KR102048298B1 - 안테나 및 안테나의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 출원은 안테나 및 안테나의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나는, 결합체; 및 상기 결합체의 표면에 형성된 기 설정된 형상의 안테나 패턴을 따라 도금되어 형성되는 방사체;를 포함하고, 상기 결합체는, 바디 프레임(body frame); 및 컨택트 프레임(contact frame);을 포함하고, 상기 결합체의 상기 바디 프레임과 상기 컨택트 프레임은 서로 다른 재질로 제작되며, 상기 결합체의 상기 컨택트 프레임 상의 상기 방사체가 회로기판과 납땜으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

안테나 및 안테나의 제조 방법 {Antenna and method for manufacturing the same}

본 출원은 안테나 및 안테나의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이종 재료를 이용하여 제조하는 안테나 및 안테나의 제조 방법에 관한 것이다.

휴대 전화와 같은 휴대용 통신기기 또는 차량 등에서 사용되는 무선 전자 통신기기에는 안테나가 장착된다. 일반적으로, 안테나는 도전성의 방사체와, 그 방사체를 지지하고 통신기기 내 안테나의 설치를 용이하게 하는 형상 및 크기를 갖는 유전체 재질의 기재를 포함하여 구성된다.

종래에는 안테나를 통신기기 등의 회로기판에 연결하기 위하여, 컨택트 핀(contact pin)을 안테나와 회로기판 사이에 삽입하여 연결하는 방식을 활용하였다. 즉, 안테나와 회로기판의 재질 특성상 안테나와 회로기판 사이에 직접적인 연결을 형성할 수 없으므로, 중간에 탄성을 가지는 구조의 컨택트 핀을 삽입하여 연결하는 방식을 활용하였다.

다만, 컨택트 핀은 자체적인 저항값을 가지므로, 컨택트 핀의 저항값에 의하여 안테나와 회로기판 사이의 전류 흐름이 방해받는 등 부정적인 영향이 발생하는 문제가 있었다. 또한, 컨택트 핀이 안테나와 회로기판 사이의 압력에 의하여 눌려지는 눌림양에 따라 안테나의 전기적 성능이 변경되거나, 외부 충격 등에 의하여 컨택트 핀이 함몰되어 안테나가 제 기능을 발휘하지 못하게 되는 등의 문제도 존재하였다.

한국공개특허공보 10-2009-0040958(2009.04.28. 공개)

본 출원은, 이종 재료를 이용하여 제조하는 안테나 및 안테나의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 출원에서는 방사패턴과 회로기판 사이를 직접 연결함으로써, 기구적 신뢰성을 향상시키고 안정적인 안테나의 전기적 회로 성능을 발휘할 수 있는 안테나 및 안테나 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 출원은 안테나의 전체 바디 프레임을 고열성 재료로 제작하는 대신에, 일부분인 컨택트 프레임만을 고열성 재료로 제작한 후 바디 프레임에 결합하는 방식을 적용함으로써, 낮은 제조단가를 가지면서도 경량인 안테나 및 안테나 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 안테나는, 결합체; 및 상기 결합체의 표면에 형성된 기 설정된 형상의 안테나 패턴을 따라 도금되어 형성되는 방사체;를 포함하고, 상기 결합체는, 바디 프레임(body frame); 및 컨택트 프레임(contact frame);을 포함하고, 상기 결합체의 상기 바디 프레임과 상기 컨택트 프레임은 서로 다른 재질로 제작되며, 상기 결합체의 상기 컨택트 프레임 상의 상기 방사체가 회로기판과 납땜으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 바디 프레임 및 상기 컨택트 프레임은 금속 성분을 포함하지 않는 재료를 이용하여 제작될 수 있으며, 상기 컨택트 프레임은 납땜 가능한 재료를 이용하여 제작될 수 있다.

여기서, 상기 바디 프레임은 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 액정폴리에스테르(LCP), ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 중 어느 하나를 이용하여 제작될 수 있으며, 상기 컨택트 프레임은 폴리아미드(PA), 액정폴리 에스테르(LCP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 중 어느 하나를 이용하여 제작될 수 있다.

여기서, 상기 바디 프레임과 상기 컨택트 프레임은, 이중 사출, 본딩(bonding), 테이프(tape) 형합, 열융착, 초음파 융착, 납땜 및 용접 중 어느 하나의 방식으로 결합하여, 상기 결합체를 형성할 수 있다.

여기서, 상기 방사체는 레이저를 이용하여 상기 결합체의 표면에 안테나 패턴을 형성하고, 상기 형성된 안테나 패턴을 따라 도금을 수행하여 형성될 수 있다.

여기서, 상기 안테나 패턴은 비열성 레이저를 이용하여 상기 결합체의 표면에 미세 가공을 형성할 수 있다.

여기서, 상기 방사체는 상기 컨택트 프레임 상에 연결단자를 형성하고, 상기 컨택트 프레임 상의 상기 연결단자가 회로기판과 납땜으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 방사체는, 상기 안테나 패턴을 따라 무전해 도금을 수행하여 형성될 수 있다.

