KR20180112641A - 자기장 차폐 구조물 및 모바일 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 형태에 따른 자기장 차폐 구조물은 자성층 및 커패시터 및 상기 커패시터와 연결된 루프 형상의 도전체를 포함하는 공진차폐부를 포함하며, 상기 자성층의 두께 방향을 기준으로 상기 자성층의 적어도 일부는 상기 도전체로 둘러싸인 영역과 오버랩 된 형태이다.
Description
본 발명은 자기장 차폐 구조물 및 모바일 기기에 관한 것이다.
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.
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. 충분한 차폐 성능을 확보하기 위해서는 이러한 자성체 시트를 두껍게 형성할 필요가 있는데 이 경우 무선 충전 장치의 두께 역시 증가하게 된다. 또한, 자성체 시트가 두꺼워지면서 고주파 대역의 코어 로스(core loss)가 크게 증가하는 경향을 보이므로 두께 증가에 따른 성능 증가의 폭이 감소하게 된다.
본 발명의 일 목적은 저감된 두께를 가져 소형화에 유리하면서도 우수한 차폐 성능을 갖는 자기장 차폐 구조물 및 이를 구비하는 모바일 기기를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 실시 형태를 통하여 우수한 차폐 성능을 갖는 자기장 차폐 구조물의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 자성층 및 커패시터 및 상기 커패시터와 연결된 루프 형상의 도전체를 포함하는 공진차폐부를 포함하며, 상기 자성층의 두께 방향을 기준으로 상기 자성층의 적어도 일부는 상기 도전체로 둘러싸인 영역과 오버랩 된 형태이다.
일 실시 예에서, 상기 도전체는 상기 자성층의 일면 상에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 커패시터는 상기 자성층의 일면 상에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 자성층과 상기 도전체 사이에 배치되어 이들을 접합시키는 접착층을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도전체는 회로기판의 내부에 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 자성층은 상기 도전체로 둘러싸인 영역에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 자성층과 상기 도전체는 서로 동일 레벨에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 커패시터는 적층형 세라믹 커패시터일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도전체는 2 이상의 턴수를 갖는 코일 구조로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도전체는 솔레노이드 코일 구조를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 코일 구조에서 서로 다른 턴을 형성하는 코일 패턴들은 서로 동일 레벨에 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 커패시터 및 상기 도전체는 LC 회로를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 공진차폐부는 전기적으로 고립될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 자성층은 복수 개 구비되어 적층 구조를 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도전체는 상기 복수의 자성층 중 최상부에 위치하는 것의 상면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도전체는 상기 복수의 자성층에서 서로 인접한 것들 사이에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도전체는 상기 복수의 자성층의 측면을 둘러싸는 형태일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 공진차폐부는 복수 개 구비될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 도전체는 상기 자성층의 일면 및 이에 대향하는 타면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 자성층의 일면에는 상기 도전체가 복수 개 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은,
모바일 기기 몸체와, 배터리와, 코일부 및 상기 배터리 및 코일부 사이에 배치되며, 자성층 및 커패시터 및 상기 커패시터와 연결된 루프 형상의 도전체를 포함하는 공진차폐부를 포함하며, 상기 자성층의 두께 방향을 기준으로 상기 자성층의 적어도 일부는 상기 도전체로 둘러싸인 영역과 오버랩 된 자기장 차폐 구조물을 포함하는 모바일 기기를 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 자성층은 상기 공진차폐부와 상기 코일부 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서 제안하는 자기장 차폐 구조물 및 모바일 기기의 경우, 저감된 두께를 가져 소형화에 유리하며, 나아가, 우수한 차폐 성능을 갖는다.
도 1은 모바일 기기 및 이에 적용된 무선충전 시스템의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 주요 내부 구성을 분해하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자기장 차폐 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 실시 형태에서 채용될 수 있는 공진차폐부의 다양한 형태를 나타낸 평면도이다.
도 5 내지 11은 변형된 예에 따른 자기장 차폐 구조물을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 모바일 기기의 주요 구성을 나타낸 것이다.
도 13 및 도 14는 또 다른 변형 예에 따른 자기장 차폐 구조물을 나타낸다.
도 2는 도 1의 주요 내부 구성을 분해하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자기장 차폐 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 실시 형태에서 채용될 수 있는 공진차폐부의 다양한 형태를 나타낸 평면도이다.
도 5 내지 11은 변형된 예에 따른 자기장 차폐 구조물을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 모바일 기기의 주요 구성을 나타낸 것이다.
