KR20120089537A - 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세히 설명하면, 폴리카보네이트 등의 수지로 캐리어부재를 1차로 성형하여 사출하고 상기 1 차 성형사출된 캐리어부재에 금, 은 등의 전도성 물질이 함유된 전도성 페이스트를 직접 도포하여 상기 캐리어 부재와 함께 결합하게 하는 방식으로 제조된 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

휴대단말기용 내장형 안테나의 구조 및 그 제조방법 {Internal Anntena Structure for Mobile Terminal and Method for Making it}

본 발명은 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세히 설명하면, 폴리카보네이트 등의 수지로 캐리어부재를 1차로 성형하여 사출하고 상기 1 차 성형사출된 캐리어부재에 금, 은 등의 전도성 물질이 함유된 전도성 페이스트를 직접 도포하여 상기 캐리어 부재와 함께 결합하게 하는 방식으로 제조된 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래에 휴대 전화기, PDA (personal digital assistants), 근거리 무선통신인 블루투스(Blue Tooth), 무선랜, 지에스엠(GSM), 시디엠에이(CDMA) 등의 이동통신용 단말기에는 직선 형태의 금속 선재에 의한 휩(whip) 안테나, 또는 금속 선재를 나선형으로 감은 헬리컬 안테나, 또는 신축 가능형 안테나 등이 사용되었으나, 근래에 들어서는 휴대에 불편하고 작은 부피의 단말기를 갖고자 하는 소형화 추세에 따른 소비자의 욕구를 만족시키도록 이동통신용 단말기 내부에 내장되는 내장형 안테나가 널리 적용되고 있다.

현재 사용되는 내장형 안테나로는, 대략 'ㄱ'자 형태의 금속 소자의 소정 위치에 급전선로가 형성된 역 에프 (F) 형 안테나 (IFA;Inverted F antenna), 이동통신용 단말기내의 PCB 기판과 일정 간격이 이격되어 고정설치되는 캐리어의 일면에 부착되고 PCB 기판에서 송수신하는 전파를 방사하는 방사체로 이루어진 내장형 안테나 등과 같이 다양한 방법에 의하여 제조되고 있다.

일반적으로 내장형 안테나는 단말기 크기를 소형화할 수 있고 전방향성에 가까운 방사패턴 및 비교적 높은 이득과 대역폭을 제공한다. 그러나, PCB 기판과 일정 거리가 이격되도록 설치되기 때문에 설치공간 확보에 따라 크기를 최소화하는데 한계가 있다.

단말기 내부에 고정되는 내장형 안테나로서 특정 성분으로 이루어진 캐리어 부재가 사용되는데, 상기 캐리어 부재에는 안테나 패턴을 위한 도금공정이 이루어져야 하며, 캐리어 부재와 도금물질과의 밀착을 유지하기 위하여 도금공정이 행해지는 캐리어 부재의 안테나 패턴부분에 대한 표면가공 (에칭 및 표면 촉매화) 이 필수적으로 선행된다.

상기 표면가공은 산에 의한 B(부타디엔)성분의 용출을 통한 미세한 홀 형성 및 그 홀 부위에 노출된 극성기들을 이용한 표면촉매화가 사용되며, 이에 따라서 상기 표면촉매화가 용이한 ABS 수지 (아트릴로니트릴-부타티엔-스티렌수지) 및 ABS 수지가 다량 함유된(50% 이상) 복합수지 제품에 한정되어 내장형 안테나 재료로 사용된다.

그러나, ABS 수지는 내후성이 약하기 때문에 상기 내장형 안테나를 제조하는 경우에는 내후성, 내충격성, 및 기계적 강도가 우수한 폴리카보네이트 (Polycarbonate) 수지가 함께 사용된다. 예컨대, 안테나 패턴은 내열, 내충격 및 강성이 양호한 ABS 수지와 같은 재질로 구성하고, 비 안테나 패턴부분은 폴리카보네이트 재질이 적용된 내장형 안테나가 제조되어 사용된다.

그러나, 이 경우에도 성분이 다른 ABS 수지와 폴리카보네이트 수지가 같이 함께 제공되기 때문에, 내장형 안테나 제조공정시 이중 사출로 인하여 불량률이 많이 발생되고 ABS 수지와 폴리카보네이트 수지를 위한 금형물이 각각 제작되어야 하기 때문에 금형비용이 증대되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 또 다른 방식으로 패드 인쇄 또는 분사 인쇄방식이 있고, 이와 같은 방식은 도금용 잉크를 패드 또는 기타의 방법으로 1차 사출물에 인쇄 또는 도포하여 그 위에 도금하는 것이다.

