KR102001243B1

KR102001243B1 - 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드

Info

Publication number: KR102001243B1
Application number: KR1020170160101A
Authority: KR
Inventors: 신혜중
Original assignee: 신혜중
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-07-17
Also published as: EP3719925A4; WO2019107798A1; EP3719925A1; US11069966B2; US20200295448A1; TW201926789A; CN111406346B; JP2021505093A; JP6960191B2; TWI692147B; KR20190061575A; EP3719925B1; CN111406346A

Abstract

본 발명은 기판에 와이어를 매립하여 안테나 선을 형성시키는 와이어 임베딩 장치에 적용되는 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 관한 것이다.
상세하게는, 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드(1)에 있어서,
스풀(S)에 권취된 와이어(W)가 투입되어 기판(B)에 정해진 특정위치에 안테나 선(AW)이 형성되도록 와이어(W)를 매립하는 헤드하우징(100);
상기 헤드하우징(100)의 일측에 형성되어 30[kHz] 내지 60[kHz]의 진동을 발생시켜 와이어(W)가 기판(B)에 정해진 특정위치에 매립되어 안테나 선(AW)을 형성하도록, 와이어(W) 매립 시, 기판(B)의 특정위치를 용융시키는 초음파발생부(110); 및 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)이 형성되도록, 복수 개의 와이어(W)가 동시에 토출되어 기판(B)에 매립되게 하는 특정배열로 이루어진 복수 개의 와이어토출구(121)가 형성된 다중와이어매립혼(120);으로 구성되되,
다중와이어매립혼(120)에 와이어토출구(121)가 2[개] 이상 형성될 시에는,
제 1와이어토출구(121a)를 기준으로 제 1와이어토출구(121a)의 중심직선(CL1)과 제 2와이어토출구(121b)의 중심직선(CL2)이 어긋나도록 제 2와이어토출구(121b)가 형성되고, 제 3와이어토출구(121c)부터는 제 1와이어토출구(121a)의 중심직선(CL1)과 제 3와이어토출구(121c)의 중심직선(CL3) 및 제 n와이어토출구의 중심직선(CLn)이 동일선상에 위치하거나 어긋나게 위치하도록 형성되어,
복수 개의 와이어(W)가 매립되어 병렬 패턴으로 형성되는 안테나 선(AW)의 배열을 조밀하게 함으로서 통신 효율성이 극대화되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이로 인해, 본 발명은 기판(B)에 정해진 특정위치에 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)이 형성되도록 하여 안테나 선(AW)의 표면적을 넓게 함으로서 통신 효율성을 제고하는 이점이 있다.

Description

다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드{Embedding head for forming an antenna wire}

본 발명은 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파발생부 및 다중와이어매립혼에 의해 와이어가 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선으로 기판에 매립되도록 하되, 기판과, 기판에 매립되는 복수 개의 와이어 간의 특징적인 결합관계를 이용하여, 기판에 매립되는 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선의 배열이 매우 조밀하게 형성되도록 하는 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 관한 것이다.

최근, 무선기술의 진화로 인하여 전자기기의 무선 충전 기술이 발전하고 있다.

또한, 무선기기의 발달로 근거리 무선 통신용 안테나의 수요가 급증하고 있으며, 이를 구현하기 위한 송신모듈(Tx, Transmitter)과 수신모듈(Rx, Receiver) 간, 통신의 효율 향상을 위한 다양한 방식의 안테나가 개발되어 적용되고 있다.

그 중, 현재 근거리 무선 통신용 안테나 및 무선 충전용 안테나를 형성하는 방법으로는 크게 3[가지] 방식으로 구분되는데,

우선, 첫 번째로 습식 에칭 방식,

두 번째로, 동박을 펀칭하여 펀칭된 일정패턴으로 형성된 안테나 선을 기판 위에 접착제를 사용하여 고정하여 제작하는 방식,

세 번째로, 도체를 기판에 매립(embedding)하여 일정패턴의 안테나 선이 형성되도록 제작하는 방식으로 구분된다.

이때, 습식 에칭 방식은 강한 산성 화학물질로 구성하고자 하는 안테나 선을 제외한 부분을 부식시켜 안테나 선이 형성되도록 하기 때문에 초기 비용이 과도하게 높을 뿐만 아니라, 강한 산성 화학물질이 사용되므로 환경공해를 유발시키며, 이를 중화하기 위해서는 별도의 공해 방지 시설 및 시스템의 설치가 필요하다.

