KR20070023878A - 내장형 안테나 및 인 몰딩 또는 인서트 몰딩을 이용한내장형 안테나의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내장형 안테나 및 인서트 몰딩 또는 인 몰딩을 이용한 내장형 안테나의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 내장형 안테나 제조방법은 필름에 도전성의 패턴을 형성하는 단계, 상기 필름을 금형에 배치하는 단계, 및 상기 금형에 수지를 주입하여 상기 도전 패턴이 형성된 캐리어를 성형하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 방사체와 캐리어의 결합 오차에 의한 성능 저하가 없이 효율적이고 간소하게 내장형 안테나를 제조할 수 있으며, 금형의 변경 없이 방사체 패턴을 자유롭게 변경할 수 있어, 다품종의 내장형 안테나를 저비용으로 제조할 수 있다.

방사체 패턴, 인 몰딩, 인서트 몰딩, 캐리어

Description

내장형 안테나 및 인 몰딩 또는 인서트 몰딩을 이용한 내장형 안테나의 제조방법{INTERNAL ANTENNA AND PRODUCTION METHOD THEREOF USING IN-MOULDING OR　INSERT MOULDING}

도 1 은 종래의 내장형 안테나를 도시하는 도면.

도 2 는 종래의 내장형 안테나를 도시하는 도면.

도 3 은 종래의 내장형 안테나를 도시하는 도면.

도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 내장형 안테나를 도시하는 사시도.

도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 내장형 안테나의 제조방법을 나타내는 흐름도.

도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 내장형 안테나의 제조에 사용되는 필름을 도시하는 도면.

도 7 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 내장형 안테나의 제조방법을 나타내는 흐름도.

도 8 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 내장형 안테나를 도시하는 사시도.

도 9 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 내장형 안테나를 도시하는 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 캐리어 12 : 방사체 패턴

14, 16, 18 : 절곡부 20 : 슬릿

22 : 필름 24 : 방사체 패턴

26 : 상부 캐리어 28 : 단자부

본 발명은 이동 통신 단말기의 안테나 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 인서트 몰딩 (Insert Molding) 또는 인 몰딩 (In-Molding) 을 이용한 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 제조방법에 관한 것이다.

최근 무선 통신의 급격한 발전에 의하여 핸드폰, PDA 등의 무선 통신 단말기의 보급이 증가하고 있으며, 그에 따라 단말기의 소형화가 급속히 진행되고 있다. 또한, 노트북 기타 휴대용 전자 장치에도 무선랜 (Wireless LAN) 접속 기능이 내장되는 등 대부분의 장비에 무선 통신 기능이 탑재되고 있다. 따라서 이를 위한 안테나도 소형화되고 있으며, 특히 근래에는 기기에 내장되는 형태의 안테나가 널리 사용되고 있다.

예를 들어, 특허 출원 제 2003-52200 호는 종래의 내장형 안테나 장치를 개시한다. 도 1 을 참조하면, 종래의 내장형 장치는 도전체로 제조되어 방사체로서 기능하는 안테나 플레이트 (102), 안테나 플레이트 (102) 를 지지하는 절연체인 캐 리어 (104) 및 안테나 플레이트 (102) 로의 전자기파 간섭을 차단하기 위한 쉴드 플레이트 (106) 를 포함한다.

또 다른 종래의 내장형 안테나는 계류 중인 본 출원인의 특허출원 제 2004-63900 호에 개시된다. 도 2 를 참조하면, 상기 종래의 내장형 안테나는 방사체로 기능하는 소정의 도전 패턴이 형성된 PCB (108), PCB (108) 을 지지하는 절연성의 캐리어 (110), 및 회로의 접지면과 접속되는 가상 접지 소자 (112) 를 포함한다.