도 13 및 도 14는 또 다른 변형 예에 따른 자기장 차폐 구조물을 나타낸다.
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.
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.
도 1은 모바일 기기 및 이에 적용된 무선충전 시스템의 외관 사시도이다. 도 2는 도 1의 주요 내부 구성을 분해하여 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 모바일 기기와 이에 적용될 수 있는 무선충전 시스템은 모바일 기기 몸체에 수용된 무선전력 전송장치(10)와 무선전력 수신장치(20)로 구성될 수 있으며, 무선전력 수신장치(20)는 휴대폰, 노트북, 태블릿 PC 등과 같은 모바일 기기(30)에 포함될 수 있다.
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.
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.
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.
수신부 코일(21)과 배터리(22) 사이에는 자기장 차폐 구조물(100)이 배치되며, 자기장 차폐 구조물(100)은 수신부 코일(21)과 배터리(22) 사이에 위치하여 자속을 집속함으로써 효율적으로 수신부 코일(21) 측에 수신될 수 있도록 한다. 이와 함께, 자기장 차폐 구조물(100)은 자속 중 적어도 일부가 배터리(22)에 도달하는 것을 차단하는 기능을 한다.
이러한 자기장 차폐 구조물(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, 자기장 차폐 구조물(100)은 무선충전 장치의 수신부가 아닌 송신부에도 적용될 수 있을 것이며, 이하에서는 송신부와 수신부 코일을 모두 코일부로 칭하기로 한다. 이하, 자기장 차폐 구조물(100)에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자기장 차폐 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 4는 도 3의 실시 형태에서 채용될 수 있는 공진차폐부의 다양한 형태를 나타낸 평면도이다.
도 3을 참조하면, 자기장 차폐 구조물(100)은 자성층(101) 및 공진차폐부(110)를 포함하며, 여기서 공진차폐부(110)는 커패시터(112) 및 이와 연결된 루프 형상의 도전체(111)를 포함한다. 그리고 자성층(101)의 두께 방향을 기준으로 자성층(101)의 적어도 일부는 도전체(111)로 둘러싸인 영역과 오버랩 된다.
전자파를 집속 및 차폐하기 위한 자성층(101)은 비정질 합금이나 나노 결정립 합금 등으로 이루어진 박판의 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 포화 자속 밀도가 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 20 atomic% 이내로 첨가할 수도 있고, 다른 특성을 부여하도록 필요에 따라 다른 금속 원소를 소량 포함할 수 있다.
다음으로, 나노 결정립 합금을 이용할 경우에는 예를 들어, Fe계 나노 결정립 자성 합금을 사용할 수 있다. Fe계 나노 결정립 합금은 Fe-Si-B-Cu-Nb 합금을 사용할 수 있다.
또한, 합금 외에도 페라이트를 이용하여 자성층(101)이 구현될 수 있다. 예를 들면, 자성층(101)은 Mn-Zn계, Mn-Ni계, Ba, Sr계 페라이트 물질로 형성될 수 있으며, 나아가, 이들 물질을 나노 결정 분말로 형성할 수 있다. 또한, 수지 등의 베이스에 자성 입자가 충진된 형태의 폴리머 복합체를 이용하여 자성층(101)을 형성할 수도 있다. 한편, 자성층(101)은 일체화 된 형태로 제공될 수도 있지만, 복수 개의 조각으로 파쇄된 구조를 가질 수 있으며, 이러한 파쇄 구조는 복수의 조각 사이에 전기 절연성을 제공할 수 있으므로 자성층에 발생할 수 있는 와류 전류의 저감에 기여할 수 있다. 이러한 파쇄 구조의 경우, 랜덤하게 형성될 수도 있지만, 자성층(101) 표면이 파쇄된 크랙부의 형태로 제공될 수 있다. 이러한 규칙적인 파쇄 구조인 크랙부를 사용하여 자성층(101)의 투자율을 조절할 수 있으며, 자성층(101)의 영역 별로 파쇄 정도를 달리함으로써 투자율의 변화를 가져올 수 있다. 이 경우, 복수의 크랙부는 규칙적인 형상과 간격으로 배열될 수 있을 것이다.
