KR20190005690A - 안테나 모듈 및 이를 구비하는 전자 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은 도전성 커버의 내측에 배치되어 근거리 통신을 수행하는 안테나 모듈로, 절연 기판에 안테나 배선이 형성되고 상기 커버의 내부면과 마주보는 제1면과 상기 제1면의 반대면인 제2면을 구비하는 배선부, 상기 배선부의 제1면과 상기 커버 사이에 배치되는 제1 자성부, 및 상기 배선부의 제2면에 배치되는 제2 자성부를 포함하며, 상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부는 투영 시 부분적으로 겹치거나 서로 맞물리도록 배치된다.

Description

안테나 모듈 및 이를 구비하는 전자 기기{ANTENNA MODULE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 안테나 모듈 및 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.

스마트폰과 같은 휴대 단말기가 보편화되고 그 기능이 향상됨에 따라, 이를 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.

그러나, 이러한 2D 바코드 또는 NFC 방식의 결제 수단은 POS 단말에 적합한 판독 장치가 없기 때문에 보편적인 적용이 곤란하고, 특히, NFC의 경우에는 많은 스마트 폰에서 표준화된 NFC 성능이 부족하며, 이를 판독하기 위한 별도의 장치를 구비해야하는 단점이 있다.

따라서, 기존의 상점 등에서 일반적으로 사용되고 있는 POS 단말을 그대로 이용하면서도 스마트폰으로 결제할 수 있는 방법들이 제안되고 있다. 특히, 최근에는 POS 단말에 별도의 판독 장치를 부가하지 않고도 결제를 수행할 수 있는 마그네틱 보안 전송(MST; Magnetic Secure Transmission) 기법이 제안되고 있다.

또한 최근에는 하나의 휴대 단말기에 NFC 안테나와 MST 안테나가 모두 탑재된다. 따라서 휴대 단말기 내에서 각 안테나들의 통신 성능을 유지할 수 있는 안테나의 배치 구조가 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 휴대 단말기와 같은 전자 기기 내에 구비되어 근거리 통신에 이용되는 안테나 모듈 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공하는 데에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 다수의 안테나를 효율적으로 배치할 수 있는 안테나 모듈 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은, 도전성 커버의 내측에 배치되어 근거리 통신을 수행하는 안테나 모듈로, 절연 기판에 안테나 배선이 형성되고 상기 커버의 내부면과 마주보는 제1면과 상기 제1면의 반대면인 제2면을 구비하는 배선부, 상기 배선부의 제1면과 상기 커버 사이에 배치되는 제1 자성부, 및 상기 배선부의 제2면에 배치되는 제2 자성부를 포함하며, 상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부는 투영 시 부분적으로 겹치거나 서로 맞물리도록 배치된다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기는,슬릿 형태의 이격 공간을 구비하는 도전성 커버 및 상기 도전성 커버의 내측에 배치되어 근거리 통신을 수행하는 제1 안테나 모듈을 포함하며, 상기 제1 안테나 모듈은, 절연 기판에 안테나 배선이 형성되고 상기 커버의 내부면과 마주보는 제1면과 상기 제1면의 반대면인 제2면을 구비하는 배선부, 상기 배선부의 제1면과 상기 커버 사이에 배치되는 제1 자성부, 및 상기 배선부의 제2면에 배치되는 제2 자성부를 포함하며, 상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부는 투영 시 부분적으로 겹치거나 서로 맞물리도록 배치된다.

본 발명에 따른 안테나 모듈은 배치 공간을 최소화면서 높은 성능을 제공하므로, 안테나 모듈이 탑재되는 전자 기기의 소형화 및 박형화에 유리하다.

또한 제1 안테나 모듈은 제1 자성부와 제2 자성부에 의해 솔레노이드와 유사한 형태로 자기장을 형성하므로, 제1 안테나 배선에서 발생되는 자기장의 크기를 확장할 수 있다. 따라서 제2 안테나 배선과 같이 평면 코일 형태로 제1 안테나 배선을 형성하는 경우에 비해, 안테나 모듈의 크기는 축소하면서 동일한 통신 효율을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈을 구비하는 휴대 단말기의 배면도.
도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도.
도 3은 도 2의 II-II′에 다른 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 도면.
도 6 내지 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 도면.
도 14 내지 도 20은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 도면.

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.

