KR20150140213A - 안테나 구조 및 이동 디바이스 - Google Patents
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Abstract
안테나 구조는 강자성 패치, 제 1 금속 도전 라인들, 제 2 금속 도전 라인들 및 금속 접속 소자들을 포함한다. 강자성 패치는 제 1 표면과, 제 1 표면에 대향되는 제 2 표면을 가진다. 제 1 금속 도전 라인들은 강자성 패치의 제 1 표면상에 배치된다. 제 2 금속 도전 라인들은 강자성 패치의 제 2 표면상에 배치된다. 금속 접속 소자들은 강자성 패치를 관통한다. 금속 접속 소자들은 제 1 금속 도전 라인들을 제 2 금속 도전 라인들에 각각 접속시킨다.
Description
본 출원은 2014년 6월 5일자 출원된 대만특허출원 제103119503호의 우선권을 주장하며, 그의 전체 내용은 본 명세서에서 참조로서 수록된다.
본 개시는 일반적으로 안테나 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 NFC(Near Field Communication) 안테나 구조에 관한 것이다.
NFC는 단거리 범위에 이용되는 무선 통신 기술인 "단거리 무선 통신"이라고도 지칭된다. NFC는 전자 디바이스가 10cm(3.9인치) 범위내에서 서로간에 비접촉 점대점 데이터 전송(non-contact point-to-point data transmission)을 실행하게 한다. NFC 기술이 비교적 낮은 주파수를 요구하기 때문에, NFC에 대한 대응하는 안테나 소자는 보다 긴 공진 경로를 필요로 한다.
그러나, 이동 디바이스의 내부 공간은 제한되며, 그러므로 안테나 고안자가 원하는 주파수 대역을 커버하는 소형의 고성능 NFC 안테나를 고안하는 것은 중대한 도전이다.
일 실시 예에 있어서, 본 개시는 제 1 표면과, 제 1 표면에 대향되는 제 2 표면을 가지는 강자성 패치(ferromagnetic patch); 제 1 표면상에 배치되는 다수의 제 1 금속 도전 라인들; 제 2 표면상에 배치된 다수의 제 2 금속 도전 라인들; 및 강자성 패치를 관통하는 다수의 금속 접속 소자들 - 금속 접속 소자들은 제 1 금속 도전 라인들을 제 2 금속 도전 라인들에 각각 접속시킴 - 을 포함하는 안테나 구조에 관한 것이다.
일부 실시 예에 있어서, 강자성 패치는 페라이트 층(ferrite layer)을 포함한다. 일부 실시 예에 있어서, 강자성 패치를 둘러싸는 코일 구조는 제 1 금속 도전 라인들과, 금속 접속 소자 및 제 2 금속 도전 라인들에 의해 형성된다. 일부 실시 예에 있어서, 제 1 금속 도전 라인들과 제 2 금속 도전 라인들은 직선 형상을 가진다. 일부 실시 예에 있어서, 안테나 구조는 NFC 주파수 대역에서 동작한다. 일부 실시 예에 있어서, 안테나 구조의 메인 빔은 제 1 표면 및 제 2 표면에 평행인 방향으로 배열된다. 일부 실시 예에 있어서, 제 1 금속 도전 라인은 제 2 표면상에 다수의 수직 프로젝션들(vertical projection)을 가지며, 수직 프로젝션들은 제 2 금속 도전 라인들과 평행이 아니다. 일부 실시 예에 있어서, 각 수직 프로젝션들과 각 제 2 금속 도전 라인들간의 각도는 0 내지 45도이다. 일부 실시 예에 있어서, 임의의 2개의 인접한 제 1 금속 도전 라인들 간의 간격은 0mm 내지 10mm이며, 임의의 2개의 인접한 제 2 금속 도전 라인들의 간격은 0mm 내지 10mm이다. 일부 실시 예에 있어서, 제 1 금속 도전 라인들의 전체 개수는 3 이상이고, 제 2 금속 도전 라인들의 전체 개수는 3 이상이다. 일부 실시 예에 있어서, 임의의 2개의 인접한 제 1 금속 도전 라인들의 간격은 다르며, 임의의 2개의 인접한 제 2 금속 도전 라인들의 간격은 다르다. 일부 실시 예에 있어서, 제 1 금속 도전 라인들 중 하나 이상 및/또는 제 2 금속 도전 라인들 중 하나 이상은 다수의 병렬 슬롯들을 가진다. 일부 실시 예에 있어서, 병렬 슬롯들은 좁고, 긴 직사각 형상을 가진다.
