KR101345698B1 - 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 제조 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명에 따르면, 기 설정된 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 보빈에 권취하고 코일이 권취된 보빈을 납땜 공정으로 회로 기판에 고정 설치하는 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 제조 방법을 제공함에 따라, 기존의 가로(L=11.8mm), 세로(W=3.4mm), 및 높이(T=2.4mm) 의 안테나의 사이즈가 가로(길이(L)=1.0mm), 세로(폭(W)=2.0mm), 및 높이(두께(T)=1.3mm) 이하로 감소된다. 따라서, 동일한 코일 권선 및 소정치 이하의 지름을 가지는 코일에 대해 안테나 코일부의 전체 사이즈를 근본적으로 줄여 차량용 무선 송수신기를 소형화할 수 있게 된다.

Description

카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 제조 방법{METHOD FOR PRODUCTING ANTENNA OF CARD TYPE SMART KEY USING VEHICLE}

본 발명은 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 X축, Y축으로 수신되는 신호들을 수신하는 안테나 코일부의 크기 및 높이를 최소로 줄일 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

일반적인 무선 송수신기는 휴대용 단말로써, 차량 내부에 설치되는 이모빌라이저와의 근거리 통신을 통해 운전자와 차량에 대한 인증을 실행하고 인증 결과를 토대로 인증된 운전자가 기 설정된 적정 거리 내에 존재하는 경우 차량 도어 잠금 등을 포함하는 다수의 전장품의 구동을 단속하게 된다.

그러나, 운전자가 차량에서 적정 거리를 벗어날 경우, 차량의 도난방지, 파손방지, 자동 잠금 해제 등 다수의 전장품의 구동 단속을 위해 인증 절차를 거치게 된다.

또한, 무선 송수신기는 인증된 운전자가 차량 내에 위치한 후 차량 내에 설치된 별도의 엔진 시동 버튼을 선택한 경우 엔진 시동을 하게 된다.

이러한 무선 송수신기는 통상적으로 회로기판과 전원을 공급하는 배터리, 비상 상황에 엔진 시동을 위한 비상 키 및 전자 부품이 매설되는 회로기판을 포함한다.

즉, 종래의 차량용 무선 송신기는 전자부품이 실장된 회로기판을 성형 다이내에 위치시키고, 에폭 시 계열의 열경화성 수지 물질로 성형하여 실장된 회로기판을 밀봉한다.

이때 LF 통신으로 통해 차량으로부터 송출된 데이터를 수신하기 위해, 통상 X, Y, 및 Z 축 방향의 안테나가 각각 형성되어 있으며 이러한 X, Y, 및 Z 축 방향의 각각의 안테나는 통상 코일로 이루어져 있다. 즉, 안테나는 도 1에 도시된 바와 같이, 보빈에 코일이 권취한 후 보빈(1)을 커버 내에 삽입한 후 커버(5)를 납땜 공정으로 회로 기판에 장착하는 구성을 갖는다.

따라서, 이러한 통상의 안테나는 가로(L), 세로(W) 및 높이(T)가 각각 11.8, 3.4, 2.75 mm 이상으로 크기를 가진다.

결국 안테나의 장착 공간을 고려하여 카드형 차량 무선 송수신기에 대한 전체 사이즈가 크고 두께가 높아지고, 본체의 내장 실장 시 타 부품과의 간섭 때문에 원하는 만큼의 LF 신호의 수신 감도를 얻을 수 없었다.

이러한 안테나는 더욱이 휴대가 간편한 차량용 무선 송수기를 원하는 소비자의 요구에 맞추어 기존의 안테나가 실장되는 차량용 무선 송수신기의 소형화를 가로막는 원인되기도 하였다. 또한, 사용자는 상기와 같은 이유로 종래의 카드형 차량 무선 송수신기의 휴대가 매우 불편하고, 제품을 다양하게 디자인하는데 제한적 요소로 발생되었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 기 설정된 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 보빈에 권취하고 코일이 권취된 보빈을 납땜 공정으로 회로 기판에 직접 고정 설치하는 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 제조 방법을 제공함에 따라, 안테나 코일부의 전체 사이즈를 근본적으로 줄여 차량용 무선 송수신기를 소형화할 수 있게 된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 제조 방법은,
카드형 차량용 무선 송수신기의 안테나 제조 방법에 있어서,
X 및 Y축 방향으로 LF 통신을 통해 차량으로부터 전송된 데이터를 수신하는 안테나 코일부를 형성하는 단계와,
금속성 동박층을 기 설정된 패턴으로 에칭하여 Z 방향으로 데이터를 송수신하는 안테나 패턴부를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 안테나 코일부를 형성하는 단계는

