KR20190110764A

KR20190110764A - 휴대단말기용 방열 안테나

Info

Publication number: KR20190110764A
Application number: KR1020180032611A
Authority: KR
Inventors: 박정일; 이대용; 안영환; 박종진
Original assignee: 주식회사 아이엠텍
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2019-10-01

Abstract

본 발명은 베이스필름(60a)을 사이에 두고 상하 패터닝된 어퍼패턴(61) 및 언더패턴(62)을 지닌 근거리무선통신안테나(60)와, 상기 어퍼패턴(61)과 함께 상기 베이스필름(60a) 위에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 어퍼방열도료층(71)과, 상기 언더패턴(62)과 함께 상기 베이스필름(60a) 아래에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 언더방열도료층(72)을 포함하는 구성으로 이루어져, 제조공정이 간단하고 방열층에 의한 두께 역시 극소화되어 생산성 및 경박단소를 동시에 실현할 수 있고, 방열도료인 실리콘 카바이드, 질화 알루미늄, 질화붕소, 산화 마그네슘, 산화 알루미늄에 의한 방열을 극대화시켜 휴대단말기의 통신성능 및 수명을 크게 개선할 수 있는 휴대단말기용 방열 안테나에 관한 발명이다.

Description

휴대단말기용 방열 안테나{HEAT RADIATING ANTENNA FOR PORTABLE APPLIANCE}

본 발명은 휴대단말기용 방열 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조공정이 간단하고 방열층에 의한 두께 역시 극소화되어 생산성 및 경박단소를 동시에 실현할 수 있는 휴대단말기용 방열 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 휴대단말기용 안테나는 WPT(Wireless Power Transfer), NFC(Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification), MST(Magnetic Secure Transmission) 등이 있고, 이들 휴대단말기용 안테나는 비접촉 자기유도 결합(Non-Contact Magnetic Inductive Coupling Power)을 통해 무선통신을 실현하며, 더욱 구체적으로 WPT(Wireless Power Transfer)는 전자기 유도원리, 즉 유도자계 원리에 따라 전류를 흘려 자기장을 형성하고 그 위에 휴대 단말기를 놓아 100∼200㎑ 대역에서 배터리를 충전케 하고, NFC(Near Field Communication) 또는 RFID(Radio Frequency Identification)는 대략 10∼40㎝의 가까운 거리에서 13.56㎒ 주파수 대역의 비접촉 자기유도 결합력(Non-Contact Magnetic Inductive Coupling Power)으로 단말기 상호간 데이터를 전송케 하고, MST(Magnetic Secure Transmission)는 10∼200㎝의 근거리에서 13.56㎒ 주파수 대역의 비접촉 자기유도 결합력으로 외부의 단말기 상호간 데이터를 전송케 한다.

그런데, 이들 휴대단말기용 안테나는 자체의 열과 휴대단말기 내의 전자부품 등의 열에 의해 무선통신 성능을 크게 떨어뜨릴 뿐만 아니라 그 수명까지 단축시키는 문제점을 안고 있다.

상기한 바와 같은 휴대단말기용 안테나의 열을 해결하기 위하여 선행기술문헌들이 공지되어 있다.

도 1은 선행기술문헌 1(대한민국 공개특허 제2016-0005236호)에 따른 NFC 안테나 일체형 방열 시트의 단면도이다.

선행기술문헌 1에 따른 NFC 안테나 일체형 방열 시트는 도 1에 도시된 바와 같이 NFC 안테나를 포함하는 NFC 안테나 모듈(110)과, NFC 안테나 모듈(110)에 접착되어 전자기기의 발열 부품에서 발생된 열을 확산(Spreading)시켜 방열하는 방열부재(120)를 포함하는 구조로 이루어진다.

그런데, 선행기술문헌 1에 따른 NFC 안테나 일체형 방열 시트는 NFC 안테나 모듈(110)에 별도의 방열부재(120)를 접착시키는 구조로 이루어져 있어 전체 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라 그 제조 공정 역시 복잡한 문제점을 안고 있다.

도 2는 선행기술문헌 2(대한민국 공개특허 제2014-0105327호)에 따른 근거리 무선 통신 안테나 장치가 장착된 상태를 확대하여 나타내는 단면도이다.

