KR101715344B1 - 3d 프린팅을 이용한 안테나 베이스 및 안테나 방사체 제조방법 - Google Patents

3d 프린팅을 이용한 안테나 베이스 및 안테나 방사체 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 및 안테나 방사체 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법은 도금되는 패턴부와 상기 패턴부를 지지하는 지지부로 구비되는 안테나 베이스를 3D 프린터에 설치된 복수의 노즐을 통해 상호 고정되는 형상으로 구비되도록 3D 프린팅을 실시하여 상기 안테나 베이스를 성형하는 단계, 상기 3D 프린팅된 안테나 베이스를 인출하는 단계, 및 인출된 상기 안테나 베이스를 도금 장치에 설치하여 안테나 방사체로 제조하기 위해서 도금을 실시하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 방사체 제조 방법은 패턴이 형성된 금속 패턴부와 상기 금속 패턴부를 지지하는 베이스부로 구비되는 안테나 방사체를 3D 프린터에 설치된 복수의 노즐을 통해 상호 고정되는 형상으로 구비되도록 3D 프린팅을 실시하여 상기 안테나 방사체를 성형하는 단계, 및 상기 3D 프린팅된 상기 안테나 방사체를 인출하는 단계를 포함하고, 상기 금속패턴부와 상기 베이스부는 서로 다른 재질로 구성되고, 상기 금속패턴부는 도전성 금속으로 이루어진다.

Description

3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 및 안테나 방사체 제조방법 {MANUFACTURING METHOD FOR ANTENNA BASE AND ANTENNA RADIATOR USING 3D PRINTING}
본 발명은 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 및 안테나 방사체 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 재질로 구비된 안테나 베이스 및 안테나 방사체를 3D 프린팅 기술을 이용하여 고정되는 구조를 개선한 상태로 제조함으로써, 생산성을 향상시키고, 불량을 최소화하는 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 및 안테나 방사체 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대용 모바일 폰 및 내비게이션 등의 무선통신 단말기는 내부에 안테나(Antenna)를 장착시켜, 외부에 안테나의 돌출부가 없으면서도 안테나 특성을 유지하도록 하고 있다.
이러한, 핸드폰의 내부에 설치되는 안테나는 무선통신 단말기의 소형화 및 컴팩트화에 적합한 구성으로서, 안테나 베이스의 표면에 안테나 패턴을 도금하는 방식으로 안테나 방사체를 구성하여 주파수에 따른 신호를 수신하도록 구성되어 있다.
통상적인 안테나의 제조 방법은 고가의 레이저 장비로 회로패턴이 형성된 안테나 방사체를 식각하고, 식각부분을 도금하여 제조하는 것으로, 고가의 장비가 소요되고, 식각에 따른 많은 공정이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에 최근에는, 도금이 가능한 합성수지재질로 패턴을 형성한 패턴부와 다른 재질로 패턴부를 지지하는 지지부를 가지는 안테나 베이스를 금형을 이용하여 사출에 의해 제조한 후에 도금 과정을 거쳐서 안테나 방사체를 제조하는 방법이 사용되고 있다.
이런, 종래 기술의 안테나 방사체 제조 방법은 안테나 패턴이 변경되면 이에 따른 금형이 수정되어야 함에 따라 금형 수정이 번거롭고, 금형 수정에 따른 막대한 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술의 안테나 방사체 제조 방법은 서로 다른 재질의 안테나 베이스를 사출 형태로 제작하게 되면 합성수지 용융을 위해서 높은 온도의 용융로가 필요하고, 용융 후에 열에 견딜 수 있는 금형이 제작하여야 함에 따라 합성수지 용융과 금형 제작에 따른 공정이 복잡하고, 인력과 공정에 따른 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 서로 다른 재질로 구비된 안테나 베이스 및 안테나 방사체를 3D 프린팅 기술을 이용하여 고정되는 구조를 개선한 상태로 제조함으로써, 생산성을 향상시키고, 불량을 최소화하는 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 및 안테나 방사체 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법은 도금되는 패턴부와 상기 패턴부를 지지하는 지지부로 구비되는 안테나 베이스를 3D 프린터에 설치된 복수의 노즐을 통해 상호 고정되는 형상으로 구비되도록 3D 프린팅을 실시하여 상기 안테나 베이스를 성형하는 단계, 및 상기 3D 프린팅된 안테나 베이스를 인출하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 패턴부와 상기 지지부는 서로 다른 합성 수지 재질로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 패턴부는 ABS 수지로 구성될 수 있다.
