KR101244193B1 - Ｎｆｃ용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 ｎｆｃ용 루프안테나 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법은, NFC 통신모듈이 장착된 유심칩을 내장한 휴대용 무선통신단말기의 배터리 일측면에 부착되고 상기 유심칩과 연결된 배터리 보호회로기판과 안테나선을 연결하는 접속단자를 구비하여 비접촉방식의 근거리 무선신호를 송수신하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법에 있어서, 열에 의해 소성변형이 일어나는 고분자 합성수지로 형성되고 일측면이 에폭시수지 고형 점착제가 코팅되는 베이스필름을 형성하는 공정을 수행하는 제 1 단계와; 상기 베이스필름상의 상기 배터리 보호회로기판과 안테나선을 연결하는 접속단자가 위치하는 부위와 대응되는 지점을 프레스 가공방식으로 타발하여 상기 베이스필름에 단자부를 형성하는 공정을 수행하는 제 2 단계와; 상기 단자부가 형성된 베이스필름의 일측면상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나를 구성하고 상기 단자부에 상기 각 루프안테나의 접속단자가 위치하도록 루프형상의 안테나선을 복수가닥의 꼬인구조로 형성하는 공정을 수행하는 제 3 단계와; 상기 안테나선이 형성된 베이스필름을 상호간에 서로 대응되게 복수개 합지하여 상기 합지된 베이스필름의 중심부를 기준으로 내외측으로 형성되며 각각 복수개의 안테나선으로 이루어지는 복수개의 루프안테나를 포함하는 NFC용 루프안테나를 형성하는 공정을 수행하는 제 4 단계; 및 상기 NFC용 루프안테나의 접속단자를 구성하기 위하여 상기 단자부의 동일한 지점에 각각 위치하는 복수개의 안테나선이 상호간에 서로 전기적으로 연결되도록 상기 NFC용 루프안테나의 접속단자가 위치한 부위를 무연납으로 솔더링하는 공정을 수행하는 제 5 단계;를 포함하여 이루어진다.
따라서, 본 발명은 에폭시수지 고형 점착제가 일측면에 코팅된 고분자 합성수지 필름상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나가 구성된 루프형상의 안테나선을 베이스필름에 형성하고 상기 안테나선이 형성된 베이스필름을 복수개 합지하여 비접촉방식으로 근거리 무선신호를 송수신하는 NFC용 루프안테나 장치의 안테나성능을 향상시키고 안테나 소형화를 만족시키며 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, NFC용 루프안테나가 휴대용 무선통신단말기의 배터리 일측면에 부착되는 경우 배터리 보호회로기판과 연결되는 접속단자가 구부러져 끊어지는 것을 방지하기 위하여 NFC용 루프안테나를 구성하는 베이스필름의 일측단부와 접속단자를 일체형으로 접착하여 커버하는 단자보호필름을 구비하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, NFC용 루프안테나를 외부절연층이 코팅된 복수개의 안테나선으로 구성하고 상기 복수개의 안테나선 끝단으로 이루어진 접속단자를 구비하는 NFC용 루프안테나 장치와 배터리 보호회로 기판을 전기적으로 연결하는 경우에 레이저를 이용하는 스팟 용접(Spot Welding)방식을 사용하여 안테나선과 접속단자의 인장강도를 높일 수 있는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 에폭시수지 고형 점착제가 일측면에 코팅된 고분자 합성수지 필름상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나가 구성된 루프형상의 안테나선을 베이스필름에 형성하고 상기 안테나선이 형성된 베이스필름을 복수개 합지하여 비접촉방식으로 근거리 무선신호를 송수신하는 NFC용 루프안테나 장치의 안테나성능을 향상시키고 안테나 소형화를 만족시키며 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, NFC용 루프안테나가 휴대용 무선통신단말기의 배터리 일측면에 부착되는 경우 배터리 보호회로기판과 연결되는 접속단자가 구부러져 끊어지는 것을 방지하기 위하여 NFC용 루프안테나를 구성하는 베이스필름의 일측단부와 접속단자를 일체형으로 접착하여 커버하는 단자보호필름을 구비하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, NFC용 루프안테나를 외부절연층이 코팅된 복수개의 안테나선으로 구성하고 상기 복수개의 안테나선 끝단으로 이루어진 접속단자를 구비하는 NFC용 루프안테나 장치와 배터리 보호회로 기판을 전기적으로 연결하는 경우에 레이저를 이용하는 스팟 용접(Spot Welding)방식을 사용하여 안테나선과 접속단자의 인장강도를 높일 수 있는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고분자 합성수지 필름상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 복수개의 루프안테나가 구성된 루프형상의 안테나선을 베이스필름에 형성하고 상기 베이스필름을 복수개 합지하여 NFC용 루프안테나 장치의 안테나성능을 향상시키고 소형화를 만족하며 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 단자보호필름을 구비하여 배터리 보호회로기판과 연결되는 접속단자가 구부러져 끊어지는 것을 방지하며, 외부절연층이 코팅된 복수개의 안테나선과 스팟 용접방식을 사용하여 안테나선과 접속단자의 인장강도를 높일 수 있는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치에 관한 것이다.
