KR20120015765A - 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치 및 그 제조방법 - Google Patents

전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 케이스의 내부에 매립되며 부품들간의 전기적 연결을 위한 선로 패턴이 형성된 선로 패턴 형성체, 상기 선로 패턴의 전기적으로 연결하려는 부품의 단자에 대응되는 위치에서 상기 케이스의 저면으로부터 노출 형성되는 단자부, 및 상기 단자부와 상기 부품의 단자를 연결하는 연결 부재를 포함할 수 있다.

Description

전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치 및 그 제조방법{Electronic device having transmission line pattern embeded in case and method for manufacturing the same}
본 발명은 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
반도체 집적회로 기술과 정보통신 기술의 눈부신 발전에 따라, 휴대폰, 휴대용 멀티미디어 재생 장치(PMP; Portable Multimedia Player), 개인 정보 단말기(PDA; Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 랩탑(laptop) 등의 각종 휴대용 전자장치가 현대생활의 필수품으로 자리를 잡고 있다.
또한, 휴대용 전자장치의 사용이 보편화되면서 사용자의 요구는 점점 다양해지고 있고, 이에 따라 더 많은 기능을 더 편리하게 쓸 수 있는 휴대용 전자장치가 지속적으로 개발되고 있다. 예를 들어, 디지털방송수신(예컨대, DMB (digital multimedia broadcasting)), 네비게이션, 와이브로(Wibro), 와이파이(WIFI), 블루투스(Bluetooth) 등의 다양한 기능이 휴대용 전자장치에 융합되고 있다.
최근 휴대용 전자장치의 소형화 및 박형화 추세에 따라, 휴대용 전자장치의 한정된 내부공간에 다양한 기능을 갖는 회로들을 집적화시킬 필요가 있으며, 이렇게 내부공간의 활용을 극대화하기 위하여 공간적으로 분리된 부품들, 예를 들어 인쇄회로기판(PCB), 안테나, 인터페이스 카드 등을 사용하게 된다.
그러나 이 경우 PCB들 사이에서 디지털 신호 또는 안테나로 전송되는 고주파 신호 등의 신호를 전달하기 위하여 플렉서블 회로기판(FPCB) 또는 동축 케이블과 같은 연결 매체를 사용하여야 하며, 휴대용 전자장치의 내부에 이들 연결 매체를 위한 공간이 할당되어야 하므로 공간활용에 있어서 비효율적이라는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공간적으로 분리된 부품들간의 전기적 연결을 위한 전송 선로 패턴을 케이스 내부에 매립함으로써, 상기 부품들간의 전기적 연결을 위한 공간을 별도로 할당하지 않고 전기적 연결을 위한 조립 공정을 필요로 하지 않은 전자장치 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 케이스의 내부에 매립되며 부품들간의 전기적 연결을 위한 선로 패턴이 형성된 선로 패턴 형성체, 상기 선로 패턴의 전기적으로 연결하려는 부품의 단자에 대응되는 위치에서 상기 케이스의 저면으로부터 노출 형성되는 단자부, 및 상기 단자부와 상기 부품의 단자를 연결하는 연결 부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 상기 선로 패턴 형성체가 상기 케이스의 내부에 매립되도록 하는 선로 패턴 형성체 프레임을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 상기 선로 패턴 형성체 프레임의 일면을 덮어, 상기 선로 패턴이 상기 선로 패턴 형성체 프레임과 사이에서 매립되도록 하는 케이스 프레임을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치에 있어서, 상기 연결부재는 상기 단자부와 상기 부품의 단자에 탄성 결합할 수 있다.