반면, 습식 에칭 방식과 안테나 선이 형성되는 모양은 유사하지만, 습식 에칭 방식의 단점을 보완한 동박 펀칭으로 안테나 선을 제작하는 방식은 화학물질을 사용하지 않고 기계적 방식으로 안테나 선이 생성되도록 한다.

따라서, 습식 에칭 방식으로 형성된 안테나 선과 더불어 동박을 펀칭하는 기계적 방식으로 형성된 안테나 선이 최근 많이 사용되고 있다.

그러나, 습식 에칭 방식이든 동박을 펀칭하여 안테나 선을 접착하는 방식이든 제작 과정에 있어 안테나 선을 기판에 형성되게 하기 위해서는 접착제의 사용이 불가피하여 기판으로부터 안테나 선이 떨어져 발생되는 틈새로 인한 불량 등의 내구성의 문제뿐만 아니라, 무선 충전과 같이 송수신 안테나 간의 효율성 증대를 위하여 안테나 선의 표면을 확장하는, 이른바 적층 구조를 가져야 하는 경우에는, 층층이 도포되는 접착제로 인해 송수신 간의 효율이 저하되는 등의 통신 효율의 손실과 생산 비용이 증가하는 단점이 발생한다.

한편, 코일을 안테나 선의 도체로 이용하여 기판에 매립(embedding)하는 방식은 제작의 간편성과 단층으로 형성되기 때문에 층간의 간섭하는 물질이 없어 송수신 간의 효율을 증대할 수 있는 장점이 있는 반면, 안테나 선의 표면적을 넓게 하기 위해서는 그만큼 코일의 직경이 크게 형성되어야 하기 때문에, 이 경우에는 반대로 전자기기 소형화에는 적합하지 않은 방식으로 전락되고 만다.

따라서, 수직 적층으로 구성되는 에칭 습식 방식이나 동박을 펀칭한 안테나 선처럼 얇으면서 표면적을 넓게 하기 위해서는 얇은 코일을 수평나열 형식인 병렬로 구성하는 안테나 선이 이상적이며, 더하여 이를 접착제 사용 없이 기판에 매립하는 것이 가장 최적의 안테나 선을 형성하는 방법이라 할 수 있다.

이를 위하여는, 다중 선이 동시에 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선이 형성되도록 하는 별도의 장치가 필요하다.

이에, 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 관한 선행기술로서, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 대한민국 공개특허공보 특2002-0087320호의 "아이씨칩 내장 카드의 제조용 멀티해드 와인딩 및 임베딩장치"(이하, "선행기술 1"이라 함.)는 적어도 2매의 카드시트 사이에 아이씨칩과 그 아이씨칩의 연결부에 단부에서 연결되는 안테나선을 배치하여 아이씨칩 내장 카드를 제조하기 위해 다수의 카드시트가 배열된 패턴시트상의 각 카드시트에 아이씨칩을 마운팅하고, 그 아이씨칩이 마운팅된 패턴시트의 각 카드시트에 그 아이씨칩의 연결부위를 각 단부가 통과하여 소정의 패턴으로 안테나선을 형성하도록 초음파를 이용하여 와이어를 상기 패턴시트의 각 카드시트에 와인딩하여 임베딩시키는 아이씨칩 내장 카드의 제조용 와인딩 및 임베딩장치에 있어서, 상기 초음파를 50[kHz] 이상의 주파수로 발생시키는 초음파발생장치를 각각 지니는 적어도 2 이상의 와인딩 및 임베딩헤드가 그 중심축의 피치를 60[mm] 이하로 하여 설치된, 초음파진동자의 진동수를 더욱 고주파로 하면서 임베딩되는 안테나선의 임베딩 품질을 양호하게 할 수 있고, 멀티 헤드를 설치할 수 있어 생산성을 증대시킬 수 있는 아이씨칩 내장 카드의 제조용 멀티헤드 와인딩 및 임베딩장치에 관한 것이다.