일부 실시 예에 있어서, 강자성 패치는 제 1 PET(Polyethylene Terephthalate) 층과, 제 2 PET 층과, 제 1 젤(gel) 층 및 제 2 젤 층을 추가로 포함하며, 제 1 젤 층은 페라이트 층에 제 1 PET 층을 접착시키도록 구성되고, 제 2 젤 층은 페라이트 층에 제 2 PET 층을 접착시키도록 구성되며, 페라이트 층은 제 1 PET 층과 제 2 PET 층 사이에 배치된다. 일부 실시 예에 있어서, 제 1 금속 도전 라인들과, 제 2 금속 도전 라인들 및 금속 접속 라인들은 제 1 금속 층과 제 2 금속 층에 의해 형성된다. 일부 실시 예에 있어서, 제 1 금속 층은 비도전 잉크 층(nonconductive ink layer)에 치환 프로세스(displacement process)를 적용함에 의해 비도전 잉크 층상에 형성된다. 일부 실시 예에 있어서, 제 2 금속 층은 제 1 금속 층에 농축 프로세스(thickening process)를 적용함에 의해 제 1 금속 층상에 형성된다. 일부 실시 예에 있어서, 비도전 잉크 층은 모재 분말(base metal powder) 및 에폭시를 포함한다. 일부 실시 예에 있어서, 제 1 금속 층과 제 2 금속 층의 각각은 구리, 니켈, 은, 팔라듐(palladium), 플래티늄(platinum), 알루미늄 또는 금을 포함한다. 일부 실시 예에 있어서, 안테나 구조는 이동 디바이스와 조합되며, 그에 따라 근접식 카드(proximity card)는 이동 디바이스로부터 다수의 방향으로 방사 에너지를 수신하게 된다.
일 실시 예에 있어서, 본 개시는 슬롯 갭(slot gap)을 가지는 제 1 금속 평면; 제 2 금속 평면; 및 상기 청구된 안테나 구조- 안테나 구조는 제 1 금속 평면과 제 2 금속 평면 사이에 배치됨 - 를 포함하는 이동 디바이스에 관한 것이다.
일부 실시 예에 있어서, 안테나 구조의 방사 에너지는 슬롯 갭을 통해 외부로 전달된다. 일부 실시 예에 있어서, 안테나 구조의 방사 에너지는 제 1 금속 평면과 제 2 금속 평면 사이의 측면 틈새(side clearance)를 통해 외부로 전달된다. 일부 실시 예에 있어서, 이동 디바이스는, 하나 이상의 금속 접속 부품을 더 포함하며, 제 1 금속 평면은 슬롯 갭에 의해 2개의 부분들로 분할되고, 금속 접속 부품은 슬롯 갭을 가로질러 연장되어 제 1 금속 평면의 그 부분들 사이에 결합된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명 및 예시를 읽음으로써 보다 완벽하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 단면도,
도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 1c는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 후면도,
도 1d는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 자력선(magnetic force lines)을 나타낸 도면,
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 11a는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 정면도,
도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 단면도,
도 12a는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 정면도,
도 12b는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 정면도,
도 12c는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 정면도.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 단면도,
도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 1c는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 후면도,
도 1d는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 자력선(magnetic force lines)을 나타낸 도면,
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조의 정면도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서 안테나 구조의 단면도,
도 11a는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 정면도,
도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 단면도,
도 12a는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 정면도,
도 12b는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 정면도,
도 12c는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스의 정면도.
