KR102359198B1 - 노이즈 억제 조립체 - Google Patents

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Abstract

열 확산, 표유 방사선의 흡수, 신호 포커싱, 및 차폐의 임의의 조합의 다중 기능을 갖는 조립체가 제공된다. 조립체는 박리된 흑연의 압축된 입자, 흑연화 중합체, 및 이들의 조합의 적어도 하나의 시트의 열 확산 층을 포함할 수 있다. 조립체는 자속 관리 및/또는 표유 방사선 흡수의 이점을 제공할 수 있는, 적어도 하나의 자성 층을 또한 포함할 수 있다. 조립체는 외부 표면들 중 하나 또는 모두 상에서 선택적인 플라스틱 코팅을 포함할 수 있다. 조립체는 더 양호한 전력 송신 효율을 위해 자속을 효율적으로 포커싱함으로써 전자 장치의 급속 무선 충전을 가능케 하도록 사용될 수 있다.

Description

노이즈 억제 조립체
개시되는 실시예는 대체로 물품으로서도 지칭되는 EMI(전자기 간섭) 차폐 조립체에 관련되고, 특정한 비제한적인 예는 차폐 및 열 관리 둘 모두의 이점을 제공하기 위한 단일 일체형 구성요소 내에서의, 열 확산에 추가하여 EMI 차폐 특성(EMI 차폐는 노이즈 억제/경감 및/또는 흡수 또는 신호 포커싱을 포함함)을 구비한 흑연 기판 및 코팅 또는 요소를 갖는 조립체를 포함한다.
(부하가 수신기 측 상에 존재하면 무선 충전으로도 지칭될 수 있는) 무선 전력 전달의 경우에, 전력 전달은 2가지 주요 형태, 유도 및 공진으로 발생할 수 있다. 유도 전력 전달의 경우에, 송신기 코일(Tx)은 수신기 코일(Rx)로 연장하는 자기장을 유도하고, 교류 자기장은 수신기 코일(Rx) 내에서 전류를 발생시킨다. 이상적인 상황에서, Tx로부터의 모든 송신된 전력은 Rx에 의해 수신되어, 완벽한 전력 전달을 생성하지만, 보통 결합 효율, 코일들 사이의 거리 등을 포함한 다양한 인자로 인해 송신 시의 손실이 있다. 에너지의 이러한 손실은 전형적으로 열로 변환되고, 더 견고하게 결합된 시스템에 반해 가볍게 결합된 시스템 내에서 더 쉽게 관찰된다. 결합은 대체로 Tx 및 Rx의 크기(들), 이들의 서로에 대한 정렬, 및 코일들 사이의 거리에 의해 표시된다. (코일들의 분포된 커패시턴스, 저항, 및 인덕턴스에 의해 결정되는) (동일한) 공진 주파수에서 작동하는 코일들 사이에서의 공진 전달 전력의 경우. 기술은 여전히 1차 코일에 의해 발생되는 오실레이팅 자기장이 2차 코일 내에서 전류를 유도하는 점에서 "유도식"이지만, 이는 수십 센티미터만큼 분리될 때에도, 공진 코일들 사이에서 발생하는 강한 결합의 장점을 취한다. 공진 무선 충전은 유도 무선 충전의 주요 결점; 사용자로부터의 정밀한 정렬을 요구하는 코일들을 가까이 결합시키기 위한 요구를 해결하지만, 이는 더 낮은 효율 및 플럭스 누출로 인한 전자기 접속의 잠재적인 가능성과 같은 그의 고유한 결점을 갖는다. 과도한 열 발생이 무선 충전 중에 작고 컴팩트한 전자 기기 내에서의 중요한 문제이고, 이는 수신 코일의 위치에 고도로 의존한다. 수신 코일이 적절한 자기 차폐 특성을 갖는 자성 시트/솔루션이 없이, 배터리와 밀접 접촉/근접하여 위치되는 경우에, 고주파 자속이 시트를 통과하여 배터리 케이스에 도달할 것이다. 배터리 케이스가 대체로 알루미늄으로 만들어지므로, 고주파 자속은 케이스 위에서 에디 전류를 발생시켜서, 철 소실로 인한 전력 송신 효율의 저하뿐만 아니라, 비정상 가열의 위험을 또한 야기한다. 확실하고 안전한 자기 차폐가 자석 정렬 방법 하에서 수신 코일측 상에서 특히 요구된다. 이는 흡수되고 차폐되어야 하는, 송신 코일로부터 송신되는 고주파 자속과 함께, 자석으로부터의 추가의 자속을 위한 것이다. 무선 충전 시장이 성장하고 많은 장치 내로 확장하므로, 견고하게 결합된 구성이 항상 가능하지는 않을 수 있는 경우에 시스템이 설계되는 것이 반드시 필요하다. 이는 코일 정렬, 코일들 사이의 거리, 코일의 크기 등의 측면에서 더 큰 유연성을 요구한다.
전자기 간섭("EMI")은 일반적으로 전자기 간섭 및 고주파 간섭("RFI") 발산을 지칭한다. 많은 현대의 전자 장치는 고주파에서 전자기 간섭(EMI)을 발산하거나 그에 민감하다. 전자기 간섭은 다른 전기 또는 전자 장비 또는 그 자신의 작동을 방해할 수 있는, 트랜션트를 포함한, 전기 또는 전자 장비로부터의 원치 않는 전도되거나 방사되는 전자기 교란이다. 그러한 교란은 전자기 스펙트럼 내의 어디에서나 발생할 수 있다.
본원에서 설명되는 일 실시예는 열 확산, 표유(stray) 방사선의 흡수, 신호 포커싱, 및 차폐의 임의의 조합의 다중 기능을 가질 수 있는 조립체를 포함한다. 조립체의 일 실시예는 500미크론 이하의 두께를 갖는다. 조립체는 박리된 흑연의 압축된 입자, 흑연화 중합체, 및 이들의 조합 중 적어도 하나의 시트로 구성된 열 확산 층을 포함할 수 있다. 열 확산 층은 적어도 약 300W/mK 내지 약 2100W/mK까지의 평면내 열 전도율을 가질 수 있다. 열 확산 층의 두께는 17미크론 내지 약 250미크론까지의 범위일 수 있다. 조립체는 자속 관리 및/또는 표유 방사선 흡수의 이점을 제공할 수 있는 자성 층을 또한 포함할 수 있다. 자성 층은 약 300미크론 이하의 두께를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 자성 층은 60중량%(60% pbw) 이하의 철, 60중량%(60% pbw) 이하의 니켈, 15중량%(15% pbw) 이하의 결합제, 및 20중량%(20% pbw) 이하의 크롬, 규소, 및 몰리브덴 원소들의 조합체를 포함할 수 있다. 마지막으로, 조립체는 조립체의 외부 표면들 중 하나 또는 양면 상에 선택적인 플라스틱 코팅을 포함할 수 있다. 이러한 조립체는 더 양호한 전력 송신 효율을 위해 자속을 효율적으로 포커싱하고, 노이즈 발생을 관리함으로써 이동 장치의 급속 무선 충전을 가능케 하도록 사용될 수 있다. 조립체는 무선 충전을 위해 유도 코일에 인접하여 장치 내에 배치될 수 있다. 그러한 코일은 전형적으로 장치의 후면 또는 의도된 바닥 표면에 근접한다.
