KR101246576B1 - Ｎｆｃ 안테나 모듈 - Google Patents

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Abstract

메탈 플레이트를 방사체 패턴의 루프 패턴만을 덮는 구조로 형성된 NFC 안테나 모듈이 제시된다. 제시된 NFC 안테나 모듈은, 내부 단자 및 루프 패턴을 포함하여 구성되는 방사체 패턴; 및 중앙부에 슬롯이 형성되고, 루프 패턴의 하부에 루프 패턴을 덮도록 형성되는 메탈 플레이트를 포함한다.

Description

ＮＦＣ 안테나 모듈{A NFC antenna module}
본 발명은 NFC 안테나 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대용 단말의 인쇄회로기판과 NFC 안테나의 연결이 용이한 구조를 갖는 NFC 안테나 모듈에 관한 것이다.
NFC는 전자태그의 하나로 대략 13.56㎒ 정도의 대역을 사용하는 비접촉식 방식으로 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술을 말한다. NFC는 결제뿐만 아니라 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.
최근에는 타블렛, 스마트폰 등의 휴대용 단말의 시장이 급속이 확대되고 있다. 휴대용 단말은 근거리 통신(즉, NFC)을 이용하여 단말 간의 정보 교환, 결제, 티켓 예매, 검색 등의 기능을 포함하는 추세에 있다. 그에 따라, 근거리 통신 방식에 사용되는 NFC 안테나 모듈의 수요가 증가하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 NFC 안테나 모듈(30)은 메탈 플레이트(10; 예를 들면, 페라이트 시트)와 메탈 플레이트(10)의 상부에 적층되는 방사체 패턴(20)으로 구성된다. 메탈 플레이트(10)는 휴대용 단말의 인쇄회로기판(미도시)과 방사체 패턴(20) 사이의 전파 간섭을 차단하여 안테나 특성의 저하를 방지한다. 이때, 종래의 NFC 안테나 모듈(30)은 메탈 플레이트(10)가 방사체 패턴(20)의 내부를 모두 덮는 구조로 형성된다.
하지만, 방사체 패턴(20)의 내부 단자(22)는 루프 형태로 형성된 방사체 패턴(20)의 내부(안쪽)에 위치하기 때문에 메탈 플레이트(10)를 부착한 상태에서 내부 단자(22)를 휴대용 단말(50)의 인쇄회로기판 방향으로 노출시키는데 있어 구조적인 문제가 발생한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 방사체 패턴(20)의 내부 단자(22)가 루프의 내부(안쪽)에 위치하면 방사체 패턴(20)의 외부 단자(24)는 인쇄회로기판과 쉽게 연결할 수 있지만, 메탈 플레이트(10)가 방사체 패턴(20)의 내부 단자(22)까지 덮는 형태이기 때문에 내부 단자(22)를 인쇄회로기판(미도시)에 연결하기 위해서는 별도의 연결 부재(40; 예를 들면, 전선)를 사용해야하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 그 목적은 메탈 플레이트를 방사체 패턴의 루프 패턴만을 덮는 구조로 형성된 NFC 안테나 모듈을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈은, 내부 단자 및 루프 패턴을 포함하여 구성되는 방사체 패턴; 및 중앙부에 슬롯이 형성되고, 루프 패턴의 하부에 루프 패턴을 덮도록 형성되는 메탈 플레이트를 포함한다.
또는, 휴대용 단말의 인쇄회로기판과 연결되는 내부 단자 및 외부 단자; 일측이 내부 단자와 연결되고 타측이 외부 단자에 연결되고, 중심부에 슬롯이 형성된 루프 형상의 방사체로 형성되는 루프 패턴; 및 중앙부에 슬롯이 형성되고, 루프 패턴의 하부에서 루프 패턴을 덮도록 형성되는 메탈 플레이트를 포함한다.
루프 패턴의 슬롯은 'ㅁ' 형상으로 형성된다.
메탈 플레이트의 슬롯은 'ㅁ' 형상으로 형성된다.
메탈 플레이트는 복수의 분할 시트를 모아 붙여 형성된다.
분할 시트는 10㎜×10㎜ 이하의 크기로 형성된다.
메탈 플레이트는 페라이트 시트로 구성된다.
본 발명에 따른 NFC 안테나 모듈은 메탈 플레이트를 방사체 패턴의 루프 패턴만을 덮는 구조로 형성함으로써, 안테나의 성능 저하를 최소화하면서 휴대용 단말의 인쇄회로기판과 NFC 안테나를 쉽게 연결할 수 있는 효과가 있다.
