JP2022536517A - ワイヤレス充電用送受信アンテナと、その製造装置および製造方法 - Google Patents

ワイヤレス充電用送受信アンテナと、その製造装置および製造方法 Download PDF

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Abstract

本開示の一実施例によれば、アンテナ装置と、アンテナ装置の製造装置および製造方法が開示される。本開示の一実施例に係るアンテナ装置は、連結（connecting）ＰＣＢが取り付けられたアンテナ基板用シートと、前記連結ＰＣＢの複数の接続端子のいずれか一つから始まり、前記複数の接続端子の他のいずれか一つで終わるアンテナパターンとを含み、前記アンテナパターンは、前記アンテナ基板用シートに埋め込まれた一線の機能をする複数のワイヤと、前記複数のワイヤが前記アンテナ基板用シート上で巻き取りが完了する点と前記連結ＰＣＢとを連結するブリッジと、を含んでも良い。

Description

本開示は、ワイヤレス充電用送受信アンテナと、その製造装置および製造方法に関するものであり、連結（connecting）ＰＣＢが取り付けられたアンテナ基板用シートと、前記連結ＰＣＢの複数の接続端子のいずれか一つから始まり、前記複数の接続端子の他のいずれか一つで終るアンテナパターンを含むアンテナ装置であって、前記アンテナパターンは、前記アンテナ基板用シートに埋め込まれた一線の機能をする複数のワイヤと、前記複数のワイヤが前記アンテナ基板用シート上で巻き取りが完了する点と前記連結ＰＣＢとを連結するブリッジと、を含む、アンテナ装置と、そのアンテナ装置の製造装置および製造方法に関するものである。
通常、現代の電子機器は、ワイヤレス技術の進化により、電子機器のワイヤレス充電技術も発展しており、これを実現する送信モジュール（Ｔｘ）と受信モジュール（Ｒｘ）との間の通信の効率向上のために、様々な方式のアンテナが開発されて用いられている。特に、ワイヤレス技術の発達により近距離ワイヤレス通信アンテナの需要が急増しているが、このような近距離ワイヤレス通信用アンテナ及びワイヤレス充電用アンテナを形成する方法としては、大きくドライエッチング及びウエットエッチング方式と銅箔打ち抜きでアンテナを製作する方式、その他、銅線（copper wire）をアンテナコイルの導体として用いて基板に埋め込む（embedding）方式などがある。このうち、ウエットエッチング方式は、強酸性の化学物質によって、構成しようとするアンテナワイヤを除いた部分を腐食させ、アンテナパターンを形成する方式であるため、コストが高く、環境公害をもたらすことになり、別途の公害防止施設が必要となる。これに対し、ドライエッチングと銅箔打ち抜き方式は、形成されるアンテナの形状がウエットエッチング方式と類似するが、ウエットエッチングの欠点を補完した方式であって、機械的方式でアンテナパターンを形成するため、最近、よく使用されている。しかし、このようなドライエッチングであっても、銅箔打ち抜き方式であっても、製作過程でアンテナコイルを基板に取り付けるために、接着剤の使用が必須であるため、耐久性に問題を引き起こし、特にワイヤレス充電のように、送受信アンテナ間の効率を高める目的で、アンテナコイル（導体）の表面を拡大するために、複数層の銅箔アンテナを積み重ねる積層を形成しているが、このように複数層の銅箔アンテナを積み重ねるためには、各層が堅固に取り付けられるように、高効率の接着剤を使用する。このとき、送受信間の効率を阻害する誘電物質である接着剤による充填効率の損失、及び工程の追加、不良率の増加、接着剤の購入などによるコスト増加の欠点がある。なお、一線の銅線をアンテナコイルの導体として用いて基板に埋め込む（embedding）方式は、製作し易さ、及び層間に干渉する物質がないため、送受信間の効率を増大することができるという利点がある一方で、アンテナ導体の表面積を広くするためには、厚さの太いワイヤを用いることがあるが、この場合は、アンテナ装置の厚さ増加によって、電子機器の小型化に不適合である。
従来のワイヤレス充電アンテナの製造方法の一例を、図１を参照してみると、回路基板を用意するステップ（Ｓ１００）と、レーザのような切断機構を用いて銅箔シートを所定の形態に切断加工するステップ（Ｓ１０２）と、切断加工された銅箔シートの下部に接着剤を塗布した後、回路基板に取り付けるステップ（Ｓ１０３）とからなる。
また、物理的／化学的な切断方式ではなく、打ち抜きツールを用いて銅箔を打ち抜いた後、下部に接着剤を塗布して基板に取り付ける方式も広く用いられる。
しかし、上記のような従来のワイヤレス充電アンテナの製造方法は、ドライエッチングや打ち抜き方式の製造工程が主流となっており、このようなドライエッチングと打ち抜き方式の製造は、精巧に加工された銅箔シートアンテナコイルをベースフィルム上に堅固に取り付けるために、細かく精巧な工程を経なければならず、製造コストが大幅に増加し、また、各層間の接着剤塗布による接着剤の誘電特性の影響で電流損失が生じるのはもちろん、２０～３０ミクロン単位の薄いシートを切断して１つのアンテナコイルを形成する方式であるため、小さな力でも破損しやすくなり、アンテナコイルを保護するための別途の保護膜を形成しなければならないこと等、製造工程が非常に複雑であり、銅箔をはじめ、接着剤、ベースフィルム（base film）などあらゆる副資材も純度の高い素材を使用しなければならないため、製造コストもかなり高くなるという問題があった。
