KR20130021791A - 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈은 무선통신 단말기에 탑재되어 10 ㎑ 내지 100 ㎒ 대역의 신호를 송수신하며, 프레스 가공, 에칭 가공 및 와이어 커팅 가공 중 어느 하나의 방법으로 제조된 안테나 패턴; 안테나 패턴에 대응하는 형상의 홈부가 형성되고, 상기 홈부에 안테나 패턴이 탑재되는 케이스 프레임; 및 케이스 프레임에 탑재된 상기 안테나 패턴을 덮는 보호시트;를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 및 그 제조 방법{LOW FREQUENCY ANTENNA MODULE FOR WIRELESS COMMUNICATION TERMINAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 간단하고 저렴한 비용으로 제조하면서도 무선 통신 단말기를 슬림화할 수 있는 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 무선통신 단말기에 10cm 이내의 짧은 거리에서 저전력으로 단말기 사이에서 데이터를 전송하거나 인증하는 근거리 무선통신 기술이 적용되는 분야가 확대되고 있다.
이는 RFID(Radio-Frequency Identification) 또는 NFC(Near Field Communication) 등으로 명명되고 있다. 이와 같은 근거리 무선 통신 기술은 무선 통신 단말기를 리더/라이터(reader/writer) 모드로 동작하게 하여 타 카드(card) 또는 태그(Tag) 등을 읽을 수 있도록 지원하거나, 피투피(P2P; peer to peer) 모드로 동작하여 타 장치와 정보 교환이 가능하도록 지원할 수 있다. 또는 카드 에뮬레이션(Card Emulation) 모드로 동작하여 교통 카드 및 기타 결제를 수행하도록 지원할 수 있다.
이와 같은 근거리 무선 통신 기술은 기존의 근거리 정보 인식 시스템인 바 코드(bar code)에 비해 월등한 정보량의 교환이 가능하며, 특히 무선 통신 기기 상호간의 데이터를 교환할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 근거리 무선 통신 장치는 블루투스(Bluetooth)에 비해서 빠른 인식 시간, 저전력 및 보안성을 지니기 때문에 다양한 분야에서 적용될 수 있다.
근거리 무선 통신 장치의 안테나 구현에 있어서 근거리 무선 통신에 사용되는 주파수는 수십 ㎒에서 수백 ㎑의 저주파이기 때문에 안테나의 면적 및 두께가 필연적으로 커질 수밖에 없는 반면에 무선 통신 단말기의 안테나에 허용되는 면적 및 두께는 제한되어 있는 현실적인 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 무선 통신 단말기에 적용되는 안테나의 두께를 줄임으로써 무선 통신 단말기 디자인의 자유도를 향상시키고, 무선 통신 단말기를 슬림화하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 복잡한 공정에 비하여 간단하고 저렴한 방법으로 무선 통신 단말기의 안테나를 제작하여 제조 비용 및 공정 비용을 낮추는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈은 무선통신 단말기에 탑재되어 10 ㎑ 내지 100 ㎒ 대역의 신호를 송수신하며, 벌크 금속이 가공되어 형성되는 안테나 패턴; 안테나 패턴에 대응하는 형상의 홈부가 형성되고, 상기 홈부에 안테나 패턴이 탑재되는 케이스 프레임; 및 케이스 프레임에 탑재된 상기 안테나 패턴을 덮는 보호시트;를 포함할 수 있다.
상기 무선통신 단말기는 50 ㎑ 내지 200 ㎒ 대역의 저주파 대역의 신호를 송수신할 수 있다.
상기 케이스 프레임은 무선 통신 단말기 케이스 프레임 또는 배터리 케이스 프레임일 수 있다.
상기 안테나 패턴은 스테인리스 스틸(SUS) 또는 구리(Cu)를 포함하는 벌크 금속이 가공되어 형성될 수 있다.
상기 안테나 패턴의 두께는 0.03 내지 0.12 mm 두께를 가질 수 있다.
상기 안테나 패턴과 보호 시트 사이에 자성체 시트를 더 포함할 수 있다.
상기 안테나 패턴과 상기 보호 시트 사이, 상기 안테나 패턴과 상기 케이스 프레임 사이 또는 모두에 접착층이 형성될 수 있다.