본원에서 설명되는 다른 실시예는 열 확산, 광대역 전기장 차폐, 및 전자기 노이즈 경감의 임의의 조합의 다중 기능을 가질 수 있는 제2 조립체를 포함한다. 바람직하게는, 조립체는 500미크론 이하의 두께를 갖는다. 조립체는 박리된 흑연의 압축된 입자, 흑연화 중합체, 및 이들의 조합 중 적어도 하나로 구성된 열 확산 층을 포함할 수 있다. 열 확산 층은 적어도 약 250W/mK 내지 약 2100W/mK까지의 평면내 열 전도율을 가질 수 있다. 열 확산 층의 두께는 10미크론 내지 약 1000미크론까지의 범위일 수 있다. 조립체는 노이즈 억제 구성요소를 또한 포함할 수 있다. 노이즈 억제 구성요소의 예는 전기 전도성 와이어 메시를 포함할 수 있다. 와이어 메시에 대한 적합한 재료는 알루미늄, 황동, 콜럼븀, 구리, 금, 인코넬(Inconel), 니켈, 니켈 합금, 인, 청동, 백금, 은, 스테인리스강, 저탄소강, 탄탈럼, 티타늄, 아연, 지르코늄, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), PTFE, PFA, ECTFE, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, (듀폰(DuPont)의 등록 상표인 마일라(Mylar)®와 같지만 이로 제한되지 않는) PET, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 마지막으로, 조립체는 조립체의 외부 표면들 중 하나 또는 양면 상에서 선택적인 플라스틱 코팅을 포함할 수 있다. 그러한 제2 조립체는 표유 전기 신호로부터 차폐되도록 요구되는 전자 구성요소 둘레에, 장치 내의 다른 전자 구성요소로 전기 신호를 송신하지 않도록 요구되는 전자 구성요소 둘레에, 그리고 이들의 조합으로, 장치 내에 배치될 수 있다.
셋째로, 실시예는 정합 표면들 사이에서 고도의 전도성 경로를 제공하기 위해 인접한 접속 표면들 사이에 위치되고 이들에 의해 압축되도록 구성된 복합 전기 전도성 차폐 솔루션에 관련된다. 표면들 사이의 전기 전도성은 적절한 전자기 접속 경감 및 접지를 위해 필요하다. 이러한 표면들은 민감한 전자 기기 패키징, 외부 항공 전자 기기 패키지, 또는 안테나 장착부를 위한 엔클로저를 형성할 수 있다. 전도성 경로는 z 방향을 통해 선택적이거나 영역들을 따라 조정될 수 있다.
본원에서 설명되는 물품들은 또한 광대역 전자기 차폐를 제공할 수 있다. 하이브리드 솔루션은 탄력적인 구조 및 전기 전도성 메시로 인한 효율적인 저주파 차폐 및 고주파 차폐 및 흑연 복합체로 인한 열 확산을 갖고, 이는 열 관리와 함께 광대역(kHz - 100GHz) 전자기 차폐 솔루션을 생성한다.
도 1은 본원에서 설명되는 바와 같은 조립체의 측면도이다.
도 2는 본원에서 설명되는 바와 같은 조립체의 다른 예의 측면도이다.
도 3은 본원에서 설명되는 바와 같은 조립체의 다른 예의 측면도이다.
도 4는 본원에서 설명되는 바와 같은 조립체의 다른 예의 측면도이다.
도 5는 본원에서 설명되는 바와 같은 조립체의 다른 예의 측면도이다.
도 6은 본원에서 설명되는 바와 같은 휴대용 전자 장치의 측면도이다.
도 7은 신호 차폐 측정 시스템의 개략도이다.
도 8은 본원에서 설명되는 보호 대상에 따라 만들어진 일 실시예의 차폐 효능("SE")의 그래프이다.
도 9는 마이크로 스트립 시험 고정구의 개략도이다.
도 10은 본원에서 설명되는 조립체에 대한 일 실시예의 흡수 능력의 도표이다.
도 11은 몇몇 경쟁 재료의 열 전도율에 비교한 본원에서 설명되는 보호 대상에 따라 만들어진 조립체의 평면내 열 전도율의 도표이다.
도 12는 유선 충전 및 대조구 무선 충전기에 비교한 본원에서 개시되는 무선 충전의 일 실시예의 충전 속도의 도표이다.
도 13a는 광대역 차폐 물품을 생성하기 위해 사용될 수 있는 재료를 예시하는 일 실시예의 개략도이다.
도 13b는 광대역 차폐 물품을 생성하기 위해 사용될 수 있는 재료를 예시하는 다른 실시예의 개략도이다.
도 14는 방사선 공급원 둘레에 케이지를 형성하는 광대역 차폐물의 일 실시예의 개략도이다.
도 15는 방사선 공급원 둘레에 케이지를 형성하는 광대역 차폐물의 다른 실시예의 개략도이다.
도 16은 방사선의 하나 이상의 외부 공급원으로부터 민감한 구성요소를 차폐하는 케이지를 형성하는 광대역 차폐물의 일 실시예의 개략도이다.
도 17은 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 일 실시예의 개략도이다.
도 18은 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 다른 실시예의 개략도이다.
도 19는 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 추가의 실시예이다.
도 20은 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 추가의 실시예이다.
도 21은 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 추가의 실시예이다.
도 22는 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 추가의 실시예이다.
도 23은 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 추가의 실시예이다.
도 24는 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 용도를 도시한다.
도 25는 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 용도를 도시한다.
도 26은 본원에서 개시되는 광대역 차폐물의 용도를 도시한다.
열 솔루션으로서 널리 사용되는 금속은 충전을 개시하고 유지하기 위해 필요한 모든 무선 방사 결합을 실질적으로 차단할 것이고, 따라서 기술 발전을 방해한다. 유리하게는, 천연 흑연 또는 흑연화 중합체로부터 만들어진 합성 흑연과 같은 흑연이 충전을 위해 필요한 주파수에서 장치의 배터리로의 에너지의 무선 송신에 영향을 주지 않으면서, 열을 효과적으로 전도시킴으로써 열 솔루션을 제공한다. 흑연의 다른 잠재적인 장점은 그가 신호를 반사할 수 있어서, 신호가 장치 내의 다른 내부 전자 기기로 통과하는 것을 억제하는 것이다. 그러한 흑연 조립체에 대한 용도는 송신 코일, 수신 코일, 신호 송신 구성요소, 신호 수신 구성요소, 및 이들의 임의의 조합 중 하나와 연관될 수 있다.
차폐 솔루션
본원에서 개시되는 일 실시예는 고주파 자속이 금속 케이스 또는 배터리와 같은 구성요소에 도달하는 것을 방지하기 위한 자기 차폐 조립체를 포함한다. 자성 시트 조립체는 바람직하지 않은 가열 및 전력 손실을 일으키는 금속 케이스 위에서의 에디 전류의 발생을 방지한다. 송신 코일 및 수신 코일로부터 금속 부품을 차폐하기 위한 자기 솔루션을 제공하는 조립체가 소형의 콤팩트한 전자 기기에서 유익하다.
특정 실시예는 슬롯, 개방부, 및 조인트를 가로지른 원치 않는 신호의 송신을 억제하기 위한 전기장 차폐 조립체이다.
