KR20180005945A - Magnetic Sheet and Electronic Device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자성체 시트 및 전자기기에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnetic sheet and an electronic apparatus.
최근 모바일 휴대용 장치에 무선 충전(WPC) 기능, 근거리 통신(NFC) 기능, 전자 결제(MST) 기능 등이 채용되고 있다. 무선 충전(WPC), 근거리 통신(NFC), 전자 결제(MST) 기술은 동작 주파수, 데이터 전송율, 전송하는 전력량 등에서 차이가 있다.
Recently, a mobile wireless device has adopted a wireless charging (WPC) function, a short distance communication (NFC) function, and an electronic payment (MST) function. Wireless charging (WPC), short range communication (NFC), and electronic payment (MST) technologies differ in operating frequency, data rate, and amount of power transmitted.
이러한 무선 전력 전송 장치의 경우, 전자기파를 차단과 집속 등의 기능을 수행하는 자성체 시트가 채용되며, 예컨대, 무선 충전 장치에서는 수신부 코일과 배터리 사이에 자성체 시트를 배치한다. 자성체 시트는 수신부 코일에서 발생한 자기장이 배터리로 도달하는 것을 차단해주고, 무선전력 전송장치로부터 발생되는 전자기파를 효율적으로 무선전력 수신장치로 송신하기 위한 역할을 한다.
In such a wireless power transmission apparatus, a magnetic sheet for performing functions such as shielding and focusing electromagnetic waves is employed. For example, in a wireless charging apparatus, a magnetic sheet is disposed between a receiver coil and a battery. The magnetic sheet shields the magnetic field generated from the receiving coil from reaching the battery and efficiently transmits the electromagnetic wave generated from the wireless power transmission device to the wireless power receiving device.
한편, 전자기기의 소형화와 다기능화 경향이 진행됨에 따라 이에 포함되는 무선 전력 전송 장치에서도 소형화의 요구가 커지고 있는 상황이지만, 고 전력, 고 전류 하에서 급속 충전이 가능하기 위해서는 이에 사용되는 자성체 시트의 두께를 줄이기 어려운 문제가 있었다.
Meanwhile, as electronic devices have become more compact and multifunctional, there is a growing demand for miniaturization in the wireless power transmission devices included therein. However, in order to enable rapid charging at high power and high current, the thickness of the magnetic sheet There was a problem that it was difficult to reduce.
본 발명의 일 목적은 자기장의 차폐와 집속 효율이 향상되어 얇은 두께에서도 우수한 성능을 보일 수 있으며, 고 전력, 고 전류에서 급속 충전에 사용될 수 있는 자성체 시트 및 이를 구비하는 전자기기를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic sheet which can be used for rapid charging at a high electric power and a high current, and an electronic apparatus having the magnetic sheet.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 실시 형태를 통하여 자기장의 차폐, 집속 효율이 우수한 자성체 시트의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 금속 리본으로 이루어진 복수의 자성층을 포함하며, 상기 복수의 자성층은 두께 방향으로 적층된 형태이며, 이들 중 적어도 2개는 서로 포화자속밀도가 다른 구조이다.
As a method for solving the above-mentioned problems, the present invention proposes a novel structure of a magnetic sheet having an excellent shielding and focusing efficiency of a magnetic field through an embodiment, and specifically, it includes a plurality of magnetic layers made of metal ribbon , The plurality of magnetic layers are stacked in the thickness direction, and at least two of them have different saturation magnetic flux densities from each other.
일 예에서, 상기 두께 방향을 따라 상기 복수의 자성층의 포화자속밀도는 점차 감소하거나 증가하는 경향을 보일 수 있다.In one example, the saturation magnetic flux density of the plurality of magnetic layers along the thickness direction may tend to gradually decrease or increase.
일 예에서, 상기 복수의 자성층은 모두 포화자속밀도가 서로 다를 수 있다.In one example, the plurality of magnetic layers may have different saturation magnetic flux densities.
일 예에서, 상기 복수의 자성층 중 서로 포화자속밀도가 다른 것은 서로 금속 리본의 조성이 다를 수 있다.In one example, the compositions of the metal ribbons having different saturation magnetic flux densities from each other among the plurality of magnetic layers may be different from each other.
