KR102326944B1 - 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나 및 이의 제조방법 - Google Patents

효율을 향상시킨 평면 코일 안테나 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR102326944B1
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이명철
조오성
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(주)진영에이치앤에스
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material

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  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

본 발명은 기존의 무선통신 안테나는 전자기기 단말기의 다양한 기능의 갯수에 따라 다른 채널 주파수를 형성하는 각각의 안테나가 별도로 필요하거나, 다양한 기능의 갯수에 따라 별도의 안테나를 적층하여 사용하여 코일이 교차된 부분에 마찰 및 압력이 가해질 경우 코일 표면의 코팅이 벗겨지며 안테나의 불량 및 고장을 발생시키고, 안테나의 통신 효율이 떨어지고, 안테나의 갯수를 늘리거나 복수개의 코일 안테나를 적층시킬 경우, 각각의 안테나가 별도로 삽입되거나, 안테나의 두께가 두꺼워져 전체적인 부피를 많이 차지하게 되어 전자기기의 완제품을 컴팩트하게 줄이기 어렵고, 제조 원가가 높은 문제점을 개선하고자, 평면 코일부, 입·출력 단자 기판으로 구성됨으로써, 소형 전자기기 단말기 제작시 용도별 안테나를 각각 삽입하거나 복수개의 코일이 층을 이루며 적층식으로 겹쳐지는 것이 아닌 단일 무선통신 안테나에 복수개의 무선충전 채널을 형성하는 평면코일과, 복수개의 근거리 통신 채널을 형성하는 원형코일을 교차되지 않도록 단층구조로 권선시킴과 동시에 안테나의 굴곡을 일정하게 유지하며 두께를 최소화하여 전체적인 부피를 소형화함으로써 컴팩트하게 제작되는 전자기기에 용이하게 삽입할 수 있고, 입·출력 단자의 접지 불량을 방지하며 권선된 코일을 안정적으로 지지하고, 안테나 효율이 우수하여 고속 충전이 용이하고, 평면 코일을 통한 고속 충전시 발생되는 발열을 평면 코일의 둘레에 밀착된 원형 코일이 완충시켜주고, 안테나의 일정한 인식 효율을 유지할 수 있는 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

효율을 향상시킨 평면 코일 안테나 및 이의 제조방법{FLAT COIL ANTENNA WITH IMPROVED EFFICIENCY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명에서는 단일 무선통신 안테나에 복수개의 무선충전 채널을 형성하는 평면코일과, 복수개의 근거리 통신 채널을 형성하는 원형코일을 교차되지 않도록 단층구조로 권선시켜 코일 권선형 안테나의 면적 및 두께를 줄이며 안테나 효율이 우수하여 고속 충전이 용이하고, 복수개의 채널을 가진 안테나가 각각의 채널에 대한 일정한 통신 특성 및 통신 효율을 갖는 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나에 관한 것이다.
기존의 무선통신 안테나는 스마트폰, 테블릿 PC, 청소기 등과 같은 전자기기 및 전기 자동차 등을 무선 충전하는 용도와, 신용카드, 체크카드, 교통카드, 모바일 디바이스 등을 통한 결제 인식 서비스 용도 등 다양한 용도로 활용되고 있다.
이와 같이, 무선 청전 기기 및 결제 단말기 등에 사용되는 기존의 무선통신 안테나는 기술 발전에 따라 점점 소형화되고, 다양한 기능을 포함할 수 있는 방향으로 개발되고 있다.
하지만, 기존의 무선통신 안테나는 전자기기 단말기의 다양한 기능의 갯수에 따라 다른 채널 주파수를 형성하는 각각의 안테나가 별도로 필요하거나, 다양한 기능의 갯수에 따라 별도의 안테나를 적층하여 사용하여 코일이 교차된 부분에 마찰 및 압력이 가해질 경우 코일 표면의 코팅이 벗겨지며 안테나의 불량 및 고장을 발생시키고, 안테나의 통신 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 안테나의 갯수를 늘리거나 복수개의 코일 안테나를 적층시킬 경우, 각각의 안테나가 별도로 삽입되거나, 안테나의 두께가 두꺼워져 전체적인 부피를 많이 차지하게 되어 전자기기의 완제품을 컴팩트하게 줄이기 어렵고, 제조 원가가 높은 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-2080735호(2020.02.18.)
