KR102565038B1 - Magnetic shielding unit and multi-function complex module comprising the same - Google Patents
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Abstract
자기장 차폐유닛이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐유닛은 차폐유닛의 가요성 향상 및 와전류 발생을 감소시키기 위하여 파쇄시킨 Fe계 합금의 파편들로 형성된 제1자기장 차폐층을 구비하여 무선전력전송용 안테나 특성을 향상시키는 제1시트 및 차폐유닛의 가요성 향상을 위하여 파쇄시킨 페라이트의 파편들로 형성된 제2자기장 차폐층을 구비하여 근거리 통신용 안테나 특성을 향상시키는 제2시트를 포함하고, 상기 Fe계 합금의 파편의 평균입경 및 상기 페라이트의 파편의 평균입경에 대한 특정 수학식 값을 만족하도록 구현된다. 이에 의하면, 서로 상이한 주파수 대역을 동작주파수로 갖는 이종의 안테나 특성을 모두 향상시킬 수 있도록 복합화되어 신호의 송수신거리 및 송수신 효율을 현저히 향상시키는 동시에 매우 슬림화된 두께로 구현된다.A magnetic field shielding unit is provided. The magnetic field shielding unit according to an embodiment of the present invention has a first magnetic field shielding layer formed of fragments of Fe-based alloy crushed to improve the flexibility of the shielding unit and reduce the occurrence of eddy currents, thereby improving the antenna characteristics for wireless power transmission. A second sheet for improving antenna characteristics for short-range communication by having a second magnetic field shielding layer formed of fragments of ferrite crushed to improve the flexibility of the shield unit and a second sheet comprising the Fe-based alloy fragments It is implemented to satisfy a specific mathematical value for the average particle diameter of and the average particle diameter of the fragments of the ferrite. According to this, it is combined to improve all the characteristics of heterogeneous antennas having different frequency bands as operating frequencies, thereby significantly improving signal transmission and reception distance and transmission and reception efficiency, and at the same time, it is implemented with a very slim thickness.
Description
본 발명은 자기장 차폐유닛에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 서로 상이한 주파수 대역을 동작주파수로 갖는 이종의 안테나 특성을 모두 향상시킬 수 있도록 복합화됨에도 슬림화된 두께를 가지는 자기장 차폐유닛 및 이를 포함하는 다기능 복합모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic field shielding unit, and more particularly, to a magnetic field shielding unit having a slim thickness even though it is complexed so as to improve all the characteristics of heterogeneous antennas having different frequency bands as operating frequencies, and a multifunctional composite module including the same It is about.
근거리통신(Near Field Communication, NFC)은 RFID의 하나로 13.56Mhz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈을 이용하여 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술로써, 결제뿐만 아니라 마켓, 여행정보, 교통, 출입통제, 잠금장치 등에서 광범위하게 활용되고 있다. 상기 NFC의 특징으로는 기존 RFID에서 확장된 개념으로 태그가 내장된 단말기를 능동형(ACTIVE) 모드로도 작동할 수 있어서 태그로서의 기능뿐만 아니라, 태그를 읽는 리더(READER), 태그에 정보를 입력하는 라이터(WRITER)의 기능까지 수행하며, 단말과 단말간 P2P가 가능하다. 이에 따라 핸드폰, PDA(개인휴대단말기), 아이패드, 노트북컴퓨터 또는 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 전자장치들에 근거리 통신이 가능하도록 근거리무선통신 모듈을 탑재하는 것이 일반화되고 있는 추세에 있다.Near Field Communication (NFC) is a technology that transmits data between terminals at a distance of 10 cm using a non-contact short-range wireless communication module using the 13.56Mhz frequency band as one of the RFIDs. It is widely used in transportation, access control, and locking devices. The feature of the NFC is that it is an extended concept from the existing RFID, and the terminal with the tag can be operated in an active mode, so it not only functions as a tag, but also a reader that reads the tag and inputs information into the tag. It even performs the function of a writer (WRITER), and P2P between terminals is possible. Accordingly, it is becoming common to mount short-distance wireless communication modules to portable electronic devices such as mobile phones, personal digital assistants (PDAs), iPads, notebook computers, or tablet PCs to enable short-range communication.
또한, 자기유도 방식을 이용한 비접촉식 무선충전의 경우 휴대단말기의 보급력이 커짐에 따라 다른 여러 기능들이 필요하게 되었고 사용자가 더욱 편리하게 충전할 수 있는 기술로써 점차 비접촉식 무선충전 방식을 탑재하는 휴대단말기가 늘어나는 추세이다.In addition, in the case of non-contact wireless charging using the magnetic induction method, as the spread of portable terminals increases, various other functions are required. It is a trend.
이러한 무선 충전은 휴대 단말기에 내장되는 무선 전력 수신 모듈과, 상기 무선 전력 수신 모듈에 전력을 공급하는 무선 전력송신 모듈에 의해 이루어진다.Such wireless charging is performed by a wireless power reception module built into the portable terminal and a wireless power transmission module supplying power to the wireless power reception module.
또한, 최근 휴대 단말기에는 상술한 근거리 무선통신과 휴대 단말기 배터리의 무선충전을 모두 수행하도록 상기 각각의 기능을 수행하는 이종의 안테나를 포함하는 콤보형 안테나 유닛이 설치되는 추세에 있다. 이러한 콤보형 안테나 유닛은 자기장을 응용한 것으로 인접한 휴대 단말기와 근거리 무선통신을 수행하거나 배터리를 충전하기 위해 무선 충전기능을 수행하는 과정에서 100kHz ~ 수십 MHz의 자기장이 발생한다.Also, recently, a combo type antenna unit including different types of antennas performing the respective functions has been installed in portable terminals to perform both short-range wireless communication and wireless charging of a portable terminal battery. This combo-type antenna unit is an application of a magnetic field, and a magnetic field of 100 kHz to several tens of MHz is generated in the process of performing short-range wireless communication with an adjacent portable terminal or performing a wireless charging function to charge a battery.
상기 자기장 차폐시트에 구비되는 통상의 자성체들은 주파수별로 상이한 투자율 곡선을 갖는다. 예를 들어, 자기장 차폐시트에 구비되는 일자성체는 특정의 주파수대역에서 높은 투자율 및 상대적으로 낮은 손실투자율을 발현할 수 있으나 다른 주파수대역에서는 반대로 낮은 투자율 및 높은 손실투자율을 가질 수 있다. 따라서, 안테나 기능을 최대한 발현시키기 위해서는 상기 안테나가 가지는 동작주파수 대역에서 우수한 자기적 특성(높은 투자율, 낮은 손실투자율)을 발현할 수 있는 자기장 차폐시트가 선택되어야 한다.Conventional magnetic materials provided in the magnetic field shielding sheet have different permeability curves for each frequency. For example, the magnetic material provided in the magnetic shielding sheet may exhibit high permeability and relatively low loss permeability in a specific frequency band, but may have low permeability and high loss permeability in other frequency bands. Therefore, in order to maximize the antenna function, a magnetic shielding sheet capable of exhibiting excellent magnetic properties (high permeability, low loss permeability) in the operating frequency band of the antenna should be selected.
한편, 상술한 콤보형 안테나 유닛에서 발현시키고자 하는 이종의 기능 예를 들어, 근거리 무선통신과 무선충전은 상이한 주파수 대역을 데이터 신호 또는 전력 신호의 송수신에 사용하며, 구체적으로 근거리 무선통신은 13.56MHz의 주파수 대역을 데이터 신호의 송수신에 사용하고, 무선충전은 10 ~ 400kHz의 주파수 대역을 무선전력 신호의 송수신에 사용한다.On the other hand, the heterogeneous functions to be expressed in the above-described combo antenna unit, for example, short-distance wireless communication and wireless charging use different frequency bands for transmitting and receiving data signals or power signals, and specifically, short-distance wireless communication uses 13.56 MHz The frequency band of is used for transmitting and receiving data signals, and for wireless charging, the frequency band of 10 to 400 kHz is used for transmitting and receiving wireless power signals.
상기 두 기능에 사용되는 주파수 대역의 간극이 매우 넓어 현재까지 개발된 자성체들은 단일재질로 10 ~ 400kHz 및 13.56MHz의 주파수 대역을 모두 커버하여 우수한 자기적 특성(높은 투자율, 낮은 손실투자율)을 발현하지 못하는 문제가 있고, 이에 따라 목적하는 각각의 주파수에서 우수한 자기적 특성을 발현하는 2종의 자성체, 예를 들어 비정질 합금과 페라이트를 모두 구비시켜 자기장 차폐시트를 구현하고 있다.The gap between the frequency bands used for the above two functions is very wide, so magnetic materials developed so far cover all frequency bands of 10 ~ 400kHz and 13.56MHz with a single material and do not express excellent magnetic properties (high permeability, low loss permeability). Accordingly, a magnetic shielding sheet is implemented by providing both amorphous alloy and ferrite, for example, two types of magnetic materials that exhibit excellent magnetic properties at each desired frequency.
그러나 상기 비정질 합금은 와전류에 의한 손실이 매우 큰 문제가 있다. 또한, 열처리된 비정질 합금 및 페라이트는 취성이 강해 쉽게 깨지고 파편화 되는 경향이 있다. 특히, 최근 휴대용 전자장치는 경박단소형화의 추세에 있음에 따라 구비되는 자기장 차폐시트도 박형화되도록 요구되고 있는 추세에 있다. 이와 같은 추세에서 자성체의 높은 취성에 따른 파편화는 초도 설계된 자기장 차폐시트의 물성을 지속시키기 매우 어렵게 하는 치명적인 문제점이 있다.However, the amorphous alloy has a problem in that loss due to eddy current is very large. In addition, heat-treated amorphous alloys and ferrite tend to be easily broken and fragmented due to their strong brittleness. In particular, as portable electronic devices are trending toward miniaturization, thinning, and miniaturization, magnetic field shielding sheets are also required to be thin. In this trend, the fragmentation due to the high brittleness of the magnetic material has a fatal problem that makes it very difficult to maintain the physical properties of the initially designed magnetic field shielding sheet.
따라서, 휴대용 전자장치의 경박단소형화의 추세에 부응하면서 자기장 차폐시트의 제조공정, 보관, 운반 및 이를 피착면에 부착시키는 공정 상에서 발생하는 자성체의 크랙으로 인한 투자율 변화를 예방하여 목적하는 물성을 온전히 달성시키며, 상이한 동작주파수를 사용주파수로 갖는 이종의 안테나 특성을 만족시킬 수 있는 자기장 차폐재의 개발이 시급한 실정이다.Therefore, while meeting the trend of light, thin, short and miniaturization of portable electronic devices, the magnetic shielding sheet is prevented from changing in magnetic permeability due to cracks in the process of manufacturing, storing, transporting, and attaching it to the adhered surface, thereby maintaining the desired physical properties. There is an urgent need to develop a magnetic field shielding material capable of satisfying the characteristics of heterogeneous antennas having different operating frequencies as used frequencies.
발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 서로 상이한 주파수 대역을 동작주파수로 갖는 이종의 안테나 특성을 모두 향상시킬 수 있는 동시에 피착면의 굴곡 등에도 특성 변화가 없는 자기장 차폐유닛을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above points, and aims to provide a magnetic field shielding unit that can improve all the characteristics of heterogeneous antennas having different frequency bands as operating frequencies and at the same time has no change in characteristics even when the surface is curved. there is
또한, 본 발명은 이종의 안테나 특성을 모두 만족시키면서도 매우 슬림화된 두께를 가져 경박단소형화 되는 전자기기에 매우 적합한 자기장 차폐유닛을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a magnetic field shielding unit that is very suitable for light, thin, short and compact electronic devices having a very slim thickness while satisfying all the characteristics of heterogeneous antennas.
또한, 본 발명은 서로 상이한 주파수 대역을 동작주파수로 갖는 이종의 안테나가 구비됨에도 각각의 안테나 특성을 모두 향상시킬 수 있고, 동시에 내구성이 향상된 다기능 복합모듈을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a multifunctional composite module capable of improving all the characteristics of each antenna even when heterogeneous antennas having different frequency bands as operating frequencies are provided, and at the same time, durability is improved.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 다기능 복합모듈을 수신용 모듈로 포함함을 통해 신호 수신효율 및 수신 거리가 현저히 증가된 휴대용 기기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a portable device with significantly increased signal reception efficiency and reception distance by including the multifunctional complex module according to the present invention as a reception module.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 차폐유닛의 가요성 향상 및 와전류 발생을 감소시키기 위하여 파쇄시킨 Fe계 합금의 파편들로 형성된 제1자기장 차폐층을 구비하여 무선전력전송용 안테나 특성을 향상시키는 제1시트 및In order to solve the above problems, the present invention is provided with a first magnetic field shielding layer formed of fragments of Fe-based alloy crushed to improve the flexibility of the shield unit and reduce the occurrence of eddy currents to improve the characteristics of the antenna for wireless power transmission 1st sheet and
차폐유닛의 가요성 향상을 위하여 파쇄시킨 페라이트의 파편들로 형성된 제2자기장 차폐층을 구비하여 근거리 통신용 안테나 특성을 향상시키는 제2시트를 포함하고,A second sheet comprising a second magnetic field shielding layer formed of fragments of ferrite crushed to improve the flexibility of the shield unit to improve antenna characteristics for short-range communication,
상기 Fe계 합금의 파편의 평균입경 및 상기 페라이트의 파편의 평균입경에 대한 하기의 수학식 1의 값이 3 ~ 35인 자기장 차폐유닛을 제공한다.The average particle diameter of the fragments of the Fe-based alloy and the average particle diameter of the fragments of the ferrite in Equation 1 below provide a magnetic shielding unit having a value of 3 to 35.
[수학식 1][Equation 1]
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1자기장 차폐층은 Fe계 합금의 파편들 중 일부 인접하는 파편 간에 형성된 이격공간의 적어도 일부에 침투되어 있는 유전체를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first magnetic field shielding layer may include a dielectric material penetrated into at least a part of a separation space formed between some of the fragments of the Fe-based alloy adjacent to each other.
또한, 상기 제1시트는 복수의 제1자기장 차폐층이 적층되어 구비될 수 있으며, 적층된 복수의 제1자기장 차폐층 사이에는 유전층이 개재될 수 있다.In addition, the first sheet may be provided by stacking a plurality of first magnetic field shielding layers, and a dielectric layer may be interposed between the plurality of stacked first magnetic field shielding layers.
또한, 상기 Fe계 합금 파편의 평균입경은 0.5 ~ 700㎛일 수 있다.In addition, the average particle diameter of the Fe-based alloy fragments may be 0.5 ~ 700㎛.
또한, 상기 Fe계 합금의 파편은 입경이 500㎛ 미만인 파편의 개수가 전체 파편개수의 60% 이상을 만족할 수 있다.In addition, the number of fragments of the Fe-based alloy having a particle diameter of less than 500 μm may satisfy 60% or more of the total number of fragments.
또한, 상기 제1자기장 차폐층은 두께가 15 ~ 50 ㎛일 수 있다.In addition, the first magnetic field shielding layer may have a thickness of 15 to 50 μm.
또한, 상기 제1시트는 2 ~ 12개의 제1자기장 차폐층을 포함할 수 있다.In addition, the first sheet may include 2 to 12 first magnetic field shielding layers.
또한, 상기 제2시트는 13.56MHz의 주파수에서 하기 수학식 2에 따른 품질지수 값이 20 이상일 수 있다.In addition, the second sheet may have a quality index value of 20 or more according to Equation 2 below at a frequency of 13.56 MHz.
[수학식 2][Equation 2]
또한, 상기 제2자기장 차폐층은 두께가 30 ~ 600㎛일 수 있다.In addition, the second magnetic field shielding layer may have a thickness of 30 to 600 μm.
또한, 상기 페라이트 파편들의 평균입경은 100 ~ 2100 ㎛일 수 있다. In addition, the average particle diameter of the ferrite fragments may be 100 ~ 2100 ㎛.
또한, 상기 수학식 1에 따른 값이 3 ~ 25을 만족할 수 있다.In addition, the value according to Equation 1 may satisfy 3 to 25.
또한, 상기 Fe계 합금 파편 및 페라이트 파편 중 어느 하나 이상의 파편 형상은 비정형일 수 있다.In addition, the shape of any one or more fragments of the Fe-based alloy fragments and ferrite fragments may be irregular.
또한, 상기 Fe계 합금의 파편 중 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상을 갖는 파편의 개수는 자기장 차폐유닛에 구비되는 Fe계 합금의 파편 전체 개수대비 15% 이상일 수 있다.In addition, the number of fragments having at least one side of the fragments of the Fe-based alloy having a curved shape rather than a straight line may be 15% or more of the total number of fragments of the Fe-based alloy provided in the magnetic shield unit.
또한, 상기 페라이트 파편 중 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상을 갖는 파편의 개수는 자기장 차폐유닛에 구비되는 페라이트 파편의 전체 개수대비 25% 이상일 수 있다.In addition, the number of fragments having at least one side of the ferrite fragments having a curved shape rather than a straight line may be 25% or more of the total number of ferrite fragments provided in the magnetic field shielding unit.
또한, 상기 제1시트 및 제2시트는 각 시트에 구비되는 자기장 차폐층 중 최상부 자기장 차폐층의 상부에 배치되는 보호부재 및 최하부 자기장 차폐층의 하부에 배치되는 접착부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the first sheet and the second sheet may further include a protective member disposed above the uppermost magnetic field shielding layer and an adhesive member disposed below the lowermost magnetic field shielding layer among the magnetic field shielding layers provided in each sheet.
한편, 본 발명은 근거리통신용 안테나 및 무선전력전송용 안테나를 포함하는 안테나 유닛 및 상기 안테나 유닛의 일면에 배치되어 안테나 특성을 향상시키고, 상기 안테나 유닛을 향하도록 자속을 집속시키는 본 발명에 따른 자기장 차폐유닛을 포함하는 다기능 복합모듈을 제공한다.On the other hand, the present invention is an antenna unit including an antenna for short-range communication and an antenna for wireless power transmission, and a magnetic field shield according to the present invention that is disposed on one side of the antenna unit to improve antenna characteristics and focus magnetic flux toward the antenna unit. A multifunctional complex module including a unit is provided.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 무선전력전송용 안테나는 근거리통신용 안테나의 내측에 형성될 수 있으며, 상기 자기장 차폐유닛의 제1시트는 무선전력전송용 안테나에 대응되도록 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the antenna for wireless power transmission may be formed inside the antenna for short-range communication, and the first sheet of the magnetic field shielding unit may be disposed to correspond to the antenna for wireless power transmission.
또한, 상기 안테나 유닛은 마그네틱 보안전송용(MST) 안테나를 더 포함할 수 있고, 자기장 차폐유닛의 제1시트는 상기 마그네틱 보안전송용 안테나에 대응되도록 상기 안테나 유닛의 일면에 배치될 수 있다.In addition, the antenna unit may further include a magnetic secure transmission (MST) antenna, and a first sheet of the magnetic field shielding unit may be disposed on one surface of the antenna unit to correspond to the magnetic secure transmission antenna.
한편, 본 발명은 본 발명에 따른 다기능 복합모듈을 수신용 모듈로 포함하는 휴대용 기기를 제공한다.Meanwhile, the present invention provides a portable device including the multifunctional complex module according to the present invention as a receiving module.
