CN107591230A - 磁性片及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁性片及电子设备，本发明的一实施形态提供一种磁性片，包括由金属带形成的多个磁性层，所述多个磁性层是沿着厚度方向层叠的形态，并且其中至少2个磁性层的饱和磁通密度彼此不同。

Description

磁性片及电子设备

技术领域

本发明涉及一种磁性片及电子设备。

背景技术

在最近的移动手持装置中应用着无线充电(WPC)功能、近场通讯(NFC)功能、电子结算(MST)功能等。无线充电(WPC)、近场通讯(NFC)、电子结算(MST)技术在工作频率、数据传输率、传输的电力量等方面存在差异。

对于上述无线电力发送装置而言，应用着执行电磁波的屏蔽和集束等功能的磁性片，例如，在无线充电装置中，在接收部线圈和电池之间布置磁性片。磁性片阻断在接收部线圈产生的磁场到达电池，从而起到将在无线电力发送装置产生的电磁波有效地发送到无线电力接收装置的功能。

另外，随着电子设备的小型化和多功能化倾向的持续，对包含于电子设备的无线电力发送装置的小型化的要求也在逐渐变高，但是存在如下问题，为了实现在高功率、高电流下的急速充电而难以减少用于电子设备的磁性片的厚度。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种能够提高磁场的屏蔽和集束效率而在薄的厚度下也能够表现出优秀的性能并且能够在高功率、高电流下用于急速充电的磁性片及具有此的电子设备。

作为用于解决上述问题的方法，本发明旨在通过一个实施形态而提供一种磁场的屏蔽、集束效率优秀的磁性片的新型结构，具体地，包括由金属带形成的多个磁性层，且所述多个磁性层是沿着厚度方向层叠的形态，并且所述多个磁性层中的至少2个磁性层为饱和磁通密度彼此不同的结构。

一实施例中，所述多个磁性层的饱和磁通密度可以表现出沿着所述厚度方向而逐渐减小或增加的倾向。

一实施例中，所述多个磁性层的饱和磁通密度都可彼此不同。

一实施例中，所述多个磁性层中的饱和磁通密度彼此不同的磁性层的金属带的组成可彼此不同。

一实施例中，所述多个磁性层中的饱和磁通密度彼此不同的磁性层的Fe的含量可彼此不同。

一实施例中，还可以包括介入于所述多个磁性层之间的粘接层。

一实施例中，所述磁性层可以具有多个碎痕部。

一实施例中，所述多个碎痕部可以为所述磁性层的表面破碎的形态。

一实施例中，所述多个碎痕部可以以有规律的形状和间距而排列。

另外，本发明的另一方面提供如下的电子设备，包括：线圈部；磁性片，布置在所述线圈部上，并包括由金属带形成的多个磁性层，所述多个磁性层是沿着厚度方向层叠的形态，并且所述多个磁性层中规定至少2个磁性层的饱和磁通密度彼此不同。

一实施例中，所述多个磁性层中的饱和磁通密度最高的磁性层可以以朝向所述线圈部而布置。

一实施例中，所述多个磁性层的饱和磁通密度可以表现出沿着所述厚度方向而逐渐减小或增加的倾向。

一实施例中，所述多个磁性层中的饱和磁通密度最高的磁性层可以以朝向所述线圈部而布置。

一实施例中，在所述多个磁性层中，布置在距所述线圈部越远的位置的磁性层的饱和磁通密度可以越小。

一实施例中，所述多个磁性层的饱和磁通密度都可以彼此不同。

对于本发明的一实施形态中提出的磁性片而言，可以在提高电磁波的屏蔽、集束功能的同时最小化厚度的增加，并且有利于利用此的电子设备的小型化和多功能化。并且，这种磁性片适合在高功率、高电流下进行急速充电时使用。

附图说明

图1是示意性地示出一般无线充电系统的外观立体图。

图2是将图1的主要内部构成分解示出的剖面图。

图3是示意性地示出根据本发明的一实施形态的磁性片的剖面图。

图4是示意性地示出采用图3的磁性片的电子设备的一示例的图。

图5和图6示出能够被包含于磁性片的磁性层的多种形态。

图7是示意性地示出根据本发明的一实施形态的无线电力发送模块的分解立体图。

图8是示出图7中的送电部的具体形态的剖面图。

符号说明

10：无线电力发送装置 11：发送部线圈

20：无线电力接收装置 21：接收部线圈(线圈部)

