KR20180108364A - 안테나 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은, 절연 기판에 나선 형상으로 형성되는 제2 안테나 배선과 상기 제2 안테나 배선의 내부 영역에 배치된 제1 안테나 배선을 포함하는 코일부 및 상기 절연 기판의 제1 면 측에 배치되는 제1 자성부와 상기 절연 기판의 제2면 측에 배치되는 제2 자성부를 포함하는 자성부를 포함하며, 상기 제1 자성부는 전체가 상기 제2 안테나 배선의 내부 영역 내에 배치된다.

Description

안테나 모듈{ANTENNA MODULE}

본 발명은 전자 기기에 탑재되어 근거리 통신에 이용되는 안테나 모듈에 관한 것이다.

스마트폰과 같은 휴대 단말기가 보편화되고 그 기능이 향상됨에 따라, 휴대 단말기의 근거리 통신을 이용한 결제 방법이 등장하고 있다. 그러나, 상점 등에서 기존에 보편적으로 설치된 POS 단말과 스마트폰 사이의 데이터 전송 채널이 없어 스마트폰을 이용한 결제는 많은 장애 요인을 갖고 있다. 이를 해결하기 위해, 2D 바코드 또는 NFC(Near Field Communication)를 이용한 방법들이 제안되고 있다.

또한 최근에는 POS 단말에 별도의 판독 장치를 부가하지 않고도 결제를 수행할 수 있는 마그네틱 보안 전송(MST; Magnetic Secure Transmission) 기법이 제안되고 있다.

이로 인해, 하나의 휴대 단말기에 NFC 안테나와 MST 안테나가 모두 탑재되고 있으며, 이에 휴대 단말기 내에서 각 안테나들의 통신 성능을 유지할 수 있는 안테나 모듈이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 휴대 단말기와 같은 전자 기기 내에 구비되어 근거리 통신에 이용되는 안테나 모듈을 제공하는 데에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 다수의 안테나를 효율적으로 배치할 수 있는 안테나 모듈을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은, 절연 기판에 나선 형상으로 형성되는 제2 안테나 배선과 상기 제2 안테나 배선의 내부 영역에 배치된 제1 안테나 배선을 포함하는 코일부 및 상기 절연 기판의 제1 면 측에 배치되는 제1 자성부와 상기 절연 기판의 제2면 측에 배치되는 제2 자성부를 포함하는 자성부를 포함하며, 상기 제1 자성부는 전체가 상기 제2 안테나 배선의 내부 영역 내에 배치된다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은, 절연 기판의 제1 면과 제2 면에 분산 배치되는 제1 안테나 배선, 상기 절연 기판의 제1 면에 배치되며, 상기 제1 안테나 배선과 이격 배치되는 제1 자성부, 상기 절연 기판의 제2 면에 배치되며, 상기 제1 안테나 배선과 이격 배치되는 제2 자성부, 및 상기 절연 기판의 제1 면에 배치되며, 상기 제1 안테나 배선과 상기 제1 자성부의 주변에 배치되는 제2 안테나 배선을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은 코일부의 양면에 제1 자성부와 제2 자성부를 적층하여 제조하므로, 제조가 매우 용이하다.

또한 하나의 안테나 모듈에 방사 방향이 다른 2개의 안테나 배선이 구비되므로, 전자 기기에 하나의 안테나 모듈이 탑재되더라도 복수의 근거리 통신이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 안테나 모듈의 평면도.
도 3은 도 2의 I-I′에 따른 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 평면도.
도 6은 도 5의 II-II′에 따른 단면도
도 7은 도 5에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 평면도.
도 9은 도 8의 III-III′에 따른 단면도.
도 10은 도 8에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도.
도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 단면도.
도 14는 도 13에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 사시도.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 평면도.
도 17은 도 15의 IV-IV′에 따른 단면도.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기를 개략적으로 도시한 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 더하여 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 안테나 모듈의 평면도이며, 도 3은 도 2의 I-I′에 따른 단면도이다. 또한 도 4는 도 1에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(100)은 전자 기기내에 탑재되어 근거리 통신에 이용되는 안테나 모듈로, 코일부(40) 및 자성부(80)를 포함한다.

코일부(40)는 기판의 형태로 구성된다. 보다 구체적으로, 코일부(40)는 절연 기판(41)과, 절연 기판(41)에 형성되는 안테나 배선(45)을 포함한다.

절연 기판(41)은 일면 또는 양면에 회로 배선을 형성할 수 있는 기판으로, 예를 들어 절연 필름(예컨대 폴리이미드 필름)이 이용될 수 있다. 이 경우, 코일부(40)는 연성 기판(Flexible PCB)의 형태로 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 양면에 회로 배선이 형성될 수 있다면 당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어 인쇄회로기판, 세라믹 기판, 유리 기판, 에폭시 기판, 연성 기판 등)이 선택적으로 이용될 수 있다.

