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KR20170062293A - 방사체 프레임 및 그 제조방법 - Google Patents

방사체 프레임 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20170062293A
KR20170062293A KR1020150167926A KR20150167926A KR20170062293A KR 20170062293 A KR20170062293 A KR 20170062293A KR 1020150167926 A KR1020150167926 A KR 1020150167926A KR 20150167926 A KR20150167926 A KR 20150167926A KR 20170062293 A KR20170062293 A KR 20170062293A
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KR
South Korea
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radiator
antenna pattern
film
guide holes
frame
Prior art date
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KR1020150167926A
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English (en)
Inventor
이대규
Original Assignee
삼성전기주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 방사체 프레임은 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴부와 상기 안테나 패턴부와 회로기판을 전기적으로 연결하는 단자부를 구비하는 방사체, 상기 방사체의 일면에 부착되어 상기 안테나 패턴부의 형태를 유지하는 필름, 상기 필름이 부착된 상기 방사체가 일면 또는 내부에 배치되는 몰딩 프레임을 포함한다.

Description

방사체 프레임 및 그 제조방법 {RADIATOR FRAME AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 안테나 패턴이 매립되는 방사체 프레임 및 방사체 프레임의 제조방법에 관한 것이다.
무선 통신을 지원하는 핸드폰, PDA(Personal Digital Assistant), 네비게이션, 노트북 컴퓨터 등의 이동통신 단말기는 현대사회에서 없어서는 안 될 중요한 장치이다. 상기 이동통신 단말기는 CDMA(Code Division Multiple Access), 무선랜, GSM(Global System for Mobile Communications), DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 등의 기능이 부가되는 추세로 발전하고 있으며, 이들 기능을 가능하게 하는 중요한 부품 중 하나가 안테나가 될 수 있다.
외장형 타입의 안테나는 외부의 충격에 취약한 문제점을 가지고, 내장형 타입의 안테나는 단말기 자체의 부피를 증가시키는 문제점을 가진다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 이동통신 단말기와 안테나를 일체화시키기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
안테나를 이동통신 단말기의 기구물에 일체화 시키는 방법으로 방사체를 인서트 사출 성형하여 방사체 프레임을 형성하는 방안이 이용되고 있다. 다만, 방사체 재질의 특성에 의한 스프링백(spring back) 현상은 제조 공정의 효율화 및 안테나의 성능 개선에 제약으로 작용한다.
한국공개특허 제10-2011-0097415호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사체의 스피링백 현상을 방지하여 방사체가 안정적으로 매립된 방사체 프레임 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임은 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴부와 상기 안테나 패턴부와 회로기판을 전기적으로 연결하는 단자부를 구비하는 방사체, 상기 방사체의 일면에 부착되어 상기 안테나 패턴부의 형태를 유지하는 필름, 및 상기 필름이 부착된 상기 방사체가 일면 또는 내부에 배치되는 몰딩 프레임을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임 제조방법은 방사체 원판을 타발하여 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴부와 상기 안테나 패턴부와 회로기판을 전기적으로 연결하는 단자부를 구비하는 방사체를 제공하는 단계, 상기 방사체의 일면에 안테나 패턴부의 형태를 유지하도록 필름을 부착하는 단계, 상기 필름이 부착된 상기 방사체를 상부 또는 하부 금형의 내부공간에 배치하는 단계, 및 상기 상부 및 하부 금형을 합형하고 수지재를 충진하여 상기 방사체를 인서트 사출 성형한 몰딩 프레임을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임 및 이의 제조방법은 방사체를 금형에 배치하는 공정을 효율화할 수 있고, 사출 성형시 발생할 수 있는 불량률을 감소시키는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임이 이동통신 단말기의 케이스에 결합되는 형상을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임을 이용하여 제조된 이동통신 단말기의 모습을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임이 포함하는 방사체에 필름이 부착되는 형상을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임이 포함하는 방사체에 필름이 부착된 형상을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4의 Ⅰ영역을 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임 제조방법에서 방사체를 제공하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임 제조방법에서 몰딩 프레임을 형성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사체 프레임 제조방법에서 몰딩 프레임을 형성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.
또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임이 이동통신 단말기의 케이스에 결합되는 형상을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임을 이용하여 제조된 이동통신 단말기의 모습을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임이 결합되는 전자 기기의 일 예인 이동통신 단말기(200)는 방사체 프레임(100), 하우징(210), 및 회로 기판(220)을 포함한다.
하우징(210)은 이동통신 단말기(200)의 외관을 형성하는 부재로서 프론트 케이스(211)와 리어 커버(212)를 포함할 수 있다.
프론트 케이스(211)에는 이동통신 단말기(200)의 구동을 위한 각종 전자소자 및 회로 기판(220)이 결합될 수 있다.
