KR20160078843A

KR20160078843A - 무선통신용 플렉시블 회로기판

Info

Publication number: KR20160078843A
Application number: KR1020140189120A
Authority: KR
Inventors: 박정일; 박종진
Original assignee: 주식회사 아이엠텍
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-07-05
Also published as: KR101649258B1

Abstract

본 발명은 제 1 모드 무선통신(1000)을 구현함에 있어서 이너 센터영역(IS) 및 아우터 센터영역(OS)을 경계로 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴(10) 및 아우터 센터패턴(100)을 상하로 구비토록 함으로써 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜, 즉 저항 대비 인덕턴스를 상대적으로 증가시켜 무선통신 효율(무선충전 효율)을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

무선통신용 플렉시블 회로기판{FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD FOR WIRELESS COMMUNICATIONS}

본 발명은 무선통신용 플렉시블 회로기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이너 센터영역 및 아우터 센터영역을 경계로 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴 및 아우터 센터패턴을 상하로 구비토록 한 제 1 모드 무선통신에 의해 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜, 즉 저항 대비 인덕턴스를 상대적으로 증가시켜 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있는 무선통신용 플렉시블 회로기판에 관한 것이다.

일반적으로 휴대 단말기는 휴대전화에 인터넷 통신과 정보검색 등 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 단말기로서 화면을 디스플레이하는 윈도우를 보면서 인터넷 및 다양한 애플리케이션(응용프로그램)을 활용할 수 있도록 하는 스마트 폰 등을 한 예로 들 수 있다.

선행기술문헌 1로서 공개특허 제2013-0113222호(안테나 및 이를 구비한 이동 단말기)를 소개할 수 있다.

도 1a는 선행기술문헌 1과 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.

이동 단말기(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다.

무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있고, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있으며, 사용자 입력부(130)는 이동 단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼(136), 터치 센서(정압/정전)(137)로 구성될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시키고, 근접 센서(141)를 포함할 수 있으며, 출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153) 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

제어부(controller)(180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

전원 공급부(190)는 예를 들어 배터리, 연결포트, 전원공급제어부 및 충전모니터링부를 포함할 수 있다.

도 1b는 선행기술문헌 1에 따른 이동 단말기의 후면 사시도이다.

도 1b를 참조하면, 단말기 바디의 후면 즉, 리어 케이스(102)에는 카메라(121')가 추가로 장착될 수 있다. 카메라(121')에 인접하게는 플래쉬(123)와 거울(124)이 추가로 배치될 수 있다. 플래쉬(123)는 카메라(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다.

도 1c는 선행기술문헌에 따른 안테나(200)가 이동 단말기(100)의 후면커버(103)에 부착된 것을 도시한 평면도이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 프론트 케이스(101), 리어 케이스(102), 후면커버(또는 배터리 커버)(103), 카메라(121'), 인터페이스(170), 마이크(122), 음향출력부(152'), 배터리(191), 배터리 장착부(104), USIM카드 장착부(105), 메모리카드 장착부(106)가 도시되어 있다.

리어 케이스(102) 표면에는 배터리 장착부(104), USIM카드 장착부(105) 및 메모리카드 장착부(106)와 같은 외장부품이 실장될 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 일반적으로 리어 케이스(102)의 표면에 실장되는 외장부품은 이동 단말기(100)의 기능이 다양화되고 다양해진 소비자의 요구를 충족시키기 위해 이동 단말기(100)의 기능을 확장할 수 있도록 하기 위함이다.

안테나(200)는 이동 단말기(100)의 기능이 다양화되면서 외부 장치 및 서버와 무선 통신을 할 필요성이 높아졌다. 예를 들면, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 방송정보를 수신하기 위한 안테나(200), Wibro, HSDPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE 등 무선인터넷을 위한 안테나(200), 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 근거리 무선통신을 위한 안테나(200) 등이 필요하다.

이러한 안테나(200)는 전파의 수신을 위해 넓은 면적에 형성하는 것이 바람직하고 다른 전자부품들의 영향을 받지 않기 위해 이동 단말기(100)의 표면 쪽에 위치함이 바람직하다. 따라서, 도 1c에 도시된 바와 같이 일반적으로 전자부품이 실장 되지 않아 넓은 면적을 확보할 수 있는 후면커버(103)에 상기 안테나(200)를 배치한다.