여기서, 상기 바디 프레임은 개구부;를 포함하고, 상기 컨택트 프레임은, 상기 바디 프레임의 상기 개구부와 같은 형상의 전면부; 상기 전면부의 일단에서 상기 전면부의 후방으로 연장되어 형성되는 결합부; 및 상기 전면부의 타단에서 상기 전면부의 후방으로 연장되어 형성되는 연결부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 결합부는 상기 바디 프레임의 대응되는 부분과 접합이 이루어져, 상기 바디 프레임과 상기 컨택트 프레임 간의 결합력을 높일 수 있다.

여기서, 상기 연결부는 상기 방사체가 도금되어 형성되고, 상기 연결부 상에 형성된 상기 방사체가 상기 회로기판과 납땜으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 결합부는 상기 연결부보다 넓은 표면적을 가지도록 형성될 수 있다.

여기서, 상기 전면부와 상기 연결부의 연결부위는 곡면으로 처리되거나 경사지게 처리될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 제조 방법은, 바디 프레임(body frama) 및 컨택트 프레임(contact frame)을 제작하는 단계; 상기 컨택트 프레임을 상기 바디 프레임에 결합하여, 결합체를 생성하는 단계; 레이저를 이용하여 상기 결합체의 표면에 안테나 패턴을 형성하는 단계; 상기 형성된 안테나 패턴을 따라 도금하는 단계; 및 상기 결합체의 컨택트 프레임을 회로기판 상에 납땜(soldering)하는 단계;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제작하는 단계는, 금속 성분을 포함하지 않는 재료를 이용하여, 상기 바디 프레임 및 컨택트 프레임을 제작할 수 있다.

여기서, 상기 제작하는 단계는, 상기 컨택트 프레임을 납땜 가능한 재료를 이용하여 제작할 수 있다.

여기서, 상기 제작하는 단계는, 상기 바디 프레임을 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 부틸렌 테레프 탈레이트(PBT), 액정폴리 에스테르(LCP), ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 중 어느 하나를 이용하여 제작할 수 있다.

여기서 상기 제작하는 단계는, 상기 컨택트 프레임을 폴리아미드(PA), 액정폴리 에스테르(LCP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 중 어느 하나를 이용하여 제작할 수 있다.

여기서 상기 결합체를 생성하는 단계는, 이중 사출, 본딩(bonding), 테이프(tape) 형합, 열융착, 초음파 융착, 납땜 및 용접 중 어느 하나를 이용하여, 상기 컨택트 프레임과 상기 바디 프레임을 결합할 수 있다.

여기서 상기 안테나 패턴을 형성하는 단계는, 상기 안테나 패턴이 상기 회로기판과 연결되는 연결단자를 상기 컨택트 프레임의 표면에 형성하고, 상기 납땜하는 단계는, 상기 컨택트 프레임 상에 형성된 상기 연결단자와 상기 회로기판 사이를 납땜할 수 있다.

여기서 상기 도금하는 단계는, 상기 안테나 패턴을 따라 무전해 도금을 수행할 수 있다.

여기서 상기 안테나 패턴을 형성하는 단계는, 비열성 레이저를 이용하여 상기 결합체의 표면에 미세 기공을 형성할 수 있다.

여기서 상기 도금하는 단계는, 세척 단계; 상기 안테나 패턴에 도금용 표면처리를 위한 매개체를 전착하는 단계; 및 상기 매개체가 전착된 상기 안테나 패턴을 도금하는 단계;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 매개체를 전착하는 단계는, 팔라듐, 티탄늄, 망간, 크롬, 니켈, 아연, 금, 은, 구리, 알루미늄, 마그네슘 중 어느 하나를 상기 매개체로 전착할 수 있다.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 및 안테나의 제조 방법에 의하면, 회로기판에 직접 납땜으로 연결할 수 있는 안테나를 제조하는 것이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 및 안테나의 제조 방법에 의하면, 납땜으로 방사체와 회로기판 사이를 연결하므로, 기구적 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 안정적으로 안테나의 전기적 회로 성능을 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 및 안테나의 제조 방법에 의하면, 납땜 가능한 컨택트 프레임을 바디 프레임에 결합하는 방식으로 결합체를 생성하므로, 제조 단가를 현저하게 낮추는 것이 가능하다. 즉, 납땜시 고온에서 변형되지 않는 성질을 가지는 고열성 재료는, 그 특성상 제품 제작이 어려우며 단가가 높은 특징이 있다. 따라서, 전체 바디 프레임을 고열성 재료로 제작하는 대신에, 일부분인 컨택트 프레임만을 고열성 재료로 제작한 후 바디 프레임에 결합하는 경우에는, 제조단가를 현저하게 낮출 수 있다.

또한, 납땜 가능한 고열성 재료의 경우 비중이 높기 때문에, 재료의 무게가 일반 재료들에 비하여 상대적으로 무거운 특징이 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 및 안테나 제조 방법에서 제안하는 바와 같이, 컨택트 프레임만을 납땜 가능한 재료로 제작한 후 바디 프레임에 결합하는 경우에는, 전체 바디 프레임을 고열성 재료로 제작하는 경우에 비하여, 제품의 경량화에 크게 기여할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나를 나타내는 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나의 제조과정을 나타내는 개략도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나의 도금 공정을 설명하는 흐름도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나의 결합체를 나타내는 개략도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나의 컨택트 프레임을 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나를 나타내는 개략도이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나의 제조과정을 나타내는 개략도이다.

