KR101460960B1 - 안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스 - Google Patents

안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스 Download PDF

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    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스는, 제 1 사출물; 제 1 사출물 상부에 형성되고, 레이저가 조사된 영역에 금속 재료가 도금됨으로써 형성되는 안테나 패턴; 제 1 사출물의 상부에 사출 성형되는 제 2 사출물; 및 제 1 사출물 상부에 형성되고, 제 2 사출물의 사출 성형을 위해 수지가 주입되는 측으로 안테나 패턴과 이격되어 형성되는 볼록 리브;를 포함한다. 이로써, 본 발명의 실시예들은, 안테나 모듈이 사출에 의해 형성되는 과정 중에 안테나 패턴부가 손상되지 않도록 할 수 있으며, 안테나 모듈이 사출에 의해 형성되는 과정에서 수지의 흐름이 원활하게 할 수 있다.

Description

안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스{ANTENNA MODULE AND WIRELESS COMMUNICATION DEVICE CASE}
본 발명은 안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안테나가 형성된 안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스에 관한 것이다.
무선 통신을 지원하는 핸드폰, PDA, 네비게이션, 노트북 컴퓨터 등의 무선 통신 기기는 현대사회에서 없어서는 안될 중요한 장치이다. 무선 통신 기기는 CDMA, 무선랜, GSM, DMB 등의 기능이 부가되는 추세로 발전하고 있으며, 이러한 기능을 구현하기 위한 안테나는 무선 통신 기기에 반드시 구비되어야 하는 부품이다.
안테나는 무선 통신 기기 내에 모듈의 형태로 구비되며, 이러한 안테나 모듈에 구비되는 안테나 패턴은안테나 모듈의 내부에 위치될 수 있으며, LDS(Laser Direct Structuring) 공법에 의하여 형성될 수 있다. 이를 위하여, 안테나 모듈은 플라스틱 사출물의 표면에 LDS 공법으로 안테나 패턴을 형성한 후, 부가적인 사출 성형에 의해 안테나 패턴을 덮음으로써 완성된다.
이 때, 이러한 부가적인 사출 성형 과정에서, 주입되는 수지의 압력 및 열에 의하여 안테나 패턴이 손상되는 경우가 빈번하게 발생하게 되며, 이는 안테나 모듈 및 무선 통신 기기의 불량으로 이어지게 된다. 더욱이, LDS 공법으로 형성되는 안테나 패턴은 주입되는 수지의 압력 및 열에 의해 손상될 위험이 크다. 또한, 안테나 모듈의 내부에 위치되는 안테나 패턴의 특성 상 상기 부가적인 사출 성형 과정을 거친 후에는 안테나 패턴이 외부로 드러나지 않아 안테나 패턴의 손상 여부를 확인하기가 어렵다.
특허문헌 1: 한국등록특허 제10-1353946호 (2014.01.22)
본 발명의 실시예들은 안테나 모듈이 사출에 의해 형성되는 과정 중에 안테나 패턴부가 손상되지 않도록 하는 안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 안테나 모듈이 사출에 의해 형성되는 과정에서 수지의 흐름이 원활하게 하는 안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스 에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 안테나 모듈은, 제 1 사출물; 제 1 사출물 상부에 형성되고, 레이저가 조사된 영역에 금속 재료가 도금됨으로써 형성되는 안테나 패턴; 제 1 사출물의 상부에 사출 성형되는 제 2 사출물; 및 제 1 사출물 상부에 형성되고, 제 2 사출물의 사출 성형을 위해 수지가 주입되는 측으로 안테나 패턴과 이격되어 형성되는 볼록 리브;를 포함한다.
여기서, 볼록 리브는, 제 1 사출물의 상측 방향으로 볼록한 형상을 가지며, 안테나 패턴의 길이 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 볼록 리브는, 제 1 사출물의 상측 방향으로 갈수록 폭이 감소될 수 있다.
나아가, 볼록 리브는, 제 2 사출물의 사출 성형을 위해 수지가 주입되는 측으로 경사진 경사면을 포함할 수 있다.
또한, 볼록 리브는, 수지를 주입시키기 위한 수지 주입구에 가까울수록 경사면의 경사가 급해질 수 있다.