이와 같은 종래의 내장형 안테나는, 방사체로 기능하는 안테나 플레이트 (102) 또는 PCB (108) 가 별도로 제작된 후, 캐리어 (104, 110) 와 결합되어 안테나를 형성하므로, 그 조립 공정이 번거롭고 제조비용이 증가한다는 문제가 있다. 또한, 캐리어 (104, 110) 와 방사체 (102, 108) 의 결합 시 오차가 발생하여 방사 특성이 저하될 우려가 있다. 뿐만 아니라, 방사체 (102, 108) 형상을 변경하는 경우 캐리어 (104, 110) 제조를 위한 금형도 변경하여야 하므로 설계 변경 시 과도한 비용이 소모된다는 문제점도 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 수단의 하나로서, 특허 출원 제 2003-36446 호는 이중 사출을 이용한 내장형 안테나의 제조방법을 개시한다. 도 3 을 참조하면, 상기 종래 기술의 안테나 제조방법은 소정 패턴이 형성된 캐리어 (116) 을 제조하는 단계, 패턴에 ABS 등의 도금용 물질 (118) 를 주입하는 단계, 및 도금용 물질 (118) 상에 도전체 (114) 를 도금하는 단계를 포함한다. 본 종래기술에 의하면, 방사체와 캐리어를 별도로 제조하여 결합할 필요가 없어 공정이 단순화될 수 있다. 그러나 실제 공정에서는 도전체 (114) 의 도금 시 도금용 물질 (118) 뿐만 아니라 그 주위에도 일부의 도전체 (114) 가 도금되므로, 본 종래기술에 의하면 정확한 방사체 패턴을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 인식하여 이루어진 것으로, 방사체와 캐리어를 별도로 제조하여 결합할 필요가 없고, 방사체와 캐리어의 결합 오차에 의한 성능 저하가 없는, 효율적이고 간소한 내장형 안테나의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 금형의 변경 없이 방사체 패턴을 자유롭게 변경할 수 있어, 다품종 다량 생산에 적합한 내장형 안테나의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 캐리어 상에 희망 패턴을 정확히 형성할 수 있는 내장형 안테나 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 필름에 도전성의 패턴을 형성하는 단계, 상기 필름을 금형에 배치하는 단계, 및 상기 금형에 유전체를 주입하여 상기 패턴이 형성된 캐리어를 성형하는 단계를 포함하는 내장형 안테나의 제조방법이 제공된다.

상기 성형하는 단계는 상기 필름과 상기 캐리어가 결합되도록 상기 캐리어를 성형하는 것이 바람직하다.

또한 바람직하게는, 내장형 안테나의 제조방법은 상기 필름을 상기 캐리어와 결합하기 용이한 형태로 열 성형하는 단계를 더 포함한다.

또한, 상기 성형하는 단계는 상기 필름 상의 상기 패턴을 상기 캐리어에 전사하는 것도 바람직하다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 필름에 도전성의 패턴을 형성하는 단계, 상기 필름을 롤러에 장착하는 단계, 및 금형에 상기 필름을 배치하고, 상기 롤러를 회전시켜 상기 필름을 이송하는 한편 상기 금형에 유전체를 주입하여 상기 패턴이 형성된 캐리어를 성형하는 단계를 포함하는 내장형 안테나의 제조방법이 제공된다.

상기 성형하는 단계는 상기 필름과 상기 캐리어가 결합되도록 상기 캐리어를 성형하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 성형하는 단계는 상기 필름 상의 상기 패턴을 상기 캐리어에 전사하는 것이 바람직하다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 유전체 재질의 캐리어, 및 상기 캐리어 상에 형성된 도전성의 방사체 패턴을 포함하며, 상기 방사체 패턴은 인서트 몰딩에 의하여 상기 캐리어 상에 형성된, 내장형 안테나가 제공된다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 유전체 재질의 캐리어, 및 상기 캐리어 상에 형성된 도전성의 방사체 패턴을 포함하며, 상 기 방사체 패턴은 인 몰딩에 의하여 상기 캐리어 상에 형성된, 내장형 안테나가 제공된다.

바람직하게는, 상기 방사체 패턴은 상기 내장형 안테나가 실장되는 단말기 내의 RF 회로와의 전기적 접속을 위한 단자부를 포함한다.

바람직하게는, 내장형 안테나는 상기 방사체 패턴 상에 형성된 유전체 재질의 상부 캐리어를 더 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명한다. 도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 내장형 안테나를 도시하는 사시도이다. 본 실시형태의 내장형 안테나는 방사체를 지지하고, 단말기 내에 실장을 용이하게 하는 캐리어 (10) 와 캐리어 (10) 상에 소정 패턴으로 형성된 방사체 패턴 (12) 을 포함한다.

캐리어 (10) 는 유전 물질을 사출 성형하여 형성될 수 있다. 전자기파는 유전체 내에서 그 파장이 유전율에 반비례하여 감소하므로, 유전 물질을 사용함으로써 안테나의 소형화를 이룰 수 있다. 캐리어 (10) 는 단말기의 형태, 단말기 내 RF 회로의 형태에 따라 적절한 형상 및 크기를 가질 수 있으며, 이러한 변화는 당업자가 용이하게 인식할 수 있는 범위 내에 있다.