도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나는, 바디 프레임(11), 컨택트 프레임(12), 결합체(10), 방사체(20) 및 컨택트부(30)를 포함할 수 있다.

이하, 도1 및 도2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나를 설명한다.

바디 프레임(body frame, 11)은, 안테나를 구성하는 몸체로서 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 부틸렌 테레프 탈레이트(PBT), 액정폴리 에스테르(LCP), ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등 내부에 구리 등의 전도성 알갱이, 즉 금속 성분을 포함하지 않는 재료를 이용하여 제작할 수 있다. 내부에 전도성 알갱이 등을 포함하는 재료를 이용하는 경우에는, 조직의 결합력이 약해질 수 있으며, 전도성 알갱이의 분포도에 따라 안테나의 전기적 성능의 편차 등이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 바디 프레임(11)에서는 전도성 알갱이를 포함하지 않는 재료를 이용하여, 조직의 결합력 및 기구적 신뢰성을 높일 수 있으며, 안테나의 성능을 안정적으로 발휘시킬 수 있다. 여기서, 상기 바디 프레임(11)은 사출, 가공 등의 방식으로 제작할 수 있다. 한편, 바디 프레임(11)의 형상은, 도2(a)에 도시된 바와 같은 형상으로 제작될 수 있으며, 실시예에 따라서는 다양한 형태의 형상을 가지는 것도 가능하다.

컨택트 프레임(contact frame, 12)은, 바디 프레임(11) 상의 기 설정된 위치에 결합되는 것일 수 있으며, 상기 바디 프레임(11)과는 상이한 재질을 가질 수 있다. 컨택트 프레임(12)은, 바디 프레임(11)과 마찬가지로 내부에 전도성 알갱이 등을 포함하지 않는 재료를 이용하여 사출 또는 가공 등의 방식으로 제작할 수 있으며, 특히 폴리아미드(PA), 액정폴리 에스테르(LCP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등과 같은, 납땜 가능한 재료로 제작할 수 있다.

여기서, 도2(b)에 도시한 바와 같이, 바디 프레임(11)과 컨택트 프레임(12)을 결합하여 결합체(10)를 형성할 수 있으며, 이때 상기 바디 프레임(11)과 컨택트 프레임(12)은, 이중 사출, 본딩(bonding), 테이프(tape) 형합, 열융착, 초음파 융착, 납땜 및 용접 등 다양한 방식으로 결합할 수 있다. 여기서, 상기 결합방식은 상기 바디 프레임(11)과 컨택트 프레임(12)의 재질에 따라 결정될 수 있다. 도2(a)에 도시된 것과 같이, 바디 프레임(11)에는 개구부(11a)가 형성될 수 있고, 도2(b)에 도시된 것과 같이, 컨택트 프레임(12)이 상기 바디 프레임(11)의 개구부(11a)에 결합될 수 있다.

한편, 결합체(10)는 바디 프레임(11)과 컨택트 프레임(12)의 결합에 의하여 생성되는데, 상기 바디 프레임(11)에 비하여 상대적으로 적은 영역을 가지는 컨택트 프레임(12)만을 납땜 가능한 재료로 제작할 수 있다. 즉, 전체 결합체(10)를 납땜 가능한 재료로 제작하는 것도 가능하지만, 납땜 가능한 고열성 재료들은 일반적으로 가격이 비싸고, 고온에서도 변형이 잘 이루어지지 않아 원하는 형상으로 가공하기 어려울 뿐만 아니라, 비중이 높아 재료의 무게가 일반 재료들에 비해 무거운 단점이 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는, 결합체(10)의 대부분을 차지하는 바디 프레임(11)에 대하여는 일반적인 재료를 이용하여 형성하고, 실제 납땜 등이 수행되는 컨택트 프레임(12)을 납땜 가능한 재료로 제작할 수 있다. 즉, 컨택트 프레임(12)을 이용함으로써, 제조단가를 감축, 안테나 용이 제작 및 제품 경량화 등의 유리한 효과를 얻을 수 있다.

방사체(20)는, 결합체(10)의 표면에 형성된 기 설정된 형상의 안테나 패턴을 따라, 도금을 수행하여 생성할 수 있다. 즉, 도2(c)에 도시한 바와 같이, 상기 결합체(10)의 표면에 레이저를 조사하여 기 설정된 형상의 안테나 패턴을 생성하고, 이후 도2(d)와 같이 안테나 패턴을 따라 도금을 수행하여 방사체(20)를 생성할 수 있다.

