KR102097602B1 - 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나 및 이를 갖는 무선 전자장치 - Google Patents

방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나 및 이를 갖는 무선 전자장치 Download PDF

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Abstract

본 발명과 관련된 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나는, 상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및
상기 회로기판층에 부착되는 방열층을 포함하고, 상기 방열층은, 열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 송수신하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 열확산층; 및
상기 열확산층을 지지하며, 상기 열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.

Description

방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나 및 이를 갖는 무선 전자장치{HEAT DISSIPATIVE PRINTED CIRCUIT ANTENNA AND WIRELESS COMMUNICATION ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 무선충전 안테나 및 이를 갖는 무선 전자장치에 관한 것이다.
스마트폰을 포함하는 이동통신 단말기 등의 무선 전자장치는 휴대가 가능하면서 음성이나 영상통화 또는 메시지 송수신 기능을 중심으로 정보의 입출력 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 갖춘 휴대용 기기이다. 정보통신기술 및 반도체 산업의 비약적인 발전에 힘입어 이동통신 단말기는 카메라, 음악이나 동영상 재생, 게임, TV 등의 다양한 기능들을 갖춘 현대인의 필수적인 개인 소지품의 하나가 되었다.
인공지능, 사물인터넷, 가상현실 등 발전된 IT 기술이 적용되는 이동통신 단말기에도 한차원 높은 무선성능의 향상이 요구되고 있다. 일 예로, 5G 스마트폰의 경우 기존의 구리와 니켈로 도금한 LDS(Laser Direct Structuring) 안테나가 주로 사용되었으나, 고주파수에 대한 대응이 어려워 회로기판 안테나가 다시 각광받기도 한다.
배터리를 사용하는 이동통신 단말기는 유선과 함께 무선 충전방식을 도입하여 케이블을 사용하지 않고도 충전장치로부터 무선으로 충전이 될 수 있도록 구성된 무선 전력 수신부를 구비하기도 한다. 이러한 무선 충전기능을 갖는 이동통신 단말기의 내부에는 무선 충전 스테이션으로부터 충전 방식에 따라 자기 유도 또는 자기 공진의 방법으로 전원을 공급받기 위한 무선 충전 안테나가 설치된다. 무선 충전 안테나의 알려진 일 형태는 회로기판 안테나로서, 무선 충전 또는 방사를 위한 패턴이 포함된 회로기판층을 커버레이라고 부르는 외층으로 감싼 형태이다. 회로기판층은 무선 충전이나 무선 송수신 중 와전류(eddy current)에 의한 무선 충전 또는 무선 통신의 방해를 유발하기도 한다. 이를 위하여, 자성체와 같은 요소를 사용함으로써 내부의 무선 통신 모듈로 방해가 전달되는 것을 차단한다. 반면, 회로기판층의 와전류에 의하여 발열도 발생하므로 열을 소산시킬 수 있는 적절한 구조가 요구된다. 그런데, 종래의 회로기판형 무선충전 안테나의 경우 무선 충전 안테나의 회로기판층에서의 발열을 직접 해결하지 못하고, 기기 본체의 커버 등 다른 대상물을 이용하는 간접적인 방법으로 발열을 해결하였다.
*관련 선행기술
한국 등록특허 제10-1808605호(2018.01.18. 공고)
한국 공개특허 제10-2018-0082989호(2018.07.19. 공개)
본 발명의 목적은 회로기판 안테나의 커버레이를 대체하면서 무선 충전시에 발생하는 열을 확산시킬 수 있는 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나 및 이를 갖는 무선 전자장치를 제시하는데 있다.
