KR20170033523A - 금형 및 이를 이용한 안테나 제조방법 - Google Patents

Abstract

제조 공정을 단순화시켜 생산성을 향상시킬 수 있는, 안테나를 제조하기 위한 금형 및 이를 이용한 안테나 제조방법이 개시된다. 이러한 금형은 하부 몰드 및 상부 몰드를 포함한다. 상기 하부 몰드는, 안테나 패턴이 형성된 연성인쇄회로기판에 형성된 삽입구에 삽입되어 상기 연성인쇄회로기판을 고정하는 고정핀을 포함한다. 상기 상부 몰드는, 상기 하부 몰드가 밀착될 때, 상기 고정핀을 수용하는 수용홈, 상기 연성인쇄회로기판을 푸쉬하여 상기 하부 몰드에 밀착시키기 위한 푸쉬 돌출부 및 ㄷ자 형상으로 벤딩된 상기 연성인쇄회로기판이 수용되는 벤딩 캐비티를 포함한다.

Description

금형 및 이를 이용한 안테나 제조방법{MOLD AND METHOD OF MANUFACTURING AN ANTENNA USING THE SAME}

본 발명은 금형 및 이를 이용한 안테나 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히 제조 공정을 간단히 할 수 있는 금형 및 이를 이용한 안테나 제조방법에 관한 것이다.

휴대폰과 같은 이동통신단말기에는 안테나가 사용되며, 안테나는 단말기 몸체의 외부 또는 내부에 장착되어 외부의 장치와 무선으로 필요한 정보를 송수신할 수가 있다. 종래에는 원활한 무선통신을 위해 안테나가 외부로 노출되거나 필요에 따라서는 안테나 길이를 늘였다가 줄일 수 있는 구조를 사용하고 있다. 하지만, 안테나와 관련된 기술이 개발되면서, 안테나는 외부로 노출되기 보다는 내부에 내장되고 있으며, 내부의 다른 부품에 영향 없이 제 기능을 수행할 수 있도록 하기 위해서 많은 연구가 진행되고 있다.

이러한 연구 중에서, 금속의 안테나 방사체를 수지로 둘러싼 안테나들이 널리 사용되고 있다. 즉, 안테나 방사체를 금형 내부에 배치하고, 수지를 주입하여 이러한 안테나를 제조하였다. 이러한 방법을 통해서 안테나는 예컨대 스마트폰을 구성하는 성형 수지체와 일체로 형성된다.

보다 상세히, 이러한 금속의 안테나 방사체는 금속 플레이트를 펀칭하여 모양을 떼어내고, 급전 패드부를 내측으로 벤딩(bending)한 후, 금형 내부에 배치하고, 수지를 주입하여 안테나를 형성한다.

그런데, 국가마다 사용되는 주파수 대역이 상이하고, 그에 따라서 금속 안테나 패턴의 모양이 변화하게 되는데, 그에 따라서, 안테나 패턴을 지지하는 지지핀의 위치가 바뀌어야 하므로, 동일한 스마트폰의 경우에도 국가별로 별도의 금형이 요구된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 출원인은 출원번호 10-2015-0079841에서와 같이, 연성인쇄회로기판을 사용하여 안테나를 제조하는 방법을 제시하였다. 위 특허에 개시된 발명은 라운드 형의 모서리부에 형성되는 안테나의 경우, 연성인쇄회로기판을 라운드 형으로 형성하는 포밍(forming) 공정을 거치게 되어 공정이 증가하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 특허출원 제10-2015-0079841호

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공정을 단순화시켜 생산성을 향상시킬 수 있는, 안테나를 제조하기 위한 금형을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 이러한 금형을 이용하여 안테나를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 금형은 하부 몰드 및 상부 몰드를 포함한다. 상기 하부 몰드는, 안테나 패턴이 형성된 연성인쇄회로기판에 형성된 삽입구에 삽입되어 상기 연성인쇄회로기판을 고정하는 고정핀을 포함한다. 상기 상부 몰드는, 상기 하부 몰드가 밀착될 때, 상기 고정핀을 수용하는 수용홈, 상기 연성인쇄회로기판을 푸쉬하여 상기 하부 몰드에 밀착시키기 위한 푸쉬 돌출부 및 1회 이상 벤딩된 상기 연성인쇄회로기판이 수용되는 벤딩 캐비티를 포함한다.

