KR101485536B1 - 슬림형 무선충전 안테나 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선충전에 사용되는 안테나 및 그 제조방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 전도성 금속을 프레스 가공하여 형성되며 코일형태를 가지는 프레스물과 상기 프레스물의 일측에 결합하며 일단이 상기 프레스물에 연결되고 타단은 상기 무선충전장치의 회로부에 연결되는 배선을 가지는 연성인쇄회로기판을 포함하여, 안테나의 두께를 줄여 상기 안테나가 탑재되는 제품을 슬림화할 수 있고, 안테나의 형성 및 설치시 수작업을 최소화하여 향상된 제품성능 및 경제성을 도모할 수 있는 무선충전 안테나 및 그 제조방법에 대한 것이다.

Description

슬림형 무선충전 안테나 및 그 제조방법{Slim wireless recharge antenna and manufacturing method thereof}

본 발명은 무선충전에 사용되는 안테나 및 그 제조방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 전도성 금속을 프레스 가공하여 형성되며 코일형태를 가지는 프레스물과 상기 프레스물의 일측에 결합하며 일단이 상기 프레스물에 연결되고 타단은 상기 무선충전장치의 회로부에 연결되는 배선을 가지는 연성인쇄회로기판을 포함하여, 안테나의 두께를 줄여 상기 안테나가 탑재되는 제품을 슬림화할 수 있고, 안테나의 형성 및 설치시 수작업을 최소화하여 향상된 제품성능 및 경제성을 도모할 수 있는 무선충전 안테나 및 그 제조방법에 대한 것이다.

무선충전 기술이란 휴대폰, 태블릿 등의 전자기기를 충전 어댑터나 전원케이블에 연결하지 않고 전파를 활용하여 전자기기의 배터리를 무선으로 충전하는 기술을 말하는데, 무선충전에는 교류전류를 이용하여 자기장을 형성하거나 형성된 자기장에 의해 교류전류를 유도하는 안테나가 사용된다.

도 1은 무선 충전을 위한 종래의 안테나를 탑재한 전자기기(휴대폰, 무선충전송신기)의 사진이며, 도 2 및 3은 종래의 안테나의 사시도인데, 이하에서는 도 1 내지 3 및 아래 표시한 특허문헌을 참조하여 종래의 무선충전 안테나를 살펴보기로 한다. 무선충전장치는 전원을 공급받아 자기장을 유도하는 무선충전송신기(200)와, 휴대폰(300) 등에 탑재되어 상기 무선충전송신기(200)에서 발생하는 자기장을 통해 전력을 만들어 내는 무선충전수신기(미도시)를 포함한다. 상기 무선충전수신기가 탑재된 휴대폰(300)을 상기 무선충전송신기(200)에 일정 거리 인접시키면 휴대폰 배터리가 충전되게 된다. 상기 무선충전송신기(200)는 크게 안테나(400)과 회로부(미도시)로 구성되는데, 상기 회로부의 작동에 의해 상기 안테나(400)에 교류전류가 흐르게 하면 상기 안테나(400)의 주변에 자기장이 형성되게 된다. 상기 무선충전수신기는 크게 안테나(500)와 회로부(미도시)로 구성되는데, 상기 무선충선송신기(200)에서 형성된 자기장에 의해 상기 안테나(500)에는 교류전류가 흐르게 되고, 상기 회로부가 상기 교류전류를 이용하여 상기 휴대폰(300)의 배터리를 충전하게 된다. 상기 안테나(400, 500)는 전도성 와이어를 나선상으로 감은 코일부(410, 510)와, 상기 코일부(410, 510)의 말단에서 연장되어 회로부에 연결되는 연결부(420, 520) 등을 포함한다. 단, 상기 안테나 400, 500은 적층횟수가 1층과 2층으로 차이만 있을 뿐 동일한 기능을 수행하므로, 상기 안테나 400, 500은 각각 무선충전송신기와 무선충전수신기에 사용될 수 있다.