또한, 프론트 케이스(211)의 일측에는 방사체 프레임(100)이 결합될 수 있으며, 방사체 프레임(100)의 상측에는 리어 커버(212)가 결합될 수 있다. 프론트 케이스(211)와 리어 커버(212)는 결합하여 내부 공간을 형성하며, 상기 내부 공간에는 전자 기기의 구동에 필요한 각종 전자소자, 방사체 프레임(100), 및 회로 기판(220)이 장착될 수 있다.
리어 커버(212)는 방사체 프레임(100)의 상측으로 결합되어, 방사체 프레임(100)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 프론트 케이스(211)와 리어 커버(212)는 착탈 가능하게 결합되며, 일 예로써 리어 커버(212)는 프론트 케이스(211)에 후크 결합될 수 있다.
한편, 프론트 케이스(211)와 리어 커버(212)는 플라스틱 재질로 구비될 수 있으며, 예를 들어 수지재(resin)를 몰드 사출 성형하여 구비될 수 있다. 다만, 프론트 케이스(211)와 리어 커버(212)의 재질은 한정되지 않으며, 전자 소자, 방사체 프레임(100), 및 회로 기판(220)을 내부에 수용할 수 있는 구조이면 다양하게 변경될 수 있다.
회로 기판(220)은 해당 기술 분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어, 세라믹 기판 또는 인쇄회로 기판(PCB)) 등이 채용될 수 있다.
회로 기판(220)의 일면에는 적어도 하나의 전자부품이 실장될 수 있으며, 전자부품을 실장하기 위한 실장용 전극이나 실장용 전극들 상호간을 전기적으로 연결하는 배선패턴이 구비될 수 있다. 여기서 회로 기판(220)은 복수의 층으로 형성된 다층 회로 기판 일 수 있으며, 각 층 사이에는 각 층간을 전기적으로 연결하기 위한 도전성 비아(미도시)가 구비될 수 있다.
회로 기판(220)에는 방사체(110)와의 연결을 위한 단자(221)가 구비될 수 있다. 방사체(110)는 회로 기판(220)의 단자(221)와 전기적으로 연결됨으로써 외부에서 수신된 신호를 회로 기판(220)에 전달하거나 회로 기판(220)으로부터 수신된 신호를 외부로 전달하여 안테나로서 기능할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임이 포함하는 방사체에 필름이 부착되는 형상을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임이 포함하는 방사체에 필름이 부착된 형상을 도시한 사시도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임을 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임(100)은 방사체(110), 필름(120) 및 몰드 프레임(130)을 포함한다.
방사체(110)는 안테나 패턴부(111), 단자부(112)를 포함한다. 또한, 복수의 제1 가이드홀(113)을 포함할 수 있다.
방사체(110)는 알루미늄이나 구리 등의 도전체로 제작될 수 있으며, 외부 신호를 수신하여 전자 기기 내에 구비되는 신호 처리장치(미도시)로 전달하거나 전자 기기의 신호를 외부 수신처로 전달한다.
방사체(110)는 안테나 패턴부(111)와 연결 단자부(112)가 각각 절곡되어 3차원 구조로 이루어질 수 있다.
안테나 패턴부(111)는 신호를 송신하거나 수신할 수 있고, 다양한 대역의 외부신호를 수신하기 위해 미앤더 라인(Meander line) 형상으로 제작될 수 있다.
단자부(112)는 수신된 신호를 전자 기기에 전송하거나 전자 기기로부터 출력되는 신호를 외부로 전송하기 위해 안테나 패턴부(111)와 회로 기판(220, 도 2)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 단자부(112)는 몰드 프레임(130)에 매립되지 않고, 안테나 패턴부(111)가 형성된 일면의 반대면에서 노출될 수 있다. 또한, 단자부(112)는 안테나 패턴부(111)와 다른 평면상에서 형성될 수 있다.
단자부(112)가 상기 회로 기판의 단자(221, 도 2)와 접속됨으로써 상기 전자 기기에 장착되는 방사체 프레임(100)이 전자 기기에서의 안테나 성능 구현이 가능할 수 있다. 이때, 단자부(112)는 상기 단자와 탄성 접촉되어, 연결 동작의 신뢰성을 확보할 수 있다.
상기 복수의 제1 가이드홀(113)은 금형의 가이드 핀에 장착될 수 있다.
구체적으로, 금형의 가이드 핀이 상기 복수의 제1 가이드홀(113)에 끼워지므로, 방사체(110)는 사출 진행시 금형의 방사체를 금형의 내부 공간에 고정될 수 있다. 즉, 복수의 제1 가이드홀(113)은 방사체(110)를 금형에 안정적으로 배치할 수 있도록 하여 사출 진행시 방사체(110)의 움직임을 방지할 수 있다.