또 다른 선행기술로는, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0108068호의 "RFID 인레이의 제조"(이하, "선행기술 2"라 함.)는 안테나 기판상에, 또는 캐리어 기판상의 접착층 내에 와이어, 박막, 또는 도전성 물질이 감겨져 있는 형태의 안테나 구조체를 형성하고, 이 안테나 구조체를 인레이 기판상의 대응되는 트랜스폰더 구역으로 하나씩 또는 한 번에 여러 개를 전사하고, 트랜스폰더 구역에 있는 RFID 칩모듈의 단자 영역과 여기에 정렬된 안테나 구조체의 연결단을 연결하는 안테나 기판상의 다수의 안테나 구역에 다수의 안테나 구조체를 형성하는 과정과, 상기 안테나 구조체를 상기 트랜스폰더 구역 중 선택된 하나로 전사하는 과정을 포함하는 RFID 인레이 제조 방법에 관한 것이다.

그러나, 살펴본 바와 같이 선행기술 1 내지 선행기술 2는 안테나 선을 기판에 매립하는 장치 및 RFID의 인레이 제조 방법에 관한 것으로 본 발명과는 기술분야가 유사할지 모르나, 기술적 특징, 즉, 구성, 목적, 이로 인해 발휘되는 효과가 상이하다.

반면, 선행기술 1에는 초음파를 이용하여 기판에 안테나 선을 매립하는 임베딩헤드가 구성되어 있어 전체적인 기술적 개념에 있어서는 본 발명과 다소 동일할 수 있으나, 상술한 바와 같이 기술적 특징, 즉, 구성, 목적 및 효과가 상이하며, 선행기술 1 내지 선행기술 2를 포함한 종래 기술은 공통적으로 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 해결하지 못하는 문제점, 즉, 병렬 패턴으로 연결되어 형성되는 안테나 선의 와이어 간의 조밀성을 해결하지 못하는 기술적 한계가 있다.

대한민국 공개특허공보 특2002-0087320호 (2002.11.22.) 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0108068호 (2013.10.02.)

이에, 본 발명은 상기 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

복수 개의 와이어를 초음파의 특정 주파수로 기판에 매립하여 안테나 선을 형성하도록 하는 헤드하우징을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 초음파에 의한 진동을 이용하여 와이어를 기판에 매립시키되, 복수 개의 와이어가 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선이 형성되도록 하는 데에 목적이 있다.

또한, 복수 개의 와이어가 병렬 패턴으로 연결되어 형성된 안테나 선을 제공하되, 복수 개의 와이어가 특정배열에 의해 토출되도록 하여, 병렬 패턴으로 형성되는 안테나 선의 배열을 조밀하게 함으로서 통신 효율성을 제고시키는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위해 안출된 것으로서,

다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 있어서,

스풀에 권취된 와이어가 투입되어 기판에 정해진 특정위치에 안테나 선이 형성되도록 와이어를 매립하는 헤드하우징;

상기 헤드하우징의 일측에 형성되어 30[kHz] 내지 60[kHz]의 진동을 발생시켜 와이어가 기판에 정해진 특정위치에 매립되어 안테나 선을 형성하도록, 와이어 매립 시, 기판의 특정위치를 용융시키는 초음파발생부;

병렬 패턴으로 연결된 안테나 선이 형성되도록, 복수 개의 와이어가 동시에 토출되어 기판에 매립되게 하는 특정배열로 이루어진 복수 개의 와이어토출구가 형성된 다중와이어매립혼;으로 구성되되,

다중와이어매립혼에 와이어토출구가 2[개] 이상 형성될 시에는,

제 1와이어토출구를 기준으로 제 1와이어토출구의 중심직선과 제 2와이어토출구의 중심직선이 어긋나도록 제 2와이어토출구가 형성되고, 제 3와이어토출구부터는 제 1와이어토출구의 중심직선과 제 3와이어토출구의 중심직선 및 제 n와이어토출구의 중심직선이 동일선상에 위치하거나 어긋나게 위치하도록 형성되어,

복수 개의 와이어가 매립되어 병렬 패턴으로 형성되는 안테나 선의 배열을 매우 조밀하게 함으로서 통신 효율성이 극대화되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이때, 다중와이어매립혼에 형성된 복수 개의 와이어토출구는 제 1와이어토출구를 기준으로 차례대로 외접하여 연접되게 형성될 수 있다.

한편, 이에 앞서 본 명세서는 특허등록청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면,

복수 개의 와이어를 초음파의 특정 주파수로 기판에 매립하여 안테나 선을 형성하도록 하는 헤드하우징을 제공한다.

또한, 초음파발생부에 의해 발생되는 초음파에 의한 진동을 이용하여 다중와이어매립혼으로부터 토출되는 와이어를 기판에 매립시키되, 복수 개의 와이어가 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선이 형성되도록 하여 통신 효율성을 제고시킨다.