휴대용 무선통신단말기의 배터리에 부착되어 근거리 무선신호를 송수신하는 RFID 안테나 기술은 휴대용 무선통신단말기에 내장되고 통신모듈이 장착된 유심칩과 연결되어 RFID리더기와 무선신호를 송수신하는 비접촉방식의 무선통신 기술이다.
이러한 RFID 안테나 기술은 물류시스템에 사용되거나 교통카드와 같은 용도로 사용되어 보급이 급속도로 확대되고 있으며, 최근들어 RFID 리더기 외에 다양한 무선통신단말기와 근거리 무선신호를 송수신하고 무선신호의 인식거리를 향상시킨 NFC(Near Field Communication)용 안테나 장치가 주목받고 있다.
그러나, 종래의 NFC용 안테나 장치는 휴대용 단말기의 밧데리에 부착되어 사용되기 때문에 배터리 금속부에 의해 안테나 성능이 저하되어 무선신호의 인식거리가 줄어드는 문제점이 있으며, 전도성잉크로 필름상에 안테나패턴을 인쇄하여 형성되는 FPCB타입의 필름형 안테나 경우에 안테나패턴이 외부충격에 쉽게 끊어지기 때문에 안테나 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 NFC용 안테나 장치의 측면상에 배치되는 전자파흡수체를 두껍게 적층하거나 NFC용 안테나를 구성하는 루프형상의 안테나선 길이를 증가시키는 경우 그에 따른 제조비용이 증가하고 휴대용 단말기의 크기가 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 전도성잉크대신 동선으로 안테나패턴을 형성하는 경우에도 코일형 안테나선을 밧데리 보호회로와 연결시킬때 접속단자가 구부러진 상태로 솔더링공정을 통해 결합되기 때문에 동선의 인장강도가 약해 접속단자가 쉽게 끊어지는 문제점이 있었다.
따라서, NFC용 안테나 장치의 안테나성능을 향상시키고 소형화를 만족하며 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 접속단자가 구부러져 끊어지는 것을 방지하며 안테나선과 접속단자의 인장강도를 높일 수 있는 NFC용 안테나 장치를 제공할 수 있는 현실적이고도 활용도가 높은 기술이 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 에폭시수지 고형 점착제가 일측면에 코팅된 고분자 합성수지 필름상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나가 구성된 루프형상의 안테나선을 베이스필름에 형성하고 상기 안테나선이 형성된 베이스필름을 복수개 합지하여 비접촉방식으로 근거리 무선신호를 송수신하는 NFC용 루프안테나 장치의 안테나성능을 향상시키고 안테나 소형화를 만족시키며 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시키는데 목적이 있다.
또한, NFC용 루프안테나가 휴대용 무선통신단말기의 배터리 일측면에 부착되는 경우 배터리 보호회로기판과 연결되는 접속단자가 구부러져 끊어지는 것을 방지하기 위하여 NFC용 루프안테나를 구성하는 베이스필름의 일측단부와 접속단자를 일체형으로 접착하여 커버하는 단자보호필름을 구비하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는데 목적이 있다.