아울러, 상기 안테나 베이스를 성형하는 단계에서 상기 패턴부의 상기 지지부와 접촉되는 일측 위치에 상기 지지부에 삽입되어 고정되도록 돌출되는 패턴고정돌기를 구비할 수 있고, 상기 지지부의 상기 패턴부 방향으로 상기 패턴고정돌기가 삽입되는 지지고정홈을 구비하여 상기 패턴부와 상기 지지부가 상호 고정되는 형상으로 구비할 수 있다.
더불어, 상기 패턴고정돌기에는 돌출된 상기 지지부 방향에서 상기 패턴부 방향으로 단면적이 축소되도록 경사진 돌기경사부를 형성할 수 있고, 상기 지지고정홈에는 상기 돌기경사부의 경사부에 따라 경사진 지지경사부가 형성하여 상기 돌기 경사부와 상기 지지경사부가 경사도에 따라 지지 고정될 수 있다.
또한, 상기 인출하는 단계에서 인출된 상기 안테나 베이스를 검사를 실시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 안테나 베이스를 성형하는 단계에서 상기 안테나 베이스를 종횡 방향으로 복수 수량으로 상호 연결되는 판 형태로 상기 패턴부와 상기 지지부가 상호 고정되도록 성형할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법으로 제조된 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스에 관한 것이다.
더불어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법은 패턴이 형성된 금속 패턴부와 상기 금속 패턴부를 지지하는 베이스부로 구비되는 안테나 방사체를 3D 프린터에 설치된 복수의 노즐을 통해 상호 고정되는 형상으로 구비되도록 3D 프린팅을 실시하여 상기 안테나 방사체를 성형하는 단계, 및 상기 3D 프린팅된 상기 안테나 방사체를 인출하는 단계를 포함하고, 상기 금속패턴부와 상기 베이스부는 서로 다른 재질로 구성되고, 상기 금속패턴부는 도전성 금속으로 이루어진다.
또한, 상기 안테나 방사체를 성형하는 단계에 있어서, 상기 금속패턴부가 상기 베이스부보다 먼저 프린팅될 수 있다.
그리고, 상기 안테나 방사체를 성형하는 단계에서 상기 금속패턴부의 상기 베이스부와 접촉되는 일측 위치에 상기 베이스부에 삽입되어 고정되도록 돌출되는 금속패턴고정돌기를 구비할 수 있고, 상기 베이스부의 상기 금속패턴부 방향으로 상기 금속패턴고정돌기가 삽입되는 베이스고정홈을 구비하여 상기 금속패턴부와 상기 베이스부에 고정되는 형상으로 구비할 수 있다.
아울러, 상기 금속패턴고정돌기는 돌출된 상기 베이스부 방향에서 상기 금속패턴부 방향으로 단면적이 축소되도록 경사진 금속돌기경사부를 형성할 수 있고, 상기 베이스고정홈에 상기 금속돌기경사부의 경사부에 따라 경사진 베이스경사부를 형성하여 상기 금속돌기경사부와 상기 베이스경사부가 경사도에 따라 지지 고정될 수 있다.
더불어, 상기 안테나 방사체를 성형하는 단계에서 상기 안테나 방사체를 종횡 방향으로 복수 수량으로 상호 연결되는 판 형태로 상기 금속패턴부와 상기 베이스부가 상호 고정되도록 성형할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법으로 제조된 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체에 관한 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법은 따르면, 서로 다른 플라스틱 재질이 각각 구비된 안테나의 베이스를 3D 프린팅 기술을 이용하여 상호 고정될 수 있는 형상으로 제작한 후에 도금 공정을 거쳐서 안테나 방사체로 제조함으로써, 3D 프린팅에 의해 도금 이전의 안테나 베이스를 제작함에 따라 공정을 단순화하고, 인력 사용을 최소화하여 제조 원자를 최소화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법은 도금 이전에 안테나 베이스를 3D 프린팅을 이용하여 프로그램 상에서 두개의 노즐에서 분사에 의해 물리적으로 고정된 상태의 합성수지 재질로 제조함에 따라 합성수지의 가열 용융과 용융된 형틀의 사용할 필요가 없어 공정을 단순화하고, 인건비를 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법은 도금 이전에 안테나 베이스를 3D 프린팅을 이용하여 제조함에 따라 도금되는 재질에 형성되는 패턴을 제조 시에 프로그램 상에서 변경이 가능하여 동일한 공정과 장치로 다양한 패턴을 가지는 안테나 방사체를 제조할 수 있어 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법은 도금 이전에 안테나 베이스를 3D 프린팅을 이용하여 제조함에 따라 안테나 베이스를 종횡 방향으로 복수로 배열하도록 구비할 수 있어 복수의 안테나 베이스를 용이하게 검사할 수 있고, 많은 수량의 안테나 베이스를 동시에 도금할 수 있어 도금 효율이 향상되어 생산성이 증대될 수 있다.
