KR20090006336A

KR20090006336A - 케이스 일체형 안테나 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20090006336A
Application number: KR1020070069566A
Authority: KR
Inventors: 홍하룡; 성재석
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2009-01-15
Also published as: US8387232B2; US20090015507A1; JP4739375B2; DE102008031934A1; JP2009022001A; US20120104652A1; US8120539B2

Abstract

케이스 일체형 안테나 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명은 유전체로 이루어지는 케이스부 ; 상기 케이스부의 외부면에 밀착고정되는 방사부와, 상기 케이스부를 관통하여 상기 케이스부의 내부로 노출되도록 상기 방사부의 단부로부터 연장되는 단자부를 갖추어 상기 케이스부에 일체로 구비되는 방사체; 및 상기 단자부와 전기적으로 접속되도록 상기 케이스부에 인접하여 배치되는 기판에 구비되는 접촉핀 ;을 포함한다.

본 발명에 의하면, 구성부품수를 줄여 제조원가를 절감하고, 안테나의 설계 자유도를 높일 수 있으며, 방사특성을 보다 향상시킬 수 있다.

케이스, 안테나, 방사체, 단자부, 접촉핀, 기판

Description

케이스 일체형 안테나 및 그 제조방법{A Antenna Integrated With Case and Fabrication Method Thereof}

본 발명은 케이스에 일체로 구비되는 안테나 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 구성부품수를 줄여 제조원가를 절감하고, 안테나의 설계 자유도를 높일 수 있으며, 방사특성을 보다 향상시킬 수 있는 케이스 일체형 안테나 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 무선통신의 급격한 발전에 의하여 핸드폰, PDA등과 같은 무선통신 단말기의 보급이 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 단말기의 소형화가 급속히 진행되고 있다. 또한, 노트북 및 기타 휴대용 전자장치에도 무선랜(Wireless LAN) 접속기능이 내장되는 등 대부분의 휴대용 전자기기에 무선통신기능이 탑재되고 있다.

따라서, 이러한 전자기기에 채용되는 안테나도 소형화되고 있으며, 특히 근래에는 기기에 내장되는 형태의 내장 안테나가 널리 이용되고 있다.

대한민국 특허공개 10-2006-0011808호에는 휴대폰의 본체에 해체가능하게 고정되는 베이스와, 상기 베이스의 표면에 일체로 구비되는 지지필름 및 상기 지지필 름에 도포되는 인테나 패턴을 포함하여 휴대폰 내부에 내장되는 안테나가 개시되어 있다.

그러나, 이러한 내장 안테나는 상기 본체에 별도의 체결부재로서 탈착가능하게 조립되는 베이스에 구비되고, 상기 본체에 별도로 조립되어야만 하기 때문에 구성부품수가 많아지고 조립공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 본체보다 상대적으로 작은 크기를 갖는 베이스에 구비되어야 하기 때문에, 안테나의 설계시 방사면적을 확대하여 방사특성을 향상시키는 한계가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로써, 그 목적은 구성부품수를 줄여 제조원가를 절감하고, 안테나의 설계 자유도를 높일 수 있으며, 방사특성을 보다 향상시킬 수 있는 케이스 일체형 안테나 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 해결하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 유전체로 이루어지는 케이스부 ; 상기 케이스부의 외부면에 밀착고정되는 방사부와, 상기 케이스부를 관통하여 상기 케이스부의 내부로 노출되도록 상기 방사부의 단부로부터 연장되는 단자부를 갖추어 상기 케이스부에 일체로 구비되는 방사체; 및 상기 단자부와 전기적으로 접속되도록 상기 케이스부에 인접하여 배치되는 기판에 구비되는 접촉핀 ;을 포함하는 케이스 일체형 안테나를 제공한다.

바람직하게 상기 케이스부는 상기 기판이 배치되는 내부공간을 형성하도록 상하합형되는 전,후면 케이스중 어느 하나이다.

바람직하게, 상기 방사체는 상기 방사부와 단자부가 일측 표면에 도전재로 패턴인쇄되는 보호필름을 추가 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 방사부는 상기 보호필름을 통하여 외부로 노출된다.

