KR101198940B1 - 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법 - Google Patents

안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대폰에 내장된 하나 이상의 안테나를 분리하여 휴대폰 보조 케이스의 내면에 고정하고 커넥터를 이용하여 휴대폰과 접속하므로 휴대폰을 효율적으로 디자인하고 또한, 휴대폰의 라이프 사이클이 짧아지면서 기존의 휴대폰에서 사용하던 각종 젠더 액세서리를 재활용하기 위한 다양한 커넥터를 제공하는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법에 관한 것으로, 휴대폰 보조 케이스의 일측에 구비되고 휴대폰과 전기적으로 접속하는 커넥터, 커넥터에 접속하고 휴대폰의 통신신호를 무선 송수신하는 하나 이상의 안테나 패턴을 포함하는 필름형 안테나부, 휴대폰 보조 케이스의 내면에 필름형 안테나를 삽입하여 고정하는 안테나홈, 안테나홈의 외곽에 형성된 고정턱, 고정턱에 접착하여 필름형 안테나부를 고정하는 융착판을 포함하는 특징에 의하여 휴대폰의 뒷면에 휴대폰 보조 케이스를 결합하여도 최적의 안테나 이득을 유지하여 각종 무선통신 및 부가서비스를 원활하게 이용하고, 휴대폰 보조 케이스에 2 개 이상의 안테나를 내장하여 선택된 부가서비스를 편리하게 이용하며, 휴대폰 케이스로 금속 재료를 사용하는 경우에도 근거리 통신과 전자 상거래 서비스를 효율적으로 이용할 수 있고, 합성수지로 이루어진 휴대폰 보조 케이스에 이종물질인 필름형 안테나를 삽입하면서도 이색현상이 발생하지 않고 뒤틀리지 않으며 물리적으로 분리된 상태에서 밀착 상태로 고정하며, 기존에 사용하던 다양한 종류의 젠더 액세서리를 재활용하여 자원을 절약하는 효과가 있다.

Description

안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법{A auxiliary case of mobile phone with antenna and manufacturing method thereof}
본 발명은 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스에 관한 것으로 더욱 상세하게는 휴대폰에 내장된 하나 이상의 안테나를 분리하여 휴대폰 보조 케이스의 내면에 고정하고 커넥터를 이용하여 휴대폰과 접속하므로 휴대폰을 효율적으로 디자인할 수 있는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법에 관한 것이다.
또한, 휴대폰의 라이프 사이클이 짧아지면서 기존의 휴대폰에서 사용하던 각종 젠더 액세서리를 재활용하기 위한 다양한 커넥터를 제공하는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이동통신용 단말기(이하, ‘휴대폰’이라 한다.)는 PDA, PMP, 스마트폰 등을 포함하며 이동하면서 언제 어디서나 지정된 상대방과 무선 접촉하여 통신하는 첨단 기술의 장비이다.
최근의 터치스크린(touch screen)을 구비한 스마트폰은 한쪽 면을 대형화된 표시부로 장식하고 두께를 얇게 하는 방식의 디자인으로 변화하고 있으므로 통신 이외의 다른 기능을 추가하여 다양한 부가서비스를 제공하기 어려운 실정이다.
특히, 휴대폰은 이동성을 높이기 위하여 소형이며 가볍고 휴대하기 편리하여야 하고, 이동 중에 상대방과 무선접촉하고 통신신호를 송수신하기 위하여 안테나(antenna: ANT)를 필요로 한다.
또한, 휴대폰은 휴대 중에 떨어트리는 경우에도 어느 정도는 파손 및 기능적인 손상이 없어야 하며, 그러기 위하여 케이스를 금속 계열인 SuS(질화열처리 스테인리스 강)를 사용할 수 있다.
안테나는 통신에 사용하는 무선주파수의 파장 길이에 비례하는 전기적 길이를 하는 경우 송수신 이득 또는 안테나 이득이 가장 우수하고 대기 중에 노출되는 것이 일반적이며 형상에 따라 다이폴, 헬리컬, 루프, 야기 등등의 종류가 있다.
휴대폰은 모바일 뱅킹 기능을 부가서비스로 제공하면서 USIM 카드에 탑재된 전자화폐 또는 신용카드 기능을 지원하는 데이터를 비접촉 방식으로 송수신하기 위하여 비접촉식 결제 규격에서 정의된 13.56 MHz 대역의 루프(loop) 안테나가 탑재되고, 이러한 루프안테나는 배터리 팩(pack)에 내장된 형태로 제공한다.
근거리 통신(NFC: Near Field Communication) 기술이 휴대폰에 도입 및 적용되면서 루프 안테나를 필요로 하게 되었으며, 루프안테나를 이용한 비접촉식 인터페이스는 무선 Reader/Writer, Card Emulation, P2P 기능을 지원하고 기술적 표준은 ISO 14443, ISO 18092 등의 규칙에 의한다.
그러나 스마트폰을 포함하는 휴대폰의 케이스가 SuS 등과 같은 금속 재질로 변경되면서 내장된 안테나의 성능이 크게 저하하고 특히, NFC 및 M-commerce(휴대폰을 이용한 전자상거래) 기능을 제공하는 안테나는 기능을 수행할 수 없다.
종래 기술에 의하여 휴대폰 케이스의 내부에 안테나를 내장하는 기술로 특허 등록 제10-0944932호(2010. 02. 23.) ‘안테나가 내장된 이동통신 단말기 케이스 및 그 제조 제조방법, 이동통신 단말기’가 있다.
이러한 종래 기술은 휴대폰의 내부에 안테나를 내장하여 휴대폰의 크기와 무게 및 부피를 줄이고 외관을 단순하게 하는 장점이 있다.
한편, 휴대폰은 다양한 부가서비스 기능을 추가하면서 고급화되고 가격이 비싸지므로 오래 사용하거나 외부의 충격 등으로부터 보호하기 위한 보조 케이스를 사용하는 경우가 있다.
그러나 종래 기술의 휴대폰은 안테나와 합성수지에 의한 케이스를 이중사출 방식으로 성형하므로 이중 사출과정에서 가열된 사출액의 내부 열이 이종재질인 안테나를 2차로 가열하고, 가열된 안테나와 케이스를 구성하는 합성수지의 열팽창 계수 차이 등에 의하여 식는 과정에서 시간 차이가 발생하여 케이스에 뒤틀림 또는 우그러짐(이하, ‘뒤틀림’이라 한다.)이 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래 기술은 휴대폰에 보조 케이스를 사용하는 경우, 휴대폰에 내장된 안테나의 무선 송수신 기능이 현저히 저하되므로 해당 통신을 원활하게 수행하지 못하는 문제가 있다.
한편, 종래 기술은 재질의 특성이 상이한 안테나와 합성수지를 이중 사출하므로 이중 사출된 부분에서 색상이 변하는 이색현상이 발생하는 문제가 있다.
특히, 휴대폰이 스마트폰 위주로 발전하면서 디자인에 많은 변화가 있고 특히, 외부와 신호를 입출력하는 I/O 단자는 기존 24 핀의 표준은 거의 사용되지 않으며 단자수와 크기가 작은 마이크로 USB 단자 또는 미니 USB 단자 등을 사용하고 있다.
국내에서는 20 핀 단자를 표준으로 추진하고 있으나 강제적이지 못하여 호환성에 관계없이 디자인에 적합한 것을 사용한다.
그러므로 기존의 충전기, 이어폰 등과 같이 다양한 종류의 젠더 액세서리를 사용하지 못하는 문제가 있다.
따라서 휴대폰 보조 케이스의 내부에 안테나를 구성하는 기술에 있어서, 완성된 사출물에 뒤틀림 현상과 이색현상이 발생하지 않도록 개선하는 기술을 개발할 필요가 있다.
또한, 휴대폰 케이스에 SuS와 같은 금속류를 사용하는 경우에도 NFC용의 안테나를 사용할 수 있는 기술을 개발할 필요가 있다.