선행기술문헌 1의 안테나(200)는 도 1c에 도시된 바와 같이 연성기판(210), 2가지 종류의 패턴, 자성시트(230)를 주요구성으로 한다.

패턴은 크게 2가지 종류로 고주파용 패턴(220)과 저주파용 패턴(225)으로 구분된다. 즉, 서로 다른 주파수 대역을 이용하는 것을 특징으로 하며, 고주파용 패턴(220)은 무선통신에 적합하고, 저주파용 패턴(225)은 주로 배터리의 무선충전에 적합하다.

이동 단말기(100)에 이용되는 무선충전기술은 전자기 유도 원리를 이용한다.

전자기 유도는 전류를 흘려 자기장을 형성하고, 그 위에 이동 단말기(100)를 놓으면 이동 단말기(100)에 장착된 저주파용 패턴, 즉 무선 충전용 코일(225)에 전류가 흘러 충전이 된다.

전송하는 전력량에 따라 주파수가 달라질 수 있으나, 일반적으로 이동 단말기(100)와 같은 소형 가전제품에 이용되는 전력은 수백 ㎑이하로 비교적 낮은 주파수를 이용한다.

무선통신은 이동 단말기(100)의 기능이 다양화되면서, 전화통화를 위한 전파의 전송 이외에 NFC(Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification) 등의 기능을 위해서도 안테나가 필요하다. 특히 무선통신 기술에 따라 이용하는 주파수는 다르며, 많은 양의 데이터를 전송하기 위해 무선 충전에 이용되는 주파수에 비해 상대적으로 고주파를 이용한다.

선행기술문헌 1의 무선 통신용 안테나(200)가 이용되는 통신 방식의 예로 근거리 무선통신(NFC: Near Field Communication)을 들 수 있다. 근거리 무선통신은 전자태그(RFID)의 일종으로 약 13.56㎒주파수 대역을 이용하는 비접촉식 무선통신 모듈이다.

대략 10∼40㎝의 가까운 거리에서 단말기(100) 간의 데이터를 전송하는 기술로서, 통신거리가 짧기 때문에 상대적으로 보안이 우수하고 가격이 저렴해 주목받는 차세대 근거리 통신기술이다. 데이터 읽기와 쓰기를 모두 이용할 수 있으며, 블루투스처럼 기기간에 설정이 필요 없어 최근 이동 단말기(100)에 근거리 무선통신 기능을 부가하고 있다.

도 2a는 선행기술문헌 2(공개특허 제2013-0123310호; 공진 방식 무선 전력 수신 시스템에서 공진단 장치)가 적용되는 공진 방식 무선 전력 수신 시스템에서 NFC 안테나 및 WPT 공진기의 평면상 배치 구조를 나타낸 예시도이며, 도 2b는 NFC 안테나 및 WPT 공진기의 휴대용 단말기 상에서의 배치 구조를 나타낸다.

도 2a 및 도 2b를 참조하여, 먼저 선행기술문헌 2가 적용되는 무선 전력 수신 시스템, 예를 들어 휴대용 단말기에서 NFC 안테나(10) 및 WPT 공진기(20)의 기구적인 실장 상태를 살펴보면, 평면적으로 루프형 안테나 구조를 NFC 안테나(10)는 마찬가지로 루프형 안테나 구조를 가지는 WPT 공진기(20)의 내측에 위치하도록 설치된다.

또한, NFC 안테나(10)는 휴대용 단말기의 본체(1) 뒷면에서 (착탈 가능하게 설치될 수 있는 배터리 부위에) 설치될 수 있으며, WPT 안테나(20)는 휴대용 단말기의 뒷면 커버(2)에 설치될 수 있다.

이때, NFC 안테나(10)와 WPT 공진기(20) 사이에는 아이솔레이션 특성확보를 위해 적절히 설계된 이격 거리(Isolation d, Isolation h)가 발생한다. 이와 같은 이격 거리에 의해 NFC 안테나(10)와 WPT 공진기(20)두 주파수(13.56MHz, 6.78MHz)의 아이솔레이션 특성이 기구적으로 결정된다.