다른 실시예는 접속원을 외부의 민감한 구성요소로 송신하는 것으로부터 봉입하거나 그 반대를 위한 차폐 엔클로저 또는 페러데이 케이지를 형성하는 전도성 성형 가능 구조물일 수 있다. 차폐 엔클로저는 파형, 수신기/송신기로부터의 주파수 또는 거리, 수신기/송신기 전력에 의존하여 변경되는 감쇠를 갖는다. 다른 한편으로, 복합 전도성 차폐 감쇠 및 주파수가 금속 유형 및 메시 개방부에 의해 변경될 수 있다.
본원에서 설명되는 바와 같은 솔루션은 오늘날의 노이즈 문제에 대해 중요한, 가요성 흑연의 고유한 EMI 차폐 및 열 특성에 추가하여 고주파(RF) 흡수 특성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 가요성 흑연(열 확산기 재료)은 전기/평면파에 대한 우수한 차폐물이고, 그를 자성 입자와 조합함으로써, 그는 자기 감쇠를 위해서도 이용될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 물품으로도 지칭되는 조립체의 일 실시예가 도시되어 있고, 도면 부호 100에 의해 전체적으로 표시되어 있다. 조립체(100)는 전자기 방사선을 흡수할 수 있고, 자속 관리 층으로서 작용할 수 있고, 또한 본원에서 설명되는 바와 같은 열 확산기로서 작용할 수 있다. 명확함을 위해, 조립체(100)의 모든 구성요소 및 요소가 모든 도면에서 도시되고 그리고/또는 표시되지는 않을 수 있음을 알아야 한다. 또한, 본 설명에서 사용되는 바와 같이, "위", "아래", "상부", "바닥" 등과 같은 용어는 도 1에 도시된 배향에 있을 때의 조립체(100)를 지칭한다. 그러나, 통상의 기술자는 조립체(100)가 사용 시에 임의의 특정 배향을 채택할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 조립체(100)는 흑연의 하나 이상의 시트를 포함하는 흑연 기판(102)을 포함한다. 흑연 시트(102)(들)은 박리된 흑연의 압축된 입자, 흑연화 중합체, 또는 이들의 조합일 수 있다. 흑연 기판(102)은 적어도 0.6g/cc 내지 2.2g/cc까지의 (이들 사이의 모든 지점을 포함하는) 밀도를 가질 수 있다. 하나의 예에서, 흑연 기판은 적어도 약 25미크론의 두께를 갖고, 다른 예에서, 흑연 기판은 약 250미크론까지의 두께를 갖고, 추가의 예에서, 흑연 기판은 약 50미크론 내지 약 200미크론 범위의 두께를 갖고, 추가의 예에서, 흑연 기판은 약 100미크론 내지 약 200미크론 범위의 두께를 갖는다. 그렇게 요구된다면, 흑연 기판(102)은 약 250미크론 내지 약 20미크론 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
그렇게 요구된다면, 흑연 기판은 천공된 금속 층, 금속 메시(바람직하게는, 강철, 스테인리스강, 구리, 은 나노 와이어, 청동, 황동 및/또는 알루미늄), 니켈 발포체, 배향성 탄소 섬유, 탄소 섬유, 탄소 나노 튜브, 탄소 나노 구조물, 니켈 코팅 흑연 p 조립체, 그래핀 입자, 및 이들의 임의의 조합과 같은 하나 이상의 첨가물을 포함할 수 있다. 첨가물들 중 하나 이상의 공급처는 노바멧(Novamet) 또는 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션즈(Applied Nanostructured Solutions)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 그렇게 요구된다면, 금속 층 또는 금속 메시 중 하나가 흑연 기판(102)의 모서리들 중 하나 이상을 넘어 연장할 수 있다. 예시적인 크기 설정은 메시 크기에 대한 미국 표준인 100 - 350 메시를 포함할 수 있다. 메시 개방부 치수의 측면에서, 적합한 개방부 크기의 일례는 0.006인치 이하이다.
흑연 기판(102)은 제1 측면(104) 및 제2 측면(106)을 갖는다. 조립체(100)는 흑연 기판(102)의 적어도 하나의 측면 상에 위치된 자속 관리 층을 형성하는 자성 코팅(110)을 포함하는 코팅된 영역(108)을 추가로 포함할 수 있다. 본원에서 개시되는 실시예에서, 자속을 관리하는 것은 전력 전달을 전력 공급원으로부터 무선 장치의 수신 코일로 지향시키는 것을 포함한다. 자속을 관리하는 하나의 양태는 수신기 유도 코일 이외의 구성요소에 대한 결합과 같은, 원치 않는 결합의 효과의 회피 또는 최소화를 포함할 수 있다. 자속을 관리하는 이러한 양태는 수신기 유도 코일이 아닌 장치의 전기 전도성 구성요소로부터 자속을 차폐하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 조립체는 전력 공급원을 향한 역방향으로의 자기장을 바람직하지 않게 생성할 수 있는, 원치 않는 에디 전류를 차폐하는 이점을 가질 수 있다. 원치 않는 자기장이 그가 결합된 구성요소의 가열을 일으켜서, 구성요소를 가열하고, 이에 의해 해로운 노이즈 전류 루프를 생성하는 것은 드물지 않다.
자성 코팅(110)은 적어도 40미크론 및 약 300미크론 이하의 두께를 가질 수 있다. 하나의 예에서, 자성 코팅(110)의 두께는 약 80미크론 내지 약 250미크론 두께이다. 다른 예에서, 자성 코팅(110)의 두께는 약 100미크론 내지 약 200미크론 두께이다. 다른 예에서, 자성 코팅(110)은 약 125미크론 내지 약 180미크론 두께이다. 자성 코팅(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 코팅 층(110a - 110n)을 포함할 수 있다.
추가의 실시예에서, 흑연 기판(102) 및 자성 코팅(110)을 포함하는 코팅 영역(108)의 전체 두께는 바람직하게는 350미크론 미만, 더 바람직하게는 325미크론 미만, 훨씬 더 바람직하게는 300미크론 이하이다. 필요하다면, 300미크론 미만 내지 낮게는 105미크론까지의 두께가 본원에서 고려된다.
하나의 특정 실시예에서, 코팅된 영역(108)은 적어도 2개의 층을 포함한다. 제1 층은 25 - 75중량%의 자기 차폐 조성물 및 75 - 25중량%의 흡수 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 제1 층은 40 - 60중량%의 자기 차폐 조성물 및 60 - 40중량%의 흡수 화합물을 포함할 수 있다. 자기 차폐 조성물의 일례는 철, 알루미늄, 및/또는 규산염을 포함할 수 있다. 입자들은 무작위 배향을 가질 수 있다. 예시적인 흡수 화합물은 규화철을 포함할 수 있고, 입자들은, 예컨대, 적어도 실질적으로 구형으로, 균일하게 형상화될 수 있다. 코팅된 영역을 구성하는 각각의 층은 동일한 두께를 가질 수 있거나, 각각의 층은 상이한 두께를 가질 수 있다. 바람직하게는, 코팅된 영역을 구성하는 각각의 층은 적어도 25미크론의 두께를 갖는다.
자성 코팅(110)에 대한 다른 특정 실시예는 적어도 85%의 철, 더 바람직하게는 적어도 88%의 철, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 90%(+)의 철을 포함할 수 있다. 코팅은 또한 5% 미만의 결합제, 더 바람직하게는 4% 이하의 결합제, 훨씬 더 바람직하게는 4% 미만의 결합제를 가질 수 있다. 코팅은 또한 7% 미만의 규소, 4% 미만의 규소, 2% 미만의 규소를 가질 수 있고, 규화물이 흡수제 내의 규소 함유 화합물의 일례이다. 다른 예에서, 브이에이씨 배큠슈멜체(VAC Vacuumschmelze)로부터의 흡수제인 비트롤람 매티리얼(Vitrolam Material)이 사용된다. VAC 재료는 7%까지의 희토류 자석을 포함할 수 있다.
