Development of embedded type antenna structure with NFC and WPC complex function

NFC 와 WPC 복합기능의 삽입형 안테나 복합체 개발

  • Received : 2018.11.17
  • Accepted : 2018.12.26
  • Published : 2018.12.31

Abstract

The objective of this study is to develop an embedded antenna structure with NFC and WPC composite functions. By selecting stable materials, the optimal component ratio of the polymer sheet was determined. The low cost embedded winding method compared to the existing FPCB was devised. During the winding process, characterization and process technology were developed. We also fabricated a ferrite mold to process the WPC grooves and developed the process technology for optimizing the WPC antenna. The following conclusions were obtained. (1) Optimum composition ratio was derived as Fe 87.5%, Si 7%, Al 5.5% and selected as the final material. (2) Optimal sheet conditions were derived from the experimental evaluation method and the experimental design method through the combination test of the optimized sheet and the conventional mass production FPCB. (3) According to coil diameter and inner diameter, Q value fluctuation, resistance value and efficiency fluctuation are obtained. Therefore, the most suitable coil condition is selected and Rx matching is performed. (4) The EMV load modulation test and the cognitive distance test of the polymer sheet and the ferrite sheet showed that the recognition distance of the polymer sheet at 1k and 4K was 32-33 mm and the recognition distance of the ferrite sheet at the same condition was 30-31 mm.

본 연구는 NFC와 WPC복합기능의 삽입형 안테나 구조체를 개발하기 위한 것이며, 안정성이 확보된 재료를 선택하여 폴리머시트의 최적의 성분비를 도출하였고 기존 FPCB 대비 저가의 임베디드 권선방법을 고안하여 폴리머시트에 직접권선을 하는 과정에서 특성평가 및 공정기술을 개발하였다. 또한 페라이트 금형을 제작하여 WPC홈을 가공하고 WPC안테나의 최적화를 위한 공정기술개발을 배양하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 폴리머시트의 원재료는 Fe-Si-Al로 구성되어 있으며 NFC와 WPC복합기능의 폴리머시트로 적용하기 위한 최적의 성분비를 Fe 87.5%, Si 7%, Al 5.5%로 도출하여 최종재료로 선택하였다. (2) 최적화된 시트와 기존 양산되는 FPCB와의 조합테스트를 통해서 실험평가방법 및 실험계획법에 의한 최적의 시트조건을 도출하였다. (3) 코일의 선경 및 내경의 크기에 따라서 Q값 변동과 저항값 및 효율변동이 되므로 가장 적합한 코일의 조건을 선정하여 Rx매칭을 할 수 있었으며 코일의 선경을 선택하는 실험과정에서 공정개발능력을 배양하였다.(4) 최적화된 시트와 임베디드와의 최적화 도출 및 평가를 위해서 폴리머시트와 페라이트시트의 EMV load modulation test 및 인지거리 테스트 결과 1k 및 4K에서 폴리머시트의 인식거리가 32-33mm가 형성되었고 동일조건의 페라이트시트의 인식거리는 30-31mm가 형성되었다.

Keywords

References

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