본 발명에 의하면, 자기장 차폐유닛은 서로 상이한 주파수 대역을 동작주파수로 갖는 이종의 안테나 특성을 모두 만족시킬 수 있도록 복합화되어 신호의 송수신거리 및 송수신 효율을 향상시키는 동시에 차폐유닛의 가요성 향상으로 인하여 자성체의 추가적인 미세 크랙, 파편화가 방지됨에 따라서 안테나의 동작주파수 대역에서 투자율 변화를 미연에 방지하고, 단차가 있는 피착물에 적용되는 경우에도 밀착성이 뛰어나 차폐유닛의 박리 등에 따른 내구성 저하를 예방할 수 있다.According to the present invention, the magnetic field shielding unit is combined to satisfy all the characteristics of heterogeneous antennas having different frequency bands as operating frequencies, thereby improving the transmission/reception distance and transmission/reception efficiency of signals, and at the same time improving the flexibility of the shielding unit. As additional micro cracks and fragmentation are prevented, changes in permeability in the operating frequency band of the antenna are prevented in advance, and even when applied to an adherend with a step, the adhesion is excellent, and durability degradation due to peeling of the shield unit can be prevented.
또한, 본 발명의 자기장 차폐층은 매우 슬림화된 두께로 구현될 수 있어서 경박단소형화 추세의 전자기기에 매우 적합하다.In addition, the magnetic field shielding layer of the present invention can be implemented with a very slim thickness, so it is very suitable for light, thin, short and miniaturized electronic devices.
더불어, 본 발명에 따른 다기능 복합모듈은 근거리통신, 무선충전, 정보 보안 전송 등의 이종의 기능을 하나의 모듈로써 수행이 가능함에 따라서 모바일 기기, 스마트가전 또는 사물 인터넷(Internet of Things)용 기기 등의 각종 전자기기에 널리 응용될 수 있다.In addition, the multifunctional complex module according to the present invention can perform heterogeneous functions such as short-distance communication, wireless charging, and information security transmission as a single module, such as mobile devices, smart home appliances or Internet of Things (IoT) devices, etc. can be widely applied to various electronic devices.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐유닛을 나타낸 단면도로써, 도 1a는 Fe계 합금의 파편들의 이격공간의 일부에만 유전체가 충진된 것을 나타낸 도면이고, 도 1b는 Fe계 합금의 파편들의 이격공간의 전부에 유전체가 충진된 것을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐유닛을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐유닛을 나타낸 단면도로 제1시트에 2개의 제1자기장 차폐층이 구비되는 경우를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 차폐유닛에서 자기장 차폐층의 일표면에서 관찰되는 파편의 형상을 개략적으로 나타낸 도면,
도 5a 및 도 5b는 형상이 비정형인 페라이트 파편의 이형도 평가를 위한 파편의 외접원 직경 및 내접원 직경을 도시한 도면,
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐유닛 제조에 이용되는 파쇄장치를 통한 제조공정 모식도로, 도 6a는 상하로 구비된 두 롤러를 통해 시트 또는 플레이트를 파쇄시키는 파쇄장치를 이용한 제조공정을 나타내는 도면이고, 도 6b 및 도 6c는 지지판에 구비된 금속볼을 통해 시트 또는 플레이트를 파쇄시키는 파쇄장치를 이용한 제조공정을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 복합모듈의 도면으로써, 도 7a는 다기능 복합모듈의 분해사시도를 나타내는 도면, 도 7b는 다기능 복합모듈의 단면도를 나타내는 도면, 그리고
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다기능 복합모듈의 분해사시도를 나타내는 도면이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing a magnetic field shielding unit according to an embodiment of the present invention, Figure 1a is a view showing that the dielectric is filled only in a portion of the separation space of fragments of Fe-based alloy, Figure 1b is a fragment of Fe-based alloy A diagram showing that all of the spaced apart spaces are filled with dielectrics,
Figure 2 is a cross-sectional view showing a magnetic field shielding unit according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view showing a magnetic field shielding unit according to an embodiment of the present invention, showing a case in which two first magnetic field shielding layers are provided on a first sheet;
Figure 4 is a view schematically showing the shape of fragments observed on one surface of the magnetic field shielding layer in the magnetic field shielding unit according to an embodiment of the present invention;
5A and 5B are diagrams showing the circumscribed circle diameter and the inscribed circle diameter of ferrite fragments having an irregular shape for evaluating the irregularity of the fragments;
Figures 6a, 6b and 6c are schematic diagrams of the manufacturing process through a crushing device used for manufacturing a magnetic shield unit according to an embodiment of the present invention, Figure 6a is a sheet or plate crushing through two rollers provided up and down 6B and 6C are views showing a manufacturing process using a crushing device for crushing a sheet or plate through a metal ball provided on a support plate,
7 is a view of a multifunctional composite module according to an embodiment of the present invention, FIG. 7a is an exploded perspective view of the multifunctional composite module, FIG. 7b is a cross-sectional view of the multifunctional composite module, and
8 is an exploded perspective view of a multifunctional composite module according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are added to the same or similar components throughout the specification.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐유닛(300)은 도 1a에 도시된 바와 같이, 제1시트(100) 및 제2시트(200)가 적층되어 형성된다. 또한, 적층된 제1시트(100) 및 제2시트(200)의 상부 및 하부에는 제1보호부재(140) 및 접착부재(230)가 각각 배치될 수 있다. 한편 도시하지 않았으나, 상기 제1시트 및 제2시트는 서로 적층되지 않고, 제1시트의 외부에 제2시트가 배치되는 구조로 구성될 수도 있다. 이와 같은 구조에 의하면 차폐유닛의 두께를 더 얇게 할 수 있다.As shown in FIG. 1A, the magnetic shielding unit 300 according to an embodiment of the present invention is formed by stacking a first sheet 100 and a second sheet 200. In addition, the first protective member 140 and the adhesive member 230 may be disposed on the upper and lower portions of the stacked first sheet 100 and the second sheet 200, respectively. On the other hand, although not shown, the first sheet and the second sheet may not be stacked with each other, and the second sheet may be disposed outside the first sheet. According to this structure, the thickness of the shielding unit can be further reduced.
상기 제1시트(100)는 10 ~ 400kHz의 주파수 대역을 동작주파수로 갖는 안테나 특성을 향상시키는 역할을 수행하고, 보다 바람직하게는 무선전력전송용 안테나 일 수 있다. 또한, 상기 주파수 대역을 동작주파수로 갖는 이종의 기능을 수행하는 안테나는, 일예로 마그네틱 보안전송(Magnetic secure transmission)용 안테나일 수 있다. The first sheet 100 serves to improve the characteristics of an antenna having a frequency band of 10 to 400 kHz as an operating frequency, and more preferably may be an antenna for wireless power transmission. In addition, an antenna that performs a different function having the frequency band as an operating frequency may be, for example, an antenna for magnetic secure transmission.
상기 제1시트(100)는 도 1a에 도시된 것과 같이 제1자기장 차폐층(110)을 구비하고, 상기 제1자기장 차폐층(110)은 Fe계 합금의 파편들(110a)로 형성되고, 상기 Fe계 합금 파편(110a1, 110a2)간 이격공간(S)의 적어도 일부(S1, S3)에 침투되어 있는 유전체(110b)를 포함할 수 있다.The first sheet 100 includes a first magnetic field shielding layer 110 as shown in FIG. 1A, and the first magnetic field shielding layer 110 is formed of fragments 110a of Fe-based alloy, A dielectric material 110b penetrated into at least a portion (S 1 , S 3 ) of the separation space (S) between the Fe-based alloy fragments 110a 1 and 110a 2 may be included.
먼저, 상기 자기장 차폐층(110)은 차폐유닛의 가요성 향상 및 와전류 발생 감소를 위하여 파쇄시킨 Fe계 합금의 파편들(110a)로 형성된다. 도 1a에 도시된 바와 같이 자기장 차폐층(110)은 파편화된 Fe계 합금 파편(110a)들로 형성되는데, 이는 하나의 단일한 형체일 때, 예를 들어 리본시트 형체일 때에 비해 비저항을 현저히 증가시켜 와전류 발생을 억제시키는 효과가 있다.First, the magnetic field shielding layer 110 is formed of crushed Fe-based alloy fragments 110a to improve the flexibility of the shield unit and reduce the occurrence of eddy currents. As shown in FIG. 1A, the magnetic field shielding layer 110 is formed of fragmented Fe-based alloy fragments 110a, which significantly increases specific resistance when it is a single shape, for example, compared to when it is a ribbon sheet shape. This has the effect of suppressing the generation of eddy currents.
자성체의 종류에 따라서 비저항 값이 상이하고, 페라이트와 같이 비저항이 현저히 큰 자성체는 와전류에 따른 자기손실의 염려가 비정질 합금에 비해서는 현저히 적다. 이에 반하여 제1시트에 포함되는 자성체인 Fe계 합금은 비저항이 현저히 작아서 와전류에 의한 자기손실이 매우 클 수 있다. 그러나 리본시트를 파쇄할 경우 파편화된 Fe계 자성체 파편들은 파편간에 이격공간의 존재 등으로 비저항이 현저히 증가함에 따라 와전류에 의한 자기손실을 현저히 감소시킬 수 있어서 파편화로 인하여 발생할 수 있는 투자율의 감소와, 이로 인한 안테나의 인덕턴스 감소가 보상될 수 있다.Resistivity values are different depending on the type of magnetic material, and a magnetic material having a remarkably high resistivity, such as ferrite, is significantly less concerned about magnetic loss due to eddy currents than an amorphous alloy. In contrast, the Fe-based alloy, which is a magnetic material included in the first sheet, has a remarkably low specific resistance, so magnetic loss due to eddy current may be very large. However, when the ribbon sheet is shredded, the magnetic loss due to eddy current can be significantly reduced as the specific resistance of the fragmented Fe-based magnetic fragments significantly increases due to the existence of spaced spaces between the fragments, thereby reducing permeability that may occur due to fragmentation, The reduction in inductance of the antenna due to this may be compensated for.
한편, 파쇄시킨 Fe계 합금의 파편들 파편들(110a)로 형성되는 자기장 차폐층(110)은 우수한 가요성을 가질 수 있다. 이는 Fe계 합금, 예를 들어 Fe계 합금의 리본시트는 투자율 조절을 위하여 열처리 공정을 거친 리본시트의 경우 취성이 강하여 충격이 가해지거나 구부려질 때 쉽게 파편화될 수 있다.Meanwhile, the magnetic field shielding layer 110 formed of the fragments 110a of the crushed Fe-based alloy may have excellent flexibility. This is because Fe-based alloys, for example, ribbon sheets of Fe-based alloys are brittle in the case of ribbon sheets that have undergone a heat treatment process to adjust magnetic permeability, so that they can be easily fragmented when impact is applied or bent.
그러나 본 발명의 일실시예에 포함되는 제1시트(100)는 Fe계 합금 리본시트가 처음부터 파쇄되어 파편상태로 구비됨에 따라서 차폐유닛의 가요성이 현저히 향상되어 차폐유닛의 단면두께가 박형화 되더라도 외력에 의해 Fe계 합금 파편에 더 이상 크랙이 발생할 수 있는 우려가 억제된다.However, in the first sheet 100 included in the embodiment of the present invention, as the Fe-based alloy ribbon sheet is crushed from the beginning and provided in a fragmented state, the flexibility of the shielding unit is significantly improved, even if the cross-sectional thickness of the shielding unit is thinned Concerns that further cracks may occur in Fe-based alloy fragments due to external force are suppressed.
또한, 본 발명의 일실시예에 포함되는 Fe계 합금은 철(Fe) 이외에 규소(Si) 및 붕소(B)를 포함하는 3원소 합금일 수 있고, 3원소 합금의 기본 조성에 다른 특성, 예를 들어 내부식성의 향상을 위해 크롬(Cr), 비정질 특성을 더 향상시키기 위하여 코발트(Co) 등의 원소를 더 부가할 수 있다.In addition, the Fe-based alloy included in one embodiment of the present invention may be a 3-element alloy including silicon (Si) and boron (B) in addition to iron (Fe), and characteristics different from the basic composition of the 3-element alloy, eg For example, elements such as chromium (Cr) to improve corrosion resistance and cobalt (Co) to further improve amorphous properties may be further added.
또한, 상기 Fe계 합금은 철(Fe), 구리(Cu) 및 니오븀(Nb)을 포함하고, 규소(Si) 및 붕소(B)를 더 포함하는 5원소 합금일 수 있다. 상기 구리는 Fe계 합금의 내식성을 향상시키고, 결정이 생성되더라도 결정의 크기가 커지는 것을 방지하는 동시에 투자율 등의 자기적 특성을 개선할 수 있게 한다.In addition, the Fe-based alloy may be a 5-element alloy including iron (Fe), copper (Cu), and niobium (Nb), and further including silicon (Si) and boron (B). The copper improves the corrosion resistance of the Fe-based alloy, prevents the size of crystals from increasing even when crystals are formed, and improves magnetic properties such as magnetic permeability.
상기 Fe계 합금 파편은 Fe계 합금 리본을 파쇄시켜 제조될 수 있는데, 이때 상기 Fe계 합금 리본두께가 15 ~ 35㎛ 일 수 있고, 이 보다 두께를 증가시켜 리본을 제조하는 것은 합금의 비정질화를 어렵게 할 수 있다. 또한, 상기 Fe계 리본은 투자율 등의 자기적 특성을 향상시키기 위해 열처리과정을 더 거친 것일 수 있는데, 상기 열처리 공정에서의 처리온도와 처리시간은 Fe계 합금 리본의 구체적 조성비, 목적하는 투자율 정도에 따라 달라질 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 한편, 열처리된 Fe계 리본은 취성이 강해짐에 따라 리본이 저장, 운반 공정 투입 과정에서 깨질 수 있고, 이를 방지하기 위하여 리본의 두께는 25 ~ 30㎛의 두께를 가지는 것이 좋다. The Fe-based alloy fragments may be prepared by crushing the Fe-based alloy ribbon. At this time, the thickness of the Fe-based alloy ribbon may be 15 to 35 μm, and manufacturing the ribbon by increasing the thickness than this prevents amorphization of the alloy. It can be difficult. In addition, the Fe-based ribbon may be further subjected to a heat treatment process in order to improve magnetic properties such as magnetic permeability. The treatment temperature and treatment time in the heat treatment process depend on the specific composition ratio of the Fe-based alloy ribbon and the desired magnetic permeability. Accordingly, the present invention is not particularly limited thereto. On the other hand, as the brittleness of the heat-treated Fe-based ribbon becomes stronger, the ribbon may be broken during storage and transport processes. To prevent this, it is preferable that the ribbon has a thickness of 25 to 30 μm.
또한, 상기 파쇄된 Fe계 합금 파편의 평균입경은 0.5 ~ 700㎛일 수 있고, 바람직하게는 0.5 ~ 650㎛, 보다 바람직하게는 0.5 ~ 600㎛일 수 있다. 상기 파편의 입경은 파편의 외부면에 포함되는 선의 길이 중 가장 긴 길이를 의미한다. 상기 외부면에 포함되는 선이란 선을 이루는 모든 점이 상기 외부면에 존재하는 경우를 의미하고, 선을 이루는 일부 점이 외부면 밖에 존재하는 선의 경우 상기 외부면에 포함되는 선에서 제외된다. 이때, 바람직하게는 상기 Fe계 합금 파편들의 입경분포는 입경이 500㎛ 미만인 파편의 개수가 전체 파편개수의 60% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상일 수 있다. 만일 입경이 500㎛ 미만인 파편의 개수가 전체 파편개수의 60% 미만인 경우에 Fe계 합금 자체의 투자율이 높아 방사체의 인덕턴스 특성의 향상을 유도하더라도 방사체의 비저항 특성을 더욱 증가시켜 방사체 특성 향상의 정도가 매우 미미할 수 있고, 와전류로 인한 발열문제나 자기누설에 따른 자기장 차폐능력의 저하가 발생할 수 있다. 특히, 추가적인 외력에 의한 Fe계 합금의 의도치 않은 미세파편화 및 이에 따른 초도 설계된 물성의 변경 또는 물성의 저하가 유발될 수 있다.In addition, the average particle diameter of the crushed Fe-based alloy fragments may be 0.5 ~ 700㎛, preferably 0.5 ~ 650㎛, more preferably 0.5 ~ 600㎛. The particle diameter of the fragment means the longest length among the lengths of lines included in the outer surface of the fragment. A line included in the outer surface means a case in which all points constituting the line exist on the outer surface, and a line in which some points constituting the line exist outside the outer surface is excluded from the line included in the outer surface. At this time, preferably, in the particle size distribution of the Fe-based alloy fragments, the number of fragments having a particle diameter of less than 500 μm may be 60% or more of the total number of fragments, more preferably 80% or more. If the number of fragments having a particle size of less than 500㎛ is less than 60% of the total number of fragments, the degree of improvement of the emitter characteristics by further increasing the resistivity of the emitter even if the permeability of the Fe-based alloy itself is high, leading to an improvement in the inductance characteristics of the emitter It may be very insignificant, and a heating problem due to eddy current or a decrease in magnetic field shielding ability due to magnetic leakage may occur. In particular, unintentional microfragmentation of Fe-based alloys due to additional external force may cause changes in initially designed physical properties or deterioration of physical properties accordingly.
다음으로, 상술한 Fe계 합금 파편들(110a) 중 일부 인접하는 파편간 이격 공간의 적어도 일부에 충진되는 유전체(110b)에 대해 설명한다.Next, the dielectric material 110b filled in at least a part of the space between some of the Fe-based alloy fragments 110a adjacent to each other will be described.
상기 유전체(110b)는 인접하는 Fe계 합금 파편을 부분적 또는 전체적으로 절연시켜 발생되는 와전류를 더욱 최소화시키는 동시에 파쇄된 Fe계 합금 파편들(110a)이 제1자기장 차폐층(110) 내부에서 이동하지 못하도록 고정시키고 지지하며, 수분이 침투하여 Fe계 합금 파편이 산화되는 것을 방지하고, 자기장 차폐층에 외력이 가해지거나 구부려질 때 Fe계 합금 파편들(110a)의 추가적 부서짐, 미세조각화 되는 것을 방지하는 완충재 역할을 수행할 수 있다.The dielectric 110b partially or entirely insulates adjacent Fe-based alloy fragments to further minimize eddy currents generated and at the same time prevent the shredded Fe-based alloy fragments 110a from moving inside the first magnetic field shielding layer 110 A buffer material that fixes and supports, prevents moisture from penetrating the Fe-based alloy fragments from being oxidized, and prevents the Fe-based alloy fragments 110a from being further broken or finely fragmented when an external force is applied or bent to the magnetic field shielding layer. role can be fulfilled.
상기 유전체(110b)는 도 1a에 도시된 바와 같이 제1 Fe계 합금 파편(110a1)과 제2 Fe계 합금 파편(110a2)간 이격공간(S) 중 일부 이격공간(S1, S3)에만 유전체(110b)가 침투되어 있고, 나머지 이격공간(S2)에는 유전체가 존재하지 않는 상태의 빈 공간으로 남아있을 수 있다. 또는, 다른 일예로 도 1b에 도시된 바와 같이 유전체(111b)는 인접하는 파편간 이격공간에 모두 침투되어 있을 수 있다.As shown in FIG. 1A, the dielectric 110b is part of the separation space S between the first Fe-based alloy fragments 110a 1 and the second Fe-based alloy fragments 110a 2 (S 1 , S 3 ). ), and only the dielectric 110b is penetrated, and the remaining separation space S 2 may remain as an empty space in which no dielectric exists. Alternatively, as another example, as shown in FIG. 1B, the dielectric 111b may penetrate into all spaced spaces between adjacent fragments.