また、上記のような従来の方法では、充電時、より高い電流を得るためには、より広いアンテナコイルの表面が必要となるが、銅箔シートをアンテナコイルとして使用する場合（エッチング、打ち抜き方式を含む）、２層または３層を積み重ねて、その表面の広さを改善することになる。このとき、各層間に形成されているアンテナパターンが正確に一致しなければ、アンテナパターン間の干渉を低減することができないため、積層工程は、非常に精密な作業となり、それにより工数が増加し、不良率も高くなる。また、ワイヤレス充電時の需要電力量が多くなるほど、より高い精巧性が求められる欠点があった。
そこで、本開示は、上記のような従来技術の問題点を解決するためのものであって、アンテナの効率を向上させるとともに、アンテナの製造コストも低減することができるワイヤレス充電用アンテナの製造装置および製造方法と、この方法で製造されたアンテナ装置を提供することに目的がある。
本開示のさらに別の目的は、製造工程上、ワイヤが重なる部分で厚さの薄い銅箔などにてブリッジ処理することによって、重なる部位の厚さ増加に伴う製造工程上のエラーを最小化でき、したがって、アンテナ製造の歩留まりも大幅に向上させることができる薄型構造のワイヤレス充電用アンテナ装置と、その製造装置および方法を提供することにある。
本開示の一態様では、アンテナ基板用シートを取り付けるベースフレームと、前記ベースフレームの中央上部に配置される中央フレームと、前記中央フレームに結合され、前記アンテナ基板用シートに複数のワイヤを並列に同時に埋め込む、埋め込みヘッド構造体と、前記中央フレームに結合され、前記複数のワイヤを含んで形成されたアンテナパターンを連結（connecting）ＰＣＢに溶接する溶接モジュール構造体と、前記複数のワイヤの先端と前記連結ＰＣＢとを連結するブリッジを施工する銅箔接着構造を含む、アンテナ製造装置が提供される。
一実施例では、前記ブリッジは、銅箔（copper foil）または、少なくとも銅箔を含む複合体であっても良い。
一実施例では、前記埋め込みヘッド構造体は、前記複数のワイヤを繰り出す埋め込みヘッドモジュールと、前記埋め込みヘッドモジュールの上部に結合され、超音波振動により所定のエネルギーを発生させて前記アンテナ基板用シートを融解させる超音波振動子部材を含んでも良い。
一実施例では、前記埋め込みヘッド構造体は、上端部に前記複数のワイヤの各々を供給する複数のワイヤスプールが形成され、回転可能に構成されたワイヤ供給回転板部材をさらに含んでも良い。
本開示の別の態様では、アンテナ基板用シート上に複数のワイヤを並列に同時に埋め込むステップと、前記複数のワイヤの先端と連結ＰＣＢとを連結するブリッジを施工するステップと、前記複数のワイヤの基端と前記ブリッジの両端とを溶接するステップと、を含む、アンテナ装置の製造方法が提供される。
一実施例では、前記埋め込むステップ、前記ブリッジを施工するステップ、前記溶接するステップのいずれか一つのステップの前に、前記連結ＰＣＢを前記アンテナ基板用シートに取り付けるステップをさらに含んでも良い。
一実施例では、前記埋め込むステップの前に、前記アンテナ基板用シートに１つ以上の開口を形成するステップをさらに含んでも良い。
一実施例では、前記連結ＰＣＢの複数の接続端子の少なくとも１つは、前記１つ以上の開口に位置してもよい。
本開示のさらに別の態様では、一実施例では、連結（connecting）ＰＣＢが取り付けられたアンテナ基板用シートと、前記連結ＰＣＢの複数の接続端子のいずれか一つから始まり、前記複数の接続端子の他のいずれか一つで終わるアンテナパターンとを含むアンテナ装置であって、前記アンテナパターンは、前記アンテナ基板用シートに埋め込まれた複数のワイヤと、前記複数のワイヤと前記連結ＰＣＢとを連結するブリッジと、を含む、アンテナ装置が提供される。
一実施例では、前記アンテナ基板用シートに１つ以上の開口が形成され、前記連結ＰＣＢの複数の接続端子の少なくとも１つは、１つ以上の開口に位置してもよい。
一実施例では、前記複数のワイヤの基端の位置と、ブリッジの両端の位置とは溶接されても良い。
本開示のさらに別の態様では、連結（connecting）ＰＣＢが取り付けられたアンテナ基板用シートと、前記連結ＰＣＢの複数の接続端子のいずれか一つから始まり、前記複数の接続端子の他のいずれか一つで終わるアンテナパターンとを含むアンテナ装置であって、前記アンテナパターンは、前記アンテナ基板用シートに埋め込まれた一線の機能をする複数のワイヤからなり、前記複数のワイヤの基端は、前記連結ＰＣＢの端子１の位置で溶接され、前記複数のワイヤの前記アンテナ基板用シート上で巻き取りが完了する点は、前記連結ＰＣＢの端子２の位置で溶接される、アンテナ装置が提供される。