바람직하게, 상기 단자부는 상기 케이스의 내부면에 밀착되는 적어도 하나의 급전단자와, 적어도 하나의 접지단자로 이루어진다

바람직하게, 상기 접촉핀은 상기 기판에 구비되는 RF회로와 전기적으로 연결되고, 상기 단자부와 일단이 탄력적으로 접하는 탄성부재로 구비된다.

또한, 본 발명은 방사체를 제공하는 단계 ; 상기 방사체의 고정단을 하부금형에 고정하면서 상기 방사체를 하부금형의 하부캐비티에 배치하는 단계 ; 상기 하부금형상에 상부금형을 합형하여 형성되는 캐비티내로 유전체 수지물을 주입하여 상기 방사체가 일체로 구비된 케이스부를 성형하는 단계 ; 상기 상,하부금형과 케이스부를 분리한 다음, 상기 케이스부로부터 외부돌출된 고정단을 절단하는 단계 ;를 포함하는 케이스 일체형 안테나 제조방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 방사체는 보호필름의 표면에 도전성 패턴을 형성하여 방사부와 단자부를 형성한다.

더욱 바람직하게, 상기 방사부는 상기 보호필름을 통하여 외부노출된다.

바람직하게, 상기 방사체를 배치하는 단계는 상기 방사체의 고정단을 상기 하부금형에 구비되는 복수개의 위치결정핀중 어느 하나에 고정한다.

더욱 바람직하게, 상기 고정단은 상기 위치결정핀에 삽입되는 고정공으로 구비된다.

바람직하게, 상기 성형하는 단계는 상기 방사체의 방사부가 케이스부의 외부면에 밀착되어 외부노출되면서 상기 방사부의 일단부로 부터 연장되는 단자부가 상기 케이스부의 내부면에 내부노출되고, 상기 방사부와 단자부를 연결하는 부위를 상기 케이스부에 매입되도록 성형한다.

바람직하게, 상기 방사체가 일체로 성형된 전면케이스를 기판에 인접하도록 배치하여 상기 기판에 구비된 접촉핀과 상기 방사체의 단자부를 접촉시시키는 단계를 추가 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 접촉핀은 상기 단자부에 탄력적으로 접촉된다.

본 발명에 의하면, 케이스부의 외부면에 방사부가 외부노출되고, 케이스부의 내부면에 단자부가 내부노출되며 방사부와 단자부를 연결하는 연결부위가 케이스부에 매입되도록 방사체가 케이부에 일체로 구비되고, 접촉핀을 구비하는 기판을 케이스부에 인접하도록 배치하여 접촉핀과 단자부간의 접촉에 의해서 일련의 회로를 구성함으로서, 종래와 같이 방사체를 별도의 베이스에 구비한 다음 이를 기판에 조립할 필요가 없기 때문에, 구성부품수를 줄이고 조립공정을 단순화하여 제조원가를 절감하고 조립작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 표면적인 넓은 케이스부에 구비되는 방사체의 설계자유도를 높여 안테나의 방사특성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 케이스 일체형 안테나를 도시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 케이스 일체형 안테나를 종단면도이고 도 3은 본 발명에 따른 케이스 일체형 안테나의 단자부와 접촉핀간의 접촉상태를 도시한 상세도이고, 도 4는 본 발명에 따른 케이스 일체형 안테나를 도시한 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 안테나(100)는 도 1 내지 4에 도시한 바와 같이, 케이스부(110)와, 상기 케이스부(110)에 일체로 구비되는 방사체(120) 및 상기 방사체(120)와 탄력적으로 접촉되는 접촉핀(130)을 포함하여 구성된다.

상기 케이스부(110)는 유전체로 이루어진 수지물을 소재로 하여 성형되는 성형구조물이다.

이러한 케이스부(110)는 기판(140)을 내부공간에 배치할 수 있도록 합형되는 전면케이스(110a)와 후면케이스(110b)로 구성될 수 있으며, 상기 기판(140)에는 복수개의 전자부품 및 상기 접촉핀(130)과 전기적으로 연결되는 RF회로가 탑재된다.