선행기술문헌 2에 따른 근거리 무선 통신 안테나 장치(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 배터리 커버(15)의 내면 소정 위치에 부착되는 근거리 무선 통신(NFC) 안테나(21)와, 근거리 무선 통신 안테나(21) 상면에 부착되는 차폐 쉬트(22)와, 차폐 쉬트(22) 상면에 부착되는 방열 쉬트(23)와, 방열 쉬트(23) 상면에 부착되는 보호 커버(24)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

그런데, 선행기술문헌 2에 따른 근거리 무선 통신 안테나 장치는 근거리 무선 통신 안테나(21)에 별도의 방열 쉬트(23)를 부착시키는 구조로 이루어져 있어 전체 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라 그 제조 공정 역시 복잡한 문제점을 안고 있다.

도 3은 선행기술문헌 3(대한민국 공개특허 제2016-0067321호)에 따른 방열 시트 일체형 안테나를 나타내는 단면도이다.

선행기술문헌 3에 따른 방열 시트 일체형 안테나(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 안테나 패턴을 구비한 안테나 모듈(110)과, 안테나 모듈(110)에 부착되어 전자기기의 발열 부품에서 발생된 열을 확산(Spreading)시켜 방열하는 방열 시트(121)를 포함하는 구조로 이루어진다.

그런데, 선행기술문헌 3에 따른 방열 시트 일체형 안테나는 안테나 모듈(110)에 별도의 방열 시트(121)를 접착시키는 구조로 이루어져 있어 전체 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라 그 제조 공정 역시 복잡한 문제점을 안고 있다.

도 4는 선행기술문헌 4(대한민국 공개특허 제2016-0090144호)에 따른 방열 시트 일체형 안테나 모듈을 나타내는 단면도이다.

선행기술문헌 4에 따른 방열시트 일체형 안테나 모듈은 도 4에 도시된 바와 같이 후면 커버(500)에 탑재된 안테나 패턴(300)과, 하나 이상의 슬릿이 형성되어 안테나 패턴(300)과 결합되면서 핫 스팟(600)에 연결되는 방열 시트(100))를 포함하는 구성으로 이루어진다.

그런데, 선행기술문헌 4에 따른 방열 시트 일체형 안테나 모듈은 안테나 패턴(300)에 별도의 방열 시트(100)를 접착시키는 구조로 이루어져 있어 전체 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라 그 제조 공정 역시 복잡한 문제점을 안고 있다.

대한민국 공개특허 제2016-0005236호 - NFC 안테나 일체형 방열 시트 대한민국 공개특허 제2014-0105327호 - 근거리 무선 통신 안테나 장치 대한민국 공개특허 제2016-0067321호 - 방열 시트 일체형 안테나 대한민국 공개특허 제2016-0090144호 - 방열 시트 일체형 안테나 모듈

본 발명의 목적은 제조공정이 간단하고 방열층에 의한 두께 역시 극소화되어 생산성 및 경박단소를 동시에 실현할 수 있는 휴대단말기용 방열 안테나를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 방열도료인 실리콘 카바이드, 질화 알루미늄, 질화붕소, 산화 마그네슘, 산화 알루미늄에 의한 방열을 극대화시켜 휴대단말기의 통신성능 및 수명을 크게 개선할 수 있는 휴대단말기용 방열 안테나를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대단말기용 방열 안테나는,

베이스필름을 사이에 두고 상하 패터닝된 어퍼패턴 및 언더패턴을 지닌 근거리무선통신안테나와,

상기 어퍼패턴과 함께 상기 베이스필름 위에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 어퍼방열도료층과,

상기 언더패턴과 함께 상기 베이스필름 아래에 씌워지는 절연필름을 라미네이팅시킨 언더커버레이필름을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

상기 어퍼패턴과 함께 상기 베이스필름 위에 씌워지는 절연필름을 라미네이팅시킨 어퍼커버레이필름과,

상기 언더패턴과 함께 상기 베이스필름 아래에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 언더방열도료층을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 다음 특징으로 한다.

상기 언더패턴과 함께 상기 베이스필름 아래에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 언더방열도료층을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 그 다음 특징으로 한다.