자성 코팅(110)에 대한 다른 특정 실시예는 60중량%(60% pbw) 이하, 바람직하게는 60중량%와 25중량%(60 - 25% pbw) 사이의 철, 60중량%(60% pbw) 이하, 바람직하게는 60중량%와 25중량%(60 - 25% pbw) 사이의 니켈, 15중량%(15% pbw) 이하, 바람직하게는 10중량%(10% pbw) 미만, 훨씬 더 바람직하게는 5중량%(5% pbw) 이하의 결합제, 및 20중량%(20% pbw) 이하, 바람직하게는 10중량%(10% pbw) 이하, 훨씬 더 바람직하게는 5중량%(5% pbw) 이하의 크롬, 규소, 및 몰리브덴 원소들의 조합을 포함할 수 있다.
추가의 특정 실시예에서, 흑연 층과 신호 포커싱 층(코팅(110)으로도 공지됨)의 전체 조합체는 20 - 45중량%의 철, 바람직하게는 20 - 40중량%의 철, 15 - 35중량%의 흑연, 5 - 20중량%의 플라스틱, 10중량% 이하의 결합제, 및 15중량%까지의 크롬, 규소, 및 몰리브덴의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 플라스틱은 흑연(102) 및 자성 코팅(110)의 조합체의 외부 표면들 각각 상에서의 층의 형태일 수 있다.
자성 코팅(110)에 대한 재료의 공급원은 다음 중 하나 이상과 같은 장입 분말을 포함할 수 있다: 다음의 2가철 화합물과 같은 철자성 재료와 같은 Fe계 합금: 철자성 스테인리스(Fe--Cr--Al--Si 합금), 센더스트(Fe--Si--Al 합금)계 장입 분말, 퍼말로이(Fe--Ni 합금), 규소 구리(Fe--Cu--Si 합금), Fe--Si 합금, Fe--Si--B (--Cu--Nb) 합금, Fe--Ni--Cr--Si 합금, Fe--Si--Cr 합금, 및 Fe--Si--Al--Ni--Cr 합금. 또한, 페라이트 또는 순수 철 분말이 사용될 수 있다. 비정질 합금(Co계, Fe계, Ni계 등), 전자성 연철, 및 Fe--Al계 합금이 또한 사용될 수 있다. 이들은 산화물의 형태일 수 있거나, 산화된 구조를 가질 수 있다. 페라이트에 대해, 그의 예는 Mn--Zn 페라이트, Ni--Zn 페라이트, Mn--Mg 페라이트, Mn 페라이트, Cu--Zn 페라이트, 및 Cu--Mg--Zn 페라이트와 같은 연질 페라이트, 또는 경질 페라이트, 예컨대, 영구 자석에 대해 사용되는 재료를 포함한다. Co계 산화물(Co--Zr--O계, Co--Pb--Al--O계 등)에 대해, 입상 필름이 사용될 수 있다. Fe 순수 페라이트 p 조립체에 대해, 예를 들어, 카르보닐 철 분말이 사용될 수 있다. 철 화합물에 대한 대안적인 실시예는 철 대신에 또는 그와 함께 니오븀(Nb)을 포함하는 화합물이다. 선택적으로, 상기에 추가하여, 자성 코팅(110)은 탄소 섬유, 탄소 나노 튜브, 탄소 나노 구조물, 니켈 코팅 흑연 p 조립체, 그래핀 입자, 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
형상에 대해, 자성 재료는 구형 형상, 편평화된 형상, 섬유 형상, 박편 형상, 및 이들의 조합일 수 있다. 특별히 제한되지는 않지만, 높은 투과율을 구비한 편평화된 형상을 갖는 자성 재료가 하나의 바람직한 실시예이다.
자성 분말의 평균 p 조립체 크기 또는 편평화된 형상의 자성 분말의 긴 지름의 일례는 바람직하게는 1 내지 300미크론, 바람직하게는 20 내지 100미크론의 범위 내에서 설정된다. 하나의 예에서, 편평화된 형상을 갖는 자성 재료의 종횡비는 바람직하게는 2 내지 500, 바람직하게는 10 내지 100의 범위 내에서 설정된다. 코팅(110) 내의 철의 박편들 중 하나 이상은 적어도 50의 종횡비 내지 250까지의 종횡비를 가질 수 있다. 종횡비의 바람직한 범위의 예는 70 - 230, 80 - 220, 90 - 180, 또는 이들의 임의의 조합이다.
자성 재료의 공급처의 예는 이에스피아이 메탈즈(ESPI Metals), 뮤 메탈즈(Mu Metals), 마이크로모드 파티켈 테크놀러지스 게엠베하(Micromod Partikel Technologies GmbH), 스튜어즈(Stewards), 시그마 알드리치(Sigma Aldrich), 서클 세이지(Circle Sage), 엡슨 앳믹스(Epson Atmix), 또는 파우더 프로세싱 테크놀러지스 엘엘씨(Powder Processing Technologies LLC)를 포함할 수 있다.
다른 예에서, 코팅(110)은 수지상 니켈 분말 또는 니켈 박편과 같은 첨가물 형태로 니켈을 포함할 수 있다. 수지상 니켈 분말 또는 니켈 박편은 큰 종횡비를 가질 수 있다. 하나의 예에서, 박편 크기에 대한 종횡비는 약 적어도 15:1, 바람직하게는 적어도 20:1 또는 그 이상이고; 구체적인 예의 하나의 범위는 22:1 내지 26:1을 포함한다.
대안적으로, 니켈의 첨가는 흑연에 대한 것일 수 있고, 이는 캘린더링 라인 상에서 평활화 롤 직후에 발생할 수 있다. 이는 재료가 재료의 상부 표면 상으로 균등하게 확산하는 것을 가능케 하고, 그 후에 이후의 캘린더링 롤이 재료를 기계적으로 압축하여 니켈을 흑연 내로 통합시킨다. 다른 예에서, 니켈은 압축 이전에 박리된 흑연 입자의 베드에 첨가된다. 추가의 대안적인 예에서, 니켈은 합성 흑연에 첨가될 수 있다. 결과적인 재료는 종래의 EMI/ESD 재료에 비교하여 증가된 차폐 효능 및 개선된 평면내 열 전도율을 갖는다.
니켈을 흑연 시트 내로 통합하기 위해 사용될 수 있는 다른 잠재적인 방법은 중합체 결합제, 또는 박리된 흑연의 초음파 현탁액의 진공 여과를 포함할 수 있다.
하나의 예에서, 30% 이상의 체적 장입의 자성 충진제가 흑연에 첨가된다. 추가의 예에서, 25% 이상의 체적 장입의 자성 충진제가 사용된다. 다른 예에서, 20% 이상의 체적 장입의 자성 충진제가 사용된다. 다른 예에서, 10% 이상의 체적 장입의 자성 충진제가 사용된다.