안테나 배선(45)은 절연 기판(41)의 양면에 형성되며, 동박 등으로 형성된 회로 배선의 형태로 구성될 수 있다.

본 실시예에 따른 안테나 배선(45)은 양면 동박적층판(CCL, Copper Clad Laminates)을 패터닝(patterning)하여 제조할 수 있다. 또한 필름과 같은 연성의 절연 기판 양면에 포토리소그래피(photolithography) 방식을 통해 형성할 수 있으며, 예를 들어 양면 구조의 FPCB(Flexible PCB)로 코일부(40)를 제조할 수 있다.

이에 따라 본 실시예의 코일부(40)는 두께가 매우 얇게 형성될 수 있다. 그러나 필요에 따라 다층 기판으로 제조되거나, 강성을 갖는 인쇄회로기판(PCB)의 형태로 제조하는 것도 가능하다.

안테나 배선(45)은 절연 기판(41)에 매립되는 형태가 아닌, 절연 기판(41)에서 돌출되는 형태로 형성된다. 이때 안테나 배선(45)이 돌출되는 거리는 후술되는 자성부(80)의 두께와 유사하거나 동일하게 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 안테나 배선(45)은 단선 코일로 형성되거나 여러 가닥으로 형성된 리쯔 와이어(Litz Wire) 형태의 코일로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 안테나 배선(45)은 제1 안테나 배선(42)과 제2 안테나 배선(43)을 포함한다. 제1 안테나 배선(42)과 제2 안테나 배선(43)은 각각 나선(spiral) 형상을 갖는 배선으로 형성된다.

제1 안테나 배선(42)은 절연 기판(41)의 제1 면에 배치되는 제1 패턴(42a)과, 절연 기판(41)의 타면인 제2 면에 배치되는 제2 패턴(42b), 그리고 제1 패턴(42a)과 제2 패턴(42b) 연결하는 층간 접속 도체들(48)을 포함한다. 층간 접속 도체들(48)은 절연 기판(41)을 관통하는 형태로 절연 기판(41) 내에 배치되어 제1 패턴(42a)과 제2 패턴(42b)을 전기적으로 연결한다.

도 2의 구분선(C)을 기준으로 절연 기판(41)을 구분할 때, 제1 패턴(42a)은 절연 기판(41)의 일측에 배치되고 제2 패턴(42b)은 절연 기판(41)의 타측에 배치된다. 그리고 층간 접속 도체(48)는 구분선(C)을 따라 배치된다. 여기서 구분선(C)은 층간 접속 도체들(48)을 연결하는 선으로 규정될 수 있다.

이에 따라 제1 안테나 배선(42)은 제1 패턴(42a), 제2 패턴(42b), 층간 접속 도체들(48)에 의해 연속적인 나선 형상이 완성된다. 또한 제1 안테나 배선(42)은 절연 기판(41)의 제1 면과 제2 면에 반복적으로 턴(turn)의 절반이 번갈아 배치되는 나선 형상으로 형성된다.

제1 패턴(42a)과 제2 패턴(42b)은 각각 나란하게 배치되는 다수의 선형 패턴을 포함할 수 있다. 선형 패턴들은 동심을 갖도록 배치될 수 있다.

제1 패턴(42a)의 선형 패턴들은 각각 제2 패턴(42b)의 선형 패턴들과 층간 접속 도체들(48)을 통해 연결된다. 따라서 하나의 제1 패턴(42a)의 선형 패턴과 하나의 제2 패턴(42b)은 층간 접속 도체(48)를 통해 연결되어 하나의 코일 턴(turn)을 형성할 수 있다.

이와 같은 안테나 구조에 의해, 제1 안테나 배선(42)은 절반이 절연 기판(41)의 제1 면에 배치되고 나머지 절반은 절연 기판(41)의 제2 면에 분산 배치된다.

제1 안테나 배선(42)은 전체적인 윤곽이 환형(또는 고리형)으로 형성된다. 따라서 제1 안테나 배선(42)의 중심에는 제1 안테나 배선(42)이 형성되지 않는 빈 내부 영역이 구비된다. 이하에서 제1 안테나 배선(42)의 내부 영역은 제1 안테나 배선(42)의 중심에 배치되며 제1 안테나 배선(42)이 형성되지 않은 영역을 의미한다.

이와 같이 구성되는 제1 안테나 배선(42)은 마그네틱 보안 전송(MST; Magnetic Secure Transmission) 안테나로 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 안테나 배선(43)은 절연 기판(41)의 제1 면에 배치되며, 전체가 후술되는 자성부(80)의 외부로 노출된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 절연 기판(41)의 제2 면에 배치하거나, 제1 안테나 배선(42)과 같이 절연 기판(41)의 양면에 분산 배치할 수도 있다.