기 설정된 소정치의 지름을 가지는 코일로 안테나 코일부를 제작하고 제작된 안테나 코일부의 사이즈의 줄어드는 정도를 모니터링하고 모니터링 결과를 토대로 결정된 상기 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 봉형(棒形)의 자성 재료로 형성된 코어(core)가 삽입되는 관통공을 가진 보빈(bobbin)에 권취(捲取)하는 단계와,

상기 보빈으로부터 상기 코어의 길이 방향을 따라 연장되어 상기 보빈에 고정되는 연결부를 고정 형성한 후 코일의 일측 단자와 연결부를 납땜으로 연결하는 단계와,

상기 코일이 권취된 보빈의 저면과 연결부의 저면을 납땜 공정으로 회로 기판에 소정 위치에 고정 설치하고 코일의 일측 단자를 연결부를 통해 회로 기판에 전기적으로 접속시키는 단계와,

상기 회로 기판의 소정 위치에 납땜 공정에 의해 캐패시터를 접속하여 상기 캐패시터와 코일이 전기적으로 접속되어 공진 회로를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카드형 차량 무선 송수기의 안테나 제조 방법은, 기 설정된 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 보빈에 권취하고 코일이 권취된 보빈을 납땜 공정으로 회로 기판에 직접 고정 설치함에 따라 안테나의 커버가 제거되고 기 설정된 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 권선함에 따라 동일한 코일 권선수 및 소정치 이하의 지름을 가지는 코일에 대해 안테나 코일부의 전체 사이즈를 근본적으로 줄여 차량용 무선 송수신기를 소형화할 수 있는 효과를 얻는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일반적인 안테나의 구성을 보인 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 카드형 차량용 무선 송수신기의 구성을 보인 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 카드형 차량용 무선 송수신기의 안테나의 구성을 보인 사시도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 카드형 차량용 안테나의 제조 과정을 보인 흐름도이다.
도 5는 도 1에 도시된 안테나 사이즈를 보인 도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명이 적용되는 카드형 차량용 무선 송수신기의 구성을 보인 도면이다. 본 발명이 적용되는 카드형 차량용 무선 송수신기에는 도 2에 도시된 바와 같이, LF 통신을 통해 차량으로부터 전송된 데이터를 수신하도록, X 및 Y 축 방향으로 차량과의 데이터 통신하기 위해 보빈에 코일을 감고 코일의 출력단과 입력단은 회로 기판의 전기적 접속을 통해 (MCU: Micro Control Unit)의 해당 핀에 접속되는 안테나 코일부(10)를 형성한다.

도 3는 도 2에 도시된 안테나 코일부(10)의 구성을 상세하게 보인 단면도이다. 도3에 도시된 바와 같이 본 발명이 적용되는 카드형 차량용 안테나 코일부는, 봉형의 자성 재료로 형성된 코어(11)가 삽입되는 관통공(13)을 가지는 보빈(15)과, 상기 보빈(15)에 권취되는 코일(21)과, 보빈(15)의 일측면에 연장하여 형성되고 상기 보빈에 권선된 코일(21)의 일측 단자를 상기 회로 기판에 고정시키는 연결부(31)를 포함한다.

상기 코어(11)는 니켈 아연 페라이트, 망간 아연 페라이트 등의 자성 재로로 형성되고, 그 형상은 봉형으로 이루어진다. 상기 코어(11)는 보빈(15)의 관통공(13)과 동일한 형상을 가지며, 코어(11)가 관통공(13)에 삽입될 때 슬라이드 이동 가능하도록 구비된다.

한편, 상기 보빈(15)은 절연성 재질의 직육면체의 외형을 갖춘다. 그리고, 상기 본체의 서로 대향하는 한쌍의 면의 각 엣지에는 플랜지를 형성되며, 그외의 4면에 코일(21)이 권취된다.

상기 코일(21)에 권취된 안테나 코일부의 사이즈는 길이는 도 5에 도시된 바와 같이, 8.4mm 이상 11.0mm 이하, 폭이 2.0± 0.03 mm, 및 두께가 1.3 mm 로 설정된다.