필름(120)은 방사체(110)의 일면에 부착되어 안테나 패턴부(111)의 형태를 유지하고, 방사체(110)의 스프링백 현상을 방지할 수 있다. 구체적으로, 필름(120)은 방사체(110)가 금형의 내부공간에 배치되는 공정 및 사출 진행시 안테나 패턴부(111)의 형태를 유지하므로, 작업자는 방사체(110)를 금형의 내부공간에 안정적으로 배치할 수 있다.
또한, 필름(120)이 부착된 방사체(110)가 금형의 내부공간에 용이하게 배치될 수 있도록 필름(120)은 금형의 코어에 결합 가능한 형태를 가질 수 있고, 방사체(110)를 금형에 배치하는 공정의 자동화를 위한 형태를 가질 수 있다.
이에 따라, 방사체를 금형에 배치하는 공정이 효율화 될 수 있고, 사출 성형시 발생할 수 있는 불량률을 감소될 수 있다.
또한, 상기 필름(120)은 금형의 가이드 핀에 장착되는 복수의 제2 가이드홀(121)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 가이드홀(121)은 상술한 복수의 제1 가이드홀(113)의 기능을 가질 수 있다. 이에 더하여, 복수의 제2 가이드홀(121)은 복수의 제1 가이드홀(113)에 장착되도록 경계가 돌출된 형태를 가질 수 있다. 상기 형태는 도 6을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
몰드 프레임(130)은 사출 구조물로 상기 필름(120)이 부착된 상기 방사체(110)를 일면 또는 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드 프레임(130)은 방사체(110)를 인서트 사출 성형하여 제조될 수 있다.
또한, 몰드 프레임(130)은 안테나 패턴부(111)가 몰드 프레임(130)의 일면 측으로 노출되고 단자부(112)가 상기 일면의 반대면인 타면으로 노출되도록 형성될 수 있다. 또는, 몰드 프레임(130)은 안테나 패턴부(111)가 몰드 프레임(130)의 일면 측으로 매립되고 단자부(112)가 상기 일면의 반대면인 타면에 노출되도록 형성될 수 있다.
안테나 패턴부(111)가 몰드 프레임(130)의 일면 측으로 매립되는 경우 안테나 패턴부(111)는 몰드 프레임(130)의 일면으로부터 0.2mm 이격되어 매립될 수 있다.
여기서 몰드 프레임(130)의 일면이라 함은 리어 커버(212, 도 2)와 대향하는 면을 의미하고, 타면이라 함은 몰드 프레임(130)에 있어서, 회로 기판(220, 도 2)과 대향하는 면을 의미한다.
도 6은 도 4의 Ⅰ영역을 확대한 도면이다.
도 6을 참조하면, 필름(120)은 복수의 제2 가이드홀(121)을 포함할 수 있고, 복수의 제2 가이드홀(121)은 방사체(110)의 복수의 제1 가이드홀(113)에 장착되도록 경계가 돌출된 형(즉, 엠보 형태)를 가질 수 있다.
이러한 엠보 형태는 방사체(110)와 방사체(110)에 부착되는 필름(120)간의 얼라인(align)을 정확하게 유도하여 필름(120)을 방사체(110)에 부착하는 공정을 효율화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임 제조방법에서 방사체를 제공하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임 제조방법에서 몰딩 프레임을 형성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임(100, 도 5)의 제조 방법은 방사체(110)를 제공하는 단계, 방사체(110)의 일면에 필름(120)을 부착하는 단계, 방사체를 금형의 내부공간에 배치하는 단계, 및 몰딩 프레임(130)을 형성하는 단계를 포함한다.
이하에서는 도 7 및 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 프레임의 제조방법을 단계별로 설명한다.
방사체(110)를 제공하는 단계에서 방사체 원판(10)을 타발하여 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴부(111)와 상기 안테나 패턴부(111)와 회로기판을 전기적으로 연결하는 단자부(112)를 구비하는 방사체(110)가 제공된다.
상기 방사체(110)는 안테나 패턴부(111)와 단자부(112)를 각각 절곡하여 3차원 구조로 이루어질 수 있다. 또한, 방사체(110)는 금형의 가이드 핀(830)에 장착되는 복수의 제1 가이드홀(113)을 포함할 수 있다.
이와 같은 방사체(110)를 제공한 후, 방사체(110)의 일면에 필름(120)을 부착하는 단계에서 상기 방사체(110)의 일면에 안테나 패턴부(111)의 형태를 유지하도록 필름(120)을 부착한다. 또한, 필름(120)은 금형의 가이드 핀(830)에 장착되는 복수의 제2 가이드홀(121)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 제2 가이드홀(121)은 복수의 제1 가이드홀(113)에 장착되도록 경계가 돌출된 형태를 가질 수있다.