제2 안테나 배선(43)은 절연 기판(41)의 외곽을 따라 배치된다. 또한 제2 안테나 배선(43)은 전체적인 윤곽이 환형(또는 고리형)으로 형성된다. 따라서 제2 안테나 배선(43)의 중심에는 제2 안테나 배선(43)이 형성되지 않는 빈 내부 영역이 구비된다. 이하에서 제2 안테나 배선(43)의 내부 영역은 제2 안테나 배선(43)의 중심에 배치되며 제2 안테나 배선(43)이 형성되지 않은 영역을 의미한다.

제2 안테나 배선(43)의 내부 영역에는 제1 안테나 배선(42)이 배치된다. 따라서 제2 안테나 배선(43)은 내부에 제1 안테나 배선(42)을 수용하는 형태로 제1 안테나 배선(42)의 외측에 배치된다.

제2 안테나 배선(43)은 NFC(Near Field Communication) 안테나로 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

자성부(80)는 코일부(40)의 안테나 배선(45)에 의해 발생하는 자기장의 자로로 이용되며, 자기장의 자로를 효율적으로 형성하기 위해 구비된다. 이를 위해 자성부(80)는 자로가 용이하게 형성될 수 있는 재질로 형성되며, 예를 들어 페라이트, 나노크리스탈(나노결정) 자성체, 아모푸스(비정질) 자성체, 규소강판 등 투자율을 지닌 물질이 이용될 수 있다.

자성부(80)는 시트(sheet)와 같이 편평한 판 형상으로 형성되어, 코일부(40)의 양면에 각각 배치된다.

보다 구체적으로, 자성부(80)는 코일부(40)의 일면(예컨대, 절연 기판의 제1 면) 측에 배치되는 제1 자성부(80a)와, 코일부(40)의 타면(예컨대, 절연 기판의 제2 면)에 배치되는 제2 자성부(80b)를 포함한다. 따라서, 코일부(40)의 절연 기판(41)은 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b) 사이에 개재되는 형태로 배치된다.

또한 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 각각 절연 기판(41)의 양면에 적층 배치되되, 안테나 배선(42)이 없는 영역에 각각 배치된다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1 자성부(80a)와 제1 패턴(42a)은 모두 절연 기판(41)의 제1 면에 배치되며, 제1 자성부(80a)는 제1 패턴(42a)과 겹치지 않도록 제1 패턴(42a)이 형성되지 않은 영역에 배치된다.

마찬가지로, 제2 자성부(80b)와 제2 패턴(42b)은 모두 절연 기판(41)의 제2 면에 배치되며, 제2 자성부(80b)는 제2 패턴(42b)과 겹치지 않도록 제2 패턴(42b)이 형성되지 않은 영역에 배치된다.

이에 따라 절연 기판(41)을 사이에 두고, 제1 자성부(80a)는 제2 패턴(42b)과 마주보도록 배치되고, 제2 자성부(80b)는 제1 패턴(42a)과 마주보도록 배치된다.

또한, 제1 자성부(80a)는 제2 안테나 배선(43)을 노출시키기 위해, 전체가 제2 안테나 배선(43)의 내부 영역 내에 배치된다. 이에 따라, 제1 자성부(80a)는 제2 안테나 배선(43)이 형성하는 내부 영역 중 제1 안테나 배선(42)의 제1 패턴(42a)이 형성되지 않은 영역에 배치된다.

제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 각각 절연 기판(41)을 사이에 두고 제1 안테나 배선(42)과 마주보도록 배치되는 몸체부(81)와, 제1 안테나 배선(42)의 내부 영역에 배치되는 자속 연결부(82)로 구분될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1 자성부(80a)의 몸체부(81)는 절연 기판(41)의 제2 면에 형성된 제2 패턴(42b)과 마주보도록 배치된다.

반면에, 제2 자성부(80b)의 몸체부(81)는 절연 기판(41)의 제1 면에 형성된 제1 패턴(42a) 그리고 제1 패턴(42a) 주변에 배치된 제2 안테나 배선(43)과 마주보도록 배치된다.

본 실시예에서는 제2 자성부(80b)가 제2 안테나 배선(43) 일부와 마주보도록 형성된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 후술되는 실시예들과 같이 제2 안테나 배선(43) 전체와 마주보도록 구성될 수도 있다.

제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)의 자속 연결부(82)는 모두 제1 안테나 배선(42)의 내부 영역에 배치된다. 따라서 절연 기판(41)을 사이에 두고 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)의 자속 연결부(82)는 서로 마주보도록 배치된다.