이때, 상기 연결부재는 C-클립(C-Clip) 또는 포고핀(Pogo-pin)으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치에 있어서, 상기 연결 부재는 일단이 상기 부품의 단자에 접합되고, 타단이 상기 단자부에 탄성 접촉될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치에 있어서, 상기 선로 패턴 형성체는 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB)일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치에 있어서, 상기 선로 패턴은 스트립 라인(Strip line), 마이크로스트립 라인(Microstrip line), CPW(Coplanar waveguide), CPW with GND(Coplanar waveguide with ground), CPS(Coplanar strip), 슬롯 라인(Slot line), 또는 평행 선로(Parallel line)일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치에 있어서, 상기 선로 패턴이 전기적으로 연결하는 상기 부품들로는, 소정의 기능을 갖는 소자를 실장한 PCB들, 안테나와 인터페이스 카드, 또는 안테나와 매칭 회로를 갖는 PCB일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치는 케이스의 내부에 매립되고 신호를 전송하는 선로 패턴이 형성된 선로 패턴 형성체, 상기 케이스의 내부에 상기 선로 패턴의 일단과 연결되어 매립되고 신호를 송수신하는 안테나 패턴부가 형성되는 방사체, 상기 선로 패턴의 타단에 형성되며 상기 방사체와 신호를 송수신하는 PCB의 단자에 대응되는 위치에서 상기 케이스의 저면으로부터 노출 형성되는 단자부, 및 상기 단자부와 상기 PCB의 단자를 연결하는 연결 부재를 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치를 제조하는 방법은, 부품들간의 전기적 연결을 위한 선로 패턴과 상기 선로 패턴의 양단부에 단자부를 갖는 선로 패턴 형성체를 제조하는 단계, 상기 선로 패턴이 케이스 내부에 매립되고 상기 단자부가 상기 케이스의 저면에서 노출되도록 상기 선로 패턴 형성체를 상기 케이스에 매립하는 단계, 및 상기 부품들의 단자와 상기 선로 패턴의 상기 단자부를 연결 부재를 이용하여 전기적으로 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 선로 패턴 형성체를 상기 케이스에 매립하는 단계는 상기 선로 패턴 형성체를 인서트 사출 성형하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 선로 패턴 형성체를 상기 케이스에 매립하는 단계는 상기 선로 패턴이 내부에 매립되고 상기 단자부가 노출되도록 상기 선로 패턴 형성체를 인서트 사출 성형하여 선로 패턴 형성체 프레임을 제조하는 단계, 및 상기 선로 패턴 형성체 프레임의 상기 단자부가 노출된 면의 반대면을 덮도록 인서트 사출 성형하여 케이스 프레임을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 선로 패턴 형성체 프레임을 제조하는 단계는 상기 선로 패턴 형성체를 상기 선로 패턴 형성체 프레임의 제조금형 내의 일면에 접촉하도록 배치하고, 상기 선로 패턴 형성체 프레임의 제조금형 내로 수지재를 충진하여 수행되고, 상기 케이스 프레임을 제조하는 단계는 상기 선로 패턴 형성체 프레임을 상기 케이스 프레임의 제조금형 내의 일면에 접촉하도록 배치하고, 상기 케이스 프레임의 제조금형 내로 수지재를 충진하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 전기적으로 연결하는 단계는 상기 부품들의 단자에 상기 연결 부재의 일단을 접합하는 단계, 및 상기 연결 부재의 타단을 상기 단자부에 탄성 접촉하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 선로 패턴이 케이스에 매립되는 전자장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 선로 패턴 형성체를 제조하는 단계는 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB)에 도전성 물질로 상기 선로 패턴에 대응하는 패턴을 스크린 프린팅, 스퍼터링, 또는 도금하는 방법에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 전자장치 및 그 제조방법에 따르면, 공간적으로 분리된 부품들간을 연결하기 위한 연결 매체를 위한 공간이나, 연결 매체를 조립하기 위한 공정을 할애할 필요가 없으므로 전자장치의 내부공간의 활용도가 높아진다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치인 이동통신 단말기의 개략 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치인 이동통신 단말기의 케이스의 저면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치인 이동통신 단말기의 개략 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치인 이동통신 단말기의 선로 패턴 형성체의 평면도이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 선로 패턴의 다양한 형태를 나타내는 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 선로 패턴 형성체 프레임 및 그 제조금형에 수지재가 충진되는 모습을 도시한 개략 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 선로 패턴이 내부에 매립된 케이스 프레임 및 그 제조금형에 수지재가 충진되는 모습을 도시한 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자장치인 이동통신 단말기의 개략 분해 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 형태에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치인 이동통신 단말기의 개략 분해 사시도이고, 도 2는 상기 이동통신 단말기의 케이스의 저면도이며, 도 3은 상기 이동통신 단말기의 개략 단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 상기 이동통신 단말기의 선로 패턴 형성체의 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치인 이동통신 단말기(100)는 신호 전송을 위한 선로 패턴(214, 224)이 형성된 선로 패턴 형성체(210, 220)가 매립된 케이스(120), 공간적으로 분리된 PCB들(130, 150), 및 상기 PCB들을 수용하는 메인 케이스(140)를 포함할 수 있다.
선로 패턴 형성체는 단자부가 선로 패턴과 동일 선상에 형성된 제1 선로 패턴 형성체(210) 및 단자부가 선로 패턴과 수직하게 형성된 제2 선로 패턴 형성체(220)를 포함할 수 있으며, 이는 연결하고자 하는 부품들의 배치 위치에 따라 선택될 수 있다.
