KR20130115192A - 안테나 일체형 모바일 기기 케이스 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나 일체형 모바일 기기 케이스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 안테나 일체형 모바일 기기 케이스는 적어도 한 층의 비도전성 섬유로 된 원단편(原鍛片)과, 원단편에 위치하는 적어도 하나의 안테나와, 원단편의 소정 위치에 안테나를 고정시킴과 동시에 원단편의 내외부로 침투되어 원단편 및 안테나와 일체화되어 있는 성형 수지부로 구성되며, 본 발명에 따른 안테나 일체형 모바일 기기 케이스 및 그 제조방법에 의하면, 흑백 또는 칼라 원단편의 질감 및 패턴의 구현이 자유로우므로 높은 디자인 자유도를 가지며, 2차원 및/또는 3차원 형상을 가질 수 있는 적어도 하나의 안테나를 필요에 따라 선택적으로 흑백 또는 칼라 원단편의 표층부나 중층부 또는 저층부, 또는 이들의 혼합 개소에 용이하게 위치시킬 수가 있고, 케이스의 박형화(薄形化)에도 불구하고 충분히 만족스러운 정도의 내충격성 및 강도, 그리고 경량성과, 우수한 경제성을 지님과 아울러, 필요에 따라 선택적으로 모바일 기기의 RF(Radio Frequency) 특성 저하를 최소화할 수가 있다.

Description

안테나 일체형 모바일 기기 케이스 및 그 제조방법 {CASE FOR MOBILE DEVICE HAVING INTEGRALLY FORMING ANTENNA AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 안테나 일체형 모바일 기기 케이스 및 그 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 적어도 한 층의 비전도성 섬유로 된 직조(fabric) 또는 부직(non-fabric)의 흑백 또는 칼라 원단편(原鍛片)의 표층, 저층, 또는 중간층에 특정한 형상 및 치수로 가공된 2차원 및/또는 3차원의 적어도 하나의 안테나를 위치시킨 후 수지 이송 몰딩(RTM: resin transfer molding)하거나, 또는 수지 이송 몰딩에 의한 안테나 캐리어(carrier)를 이용한 인서트 몰딩(insert molding)에 의해 안테나가 케이스와 일체로 형성(integrally forming)되는 모바일 기기 케이스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 흑백 또는 칼라 원단편의 질감 및 패턴을 그대로 구현하면서 케이싱화하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 필요하다면 상기한 원단편에 비도전성 안료 또는 대전 방지제를 사용함으로써 RF(Radio Frequency) 특성에 영향이 없도록 하는 것도 가능하며, 고광택을 얻기 위한 별도의 버핑(연마) 공정과 같은 후처리 공정 없이도 고광택화가 가능하며 박형화 및 만족스러운 정도의 내충격성 부여가 가능하고, 필요하다면 선택적으로 표면 처리 가공을 더욱 수행할 수도 있다.

스마트 폰, 태블릿 PC 등과 같은 모바일기기는 우수한 이동성(Mobility), 처리 역량(Processing) 및, 제어(Control) 특성을 가지므로 언제 어디서나 원하는 자세에서 다양한 영상물 및 애플리케이션을 이용할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

오늘날 대부분의 모바일 기기에는 상기한 장점에 더하여 무선 랜(Wireless LAN) 접속 기능이 내장되는 등 무선 정보통신기능이 탑재되고 있으나, 소화면(小畵面)이라는 약점의 극복 및 유선 네트워크 수준의 안정적인 무선 네트워크 역량의 확보가 중요한 문제로 대두되고 있다.

따라서 이러한 모바일 기기의 소화면 약점을 극복하기 위하여, 가요성(可撓性: flexible) 디스플레이가 적용된 태블릿 PC, 또는 빔 프로젝터 기능을 가지는 스마트 폰, 또는 HMD(Head Mount Display)와 같은 새로운 개념의 기기가 등장하고 있다.

그러나 이러한 화면 기술의 진보에 선결되어야 할 과제는 대화면(大畵面)이 될수록 더 많은 양의 데이터를 실시간으로 신속하게 전송 및 수신해야 하며, 모바일 기기를 이용하여 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 방송이나 유튜브(You Tube) 동영상 등을 시청한다거나 동영상 파일과 같은 대용량 정보를 신속히 업로드하거나 다운로드 함에 있어서, 이들 기능을 가능하게 하는 가장 중요한 부품 중의 하나가 안테나이다.

종래 모바일 기기에 사용되는 안테나는 로드 타입 안테나 또는 헬리컬 타입 안테나와 같은 외장형으로부터 휴대 편의성 및 디자인 측면에서, 그리고 모바일 기기의 콤팩트화 추세에 부응하여 단말기 내부에 배치하는 내장형으로 발전되어 왔으며, 외장형은 휴대성에 악영향을 미치며 내충격성에 부분적으로 취약할 수 있다는 문제점이 있는 반면, 내장형은 휴대성 및 디자인성에는 유리하나 소형화에 장애가 되며 수신 감도가 저하될 염려가 있다는 문제점이 있다.

따라서 최근 들어 이러한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안테나를 모바일 기기의 케이스와 일체화시키기 위한 다양한 시도가 활발히 진행되고 있으며, 그 전형적인 예로서는 이하의 것들을 들 수가 있다.