도 2c는 선행기술문헌 2의 일 실시예에 따른 공진 방식 무선 전력 수신 시스템에서 공진단 장치의 회로도이고, 부호 20은 고임피던스 회로이다.

도 2c를 참조하여, 선행기술문헌 2의 특징에 따른 공진단 장치는 WPT 전력용 증폭기(Power Amplifier: PA)(미도시)에서 방출되는 체배 성분(harmonics)이 외부로 방사되지 않도록 하기 위하여 WPT 공진기(20)에 션트 캐패시터(shunt capacitor)(40)를 연결할 수 있다.

선행기술문헌 1 및 2를 참조하면, 무선통신을 위한 WPT, NFC 또는 RFID를 잘 소개하고 있다. 그렇지만 WPT의 무선충전효율에 대한 언급은 다루지 않고 있다.

WPT의 무선충전효율에 관한 종래 기술을 언급하면 다음과 같다.

WPT의 무접점충전 시스템의 하나인 전자기 유도 방식은 교류전원이 공급되는 송신기(충전기)에 설치된 1차 코일에 충전하고자 하는 기기(배터리) 측의 2차 코일을 접근시켜, 1차 코일과 2차 코일 사이에 전자기 유도를 일으킴으로써 발생한 유도기전력으로 기기(배터리)를 충전한다.

WPT에서는 무접점충전의 효율을 높이기 위한 몇 가지 방안을 제시하고 있다.

첫 번째 방법은 송신부(1차 코일)와 수신부(2차 코일)의 중앙에 영구자석을 장착하여 자력에 의해 양자 코일의 위치를 정확하게 유지하는 방법이다.

두 번째 방법은 송신부(1차 코일) 위에 수신부(2차 코일)를 올리면, 2차 코일의 위치를 검출하여 스텝핑 모터로 1차 코일을 2차 코일의 위치로 이동하여 2차 코일에 대한 1차 코일의 위치를 정위치시키는 방법이다.

세 번째 방법은 송신부에 1차 코일을 복수로 설치하고 여기에 2차 코일을 올리면 2차 코일과 가장 인접한 1차 코일에 전류를 인가하여 양자 코일의 겹친 면적을 넓게 유지함으로써 결과적으로 1차 코일과 2차 코일 사이의 유도기전력을 높이는 방법이다.

이때, 두 번째 방법은 모터가 받는 부하를 줄이기 위하여 1차 코일의 무게를 제한해야 하는 한계가 있고, 세 번째 방법은 1차 코일의 어레이 구조로 인해 송신부의 크기가 과도하게 증가하는 한편, 각 1차 코일들의 크기를 제한해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 현실적으로 자석을 이용하여 충전효율을 높이는 첫 번째 방법이 가장 널리 사용되고 있으나, 기기에 적용할 경우 다른 장치들에 자기 간섭으로 인하여 오동작을 유발하는 등의 문제가 있다.

결국, 위에서 언급한 문제점을 해결하는 것과 동시에 충전효율을 높이기 위한 기술이 필요한 실정인 것이다.

이러한 무접점충전시스템의 충전효율을 개선하기 위한 종래 기술로서 한국공개특허 제10-2010-0074595호, 한국등록특허 제10-1063154호 등이 있다.

대한민국 공개특허 제2013-0113222호 - 안테나 및 이를 구비한 이동 단말기 대한민국 공개특허 제2013-0123310호 - 공진 방식 무선 전력 수신 시스템에서 공진단 장치 대한민국 공개특허 제10-2010-0074595호 - 무선 충전 시스템 및 방법 대한민국 등록특허 제1063154호 - 무접점 충전 장치

본 발명의 목적은 이너 센터영역 및 아우터 센터영역을 경계로 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴 및 아우터 센터패턴을 상하로 구비토록 한 제 1 모드 무선통신에 의해 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜, 즉 저항 대비 인덕턴스를 상대적으로 증가시켜 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있는 무선통신용 플렉시블 회로기판을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

