KR102100870B1 - 무선 충전용 자기장 차폐 부재 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
무선 충전용 자기장 차폐 부재는 복수의 금속 플레이크들(flakes), 및 상기 금속 플레이크들 사이에 형성된 절연체를 포함하는 금속 시트를 구비할 수 있으며, 상기 금속 플레이크들 중에서 입경이 200μm 이상인 것들의 부피가 전체 부피의 85% 이상일 수 있다.
Description
본 발명은 자기장 차폐 부재 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게, 본 발명은 무선 충전용 자기장 차폐 부재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
무선 충전용 자기장 차폐 시트로 금속 시트가 사용될 수 있다. 일반적으로 자기장 차폐 효율은 상기 금속 시트가 갖는 투자율에 비례하므로, 고 투자율을 갖는 금속 시트를 형성하는 것이 바람직하다. 하지만, 고 투자율을 갖는 금속 시트는 와전류 손실 증가에 따른 발열 문제를 가질 수 있다.
본 발명의 일 과제는 우수한 특성을 갖는 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 우수한 특성을 갖는 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 복수의 금속 플레이크들(flakes), 및 상기 금속 플레이크들 사이에 형성된 절연체를 포함하는 금속 시트를 구비할 수 있으며, 상기 금속 플레이크들 중에서 입경이 200μm 이상인 것들의 부피가 전체 부피의 85% 이상이고, 상기 금속 플레이크들의 평균 입경은 700μm 내지 1500μm일 수 있다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 다른 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 복수의 금속 플레이크들(flakes), 및 상기 금속 플레이크들 사이에 형성된 절연체를 포함하는 금속 시트를 구비할 수 있으며, 상기 각 금속 플레이크들의 X선 회절(XRD) 분석에서 주 피크(peak)의 반치전폭(FWHM)이 0.6도 내지 0.7도일 수 있다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 또 다른 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 복수의 금속 플레이크들(flakes), 및 상기 금속 플레이크들 사이에 형성된 절연체를 포함하는 금속 시트를 구비할 수 있으며, 상기 금속 시트의 투자율은 100kHz의 주파수에서 900 이상의 값을 가질 수 있고, 상기 금속 시트의 와전류 손실은 100kHz이 주파수 및 1.0T의 자속밀도에서 25MW/m3 이하의 값을 가질 수 있다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위하여, 또 다른 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 수평 방향을 따라 배치된 복수의 금속 플레이크들(flakes) 및 상기 금속 플레이크들 사이의 갭을 적어도 부분적으로 채우는 절연체를 각각 포함하며 수직 방향으로 서로 이격되도록 적층된 복수의 금속 시트들, 및 상기 금속 시트들 사이의 공간에 배치되어, 상기 수직 방향을 따라 순차적으로 적층된 제1 점착층, 기재, 및 제2 점착층을 포함하는 점착 부재를 구비할 수 있으며, 상기 각 금속 시트들 내에 포함된 상기 금속 플레이크들 중에서 입경이 200μm 이상인 것들의 부피가 전체 부피의 85% 이상일 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법에서, 금속 리본 시트 상에 점착제를 형성할 수 있다. 상기 금속 리본 시트를 파쇄하여 갭에 의해 서로 이격된 금속 플레이크들을 포함하는 금속 시트를 형성할 수 있다. 상기 금속 시트를 가열할 수 있다. 상기 금속 시트를 구부려 상기 갭을 확장시킴으로써, 상기 점착제가 상기 갭을 적어도 부분적으로 충진하도록 할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법에서, 금속 리본 시트의 상하면에 점착제를 포함하는 제1 및 제2 보호 부재들을 각각 형성할 수 있다. 상기 금속 리본 시트를 파쇄하여 갭에 의해 수평 방향을 따라 서로 이격된 금속 플레이크들을 포함하는 금속 시트를 형성할 수 있다. 상기 금속 시트에 압력을 가하여 상기 수평 방향으로 서로 이웃하는 상기 금속 플레이크들 중 적어도 일부가 수직 방향으로 서로 오프셋(offset) 되도록 하는 오프셋 공정을 수행할 수 있다. 상기 금속 시트에 압력을 가하여 편평한 상하면을 갖도록 하는 평탄화 공정을 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 고 투자율을 구현하면서도, 와전류 손실 감소에 의한 파워 손실 감소, 및 높은 Q값을 실현할 수 있다.
