JP2018530288A - 無線電力送信モジュール - Google Patents

Abstract

無線電力送信モジュールが提供される。本発明の例示的な実施形態に係る無線電力送信モジュールは、無線電力を送信するための少なくとも１つの無線電力伝送アンテナを含むアンテナユニット；前記アンテナユニットで発生する磁場を遮蔽して外部漏れを防止すると共に、必要の方向に集束させる磁場遮蔽シート；及び前記磁場遮蔽シートの一面に配置されて前記アンテナユニットで発生する熱を放出するための板状の放熱プレート；を含む。このような無線電力送信モジュールは車両内に備え付けるか、または埋め立てられて、携帯端末機のメインバッテリーを充電することに使用できる。

Description

本発明は無線電力伝送システムに関し、より詳しくは、電子機器のバッテリー充電のための無線電力を供給する無線電力送信モジュールに関する。

最近、外部の電力でバッテリーを充電して使用する電気機器、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレットＰＣ、ノートブック、ディジタル放送用端末機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＭＰ（Portable Multimedia Player）、及びナビゲーションなどの移動端末機の使用が増加している。

これによって、移動端末機の使用と関連した周辺環境が車両のような動的な空間まで拡散している趨勢である。
その一環に、車両内でも簡便に端末機のバッテリーを充電することができる充電器の使用が増加している。

車両内のバッテリー充電時、充電器と端末機（または、バッテリー）の電気的連結方式には、車両電源に連結された充電器を接触端子またはケーブルを介して端末機に連結して電気エネルギーを供給する方式がある。

充電器と端末機に接触端子を備える端子供給方式は、湿気に曝される場合、充電エネルギーが消失されることがある。接触端子の接触／分離時、瞬間放電現象により火災発生の虞がある。接触端子の接触不良により充電動作が円滑になされない場合も発生する。

したがって、接触端子を構成せず、無線電力伝送方式を用いる無接点方式の充電システムが提示された。
無接点方式の充電システムは、車両電源から供給される電気エネルギーを無線伝送方式により供給するものであって、車両内に埋め立てられる無線電力送信モジュールと、無線電力送信モジュールから電気エネルギーの伝達を受ける端末機側の無線電力受信モジュールを含む。

このような無接点方式の一例として、磁気誘導方式による充電方式が多く使われている。この充電システムは、無線電力送信モジュールに１次コイル（電力送信コイル）を備え、端末機の無線電力受信モジュールに２次コイル（誘導コイル、電力受信コイル）を備える。端末機が充電器の無線電力送信モジュールに接近する場合、１次コイルと２次コイルとの間の誘導結合により端末機が充電されるようにする方式である。

この際、前記無線電力送信モジュールは通常的に無線電力受信モジュールとの整列面積を広めることができるように３個の平板型コイルが使用できる。その３個の平板型コイルは３個の平板型コイルのうちのいずれか１つのコイルが残りの２つのコイルと一部の面積が重畳するように配置できる。

このようなコイル間の重畳面積及び重畳位置は、円滑な無線充電のために所定の規格に厳格に定まっている。
したがって、３個のコイルを求められる規格に合うように正確に整列する必要がある。しかしながら、従来にはコイル間の位置を正確に整列するために、２つの平板型コイルを配置した後、残りの１つのコイルを定まった位置に配置し、そのコイル間の位置が捩じれることを防止するために接着剤を使用して付着する方式を使用した。

このような作業は非常に煩わしい。また、作業が完了した後、コイル間の整列が誤った場合、コイルが互いに接着された状態であるので、修正作業が非常に煩わしいという問題点があった。

一方、前記無線電力送信モジュールは、無線充電時に発生する熱を外部に放出して充電効率を高めるための放熱ユニットが遮蔽シートの一面に配置される。その放熱ユニットは板状の黒鉛からなる放熱部材及びその放熱部材に付着されてその放熱部材の外部露出を防止するための保護フィルムを備える。前記保護フィルムには、ＰＥＴのようなフッ素樹脂系フィルムが通常的に使われる。

しかしながら、従来の保護フィルムはＰＥＴのようなフッ素樹脂系材質からなって材料自体の強度が弱くて外部衝撃により裂けるか、またはスクラッチが発生しやすい。したがって、放熱部材を保護するための保護フィルムとしての機能を円滑に遂行できない。

本発明は前記のような点を勘案して案出したものであって、複数個の平板型コイルを認証規格に合うように簡便に配置することができ、平板型コイルの作動時に発生する発熱問題を改善することができる無線電力送信モジュールを提供することをその目的とする。

また、本発明は他の部品との組立性及び締結性を高めることができる無線電力送信モジュールを提供することを他の目的とする。
さらに、本発明は放熱プレートの露出面に付着される保護フィルムを金属材質に取り替えて材質自体の剛性を増加させることによって、外部衝撃により損傷されやすいことを防止する保護機能は勿論、放熱機能を与えることによって、１つの部材を通じてさまざまな機能を同時に遂行することができ、放熱プレートの全厚さを増加させない、かつ放熱性能を向上させることができる無線電力送信モジュールを提供することを更に他の目的とする。

前記のような目的を達成するために、本発明は少なくとも１つの無線電力伝送アンテナを含むアンテナユニット；前記アンテナユニットで発生する磁場を遮蔽して外部漏れを防止すると共に、必要の方向に集束させる磁場遮蔽シート；及び前記磁場遮蔽シートの一面に配置された板状の放熱プレートを含む無線電力送信モジュールを提供する。

