KR101159653B1 - 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법을 개시한다. 본 발명에 따른 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법은, (a) 도전성 금속으로 이루어진 금속 판재를 준비하는 단계; (b) 상기 금속 판재를 열처리하는 단계; (c) 상기 열처리된 금속 판재를 프레스 성형 및 밴딩 가공하여 신호를 송수신하는 안테나 패턴과 전자장치의 회로기판에 연결되는 연결 단자가 일체로 이루어진 안테나 방사체를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 안테나 방사체를 삽입 사출 금형에 삽입하여 고정시키고, 사출 금형 내부로 합성 수지를 주입하여 상기 안테나 방사체가 일면에 결합된 안테나 모듈을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법{Method for manufacturing of antenna module using insert molding}

본 발명은 안테나 모듈 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 삽입 사출을 이용하여 휴대용 단말기의 내장형 안테나 모듈을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 셀룰러폰(Cellular phone), 피시에스폰(PCS phone), 스마트 폰(Smart phone), 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)용 단말기, PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 통신기기에는 전파를 송수신하기 위한 안테나가 구비되어 있다. 이러한 안테나는 여러 종류가 사용될 수 있으나, 과거에는 안테나 몸체부의 내부에 전파를 송수신하기 위한 헬리컬(helical) 모양의 안테나선을 내장하는 헬리컬 안테나가 주로 이용되었다. 이러한 헬리컬 안테나는 로드를 인출하여 안테나의 길이를 신장한 상태로 사용하는 로드 안테나와는 달리 통신기기의 본체 상단부 일측에 고정 설치하여 이용된다.

그러나 이러한 헬리컬 안테나는 비교적 큰 크기를 가지기 때문에, 통신기기의 소형화 추세에 반하는 문제점이 있다. 이러한 문제점에 따라 최근에는 통신기기에 내장형 안테나가 탑재되고 있다. 이와 같은 내장형 안테나는 통신기기의 내부에 장착되고 통신기기의 외부로 돌출되어 있지 않기 때문에 통신기기의 소형화 및 간소화를 추구하는 현대인들이 매우 선호한다.

이러한 내장형 안테나로는 휴대용 단말기의 케이스 내부에 탑재한 내장형 안테나 모듈과 케이스 형태로 만들어 절첩되게 구비하거나 별도 구비하는 케이스형 안테나 모듈이 개발되어 사용되고 있다.

이러한 종래의 안테나 모듈은 모듈 몸체를 사출 성형하고, 사출 성형된 모듈 몸체에 안테나 방사체를 결합하여 구성하는 것이다.

여기서, 상기 모듈 몸체와 안테나 방사체의 결합은 사출 성형에 의해 모듈 몸체에 형성된 결속돌기를 이 결속돌기에 대응되도록 안테나 방사체에 형성되어 있는 결속공에 관통시켜 돌출시킨 후에 인두 등을 이용하여 가열 융착시킴으로써 이루어진다.

그러나, 이러한 결합 방식은 가열 융착되어 노출된 결속돌기로 인하여 안테나 모듈의 미관이 저하되는 문제점이 있었다.

그리고, 그 제조공정이 수작업으로 이루어지기 때문에 품질의 균일성이 확보되지 못하고, 패턴 형상에 따라 안테나 방사체가 변형되어 성능 편차가 발생하며, 작업과정에 안테나 방사체가 염기에 노출되어 부식 손상이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 전도성 필름이나 도전 금속으로 이루어진 안테나 방사체를 금형에 삽입한 후, 사출 성형을 통해 안테나 방사체가 모듈 몸체에 매립된 형태로 안테나 모듈을 형성하는 방법이 제안되었다.

그런데, 전도성 필름으로 이루어진 안테나 방사체의 경우, 삽입 사출과정에서 높은 사출 압력과 온도로 인하여 안테나 방사체의 치수 관리가 어렵고, 외관 형상이 불량하여 소비자에게 좋지 않은 감성품질을 제공하는 문제점이 있었다. 또한, 도전 금속으로 이루어진 안테나 방사체의 경우, 도전 금속의 두께가 너무 얇으면 삽입 사출과정에서 전도성 필름에서와 같은 문제가 발생할 수 있고, 두께가 두껍게 되면 금속 고유의 연신율과 경도 등에 따라 피드백 현상이 발생하여 입체적인 3D 곡면 형상을 재현하는데 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 삽입 사출을 이용하여 안테나 모듈을 제조하는 과정에서 열처리를 통해 안테나 방사체의 물리적 특성을 향상시킬 수 있는 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법은, (a) 도전성 금속으로 이루어진 금속 판재를 준비하는 단계; (b) 상기 금속 판재를 열처리하는 단계; (c) 상기 열처리된 금속 판재를 프레스 성형 및 밴딩 가공하여 신호를 송수신하는 안테나 패턴과 전자장치의 회로기판에 연결되는 연결 단자가 일체로 이루어진 안테나 방사체를 형성하는 단계; 및 (d) 상기 안테나 방사체를 삽입 사출 금형에 삽입하여 고정시키고, 사출 금형 내부로 합성 수지를 주입하여 상기 안테나 방사체가 일면에 결합된 안테나 모듈을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 (b) 단계에서, 상기 열처리 온도는 200 내지 300℃이고, 열처리 시간은 5 내지 60분이다.

