KR101639818B1 - 내장형 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내장형 안테나에 관한 것으로, 인서트 성형을 통해 휴대형 통신기기의 케이스 내측에 안테나를 일체로 형성하고, 또한 인쇄회로기판과 안테나 간에 별도의 연결 케이블이나 하네스가 필요치 않는 연결구조에 관한 것이며, 본 발명은, 인쇄회로기판과, 이 인쇄회로기판을 둘러싸는 케이스로 이루어진 무선통신 기기에 내장되는 내장형 안테나로서, 인쇄회로기판과 대향하는 케이스 내측면에 이 케이스와 일체로 성형되되, 케이스의 내측면을 따라 평면적으로 연장되는 금속 박판의 안테나와, 안테나로부터 연장되어 케이스의 내측면으로부터 돌출하는 연장부로 이루어지고, 인쇄회로기판과 케이스의 조립 완성에 의해, 연장부의 끝단이, 인쇄회로기판의 회로의 일부로서 형성된 접촉 패턴과 탄성적으로 맞닿아 도통(道通)하며, 안테나의 연장부는, 케이스의 내측면에 대해 수직인 방향으로 돌출하고, 그 길이방향으로 복수 갈래로 분할 형성되며, 그 끝단 부근에서 복수 갈래의 각 끝단이 그 수만큼 등분된 각도로 벌어진 형태로 형성된다.

Description

내장형 안테나{INTERNAL ANTENNA}

본 발명은 내장형 안테나에 관한 것으로, 인서트 성형을 통해 휴대형 통신기기의 케이스 내측에 안테나를 일체로 형성하고, 또한 인쇄회로기판(printed circuit board)와 안테나 간에 별도의 연결 케이블이나 하네스(harness)가 필요치 않는 연결구조에 관한 것이다.

유비퀴터스 사회의 도래로 인해, 무선통신의 환경이 급속히 발전되고 있는 가운데, 이 무선통신에 필수적인 안테나의 경우, 소형 또는 휴대형 통신기기 내부에 실장(實裝)함에 있어 갖추어야 할 조건이 많고, 또한 주위로부터의 영향을 받기 쉬운 환경에서 성능을 발휘해야 한다.

통상, 휴대형 통신기기의 내장형 안테나의 경우, 좁은 스페이스에 내장되기 때문에, 기존의 안테나와는 그 형태가 전혀 상이하고 다양하게 제작되고 있다.

도 1은 그 일 예로서 BCM(body control module) 및 RKE(remote keyless entry)를 나타낸 것으로, (a)는 이동통신 기기의 BCM에 외장형 안테나가 설치된 경우를 나타내는 사시도이고, (b)는 또다른 이동통신 기기의 BCM에 안테나가 내장된 경우를 도시한 분해 사시도이며, (c)는 인쇄회로기판 상에서의 내장 안테나의 실장 예를 나타내는 사시도이다.

종래의 내장형 안테나의 경우에는 내부 스페이스가 협소하기 때문에, 가능한 한 하네스나 연결 케이블을 생략하기 위해 인쇄회로기판 상에 안테나를 일체로 실장하는 경우가 많았다.

그런데, 인쇄회로기판 상에는 안테나뿐만 아니라, 바이브레이터(vibrator)나 부저 등이 일체로 실장되는 경우도 있는데, 이러한 작동 기기는 작동시에 미약한 노이즈 전자파를 발생시키기 때문에, 이러한 노이즈 전자파가 안테나의 수신성능을 저하할 우려가 있는 경우에 이를 걸러내는 필터링 수단이 요구된다.

그리고, 이러한 내장 안테나는 인쇄회로기판 상에 실장하는 제조 공정에서는, 수삽, 즉 작업자가 손으로 안테나를 파지하여 인쇄회로기판의 회로 경로 상에 구비된 실장 구멍에 삽입한 다음, 솔더링 또는 웨이브 솔더링(wave soldering) 공정이 행해진다.