또한, 상기 푸쉬 돌출부는 연성인쇄회로기판이 곡면으로 형성되는 부위에 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 푸쉬 돌출부의 돌출높이는, 안테나의 수지층 두께와 동일하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 벤딩 캐비티의 깊이는, 안테나의 수지층 두께와 상기 연성인쇄회로기판의 두께의 합과 동일하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 안테나 제조방법은, 고정핀이 형성된 하부 몰드, 및 상기 하부 몰드가 밀착될 때 상기 고정핀을 수용하는 수용홈, 상기 연성인쇄회로기판을 푸쉬하여 상기 하부 몰드에 밀착시키기 위한 푸쉬 돌출부 및 벤딩 캐비티를 포함하는 상부 몰드를 포함하는 금형을 이용하여 안테나를 제조하는 방법으로서, 안테나 패턴, 상기 안테나 패턴과 연결된 급전 패드부 및 삽입홀이 형성된 연성인쇄회로기판을, 상기 급전 패드부를 1회 이상 벤딩하는 단계와, 상기 고정핀이 상기 삽입홀에 삽입되도록 상기 1회 이상 벤딩된 연성인쇄회로기판을 하부 몰드에 배치시키는 단계와, 상기 상부 몰드 및 상기 하부 몰드가 서로 밀착되도록 결합시키는 단계, 및 상기 상부 몰드 및 상기 하부 몰드 사이의 캐비티 공간에 수지를 주입하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 연성인쇄회로기판은 ㄷ자 형상으로 벤딩할 수 있다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 금형 및 이를 이용한 안테나 제조방법에 의하면, 포밍 공정을 생략할 수 있어 공정의 단순화를 기할 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 푸쉬 돌출부는 연성인쇄회로기판이 곡면으로 형성되는 부위에 형성하는 경우, 연성인쇄회로기판이 몰드의 캐비티 내의 곡면부분으로 밀착이 용이하게 된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 금형에 의해 제조된 안테나를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 안테나를 위한 연성인쇄회로기판을 도시한 평면도이다.
도 3은 벤딩 공정을 거친 연성인쇄회로기판의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 금형에 벤딩 공정을 거친 연성인쇄회로기판이 배치된 모습을 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 의한 예시적인 일 실시예에 의한 안테나 제조방법을 도시한 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명타측서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 과장하여 도시한 것일 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, A와 B가'연결된다', '결합된다'라는 의미는 A와 B가 직접적으로 연결되거나 결합하는 것 이외에 다른 구성요소 C가 A와 B 사이에 포함되어 A와 B가 연결되거나 결합되는 것을 포함하는 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 금형에 의해 제조된 안테나를 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 금형에 의해 제조된 안테나(1000)는 안테나 패턴(110)이 형성된 연성인쇄회로기판(100)이 전면에 노출되도록 수지 성형체와 일체로 형성되어 있다. 예컨대, 수지 성형체는 스마트폰과 같은 개인단말기의 테두리 또는 커버를 구성할 수 있다. 따라서, 도시된 형상은 예시적인 형상일 뿐, 다른 어떠한 형상으로 제조될 수도 있다.

한편, 상기 수지 성형체는 디자인을 고려하여, 모서리 또는 에지부가 없는 라운드 타입으로 형성될 수 있다. 그에 따라서, 연성인쇄회로기판(100) 또한 라운드 타입으로 수지 성형체에 일체화된다.