상기 유전체(110b, 111b)의 재질은 통상적으로 유전체로써 알려진 물질일 수 있으며, Fe계 합금 파편을 고정시킨다는 측면에서 접착성을 구비한 물질이 바람직할 수 있고, 이와 같은 물성을 발현하는 재질의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써 상기 유전체(110b, 111b)는 유전체 형성 조성물이 경화되어 형성되거나 열에 의해 용융 후 냉각되어 형성, 또는 상온에서 가압을 통해 접착력을 발현하는 조성물일 수도 있다. 경화되어 유전체를 형성하는 조성물에 대한 일예로써, 상기 유전체 형성 조성물은 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 경화제를 포함할 수 있다. 또한, 상기 유전체 형성 조성물은 경화 촉진제, 용매를 더 포함할 수 있다. The material of the dielectrics 110b and 111b may be a material commonly known as a dielectric material, and a material having adhesiveness may be preferable in terms of fixing the Fe-based alloy fragments, and in the case of a material exhibiting such physical properties Can be used without limitation. As a non-limiting example of this, the dielectrics 110b and 111b may be formed by curing a dielectric forming composition, formed by melting by heat and then cooled, or a composition that exhibits adhesive strength through pressure at room temperature. As an example of a composition that is cured to form a dielectric, the dielectric-forming composition may include at least one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin, and may include a curing agent. In addition, the dielectric forming composition may further include a curing accelerator and a solvent.
구체적으로 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌 수지(AN), 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 페녹시 수지, 폴리우레탄계 수지, 나이트릴부타디엔 수지 등을 1 종 이상 포함할 수 있다. Specifically, the thermoplastic resin is polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), acrylonitrile-styrene resin (AN), acrylic resin, methacrylic resin, polyamide, Polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), phenoxy resin, polyurethane-based resin, nitrile butadiene resin and the like may include one or more.
또한, 상기 열경화성 수지는 페놀계수지(PE), 유레아계 수지(UF), 멜라민계 수지(MF), 불포화 폴리에스테르계 수지(UP) 및 에폭시 수지 등을 1종 이상 포함할 수 있고, 바람직하게는 에폭시 수지일 수 있다. 상기 에폭시 수지의 경우 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형, 취소화 비스페놀 A형, 수소첨가 비스페놀 A형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프타렌형, 플로렌형, 페놀 노볼락형, 크레졸 노보락형, 트리스하이드록실페닐메탄형, 테트라페닐메탄형 등의 다관능 에폭시 수지 등을 단독 또는 병용해서 사용할 수 있다.In addition, the thermosetting resin may include one or more of a phenol-based resin (PE), a urea-based resin (UF), a melamine-based resin (MF), an unsaturated polyester-based resin (UP) and an epoxy resin, and preferably may be an epoxy resin. In the case of the epoxy resin, bisphenol A type, bisphenol F type, bisphenol S type, brominated bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol AF type, biphenyl type, naphtharene type, florene type, phenol novolac type, cresol Multifunctional epoxy resins such as novolak type, trishydroxylphenylmethane type, and tetraphenylmethane type can be used alone or in combination.
상기 열경화성 수지를 열가소성 수지와 혼합하여 사용하는 경우 열경화성 수지의 함량은 열가소성 수지 100 중량부에 대해 열경화성 수지를 5 ~ 95 중량부 혼합할 수 있다.When the thermosetting resin is mixed with the thermoplastic resin, 5 to 95 parts by weight of the thermosetting resin may be mixed with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
또한, 상기 경화제는 공지의 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수가 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, 아민 화합물, 페놀 수지, 산무수물, 이미다졸 화합물, 폴리아민 화합물, 히드라지드 화합물, 디시안디아미드 화합물 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 경화제는 바람직하게는 방향족 아민 화합물 경화제 또는 페놀 수지 경화제로부터 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지는데, 방향족 아민 화합물 경화제 또는 페놀 수지 경화제는 상온에서 장기간 보관하여도 접착 특성 변화가 적은 장점을 가진다. 방향족 아민 화합물 경화제로는m-자일렌디아민, m-페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐셜폰, 디아미노디에칠디페닐메탄, 디아미노디페닐에테르, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 2,2‘-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]셜폰, 4,4’-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 등이 있으며 이들을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다. 또한, 페놀 수지 경화제로는 페놀노볼락수지, 크레졸노볼락수지, 비스페놀A 노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 폴리-p-비닐페놀 t-부틸페놀노볼락수지, 나프톨노볼락수지 등이 있으며, 이들을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다. 경화제의 함량은 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 하나 이상의 수지 100 중량부 당 20 ~ 60 중량부인 것이 바람직한데, 경화제의 함량이 10 중량부 미만일 경우에는 열경화성 수지에 대한 경화 효과가 부족하여 내열성 저하가 초래되며 반면에 60 중량부를 초과하면, 열경화성 수지와의 반응성이 높아지게 되어 자기장 차폐유닛의 취급성, 장기보관성 등의 물성 특성을 저하시킬 수 있다.In addition, as long as the curing agent is known, it can be used without particular limitation, and as non-limiting examples thereof, an amine compound, a phenol resin, an acid anhydride, an imidazole compound, a polyamine compound, a hydrazide compound, a dicyandiamide compound, etc. alone Alternatively, two or more kinds may be mixed and used. The curing agent is preferably made of at least one material selected from an aromatic amine compound curing agent or a phenol resin curing agent, and the aromatic amine compound curing agent or phenol resin curing agent has an advantage of little change in adhesive properties even when stored at room temperature for a long time. Aromatic amine compound curing agents include m-xylenediamine, m-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiethyldiphenylmethane, diaminodiphenylether, 1,3-bis(4 -aminophenoxy)benzene, 2,2'-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 4,4'-bis(4 -Aminophenoxy)biphenyl, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, etc., and these may be used alone or in combination. In addition, phenolic resin curing agents include phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, phenol aralkyl resin, poly-p-vinylphenol t-butylphenol novolak resin, naphthol novolak resin, etc. These may be used alone or in combination. The content of the curing agent is preferably 20 to 60 parts by weight per 100 parts by weight of at least one of the thermoplastic resin and the thermosetting resin. When the content of the curing agent is less than 10 parts by weight, the curing effect on the thermosetting resin is insufficient, resulting in a decrease in heat resistance. On the other hand, if it exceeds 60 parts by weight, the reactivity with the thermosetting resin is increased, and physical properties such as handling and long-term storage of the magnetic shield unit may be deteriorated.
또한, 상기 경화 촉진제는 선택되는 열경화성 수지 및 경화제의 구체적인 종류에 의해 결정될 수 있음에 따라 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않으며, 이에 대한 비제한적 예로 아민계, 이미다졸계, 인계, 붕소계, 인-붕소계 등의 경화촉진제가 있고, 이들을 단독 또는 병용해서 사용할 수 있다. 경화 촉진제의 함량은 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 하나 이상의 수지 100 중량부 당 약 0.1 ~ 10 중량부, 바람직하게는 0.5 ~ 5 중량부가 바람직하다.In addition, since the curing accelerator may be determined by the specific type of the selected thermosetting resin and the curing agent, the present invention is not particularly limited thereto, and non-limiting examples thereof include amine-based, imidazole-based, phosphorus-based, boron-based, and phosphorus -There are hardening accelerators, such as a boron type, and these can be used individually or in combination. The content of the curing accelerator is preferably about 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of at least one of the thermoplastic resin and the thermosetting resin.
또한, 상술한 유전체 조성물을 통해 형성된 유전체(110b, 111b)는 후술하는 제1접착층(140b) 및 제1접착부재(130b) 중 어느 하나 이상의 접착층 일부가 Fe계 합금 파편 간의 이격된 공간에 침투하여 형성될 수 있음에 따라 유전체(110b, 111b)와 제1접착층(140b) 및 제1접착부재(130b) 중 어느 하나 이상의 접착층(또는 접착부재) 조성은 서로 동일할 수 있다.In addition, in the dielectrics 110b and 111b formed through the above-described dielectric composition, a portion of one or more adhesive layers of the first adhesive layer 140b and the first adhesive member 130b, which will be described later, penetrates into the spaced apart space between Fe-based alloy fragments. According to the composition of the dielectrics 110b and 111b, the first adhesive layer 140b, and the first adhesive member 130b, one or more adhesive layers (or adhesive members) may have the same composition.
또한, 상기 제1자기장 차폐층(110)의 두께는 상술한 Fe계 합금 파편의 유래가 되는 리본시트의 두께일 수 있으며, 파편의 이격공간을 비롯하여 일부 파편의 상부나 하부를 덮는 유전체의 두께를 고려하여 제1자기장 차폐층(110)의 두께는 15 ~ 50㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the thickness of the first magnetic field shielding layer 110 may be the thickness of the ribbon sheet derived from the above-described Fe-based alloy fragments, and the thickness of the dielectric covering the top or bottom of some fragments, including the separation space of the fragments In consideration, the thickness of the first magnetic field shielding layer 110 may be 15 to 50 μm, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1자기장 차폐층의 형상은 적용되는 안테나의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 구체적으로 형상이 직사각형, 정사각형의 사각형 이외에 오각형 등의 다각형이나 원형, 타원형이나 부분적으로 곡선과 직선이 혼재된 형상일 수 있다. 예를 들어 안테나의 형상(Ex. 환형)에 대응해 그와 동일한 형상(환형)을 가질 수 있다. 이때 제1자기장 차폐층의 크기는 대응되는 안테나 크기보다 약 0.1 ~ 2mm 더 넓은 폭으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 제한되지는 않는다.In addition, the shape of the first magnetic field shielding layer may have a shape corresponding to the shape of the applied antenna. Specifically, the shape may be a polygon such as a pentagon, a circle, an ellipse, or a shape in which curved lines and straight lines are partially mixed in addition to a rectangle or a square. For example, it may have the same shape (annular shape) corresponding to the shape (Ex. annular shape) of the antenna. At this time, the size of the first magnetic field shielding layer is preferably made of about 0.1 to 2 mm wider than the corresponding antenna size, but is not limited thereto.
한편, 본 발명의 일실시예에 포함되는 제1시트(103)는 도 3에 도시된 것과 같이 복수개의 제1자기장 차폐층(113A, 113B)을 구비하고, 상기 복수개의 제1자기장 차폐층(113A, 113B) 사이에는 자기장 차폐층 간을 접착시키고 와전류를 감소시키기 위하여 유전층(150)이 개재될 수 있다. 일예로, 상기 유전층(150)은 유전체로써 기능하는 층을 의미할 수 있다.Meanwhile, the first sheet 103 included in one embodiment of the present invention includes a plurality of first magnetic field shielding layers 113A and 113B as shown in FIG. 3, and the plurality of first magnetic field shielding layers ( 113A and 113B), a dielectric layer 150 may be interposed between the magnetic field shielding layers and to reduce eddy current. For example, the dielectric layer 150 may mean a layer functioning as a dielectric.
경우에 따라 제1시트에 단일의 자기장 차폐층만 구비시킬 경우 무선전력전송이나 마그네틱 보안전송 등의 기능에 적합한 수준의 물성에 미치지 못할 수 있다. 이에 따라 자기장 차폐층(113A, 113B)을 복수개로 구비시켜 두께 증가를 통해 투자율이 높은 자성체를 사용한 것과 같은 물성증가 효과를 달성할 수 있다.In some cases, when the first sheet is provided with only a single magnetic field shielding layer, physical properties suitable for functions such as wireless power transmission or magnetic security transmission may not be reached. Accordingly, by providing a plurality of magnetic field shielding layers 113A and 113B, it is possible to achieve an effect of increasing physical properties as in using a magnetic material having high magnetic permeability through an increase in thickness.
상기 제1시트(103) 내에 복수개로 자기장 차폐층(113A, 113B)을 구비할 경우 2 ~ 12개의 자기장 차폐층을 구비함이 바람직하고, 3 ~ 6개의 자기장 차폐층을 구비함이 보다 바람직할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 자기장 차폐층의 적층개수를 무한정 증가시킨다 하여 목적하는 수준의 물성을 달성하는 것은 아니며, 만일 자기장 차폐층의 적층수가 12개를 초과하는 경우 안테나의 품질계수 향상의 폭이 미미할 수 있고, 두께가 두꺼워져 차페유닛의 박형화에 바람직하지 못할 수 있다. When a plurality of magnetic field shielding layers 113A and 113B are provided in the first sheet 103, it is preferable to have 2 to 12 magnetic field shielding layers, and more preferably to have 3 to 6 magnetic field shielding layers. It may be, but is not limited thereto. On the other hand, indefinitely increasing the number of stacked magnetic field shielding layers does not achieve the desired level of physical properties. If the number of stacked magnetic field shielding layers exceeds 12, the improvement in the quality factor of the antenna may be insignificant, becomes thick, which may be undesirable for thinning the shielding unit.
한편, 상기 유전층(150)은 유전접착층일 수 있으며, 상기 유전접착층은 상술한 유전체 형성 조성물을 통해 형성될 수 있다. 상기 자기장 차폐층(113A, 113B)이 복수개로 구비되는 경우 복수개의 Fe계 합금 리본을 상기 유전접착층을 개재시켜 적층시킨 뒤 리본을 파쇄시켜 자기장 차폐층이 복수개로 구비된 제1시트(103)를 제조할 수 있는데, 이 경우 인접하는 어느 일자기장 차폐층(113A)의 하부부분과 타자기장 차폐층(113B)의 상부부분에 포함되는 유전체(110b, 111b)는 두 자기장 차폐층(113A, 113B) 사이에 개재되는 유전접착층이 일자기장 차폐층(113A)의 하부부분과 타자기장 차폐층(113B)의 상부부분에 위치하는 Fe계 파편 간의 이격공간에 침투하여 형성된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 유전접착층의 점착력은 약 700 ~ 900g·f/inch일 수 있다. 또한, 지지부재(미도시)의 양면에 접착층이 형성된 양면형 테이프이거나 지지부재 없이 접착층으로만 구성될 수도 있으나 제1시트(103)의 박형화 측면에서 지지부재를 포함하지 않을 수 있다.Meanwhile, the dielectric layer 150 may be a dielectric bonding layer, and the dielectric bonding layer may be formed through the above-described dielectric forming composition. When a plurality of magnetic field shielding layers 113A and 113B are provided, a plurality of Fe-based alloy ribbons are stacked with the dielectric adhesive layer interposed therebetween, and then the ribbons are crushed to form a first sheet 103 having a plurality of magnetic field shielding layers. In this case, the dielectrics 110b and 111b included in the lower portion of the adjacent magnetic field shielding layer 113A and the upper portion of the typewriter field shielding layer 113B are two magnetic field shielding layers 113A and 113B. The dielectric adhesive layer interposed therebetween may be formed by infiltrating the space between the lower part of the magnetic field shielding layer 113A and the upper part of the shielding layer 113B of the type magnetic field and the Fe-based fragments. Preferably, the adhesive strength of the dielectric adhesive layer may be about 700 to 900 g·f/inch. In addition, it may be a double-sided tape having an adhesive layer formed on both sides of a support member (not shown) or composed of only an adhesive layer without a support member, but may not include a support member in terms of thinning the first sheet 103.
또한, 다른 실시예는 상기 유전층(150)이 방열접착층일 수도 있는데, 상기 방열접착층은 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 등의 접착성분에 니켈, 은, 탄소소재 등의 공지된 방열필러가 혼합된 것일 수 있으며, 구체적인 조성 및 함량은 공지된 조성 및 함량을 따를 수 있음에 따라 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.In addition, in another embodiment, the dielectric layer 150 may be a heat dissipating adhesive layer, and the heat dissipating adhesive layer may be a mixture of a known heat dissipating filler such as nickel, silver, carbon material, etc. with an adhesive component such as acrylic, urethane, or epoxy. And, as the specific composition and content may follow the known composition and content, the present invention is not particularly limited thereto.
또한, 상기 자기장 차폐층(113A, 113B)이 복수개로 구비되는 경우 각각의 자기장 차폐층에 포함되는 Fe계 합금의 조성은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 조성이 동일하더라도 열처리 시간 등의 상이함으로 인해 각각의 자기장 차폐층의 투자율이 서로 다를 수 있다. 또한, 각각의 자기장 차폐층의 두께도 목적에 따라 서로 동일하거나 상이하게 구성시킬 수 있다.In addition, when the magnetic field shielding layers 113A and 113B are provided in plurality, the composition of the Fe-based alloy included in each magnetic field shielding layer may be the same as or different from each other. In addition, even if the composition is the same, magnetic field shielding layers may have different permeability due to a difference in heat treatment time or the like. In addition, the thickness of each magnetic field shielding layer may be the same or different from each other according to the purpose.
다음으로, 상기 제2시트(200)는 제2자기장 차폐층(210)을 구비하고, 상기 자기장 차폐층(210)은 다수의 페라이트의 파편들(210a)로 형성된다.Next, the second sheet 200 includes a second magnetic field shielding layer 210, and the magnetic field shielding layer 210 is formed of a plurality of ferrite fragments 210a.
먼저, 상기 제2자기장 차폐층(210)은 제2시트(200)의 가요성을 향상시키기 위하여 페라이트 시트를 파쇄시킨 페라이트의 파편들(210a)로 형성된다. First, the second magnetic field shielding layer 210 is formed of fragments 210a of ferrite obtained by crushing a ferrite sheet in order to improve the flexibility of the second sheet 200 .
자기장 차폐유닛의 슬림화, 박형화를 위해서는 구비되는 각 시트의 두께, 더 나아가 구비되는 자성체의 두께가 동시에 매우 얇아져야 하는데, 13.56MHz를 동작주파수 대역으로 갖는 안테나에 적합한 페라이트는 취성이 매우 강해 페라이트 시트의 두께가 얇아질 경우 매우 약한 외력에도 크랙이 발생하거나 미세 파편들로 부서짐에 따라서 크랙이 발생하기 전의 시트상일 때 투자율보다 크랙 발생 후 투자율이 현저히 저하되는 문제점이 있다. 또한, 매우 얇게 구현된 제2시트는 제조 후 깨지지 않도록 주의를 기울여야 함에 따라서 보관, 운송 및 이를 부품으로 공정에 투입하는 과정에서 작업성을 현저히 감소시키는 문제점이 있다. 또한, 페라이트 시트에 크랙이 발생하지 않도록 매우 큰 노력을 기울여 휴대용 기기가 제조된 경우에도 사용 중 떨어뜨림 등의 충격으로 페라이트 시트에 크랙, 부서짐이 발생하여 목적하는 수준의 송수신 효율이나 송수신 거리를 담보하지 못하는 문제가 있다.In order to make the magnetic shielding unit slim and thin, the thickness of each sheet and the thickness of the magnetic material provided must be very thin at the same time. When the thickness is thin, cracks occur even with very weak external force or are broken into fine fragments, so the permeability after cracks is significantly lowered than the permeability in the sheet before cracks occur. In addition, the second sheet implemented very thin has a problem in that workability is significantly reduced during storage, transportation, and the process of putting it into a process as a part, as care must be taken not to break it after manufacturing. In addition, even if a portable device is manufactured with great effort to prevent cracks in the ferrite sheet, cracks and breakage occur in the ferrite sheet due to impact such as dropping during use, ensuring the desired level of transmission/reception efficiency or transmission/reception distance. I have a problem that I can't.