일 예에서, 상기 복수의 자성층 중 서로 포화자속밀도가 다른 것은 서로 Fe의 함량이 다를 수 있다.In one example, the content of Fe may be different from each other among the plurality of magnetic layers having different saturation magnetic flux densities.
일 예에서, 상기 복수의 자성층 사이에 개재된 접착층을 더 포함할 수 있다.In one example, it may further include an adhesive layer interposed between the plurality of magnetic layers.
일 예에서, 상기 자성층은 복수의 크랙부를 구비할 수 있다.In one example, the magnetic layer may have a plurality of crack portions.
일 예에서, 상기 복수의 크랙부는 상기 자성층 표면이 파쇄된 형태일 수 있다.In one example, the plurality of cracks may be in the form of a fractured surface of the magnetic layer.
일 예에서, 상기 복수의 크랙부는 규칙적인 형상과 간격으로 배열될 수 있다.
In one example, the plurality of cracked portions may be arranged in regular shapes and intervals.
한편, 본 발명의 다른 측면은,According to another aspect of the present invention,
코일부 및 상기 코일부 상에 배치되며, 금속 리본으로 이루어진 복수의 자성층을 포함하며, 상기 복수의 자성층은 두께 방향으로 적층된 형태이며, 이들 중 적어도 2개는 서로 포화자속밀도가 다른 자성체 시트를 포함하는 전자기기를 제공한다.
A plurality of magnetic layers arranged in a thickness direction, at least two of which are formed of a magnetic sheet having a saturation magnetic flux density different from each other; And an electronic apparatus including the electronic apparatus.
일 예에서, 상기 복수의 자성층은 이들 중 포화자속밀도가 가장 큰 것이 상기 코일부를 향하도록 배치될 수 있다.In one example, the plurality of magnetic layers may be arranged such that the largest one of them has a saturation magnetic flux density directed toward the coil part.
일 예에서, 상기 두께 방향을 따라 상기 복수의 자성층의 포화자속밀도는 점차 감소하거나 증가하는 경향을 보일 수 있다.In one example, the saturation magnetic flux density of the plurality of magnetic layers along the thickness direction may tend to gradually decrease or increase.
일 예에서, 상기 복수의 자성층은 이들 중 포화자속밀도가 가장 큰 것이 상기 코일부를 향하도록 배치될 수 있다.In one example, the plurality of magnetic layers may be arranged such that the largest one of them has a saturation magnetic flux density directed toward the coil part.
일 예에서, 상기 복수의 자성층은 상기 코일부에서 멀게 배치된 것일수록 포화자속밀도가 작을 수 있다.In one example, the saturation magnetic flux density may be smaller as the plurality of magnetic layers are disposed farther from the coil part.
일 예에서, 상기 복수의 자성층은 모두 포화자속밀도가 서로 다를 수 있다.
In one example, the plurality of magnetic layers may have different saturation magnetic flux densities.
본 발명의 일 실시 형태에서 제안하는 자성체 시트의 경우, 전자파 차폐, 집속 성능이 향상되면서도 두께의 증가는 최소화될 수 있으므로, 이를 이용한 전자기기의 소형화와 다기능화에 유리하다. 또한, 이러한 자성체 시트는 고 전력, 고 전류의 급속 충전에 사용되기에 적합하다.
In the case of the magnetic sheet proposed in one embodiment of the present invention, the increase in thickness can be minimized while the electromagnetic shielding and focusing performance is improved, which is advantageous for miniaturization and multi-functioning of electronic devices using the same. Further, such a magnetic sheet is suitable for use in high-speed, high-current rapid charging.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자성체 시트를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 자성체 시트를 채용한 전자기기의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 자성체 시트에 포함될 수 있는 자성층의 다양한 형태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 무선전력 송신 모듈을 개략적으로 나타낸 분해사시도이다.
도 8은 도 7에서 송전부의 구체적인 형태를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 schematically shows an example of an electronic apparatus employing the magnetic sheet of Fig.
5 and 6 show various forms of magnetic layers that can be included in the magnetic sheet.
7 is an exploded perspective view schematically illustrating a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing a concrete form of the transmission part in Fig.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to specific embodiments and the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided for a more complete description of the present invention to the ordinary artisan. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 나아가, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
It is to be understood that, although the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Will be described using the symbols. Further, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it means that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
도 1은 일반적인 무선충전 시스템을 개략적으로 나타낸 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 주요 내부 구성을 분해하여 도시한 단면도이다.