그리고 다양한 종류의 기존 젠더 액세서리를 재활용할 수 있는 기술을 개발할 필요가 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제와 필요성을 해소하기 위한 것으로 휴대폰의 뒷면에 휴대폰 보조 케이스를 결합하는 경우에도 각종 무선통신과 선택한 부가서비스를 이용할 수 있는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
여기서 본 발명은 휴대폰에 2 개 이상의 안테나가 내장된 보조 케이스를 구비하여 무선통신 및 부가서비스를 선택적으로 이용하고, 기존의 다양한 젠더 액세서리와 접속하는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 휴대폰의 케이스로 금속류를 사용하는 경우에도 근거리 통신과 휴대폰을 이용한 전자상거래 서비스를 이용할 수 있는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
그리고 본 발명은 휴대폰 보조 케이스용 재료인 합성수지에 이종물질을 삽입하여 사출하는 경우, 완성된 상태에서 뒤틀림이 발생하지 않는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 합성수지에 이종물질을 삽입하여 이차사출로 마감하는 경우 이색현상이 발생하지 않는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
한편, 본 발명은 기존에 사용하던 다양한 종류의 젠더 액세서리를 재활용할 수 있는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
그리고 본 발명은 합성수지로 이루어지는 휴대폰 보조 케이스에 이종물질인 안테나를 삽입 및 고정하면서도 케이스와 안테나가 서로 융착 또는 붙지 않으므로 각각의 물리적 특성에 서로 영향을 주지 않고 유지보수 등의 경우에 용이하게 분리할 수 있는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
한편, 본 발명은 합성수지에 삽입된 이종물질을 분리된 상태에서 동일 유사한 재질로 융착하여 마감하므로 뒤틀림 및 이색현상이 발생하지 않고 불량률을 줄이며 생산성을 높이는 새로운 방식의 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 및 그 제조방법을 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 휴대폰의 뒷면에 결합하는 휴대폰 보조 케이스에 있어서, 휴대폰 보조 케이스의 일측에 구비되고 휴대폰과 전기적으로 접속하는 커넥터와, 커넥터에 접속하고 휴대폰의 통신신호를 무선 송수신하는 하나 이상의 안테나 패턴을 포함하는 필름형 안테나부와, 휴대폰 보조 케이스의 내면에 필름형 안테나를 삽입하여 고정하는 안테나홈과, 안테나홈의 외곽에 형성된 고정턱과, 고정턱에 접착하여 필름형 안테나부를 고정하는 융착판을 포함하여 이루어지는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스를 제시한다.
바람직하게, 필름형 안테나부와 융착판 사이에 게재하여 와전류를 차단하는 페라이트 재질의 흡수체를 더 포함하는 구성으로 이루어진다.
여기서 흡수체 상에는 흡수체가 공기층과 접촉하는 것을 차단하는 보호층을 더 포함하여 이루어진다.
그리고 휴대폰 보조 케이스는, 휴대폰의 보조 배터리, 24 핀 젠더 커넥터, 원형 오디오 젠더 커넥터, 유에스비 젠더 커넥터 중에서 선택된 어느 하나 이상을 더 포함하는 구성으로 이루어진다.
또한, 필름형 안테나부는 휴대폰 보조 케이스에 이차사출, 초음파 융착, 테이프 접착 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 고정하고, 휴대폰의 회로와 정합 상태로 접속하는 매칭회로를 더 포함하는 구성이다.
한편, 안테나 패턴은 13.56 MHz 대역 안테나, DMB 안테나, WiFi 안테나, GPS 안테나, 블루투스 안테나, FM 안테나 중에서 선택된 어느 하나로 구성된다.
여기서 필름형 안테나부는, 외부의 충격을 차단하여 보호하는 제1필름과, 제1필름에 밀착 형성된 안테나 패턴과, 안테나 패턴에 신호를 입출력하는 단자부과, 단자부의 위치에 단자홀을 형성하고 안테나 패턴에 밀착되어 외부의 충격으로부터 보호하는 제2필름을 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 휴대폰의 요부 커넥터에 대응 접속하여 전기신호를 전송하는 철부 커넥터, 철부 커넥터와 연결하는 연결부를 포함하는 필름형 안테나부, 철부 커넥터와 필름형 안테나부를 덮어 고정하는 융착판, 필름형 안테나부와 융착판 사이에 게재되는 흡수체를 제공하는 단계와; 철부 커넥터를 삽입 고정하는 커넥터 홈, 연결부가 포함된 필름형 안테나를 삽입 고정하는 안테나 홈, 융착판을 삽입 고정하는 고정턱을 형성한 휴대폰 보조 케이스를 제공하는 단계와; 철부 커넥터와 필름형 안테나의 연결부를 전기적으로 접속하는 단계 및 철부 커넥터를 커넥터홈에 삽입하고 필름형 안테나부와 흡수체를 차례로 안테나홈에 삽입하며 융착판을 고정턱에 삽입하여 고정하는 단계를 포함하여 이루어지는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스 제조방법을 제시한다.
바람직하게, 필름형 안테나부, 흡수체, 융착판 중에서 선택된 어느 하나 이상은 이차사출, 초음파 융착, 테이프 접착 방식 중에서 선택된 어느 하나로 고정한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 휴대폰의 뒷면에 휴대폰 보조 케이스를 결합하여도 최적의 안테나 이득을 유지하여 각종 무선통신 및 부가서비스를 원활하게 이용할 수 있는 사용상 편리한 효과가 있다.
그리고 상기와 같은 구성의 본 발명은 2 개 이상의 안테나가 내장된 보조 케이스를 구비한 휴대폰으로 선택된 무선통신 및 부가서비스를 편리하게 이용하는 사용상 편리한 효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 휴대폰의 케이스로 금속류를 사용하는 경우에도 근거리 통신 및 전자상거래 서비스를 효율적으로 이용하는 사용상 편리한 효과가 있다.
여기서 상기와 같은 구성의 본 발명은 합성수지로 이루어진 휴대폰 보조 케이스에 이종물질인 필름형 안테나를 삽입하고 이차사출로 마감하여도 뒤틀림이 발생하지 않아 불량 발생률을 줄이는 산업적 이용효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 합성수지로 이루어진 휴대폰 보조 케이스에 이종물질인 필름형 안테나를 삽입하고 이차사출로 마감하면서도 이색현상이 발생하지 않는 사용상 편리한 효과가 있다.
그리고 상기와 같은 구성의 본 발명은 합성수지로 이루어진 휴대폰 보조 케이스에 이종물질인 필름형 안테나를 삽입하고 물리적으로 분리된 상태에서 밀착 상태로 고정하는 새로운 제조방법을 제공하는 산업적 이용효과가 있다.
여기서 상기와 같은 구성의 본 발명은 기존에 사용하던 다양한 종류의 젠더 액세서리를 재활용하여 자원을 절약하는 산업적 이용효과가 있다.
한편, 상기와 같은 구성의 본 발명은 합성수지로 이루어진 휴대폰 보조 케이스에 이종물질인 필름형 안테나를 삽입하고 동일 또는 유사한 재질로 융착하여 마감하므로 뒤틀림과 이색현상이 발생하지 않으면서 생산성이 향상되어 제조원가를 줄이는 산업적 이용효과가 있다.
그리고 상기와 같은 구성의 본 발명은 합성수지로 이루어진 휴대폰 보조 케이스에 필름형 안테나를 삽입하면서도 물리적으로 분리된 상태가 유지되는 새로운 방식의 휴대폰 보조 케이스를 제공하는 산업적 이용효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 휴대폰 보조 케이스의 구성 상태 도시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 필름형 안테나부에 구비된 안테나 패턴의 설명을 위한 도시도,
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예의 커넥터를 사용한 휴대폰 보조 케이스와 휴대폰의 결합 상태 도시도,
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 휴대폰 보조 케이스를 구성하는 철(凸)부 커넥터의 평면도,
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 휴대폰 보조 케이스에 휴대폰을 결합한 사용상태 도시도,
도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 휴대폰 보조 케이스 제조방법의 순서도,
도 7 은 본 발명의 제 1 실시 예에 의하여 융착판과 안테나와 케이스를 제공한 상태의 설명을 위한 절단면도,
도 8 은 본 발명의 제 1 실시 예에 의하여 케이스에 안테나와 융착판을 배치하고 융착금형을 함께 배치한 상태의 설명을 위한 절단면도,
도 9 는 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 것으로 융착금형에 의하여 케이스에 융착판이 융착된 상태를 설명하기 위한 절단면도,
도 10 은 본 발명의 제 2 실시 예에 의하여 융착판과 필름형 안테나부와 휴대폰 보조 케이스를 제공한 상태의 설명을 위한 절단면도,
도 11 은 본 발명의 제 2 실시 예에 의하여 휴대폰 보조 케이스에 필름형 안테나부와 융착판을 배치하고 몰드를 함께 배치한 상태의 설명을 위한 절단면도,
도 12 는 본 발명의 제 2 실시 예에 의하여 몰드의 사출물 주입구를 통하여 사출액이 융착판과 필름형 안테나부를 관통하여 휴대폰 보조 케이스에까지 주입된 상태를 설명하기 위한 절단면도,
도 13 은 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 것으로 안테나와 융착돌기를 구비한 케이스를 제공한 상태의 설명을 위한 절단면도,
도 14 는 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 것으로 케이스에 안테나를 배치하고 상판금형과 하판금형을 함께 배치한 상태의 설명을 위한 절단면도,
도 15 는 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 것으로 융착금형에 의하여 안테나가 케이스에 융착된 상태를 설명하기 위한 절단면도,
도 16 은 본 발명 제 3 실시 예에 의한 필름형 안테나부의 다른 구성을 설명하기 위한 절단면도,
도 17 은 본 발명의 제 4 실시 예에 의하여 필름형 안테나부와 테이프와 케이스를 제공한 상태의 설명을 위한 절단면도,
도 18 은 본 발명의 제 4 실시 예에 의하여 휴대폰 보조 케이스에 필름형 안테나부와 테이프를 배치하고 상측금형과 하측금형을 함께 배치한 상태의 설명을 위한 절단면도,
그리고
도 19 는 본 발명의 제 4 실시 예에 의하여 압착금형으로 필름형 안테나부와 휴대폰 보조 케이스가 접착된 상태를 설명하기 위한 절단면도 이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명과 도면 도시는 생략한다.