한편, 볼록 리브는, 볼록 리브의 높이의 1배 이상의 거리만큼 안테나 패턴과 이격되어 형성될 수 있다.
이러한 안테나 패턴은, 송수신용 메인 안테나, LTE 안테나, GPS 안테나, 블루투스 안테나, 서브 안테나 및 무선랜 안테나 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 무선 통신 기기 케이스는, 제 1 사출물; 제 1 사출물 상부에 형성되고, 레이저가 조사된 영역에 금속 재료가 도금됨으로써 형성되는 안테나 패턴; 제 1 사출물의 상부에 사출 성형되어 케이스 외형을 형성하는 제 2 사출물; 및 제 1 사출물 상부에 형성되고, 제 2 사출물의 사출 성형을 위해 수지가 주입되는 측으로 안테나 패턴과 이격되어 형성되는 볼록 리브;를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스는 안테나 모듈이 사출에 의해 형성되는 과정 중에 안테나 패턴부가 손상되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 모듈 및 무선 통신 기기 케이스는 안테나 모듈이 사출에 의해 형성되는 과정에서 수지의 흐름이 원활하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 사출물의 평면도,
도 2는 도 1의 A부분의 확대도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼록 리브의 위치 및 형상을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 볼록 리브의 형상을 도시한 도면,
도 5는 제 2 사출물이 사출 성형된 안테나 모듈 또는 무선 통신 기기 케이스의 일부 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈(도 5의 100)은 제 1 사출물(10)과, 안테나 패턴(20)을 포함한다. 제 1 사출물(10)은 안테나 패턴(20)이 형성되기 위한 기저를 제공하는 부분으로서, 사출 성형 과정으로 형성될 수 있다. 안테나 패턴(20)은 제 1 사출물(10)의 상부, 즉, 도 1의 지면으로부터 나오는 방향 측에 형성된다. 안테나 패턴(20)은 송수신용 메인 안테나, LTE 안테나, GPS 안테나, 블루투스 안테나, 서브 안테나 및 무선랜 안테나 중 하나 이상일 수 있다.
여기서, 안테나 패턴(20)은 LDS(Laser Direct Structuring) 공법에 의해서 형성된다. LDS 공법이란, 제 1 사출물(10) 상부의 소정 표면, 즉 안테나 패턴(20)이 형성될 표면의 부분에 레이저 가공을 한 후에 구리(Cu), 니켈(Ni) 등의 도금 박막을 수행하는 공법을 의미한다. LDS 공법은, 제 1 사출물(10)의 상부에 선택적인 가공을 통해 마이크로 단위의 거친 표면을 형성하고, 앵커링(anchoring) 현상에 의해 도금이 이루어지도록 하는 공법이다. 이와 같이, LDS 공법에 의해 형성된 안테나 패턴(20)은 열적 및 물리적 충격에 취약하며 약한 충격에도 쉽게 손상되게 된다.
한편, 제 1 사출물(10)에 안테나 패턴(20)을 형성한 후, 사출 성형에 의해 제 2 사출물(도 5의 40)이 제 1 사출물(10) 상에 형성되게 된다. 여기서, 제 2 사출물(40)은 안테나 모듈(100)의 외면을 형성하는 부분일 수도 있으며, 무선 통신 기기의 케이스를 형성하는 부분일 수도 있다. 이하에서는, 제 2 사출물(40)이 안테나 모듈(100)의 외면을 형성하는 부분인 경우에 대하여 주로 설명하도록 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 제 2 사출물(40)을 형성하기 위해 주입되는 수지의 열과 압력에 의해 LDS 공법에 의해 형성된 안테나 패턴(20)은 쉽게 손상되게 된다. 이는 안테나 모듈(100)의 불량 및 생산 효율을 저하시키는 원인이 된다.
이를 방지하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈(100)은 제 1 사출물(10)의 상부에 볼록 리브(30)를 포함한다. 볼록 리브(30)는 안테나 패턴(20)의 일측에 형성된다. 여기서, “일측”이란, 제 2 사출물(40)의 사출 성형을 위해 수지가 주입되는 측, 구체적으로, 주입되는 수지가 안테나 패턴(20)에 앞서 볼록 리브(30)와 만나도록 안테나 패턴(20)에 대해수지의 주입 방향(I) 측을 의미한다.이러한 볼록 리브(30)는 안테나 패턴(20)과 이격되어 형성된다.