例示的な実施形態において、前記放熱プレートは板状の銅プレートまたはアルミニウムプレートを含むことができる。
例示的な実施形態において、前記磁場遮蔽シートには、前記アンテナユニットの周囲の空気が前記放熱プレート側に移動できるように、所定の面積に貫通される少なくとも１つの通過孔が前記無線電力伝送アンテナの中空部と対応する領域に形成できる。

例示的な実施形態において、前記放熱プレートはグラファイトシート；及び前記グラファイトシートの一面に付着されてグラファイトシートを保護及び隠蔽すると共に、補助放熱シートとして機能する金属保護フィルムを含むことができる。

例示的な実施形態において、前記金属保護フィルムはアルミニウム箔または銅箔であり、前記アルミニウム箔または銅箔には少なくとも１つのスリットが形成できる。前記スリットは無線電力伝送アンテナと対応する領域にアンテナパターンの長手方向に対して垂直な、またはアンテナパターンの接線に対して垂直な方向に形成できる。

例示的な実施形態において、前記金属保護フィルムは熱伝導度を有する接着層を媒介に前記グラファイトシートに付着できる。
例示的な実施形態において、前記金属保護フィルムは金属材質からなる基材層と、前記基材層の少なくとも一面に放射コーティングされるコーティング層を含むことができる。

例示的な実施形態において、前記磁場遮蔽シートは、非晶質リボンシート、フェライトシート、及びポリマーシートのうち、いずれか１つを含むことができる。
例示的な実施形態において、前記磁場遮蔽シートは非定型になされる複数個の微細片に分離形成できる。

また、前記アンテナユニットは複数個の平板型コイルからなり、少なくとも１つの安着溝が互いに反対面である第１面と第２面に各々形成される支持プレートを含み、前記複数個の平板型コイルは前記安着溝に配置できる。

また、前記複数個の平板型コイルのうちのいずれか１つは前記第１面に形成される第１安着溝に配置され、残りの平板型コイルは前記第２面に形成される第２安着溝に配置できる。

また、前記第１安着溝及び第２安着溝は前記平板型コイルの厚さと同一な深さを有するように形成できる。
また、前記第１安着溝及び第２安着溝は少なくとも一部の面積が互いに重畳する重畳領域が形成されるように前記第１面及び第２面に各々形成できる。

また、前記重畳領域のうちの一部の領域は前記支持プレートを貫通するように形成されて、前記第１安着溝に配置される平板型コイルの一部と前記第２安着溝に配置される平板型コイルの一部が直接接触できる。

また、前記第１安着溝及び第２安着溝の中央部には前記平板型コイルの中央部の空いている空間と対応する位置に隆起部が各々形成できる。
また、前記第１安着溝に形成された第１隆起部のうちの一部の面積は前記第２安着溝に配置される平板型コイルの一部と直接接触して前記第２安着溝に配置される平板型コイルの一部を支持し、前記第２安着溝に形成された第２隆起部のうちの一部の面積は前記第１安着溝に配置される平板型コイルの一部と直接接触して前記第１安着溝に配置される平板型コイルの一部を支持することができる。

また、前記支持プレートは縁側に締結部材との結合のための少なくとも１つの締結孔が貫通形成できる。
また、前記支持プレートは所定の面積を有する金属部材が部分的に内蔵され、前記締結孔は前記金属部材と対応する位置に形成できる。

また、前記支持プレートは外部面に放熱性を有するコーティング層が形成できる。
また、前記支持プレートは放熱性を有するプラスチック材質からなることができる。

本発明によれば、支持プレートを通じて複数個の平板型コイルを認証規格に合うように簡便に配置できることによって、組立生産性を高めることができる。平板型コイルの位置が安着溝を通じて固定されることによって、コイル間の整列位置が変更されることを防止して、充電効率が落ちることを防止することができる。また、他の部品との組立性及び締結性を高めることができる。

また、本発明は支持プレートに放熱機能を与えることによって、平板型コイルの作動時に発生する発熱問題を改善することができる。
さらに、本発明は放熱プレートの露出面に付着される保護フィルムを金属材質に取り替えて材質自体の剛性を増加させることによって、外部衝撃により損傷されやすいことを防止する保護機能は勿論、放熱機能を与えることができる。このようにすることによって、１つの部材を通じてさまざまな機能を同時に遂行することができ、放熱プレートの全厚さを増加させないながらも放熱性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る無線電力送信モジュールを示す図である。 図１の切断線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。 図１の分離図である。 支持プレートから平板型コイルを分離した状態を示す図である。 図４ａを底面から見た状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線電力送信モジュールに適用される支持プレートを切欠した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る無線電力送信モジュールにおけるコイル間の配置関係を説明するための概念図である。 本発明の一実施形態に係る無線電力送信モジュールに適用される支持プレートにおける安着溝との重畳領域を説明するための概念図である。 図１で切断線Ｂ−Ｂに沿って切断した断面図である。 図１で支持プレートが除去された状態を示す他の形態の無線電力送信モジュールを示す図である。 図９で切断線Ｃ−Ｃに沿って切断した断面図である。 本発明の一実施形態に係る無線電力送信モジュールに適用される磁場遮蔽シートが多層に積層されて構成された形態を示す図である。 本発明に適用される放熱プレートに金属保護フィルムが付着された状態を示す断面図である。 図１２で金属保護フィルムが基材層及びコーティング層で形成される場合を示す図である。 本発明に適用される金属保護フィルムにスリットが形成される場合、そのスリットと無線電力伝送アンテナとの配置関係を示す概略図である。 本発明に適用される金属保護フィルムにスリットが形成される場合、そのスリットと無線電力伝送アンテナとの配置関係を示す概略図である。 図１２で金属保護フィルムに形成できるスリットの多様な形態を示す図である。 図１２で金属保護フィルムに形成できるスリットの多様な形態を示す図である。 図１２で金属保護フィルムに形成できるスリットの多様な形態を示す図である。