이때, 복수 개의 와이어가 병렬 패턴으로 연결되어 안테나 선이 형성되도록 하되, 복수 개의 와이어가 특정배열로 형성된 복수 개의 와이어토출구로부터 토출되어, 병렬 패턴으로 형성되는 안테나 선의 배열을 조밀하게 함으로서 통신 효율성을 극대화시킨다.

또한, 안테나 선의 통신 효율성을 향상시키기 위해 와이어의 직경을 임의로 크게 하거나 와이어를 적층한 적층 구조를 형성하지 않아도 되므로, 시대의 흐름에 적합한 미래지향적인 기술임과 동시에 전자기기의 소형화에 반드시 필요한 기술로서 통신 효율성이 우수한 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선이 형성되도록 하는 매우 효과적인 발명이라 하겠다.

도 1은 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 대한 구성도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 대한 개략도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드의 구성요소 중 다중와이어매립혼에 대한 저면 단면도를 실시 예로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드의 구성요소 중 복수 개의 와이어토출구가 특정배열로 형성된 다중와이어매립혼으로 인해 기판에 복수 개의 와이어가 매립될 시에 발생되는 효과를 실시 예로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 의해 완성된 기판에 매립된 안테나 선을 실시 예로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드의 구성요소 중 복수 개의 와이어토출구에 생성되는 중심직선을 설명하기 위한 실시 예를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 대한 선행기술의 대표도를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 대한 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 대한 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 대한 개략도를, 도 3은 본 발명인 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드의 구성요소 중 다중와이어매립혼에 대한 저면 단면도를 실시 예로 나타낸 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은,

다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드(1)에 있어서,

스풀(S)에 권취된 와이어(W)가 투입되어 기판(B)에 정해진 특정위치에 안테나 선(AW)이 형성되도록 와이어(W)를 매립하는 헤드하우징(100);

상기 헤드하우징(100)의 일측에 형성되어 30[kHz] 내지 60[kHz]의 진동을 발생시켜 와이어(W)가 기판(B)에 정해진 특정위치에 매립되어 안테나 선(AW)을 형성하도록, 와이어(W) 매립 시, 기판(B)의 특정위치를 용융시키는 초음파발생부(110);

병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)이 형성되도록, 복수 개의 와이어(W)가 동시에 토출되어 기판(B)에 매립되게 하는 특정배열로 이루어진 복수 개의 와이어토출구(121)가 형성된 다중와이어매립혼(120);으로 구성되되,

다중와이어매립혼(120)에 와이어토출구(121)가 2[개] 이상 형성될 시에는,

제 1와이어토출구(121a)를 기준으로 제 1와이어토출구(121a)의 중심직선(CL1)과 제 2와이어토출구(121b)의 중심직선(CL2)이 어긋나도록 제 2와이어토출구(121b)가 형성되고, 제 3와이어토출구(121c)부터는 제 1와이어토출구(121a)의 중심직선(CL1)과 제 3와이어토출구(121c)의 중심직선(CL3) 및 제 n와이어토출구의 중심직선(CLn)이 동일선상에 위치하거나 어긋나게 위치하도록 형성되어,

복수 개의 와이어(W)가 매립되어 병렬 패턴으로 형성되는 안테나 선(AW)의 배열을 조밀하게 함으로서 통신 효율성이 극대화되도록 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 다중와이어매립혼(120)에 특정배열로 구성되는 복수 개의 와이어토출구(121)로부터 토출되는 복수 개의 와이어(W)가 기판(B)에 매립될 때, 제 1와이어토출구(121a)로부터 토출되어 기판(B)에 매립되는 제 1와이어(121aW), 제 2와이어토출구(121b)로부터 토출되어 기판(B)에 매립되는 제 2와이어(121bW), 제 3와이어토출구(121c)로부터 토출되어 기판(B)에 매립되는 제 3와이어(121cW), 제 4와이어토출구(121d)로부터 토출되어 기판(B)에 매립되는 제 4와이어(121dW) 간의 간극(G)이 생성되지 않거나 최소화된, 기판(B)에 복수 개의 와이어(W)가 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)이 형성되도록 함으로서 통신 효율성을 극대화시키는 인레이(Inlay) 제조 기술에 필요한 헤드하우징(100)을 제공하는 것이다.