공진차폐부(110)는 자성층(101)를 향하거나 이를 통과한 자기장에 대하여 공진 및 전자기 유도가 가능한 구조로서, 이를 위해 루프 형상의 도전체(111)와 이에 결합된 커패시터(112)를 포함한다. 이 경우, 도 3에 도시된 형태와 같이 도전체(111)는 자성층(101)의 일면 상에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 커패시터(112) 또한 자성층(101)의 일면 상에 배치되어 도전체(111)와 연결될 수 있다. 이러한 배치 방식에 의하여, 자성층(101)의 두께 방향을 기준으로 자성층(101)의 일부가 도전체(111)로 둘러싸인 영역과 오버랩 될 수 있다. 여기서 자성층(101)의 두께 방향은 시트 형태의 자성층(101)의 주면(main surface)에 수직한 방향으로 정의될 수 있다.
도전체(111)의 일단 및 타단은 커패시터(112)의 전극들과 각각 접속될 수 있다. 커패시터(112)는 도전체(111)와 접속되어 LC 회로를 형성할 수 있으며, 본 실시 형태에서는 칩 형태의 부품으로서 적층형 세라믹 커패시터(MLCC)를 사용하였다. 적층형 세라믹 커패시터는 구조적 안정성이 우수하며, 또한, 높은 정전 용량을 가질 수 있으므로 공진차폐부(110)의 공진주파수를 더욱 효과적으로 조절하기에 적합할 수 있다. 다만, MLCC 외에도 칩형 세라믹 커패시터, 탄탈 커패시터, 평판형 커패시터, 가변 커패시터 등을 사용할 수도 있을 것이다.
한편, 도 4에 도시된 형태와 같이, 도전체(111)가 형성하는 루프 형상은 타원 외에도 직사각형 등으로 다양하게 변형될 수 있다. 도전체(111)는 전기 전도성을 갖는 물질로서, 예컨대, 구리(Cu) 등과 같은 금속 도체를 사용하여 얻어질 수 있다.
공진차폐부(110)의 기능과 작용 원리를 설명하면, 공진차폐부(110) 측으로 누설된 자기장이 도전체(111)에 전류를 유도시키게 되면 누설 자장에 반대되는 자장을 형성시켜 이를 상쇄 및 차폐시킬 수 있다. 구체적으로, 자성층(101)의 두께 방향을 기준으로 자성층(101)의 적어도 일부가 도전체(111)로 둘러싸인 영역과 오버랩 될 경우, 자성층(101)을 향하거나 이를 통과한 자장은 공진차폐부(110)의 공진 반작용으로 효과적으로 차폐될 수 있다.
이러한 공진 반작용 차폐는 낮은 임피던스를 가질 수 있기 때문에 유도에 의한 손실이 자성체 시트에 비해 작게 발생한다는 장점을 갖는다 또한 루프 형상의 도전체(111)는 두께나 크기에 제한이 상대적으로 적어 자기장 차폐 구조물(100)의 박형화에 기여할 수 있다. 자성층(101)과 함께 공진차폐부(110)를 채용함으로써 차폐 기능을 향상시킬 수 있으며, 나아가, 실시 형태에 따라서는 자성층(101)과 공진차폐부(110)의 차폐 특성을 달리하여 다용도의 자기장 차폐 구조물(100)을 구현할 수도 있다. 일 예로서, 자성층(101)은 자기 유도 방식의 무선 충전용 차폐 기능을 수행하고, 공진차폐부(110)는 자기 공명 방식의 무선 충전용 차폐 기능을 수행할 수 있으며, 반대의 경우도 가능하다. 또한, 자성층(101)과 공진차폐부(110) 중 적어도 일부는 무선 충전(WPC) 기능 외에도 근거리 통신(NFC) 기능, 전자 결제(MST) 등에도 사용될 수 있을 것이다.
한편, 공진차폐부(110)의 두께를 더욱 저감하기 위하여 도 3에 도시된 형태와 달리 커패시터(112)는 자성층(101)에 배치되지 않고 자성층(101)의 외부에 배치될 수도 있다. 커패시터(112)가 자성층(101)의 외부에 배치되는 경우, 커패시터부(112)는 도전체(111)와의 전기적 연결을 유지하면서 무선 충전 장치의 다른 영역에 적절히 수용될 수 있을 것이다.