본 발명은 소형 전자기기 단말기 제작시 용도별 안테나를 각각 삽입하거나 복수개의 코일이 층을 이루며 적층식으로 겹쳐지는 것이 아닌 단일 무선통신 안테나에 복수개의 무선충전 채널을 형성하는 평면코일과, 복수개의 근거리 통신 채널을 형성하는 원형코일을 교차되지 않도록 단층구조로 권선시킴과 동시에 안테나의 굴곡을 일정하게 유지하며 두께를 최소화하여 전체적인 부피를 소형화함으로써 컴팩트하게 제작되는 전자기기에 용이하게 삽입할 수 있고, 입·출력 단자의 접지 불량을 방지하며 권선된 코일을 안정적으로 지지하고, 안테나 효율이 우수하여 고속 충전이 용이하고, 평면 코일을 통한 고속 충전시 발생되는 발열을 평면 코일의 둘레에 밀착된 원형 코일이 완충시켜주고, 안테나의 일정한 인식 효율을 유지할 수 있는 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나는
평면을 이루며 나선형 타원 형상으로 권선되며, 권선되는 중앙 끝단 일측이 입력 단자부와 연결되고, 중앙을 기준으로 외측 둘레방향으로 권선시 일정한 간격으로 복수개의 출력 단자부에 각각 연결되는 평면 코일부와,
직사각 형상의 FPCB 기판으로, 상단면이 평면 코일부의 하단면과 맞닿아 고정되고, 중앙 일측에 평면 코일입력단자, 원형코일 입력단자가 배치되는 입력 단자부를 형성하고, 중앙을 기준으로 전방 일측과 후방 일측 방향에 평면코일 출력단자, 원형코일 출력단자가 일정한 간격으로 배치되는 출력 단자부를 형성하는 입·출력 단자 기판으로 구성됨으로써 달성된다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나 제조방법은
평면권선 코일의 끝단을 평면코일 입력단자의 상단에 위치시킨 후 평면코일 점 용접하고, 원형권선 코일의 끝단을 원형코일 입력단자의 상단에 위치시킨 후 원형코일 점 용접하여 고정시키고, 평면코일 점 용접, 원형코일 점 용접의 상단을 에폭시 절연 코팅하여 고정시키는 단계와,
평면권선 코일과 이격된 원형권선 코일을 평면권선 코일의 외측 둘레면에 밀착시켜 2중 구조를 형성한 후, 둘레면을 따라 2~15 회전수로 밀착 고정하여 이중코일 밀착 권선부를 형성하는 단계와,
이중코일 밀착 권선부가 끝나는 부분에 양갈래로 평면권선 코일, 원형권선 코일을 이격시키고, 평면권선 코일 일측을 평면코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 1차 평면코일 점 용접하고, 원형권선 코일 일측을 원형코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 2차 원형코일 점 용접하고, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접 부분 상단에 에폭시 절연 코팅하는 단계와,
외측 둘레를 따라 일정한 간격으로 이중 밀착 권선부를 형성하는 단계(S200)와, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접 부분 상단을 에폭시 절연 코팅하는 단계(S300)를 순차적으로 반복 형성하는 단계와,
반복적으로 형성된 밀착 권선부가 끝나는 부분에 평면권선 코일과 원형권선 코일을 이격시키고, 평면권선 코일 일측을 평면코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 절단하고, 원형권선 코일 일측을 원형코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 절단하는 단계와,
절단된 평면권선 코일 끝단을 평면코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 1차 평면 코일 점 용접하고, 절단된 원형권선 코일 끝단을 원형코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 2차 점 용접하고, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접부분 상단에 에폭시 절연 코팅하는 단계로 구성됨으로써 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 소형 전자기기 단말기 제작시 단일 무선통신 안테나에 복수개의 무선충전 채널을 형성하는 평면코일과, 복수개의 근거리 통신 채널을 형성하는 원형코일을 교차되지 않도록 단층구조로 권선시킴과 동시에 안테나의 굴곡을 일정하게 유지하며 두께를 최소화하여 전체적인 부피를 소형화함으로써 컴팩트하게 제작되는 전자기기에 용이하게 삽입할 수 있고, 입·출력 단자의 접지 불량을 방지하며 권선된 코일을 안정적으로 지지하고, 안테나 효율이 우수하여 고속 충전이 용이하고, 평면 코일을 통한 고속 충전시 발생되는 발열을 평면 코일의 둘레에 밀착된 원형 코일이 완충시켜주고, 안테나의 일정한 인식 효율을 유지할 수 있는 좋은 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나의 전체적인 형상을 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 평면 코일부의 입력단자 접지부, 제1 이중코일 밀착 권선부를 도시하고, 입력단자 접지부를 확대하여 도시한 부분 확대도,
도 3은 본 발명에 따른 평면 코일부의 제1 출력단자 접지부, 제2 이중코일 밀착 권선부를 도시하고, 제1 출력단자 접지부를 확대하여 도시한 부분 확대도,
도 4는 본 발명에 따른 평면 코일부의 제2 출력단자 접지부, 제3 이중코일 밀착 권선부를 도시하고, 제2 출력단자 접지부를 확대하여 도시한 부분 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 평면 코일부의 제3 출력단자 접지부, 제4 이중코일 밀착 권선부를 도시하고, 제3 출력단자 접지부를 확대하여 도시한 부분 확대도,
도 6은 본 발명에 따른 평면 코일부의 제4 출력단자 접지부, 제4 이중코일 밀착 권선부를 도시하고, 제4 출력단자 접지부를 확대하여 도시한 부분 확대도,
도 7은 본 발명에 따른 입·출력 단자 기판의 전체적인 형상을 도시하고, 입력 단자부와 출력 단자부를 확대하여 도시한 부분 확대도,
도 8은 본 발명에 따른 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나 제조방법을 단계별로 기재하여 도시한 블록도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나의 전체적인 형상을 도시한 평면도에 관한 것으로, 이는 평면 코일부(100), 입·출력 단자 기판(200)으로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 평면 코일부(100)에 관해 설명한다.