本開示の一実施例によれば、回転可能な埋め込みヘッドモジュールと、この埋め込みヘッドモジュールに同期して回転連動するワイヤ供給モジュールとを備え、基板シート上に一線の機能をするように、複数のワイヤを並列に埋め込んだ後、ワイヤの先端部でワイヤがクロスオーバーとならないように、銅箔をブリッジするハイブリッド工程でワイヤレス充電アンテナを製造することにより、ワイヤレス充電用アンテナとしての充電効率を向上させるとともに、アンテナの製造コストも大幅に低減することができる効果がある。
また、ワイヤが重なる部分で厚さの薄い銅箔にてブリッジ処理することによって、重なる部位の厚さを薄く処理することができ、本開示の一実施例によるアンテナは、薄型化された電子機器に使用することができる。
図１は、従来のワイヤレス充電アンテナの製造方法の一例を説明する説明図である。 図２は、本開示の一実施例に係るワイヤレス充電用アンテナの製造装置を示す概略正面図である。 図３は、本開示の一実施例に係るワイヤレス充電用受信アンテナの製造装置を示す概略側面図である。 図４は、本開示の一実施例に係る埋め込みヘッド構造体の部分拡大図である。 図５ａは、本開示の一実施例に係る埋め込みヘッド構造体の周辺部を示す概略説明図である。 図５ｂは、本開示の一実施例に係る銅箔接着構造体および溶接モジュール構造体の周辺部を示す概略説明図である。 図６ａは、本開示の一実施例に係る埋め込みヘッド構造体のワイヤノズルを具体的に示す概略図である。 図６ｂは、本開示の一実施例に係る埋め込みヘッド構造体のワイヤノズルを具体的に示す概略図である。 図６ｃは、本開示の一実施例に係る埋め込みヘッド構造体のワイヤノズルを具体的に示す概略図である。 図６ｄは、本開示の一実施例に係る埋め込みヘッド構造体のワイヤノズルを具体的に示す概略図である。 図７ａは、図６のワイヤノズルの断面を具体的に示す部分拡大図である。 図７ｂは、図６のワイヤノズルの断面を具体的に示す部分拡大図である。 図８は、本開示の一実施例に係る溶接モジュール構造体を具体的に示す部分拡大図である。 図９は、本開示の一実施例に従ってアンテナ装置を製造する方法を説明するフローチャートである。 図１０ａは、本開示に係るワイヤレス充電用受信アンテナ装置の製造工程をより具体的に示す説明図である。 図１０ｂは、本開示に係るワイヤレス充電用受信アンテナ装置の製造工程をより具体的に示す説明図である。 図１０ｃは、本開示に係るワイヤレス充電用受信アンテナ装置の製造工程をより具体的に示す説明図である。 図１０ｄは、本開示に係るワイヤレス充電用受信アンテナ装置の製造工程をより具体的に示す説明図である。 図１０ｅは、本開示に係るワイヤレス充電用受信アンテナ装置の製造工程をより具体的に示す説明図である。 図１０ｆは、本開示に係るワイヤレス充電用受信アンテナ装置の製造工程をより具体的に示す説明図である。 図１０ｇは、本開示に係るワイヤレス充電用受信アンテナ装置の製造工程をより具体的に示す説明図である。 図１１は、図１０の製造工程で埋め込みヘッドモジュールにより複数のワイヤが同時に埋め込まれる工程を説明する説明図である。
本開示は、多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるが、特定の実施例を図面に例示しつつ、詳細に説明する。しかし、これは本開示を特定の実施例に限定するわけではなく、本開示の思想および技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むものとして理解しなければならない。本開示の説明において、関連する公知技術にかかる具体的な説明が本開示の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
第１、第２などの用語は、様々な構成要素を説明するために用いられることがあるが、前記構成要素は、該用語に限定されてはならない。該用語は、一構成要素を他構成要素と区別する目的でのみ用いられる。
本明細書で用いた用語は、単に特定の実施例を説明するために用いられるものであって、本開示を限定することを意図していない。単数の表現は、文脈上、特に断りのない限り、複数の表現を含む。本明細書における「含む」又は「有する」などの用語は、本明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、若しくは、これらを組み合わせたものが存在することを指し示すものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、若しくは、これらを組み合わせたものの存在または付加の可能性を予め排除するわけではないことを理解しなければならない。
なお、本開示の説明において、関連する公知技術にかかる具体的な説明が本開示の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