상기 방사체(120)는 방사부(121)와 단자부(122) 및 보호필름(123)을 포함하여 상기 케이스부(110)에 일체로 구비되는바, 상기 방사부(121)와 단자부(122)는 상기 보호필름(123)의 일측표면에 도전재를 소재로 하여 사전에 설정된 일정패턴으로 인쇄되거나 증착된다.

상기 방사부(121)와 단자부(122)를 포함하는 방사체(120)는 도전물질로 이루어져 전자기파에 의한 유도전류를 발생하거나, 전기신호에 의하여 전자기파를 발생하여 신호의 물리적인 입출력을 수행하는 것이다.

상기 방사부(121)는 상기 케이스부(110)를 구성하는 전면 케이스(110a)의 성형시 그 외부면에 밀착되며, 상기 단자부(122)는 상기 방사부(121)로부터 연장되는 일단부가 상기 전면 케이스(110a)의 성형시 상기 전면 케이스부(110)를 관통하여 상기 전면 케이스(110a)의 내부로 노출되는 것이다.

또한, 상기 방사부(121)가 형성되는 보호필름(123)은 상기 전면 케이스(110a)의 외부로 노출되는 반면에 상기 단자부가 형성되는 보호필름(123)은 전면 케이스(110a)의 내부면에 밀착된다.

여기서, 상기 방사체(120)는 안테나를 사용하고자 하는 주파수를 λ 로 하는 경우, 상기 방사부(121)는 λ/4 의 전기적 길이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 방사부(121)에는 소정형태의 슬릿을 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 슬릿은 방사체(120)의 전기적 전체길이를 변화시키고 방사체(120)내의 전기적인 커플링을 발생시켜 안테나의 대역폭을 확장하거나 추가적인 공진 주파수를 도입하여 광대역 또는 다중 대역의 안테나를 구현할 수 있도록 한다..

상기 보호필름(123)은 투명한 폴리머 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, PET(Polyethylene Terephthalate), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene)중 어느 하나로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 접촉핀(130)은 상기 케이스부(110)의 전면 케이스(110a)에 인접하여 배치되는 기판(140)의 RF회로(미도시)와 전기적으로 연결되도록 구비되는 전도성 탄성부재로 구비된다.

이러한 접촉핀(130)은 상기 전면 케이스(110a)와 기판(140)간의 대응시 상기 전면 케이스의 내부면에 외부노출되는 단자부(122)와 자유단이 탄력적으로 접촉하여 상기 단자부(122)와 전기적으로 연결된다.

이때, 상기 접촉핀(130)은 상기 기판(140)에 고정되는 고정편(131a)과, 상기 고정편(131a)으로부터 연장되어 상기 단자부(122)에 탄력적으로 접촉하도록 절곡된 밴딩탄성편(131b)으로 구비된다.

상기 접촉핀(130)과 접속되는 단자부(122)는 상기 방사부(121)로부터 연장되 는 상기 전면 케이스(110a)의 내부면에 밀착되는 적어도 하나 이상의 급전단자와, 적어도 하나 이상의 접지단자로 이루어지며, 상기 접촉핀(130)도 상기 급전단자와 접지단자와 개별적으로 접속되도록 구비된다.

여기서, 상기 방사체(120)는 상기 케이스부(110)를 구성하는 전면 케이스(110a)에 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 전면케이스(110b)와 대응조립되는 후면 케이스(110b) 또는 상기 기판(140)의 상부면에 독립적으로 조립되는 사출구조물에 적용될 수 있다.

도 5(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 실시예에 따른 케이스 일체형 안테나를 제조하는 공정을 도시한 공정도이다.

방사부(121)와 단자(122)가 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 투명한 보호필름(123)의 외부표면에 형성된 방사체(120)를 제공한다.

상기 방사부(121)와 단자부(122)는 상기 보호필름(123)의 외부표면에 사전에 설정된 패턴에 따라 인쇄되는 도전성 패턴이다.

그리고,상기 방사체(120)는 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 하부금형(171)의 하부캐비티(172)에 배치한다.