제1 선로 패턴 형성체(210)는 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로들간의 신호 전송을 위한 제1 선로 패턴(214), 상기 제1 선로패턴(214)의 양단부에 전기적 연결을 위하여 형성된 제1 및 제2 단자부(211, 212)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(120)의 표면에서 상기 제1 및 제2 단자부(211, 212)가 노출되며, 상기 제1 선로 패턴(214)은 상기 케이스(120)의 내부에 매립될 수 있다.
제2 선로 패턴 형성체(220)는 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로들간의 신호 전송을 위한 제2 선로 패턴(224), 상기 제2 선로패턴(224)의 양단부에 전기적 연결을 위하여 형성된 제3 및 제4 단자부(221, 222)를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 상기 케이스(120)의 표면에서 상기 제3 및 제4 단자부(221, 222)가 노출되며, 상기 제2 선로 패턴(224)은 상기 케이스(120)의 내부에 매립될 수 있다.
제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로들의 단자에는 상기 제1 선로 패턴(214) 및 제2 선로 패턴(224)의 단자부들과의 전기적 연결을 위한 연결 부재들이 연결될 수 있다.
구체적으로, 제1 선로 패턴(214)에 의해 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로들 간에 신호를 전송하도록 제1 단자부(211)와 연결되는 제1 연결 부재(310), 제2 단자부(212)와 연결되는 제2 연결 부재(320)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 선로 패턴(224)에 의해 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로들 간에 신호를 전송하도록 제3 단자부(221)와 연결되는 제3 연결 부재(330), 제4 단자부(222)와 연결되는 제4 연결 부재(340)를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 연결 부재(310~340)는 일단이 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로들의 단자에 연결되고, 타단이 제1 내지 제4 단자부(211, 212, 221, 222)에 각각 연결될 수 있다.
이때, 상기 제1 내지 제4 연결 부재(310~340)는 탄성 부재로 이루어져 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로들의 단자 또는 제1 내지 제4 단자부(211, 212, 221, 222)에 탄성 결합할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 연결 부재(310~340)는 C-클립(C-Clip) 또는 포고핀(Pogo-pin)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 내지 제4 연결 부재(310~340)는 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)와 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 부재로 이루어져 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로의 단자에 접합될 수도 있다.
도 3에는 상기 제1 및 제2 연결 부재(310, 320)가 별도의 부재로 이루어져 일단이 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로들의 단자에 접합되고, 타단이 제1 및 제2 단자부(211, 212)에 탄성 접촉하는 것이 도시되고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 제1 내지 제4 연결 부재(310~340)의 일단이 제1 내지 제4 단자부(211, 212, 221, 222)에 접합되고, 타단이 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 회로들의 단자에 탄성 접촉할 수도 있다. 또한, 제1 내지 제4 연결 부재(310~340)가 제1 선로 패턴(214) 및 제2 선로 패턴(224)에 일체로 형성될 수도 있으며, 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 선로 패턴 형성체(210)는 신호를 전송하기 위한 제1 선로 패턴(214)과, 상기 제1 선로 패턴(214)의 양 단부에 상기 케이스(120)의 저면에서 노출되는 제1 및 제2 단자부(211, 212)를 포함할 수 있다. 제1 선로 패턴(214)과 제1 및 제2 단자부(211, 212)는 동일 선상에 위치할 수 있다.
제1 선로 패턴 형성체(210)는 FPCB 상에 도전성 물질로 스퍼터링(sputtering), 프린팅(printing), 도금(plating), 스탬핑(stamping), 드로잉(drawing) 또는 디스펜싱(dispensing)함으로써 상기 제1 선로 패턴(214)과 대응하는 형상의 도체 패턴이 형성될 수 있다.
상기 FPCB는 저온 동시소성 세라믹 기판(Low Temperature Co-fired Ceramic, LTCC) 또는 고온 동시소성 세라믹 기판(High Temperature Co-fired Ceramic, HTCC) 등이 사용될 수 있다.