휴대폰이 외부와 통신하기 위하여 신호를 입출력하는 I/O 단자에는 24 핀 표준 커넥터, 20 핀 커넥터, 스탠더드 유에스비(USB) 커넥터, 미니 유에스비 커넥터, 마이크로 유에스비 커넥터, 원형 커넥터 등이 있으며, 디자인에 따라 선택된 커넥터를 사용하는 것이 일반적이다.
젠더는 휴대폰에 구비된 커넥터에 접속하여 충전, 이어폰, 마이크, 데이터 송수신 등을 하는 액세서리이다.
그러므로 어느 하나의 휴대폰에 접속 가능한 기존의 젠더 액세서리는 새로운 디자인의 휴대폰에서는 사용하지 못하므로, 본 발명에서는 기존의 젠더 액세서리와 접속할 수 있는 커넥터를 모두 구비한 휴대폰 보조 케이스에 관한 것이다.
이하의 설명에서 스탠더드 유에스비 커넥터, 미니 유에스비 커넥터, 마이크로 유에스비 커넥터를 포함하여 유에스비 커넥터로 설명하기로 한다.
원형 커넥터는 오디오 신호의 입출력에 많이 사용하고 2극, 3극, 4극 등과 같이 접촉하는 극수를 늘리는 다양한 종류와 접촉하는 극의 직경을 다르게 하는 다양한 종류가 있으나, 이하의 설명에서는 모두 원형 커넥터에 포함되는 것으로 설명하기로 한다.
몰드(mold)는 상판과 하판으로 이루어지는 것이 일반적이고, 상판과 하판에 각각 선택된 물체의 외형을 분리한 상태로 음각하며, 결합한 상태에서 열가소성 재료를 주입하고 식혀 선택된 물체의 외형을 성형하는 것으로 사출금형이라고도 한다.
열가소성 수지는 열을 인가하면 반액체 상태로 녹고 냉각하면 고체화되는 합성수지의 일종이며 사출물 원재료로 많이 사용한다.
열가소성 수지가 녹은 후에 냉각하는 과정에서 인접한 물체를 고정시키는 접착력을 응용하여 분리된 2 개 물체를 접착하는 용도로 사용할 수 있으며, 이러한 용도로 개발한 테이프를 핫멜트(hot-melt) 테이프(tape)라 한다.
양면접착 테이프는 양쪽 면에 각각 접착재료를 형성한 것으로 분리된 2 개의 물체를 서로 부착하는 용도로 사용되는 테이프이며, 접착제는 액체 또는 반액체 또는 가루 상태로 제공되고 분리된 2 개의 물체를 부착하는데 사용하는 것으로 설명한다.
초음파는 인간이 가청 할 수 없는 음압의 주파수이고, 일반적으로 20 킬로헤르츠(Hz) 이상의 주파수를 초음파로 구분하며, 음파탐지, 절단 및 가공, 에멀젼 생성, 세척, 살균 등에 응용하고 있으나, 본 발명에서는 열가소성 수지를 초음파 진동시켜 발생하는 마찰열을 이용하여 국부적으로 융착하는데 응용한다.
안테나 패턴(pattern)은 최적의 면적에 최대의 송신과 수신 이득을 확보하는 상태에서 안테나의 전기적 길이를 형성하는 다양한 평면 형상 중에서 선택된 어느 하나의 평면적 무늬이다.
본 발명의 설명에서 13.56 MHz 대역의 안테나는 근거리 통신(NFC)에서의 read/write 기능, P2P 기능, card emulation 기능 등이 포함되는 무선 인터페이스 및 콤비형 USIM 카드의 무선 인터페이스 등을 지원하는데 사용한다.
이러한 13.56 MHz 대역의 안테나는 일반적으로 전기적 길이가 길어 루프 안테나로 구성하는 것이 바람직하고, 휴대폰, PDA, PMP, 데이터 단말기, 교통카드 등에 응용할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 휴대폰 보조 케이스의 구성 상태 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 휴대폰(200)의 뒷면에 탈부착이 용이하게 결합하는 휴대폰 보조 케이스(300)는 철(凸)부 커넥터(310), 필름형 안테나부(320), 안테나 홈(302), 고정턱(303), 융착판(330), 흡수체(340)를 포함하는 구성이다.
휴대폰(200)은 서비스 영역 안을 자유롭게 이동하면서 원하는 상대방과 원하는 시간에 무선통신하는 동시에 전자결재, 근거리 통신(NFC), DMB, 모바일 뱅킹, FM 송수신 등과 같이 구비된 다양한 부가서비스를 활용할 수 있는 단말기이다.
그리고 휴대폰(200)은 다양한 부가기능을 구비한 스마트폰으로 발전하면서 전면 표시부의 넓이가 넓어지고 휴대하기 용이하도록 하기 위하여 두께는 얇게 디자인되고 있다.
또한, 휴대폰(200)은 얇은 두께에 의하여 낙하, 충격 등으로부터 파손되지 않도록 보호하기 위하여 케이스를 SuS 등에 의한 금속 재질을 사용하는 것이 일반적이다.
이러한 휴대폰(200)은 기본 구성의 안테나를 통하여 무선 송수신하는 전기적 신호 및 기타 신호를 요(凹)부 커넥터(210)를 통하여 외부에 유선으로 송신하고 수신하며, 요(凹)부 커넥터(210)는 휴대폰(200)의 외부 일측에 구비한다.
휴대폰(200)의 뒷면에 탈부착이 용이한 상태로 결합하는 휴대폰 보조 케이스(300)는 휴대폰(200)과 대응하는 내측 면에 커넥터홈(301), 안테나홈(302), 고정턱(303), 스피커 홀(304), 카메라 홀(305)을 각각 형성한다.
커넥터 홈(301)은 휴대폰(200)의 요(凹)부 커넥터(210)가 구비된 위치와 대응하는 위치에 형성되고, 요(凹)부 커넥터(210)에 접속하여 전기적 신호를 송수신하는 철(凸)부 커넥터(310)를 부착하여 고정한다.
이때, 요(凹)부 커넥터(210)와 철(凸)부 커넥터(310)는 각각 휴대폰(200) 및 휴대폰 보조 케이스(300)의 두께 방향으로 구성되어 슬라이딩 방식으로 접속할 수 있다.
여기서 요(凹)부 커넥터(210)와 철(凸)부 커넥터(310)는 도면을 간단하게 도시하기 위하여 상세히 도시하지 않았으나, 대응 형상을 하므로 서로 접속하고 전기적 신호를 송수신하는 하나 이상의 접점(contact point)을 동일한 숫자로 구성함은 당연하다.
커넥터 홈(301)에 철부 커넥터(310)를 부착하여 고정하는 방식에는 이중사출, 고주파 삽입, 열융착 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 부착 및 고정할 수 있다.
안테나 홈(302)에는 필름형 안테나부(320)를 삽입하여 고정한다.