종래의 도금용 잉크를 분사 또는 패드 인쇄방식은, 1차 사출 후 도금용 잉크를 분사 또는 패드 인쇄를 하는데 인쇄의 두께가 일정하지 않고 도금 또한 일정한 도금의 두께를 구현하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 이중사출방식으로 내장형 안테나를 제조하는 방법의 문제점과 도금형 잉크를 분사 또는 패드 인쇄하는 방식이 가지는 인쇄의 두께가 일정하기 않고 도금을 하는 경우에 도금의 두께를 일정하게 구성하는데 어려움이 있는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 1 차 성형사출된 캐리어부재에 전도성 잉크를 직접 도포하여 안테나의 성능이 구성되는 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조는,

열가소성 수지로 1 차로 사출성형된 캐리어부재 (100);

상기 캐리어부재 (100) 상에 홈으로 전도성의 물질이 채워지도록 형성된 전도성 페이스트 안착부 (120); 및

상기 홈으로 형성된 전도성 페이스트 안착부 (120) 속에 채워지는 전도성 실버페이스트 (200) 를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 전도성 실버페이스트 (200) 는 사출성형 또는 도포되는 방법으로 상기 전도성 페이스트 안착부 (120) 속에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 휴대단말기용 내장형 안테나의 제조방법은,

열가소성 수지로 1 차로 사출성형하여 캐리어부재 (100) 를 제조하는 단계;

상기 캐리어부재 (100) 상에 홈으로 전도성의 물질이 채워지도록 형성된 전도성 페이스트 안착부 (120) 를 제조하는 단계; 및

상기 홈으로 형성된 전도성 페이스트 안착부 (120) 속에 채워지는 전도성 실버페이스트 (200) 를 제조하는 단계를 포함하고,

상기 전도성 실버페이스트 (200) 는 사출성형 또는 도포되는 방법으로 상기 전도성 페이스트 안착부 (120) 속에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조는 휴대폰용 내장안테나의 제조에 있어서 캐리어부재를 1 차로 사출성형한 후 전도성 잉크를 2 차로 사출물에 직접 사출하거나 또는 도포하여 종래의 도금처리를 하여 내장 안테나를 제조하는 공정과 동일한 안테나의 성능을 구현하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조 및 그 제조방법의 구성을 도시한 사시도로서, 도 1의 (a) 는 1차로 성형사출된 캐리어부재의 사시도이고, 도 1의 (b) 는 1차로 성형사출된 캐리어부재에 전도성의 실버페이스트를 도포하여 안테나성능이 구현된 내장형 안테나 상태의 사시도이다.

도 1 은 본 발명에 따른 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조 및 그 제조방법의 구성을 도시한 사시도로서, 도 1의 (a) 는 1차로 성형사출된 캐리어부재의 사시도이고, 도 1의 (b) 는 1차로 성형사출된 캐리어부재에 전도성의 실버페이스트를 도포하여 안테나성능이 구현된 내장형 안테나 상태의 사시도이다.

도 1 의 (a) 를 참조하면, 폴리카보네이트 또는 다른 열가속성 수지로 1차로 캐리어 부재 (100) 를 성형사출한다. 본 발명의 캐리어부재 (100) 상에 전도성 페이스트 (200) 가 도포될 부분인 전도성 페이스트 안착부 (120) 를 미리 설정한다.

본 발명에 따른 전도성 페이스트 안착부 (120) 는 홈으로 형성된다.

본 발명의 캐리어부재 (100) 는 수지를 사출성형한 것으로 휴대폰 내부에 설치되는 구성품의 하나로 사용되는 구성품 단위로서, 안테나의 역할을 하는 실버페이스트로 된 안테나 구성이 캐리어부재 (100) 에 설치된 후 조립식으로 이동통신기의 단말기 내부에 일체로 설치된다.

도 1 의 (b) 를 참조하면, 본 발명의 캐리어부재 (100) 의 전도성 페이스트 안착부 (120) 인 홈에 전도성 페이스트 (200), 전도성 잉크를 도포하여 도금 등의 추가 공정을 거치지 않고 안테나의 성능이 구현되게 한다.

본 발명의 전도성 실버페이스트 (200) 는 도포의 방법이외에 사출의 방법으로 전도성 페이스트 안착부 (120) 인 홈에 결합하도록 구성한다.

본 발명의 전도성 페이스트 (120) 에는 금, 은 등의 전도성이 우수한 물질이 포함되게 구성된다.