결합제에 관련하여, 결합제의 예는 탄성중합체 또는 수지를 포함할 수 있고; 탄성중합체에 대해, 그의 예는 폴리에틸렌 클로라이드와 같은 폴리비닐 클로라이드계 탄성중합체, 폴리스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 폴리에스터계, 폴리아미드계, 불소계, 및 실리콘계 탄성중합체와 같은 (열가소성 탄성중합체를 포함한) 다양한 탄성중합체를 포함한다.
수지에 대해, 그의 예는 폴리에스터계 우레탄 수지(아디페이트계, 카보네이트계, 및 카프로락탐 에스터계 수지), 폴리에테르계 우레탄 수지, 폴리비닐 아세탈 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, AS 수지, ABS 수지, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 함불소 수지, 아크릴계 수지, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 알키드 수지, 불포화 폴리에스터, 폴리설폰, 폴리우레탄 수지(상기 언급된 폴리에스터계 및 폴리에테르계의 유형을 제외한 모든 유형), 페놀 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 멜라민 수지, 아크릴 수지, 아크릴계 공중합체 기반 수지, 및 알킬 아크릴계 수지와 같은 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함한다. 이러한 탄성중합체 또는 수지들 중 하나는 단독으로 사용될 수 있거나, 변형 처리(접합, 공중합, 또는 화학적 처리)를 받은 것이 사용될 수 있거나, 복합체 기반(혼합, 중합체 합금, 복합체 등)의 것들이 사용될 수 있다. 이들은 아크릴 실리콘, 아크릴 우레탄, 아크릴 락커, 다양한 프라이머, 불소계 도료, 실리콘계 도료, 및 UV 도료 내에서 혼합될 수 있다. 필요하다면, 작용기(글라이시딜기, 카르복실기, 설폰산기, 말레산기, 및 아미노기와 같은 극성기, 예를 들어, 금속 염, 4차 아민 등의 사용에 의해 이오노머를 형성하는 극성기)가 탄성중합체 또는 수지에 첨가될 수 있다.
조립체(100)는 유도 코일(120)을 추가로 포함할 수 있다. 유도 코일(120)은 적어도 약 80kHz 내지 약 8GHz까지의 주파수를 갖는 신호를 수신할 수 있다. 예는 50 - 350kHz의 주파수를 갖는 신호를 수신할 수 있는 유도 코일(120)을 포함할 수 있고, 다른 예는 6MHz 내지 14MHz의 주파수를 포함하고, 다른 예는 2.4GHz 내지 2.5GHz의 주파수를 포함한다.
적어도 하나의 예에서, 유도 코일(120)은 도 1에 도시된 바와 같이 자성 코팅(110)에 인접하여 배치된 내향 표면(122)을 포함한다.
흑연 기판(102) 및 코팅된 영역(108)의 조합은 흑연(102) 및 코팅(110)의 조합의 하나 또는 양 측면 상에서, 130에서 점선으로 도시된, 보호 코팅을 가질 수 있다. 적어도 하나의 예에서, 보호 코팅(130)은 도 1에 도시된 바와 같이, 코팅(110)과 유도 코일(120) 사이에 위치되어, 자성 코팅(110)에 인접하여 배치될 수 있다. 적어도 하나의 다른 예에서, 보호 코팅(130)은 도 2에 도시된 바와 같이, 유도 코일이 보호 코팅(130)과 자성 코팅(110) 사이에 배치되도록, 유도 코일(120)에 인접하여 배치될 수 있다.
코팅된 영역(108)은 다음의 기능들 중 하나 이상을 수행할 수 있다: 표유 방사선 흡수, 및 유도 코일(120)로의 의도된 신호의 자속 관리.
140에서 점선으로 도시된 선택적인 절연 층이 도 3에 도시된 바와 같이 기판(102)과 자성 코팅(110) 사이에 배치될 수 있다.
배터리(150) 또는 다른 전자 구성요소가 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 코일(120)에 대향하여 기판(102)의 일 측면 상에 위치될 수 있다. 하나의 예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(102)은 절결부(112)를 포함하고, 코팅(110)은 코일(120)과 배터리(150) 사이에서 연장하는 전기 리드(152)를 수용하기 위한 절결부(111)를 포함한다.
본원에서 개시되는 배터리에 관해, 하나의 실시예에서, 배터리는 적어도 10W/hr, 바람직하게는 적어도 50W/hr를 수신할 수 있다.
안테나(160)가 도 5에 도시된 바와 같이, 코일(120)에 인접한 측면(104)에 대향하는 기판(102)의 측면(106) 상에 위치될 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 휴대용 전자 장치가 600으로 전체적으로 도시되어 있다. 휴대용 전자 장치(600)는 외부 표면(612)을 갖는 하우징 본체(610)를 포함한다. 전자 구성요소(615)가 외부 표면(612)에 인접하여 하우징 본체(610) 내에 배치된다. 전자 구성요소(615)는 충전 유닛을 위한 수신기 코일 또는 송신기 코일 중 적어도 하나인 코일(620)을 포함한다. 전자 장치(600)는 전자 구성요소(615)에 근접한 자성 코팅(110)을 구비한 표면을 갖는 흑연 기판(102)을 포함하고, 자성 코팅은 전자 구성요소와 대면한다. 장치(600)는 금속 부재(627)를 포함하는 제2 구성요소(625)를 추가로 포함하고, 흑연 기판(102)은 제2 구성요소와 대면한다.
흑연(102) 및 코팅(110)은 공진 공동의 Q 계수를 낮추기 위한 또는 바꾸어 말하면 장치 내의 특정 지점에서 전압 정상파 비율(VSWR)을 감소시키기 위해 손실 흡수기 및 열 특성을 제공하고, 이에 의해 EMI/ESD 솔루션을 제공한다. 흑연의 열을 효과적으로 전도하는 능력은 또한 그가 열 솔루션으로서 작용하는 것을 가능케 한다.
현재, 다양한 손실 흡수 재료가 있지만, 전자기(EM) 흡수와 열 관리 사이에 절충이 있다. 흑연 분말 및/또는 추가의 충진제 또는 압축된 박리 흑연 박편을 구비한 복합체가 높은 주파수(> 1GHz)에서의 마이크로파(MW) 흡수 및 장치 내의 공동 공진에서의 문제를 해결하기 위한 적절한 열 관리를 제공한다. 전술한 자성 코팅의 일 실시예를 구비한 흑연 재료는 신호 흡수, 신호 반사, 또는 자속 관리의 추가의 장점들 중 적어도 하나 이상과 함께 현재 이용 가능한 재료에 대한 열 관리 장점을 가질 수 있다.
코팅된 흑연 조립체는 센더스트(철, 규소, 및 알루미늄의 복합체; 하나의 실시예는 85중량%의 철, 9중량%의 규소, 및 6중량%의 알루미늄임), 카르보닐 철 분말(CIP) 또는 페라이트와 같은 입자, 및 흑연을 구비한 규화철 분말과 같은 자성 박편 형태의 자성 충진제를 통합함으로써 마이크로파 주파수를 흡수한다. 복합체는 이러한 물질을 수지 또는 결합제와 함께 박리된 흑연(EG) 내에 삽입함으로써 형성될 수 있지만 이로 제한되지는 않는다. 다른 예에서, 자성 충진제 물질은 수지 및 결합제가 없이 박리된 흑연(EG) 내로 삽입된다.
흑연 층(102) 및 자성 코팅(110)의 조합은 코일로부터 열을 확산시킬 것이고, 표유 방사선이 탈출하여 장치의 다른 구성요소들의 기능을 방해하는 것을 방지하고/최소화하면서, 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 의도된 수신 코일로 지향시킬 수 있다.