以下、本開示の実施例につき、関連図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は、本開示の一実施例に係るワイヤレス充電用アンテナの製造装置を示す概略正面図であり、図３は、本開示の一実施例に係るワイヤレス充電用受信アンテナの製造装置を示す概略側面図であり、図４は、本開示の一実施例に係る埋め込みヘッド構造体の部分拡大図であり、図５ａは、本開示の一実施例に係る埋め込みヘッド構造体の周辺部を示す概略説明図であり、図５ｂは、本開示の一実施例に係る銅箔接着構造体および溶接モジュール構造体の周辺部を示す概略説明図であり、図６ａないし図６ｄは、本開示の一実施例に係る埋め込みヘッド構造体のワイヤノズルを具体的に示す概略図であり、図７ａおよび図７ｂは、図６のワイヤノズルの断面を具体的に示す部分拡大図であり、図８は、本開示の一実施例に係る溶接モジュール構造体を具体的に示す部分拡大図であり、図９は、本開示の一実施例に従ってアンテナ装置を製造する方法を説明するフローチャートであり、図１０ａないし図１０ｇは、本開示に係るワイヤレス充電用受信アンテナ装置の製造工程をより具体的に示す説明図であり、図１１は、図１０の製造工程で埋め込みヘッドモジュールにより複数のワイヤが同時に埋め込まれる工程を説明する説明図である。
本開示に係るハイブリッド型のワイヤレス充電用受信アンテナの製造装置２００は、図２及び図３に示すように、所定のサイズの箱状に形成され、ボディーの上端の天板１にアンテナ基板用シート２を装着し、ボディーの下端部に設けられた案内レール３に沿って前後に移動するベースフレーム部４と；前記ベースフレーム部４の中央部に、上方および幅方向に所定の間隔を置いて設けられ、ボディーの中段部の前後面にそれぞれネジ式で結合されるネジ棒５Ａ、５Ｂが、第１移送板部材６及び第２移送板部材７の第１移送結合部材８及び第２移送結合部材９にそれぞれネジ式で締結されるように形成される中央フレーム部１０と；第１移送板部材６に所定の間隔を置いて設置され、前後に移動するアンテナ基板用シート２上で上・下・左・右へ移動しつつ、一線の機能をするように複数のワイヤ１１ａ～１１ｎ（例えば、３本、５本、７本など、図１１に示す実施例では５本）を並列に同時に埋め込む１つ以上の埋め込みヘッド構造体１２と；第２移送板部材７に所定の間隔を置いて設けられ、ベースフレーム部４に載置され、多重ワイヤの埋め込み工程が終了したアンテナ基板用シート２のワイヤ１１ａ～１１ｎの先端部から上・下・左・右へ移動しつつ、クロスオーバーとならないように、銅箔（copper foil）または、少なくとも銅箔を含む複合体を接着させ、ブリッジ１３を施工する銅箔接着構造体１４と；第２移送板部材７に所定の間隔を置いて設置され、ベースフレーム部４に載置され、銅箔によるブリッジ施工済みのアンテナ基板用シート２の個片（finger）ＰＣＢとも呼ばれる連結（connecting）ＰＣＢ１５を、上・下・左・右へ移動しつつ、レーザビームで溶接する溶接モジュール構造体１６と；１個以上の埋め込みヘッド構造体１２によって、アンテナ基板用シート２上に複数（例えば３本、５本、７本など）のワイヤ１１ａ～１１ｎを並列に同時に埋め込ませた後（図１１に示した実施例では、５本のワイヤが埋め込まれる）、銅箔接着構造体１４によって、多重ワイヤの埋め込み工程が終了したアンテナ基板用シート２に、銅箔などでブリッジ１３が施工され、ブリッジ１３施工済みのアンテナ基板用シート２の連結ＰＣＢ１５を溶接モジュール構造体１６によって溶接するように設定されたプログラムの手順に従ってワイヤレス充電アンテナを製造する工程を総括的に制御する制御部１７と、を含んで構成される（図３では、溶接モジュール構造体１６が銅箔接着構造体１４によって覆われているので、便宜上、図３の右上端に溶接モジュール構造体１６を別に図示する）。
銅箔を含む複合体としては、例えば、銅箔にＦＰＣＢ（Flexible Printed Circuit Board）を接合した形態であってもよい。
また、埋め込みヘッド構造体１２には、図４に示すように、ボディーの下端部に所定の間隔をおいて引き込まれる複数のワイヤ１１ａ～１１ｎを制御部１７の制御に応じて並列にアンテナ基板用シート２上に埋め込ませる３６０度回転可能な埋め込みヘッドモジュール１８と、埋め込みヘッドモジュール１８の上端部に結合され、制御部１７の制御に応じて超音波振動により埋め込みヘッドモジュール１８の最端部に所定のエネルギーを発生させ、アンテナ基板用シート２を瞬時に融解させる超音波振動子部材１９と、超音波振動子部材１９の上端部に軸受２１ａ、２１ｂを介して結合され、埋め込みヘッドモジュール１８へ複数のワイヤ１１ａ～１１ｎをそれぞれ供給するワイヤスプール２０ａ～２０ｎが上端部に形成され、ボディーが円板状に構成され、且つ埋め込みヘッドモジュール１８に連動して３６０度回転可能なワイヤ供給回転板部材２２と、ワイヤ供給回転板部材２２の中心に結合された軸受２１ａ、２１ｂを介して回転軸２３が結合され、制御部１７の制御下で埋め込みヘッドモジュール１８及びワイヤ供給回転板部材２２を設定した回転角度だけ回転させる埋め込み回転モータ２４と、埋め込み回転モータ２４の上端部に結合固定部材２５を介して結合され、制御部１７の制御下で空気圧によって結合固定部材２５に固定された埋め込みヘッド構造体１２のボディーを上下に移動させる埋め込み空気圧シリンダ２６を含んで構成される。