도 4의 (a)는 본 발명의 효과를 설명하기 위해 도 4의 (b)와 대비되도록 한 비교 실시 예로서, 본 발명과 같은 방법으로 복수 개의 와이어토출구(N1, N2, N3, N4)로 이루어진 가상의 다중와이어매립혼(E)이 구성된다 하더라도 일면으로는 본 발명과 같이 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)이 형성될 수는 있으나, 다중와이어매립혼(120)에 구성되는 복수 개의 와이어토출구(121)에 대한 특정배열 없이는 기판(B)에 복수 개의 와이어(N1W, N2W, N3W, N4W)가 매립되면서 반드시 일정간격의 간극(G)이 생성되므로 본 발명과는 통신 효율성에 대한 효과에 있어 분명한 차이가 발생된다.

즉, 본 발명은 초음파발생부(110)로 인해 용융되는 기판(B)의 특정위치가 유연하게(flexible) 변화한다는 성질과 복수 개의 와이어(W)가 기판(B)에 매립될 시에 발생되는 복수 개의 와이어(W) 간의 결합관계에 대한 특성을 이용, 기판(B)에 매립되는 복수 개의 와이어(W) 간의 간극(G)이 없는 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)이 형성되도록 하여, 와이어(W)를 적층하지 않고도 표면적을 넓게 생성시켜 전류의 흐름을 많게 함으로서 통신 효율성을 극대화하는 것이다.

이때, 상기 복수 개의 와이어(W) 간의 결합관계에 대한 특성이라 함은 간략하게 설명하면,

초음파발생부(110)에 의해 유연하게 변화된 기판(B)이 특정위치에 복수 개의 와이어(W)가 토출되어 매립되면, 결국 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 아무리 간격 없이 일렬로 외접된 복수 개의 와이어토출구(N1, N2, N3, N4)라 하더라도 복수 개의 와이어(N1W, N2W, N3W, N4W)가 기판(B)에 매립될 시에는 반드시 일정간격의 간극(G)이 생성된다는 특성을 의미한다.

따라서, 본 발명은 복수 개의 와이어(W)가 결합될 시에 일정간격의 간극(G)이 생성된다는 복수 개의 와이어(W) 간의 결합관계에 대한 문제점을 해결하고자 도 3에 도시된 바와 같이 다중와이어매립혼(120)에 형성된 복수 개의 와이어토출구(121)가 제 1와이어토출구(121a)를 기준으로 차례대로 특정배열로 외접하여 연접되게 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 6은 다중와이어매립혼(120)에 형성된 복수 개의 와이어토출구(121)에 각각 생성되는 중심직선(CL1, CL2, CL3, …, CLn)을 설명하고자 하는 것이며,

도 6의 (a)는 복수 개의 와이어토출구(121)에 각각 생성되는 중심직선(CL1, CL2, CL3, …, CLn)이 기판(B)에 대하여 평행한 수평선이라는 것을 도시한 것이며,

도 6의 (b)는 복수 개의 와이어토출구(121)에 각각 생성되는 중심직선(CL1, CL2, CL3, …, CLn)이 제 1와이어토출구(121a)를 기준으로 제 1와이어토출구(121a)에 생성되는 중심직선(CL1)과 제 2와이어토출구(121b)에 생성되는 중심직선(CL2), 제 3와이어토출구(121c)에 생성되는 중심직선(CL3), 제 4와이어토출구(121d)에 생성되는 중심직선(CL4)의 관계를 도시한 것이다.

즉, 제 1와이어토출구(121a)의 중심직선(CL1) 내지 제 4와이어토출구(121d)의 중심직선(CL4)의 중심직선(CL1, CL2, CL3, …, CLn)이라 함은, 와이어토출구(121)의 중심을 지나는 기판(B)에 대하여 평행한 직선을 의미하고, 이때, 'n'은 다중와이어매립혼(120)에 형성되는 복수 개의 와이어토출구(121)에 대한 형성개수를 의미한다.

또한, '어긋나다'는 각각의 중심직선(CL1, CL2, CL3, …, CLn)이 동일선상에 위치하지 아니함을 의미한다.

즉, 도 6의 (a)는 다중와이어매립혼(120)과 기판(B)의 정면도를 도시한 것으로 도시된 바와 같이 복수 개의 와이어토출구(121)에 각각 형성되는 중심직선(CL1, CL2, CL3, …, CLn)은 기판(B)과 평행한 수평선으로 이루어져야 하며, 도 6의 (b)는 다중와이어매립혼(120)의 저면 단면도를 도시한 것으로, 복수 개의 와이어토출구(121)가 형성되어 생성된 각각의 중심직선(CL1, CL2, CL3, …, CLn)을 도시한 것이다.