더불어, 본 발명의 다른 실시예의 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법은 서로 다른 재질로 제조함에 있어 패턴부분을 전도성 금속으로 제조하고, 지지부분을 합성수재 재질로 구비되어 도금 공정이 없이 안테나 방사체를 제조함에 따라 공정을 대폭 축소하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법에 제조 공정을 나타내는 공정도이다.
도 2는 도 1의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법 중에서 안테나 베이스 성형단계에서 성형된 안테나 베이스를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법 중에서 안테나 베이스 성형단계에서 성형된 안테나 베이스를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 1의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법 중에서 안테나 베이스 성형단계에서 성형된 안테나 베이스를 나타내는 일부 절개 사시 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법에 제조 공정을 나타내는 공정도이다.
도 6은 도 5의 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법으로 제조되는 안테나 방사체를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 5의 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법으로 제조되는 안테나 방사체를 나타내는 정면도이다.
도 8은 도 5의 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법으로 제조되는 안테나 방사체를 나타내는 일부 절개 사시 구성도이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 뒤에 설명이 되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 뒤에 설명되는 용어들은 본 발명에서의 구조, 역할 및 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오로지 특허청구범위에 기재된 청구항의 범주에 의하여 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법에 대하여 첨부한 도면을 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법에 제조 공정을 나타내는 공정도이고, 도 2는 도 1의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법 중에서 안테나 베이스 성형단계에서 성형된 안테나 베이스를 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 1의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법 중에서 안테나 베이스 성형단계에서 성형된 안테나 베이스를 나타내는 정면도이고, 도 4는 도 1의 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법 중에서 안테나 베이스 성형단계에서 성형된 안테나 베이스를 나타내는 일부 절개 사시 구성도이다
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법은 공중에서 신호를 송수신하는 장치의 내부에 장착되도록 설치되는 서로 다른 합성수지 재질로 안테나 방사체를 제조하기 위해서 도금하기 전에 3D 프린팅 기술을 이용하여 제조하는 방법에 관한 것이다.
이런, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조 방법은 안테나의 패턴이 형성되는 몸체 형태의 안테나 베이스 성형단계(S10), 인출단계(S11), 및 검사단계(S12)를 포함한다.
안테나 베이스 성형단계(S10)는 도금되는 패턴부(110)와 패턴부(110)를 지지하는 지지부(120)로 구비되는 안테나 베이스(100)를 3D 프린터(미도시됨)에 설치된 복수의 노즐을 통해 상호 고정되는 형상으로 구비되도록 3D 프린팅을 실시하여 상기 안테나 베이스(100)를 성형하는 단계이다.
상술된 안테나 베이스(100)는 특정 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위하여 회로패턴이 도금되는 패턴부(110)와 패턴부(110)를 지지하는 지지부(120)가 서로 다른 재질로 구비된다.
이런, 안테나 베이스(100)는 일측으로 도금에 의해 패턴이 형성되는 패턴부(110)와 패턴부(110)의 타측으로 패턴부(110)를 지지하면서 안테나의 몸체를 이루는 지지부(120)가 상호 고정된 형태로 구비된다. 이런, 패턴부(110)는 형성된 패턴에 도전성 금속이 도금되는 모든 합성 수지 재질이 사용될 수 있는 것으로, 바람직하기로는 ABS 수지로 구비될 수 있다. 또한, 지지부(120)는 패턴부(110)를 지지하면서 상호 고정된 형태로 구비되는 합성 수지 재질이 사용될 수 있는 것으로, 바람직하기로는 PC수지로 구비될 수 있다.