본 발명은 제조공정이 간단하고 방열층에 의한 두께 역시 극소화되어 생산성 및 경박단소를 동시에 실현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 방열도료인 실리콘 카바이드, 질화 알루미늄, 질화붕소, 산화 마그네슘, 산화 알루미늄에 의한 방열을 극대화시켜 휴대단말기의 통신성능 및 수명을 크게 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 선행기술문헌 1에 따른 NFC 안테나 일체형 방열 시트의 단면도.
도 2는 선행기술문헌 2에 따른 근거리 무선 통신 안테나 장치가 장착된 상태를 확대하여 나타내는 단면도.
도 3은 선행기술문헌 3에 따른 방열 시트 일체형 안테나를 나타내는 단면도.
도 4는 선행기술문헌 4에 따른 방열 시트 일체형 안테나 모듈을 나타내는 단면도.
도 5a는 본 발명의 제1실시에 따른 휴대단말기용 방열 안테나를 나타내는 분해사시도.
도 5b는 본 발명의 제2실시에 따른 휴대단말기용 방열 안테나를 나타내는 분해사시도.
도 5c는 본 발명의 제3실시에 따른 휴대단말기용 방열 안테나를 나타내는 분해사시도.

본 발명에 따른 휴대단말기용 방열 안테나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 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 5a는 본 발명의 제1실시에 따른 휴대단말기용 방열 안테나를 나타내는 분해사시도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 휴대단말기용 방열 안테나는 도 5a에 도시된 바와 같이 베이스필름(60a)을 사이에 두고 상하 패터닝된 어퍼패턴(61) 및 언더패턴(62)을 지닌 근거리무선통신안테나(60)와, 어퍼패턴(61)과 함께 베이스필름(60a) 위에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 어퍼방열도료층(71)과, 언더패턴(62)과 함께 베이스필름(60a) 아래에 씌워지는 절연필름을 라미네이팅시킨 언더커버레이필름(82)을 포함한다.

언더패턴(62)과 함께 베이스필름(60a) 아래에 씌워지는 절연필름을 라미네이팅시킨 언더커버레이필름(82)과 달리 어퍼패턴(61)과 함께 베이스필름(60a) 위에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 어퍼방열도료층(71)에 의해 제조공정이 훨씬 간단하고 어퍼방열도료층(71)에 의한 두께 역시 극소화되어 생산성 및 경박단소를 동시에 실현할 수 있어 바람직하게 된다.

도 5b는 본 발명의 제2실시에 따른 휴대단말기용 방열 안테나를 나타내는 분해사시도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 휴대단말기용 방열 안테나는 도 5b에 도시된 바와 같이 베이스필름(60a)을 사이에 두고 상하 패터닝된 어퍼패턴(61) 및 언더패턴(62)을 지닌 근거리무선통신안테나(60)와, 어퍼패턴(61)과 함께 베이스필름(60a) 위에 씌워지는 절연필름을 라미네이팅시킨 어퍼커버레이필름(81)과, 언더패턴(62)과 함께 베이스필름(60a) 아래에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 언더방열도료층(72)을 포함한다.

어퍼패턴(61)과 함께 베이스필름(60a) 위에 씌워지는 절연필름을 라미네이팅시킨 어퍼커버레이필름(81)과 달리 언더패턴(62)과 함께 베이스필름(60a) 아래에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 언더방열도료층(72)에 의해 제조공정이 훨씬 간단하고 언더방열도료층(72)에 의한 두께 역시 극소화되어 생산성 및 경박단소를 동시에 실현할 수 있어 바람직하게 된다.

도 5c는 본 발명의 제3실시에 따른 휴대단말기용 방열 안테나를 나타내는 분해사시도이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 휴대단말기용 방열 안테나는 베이스필름(60a)을 사이에 두고 상하 패터닝된 어퍼패턴(61) 및 언더패턴(62)을 지닌 근거리무선통신안테나(60)와, 어퍼패턴(61)과 함께 베이스필름(60a) 위에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 어퍼방열도료층(71)과, 언더패턴(62)과 함께 베이스필름(60a) 아래에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 언더방열도료층(72)을 포함한다.