여기서, 결합체(10)에 조사하는 레이저는 결합체(10)의 표면에 미세 기공을 형성할 수 있으며, 상기 미세 기공이 안테나 패턴을 따라 형성되어 결합체(10)의 표면에 도금용 표면처리를 위한 손상된 스크래치 형상을 만들 수 있다. 예를 들어, 결합체(10)의 표면에는, 주기적으로 볼록과 오목 패턴이 반복되는 사선 또는 직선 형태의 요철부 형상이 생성될 수 있으며, 상기 요철부 형상에 의하여, 도금의 전처리 공정에서 촉매제, 예를 들어 팔라듐 등의 전착이 최대한 잘 되도록 유도함으로써, 도금의 품질을 우수하게 만들 수 있다. 즉, 도금 시 밀착력을 높일 수 있다. 특히, 상기 결합체(10)와 같이 전도성 알갱이를 포함하지 않는 재질인 경우에는, 표면에 도금되는 금속과의 밀착력이 다소 약할 수 있으므로, 레이저로 미세 기공을 생성하여 도금되는 금속과의 밀착력을 향상시킬 수 있다.

여기서, 결합체(10)에 조사하는 레이저는 비열성 레이저일 수 있으며, 1064㎛ YVO4 소스(source)를 이용하거나, 532㎛ 또는 352㎛의 파장을 가지는 레이저를 이용할 수 있다. 비열성 레이저는 광화학적 가공을 이용하는 것으로서, 조사되는 레이저 빔의 폭은 좁고 깊이가 깊을 수 있다. 상기 비열성 레이저의 레이저 빔에 의해 조사된 빛 에너지는, 화학적으로 결합되어 있는 결합 조직 구조를 직접 끊어 낼 수 있으므로, 결합체(10)의 표면에서의 용융이나 증발은 거의 발생하지 않고, 대신 일부가 원자나 분자 형태로 제거될 수 있다. 따라서, 상기 비열성 레이저를 이용하면, 열 영향부가 거의 없는 깨끗한 가공이 가능하며, 표면에 다수의 미세 기공을 형성할 수 있다.

상기 레이저를 이용하여 안테나 패턴을 생성한 이후에는, 안테나 패턴을 따라 무전해 도금을 수행하여 방사체(20)를 형성할 수 있다. 먼저 이물질 제거를 위한 세척과, 도금 촉매제를 투입하는 전처리를 수행할 수 있으며, 상기 전처리가 완료된 이후에 무전해 도금을 수행할 수 있다. 즉, 안테나 패턴에 대하여, 팔라듐, 티탄늄, 망간, 크롬, 니켈, 아연, 금, 은, 구리, 알루미늄, 마그네슘 등의 도금 촉매제 즉, 도금용 표면처리를 위한 매개체를 전착시킬 수 있으며, 상기 매개체가 전착된 안테나 패턴을 따라 도금함으로써 방사체(20)를 형성할 수 있다. 여기서, 도금은 니켈이나 구리, 크롬, 은, 금, 아연, 알루미늄, 주석 등의 금속을 이용하여 수행할 수 있다.

컨택트부(30)는, 결합체(10)와 회로기판(40)이 서로 접촉하는 부분으로, 상기 컨택트부(30)에 의하여 결합체(10) 상에 형성되는 방사체(20)가 회로기판(40)과 접합할 수 있다. 여기서, 컨택트부(30)는 결합체(10)에 포함되는 컨택트 프레임(12)의 표면에 형성될 수 있으며, 상기 컨택트 프레임(12) 상에서 방사체(20)와 회로기판(40) 사이를 납땜(soldering)으로 연결할 수 있다.

종래에는 결합체(10)와 회로기판(40) 사이에 컨택트 핀(contact pin)을 구비하는 방식을 활용하였으나, 이 경우 컨택트 핀의 저항값에 의하여 방사체(20)에 흐르는 전류가 낮아지는 등의 문제가 있었으며, 컨택트 핀이 외부 충격에 의하여 함몰되는 등의 경우가 발생하였다. 특히, 컨택트 핀이 함몰되는 경우에는, 안테나와 회로기판 사이의 접속 불량이 발생하거나 눌리는 정도에 따라 안테나의 전기적 성능이 임의로 변경되는 등 문제가 있었다.

상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 컨택트부(30)에서는, 납땜을 이용하여 결합체(10)와 회로기판(40)을 결합할 수 있다. 즉, 결합체(10)에는 납땜 가능한 재질로 구성된 컨택트 프레임(12)이 포함되므로, 상기 컨택트 프레임(12) 상에 방사체(20)를 형성하고, 상기 컨택트 프레임(12) 상에 형성된 방사체(20)와 상기 회로기판(40) 사이를 납땜하여 연결할 수 있다. 여기서, 납땜에 의하여 방사체(20)와 회로기판(40)이 직접적으로 고정되므로, 컨택트 핀을 이용하는 경우에 비하여, 안테나의 기구적 신뢰성을 높일 수 있으며, 안테나의 안정적인 기능 발휘를 구현할 수 있다.