또한, NFC 안테나 모듈은 메탈 플레이트를 방사체 패턴의 루프 패턴만을 덮는 구조로 형성함으로써, NFC 안테나 모듈의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 NFC 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 3의 메탈 플레이트를 설명하기 위한 도면.
도 5 내지 도 7은 도 3의 방사체 패턴을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈의 성능을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 3의 메탈 플레이트를 설명하기 위한 도면이고, 도 5 내지 도 7은 도 3의 방사체 패턴을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈은 FPCB 안테나(즉, 본 발명의 방사체 패턴)의 루프 패턴에만 메탈 플레이트(즉, 페라이트 시트)를 부착하여 단면 안테나 적용시, 루프 패턴 안쪽 안테나 단자(즉, 본 발명의 내부 단자)와 휴대용 단말의 메인기판(즉, 본 발명의 인쇄회로기판)과의 연결을 수월하게 하는 것을 특징으로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, NFC 안테나 모듈(100)은 휴대용 단말(200)의 하우징(220)과 하우징 커버(240) 사이에 실장된다. 이때, NFC 안테나 모듈(100)은 방사체 패턴(120) 및 메탈 플레이트(140)로 구성된다.
방사체 패턴(120)은 NFC 주파수 대역에 공진하는 안테나 역할을 수행한다. 즉, 방사체 패턴(120)은 연성회로기판(FPCB)으로 형성되어 대략 13.56㎒ 정도의 대역에 공진하는 안테나 역할을 수행한다.
이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 방사체 패턴(120)은 루프 패턴(124), 내부 단자(122), 외부 단자(126)를 포함하여 구성된다.
루프 패턴(124)은 중앙부에 슬롯이 형성된다. 루프 패턴(124)은 슬롯을 중심으로 방사체가 소정 간격을 이격되어 복수 회 감겨진 대략 사각형 루프 형상의 코일로 형성된다. 예를 들면, 루프 패턴(124)은 중앙부에 슬롯이 형성된 'ㅁ' 형상으로 형성된다.
물론, 휴대용 단말(200)의 하우징(220) 형상에 따라 "ㅇ" 형상 등으로 형성될 수도 있다. 이때, 루프 패턴(124)은 일단부가 내부 단자(122)와 연결되고, 타단부가 외부 단자(126)와 연결된다. 루프 패턴(124)은 내부 단자(122) 및 외부 단자(126)를 통해 휴대용 단말(200)의 인쇄회로기판과 연결된다.
메탈 플레이트(140)는 페라이트 재질로 형성되며, 방사체 패턴(120)의 슬롯을 제외한 부부만을 덮도록 형성된다. 즉, 메탈 플레이트(140)는 페라이트 시트로 구성되어 루프 패턴(124)의 하부만을 덮도록 형성된다.
이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 메탈 플레이트(140)는 중앙부에 슬롯(142)이 형성된다. 여기서, 메탈 플레이트(140)의 슬롯(142)은 루프 패턴(124)의 형상에 따라 다양한 형상의 슬롯(142)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 루프 패턴(124)에 'ㅁ' 형상의 슬롯이 형성되면, 메탈 플레이트(140)의 슬롯(142)이 'ㅁ' 형상으로 형성된다.
메탈 플레이트(140)는 복수의 분할 시트를 모아 붙여 형성된다. 여기서, 메탈 플레이트(140)에 사용되는 분할 시트는 하프 컷이 형성된 그린 시트를 소정 크기로 절단한 시트이다.
즉, 하프 컷이 형성된 그린 시트를 설정크기(예를 들면, NFC 안테나용 메탈 플레이트(140; 또는, 시트)의 크기)보다 작은 크기로 절단하여 복수의 분할 시트를 생성하고, 생성된 복수의 분할 시트를 모아 붙여 설정크기의 메탈 플레이트(140)를 형성한다.