본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

본 실시예에서는 전자 기기의 예로 휴대 단말기를 설명한다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전자 기기는 노트북이나 테블릿 PC, 웨어러블 기기(Wearable device), 드론 등 휴대가 가능하며 무선 통신이 가능한 기기를 모두 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈을 구비하는 휴대 단말기의 배면도이고, 도 2는 도 1의 I-I′에 따른 단면도이다. 또한 도 3은 도 2의 II-II′에 따른 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 휴대 단말기(1)는 단말기 본체(20)와 도전성 재질로 이루어지는 커버(30)를 구비한다. 또한 외부의 기기들과 무선 통신을 수행하기 위해, 단말기 본체(20)와 커버(30) 사이에 배치되는 안테나 모듈(100)을 포함한다.

커버(30)는 단말기 본체(20)의 일면(예컨대 후면)에 결합되며, 예를 들어 배터리 교체 시 단말기 본체(20)로부터 분리되는 배터리 커버일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 단말기 본체(20)로부터 분리가 어려운 일체형 커버도 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 커버(30)는 금속 재질(예컨대 알루미늄 등)로 형성되며 서로 결합되어 편평한 판 형태를 완성하는 적어도 2장의 플레이트(30a, 30b)를 포함한다.

커버(30) 전체가 금속 재질로 형성되는 경우, 안테나 모듈(100)로부터 방사되는 전파가 커버(30)에 의해 차폐되어 무선 통신이 제대로 이뤄지지 않을 수 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 커버(30)는 서로 이격 배치되는 다수의 플레이트(30a, 30b)를 포함한다. 본 실시예에서는 커버(30)가 제1 플레이트(30a)와 제2 플레이트(30b)를 구비하는 경우를 예로 들고 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 3개 이상의 플레이트들로 커버(30)를 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.

플레이트들(30a, 30b)은 금속 재질로 형성되며, 플레이트들(30a, 30b) 사이에는 이격 공간(S)이 형성된다. 이격 공간(S)은 커버(30)를 절개하는 슬릿(slit) 형태로 형성된다. 이격 공간(S)은 빈 공간으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 수지나 폴리머와 같은 비도전성 물질이 충진될 수 있다.

한편 도 1 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 플레이트들(30a, 30b)이 서로 전기적으로 연결되지 않는 경우를 도시하고 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 제조의 용이성을 위해 커버(30)에는 플레이트들(30a, 30b)을 서로 연결하는 연결부(미도시)가 부가될 수 있다. 연결부는 이격 공간(S) 내에 배치되며 양단이 각각 서로 다른 플레이트들(30a, 30b)에 연결될 수 있다.

안테나 모듈(100)은 휴대 단말기(1) 내에 배치되며, 배선부(40)와 자성부(80)를 포함한다.

배선부(40)는 절연 기판(41)과, 절연 기판(41) 상에 형성되는 안테나 배선(45)을 포함하여 구성될 수 있다.

절연 기판(41)은 일면 또는 양면에 회로 배선을 형성할 수 있는 박막 기판으로, 예를 들어 절연 필름(예컨대 폴리이미드 필름)이 이용될 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 일면 또는 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 있다.

따라서 배선부(40)는 양면 구조의 연성 기판(Flexible PCB)의 형태로 구성될 수 있다.

본 실시예의 배선부(40)는 두께가 매우 얇게 형성된다. 그러나 필요에 따라 다층 기판의 형태로 제조되거나, 강성을 갖는 인쇄회로기판(PCB)의 형태로 배선부(40)를 제조하는 것도 가능하다.

안테나 배선(45)은 절연 기판(41)에 매립되는 형태가 아닌, 절연 기판(41)에서 돌출되는 형태로 형성된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 안테나 배선(45)은 단선(single wire) 코일로 형성되거나 여러 가닥으로 형성된 리츠선(Litz Wire) 형태의 코일로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 안테나 배선(45)은 절연 기판(41)의 일면에서 소용돌이(spiral) 형상으로 형성되며, 그 양단에는 안테나 배선(45)을 단말기 본체(20)와 전기적으로 연결하기 위한 접촉 패드(43)가 형성된다.

따라서, 본 실시예에 따른 배선부(40)는 상기한 소용돌이 형태의 안테나 배선(45)이 배치되는 나선부(40a), 그리고 접촉 패드(43) 및 나선부(40a)와 접촉 패드(43)를 연결하는 연결 배선(47)이 형성된 인출부(40b)로 구분될 수 있다.