플렉시블한 베이스필름과, 상기 베이스필름의 이너 센터영역 및 아우터 센터영역에 마련된 제 1 모드 무선통신과, 상기 베이스필름의 외곽영역에 마련된 제 2 모드 무선통신을 포함하는 무선통신용 플렉시블 회로기판에 있어서,

상기 제 1 모드 무선통신은 외부의 제 1 스타트단자로부터 인출되는 제 1 스타트라인에서 시작하여 터닝 비아홀을 지나 외부의 제 1 엔드단자로 인출되는 제 1 엔드라인에 이르기까지 상기 이너 센터영역 및 아우터 센터영역을 경계로 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴 및 아우터 센터패턴을 상하로 구비하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

본 발명은 이너 센터영역 및 아우터 센터영역을 경계로 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴 및 아우터 센터패턴을 상하로 구비토록 한 제 1 모드 무선통신에 의해 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜, 즉 저항 대비 인덕턴스를 상대적으로 증가시켜 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 터닝 비아홀을 기준으로 이너 센터영역에 상하 직렬 연결되는 제 1 상부 이너 센터패턴 및 제 1 하부 이너 센터패턴을 통해 이너 센터패턴을 완성하고, 병렬 비아홀을 경유하여 아우터 센터영역에 상하 병렬 연결되는 제 1 상부 아우터 센터패턴 및 제 1 하부 아우터 센터패턴을 통해 아우터 센터패턴을 완성하여, 결국 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴 및 아우터 센터패턴을 상하로 구비토록 함으로써 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜, 즉 저항 대비 인덕턴스를 상대적으로 증가시켜 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 병렬 비아홀을 경유하여 이너 센터영역에 상하 병렬 연결되는 제 1 상부 이너 센터패턴 및 제 1 하부 이너 센터패턴을 통해 이너 센터패턴을 완성하고, 터닝 비아홀을 기준으로 함과 동시에 제 1 하부 이너 센터패턴을 경유하여 아우터 센터영역에 결과적으로 상하 직렬 연결되는 제 1 상부 아우터 센터패턴 및 제 1 하부 아우터 센터패턴을 통해 아우터 센터패턴을 완성하여, 결국 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴 및 아우터 센터패턴을 상하로 구비토록 함으로써 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜, 즉 저항 대비 인덕턴스를 상대적으로 증가시켜 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 선행기술문헌 1과 관련된 이동 단말기의 블록 구성도.
도 1b는 선행기술문헌1에 따른 이동 단말기의 후면 사시도.
도 1c는 선행기술문헌 1에 따른 안테나가 이동 단말기의 후면커버에 부착된 것을 도시한 평면도.
도 2a는 선행기술문헌 2가 적용되는 공진 방식 무선 전력 수신 시스템에서 NFC 안테나 및 WPT 공진기의 평면상 배치 구조를 나타낸 예시도.
도 2b는 선행기술문헌 2의 NFC 안테나 및 WPT 공진기의 휴대용 단말기 상에서의 배치 구조를 나타내는 구조도.
도 2c는 선행기술문헌 2의 일 실시예에 따른 공진 방식 무선 전력 수신 시스템에서 공진단 장치의 회로도.
도 3a는 본 발명에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판을 나타내는 표면도.
도 3b는 본 발명에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판을 나타내는 이면도.
도 4a는 본 발명의 다른 예에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판을 나타내는 표면도.
도 4b는 본 발명의 다른 예에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판을 나타내는 이면도.

이하, 본 발명에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판을 나타내는 표면도 및 이면도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 예에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판을 나타내는 표면도 및 이면도이다.

본 발명에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판은 도 3a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이 플렉시블한 베이스필름(F)과, 베이스필름(F)의 이너 센터영역(IS) 및 아우터 센터영역(OS)에 마련된 제 1 모드 무선통신(1000)과, 베이스필름(F)의 외곽영역(OA)에 마련된 제 2 모드 무선통신(2000)을 포함한다.

더욱 구체적으로, 베이스필름(F)은 대략 120∼250㎛ 두께의 폴리이미드 수지(Polyimide Resin)로 제작되어 플렉시블(Flexible)한 유연성을 지니도록 할 수 있고, 제 1 모드 무선통신(1000) 및 제 2 모드 무선통신(2000) 그리고 후술하는 제 3 모드 무선통신(3000)은 베이스필림(B)에 증착된 동박 또는 알루미늄박을 에칭하여 구현할 수 있다.

