TW201926789A

TW201926789A - 用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭

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Publication number: TW201926789A
Application number: TW107142418A
Authority: TW
Inventors: 慎惠重
Original assignee: 慎惠重
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-07-01
Also published as: JP2021505093A; US20200295448A1; CN111406346A; EP3719925A1; WO2019107798A1; KR102001243B1; KR20190061575A; CN111406346B; JP6960191B2; TWI692147B; EP3719925B1; EP3719925A4; US11069966B2

Abstract

本發明涉及用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭，更加詳細地，涉及如下的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭，即，借助超音波發生部及多線嵌入角來使線作為以並列圖案連接的天線用線嵌入於基板，並利用基板與嵌入於基板的多個線之間的特徵結合關係來使嵌入於基板且以並列圖案連接的天線用線非常稠密地排列。

Description

用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭

最近，隨著無線技術的進步，電子設備的無線充電技術正在發展。並且，隨著無線設備的發展，對近距離無線通信用天線的需求劇增，因而開發並使用著用於實現提高所述近距離無線通信用天線的發送模組（Tx，Transmitter）與接收模組（Rx，Receiver）之間通信效率的多種方式的天線。

其中，當前用於形成近距離無線通信用天線及無線充電用天線的方法大致分為3種方式：　　首先，第一種方式為濕式蝕刻方式。　　第二種方式為對銅箔進行沖孔，並使用黏結劑將經過沖孔且以規定圖案形成的天線用線固定於基板上來進行製造的方式。　　第三種方式為使導體嵌入（embedding）於基板來使其形成為規定圖案的天線用線的製造方式。

在此情況下，由於濕式蝕刻方式通過對所要由強酸性化學物質形成的天線用線之外的部分進行腐蝕來形成天線用線，因此不僅初始成本過高，而且使用強酸性化學物質，從而造成環境污染，為了中和它們，需要設置單獨的防汙染設施及系統。

另一方面，通過改善濕式蝕刻方式的缺點的銅箔沖孔來製造天線用線的方式，儘管與通過濕式蝕刻方式形成的天線用線的形狀類似，但不使用化學物質而通過機械方式生成天線用線。

因此，最近廣泛使用通過濕式蝕刻方式形成的天線用線和通過對銅箔進行沖孔的機械方式形成的天線用線。

但是，無論是濕式蝕刻方式還是通過對銅箔進行沖孔來黏結天線用線的方式，為了在製造過程中在基板形成天線用線，不可避免地使用黏結劑，因而由於天線用線從基板脫落而發生的縫隙，不僅發生不良等耐久性的問題，還在由於無線充電等為了提高發送和接收天線之間的有效性而擴張天線用線的表面的所謂具有層疊結構的情況下，因層層塗敷的黏結劑而發生發送和接收之間的效率下降等通信效率的損失和生產成本增加的缺點。

另一方面，通過利用線圈作為天線用線的導體來嵌入於基板的方式由於製造簡單和形成為單層而不存在層之間干擾的物質，因而具有可提高發送和接收之間的效率的優點，但為了擴大天線用線的表面積，需要相應地增加線圈的直徑，因而在此情況下，這種方式反而不適合於電子設備的小型化。

因此，為了像以垂直層疊的方式構成的蝕刻濕式方式或通過對銅箔進行沖孔的天線用線一樣擴大表面積，較佳將薄線圈以作為水平排列形式的並列方式構成的天線用線，進而，在不使用黏結劑的情況下將所述天線用線嵌入於基板的方法可被視為形成最佳天線用線的方法。

為此，需要用於形成使多線同時以並列圖案連接的天線用線的獨立裝置。

由此，作為與用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭有關的習知技術，如圖7的A部分所示，韓國公開專利公報特2002-0087320號的「IC晶片內置卡製造用多頭繞組及嵌入裝置」（以下，稱之為「習知技術1」）涉及如下的用於製造IC晶片內置卡的多頭繞組及嵌入裝置，即，在用於製造IC晶片內置卡的繞組及嵌入裝置中，為了在至少2個卡片之間配置IC晶片和與該IC晶片的連接部的端部相連接的天線用線來製造IC晶片內置卡，在由多個卡片排列的圖案片上的各個卡片安裝IC晶片，並且為了在安裝有所述IC晶片的圖案片的各個卡片以使各個端部經過所述IC晶片的連接部位來以規定的圖案形成天線用線，利用超音波使線繞組並嵌入於所述圖案片的各個卡片，其特徵在於，分別具有以50kHz以上的頻率發生所述超音波的超音波發生裝置的至少2個以上的繞組及嵌入頭以使其中心軸的俯仰角達到60mm以下的方式設置，從而使超音波振子的振動數更高，並可使被嵌入的天線用線的嵌入品質變得優秀，由於可以設置多頭，因而可提高生產性。

