JP2017510196A - 3次元アンテナ装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、屈曲した基板を貫通して形成する3次元のアンテナ装置に関し、屈曲した基板、該基板の一側面に形成される第1アンテナパターン、前記一側面に対向して他側面に形成される第2アンテナパターン、及び前記第1アンテナパターンと前記第2アンテナパターンとを電気的に接続するアンテナ接続パターンを含む。

Description

本発明は、屈曲した基板を貫通して形成する3次元のアンテナ装置に関する。
携帯端末機は、必須の電子装置の1つとして位置付けられている。特に、携帯端末機のうち音声や映像通話を目的とする移動通信端末機が急速に発展しており、最近にはインターネット通信も可能なスマートフォンの形態に進化する勢いである。
携帯端末機は、本来の目的である携帯性を提供するため、ディスプレイを除いた他のモジュールの体積や重さを低減する方向に発展している。携帯端末機は、音声通話や映像通話を行うが、そのためにはアンテナを必須として具備しなければならない。
通信に用いるアンテナは、破損の恐れをなくし、携帯性向上のために端末の外部へ突出する突出型アンテナから端末内部に実装する内蔵型アンテナの形態として発展した。また、内蔵型アンテナは1つの周波数帯域で動作するものから2つ以上の周波数帯域、すなわち多重帯域で動作する形態に発展しながら、アンテナの実装空間を低減する方向に発展している。
本発明は、ハウジングの屈曲した面を3次元アンテナとして立体的に活用することで、携帯端末機の空間効率を高め、別途のアンテナ放射体金型なしに屈曲した形態のPCB(printed circuit board)だけで実現することが可能であるために開発リードタイムを短縮することができ、パターニング及びドリリングのように単純工程のみを用いるので製作単価を低減することができ、めっき及び射出不良を著しく低減することができる3次元アンテナ装置を提供しようとすることにその目的がある。
本発明の3次元アンテナ装置は、屈曲した(Curved)基板(PCB)、前記基板の一側面に形成される第1アンテナパターン、前記一側面に対向して他側面に形成される第2アンテナパターン、及び前記第1アンテナパターンと前記第2アンテナパターンとを電気的に接続するアンテナ接続パターンを含んでいてもよい。
一実施形態に係る3次元アンテナ装置は、前記第1アンテナパターンと前記第2アンテナパターンは所定間隔に離隔されることを特徴とする。
一実施形態に係る前記アンテナ接続パターンは、前記屈曲した基板の少なくとも一部を貫通することができる。
一実施形態に係る前記屈曲した基板は金型により形成されるリジッド(rigid)基板である。
一実施形態に係る前記リジッド(rigid)基板は、FR4及びFRPのうちの少なくとも1つの成分を含んでいてもよい。
一実施形態に係る3次元アンテナ装置は、伝導性物質の外部端子をさらに含み、前記外部端子は、前記第1アンテナパターン及び前記第2アンテナパターンのうちの少なくとも1つと電気的に接続していてもよい。
一実施形態に係る3次元アンテナ装置は、前記屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合する結合部を含んでいてもよい。
一実施形態に係る前記結合部は、前記携帯端末機のハウジングの一面に形成された凹凸に相応する形態の凹凸を含み、前記結合部の凹凸と前記ハウジングの凹凸とを結合して前記屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合していてもよい。
一実施形態に係る前記結合部は、接着式フィルムを含み、該接着式フィルムは、前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとの間で前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合させていてもよい。
一実施形態に係る前記結合部は、前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングを貫通するねじを含み、該ねじが締結されて前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合させていてもよい。
一実施形態に係る前記結合部は、融着方式を介して前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合させていてもよい。
一実施形態に係る前記結合部は、インサート射出方式を介して前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合させていてもよい。
一実施形態に係る3次元アンテナ装置製造方法は、屈曲した基板上にドリリングしてホールを形成する段階、前記形成されたホール及び前記屈曲した基板上の一側面と前記一側面に対向して他側面に電導性物質を印加する段階、前記屈曲した基板上の一側面と前記一側面に対向する他側面をエッチングしてパターニングする段階を含んでいてもよい。
一実施形態に係る前記ホールに印加される伝導性物質は、前記屈曲した基板の少なくとも一部を貫通する接続パターンを形成し、前記一側面と前記他側面に形成されるパターニングは、前記接続パターンにより電気的に接続されることができる。
本発明によれば、ハウジングの屈曲した面を3次元アンテナとして立体的に活用することで、携帯端末機の空間効率を高めることができる。
本発明によれば、別途のアンテナ放射体金型なしに、屈曲した形態のPCB(printed circuit board)だけで実現することが可能であるため開発リードタイムを短縮することができる。
本発明によれば、パターニング及びドリリングのように単純工程のみを用いるので、製作コストを低減することができ、めっき及び射出不良を著しく低減することができる。