이로써, 볼록 리브(30)는 제 2 사출물(40)이 사출 성형에 의해 형성되는 과정 중에 주입되는 수지의 압력을 1차적으로 대면하게 된다. 수지는 볼록 리브(30)를 거치면서 압력이 강하된다. 이로써, LDS 공법으로 형성되는 안테나 패턴(20)에 가해지는 수지의 압력을 완화할 수 있게 되어, 안테나 패턴(20)의 손상을 최소화시킬 수 있게 된다. 한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 볼록 리브는 안테나 패턴의 둘레 전체를 걸쳐 형성될 수도 있다. 이 경우에는, 제 2 사출물의 형성을 위한 수지 주입의 방향이 특정되지 않은 경우에 있어서도 안테나 패턴에 가해지는 수지의 압력을 완화할 수 있게 된다.
볼록 리브(30)는 제 1 사출물(10)의 형성 후 별도의 공정으로 형성될 수도 있고, 하나의 사출 공정으로 볼록 리브(30)가 형성된 제 1 사출물(10)이 형성될 수도 있다. 후자의 경우, 볼록 리브(30)의 형성까지 고려된 금형의 설계 및 제작을 통해, 제 1 사출물(10)의 사출 성형시 볼록 리브(30)가 함께형성될 수도 있다. 이 경우, 안테나 모듈(100)의 제작 공정이 보다 단순화될 수 있다.
나아가, 제 1 사출물(10)에 포함되는 볼록 리브(30)의 길이 방향 단면은 원형 또는 다각형 형상을 포함하는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 수지가 주입되는 측, 즉 수지의 주입 방향(I) 측으로 경사면(32)을 포함할 수 있다. 볼록 리브(30)는 모두 동일한 단면 형상을 가질 수도 있으며, 위치에 따라 서로 다른 단면 형상을 가질 수도 있다. 볼록 리브(30)의 단면 형상이 서로 다른 형상으로 형성되는 경우, 제 2 사출물(40)의 사출 성형을 위한 수지 주입구(미도시)에 가까운 쪽의 볼록 리브(30)는 수지 주입구로부터 먼 쪽의 볼록 리브(30)보다 경사면(32)의 경사가 급해질 수 있다. 즉, 수지 주입구에 가까운 볼록 리브(30)일수록 경사면(32)의 기울기가 클 수 있다. 이로써, 수지 주입구에 가까운 쪽의 높은 수지 압력을 보다 크게 완화시켜 안테나 패턴(20)의 손상을 보다 적극적으로 방지할 수 있다. 이하에서 볼록 리브(30) 및 이에 포함되는 경사면(32)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 볼록 리브(30)는 제 1 사출물(10)의 상부에서 상측 방향, 즉, 도 3 및 4의 윗쪽 방향으로 볼록하게 돌출된 형상을 가질 수 있다. 여기서, 볼록 리브(30)는 제 1 사출물(10)의 상측 방향으로 갈수록 폭이 감소되는 형상을 가질 수 있다. 이와 같이 볼록 리브(30)가 볼록하게 돌출되는 형상은, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 수지가 주입되는 측, 즉, 수지의 주입 방향(I) 측에 경사진 경사면(32)을 포함할 수 있다.