作為另一個習知技術，如圖7的B部分所示，韓國公開專利公報第10-2013-0108068號的「射頻識別（RFID）嵌體的製造」（以下，稱之為「習知技術2」）涉及如下的射頻識別嵌體制造方法，即，包括：在天線基板上或在載體基板上的黏結層內形成纏繞有線、薄膜或導電性物質的形態的天線結構體，將所述天線結構體以逐個或一次性轉印多個的方式向嵌體基板上的對應的應答器區域進行轉印，並在用於連接位於應答器區域的射頻識別晶片模組的端子區域和與其對準的天線結構體的連接端的天線基板上的多個天線區域形成多個天線結構體的步驟；以及將所述天線結構體轉印於在所述應答器區域中被選的一個區域的步驟。

但是，如上所觀察，習知技術1至習知技術2涉及將天線用線嵌入於基板的裝置及射頻識別的嵌體制造方法，雖然可能與本發明的技術領域類似，但其技術特徵，即，結構、目的、由此發揮的效果均不同。

另一方面，在習知技術1中具有利用超音波來在基板嵌入天線用線的嵌入頭，因而在整體技術含義方面可能與本發明有些相同，但如上所述，它們的技術特徵，即，結構、目的及效果不同，包括習知技術1至習知技術2在內的習知技術共同存在無法解決本發明所要解決的技術問題，即，存在無法解決以並列圖案連接而成的天線用線的線之間的稠密性的技術局限性。

《習知技術文獻》　　專利文獻：　　專利文獻1：韓國公開專利公報特2002-0087320號（2002年11月22日）專利文獻2：韓國公開專利公報第10-2013-0108068號（2013年10月02日）

《發明所欲解決之問題》　　由此，本發明為了解決所述以往的問題而提出。

本發明的目的在於，提供通過將多個線以超音波的特定頻率嵌入於基板來形成天線用線的頭罩。

本發明的再一目的在於，利用超音波的振動來將線嵌入於基板，並形成由多個線以並列圖案連接的天線用線。

並且，本發明的另一目的在於，提供由多個線以並列圖案連接而成的天線用線，並使多個線通過特定排列來排出，從而使以並列圖案形成的天線用線的排列稠密地排列，由此提高通信效率。

《解決問題之技術手段》　　用於達到所述目的，本發明為了實現所要解決的問題而提出用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭，包括：頭罩，用於嵌入線，使得捲繞於線軸的線被投入並在基板的規定的特定位置形成天線用線；超音波發生部，形成於所述頭罩的一側來發生30kHz至60kHz的振動，當嵌入線時，對基板的特定位置進行熔融，使得線嵌入於基板的規定的特定位置來形成天線用線；多線嵌入角，形成有用於使多個線同時排出來嵌入於基板的以特定排列的方式構成的多個線排出口，以形成以並列圖案連接的天線用線，當在多線嵌入角形成2個以上的線排出口時，以使第一線排出口的中心直線與第二線排出口的中心直線以第一線排出口為基準相互錯開的方式形成第二線排出口，從第三線排出口開始以使第一線排出口的中心直線、第三線排出口的中心直線及第n線排出口的中心直線位於同一線上或相互錯開的方式形成，通過使由多個線嵌入並以並列圖案形成的天線用線稠密地排列，從而使通信效率極大化。

在此情況下，形成於多線嵌入角的多個線排出口可通過以第一線排出口為基準依次外接來連接的方式形成。

另一方面，在此之前，對在本說明書及申請專利範圍中所使用的術語或單詞不應以常規或詞典上的含義來限定地進行解釋，而是，應立足於發明人可以為了以最佳的方法來說明自身的發明而適當地對術語的概念下定義的原則，以符合本發明的技術思想的含義和概念來解釋。

