WO2020184800A1 - 전자 장치 - Google Patents

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WO2020184800A1
WO2020184800A1 PCT/KR2019/013367 KR2019013367W WO2020184800A1 WO 2020184800 A1 WO2020184800 A1 WO 2020184800A1 KR 2019013367 W KR2019013367 W KR 2019013367W WO 2020184800 A1 WO2020184800 A1 WO 2020184800A1
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antenna
electronic device
signal processing
processing chip
housing
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전찬익
문병인
정현동
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Partron Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device, and more particularly, to an electronic device including an antenna structure.
  • Electronic devices equipped with wireless communication functions such as recent smartphones, tablet computers, and various wearable devices, support more advanced types of wireless communication functions. Yet, the electronic device has a smaller size (form factor).
  • a wireless communication technology that has been recently developed and used is characterized by using a signal of a higher frequency. These high-frequency signals require a more sophisticated and complex antenna configuration due to their short wavelength. In addition, in some cases, it is required to mount two or more antennas in one electronic device. However, in an electronic device having a small and thin size, it is very difficult to configure such an antenna in a conventional manner.
  • An object to be solved by the present invention is to provide an electronic device equipped with an antenna device that can be easily mounted on a small and thin electronic device while smoothly covering a signal in a high frequency band.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide an electronic device equipped with an antenna device capable of easily tuning according to electrical and physical characteristics of individual electronic devices.
  • An electronic device for solving the above problem includes a housing forming an inner space, a signal processing chip positioned in the inner space, and coupled to the signal processing chip and having at least one first antenna pattern.
  • a first antenna and a second antenna positioned opposite to the first antenna and having at least one second antenna pattern, wherein the first antenna and the second antenna cooperate with each other to receive a wireless communication signal, and the The signal processing chip receives and processes the wireless communication signal.
  • the first antenna may be located on a surface of the signal processing chip facing the housing.
  • the first antenna may be formed in the form of a patch antenna.
  • the first antenna may further include a chip bonding substrate coupled to one surface of the signal processing chip and on which the at least one first antenna pattern is positioned.
  • the second antenna may be located in a portion of the housing facing the first antenna.
  • the housing includes an antenna forming part facing the first antenna, an antenna forming part on which the second antenna is formed, and a peripheral part positioned around the antenna forming part, and the antenna forming part and the peripheral part may be formed of different materials. I can.
  • the antenna forming part may be located wider than a surface of the signal processing chip facing the housing.
  • the antenna forming part may be formed of a non-conductive material, and the peripheral part may be formed of a conductive material.
  • the antenna forming unit is formed of a resin material including an additive that is non-conductive and changes to conductivity when a laser of a predetermined wavelength band is irradiated,
  • the second antenna may be formed of a plating layer bonded to an additive changed in conductivity.
  • the antenna forming part may protrude further inward than the peripheral part.
  • the housing is made of a resin material containing an additive that is non-conductive and changes to conductivity when a laser of a predetermined wavelength band is irradiated, and the second antenna is a plating layer bonded to the additive changed to conductivity and can be located in the housing.
  • the second antenna may be stacked on the first antenna.
  • the second antenna may further include an antenna coupling substrate coupled to one surface of the first antenna and on which the at least one second antenna pattern is positioned.
  • the antenna bonding substrate may include a liquid crystal polymer (LCP).
  • LCP liquid crystal polymer
  • the second antenna pattern and the first antenna pattern facing each other may be in direct contact with each other.
  • a contact member positioned between the second antenna pattern facing each other and the first antenna pattern to electrically connect the second antenna pattern facing each other and the first antenna pattern may be further included.
  • It may further include a non-conductive material positioned between the first antenna and the second antenna.
  • the first antenna and the second antenna may be electrically connected by being coupled through the non-conductive material.
  • the second antenna may be a flexible structure.
  • the second antenna is formed on one side of the flexible film, the flexible film, and is non-conductive, but is coupled to a coating layer containing an additive that changes to conductivity when a laser of a predetermined wavelength band is irradiated, and the additive converted to conductivity. It may include a plating layer.
  • the antenna package according to an exemplary embodiment of the present invention may include an antenna device that can be easily mounted on a small and thin electronic device while smoothly covering a signal of a high frequency band.
  • the antenna package according to an embodiment of the present invention may include an antenna device that can be easily tuned according to electrical and physical characteristics of individual electronic devices.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating the electronic device shown in FIG. 1.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a part of an example of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • 4 to 6 are cross-sectional views each illustrating a part of another example of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a part of an example of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 to 10 are cross-sectional views each illustrating a part of another example of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating the electronic device shown in FIG. 1.
  • the electronic device 10 may be an electronic device having a wireless communication function.
  • 1 and 2 illustrate that the electronic device is a smart phone, in the present invention, the electronic device 10 is not only a smart phone, but also a tablet computer, a laptop computer, a smart watch, a wearable device such as a wireless earphone, a TV, and a medical measuring device.
  • various types of electronic devices having a wireless communication function such as a head mounted device.
  • the electronic device 10 includes a housing 100, a circuit board 200, a signal processing chip 300, an antenna device 400, a bracket 500, and the like.
  • the housing 100 forms an inner space accommodating various parts.
  • the housing 100 may include all components constituting the exterior of the electronic device 10.
  • the housing 100 includes a display device that forms the front surface of the electronic device 10 (including a glass that forms the outermost front surface of the electronic device). It may include 101, a side case 102 constituting the side and a rear case 103 constituting the rear.
  • the housing 100 may include only the side case 102 and the rear case 103 excluding the display device 101.
  • the housing 100 is basically used in the broad sense described above.
  • the exterior of the electronic device 10 may be composed of components other than the display device 101 and the case.
  • the housing 100 may include such other components as well.
  • Various components may be accommodated in the inner space formed by the housing 100. Specifically, the circuit board 200, the signal processing chip 300, and the bracket 500 may be accommodated. Although not shown in FIGS. 1 and 2, a battery, a storage device, various sensors, and various connection elements may be accommodated in the internal space.
  • the circuit board 200 is accommodated in an inner space formed by the housing 100.
  • Various components may be mounted on the circuit board 200.
  • the signal processing chip 300 may be mounted on the circuit board 200.
  • a storage device, various sensors, and various semiconductor chips having various functions may be mounted on the circuit board 200.
  • the signal processing chip 300 is mounted on the circuit board 200.
  • the signal processing chip 300 performs a function of receiving and processing a signal for wireless communication.
  • the signal processing chip 300 may be a modem chip.
  • the signal processing chip 300 may be a modem that performs a wireless communication function and an application processor (AP) that performs an operation.
  • AP application processor
  • the electronic device 10 includes an antenna device 400 for receiving or transmitting a signal for wireless communication.
  • the signal for wireless communication received by the antenna device 400 is transmitted to the signal processing chip 300 and processed.
  • the electronic device 10 may include two or more antenna devices 400.
  • the antenna device 400 may support various types of wireless communication.