이러한 경사면(32)은 도 3 또는 4에 도시된 바와 같은 직선 경사면(32)일 수도 있고, 도 4(a)에 도시된 바와 같은 곡선 경사면일 수도 있다.곡선 경사면은 내측으로 오목한 곡선 경사면일 수 있다. 경사면(32)은 제 2 사출물(40)을 형성하기 위한 수지가 볼록 리브(30)를 만나 타고 넘는 면이며, 이 면을 경사면으로 형성함으로써 수지의 흐름이 막히지 않고 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 즉, 제 2 사출물(40)을 형성하기 위한 수지가 안테나 패턴(20)이 형성된 제 1 사출물(10)의 일측에서 용융된 상태로 소정의 주입 압력으로 주입되면, 주입된 수지가 안테나 패턴(20)이 형성되어 있는 제 1 사출물(10)을 덮으면서 제 2 사출물(40)이 형성되며, 이로써 안테나 패턴(20)은 제 1 사출물(10)과 제 2 사출물(40)의 사이, 즉 안테나 모듈(100)의 내부에 위치되게 된다. 이 과정에서, 주입 압력을 갖는 용융된 수지는 안테나 패턴(20)에 닿기 전에 볼록 리브(30)와 대면하게 된다. 수지는 볼록 리브(30)의 경사면(32)을 타고 넘으면서, 흐름의 방해 없이 압력이 강하되게 된다. 이 후, 압력이 강하된 수지는 안테나 패턴(20)과 닿게 되며, 안테나 패턴(20)은 용융된 상태로 주입되는 수지의 압력과 열을 2차적으로 대면하게 된다. 따라서, 볼록 리브(30)는 수지의 압력 및 열을 1차적으로 대면하도록 함과 동시에, 수지가 볼록 리브(30)의 경사면(32)을 타고 이동할 수 있도록 형성되어 수지의 흐름에 장애를 주는 것을 최소화시킬 수 있다.
한편, 경사면(32)의 경사각은 볼록 리브(30)가 형성되는 면에 대하여 30도 ~ 50도의 경사를 가질 수 있다. 예를 들어, 경사면(32)의 경사는 40도일 수 있다. 경사면(32)의 경사각이 30도 미만이 되면, 볼록 리브(30)가 점유하는 면적이 커져 안테나 모듈(100) 등의 설계에 제한요소로 작용하게 되며, 50도를 초과하게 되면 수지의 흐름에 장애가 될 수 있다.
여기서, 도 4(b) 및 4(c)에 도시된 바와 같이, 경사면(32)의 반대측, 즉 안테나 패턴(20) 측에도 경사면(34)이 형성될 수도 있다. 이 경우, 경사면(32)을 타고 넘은 수지가 안테나 패턴(20)으로 이동할 때에도 보다 원활히 흐를 수 있다. 더불어, 이와 같이 볼록 리브(30)의 폭방향 단면의 양측에 경사면(32, 34)을 형성하는 경우, 안테나 패턴(20) 측에 경사면(34)이 형성되지 않을 경우와 비교하여,수지의 급격한 이동에 따라 경사면(34) 측에 공극이 형성될 가능성이 최소화될 수 있다.
더불어, 볼록 리브(30)는 안테나 패턴(20)과 이격되도록 마련되는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 볼록 리브(30)와 안테나 패턴(20)이 이격되는 거리(D)는 볼록 리브(30)의 높이(H)의 1배 이상이 될 수 있다.
이는, 제 1 사출물(10)에 볼록 리브(30)가 형성된 상태에서 LDS 공법을 수행할 때, 볼록 리브(30)가 손상되거나 분진이 볼록 리브(30)에 쌓이게 되는 것을 방지하기 위한 것이다. 구체적으로, LDS 공법에는 레이저(laser) 가공이 수반되는데, 볼록 리브(30)가 안테나 패턴(20)이 도금될 영역과 이격되는 거리가 볼록 리브(30) 높이(H)의 1배 미만으로 되면, 레이저가 볼록 리브(30)를 손상시킬 수 있게 된다. 즉, 볼록 리브(30)가 높게 형성될수록 레이저에 의해 볼록 리브(30)가 손상될 가능성이 높아지게 되는 바, 볼록 리브(30)의 높이만큼 볼록 리브(30)를 안테나 패턴(20)으로부터 이격시켜 볼록 리브(30)의 레이저 가공에 의한 손상을 방지할 수 있다. 여기서, 이러한 안테나 패턴(20)과 볼록 리브(30)의 이격거리는 볼록 리브(30)의 높이의 2배 이상일 수 있으며, 이러한 이격으로 인하여, 볼록 리브(30)의 손상은 더욱 방지될 수 있다. 예를 들어, 볼록 리브(30)의 높이가 0.1 mm 로 형성되는 경우, 상기 이격거리는 0.2 mm 일 수 있다. 