그러나 본 발명의 일실시예에 따른 차폐유닛에 포함되는 일자성체인 페라이트(210a)가 처음부터 파쇄되어 파편상태로 구비됨에 따라서 제2시트(200)의 가요성이 현저히 향상되어 제2시트(200)의 단면두께가 박형화 되더라도 외력에 의해 페라이트 파편에 크랙이 더 발생할 수 있는 우려가 원천적으로 봉쇄될 수 있다. 또한, 페라이트가 파편상태로 제2시트(200)에 포함되되, 파편상태의 페라이트를 포함하는 제2시트(200)가 처음부터 13.56MHz를 동작주파수 대역으로 갖는 안테나의 신호 송수신 효율 및 송수신 거리에서 우수한 특성을 발현할 수 있을 정도의 초기 물성 보유하고, 상기 초기 물성을 차폐유닛(300)을 장착하는 완성품의 제조단계, 더 나아가 완성품의 사용단계에서도 지속적으로 유지시킬 수 있음에 따라서 통상의 비파편화된 자성체를 구비하는 차폐유닛에서 발생하는 의도하지 않은 파편화로 인한 물성저하 및 이로 인한 데이터 송수신 성능의 현저한 저하 우려를 제거할 수 있다. However, the flexibility of the second sheet 200 is significantly improved as the ferrite 210a, which is a magnetic material included in the shield unit according to an embodiment of the present invention, is crushed from the beginning and provided in a fragmented state, so that the second sheet 200 ), even if the thickness of the cross section is reduced, the concern that more cracks may occur in the ferrite fragments due to external force can be fundamentally blocked. In addition, ferrite is included in the second sheet 200 in a shredded state, but the second sheet 200 including the ferrite in a shredded state is from the beginning in the signal transmission and reception efficiency and transmission and reception distance of the antenna having 13.56 MHz as an operating frequency band. It has initial physical properties sufficient to express excellent characteristics, and the initial physical properties can be continuously maintained even in the manufacturing stage of the finished product in which the shielding unit 300 is installed, and furthermore, in the use stage of the finished product, so that normal non-fragmentation It is possible to eliminate concerns about the degradation of physical properties due to unintentional fragmentation occurring in the shielding unit having the magnetic material and the significant degradation in data transmission/reception performance due to this.
상기 페라이트 파편들(210a)의 형상은 비정형일 수 있다. 또한, 상기 페라이트 파편들(210a)의 평균입경은 100 ~ 2100 ㎛일 수 있다. 만일 평균입경이 2100㎛를 초과하는 경우 추가적인 파편의 파손, 조각의 발생이 증가하여 제2시트(200)의 초기 설계 물성치의 유지가 어려울 수 있는 문제점이 있다. 또한, 만일 파편의 평균입경이 100㎛ 미만인 경우 파쇄 전 페라이트의 투자율 등 자기적 물성치가 현저히 높은 것을 선택해야 하나 투자율이 높은 페라이트를 제조하는 것은 제조상 한계가 있음에 따라서 목적하는 수준으로 자기장 차폐유닛의 초기물성을 설계하기 어려운 문제가 있다. 한편, 파편의 평균입경이란 4㎜×4㎜ 면적 내의 대각선 기준 선 위에 분포하는 각각 시편의 대각선 길이 중 가장 긴 대각선을 기준으로 측정된 결과이다. 한편 만곡형상을 갖는 페라이트 파편을 포함하지 않더라도 입경이 100㎛ 미만임에 따라 추가 미세 파편화에 따른 물성변동이 없을 수 있으나, 입경이 과도하게 작기 때문에 자기장 차폐유닛 자체가 목적하는 효과를 발현할 수 없다.The ferrite fragments 210a may have irregular shapes. In addition, the average particle diameter of the ferrite fragments 210a may be 100 to 2100 μm. If the average particle diameter exceeds 2100 μm, there is a problem in that it may be difficult to maintain the initial design properties of the second sheet 200 due to the increase in the damage of additional fragments and the generation of fragments. In addition, if the average particle diameter of the fragments is less than 100㎛, it is necessary to select a material with significantly high magnetic properties such as magnetic permeability of ferrite before crushing, but manufacturing ferrite with high magnetic permeability has limitations in manufacturing, so There is a difficult problem in designing initial properties. On the other hand, the average particle diameter of fragments is the result measured based on the longest diagonal among the diagonal lengths of each specimen distributed on the diagonal reference line within the area of 4 mm × 4 mm. On the other hand, even if the ferrite fragments having a curved shape are not included, there may be no change in physical properties due to additional fine fragmentation as the particle diameter is less than 100㎛, but the magnetic field shielding unit itself cannot express the desired effect because the particle diameter is excessively small. .
한편, 상기 제2시트(200)에 구비되는 제2자기장 차폐층(210)을 형성시키는 페라이트는 파편화된 상태로 후술하는 자기장 차폐유닛의 투자율 등의 자기적 특성을 발현할 수 있는 경우 조성, 결정종류, 소결입자의 미세구조에 제한은 없으며, 공지된 페라이트를 사용해도 무방하다. 다만, 바람직하게는 페라이트의 결정구조는 스피넬형일 수 있다. 또한, 상기 페라이트는 바람직하게는 Ni-Zn-Cu계 페라이트일 수 있고, 보다 바람직하게는 파편화된 이후에도 목적하는 수준의 물성을 발현하기 위하여 Ni-Zn-Cu계 페라이트는 산화아연(ZnO) 8 ~ 40몰%, 산화구리(CuO) 7 ~ 17몰%, 삼산화이철(Fe2O3) 37 ~ 50몰% 및 산화니켈(NiO) 11 ~ 25몰%을 포함하는 페라이트일 수 있다.On the other hand, if the ferrite forming the second magnetic field shielding layer 210 provided on the second sheet 200 can express magnetic properties such as magnetic permeability of a magnetic field shielding unit described later in a fragmented state, composition and determination There are no restrictions on the type or microstructure of the sintered particles, and known ferrite may be used. However, preferably, the crystal structure of ferrite may be a spinel type. In addition, the ferrite may preferably be Ni-Zn-Cu-based ferrite, and more preferably, in order to express a desired level of physical properties even after being fragmented, the Ni-Zn-Cu-based ferrite is zinc oxide (ZnO) 8 ~ It may be ferrite including 40 mol%, copper oxide (CuO) 7 to 17 mol%, ferric trioxide (Fe 2 O 3 ) 37 to 50 mol%, and nickel oxide (NiO) 11 to 25 mol%.
또한, 상기 Ni-Zn-Cu계 페라이트는 사산화삼코발트(Co3O4)를 더 포함하는 Ni-Zn-Cu-Co계 페라이트일 수 있고, 보다 더욱 바람직하게는 상기 사산화삼코발트를 0.2 ~ 0.35몰%로 포함할 수 있다. 사산화삼코발트를 더 포함함을 통해 근거리통신에 더욱 적합한 물성을 발현할 수 있는 이점이 있을 수 있다.In addition, the Ni-Zn-Cu-based ferrite may be a Ni-Zn-Cu-Co-based ferrite further containing tricobalt tetroxide (Co 3 O 4 ), more preferably 0.2 to 0.35 mol% of tricobalt tetroxide. can be included with By further including tricobalt tetroxide, there may be an advantage in expressing physical properties more suitable for short-range communication.
한편, 페라이트의 조성과 조성비는 이에 제한되는 것은 아니며 목적하는 물성의 정도에 따라 변경하여 실시할 수 있다.On the other hand, the composition and composition ratio of ferrite is not limited thereto and may be changed according to the degree of desired physical properties.
또한, 상기 제2자기장 차폐층(210)의 두께는 페라이트 파편의 유래가 되는 페라이트 시트 또는 플레이트의 두께일 수 있으며, 일예로, 제2자기장 차폐층(210)의 두께는 30 ~ 600㎛일 수 있다. 만일 평균두께가 30㎛ 미만일 경우 목적하는 수준으로 13.56MHz의 동작주파수에 적합한 자기적특성을 발현할 수 없을 수 있고, 600㎛를 초과하는 경우 차폐유닛의 박막화에 바람직하지 못하다.In addition, the thickness of the second magnetic field shielding layer 210 may be the thickness of a ferrite sheet or plate from which ferrite fragments are derived, and for example, the thickness of the second magnetic field shielding layer 210 may be 30 to 600 μm. there is. If the average thickness is less than 30㎛ may not be able to express the magnetic properties suitable for the operating frequency of 13.56MHz to the desired level, if it exceeds 600㎛ it is not desirable to thin the shield unit.
또한, 상기 제2자기장 차폐층(210)의 형상은 자기장 차폐유닛이 적용되는 적용처, 구체적으로 근거리통신용 안테나의 형상에 대응되도록 형상이 직사각형, 정사각형의 사각형 이외에 오각형 등의 다각형이나 원형, 타원형이나 부분적으로 곡선과 직선이 혼재된 형상일 수 있다. 이때 제2자기장 차폐층(210)의 크기는 대응되는 모듈의 안테나 크기보다 약 0.1 ~ 2mm 더 넓은 폭으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 제한되지는 않는다.In addition, the shape of the second magnetic field shielding layer 210 is a polygon such as a pentagon such as a pentagon, a circle, an ellipse, or a partial shape in addition to a rectangle or a square so as to correspond to an application to which a magnetic field shield unit is applied, specifically, a shape of an antenna for short-range communication. It can be a mixture of curved lines and straight lines. At this time, the size of the second magnetic field shielding layer 210 is preferably made of about 0.1 to 2 mm wider than the size of the antenna of the corresponding module, but is not limited thereto.
한편, 본 발명의 일실시예에 포함되는 제2시트(200)는 페라이트가 파편상태로 처음부터 포함되어 제2자기장 차폐층을 형성함에도 불구하고 13.56MHz의 주파수에서 복소투자율의 실수부(μ')가 95 이상을 만족하고, 바람직하게는 125 이상, 보다 바람직하게는 140 이상, 보다 더 바람직하게는 180 이상을 만족할 수 있다. 이를 통해 페라이트의 파편화를 통해 제2시트(200)의 가요성을 현저히 향상시켰음에도 불구하고 목적하는 근거리통신이 요구하는 물성은 온전히 만족시킬 수 있고, 만일하나 발생할 수 있는 페라이트 파편의 추가적 파손이 있더라도 그에 따른 물성저하를 감안하여 목적하는 근거리통신이 요구하는 물성치를 만족시킬 수 있다.On the other hand, the second sheet 200 included in one embodiment of the present invention is the real part (μ' ) may satisfy 95 or more, preferably 125 or more, more preferably 140 or more, and still more preferably 180 or more. Through this, despite significantly improving the flexibility of the second sheet 200 through fragmentation of ferrite, the physical properties required for the target short-range communication can be fully satisfied, and even if there is additional damage to ferrite fragments that may occur, In consideration of the resulting degradation of physical properties, it is possible to satisfy the physical properties required for the target short-distance communication.
만일 상기 주파수에서 복소투자율의 실수부가 95미만일 경우 목적하는 수준의 근거리통신 효율을 달성할 수 없고, 만일하나 발생할 수 있는 페라이트 파편의 추가 미세 조각화로 인하여 근거리 통신에 필요한 수준의 물성치를 만족시키지 못해 제품이상, 불량을 초래하는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 보다 향상된 근거리 통신 효율, 통신거리의 증대를 위해 상기 제2시트(200)는 13.56MHz의 주파수에서 하기 수학식 2에 따른 품질지수 값이 20 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 45 이상일 수 있다.If the real part of the complex permeability is less than 95 at the above frequency, the target level of short-distance communication efficiency cannot be achieved, and the product does not satisfy the physical properties required for short-distance communication due to additional fine fragmentation of ferrite fragments that may occur. There may be problems that cause abnormalities or defects. In addition, for more improved short-range communication efficiency and increase in communication distance, the second sheet 200 may have a quality index value of 20 or more, more preferably 45 or more, according to Equation 2 below at a frequency of 13.56 MHz. .
[수학식 2] [Equation 2]
상기 품질지수의 값이 증가한다는 것은 복소투자율의 실수부가 증가하고 허수부에는 변화가 없거나 복소투자율의 실수부는 일정한데 허수부가 감소하거나 또는 복소투자율의 실수부 증가와 허수부 감소가 동시에 일어나는 것을 의미하고, 어느 경우에나 향상된 근거리 통신 효율, 통신거리를 증대시킬 수 있다. 만일 13.56MHz의 주파수에서 품질지수가 20 미만일 경우 근거리 통신 효율의 향상이 미미하거나 자기손실 중 와전류 손실로 인한 자기손실, 발열이 증가할 수 있는 문제가 있다.An increase in the value of the quality index means that the real part of the complex permeability increases and the imaginary part does not change, or the real part of the complex permeability is constant, but the imaginary part decreases, or the real part of the complex permeability increases and the imaginary part decreases. , in any case, improved short-distance communication efficiency and communication distance can be increased. If the quality index is less than 20 at a frequency of 13.56 MHz, there is a problem that the improvement of short-distance communication efficiency is insignificant or magnetic loss and heat generation due to eddy current loss among magnetic losses may increase.
한편, 상술한 제1시트(100, 101, 102, 103, 104) 및 제2시트(200, 201, 202, 203)에 구비되는 자성체 파편들, 구체적으로 조성이 상이함에 따라서 취성 등의 기계적 특성이 상이하고, 주파수별 투자율이 서로 상이할 수 있다. 이에 따라 자성체의 종류에 따라 일정수준의 가요성을 발현하기 위한 입도분포가 다를 수 있고, 추가적 미세파편화에 따라 저하되는 자기적 특성의 정도도 상이할 수 있다. 본 발명에 따른 자기장 차폐유닛은 자성체별 취성 등의 기계적 강도 및 파편화된 정도에 따라 발현되는 자기적 특성의 변화정도를 고려하여 서로 상이한 주파수 대역을 동작주파수로 하는 각각의 안테나의 특성을 향상시키고, 차폐유닛의 가요성을 향상시키기 위하여, 본 발명에 따른 수학식 1의 값이 3 ~ 35이고, 바람직하게는 3 ~ 25일 수 있고, 보다 바람직하게는 3.3 ~ 23.1일 수 있다.On the other hand, the mechanical properties such as brittleness according to the composition of the magnetic fragments provided on the above-described first sheets 100, 101, 102, 103, 104 and the second sheets 200, 201, 202, 203, specifically, are different. This is different, and the magnetic permeability for each frequency may be different from each other. Accordingly, the particle size distribution for expressing a certain level of flexibility may be different depending on the type of magnetic material, and the degree of deterioration of magnetic properties according to additional microfragmentation may also be different. The magnetic field shielding unit according to the present invention improves the characteristics of each antenna having different frequency bands as operating frequencies in consideration of the mechanical strength such as brittleness of each magnetic material and the degree of change in magnetic characteristics expressed according to the degree of fragmentation, In order to improve the flexibility of the shield unit, the value of Equation 1 according to the present invention may be 3 to 35, preferably 3 to 25, and more preferably 3.3 to 23.1.
[수학식 1][Equation 1]
만일 수학식 1의 값이 3 미만일 경우 제2시트의 자기적 특성이 매우 좋지 않아 목적하는 수준으로 근거리 통신 효율, 송수신 거리를 달성할 수 없는 문제가 있을 수 있고, 또는 제1시트의 가요성이 좋지 않아 추가적 미세파편화 및 이로 인하여 초도 설계한 자기적 특성의 유지가 어려우며, 제1시트에서 와전류 등에 따른 자기적 손실이 현저해 목적하는 수준으로 무선전력전송효율 및 송수신 거리 등을 달성하지 못 할 수 있다. 또한, 만일 수학식 1의 값이 35를 초과하는 경우 제2시트의 가요성이 현저히 좋지 않아 추가적인 미세파편화 및 이로 인해 초도 설계한 자기적 특성을 유지시킬 수 없는 문제가 있거나, 제1시트의 자기적 특성이 매우 좋지 않아 목적하는 수준으로 무선전력전송효율, 송수신 거리 등을 달성하지 못할 수 있다.If the value of Equation 1 is less than 3, the magnetic properties of the second sheet may be very poor, so there may be a problem that short-range communication efficiency and transmission and reception distance cannot be achieved at the desired level, or the flexibility of the first sheet It is not good, so it is difficult to maintain the initially designed magnetic characteristics due to additional fine fragmentation and this, and the magnetic loss due to eddy current in the first sheet is remarkable, so it may not be possible to achieve the desired level of wireless power transmission efficiency and transmission/reception distance. there is. In addition, if the value of Equation 1 exceeds 35, the flexibility of the second sheet is significantly poor, resulting in additional fine fragmentation and a problem in that the initially designed magnetic properties cannot be maintained, or the magnetic properties of the first sheet Due to poor characteristics, wireless power transmission efficiency and transmission/reception distance may not be achieved at the desired level.
또한, Fe계 합금에서도 조성에 따라서 더욱 향상된 무선전력전송효과의 발현을 위한 본 발명에 따른 수학식 1의 범위가 상이해질 수 있다. 구체적으로 Fe계 합금이 철(Fe), 규소(Si) 및 붕소(B)를 포함하는 3원소계 합금인 경우, 바람직하게는 본 발명에 따른 수학식 1의 값은 3.3 ~ 15일 수 있다. 또한, Fe계 합금이 철(Fe), 규소(Si), 붕소(B), 구리(Cu) 및 니오븀(Nb)을 포함하는 5원소계 합금인 경우, 바람직하게는 본 발명에 따른 수학식 1의 값은 5 ~ 23.1일 수 있다. 상기 범위를 만족할 경우 무선전력전송 효율 및/또는 근거리통신 효율이 보다 향상될 수 있다.In addition, even in the Fe-based alloy, the range of Equation 1 according to the present invention for the expression of a more improved wireless power transmission effect may be different depending on the composition. Specifically, when the Fe-based alloy is a three-element alloy including iron (Fe), silicon (Si), and boron (B), the value of Equation 1 according to the present invention may be preferably 3.3 to 15. In addition, when the Fe-based alloy is a five-element alloy including iron (Fe), silicon (Si), boron (B), copper (Cu), and niobium (Nb), preferably Equation 1 according to the present invention The value of may be 5 to 23.1. When the above range is satisfied, wireless power transmission efficiency and/or short-range communication efficiency may be further improved.
한편, 상술한 제1시트(100) 및 제2시트(200)에 구비되는 자성체 파편들, 구체적으로 상기 Fe계 합금의 파편 및 상기 페라이트의 파편 중 일부 파편은 도 4와 같이 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상을 갖는다. 이는 차폐유닛이 휘어지거나 구부러짐에 따라 발생할 수 있는 의도하지 않은 추가적인 Fe계 합금 및/또는 페라이트 파편의 파손, 조각, 부서짐을 더욱 방지하기 위함이다. 이를 통해 차폐유닛이 휘게될 때 일변이 만곡형상을 가지는 파편으로 인하여 인접한 파편과 부딪침이나 마찰이 감소할 수 있어 파편의 추가적 부서짐을 방지할 수 있고 이를 통해 물성 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, at least one side of the fragments of the magnetic body provided on the above-described first sheet 100 and the second sheet 200, specifically, fragments of the Fe-based alloy and fragments of the ferrite have a straight line as shown in FIG. It has a non-curved shape. This is to further prevent unintentional breakage, fragmentation, or shattering of additional Fe-based alloy and/or ferrite fragments that may occur as the shield unit is bent or bent. Through this, when the shielding unit is bent, collision or friction with adjacent fragments can be reduced due to fragments having a curved shape on one side, thereby preventing additional breakage of the fragments, and through this there is an advantage of preventing deterioration in physical properties.