  • one antenna device may support cellular wireless communication referred to as 3G, 4G, or 5G
  • another antenna device may support short-range wireless communication such as NFC.
  • the antenna device 400 mentioned below corresponds to the antenna device 400 supporting cellular wireless communication.
  • the signal processing chip 300 mentioned below corresponds to a signal processing chip supporting cellular wireless communication.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a part of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a portion cut along the line A-A' of FIG. 1.
  • a signal processing chip 300 is mounted on a circuit board 200.
  • the signal processing chip 300 is mounted on the circuit board 200 so that at least a portion of the signal processing chip 300 faces the housing 100.
  • the signal processing chip 300 may be formed in a flat rectangular parallelepiped shape like a conventional semiconductor chip. In this case, the upper surface faces the inner surface of the housing 100.
  • the signal processing chip 300 is coupled to the circuit board 200 in FIG. 3, for convenience of explanation, a portion 310 in which the signal processing chip 300 is coupled to the circuit board 200 is only schematically shown, but the signal processing chip 300 is attached to the circuit board 200. It can be combined in a variety of ways.
  • the signal processing chip 300 may be coupled to the circuit board 200 by an LGA, BGA, or wire bonding method.
  • the antenna device 400 may include a first antenna 410 and a second antenna 420.
  • the first antenna 410 means that it is combined with the signal processing chip 300.
  • the second antenna 420 means that it is coupled to the housing 100.
  • the first antenna 410 will be described.
  • the first antenna 410 is coupled to the signal processing chip 300.
  • the first antenna 410 may be located above the signal processing chip 300.
  • the signal processing chip 300 and the first antenna 410 may be disposed in a stack manner. Accordingly, the first antenna 410 is coupled to a surface of the signal processing chip 300 facing the housing 100. Accordingly, the first antenna 410 faces the inner surface of the housing 100.
  • the first antenna 410 may include a chip bonding substrate 415 and first antenna patterns 411 and 412.
  • the chip bonded substrate 415 may be a substrate bonded to one surface of the signal processing chip 300.
  • the chip bonding substrate 415 may be formed of a conventional printed circuit board (PCB).
  • the first antenna patterns 411 and 412 may be conductive patterns formed on the chip bonding substrate 415.
  • the lower surface of the chip bonding substrate 415 may be coupled to the upper surface of the signal processing chip 300.
  • the first antenna pattern 411 may be formed on the upper surface of the chip bonding substrate 415.
  • the first antenna pattern 412 penetrates the chip bonding substrate 415 and extends to the bottom surface of the chip bonding substrate 415, and the signal processing chip 300 and the electrical Can be connected to.
  • the first antenna 410 may be formed in the form of a patch antenna. Accordingly, the first antenna patterns 411 and 412 may form a pattern 411 in the form of a predetermined patch on the upper surface of the chip bonding substrate 415.
  • the second antenna 420 is coupled to the housing 100.
  • the second antenna 420 is formed on a portion of the housing 100 that faces the first antenna 410.
  • the housing 100 may be provided with an antenna forming unit 110 facing the first antenna 410 and on which the second antenna 420 is formed.
  • a peripheral portion 120 may be positioned around the antenna forming portion 110 of the housing 100.
  • the antenna forming part 110 and the peripheral part 120 may be formed continuously without being distinguished from each other, but the antenna forming part 110 and the peripheral part 120 may be formed as separate regions as described below.
  • the antenna forming part 110 may be formed of a material different from that of the peripheral part 120. Specifically, first, the antenna forming unit 110 may be formed of a non-conductive material. On the other hand, the peripheral portion 120 may be formed of a non-conductive material or a metal material different from the antenna forming portion 110.
  • the antenna forming unit 110 may be formed of a resin material to which an LDS (Laser Direct Structuring) additive is added.
  • LDS Laser Direct Structuring
  • the LDS additive refers to an additive that is non-conductive at first and changes to conductivity when a laser of a predetermined wavelength band is irradiated.
  • the LDS additive may be formed of a copper chromium spinel material.
  • the antenna forming unit 110 may be an ABS resin material or a polycarbonate resin material to which some of these LDS additives are added.
  • the antenna forming unit 110 is formed of a resin material to which such an LDS additive is added, a laser is irradiated on a part of the surface of the antenna forming unit 110 so as to correspond to the pattern of the second antenna 420. Accordingly, the LDS additive is changed into conductivity on the surface of the antenna forming part 110 along the pattern of the second antenna 420. Thereafter, when the plating process is performed on the antenna forming unit 110, a plating layer is formed on the pattern of the antenna forming unit 110. This plating layer is formed as the second antenna 420. In some cases, the plating layer may be formed of a single layer or a plurality of layers, and when formed of a plurality of layers, it may be formed of different materials.
  • the antenna forming unit 110 may be formed wider than a surface of the signal processing chip 300 facing the housing 100.
  • the antenna forming part 110 may be formed to protrude further inward than the peripheral part 120. Accordingly, the inner surface of the antenna forming unit 110 may be located closer to the signal processing chip 300.
  • the second antenna 420 may be formed both inside and outside the housing 100.
  • the second antenna 420 may be formed both inside and outside the antenna forming unit 110.
  • the second antenna coupled to the inner surface of the housing 100 is referred to as an inner second antenna 421, and the second antenna coupled to the outer surface of the housing 100 is referred to as an outer second antenna 422.
  • the inner second antenna 421 and the outer second antenna 422 may be connected through a second connection antenna 423.
  • connection second antenna 423 may physically or electrically connect the inner second antenna 421 and the outer second antenna 422.
  • the connection second antenna 423 may be formed to pass through the antenna forming unit 110.
  • the outer surface of the housing 100 may be covered with a cover layer 130. It is preferable that the cover layer 130 is made of a non-conductive material.
  • the cover layer 130 may cover both the antenna formation portion 110 and the peripheral portion 120 of the housing 100 so that the boundary between the antenna formation portion 110 and the peripheral portion 120 is not exposed to the outside.
  • the pattern of the outer second antenna 422 protruding from the outer surface of the antenna forming unit 110 may be prevented from being exposed to the outside.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420 cooperate with each other to receive a wireless communication signal.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420 may be electrically connected to each other.
  • first antenna 410 and the second antenna 420 are not in physical contact, they may be located close to each other and coupled to be connected. More specifically, at least a portion of the first antenna 410 and at least a portion of the inner second antenna 420 may be positioned to face each other and coupled to each other. That is, a capacitance is formed between at least a portion of the first antenna 410 and at least a portion of the inner second antenna 420 so that the first antenna 410 and the second antenna 420 may be electrically connected. .
  • the first antenna 410 and the second antenna 420 are electrically connected to each other, and cooperate with each other to receive a wireless communication signal.
  • the signal processing chip 300 receives and processes a wireless communication signal received through cooperation between the first antenna 410 and the second antenna 420.
  • the first antenna 410 is basically coupled to the signal processing chip 300 and may have an antenna pattern optimized for receiving a wireless communication signal. However, this may not take into account that the signal processing chip 300 is installed in an individual electronic device.