다시 말해서, 안테나 베이스(100)는 서로 다른 두가지의 재질로 패턴부(110)와 지지부(120)가 서로 고정된 형태로 성형하여 제조된다.
이러한, 서로 다른 재질의 안테나 베이스(100)를 제조하기 위한 3D 프린터는 각 재질에 맞게 성형되는 두개의 노즐이 설치되고, 각각의 노즐에서 패턴부(110)를 성형하는 ABS 수지와 지지부(120)를 성형하는 PC 수지가 각각 분사되어 안테나 베이스(100)를 성형할 수 있다.
서로 다른 합성 수지 재질로 각각 구비되는 패턴부(110)와 지지부(120)의 재질과 상호 고정되는 형상을 고려하여 두개의 노즐을 가지는 3D 프린터를 작동시키면 각각의 노즐에서 패턴부(110)와 지지부(120)의 재질과 미리 설정된 형상에 따라 합성 수지 재료가 분사되면서 성형을 실시하도록 3D 프린팅을 실시한다.
여기서, 상호 고정되는 형상은 패턴부(110)와 지지부(120)가 물리적으로 상호 고정되는 구조를 가지도록 구비된다.
즉, 3D 프린터는 재질에 따른 형상을 하나씩 제조하는 것으로, 패턴부(110)와 지지부(120)가 서로 다른 재질과 형상으로 3D 프린팅에 의해 성형 시에 서로 독립적인 형상으로 제조된다. 다시 말해서, 3D 프린팅에 의해 제조되는 패턴부(110)와 지지부(120)는 상호 독립적으로 제조되어 상호 고정되거나 접합되지 않은 상태를 유지함에 따라 패턴부(110)와 지지부(120)가 상호 고정된 상태를 유지하기 위해서는 제조 시에 물리적으로 고정되는 형상으로 제조되어야 한다.
이에 따라, 3D 프린터로 안테나의 베이스(100) 제조 시에 서로 다른 재질로 이루어진 패턴부(110)와 지지부(120)가 상호 고정되어 고정상태를 유지하기 위한 형상을 미리 결정한 상태에서 3D 프린팅을 실시한다.
상술된 상호 고정되는 형상은 패턴부(110)의 지지부(120)와 접촉되는 일측으로 지지부(120)에 삽입되어 고정되도록 돌출되는 패턴고정돌기(112)를 3D 프린팅되는 형상으로 결정한다. 또한, 지지부(120)의 패턴부(110)에 접촉되는 방향인 타측에는 패턴고정돌기(112)가 삽입되는 홈 형태의 지지고정홈(122)을 3D 프린팅되는 형상으로 결정한다.
상술된 상호 고정되는 형상이 결정된 후에 3D 프린팅 단계(S100)에서 프린팅을 실시하게 되면 패턴고정돌기(112)가 지지고정홈(122)에 삽입되어 물리적으로 상호 고정된 형상으로 패턴부(110)와 지지부(120)를 성형할 수 있다.
즉, 패턴부(110)와 지지부(120)의 고정을 위해서 패턴부(110)는 도금에 의해 회로패턴이 구비되는 패턴몸체(111)의 지지부(120)와 상호 접촉되는 면에서 지지부(120) 방향인 일측으로 돌기 형태로 돌출된 패턴고정돌기(112)가 형성된다. 지지부(120)는 패턴부(110)의 형상에 따라 패턴몸체(111)를 지지하는 일측에 지지몸체(121)가 구비되고, 지지몸체(121)에는 패턴고정돌기(112)가 삽입된 상태로 고정되어 고정된 상태를 유지하는 억지끼움되는 홈 형태의 지지고정홈(122)이 형성된다.
다시 말해서, 3D 프린터를 이용하여 패턴부(110)와 지지부(120)의 성형 시에 패턴고정돌기(112)가 지지고정홈(122)에 삽입되어 억지끼움에 의해 고정된 형상의 고정 구조를 가지도록 제조함에 따라 독립적으로 성형을 실시하여도 상호 고정된 상태를 유지하여 유동이 방지될 수 있는 구조로 제조되도록 결정한다.