방사체 패턴 (12) 은 도전 물질로 형성되어 전자기파에 의한 유도 전류를 발생하거나, 전류에 의하여 전자기파를 발생하여 신호의 물리적인 입출력을 수행한다. 방사체 패턴 (12) 은 안테나를 사용하고자 하는 목적 주파수에 따라 다양한 전기적 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 일반적으로, 안테나를 사용하고자 하는 주 파수가 λ 인 경우, 방사체 패턴 (12) 은 λ/4 의 전기적 길이를 가지도록 형성된다. 또한, 방사체 패턴 (12) 에는 소정 형태의 슬릿 (slit; 20) 을 형성할 수 있다. 슬릿 (20) 은 방사체 패턴 (12) 의 전기적 길이를 변화시키고, 방사체 패턴 (12) 내의 전기적 커플링을 발생시켜 안테나의 대역폭을 확장하거나 추가적인 공진 주파수를 도입하여 광대역 또는 다중 대역의 안테나를 구현할 수 있도록 한다.

방사체 패턴 (12) 의 절곡부 (14, 16, 18) 는 캐리어 (10) 의 형상에 따라 절곡되어 방사체 패턴 (12) 의 대부분과는 상이한 평면에 형성됨으로써, 방사체 패턴 (12) 과 캐리어 (10) 의 물리적 결합을 강화하고 공간 사용의 효율성을 증대시킬 수 있다.

방사체 패턴 (12) 은, 후술하는 바와 같이, 인 몰딩 또는 인서트 몰딩에 의하여 캐리어 (10) 와 일체로 형성될 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 6 을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 내장형 안테나의 제조방법을 설명한다. 본 실시형태의 방법은 인서트 몰딩 (insert moulding) 을 이용한다.

도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 내장형 안테나의 제조방법을 나타내는 흐름도이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 내장형 안테나의 제조에 사용되는 필름을 도시하는 도면이다. 도 5 및 도 6 의 (a) 를 참조하면, 본 실시형태의 제조방법은 먼저 단계 (S100) 에서 필름 (22) 에 방사체 패턴 (12) 을 형성한다. 필름 (22) 의 재질로서는 PET (Polyethylene Terephthalate), PP (Polypropylene), PE (Polyethylene) 등을 사용할 수 있다. 필름 (22) 상에 형성되 는 방사체 패턴 (12) 은 도전성을 갖는 물질로 형성되며, 바람직하게는 전도성 잉크를 사용할 수 있다. 방사체 패턴 (12) 은 필름 (22) 상에 실크 인쇄 또는 증착 등에 의하여 형성될 수 있다. 필름 (22) 은 평면이므로, 절곡되어 캐리어 (10) 상의 상이한 면에 형성될 절곡부 (14, 16, 18) 도 전개되어 2 차원 상에 형성된다.

한편, 대량 생산에 적합하도록 필름 (22) 상에 다수의 방사체 패턴 (12) 이 소정 간격으로 형성된 후, 사출 성형 전 또는 후에 절단되는 것도 가능하다.

다음 단계 (S110) 에서, 필름 (22) 을 열 성형하여 캐리어 (10) 에 결합되기에 적합한 형태로 성형한다. 필름 (22) 의 열 성형은 공지된 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 필름 (22) 을 희망 형상의 금형에 삽입하고 가열한 후, 공기를 주입 (또는 추출) 하거나 가압하여 성형을 수행할 수 있다. 도 6 의 (b) 에 도시된 바와 같이, 본 단계의 열 성형에 의하여, 방사체 패턴 (12) 의 절곡부 (14, 16, 18) 는 캐리어 (10) 에 결합되기에 적합한 형상으로 절곡된다.

다음 단계 (S120) 에서, 필름 (22) 을 사출용 금형에 삽입하고, 단계 (S130) 에서 유전 물질을 사출 금형 내로 사출하여 캐리어 (10) 를 사출 성형한다. 이 때, 필름 (22) 이 캐리어 (10) 에 결합되어 일체로 사출되므로, 도 4 에 도시된 바와 같은 내장형 안테나가 형성될 수 있다. 사출 성형에 사용하는 유전 물질로는 수지 등 공지된 유전 물질을 사용할 수 있다.