뿐만 아니라, NFC용 루프안테나를 외부절연층이 코팅된 복수개의 안테나선으로 구성하고 상기 복수개의 안테나선 끝단으로 이루어진 접속단자를 구비하는 NFC용 루프안테나 장치와 배터리 보호회로 기판을 전기적으로 연결하는 경우에 레이저를 이용하는 스팟 용접(Spot Welding)방식을 사용하여 안테나선과 접속단자의 인장강도를 높일 수 있는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법은, NFC 통신모듈이 장착된 유심칩을 내장한 휴대용 무선통신단말기의 배터리 일측면에 부착되고 상기 유심칩과 연결된 배터리 보호회로기판과 안테나선을 연결하는 접속단자를 구비하여 비접촉방식의 근거리 무선신호를 송수신하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법에 있어서, 열에 의해 소성변형이 일어나는 고분자 합성수지로 형성되고 일측면이 에폭시수지 고형 점착제가 코팅되는 베이스필름을 형성하는 공정을 수행하는 제 1 단계와; 상기 베이스필름상의 상기 배터리 보호회로기판과 안테나선을 연결하는 접속단자가 위치하는 부위와 대응되는 지점을 프레스 가공방식으로 타발하여 상기 베이스필름에 단자부를 형성하는 공정을 수행하는 제 2 단계와; 상기 단자부가 형성된 베이스필름의 일측면상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나를 구성하고 상기 단자부에 상기 각 루프안테나의 접속단자가 위치하도록 루프형상의 안테나선을 복수가닥의 꼬인구조로 형성하는 공정을 수행하는 제 3 단계와; 상기 안테나선이 형성된 베이스필름을 상호간에 서로 대응되게 복수개 합지하여 상기 합지된 베이스필름의 중심부를 기준으로 내외측으로 형성되며 각각 복수개의 안테나선으로 이루어지는 복수개의 루프안테나를 포함하는 NFC용 루프안테나를 형성하는 공정을 수행하는 제 4 단계; 및 상기 NFC용 루프안테나의 접속단자를 구성하기 위하여 상기 단자부의 동일한 지점에 각각 위치하는 복수개의 안테나선이 상호간에 서로 전기적으로 연결되도록 상기 NFC용 루프안테나의 접속단자가 위치한 부위를 무연납으로 솔더링하는 공정을 수행하는 제 5 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법에 따라 제조되는 NFC용 루프안테나 장치는, 중심부를 기준으로 내측에 사각나선패턴형상으로 형성되어 외부에서 입사된 자계를 저장하는 제 1 루프안테나, 및 상기 제 1 루프안테나와 동일한 형상을 가지며 상기 제 1 루프안테나의 주위에 일정간격으로 형성되어 상기 제 1 루프안테나와 인덕티브 커플링방식으로 결합하는 제 2 루프안테나를 포함하는 NFC용 루프안테나와; 상기 NFC용 루프안테나를 구성하는 베이스필름의 일측단부와 접속단자를 일체형으로 접착하여 커버하도록 상기 NFC용 루프안테나의 일측면상 단자부 부위에 적층되는 단자보호필름; 및 상기 NFC용 루프안테나의 타측면상에 양면접착제를 이용하여 부착되는 전자파흡수체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 에폭시수지 고형 점착제가 일측면에 코팅된 고분자 합성수지 필름상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나가 구성된 루프형상의 안테나선을 베이스필름에 형성하고 상기 안테나선이 형성된 베이스필름을 복수개 합지하여 비접촉방식으로 근거리 무선신호를 송수신하는 NFC용 루프안테나 장치의 안테나성능을 향상시키고 안테나 소형화를 만족시키며 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, NFC용 루프안테나가 휴대용 무선통신단말기의 배터리 일측면에 부착되는 경우 배터리 보호회로기판과 연결되는 접속단자가 구부러져 끊어지는 것을 방지하기 위하여 NFC용 루프안테나를 구성하는 베이스필름의 일측단부와 접속단자를 일체형으로 접착하여 커버하는 단자보호필름을 구비하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, NFC용 루프안테나를 외부절연층이 코팅된 복수개의 안테나선으로 구성하고 상기 복수개의 안테나선 끝단으로 이루어진 접속단자를 구비하는 NFC용 루프안테나 장치와 배터리 보호회로 기판을 전기적으로 연결하는 경우에 레이저를 이용하는 스팟 용접(Spot Welding)방식을 사용하여 안테나선과 접속단자의 인장강도를 높일 수 있는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법를 나타내는 흐름도
도 2는 도 1에 도시된 흐름도 중 NFC용 루프안테나를 형성하는 과정을 개략적으로 나타내는 공정도
도 3은 도 2에 도시된 단자보호필름이 적용된 NFC용 루프안테나 장치의 상측면을 나타내는 도면
도 4는 도 2에 도시된 단자보호필름이 적용된 NFC용 루프안테나 장치의 하측면을 나타내는 도면
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 스팟 용접 공정과 그에 따른 실시예를 나타내는 도면
도 6은 도 1에 도시된 제조방법에 따른 NFC용 루프안테나 장치의 개략적인 전체구성도
도 2는 도 1에 도시된 흐름도 중 NFC용 루프안테나를 형성하는 과정을 개략적으로 나타내는 공정도
도 3은 도 2에 도시된 단자보호필름이 적용된 NFC용 루프안테나 장치의 상측면을 나타내는 도면
도 4는 도 2에 도시된 단자보호필름이 적용된 NFC용 루프안테나 장치의 하측면을 나타내는 도면
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 스팟 용접 공정과 그에 따른 실시예를 나타내는 도면
도 6은 도 1에 도시된 제조방법에 따른 NFC용 루프안테나 장치의 개략적인 전체구성도
본 발명은 NFC 통신모듈이 장착된 유심칩을 내장한 휴대용 무선통신단말기의 배터리 일측면에 부착되고 상기 유심칩과 연결된 배터리 보호회로기판(1)과 안테나선(130)을 연결하는 접속단자(121)를 구비하여 비접촉방식의 근거리 무선신호를 송수신하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치에 관한 것이다.