本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る外部端子を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合するために必要な凹凸を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るねじ方式で屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合する実施形態を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るフィルム方式で屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合する実施形態を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るアンテナパターンのトップビューを示す図である。 本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置の形成方法を説明する図である。
以下、本発明に係る好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明の説明において、関連の公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に逸脱すると判断された場合は、その詳細な説明を省略することができるであろう。そして、本明細書に用いる用語(terminology)は、本発明の好適な実施形態を適切に表現するために用いる用語であって、これは、使用者、運用者の意図または本発明が属する分野の慣例などによって変化し得る。よって、これらの用語についての定義は、本明細書の全般にわたった内容に基づいてなされるべきである。各図面に提示した同じ参照符号は同じ部材を示す。
本発明と従来技術と比較した利点は添付図面を参照した詳細な説明と特許請求の範囲を介して明白になるでしょう。特に、本発明は、特許請求の範囲において詳しく指摘され、かつ明白に請求される。しかし、本発明は、添付図面と共に次の詳細な説明を参照することで最もよく理解され得る。図面において同一の参照符号は多様な図面を介して同一の構成要素を示す。
図1は、本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置100を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置100は、屈曲した基板110、基板110の一側面に形成される第1アンテナパターン120、一側面に対向して他側面に形成される第2アンテナパターン130、及び第1アンテナパターン120と第2アンテナパターン130を電気的に接続するアンテナ接続パターン140を含んでいてもよい。
従来には、基板の一側面だけに2次元でアンテナパターンが形成されたのに対して、本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置100は、X、Y軸に形成される従来の2次元アンテナパターンに加え、Z軸をさらに含むアンテナパターンを含んでいてもよい。
そのために、X、Y軸は、第1アンテナパターン120または第2アンテナパターン130に形成され、Z軸はアンテナ接続パターン140に形成されていてもよい。
アンテナ接続パターン140を介し、X、Y軸のアンテナパターンが必ずしも基板110の一側面だけに形成される必要はない。よって、本発明に係る本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置100は、第1アンテナパターン120と第2アンテナパターン130とが対向する側面にパターニングされていてもよい。また、第1アンテナパターン120と第2アンテナパターン130は、アンテナ接続パターン140を介して電気的に接続していてもよい。
第1アンテナパターン120と第2アンテナパターン130は、所定間隔に離隔されていてもよい。例えば、第1アンテナパターン120と第2アンテナパターン130は、0.2〜0.8mmの間隔を維持していてもよい。
アンテナ接続パターン140は、ビア(via)、ホール(hole)、ビアホール(via hole)、スルーホール(through hole)を介して形成されていてもよい。
また、屈曲した基板110は、金型により形成されるリジッド(rigid)基板である。
図2は、本発明の一実施形態に係る外部端子230を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置210は、携帯端末機のような製品のアンテナとして用いることができる。そのために、本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置210は、伝導性物質の外部端子230をさらに含んでもよく、インダクタ及びキャパシタ素子を含んでもよい。
伝導性物質の外部端子230は、第1アンテナパターン及び第2アンテナパターンのうちの少なくとも1つと電気的に接続していてもよい。
本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置210は、外部端子230を介して携帯端末機の他のモジュールから無線信号を受信してアンテナ220を介して外部に放出される。また、逆に外部の無線信号を、アンテナ220を介して収集し、外部端子230を介して携帯端末機の他のモジュールに伝達していてもよい。
また他の例として、外部端子230は、携帯端末機と連動するまた他の端末とのデータ送受信のためのインタフェースとして用いることもできる。
携帯端末機は、スマートフォンとして解釈されてもよく、3次元アンテナ装置210は、スマートフォンに内蔵されて音声データや通信データを送受信するアンテナの役割を行うことができる。
