CN106165032A - 无线充电板和装置 - Google Patents

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裴硕
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Abstract

本发明涉及一种无线充电板，包括：线圈图案；软磁层，所述线圈图案被布置在所述软磁层的一个表面上；以及散热层，所述散热层被布置在所述软磁层的另一表面上，所述散热层包括第一波状的图案部分。

Description

无线充电板和装置
技术领域
本发明的实施例涉及一种无线充电板和一种装置。
背景技术
近场通信(NFC)是一种射频识别(RFID)技术，并且是一种使用13.56MHz的频带的智能卡式非接触通信技术。无线电源转换(WPC)是一种无线充电技术，并且是一种短距离下利用磁耦合而无需电接触来给电池充电的非接触充电技术。
NFC作为新一代近场通信技术已受到关注，这是由于该技术使电子装置之间的无线通信在低功率短距离下成为可能，而且由于通信距离短和价格低而具有较优的安全性。并且，NFC与智能卡相比具有双向性、存储内存空间大以及适用服务范围广的优点。WPC具有利用磁耦合而无需额外电接触来给电池充电以及适用于为各领域中的电池充电的优点。
NFC和WPC各***中的天线包括具有预定面积的线圈并从阅读器接收运行微芯片所需的能量。
磁场由在初级线圈中生成的交流(AC)电源能量(power energy)形成，通过流经所述天线的线圈的AC电源能量来感应出(induced)电流，并且由于所述天线的电感(inductance)而生成电压。以该方式生成的电压被用作数据传输的电能或用于给电池充电。
然而，根据相关技术，为次级线圈的接收器包括软磁层上的线圈，并且当在线圈上感应出电流时，该线圈和该软磁层会产生热量。因此，需要一个有效散热的方案。
发明内容
技术问题
本发明旨在通过在散热层与软磁层之间包括不平整图案来使接触面面积最大化，从而可提高散热层与软磁层之间的粘合力，并且可将线圈图案和软磁层中产生的热量通过散热层更加有效地散发至外部。
本发明还旨在将电池的壳体用作散热层，从而可通过散热层与软磁层之间的不平整图案抑制软磁层与电池之间的电磁干扰，并保持高的磁导率，以便进一步提高从发射器至接收器的充电效率。
技术方案
本发明的一个方面是提供一种无线充电板，包括线圈图案；软磁层，所述软磁层具有一侧，在该侧上设置有所述线圈图案；以及散热层，所述散热层设置在所述软磁层的另一侧上，并且包括第一不平整图案部分。
有益效果
根据本发明的实施例，不平整图案被包含在散热层与软磁层之间，从而可使接触面面积最大化，能提高散热层与软磁层之间的粘合力，并且可将线圈图案和软磁层中产生的热量通过散热层更加有效地散发至外部。
另外，根据本发明的实施例，将电池的壳体用作散热层，从而可通过所述散热层和所述软磁层之间的不平整图案来抑制所述软磁层和所述电池之间的电磁干扰，并保持高的磁导率，使得进一步提高从发射器至接收器的充电效率。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的无线电源转换(WPC)***的截面图；
图2是根据本发明的实施例的无线充电板的顶视图；
图3-8是根据本发明的各实施例的形成于散热层与软磁层(soft magneticlayer)之间的不平整的(uneven)图案部分的截面图。
具体实施方式
在下文中，将对本发明的示例性实施例进行详细的描述。然而，当确定与本发明相关的公知的功能或结构的详细描述会不必要地使实施例描述中的发明的主题模糊不清时，将省略该详细描述。另外，为了说明的目的，附图中元件的尺寸可能被夸大，而并非指的是实际应用的尺寸。
图1是根据本发明的实施例的无线电源转换(WPC)***的截面图。
将参照图1对根据本发明的实施例的无线充电装置和无线充电板进行描述。
如图1所示，根据本发明的实施例的WPC***包括发射器(transmitter)200和接收器100。发射器200和接收器100中的每个可以是根据本发明的实施例的无线充电装置。
发射器200和接收器100各包括线圈图案110和线圈图案210。当给发射器200的线圈图案210供电，并且交流电流(AC)流经线圈图案210时，由于电磁感应，在与发射器200物理分离的接收器100的线圈图案110中感应出AC。
使用接收器100中感应出的AC进行电池充电(未显示)。
同时，在WPC***的情况下，发射器200可以是传输垫(transmission pad)，接收器100可以是应用WPC技术的便携式移动终端设备、家用/个人电子产品、或运输单元等中的一部分。
而且，应用WPC技术的便携式移动终端设备、家用/个人电子产品或运输单元等可以仅包括接收器100或者既包括发射器200又包括接收器110.