여기서, 상기 NFC용 루프안테나 장치를 구성하는 NFC용 루프안테나는 14.2MHz ~ 15MHz 주파수대역에서 동작하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법은, 고분자 합성수지로 베이스필름(110)을 형성하는 제 1 단계(S10), 상기 베이스필름(110)을 타발하여 접속단자(121)가 위치하는 단자부(120)를 형성하는 제 2 단계(S20), 상기 단자부(120)가 형성된 베이스필름(110)상에 동선을 융착하여 루프형상의 안테나선(130)을 형성하는 제 3 단계(S30), 상기 안테나선(130)이 형성된 베이스필름(110)을 복수개 합지하여 NFC용 루프안테나(100)를 형성하는 제 4 단계(S40), 상기 NFC용 루프안테나(100)의 접속단자(121)가 위치한 부위를 솔더링하는 제 5 단계(S50), 상기 NFC용 루프안테나(100)의 접속단자(121)를 커버하는 단자보호필름(200)을 적층하는 제 6 단계(S60), 및 상기 단자보호필름(200)이 적층된 NFC용 루프안테나(100)에 전자파 흡수체(300)를 적층하여 NFC용 루프안테나 장치(10)를 형성하는 제 7단계를 포함한다.
보다 상세하게는, 먼저, 상기 제 1 단계(S10)에서 형성되는 베이스필름(110)은 80℃ 이하에서 초음파 진동으로 열에 의해 소성변형이 일어나는 PI재질 또는 PET재질 등의 연성을 갖는 고분자 합성수지로 이루어지고 상기 베이스필름(110)의 일측면에 약 300℃의 내열 특성을 가지면서도 초음파 융착이 용이한 에폭시수지 고형 점착제를 코팅시킨다. 여기서, 본 발명의 일실시예에서 베이스필름(110)의 두께는 휴대용 단말기의 내장공간을 고려하는 안테나의 소형화를 만족하기 위하여 가능한 얇을 수록 바람직하나 하기의 초음파 열융착공정을 고려하여 30μm ~120μm 범위의 두께를 가지며 상기 베이스필름(110)은 연성이 높은 PI재질로 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 제 2 단계(S20)는 상기 베이스필름(110)상의 배터리 보호회로기판(1)과 안테나선(130)을 연결하는 접속단자(121)가 위치하는 부위와 대응되는 지점을 프레스 가공방식으로 타발하여 상기 베이스필름에 단자부(120)를 형성하는 공정이다.
다음으로, 상기 제 3 단계(S30)는 상기 단자부(120)가 형성된 베이스필름(110)의 일측면상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나(101,102)를 구성하고 상기 단자부(120)에 상기 각 루프안테나(101,102)의 접속단자(121)가 상호간에 서로 절연된 상태로 위치하도록 루프형상의 안테나선(130)을 복수가닥의 꼬인구조로 형성하는 공정을 수행한다. 여기서, 상기 루프형상의 안테나선(130)을 구성하는 복수개의 루프안테나(101,102)는 상호간에 인덕티브 커플링으로 결합할 수 있도록 일정한 간격으로 형성된다.
이후에, 상기 제 4 단계(S40)는 상기 안테나선(130)이 형성된 베이스필름(110)을 상호간에 서로 대응되게 130℃~170℃의 온도로 1시간~1시간 30분 정도 가압 성형하는 방식으로 복수개 합지하여 상기 합지된 베이스필름(110)의 중심부를 기준으로 내외측으로 형성되며 각각 복수개의 안테나선(130)으로 이루어지는 복수개의 루프안테나(101,102)를 포함하는 NFC용 루프안테나(100)를 형성하는 공정을 수행한다.
또한, 상기 제 5 단계(S50)는 상기 NFC용 루프안테나(100)의 접속단자를 구성하기 위하여 상기 단자부(120)의 동일한 지점에 상호간에 서로 절연된 상태로 각각 위치하는 복수개의 안테나선(130)이 상호간에 서로 전기적으로 연결되도록 상기 NFC용 루프안테나(100)의 접속단자(121)가 위치한 부위를 무연납으로 솔더링하는 공정을 수행한다.
