WO2017204477A1 - 다방향성 안테나 및 이를 구비하는 모바일 기기 - Google Patents

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WO2017204477A1
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WO
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substrate
electrically connected
conductive pattern
antenna
magnetic core
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Application number
PCT/KR2017/004851
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English (en)
French (fr)
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성원모
이원노
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주식회사 이엠따블유
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • H01Q1/3241—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems particular used in keyless entry systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to antenna technology.
  • a smart entry system of a vehicle Generally, a smart entry system of a vehicle
  • An antenna capable of receiving radio waves in three axes is provided.
  • the antenna is formed by winding three antenna coils in three axes in the magnetic core.
  • a method in which plastic resin is inserted and injected at each corner of the magnetic core is formed and connected to the main board through the terminal. In this case, there is a problem that the position of the terminal is limited and further improvement in performance of the antenna is not easy.
  • An embodiment of the present invention is to provide a multi-directional antenna and a mobile device having the same that can easily change the electrical performance of the antenna.
  • the multidirectional antenna may include a magnetic core, a first antenna coil wound and formed along a first axial direction in the magnetic core, and a second axial direction perpendicular to the first axial direction in the magnetic core.
  • a core structure including a second antenna coil wound and formed in the magnetic core, and a third antenna coil wound and formed along a third axial direction perpendicular to the first axial direction and the second axial direction, respectively;
  • a receiving hole in which a lower end portion of the core structure is inserted in a central portion thereof, and the core structure is seated and electrically connected to the core structure.
  • the magnetic core includes a seating groove formed so that each edge of the bottom surface of the magnetic core is removed by a predetermined thickness to have a step with the bottom surface of the magnetic core, wherein the seating groove is seated on the top surface of the substrate.
  • Each corner portion of the receiving hole may include a seating portion extending inwardly.
  • the lower surface of the core structure and the lower surface of the substrate may be provided to have the same height.
  • the multidirectional antenna may include a conductive pattern formed on an upper surface of the substrate and electrically connected to the core structure; And a connection pad formed on a lower surface of the substrate and electrically connected to the main board and electrically connected to the conductive pattern through a via hole penetrating through the substrate.
  • the multidirectional antenna may include at least one dummy conductive pattern formed on the upper surface of the substrate to be spaced apart from the conductive pattern; And at least one dummy connection pad formed on a bottom surface of the substrate to be spaced apart from the connection pad and electrically connected to the dummy conductive pattern through a via hole penetrating through the substrate.
  • the conductive pattern may include a first conductive pattern formed along one side edge of the upper surface of the substrate and electrically connected to one end of the first antenna coil; A second conductive pattern formed along the other edge of the upper surface of the substrate and electrically connected to the other end of the first antenna coil; A third conductive pattern formed along an upper edge of the upper surface of the substrate and electrically connected to one end of the second antenna coil;
  • a fourth conductive pattern formed along a lower edge of the upper surface of the substrate and electrically connected to the other end of the second antenna coil; A fifth conductive pattern formed on the inner side of the first conductive pattern and spaced apart from the first conductive pattern and electrically connected to one end of the third antenna coil; And a sixth conductive pattern spaced apart from the second conductive pattern inside the second conductive pattern and electrically connected to the other end of the third antenna coil.
  • connection pad may include: a first connection pad formed on one side of a lower surface of the substrate and electrically connected to the first conductive pattern through a via hole; A second connection pad formed on the other side of the lower surface of the substrate and electrically connected to the second conductive pattern through a via hole; A third connection pad formed on an upper surface of the lower surface of the substrate and electrically connected to the third conductive pattern through a via hole; A fourth connection pad formed on a lower surface of the substrate and electrically connected to the fourth conductive pattern through via holes; A fifth connection pad formed on one side of the lower surface of the substrate and spaced apart from the first connection pad and electrically connected to the fifth conductive pattern through a via hole; And a sixth connection pad formed on the other side of the lower surface of the substrate to be spaced apart from the second connection pad and electrically connected to the sixth conductive pattern through a via hole.
  • the multidirectional antenna may include: a first soldering terminal formed at an end portion of the first conductive pattern and provided at one edge of the substrate; A second soldering terminal formed at an end of the second conductive pattern and provided at an edge of the other side of the substrate; A third soldering terminal formed at an end of the third conductive pattern and provided at an upper edge of the substrate; A fourth soldering terminal formed at an end of the fourth conductive pattern and provided at a lower edge of the substrate; A fifth soldering terminal formed at an end of the fifth conductive pattern and spaced apart from the first soldering terminal at one edge of the substrate; And a sixth soldering terminal formed at an end of the sixth conductive pattern and spaced apart from the second soldering terminal at the other edge of the substrate.
  • the multidirectional antenna may further include a mounting hole formed at at least one of the edges of the substrate and for mounting the substrate to a main board of the mobile device in which the multidirectional antenna is mounted.
  • the multidirectional antenna may include a magnetic core, a first antenna coil wound and formed along a first axial direction in the magnetic core, and a second axial direction perpendicular to the first axial direction in the magnetic core.
  • a core structure including a second antenna coil wound and formed along the third antenna coil wound along the third axis direction perpendicular to the first axial direction and the second axial direction in the magnetic core;
  • a first substrate provided below the core structure, the first substrate being seated and electrically connected to the core structure;
  • a second substrate provided under the first substrate and electrically connected to the first substrate and electrically connected to the main board.
  • the first substrate and the second substrate may each have a size corresponding to the core structure.
  • the multidirectional antenna is formed in the central portion of the first substrate,
  • the magnetic core may include a seating groove formed to have a step with each bottom surface of the magnetic core by a predetermined thickness so as to have a step with the bottom surface of the magnetic core, wherein the seating groove is the first substrate.
  • Each corner portion of the receiving hole may include a seating portion extending inwardly so as to be seated on an upper surface thereof.
  • a lower surface of the core structure and a lower surface of the first substrate may be provided to have the same height.
  • the multidirectional antenna may include a plurality of soldering terminals provided on a bottom surface of the first substrate and electrically connected to the core structure and spaced apart from each other; And a plurality of window holes formed through the second substrate and formed at positions corresponding to the plurality of soldering terminals.
  • the multi-directional antenna is formed on a lower surface of the first substrate, a plurality of first spaced apart from the plurality of soldering terminals, each of which is electrically connected to the plurality of soldering terminals and electrically connected to the second substrate It may further include a connection pad.
  • the multidirectional antenna includes: a plurality of second connection pads formed on an upper surface of the second substrate and electrically connected to the plurality of first connection pads, respectively;
  • a multidirectional antenna may include a magnetic core, a first antenna coil wound and formed along a first axial direction in the magnetic core, and a second axial direction perpendicular to the first axial direction in the magnetic core.
  • a core structure including a second antenna coil wound along a third antenna coil and a third antenna coil wound around the magnetic core in a third axial direction perpendicular to the first axial direction and the second axial direction;
  • a plurality of connection members coupled to respective corners of the bottom surface of the magnetic core under the core structure, electrically connected to the core structure, and electrically connected to the main board.
  • the multidirectional antenna further includes coupling protrusions protruding at each corner of the lower surface of the magnetic core, and the connection member may be coupled to the magnetic core by the coupling protrusion.
  • connection member includes a body; A coupling groove formed on one surface of the body and formed in a shape corresponding to the coupling protrusion and into which the coupling protrusion is inserted;
  • At least one soldering terminal protruding from the body and electrically connected to the core structure; And at least one connection pad formed on the other surface of the body and electrically connected to the soldering terminal and electrically connected to the main board.
  • the core structure is accommodated and seated in an accommodation hole of the substrate, thereby enabling the core structure to be electrically connected to the main board of the mobile device through the substrate while minimizing the thickness of the multidirectional antenna. Therefore, it is not necessary to limit the position of the contact terminal of the core structure to a specific position, thereby improving design freedom and easily changing the electrical performance of the multidirectional antenna without changing the structure of the core structure by changing the pattern of the substrate. It becomes possible.
  • the first substrate is provided.
  • the second substrate can be formed in a size corresponding to the core structure, thereby miniaturizing the size of the multi-directional antenna.
  • the multidirectional antenna includes two stacked substrates, but the height of the bottom surface of the magnetic core corresponds to the bottom surface height of the first substrate through the receiving hole, thereby reducing the thickness of one substrate.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a multidirectional antenna according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view of a multidirectional antenna according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a portion AA ′ in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a plan view showing a top surface and a bottom surface of a substrate in a multidirectional antenna according to an exemplary embodiment, respectively.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a multidirectional antenna according to a second exemplary embodiment
  • Fig. 6 is a plan view showing a state in which a core structure is seated on a first substrate in a multidirectional antenna according to a second exemplary embodiment.
  • Fig. 7 is a bottom view showing a state in which a core structure is seated on a first substrate in a multidirectional antenna according to a second exemplary embodiment.
  • FIG. 8 illustrates a top surface of a second substrate in a multidirectional antenna according to a second exemplary embodiment.
  • FIG 9 illustrates a bottom surface of a second substrate in a multidirectional antenna according to a second exemplary embodiment.
  • Fig. 10 is a bottom perspective view of a multidirectional antenna according to the second exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing a multidirectional antenna according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 12 is a bottom perspective view of a multidirectional antenna according to a third exemplary embodiment
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a multidirectional antenna according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view of a multidirectional antenna according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 is a substrate according to the first exemplary embodiment. It is sectional drawing which shows the state which a magnetic core is accommodated in the accommodating hole of.
  • the first to third antenna coils are omitted for convenience.
  • the multidirectional antenna may be applied to, for example, a keyless entry or keyless start system of a vehicle, but is not limited thereto, and may be applied to various fields requiring multidirectional communication. .
  • the multidirectional antenna 100 may include a core structure 102 and a substrate 104.
  • the core structure 102 may include a magnetic core 111, a first antenna coil 113, a second antenna coil 115, and a third antenna coil 117.
  • the magnetic core 111 may be made of a material having magnetic properties, such as ferrite.
  • the magnetic core 111 may be formed in a cube or a cuboid shape.
  • a seating groove 121 may be formed at each corner portion of the bottom surface of the magnetic core 111.
  • the seating recess 121 may be formed such that the bottom edge of the magnetic core 111 is removed by a predetermined thickness to have a step with a predetermined height with the bottom surface of the magnetic core 111.
  • the mounting groove 121 may be provided to have a height difference corresponding to the thickness of the lower surface of the magnetic core 111 and the substrate 104.