  • the signal processing chip 300 when the signal processing chip 300 is installed in an electronic device, various electrical effects may be applied to the signal processing chip 300. Accordingly, in the electronic device, the first antenna 410 alone may not be able to smoothly receive a wireless communication signal for processing by the signal processing chip 300.
  • the second antenna 420 is electrically connected to the first antenna 410 in this situation and cooperates to receive a wireless communication signal. Specifically, the second antenna 420 functions as an auxiliary antenna or a booster antenna of the first antenna 410.
  • the combination antenna of the first antenna 410 and the second antenna 420 may adjust the radiation angle of the beam according to the pattern and the combination shape of the second antenna 420.
  • the embodiment described below is characterized in that the combination of the first antenna 410 and the second antenna 420 or the structure of the second antenna 4200 are different from the example described with reference to FIGS. 1 to 3. Therefore, the description For convenience, some of the description of the same configuration as the previous embodiment will be omitted.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420 may be electrically connected to each other.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420 may be physically connected to each other through the contact member 430 as well as electrically.
  • the contact member 430 may connect the first antenna 410 and the inner second antenna 420.
  • the contact member 430 may be a structure such as a contact pin such as a pogo pin or a coupling clip such as a C clip, or a via hole passing through the antenna coupling substrate 425 ) Or a contact pad made of a conductive material.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420 are electrically connected to each other.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420 are not in physical contact, they may be located close to each other and coupled to each other.
  • a structure made of a non-conductive material (hereinafter, a non-conductive material is referred to as a'non-conductive structure') 440 may be positioned between the first antenna 410 and the second antenna 420.
  • the structure 440 made of a non-conductive material has a relative dielectric constant of more than 1, and the coupling coupling between the first antenna 410 and the second antenna 420 may be further strengthened.
  • the structure 440 made of a non-conductive material may be attached to the circuit board 200 to cover the signal processing chip 300.
  • the structure 440 made of a non-conductive material may be a device that performs a function of dispersing heat generated from the signal processing chip 300.
  • the second antenna 420 has a different configuration of the second antenna 420 illustrated in FIG. 3.
  • the second antenna 420 may also be a flexible structure coupled to the housing 100.
  • the second antenna 420 may be a plurality of stacked structures on which the second antenna pattern is formed, and specifically, the second antenna 420 is a flexible film, a coating layer formed on one surface of the flexible film, and a coating layer. It may include a combined plating layer.
  • the plating layer may form an antenna pattern of the second antenna 420.
  • the flexible film may be a flexible resin film such as polyimide.
  • the coating layer may be a LDS additive is added.
  • the LDS additive refers to an additive that is non-conductive and changes to conductivity when a laser of a predetermined wavelength band is irradiated.
  • the coating layer may be formed in the form of a paint, and may be applied to one side of the flexible film.
  • the plating layer is bonded to the additive converted into conductivity by irradiating a laser in the coating layer.
  • the plating layer may be formed of a single layer or a plurality of layers, and when formed of a plurality of layers, it may be formed of different materials.
  • Such a flexible structure is attached to the inner or outer surface of the housing 100 to function as the second antenna 420. Since the shape of the flexible structure may be changed by an external force, it may be attached to the inner or outer surface of the housing 100 formed in a curved surface.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a part of an example of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • 8 to 10 are cross-sectional views each illustrating a part of another example of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
  • the antenna device 400a may include a first antenna 410 and a second antenna 420a in the same manner as the previously described antenna device 400.
  • the antenna device 400a of the present embodiment has the same structure as the antenna device 400 shown in FIGS. 3 to 6 except for the arrangement position of the second antenna 420a.
  • the first antenna 410 includes a first antenna pattern 411, which is a pattern of the chip bonding substrate 415 disposed on the signal processing chip 300 and the first antenna 410 disposed on the chip bonding substrate 415, 412).
  • the second antenna 420a electrically connected to the first antenna 410 is stacked on the upper surface of the first antenna 410 as shown in FIG. 7 to directly face the inner surface of the housing 100.
  • the second antenna 420a of this example further includes an antenna coupling substrate 425, and second antenna patterns 421 to 423, which are patterns of the second antenna 420 positioned on the antenna coupling substrate 425 It can be provided.
  • the antenna coupling substrate 425 may be a substrate made of a non-conductive material coupled to one surface of the first antenna 410 located below, similar to the chip coupling substrate 415, and may be formed of a conventional printed circuit board. .
  • the antenna combination substrate 425 may include a liquid crystal polymer (LCP).
  • LCP liquid crystal polymer
  • the liquid crystal polymer (LCP) is a thermoplastic plastic that exhibits crystallinity when melted, and when the antenna bonding substrate 425 is formed using the liquid crystal polymer (LCP), the linear expansion coefficient of the antenna bonding substrate 425 can be minimized. It has a low molding shrinkage, improves heat resistance, and can further improve electrical insulation.
  • the second antenna patterns 421 to 423 positioned on the antenna coupling substrate 425 are positioned on at least one of an upper surface, a side surface (ie, an outer surface), a lower surface (ie, an inner surface), and an interior of the antenna combination substrate 425 You can do it, and you can do it as needed.
  • the second antenna patterns 421 to 423 located on the lower surface of the antenna combination substrate 425 are the inner second antenna pattern 421, the outer second antenna pattern 422, and the inner second antenna pattern 421
  • a connection second antenna pattern 423 for connecting the outer second antenna patterns 422 to each other is provided.
  • the inner second antenna pattern 421 and the outer antenna pattern 422 spaced apart from each other may be connected through a second connection antenna pattern 423.
  • connection second antenna pattern 423 may physically and electrically connect the inner second antenna pattern 421 and the outer second antenna pattern 422.
  • the connection second antenna pattern 423 may be formed to penetrate the antenna combination substrate 425 as shown in FIG. 3.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420a cooperate with each other to receive a wireless communication signal, they may be electrically connected to each other.
  • a second antenna 420a is directly stacked on the first antenna 410 to physically directly contact the first antenna 410 and the second antenna 420a. Accordingly, by direct contact between the first antenna pattern 411 positioned on the upper surface of the first antenna 410 made of a conductive material and the second antenna pattern 421 positioned on the lower surface of the second antenna 420a, respectively. , The first antenna 410 and the second antenna 420a are electrically connected.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420a are electrically connected to each other, and cooperate with each other to receive a wireless communication signal.
  • the signal processing chip 300 receives and processes a wireless communication signal received through cooperation between the first antenna 410 and the second antenna 420a.
  • the second antenna 420a is closely spaced apart over the first antenna 410 as shown in FIGS. 4 and 5. Can be located.
  • At least a portion of the first antenna pattern 411 and at least a portion of the second antenna pattern 421 may be positioned to face each other, and in this case, the first antenna ( 410 and the second antenna 420a may be electrically connected to each other.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420a positioned to be spaced apart from each other in the vertical direction are electrically and physically connected using the contact member 430. This is the case.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420a may be electrically and physically connected to each other through the contact member 430 as shown in FIG. 4.