상기 평면 코일부(100)는 평면을 이루며 나선형 타원 형상으로 권선되며, 권선되는 중앙 끝단 일측이 입력 단자부와 연결되고, 중앙을 기준으로 외측 둘레방향으로 권선시 일정한 간격으로 복수개의 출력 단자부에 각각 연결된다.
이는 평면권선 코일(110), 원형권선 코일(120)이 서로 밀착되어 2중 구조를 이루며 권선되어 구성된다.
상기 평면권선 코일(110)은 직사각 단면을 갖는 평면 형태의 코일 형상으로 평면 코일부의 나선형 구조 내측을 형성하며 권선되고, 내측 끝단이 입력 단자부에 접지되어 연결되고, 타원 나선형 방향으로 권선시 일측이 일정한 간격으로 복수개의 출력 단자에 각각 연결되어 이루어진다.
본 발명에 따른 평면권선 코일(110)은 내측 끝단에 접지된 입력 단자부에서부터 외측 둘레방향으로 권선되며 복수개의 출력 단자 중 끝단에 형성된 출력 단자와 접지되는 부분까지 일체형으로 이루어진다.
상기 원형권선 코일(120)은 원형 단면을 갖는 코일 형상으로 평면 코일부의 나선형 구조 외측을 형성하며 평면권선 코일의 외측면과 맞닿으며 밀착되어 권선되고, 권선시 일측이 일정한 간격으로 복수개의 출력 단자에 각각 연결되어 이루어진다.
본 발명에 따른 원형권선 코일(120)은 내측 끝단에 접지된 입력 단자부에서부터 외측 둘레방향으로 권선되며 복수개의 출력 단자 중 끝단에 형성된 출력 단자와 접지되는 부분까지 일체형으로 이루어진다.
본 발명에 따른 평면 코일부(100)는 다음과 같은 구조를 갖는다.
이는 입력단자 접지부(100a), 제1 이중코일 밀착 권선부(100b), 제1 출력단자 접지부(100c), 제2 이중코일 밀착 권선부(100d), 제2 출력단자 접지부(100e), 제3 이중코일 밀착 권선부(100f), 제3 출력단자 접지부(100g), 제4 출력단자 접지부(100i)가 이루어져 형성된다.
여기서, 평면 코일부(100)는 입력단자 접지부를 기준으로 평면 구조로 평면권선 코일(110), 원형권선 코일(120)이 밀착된 이중코일이 나선형 타원 형상을 띄며 둘레면을 따라 2~15 회전수로 밀착되는 이중코일 밀착 권선부와, 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분의 평면권선 코일, 원형권선 코일이 양갈래로 나뉘어져 이격되며 입·출력 단자 기판의 출력 단자부에 접지되는 출력단자 접지부가 형성되고, 이중코일 밀착 권선부, 출력단자 접지부가 둘레방향으로 반복적으로 이루어져 형성된다.
상기 입력단자 접지부(100a)는 평면 코일부의 나선형 타원 형상으로 권선되는 중앙 끝단에 형성되어 입·출력 단자 기판의 입력 단자부에 접지되는 것으로, 이는 평면코일 점 용접(100a-1), 원형코일 점 용접(100a-2), 에폭시 절연 코팅(100a-3)으로 구성된다.
여기서, 평면코일 점 용접(100a-1)은 평면권선 코일(110)의 끝단이 점 용접을 통해 평면코일 입력단자(211)에 접지되도록 한다.
여기서, 원형코일 점 용접(100a-2)은 원형권선 코일(120)의 끝단이 점 용접을 통해 원형코일 입력단자(212)에 접지되도록 한다.
여기서, 에폭시 절연 코팅(100a-3)은 평면코일 입력단자에 점 용접되어 접지된 평면권선 코일 끝단과, 원형코일 입력단자에 점 용접되어 접지된 원형권선 코일 끝단의 상단에 도포된다.
이는 입력 단자부(210)에 고르게 도포되어 평면권선 코일, 원형권선 코일의 끝단이 점 용접되며 벗겨진 코팅에 의해 접지불량이 발생하는 것을 방지하고, 단자 접지 부분이 떨어지는 것을 방지하며 안정적으로 지지하는 역할을 한다.
상기 제1 이중코일 밀착 권선부(100b)는 입력단자 접지부를 기준으로 평면권선 코일, 원형권선 코일이 측방향으로 서로 밀착되며 나선형 타원 형상으로 권선되며, 권선되는 외측 둘레를 따라 2~15 회전수로 밀착되어 권선된다.
이는 권선되는 내측방향 끝단에 접지된 입력단자 접지부(100a)와, 권선되는 외측방향 끝단이 접지된 제1 출력단자 접지부(100c)의 사이에 형성되어, 이중구조로 권선된 평면권선 코일을 통해 하나의 무선 충전 채널을 형성하고, 원형권선 코일을 통해 하나의 근거리 무선 통신 채널을 형성한다.
상기 제1 출력단자 접지부(100c)는 제1 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분의 평면권선 코일, 원형권선 코일이 양갈래로 나뉘어져 이격되며 입·출력 단자 기판의 출력 단자부에 접지되는 것으로, 이는 평면코일 점 용접(100c-1), 원형코일 점 용접(100c-2), 에폭시 절연 코팅(100c-3)으로 구성된다.