공진차폐부(110)가 공진 반작용 차폐 기능을 수행하기 위하여 도전체(111) 및 커패시터(112)는 LC 회로를 형성할 수 있으며, LC 회로의 L값과 C값을 조절하여 특정 주파수에서 공진 현상이 일어나도록 수 있다. 이 경우, 도전체(111)와 커패시터(112)는 외부 도전체와 같은 다른 회로와 전기적으로 분리될 수 있다. 다시 말해, 공진차폐부(110)는 도전체(111)와 커패시터(112) 외에 다른 회로를 포함하지 않고 전기적으로 고립된 형태일 수 있다.
도 5 내지 11은 변형된 예에 따른 자기장 차폐 구조물을 나타낸다. 우선, 도 5의 실시 형태의 경우, 자성층(101)과 도전체(111) 사이에 접착층(120)이 배치되어 이들을 안정적으로 결합시킨 구조이다. 앞선 실시 형태에서는 접착층이 따로 제공되지 않았으며 이러한 직접 결합 구조는 예컨대, 자성층(101) 상에 도전 물질을 프린팅하는 방법 등을 사용하여 구현될 수 있다. 이와 달리 본 실시 형태에서는 접착층(120)을 채용하여 보다 안정적인 결합 구조가 되도록 하였다. 접착층(120)은 자성층(101)과 도전체(111)를 접합하기에 적합한 것이라면 당 기술 분야에서 통상적으로 이용되는 어떠한 것이라도 채용이 가능하며, 양면테이프 등을 예로 들 수 있다.
다음으로, 도 6의 실시 형태의 경우, 공진차폐부(110)는 회로기판(130)의 내부에 구현되어 있다. 이를 위해 당 기술 분야에서 알려진 PCB 공정을 활용하여 루프 형상의 도전체(111)와 커패시터(112)를 형성할 수 있다. 이 경우, 회로기판(130)은 연성 인쇄회로기판(FPCB)일 수 있다. 공진차폐부(110)를 회로기판(130)의 형태로 구현함으로써 구조적 안정성을 확보할 수 있으며, 또한, 공진차폐부(110)가 형성하는 LC 회로의 공진주파수를 효과적으로 조절할 수 있을 것이다. 다만, 도 6의 도시된 형태와 달리 공진차폐부(110) 중 자속이 통과하는 도전체(111)만을 회로기판(130) 내에 형성하고 커패시터(112)는 다른 영역에 배치될 수도 있을 것이다.
다음으로, 도 7의 실시 형태의 경우, 자성층(101)은 도전체(110)의 루프 내에 배치된다. 다시 말해, 자성층(101)은 도전체(110)로 둘러싸인 영역에 배치되며, 이를 위해, 도전체(110)의 루프 크기는 자성층(101)보다 클 수 있다. 본 실시 형태와 같이 도전체(110)가 자성층(101)을 둘러싸면서 자성층(101)과 동일 레벨에 배치될 경우 충분한 차폐 성능을 확보하면서도 자기장 차폐 구조물의 전체적인 두께를 더욱 저감할 수 있다. 도 7에서는 자성층(101)과 도전체(111)가 이격된 형태로 나타내고 있지만, 도전체(111)는 자성층(101)의 측면과 접촉할 수도 있을 것이다.
다음으로, 도 8의 실시 형태의 경우, 도전체(121)의 형상 면에서 차이가 있다. 구체적으로, 공진차폐부(110)의 공진주파수와 차폐 특성 등을 조절하기 위하여 도전체(121)는 2 이상의 턴 수를 갖는 코일 구조로 형성될 수 있다. 본 실시 형태에서는 코일 구조가 약 4회의 턴 수를 가지며, 턴 수는 이보다 적거나 많게 조절될 수 있을 것이다. 이러한 다중 턴 수의 코일 구조를 형성하기 위하여 도 9에 도시된 형태와 같이, 도전체(121)는 솔레노이드 코일 구조를 가질 수 있다. 그리고 도전체(121)의 적어도 일단은 절곡되어 커패시터(112)의 전극과 연결될 수 있다. 다만, 도전체(121)는 솔레노이드 코일 구조가 아닌 다른 코일 형태, 예컨대, 서로 다른 턴을 형성하는 코일 패턴들이 서로 동일 레벨에 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 9의 실시 형태의 경우, 도 8의 실시 형태와 같이 도전체(131)는 다중 턴 수를 갖는 코일 구조를 갖는다. 앞선 실시 형태와 달리 본 실시 형태에서는 다중 턴 수의 코일 구조를 갖는 도전체(131)가 회로 기판(130) 내에 형성되어 있다. 또한, 상기 코일 구조에서 서로 다른 턴을 형성하는 코일 패턴들은 서로 동일 레벨에 형성된 형태이다. 커패시터(112)와 접속되기 위하여 도전체(131)의 적어도 일단은 절곡될 수 있다. 다만, 회로 기판(130) 내에 도전체(131)를 형성하는 경우에도 도 8의 실시 형태와 같이 솔레노이드 코일 구조를 적용할 수도 있을 것이다.