나선부(40a)는 전체적으로 폭이 좁고 길이가 긴 선형으로 형상으로 형성되며, 이격 공간(S)의 길이 방향을 따라 이격 공간(S)과 나란하게 배치된다. 나선부(40a)에 형성되는 안테나 배선(45)은 4턴(turn) 이상인 나선형 패턴을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 않으며, 필요에 따라 다양한 형상으로 변형될 수 있다.

인출부(40b)는 접촉 패드(43)와 연결 배선(47)을 구비한다.

연결 배선(47)은 나선부(40a)에 형성된 나선형 패턴의 양단과 접촉 패드(43)를 연결한다. 그리고 접촉 패드(43)는 배선부(40)를 외부와 전기적으로 연결하는 접속 단자로 기능한다.

인출부(40b)는 나선부(40a)의 일단에서 나선부(40a)와 대략 수직한 방향으로 연장된다.

따라서 본 실시예에 따른 배선부(40)는 전체적인 형상이 ′┑′형상으로 형성된다. 그러나 인출부(40b)의 길이나 인출부(40b)의 연장 방향에 따라 상기 형상은 변경될 수 있다.

한편 도시되어 있지 않지만, 안테나 배선(45) 상에는 필요에 따라 안테나 배선(45)을 외부로부터 보호하기 위한 절연 보호층(미도시)이 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 배선부(40)는 커버(30)의 내부면과 마주보는 제1면, 그리고 제1면의 반대면인 제2면을 포함한다. 배선부(40)의 제1면과 제2면에는 각각 자성부(80)가 배치된다.

자성부(80)는 배선부(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), 아몰퍼스(비정질), 규소강판 등 투자율을 지닌 물질이 이용될 수 있다.

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

보다 구체적으로, 자성부(80)는 배선부(40)의 제1면에 배치되는 제1 자성부(80a)와, 배선부(40)의 제2면에 배치되는 제2 자성부(80b)를 포함한다. 따라서, 배선부(40)는 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b) 사이에 개재되는 형태로 배치된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 나선부(40a)의 나선형 패턴 중심 영역에서 부분적으로 대면하도록 배치될 수 있다. 여기서 대면한다는 의미는 제1 자성부(80a)에 제2 자성부(80b)를 투영할 때, 서로 겹치는 부분이 존재함을 의미한다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 도 10에 도시된 바와 같이 제1 자성부(80a)에 제2 자성부(80b)를 투영할 때, 경계(C)를 따라 서로 맞물리도록 형성하는 것도 가능하다.

제1 자성부(80a)는 배선부(40)의 제1면에 결합되므로, 배선부(40)와 커버(30) 사이에 배치된다.

제1 자성부(80a)는 나선부(40a)의 안테나 배선(45) 일부와 인출부(40b)를 덮도록 배치된다. 이때, 제1 자성부(80a)는 나선부(40a)의 안테나 배선(45) 중 대략 절반 정도와 마주보도록 결합된다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 자성부(80b)는 배선부(40)의 제2면에 결합되며, 나선부(40a)의 안테나 배선(45)의 나머지 절반 정도와 인출부(40b)를 덮도록 배선부(40)에 결합된다. 이에 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 서로 다른 형상으로 형성된다.

한편 본 실시예에 따른 커버(30)는 카메라 홀(35)을 구비한다. 카메라 홀(35)은 이격 공간(S)과 가까운 위치에서 형성되며, 이격 공간(S)으로부터 일정 거리 이격 배치된다.

그리고 본 실시예에 따른 안테나 모듈(100)은 적어도 일부가 카메라 홀(35)과 이격 공간(S) 사이에 배치된다. 본 실시예에서는 나선부(40a)가 카메라 홀(35)과 이격 공간(S) 사이에 배치된다. 따라서 나선부(40a)는 카메라 홀(35)과 이격 공간(S) 사이에 배치될 수 있도록 긴 막대 형상으로 형성되며, 나선부(40a)에 형성된 안테나 배선(45)은 폭이 좁고 길이가 긴 소용돌이 형상으로 형성된다.

이에 나선부(40a)에 형성된 안테나 배선(45)은 이격 공간(S)의 길이 방향을 따라 길게 배치되며, 대략 이격 공간(S)과 나란하게 배치된다.

또한 본 실시예에 따른 안테나 모듈(100)은 커버(30)의 내부면에 결합되거나, 커버(30)의 내부면과 인접하게 배치되며, 적어도 일부가 이격 공간(S)과 대면하도록 배치된다. 따라서, 이격 공간(S)이 빈 공간으로 구성되는 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 안테나 모듈(100)은 적어도 일부가 식별 가능하도록 이격 공간(S)을 통해 외부로 노출된다. 이때, 안테나 모듈(100)은 제1 자성부(80a)가 이격 공간(S)을 통해 외부로 노출된다.