여기서, 평면코일 점 용접(100c-1)은 제1 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 부분의 평면권선 코일(110) 일측이 점 용접을 통해 타원 나선형태로 권선되며 만나는 첫번째 평면코일 출력단자(221)에 접지되도록 한다.
이를 통해 첫번째 무선 충전 채널을 형성한다.
여기서, 원형코일 점 용접(100c-2)은 제1 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 부분의 원형권선 코일(120) 일측이 점 용접을 통해 타원 나선형태로 권선되며 만나는 첫번째 원형코일 출력단자(222)에 접지되도록 한다.
이를 통해 첫번째 근거리 무선 통신 채널을 형성한다.
여기서, 에폭시 절연 코팅(100c-3)은 제1 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 첫번째의 평면코일 점 용접(100c-1) 및 첫번째의 원형코일 점 용접(100c-2) 부분의 상단에 도포된다.
이는 제1 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 형성된 첫번째로 이루어진 출력 단자부(220)의 상단에 고르게 도포되어 평면권선 코일, 원형권선 코일의 끝단이 점 용접되며 벗겨진 코팅에 의해 접지불량이 발생하는 것을 방지하고, 단자 접지 부분이 떨어지는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 제1 출력단자 접지부(100c)는 제1 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분에 양갈래로 갈라져 이격되는 평면권선 코일 일측이 권선되며 만나는 첫번째 평면코일 출력단자의 상단에 위치하고, 원형권선 코일 일측이 권선되며 만나는 두번째 원형코일 출력단자의 상단에 위치하며 제1 이중코일 밀착 권선부(100b), 제2 이중코일 밀착 권선부(100d)에 서로 간섭되지 않도록 형성된다.
상기 제2 이중코일 밀착 권선부(100d)는 제1 출력단자 접지부에 접지된 평면권선 코일, 원형권선 코일이 재차 서로 맞닿으며 밀착되고, 제1 이중코일 밀착 권선부의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되며 나선형 타원 형상으로 권선되고, 권선되는 외측 둘레를 따라 2~15 회전수로 밀착되어 권선된다.
이는 권선되는 내측방향 끝단에 접지된 제1 출력단자 접지부(100c)와, 권선되는 외측방향 끝단이 접지된 제2 출력단자 접지부(100e)의 사이에 형성되어, 이중구조로 권선된 평면권선 코일을 통해 하나의 무선 충전 채널을 형성하고, 원형권선 코일을 통해 하나의 근거리 무선 통신 채널을 형성한다.
상기 제2 출력단자 접지부(100e)는 제2 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분의 평면권선 코일, 원형권선 코일이 양갈래로 나뉘어져 이격되며 입·출력 단자 기판의 출력 단자부에 접지되는 것으로, 이는 평면코일 점 용접(100e-1), 원형코일 점 용접(100e-2), 에폭시 절연 코팅(100e-3)으로 구성된다.
여기서, 평면코일 점 용접(100e-1)은 제2 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 부분 중 평면권선 코일(110) 일측이 점 용접을 통해 타원 나선형태로 권선되며 만나는 두번째 평면코일 출력단자(221)에 접지되도록 한다.
이를 통해 두번째 무선 충전 채널을 형성한다.
여기서, 원형코일 점 용접(100e-2)은 제2 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 원형권선 코일(120) 일측이 점 용접을 통해 타원 나선형태로 권선되며 만나는 두번째 원형코일 출력단자(222)에 접지되도록 한다.
이를 통해 두번째 근거리 무선 통신 채널을 형성한다.
여기서, 에폭시 절연 코팅(100e-3)은 제2 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 두번째의 평면코일 점 용접(100e-1) 및 두번째의 원형코일 점 용접(100e-2) 부분의 상단에 도포된다.
이는 제2 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 형성된 두번째로 이루어진 출력 단자부(220)의 상단에 고르게 도포되어 평면권선 코일, 원형권선 코일의 일측이 점 용접되며 벗겨진 코팅에 의해 접지불량이 발생하는 것을 방지하고, 단자 접지 부분이 떨어지는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 제2 출력단자 접지부(100e)는 제2 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분에 양갈래로 갈라져 이격되는 평면권선 코일 일측이 권선되며 만나는 두번째 평면코일 출력단자의 상단에 위치하고, 원형권선 코일 일측이 권선되며 만나는 두번째 원형코일 출력단자의 상단에 위치하며 제2 이중코일 밀착 권선부(100d), 제3 이중코일 밀착 권선부(100f)에 서로 간섭되지 않도록 형성된다.
상기 제3 이중코일 밀착 권선부(100f)는 제2 출력단자 접지부에 접지된 평면권선 코일, 원형권선 코일이 재차 서로 맞닿으며 밀착되고, 제2 이중코일 밀착 권선부의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되며 나선형 타원 형상으로 권선되고, 권선되는 외측 둘레를 따라 2~15 회전수로 밀착되어 권선된다.