안테나 홈(302)에 필름형 안테나부(320)를 삽입하여 고정하는 방식에는 이차사출(이중사출), 초음파 융착, 테이프 접착이 포함되는 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 고정하는 것이 바람직하다.
이러한 필름형 안테나부(320)는 13.56 MHz 대역 안테나, DMB 안테나, WiFi 안테나, GPS 안테나, 블루투스 안테나, FM 안테나를 포함하는 다양한 주파수 대역의 안테나 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 구성된다.
필름형 안테나부(320)는 사용되는 해당 무선주파수의 파장 길이에 비례하는 전기적 길이를 형성하는 것으로 본 발명에서는 루프형 안테나로 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 필름형 안테나부(320)는 단자부, 단자홀, 제1필름, 안테나패턴, 제2필름을 포함하는 것으로 그 구성 및 제조방법에 대하여는 이하에서 별도 첨부된 도면을 참조하여 상세히 다시 설명하기로 한다.
고정턱(303)에는 융착판(330)을 삽입하여 고정한다.
스피커 홀(304)은 휴대폰(200)의 뒷면에 구비되어 오디오 신호를 발생하는 스피커와 대응하는 위치에 대응하는 형상으로 성형되고, 스피커로부터 생성된 오디오 신호가 원활하게 출력되도록 하는 관통된 홀(hall)이다.
카메라 홀(305)은 휴대폰(200)의 뒷면에 구비되어 정지영상 및 동영상을 촬영하는 카메라와 대응하는 위치에 대응하는 형상으로 성형된 관통 홀(hall)이다.
융착판(330)은 안테나 홈(302)에 삽입된 필름형 안테나부(320)가 안테나 홈(302)으로부터 이탈하지 않도록 고정한다.
고정턱(303)에 융착판(330)을 삽입하여 고정하는 방식에는 이차사출(이중사출), 초음파 융착, 테이프 접착이 포함되는 다양한 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 고정하는 것이 바람직하다.
여기서 휴대폰 보조 케이스(300)와 융착판(330)은 동일하거나 유사한 합성수지 재질로 구성하는 것이 바람직하다.
흡수체(340)는 필름형 안테나부(320)와 융착판(330) 사이에 게재되어 안테나 패턴으로부터 송수신 되는 신호가 금속성의 휴대폰 케이스에 의하여 와전류가 발생하는 것을 차단한다.
일반적으로 안테나로부터 송신과 수신되는 신호가 도체에 인접하면 와전류(eddy current)가 발생하고 와전류는 전기적 저항을 높여 주울 열을 발생하고 송수신되는 신호의 손실을 크게 한다.
안테나에 인접한 금속에 의하여 와전류가 발생하지 않도록 하기 위해서는 페라이트(ferrite) 재질의 흡수체(340)를 사용하는 것이 바람직하다.
페라이트 재질의 흡수체(340)는 패드 형태로 부착하거나 잉크로 도포하는 것 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 성형하는 것이 바람직하다.
여기서 흡수체(340)는 페라이트가 공기 중에 노출되어 산화되는 것을 방지하기 위하여 보호층으로 덮어 공기와 직접 접촉하지 않도록 보호하는 것이 바람직하다.
휴대폰 보조 케이스(300)는 선택에 의하여 휴대폰(200)에 동작전원을 공급하는 보조 배터리를 내장한다.
또한, 휴대폰 보조 케이스(300)는 제 1 내지 제 4 젠더 커넥터(312, 314, 316, 318) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 더 구비할 수 있다.
여기서 제 1 내지 제 4 젠더 커넥터(312, 314, 316, 318)는 24 핀 젠더 커넥터, 원형 젠더 커넥터, 스탠더드 유에스비 젠더 커넥터, 미니 유에스비 젠더 커넥터, 마이크로 유에스비 젠더 커넥터를 포함하는 커넥터 중에서 선택된 어느 하나로 구성된다.
또한, 제 1 내지 제 4 젠더 커넥터(312, 314, 316, 318)는 핀 맵(pin map)에 의하여 동일한 신호를 전송하는 핀은 서로 연결되어야 한다.
한편, 휴대폰 보조 케이스(300)의 철부 커넥터(310)는 제 1 내지 제 4 젠더 커넥터(312, 314, 316, 318)를 구성하는 각 핀과 핀 맵에 의하여 동일한 신호를 전송하는 핀을 연결한다.
그리고 휴대폰 보조 케이스(300)는 선택에 의하여 제 5 젠더 커넥터 이상을 추가하여 더 구성하거나 동일한 구성의 젠더 커넥터를 추가 또는 중복하여 구성할 수 있다.
이러한 구성의 본 발명은 휴대폰의 뒷면에 휴대폰 보조 케이스를 결합하는 경우에도 각종 무선통신을 가능하게 하며, 선택한 부가서비스를 이용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 휴대폰의 케이스가 금속성 재질로 이루어지는 경우에도 휴대폰 보조 케이스에 구비된 안테나가 와전류에 영향을 받지 않고 통신거리를 확보하는 장점이 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 필름형 안테나부에 구비된 안테나 패턴의 설명을 위한 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 필름형 안테나부(320)는 일 실시 예에 의하여 제 1 안테나 패턴(323)과 제 2 안테나 패턴(325)을 포함하는 구성으로 도시하고 있다.
제 1 안테나 패턴(323)과 제 2 안테나 패턴(325)은 연결부(321)에 형성된 단자를 통하여 철부커넥터(310)에 전기적으로 연결된다.
여기서 필름형 안테나부(320)는 필요에 의하여 제 3 및 제 4 안테나 패턴을 더 포함할 수 있음은 당연하다.
첨부된 도면에서 왼쪽에 도시된 도면은 제 1 안테나 패턴(323)과 제 2 안테나 패턴(325)이 하나의 단자를 서로 공통으로 사용하므로 필요한 전체 단자의 숫자를 줄이는 상태가 도시되어 있고, 오른쪽에 도시된 도면은 각 안테나 패턴이 단자를 각각 구비하여 사용하는 상태가 도시되어 있다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예의 커넥터를 사용한 휴대폰 보조 케이스와 휴대폰의 결합 상태 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 휴대폰(200)의 뒷면에 탈부착이 용이하게 결합하는 휴대폰 보조 케이스(300)는 철(凸)부 커넥터(310), 필름형 안테나부(320), 안테나 홈(302), 고정턱(303), 융착판(330), 흡수체(340)를 포함하는 구성이다.
휴대폰(200)은 요(凹)부 커넥터(210)를 구비하여 외부와 전기적으로 접속하는 구성이다.
여기서 휴대폰 보조 케이스(300)와 휴대폰(200)의 각 구성은 첨부된 도 1 에 도시된 도면과 동일하므로 중복설명을 하지 않기로 하며, 차이 나는 부분을 설명하기로 한다.
첨부된 도 1 에서의 휴대폰 보조 케이스(300)는 철(凸)부 커넥터(310)와 휴대폰(200)은 요(凹)부 커넥터(210)가 슬라이딩 방식으로 접속하고, 첨부된 도 2 에서는 휴대폰 보조 케이스(300)를 기준으로 휴대폰(200)을 하방향으로부터 상방향으로 끼워 접속하는 방식에 차이가 있다.
즉, 휴대폰 보조 케이스(300)의 철(凸)부 커넥터(310)와 휴대폰(200)의 요(凹)부 커넥터(210)가 각각 폭 방향으로 구비되는 것에 차이가 있다.
그리고 본 발명의 설명에서 선택에 의하여 휴대폰 보조 케이스(300)에 요(凹)부 커넥터가 구비되며 휴대폰(200)에 철(凸)부 커넥터가 구비될 수도 있고, 다른 형태 및 다양한 종류의 커넥터 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있음은 당연하다.
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의하여 휴대폰 보조 케이스를 구성하는 철(凸)부 커넥터의 평면도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 휴대폰 보조 케이스(300)의 철(凸)부 커넥터는 20 개의 핀(단자 또는 전극)을 구비하는 것으로 도시되어 있다.
그러므로 휴대폰(200)에는 철(凸)부 커넥터(310)에 상응하는 요(凹)부 커넥터(210)를 구비한다.
20 핀 커넥터의 각 핀에 할당된 기능의 핀 맵은 아래의 표와 같다.