즉, 상기 안테나 코일부의 사이즈는 코일(21)의 지름 및 보빈(15) 사이즈로부터 도출되며, 이때 코일의 코일의 권선수는 기존의 권선수와 동일하게 설정된다.

또한, 상기 코일(21)의 지름은, 상기 코일의 지름에 대응되어 기 설정된 관계식을 토대로 도출되고, 상기 보빈(15) 사이즈는 보빈 사이즈에 대응되어 기 설정된 관계식을 토대로 도출된다.

예를 들어, 기존의 코일의 지름 보다 작은 소정치의 지름을 가지는 코일로 안테나 코일부를 제작하여 전체 안테나 코일부의 사이즈가 줄어드는 정도를 모니터링하고, 모니터링 결과를 토대로 안테나 코일부의 코일의 지름을 결정한다.
그리고 결정된 상기 소정치 이하의 지름을 가지는 코일이 권취된 안테나 코일부의 사이즈는 길이가 8.4mm 이상 11.0mm 이하, 폭이 2.0± 0.03 mm, 및 두께가 1.3 mm 로 설정된다.

또한, 상기 보빈(15)의 직육면체 형상의 길이 방향에 따라 관통공(13)에 형성되고, 상기 관통공(13)은 도전성 재료로 이루어지는 코어(11)가 삽입된다.

그리고, 상기 보빈(15)의 장척 방향의 일단부에는 2개의 연결부(31)인 2개의 단자가 고정된다. 상기 2개의 단자는 코일(21)로부터 강철, 알루미늄 등과 같은 금속성 강성 부재로 이루어지며, 이 단자의 일측은 남땜 등에 의해 코일에 접속되고 이 단자의 타측은 납땜 공정에 의해 회로 기판(51)에 직접 접속된다.

본 발명의 실시 예에서는 코일과 단자가 연결되어 회로 기판에 설치되는 것으로 설명하고 있으나, 코일의 일측은 남땜 공정으로 바로 회로 기판에 접속할 수도 있다.

상기 코일(21)의 일측 단자는 연결부(31)의 단자를 통해 캐패시터(61)가 설치된다. 상기 캐패시터(61)는 코일(21)과 연결부의 2개의 단자 중 하나의 단자에 납땜으로 회로 기판(51)에 직접 설치되며, 따라서, 상기 코일(21) 및 캐패시터(61)는 회로 기판(51)에 의해 전기적으로 접속되어 공진 회로가 형성된다.

이러한 안테나 코일에서, 코일(21)과 캐패시터(61)로 이루어지는 공진 회로(共振回路)의 공진 주파수 등의 특성에 따라 차량의 이모빌라이저와의 수신 감도가 결정된다.

도 4은 도 2에 도시된 카드형 차량용 무선 송수신기의 안테나 코일부 제조 과정을 일실시 예로 나타내는 도면이다. 도 3에 단지 예로써 도시된 바와 같이 카드형 차량용 무선 송수신기는 우선, 단계(101)에서 회로 기판의 일면에 차량과의 데이터 통신을 실행하기 위한 통신 관련 부품과 차량으로부터 수신된 데이터에 응답하여 인증 데이터를 전송하는 인증 관련 부품(MCU: Micro Control Unit)을 포함하는 부품을 매설된 후 단계(103)로 진행한다.

상기 회로 기판(11)에 매설되는 통신 관련 부품 중 하나는, 도 4에 도시된 바와 같이, 보빈에 코일에 감겨진 X, Y 축 방향으로 차량과 데이터 통신하는 안테나 코일부(10)와, 상기 회로 기판(11)의 금속성 동박층을 기 설정된 패턴으로 에칭하여 Z축 방향으로 차량과 데이터를 송수신하는 안테나 패턴부(100)를 포함한다.

여기서, 상기 안테나 코일부(10)는 X축 및 Y축 방향으로 차량과의 데이터 통신을 실행하도록 구비되며, 상기 안테나 코일부(10)는 보빈(15)에 코일(21)을 감아 이루어진 것으로 각각의 안테나 코일부(10)는 X축 및 Y축 방향으로 서로 직교각을 가지도록 상기 회로 기판(51)에 설치된다.