이는 권선되는 내측방향 끝단에 접지된 제2 출력단자 접지부(100e)와, 권선되는 외측방향 끝단이 접지된 제3 출력단자 접지부(100g)의 사이에 형성되어, 이중구조로 권선된 평면권선 코일을 통해 하나의 무선 충전 채널을 형성하고, 원형권선 코일을 통해 하나의 근거리 무선 통신 채널을 형성한다.
상기 제3 출력단자 접지부(100g)는 제3 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분의 평면권선 코일, 원형권선 코일이 양갈래로 나뉘어져 이격되며 입·출력 단자 기판의 출력 단자부에 접지되는 것으로, 이는 평면코일 점 용접(100g-1), 원형코일 점 용접(100g-2), 에폭시 절연 코팅(100g-3)으로 구성된다.
여기서, 평면코일 점 용접(100g-1)은 제3 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 부분 중 평면권선 코일(110) 일측이 점 용접을 통해 타원 나선형태로 권선되며 만나는 세번째 평면코일 출력단자(221)에 접지되도록 한다.
이를 통해 세번째 무선 충전 채널을 형성한다.
여기서, 원형코일 점 용접(100g-2)은 제3 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 부분 중 원형권선 코일(120) 일측이 점 용접을 통해 타원 나선형태로 권선되며 만나는 세번째 원형코일 출력단자(222)에 접지되도록 한다.
이를 통해 세번째 근거리 무선 통신 채널을 형성한다.
여기서, 에폭시 절연 코팅(100g-3)은 제3 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 세번째의 평면코일 점 용접(100g-1) 및 세번째의 원형코일 점 용접(100g-2) 부분의 상단에 도포된다.
이는 제3 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 형성된 세번째로 이루어진 출력 단자부(220)의 상단에 고르게 도포되어 평면권선 코일, 원형권선 코일의 일측이 점 용접되며 벗겨진 코팅에 의해 접지불량이 발생하는 것을 방지하고, 단자 접지 부분이 떨어지는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 제3 출력단자 접지부(100g)는 제3 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분에 양갈래로 갈라져 이격되는 평면권선 코일 일측이 권선되며 만나는 세번째 평면코일 출력단자의 상단에 위치하고, 원형권선 코일 일측이 권선되며 만나는 세번째 원형코일 출력단자의 상단에 위치하며 제3 이중코일 밀착 권선부(100f), 제4 이중코일 밀착 권선부(100h)에 서로 간섭되지 않도록 형성된다.
상기 제4 이중코일 밀착 권선부(100h)는 제3 출력단자 접지부에 접지된 평면권선 코일, 원형권선 코일이 재차 서로 맞닿으며 밀착되고, 제3 이중코일 밀착 권선부의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되며 나선형 타원 형상으로 권선되고, 권선되는 외측 둘레를 따라 2~15 회전수로 밀착되어 권선된다.
이는 권선되는 내측방향 끝단에 접지된 제3 출력단자 접지부(100g)와, 권선되는 외측방향 끝단이 접지된 제4 출력단자 접지부(100i)의 사이에 형성되어, 이중구조로 권선된 평면권선 코일을 통해 하나의 무선 충전 채널을 형성하고, 원형권선 코일을 통해 하나의 근거리 무선 통신 채널을 형성한다.
상기 제4 출력단자 접지부(100i)는 제4 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분의 평면권선 코일, 원형권선 코일이 양갈래로 나뉘어져 이격되며 입·출력 단자 기판의 출력 단자부에 접지되는 것으로, 이는 평면코일 점 용접(100i-1), 원형코일 점 용접(100i-2), 에폭시 절연 코팅(100i-3)으로 구성된다.
여기서, 평면코일 점 용접(100i-1)은 제4 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 부분 중 평면권선 코일(110) 일측이 점 용접을 통해 타원 나선형태로 권선되며 만나는 네번째 평면코일 출력단자(221)에 접지되도록 한다.
이를 통해 네번째 무선 충전 채널을 형성한다.
여기서, 원형코일 점 용접(100i-2)은 제4 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 부분 중 원형권선 코일(120) 일측이 점 용접을 통해 타원 나선형태로 권선되며 만나는 네번째 원형코일 출력단자(222)에 접지되도록 한다.
이를 통해 네번째 근거리 무선 통신 채널을 형성한다.
여기서, 에폭시 절연 코팅(100i-3)은 제4 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 양갈래로 나뉘어진 네번째의 평면코일 점 용접(100i-1) 및 네번째의 원형코일 점 용접(100i-2) 부분의 상단에 도포된다.
이는 제4 이중코일 밀착 권선부의 둘레 외측면 끝단에 형성된 네번째로 이루어진 출력 단자부(220)의 상단에 고르게 도포되어 평면권선 코일, 원형권선 코일의 일측이 점 용접되며 벗겨진 코팅에 의해 접지불량이 발생하는 것을 방지하고, 단자 접지 부분이 떨어지는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 제4 출력단자 접지부(100i)는 제4 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분에 양갈래로 갈라져 이격되는 평면권선 코일 일측이 권선되며 만나는 네번째 평면코일 출력단자의 상단에 위치하고, 원형권선 코일 일측이 권선되며 만나는 네번째 원형코일 출력단자의 상단에 위치하며 제4 이중코일 밀착 권선부(100h)에 서로 간섭되지 않도록 형성된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 평면 코일부(100)는 평면권선 코일 일측을 평면코일 출력단자에 1차 평면코일 점 용접하고, 원형권선 코일 일측을 원형코일 출력단자에 2차 원형코일 점 용접하고, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접부분에 하나의 에폭시 절연 코팅으로 도포되어 이루어진다.