본 발명과 관련된 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나는, 상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및
상기 회로기판층에 부착되는 방열층을 포함하고, 상기 방열층은, 열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 송수신하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 열확산층; 및
상기 열확산층을 지지하며, 상기 열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나는, 상기 회로기판층과 상기 방열층의 사이에 상기 방열층을 상기 회로기판층에 부착시킬 수 있게 형성된 접착층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나는, 상기 열확산층의 내측에 상기 열확산층을 지지하며, 폴리이미드(PI) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 계열의 지지필름층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나는, 상기 회로기판층과 상기 지지필름층의 사이에 상기 지지필름층을 상기 회로기판층에 부착시킬 수 있게 형성된 접착층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 열확산층은 상기 패턴이 형성된 금속막 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 코팅층은 수지 기재에 질화붕소(BN), 이산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(A12O3), 실리콘(Si), 탄소(C) 또는 금속재료 중에서 선택되는 적어도 어느 하나가 분산된 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나는, 상기 방열층에 적층되며, 외부로의 열을 차단하고 충격을 흡수할 수 있게 형성된 단열층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나는, 상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및 상기 회로기판층에 부착되는 절연성의 접착층; 및 상기 접착층에 형성되고, 열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 송수신하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 열확산층을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나는, 상기 열확산층에 적층되며, 열확산성의 증진 또는 상기 열확산층을 보호하는 커버층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 무선 전자기기는, 배터리가 포함되며, 무선통신 기능을 갖는, 기기 본체; 상기 기기 본체의 후면을 덮는 후면커버; 및 상기 배터리와 상기 후면커버의 사이에 배치되는 안테나를 포함하고, 상기 안테나는, 상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및 상기 회로기판층에 외측에 부착되는 제1방열층을 포함하고, 상기 제1방열층은, 열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 전송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 열확산층; 및 상기 열확산층을 지지하며, 상기 제1열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 무선 전자기기는, 상기 회로기판층에 내측에 부착되는 제2방열층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 무선 전자기기는, 상기 배터리와 상기 제2방열층의 사이에 배치되는 자성체층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 무선 전자기기는, 상기 자성체층의 내측에 부착되며, 그라파이트가 함유된 제3방열층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 무선 전자기기는, 상기 제1방열층에 적층되며, 외부로의 열을 차단하고 충격을 흡수할 수 있게 형성된 단열층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따른 무선 전자기기는, 배터리가 포함되며, 무선통신 기능을 갖는, 기기 본체; 상기 기기 본체의 후면을 덮는 후면커버; 및 상기 배터리와 상기 후면커버의 사이에 배치되는 안테나를 포함하고, 상기 안테나는, 상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및 상기 회로기판층에 내측에 부착되는 제1방열층; 상기 제1방열층의 내측에 부착되는 자성체층; 및 상기 자성체층의 내측에 부착되는 제2방열층을 포함하며, 상기 제1방열층 및 상기 제2방열층은, 열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 전송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 제1열확산층; 및 상기 열확산층을 지지하며, 상기 열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 무선 전자기기는, 상기 회로기판층의 외측에 적층되며, 외부로의 열을 차단하고 충격을 흡수할 수 있게 형성된 단열층을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따른 무선 전자기기는, 배터리가 포함되며, 무선통신 기능을 갖는, 기기 본체; 상기 기기 본체의 후면을 덮는 후면커버; 및 상기 배터리와 상기 후면커버의 사이에 배치되는 안테나를 포함하고, 상기 안테나는, 상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및 상기 제1방열층의 내측에 부착되는 자성체층; 상기 회로기판층에 내측에 부착되는 제1방열층; 및 상기 자성체층의 내측에 부착되며, 그라파이트가 함유된 제2방열층을 포함하며, 상기 제1방열층은, 열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 전송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 배열된 슬롯이 형성된 열확산층; 및 상기 열확산층을 지지하며, 상기 열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따른 무선 전자기기는, 배터리가 포함되며, 무선통신 기능을 갖는, 기기 본체; 상기 기기 본체의 후면을 덮는 후면커버; 및 상기 배터리와 상기 후면커버의 사이에 배치되는 안테나를 포함하고, 상기 안테나는, 상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및 상기 회로기판층의 외측에 부착되는 제1방열층; 상기 열확산층의 내측에 부착되어 상기 회로기판층을 지지하는 커버레이; 상기 커버레이의 내측에 배치되는 자성체층; 상기 자성체층의 내측에 부착되며, 그라파이트가 함유된 제2방열층을 포함하고, 상기 제1방열층은, 열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 전송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 열확산층을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나 및 무선 전자기기에 의하면, 패턴부를 감싸고 있는 열확산층에 의하여 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신시에 패턴부에 발생되는 열을 신속히 배출시킬 수 있다. 본 발명과 관련된 방열층은 기존의 무선충전 회로기판 안테나의 표면층을 이루는 이른바 커버레이를 대체하면서도, 무선 충전 및 무선특성을 저해하지 않고 우수한 방열성을 제공한다. 이렇게 방열층을 회로기판 안테나의 커버레이를 대체하는 방식에 의하여, 방열층을 안테나와 별도로 방열층을 구비하는 경우에 비하여 적용되는 전자기기의 두께를 감소시킬 수 있다.
