KR101242676B1

KR101242676B1 - Built-in antenna for portable terminal

Info

Publication number: KR101242676B1
Application number: KR1020060051281A
Authority: KR
Inventors: 이인택; 박용현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2013-03-12
Also published as: KR20070117266A

Abstract

본 발명은 단말기의 내부에 설치되는 내장형 안테나 장치에 관한 것으로서, 상기 단말기의 내부에 설치되며, 안테나 모듈 칩이 실장되는 메인 보드와, 상기 메인 보드에 형성되며, 상기 안테나 모듈 칩과 소정의 도전성 패턴에 의해 전기적으로 연결되도록 설치되는 안테나 접점부 및 상기 안테나 접점부와 일단이 급전되도록 설치하되, 상기 메인 보드와 별도로 설치되는 소정의 안테나 방사 패턴을 갖는 가요성 인쇄회로를 포함하여, 메인 보드로의 직접적인 설치를 배제시킴으로써 단말기의 부품 실장 공간을 효율적으로 사용할 수 있으며, 안테나 방사체의 급전부를 별도의 솔더링 등의 공정 없이 메인 보드의 두께층 사이에 삽입하는 방식으로 고정하기 때문에 좀더 견고히 고정되어 단선 등에 따른 단말기의 오동작을 미연에 방지할 수 있다.The present invention relates to a built-in antenna device installed in the terminal, the main board is installed in the terminal, the antenna module chip is mounted, and formed on the main board, the antenna module chip and a predetermined conductive pattern An antenna contact portion is installed to be electrically connected by and a one end and the antenna contact portion is installed so as to feed, but includes a flexible printed circuit having a predetermined antenna radiation pattern is installed separately from the main board, By eliminating direct installation, the component mounting space of the terminal can be used efficiently, and the feeder of the antenna radiator is fixed in such a way as to be inserted between the thickness layers of the main board without a separate soldering process. The malfunction of the terminal can be prevented in advance.

단말기, 내장형, 안테나, 근거리, 블루투스, FPCB, 삽입, 급전 Terminal, Built-in, Antenna, Near-field, Bluetooth, FPCB, Insert, Feed

Description

Built-in antenna device of portable terminal {BUILT-IN ANTENNA FOR PORTABLE TERMINAL}

도 1은 본 발명에 따른 근거리 통신용 안테나 장치가 설치되는 위치를 도시한 휴대용 단말기의 사시도; 및1 is a perspective view of a portable terminal showing a position where the antenna device for short-range communication according to the present invention is installed; And

도 2는 본 발명에 따른 근거리 통신용 안테나 장치의 설치 예시도.Figure 2 is an installation example of a near field communication antenna device according to the present invention.

본 발명은 휴대용 단말기에 적용되는 내장형 안테나 장치(built-in antenna)에 관한 것으로서, 특히 기존의 메인 안테나 장치와 별도로 설치되는 근거리 통신용 안테나 방사체를 단말기 내부에 효율적으로 설치하기 위한 휴대용 단말기의 내장형 안테나 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a built-in antenna device applied to a portable terminal, and more particularly, to a built-in antenna device of a portable terminal for efficiently installing a near field communication antenna radiator installed separately from a conventional main antenna device. It is about.

최근들어, 블루투스(Bluetooth), WRAN(Wireless Regional Area Networks), NFC(Near Field Communication) 등 양한 대역을 별도로, 또는 공용으로 사용하는 휴대용 무선단말기가 점차 보급화되어감에 따라 다양한 기능과 디자인의 단말기가 등장하고 있다. 또한, 상기 단말기가 점차 소형화, 경박 단소화되어감과 동시에 그 기능의 다양성이 더욱 부각되고 있는 실정이다. 따라서, 상기와 같은 소비자의 욕구를 만족시키기 위해서는 기능을 유지 또는 향상시키면서 단말기의 부피를 줄여야 하는데 역점을 두고 있다.Recently, portable wireless terminals that use various bands such as Bluetooth, WRAN (Wireless Regional Area Networks), and NFC (Near Field Communication) separately or in common have become more and more popular. Is appearing. In addition, as the terminal becomes smaller and lighter and shorter, the variety of functions is more highlighted. Therefore, in order to satisfy the needs of the consumer as described above, there is an emphasis on reducing the volume of the terminal while maintaining or improving the function.