이때, 도 6의 (b)에 도시된 제 1와이어토출구(121a)에 생성되는 중심직선(CL1)과 제 3와이어토출구(121c)에 생성되는 중심직선(CL3), 제 2와이어토출구(121b)에 생성되는 중심직선(CL2)과 제 4와이어토출구(121d)에 생성되는 중심직선(CL4)은 동일선상에 위치한 것이고, 본 발명의 설명에 따라 제 1와이어토출구(121a)의 중심직선(CL1)과 제 2와이어토출구(121b)의 중심직선(CL2)이 어긋나게 위치한 것이다.

정리하여, 본 발명은 종래 전반적인 패치 안테나(patch antenna)의 구조상 높은 전력신호를 다루지 못했던 문제점을 해결하여, 통신 효율성을 향상시키는 안테나 선(AW)을 제공하기 위한 것이며, 이를 해결하기 위해, 초음파발생부(110)를 통해 발생되는 진동으로 기판(B)의 특정위치에 열을 발생시켜 기판(B)을 용융시키고, 용융부에 일정한 압력을 가하여 안테나 선(AW)을 기판(B)에 매립하되, 복수 개의 와이어(W)로 형성되는 병렬 패턴으로 연결된 와이어(W) 간의 간극(G)이 없는 안테나 선(AW)이 생성되도록 하는 것이다.

이때, 복수 개의 와이어(W)를 동시에 매립하는 이유는,

무선 충전의 효율은 송신모듈(Tx, Transmitter)과 수신모듈(Rx, Receiver) 간의 매칭과 수신모듈(Rx, Receiver)에 발생된 전류의 흐름이 충전효율에 절대적으로 중요하기 때문인데, 이는, 곧, 안테나 선(AW)의 넓은 표면적을 확보하여 전자의 자유로운 이동을 통해 고속통신 및 통신 효율이 향상되도록 하기 위함이다.(전류의 흐름은 도체, 즉, 복수 개의 와이어(W)로 형성된 안테나 선(AW)의 표면적과 비례함.)

즉, 송신모듈(Tx, Transmitter)로부터 발생된 자기장을 받은 수신모듈(Rx, Receiver)은 자기장 공명(Resonance) 또는 자기 유도(Inductance)에 의해 전기를 발생시키는데, 이때 발생된 전류는 도체(안테나 선(AW))의 표면을 따라 흐르게 된다.

따라서, 수신모듈(Rx, Receiver)의 안테나 선(AW)의 역할이 발생된 전류의 손실이 가장 적은 방식으로 전류를 모아 전달하는 것이므로, 도체(안테나 선(AW))의 순도와 표면적과 밀접한 관계를 가지며, 이는, 곧, 도체(안테나 선(AW))의 표면적이 넓을수록 전달력이 향상된다는 것이므로, 전자기기의 소형화에 따라 도체(안테나 선(AW))가 형성되기 위한 제한된 두께 내에서 도체(안테나 선(AW))의 표면적을 넓게 하기 위해서는 여러 가닥의 코일(와이어(W))을 병렬 패턴으로 구성하는 것이 가장 바람직하다 할 것이다.

그러므로, 본 발명은 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)의 배열을 조밀하게 하여 표면적을 넓게 함과 동시에 순도가 높은 코일(와이어(W))의 사용을 가능하게 함으로서 기판(B)에 형성되는 안테나 선(AW)의 충전 및 통신 효율성을 극대화시키는 기술이라 하겠다.

참고하여, 본 발명의 기술로 이루어지는 복수 개의 와이어(W)로 형성되는 병렬 패턴으로 연결된 와이어(W) 간의 간극(G)의 조밀함이라 함은, 구체적으로 간극(G)의 범위가 0 내지 5[um] 이내로 복수 개의 와이어(W)가 병렬 패턴으로 형성되는 것을 말한다.

