KR101341580B1 - 인서트 안테나 및 인서트 안테나의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

두께가 얇고 사출공정시 온도변화에 따른 변형 및 불량 발생의 가능성이 낮은 인서트 안테나 및 이러한 인서트 안테나의 제조방법이 제시된다. 본 발명의 일 양상에 따른 인서트 안테나는, 안테나 패턴에 대응되는 관통라인을 가지는 프레임부, 프레임부의 관통라인을 따라 형성되는 패턴부, 및 패턴부의 표면에 형성되는 도금층을 포함할 수 있다.

Description

인서트 안테나 및 인서트 안테나의 제조방법{Insert antenna and method for manufacturing insert antenna}
휴대 단말의 케이스에 내장되는 인서트 안테나 및 이러한 인서트 안테나의 제조방법과 관련된다.
최근 정보화의 급속한 발달로 인해 휴대용 무선 통신 기기가 대량으로 보급되었다. 이러한 휴대용 무선 통신 기기는 단순한 통신 수단의 범주를 넘어 인터넷은 물론이고 신용카드, 전자화폐 등 요금 지불 수단으로써 기능하게 되었으며, 휴대용 무선 통신 기기의 부가적인 기능과 함께 소형화 및 경량화에 대한 요구가 끊임없이 증가하고 있는 추세이다.
휴대용 무선 통신 기기는 통신을 위해 안테나를 갖는다. 그리고 이 안테나는 그 특성상 평소에는 휴대용 무선 통신 기기의 내부에 장착되어 있다가 사용시에는 외부로 돌출되는 경우가 많다. 이러한 안테나의 외부 노출은 소형화 및 경량화 요구를 충족시키지 못하는 장애 요인이 되고 있다.
이에 따라, 사용시에도 안테나가 노출되지 않는 내장형 안테나가 등장하게 되었다. 내장형 안테나의 대표적인 예로는 인서트 안테나가 있다. 통상적으로, 인서트 안테나는 이중 사출 공정을 통해 휴대 단말 등의 케이스와 일체로 형성된다. 다시 말해, 첫 번째 사출 공정을 통해 인서트 안테나를 만들고, 만들어진 인서트 안테나를 케이스에 대응되는 금형에 넣고 두 번째 사출 공정을 통해 인서트 안테나가 내장된 휴대 단말의 케이스가 만들어진다.
이와 같은 이중 사출을 위해서는 첫 번째 사출 공정을 통해 만들어진 인서트 안테나의 두께가 얇을수록 케이스로의 두 번째 사출 공정이 손쉽게 이루어질 수 있다. 그러나 기존의 인서트 안테나 및 인서트 안테나의 제조 방법에 있어서는 그 두께를 1.0mm 미만으로 줄일 수가 없어서 이중 사출에 적합하지 않은 문제점이 있다.
두께가 얇고 사출공정시 온도변화에 따른 변형 및 불량 발생의 가능성이 낮은 인서트 안테나 및 이러한 인서트 안테나의 제조방법이 제시된다.
본 발명의 일 양상에 따른 인서트 안테나는, 안테나 패턴에 대응되는 관통라인을 가지는 프레임부, 프레임부의 관통라인을 따라 형성되는 패턴부, 및 패턴부의 표면에 형성되는 도금층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 인서트 안테나의 제조방법은, 하부 금형 및 제 1 상부 금형을 토대로, 안테나 패턴에 대응되는 관통라인을 갖는 프레임부를 포함하는 1차 사출물을 얻는 단계, 하부 금형 및 제 2 상부 금형을 토대로, 관통라인을 따라 패턴부를 형성하여 프레임부 및 패턴부를 포함하는 2차 사출물을 얻는 단계; 및 2차 사출물을 도금하여, 패턴부의 표면에 도금층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 인서트 안테나의 제조방법은, 안테나 패턴에 대응되는 관통라인이 형성되도록 하부 금형에서 관통라인에 대응되는 부분과 제 1 상부 금형에서 관통라인에 대응되는 부분을 서로 맞주 닿게 한 후에, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)를 주입하여 관통라인을 갖는 두께 0.5mm의 프레임부를 포함하는 1차 사출물을 얻는 단계, 관통라인을 따라 두께 0.5mm의 패턴부가 형성되도록 제 1 상부 금형과 상이한 제 2 상부 금형을 준비한 후에, 아크릴로나이트릴 부타디엔 스타일렌 공중합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer, ABS)를 관통라인을 따라 주입하여 프레임부 및 패턴부를 포함하는 2차 사출물을 얻는 단계, 및 패턴부의 상측 및 하측 표면을 포함하는 전표면에 도금층이 형성되도록 2차 사출물에 동도금 후 니켈도금을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 양상에 따라, 인서트 안테나란 이중 사출 공정에서의 중간 생산물(즉, 1차 사출에 의한 중간 생산물)가 될 수 있고, 인서트 안테나가 내장된 휴대 단말의 케이스는 최종 생산물(즉, 중간 생산물 및 2차 사출에 의한 최종 생산물)이 될 수 있다.