다음으로, 도 10의 실시 형태의 경우, 자성층(101)은 복수 개 구비되어 적층 구조를 형성하며, 이로부터 자성층(101)에 의한 차폐 성능이 향상될 수 있다. 이 경우, 원하는 차폐 성능과 차폐 구조물의 크기 등을 고려하여 자성층(101)의 개수를 결정할 수 있을 것이다. 복수의 자성층(101) 사이에는 양면 테이프 등과 같은 접착층(102)이 배치되어 구조적 안정성이 확보될 수 있다. 이 경우, 도전체(111)는 복수의 자성층(101) 중 최상부에 위치하는 것의 상면에 배치될 수 있다. 이와 달리, 도 11의 실시 형태와 같이 도전체(111)는 복수의 자성층(101)에서 서로 인접한 것들 사이에 배치될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 모바일 기기의 주요 구성을 나타낸 것이다. 상술한 바와 같이 모바일 기기는 모바일 기기 몸체, 배터리, 코일부 등을 포함하며, 이 경우, 코일부(21)는 무선충전용 시스템에서 수신부 측에 사용될 수 있다. 도 2와 도 12를 함께 참조하면, 자기장 차폐 구조물(100)은 배터리(22) 및 코일부(21) 사이에 배치된다. 본 실시 형태의 경우, 자기장 차폐 구조물(100)은 자성층(101)과 공진차폐부(110)를 포함하며, 자성층(101)은 복수 개가 적층된 구조를 이룰 수 있다. 이 경우, 도전체(112)는 상기 적층 구조, 즉, 복수의 자성층(101)의 측면을 전체적으로 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.
그리고 공진차폐부(110)는 상술한 바와 같이 루프 형상의 도전체(111)와 커패시터(112)를 포함하여 공진 반작용에 따른 자기장 차폐 기능을 수행한다. 도 12에 도시된 형태와 같이, 본 실시 형태에 따른 모바일 기기에서 자성층(101)은 공진차폐부(110)와 코일부(21) 사이에 배치될 수 있다. 다시 말해, 공진차폐부(110)는 자성층(101)에 의하여 코일부(21)와 분리될 수 있으며, 이러한 구조에 의하여 공진차폐부(110)와 코일부(21)의 불필요한 커플링(coupling)을 줄일 수 있다.
도 13 및 도 14는 또 다른 변형 예에 따른 자기장 차폐 구조물을 나타낸다. 도 13 및 도 14 는 공진차폐부(110)는 복수 개 구비된 실시 형태에 관한 것이며, 복수의 공진차폐부(110)를 사용함으로써 차폐 성능 향상과 차폐 특성 조절에 유리할 수 있다. 도 13 및 도 14에서는 2개의 공진차폐부(110)가 사용된 구조를 나타내고 있지만, 자성층(101)의 크기 등을 고려하여 이보다 많은 수의 공진차폐부(110)가 사용될 수도 있을 것이다.
복수의 공진차폐부(110)가 채용되는 경우, 우선, 도 13에 도시된 형태와 같이, 도전체(111)는 자성층(101)의 일면 및 이에 대향하는 타면에 배치될 수 있다. 커패시터(112) 역시 자성층(101)의 일면 및 이에 대향하는 타면에 배치될 수 있으며, 다만, 상술한 바와 같이 커패시터(112)의 위치는 적절히 변경될 수 있다. 또한, 도 14에 도시된 형태에서와 같이 자성층(101)의 일면에는 도전체(111)가 복수 개 배치될 수 있다.
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.