본 발명의 목적, 특징 및 장점을 설명하기 위해, 이하에서는 본 발명의 실시 예 및 도면이 나타날 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(100)의 단면도이다. 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(100)의 정면도이다. 도 1c는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(100)의 후면도이다. 도 1d는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(100)의 사시도이다. 도 1a, 1b, 1c 및 1d를 함께 참조한다. 안테나 구조(100)는 스마트폰, 테블릿 컴퓨터 또는 노트북 컴퓨터와 같은 이동 디바이스에 적용될 수 있다. 안테나 구조(100)는 강자성 패치(110), 제 1 금속 도전 라인들(120), 제 2 금속 도전 라인들(130) 및 금속 접속 소자들(140)을 포함한다. 일부 실시 예에 있어서, 강자성 패치(110)는 페라이트 층을 포함한다. 강자성 패치(110)는 제 1 표면(E1)과 제 2 표면(E2)을 가지며, 제 2 표면(E2)은 제 1 표면(E1)과 대향된다. 제 1 금속 도전 라인들(120)은 강자성 패치(110)의 제 1 표면(E1) 상에 배치된다. 제 2 금속 도전 라인들(130)은 강자성 패치(110)의 제 2 표면(E2)상에 배치된다. 일부 실시 예에 있어서, 제 1 금속 도전 라인들(120)과 제 2 금속 도전 라인들(130)은 동일한 폭을 가진 직선 형상을 가진다. 대안적인 실시 예에 있어서, 제 1 금속 도전 라인들(120)과 제 2 금속 도전 라인들(130)이 다른 폭을 가진 직선 형상을 갖도록 조정이 이루어진다. 금속 접속 소자들(140)은 강자성 패치(110)를 관통한다. 예를 들어, 강자성 패치(110)는 다수의 비아 홀들을 가질 수 있으며, 금속 접속 소자들(140)은 각각 비아 홀에 배치될 수 있다. 금속 접속 소자들(140)은 각각 제 1 금속 도전 라인들(120)을 제 2 금속 도전 라인들(130)에 추가로 접속시키고, 그에 따라 강자성 패치(110)를 둘러싸는 코일 구조가 제 1 금속 도전 라인들(120)과, 금속 접속 라인들(140)과, 제 2 금속 도전 라인들(130)에 의해 형성된다. 일부 실시 예에 있어서, 상술한 코일 구조의 권선(turn)의 전체 개수는 4이다. 즉, 제 1 금속 도전 라인들(120)의 전체 개수는 4이고, 제 2 금속 도전 라인들(130)의 전체 개수는 4이다.
보다 구체적으로, 제 1 금속 도전 라인들(120)은 강자성 패치(100)의 제 2 표면(E2)상에 수직 프로젝션들을 가지는데, 수직 프로젝션들은 제 2 금속 도전 라인들(130)과 평행이 아니며, 따라서 그들은 서로 인터리빙(interleaving)되고 상술한 코일 구조를 형성하게 된다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 제 1 금속 도전 라인(120)의 각 수직 프로젝션과 각각의 제 2 금속 도전 라인(130)간의 각도 θ는 0 내지 45도이다. 일부 실시 예에 있어서, 각도 θ는 10 내지 15도이다. 일부 실시 예에 있어서, 임의의 2개의 인접한 제 1 금속 도전 라인들(120)은 그들간에 동일한 간격 D1을 가지며, 임의의 2개의 인접한 제 2 금속 도전 라인들(130)은 그들간에 동일한 간격 D2를 가진다. 예를 들어, 간격 D1은 0mm 내지 10mm일 수 있고, 간격 D2는 0mm 내지 10mm일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(100)의 자력선을 나타낸 도면이다. 일부 실시 예에 있어서, 안테나 구조(100)는 NFC 주파수 대역 또는 무선 충전 주파수 대역(wirelessly charging frequency band)에서 동작한다. 제 1 금속 도전 라인들(120), 금속 접속 소자(140) 및 제 2 금속 도전 라인들(130)이 강자성 패치(110)를 둘러싸는 코일 구조를 형성하기 때문에, 안테나 구조(100)의 메인 방사 패턴 및 자력선(250)은, 강자성 패치(110)의 전방 또는 후방 부분이 아닌, 강자성 패치(110)의 측면으로부터 방사될 것이다. 다시 말해, 안테나 구조(100)의 메인 방사 방향(또는 메인 빔 방향)은 강자성 패치(110)의 제 1 표면(E1)과 제 2 표면(E2)과 평행하고, 그에 따라 횡 방사(lateral radiation)를 제공한다. 본 발명은 약간 다른 실시 예들을 더 포함한다. 이하의 도면 및 설명을 참조하라.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(301)의 정면도이다. 도 3a의 실시 예에 있어서, 안테나 구조(301)의 코일 구조의 권선들의 전체 개수는 3이다. 즉, 제 1 금속 도전 라인들(120)의 전체 개수는 3이며, 제 2 금속 도전 라인들(130)의 전체 개수는 3이다. 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(302)의 정면도이다. 