상기 제1 선로 패턴(214)으로는 디지털 신호 또는 안테나로 전송되는 고주파 신호와 같은 신호들이 전송될 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 선로 패턴 형성체(220)는 신호를 전송하기 위한 제2 선로 패턴(224)과, 상기 제2 선로 패턴(224)과 수직하게 형성되는 제3 및 제4 단자부(221, 222)를 포함할 수 있다. 제2 선로 패턴(224)의 양단부와 제3 및 제4 단자부(221, 222) 사이에는 이들을 서로 연결하도록 제3 및 제4 단자부(221, 222)에서 연장되는 제1 및 제2 연결부(225, 226)가 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 선로 패턴 형성체(210, 220)가 제1 PCB(130)와 제2 PCB(150)의 소정의 기능을 갖는 회로들 간에 신호를 전송하는 것을 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 매칭 회로를 갖는 PCB와 안테나간에 고주파 신호를 전송할 수도 있으며, 안테나와 인터페이스 카드 간에 신호를 전송할 수도 있다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 선로 패턴의 다양한 형태를 나타내는 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명에 따른 선로 패턴은 마이크로스트립 라인(Microstrip line)일 수 있다. 즉, 소정의 두께(h)와 유전율(εr)을 갖는 FPCB(410)의 일면에 소정의 두께(t)와 폭(w)을 갖는 제1 도체 패턴(414)이 형성되고, 상기 일면의 반대면에 상기 제1 도체 패턴(414)보다 폭이 넓은 제2 도체 패턴(412)이 형성될 수 있다. 여기서 상기 제2 도체 패턴(412)은 접지 금속판일 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선로 패턴은 스트립 라인(Strip line)일 수 있다. 즉, 소정의 두께(b)와 유전율(εr)을 갖는 FPCB(420)의 내부에 소정의 두께(t)와 폭(w)을 갖는 중심 도체 패턴(424)이 형성되고, 상기 FPCB(420)의일면에 제1 표면 도체 패턴(421)이 형성되며, 상기 FPCB(420)의 일면의 반대면에 제2 표면 도체 패턴(422)이 형성될 수 있다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선로 패턴은 CPW(Coplanar waveguide)일 수 있다. 즉, 소정의 두께(h)와 유전율(εr)을 갖는 FPCB(430)의 일면에 소정의 두께(t)와 폭(s)을 갖는 중심 도체 패턴(433)이 형성되고, 상기 중심 도체 패턴(433)이 형성된 면과 동일한 면에 상기 중심 도체 패턴(433)과 소정의 간격(w)을 두고 상기 중심 도체 패턴(433)을 사이에 끼우고 있는 제1 접지 도체(431a) 및 제2 접지 도체(431b)가 형성될 수 있다.
여기서 제1 접지 도체(431a)와 상기 중심 도체 패턴(433) 사이의 제1 가이딩 슬롯(434a)과 제2 접지 도체(431b)와 상기 중심 도체 패턴(433) 사이의 제2 가이딩 슬롯(434b)은 간격(w)이 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 중심 도체 패턴(433), 제1 접지 도체(431a) 및 제2 접지 도체(431b)는 서로 평행하게 형성될 수 있다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선로 패턴은 CPWG(Coplanar waveguide with ground)일 수 있다. CPWG는 도 5c에 도시된 CPW의 하면에 접지 금속판을 더 구비한 것이다. 즉, 소정의 두께(h)와 유전율(εr)을 갖는 FPCB(440)의 일면에 소정의 두께(t)와 폭(s)을 갖는 중심 도체 패턴(443)이 형성되고, 상기 중심 도체 패턴(443)이 형성된 면과 동일한 면에 상기 중심 도체 패턴(443)과 소정의 간격(w)을 두고 상기 중심 도체 패턴(443)을 사이에 끼우고 있는 제1 접지 도체(441a) 및 제2 접지 도체(441b)가 형성되며, 상기 FPCB(440)의 상기 중심 도체 패턴(443)이 형성된 면과 반대면에 접지 금속판(442)이 형성될 수 있다.
도 5e에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선로 패턴은 CPS(Coplanar strip)일 수 있다. CPS는 CPW와 반대형의 구조를 가진 선로 패턴이다. 즉, 소정의 두께(h)와 유전율(εr)을 갖는 FPCB(450)의 일면에 소정의 두께(t)와 폭(w)을 갖는 제1 도체 패턴(454a)과 제2 도체 패턴(454b)이 소정의 간격(s)을 두고 평행하게 형성될 수 있다.
도 5f에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선로 패턴은 슬롯 라인(Slot line)일 수 있다. 슬롯 라인은 넓은 금속판에 형성된 홈을 따라 신호가 전송되는 형태이다. 즉, 소정의 두께(h)와 유전율(εr)을 갖는 FPCB(460)의 일면에 소정의 두께(t)를 갖는 도체판이 형성될 수 있으며, 상기 도체판은 소정의 폭(w)의 홈(464)이 형성되고, 상기 홈(464)에 의해 제1 부분(461a) 및 제2 부분(461b)으로 구분될 수 있다.