여기서, 상기 안테나 코일부(10)는 상기 코일(21)의 출력단과 입력단은 회로 기판(51)의 소정 위치에 매설된 (MCU: Micro Control Unit)의 해당핀에 접속되고, 전원은 상기 MCU의 다른 해당 핀으로 입력되도록 구비된다.

이하 안테나 코일부(10) 및 인증 관련 부품을 회로 기판(51)에 매설하는 일련의 공정(101)을 보다 구체적으로 설명한다.

봉형(棒形)의 자성 재료로 형성된 코어(11)는 관통공(13)을 통해 삽입되고 삽입되는 관통공(13)을 가진 보빈(15)에 기 설정된 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 권취(捲取)하고(단계 101a, 101b)

상기 보빈(15)으로부터 상기 코어의 길이 방향을 따라 연장되어 상기 보빈에 고정되는 연결부(31) 및 보빈(15)의 일측은 회로 기판(51)의 소정 위치에 고정 설치된 후 코일의 일측은 연결부를 통해 회로 기판에 전기적으로 접속된다(단계 101c, 101d).

그리고, 상기 회로 기판(51)의 소정 위치에는 캐패시터(61)를 매설한 후 코일(21)의 일측 단자와 전기적으로 접속되어 공진 회로가 형성된다(단계 101e).

이어 상기 단계(103)에서, 상기 회로 기판(51)의 일면에 설치되고 상기 회로 기판(51)에 연결된 베터리 단자를 포함하는 베터리 수납부재와 상기 회로 기판(51)의 타면에 설치되고 남땜 공정으로 비상키 수납부재를 형성한다.

여기서, 상기 베터리 수납 부재는 상기 베터리 수납 홈에 베터리가 수납될 때 상기 베터리 단자 사이에 전류가 흐르게 되고, 이러한 전류의 흐름은 회로 기판(51)에 전달되도록 전기적으로 접속된다.

그리고, 상기 비상키 수납 부재는 회로 기판(51)의 소정 위치에 남땜 공정을 통해 고정되도록 구비된다.

이러한 상기 단계(101) 및 단계(103)를 통해 상기 회로 기판(51) 및 베터리 수납 부재 및 비상키 수납 부재가 형성되면, 단계(105)로 진행한다.

상기 단계(105)에서, 상기 비상키 수납 부재 및 베터리 수납 부재의 내부 각각에 인서팅 블록을 삽입한 후 상기 베터리 수납 부재 및 비상키 수납 부재 및 상기 회로 기판(51)의 상하면 각각에 기 패턴된 성형 다이를 설치하여 회로 기판(51)의 상면과 후면 각각에 성형 다이와의 공간층인 캐비티를 형성하도록 구비된다.

이어 단계(107)에서, 에폭시 계열의 수지를 고온 및 고압의 프레스 공정으로 캐비티 내로 충진하여 무선 송수기의 좌우 상하면을 밀봉하기 위한 수지 케이스를 형성하도록 구비된다.

그리고, 상기 단계(107)의 실행 후, 상기 성형 다이로부터 상기 인서팅 블록을 제거한 후 수지 케이스를 완전 경화시키는 단계(109)로 진행한다.

상기 단계(109)에서, 인서팅 블록의 온도와 수지 케이스의 온도차를 형성하여 열수축에 의해 인서팅 블록을 수지 케이스로부터 제거한 후 상기 수지 케이스를 기 실정된 고온(오븐)에서 기 설정된 소정 시간 동안 유지하여 수지 케이스를 완전 경화시킨다.

이어 상기 단계(111)에서 양면 테이프를 이용하여 로그 시트 및 데코레이션 시트를 부착한다.

이러한 구성에 의하면, 플렉시블한 필름의 전면에 접착재를 도포한 후 금속성 동박을 융착 처리하여 적층된 회로 기판(51)은 단계(101)를 통해 차량 간의 데이터 통신을 실행하는 관련 부품을 실장하고 보빈(15)에 코일(21)에 감겨진 X, Y 축 방향으로 차량과 데이터 통신하는 안테나 코일부(10)를 소정 위치에 실장되며, 상기 회로 기판(51)의 금속성 동박층을 기 설정된 패턴으로 에칭하여 Z축 방향으로 차량과 데이터를 송수신하는 안테나 패턴부(100)를 형성된다.

그리고, 상기 회로 기판(51)에는 상기 회로 기판(51)에 의해 전기적으로 접속되는 베터리 수납홈을 가지는 베터리 수납부재를 설치하고, 비상키를 수납하는 비상키 수납홈를 가지는 비상키 수납부재를 각각 형성된다(단계 103).