도 3b의 실시 예에 있어서, 안테나 구조(302)의 코일 구조의 권선들의 전체 개수는 5이다. 즉, 제 1 금속 도전 라인들(120)의 전체 개수는 5이고, 제 2 금속 도전 라인들(130)의 전체 개수는 5이다. 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(303)의 정면도이다. 도 3c의 실시 예에 있어서, 안테나 구조(303)의 코일 구조의 권선들의 전체 개수는 6이다. 즉, 제 1 금속 도전 라인들(120)의 전체 개수는 6이고, 제 2 금속 도전 라인들(130)의 전체 개수는 6이다. 안테나 구조들(301,302,303)의 다른 개관(view)들은 정면도들에 의해 판정되며, 그들은 단순화를 위해 디스플레이되지 않음을 알아야 한다. 코일 구조의 권선들의 전체 개수를 조정함으로써, 안테나 구조는 각종 주파수들에서의 응용을 위해 다른 인덕턴스들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 강자성 패치(110)의 크기가 보다 작아지면, 코일 구조의 인덕턴스를 증가시키도록 제 1 금속 도전 라인들(120)의 전체 개수와 제 2 도전 라인들(130)의 전체 개수가 증가될 것이며, 강자성 패치(110)의 크기가 보다 커지면, 코일 구조의 인덕턴스를 감소시키도록 제 1 금속 도전 라인들(120)의 전체 개수와 제 2 금속 도전 라인들(130)의 전체 개수가 감소될 것이다. 도 3a, 3b 및 3c의 안테나 구조(301,302,303)의 다른 특징은 도 1a, 1b, 1c 및 1d의 안테나 구조(100)의 특징과 유사하다. 결과적으로, 이들 실시 예들은 유사한 레벨의 성능을 달성할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(401)의 정면도이다. 도 4a의 실시 예에 있어서, 임의의 2개의 인접한 제 1 금속 도전 라인들(120)간의 간격(D1)은 다르며, 임의의 2개의 인접한 제 2 금속 도전 라인들(130)간의 간격(D2)은 다르다(도시되지 않음). 보다 구체적으로, 강자성 패치(110)의 제 1 측면(SS1)에서부터 제 2 측면(SS2)까지, 제 1 금속 도전 라인들(120)의 간격(D1)과 제 2 금속 도전 라인들(130)의 간격(D2)은 점진적으로 넓어지게 된다. 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(402)의 정면도이다. 도 4b의 실시 예에 있어서, 임의의 2개의 인접한 제 1 금속 도전 라인들(120)간의 간격(D1)은 다르며, 임의의 2개의 인접한 제 2 금속 도전 라인들(130)간의 간격(D2)은 다르다(도시되지 않음). 보다 구체적으로, 강자성 패치(110)의 제 1 측면(SS1)에서부터 제 2 측면(SS2)까지, 제 1 금속 도전 라인들(120)의 간격(D1)과 제 2 금속 도전 라인들(130)의 간격(D2)은 점진적으로 좁아지게 된다. 안테나 구조(401,402)의 다른 개관들은 정면도들에 의해 판정되며, 그들은 단순화를 위해 디스플레이되지 않음을 알아야 한다. 금속 도전 라인들간의 간격을 조정함에 의해, 안테나 구조는 다른 임피던스 값을 가질 수 있으며, 그에 따라 다양한 임피던스 매칭 특성들을 제공한다. 도 4a 및 도 4b의 안테나 구조(401,402)의 다른 특징들은 도 1a, 1b, 1c 및 1d의 안테나 구조(100)의 특징들과 유사하다. 그 결과, 이들 실시 예들은 유사한 레벨의 성능을 달성할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(501)의 정면도이다. 도 5a의 실시 예에 있어서, 제 1 금속 도전 라인들(120) 중 하나와 제 2 금속 도전 라인들(130) 중 하나는 다수의 슬롯들(560)을 가진다(즉, 슬롯들(560)은 서로 평행하다). 예를 들어, 슬롯들(560)은 좁고 긴 직사각 형상을 가질 수 있거나, 폭 가변 직선 형상(width-varying straigh-line shape)을 가질 수 있다. 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 구조(502)의 정면도이다. 도 5b의 실시 예에 있어서, 제 1 금속 도전 라인들(120)의 일부 또는 제 2 금속 도전 라인들(130)의 일부는 다수의 슬롯들(560)을 가진다. 예를 들어, 슬롯들(560)은 좁고 긴 직사각 형상을 가질 수 있거나 폭 가변 직선 형상을 가질 수 있다. 안테나 구조(501,502)의 다른 개관들은 정면도들에 의해 판정되며, 그들은 단순화를 위해 디스플레이되지 않음을 알아야 한다. 제 1 금속 도전 라인들(120) 또는 제 2 금속 도전 라인들(130)에 슬롯들(560)을 추가함에 의해, 안테나 구조는 보다 많은 전류 브렌치 경로(current branch path)를 가지며, 그에 따라 자기장의 영역 및 세기가 증가된다. 도 5a 및 도 5b의 안테나 구조(501,502)의 다른 특성들은 도 1a, 1b, 1c 및 1d의 특성과 유사하다. 결과적으로, 이 실시 예들은 유사한 레벨의 성능을 달성할 수 있다.