도 5g에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선로 패턴은 평행 선로(Parallel line)일 수 있다. 평행 선로는 신호선과 접지선의 구조가 동일한 대칭(balanced) 전송선로이다. 즉, 소정의 두께(h)와 유전율(εr)을 갖는 FPCB(470)의 일면에 소정의 두께(t)와 폭(w)을 갖는 제1 도체 패턴(474a)을 형성하고, 상기 FPCB(470)의 일면과 반대면에 상기 제1 도체 패턴(474a)과 구조가 동일한 제2 도체 패턴(474b)을 평행하게 형성할 수 있다. 여기서 제1 도체 패턴(474a)이 신호 라인이고, 제2 도체 패턴(474b)이 접지 라인일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치인 이동통신 단말기를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
우선, 본 발명의 바람직한 제조 방법을 개략적으로 설명하면, 선로 패턴과 단자부를 갖는 선로 패턴 형성체를 제조하고, 상기 선로 패턴이 케이스의 내부에 매립되되, 상기 단자부는 노출되도록 상기 선로 패턴 형성체를 인서트 사출 성형하고, 연결 부재를 이용하여 상기 단자부와 본체 부품들을 전기적으로 연결함으로써 본 발명에 따른 전자장치가 완성된다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 선로 패턴 형성체 프레임 및 그 제조금형에 수지재가 충진되는 모습을 도시한 개략 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, FPCB의 일면에 도전성 물질을 도포하여 본체의 부품들간에 신호를 전송하는 선로 패턴(214)을 형성하고, 상기 선로 패턴(214)의 양단부에 제1 및 제2 단자부(211, 212)를 형성하여, 선로 패턴 형성체(210)를 제조한다.
이때, PCB의 일면에 도전성 물질의 도포는 상기 선로 패턴(214)에 대응하는 패턴을 스퍼터링(sputtering), 프린팅(printing), 도금(plating), 스탬핑(stamping), 드로잉(drawing) 또는 디스펜싱(dispensing)하는 방법에 의하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 제1 단자부(211)와 제2 단자부(212)는 전기적으로 연결하고자 하는 본체의 부품들 예를 들어, PCB들, PCB와 안테나, 안테나와 인터페이스 카드의 단자에 대응하는 위치에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 선로 패턴 형성체(210)를 선로 패턴 형성체 프레임의 제조 금형(500)내에 배치하고, 상기 선로 패턴 형성체 프레임의 제조 금형(500)의 내부공간(530)에 수지재를 충진한다.
상기 선로 패턴 형성체 프레임의 제조 금형(500)은 상기 선로 패턴 형성체(210)의 FPCB에서 선로 패턴(214)이 형성된 면과 반대면이 접촉 배치되는 상부 금형(510)과, 내부에 수지재가 충진되는 하부 금형(520)을 포함한다.
상기 상부 금형(510)과 상기 하부 금형(520)에 상기 선로 패턴 형성체(210)가 배치되어 합형되면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 상부 금형(510)과 상기 하부 금형(520)의 합형에 의해 형성된 내부 공간(530)에 수지재를 주입구(540)로 충진한다.
이때, 상기 하부 금형(520)의 저면은 제1 단자부(211)와 제2 단자부(212)에 대응하는 부분이 돌출 형성되고, 상기 제1 단자부(211)와 제2 단자부(212)에 대응하는 부분 이외의 부분에는 수지재가 충진되는 홈부(522)가 형성되어 있다.
따라서 수지재가 상기 내부 공간(530)에 충진되면, 상기 제1 단자부(211) 및 제2 단자부(212)가 형성된 부분만을 제외하고 수지재가 충진되어, 상기 선로 패턴 형성체 프레임(230)의 제조금형(500)으로부터 선로 패턴 형성체 프레임(230)을 분리하면, 상기 제1 단자부(211) 및 제2 단자부(2120가 상기 선로 패턴 형성체 프레임(230)의 저면에서 노출될 수 있다.
여기서 선로 패턴 형성체 프레임(230)은 선로 패턴(214)을 케이스의 내부에 매립되도록 하는 1차 사출물로서 기능할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 선로 패턴이 내부에 매립된 케이스 프레임 및 그 제조금형에 수지재가 충진되는 모습을 도시한 개략 단면도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 선로 패턴 형성체 프레임(230)을 케이스 프레임의 제조 금형(600)내에 배치하고, 상기 케이스 프레임의 제조 금형(600)내로 수지재를 충진하여 상기 선로 패턴(214)이 내부에 매립된 케이스 프레임(또는 케이스, 120)을 제조할 수 있다.