추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 도5에 도시한 바와 같이 바디 프레임(11)과 컨택트 프레임(12)을 결합하여, 결합체(10)를 생성할 수 있다. 바디프레임(11)의 개구부(11a)에 컨택트 프레임(12)이 결합될 수 있다. 여기서, 컨택트 프레임(12)은, 도6에 도시된 바와 같이, 바디 프레임(11)에 형성된 개구부(11a)와 같은 형상의 전면부(12a)의 후면에 후면부가 놓여진 "T"형상과 유사한 형상을 가질 수 있다. 후면부는 결합부(12b)와 연결부(12c)를 포함하여 이루어진다. 구체적으로, 도5를 참조하면, 바디 프레임(11)의 개구부(11a)에 컨택트 프레임(12)을 삽입하여 결합하는 방식으로 결합체(10)를 생성할 수 있으며, 컨택트 프레임(12)의 전면부(12a)가 바디 프레임(11)의 외부를 향하고, 후면부가 바디 프레임(11)의 내부를 향하도록 결합될 수 있다. 후면부의 결합부(12b)는 전면부(12a)의 일단, 즉 전면부(12a)의 네 모서리 중 이후 결합체를 형성할 때 바디 프레임(11)을 향하게 되는 방향의 모서리에서 전면부(12a)의 후방으로 연장되어 형성되고, 바디 프레임(11)의 대응하는 부분(미도시)과 접합이 이루어져 바디 프레임(11)과 컨택트 프레임(12) 간의 결합을 더욱 강하게 한다. 후면부의 연결부(12c)는 전면부(12b)의 타단, 즉 전면부(12a)의 네 모서리 중 이후 결합체를 형성할 때 바디 프레임(11)을 향하게 되는 방향과 반대 방향의 모서리에서 전면부(12a)의 후방으로 연장되어 형성되고, 이후 표면에 방사체(20)가 형성되게 되고, 연결부(12c) 상의 방사체(20)가 회로기판과 납땜으로 연결되게 된다. 후면부의 결합부(12b)는 바디 프레임(11)과 컨택트 프레임(12)의 결합력을 높이고, 연결부(12c)는 방사체(20)가 형성되어 회로기판과 납땜으로 연결되는 것으로, 연결부(12c)는 납땜을 위한 표면적만 확보하면 되는 반면, 결합부(12b)는 결합력을 높이기 위해 상대적으로 넓은 결합 면적을 가지도록, 즉 결합부(12b)가 연결부(12c)에 비해 더 넓은 표면적을 가지도록 형성될 수 있다. 도6에서는, 컨택트 프레임(12)의 후면부의 결합부(12b)와 연결부(12c)가 동일한 폭을 가지고, 결합부(12b)가 연결부(12c)에 비해 길이가 길게 형성되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 컨택트 프레임의 후면부의 결합부와 연결부가 동일한 길이를 가지고, 결합부가 연결부에 비해 폭이 넓게 형성될 수도 있고, 또는 컨택트 프레임의 후면부의 결합부가 연결부에 비해 폭도 넓고 길이도 길게 형성될 수도 있다. 그리고, 도6과는 달리 컨택트 프레임의 후면부의 결합부와 연결부가 직사각형 형태가 아닌 다른 형태로 형성될 수도 있다.

이후, 도5(a)에 도시한 바와 같이, 레이저 패턴(20a)을 바디프레임(11) 상에 기 설정된 형상으로 형성할 수 있으며, 컨택트 프레임(12) 상에도 전면부(12a)와 후면부의 연결부(12c)로 이어지는 형상으로 레이저 패턴(20a)을 형성할 수 있다. 또한, 도5(b)에 도시한 바와 같이, 상기 안테나 패턴(20a)을 따라 도금을 수행하여, 상기 결합체(10) 상에 방사체(20)를 형성할 수 있다. 여기서, 도6(c)에 도시한 바와 같이, 컨택트 프레임(12)의 전면부(12a)와 후면부의 연결부(12c)는 연결부위가 곡면으로 처리되므로, 상기 방사체(20)도 상기 컨택트 프레임(12)의 형상을 따라 곡면으로 휘는 형상으로 형성될 수 있다. 경우에 따라 컨택트 프레임의 전면부와 연결부는 연결부위가 곡면으로 처리되지 않고 경사지게 처리되고, 이에 따라 방사체도 그 형상을 따라 경사진 형태로 굴절되어 형성될 수도 있다. 이를 통해 상기 방사체(2)의 굴절이 줄어들어 방사체(2)의 안정성을 더욱 확보할 수 있게 된다.

한편, 도1에 도시한 바와 같이, 결합체(10)의 하단부에는 회로기판(40)이 연결되므로, 상기 컨택트 프레임(12)의 후면부의 연결부(12c)에 형성된 방사체(20)는 자연스럽게 상기 회로기판(40)과 접촉하게 된다. 따라서, 상기 컨택트 프레임(12)의 후면부의 연결부(12c)에 상기 컨택트부(30)가 형성될 수 있으며, 상기 컨택트 프레임(12)의 후면부의 연결부(12c)에 납땜을 수행하여 상기 회로기판(40)과 전기적으로 연결할 수 있다. 여기서, 도5(b)에 도시한 바와 같이, 컨택트 프레임(12)의 후면부의 연결부(12c)에 의하여 납땜을 수행하기 위한 충분한 공간을 확보할 수 있으며, 이를 통하여 회로기판(40)과 안정적으로 결합할 수 있다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 제조방법을 나타내는 순서도이다.

도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 제조방법은, 바디 프레임 및 컨택트 프레임을 제작하는 단계(S110), 결합체를 생성하는 단계(S120), 안테나 패턴을 형성하는 단계(S130), 도금하는 단계(S140) 및 납땜하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.

이하, 도3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 제조방법을 설명한다.