또한, 바람직하게는 상기 Fe계 합금의 파편 중 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상을 갖는 파편의 개수는 자기장 차폐유닛에 구비되는 Fe계 합금의 파편 전체 개수대비 15% 이상, 바람직하게는 15 ~ 90% 일 수 있다. 만일 적어도 한 변이 만곡형상을 갖는 파편의 개수가 전체 파편개수의 15% 미만일 경우 가요성 향상이 미미할 수 있고, 외부충격으로 초도에 구비시킨 파편보다 미세화된 파편이 증가할 수 있어 차폐유닛의 투자율 감소 등 물성저하를 초래할 수 있는 문제가 있다.In addition, preferably, the number of fragments having at least one side of the fragments of the Fe-based alloy having a curved shape rather than a straight line is 15% or more compared to the total number of fragments of the Fe-based alloy provided in the magnetic shielding unit, preferably 15 to 90 % can be If the number of fragments having at least one side curved is less than 15% of the total number of fragments, the improvement in flexibility may be insignificant, and the finer fragments may increase than the initially prepared fragments due to external impact, reducing the permeability of the shielding unit There are problems that may cause deterioration of physical properties, such as
또한, 상기 페라이트 파편 중 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상을 갖는 파편의 개수는 자기장 차폐유닛에 구비되는 페라이트 파편의 전체 개수대비 25% 이상, 바람직하게는 25 ~ 90%일 수 있다. 만일 적어도 한 변이 만곡형상을 갖는 파편의 개수가 전체 파편개수의 25% 미만일 경우 가요성 향상이 미미할 수 있고, 외부충격으로 초도에 구비시킨 파편보다 미세화된 파편이 증가할 수 있어 차폐유닛의 투자율 감소 등 물성저하를 초래할 수 있는 문제가 있다.In addition, the number of fragments having at least one side of the ferrite fragments having a curved shape rather than a straight line may be 25% or more, preferably 25 to 90% of the total number of ferrite fragments provided in the magnetic field shielding unit. If the number of fragments having at least one side curved is less than 25% of the total number of fragments, the improvement in flexibility may be insignificant, and the finer fragments may increase than the initially prepared fragments due to external impact, reducing the permeability of the shielding unit There are problems that may cause deterioration of physical properties, such as
한편, 파편의 추가적인 파손, 조각을 더욱 방지하기 위하여 바람직하게는 제2시트(200)에 구비되는 페라이트 파편들(210a)은 하기 수학식 3에 따른 파편 일면의 이형도가 8.0 이하인 파편을 10% 이상 포함할 수 있다.On the other hand, in order to further prevent further damage and fragmentation of the fragments, preferably, the ferrite fragments 210a provided on the second sheet 200 contain more than 10% of the fragments having a non-circularity of 8.0 or less on one surface of the fragments according to Equation 3 below. can include
[수학식 3][Equation 3]
상기 수학식 3에서 파편의 외접원 직경이란 파편의 어느 일면에 존재하는 어느 두 점 사이의 거리 중 가장 긴 거리를 의미(도 5a의 R1, 도 5b의 R2)하며, 이 때에 해당되는 파편의 두 점을 지나가는 원이 파편의 외접원에 해당된다. 또한, 파편의 내접원의 직경은 파편의 어느 일면에 존재하는 두 변 이상과 접하는 내접원 중 직경이 가장 큰 내접원의 직경을 의미(도 5a의 R1, 도 5b의 R2)한다. 파편의 일면의 이형도가 크다는 것은 파편의 일면 형상이 길다랗거나(도 5a 참조) 뾰족한 부분(도 5b 참조)을 포함한다는 것을 의미하고, 이러한 형상일수록 추가적인 파편의 파손, 조각이 발생할 수 있음을 의미한다.In Equation 3, the diameter of the circumscribed circle of a fragment means the longest distance among the distances between any two points existing on one side of the fragment (R 1 in FIG. 5a, R 2 in FIG. 5b), and at this time, the corresponding fragment The circle passing through the two points is the circumcircle of the fragment. In addition, the diameter of the inscribed circle of the fragment means the diameter of the inscribed circle having the largest diameter among the inscribed circles contacting two or more sides existing on one side of the fragment (R 1 in FIG. 5a, R 2 in FIG. 5b). The fact that the irregularity of one side of the fragment is large means that the shape of one side of the fragment is elongated (see Fig. 5a) or includes a sharp part (see Fig. 5b), and the more this shape is, the more damage or fragmentation of the fragment may occur. do.
이에 따라 제2시트(200)에 포함되는 페라이트 파편들 중 이형도가 큰 파편의 개수가 일정비율 이하로 포함됨이 바람직함에 따라서 제2자기장 차폐층(210)내 전체 파편들 중 상기 수학식 3에 따른 파편의 일면 이형도가 8.0이하인 파편이 10% 이상 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 이를 만족하는 파편이 15% 이상, 보다 더 바람직하게는 20% 이상 포함될 수 있다. 만일 이형도가 8.0을 초과하는 파편이 10% 미만인 경우 추가적인 페라이트 파편의 미세 조각화로 인해 투자율 등 물성의 현저한 저하를 유발할 수 있는 문제가 있고, 목적한 초기 물성 설계치를 지속시킬 수 없을 수 있다.Accordingly, among the ferrite fragments included in the second sheet 200, it is preferable that the number of fragments having a large non-circularity be included in a certain ratio or less, so according to Equation 3 One-sided irregularities of the fragments may include 10% or more of fragments having a non-circularity of 8.0 or less, more preferably 15% or more of fragments satisfying this, and even more preferably 20% or more of fragments. If the irregularity exceeds 8.0, if less than 10%, there is a problem that may cause a significant decrease in physical properties such as magnetic permeability due to the fine fragmentation of additional ferrite fragments, and the intended initial physical property design value may not be maintained.
한편, 파편으로 포함되는 Fe계 합금에 비하여 페라이트 파편이 상술한 수학식 3을 만족함이 더욱 바람직한 이유는 Fe계 합금 보다 페라이트 파편이 미세파편화로 인한 자기적 특성저하의 정도가 더 심하기 때문이며, 이에 따라 제2시트(200)의 페라이트 파편의 추가적 미세조각화를 방지함이 초도설계 물성치를 만족시킴에 있어서 매우 중요하다.On the other hand, the reason why it is more preferable that the ferrite fragments satisfy the above-described Equation 3 compared to the Fe-based alloy included as fragments is that the degree of magnetic property degradation due to the fine fragmentation of the ferrite fragments is more severe than that of the Fe-based alloy. Preventing additional microfragmentation of the ferrite fragments of the second sheet 200 is very important in satisfying the initial design properties.
한편, 상기 이형도는 Fe계 합금 시트 및/또는 페라이트 시트를 파쇄하는 장치의 금속볼 및/또는 롤러의 스펙을 적절히 조절하여 특정 이형도를 갖는 파편을 제조할 수 있다.On the other hand, the non-circularity can be produced by properly adjusting the specifications of the metal ball and / or roller of the device for crushing the Fe-based alloy sheet and / or ferrite sheet to produce fragments having a specific non-circularity.
한편, 도 1a와 같이 제1자기장 차폐층(110)이 단층으로 제1시트(100)에 구비되는 경우 제1자기장 차폐층(110)의 상부 및 하부에 각각 제1보호부재(140) 및 제1접착부재(130b)를 더 포함할 수 있고, 도 3과 같이 복수개의 제1자기장 차폐층(113A, 113B)을 구비하는 경우 최하부의 제1자기장 차폐층(113B)의 하부에 제1접착부재(133b)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, when the first magnetic field shielding layer 110 is provided in the first sheet 100 as a single layer as shown in FIG. 1 may further include an adhesive member 130b, and when a plurality of first magnetic field shielding layers 113A and 113B are provided as shown in FIG. 3, the first adhesive member is placed under the lowermost first magnetic field shielding layer 113B (133b) may be further included.
또한, 제2시트(200)는 도 1a와 같이 제2자기장 차폐층(210)의 상부에 제1시트의 제2접착부재(130b)가 직접 대면하거나 도 2와 같이 제2 자기장 차폐층(212)의 상부에 제2보호부재(242)를 더 포함하고, 하부에 제2접착부재(232b)를 더 포함할 수 있다.In addition, in the second sheet 200, the second adhesive member 130b of the first sheet directly faces the upper part of the second magnetic field shielding layer 210 as shown in FIG. 1A, or the second magnetic field shielding layer 212 as shown in FIG. ) It may further include a second protective member 242 on the upper part, and further include a second adhesive member 232b on the lower part.
상기 제1보호부재(140)는 제1접착층(140b) 및 상기 제1접착층(140b) 상부에 접착된 보호기재(140a)를 포함할 수 있고, 상기 제2보호부재(242)는 제2접착층(242b) 및 상기 제2접착층(242b) 상부에 접착된 보호기재(242a)를 포함할 수 있다.The first protective member 140 may include a first adhesive layer 140b and a protective substrate 140a bonded to an upper portion of the first adhesive layer 140b, and the second protective member 242 may include a second adhesive layer. 242b and a protective substrate 242a attached to the upper portion of the second adhesive layer 242b.
상기 보호기재(140a, 242a)는 통상적인 자기장 차폐유닛에 구비되는 보호필름일 수 있고, 안테나를 구비하는 회로기판에 차폐유닛을 부착시키는 공정에서 경화를 위해 가해지는 열/압력 등을 견딜 수 있을 만큼의 내열성 및 외부에서 가해지는 물리적, 화학적 자극에 대해 자기장 차폐유닛(300, 302)을 보호할 수 있을 정도의 기계적 강도, 내화학성이 담보되는 재질인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 가교 폴리프로필렌, 나일론, 폴리우레탄계 수지, 아세테이트, 폴리벤즈이미다졸, 폴리이미드아마이드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌설파이드(PPS). 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE) 등이 있으며, 이들을 단독 또는 병용할 수 있다. 또한, 상기 보호기재는 두께가 1 ~ 100㎛, 바람직하게는 10 ~ 30 ㎛의 두께를 가지는 것을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The protective substrates 140a and 242a may be protective films provided in a conventional magnetic shielding unit, and may withstand heat/pressure applied for curing in a process of attaching the shielding unit to a circuit board having an antenna. Mechanical strength sufficient to protect the magnetic field shielding units 300 and 302 against heat resistance and physical and chemical stimuli applied from the outside and chemical resistance can be used without limitation if the material is secured. As non-limiting examples thereof, polyethylene, polypropylene, polyimide, cross-linked polypropylene, nylon, polyurethane-based resin, acetate, polybenzimidazole, polyimideamide, polyetherimide, polyphenylene sulfide (PPS). Polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate (PTT) and polybutylene terephthalate (PBT), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE) and polychlorotrifluoroethylene ( PCTFE), polyethylene tetrafluoroethylene (ETFE), and the like, and these may be used alone or in combination. In addition, the protective material may have a thickness of 1 to 100 μm, preferably 10 to 30 μm, but is not limited thereto.
한편, 상기 제1접착층(140b)은 보호기재(140a)와 제1자기장 차폐층(110)을, 상기 제2접착층(242b)은 보호기재(242)와 제2자기장 차폐층을 접착시키는 역할을 담당하고, 통상의 접착층인 경우 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 상술한 유전층 형성 조성물로 형성된 것일 수 있고, 이를 통해 제1자기장 차폐층(110) 및 제2자기장 차폐층(210)의 상용성이 증가하여 보다 향상된 접착력을 발현할 수 있다. 또한, 상기 제1접착층(140b, 143b)은 지지부재(미도시)의 양면에 접착층이 형성된 양면형 테이프이거나 지지부재 없이 접착층으로만 구성될 수도 있다. 또한, 상기 제1접착층(140b, 143b) 및 제2접착층(242b)은 점착력이 800 ~ 1500g·f/inch일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, the first adhesive layer 140b serves to bond the protective substrate 140a and the first magnetic field shielding layer 110, and the second adhesive layer 242b serves to bond the protective substrate 242 and the second magnetic field shielding layer. It is responsible for, and may be used without limitation in the case of a conventional adhesive layer, but preferably may be formed of the above-described dielectric layer forming composition, and through this, the compatibility of the first magnetic field shielding layer 110 and the second magnetic field shielding layer 210 As this increases, more improved adhesive strength can be expressed. In addition, the first adhesive layers 140b and 143b may be double-sided tapes in which adhesive layers are formed on both sides of a support member (not shown), or may be composed of only an adhesive layer without a support member. In addition, the first adhesive layer (140b, 143b) and the second adhesive layer (242b) may have an adhesive strength of 800 to 1500 g·f/inch, but is not limited thereto.
또한, 상기 제1접착부재(130b, 132b) 및 제2접착부재(230b, 232b) 중 어느 하나는 제1시트(100, 102)와 제2시트(200, 202)의 접착에 사용되고, 다른 하나는 자기장 차폐유닛이 배치되는 안테나 유닛과의 접착을 위해 사용될 수 있다. 이때, 안테나 유닛과의 접착을 위해 사용되는 접착부재(230, 232)은 안테나 유닛에 접착되기 전까지 접착제의 보호를 위해 이형기재(230a)를 더 구비할 수 있다.In addition, one of the first adhesive members 130b and 132b and the second adhesive members 230b and 232b is used for bonding the first sheets 100 and 102 and the second sheets 200 and 202, and the other one may be used for adhesion with the antenna unit where the magnetic field shielding unit is disposed. At this time, the adhesive members 230 and 232 used for bonding to the antenna unit may further include a release substrate 230a to protect the adhesive until it is bonded to the antenna unit.
상기 도 1a 및 도2와 같이 제1접착부재(130b, 132b)가 시트와 시트간의 결합을 위한 역할일 경우 점착력은 약 100 ~ 600g·f/inch일 수 있고, 지지부재(미도시)의 양면에 접착층이 형성된 양면형 테이프이거나 지지부재 없이 접착층으로만 구성될 수도 있다. 이때, 상기 제1접착부재(130b, 132b)는 통상의 접착성분일 수 있고, 바람직하게는 제1자기장 차폐층(110)에 구비되는 유전체(110b)와 동일한 조성일 수 있으며, 이를 통한 상용성 향상으로 인한 우수한 접착강도를 발현시킬 수 있다.As shown in FIGS. 1A and 2, when the first adhesive members 130b and 132b serve to couple sheets to sheets, the adhesive force may be about 100 to 600 g f/inch, and both sides of the support member (not shown) It may be a double-sided tape on which an adhesive layer is formed, or it may be composed of only an adhesive layer without a supporting member. At this time, the first adhesive member (130b, 132b) may be a conventional adhesive component, preferably may be the same composition as the dielectric (110b) provided in the first magnetic field shielding layer 110, through which the compatibility is improved. As a result, excellent adhesive strength can be expressed.
또한, 도 1a 및 도 2와 같이 상기 제2접착부재(230b, 232b)가 안테나 유닛등의 피착면과 자기장 차폐유닛(300, 302)의 접착에 사용되는 경우 점착력은 약 800 ~ 1500g·f/inch일 수 있다. 또한, 지지부재(미도시)의 양면에 접착층이 형성된 양면형 테이프이거나 지지부재 없이 접착층으로만 구성될 수도 있다.1A and 2, when the second adhesive members 230b and 232b are used for bonding the adhered surface of the antenna unit and the like and the magnetic shielding units 300 and 302, the adhesive strength is about 800 to 1500 g f/ can be inches. In addition, it may be a double-sided tape in which an adhesive layer is formed on both sides of a support member (not shown), or it may be composed of only an adhesive layer without a support member.
한편, 상술한 제1접착층, 제2접착층, 제1접착부재, 제2접착부재 및 유전층은 점착성 또는 접착성을 나타낼 수 있다.Meanwhile, the aforementioned first adhesive layer, second adhesive layer, first adhesive member, second adhesive member, and dielectric layer may exhibit tackiness or adhesiveness.
이상으로 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 차폐유닛(300, 301, 302, 303, 304)은 후술하는 제조방법을 통해 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The above-described magnetic field shielding units 300, 301, 302, 303, 304 according to an embodiment of the present invention may be manufactured through a manufacturing method described later, but is not limited thereto.
먼저, 본 발명에 따른 바람직한 일제조예는 파쇄전 제1시트 및 제2시트를 적층시켜서 도 1의 형상으로 제조한 후 제1시트 및 제2시트를 동시에 파쇄시키는 방법(방법 1) 또는 각기 독립하여 파쇄과정을 거쳐 제조된 제1시트 및 제2시트를 도 1의 형상으로 제조하는 방법(방법 2)을 통해 제조될 수 있다. First, a preferred manufacturing example according to the present invention is a method of simultaneously crushing the first sheet and the second sheet after laminating the first sheet and the second sheet before crushing to produce the shape of FIG. 1 (Method 1) or independently of each other It may be manufactured through a method (method 2) for manufacturing the first sheet and the second sheet manufactured through the crushing process in the shape of FIG.
후술되는 제조방법은 방법 2를 기준으로 설명하며, 당업자는 후술되는 방법 2를 통해 방법 1을 용이하게 실시할 수 있음에 따라 방법 1에 대한 설명은 생략한다.The manufacturing method described below will be described based on Method 2, and since a person skilled in the art can easily perform Method 1 through Method 2 described later, the description of Method 1 will be omitted.
먼저, 방법 2에 따른 (1) 단계로써, 제1시트 및 제2시트를 각각 제조한다. First, in step (1) according to Method 2, a first sheet and a second sheet are respectively manufactured.
상기 제1시트(102, 103)는 (a-1) 단계로써, 1장의 Fe계 합금 리본시트 또는 여러 장의 시트가 적층된 Fe계 합금 리본 적층체의 상부 및 하부에 각각 제1보호부재(142, 143) 및 제1접착부재(132b, 133b)를 형성시켜 파쇄전 제1시트를 제조하는 단계 및 (b-1)단계로써, 파쇄 전 제1시트를 파쇄시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.The first sheets 102 and 103 are step (a-1), and the first protective member 142 is placed on the upper and lower portions of one Fe-based alloy ribbon sheet or a Fe-based alloy ribbon laminate in which several sheets are stacked, respectively. , 143) and forming the first adhesive members 132b and 133b to prepare the first sheet before crushing, and (b-1), it may be prepared by including the step of crushing the first sheet before crushing. .
