KR101042373B1 - 인테나의 전기적 접속수단 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인테나의 전기적 접속수단 및 그 제조방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동통신 단말기의 내부에 삽입되는 인테나를, 하측에 배치된 인쇄회로기판의 회로패턴에 전기적으로 연결시키기 위한 인테나의 전기적 접속수단에 있어서, 탄성을 가지는 탄성 고분자 물질과 그 탄성 고분자 물질 내에 함유된 다수의 도전입자로 이루어지는 도전성 매개체; 및 상기 도전성 매개체가 상기 인쇄회로기판의 회로패턴과 전기적으로 접속될 수 있도록 그 도전성 매개체와 결합되며, 상기 회로패턴과는 솔더링 접합될 수 있는 소재로 이루어지는 접합 매개체를 포함하는 인테나의 전기적 접속수단 및 그 인테나의 전기적 접속수단의 제조방법에 대한 것이다.

인테나, 도전성 매개체, 접합 매개체

Description

인테나의 전기적 접속수단 및 그 제조방법{Electrical connection device of intenna and fabrication method thereof}

본 발명은 인테나의 전기적 접속수단 및 그 제조방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 내구성이 우수하여 장기간 사용할 수 있는 인테나의 전기적 접속수단 및 그 제조방법에 대한 것이다.

일반적으로 인테나(Intenna; 2)란 내장형 안테나를 말하는 것으로서, 이동통신 단말기의 외부에 장착되는 안테나(Antenna)와 달리 도 1에 도시한 바와 같이 이동통신 단말기(1)의 내부에 장착되어 이동통신 단말기의 전체 부피를 감소시켜 슬림화시키는 장치를 말한다.

이러한 인테나(2)는 인테나 연결장치에 의하여 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되어 있어, 인쇄회로기판으로부터 전기적 신호를 받거나 또는 외부로부터의 전기적 신호를 받아들여 이 신호를 인쇄회로기판(100)으로 전달할 수 있다.

이러한 인테나를 인쇄회로기판와 연결하는 종래의 방식은 다음과 같다.

도 2에 도시한 바와 같이 인테나(2)에 연결되는 별도의 C 형태의 클립(120)을 이용하여 인테나(2)와 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(111)을 연결할 수 있다. 이러한 클립(120)은 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(111)에 땜납(130)에 의하여 솔더링 접합된다. 이러한 클립(120)은 표면에 금도금을 하여 전기적인 연결저항을 낮게 되도록 제작하게 된다.

그러나, 이동통신 단말기의 진동이 반복됨에 따라 그 클립은 절곡된 부분에 피로가 누적되어 탄성이 감소하고, 접점의 압력이 낮아져 전기적인 연결이 불안정해지게 되는 문제점이 있다. 특히 이러한 진동은 연결핀과 인테나 사이의 마모를 발생시키고, 도금의 손상이 발생하여 연결 특성이 떨어지게 되는 것이다.

한편, 클립에 축적되는 피로가 어느 한계치를 넘어가게 되는 경우에는 절곡된 부위가 절단되는 경우도 발생할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 장시간 사용하여도 쉽게 파손되지 않고, 전기적 연결 특성이 떨어지는 것을 막을 수 있는 인테나의 전기적 접속수단 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인테나의 전기적 접속수단은, 이동통신 단말기의 내부에 삽입되는 인테나를, 하측에 배치된 인쇄회로기판의 회로패턴에 전기적으로 연결시키기 위한 인테나의 전기적 접속수단에 있어서,

탄성을 가지는 탄성 고분자 물질과 그 탄성 고분자 물질 내에 함유된 다수의 도전입자로 이루어지는 도전성 매개체; 및

상기 도전성 매개체가 상기 인쇄회로기판의 회로패턴과 전기적으로 접속될 수 있도록 그 도전성 매개체와 결합되며, 상기 회로패턴과는 솔더링 접합될 수 있는 소재로 이루어지는 접합 매개체를 포함한다.

상기 전기적 접속수단에서, 상기 접합 매개체는 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 전기적 접속수단에서, 상기 금속소재는 Ni, Sus, Fe, Cu, 탄소강 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 전기적 접속수단에서,

상기 접합 매개체는 폴리머 섬유에 금속이 도금되어 있는 것이 바람직하다.