또한 본 실시예에 따른 안테나 모듈(100)은 제1 자성부(80a)가 배선부(40)와 커버(30) 사이에 배치되며, 적어도 일부가 이격 공간(S)과 배선부(40) 사이에 배치된다.

이에 따라 커버(30)의 외부면에서 바라볼 때, 안테나 모듈(100)은 제1 자성부(80a)만이 육안으로 식별되고, 배선부(40)는 제1 자성부(80a)에 가려 육안으로 식별하기 어렵다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 근거리 통신(NFC; Near Field Communication) 안테나로 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 안테나 배선(45)이 소용돌이(spiral) 형상으로 형성되나, 안테나 배선(45)에서 발생되는 자기장의 방향이 제1, 제2 자성부(80a, 80b)를 따라 안테나 모듈(100)의 면방향으로 형성되므로 솔레노이드(Solenoid) 안테나와 같은 형태로 동작한다.

이에 따라 상기 자기장은 제1 자성부(80a)와 대면하는 이격 공간(S)을 통해 커버(30)의 외부로 방사될 수 있다.

한편 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 도면으로, 도 3에 대응하는 평면을 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(100a)은 제2 자성부(80b)가 나선부(40a)에만 배치되고 인출부(40b)에는 배치되지 않는다. 이처럼 본 발명에 따른 안테나 모듈(100a)은 휴대 단말기의 내부 구조에 따라 자성부(80)나 배선부(40)의 형상이 변경될 수 있다.

한편 본 실시예에 제1 자성부(80a)는 인출부(40b)와 대응하는 영역에도 배치되나, 필요에 따라 제1 자성부(80a)도 제2 자성부(80b)와 마찬가지로 인출부(40b)와 대응하는 영역을 생략하는 것도 가능하다.

이처럼 본 실시예에 따른 안테나 모듈(100a)은 자성부(80)가 나선부(40a)의 양면에 필수적으로 배치되나, 인출부(40b)에는 선택적으로 배치될 수 있다.

도 6 내지 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 도면으로, 도 2와 대응하는 단면을 도시하고 있다.

먼저 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 나선부(도 4의 40a)에 형성되는 안테나 배선(45)이 절연 기판(41)의 양면에 분산 배치된다. 그리고 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 각각 안테나 배선(45)이 없는 영역에 배치된다. 이에 따라 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 절연 기판(41)과 면접촉하며 밀착 배치되므로, 안테나 모듈의 전체 두께를 최소화할 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 이격 공간(S)과 최대한 겹치는 형태로 배치된다. 이때, 안테나 배선(45)이 배치된 부분이 이격 공간(S) 겹치도록 배치될 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 이격 공간(S)을 통해 외부로 노출되지 않도록 이격 공간(S)의 경계를 따라 배치된다. 이에 따라 제1 자성부(80a)도 모서리 부분이 이격 공간(S)의 경계를 따라 배치된다.

한편, 본 실시예에서는 안테나 모듈 전체가 제2 플레이트(30b)의 내부면에 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 제1 플레이트(30a)의 내부면에 배치될 수도 있다.

이에 더하여, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 도 9에 도시된 바와 같이 안테나 모듈을 이격 공간(S)과 겹치도록 배치하되, 이격 공간(S) 측으로 제1 자성부(80a)가 배선부(40)보다 더 돌출되도록 구성될 수 있다. 또한 도 10에 도시된 바와 같이 배선부(40)가 제1 자성부(80a)보다 더 돌출되도록 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다.

한편, 도 10을 참조하면, 나선부(40a)의 나선형 패턴 중심 영역에서 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 서로 대면하거나 겹치지 않고, 경계(C)를 따라 배치된다. 이에 따라, 제1 자성부(80a)에 제2 자성부(80b)를 투영할 때, 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 경계(C)를 따라 서로 맞물리도록 배치된다. 이러한 구성은 다른 실시예에도 용이하게 적용될 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 나선부(40a)의 나선형 패턴 중심 영역에서 안테나 배선(45)의 중심에 관통 구멍이 형성된다. 그리고 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 관통 구멍을 통해 서로 연결된다.

따라서 본 실시예에서 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)는 하나의 몸체로 형성된다.

