KR101017975B1 - 휴대단말기용 안테나 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대단말기용 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 급전부와 접점부를 포함하고 주파수 가변 및 임피던스 정합을 할 수 있는 안테나 패턴을 가지는 기판; 및 상기 접점부와 접점되게 상기 안테나 기판의 상면에 안착되며 한쌍이 수직편과 수평편에 의해 안테나 기판과 결합되는 방사체;를 포함하며, 상기 수직편은 길이 방향을 따라 일정 간격 안테나 기판의 접점부와 접점되어 결합된다.

Description

휴대단말기용 안테나 및 그 제조 방법{MOBILE PHONE FOR ANTENNA AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 휴대단말기용 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 수작업으로 진행되는 안테나 제작 및 조립공정을 간편하게 하여 불량률을 낮추고 대량생산 및 비용절감이 용이한 휴대단말기용 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무선 사용기기에 사용되는 종래의 외장형 안테나는 로드 안테나 헬리컬 안테나로서 단말기 외부로 일정 길이만큼 나와 있어 미관상 보기 좋지 않고 휴대함에 불편이 있고 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

이에 비해 내장형 안테나를 사용하면 위와 같은 문제점들을 개선할 수 있어 내장형 안테나의 개발이 가속화되어 왔다.

기존의 내장형 안테나의 대부분은 플라스틱 사출물 위에 안테나 방사회로를 구성하는 금속도체를 얹어 열융착 방식으로 제작하였으며 단말기 보드에 체결하는 방식으로 안테나 제작 및 휴대폰에 조립 시 작업자 모두가 이를 직접 수행하지 않으면 안 되는 공정이라 제품의 불량률이 높고 공정 증가로 인한 비용이 상승하는 단점이 있었다.

이를 개선하기 위한 방안으로 안테나 제작 공정의 자동화 방안이 이중사출, 3D LDS(Laser direct structure)공법 등의 형태로 개발 실제 제작되고 있지만 획기적인 대안이 되지 못하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 수작업으로 진행되는 안테나 제작 및 조립공정을 간편하게 자동화하여 불량률을 낮추고 대량생산 및 비용절감이 용이한 휴대단말기용 안테나 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 목적은 기판에 표면실장하기 위해 납땜 패드를 갖는 PCB와 금속 도전성 방사체를 결합해 만든 SMD(Surface Mounted devices)형 안테나를 통해 CDMA or GSM(Global System for Mobile communication) 및 DCS(Digital Communication System) or PCS 대역에서 모두 동작될 수 있게 하는 것이 가능한 휴대단말기용 안테나 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 목적은 SMT(Surface Mounted Technology)를 활용하여 안테나 제작을 자동화시키는 휴대단말기용 안테나 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 목적은 방사체와 기판을 유전율이나 재질에 따라 선택적으로 이용함에 따라 좁은 공간에서 공진 길이를 길게 할 수 있고 방사효율을 높일 수 있는 휴대단말기용 안테나 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명의 휴대단말기용 안테나는, 급전부와 접점부를 포함하고 주파수 가변 및 임피던스 정합을 할 수 있는 안테나 패턴을 가지는 기판; 및 상기 접점부와 접점되게 상기 안테나 기판의 상면에 안착되며 한쌍이 수직편과 수평편에 의해 안테나 기판과 결합되는 방사체;를 포함하며, 상기 수직편은 길이 방향을 따라 기판의 접점부와 접점된다.

그리고 상기 기판은 메인 기판과의 접점이 SMD(Surface Mounted Device) 방식으로 이루어지도록 한다.

또한 상기 급전부와 접점부는 기판 상하면에 등간격 형성되게 한다.

그리고 상기 수직편에는 기판의 접점부와 접점시 이격 간격을 형성하도록 개구공이 형성되게 한다.

또한 상기 수직편에는 상기 안테나 기판에 삽입되는 돌기가 형성되게 한다.

그리고 상기 수직편과 접점부는 SMT(Surface Mounted Technology) 방식에 의해 접점되도록 한다.

또한 상기 방사체는 인청동에 니켈도금을 하거나 또는 양백(german silver) 중 어느 하나를 사용하거나 또는 SMD 가능한 도전성 재질의 소재를 포함하게 하는 것이 바람직하다.

한편 본 발명의 휴대단말기용 안테나 제조방법은, 1) 수직편과 수평편에 의해 형성된 방사체를 안테나 기판 상면에 위치시키는 단계; 2) 방사체의 돌기를 안테나 기판의 홈에 삽입하고 수직편과 안테나 기판 상면이 밀착되게 하는 단계; 3) 수직편과 안테나 기판 상면을 접점부를 이용해 접점되게 하는 단계;로 이루어진다.

또한 상기 수직편과 접점부는 리플로우(reflow) 공정에 의해 접점되게 한다.

그리고 상기 리플로우 공정은 SMT(Surface Mounted Technology) 방식에 의해 이루어지도록 한다.