핀번호 신 호 명 입출력 구분
(휴대폰기준)		 비 고
1 power ground 전원 충전, 공통 GND
2 reserved - reserved
3 ear-mic+ 입력 differential MIC+ signal 입력
4 ear-mic- 입력 differential MIC- signal 입력
5 ear-L 출력 headset left 채널 스피커 출력
6 ear-R 출력 headset right 채널 스피커 출력
7 device-sense/detect 입력 외부 장치 인식/ID 검출
8 remote key 입력 외부 장치 key 입력
9 power(+4.2V)/swb + 전원 충전/단말기로부터 전원공급
10 power(+4.2V)/swb + 전원 충전/단말기로부터 전원공급
11 on switch 입출력 단말기 remote 전원 on 핀
12 reserved - reserved
13 ID 입력 배터리 타입 인식/검출
14 TV out 출력 composite analog video 출력
15 uart-rx 출력 uart signal 출력
16 uart-tx 입력 uart signal 입력
17 VUSB 전원 usb +5.0N 전원 입력
18 usb- 입출력 usb negative signal
19 usb+ 입출력 usb positive signal
20 power ground 전원 충전, 공통 GND
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 휴대폰 보조 케이스에 휴대폰을 결합한 사용상태 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 휴대폰 보조케이스(300)에 휴대폰(200)을 결합하므로 휴대폰 보조 케이스(300)는 철(凸)부 커넥터(310)가 휴대폰(200)의 요(凹)부 커넥터(210)와 전기적으로 접속한다.
철(凸)부 커넥터(310)와 요(凹)부 커넥터(210)와 전기적으로 접속하므로 휴대폰 보조 케이스(300)에 구비된 젠더 커넥터는 일 실시 예로, 제 1 젠더 커넥터(312)는 24 핀의 커넥터 이고, 제 2 젠더 커넥터(314)는 원형 커넥터이며, 제 3 젠더 커넥터(316)는 미니 유에스비 커넥터 이고, 제 4 젠더 커넥터(318)는 마이크로 유에스비 커넥터이며, 이러한 제 1 내지 제 4 젠더 커넥터(312, 314, 316, 318)는 휴대폰(200)과 외부의 액세서리를 전기적으로 접속한다.
이때, 제 1 내지 제 4 젠더 커넥터(312, 314, 316, 318)는 핀 맵에 의하여 각 핀의 전기적 연결이 대응된다.
여기서 휴대폰 보조 케이스(300)는 보조 배터리를 내장한 경우, 보조 배터리의 전원을 휴대폰(200)에 공급하는 별도의 단자를 구비할 수 있다.
또는, 20 핀으로 이루어지는 철(凸)부 커넥터(310)와 요(凹)부 커넥터(210)의 핀 맵에 의하여 각각 할당된 전원공급용 핀을 사용할 수도 있다.
도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 휴대폰 보조 케이스 제조방법의 순서도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 이동하면서 원하는 상대방과 언제 어디서나 통신하는 휴대폰(200)의 요부 커넥터(210)에 대응 접속하여 전기신호를 송수신하는 철부 커넥터(310), 철부 커넥터(310)와 전기적으로 접속하는 연결부(321)가 포함되는 필름형 안테나부(320)와 필름형 안테나부(320)를 덮어 고정하는 융착판(330), 필름형 안테나부(320)와 융착판(330) 사이에 게재되는 흡수체(340)를 각각 준비하여 제공한다(S1100).
이와 같이 제공된 철부 커넥터(310)를 삽입하여 고정하는 커넥터 홈(301), 연결부(321)가 포함된 필름형 안테나(320) 및/또는 흡수체(340)를 삽입 고정하는 안테나 홈(302), 흡수체(340) 및/또는 융착판(330)을 삽입 고정하는 고정턱(303)을 각각 형성한 휴대폰 보조 케이스(300)를 제공한다(S1200).
그리고 철부 커넥터(310)와 필름형 안테나(320)의 연결부(321)를 전기적으로 접속한다(S1300).
이러한 철부 커넥터(310)는 휴대폰 보조 케이스(300)의 커넥터 홈(301)에 삽입하고, 필름형 안테나(320)는 안테나 홈(302)에 각각 삽입하여 고정한다.
안테나 홈(302)에 필름형 안테나부(320)를 삽입하여 고정한 상태에서 융착판(330)을 고정턱(303)에 삽입하여 고정한다(S1400).
이때, 선택에 의하여 흡수체(340)는 안테나 홈(302)에 삽입하거나 고정턱(303)에 삽입할 수 있다.
이러한 고정 방식에는 이차사출, 초음파 융착, 테이프 접착 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식을 적용할 수 있다.
본 발명의 구성은 휴대폰의 뒷면에 결합하여 이동통신, DMB, 13.56 MHz 대역의 주파수를 이용하는 근거리 통신, 비접촉식 무선 인터페이스의 Reader/Writer, Card Emulation, P2P 통신, FM 송수신 등을 원활하게 수행하도록 하는 휴대폰 보조 케이스를 제공하는 장점이 있다.
특히, 휴대폰이 금속 재료를 이용하여 외장 케이스를 구성하는 경우에서 다양한 부가서비스를 선택적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.
도 7 은 본 발명의 제 1 실시 예에 의하여 융착판과 안테나와 케이스를 제공한 상태의 설명을 위한 절단면도 이고, 도 8 은 본 발명의 제 1 실시 예에 의하여 케이스에 안테나와 융착판을 배치하고 융착금형을 함께 배치한 상태의 설명을 위한 절단면도 이며, 도 9 는 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 것으로 융착금형에 의하여 케이스에 융착판이 융착된 상태를 설명하기 위한 절단면도 이다.
이하, 첨부된 도 7 을 참조하여 상세히 설명하면, 필름형 안테나부(110)와 휴대폰 보조 휴대폰 보조 케이스(120)와 융착판을 제공한다.
필름형 안테나부(110)는 단자부(111), 단자홀(112), 제1필름(113), 안테나 패턴(114), 제2필름(115) 및 관통공(116)을 포함하는 구성이다.
제1필름(113)은 안테나 패턴(114)의 하측에 형성되고, 외부로부터 인가되는 물리적, 화학적, 기계적 및 전기적 충격 등을 차단하며 불필요한 이물질의 유입을 차단한다.
제1필름(113)의 물리적, 화학적, 기계적 및 전기적 특성과 두께 등에 의하여 보호할 수 있는 충격의 크기는 각각 상이한 것이 일반적이다.
안테나 패턴(114)은 휴대폰의 무선신호를 최대의 이득(gain)으로 송신과 수신하는 평면에 형성된 무늬이고, 본 발명에서는 도전성이 양호한 얇은 박판 형상의 금속재료를 이용한다.
금속재료에는 일 실시 예에 의하여, 구리, 알루미늄, 금, 은, 합금 및 도전성 합성수지 재료 등을 포함하는 얇은 박판을 사용하는 것이 바람직하다.
안테나 패턴(114)은 일례로 프레스(press), 식각(etching), 인쇄(print), 접착(bonding) 등의 방식으로 형성하고, 제1필름(113)에 래미네이트(laminate) 방식으로 밀착 구성된다.
그리고 안테나 패턴(114)은 일 실시 예로, 13.56 MHz 대역 안테나, DMB안테나, WiFi안테나, GPS안테나, 블루투스 안테나, FM 안테나 등을 포함하는 안테나 중에서 주파수 대역이 각각 다른 안테나를 동시에 다수 포함할 수 있다.
즉, 전기적으로 분리된 상태에서 다수 대역의 안테나를 하나의 안테나 패턴(114)에 포함할 수 있는 것은, 각 대역에서 공진하는 안테나의 전기적 길이가 각각 다르게 때문이다.
단자부(111)는 각 안테나 패턴(114)의 양쪽 끝단에 구성되고, 전기적으로 접촉하여 무선송신 신호를 입력하며 무선수신 신호를 출력하는 것으로, 본 발명에서는 도금에 의하여 형성하는 것이 바람직하다.
도금에 사용하는 재료는 일 실시 예로, 금, 은, 납 및 합금이 포함되는 것 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
제2필름(115)은 제1필름(113)과 같거나 유사한 특성의 재질로 구성하는 것이 바람직하고, 외부에서 단자부(111)에 전기적으로 접촉할 수 있도록 단자홀(112)을 형성한 상태에서 안테나 패턴(114)과 제1필름(113)에 래미네이트(laminate) 방식으로 밀착 구성하며, 외부의 충격을 차단하여 안테나 패턴(114)을 보호하는 것은 제1필름(113)과 동일하다.