상기 안테나 패턴과 상기 보호시트 또는 케이스 프레임은 초음파 접합으로 접합될 수 있다.
상기 접착층은 열경화성 테이프 또는 접착제로 형성될 수 있다.
상기 안테나 패턴은, 평면 코일 및 신호를 입력 및 출력하는 제1 및 제2 연결단자를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 연결단자는 상기 평면 코일의 양끝단부에 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 연결단자 중 어느 하나는 상기 평면 코일의 일단부에 형성되고, 상기 제1 및 제2 연결단자 중 다른 하나는 상기 평면 코일을 가로지르도록 형성되어 상기 제1 및 제2 연결단자는 동일한 면으로 인출될 수 있다.
상기 보호시트는 상기 제1 및 제2 연결단자에 대응하는 부분이 개방되어 상기 제1 및 제2 연결단자를 각각 노출시키는 제1 오픈부 및 제2 오픈부를 포함할 수 있다.
상기 보호시트는 상기 제1 및 제2 연결단자에 대응하는 부분이 개방되어 상기 제1 및 제2 연결단자를 모두 노출시키는 제3 오픈부를 포함할 수 있다.
상기 보호시트는 상기 평면 코일만을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 안테나 패턴에는 니켈 및 금 중 하나 이상을 포함하는 도금층이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 단말기는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈; 및 저주파 안테나 모듈에서 송신 및 수신된 신호를 처리하는 신호 전송 회로 기판;을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 제조 방법은 무선통신 단말기에 탑재되어 10 ㎑ 내지 100 ㎒의 주파수 대역의 신호를 송수신하는 안테나 패턴에 대응하는 형상의 홈부가 형성된 케이스 프레임을 마련하는 단계; 상기 케이스 프레임의 홈부에 벌크(bulk) 금속을 프레스 가공, 에칭 가공 및 와이어 커팅 가공 중 어느 하나의 방법으로 가공하여 형성된 안테나 패턴을 탑재하는 단계; 및 안테나 패턴을 보호시트로 덮는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 보호시트로 덮는 단계 전에, 안테나 패턴을 자성체 시트로 덮는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 안테나 패턴을 보호하기 위해 니켈 및 금 중 하나 이상을 포함하는 물질로 상기 안테나 패턴 표면을 도금하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 안테나 패턴을 상기 케이스 프레임 또는 보호 시트와 초음파 접합, 열경화성 테이프 접합 및 접착제 접합으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 방법으로 접합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 벌크 금속을 직접 가공하는 방식으로 안테나 패턴을 제조하기 때문에, 안테나 패턴의 제조 공정이 간단해질 수 있다. 그에 따라 무선 통신 단말기의 제조 시간이 단축되고, 제조 비용이 저렴해질 수 있다.
또한, 안테나 패턴을 별도의 기판에 구현하지 않고 벌크 금속으로 직접 가공하기 때문에 안테나 패턴의 두께가 얇아질 수 있어 무선 통신 단말기 내에서 안테나가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다. 그에 따라 무선 통신 단말기의 슬림화가 가능해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기의 케이스의 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기의 케이스 내부를 도시한 내부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈의 개략 사시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 다른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈의 제조 방법을 나타내는 공정 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈의 평면도이다.
도 6a 내지 6e는 도 3의 선 Y-Y'를 따라 본 발명의 다양한 실시예에 다른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈을 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 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 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치인 무선 통신 단말기(100)를 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기(100)의 내부를 나타내는 내부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기(100)에 있어서 보호시트(224)를 생략하고 안테나 패턴(222)을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기(100)는 안테나 패턴(222), 케이스 프레임(120) 및 보호시트(224)를 포함한다.
상기 안테나 패턴(222)은 10 ㎑ 내지 100 ㎒ 대역의 신호를 송수신하며, 벌크 금속을 프레스 가공, 에칭 가공 또는 와이어 커팅 가공하여 제조될 수 있다.
상기 케이스 프레임(120)에는 상기 안테나 패턴(222)에 대응하는 형상의 홈부(H)가 형성되고, 상기 홈부(H)에 안테나 패턴(222)이 탑재될 수 있다.