한편 도 11은 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)가 관통 구멍을 통해 서로 연결되는 부분의 단면을 도시하고 있다. 따라서, 제1 자성부(80a)와 제2 자성부(80b)에서 관통 구멍의 외측에 배치되는 부분은 전술한 실시예들과 같이 부분적으로 대면하거나, 도 10과 같이 서로 맞물리도록 배치될 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 자성부(80)가 배선부(40)와 커버(30) 사이에만 배치된다. 이때, 자성부(80)는 배선부(40)의 나선부(40a) 전체와 마주보도록 배치된다.

한편 도면에서는 안테나 모듈이 이격 공간(S)과 최대한 겹치는 형태로 배치되는 경우를 예로 들고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 자성부(80)가 배선부(40)와 커버(30) 사이에만 배치되며, 자성부(80)는 배선부(40)의 나선부(40a) 전체가 아닌 일부와 마주보도록 배치된다. 예컨대 본 실시예의 자성부(80)는 전술한 도 2의 제1 자성부(80a)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다.

도 14 내지 도 20은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈을 개략적으로 도시한 도면으로, 도 3과 대응하는 평면을 도시하고 있다.

도 14 내지 도 20에 도시된 안테나 모듈은 제1 안테나 모듈(100)과 제2 안테나 모듈(110)을 포함한다.

제1 안테나 모듈(100)은 전술한 실시예의 안테나 모듈(도 3의 100)이고, 제2 안테나 모듈(110)은 제1 안테나 모듈(100)과 다른 근거리 통신에 이용되는 안테나 모듈이다. 예를 들어, 제1 안테나 모듈(100)은 근거리 통신(NFC; Near Field Communication) 안테나로 이용될 수 있으며, 제2 안테나 모듈(110)은 마그네틱 보안 전송(MST; Magnetic Secure Transmission) 안테나 또는 무선 충전용 코일로 이용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 안테나 모듈(110)은 제1 안테나 모듈(100)과 일정 거리 이격 배치된다. 이때, 제2 안테나 모듈(110)은 상기 제1 안테나 모듈(100)의 인출부(도 3의 40b)와 인접한 위치에 배치된다. 따라서, 제1 안테나 모듈(100)의 인출부(40b)는 나선부(도 3의 40a)의 일단에서 제2 안테나 모듈(110)을 향해 연장되는 형태로 배치된다.

제2 안테나 모듈(110)과 제1 안테나 모듈(100) 사이에는 카메라 홀(35)이 배치될 수 있다.

제2 안테나 모듈(110)은 제1 안테나 모듈(100)과 마찬가지로 자성부(180)와 배선부(140)를 구비할 수 있다. 배선부(140)는 절연 기판 상에 소용돌이 형태의 배선(도 14 참조)이나 솔레노이드 형태의 배선(도 15 참조)이 형성된 형태로 구성될 수 있다. 또한 도시되어 있지 않지만, 소용돌이 형태의 배선 중심에 자성부가 관통 삽입된 형태로 구성하는 것도 가능하다.

배선부(140)는 제1 안테나 모듈(100)의 접촉 패드(43)와 연결될 수 있다. 따라서 제2 안테나 모듈(110)은 접촉 패드(43)가 형성된 부분에서 제1 안테나 모듈(100)과 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 안테나 모듈(100)과 제2 안테나 모듈(110)은 일체로 형성될 수 있다.

그러나 이에 한정되는 것은 아니며 제1 안테나 모듈(100)과 제2 안테나 모듈(110)을 별도로 제조한 후, 접촉 패드(43)를 매개로 제1 안테나 모듈(100)과 제2 안테나 모듈(110)을 접합하는 등 다양한 변형이 가능하다.

자성부(180)는 배선부(140)의 배선 구조에 따라 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이 배선부(140)가 소용돌이 형태의 배선을 구비하는 경우, 배선부(140)는 자성부(180)와 커버(30) 사이에 배치될 수 있다.

그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 자성부(180)의 일부가 배선부(140)에 형성된 안테나 배선의 중심 영역을 관통하여 배선부(140)와 커버(30) 사이에 배치되도록 구성하는 것도 가능하다.

또한 도 15에 도시된 바와 같이 배선부(140)가 솔레노이드 형태로 구성되는 경우, 자성부(180)는 적어도 일부가 배선부(140)의 내부에 삽입 배치될 수 있다. 이 경우 배선부(140)는 2개의 절연 기판을 포함하며, 자성부(180)는 2개의 절연 기판 사이에 삽입될 수 있다.