또한, 패턴고정돌기(112)는 돌출된 지지부(120) 방향에서 패턴부(110) 방향으로 단면적이 축소되도록 경사진 돌기경사부(113)를 형성한다. 그리고, 지지고정홈(122)에는 돌기경사부(113)의 경사도에 따라 경사진 지지경사부(123)를 형성한다. 따라서, 지지부(120) 방향에서 패턴부(110) 방향으로 단면적이 확대되는 돌기경사부(113)를 가지는 패턴고정돌기(112)가 지지경사부(123)를 가지는 지지고정홈(122)에 고정되어 각각의 경사도에서 걸림되어 이탈되는 것이 방지되는 고정력이 향상될 수 있다.
안테나를 성형하는 단계(S10)에서 안테나 베이스(100)를 종횡 방향으로 복수 수량으로 상호 연결되는 판 형태로 패턴부(110)와 지지부(120)가 상호 고정되도록 성형할 수 있다. 즉, 3D 프린팅에 의해 판에 종횡 방향으로 복수 수량의 안테나 베이스(100)를 성형함에 따라 한번에 제조되는 안테나 베이스(100)의 수량을 증대시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
인출단계(S11)는 안테나 베이스 성형단계(S10)에서 3D 프린팅된 안테나 베이스(100)를 인출하는 단계이다.
안테나 베이스 성형단계(S10)에서 3D 프린터의 작동에 의해 3D 프린팅된 안테나 베이스(100)를 3D 프린터에서 인출한다. 이때, 3D 프린터에서 종횡 방향으로 복수 수량에 안테나 베이스(100)를 상호 연결하는 판형태로 성형하여 3D 프린터 작동을 마치면 외부로 인출한다.
검사단계(S12)는 인출단계(S11)에서 인출된 안테나 베이스(100)의 성형 상태와 패턴을 검사하는 단계이다.
안테나 베이스(100)를 3D 프린터에서 성형하여 외부로 인출한 후에 검사단계(S12)에서 검사 장치를 통해서 안테나 베이스(100)의 패턴부(110)의 패턴과 패턴부(110)와 지지부(120)의 고정 상태를 검사한다.
이때, 안테나 베이스(100)가 복수 수량으로 배치되는 판 형태로 성형되면 복수의 안테나 베이스(100)를 검사 장치에서 동시에 검사를 진행할 수 있어 검사 효율이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 검사단계(S12)를 거쳐서 제조된 안테나 베이스(100)는 패턴부(110)를 도금하여 안테나 방사체로 제조될 수 있다. 즉, 안테나 베이스(100)는 안테나 방사체가 제조되는 과정에서 도금 이전에 3D 프린팅 기술을 이용하여 제조한다.
이런, 안테나 베이스(100)는 복수 수량의 판형태로 제조되면 도금 시에 도금 장치에 판을 복수로 적층한 상태에서 한번에 도금을 실시할 수 있어 도금되는 수량을 획기적으로 증대시킬 수 있어 도금 비용을 절약할 수 있다. 또한, 도금 이전에 검사를 실시하여 도금 후에 불량이 발생되는 것을 최소화할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법에 제조 공정을 나타내는 공정도이고, 도 6은 도 5의 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법으로 제조되는 안테나 방사체를 나타내는 사시도이며, 도 7은 도 5의 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법으로 제조되는 안테나 방사체를 나타내는 정면도이고, 도 8은 도 5의 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법으로 제조되는 안테나 방사체를 나타내는 일부 절개 사시 구성도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조 방법은 도전성 금속 패턴을 구비하는 금속패턴부(210)와 금속패턴부(210)를 지지하는 베이스부(220)를 3D 프린팅 기술을 이용하여 안테나 방사체(200)로 제조하는 방법에 관한 것이다.
3D 프린팅 기술은 합성 수지 재질 뿐만 아니라 전기가 통전되는 도전성 금속 재질도 분사에 의해 형상을 성형할 수 있다.
상술된, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조 방법은 금속을 원하는 형상으로 성형할 수 있는 3D 프린팅 기술을 이용하여 안테나의 패턴 부분을 도전성 금속 재질로 성형하여 도금되는 공정을 생략하고, 바로 도전성 금속으로 금속패턴부(210)로 성형한다.
또한, 3D 프린터는 두개의 노즐을 설치하여 하나의 노즐은 도전성 금속을 분사하여 금속패턴부(210)를 성형하고, 다른 노즐은 합성수지를 분사하여 베이스부(220)를 성형할 수 있음에 따라 동시에 금속패턴부(210)와 베이스부(220)를 성형할 수 있다.