어퍼패턴(61)과 함께 베이스필름(60a) 위에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 어퍼방열도료층(71) 및 언더패턴(62)과 함께 베이스필름(60a) 아래에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 언더방열도료층(72)에 의해 제조공정이 더 더욱 간단하고 어퍼방열도료층(71) 및 언더방열도료층(72)에 의한 두께 역시 훨씬 극소화되어 생산성 및 경박단소를 동시에 실현할 수 있어 바람직하게 된다.

이때, 어퍼패턴(61) 또는 언더패턴(62)은 플렉시블한 베이스필름(60a)에 패터닝된 WPT(Wireless Power Transfer)안테나, NFC(Near Field Communication)안테나, RFID(Radio Frequency Identification)안테나, MST(Magnetic Secure Transmission)안테나 중 어느 하나일 수 있게 된다.

그리고, 베이스필름(60a) 및 절연필름은 폴리이미드필름으로 할 수 있음은 물론이다.

나아가, 방열도료는 실리콘 카바이드 25∼35wt％, 질화 알루미늄 15∼25wt％, 질화붕소 7∼15wt％, 산화 마그네슘 5∼15wt％, 산화 알루미늄 8∼13wt％, 알키드 수지 5∼13wt％, 알코올 7∼15wt％를 포함할 수 있다.

실리콘 카바이드(Silicon Carbide)는 SiC로 나타나는 화합물로서 전기로의 발열체로 활용될 만큼 열극 특성이 우수하여 근거리무선통신안테나(60)로부터 발생되는 열 또는 배터리 나아가 휴대단말기 내 전자부품으로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열케 하며, 25wt％ 이하일 경우 방열효과가 떨어지고 35wt％ 이상일 경우 강도가 강해져 근거리무선통신안테나(60)와의 합체시 플렉시블한 성질을 잃게 하여 바람직하지 않다.

질화 알루미늄(Aluminum Nitride)은 높은 열 전도율을 지녀 내열성이 뛰어나고 전기 절연 특성이 좋고 내식성이 우수하여 근거리무선통신안테나(60)로부터 발생되는 열 또는 배터리 나아가 휴대단말기 내 전자부품으로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열케 하며, 15wt％ 이하일 경우 방열효과가 떨어지고 25wt％ 이상일 경우 강도가 강해져 근거리무선통신안테나(60)와의 합체시 플렉시블한 성질을 잃게 하여 바람직하지 않다.

질화붕소(Boron Nitride)는 붕소의 질화물로서 열충격 저항이 커서 1,500℃ 정도의 급열·급냉에도 견디며 전기저항도 크고 중성자 단면적이 커서 차폐재로 활용되며 내화재료 등의 용도로 활용되는 것으로 실리콘 카바이드, 질화 알루미늄, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄 상호간을 잘 융합시키는 배합제로 쓰이며, 7wt％ 이하일 경우 배합효과가 떨어지고 15wt％ 이상일 경우 지나치게 무르게 되어 바람직하지 않게 된다.

산화 마그네슘(Magnesium Oxide)은 내화물 재료 및 도가니 재료로 쓰일 만큼 내열성이 우수하여 근거리무선통신안테나(60)로부터 발생되는 열 또는 배터리 나아가 휴대단말기 내 전자부품으로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열케 하며, 5wt％ 이하일 경우 방열효과가 떨어지고 15wt％ 이상일 경우 강도가 강해져 근거리무선통신안테나(60)와의 합체시 플렉시블한 성질을 잃게 하여 바람직하지 않다.

산화 알루미늄(Aluminum Oxide)은 촉매 작용과 흡착 작용이 강하고, 내화제 및 연마제 등으로 활용되는 것으로 근거리무선통신안테나(60)로부터 발생되는 열 또는 배터리 나아가 휴대단말기 내 전자부품으로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열케 하며, 8wt％ 이하일 경우 방열효과가 떨어지고 13wt％ 이상일 경우 강도가 강해져 근거리무선통신안테나(60)와의 합체시 플렉시블한 성질을 잃게 하여 바람직하지 않다.