본 발명과 같이 자속 연결부(82)가 서로 마주보도록 배치되는 경우, 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 자속 연결부(82)를 통해 자속 저항을 최소화하는 자로를 제공할 수 있다. 따라서 안테나 모듈(100)의 효율을 극대화할 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 따른 안테나 모듈(100)은 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)가 서로 다른 크기로 형성된다. 구체적으로, 제2 자성부(80b)가 제1 자성부(80a)보다 넓은 면적을 갖는다. 이는 제1 자성부(80a) 전체가 제2 안테나 배선(43)의 내부 영역에 배치되고, 제2 자성부(80b)가 제1 패턴(42a)뿐 아니라 제1 패턴(42a) 주변에 배치된 제2 안테나 배선(43)과도 마주보도록 배치됨에 따라 도출된 구성이다.

이와 같이 구성됨에 따라, 제2 자성부(80b)는 제1 패턴(42a)에서 형성되는 자기장뿐만 아니라, 제2 안테나 배선(43)에서 형성되는 자기장이 제2 자성부(80b)의 배면 측으로 누설되는 것을 차단할 수 있다. 이에 방사 효율을 높일 수 있다.

한편, 자성부(80)와 안테나 배선(42, 43)의 두께가 크게 차이 나는 경우, 안테나 모듈(300)의 두께가 전체적으로 고르지 않고 편차가 크게 발생할 수 있다. 이 경우 전자 기기에 안테나 모듈을 탑재하는 데에 어려움이 발생할 수 있다.

따라서 본 실시예에 따른 자성부(80)는 안테나 배선(42, 43)의 두께와 동일하거나 유사한 두께로 형성될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(100)은 코일부(40)와 자성부(80)가 서로 견고하게 고정 접착되도록 코일부(40)와 자성부(80) 사이에 접착부재(미도시)가 개재될 수 있다.

접착부재는 코일부(40)와 자성부(80)의 사이에 배치되며, 자성부(80)와 코일부(40)를 상호 접합시킨다. 이러한 접착부재는 접착 시트(sheet)나 접착 테이프에 의해 형성될 수 있으며, 코일부(40)나 자성부(80)의 표면에 접착제나 접착성을 갖는 수지를 도포하여 형성할 수도 있다.

또한 접착부재가 페라이트 분말을 함유하도록 구성하여 접착부재도 자성을 갖도록 구성하는 것도 가능하다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 안테나 모듈(100)은 코일부(40)의 양면에 자성부(80)를 부착하여 편평하고 얇은 기판의 형태로 제조되지만, 제1 안테나 배선(42)을 통해 발생되는 자기장의 방향이 안테나 모듈(100)의 면방향을 따라 형성되므로 솔레노이드(Solenoid) 안테나와 같은 형태로 동작한다.

따라서 안테나 모듈(100)의 제1 안테나 배선(42)에서 발생하는 자기장의 형상이나 방향을 특정 방향으로 조정할 수 있다.

더하여 코일부(40)의 양면에 자성부(80)를 적층하는 공정만으로 안테나 모듈(100)을 제조할 수 있으므로 제조가 매우 용이하다.

한편 본 발명에 따른 안테나 모듈은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5의 II-II′에 따른 단면도이다. 또한 도 7은 도 5에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(200)은 제2 자성부(80b)가 제1 자성부(80a)보다 넓은 면적을 갖는다.

또한 본 실시예에서 제2 자성부(80b)는 제2 안테나 배선(43)의 하부에 배치되는 확장부(84)를 포함한다.

확장부(84)는 제2 자성부(80b)의 몸체부(81)에서 띠 형태로 연장되고, 절연 기판의 제2 면에서 제2 패턴(42b) 주변에 배치된 제2 안테나 배선(43)과 마주보며 제2 안테나 배선(43)을 지지하는 형태로 절연 기판(41)의 제2 면 측에 배치된다.

확장부(84)의 양단이 몸체부(81)와 연결됨에 따라, 확장부(84)의 내부는 관통 구멍의 형태의 중공부(S1)가 형성되며, 중공부(S1) 내에는 코일부(40)의 제2 패턴(42b)이 배치된다.

본 실시예에서 제2 안테나 배선(43)은 절연 기판(41)의 외곽을 따라 배치된다. 따라서, 확장부(84)도 절연 기판(41)의 외곽을 따라 띠 형태로 배치된다.

또한 본 실시예에서 확장부(84)는 제2 안테나 배선(43)이 형성하는 폭보다 넓은 폭으로 형성된다.

그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 확장부(84)의 폭을 제2 안테나 배선(43)의 폭보다 좁게 형성하거나 확장부(84)를 제2 안테나 배선(43)의 외측이나 내측에 배치하는 것도 가능하다.

이와 같이 제2 자성부(80b)가 확장부(84)를 구비하는 경우, 제2 안테나 배선(43)에 의해 발생하는 자기장은 대부분 제2 자성부(80b)를 통해 자로가 형성되므로, 제2 자성부(80b)의 배면으로 자속이 누설되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 방사 성능을 높일 수 있다.

상기한 바와 같이 자성부(80)를 구성하는 경우, 제1 안테나 배선(42)에 의한 자기장은 도 6의 P1와 같이 형성된다. 그리고 제2 안테나 배선(43)에 의한 자기장은 P4와 같이 형성된다.