ここで結合固定部材２５は、図４、図５ａ、図５ｂに示すように、ボディーの上端部が埋め込み空気圧シリンダ２６の空気圧ロッド２７に結合される一方で、その反対側の下端部に埋め込み回転モータ２４の上端部がねじ込みで結合され、埋め込みヘッド構造体１２のボディー全体とともに移動可能に設置される。埋め込みヘッドモジュール１８は、図６ａないし図６ｄに示すように、ボディーの周縁にワイヤスプール２０ａ～２０ｅから供給されるワイヤが挿入される挿入孔２８が複数個、例えば、５個が設けられおり、埋め込みヘッドモジュール１８の最下端のワイヤノズル２９の断面が図７ａ及び図７ｂのように、例えば、五角形の構造形態でホール３０ａ～３０ｎが形成される。このとき、ホール３０ａとホール３０ｂとの間の距離Ａは、ホールの直径Ｒよりも小さくなるように形成されることが好ましい。上記説明では、ホール３０ａ～３０ｎの形態は５個が五角形状に構成されると説明したが、ホール３０ａ～３０ｎの数や形態は、これに限定されず、多様に具現することができる。
ベースフレーム部４と中央フレーム部１０の一側には、埋め込みヘッドモジュール１８、銅箔接着構造体１４及び溶接モジュール構造体１６の上・下・左・右の移動軌跡を検出したり、制御部１７により設定された検出ポイントを検出して制御部１７に送信する検出センサ３１ａ～３１ｎがそれぞれ設けられる。
銅箔接着構造体１４には、図２、図３、図５ｂに示すように、ボディーの下端に真空で物を吸着することができる真空吸着ノズル３２が複数個設けられ、制御部１７の機能制御に応じて多重ワイヤの埋め込み工程が終了したアンテナ基板用シート２のワイヤの先端部から上・下・左・右へ移動しつつ、ワイヤがクロスオーバーとならないように、銅箔などを接着させてブリッジ施工する３６０度回転可能な銅箔接着モジュール３３と、銅箔接着モジュール３３の上端部に結合固定部材２５を介して結合され、制御部１７の機能制御下で空気圧によって結合固定部材２５に固定された銅箔接着モジュール３３のボディーを上下に移動させる銅箔空気圧シリンダ３４をさらに含んで構成される。
本開示の一実施例によれば、溶接モジュール構造体１６には、図３、図５ｂ及び図８に示すように、ブリッジ施工済みのアンテナ基板用シート２の連結ＰＣＢ１５を、上・下・左・右へ移動しつつ、レーザビームで溶接するレーザ溶接モジュール３５と、レーザ溶接モジュール３５の上端部に溶接結合固定部材２５を介して結合され、制御部１７の機能制御下で空気圧によって溶接結合固定部材２５に固定されたレーザ溶接モジュール３５のボディーを上下に移動させる溶接空気圧シリンダ３６と、をさらに含んで構成される。
本開示の一実施例によれば、ベースフレーム部４上には、アンテナ基板用シート２、連結ＰＣＢ１５、ブリッジ１３を載置できる空間が形成されており、連結ＰＣＢ１５及びブリッジ１３に接着剤を塗布する接着剤供給装置３７が備えられても良い。
なお、埋め込みヘッドモジュール１８は、例えば、多重ワイヤ１１ａ～１１ｎを並列に連結してループパターンのアンテナを形成するためには、多重アンテナワイヤの捩れを防止することが好ましい。埋め込みヘッドモジュール１８は、ヘッド内部に形成されたホール３０ａ～３０ｎにアンテナワイヤ１１ａ～１１ｎを挿入したまま、超音波振動子部材１９から伝達される超音波振動をアンテナ基板用シート２に伝達しながら運動する。すなわち、アンテナ基板用シート２を上方から見て、ｘ、ｙ、ｚ方向の運動および回転運動をする。
本開示の一実施例によれば、レーザ溶接モジュール３５は、図８に示すように、例えばレーザノズル３８による溶接の際に、ワイヤ１１ａ～１１ｎとブリッジ１３、及びワイヤ１１ａ～１１ｎと連結ＰＣＢ１５を、溶接ヘッド３９で軽く押し当てた状態でレーザビーム４１を照射するレーザノズル３８を含んでも良い。このとき、レーザノズル３８の下端にその上部が結合される溶接ヘッド３９の下端部のサイズは、その直径がアンテナワイヤの１．５倍～２．５倍程度のサイズを有することが好ましい。また、溶接ヘッド３９を押し当てる圧力は、約１０ｋｇ～２５ｋｇ／ｃｍ２程度が好ましい。
ここで、多重ワイヤ１１ａ～１１ｎは、エッチングや打ち抜かれた銅箔アンテナのように、薄いながらも表面積を広くするために、薄いコイルを並列に構成することが好ましい。
なお、ベースフレーム部４は、ボディーの下端部に設けられた案内レール３と連動してベースフレーム部４を前後に移動させるピニオンギア部材４０を含んでも良い。このとき、ベースフレーム部４は、ワイヤ１１ａ～１１ｎ埋め込み工程が終了すると、中央フレーム部１０を基準として反対側に移動してブリッジ１３の施工と溶接作業を行うことができる。
図９は、本開示の一実施例に従ってアンテナ装置を製造する方法を説明するフローチャートである。
図９を参照すると、まず、アンテナ基板用シート２上に複数のワイヤ１１ａ～１１ｎを並列に同時に埋め込むステップＳ１と、複数のワイヤ１１ａ～１１ｎの先端（図１０ｇにおける点「Ｃ」）と連結ＰＣＢ（例えば、図１０ｇにおける「端子１」）とを連結するブリッジ１３を施工するステップＳ２と、複数のワイヤ１１ａ～１１ｎの基端（図１０ｇにおける点「Ｂ」）とブリッジ１３の両端（図１０ｇにおける「端子２」及び点「Ｃ」）とを溶接するステップＳ３と、を含んでも良い。