  • the contact member 430 is positioned between the upper surface of the first antenna 410 and the lower surface of the second antenna 420a facing each other, as shown in FIG. 8, so that the first antenna 410 and the second antenna Electrically connect (420a).
  • the present invention is not limited thereto, and in the present example, the contact pad may be positioned on the side of the antenna coupling substrate 425 to electrically and physically connect the first antenna 410 and the second antenna 420a.
  • the first antenna 410 and the second antenna 420a are not physically in direct contact, but may be positioned close to each other and coupled to be connected.
  • a non-conductive structure 440 may be positioned between the first antenna 410 and the second antenna 420a of FIG. 9 as shown in FIG. 5.
  • the second antenna 420a may be a flexible structure stacked on the first antenna 410 similarly to FIG. 6.
  • the second antenna 420a is 2 It may be a plurality of stacked structures on which antenna patterns are formed.
  • the second antenna 420a may include a flexible film, a coating layer formed on one surface of the flexible film, and a plating layer bonded to the coating layer.
  • the plating layer may form the antenna patterns 421 to 423 of the second antenna 420.

Landscapes

  • Support Of Aerials (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

본 발명은 전자 장치에 관한 것으로서, 상기 전자 장치는 내부 공간을 형성하는 하우징, 상기 내부 공간에 위치하는 신호처리칩, 상기 신호처리칩과 결합되고 적어도 하나의 제1 안테나 패턴을 구비하는 제1 안테나 및 상기 제1 안테나와 대향되게 위치하고 적어도 하나의 제2 안테나 패턴을 구비하는 제2 안테나를 포함하고, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 서로 협동하여 무선 통신 신호를 수신하고, 상기 신호처리칩은 상기 무선 통신 신호를 전달받아 처리한다.

Description

전자 장치
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안테나 구조물을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
최근의 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 및 각종 웨어러블 디바이스 등 무선 통신 기능을 구비한 전자 장치는 보다 진보된 형식의 무선 통신 기능을 지원한다. 그러면서도 전자 장치는 보다 작은 크기[폼 팩터(form factor)]를 가지고 있다.
최근 개발되어 사용되고 있는 무선 통신 기술은 보다 높은 주파수의 신호를 사용한다는 특징이 있다. 이러한 고주파의 신호는 짧은 파장 길이로 인해서 보다 정교하고 복잡한 안테나 구성을 요구한다. 또한, 경우에 따라 하나의 전자 장치에 두 개 이상의 안테나를 탑재하는 것을 요구한다. 그러나 작고 얇은 크기를 가지고 있는 전자 장치에서 이러한 안테나를 종래와 같은 방식으로 구성하는 것은 매우 난해하다.
따라서 고주파 대역의 신호를 원활하게 커버하면서도, 작고 얇은 크기의 전자 장치에도 용이하게 탑재가 가능한 안테나 장치에 대한 요구가 증대되고 있다.
선행기술문헌
특허문헌
대한민국 등록특허 제10-1505595호
대한민국 공개특허 제10-2018-0105833호
본 발명이 해결하려는 과제는, 고주파 대역의 신호를 원활하게 커버하면서도, 작고 얇은 크기의 전자 장치에도 용이하게 탑재가 가능한 안테나 장치가 탑재된 전자 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 개별 전자 장치의 전기적, 물리적 특성에 따라 쉽게 튜닝이 가능한 안테나 장치가 탑재된 전자 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 전자 장치는 내부 공간을 형성하는 하우징, 상기 내부 공간에 위치하는 신호처리칩, 상기 신호처리칩과 결합되고 적어도 하나의 제1 안테나 패턴을 구비하는 제1 안테나 및 상기 제1 안테나와 대향되게 위치하고 적어도 하나의 제2 안테나 패턴을 구비하는 제2 안테나를 포함하고, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 서로 협동하여 무선 통신 신호를 수신하고, 상기 신호처리칩은 상기 무선 통신 신호를 전달받아 처리한다.
상기 제1 안테나는 상기 하우징과 대향하는 상기 신호처리칩의 면에 위치할 수 있다.
상기 제1 안테나는 패치 안테나 형태로 형성될 수 있다.
상기 제1 안테나는 상기 신호처리칩의 일면에 결합되고 상기 적어도 하나의 제1 안테나 패턴이 위치하는 칩 결합 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나와 대향되고 있는 상기 하우징의 부분에 위치할 수 있다.
상기 하우징은, 상기 제1 안테나와 대향되고, 상기 제2 안테나가 형성되는 안테나 형성부 및 상기 안테나 형성부의 주변에 위치하는 주변부를 포함하는, 상기 안테나 형성부와 상기 주변부는 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.
상기 안테나 형성부는 상기 하우징과 대향하고 있는 상기 신호처리칩의 면보다 넓게 위치할 수 있다.
상기 안테나 형성부는 비도전성 재질로 형성되고, 상기 주변부는 도전성 재질로 형성될 수 있다.
상기 안테나 형성부는 비도전성이었다가 미리 정해진 파장 대역의 레이저가 조사되면 도전성으로 변화되는 첨가물을 포함하는 수지재로 형성되고,
상기 제2 안테나는 도전성으로 변화된 첨가물에 결합된 도금층으로 형성될 수 있다.
상기 안테나 형성부는 상기 주변부보다 내측으로 더 돌출될 수 있다.
상기 하우징은 비도전성이었다가 미리 정해진 파장 대역의 레이저가 조사되면 도전성으로 변화되는 첨가물을 포함하는 수지재로 이루어져 있고, 상기 제2 안테나는 도전성으로 변화된 첨가물에 결합된 도금층으로 상기 하우징에 위치할 수 있다.
상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나에 적층되어 있을 수 있다.
상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나의 일면에 결합되고 상기 적어도 하나의 제2 안테나 패턴이 위치하는 안테나 결합 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 안테나 결합 기판은 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer, LCP)를 포함할 수 있다.
서로 마주보고 있는 상기 제2 안테나 패턴과 상기 제1 안테나 패턴은 직접 접해 있을 수 있다.
서로 마주보고 있는 상기 제2 안테나 패턴과 상기 제1 안테나 패턴 사이에 위치하여 서로 마주보고 있는 상기 제2 안테나 패턴과 상기 제1 안테나 패턴을 전기적으로 연결하는 컨택 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 사이에 위치하는 비도전성 재질을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 상기 비도전성 재질을 통해 커플링되어 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 안테나는 가요성 구조물일 수 있다.