FIG. 1 is an external perspective view schematically showing a general wireless charging system, and FIG. 2 is a cross-sectional view explaining a main internal configuration of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 무선충전 시스템은 전자장치무선전력 전송장치(10)와 무선전력 수신장치(20)로 구성될 수 있으며, 무선전력 수신장치(20)는 휴대폰, 노트북, 태블릿 PC 등과 같은 전자기기(30)에 포함될 수 있다.
1 and 2, a typical wireless charging system may include an electronic device wireless
무선전력 전송장치(10)의 내부를 보면, 기판(12) 상에 송신부 코일(11)이 형성되어 있어 무선전력 전송장치(10)로 교류전압이 인가되면 주위에 자기장이 형성된다. 이에 따라, 무선전력 수신장치(20)에 내장된 수신부 코일(21)에는 송신부 코일(11)로부터 유도된 기전력에 의하여 배터리(22)가 충전될 수 있다.
In the inside of the wireless
배터리(22)는 충전과 방전이 가능한 니켈수소 전지 또는 리튬이온 전지가 될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 배터리(22)는 무선전력 수신장치(20)와는 별도로 구성되어 무선전력 수신장치(20)에 착탈이 가능한 형태로 구현될 수 있고, 또는 배터리(22)와 무선전력 수신장치(20)가 일체로 구성되는 일체형으로 구현될 수도 있다.
The
송신부 코일(11)과 수신부 코일(21)은 전자기적으로 결합되어 있으며, 구리 등의 금속 와이어를 권회하여 형성될 수 있다. 이 경우, 권회 형상은 원형, 타원형, 사각형, 마름모형 등이 될 수 있으며, 전체적인 크기나 권회 횟수 등은 요구되는 특성에 따라 적절하게 제어하여 설정할 수 있다.
The
수신부 코일(21)과 배터리(22) 사이에는 자성체 시트(100)이 배치되며, 자성체 시트(100)은 수신부 코일(21)과 배터리(22) 사이에 위치하여 자속을 집속함으로써 효율적으로 수신부 코일(21) 측에 수신될 수 있도록 한다. 이와 함께, 자성체 시트(100)은 자속 중 적어도 일부가 배터리(22)에 도달하는 것을 차단하는 기능을 한다.
The
이러한 자성체 시트(100)은 코일부와 결합되어 상술한 무선충전 장치의 수신부 등에 적용될 수 있다. 또한, 무선 충전 장치 외에도 상기 코일부는 마그네틱 보안 전송(MST), 근거리 무선 통신(NFC) 등에 이용될 수도 있다. 또한, 자성체 시트(100)은 무선충전 장치의 수신부가 아닌 송신부에도 적용될 수 있을 것이며, 이하에서는 송신부와 수신부 코일을 모두 코일부로 칭하기로 한다. 이하, 자성체 시트(100)에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
The
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자성체 시트를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 3의 자성체 시트를 채용한 전자기기의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 그리고 도 5및 도 6은 자성체 시트에 포함될 수 있는 자성층의 다양한 형태를 나타낸다.
3 is a cross-sectional view schematically showing a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention. Fig. 4 schematically shows an example of an electronic apparatus employing the magnetic sheet of Fig. And Figs. 5 and 6 show various forms of the magnetic layer that can be included in the magnetic sheet.
도 3을 참조하면, 자성체 시트(100)는 금속 리본으로 이루어지며 두께 방향으로 적층된 형태인 복수의 자성층(101, 102, 103)을 포함한다. 그리고 복수의 자성층(101, 102, 103)에서 적어도 2개는 서로 포화자속밀도(Bs)가 다르다. 이 경우, 복수의 자성층(101, 102, 103)은 필요한 경우에는 각각 제1 자성층(101), 제2 자성층(102) 및 제3 자성층(103)으로 칭하기로 한다. 다만, 본 실시 형태에서는 3개의 자성층(101, 102, 103)이 사용된 형태를 설명하고 있지만, 자성층(101, 102, 103)의 개수는 얼마든지 변화될 수 있을 것이다.