따라서, 인쇄회로기판에 실장하는 형태의 내장형 안테나의 경우, 수작업에 의존함에 따른 생산성 저하, 원가상승, 실장 공정에서 안테나 들뜸이나 냉땜 등 불량발생 소지, 그리고 최종 상품의 불량검사 항목 추가에 이르기까지 제조 단계에서부터 문제점이 많았다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 휴대용 통신기기 등 무선통신 기기에 내장되는 안테나를 인쇄회로기판이 아닌 외장 케이스의 내측에 설치하면서, 인쇄회로기판과 안테나의 연결에 별도의 케이블이나 하네스가 필요하지 않는 연결구조에 관한 것으로, 수신성능에 실질적인 변화없이, 무선통신 기기의 제조 공정을 단축하면서, 종래의 안테나 실장 공정에서 발생하는 각종 불량요소와 같은 수율저하의 문제를 해결할 수 있는 내장 안테나에 관한 기술을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)과, 이 인쇄회로기판을 둘러싸는 케이스로 이루어진 무선통신 기기에 내장되는 내장형 안테나로서, 상기 인쇄회로기판과 대향하는 상기 케이스 내측면에 이 케이스와 일체로 성형되되, 케이스의 내측면을 따라 평면적으로 연장되는 금속 박판의 안테나와, 상기 안테나로부터 연장되어 상기 케이스의 내측면으로부터 돌출하는 연장부로 이루어지고, 상기 인쇄회로기판과 상기 케이스의 조립 완성에 의해, 상기 연장부의 끝단이, 상기 인쇄회로기판의 회로의 일부로서 형성된 접촉 패턴과 탄성적으로 맞닿아 도통(道通)하며, 상기 안테나의 상기 연장부는, 상기 케이스의 내측면에 대해 수직인 방향으로 돌출하고, 그 길이방향으로 복수 갈래로 분할 형성되며, 그 끝단 부근에서 복수 갈래의 각 끝단이 그 수만큼 등분된 각도로 벌어진 형태로 형성된다.

또한, 상기 케이스와 상기 안테나의 결합은, 상기 안테나를 금형 안에 위치시킨 다음, 플라스틱을 사출(射出)하여 케이스 형상으로 가공하는 인서트(insert) 사출성형에 의해 이루어진다.

삭제

또한, 분할 형성되는 상기 복수 갈래는 두갈래이고, 상기 등분된 각도는 180도이다.

또한, 상기 접촉 패턴과의 슬라이딩 접촉에 따른 마찰저항을 줄이기 위해 상기 안테나의 상기 연장부의 각 갈래의 끝단을 라운드 처리한 것으로 구성된다.

본 발명의 적용으로, 안테나가 내장된 형태의 무선통신 기기의 제조공정에서, 종래의 안테나를 인쇄회로기판에 실장하는 방식에 비해, 공정수를 줄일 수 있고, 종래의 수삽 및 솔더링에 따른 불량 발생의 우려가 없어 수율을 높일 수 있으며, 별도의 연결 케이블이나 하네스가 추가될 필요가 없어 무선통신 기기의 소형화 설계에 있어 자유도가 유지·확보되고, 특히, 안테나 연장 길이에 대한 설계 자유도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.

도 1은 종래의 이동통신기기의 BCM 및 RKE(remote keyless entry)를 나타낸 것으로, (a)는 외장형 안테나가 설치된 경우를 나타내는 사시도이고, (b)는 또다른 이동통신 기기의 BCM에 안테나가 내장된 경우를 도시한 분해 사시도이며, (c)는 인쇄회로기판으로의 내장 안테나의 실장 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 무선통신 기기의 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 무선통신 기기의 케이스를 이루는 커버부에 금속 박판의 안테나가 일체로 결합되는 양상을 설명하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 케이스와 인쇄회로기판의 조립 양상을 나타낸 것으로, 내장 안테나 및 접촉 패턴의 상호 대향 위치를 설명하는 조립 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 케이스와 인쇄회로기판의 조립 양상을 나타낸 것으로, 내장 안테나 및 접촉 패턴의 상호 대향 위치를 설명하는 다른 조립 사시도이다.
도 6은 도 5의 A에 대한 부분확대도로서, (a)는 내장 안테나의 연장 끝단과 인쇄회로기판의 접촉 패턴이 조립에 의해 접촉하기 전의 양상을, (b)는 접촉한 후의 양상을 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 무선통신 기기의 조립 사시도이다.