한편, 볼록 리브(30)의 이격 거리의 상한은, 주위 구조와의 관계 및 설계 조건에 따라 당업자에 의해 조절될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 기기 케이스(100)는, 제 1 사출물(10); 제 1 사출물(10) 상부에 형성되고, 레이저가 조사된 영역에 금속 재료가 도금됨으로써 형성되는 안테나 패턴(20); 제 1 사출물의 상부에 사출 성형되어 케이스 외형을 형성하는 제 2 사출물(40); 및 제 1 사출물(10) 상부에 형성되고, 제 2 사출물(40)의 사출 성형을 위해 수지가 주입되는 측으로 안테나 패턴과 이격되어 형성되는 볼록 리브(30);를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 기기 케이스(100)는, 도 5에 도시된 제 2 사출물(40)이 무선 통신 기기의 케이스(100)의 외면을 형성하는 경우이다. 이와 같이 형성된 무선 통신 기기 케이스(100)는 LDS 공법으로 형성된 안테나 패턴(20)이 내장된 케이스(100)일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 기기 케이스(100)는 스마트 폰의 배면 케이스일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 기기 케이스(100)에 포함되는 제 1 사출물(10)은 앞서 상술한 안테나 모듈(100)과 동일한 것일 수 있으며, 볼록 리브(30)는 상술한 바와 같으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 제 1 사출물
20: 안테나 패턴
30: 볼록 리브
32: 경사면
34: 경사면
100: 안테나 모듈 또는 무선 통신 기기 케이스
D: 이격거리
H: 볼록 리브 높이
I: 수지 주입 방향

Claims (8)

  1. 제 1 사출물;
    상기 제 1 사출물 상부에 형성되고, 레이저가 조사된 영역에 금속 재료가 도금됨으로써 형성되는 안테나 패턴;
    상기 제 1 사출물의 상부에 사출 성형되는 제 2 사출물; 및
    상기 제 1 사출물 상부에 형성되되, 상기 안테나 패턴이 형성되는 과정에서 상기 레이저에 의해 손상되지 않도록, 상기 제 2 사출물의 사출 성형을 위해 수지가 주입되는 측으로 상기 안테나 패턴과 이격되어 형성되는 볼록 리브;를 포함하며,
    상기 볼록 리브와 상기 안테나 패턴이 이격되는 거리는 상기 볼록 리브의 높이의 1배 이상인
    안테나 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 볼록 리브는, 상기 제 1 사출물의 상측 방향으로 볼록한 형상을 가지며,상기 안테나 패턴의 길이 방향으로 연장되어 형성되는, 안테나 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 볼록 리브는, 상기 제 1 사출물의 상측 방향으로 갈수록 폭이 감소되는, 안테나 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 볼록 리브는, 상기 제 2 사출물의 사출 성형을 위해 수지가 주입되는 측으로 경사진 경사면을 포함하는, 안테나 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 볼록 리브는, 상기 수지를 주입시키기 위한 수지 주입구에 가까울수록 상기 경사면의 경사가 급해지는, 안테나 모듈.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 볼록 리브는, 상기 안테나 패턴 측으로 경사진 경사면을 더 포함하는, 안테나 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 패턴은, 송수신용 메인 안테나, LTE 안테나, GPS 안테나, 블루투스 안테나, 서브 안테나 및 무선랜 안테나 중 하나 이상을 포함하는, 안테나 모듈.
  8. 제 1 사출물;
    상기 제 1 사출물 상부에 형성되고, 레이저가 조사된 영역에 금속 재료가 도금됨으로써 형성되는 안테나 패턴;
    상기 제 1 사출물의 상부에 사출 성형되어 케이스 외형을 형성하는 제 2 사출물; 및
    상기 제 1 사출물 상부에 형성되되, 상기 안테나 패턴이 형성되는 과정에서 상기 레이저에 의해 손상되지 않도록, 상기 제 2 사출물의 사출 성형을 위해 수지가 주입되는 측으로 상기 안테나 패턴과 이격되어 형성되는 볼록 리브;를 포함하며,
    상기 볼록 리브와 상기 안테나 패턴이 이격되는 거리는 상기 볼록 리브의 높이의 1배 이상인
    무선 통신 기기 케이스.

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