다음으로, 상기 제 6 단계(S60)는 상기 NFC용 루프안테나(100)의 일측면상 상기 단자부(120)가 위치하는 지점에 상기 NFC용 루프안테나(100)의 접속단자(121)를 커버하는 단자보호필름(200)을 적층하는 공정을 수행한다.
마지막으로, 상기 제 7 단계(S70)는 퍼멀로이, 센더스트, 규소강, 연자성 페라이트, 및 비정질합금 중 어느 하나를 선택하여 판상가공 하거나 파쇄시켜 생성된 분말을 프리 믹싱, 분산, 거름, 및 코팅 과정을 거쳐 건조함으로써 형성되는 전자파흡수체의 상기 단자부에 대응되는 지점을 프레스가공으로 타발한 이후에 단자보호필름(200)이 적층된 상기 NFC용 루프안테나(100)의 타측면상에 상기 전자파흡수체(300)를 적층하는 공정을 수행하여 NFC용 루프안테나(100)와 단자보호필름(200) 및 전자파흡수체(300)로 이루어진 NFC용 루프안테나 장치(10)를 형성한다.
여기서, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 퍼멀로이, 센더스트, 규소강, 연자성 페라이트, 및 비정질합금 중 어느 하나를 선택하여 판상가공 하거나 파쇄시켜 생성된 분말을 프리 믹싱, 분산, 거름, 및 코팅 과정을 거쳐 건조함으로써 형성되는 전자파흡수체(300)의 제조과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
(1) 제조 준비 단계: 흡수체를 제조하기 전 퍼멀로이(MPP,Hi-Flux), 센더스트(Fe-Si-Al), 규소강(Fe-Si), 연자성 페라이트(Soft Magnetic Ferrite), 및 비정질합금(Amorphous Alloy) 중에서 선택된 분말(Powder)의 종횡비(Aspect Ratio) 30-70의 판상(flake shape)형태로 가공 또는 파쇄하는 단계
(2) 프리 믹싱(Pre-mixing)단계 : 상기 (1)단계에서 가공 또는 파쇄된 분말을 지지체인 바인더(Binder)와 용제/분산제, 그리고 분말을 적절한 혼합비로 혼합하는 단계이며, 바인더,용제, 및 분말의 재료 투입순서를 사전 정의하여 이에 따라 프리 믹싱을 하며, 예를 들어 소요시간 6시간, 믹싱 속도 500=>700=>1000rpm으로 상승시키고, 믹싱 온도는 50℃이하에서 관리하는 것이 바람직하다.
(3) 분산(Dispersing) 단계 : 분말 입자 각각의 균일한 분산과 입자 각각을 바인더가 코팅되게 하는 단계이며, 예를 들면 분산 시간은 4~6 시간, 분산 속도는 600~1000rpm, 분산 온도는 50℃ 이하에서 관리하고, 비드 크기(Bead Size)는 0.8~1.2mm를 유지하는 것이 바람직하다.
(4) 거름(Filtering) 단계 : 코팅시 불량 및 특성변화를 일으킬 수 있는 덩어리 및 불순물을 제거하는 단계로서, 예를 들면 거름 시간은 6시간 이상 유지하는 것이 바람직하다.
(5) 코팅(Coating) 단계 : 위의 바인더에 분산된 슬러리(slurry)상태의 혼합물을 필름에 코팅하는 단계이다.
이와 같이, 판상 가공 또는 파쇄된 분말은 프리 믹싱 단계, 분산단계, 거름 단계, 코팅 단계를 거쳐 저손실특성을 갖는 전자파흡수체(300)가 형성되어 안테나성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 NFC용 루프안테나(100)와 단자보호필름(200) 및 전자파흡수체(300)로 이루어진 NFC용 루프안테나 장치(10)는 레이저를 이용하는 스팟 용접(Spot Welding)방식으로 상기 배터리 보호회로 기판(1)과 전기적으로 연결된다.
이와 같이, NFC용 루프안테나를 구성하는 안테나선을 외부절연층으로 코팅된 동선을 이용하여 복수개의 안테나선으로 구성하는 것은 안테나선의 인장강도를 높이고 단락 및 외부충격에 쉽게 끊어지는 것을 방지하여 안테나 성능을 향상시킬 수 있으며, 배터리 보호회로 기판과 스팟 용접방식으로 접속단자를 결합하는 것은 접속단자의 인장강도를 높이는 효과가 있다.