而且，在近场通信(NFC)***的情况下，发射器200可以是阅读器，接收器100可以是标签。
同时，发射器200可以包括设置在壳体250中的软磁层220和线圈图案210。
而且，接收器100包括容纳在壳体140中的无线充电板，且该无线充电板包括线圈图案110、软磁层120、以及散热层130.
线圈图案110可以使用软磁层120上的线圈进行配置。在这种情况下，线圈图案110可以具有线圈被缠绕3匝或4匝的形状。软磁层120具有其上设置有线圈图案110的一侧和其上设置有散热层130的另一侧。
在这种情况下，软磁层120可以是选自由非晶态合金带、纳米晶带材、以及硅钢板组成的组中的一种。
根据本发明的实施例的散热层130将线圈图案110、软磁层120以及电池(未显示)中产生的热驱散。
散热层130可以是电池的壳体。包含选自由镍(Ni)、铁(Fe)、铝(Al)、铜(Cu)、锡(Sn)、锌(Zn)、钨(W)以及银(Ag)组成的组中的至少一种的金属材料可以用于形成散热层130。
第一不平整(uneven)图案部分131被包含在具有上述配置的散热层130中。
在这种情况下，由于散热层130的第一不平整图案部分131，对应于该第一不平整图案部分131的第二不平整图案部分121可以形成在软磁层120上。
同时，第一不平整图案部分131和第二不平整图案部分121中的至少一个的截面可以具有包括圆形、多边形等的各种形状。
第一不平整图案部分131具有用于使散热层130与软磁层120之间的接触面面积最大化的配置。如上所述，当第一不平整图案部分131形成在散热层130中时，可以提高散热层130与软磁层120之间的粘合力，并且在软磁层120中产生的热量可以通过散热层130更加有效地排放到外部。
而且，如在本发明的实施例中，当第一不平整图案部分131形成在散热层130中且耦接至(coupled to)第一软磁层120，并且散热层130为电池的壳体时，可以抑制第一软磁层120与电池之间的电磁干扰，并且保持高的磁导率(permeability)，从而进一步提高发射器200与接收器100之间的充电效率。
图2是根据本发明的实施例的无线充电板的顶视图。
如图2所示，线圈图案(coil pattern)110形成在软磁层120的一侧上。
软磁层120可以由金属材料或铁氧体材料形成。软磁层120可以被实施成各种形状，包括丸形(pellet)、板形、带形、箔形以及膜形，并且其也可以由包括选自由Fe、Ni、钴(Co)、锰(Mn)、Al、Zn、Cu、钡(Ba)、钛(Ti)、Sn、锶(Sr)、磷(P)、硼(B)、氮(N)、碳(C)、W、铬(Cr)、铋(Bi)、锂(Li)、钇(Y)以及镉(Cd)组成的组中的至少一种的铁氧体形成。
更详细地，软磁层120可以具有复合材料(composite)、合金带(alloy ribbon)、多层带(stacked ribbon)、箔或膜的形式，该复合材料包括单金属或含有Fe、Co和Ni中的至少一种的合金粉薄片(alloy powder flake)和聚合物树脂，并且该膜包含Fe、Co和Ni中的至少一种。而且，软磁层120可以包括包含90wt％或多于90wt％的FeSiCr薄片和10wt％或少于10wt％的聚合物树脂的复合材料、片(sheet)、带、箔或膜，该片包含镍锌基铁氧体。
线圈图案110设置在具有上述配置的软磁层120上。
线圈图案110可以具有缠绕在软磁层120的表面上的线圈的形状。
例如，当线圈图案110为应用于智能手机的接收天线时，其可以具有外径为50mm或小于50mm，且内径为20mm或大于20mm的螺旋线圈的形状。
图3至图8是根据本发明各实施例的形成在散热层与软磁层之间的不平整图案部分的截面图。
接着，将参照图3至图8对根据本发明各实施例的散热层130的第一不平整图案部分131和软磁层120的第二不平整图案部分121的配置进行描述。
更详细地，第一不平整图案部分131形成在与软磁层120接触的散热层130的一侧上。