一実施例では、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３のいずれか一つのステップの前に、連結ＰＣＢ１５をアンテナ基板用シート２に取り付けるステップをさらに含んでも良い。
一実施例では、ステップＳ１の前に、アンテナ基板用シート２に１つ以上の開口（図１０ｂないし図１０ｇの「１０１」、「１０２」を参照）を形成するステップをさらに含んでも良い。図１０ｇを参照すると、ブリッジ１３がアンテナ基板用シート２の上部に位置するので、開口１０１、１０２は、必ずしも必要なものではないが、ブリッジ１３をアンテナ基板用シート２の下部に配置する場合は、開口１０１、１０２の位置、すなわちブリッジ１３の両端（図１０ｇの「端子２」）、点「Ｃ」）を溶接して、ブリッジ１３をアンテナ基板用シート２に取り付けることができる。
別の実施例では、円形の開口１０１、１０２の代わりに１つの長方形の開口（図示せず）を形成し、連結ＰＣＢ１５をアンテナ基板用シート２の下部に配置し、且つ連結ＰＣＢ１５の端子１、２の両方ともが１つの長方形の開口に位置するように構成することができる。すなわち、端子２のみが開口１０１に位置するのではなく、本実施例では、１つの長方形の開口に端子１、２がすべて位置することになる。この場合、ブリッジ１３はアンテナ基板用シート２の上部に配置することができる。
本開示の一実施例によれば、ステップＳ１の前に、超音波によってワイヤ埋め込み(embedding)が可能な、例えば、ＰＶＣ、ＰＥＴ、テスリンなどの素材でアンテナ基板用シート２を用意する。
本開示の一実施例によれば、ブリッジ１３をアンテナ基板用シート２の下部に配置する場合は、アンテナ基板用シート２にレーザまたは打ち抜き用ツール（図示せず）で開口（図１０ｂにおける「１０１」、「１０２」を参照）を打ち抜き、且つ開口がワイヤ１１ａ～１１ｎの厚さと等しい直径を有するようにホールを打ち抜くホール打ち抜きステップ（図１０ｂを参照）を経ることによって、図１０Ｃに示すように、連結ＰＣＢ１５を取り付けることができる。
そして、図１０ｄと図１１に示すように、例えば、５本のワイヤを並列にして点Ａから始まり、ａ区間を形成した後、点Ａ'に達すると、埋め込みヘッドモジュール１８を駆動させ、アンテナワイヤ１１ａ～１１ｎを、連結ＰＣＢ１５の厚さよりも僅か上方に吊り上げて連結ＰＣＢ１５上を跨ぐように配設させ（このとき、アンテナワイヤ１１ａ～１１ｎは、連結ＰＣＢ上は埋め込みせずに通過する）、再び点Ｂに達すると、点Ａ'での高さにアンテナワイヤ１１ａ～１１ｎを吊り下げてアンテナを形成し、点Ｃに達すると、アンテナの形成を中止する方法で設けられる。
この過程で、制御部１７は、中央フレーム部１０に形成されたネジ棒５Ａ、５Ｂと螺合された第１移送板部材６の第１移送結合部材８を移動させ、第１移送板部材６に結合されている埋め込みヘッドモジュール１８を左右へ移動させながら、埋め込みヘッドモジュール１８の上端に結合された埋め込み空気圧シリンダ２６を上下に移動させて、その下部で前後に移動するベースフレーム部４に載置されたアンテナ基板用シート２上に並列に多重のワイヤ１１ａ～１１ｎを形成する。このとき、埋め込みヘッドモジュール１８が図１１に示すように、例えば、５本のワイヤを形成するとともに、制御部１７は、埋め込みヘッドモジュール１８の上端に位置した超音波振動子部材１９を駆動させて、超音波振動によって所定のエネルギーを発生させ、埋め込みヘッドモジュール１８から繰り出されるワイヤ１１ａ～１１ｎを、アンテナ基板用シート２を瞬時に融解させながらアンテナ基板用シート２に埋め込む。
ここで、埋め込みヘッドモジュール１８の各々において、例えば、５本のワイヤ１１ａ～１１ｎを並列に同時に形成するアンテナ線は、埋め込みが完了すれば１線の機能をしつつ、アンテナ基板用シート２上に複数回、巻き取られる（図１０ｇを参照）。
なお、制御部１７は、図１０ｅに示すように、埋め込みヘッドモジュール１８がワイヤ１１ａ～１１ｎの回転方向に沿って同じ角度で回転する。すなわち、制御部１７は、埋め込み回転モータ２４を駆動させ、埋め込みヘッドモジュール１８をワイヤ１１ａ～１１ｎの回転方向に沿って３６０度回転させ、これと同時に、埋め込みヘッドモジュール１８の上部に位置したワイヤ供給回転板部材２２も、埋め込みヘッドモジュール１８と同様に連動して、３６０度回転しながらワイヤスプール２０ａ～２０ｎでワイヤ１１ａ～１１ｎを繰り出す。したがって、埋め込みヘッドモジュール１８とワイヤ供給回転板部材２２とが同時に回転連動しながらアンテナワイヤ１１ａ～１１ｎを一周形成するため、アンテナワイヤ１１ａ～１１ｎが円形のようにアンテナ基板用シート２に埋め込まれても、ワイヤ１１ａ～１１ｎが重なったり、捩れたりすることがなくなる。そして、埋め込みヘッドモジュール１８が回転しながらアンテナワイヤ１１ａ～１１ｎの埋め込みを完了した場合、制御部１７は、埋め込みヘッドモジュール１８の駆動を停止させ、埋め込みヘッドモジュール１８の軸（図示せず）に取り付けられた切断刃（図示せず）が下がり、アンテナワイヤ１１ａ～１１ｎの先端を切断した後、埋め込みヘッドモジュール１８を次の工程の開始位置に移動させる。