상기 전기적 접속수단에서, 상기 금속은 Ni, Co 및 Fe 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 전기적 접속수단에서, 상기 접합 매개체는 다공성의 메쉬인 것이 바람직하다.

상기 전기적 접속수단에서, 상기 접합 매개체는 탄성 고분자 물질이 메쉬 내에 침투된 상태에서 상기 도전성 매개체의 하면측에 배치되어 있으며, 적어도 일부가 노출되어 있는 것이 바람직하다.

상기 전기적 접속수단에서,

상기 도전입자는 판형, 수지형상 및 침상 중 어느 하나의 형상을 이루고 있는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인테나의 전기적 접속수단의 제조방법은,

금형내에 접합 매개체를 넣어두는 단계;

상기 금형내에 도전입자가 함유된 용융 탄성 고분자 물질을 주입하고 경화시키는 단계; 및

접합 매개체가 부착된 도전성 매개체를 인쇄회로기판의 회로패턴과 전기적 접속시키는 단계;를 포함한다.

상기 제조방법에서,

상기 전기적 접속시키는 단계는:

상기 접합 매개체와 회로패턴을 솔더링에 의하여 접합하는 것이 바람직하다.

상기 제조방법에서,

경화시키는 단계에는, 상하방향으로 전기장을 가하여 상기 도전입자들을 일렬로 배치되도록 하는 단계가 포함되는 것이 바람직하다.

상술한 목적을 가지는 본 발명에 따른 전기적 접속수단은 장기간 사용하는 경우에도 탄성 고분자 물질이 쉽게 진동을 흡수할 수 있어 안정적인 전기적인 연결이 가능한 장점이 있다.

또한, 장기간 사용하는 경우에도 피로 등의 누적이 적어서 전기적 접속기능을 효과적으로 달성할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인테나의 전기적 접속수단을 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인테나의 전기적 접속수단을 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3에서 인테나가 하측으로 이동하여 도전성 매개체를 가압하는 모습을 나타내는 도면이다.

본 실시예에 따른 인테나의 전기적 접속수단(10)는 이동통신 단말기(1)의 내부에 삽입되어 인테나(2)를 하측에 배치된 인쇄회로기판(50)의 회로패턴(51)에 전기적 연결시키는 것으로서, 도전성 매개체(20)와, 접합 매개체(30)로 이루어진다.

상기 도전성 매개체(20)는 인테나(2)와 인쇄회로기판(50)의 회로패턴(51)을 서로 전기적 연결시키는 것으로서, 탄성 고분자 물질(21)과 도전입자(22)로 이루어 진다.

상기 탄성 고분자 물질(21)은 가교 구조를 갖는 내열성의 고분자 물질(21)이 바람직하다. 이러한 가교 고분자 물질(21)을 얻기 위해 이용할 수 있는 경화성의 고분자 물질(21) 형성 재료로서는, 다양한 것을 이용할 수 있다. 그 구체예로서는, 실리콘 고무, 폴리부타디엔 고무, 천연 고무, 폴리이소플렌 고무, 스틸렌-부타디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무 등의 공액 디엔계 고무 및 이들의 수소 첨가물, 스틸렌-부타디엔-디엔블럭 공중합체 고무, 스틸렌-이소플렌블럭 공중합체 등의 블럭 공중합체 고무 및 이들의 수소 첨가물, 클로로플렌, 우레탄 고무, 폴리에스테르계 고무, 에픽크롤 히드린 고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 고무, 연질 액상 에폭시 고무 등을 들 수 있다.

이들 중에서는 실리콘 고무가 성형 가공성 및 전기 특성의 점에서 바람직하다. 실리콘 고무로서는, 액상 실리콘 고무를 가교 또는 축합한 것이 바람직하다. 액상 실리콘 고무는 그 점도가 변형 속도 10^-1 sec에서 10⁵ 포아즈 이하인 것이 바람직하고, 축합형의 것, 부가형의 것, 비닐기나 히드록실기를 함유하는 것 등 중 어느 것이라도 좋다. 구체적으로는, 디메틸 실리콘 생고무, 메틸비닐 실리콘 생고무, 메틸페닐비닐 실리콘 생고무 등을 예로 들 수 있다.

상기 도전입자(22)는 상기 탄성 고분자 물질(21) 내에 함유되는 것으로서, 다수개가 마련된다. 이러한 도전입자(22)는 내부 코어로서의 금속입자와 그 금속입 자의 표면에 소정의 도전성 금속이 피복되어 있다.