케이스 프레임의 제조 금형(600)은 케이스 프레임(120)을 형성할 수지재가 충진되는 내부 공간(630)이 형성된 상부 금형(610) 및 상기 선로 패턴 형성체 프레임(230)이 배치되는 내부 공간이 형성된 하부 금형(620)을 포함한다.
상기 상부 금형(610)은 내부에 배치되는 상기 선로 패턴 형성체 프레임(230)의 일면과의 사이에 상기 내부 공간(630)이 형성되도록 홈(612)이 형성되고, 상기 하부 금형(620)의 저면은 상기 선로 패턴 형성체 프레임(230)의 상기 제1 단자부(211) 및 제2 단자부(212)가 형성된 면과 동일한 형태를 가질 수 있다.
이로 인해, 상기 선로 패턴 형성체 프레임(230)의 상기 제1 단자부(211) 및 제2 단자부(212)가 형성된 면에 수지재가 충진되는 것이 방지되고, 따라서 제1 단자부(211) 및 제2 단자부(212)가 케이스 프레임(120)의 저면에서 노출될 수 있다.
상기 하부 금형(620)에 선로 패턴 형성체 프레임(230)을 배치하고 상부 금형(610)을 합형한 후, 상기 합형에 의해 형성된 내부 공간(630)에 수지재를 주입구(640)로 주입하여 수지재가 상기 선로 패턴 형성체 프레임(230)의 상기 단자부(211, 212)가 노출된 면의 반대면을 덮도록 충진한다. 이렇게 수지재가 충진된 부분은 케이스 프레임(120)을 구성하게 된다.
여기서 케이스 프레임(120)은 선로 패턴(214)을 케이스의 내부에 매립되도록 하는 2차 사출물로서 기능할 수 있다.
본 실시예에서는 선로 패턴 형성체 프레임(230)과 케이스 프레임(120)을 인서트 사출 성형에 의하여 형성하는 것을 도시하고 설명하였지만, 이는 예시적인 것으로, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 선로 패턴 형성체(210)를 소정의 형상을 갖는 프레임에 부착하여 선로 패턴 형성체 프레임(230)을 제조할 수도 있으며, 이렇게 제조된 선로 패턴 형성체 프레임(230)을 미리 제조된 케이스의 형상을 갖는 프레임에 부착하여 케이스 프레임(120)을 제조할 수도 있다.
이렇게, 선로 패턴(214)이 내부에 매립된 케이스(120)가 완성되면, 연결 부재(310, 320)를 이용하여 본체의 PCB들(130, 150)의 회로를 전기적으로 연결한다.
이는 별도의 조립 공정을 요하지 않으며, 단순히 상기 케이스(120)를 본체측 메인 케이스(140)와 조립함으로써 이루어질 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 연결 부재(310)의 일단을 제2 PCB(150)의 단자에 결합하고, 제2 연결 부재(320)의 일단을 제1 PCB(130)의 단자에 결합한 후, 상기 케이스(120)를 메인 케이스(140)와 결합하면, 제1 및 제2 연결 부재(310, 320)의 타단이 각각 제1 및 제2 단자부(211, 212)에 탄성 접촉함으로써 제1 PCB(130)의 회로와 제2 PCB(150)의 회로가 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 제1 연결 부재(310)의 일단의 제2 PCB(150)의 단자에의 결합 및 제2 연결 부재(320)의 일단의 제1 PCB(130)의 단자에의 결합은 접착제에 의한 접합에 의해 이루어질 수 있다.
이는 제2 선로 패턴(224)과 제1 PCB(130)의 회로와 제2 PCB(150)의 회로간의 전기적 연결에서도 마찬가지이다.
본 실시예에서는 제1 선로 패턴(214)이 형성된 제1 선로 패턴 형성체(210)를 제조하고, 상기 제1 선로 패턴 형성체(210)를 인서트 사출 성형하여 제1 선로 패턴 형성체 프레임(230)을 형성하고, 상기 제1 선로 패턴 형성체 프레임(230)을 인서트 사출 성형하여 케이스 프레임(120)을 형성하는 단계들을 도시하고 설명하였지만, 제2 선로 패턴(224)이 형성된 제2 선로 패턴 형성체(220)를 제조하고, 이를 케이스(120) 내부에 매립하는 공정도 상기 단계들과 대응하는 단계에 의해 이루어질 수 있음은 물론이다.