22：电池 30：电子设备

100：磁性片 101、102、103：磁性层

110：粘接层 111：保护层

112：基底层 120：碎块

130：碎痕部 201：线圈基板

202：线圈图案 211：上部盖

221：送电部 222：发送线圈部

223：磁体 231：导热部

241：热电模块 251：下部盖

具体实施方式

以下，参照具体的实施形态及附图而对本发明的实施形态进行说明。但是，本发明的实施形态可以变形成多种不同的形态，并且本发明的范围不限于以下说明的实施形态。并且，本发明的实施形态是为了对普通的技术人员更完整地说明本发明而被提供。因此，附图中的要素的形状及大小等可能为了更明确的说明而被夸大，并且附图中的用相同的符号表示的要素是相同的要素。

并且，为了更明确地说明本发明而省略了与说明无关的部分，并且为了明确地表示多个层及区域而放大示出了厚度，并且对相同思想范围内的功能相同的构成要素使用相同的附图符号而进行说明。进而，在说明书全文中，当提到某个部分“包括”某个构成要素时，在没有特殊相反记载的情况下，不排除其他构成要素，而意味着还可以包括其他构成要素。

图1是示意性地示出一般无线充电系统的外观立体图，图2是将图1的主要内部构成分解示出的剖面图。

参照图1及图2，一般的无线充电系统能够由无线电力发送装置10和无线电力接收装置20构成，无线电力接收装置20可以被包含于手机、笔记本电脑及平板电脑等电子设备30中。

若观察无线电力发送装置10的内部，则在基板12上形成有发送部线圈11，使得当交流电压被施加到无线电力发送装置10时，在其周围形成磁场。从而，在内置于无线电力接收装置20的接收部线圈21由于发送部线圈11而感应产生电动势并据此可以使电池22被充电。

电池22可以是能够进行充放电的镍氢电池或锂离子电池，但是不限于此。并且，电池22能够与无线电力接收装置20独立地构成而形成为能够在无线电力接收装置20装卸的形态，或者可以使电池22和无线电力接收装置20一体地构成而形成为一体型。

发送部线圈11和接收部线圈21通过电磁耦合而结合，并且可以通过将铜等金属线缠绕而形成。在此情况下，缠绕形状可以是圆形、椭圆形、四边形、菱形等，并且能够根据所需特性而通过适当的控制而设置整体的大小或缠绕次数等。

在接收部线圈21和电池22之间布置有磁性片100，并且磁性片100位于接收部线圈21和电池22之间而通过将磁通量集束而使磁通量被接收部线圈21侧有效地接收。与此同时，磁性片100起到阻断磁通量中的至少一部分到达电池22的功能。

这种磁性片100能够与线圈部结合而被应用于上述无线充电装置的接收部等。并且，除了无线充电装置之外，所述线圈部能够被应用于磁性安全传输(MST)、近距无线通信(NFC)等。并且，磁性片100也可以被应用于无线充电装置的发送部而非接收部。以下，将发送部和接收部线圈统称为线圈部。以下，对磁性片100进行更详细的说明。

图3是示意性地示出根据本发明的一实施形态的磁性片的剖面图。图4是示意性地示出采用图3的磁性片的电子设备的一示例的图。并且，图5和图6示出能够被包含于磁性片的磁性层的多种形态。

参照图3，磁性片100包括由金属带(ribbon)形成且沿着厚度方向层叠的形态的多个磁性层101、102、103。并且，多个磁性层101、102、103中，至少2个磁性层的饱和磁通密度Bs彼此不同。在此情况下，根据需要而将多个磁性层101、102、103分别称为第一磁性层101、第二磁性层102和第三磁性层103。虽然在本实施形态中对使用三个磁性层101、102、103的形态进行说明，但是磁性层101、102、103的数量可以任意地变化。

为了实现稳定的层叠结构，在多个磁性层101、102、103之间可以介入有粘接层110。并且，在由多个磁性层101、102、103形成的层叠结构的一面可以形成有保护层111，在另一面可以形成有基底层112。但是，本实施形态中，粘接层110、保护层111及基底层112不是必要构成要素，并且可以根据情形而被去除或被其他要素代替。