이때, 상기 방사체(120)로부터 일단으로 연장된 고정단(124)은 상기 하부금형과 상부금형(173)과의 합형시 상기 상부금형(172)에 형성된 위치결정공(미도시)으로 삽입되어 결합되도록 상기 하부금형(171)에 구비되는 복수개의 위치결정핀(175)중 어느 하나에 걸려 고정된다.

여기서, 상기 고정단(124)은 상기 위치결정핀(175)에 삽입되는 고정공 형태 로 구비되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 방사체(120)는 상기 위치결정핀(175)에 고정되는 고정단(124)에 의해서 성형 수지물이 주입되는 동안에도 초기위치를 확고히 유지할 수 있는 것이다.

연속하여, 도 5(c)에 도시한 바와 같이, 상기 하부금형(171)과 상부금형(173)이 합형되면, 상기 하부금형(171)에 구비된 위치결정핀(175)은 상기 상부금형(173)의 위치결정공으로 삽입되고, 상기 상부금형(173)의 하부면에 돌출형성된 돌출턱(174)은 상기 하부금형(171)의 하부캐비티(172)내로 삽입된다.

여기서 상기 방사부(121)와 대응하는 돌출턱(174)의 하부면은 상기 하부캐비티(172)에 배치되는 방사체(120)의 방사부(121)와 일정간격을 두고 이격되지만 상기 방사부(121)가 형성되는 보호필름(123)은 상기 하부캐비티(172)의 바닥면에 밀착되도록 한다.

반면에, 상기 단자부(122)와 대응하는 돌출턱(174)의 외부면은 상기 단자부와 밀착되지만 상기 단자부가 형성되는 보호필름은 상기 하부캐비티의 내부측면과 일정간격을 두고 이격되도록 한다.

그리고, 상기 상,하부금형(171,173)이 합형되고, 이들사이에 형성되는 캐비티(C)에 방사체(120)가 배치된 상태에서, 상기 출구단이 상기 캐비티(C)에 배치되는 주입구(176)를 통하여 유전체 성형 수지물이 주입되면, 상기 유전체 성형 수지물이 상기 캐비티(C)에 채워지면서 상기 방사체(120)가 일체로 부착된 전면 케이스(110a)를 성형하게 된다.

이때, 상기 방사체(120)는 일단에 형성된 고정단(124)이 위치결정핀(175)에 걸려 위치고정되기 때문에, 상기 상,하부금형사이에 형성된 캐비티(C)내로 고압의 유전체 성형 수지물이 주입하더라도 초기 고정위치는 변경되지 않는다.

이어서, 상기 상,하부금형(171,173)사이의 캐비티(C)로 주입된 유전체 성형수지물이 일정시간 경과하여 겅화된 후 상기 상,하부금형(171,173)을 서로 분리하게 되면, 도 5(d)에 도시한 바와 같이, 상기 하부금형(171)에 일정깊이 함몰형성된 하부캐비티(172)의 바닥면에 밀착하고 있던 방사부(121)가 상기 전면 케이스(110a)의 외부면으로 노출되는 반면에 상기 상부금형(173)의 돌출턱(174)에 밀착하고 있던 단자부(122)가 전면 케이스(110a)의 내부면으로 노출되는 한편, 상기 방사부(121)와 단자부(122)사이를 연결하는 부위가 성형 수지물에 매입된 전면케이스(110a)를 제조하게 된다.

그리고, 상기 상,하부 금형(171,173)으로부터 분리된 전면 케이스(110a)로부터 외부로 돌출된 방사체(120)의 고정단(124)은 절단하여 제거한다.

한편, 상부면에 접촉핀(130)이 구비된 기판(130)을 전면 케이스(110a)에 인접하도록 배치하게 되면, 상기 접촉핀(130)은 상기 전면 케이스(110a)의 내부면에 노출되는 단자부(122)와 대응하여 탄력적으로 접촉하기 때문에, 상기 접촉핀(130)과 전기적으로 RE회로부는 상기 방사체(120)와 일련의 회로를 형성하게 된다.