또한, 상호간에 서로 인덕티브 커플링결합되는 복수개의 루프안테나를 포함하는 루프형상의 안테나선이 형성된 베이스필름을 복수개 합지하여 NFC용 루프안테나를 구성하기 때문에 전자파흡수체의 두께를 두껍게 하거나 베이스필름에 형성되는 루프형상의 안테나 사이즈를 크게 하지 않더라도 상기 인덕티브 커플링효과와 상기 NFC용 안테나 사이즈의 증가로 인하여 근거리무선신호의 인식거리를 증가시키고 그에 따라 안테나소형화와 안테나성능을 동시에 만족시는 효과가 있다.
도 2 내지 도 5b를 참조하여 NFC용 루프 안테나 장치의 제조방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시된 흐름도 중 NFC용 루프안테나를 형성하는 과정을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
먼저, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 도 1에 도시된 제 1 단계에서 에폭시 수지의 고형점착제가 코팅된 고분자 합성수지로 이루어진 베이스필름(110)을 프레스 가공하여 배터리 보호회로기판(1)과 안테나선(130)을 연결하는 접속단자(121)가 위치하는 부위와 대응되는 지점에 단자부(120)를 형성한다. 이때, 제조공정상의 효율을 높이기 위하여 본 발명의 실시예에서는 다수개의 NFC용 루프안테나(100)를 형성할 수 있는 사이즈의 베이스필름(10)을 사용하였다.
다음으로 단자부(120)가 형성된 베이스필름(110)의 일측면상에 초음파 융착하우징에 내장되어 있는 고주파 유도코일(미도시)에 의한 간접열을 이용하는 초음파 열융착방식으로 동선을 융착시킨다. 여기서, NFC용 루프안테나(100)의 안테나선(130)을 구성하는 상기 동선은 코일이 서로 교차되는 부분이 있기 때문에 표면이 20μ ~ 50μ범위의 두께를 갖는 폴리 우레탄 또는 우레탄 재질로 형성되는 외부절연층으로 코팅되며 안테나 두께 및 인장강도를 고려하여 직경은 0.08mm ~ 0.2mm를 갖는 동선으로 형성된다.
다음으로, 상기 동선이 융착된 베이스필름(110)을 복수개 합지하여 복수개의 안테나선(130)으로 이루어지고 사각나선패턴의 루프형상으로 형성되는 NFC용 루프안테나(100)를 형성한다. 이와 같이, 복수개의 베이스필름을 양면 합지하는 것은 단일의 베이스필름상에 루프형상의 안테나선을 형성하는 것보다 동일한 루프형상의 안테나선을 형성하는 경우 안테나선의 간격에 여유가 생기기 때문에 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 안테나선의 길이를 증가시키는 효과가 있다.
이후에는, 도면에 도시된 바와 같이, NFC용 루프안테나(100)의 접속단자(121)에 대응되는 형상의 단자보호필름(200)을 이용하여 상기 NFC용 루프안테나(100)를 구성하는 베이스필름(110)의 일측단부와 접속단자(121)를 일체형으로 접착한다.
여기서, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 단자보호필름(200)을 베이스필름(110)에 접착하기 전에 상기 NFC용 루프안테나(100)의 접속단자가 위치한 부위를 무연납으로 솔더링하여 상기 접속단자(121)를 구성하는 복수개의 안테나선(130)을 서로 전기적으로 연결시키고, 상기 단자보호필름(200)이 베이스필름(110)에 접착된 이후에는 상기 NFC용 루프안테나(100)에 두께 20μm ~ 30μm를 갖는 양면테이프를 이용하여 전자파 흡수체(300)를 결합하여 NFC용 루프안테나 장치(10)를 완성시킨다.