Referring to FIG. 3, the
안정적인 적층 구조를 구현하기 위하여 복수의 자성층(101, 102, 103) 사이에는 접착층(110)이 개재될 수 있다. 또한, 복수의 자성층(101, 102, 103)에 의한 적층 구조의 일면에는 보호층(111)이, 타면에는 베이스층(112)이 형성될 수 있다. 다만, 본 실시 형태에서 접착층(110), 보호층(111) 및 베이스층(112)은 필수 구성 요소는 아니라 할 것이며 경우에 따라 제외되거나 다른 요소로 대체될 수 있다.
In order to realize a stable laminated structure, an
전자파를 집속 및 차폐하기 위한 복수의 자성층(101, 102, 103)은 비정질 합금이나 나노 결정립 합금 등으로 이루어진 박판 형태의 금속 리본을 사용할 수 있다. 이 경우, 비정질 합금으로는 Fe계 또는 Co계 자성 합금을 사용할 수 있다. Fe계 자성 합금은 Si를 포함하는 물질, 예를 들어, Fe-Si-B 합금을 사용할 수 있으며, Fe를 비롯한 금속의 함유량이 높을수록 포화자속밀도가 높아지지만, Fe 원소의 함유량이 과다할 경우 비정질을 형성하기 어려우므로 Fe의 함량은 70-90atomic%일 수 있으며, 비정질 형성 가능성 측면에서는 Si 및 B의 합이 10-30atomic%의 범위인 것이 가장 적합하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지시키기 위해 Cr, Co 등 내부식성 원소를 20atomic% 이내로 첨가할 수도 있고, 다른 특성을 부여하도록 필요에 따라 다른 금속 원소를 소량 포함할 수 있다.
The plurality of
다음으로, 나노 결정립 합금을 이용할 경우에는 금속 리본을 자장, 무자장, 스트레스 열처리 등을 하여 나노 사이즈의 결정이 형성되도록 하며, 예를 들어, Fe계 나노 결정립 자성 합금을 사용할 수 있다. 이 경우, Fe계 나노 결정립 합금은 Fe-Si-B-Cu-Nb 합금을 사용할 수 있다.
Next, when a nano-crystal alloy is used, nano-sized crystals can be formed by subjecting the metal ribbon to a magnetic field, a magnetic field, a stress heat treatment, or the like. For example, an Fe-based nano-crystal magnetic alloy can be used. In this case, the Fe-based nano-crystal alloy can be Fe-Si-B-Cu-Nb alloy.
상술한 바와 같이 복수의 자성층(101, 102, 103)은 서로 포화자속밀도가 다른 형태이다. 이 경우, 두께 방향을 따라 복수의 자성층(101, 102, 103)의 포화자속밀도는 점차 감소하거나 증가하는 경향을 보인다. 일 예로서, 도 3을 기준으로, 상부로 갈수록 복수의 자성층(101, 102, 103)의 포화자속밀도는 작아진다. 즉, 제1 자성층(101)은 제2 자성층(102)보다 포화자속밀도가 크며, 제2 자성층(102)은 제3 자성층(103)보다 포화자속밀도가 크다. 이 경우, 복수의 자성층(101, 102, 103)의 포화자속밀도를 다르게 하기 위하여 각 층을 이루는 금속 리본의 조성을 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 복수의 자성층(101, 102, 103) 중 서로 포화자속밀도가 다른 것은 서로 Fe의 함량이 다를 수 있다. 다만, 본 실시 형태에서는 제1 내지 제3 자성층(101, 102, 103)의 포화자속밀도가 모두 예를 나타내고 있지만, 동일한 포화자속밀도를 갖는 자성층도 일부 포함될 수 있다. 예를 들어, 자성체 시트(100)에는 제1 내지 제3 자성층(101, 102, 103)이 모두 2개 이상씩 포함되어 각각 인접 배치될 수도 있을 것이다.
As described above, the plurality of
본 실시 형태와 같이 복수의 자성층(101, 102, 103)은 포화자속밀도가 두께 방향을 조절된 적층 구조를 가지며, 이러한 형태를 통하여 자기장의 차폐와 집속 효율이 향상되어 얇은 두께에서도 우수한 성능을 보일 수 있다. 상술한 바와 같이 포화자속밀도를 높이기 위한 하나의 방법은 금속 리본에서 Fe 등의 금속 함량을 증가시키는 것이다. 그런데 Fe 등의 금속 함량이 높아질 경우 금속 리본의 비정질 특성이나 경제성 등의 측면에서 불리한 면이 있으며, 이러한 문제점과 차폐 특성 등을 종합적으로 고려하여 본 실시 형태에서는 자성층들(101, 102, 103)의 포화자속밀도 분포를 조절함으로써 자성체 시트(100)의 성능을 최적화하고자 하였다.