  • a portion of the mounting groove 121 formed at each corner of the magnetic core 111 may be seated on the upper surface of the substrate 104.
  • the receiving hole 123 may be formed in the center of the substrate 104. Detailed description thereof will be described later.
  • the first antenna coil 113 may be formed by being wound along the first axis direction (for example, the X axis direction) in the magnetic core 111.
  • the width of the first antenna coil 113 in the second axis direction (eg, the Y-axis direction) may be provided to be smaller than the width of the magnetic core 111 in the second axis direction.
  • One end and the other end of the first antenna coil 113 may be electrically connected to the substrate 104.
  • the second antenna coil 115 may be formed by being wound along the second axis direction (for example, the Y axis direction) in the magnetic core 111.
  • the width in the first axial direction of the second antenna coil 115 may be provided to be smaller than the width in the first axial direction of the magnetic core 111.
  • the second antenna coil 115 may be formed to perpendicularly cross the first antenna coil 113 in the magnetic core 111.
  • One end and the other end of the second antenna coil 115 may be electrically connected to the substrate 104.
  • the third antenna coil 117 may be formed by being wound along the third axis direction (eg, Z-axis direction) in the magnetic core 111.
  • the third antenna coil 117 may be formed to surround the side portion of the magnetic core 111.
  • the third antenna coil 117 may be formed at a height corresponding to the height of the magnetic core 111.
  • One end and the other end of the third antenna coil 117 may be electrically connected to the substrate 104.
  • the first antenna coil 113, the second antenna coil 115, and the third antenna coil 117 may be formed perpendicular to each other in the magnetic core 111. In this case, each corner portion of the magnetic core 111 may be formed to be exposed. At least one of the first antenna coil 113, the second antenna coil 115, and the third antenna coil 117 is wound in a separate jig for stable fixing of the antenna coil and securing a separation distance between the other antenna coils. In the magnetic core 111 may be mounted. However, the present invention is not limited thereto, and at least two of the first antenna coil 113, the second antenna coil 115, and the third antenna coil 117 may be directly wound on the magnetic core 111. Protrusions or grooves may be formed in the 111 to stably fix the antenna coils and to separate them from other antenna coils.
  • a fourth antenna coil is formed at a 45 degree angle with the first antenna coil 113 in the first axial direction
  • a fifth antenna coil is formed at a 45 degree angle with the second antenna coil 115 in the second axial direction. This may be further formed.
  • the fourth antenna coil and the fifth antenna coil may be formed to vertically intersect.
  • the substrate 104 may serve to electrically connect the core structure 102 to a main board (not shown).
  • the main board may be a main board of a mobile device (for example, a wearable device such as a smart watch, a smart phone, a tablet PC, a smart key, etc.) on which the multidirectional antenna 100 is mounted.
  • a printed circuit board (PCB) or a flexible printed circuit board (FPCB) may be used as the substrate 104.
  • An accommodation hole 123 may be formed in the central portion of the substrate 104.
  • the receiving hole 123 may be formed in a size corresponding to the magnetic core 111.
  • the storage hole 123 may be formed by removing the central portion of the substrate 104 in a size and shape corresponding to the bottom surface of the magnetic core 111. At this time, each of the corner portion of the receiving hole 123 may be connected to the adjacent sides and the seating portion 123a may be formed.
  • the mounting part 123a may be provided to correspond to the mounting groove 121 formed on the bottom surface of the magnetic core 111.
  • the core structure 102 may be seated on the substrate 104.
  • the mounting groove 121 of the magnetic core 111 is seated on the mounting portion 123a formed at each inner corner of the receiving hole 123 of the substrate 104.
  • the mounting groove 121 of the magnetic core 111 may be attached to the mounting portion 123a through an adhesive member.
  • the bottom surface of the core structure 102 and the bottom surface of the substrate 104 may be located on the same plane. That is, the bottom surface of the core structure 102 and the bottom surface of the substrate 104 may be provided at the same height. In this case, the height of the multidirectional antenna 100 may be reduced, thereby miniaturizing the multidirectional antenna 100, and thereby fixing the core structure 102 to the substrate 104.
  • the core structure 102 is accommodated and seated in the receiving hole 123 of the substrate 104, thereby minimizing the thickness of the multidirectional antenna 100 and allowing the core structure 102 to pass through the substrate 104.
  • the electrical performance of the antenna 100 can be easily changed.
  • Fig. 4 is a plan view showing the top and bottom surfaces of the substrate in the multidirectional antenna according to the first exemplary embodiment, respectively.
  • first conductive patterns 131 to sixth conductive patterns 136 may be formed on an upper surface of the substrate 104.
  • the first conductive pattern 131 may be formed along one side edge of the upper surface of the substrate 104.
  • the first conductive pattern 131 may be electrically connected to one end of the first antenna coil 113.
  • One end of the first antenna coil 113 may be electrically connected to the first soldering terminal 131a formed at the end of the first conductive pattern 131 through soldering or the like.
  • the second conductive pattern 132 may be formed along the other edge on the upper surface of the substrate 104.
  • the first conductive pattern 131 and the second conductive pattern 132 may be formed along an edge in a direction opposite to each other on the upper surface of the substrate 104.
  • the second conductive pattern 132 may be electrically connected to the other end of the first antenna coil 113.
  • the other end of the first antenna coil 113 may be electrically connected to the second soldering terminal 132a formed at the end of the second conductive pattern
  • the third conductive pattern 133 may be formed along the upper edge of the upper surface of the substrate 104.
  • the third conductive pattern 133 may be electrically connected to one end of the second antenna coil 115.
  • One end of the second antenna coil 115 may be electrically connected to the third soldering terminal 133a formed at the end of the third conductive pattern 133.
  • the fourth conductive pattern 134 may be formed along the lower edge of the upper surface of the substrate 104.
  • the third conductive pattern 133 and the fourth conductive pattern 134 may be formed along edges of opposite directions on the upper surface of the substrate 104.
  • the fourth conductive pattern 134 may be electrically connected to the other end of the second antenna coil 115.
  • the other end of the second antenna coil 115 may be electrically connected to the fourth soldering terminal 134a formed at the end of the fourth conductive pattern 134.
  • the fifth conductive pattern 135 may be formed to be spaced apart from the first conductive pattern 131 inside the first conductive pattern 131.
  • the fifth conductive pattern 135 may be electrically connected to one end of the third antenna coil 117.
  • One end of the third antenna coil 117 may be electrically connected to the fifth soldering terminal 135a formed at the end of the fifth conductive pattern 135.
  • the sixth conductive pattern 136 may be formed to be spaced apart from the second conductive pattern 131 inside the second conductive pattern 132.
  • the sixth conductive pattern 136 may be electrically connected to the other end of the third antenna coil 117.
  • the other end of the third antenna coil 117 may be electrically connected to the sixth soldering terminal 136a formed at the end of the sixth conductive pattern 136.
  • the first soldering terminal 131a to the sixth soldering terminal 136a may be formed at the edge of the substrate 104, respectively. In this case, it is possible to easily perform a soldering operation by securing a distance from the core structure (102).
  • the shape, length, and position of the first conductive pattern 131 and the sixth conductive pattern 136 may be variously changed as necessary. Through this, the electrical performance of the multidirectional antenna 100 can be easily changed.
  • first dummy conductive pattern 137 and the second dummy conductive pattern 138 may be further formed on the top surface of the substrate 104.
  • the first dummy conductive pattern 137 may be formed along an upper edge of one side of the accommodation hole 123 on the upper surface of the substrate 104. Some sections of the first dummy conductive pattern 137 may be formed in parallel with the fifth conductive pattern 135 at an inner side of the fifth conductive pattern 135.
  • the second dummy conductive pattern 138 may be formed along the other lower edge of the accommodation hole 123 on the upper surface of the substrate. That is, the second dummy conductive pattern 138 may be formed in a diagonal direction of the first dummy conductive pattern 137. Some sections of the second dummy conductive pattern 138 may be formed in parallel with the sixth conductive pattern 136 while being spaced apart from the sixth conductive pattern 136.
  • the first dummy conductive pattern 137 and the second dummy conductive pattern 138 are formed on the upper surface of the substrate 104.
  • the present invention is not limited thereto, and the dummy conductive patterns may be formed in various numbers and shapes. Can be formed.
  • first connection pads 141 to sixth connection pads 146 may be formed on a bottom surface of the substrate 104.
  • the first connection pad 141 may be formed at one side of the bottom surface of the substrate 104 and may be electrically connected to the first conductive pattern 131 through the via hole 151.
  • the second connection pad 142 may be formed on the other side of the lower surface of the substrate 104 and electrically connected to the second conductive pattern 132 through the via hole 151.
  • the first connection pad 141 and the second connection pad 142 may be ground connection pads.
  • the first connection pad 141 and the second connection pad 142 may be electrically connected to the ground of the main board (not shown).
  • the third connection pad 143 may be formed above the bottom surface of the substrate 104 and electrically connected to the third conductive pattern 133 through the via hole 151.
  • the fourth connection pad 144 may be formed below the bottom surface of the substrate 104 and may be electrically connected to the fourth conductive pattern 134 through the via hole 151.
  • the fifth connection pad 145 may be formed to be spaced apart from the first connection pad 141 on one side of the lower surface of the substrate 104, and may be electrically connected to the fifth conductive pattern 135 through the via hole 151.
  • the sixth connection pad 146 may be formed to be spaced apart from the second connection pad 142 on the other side of the lower surface of the substrate 104, and may be electrically connected to the sixth conductive pattern 136 through the via hole 151. .
  • the first dummy connection pad 147 and the second dummy connection pad 148 may be further formed on the bottom surface of the substrate 104.
  • the first dummy connection pad 147 may be formed to be spaced apart from the third connection pad 143 on the lower surface of the substrate 104, and may be electrically connected to the first dummy conductive pattern 137 through the via hole 151.
  • the second dummy connection pad 148 may be formed to be spaced apart from the fourth connection pad 144 on the lower surface of the substrate 104, and may be electrically connected to the second dummy conductive pattern 138 through the via hole 151. have.
  • connection position of each antenna coil can be changed through the 1st dummy connection pad 147 and the 2nd dummy connection pad 148, and can be used for electrically connecting with another electronic element as needed.
  • mounting holes (not shown) for mounting the substrate 104 to the main board may be further formed at each corner of the substrate 104.
  • the degree of freedom of mounting may be increased, for example, the substrate 104 may be mounted on the main board by another bonding method (for example, bonding using a fusion protrusion) in addition to SMT (Surface Mounting Technology).
  • FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a multidirectional antenna according to the second exemplary embodiment
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a core structure seated on a first substrate in the multidirectional antenna according to the second exemplary embodiment
  • 7 is a bottom view illustrating a state in which a core structure is seated on a first substrate in a multidirectional antenna according to a second exemplary embodiment.
  • the multidirectional antenna 200 may include a core structure 202, a first substrate 204, and a second substrate 206.
  • the core structure 202 may include a magnetic core 211, a first antenna coil 213, a second antenna coil 215, and a third antenna coil 217. Since the core structure 202 is the same as or similar to the core structure 102 of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first substrate 204 is electrically connected to the core structure 202. That is, the first substrate 204 is electrically connected to the first antenna coil 213, the second antenna coil 215, and the third antenna coil 217.
  • the first substrate 204 may have a size corresponding to that of the core structure 202.
  • An accommodating hole 223 may be formed in the central portion of the first substrate 204.
  • the storage hole 223 may be formed in a size corresponding to the magnetic core 211.
  • Each corner portion of the storage hole 223 may be connected to adjacent sides and a seating portion 223a may be formed.
  • the mounting part 223a may be provided to correspond to the mounting groove 221 formed on the bottom surface of the magnetic core 211.
  • the core structure 202 may be seated on the upper surface of the first substrate 204.
  • the third antenna coil 217 is seated on the edge portion of the first substrate 204.
  • the mounting groove 221 of the magnetic core 211 is to be seated in the mounting portion (223a).
  • the bottom surface of the core structure 202 and the bottom surface of the first substrate 204 may be located on the same plane.
  • the first soldering terminal 231a to the sixth soldering terminal 236a for electrically connecting the core structure 202 to the lower surface of the first substrate 204 may be formed to be spaced apart from each other.
  • the core structure 202 is electrically connected to the first soldering terminals 231a to the sixth soldering terminal 236a through soldering, or the like, so that the core structure 202 can be stably fixed to the first substrate 204. do.
  • the first soldering terminal 231a is formed adjacent to the receiving hole 223 on one side of the first substrate 204, and one end of the first antenna coil 213 may be electrically connected through soldering or the like. have.
  • the second soldering terminal 232a may be formed adjacent to the receiving hole 223 on the other side of the lower surface of the second substrate 204, and the other end of the first antenna coil 213 may be electrically connected to the second soldering terminal 232a.
  • the third soldering terminal 233a may be formed adjacent to the accommodation hole 223 on the lower surface of the first substrate 204, and one end of the second antenna coil 215 may be electrically connected to the third soldering terminal 233a.
  • the fourth soldering terminal 234a may be formed adjacent to the accommodation hole 223 on the lower surface of the second substrate 204, and the other end of the second antenna coil 215 may be electrically connected to the fourth soldering terminal 234a.
  • the fifth soldering terminal 235a may be formed at an edge portion of one edge of the bottom surface of the first substrate 204, and one end of the third antenna coil 217 may be electrically connected to the fifth soldering terminal 235a.
  • the sixth soldering terminal 236a may be formed at an edge portion of the lower edge of the lower surface of the first substrate 204, and the other end of the third antenna coil 217 may be electrically connected.
  • first connection pads electrically connected to the first soldering terminals 231a to the sixth soldering terminal 236a may be formed on the bottom surface of the first substrate 204. That is, the lower surface of the first substrate 204 may be spaced apart from the first soldering terminal 231a and electrically connected to the first soldering terminal 231a.
  • the first to third connecting pads 250-3 to be spaced apart from the fourth soldering terminals 234a and electrically connected to the fourth soldering terminals 234a to the fourth soldering pads 250-4 and fifth soldering
  • Electrically connected first to sixth connection pads 250-6 may be formed.
  • the 1-1st connection pads 250-1 to 1-6th connection pads 250-6 are for electrically connecting the first substrate 204 to the second substrate 206. Detailed description thereof will be described later.
  • the second substrate 206 may be formed under the first substrate 204.
  • the second substrate 206 may be stacked on the lower portion of the first substrate 204.
  • the second substrate 206 may serve to electrically connect the first substrate 204 to a main board (not shown).
  • the main board may be a main board of a mobile device (for example, a wearable device such as a smart watch, a smart phone, a tablet PC, a smart key, etc.) on which the multidirectional antenna 200 is mounted.
  • the second substrate 206 may be formed in a size corresponding to that of the first substrate 204.
  • FIG. 8 is a view showing a top surface of the second substrate 206 in the multidirectional antenna according to the second exemplary embodiment
  • FIG. 9 is a view of the second substrate 206 in the multidirectional antenna according to the second exemplary embodiment
  • 10 is a bottom perspective view of the multidirectional antenna according to the second exemplary embodiment. 8 to 10, first window holes 251 to sixth window holes 256 may be formed in the second substrate 206.
  • the first window hole 251 may be formed through the second substrate 206 at a position corresponding to the first soldering terminal 231a.
  • the first window hole 251 may be formed inward at one edge of the second substrate 206.
  • the second window hole 252 may be formed through the second substrate 206 at a position corresponding to the second soldering terminal 232a.
  • the second window hole 252 may be formed inward from the other edge of the second substrate 206.
  • the third window hole 253 may be formed through the second substrate 206 at a position corresponding to the third soldering terminal 233a.
  • the third window hole 253 may be formed inward from an upper edge of the second substrate 206.
  • the fourth window hole 254 may be formed through the second substrate 206 at a position corresponding to the fourth soldering terminal 234a.
  • the fourth window hole 254 may be formed inward from the lower edge of the second substrate 206.
  • the fifth window hole 255 may be formed through the second substrate 206 at a position corresponding to the fifth soldering terminal 235a.
  • the fifth window hole 255 may be formed inwardly at one edge of the second substrate 206.
  • the sixth window hole 256 may be formed through the second substrate 206 at a position corresponding to the sixth soldering terminal 236a.
  • the sixth window hole 256 may be formed inward from the other edge of the second substrate 206.
  • the first soldering terminal 231a to the sixth soldering terminal 236a are exposed to the outside through the first window hole 251 to the sixth window hole 256.
  • the first soldering terminal 231a to the sixth soldering terminal 236a are exposed to the outside through the first window hole 251 to the sixth window hole 256, and the first-first connection pad 250-1 is exposed.
  • the second substrate 206 Through the first to sixth connection pads 250-6, so that the first substrate 204 and the second substrate 206 are protruded by soldering. There is no spaced apart by, it is possible to minimize the thickness of the multi-directional antenna (200).
  • Second connection pads electrically connected to the first connection pads 250-1 to 250-6 formed on the bottom surface of the first substrate 204 may be formed on the top surface of the second substrate 206. Specifically, 2-1-1 formed on the upper surface of the second substrate 206 at a position corresponding to the 1-1st connection pad 250-1 and electrically connected to the 1-1st connection pad 250-1.
  • the second-2 connection pads 260 formed at positions corresponding to the connection pads 260-1 and the 1-2 connection pads 250-2 and electrically connected to the 1-2 connection pads 250-2.
  • connection pad 260-3 formed at a position corresponding to the first connection pad 250-3 and electrically connected to the first connection pad 250-3; 2-4 connection pads 260-4 and 1-5 formed at positions corresponding to the 1-4 connection pads 250-4 and electrically connected to the 1-4 connection pads 250-4.
  • a second-5 connection pad 260-5 formed at a position corresponding to the connection pad 250-5 and electrically connected to the first-5 connection pad 250-5, and a first-6 connection pad ( And a second-6 connection pad 260-6 formed at a position corresponding to the second embodiment 250-6 and electrically connected to the first-6 connection pad 250-6.
  • Via-holes 261 may be formed in the second-first connection pads 260-1 to 260-2 through the second substrate 206, respectively.
  • Third connection pads electrically connected to the second connection pads 260-1 to 260-6 formed on the top surface of the second substrate 206 may be formed on the bottom surface of the second substrate 206.
  • the third surface of the second substrate 206 is electrically connected to the second-first connection pad 260-1 through a via hole 261 formed in the second-first connection pad 260-1.
  • connection pad 270-4 electrically connected to the second-4 connection pad 260-4 through the via hole 261 formed in the second-4 connection pad 260-4, A third through fifth connection pad 270-5 electrically connected to the second through fifth connection pad 260-5 through a via hole 261 formed in the second through fifth connection pad 260-5, and a second through second via pad 261-5; A third through sixth connection pad 270-6 electrically connected to the second through sixth contact pad 260-6 may be formed through the via hole 261 formed in the ⁇ 6 contact pad 260-6.
  • the 3-1th connection pads 270-1 to 3-6th connection pads 270-6 may be electrically connected to a main board (not shown).
  • At least one dummy connection pad 280 may be formed on a bottom surface of the second substrate 206.
  • the dummy connection pads 280 may be electrically connected to any one of the 3-1st connection pads 270-1 to 3-6th connection pads 270-6, respectively.
  • the second substrate 206 is stacked below the first substrate 204 and the first connection pads 250-1 to 250-6 and the second connection pads 260-1 to 260 are stacked. -6) and the first substrate by electrically connecting the first substrate 204, the second substrate 206, and the main board (not shown) through the third connection pads 270-1 to 270-6.
  • the 204 and the second substrate 206 may be formed to have a size corresponding to that of the core structure 202, thereby miniaturizing the size of the multidirectional antenna 200.
  • the multidirectional antenna 200 includes two stacked substrates, but the height of the bottom surface of the magnetic core 211 through the receiving hole 223 corresponds to the bottom height of the first substrate 204, thereby providing the substrate 1.
  • the thickness of the dog can be reduced.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating a multidirectional antenna according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 12 is a bottom perspective view of a multidirectional antenna according to a third exemplary embodiment.
  • the multidirectional antenna 300 may include a core structure 302 and a connection member 308.
  • the core structure 302 may include a magnetic core 311, a first antenna coil 313, a second antenna coil 315, and a third antenna coil 317. Since the core structure 302 is the same as or similar to the core structure 102 of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, a detailed description thereof will be omitted. However, coupling protrusions 325 may be formed to protrude from respective corners of the lower surface of the magnetic core 311.
  • connection member 308 may serve to electrically connect the core structure 302 and the main board (not shown).
  • the connection member 308 may include first connection members 308-1 to fourth connection members 308-4.
  • Coupling grooves 327 having a shape corresponding to the coupling protrusion 325 may be formed in the bodies of the first connection member 308-1 to the fourth connection member 308-4.