도 1a는 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 설명하기 위한 단면도이고, 도 1b는 다른 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 설명하기 위한 단면도이며, 도 2a는 상기 무선 충전용 자기장 차폐 부재에 포함된 금속 시트의 금속 플레이크들의 평균 입경과 상기 금속 시트의 투자율 사이의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프이고, 도 2b는 상기 금속 시트의 열처리 온도에 따른 상기 금속 플레이크들의 결정화된 정도를 설명하기 위한 그래프이며, 도 3은 상기 금속 시트의 열처리 온도에 따른 투자율과 파워 손실 사이의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1a는 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 설명하기 위한 단면도이고, 도 1b는 다른 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 설명하기 위한 단면도이며, 도 2a는 상기 무선 충전용 자기장 차폐 부재에 포함된 금속 시트의 금속 플레이크들의 평균 입경과 상기 금속 시트의 투자율 사이의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프이고, 도 2b는 상기 금속 시트의 열처리 온도에 따른 상기 금속 플레이크들의 결정화된 정도를 설명하기 위한 그래프이며, 도 3은 상기 금속 시트의 열처리 온도에 따른 투자율과 파워 손실 사이의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 1a를 참조하면, 상기 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 순차적으로 적층된 제1 보호 부재(140), 금속 시트(180) 및 제2 보호 부재(220)를 포함할 수 있다.
제1 보호 부재(140)는 순차적으로 적층된 라이너(100), 제1 점착층(110), 제1 기재(120) 및 제2 점착층(130)을 포함할 수 있으며, 제2 보호 부재(220)는 순차적으로 적층된 제3 점착층(190), 제2 기재(200) 및 보호 필름(210)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 보호 부재(140)는 제1 기재(120) 및 제2 점착층(130)을 포함하지 않을 수도 있으며, 또한, 제2 보호 부재(220)는 제2 기재(200)를 포함하지 않을 수도 있다. 한편, 제2 보호 부재(220)는 제2 기재(200)와 보호 필름(210) 사이에 개재된 제4 점착층(도시되지 않음)을 더 포함할 수도 있다.
라이너(100), 보호 필름(210), 및 제1 및 제2 기재들(120, 200)은 예를 들어, 폴리에스테르(PolyESster: PES), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate: PET), 폴리이미드(polyimide), 폴리페닐린설파이드(PolyPhenylene Sulfide: PPS), 폴리프로필렌(PolyPropylene: PP), 폴리테레프탈레이트(polyterephthalate) 등과 같은 합성 수지를 포함할 수 있으며, 제1 내지 제3 점착층들(110, 130, 190)은 예를 들어, 아크릴계 점착제(acrylic adhesive)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 기재들(120, 200)은 검정색의 합성 수지, 예를 들어 검정색 폴리에스테르를 포함할 수 있다.
금속 시트(180)는 복수의 금속 플레이크들(flakes)(150), 및 금속 플레이크들(150) 사이의 각 갭들(160)을 적어도 부분적으로 채우는 절연체(170)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 각 금속 플레이크들(150)은 나노 결정립 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 금속 플레이크들(150)은 철(Fe), 실리콘(Si), 붕소(B), 구리(Cu) 및 니오븀(Nb)의 나노 결정립 합금을 포함할 수 있다.
이와는 달리, 각 금속 플레이크들(150)은 비정질 합금을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 각 금속 플레이크들(150)은 철(Fe), 실리콘(Si) 및 붕소(B)의 비정질 합금을 포함할 수 있다.
금속 플레이크들(150)은 수평 방향으로 서로 이격될 수 있으며, 이에 따라 금속 플레이크들(150) 사이에는 갭(160)이 형성될 수 있다.
절연체(170)는 갭(160)의 일부 혹은 전부를 충진시킬 수 있으며, 이에 따라 금속 시트(180)의 와전류 발생이 감소될 수 있고, 또한 금속 플레이트들(150)이 고정될 수 있다.