상기 (a-1)단계에서 Fe계 합금 리본시트는 멜트 스피닝에 의한 급냉응고법(RSP)과 같은 공지된 방법을 통해 제조된 Fe계 비정질 리본시트를 통해 제조될 수 있다. 구체적으로 제조된 Fe계 비정질 합금 리본은 시트상으로 컷팅 후 투자율의 조절을 위해 열처리공정을 거칠 수 있다. 이때 열처리 온도는 목적하는 비정질 합금의 투자율의 정도에 따라 달리 선택될 수 있는데, 다양한 동작주파수 범위에서 일정수준 이상의 우수한 물성을 발현하고, 리본시트의 취성 증가를 위하여 대기분위기 또는 질소분위기하에서 300 ~ 600℃ 의 온도로 30 분 ~ 2시간 동안 열처리 처리될 수 있다.In the step (a-1), the Fe-based alloy ribbon sheet may be manufactured through a Fe-based amorphous ribbon sheet manufactured through a known method such as a rapid solidification method (RSP) by melt spinning. Specifically, the manufactured Fe-based amorphous alloy ribbon may be subjected to a heat treatment process to adjust magnetic permeability after being cut into a sheet shape. At this time, the heat treatment temperature may be selected differently depending on the degree of permeability of the desired amorphous alloy. In order to express excellent physical properties over a certain level in various operating frequency ranges and increase the brittleness of the ribbon sheet, 300 ~ 600 It can be heat treated for 30 minutes to 2 hours at a temperature of ℃.
제조된 Fe계 합금 리본시트를 1장 또는 목적에 따라 여러 장을 적층시킬 수 있는데, 여러 장의 리본시트를 적층 시에는 각각의 리본시트 사이에 상술한 유전층 형성조성물을 통상의 방법을 통해 도포하여 유전층(150)을 형성할 수 있다. 이후 1장이 리본시트 또는 여러 장의 리본 적층체의 상부 및 하부에 각각 제1보호부재(142, 143) 및 제1접착부재(132b, 133b)를 형성시킨다. 이때 상기 제1보호부재(142, 143)에 구비되는 제1접착층(142b, 143b) 및 제1접착부재(132b, 133b)는 통상의 접착제 또는 상술한 유전체 형성조성물을 도포하여 형성할 수 있다. 이때, 제1접착부재(132b, 133b)의 하부에는 상기 제1접착부재(132b, 133b)를 보호하기 위한 이형기재가 더 구비될 수 있다. 상기 이형기재는 당업계에서 공지된 기재를 사용할 수 있음에 따라 본 발명에서 이를 특별히 한정하지 않는다. 제1보호부재(142, 143)는 후술하는 (b) 단계의 파쇄공정에서 Fe계 합금의 비산, 이탈을 방지하는 동시에 제조되는 자기장 차폐유닛을 보호하는 역할을 담당한다.One sheet of the manufactured Fe-based alloy ribbon sheet or several sheets may be stacked according to the purpose. When stacking several sheets of ribbon sheets, the dielectric layer forming composition described above is applied between each ribbon sheet through a conventional method to form a dielectric layer. (150) can be formed. Thereafter, first protective members 142 and 143 and first adhesive members 132b and 133b are respectively formed on the upper and lower portions of a ribbon sheet or a multi-sheet ribbon laminate. At this time, the first adhesive layers 142b and 143b and the first adhesive members 132b and 133b provided on the first protective members 142 and 143 may be formed by applying a conventional adhesive or the aforementioned dielectric forming composition. In this case, a release substrate for protecting the first adhesive members 132b and 133b may be further provided below the first adhesive members 132b and 133b. As the release substrate may use a substrate known in the art, it is not particularly limited in the present invention. The first protective members 142 and 143 serve to prevent scattering and separation of the Fe-based alloy in the crushing process of step (b), which will be described later, and to protect the manufactured magnetic shielding unit.
다음으로 상기 (b-1) 단계로써, 제조된 파쇄 전 제1시트를 파쇄시키는 공정을 수행할 수 있다. 상기 (b-1) 단계에 대한 일실시예는 파쇄전 제1시트를 도 6b 및 도 6c와 같은 파쇄장치를 통과시켜 파쇄 전 제1시트에 구비되는 Fe계 합금 시트 또는 플레이트를 비정형의 파편들로 조각낼 수 있다. 또한, 상기 파쇄공정에서 가해지는 압력 및/또는 별도로 제1시트(100)에 압력을 가해 리본시트 또는 리본 적층체의 양면에 형성된 접착층을 파편화된 Fe계 합금의 이격공간에 침투시켜 유전체를 형성시킬 수 있고, 이를 통해 파편을 고정, 지지시키는 동시에 파편들을 절연시켜 와전류에 의한 자기손실을 최소화하고, 파편들을 완충시켜 외력에 의해 추가적인 파편의 손상, 파쇄, 미세 조각화가 되는 것을 방지하며 수분의 침투를 막아 자성체가 산화되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 파쇄된 Fe계 합금 간 이격공간에 접착층의 침투정도를 더욱 높이기 위해 가압공정을 여러 번 더 수행할 수 있다.Next, as the step (b-1), a process of crushing the first sheet before crushing may be performed. One embodiment of the step (b-1) is to pass the first sheet before crushing through a crushing device as shown in FIGS. 6B and 6C to break the Fe-based alloy sheet or plate provided on the first sheet before crushing into irregular fragments. can be fragmented into In addition, the pressure applied in the crushing process and / or separately applied to the first sheet 100 to infiltrate the adhesive layer formed on both sides of the ribbon sheet or ribbon laminate into the spaced space of the fragmented Fe-based alloy to form a dielectric Through this, it fixes and supports the fragments, at the same time insulates the fragments to minimize magnetic loss due to eddy current, and buffers the fragments to prevent additional damage, crushing, and fine fragmentation of the fragments by external force, and to prevent moisture penetration. It can prevent the magnetic material from being oxidized. On the other hand, in order to further increase the degree of penetration of the adhesive layer into the separation space between the crushed Fe-based alloys, the pressing process may be performed several more times.
구체적으로, 도 6b 및 도 6c에 도시된 것과 같이 복수의 볼(30)이 구름운동 가능하게 삽입되는 복수의 삽입홈(22)이 복수로 형성테이블(20)을 포함하는 파쇄장치에 파쇄 전 제1시트를 투입시켜 상기 볼(30)을 통해 시트를 파쇄시켜서 제1시트(100)를 제조할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 플레이크 처리장치는 볼(30)이 복수의 열로 배열되기 때문에 Fe계 합금 리본시트는 제1열 볼(30a)을 통과하면서 1차 파쇄되고, 제2열 볼(30b)을 통과하면서 2차 파쇄되고, 제3열 볼(30c)을 통과하면서 3차 파쇄되고, 제4열 볼(30d)을 통과하면서 4차 파쇄되므로 한 번의 공정에서 Fe계 합금 리본시트의 플레이크 처리가 완료되므로 작업시간을 줄일 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.Specifically, as shown in FIGS. 6B and 6C, a plurality of insertion grooves 22 into which a plurality of balls 30 are inserted in a rolling motion are formed in a crushing device including a plurality of forming tables 20, prior to crushing. A first sheet 100 may be manufactured by introducing one sheet and crushing the sheet through the ball 30. In this way, in the flake processing apparatus according to the present embodiment, since the balls 30 are arranged in a plurality of rows, the Fe-based alloy ribbon sheet is primarily crushed while passing through the first row balls 30a, and the second row balls 30b ), flake treatment of Fe-based alloy ribbon sheet in one process, as it is secondarily crushed while passing through the third row of balls (30c), and fourthly crushed while passing through the fourth row of balls (30d). is completed, it can reduce working time and improve productivity.
가압유닛(40)은 볼(30)의 상면에 볼(30)의 열과 동일한 개수로 배치되어 Fe계 합금 리본시트를 가압하는 가압롤러(42)와, 가압롤러(42)의 양단이 회전 가능하게 지지되고, 제1격벽(미도시) 및 제2격벽(미도시)에 상하방향으로 직선 이동 가능하게 배치되는 힌지 브라켓(미도시)과, 베이스 프레임(미도시)에 고정되는 구동모터(미도시)와, 구동모터(미도시)의 회전력을 복수의 가압롤러(42)로 전달하는 동력전달부(미도시)를 포함할 수 있다.The pressure unit 40 is disposed on the upper surface of the balls 30 in the same number as the rows of the balls 30 so that the pressure rollers 42 that press the Fe-based alloy ribbon sheet and both ends of the pressure rollers 42 are rotatable. Hinge brackets (not shown) supported and arranged to be linearly movable in the vertical direction on the first partition wall (not shown) and the second partition wall (not shown), and a drive motor (not shown) fixed to the base frame (not shown) ), and a power transmission unit (not shown) that transmits the rotational force of the driving motor (not shown) to the plurality of pressure rollers 42.
한편, 상기 볼(30)의 형상은 구형일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 삼각형, 다각형, 타원 등일 수 있고, 볼의 형상은 한가지 형상으로 구성되거나 여러 형상이 혼합되어 구성될 수도 있다.On the other hand, the shape of the ball 30 may be spherical, but is not limited thereto, and may be triangular, polygonal, elliptical, etc., and the shape of the ball may be composed of one shape or a mixture of several shapes.
다음으로 제2시트(200)는 (a-2) 단계로써, 페라이트 시트 또는 플레이트의 상부 및 하부에 각각 제2보호부재(242, 243) 및 제2접착부재(232b, 233b)를 형성시켜 파쇄 전 제2시트를 제조하는 단계 및 (b-2)단계로써, 파쇄 전 제2시트(200a)를 파쇄시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.Next, the second sheet 200 is crushed by forming second protective members 242 and 243 and second adhesive members 232b and 233b on the top and bottom of the ferrite sheet or plate, respectively, in step (a-2). As the step of preparing the entire second sheet and step (b-2), it may be prepared by including the step of crushing the second sheet 200a before crushing.
상기 (a-2)단계에서 페라이트 시트 또는 플레이트는 공지된 방법을 통해 제조될 수 있음에 따라 이에 대한 특별한 제한은 없다. 그 일예로써 Ni-Zn-Cu-Co계 페라이트의 제조방법을 설명하면, 산화니켈, 산화아연, 산화구리, 산화코발트 및 이산화삼철을 소정의 조성비가 되도록 혼합하여 원료혼합물을 수득한다. 이때 상기 혼합물은 건식 혼합이나 습식혼합을 통해 혼합될 수 있고, 혼합되는 원료의 입경은 0.05 ~ 5㎛인 것이 바람직하다. 상기 원료혼합물에 포함되는 산화니켈, 산화아연 등의 성분들은 그 자체 도는 상기 성분들을 함유하는 복합산화물 형태일 수도 있고, 산화코발트의 경우에도 코발트페라이트, 사산화삼코발트의 형태로 원료에 포함될 수 있다. 상기 원료 혼합물은 가소를 거쳐 가소 재료로 수득될 수 있다. 가소는 원료의 열분해, 성분의 균질화, 페라이트의 생성, 소결에 의한 초미분의 소실과 적당한 정도의 입자 사이즈로의 입자 성장을 촉진시켜 원료 혼합물을 후공정에 적합한 형태로 변환시키기 위해 실시된다. 이러한 가소는 바람직하게는 800 내지 1100℃의 온도에서, 1 ~ 3시간 정도 실시할 수 있다. 가소는 대기 분위기 또는 대기보다 산소분압이 높은 분위기에서 실시해도 좋다. 다음으로 수득된 가소 재료의 분쇄를 실시하여, 분쇄 재료를 수득한다. 분쇄는 가소 재료의 응집을 무너뜨려 적당한 정도의 소결성을 갖는 분체로 하기 위해 실시된다. 가소 재료가 큰 덩어리를 형성하고 있을 때에는 조분쇄를 실시한 후 볼밀이나 아트라이터 등을 사용하여 습식 분쇄를 실시할 수 있다. 습식 분쇄는 분쇄 재료의 평균입자 직경이, 바람직하게는 0.5 내지 2㎛ 정도가 될 때까지 실시할 수 있다. 이후 수득된 분쇄 재료를 통해 페라이트 플레이트나 시트를 제조할 수 있다. 당해 페라이트 시트를 제조하는 방법은 공지된 방법을 사용할 수 있어 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다. 이에 대한 비제한적이 예로써, 수득된 분쇄 재료를 용매, 바인더, 분산제, 가소제 등의 첨가제와 함께 슬러리화하여 페이스트를 제작한다. 그리고 이 페이스트를 사용하여 30 내지 350㎛의 두께를 갖는 페라이트 시트를 형성할 수 있다. 상기 시트를 소정의 형상으로 가공한 후 탈바인더 공정, 소성 공정을 거쳐 페라이트 시트가 제조될 수 있다. 상기 소성은 바람직하게는 900 ~ 1300℃의 온도에서, 2 ~ 5시간 정도 실시할 수 있고, 이때의 분위기는 대기 분위기 또는 대기보다 산소분압이 높은 분위기에서 실시해도 좋다. 한편, 페라이트 플레이트를 제조하는 실시예로써, 페라이트 분말과 바인더수지를 혼합한 후, 분말 압축 성형법, 사출 성형법, 캘린더법, 압출법 등의 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.Since the ferrite sheet or plate in the step (a-2) can be manufactured through a known method, there is no particular limitation thereto. As an example, a method for producing Ni-Zn-Cu-Co-based ferrite is described. A raw material mixture is obtained by mixing nickel oxide, zinc oxide, copper oxide, cobalt oxide, and triiron dioxide in a predetermined compositional ratio. At this time, the mixture may be mixed through dry mixing or wet mixing, and it is preferable that the particle diameter of the raw material to be mixed is 0.05 to 5 μm. Components such as nickel oxide and zinc oxide included in the raw material mixture may be themselves or in the form of complex oxides containing the above components, and in the case of cobalt oxide, they may be included in the raw material in the form of cobalt ferrite and tricobalt tetroxide. The above raw material mixture can be obtained as a plastic material through calcining. Calcining is performed to convert the raw material mixture into a form suitable for subsequent processes by promoting thermal decomposition of raw materials, homogenization of components, generation of ferrite, loss of ultrafine powder by sintering, and particle growth to an appropriate degree of particle size. Such calcining may be preferably carried out at a temperature of 800 to 1100° C. for about 1 to 3 hours. Calcining may be carried out in an atmospheric atmosphere or an atmosphere in which the partial pressure of oxygen is higher than that of atmospheric air. Next, the obtained plastic material is pulverized to obtain a pulverized material. Grinding is performed to break down the aggregation of the plastic material and make it a powder having an appropriate degree of sinterability. When the plastic material forms large lumps, wet grinding may be performed using a ball mill or an attritor after coarse grinding. Wet pulverization may be performed until the average particle diameter of the pulverized material is preferably about 0.5 to 2 μm. A ferrite plate or sheet can then be manufactured through the obtained pulverized material. As a method for producing the ferrite sheet, a known method may be used and is not particularly limited in the present invention. As a non-limiting example of this, a paste is prepared by slurrying the obtained pulverized material together with additives such as a solvent, a binder, a dispersant, and a plasticizer. In addition, a ferrite sheet having a thickness of 30 to 350 μm can be formed using this paste. After processing the sheet into a predetermined shape, a ferrite sheet may be manufactured through a binder removal process and a firing process. The firing may preferably be carried out at a temperature of 900 to 1300° C. for about 2 to 5 hours, and the atmosphere at this time may be carried out in an atmospheric atmosphere or an atmosphere having a higher partial pressure of oxygen than the atmosphere. On the other hand, as an example of manufacturing a ferrite plate, after mixing the ferrite powder and the binder resin, it can be manufactured by a known method such as a powder compression molding method, an injection molding method, a calender method, an extrusion method, and the like.
상기와 같이 준비된 페라이트 시트 또는 플레이트의 상부에 제2접착층(242b, 243b) 및 상기 제2접착층(242b, 243b)을 보호하기 위한 이형기재 또는 보호기재(242a, 243a)를 적층시켜 제2보호부재(242, 243)을 구비시킬 수 있다. 또한, 준비된 페라이트 시트 또는 플레이트의 하부에 제2접착부재(232b, 233b)를 형성시킬 수 있고, 제2접착부재(232b, 233b)를 보호하기 위한 이형기재를 더 구비시킬 수 있다. 이를 통해 파쇄전 제2시트(200a)를 제조할 수 있으며, 상기 제2보호부재(242, 243) 및 제2접착부재(232b, 233b)는 상술한 제1시트 제조방법 중 (a-1)단계의 제1보호부재 및 제1접착부재의 설명과 동일하여 구체적 설명을 생략한다.The second protective member is formed by laminating the second adhesive layers 242b and 243b and the release or protective substrates 242a and 243a for protecting the second adhesive layers 242b and 243b on top of the prepared ferrite sheet or plate as described above. (242, 243) can be provided. In addition, second adhesive members 232b and 233b may be formed below the prepared ferrite sheet or plate, and a release substrate for protecting the second adhesive members 232b and 233b may be further provided. Through this, it is possible to manufacture the second sheet 200a before crushing, and the second protective members 242 and 243 and the second adhesive members 232b and 233b are used in the above-described first sheet manufacturing method (a-1) It is the same as the description of the first protective member and the first adhesive member in the step, so the detailed description is omitted.
다음으로 (b-2) 단계로써, 제조된 파쇄 전 제2시트를 파쇄시키는 공정을 수행할 수 있다. 상기 (b-2) 단계에 대한 일실시예는 파쇄 전 제2시트(200a)를 도 6a와 같은 파쇄장치를 통과시켜 파쇄 전 제2시트(200a)에 구비되는 페라이트 시트를 페라이트 파편들로 조각낼 수 있다. 한편, 만곡형상을 갖는 페라이트 파편의 개수를 증가시키거나, 페라이트 파편의 입경을 조절하기 위해 파쇄공정의 조건을 변경할 수도 있다.Next, as step (b-2), a process of crushing the second sheet before crushing may be performed. In one embodiment of the step (b-2), the second sheet 200a before crushing is passed through a crushing device as shown in FIG. can pay On the other hand, conditions of the crushing process may be changed to increase the number of ferrite fragments having a curved shape or to control the grain size of the ferrite fragments.
구체적으로 도 6a에 도시된 파쇄장치는 제1롤러(70)와 상기 제1롤러(70)와 대응되는 제2롤러(60)를 구비하는 파쇄장치의 유입부(81)에 파쇄전 제2시트(200a)를 통과시켜 파쇄전 제2시트(200a)를 파쇄 및 가압시켜 토출부(80)를 통해 토출되는 제2시트(200)를 제조할 수 있다. 상기 제1롤러(70)는 실리콘 롤러일 수 있고, 상기 제2롤러(60)는 금속 롤러일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 페라이트 시트의 파쇄에 사용될 수 있는 롤러라면 제한 없이 사용할 수 있다. 한편, 상기 만곡형상을 갖는 파편의 개수를 더욱 높이거나, 파편의 입경을 조절하기 위해 제2롤러(60)의 직경을 조절하거나, 가하는 압력의 세기를 조절할 수도 있다.Specifically, the crushing device shown in FIG. 6A includes a first roller 70 and a second roller 60 corresponding to the first roller 70, and the inlet 81 of the crushing device has a second sheet before crushing. The second sheet 200 discharged through the discharge unit 80 may be manufactured by crushing and pressing the second sheet 200a before crushing by passing through (200a). The first roller 70 may be a silicon roller, and the second roller 60 may be a metal roller, but is not limited thereto, and any roller capable of crushing a ferrite sheet may be used without limitation. On the other hand, the diameter of the second roller 60 may be adjusted to further increase the number of fragments having the curved shape, or the intensity of the applied pressure may be adjusted to adjust the particle size of the fragments.
