KR20130119113A

KR20130119113A - Ｌｄｓ를 이용한 안테나 패턴형성장치

Info

Publication number: KR20130119113A
Application number: KR1020120042026A
Authority: KR
Inventors: 박은석
Original assignee: (주)파랑
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2013-10-31
Also published as: KR101335951B1

Abstract

본 발명은 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3차원 형태 등 다양한 형태의 안테나 패턴을 저비용으로 용이하게 형성할 수 있는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치는 비전도성 기재를 장착하는 지그플레이트; 상기 지그플레이트의 양측이 고정되는 지그 고정부; 상기 지그플레이트를 반전시키는 반전수단; 및 상기 지그플레이트의 상방에 위치되며, 상기 기재에 특정패턴으로 레이저를 조사하는 레이저 발진기;를 포함한다.

Description

ＬＤＳ를 이용한 안테나 패턴형성장치{ANTENNA PATTEN FORMING APPARATUS USING LASER DIRECT STRUCTURING}

본 발명은 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LDS (Laser Direct Structuring)공법을 이용하여 3차원 형태 등 다양한 형태의 안테나 패턴을 저비용으로 용이하게 형성할 수 있는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치에 관한 것이다.

휴대폰 등 무선통신단말기는 무선 신호의 통신을 위한 안테나가 구비된다. 안테나로서는 헬리컬 안테나, 휩 안테나, 휩 안테나와 헬리컬 안테나가 결합된 리트랙터블 안테나 등의 외장형 안테나가 사용된다.

그러나 최근 단말기가 소형화되고 디자인이 다양해짐에 따라 단말기의 내부에 설치되는 내장형 안테나의 채용이 증가되고 있다.

도 1은 종래의 내장형 안테나를 도시하는 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 내장형 안테나는 도전성의 방사체(610), 및 방사체를 지지하고 단말기 내 안테나의 설치를 용이하게 하는 형상 및 크기를 갖는 유전체 재질의 기재 (620) 를 포함한다. 방사체 (610) 및 기재 (620) 를 포함하는 안테나는 단말기 내의 회로 기판 (630) 상에 설치된다. 회로 기판(630) 에는 안테나에 급전하는 급전 소자 및 안테나로/로부터의 신호를 처리하기 위한 RF 소자들이 실장된다. 또한, 회로기판 (630) 에는 안테나 및 RF 소자들에 접지를 제공하기 위한 접지면이 형성된다. 방사체 (610) 에는 이러한 급전 소자에 접속되는 급전부 (612) 가 형성되며, 접지면에 접속되는 접지부 (614) 가 안테나의 형태에 따라 선택적으로 형성된다.

기재 (620) 는 일반적으로 사출 성형에 의하여 형성되므로 형상 설계의 자유도가 높다. 그러나 방사체 (610) 는 일반적으로 프레스 가공에 의하여 도체를 절단 및 절곡하여 형성된다. 따라서 방사체 (610) 의 형상은 프레스 가공에 의하여 형성이 가능한 형상에 제한되며, 프레스 가공으로 제조가 불가능한 형상은 후가공 단계를 거쳐야 제조가 가능하므로 제조비용이 증가한다. 또한, 프레스 가공에 의하는 경우에는 안테나의 성능을 결정하는 방사체 (610) 의 형상이 가공 편차 또는 기재(620)와의 결합 과정에서의 외력에 의하여 변형되어 불량이 발생하는 문제점이 있다.

기판상에 도체를 인쇄 또는 에칭하여 방사체를 구현하는 방법도 알려져 있으나, 이 역시 에칭 또는 인쇄 시 사용되는 마스크의 형상에 의하여 방사체의 형상이 제한되며, 평면의 패턴만을 구현할 수 있다는 한계가 있다.

특히 내장형 안테나에 있어서, 안테나의 점유 공간을 최소화하여 단말기 내부 공간을 효율적으로 사용하도록 하는 것이 안테나 설계의 과제 중 하나로 대두되고 있다. 또한, 단말기의 소형화, 다기능화가 진행되어 협소한 공간에 다양한 소자를 설치하여야 하며, 안테나가 다중 대역화 되어 방사체의 패턴이 복잡해지고 있는 기술적 추세에 의하여, 단말기 내부 공간의 효율적 사용 요청은 더욱 심화되고 있다. 그러나 종래 기술에 따르면 안테나 방사체의 형상에 제약이 심하므로, 안테나의 소형화에 한계가 있으며 단말기 내부 공간의 효율적 사용이 어렵다. 특히, 종래 기술에 의하면 3 차원적 형상을 갖는 방사체의 제조가 거의 불가능하므로 공간 활용에 제약이 크다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LDS (Laser Direct Structuring)공법을 이용하여 3차원 형태 등 다양한 형태의 안테나 패턴을 저비용으로 용이하게 형성할 수 있는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치는 비전도성 기재를 장착하는 지그플레이트; 상기 지그플레이트의 양측이 고정되는 지그 고정부; 상기 지그플레이트를 반전시키는 반전수단; 및 상기 지그플레이트의 상방에 위치되며, 상기 기재에 특정패턴으로 레이저를 조사하는 레이저 발진기;를 포함한다.