바디 프레임 및 컨택트 프레임을 제작하는 단계(S110)에서는, 안테나를 구성하는 몸체인 바디 프레임과, 상기 바디 프레임 상의 기 설정된 위치에 결합되는 컨택트 프레임을 각각 제작할 수 있다. 바디 프레임과 컨택트 프레임은, 모두 금속 성분을 포함하지 않는 재료를 이용하여 사출 또는 가공 등의 방식으로 제작할 수 있으나, 재질은 상이할 수 있다. 구체적으로, 바디 프레임은 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 부틸렌 테레프 탈레이트(PBT), 액정폴리 에스테르(LCP), ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등을 이용하여 제작할 수 있으며, 컨택트 프레임은 폴리아미드(PA), 액정폴리 에스테르(LCP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등과 같은, 납땜 가능한 재료를 이용하여 제작할 수 있다.

결합체를 생성하는 단계(S120)에서는, 컨택트 프레임을 바디 프레임에 결합하여 결합체를 생성할 수 있다. 이때, 바디 프레임과 컨택트 프레임은 이중 사출, 본딩(bonding), 테이프(tape) 형합, 열융착, 초음파 융착, 납땜 및 용접 등 다양한 방식으로 결합할 수 있으며, 상기 결합방식은 바디 프레임과 컨택트 프레임의 재질에 따라 결정될 수 있다.

결합체는 이후 회로기판에 접합할 수 있으며, 납땜을 통하여 상기 회로기판에 고정될 수 있다. 여기서, 결합체는 납땜 가능한 재질로 구성되는 컨택트 프레임을 포함하므로, 상기 컨택트 프레임 상에서 납땜을 수행하여 결합체를 회로기판에 고정시킬 수 있다. 따라서, 납땜 가능한 재료로 전체 결합체를 구성하는 경우에 비하여, 제작 단가를 낮출 수 있으며, 용이하게 원하는 형상의 안테나를 제작할 수 있다. 또한, 납땜 가능한 재료의 경우에는 상대적으로 비중도 높기 때문에, 컨택트 프레임을 제작하여 바디 프레임에 결합하는 방식으로 결합체를 구성하는 것이 제품의 경량화 등에 더 유리하다.

안테나 패턴을 형성하는 단계(S130)에서는, 레이저를 이용하여 상기 결합체의 표면에 안테나 패턴을 형성할 수 있다. 결합체에 조사하는 레이저는 결합체의 표면에 미세 기공을 형성할 수 있으며, 상기 미세 기공이 안테나 패턴을 따라 형성되면 상기 결합체의 표면에는 도금용 표면처리를 위한 손상된 스크래치 형상이 나타나게 된다. 즉, 상기 결합체의 표면에는, 주기적으로 볼록과 오목 패턴이 반복되는 사선 또는 직선 형태의 요철부 형상 등이 생성될 수 있으며, 상기 요철부 형상에 의하여 팔라듐 등 촉매재의 전착을 유도할 수 있다. 요철부 형상에 전착되는 촉매재에 의하여, 안테나 패턴에 도금되는 금속의 밀착력을 높일 수 있다. 특히, 결합체가 전도성 알갱이 등의 금속을 포함하지 않는 재질인 경우에는, 표면에 도금되는 금속과의 밀착력이 다소 약할 수 있으므로, 상기 레이저로 형성한 미세 기공을 이용하여 상기 도금되는 금속과의 밀착력을 향상시키는 것이 바람직하다.

여기서, 결합체에 조사하는 레이저는 비열성 레이저일 수 있으며, 1064㎛ YVO4 소스(source)를 이용하거나, 532㎛ 또는 352㎛의 파장을 가지는 레이저를 이용할 수 있다. 상기 비열성 레이저는 광화학적 가공을 이용하는 것으로서, 조사되는 레이저 빔의 폭은 좁고 깊이가 깊을 수 있다. 비열성 레이저의 레이저 빔에 의해 조사된 빛 에너지는, 화학적으로 결합되어 있는 결합 조직 구조를 직접 끊어 내는 것이므로, 결합체의 표면에서의 용융이나 증발은 거의 발생하지 않고, 대신 재료의 일부가 원자나 분자 형태로 제거될 수 있다. 따라서, 상기 비열성 레이저를 이용하면, 열 영향부가 거의 없는 깨끗한 가공이 가능하며, 표면에 다수의 미세 기공을 형성할 수 있다.

상기 결합체의 표면에 형성되는 안테나 패턴은 미리 설정되어 있을 수 있으며, 실시예에 따라서는, 상기 컨택트 프레임의 표면에 회로기판과 연결되는 연결단자를 형성하도록 안테나 패턴을 설정할 수 있다.