본 실시형태에 따르면, 방사체 패턴 (12) 과 캐리어 (10) 가 결합되어 일체로 사출되므로, 방사체와 캐리어의 결합 오차에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다.또한, 방사체 패턴 (12) 은 열 성형에 의하여 여하한 형상으로도 변형될 수 있다. 따라서 안테나의 사용 주파수 대역이 달라져 방사체 패턴 (12) 의 형상을 변경하는 경우에도 캐리어 (10) 의 형상 자체를 바꿀 필요 없이 필름 (22) 에 인쇄되는 방사체 패턴 (12) 만을 변경하고 이를 적절하게 열 성형 하면 족하다. 그러므로 본 실시형태에 따르면, 금형의 변경 없이 방사체 패턴 (12) 을 변경할 수 있어 제조비용을 절감하고, 다품종 다량 생산을 실현할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 실시형태에 따르면, 인쇄 또는 증착에 의하여 방사체 패턴 (12) 을 형성하므로, 제조 공정이 간소하면서도 방사체 패턴이 매우 정교하고 정확하게 형성될 수 있다.

다음 도 4 및 도 7 을 참조하여 본 발명의 다른 실시형태에 따른 내장형 안테나의 제조방법을 설명한다. 본 실시형태의 방법은 인 몰딩 (in-moulding) 을 사용한다.

도 7 은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 내장형 안테나의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시형태의 제조방법은 먼저 단계 (S200) 에서 필름에 소정의 형상의 방사체 패턴 (12) 을 형성한다. 필름은 이전 실시형태와 관련하여 설명한 것과 동일한 필름을 사용할 수 있으며, 이에 관하여서는 구체적으로 설명하지 않는다.

다음, 단계 (S210) 에서 방사체 패턴이 형성된 필름을 롤러에 장착하고, 단계 (S220) 에서 사출 금형 내로 필름을 통과시키면서 유전 물질의 사출을 수행한다. 사출 성형에 사용하는 유전 물질로는 수지 등 공지된 물질을 사용할 수 있다. 본 단계 (S220) 에서 필름 상에 형성된 방사체 패턴 (12) 은 유전 물질에 전사되며 그에 의해 방사체 패턴 (12) 이 형성된 캐리어 (10) 가 사출 성형될 수 있다. 특 히, 다수의 방사체 패턴이 반복적으로 형성된 필름을 롤러에 장착하고 롤러를 회전시켜 필름을 이송함과 동시에 사출 성형을 수행함으로써, 연속적으로 안테나를 대량 생산할 수 있다.

본 발명에 의하면, 방사체 패턴 (12) 과 캐리어 (10) 가 사출 시에 전사에 의하여 결합되므로, 방사체와 캐리어의 결합 오차에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다. 또한, 사출 시의 전사는 캐리어 (10) 의 형태와 동일한 금형의 형태에 따라 이루어지므로, 방사체 패턴 (12) 을 변형하여도 캐리어 (10) 상에 용이하게 전사시킬 수 있다. 따라서 방사체 패턴 (12) 의 변경 시에도 금형을 변경할 필요가 없어 제조비용을 절감할 수 있고 다품종 소량 생산에 적합하다. 뿐만 아니라, 본 실시형태에 따르면, 인쇄 또는 증착에 의하여 방사체 패턴 (12) 을 형성하므로, 제조 공정이 간소하면서도 방사체 패턴이 매우 정교하고 정확하게 형성될 수 있다. 또한, 롤러에 의하여 필름을 이송하면서 연속적으로 사출을 수행하므로, 안테나의 대량생산에 적합하다.

한편, 본 발명의 안테나 제조방법은 도 4 에 도시된 형태 이외의 형태의 내장형 안테나에도 적용될 수 있다.

예를 들어, 도 8 에 도시된 바와 같이, 방사체 패턴 (24) 이 하부의 캐리어 (10) 와 상부 캐리어 (26) 사이에 개재되도록 할 수 있다. 도 5 의 실시형태의 방법에 의하는 경우 필름을 사출 금형의 중간에 삽입하고 사출을 수행하여 도 8 의 내장형 안테나를 제조할 수 있다. 이 경우, 열 성형 단계를 생략하는 것도 가능하다. 또한, 도 7 의 실시형태에 의하는 경우, 방사체 패턴을 전사 시키지 않고 필름 자체가 사출물에 포함되도록 할 수도 있다.

