KR101444905B1 - Nfc용 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근거리 무선통신을 위한 NFC용 안테나에 관한 것으로서, 절연필름의 일면에 NFC용 안테나회로를 형성시킨 안테나기판부; 상기 안테나기판부의 NFC용 안테나회로 및 배터리의 전극부와 연결 접속하기 위한 부분으로서, 연성회로기판의 양면에 도전(導電) 가능하게 연결 형성시킨 단자회로를 갖는 단자기판부; 상기 안테나기판부와 단자기판부의 사이에 위치되고, 안테나기판부와 단자기판부의 결합매개체로서의 역할을 담당함과 더불어 NFC용 안테나회로와 단자회로 간을 연결 및 도전(導電) 가능하게 하는 연결도전층; 상기 단자기판부의 일부 및 안테나기판부의 NFC용 안테나회로를 커버하도록 부착되며, 단말기에서 발생하는 와전류 손실을 방지함과 더불어 NFC용 안테나회로를 보호하는 커버레이 기능까지 담당하게 한 페라이트시트; 를 포함하는 것을 특징으로 하며, 제조공정의 간소화 및 사용 자재의 절감을 도모할 수 있어 제조시간 및 제조원가를 절감할 수 있고 NFC 안테나의 두께를 절감할 수 있으며 안테나효율을 높일 수 있는 NFC용 안테나에 관한 것이다.

Description

NFC용 안테나{ANTENNA FOR NEAR FIELD COMMUNICATION}

본 발명은 무선인식 기술을 이용한 NFC(Near Field Communication)용 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조 개선을 통해 제조공정의 간소화 및 사용 자재의 절감을 도모할 수 있도록 하며, 이를 통해 제조시간을 줄일 수 있고 제조원가를 절감할 수 있는 등 제조공정에 따른 개선효과를 구현할 수 있도록 하는 NFC용 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 무선인식 기술은 근거리 무선신호를 송수신하기 위한 무선인식(RFID) 안테나와 상기 무선인식 안테나에 연결되고 각종 필요 정보를 저장하고 있는 IC칩, 및 상기 무선인식 안테나와 해당 주파수를 통해 무선 통신하여 IC칩에 저장된 정보를 읽어내는 리더기를 포함하여 이루어지는 시스템으로서, 주파수 식별에 의한 무선통신을 통해 각종 데이터 및 신호를 주고받을 수 있는 비접촉방식의 전파식별 기술을 일컫는다.

이러한 무선인식 기술은 물류시스템에 사용되거나 교통카드 등에 적용되어 시행되고 있고, 그 보급 및 응용기술 또한 급속도로 확대되고 있는 추세인데, 최근 RFID 외에 무선인식 기술 중의 하나인 NFC(Near Field Communication) 기술이 주목받고 있다.

상기 NFC 기술은 다양한 무선통신단말기와 근거리 무선신호를 송수신할 수 있는 것으로서, 정보의 읽기뿐만 아니라 쓰기도 가능한 양방향 통신을 지원하는 기술이며, 스마트폰의 등장과 함께 주목받고 있는 기술이다.

이 NFC 기술은 모바일 결제와 파일 공유, 티켓 예매 등을 자유롭게 수행할 수 있고, 결제뿐만 아니라 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품정보나 방문객을 위한 여행정보 전송, 교통, 출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용할 수 있으며, 스마트폰의 활용 영역을 대폭 확대시켜주고 있다.

이와 같은 근거리 무선통신을 위한 NFC 기술은 해당 주파수를 식별하는 NFC용 안테나가 필수적으로 요구되는데, 이 NFC용 안테나는 스마트폰 등과 같은 휴대용 무선통신단말기의 케이스 내부 또는 배터리 측에 부착할 수 있도록 구비되며, 배터리의 전극부와 접속하기 위한 단자를 포함하여 구성된다.