以下、添付した図面を参考にして本発明の実施形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明はさまざまな相異する形態に具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書の全体を通じて同一または類似の構成要素に対しては同一な参照符号を与える。

本発明の一実施形態に係る無線電力送信モジュールは、スマートフォンなどの携帯端末機のような電子機器に内蔵されてバッテリーと電気的に連結された無線電力受信モジュール側に無線電力を送出することによって、前記電子機器に含まれたバッテリーを充電させるためのものである。

このような無線電力送信モジュール１００、１００'は、バッテリー充電を必要とする電子機器側に無線電力を送出するためのものであって、図１から図３及び図９に概略的に示すように、アンテナユニット、磁場遮蔽シート１３０、１３０'、及び放熱プレート１４０を含む。

ここで、前記電子機器は、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ＰＭＰ（Portable Multimedia Player）、タブレット、マルチメディア機器などの携帯用電子機器でありうる。また、前記無線電力送信モジュール１００は車両内に備え付けるか、または設置できる。

前記アンテナユニットは少なくとも１つのアンテナを含み、前記少なくとも１つのアンテナは無線電力受信モジュール側に無線電力信号を送出するための無線電力伝送アンテナを含むことができる。

ここで、前記アンテナは一定長さを有する導電性部材が時計方向または時計反回り方向に複数回巻線される円形、楕円形、または四角形状の平板型コイルで構成されることもできる。前記アンテナはポリイミド（ＰＩ）やＰＥＴなどの合成樹脂からなる回路基板（図示せず）の一面に銅箔などの伝導体をループ形態にパターニングするか、または伝導性インキを使用してループ形状の金属パターンで形成されることもできる。

本発明に係るアンテナユニットは無線電力受信モジュール側に無線電力信号を送出して電磁気誘導現象に基づいた誘導結合方式または磁気共振方式を用いて電力を生産できるように少なくとも１つの無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３を含むことができる。

一例に、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３は、１００〜３５０ｋＨｚで磁気誘導方式により作動するＱｉ規格またはＰＭＡ規格のアンテナであり、６．７８ＭＨｚで磁気共振方式により作動するＡ４ＷＰ規格のアンテナでありうる。

併せて、本発明に係るアンテナユニットは、Ｑｉ規格、ＰＭＡ規格、及びＡ４ＷＰ規格のうち、少なくとも２つ以上が組み合わされた形態であることもあり、無線電力伝送アンテナの以外に前記無線電力伝送アンテナと互いに異なる周波数帯域で作動するＮＦＣ用アンテナ及びＭＳＴ用アンテナがさらに含まれることもできる。

前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３は、無線電力を送出して前記電子機器が必要とする電力を伝達するための送信コイルの役割を遂行する。
このような無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３は複数個に備えられることができ、少なくとも一部が互いに重畳するように積層できる。一例に、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３は３個の平板型コイルで備えられることができる。３個の平板型コイル１１１、１１２、１１３のうち、いずれか１つの平板型コイル１１１が残りの２つの平板型コイル１１２、１１３の上部側に配置され、かつ残りの２つの平板型コイル１１２、１１３と各々一部が互いに重畳（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）するように配置できる（図６参照）。

以下、説明の便宜上、同一面上に配置される２つの平板型コイルを第２コイル１１２及び第３コイル１１３と命名し、前記第２コイル１１２及び第３コイル１１３の一面に積層される平板型コイルを第１コイル１１１と命名する。

しかしながら、本発明をこのような結合及び配置関係に限定するものではなく、第１コイル１１１、第２コイル１１２、及び第３コイル１１３の上・下配置関係及び平板型コイルの全体個数は多様に変更できることを明らかにする。

この際、本発明に係る無線電力送信モジュール１００は、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３が複数個の平板型コイルで構成され、少なくとも１つが異なる平板型コイルに対して積層される場合、前記複数個のコイル１１１、１１２、１１３の位置を固定するための支持プレート１２０を含むことができる。

即ち、前記支持プレート１２０は前記複数個のコイル１１１、１１２、１１３が多層に積層され、一部が互いに重なるように配置される場合、コイル間に重なった領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４が目的とする位置及び面積に重なることができるようにする。

このために、前記支持プレート１２０は互いに反対面である第１面１２０ａと第２面１２０ｂを備えて所定の面積を有する板状の部材からなることができる。複数個の安着溝１２１、１２２が前記第１面１２０ａ及び第２面１２０ｂのうち、少なくともいずれか一面に所定深さ引込形成できる（図３、図４ａ、及び図４ｂ参照）。

ここで、前記複数個の安着溝１２１、１２２は前記複数個のコイルのうち、上部に配置される第１コイル１１１を収容するための第１安着溝１２１と、同一面上に配置される第２コイル１１２及び第３コイル１１３を各々収容するための２つの第２安着溝１２２を含むことができる。