이렇게, 본 실시예에서는 케이스(120)와 메인 케이스(140)의 결합에 의하여 제1 PCB(130)의 회로와 제2 PCB(150)의 회로간의 전기적 연결이 이루어지므로, 연결 매체를 이용한 별도의 조립 공정을 필요로 하지 않으며, 선로 패턴을 케이스(120)의 내부에 매립하므로, 연결 매체를 위한 별도의 공간을 필요로 하지 않아, 공간 활용의 극대화가 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자장치인 이동통신 단말기의 개략 분해 사시도이다.
도 8에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기는 전송 선로 패턴에 의해 연결되는 부품이 케이스에 매립된 안테나와 매칭회로를 갖는 PCB인 것으로, 이외의 구성은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치와 실질적으로 동일하므로, 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기(100)는 신호를 전송하는 선로 패턴(244)이 형성된 선로 패턴 형성체(240)와 이에 연결된 안테나 패턴부(162)가 형성된 방사체(160)가 매립된 케이스(120), 및 PCB(170)를 수용하는 메인 케이스(140)를 포함할 수 있다.
상기 방사체(160)는 상기 선로 패턴(244)의 일단에 형성된 제1 단자부(241)에 연결되어 상기 케이스(120)의 내부에 매립되며, 상기 안테나 패턴부(162)로부터 또는 상기 안테나 패턴부(162)로의 신호 전송이 상기 선로 패턴(244)을 통하여 상기 PCB(170)와의 사이에서 이루어질 수 있다.
선로 패턴 형성체(240)는 선로 패턴(244)이 상기 케이스(120)의 내부에 매립되도록 상기 선로 패턴(244)을 지지하기 위한 것으로, 선로 패턴(244)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에서 안테나 패턴부(162)의 단자와 PCB(170)의 단자(172)가 일직선상에 위치하고 있지 않기 때문에, 선로 패턴(244) 및 선로 패턴 형성체(240)가 굴곡되어 있다. 즉, 선로 패턴(244) 및 선로 패턴 형성체(240)는 안테나 패턴부(162)의 단자와 연결되는 제1 단자부(241)에서 케이스(120)의 길이방향으로 평행하게 연장되는 제1 연장부, 상기 제1 연장부의 단부에서 수직하게 굴곡되는 굴곡부, 및 상기 굴곡부의 단부에서 케이스(120)의 길이방향으로 평행하게 다시 굴곡 연장되는 제2 연장부를 포함할 수 있다.
PCB(170)는 안테나 패턴부(162)로부터 또는 안테나 패턴부(162)로 전송되는 신호를 매칭하기 위한 매칭회로를 구비하며, 단자(172)에 탄성을 갖는 연결 부재(350)가 배치될 수 있다.
상기 연결 부재(350)는 일단이 상기 단자(172)에 결합하고, 타단이 선로 패턴(244)의 제2 단자부(242)에 탄성 접촉할 수 있다. 연결 부재(350)는 PCB(170) 또는 선로 패턴 형성체(240)와 일체로 형성될 수도 있으며, 연결 부재(350)의 자유단부가 PCB(170)의 단자(172) 또는 선로 패턴(244)의 제2 단자부(242)와 탄성 접촉할 수도 있다.
상기 케이스(120)의 제조는 안테나 패턴부(162)가 형성된 방사체(160)와 선로 패턴(244)이 형성된 선로 패턴 형성체(240)를 연결하고, 이를 인서트 사출 성형하여 제1 프레임을 형성하고, 상기 제1 프레임을 다시 인서트 사출 성형하여 케이스 프레임을 형성함으로써 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 케이스 내부에 매립된 안테나를 제조할 때 선로 패턴도 안테나에 연결하여 함께 제작할 수 있으므로, 선로 패턴을 케이스에 매립하는 공정을 별도로 필요로 하지 않는다는 점에서 공정이 간소해 질 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 본 발명에서 별도의 연결 부재가 PCB의 단자에 접합되는 구성은 단지 예시된 것으로서, PCB와 일체로 형성될 수도 있고, 선로 패턴의 단자부에 접합될 수도 있으며, 선로 패턴의 단자부와 일체로 형성될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 이동통신 단말기 120: 케이스
130, 150: PCB 140: 메인 케이스
210, 220: 선로 패턴 형성체 310, 320, 330, 340: 연결 부재
410, 420, 430, 440, 450, 460, 470: FPCB
500: 선로 패턴 형성체 프레임의 제조금형
600: 케이스 프레임의 제조금형

Claims (16)

  1. 케이스의 내부에 매립되며, 부품들간의 전기적 연결을 위한 선로 패턴이 형성된 선로 패턴 형성체;
    상기 선로 패턴의 전기적으로 연결하려는 부품의 단자에 대응되는 위치에서 상기 케이스의 저면으로부터 노출 형성되는 단자부; 및
    상기 단자부와 상기 부품의 단자를 연결하는 연결 부재;