한편, 제1 안테나 모듈(100)이 근거리 통신(NFC; Near Field Communication) 안테나로 이용되고, 제2 안테나 모듈(110)이 마그네틱 보안 전송(MST; Magnetic Secure Transmission) 안테나로 이용되는 경우, 제1 안테나 모듈(100)의 자성부(도 2의 80)와 제2 안테나 모듈(110)의 자성부(180)는 투자율이 다른 재질이 이용될 수 있다.

마그네틱 보안 전송은 NFC 통신보다 낮은 주파수에서 이루어진다. 따라서 마그네틱 보안 전송에 이용되는 제2 안테나 모듈(110)의 자성부(180)는 저주파 대역(예컨대, 2kHz)에서 투자율이 높고 자속포화밀도가 높은 재질로 형성될 수 있다.

또한 제1 안테나 모듈(100)의 자성부(80)는 NFC 통신에 이용되므로, 제2 안테나 모듈(110)의 자성부(180)에 비해 상대적으로 고주파 대역(예컨대, 100kH, 13.56MHz)에서 투자율이 높고 자속포화밀도가 높으며, 손실율이 낮은 재질로 형성될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서 제2 안테나 모듈(110)의 자성부(180)는 제1 안테나 모듈(100)의 자성부(80) 보다 높은 투자율을 갖는 재질로 구성될 수 있다.

이를 위해, 제1 안테나 모듈(100)의 자성부(80)와 제2 안테나 모듈(110)의 자성부(180)는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며 두 자성부를 모두 동일한 재질로 형성한 후, 각 자성부의 파쇄도를 다르게 하여 투자율을 조절하는 것도 가능하다.

예를 들어 나노 크리스탈(Nano Cystal)을 자성부로 이용하는 경우, 나노 크리스탈을 여러 조각으로 파쇄하여 이용할 수 있다. 이때, 제2 안테나 모듈(110)의 자성부(180)는 파쇄를 하지 않거나 최소한으로 파쇄하여 투자율을 높이고, 제1 안테나 모듈(100)의 자성부(80)는 제2 안테나 모듈(110)의 자성부(180)보다 많이 파쇄하여 투자율과 손실율을 조정할 수 있다.

또한 본 실시예에서 제2 안테나 모듈(110)의 자성부(180)는 배선부(140)가 결합되는 몸체부(185)와, 확장부(186)를 포함한다.

확장부(186)는 얇고 긴 막대 형태로 형성되며 일단이 몸체부(185)와 연결되고,타단(또는 끝단)은 이격 공간(S)과 인접한 위치에 배치되거나, 이격 공간(S)과 겹치도록 배치된다. 따라서 확장부(186)는 몸체부(185)로부터 이격 공간(S)을 향해 선형으로 길게 연장된 형태로 형성된다.

이에 따라 제2 안테나 모듈(110)에서 발생되는 자기장은 확장부(186)를 통해 이격 공간(S)으로 방사될 수 있다.

확장부(186)와 몸체부(185)는 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 하나의 몸체로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 확장부(186)와 몸체부(185)가 분리되도록 구성할 수 있으며, 서로 다른 재질로 구성하는 것도 가능하다.

도 14 내지 도 17에 도시된 안테나 모듈은 모두 확장부(186)가 카메라 홀(35)을 중심으로, 제1 안테나 모듈(100)의 인출부(40b)와 반대 측에 배치된다. 이에 확장부(186)와 제1 안테나 모듈(100)은 커버(30)에 형성된 카메라 홀(35)을 둘러싸는 형태로 배치된다.

확장부(186)의 끝단은 다양한 변형이 가능하다.

도 14 내지 도 16에 도시된 제2 안테나 모듈(110)은 확장부(186)의 끝단이 제1 안테나 모듈(100)의 나선부(40a) 끝단과 인접한 위치에 배치된다. 그리고 제2 안테나 모듈(110)의 몸체부(185)는 제1 안테나 모듈(100)의 인출부(40b) 끝단과 인접한 위치에 배치된다.

이 경우, 제2 안테나 모듈(110)에서 발생되는 자기장은 확장부(186)와 제1 안테나 모듈(100)의 제1 자성부(80a)를 따라 연장 형성되고 이격 공간(S)을 통해 외부로 방사될 수 있다.