상기 보호시트(224)는 상기 케이스 프레임(120)에 탑재된 안테나 패턴(222)을 덮어 보호할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 통신 단말기(100)는 저주파 대역의 신호를 송수신하도록 형성되며, 10 ㎑ 내지 100 ㎒ 사이의 주파수 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기는 50 ㎑ 내지 20 ㎒ 사이의 주파수 신호를 송수신하여 RFID(Radio-Frequency Identification) 또는 NFC(Near Field Communication)용 안테나로 사용될 수 있다.
안테나가 100 ㎒의 파장의 신호를 송수신하는 경우, 송수신하는 신호의 파장은 약 3m로서, 이를 루프 안테나로 구현하기 위해서는 안테나 패턴의 길이가 약 1.5m가 되어야 한다. 파장과 안테나 패턴 길이의 반비례 관계를 감안하면, 100 ㎒이하의 파장의 신호를 송수신하는 안테나 패턴의 길이는 1.5 m 이상이 되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 벌크 금속을 직접 가공하는 방식을 취하기 때문에 얇은 패턴으로 안테나 패턴을 구현할 수 있다. 따라서 무선 통신 단말기용 기기에서 100 ㎒의 파장의 신호를 송수신 할 수 있는 1.5 m 이상의 안테나 패턴을 용이하게 구현할 수 있고, 그에 따라 무선 통신 단말기의 소형화가 가능해질 수 있다.
상기 케이스 프레임(120)은 무선 통신 단말기(100)의 부품들을 수용하여 외부로부터 보호하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 케이스 프레임(120)은 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS: acrylonitrile butadiene styrene) 및 폴리머 플라스틱 중 하나 이상의 재질로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야의 공지된 다양한 방식으로 케이스 프레임(120)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 케이스 프레임(120) 내부에 홈부(H)가 형성되며, 상기 홈부(H) 내부에 안테나 패턴(222)을 탑재되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 케이스 프레임(120)은 무선 통신 단말기 케이스 프레임 또는 배터리 케이스일 수 있다. 무선 통신 단말기 케이스 또는 배터리 케이스에 안테나 패턴이 적용되어 안테나 모듈이 차지하는 공간을 최소화하여 무선 통신 단말기 내부의 공간을 최대한 활용할 수 있다.
상기 홈부(H)에 내부에 안테나 패턴(222)이 탑재되기 때문에 무선 통신 단말기(100) 내부에서 안테나 패턴(222)이 차지하는 공간을 최소화할 수 있다. 그에 따라, 상기 케이스 프레임(120) 내부의 공간의 자유도는 증가하게 되고, 무선 통신 단말기(100)의 슬림화에 기여할 수 있다.
상기 안테나 패턴(222)은 저주파 대역의 신호를 송신 또는 수신하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 케이스 프레임(120)에 형성된 홈부(H) 내부에 탑재되어 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 안테나 패턴(222)으로 전기 전도성이 우수한 금속을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나 스테인리스 스틸(SUS) 또는 구리(Cu)를 포함하는 벌크 금속이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 안테나 패턴(222)은 벌크 금속이 프레스 가공, 에칭 가공 및 와이어 커팅(wire cutting)으로 구성된 군 중에서 선택된 어느 하나의 방법으로 가공되어 제조될 수 있다.
그에 따라 안테나 패턴을 유연성 기판에 구현하는 경우 기판에 안테나 패턴이 구현되기 때문에 제조 공정이 복잡하고, 필연적으로 일정 두께 이상으로 구현되어야 한다. 이는 무선 통신 단말기(100)의 제조 가격을 높이거나, 제품의 두께를 두껍게 하는 문제를 야기한다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 스테인리스 스틸(SUS) 또는 구리(Cu) 벌크 금속을 프레스 가공, 에칭 가공 또는 와이어 커팅(wire cutting) 가공하여 안테나 패턴(222)을 형성하기 때문에 별도의 기판 제조 과정을 거치지 않으므로 제조 공정이 단순해지고, 제조 비용이 저렴해 질 수 있다.