この際、前記第１安着溝１２１及び第２安着溝１２２は互いに反対面に各々形成できる。即ち、前記第１安着溝１２１は支持プレート１２０の第１面１２０ａに形成されることができ、前記第２安着溝１２２は支持プレート１２０の第２面１２０ｂに形成できる。

併せて、前記第１安着溝１２１及び第２安着溝１２２は少なくとも一部の面積が互いに重畳する重畳領域Ｓ１、Ｓ２を形成するように第１面１２０ａと第２面１２０ｂに各々形成できる（図７参照）。

これによって、作業者が前記第１安着溝１２１に第１コイル１１１を挿入し、前記第２安着溝１２２に第２コイル１１２及び第３コイル１１３を各々挿入すれば、前記重畳領域Ｓ１、Ｓ２のうちの一部領域Ｓ１１、Ｓ１２と対応する位置で前記第１コイル１１１は前記第２コイル１１２及び第３コイル１１３と各々重なることができる。

この際、前記重畳領域Ｓ１、Ｓ２のうちの一部の領域は、前記支持プレート１２０を貫通するように形成されて前記第１安着溝１２１に配置される第１コイル１１１の一部が前記第２安着溝１２２に配置される第２コイル１１２及び第３コイル１１３の一部と互いに直接接触することができる。

これによって、前記第１安着溝１２１及び第２安着溝１２２を形成する過程で互いに重畳する重畳領域を求められる規定に合うように位置と面積を形成すれば、特別な整列作業を遂行する必要無しで簡便にコイル間の整列を完了できるようになる。

また、前記第１安着溝１２１及び第２安着溝１２２の中央部にはコイル１１１、１１２、１１３の中央部の空いている空間と対応する位置に各々の安着溝１２１、１２２から突出形成される隆起部１２３、１２４が備えられることができる。

一例に、前記隆起部は前記第１安着溝１２１の中央部に第１安着溝１２１の底面から所定高さ突出する第１隆起部１２３と、前記第２安着溝１２２の中央部に第２安着溝１２２の底面から所定高さ突出する第２隆起部１２４を含むことができる。ここで、前記第１隆起部１２３及び第２隆起部１２４は各々の安着溝１２１、１２２の深さと同一な高さを有するように形成できる。

このような隆起部１２３、１２４は、各々のコイルの挿入時、コイル１１１、１１２、１１３の中央部の空いている空間に位置してコイル１１１、１１２、１１３の内側と接触できる。これを通じて、各々の安着溝１２１、１２２に挿入されたコイルは内側が隆起部１２３、１２４により各々支持され、外側が安着溝１２１、１２２の内壁により支持できる。

これによって、無線電力送信モジュール１００の揺れ、一例に、車両の走行中の揺れが発生しても、前記第１コイル１１１、第２コイル１１２、及び第３コイル１１３の位置が各々の安着溝１２１、１２２により固定されて各々のコイル１１１、１１２、１１３が流動することが防止できるようになる。

この際、前記隆起部１２３、１２４はコイルの中央部の空いている空間と対応する面積を有するように備えられることができる。これによって、前記隆起部１２３、１２４のうちの一部の面積は、第１安着溝１２１及び第２安着溝１２２が互いに重なる重畳領域Ｓ１、Ｓ２に配置され、残りの面積は第１安着溝１２１及び第２安着溝１２２が互いに重ならない領域に配置できる。

これによって、前記第１安着溝１２１に形成された第１隆起部１２３のうち、前記重畳領域Ｓ１、Ｓ２に配置される一部の面積は、前記第２安着溝１２２に配置されるコイル１１２、１１３の一部と直接接触して前記第２安着溝１２２に配置されるコイル１１２、１１３の一部を支持するようになる。また、前記第２安着溝１２２に形成された第２隆起部１２４のうち、前記重畳領域Ｓ１、Ｓ２に配置される一部の面積は、前記第１安着溝１２１に配置されるコイル１１１の一部と直接接触して前記第１安着溝１２１に配置されるコイル１１１の一部を支持できるようになる。

併せて、前記支持プレート１２０に放熱機能が付加される場合、各々のコイルはその一面の重畳領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を除外した残りの部分が全て支持プレート１２０側に接するようになるので、支持プレート１２０との接触面積を最大に確保できるようになる。したがって、コイルで発生する熱が支持プレート１２０により速く分散できる。前記支持プレート１２０の放熱機能は後述する。

一方、前記第１安着溝１２１及び第２安着溝１２２は、前記コイル１１１、１１２、１１３の厚さと同一な深さを有するように形成できる。前記支持プレート１２０の厚さは互いに積層した２つのコイル（１１１、１１２）（１１１、１１３）の厚さを合せた厚さと同一な厚さを有することができる。一例に、前記支持プレート１２０の最大厚さは前記第１コイル１１１の厚さと第２コイル１１２の厚さとを合せた厚さと同一な厚さでありうる。

これによって、本発明に係る無線電力送信モジュール１００はコイルの位置を整列するための支持プレート１２０を使用しても厚さが増加しないながらも複数個のコイル１１１、１１２、１１３を簡便に整列できるようになる。

併せて、前記支持プレート１２０に形成された安着溝１２１、１２２にコイル１１１、１１２、１１３が収容された後、コイルの一面を含んだ支持プレート１２０の一面が水平面をなすようになるので、磁場遮蔽シート１３０、１３０'との接触面積を広めるようになる。これによって、前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'が柔軟性を有するか、または脆性の強い材質からなるシート形態に製作されるとしても、前記支持プレート１２０により磁場遮蔽シート１３０、１３０'の一面が支持されることによって、外部衝撃による破損が防止されることは勿論、水平な状態への配置が可能になる。