이동 장치의 급속 무선 충전은 소비자 전자 기기 및 의료 장치 시장에서의 폭넓은 채택을 가능케 할 것이다. 무선 충전은 이미 참신함으로부터 상업적 이용 가능성으로의 변화를 시작했지만, 장치는 여전히 그의 유선 대응물보다 상당히 더 느리게 충전되고, 하나의 이유는 그가 상당히 더 낮은 전력을 수신하기 때문이다. 이는 1.5시간 미만에 충전하는 플러그식 15W "급속 충전"에 비교하여 배터리를 충전하기 위한 3시간 이상으로 해석된다. (그래프트테크 인터내셔널 홀딩스 인크.(GraftTech International Holdings Inc.)의 자회사인, 어드밴스트 에너지 테크놀러지스 엘엘씨(Advanced Energy Technologies LLC)로부터의) 이그래프(eGRAF)® 그래파머(GRAFARMOR)™ 자속 관리 재료라는 상표명으로 판매되는 흑연을 사용하는 흑연 무선 충전 조립체의 일 실시예가 유도 및 공진 충전 주파수에 대해 조절 가능한 장점을 취하여, 밀접 결합 충전 및 장거리 충전 모두와 양립 가능하게 된다. 그래파머™ 솔루션의 슬림한 형상 계수는 그가 휴대형 장치 내의 수신 코일 상에서 사용되는 것을 가능케 할 것이다. 그래파머™ 솔루션은 2시간 미만에 장치를 충전하기 위해 사용될 수 있다.
광대역 차폐
본원에서 개시되는 하이브리드 솔루션의 일 실시예는 금속의 높은 전도율 및 흑연계 재료의 광대역 차폐 효능을 갖는다. 흑연 기반 솔루션은 금속 포일에 비교하여 (금속 유형에 의존하여) 대략 > 10GHz의 더 높은 주파수에서 최적화된/개선된 차폐 성능을 생성하는 금속보다 더 큰 스킨 깊이를 갖는다. 바람직한 주파수의 일례는 100GHz까지일 수 있다. 본원에서 개시되는 다른 실시예는 하나 이상의 흑연 층 내로 통합된 메시 기판을 포함할 수 있다. 메시에 대한 구성 재료는 용도에 의존하여 변할 수 있다. 하나의 경우에, 메시는 스테인리스강, 알루미늄, 구리, 강철, 은 나노 와이어, 이들의 합금, 및 이들의 임의의 조합과 같지만 이로 제한되지 않는 하나 이상의 유형의 금속으로부터 구성될 수 있다. 금속 메시에 추가하여 또는 그 대신에, 중합체 또는 탄소 섬유가 메시의 일부 또는 전부를 이루기 위해 사용될 수 있다. 금속 및/또는 섬유는 그들의 외부 상에서 임의의 원하는 코팅을 가질 수 있다.
바람직한 실시예는 복잡한 형상 및 전도성 표면 또는 영역으로 쉽게 성형 가능한 경량 차폐물일 수 있다. 전도 영역 및 방향은 설계 기준 및 용도에 기초하여 선택적이며 조정될 수 있다.
메시에 대한 바람직한 특성의 일례는 적어도 1000℃의 열 저항, 및 적어도 1GHz, 바람직하게는 적어도 2GHz까지의 80dB 차폐 등급을 포함한다.
메시의 물리적 특성은 원하는 대로 메시 및 흑연의 조립체를 형성하기 위해 조정될 수 있다. 예를 들어, 메시의 개방부 사이즈는 100미크론 내지 5mm까지의 범위일 수 있다. 메시를 형성하기 위해 사용되는 스트랜드의 두께는 10미크론에서 1mm까지 변할 수 있다.
메시는 흑연의 하나 이상의 층 내로 통합될 수 있고, 흑연은 박리된 흑연의 압축된 입자, 흑연화 중합체, 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 흑연의 임의의 개별 층의 두께는 17미크론 내지 약 500미크론까지의 범위일 수 있다. 흑연의 개별 층들의 밀도는 약 0.2g/cc 내지 약 1.9g/cc까지의 범위일 수 있다. 1개를 초과하는 흑연 층으로부터 형성되는 실시예의 경우에, 상이한 흑연 층들은 동일하거나 상이한 시작 재료로부터 형성될 수 있고, 흑연 층들은 동일하거나 상이한 두께를 가질 수 있고, 흑연 층들은 동일하거나 상이한 밀도를 가질 수 있다.
흑연 층 내로 메시를 통합하기 위해 사용될 수 있는 한 가지 기술은 캘린더링과 같은 냉간 압연일 수 있다. 이러한 실시예에서, 메시 및 하나 이상의 흑연 층의 조합은 함께 정렬되어 한 쌍의 캘린더링 롤러를 통해 이동한다. 캘린더링 롤러들은 메시 및 흑연의 조립체에 대한 목표 두께를 달성하기 위한 미리 결정된 거리만큼 분리된다. 사용될 수 있는 제2 기술은 프레싱을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 메시 및 흑연의 정렬된 조합체는 프레스 내에 위치되고, 플래튼이 조합체에 인가된다.
광대역 차폐 물품을 만들기 위해 사용될 수 있는 하나의 기술은 메시 물품과 흑연의 질량체를 함께 캘린더링하는 것을 포함한다. 질량체는 흑연화 중합체의 시트, 박리된 흑연의 압축된 입자, 및 이들의 조합의 형태일 수 있다. 바람직하게는, 시트는 1.8g/cc 미만 내지 낮게는 0.1g/cc까지의 밀도를 갖는다. 이러한 밀도 개시는 0.1g/cc와 1.8g/cc 사이의 모든 밀도를 포함하도록 의도된다. 특정 실시예에서, 흑연 질량체는 1.2g/cc 미만의 밀도를 갖는다. 흑연의 양에 관하여, 바람직하게는, 흑연의 질량체는 적어도 메시의 두께의 0.8배와 동일한 두께를 갖고, 다른 예에서, 흑연의 질량체는 적어도 메시의 두께의 0.5배와 동일한 두께를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 흑연 질량체는 메시의 두께의 0.9 이상의 두께를 가질 수 있고; 더 바람직한 실시예에서, 흑연과 메시 사이의 두께의 비율은 1:1이다. 흑연의 질량체의 두께에 관한 상한은 최종 물품 내에서 요구되는 연속적인 흑연 층의 두께에 의해 확립될 수 있다. 흑연의 최소량에 관하여, 적어도 충분한 흑연이 메시 내의 개방부를 충진하기 위해 사용되는 것이 바람직하다.
방법의 특정 실시예에서, 흑연의 질량체는 흑연 및 메시가 캘린더링 스테이션으로 진입할 때 메시의 양 측면들 상에 위치되지 않는 것이 바람직하다. 다른 실시예에서, 흑연은 재료가 캘린더링 스테이션으로 진입할 때 메시의 각각의 측면 상에 위치될 수 있다.
마무리된 조립체에 대한 표준 두께는 약 50미크론 내지 약 500미크론까지의 범위일 수 있다. 최종 조립체의 밀도는 적어도 2.0g/cc 내지 약 5.0g/cc까지의 범위일 수 있다. 조립체의 평면내 열 전도율은 약 50W/mK 내지 약 1000W/mK까지의 범위일 수 있다. 바람직한 차폐 효능은 1kHz 내지 약 10GHz까지의 주파수를 가로질러 조립체에 대해 적어도 80dB의 수준이다.