안테나 패턴을 기판에 형성하는 경우, 안테나 패턴이 형성된 기판의 두께는 필연적으로 두꺼워지게 된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 별도의 기판에 안테나 패턴을 구현하지 않고 시트 형상의 벌크 금속이 직접 가공되기 때문에 두께가 얇아지게 된다. 무선 통신 단말기에 사용되는 안테나 부품의 슬림화가 가능해지며, 무선 통신 단말기 내부의 부품 실장의 자유도가 높아지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 안테나 패턴(222)은 0.03 내지 0.12 mm의 두께로 제조될 수 있다. 상기 안테나 패턴(222)의 두께가 0.03 mm 미만인 경우 안테나의 임피던스 값이 커져 수신 효율이 떨어질 수 있고, 0.12 mm를 초과하는 경우 무선 통신 단말기(100)의 두께를 지나치게 두꺼워져 소형화에 적합하지 않기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 안테나 패턴(222)은 송신 및 수신된 신호를 입력 및 출력하는 제1 연결단자(231) 및 제2 연결단자(233)을 포함할 수 있다.
도 2는 보호시트(224)에 의해 안테나 패턴(222)이 덮여 있는 상태의 무선 통신 단말기(100)의 내부 사시도를 나타내고, 도 3은 안테나 패턴(222)을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 보호시트(224)를 생략하고 도시였다. 그리고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 다른 제1 및 제2 연결단자의 구성 및 배치를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 안테나 패턴(222)은 평면 코일(230) 및 신호를 송신 및 수신하는 제1 및 제2 연결단자를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 연결단자는 신호 전송 회로 기판(미도시)에 연결될 수 있다. 신호 전송 회로 기판에는 신호를 송신 또는 수신하기 위한 회로소자들이 실장 되며, 제1 및 제2 연결단자에 전기적으로 연결되는 접속단자가 형성될 수 있다.
안테나 패턴(222)은 신호를 송수신하도록 형성된 사각형 형상의 평면 코일(230)로 구성될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 환상의 평면 코일로 구성될 수도 있다.
도 3, 도 5a 및 도 5f를 참조하면, 제1 및 제2 연결단자(231, 233)는 상기 평면 코일(230)의 양끝단부에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 패턴(222)을 나타내는 도 5b, 도 5c, 도 5d 및 도 5e를 참조하면, 안테나 패턴(222)은 평면 코일(230) 및 상기 평면 코일(230)의 일 단부에 형성된 제1 연결단자(231)와 상기 평면 코일을 가로질러 제1 연결단자(231)와 동일한 면으로 인출되도록 형성된 제2 연결단자(235)를 포함할 수 있다.
이 경우 신호 전송 회로 기판에 제1 및 제2 연결단자에 대응하는 접속단자들을 인접한 곳에 배치할 수 있다. 그에 따라 신호 전송 회로 기판의 접속단자를 배치하기가 용이해진다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 보호 시트(224)는 케이스 프레임(120)의 안테나 패턴(222)이 탑재된 홈부(H)를 덮도록 형성되며, 내부에 탑재 안테나 패턴(222)을 보호하는 역할을 한다.
도 5a 내지 도 5f를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 보호 시트(224)에는 안테나 패턴(222)의 제1 및 제2 연결 단자들을 노출시키는 오픈 영역이 형성될 수 있다.
상기 오픈 영역을 통하여 안테나 패턴(222)은 저주파 안테나 모듈의 외부에 형성된 신호 전송 회로 기판(미도시)에 연결될 수 있다.
도 5a 및 도 5c를 참조하면, 상기 오픈 영역의 경우 제1 및 제2 연결 단자에 대응하는 영역에 형성된 제1 오픈부(O1) 및 제2 오픈부(O2, O3)를 포함할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 본원 발명의 일 실시예에 따른 오픈 영역은 평면 코일의 양끝단에 형성된 제1 연결단자(231) 및 제2 연결단자(233)에 대응하는 영역의 보호시트(224)가 개방된 제1 오픈부(O1) 및 제2 오픈부(O2)로 구성될 수 있다.