用于将电磁波集束及屏蔽的多个磁性层101、102、103能够使用由非晶合金或纳米晶粒合金等形成的薄板形态的金属带。在此情况下，作为非晶合金，可以使用Fe系或Co系磁性合金。Fe系磁性合金可以使用包含Si的物质，如Fe-Si-B合金，随着Fe等金属的含量变高，饱和磁通密度也变高，但是在Fe元素的含量过高的情况下，难以形成非晶质，因此Fe的含量可以是70-90原子％，考虑到形成非晶质的可能性，Si和B的和在10-30原子％的范围内时最优。为了防止腐蚀，能够在上述基本组成中添加20原子％以内的Cr、Co等耐腐蚀性元素，并且能够根据需要而包含少量的其他金属元素以赋予其他特性。

然后，在使用纳米晶粒合金的情况下，可以对金属带进行磁场、无磁场、应力热处理等而形成纳米尺寸的结晶，例如可以使用Fe系纳米晶粒磁性合金。在此情况下，Fe系纳米晶粒合金可以使用Fe-Si-B-Cu-Nb合金。

如上所述，多个磁性层101、102、103是饱和磁通密度彼此不同的形态。在此情况下，多个磁性层101、102、103表现出饱和磁通密度沿着厚度方向逐渐减少或增加的倾向。一示例中，以图3为基准，多个磁性层101、102、103的饱和磁通密度随着接近上部而逐渐变小。即，第一磁性层101的饱和磁通密度比第二磁性层102的饱和磁通密度更大，第二磁性层102的饱和磁通密度比第三磁性层103更大。在此情况下，为了改变多个磁性层101、102、103的饱和磁通密度，可以改变形成各层的金属带的组成。例如，多个磁性层101、102、103的饱和磁通密度彼此不同是因Fe的含量彼此不同而造成的。虽然在本实施形态中，示出了第一至第三磁性层101、102、103的饱和磁通密度都不同的示例，但是也可以包含部分具有相同饱和磁通密度的磁性层。例如，在磁性片100可以分别包含2个以上的第一至第三磁性层101、102、103，并以分别相邻的方式布置。

如本实施形态，多个磁性层101、102、103具有饱和磁通密度沿着厚度方向被调节的层叠结构，可以通过这种形态而提高磁场的屏蔽和集束效率，从而能够在薄的厚度下也表现出优秀的性能。如上所述，能够提高饱和磁通密度的一个方法为增加金属带中的Fe等的金属含量。但是，在Fe等的金属含量变高的情况下，存在不利于金属带的非晶特性或经济性等方面的缺点，因此，本实施形态中可以综合地考虑这种问题和屏蔽特性等来调节磁性层101、102、103的饱和磁通密度的分布，从而最优化磁性片100的性能。

上述实施形态的磁性片100可以使多个磁性层101、102、103中的饱和磁通密度最高的磁性层(即，第一磁性层101)朝向线圈部21而布置。参照图4，线圈部21包括线圈基板201和线圈图案202，并且虽然不是必要事项，但是线圈图案202能够被分为执行彼此不同的功能的多个区域。可以用上述多个区域而实现无线充电、电子结算、近场通讯等多种功能。在此情况下，为了对应于线圈部21的多个区域，磁导率等性能也可以按不同区域而在磁性层101、102、103被区分。例如，如上所述，可以按不同区域而调节形成于磁性层101、102、103的破碎结构的大小或间距等。

如图4所示的形态，多个磁性层101、102、103的形态如下：其中的饱和磁通密度最高的一个(即第一磁性层101)朝向线圈部21而布置，并且离线圈部21越远，饱和磁通密度越小。即，饱和磁通密度最小的第三磁性层布置在距线圈部21相对较远地位置，并且在第一磁性层101和第三磁性层103之间布置有具有中间大小的饱和磁通密度的第二磁性层102。这种布置形态考虑到了磁场的强度在靠近线圈部21的区域较大，并且可以通过在靠近线圈部21的区域布置饱和磁通密度相对较高的磁性层101，而提高电磁波屏蔽效果。在此情况下，相比于都由高饱和磁通密度的物质，如Fe等金属含量较高的金属带制造多个磁性层101、102、103，可以通过对应于布置多个磁性层101、102、103的位置而适当地调节饱和磁通密度，而使磁性片100的屏蔽性能、金属带的特性等被最优化。