  • the first connection member 308-1 to the fourth connection member 308-4 are coupled while the coupling protrusion 325 of each edge of the magnetic core 311 is inserted into the coupling groove 327 of the connection member. Can be.
  • Soldering terminals 329 for electrically connecting the first antenna coil 313 to the third antenna coil 317 are respectively formed on the bodies of the first connecting members 308-1 to 308-4. It may be formed to protrude.
  • connection pads 381 may be formed on the bodies of the first connection members 308-1 to 308-4 to be electrically connected to the soldering terminals 329. The connection pad 381 may be electrically connected to a main board (not shown).

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Abstract

다방향성 안테나 및 이를 구비하는 모바일 기기가 개시된다. 예시적인 실시 예에 따른 다방향성 안테나는, 자성 코어, 자성 코어에서 제1 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제1 안테나 코일, 자성 코어에서 제1 축 방향과 수직인 제2 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제2 안테나 코일, 및 자성 코어에서 제1 축 방향 및 제2 축 방향과 각각 수직인 제3 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제3 안테나 코일을 포함하는 코어 구조물 및 중앙 부분에 코어 구조물의 하단부가 삽입되는 수납홀이 형성되고, 코어 구조물이 안착되어 코어 구조물과 전기적으로 접속되는 기판을 포함한다.

Description

다방향성 안테나 및 이를 구비하는 모바일 기기
본 발명의 실시예는 안테나 기술과 관련된다.
일반적으로, 차량의 스마트 엔트리 시스템(Smart Entry System)에는
3축 방향의 전파를 수신할 수 있는 안테나를 구비하게 된다. 여기서, 안테나는 자성 코어에 3축 방향으로 3개의 안테나 코일들이 각각 감겨져 형성된다. 기존에는 자성 코어의 각 모서리에 플라스틱 수지가 인서트 사출된 단자를 형성하고, 상기 단자를 통해 메인 보드와 접속하는 방식을 사용하였다. 이 경우, 단자의 위치가 한정되고 안테나의 추가 성능 개선이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 안테나의 전기적 성능을 용이하게 변화시킬 수 있는 다방향성 안테나 및 이를 구비하는 모바일 기기를 제공하기 위한 것이다.
예시적인 실시예에 따른 다방향성 안테나는, 자성 코어, 상기 자성 코어에서 제1 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제1 안테나 코일, 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향과 수직인 제2 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제2 안테나 코일, 및 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향 및 상기 제2 축 방향과 각각 수직인 제3 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제3 안테나 코일을 포함하는 코어 구조물; 및 중앙 부분에 상기 코어 구조물의 하단부가 삽입되는 수납홀이 형성되고, 상기 코어 구조물이 안착되어 상기 코어 구조물과 전기적으로 접속되는 기판을 포함한다.
상기 자성 코어는, 상기 자성 코어의 하면 각 모서리가 일정 두께만큼 제거되어 상기 자성 코어의 하면과 단차를 가지도록 형성되는 안착홈을 포함하고, 상기 기판은, 상기 안착홈이 상기 기판의 상면에 안착되도록 상기 수납홀의 각 모서리 부분이 내측으로 연장되는 안착부를 포함할 수 있다.
상기 코어 구조물의 하면과 상기 기판의 하면이 동일한 높이를 가지도록 마련될 수 있다.
상기 다방향성 안테나는, 상기 기판의 상면에 형성되고 상기 코어 구조물과 전기적으로 연결되는 도전성 패턴; 및 상기 기판의 하면에 형성되고 메인 보드와 전기적으로 접속되며, 상기 기판을 관통하는 비아홀을 통해 상기 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 접속 패드를 더 포함할 수 있다.
상기 다방향성 안테나는, 상기 기판의 상면에서 상기 도전성 패턴과 이격되어 형성되는 적어도 하나의 더미 도전성 패턴; 및 상기 기판의 하면에서 상기 접속 패드와 이격되어 형성되고, 상기 기판을 관통하는 비아홀을 통해 상기 더미 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 더미 접속 패드를 더 포함할 수 있다.
상기 도전성 패턴은, 상기 기판의 상면에서 일측 테두리를 따라 형성되고 상기 제1 안테나 코일의 일단과 전기적으로 연결되는 제1 도전성 패턴; 상기 기판의 상면에서 타측 테두리를 따라 형성되고 상기 제1 안테나 코일의 타단과 전기적으로 연결되는 제2 도전성 패턴; 상기 기판의 상면에서 상측 테두리를 따라 형성되고 상기 제2 안테나 코일의 일단과 전기적으로 연결되는 제3 도전성 패턴;
상기 기판의 상면에서 하측 테두리를 따라 형성되고 상기 제2 안테나 코일의 타단과 전기적으로 연결되는 제4 도전성 패턴; 상기 제1 도전성 패턴의 내측에서 상기 제1 도전성 패턴과 이격되어 형성되고 상기 제3 안테나 코일의 일단과 전기적으로 연결되는 제5 도전성 패턴; 및 상기 제2 도전성 패턴의 내측에서 상기 제2 도전성 패턴과 이격되어 형성되고 상기 제3 안테나 코일의 타단과 전기적으로 연결되는 제6 도전성 패턴을 포함할 수 있다.
상기 접속 패드는, 상기 기판의 하면에서 일측에 형성되고 비아홀을 통해 상기 제1 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 접속 패드; 상기 기판의 하면에서 타측에 형성되고 비아홀을 통해 상기 제2 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제2 접속 패드; 상기 기판의 하면에서 상측에 형성되고 비아홀을 통해 상기 제3 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제3 접속 패드; 상기 기판의 하면에서 하측에 형성되고 비아홀을 통해 상기 제4 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제4 접속 패드; 상기 기판의 하면에서 일측에 상기 제1 접속 패드와 이격되어 형성되고 비아홀을 통해 상기 제5 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제5 접속 패드; 및 상기 기판의 하면에서 타측에 상기 제2 접속 패드와 이격되어 형성되고 비아홀을 통해 상기 제6 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제6 접속 패드를 포함할 수 있다.
상기 다방향성 안테나는, 상기 제1 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 일측 테두리에 마련되는 제1 솔더링 단자; 상기 제2 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 타측 테두리에 마련되는 제2 솔더링 단자; 상기 제3 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 상측 테두리에 마련되는 제3 솔더링 단자; 상기 제4 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 하측 테두리에 마련되는 제4 솔더링 단자; 상기 제5 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 일측 테두리에서 상기 제1 솔더링 단자와 이격하여 형성되는 제5 솔더링 단자; 및 상기 제6 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 타측 테두리에서 상기 제2 솔더링 단자와 이격하여 형성되는 제6 솔더링 단자를 더 포함할 수 있다.
상기 다방향성 안테나는, 상기 기판의 모서리 중 적어도 하나에 형성되고 상기 기판을 상기 다방향성 안테나가 실장되는 모바일 기기의 메인 보드에 장착시키기 위한 장착용 홀을 더 포함할 수 있다.
예시적인 다른 실시예에 따른 다방향성 안테나는, 자성 코어, 상기 자성 코어에서 제1 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제1 안테나 코일, 상기 자성코어에서 상기 제1 축 방향과 수직인 제2 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제2 안테나 코일, 및 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향 및 상기 제2 축 방향과 각각 수직인 제3 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제3 안테나 코일을 포함하는 코어 구조물; 상기 코어 구조물의 하부에 마련되고, 상기 코어 구조물이 안착되며 상기 코어 구조물과 전기적으로 접속되는 제1 기판; 및 상기 제1 기판의 하부에 마련되고, 상기 제1 기판과 전기적으로 연결되며, 메인 보드와 전기적으로 접속되는 제2 기판을 포함한다.
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 각각, 상기 코어 구조물과 대응되는 크기로 이루어질 수 있다.
상기 다방향성 안테나는, 상기 제1 기판의 중앙 부분에 형성되고,
상기 코어 구조물의 하단부가 삽입되는 수납홀을 더 포함할 수 있다.
상기 자성 코어는, 상기 자성 코어의 하면 각 모서리가 일정 두께만큼 제거되어 상기 자성 코어의 하면과 단차를 가지도록 형성되는 안착홈을 포함하고, 상기 제1 기판은, 상기 안착홈이 상기 제1 기판의 상면에 안착되도록 상기 수납홀의 각 모서리 부분이 내측으로 연장되는 안착부를 포함할 수 있다.
상기 코어 구조물의 하면과 상기 제1 기판의 하면이 동일한 높이를 가지도록 마련될 수 있다.
상기 다방향성 안테나는, 상기 제1 기판의 하면에 마련되고, 상기 코어 구조물과 전기적으로 접속되며 상호 이격되는 복수 개의 솔더링 단자; 및 상기 제2 기판을 관통하며 형성되고 상기 복수 개의 솔더링 단자와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 윈도우 홀을 더 포함할 수 있다.
상기 다방향성 안테나는, 상기 제1 기판의 하면에 형성되고, 상기 복수 개의 솔더링 단자와 각각 상호 이격되고 상기 복수 개의 솔더링 단자와 각각 전기적으로 연결되며 상기 제2 기판과 전기적으로 접속되는 복수 개의 제1 접속 패드를 더 포함할 수 있다.
상기 다방향성 안테나는, 상기 제2 기판의 상면에 형성되고, 상기 복수 개의 제1 접속 패드와 각각 전기적으로 접속되는 복수 개의 제2 접속 패드;
및 상기 제2 기판의 하면에 형성되고, 상기 제2 기판에 형성되는 비아홀을 통해 상기 복수 개의 제2 접속 패드와 각각 전기적으로 연결되는 복수 개의 제3 접속 패드를 더 포함할 수 있다.
예시적인 또 다른 실시예에 따른 다방향성 안테나는, 자성 코어, 상기 자성 코어에서 제1 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제1 안테나 코일, 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향과 수직인 제2 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제2 안테나 코일, 및 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향 및 상기 제2 축 방향과 각각 수직인 제3 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제3 안테나 코일을 포함하는 코어 구조물; 및 상기 코어 구조물의 하부에서 상기 자성 코어의 하면 각 모서리에 결합되고, 상기 코어 구조물과 전기적으로 연결되며, 메인 보드와 전기적으로 접속되는 복수 개의 접속 부재를 포함한다.
상기 다방향성 안테나는, 상기 자성 코어의 하면 각 모서리에 돌출되어 형성되는 결합 돌기를 더 포함하고, 상기 접속 부재는, 상기 결합 돌기에 의해 상기 자성 코어와 결합될 수 있다.