바람직하게, 상기 금속 판재는 알루미늄이나 구리와 같은 연질의 금속 물질로 이루어지거나, 스테인레스 스틸과 같은 경질의 금속 물질로 이루어지고, 그 두께가 0.15mm 이하이다.

본 발명에 따르면, 도전성 금속체를 열처리함으로써, 안테나 방사체로의 형상 성형을 위한 프레스 성형 및 밴딩 가공시 유리한 가공도를 가질 수 있고 성형 과정에서 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 안테나 방사체의 형상 성형시 불림과 뜨임을 시행하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있어 안테나 방사체의 인성 및 경도를 향상시킬 수 있다. 또한, 안테나 방사체의 향상된 물리적 특성으로 인해 삽입 사출시 높은 압력과 온도에 잘 견딜 수 있어 안테나 모듈로 제조되었을 때 미관성이 우수한 장점이 있다.

본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 후술되는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈이 휴대용 단말기에 장착된 모습을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 안테나 모듈에서 안테나 방사체만을 분리하여 도시한 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈이 휴대용 단말기에 장착된 모습을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 안테나 모듈에서 안테나 방사체만을 분리하여 도시한 분리 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 안테나 모듈(200)은 휴대용 단말기(100)의 케이스(120) 내부에 매립되어 사용되며, 외부신호를 수신하여 휴대용 단말기(100)와 같은 전자장치의 신호처리장치로 전달하는 안테나 방사체(210)와 이를 지지하는 모듈 몸체(220)를 포함한다.

상기 안테나 방사체(210)는 도전성 금속으로 이루어지며, 신호를 송수신하는 안테나 패턴(211)과 전자장치의 회로기판에 연결되는 연결 단자(212)가 일체로 이루어진다.

상기 안테나 패턴(211)은 다양한 대역의 외부 신호를 수신하기 위해 미앤더 라인(meander line)과 같은 패턴으로 이루어지고, 상기 연결 단자(212)는 전자장치의 회로 기판에 연결되어 수신된 외부신호를 전달한다. 그리고, 안테나 패턴(211)과 연결 단자(212)는 일체로 형성된다.

본 발명에서 상기 안테나 방사체(210)는 도전성 금속으로 이루어진 금속 판재를 열처리하고, 열처리된 금속 판재를 프레스 성형 및 밴딩 가공하여 안테나 패턴(211)과 연결 단자(212)가 일체로 이루어진 3D 형상으로 형성한다. 이 때, 금속 판재를 열처리하는 과정은 200 내지 300℃의 온도 범위에서 5 내지 60분 동안 시행된다. 그러면, 금속 판재가 열처리에 의해 연성을 가지게 되어 프레스 성형 및 밴딩 가공과정에서 유리한 가공도를 가질 수 있고 가공이 이루어지는 동안 가공유와 대기에 노출되면서 불림과 뜨임을 시행하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있어 안테나 방사체로 완성되었을 때엔 인성 및 경도가 향상되게 된다. 또한, 상기 안테나 방사체(210)를 이루는 금속 판재는 알루미늄이나 구리와 같은 연질의 금속을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 스테인레스와 같은 경질의 금속이 이용될 수도 있으며, 이 경우, 금속 판재의 두께는 0.15mm 이하인 것을 사용하여 상기와 같은 조건의 열처리 과정에서 경질의 금속에서와 같은 열처리 효과를 얻을 수 있도록 한다.

상기 모듈 본체(220)는 사출 구조물로 상기 안테나 방사체(210)의 안테나 패턴(211)이 일면에 결합되며, 연결 단자(212)가 상기 일면의 반대면에 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 모듈 본체(220)는 상기 안테나 방사체(210)를 삽입 사출 금형에 삽입하여 고정시키고, 사출 금형 내부로 합성 수지를 주입하여 삽입 사출(insert molding)에 의하여 상기 안테나 방사체(210)가 일면에 결합되게 형성한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈의 제조방법에 대하여 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.