이때, 메탈 플레이트(140)는 대략 10㎜×10㎜ 이하의 크기로 형성된 분할 시트를 이용하여 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, NFC 안테나 모듈(100)은 하우징(220)에 외부에 실장된다. 이때, NFC 안테나 모듈(100)은 중심부에 슬롯이 형성된 메탈 플레이트(140)의 상부에 방사체 패턴(120)을 적층되는 구조를 갖는다. 이때, 'A'를 기준으로 한 절단면을 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이, 방사체 패턴(120)의 내부 전극(124)이 인쇄회로기판 방향(즉, 하우징(220)의 내부로 향하는 방향)으로 노출된다. 그에 따라, NFC 안테나 모듈(100)과 휴대용 단말(200)의 인쇄회로기판 연결을 쉽게 할 수 있다.
이처럼, NFC 안테나 모듈(100)은 메탈 플레이트(140)를 방사체 패턴(120)의 루프 패턴(124)만을 덮는 구조로 형성함으로써, 안테나의 성능 저하를 최소화하면서 휴대용 단말(200)의 인쇄회로기판과 NFC 안테나를 쉽게 연결할 수 있는 효과가 있다. 또한, NFC 안테나 모듈(100)은 메탈 플레이트(140)를 방사체 패턴(120)의 루프 패턴(124)만을 덮는 구조로 형성함으로써, NFC 안테나 모듈(100)의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈의 성능을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 메탈 플레이트(140)가 방사체 패턴(120)의 내부 단자(122)까지 덮는 종래의 NFC 안테나 모듈(100)의 경우, 리더 모드 인식거리가 대략 33㎜ 정도이고, 태그 모드 인식거리가 대략 33㎜ 정도임을 알 수 있다.
한편, 메탈 플레이트(140)가 방사체 패턴(120)의 루프 패턴(124)만 덮는 본 발명의 NFC 안테나 모듈(100)의 경우, 리더 모드 인식거리가 대략 32㎜ 정도이고, 태그 모드 인식거리가 대략 30㎜ 정도임을 알 수 있다.
이를 통해, 메탈 플레이트(140)의 중앙부에 슬롯(142)을 형성하여 방사체 패턴(120)의 루프 패턴(124)만을 덮도록 형성하여도 종래의 NFC 안테나 모듈(100)과 유사한 안테나 성능은 유지함을 확인할 수 있다. 즉, 방사체 패턴(120)의 슬롯을 메탈 플레이트(140)로 덮지 않아도 유사한 안테나 성능을 유지함을 알 수 있다.
따라서, 안테나의 성능 저하를 최소화하면서 휴대용 단말(200)의 인쇄회로기판과 NFC 안테나를 쉽게 연결할 수 있으며, 메탈 플레이트(140) 사용 면적을 최소화하여 NFC 안테나 모듈(100)의 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: NFC 안테나 모듈 120: 방사체 패턴
122: 내부 단자 124: 루프 패턴
126: 외부 단자 140: 메탈 플레이트
142: 슬롯 200: 휴대용 단말
220: 하우징 240: 하우징 커버

Claims (7)

  1. 내부 단자 및 루프 패턴을 포함하여 구성되는 방사체 패턴; 및
    중앙부에 슬롯이 형성되고, 상기 루프 패턴의 하부에 상기 루프 패턴을 덮도록 형성되는 메탈 플레이트를 포함하되,
    상기 메탈 플레이트는 복수의 분할 시트를 모아 붙여 형성되는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  2. 휴대용 단말의 인쇄회로기판과 연결되는 내부 단자 및 외부 단자;
    일측이 상기 내부 단자와 연결되고 타측이 상기 외부 단자에 연결되고, 중심부에 슬롯이 형성된 루프 형상의 방사체로 형성되는 루프 패턴; 및
    중앙부에 슬롯이 형성되고, 상기 루프 패턴의 하부에서 상기 루프 패턴을 덮도록 형성되는 메탈 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 루프 패턴의 슬롯은 'ㅁ' 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 메탈 플레이트의 슬롯은 'ㅁ' 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 메탈 플레이트는 복수의 분할 시트를 모아 붙여 형성되는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 분할 시트는 10㎜×10㎜ 이하의 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 메탈 플레이트는 페라이트 시트로 구성되는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
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