また、制御部１７は、図５ｂに示すように、中央フレーム部１０に形成されたネジ棒５Ｂと螺合された第２移送板部材７の第２移送結合部材９を移動させ、第２移送板部材７に結合されている銅箔接着モジュール３３を左右へ移動させながら、銅箔接着モジュール３３の上端に結合された銅箔空気圧シリンダ３４を上下に移動させ、銅箔接着モジュール３３の下端に位置する真空吸着ノズル３２によって、設定された位置まで移送されているブリッジ１３を吸着した後、その下部で前後に移動するベースフレーム部４に載置されたアンテナ基板用シート２上へ移動した後、多重ワイヤの埋め込み工程が終了したアンテナ基板用シート２のワイヤの先端部でワイヤ１１ａ～１１ｎがクロスオーバーとならないように、図１０ｆに示すようにブリッジ１３を接着させる。
ブリッジ１３を施工する過程を具体的に説明すると、銅箔接着モジュール３３は、図１０ｆに示すように、点Ｃと連結ＰＣＢ１５の端子２とをブリッジ１３を形成して連結する。このとき、ブリッジ１３は、例えば、約１０ないし４０μｍの薄い銅箔であり、且つ広さは、アンテナで生成した電流量が失われないように、十分な電流が導通できる広さで施工するのが良い。
制御部１７は、図５ｂに示すように、溶接モジュール構造体１６を駆動し、ブリッジ施工済みのアンテナ基板用シートの連結用端子である連結ＰＣＢ１５を溶接してワイヤレス充電アンテナ１００を完成する。すなわち、制御部１７は、中央フレーム部１０に形成されたネジ棒５Ａ、５Ｂと螺合された第２移送板部材７の第２移送結合部材９を移動させ、第２移送板部材７に結合されているレーザ溶接モジュール３５を左右へ移動させながら、レーザ溶接モジュール３５の上端に結合された溶接空気圧シリンダ３６を上下に移動させ、レーザ溶接モジュール３５の下端に位置するブリッジ施工済みのアンテナ基板用シート２の連結用端子である連結ＰＣＢ１５を溶接してワイヤレス充電アンテナ１００を完成する。すなわち、溶接工程は、図１０ｇに示すように、連結ＰＣＢ１５の端子１（点Ｂ）、端子２、点Ｃにレーザーコンプレッション法で溶接してワイヤレス充電アンテナを完成する。
本開示の一実施例によれば、打ち抜き（punching）工程は、完成したアンテナシートから製品仕様に合う打ち抜きモールド（図示せず）を使用することができる。
本開示の一実施例によって製造されたアンテナ装置は、連結ＰＣＢ１５が取り付けられたアンテナ基板用シート２と、連結ＰＣＢ１５の複数の接続端子のいずれか一つ（端子１）から始まり、前記複数の接続端子の他のいずれか一つ（端子２）で終わるアンテナパターンを含むアンテナ装置１００が提供される。アンテナパターンは、アンテナ基板用シート２に埋め込まれた１線の機能をする複数のワイヤ１１ａ～１１ｎと、複数のワイヤ１１ａ～１１ｎがアンテナ基板用シート２上で巻き取りが完了する点（例えば、図１０ｇの「点Ｃ」）と、連結ＰＣＢ１５の端子２とを連結するブリッジ１３と、を含んでも良い。
本開示の一実施例によれば、アンテナ基板用シート２に１つ以上の開口１０１、１０２が形成され、連結ＰＣＢ１５の複数の接続端子の少なくとも１つ（端子２）は、１つ以上の開口に位置し、ブリッジ１３は、アンテナ基板用シート２の下部に配置しても良い。
本開示の一実施例によれば、複数のワイヤ１１ａ～１１ｎの基端の位置（Ｂまたは端子１）と、ブリッジ１３の両端の位置（Ｃおよび端子２）とは溶接しても良い。
別の実施例では、円形の開口１０１、１０２の代わりに１つの長方形の開口（図示せず）を形成し、連結ＰＣＢ１５をアンテナ基板用シート２の下部に配置し、且つ連結ＰＣＢ１５の端子１、２を含んだ全ての端子が１つの長方形の開口に位置するように構成しても良い。このとき、ブリッジ１３は、アンテナ基板用シート２の上部に配置しても良い。
さらに別の実施例では、ブリッジの工程を省略することもできる。すなわち、連結ＰＣＢ１５が取り付けられたアンテナ基板用シート２と、連結ＰＣＢ１５の複数の接続端子のいずれか一つ（端子１）から始まり、複数の接続端子の他のいずれか一つ（端子２）で終るアンテナパターンとを含むアンテナ装置であって、アンテナパターンは、アンテナ基板用シート２に埋め込まれた一線の機能をする複数のワイヤ１１ａ～１１ｎからなり、複数のワイヤ１１ａ～１１ｎの基端は、前記連結ＰＣＢの端子１の位置で溶接され、複数のワイヤ１１ａ～１１ｎのアンテナ基板用シート２上で巻き取りが完了する点は、連結ＰＣＢ１５の端子２の位置で溶接される、アンテナ装置（図示せず）を提供することができる。
本実施例によれば、複数のワイヤ１１ａ～１１ｎが重なる部分でアンテナ装置の全体的な厚さがやや増加する問題があり得るが、ブリッジ工程の省略により時間とコストが低減される利点がある。
本発明の様々な実施例について図示とともに説明してきたが、本発明は、上述した特定の実施例に限られるものではなく、これらの実施例は、添付の特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない範囲で当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって様々に変形実施できることは言うまでもなく、このような変更実施例が本発明の技術的思想や範囲と別のものとして理解されてはならない。よって、本発明の技術的範囲は、ただ添付の特許請求の範囲のみによって定められるべきである。