먼저, 한국특허공개 10-2006-0065323호(2006.06.14. 공개)는 단말기 내부에 장착되던 안테나를 본체케이스의 내부에 매립함으로써, 상대적으로 단말기 내부의 다른 부품들의 장착 공간 확보에 유리한 내장형 안테나를 구비한 이동통신 단말기를 제안하고 있다.

그러나 상기한 종래 기술은 안테나를 케이스 내부에 매립한다는 언급만 있을 뿐 그 구체적인 수단에 대해서는 전혀 언급하고 있지 아니하다.

이어서 한국특허 제0945117호(2010.02.23일 등록)는 안테나 패턴부와 연결부를 가지는 방사체와, 상기한 방사체를 몰딩하여 형성되며 상기한 안테나 패턴부가 케이스 내에 매립되도록 하는 방사체 프레임과, 몰딩 시 상기 방사체가 방사체 프레임으로부터 들뜨지 않도록 잡아주기 위한 절곡 블레이드, 홀, 엠보, 또는 테이퍼형 절곡부 등으로 형성되는 접촉면 확장부로 구성되는 안테나 패턴 프레임 및 그 제조방법을 개시(開示)하고 있다.

그러나 언급된 종래 기술은 방사체 프레임의 몰딩 시 방사체가 금형 내에서 위치 변동되지 않도록 금형의 가이드핀 및 접촉핀과 접촉하는 가이드핀 홀 및 접촉핀 홀을 방사체에 형성하고 있으므로 방사체 프레임에 상기한 가이드핀 홀 및 접촉핀 홀 자국이 남으며, 상기한 방사체 프레임은 케이스 프레임의 저면에 단순 접착되거나 또는 상면의 상기한 핀 홀 자국을 메우기 위하여 다시 번거롭게 인서트 몰딩에 의해 이중 사출함으로써 케이스 프레임과 일체화된다.

또한 한국특허공개 2009-0019509호(2009.02.25. 공개) 및 그 분할출원인 한국특허공개 2009-0066257호(2009.06.23. 공개)는 케이스 전면의 표면에 밀착되는 방사부 및 그로부터 연장되는 단자부를 가지는 방사체와, 내부 접속편, 그리고 상기한 방사체 및 내부 접속편을 함께 덮고 있으며 노출된 수직 리브를 포함하는 몰딩 케이스부로 구성되는 전기적 접속 상태의 신뢰성을 높이기 위한 안테나 일체형 케이스 및 그 제조방법을 제안하고 있다.

상기한 종래기술은 전술한 종래기술에서 방사체 및/또는 방사체 프레임을 금형 내에서 위치 변동 없이 고정하기 위한 핀과 홀 구조를 채택함이 없이, 상부 금형 내측에 보호 필름을 밀착시키고 그 저면에 방사체를 위치시킨 다음, 하부 금형 내측에 복수개의 오목홈을 형성한 다음, 그 내부에 특정한 형사 구조의 탄성 내부 접속편을 위치시킴으로써 상기한 방사체를 금형 내에 고정시키는 방식을 채택하고 있으나, 오목홈 형성을 위한 금형의 복잡화는 물론, 보호 필름에 방사체(안테나)를 정밀하고 균일하게 접착시키는 공정이 결코 용이하지 않을 뿐만 아니라 주요한 불량의 원인으로 대두되어 경제성이 열등하며, 방사체 상에는 보호 필름만이 위치하므로 상대적으로 강도가 취약한 보호 필름의 파손은 기능상의 장애로 직결될 우려가 있음은 물론, 안테나가 보호 필름을 통하여 외부로 인지되므로 외관상 미려하지 못하다는 문제점이 있다.

더욱이, 전술한 종래 기술 모두는 유리 섬유와 같은 비도전성 섬유 직물이나 부직물을 이용하는 것이 결코 아니므로 흑백 또는 칼라 원단의 질감 및 패턴의 구현과는 거리가 멀 뿐만 아니라, 박형화에 따른 내충격성에 있어 충분히 만족스러운 것은 못되었고, 특히 안테나의 위치를 케이스의 표층부나 중층부 또는 저층부에 필요에 따라 임의로 구현할 수가 없음은 물론이다.

이외에도, 모바일 기기의 몸체 자체에 가요성 안테나를 접착제를 이용하여 직접 접착시키는 방법도 제안되어 있으나, 접착력 약화 시 안테나 기능의 신뢰성이 열등하게 된다는 문제점이 있음과 아울러, 외관 불량으로 인한 열등한 감성 품질을 나타낸다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 흑백 또는 칼라 원단편의 질감 및 패턴의 구현이 가능한 높은 디자인 자유도를 가지는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 안테나가 흑백 또는 칼라 원단편의 질감 및 패턴이 구현된 케이스의 표층부나 중층부 또는 저층부에 위치하는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 안테나가 2차원은 물론 3차원의 형상을 가질 수도 있는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 네 번째 목적은 두께 박형화(薄形化)에도 불구하고 충분히 만족스러운 정도의 내충격성 및 강도와 경량성을 지니는 모바일 기기 케이스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다섯 번째 목적은 높은 경제성을 지니는 모바일 기기 케이스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 여섯 번째 목적은 모바일 기기의 RF(Radio Frequency) 특성 저하를 최소화할 수 있는 효과적인 안테나 일체형 모바일 기기 케이스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일곱 번째 목적은 상기한 첫 번째 내지 다섯 번째 목적에 따른 모바일 기기 케이스를 경제적이고도 효과적으로 제조하기 위한 모바일 기기 케이스의 효율적인 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태(樣態:aspect)에 따르면, 적어도 한 층의 비전도성 섬유로 된 원단편(原鍛片)과; 상기한 원단편에 위치하는 적어도 하나의 안테나와; 상기한 원단편의 소정 위치에 상기한 안테나를 고정시킴과 동시에 상기한 원단편의 내부로 침투되어 상기한 원단편 및 안테나와 일체화되어 있는 성형 수지부로 구성되는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스가 제공된다.