절연체(170)는 열가소성 수지 혹은 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 절연체(170)는 제1 내지 제3 점착층들(110, 130, 190)과 동일한 물질, 예를 들어 아크릴계 점착제를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 금속 시트(180)에 포함된 금속 플레이크들(150) 중에서 입경이 200μm 이상인 것들의 부피가 전체 부피의 85% 이상일 수 있다. 즉, 금속 시트(180)는 종래에 비해 큰 입경을 갖는 금속 플레이크들(150)을 상대적으로 많이 포함할 수 있으며, 이에 따라 높은 투자율, 예를 들어 대략 900 이상, 바람직하게는 1,000 이상 2500 미만의 투자율을 구현할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 금속 시트(180)에 포함된 금속 플레이크들(150) 중에서 입경이 1500μm 이상인 것들의 부피가 전체 부피의 20% 이하일 수 있으며, 이에 따라, 금속 시트(180)가 지나치게 큰 입경을 갖는 금속 플레이크들(150)을 포함함에 따라 와전류 발생에 따른 파워 손실이 지나치게 커지는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 금속 시트(180)에 포함된 금속 플레이크들(150) 중에서, 입경이 200μm 미만인 것들의 부피, 입경이 200 μm 이상 1500μm 미만인 것들의 부피, 및 입경이 1500μm 이상인 것들의 부피가 각각 전체 부피의 15% 이하, 65% 이상, 및 20% 이하일 수 있다. 즉, 금속 시트(180)에 포함된 금속 플레이크들(150)이 위와 같은 적절한 입경 분포를 가짐에 따라, 고투자율 및 낮은 파워 손실을 동시에 구현할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 금속 시트(180)에 포함된 금속 플레이크들(150)의 평균 입경은 700μm 내지 1500μm일 수 있다. 즉, 종래 금속 플레이크들의 평균 입경이 일반적으로 대략 500μm 이하인 데 비해서, 금속 플레이크들(150)이 이보다 큰 평균 입경을 가짐에 따라 고투자율을 구현할 수 있으며, 이는 도 2a에도 잘 나타나 있다.
도 2a를 참조하면, 대략 600μm 이하의 평균 입경을 갖는 금속 플레이크들은 대략 700 이하의 낮은 투자율을 갖는 데 비해, 대략 700μm 이상의 평균 입경을 갖는 금속 플레이크들은 대략 900 이하의 높은 투자율 가짐을 알 수 있다. 특히, 상기 금속 플레이크들의 평균 입경이 대략 700μm 상인 범위에서는 이보다 낮은 범위에서보다 투자율 상승 곡선의 기울기가 가파르게 증가함을 알 수 있다.
도 2a에 표시된 금속 플레이크들의 평균 입경은 상기 금속 플레이크들 상하면에 부착된 각종 필름들 및 접착제들을 제거 및 세척하여 분리된 상기 금속 플레이크들을 수집한 후, 레이저 입자 크기 분석기(laser particle size analyzer)를 사용하여 측정된 것이다.
한편, 금속 시트(180)가 고투자율과 함께 낮은 파워 손실을 가질 수 있도록, 각 금속 플레이크들(150)의 결정성을 다음과 같이 최적화할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 금속 시트(180)에 포함된 각 금속 플레이크들(150)의 X선 회절(X-Ray Diffraction: XRD) 분석에서, 주 피크(peak)의 반치전폭(Full Width at Half Maximum: FWHM)이 0.6도 내지 0.7도, 바람직하게는 0.6도 내지 0.65도의 값을 가짐을 알 수 있다.
참조로, 상기 XRD 분석은 Rigaku 사의 Ultima IV를 사용하여 측정되었으며, 주요 측정 조건은, 시작 각도(start angle) 42, 정지 각도(stop angle) 48, 샘플링 폭(sampling width) 0.02deg, 스캔 속도(scan speed) 0.5min/deg, 및 엑스레이 빔 타입(X-ray beam type) Cu K-alpha1 등이었다.
참조로, 상기 XRD 분석은 Rigaku 사의 Ultima IV를 사용하여 측정되었으며, 주요 측정 조건은, 시작 각도(start angle) 42, 정지 각도(stop angle) 48, 샘플링 폭(sampling width) 0.02deg, 스캔 속도(scan speed) 0.5min/deg, 및 엑스레이 빔 타입(X-ray beam type) Cu K-alpha1 등이었다.