상기 코어로서의 금속입자는 철, 니켈, 코발트 등의 자성을 나타내는 금속의 입자 혹은 이들의 합금의 입자 또는 이들의 금속을 함유하는 입자인 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속입자의 표면에 피복되는 도전성 금속는 금, 은, 팔라듐, 로듐 등의 저저항의 금속인 것이 바람직하다. 이 중에서 니켈 입자를 금속입자로 하여 도전성이 양호한 금을 표면에 도금하는 것이 가장 바람직하다.

상기 도전입자(22)의 형상과 관련하여서는, 그 도전입자(22)의 비표면적이 높아서 탄성 고분자 물질(21)과 접착력이 높아질 수 있는 형상을 가지는 것이 바람직한데, 비표면적이 높은 판상, 수치상, 침상 등이 사용되는 것이 좋다. 이와 같이 비표면적이 높아 접착력이 우수한 경우에는, 이동통신 단말기의 진동에 의하여 압축과 팽창이 반복되는 경우에도 도전입자(22)가 실리콘 고무로부터 분리, 이탈 및 파손됨이 없어 내구성면에서 유리하게 될 수 있다.

금속입자의 표면에 도전성 금속을 피복하는 수단으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 무전해 도금에 의해 행할 수 있다.

금속입자에 피복되는 도전성 금속의 피복량은 금속입자의 2.5 내지 50 중량 ％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 45 중량 ％, 더 바람직하게는 3.5 내지 40 중량 ％, 특히 바람직하게는 5 내지 25 중량 ％이다.

또한, 금속입자의 직경은 1 내지 500 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 400 ㎛, 더 바람직하게는 5 내지 300 ㎛, 특히 바람직하게는 10 내지 150 ㎛이다. 이와 같이 금속 입자의 직경을 제한하는 이유는, 금속입자가 10㎛보다 작은 경우에는 탄성 고분자 물질(21) 내에 많은 수의 금속입자를 함유시켜야 하며 이는 전기적인 흐름경로를 복잡하게 하여 전기적 손실이 증대되기 때문이다. 즉, 금속입자가 많아지게 되면, 금속입자들간의 접촉면적이 증대되고 이는 전기적 저항을 증대시켜 전체적으로는 전기적 손실을 크게 한다. 또한, 금속입자가 150㎛ 보다 큰 경우에는 금속입자가 지나치게 크게 되어, 도전성 매개체(20)가 탄성변형할 수 있는 상하방향의 높이가 제한되는 문제점이 있게 된다. 즉, 큰 입자들이 다수 분포하면 조금한 하측으로 탄성변형되어도 더 이상 도전성 매개체(20)가 압축을 할 수 없게 되는 문제점이 있게 된다.

한편, 도전입자(22)의 표면이 실란 커플링제 등의 커플링제로 처리된 것을 적절하게 이용할 수 있다. 도전입자(22)의 표면이 커플링제로 처리됨으로써, 상기 도전입자(22)와 탄성 고분자 물질(21)의 접착성이 높아지고, 도전성 매개체(20)는 반복 사용에 있어서의 내구성이 높게 된다.

커플링제의 사용량은 도전입자(22)의 도전성에 영향을 미치지 않는 범위에서 적절하게 선택되지만, 도전입자(22)의 표면에 있어서의 커플링제의 피복율(도전성 코어 입자의 표면적에 대한 커플링제의 피복 면적의 비율)이 5 ％ 이상이 되는 양인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 피복율이 7 내지 100 ％, 더 바람직하게는 10 내지 100 ％, 특히 바람직하게는 20 내지 100 ％가 되는 양이다.

상기 접합 매개체(30)는, 상기 도전성 매개체(20)가 상기 인쇄회로기판(50)의 회로패턴(51)과 전기적으로 접속될 수 있도록 그 도전성 매개체(20)와 땜납(40)에 의하여 솔더링 접합하는 것이다. 이러한 접합 매개체(30)는 다공성의 메쉬형태 로 이루어지는 것이 바람직하다. 회로패턴(51)과 솔더링 접합가능한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는 솔더링이 용이한 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, Ni, Sus, Fe, Cu, 탄소강으로 이루어지는 것이 좋다. 이외에도 상기 접합 매개체(30)는 폴리머 섬유에 금속이 표면도금되어 있는 것도 바람직하며, 이때 표면도금에 사용되는 금속으로는, 폴리머 섬유와의 부착성이 우수하면서 솔더링 특성이 우수한 다양한 소재가 사용될 수 있으며 그 중에서 Ni, Co 및 Fe 중 어느 하나인 것이 가장 좋다.