따라서, 전자 기기 내에서 Q 영역에 다른 부품이 배치되거나 구조 상의 문제로 Q 영역에 안테나 배선이 형성되지 않더라도, Q 영역 주변까지 자기장을 확장할 수 있다. 이에 코일부(40)를 작은 크기로 형성하여 전자 기기의 일측에 배치하더라도 전자 기기의 주변 전체에 자기장을 형성할 수 있다.

이처럼 본 발명에 따른 안테나 모듈은 다양한 형태로 자기장의 형상이나 범위를 변경시킬 수 있으며, 이에 안테나 모듈이 탑재되는 휴대 단말기의 다양한 형상이나 크기에 대응할 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 9은 도 8의 III-III′에 따른 단면도이다. 또한 도 10은 도 8에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(300)은 제1 안테나 배선(42)이 제1 배선(421)과 제2 배선(422)을 포함한다.

제1 배선(421)과 제2 배선(422)은 각각 전술한 제1 안테나 배선(도 4의 42)과 유사한 구조로 절연 기판(41)에 형성되며, 서로 일정 거리 이격 배치된다.

또한 제1 배선(421)과 제2 배선(422)은 각각 절연 기판(41)의 제1 면에 배치되는 배선이 절연 기판(41)의 제2 면에 배치되는 배선보다 외측에 배치된다. 따라서, 절연 기판(41)의 중심을 기준으로, 제1 배선(421)과 제2 배선(422)은 선대칭되도록 배치된다.

이에 후술되는 제1 자성부(80a)는 전체가 절연 기판(41)의 제1 면에 배치되는 제1 배선(421), 제2 배선(422)과 간섭 없이 절연 기판(41) 상에 배치된다.

한편 도시되어 있지 않지만, 제1 배선(421)과 제2 배선(422)은 직렬 또는 병렬로 서로 연결될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며 서로 독립적으로 동작하도록 구성하는 것도 가능하다.

제2 안테나 배선(43)은 제1 배선(421)과 제2 배선(422)을 내부 공간에 수용하며 절연 기판(41)의 외곽을 따라 나선 형상으로 배치된다.

자성부(80)는 절연 기판(41)의 제1 면 측에 배치되는 제1 자성부(80a)와, 절연 기판(41)의 제2 면 측에 배치되는 제2 자성부(80b)를 포함한다.

제1 자성부(80a)는 제1 자속 연결부(82a)와 제2 자속 연결부(82b)가 몸체부(81)에서 반대 방향을 향해 돌출되는 형태로 구성된다. 그리고 제1 자속 연결부(82a)는 제1 배선(421)의 내부 영역에 배치되고, 제2 자속 연결부(82b)는 제2 배선(422)의 내부 영역에 배치된다.

따라서 제1 자성부(80a)는 절연 기판(41)의 제1 면에 배치되는 제1 배선(421)과 제2 배선(422) 사이의 영역에 배치된다.

제2 자성부(80b)는 내부에 중공부(S2)가 형성되며 중공부(S2)를 통해 2개의 자속 연결부(82)가 서로 마주보도록 배치된다. 이러한 제2 자성부(80b)는 전술한 실시예에서 설명한 제2 자성부(도 4의 80b) 2개를 자속 연결부(82)가 서로 마주보도록 배치한 후, 연결부(85)를 통해 2개의 제2 자성부(도 4의 80b)를 서로 연결한 형태로 구성된다.

따라서, 본 실시예의 제2 자성부(80b)는 제1 배선(421) 및 제1 배선(421) 주변에 배치된 제2 안테나 배선(43)과 마주보도록 배치되는 제1 몸체부(81a), 제2 배선(422) 및 제2 배선(422) 주변에 배치된 제2 안테나 배선(43) 과 마주보도록 배치되는 제2 몸체부(81b), 제1 몸체부(81a)와 제2 몸체부(81b)를 연결하며 제2 안테나 배선(43)과 마주보도록 배치되는 연결부(85), 제1 몸체부(81a)에서 연장되며 제1 배선(421)의 내부 영역에 배치되는 제1 자속 연결부(82a), 및 제2 몸체부(81b)에서 연장되며 제2 배선(422)의 내부 영역에 배치되는 제2 자속 연결부(82b)를 포함할 수 있다.

제2 자성부(80b)에 형성되는 2개의 자속 연결부(82)도 제1 배선(421)과 제2 배선(422)의 내부 영역에 각각 배치된다. 또한 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 배선(421)과 제2 배선(422) 중 절연 기판(41)의 제2 면에 위치하는 제2 패턴들(42b)은 제2 자성부(80b)의 중공부(S2) 내에 배치된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 자성부(80a)는 제2 안테나 배선(43)을 노출시키기 위해 제2 안테나 배선(43)이 형성하는 나선 형상의 내부 공간 내에 배치된다. 이에 따라, 제1 자성부(80a)는 제2 안테나 배선(43)이 형성하는 내부 공간 중 제1 안테나 배선(42)이 형성되지 않은 영역에 배치된다.