본 발명에 따른 안테나 모듈(200)의 제조방법은, 먼저, 단계(S10)에서, 도전성 금속으로 이루어진 금속 판재를 준비한다. 이 때, 금속 판재는 알루미늄이나 구리와 같은 연질의 금속이거나, 스테인레스와 같은 경질의 금속일 수 있으며, 이 경우, 금속 판재의 두께는 0.15mm 이하인 것이 바람직하다.

단계(S20)에서, 상기 금속 판재를 열처리 가공기로 이송시켜 200 내지 300℃의 온도 범위에서 5 내지 60분 동안 열처리한다. 이렇게 열처리된 금속 판재는 균일한 연성을 갖게 되고 형상 성형에 유리하며 많은 형상 변형에서도 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

단계(S30)에서, 상기 열처리된 금속 판재를 프레스 성형 및 밴딩 가공하여 안테나 패턴(211)과 연결 단자(212)가 일체로 이루어진 3D 형상의 안테나 방사체(210)를 형성한다. 이 때, 프레스 성형 및 밴딩 가공 과정은 상기 열처리된 금속 판재의 온도를 유지한 상태에서 이루어져 열처리에 의해 연성을 가진 금속 판재를 프레스 성형 및 밴딩 가공함으로써 유리한 가공도를 가질 수 있다. 또한, 열처리된 금속 판재는 프레스 성형 및 밴딩 가공 과정에서 가공유와 대기 노출로 인해 뜨임 및 불림 처리가 되어 충격에 강한 인성 및 경도를 갖게 된다.

본 발명에서는 상기 안테나 방사체(210)를 열처리된 금속 판재로 곧바로 프레스 성형 및 밴딩 가공을 통해 형성함으로써, 전기적 특성을 유지하면서도 제품적으로 균일한 면과 충격에 강한 제품으로 제조할 수 있다.

단계(S40)에서, 상기 안테나 방사체(210)를 삽입 사출 금형에 삽입하여 고정시킨다. 여기서, 상기 삽입 사출 금형은 상부 및 하부 금형과 합성 수지 주입구로 이루어진다. 상기 상부 및 하부 금형의 내부에는 상기 안테나 방사체(210)가 삽입 고정되는 공간이 마련되고, 상부 및 하부 금형이 합형되면 그 내부에 상기 안테나 방사체(210)가 매립되도록 하는 모듈 몸체(220)가 형성되도록 하는 내부 공간이 마련되어 있다.

단계(S50)에서, 상기 삽입 사출 금형을 합형하고 상기 합성 수지 주입구로 합성 수지를 주입하여 모듈 몸체(220)를 형성한다. 그러면, 상기 안테나 방사체(210)가 일면에 결합된 안테나 모듈(200)이 형성되게 된다.

본 발명에서는 열처리된 금속 판재로 안테나 방사체(210)를 형성하기 때문에 열처리에 의한 효과로 인해 안테나 방사체(210)의 인성 및 경도가 우수하다. 또한, 이렇게 형성된 안테나 방사체(210)는 삽입 사출 과정에서 가해지는 높은 사출 압력과온도에 대해서도 충분한 내성을 가지게 된다. 또한, 삽입 사출 후 모듈 몸체(220)로부터 안테나 방사체(210)가 이탈되거나 뒤틀어지는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 안테나 방사체(210)가 높은 사출 압력과 온도에 견딜 수 있으므로 안테나 모듈(200)의 미관성이 우수한 제품으로 제조할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 휴대용 단말기 120 : 케이스
200 : 안테나 모듈 210 : 안테나 방사체
211 : 안테나 패턴 212 : 연결 단자
220 : 모듈 몸체

Claims (5)

1. (a) 도전성 금속으로 이루어진 금속 판재를 준비하는 단계;
   (b) 상기 금속 판재를 열처리하는 단계;
   (c) 상기 열처리된 금속 판재의 온도를 유지한 상태에서 프레스 성형 및 밴딩 가공하여 신호를 송수신하는 안테나 패턴과 전자장치의 회로기판에 연결되는 연결 단자가 일체로 이루어진 안테나 방사체를 형성하는 단계; 및
   (d) 상기 안테나 방사체를 삽입 사출 금형에 삽입하여 고정시키고, 삽입 사출 금형 내부로 합성 수지를 주입하여 상기 안테나 방사체가 일면에 결합된 안테나 모듈을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 (b) 단계에서,
   상기 열처리 온도는 200 내지 300℃인 것을 특징으로 하는 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 (b) 단계에서,
   상기 열처리 시간은 5 내지 60분인 것을 특징으로 하는 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 금속 판재는 알루미늄이나 구리와 같은 연질의 금속 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 금속 판재는 스테인레스 스틸과 같은 경질의 금속 물질로 이루어지고, 그 두께가 0.15mm 이하인 것을 특징으로 하는 삽입 사출을 이용한 안테나 모듈 제조방법.

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