금속 시트(180)는 예를 들어, 철, 구리 및 니오븀 등을 포함하도록 급랭 응고 공정(Rapid Solidification Process: RSP)을 통해 형성될 수 있으며, 이후 이에 대해 열처리가 수행됨으로써 금속 시트(180)에 포함된 금속 결정의 결정화도가 변경될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 열처리는 섭씨 510도 이상, 바람직하게는 섭씨 570도 이상의 고온에서 수행될 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 금속 시트(180)에 대한 열처리 온도가 증가할수록, 금속 시트(180) 혹은 각 금속 플레이크들(150)의 주 피크의 반치전폭이 감소, 즉 결정화도가 증가하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 열처리를 섭씨 510도 이상, 바람직하게는 섭씨 570도 이상에서 수행함으로써, 금속 시트(180) 혹은 각 금속 플레이크들(150)의 주 피크의 반치전폭이 0.6도 내지 0.7도, 바람직하게는 0.6도 내지 0.65도의 값을 갖도록 할 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 열처리 온도가 증가함에 따라, 금속 시트(180)의 투자율 증가에 비례하여 증가하는 파워 손실량이 감소함을 알 수 있다. 즉, 예를 들어 섭씨 570도에서 열처리를 수행한 금속 시트(180)의 경우, 섭씨 510도에서의 열처리를 수행한 금속 시트(180)에 비해 동일 투자율 대비 파워 손실량이 더 작음을 알 수 있다.
이에 따라, 전술한 바와 같이 예시적인 실시예들에 따른 금속 시트(180)에 포함된 각 금속 플레이크들(150)이 종래에 비해 큰 입경을 갖도록 형성되어 높은 투자율을 갖더라도, 열처리 온도 조절을 통해 결정화도를 조절함으로써, 고 투자율에 따른 와전류 손실 증가 및 파워 손실을 효과적으로 상쇄시킬 수 있으며, 높은 Q값을 실현할 수 있다.
한편, 도 1b를 참조하면, 상기 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 제3 점착층(190)을 통해 하부의 금속 시트(180) 상에 부착된 방열 시트(800)를 더 포함할 수 있다.
방열 시트(800)는 예를 들어, 그라파이트(graphite)와 같은 카본 계열 물질, 혹은 구리, 알루미늄과 같은 열 전도성이 높은 금속을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 자기장 차폐 역할뿐만 아니라 충전 중 발생할 수 있는 열을 외부로 방출하는 역할도 수행할 수 있다.
도 1b에는 예시적으로 방열 시트(800)가 금속 시트(180) 상에 형성된 것이 도시되었으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지는 않으며, 금속 시트(180) 아래에 형성될 수도 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 금속 시트를 수직 방향으로 복수 개 증착시킨 것이므로, 유사한 구성 요소에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 상기 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 제1 보호 부재(340), 제2 보호 부재(420), 이들 사이에 복수 개로 적층된 금속 시트들(380), 및 금속 시트들(380) 사이에 개재된 점착 부재들(460)을 포함할 수 있다.
제1 보호 부재(340)는 순차적으로 적층된 라이너(300), 제1 점착층(310), 제1 기재(320) 및 제2 점착층(330)을 포함할 수 있으며, 제2 보호 부재(420)는 순차적으로 적층된 제3 점착층(390), 제2 기재(400) 및 보호 필름(410)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 보호 부재(340)는 제1 기재(320) 및 제2 점착층(330)을 포함하지 않을 수도 있으며, 또한, 제2 보호 부재(420)는 제2 기재(400)를 포함하지 않을 수도 있다. 한편, 제2 보호 부재(420)는 제2 기재(400)와 보호 필름(410) 사이에 개재된 제4 점착층(도시되지 않음)을 더 포함할 수도 있다.
각 금속 시트들(380)는 각각이 나노 결정 입자를 갖는 복수의 금속 플레이크들(flakes)(350), 및 금속 플레이크들(350) 사이의 각 갭들(360)을 적어도 부분적으로 채우는 절연체(370)를 포함할 수 있다.
각 점착 부재들(460)은 순차적으로 적층된 제5 점착층(430), 제3 기재(440) 및 제6 점착층(450)을 포함할 수 있다. 각 제5 및 제6 점착층들(430, 450)은 각 제1 내지 제3 점착층들(310, 330, 390)과 유사하게 아크릴계 점착제(acrylic adhesive)를 포함할 수 있으며, 제3 기재(440)는 제1 및 제2 기재들(320, 400)과 유사하게 폴리에스테르(PolyESster: PES) 등과 같은 합성 수지를 포함할 수 있다. 다만, 제3 기재(440)는 제1 및 제2 기재들(320, 400)과는 달리 투명할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 각 금속 시트들(380)에 포함된 금속 플레이크들(350) 중에서 입경이 200μm 이상인 것들의 부피가 전체 부피의 85% 이상일 수 있으며, 이에 따라 높은 투자율, 예를 들어 대략 900 이상, 바람직하게는 1,000 이상 2500 미만의 투자율을 구현할 수 있다.