제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)의 자속 연결부(82)는 모두 제1 배선(421)의 내부 영역 또는 제2 배선(422)의 내부 영역에 배치된다. 따라서 절연 기판(41)을 사이에 두고 제1 자성부(80a)의 자속 연결부(82)와 제2 자성부(80b)의 자속 연결부(82)는 서로 마주보도록 배치된다.

이와 같이 안테나 모듈이 구성되는 경우, 제1 안테나 배선(42)에 의해 형성되는 자기장은 도 9의 P1 과 같이 제1 자성부(80a), 제2 자성부(80b) 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며 P2, P3 와 같이 제1 배선(421)과 제2 배선(422) 주변에 각각 형성될 수도 있다. 또한 제2 안테나 배선(43)에 의해 형성되는 자기장은 P4와 같이 형성될 수 있다.

도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

도 11 및 도 12에 도시된 안테나 모듈은 도 7에 도시된 안테나 모듈과 유사하게 구성되며, 제1 자성부의 구성에 있어서 부분적으로 차이를 갖는다.

먼저 도 11에 도시된 안테나 모듈(400)은 확장부(84)가 제2 안테나 배선(43) 전체를 지지하지 않고, 부분적으로 제거된 형태로 구성된다.

이러한 구성은 안테나 모듈(400)이 탑재되는 전자 기기 내에 다른 부품이 배치되거나 구조 상의 문제로 인하여 도 7에 도시된 바와 같이 확장부를 완전한 고리 형태로 형성하기 어려운 경우 적용될 수 있다. 또한 제조 비용과 제조 공정을 최소화하기 위해 적용될 수도 있다.

한편 본 실시예에서는 몸체부(81)의 2 곳에서 선형으로 확장부(84)가 형성되는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기한 2 곳 중 어느 한 곳에만 확장부(84)를 형성하거나, 2 곳에 형성된 확장부(84)의 길이를 서로 다르게 구성하는 등 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다.

도 12에 도시된 안테나 모듈(500)은 확장부(84) 일부분의 면적이 다른 부분보다 넓게 확장되는 광폭부(84a)를 포함한다.

광폭부(84a)가 배치되는 위치나 광폭부(84a)의 크기는 코일부(40)의 형상이나 제2 안테나 배선(43)의 형상에 따라 규정될 수 있다. 또한 전자 기기 내에서 제2 자성부(80b)의 배면에 배치되는 부품들의 형상이나 기능 등에 따라 규정될 수 있다. 예컨대, 광폭부(84a)는 상기한 부품을 자기장으로부터 차폐하기 위해 상기 부품을 완전히 덮는 크기로 형성될 수 있다.

또한 도시되어 있지 않지만, 광폭부(84a)와 반대로 확장부 일부분의 면적을 다른 부분보다 좁게 형성하거나, 부분적으로 제2 안테나 배선(43)의 하부를 벗어나도록 확장부(84)를 구성하는 등 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 단면도이고 도 14는 도 13에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(600)의 코일부(40)는 제1 안테나 배선(42)의 중심 영역과 대응하는 부분에 관통 구멍(49)이 형성된다. 관통 구멍(49)은 절연 기판(41)을 관통하는 형태로 형성된다.

또한 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)의 자속 연결부(82)는 상기 관통 구멍(49)의 내부로 삽입되는 삽입부(83)를 포함한다.

이에 따라 제1 자성부(80a)의 삽입부(83)와 제2 자성부(80b)의 삽입부(83)는 관통 구멍(49) 내에서 서로 면접촉하며 결합될 수 있다.

이처럼 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)가 직접 접촉하도록 구성되는 경우, 자속 저항을 더욱 줄일 수 있어 안테나 모듈(400)의 효율을 더욱 높일 수 있다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(700)은 코일부(40)가 제3 안테나 배선(44)을 포함한다.

제3 안테나 배선(44)은 전력 수신용 배선으로, 제2 안테나 배선(43)과 마찬가지로 나선(spiral) 형상을 갖는 배선으로 형성될 수 있다.

본 실시예에서 제3 안테나 배선(44)은 제2 안테나 배선(43)과 같이 절연 기판(41)의 제1 면에 형성된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 제1 안테나 배선(42)과 같이 절연 기판(41)의 양면에 형성하거나, 절연 기판(41)의 제2 면에 형성하는 것도 가능하다. 또한 절연 기판(41)의 양면에 동일한 나선 형상으로 배선을 형성하고 이를 직렬 또는 병렬로 연결하는 등 다양한 변형이 가능하다.

