KR101103124B1

KR101103124B1 - 고분자 화합물을 이용한 케이스 삽입형 안테나 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101103124B1
Application number: KR1020090121315A
Authority: KR
Inventors: 강병철; 금교익
Original assignee: (주)카이노스
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2012-01-04
Also published as: KR20110064630A

Abstract

무선통신의 급속한 발달과 더불어 휴대폰의 급성장과 함께 다양한 형태의 휴대폰 안테나 개발이 시도 되고 있다. 초기 휩 안테나 또는 헬리컬 안테나 사용을 시작으로 최근에는 휴대폰의 소형화 및 슬림화, 그리고 제조원가 절감을 위하여 단말기 내부에 안테나 패턴이 형성된 금속박막을 장착한 내장형 안테나를 주로 사용하고 있다. 이러한 휴대폰 안테나는 합성수지 재질의 캐리어(carrier)에 금속 프레스물로 성형한 안테나 패턴을 열 융착하는 방법으로 안테나를 제작하고 있다. 그런데 현재 핸드폰 안테나는 다중 대역을 사용하고 있는 것이 보편화 되었고, 다중 대역의 안테나 성능을 확보하기 위해서는 무엇보다도 안테나 공간을 넓게 설계하는 것이 절대적인 요구 사항이 되었지만 기존의 금속 프레스물로 성형하는 안테나 제조 방식으로는 안테나 공간 활용을 극대화할 수 없는 단점이 있다. 이러한 단점 때문에 점점 더 소형화 및 슬림화가 요구되는 휴대폰 디자인의 추세에 맞는 안테나 공간의 축소와 성능 확보 조건을 충족시킬 수 없게 되었다.

이를 해결하기 위하여 고분자 화합물을 이용하여 안테나 패턴을 형성하고, 다대 사출기(수직 사출기)에 고분자 화합물로 성형된 안테나 패턴을 놓고 사출한다. 이렇게 사출된 사출물을 휴대폰 케이스에 인몰드 사출 하게 되면 휴대폰 케이스 일체형 안테나를 제조할 수 있다. 이러한 방식은 휴대폰 케이스에 삽입되기 때문에 안테나의 공간적인 제약을 받지 않으면서도 휴대폰의 소형화 및 슬림화 디자인에 기여할 수 있고, 다중대역의 안테나 성능을 확보 할 수 있다. 또한, 안테나 제조 과정이 단순화 되기 때문에 제조비 절감 효과로 인한 가격 경쟁력을 높일 수 있고, 안테나 설계 기술에 대한 보안을 유지할 수 있는 안테나를 제작할 수 장점이 있다.

고분자 화합물, 인테나, 안테나, 휴대폰, PMA, 인몰드 사출, 다대 사출

Description

고분자 화합물을 이용한 케이스 삽입형 안테나 및 그 제조방법{PMA(Polymer Mixture in mold Antenna)type antenna which used a high polymer material compound and manufacturing method}

본 발명은 통신기기에 완전히 내장되는 안테나 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고분자 화합물을 이용하여 안테나 패턴을 만들고 안테나 패턴이 일체화되도록 2차 사출물을 성형한 다음, 2차 사출물을 휴대폰 케이스와 인몰드 사출하여 휴대폰에 완전히 내장되도록 한 안테나인 인테나(intenna)의 제조방법에 관한 것이다.

초기에 개발된 휴대용 무선 통신기기는 도 1과 같이 휩 안테나 또는 헬리컬 안테나를 사용하였으나, 최근에는 단말기 제품의 소형화 및 슬림화, 그리고 단말기의 원가절감을 위하여 단말기 내부에 안테나 패턴이 형성된 금속 박막을 장착한 내장형 안테나(도 2)를 주로 사용하고 있다.

또한 최근 세계 각국에서 전자파 인체 보호 기준을 제정하는 등 전자파가 인체에 미치는 영향에 대한 관심이 고조되고 있으며, 특히 휴대용 전화기의 경우 인체에 가장 근접하여 이용되기 때문에 휴대용 전화기에서 발생하는 전자파의 영향을 줄이기 위한 인체로의 방사가 적은 안테나 개발의 필요성이 강조되고 있다.