(특허문헌)

공개특허공보 제10-2013-0035878호(2013. 04. 09. 공개) "무선 충전 모듈을 구비하는 휴대용 단말기"

공개특허공보 제10-2013-0000246호(2013. 01. 02. 공개) "휴대 단말기용 무선충전 장치"

하지만, 종래의 안테나는 전도성 와이어를 감아서 형성하고 테이핑 또는 본딩작업을 거쳐 고정하므로, 즉 안테나의 형성 및 고정이 수작업에 의해 행하여져 설치된 안테나의 신뢰성이 보장되지 않고 경제성이 떨어지는 문제가 있다. 도 4에 표기된 무선충전송신기에 사용되는 안테나의 일 규격(Power Transmitter design A11)에 의해 안테나를 형성하는 경우 그 두께가 두껍게 되어(이는 원형의 와이어를 감아서 최소 2층 구조를 형성할 수밖에 없기 때문임), 상기 안테나가 사용되는 무선충전송신기 및 무선충전송신기와 컨버전스되는 제품의 슬림화를 이룰 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 안테나의 두께를 줄여 상기 안테나가 탑재되는 제품을 슬림화할 수 있는 슬림형 무선충전 안테나 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 안테나의 형성 및 설치시 수작업을 최소화하여 제품성능을 향상시키고 경제성을 도모할 수 있는 무선충전 안테나 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 슬림형 무선충전 안테나는 전도성 금속을 프레스 가공하여 형성되며, 코일형태를 가지는 프레스물과; 상기 프레스물의 일측에 결합하여 무선충전장치의 회로부와 연결되는 기판;을 포함는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 슬림형 무선충전 안테나에 있어서 상기 기판은 일단이 상기 프레스물에 연결되고 타단은 상기 무선충전장치의 회로부에 연결되는 배선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 슬림형 무선충전 안테나에 있어서 상기 기판은 연성인쇄회로기판이 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 슬림형 무선충전 안테나에 있어서 상기 프레스물은 양단의 각각에 관통형성된 배선결합홈을 포함하며, 상기 프레스물을 기판의 상측에 결합시 상기 배선결합홈은 상기 배선의 상측에 위치하여 상기 프레스물과 배선의 납땜을 용이하게 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 슬림형 무선충전 안테나에 있어서 상기 프레스물은 양단 사이에 일정 간격을 두고 관통형성된 복수 개의 기판홀을 추가로 포함하고, 상기 프레스물은 SUS 또는 구리가 사용되고 0.2mmm의 두께를 가지며, 상기 연성인쇄회로기판은 0.1mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 슬림형 무선충전 안테나의 제조방법에 있어서 전도성 금속을 프레스 장치를 이용하여 프레스 가공하여 코일형태를 가지는 프레스물을 형성하는 프레스물형성단계와, 일단은 프레스물에 결합하고 타단은 무선충전장치의 회로부에 연결되는 배선을 가진 연성인쇄회로기판을 형성하는 기판형성단계와, 상기 기판형성단계에서 형성된 상기 연성인쇄회로기판과 상기 프레스물형성단계에서 형성된 프레스물을 결합시키는 결합단계를 포함하며, 상기 결합단계는 표면실장기술 장치를 이용하여 전자동으로 행하여지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 슬림형 무선충전 안테나의 제조방법에 있어서 상기 결합단계는 상기 연성회로기판의 상측면에 프레스물을 위치시켜, 상기 프레스물의 일단이 일 배선의 상측에 위치하도록 하고 상기 프레스물의 타단이 타 배선의 상측에 위치하도록 하여 상기 프레스물에 형성된 배선결합홀에 용융된 납을 공급해 상기 프레스물과 배선을 전기적으로 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 안테나의 두께를 줄여 상기 안테나가 탑재되는 제품을 슬림화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 안테나의 형성 및 설치시 수작업을 최소화하여 제품성능을 향상시키고 경제성을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 무선 충전을 위한 종래의 안테나를 탑재한 전자기기(휴대폰, 무선충전송신기)의 사진.
도 2 및 3은 종래의 안테나의 사시도.
도 4는 무선충전송신기에 사용되는 종래 안테나의 규격(Power Transmitter design A11)의 일 예를 나타내는 표.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 구성하는 프레스물을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 구성하는 기판을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 본 발명에 따른 슬림형 무선충전 안테나를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 설명하기 위한 도면으로 도 5의 (a)는 안테나의 평면도이고 도 5의 (b)는 안테나의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 구성하는 프레스물을 설명하기 위한 도면으로 도 6의 (a)는 프레스물의 평면도이며 도 6의 (b)는 프레스물의 측면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 구성하는 기판을 설명하기 위한 도면으로 도 7의 (a)는 기판의 평면도이고 도 7의 (b)는 기판의 측면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 슬림형 무선충전 안테나를 도 5 내지 7을 참조하여 설명하면, 상기 안테나는 전도성 금속을 프레스 가공하여 형성되며, 코일형태를 가지는 프레스물(1)과; 상기 프레스물(1)의 일측에 결합하여 무선충전장치의 회로부(미도시)와 연결되는 기판(2);을 포함하여, 안테나의 두께를 줄일 수 있고 안테나의 제작 및 설치에 수작업을 최소화하여 제품 성능 및 경제성을 향상시킬 수 있는 특징이 있다. 상기 무선충전장치는 앞서 설명한 바와 같이 무선충전송신기와 무선충전수신기로 나누어지며 상기 무선충전송신기와 무선충전수신기에는 각각 안테나와 회로부를 포함하며, 상기 무선충전송신기에서는 송신기의 회로부에서 공급된 교류전류를 이용하여 송신기의 안테나가 자기장을 형성하고, 상기 무선충전수신기에서는 수신기의 안테나가 상기 무선충전송신기에서 생성된 자기장을 이용하여 교류전류를 생성하여 수신기의 회로부에 전달하는데, 이하에서는 상기 무선충전송신기에 상기 안테나가 설치되는 것을 일 예로 들어 설명하기로 한다.