제2 자성부(80b)는 적어도 일부가 제3 안테나 배선(44)과 마주보도록 배치된다. 본 실시예에서 제2 자성부(80b)는 제1 안테나 배선(42)의 일부(예컨대 제1 패턴)와, 제2 안테나 배선(43) 전체, 그리고 제3 안테나 배선(44) 전체와 마주보도록 구성된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 제2 안테나 배선(43)과 제3 안테나 배선(44)도 부분적으로 마주보도록 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.

한편 본 실시예에서 제3 안테나 배선(44)은 제2 안테나 배선(43)의 내부 영역이 아닌, 외부 영역에 배치된다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 제2 안테나 배선(43)의 크기를 확장하고 제2 안테나 배선(43)의 내부 영역에 제3 안테나 배선(44)을 배치하는 등 다양한 변형이 가능하다.

이러한 제3 안테나 배선(44)은 무선 충전용 코일로 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 17은 도 15의 IV-IV′에 따른 단면도이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(800)은 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)의 자속 연결부(82)가 서로 겹치지 않도록 배치된다. 따라서, 본 실시예에의 자속 연결부(82)는 전술한 실시예들의 자속 연결부보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 자성부(80a)의 자속 연결부(82)와, 제2 자성부(80b)의 자속 연결부(82)는 서로 겹치지 않도록 절연 기판(41)의 면 방향을 따라 이격 배치된다.

또한 코일부(40)는 안테나 배선들(42, 43)의 두께가 자성부(80)의 두께보다 얇게 형성된다.

이와 같은 구성으로 인해, 안테나 모듈(800)을 상하에서 가압하게 되면 도 17에 도시된 바와 같이 연성을 갖는 코일부(40)가 휘어지며 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)가 서로 밀착 배치된다. 따라서 안테나 모듈(800)의 두께를 더욱 줄일 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(1)는 전술한 안테나 모듈(도 1의 100)을 구비하는 휴대 단말기로, 안테나 모듈(100)을 통해 근거리 통신을 수행한다.

전자 기기(1)는 단말 본체(2)와 케이스(5), 안테나 모듈(100)을 포함한다.

안테나 모듈(100)은 단말 본체(2)와 케이스(5)에 의해 형성되는 내부 공간에 배치된다.

케이스(5)는 측면 커버(3)와 후면 커버(4)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 측면 커버(3)와 후면 커버(4)는 동일한 재질로 형성되거나 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.

제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 측면이 측면 커버(3)와 대면하도록 배치된다.

이에 따라 제1 안테나 배선(42)에 의해 형성되는 자기장은 도 18의 P1 과 같이 케이스(5)의 측면을 관통하며 형성된다. 따라서 측면 커버(3)는 자속을 차폐하지 않는 재질로 형성될 수 있다.

또한 제2 안테나 배선(43)에 의해 형성되는 자기장은 P4와 같이 케이스(5)의 후면 커버(4)를 관통하며 형성된다. 그리고 도시되어 있지 않지만, 제2 안테나 배선(43)에 의해 형성되는 자기장의 크기가 확장되는 경우 후면 커버(4)와 측면 커버(3)를 모두 관통하며 형성될 수 있다. 따라서 후면 커버(4)와 측면 커버(3)는 모두 자속을 차폐하지 않는 재질로 형성될 수 있다.

한편, 본 실시예에 설명한 전자 기기는 휴대폰(또는 스마트폰)을 포함한다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 노트북이나 테블릿 PC, 웨어러블 기기(Wearable device) 등 휴대가 가능하며 무선 통신이 가능한 전자 기기라면 모두 포함할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800: 안테나 모듈
40: 코일부
41: 절연 기판
42: 제1 안테나 배선
43: 제2 안테나 배선
44: 제3 안테나 배선
48: 층간 접속 도체
80: 자성부
80a: 제1 자성부
80b: 제2 자성부
82: 자속 연결부
84: 확장부
85: 연결부

Claims (17)

1. 절연 기판에 나선 형상으로 형성되는 제2 안테나 배선과, 상기 제2 안테나 배선의 내부 영역에 배치된 제1 안테나 배선을 포함하는 코일부; 및
   상기 절연 기판의 제1 면 측에 배치되는 제1 자성부와 상기 절연 기판의 제2면 측에 배치되는 제2 자성부를 포함하는 자성부;
   를 포함하며,
   상기 제1 자성부는 전체가 상기 제2 안테나 배선의 내부 영역 내에 배치되는 안테나 모듈.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 안테나 배선은,
   상기 절연 기판의 제1 면에 배치되는 제1 패턴;
   상기 절연 기판의 제2 면에 배치되는 제2 패턴; 및
   상기 절연 기판을 관통하며 배치되어 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴을 연결하는 다수의 층간 접속 도체;
   를 포함하는 안테나 모듈.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 자성부는,
   상기 제2 안테나 배선의 내부 영역 중 상기 제1 패턴이 형성되지 않은 영역에 배치되는 안테나 모듈.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 자성부는,
   상기 절연 기판의 제2 면에 형성된 상기 제2 패턴과 마주보도록 배치되는 몸체부; 및
   제1 안테나 배선의 내부 영역에 배치되는 자속 연결부;
   를 포함하는 안테나 모듈.
   