이하의 실시 예들은 본 발명의 안테나 구조를 제조하는 방법을 설명한다. 그 방법은 다수의 단계들을 포함한다. 이하의 도면들은 독자들이 쉽게 이해하도록 그 방법의 각 단계들에 대응하는 중간 또는 완성된 안테나 구조 제품을 나타낸다. 안테나 구조를 제조하는 방법의 단계들은 도면의 순서로 실행될 필요는 없음을 알아야 한다. 서로 다른 사용자 요건들에 응하여, 임의의 하나 이상의 방법의 단계들이 생략될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서의 안테나 구조의 단면도이다. 도 6의 단계에 있어서, 강자성 패치(610)가 제공된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 강자성 패치(610)는 제 1 PET(Polyethylene Terephthalate) 층(611)과, 제 2 PET 층(612)과, 제 1 젤 층(631)과, 제 2 젤 층(632) 및 페라이트 층(651)을 포함한다. 제 1 젤 층(631)은 페라이트 시트(651)에 제 1 PET 층(611)을 접착하도록 구성된다. 제 2 젤 층(632)은 페라이트 시트(651)에 제 2 PET 층(612)을 접착하도록 구성된다. 페라이트 층(651)은 제 1 PET 층(631)과 제 2 PET 층(632) 사이에 배치된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서의 안테나 구조의 단면도이다. 도 7의 단계에 있어서, 적어도 하나의 비아 홀(760)이 강자성 패치(61)를 통해 형성되고, 그 비아 홀(760)은 강자성 패치(610)의 제 1 표면(E1)과 제 2 표면(E2) 사이에 접속된다. 제 1 표면(E1)은 제 2 표면(E2)에 대향된다. 사실상, 비아 홀(760)은 강자성 패치(610)를 2개의 개별적인 조각으로 분할하지 않음을 알아야 한다. 도 7의 레이 아웃은 독자가 쉽게 이해하도록 하는데 이용된다. 그러나, 사실상 강자성 패치(610)의 2 조각들은 서로간에 부분적으로 접속되며, 비아 홀(760)의 크기는 강자성 패치(610)의 크기보다 훨씬 작다. 비아 홀(760)은 작은 반경, 예를 들어, 0.5mm의 반경을 가진다. 다른 실시 예에 있어서, 안테나 구조를 제조하는 방법은 강자성 패치(610)를 통해 6개, 8개, 10개 또는 12개의 비아 홀들(760)과 같이 다수의 비아 홀들(760)을 형성하는 단계들을 포함한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서의 안테나 구조의 단면도이다. 도 8의 단계에 있어서, 강자성 패치(610)의 비아 홀(760)내에 및 제 1 표면(E1)과 제 2 표면(E2)상에 비도전 잉크 층(810)이 형성된다. 즉, 비도전 잉크 층(810)은 강자성 패치(610)의 제 1 표면(E1)에서 비아 홀(760)을 통해 제 2 표면(E2)으로 연장된다. 유사하게, 도 8의 레이 아웃은 독자가 쉽게 이해하도록 하는데 이용되며, 사실상, 강자성 패치(610)의 2개의 조각들상의 비도전 잉크 층(810)의 2 부분들은 서로 부분적으로 접속된다. 비도전 잉크 층(810)은 모재 분말(base metal powder) 및 에폭시를 포함한다. 예를 들어, 비도전 잉크 층(810)은 스크린 인쇄 프로세스, 패드 인쇄 프로세스 또는 스프레이닝(spraying) 프로세스를 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 에폭시는 ECH(Epichlorohydrin) 및 BPA(Bisphenol A)의 합성물일 수 있다. 예를 들어, 모재 분말은 철, 니켈, 아연 또는 알루미늄을 포함할 수 있다. 모재 분말은 비도전 잉크 층(810)의 대략 40% 내지 70%를 차지한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서의 안테나 구조의 단면도이다. 도 9의 단계에 있어서, 비도전 잉크 층(810)에 치환 프로세스가 적용되어 비도전 잉크 층(810)상에 제 1 금속 층(920)이 형성된다. 치환 프로세스는 강자성 패치(610)와 비도전 잉크 층(810)을 귀금속 이온들(precious metal ions)을 포함하는 수용액(aqueous solution)내로 투하하는 것을 포함한다. 비도전 잉크 층(810)의 모재 분말은 수용액 내에서 귀금속 이온들과 반응할 수 있다. 