이러한 접합 매개체(30)는 상기 도전성 매개체(20)의 하면에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는 상기 접합 매개체(30)가 다공성의 메쉬형태로 이루어지는 경우에는, 상기 도전성 매개체(20)의 탄성 고분자 물질(21)이 상기 메쉬의 구멍 내로 삽입되어 상기 접합 매개체(30)와의 접합을 확실하게 할 수 있다. 이때 상기 접합 매개체(30)의 일부는 외부로 노출되어 있어 땜납과의 솔더링 접합을 가능하게 한다.

상술한 구성을 가지는 인테나의 전기적 접속수단의 제조방법은 다음과 같다.

우선, 소정의 캐비티(63)가 마련되며 상금형(61)과 하금형(62)으로 이루어진 금형 내에 다공성의 메쉬로 이루어진 접합 매개체(30)를 넣어둔다. 이후에, 상기 금형(60)내의 캐비티(63)로 도전입자(22)가 함유된 용융 탄성 고분자 물질(21), 구체적으로는 용융 실리콘을 주입한다. 이때, 상기 도전입자(22)들은 상기 용융 탄성 고분자 물질(21) 내에서 무질서하게 분포되어 있는데, 이러한 도전입자(22)들을 상하방향으로 일렬배치될 수 있도록 금형의 외부에서 소정의 전자석(미도시) 등을 이 용하여 상하방향으로 일정간격을 두고 일렬로 자력(A)을 가하게 된다. 자력에 의하여 도전입자(22)들이 일렬배치된 상태에서 상온에 놓아두면 서서히 경화된다. 이후에 접합 매개체(30)가 부착된 도전성 매개체(20)를 인쇄회로기판(50)측으로 이동시키게 된다. 이때 인쇄회로기판(50)의 회로패턴(51)에는 솔더링을 위한 땜납(40)이 올려져 있게 되게 되는데, 상기 접합 매개체(30)가 상기 땜납(40) 위에 올려질 수 있도록 이동시킨다. 이후에, 고온으로 땜납(40)을 녹이면 상기 접합 매개체(30)가 상기 땜납(40)에 의하여 인쇄회로패턴(51)과 솔더링 접합되게 되며, 이에 따라 상기 도전성 매개체(20)와 상기 인쇄회로기판(50)의 회로패턴(51)은 서로 전기적으로 접속될 수 있다.

이러한 본 실시예에 따른 인테나의 전기적 접속수단은 다음과 같은 작용효과를 가진다.

도 4에 도시한 바와 같이, 도전성 매개체(20)에 접촉을 시키면서 인테나(2)를 하측으로 이동시키는 경우에는, 상기 탄성 고분자 물질(21)이 탄성변형되면서 압축되고 이에 따라 상기 탄성 고분자 물질(21) 내의 도전입자(22)는 서로 접촉되면서 전기적으로 접속이 가능한 상태를 이루게 된다. 이때, 외부에서 소정의 신호가 인가되면 그 신호는 상기 인테나(2)를 통하여 상기 인쇄회로기판(50)의 회로패턴(51)으로 전달될 수 있게 된다.

종래기술에서는 C 형의 클립을 이용하여 전기적인 접속을 수행하였기 때문에, 클립의 절곡된 부위가 이동통신 단말기의 진동등으로 인하여 피로가 누적되어 쉽게 파손될 수 있는 문제점이 있었으나, 본 실시예에서는 탄성변형이 용이한 실리 콘 고무 등에 도전성 입자를 포함시킨 구성을 사용하여 내구성면에서 유리하게 된다.

특히, 실리콘 고무는 탄성체로서 이동통신 단말기의 진동을 흡수하는 특성을 가지고 있기 때문에 더더욱 내구성면에서 유리하게 된다.

또한, 접합 매개체로서 사용되는 다공성의 메쉬는 각각의 구멍속으로 탄성 고분자 물질이 쉽게 침투될 수 있는 구조를 가지고 있기 때문에, 도전성 매개체와 확실한 접합을 가능하게 한다. 또한, 이러한 메쉬는 납땜성이 우수한 소재로 이루어져 있어 쉽게 솔더링될 수 있는 장점이 있게 된다.