여기서 단자홀(112)은 단자부(111)의 크기와 같게 하는 것이 바람직하다.
관통공(116)은 안테나 패턴(114)에 손상을 주지 않도록 비켜가는 상태에서 필름형 안테나부(110)를 관통하는 구멍으로 다수 구성하는 것이 바람직하다.
케이스(120)는 열가소성 합성수지 재료로 이루어지고, 본 발명 설명에 의한 휴대폰 보조 케이스(120)의 외형을 구성하며, 내측에 삽입홈(122), 융착홈(125), 고정턱(126)을 각각 형성한다.
삽입홈(122)에는 필름형 안테나부(110)가 그리고 융착홈(125)에는 융착판(150)이 각각 배치되고 삽입되어 고정된다.
융착판(150)은 케이스(120)와 동일 또는 유사한 화학적 특성의 열가소성 합성수지 재질로 이루어지고, 3 밀리미터(mm) 이하의 두께이며, 융착홈(125)과 접촉하는 부분에 융착돌기(152)를 형성하면서 300 내지 400 마이크로미터(um) 두께로 이루어지는 필름형 안테나부(110)에 형성된 관통공(116)의 위치에도 길이가 긴 융착돌기(153)를 형성한다.
즉, 융착돌기(153)는 300 내지 400 마이크로미터(um) 범위의 안테나(110) 두께를 감안하여 융착돌기(152)의 길이보다 더 길게 구성하는 것이 바람직하다.
그리고 융착판(150)은 단자홀(112)과 동일한 위치에 동일한 크기와 형상을 하는 단자홀(154)을 형성한다.
이하에서 본 발명에 의한 필름형 안테나부(110)의 제조 방법을 설명하면, 외부의 충격을 차단하는 제1필름(113)을 준비한다(a).
준비된 제1필름(113)에 선택된 안테나의 패턴(114)을 프레스, 식각, 인쇄, 접착이 포함되는 방식 중에서 선택된 어느 하나 이상의 방식으로 형성하여 밀착 시킨다(b).
이때, 안테나 패턴(114)은 13.56 MHz 대역 안테나, DMB 안테나, WiFi 안테나, GPS 안테나, 블루투스 안테나, FM 안테나를 포함하는 것 중에서 어느 하나 이상을 포함하며, 선택된 2 개 이상의 안테나를 동시에 구성하는 것이 바람직하다.
휴대폰과 같이 크기가 작은 이동용 단말기에서 허용되는 작은 면적을 최대한 활용하는 측면에서 2 개 이상의 안테나를 동시 구성하는 것이 바람직하다.
안테나 패턴(114)이 래미네이트로 접착된 상태에서 노출된 안테나 패턴(114)을 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 제2필름(115)을 준비한다(c).
여기서 제1필름(113)과 제2필름(115)은 동일 또는 유사한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
준비된 제2필름(115)에 안테나 패턴(114)의 단자부(111) 위치를 노출하기 위한 단자홀(112)을 형성한다(d).
제2필름(115)을 단자홀(112)과 단자부(111) 위치가 일치하는 상태로 안테나 패턴(114)이 노출된 부분에 래미네이트(laminate) 방식으로 밀착 접착한다(e).
그리고 단자부(111) 위치를 전기적 접촉에 의하여 신호의 전달이 양호하도록 도금한다(f).
본 발명에 의한 필름형 안테나부(110)의 두께는 300 내지 400 마이크로미터(UM)의 범위이고, 구성 및 기능은 이하의 설명에서 동일 또는 유사한 것으로 설명하므로 중복 설명을 하지 않기로 한다.
제1필름(113)과 제2필름(115)은 열가소성 합성수지 종류로 구성하며, 일례로 폴리카보네이트(pc)로 구성할 수 있다.
휴대폰 보조 케이스(120)는 열가소성 합성수지 재료로 이루어지고, 본 발명 설명에 의한 휴대폰의 뒷면에 탈부착이 용이한 상태로 결합하며, 필름형 안테나부(110)를 포함한다.
삽입홈(122), 융착홈(125), 고정턱(126) 중 선택된 어느 하나 이상에는 융착돌기를 포함하는 것이 바람직하며, 융착돌기는 다양한 크기와 형상 및 일정한 간격으로 다수를 형성하는 것이 바람직하고, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 각 실시 예로 상세히 설명하기로 한다.
이하, 첨부된 도 8 을 참조하여 상세히 설명하면, 필름형 안테나부(110)를 삽입홈(122)에 배치하여 삽입하고, 필름형 안테나부(110)의 상측 및 융착홈(125)에 융착판(150)을 배치하며, 융착판(150)의 상측에 상판금형(162)을 배치하고 휴대폰 보조 케이스(120)의 하측에 하판금형(164)을 각각 배치한다.
상판금형(162)과 하판금형(164)은 한 세트를 형성하고 융착금형(160)을 구성한다.
융착판(150)은 융착돌기(152)를 통하여 융착홈(125)과 접촉하고, 융착돌기(153)는 관통공(116)을 통하여서 삽입홈(122)과 접촉한다.
여기서 융착돌기(152, 153)는 다양한 크기와 형상으로 이루어질 수 있으며 숫자도 다수로 구성하는 것이 바람직하다.
상판금형(162)은 도면에 도시하지 않고 있으나 초음파 진동자가 부착되고 해당 제어신호에 의하여 상판금형(162) 전체가 초음파 진동하는 구성이다.
하판금형(164)에도 선택에 의하여 초음파 진동자를 부탁하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도 9 를 참조하여 상세히 설명하면, 융착판(150)의 상측에 배치된 상판금형(162)과 휴대폰 보조 케이스(120)의 하측에 배치된 하판금형(164)은 표시된 화살표 방향과 같이 결합하는 방향으로 압력을 인가하여 밀착시킨 상태에서, 상판금형(162)과 하판금형(164) 중에서 선택된 어느 하나 이상에 초음파 진동을 발생시키면 융착판(150)에 진동이 전달된다.
융착판(150) 또는 휴대폰 보조 케이스(120)는 전달받은 초음파 진동에 의하여 융착돌기(152)가 융착홈(125)과 접촉하고 융착돌기(153)는 삽입홈(122)과 각각 접촉한 상태에서 마찰을 발생하고, 마찰에 의하여 마찰열이 발생하므로 열가소성 합성수지로 이루어지는 융착돌기(152, 153)는 융착홈(125)과 삽입홈(122)에 각각 녹아 융착하므로 접착 및 식으면서 접착된 상태로 고형화한다.
본 발명은 필름형 안테나부(110)를 삽입홈(122)에 삽입한 상태에서 융착돌기(152, 153)가 형성된 융착판(150) 및(또는) 케이스(120)를 초음파 진동하여 융착홈(125)과 삽입홈(122)에 각각 접촉하여 융착하므로 휴대폰 보조 케이스(120)가 부분적으로 변형되는 뒤틀림과 색상이 변하는 이색현상이 전혀 발생하지 않는 장점이 있다.
또한, 휴대폰 보조 케이스(120)에 뒤틀림과 이색현상에 의한 불량발생이 없으며 제조시간이 단축되어 제조비용을 줄이는 장점이 있다.
한편, 필름형 안테나부(110)와 휴대폰 보조 케이스(120)가 융착하지 않고 분리된 상태로 밀착 고정하므로 휴대폰 보조 케이스(120)를 불량 처리하는 경우, 휴대폰 보조 케이스(120)와 필름형 안테나부(110)의 분리가 용이하며, 휴대폰 보조 케이스(120) 재질의 재활용을 간편하게 하는 장점이 있다.
또한, 융착판(150)의 해당 융착돌기(153)가 필름형 안테나부(110)의 관통공(116)을 통하여 휴대폰 보조 케이스(120)의 삽입홈(122)에 융착되므로 필름형 안테나부(110)가 견고하게 장착되는 동시에 융착판(150)이 들뜨지 않는 장점이 있다.
도 10 은 본 발명의 제 2 실시 예에 의하여 융착판과 필름형 안테나부와 휴대폰 보조 케이스를 제공한 상태의 설명을 위한 절단면도 이며, 도 11 은 본 발명의 제 2 실시 예에 의하여 휴대폰 보조 케이스에 필름형 안테나부와 융착판을 배치하고 몰드를 함께 배치한 상태의 설명을 위한 절단면도 이고, 도 12 는 본 발명의 제 2 실시 예에 의하여 몰드의 사출물 주입구를 통하여 사출액이 융착판과 필름형 안테나부를 관통하여 휴대폰 보조 케이스에 까지 주입된 상태를 설명하기 위한 절단면도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도 10 은 단자홀(154), 결합공(156)을 형성한 융착판(151)과 단자부(111), 단자홀(112), 관통공(116)을 형성한 필름형 안테나부(110) 및 삽입홈(122), 융착홈(125), 고정턱(126)을 형성한 휴대폰 보조 케이스(120)를 제공하는 상태가 도시되어 있다.