상기 프레스물(1)은 전도성 금속을 프레스 장치(금형)를 이용하여 프레스 가공하여 코일 형태로 형성한 것으로, 상기 프레스물(1)에 교류전류가 흐르게 하면 상기 프레스물(1) 주위에 자기장이 형성되게 된다. 상기 프레스물(1)은 상기 기판(2)에 일측에 결합하며 상기 프레스물(1)의 양단은 각각 상기 기판(2)의 배선(21)에 연결되게 된다. 상기 프레스물(1)은 양단의 각각에 관통형성된 배선결합홀(11)과, 양단 사이에 일정 간격을 두고 관통형성된 복수 개의 기판홀(12)을 포함하여, 상기 프레스물(1)과 기판(2)의 납땜성을 좋게 할 수 있다. 상기 전도성 금속은 예컨대 SUS(steel use stainless), 구리 등이 사용되며, 상기 프레스물(1)은 도 6에 도시된 바와 같이 평평한 코일 형태를 가지는 것이 바람직하다. 상기 프레스물(1)은 전도성 금속을 프레스 장치(금형)를 이용하여 프레스 가공하여 코일 형태로 형성하므로 전도성 금속 와이어를 수작업으로 감아 코일 형태로 형성하는 것에 비해, 두께(현재, 제조가능한 프레스물(1)의 두께는 0.2mm임)를 줄일 수 있고 수작업을 최소화하여 경제성 및 제품성능을 향상시킬 수 있다.