이를 통해 입·출력 단자의 접지 불량을 방지하며 권선된 코일을 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 평면 코일부(100)는 평면권선 코일, 원형권선 코일이 둘레방향을 따라 밀착된 2중으로 접합되고, 입력단자 접지부(100a), 제1 이중코일 밀착 권선부(100b), 제1 출력단자 접지부(100c), 제2 이중코일 밀착 권선부(100d), 제2 출력단자 접지부(100e), 제3 이중코일 밀착 권선부(100f), 제3 출력단자 접지부(100g), 제4 출력단자 접지부(100i)가 이루어져 형성됨으로써, 복수개의 무선 충전 채널과 복수개의 근거리 무선 통신 채널을 형성할 수 있다.
여기서, 복수개의 무선 충전 채널을 통해 복수개의 다양한 전자기기의 충전 채널에 일치되도록 각각의 채널을 형성하여 스마트 단말기, 무선 이어폰, 태블릿 PC, 스마트 워치 등 다양한 전자기기를 무선 충전할 수 있도록 한다.
여기서, 복수개의 근거리 무선 통신 채널을 통해 복수개의 다양한 전자기기의 무선 통신 채널에 일치되도록 각각의 채널을 형성하여 다양한 업체의 모바일 결제 시스템과 무선 통신을 송수신할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 평면 코일부(100)는 평면권선 코일, 원형권선 코일이 둘레방향을 따라 밀착된 2중으로 접합되고, 평면 단층구조의 형태로 권선시킴과 동시에 안테나의 굴곡을 일정하게 유지하며 두께를 최소화할 수 있어 평면 코일 안테나(1)의 전체적인 부피를 소형화함으로써 컴팩트하게 제작되는 전지기기에 용이하게 삽입할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 평면 코일부(100)는 평면권선 코일(110), 원형권선 코일(120)이 둘레방향을 따라 밀착 접합되도록 이루어져, 무선 고속 충전시 평면권선 코일에 발생하는 발열을 외측 둘레방향을 따라 밀착된 원형권선 코일이 완충시켜주어 안테나의 과열로 인한 충전 효율이 떨어지는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 평면 코일부(100)의 중앙을 기준으로 평면을 이루며 외측방향으로 권선되는 형태는 나선형 타원 형상에 국한되지 않고, 원형상 또는 사각 형상 등 다양한 형상을 이루며 권선될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 입·출력 단자 기판(200)에 관해 설명한다.
상기 입·출력 단자 기판(200)은 직사각 형상의 FPCB 기판으로, 상단면이 평면 코일부의 하단면과 맞닿아 고정되고, 중앙 일측에 평면 코일입력단자, 원형코일 입력단자가 배치되는 입력 단자부를 형성하고, 중앙을 기준으로 전방 일측과 후방 일측 방향에 평면코일 출력단자, 원형코일 출력단자가 일정한 간격으로 배치되는 출력 단자부를 형성한다.
이는 입력 단자부(210), 출력 단자부(220)로 구성된다.
상기 입력 단자부(210)는 입·출력 단자 기판의 상단면 중앙 일측 우측에 평면코일 입력단자(211), 원형코일 입력단자(212)가 간격을 두고 이격되어 형성된다.
상기 평면코일 입력단자(211)는 입력 단자부의 상단 일측에 형성되어 타원 나선형으로 감겨지는 중앙 끝단에 형성된 평면권선 코일의 끝단과 평면코일 점 용접(100a-1)된다.
상기 원형코일 입력단자(212)는 입력 단자부의 상단 일측에 형성되어 타원 나선형으로 감겨지는 중앙 끝단에 형성된 원형권선 코일의 끝단과 원형코일 점 용접(100a-2)된다.
상기 출력 단자부(220)는 입·출력 단자 기판의 상단면에 형성된 입력 단자부를 기준으로 타원 나선형으로 권선되는 좌·우 일측에 순차적으로 평면코일 출력단자(221), 원형코일 출력단자(222)가 간격을 두고 이격되어 형성된다.
본 발명에 따른 출력 단자부(220)는 중앙 일측 우측에 형성된 입력 단자부를 기준으로 타원 나선형으로 제1 이중코일 밀착 권선부로 외측 둘레방향으로 권선되며 마주하는 첫번째의 출력 단자부가 좌측 일측에 형성되고, 제2 이중코일 밀착 권선부로 외측 둘레방향으로 권선되며 마주하는 두번째의 출력 단자부가 우측 일측에 형성되고, 제3 이중코일 밀착 권선부로 외측 둘레방향으로 권선되며 마주하는 세번째의 출력 단자부가 좌측 일측에 형성되고, 제4 이중코일 밀착 권선부로 외측 둘레방향으로 권선되며 마주하는 네번째의 출력 단자부가 우측 일측에 형성되어 이루어진다.