도금하는 단계(S140)에서는, 결합체 상에 형성된 안테나 패턴을 따라 도금을 수행할 수 있으며, 특히 무전해 도금을 수행할 수 있다. 먼저, 1차 안테나 패턴에 존재할 수 있는 이물질을 제거하기 위한 세척과, 상기 안테나 패턴에 도금 촉매제를 투입하는 전처리가 수행될 수 있으며, 상기 전처리 이후에 무전해 도금이 수행될 수 있다. 즉, 상기 안테나 패턴에 대하여, 팔라듐, 티탄늄, 망간, 크롬, 니켈, 아연, 금, 은, 구리, 알루미늄, 마그네슘 등의 도금 촉매제 즉, 도금용 표면처리를 위한 매개체를 전착시키는 전처리를 수행할 수 있으며, 상기 매개체가 전착된 안테나 패턴을 따라 도금을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 도금은 니켈이나 구리, 크롬, 은, 금, 아연, 알루미늄, 주석 등을 이용하여 수행할 수 있다.

납땜하는 단계(S150)에서는, 상기 결합체의 컨택트 프레임 영역을 회로기판 상에 납땜할 수 있다. 상기 납땜은 결합체와 회로기판이 서로 접촉하는 부분에서 수행될 수 있으며, 상기 납땜에 의하여 결합체 상의 도금된 안테나가 회로기판과 접합할 수 있다. 특히, 상기 결합체의 상기 컨택트 프레임 상의 상기 도금된 안테나가 회로기판과 납땜을 통하여 연결될 수 있다. 그리고 상기 컨택트 프레임 상에는 상기 도금된 안테나의 연결단자가 형성될 수 있으며, 상기 연결단자가 상기 회로기판과 납땜을 통하여 연결될 수도 있다. 앞서 살핀 바와 같이, 컨택트 프레임은 납땜이 가능한 폴리아미드(PA), 액정폴리 에스테르(LCP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등으로 제작하므로, 상기 컨택트 프레임 상에서, 납땜을 이용하여 상기 컨택트 프레임, 즉 방사체와 회로기판 사이를 서로 연결하는 것이 가능하다. 특히, 상기 납땜을 이용하여 결합하면, 결합체와 회로기판이 직접적으로 고정되므로, 안테나의 기구적 신뢰성을 높일 수 있으며, 안테나의 안정적인 기능 발휘를 구현할 수 있다.

한편, 상기 도금하는 단계(S140)에 대하여, 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 도금 공정을 나타내는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 도금하는 단계(S140)는, 초음파 탈지(S201), 수세(S202), 에칭(S203), 수세(S204), 탈지(S205), 수세(S206), 중화(S207), 수세(S208), 1차 팽윤(S209), 1차 촉매(S210), 수세(S211), 1차 에칭(S212), 수세(S213), 2차 팽윤(S214), 수세(S215), 2차 촉매(S216), 2차 에칭(S217), 수세(S218), 중화(S219), 수세(S220), 1차 도금(S221), 수세(S222), 2차 도금(S223), 수세(S224), 3차 촉매(S225), 수세(S226), 3차 도금(S227), 수세(S228), 초음파 세척(S229), 변색 방지 처리(S230), 수세(S231), 건조(S232)의 공정을 포함할 수 있다.

상기 초음파 탈지 공정(S201)은 초음파의 진동에 의한 물리적 힘을 이용하여 먼지 등의 오물을 제거 하는 공정이다. 상기 수세 공정(S202, S204, S206, S208, S211, S213, S215, S218, S220, S222, S224, S226, S228, S231)은 각 공정이 끝나고 진행하는 작업으로 공정 간의 약품 혼입을 방지하기 위한 세척 작업이다. 에칭 공정(S203)은 레이저 가공된 미세 기공 부분의 표면을 거칠게 만들어주는 작업이다. 탈지 공정(S205)은 알카리 성분을 이용하여 유분 등의 기름 성분을 제거하는 공정이다. 중화 공정(S207)은 알카리 성분을 중성으로 만드는 공정이다. 1차 팽윤 공정(S209)은 1차 촉매 작업이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위해 도금 되는 부분을 넓혀 주는 공정이다. 1차 촉매 공정(S210)은 레이저를 이용하여 가공된 결합체 상의 안테나 패턴, 즉 미세 기공에 도금용 표면 처리를 위한 매개체, 즉 촉매제를 전착시키는 공정으로, 이러한 촉매제들이 도금 물질과 결합하게 된다. 촉매제는 대표적으로 Pd(팔라듐)을 사용하지만 재료의 가격 및 제품 형상에 따라 티탄늄, 망간, 크롬, 니켈, 아연, 금, 은, 구리, 알루미늄, 마그네슘 등이 사용 가능하다.