본 실시예에 의하면 인쇄회로기판(2)이, 커버부(3)와 베이스부(4)로 이루어진 케이스에 조립될 때, 종래의 안테나가 인쇄회로기판에 일체로 실장된 경우와 마찬가지로, 별도의 연결 케이블이나 하네스가 불필요한데, 이를 가능하게 하는 것이 후술하는 안테나(5)의 연장부(6)와, 인쇄회로기판(2)의 접촉 패턴 간의 연결구조이다.

한편, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 무선통신 기기 본체(1)의 케이스를 이루는 커버부(3)에 안테나(5)가 일체로 결합된 양상을 설명하는 사시도이다.

도 3 중 좌측에 도시된 바와 같이, 커버부(3)는 상이한 재질의 소재끼리가 일체로 합체되어 이루어지는데, 그 하나가 상측에 도시되어 있는, 합성수지로 외형을 이루며, 그 이면에 인쇄회로기판(2)을 지지하는 지지돌기들이 형성된 커버체이고, 다른 하나가 금속 박판을 소재로 사각형상으로 성형한 안테나(5)이다.

도 3 중 우측에 도시된 바와 같이, 상기 안테나(5)는 상기 커버체 이면과 상기 지지돌기들 사이에 끼워진 형태로 이루져 있는데, 이처럼 이질적인 소재끼리를 일체로 성형하기 위해 본 실시예에서는 인서트 사출성형을 이용한다.

상기 인서트 사출성형에는 다대 사출성형기가 편리한데, 이 다대 사출성형기는 금형의 상틀과 하틀을 수직선상으로 배열하고 서로에 대해 상하이동하면서 사출성형을 실행하며, 인서트물인 안테나(5)를 상틀과 하틀 사이의 빈 공간 중에 위치시킬 때 정확한 공간 위치에 고정시킨 상태에서 나머지 빈 공간을 용융 플라스틱으로 채우는 형태로 실행된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 금속 박판을 커버부(3)의 바닥면을 따라 사각형상으로 연장시킨 안테나(5)를 채용하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 닮은 꼴의 사각이 복수 겹으로 감겨들어 가는 형태로 하면 그 연장길이를 길게 할 수 있다. 그리고, 선 형상의 피아노선을 달팽이 형상으로 둥글게 복수 겹으로 감은 형태도 생각할 수 있다. 또한 상기 커버부(3)가 복잡한 형상일 경우 이에 대응하여 자유로운 형태로 형성할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

본 실시예에서는 상기와 같이 상기 안테나(5)를 평면적인 사각형상으로 형성한 다음, 그 단부에 그 평면상의 몸체에 대해 수직인 방향으로 돌출하는 연장부(6)를 형성한 상태에서, 인서트 사출성형을 실시하였으나, 이에 한정되지 않고, 제조여건에 따라 안테나 전체를 평면적으로 형성하고 인서트 사출성형을 행한 다음, 눕혀진 안테나(5)의 단부를 적정 길이로 수직으로 일으켜세워 연장부(6)를 형성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 케이스와 인쇄회로기판(2)의 조립 양상을 나타낸 것으로, 내장 안테나(5) 및 접촉 패턴(7)의 상호 대향 위치를 설명하는 조립 사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 케이스와 인쇄회로기판(2)의 조립 양상을 나타낸 것으로, 내장 안테나(5) 및 접촉 패턴(7)의 상호 대향 위치를 설명하는 다른 조립 사시도이며, 도 6은 도 5의 A에 대한 부분확대도로서, (a)는 내장 안테나(5)의 연장부(6) 끝단과 인쇄회로기판의 접촉 패턴(7)이 조립에 의해 접촉하기 전의 양상을, (b)는 접촉한 후의 양상을 나타낸다.