도 5c를 참조하면, 본원 발명의 다른 실시예에 따른 오픈 영역은 평면 코일의 동일 측면으로 인출된 제1 및 제2 연결단자(231, 235)에 대응하는 영역의 보호시트(224)가 제거되어 형성된 제1 및 제2 연결단자를 각각 노출시키도록 형성된 제1 오픈부(O1) 및 제2 오픈부(O3)로 구성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 본원 발명의 또 다른 실시예에 따르면 제1 및 제2 연결단자(231, 235)에 대응하는 영역의 보호시트(224)가 제거되어 제1 및 제2 연결단자를 모두 노출시키도록 형성된 제3 오픈부(O4)로 구성될 수 있다.
도 5d 및 도 5f를 참조하면, 평면 코일의 동일측면으로 인출된 제1 및 제2 연결단자(231, 235)를 포함하는 경우, 보호시트(224')는 제1 및 제2 연결단자(231, 235)를 제외한 안테나 패턴의 평면 코일 부분(230)만을 덮도록 형성될 수 있다. 그에 따라 별도의 오픈 영역을 포함하지 않고도 제1 및 제2 연결단자를 노출시킬 수 있다.
도 6a 내지 도 6e를 참조하면 안테나 패턴(222)은 다양한 방식으로 케이스 프레임(120)에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 안테나 패턴(222)은 초음파 접합, 열경화성 테이프 접합 또는 접착제를 사용하여 접합될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈은 케이스 프레임(120)의 홈부에 안테나 패턴(222)이 탑재된 상태로 제공될 수 있다.
상기 안테나 패턴(222)은 홈부에 탑재된 후 보호시트(224)로 덮여 케이스 프레임(120)의 내부 표면은 평탄한 표면을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 별도의 접착제를 사용하지 않고, 일 예로 초음파 용접을 통하여 안테나 패턴(222), 보호시트(224) 및 케이스 프레임(120)을 고정시킬 수 있다. 이 경우 초음파 용접을 적용하기 때문에 강한 접착력을 확보하면서도, 별도의 접착층이 포함되지 않기 때문에 케이스 프레임(120)에서 안테나 패턴(222)이 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.
도 6b 내지 도 6d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈은 케이스 프레임(120)의 홈부에 안테나 패턴(222)을 탑재할 수 있으며, 안테나 패턴(222)을 덮도록 보호시트(224)가 형성될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기 안테나 패턴(222)과 보호 시트(224) 사이에 제1 접착층(251)이 배치될 수 있고, 도 6c를 참조하면, 안테나 패턴(222)과 케이스 프레임(120) 사이에 제2 접착층(253)이 배치될 수도 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 도 6d를 참조하면, 안테나 패턴(222)과 보호시트(224) 사이와 안테나 패턴(222)과 케이스 프레임(120) 사이에 제1 및 제2 접착층(251, 253)이 모두 배치될 수도 있다.
제1 접착층(251) 또는 제2 접착층(253)은 일 예로 열경화성 테이프 접착성 테이프 또는 접착제로 구성될 수 있으며 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 방식으로 접합될 수 있다.
도 6e를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 상기 안테나 패턴(222)과 보호시트(224) 사이에 자성체 시트(260)가 배치될 수 있다.
자성체 시트(260)는 안테나 패턴(222) 위에 배치되어, 저주파 대역에서의 안테나 성능을 향상시킬 수 있고, 세트 장비 동작 시 발생하는 노이즈, 전자파 차폐 등을 효율적으로 수행하게 할 수 있다.
이에 제한되는 것은 아니나, 상기 자성체 시트(260)로 자성체 성분을 포함하는 물질이 사용될 수 있으며 일 예로 페라이트 시트(ferrite sheet)가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 안테나 패턴(222)을 보호하기 위하여 니켈 및 금 중 하나 이상을 포함하는 도금층(미도시)이 형성될 수 있다. 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 안테나 패턴(222)을 보호하기 위해 도금 방식으로 적용되는 당업계에 공지된 다양한 도금층이 적용될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3의 선 X-X'를 따라 절단한 단면에서 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈을 바라본 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈의 제조 방법을 나타내는 공정 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 제조 방법은 무선통신 단말기에 탑재되어 10㎑ 내지 100㎒의 주파수 대역의 신호를 송수신하는 안테나 패턴에 대응하는 형상의 홈부가 형성된 케이스 프레임을 마련하는 단계; 케이스 프레임의 홈부에 프레스 가공, 에칭 가공 및 와이어 커팅 가공 중 어느 하나의 방법으로 제조된 안테나 패턴을 탑재하는 단계; 및 안테나 패턴을 보호시트로 덮는 단계;를 포함할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 안테나 패턴에 대응하는 형상을 갖는 홈부(H)가 형성된 케이스 프레임(120)을 마련한다.