상기 접속 부재는, 몸체; 상기 몸체의 일면에 형성되고, 상기 결합 돌기와 대응되는 형상으로 이루어지며, 상기 결합 돌기가 끼움 삽입되는 결합홈;
상기 몸체에서 돌출되어 형성되고, 상기 코어 구조물과 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 솔더링 단자; 및 상기 몸체의 타면에 형성되고, 상기 솔더링 단자와 전기적으로 연결되며, 상기 메인 보드와 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 접속 패드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 기판의 수납홀에 코어 구조물을 수납하여 안착시킴으로써, 다방향성 안테나의 두께를 최소화하면서 기판을 통해 코어 구조물을 모바일 기기의 메인 보드와 전기적 접속시킬 수 있게 된다. 그로 인해, 코어 구조물의 접점 단자 위치를 특정 위치에 제한하지 않아도 되어 설계 자유도를 향상시킬 수 있고, 기판의 패턴 변경 등을 통해 코어 구조물의 별도 구조 변경 없이도 다 방향성 안테나의 전기적 성능을 용이하게 변화시킬 수 있게 된다.
또한, 제1 기판의 하부에 제2 기판을 적층시키고 제1 접속 패드, 제2 접속 패드, 및 제3 접속 패드을 통해 제1 기판, 제2 기판, 및 메인 보드를 전기적으로 연결시킴으로써, 제1 기판과 제2 기판을 코어 구조물과 대응되는 크기로 형성할 수 있으며, 그로 인해 다방향성 안테나의 크기를 소형화 할 수 있게 된다.
또한, 제1 기판에 형성된 수납홀의 내측에 자성 코어의 하단을 삽입함으로써, 다방향성 안테나의 두께를 줄일 수 있게 된다. 즉, 다방향성 안테나는 2개의 적층된 기판을 포함하나, 수납홀을 통해 자성 코어의 하면 높이가 제1 기판의 하면 높이와 대응되게 함으로써, 기판 1개의 두께만큼을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 다방향성 안테나를 나타낸 분해 사시도
도 2는 예시적인 실시예에 따른 다방향성 안테나의 사시도
도 3은 도 2에서 A-A' 부분을 나타낸 단면도
도 4는 예시적인 실시예에 따른 다방향성 안테나에 있어서 기판의 상면 및 하면을 각각 나타낸 평면도
도 5는 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나를 나타낸 분해 사시도
도 6은 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나에서 코어 구조물이 제1 기판 상에 안착된 상태를 나타낸 평면도
도 7은 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나에서 코어 구조물이 제1 기판 상에 안착된 상태를 나타낸 저면도
도 8은 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나에서 제2 기판의 상면을 나타낸 도면
도 9는 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나에서 제2 기판의 하면을 나타낸 도면
도 10은 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나의 저면 사시도
도 11은 예시적인 제3 실시예에 따른 다방향성 안테나를 나타낸 분해 사시도
도 12는 예시적인 제3 실시예에 따른 다방향성 안테나의 저면 사시도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용 될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명 될 수 있다.
도 1은 예시적인 제1 실시예에 따른 다방향성 안테나를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 예시적인 제1 실시예에 따른 다방향성 안테나의 사시도이며, 도 3은 예시적인 제1 실시예에 따른 기판의 수납홀에 자성 코어가 수납되는 상태를 나타낸 단면도이다. 도 3에서는 편의상 제1 안테나 코일 내지 제3 안테나 코일은 생략하였다. 다방향성 안테나는 예를 들어, 차량의 키리스 엔트리(Keyless Entry) 또는 키리스 스타트(Keyless Start) 시스템에 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다방향성 통신이 필요한 다양한 분야에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 다방향성 안테나(100)는 코어 구조물(102) 및 기판(104)을 포함할 수 있다. 코어 구조물(102)은 자성 코어(111), 제1 안테나 코일(113), 제2 안테나 코일(115), 및 제3 안테나 코일(117)을 포함할 수 있다.
자성 코어(111)는 페라이트 등과 같은 자성을 가지는 물질로 이루어질 수 있다. 자성 코어(111)는 정육면체 또는 직육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 자성 코어(111)의 하면 각 모서리 부분에는 안착홈(121)이 형성될 수 있다.
안착홈(121)은 자성 코어(111)의 하면 모서리가 일정 두께만큼 제거되어 자성 코어(111)의 하면과 소정 높이의 단차를 가지도록 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 안착홈(121)은 자성 코어(111)의 하면과 기판(104)의 두께에 대응되는 높이의 단차를 가지도록 마련될 수 있다. 자성 코어(111)의 각 모서리에 형성되는 안착홈(121) 부분이 기판(104)의 상면에 안착될 수 있다. 이를 위해, 기판(104)의 중심부에는 수납홀(123)이 형성될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
제1 안테나 코일(113)은 자성 코어(111)에서 제1 축 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 감겨져 형성될 수 있다. 제1 안테나 코일(113)의 제2 축 방향(예를 들어, Y축 방향)의 폭은 자성 코어(111)의 제2 축 방향의 폭보다 작도록 마련될 수 있다. 제1 안테나 코일(113)의 일단 및 타단은 기판(104)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 안테나 코일(115)은 자성 코어(111)에서 제2 축 방향(예를 들어, Y축 방향)을 따라 감겨져 형성될 수 있다. 제2 안테나 코일(115)의 제1 축 방향의 폭은 자성 코어(111)의 제1 축 방향의 폭보다 작도록 마련될 수 있다. 제2 안테나 코일(115)은 자성 코어(111)에서 제1 안테나 코일(113)과 수직하게 교차하여 형성될 수 있다. 제2 안테나 코일(115)의 일단 및 타단은 기판(104)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 안테나 코일(117)은 자성 코어(111)에서 제3축 방향(예를 들어, Z축 방향)을 따라 감겨져 형성될 수 있다. 제3 안테나 코일(117)은 자성 코어(111)의 측면부를 감싸며 형성될 수 있다. 제3 안테나 코일(117)은 자성 코어(111)의 높이와 대응되는 높이로 형성될 수 있다. 제3 안테나 코일(117)의 일단 및 타단은 기판(104)과 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 제1 안테나 코일(113), 제2 안테나 코일(115), 및 제3 안테나 코일(117)은 자성 코어(111)에서 각각 상호 수직하게 형성될 수 있다. 이때, 자성코어(111)의 각 모서리 부분은 노출되어 형성될 수 있다. 제1 안테나 코일(113), 제2 안테나 코일(115), 및 제3 안테나 코일(117) 중 적어도 하나는 안테나 코일의 안정적인 고정 및 다른 안테나 코일 간의 이격 거리 확보를 위해 별도의 지그에 감겨진 상태에서 자성 코어(111)에 장착될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 자성 코어(111)에는 제1 안테나 코일(113), 제2 안테나 코일(115), 및 제3 안테나 코일(117) 중 적어도 2개가 직접 권취될 수 있으며, 이때 자성 코어(111)에는 안테나 코일의 안정적인 고정 및 다른 안테나 코일과의 이격을 위해 돌출부 또는 홈부가 형성될 수 있다.
한편, 여기서는 3개의 안테나 코일이 3축으로 형성되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 5개의 안테나 코일이 5축으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 축 방향으로 제1 안테나 코일(113)과 45도 각도로 제4 안테나 코일이 형성되고, 제2 축 방향으로 제2 안테나 코일(115)과 45도 각도로 제5 안테나 코일이 추가로 형성될 수 있다. 제4 안테나 코일과 제5 안테나 코일은 수직하게 교차하도록 형성될 수 있다.
기판(104)은 코어 구조물(102)을 메인 보드(미도시)와 전기적으로 접속시키는 역할을 할 수 있다. 여기서, 상기 메인 보드는 다방향성 안테나(100)가 장착되는 모바일 기기(예를 들어, 스마트 워치와 같은 웨어러블 기기, 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 키 등)의 메인 보드일 수 있다. 기판(104)으로는 PCB(Printed Circuit Board) 또는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 등이 사용될 수 있다.
기판(104)의 중앙부에는 수납홀(123)이 형성될 수 있다. 수납홀(123)은 자성 코어(111)와 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 수납홀(123)은 기판(104)의 중앙 부분이 자성 코어(111)의 하면과 대응되는 크기 및 형상으로 제거되어 이루어질 수 있다. 이때, 수납홀(123)의 각 모서리 부분에는 상호 이웃하는 변을 연결하며 안착부(123a)가 형성될 수 있다. 안착부(123a)는 자성 코어(111)의 하면에 형성되는 안착홈(121)과 대응하여 마련될 수 있다.
수납홀(123)의 내측으로 자성 코어(111)의 하단부가 삽입되면서 코어 구조물(102)이 기판(104)에 안착될 수 있다. 이때, 자성 코어(111)의 안착홈(121)이 기판(104)의 수납홀(123)의 내측 각 모서리에 형성되는 안착부(123a)에 안착되게 된다. 예시적인 실시예에서, 자성 코어(111)의 안착홈(121)은 접착 부재를 통해 안착부(123a)에 접착될 수 있다. 여기서, 코어 구조물(102)의 하면과 기판(104)의 하면은 동일한 평면 상에 위치할 수 있다. 즉, 코어 구조물(102)의 하면과 기판(104)의 하면이 동일한 높이로 마련될 수 있다. 이 경우, 다방향성 안테나(100)의 높이를 줄여 다방향성 안테나(100)를 소형화하면서 코어 구조물(102)을 기판(104)에 고정시킬 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서는, 기판(104)의 수납홀(123)에 코어 구조물 (102)을 수납하여 안착시킴으로써, 다방향성 안테나(100)의 두께를 최소화하면서 기판(104)을 통해 코어 구조물(102)을 메인 보드(미도시)와 전기적 접속시킬 수 있게 된다. 그로 인해, 코어 구조물(102)의 접점 단자 위치를 특정 위치에 제한하지 않아도 되어 설계 자유도를 향상시킬 수 있고, 기판(104)의 패턴 변경 등을 통해 코어 구조물(102)의 별도 구조 변경 없이도 다방향성 안테나(100)의 전기적 성능을 용이하게 변화시킬 수 있게 된다.