광대역 차폐 물품에 관한 다양한 개념이 도 13 - 도 26에 개시되어 있다. 본원에서 개시되는 광대역 차폐 물품을 만들기 위해 사용될 수 있는 재료가 도 13에서 1300으로 전체적으로 도시되어 있다. 재료(A)는 메시 재료의 도면이고, 아이템(B, C)은 사용될 수 있는 흑연 재료의 예이다. 아이템(B)은 박리된 흑연의 압축된 입자들의 시트이고, 아이템(C)은 흑연화 중합체의 시트이다. 메시 물품에 관한 본원의 설명은 메시(A)에 적용 가능하다.
재료들로부터 만들어진 마무리된 물품(1300)은 요구되는 대로 메시(A)의 하나 이상의 시트를 포함할 수 있다. 마무리된 물품(1300)은 그렇게 요구된다면 1개를 초과하는 유형의 메시 재료를 포함할 수 있고; 동등하게 마무리된 물품 내의 메시 재료는 요구되는 대로 상이한 크기를 가질 수 있다. 임의의 개수의 흑연 시트(B, C)들이 마무리된 물품(1300)을 만들기 위해 사용될 수 있다. 마무리된 물품(1300)은 전술한 유형의 흑연(B, C)들 중 하나 또는 양 유형을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 조립체(1300')는 조립체(1300')의 마무리된 물품의 하나 또는 양 주 표면 상에서 외부 보호 코팅(D)을 포함할 수 있다. 보호 코팅(D)은 흑연 층의 박편화를 억제하는 임의의 재료일 수 있다. 보호 코팅(D)의 선택적인 제2 기능은 그가 마무리된 물품을 전기적으로 격리시킬 수 있는 것이다. 보호 코팅에 대한 적합한 재료의 비제한적인 예는 폴리이미드 또는 PET를 포함할 수 있다.
조립체(1300, 1300')는 하나 이상의 흑연 층을 포함할 수 있다. 조립체(1300, 1300')는 임의의 개수의 흑연 층으로 제한되지 않는다. 적합한 유형의 흑연은 박리된 흑연의 압축된 입자, 흑연화 중합체, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 흑연 층(B, C)은 시트의 형태이다. 흑연 층(B, C)의 두께에 관한 상기 개시내용은 도 13a - 도 26에 도시된 실시예에 동일하게 적용 가능하다. 특정 실시예에서, 바람직하게는, 흑연 층(B, C)은 100미크론 이하의 두께를 갖는다.
메시(A)에 대한 예시적인 재료는 알루미늄, 황동, 콜럼븀, 구리, 금, 인코넬, 니켈, 니켈 합금, 인, 청동, 백금, 은, 스테인리스강, 저탄소강, 탄탈럼, 티타늄, 아연, 지르코늄, PEEK, PTFE, PFA, ECTFE, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PET, 및 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 메시(A)는 확장된 금속 또는 확장된 플라스틱과 같은 확장된 재료로 형성될 수 있다. 메시(A)의 적합한 샘플은 표준 다이아몬드 형상을 가질 수 있고, 메시 크기는 0.416인치 내지 0.002인치의 범위이다. 평방 인치당 개방부의 개수는 25개에서 많게는 11,000개까지 변할 수 있고, 개방 면적은 95% 내지 낮게는 10%까지이다.
바람직하게는, 메시(A)의 각각의 스트랜드는 5mil 이하의 공칭 원래 두께를 갖는다. 적합한 원래 두께는 5mil 내지 0.5mil 및 이들 사이의 모든 두께를 포함한다. 실제 스트랜드 폭은 8mil 이하의 범위일 수 있다. 적합한 실제 스트랜드 폭은 8mil 내지 0.5mil 및 이들 사이의 모든 두께의 범위일 수 있다. 메시의 주 개방부의 길이는 0.5인치 이하일 수 있다. 주 개방부의 적합한 길이의 예는 0.5인치와 0.02인치 사이의 임의의 거리일 수 있다.
적합한 메시의 2가지 예는 2Cu4-050 및 1.5Cu5-050이다. 첫 번째 숫자는 공칭 원래 두께에 대응하고, 문자는 구성 재료를 나타내고, 두 번째 숫자는 실제 폭 스트랜드를 나타내고, 세 번째 숫자는 메시의 주 개방부의 길이를 나타낸다. 모든 숫자는 mil 단위로 주어진다. 상기 예는 확장된 메시의 예이다. 바람직하게는, 공칭 원래 두께는 3mil 이하이다.
확장된 메시에서의 다른 옵션은 메시가 편평화되거나 편평화되지 않을 수 있는 것이다. 특정 실시예에서, 편평화되지 않은 메시가 바람직할 수 있다.
적합한 메시의 다른 유형은 직물 메시를 포함한다. 직물 메시는 전형적으로 0.006인치 이하의 개방부 크기를 갖는다. 적합한 공칭 메시 크기의 예는 0.0059인치(100 메시) 0.0049인치를 포함한다. 적합한 직물 메시의 예는 (아로니아 메시(Aaronia Mesh), 316 스테인리스강, 304 스테인리스강과 같지만 이로 제한되지 않는) 스테인리스강, 알루미늄 및 이의 합금, 구리, 및 이들의 조합을 포함한다.
이러한 개념의 다양한 실시예가 도 14 - 도 16에 도시되어 있다. 각각의 실시예에서, 인쇄 회로 보드가 요소(1402)로서 도시되어 있다. 차폐되거나 전자적으로 격리되는 전자 구성요소가 요소(1404)로서 도시되어 있다. 전자 구성요소는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 도 14 - 도 16에 도시된 바와 같이, 요소(1404)는 각각 회로 보드(1402) 및 마무리된 물품(1406, 1506, 1606)에 의해 봉입될 수 있다. 마무리된 물품(1406)은 외부 메시(n1) 및 박리된 흑연(N1)의 압축된 입자들의 중간 층 및 흑연화 중합체(N2)의 내부 흑연 층을 포함한다. 이러한 실시예에서, 흑연(N1)은 메시의 개방부를 통해 연장하는 것이 바람직하다. 그렇게 요구된다면, 흑연(N1)은 메시 상의 외향 표면을 형성할 수 있다. 그러한 외부 표면은 요소(1404)에 대향된다.
도 15는 마무리된 물품(1506)의 1406에 대한 배향을 제외하고는, 도 14의 것과 동일하다. 도 15에서, 마무리된 물품(1506)은 요소(1404)에 가장 가까운 메시(n1)를 포함하고, 흑연 층(N1, N2)은 메시의 외부에 위치되고, N2는 마무리된 물품의 외부를 형성한다. 도 16의 실시예는 요소(1404)가 정전 방전, 낙뢰, 다른 전자 구성요소, 또는 임의의 다른 외부 방사선 공급원과 같은, 조립체(1606) 외부의 방사선 공급원(S)에 의한 간섭으로부터 차폐되는 점에서, 도 15의 것과 상이하다.
흑연 층이 관심 구성요소(예를 들어, 집적 회로 구성요소)에 매우 근접한 경우에, 이는 더 효율적인 열 확산을 가능케 하고, 메시를 구비한 실시예에 대해, 관심 구성요소에 가장 가까운 측면은 더 양호한 평면내 전기 전도성을 가능케 한다.