상기 제2 안테나는, 연성 필름, 상기 연성 필름의 일면에 형성되고, 비도전성이었다가 미리 정해진 파장 대역의 레이저가 조사되면 도전성으로 변화되는 첨가물을 포함하는 코팅층 및 상기 도전성으로 변환된 첨가물에 결합된 도금층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 패키지는 고주파 대역의 신호를 원활하게 커버하면서도, 작고 얇은 크기의 전자 장치에도 용이하게 탑재가 가능한 안테나 장치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 패키지는 개별 전자 장치의 전기적, 물리적 특성에 따라 쉽게 튜닝이 가능한 안테나 장치를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에 대한 한 예의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 다른 예의 일부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치에 대한 한 예의 일부를 도시한 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치에 대한 다른 예의 일부를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에 대해서 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 전자장치를 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
본 발명에서 전자 장치(10)는 무선 통신 기능을 가지고 있는 전자 장치일 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 전자 장치가 스마트폰인 것이 도시되어 있지만, 본 발명에서 전자 장치(10)는 스마트폰뿐만 아니라 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 스마트 워치, 무선 이어폰 등 웨어러블 디바이스, TV, 의료측정기기 및 헤드 마운트 장치 등 무선 통신 기능을 가지고 있는 다양한 형태의 전자 장치일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전자 장치(10)는 하우징(100), 회로기판(200), 신호처리칩(300), 안테나 장치(400) 및 브라켓(500) 등을 포함한다.
하우징(100)은 각종 부품들을 수용하는 내부 공간을 형성한다. 넓은 의미로, 하우징(100)은 전자 장치(10)의 외부를 이루는 모든 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 전자 장치(10)의 경우, 하우징(100)은 전자 장치(10)의 전면을 이루는 디스플레이 장치(전자 장치의 전면 최외부를 이루는 글래스를 포함한다.)(101), 측면을 이루는 측면 케이스(102) 및 후면을 이루는 후면 케이스(103)를 포함할 수 있다. 그러나 경우에 따라 좁은 의미로 하우징(100)은 디스플레이 장치(101)를 제외한 측면 케이스(102) 및 후면 케이스(103)만을 포함하는 경우도 있다. 본 명세서에서 하우징(100)은 기본적으로 상술한 넓은 의미로 사용된다.
경우에 따라서 전자 장치(10)의 외부는 디스플레이 장치(101)와 케이스가 아닌 다른 부품으로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 하우징(100)은 그러한 다른 부품도 포함하는 것일 수 있다.
하우징(100)이 형성하는 내부 공간에는 다양한 부품이 수용될 수 있다. 구체적으로 회로기판(200), 신호처리칩(300) 및 브라켓(500) 등이 수용될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시되지는 않았지만, 내부 공간에는 배터리, 저장 장치, 각종 센서류 및 각종 연결 소자 등이 수용될 수 있다.
회로기판(200)은 하우징(100)이 형성하는 내부 공간에 수용된다. 회로기판(200)에는 다양한 부품들이 실장될 수 있다. 구체적으로, 회로기판(200)에는 신호처리칩(300)이 실장될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시되지는 않았지만, 회로기판(200)에는 저장 장치, 각종 센서류 및 다양한 기능을 하는 각종 반도체칩 등이 실장될 수 있다.
신호처리칩(300)은 회로기판(200)에 실장된다. 신호처리칩(300)은 무선 통신용 신호를 전달받아 처리하는 기능을 수행한다. 신호처리칩(300)은 모뎀칩일 수 있다. 경우에 따라서 신호처리칩(300)은 무선 통신 기능을 수행하는 모뎀이면서, 연산을 수행하는 어플리케이션 프로세서(AP)일 수 있다.
전자 장치(10)는 무선 통신용 신호를 수신하거나 송신하기 위한 안테나 장치(400)를 포함한다. 안테나 장치(400)가 수신한 무선 통신용 신호는 신호처리칩(300)에 전달되어 처리된다.
전자 장치(10)는 둘 이상의 안테나 장치(400)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 이러한 안테나 장치(400)는 다양한 종류의 무선 통신을 지원하는 것일 수 있다. 예를 들어, 어느 안테나 장치는 3G, 4G 또는 5G 등으로 지칭되는 셀룰러 무선통신을 지원하는 것일 수 있고, 다른 안테나 장치는 NFC 등의 근거리 무선통신을 지원하는 것일 수 있다.
한정되는 것은 아니지만, 이하에서 언급하는 안테나 장치(400)는 이 중 셀룰러 무선통신을 지원하는 안테나 장치(400)에 해당하는 것이다. 그리고 이하에서 언급하는 신호처리칩(300)은 셀룰러 무선통신을 지원하는 신호처리칩에 해당하는 것이다.
본 발명의 신호처리칩(300)과 안테나 장치(400)의 구성에 대해서는 이하 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 일부를 도시한 단면도이다. 도 3은 도 1의 A-A' 선을 따라 절단한 부분을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 회로기판(200)에 신호처리칩(300)이 실장된다.
신호처리칩(300)은 회로기판(200)에 실장되어 적어도 일부가 하우징(100)에 대향되게 된다.
신호처리칩(300)은 통상의 반도체칩과 같이 납작한 형태의 직육면체 형태로 형성될 수 있는데, 이러한 경우 상면이 하우징(100)의 내측면과 대향되게 된다.
도 3에는 설명의 편의를 위해, 신호처리칩(300)이 회로기판(200)에 결합된 부분(310)이 모식적으로만 도시되어 있지만, 신호처리칩(300)은 회로기판(200)에 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 신호처리칩(300)은 회로기판(200)에 LGA, BGA 또는 와이어 본딩 방식 등으로 결합될 수 있다.
안테나 장치(400)는 제1 안테나(410) 및 제2 안테나(420)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 안테나(410)는 신호처리칩(300)과 결합된 것을 의미한다. 그리고 제2 안테나(420)는 하우징(100)에 결합된 것을 의미한다.
먼저, 제1 안테나(410)에 대해서 설명하도록 한다.
제1 안테나(410)는 신호처리칩(300)과 결합된다.
구체적으로, 제1 안테나(410)는 신호처리칩(300)의 상부에 위치할 수 있다.
즉, 신호처리칩(300)과 제1 안테나(410)는 적층(stack) 방식으로 배치될 수 있다. 이에 따라 제1 안테나(410)는 신호처리칩(300)의 하우징(100)과 대향하는 면에 결합되게 된다. 따라서 제1 안테나(410)는 하우징(100)의 내측면과 대향하게 된다.
제1 안테나(410)는 칩 결합 기판(415)과 제1 안테나 패턴(411, 412)을 포함할 수 있다.
칩 결합 기판(415)이란, 신호처리칩(300)의 일면에 결합된 기판일 수 있다. 칩 결합 기판(415)은 통상의 인쇄회로기판(PCB)로 형성될 수 있다. 제1 안테나 패턴(411, 412)은 칩 결합 기판(415)에 형성된 도전성의 패턴일 수 있다.
칩 결합 기판(415)은 하면이 신호처리칩(300)의 상면에 결합될 수 있다. 이러한 경우 제1 안테나 패턴(411)은 칩 결합 기판(415)의 상면에 형성될 수 있다. 경우에 따라서, 제1 안테나 패턴(412)은 칩 결합 기판(415)을 관통하여 칩 결합 기판(415)의 하면까지 연장되고, 칩 결합 기판(415)의 하면에서 신호처리칩(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 안테나(410)는 패치 안테나 형태로 형성될 수 있다. 따라서 제1 안테나 패턴(411, 412)은 칩 결합 기판(415)의 상면에서 미리 정해진 형태의 패치 형태의 패턴(411)을 형성할 수 있다.