도 4는 예시적인 제1 실시예에 따른 다방향성 안테나에 있어서 기판의 상면 및 하면을 각각 나타낸 평면도이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 기판(104)의 상면에는 제1 도전성 패턴(131) 내지 제6 도전성 패턴(136)이 형성될 수 있다. 제1 도전성 패턴(131)은 기판(104)의 상면에서 일측 테두리를 따라 형성될 수 있다. 제1 도전성 패턴(131)은 제1 안테나 코일(113)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 안테나 코일(113)의 일단이 제1 도전성 패턴(131)의 단부에 형성되는 제1 솔더링 단자(131a)에 솔더링(Soldering) 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 도전성 패턴(132)은 기판(104)의 상면에서 타측 테두리를 따라 형성될 수 있다. 제1 도전성 패턴(131)과 제2 도전성 패턴(132)은 기판(104)의 상면에서 서로 반대되는 방향의 테두리를 따라 형성될 수 있다. 제2 도전성 패턴(132)은 제1 안테나 코일(113)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 안테나 코일(113)의 타단이 제2 도전성 패턴(132)의 단부에 형성되는 제2 솔더링 단자(132a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 도전성 패턴(133)은 기판(104)의 상면에서 상측 테두리를 따라 형성될 수 있다. 제3 도전성 패턴(133)은 제2 안테나 코일(115)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 안테나 코일(115)의 일단이 제3 도전성 패턴(133)의 단부에 형성되는 제3 솔더링 단자(133a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 도전성 패턴(134)은 기판(104)의 상면에서 하측 테두리를 따라 형성될 수 있다. 제3 도전성 패턴(133)과 제4 도전성 패턴(134)은 기판(104)의 상면에서 서로 반대되는 방향의 테두리를 따라 형성될 수 있다. 제4 도전성 패턴(134)은 제2 안테나 코일(115)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 안테나 코일(115)의 타단이 제4 도전성 패턴(134)의 단부에 형성되는 제4 솔더링 단자(134a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제5 도전성 패턴(135)은 제1 도전성 패턴(131)의 내측에서 제1 도전성 패턴(131)과 상호 이격되어 형성될 수 있다. 제5 도전성 패턴(135)은 제3 안테나 코일(117)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 안테나 코일(117)의 일단이 제5 도전성 패턴(135)의 단부에 형성되는 제5 솔더링 단자(135a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제6 도전성 패턴(136)은 제2 도전성 패턴(132)의 내측에서 제2 도전성 패턴(131)과 상호 이격되어 형성될 수 있다. 제6 도전성 패턴(136)은 제3 안테나 코일(117)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 안테나 코일(117)의 타단이 제6 도전성 패턴(136)의 단부에 형성되는 제6 솔더링 단자(136a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 제1 솔더링 단자(131a) 내지 제6 솔더링 단자(136a)는 기판(104)의 테두리에 각각 형성될 수 있다. 이 경우, 코어 구조물(102)과의 이격된 거리를 확보하여 솔더링 작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다. 또한, 제1 도전성 패턴(131) 및 제6 도전성 패턴(136)의 형상, 길이, 위치는 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 이를 통해, 다방향성 안테나(100)의 전기적 성능을 용이하게 변화시킬 수 있게 된다.
한편, 기판(104)의 상면에는 제1 더미 도전성 패턴(137) 및 제2 더미 도전성 패턴(138)이 추가로 형성될 수 있다. 제1 더미 도전성 패턴(137)은 기판(104)의 상면에서 수납홀(123)의 일측 상측 모서리를 따라 형성될 수 있다. 제1 더미 도전성 패턴(137)의 일부 구간은 제5 도전성 패턴(135)의 내측에서 제5 도전성 패턴(135)과 이격하여 평행하게 형성될 수 있다.
제2 더미 도전성 패턴(138)은 기판의 상면에서 수납홀(123)의 타측 하측 모서리를 따라 형성될 수 있다. 즉, 제2 더미 도전성 패턴(138)은 제1 더미 도전성 패턴(137)의 대각선 방향에 형성될 수 있다. 제2 더미 도전성 패턴(138)의 일부 구간은 제6 도전성 패턴(136)의 내측에서 제6 도전성 패턴(136)과 이격하여 평행하게 형성될 수 있다. 여기서는, 기판(104)의 상면에 제1 더미 도전성 패턴(137) 및 제2 더미 도전성 패턴(138)이 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 더미 도전성 패턴은 그 이외의 다양한 개수 및 형상으로 형성될 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 기판(104)의 하면에는 제1 접속 패드(141) 내지 제6 접속 패드(146)가 형성될 수 있다. 제1 접속 패드(141)는 기판(104)의 하면에서 일측에 형성되고 비아홀(151)을 통해 제1 도전성 패턴(131)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 접속 패드(142)는 기판(104)의 하면에서 타측에 형성되고 비아홀(151)을 통해 제2 도전성 패턴(132)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 접속 패드(141) 및 제2 접속 패드(142)는 그라운드 접속 패드일 수 있다. 제1 접속 패드(141) 및 제2 접속 패드(142)는 메인 보드(미도시)의 그라운드와 전기적으로 연결 될 수 있다.
제3 접속 패드(143)는 기판(104)의 하면에서 상측에 형성되고 비아홀(151)을 통해 제3 도전성 패턴(133)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 접속 패드(144)는 기판(104)의 하면에서 하측에 형성되고 비아홀(151)을 통해 제4 도전성 패턴(134)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제5 접속 패드(145)는 기판(104)의 하면에서 일측에 제1 접속 패드(141)와 상호 이격되어 형성되고, 비아홀(151)을 통해 제5 도전성 패턴(135)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제6 접속 패드(146)는 기판(104)의 하면에서 타측에 제2 접속 패드(142)와 상호 이격되어 형성되고, 비아홀(151)을 통해 제6 도전성 패턴(136)과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 기판(104)의 하면에는 제1 더미 접속 패드(147) 및 제2 더미 접속 패드(148)가 추가로 형성될 수 있다. 제1 더미 접속 패드(147)는 기판(104)의 하면 상측에서 제3 접속 패드(143)와 상호 이격되어 형성되고, 비아홀(151)을 통해 제1 더미 도전성 패턴(137)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 더미 접속 패드(148)는 기판(104)의 하면 하측에서 제4 접속 패드(144)와 상호 이격되어 형성되고, 비아홀(151)을 통해 제2 더미 도전성 패턴(138)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 더미 접속 패드(147) 및 제2 더미 접속 패드(148)를 통해 각 안테나 코일의 접속 위치를 변경시킬 수 있고, 필요에 따라 다른 전자 소자와 전기적으로 접속하는데 사용할 수 있다. 또한, 기판(104)의 각 모서리에는 기판(104)을 메인 보드에 장착시키기 위한 장착용 홀(미도시)이 추가로 형성될 수 있다. 이 경우, 기판(104)을 메인 보드에 SMT(Surface Mounting Technology) 이외에 다른 결합 방식(예를 들어, 융합 돌기를 이용한 결합 등)으로 장착할 수 있는 등 장착 자유도를 높일 수 있게 된다.
도 5는 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나를 나타낸 분해 사시도이고, 도 6은 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나에서 코어 구조물이 제1 기판 상에 안착된 상태를 나타낸 평면도이고, 도 7은 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나에서 코어 구조물이 제1 기판 상에 안착된 상태를 나타낸 저면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 다방향성 안테나(200)는 코어 구조물(202), 제1 기판(204), 및 제2 기판(206)을 포함할 수 있다. 코어 구조물(202)은 자성 코어(211), 제1 안테나 코일(213), 제2 안테나 코일(215), 및 제3 안테나 코일(217)을 포함할 수 있다. 코어 구조물(202)은 도 1 내지 도 3에 도시한 제1 실시 예의 코어 구조물(102)과 동일 또는 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 기판(204)은 코어 구조물(202)과 전기적으로 접속된다. 즉, 제1 기판(204)은 제1 안테나 코일(213), 제2 안테나 코일(215), 및 제3 안테나 코일(217)과 전기적으로 접속된다. 제1 기판(204)은 코어 구조물(202)과 대응되는 크기를 가질 수 있다. 제1 기판(204)의 중앙부에는 수납홀(223)이 형성될 수 있다. 수납홀(223)은 자성 코어(211)와 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 수납홀(223)의 각 모서리 부분에는 상호 이웃하는 변을 연결하며 안착부(223a)가 형성될 수 있다. 안착부(223a)는 자성 코어(211)의 하면에 형성되는 안착홈(221)과 대응하여 마련될 수 있다.
수납홀(223)의 내측으로 자성 코어(211)의 하단부가 삽입되면서 코어 구조물(202)이 제1 기판(204)의 상면에 안착될 수 있다. 이때, 제3 안테나 코일(217)이 제1 기판(204)의 테두리 부분에 안착되게 된다. 그리고, 자성 코어(211)의 안착홈(221)이 안착부(223a)에 안착되게 된다. 여기서, 코어 구조물(202)의 하면과 제1 기판(204)의 하면은 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.
제1 기판(204)의 하면에는 코어 구조물(202)과 전기적으로 접속하기 위한 제1 솔더링 단자(231a) 내지 제6 솔더링 단자(236a)들이 상호 이격되어 형성 될 수 있다. 코어 구조물(202)이 제1 솔더링 단자(231a) 내지 제6 솔더링 단자(236a)에 솔더링 등을 통해 전기적으로 연결됨으로써, 코어 구조물(202)이 제1 기판(204)에 안정적으로 고정될 수 있게 된다.