즉, 안테나 방사체(200)는 특정 주파수 대역의 신호는 송수신하기 위한 회로패턴이 형성되는 도전성 금속층인 금속패턴부(210)와, 금속패턴부(210)를 지지하는 베이스부(220)로 구비된다. 다시 말해서, 3D 프린팅을 이용하여 도전성 금속 재질의 금속패턴부(210)와 합성 수지 재질의 베이스부(220)를 동시에 성형하여 안테나 방사체(200)를 제조한다.
이러한, 안테나 방사체(200)를 제조하기 위한 3D 프린터는 금속패턴부(210)를 성형하기 위해서 금속이 분사되는 노즐과 베이스부(220)를 성형하기 위해 합성수지 재질이 분사되는 노즐을 각각 구비하여 두개의 노즐이 설치된다.
즉, 3D 프린터의 두개의 노즐 중에서 도전성 금속이 분사되는 노즐을 통해서 금속패턴부(210)를 성형하고, 합성수지재가 분사되는 노즐을 통해서 베이스부(220)를 성형하되, 금속패턴부(210)와 베이스부(220)는 물리적으로 상호 고정되는 형상으로 제조한다. 상술된 두개의 노즐을 가지는 3D 프린터를 사용하여 3D 프린팅하여 안테나 방사체(200)를 제조하는 방법은 금속패턴부(210)와 베이스부(220)를 상호 고정하는 형상으로 3D 프린팅하는 안테나 방사체 성형단계(S20), 및 제조를 마친후 인출하는 인출단계(S21)를 포함한다.
안테나 방사체 성형단계(S100)는 패턴이 형성된 금속 패턴부(210)와 금속 패턴부(210)를 지지하는 베이스부(220)로 구비되는 안테나 방사체(200)를 3D 프린터에 설치된 복수의 노즐을 통해 상호 고정되는 형상으로 구비되도록 3D 프린팅을 실시하여 안테나 방사체(200)를 성형하는 단계이다.
상술된 안테나 방사체(200)의 금속패턴부(210)와 베이스부(220)는 서로 다른 재질로 구성되고, 금속패턴부(210)는 도전성 금속으로 구비되고, 베이스부(220)는 합성수지 재질로 구비된다.
도전성 금속과 합성수지재의 서로 다른 다른 재질로 각각 구비되는 금속패턴부(210)와 베이스부(220)의 재질과 서로 고정되는 형상을 고려하여 두개의 노즐을 가지는 3D 프린터를 작동시킨다. 이렇게, 작동되는 3D 프린터는 각각의 노즐에서 금속패턴부(210)와 베이스부(220)의 재질과 상호 고정되는 형상에 따라 각각의 재료가 분사되면서 성형을 실시하도록 3D 프린팅을 실시한다.
즉, 3D 프린터는 재질에 따른 형상을 하나씩 제조하는 것으로, 금속패턴부(210)와 베이스부(220)가 서로 다른 재질과 형상으로 3D 프린팅에 의해 성형 시에 서로 독립적인 형상으로 제조된다. 다시 말해서, 3D 프린팅에 의해 제조되는 금속패턴부(210)와 베이스부(220)는 상호 독립적으로 제조되어 상호 고정되거나 접합되지 않은 상태를 유지함에 따라 금속패턴부(210)와 베이스부(220)가 상호 고정된 상태를 유지하기 위해서는 제조 시에 물리적으로 고정되는 형상으로 제조되어야 한다.
이에 따라, 3D 프린터로 안테나(200) 제조 시에 서로 다른 재질로 이루어진 금속패턴부(210)와 베이스부(220)가 상호 고정되어 고정상태를 유지하기 위한 형상을 미리 결정한 상태에서 3D 프린팅을 실시한다.
여기서, 3D 프린팅을 실시할 때에 도전성 금속 재질의 금속패턴부(210)를 먼저 성형한 후에 베이스부(220)를 성형하도록 프린팅을 실시한다. 금속과 합성수지는 서로 녹는 온도가 다르고 분사 후에 경화되는 속도에 차이가 있어 동시에 프린팅을 실시하게 되면 합성 수지 재질의 베이스부(220)가 변형되거나 경화 속도에 차이로 내부 분열이 발생될 수 있다. 이에 따라 금속 재질인 금속패턴부(210)를 먼저 성형하고, 경화된 후에 합성수지 재질의 베이스부(220)를 3D 프린터로 프린팅을 실시한다. 상술된 상호 고정되는 형상은 금속패턴부(210)의 베이스부(220)와 접촉되는 일측으로 베이스부(220)에 삽입되어 고정되도록 돌출되는 금속패턴고정돌기(212)를 3D 프린팅되는 형상으로 결정한다. 또한, 베이스부(220)의 금속패턴부(210)에 접촉되는 방향인 타측에는 금속패턴고정돌기(212)가 삽입되는 홈 형태의 베이스고정홈(222)을 3D 프린팅되는 형상으로 결정한다.