1차 에칭 공정(S212)은 도금 번짐 현상을 방지하기 위해 불필요한 촉매제를 제거 하기 위한 작업이다. 2차 팽윤 공정(S214)은 2차 촉매 작업이 원활하게 이루어 질 수 있도록 하기 위하여 도금되는 부분을 넓혀 주는 공정이다. 2차 촉매 공정(S216)은 미도금 현상을 막기 위한 2차 촉매 공정이고, 2차 에칭 공정(S217)은 도금 번짐 현상을 방지하기 위해 불필요한 촉매제를 제거 하기 위한 작업이다. 중화 공정(S219)은 산성 성분을 중성 성분으로 만들기 위한 공정이다. 1차 도금 공정(S221)은 니켈 또는 구리를 이용하여 1~5미크론의 두께로 도금을 진행하는 공정이고, 2차 도금 공정(S223)은 우수한 전도성을 가지는 목적으로 사용되는 가장 중요한 도금 공정으로, 구리 재질을 이용하여 5~20미크론의 두께로 도금을 하며 우수한 전기적 성능을 위하여 도금 두께를 늘리거나 줄일 수 있다. 3차 촉매 공정(S225)은 구리 도금의 경우 다른 도금이 부착 되지 않아 3차 도금을 하기 위해 촉매제를 추가하는 공정이다. 3차 도금 공정(S227)은 2차 도금이 구리 도금 등의 신뢰성이 약한 금속일 경우 신뢰성 보강 목적으로 하는 도금 공정으로 주로 니켈 또는 크롬을 사용한다. 초음파 세척 공정(S229)은 제품 표면에 뭍은 이물질 제거하는 공정이다. 변색 방지 공정(S230)은 도금 외관의 색상이 부식이 되지 않게 처리 하는 공정이고, 건조 공정(S232)은 도금된 표면에 있는 수분을 증발 시키는 작업으로 에어(Air) 열풍 건조를 할 수 있다.

도 4를 참조한 도금 공정에서 도금 재료로 1차 도금에서 니켈, 구리(Ni, Cu), 2차 도금에서 구리(Cu), 3차 도금에서 니켈, 크롬(Ni, Cr)을 사용하는 것으로 설명하였지만, 안테나 성능 및 적용 상황에 따라 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 주석(Sn) 등의 재료로 추가 및 변경 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 및 안테나 제조 방법은, 차량용 안테나 및 차량용 안테나의 제조 방법으로 활용될 수 있다. 특히, 일반적으로 차량용 안테나로 사용되고 있는 샤크 안테나 및 샤크 안테나 제조 방법으로 활용할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 및 안테나 제조 방법은, 휴대 전화와 같은 휴대용 통신기기의 안테나 및 그 제조 방법으로 활용될 수도 있다.

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.

10: 결합체 11: 바디 프레임
12: 컨택트 프레임 20: 방사체
30: 컨택트부
S110: 바디 프레임 및 컨택트 프레임을 제작하는 단계
S120: 결합체를 생성하는 단계
S130: 안테나 패턴을 형성하는 단계
S140: 도금하는 단계
S150: 납땜하는 단계

Claims (26)

1. 결합체; 및
   상기 결합체의 표면에 형성된 기 설정된 형상의 안테나 패턴을 따라 도금되어 형성되는 방사체;를 포함하고,
   상기 결합체는,
   바디 프레임(body frame); 및
   컨택트 프레임(contact frame);을 포함하고,
   상기 결합체의 상기 바디 프레임과 상기 컨택트 프레임은 서로 다른 재질로 제작되며,
   상기 결합체의 상기 컨택트 프레임 상의 상기 방사체가 회로기판과 납땜으로 연결되고,
   상기 바디 프레임은,
   개구부;를 포함하고,
   상기 컨택트 프레임은,
   상기 바디 프레임의 상기 개구부와 같은 형상의 전면부;
   상기 전면부의 일단에서 상기 전면부의 후방으로 연장되어 형성되는 결합부; 및
   상기 전면부의 타단에서 상기 전면부의 후방으로 연장되어 형성되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 바디 프레임 및 상기 컨택트 프레임은 금속 성분을 포함하지 않는 재료를 이용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 안테나.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 컨택트 프레임은 납땜 가능한 재료를 이용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 안테나.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 바디 프레임은 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 액정폴리에스테르(LCP), ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 중 어느 하나를 이용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 안테나.
   
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 컨택트 프레임은 폴리아미드(PA), 액정폴리 에스테르(LCP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 중 어느 하나를 이용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 안테나.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 바디 프레임과 상기 컨택트 프레임은, 이중 사출, 본딩(bonding), 테이프(tape) 형합, 열융착, 초음파 융착, 납땜 및 용접 중 어느 하나의 방식으로 결합하여, 상기 결합체를 형성하는 것을 특징으로 하는 안테나.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 방사체는, 레이저를 이용하여 상기 결합체의 표면에 안테나 패턴을 형성하고, 상기 형성된 안테나 패턴을 따라 도금을 수행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 안테나 패턴은, 비열성 레이저를 이용하여 상기 결합체의 표면에 미세 가공을 형성하는 것을 특징으로 하는 안테나.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 방사체는, 상기 컨택트 프레임 상에 연결단자를 형성하고,
   상기 컨택트 프레임 상의 상기 연결단자가 회로기판과 납땜으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 방사체는, 상기 안테나 패턴을 따라 무전해 도금을 수행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
    
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 결합부는, 상기 바디 프레임의 대응되는 부분과 접합이 이루어져, 상기 바디 프레임과 상기 컨택트 프레임 간의 결합력을 높이는 것을 특징으로 하는 안테나.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는, 상기 방사체가 도금되어 형성되고,
    상기 연결부 상에 형성된 상기 방사체가 상기 회로기판과 납땜으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나.
    
14. 제1항에 있어서,
    상기 결합부는, 상기 연결부보다 넓은 표면적을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
    
15. 제1항에 있어서,
    상기 전면부와 상기 연결부의 연결부위가 곡면으로 처리되거나 경사지게 처리되는 것을 특징으로 하는 안테나.
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