なぜアップデートしたら圏外になるのか

それは、プロファイルの読み込みがうまくいかなくなるからでしょう。

例えばiPhoneにＡプランのsimを差し込むと、KDDI_LTE_jp_iPhone.ipccというキャリアバンドルファイルが読み込まれますが、それにはAPNとしてauのサーバー名が書かれています。

mineoのユーザーはauのAPNを利用できませんから、そのままではデータ通信できません。そのためmineoのAPNが書かれたプロファイルをインストールして、mineoのAPNサーバーが利用できるようにしています。つまり、auのキャリアバンドルファイルのAPNの項目に、mineoのAPNの内容が書かれたファイルをパッチで当てているような格好になっています。

iOSをバージョンアップすると、キャリアバンドルファイルも新しいバージョンのものになる場合が多く、ちょうどそのパッチを当てたものが一旦剥がされるような格好になります。だから、もう一度ネットワーク関係の設定を新しくし直してプロファイルを再インストールしないと安定してmineoのAPNに接続するようになりません。

大ざっぱに言えばこんな感じですかね。決してiPhoneそのものに問題があるとか、そういうことではありません。

okitaomoteさんが詳しく説明されておりますが、一つ補足を

これはaプランでしか起こらない現象でして、dプラン（docomo回線の他のMVNOも）ではiOSのアップデートをしてもそのような事にはなりません

ただし、MVNO回線が永久的にiPhoneで使えるかどうかという保障はありません

なので、アップデートがあるとMVNO各社のスタッフが急いで動作確認をする訳ですね

MVNOユーザーはiOSのアップデートがあってもしばらくは様子見するのが鉄則です
（特にメジャーアップデート時）