본 발명과 관련된 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나의 방열층을 이루는 열확산층과 코팅층이 회로기판층의 직접 또는 간접적으로 부착되는 것으로, 안테나의 제조공정을 통하여 방열기능부를 형성하는 것이므르 별도로 방열층을 제조하고 이를 전자기기에 장착시키는 공정의 복잡함과 비용의 증가를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 제1실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(100)의 개념적 단면도이다.
도 2는 도 1의 안테나(100)의 방열층(120)을 보인 개념적 단면도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 제2실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나의 방열층(220)의 개념적 단면도이다.
도 4는 본 발명과 관련된 제3실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나의 방열층(320)의 개념적 평면도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 제4실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나의 방열층(420)의 개념적 평면도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 제5실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(500)의 개념적 단면도이다.
도 7은 본 발명과 관련된 제6실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(600)의 개념적 단면도이다.
도 8은 본 발명과 관련된 제7실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(700)의 개념적 단면도이다.
도 9는 본 발명과 관련된 제8실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(800)의 개념적 단면도이다.
도 10은 본 발명과 관련된 제9실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(900)의 개념적 단면도이다.
도 11은 본 발명과 관련된 제10실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1000)의 개념적 단면도이다.
도 12는 본 발명과 관련된 제11실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1100)의 개념적 단면도이다.
도 13은 본 발명과 관련된 제12실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1200)의 개념적 단면도이다.
도 14는 본 발명과 관련된 제13실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1300)의 개념적 단면도이다.
도 15는 본 발명과 관련된 제14실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1400)의 개념적 단면도이다.
도 16은 본 발명과 관련된 제15실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1500)의 개념적 단면도이다.
도 17은 본 발명과 관련된 제16실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2100)를 갖는 무선 전자기기(2000)의 개념적 단면도이다.
도 18은 본 발명과 관련된 제17실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2200)의 개념적 단면도이다.
도 19는 본 발명과 관련된 제18실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2300)의 개념적 단면도이다.
도 20은 본 발명과 관련된 제19실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2400)의 개념적 단면도이다.
도 21은 본 발명과 관련된 제20실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2500)의 개념적 단면도이다.
도 22는 본 발명과 관련된 제21실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2600)의 개략적 평면도이다.
도 23은 본 발명과 관련된 제22실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2700)의 개략적 평면도이다.
도 24는 본 발명과 관련된 제23실시예에 따른 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2800)의 개략적 평면도이다.
이하, 본 발명과 관련된 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나 및 이를 갖는 무선 전자장치를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1에 의하면, 안테나(100)는 위로부터 제1방열층(120), 회로기판층(110), 제2방열층(130), 자성체층(140) 및 제3방열층(150)이 순차적으로 배치된 구성을 보이고 있다. 회로기판층(110)은 상대물(무선 충전장치 또는 근거리 통신장치 등을 말한다)과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부(112, 113)를 갖는다. 패턴부(112, 113)는 구리와 같은 금속의 코일로서, 단층 또는 복수의 층을 가지며, 수지 필름으로 된 지지층(111)에 의하여 지지되는 형태일 수 있다. 패턴부(112, 113)는 지지층(111) 상에서 식각(etching) 등의 방법에 의하여 패턴을 갖도록 형상화될 수 있다.
방열층(120, 130)은 회로기판층(110)에 직접 부착되거나 일체로 형성된다. 이러한 방열층(120, 130)은 발열원인 회로기판층(110)을 상하로 감싸면서 기존의 커버레이(cover lay)를 대체하면서 무선 충전시에 발생하는 열을 확산시킨다.
자성체층(140)은 회로기판층(110)의 동작시 발생되는 와전류에 의해 무선 충전 및 송수신 특성이 열화되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명과 관련되어 제3방열층(150)은 그라파이트를 포함할 수 있으며, 전체적인 방열 특성을 향상시키는 역할을 한다.
도 2에 의하면, 방열층(120)은 열확산층(121), 코팅층(122), 지지필름층(123) 및 접착층(124)을 포함하고 있다.