이와 같이, 각 금속 시트들(380)이 고 투자율을 가짐에 따라, 상대적으로 와전류 손실에 따른 높은 파워 손실을 가질 수도 있으나, 예시적인 실시예들에 따른 상기 무선 충전용 자기장 차폐 부재에 포함된 각 점착 부재들(460)이 제3 기재(440)를 포함함에 따라, 상기 파워 손실이 감소할 수 있다.
즉, 상기 수직 방향으로 복수의 금속 시트들(380)이 적층됨에 따라 상기 무선 충전용 자기장 차폐 부재는 전체적으로 고 투자율을 가질 수 있으나, 이에 대응하여 와전류 손실이 증가하여 파워 손실이 증가할 수 있다. 하지만, 예시적인 실시예들에 있어서, 금속 시트들(380) 사이에 개재되는 각 점착 부재들(460)이 점착층만을 포함하는 것이 아니라 제5 및 제6 점착층들(430, 450) 사이에 개재되는 제3 기재(440)를 더 포함함으로써, 상기 수직 방향으로 서로 이웃하는 금속 시트들(380)이 서로 쇼트되지 않고 보다 완전하게 서로 절연되어 와전류 손실 및 파워 손실이 감소될 수 있다. 이는 도 3에 도시된 그래프를 통해서도 확인할 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 예를 들어, 금속 시트(380)가 섭씨 570도의 동일 온도에서 열처리되더라도, 상기 점착 부재가 내부에 기재를 포함하는 경우, 상기 점착 부재가 내부에 기재를 포함하지 않는 경우에 비해 동일 투자율 대비 파워 손실이 작음을 알 수 있다. 이에 따라, 고 투자율 구현을 위해 각 금속 시트들(380)이 상대적으로 큰 입경을 갖는 금속 플레이크들(350)을 포함하더라도, 각 점착 부재들(460)이 내부에 제3 기재(440)를 포함함으로써 감소된 파워 손실 특성을 가질 수 있다.
이와는 달리, 금속 시트들(380) 사이에 개재되는 각 점착 부재들(460)이 제3 기재(440)를 포함하지 않을 수도 있으며, 다만 이 경우 제5 및 제6 점착층들(430, 450)의 두께의 합이 적어도 5μm 이상일 수 있다. 즉, 금속 시트들(380) 사이에 5μm 이상의 큰 두께를 갖는 점착층을 형성함으로써, 비록 기재를 포함하지 않더라도 상하로 적층된 금속 시트들(380)의 절연성을 강화할 수 있으며, 이에 따라 와전류 손실 및 파워 손실이 감소 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 4에서는 상기 수직 방향으로 적층된 4개의 금속 시트들(380)이 도시되고 있으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지는 않으며, 원하는 투자율 및 파워 손실을 고려하여 적절한 개수의 금속 시트들(380)이 적층될 수 있다. 또한, 도 1b를 참조로 설명한 방열 시트(800)가 금속 시트들(380) 사이에 혹은, 이들 상부나 하부에 형성될 수도 있다.
도 5 내지 도 7은 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 이때, 도 6은 도 5의 X 영역의 확대 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 순차적으로 적층된 라이너(600), 제1 점착층(610), 제1 기재(620) 및 제2 점착층(630)을 포함하는 제1 보호 부재(640) 상에 금속 리본 시트를 형성하고, 순차적으로 적층된 제3 점착층(670) 및 보호 필름(680)을 포함하는 제2 보호 부재를 상기 금속 리본 시트 상에 형성한 후, 이들을 가열할 수 있다.
제1 보호 부재(640)는 제1 기재(620)를 포함하지 않을 수도 있으며, 상기 제2 보호 부재는 제2 기재 및 제4 점착층을 더 포함할 수도 있다.
상기 제2 보호 부재 및 제1 보호 부재(640)가 각각 상하면에 형성된 상기 금속 리본 시트를 파쇄 유닛(500)에 통과시킴으로써 갭(660)에 의해 서로 이격된 복수의 금속 플레이크들(650)을 포함하는 금속 시트를 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 파쇄 유닛(500)은 표면에 요철이 형성된 금형, 롤(roll) 등을 포함할 수 있다.
이후, 열처리 유닛(510)을 통해 상기 금속 시트를 가열함으로써, 제3 점착층(670)을 보다 유연하게 할 수 있으며, 금속 플레이크들(650)의 변형이 보다 용이하게 할 수 있다.