이때, 제 1 모드 무선통신(1000)은 외부의 제 1 스타트단자(S1)로부터 인출되는 제 1 스타트라인(S10)에서 시작하여 터닝 비아홀(T)을 지나 외부의 제 1 엔드단자(E1)로 인출되는 제 1 엔드라인(E10)에 이르기까지 이너 센터영역(IS) 및 아우터 센터영역(OS)을 경계로 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴(10) 및 아우터 센터패턴(100)을 상하로 구비하는 것을 본 발명의 핵심 특징으로 한다.

이와 같이 제 1 모드 무선통신(1000)을 구현함에 있어서 이너 센터영역(IS) 및 아우터 센터영역(OS)을 경계로 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴(10) 및 아우터 센터패턴(100)을 상하로 구비토록 함으로써 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜, 즉 저항 대비 인덕턴스를 상대적으로 증가시켜 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있게 된다(이에 대한 작용 및 효과에 대하여는 후술하는 실시예에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다).

본 발명에 따라 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 이너 센터패턴(10)은 제 1 스타트단자(S1)로부터 인출되는 제 1 스타트라인(S10)에서 시작하여 터닝 비아홀(T)에 이르는 이너 센터영역(IS)에 권회된 제 1 상부 이너 센터패턴(10a)과, 터닝 비아홀(T)에서 시작하여 이너 센터영역(IS)에 권회된 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)을 포함할 수 있고, 아우터 센터패턴(100)은 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)의 끝단에서 시작하여 아우터 센터영역(OS)에 권회된 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)과, 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)에 병렬 비아홀(B)로 접속됨과 동시에 제 1 스타트라인(S10)으로부터 절연되도록 아우터 센터영역(OS)에 권회된 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a)을 포함할 수 있다.

본 발명에 따라 터닝 비아홀(T)을 기준으로 이너 센터영역(IS)에 상하 직렬 연결되는 제 1 상부 이너 센터패턴(10a) 및 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)을 통해 이너 센터패턴(10)을 완성하고, 병렬 비아홀(B)을 경유하여 아우터 센터영역(OS)에 상하 병렬 연결되는 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a) 및 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)을 통해 아우터 센터패턴(100)을 완성하여, 결국 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴(10) 및 아우터 센터패턴(100)을 상하로 구비토록 함으로써 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜, 즉 저항 대비 인덕턴스를 상대적으로 증가시켜 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 다른 예에 따라 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 아우터 센터패턴(100)은 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a) 및 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)으로 이루어지고, 이너 센터패턴(10)은 제 1 상부 이너 센터패턴(10a) 및 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)으로 이루어진다.

더욱 구체적으로, 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a)은 제 1 스타트단자(S1)로부터 인출되는 제 1 스타트라인(S10)에서 시작하여 아우터 센터영역(OS)에 권회되고, 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)은 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a)에 이어진 매개 연결라인(L)을 경유한 터닝 비아홀(T)에서 시작하여 이너 센터영역(IS)에 권회되고, 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)은 1 하부 이너 센터패턴(10)의 끝단에서 시작하여 아우터 센터영역(OS)에 권회된 후 제 1 엔드라인(E10)에 연결되고, 제 1 상부 이너 센터패턴(10a)은 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)에 병렬 비아홀(B)로 접속됨과 동시에 매개 연결라인(L)으로부터 절연되도록 이너 센터영역(IS)에 권회된다.

본 발명의 다른 예에 따라 병렬 비아홀(B)을 경유하여 이너 센터영역(IS)에 상하 병렬 연결되는 제 1 상부 이너 센터패턴(10a) 및 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)을 통해 이너 센터패턴(10)을 완성하고, 터닝 비아홀(T)을 기준으로 함과 동시에 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)을 경유하여 아우터 센터영역(OS)에 결과적으로 상하 직렬 연결되는 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a) 및 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)을 통해 아우터 센터패턴(100)을 완성하여, 결국 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴(10) 및 아우터 센터패턴(100)을 상하로 구비토록 함으로써 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜, 즉 저항 대비 인덕턴스를 상대적으로 증가시켜 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명 및 다른 예에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판에 적용되는 제 1 모드 무선통신(1000)은 WPT(Wireless Power Transfer)인 것이 바람직하다.