一方、前記支持プレート１２０の少なくとも一面には各々のコイル１１１、１１２、１１３に備えられる一対の連結端子１１１ａ、１１２ａ、１１３ａを収容するためのガイド溝１２５が形成できる。このようなガイド溝１２５は、前記第１安着溝１２１及び第２安着溝１２２のうち、少なくともいずれか１つの安着溝と連通するように形成できる。それによって、該当安着溝に各々収容されたコイルの連結端子が適切に配置できる。一例に、前記ガイド溝１２５は前記支持プレート１２０の第２面１２０ｂに全て形成できる。

このようなガイド溝１２５は、前記平板型コイル１１１、１１２、１１３を構成する導電性部材の線径（wire diameter）と略同一な大きさの高さを有するように備えられることができる。それによって、支持プレート１２０の一面に磁場遮蔽シート１３０が配置される場合、前記第１コイル１１１及び第２コイル１１２の一面が前記磁場遮蔽シート１３０の一面に完全に面接できる。

一方、本発明に適用される支持プレート１２０は前記コイルの配置を容易にし、位置を固定する役割と共に、前記コイルで発生する熱を速く分散させて熱的問題が解消できるように放熱機能を付加的に有することができる。

このために、前記支持プレート１２０は外部面に放熱性を有するコーティング層１２６が形成されることもでき（図５参照）、前記支持プレート１２０が放熱性を有するプラスチック材質からなることもでき、放熱性を有するプラスチック材質からなる支持プレート１２０の外部面に放熱性を有するコーティング層１２６が形成されることもできる。

一例に、前記コーティング層１２６はカーボン系フィラーのような熱伝導性フィラーを含むことができ、グラフェンや炭素ナノチューブ、ボロンナイトライドなどが使用できる。

併せて、前記放熱性を有するプラスチックには板状の黒鉛が含まれた複合プラスチックなどが使用できる。しかしながら、放熱のためのコーティング層１２６及び／又は放熱プラスチックの材質がこれに限定されるものではなく、放熱のために使われる公知のコーティング材及び放熱プラスチックが全て使用できることを明らかにする。

一方、前記支持プレート１２０は他の部材との結合のための少なくとも１つの締結孔１２７が貫通形成できる。このような締結孔１２７はボルト部材のような締結部材が結合または通過することができる。

この際、前記支持プレート１２０がプラスチック材質からなる場合、締結部材による他の部品との結合時、支持プレート１２０が破損されることが防止できるように金属部材１２８が部分的に内蔵できる（図８参照）。

これによって、前記支持プレート１２０には前記金属部材１２８と対応する位置に締結孔１２７が形成されることによって、締結力及び耐久性を高めることもできる。ここで、前記金属部材１２８はインサートモールディングを通じて前記支持プレート１２０と一体化できる。

一方、本発明に係る無線電力送信モジュール１００'は前述した支持プレート１２０が使われないこともある（図９及び図１０参照）。
前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'は、前記平板型コイル１１１、１１２、１１３の一面に配置できる。

このような磁場遮蔽シート１３０、１３０'は所定の面積を有する板状の部材からなることができ、前記平板型コイル１１１、１１２、１１３に有機される無線信号により発生する磁場を遮蔽すると共に、必要の方向に磁場の集束度を高めることができるように磁性を有する磁性シート１３１、１３１'からなることによって、所定の周波数帯域で作動するアンテナの性能を高めるようになる。

一例に、前記磁性シート１３１、１３１'は非晶質リボンシート、フェライトシート、またはポリマーシートなどが使われることができ、飽和磁束密度（Ｂ）が０．２５テスラ（Ｔ）以上であり、透磁率が３０〜３５００である磁性体が使用できる。

この際、前記磁性シート１３１、１３１'の少なくとも一面には別途の保護フィルム１３２が接着層１３１ｂを媒介に付着されることもできる。
ここで、前記非晶質リボンシートは非晶質合金及びナノ結晶粒合金のうち、少なくとも１種以上を含むリボンシートでありうる。前記非晶質合金はＦｅ系またはＣｏ系磁性合金が使われることができる。前記フェライトシートは、Ｍｎ−ＺｎフェライトまたはＮｉ−Ｚｎフェライトのような焼結フェライトシートからなることができる。併せて、前記磁性シート１３１は全体的な抵抗を高めて渦電流の発生を抑制するか、または柔軟性を高めることができるようにフレーク処理されて複数個の微細片に分離形成できる。前記複数個の微細片は非定型になされることができる。

前記磁場遮蔽シート１３０'は複数個の磁性シート１３１ａが接着層１３１ｂを媒介に多層に積層された形態でありうる。前記複数個の磁性シート１３１ａはフレーク処理されて複数個の微細片に分離された形態でありうる。隣り合う微細片は全体的に絶縁されるか、または部分的に絶縁されることもできる（図１１参照）。

このような磁場遮蔽シート１３０、１３０'は公知の構成であるので、詳細な説明は省略し、遮蔽シートに使われる材料は通常的に使われる公知の材料が全て使用できることを明らかにする。

前記放熱プレート１４０は、前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'の一面に配置されることによって、熱源から伝達された熱を分散させるか、または外部に放出する役割を遂行することができる。