또한 상기 지그플레이트에 진공을 인가하는 진공인가수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 지그플레이트에는 상기 기재의 이면 전체 또는 일부가 노출되도록 개구부가 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 지그플레이트는 한 쌍이 구비되며, 상기 레이저 발진기는 상기 지그플레이트 상방에 각각 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 지그플레이트를 전진 또는 후진시키는 이송수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 레이저 발진기를 승강시키는 레이저 승강수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 기재는 레이저 조사에 의해 금속시드가 노출되는 중금속 복합체를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 중금속 복합체는 금속 킬레이트 착물인 것이 바람직하다.

또한 상기 기재는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한 상기 레이저 발진기는 파장이 1064nm인 레이저를 조사하는 것이 바람직하다.

또한 상기 레이저 발진기는 주파수가 30~200KHz인 레이저를 조사하는 것이 바람직하다.

또한 상기 레이저 발진기는 파워가 20W인 것이 바람직하다.

또한 상기 레이저 발진기는 포인트 포커싱 레이저(point-focusing laser)인 것이 바람직하다.

또한 상기 레이저 발진기와 지그플레이트 사이에는 마스크가 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, LDS (Laser Direct Structuring)공법을 이용하여 3차원 형태 등 다양한 형태의 안테나 패턴을 저비용으로 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한 포인트 포커싱 레이저를 이용하여 기재의 스캐닝이 불필요하고, 마스크없이 다양한 패턴을 형성할 수 있다.

도 1은 종래 내장형 안테나를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 안테나 패턴형성장치를 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 7은 도 2에 도시된 안테나 패턴형성장치의 요부를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 안테나 패턴형성장치를 이용한 안테나 패턴형성방법을 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 실시예(1)는 베이스(10)와 스테이지(20)와, 이송수단(50)과, 레이저 발진기(30)와 레이저 승강수단(40)을 포함한다.

상기 스테이지(20)는 중금속 복합체를 포함하는 비전도성 기재를 고정하는 구성요소로서, 좌우 한 쌍이 마련된다.

상기 이송수단(50)은 상기 스테이지(20)를 전진 또는 후진시키는 구성요소이다. 즉, 스테이지(20)를 전진시킨 상태에서 비전도성 기재를 장착하고, 비전도성 기재가 장착된 스테이지(20)를 후진하여 레이저 발진기(30)의 하방으로 이송하는 구성요소이다. 이송수단(50)은 수평왕복운동하는 공지의 수단을 적용할 수 있으며, 본 실시예에서는 LM 가이드를 이용한다. 즉, 상기 스테이지(20)는 LM블록(52)의 상면에 고정되고, 상기 LM블록(52)은 LM가이드(51)를 따라 전진 또는 후진운동을 하는 것이다.

상기 레이저 발진기(30)는 중금속 복합체를 포함하는 기재에 레이저를 조사하여 금속시드가 노출되도록 하는 구성요소이다. 본 실시예에서 금속시드는 구리(Cu)이다. 상기 레이저 발진기(30)는 파장이 1064nm이고, 주파수가 30~200KHz이며, 파워가 20W인 것이 바람직하다. 한 쌍의 레이저 발진기(30)는 각각 한 쌍의 스테이지(20) 상방에 위치된다.

또한 상기 레이저 발진기(30)는 포인트 포커싱 레이저(point-focusing laser)로서, 마스크 없이도 설정된 패턴으로 기재의 표면에 금속시드를 노출시킨다. 특히, 본 실시예는 스테이지(20)에 복수의 기재가 장착되므로, 상기 레이저 발진기(30)는 빔 사이즈가 복수의 기재에 동시에 조사될 수 있어야 한다.

그러나 본 실시예와 달리 레이저 발진기(30)와 스테이지(20) 사이에 쉐도우 마스크 등을 구비하여 특정 패턴으로 조사되게 할 수도 있다.

또한 레이저의 포커싱을 위해 상기 레이저 발진기(30)를 승강시키는 승강수단(40)이 구비된다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예의 스테이지(20)는 지그플레이트(21)와, 지그 고정부(22)와, 반전수단(23)과, 진공인가수단(24)을 포함한다.

상기 지그플레이트(21)는 기재(W)가 장착되는 구성요소이고, 상기 지그 고정부(22)는 상기 지그플레이트(21)의 양단을 고정 지지하는 구성요소이다. 상기 지그플레이트(21)에는 적어도 1 이상의 기재(W)가 장착되고, 또한 스테이지에는 복수의 지그플레이트(21)가 구비된다.

또한 상기 지그플레이트(21)에는 진공홀(21a)이 형성되어 있고, 상기 진공홀(21a)을 통해 진공을 인가하는 진공인가수단(24)이 구비된다. 따라서 기재(W)는 상기 지그플레이트(21)에 진공흡착된다. 그러나 이와 달리 기재를 고정하는 방법은 진공 이외에 공지의 방법으로 고정할 수 있다. 즉, 지그플레이트(21)와의 형상맞춤이나 억지끼움, 또는 클램프(미도시)를 이용하여 고정할 수도 있다.