특히, 안테나 장치의 경우에 있어서, 단말기의 외부로 일정 길이만큼 돌출되도록 설치되는 로드 안테나(또는 휩 안테나) 및 헬리컬 안테나는 전방향 방사로 인한 우수한 특성이 구현되는 반면, 단말기의 낙하시 파손될 수 있는 가장 취약한 부분이 되며, 휴대성을 저하시키는 문제점을 야기시키게 된다. 따라서, 최근에는 단말기의 내부에 실장되는 플레이트 타입 내장형 안테나 모듈(소위 '인터널 안테나' 또는 '인테나' 라고 함)를 많이 사용하고 있으며, 상술한 내장형 안테나의 특성을 향상시킴과 동시에 조립성 및 생산성을 향상시키기 위하여 경주하고 있는 실정이다.In particular, in the case of the antenna device, the rod antenna (or whip antenna) and the helical antenna, which are installed to protrude to the outside of the terminal by a predetermined length, have excellent characteristics due to omnidirectional radiation, but may be damaged when the terminal falls. It is the most vulnerable part, causing a problem of deterioration in portability. Therefore, in recent years, a plate type built-in antenna module (so-called 'internal antenna' or 'intenna') that is mounted inside the terminal has been used a lot, while improving the characteristics of the built-in antenna as described above, and assembling and productivity The situation is racing to improve.

한편, 근래들어, 휴대용 단말기는 기본적인 통신 기능 이외에 무선 금융 결제, 단말기간의 근거리 데이터 통신(블루투스) 등 다양한 부가 기능을 겸비하고 있다. 상기 블루투스를 예로 들어 보면, 상기 블루투스는 근거리 무선 통신 수단으로 2.4GHz대역에서 동작하며, 단말기간의 데이터 통신이나, 이어마이크로폰과 단말기간의 무선 통신 등에 사용할 수 있을 것이다. 상술한 블루투스 기능을 수행하기 위하여, 단말기 내부에는 소정의 블루투스 칩(소자)가 실장되어야 하며, 블루투스 기능을 수행하기 위한 방사체를 포함하게 된다.In recent years, portable terminals have various additional functions such as wireless financial settlement and short-range data communication (Bluetooth) in addition to basic communication functions. Taking Bluetooth as an example, the Bluetooth may operate in the 2.4 GHz band as a short range wireless communication means, and may be used for data communication between terminals, or wireless communication between an ear microphone and a terminal. In order to perform the above-described Bluetooth function, a predetermined Bluetooth chip (element) must be mounted inside the terminal, and includes a radiator for performing the Bluetooth function.

상술한 블루투스용 방사체는 단말기의 송수신용으로 사용되는 RF용 방사체와 별도로 구비되어야 하는바, 기존에는 RF보드에 SMD타입으로 실장되었다. 상기 블루투스용 방사체로는 칩안테나(chip antenna) 및 플레이트 타입 모노폴 안테나를 주로 사용하였다.The above-mentioned Bluetooth radiator should be provided separately from the RF radiator used for the transmission and reception of the terminal, conventionally mounted as a SMD type on the RF board. As the Bluetooth radiator, a chip antenna and a plate type monopole antenna are mainly used.

그러나 상술한 바와 같이 칩 안테나를 사용할 경우 단말기 메인 보드상에 별도의 칩 안테나 실장공간을 확보해야 하므로 그만큼 단말기의 부피 증가가 예상되고 비교적 고가인 칩 안테나를 사용하기 때문에 단말기 제조 원가가 상승하는 문제점이 발생하게 되며, 플레이트 타입 안테나 역시 RF 안테나 주변에 설치되기 때문에 상호 간섭에 따른 방사 특성 저하를 해소하기 위한 복잡한 커플링 또는 artwork를 수행해야 하는 문제점이 발생하게 되었다. However, when using a chip antenna as described above, a separate chip antenna mounting space must be secured on the main board of the terminal, thus increasing the volume of the terminal and increasing the manufacturing cost of the terminal due to the use of a relatively expensive chip antenna. Since the plate-type antenna is also installed around the RF antenna, a problem arises in that a complex coupling or artwork must be performed to solve the deterioration of radiation characteristics due to mutual interference.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 메인 보드상에 별도의 실장 공간 없이 RF 방사체와 별도의 근거리 통신용 안테나 장치를 구현할 수 있도록 구성되는 휴대용 단말기의 내장형 안테나 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a built-in antenna device of a portable terminal configured to implement an RF radiator and a separate short-range communication antenna device without a separate mounting space on the main board to solve the above problems. have.