열확산층(121)은 열전도성을 가지며 패턴부(112, 113)의 열을 방열시킬 수 있게 형성된다. 구체적으로, 열확산층(121)은 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 무선 신호를 반송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 임의의 패턴이 형성된 금속막을 포함할 수 있다. 도 2에서 패턴은 열확산층(121) 사이에 복수 개가 배열되어 있는 틈의 형태이다. 코팅층(122)은 열확산층(121)을 지지하며 열확산층(121)이 일정 형태와 위치를 유지할 수 있도록 열확산층(121)을 보호하면서 열확성성을 증진시키는 역할을 한다. 재질의 면에서, 열확산층(121)은 그라파이트, 구리, 철, 알루미늄 등과 같은 금속이고, 코팅층(122)은 수지 기재에 질화붕소(BN), 이산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(A12O3), 실리콘(Si), 탄소(C) 또는 금속재료 중에서 선택되는 적어도 어느 하나가 분산된 형태로 형성일 수 있다. 지지필름층(123)은 폴리이미드(PI) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 계열의 수지재일 수 있다. 제조 방법의 면에서, 금속의 열확산층(121)은 지지필름층(123) 상에서 식각 등의 방법에 의하여 패터닝되며, 패턴작업이 완료된 후에 코팅층(122)을 적용할 수 있다. 회로기판층(110)에의 부착을 위하여 지지필름층(123)의 하부에는 접착층(124)이 포함될 수 있다.
도 3은 도 2와 달리 지지필름층(123)이 제외된 형태이다. 즉, 본 예의 방열층(220)은 코팅층(222)에 지지되는 열확산층(221)의 하면에 회로기판층(110)에의 부착을 위한 접착층(224)이 직접 형성되어 있으며, 안테나의 전체 두께를 줄일 수 있다.
도 4 내지 도 5는 방열층을 이루는 열확산층의 다양한 패턴 형태를 예시적으로 보이고 있다. 도 4의 방열층(320)에는 가로 방향과 세로방향의 패턴이 조합된 형태로서, 코팅층(322)에 의해 보호되는 열확산층(321)에 복수의 종방향 및 횡방향 슬롯(G)이 포함되어 있다. 도 5의 방열층(420)에는 코팅층(422)에 의해 보호되는 열확산층(421)에 복수의 경사방향 슬롯(G)이 포함되어 있다. 이러한 슬롯(G)은 앞서의 회로기판층(110)의 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 무선 신호를 전송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 함으로써 무선특성이 저하되는 것을 최소화시키면서도, 회로기판층(110)의 열을 빠르게 소산시킬 수 있는 방열 효과를 얻을 수 있다. 그외에도 다양한 슬롯을 갖는 열확산층의 패턴화가 가능할 수 있다. 이러한 열확산층의 패턴은 공통적으로 무선특성의 저하를 방지하고 방열성을 가지면서도 회로기판층(110)과 일체화하여 하나의 안테나 모듈을 구성한다.
도 6에 의하면, 도 1과 달리, 제3방열층(150)과 대응되는 요소가 제외되어 있다. 즉, 도 6의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(500)는, 지지층(511)에 형성된 패턴부(512, 513)를 상하로 덮고 있는 제1방열층(520) 및 제2방열층(530)에 페라이트층(540)이 추가적으로 포함된 구성이다. 제1방열층(520) 및 제2방열층(530)의 구체적인 구성은 도 2 내지 도 3에 제시된 것과 유사하며 그에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 도 3의 설명으로 갈음한다.
도 7의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(600)에는 도 6과 달리, 회로기판층(610)의 하부에 제2방열층(530) 대신 일반적인 커버레이(615) 즉, 방열성을 갖지 않은 코팅층이 적용된 한편, 자성체층(640)의 하부에 그라파이트가 포함된 제3방열층(650)이 포함된 것을 보인다. 회로기판층(610)을 이루는 지지층(611)과 패턴부(612, 613) 및 제1방열층(620)의 세부적인 구성은 앞서의 실시예들의 설명과 같다.
도 8의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(700)에는 지지층(711)과 패턴부(712, 713)를 갖는 회로기판층(710)의 하면과 상면에 각각 커버레이(715, 716)가 포함되어 있으며, 상부 커버레이(716)의 상부에 제1방열층(720)이 형성되고 하부 커버레이(715)의 하부에 제2방열층(730)이 형성된 것을 보인다. 추가적으로 자성체층(740)이 포함되어 있다.