또한 지그 고정부(22)는 상기 지그플레이트(21)의 양단을 지지하고 나사결합 등의 방법으로 고정시키는 구성요소이다.

또한 상기 반전수단(22)은 본 실시예에서 상기 지그플레이트(21)를 360°회전시키는 구동모터이다. 반전수단은 기재의 가공면이 레이저 발진부의 하방에 위치되도록 하기 위한 것이다. 기재(W)의 상면뿐 아니라 측면과 이면에 패턴을 형성하는 경우도 있는데, 이 경우, 지그플레이트(21)를 반전시켜 기재의 이면에 대하여도 레이저를 조사하기 위한 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 의한 지그 플레이트(21)의 다른 실시예를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 지그플레이트(21)의 일측에 개구부(21b)가 형성된 것을 알 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 지그 플레이트(21)를 반전시켰을 때, 기재(W)의 이면 중 특정 위치에 레이저를 조사할 수 있게 된다. 따라서 기재(W)의 이면에 패턴을 형성해야 하는 경우, 이면 중 패턴이 형성될 위치가 노출되도록 지그에 개구부를 형성하는 것이다.

도 8을 참조하여 본 발명에 의한 패턴형성장치를 이용한 안테나 패턴형성방법을 설명한다.

먼저, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지와, 레이저 조사에 의해 금속시드가 노출되는 중금속 복합체를 혼합하여 레진을 형성한다. 이와 같이 형성된 레진을 이용하여 통상의 사출방법으로 특정 형태의 비전도성 기재(W)를 형성한다((a) 참조). 상기 중금속 복합체는 금속킬레이트 착물이며, 참고로 중금속 복합체에 대하여는 등록특허 제10-716486호에 상세히 기재되어 있다.

다음으로, 상기 기재(W)를 스테이지의 지그 플레이트(도 4의 21 참조)에 진공흡착시킨 상태에서, 상기 지그플레이트를 시계방향으로 90°회전하여 제1측벽에 레이저를 조사하여 설정된 패턴 형태로 구리 등의 금속시드를 노출시킨다((b) 참조).

다음으로, 상기 지그플레이트를 반시계방향으로 90°회전하여 상면에 레이저를 조사하여 설정된 패턴 형태로 금속시드를 노출시킨다((c) 참조).

다음으로, 상기 지그플레이트를 반시계방향으로 90°회전하여 제2측벽에 레이저를 조사하여 설정된 패턴 형태로 금속시드를 노출시킨다((d) 참조).

마지막으로, 상기 지그플레이트를 반시계방향으로 90°회전하여 이면에 레이저를 조사하여 설정된 패턴 형태로 금속시드를 노출시킨다((e) 참조).

이와 같이 특정패턴으로 금속시드가 노출된 기재를 무전해 도금 등의 방법으로 특정패턴으로 도금을 하여 안테나를 제조한다.

1: 패턴형성장치 10: 베이스
20: 스테이지 21: 지그 플레이트
22: 지그 고정부 23: 반전수단
24: 진공인가수단 30: 레이저 발진부
40: 레이저 승강수단 50: 이송수단
51: LM가이드 52: LM블록

Claims

비전도성 기재를 장착하는 지그플레이트;
상기 지그플레이트의 양측이 고정되는 지그 고정부;
상기 지그플레이트를 반전시키는 반전수단; 및
상기 지그플레이트의 상방에 위치되며, 상기 기재에 특정패턴으로 레이저를 조사하는 레이저 발진기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제1항에 있어서,
상기 지그플레이트에 진공을 인가하는 진공인가수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제1항에 있어서,
상기 지그플레이트에는 상기 기재의 이면 전체 또는 일부가 노출되도록 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제1항에 있어서,
상기 지그플레이트는 한 쌍이 구비되며, 상기 레이저 발진기는 상기 지그플레이트 상방에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제1항에 있어서,
상기 지그플레이트를 전진 또는 후진시키는 이송수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저 발진기를 승강시키는 레이저 승강수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제1항에 있어서,
상기 기재는 레이저 조사에 의해 금속시드가 노출되는 중금속 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제7항에 있어서,
상기 중금속 복합체는 금속 킬레이트 착물인 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제1항에 있어서,
상기 기재는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제7항에 있어서,
상기 레이저 발진기는 파장이 1064nm인 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제7항에 있어서,
상기 레이저 발진기는 주파수가 30~200KHz인 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제7항에 있어서,
상기 레이저 발진기는 파워가 20W인 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제7항에 있어서,
상기 레이저 발진기는 포인트 포커싱 레이저(point-focusing laser)인 것을 특징으로 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저 발진기와 지그플레이트 사이에는 마스크가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 LDS를 이용한 안테나 패턴형성장치.