현재 휴대폰 인테나에 사용되는 안테나는 도 3 과 같이 PC나 ABS등의 합성수지 재질의 캐리어(31)에 금속 프레스물로 성형한 안테나 패턴(32)을 열 융착하는 방법(33)으로 안테나를 제작하였다.(stamping type)

그런데 현재 핸드폰 안테나는 다중 대역을 사용하고 있는데, 다중 대역의 안테나의 성능을 확보하기 위해서는 무엇보다도 안테나 공간을 넓게 가져가는 것이 절대적인 요구 사항이지만, 기존의 안테나 제조 방식으로는 안테나 공간 활용을 극대화할 수 없는 단점이 있다. 이러한 단점 때문에 점점 더 소형화 및 슬림화가 요구되는 휴대폰 디자인의 추세에 맞는 안테나 공간의 축소와 성능 확보 조건을 충족시킬 수 없게 되었다.

이를 해결하기 위하여 안테나 패턴을 제외한 캐리어를 먼저 사출하고, 안테나 패턴에는 ABS 재질로 이중 사출한 후, 이를 도금액에 담그면 ABS 부분에만 도금액이 묻게 되는 MID(Molded Interconnect Device) 방식이 개발되어 안테나 공간의 증대로 인한 성능 확보에는 유리한 점이 입증되었으나, 이중 사출 후의 도금 작업으로 인해 제조 단가가 높은 단점과 기존의 휴대폰 케이스 내부에 캐리어를 장착하는 방식을 여전히 사용하기 때문에 안테나 공간 제약 문제를 해결해야 하는 과제는 여전히 남아있게 된다.

기존의 금속 프레스물로 성형하는 안테나는 모든 안테나 패턴을 케리어에 거치시키고 안테나 패턴마다 열 융착으로 고정해야 하기 때문에 양산성이 떨어져 제조비가 높은 문제가 있고, 캐리어에 안테나 패턴이 형성되는 구조이기 때문에 설계상 공간적 제약을 많이 받으며, 패턴이 외부로 노출되어 있어 기술적인 보안유지가 힘들다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고분자 화합물을 이용하여 안테나 패턴을 형성하고, 다대 사출기(수직 사출기)에 고분자 화합물로 성형된 안테나 패턴을 놓고 사출한다. 이렇게 사출된 사출물을 휴대폰 케이스에 인몰드 사출을 하게 되면 휴대폰 케이스 일체형 안테나를 제조할 수 있다.