도 2는 도 1의 안테나를 위한 연성인쇄회로기판을 도시한 평면도이고, 도 3은 벤딩 공정을 거친 연성인쇄회로기판의 측면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 연성인쇄회로기판(100)은 베이스 필름(120) 위에 형성된 안테나 패턴(110)을 포함하고 있다. 이러한 안테나 패턴(110)은 예시적인 것일 뿐 다양한 모향을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 적용되는 국가별로 최적의 형상을 갖도록 다양한 모습으로 변경될 수 있다.

한편, 상기 안테나 패턴(110)의 일단에는 급전 패드부(111)가 형성되어 있다. 상기 급전 패드부(111)는 안테나 패턴(110)이 수신한 전기적 신호를 전자부품에 인가하기 위한 접점이 되는 곳이다. 한편, 상기 연성인쇄회로기판(100)에는 삽입구(A)가 형성되어 있다. 상기 삽입구(A)의 위치는 이후 도 4를 참조로 설명될 금형(400)의 고정핀(421)에 대응하는 위치에 형성되며, 안테나 패턴(110)의 형상이 바뀌는 경우에도 위치가 변화되지 않는다.

대신 안테나 패턴(110)의 변경되는 경우, 연성인쇄회로기판(100)의 위치를 변경하여 이를 상기 삽입구(A)의 위치를 조정할 수 있다. 예컨대, 도면에서 삽입구(A)에 대응하는 위치에 안테나 패턴이 형성된 경우, 도시된 연성인쇄회로기판(100)의 폭을 증가시켜 안테나 패턴의 하부에 위치시킬 수 있다.

이와 같이, 금속의 안테나 방사체 대신, 안테나 패턴(110)이 형성된 연성인쇄회로기판(100)을 이용하는 경우, 주파수 대역이 상이한 여러 국가에 대응하기 위하여 안테나 패턴(110)이 변경되는 경우에도 동일한 금형을 이용하여, 도 1에서도시된 안테나(1000)를 형성할 수 있다.

이러한 급전 패드부(111)가 위치하는 연성인쇄회로기판(100)의 단부 영역에는 두 개의 벤딩(bending) 라인(a, b)가 존재한다. 이러한 두 개의 벤딩 라인(a, b)을 따라서, 도 3에서 도시된 바와같이, ㄷ자 형상으로 연성인쇄회로기판(100)을 벤딩한 후, 도 4에서 도시된 바와 같이, 금형 내부에 배치될 수 있다.

이때, 도 3에서 도시된 바와 같이, 안테나 패턴(110)이 외부에 위치하도록 연성인쇄회로기판(100)을 벤딩한다. 따라서, 상기 급전 패드부(111)는 안테나 패턴(110)과 반대방향을 향하게 된다.

도 4는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 금형에 벤딩 공정을 거친 연성인쇄회로기판이 배치된 모습을 도시한 개념도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 금형(400)은 하부 몰드(420) 및 상부 몰드(410)를 포함한다.

상기 하부 몰드(420)는, 안테나 패턴이 형성된 연성인쇄회로기판에 형성된 삽입구(도 2의 A)에 삽입되어 상기 연성인쇄회로기판을 고정하는 고정핀(421)을 포함한다.

한편, 도 2에서는 연성인쇄기판(100)에 하나의 삽입구(A)만을 도시하였으나, 하나 이상의 삽입구를 형성할 수도 있다. 이 경우, 하나 이상의 삽입구에 대응하도록 상기 하부 몰드(420)는 하나 이상의 고정핀(421)을 포함하도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 하나 이상의 고정핀(421)을 형성하는 경우, 연성인쇄회로기판(100)이 몰드(420) 내에서의 회전을 방지하여, 연성인쇄회로기판의 틀어짐을 방지할 수 있다.

한편, 상기 상부 몰드(410)는, 상기 하부 몰드(420)가 밀착될 때, 상기 고정핀(421)을 수용하는 수용홈(411), 상기 연성인쇄회로기판을 푸쉬하여 상기 하부 몰드에 밀착시키기 위한 푸쉬 돌출부(412) 및 1회 이상, 예컨대 ㄷ자 형상으로 벤딩된 상기 연성인쇄회로기판이 수용되는 벤딩 캐비티(430)를 포함한다.