이하, 제2 안테나(420)에 대해서 설명하도록 한다.
제2 안테나(420)는 하우징(100)에 결합된다.
구체적으로, 제2 안테나(420)는 하우징(100)의 제1 안테나(410)와 대향되는 부분에 형성된다.
하우징(100)에는 제1 안테나(410)와 대향되고, 제2 안테나(420)가 형성되는 안테나 형성부(110)가 마련될 수 있다.
하우징(100)의 안테나 형성부(110)의 주변에는 주변부(120)가 위치할 수 있다. 안테나 형성부(110)와 주변부(120)는 서로 구분없이 연속적으로 형성될 수도 있으나, 이하에서 설명하는 것과 같이 안테나 형성부(110)와 주변부(120)는 서로 구분되는 영역으로 형성될 수도 있다.
안테나 형성부(110)는 주변부(120)와 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 먼저 안테나 형성부(110)는 비도전성 재질로 형성될 수 있다. 반면에, 주변부(120)는 안테나 형성부(110)와는 다른 비도전성 재질이거나 금속 재질로 형성될 수 있다.
경우에 따라서, 안테나 형성부(110)는 LDS(Laser Direct Structuring) 첨가물이 첨가된 수지재로 형성될 수 있다.
LDS 첨가물이란, 처음에는 비도전성이었다가 미리 정해진 파장 대역의 레이저가 조사되면 도전성으로 변화되는 첨가물을 의미한다. 예를 들어, LDS 첨가물은 구리크롬스피넬 재질로 형성될 수 있다. 안테나 형성부(110)는 이러한 LDS 첨가물이 일부 첨가된 ABS 수지재 또는 폴리카보네이트 수지재 등이 될 수 있다.
안테나 형성부(110)가 이러한 LDS 첨가물이 첨가된 수지재로 형성되는 경우, 안테나 형성부(110)의 표면 중 일부에는 제2 안테나(420)의 패턴에 대응되도록 레이저가 조사된다. 이에 따라 안테나 형성부(110)의 표면에는 제2 안테나(420)의 패턴을 따라 LDS 첨가물이 도전성으로 변하게 된다. 그 후, 안테나 형성부(110)에 도금 공정이 진행되면 안테나 형성부(110)의 패턴에 도금층이 형성된다. 이 도금층이 제2 안테나(420)로 형성되게 된다. 경우에 따라 도금층은 단층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있고, 복수의 층으로 형성되는 경우 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.
안테나 형성부(110)는 신호처리칩(300)의 하우징(100)과 대향하는 면보다 넓게 형성될 수 있다. 또한, 안테나 형성부(110)는 주변부(120)보다 내측으로 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 따라서 안테나 형성부(110)의 내측면은 신호처리칩(300)과 더욱 가깝게 위치할 수 있다.
제2 안테나(420)는 하우징(100)의 내측과 외측에 모두 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 안테나(420)는 안테나 형성부(110)의 내측과 외측에 모두 형성될 수 있다. 하우징(100)의 내측면에 결합된 제2 안테나를 내측 제2 안테나(421)라고 지칭하고, 하우징(100)의 외측면에 결합된 제2 안테나를 외측 제2 안테나(422)라고 지칭한다.
내측 제2 안테나(421)와 외측 제2 안테나(422)는 연결 제2 안테나(423)를 통해 연결될 수 있다.
연결 제2 안테나(423)는 내측 제2 안테나(421)와 외측 제2 안테나(422)를 물리적으로 또는 전기적으로 연결시킬 수 있다. 연결 제2 안테나(423)는 안테나 형성부(110)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
경우에 따라서, 하우징(100)의 외측면은 커버층(130)으로 덮일 수 있다. 커버층(130)은 비도전성 재질인 것이 바람직하다.
커버층(130)은 하우징(100)의 안테나 형성부(110)와 주변부(120) 모두를 덮어, 안테나 형성부(110)와 주변부(120)의 경계가 외부로 드러나지 않도록 할 수 있다. 그리고 적절한 두께를 가지고 있어, 안테나 형성부(110)의 외측면에서 돌출된 외측 제2 안테나(422)의 패턴이 외부로 드러나지 않도록 할 수 있다.
제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)는 서로 협동하여 무선 통신 신호를 수신한다. 이를 위해, 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)는 전기적으로 서로 연결되어 있을 수 있다.
구체적으로, 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)는 물리적으로 접촉되어 있지는 않지만 서로 근접하게 위치하여 커플링되어 연결될 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1 안테나(410)의 적어도 일부와 내측 제2 안테나(420)의 적어도 일부가 서로 대향되게 위치하여 커플링 결합되어 있을 수 있다. 즉, 제1 안테나(410)의 적어도 일부와 내측 제2 안테나(420)의 적어도 일부가 사이에 커패시턴스가 형성되어 전기적으로 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)가 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 방식으로 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)는 전기적으로 서로 연결되어, 서로 협동하여 무선 통신 신호를 수신할 수 있다. 그리고 신호처리칩(300)은 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)가 협동하여 수신한 무선 통신 신호를 전달받아 처리한다.
제1 안테나(410)는 기본적으로 신호처리칩(300)에 결합된 것으로, 무선 통신 신호를 수신하는 것에 최적화된 안테나 패턴을 가질 수 있다. 그러나 이는 신호처리칩(300)이 개별 전자 장치에 설치되는 것까지 고려한 것은 아닐 수 있다.
실제로 신호처리칩(300)이 전자 장치에 설치되면, 신호처리칩(300)에 다양한 전기적인 영향이 가해질 수 있다. 따라서 전자 장치에서 제1 안테나(410) 단독으로는 신호처리칩(300)이 처리하기 위한 무선 통신 신호를 원활하게 수신하지 못할 수 있다.
제2 안테나(420)는 이러한 상황에서 제1 안테나(410)와 전기적으로 연결되어, 협동하여 무선 통신 신호를 수신한다. 구체적으로, 제2 안테나(420)는 제1 안테나(410)의 보조 안테나 또는 부스터 안테나 기능을 수행한다. 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)의 결합 안테나는 제2 안테나(420)의 패턴 및 결합 형태 등에 따라서 빔의 방사 각도 조절 등이 가능할 수 있다.
본 발명의 이러한 구조에 따르면, 신호처리칩(300) 제조사가 제공하는 제1 안테나(410)에 간단히 형성되고, 튜닝될 수 있는 제2 안테나(420)를 연결하여 용이하게 우수한 안테나 성능을 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 다른 예에 대하여 설명하도록 한다.
이하 설명하는 실시예는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 예와 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)의 결합 형태나 제2 안테나(4200의 구조가 다른 것을 특징으로 한다. 따라서 설명의 편의성을 위해 앞선 실시예와 동일한 구성에 대한 설명의 일부는 생략하도록 한다.