    를 포함하는 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선로 패턴 형성체가 상기 케이스의 내부에 매립되도록 하는 선로 패턴 형성체 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선로 패턴 형성체 프레임의 일면을 덮어, 상기 선로 패턴이 상기 선로 패턴 형성체 프레임과 사이에서 매립되도록 하는 케이스 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 단자부와 상기 부품의 단자에 탄성 결합하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결부재는 C-클립(C-Clip) 또는 포고핀(Pogo-pin)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는 일단이 상기 부품의 단자에 접합되고, 타단이 상기 단자부에 탄성 접촉되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 선로 패턴 형성체는 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB)인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 선로 패턴은 스트립 라인(Strip line), 마이크로스트립 라인(Microstrip line), CPW(Coplanar waveguide), CPWG(Coplanar waveguide with ground), CPS(Coplanar strip), 슬롯 라인(Slot line), 또는 평행 선로(Parallel line)인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 선로 패턴이 전기적으로 연결하는 상기 부품들로는, 소정의 기능을 갖는 소자를 실장한 PCB들, 안테나와 인터페이스 카드, 또는 안테나와 매칭 회로를 갖는 PCB인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  10. 케이스의 내부에 매립되고, 신호를 전송하는 선로 패턴이 형성된 선로 패턴 형성체;
    상기 케이스의 내부에 상기 선로 패턴의 일단과 연결되어 매립되고, 신호를 송수신하는 안테나 패턴부가 형성되는 방사체;
    상기 선로 패턴의 타단에 형성되며, 상기 방사체와 신호를 송수신하는 PCB의 단자에 대응되는 위치에서 상기 케이스의 저면으로부터 노출 형성되는 단자부; 및
    상기 단자부와 상기 PCB의 단자를 연결하는 연결 부재;
    를 포함하는 전자장치.
  11. 부품들간의 전기적 연결을 위한 선로 패턴과 상기 선로 패턴의 양단부에 단자부를 갖는 선로 패턴 형성체를 제조하는 단계;
    상기 선로 패턴이 케이스 내부에 매립되고 상기 단자부가 상기 케이스의 저면에서 노출되도록 상기 선로 패턴 형성체를 상기 케이스에 매립하는 단계; 및
    상기 부품들의 단자와 상기 선로 패턴의 상기 단자부를 연결 부재를 이용하여 전기적으로 연결하는 단계;
    를 포함하는 전자장치의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 선로 패턴 형성체를 상기 케이스에 매립하는 단계는 상기 선로 패턴 형성체를 인서트 사출 성형하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전자장치의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 선로 패턴 형성체를 상기 케이스에 매립하는 단계는
    상기 선로 패턴이 내부에 매립되고 상기 단자부가 노출되도록 상기 선로 패턴 형성체를 인서트 사출 성형하여 선로 패턴 형성체 프레임을 제조하는 단계; 및
    상기 선로 패턴 형성체 프레임의 상기 단자부가 노출된 면의 반대면을 덮도록 인서트 사출 성형하여 케이스 프레임을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 선로 패턴 형성체 프레임을 제조하는 단계는 상기 선로 패턴 형성체를 상기 선로 패턴 형성체 프레임의 제조금형 내의 일면에 접촉하도록 배치하고, 상기 선로 패턴 형성체 프레임의 제조금형 내로 수지재를 충진하여 수행되고,
    상기 케이스 프레임을 제조하는 단계는 상기 선로 패턴 형성체 프레임을 상기 케이스 프레임의 제조금형 내의 일면에 접촉하도록 배치하고, 상기 케이스 프레임의 제조금형 내로 수지재를 충진하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전자장치의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 전기적으로 연결하는 단계는
    상기 부품들의 단자에 상기 연결 부재의 일단을 접합하는 단계; 및
    상기 연결 부재의 타단을 상기 단자부에 탄성 접촉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치의 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 선로 패턴 형성체를 제조하는 단계는 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB)에 도전성 물질로 상기 선로 패턴에 대응하는 패턴을 스퍼터링(sputtering), 프린팅(printing), 도금(plating), 스탬핑(stamping), 드로잉(drawing) 또는 디스펜싱(dispensing)하는 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 전자장치의 제조방법.
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