本発明に係る3次元アンテナ装置210は、屈曲した基板ファセットに表現されるアンテナパターンと、屈曲した基板を貫通する接続パターンを利用する3次元アンテナを含むが、スマートフォンの屈曲した側面または底面などに位していてもよい。
このように、本発明に係る3次元アンテナ装置210を用いると、ハウジングの屈曲した面を3次元アンテナで立体的に活用することで携帯端末機の空間効率が高めることができる。
図3は、本発明の一実施形態に係る屈曲した基板320と携帯端末機のハウジング310とを結合するために必要とする凹凸を説明する図である。
携帯端末機のハウジング410には、屈曲した基板420が結合されるが、この場合に結合部が利用される。
一実施形態に係る結合部は凹凸を含んでいてもよい。例えば、一実施形態に係る結合部は、携帯端末機のハウジングの一面に形成された凹凸に相応する形態の凹凸を含み、結合部の凹凸とハウジングの凹凸を結合する融着方式で前記屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合していてもよい。またインサート方式によって携帯端末機のハウジング410と結合していてもよい。
図3に示すように、屈曲した基板320は、携帯端末機のハウジング310と結合される側面に凹凸321が形成されていてもよい。また、携帯端末機のハウジング310は、凹凸321に相応する形状の凹凸311が形成されていてもよい。
凹凸311、321により屈曲した基板320は携帯端末機のハウジング310に結合され得る。
図4は、本発明の一実施形態に係るねじ方式で屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合する実施形態を説明する図である。
携帯端末機のハウジング410には、屈曲した基板420が結合されるが、この場合に結合部が利用される。
一実施形態に係る結合部は、ねじ421を含んでいてもよい。例えば、屈曲した基板420と携帯端末機のハウジング410を貫通するねじ421を含み、ねじ421が締結されて屈曲した基板420と携帯端末機のハウジング410とを結合していてもよい。
図5は、本発明の一実施形態に係るフィルム方式で屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合する実施形態を説明する図である。
携帯端末機のハウジング510には、屈曲した基板520が結合されるが、この場合に結合部が利用される。
一実施形態に係る結合部は接着式フィルム530を含んでいてもよい。例えば、一実施形態に係る結合部は接着式フィルム530を含み、接着式フィルム530は屈曲した基板520と携帯端末機のハウジング510との間で屈曲した基板520と携帯端末機のハウジング510とを結合していてもよい。
また他の例として、一実施形態に係る結合部は、融着方式を介して前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合していてもよい。それだけでなく、一実施形態に係る結合部は、インサート(insert)射出方式を介して前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合していてもよい。
図6は、本発明の一実施形態に係るアンテナパターンのトップビュー600を示す図である。
図6に示すように、一実施形態に係るアンテナパターン601は、屈曲した基板602の一側面と他側面にパターニングされてもよく、一側面及び他側面にパターニングされるパターンは、z軸方向、すなわち屈曲した基板602を貫通する方向の接続パターンを介して電気的に接続されて3次元のアンテナパターンを形成していてもよい。
よって、本発明に係るアンテナパターン601を含む3次元アンテナ装置を用いるとハウジングの屈曲した面を3次元アンテナで立体的に活用することで、携帯端末機の空間効率を高めることができる。
図7は、本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置の形成方法を説明する図である。
本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置の形成方法は、屈曲した基板上にドリリングしてホールを形成することができる(段階701)。便宜上に本明細書においては、ドリリングを介してホールを形成するものとして説明するが、段階701では、ビア(via)、ホール(hole)、ビアホール(via hole)、スルーホール(through hole)などを形成する多様な方法が用いられる。
本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置の形成方法は、形成されたホールに伝導性物質を印加して接続パターンを形成することができる。また、屈曲した基板上の一側面と一側面に対向して他側面に伝導性物質を印加することができる。屈曲した基板上の一側面と一側面に対向する他側面をx、y軸平面から見ると、ホールに形成される接続パターンはz軸として解釈することができる(段階702)。
また、本発明の一実施形態に係る3次元アンテナ装置の形成方法は、屈曲した基板上の一側面と一側面に対向する他側面をエッチングして予め指定されたアンテナパターンをパターニングすることができる(段階703)。
本発明に係る3次元アンテナ装置を用いることで、別途の金型なしに屈曲した形態のPCB(printed circuit board)だけで実現することができるので、開発リードタイムを短縮することができ、パターニング及びドリリングのような単純工程だけを用いるので、製作コストを低減することができる。また、本発明に係る3次元アンテナ装置を用いることで、パターニング及びドリリングのような単純工程だけが用いられるので、めっき及び射出不良を著しく低減することができる。