필름형 안테나부(110)와 휴대폰 보조 케이스(120)는 첨부된 도 7 내지 도 9 를 참조하여 설명한 제 1 실시 예의 설명과 동일하므로 중복 설명하지 않기로 한다.
융착판(151)은 도 7 에서의 융착판(150)과 동일하고 융착돌기(152, 153) 대신에 결합공(156)을 각각 형성한 차이가 있으며, 결합공(156)은 다양한 형상, 크기로 다수 형성할 수 있다.
이하, 첨부된 도 11 을 참조하여 상세히 설명하면, 필름형 안테나부(110)와 융착판(151)을 휴대폰 보조 케이스(120)의 삽입홈(122)과 융착홈(125)에 각각 배치 및 삽입한다.
휴대폰 보조 케이스(120)의 하측에 몰드하판(132)을 배치하고 휴대폰 보조 케이스(120)의 고정턱(126)에 몰드상판(134)을 배치한다.
여기서 몰드하판(132)과 몰드상판(134)은 한 세트(set)의 몰드(130)를 구성한다.
몰드하판(132)은 휴대폰 보조 케이스(120)의 하측에 구비되고 휴대폰 보조 케이스(120)가 배치 및 삽입되어 움직이지 않도록 고정하는 홈을 형성하는 것이 바람직하다.
몰드상판(134)은 열가소성 합성수지로 이루어지는 사출물이 열에 의하여 녹은 사출액을 주입하는 사출물 주입구(136)와 핀부(138)를 형성한다.
이때, 핀부(138)는 필름형 안테나부(110)의 단자홀(112)과 동일한 위치에 융착판(151)의 단자홀(154)과 필름형 안테나부(110)의 단자홀(112)을 관통한 길이로 형성하고, 사출물 주입구(136)는 융착판(151)의 결합공(156) 및 필름형 안테나부(110)의 관통공(116) 위치와 일치하는 상태로 형성한다.
이하, 첨부된 도 12 를 참조하여 상세히 설명하면, 상판몰드(134)의 사출물 주입구(136)를 통하여 사출액을 융착판(151)의 결합공(156)과 필름형 안테나부(110)의 관통공(116)을 통하여 휴대폰 보조 케이스(120)까지 주입하여 완전히 채우도록 이(2)차 사출한다.
사출물 주입구(136)로 주입된 사출액은 융착판(151)의 결합공(156)과 접촉하여 융착(접착)하면서 융착홈(125)에 접촉하여 융착한다.
또한, 사출액은 융착판(151)의 결합공(156)과 필름형 안테나부(110)의 관통공(116)을 통하여 삽입홈(122)과 접촉하여 융착한다.
융착판(151)의 결합공(156)과 필름형 안테나부(110)의 관통공(116)을 통하여 휴대폰 보조 케이스(120)의 융착홈(125) 및 삽입홈(122) 까지 주입된 사출액은 냉각되어 고형화되므로 연결핀(142)을 형성한다.
여기서 융착판(150)과 휴대폰 보조 케이스(120)와 사출물(140)은 동일 또는 유사한 열가소성 합성수지 재료로 이루어진다.
융착판(151)과 휴대폰 보조 케이스(120) 사이에 형성된 연결핀(142)은 융착판(151)과 휴대폰 보조 케이스(120)를 접착하여 고정하고, 필름형 안테나부(110)의 관통공(116)을 관통하여 형성된 연결핀(142)은 융착판과 케이스를 접착하여 고정하면서 필름형 안테나부(110)가 움직이거나 들뜨지 않도록 고정한다.
또한, 필름형 안테나부(110)를 휴대폰 보조 케이스(120)에 삽입한 상태에서 연결핀(142)은 휴대폰 보조 케이스(120)에 부분적으로 융착하여 고정하므로 휴대폰 보조 케이스(120)가 열에 의하여 뒤틀림이 발생하지 않으며 색상이 변하는 이색현상이 발생하지 않고, 불량발생이 없으며 제조시간이 단축되어 제조비용을 줄이는 장점이 있다.
그리고 부분적인 융착에 의하여 불량률이 줄어들고 생산성이 향상되는 장점이 있다.
한편, 필름형 안테나부(110)가 휴대폰 보조 케이스(120)에 견고하게 고정되고 융착판(151)이 들뜨지 않는 장점이 있다.
도 13 은 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 것으로 안테나와 융착돌기를 구비한 케이스를 제공한 상태의 설명을 위한 절단면도 이고, 도 14 는 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 것으로 케이스에 안테나를 배치하고 상판금형과 하판금형을 함께 배치한 상태의 설명을 위한 절단면도 이며, 도 15 는 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 것으로 융착금형에 의하여 안테나가 케이스에 융착된 상태를 설명하기 위한 절단면도 이다.
이하, 첨부된 도 13 을 참조하여 상세히 설명하면, 필름형 안테나부(117)와 휴대폰 보조 케이스(121)를 제공한다.
필름형 안테나부(117)는 단자부(111), 단자홀(112), 제1필름(113), 안테나패턴(114), 제2필름(115)을 포함하는 구성이고, 제 1 실시 예에 의한 필름형 안테나부(110)와 동일한 구성 및 방법으로 제조하므로 중복 설명을 하지 않기로 한다.
휴대폰 보조 케이스(121)의 삽입홈(122)에는 다수의 융착돌기(128)를 형성한다.
이하, 첨부된 도 14 를 참조하여 상세히 설명하면, 필름형 안테나부(117)를 삽입홈(122)에 배치하여 삽입하고, 필름형 안테나부(117)의 상측에 상판금형(162)을 배치하며 휴대폰 보조 케이스(121)의 하측에 하판금형(164)을 각각 배치한다.
상판금형(162)과 하판금형(164)은 한 세트로 이루어지고 융착금형(160)을 형성한다.
이때, 안테나(117)의 제1필름(113) 부분은 융착돌기(128) 위에 안착한 상태가 된다.
그리고 상판금형(162)과 하판금형(164) 중에서 선택된 어느 하나 이상은 해당 제어에 의하여 초음파 진동을 발생할 수 있는 구성이다.
이하, 첨부된 도 15 를 참조하여 상세히 설명하면, 필름형 안테나부(117)의 상측에 배치된 상판금형(162)과 휴대폰 보조 케이스(121)의 하측에 배치된 하판금형(164)은 표시된 화살표 방향과 같이 결합하는 방향으로 힘을 인가하는 동시에 선택된 어느 하나 이상이 해당 제어신호에 의하여 초음파 진동한다.
필름형 안테나부(117)의 제1필름(113)과 휴대폰 보조 케이스(121) 및 융착돌기(128)는 열가소성의 합성수지 종류로 이루어진다.
상판금형(162) 및(또는) 하판금형(164)의 초음파 진동에 의하여 제1필름(113)과 융착돌기(128)는 서로 마찰하여 마찰열을 발생하며, 마찰열에 의하여 제1필름(113)과 융착돌기(128)는 녹아 융착하고 냉각에 의하여 고형화한다.
본 발명에서는 융착돌기(128)가 형성된 부분에서만 마찰열이 발생하고, 발생된 열은 국부적인 현상이므로 휴대폰 보조 케이스(121) 전체에 영향을 미치지 않는 것으로 설명한다.
또한, 삽입홈(122)의 위치에 필름형 안테나부(117)를 배치하고 초음파를 이용하여 융착하는 공정은 간단하고 단순하며 소요시간이 짧아 생산성이 향상되는 장점이 있는 새로운 제조방법 및 휴대폰 케이스를 제공하는 장점이 있다.
도 16 은 본 발명 제 3 실시 예에 의한 필름형 안테나부의 다른 구성을 설명하기 위한 절단면도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 필름형 안테나부(118)는 단자부(111), 단자홀(112), 제1필름(113), 안테나 패턴(114), 제2필름(115), 베이스(119)를 포함하는 구성이다.