이후 자기장 차폐유닛을 제조하는 바람직한 (2)단계로써, 제조된 제1시트(102, 103) 및 제2시트(202, 203)를 적층시키는 단계를 수행하며, 적층 시에 상부에 위치하는 일시트층에 구비되는 접착부재에 더 포함될 수 있는 이형부재를 제거한 후 다른 시트층의 상부면에 접착될 수 있고, 접착공정에서 소정의 압력이 더 가해져도 무방하다.Then, as a preferred step (2) of manufacturing the magnetic field shielding unit, a step of laminating the manufactured first sheets 102 and 103 and the second sheets 202 and 203 is performed, and one sheet located on top during lamination is performed. After removing the release member that may be further included in the adhesive member provided in the layer, it may be adhered to the upper surface of another sheet layer, and a predetermined pressure may be further applied in the bonding process.
이상으로 상술한 방법을 통해 제조된 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 차폐유닛(304)은 도 7a에 도시된 것과 같이 근거리통신용 안테나(520) 및 무선전력전송용 안테나(540)를 포함하는 안테나 유닛(500)의 일면에 배치되어 다기능 복합모듈을 구현하며, 상기 자기장 차폐유닛(304)은 상기 안테나 특성을 향상시키고, 상기 안테나 유닛을 향하도록 자속을 집속시키는 역할을 수행한다.The magnetic field shielding unit 304 according to an embodiment of the present invention manufactured through the above-described method is an antenna including an antenna 520 for short-range communication and an antenna 540 for wireless power transmission, as shown in FIG. 7A. It is disposed on one surface of the unit 500 to implement a multifunctional complex module, and the magnetic field shielding unit 304 improves the antenna characteristics and serves to focus magnetic flux toward the antenna unit.
상기 안테나 유닛(500)은 기판(510)의 외측에 형성된 근거리통신용 안테나(520) 및 상기 근거리통신용 안테나(520)의 내측에 배치되는 무선전력전송용 안테나(540)를 포함할 수 있다. 근거리통신용 안테나(520) 또는 무선전력전송용 안테나(540)는 코일이 일정한 내경을 가지도록 감겨진 안테나 코일일 수 있고 또는 기판 상에 안테나 패턴이 인쇄된 안테나 패턴일 수 있으며, 구체적인 안테나의 형상, 구조, 크기, 재질 등은 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.The antenna unit 500 may include an antenna 520 for short-range communication formed outside the substrate 510 and an antenna 540 for wireless power transmission disposed inside the antenna 520 for short-range communication. The antenna 520 for short-range communication or the antenna 540 for wireless power transmission may be an antenna coil wound to have a certain inner diameter or an antenna pattern having an antenna pattern printed on a board, and the shape of the specific antenna, Structure, size, material, etc. are not particularly limited in the present invention.
또한, 상기 안테나 유닛(500)에 구비되는 안테나들이 도 7a과 같은 배치를 갖는 경우 목적하는 근거리 통신 및 무선전력전송 기능의 현저한 발현을 위하여 자기장 차폐유닛(304)에 구비되는 제1시트(104) 및 제2시트(204)는 각각의 안테나가 사용하는 동작주파수에서 우수한 자기적 특성을 발현하는 시트가 해당 안테나와 대응되도록 배치될 수 있고, 이에 따라 도 7b와 같이 제1시트(104)는 무선전력전송용 안테나(540)에 대응될 수 있도록 폭이 제2시트(204)보다 좁도록 형성될 수 있다.In addition, when the antennas provided in the antenna unit 500 have a disposition as shown in FIG. 7A, the first sheet 104 provided in the magnetic field shielding unit 304 for significant expression of the desired short-distance communication and wireless power transmission function And the second sheet 204 may be arranged so that the sheet exhibiting excellent magnetic properties at the operating frequency used by each antenna corresponds to the corresponding antenna, and accordingly, as shown in FIG. 7B, the first sheet 104 is wireless. The width may be formed to be narrower than the second sheet 204 so as to correspond to the antenna 540 for power transmission.
구체적으로 안테나가 사용하는 동작주파수에서 우수한 자기적 특성을 발현하는 시트라는 것은 일예로, 상기 제1시트(104)는 저주파 대역인 10 ~ 400kHz의 주파수 대역에서 상기 제2시트(204)보다 상대적으로 높은 투자율을 갖거나 및/또는 10 ~ 400kHz의 주파수 대역에서 상기 제2시트(204)보다 상대적으로 큰 포화자기장을 가진다는 의미이다. 이때, 상기 제1시트(100)는 10 ~ 400kHz의 주파수 대역에서 제2시트(204)보다 상대적으로 높은 투자율을 갖기 때문에 무선 충전 시 전송되는 10 ~ 400kHz 주파수의 전력신호에 따라 생성되는 교류 자기장이 상대적으로 높은 투자율을 갖는 제1시트(104)측으로 유도됨으로써 상기 제1시트(104) 측에 배치된 무선전력전송용 안테나로 무선 전력신호가 높은 효율로 수신될 수 있도록 유도할 수 있게 된다.Specifically, it is an example of a sheet that exhibits excellent magnetic properties at an operating frequency used by an antenna. It means that it has a high permeability and/or has a relatively larger saturation magnetic field than the second sheet 204 in a frequency band of 10 to 400 kHz. At this time, since the first sheet 100 has a relatively higher magnetic permeability than the second sheet 204 in the frequency band of 10 to 400 kHz, the alternating magnetic field generated according to the power signal of 10 to 400 kHz frequency transmitted during wireless charging By being guided to the first sheet 104 having a relatively high permeability, it is possible to induce a wireless power signal to be received with high efficiency by the wireless power transmission antenna disposed on the first sheet 104 side.
또한, 제2시트(204)는 13.56MHz의 주파수 대역에서 투자율 실수부 및 허수부의 값이 높기 때문에 근거리 무선통신(NFC)이 이루어지는 경우 RF리더기에 설치된 안테나로부터 발생된 13.56MHz의 주파수 대역에서 투자율 실수부/허수부의 값이 높은 제2시트(204)측으로 유도됨으로써 상기 제2시트(204) 측에 배치된 NFC용 안테나측으로 고주파신호가 높은 효율로 수신될 수 있도록 유도할 수 있게 된다.In addition, since the second sheet 204 has a high value of the real part and the imaginary part of the permeability in the frequency band of 13.56 MHz, when NFC is performed, the real permeability in the frequency band of 13.56 MHz generated from the antenna installed in the RF reader. By being guided to the second sheet 204 having a high value of the negative/imaginary number, it is possible to induce a high-frequency signal to be received with high efficiency toward the NFC antenna disposed on the second sheet 204.
한편, 상기 안테나 유닛(500)은 도 8에 도시된 것과 같이 마그네틱 보안전송용 안테나(530)를 더 구비할 수 있고, 이때 상기 마그네틱 보안전송용 안테나(530)의 동작주파수가 10 ~ 400kHz일 경우 상기 마그네틱 보안전송용 안테나(530)는 상기 주파수 대역에서 우수한 자기적 특성을 발현하는 제1시트(104)에 대응되도록 조합될 수 있다.On the other hand, the antenna unit 500 may further include an antenna 530 for secure magnetic transmission as shown in FIG. 8, and in this case, when the operating frequency of the antenna 530 for secure magnetic transmission is 10 to 400 kHz. The magnetic secure transmission antenna 530 may be combined to correspond to the first sheet 104 exhibiting excellent magnetic characteristics in the frequency band.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 복합모듈은 수신용 모듈로 휴대기기에 구비될 수 있으며, 이를 통해 무선전력전송 효율, 데이터 수신 효율 및 충전거리 또는 데이터 수신거리가 현저히 향상될 수 있다.In addition, the multifunctional composite module according to an embodiment of the present invention can be provided in a portable device as a receiving module, and through this, wireless power transmission efficiency, data reception efficiency, and charging distance or data reception distance can be significantly improved.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention will be described in more detail through the following examples, the following examples are not intended to limit the scope of the present invention, which should be interpreted to aid understanding of the present invention.
<실시예1><Example 1>
(1) 제1시트의 제조(1) Manufacture of the first sheet
1) 제1자기장 차폐층의 제조1) Manufacturing of the first magnetic field shielding layer
멜트 스피닝에 의한 급냉응고법(RSP)으로 Fe73 . 5Si13 . 5B9Cu1Nb3 비정질 합금 리본을 제조 후에 시트 형상으로 커팅한 두께가 24㎛인 리본시트 1장을 560℃, N2 분위기에서 1시간 무자장 열처리하여 리본시트를 제조하였다. 리본시트 일면에 두께가 7㎛이고, 일면에 점착층이 형성된 PET 보호부재(국제라텍, KJ-0714)를 부착시킨 후, 도 6b 및 도 6c에 도시된 것과 같은 파쇄장치를 3회 통과시켜 제1자기장 차폐층을 제조하였다. 금속볼들은 직경 3mm의 구 형상이고, 각 금속볼간 간격은 0.5㎜인 파쇄장치를 사용하였다.Fe 73 by quench solidification method (RSP) by melt spinning . 5 Si 13 . After preparing the 5 B 9 Cu 1 Nb 3 amorphous alloy ribbon, one ribbon sheet having a thickness of 24 μm cut into a sheet was subjected to non-magnetic field heat treatment at 560° C. in an N 2 atmosphere for 1 hour to prepare a ribbon sheet. After attaching a PET protective member (International Latech, KJ-0714) having a thickness of 7 μm on one side of the ribbon sheet and having an adhesive layer on one side, passing through a crushing device as shown in FIGS. 6B and 6C three times to remove 1 A magnetic field shielding layer was prepared. The metal balls were spherical with a diameter of 3 mm, and a crushing device with a distance of 0.5 mm between each metal ball was used.
2) 제1시트의 제조2) Manufacture of the first sheet
상기 제조한 제1자기장 차폐층을 도 3에 도시된 것과 같이 2층 구조로 적층하되, 하부의 제1자기창 차폐층의 상부면에 두께가 10㎛인 기재 타입의 양면테이프를 개재하고 제1자기장 차폐층을 적층하여 제1시트를 제조하였다. 이후 제1시트를 45㎜×48㎜로 재단하였다The first magnetic field shielding layer prepared above is laminated in a two-layer structure as shown in FIG. A first sheet was prepared by laminating a magnetic field shielding layer. After that, the first sheet was cut to 45 mm × 48 mm.
(2) 제2시트의 제조(2) Manufacture of the second sheet
평균입경이 0.75㎛인 페라이트 분말(Fe2O3 48.75몰%, NiO 14.79몰%, ZnO 24.99몰%, CuO 11.22몰%, Co3O4 0.25몰%) 100 중량부에 대해 폴리비닐부티랄 수지 5중량부, 용매로써 톨루엔과 에탄올을 5:5로 혼합한 용제 50 중량부를 볼밀에서 혼합, 용해, 분산시켰다. 이후 페라이트 혼합물을 통상적인 테이프 캐스팅(Tape casting) 방법을 통해 시트형상으로 제조한 후 500 에서 10 시간 탈지시키고, 940 에서 2.2 시간 동안 소성 및 냉각하여 최종 두께가 80㎛인 페라이트 시트를 제조하였다.Polyvinyl butyral resin with respect to 100 parts by weight of ferrite powder having an average particle diameter of 0.75 μm (Fe 2 O 3 48.75 mol%, NiO 14.79 mol%, ZnO 24.99 mol%, CuO 11.22 mol%, Co 3 O 4 0.25 mol%) 5 parts by weight and 50 parts by weight of a solvent in which toluene and ethanol were mixed in a ratio of 5:5 were mixed, dissolved, and dispersed in a ball mill. Thereafter, the ferrite mixture was prepared in a sheet form through a conventional tape casting method, degreased at 500°C for 10 hours, fired at 940°C for 2.2 hours, and cooled to prepare a ferrite sheet having a final thickness of 80 μm.
이후 상기 페라이트 시트 일면에 이형필름이 부착된 두께가 10㎛인 양면테이프(지지기재 PET, 케이원 코퍼레이션, VT-8210C)를 부착시키고, 타면에 두께가 7㎛이고, 일면에 점착층이 형성된 PET 보호부재(국제라텍, KJ-0714)를 부착시킨 후, 도 6a와 같은 파쇄장치를 통과시켜 제2시트를 제조하였다. 제1롤러는 직경 100㎜의 실리콘 롤러를 사용하였고, 제2롤러는 직경 36㎜의 탄소강 S45C 재질의 롤러를 사용하였다. 이후, 상기 제2시트를 75㎜×80㎜로 재단하였다.Then, a double-sided tape (supporting base PET, K1 Corporation, VT-8210C) having a release film attached to one side of the ferrite sheet having a thickness of 10 μm is attached, and the other side has a thickness of 7 μm and an adhesive layer is formed on one side. PET protection After attaching the member (International Latex, KJ-0714), a second sheet was prepared by passing through a crushing device as shown in FIG. 6a. A silicon roller with a diameter of 100 mm was used as the first roller, and a roller made of carbon steel S45C with a diameter of 36 mm was used as the second roller. Then, the second sheet was cut to 75 mm × 80 mm.
(3) 자기장 차폐유닛 제조(3) Manufacture of magnetic field shielding unit
도 7a와 같이 제2시트(204)의 상부면에 두께가 10㎛인 기재 타입의 양면테이프를 개재하고 제1시트(104)를 적층시켜서 자기장 차폐유닛(304)을 제조하였다.As shown in FIG. 7A, a magnetic field shielding unit 304 was manufactured by laminating the first sheet 104 on the upper surface of the second sheet 204 with a substrate-type double-sided tape having a thickness of 10 μm interposed therebetween.
<실시예 2 ~ 7 및 비교예 1 ~ 5><Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 5>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 파쇄조건을 달리하여 자기장 차폐유닛을 제조하였다.It was manufactured in the same manner as in Example 1, but a magnetic shield unit was manufactured by changing the crushing conditions as shown in Table 1 below.
<실시예 8><Example 8>
제1자기장 차폐층 제조 단계에서, Fe91 . 6Si2B6Co0 . 2Ni0 .2 비정질 합금을 사용한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 실시하여 자기장 차폐시트를 제조하였다.In the first magnetic field shielding layer manufacturing step, Fe 91 . 6 Si 2 B 6 Co 0 . 2 Ni 0.2 A magnetic shielding sheet was manufactured in the same manner as in Example 1 , except that an amorphous alloy was used.
<실시예 9><Example 9>
제2시트 제조 단계에서 평균입경이 0.75㎛인 페라이트 분말(Fe2O3 48.5몰%, NiO 4.1몰%, ZnO 28.8몰%, CuO 10.3몰%, MgO 8.2몰%)을 사용한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 실시하여 자기장 차폐시트를 제조하였다.Example except that ferrite powder (Fe 2 O 3 48.5 mol%, NiO 4.1 mol%, ZnO 28.8 mol%, CuO 10.3 mol%, MgO 8.2 mol%) having an average particle diameter of 0.75 μm was used in the second sheet manufacturing step. In the same manner as in 1, a magnetic shielding sheet was prepared.
<실험예><Experimental example>
실시예 및 비교예에 따른 자기장 차폐유닛에 대해 하기의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.The following physical properties of the magnetic shielding unit according to Examples and Comparative Examples were evaluated and are shown in Table 1 below.
1. 파편의 입경 분포 측정1. Measurement of particle size distribution of fragments
실시예 및 비교예에 따라 제조된 각각의 자기장 차폐유닛의 제1시트 및 제2시트를 분리한 후, 제1시트 및 제2시트의 일면에 구비된 점착성 보호필름을 박리한 후 광학현미경으로 파편의 입경을 측정하여 Fe계 합금의 파편과 페라이트 파편의 평균입경을 측정하고, 500㎛ 미만인 파편의 개수 및 전체 파편개수를 카운팅 한 후 전체 파편개수에 대비한 입경 500㎛ 미만의 파편비율을 측정하여 5개 시료 평균파편비율을 계산하였다.After separating the first sheet and the second sheet of each magnetic field shielding unit manufactured according to Examples and Comparative Examples, peeling the adhesive protective film provided on one side of the first sheet and the second sheet, and then using an optical microscope to determine fragments After measuring the particle diameter of Fe-based alloy and the average particle diameter of ferrite fragments, counting the number of fragments less than 500㎛ and the total number of fragments, the proportion of fragments with a particle diameter of less than 500㎛ compared to the total number of fragments was measured. The average debris fraction of the five samples was calculated.
2. 무선전력신호 전송효율 및 데이터신호 전송거리 평가2. Evaluation of wireless power signal transmission efficiency and data signal transmission distance
도 7a와 같은 형상을 갖는 안테나 유닛으로써 FPCB 기판(510) 양면에 두께 50㎛의 동박으로 근거리통신용 안테나(520) 및 무선전력전송용 안테나(540)를 구현시켰다. 구체적으로 상기 근거리통신용 안테나(520)는 두께 50㎛의 동박을 4턴하여 내측 53㎜×63㎜, 외측 59㎜×65㎜이 되도록 형성시켰으며, VSWR(정재파비, Voltage Standing Wave Ratio))가 1.5, 공진주파수는 13.56㎒이었다. 또한, 상기 무선전력전송용 안테나(540)는 도 7a와 다르게 형상만 원형으로 변경하여 두께 50㎛의 동박을 11턴하여 내경이 23㎜, 외경을 43㎜로 형성시켰고, 200㎑에서 인덕턴스(Ls)가 8.8 μH, 저항(Rs)이 0.589Ω이었다.As an antenna unit having a shape as shown in FIG. 7A, an antenna 520 for short-range communication and an antenna 540 for wireless power transmission are implemented with copper foil having a thickness of 50 μm on both sides of the FPCB board 510. Specifically, the antenna 520 for short-range communication was formed by making 4 turns of copper foil having a thickness of 50 μm so that the inner side was 53 mm × 63 mm and the outer side was 59 mm × 65 mm, and the VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) was 1.5, the resonant frequency was 13.56 MHz. In addition, the antenna 540 for wireless power transmission, unlike FIG. 7A, only the shape was changed to a circular shape, and the copper foil having a thickness of 50 μm was turned 11 to form an inner diameter of 23 mm and an outer diameter of 43 mm, and the inductance (Ls at 200 kHz) ) was 8.8 μH, and the resistance (Rs) was 0.589Ω.
제조된 안테나 유닛의 근거리통신안테나에 자기장 차폐유닛의 제2시트가 대응되도록, 무선전력전송용 안테나의 상부영역에 자기장 차폐유닛의 제1시트의 하부영역이 대응되도록 상기 안테나 유닛의 일면에 자기장 차폐유닛을 배치시켜 다기능 복합모듈을 제조하였다. 제조된 각각의 다기능 복합모듈에 대해 하기의 물성을 평가하였다.Magnetic field shielding on one side of the antenna unit so that the second sheet of the magnetic field shielding unit corresponds to the short-range communication antenna of the manufactured antenna unit, and the lower region of the first sheet of the magnetic field shielding unit corresponds to the upper region of the wireless power transmission antenna. A multifunctional composite module was manufactured by arranging the units. The following physical properties were evaluated for each multifunctional composite module manufactured.