상기 홈부(H)는 케이스 프레임(120) 내부에 안테나 패턴에 대응하는 형상을 갖도록 형성된다. 상기 케이스 프레임(120)은 무선 통신 단말기(100)의 부품들을 수용하여 외부로부터 보호하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 케이스 프레임(120)은 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS: acrylonitrile butadiene styrene) 및 폴리머 플라스틱 중 하나 이상의 재질로 형성될 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4b를 참조하면, 케이스 프레임(120)의 홈부(H)에 안테나 패턴(222)을 탑재한다. 상기 안테나 패턴(222)은 전기적 신호를 송신 또는 수신하는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 안테나 패턴(222)은 전기 전도성이 우수한 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나 스테인리스 스틸(SUS) 또는 구리(Cu)를 포함하는 벌크 금속이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 패턴은 벌크 금속을 직접 가공하는 방식으로 제조될 수 있다. 벌크 금속을 기판 형성하지 않고 직접 가공하기 때문에 제조 방법이 간단하며, 제조 비용이 저렴해진다. 별도의 기판이 부가되지 않기 때문에 안테나 패턴을 얇게 제조하는 것이 가능해 진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 스테인리스 또는 구리와 같은 벌크 금속을 프레스 장치를 이용하여 타발하는 방식으로 안테나 패턴을 제조할 수 있다. 타발 공정을 통하여 프레스 금형 중 원하는 영역을 제외한 부분을 제거하여 원하는 형상의 안테나 패턴을 포함하도록 절단할 수 있다. 그에 따라 간단한 방법으로 안테나 모듈을 제조할 수 있고, 안테나 패턴의 두께 조절이 쉬워 진다.
반드시 이에 제한되는 것은 아니며 벌크 금속을 화학적 에칭 방식 또는 와이어 커팅 방식으로 제조하여 안테나 패턴을 구현할 수도 있다.
도 5c를 참조하면, 홈부(H)에 안테나 패턴(222)을 탑재한 뒤에 안테나 패턴(222)을 보호시트(224)로 덮을 수 있다. 상기 보호시트(224)는 내부에 형성된 안테나 패턴을 보호하는 역할을 한다.
상기 보호시트(224)가 케이스 프레임(120) 내부에 탑재된 안테나 패턴을 덮도록 형성됨으로써 내부에 형성된 안테나 패턴을 보호하면서, 케이스의 표면을 매끄럽게 하여 자유로운 내부 공간을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 안테나 패턴(222)은 케이스 프레임(120) 또는 보호시트(224)에 초음파 접합, 열경화성 테이프 접합 및 접착제 접합으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 방법으로 접합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈을 제조함에 있어, 벌크 금속을 직접 가공하는 방식으로 안테나 패턴을 제조할 수 있다. 그에 따라 종래 기판에 안테나 패턴을 구현하는 방식에 비하여 제조 방법이 간단해 질 수 있으며, 제조 비용이 저렴해 질 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면 벌크 금속이 직접 가공된 안테나 패턴을 케이스 프레임에 부착하는 방식으로 무선 통신 단말기에 적용되므로, 안테나 패턴의 실장 및 탑재가 간단하고 쉬어 지게 된다. 그에 따라 무선 통신 단말기의 제조 시간이 단축될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈의 제조 방법에 따르면 안테나 패턴은 부착 테이프 등에 의해 부착된 상태로 제공되므로 안테나 패턴은 운반 및 이동시 그 형상이 보존되므로 안테나 패턴 형상의 정밀도 및 정확도가 높아져, 제품의 신뢰도가 향상될 수 있다.