일반적으로 전도성 실버 페이스트 (200) 의 제작 공정은 밀링 공정을 통해 Ag분말을 파우더 형태로 제작하여 다른 첨가제들과 혼합된 형태의 페이스트 (Paste) 가 된다.

본 발명에서 사용되는 전도성 실버페이스트는 안테나 패턴을 형성하기 위해 사용되는 전도성 페이스트 (200) 에 관한 것으로, 구체적으로는 우수한 전기특성 및 기재와의 접착성을 가지는 기재를 제공할 수 있는 전도성 페이스트 조성물이 사용된다.

전도성 페이스트는 경화형과 건조형으로 구분되는데, 경화형은 일부지만 기판 인쇄에 시도는 되었으나 도막의 강도가 너무 크고 유연성이 떨어져 얇은 도막이 형성될 경우 갈라짐과 도선 패턴의 이탈 문제가 발생하고 그 결과 전기저항값이 불안정해진다는 문제점으로 인해 상업적으로는 그 활용성이 낮았다.

이에 반해 건조형은 실크인쇄용으로 유용하며 유연성이 특별히 요구되는 공진코일 안테나에서 우수한 특성을 나타낸다.

캐리어 부재 (100) 의 경우는 도막의 유연성이 안테나의 수명을 좌우하므로 우수한 전기적 특성이 요구되는 경우에 기존 경화형 도막보다 건조형 도막이 우수한 전기적 안테나 특성을 나타낼 수 있다.

통상적으로 건조형 도막에 사용되는 전도성 페이스트는 전도성 금속 분말과 고분자 수지로 구성이 되는데, 이 때 수지는 전도성 페이스트의 유동성 및 건조성을 결정하며, 전도성 금속분말의 분산성을 좌우한다.

금속분말의 분산성이 나쁜 경우에는 도포되는 전도성 페이스트가 균일하게 되지 않아 도선의 신뢰성 및 특성이 저하되고, 특히 전도성 페이스트의 유동성이 적절치 않은 경우에도 도포 두께의 편차, 기계적 접착강도 감소 및 치밀하지 못한 도선 형성으로 인한 전기저항특성 감소 등 도선 패턴의 전기적 특성 및 유전체층과의 결합력의 약화로 구조적인 결함을 야기시켜 높은 신뢰성을 갖는 제품생산을 불가능하게 한다.

또한, 본 발명에 사용되는 전도성 잉크 (conductive inks) 는 카본 블랙, 그래파이트, 은 등 전도성 물질을 섞어서 전도성을 향상시킨 잉크로서, 전선으로 사용하여 인쇄한 전기 회로를 구성할 수 있기 때문에 생산성이 높다. 지폐의 감정에도 이용이 가능한데, 이때는 전자파를 주사하여 위폐 여부를 식별한다. 최근에는 투명한 전도성 잉크가 개발되어 활용 범위가 확장되었다.

본 발명에 사용되는 전도성 재료로는 열전도도가 우수한 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전도성 재료의 비저항 값은 매우 낮은 값을 가지는 것이 좋다. 전도성 재료의 구체적인 예로서, 구리, 은(silver), 탄소나노튜브(CNT) 등이 사용될 수 있고, 은이 가장 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 전도성 재료는 입자 형태로 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 전도성 재료로서 은으로 코팅된 구리 입자도 사용될 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되었지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

100: 캐리어부재
120: 전도성 페이스트 안착부
200: 전도성페이스트

Claims (3)

1. 열가소성 수지로 1 차로 사출성형된 캐리어부재 (100);
   상기 캐리어부재 (100) 상에 홈으로 전도성의 물질이 채워지도록 형성된 전도성 페이스트 안착부 (120); 및
   상기 홈으로 형성된 전도성 페이스트 안착부 (120) 속에 채워지는 전도성 실버페이스트 (200) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전도성 실버페이스트 (200) 는 사출성형 또는 도포되는 방법으로 상기 전도성 페이스트 안착부 (120) 속에 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 내장형 안테나의 구조.
   
3. 열가소성 수지로 1 차로 사출성형하여 캐리어부재 (100) 를 제조하는 단계;
   상기 캐리어부재 (100) 상에 홈으로 전도성의 물질이 채워지도록 형성된 전도성 페이스트 안착부 (120) 를 제조하는 단계; 및
   상기 홈으로 형성된 전도성 페이스트 안착부 (120) 속에 채워지는 전도성 실버페이스트 (200) 를 제조하는 단계를 포함하고,
   상기 전도성 실버페이스트 (200) 는 사출성형 또는 도포되는 방법으로 상기 전도성 페이스트 안착부 (120) 속에 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 내장형 안테나의 제조방법.

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