다음으로, 방사체(110)를 금형의 내부공간에 배치하는 단계에서 필름(120)이 부착된 방사체(110)를 상부 금형(810) 또는 하부 금형(820)의 내부공간에 배치한다. 이때, 필름(120)에 의해 방사체(120)의 스프링백 현상이 방지되므로 작업자는 방사체(120)를 금형의 내부공간에 안정적으로 배치할 수 있다.
방사체(110)가 상기 내부공간에 안정적으로 배치된 후, 몰딩 프레임(130)을 형성하는 단계에서 상부 금형(810) 및 하부 금형(820)을 합형하고 수지재를 충진할 수 있다. 이에 따라, 상기 방사체(110)는 인서트 사출 성형되어 몰딩 프레임(130)이 형성될 수 있다. 또한, 몰딩 프레임(130)은 단자부(112)가 타면으로 노출되고 안테나 패턴부(111)가 상기 타면의 반대면인 일면으로 노출되도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 필름(120)은 상기 수지재와 재질이 동일하거나, 상기 수지재보다 녹는점이 낮은 재질로 구성될 수 있다. 이와 같은 필름(120)은 사출 진행시 상기 내부공간에 수지재를 주입하면 충진된 수지재와 일체화 되거나 녹게 되어 제조된 방사체 프레임의 외면으로 어떠한 형상을 남기지 않게 된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사체 프레임 제조방법에서 몰딩 프레임을 형성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 몰딩 프레임(130)을 형성하는 단계에서 상부 금형(910) 및 하부 금형(920)을 합형하고 수지재를 충진하여 몰딩 프레임(130)이 형성될 수 있다. 이때, 몰딩 프레임(130)은 단자부(112)가 타면으로 노출되고 안테나 패턴부(111)가 상기 타면의 반대면인 일면 측에서 매립되도록 형성될 수 있다.
이외의 단계들은 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 방사체 프레임 제조방법으로부터 이해될 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
210: 하우징
211: 프론트 케이스
212: 리어 커버
220: 회로 기판
100: 방사체 프레임
110: 방사체
111: 안테나 패턴부
112: 단자부
120: 필름
130: 몰드 프레임

Claims (11)

  1. 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴부와 상기 안테나 패턴부와 회로기판을 전기적으로 연결하는 단자부를 구비하는 방사체;
    상기 방사체의 일면에 부착되어 상기 안테나 패턴부의 형태를 유지하는 필름;
    상기 필름이 부착된 상기 방사체가 일면 또는 내부에 배치되는 몰딩 프레임
    을 포함하는 방사체 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방사체는 금형의 가이드 핀에 장착되는 복수의 제1 가이드홀을 포함하고,
    상기 필름은 상기 가이드 핀에 장착되는 복수의 제2 가이드홀을 포함하는 방사체 프레임.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제2 가이드홀은 상기 복수의 제1 가이드홀에 장착되도록 경계가 돌출된 방사체 프레임.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩 프레임은 상기 단자부가 타면으로 노출되고 상기 안테나 패턴부가 상기 타면의 반대면인 일면으로 노출되도록 형성되는 방사체 프레임.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩 프레임은 상기 단자부가 타면으로 노출되고 상기 안테나 패턴부가 상기 타면의 반대면인 일면 측에서 매립되도록 형성되는 방사체 프레임.
  6. 방사체 원판을 타발하여, 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 패턴부와 상기 안테나 패턴부와 회로기판을 전기적으로 연결하는 단자부를 구비하는 방사체를 제공하는 단계;
    상기 방사체의 일면에 안테나 패턴부의 형태를 유지하도록 필름을 부착하는 단계;
    상기 필름이 부착된 상기 방사체를 상부 또는 하부 금형의 내부공간에 배치하는 단계; 및
    상기 상부 및 하부 금형을 합형하고 수지재를 충진하여 상기 방사체를 인서트 사출 성형한 몰딩 프레임을 형성하는 단계;
    를 포함하는 방사체 프레임 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 방사체는 금형의 가이드 핀에 장착되는 복수의 제1 가이드홀을 포함하고,
    상기 필름은 상기 가이드 핀에 장착되는 복수의 제2 가이드홀을 포함하는 방사체 프레임 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 제2 가이드홀은 상기 복수의 제1 가이드홀에 장착되도록 경계가 돌출된 방사체 프레임 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 필름은 상기 수지재보다 녹는점이 낮은 재질로 구성되는 방사체 프레임 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 몰딩 프레임은 상기 단자부가 타면으로 노출되고 상기 안테나 패턴부가 상기 타면의 반대면인 일면으로 노출되도록 형성되는 방사체 프레임 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 몰딩 프레임은 상기 단자부가 타면으로 노출되고 상기 안테나 패턴부가 상기 타면의 반대면인 일면 측에서 매립되도록 형성되는 방사체 프레임 제조방법.



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