상기 기판(2)은 상기 프레스물(1)의 일측(바람직하게는 하측)에 위치하여 상기 프레스물(1)과 결합하며 무선충전장치의 회로부와 상기 프레스물(1)을 전기적으로 연결하는 구성으로, 일단은 상기 프레스물(1)에 연결되고 타단은 상기 무선충전장치의 회로부에 연결되는 배선(21)을 포함한다. 상기 무선충전송신기에서는 회로부에서 공급된 교류전류가 상기 배선(21)을 통해 프레스물(1)에 공급되어 상기 프레스물(1)의 주위에는 자기장이 형성되게 된다. 상기 기판(2)은 연성인쇄회로기판을 사용하는 것이 바람직한데, 상기 연성인쇄회로기판은 유연성이 있어 구부러지며 기판의 두께(현재, 제조가능한 연성회로기판의 두께는 0.1mm임)를 얇게 할 수 있는 특징이 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 맞춤형 무선충전 안테나의 제조방법을 살펴보면, 기판형성단계와, 프레스물형성단계와, 결합단계 등을 포함한다.

상기 기판형성단계는 일단은 프레스물(1)에 결합하고 타단은 무선충전장치의 회로부에 연결되는 배선(21)을 가진 연성인쇄회로기판(2)을 형성하는 단계로, 배선(21)의 배치형태를 제외하고는 일반적인 연성인쇄회로기판에 배선을 형성하는 방법과 동일하므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 프레스물형성단계는 전도성 금속을 프레스 장치(금형)를 이용하여 프레스 가공하여 코일형태를 가지는 프레스물(1)을 형성하는 단계이다.

상기 결합단계는 상기 기판형성단계에서 형성된 상기 연성인쇄회로기판(2)과 상기 프레스물형성단계에서 형성된 프레스물(1)을 결합시키는 단계로, 상기 연성회로기판(2)의 상측면에 프레스물(1)을 위치시켜, 상기 프레스물(1)의 일단이 일 배선(21)의 상측에 위치하도록 하고 상기 프레스물(1)의 타단이 타 배선(21)의 상측에 위치하도록 하여 상기 프레스물(1)에 형성된 배선결합홀(11)에 용융된 납을 공급해 즉 납땜을 수행해 상기 프레스물(1)과 배선(21)을 전기적으로 결합시킨다. 상기 결합단계는 SMT(표면실장기술) 장치를 이용하여 전자동으로 행하여지는 것이 바람직하다. 상기 프레스물(1) 및 연성회로기판(2)의 제조 및 상기 프레스물(1)과 연성회로기판(2)의 결합이 전자동으로 이루어져, 수작업으로 행하여지는 종래의 안테나 제조방법에 비해 제품성능 및 경제성을 향상시킬 수 있다. 전도성 와이어를 감아 안테나를 형성하는 것에 비해, 얇은 두께의 구현이 가능한 프레스물(1)과 연성인쇄회로기판(2)을 사용하여 안테나를 제조하므로, 안테나가 사용되는 무선충전장치의 크기를 줄여 상기 무선중전장치와 컨버전스를 이루는 휴대용 기기(무선충전장치와 블루투스 스피커가 결합되는 기기, 무선충전장치와 무선공유기가 결합되는 기기 등)의 디자인 자유도를 높일 수 있다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 프레스물 2: 기판 11: 배선결합홀
12: 기판결합홀 21: 배선

Claims (7)

1. 전도성 금속을 프레스 가공하여 형성되며, 코일형태를 가지는 프레스물과; 상기 프레스물의 일측에 결합하여 무선충전장치의 회로부와 연결되는 기판;을 포함하며,
   상기 기판은 일단이 상기 프레스물에 연결되고 타단은 상기 무선충전장치의 회로부에 연결되는 배선을 포함하고,
   상기 기판은 연성인쇄회로기판이 사용되며,
   상기 프레스물은 양단의 각각에 관통형성된 배선결합홈을 포함하며, 상기 프레스물을 기판의 상측에 결합시 상기 배선결합홈은 상기 배선의 상측에 위치하여 상기 프레스물과 배선의 납땜을 용이하게 할 수 있고,
   상기 프레스물은 양단 사이에 일정 간격을 두고 관통형성된 복수 개의 기판홀을 추가로 포함하며,
   상기 프레스물은 SUS 또는 구리가 사용되고 0.2mmm의 두께를 가지고, 상기 연성인쇄회로기판은 0.1mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 슬림형 무전충전 안테나.
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