한편, 도전성 매개체에 사용되는 도전입자는 판상, 수지상, 침상등의 비표면적이 높은 형태로 이루어져 있어 탄성 고분자 물질과의 접착력이 우수한 장점이 있다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인테나의 전기적 접속수단은 다음과 같이 변형되는 것도 가능하다.

먼저, 상술한 실시예에서는 접합 매개체로서, 다공성의 메쉬만을 언급하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도전성 매개체와의 물리적 결합이 용이한 구조라면 판형태나, 기타 홈이 형성된 형태도 고려할 수 있는 것이다.

또한, 상술한 실시예에서는, 접합 매개체로서 금속소재를 한정하였으나, 이역시 솔더링이 용이한 소재라면 무엇이나 가능함은 물론이다.

또한, 상술한 실시예에서는, 도전성 입자가 일렬로 배치되어 있는 형태를 언급하였으나, 이외에도 탄성 고분자 물질 내에서 밀집하여 무질서하게 배치되어 있 는 구성도 고려될 수 있다.

도 1은 인테나가 설치된 이동통신 단말기의 사시도.

도 2는 종래기술에 따른 인테나의 전기적 접속수단의 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인테나의 전기적 접속수단를 나타내는 도면.

도 4는 도 3의 작동도면.

도 5는 도 3에 따른 인테나의 전기적 접속수단이 제조되는 모습을 나타내는 도면.

<도면부호의 상세한 설명>

1...이동통신 단말기 2...인테나

10...전기적 접속수단 20...도전성 매개체

21...탄성 고분자 물질 22...도전입자

30...접합 매개체 40...땜납

50...인쇄회로기판 51...회로패턴

60...금형 61...상금형

62...하금형 63...캐비티

Claims (11)

1. 이동통신 단말기의 내부에 삽입되는 인테나를, 하측에 배치된 인쇄회로기판의 회로패턴에 전기적으로 연결시키기 위한 인테나의 전기적 접속수단에 있어서,

   탄성을 가지는 탄성 고분자 물질과 그 탄성 고분자 물질 내에 함유된 다수의 도전입자로 이루어지는 도전성 매개체; 및

   상기 도전성 매개체가 상기 인쇄회로기판의 회로패턴과 전기적으로 접속될 수 있도록 그 도전성 매개체와 결합되며, 상기 회로패턴과는 솔더링 접합될 수 있는 소재로 이루어지는 접합 매개체를 포함하고,

   상기 접합 매개체는 다공성의 메쉬이며

   상기 접합 매개체는 탄성 고분자 물질이 상기 메쉬 내에 침투된 상태에서 상기 도전성 매개체의 하면측에 배치되어 있고, 적어도 일부가 노출되어 있으며 상기 노출된 일부가 상기 회로패턴과 솔더링 접합되는 것을 특징으로 하는 인테나의 전기적 접속수단.
2. 제1항에 있어서,

   상기 접합 매개체는 금속소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인테나의 전기적 접속수단.
3. 제2항에 있어서,

   상기 금속소재는 Ni, Sus, Fe, Cu, 탄소강 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인테나의 전기적 접속수단.
4. 제1항에 있어서,

   상기 접합 매개체는 폴리머 섬유에 금속이 도금되어 있는 것을 특징으로 인테나의 전기적 접속수단.
5. 제4항에 있어서,

   상기 금속은 Ni, Co 및 Fe 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인테나의 전기적 접속수단.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,

   상기 도전입자는 판형, 수지형상 및 침상 중 어느 하나의 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 인테나의 전기적 접속수단.
9. 제1항에 따른 인테나의 전기적 접속수단의 제조방법에 있어서,

   금형내에 접합 매개체를 넣어두는 단계;

   상기 금형내에 도전입자가 함유된 용융 탄성 고분자 물질을 주입하고 경화시키는 단계; 및

   접합 매개체가 부착된 도전성 매개체를 인쇄회로기판의 회로패턴과 솔더링에 의하여 접합하는 전기적 접속시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인테나의 전기적 접속수단의 제조방법.
10. 삭제
11. 제9항에 있어서,

    경화시키는 단계에는, 상하방향으로 자력을 가하여 상기 도전입자들을 일렬로 배치되도록 하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 인테나의 전기적 접속수단의 제조방법.

Images