상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 원단편이 적어도 두 층의 적층 구조를 가지는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스가 제공된다.

상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 안테나가 원단편의 상면, 저면, 중간층, 또는 이들의 임의의 혼합 개소에 위치하는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스가 제공된다.

상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 적어도 하나의 안테나가 2차원 및/또는 3차원 형상을 가지는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스가 제공된다.

상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 성형 수지부의 외표면에 표면 보호 코팅층을 가지는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스가 제공된다.

상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 비전도성 섬유가 비도전성 안료 또는 대전 방지제를 포함하는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스가 제공된다.

상기한 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 적어도 한 층의 비전도성 섬유로 된 원단편(原鍛片)과; 상기한 원단편에 위치하는 적어도 하나의 안테나와; 상기한 원단편의 소정 위치에 상기한 안테나를 고정시킴과 동시에 상기한 원단편의 내부로 침투되어 상기한 원단편 및 안테나와 일체화되어 있는 성형 수지부로 구성되는 캐리어(carrier)를 포함하는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스가 제공된다.

상기한 본 발명의 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, (A) 복수의 푸시 핀 및 가이드 핀을 가지는 안테나 조립 지그 상에 상기한 복수의 푸시 핀 및 가이드 핀에 대응하는 위치에 홀이 형성된 상부 코어 지그를 안착시키는 단계, (B) 상기한 안테나 조립 지그의 가이드 핀을 이용하여 적어도 한 층의 비전도성 섬유로 된 원단편(原鍛片)을 위치시키는 단계, (C) 상기한 원단편의 소정 개소에 상기한 가이드 핀을 이용하여 적어도 하나의 안테나를 위치시키는 단계; (D) 상기한 원단편 및 안테나가 고정된 상부 코어 지그 상에 하부 코어를 위치시킴으로써, 상기한 하부 코어에 의해 상부 코어 지그는 위치 변동 없이 안테나 조립 지그만을 푸시 핀의 후퇴에 의해 상기한 가이드 핀과 함께 후퇴시킴으로써 형합을 완료되고, 형합력에 의해 상기한 원단편 및 안테나를 상하부 코어 내에 원위치 고정시키는 단계, (E) 이어서 수지 이송 몰딩(RTM: resin transfer molding)하는 단계로 구성되는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스의 제조방법이 제공된다.

상기한 본 발명의 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 일 양태에 따르면, (A) 복수의 푸시 핀 및 가이드 핀을 가지는 안테나 조립 지그 상에 상기한 복수의 푸시 핀 및 가이드 핀에 대응하는 위치에 홀이 형성된 상부 코어 지그를 안착시키는 단계, (B) 상기한 안테나 조립 지그의 가이드 핀을 이용하여 적어도 한 층의 비전도성 섬유로 된 원단편(原鍛片)을 위치시키는 단계, (C) 상기한 원단편의 소정 개소에 상기한 가이드 핀을 이용하여 적어도 하나의 안테나를 위치시키는 단계; (D) 상기한 원단편 및 안테나가 고정된 상부 코어 지그 상에 하부 코어를 위치시킴으로써, 상기한 하부 코어에 의해 상부 코어 지그는 위치 변동 없이 유지되는 반면 안테나 조립 지그는 푸시 핀의 후퇴에 의해 상기한 가이드 핀과 함께 후퇴됨으로써 형합이 완료되고, 형합력에 의해 상기한 원단편 및 안테나를 상하부 코어 내에 원위치시키는 단계, (E) 수지 이송 몰딩(RTM: resin transfer molding)에 의하여 안테나 캐리어를 형성시키는 단계; (F) 상기한 안테나 캐리어를 인서트 몰딩(insert molding)하는 단계로 구성되는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스의 제조방법이 제공된다.

상기한 본 발명의 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 원단편이 적어도 두 층의 직조(fabric) 또는 부직(non-fabric)의 비도전성 섬유로 된 적층 구조를 가지며, 상기한 안테나를 원단편의 상면, 저면, 중간층, 또는 이들의 임의의 혼합 개소에 위치시키는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스의 제조방법이 제공된다.

상기한 본 발명의 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 캐리어를 사용하는 양태에 있어서 캐리어를 포함하는 표면에 안테나 차폐용 유색 코팅층 또는 상도층(上塗層)을 형성시키는 단계를 더욱 수행하는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스의 제조방법이 제공된다.