도 3은 도 2에 도시된 단자보호필름이 적용된 NFC용 루프안테나 장치의 상측면을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 단자보호필름이 적용된 NFC용 루프안테나 장치의 하측면을 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 베이스필름(110)에 일체형으로 접속단자(121)를 접착시키는 단자보호필름(200)에 의하여 접속단자(121)가 베이스필름(110)의 일측단부와 함께 구부러지기 때문에, 본 발명의 일실시예에 다른 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법은 배터리 보호회로 기판(과 연결되기 위하여 접속단자가 구부러지는 경우에 종래와 같이 접속단자만 단독으로 구부러져 끊어지는 것을 방지하는 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 스팟 용접 공정과 그에 따른 실시예를 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법은 복수개의 안테나선 끝단으로 이루어진 접속단자를 구비하는 NFC용 루프안테나 장치와 배터리 보호회로 기판을 전기적으로 연결하는 경우에 레이저를 이용하는 스팟 용접(Spot Welding)방식을 사용하여 안테나선과 접속단자의 인장강도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 6은 도 1에 도시된 제조방법에 따른 NFC용 루프안테나 장치의 개략적인 전체구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 제조방법에 따른 NFC용 루프안테나 장치(10)는, 중심부를 기준으로 내측에 사각나선패턴형상으로 형성되어 외부에서 입사된 자계를 저장하는 제 1 루프안테나(101), 및 상기 제 1 루프안테나(101)와 동일한 형상을 가지며 상기 제 1 루프안테나(102)의 주위에 일정간격으로 형성되어 상기 제 1 루프안테나(101)와 인덕티브 커플링방식으로 결합하는 제 2 루프안테나(102)를 포함하는 NFC용 루프안테나(100)와, 상기 NFC용 루프안테나(100)를 구성하는 베이스필름(110)의 일측단부와 접속단자(121)를 일체형으로 접착하여 커버하도록 상기 NFC용 루프안테나(100)의 일측면상 단자부(120) 부위에 적층되는 단자보호필름(200), 및 상기 NFC용 루프안테나(100)의 타측면상에 양면접착제를 이용하여 부착되는 전자파흡수체(300)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세하게는, 상기 제 1 루프안테나(101)가 배터리 보호회로 기판(1)에 형성된 독립적인 커패시터와 병렬로 연결되어 외부로부터 입사되는 자계를 저장하고 상기 제 2 루프안테나(102)에 전달해주는 기능을 수행하기 때문에, 본 발명의 일실시예 따른 NFC용 루프안테나와 같이 베이스필름의 중심부를 기준으로 내외측으로 형성되는 복수개의 루프안테나로 이루어진 경우가 단일의 루프안테나로 형성된 경우보다 많은 양의 에너지가 전달되도록 하여 무선신호의 인식거리를 높일 수 있으며 그에 따라 안테나의 성능을 향상시킨다.
상기와 같이, 본 발명은 에폭시수지 고형 점착제가 일측면에 코팅된 고분자 합성수지 필름상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나가 구성된 루프형상의 안테나선을 베이스필름에 형성하고 상기 안테나선이 형성된 베이스필름을 복수개 합지하여 비접촉방식으로 근거리 무선신호를 송수신하는 NFC용 루프안테나 장치의 안테나성능을 향상시키고 안테나 소형화를 만족시키며 불량률을 감소시켜 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, NFC용 루프안테나가 휴대용 무선통신단말기의 배터리 일측면에 부착되는 경우 배터리 보호회로기판과 연결되는 접속단자가 구부러져 끊어지는 것을 방지하기 위하여 NFC용 루프안테나를 구성하는 베이스필름의 일측단부와 접속단자를 일체형으로 접착하여 커버하는 단자보호필름을 구비하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, NFC용 루프안테나를 외부절연층이 코팅된 복수개의 안테나선으로 구성하고 상기 복수개의 안테나선 끝단으로 이루어진 접속단자를 구비하는 NFC용 루프안테나 장치와 배터리 보호회로 기판을 전기적으로 연결하는 경우에 레이저를 이용하는 스팟 용접(Spot Welding)방식을 사용하여 안테나선과 접속단자의 인장강도를 높일 수 있는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 NFC용 루프안테나 장치를 제공하는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
1 : 배터리 보호회로 기판 10 : NFC용 루프안테나 장치
100 : NFC용 루프안테나 101,102 : 제 1 내지 제 2루프안테나
110 : 베이스필름 120 : 단자부
121 : 접속단자 130 : 안테나선
200 : 단자보호필름 300 : 전자파흡수체
100 : NFC용 루프안테나 101,102 : 제 1 내지 제 2루프안테나
110 : 베이스필름 120 : 단자부
121 : 접속단자 130 : 안테나선
200 : 단자보호필름 300 : 전자파흡수체
Claims (7)