구체적으로, 제1 솔더링 단자(231a)는 제1 기판(204)의 하면 일측에 수납홀(223)과 인접하여 형성되고, 제1 안테나 코일(213)의 일단이 솔더링 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 솔더링 단자(232a)는 제2 기판(204)의 하면 타측에 수납홀(223)과 인접하여 형성되고, 제1 안테나 코일(213)의 타단이 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 솔더링 단자(233a)는 제1 기판(204)의 하면 상측에 수납홀(223)과 인접하여 형성되고, 제2 안테나 코일(215)의 일단이 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 솔더링 단자(234a)는 제2 기판(204)의 하면 하측에 수납홀(223)과 인접하여 형성되고, 제2 안테나 코일(215)의 타단이 전기적으로 연결될 수 있다. 제5 솔더링 단자(235a)는 제1 기판(204)의 하면 일측 모서리의 테두리 부분에 형성되고, 제3 안테나 코일(217)의 일단이 전기적으로 연결될 수 있다. 제6 솔더링 단자(236a)는 제1 기판(204)의 하면 타측 모서리의 테두리 부분에 형성되고, 제3 안테나 코일(217)의 타단이 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제1 기판(204)의 하면에는 제1 솔더링 단자(231a) 내지 제6 솔더링 단자(236a)와 각각 전기적으로 연결되는 제1 접속 패드들이 형성될 수 있다. 즉, 제1 기판(204)의 하면에는 제1 솔더링 단자(231a)와 이격되고 제1 솔더링 단자(231a)와 전기적으로 연결되는 제1-1 접속 패드(250-1), 제2 솔더링 단자(232a)와 이격되고 제2 솔더링 단자(232a)와 전기적으로 연결되는 제1-2 접속 패드(250-2), 제3 솔더링 단자(233a)와 이격되고 제3 솔더링 단자(233a)와 전기적으로 연결되는 제1-3 접속 패드(250-3), 제4 솔더링 단자(234a)와 이격되고 제4 솔더링 단자(234a)와 전기적으로 연결되는 제1-4 접속 패드(250-4), 제5 솔더링 단자(235a)와 이격되고 제5 솔더링 단자(235a)와 전기적으로 연결되는 제1-5 접속 패드(250-5), 및 제6 솔더링 단자(236a)와 이격되고 제6 솔더링 단자(236a)와 전기적으로 연결되는 제1-6 접속 패드(250-6)이 형성될 수 있다. 제1-1 접속 패드(250-1) 내지 제1-6 접속 패드(250-6)는 제1 기판(204)을 제2 기판(206)과 전기적으로 접속시키기 위한 것이다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
제2 기판(206)은 제1 기판(204)의 하부에 형성될 수 있다. 제1 기판(204)의 하부에 제2 기판(206)이 적층된 형태로 마련될 수 있다. 제2 기판(206)은 제1 기판(204)을 메인 보드(미도시)와 전기적으로 접속시키는 역할을 할 수 있다.
여기서, 상기 메인 보드는 다방향성 안테나(200)가 장착되는 모바일 기기(예를 들어, 스마트 워치와 같은 웨어러블 기기, 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 키 등)의 메인 보드일 수 있다. 제2 기판(206)은 제1 기판(204)과 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
도 8은 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나에서 제2 기판(206)의 상면을 나타낸 도면이고, 도 9는 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나에서 제2 기판(206)의 하면을 나타낸 도면이며, 도 10은 예시적인 제2 실시예에 따른 다방향성 안테나의 저면 사시도이다. 도 8 내지 도 10을 추가적으로 참고 하면, 제2 기판(206)에는 제1 윈도우 홀(251) 내지 제6 윈도우 홀(256)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 윈도우 홀(251)은 제1 솔더링 단자(231a)와 대응하는 위치에 제2 기판(206)을 관통하여 형성될 수 있다. 제1 윈도우 홀(251)은 제2 기판(206)의 일측 테두리에서 내측으로 형성될 수 있다. 제2 윈도우 홀(252)은 제2 솔더링 단자(232a)와 대응하는 위치에 제2 기판(206)을 관통하여 형성될 수 있다.
제2 윈도우 홀(252)은 제2 기판(206)의 타측 테두리에서 내측으로 형성될 수 있다.
제3 윈도우 홀(253)은 제3 솔더링 단자(233a)와 대응하는 위치에 제2 기판(206)을 관통하여 형성될 수 있다. 제3 윈도우 홀(253)은 제2 기판(206)의 상측 테두리에서 내측으로 형성될 수 있다. 제4 윈도우 홀(254)은 제4 솔더링 단자(234a)와 대응하는 위치에 제2 기판(206)을 관통하여 형성될 수 있다. 제4 윈도우 홀(254)은 제2 기판(206)의 하측 테두리에서 내측으로 형성될 수 있다. 제5 윈도우 홀(255)은 제5 솔더링 단자(235a)와 대응하는 위치에 제2 기판(206)을 관통하여 형성될 수 있다.
제5 윈도우 홀(255)은 제2 기판(206)의 일측 모서리에서 내측으로 형성될 수 있다.
제6 윈도우 홀(256)은 제6 솔더링 단자(236a)와 대응하는 위치에 제2 기판(206)을 관통하여 형성될 수 있다. 제6 윈도우 홀(256)은 제2 기판(206)의 타측 모서리에서 내측으로 형성될 수 있다. 제1 윈도우 홀(251) 내지 제6 윈도우 홀(256)을 통해 제1 솔더링 단자(231a) 내지 제6 솔더링 단자(236a)는 외부로 노출되게 된다.
즉, 제1 솔더링 단자(231a) 내지 제6 솔더링 단자(236a)에 솔더링이 이루어지게 되면, 솔더링 특성 상 해당 부위가 평평하지 못하고 돌출된 부분이 생기게 된다. 이에 제1 윈도우 홀(251) 내지 제6 윈도우 홀(256)을 통해 제1 솔더링 단자(231a) 내지 제6 솔더링 단자(236a)는 외부로 노출되도록 하고, 제1-1 접속 패드(250-1) 내지 제1-6 접속 패드(250-6)를 통해 제2 기판(206)과 전기적 연결이 이루어지도록 함으로써, 제1 기판(204)과 제2 기판(206)이 솔더링에 의한 돌출된 부분에 의해 이격됨이 없도록 할 수 있으며, 다방향성 안테나(200)의 두께를 최소화 할 수 있게 된다.
제2 기판(206)의 상면에는 제1 기판(204)의 하면에 형성되는 제1 접속 패드(250-1 ~ 250-6)들과 각각 전기적으로 접속되는 제2 접속 패드들이 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 기판(206)의 상면에는 제1-1 접속 패드(250-1)와 대응하는 위치에 형성되고 제1-1 접속 패드(250-1)와 전기적으로 접속되는 제2-1 접속 패드(260-1), 제1-2 접속 패드(250-2)와 대응하는 위치에 형성되고 제1-2 접속 패드(250-2)와 전기적으로 접속되는 제2-2 접속 패드(260-2), 제1-3 접속 패드(250-3)와 대응하는 위치에 형성되고 제1-3 접속 패드(250-3)와 전기적으로 접속되는 제2-3 접속 패드(260-3), 제1-4 접속 패드(250-4)와 대응하는 위치에 형성되고 제1-4 접속 패드(250-4)와 전기적으로 접속되는 제2-4 접속 패드(260-4), 제1-5 접속 패드(250-5)와 대응하는 위치에 형성되고 제1-5 접속 패드(250-5)와 전기적으로 접속되는 제2-5 접속 패드(260-5), 및 제1-6 접속 패드(250-6)와 대응하는 위치에 형성되고 제1-6 접속 패드(250-6)와 전기적으로 접속되는 제2-6 접속 패드(260-6)가 형성될 수 있다. 제2-1 접속 패드(260-1) 내지 제2-6 접속 패드(260-2)에는 제2 기판(206)을 관통하며 비아홀(261)이 각각 형성될 수 있다.
제2 기판(206)의 하면에는 제2 기판(206)의 상면에 형성되는 제2 접속 패드(260-1 ~ 260-6)들과 각각 전기적으로 연결되는 제3 접속 패드들이 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 기판(206)의 하면에는 제2-1 접속 패드(260-1)에 형성된 비아홀(261)을 통해 제2-1 접속 패드(260-1)와 전기적으로 연결되는 제3-1 접속 패드(270-1), 제2-2 접속 패드(260-2)에 형성된 비아홀(261)을 통해 제2-2 접속 패드(260-2)와 전기적으로 연결되는 제3-2 접속 패드(270-2), 제2-3 접속 패드(260-3)에 형성된 비아홀(261)을 통해 제2-3 접속 패드(260-3)와 전기적으로 연결되는 제3-3 접속 패드(270-3), 제2-4 접속 패드(260-4)에 형성된 비아홀(261)을 통해 제2-4 접속 패드(260-4)와 전기적으로 연결되는 제3-4 접속 패드(270-4), 제2-5 접속패드(260-5)에 형성된 비아홀(261)을 통해 제2-5 접속 패드(260-5)와 전기적으로 연결되는 제3-5 접속 패드(270-5), 및 제2-6 접속 패드(260-6)에 형성된 비아홀(261)을 통해 제2-6 접속 패드(260-6)와 전기적으로 연결되는 제3-6 접속 패드(270-6)가 형성될 수 있다. 제3-1 접속 패드(270-1) 내지 제3-6 접속 패드(270-6)는 메인 보드(미도시)와 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 제2 기판(206)의 하면에는 더미 접속 패드(280)가 적어도 하나 형성될 수 있다. 더미 접속 패드(280)는 각각 제3-1 접속 패드(270-1) 내지 제3-6 접속 패드(270-6) 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제1 기판(204)의 하부에 제2 기판(206)을 적층시키고 제1 접속 패드(250-1 ~ 250-6), 제2 접속 패드(260-1 ~ 260-6), 및 제3 접속 패드(270-1 ~ 270-6)을 통해 제1 기판(204), 제2 기판(206), 및 메인보드(미도시)를 전기적으로 연결시킴으로써, 제1 기판(204)과 제2 기판(206)을 코어 구조물(202)과 대응되는 크기로 형성할 수 있으며, 그로 인해 다방향성 안테나(200)의 크기를 소형화 할 수 있게 된다.
또한, 제1 기판(204)에 형성된 수납홀(223)의 내측에 자성 코어(211)의 하단을 삽입함으로써, 다방향성 안테나(200)의 두께를 줄일 수 있게 된다.
즉, 다방향성 안테나(200)는 2개의 적층된 기판을 포함하나, 수납홀(223)을 통해 자성 코어(211)의 하면 높이가 제1 기판(204)의 하면 높이와 대응되게 함으로써, 기판 1개의 두께만큼을 줄일 수 있게 된다.
도 11은 예시적인 제3 실시예에 따른 다방향성 안테나를 나타낸 분해 사시도이고, 도 12는 예시적인 제3 실시예에 따른 다방향성 안테나의 저면 사시도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 다방향성 안테나(300)는 코어 구조물(302) 및 접속 부재(308)을 포함할 수 있다. 코어 구조물(302)은 자성 코어(311), 제1 안테나 코일(313), 제2 안테나 코일(315), 및 제3 안테나 코일(317)을 포함할 수 있다. 코어 구조물(302)은 도 1 내지 도 3에 도시한 제1 실시예의 코어 구조물(102)과 동일 또는 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 자성 코어(311)의 하면 각 모서리에는 결합 돌기(325)들이 각각 돌출되어 형성될 수 있다.