WPT는 전자기 유도원리, 즉 유도자계 원리에 따라 전류를 흘려 자기장을 형성하고 그 위에 휴대 단말기를 놓아 100∼200㎑ 대역에서 배터리를 충전케 하는 것으로, 저항을 줄이는 대신 인덕턴스를 증가시켜야만 무선통신에 의한 빠른 충전을 가능케 할 수 있으므로 본 발명의 제 1 모드 무선통신(1000)에 적합하게 적용할 수 있게 된다.

가. 실시예 1 및 2

본 발명의 실시예 1 및 2에 의하여, 상하 직렬 연결되는 제 1 상부 이너 센터패턴(10a) 및 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)으로 이너 센터패턴(10)을 완성시킴과 동시에 상하 병렬 연결되는 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a) 및 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)으로 아우터 센터패턴(100)을 완성시킨 제 1 모드 무선통신(1000)을 구비한 무선통신용 플렉시블 회로기판에 대한 샘플을 2개 제조한 후, 19V의 동일한 전압을 인가한 경우 입력 전력 대비 출력 전력의 효율을 계산하여 충전효율(％)을 도출하고, 본 발명에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판의 실효 저항, 인덕턴스를 측정하여 Q(Quality Factor)값을 도출하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.

상기 Q값은 인덕턴스를 L(H), 실효저항을 R(ohm), 측정주파수를 f(hz)로 할 경우 하기 식 1에 의해 정의된다.

Q=2πfL/R (식 1)

[표 1]

[표 2]

나. 실시예 3 및 4

본 발명의 실시예 3 및 4에 의하여, 상하 병렬 연결되는 제 1 상부 이너 센터패턴(10a) 및 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)으로 이너 센터패턴(10)을 완성시키고 상하 직렬 연결되는 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a) 및 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)으로 아우터 센터패턴(100)을 완성시킨 제 1 모드 무선통신(1000)을 구비한 무선통신용 플렉시블 회로기판 샘플을 2개 제조한 후, 19V의 동일한 전압을 인가한 경우 입력 전력 대비 출력 전력의 효율을 계산하여 충전효율(％)을 도출하고, 본 발명의 다른 예에 따른 무선통신용 플렉시블 회로기판의 실효 저항, 인덕턴스를 측정하여 Q값을 도출하고, 그 결과를 하기 표 3 및 4에 나타내었다.

[표 3]

[표 4]

다. 비교예

본 발명과 같이 서로 다른 패턴타입의 제 1 모드 무선통신(1000)이 아닌 종래 기술에 의하여 플렉시블 베이스필름의 상하부에 통상의 동일한 패턴을 형성하고 상하부의 패턴이 비아홀에 의해 병렬적으로 연결한 비교예인 무선통신용 플렉시블 회로기판을 제조한 후, 19V의 동일한 전압을 인가한 경우 입력 전력 대비 출력 전력의 효율을 계산하여 충전효율(％)을 도출하고, 비교예의 무선통신용 플렉시블 회로기판의 실효 저항, 인덕턴스를 측정하여 Q값을 도출하고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

[표 5]

상기 결과에서 확인할 수 있듯, 상기 실시예 1 내지4, 그리고 비교예에서 출력전류 700㎃인 경우의 충전효율(％)이 가장 높았는데, 그 각각의 값은 아래의 표 6과 같았다.

[표 6]

즉, 본 발명의 실시예 1 내지 4와 같이 무선통신용 플렉시블 회로기판은 비교예에 비하여 충전효율이 약 2％ 내지 2.4％ 향상되었다는 사실을 확인할 수 있었다.