도 9의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(800)에는 지지층(811)과 패턴부(812, 813)를 갖는 회로기판층(810)의 하면과 상면에 각각 코팅층(815, 816)이 포함되어 있으며, 상부 코팅층(816)의 상부에 제1방열층(820)이 형성되고 하부 코팅층(815)의 하부에 제2방열층(830)이 형성된 것을 보인다. 추가적으로 자성체층(840)이 포함되어 있다.
도 10에 의하면, 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(900)는 지지층(911)과 패턴부(912, 913)를 갖는 회로기판층(910)의 상부에 앞서 설명된 방열층과 상이한 구조를 갖는 방열층(920)이 접착층(924)에 의하여 부착된 형태이다. 즉, 방열층(920)은 지지필름층(923) 상에 열확산층(921) 및 코팅층(922)이 형성된 적층체가 역전된 형태이다.
도 11에 의하면, 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1000)는 지지층(1011)과 패턴부(1012, 1013)를 갖는 회로기판층(1010)의 상부에, 지지필름층(1023) 상에 열확산층(1021) 및 코팅층(1022)이 형성된 적층체가 역전된 상태로 접착층(1024)에 의하여 부착된 형태이다. 여기서, 열확산층(1021) 및 코팅층(1022)은 동일한 높이로 형성될 수 있다. 회로기판층(1010)의 패턴부(1012, 1013)상에는 별도의 코팅층(1014)이 형성될 수 있다.
도 12 내지 도 16은 본 발명과 관련되어 회로기판 안테나를 구성하는 회로기판층과 방열층 및 자성체층의 다양한 적층 방법을 보인다.
도 12의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1100)는 회로기판층(1110)의 하부에 방열층(1120)이 부착되고 있으며, 방열층(1120)의 하부에 자성체층(1140)이 적층되어 있다.
도 13의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1200)는 회로기판층(1210)의 하부에 자성체층(1240)이 부착되고 있으며, 자성체층(1240)의 하부에 본 발명과 관련된 방열층(1220)이 적층되어 있다.
도 14의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1300)는 회로기판층(1310)의 상부에 제1방열층(1320)이 부착되고, 회로기판층(1310)의 하부에 자성체층(1340)이 부착되며, 자성체층(1340)의 하부에 제2방열층(1330)이 부착된 형태이다. 복수의 방열층(1320, 1330)에 의하여 방열효과를 더욱 높일 수 있다.
도 15의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1400)는 회로기판층(1410)의 하부에 제1방열층(1420)이 부착되고, 제1방열층(1420)의 하부에 자성체층(1440)이 부착되며, 자성체층(1440)의 하부에 제2방열층(1430)이 부착된 형태이다.
도 16의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(1500)는 회로기판층(1510)의 하부에 자성체층(1540)이 부착되고, 자성체층(1540)의 하부에 제1방열층(1520)이 부착되며, 제1방열층(1520)의 하부에 제2방열층(1530)이 부착된 형태이다.
도 17은 본 발명과 관련된 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2100)를 갖는 무선 전자기기(2000)의 개념적 단면도이다.
도 19에 의하면, 무선 전자기기(2000)는, 배터리(2003)가 장착된 기기 본체(2001)와, 기기 본체(2001)의 후면을 덮는 후면커버(2002) 및 본 발명과 관련된 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2100)를 포함하는 형태로 되어 있다. 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2100)는 배터리(2003)의 발열 및 자체의 회로기판층(2110)에 의한 발열로부터 열을 효과적으로 소산시킬 수 있게 구성되며, 적층의 구조 및 형태는 도 1 내지 도 18에 제시된 방법이 적용될 수 있다. 구체적으로, 안테나(2100)는 앞서 설명된 것과 동일 또는 유사한 구조를 갖는 회로기판층(2110)의 상면과 하면에 각각 방열층(2120, 2130)이 형성되어 있으며, 제2방열층(2130)의 하부에 자성체층(2140)이 형성되어 있다. 특히, 본 예에서, 제1방열층(2120)의 상면에는 후면커버(2002)에 열이 전달되는 것을 차단하고 충격을 흡수할 수 있게 형성된 단열층(2160)이 구비되어 있다. 이에 의해, 후면커버(2002)를 통하여 사용자에게 전달되는 열 및 온도의 상승을 줄일 수 있다.
도 20 내지 도 23은 도 19와 같은 무선 전자기기(2000)에 장착될 수 있는 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나의 추가적인 예시들이다.