즉, 베터리 수납부재에 베터리가 수납되고, 비상키 수납부재에는 비상키가 수납되며, 상기 베터리 단자는 회로 기판(11)의 전도층과 접속된다.

따라서, 상기 베터리 전원은 회로 기판(11)의 통신 관련 부품, 안테나 코일부(10)에 공급및 안테나 패턴부(100)에 제공되어 통신 관련 부품, 안테나 코일부(10) 및 안테나 패턴부(100)가 구동된다. 따라서, 안테나 코일부(10)의 코일(21) 및 캐패시터(61) 간의 공진 회로가 형성되어 X, Y 축 방향으로 차량과 데이터 통신한다.

그리고, 상기 안테나 코일부(10) 및 안테나 패턴부(100)를 통해 수신된 데이터에 응답하여 회로 기판(51)의 인증 관련 부품은 기 저장된 인증 데이터를 상기 안테나를 통해 전송하고, 전송된 데이터는 차량에서 수신된다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 기 설정된 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 보빈에 권취하고 코일이 권취된 보빈을 납땜 공정으로 회로 기판에 고정 설치하는 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 제조 방법을 제공함에 따라, 안테나의 커버가 제거되고 기 설정된 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 권선함에 따라, 기존의 가로(L=11.8mm), 세로(W=3.4mm), 및 높이(T=2.4mm) 의 안테나의 사이즈가 가로(길이(L)=11.0mm), 세로(폭(W)=2.0mm), 및 높이(두께(T)=1.3mm) 이하로 감소한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나에 의하면, 동일한 코일 권선수에 대해 안테나의 전체 사이즈를 근본적으로 줄여 차량용 무선 송수신기를 소형화할 수 있게 된다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

기 설정된 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 보빈에 권취하고 코일이 권취된 보빈을 납땜 공정으로 회로 기판에 직접 고정 설치함에 따라 기존의 안테나의 커버가 제거되고 기 설정된 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 권선함에 따라 동일한 코일 권선수 및 소정치 이하의 지름에 대해 안테나 코일부의 전체 사이즈를 근본적으로 줄여 차량용 무선 송수신기를 소형화할 수 있는 카드형 차량 무선 송수신기의 안테나 제조 방법을 적용할 경우, 차량의 차량 무선 송수신기에 대한 소형화 측면에서 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 차량의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims (2)

1. 카드형 차량용 무선 송수신기의 안테나 제조 방법에 있어서,
   X 및 Y축 방향으로 LF 통신을 통해 차량으로부터 전송된 데이터를 수신하는 안테나 코일부를 형성하는 단계와,
   금속성 동박층을 기 설정된 패턴으로 에칭하여 Z 방향으로 데이터를 송수신하는 안테나 패턴부를 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 안테나 코일부를 형성하는 단계는
   기 설정된 소정치의 지름을 가지는 코일로 안테나 코일부를 제작하고 제작된 안테나 코일부의 사이즈의 줄어드는 정도를 모니터링하고 모니터링 결과를 토대로 결정된 상기 소정치 이하의 지름을 가지는 코일을 봉형(棒形)의 자성 재료로 형성된 코어(core)가 삽입되는 관통공을 가진 보빈(bobbin)에 권취(捲取)하는 단계와,
   상기 보빈으로부터 상기 코어의 길이 방향을 따라 연장되어 상기 보빈에 고정되는 연결부를 고정 형성한 후 코일의 일측 단자와 연결부를 납땜으로 연결하는 단계와,
   상기 코일이 권취된 보빈의 저면과 연결부의 저면을 납땜 공정으로 회로 기판에 소정 위치에 고정 설치하고 코일의 일측 단자를 연결부를 통해 회로 기판에 전기적으로 접속시키는 단계와,
   상기 회로 기판의 소정 위치에 납땜 공정에 의해 캐패시터를 접속하여 상기 캐패시터와 코일이 전기적으로 접속되어 공진 회로를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카드형 차량용 무선 송수신기 안테나 제조 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 안테나 코일부의 사이즈는,
   길이가 8.4mm 이상 11.0mm 이하, 폭이 2.0± 0.03 mm, 및 두께가 1.3 mm 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 카드형 차량용 무선 송수신기의 안테나 제조 방법.

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