이와 같이 출력 단자부(220)는 중앙 일측 우측에 형성된 입력 단자부를 기준으로 타원 나선형 외측 둘레방향으로 권선되며 순차적으로 좌·우 일측에 반복적으로 형성한다.
이를 통해 입·출력 단자 기판의 중앙 일측 좌·우측 일직선상에 출력 단자부가 번갈아가며 순차적으로 배치되도록 하여 상단면에 접지되는 평면 코일부가 안정적으로 지지되도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나 제조방법에 관해 설명한다.
먼저, 평면권선 코일의 끝단을 평면코일 입력단자의 상단에 위치시킨 후 평면코일 점 용접하고, 원형권선 코일의 끝단을 원형코일 입력단자의 상단에 위치시킨 후 원형코일 점 용접하여 고정시키고, 평면코일 점 용접, 원형코일 점 용접의 상단을 에폭시 절연 코팅하여 고정시킨다(S100).
다음으로, 평면권선 코일과 이격된 원형권선 코일을 평면권선 코일의 외측 둘레면에 밀착시켜 2중 구조를 형성한 후, 둘레면을 따라 2~15 회전수로 밀착 고정하여 이중코일 밀착 권선부를 형성한다(S200).
다음으로, 이중코일 밀착 권선부가 끝나는 부분에 양갈래로 평면권선 코일, 원형권선 코일을 이격시키고, 평면권선 코일 일측을 평면코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 1차 평면코일 점 용접하고, 원형권선 코일 일측을 원형코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 2차 원형코일 점 용접하고, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접 부분 상단에 에폭시 절연 코팅한다(S300).
다음으로, 외측 둘레를 따라 일정한 간격으로 이중 밀착 권선부를 형성하는 단계(S200)와, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접 부분 상단을 에폭시 절연 코팅하는 단계(S300)를 순차적으로 반복 형성한다(S400).
다음으로, 반복적으로 형성된 밀착 권선부가 끝나는 부분에 평면권선 코일과 원형권선 코일을 이격시키고, 평면권선 코일 일측을 평면코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 절단하고, 원형권선 코일 일측을 원형코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 절단한다(S500).
다음으로, 절단된 평면권선 코일 끝단을 평면코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 1차 평면 코일 점 용접하고, 절단된 원형권선 코일 끝단을 원형코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 2차 점 용접하고, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접부분 상단에 에폭시 절연 코팅한다(S600).
100 : 평면 코일부 110 : 평면권선 코일
120 : 원형권선 코일 100a : 입력단자 접지부
100b : 제1 이중코일 밀착 권선부 100c : 제1 출력단자 접지부
100d : 제2 이중코일 밀착 권선부 100e : 제2 출력단자 접지부
100f : 제3 이중코일 밀착 권선부 100g : 제3 출력단자 접지부
100h : 제4 이중코일 밀착 권선부 100i : 제4 출력단자 접지부
200 : 입·출력 단자 기판 210 : 입력 단자부
220 : 출력 단자부

Claims (7)

  1. 평면을 이루며 나선형 타원 형상으로 권선되며, 권선되는 중앙 끝단 일측이 입력 단자부와 연결되고, 중앙을 기준으로 외측 둘레방향으로 권선시 일정한 간격으로 복수개의 출력 단자부에 각각 연결되도록 직사각 단면을 갖는 평면 형태의 코일 형상으로 평면 코일부의 나선형 구조 내측을 형성하며 권선되고, 권선시 일측이 일정한 간격으로 복수개의 출력 단자에 각각 연결되는 평면권선 코일(110)과,
    원형 단면을 갖는 코일 형상으로 평면 코일부의 나선형 구조 외측을 형성하며 평면권선 코일의 외측면과 맞닿으며 밀착되어 권선되고, 권선시 일측이 일정한 간격으로 복수개의 출력 단자에 각각 연결되는 원형권선 코일(120)이 서로 밀착되어 2중 구조를 이루며 권선되는 평면 코일부(100)와,
    직사각 형상의 FPCB 기판으로, 상단면이 평면 코일부의 하단면과 맞닿아 고정되고, 중앙 일측에 평면 코일입력단자, 원형코일 입력단자가 배치되는 입력 단자부를 형성하고, 중앙을 기준으로 전방 일측과 후방 일측 방향에 평면코일 출력단자, 원형코일 출력단자가 일정한 간격으로 배치되는 출력 단자부를 형성하는 입·출력 단자 기판(200)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서 평면 코일부(100)는
    평면 코일부의 나선형 타원 형상으로 권선되는 중앙 끝단에 형성되어 입·출력 단자 기판의 입력 단자부에 접지되는 입력단자 접지부(100a)와,
    입력단자 접지부를 기준으로 평면권선 코일, 원형권선 코일이 측방향으로 서로 밀착되며 나선형 타원 형상으로 권선되며, 권선되는 외측 둘레를 따라 2~15 회전수로 밀착되어 권선되는 제1 이중코일 밀착 권선부(100b)와,
    제1 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분의 평면권선 코일, 원형권선 코일이 양갈래로 나뉘어져 이격되며 입·출력 단자 기판의 출력 단자부에 접지되는 제1 출력단자 접지부(100c)와,
    제1 출력단자 접지부에 접지된 평면권선 코일, 원형권선 코일이 재차 서로 맞닿으며 밀착되고, 제1 이중코일 밀착 권선부의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되며 나선형 타원 형상으로 권선되고, 권선되는 외측 둘레를 따라 2~15 회전수로 밀착되어 권선되는 제2 이중코일 밀착 권선부(100d)와,