본 발명의 다른 목적은 메인 보드상에 별도의 안테나 실장 공간 없이 단말기의 기존 구성 프레임 내부의 여유 공간상에 부가하여 동작하도록 구현되는 휴대용 단말기의 내장형 안테나 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a built-in antenna device of a portable terminal that is implemented to operate in addition to the free space inside the existing configuration frame of the terminal without a separate antenna mounting space on the main board.

본 발명의 또 다른 목적은 메인 보드와 안테나 방사체간의 접접 부분에 솔더링 등의 물리적 접합 구조를 배제시키고, 메인 보드와 일체로 형성하여 단선 등으 로 인한 기기의 오동작을 미연에 방지하도록 구현되는 휴대용 단말기의 내장형 안테나 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to remove the physical bonding structure such as soldering in the contact portion between the main board and the antenna radiator, and formed integrally with the main board to prevent the malfunction of the device due to disconnection, etc. An internal antenna device is provided.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 단말기의 내부에 설치되는 내장형 안테나 장치에 있어서, 상기 단말기의 내부에 설치되며, 안테나 모듈 칩이 실장되는 메인 보드와, 상기 메인 보드에 형성되며, 상기 안테나 모듈 칩과 소정의 도전성 패턴에 의해 전기적으로 연결되도록 설치되는 안테나 접점부 및 상기 안테나 접점부와 일단이 급전되도록 설치하되, 상기 메인 보드와 별도로 설치되는 소정의 안테나 방사 패턴을 갖는 가요성 인쇄회로를 포함함을 특징으로 한다.In order to solve the above object, the present invention provides a built-in antenna device installed in the terminal, the main board is installed in the terminal, the antenna module chip is mounted, and the main board And an antenna contact portion installed to be electrically connected to the antenna module chip by a predetermined conductive pattern, and one end of the antenna contact portion is supplied to one end, and has a predetermined antenna radiation pattern installed separately from the main board. And a flexible printed circuit.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the case where it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 근거리 통신용 안테나 장치가 설치되는 위치를 도시한 휴대용 단말기의 사시도로써, 슬라이트 타입 단말기를 도시하고, 본 발명에 따른 안테나 방사체의 설치위치를 도시하고 있다. 그러나, 이에 국한되지 않으며, 폴더 타입 단말기, 일반 바 타입 단말기 등 다양한 형태의 단말기에 적용 가능할 것이다. 더욱이, 본 발명에서는 블루투스용 안테나 방사체의 설치를 예시하고 있으나, 블루투스용 방사체 뿐만 아니라, WRAN(Wireless Regional Area Networks)용 방 사체, NFC(Near Field Communication)용 방사체 등 근거리 통신을 위한 다양한 대역의 안테나 방사체가 하나 또는 그 이상 적용될 수 있을 것이다.1 is a perspective view of a portable terminal showing a location where an antenna device for short-range communication according to the present invention is installed, showing a slite type terminal, and showing an installation position of an antenna radiator according to the present invention. However, the present invention is not limited thereto and may be applied to various types of terminals such as a folder type terminal and a general bar type terminal. Furthermore, although the present invention exemplifies the installation of the antenna radiator for Bluetooth, the antenna of various bands for short-range communication such as a radiator for WRAN (Wireless Regional Area Networks), a radiator for NFC (Near Field Communication), as well as a radiator for Bluetooth. One or more emitters may be applied.

도 1에 도시한 바와 같이, 슬라이드 타입 단말기(100)는 메인 바디(110)와 상기 메인 바디(110)에서 일정 길이 만큼 슬라이딩되는 슬라이드 바디(120)를 포함한다. 상기 메인 바디(110)상의 상기 슬라이드 바디(120)가 개방되었을 때 보이는 면상에는 다수의 키버튼을 갖는 키패드 어셈블리(111)가 설치 된다. 상기 키패드 어셈블리(111)는 바람직하게도 3×4 키패드 어셈블리일 수 있을 것이다. 상기 키패드 어셈블리(111)의 하측에는 마이크로폰 장치(112)가 설치 된다.As shown in FIG. 1, the slide type terminal 100 includes a main body 110 and a slide body 120 sliding by a predetermined length from the main body 110. The keypad assembly 111 having a plurality of key buttons is installed on the surface visible when the slide body 120 on the main body 110 is opened. The keypad assembly 111 may preferably be a 3 × 4 keypad assembly. The microphone device 112 is installed below the keypad assembly 111.