- NFC 통신모듈이 장착된 유심칩을 내장한 휴대용 무선통신단말기의 배터리 일측면에 부착되고 상기 유심칩과 연결된 배터리 보호회로기판과 안테나선을 연결하는 접속단자를 구비하여 비접촉방식의 근거리 무선신호를 송수신하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법에 있어서,
열에 의해 소성변형이 일어나는 고분자 합성수지로 형성되고 일측면이 에폭시수지 고형 점착제가 코팅되는 베이스필름을 형성하는 공정을 수행하는 제 1 단계와;
상기 베이스필름상의 상기 배터리 보호회로기판과 안테나선을 연결하는 접속단자가 위치하는 부위와 대응되는 지점을 프레스 가공방식으로 타발하여 상기 베이스필름에 단자부를 형성하는 공정을 수행하는 제 2 단계와;
상기 단자부가 형성된 베이스필름의 일측면상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나를 구성하고 상기 단자부에 상기 각 루프안테나의 접속단자가 위치하도록 루프형상의 안테나선을 복수가닥의 꼬인구조로 형성하는 공정을 수행하는 제 3 단계와;
상기 안테나선이 형성된 베이스필름을 상호간에 서로 대응되게 복수개 합지하여 상기 합지된 베이스필름의 중심부를 기준으로 내외측으로 형성되며 각각 복수개의 안테나선으로 이루어지는 복수개의 루프안테나를 포함하는 NFC용 루프안테나를 형성하는 공정을 수행하는 제 4 단계; 및
상기 NFC용 루프안테나의 접속단자를 구성하기 위하여 상기 단자부의 동일한 지점에 각각 위치하는 복수개의 안테나선이 상호간에 서로 전기적으로 연결되도록 상기 NFC용 루프안테나의 접속단자가 위치한 부위를 무연납으로 솔더링하는 공정을 수행하는 제 5 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법
- 청구항 1에 있어서, 상기 NFC용 루프안테나의 접속단자가 위치한 부위를 무연납으로 솔더링하는 공정을 수행하는 제 5 단계 이후에는,
상기 NFC용 루프안테나의 일측면상 상기 단자부가 위치하는 지점에 상기 NFC용 루프안테나의 접속단자를 커버하는 단자보호필름을 적층하는 공정인 제 6 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법
- 청구항 2에 있어서, 상기 NFC용 루프안테나의 접속단자를 접착하여 커버하는 단자보호필름을 적층하는 공정을 수행하는 제 6 단계 이후에는,
퍼멀로이, 센더스트, 규소강, 연자성 페라이트, 및 비정질합금 중 어느 하나를 선택하여 판상가공 하거나 파쇄시켜 생성된 분말을 프리 믹싱, 분산, 거름, 및 코팅 과정을 거쳐 건조함으로써 형성되는 전자파흡수체의 상기 단자부에 대응되는 지점을 프레스가공으로 타발한 채 일측면상 단자부가 위치하는 지점에 단자보호필름이 적층된 상기 NFC용 루프안테나의 타측면상에 상기 전자파흡수체를 적층하여 NFC용 루프안테나와 단자보호필름 및 전자파흡수체로 이루어진 NFC용 루프안테나 장치를 형성하는 공정인 제 7 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법
- 청구항 3에 있어서, 상기 NFC용 루프안테나 장치를 형성하는 공정을 수행하는 제 7 단계 이후에는,
레이저를 이용하는 스팟 용접(Spot Welding)방식으로 상기 NFC용 루프안테나 장치와 상기 배터리 보호회로 기판을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법
- 청구항 1에 있어서, 상기 안테나선은,
표면이 20μ ~ 50μ범위의 두께를 갖는 폴리 우레탄 또는 우레탄 재질의 외부절연층이 코팅되며 직경이 0.08mm ~ 0.2mm를 갖는 동선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법
- 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 NFC용 루프안테나 장치의 제조방법에 따라 제조되는 NFC용 루프안테나 장치에 있어서,
중심부를 기준으로 내측에 사각나선패턴형상으로 형성되어 외부에서 입사된 자계를 저장하는 제 1 루프안테나, 및 상기 제 1 루프안테나와 동일한 형상을 가지며 상기 제 1 루프안테나의 주위에 일정간격으로 형성되어 상기 제 1 루프안테나와 인덕티브 커플링방식으로 결합하는 제 2 루프안테나를 포함하는 NFC용 루프안테나와;
상기 NFC용 루프안테나를 구성하는 베이스필름의 일측단부와 접속단자를 일체형으로 접착하여 커버하도록 상기 NFC용 루프안테나의 일측면상 단자부 부위에 적층되는 단자보호필름; 및
상기 NFC용 루프안테나의 타측면상에 양면접착제를 이용하여 부착되는 전자파흡수체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC용 루프안테나 장치
- 청구항 6에 있어서, 상기 NFC용 루프안테나는,
14.2MHz ~ 15MHz 주파수대역에서 동작하는 것을 특징으로 하는 NFC용 루프안테나 장치
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| KR1020110113757A KR101244193B1 (ko) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Ｎｆｃ용 루프안테나 장치의 제조방법 및 그에 따른 ｎｆｃ용 루프안테나 장치 |
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