果たす。

前述したように、従来のＮＦＣ放射体パターンでは、所望の周波数スペックを確保することが難しいので、本発明の一実施形態に係るループパターン１１２では、一つ以上のホールを形成するための複数のガイドパターン１１８が形成される。

以下、前述した図２及び図４を参照して、本発明の一実施形態に係る複数のガイドパターン（１１８-１乃至１１８-ｎ）についてより詳細に説明する。

図４は、本発明の一実施形態に係る複数のガイドパターン１１８に対する拡大図を示している。図４に示したように、複数のガイドパターン（１１８-１乃至１１８-ｎ）は、ループパターン１１２から延びる複数の導電性ストリップとして、ループパターン１１２に形成される。つまり、複数のガイドパターン（１１８-１乃至１１８-ｎ）は、螺旋形またはコイルループパターン１１２の内部でループパターン１１２から延びる。一例として、複数のガイドパターン（１１８-１乃至１１８-ｎ）は、コイルループパターン１１２に対して垂直に延びることができる。

複数のガイドパターンのそれぞれは、一端部でループパターン１１２に連結され、概ね螺旋形またはコイルループパターン１１２の中心方向に、アンテナモジュールのデザイン及び機能に応じて変化し得る適切な距離で延び、一端部の反対側である他端部で互いに連結される。

複数のガイドパターン（１１８-１乃至１１８-ｎ）のそれぞれは、第２給電端子１１６に近づいて互いに隣接して配列されることができる。

複数のガイドパターン（１１８-１乃至１１８-ｎ）のそれぞれは、互いに平行に延びることができ、複数の凹部パターン（１１９-１乃至１１９-ｎ）のうちいずれか一つは、前記隣接するガイドパターンの間に位置することができる。

複数のガイドパターン（１１８-１乃至１１８-ｎ）は、コイルループパターン１１２と同じ層に形成されるか、同一平面を有することができる。

複数のガイドパターン（１１８-１乃至１１８-ｎ）は、ループパターン１１２上に一つ以上のホールの形成が可能になるように形成される。つまり、複数のガイドパターンは、一つ以上のホールを形成するために除去可能に形成される。

以下、説明する段階Ｓ３２０で、複数のガイドパターン１１８のうちいずれか一つに少なくとも一つのホールが形成されることに応じて、ループパターン１１２上に一つ以上のホールが形成されることになる。

このような複数のガイドパターン１１８は、ループパターン１１２を構成する少なくとも一つのループのうち、最内郭のループに形成されることになる。そして、複数のガイドパターン１１８は、第１給電端子１１４及び第２給電端子１１６のうち、第２給電端子１１６に隣接して配置される。

一例として、複数のガイドパターン（１１８-１乃至１１８-ｎ）は、ループパターン１１２上に第２給電端子１１６と同一の端に沿って配置されることができる。つまり、複数のガイドパターン１１８は、ループパターン１１２の内側終端に形成される第２給電端子１１６の近くに隣接して配置されることができる。

要するに、ループパターン１１２は、正方形ループの形状を持つことができ、このような正方形ループ形状をなす四辺のうちいずれか一つの同じ辺に複数のガイドパターン１１８と第２給電端子１１６が位置することになる。そして、本発明の一実施形態に係る複数のガイドパターン１１８を構成するｎ個のガイドパターン（１１８-１、１１８-２、１１８-３、...、１１８-ｎ）は、一定の間隔で連続的に配列され、ｎ個のガイドパターンの間には、ｎ個のガイドパターンを互いに区別するｎ個の凹部パターン（１１９-１、１１９-２、１１９-３、１１９-ｎ）が存在する。

より詳細には、図５は、本発明の一実施形態に係る端末装置用アンテナモジュール１００に関する正面図を示し、図５に示したように、ｎ個のガイドパターン（１１８-１、１１８-２、１１８-３、...、１１８-ｎ）の間にｎ個の凹部パターン（１１９-１、１１９-２、１１９-３、１１９-ｎ）が存在する。ｎは１８と仮定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。このとき、凹部パターンによるガイドパターンの区別、放射体パターンへの電流の流れ、及びガイドパターンでのホールの形成による周波数の微調整などを考慮し、凹部パターン１１９の高さは、ガイドパターン１１８、およびループパターン１１２の高さよりも低いことが好ましい。

これにより、本発明の一実施形態によれば、周波数帯域幅に影響を与える因子であるフェライト散布を改善するとともに、パターン工程でＬＣＲの値を調整することができる。

以下、前に説明した図３と図６乃至図７を参照して、ガイドパターン１１８に少なくとも一つのホールを形成してインダクタンス及びキャパシタンスを調整して周波数を微調整する構成について説明する。

図６は、本発明の一実施形態に係る段階Ｓ３２０で、複数のガイドパターン（１１８-１、１１８-２、１１８-３、...、１１８-ｎ）のうち、いずれか一つ以上に少なくとも一つのホール（１２０-１、１２０-２、１２０-３）が形成された状態を模式的に示す図である。

図６に示したように、段階Ｓ３２０では、ループパターン１１２上に一つ以上のホールを形成するために、ループパターン１１２に形成された複数のガイドパターン１１８のうちいずれか一つに少なくとも一つのホールを形成する。

このとき、複数のガイドパターン１１８にそれぞれ一つずつのホールを形成するたびに周波数スペックを測定することができ、要求される周波数スペックが導出されるまで複数のガイドパターン１１８にホールを形成する。ホールが一つずつ形成されることにより、インダクタンスは減少し、キャパシタンスは増加することになるので、微細周波数の調整が可能である。