본 발명에 따르면, 시간과 비용을 절감할 수 있도록 제품제작 및 조립 시 자동화 가능한 구조로 최적화 된 것으로 휴대폰 기판으로부터 일정 높이를 유지하는 금속 도전성 방사체를 사용함으로써 높은 방사효율을 얻고 안테나 급전부와 방사패턴의 일부를 형성하는 PCB를 활용하여 주파수 가변과 정합을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 기존의 수작업으로 진행되는 안테나 제작 및 조립공정을 간편하게 자동화하여 불량률을 낮추고 대량생산 및 비용절감이 용이한 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 기판에 표면실장하기 위해 납땜 패드를 갖는 PCB와 금속 도전성 방사체를 결합해 만든 SMD(Surface Mounted devices)형 안테나를 통해 통해 CDMA or GSM(Global System for Mobile communication) 및 DCS(Digital Communication System) or PCS 대역에서 모두 동작될 수 있게 하는 것이 모두 동작될 수 있게 하는 것이 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, SMT(Surface Mounted Technology)를 활용하여 안테나 제작을 자동화시키는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 방사체와 기판을 유전율과 재질별로 선택적으로 이용함에 따라 좁은 공간에서 공진 길이를 길게 또는 짧게 할 수 있고 방사효율을 높일 수 있는 휴대단말기용 안테나 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 휴대단말기용 안테나를 나타내는 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 휴대단말기용 안테나를 나타내는 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 휴대단말기용 안테나를 나타내는 단면도.
도 4는 휴대단말기에 설치된 상태의 안테나를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 제조방법을 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 안테나 반사 손실(Return Loss)을 나타내는 그래프.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 CDMA or GSM 범위 패턴을 나타내는 그래프
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 DCS or PCS 범위 패턴을 나타내는 그래프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 휴대단말기용 안테나는 안테나 기판(100)과 방사체(200)로 이루어진다.

상기 안테나 기판(100)은 일정한 회로 패턴을 갖고 있다. 또한 상기 안테나 기판 배치되는 급전부(110)가 회로 패턴과 연결되며, 길이 방향을 따라 접점부(120)가 일정 간격으로 배치되어 있다. 그리고 상기 안테나 기판(100) 상면 모서리 부분에는 각각 홈(130)이 형성되어 있다.

상기 급전부(110)는 외부로부터 공급되는 신호를 방사체에 급전하며, 상기 접점부(120)는 도전성 재질로 안테나 기판에 도포되어 있으며, 후술하는 방사체와 안테나 기판이 SMT 방식에 의해 접점되도록 하고 있다.

상기 방사체(200)는 수평편(210) 양단에서 수직하게 형성된 한쌍의 수평편(220)에 의해 형성되며, 그 형상이 "∩"자 형태하고 공간(202)을 형성하게 하고 있다. 또한 상기 수직편(220)은 길이 방향을 따라 개구공(222)이 등간격 형성되다. 여기서 상기 수직편은 개구공에 의해 상기 접점부와 동일한 간격을 갖게 하는 것이 좌우 대칭형을 유지 제품 제작 시 자동화에 유리하나 간격을 다르게 가져가 주파수 가변하거나 안테나 성능 개선하는데 그 활용이 가능하다.

또한 상기 수직편에는 상술한 홈(130)과 대응되는 위치에 각각 돌기(224)를 형성시키는 것이 바람직하다.

한편 상기 방사체는 방사효율을 높이기 위해 인청동에 니켈 도금하거나 양백 중 어느 하나를 선택적으로 이용하여 형성시키는 것이 일반적이나 이 외의 SMT 가능한 도전성 소재 및 상기 접점부와의 접점 효율을 위해 접점부와 동일 소재를 이용하는 것도 가능하다.

즉, 본 발명의 휴대단말기용 안테나는 휴대단말기 내에 설치되어 휴대단말기를 동작시키는 메인 기판(300)에 안착되도록 구성되며, 이를 위해 안테나 기판 저면에 형성된 접점부에 의해 메인 기판과 접점된다. 또한 상기 안테나 기판과 방사체는 상호 리플로우 공정을 이용해 SMT 방식으로 접점되어 안테나 기판과의 접지력을 강화하고 안테나 제작 공정을 자동화시킬 수 있고, 방사체를 형태를 항시 일정하게 제작할 수 있어 방사체의 규격화와 이를 통한 자동화 공정이 가능해진다.

더불어 상기 안테나 기판 저면에 형성된 접점부는 상술한 메인 기판과의 접점시 SMD(Surface Mounted Device) 방식으로 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이는 안테나 기판과 방사체를 SMD 방식의 구조를 갖게 하고, 안테나 기판과 메인 기판의 접점을 SMD 방식의 구조를 갖게 함으로써 전체 두께를 상대적으로 슬립하게 형성할 수 있어 안테나 기판이 차지하는 공간을 적게 형성하는 것이 가능하기 때문이다.