상기한 본 발명의 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 (E) 수지 이송 몰딩 단계가 (E1) 최대 5분의 용융 수지 진공 주입 단계와, (E2) 최대 10분의 금형 급가열 단계와, (E3) 10~20분의 경화 컨베이어 상에서의 경화 단계와, (E4) 최대 5분의 급냉 단계와, (E5) 이형 및 성형품 취출(取出) 단계로 구성되며, 상기한 (E1) 내지 (E5)가 자동 이송 공정으로 수행되는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스의 제조방법이 제공된다.

상기한 본 발명의 일곱 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 (E) 수지 이송 몰딩 단계가 (E1) 최대 5분의 용융 수지 진공 주입 단계와, (E2) 최대 25분의 금형 급가열 단계와, (E3) 최대 5분의 급냉 단계와, (E4) 이형 및 성형품 취출(取出) 단계로 구성되며, 상기한 (E1) 내지 (E4)가 자동 이송 공정으로 수행되는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스의 제조방법이 제공된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 안테나 일체형 모바일 기기 케이스 및 그 제조방법에 의하면, 흑백 또는 칼라 원단편의 질감 및 패턴의 구현이 자유로우므로 높은 디자인 자유도를 가지며, 2차원은 물론 3차원, 또는 2차원 및 3차원의 형상을 가질 수도 있는 적어도 하나의 안테나를 필요에 따라 선택적으로 흑백 또는 칼라 원단편의 표층부나 중층부 또는 저층부, 또는 이들의 혼합 개소에 위치시킬 수가 있고, 케이스의 박형화(薄形化)에도 불구하고 충분히 만족스러운 정도의 내충격성 및 강도, 그리고 경량성과, 우수한 경제성을 지님과 아울러, 필요에 따라 선택적으로 모바일 기기의 RF(Radio Frequency) 특성 저하를 최소화할 수가 있다.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 수지 이송 몰딩에 의해 제조되는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)에 대한 사시도 및 사시 사진이다.
도 2는 도 1a의 사시도에 나타낸 안테나 일체형 모바일 기기 케이스 의 원단편(原鍛片)으로부터 발현되는 질감 및 패턴을 나타내는 확대도이다.
도 3a 내지 도 3d는 각각 안테나가 원단편의 표층부(상면), 중간층, 중간층, 저층부(저면)에 위치하는 예를 나타내는 모식 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 바람직한 일구체예에 따른 안테나 일체형 모바일 기기 케이스에 대한 것으로서, 도 4a는 안테나 일체형 캐리어의 평면도이고, 도 4b는 상기한 캐리어를 인서트 몰딩에 의해 일체화시킨 안테나 일체형 모바일 기기 케이스의 평면도이며, 도 4c는 안테나 은폐를 위한 유색 도장 후처리 상태의 안테나 일체형 모바일 기기 케이스의 평면도이고, 도 4d는 3차원 형상의 안테나 적용예를 나타내는 예시 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 도 1a 및 도 1b의 안테나 일체형 모바일 기기 케이스를 수지 이송 몰딩에 의해 제조하기 위한 금형 및 지그의 조립 분해 설명도이다.
도 6a 내지 도 6e는 각각 도 5의 금형 및 지그의 조립 순서도이며, 도 6f는 도 6e의 배면 상태 설명도이다.

먼저 본 발명의 명세서 전반을 통하여 사용되는 "모바일 기기(mobile device)"란 용어는 휴대폰(Cellular Phone), MP3(MPEG(Moving Pictures Experts Group)-1 Audio Layer-3), PMP(Portable Media Player), PDA(Personal Digital Assistant), 랩톱(laptop) 노트북, 미니 노트북, UMPC(Ultra-mobile Personal Computer), 타블랫 PC, 스마트폰(smart phone), 차량 거치용 네비게이션(Navigation), 휴대용 게임기기(Play Station Portable), 전자사전 등 휴대 가능하고 정보의 업로드 및/또는 다운로드가 가능한 모든 전자기기를 지칭한다.

이하, 본 발명에 관하여 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 수지 이송 몰딩에 의해 제조되는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)에 대한 사시도 및 사시 사진이며, 도 2는 도 1a의 사시도에 나타낸 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)의 원단편(原鍛片)(2)으로부터 발현되는 질감 및 패턴을 나타내는 확대도이고, 도 3a 내지 도 3d는 각각 안테나(3)가 원단편(2)의 표층부, 중간층, 중간층, 저층부에 위치하는 예를 나타내는 모식 단면도로서, 설명의 편의상 함께 언급하기로 한다.

본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 수지 이송 몰딩(RTM: Resin Transfer Molding)에 의해 제조되는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)는 적어도 한 층의 비전도성 섬유로 된 원단편(原鍛片)(2)과, 상기한 원단편(2)에 위치하는 적어도 하나의 안테나(3)와, 상기한 원단편(2)의 소정 위치에 상기한 안테나(3)를 고정시킴과 동시에 상기한 원단편(2)의 내외부로 침투되어 상기한 원단편(2) 및 안테나(3)와 일체화되어 있는 성형 수지부(4)로 구성된다.

여기서, 상기한 원단편(2)은 단일층 또는 둘 또는 셋 이상의 층으로 구성될 수 있으며, 상기한 층을 이루는 원단편(2)은 고유한 패턴 및 질감을 가지는 직조(fabric) 또는 부직(non-fabric)의 비전도성 섬유일 수 있으며, 필요에 따라 선택적으로는 서로 다른 종류의 비전도성 섬유 원단편층이 임의의 구조로 적층된 형태일 수 있다.