상술된 상호 고정되는 형상이 결정된 후에 3D 프린팅 단계(S100)에서 프린팅을 실시하게 되면 금속패턴고정돌기(212)가 베이스고정홈(222)에 삽입되어 물리적으로 상호 고정된 형상으로 금속패턴부(210)와 베이스부(220)를 성형할 수 있다.
즉, 금속패턴부(210)와 베이스부(220)의 고정을 위해서 금속패턴부(210)는 도전성 금속 재질의 회로패턴이 구비되는 금속패턴몸체(211)의 베이스부(220)와 상호 접촉되는 면에서 베이스부(220) 방향인 일측으로 돌기 형태로 돌출된 금속패턴고정돌기(212)가 형성된다. 베이스부(220)는 금속패턴부(210)의 형상에 따라 금속패턴몸체(211)를 지지하는 일측에 베이스몸체(221)가 구비된다. 또한, 베이스몸체(221)에는 금속패턴고정돌기(212)가 삽입된 상태로 고정되어 고정된 상태를 유지하는 억지끼움되는 홈 형태의 베이스고정홈(222)이 형성된다.
다시 말해서, 3D 프린터를 이용하여 금속패턴부(210)와 베이스부(220)의 성형 시에 금속패턴고정돌기(212)가 베이스고정홈(222)에 삽입되어 억지끼움에 의해 고정된 형상의 고정 구조를 가지도록 제조함에 따라 독립적으로 성형을 실시하여도 상호 고정된 상태를 유지하여 유동이 방지될 수 있는 구조로 제조되도록 결정한다.
또한, 금속패턴고정돌기(212)는 돌출된 베이스부(220) 방향에서 금속패턴부(210) 방향으로 단면적이 축소되도록 경사진 금속돌기경사부(213)를 형성한다. 그리고, 베이스고정홈(222)에는 금속돌기경사부(213)의 경사도에 따라 경사진 베이스경사부(223)를 형성한다. 따라서, 베이스부(220) 방향에서 금속패턴부(210) 방향으로 단면적이 확대되는 금속돌기경사부(213)를 가지는 금속패턴고정돌기(212)가 베이스경사부(223)를 가지는 베이스고정홈(222)에 고정되어 각각의 경사도에서 걸림되어 이탈되는 것이 방지되는 고정력이 향상될 수 있다.
이때, 안테나 방사체 성형단계(S20)에서 안테나 방사체(200)를 종횡 방향에 복수 수량으로 상호 연결되는 판 형태로 금속패턴부(210)와 베이스부(220)가 상호 고정되도록 3D 프린팅에 의해 성형할 수 있다.
3D 프린터는 노즐에서 재료가 방사되어 다양한 형상을 성형할 수 있음에 따라 복수의 수량의 성형물을 상호 연결한 상태에서 종횡 방향으로 배열 성형할 수 있다.
이에 따라, 안테나 방사체(200)는 3D 프린팅에 의해 성형 시에 종횡 방향에 복수 수량으로 판 형태로 성형하여 한번에 성형되는 수량이 증대되어 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 복수 수량의 판형태로 안테나 방사체(200)를 구비하면 인출 후에 복수 수량의 안테나 방사체(200)를 동시에 이송과 검사를 실시할 수 있어 생산성이 향상될 수 있다.
인출단계(S21)는 안테나 방사체 성형단계(S20)에서 3D 프린팅된 안테나 방사체(200)를 인출하는 단계이다.