    제2 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분의 평면권선 코일, 원형권선 코일이 양갈래로 나뉘어져 이격되며 입·출력 단자 기판의 출력 단자부에 접지되는 제2 출력단자 접지부(100e)와,
    제2 출력단자 접지부에 접지된 평면권선 코일, 원형권선 코일이 재차 서로 맞닿으며 밀착되고, 제2 이중코일 밀착 권선부의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되며 나선형 타원 형상으로 권선되고, 권선되는 외측 둘레를 따라 2~15 회전수로 밀착되어 권선되는 제3 이중코일 밀착 권선부(100f)와,
    제3 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분의 평면권선 코일, 원형권선 코일이 양갈래로 나뉘어져 이격되며 입·출력 단자 기판의 출력 단자부에 접지되는 제3 출력단자 접지부(100g)와,
    제3 출력단자 접지부에 접지된 평면권선 코일, 원형권선 코일이 재차 서로 맞닿으며 밀착되고, 제3 이중코일 밀착 권선부의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되며 나선형 타원 형상으로 권선되고, 권선되는 외측 둘레를 따라 2~15 회전수로 밀착되어 권선되는 제4 이중코일 밀착 권선부(100h)와,
    제4 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분의 평면권선 코이르 원형권선 코일이 양갈래로 나뉘어져 이격되며 입·출력 단자 기판의 출력 단자부에 접지되는 제4 출력단자 접지부(100i)로 구성되는 것을 특징으로 하는 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나.
  4. 제3항에 있어서 제1 출력단자 접지부(100c)는
    제1 이중코일 밀착 권선부의 끝단부분에 양갈래로 갈라져 이격되는 평면권선 코일 일측이 평면코일 출력단자의 상단에 위치하고, 원형권선 코일 일측이 원형코일 출력단자의 상단에 위치하며 제1 이중코일 밀착 권선부, 제2 이중코일 밀착 권선부에 서로 간섭되지 않는 것을 특징으로 하는 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나.
  5. 제1항에 있어서 평면 코일부(100)는
    평면권선 코일 일측을 평면코일 출력단자에 1차 평면코일 점 용접하고, 원형권선 코일 일측을 원형코일 출력단자에 2차 원형코일 점 용접하고, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접부분에 하나의 에폭시 절연 코팅으로 도포하는 것을 특징으로 하는 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나.
  6. 제1항에 있어서 입·출력 단자 기판(200)은
    상단면 중앙 일측에 평면코일 입력단자, 원형코일 입력단자가 간격을 두고 이격되어 형성된 입력 단자부(210)와,
    평면코일 출력단자, 원형코일 출력단자가 간격을 두고 이격된 출력단자가 입력 단자부를 기준으로 좌·우측에 복수개 이격되어 형성된 출력 단자부(220)가 형성되는 것을 특징으로 하는 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나.
  7. 평면권선 코일의 끝단을 평면코일 입력단자의 상단에 위치시킨 후 평면코일 점 용접하고, 원형권선 코일의 끝단을 원형코일 입력단자의 상단에 위치시킨 후 원형코일 점 용접하여 고정시키고, 평면코일 점 용접, 원형코일 점 용접의 상단을 에폭시 절연 코팅하여 고정시키는 단계(S100)와,
    평면권선 코일과 이격된 원형권선 코일을 평면권선 코일의 외측 둘레면에 밀착시켜 2중 구조를 형성한 후, 둘레면을 따라 2~15 회전수로 밀착 고정하여 이중코일 밀착 권선부를 형성하는 단계(S200)와,
    이중코일 밀착 권선부가 끝나는 부분에 양갈래로 평면권선 코일, 원형권선 코일을 이격시키고, 평면권선 코일 일측을 평면코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 1차 평면코일 점 용접하고, 원형권선 코일 일측을 원형코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 2차 원형코일 점 용접하고, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접 부분 상단에 에폭시 절연 코팅하는 단계(S300)와,
    외측 둘레를 따라 일정한 간격으로 이중 밀착 권선부를 형성하는 단계(S200)와, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접 부분 상단을 에폭시 절연 코팅하는 단계(S300)를 순차적으로 반복 형성하는 단계(S400)와,
    반복적으로 형성된 밀착 권선부가 끝나는 부분에 평면권선 코일과 원형권선 코일을 이격시키고, 평면권선 코일 일측을 평면코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 절단하고, 원형권선 코일 일측을 원형코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 절단하는 단계(S500)와,
    절단된 평면권선 코일 끝단을 평면코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 1차 평면 코일 점 용접하고, 절단된 원형권선 코일 끝단을 원형코일 출력단자의 상단에 위치시킨 후 2차 점 용접하고, 1차 평면코일 점 용접, 2차 원형코일 점 용접부분 상단에 에폭시 절연 코팅하는 단계(S600)로 구성되는 것을 특징으로 하는 효율을 향상시킨 평면 코일 안테나 제조방법.
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