알키드 수지(Alkyd Resin)는 다가(多價)알코올과 다가산의 축합에 의해 생기는 고분자 물질로 폴리에스터수지에 속하며, 도료로 쓰이거나 요소수지·멜라민 등과 혼합하여 만든 금속도료로 건축물·선박·철교 등에 널리 쓰이고, 실리콘 카바이드, 질화 알루미늄, 질화붕소, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄 상호간을 혼합하여 접착되도록 하는 바인더로서 기능하며, 5wt％ 이하일 경우 실리콘 카바이드, 질화 알루미늄, 질화붕소, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄 상호간의 혼합 및 접착력이 약하고 13wt％ 이상일 경우 실리콘 카바이드, 질화 알루미늄, 질화붕소, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄 상호간의 혼합 및 접착시 지나치게 무르게 되어 바람직하지 않다.

알코올(Alcohol, 7∼15wt％)은 탄화수소의 수소 원자가 하이드록시기(-OH)로 치환된 화합물의 총칭으로 상온에서 액체 상태로 존재하면서 실리콘 카바이드, 질화 알루미늄, 질화붕소, 산화 마그네슘 및 산화 알루미늄 상호간을 혼합하여 접착되도록 하는 바인더를 희석시킬 수 있도록 하는 것이며, 7wt％ 이하일 경우 바인더의 희석이 약해지고 15wt％ 이상일 경우 바인더의 기능을 떨어뜨려 바람직하지 않다.

이와 같은 방열도료인 실리콘 카바이드, 질화 알루미늄, 질화붕소, 산화 마그네슘, 산화 알루미늄에 의한 방열을 극대화시켜 휴대단말기의 통신성능 및 수명을 크게 개선할 수 있게 된다.

본 발명은 휴대단말기 관련 산업분야에 이용될 수 있다.

60 : 근거리무선통신안테나 60a : 베이스필름
61 : 어퍼패턴 62 : 언더패턴
71 : 어퍼방열도료층 72 : 언더방열도료층
81 : 어퍼커버레이필름 82 : 언더커버레이필름

Claims

베이스필름(60a)을 사이에 두고 상하 패터닝된 어퍼패턴(61) 및 언더패턴(62)을 지닌 근거리무선통신안테나(60)와,
상기 어퍼패턴(61)과 함께 상기 베이스필름(60a) 위에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 어퍼방열도료층(71)과,
상기 언더패턴(62)과 함께 상기 베이스필름(60a) 아래에 씌워지는 절연필름을 라미네이팅시킨 언더커버레이필름(82)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 방열 안테나.
베이스필름(60a)을 사이에 두고 상하 패터닝된 어퍼패턴(61) 및 언더패턴(62)을 지닌 근거리무선통신안테나(60)와,
상기 어퍼패턴(61)과 함께 상기 베이스필름(60a) 위에 씌워지는 절연필름을 라미네이팅시킨 어퍼커버레이필름(81)과,
상기 언더패턴(62)과 함께 상기 베이스필름(60a) 아래에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 언더방열도료층(72)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 방열 안테나.
베이스필름(60a)을 사이에 두고 상하 패터닝된 어퍼패턴(61) 및 언더패턴(62)을 지닌 근거리무선통신안테나(60)와,
상기 어퍼패턴(61)과 함께 상기 베이스필름(60a) 위에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 어퍼방열도료층(71)과,
상기 언더패턴(62)과 함께 상기 베이스필름(60a) 아래에 도포되는 방열도료를 코팅시킨 언더방열도료층(72)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 방열 안테나.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방열도료는 실리콘 카바이드 25∼35wt％, 질화 알루미늄 15∼25wt％, 질화붕소 7∼15wt％, 산화 마그네슘 5∼15wt％, 산화 알루미늄 8∼13wt％, 알키드 수지 5∼13wt％, 알코올 7∼15wt％를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 방열 안테나.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어퍼패턴(61)은 WPT(Wireless Power Transfer)안테나, NFC(Near Field Communication)안테나, RFID(Radio Frequency Identification)안테나 및 MST(Magnetic Secure Transmission)안테나 중 어느 하나로 동작되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 방열 안테나.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 언더패턴(62)은 WPT(Wireless Power Transfer)안테나, NFC(Near Field Communication)안테나, RFID(Radio Frequency Identification)안테나 및 MST(Magnetic Secure Transmission)안테나 중 어느 하나로 동작되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 방열 안테나.