또한, 상기 전면 케이스(110a)의 외부면에 노출되는 방사부(121)는 보호필름(123)을 통하여 외부노출되기 때문에 외부환경에 의해서 상기 방사부(121)가 단락되거나 손상되는 것을 방지하게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 케이스 일체형 안테나를 도시한 분해사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 케이스 일체형 안테나를 종단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 케이스 일체형 안테나의 단자부와 접촉핀간의 접촉상태를 도시한 상세도이다.

도 4는 본 발명에 따른 케이스 일체형 안테나를 도시한 평면도이다.

도 5(a)(b)(c)(d)는 본 발명에 따른 케이스 일체형 안테나를 제조하는 공정을 도시한 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 케이스부 110a,110b : 전,후면 케이스

120 : 방사체 121 : 방사부

122 : 단자부 123 : 보호필름

124 : 고정단 130 : 접촉핀

140 : 기판

Claims

유전체로 이루어지는 케이스부 ;

상기 케이스부의 외부면에 밀착고정되는 방사부와, 상기 케이스부를 관통하여 상기 케이스부의 내부로 노출되도록 상기 방사부의 단부로부터 연장되는 단자부를 갖추어 상기 케이스부에 일체로 구비되는 방사체; 및

상기 단자부와 전기적으로 접속되도록 상기 케이스부에 인접하여 배치되는 기판에 구비되는 접촉핀 ;을 포함하는 케이스 일체형 안테나.
제1항에 있어서, 상기 케이스부는 상기 기판이 배치되는 내부공간을 형성하도록 상하합형되는 전,후면 케이스중 어느 하나임을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나.
제1항에 있어서, 상기 방사체는 상기 방사부와 단자부가 일측 표면에 도전재로 패턴인쇄되는 보호필름을 추가 포함함을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나.
제3항에 있어서, 상기 방사부는 상기 보호필름을 통하여 외부로 노출됨을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나.
제1항에 있어서, 상기 단자부는 상기 케이스의 내부면에 밀착되는 적어도 하나의 급전단자와, 적어도 하나의 접지단자로 이루어짐을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나.
제1항에 있어서, 상기 접촉핀은 상기 기판에 구비되는 RF회로와 전기적으로 연결되고, 상기 단자부와 일단이 탄력적으로 접하는 탄성부재로 구비됨을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나.
방사체를 제공하는 단계 ;

상기 방사체의 고정단을 하부금형에 고정하면서 상기 방사체를 하부금형의 하부캐비티에 배치하는 단계 ;

상기 하부금형상에 상부금형을 합형하여 형성되는 캐비티내로 유전체 수지물을 주입하여 상기 방사체가 일체로 구비된 케이스부를 성형하는 단계 ;

상기 상,하부금형과 케이스부를 분리한 다음, 상기 케이스부로부터 외부돌출된 고정단을 절단하는 단계 ;를 포함하는 케이스 일체형 안테나 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 방사체는 보호필름의 표면에 도전성 패턴을 형성하여 방사부와 단자부를 형성함을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 방사부는 상기 보호필름을 통하여 외부노출됨을 특징 으로 하는 케이스 일체형 안테나 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 방사체를 배치하는 단계는 상기 방사체의 고정단을 상기 하부금형에 구비되는 복수개의 위치결정핀중 어느 하나에 고정함을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 고정단은 상기 위치결정핀에 삽입되는 고정공으로 구비됨을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 성형하는 단계는 상기 방사체의 방사부가 케이스부의 외부면에 밀착되어 외부노출되면서 상기 방사부의 일단부로 부터 연장되는 단자부가 상기 케이스부의 내부면에 내부노출되고, 상기 방사부와 단자부를 연결하는 부위를 상기 케이스부에 매입되도록 성형함을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 방사체가 일체로 성형된 전면케이스를 기판에 인접하도록 배치하여 상기 기판에 구비된 접촉핀과 상기 방사체의 단자부를 접촉시시키는 단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 케이스 일체형 안테나 제조방법.
제13항에 있어서, 상기 접촉핀은 상기 단자부에 탄력적으로 접촉됨을 특징으 로 하는 케이스 일체형 안테나 제조방법.