결과적으로, 수용액 내에서 산화되고 용해될 수 있으며, 귀금속 이온들은 탈산화되어 제 1 금속 층(920)을 형성한다. 제 1 금속 층(920)은 구리, 니켈, 은, 팔라듐(palladium), 플래티늄(platinum), 알루미늄 및/또는 금을 포함하며, 제 1 금속 층(920)의 두께는 5㎛ 이하이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 제조 방법의 한 단계에 있어서의 안테나 구조의 단면도이다. 도 10의 단계에 있어서, 제 1 금속 층(920)에 농축 프로세스가 적용되어, 제 1 금속 층(920)상에 제 2 금속 층(930)을 형성한다. 예를 들어, 농축 프로세스는 화학 도금 프로세스 또는 전기 도금 프로세스일 수 있다. 농축 프로세스는 안테나 구조의 안정성을 증가시키기 위해 실행된다. 제 2 금속 층(930)의 재질은 제 1 금속 층(920)의 재질과 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 2 금속 층(930)은 구리, 니켈, 은, 팔라듐, 플래티늄, 알루미늄 및/또는 금을 포함하며, 제 2 금속 층(930)의 두께는 2㎛ 내지 40㎛이다. 제 1 금속 층(920) 및 제 2 금속 층(930)은 강자성 패치(610)의 제 1 표면(E1)으로부터 비아 홀(760)을 통해 제 2 표면(E2)으로 연장된다. 농축 프로세스가 실행되었을 때(도시되지 않음), 제 2 금속 층(930)이 강자성 패치(610)의 비아 홀(760)을 완전히 충진하도록 조정이 이루어질 수 있다.
다시, 도 1a, 1b, 1c 및 1d를 참조한다. 도 6 내지 도 10의 방법에 있어서, 제 1 표면(E1)과 제 2 표면(E2)상의 제 1 금속 층(920) 및 제 2 금속 층(930)은 강자성 패치(110)상에 배치된 제 1 금속 도전 라인들(120) 및 제 2 금속 도전 라인들(130)로서 간주될 수 있다. 또한, 비아 홀(760)에 배치된 제 1 금속 층(920)과 제 2 금속 층(930)은 강자성 패치(110)를 관통하는 금속 접속 소자들(140)로서 간주될 수 있다. 본 발명의 안테나 구조는 도 6 내지 도 10의 방법을 이용하여 이루어질 수 있고, 일체형 및 얇은 특성을 달성할 수 있다.
도 11a는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스(950)의 정면도이다. 도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스(950)의 단면도이다. 도 11a 및 도 11b를 참조한다. 안테나 구조(960)는 도 1a 내지 도 5의 실시 예들에서 설명된 것 들중 하나일 수 있다. 안테나 구조(960)는 이동 디바이스(950)의 제 1 금속 평면(970)과 제 2 금속 평면(980) 사이에 배치된다. 제 1 금속 평면(970)은 슬롯 갭(990)을 가진다. 예를 들어, 제 1 금속 평면(970)은 이동 디바이스(950)의 금속 하우징(metal housing)일 수 있으며, 제 2 금속 평면(980)은 회로 기판일 수 있지만, 그들이 거기에 국한되는 것은 아니다. 슬롯 갭(990)은 실질적으로 0.5㎜ 이상, 바람직하기로는 2㎜의 폭(W1)을 가진 직선 형상을 가질 수 있다. 제 1 금속 평면(970)과 제 2 금속 평면(980)은 실질적으로 서로 평행할 수 있으며, 직사각 형상을 가질 수 있다. 제 1 금속 평면(970)은 슬롯 갭(990)에 의해 2 부분들로 분할될 수 있다. 안테나 구조(960)의 방사 에너지는 슬롯 갭(990)을 통해 외부로 전달될 수 있다. 결과적으로, 근접식 카드(995)가 이동 디바이스(950)의 전방으로 이동하면(즉, 슬롯 갭(990)에 인접하게), 근접식 카드(995)는 안테나 구조(960)로부터 제 1 검출 포인트(991)를 통하여 신호를 수신할 것이다. 다른 한편, 근접식 카드(995)가 이동 디바이스(950)의 최상부로 이동하면(즉, 제 1 금속 평면(970)과 제 2 금속 평면(980) 사이의 측면 틈새에 인접하게), 근접식 카드(995)는 안테나 구조(960)로부터 제 2 검출 포인트(992)를 통해 신호를 수신할 것이다. 도 11a 및 도 11b의 실시 예에 따르면, 안테나 구조(960)는 이동 디바이스(950)와 조합되어, 신호 수신 및 전송을 위한 다양한 경로들을 제공하고 편리성을 개선한다.