상기 수용홈(411)의 깊이는 상기 상부 몰드(410)와 하부 몰드(420)가 밀착되었을 때, 상기 고정핀이 높이가 수용될 수 있도록 충분한 깊이로 형성된다.

상기 푸쉬 돌출부(421)는 상기 수용홈(411)을 감싸도록 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 푸쉬 돌출부(421)은 상기 수용홈(411)과 평면적으로 동심원이 되도록 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 푸쉬 돌출부(421)의 내측 경계는 상기 수용홈(411)의 외측 경계와 일치하도록 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 연성회로기판의 영역중, 상기 푸쉬 돌출부(421)에 의해서 눌리는 부분은 수지층으로 덮히지 않게 되므로, 가급적 푸쉬 돌출부(421)의 사이즈를 작게 하는 것이 바람직하기 때문이다.

이때, 상기 푸쉬 돌출부(421)의 돌출높이는, 도 1에서 도시된 안테나(1000)의 수지층(또는 플라스틱층) 두께와 동일하도록 형성될 수 있다. 역으로 이야기하면, 상기 푸쉬 돌출부(421)의 돌출높이 만큼, 상기 상부 몰드(410)의 하부면과 상기 하부 몰드(420)의 상부면이 이격되게 되므로, 이렇게 형성되는 캐비티에 수지가 주입되므로, 수지층의 두께와 동일할 수밖에 없게 된다.

한편, 상기 푸쉬 돌출부(421)는 연성인쇄회로기판이 곡면으로 형성되는 부위에 형성되는 것이 바람직하다. 앞서, 도 1에서 도시된 바와 같이, 안테나(1000)의 수지 성형구조체가 곡면으로 형성되는 경우, 금형(400) 내부에 연성인쇄회로기판을 배치시키면, 곡면부분이 들뜨게 된다. 따라서, 이렇게 들뜨는 부분을 상기 푸쉬 돌출부(421)가 푸쉬함으로써 이를 바로잡게 된다.

한편, 앞서 설명한 본 출원인의 선행출원에서는 연성인쇄회로기판을 포밍(forming)한 이후, 금형내부에 배치하는 공정을 필요로 하였다. 즉, 수지 성형구조체가 2방향 이상에서의 곡면(평면을 부분적으로 늘리지 않는 경우, 구부리는 것만으로 성형할 수 없는 곡면)인 경우, 연성인쇄회로기판에 열을 가하여 곡면으로 가공하는 포밍공정을 진행하였으나, 본 발명에서와 같이 푸쉬 돌출부(421)를 형성하고, 연성인쇄회로기판을 푸쉬하면서, 수지를 주입하는 경우, 고온의 금형(400) 및 수지의 사출압력에 의해서 포밍공정이 진행된다.

이에 따라서, 별도의 포밍공정을 생략할 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 벤딩 캐비티(430)의 깊이는, 안테나의 수지층 두께와 상기 연성인쇄회로기판의 두께의 합과 동일하도록 형성하는 것이 바람직하다.

ㄷ자 형상으로 벤딩된 연성인쇄회로기판에 대한 사출성형이 완료되어, 도 1에서 도시된 바와 같이 안테나(1000)가 제조된 경우, 도 2에서 도시된 연성인쇄회로기판(100)의 급전 패드부(111)는 외부로 노출되어야 하고, 또한 수지층으로 매워져서 들뜸이 없어야 한다.

그에 따라서, ㄷ자 형상의 내측 높이는 안테나의 수지층 두께와 동일하여야 하고, 또한 급전 패드부(111)의 상부로 수지가 주입되지 않도록 하려면, 상기 벤딩 캐비티(430)의 깊이는, 안테나의 수지층 두께와 상기 연성인쇄회로기판의 두께의 합과 동일하도록 형성하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 의한 예시적인 일 실시예에 의한 안테나 제조방법을 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 안테나 제조방법에 의하면, 도 2에서 도시된 바와 같이, 안테나 패턴(110)이 형성된 연성인쇄회로기판(100)을, 도 3에서 도시된 바와 같이, 벤딩 라인(a, b)을 절곡한다(단계 S510).