2-1. 무선전력신호 전송효율2-1. Wireless power signal transmission efficiency
무선전력신호 송신모듈에 구비된 무선전력송신안테나에 200㎑ 정현파 신호를 증폭해 입력시킨 뒤 무선전력수신안테나의 출력단자에 50Ω의 부하저항이 접속된 복합모듈을 얼라인 시켜 무선전력수신안테나를 통해 발생하는 전류를 오실로스코프를 통해 측정하여 전력전송효율을 측정하였다. 이때, 비교예 1의 전력전송효율을 100%로 기준하여 실시예 및 비교예들의 전력전송효율을 상대적으로 평가했다.After amplifying and inputting a 200 kHz sine wave signal to the wireless power transmission antenna provided in the wireless power signal transmission module, align the composite module with a load resistance of 50Ω connected to the output terminal of the wireless power reception antenna, and through the wireless power reception antenna The generated current was measured through an oscilloscope to measure the power transmission efficiency. At this time, based on the power transmission efficiency of Comparative Example 1 as 100%, the power transmission efficiency of Examples and Comparative Examples was relatively evaluated.
2-2. 데이터신호 전송거리2-2. Data signal transmission distance
복합모듈의 근거리통신용 안테나에 케이블을 통해 NFC 리더/라이터를 연결하였다. 또한, NFC용 IC칩과 복합모듈에 구비된 근거리통신용 안테나와 동일한 안테나가 접속된 NFC 카드를 제조하였다. 이때, 비교예 1의 전력전송효율을 100%로 기준하여 실시예 및 비교예들의 전력전송효율을 상대적으로 평가했다.The NFC reader/writer was connected to the short-range communication antenna of the complex module through a cable. In addition, an NFC card in which an IC chip for NFC and the same antenna for short-range communication provided in the complex module were connected was manufactured. At this time, based on the power transmission efficiency of Comparative Example 1 as 100%, the power transmission efficiency of Examples and Comparative Examples was relatively evaluated.
1Example
One
2Example
2
3Example
3
4Example
4
5Example
5
6Example
6
7Example
7
8Example
8
9Example
9
1comparative example
One
2comparative example
2
3comparative example
3
4comparative example
4
5comparative example
5
상기 표 1 및 2를 통해 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 Fe계 합금의 파편의 평균입경 및 상기 페라이트의 파편의 평균입경에 대한 수학식 1의 값 3 ~ 35를 만족하는 실시예 1 ~ 9가 이를 만족하지 못하는 비교예 1 ~ 5에 비하여 무선전력전송효율 및 데이터신호 전송거리가 우수하였다.As can be confirmed through Tables 1 and 2, Examples 1 to 9 satisfying the values 3 to 35 of Equation 1 for the average particle diameter of the fragments of the Fe-based alloy and the average particle diameter of the fragments of the ferrite according to the present invention Compared to Comparative Examples 1 to 5 that did not satisfy this, the wireless power transmission efficiency and data signal transmission distance were excellent.
또한, 실시예 1, 비교예 4 및 실시예 5에서 볼 수 있듯이, 페라이트 파편의 평균입경 범위와 Fe계 파편의 평균입경 범위 중 어느 하나라도 만족하지 못할 경우 각 파편에 대응되는 효과뿐만 아니라, 다른 파편에 대응되는 효과까지 감소함을 알 수 있었다. 구체적으로, 비교예 4는 Fe계 파편의 평균입경을 만족하지 못하기 때문에 추가 파편화가 발생됨에 따라 무선전력전송효율이 감소되며, 동시에 데이터신호 전송거리 또한 실시예 1에 비하여 감소한 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 5는 페라이트 파편의 평균입경이 과도하게 작음에 따라 데이터신호 전송거리가 감소되며, 동시에 무선전력전송효율 또한 실시예 1에 비하여 감소한 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 각 파편의 입경을 모두 만족할 때 시너지 효과로 인하여 무선전력전송효율 및 데이터신호 전송거리가 동시에 향상될 수 있다는 것을 알 수 있다.In addition, as can be seen in Example 1, Comparative Example 4 and Example 5, when either of the average particle diameter range of ferrite fragments and the average particle diameter range of Fe-based fragments is not satisfied, not only the effect corresponding to each fragment, but also the other It was found that the effect corresponding to the fragmentation was also reduced. Specifically, since Comparative Example 4 does not satisfy the average particle diameter of Fe-based fragments, as additional fragmentation occurs, wireless power transmission efficiency is reduced, and at the same time, it can be seen that the data signal transmission distance is also reduced compared to Example 1. In Comparative Example 5, it can be confirmed that the data signal transmission distance is reduced as the average particle diameter of the ferrite fragments is excessively small, and at the same time, the wireless power transmission efficiency is also reduced compared to Example 1. Accordingly, it can be seen that the wireless power transmission efficiency and the data signal transmission distance can be simultaneously improved due to the synergistic effect when all the particle diameters of the fragments are satisfied.
또한, 입경이 500㎛ 미만인 파편의 개수가 60% 이상인 실시예 1에 비하여, Fe계 합금의 파편의 입경이 500㎛ 미만인 파편의 개수가 60% 미만인 비교예 4는 적정 입경을 나타내는 파편의 개수가 적어서 무선전력전송효율이 좋지 않았고, 동시에 데이터신호 전송거리 또한 감소하였다. 이에 따라, Fe계 합금의 파편의 입경이 500㎛ 미만인 파편의 개수가 60% 이상을 만족함으로써 무선전력전송효율 및 데이터신호 전송거리가 동시에 향상될 수 있다는 것을 확인할 수 있다.In addition, compared to Example 1 in which the number of fragments having a particle size of less than 500 μm is 60% or more, Comparative Example 4 in which the number of fragments having a particle size of less than 500 μm of Fe-based alloy is less than 60% is the number of fragments showing an appropriate particle size The wireless power transmission efficiency was not good, and at the same time, the data signal transmission distance was also reduced. Accordingly, it can be confirmed that the wireless power transmission efficiency and the data signal transmission distance can be improved at the same time by satisfying 60% or more of the Fe-based alloy fragments having a grain size of less than 500 μm.
한편, 3원소계의 Fe계 합금 파편을 포함하는 실시예 8 및 산화마그네슘(MgO)을 포함하는 페라이트 파편을 포함하는 실시예 9에 따른 다기능 복합모듈은, 본 발명에 따른 실시예 1의 다기능 복합모듈과 유의 차가 없는 수준의 무선전력전송효율 및 데이터신호 전송거리를 나타냄에 따라, 본 발명에 따른 자기장 차폐유닛 및/또는 다기능 복합모듈이 상기 실시예 1 ~ 7의 Fe계 합금 및/또는 페라이트에 국한되지 않고 우수한 효과를 나타낼 수 있다는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, the multifunctional composite module according to Example 8 including fragments of a three-element Fe-based alloy and Example 9 including fragments of ferrite containing magnesium oxide (MgO), the multifunctional composite module of Example 1 according to the present invention According to the wireless power transmission efficiency and data signal transmission distance at a level that is not significantly different from the module, the magnetic shield unit and / or multifunctional composite module according to the present invention is applied to the Fe-based alloy and / or ferrite of Examples 1 to 7 It can be confirmed that it is not limited and can exhibit excellent effects.
한편, 비교예에 따라 제조한 다기능 복합모듈은 시트상의 Fe계 합금 및 페라이트를 포함함에 따라, 상호 간 시너지효과가 발생하지 않으며 이에 따라 상대적으로 전력전송효율 및 데이터신호 전송거리가 현저히 좋지 않을 것을 확인할 수 있다.On the other hand, as the multifunctional composite module manufactured according to the comparative example includes sheet-like Fe-based alloy and ferrite, it is confirmed that synergistic effects do not occur, and thus power transmission efficiency and data signal transmission distance are relatively poor. can
<실시예 10><Example 10>
제2시트 제조 시 직경이 56㎜인 제2롤러를 사용하고, 제1시트 제조 시 Fe계 합금 리본을 1회 파쇄한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하였다.The second sheet was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a second roller having a diameter of 56 mm was used and the Fe-based alloy ribbon was crushed once when the first sheet was manufactured.
3. 가요성 평가3. Flexibility evaluation
실시예 1, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 10, 비교예 1 및 비교예 4에 따라 제조된 자기장 차폐시트의 가요성을 평가하기 위하여, 상기 실험 방법과 동일한 조건으로 실험을 진행하되, 안테나 유닛과 자기장 차폐시트를 분리하고, 분리한 자기장 차폐시트의 양 측단이 맞닿도록 100회 구부렸다 핀 후 자기장 차폐시트 상에 안테나 유닛을 배치하여 전력전송효율 및 통신 가능한 최대거리를 측정하였다. 구부리기 전의 전력전송효율 및 통신 가능한 최대거리를 각각 100%로 기준하여 구부린 후의 전력전송효율 및 통신 가능한 최대거리를 상대적으로 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.In order to evaluate the flexibility of the magnetic shielding sheets prepared according to Examples 1, 3, 4, 10, Comparative Example 1 and Comparative Example 4, the experiment was conducted under the same conditions as the above test method, The antenna unit and the magnetic shielding sheet were separated, and bent 100 times so that both ends of the separated magnetic shielding sheet were in contact with each other, and then the antenna unit was placed on the magnetic shielding sheet to measure power transmission efficiency and maximum communication distance. Based on the power transmission efficiency before bending and the maximum communication distance as 100%, respectively, the power transmission efficiency and the maximum communication distance after bending were relatively evaluated and shown in Table 3 below.
상기 표 3을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 만곡형상을 갖는 파편들을 포함하는 실시예 1, 실시예 3 및 실시예 4가, 다기능 복합모듈을 구부린 후에도 우수한 전력전송효율 및 데이터신호 전송거리를 나타내는 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 3, Example 1, Example 3 and Example 4 including the fragments having a curved shape of the present invention show excellent power transmission efficiency and data signal transmission distance even after bending the multifunctional composite module. can know that
또한, 실시예 10은 본 발명에 따른 수학식 1의 범위를 만족하지만, 페라이트 파편의 평균입경 및 Fe계 합금파편의 평균입경 범위를 만족하지 못함에 따라 구부린 후의 무선전력전송효율 및 데이터신호 전송거리가 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있다.In addition, Example 10 satisfies the range of Equation 1 according to the present invention, but does not satisfy the range of average particle diameter of ferrite fragments and average particle diameter of Fe-based alloy fragments, so wireless power transmission efficiency and data signal transmission distance after bending It can be seen that there is a significant decrease in
또한, 비교예 1에 따라 제조한 다기능 복합모듈은 구부리는 단계에서 과다한 파편화가 발생됨에 따라 전력전송효율 및 데이터신호 전송거리가 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that the power transmission efficiency and data signal transmission distance of the multifunctional composite module manufactured according to Comparative Example 1 rapidly decrease as excessive fragmentation occurs in the bending step.
또한, 비교예 4는 Fe계 합금 파편의 평균입경이 본 발명에 따른 범위를 만족하지 못함에 따라 구부린 후의 무선전력전송효율이 현저히 저하되고, 동시에 데이터 신호 전송거리 또한 저하되는 것을 확인할 수 있다.In Comparative Example 4, as the average grain size of the Fe-based alloy fragments does not satisfy the range according to the present invention, it can be confirmed that the wireless power transmission efficiency after bending is significantly lowered, and at the same time, the data signal transmission distance is also lowered.
이에 따라, 만곡형상을 갖는 파편을 포함하지 않을 경우, 다기능 복합모듈을 구부리는 과정에서, 각각의 Fe계 합금의 파편 및/또는 페라이트 파편의 추가 파편화가 발생됨에 따라, 전력전송효율 및/또는 데이터신호 전송거리가 감소하는 것을 알 수 있으며, 만곡형상을 갖는 파편을 포함하더라도, 파편들의 평균입경이 과도할 경우 전력전송효율 및/또는 데이터신호 전송거리가 감소하는 것을 알 수 있다.Accordingly, when the fragments having a curved shape are not included, in the process of bending the multifunctional composite module, as additional fragmentation of each Fe-based alloy fragment and / or ferrite fragment occurs, power transmission efficiency and / or data It can be seen that the signal transmission distance decreases, and even if the fragments having a curved shape are included, when the average particle diameter of the fragments is excessive, it can be seen that the power transmission efficiency and/or the data signal transmission distance decrease.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add elements within the scope of the same spirit. However, other embodiments can be easily proposed by means of changes, deletions, additions, etc., but these will also fall within the scope of the present invention.
100,101,102,103,104: 제1시트 200,201,202,203,204: 제2시트
300,301,302,303,304: 자기장 차폐유닛 500: 안테나 유닛
510: 회로기판 520: 근거리통신용 안테나
530: 마그네틱보안전송용 안테나 540: 무선전력전송용 안테나100,101,102,103,104: first sheet 200,201,202,203,204: second sheet
300,301,302,303,304: magnetic shielding unit 500: antenna unit
510: circuit board 520: antenna for short-range communication
530: antenna for magnetic security transmission 540: antenna for wireless power transmission
Claims (19)
차폐유닛의 가요성 향상을 위하여 파쇄시킨 페라이트의 파편들로 형성된 제2자기장 차폐층을 구비하여 근거리 통신용 안테나 특성을 향상시키는 제2시트;를 포함하고,
상기 Fe계 합금의 파편의 평균입경 및 상기 페라이트의 파편의 평균입경에 대한 하기의 수학식 1의 값이 3 ~ 35이며,
상기 Fe계 합금의 파편은 입경이 500㎛ 미만인 파편의 개수가 전체 파편개수의 60% 이상인 자기장 차폐유닛.
[수학식 1]
A first sheet having a first magnetic field shielding layer formed of shredded Fe-based alloy fragments to improve flexibility of the shield unit and reduce eddy current generation to improve antenna characteristics for wireless power transmission; and
A second sheet having a second magnetic field shielding layer formed of shredded ferrite fragments to improve the flexibility of the shield unit to improve antenna characteristics for short-range communication; includes,
The value of Equation 1 below for the average particle diameter of the fragments of the Fe-based alloy and the average particle diameter of the fragments of the ferrite is 3 to 35,
The fragments of the Fe-based alloy are magnetic shielding units in which the number of fragments having a particle diameter of less than 500 μm is 60% or more of the total number of fragments.
[Equation 1]
상기 제1자기장 차폐층은 Fe계 합금의 파편들 중 일부 인접하는 파편 간에 형성된 이격공간의 적어도 일부에 침투되어 있는 유전체를 포함하는 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
The first magnetic field shielding layer includes a dielectric material penetrated into at least a part of a separation space formed between some of the fragments of the Fe-based alloy adjacent to each other.
상기 제1시트는 복수개의 제1자기장 차폐층을 포함하고,
상기 제1시트는 복수의 제1자기장 차폐층이 적층되어 구비되며, 적층된 복수의 제1자기장 차폐층 사이에는 유전층이 개재된 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
The first sheet includes a plurality of first magnetic field shielding layers,
The first sheet is provided by stacking a plurality of first magnetic field shielding layers, and a dielectric layer is interposed between the plurality of stacked first magnetic field shielding layers.
상기 Fe계 합금의 파편은 평균입경이 0.5 ~ 700㎛인 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
Fragments of the Fe-based alloy have an average particle diameter of 0.5 ~ 700㎛ magnetic shielding unit.
상기 제1자기장 차폐층은 두께가 15 ~ 50 ㎛인 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
The first magnetic field shielding layer is a magnetic field shielding unit having a thickness of 15 to 50 μm.
상기 제1시트는 2 ~ 12개의 제1자기장 차폐층을 포함하는 자기장 차폐유닛.According to claim 3,
The first sheet includes 2 to 12 first magnetic field shielding layers.
상기 제2시트는 13.56MHz의 주파수에서 하기 수학식 2에 따른 품질지수 값이 20 이상인 자기장 차폐유닛.
[수학식 2]
According to claim 1,
The second sheet is a magnetic shielding unit having a quality index value of 20 or more according to Equation 2 below at a frequency of 13.56 MHz.
[Equation 2]
상기 제2자기장 차폐층은 두께가 30 ~ 600㎛인 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
The second magnetic field shielding layer is a magnetic field shielding unit having a thickness of 30 ~ 600㎛.
상기 페라이트의 파편들은 평균입경이 100 ~ 2100 ㎛인 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
The ferrite fragments have an average particle diameter of 100 to 2100 ㎛ magnetic shielding unit.
상기 수학식 1에 따른 값이 3 ~ 25을 만족하는 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
A magnetic shielding unit in which the value according to Equation 1 satisfies 3 to 25.
상기 Fe계 합금 파편 및 페라이트 파편 중 어느 하나 이상의 파편 형상은 비정형인 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
The shape of any one or more of the Fe-based alloy fragments and ferrite fragments is atypical magnetic shielding unit.
상기 Fe계 합금의 파편 중 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상을 갖는 파편의 개수는 자기장 차폐유닛에 구비되는 Fe계 합금의 파편 전체 개수대비 15% 이상인 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
The number of fragments having at least one side of the fragments of the Fe-based alloy having a curved shape rather than a straight line is 15% or more of the total number of fragments of the Fe-based alloy provided in the magnetic shielding unit.
상기 페라이트의 파편 중 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상을 갖는 파편의 개수는 자기장 차폐유닛에 구비되는 페라이트 파편의 전체 개수대비 25% 이상인 자기장 차폐유닛.According to claim 1,
The number of fragments having at least one side of the ferrite fragments having a curved shape rather than a straight line is 25% or more of the total number of ferrite fragments provided in the magnetic field shielding unit.
각 시트에 구비되는 자기장 차폐층 중 최상부 자기장 차폐층의 상부에 배치되는 보호부재 및 최하부 자기장 차폐층의 하부에 배치되는 접착부재를 더 포함하는 자기장 차폐유닛.The method of claim 1, wherein the first sheet and the second sheet
A magnetic field shielding unit further comprising a protective member disposed above the uppermost magnetic field shielding layer and an adhesive member disposed below the lowermost magnetic field shielding layer among the magnetic field shielding layers provided in each sheet.
상기 안테나 유닛의 일면에 배치되어 안테나 특성을 향상시키고, 상기 안테나 유닛을 향하도록 자속을 집속시키는 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 자기장 차폐유닛;을 포함하는 다기능 복합모듈.an antenna unit including an antenna for short-range communication and an antenna for wireless power transmission; and
A magnetic shielding unit according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 15 disposed on one surface of the antenna unit to improve antenna characteristics and focus magnetic flux toward the antenna unit. A multifunctional complex module that includes
상기 무선전력전송용 안테나는 근거리통신용 안테나의 내측에 형성되며,
상기 자기장 차폐유닛의 제1시트는 무선전력전송용 안테나에 대응되도록 배치되는 다기능 복합모듈.According to claim 16,
The antenna for wireless power transmission is formed inside the antenna for short-range communication,
The first sheet of the magnetic field shielding unit is a multifunctional complex module disposed to correspond to an antenna for wireless power transmission.
상기 안테나 유닛은 마그네틱 보안전송용(MST) 안테나를 더 포함하고,
자기장 차폐유닛의 제1시트는 상기 마그네틱 보안전송용 안테나에 대응되도록 상기 안테나 유닛의 일면에 배치되는 다기능 복합모듈.According to claim 16,
The antenna unit further includes a magnetic secure transmission (MST) antenna,
A first sheet of the magnetic field shielding unit is a multifunctional complex module disposed on one side of the antenna unit so as to correspond to the antenna for magnetic security transmission.
A portable device comprising the multifunctional complex module according to claim 16 as a receiving module.
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