도 1은 종래 NFC용 안테나를 나타낸 일 예시도로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, NFC 통신을 가능하게 하는 주파수대역의 인식을 위한 안테나회로(11)를 갖는 안테나부(10)와, 상기 안테나부(10)가 갖는 안테나회로(11)의 양단에 전기적으로 연결되고 무선통신단말기에 장착되는 배터리의 전극부(패키징 전극)와 접속하기 위한 단자(21)를 갖는 단자부(20)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

또한, 종래 NFC용 안테나는 안테나부(10)의 안테나회로(11)를 보호하기 위해 안테나회로(11)의 상측으로 커버레이필름을 부착하고 있으며, 이 커버레이필름은 안테나 회로의 보다 용이한 보호와 더불어 납땜부 영역을 상정하기 위해 검정 색상의 커버레이필름을 사용하고 있다.

하지만, 검정 색상의 커버레이필름은 시장 수요나 가공 상의 문제로 인하여 가격이 높아 NFC용 안테나의 제조단가를 상승시키는 요인이 되고 있어 업계에서는 개선책 마련이 요구되고 있는 실정에 있다.

또한, 종래 NFC용 안테나는 커버레이필름을 다수 사용하는 등 자재가 많이 사용되고, 이로 인해 두께가 두꺼워 스마트폰 등의 슬림화를 저해하는 요인이 되고 있으며, NFC용 안테나 제조를 위한 제조공정이 복잡하고 제조시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

한편, 선행기술문헌의 특허문헌에는 에폭시수지 고형 점착제가 일측면에 코팅된 고분자 합성수지 필름상에 초음파 열융착방식으로 동선을 융착하여 내외측으로 복수개의 루프안테나가 구성된 루프형상의 안테나선을 베이스필름에 형성하고, NFC용 루프안테나를 배터리 일측면에 부착하는 경우 배터리 보호회로기판과 연결되는 접속단자가 구부러져 끊어지는 것을 방지하기 위하여 베이스필름의 일측단부와 접속단자를 일체형으로 접착하여 커버하는 단자보호필름을 구비하는 NFC용 루프안테나에 관한 기술 구성이 개시되어 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1244193호

본 발명은 상술한 종래의 문제점 등을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 구조 개선을 통해 제조공정의 간소화 및 사용 자재의 절감을 도모할 수 있도록 하며, 이를 통해 제조시간을 줄일 수 있고 제조원가를 절감할 수 있는 등 공정 개선효과를 구현할 수 있도록 한 NFC용 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 NFC 안테나의 제조 두께를 절감할 수 있도록 함으로써 스마트폰 등의 슬림화에 기여할 수 있도록 한 NFC용 안테나를 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명은 NFC용 안테나의 안테나효율을 높일 수 있도록 한 NFC용 안테나를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 NFC용 안테나는, 절연필름의 일면에 NFC용 안테나회로를 형성시킨 안테나기판부; 상기 안테나기판부의 NFC용 안테나회로 및 배터리의 전극부와 연결 접속하기 위한 부분으로서, 연성회로기판의 양면에 도전(導電) 가능하게 연결 형성시킨 단자회로를 갖는 단자기판부; 상기 안테나기판부와 단자기판부의 사이에 위치되고, 안테나기판부와 단자기판부의 결합매개체로서의 역할을 담당함과 더불어 NFC용 안테나회로와 단자회로 간을 연결 및 도전(導電) 가능하게 하는 연결도전층; 상기 단자기판부의 일부 및 안테나기판부의 NFC용 안테나회로를 커버하도록 부착되며, 단말기에서 발생하는 와전류 손실을 방지함과 더불어 NFC용 안테나회로를 보호하는 커버레이 기능까지 담당하게 한 페라이트시트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 NFC용 안테나회로를 갖는 안테나기판부와, 연결도전층에 의해 NFC용 안테나회로와 연결되는 단자회로를 갖는 단자기판부, 및 NFC용 안테나회로를 커버하는 페라이트시트는 핫프레스에 의해 일체로 적층 결합되는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 연결도전층은 이방성 전도성 접착성을 갖는 ACA(Anisotropic Conductive Adhesive) 전도성 잉크로 형성하는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 안테나기판부는 물리적 기상증착방식, 화학적 기상증착방식, 전해도금방식, 인쇄방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식을 이용하여 절연필름의 일면에 전도성이 우수한 금속으로 금속층을 형성하고, 상기 금속층에 대해 포토리소그래피공정을 이용하여 불필요한 부분을 제거함으로써 NFC용 안테나회로를 형성시킨 것일 수 있다.