このために、前記放熱プレート１４０は熱伝導性に優れる材質からなることができる。一例に、前記放熱プレート１４０は銅や、アルミニウム、グラファイトのうちのいずれか１つからなることができ、２つ以上が混合された形態になされることもできる。併せて、前記放熱プレート１４０は前述したものに限定されるものではなく、熱伝導度が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である材質からなることができる。

この際、前記放熱プレート１４０は熱源との接触面積を広めて前記熱源から発生した熱を速く分散できるように所定の面積を有する板状の部材からなることができる。
このような放熱プレート１４０は、熱伝導性成分を含む接着層１３１ｂを媒介に前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'の一面に付着されることができ、締結部材が通過する少なくとも１つの組立孔１４７が貫通形成できる。ここで、前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'側にも前記組立孔１４７と対応する位置に別途の組立孔１３６が貫通形成できる。

これによって、前記平板型コイル１１１、１１２、１１３で発生した熱が前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'を通じて放熱プレート１４０側に伝達された後、分散されることによって、前記平板型コイル１１１、１１２、１１３の上部側に存在する空気の温度が低くなるようになる。

また、前記放熱プレート１４０は前記平板型コイル１１１、１１２、１１３から引出される各々の連結端子１１１ａ、１１２ａ、１１３ａが回路基板（図示せず）に連結できるように縁から内側に引込される少なくとも１つの開口部１４４が形成されることもできる。

これを通じて、前記開口部１４４側に突出した各々の連結端子１１１ａ、１１２ａ、１１３ａを回路基板（図示せず）と簡便に連結できることによって、組立便宜性を高めることができる。

一方、前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'及び放熱プレート１４０は互いに対応する領域に少なくとも１つの通過孔１３４、１４２が各々貫通形成できる。即ち、前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'には少なくとも１つの第１通過孔１３４が貫通形成されることができ、前記放熱プレート１４０には前記第１通過孔１３４と対応する位置に第２通過孔１４２が貫通形成できる。

このような第１通過孔１３４及び第２通過孔１４２は、前記放熱プレート１４０の底面に回路基板が配置される場合、前記平板型コイル１１１、１１２、１１３の周囲の空気が前記回路基板側に移動する通路の役割を遂行することができる。

ここで、前記回路基板（図示せず）には前記第２通過孔１４２と対応する領域にサーミスタのような温度センサー（図示せず）が配置できる。前記温度センサーが回路基板から所定の高さに突出する場合、前記第２通過孔１４２は前記温度センサーを収容するための配置孔の役割も同時に遂行することができる。このような場合、前記第２通過孔１４２は前記温度センサーより相対的に広い面積を有するように備えられることによって、前記温度センサーが前記放熱プレート１４０と接触しないようにすることができる。

これを通じて、無線電力送信モジュールの作動時、前記平板型コイル１１１、１１２、１１３で発生する熱と熱交換がなされた空気が前記温度センサー側に流入して平板型コイル１１１、１１２、１１３で発生する熱の温度を感知することができる。このようにすることによって、前記平板型コイル１１１、１１２、１１３で設定値以上の温度が検出される場合、全体的な動作を中止させて過熱による電子部品の破損などのいろいろな問題の発生を未然に防止することができる。

この際、前記第１通過孔１３４は前記平板型コイル１１１、１１２、１１３の中空部と対応する領域に貫通形成できる。これは、前記第１通過孔１３４が前記平板型コイル１１１、１１２、１１３のパターン部と重畳しないようにすることによって、平板型コイル１１１、１１２、１１３の周囲の空気が第１通過孔１３４側に円滑に流入できるようにするためである。

一方、本発明に係る放熱プレート１４０は、前記平板型コイル１１１、１１２、１１３のような熱源で発生する熱を分散または放出する放熱機能と共に、磁場遮蔽シート１３０、１３０'を支持する支持体としての役割を同時に遂行することができるように、銅やアルミニウムのような板状の金属プレートからなることができる。

即ち、前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'がフェライトシートやポリマーシートのように強度が弱いか、またはフレキシブルなシート形態に構成されても所定の強度を有する金属材質からなる放熱プレート１４０により支持されることによって、本発明に係る無線電力送信モジュール１００、１００'をケースやハウジングなどのような他の部品との組立時、組立性及び締結性を高めることができる。

代案的に、本発明に係る放熱プレート１４０は放熱性能を高めることができるように板状のグラファイトシートでありうる。前記放熱プレート１４０が板状のグラファイトシットの場合、前記グラファイトシートの少なくとも一面に金属保護フィルム１５０が付着できる（図１０及び図１２参照）。

この際、前記金属保護フィルム１５０は前記放熱プレート１４０に比べて相対的に薄い厚さを有するように備えられることができる。即ち、前記金属保護フィルム１５０は前記放熱プレート１４０がグラファイトのように強度の弱い材質からなる場合、これを補完するために、放熱プレート１４０の少なくとも一面に付着されていた従来の保護フィルムと略同一な厚さを有するように備えられることができる。

これを通じて、前記金属保護フィルム１５０は単純に放熱プレート１４０を外部環境から保護するために使われていた従来の保護フィルムを取り替えて前記放熱プレート１４０を保護及び隠蔽する役割と共に、放熱プレート１４０の放熱性能を補完する役割を同時に遂行することができる。