第一不平整图案部分131可以设置在散热层的局部区域中或设置在散热层的整个表面上，并且可以通过使用附加的构件附接至散热层130。在当前实施例中，直接处理散热层的表面，使得该散热层可以包括浮凸图案(embossed pattern)和刻蚀图案(engravedpattern)。也就是说，第一不平整图案部分可以被实施为如下结构：在该结构中，如图3所示，浮凸图案和刻蚀图案在散热层的表面上相互混合。进一步地，浮凸图案和刻蚀图案的截面形状也可以是一样的。特别是，在本发明的实施例中，在这种情况下，第一不平整图案部分可以被实施成如下结构：其中浮凸图案和刻蚀图案彼此相邻且交替布置，使得可以将均匀的压力(stress)和粘合力施加于粘结表面，从而可以增强如图3和4结构中的粘接强度。
更详细地，第一不平整图案部分131可以形成在与软磁层120接触的散热层130的一侧上，并且，由于第一不平整图案部分131，具有与第一不平整图案部分131对应的图案的形状的第二不平整图案部分121可以形成在软磁层120上。
在如图3所示的本发明的实施例中，散热层130的第一不平整图案部分131的各个图案的截面可以以矩形形状突出。因此，对应于第一不平整图案部分131，第一软磁层120的第二不平整图案部分121的各个图案的截面也可以以与第一不平整图案部分131相对应的矩形形状突出。
在这种情况下，包含在第一不平整图案部分131和第二不平整图案部分121的一个中的图案的高度h可以为2μm至00μm，且该图案的宽度w可以为2μm至200μm。
如在本申请的一个实施例中，当图案的高度h或宽度w为2μm至200μm时，可以使第一不平整图案部分131或第二不平整图案部分121的接触面面积最大化，从而可以使散热层130与软磁层120之间的粘合力最大化，并使在线圈图案110和第一软磁层120中产生的热量可以通过散热层130被更有效地排放到外部。
同时，当图案的高度h或宽度w为2μm或小于2μm时，会增加制造成本并使粘合力下降。当图案的高度h或宽度w超过200μm时，可能使第一不平整图案部分131和第二不平整图案部分121之间的粘合力劣化。
然而，如在本申请的实施例中，当图案的高度h或宽度w为2μm至200μm时，可以增加散热层130与第一软磁层120之间的粘合力，并且可以使散热效果最大化。而且，当散热层130为电池的壳体时，可以抑制第一软磁层120与电池之间的电磁干扰，并且保持高的磁导率，从而可以进一步提高发射器和接收器之间的充电效率。
在如图4所示的本发明的实施例中，散热层130的第一不平整图案部分131的各个图案的截面被配置为圆形的(rounded)突出结构。因此，第一软磁层120的第二不平整图案部分121的各个图案的截面也可以被配置为对应于第一不平整图案部分131的尖顶形(spire shape)。
此外，在本发明实施例的另一方面中，每个浮凸图案的顶面宽度可以大于每个浮凸图案的底面宽度。或者，每个浮凸图案的底面宽度可以大于每个浮凸图案的顶面宽度。在这种情况下，参照图5，散热层130的第一不平整图案部分131的各个图案的截面具有倒梯形的突出结构(protruding structure)。因此，第一软磁层120的第二不平整图案部分121的各个图案的截面可以具有对应于第一不平整图案部分131的倒梯形形状。通过该结构，特别地，加强了软磁层和散热层的耦接结构中的耦接力，以便可以提高耦接的可靠性。当然，即使在这种情况下，由于浮凸图案和刻蚀图案的交替布置，使得其上形成有图案的整个耦接面的耦接力均匀形成，从而可以消除压力分布的不均匀性。
在如图6所示的本发明的实施例中，散热层130的第一不平整图案部分131的各个图案的截面具有三角形的突出结构(triangular protrusion structure)。因此，第一软磁层120的第二不平整图案部分121的各个图案的截面也可以具有对应于第一不平整图案部分131的三角形形状。
在如图7所示的本发明的实施例中，浮凸图案和刻蚀图案的截面的形状互不相同。也就是说，截面的浮凸图案和刻蚀图案交替地设置。散热层130的第一不平整图案部分131的各个图案的截面具有梯形的(trapezoidal)突出结构。因此，第一软磁层120的第二不平整图案部分121的各个图案的截面可以具有对应于第一不平整图案部分131的三角形形状。
上述具有图4至图7所示的各种形状的第一不平整图案部分和第二不平整图案部分可以被实施为刻蚀图案和浮凸图案。特别地，浮凸图案和刻蚀图案的形状或宽度可以形成为相同。由于相同的形状和宽度，确保了各粘接面上的耦接力的均匀性，从而可以防止粘接过程中的翘曲(wraping)现象。