여기에서, 상기 절연필름은 PET(polyethyleneterephthalate) 필름 또는 PI(polyimide) 필름으로서, 검정 색상인 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 단자기판부는 연성회로기판을 구비하되 NC나 CNC의 기계적 가공 또는 레이저 가공을 통해 스루홀을 천공하고, 상기 스루홀을 포함하는 연성회로기판의 양면 전체에 걸쳐 전기 동도금을 통해 동도금층을 형성하며, 상기 연성회로기판의 동도금층에 대해 포토리소그래피공정을 이용하여 불필요한 부분을 제거함으로써 양면에 도전 가능하게 연결되는 단자회로를 형성시킨 것일 수 있다.

여기에서, 상기 금속층은 구리나 알루미늄의 금속재 또는 은나노와이어로 형성하는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 배터리의 전극부와 연결 접속하기 위한 단자기판부의 단자회로 측에는 주석도금에 의한 주석도금부가 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 효율적인 구조배치설계를 통해 사용자재를 절감할 수 있으면서 제조공정을 간소화시킬 수 있는 유용함을 달성할 수 있으며, 이를 통해 제조시간을 줄일 수 있고 제조원가를 절감할 수 있는 부대효과까지 구현할 수 있다.

본 발명은 기존에 많이 사용하던 커버레이 및 고가의 검정색 커버레이를 제거할 수 있어 NFC용 안테나의 두께를 절감할 수 있으므로 스마트폰 등의 슬림화에 기여할 수 있으며, 결합력 증대효과는 물론 NFC용 안테나의 안테나효율을 높일 수 있는 유용함을 제공할 수 있다.

도 1은 종래 일반적인 NFC 안테나를 설명하기 위해 나타낸 일 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 NFC용 안테나를 설명하기 위해 나타낸 단면 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 NFC용 안테나를 설명하기 위해 나타낸 개략적 평면 구성도.
도 4는 본 발명에 있어 주석도금부를 설명하기 위해 나타낸 개략 단면도.
도 5는 본 발명에 있어 안테나기판부를 설명하기 위해 나타낸 개략적 공정 순서도.
도 6은 본 발명에 있어 단자기판부를 설명하기 위해 나타낸 개략적 공정 순서도.
도 7은 본 발명에 있어 연결도전층을 설명하기 위해 나타낸 도면.

본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 NFC용 안테나(1)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 절연필름(110)의 일면에 NFC용 안테나회로(130)를 형성시킨 안테나기판부(100)와, 상기 안테나기판부(100)의 NFC용 안테나회로(130) 및 배터리의 전극부와 연결 접속하기 위한 부분으로서 연성회로기판(210)의 양면에 도전(導電) 가능하게 연결 형성시킨 단자회로(230)를 갖는 단자기판부(200)와, 상기 안테나기판부(100)와 단자기판부(200)의 사이에 위치되고 안테나기판부(100)와 단자기판부(200)의 결합매개체로서의 역할을 담당함과 더불어 NFC용 안테나회로(130)와 단자회로(230) 간을 연결 및 도전(導電) 가능하게 하는 연결도전층(300)과, 상기 단자기판부(200)의 일부 및 안테나기판부(100)의 NFC용 안테나회로(130)를 커버하도록 부착되며 단말기에서 발생하는 와전류 손실을 방지함과 더불어 NFC용 안테나회로(130)를 보호하는 커버레이로서 기능까지 담당하게 한 페라이트시트(400)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

이때, 상기 NFC용 안테나회로(130)를 갖는 안테나기판부(100)와, 연결도전층(300)에 의해 NFC용 안테나회로(130)와 연결되는 단자회로(230)를 갖는 단자기판부(200), 및 NFC용 안테나회로(130)를 커버하는 페라이트시트(400)는 접착제를 매개로 하여 핫프레스 공정에 의해 일체로 적층 결합되게 한다.