因此，記載於本說明書的實施例和附圖所示的結構僅僅為本發明的較佳的一實施例，而並不代表本發明的全部技術思想，因此，需要理解的是，在本案的申請時間點，還可以存在可代替這些的多種等同技術方案和變化例。

《對照先前技術之功效》　　如所述結構及作用中所述，根據本發明，提供通過將多個線以超音波的特定頻率嵌入於基板來形成天線用線的頭罩。

並且，利用超音波的振動來將線嵌入於基板，並形成由多個線以並列圖案連接的天線用線，從而提高通信效率。

在此情況下，由多個線以並列圖案連接而成的天線用線，並使多個線通過特定排列來排出，從而使以並列圖案形成的天線用線的排列稠密地排列，由此使通信效率極大化。

並且，無需為了提高天線用線的通信效率而任意增加線的直徑或形成層疊線的層疊結構，因此，它是一種適合時代潮流的面向未來的技術，同時作為在電子設備的小型化方面必不可少的技術，是形成以並列圖案連接的通信效率優異的天線用線的非常有效的發明。

《產業上的可利用性》　　本發明涉及用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭，適用於用於製造其的製造業及銷售業，更加具體地，適用於形成內置於電子護照、電子身份證等非接觸式晶片的身份證用嵌體以及形成內置於手機等電子設備的近距離無線通信（NFC）識別用天線，進而可推廣需要包括這些的無線充電設備的接收模組天線的多種電子設備工業領域。

以下，參照附圖來對本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭的功能、結構及作用進行詳細說明。

圖1顯示本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭的結構圖；圖2顯示本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭的簡圖；圖3作為實施例來顯示本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭的結構要素中的多線嵌入角的底面剖視圖。

如圖1至圖3所示，在本發明中，用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭1包括：頭罩100，用於嵌入線W，使得捲繞於線軸S的線W被投入並在基板B的規定的特定位置形成天線用線AW；超音波發生部110，形成於所述頭罩100的一側來發生30kHz至60kHz的振動，當嵌入線W時，對基板B的特定位置進行熔融，使得線W嵌入於基板B的規定的特定位置來形成天線用線AW；多線嵌入角120，形成有用於使多個線W同時排出來嵌入於基板B的以特定排列的方式構成的多個線排出口121，以形成以並列圖案連接的天線用線A，當在多線嵌入角120形成2個以上的線排出口121時，以使第一線排出口121a的中心直線CL1與第二線排出口121b的中心直線CL2以第一線排出口121a為基準相互錯開的方式形成第二線排出口121b，從第三線排出口121c開始以使第一線排出口121a的中心直線CL1、第三線排出口121c的中心直線CL3及第n線排出口的中心直線CLn位於同一線上或相互錯開的方式形成，通過使由多個線W嵌入並以並列圖案形成的天線用線AW稠密地排列，從而使通信效率極大化。

即，如圖4的B部分所示，本發明的目的在於，提供如下的嵌體（Inlay）製造技術所需的頭罩100，即，當從以特定排列形成於多線嵌入角120的多個線排出口121排出的多個線W嵌入於基板B時，形成從第一線排出口121a排出並嵌入於基板B的第一線121aW、從第二線排出口121b排出並嵌入於基板B的第二線121bW、從第三線排出口121c排出並嵌入於基板B的第三線121cW以及從第四線排出口121d排出並嵌入於基板B的第四線121dW之間不生成間隙G或間隙G達到最小化且多個線W在基板B以並列圖案連接的天線用線AW，從而使通信效率極大化。

圖4的A部分作為為了說明本發明的效果而與圖4的B部分進行對比的比較實施例，即使通過與本發明相同的方法構成由多個線排出口N1、N2、N3、N4形成的虛擬的多線嵌入角E，一方面，也像本發明一樣形成以並列圖案連接的天線用線AW，但形成於多線嵌入角120的多個線排出口121在未特定排列的情況下，在多個線N1W、N2W、N3W、N4W嵌入於基板B的過程中肯定生成規定間隔的間隙G，因而在通信效率的效果方面與本發明存在明顯的差異。

即，本發明利用通過超音波發生部110熔融的基板B的特定位置發生柔性（flexible）變化的性質和與多個線W在嵌入基板B時所發生的多個線W之間的結合關係有關的特性，形成嵌入於基板B的多個線W之間無間隙G且以並列圖案連接的天線用線AW，從而即使不層疊線W也生成寬的表面積來增加電流的流動，進而使通信效率極大化。