5. 제2항에 있어서, 상기 제2 자성부는,
   상기 절연 기판의 제1 면에 형성된 상기 제1 패턴 및 상기 제1 패턴 주변에 배치된 상기 제2 안테나 배선과 마주보도록 배치되는 몸체부;
   제1 안테나 배선의 내부 영역에 배치되는 자속 연결부; 및
   상기 제2 패턴 주변에 배치된 상기 제2 안테나 배선과 마주보도록 배치되는 확장부;
   를 포함하는 안테나 모듈.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 확장부는,
   상기 몸체부에서 연장되며, 상기 절연 기판의 외곽을 따라 띠 형태로 형성되는 안테나 모듈.
   
7. 제5항에 있어서, 상기 확장부는,
   다른 부분에 비해 넓은 면적으로 형성되는 광폭부를 구비하는 안테나 모듈.
   
8. 제5항에 있어서, 상기 확장부는,
   상기 몸체부에서 연장되며, 상기 제2 패턴 주변에 배치된 상기 제2 안테나 배선 중 일부만 지지하도록 배치되는 안테나 모듈.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 안테나 배선은 서로 이격 배치되는 제1 배선과 제2 배선을 포함하고,
   상기 제1 자성부는 제1 배선의 내부 영역에 배치되는 제1 자속 연결부와, 제2 배선의 내부 영역에 배치되는 제2 자속 연결부를 포함하는 안테나 모듈.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 제2 자성부는,
    상기 제1 배선 및 상기 제1 배선 주변에 배치된 상기 제2 안테나 배선과 마주보도록 배치되는 제1 몸체부;
    상기 제1 몸체부에서 연장되며 상기 제1 배선의 내부 영역에 배치되는 제1 자속 연결부;
    상기 제2 배선 및 상기 제2 배선 주변에 배치된 상기 제2 안테나 배선과 마주보도록 배치되는 제2 몸체부;
    상기 제2 몸체부에서 연장되며 상기 제2 배선의 내부 영역에 배치되는 제2 자속 연결부; 및
    상기 제1 몸체부와 상기 제2 몸체부를 연결하며 상기 제2 안테나 배선과 마주보도록 배치되는 연결부;
    를 포함하는 안테나 모듈.
    
11. 제1항에 있어서, 상기 절연 기판은,
    상기 안테나 배선의 중심 영역에 관통 구멍이 형성되는 안테나 모듈.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부는,
    각각 상기 관통 구멍 내에 삽입 배치되는 삽입부를 더 포함하는 안테나 모듈.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 절연 기판의 제1 면에 배치되며, 상기 제2 안테나 배선의 외부 또는 내부 영역에 배치되는 제3 안테나 배선을 더 포함하며,
    상기 제2 자성부는 적어도 일부가 상기 제3 안테나 배선과 마주보도록 구성되는 안테나 모듈.
    
14. 제4항에 있어서, 상기 제2 자성부는,
    상기 절연 기판의 제1 면에 형성된 상기 제1 패턴 및 상기 제1 패턴 주변에 배치된 상기 제2 안테나 배선과 마주보도록 배치되는 몸체부; 및
    상기 제1 안테나 배선의 내부 영역에 배치되는 자속 연결부;
    를 포함하며,
    상기 제1 자성부의 자속 연결부와, 상기 제2 자성부의 자속 연결부는 서로 겹치지 않도록 상기 절연 기판의 면 방향을 따라 이격 배치되는 안테나 모듈.
    
15. 절연 기판의 제1 면과 제2 면에 분산 배치되는 제1 안테나 배선;
    상기 절연 기판의 제1 면에 배치되며, 상기 제1 안테나 배선과 이격 배치되는 제1 자성부;
    상기 절연 기판의 제2 면에 배치되며, 상기 제1 안테나 배선과 이격 배치되는 제2 자성부; 및
    상기 절연 기판의 제1 면에 배치되며, 상기 제1 안테나 배선과 상기 제1 자성부의 주변에 배치되는 제2 안테나 배선;
    을 포함하는 안테나 모듈.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 자성부는 적어도 일부가 상기 절연 기판의 제2 면에 배치되는 상기 제1 안테나 배선과 마주보도록 배치되고,
    상기 제2 자성부는 적어도 일부가 상기 절연 기판의 제1 면에 배치되는 상기 제1 안테나 배선과 마주보도록 배치되는 안테나 모듈.
    
17. 제16항에 있어서, 상기 제2 자성부는,
    상기 제2 안테나 배선의 일부 또는 전체와 마주보도록 배치되는 안테나 모듈.

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