필름형 안테나부(118)는 첨부된 도 13 에 도시된 필름형 안테나부(117)의 제1필름(113)과 안테나 패턴(114)의 사이에 베이스(base material)(119)를 더 포함하는 구성상의 차이가 있다.
첨부된 도 13 내지 15 에 의한 제 1 실시 예의 설명에서 초음파 진동으로 제1필름(113)에 마찰열이 발생하는 경우 열가소성의 합성수지 종류로 이루어지는 제1필름(113)이 마찰열에 의하여 녹으므로 안테나 패턴(114)에 변형을 가져올 수 있다.
안테나 패턴(114)에 변형이 발생하는 경우 안테나의 송신 및 수신 이득(gain)이 나빠질 수 있으며 심한 경우에는 쇼트(short) 등에 의하여 안테나로서의 기능을 못할 수 있다.
베이스(119)의 재료로는 열에 강하고 충격을 차단할 수 있는 합성수지 종류를 사용하며 일례로, 폴리이미드(pi) 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 베이스(119)에 안테나 패턴(114)을 래미네이트 방식으로 부착하고, 하측부와 상측부에 제1필름(113)과 제2필름(115)이 각각 래미네이트 방식으로 접착하는 구성이다.
본 발명의 제1필름(113)은 초음파 진동에 의하여 융착돌기(128)와 열융착하고, 베이스(119)는 안테나 패턴(114)을 열 및 충격으로부터 안전하게 보호하는 장점이 있다.
본 발명의 제 1 실시 예는 융착돌기(128)에서만 열에 의한 융착 현상이 발생하므로 케이스(121)는 열에 의한 뒤틀림, 이색현상이 전혀 발생하지 않으면서 작업성과 생산성이 개선되고 제조원가를 줄이는 장점이 있다.
또한, 베이스(119)로 내열성과 기계적 특성이 우수한 합성수지류를 사용하므로 외부의 열과 충격 등으로부터 안테나 패턴을 보호하는 장점이 있다.
한편, 필름형 안테나부(117)와 휴대폰 보조 케이스(121)가 물리적으로 분리된 상태에서 부분적으로 융착하므로, 필름형 안테나부(117)에 장애가 발생하는 경우 분해 및 수리가 용이하고 분리된 휴대폰 보조 케이스(121)를 재활용할 수 있는 장점이 있다.
도 17 은 본 발명의 제 4 실시 예에 의하여 필름형 안테나부와 테이프와 케이스를 제공한 상태의 설명을 위한 절단면도 이고, 도 18 은 본 발명의 제 4 실시 예에 의하여 휴대폰 보조 케이스에 필름형 안테나부와 테이프를 배치하고 상측금형과 하측금형을 함께 배치한 상태의 설명을 위한 절단면도 이며, 도 19 는 본 발명의 제 4 실시 예에 의하여 압착금형으로 필름형 안테나부와 휴대폰 보조 케이스가 접착된 상태를 설명하기 위한 절단면도 이다.
이하, 첨부된 도 17 을 참조하여 상세히 설명하면, 필름형 안테나부(117)와 휴대폰 보조 케이스(123)와 테이프(180)를 제공한다.
필름형 안테나부(117)는 단자부(111), 단자홀(112), 제1필름(113), 안테나 패턴(114), 제2필름(115)을 포함하는 구성이고 이미 설명한 내용과 동일하므로 반복 설명을 하지 않기로 한다.
휴대폰 보조 케이스(123)는 삽입홈(122)과 고정턱(126)을 포함하는 구성이고 이미 설명한 내용과 동일하므로 반복 설명을 하지 않기로 한다.
테이프(180)는 핫멜트(hot-melt) 테이프, 양면접착 테이프, 접착제 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 구성된다.
이하, 첨부된 도 18 을 참조하여 상세히 설명하면, 휴대폰 보조 케이스(123)의 삽입홈(122)에 테이프(180)와 필름형 안테나부(117)를 순서대로 배치하고, 필름형 안테나부(117)의 상측에 상측금형(167)을, 휴대폰 보조 케이스(123)의 하측에 하측금형(169)을 각각 배치한다.
상측금형(167)과 하측금형(169)은 한 세트(set)이고, 물체를 압착하는 압착금형(165)을 구성한다.
이하, 첨부된 도 19 를 참조하여 상세히 설명하면, 휴대폰 보조 케이스(123)의 삽입홈(122)에 테이프(180)와 필름형 안테나부(117)를 순서대로 배치하고 압착금형(165)에 의하여 화살표 방향으로 압착하므로 휴대폰 보조 케이스(123)와 필름형 안테나부(117)가 접착 및 고정한다.
본 발명의 제 4 실시 예에 의하면, 생산성이 좋고, 불량 발생률이 줄어들어 제조원가를 낮추는 장점이 있다.
또한, 휴대폰 보조 케이스는 열에 의한 뒤틀림과 이색현상이 발생하지 않고 작업공정이 간단하여 비숙련자가 용이하게 대량 생산할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
110 : 필름형 안테나부 111 : 단자부
112 : 단자홀 113 : 제1필름
114 : 안테나패턴 115 : 제2필름
116 : 관통공 117, 118 : 필름형 안테나부
119 : 베이스 120, 121, 123 : 휴대폰 보조 케이스
122 : 삽입홈 124 : 몰딩홈
125 : 융착홈 126 : 고정턱
128 : 융착돌기 130 : 몰드
132 : 몰드하판 134 : 몰드상판
136 : 사출물주입구 138 : 핀부
140 : 사출물 142 : 연결핀
150, 151 : 융착판 152, 153 : 융착돌기
154 : 단자홀 160 : 융착금형
162 : 상판금형 164 : 하판금형
165 : 압착금형 167 : 상측금형
169 : 하측금형 180 : 테이프
200 : 휴대폰 210 : 요부 커넥터
300 : 휴대폰 보조 케이스 301 : 커넥터 홈
302 : 안테나 홈 303 : 고정턱
304 : 스피커 홀 305 : 카메라 홀
310 : 철부 커넥터 312 : 제 1 젠더 커넥터
314 : 제 2 젠더 커넥터 316 : 제 3 젠더 커넥터
318 : 제 4 젠더 커넥터 320 : 필름형 안테나부
321 : 연결부 323 : 제 1 안테나 패턴
325 : 제 2 안테나 패턴 330 : 융착판
340 : 흡수체

Claims (9)

  1. 휴대폰의 뒷면에 결합하는 휴대폰 보조 케이스에 있어서,
    상기 휴대폰 보조 케이스의 일측에 구비되고 상기 휴대폰과 전기적으로 접속하는 커넥터;
    상기 커넥터에 접속하고 상기 휴대폰의 통신신호를 무선 송수신하는 하나 이상의 안테나 패턴과 상기 안테나 패턴을 보호하는 하나 이상의 필름을 포함하는 필름형 안테나부;
    상기 휴대폰 보조 케이스의 내면에 상기 필름형 안테나를 삽입하여 고정하는 안테나홈;
    상기 안테나홈의 외곽에 형성된 고정턱;
    상기 고정턱에 접착하여 상기 필름형 안테나부를 고정하는 융착판; 을 포함하여 이루어지는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름형 안테나부와 융착판 사이에 게재하여 와전류를 차단하는 페라이트 재질의 흡수체를 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡수체 상에는 상기 흡수체가 공기층과 접촉하는 것을 차단하는 보호층을 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 휴대폰 보조 케이스는,
    상기 휴대폰의 보조 배터리, 24핀 젠더 커넥터, 원형 오디오 젠더 커넥터, 유에스비 젠더 커넥터 중에서 선택된 어느 하나 이상을 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 필름형 안테나부는,
    상기 휴대폰 보조 케이스에 이차사출, 초음파 융착, 테이프 접착 방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 고정하고, 휴대폰의 회로와 정합 상태로 접속하는 매칭회로를 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 패턴은,
    13.56 MHz 대역 안테나, DMB 안테나, WiFi 안테나, GPS 안테나, 블루투스 안테나, FM 안테나 중에서 선택된 어느 하나로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 필름형 안테나부는,
    외부의 충격을 차단하여 보호하는 제1필름;
    상기 제1필름에 밀착 형성된 안테나 패턴;
    상기 안테나 패턴에 신호를 입출력하는 단자부;
    상기 단자부의 위치에 단자홀을 형성하고 상기 안테나 패턴에 밀착되어 외부의 충격으로부터 보호하는 제2필름; 을 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 안테나가 내장된 휴대폰 보조 케이스.
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