参照图3，对磁性片100的其他构成进行说明。保护层111形成于多个磁性层101、102、103的至少一面，并且能够从外部的影响保护磁性层101、102、103。即，在由Fe合金等形成的磁性层101、102、103暴露到外部的情况下，对水分或盐分等脆弱，因此其特性可能由于这种外部的影响而劣化，因此可以使用保护层来防止劣化。在此情况下，保护层可以适当地采用能够执行这种保护功能的物质，例如可以使用环氧树脂、PET薄膜等绝缘树脂。

除了保护功能之外，保护层111能够执行散热功能，为此可以包括高散热性薄膜。其中，高散热性薄膜可以使用碳、铜、铁等导热物质。如上所述，通过使保护层111具有高导热性，可以有效地释放产生于磁性层101、102、103等的热量。即，由于保护层的导热系数比空气更高，因此积蓄于磁性层101、102、103的热可以被有效地释放，据此可以提高使用它的电子设备的可靠性。

介入于多个磁性层101、102、103之间的粘接层110可以为了层间绝缘以及磁性层101、102、103的层间贴合而被提供。只要适合将磁性层101、102、103贴合，粘接层110可以采用本技术领域中通常使用的任何形态，例如可以是两面胶带等。

基底层112可以保护磁性层101、102、103，并且可以使磁性层101、102、103的处理更加容易。基底层112可以包括PET等的薄膜，并且可以以两面胶带的形态被提供而贴合到线圈部件等。为此，在基底层112的下表面可以形成有黏性物质。与此不同地，在被应用于线圈部件等时，基底层112可以起到离型薄膜的功能，具体地，基底层可以从磁性层101、102、103和保护层111等分离，并仅使磁性层101、102、103和保护层111等贴合到线圈部件。

另外，如图5所示的形态，磁性层101、102、103可以具有破碎成多个碎块120的结构，这种破碎结构可以在多个碎块之间提供电绝缘性，并且可以有助于磁性层101、102、103产生的涡电流的减少。在此情况下，图5和图6中仅示出了第一磁性层101，但是也可以在其他磁性层102、103应用这种破碎结构。

对于金属带的破碎结构而言，可如图5中的示例而随机形成，也可以与图6所示的形态一样，以磁性层101、102、103的表面被破碎的碎痕部130的形态被提供。可以使用具有这种有规则的破碎结构的碎痕部130而调节磁性层101、102、103的磁导率，并且可以按磁性层101、102、103的不同区域而改变破碎程度，从而改变磁导率。在此情况下，多个碎痕部130可以以有规则的形状和间距而排列。

另外，具有上述结构的磁性片能够应用于无线电力发送模块和接收模块，并参照图7和图8而对发送模块的示例进行说明。图7是示意性地示出根据本发明的一实施形态的无线电力发送模块的分解立体图。图8是示出图7中的送电部的具体形态的剖面图。

参照图7，无线电力发送模块包括上部盖211、送电部221、导热部231、热电模块241及下部盖251而构成。上部盖211布置于送电部221的上部，并且可以保护送电部221的送电线圈等。

送电部221可以包括送电线圈等，并且根据控制部的控制而以无线的方式发送电力。送电部221可以包括形成有送电线圈的基板，在此情况下，控制部也可以布置在所述基板上。参照图8而对送电部221的构成进行具体的说明，送电部221包括发送线圈部222和磁体223，并且磁性片100相邻与此而布置。磁性片100为与图3中说明的结构类似的结构，并且包括由金属带形成的多个磁性层101、102、103，并且省略了除此之外的其他构成而未示出。如上文所述，通过将饱和磁通密度相对较高的第一磁性层101相邻地布置于发送线圈部222，可以将产生于发送线圈部222的磁通有效地集束、屏蔽。