ここで、前記金属保護フィルム１５０を構成する金属材質は熱伝導性に優れる銅、アルミニウム、またはこれらが組み合わされた合金形態であり、銅またはアルミニウムのうちの少なくとも１つを含む合金形態でありうる。この際、前記金属保護フィルム１５０は前記放熱プレート１４０の厚さに対して１／９〜１／３の厚さを有するように備えられることができる。

一例に、前記金属保護フィルム１５０は熱伝導度が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の金属薄膜からなることができる。この際、前記金属薄膜はアルミニウム箔または銅箔のように薄い厚さを有するように備えられることができる。

これによって、金属材質からなる金属保護フィルム１５０が従来の保護フィルムと同一な厚さまたはその以下の厚さを有するように備えられて従来の保護フィルムに取って代わることによって、放熱部材の全厚さを増加させないながらも放熱特性を高めることができる。

併せて、前記金属保護フィルム１５０が金属材質からなることによって、材料自体の剛性が増加するので、ＰＥＴのような素材からなる従来の保護フィルムに比べて剛性が非常に増加できる。これによって、外部衝撃に対して裂けるか、またはスクラッチのような損傷が発生しやすい従来の保護フィルムとは異なり、材料自体の剛性の高い金属材質を通じて放熱プレート１４０が外部衝撃から保護されることによって、外部環境から放熱プレート１４０をより安定的に保護することができる。

このような金属保護フィルム１５０は、前記放熱プレート１４０の一面に接着層を媒介に付着できる。この際、前記放熱プレート１４０の他面には前記放熱プレート１４０を単純に保護するための保護フィルム１４１が付加できる。

このような保護フィルム１４１は、前記放熱プレート１４０が磁場遮蔽シート１３０、１３０'の一面に付着される場合、前記放熱プレート１４０から除去されることもできる（図１０参照）。

ここで、前記接着層は熱伝導性成分を含むことによって、放熱効果を一層高めることもできる。このような接着層は熱伝導性成分を含む接着剤で備えられることもでき、板状の基材とこの基材の少なくとも一面に熱伝導性成分を含む接着剤が塗布された形態でありうる。

一方、前記金属保護フィルム１５０'は、図１３に図示したように、放熱性能を高めることができるように金属材質からなる基材層１５０ａと、前記基材層１５０ａの少なくとも一面に放射コーティングされるコーティング層１５０ｂを含むことができる。ここで、前記コーティング層１５０ｂはナノサイズの粒度を有するセラミックまたはカーボンブラックを含む酸化金属物が使用できる。

このようなコーティング層１５０ｂは、放射率を高めることによって、前記金属保護フィルム１５０の放熱効果を一層高めるようになる。
また、前記金属保護フィルムは黒化処理により前記金属保護フィルム１５０を構成する金属材質の表面を酸化させて酸化膜を形成させることもできる。一例に、前記金属材質が銅である場合、前記酸化膜はＣｕＯ及びＣｕ_２Ｏのような酸化膜でありうる。

これを通じて、腐食を防いで割れを最小化し、表面積の増加に従う密着力及び接着力を向上させ、材料自体の放射率を高めて全体的な厚さを増加させないながらも放熱特性をより高めることができる。

併せて、前記金属層の表面に形成された酸化膜は絶縁層の役割を遂行して全体的な抵抗値を高めることができる。これによって、無線充電時、渦電流の発生を減らすことによって、充電効率を高めることができる。ここで、前記黒化処理は薬品を用いることもでき、熱処理により遂行されることもでき、プラズマ処理により遂行されることもできる。

一方、前記金属保護フィルム１５０は、図１４ａから図１５ｃに図示したように、一定長さを有する少なくとも１つのスリット１５２が貫通形成されて、前記金属保護フィルム１５０の抵抗を高めることによって、無線充電時、渦電流の発生を抑制して充電効率を高めることができる。

ここで、前記スリット１５２は前記金属保護フィルム１５０の全体面積に対して形成されることもでき、局所面積に対して部分的に形成されることもできる。また、前記スリット１５２が複数個に備えられる場合、複数個のスリット１５２は一定のパターンで配置されることもでき、ランダムなパターンで配置されることもできる。

この際、前記スリット１５２は前記磁場遮蔽シート１３０、１３０'の一面に配置されるアンテナユニットのうち、無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３と対応する領域に形成されることができ、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３を構成するパターンと垂直な方向に形成できる。

即ち、前記スリット１５２は、図１４ａに図示したように、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３が矩形のパターンで形成される場合、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３を構成するパターンの長手方向に対して垂直な方向に一定長さを有するように備えられることができる。

また、前記スリット１５２は、図１４ｂに図示したように、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３が円形のパターンで形成される場合、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３を構成するパターンの接線に対して垂直な方向に一定長さを有するように形成されることもできる。

併せて、図示してはいないが、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３が直線区間と曲線区間を全て有する形態に備えられる場合、前記直線区間に形成されるスリットは、図１４ａに図示したように、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３を構成するパターンの長手方向に対して垂直な方向に一定長さを有するように備えられ、前記曲線区間に形成されるスリットは、図１４ｂのように、前記無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３を構成するパターンの接線に対して垂直な方向に一定長さを有するように形成できる。

このような前記スリット１５２は、多様な形態に備えられることができる。即ち、前記スリット１５２は所定の長さを有する切欠部の形態に備えられることもでき（図１４ａ及び図１４ｂ参照）、前記金属保護フィルム１５０の内部を貫通する貫通口の形態に備えられることもでき、切欠部１５２ａ及び貫通口１５２ｂが互いに組み合わされた形態に備えられることもできる（図１５ａから図１５ｃ参照）。