다음으로, 도 4에서 도시된 바와 같이, ㄷ자 형상으로 절곡된 연성인쇄회로기판을 금형(400) 내부에 배치한다(단계 S520). 이때, 상기 하부 몰드(420)의 고정핀(421)을 연성인쇄회로기판(100)의 삽입구(A)에 삽입시켜 고정한다.

다음으로, 상부 몰드(410) 및 하부 몰드(420)를 밀착시키고(단계 S530), 캐비티 내에 수지를 수입한다(단계 S540).

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 금형 및 이를 이용한 안테나 제조방법에 의하면, 포밍 공정을 생략할 수 있어 공정의 단순화를 기할 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 푸쉬 돌출부는 연성인쇄회로기판이 곡면으로 형성되는 부위에 형성하고, 상기 푸쉬 돌출부는 상기 수용홈을 감싸도록 형성하는 경우, 연성인쇄회로기판이 몰드의 캐비티 내의 곡면부분으로 밀착이 용이하게 된다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1000: 안테나
100: 연성인쇄회로기판
110: 안테나 패턴 120: 베이스필름
111: 급전 패드부
400: 금형
410: 상부 몰드 411: 수용홈
412: 푸쉬 돌출부
420: 하부 몰드 421: 고정핀
430: 벤딩 캐비티
A: 삽입구

Claims (6)

1. 안테나 패턴이 형성된 연성인쇄회로기판에 형성된 삽입구에 삽입되어 상기 연성인쇄회로기판을 고정하는 고정핀을 포함하는 하부 몰드; 및
   상기 하부 몰드가 밀착될 때, 상기 고정핀을 수용하는 수용홈, 상기 연성인쇄회로기판을 푸쉬하여 상기 하부 몰드에 밀착시키기 위한 푸쉬 돌출부 및 1회 이상 벤딩된 상기 연성인쇄회로기판이 수용되는 벤딩 캐비티를 포함하는 상부 몰드;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 푸쉬 돌출부는 연성인쇄회로기판이 곡면으로 형성되는 부위에 형성된 것을 특징으로 하는 금형.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 푸쉬 돌출부의 돌출높이는, 안테나의 수지층 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 금형.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 벤딩 캐비티의 깊이는, 안테나의 수지층 두께와 상기 연성인쇄회로기판의 두께의 합과 동일한 것을 특징으로 하는 금형.
   
5. 고정핀이 형성된 하부 몰드, 및 상기 하부 몰드가 밀착될 때 상기 고정핀을 수용하는 수용홈, 상기 연성인쇄회로기판을 푸쉬하여 상기 하부 몰드에 밀착시키기 위한 푸쉬 돌출부 및 벤딩 캐비티를 포함하는 상부 몰드를 포함하는 금형을 이용하여 안테나를 제조하는 방법으로서,
   안테나 패턴, 상기 안테나 패턴과 연결된 급전 패드부 및 삽입홀이 형성된 연성인쇄회로기판을, 상기 급전 패드부를 1회 이상 벤딩하는 단계;
   상기 고정핀이 상기 삽입홀에 삽입되도록 상기 1회 이상 벤딩된 연성인쇄회로기판을 하부 몰드에 배치시키는 단계;
   상기 상부 몰드 및 상기 하부 몰드가 서로 밀착되도록 결합시키는 단계; 및
   상기 상부 몰드 및 상기 하부 몰드 사이의 캐비티 공간에 수지를 주입하는 단계;
   를 포함하는 안테나 제조방법.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 연성인쇄회로기판은 ㄷ자 형상으로 벤딩하는 것을 특징으로 하는 안테나 제조방법.
   

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