As in the present embodiment, the plurality of
상술한 형태의 자성체 시트(100)은 복수의 자성층(101, 102, 103) 중 포화자속밀도가 가장 큰 것, 즉, 제1 자성층(101)이 코일부(21)를 향하도록 배치될 수 있다. 도 4를 참조하면, 코일부(21)는 코일 기판(201)과 코일 패턴(201)을 포함하며, 코일 패턴(201)은 반드시 필요한 사항은 아니지만, 서로 다른 기능을 수행하는 복수의 영역으로 분리될 수도 있다. 이러한 복수의 영역에 의하여 무선 충전, 전자 결재, 근거리 통신 등 다양한 기능을 구현할 수 있다. 이 경우, 코일부(21)의 복수의 영역에 대응하도록 투자율과 같은 자성층(101, 102, 103) 역시 영역 별로 구분될 수 있다. 예를 들어, 상술한 예와 같이 자성층(101, 102, 103)에 형성된 파쇄 구조의 크기나 피치 등을 영역별로 적절히 조절할 수 있을 것이다.
The
도 4에 도시된 형태와 같이, 복수의 자성층(101, 102, 103)은 이들 중 가장 포화자속밀도가 높은 것, 즉, 제1 자성층(101)이 코일부(21)를 향하도록 배치될 수 있으며, 코일부(21)에서 멀게 배치된 것일수록 포화자속밀도가 작은 형태이다. 즉, 포화자속밀도가 가장 낮은 제3 자성층(103)이 코일부(21)에서 상대적으로 멀게 배치되고, 제1 자성층(101)과 제3 자성층(103) 사이에 중간 크기의 포화자속밀도를 갖는 제2 자성층(102)이 배치된다. 이러한 배치 형태는 코일부(21)에 인접한 영역에서 자기장의 세기가 큰 것을 고려한 것이며, 코일부(21)에 인접한 영역에 상대적으로 포화자속밀도가 높은 자성층(101)을 배치함으로써 전자파 차폐 효과가 향상될 수 있다. 이 경우, 복수의 자성층(101, 102, 103)을 모두 고 포화자속밀도의 물질, 예컨대, Fe 등의 금속 함량이 높은 금속 리본으로 제작하는 것보다는 복수의 자성층(101, 102, 103)이 배치되는 위치에 맞게 포화자속밀도를 적절히 조절함으로써 자성체 시트(100)의 차폐 특성, 금속 리본의 물성 등이 최적화될 수 있다.
4, the plurality of
도 3을 참조하여 자성층 시트(100)의 다른 구성을 설명한다. 보호층(111)은 복수의 자성층(101, 102, 103)의 적어도 일면에 형성되며, 자성층(101, 102, 103)을 외부의 영향으로부터 보호할 수 있다. 즉, Fe 합금 등으로 이루어지는 자성층(101, 102, 103)은 외부에 노출될 경우 수분이나 염분 등에 취약하며, 이러한 외부의 영향에 의하여 특성이 열화될 수 있으며, 보호층을 사용하여 열화를 방지할 수 있다. 이 경우, 보호층은 이러한 보호 기능을 수행할 수 있는 물질을 적절히 채용할 수 있으며, 에폭시, PET 필름 등의 절연성 수지를 예로 들 수 있을 것이다.
Another configuration of the
보호 기능 외에도, 보호층(111)은 방열 기능을 수행할 수 있으며, 이를 위해 고방열성 필러를 포함할 수 있다. 여기서 고방열성 필러는 탄소, 구리, 철 등의 전도성 물질을 예로 들 수 있다. 이와 같이, 보호층(111)이 높은 열 전도성을 가짐에 따라, 자성층(101, 102, 103) 등에서 발생된 열은 효과적으로 방출될 수 있다. 즉, 보호층은 공기보다 열 전도도가 높기 때문에 자성층(101, 102, 103)에 축적된 열은 효과적으로 방출될 수 있으며, 이에 따라 이를 사용한 전자기기의 신뢰성이 향상될 수 있다.