또한 인서트 안테나 역시 두 번의 사출 공정을 통해 만들어질 수 있는데, 본 명세서에서 사용된 용어 '1차 사출물' 및 '2차 사출물'은 중간 생산물, 즉 인서트 안테나의 일부 구성을 지칭하는 용어로 사용되었다.
또한 '관통라인'이란 '관통'과 '라인'의 용어의 정의상 길게 늘어지며 완전히 뚫린 구조를 지칭하는 것으로, '관통홀' 또는 '홈라인' 등과는 다른 개념임이 명백하다.
본 발명에 의하면, 관통라인을 따라서 안테나 패턴이 형성되기 때문에 인서트 안테나의 두께를 줄일 수가 있다. 또한 프레임부와 도금층 내부의 패턴부의 재질이 각각 PC 및 ABS로 이루어지기 때문에 사출공정에서의 온도변화에 따른 변형 및 불량 발생의 가능성을 낮출 수가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 인서트 안테나의 구조를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 인서트 안테나와 일반적인 인서트 안테나의 비교 결과를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 인서트 안테나의 제조 방법을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 인서트 안테나의 제조 방법과 일반적인 인서트 안테나의 제조 방법간의 비교 결과를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 예를 상세히 설명한다. 후술할 실시예들은 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 특정한 실시예에 한정되지 아니한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 안테나의 구조를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 인서트 안테나(100)는 이중사출을 통해 휴대 단말(예컨대, 스마트폰)의 케이스의 내측에 장착될 수 있다. 다시 말해, 인서트 안테나(100)를 금형에 놓고 수지를 주입하여 인서트 안테나(100)가 내부에 장착된 휴대 단말의 케이스를 사출 성형하는 것이 가능하다.
본 실시예에 따른 인서트 안테나(100)는 프레임부(110), 패턴부(120), 및 도금층(130)을 포함할 수 있다.
프레임부(110)는 소정의 관통라인(101)을 갖는다. 여기서 관통라인(101)이란 프레임부(110)의 상면에 대응되는 상측 개구부와, 프레임부(110)의 하면에 대응되는 하측 개구부와, 상측 개구부 및 하측 개구부의 사이의 공간부를 포함하는 열린 공간이 형성될 안테나 패턴의 형상 또는 모양에 따라 이어진 것을 의미할 수 있다. 따라서 관통라인(101)은 형성될 안테나 패턴의 형상 또는 모양과 실질적으로 동일할 수가 있다.
일 양상에 따라, 프레임부(110)는 휴대 단말의 케이스와 동일한 재질의 고분자 화합물(polymer)로 이루어질 수 있다. 예컨대, 프레임부(110)는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)로 형성될 수 있다.
프레임부(110)는 사출 성형을 통해 만들어질 수 있다. 예컨대, 프레임부(110)는 안테나 패턴에 대응되는 관통라인(101)이 형성되도록, 하부 금형의 관통라인(101)에 대응되는 부분과 제 1 상부 금형의 관통라인(101)에 대응되는 부분을 서로 맞주 닿게 한 후에, 폴리카보네이트를 금형에 주입 및 사출함으로써 두께 약 0.5mm~0.1mm로 제작될 수 있다.
패턴부(120)는 관통라인(101)을 따라 형성된다. 예컨대, 패턴부(120)는 프레임부(110)의 빈 공간, 즉 관통라인(101)에 채워진 프레임부(110)와 상이한 재질의 고분자 화합물이 될 수 있다.
일 양상에 따라, 프레임부(110)가 폴리카보네이트로 형성되는 경우, 패턴부(120)는 아크릴로나이트릴 부타디엔 스타일렌 공중합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer, ABS)로 형성되는 것이 가능하다.
추가적 양상에 따라, 패턴부(120)에는 패턴부(120)를 관통하는 비아홀이 형성될 수 있다.
프레임부(110) 및 패턴부(120)를 포함하는 사출물(140)은 관통라인(101)을 따라 패턴부(120)가 형성되도록 제 1 상부 금형과 상이한 제 2 상부 금형을 준비한 후에, 프레임부(110)를 제 2 상부 금형 밑에 놓고, 아크릴로나이트릴 부타디엔 스타일렌 공중합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer, ABS)를 관통라인(101)을 따라 주입 및 사출함으로써 두께 약 0.5mm~0.1mm로 제작될 수 있다.