상기한 비도전성 섬유로서는 유리 섬유와 같은 무기계 섬유, 면섬유나 마섬유와 같은 천연 섬유, 레이온이나 아세테이트 섬유와 같은 재생 섬유, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리우레탄과 같은 합성섬유를 들 수 있으나, 바람직하게는 내열성이 우수한 무기계 섬유 또는 면섬유이며, 가장 적합하게는 유리 섬유일 수 있다.

한편, 상기한 안테나(3)는 하나 이상으로 형성되어 원단편(2)의 서로 다른 개소에 위치될 수 있으며, 상기한 안테나(3)는 원단편(2)의 상면, 저면, 중간층, 또는 이들의 임의의 혼합 개소(즉 표층부와 중간층, 또는 표층부와 저층부, 또는 중간층과 저층부, 또는 표층부와 중간층과 저층부)에 위치할 수도 있다.

또한 상기한 안테나(3)는 2차원 또는 3차원 형상이거나, 또는 어느 것은 2차원의 형상으로 또 어느 것은 3차원의 형상을 가지는 것들의 조합일 수도 있음은 물론이다.

도 3a 내지 도 3d의 예시 모식도로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)에 있어서는 필요에 따라 임의 선택적으로 안테나(3)를 원단편(2)의 단면 중 적절한 위치에 위치시킬 수가 있다.

구체적으로는, 도 3a에 있어서는 원단편(2)이 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)의 두개 층의 적층 구조로 형성되어 있는 경우를 나타내고 있으며, 적어도 하나 이상의 안테나(3)는 제1 원단편(2a)의 상면에 위치하고 있는 경우를 나타내고 있으며, 여기서 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)과 적어도 하나 이상의 안테나(3)는 수지 성형부(4)에 의해 일체로 경화되어 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)를 형성한다.

따라서 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)의 전면에 안테나(3)가 위치하게 되므로 RF(무선 주파수) 특성 면에서 가장 유리하기는 하지만 안테나(3)가 위치하는 개소의 원단편(2)이 보유하는 질감 및 패턴은 안테나(3)에 의해 은폐된다.

상기한 수지 성형부(4)는 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b) 각각의 원단 매트릭스(matrix) 내부는 물론, 이들 사이의 접촉 틈새와 안테나(3)와의 접촉 틈새를 채움과 아울러, 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)과 안테나(3) 전체의 외표면을 평활하고 균질하게 에워싸며, 상기한 안테나(3)가 존재하는 표면과 존재하지 않는 표면 사이에 단차는 존재하지 않는다.

또한 상기한 성형 수지부(4)는 필요에 따른 적절한 수지, 예컨대, 에폭시(epoxy), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 아크릴(acryl), 폴리에스테르(polyester), 폴리메칠펜텐(polymethyl pentene), 폴리에테르 설폰(polyether sulfon), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacylate), 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 아크릴 아크릴레이트(acryl acrylate)와 같은 투명 수지로 형성될 수 있으며, 가장 일반적인 것은 에폭시 수지이나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기한 원단편(2)이 안테나(3)의 RF 특성 저하 방지 내지 저감을 위한 비도전성 안료 또는 대전 방지제가 포함된 것일 수 있으며, 이러한 비도전성 안료 및 대전 방지제는 당업계 공지이므로 이에 대한 부연 설명은 생략하기로 하며, 수지 성형부(4)는 수지의 점도가 낮고 유동성이 좋은 수지가 적합하다.

도면 중 미설명 부호 5는 선택적 구성요소로서의 표면 코팅층으로서, 예컨대 내스크래치성이 우수한 UV 경화형 투명 하드 코팅층 또는 유색 도료층 또는 대전 방지층 등일 수 있다.

한편, 도 3b에 있어서는 원단편(2)이 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)과 제3 원단편(2c)의 3개 층의 적층 구조로 형성되어 있는 경우를 나타내고 있으며, 적어도 하나 이상의 안테나(3)는 제1 원단편(2a)과 제2 원단편(2b) 사이의 중간층에 위치하고 상기한 제1 원단편(2a) 상에 다시 제3 원단편(2c)이 위치하는 경우를 나타내고 있으며, 여기서 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)과 제3 원단편(2c), 그리고 적어도 하나 이상의 안테나(3)는 수지 성형부(4)에 의해 일체로 경화되어 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)를 형성한다.

상기한 수지 성형부(4)는 상기한 제1 원단편(2a), 제2 원단편(2b) 및, 제3 원단편(2c) 각각의 원단 매트릭스(matrix) 내부는 물론, 이들 사이의 접촉 틈새와 안테나(3)와의 접촉 틈새를 채움과 아울러, 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)과 안테나(3) 전체의 외표면을 평활하고 균질하게 에워싸는 형태로 형성된다.

따라서 도시된 예에서는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)의 중간층에 안테나(3)가 위치하게 되므로 다소간 RF(무선 주파수) 특성은 저하될 수 있지만 제3 원단편(2c)이 보유하는 질감 및 패턴은 안테나(3)에 의해 은폐되지 않으므로 원단편(2)에 의한 질감 및 패턴의 자유로운 구현이 가능하다.