In addition to the protective function, the
복수의 자성층(101, 102, 103) 사이에 개재된 접착층(110)은 층간 절연과 더불어, 자성층들(101, 102, 103)의 층간 접합을 위하여 제공될 수 있다. 접착층(110)은 자성층(101, 102, 103)을 접합하기에 적합한 것이라면 당 기술 분야에서 통상적으로 이용되는 어떠한 것이라도 채용이 가능하며, 양면테이프 등을 예로 들 수 있다.
The
베이스층(112)은 자성층(101, 102, 103)을 보호함과 함께, 이에 의하여 자성층(101, 102, 103)을 보다 용이하게 핸들링 할 수 있다. 베이스층(112)은 PET 등의 필름을 포함할 수 있으며, 양면 테이프의 형태로 제공되어 코일 부품 등에 접합될 수 있다. 이를 위하여, 베이스층(112)의 하면에는 점착 물질이 형성되어 있을 수 있다. 이와 달리, 코일 부품 등에 적용 시 베이스층(112)은 이형 필름으로 기능할 수 있으며, 구체적으로 베이스층(112)은 자성층(101, 102, 103)과 보호층(111) 등으로부터 분리되고 자성층(101, 102, 103)과 보호층(111) 등만이 코일 부품에 접합될 수도 있을 것이다.
The
한편, 자성층(101, 102, 103)은 도 5에 도시된 형태와 같이 복수 개의 조각(120)으로 파쇄된 구조를 가질 수 있으며, 이러한 파쇄 구조는 복수의 조각 사이에 전기 절연성을 제공할 수 있으므로 자성층(101, 102, 103)에 발생할 수 있는 와류 전류의 저감에 기여할 수 있다. 이 경우, 도 5 및 도 6에서는 제1 자성층(101)만을 나타내고 있으나 다른 자성층(102, 103)에도 이러한 파쇄 구조가 적용될 수 있을 것이다.
On the other hand, the
금속 리본의 파쇄 구조의 경우, 도 5의 예처럼 랜덤하게 형성될 수도 있지만, 도 6에 도시된 형태와 같이, 자성층(101, 102, 103) 표면이 파쇄된 크랙부(130)의 형태로 제공될 수 있다. 이러한 규칙적인 파쇄 구조인 크랙부(130)를 사용하여 자성층(101, 102, 103)의 투자율을 조절할 수 있으며, 자성층(101, 102, 103)의 영역 별로 파쇄 정도를 달리함으로써 투자율의 변화를 가져올 수 있다. 이 경우, 복수의 크랙부(130)는 규칙적인 형상과 간격으로 배열될 수 있을 것이다.
6, the surfaces of the
한편, 상술한 구조를 갖는 자성체 시트는 무선전력 송신 모듈과 수신 모듈에 모두 적용될 수 있으며, 도 7 및 도 8을 참조하여 송신 모듈의 예를 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 무선전력 송신 모듈을 개략적으로 나타낸 분해사시도이며, 도 8은 도 7에서 송전부의 구체적인 형태를 나타낸 단면도이다.
Meanwhile, the magnetic sheet having the above-described structure can be applied to both the wireless power transmission module and the reception module, and an example of the transmission module will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. FIG. 7 is an exploded perspective view schematically showing a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing a concrete form of a transmission part in FIG.
도 7을 참조하면, 무선전력 송신 모듈은 상부 커버(211), 송전부(221), 열전도부(231), 열전 모듈(241), 및 하부 커버(251)를 포함하여 구성된다. 상부 커버(211)는 송전부(221)의 상부에 배치되며, 송전부(221)의 송전 코일 등을 보호할 수 있다.
7, the wireless power transmission module includes an
송전부(221)는 송전 코일 등을 포함할 수 있으며, 제어부의 제어에 따라 전력을 무선으로 송신한다. 송전부(221)는 송전 코일이 형성된 기판을 포함할 수 있으며, 이 경우, 제어부도 상기 기판 상에 배치될 수 있다. 도 8을 참조하여 송전부(221)의 구성을 구체적으로 설명하면, 송전부(221)는 송신 코일부(222)와 마그넷(223)을 포함하며, 이에 인접하여 자성체 시트(100)가 배치된다. 자성체 시트(100)는 도 3에서 설명한 것과 유사한 구조로서 금속 리본으로 이루어진 복수의 자성층(101, 102, 103)을 포함하며, 이 외에 다른 구성은 도시를 생략하였다. 앞서 설명한 것과 같이, 포화자속밀도가 상대적을 높은 제1 자성층(101)을 송신 코일부(222)에 인접배치 함으로써 송신 코일부(222)에서 발생한 자속을 효과적으로 집속, 차폐할 수 있다.