도 20의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2200)는 회로기판층(2210)의 상면에 제1방열층(2220)이 형성되어 있고, 회로기판층(2210)의 하부에 자성체층(2240) 및 제2방열층(2230)이 순차적으로 부착되어 있으며, 제1방열층(2220)의 상면에 단열층(2260)이 부착된 형태이다. 제1방열층(2220) 및 제2방열층(2230)의 세부적인 구성 및 작용은 앞서 설명된 것과 동일하다. 이하에서도 같다.
도 21의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2300)는 회로기판층(2310)의 하부에 제1방열층(2320), 자성체층(2340) 및 제2방열층(2330)이 순차적으로 부착되어 있으며, 회로기판층(2310)의 상면에 단열층(2360)이 부착된 형태이다.
도 22의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2400)는 회로기판층(2410)의 하부에 자성체층(2440), 제1방열층(2420) 및 그라파이트가 포함된 제3방열층(2450)이 순차적으로 부착되어 있으며, 회로기판층(2410)의 상면에 단열층(2460)이 부착된 형태이다.
도 23의 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나(2500)는 회로기판층(2510)의 상면에 제1방열층(2520)이 형성되어 있고, 회로기판층(2510)의 하부에 제2방열층(2530), 자성체층(2540) 및 그라파이트가 포함된 제3방열층(2550)이 순차적으로 부착되어 있으며, 제1방열층(2520)의 상면에 단열층(2560)이 부착된 형태이다.
도 24는 내지 도 26은 본 발명과 관련된 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나를 구성하는 회로기판층과 방열층을 영역과 관련하여 보인 여러 실시예들이다.
도 24는 회로기판층(2610)을 구성하는 무선 충전이나 근거리 통신을 담당하는 여러 종류의 안테나(2610A, 2610B, 2610C) 중, 무선충전 안테나(2610A)에 대응하는 면적을 갖는 방열층(2620)이 적층된 형태이다.
도 25는 회로기판층(2710)을 구성하는 무선 충전이나 근거리 통신을 담당하는 여러 종류의 안테나(2710A, 2710B, 2710C) 중, 근거리 통신 안테나(2710B)에 대응하는 면적을 갖는 방열층(2720)이 적층된 형태이다.
도 26은 회로기판층(2810)을 구성하는 무선 충전이나 근거리 통신을 담당하는 여러 종류의 안테나(2810A, 2810B, 2810C) 중, 별도의 루프를 갖는 근거리 통신 안테나(2810C)에 대응하는 면적을 갖는 방열층(2820)이 적층된 형태이다. 이 경우의 방열층(2820)은 무선특성의 저하를 방지할 수 있도록 그라파이트는 제외될 수 있다.
상기와 같이 설명된 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나 및 이를 갖는 무선 전자장치는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나
110: 회로기판층 111: 지지층
112, 113: 패턴부 120: 제1방열층
121: 열확산층 122: 코팅층
123: 지지필름층 124: 접착층
130: 제2방열층 140: 자성체층
150: 제3방열층

Claims (18)

  1. 상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및
    상기 회로기판층에 부착되는 방열층을 포함하고,
    상기 방열층은,
    열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 송수신하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 열확산층;
    상기 열확산층을 지지하며, 상기 열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층; 및
    상기 열확산층의 내측에 상기 열확산층을 지지하며, 폴리이미드(PI) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 계열의 지지필름층을 포함하는, 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회로기판층과 상기 방열층의 사이에 상기 방열층을 상기 회로기판층에 부착시킬 수 있게 형성된 접착층을 더 포함하는, 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회로기판층과 상기 지지필름층의 사이에 상기 지지필름층을 상기 회로기판층에 부착시킬 수 있게 형성된 접착층을 더 포함하는, 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열확산층은 상기 패턴이 형성된 금속막 형태로 형성된, 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층은 수지 기재에 질화붕소(BN), 이산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(A12O3), 실리콘(Si), 탄소(C) 또는 금속재료 중에서 선택되는 적어도 어느 하나가 분산된 형태로 형성된, 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방열층에 적층되며, 외부로의 열을 차단하고 충격을 흡수할 수 있게 형성된 단열층을 더 포함하는, 방열성을 갖는 무선충전 회로기판 안테나.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 배터리가 포함되며, 무선통신 기능을 갖는, 기기 본체;
    상기 기기 본체의 후면을 덮는 후면커버; 및
    상기 배터리와 상기 후면커버의 사이에 배치되는 안테나를 포함하고, 상기 안테나는,
    상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및
    상기 회로기판층에 외측에 부착되는 제1방열층을 포함하고, 상기 제1방열층은,
    열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 전송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 열확산층;
    상기 열확산층을 지지하며, 상기 열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층; 및
    상기 열확산층의 내측에 상기 열확산층을 지지하며, 폴리이미드(PI) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 계열의 지지필름층을 포함하는, 무선 전자기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회로기판층의 내측에 부착되는 제2방열층을 더 포함하는, 무선 전자기기
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배터리와 상기 제2방열층의 사이에 배치되는 자성체층을 더 포함하는, 무선 전자기기
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자성체층의 내측에 부착되며, 그라파이트가 함유된 제3방열층을 더 포함하는, 무선 전자기기.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1방열층에 적층되며, 외부로의 열을 차단하고 충격을 흡수할 수 있게 형성된 단열층을 더 포함하는, 무선 전자기기.