并且，以往作为无线电力发送模块用磁性片而通常使用了铁氧体，但是由于铁氧体的饱和磁通密度较低，因此在高功率、高电流条件下使用时其适合性降低。如本实施形态，可以通过使用具有调节饱和磁通密度的金属带的层叠结构的磁性片100而得到能够在高功率、高电流下进行急速充电的发送模块，进而可以随着应用金属带而提高散热效率。

导热部231将产生于送电部221的热传递到热电模块241。导热部231可以将送电部221和热电模块241之间电绝缘，并且可以执行电磁波屏蔽功能。导热部231可以通过利用导热物质(Thermal interface materials：TIM)等而形成。

热电模块41用于冷却送电部221。当电力被供应到热电模块241时，热电模块241的一面吸收热，另一面释放热。即，当电力被供应到热电模块241时，热电模块241的一面的温度比热电模块241的另一面的温度降低与供应的电力相当的温度。因此，可以通过在热电模块241的一面侧布置送电部221，并在热电模块241的另一面侧布置下部盖251，从而当电力被供应到热电模块241时，可以冷却送电部221。

并且，热电模块241可以利用产生于送电部221的热而产生电力。即，当由于送电部221的发热而在热电模块241的一面和另一面之间形成温度差时，根据这种温度差而在热电模块241生成电力。生成的电力可以被用作用于无线电力发送装置的另一构成(例如，用于显示预定信息(关于无线电力发送装置和无线电力接收装置的对齐的信息等)的LED的驱动或辅助电池的充电等)的能量源。

下部盖251布置在热电模块241的另一面侧。下部盖251的至少一部分可以由散热功能优秀的金属系散热板形成。因此，下部盖251可以将热电模块241的另一面的热释放，并且可以防止热电模块241的另一面的温度过度地上升。下部盖251可以执行保护热电模块241、送电部221等的功能。

本发明不限于上述实施形态及附图，而应被权利要求书的范围限定。因此，在不脱离权利要求书中记载的本发明的技术思想的范围内，在本技术领域中具有基本知识的人员能够进行多种形态的置换、变形及变更，并且这些应属于本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种磁性片，包括由金属带形成的多个磁性层，

所述多个磁性层具有沿着厚度方向层叠的形态，并且所述多个磁性层中的至少2个磁性层的饱和磁通密度彼此不同。

2.如权利要求1所述的磁性片，其中，

所述多个磁性层的饱和磁通密度呈现出沿着所述厚度方向而逐渐减小或增加的倾向。

3.如权利要求1所述的磁性片，其中，

所述多个磁性层的饱和磁通密度都彼此不同。

4.如权利要求1所述的磁性片，其中，

所述多个磁性层中的饱和磁通密度彼此不同的磁性层的金属带的组成彼此不同。

5.如权利要求4所述的磁性片，其中，

所述多个磁性层中的饱和磁通密度彼此不同的磁性层的Fe的含量彼此不同。

6.如权利要求1所述的磁性片，其中，

还包括介入于所述多个磁性层之间的粘接层。

7.如权利要求1所述的磁性片，其中，

所述磁性层具有多个碎痕部。

8.如权利要求7所述的磁性片，其中，

所述多个碎痕部具有所述磁性层的表面被破碎的形态。

9.如权利要求8所述的磁性片，其中，

所述多个碎痕部以有规律的形状和间距排列。

10.一种电子设备，包括：

线圈部；

磁性片，布置在所述线圈部上，并包括由金属带形成的多个磁性层，所述多个磁性层具有沿着厚度方向层叠的形态，并且所述多个磁性层中的至少2个磁性层的饱和磁通密度彼此不同。

11.如权利要求10所述的电子设备，其中，

所述多个磁性层被布置为其中饱和磁通密度最高的磁性层朝向所述线圈部。

12.如权利要求10所述的电子设备，其中，

所述多个磁性层的饱和磁通密度呈现出沿着所述厚度方向而逐渐减小或增加的倾向。

13.如权利要求12所述的电子设备，其中，

所述多个磁性层被布置为其中饱和磁通密度最高的磁性层朝向所述线圈部。

14.如权利要求13所述的电子设备，其中，

所述多个磁性层中，布置在距所述线圈部越远的位置的磁性层的饱和磁通密度越小。

15.如权利要求10所述的电子设备，其中，

所述多个磁性层的饱和磁通密度都彼此不同。