따라서 이러한 방식의 안테나는 휴대폰 케이스에 삽입되기 때문에 안테나의 공간적인 제약을 받지 않으면서도 휴대폰의 소형화 및 슬림화 디자인에 기여할 수 있고, 다중대역의 안테나 성능을 확보할 수 있다.
또한, 안테나 제조 과정이 단순화되기 때문에 제조비 절감 효과로 인한 가격 경쟁력을 높일 수 있고, 안테나 패턴이 외부에 노출되지 않기 때문에 안테나 설계 기술에 대한 보안을 유지할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.
제조 방법에 대하여 순서대로 살펴보면, 먼저 고분자 화합물을 이용하여 안테나 패턴을 형성하는데, 고분자 화합물은 PA나 PP, PC 등의 합성수지(바인더 역할)에 저융점 금속(예: 주석)이 혼합되어 있는 형태의 화합물이며, 이러한 고분자 화합물을 혼합하여 만든 재료로 사출방식으로 안테나 패턴(41)을 성형한다.
안테나 패턴(41) 성형 후 안테나를 지지하기 위하여 안테나 패턴(41)을 다대 사출기에 넣어 다대 사출하면, 이로 인한 2차 사출물(42) 안에 안테나 패턴(41)이 삽입된 형태로 일체화되어 안테나 패턴(41) 자체를 보호할 수 있으며, 외부로 안테나 형상이 노출되지 않기 때문에 안테나 설계 기술을 보호할 수 있다.
이렇게 성형된 2차 사출물(42)에 전자회로부인 PCB와 연결하기 위한 컨텍트 단자(43)를 삽입한 후, 이를 케이스(44) 사출시 인몰드 사출하게 되면 케이스(44)에 안테나 컨텍트 단자(43)만 노출되고, 나머지는 케이스(44)에 삽입된 일체형 안테나를 제조할 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 안테나는 도 4 와 같이 고분자 화합물을 이용한 안테나 패턴(41)과 안테나 패턴을 넣어 사출함으로써 안테나 패턴이 삽입되어 일체화되는 2차 사출물(42)이 구성되고, 안테나를 휴대폰 전자회로부인 PCB와 연결하기 위해 안테나 패턴과 접촉하도록 삽입된 컨텍트 단자(43)를 구성하여 삽입하며, 다대 사출한 2차 사출물을 안테나 케이스(44)에 인몰드 방식으로 삽입한 케이스(44)로 구성됨으로써, 안테나 패턴(41)이 일체화되면서 노출되지 않는 안테나를 구성하게 되었다.
이와 같은 본 발명에 의하면 간단한 공정으로 인테나 방식의 안테나를 구성할 수 있게 되어 양산성이 우수하고 생산비용의 절감을 이룩하게 된다. 아울러 고분자 화합물의 특성으로 인하여 안테나 본래의 역할에도 충실하면서 이동통신 기기의 전자파 영향도 최소화하고 소형화 및 슬림화에도 일조하게 되었다.

도 1의 (a) 및 (b)는 종래 휴대폰에 사용된 헬리컬 및 모노폴 안테나 결합형 기본 구조의 예시도

도 2는 종래 인테나 상용품의 예시도

도 3은 종래 금속 프레스물로 성형한 안테나의 구성방식 예시도

도 4는 본 발명의 제조방법에 대한 공정순서도
도 5는 본 발명에 의한 케이스 삽입형 안테나의 단면 예시도
도 6은 본 발명에 의한 케이스 삽입형 안테나의 완성상태 예시도

Claims

고분자 화합물을 이용한 안테나 패턴(41)이 구성되고, 안테나 패턴을 넣어 사출함으로써 안테나 패턴이 삽입되어 일체화되는 2차 사출물(42)이 구성되고, 안테나를 휴대폰 전자회로부인 PCB와 연결하기 위해 안테나 패턴과 접촉하도록 삽입된 컨텍트 단자(43)를 구성하여 삽입하며, 다대 사출한 2차 사출물을 안테나 케이스(44)에 인몰드 방식으로 삽입한 케이스(44)로 구성됨을 특징으로 하는 고분자 화합물을 이용한 케이스 삽입형 안테나.
고분자 화합물을 혼합하여 만든 재료로 사출방식으로 안테나 패턴(41)을 성형하고,

안테나 패턴(41) 성형 후 안테나를 지지하기 위하여 안테나 패턴(41)을 다대 사출기에 넣어 다대 사출함으로써 2차 사출물(42) 안에 안테나 패턴(41)이 삽입된 형태로 일체화되어 안테나 패턴(41) 자체를 보호할 수 있도록 하며,

이렇게 성형된 2차 사출물(42)를 케이스(44) 사출시 인몰드 사출하여 케이스(44)에 삽입된 일체형 안테나를 제조함을 특징으로 하는 고분자 화합물을 이용한 케이스 삽입형 안테나 제조방법.
제2항에 있어서,

고분자 화합물은 PA나 PP, PC 등 합성수지에 저융점 금속이 혼합되어 있는 형태의 화합물인 것을 특징으로 하는 고분자 화합물을 이용한 케이스 삽입형 안테나 제조방법.
제2항에 있어서,

2차 사출물을 케이스에 인몰드 사출시에 전자회로부인 PCB와 연결하기 위한 컨텍트 단자(43)를 삽입하는 것을 특징으로 하는 고분자 화합물을 이용한 케이스 삽입형 안테나 제조방법.