120: 케이스 프레임
222: 안테나 패턴
H: 홈부
224: 보호시트
230: 평면 코일
231: 제1 연결단자
233, 235: 제2 연결단자
O1: 제1 오픈부
O2, O3: 제2 오픈부
O4: 제3 오픈부
251, 253: 제1 및 제2 접착층

Claims (21)

  1. 무선통신 단말기에 탑재되어 10 ㎑ 내지 100 ㎒ 대역의 신호를 송수신하며, 벌크 금속이 가공되어 형성되는 안테나 패턴;
    상기 안테나 패턴에 대응하는 형상의 홈부가 형성되고, 상기 홈부에 안테나 패턴이 탑재되는 케이스 프레임; 및
    상기 케이스 프레임에 탑재된 상기 안테나 패턴을 덮는 보호시트;
    를 포함하는 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선통신 단말기는 50 ㎑ 내지 200 ㎒ 대역의 저주파 대역의 신호를 송수신하는 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 프레임은 무선 통신 단말기 케이스 프레임 또는 배터리 케이스 프레임인 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 스테인리스 스틸(SUS) 또는 구리(Cu)를 포함하는 벌크 금속이 가공되어 형성된 저주파 안테나 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 패턴의 두께는 0.03 내지 0.12 mm 두께를 갖는 저주파 안테나 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 패턴과 보호 시트 사이에 자성체 시트를 더 포함하는 저주파 안테나 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 패턴과 상기 보호시트 사이, 상기 안테나 패턴과 상기 케이스 프레임 사이 또는 모두에 접착층이 형성되는 저주파 안테나 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 패턴과 상기 보호시트 또는 상기 케이스 프레임은 초음파 접합으로 접합되는 저주파 안테나 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 접착층은 열경화성 테이프 또는 접착제로 형성되는 저주파 안테나 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은, 평면 코일 및 신호를 입력 및 출력하는 제1 및 제2 연결단자를 포함하는 저주파 안테나 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결단자는 상기 평면 코일의 양끝단부에 형성되는 저주파 안테나 모듈.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연결단자 중 어느 하나는 상기 평면 코일의 일단부에 형성되고, 상기 제1 및 제2 연결단자 중 다른 하나는 상기 평면 코일을 가로지르도록 형성되어, 상기 제1 및 제2 연결단자는 동일한 면으로 인출되는 저주파 안테나 모듈.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 보호시트는 상기 제1 및 제2 연결단자에 대응하는 부분이 개방되어 상기 제1 및 제2 연결단자를 각각 노출시키는 제1 오픈부 및 제2 오픈부를 포함하는 저주파 안테나 모듈.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 보호시트는 상기 제1 및 제2 연결단자에 대응하는 부분이 개방되어 상기 제1 및 제2 연결단자를 모두 노출시키는 제3 오픈부를 포함하는 저주파 안테나 모듈.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 보호시트는 상기 평면 코일만을 덮도록 형성된 저주파 안테나 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 패턴에는 니켈 및 금 중 하나 이상을 포함하는 도금층이 형성된 저주파 안테나 모듈.
  17. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈; 및
    상기 저주파 안테나 모듈에서 송신 및 수신된 신호를 처리하는 신호 전송 회로 기판;
    을 포함하는 무선 통신 단말기.
  18. 무선통신 단말기에 탑재되어 10 ㎑ 내지 100 ㎒ 의 주파수 대역의 신호를 송수신하는 안테나 패턴에 대응하는 형상의 홈부가 형성된 케이스 프레임을 마련하는 단계;
    상기 케이스 프레임의 홈부에 벌크(bulk) 금속을 프레스 가공, 에칭 가공 및 와이어 커팅 가공 중 어느 하나의 방법으로 가공하여 형성된 안테나 패턴을 탑재하는 단계; 및
    상기 안테나 패턴을 보호시트로 덮는 단계;
    를 포함하는 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 보호시트로 덮는 단계 전에,
    상기 안테나 패턴을 자성체 시트로 덮는 단계를 더 포함하는 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 안테나 패턴을 보호하기 위해 니켈 및 금 중 하나 이상을 포함하는 물질로 상기 안테나 패턴 표면을 도금하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 제조 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 안테나 패턴을 상기 케이스 프레임 또는 상기 보호시트와 초음파 접합, 열경화성 테이프 접합 및 접착제 접합으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 방법으로 접합하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 단말기용 저주파 안테나 모듈 제조 방법.
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