在如图8所示的本发明的实施例中，散热层130的第一不平整图案部分131的各个图案的截面可以具有复杂的突出结构或随机的各种多边形图案的突出结构。因此，第一软磁层120的第二不平整图案部分121的各个图案的截面也可以具有对应于第一不平整图案部分131的形状。
在如图7或图8所示的实施例中，当散热层130的第一不平整图案部分131的图案与软磁层120的第二不平整图案部分121的图案互不相同时，可以进一步提高散热层130与软磁层120之间的粘合力。
因此，根据本发明的实施例，不平整图案部分131和121被包括在散热层130和软磁层120之间，从而可以使接触面面积最大化，能够提高散热层130与软磁层120之间的粘合力，并且能够将第一线圈图案110和第一软磁层120中产生的热量通过散热层130更加有效地散发至外部。
而且，根据本发明的实施例，电池的壳体可以被用作散热层130，从而通过散热层130与软磁层120之间的不平整图案部分能够抑制软磁层120与电池之间的电磁干扰，并且可保持高的磁导率，而且可以进一步提高从发射器200至接收器100的充电效率。
虽然已经参照本发明的某些示例性实施例示出并描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对形式和细节做出各种更改。

Claims (20)

1.一种无线充电板，包括：
线圈图案；
软磁层，所述软磁层具有一侧，在该侧上设置有所述线圈图案；以及
散热层，所述散热层设置在所述软磁层的另一侧上，并且包括第一不平整图案部分。
2.根据权利要求1所述的无线充电板，其中，所述第一不平整图案部分设置在所述散热层的局部区域中或整个表面上。
3.根据权利要求2所述的无线充电板，其中，所述第一不平整图案部分直接形成在所述散热层的表面上。
4.根据权利要求3所述的无线充电板，其中，所述第一不平整图案部分具有浮凸图案和刻蚀图案在所述散热层的表面上混合的结构。
5.根据权利要求4所述的无线充电板，其中，所述第一不平整图案部分的所述浮凸图案和所述刻蚀图案的截面形状相同。
6.根据权利要求5所述的无线充电板，其中，所述第一不平整图案部分具有所述浮凸图案和所述刻蚀图案彼此相邻交替地布置的结构。
7.根据权利要求4所述的无线充电板，其中，每个所述浮凸图案的顶面的宽度大于每个所述浮凸图案的底面的宽度。
8.根据权利要求4所述的无线充电板，其中，每个所述刻蚀图案的底面的宽度大于每个所述刻蚀图案的顶面的宽度。
9.根据权利要求4所述的无线充电板，其中，所述软磁层包括与所述散热层的所述第一不平整图案部分对应的第二不平整图案部分。
10.根据权利要求9所述的无线充电板，其中，所述第一不平整图案部分的表面与所述第二不平整图案部分的表面彼此紧密接触。
11.根据权利要求4所述的无线充电板，其中，每个所述浮凸图案和每个所述刻蚀图案具有2μm至200μm的高度。
12.根据权利要求5所述的无线充电板，其中，每个所述浮凸图案的宽度与每个所述刻蚀图案的宽度相同。
13.根据权利要求12所述的无线充电板，其中，每个所述浮凸图案和每个所述刻蚀图案具有2μm至200μm的宽度。
14.根据权利要求4所述的无线充电板，其中，所述浮凸图案和所述刻蚀图案的截面形状互不相同。
15.根据权利要求4所述的无线充电板，其中，具有不同截面形状的所述浮凸图案和所述刻蚀图案交替地布置。
16.根据权利要求9所述的无线充电板，其中，所述第一不平整图案部分和所述第二不平整图案部分中的至少一个的截面包括圆形图案和多边形图案之中的至少一种图案。
17.根据权利要求4所述的无线充电板，其中，所述软磁层由选自由非晶态合金、晶态合金、非晶态合金带、纳米晶带材、以及硅钢板组成的组中的一种形成。
18.根据权利要求4所述的无线充电板，其中，所述散热层包括金属材料。
19.根据权利要求18所述的无线充电板，其中，所述金属材料包括镍(Ni)、铁(Fe)、铝(Al)、铜(Cu)、锡(Sn)、锌(Zn)、钨(W)以及银(Ag)之中的至少一种。
20.一种无线充电装置，所述无线充电装置包括权利要求4中所述的无线充电板。
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