도금층(130)은 패턴부(120)의 각 표면에 형성되는 전도성 물질이 될 수 있다. 예컨대, 도금층(130)은 패턴부(120)의 상측 표면 및 하측 표면을 포함하는 전표면에 형성되는 동도금 및/또는니켈도금층이 될 수 있다.
도금층(130)은 프레임부(110) 및 패턴부(120)를 포함하는 사출물(140)에 도금 공정을 적용하여 형성될 수 있다. 예컨대, 프레임부(110) 및 패턴부(120)를 포함하는 사출물(140)에 동도금을 한 후에 니켈도금을 하여 도금층(130)을 형성하는 것이 가능하다.
추가적 양상에 따라, 패턴부(120)에 비아홀이 형성되는 경우, 도금층(130)은 비아홀 내부의 패턴부(120) 표면에도 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 안테나의 구조와 종래의 인서트 안테나의 구조의 비교 결과를 도시한다.
도 2를 참조하면, (A)는 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 안테나를 도시하고, (B)는 일반적인 인서트 안테나의 구조를 도시한다. 도 2의 (A)에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 안테나의 경우, 프레임부(210)의 상면 및 하면이 완전히 이어져서 형성된 빈 공간인 관통라인에 패턴부(201)가 형성되고, 이 패턴부(201)에 전도성 물질이 도금되기 때문에, 패턴부(201)의 상면 및 하면을 포함하는 전면을 안테나 패턴으로 활용할 수 있다. 따라서 전체적인 두께를 0.5mm에 맞출 수가 있다.
이에 반해, 도 2의 (B)에 도시된 것과 같이, 일반적인 인서트 안테나의 경우, 프레임부(220)에 부분적인 홈이 파여져 있고 여기에 패턴부(202)가 형성되기 때문에, 패턴부(202)의 일면만 안테나 패턴으로 활용할 수가 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 안테나에 비해 상대적으로 그 두께가 2배에 이르게 됨을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 안테나의 제조 방법을 도시한다.
도 3을 참조하면, 먼저 (A)단계에서, 1차 사출물(301)을 얻는다. 예컨대, 하부 금형(320) 및 제 1 상부 금형(340)을 토대로, 안테나 패턴에 대응되는 관통라인(302)을 갖는 프레임부를 포함하는 1차 사출물(301)을 제조하는 것이 가능하다. 이때, 하부 금형(320)의 일정 부분과 제 1 상부 금형(340)의 일정 부분을 완전히 밀착시킨 후 사출 성형을 하여 관통라인(302)이 형성되도록 할 수 있다. 여기서 사출 성형을 위해 사용되는 플라스틱 수지로는 PC가 이용될 수 있다.
그리고 (B)단계에서, 1차 사출물(301)을 토대로 2차 사출물(304)을 얻는다. 예컨대, 하부 금형(320) 및 제 2 상부 금형(360)을 토대로, 관통라인(302)을 따라 패턴부(303)를 형성하여 2차 사출물(304)을 얻는 것이 가능하다. 여기서 사출 성형을 위해 사용되는 플라스틱 수지로는 ABS가 활용될 수 있다.
이어서 (C)단계에서, 2차 사출물(304)을 도금하여 패턴부(303)의 상측 표면과 하측 표면을 포함하는 모든 노출 부분에 도금층(305)을 형성한다. 예컨대, 2차 사출물(304)을 동도금을 한 후에 니켈도금을 하여 도금층(305)을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트 안테나의 제조 방법과 종래의 인서트 안테나의 제조 방법의 비교 결과를 도시한다.
도 4를 참조하면, 먼저 (A)단계에서, 본 실시예에 따른 방법(401)에 의하면, 하부 금형(320)과 상부 금형(340)이 사출물의 중앙부분(302)에서 맞닿기 때문에 전술한 관통라인이 형성될 수 있다. 이에 반해, 종래의 방법(402)의 경우, 사출물의 중앙부분(401)에서 하부 금형(420)과 상부 금형(440)이 맞닿지 아니하고 소정의 홈이 형성된다.
또한 (B)단계에서, 본 실시예에 따른 방법(401)에 따르면, 관통라인을 따라 패턴부(303)의 표면이 상측 및 하측에 모두 노출됨에 반해, 종래의 방법(402)의 경우, 패턴부(403)의 표면이 상측으로만 노출된다.