상기 단자기판부(200)는 단자회로(230)를 연성회로기판(210)의 양면에 도전(導電) 가능하게 연결 형성함으로써 연결도전층(300)이 형성되는 일측면 단자회로를 통해서는 안테나기판부(100)의 NFC용 안테나회로(130) 측과 연결 접속되게 하고, 타측면 단자회로를 통해서는 스마트폰 등의 단말기에 장착되는 배터리의 전극부(미 도시됨)와 연결 접속되게 한다.

여기서, 배터리의 전극부와 연결 접속하기 위한 상기 단자기판부(200)의 단자회로(230) 측에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 주석도금을 통한 주석도금부(500)를 형성함으로써 배터리의 전극부 측에 NFC용 안테나(1)를 연결 접속할 시 납땜이 잘되게 하여 상호간에 용이한 결합을 가능하게 하면서 접속부위의 결합력을 증대시킬 수 있도록 구성함이 바람직하다.

상기 안테나기판부(100)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 절연필름(110)의 일면에 전도성이 우수한 금속으로 금속층(120)을 형성하고, 상기 금속층(120)에 대해 공지의 포토리소그래피공정을 이용하여 노광과 현상 및 에칭을 수행함으로써 불필요한 부분을 제거하여 NFC용 안테나회로(130)를 형성시킬 수 있다.

이때, 상기 절연필름(110)으로는 PET(polyethyleneterephthalate) 필름 또는 PI(polyimide) 필름을 사용함이 바람직하며, 특히 NFC용 안테나회로(130) 등의 제품 보호를 위해 검정 색상을 적용하는 것이 더욱 바람직하다 할 수 있다.

또한, 상기 금속층(120)은 물리적 기상증착방식, 화학적 기상증착방식, 전해도금방식, 인쇄방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식을 이용하여 형성할 수 있으며, 구리나 알루미늄 등의 전도성이 우수한 금속재이거나 또는 은나노와이어가 사용될 수 있다.

상기 NFC용 안테나회로(130)는 절연필름의 가장자리로 형성되는 루프 형태일 수 있고, 때로는 패턴일 수 있다.

상기 단자기판부(200)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 연성회로기판(210)을 구비하되 NC나 CNC의 기계적 가공 또는 레이저 가공을 통해 스루홀(211)을 천공하고, 상기 스루홀(211)을 포함하는 연성회로기판(210)의 양면 전체에 걸쳐 전기 동도금을 통해 동도금층(220)을 형성하며, 상기 연성회로기판(210)의 동도금층(220)에 대해 공지의 포토리소그래피공정을 이용하여 노광과 현상 및 에칭을 수행함으로써 불필요한 부분을 제거하여 양면에 도전 가능하게 연결되는 단자회로(230)를 형성시킬 수 있다.

상기 연결도전층(300)은 전도성과 접착성을 동시에 제공할 수 있도록 이방성 전도성 접착성을 갖는 ACA(Anisotropic Conductive Adhesive) 전도성 잉크를 사용함이 바람직하며, 인쇄를 통해 형성된다 할 것이다.

상기 연결도전층(300)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 안테나기판부(100)의 NFC용 안테나회로(130) 측과 연결 접속하기 위한 단자기판부(200)의 단자회로(230) 상에 인쇄를 통하여 형성시킬 수 있다.

때로는, 안테나기판부(100)의 NFC용 안테나회로(130) 상에 연결도전층(300)을 형성시킬 수도 있다 할 것이다.

상기 페라이트시트(400)는 페라이트를 주재료로 포함하여 이루어진 시트로서, 접착제를 결합매개체로 하여 단자기판부(200)의 상면 일부를 커버하면서 안테나기판부(100)의 NFC용 안테나회로(130)를 커버하도록 부착한 것이다.