상기 슬라이드 바디(120)상에는 디스플레이 장치(121)가 설치되며, 상기 디스플레이 장치(121)의 상부에는 스피커 장치(123)가 설치되고, 하측에는 네비게이션 키패드 어셈블리(미부호)가 설치된다. A display device 121 is installed on the slide body 120, a speaker device 123 is installed at an upper portion of the display device 121, and a navigation keypad assembly (unsigned) is installed at a lower side thereof.

또한, 본 발명에 따른 블루투스용 안테나 장치가 단말기(100)의 일측면에 설치될 수 있다. 본 실시예에서는, 미도시되었으나, 단말기 통신용 메인 안테나 모듈이 메인 바디의 메인 보드에 실장될 것이며, 별도의 근거리 통신용 안테나 방사체로써 단말기의 측면에 가요성 인쇄회로(FPCB; Flexible Printed Circuit Board)가 설치되어, 메인 보드의 타 부품 실장 공간을 좀더 확보할 수 있게 된다. 도 1의 A 부분에 실장되는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 이에 국한되지 않으며, 단말기의 형상에 따라 기존의 부품 설치 공간이 아닌 여유 공간으로 설치 위치의 변경이 가능할 것이며, 타측면에 또 다른 형태의 안테나 방사체가 추가적으로 설치되어도 무방할 것이다.In addition, the antenna device for Bluetooth according to the present invention may be installed on one side of the terminal (100). In the present embodiment, although not shown, the main antenna module for terminal communication will be mounted on the main board of the main body, and a flexible printed circuit board (FPCB) is installed on the side of the terminal as a separate near field communication antenna radiator. Thus, it is possible to secure more space for mounting other components of the main board. It would be desirable to mount it in part A of FIG. However, the present invention is not limited thereto, and the installation position may be changed to a free space instead of an existing component installation space according to the shape of the terminal, and another type of antenna radiator may be additionally installed on the other side.

도 2는 본 발명에 따른 근거리 통신용 안테나 장치의 설치 예시도로써, 도 1의 단말기의 메인 바디에 설치되는 메인 보드만을 도시하였다.2 is a diagram illustrating an installation of an antenna device for short-range communication according to the present invention, and shows only a main board installed in the main body of the terminal of FIG. 1.

도 2에 도시한 바와 같이, 메인 보드(10)에는 블루투스용 안테나 모듈 칩(11)이 설치된다. 더욱 바람직하게는 SMD 타입으로 실장되어 후술될 안테나 방사체(20)와 전기적으로 연결되는 구성을 갖는다.As shown in FIG. 2, the main board 10 is provided with an antenna module chip 11 for Bluetooth. More preferably it is mounted in the SMD type and has a configuration that is electrically connected to the antenna radiator 20 to be described later.

상기 메인 보드(10)의 안테나 모듈 칩(11)에서 메인 보드(10)의 테두리 근처까지 도전성 패턴(12)이 형성된다. 상기 도전성 패턴(12)의 단부에는 좀더 폭이 넓는 접점부(13)가 형성되는 것이 바람직하다. 이는 안테나 방사체(20)의 급전 부분(23)이 전기적으로 접속되기 용이하도록 유도할 것이다.The conductive pattern 12 is formed from the antenna module chip 11 of the main board 10 to near the edge of the main board 10. It is preferable that a wider contact portion 13 is formed at an end of the conductive pattern 12. This will induce the feed portion 23 of the antenna radiator 20 to be easily connected electrically.

본 발명에서는 안테나 방사체(20)로써 가요성 인쇄회로(FPCB; Flexible Printed Circuit Board)가 메인 보드(10)의 일측에 절곡되도록 설치되며, 절곡된 상대적으로 폭이 넓은 영역(21)에는 일정 형상의 방사 패턴(22)이 형성될 수 있을 것이다. 상기 급전 부분(23)은 상기 메인 보드(10)의 접점부(13)와 전기적으로 연결되는 부분으로써, 본 발명에서는 별도의 솔더링 또는 본딩 등의 공정을 사용하지 않았다. 이는 상술한 부착 방식이 단말기를 오랜 기간 사용함으로써 솔더링 부분의 부식, 단선 등의 문제점을 발생시키고, 결과적으로 단말기의 오동작을 유발시킬 수 있기 때문이다.In the present invention, as the antenna radiator 20, a flexible printed circuit (FPCB) is installed to be bent on one side of the main board 10, and the curved portion 21 has a predetermined shape in a relatively wide area 21. Radiation pattern 22 may be formed. The feed portion 23 is a portion electrically connected to the contact portion 13 of the main board 10, and in the present invention, a separate soldering or bonding process is not used. This is because the above-described attachment method may cause problems such as corrosion and disconnection of the soldering part by using the terminal for a long time, and as a result, may cause malfunction of the terminal.