다른 방법으로는, 하부 캐리어 (10) 와 방사체 패턴 (24) 을 도 5 또는 도 7 의 실시형태에 의하여 먼저 형성하고, 상부 캐리어 (26) 를 2 차 사출하여 도 8 의 내장형 안테나를 제조하는 것도 가능하다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 방사체 패턴 (12) 과 단말기의 RF 회로 (미도시) 를 접속하기 위한 단자부 (28) 를 더 형성하는 것도 가능하다. 단자부 (28) 에는 단자 (미도시) 가 부착되어 RF 회로와 방사체 패턴 (12) 을 전기적으로 접속할 수 있다. 단자부 (28) 는 필름 상에 방사체 패턴 (12) 을 인쇄할 때 함께 인쇄되고, 열 성형에 의해 절곡되거나 (도 5 의 실시형태), 캐리어 (10) 에 사출 시 전사되어 (도 7 의 실시형태) 형성될 수 있다.

이상 구체적인 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것이며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 5 의 실시형태에서는 필름을 캐리어와 결합하여 인서트 몰딩을 수행하였으나, 패턴을 전사하는 방식을 채용하는 것도 가능하다. 또한, 도 6 의 실시형태에서, 패턴을 전사하지 않고 필름을 캐리어와 결합되도록 하는 방식을 채용하는 것도 가능하다.

당업자는 본 명세서 및 도면에서 개시한 구체적인 형상, 재질 등을 용이하게 변형 또는 변경할 수 있을 것이며, 이러한 변형 또는 변경 및 그의 균등물 또한 본 발명의 범위에 속한다.

본 발명에 의하면, 방사체와 캐리어가 일체로 성형되어 방사체와 캐리어의 결합 오차에 의한 성능 저하가 없이, 효율적이고 간소하게 내장형 안테나를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 금형의 변경 없이 방사체 패턴을 자유롭게 변경할 수 있어, 다품종의 내장형 안테나를 저비용으로 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 캐리어 상에 희망 패턴을 정확히 형성할 수 있어 성능이 우수한 내장형 안테나를 제조할 수 있다.

Claims (11)

1. 필름에 도전성의 패턴을 형성하는 단계;

   상기 필름을 금형에 배치하는 단계; 및

   상기 금형에 유전체를 주입하여 상기 패턴이 형성된 캐리어를 성형하는 단계를 포함하는 내장형 안테나의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 성형하는 단계는 상기 필름과 상기 캐리어가 결합되도록 상기 캐리어를 성형하는, 내장형 안테나의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 필름을 상기 캐리어와 결합하기 용이한 형태로 열 성형하는 단계를 더 포함하는 내장형 안테나의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 성형하는 단계는 상기 필름 상의 상기 패턴을 상기 캐리어에 전사하는, 내장형 안테나의 제조방법.
5. 필름에 도전성의 패턴을 형성하는 단계;

   상기 필름을 롤러에 장착하는 단계; 및

   금형에 상기 필름을 배치하고, 상기 롤러를 회전시켜 상기 필름을 이송하는 한편 상기 금형에 유전체를 주입하여 상기 패턴이 형성된 캐리어를 성형하는 단계를 포함하는 내장형 안테나의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 성형하는 단계는 상기 필름과 상기 캐리어가 결합되도록 상기 캐리어를 성형하는, 내장형 안테나의 제조방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 성형하는 단계는 상기 필름 상의 상기 패턴을 상기 캐리어에 전사하는, 내장형 안테나의 제조방법.
8. 유전체 재질의 캐리어; 및

   상기 캐리어 상에 형성된 도전성의 방사체 패턴을 포함하며,

   상기 방사체 패턴은 인서트 몰딩에 의하여 상기 캐리어 상에 형성된, 내장형 안테나.
9. 유전체 재질의 캐리어; 및

   상기 캐리어 상에 형성된 도전성의 방사체 패턴을 포함하며,

   상기 방사체 패턴은 인 몰딩에 의하여 상기 캐리어 상에 형성된, 내장형 안테나.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 방사체 패턴은 상기 내장형 안테나가 실장되는 단말기 내의 RF 회로와의 전기적 접속을 위한 단자부를 포함하는, 내장형 안테나.
11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 방사체 패턴 상에 형성된 유전체 재질의 상부 캐리어를 더 포함하는, 내장형 안테나.

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