여기서 상기 개구공은 수직편에 등간격 형성되도록 기재하고 있으나 기판에 형성되는 안테나 패턴 및 급전부의 위치에 따라 개구공의 개구 위치를 달리하여 형성하는 것도 가능하다.

한편 본 발명의 휴대단말기용 안테나 제조공정을 보면, 도 5에 도시된 바와 같이 방사체를 안테나 기판 위에 위치시키는 단계(S10), 안테나 기판의 홈에 방사체의 돌기를 삽입하는 단계(S20) 및 접점부와 수직편을 서로 SMT 방식을 이용해 접점되게 하는 단계(S30)로 이루어진다.

상기 1)단계에서는 방사체를 사전에 일정한 크기와 형태를 갖도록 형성시킨 상태로 수직편에 개구공을 형성시켜 수직편이 안테나 기판과의 접점시 급전부가 방사체에 간섭되는 것을 방지하도록 한 상태에서 이루어진다. 이를 위해 방사체는 안테나 기판의 회로 패턴에 따라 변경될 수 있다.

상기 2)단계에서는 방사체에 형성된 돌기를 이용해 안테나 기판에 형성된 홈에 삽입시켜 방사체가 안테나 기판에 밀착될 수 있게 하는 단계로서 공정에 의해 이동된 방사체가 안테나 기판에 안착된 상태로 유동되는 것을 방지하고 이후 공정 수행을 수월하게 하기 위함이다. 여기서 상기 방사체의 이동은 로봇을 이용해 이루어지는 것이 바람직하나 방사체의 이동을 용이하게 위기 위한 어떠한 수단도 가능하다. 또한 상기 안테나 기판은 지그에 안착된 상태로 컨베이어 등을 이용해 이동되는 것이 가능하다.

예컨대 상기 안테나 기판은 지그에 안착되어 수평 이동하는 상태로 공정을 진행하고 상기 방사체는 로봇에 의해 수직 이동되며 안테나 기판에 안착되게 하여 일정한 공정 흐름을 갖게 하는 것이 가능하다.

상기 3)단계는 상기 2)단계에서 안착된 방사체를 안테나 기판에 접점되게 하는 단계로서 이 단계에서는 상기 안테나 기판에 미리 형성시킨 접점부와 방사체에 형성된 수직편을 상호 리플로우 공정에 의해 SMT 방식으로 접점되게 한다.

즉, 상기 안테나 기판의 접점부에 열을 가하여 접점부가 일정 온도에 도달 시 녹아 방사체의 수직편과 융착하게 된다.

따라서 상기 공정을 통해 방사체를 안테나 기판에 고정하는 것이 연속 공정으로 이루어질 수 있어 전체 공정 수율을 향상시키고 이를 통해 원가 절감 효과를 가질 수 있다.

또한 수평편과 수직편에 의해 일정한 크기와 폭을 갖는 입체 형상의 방사체를 통해 주파수 범위를 폭 널게 형성시킬 수 있어 주파수 범위의 다양성을 가질 수 있기 때문에 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이 CDMA or GSM 및 DCS or PCS 대역에서의 사용이 모두 가능하다.

본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

Claims (10)

1. 급전부와 접점부를 포함하고 주파수 가변 및 임피던스 정합을 할 수 있는 안테나 패턴을 가지는 기판; 및
   상기 접점부와 접점되게 상기 안테나 기판의 상면에 안착되며 한쌍이 수직편과 수평편에 의해 안테나 기판과 결합되는 방사체;를 포함하며,
   상기 수직편은 길이 방향을 따라 기판의 접점부와 접점되어 결합되며, 기판의 접점부와 접점시 이격 간격을 형성하도록 개구공이 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 안테나.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판은 메인 기판과의 접점이 SMD(Surface Mounted Device) 방식으로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 안테나.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 급전부와 접점부는 기판 상하면에 등간격 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 안테나.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 수직편에는 상기 안테나 기판에 삽입되는 돌기가 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 안테나.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 수직편과 접점부는 SMT(Surface Mounted Technology) 방식에 의해 접점되도록 하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 안테나.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 방사체는 인청동에 니켈도금을 하거나 또는 양백(german silver) 중 어느 하나를 사용하거나 또는 SMD 가능한 도전성 재질의 소재를 포함하게 하는 것을 특징으로 휴대단말기용 안테나.
   
8. 1) 수직편과 수평편에 의해 형성된 방사체를 안테나 기판 상면에 위치시키는 단계;
   2) 방사체의 돌기를 안테나 기판의 홈에 삽입하고 수직편과 안테나 기판 상면이 밀착되게 하는 단계;
   3) 수직편과 안테나 기판 상면을 접점부를 이용해 접점되게 하는 단계;로 이루어지며,
   상기 수직편과 접점부는 리플로우(reflow) 공정에 의해 접점되게 하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 안테나 제조방법.
   
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 리플로우 공정은 SMT(Surface Mounted Technology) 방식에 의해 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 안테나 제조방법.
    

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