열처리된 상기 금속 시트를 벤딩(bending) 유닛(520)을 통해 구부릴 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 벤딩 유닛(520)은 롤을 포함할 수 있다.
이에 따라, 금속 플레이크들(650) 사이의 각 갭들(660)의 상부가 벌어져 하부에 비해 큰 폭을 가질 수 있으며, 이를 통해 금속 플레이크들(650) 상에 형성된 제3 점착층(670)이 각 갭들(660)을 적어도 부분적으로 충진시킬 수 있다. 특히, 전술한 바와 같이 상기 금속 시트를 가열함에 따라 제3 점착층(670)의 유연성이 증가되었으므로, 제3 점착층(670)은 각 갭들(660) 내로 효과적으로 침투할 수 있다.
결과적으로 도 7을 참조하면, 금속 플레이크들(650)을 포함하는 상기 금속 시트가 상기 벤딩 유닛(520)을 통과하여 각 갭들(660)의 상부 폭이 다시 좁아지더라도, 금속 플레이크들(650) 사이의 각 갭들(660)은 제3 점착층(670)이 적어도 부분적으로 충진될 수 있으며, 금속 플레이크들(650) 사이의 절연성이 강화되어 와전류 손실 및 이에 따른 파워 손실이 감소할 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제조하는 방법을 설명하기 위한 구성도이다.
도 8을 참조하면, 순차적으로 적층된 라이너(700) 및 제1 점착층(710)을 포함하는 제1 보호 부재(720) 상에 금속 리본 시트(760)를 형성하고, 순차적으로 적층된 제2 점착층(730) 및 보호 필름(740)을 포함하는 제2 보호 부재(750)를 상기 금속 리본 시트 상에 형성한 후, 이들을 가열할 수 있다.
제1 보호 부재(720)는 제1 점착층 상에 순차적으로 적층된 제1 기재(도시되지 않음) 및 제3 점착층(도시되지 않음)을 더 포함할 수도 있으며, 또한 제2 보호 부재(750)는 제2 점착층(730)과 금속 리본 시트(760) 사이에 순차적으로 적층된 제2 기재(도시되지 않음) 및 제4 점착층(도시되지 않음)을 더 포함할 수도 있다.
제2 및 제1 보호 부재들(750, 720)이 각각 상하면에 형성된 금속 리본 시트(760)를 파쇄 유닛(500)에 통과시킴으로써 갭(770)에 의해 서로 이격된 복수의 금속 플레이크들(765)을 포함하는 금속 시트를 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 파쇄 유닛(500)은 표면에 요철이 형성된 금형, 롤(roll) 등을 포함할 수 있다.
이후, 금속 플레이크들(765)을 포함하는 상기 금속 시트를 오프셋(offset) 유닛(530)에 통과시킴으로써, 상기 금속 시트에 압력이 가해져 수평 방향으로 서로 이웃하는 금속 플레이크들(765) 중 적어도 일부가 수직 방향으로 서로 오프셋 되도록 하는 오프셋 공정을 수행할 수 있다. 즉, 금속 리본 시트(760)가 파쇄되어 갭(770)에 의해 상기 수평 방향으로 서로 이격된 금속 플레이크들(765)에 상하 방면의 압력이 가해짐으로써, 예를 들어, 갭(770) 양 측에 배치된 금속 플레이크들(765)의 하나는 상측으로 이동하고 다른 하나는 하측으로 이동할 수 있다.
금속 플레이크들(765)이 상기 오프셋 공정에 의해 이동함에 따라서, 금속 플레이크들(765)의 측면에 제1 및 제2 보호 부재들(720, 750)에 각각 포함된 제1 및 제2 점착층들(710, 730)이 부분적으로 부착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 오프셋 유닛(530)은 표면에 돌출부가 형성된 롤을 포함할 수 있다.
이후, 서로 오프셋 된 금속 플레이크들(765)을 포함하는 상기 금속 시트를 평탄화 유닛(540)에 통과시킴으로써, 상기 금속 시트가 다시 편평한 상하면을 갖도록 평탄화 공정을 수행할 수 있다.
즉, 상기 금속 시트에 상하 방면으로 다시 압력을 가하여, 상기 수직 방향으로 서로 오프셋 된 서로 이웃하는 금속 플레이크들(765)이 상기 수평 방향을 따라 정렬되도록 할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 평탄화 유닛(540)은 표면에 돌출부가 형성되지 않은 롤을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 오프셋 유닛(530)을 통해 제1 및 제2 점착층들(710, 730)의 일부가 금속 플레이크들(765) 사이의 갭(770)을 적어도 부분적으로 충진시킬 수 있으므로, 금속 플레이크들(765) 사이의 절연성이 강화되어 와전류 손실 및 이에 따른 파워 손실이 감소할 수 있다.
제1 및 제2 점착층들(710, 730)은 예를 들어, 3μm 내지 5μm의 얇은 두께를 가질 수 있으며 또한 유동성이 적기 때문에, 단순히 이들을 가압함으로써 이들이 금속 플레이크들(765) 사이로 침투시키는 것은 오히려 금속 플레이크들(765) 사이의 간격을 크게 하여 투자율 감소를 가져올 수 있다.
이에 따라 예시적인 실시예들에 따르면, 금속 리본 시트(760)를 파쇄 유닛(500)에 통과시켜 복수의 금속 플레이크들(765)을 포함하는 금속 시트를 형성한 후, 금속 플레이크들(765)을 포함하는 상기 금속 시트를 오프셋(offset) 유닛(530)에 통과시켜 금속 플레이크들(765)을 수직 방향으로 오프셋시키고, 이후 평탄화 공정을 통해 상기 금속 시트에 상하 방면으로 다시 압력을 가하여 상기 수직 방향으로 서로 오프셋된 금속 플레이크들(765)이 상기 수평 방향으로 정렬되도록 함으로써 제1 및 제2 점착층들(710, 730)의 일부가 금속 플레이크들(765) 사이의 갭(770)을 부분적으로 충진시키는 효과를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 오프셋 공정 및 평탄화 공정은 연속적으로 수행될 수 있다. 또한 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 오프셋 공정 및 평탄화 공정은 각각 2회 이상 복수 회 수행될 수 있으며, 이들은 서로 교대로 수행될 수도 있다. 다만, 최종적으로는 상기 평탄화 공정을 수행함으로써 수평 방향으로 정렬된 금속 플레이크들(765)을 포함하는 금속 시트를 수득할 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7을 참조로 설명한 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제조하는 방법 혹은 도 8을 참조로 설명한 무선 충전용 자기장 차폐 부재를 제조하는 방법은 하나의 금속 시트뿐만 아니라, 도 4을 참조로 설명한 것과 유사하게, 상기 금속 시트들이 복수 개로 적층된 무선 충전용 자기장 차폐 부재에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 300, 600: 라이너 110, 310, 610: 제1 점착층
120, 320, 620: 제1 기재 130, 330, 630: 제2 점착층
140, 340, 640: 제1 보호 부재 150, 350, 650: 금속 플레이크
160, 360, 660: 갭 170, 370, 670: 절연체
180, 380: 금속 시트 190, 390: 제3 점착층
200, 400: 제2 기재 210, 410: 보호 필름
220, 420: 제2 보호 부재 430, 450: 제5, 제6 점착층
440: 제3 기재 460: 점착 부재
500: 파쇄 유닛 510: 열처리 유닛
520: 벤딩 유닛 530: 오프셋 유닛
540: 평탄화 유닛 680: 보호 필름
700: 용기 710, 730: 제1, 제2 점착층
720, 750: 제1, 제2 보호 부재 740: 보호 필름
760: 금속 리본 시트 765: 금속 플레이크
770: 갭 800: 방열 부재
120, 320, 620: 제1 기재 130, 330, 630: 제2 점착층
140, 340, 640: 제1 보호 부재 150, 350, 650: 금속 플레이크
160, 360, 660: 갭 170, 370, 670: 절연체
180, 380: 금속 시트 190, 390: 제3 점착층
200, 400: 제2 기재 210, 410: 보호 필름
220, 420: 제2 보호 부재 430, 450: 제5, 제6 점착층
440: 제3 기재 460: 점착 부재
500: 파쇄 유닛 510: 열처리 유닛
520: 벤딩 유닛 530: 오프셋 유닛
540: 평탄화 유닛 680: 보호 필름
700: 용기 710, 730: 제1, 제2 점착층
720, 750: 제1, 제2 보호 부재 740: 보호 필름
760: 금속 리본 시트 765: 금속 플레이크
770: 갭 800: 방열 부재
Claims (36)
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- 복수의 금속 플레이크들(flakes); 및
상기 금속 플레이크들 사이에 형성된 절연체를 포함하는 금속 시트를 구비하며,
상기 각 금속 플레이크들의 X선 회절(XRD) 분석에서 주 피크(peak)의 반치전폭(FWHM)이 0.6도 내지 0.7도인 무선 충전용 자기장 차폐 부재. - 제14항에 있어서, 상기 각 금속 플레이크들의 X선 회절(XRD) 분석에서 주 피크(peak)의 반치전폭(FWHM)이 0.6도 내지 0.65도인 무선 충전용 자기장 차폐 부재.