이는 본 발명에 의한 무선통신용 플렉시블 회로기판을 구현할 경우 저항 대비 인덕턴스가 상대적으로 증가하여 Q값이 11에서 12로 상승하고, 이에 따라 충전효율이 상승하게 된 것이라 볼 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이, 충전효율을 상승시키기 위한 제 1 모드 무선통신(1000)을 WPT라 했을 때, 제 2 모드 무선통신(2000)은 외부의 제 2 스타트단자(S2)로부터 시작하여 외곽영역(OA)에 권회되면서 외부의 제 2 엔드단자(E2)에 연결되는 제 2 모드 패턴부[20; 제 2 모드 패턴부(20)는 일반적인 패턴형상 또는 상하배열 패턴형상 어느 것이든 관계없으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 다만 제 1 모드 무선통신(1000)과의 유기적인 결합으로 다중 모드 무선통신을 구현한다]를 포함하는 것으로 설계할 수 있고, 이때 제 2 모드 무선통신(2000)은 NFC(Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification) 및 MST(Magnetic Secure Transmission) 중 어느 하나로 적용할 수 있게 될 것이다.

다른 한편으로, 충전효율을 상승시키기 위한 제 1 모드 무선통신(1000)을 WPT라 했을 때, 제 1 모드 무선통신(1000) 및 제 2 모드 무선통신(2000) 사이의 미들영역(MA)에 마련된 제 3 모드 무선통신(3000)을 더 포함할 수 있고, 이 제 3 모드 무선통신(3000)은 외부의 제 3 스타트단자(S3)로부터 시작하여 미들영역(MA)에 권회되면서 외부의 제 3 엔드단자(E3)에 연결되는 제 3 모드 패턴부[30; 제 3 모드 패턴부(30)는 일반적인 패턴형상 또는 상하배열 패턴형상 어느 것이든 관계없으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 다만 제 1 모드 무선통신(1000) 및 도 2 모드 무선통신(2000)과의 유기적인 결합으로 다중 모드 무선통신을 구현한다]를 포함할 수 있을 것이고, 이때 제 3 모드 무선통신(3000)은 NFC, RFID 및 MST 중 어느 하나로 적용할 수 있게 될 것이다.

더욱 구체적으로, NFC 또는 RFID는 대략 10∼40㎝의 가까운 거리에서 13.56㎒ 주파수 대역의 비접촉 자기유도 결합력(Non-Contact Magnetic Inductive Coupling Power)으로 단말기 상호간 데이터를 전송키 위한 것이고, MST는 10∼200㎝의 근거리에서 13.56㎒ 주파수 대역의 비접촉 자기유도 결합력으로 외부의 단말기 상호간 데이터를 전송키 위한 공지 기술로서 그 상세한 설명은 생략하기로 하는 대신, 본 발명에서는 서로 다른 패턴타입을 구비한 제 1 모드 무선통신(1000)으로서 충전효율을 극대화시키기 위한 WPT를 적용하고, 제 2 모드 무선통신(2000) 또는 제 3 모드 무선통신(3000)은 NFC, RFID 및 MST 중 어느 하나를 선택적으로 적용토록 하는 기술을 제안하는 것이다.

본 발명은 테블릿 PC나 스마트 폰 등과 같은 휴대 단말기 산업분야에 이용될 수 있다.

F : 베이스필름 IS : 이너 센터영역
OS : 아우터 센터영역 OA : 외곽영역
MA : 미들영역 T : 터닝 비아홀
B : 병렬 비아홀 L : 매개 연결라인
1000 : 제 1 모드 무선통신
S1 : 제 1 스타트단자 S10 : 제 1 스타트라인
E1 : 제 1 엔드단자 E10 : 제 1 엔드라인
10 : 이너 센터패턴
10a : 제 1 상부 이너 센터패턴 10b : 제 1 하부 이너 센터패턴
100 : 아우터 센터패턴
100a : 제 1 상부 아우터 센터패턴 100b : 제 1 하부 아우터 센터패턴
2000 : 제 2 모드 무선통신
S2 : 제 2 스타트단자 E2 : 제 2 엔드단자
20 : 제 2 모드 패턴부
3000 : 제 3 모드 무선통신
S3 : 제 3 스타트단자 E3 : 제 3 엔드단자
30 : 제 3 모드 패턴부