도 16에 도시된 안테나 모듈은 제1 안테나 모듈(100)의 인출부(40b)가 제2 안테나 모듈(110)의 몸체부(185) 측으로 확장되며, 이에 제2 안테나 모듈(110)의 몸체부(185)는 제1 안테나 모듈(100)의 인출부(40b) 끝단이 배치될 수 있는 수용 공간을 제공한다.

도 17에 도시된 제2 안테나 모듈(110)은 확장부(186)의 끝단이 이격 공간(S)과 겹치도록 배치된다. 이 경우, 제2 안테나 모듈(110)에서 발생되는 자기장은 확장부(186)에서 직접 이격 공간(S)으로 방사될 수 있다.

또한 제2 안테나 모듈(110)은 확장부(186)의 끝단이 제1 안테나 모듈(100)과 겹치도록 배치된다. 이 경우, 확장부(186)의 끝단은 제1 안테나 모듈(100)과 커버(30) 사이에 배치될 수 있다.

본 실시예에서 확장부(186)의 끝단은 제1 안테나 모듈(100)의 제1 자성부(80a)와 겹치도록 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 안테나 모듈(100)의 제1 자성부(80a) 일부를 제거하고, 상기 제거된 영역에 확장부(186)의 끝단을 배치하는 등 다양한 변형이 가능하다.

도 18에 도시된 제2 안테나 모듈(110)은 확장부(186)의 끝단이 카메라 홀(35)과 인접하게 배치된다. 이 경우 제2 안테나 모듈(110)에서 발생되는 자기장은 확장부(186)를 따라 형성되고 카메라 홀(35)을 통해 외부로 방사될 수 있다.

도 19에 도시된 제2 안테나 모듈(110)은 확장부(186)가 제1 안테나 모듈(100)의 인출부(도 4의 40b)와 겹치도록 배치된다. 보다 구체적으로, 확장부(186)가 제1 안테나 모듈(100)의 인출부(40b)와 커버(30) 사이에 배치된다.

이 경우 제1 안테나 모듈(100)의 제1 자성부(80a)와 제2 안테나 모듈(110)의 확장부(186)는 서로 겹쳐지도록 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 제1 안테나 모듈(100)의 제1 자성부(80a) 중 인출부(40b)에 결합되는 부분을 제거하고, 상기 제거된 영역에 확장부(186)를 배치하는 등 다양한 변형이 가능하다.

도 20에 도시된 안테나 모듈은 확장부(186)가 제2 안테나 모듈(110)과 일체로 형성되지 않고 분리되어 배치된다. 보다 구체적으로, 확장부(186)는 제1 안테나 모듈(100)과 인접한 위치에 배치되며, 제1 안테나 모듈(100)의 인출부(40b)와 나란하게 배치된다. 따라서, 확장부(186)는 일단이 제2 안테나 모듈(110)의 몸체부(185)와 인접하게 배치되며, 타단은 이격 공간(S)을 향하도록 배치된다. 또한 확장부(186)는 인출부(40b)와 접촉하거나 매우 인접하게 배치된다.

확장부(186)는 전술한 실시예들과 마찬가지로 제2 안테나 모듈(110)의 동작에 이용된다. 그러나 위치적으로는 제1 안테나 모듈(100)과 인접하게 배치되므로, 제1 안테나 모듈(100)의 제조 과정에서 제1 안테나 모듈(100)과 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 안테나 모듈(100)과 확장부(186)는 절연 테이프나 절연 필름(미도시) 등에 의해 일체로 고정될 수 있다.

그러나 확장부(186)는 제2 안테나 모듈(110)의 동작에 이용되므로, 확장부(186)는 제2 안테나 모듈(110)의 자성부(180)와 동일한 재질 또는 그와 유사한 투자율을 갖는 재질로 형성될 수 있다.

한편, 확장부(186)는 필요에 따라 제2 안테나 모듈(110)과 일체로 형성될 수도 있다. 이 경우, 제2 안테나 모듈(110)과 몸체부(185)와 확장부(186)는 절연 테이프나 절연 필름(미도시) 등에 의해 일체로 고정될 수 있다. 또한 확장부(186)는 제1 안테나 모듈(100)이나 제2 안테나 모듈(110)과 결합되지 않은 별도의 부재로 형성되어 배치되는 것도 가능하다.

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.

예를 들어 전술한 실시예들에서는 자성부가 제1 자성부와 제2 자성부를 모두 포함하는 경우를 예로 들고 있지만, 제2 자성부를 생략하고 제1 자성부만으로 자성부를 구성하는 것도 가능하다.