以上のように、実施形態がたとえ限定された実施形態と図面により説明されたが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば前記記載から多様な修正及び変形が可能である。例えば、説明の技術が説明方法と異なったプロセスで実行されるか、及び/または説明のシステム、構造、装置などの構成要素が説明方法と異なった形態で結合または組み合わせされるか、他の構成要素または均等物により対置されるか、置換されたとしても適切な結果が達成されるであろう。
よって、その他の実現、その他の実施形態、及び特許請求の範囲と均等なものなども後述する特許請求の範囲に属する。
本発明に係る3次元アンテナ装置は、別途の金型なしに屈曲した形態のPCB(printed circuit board)だけで実現可能なので、パターニング及びドリリングのような単純工程だけを用いることで、めっき及び射出不良を著しく低減することができる。
100 3次元アンテナ装置
110 屈曲した基板
120 第1アンテナパターン
130 第2アンテナパターン
140 アンテナ接続パターン
210 3次元アンテナ装置
220 アンテナ
230 外部端子
310 ハウジング
311 凹凸
320 屈曲した基板
321 凹凸
410 ハウジング
420 屈曲した基板
510 ハウジング
520 屈曲した基板
530 接着式フィルム
600 トップビュー
601 アンテナパターン
602 屈曲した基板

Claims (16)

  1. 屈曲した基板と、
    前記基板の一側面に形成される第1アンテナパターンと、
    前記一側面に対向して他側面に形成される第2アンテナパターンと、
    前記第1アンテナパターンと前記第2アンテナパターンとを電気的に接続するアンテナ接続パターンと、
    を含むことを特徴とする、3次元アンテナ装置。
  2. 前記第1アンテナパターンと前記第2アンテナパターンは、所定間隔に離隔されることを特徴とする、請求項1に記載の3次元アンテナ装置。
  3. 前記アンテナ接続パターンは、前記屈曲した基板の少なくとも一部を貫通することを特徴とする、請求項1に記載の3次元アンテナ装置。
  4. 前記屈曲した基板は、金型によって形成されるリジッド(rigid)基板であることを特徴とする、請求項1に記載の3次元アンテナ装置。
  5. 前記リジッド(rigid)基板は、FR4及びFRPのうちの少なくとも1つの成分を含むことを特徴とする、請求項4に記載の3次元アンテナ装置。
  6. 伝導性物質の外部端子をさらに含み、
    前記外部端子は、前記第1アンテナパターン及び前記第2アンテナパターンのうちの少なくとも1つと電気的に接続することを特徴とする、請求項1に記載の3次元アンテナ装置。
  7. インダクタとキャパシタ素子のうちの少なくとも1つをさらに含み、
    前記インダクタと前記キャパシタ素子のうちの少なくとも1つは、前記第1アンテナパターン及び前記第2アンテナパターンのうちの少なくとも1つと電気的に接続することを特徴とする、請求項1に記載の3次元アンテナ装置。
  8. 前記屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合する結合部を含むことを特徴とする、請求項1に記載の3次元アンテナ装置。
  9. 前記結合部は、
    前記携帯端末機のハウジングの一面に形成された凹凸に相応する形態の凹凸を含み、前記結合部の凹凸と前記ハウジングの凹凸とを結合して前記屈曲した基板と携帯端末機のハウジングとを結合することを特徴とする、請求項8に記載の3次元アンテナ装置。
  10. 前記結合部は、
    接着式フィルムを含み、前記接着式フィルムは、前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとの間で前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合させることを特徴とする、請求項8に記載の3次元アンテナ装置。
  11. 前記結合部は、
    前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングを貫通するねじを含み、前記ねじが締結されて前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合させることを特徴とする、請求項8に記載の3次元アンテナ装置。
  12. 前記結合部は、
    融着方式を介して前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合させることを特徴とする、請求項8に記載の3次元アンテナ装置。
  13. 前記結合部は、
    インサート射出方式を介して前記屈曲した基板と前記携帯端末機のハウジングとを結合させることを特徴とする、請求項8に記載の3次元アンテナ装置。
  14. 屈曲した基板上にドリリングしてホールを形成する段階と、
    前記形成されたホール及び前記屈曲した基板上の一側面と前記一側面に対向して他側面に電導性物質を印加する段階と、
    前記屈曲した基板上の一側面と前記一側面に対向する他側面をエッチングしてアンテナをパターニングする段階と、
    を含むことを特徴とする、3次元アンテナ装置製造方法。
  15. 前記ホールに印加される伝導性物質は、前記屈曲した基板の少なくとも一部を貫通する接続パターンを形成し、前記一側面と前記他側面に形成されるパターニングは、前記接続パターンにより電気的に接続されることを特徴とする、請求項14に記載の3次元アンテナ装置製造方法。
  16. 前記パターニングされたアンテナの一側面に電導性物質の外部端子を付着またはソルダリングする段階と、を含むことを特徴とする、請求項14に記載の3次元アンテナ装置製造方法。
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