Claims

플렉시블한 베이스필름(F)과, 상기 베이스필름(F)의 이너 센터영역(IS) 및 아우터 센터영역(OS)에 마련된 제 1 모드 무선통신(1000)과, 상기 베이스필름(F)의 외곽영역(OA)에 마련된 제 2 모드 무선통신(2000)을 포함하는 무선통신용 플렉시블 회로기판에 있어서,
상기 제 1 모드 무선통신(1000)은 외부의 제 1 스타트단자(S1)로부터 인출되는 제 1 스타트라인(S10)에서 시작하여 터닝 비아홀(T)을 지나 외부의 제 1 엔드단자(E1)로 인출되는 제 1 엔드라인(E10)에 이르기까지 상기 이너 센터영역(IS) 및 아우터 센터영역(OS)을 경계로 서로 다른 패턴타입의 이너 센터패턴(10) 및 아우터 센터패턴(100)을 상하로 구비하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 플렉시블 회로기판.
제 1 항에 있어서,
상기 이너 센터패턴(10)은 상기 제 1 스타트단자(S1)로부터 인출되는 상기 제 1 스타트라인(S10)에서 시작하여 상기 터닝 비아홀(T)에 이르는 상기 이너 센터영역(IS)에 권회된 제 1 상부 이너 센터패턴(10a)과, 상기 터닝 비아홀(T)에서 시작하여 상기 이너 센터영역(IS)에 권회된 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)을 포함하고,
상기 아우터 센터패턴(100)은 상기 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)의 끝단에서 시작하여 상기 아우터 센터영역(OS)에 권회된 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)과, 상기 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)에 병렬 비아홀(B)로 접속됨과 동시에 상기 제 1 스타트라인(S10)으로부터 절연되도록 상기 아우터 센터영역(OS)에 권회된 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 플렉시블 회로기판.
제 1 항에 있어서,
상기 아우터 센터패턴(100)은 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a) 및 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)으로 이루어지고,
상기 이너 센터패턴(10)은 제 1 상부 이너 센터패턴(10a) 및 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)으로 이루어지고,
상기 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a)은 상기 제 1 스타트단자(S1)로부터 인출되는 상기 제 1 스타트라인(S10)에서 시작하여 상기 아우터 센터영역(OS)에 권회되고,
상기 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)은 상기 제 1 상부 아우터 센터패턴(100a)에 이어진 매개 연결라인(L)을 경유한 상기 터닝 비아홀(T)에서 시작하여 상기 이너 센터영역(IS)에 권회되고,
상기 제 1 하부 아우터 센터패턴(100b)은 상기 1 하부 이너 센터패턴(10)의 끝단에서 시작하여 상기 아우터 센터영역(OS)에 권회된 후 상기 제 1 엔드라인(E10)에 연결되고,
상기 제 1 상부 이너 센터패턴(10a)은 상기 제 1 하부 이너 센터패턴(10b)에 병렬 비아홀(B)로 접속됨과 동시에 상기 매개 연결라인(L)으로부터 절연되도록 상기 이너 센터영역(IS)에 권회되는 것을 특징으로 하는 무선통신용 플렉시블 회로기판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 모드 무선통신(1000)은 WPT인 것을 특징으로 하는 무선통신용 플렉시블 회로기판.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 모드 무선통신(2000)은 외부의 제 2 스타트단자(S2)로부터 시작하여 상기 외곽영역(OA)에 권회되면서 외부의 제 2 엔드단자(E2)에 연결되는 제 2 모드 패턴부(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 플렉시블 회로기판.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 모드 무선통신(2000)은 NFC, RFID 및 MST 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선통신용 플렉시블 회로기판.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 모드 무선통신(1000) 및 제 2 모드 무선통신(2000) 사이의 미들영역(MA)에 마련된 제 3 모드 무선통신(3000)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 플렉시블 회로기판.
제 7 항에 있어서,
상기 제 3 모드 무선통신(3000)은 외부의 제 3 스타트단자(S3)로부터 시작하여 상기 미들영역(MA)에 권회되면서 외부의 제 3 엔드단자(E3)에 연결되는 제 3 모드 패턴부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신용 플렉시블 회로기판.
제 8 항에 있어서,
상기 제 3 모드 무선통신(3000)은 NFC, RFID 및 MST 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선통신용 플렉시블 회로기판.