또한, 본 발명은, 다중와이어매립혼(120)에 4[개]의 와이어토출구(121)가 형성된 것을 실시 예로 설명한 것이며, 상술한 바와 같이 와이어토출구(121)는 2[개] 이상, 복수 개로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 기술을 설명함에 있어 사용된 '다중 와이어'와 '복수 개의 와이어'는 그 의미가 동일하며, 각각 설명의 흐름에 따라 혼용되어 사용된 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

따라서, 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있으므로, 본 발명의 실시 예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 아니되며 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

본 발명은 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드에 관한 것으로, 이를 제작하는 제작업 및 판매업, 더욱 세부적으로는, 전자여권, 전자주민증과 같은 비접촉식 칩이 내장된 신분증용 인레이 및 휴대폰과 같은 전자기기에 내장되는 NFC 인식용 안테나를 형성하는데 적용되며, 나아가 이를 포함한 무선 충전기기의 수신모듈 안테나가 필요한 다양한 전자기기 산업분야 증진에 기여하는 데에 적용할 수 있다.

1: 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드
2: 와이어 임베딩 장치
100: 헤드하우징 110: 초음파발생부
120: 다중와이어매립혼 121: 와이어토출구
121a: 제 1와이어토출구 121b: 제 2와이어토출구
121c: 제 3와이어토출구 121d: 제 4와이어토출구
121aW: 제 1와이어 121bW: 제 2와이어
121cW: 제 3와이어 121dW: 제 4와이어
B: 기판 E: 가상의 다중와이어매립혼
G: 간극 S: 스풀
W: 와이어 AW: 안테나 선
CL1, CL2, CL3, CL4, CLn: 중심직선
N1, N2, N3, N4: 가상의 와이어토출구
N1W, N2W, N3W, N4W: 가상의 와이어

Claims

초음파발생부(110) 및 다중와이어매립혼(120)에 의해 와이어(W)가 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)으로 기판(B)에 매립되도록 하되, 초음파발생부(110)로 인해 용융되는 기판(B)의 특정위치가 유연하게(flexible) 변화하여, 매립되는 복수 개의 와이어(W)가 유연하게(flexible) 변화된 기판(B)에 매립될 시에 일정간격의 간극(G)이 반드시 생성된다는 특성을 이용, 기판(B)에 매립되는 병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)의 배열의 간극(G)의 범위가 0 내지 5[um] 이내로 조밀하게 형성되도록 하여, 통신 효율성을 제고시키는,
다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드(1)에 있어서,
스풀(S)에 권취된 와이어(W)가 투입되어 기판(B)에 정해진 특정위치에 안테나 선(AW)이 형성되도록 와이어(W)를 매립하는 헤드하우징(100);
상기 헤드하우징(100)의 일측에 형성되어 30[kHz] 내지 60[kHz]의 진동을 발생시켜 와이어(W)가 기판(B)에 정해진 특정위치에 매립되어 안테나 선(AW)을 형성하도록, 와이어(W) 매립 시, 기판(B)의 특정위치를 용융시키는 초음파발생부(110);
병렬 패턴으로 연결된 안테나 선(AW)이 형성되도록, 복수 개의 와이어(W)가 동시에 토출되어 기판(B)에 매립되게 하는 특정배열로 이루어진 복수 개의 와이어토출구(121)가 형성된 다중와이어매립혼(120);으로 구성되되,
다중와이어매립혼(120)에 와이어토출구(121)가 2[개] 이상 형성될 시에는,
제 1와이어토출구(121a)를 기준으로 제 1와이어토출구(121a)의 중심직선(CL1)과 제 2와이어토출구(121b)의 중심직선(CL2)이 어긋나도록 제 2와이어토출구(121b)가 형성되고, 제 3와이어토출구(121c)부터는 제 1와이어토출구(121a)의 중심직선(CL1)과 제 3와이어토출구(121c)의 중심직선(CL3) 및 제 n와이어토출구의 중심직선(CLn)이 동일선상에 위치하거나 어긋나게 위치하도록 형성되고,
다중와이어매립혼(120)에 형성된 복수 개의 와이어토출구(121)는, 제 1와이어토출구(121a)를 기준으로 차례대로 외접하여 연접되게 형성되도록 하여,
복수 개의 와이어(W)가 매립되어 병렬 패턴으로 형성되는 안테나 선(AW)의 배열을 조밀하게 함으로서, 표면적을 넓게 함과 동시에, 순도가 우수한 와이어(W)의 사용을 가능하게 하여, 기판(B)에 형성되는 안테나 선(AW)의 충전 및 통신 효율성이 극대화되도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 와이어를 선으로 하는 안테나 선 형성을 위한 와이어 임베딩 헤드.
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