먼저, 도 4를 먼저 참고하면, 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)는 전기적으로 서로 연결되어 있을 수 있다. 여기서, 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)는 서로 컨택 부재(430)를 통해 전기적으로뿐만 아니라 물리적으로도 연결될 수 있다. 컨택 부재(430)는 제1 안테나(410)와 내측 제2 안테나(420)를 연결시킬 수 있다. 컨택 부재(430)는 구체적으로, 포고 핀(pogo pin)과 같은 컨택 핀(contact pin), C 클립과 같은 결합 클립 등의 구조물이 사용될 수 있거나 안테나 결합 기판(425)을 관통하는 비아홀(via hole) 또는 도전성 물질로 이루어진 컨택 패드(contact pad)일 수 있다.
도 5에 도시한 또 다른 예에서, 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)는 전기적으로 서로 연결되어 있다. 하지만, 도 4와 달리 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)는 물리적으로 접촉되어 있지는 않지만 서로 근접하게 위치하여 커플링되어 연결될 수 있다.
여기서, 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420) 사이에는 비도전성 재질의 구조물(이하, 비도전성 재질을 '비도전성 구조물'이라 함)(440)이 위치할 수 있다. 비도전성 재질의 구조물(440)은 비유전율이 1을 초과하는 것으로 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420)의 커플링 결합을 보다 강화시킬 수 있다.
비도전성 재질의 구조물(440)은 회로기판(200)에서 신호처리칩(300)을 덮도록 부착된 것일 수 있다. 여기서 비도전성 재질의 구조물(440)은 신호처리칩(300)에서 발생한 열을 분산해주는 기능을 수행하는 소자일 수도 있다.
도 6에 도시한 또 다른 예의 안테나 장치(400)에서 제2 안테나(420)는 도 3에 도시한 제2 안테나(420)의 다른 구성을 갖고 있다.
즉, 도 6을 참조하면, 제2 안테나(420) 역시 하우징(100)에 결합된 가요성 구조물일 수 있다.
하지만, 본 예에서, 제2 안테나(420)는 제2 안테나 패턴이 형성된 복수의 적층 구조물일 수 있고, 구체적으로, 제2 안테나(420)는 연성 필름, 연성 필름의 일면에 형성된 코팅층, 코팅층에 결합된 도금층을 포함할 수 있다. 여기서, 도금층은 제2 안테나(420)의 안테나 패턴을 이룰 수 있다.
연성 필름은 폴리이미드 등 가요성의 수지재 필름일 수 있다.
그리고 코팅층은 LDS 첨가물이 첨가된 것일 수 있다.
LDS 첨가물이란, 비도전성이었다가 미리 정해진 파장 대역의 레이저가 조사되면 도전성으로 변화되는 첨가물을 의미한다. 코팅층은 도료 형태로 형성되어, 연성 필름의 일면에 도포되어 형성될 수 있다.
그리고 도금층은 코팅층 중 레이저가 조사되어 도전성으로 변환된 첨가물에 결합된다. 경우에 따라 도금층은 단층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있고, 복수의 층으로 형성되는 경우 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.
이러한 가요성의 구조물은 하우징(100)의 내측면 또는 외측면에 부착되어 제2 안테나(420)로 기능한다. 이러한 가요성 구조물은 외력에 의해 그 형태가 변화될 수 있으므로, 곡면으로 형성된 하우징(100)의 내측면 또는 외측면에 부착될 수 있다.
다음, 도 7 내지 도 10을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치에 대한 한 예의 일부를 도시한 단면도이다. 도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치에 대한 다른 예의 일부를 도시한 단면도이다.
본 실시예에서, 도 3 내지 도 6에도시한 실시예와 동일한 구성을 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 같은 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 자세한 설명 역시 생략한다.
먼저, 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 안테나 장치(400a)는 이미 기술한 안테나 장치(400)와 동일하게 제1 안테나(410) 및 제2 안테나(420a)를 포함할 수 있다.
도 7에 도시한 것처럼, 본 실시예의 안테나 장치(400a)에서 제2 안테나(420a)의 배치 위치를 제외하면 도 3 내지 도 6에 도시한 안테나 장치(400)와 동일한 구조를 갖고 있다.
따라서, 제1 안테나(410)는 신호처리칩(300) 위에 위치하는 칩 결합 기판(415) 및 칩 결합 기판(415)에 위치하는 제1 안테나(410)의 패턴인 제1 안테나 패턴(411, 412)을 포함할 수 있다.
이하, 제2 안테나(420a)에 대해서 설명하도록 한다.
제1 안테나(410)와 전기적으로 연결되어 있는 제2 안테나(420a)는 도 7에 도시한 것처럼 제1 안테나(410)의 상면에 적층되어 하우징(100)의 내측면과 바로 대향하게 된다
이러한 본 예의 제2 안테나(420a)는 안테나 결합 기판(425)을 추가적으로 구비하고 있고, 이 안테나 결합 기판(425)에 위치하는 제2 안테나(420)의 패턴인 제2 안테나 패턴(421-423)을 구비할 수 있다.
안테나 결합 기판(425)은 칩 결합 기판(415)과 유사하게 하부에 위치한 제1 안테나(410)의 일면에 결합되는 비도전성 재질로 이루어진 기판일 수 있고, 통상의 인쇄회로기판으로 형성될 수 있다.
한 예로, 안테나 결합 기판(425)은 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer, LCP)를 포함할 수 있다.
여기서, 액정 폴리머(LCP)는 용융시에 결정성을 보이는 열가소성 플라스틱으로, 액정 폴리머(LCP)를 이용하여 안테나 결합 기판(425)을 형성할 경우, 안테나 결합 기판(425)의 선팽창율 최소화할 수 있으며, 낮은 성형 수축율을 가지며, 내열성을 향상시키고, 전기 절연성을 보다 향상시킬 수 있다.
안테나 결합 기판(425)에 위치하는 제2 안테나 패턴(421-423)은 안테나 결합 기판(425)의 상면과 측면(즉, 외측면), 하면(즉, 내측면) 및 내부 중 적어도 하나에 위치할 수 있고, 또한 필요에 따라 할 수 있다.
이때, 안테나 결합 기판(425)의 하면에 위치한 제2 안테나 패턴(421-423)은 내측 제2 안테나 패턴(421), 외측 제2 안테나 패턴(422), 그리고 내측 제2 안테나 패턴(421)과 외측 제2 안테나 패턴(422)을 서로 연결하는 연결 제2 안테나 패턴(423)을 구비한다.
서로 이격되어 있는 내측 제2 안테나 패턴(421)과 외측 안테나 패턴(422)은 연결 제2 안테나 패턴(423)을 통해 연결될 수 있다.