접속 부재(308)는 코어 구조물(302)과 메인 보드(미도시)를 전기적으로 접속시키는 역할을 할 수 있다. 접속 부재(308)는 제1 접속 부재(308-1) 내지 제4 접속 부재(308-4)를 포함할 수 있다. 제1 접속 부재(308-1) 내지 제4 접속 부재(308-4)의 몸체에는 각각 결합 돌기(325)과 대응되는 형상의 결합홈(327)이 형성 될 수 있다. 제1 접속 부재(308-1) 내지 제4 접속 부재(308-4)는 자성 코어(311)의 하면 각 모서리의 결합 돌기(325)가 해당 접속 부재의 결합홈(327)에 끼움 삽입되면서 결합될 수 있다.
제1 접속 부재(308-1) 내지 제4 접속 부재(308-4)의 몸체에는 제1 안테나 코일(313) 내지 제3 안테나 코일(317)과 전기적으로 연결하기 위한 솔더링 단자(329)가 각각 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 제1 접속 부재(308-1) 내지 제4 접속 부재(308-4)의 몸체에는 솔더링 단자(329)와 전기적으로 연결되는 접속 패드(381)가 형성될 수 있다. 접속 패드(381)는 메인 보드(미도시)와 전기적으로 연결 될 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (21)

  1. 자성 코어, 상기 자성 코어에서 제1 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제1 안테나 코일, 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향과 수직인 제2 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제2 안테나 코일, 및 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향 및 상기 제2 축 방향과 각각 수직인 제3 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제3 안테나 코일을 포함하는 코어 구조물; 및
    중앙 부분에 상기 코어 구조물의 하단부가 삽입되는 수납홀이 형성되고, 상기 코어 구조물이 안착되어 상기 코어 구조물과 전기적으로 접속되는 기판을 포함하는, 다방향성 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 자성 코어는, 상기 자성 코어의 하면 각 모서리가 일정 두께만큼 제거되어 상기 자성 코어의 하면과 단차를 가지도록 형성되는 안착홈을 포함하고,
    상기 기판은, 상기 안착홈이 상기 기판의 상면에 안착되도록 상기 수납홀의 각 모서리 부분이 내측으로 연장되는 안착부를 포함하는, 다방향성 안테나.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 코어 구조물의 하면과 상기 기판의 하면이 동일한 높이를 가지도록 마련되는, 다방향성 안테나.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다방향성 안테나는,
    상기 기판의 상면에 형성되고 상기 코어 구조물과 전기적으로 연결되는 도전성 패턴; 및
    상기 기판의 하면에 형성되고 메인 보드와 전기적으로 접속되며, 상기 기판을 관통하는 비아홀을 통해 상기 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 접속 패드를 더 포함하는, 다방향성 안테나.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 다방향성 안테나는,
    상기 기판의 상면에서 상기 도전성 패턴과 이격되어 형성되는 적어도 하나의 더미 도전성 패턴; 및
    상기 기판의 하면에서 상기 접속 패드와 이격되어 형성되고, 상기 기판을 관통하는 비아홀을 통해 상기 더미 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 더미 접속 패드를 더 포함하는, 다방향성 안테나.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 도전성 패턴은,
    상기 기판의 상면에서 일측 테두리를 따라 형성되고 상기 제1 안테나 코일의 일단과 전기적으로 연결되는 제1 도전성 패턴;
    상기 기판의 상면에서 타측 테두리를 따라 형성되고 상기 제1 안테나 코일의 타단과 전기적으로 연결되는 제2 도전성 패턴;
    상기 기판의 상면에서 상측 테두리를 따라 형성되고 상기 제2 안테나 코일의 일단과 전기적으로 연결되는 제3 도전성 패턴;
    상기 기판의 상면에서 하측 테두리를 따라 형성되고 상기 제2 안테나 코일의 타단과 전기적으로 연결되는 제4 도전성 패턴;
    상기 제1 도전성 패턴의 내측에서 상기 제1 도전성 패턴과 이격되어 형성되고 상기 제3 안테나 코일의 일단과 전기적으로 연결되는 제5 도전성 패턴; 및
    상기 제2 도전성 패턴의 내측에서 상기 제2 도전성 패턴과 이격되어 형성되고 상기 제3 안테나 코일의 타단과 전기적으로 연결되는 제6 도전성 패턴을 포함하는, 다방향성 안테나.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 접속 패드는,
    상기 기판의 하면에서 일측에 형성되고 비아홀을 통해 상기 제1 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 접속 패드;
    상기 기판의 하면에서 타측에 형성되고 비아홀을 통해 상기 제2 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제2 접속 패드;
    상기 기판의 하면에서 상측에 형성되고 비아홀을 통해 상기 제3 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제3 접속 패드;
    상기 기판의 하면에서 하측에 형성되고 비아홀을 통해 상기 제4 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제4 접속 패드;
    상기 기판의 하면에서 일측에 상기 제1 접속 패드와 이격되어 형성되고 비아홀을 통해 상기 제5 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제5 접속 패드; 및
    상기 기판의 하면에서 타측에 상기 제2 접속 패드와 이격되어 형성되고 비아홀을 통해 상기 제6 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는 제6 접속 패드를 포함하는, 다방향성 안테나.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 다방향성 안테나는,
    상기 제1 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 일측 테두리에 마련되는 제1 솔더링 단자;
    상기 제2 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 타측 테두리에 마련되는 제2 솔더링 단자;
    상기 제3 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 상측 테두리에 마련되는 제3 솔더링 단자;
    상기 제4 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 하측 테두리에 마련되는 제4 솔더링 단자;
    상기 제5 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 일측 테두리에서 상기 제1 솔더링 단자와 이격하여 형성되는 제5 솔더링 단자; 및
    상기 제6 도전성 패턴의 단부에 형성되고, 상기 기판의 타측 테두리에서 상기 제2 솔더링 단자와 이격하여 형성되는 제6 솔더링 단자를 더 포함하는, 다방향성 안테나.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 다방향성 안테나는,
    상기 기판의 모서리 중 적어도 하나에 형성되고 상기 기판을 상기 다방향성 안테나가 실장되는 모바일 기기의 메인 보드에 장착시키기 위한 장착용 홀을 더 포함하는, 다방향성 안테나.
  10. 자성 코어, 상기 자성 코어에서 제1 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제1 안테나 코일, 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향과 수직인 제2 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제2 안테나 코일, 및 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향 및 상기 제2 축 방향과 각각 수직인 제3 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제3 안테나 코일을 포함하는 코어 구조물;
    상기 코어 구조물의 하부에 마련되고, 상기 코어 구조물이 안착되며 상기 코어 구조물과 전기적으로 접속되는 제1 기판; 및
    상기 제1 기판의 하부에 마련되고, 상기 제1 기판과 전기적으로 연결되며, 메인 보드와 전기적으로 접속되는 제2 기판을 포함하는, 다방향성 안테나.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 각각,
    상기 코어 구조물과 대응되는 크기로 이루어지는, 다방향성 안테나.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 다방향성 안테나는,
    상기 제1 기판의 중앙 부분에 형성되고, 상기 코어 구조물의 하단부가 삽입되는 수납홀을 더 포함하는, 다방향성 안테나.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 자성 코어는, 상기 자성 코어의 하면 각 모서리가 일정 두께만큼 제거되어 상기 자성 코어의 하면과 단차를 가지도록 형성되는 안착홈을 포함하고,
    상기 제1 기판은, 상기 안착홈이 상기 제1 기판의 상면에 안착되도록 상기 수납홀의 각 모서리 부분이 내측으로 연장되는 안착부를 포함하는, 다방향성 안테나.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 코어 구조물의 하면과 상기 제1 기판의 하면이 동일한 높이를 가지도록 마련되는, 다방향성 안테나.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 다방향성 안테나는,
    상기 제1 기판의 하면에 마련되고, 상기 코어 구조물과 전기적으로 접속되며 상호 이격되는 복수 개의 솔더링 단자; 및
    상기 제2 기판을 관통하며 형성되고 상기 복수 개의 솔더링 단자와 대응되는 위치에 형성되는 복수 개의 윈도우 홀을 더 포함하는, 다방향성 안테나.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 다방향성 안테나는,
    상기 제1 기판의 하면에 형성되고, 상기 복수 개의 솔더링 단자와 각각 상호 이격되고 상기 복수 개의 솔더링 단자와 각각 전기적으로 연결되며 상기 제2 기판과 전기적으로 접속되는 복수 개의 제1 접속 패드를 더 포함하는, 다방향성 안테나.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 다방향성 안테나는,
    상기 제2 기판의 상면에 형성되고, 상기 복수 개의 제1 접속 패드와 각각 전기적으로 접속되는 복수 개의 제2 접속 패드; 및
    상기 제2 기판의 하면에 형성되고, 상기 제2 기판에 형성되는 비아홀을 통해 상기 복수 개의 제2 접속 패드와 각각 전기적으로 연결되는 복수 개의 제3 접속 패드를 더 포함하는, 다방향성 안테나.
  18. 자성 코어, 상기 자성 코어에서 제1 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제1 안테나 코일, 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향과 수직인 제2 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제2 안테나 코일, 및 상기 자성 코어에서 상기 제1 축 방향 및 상기 제2 축 방향과 각각 수직인 제3 축 방향을 따라 감겨져 형성되는 제3 안테나 코일을 포함하는 코어 구조물; 및
    상기 코어 구조물의 하부에서 상기 자성 코어의 하면 각 모서리에 결합되고,
    상기 코어 구조물과 전기적으로 연결되며, 메인 보드와 전기적으로 접속되는 복수개의 접속 부재를 포함하는, 다방향성 안테나.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 다방향성 안테나는,
    상기 자성 코어의 하면 각 모서리에 돌출되어 형성되는 결합 돌기를 더 포함하고,
    상기 접속 부재는, 상기 결합 돌기에 의해 상기 자성 코어와 결합되는, 다방향성 안테나.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 접속 부재는,
    몸체;
    상기 몸체의 일면에 형성되고, 상기 결합 돌기와 대응되는 형상으로 이루어지며, 상기 결합 돌기가 끼움 삽입되는 결합홈;
    상기 몸체에서 돌출되어 형성되고, 상기 코어 구조물과 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 솔더링 단자; 및
    상기 몸체의 타면에 형성되고, 상기 솔더링 단자와 전기적으로 연결되며, 상기 메인 보드와 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 접속 패드를 포함하는, 다방향성 안테나.
  21. 청구항 1 내지 청구항 20 중 어느 하나의 항에 기재된 다방향성 안테나를 구비하는 모바일 기기.
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