一方、前記金属保護フィルム１５０にスリット１５２が形成される場合、前記スリット１５２は無線電力伝送アンテナ１１１、１１２、１１３を除外した熱源の直上部には形成されないことがある。一例に、ＡＰやＩＣチップのような発熱素子と対応する直上部には、前記スリット１５２が形成されないことによって、前記熱源から発生した熱が速く分散できるようにする。

以上、本発明の一実施形態に対して説明したが、本発明の思想は本明細書に提示される実施形態に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一な思想の範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施形態を容易に提案することができるが、これもまた本発明の思想範囲内にあるということができる。

Claims (21)

1. 少なくとも１つの無線電力伝送アンテナを含むアンテナユニットと、
   前記アンテナユニットで発生する磁場を遮蔽して外部漏れを防止すると共に、必要の方向に集束させる磁場遮蔽シートと、
   前記磁場遮蔽シートの一面に配置された板状の放熱プレートとを含むことを特徴とする、無線電力送信モジュール。
2. 前記放熱プレートは板状の銅プレートまたはアルミニウムプレートを含むことを特徴とする、請求項１に記載の無線電力送信モジュール。
3. 前記磁場遮蔽シートは、前記アンテナユニットの周囲の空気が前記放熱プレート側に移動できるように、所定の面積に貫通される少なくとも１つの通過孔が前記無線電力伝送アンテナの中空部と対応する領域に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の無線電力送信モジュール。
4. 前記放熱プレートは、グラファイトシート、及び前記グラファイトシートの一面に付着されてグラファイトシートを保護及び隠蔽すると共に、補助放熱シートとして機能する金属保護フィルムを含むことを特徴とする、請求項１に記載の無線電力送信モジュール。
5. 前記金属保護フィルムはアルミニウム箔または銅箔であり、前記アルミニウム箔または銅箔には少なくとも１つのスリットが形成されることを特徴とする、請求項４に記載の無線電力送信モジュール。
6. 前記スリットは無線電力伝送アンテナと対応する領域にアンテナパターンの長手方向に対して垂直な、またはアンテナパターンの接線に対して垂直な方向に形成されることを特徴とする、請求項５に記載の無線電力送信モジュール。
7. 前記金属保護フィルムは熱伝導度を有する接着層を媒介に前記グラファイトシートに付着されることを特徴とする、請求項４に記載の無線電力送信モジュール。
8. 前記金属保護フィルムは、金属材質からなる基材層と、前記基材層の少なくとも一面に放射コーティングされるコーティング層を含むことを特徴とする、請求項４に記載の無線電力送信モジュール。
9. 前記磁場遮蔽シートは、非晶質リボンシート、フェライトシート、及びポリマーシートのうち、いずれか１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の無線電力送信モジュール。
10. 前記磁場遮蔽シートは、非定型になされる複数個の微細片に分離形成されることを特徴とする、請求項１に記載の無線電力送信モジュール。
11. 前記アンテナユニットは複数個の平板型コイルからなり、少なくとも１つの安着溝が互いに反対面である第１面と第２面に各々形成される支持プレートを含み、前記複数個の平板型コイルは前記安着溝に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の無線電力送信モジュール。
12. 前記複数個の平板型コイルのうちのいずれか１つは前記第１面に形成される第１安着溝に配置され、残りの平板型コイルは前記第２面に形成される第２安着溝に配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の無線電力送信モジュール。
13. 前記第１安着溝及び第２安着溝は前記平板型コイルの厚さと同一な深さを有するように形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の無線電力送信モジュール。
14. 前記第１安着溝及び第２安着溝は少なくとも一部の面積が互いに重畳する重畳領域が形成されるように前記第１面及び第２面に各々形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の無線電力送信モジュール。
15. 前記重畳領域のうちの一部の領域は前記支持プレートを貫通するように形成されて、前記第１安着溝に配置される平板型コイルの一部と前記第２安着溝に配置される平板型コイルの一部が直接接触することを特徴とする、請求項１４に記載の無線電力送信モジュール。
16. 前記第１安着溝及び第２安着溝の中央部には前記平板型コイルの中央部の空いている空間と対応する位置に隆起部が各々形成されることを特徴とする、請求項１５に記載の無線電力送信モジュール。
17. 前記第１安着溝に形成された第１隆起部のうちの一部の面積は前記第２安着溝に配置される平板型コイルの一部と直接接触して前記第２安着溝に配置される平板型コイルの一部を支持し、前記第２安着溝に形成された第２隆起部のうちの一部の面積は前記第１安着溝に配置される平板型コイルの一部と直接接触して前記第１安着溝に配置される平板型コイルの一部を支持することを特徴とする、請求項１６に記載の無線電力送信モジュール。
18. 前記支持プレートは縁側に締結部材との結合のための少なくとも１つの締結孔が貫通形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の無線電力送信モジュール。
19. 前記支持プレートは所定の面積を有する金属部材が部分的に内蔵され、前記締結孔は前記金属部材と対応する位置に形成されることを特徴とする、請求項１８に記載の無線電力送信モジュール。
20. 前記支持プレートは外部面に放熱性を有するコーティング層が形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の無線電力送信モジュール。
21. 前記支持プレートは放熱性を有するプラスチック材質からなることを特徴とする、請求項１１に記載の無線電力送信モジュール。
    

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