3D 프린터의 작동에 의해 금속패턴고정돌기(212)가 베이스고정홈(222)에 삽입 고정된 상태에서 금속패턴부(210)와 베이스부(220)가 성형을 마치면 외부로 인출하여 안테나 방사체(200)의 제조를 마친다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 베이스
110 : 패턴부 111 : 패턴몸체
112 : 패턴고정돌기 113 : 돌기경사부
120 : 지지부 121 : 지지몸체
122 : 지지고정홈 123 : 지지경사부
200 : 방사체
210 : 금속 패턴부 211 : 금속 패턴몸체
212 : 금속패턴고정돌기 213 : 금속돌기경사부
220 : 베이스부 221 : 베이스몸체
222 : 베이스고정홈 223 : 베이스경사부

Claims (14)

  1. 패턴부와 상기 패턴부를 지지하는 지지부를 포함하는 안테나 베이스를 3D 프린팅으로 성형하는 단계로서, 상기 패턴부와 상기 지지부가 상호 고정되는 형상이 되도록 3D 프린터에 설치된 복수의 노즐을 통해 상기 패턴부와 상기 지지부를 각각 형성하는, 단계;
    상기 3D 프린팅된 안테나 베이스를 인출하는 단계; 및
    상기 패턴부에 회로패턴을 도금하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 안테나 베이스를 성형하는 단계에서, 상기 패턴부는 상기 지지부와 접촉되는 일측 위치에 돌출되는 패턴고정돌기를 구비하고, 상기 지지부는 상기 패턴부 방향으로 형성되는 지지고정홈을 구비하며, 상기 패턴고정돌기가 상기 지지고정홈에 삽입되어 고정됨으로써 상기 패턴부가 상기 지지부에 고정되는 것인,
    3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴부와 상기 지지부는 서로 다른 합성 수지 재질로 구성되는,
    3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 패턴부는 ABS 수지로 구성되는,
    3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴고정돌기에는 돌출된 상기 지지부 방향에서 상기 패턴부 방향으로 단면적이 축소되도록 경사진 돌기경사부를 형성하고, 상기 지지고정홈에는 상기 돌기경사부의 경사부에 따라 경사진 지지경사부가 형성하여 상기 돌기 경사부와 상기 지지경사부가 경사도에 따라 지지 고정되는,
    3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 인출하는 단계에서 인출된 상기 안테나 베이스를 검사를 실시하는 단계를 더 포함하는
    3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 베이스를 성형하는 단계에서 상기 안테나 베이스를 종횡 방향으로 복수 수량으로 상호 연결되는 판 형태로 상기 패턴부와 상기 지지부가 상호 고정되도록 성형하는,
    3D 프린팅을 이용한 안테나 베이스 제조방법.
  8. 삭제
  9. 패턴이 형성된 금속패턴부와 상기 금속패턴부를 지지하는 베이스부로 구비되는 안테나 방사체를 3D 프린터에 설치된 복수의 노즐을 통해 상호 고정되는 형상으로 구비되도록 3D 프린팅을 실시하여 상기 안테나 방사체를 성형하는 단계, 및
    상기 3D 프린팅된 상기 안테나 방사체를 인출하는 단계를 포함하고,
    상기 안테나 방사체를 성형하는 단계에서, 상기 금속패턴부는 상기 베이스부와 접촉되는 일측 위치에 돌출되는 금속패턴고정돌기를 구비하고, 상기 베이스부는 상기 금속패턴부 방향으로 형성되는 베이스고정홈을 구비하며, 상기 금속패턴고정돌기가 상기 베이스고정홈에 삽입되어 고정됨으로써 상기 금속패턴부가 상기 베이스부에 고정되고,
    상기 금속패턴부와 상기 베이스부는 서로 다른 재질로 구성되고, 상기 금속패턴부는 도전성 금속으로 이루어진,
    3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 안테나 방사체를 성형하는 단계에 있어서, 상기 금속패턴부가 상기 베이스부보다 먼저 프린팅되는,
    3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법.
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속패턴고정돌기는 돌출된 상기 베이스부 방향에서 상기 금속패턴부 방향으로 단면적이 축소되도록 경사진 금속돌기경사부를 형성하고, 상기 베이스고정홈에 상기 금속돌기경사부의 경사부에 따라 경사진 베이스경사부를 형성하여 상기 금속돌기경사부와 상기 베이스경사부가 경사도에 따라 지지 고정되는,
    3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 안테나 방사체를 성형하는 단계에서 상기 안테나 방사체를 종횡 방향으로 복수 수량으로 상호 연결되는 판 형태로 상기 금속패턴부와 상기 베이스부가 상호 고정되도록 성형하는,
    3D 프린팅을 이용한 안테나 방사체 제조방법.
  14. 삭제
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