10: 무선전력 전송장치
11: 송신부 코일
20: 무선전력 수신장치
21: 수신부 코일(코일부)
22: 배터리
30: 모바일 기기
100: 자기장 차폐 구조물
101: 자성층
102: 접착층
110: 공진차폐부
111, 121, 131: 도전체
120: 접착층
130: 회로 기판
112, 122: 커패시터
11: 송신부 코일
20: 무선전력 수신장치
21: 수신부 코일(코일부)
22: 배터리
30: 모바일 기기
100: 자기장 차폐 구조물
101: 자성층
102: 접착층
110: 공진차폐부
111, 121, 131: 도전체
120: 접착층
130: 회로 기판
112, 122: 커패시터
Claims (22)
- 자성층; 및
커패시터 및 상기 커패시터와 연결된 루프 형상의 도전체를 포함하는 공진차폐부;를 포함하며,
상기 자성층의 두께 방향을 기준으로 상기 자성층의 적어도 일부는 상기 도전체로 둘러싸인 영역과 오버랩 된 자기장 차폐 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 도전체는 상기 자성층의 일면 상에 배치된 자기장 차폐 구조물.
- 제2항에 있어서,
상기 커패시터는 상기 자성층의 일면 상에 배치된 자기장 차폐 구조물.
- 제2항에 있어서,
상기 자성층과 상기 도전체 사이에 배치되어 이들을 접합시키는 접착층을 더 포함하는 자기장 차폐 구조물.
- 제2항에 있어서,
상기 도전체는 회로기판의 내부에 구현된 자기장 차폐 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 자성층은 상기 도전체로 둘러싸인 영역에 배치된 자기장 차폐 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 자성층과 상기 도전체는 서로 동일 레벨에 배치된 자기장 차폐 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 커패시터는 적층형 세라믹 커패시터인 자기장 차폐 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 도전체는 2 이상의 턴수를 갖는 코일 구조로 형성된 자기장 차폐 구조물.
- 제9항에 있어서,
상기 도전체는 솔레노이드 코일 구조를 갖는 자기장 차폐 구조물.
- 제9항에 있어서,
상기 코일 구조에서 서로 다른 턴을 형성하는 코일 패턴들은 서로 동일 레벨에 형성된 자기장 차폐 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 커패시터 및 상기 도전체는 LC 회로를 형성하는 자기장 차폐 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 공진차폐부는 전기적으로 고립된 자기장 차폐 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 자성층은 복수 개 구비되어 적층 구조를 형성하는 자기장 차폐 구조물.
- 제14항에 있어서,
상기 도전체는 상기 복수의 자성층 중 최상부에 위치하는 것의 상면에 배치된 자기장 차폐 구조물.
- 제14항에 있어서,
상기 도전체는 상기 복수의 자성층에서 서로 인접한 것들 사이에 배치된 자기장 차폐 구조물.
- 제14항에 있어서,
상기 도전체는 상기 복수의 자성층의 측면을 둘러싸는 형태인 자기장 차폐 구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 공진차폐부는 복수 개 구비된 자기장 차폐 구조물.
- 제18항에 있어서,
상기 도전체는 상기 자성층의 일면 및 이에 대향하는 타면에 배치된 자기장 차폐 구조물.
- 제18항에 있어서,
상기 자성층의 일면에는 상기 도전체가 복수 개 배치된 자기장 차폐 구조물.
- 모바일 기기 몸체;
배터리;
코일부; 및
상기 배터리 및 코일부 사이에 배치되며, 자성층 및 커패시터 및 상기 커패시터와 연결된 루프 형상의 도전체를 포함하는 공진차폐부를 포함하며, 상기 자성층의 두께 방향을 기준으로 상기 자성층의 적어도 일부는 상기 도전체로 둘러싸인 영역과 오버랩 된 자기장 차폐 구조물;
을 포함하는 모바일 기기.
- 제21항에 있어서,
상기 자성층은 상기 공진차폐부와 상기 코일부 사이에 배치된 모바일 기기.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/826,299 US10692648B2 (en) | 2017-04-03 | 2017-11-29 | Magnetic field shielding structure and mobile device including the magnetic field structure |
| CN201810048676.6A CN108695991A (zh) | 2017-04-03 | 2018-01-18 | 磁场屏蔽结构以及包括该磁场屏蔽结构的移动装置 |
| CN201820087280.8U CN207926288U (zh) | 2017-04-03 | 2018-01-18 | 磁场屏蔽结构以及包括该磁场屏蔽结构的移动装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20170043152 | 2017-04-03 | ||
| KR1020170043152 | 2017-04-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180112641A true KR20180112641A (ko) | 2018-10-12 |
Family
ID=63876488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170045125A KR20180112641A (ko) | 2017-04-03 | 2017-04-07 | 자기장 차폐 구조물 및 모바일 기기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180112641A (ko) |
-
2017
- 2017-04-07 KR KR1020170045125A patent/KR20180112641A/ko not_active Application Discontinuation
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