在此情況下，對與所述多個線W之間的結合關係有關的特性簡要說明如下：若多個線W通過排出嵌入於在通過超音波發生部110柔性變化的基板B的特定位置，則最終如圖4的A部分所示，即使是無間隔地以一列外接的多個線排出口N1、N2、N3、N4，當多個線N1W、N2W、N3W、N4W嵌入於基板B時，也肯定生成規定間隔的間隙G的特性。

因此，為了解決當多個線W結合時生成規定間隔的間隙G與多個線W之間的結合關係有關的問題，如圖3所示，本發明的特徵在於，使形成於多線嵌入角120的多個線排出口121以第一線排出口121a為基準依次以特定排列方式通過外接來連接。

圖6所要說明分別生成在形成於多線嵌入角120的多個線排出口121的中心直線CL1、CL2、CL3、……、CLn。圖6的A部分顯示分別生成於多個線排出口121的中心直線CL1、CL2、CL3、……、CLn為相對於基板B平行的水平線。圖6的B部分顯示分別生成於多個線排出口121的中心直線CL1、CL2、CL3、……、CLn與以第一線排出口121a為基準生成於第一線排出口121a的中心直線CL1、生成於第二線排出口121b的中心直線CL2、生成於第三線排出口121c的中心直線CL3、生成於第四線排出口121d的中心直線CL4的關係。

即，第一線排出口121a的中心直線CL1至第四線排出口121d的中心直線CL4的中心直線CL1、CL2、CL3、……、CLn表示相對於經過線排出口121的中心的基板B平行的直線，在此情況下，「n」表示形成於多線嵌入角120的多個線排出口121的形成數量，並且，「錯開」表示各個中心直線CL1、CL2、CL3、……、CLn未位於同一線上。

即，圖6的A部分顯示多線嵌入角120和基板B的前視圖，如圖所示，分別形成於多個線排出口121的中心直線CL1、CL2、CL3、……、CLn需要由與基板B平行的水平線形成，圖6的B部分顯示多線嵌入角120的底面剖視圖，顯示由多個線排出口121形成而生成的各個中心直線CL1、CL2、CL3、……、CLn。

在此情況下，圖6的B部分中所示的生成於第一線排出口121a的中心直線CL1、生成於第三線排出口121c的中心直線CL3、生成於第二線排出口121b的中心直線CL2和生成於第四線排出口121d的中心直線CL4位於同一線上，根據本發明的說明，第一線排出口121a的中心直線CL1和第二線排出口121b的中心直線CL2錯開設置。

本發明綜合如下：本發明旨在通過解決以往整個貼片天線（patch antenna）的結構上無法處理高電力信號的問題，提供提高通信效率的天線用線AW，為此，利用通過超音波發生部110發生的振動來在基板B的特定位置發熱，從而熔融基板B，並向熔融部施加規定的壓力來使天線用線AW嵌入於基板B，由此生成由多個線W形成且以並列圖案連接的線W之間無間隙G的天線用線AW。

在此情況下，同時嵌入多個線W的原因如下：　　由於發送模組（Tx，Transmitter）與接收模組（Rx，Receiver）之間的匹配和發生於接收模組（Rx，Receiver）的電流的流動對於充電效率絕對重要，即，通過確保天線用線AW的寬的表面積來通過電子的自由移動以提高高速通信及通信效率（電流的流動與導體，即，與由多個線W形成的天線用線AW的表面積成正比）。

即，接收從發送模組（Tx，Transmitter）發生的磁場的接收模組（Rx，Receiver）通過磁共振（Resonance）或磁感應（Inductance）來發電，此時所發生的電流沿著導體（天線用線AW）的表面流動。

因此，接收模組（Rx，Receiver）的天線用線AW的作用為以所發生的電流損失最小的方式收集電流來傳遞，因而與導體（天線用線AW）的純度和表面積有著密切的關係，即，這表示導體（天線用線AW）的表面積越寬則傳遞力越大，因此，隨著電子設備的小型化而為了在用於形成導體（天線用線AW）的受限的厚度內使導體（天線用線AW）的表面積變寬，最較佳為以並列圖案構成多條線圈（線W）。