그 외의 사항은 전술한 도 3a의 경우와 실질적으로 동일하다.

이어서, 도 3c에 있어서는 원단편(2)이 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)의 2개 층의 적층 구조로 형성되어 있는 경우를 나타내고 있으며, 적어도 하나 이상의 안테나(3)는 제1 원단편(2a)과 제2 원단편(2b) 사이의 중간층에 위치하나, 제3 원단편(2c)은 존재하지 않는 경우를 나타내고 있으며, 여기서 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b), 그리고 적어도 하나 이상의 안테나(3)는 수지 성형부(4)에 의해 일체로 경화되어 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)를 형성한다.

상기한 수지 성형부(4)는 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b) 각각의 원단 매트릭스(matrix) 내부는 물론, 이들 사이의 접촉 틈새와 안테나(3)와의 접촉 틈새를 채움과 아울러, 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)과 안테나(3) 전체의 외표면을 평활하고 균질하게 에워싸는 형태로 형성되며, 나머지 사항은 도 3b에서 언급한 바와 본질적으로 동일하다.

또한 도 3d 있어서도 원단편(2)이 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)의 2개 층의 적층 구조로 형성되어 있는 경우를 나타내고 있으며, 적어도 하나 이상의 안테나(3)는 제2 원단편(2b)의 저면, 즉 저층부에 위치하는 경우를 나타내고 있으며, 여기서 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b), 그리고 적어도 하나 이상의 안테나(3)는 수지 성형부(4)에 의해 일체로 경화되어 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)를 형성한다.

상기한 수지 성형부(4)는 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b) 각각의 원단 매트릭스(matrix) 내부는 물론, 이들 사이의 접촉 틈새와 안테나(3)와의 접촉 틈새를 채움과 아울러, 상기한 제1 원단편(2a) 및 제2 원단편(2b)과 안테나(3) 전체의 외표면을 평활하고 균질하게 에워싸는 형태로 형성된다.

도 3d의 경우에 있어서는, 안테나(3)가 저층부에 위치하므로 RF 특성이 상대적으로 가장 저하될 수 있으나 종래의 경우에서와 같이 PCB(Printed Circuit Board) 상에 안테나가 형성되는 경우와 동등한 RF 특성을 가짐은 물론이고, 이 경우에도 전면의 제1 원단편(2a)의 질감 및 패턴의 구현이 자유롭다는 장점을 가지며, 나머지 사항은 도 3c에서 언급한 바와 본질적으로 동일하다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 바람직한 일구체예에 따른 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1a)에 대한 것으로서, 도 4a는 안테나 일체형 캐리어(100)의 평면도이고, 도 4b는 상기한 캐리어(100)를 인서트 몰딩에 의해 일체화시킨 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1a)의 평면도이며, 도 4c는 안테나(3) 은폐를 위한 유색 도장 후처리 상태의 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1a)의 평면도이고, 도 4d는 3차원 형상의 안테나(3) 적용예를 나타내는 예시 사진으로서 편의상 함께 설명하기로 하며, 상기한 안테나(3)를 포함하는 캐리어(100)의 구조는 도 1 내지 도 3에서 언급한 바와 본질적으로 동일하므로 간략히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 캐리어(100)는 적어도 한 층의 비전도성 섬유로 된 원단편(原鍛片)(2), 상기한 원단편(2)에 위치하는 적어도 하나의 안테나(3)와, 상기한 원단편(2)의 소정 위치에 상기한 안테나(3)를 고정시킴과 동시에 상기한 원단편의 내외부로 침투되어 상기한 원단편(2) 및 안테나(3)와 일체화되어 있는 성형 수지부(4)로 구성된다.

상기한 캐리어(100)는 인서트 몰딩에 의하여 금형(미도시) 내에 미리 위치시킨 다음 몰딩시키는 것에 의하여 원단편(2)에 위치하는 안테나(3)를 포함하는 캐리어(100)가 원단편이 존재하지 않는 통상적인 수지 성형부(4)의 일부 영역에 일체적으로 위치하게 되며, 필요하다면 상기한 수지 성형부(4)와 캐리어(100) 사이의 이질적인 패턴 및 형태를 은폐 내지 보상하기 위하여 안테나(3) 또는 원단편(2)의 패턴 은폐를 위한 유색 코팅층 또는 상도층(上塗層)으로서의 표면 코팅층(5)을 형성하게 된다.

한편, 상기한 캐리어(100)는 원단편(2)과 수지 성형부(4)만을 일체화된 피스(piece)에 안테나(3)를 물리적으로 조립시킨 다음, 이를 이용하여 인서트 몰딩할 수도 있음은 물론이며, 이 경우에는 캐리어(100)가 모바일 기기의 배면판 외측에 위치하게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 캐리어(100)를 이용하는 것에 의하여 종래 곤란하였던 곡면 형상의 3차원 형상으로 된 안테나(3)의 적용이 가능하게 된다.

이어서, 본 발명의 제조방법에 관하여 도 5의 본 발명에 따른 도 1a 및 도 1b의 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1) 또는 도 4a의 캐리어(100)를 수지 이송 몰딩(RTM: Resin Transfer Molding)에 의하여 제조하기 위한 상하부 코어(상하부 금형) 및 지그의 조립 분해 설명도와, 도 6a 내지 도 6e의 조립순서도 및 도 6e의 배면 상태 설명도인 도 6f를 참조하여 설명하기로 하며, 편의상 함께 언급하기로 한다.