상기 연장부(6)는, 그 길이방향으로 복수 갈래로 분할된 행태로 형성되고, 그 끝단 부근에서 복수 갈래의 각 끝단이 그 갈래의 수만큼 등분된 각도로 벌어진 형태로 형성되는데, 본 실시예에서는 상기 연장부(6)가 두 갈래로 분할되고 두 갈래가 180도로 상반된 방향으로 벌어진 형태로 형성된다.

그리고, 상기 연장부(6)에는 탄성력이 부가되어 있어, 예를 들어 상기 안테나(5)와 인쇄회로기판(2)이 대향하면서 접근하여 상기 연장부(6)의 단부가 인쇄회로기판(2)에 맞닿게 되면, 상기 연장부(6)의 두 갈래의 단부가, 인쇄회로기판(2) 상을 슬라이딩하여 더 벌어지는 형상으로 되는 동시에, 상기 인쇄회로기판(2)으로 탄성적으로 밀착되고, 상기 안테나(5)로부터 상기 인쇄회로기판(2)이 멀어지면 상기 연장부(6)는 상대적으로 적게 벌어진 원래의 형상으로 되돌아간다.

대안적으로, 상기 연장부(6)의 끝단에는, 상기 인쇄회로기판(2)의 접촉 패턴(7)과 맞닿을 때의 마찰저항을 줄이기 위해, 둥글게 라운드 처리할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 연장부(6)의 끝단이 여러 갈래로 벌어지는 형태를 채용하고 있으나, 인쇄회로기판(2)의 회로 구조나, 케이스 내부의 공간여유 등을 고려하여 달리 구성할 수 있는데, 예를 들어, 상기 연장부(6)를 복수의 갈래로 나누되, 길이방향으로 나란한 직선형상으로 하고, 그 끝단은 벌어지지 않도록 한 점에 모은 상태에서 고정한 다음, 이어서, 연장부(6)의 중간에서 볼록한 형태를 이루도록 각 갈래의 중간부분을 구부림 가공을 한다.

이로써, 상기 연장부(6)에 그 길이방향으로 누르는 힘이 가해졌을 때 연장부의 볼록한 중간부분이 더 구부려졌다가, 길이방향으로 누르는 힘이 제거되었을 때, 원래의 상대적으로 덜 구부러진 형상으로 되돌아가게 되는데, 이는 인쇄회로기판에 실장된 각종 부품들과의 간섭의 우려가 없고, 인쇄회로기판과 안테나 사이의 중간 공간에 여유가 있을때 적용할 수 있는 형태이다.

1: (무선통신기기) 본체 2: 인쇄회로기판
3: 커버부 4: 베이스부
5: 안테나 6: 연장부
7: 접촉 패턴

Claims (5)

1. 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)과, 이 인쇄회로기판을 둘러싸는 케이스로 이루어진 무선통신 기기에 내장되는 내장형 안테나로서,
   상기 인쇄회로기판과 대향하는 상기 케이스 내측면에 이 케이스와 일체로 성형되되, 케이스의 내측면을 따라 평면적으로 연장되는 금속 박판의 안테나와,
   상기 안테나로부터 연장되어 상기 케이스의 내측면으로부터 돌출하는 연장부로 이루어지고,
   상기 인쇄회로기판과 상기 케이스의 조립 완성에 의해, 상기 연장부의 끝단이, 상기 인쇄회로기판의 회로의 일부로서 형성된 접촉 패턴과 탄성적으로 맞닿아 도통(道通)하며,
   상기 안테나의 상기 연장부는, 상기 케이스의 내측면에 대해 수직인 방향으로 돌출하고, 그 길이방향으로 복수 갈래로 분할 형성되며, 그 끝단 부근에서 복수 갈래의 각 끝단이 그 수만큼 등분된 각도로 벌어진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이스와 상기 안테나의 결합은, 상기 안테나를 금형 안에 위치시킨 다음, 플라스틱을 사출(射出)하여 케이스 형상으로 가공하는 인서트(insert) 사출성형에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   분할 형성되는 상기 복수 갈래는 두갈래이고, 상기 등분된 각도는 180도인 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 접촉 패턴과의 슬라이딩 접촉에 따른 마찰저항을 줄이기 위해 상기 안테나의 상기 연장부의 각 갈래의 끝단을 라운드 처리하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.

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