따라서 (C)단계에서, 본 실시예에 따른 방법(401)의 경우, 패턴부(303)의 상측 및 하측에 모두 도금층(305)이 형성되나, 종래의 방법(402)에 의하면, 패턴부(403)의 상측면에만 도금층(404)이 형성되는 것을 알 수 있다.
결과적으로, 본 실시예에 따른 방법(401)에 따라 만들어진 인서트 안테나는 안테나 패턴으로 사용되는 전도성 부분이 패턴부(303)의 상측면 및 하측면을 모두 포함하는 전표면에 형성되기 때문에, 상대적으로 종래의 방법(402)에 따라 만들어진 인서트 안테나에 비해 대략 2배의 길이효과를 볼 수가 있고, 따라서 전체적인 두께를 약 2배 감소시킬 수가 있다.
이상에서 살펴본 것과 같이, 개시된 실시예에 의하면 관통라인을 따라서 안테나 패턴이 형성되기 때문에 인서트 안테나의 두께를 줄일 수가 있다. 또한 프레임부와 도금층 내부의 패턴부의 재질이 각각 PC 및 ABS로 이루어지기 때문에 사출공정에서의 온도변화에 따른 변형 및 불량 발생의 가능성을 낮출 수가 있다.
110: 프레임부
120: 패턴부
130: 도금층
101: 관통라인

Claims (13)

  1. 안테나 패턴에 대응되는 관통라인을 가지는 프레임부;
    상기 프레임부의 관통라인을 따라 형성되는 패턴부; 및
    상기 패턴부의 표면에 형성되는 도금층; 을 포함하며,
    상기 관통라인은 상기 프레임부의 상면에 대응되는 상측 개구부와, 상기 프레임부의 하면에 대응되는 하측 개구부와, 상기 상측 개구부와 상기 하측 개구부의 사이의 공간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 관통라인은
    상기 안테나 패턴과 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임부는
    폴리카보네이트(polycarbonate, PC)로 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴부는
    아크릴로나이트릴 부타디엔 스타일렌 공중합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer, ABS)로 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 도금층은
    상기 패턴부의 상측 표면 및 하측 표면을 포함하는 전표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나.
  7. 하부 금형 및 제 1 상부 금형을 토대로, 안테나 패턴에 대응되는 관통라인을 갖는 프레임부를 포함하는 1차 사출물을 얻는 단계;
    상기 하부 금형 및 제 2 상부 금형을 토대로, 상기 관통라인을 따라 패턴부를 형성하여 상기 프레임부 및 상기 패턴부를 포함하는 2차 사출물을 얻는 단계;
    상기 2차 사출물을 도금하여, 상기 패턴부의 표면에 도금층을 형성하는 단계; 를 포함하는 인서트 안테나의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 1차 사출물을 얻는 단계는
    상기 하부 금형에서 상기 관통라인에 대응되는 부분과 상기 제 1 상부 금형에서 상기 관통라인에 대응되는 부분을 서로 마주 닿게 한 후에, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)를 주입하는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 2차 사출물을 얻는 단계는
    상기 관통라인에 아크릴로나이트릴 부타디엔 스타일렌 공중합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer, ABS)를 주입하는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 관통라인은
    상기 프레임부의 상면에 대응되는 상측 개구부와, 상기 프레임부의 하면에 대응되는 하측 개구부와, 상기 상측 개구부와 상기 하측 개구부의 사이의 공간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 관통라인은
    상기 안테나 패턴과 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나의 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 도금층은
    상기 패턴부의 상측 표면 및 하측 표면을 포함하는 전표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트 안테나의 제조방법.
  13. 안테나 패턴에 대응되는 관통라인이 형성되도록 하부 금형에서 상기 관통라인에 대응되는 부분과 제 1 상부 금형에서 상기 관통라인에 대응되는 부분을 서로 맞주 닿게 한 후에, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)를 주입하여 상기 관통라인을 갖는 두께 0.5mm의 프레임부를 포함하는 1차 사출물을 얻는 단계;
    상기 관통라인을 따라 두께 0.5mm의 패턴부가 형성되도록 상기 제 1 상부 금형과 상이한 제 2 상부 금형을 준비한 후에, 아크릴로나이트릴 부타디엔 스타일렌 공중합체(acrylonitrile butadiene styrene copolymer, ABS)를 상기 관통라인을 따라 주입하여 상기 프레임부 및 상기 패턴부를 포함하는 2차 사출물을 얻는 단계; 및
    상기 패턴부의 상측 및 하측 표면을 포함하는 전표면에 도금층이 형성되도록 상기 2차 사출물에 동도금 후 니켈도금을 수행하는 단계; 를 포함하는 인서트 안테나 제조방법.
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