본 발명에 따른 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)는 하기의 단계에 의하여 제조된다.

(A) 상부 코어 지그(20) 안착 단계(도 6a 참조):

복수의 푸시 핀(12a) 및 가이드 핀(12b)을 가지는 안테나 조립 지그(10) 상에 상기한 복수의 푸시 핀(12a) 및 가이드 핀(12b)에 대응하는 위치에 홀(도면부호 미부여)이 형성된 상부 코어 지그(20)를 안착시킨다.

여기서, 상기한 안테나 조립 지그(10)는 프레임(13) 상에 놓여지는 고정 플레이트(11)와 복수의 푸시 핀(12a) 및 가이드 핀(12b)이 형성된 이동 플레이트(12)로 구성되며, 상기한 고정 플레이트(11)에는 상기한 복수의 푸시 핀(12a) 및 가이드 핀(12b)이 관통되는 홀(미도시)이 대응하는 위치에 형성된다.

따라서 안테나 조립 지그(10) 상에 상부 코어 지그(20)를 안착시키면, 상기한 이동 플레이트(12)에 형성된 복수의 푸시 핀(12a) 및 가이드 핀(12b)은 상기한 고정 플레이트(11)의 대응하는 위치에 형성된 홀(미도시)을 통하여 상기한 상부 코어 지그(20)의 푸시 핀 홀(21) 및 가이드 핀 홀(22)을 통하여 외표면으로 돌출된다.

(B) 원단편(原鍛片)(2) 위치 고정 단계(도 6b 및 도 6c 참조):

상기한 안테나 조립 지그(10)의 가이드 핀(12b)을 이용하여 적어도 한 층의 비도전성 섬유로 된 적어도 1매의 원단편(2)을 위치 고정시킨다.

상기한 원단편(2)에는 상기한 가이드 핀(12b) 위치에 대응하는 개소에 미세 홀(미도시)을 미리 천공하여 두거나 또는 이러한 미세 홀의 형성 없이 가이드 핀(12b)으로 위치 고정시킬 수도 있다.

상기한 원단편(2)은 0.03mm 이상으로 적용 가능하며 다양한 패턴 및 칼라를 구현할 수 있고, 또한 필요시에는 투명한 폴리카보네이트 필름이나 폴리우레탄 필름 등을 합지하거나 기타 수지를 함침시킨 것을 사용할 수도 있다.

(C) 안테나(3) 위치 고정 단계(도 6b 및 도 6c 참조):

위치 고정된 상기한 원단편(2)의 소정 개소에 상기한 가이드 핀(12b)을 이용하여 적어도 하나의 2차원 또는 3차원 안테나(3)를 위치 고정시킨다.

상기한 안테나(3)에는 상기한 가이드 핀(12b) 위치에 대응하는 개소에 미세 홀(미도시)을 미리 천공하여 둘 수도 있으며, 아니면 상기한 미세 홀의 형성 없이 상기한 복수개의 가이드 핀(12b)에 의해 안테나(3)의 특정 개소들이 협지(挾止)되도록 하는 것에 의해 안테나(3)를 위치 고정시킬 수도 있다.

(D) 형합(型合) 단계(도 6d 및 도 6e참조):

상기한 원단편(2) 및 안테나(3)가 고정된 상부 코어 지그(20) 상에 하부 코어(30)를 위치시킴으로써, 상기한 하부 코어(30)의 프레스부(31)에 의해 상부 코어 지그(20)는 위치 변동 없이 안테나 조립 지그(10)의 이동 플레이트(12)의 푸시 핀(12a)의 후퇴와 동시에 상기한 가이드 핀(12b)이 후퇴함으로써 형합을 완료되고, 형합력에 의해 상기한 원단편(2) 및 안테나(3)를 상부 코어 지그(20)와 하부 코어(30) 사이에 가압력에 의해 원위치 고정시킨다.

따라서 상부 코어 지그(20) 및 하부 코어(30)의 형합 시 가이드 핀(12b)이 후퇴되므로 상기한 가이드 핀(12b) 위치에 가이드 핀 홀 자국이 전혀 남지 않는 매끄러운 표면을 형성할 수 있게 된다.

이러한 형합은 볼팅 또는 클램핑에 의하여 수행될 수 있다.

(E) 수지 이송 몰딩(RTM: resin transfer molding) 단계(도 6f 참조):

상기한 수지 이송 몰딩 단계는 (E1) 5분 이내의 용융 수지 진공 주입 단계와, (E2) 10분 이내의 금형 급가열 단계와, (E3) 10~20분의 경화 컨베이어 상에서의 경화 단계와, (E4) 5분 이내의 급냉 단계와, (E5) 이형 및 성형품 취출(取出) 단계로 구성되며, 상기한 (E1) 내지 (E5)가 자동 이송 공정으로 수행하는 것에 의해 대량 생산 가능하다.

또는 상기한 수지 이송 몰딩 단계는 (E1) 5분 이내의 용융 수지 진공 주입 단계와, (E2) 25분 이내의 금형 급가열 단계와, (E3) 5분 이내의 급냉 단계와, (E4) 이형 및 성형품 취출 단계로 구성되며, 상기한 (E1) 내지 (E4)가 자동 이송 공정으로 수행된다.