따라서, 본 발명에서는 안테나 방사체(20)인 가요성 인쇄회로의 급전 부분(23)을 최초 메인 보드(10)의 형성시 두께층 사이에 삽입하는 방식으로 전기적으로 연결시킨다. 즉, 공지의 하드 타입 인쇄회로기판은 다층 구조로써 유전체와 도전층 등을 순차적으로 적층시켜 일정 두께를 갖는 하나의 메인 보드로 형성하는 바, 메인 보드의 두께층을 형성하는 과정 중에 상기 도전성 접점부(13)와 가요성 인쇄회로의 급전부(23)를 전기적으로 연결시키고, 메인 보드(10)의 나머지 형성 과정을 진행하게 되면 상기 안테나 방사체(20)인 가요성 인쇄회로는 별도의 부착 구조를 갖지 않으면서, 메인 보드(10)와 견고히 고정될 수 있는 것이다.Therefore, in the present invention, the feed portion 23 of the flexible printed circuit, which is the antenna radiator 20, is electrically connected in such a manner as to be inserted between the thickness layers when the main board 10 is initially formed. In other words, the known hard type printed circuit board has a multilayer structure, in which a dielectric and a conductive layer are sequentially stacked to form a single main board having a predetermined thickness, and the conductive contact portion is formed during a process of forming a thickness layer of the main board. Electrically connecting the feeder 23 of the 13 and the flexible printed circuit, and proceeding with the remaining forming process of the main board 10, the flexible printed circuit of the antenna radiator 20 has a separate attachment structure Without having, it can be firmly fixed with the main board (10).

상술한 메인 보드(10)에 형성되는 도전성 접점부(13)는 상기 가요성 인쇄회로인 안테나 방사체(20)의 급전부(23)와 직접 전기적으로 연결될 수도 있으나, 단말기의 설계상, 상기 접점부(13)와 급전부(23)간의 거리가 멀게 되면, 도 2에 도시한 바와 같이, 메인 보드(10)상에 형성되는 별도의 패턴(24)을 매개 연결 수단으로 사용하여 전기적으로 연결시킬 수 있을 것이다.The conductive contact 13 formed on the main board 10 may be directly electrically connected to the feeder 23 of the antenna radiator 20, which is the flexible printed circuit. When the distance between the 13 and the power feeding unit 23 is far, as shown in FIG. 2, a separate pattern 24 formed on the main board 10 may be electrically connected using the intermediate connecting means. There will be.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.Obviously, there are many ways within the scope of the claims to modify these embodiments. In other words, there can be many other ways in which the invention may be practiced without departing from the scope of the following claims.

본 발명에 따른 안테나 장치는 메인 보드로의 설치를 배제시켜 단말기의 부품 실장 공간을 효율적으로 사용할 수 있으며, 안테나 방사체의 급전부를 별도의 솔더링 등의 공정 없이 메인 보드의 두께층 사이에 삽입하는 방식으로 고정하기 때문에 좀더 견고히 고정되어 단선 등에 따른 단말기의 오동작을 미연에 방지하는 효과가 있다.The antenna device according to the present invention can effectively use the component mounting space of the terminal by eliminating the installation to the main board, the method of inserting the feeder of the antenna radiator between the thickness layer of the main board without a separate soldering process Because it is fixed to the more securely fixed to prevent the malfunction of the terminal due to disconnection, etc. in advance.

Claims

In the built-in antenna device installed in the terminal,

A main board installed inside the terminal and on which an antenna module chip is mounted;

An antenna contact portion formed on the main board and installed to be electrically connected to the antenna module chip by a predetermined conductive pattern; And

The antenna contact portion and one end is installed so as to feed, but includes a flexible printed circuit having a predetermined antenna radiation pattern is installed separately from the main board,

And a feed portion of the flexible printed circuit is electrically connected to an antenna contact portion of the main board in a manner of being inserted between the thickness layers of the main board.

delete

The method of claim 1,

Wherein the flexible printed circuit is located on one side of the main board, the built-in antenna device of the portable terminal, characterized in that finally installed to be fixed to one side of the terminal.

The method of claim 1, wherein

The pattern formed on the flexible printed circuit may include any one or two or more of an antenna radiator pattern for a Bluetooth, an antenna radiator pattern for a wireless regional area network (WLAN), and an antenna radiator pattern for a near field communication (NFC). Built-in antenna device of the portable terminal.