도 12a는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스(996)의 정면도이다. 도 12a는 도 11a 및 도 11b와 유사하다. 두 실시 예들간의 차이는, 이동 디바이스(996)가 금속 접속 부품(999)을 더 포함한다는 것이다. 금속 접속 부품(999)은 제 1 금속 평면(970)의 슬롯 갭(990)을 가로질러 연장될 수 있으며 제 1 금속 평면(970)의 2개의 개별적인 부분들 사이에 결합될 수 있다. 금속 접속 부품(999)은 독립적인 소자이거나 제 1 금속 평면(970)과 집적화될 수 있다. 도 12a의 실시 예에 있어서, 금속 접속 부품(999)은 이동 디바이스(996)의 좌측에 인접한다. 도 12b는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스(997)의 정면도이다. 도 12b의 실시 예에 있어서, 금속 접속 부품(999)은 이동 디바이스(997)의 우측에 인접한다.
도 12c는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 디바이스(998)의 정면도이다. 도 12c는 도 12a 및 도 12b와 유사하다. 두 실시 예들간의 차이는, 이동 디바이스(998)가 다수의 금속 접속 부품들(999)을 더 포함한다는 것이다. 금속 접속 부품(999)은 제 1 금속 평면(970)의 슬롯 갭(990)을 가로질러 연장될 수 있으며, 제 1 금속 평면(970)의 2개의 개별적인 부분들 사이에 결합될 수 있다. 금속 접속 부품(999)은 독립적인 소자이거나 제 1 금속 평면(970)과 집적화될 수 있다. 도 12c의 실시 예에 있어서, 금속 접속 부품(999)은 이동 디바이스(998)의 좌측 및 우측에 인접한다.
종래 기술에 비해, 본 발명은 적어도 이하의 장점, 즉 (1) 안테나 구조와 강자성 패치를 집적화함에 의해 전체 두께를 감소시키고; (2) 안테나 구조를 어셈블링하고 제조하는 프로세스를 단순화하며; (3) 안테나 구조를 제조하는 전체 원가를 줄이고; (4) 서로 다른 방사 패턴을 제공한다는 장점을 가진다. 그러므로, 본 발명은 다양한 소형 이동 통신 디바이스에서 응용하는데 적합할 수 있다.
청구항 소자를 수정하기 위해 특허청구범위에 있어서 서수적 용어, "제 1", "제 2", "제 3" 등의 사용은 다른 청구항 소자에 대한 하나의 청구항 소자의 우선 순위, 석차 또는 순서를 내포한 것이 아니거나, 방법의 행위가 실행되는 시간적 순서를 내포한 것이 아니며, 단지 청구항 소자들을 구별하기 위해 특정 명칭을 가진 하나의 청구항 소자를 동일한 명칭을 가진 다른 소자로부터 구별하기 위해 라벨로서 이용된 것이다(그러나 서수적 용어의 사용을 위해).
본 발명이 예시적으로 및 바람직한 실시 예의 견지에서 설명되었지만, 본 발명이 개시된 실시 예들에 국한되지 않음을 알 것이다. 오히려, (당업자에게 명백한) 여러 수정 및 유사한 배열을 커버하기 위한 것이다. 그러므로, 첨부된 특허청구범위의 범주는 모든 그러한 수정 및 유사한 배열을 포괄하도록 가장 넓은 해석이 이루어져야 한다.