  15. 배터리가 포함되며, 무선통신 기능을 갖는, 기기 본체;
    상기 기기 본체의 후면을 덮는 후면커버; 및
    상기 배터리와 상기 후면커버의 사이에 배치되는 안테나를 포함하고, 상기 안테나는,
    상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및
    상기 회로기판층에 내측에 부착되는 제1방열층;
    상기 제1방열층의 내측에 부착되는 자성체층; 및
    상기 자성체층의 내측에 부착되는 제2방열층을 포함하며,
    상기 제1방열층 및 상기 제2방열층은,
    열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 전송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 열확산층;
    상기 열확산층을 지지하며, 상기 열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층; 및
    상기 열확산층의 내측에 상기 열확산층을 지지하며, 폴리이미드(PI) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 계열의 지지필름층을 포함하는, 무선 전자기기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 회로기판층의 외측에 적층되며, 외부로의 열을 차단하고 충격을 흡수할 수 있게 형성된 단열층을 더 포함하는, 무선 전자기기.
  17. 배터리가 포함되며, 무선통신 기능을 갖는, 기기 본체;
    상기 기기 본체의 후면을 덮는 후면커버; 및
    상기 배터리와 상기 후면커버의 사이에 배치되는 안테나를 포함하고, 상기 안테나는,
    상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및
    상기 회로기판층의 내측에 부착되는 제1방열층;
    상기 제1방열층의 내측에 부착되는 자성체층; 및
    상기 자성체층의 내측에 부착되며, 그라파이트가 함유된 제2방열층을 포함하며,
    상기 제1방열층은,
    열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 전송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 배열된 슬롯이 형성된 열확산층;
    상기 열확산층을 지지하며, 상기 열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층; 및
    상기 열확산층의 내측에 상기 열확산층을 지지하며, 폴리이미드(PI) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 계열의 지지필름층을 포함하는, 무선 전자기기.
  18. 배터리가 포함되며, 무선통신 기능을 갖는, 기기 본체;
    상기 기기 본체의 후면을 덮는 후면커버; 및
    상기 배터리와 상기 후면커버의 사이에 배치되는 안테나를 포함하고, 상기 안테나는,
    상대물과의 무선 충전 또는 무선 신호의 송수신을 위한 패턴부가 구비된, 회로기판층; 및
    상기 회로기판층의 외측에 부착되는 제1방열층;
    상기 제1방열층의층 내측에 부착되어 상기 회로기판층을 지지하는 커버레이;
    상기 커버레이의 내측에 배치되는 자성체층;
    상기 자성체층의 내측에 부착되며, 그라파이트가 함유된 제2방열층을 포함하고,
    상기 제1방열층은,
    열전도성을 가지며 상기 패턴부의 열을 방열시키고, 상기 무선 충전을 위한 필드의 투과 또는 상기 무선 신호를 전송하는 전자기파가 투과될 수 있도록 패턴이 형성된 열확산층;
    상기 열확산층을 지지하며, 상기 열확산층을 보호하고 열확산성을 증진시킬 수 있게 형성된 코팅층; 및
    상기 열확산층의 내측에 상기 열확산층을 지지하며, 폴리이미드(PI) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 계열의 지지필름층을 포함하는, 무선 전자기기.
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