The
또한, 종래에는 무선전력 송신 모듈용 자성체 시트로서 페라이트를 일반적으로 사용하였는데, 페라이트는 포화자속밀도가 낮아 고 전력, 고 전류 조건에서 사용되기에 적합성이 떨어진다. 본 실시 형태와 같이 포화자속밀도가 조절된 금속 리본의 적층 구조인 자성체 시트(100)를 이용함으로써 고 전력, 고 전류에서 급속 충전이 가능한 송신 모듈을 얻을 수 있으며, 나아가, 금속 리본의 적용에 따라 방열 효율도 향상될 수 있다.
Conventionally, ferrite has been generally used as a magnetic sheet for a wireless power transmission module, but ferrite has a low saturation magnetic flux density and is not suitable for use under high power and high current conditions. It is possible to obtain a transmission module capable of rapid charging at high electric power and high electric current by using the
열전도부(231)는 송전부(221)에서 발생한 열을 열전 모듈(241)로 전달한다. 열전도부(231)는 송전부(221)와 열전 모듈(241) 사이를 전기적으로 절연시킬 수도 있고, 전자파 차폐 기능을 수행할 수도 있다. 열전도부(231)는 열 전달 물질(Thermal interface materials: TIM) 등을 이용하여 형성될 수 있다.
The
열전 모듈(241)은 송전부(221)를 냉각시킨다. 열전 모듈(241)로 전력이 공급되면, 열전 모듈(241)의 일면은 열을 흡수하고, 타면은 열을 방출한다. 즉, 열전 모듈(241)로 전력이 공급되면 열전 모듈(241)의 일면의 온도는 열전 모듈(241)의 타면의 온도보다 공급된 전력에 따른 온도차만큼 낮아지게 된다. 따라서, 열전 모듈(241)의 일면 측에 송전부(221)를 배치시키고, 열전 모듈(241)의 타면 측에 하부 커버(251)을 배치시키고, 열전 모듈(241)에 전력을 공급하면, 송전부(221)를 냉각시킬 수 있다.
The
또한, 열전 모듈(241)은 송전부(221)에서 발생한 열을 이용하여 전력을 발생시킬 수 있다. 즉, 송전부(221)의 발열에 의해 열전 모듈(241)의 일면과 타면 사이에 온도차가 형성되면, 이러한 온도 차에 따라 열전 모듈(241)에서 전력이 생성된다. 생성된 전력은 무선 전력 송신 장치의 다른 구성(예를 들면, 소정의 정보(무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치의 정렬에 관한 정보 등)를 표시하기 위한 발광 다이오드(LED)의 구동 또는 보조 배터리의 충전 등을 위한 에너지 원으로 사용될 수 있다.
In addition, the
하부 커버(251)는 열전 모듈(241)의 타면 측에 배치된다. 하부 커버(251)의 적어도 일부분은 방열 기능이 우수한 금속계 방열판으로 형성될 수 있다. 따라서, 하부 커버(251)는 열전 모듈(241)의 타면의 열을 방열시키며, 열전 모듈(241)의 타면의 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지할 수 있다. 하부 커버(251)는 열전 모듈(241), 송전부(221) 등을 보호하는 역할도 수행할 수 있다.
The
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
10: 무선전력 전송장치
11: 송신부 코일
20: 무선전력 수신장치
21: 수신부 코일(코일부)
22: 배터리
30: 전자기기
100: 자성체 시트
101, 102, 103: 자성층
110: 접착층
111: 보호층
112: 베이스층
120: 조각
130: 크랙부
201: 코일 기판
202: 코일 패턴
211: 상부 커버
221: 송전부
222: 송신 코일부
223: 마그넷
231: 열전도부
241: 열전 모듈
251: 하부 커버10: Wireless power transmission device
11: Transmission coil
20: Wireless power receiving device
21: Receiver coil (coil part)
22: Battery
30: Electronic device
100: magnetic sheet
101, 102, 103: magnetic layer
110: Adhesive layer
111: Protective layer
112: base layer
120: Sculpture
130: crack part
201: coil substrate
202: coil pattern
211: upper cover
221: All transmission
222: transmitting coil part
223: Magnet
231:
241: thermoelectric module
251: Lower cover
Claims (15)
상기 복수의 자성층은 두께 방향으로 적층된 형태이며, 이들 중 적어도 2개는 서로 포화자속밀도가 다른 자성체 시트.