Claims (20)
- 안테나 구조로서,
제 1 표면과, 제 1 표면에 대향되는 제 2 표면을 가지는 강자성 패치(ferromagnetic patch);
제 1 표면상에 배치되는 다수의 제 1 금속 도전 라인들;
제 2 표면상에 배치되는 다수의 제 2 금속 도전 라인들; 및
강자성 패치를 관통하는 다수의 금속 접속 소자들 - 금속 접속 소자들은 제 1 금속 도전 라인들을 제 2 금속 도전 라인들에 각각 접속시킴 - 을 포함하는
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 강자성 패치는 페라이트 층(ferrite layer)을 포함하는,
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 강자성 패치를 둘러싸는 코일 구조는 제 1 금속 도전 라인들과, 금속 접속 소자 및 제 2 금속 도전 라인들에 의해 형성되는,
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 안테나 구조는 NFC 주파수 대역에서 동작하는,
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 안테나 구조의 메인 빔은 제 1 표면 및 제 2 표면에 평행인 방향으로 배열되는,
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 금속 도전 라인은 제 2 표면상에 다수의 수직 프로젝션들(vertical projection)을 가지며, 상기 수직 프로젝션들은 상기 제 2 금속 도전 라인들과 평행이 아니며, 각각의 상기 수직 프로젝션들과 각각의 상기 제 2 금속 도전 라인들간의 각도는 0 내지 45도인
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
임의의 2개의 인접한 제 1 금속 도전 라인들 간의 간격은 0mm 내지 10mm이며, 임의의 2개의 인접한 제 2 금속 도전 라인들의 간격은 0mm 내지 10mm인,
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 금속 도전 라인들의 전체 개수는 3 이상이고, 제 2 금속 도전 라인들의 전체 개수는 3 이상인,
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
임의의 2개의 인접한 제 1 금속 도전 라인들의 간격은 서로 다르며, 임의의 2개의 인접한 제 2 금속 도전 라인들의 간격은 서로 다른,
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 금속 도전 라인들 중 하나 이상 및/또는 제 2 금속 도전 라인들 중 하나 이상은 다수의 병렬 슬롯들을 가지는
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 금속 도전 라인들과, 제 2 금속 도전 라인들 및 금속 접속 라인들은 제 1 금속 층과 제 2 금속 층에 의해 형성되는,
안테나 구조.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 금속 층은 비도전 잉크 층(nonconductive ink layer)에 치환 프로세스(displacement process)를 적용함에 의해 비도전 잉크 층상에 형성되는,
안테나 구조.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 금속 층은 제 1 금속 층에 농축 프로세스(thickening process)를 적용함에 의해 제 1 금속 층상에 형성되는,
안테나 구조.
- 제 12 항에 있어서,
상기 비도전 잉크 층은 모재 분말(base metal powder) 및 에폭시를 포함하는
안테나 구조.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 금속 층과 제 2 금속 층의 각각은 구리, 니켈, 은, 팔라듐(palladium), 플래티늄(platinum), 알루미늄 또는 금을 포함하는,
안테나 구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 안테나 구조는, 근접식 카드(proximity card)가 이동 디바이스로부터 다수의 방향으로 방사 에너지를 수신하도록, 이동 디바이스와 조합되는,
안테나 구조.
- 이동 디바이스로서,
슬롯 갭(slot gap)을 가지는 제 1 금속 평면;
제 2 금속 평면;
및 청구항 1의 안테나 구조- 상기 안테나 구조는 제 1 금속 평면과 제 2 금속 평면 사이에 배치됨 - 를 포함하는,
이동 디바이스.
- 제 17 항에 있어서,
상기 안테나 구조의 방사 에너지는 슬롯 갭을 통해 외부로 전달되는,
이동 디바이스.
- 제 17 항에 있어서,
상기 안테나 구조의 방사 에너지는 제 1 금속 평면과 제 2 금속 평면 사이의 측면 틈새(side clearance)를 통해 외부로 전달되는,
이동 디바이스.
- 제 17 항에 있어서,
하나 이상의 금속 접속 부품을 더 포함하며, 제 1 금속 평면은 상기 슬롯 갭에 의해 2개의 부분들로 분할되고, 상기 금속 접속 부품은 슬롯 갭을 가로질러 연장되어 제 1 금속 평면의 상기 부분들 사이에 결합되는,
이동 디바이스.
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