複数のガイドパターン１１８におけるホールの形成過程をより詳細に見てみると、アンテナパターン工程でフェライトの散布が不十分である場合、ｎ個のガイドパターン（１１８-１、１１８-２、１１８-３、...１１８-ｎ）のループパターン１１２の内側終端に近い方、すなわち、第２端子１１６に近いガイドパターン１１８-１から一つずつパンチングをしていきながら、周波数スペックを減らす。

このとき、複数のガイドパターンにそれぞれ形成されるホールは、互いに重畳されないようにオフセットされて形成されることが好ましい。つまり、複数のガイドパターンのうちいずれか一つのガイドパターンに形成される一つのホールは、ループパターン１１２の最内郭のループから第１距離だけ離れて形成されることができ、隣接するガイドパターンに形成される他の一つのホールは、ループパターン１１２の最内郭のループから第２距離だけ離れて形成されることができる。このとき、第１距離と第２距離とは互いに異なっている。

このため、本発明の一実施形態に係る段階Ｓ３２０では、図６に示したように、複数のガイドパターンにそれぞれ形成されるホールが互いに重畳しないサイズを有するようにホールを形成する。一例として、ガイドパターン１１８-１の幅よりは大きく、凹部パターン１１９-１の幅よりは小さいサイズでホールを形成することができる。

そして、図７に示したように、第２端子１１６に近いガイドパターン１１８-１から一つずつパンチングをするときにジグザグでパンチングすることにより、複数のガイドパターンにそれぞれ形成されるホールが互いに重畳しないようにすることもできる。

一方、放射体パターン１１０は、フェライトシート１０２の上部に積層されている状態なので、複数のガイドパターン１１８のうちいずれか一つ以上にホールが形成されることで、フェライトシート１０２にも相応する位置にホールが形成されることになる。つまり、ホールは、パンチング工程によって形成されることができ、それは、放射体パターン１１０及びフェライトシート１０２を貫通するホールであり得る。

本発明では、説明の便宜のために、アンテナモジュールの積層構造をフェライトシート１０２及び放射体パターン１１０でのみ表現したが、フェライトシートの上下部には、粘着テープが形成されることがあり、かつこのような粘着テープの上部に放射体パターン（すなわち、ＦＰＣＢ）が積層されることができ、放射体パターンの上部には、ＰＳＲ（Ｐｈｏｔｏ Ｓｏｌｄｅｒ Ｒｅｓｉｓｔ）インクが塗布されることができる。

このため、ホールは、フェライトシート、フェライトシートの上下部に形成された粘着テープ、放射体パターン及びＰＳＲインクをすべて貫通するホールであり得る。

このように、本発明によれば、周波数帯域幅に影響を与える因子であるフェライト散布を改善するとともに、パターン工程でＬＣＲの値を調整することができ、アンテナの製造工程の歩留まりを向上させることができる。

以上のように本発明は、具体的な構成要素などのような特定の事項と限定された実施形態及び図面によって説明されたが、これは、本発明の全般的な理解のために提供されたものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような記載から多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明の思想は説明された実施形態に限定されてはならず、特許請求の範囲のみならず、この特許請求の範囲と均等であるか、又は等価的に変形されたすべてのものは、本発明の思想の範疇に属するといえる。

１００ 端末装置用アンテナモジュール
１１０ 放射体パターン
１１２ ループパターン
１１４ 第１給電端子
１１６ 第２給電端子
１１８ 複数のガイドパターン
１１９ 複数の凹部パターン
１２０ ホール

Claims (10)

1. 端末装置用アンテナモジュールであって、
   基板と、
   前記基板上に位置して、外側に第１終端及び内側に第２終端を備える導電性コイルと、を含み、
   前記導電性コイルは、
   一つ以上のループと、
   前記一つ以上のループのうち最内郭のループから延びる複数の導電性ストリップと、
   を含むことを特徴とする端末装置用アンテナモジュール。
2. 前記導電性コイルの第２終端に最も隣接する導電性ストリップから始めて、前記導電性ストリップに少なくとも一つ以上のホールが形成されることを特徴とする請求項１に記載の端末装置用アンテナモジュール。
3. 前記導電性ストリップのうち隣接する導電性ストリップに形成される少なくとも一つのホールは、互いに重畳しないようにオフセットされることを特徴とする請求項２に記載の端末装置用アンテナモジュール。
4. 前記アンテナモジュールは、前記複数のホールによって要求される範囲の周波数スペックを持つように調整されることを特徴とする請求項２に記載の端末装置用アンテナモジュール。
5. 前記複数の導電性ストリップは、前記一つ以上のループのうち最内郭のループから垂直方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の端末装置用アンテナモジュール。
6. 前記複数の導電性ストリップは、互いに平行に配列されることを特徴とする請求項１に記載の端末装置用アンテナモジュール。
7. 前記導電性コイルの第１終端及び第２終端にそれぞれ第１給電端子及び第２給電端子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の端末装置用アンテナモジュール。
8. 前記導電性コイルは、概ね長方形の形状をなし、前記導電性コイルの第１終端、第２終端、及び前記複数の導電性ストリップは、前記導電性コイルの同一側に位置することを特徴とする請求項１に記載の端末装置用アンテナモジュール。
9. 前記導電性ストリップは、凹部パターンによって互いに離隔されることを特徴とする請求項１に記載の端末装置用アンテナモジュール。
10. 前記基板は、前記端末装置と前記導電性コイルとの間の電波の干渉を低減させることを特徴とする請求項１に記載の端末装置用アンテナモジュール。

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