또한 전술한 실시예들에 개시된 구성들은 서로 조합될 수 있다.

1: 휴대 단말기
30: 커버
40, 140: 배선부
80, 180: 자성부
100: 제1 안테나 모듈
110: 제2 안테나 모듈

Claims (16)

1. 도전성 커버의 내측에 배치되어 근거리 통신을 수행하는 안테나 모듈로,
   절연 기판에 안테나 배선이 형성되고, 상기 커버의 내부면과 마주보는 제1면과, 상기 제1면의 반대면인 제2면을 구비하는 배선부;
   상기 배선부의 제1면과 상기 커버 사이에 배치되는 제1 자성부; 및
   상기 배선부의 제2면에 배치되는 제2 자성부;
   를 포함하며,
   상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부는 투영 시 부분적으로 겹치거나 서로 맞물리도록 배치되는 안테나 모듈.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 배선부는,
   전체적인 윤곽이 폭이 좁고 길이가 긴 선형으로 형성되며 소용돌이 형태의 배선을 구비하는 나선부와, 상기 나선부의 일단에서 연장되며 접촉 패드를 구비하는 인출부를 포함하는 안테나 모듈.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 자성부는,
   상기 소용돌이 형태의 배선 일부와 대면하도록 배치되는 안테나 모듈.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부는 상기 배선부를 관통하며 서로 연결되는 안테나 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 안테나 배선은 상기 절연 기판의 양면에 분산 배치되며,
   상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부는 각각 상기 안테나 배선이 없는 영역에 배치되는 안테나 모듈.
   
6. 슬릿 형태의 이격 공간을 구비하는 도전성 커버; 및
   상기 도전성 커버의 내측에 배치되어 근거리 통신을 수행하는 제1 안테나 모듈;
   을 포함하며,
   상기 제1 안테나 모듈은,
   절연 기판에 안테나 배선이 형성되고 상기 커버의 내부면과 마주보는 제1면과 상기 제1면의 반대면인 제2면을 구비하는 배선부;
   상기 배선부의 제1면과 상기 커버 사이에 배치되는 제1 자성부; 및
   상기 배선부의 제2면에 배치되는 제2 자성부;
   를 포함하며,
   상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부는 투영 시 부분적으로 겹치거나 서로 맞물리도록 배치되는 전자 기기.
   
7. 제7항에 있어서, 상기 제1 자성부는,
   적어도 일부가 상기 이격 공간과 대면하도록 배치되는 전자 기기.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 자성부는,
   모서리 부분이 상기 이격 공간의 경계를 따라 배치되는 전자 기기.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 제1 자성부와 상기 배선부 중 어느 하나는 상기 이격 공간 측으로 돌출 배치되는 전자 기기.
   
10. 제7항에 있어서, 상기 제1 자성부는,
    상기 배선부보다 상기 이격 공간 측으로 돌출 배치되는 전자 기기.
    
11. 제6항에 있어서,
    상기 커버는 카메라 홀을 구비하며,
    상기 배선부는 적어도 일부가 상기 이격 공간과 상기 카메라 홀 사이에 배치되는 전자 기기.
    
12. 제6항에 있어서,
    상기 제1 안테나 모듈과 이격 배치되는 제2 안테나 모듈을 더 포함하는 전자 기기.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 안테나 모듈은 적층 배치되는 배선부와 자성부를 포함하고,
    상기 제2 안테나 모듈의 자성부는,
    상기 제2 안테나 모듈의 배선부와 마주보도록 배치되는 몸체부; 및
    일단이 상기 몸체부와 연결되거나 상기 몸체부와 인접하게 배치되고 타단이 상기 이격 공간을 향하도록 배치되는 확장부;
    를 포함하는 전자 기기.
    
14. 제13항에 있어서, 상기 확장부는,
    끝단 부분이 상기 제1 안테나 모듈 또는 상기 이격 공간과 겹치도록 배치되는 전자 기기.
    
15. 제13항에 있어서, 상기 확장부는,
    상기 타단이 상기 카메라 홀과 인접하게 배치되는 전자 기기.
    
16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 안테나 모듈의 상기 배선부는 상기 이격 공간과 상기 카메라 홀 사이에 배치되는 나선부와, 상기 나선부의 일단에서 상기 제2 안테나 모듈을 향해 연장되며 인출부를 포함하며,
    상기 제2 안테나 모듈의 확장부는 상기 인출부와 인접한 위치에서 상기 인출부와 나란하게 배치되는 전자 기기.
    

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