이때, 상기 페라이트시트(400)에는 기존에 안테나회로의 보호를 위해 많이 사용되던 커버레이를 사용하지 않도록 위치된 것으로서, 안테나기판부(100)의 NFC용 안테나회로(130)와 마주하는 위치에 배치함으로써 NFC용 안테나회로(130)를 보호하는 커버레이로서의 역할까지 담당하도록 한 것이며, 스마트폰 등의 단말기에서 발생하는 전자파를 흡수함과 더불어 와전류 손실을 방지하는 역할과 함께 NFC 안테나의 주파수 동조를 정확히 해주는 역할을 담당하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 의한 NFC용 안테나(1)는 상기 안테나기판부(100)와 단자기판부(200), 연결도전층(300), 및 페라이트시트(400)를 구비하되 적절한 구조배치설계를 통해 상호간에 적층하여 가접한 상태에서 핫프레스 공정을 이용하여 프레싱 처리함으로써 접착제를 결합매개체로 한 적층 결합으로 일체화되게 한 것이다.

이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하다 할 것으로서, 이러한 실시예에 극히 한정되지 않는다 할 것이고, 때에 따라 기술적 사상 및 특허청구범위 내에서 기술적 변형이나 치환 또는 수정 등이 이루어질 수 있다 할 것인데 이는 본 발명의 기술적 범주 내에 속한다 할 것이다.

1: NFC용 안테나
100: 안테나기판부 110: 절연필름
120: 금속층 130: NFC용 안테나회로
200: 단자기판부 210: 연성회로기판
211: 스루홀 220: 동도금층
230: 단자회로 300: 연결도전층
400: 페라이트시트 500: 주석도금부

Claims (8)

1. 절연필름의 일면에 NFC용 안테나회로를 형성시킨 안테나기판부;
   상기 안테나기판부의 NFC용 안테나회로 및 배터리의 전극부와 연결 접속하기 위한 부분으로서, 연성회로기판의 양면에 도전(導電) 가능하게 연결 형성시킨 단자회로를 갖는 단자기판부;
   상기 안테나기판부와 단자기판부의 사이에 위치되고, 안테나기판부와 단자기판부의 결합매개체로서의 역할을 담당함과 더불어 NFC용 안테나회로와 단자회로 간을 연결 및 도전(導電) 가능하게 하는 연결도전층;
   상기 단자기판부의 일부 및 안테나기판부의 NFC용 안테나회로를 커버하도록 부착되며, 단말기에서 발생하는 와전류 손실을 방지함과 더불어 NFC용 안테나회로를 보호하는 커버레이로서 기능까지 담당하게 한 페라이트시트;를 포함하는 구성으로 이루어지되,
   상기 단자기판부는 연성회로기판을 구비하되 NC나 CNC의 기계적 가공 또는 레이저 가공을 통해 스루홀을 천공하고, 상기 스루홀을 포함하는 연성회로기판의 양면 전체에 걸쳐 전기 동도금을 통해 동도금층을 형성하며, 상기 연성회로기판의 동도금층에 대해 포토리소그래피공정을 이용하여 불필요한 부분을 제거함으로써 양면에 도전 가능하게 연결되는 단자회로를 형성시켜서 구성되고,
   상기 NFC용 안테나회로를 갖는 안테나기판부와, 연결도전층에 의해 NFC용 안테나회로와 연결되는 단자회로를 갖는 단자기판부, 및 NFC용 안테나회로를 커버하는 페라이트시트는 핫프레스에 의해 일체로 적층 결합하여서 구성되며,
   상기 연결도전층은 이방성 전도성 접착성을 갖는 ACA(Anisotropic Conductive Adhesive) 전도성 잉크로 형성한 것이고,
   상기 안테나기판부는 물리적 기상증착방식, 화학적 기상증착방식, 전해도금방식, 인쇄방식 중에서 선택된 어느 하나의 방식을 이용하여 절연필름의 일면에 전도성이 우수한 금속으로 금속층을 형성하고, 상기 금속층에 대해 포토리소그래피공정을 이용하여 불필요한 부분을 제거함으로써 NFC용 안테나회로를 형성시킨 것이며,
   상기 절연필름은 PET(polyethyleneterephthalate) 필름 또는 PI(polyimide) 필름이되 검정 색상의 것을 채택하고,
   상기 금속층은 구리나 알루미늄의 금속재 또는 은나노와이어로 형성된 것이며,
   상기 배터리의 전극부와 연결 접속하기 위한 단자기판부의 단자회로 측에는 주석도금에 의한 주석도금부가 형성된 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 NFC용 안테나.
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