- 제14항에 있어서, 상기 금속 플레이크들 중에서 입경이 200μm 이상 1500μm 미만인 것들의 부피가 전체 부피의 65% 이상인 무선 충전용 자기장 차폐 부재.
- 제16항에 있어서, 상기 금속 플레이크들 중에서, 입경이 200μm 미만인 것들의 부피, 입경이 200 μm 이상 1500μm 미만인 것들의 부피, 및 입경이 1500μm 이상인 것들의 부피가 각각 전체 부피의 15% 이하, 65% 이상, 및 20% 이하인 무선 충전용 자기장 차폐 부재.
- 복수의 금속 플레이크들(flakes); 및
상기 금속 플레이크들 사이에 형성된 절연체를 포함하는 금속 시트를 구비하며,
상기 금속 시트의 투자율은 100kHz의 주파수에서 900 이상의 값을 갖고,
상기 금속 시트의 와전류 손실은 100kHz이 주파수 및 1.0T의 자속밀도에서 25MW/m3 이하의 값을 가지며,
상기 각 금속 플레이크들의 X선 회절(XRD) 분석에서 주 피크(peak)의 반치전폭(FWHM)이 0.6도 내지 0.65도인 무선 충전용 자기장 차폐 부재. - 제18항에 있어서, 상기 금속 플레이크들 중에서 입경이 200μm 이상 1500μm 미만인 것들의 부피가 전체 부피의 65% 이상인 무선 충전용 자기장 차폐 부재.
- 삭제
- 제18항에 있어서, 상기 금속 시트의 투자율은 100kHz의 주파수에서 1,000 이상 2,500 미만의 값을 갖는 무선 충전용 자기장 차폐 부재.
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- 금속 리본 시트의 상하면에 점착제를 포함하는 제1 및 제2 보호 부재들을 각각 형성하고;
상기 금속 리본 시트를 파쇄하여 갭에 의해 수평 방향을 따라 서로 이격된 금속 플레이크들을 포함하는 금속 시트를 형성하고;
상기 금속 시트에 압력을 가하여 상기 수평 방향으로 서로 이웃하는 상기 금속 플레이크들 중 적어도 일부가 수직 방향으로 서로 오프셋(offset) 되도록 하는 오프셋 공정을 수행하고; 그리고
상기 금속 시트에 압력을 가하여 편평한 상하면을 갖도록 하는 평탄화 공정을 수행하는 것을 포함하는 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법. - 제28항에 있어서, 상기 오프셋 공정은 돌출부가 형성된 롤을 포함하는 오프셋 유닛에 상기 금속 시트를 통과시키는 것을 포함하는 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 평탄화 공정은 돌출부가 형성되지 않은 롤을 포함하는 평탄화 유닛에 상기 금속 시트를 통과시키는 것을 포함하는 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 오프셋 공정을 수행함에 따라서, 상기 금속 플레이크들이 이동하여 상기 제1 및 제2 보호 부재들에 포함된 상기 점착제의 일부가 이에 부착되는 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 평탄화 공정은 상기 수직 방향으로 서로 오프셋 된 서로 이웃하는 상기 금속 플레이크들 중 적어도 일부가 상기 수평 방향을 따라 정렬되도록 하는 것을 포함하는 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 오프셋 공정 및 상기 평탄화 공정은 연속적으로 수행되는 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 오프셋 공정 및 상기 평탄화 공정은 각각 복수 회 수행되는 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법.
- 제34항에 있어서, 상기 오프셋 공정 및 상기 평탄화 공정은 서로 교대로 수행되는 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법.
- 제35항에 있어서, 상기 오프셋 공정들 및 상기 평탄화 공정들 중에서 상기 평탄화 공정이 맨 마지막에 수행되는 무선 충전용 자기장 차폐 부재의 제조 방법.
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