연결 제2 안테나 패턴(423)은 내측 제2 안테나 패턴(421)과 외측 제2 안테나 패턴(422)을 물리적 및 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 연결 제2 안테나 패턴(423)은 도 3에 도시한 것처럼 안테나 결합 기판(425)을 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
이러한 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)는 이미 기술한 것처럼 서로 협동하여 무선 통신 신호를 수신하므로, 전기적으로 서로 연결되어 있을 수 있다.
구체적으로, 도 7에 도시한 것처럼, 제1 안테나(410) 위에 제2 안테나(420a)를 바로 적층해 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)를 물리적으로 직접 접촉시킨다. 이로 인해, 각각 도전성 물질로 이루어진 제1 안테나(410)의 상면에 위치하는 제1 안테나 패턴(411)과 제2 안테나(420a)의 하면에 위치하는 제2 안테나 패턴(421)의 직접적인 접촉에 의해, 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)의 전기적인 연결이 이루어진다.
이러한 방식으로 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)는 전기적으로 서로 연결되어, 서로 협동하여 무선 통신 신호를 수신할 수 있다. 그리고 신호처리칩(300)은 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)가 협동하여 수신한 무선 통신 신호를 전달받아 처리한다.
본 실시예는 도 8 및 도 9에 도시한 것처럼, 전자 장치(10)의 수명 연장을 위해, 도 4 및 도 5와 같이 제1 안테나(410) 위에 제2 안테나(420a)를 근접하게 이격시켜 위치시킬 수 있다.
이런 경우, 제1 안테나 패턴(411)의 적어도 일부와 제2 안테나 패턴(421)의 적어도 일부가 서로 대향되게 위치할 수 있고, 이때, 커플링 방식이나 별도의 컨택 부재를 이용하여 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 8에 도시한 예는 도 4에 도시한 것처럼, 상하 방향으로 서로 이격되게 위치하는 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)가 컨택 부재(430)를 이용하여 전기적 및 물리적으로 연결되는 경우이다.
따라서, 도 8에서, 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)는 도 4과 같이 서로 컨택 부재(430)를 통해 전기적으로뿐만 아니라 물리적으로도 연결될 수 있다.
이때, 컨택 부재(430)는 도 8과 같이 서로 반대편에서 대면하고 있는 제1 안테나(410)의 상면과 제2 안테나(420a)의 하부면 사이에 위치하여 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)를 전기적으로 연결한다. 하지만, 이에 한정되지 않고 본 예에서는 컨택 패드를 안테나 결합 기판(425)의 측면에도 위치시켜 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)를 전기적 및 물리적으로 연결시킬 수 있다.
도 9에서, 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a)는 물리적으로 직접 접하지 않지만 서로 근접하게 위치하여 커플링되어 연결될 수 있다.
도 9의 제1 안테나(410)와 제2 안테나(420a) 사이에는 도 5와 같이 비도전성 구조물(440)이 위치할 수 있다.
다음, 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 또 다른 예에 대해서 설명하도록 한다.
도 10에 도시한 안테나 장치(400a)에서, 제2 안테나(420a)는 도 6과 유사하게 제1 안테나(410) 위에 적층된 가요성 구조물일 수 있고, 이때, 제2 안테나(420a)는 제2 안테나 패턴이 형성된 복수의 적층 구조물일 수 있다. 역시 이미 기술한 것처럼, 제2 안테나(420a)는 연성 필름, 연성 필름의 일면에 형성된 코팅층, 코팅층에 결합된 도금층을 포함할 수 있다. 여기서, 도금층은 제2 안테나(420)의 안테나 패턴(421-423)을 이룰 수 있다.
이상, 본 발명의 전자 장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 내부 공간을 형성하는 하우징;
    상기 내부 공간에 위치하는 신호처리칩;
    상기 신호처리칩과 결합되고 적어도 하나의 제1 안테나 패턴을 구비하는 제1 안테나; 및
    상기 제1 안테나와 대향되게 위치하고 적어도 하나의 제2 안테나 패턴을 구비하는 제2 안테나
    를 포함하고,
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 서로 협동하여 무선 통신 신호를 수신하고,
    상기 신호처리칩은 상기 무선 통신 신호를 전달받아 처리하는
    전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 상기 하우징과 대향하는 상기 신호처리칩의 면에 위치하는 전자 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 패치 안테나 형태로 형성된 전자 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 상기 신호처리칩의 일면에 결합되고 상기 적어도 하나의 제1 안테나 패턴이 위치하는 칩 결합 기판을 더 포함하는 전자 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나와 대향되고 있는 상기 하우징의 부분에 위치하는 전자 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 제1 안테나와 대향되고, 상기 제2 안테나가 형성되는 안테나 형성부; 및
    상기 안테나 형성부의 주변에 위치하는 주변부
    를 포함하는,
    상기 안테나 형성부와 상기 주변부는 서로 다른 재질로 형성되는 전자 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 안테나 형성부는 상기 하우징과 대향하고 있는 상기 신호처리칩의 면보다 넓게 위치하는 전자 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 안테나 형성부는 비도전성 재질로 형성되고,
    상기 주변부는 도전성 재질로 형성되는 전자 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 안테나 형성부는 비도전성이었다가 미리 정해진 파장 대역의 레이저가 조사되면 도전성으로 변화되는 첨가물을 포함하는 수지재로 형성되고,
    상기 제2 안테나는 도전성으로 변화된 첨가물에 결합된 도금층으로 형성되는 전자 장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 안테나 형성부는 상기 주변부보다 내측으로 더 돌출되어 있는 전자 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은 비도전성이었다가 미리 정해진 파장 대역의 레이저가 조사되면 도전성으로 변화되는 첨가물을 포함하는 수지재로 이루어져 있고,
    상기 제2 안테나는 도전성으로 변화된 첨가물에 결합된 도금층으로 상기 하우징에 위치하는 전자 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나에 적층되어 있는 전자 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 안테나는
    상기 제1 안테나의 일면에 결합되고 상기 적어도 하나의 제2 안테나 패턴이 위치하는 안테나 결합 기판을 더 포함하는 전자 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 안테나 결합 기판은 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer, LCP)를 포함하는 전자 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    서로 마주보고 있는 상기 제2 안테나 패턴과 상기 제1 안테나 패턴은 직접 접해 있는 전자 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    서로 마주보고 있는 상기 제2 안테나 패턴과 상기 제1 안테나 패턴 사이에 위치하여 서로 마주보고 있는 상기 제2 안테나 패턴과 상기 제1 안테나 패턴을 전기적으로 연결하는 컨택 부재
    를 더 포함하는 전자 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 사이에 위치하는 비도전성 재질을 더 포함하는 전자 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 상기 비도전성 재질을 통해 커플링되어 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 안테나는 가요성 구조물인 전자 장치.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 안테나는,
    연성 필름;
    상기 연성 필름의 일면에 형성되고, 비도전성이었다가 미리 정해진 파장 대역의 레이저가 조사되면 도전성으로 변화되는 첨가물을 포함하는 코팅층; 및
    상기 도전성으로 변환된 첨가물에 결합된 도금층을 포함하는 전자 장치.
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