因此，本發明的技術通過使以並列圖案連接的天線用線AW稠密地排列來增加表面積的同時可使用高純度的線圈（線W），從而使形成於基板B的天線用線AW的充電及通信效率極大化。

作為參照，通過本發明的技術形成的由多個線W形成的以並列圖案連接的線W之間的間隙G稠密具體表示多個線W以使間隙G的範圍達到0至5um的方式以並列圖案形成的情況。

並且，在本發明中，以在多線嵌入角120形成有4個線排出口121作為實施例來進行了說明，但如上所述，線排出口121可形成有2個以上的多個。

並且，在說明本發明的技術的過程中所使用的「多線」和「多個線」是根據說明的流程混合使用的，而它們的含義相同。

如上所述，本發明並不局限於所記載的實施例，在不脫離本發明的思想及範圍的情況下可進行多種修改及變化，這對於本發明所屬技術領域的普通技術人員而言是顯而易見的。

因此，在不脫離本發明的技術思想或主要特徵的情況下可通過多種方式來實施，因而本發明的多個實施例在所有方面僅僅為簡單的例示而已，並且可通過多種變化來實施，而不得限定地進行解釋。

1‧‧‧用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭

2‧‧‧線嵌入裝置

100‧‧‧頭罩

110‧‧‧超音波發生部

120‧‧‧多線嵌入角

121‧‧‧線排出口

121a‧‧‧第一線排出口

121b‧‧‧第二線排出口

121c‧‧‧第三線排出口

121d‧‧‧第四線排出口

121aW‧‧‧第一線

121bW‧‧‧第二線

121cW‧‧‧第三線

121dW‧‧‧第四線

B‧‧‧基板

E‧‧‧虛擬的多線嵌入角

G‧‧‧間隙

S‧‧‧線軸

W‧‧‧線

AW‧‧‧天線用線

CL1、CL2、CL3、CL4、CLn‧‧‧中心直線

N1、N2、N3、N4‧‧‧虛擬的線排出口

N1W、N2W、N3W、N4W‧‧‧虛擬線

圖1顯示本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭的方塊圖；圖2顯示本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭的示意圖；　　圖3作為實施例來顯示本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭的結構要素中的多線嵌入角的底面剖視圖；　　圖4作為實施例來顯示本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭的結構要素中的因多個線排出口以特定排列形成的多線嵌入角而在基板嵌入多個線時所發生的效果；　　圖5作為實施例來顯示通過本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭來完成的嵌入於基板的天線用線；　　圖6顯示用於說明本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭的結構要素中的生成於多個線排出口的中心直線的實施例；以及　　圖7顯示與本發明的用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭有關的習知技術的代表圖。

Claims

一種用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭（1），包括：　　一頭罩（100），用於嵌入線（W），使得捲繞於線軸（S）的線（W）被投入並在基板（B）的規定的特定位置形成天線用線（AW）；一超音波發生部（110），形成於所述頭罩（100）的一側來發生30kHz至60kHz的振動，當嵌入所述線（W）時，對所述基板（B）的特定位置進行熔融，使得所述線（W）嵌入於所述基板（B）的規定的特定位置來形成所述天線用線（AW）；一多線嵌入角（120），形成有用於使多個所述線（W）同時排出來嵌入於所述基板（B）的以特定排列的方式構成的多個線排出口（121），以形成以並列圖案連接的天線用線（A），當在所述多線嵌入角（120）形成2個以上的所述線排出口（121）時，以使第一線排出口（121a）的中心直線（CL1）與第二線排出口（121b）的中心直線（CL2）以所述第一線排出口（121a）為基準相互錯開的方式形成所述第二線排出口（121b），從第三線排出口（121c）開始以使所述第一線排出口（121a）的所述中心直線（CL1）、所述第三線排出口（121c）的中心直線（CL3）及第n線排出口的中心直線（CLn）位於同一線上或相互錯開的方式形成，通過使由多個所述線（W）嵌入並以並列圖案形成的所述天線用線（AW）稠密地排列，從而使通信效率極大化。
如申請專利範圍第1項所述之用於形成將多線作為線的天線用線的線嵌入頭，其中，形成於所述多線嵌入角（120）的所述多個線排出口（121）通過以所述第一線排出口（121a）為基準依次外接來連接的方式形成。