And a plurality of magnetic layers made of metal ribbon,
Wherein the plurality of magnetic layers are stacked in a thickness direction, and at least two of them are different in saturation magnetic flux density from each other.
상기 두께 방향을 따라 상기 복수의 자성층의 포화자속밀도는 점차 감소하거나 증가하는 경향을 보이는 자성체 시트.
The method according to claim 1,
And the saturation magnetic flux density of the plurality of magnetic layers gradually decreases or increases along the thickness direction.
상기 복수의 자성층은 모두 포화자속밀도가 서로 다른 자성체 시트.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of magnetic layers have different saturation magnetic flux densities.
상기 복수의 자성층 중 서로 포화자속밀도가 다른 것은 서로 금속 리본의 조성이 다른 자성체 시트.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of magnetic layers have different saturation magnetic flux densities from each other, wherein the composition of the magnetic ribbon is different from each other.
상기 복수의 자성층 중 서로 포화자속밀도가 다른 것은 서로 Fe의 함량이 다른 자성체 시트.
5. The method of claim 4,
Wherein a content of Fe is different among the plurality of magnetic layers, the magnetic flux density of which is different from each other.
상기 복수의 자성층 사이에 개재된 접착층을 더 포함하는 자성체 시트.
The method according to claim 1,
And an adhesive layer interposed between the plurality of magnetic layers.
상기 자성층은 복수의 크랙부를 구비하는 자성체 시트.
The method according to claim 1,
And the magnetic layer has a plurality of cracked portions.
상기 복수의 크랙부는 상기 자성층 표면이 파쇄된 형태인 자성체 시트.
8. The method of claim 7,
Wherein the plurality of cracks have a shape in which the surface of the magnetic layer is shattered.
상기 복수의 크랙부는 규칙적인 형상과 간격으로 배열된 자성체 시트.
9. The method of claim 8,
And said plurality of cracked portions are arranged in regular shapes and spacing.
상기 코일부 상에 배치되며, 금속 리본으로 이루어진 복수의 자성층을 포함하며, 상기 복수의 자성층은 두께 방향으로 적층된 형태이며, 이들 중 적어도 2개는 서로 포화자속밀도가 다른 자성체 시트;
를 포함하는 전자기기.
Nose; And
A plurality of magnetic layers arranged on the coil section and including a plurality of magnetic layers made of metal ribbon, the plurality of magnetic layers being stacked in a thickness direction, at least two of them being different in saturation magnetic flux density from each other;
.
상기 복수의 자성층은 이들 중 포화자속밀도가 가장 큰 것이 상기 코일부를 향하도록 배치된 전자기기.
11. The method of claim 10,
Wherein the plurality of magnetic layers are arranged such that the largest one of them has a saturation magnetic flux density directed toward the coil part.
상기 두께 방향을 따라 상기 복수의 자성층의 포화자속밀도는 점차 감소하거나 증가하는 경향을 보이는 전자기기.
11. The method of claim 10,
And the saturation magnetic flux density of the plurality of magnetic layers gradually decreases or increases along the thickness direction.
상기 복수의 자성층은 이들 중 포화자속밀도가 가장 큰 것이 상기 코일부를 향하도록 배치된 전자기기.
13. The method of claim 12,
Wherein the plurality of magnetic layers are arranged such that the largest one of them has a saturation magnetic flux density directed toward the coil part.
상기 복수의 자성층은 상기 코일부에서 멀게 배치된 것일수록 포화자속밀도가 작은 전자기기.
14. The method of claim 13,
Wherein the plurality of magnetic layers are disposed farther from the coil part, and the saturation magnetic flux density is smaller.
상기 복수의 자성층은 모두 포화자속밀도가 서로 다른 전자기기.11. The method of claim 10,
Wherein the plurality of magnetic layers have different saturation magnetic flux densities.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E601 | Decision to refuse application | ||
E801 | Decision on dismissal of amendment | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |