KR102323182B1

KR102323182B1 - 복합 안테나 유닛용 차폐유닛 및 이를 포함하는 복합 전송 모듈

Info

Publication number: KR102323182B1
Application number: KR1020150060910A
Authority: KR
Inventors: 이웅용; 장길재
Original assignee: 주식회사 아모센스
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2021-11-09
Also published as: KR20160128860A

Abstract

본 발명은 복합 안테나 유닛용 차폐유닛 및 이를 포함하는 복합 전송 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대 단말기기 등의 본체 및 배터리에 미치는 자기장 영향을 차단함과 동시에 안테나 특성을 향상시키는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛 및 이를 포함하는 복합 전송 모듈에 관한 것이다

Description

복합 안테나 유닛용 차폐유닛 및 이를 포함하는 복합 전송 모듈{Shielding unit for complex-antenna unit and complex-transmission module comprising the same}

본 발명은 복합 안테나 유닛용 차폐유닛 및 이를 포함하는 복합 전송 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 안테나는 전기적인 신호를 전파신호로 변환시키는 장치를 말하며, 유전특성을 이용한 유전체 안테나와 자성특성을 이용한 자성체 안테나로 분류할 수 있다. 모든 안테나는 다양한 영역에서 사용이 가능하나 형태나 구조에 따라 효율이 달라진다. 종래에는 고유전율 소재를 통한 유전체 안테나에 대한 연구가 활발했으나 더 높은 주파수를 사용함에 따라 소형화에 따른 안테나의 성능저하 문제가 새롭게 대두되면서 종전의 고유전율 소재에서 고투자율을 가지는 자성소재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 추세에 있으며, 최근에는 이들 안테나를 활용하여 각종 휴대 단말기기(스마트폰, 태블릿 PC 등)를 통해 근거리 무선통신(NFC, Near Field Communication), 무선전력 전송(WPT, Wireless Power Transmission), 마그네틱 보안 전송(MST, Magnetic security Transmission) 기능을 복합화하는 시도가 계속되고 있다.

먼저, 상기 근거리 무선통신(NFC)는 전자태그인 RFID의 하나로 13.56Mz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술을 말한다. NFC는 모바일 결제뿐만 아니라 파일 전송방식으로 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통, 출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.

또한, 최근 구글이 발표한 스마트폰에 구비된 ‘안드로이드 빔’에는 근거리 무선통신(NFC) 기반의 근거리 정보 송수신 기능으로서, 모바일 결제뿐만 아니라 사진, 명함, 파일, 지도, 웹사이트 등을 한 전화기에서 다른 전화기로 전달하는 기능을 제공하며, 이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제2015-001754호는 NFC 태그 기반 콘텐츠 공유 방법 및 이를 위한 NFC 게이트웨이를 개시하고 있다.

다음으로, 무선전력 전송(WPT)은 모바일 기기, 스마트 가전, LoT(Internet of Things) 등 배터리 사용기기의 확대로 충전 수요가 증가하고 유선 충전 시에 대비해 매우 편리한 무선충전 및 배터리리스(batteryless) 시장의 급부상을 야기한 기술로써, 무선으로도 배터리의 충전이나 전자기기의 구동을 가능케 하는 기술이다.

상기 기술은 개념적으로는 테슬라에 의해 100년 전에 등장한 기술로 최근에 소재 등의 관련기술의 발전에 따라 실용화되기에 이르게 되었다. 상기 무선전력 전송(WPT)은 전자기 유도 방식, 자기공진 방식, RF 방식 등 다양한 기술이 개발 중에 있으며, 현재는 스마트폰을 중심으로 자기유도방식을 채용하는 연구가 계속되고 있다. 상기 전자기 유도방식의 경우 수 kHz에서 20MHz 사이의 주파수가 사용되며, 근거리통신(NFC)의 13.56 MHz와 주파수 혼용 및 고주파 대역으로 갈수록 교류 전자기파에 대한 인체 유해성 문제가 커지므로 무선충전기능은 100kHz ~ 6MHz 이하에서 구현되는 추세이다.

다음으로, 마그네틱 보안 전송(MST) 기능은 종래의 보편적인 결제 수단인 마그네틱 카드 및 마그네틱 카드의 정보를 판독할 수 있는 POS(Point Of Sale) 단말기 간에 활용되던 기술로써, 최근에는 스마트폰의 결제기능을 향상을 위해 스마트폰 내에 당해 기술을 채용하는 시도가 계속되고 있다.

종래의 스마트폰을 이용한 결재방법으로 2D 바코드 또는 NFC(Near Field Communication)를 이용한 방법들이 제안되고 있으나 이러한 2D 바코드 또는 NFC 방식의 결제 수단은 POS 단말에 적합한 판독 장치가 없기 때문에 보편적인 적용이 곤란하고, 특히, NFC의 경우에는 많은 스마트 폰에서 표준화된 NFC 성능이 부족하며, 이를 판독하기 위한 별도의 장치를 구비해야 하는 단점이 있었다.

그러나 종래의 상점 등에서 일반적으로 사용되고 있는 POS 단말을 그대로 이용하면서도 종래의 마그네틱 카드 대신에 스마트폰을 통해 마그네틱 정보를 POS 단말에 전송이 가능하기 위해서는 POS 단말과의 상호 작용에 의해 자기장을 형성하는 MST용 안테나 등과 같은 마그네틱 보안 전송을 위한 부품 개발이 더 요구되고 있는 실정이다.

한편, 상술한 것 중 마그네틱 보안 전송(MST) 및 무선전력 전송(WPT)은 공통적으로 안테나에서 발생하는 전자기장 에너지를 사용하게 되고, 송수신부를 통해 무선통신이나 전송이 가능하다.

그러나 당해 기술들은 사용자에게 매우 놀라운 편의를 가져올 것으로 예상되는 것과 반대로 “전자기장 에너지의 송수신 거리”의 한계도 가지고 있으며, 이러한 송수신 거리의 한계를 극복하기 위해서는 전자기장 에너지 예를 들어, 자속밀도의 향상이 요구된다. 즉, 나선형 코일 형태의 루프 안테나에 유도되는 유도기전력은 페러데이 법칙(Faraday's law)과 렌쯔 법칙(Lenz's law)에 의하여 결정되므로, 높은 전압 신호를 얻기 위해서는 2차 코일(안테나 코일)과 쇄교하는 자속의 양이 많을수록 유리하다. 자속의 양은 2차 코일에 포함된 연자성 재료의 양이 많을수록, 그리고 재료의 투자율이 높을수록 크게 된다.

상기와 같은 2차 코일을 구비하는 휴대 단말기기는 자기장에 의한 단말기기내에 포함된 다른 부품들의 기능 저하나 자기장에 의한 인체의 유해를 가져올 수 있는 문제가 있어 필연적으로 자기장 차폐시트를 구비하고 있다.

상기 자기장 차폐시트는 휴대용 단말기기 내 다른 부품을 자기장에서 격리시키는 역할을 하는 동시에 송/수신부 사이에 자기장의 집중을 유도하여 송수신 교신 향상, 자기장에 의한 타부품의 기능 저하를 방지할 수 있다.

상기 자기장 차폐시트는 투자율이 높을수록 송수신 교신 성능에 있어 우수하며, 상기 투자율을 결정하는 요인은 재질에 따른 자성체의 포화 자화값(Ms), 소재의 미세구조 등이 있다. 한편, 자성체의 재질은 포화자화값을 결정짓는 요인인 동시에 이에 따라 한계 주파수가 결정될 수 있다. 즉, 높은 투자율을 가지는 자기장 차폐시트일지라도 목적하는 주파수 영역대에 따라 사용될 수 없는 경우가 존재하고, 사용되더라도 효율이 좋지 않거나 효율의 저감을 보상하기 위해 재료의 양 즉, 두께를 현저히 두껍게 해야 되는 문제점이 있다.

그러나 두께가 두꺼운 차폐시트는 휴대용 단말기기 자체가 슬림화되고 있는 현재 추세에 역행하며, 슬림화된 단말기에는 채용되기 어렵고, 두께를 두껍게 해도 목적하는 수준의 교신강도를 구현시키기 어려운 문제점이 있다.

또한, 사용되는 주파수 영역대가 서로 상이할 수 있는 무선전력 전송(WPT) 및 마그네틱 보안 전송(MST) 기능을 하나의 휴대용 단말기기에 복합화 시킨 경우 어느 특정한 한계 주파수 영역대에만 우수한 투자율을 가지는 차폐시트의 사용은 복합화된 각각의 기능 중 어느 하나의 기능만을 유지 또는 향상시키고, 한계 주파수 영역대를 벗어나는 다른 기능들까지 동시에 유지 또는 향상시키기에는 매우 어려운 문제점이 있다.

이에 따라 복합화된 안테나의 각각 안테나에 대한 특성을 동시에 현저히 향상시키고, 휴대용 단말기의 슬림화 추세에 부합하도록 박형화 되어 구현되며, 자기장 차폐시트에 요구되는 기본적인 물성을 현저히 발현시킬 수 있는 자기장 차폐시트에 대한 연구가 시급한 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사용되는 주파수 영역이 다른 복수의 안테나가 복합화된 안테나 유닛에서 각각 안테나에 대한 특성을 동시에 현저히 향상시키고, 휴대용 단말기의 슬림화 추세에 부합하도록 박형화 되어 구현되며, 자기장 차폐시트에 요구되는 기본적인 물성을 현저히 발현시킬 수 있는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 복합 안테나 유닛용 차폐유닛을 통해 주파수 영역대가 상이한 안테나들이 복합화된 경우에도 현저히 향상된 안테나 특성을 동시에 발현시키고, 슬림화됨에 따라 최근 휴대용 단말기기 등에 채용되기에 적합한 복합 전송 모듈, 이를 포함하는 모바일 기기, 스마트가전, 사물 인터넷(Internet of Things)용 기기를 제공하는 것이다.

삭제

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 마그네틱 보안전송(MST) 및 무선 전력 전송(WPT)을 포함하는 복합 안테나 유닛의 안테나의 특성을 향상시키기 위하여, 복수 개의 자성체 플레이크(flake)로 플레이크화된 리본시트층을 포함하는 제1 자기장 차폐부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 자성체 플레이크 중 어느 일자성체 플레이크는 인접한 타자성체 플레이크와 이격된 공간을 가질 수 있다.
또한, 상기 이격된 공간의 전부 또는 일부에는 와전류 제동(eddy current brake) 물질이 충진되어 있을 수 있다.
또한, 상기 리본시트층은 비정질 리본시트 유래인 것일 수 있고, 상기 비정질 리본시트는 비정질 합금 및 나노결정질 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 비정질 합금은 실리콘계 스틸을 포함할 수 있다.
또한, 상기 자성체 플레이크는 평균입경이 1㎛ ~ 5㎜일 수 있고, 비정형인 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 와전류 제동 물질은 절연 접착제 또는 열전도성 방열 접착제일 수 있다.
또한, 상기 제1 자기장 차폐부재는 1개의 리본시트층을 포함하는 단층부재, 또는 복수 개의 리본시트층이 적층된 다층부재로 구비될 수 있고, 상기 다층부재는 3 ~ 10개의 리본시트층이 적층된 것일 수 있으며, 상기 제1 자기장 차폐부재가 다층부재인 경우 각각의 리본시트층 사이에 개재되는 절연성 접착층 또는 열전도성 방열 접착층을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 차폐유닛은 제1 자기장 차폐부재와 상이한 재질의 제2 자기장 차폐부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 마그네틱 보안전송(MST)용 안테나 및 무선 전력 전송(WPT)용 안테나를 포함하는 복합 안테나 유닛; 및 상기 복합 안테나 유닛의 일면에 배치되어 자기장을 유기하고, 안테나 특성을 향상시키는 본 발명에 따른 차폐유닛;을 포함하는 복합 전송 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 MST용 안테나를 이루는 인덕터는 적어도 하나의 권선(winding)을 갖는 루프로 이루어지고, 상기 인덕터는 마그네틱 리더 헤드의 센싱 개구에 대응하는 영역에 걸쳐 확산하는 자기장을 형성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 인덕터는 상기 인덕터를 흐르는 전류 하에서 포화되지 않는 재질로 이루어진 것일 수 있다.
또한, 상기 인덕터의 유도 용량과 저항값의 비는 10μH/Ω ~ 80μH/Ω인 것일 수 있다.
또한, 상기 루프가 형성하는 면적은 600 ~ 1700 ㎟인 것일 수 있다.
또한, 상기 마그네틱 보안전송용 안테나 및 무선 전력 전송용 안테나는 상호 이격되어 구비될 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 복합 전송 모듈을 포함하는 모바일 기기, 스마트 가전, 사물 인터넷(Internet of Things)용 기기를 제공한다.
이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.

본 발명에서 사용한 용어인 특정 층의“일면에 형성된” 또는 “층상에 형성된”의 의미는 특정 층과 직접적으로 대면하여 형성되거나 층 상부에 하나 이상의 다른 층이 삽입된 후 간접적으로 형성되는 경우를 모두 포함한 것으로써, 예를 들어 “A층 일면에 형성된 B층”이라 할 때, A층과 B층은 직접 대면하고 있거나, A층상에 제3의 C층이 형성된 후 상기 C층상에 B층이 형성되는 경우를 포함한다.

본 발명에서 사용하는 용어인 "부재"는 그 형태를 별도로 언급하지 않는 한, 시트(sheet), 필름(film) 또는 판(plate)를 모두 포함하는 의미이며, 예를 들면, 차폐부재는 차폐시트, 차폐필름, 차폐판을 모두 포함하는 의미이다.

본 발명에 의하면, 복합 안테나 유닛용 차폐유닛은 사용되는 주파수 영역이 다른 복수의 안테나가 복합화된 안테나 유닛에서 각각 안테나에 대한 특성을 동시에 현저히 향상시키고, 휴대용 단말기의 슬림화 추세에 부합하도록 박형화 되도록 구현됨에도 불구하고 자기장 차폐시트에 요구되는 기본적인 물성을 현저히 발현시킬 수 있다.

또한, 이와 같은 복합 안테나 유닛용 차폐유닛을 포함하는 복합 전송 모듈의 경우 개별 안테나 각각이 현저히 향상된 안테나 특성을 동시에 발현됨에 따라 송수신을 위한 교신강도가 향상되어 교신거리가 증가해도 목적하는 데이터 전송이나 무선충전 또는 결재진행 등이 원활이 수행될 수 있다.

나아가 박형화된 차폐유닛을 통해 구현되는 모듈 및 이를 포함하는 전자기기 자체가 슬림화되어 최근 수요자의 니즈에 부합한 제품으로 널리 활용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 전송 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자기장 차폐부재의 단면모식도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐유닛의 단면모식도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자기장 차폐부재의 단면모식도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐유닛의 단면도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 플레이크 장치를 도시한 개략도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 압축장치의 개략도,
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자기장 차폐부재를 제조하기 전의 차폐시트에 대한 단면도,
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐유닛의 단면도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 보안 전송 모듈을 구비한 휴대용 전자기기의 사용 상태도,
도 14는 도 13의 동작을 설명하기 위한 개략정 구성도, 그리고
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 안테나 유닛에 포함되는 마그네틱 보안 전송(MST)용 안테나의 평면도이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이 높은 투자율을 가지는 자기장 차폐시트일지라도 목적하는 주파수 영역대에 따라 사용될 수 없는 경우가 존재하고, 사용되더라도 효율이 좋지 않거나 효율의 감소를 보상하기 위해 재료의 양 즉, 두께를 현저히 두껍게 해야 되는 문제점이 있었다. 또한, 두께가 두꺼운 차폐시트는 휴대용 단말기기 자체가 슬림화되고 있는 현재 추세에 역행하며, 슬림화된 단말기에는 채용되기 어렵고, 두께를 두껍게 해도 목적하는 수준의 교신강도를 구현시키기 어려운 문제점이 있었다.

구체적으로 종래의 근거리 무선통신(NCF)에는 페라이트 자기장 차폐시트가 널리 사용되어 왔다. 페라이트 자성소재는 금속 자성소재에 비하여 10⁶ 이상의 비저항을 갖기 때문에 와전류 손실이 적으며, 높은 고주파 영역까지 일정한 투자율과 낮은 전기적 특성이 발현됨에 따라 고주파 영역에서 적합한 소재로 사용되어 왔다. 그러나 페라이트 자성소재는 초투자율을 가질 수 있는 한계 주파수가 10 ~ 10⁴ MHz(구체적인 미세구조에 따라 그 정도는 달라질 수 있음) 정도인 반면에, 최근 인체의 영향 등을 고려하여 무선전력 송신(WPT)이나 마그네틱 보안전송(MST)에서 주로 사용되는 주파수 범위가 400kHz 이하의 범위인 점을 고려할 때, 페라이트 소재 자체의 한계 주파수 영역대의 한계로 인해 WPT 또는 MST에 사용되는 주파수대역에서는 초투자율이 거의 0에 가까움에 따라 상이한 주파수 영역대를 사용하는 WPT용 및 MST용 각각의 안테나가 복합화된 안테나 유닛에 대해서는 페라이트 차폐시트가 안테나 특성 등 목적하는 물성을 온전히 동시에 구현시키기에는 매우 역부족인 문제점이 있었고, 물성의 향상을 위해 페라이트 시트의 두께를 두껍게 할 경우 목적하는 두께의 박형화된 차폐부재를 구현시킬 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 이와 같은 문제는 다른 관점에서 상이한 주파수 영역대를 사용하는 각각의 안테나에 대하여 안테나 특성을 향상시키기 위해서는 차폐시트 소재의 한계주파수 등을 고려해서 각각의 안테나 사용주파수에 적합한 소재를 선정 후 안테나 개수만큼의 상이한 소재로 각각 구성된 차폐시트들을 구비시켜야 된다는 것을 의미하고, 이는 최근 슬림화되는 휴대용 단말기기 등을 고려할 때 박형화에 역행하고 제조공정의 복잡화를 야기시켜 생산성 저하의 문제점이 있었다.

나아가, 무선전력 전송(WPT)의 경우 자속의 누설을 방지하기 위해 무선전력 송신부에 영구자석을 통상적으로 구비시키는데, 영구자석에 의한 직류 자기장이 교류 자기장 보다 자기장 차폐시트에 미치는 영향이 더 큼에 따라 페라이트 재질의 자기장 차폐시트는 상기 영구자석에 의해 쉽게 자화, 즉 영구자석에 의해 자기포화 되어 투자율이 현저히 낮은 재료로 제조된 차폐시트와 같은 거동을 보이게 됨으로써 목적하는 자기장 차폐시트로써의 역할을 수행하지 못하는 문제점이 있었다.

더 나아가, 영구자석에 의해 배열된 스핀의 방향이 안테나로 인한 교류 자기장 자속의 방향과 반대이므로 자기장이 상쇄되어 투자율이 높다고 알려진 자성 시트, 예를 들어 페라이트 시트를 사용할 경우 수신 안테나의 인덕턴스가 오히려 떨어져 송수신부간에 무선전력 교신강도가 현저히 저하되고, 충전효율이 저하되는 등 목적하는 물성을 수득하기 어려운 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 마그네틱 보안전송(MST) 및 무선 전력 전송(WPT)에 따른 자기장을 유기하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛으로서, 상기 차폐유닛은 복합 안테나 유닛의 안테나의 특성을 향상시키는 복수 개의 자성체 플레이크(flake)를 포함하는 제1 자기장 차폐부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 kHz급 저주파수대를 사용하는 안테나에서 MHz급 고주파수 대역대를 사용하는 안테나까지 넓은 범위의 주파수 영역대를 동시에 지원할 수 있고, 자속의 얼라인을 위해 구비되는 영구자석에도 자화가 쉽게 되지 않아 누설 자속이 감소하고, 송수신부 간의 교신강도를 온전히 유지 또는 향상시킴에 따라 안테나 특성을 현저히 개선할 수 있는 동시에 얇게 박형화되어 구현되더라도 물성이 우수하여 슬림화 추세의 휴대용 단말기기에 매우 적합하다.
구체적으로 도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합 전송 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도로써, 복합 전송 모듈(100)은 복합 안테나 유닛(110) 및 차폐유닛(120)을 포함한다.
먼저, 마그네틱 보안전송(MST) 및 무선 전력 전송(WPT)에 따른 자기장을 유기하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛(120)에 대해 설명한다.
상기 차폐유닛(120)은 복합 안테나 유닛에 구비된 각각의 안테나 특성을 동시에 향상시키기 위해 복수 개의 자성체 플레이크(flake)로 플레이크화된 리본시트층을 구비한 제1 자기장 차폐부재를 포함한다. 구체적으로 도 2 및 도 4는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 리본시트층(9)을 구비한 제1 자기장 차폐부재(10)의 단면모식도로써, 도 2의 개략도로 도시한 바와 같이 복수 개의 자성체 플레이크(flake)를 포함하며, 상기 복수 개의 자성체 플레이크(2)는 자성체 플레이크 간에 이격되어 존재함에 따라 인접하는 자성체 플레이크(2) 사이에 빈 공간(4)을 가질 수 있고, 이러한 빈 공간(4)의 전부 또는 일부에는 와전류 제동(eddy current brake) 물질(5)로 충진되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 도 2에 도시된 것과 같이 제1 자기장 차폐부재(10)는 단층의 리본시트층(9)으로 구성되거나 또는 도 4에 도시된 것과 같이 제1 자기장 차폐부재(120')는 개개의 단층인 리본시트층(121a, 121b, 121c)이 복수 개로 적층된 다층부재일 수 있다.
상기 제1 자기장 차폐부재는 물성적인 측면에서 단층부재일 때 보다 복수 층으로 구성된 다층부재가 바람직하고, 보다 바람직하게는 단층의 제1 자기장 차폐부재가 3층 ~ 10층으로 적층된 복수 층의 부재일 수 있으며, 만일 3층 미만으로 적층될 경우 목적하는 물성의 발현이 저하될 수 있고, 10층을 초과할 경우 차폐유닛의 박형화에 역행하는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 상기 제1 자기장 차폐부재가 복수 층으로 구성된 다층부재일 경우 단층인 각각의 리본시트층(121a, 121b, 121c) 사이에는 도 4에 도시된 것과 같이 절연성 접착층(121d) 또는 열전도성 방열 접착층(121d)을 더 포함할 수 있다.
제1 자기장 차폐부재의 두께는 통상적인 차폐부재의 두께일 수 있고, 바람직하게는 0.01 ㎛ ~ 1mm일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 형상은 통상의 차폐부재 형상의 경우 제한 없이 채용될 수 있고, 다각형, 원형, 타원형, 도넛형 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

삭제

이하, 제1 자기장 차폐부재의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 2에 도시된 것과 같이 제1 자기장 차폐부재(10)는 복수 개의 자성체 플레이크(2)를 포함한다. 제1 자기장 차폐부재(10)를 포함하는 차폐유닛은 통상적으로 송신기(및/또는 수신기)에 설치된 제1 안테나(1차 코일)로부터 발생된 전자기파 신호에 의해 휴대 단말기기에 미치는 영향을 차단하도록 자기장을 유기하는 역할을 수행하는 동시에 송신되는 전자기파 신호를 높은 감도로 휴대 단말기기에 구비되는 제2 안테나(2차 코일)에 수신되도록 유도하는 인덕터로써 역할을 한다. 그러나 차폐 유닛, 구체적으로 제1 자기장 차폐부재의 재질, 미세구조 등에 따라 수신되는 자기장의 자속밀도의 저하 현상이 발생하며, 보다 구체적으로 이력현상(hysteresis)에 따른 손실이나 와전류 손실(eddycurrent loss) 및 잔류손실(residual loss)에 의해 자속밀도가 저하될 수 있는데, 본 발명에 따른 제1 자기장 차폐부재는 복수 개의 플레이크화된 자성체를 포함에 따라 자기 저항(R)의 감소가 제1 자기장 차폐부재의 인덕턴스(L) 값의 감소보다 더 크게 이루어져 NFC 통신, WPT 전송 및 MST 전송의 품질계수가 증가하여 각각의 통신이나 전송의 효율이 현저히 증가될 수 있는 이점이 있다.

또한, 자성체가 복수 개의 플레이크(2)로 구비됨에 따라 와전류에 의한 손실을 줄일 수 있어 자속밀도의 저하를 더더욱 방지할 수 있는 이점이 있고, WPT 전송에 의해 배터리가 충전될 때 와전류로 인해 발생하는 발열 문제를 차단할 수 있는 이점이 있다.

더 나아가 복수 개의 자성체 플레이크(2) 중 어느 일 자성체 플레이크는 인접한 타 자성체 플레이크와 이격되어 구비됨에 따라 플레이크 된 자성체가 상호간에 직접적으로 접촉함에 따라 크기가 증가해 와전류 손실이 증가하는 문제점을 차단시킬 수 있다.

또한, 자성체 플레이크(2) 간에 이격된 공간에는 와전류 제동 물질이 충진됨에 따라 자성체 플레이크(2) 간에 직접적 접촉 또는 전기적 접속을 영구적으로 차단시키는 이점이 있고, 이를 통해 와전류에 따른 자속밀도 저하를 더더욱 방지시킬 수 있다.

상기 자성체 플레이크(2)의 형상은 비정형이며, 구체적인 형상에는 제한이 없다. 또한, 바람직하게는 자성체 플레이크(2) 평균입경이 1㎛ ~ 5㎜로, 바람직하게는 평균입경 10㎛ ~ 3㎜로, 더욱 바람직하게는 평균입경 10㎛ ~ 1㎜로 플레이크의 입경을 조절할 수 있다. 이와 같이, 자성체의 플레이크 입경을 줄임으로써, 반자장을 증가시켜서 이력현상에 따른 손실을 제거하여 투자율의 균일성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 교류 자기장에 의해 생성되는 와전류에 기인한 발열 문제도 차단할 수 있다.

상기 자성체 플레이크(2)는 비정질의 리본시트에서 플레이크화된 것일 수 있고, 상기 비정질의 리본시트는 비정질 합금 및 나노결정질 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 포화자화값(Ms)을 고려하여 포화 자기장이 더 큰 비정질 합금이 더 바람직할 수 있다. 상기 비정질의 리본시트의 두께는 0.01 ~ 60㎛ 두께를 갖는 것을 사용할 수 있으나 제조방법 및 목적에 따라 두께를 달리할 수 있다. 보다 향상된 물성을 발현하기 위해 보다 더 바람직하게는 상기 비정질 합금은 실리콘계 스틸을 포함할 수 있다. 또한, 자성체의 미세구조는 투자율을 결정하는 인자 중의 하나로써, 상기 실리콘계 스틸은 구조의 면적비로 20% 이상이 입경 50㎚ 이하의 미세구조로 이루어져 있을 수 있고, 더 바람직하게는 입경이 5 내지 30㎚의 결정립이 합금 구조 중에 면적비로 50% 내지 90%의 범위로 존재하는 구조를 구현하도록 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 실리콘계 스틸은 바람직하게는 Fe-Si-B계 합금, Fe-Si-B-Co계 합금, Fe-Si-B-Cu-Nb계 합금을 포함할 수 있다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 Fe-Si-B계 합금은 포화 자속밀도가 높아지지만 Fe 원소의 함유량이 과다할 경우 비정질을 형성하기 어려우므로, 본 발명에서는 Fe의 함량이 70 ~ 90 atomic%인 것이 바람직하다.

또한, Si 및 B의 합이 10 ~ 30 atomic%의 범위일 때 합금의 비정질 형성능이 가장 우수하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지하기 위해 Cr, Co 등 내부식성 원소를 20 atomic% 이내로 첨가할 수도 있고, 다른 특성을 부여하도록 필요에 따라 다른 금속 원소를 소량 포함할 수 있다. 그리고, 상기 Fe-Si-B 합금은 예를 들어, 결정화 온도가 508℃이고, 큐리온도(Tc)가 399℃인 것을 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 결정화 온도는 Si 및 B의 함량이나, 3원계 합금 성분 이외에 첨가되는 다른 금속 원소 및 그의 함량에 따라 변동될 수 있다.

또한, Fe-Si-B-Cu-Nb 합금을 사용할 수 있으며, 이 경우, Fe가 73 ~80 atomic%, Si 및 B의 합이 15 ~ 26 atomic%, Cu와 Nb의 합이 1 ~ 5 atomic%인 것이 바람직하다.

다음으로 상술한 제1 자기장 차폐부재를 구성하는 복수 개의 자성체 플레이크(2) 간의 이격공간에 충진되어 플레이크 간을 분리시키는 와전류 제동 물질(5)에 대해 설명한다.

상기 와전류 제동 물질(5)은 플레이크 간의 이격공간에 충진되어 플레이크가 뭉쳐서 직접적으로 접촉하는 것을 방지하여 플레이크 크기가 커져 와전류 손실이 증가하는 것을 방지한다. 또한, 발생된 와전류는 열을 발생시킴에 따라 와전류의 감소는 발열을 줄일 수 있는 이점이 있다. 나아가, 자성체 플레이크 간에 이격공간이 빈 공간으로 남아있을 경우 틈새로 수분이 침투할 수 있고, 수분의 침투는 비정질 리본의 산화를 야기시켜 차폐성능의 저하 및 외관의 불량을 초래하는 문제점이 있음에 따라 와전류 제동 물질(5)은 수분침투를 차단시킬 수 있는 이점 있다.

상기 와전류 제동 물질(5)은 절연성 접착제 또는 열전도성 방열 접착제일 수 있으며, 절연성 접착제의 경우 당업계에서 사용되는 통상의 절연성 접착성분의 경우 제한 없이 사용될 수 있고, 상온에서 가압하면 변형이 가능한 접착제가 사용되거나 열을 가하면 변형되는 열가소성 접착제가 사용될 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 왁스, 에폭시 수지, 멜라닌 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 에틸렌 프로필렌고무 수지(EPDM) 및 폴리비닐 알콜 수지(PVA) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 고분자 수지를 사용할 수 있다.

또한, 상기 열전도성 방열 접착제는 플레이크(2) 간의 이격 공간에 충진되어 플레이크를 분리시키는 기능을 수행함과 동시에 와전류에 따라 발생하는 열을 방출시키는 기능을 동시에 수행할 수 있다. 통상의 무선전력 전송 모듈이나 근거리 통신 모듈은 자기장 차폐시트의 상부 또는 하부에 방열유닛을 더 포함하는데 만일 와전류 제동 물질로 열전도성 방열 접착제를 사용할 경우 자기장 차폐유닛의 상부 또는 하부에 구비될 방열유닛의 생략 또는 방열유닛의 두께 박형화가 가능하여 복합 전송 모듈의 슬림화에 보다 유리할 수 있는 이점이 있다. 상기 열전도성 방열 접착제는 상술한 절연성 접착제에 열전도성 방열 필러를 구비시켜 구현할 수 있으며, 상기 열전도성 방열 필러는 당업계에 공지된 필러를 사용할 수 있고, 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 자기장 차폐유닛은 상술한 제1 자기장 차폐부재의 일면 또는 양면에는 보호부재(1), 이형부재(3) 및 접착부재(5) 중에서 선택된 1종 이상의 부재를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 도 3에 도시된 것과 같이, 제1 자기장 차폐부재의 상부에 보호부재(1) 또는 이형부재(3)가 형성되며, 하부에 접착부재(5)가 형성되고, 상기 접착부재(5)의 하부에 이형부재(3)가 형성될 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 것과 같이 제1 자기장 차폐부재의 양면에 접착부재(5)가 형성되고, 상기 접착부재(5)의 상부면에 보호부재(1) 또는 이형부재(3)가 형성되며, 접착부재(5)의 하부에 이형부재(3)가 형성될 수 있다. 상기 접착부재(5)는 상술한 와전류 제동 물질과 동일 또는 상이한 물질일 수 있고, 동일한 물질일 경우 후술되는 제조공정 상에서 한번의 접착부재 형성으로 자성체 플레이크 간의 이격공간 충진 및 접착층을 동시에 형성시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 보호부재(1)는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리이미드 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리페닐린설페이드(PPS) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 불소 수지계 필름 등의 수지 필름을 사용할 수 있으며, 두께는 통상적인 두께일 수 있고, 바람직하게는 1 ~ 200㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

삭제

또한, 상기 이형부재는 통상의 이형부재의 경우 제한 없이 사용할 수 있고, 두께의 경우에도 통상의 두께인 경우 그 제한은 없다. 상기 접착부재(5)는 통상의 접착부재일 수 있고, 한 면에만 접착성분이 배치된 접착부재이거나 또는 양면에 접착성분이 배치되는 접착부재일 수 있다. 상기 접착부재는 통상의 접착부재일 수 있고, 바람직하게는 와전류 제동물질과 동일한 성분일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 접착부재의 두께는 목적에 따라 달리 설계될 수 있고, 0.01㎛ ~ 1mm일 수 있으나 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.

상술한 제1 자기장 차폐부재는 하기의 방법을 통해 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

구체적으로 자성체의 외부표면을 와전류 제동 물질로 코팅시켜서 코팅층을 형성시키는 단계, 상기 코팅층의 외부에 보호층을 형성시키는 단계, 및 압력을 가하여 자성체를 플레이크 처리하는 단계를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 플레이크 처리하는 단계 이후에 압축시키는 단계를 더 수행할 수 있으며, 상기 압축시키는 단계 이후에 시트 또는 필름 형태로 제조하는 단계를 더 수행할 수도 있다(제1 제조방법).

또한, 본 발명의 자기장 차폐성 방열부재는 자성체 시트의 양측면에 보호필름과 노출면에 이형필름이 형성된 양면테이프를 부착하여 적층시트를 형성하는 단계, 상기 적층시트에 압력을 가하여, 자성체 플레이크를 포함하는 적층시트를 제조하는 단계, 및 자성체 플레이크를 포함하는 적층시트를 라미네이트 처리하여 적층시트를 평탄화 및 슬림화시키는 단계를 포함하는 공정을 수행할 수 있으며, 상기 양면테이프는 테이프 양면에 접착제로서, 와전류 제동 물질을 포함할 수 있다(제2 제조방법).

본 발명의 자기장 차폐부재를 제조하는 바람직한 일 방법 중 제1 제조방법에서 압력을 가하여 플레이크를 처리하는 단계 또는 제2 제조방법에서 자성체 플레이크를 포함하는 적층시트를 제조하는 단계는 도 6 내지 도 7에 도시한 플레이크 장치를 이용하여 자성체를 플레이크화 시킬 수 있다.

구체적으로 제1 플레이크 장치(20)는 도 6에 도시된 바와 같이, 외면에 복수의 요철(21a)이 형성되는 금속롤러(21)와, 금속롤러(21)와 대향하여 배치되는 고무롤러(25)로 구성될 수 있고, 제2 플레이크 장치(30)는 도 7에 도시된 바와 같이, 외면에 복수의 구형 볼(31a)이 장착되는 금속롤러(31)와 금속롤러(31)와 대향하여 배치되는 고무롤러(35)로 구성될 수 있다.

또한, 상기 보호필름으로 봉지되는 와전류 제동 물질로 코팅된 자성체를 포함하는 시트(도 10) 또는 보호필름으로 봉지되는 와전류 제동 물질로 코팅된 자성체의 적층시트(도 9)를 상기 제1 플레이크 장치 및 제2 플레이크 장치를 통과시켜서 자성체를 플레이크화시킬 수 있다. 그리고, 상기 플레이크 장치를 다수 통과시켜서 원하는 크기로 플레이크화 시킬 수 있다. 이때, 분리된 다수의 플레이크는 양 측면에 접착된 양면테이프를 통해 분리된 상태를 유지하게 된다.

또한, 플레이크 처리시, 코팅된 와전류 제동 물질 또는 양면테이프에 존재하는 와전류 제동 물질이 플레이크 처리시 가해지는 압력을 통해 플레이크 간에 존재하는 이격된 공간(도 1의 4)에 충진됨에 따라 단순화된 제조공정을 통해 목적하는 물성을 발현시키는 이점이 있다.

또한, 상기 제조방법 1에서 플레이크 처리 후 압축 시키는 공정 또는 제조방법 2에서 평탄화 및 슬림화 시키는 공정은 플레이크간에 존재하는 이격된 공간을 최소화하고, 와전류 제동 물질이 이격된 공간에 잘 채워지게 할 뿐만 아니라, 수평방향으로 방열이 잘 일어나도록 플레이크를 수형방향으로 존재하게끔 유도하기 위한 것으로서, 구체적인 일례를 들면, 도 8과 같은 장치를 롤러장치(400)를 이용하여 수행할 수 있다. 상기 롤러장치(40)는 제1 가압롤러(41) 및 제1가압롤러(41)와 일정 간격을 두고 배치되는 제2가압롤러(45)로 구성되는 롤 프레스 타입이 적용될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 자기장 차폐 유닛은 상술한 제1 자기장 차폐부재 이외에 제2 자기장 차폐부재를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 자기장 차폐부재는 제1 자기장 차폐부재에 포함되는 자성체와 재질 및/또는 미세구조가 상이한 자성체를 포함하는 차폐부재일 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 자기장 차폐부재는 Mg-Cu-Zn계 페라이트일 수 있고, 이를 통해 사용 주파수대역을 달리하는 안테나들이 복합화된 안테나 유닛의 각각 안테나 특성에 있어서, 제1 자기장 차폐부재와 상승작용을 통해 송수신부 간의 자속밀도 현상 등 현저히 우수한 안테나 특성을 동시에 발현시킬 수 있고, 송수신부 간의 자기장 얼라인을 위해 구비되는 영구자석에도 쉽게 자화되지 않아 목적하는 물성을 온전히 발현시킬 수 있으며, 저온소성이 가능함에 따라 고온소성에 의해 제조되는 페라이트에 비해 형상변형이 거의 없어서 제품에 적용 및 응용이 용이한 이점이 있다.

상기 제2 차폐부재의 형상은 당업계에 공지된 차폐유닛의 형상일 수 있고, 다각형, 원, 타원형, 도넛형 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 차폐부재의 형상과 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 제2 차폐부재의 두께는 목적에 따라 달리 설계될 수 있어 본 발명에서는 특별히 한정하는 것은 아니나 0.01㎛ ~ 1mm일 수 있다.

상기 제1 자기장 차폐부재 및 제2 자기장 차폐부재는 일 차폐부재 내부에 타 차폐부재가 수용되는 형상으로 차폐유닛에 구비되거나 일 차폐부재의 상부 또는 하부에 타 차폐부재가 적층되는 형상으로 차폐유닛에 구비될 수 있다. 구체적으로 도 11은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 자기장 차폐유닛의 단면도로써, 제1 자기장 차폐부재(122)는 제2 자기장 차폐부재(121)를 수용하기 위한 수용부(124)가 구비되고, 상기 수용부(124)에 제2 자기장 차폐부재(121)를 삽입함으로써, 서로 다른 자기장 차폐부재를 하나의 층으로 형성시켜 전체적인 차폐부재의 두께를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 상기 제1 자기장 차폐부재(122) 또는 제2 자기장 차폐부재(121)의 배치는 차폐유닛과 접합되는 복합 안테나 유닛에서 MST용 안테나 및 WPT용 안테나의 배치에 따라 달라질 수 있으며, 안테나의 배치에 따라 일 자기장 차폐부재를 수용할 수 있는 수용부가 복수 개로 포함될 수도 있는 등 구체적인 배치는 상술한 설명에 제한되는 것은 아니다. 또한, 자기장 차폐부재(121, 122)의 상부 및 하부에는 각각 독립적으로 접착부재, 보호필름, 이형필름(123) 중 어느 하나가 형성될 수 있다. 또한, 구체적으로 도 12는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 자기장 차폐유닛의 단면도로써, 제1 자기장 차폐부재와 제2 자기장 차폐부재(8)는 적층되어 차폐유닛을 형성할 수 있고, 이때, 각 차폐부재 사이에는 접착부재(5)가 더 구비될 수 있다.

다음으로, 상술한 본 발명에 따른 자기장 차폐 유닛을 포함하는 복합 전송 모듈에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 복합 전송 모듈은 마그네틱 보안전송(MST)용 안테나 및 무선 전력 전송(WPT)용 안테나를 포함하는 복합 안테나 유닛; 및 상기 복합 안테나 유닛의 일면에 배치되어 자기장을 유기하고, 안테나 특성을 향상시키는 본 발명에 따른 자기장 차폐유닛을 포함한다.

구체적으로 도 1에 도시된 것과 같이, 복합 안테나 유닛(110) 및 자기장 차폐유닛(120)으로 구성되고, 상기 복합 안테나 유닛(110)은 회로기판(112)에 구비되는 MST용 안테나(114b) 및 상기 MST용 안테나(114b)의 내측에 배치되는 WPT용 안테나(114c)를 포함한다.

상기 자기장 차폐유닛(120)에 대한 설명은 상술한 바와 동일하여 생략하고, 이하 복합 안테나 유닛(110)에 대해 구체적으로 설명한다.

상기 복합 안테나 유닛(110)은 휴대폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대용 전자기기, 스마트 가전 및 LoT용 전자기기 간 또는 상기 기기들과 기타 송수신기 간에 무선 고주파 신호를 송출하거나 수신하기 위한 것으로써, 마그네틱 보안전송(MST)용 안테나 및 무선 전력 전송(WPT)용 안테나를 포함하여 서로 동일 또는 상이한 주파수 대역을 사용하는 안테나를 하나의 유닛에 복합화하여 상이한 기능을 하나의 유닛으로 수행할 수 있다.

상기 복합 안테나 유닛(110)은 상술한 자기장 차폐유닛(120)의 일면에 하나로 구비될 수도 있고, 또는 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 차폐유닛(120)의 일면에 접착층을 매개로 고정될 수 있다.

상기 접착층은 접착 성질을 갖는 본드, PVC, 고무 또는 양면 테이프 등일 수 있으며, 전도성을 갖는 성분이 포함될 수도 있다.

한편, 상기 복합 안테나 유닛(110)에 포함되는 각각의 안테나는 시계방향 또는 반시계 방향으로 권선되는 원형, 타원형, 나선형 또는 사각형상과 같은 다각형상의 코일로 구성될 수도 있고 동박 등과 같은 금속박을 에칭하여 구성될 수도 있다.

더불어, 상기 복합 안테나 유닛(110)은 회로기판(112)에 인쇄패턴으로 형성될 수 있고, 상기 회로기판(112)의 일면이 상술한 자기장 차폐유닛(120)의 일면에 부착될 수도 있다.

상기 회로기판(112)은 그 상면에 MST용 및 WPT용 안테나 패턴과 회로부가 형성되는 기재가 되는 요소로서, 내열성 및 내압성을 가지며, 가요성(flexible)을 갖는 소재이다. 이러한 소재의 물성을 고려할 때, 상기 회로기판(112)으로서 열경화성 고분자 필름인 PI나 PET 등과 같은 필름이 채용될 수 있다.

그리고 상기 복합 안테나 유닛(110)은 양 단부에는 상기 회로기판(112)과 전기적인 연결을 위한 연결단자가 인출될 수 있다.

상기 복합 안테나 유닛(110)에 포함되는 각 안테나에 대해 구체적으로 설명하면, 도 1에서 상기 MST용 안테나(114b)의 내측에 WPT용 안테나(114c)가 이격되어 배치되나 각 안테나 간의 위치관계는 목적에 따라 변경될 수 있고, 일회로기판(112)에 포함되는 각 안테나의 개수도 서로 상이할 수도 있다.