Claims (14)

  1. アンテナ基板用シートを装着するベースフレームと、
    前記ベースフレームの中央上部に配置される中央フレームと、
    前記中央フレームに結合され、前記アンテナ基板用シートに複数のワイヤを並列に同時に埋め込ませる、埋め込みヘッド構造体と、
    前記中央フレームに結合され、前記複数のワイヤを含んで形成されたアンテナパターンを連結（connecting）ＰＣＢに溶接する溶接モジュール構造体と、
    前記複数のワイヤの先端と前記連結ＰＣＢとを連結するブリッジを施工する銅箔接着構造体と、
    を含むことを特徴とする、アンテナ製造装置。
  2. 前記ブリッジは、銅箔（copper foil）又は少なくとも銅箔を含む複合体からなることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ製造装置。
  3. 前記埋め込みヘッド構造体は、
    前記複数のワイヤを繰り出す埋め込みヘッドモジュールと、
    前記埋め込みヘッドモジュールの上部に結合され、超音波振動により所定のエネルギーを発生させて前記アンテナ基板用シートを融解させる超音波振動子部材と、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ製造装置。
  4. 前記埋め込みヘッド構造体は、上端部に前記複数のワイヤの各々を供給する複数のワイヤスプールが形成され、回転可能に構成されたワイヤ供給回転板部材をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ製造装置。
  5. アンテナ基板用シート上に複数のワイヤを並列に同時に埋め込ませるステップと、
    前記複数のワイヤの先端と連結ＰＣＢとを連結するブリッジを施工するステップと、
    前記複数のワイヤの基端とブリッジの両端とを溶接するステップと、
    を含むことを特徴とする、アンテナ装置の製造方法。
  6. 前記埋め込むステップ、前記ブリッジを施工するステップ、前記溶接するステップのいずれか一つのステップの前に、
    前記連結ＰＣＢを前記アンテナ基板用シートに取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載のアンテナ装置の製造方法。
  7. 前記埋め込むステップの前に、前記アンテナ基板用シートに１つ以上の開口を形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ装置の製造方法。
  8. 前記連結ＰＣＢの複数の接続端子の少なくとも１つは、前記１つ以上の開口に位置することを特徴とする、請求項７に記載のアンテナ装置の製造方法。
  9. 連結（connecting）ＰＣＢが取り付けられたアンテナ基板用シートと、
    前記連結ＰＣＢの複数の接続端子のいずれか一つから始まり、前記複数の接続端子の他のいずれか一つで終るアンテナパターンと、を含むアンテナ装置であって、
    前記アンテナパターンは、前記アンテナ基板用シートに埋め込まれた一線の機能をする複数のワイヤと、前記複数のワイヤが前記アンテナ基板用シート上で巻き取りが完了する点と前記連結ＰＣＢとを連結するブリッジと、を含むことを特徴とする、アンテナ装置。
  10. 前記ブリッジは、銅箔または、少なくとも銅箔を含む複合体からなることを特徴とする、請求項９に記載のアンテナ装置。
  11. 前記アンテナ基板用シートに１つ以上の開口が形成され、前記連結ＰＣＢの複数の接続端子の少なくとも１つは、前記１つ以上の開口に位置することを特徴とする、請求項１０に記載のアンテナ装置。
  12. 前記複数のワイヤの基端の位置と、ブリッジの両端の位置とは溶接されることを特徴とする、請求項１１に記載のアンテナ装置。
  13. 連結（connecting）ＰＣＢが取り付けられたアンテナ基板用シートと、
    前記連結ＰＣＢの複数の接続端子のいずれか一つから始まり、前記複数の接続端子の他のいずれか一つで終わるアンテナパターンと、を含むアンテナ装置であって、
    前記アンテナパターンは、前記アンテナ基板用シートに埋め込まれた一線の機能をする複数のワイヤからなり、前記複数のワイヤの基端は、前記連結ＰＣＢの端子１の位置で溶接され、前記複数のワイヤの前記アンテナ基板用シート上で巻き取りが完了する点は、前記連結ＰＣＢの端子２の位置で溶接されることを特徴とする、アンテナ装置。
  14. 前記アンテナ基板用シートに１つ以上の開口が形成され、前記連結ＰＣＢの複数の接続端子の少なくとも１つは、前記１つ以上の開口に位置することを特徴とする、請求項１３に記載のアンテナ装置。
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