상기한 바와 같이 수지 이송 몰딩 단계를 급가열 및 급냉의 급속 사이클링을 반복하는 것에 의해 종래의 1.2시간 내지 3.5시간 정도 걸리던 1 사이클링 조작을 약 35분~55분 정도로 현저히 단축할 수가 있다.

이상, 원단편(2) 및 안테나(3)의 위치 고정을 가이드 핀(12b)을 사용하여 수행하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 위치 고정에 감압 흡입에 의한 흡착 고정을 이용하여 수행할 수도 있음은 물론이다.

수지 이송 몰딩에 의해 제조된 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1)는 원하는 치수 및 형상으로 프레스, NC(수치제어형) 공작기계, 레이저 등과 같은 수단에 의해 재단된다.

도 6f에서 미설명 부호 23은 금형부를, 23a는 그립부를, 24는 흡입부를, 그리고 25는 주입부를 각각 지칭하며, 상기한 금형부(23)는 상부 코어 지그(20)에 일체형 또는 분리형으로 형성되고, 흡입부(24)는 상기한 상부 코어 지그(20)와 하부 코어(30)에 의해 형성되는 캐비티(미도시) 내의 공기를 감압 흡입하여 진공 내지 감압 상태로 유지하기 위한 흡입공(도면부호 미부여)을 포함하며, 상기한 주입부(25)는 진공 내지 감압 상태로 유지된 상기한 캐비티(미도시) 내로 가압된 고온의 용융 수지를 주입하기 위한 주입공(도면부호 미부여)을 포함한다.

이러한 흡입부(24) 및 주입부(25)는 복수 개로 형성될 수 있음은 물론이다.

한편, 캐리어(100)를 이용하는 본 발명에 따른 안테나 일체형 모바일 기기 케이스(1a)의 제조는 다음과 같다.

먼저, 캐리어(100)를 전술한 (A) 내지 (E) 단계를 동일하게 반복하여 제조한다.

이어서, (F) 상기한 안테나(3)를 포함하는 캐리어(100)를 금형 내에 먼저 위치 고정시키고 인서트 몰딩(insert molding)하는 단계를 수행하게 된다.

그 다음에는 선택적 단계로서, (G) 캐리어(100) 부분에만 존재하는 안테나(3) 또는 원단편(2)의 패턴이나 질감을 은폐하기 위한 유색 코팅층 또는 상도층(上塗層)과 같은 표면 코팅층(5)을 형성시키는 단계를 더욱 수행할 수 있다.

그 외의 사항은 전술한 바와 본질적으로 동일하므로 그에 대한 부연 설명은 생략하기로 한다.

이상, 본 발명에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 이로부터 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이며 이 또한 본 발명의 영역 내이다.

1,1a: 본 발명에 따른 안테나 일체형 모바일 기기 케이스
2: 원단편(原鍛片) 2a: 제1 원단편
2b: 제2 원단편 2c: 제3 원단편
3: 안테나 4: 성형 수지부
5: 표면 코팅층
10: 안테나 조립 지그
11: 고정 플레이트
12: 이동 플레이트
12a: 푸시 핀 12b: 가이드 핀
13: 프레임
20: 상부 코어 지그
21: 푸시 핀 홀 22: 가이드 핀 홀
23: 금형부 23a: 그립부
24: 흡입부 25: 주입부
30: 하부 코어
31: 프레스 부
100: 캐리어

Claims (8)

1. 적어도 한 층의 비전도성 섬유로 된 원단편(原鍛片)과;
   상기한 원단편에 위치하는 적어도 하나의 안테나와;
   상기한 원단편의 소정 위치에 상기한 안테나를 고정시킴과 동시에 상기한 원단편의 내외부로 침투되어 상기한 원단편 및 안테나와 일체화되어 있는 성형 수지부로 구성되는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스.
   
2. 적어도 한 층의 비전도성 섬유로 된 원단편(原鍛片)과;
   상기한 원단편에 위치하는 적어도 하나의 안테나와;
   상기한 원단편의 소정 위치에 상기한 안테나를 고정시킴과 동시에 상기한 원단편의 내외부로 침투되어 상기한 원단편 및 안테나와 일체화되어 있는 성형 수지부로 구성되는 캐리어(carrier)를 포함하는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 원단편이 적어도 두 층의 직조(fabric) 또는 부직(non-fabric)의 유리 섬유로 된 적층 구조를 가지는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 적어도 하나의 안테나가 원단편의 상면, 저면, 중간층, 또는 이들의 임의의 혼합 개소에 위치하는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스.
   
5. 제4항에 있어서, 상기한 적어도 하나의 안테나가 2차원 또는 3차원 형상이거나, 또는 2차원 및 3차원 형상을 가지는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스.
   
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 성형 수지부의 외표면에 표면 코팅층을 가지는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 원단편이 비도전성 안료 또는 대전 방지제를 포함하는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스.
   
8. 제2항에 있어서, 상기한 캐리어를 포함하는 표면에 안테나 차폐용 유색 코팅층 또는 상도층(上塗層)이 형성되어 있는 안테나 일체형 모바일 기기 케이스.
   

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