상기 MST용 안테나(114b)는 송출되거나 수신되는 자기적신호를 통해 전자결재를 위한 데이터를 전송하거나 수신할 수 있도록 구비되는 수신안테나의 역할을 수행할 수도 있고 전송안테나의 역할을 수행할 수도 있다.

상기 MST용 안테나(114b)는 인덕터로 이루어지고, 상기 인덕터는 적어도 하나의 권선(winding)을 갖는 루프로 이루질 수 있다. 바람직하게는 상기 루프는 20개 이상의 권선으로 이루어질 수 있다.
구체적으로 도 1에 도시된 것과 같이, MST용 안테나(114b)를 포함하는 복합 안테나 유닛을 포함하는 복합 전송 모듈(100)이 포함된 휴대용 전자기기(200)를 POS 단말(300)로부터 일정 거리를 이격 되어도 상기 POS 단말 내의 리더 헤드(도 14, 310)로 관통할 수 있는 무지향 자기장을 발생시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 인덕터는 POS 단말에서 충분한 자기장을 검출할 수 있도록 상기 POS 단말의 마그네틱 리더 헤드의 센싱 개구(302)에 대응하는 영역에 걸쳐 확산하는 자기장을 형성하도록 구성될 수 있다.

삭제

또한, 상기 인덕터는 적절하게 타이밍된 전류 펄스들이 그들의 최대값에 도달하고, 그에 의해 리더 헤더(도 14, 310)에서 최대 유도된 전압을 초래하게 하는 유도 용량 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 인덕터는 강한 자기장을 생성하기 위해 필요한 큰 전류를 허용하도록 충분히 낮은 저항값을 가질 수 있다. 따라서, 상기 인덕터는 그 유도 용량과 저항값의 비가 10 μH/Ω ~ 80μH/Ω 수 있다.

또한, 상기 인덕터는 상기 인덕터를 흐르는 전류하에서 포화되지 않는 재질로 이어질 수 있다.

상기 인덕터는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 권선되는 원형, 타원형, 나선형 또는 사각형상과 같은 다각 형상의 코일로 구성될 수도 있고 동박 등과 같은 금속박을 에칭하여 구성될 수도 있다.

여기서, 상기 루프는 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 루프의 최외각 폭(w)은 15~50 ㎜일 수 있고, 상기 루프가 이루는 권선의 폭(d)은 3㎜일 수 있다. 이때, 상기 루프는 상기 루프가 형성하는 면적이 600 ~ 1700 ㎟이내가 되도록 형성될 수 있다.

한편, 복합 안테나 유닛(110)에 포함되는 WPT용 안테나(114c)는 송출되거나 수신되는 무선 전력 신호를 통해 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식을 이용하여 전력을 전달할 수 있도록 구비되는 수신안테나의 역할을 수행할 수도 있고 전송안테나의 역할을 수행할 수도 있다. 이와 같은 자기 유도 방식 충전 기술은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 자기장 차폐유닛(120)은 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 안테나 유닛(110)에서 발생되는 자기장을 유기하는 역할을 수행하고, 상술한 것과 같이 서로 다른 기능을 수행하고, 서로 상이한 또는 일부 중복되는 주파수 대역을 각기 사용하는 2종의 안테나 유닛(114b, 114c)을 구비하는 복합 안테나 유닛에 대해 제1 자기장 차폐부재 단독으로도 3종 안테나 특성을 동시에 높여줄 수 있는 이점이 있어 각각의 안테나 특성에 맞는 별도의 차폐부재를 각기 구비시키지 않아도 되는 이점이 있고, 이를 통해 자기장 차폐유닛, 나아가 복합 전송 모듈 및 이를 활용한 각종 모바일 기기, 스마트 가전 및 사물 인터넷(Internet of Things)용 기기 등을 현저히 우수한 물성을 발현시키면서도 슬림화되도록 구현시키는데 매우 유리하다.

한편, 본 발명에 따른 복합 전송 모듈은 방열유닛 등 통상의 전송 모듈이 구비하는 기타의 구성을 더 포함할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상 범위 내에 든다고 할 것이다.

100 : 복합 전송 모듈 110: 복합 안테나 유닛
112 : 회로 기판 114b: MST용 안테나
114c: WPT용 안테나
120 : 차폐 유닛 1 : 보호필름
3 : 이형필름 5 : 와전류 제동 물질
9, 121a,121b,121c : 리본 시트층 121d : 접착층

Claims

상호 이격되어 배치된 마그네틱 보안전송(MST)용 안테나 및 무선 전력 전송(WPT)용 안테나를 포함하며, 상기 MST용 안테나를 이루는 인덕터는 적어도 하나의 권선(winding)을 갖는 루프로 이루어지고, 상기 인덕터는 POS 단말에서 자기장을 검출할 수 있도록 상기 POS 단말의 마그네틱 리더 헤드의 센싱 개구에 대응하는 영역에 걸쳐 확산하도록 방출되며, 마그네넥 리더 헤드를 관통할 수 있는 무지향 자기장을 형성하도록 구성되는 복합 안테나 유닛; 및
상기 복합 안테나 유닛의 일면에 배치되며, 마그네틱 보안전송(MST) 및 무선 전력 전송(WPT)을 포함하는 복합 안테나 유닛의 안테나의 특성을 향상시키기 위하여, 비정질 합금 및 나노결정질 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 비정질 리본시트가 복수 개의 자성체 플레이크(flake)로 플레이크화된 3 ~ 10개의 리본시트층, 인접한 상기 자성체 플레이크 간 이격된 공간의 전부 또는 일부에 배치된 열전도성 방열필러를 구비하는 열전도성 방열 접착제인 와전류 제동 물질, 및 각각의 리본시트층 사이에 개재된 열전도성 방열접착층을 포함하는 제1 자기장 차폐부재를 구비하는 차폐유닛;을 포함하는 복합 전송 모듈.
제1항에 있어서,
상기 비정질 합금은 실리콘계 스틸을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 전송 모듈.
제1항에 있어서,
상기 자성체 플레이크는 평균입경이 1㎛ ~ 5㎜로 비정형인 것을 특징으로 하는 복합 전송 모듈.
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