그렇게 요구된다면, 메시는 흑연 내에 봉입된, 마무리된 물품의 중심 내에 위치될 수 있다.
도 17 - 도 23은 본원에서 개시되는 광대역 차폐 물품의 대안적인 실시예의 예이다. 도 17 - 도 20은 흑연 대 메시의 표면적 비율이 1:1 내지 1:100 또는 1:1 내지 100:1의 범위일 수 있는 것을 도시한다. 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 흑연(N1) 및 메시(n1)는 실질적으로 동일한 표면적을 갖는다. 도 17의 실시예에서, 메시(n1) 및 흑연(N1)은 약 10%만큼만 서로 중첩한다. 도 18에서, 메시(n1) 및 흑연(N1)은 약 100%까지 서로 중첩한다. 10%와 100% 사이의 모든 백분율이 본원에서 고려된다.
흥미로운 실시예는 90%보다 높지만 100% 미만인 중첩을 포함한다. 금속 메시의 경우에, 금속 메시의 비중첩 부분은 마무리된 물품을 다른 구성요소에 납땜하기 위해 사용될 수 있다.
도 19 및 도 20은 메시 대 흑연의 상기 비율 및 그 반대를 도시한다. 작은 비율의 구성요소는 큰 구성요소에 대해 대칭으로 위치될 수 있고; 대안적으로, 작은 구성요소는 큰 구성요소에 대해 비대칭으로 위치될 수 있다. 작은 구성요소는 본 섹션에서, 메시(n1) 또는 흑연(N1)이 100 미만임을 의미하도록 사용되고, 비율의 100을 구성하는 구성요소가 큰 구성요소이다. 따라서, 도 19에서, 흑연(N1)이 작은 구성요소이고, 메시(n1)가 큰 구성요소이다. 도 20에서, 흑연(N1)이 큰 구성요소이고, 메시(n1)가 작은 구성요소이다.
상기에 대한 예시적인 용도는 다음을 포함하고, 메시가 큰 구성요소이면, 물품은 외부 신호를 송신 또는 수신하기 위해 사용될 수 있다. 흑연이 큰 구성요소인 경우에, 마무리된 물품은 EMI 차폐 외에도, 바람직한 열 확산/열 접속, 열 차폐를 위한 용도를 가질 수 있다.
도 21은 2106으로 전체적으로 도시된 마무리된 물품의 다른 대안적인 실시예이다. 이러한 실시예에서, 상이한 재료들의 상이한 메시들이 흑연(N1)의 상이한 부분들과 정렬된다. 이러한 비제한적인 예에서, 구리로 형성된 제1 메시(A1), PEEK로 형성된 제2 메시(A2), 및 스테인리스강으로 형성된 제3 메시(A3)를 포함한 3개의 구분되는 메시가 사용된다. 그러나, 이러한 실시예는 임의의 개수의 메시를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 물품(2106)은 흑연(N1)만을 포함하는 하나 이상의 부분을 포함할 수 있다.
도 22는 흑연이 변경된, 2200으로 전체적으로 도시된 물품의 일 실시예를 추가로 포함한다. 물품(2200) 내에 도시된 바와 같이, 상부 섹션(2202)은 외부 표면을 형성하는 흑연(2203)을 포함하고, 중간 섹션(2204)은 외부 표면을 형성하는 메시(2205)를 포함하고, 바닥 섹션(2206)은 흑연(2207)을 포함한다. 흑연(2202) 및 흑연(2207)은 동일한 흑연 또는 상이한 재료들로 형성된 상이한 흑연일 수 있거나, 또는 흑연(2202, 2207)들은 하나 이상의 특성에서 상이할 수 있다.
도 23은 2300으로 전체적으로 도시된 마무리된 물품의 다른 실시예를 도시한다. 물품(2300)은 물품(2300)이 2개의 유형의 흑연(2301, 2302)과 조합된 2개의 상이한 유형의 메시(A1, A2)를 포함하는 점에서 물품(2200)과 상이하다. 도 23에 도시된 바와 같이, 물품(2300)은 흑연(2301) 및 메시(A1), 흑연(2302) 및 메시(A1), 흑연(2301) 및 메시(A2), 및 흑연(2302) 및 메시(A2)를 포함한, 그의 각각의 조합을 포함한다.
도 24 - 도 26은 다양한 용도를 언급한다. 도 24에서, 2400으로 전체적으로 도시된 마무리된 물품은 위에서 설명된 바와 같은 흑연(2401), 및 접지 평면에 부착된 메시 부분(2402)을 포함한다. 대조적으로, 도 25에서, 마무리된 물품(2500)의 메시 부분(2502)은 DC 전력 공급원에 연결된다. 도 26에서, 마무리된 물품(2600)의 메시 부분(2602)은 AC 전력 공급원(도 26)에 연결된다.
도 14 - 도 26 모두에 대해, 메시 및 흑연의 임의의 원하는 조합이 설명된 실시예 및 고려될 수 있는 다른 실시예를 실시하기 위해 사용될 수 있다.
본원에서 개시되는 다양한 광대역 차폐 실시예에서, 흑연 물품은 적어도 700W/mK, 바람직하게는 적어도 750W/mK의 평면내 열 전도율, 및 적어도 50W/mK, 바람직하게는 적어도 70W/mK, 및 더 바람직하게는 적어도 100W/mK의 평면 투과 열 전도율을 가질 수 있다.
관심 있는 특정 마무리된 실시예는 100미크론 이하, 바람직하게는 100미크론 미만의 두께를 갖는 마무리된 물품이다. 형성될 수 있는 흑연/메시 물품의 두께의 예는 제1 실시예에 대해 80미크론 이하 및 제2 실시예에 대해 60미크론 이하의 두께를 갖는 마무리된 물품을 포함한다. 바람직하게는, 이러한 물품들 각각은 1.4g/cc를 초과하는 밀도를 갖는다. 제3 실시예에서, 마무리된 물품은 40미크론 이하의 두께일 수 있다. 그렇게 요구된다면, 마무리된 물품은 결합제가 없을 수 있다.
그렇게 요구된다면, 마무리된 물품은 1mm까지의 두께를 가질 수 있다. 그러한 물품은 전형적으로 적어도 1.4g/cc의 밀도를 가질 것이다.
물품의 평면내 열 전도율은 약 300 내지 약 800W/mK, 바람직하게는 500 - 800W/mK의 범위일 수 있다. 흑연화 중합체가 흑연 공급원으로서 사용되면, 평면내 열 전도율은 전형적으로 약 700 - 800W/mK, 바람직한 실시예에서 750 - 800W/mK의 범위 내일 것이다. 전형적인 평면 투과 열 전도율은 약 50 - 125W/mK의 범위일 것이다.
바람직하게는, 다양한 광대역 차폐 물품은 단일체 물품이다.
광대역 차폐 물품은 전자기 간섭(EMI) 차폐를 요구하는 장치 내에서 용도를 가질 수 있다. 하나의 유리한 실시예에서, 물품은 90° 미만의 굽힘 시에 균열에 저항하는 가요성을 가질 수 있다. 바람직하게는, 본원에서 설명되는 물품의 메시는 탄력적이고, 전기 전도성이고, 흑연 내에 봉입(매립 또는 봉지로도 지칭됨)된다. 그러한 용도의 구체적인 예는 EMI 개스킷으로서이다.
광대역 차폐에 대한 다른 용도는 소비자 전자 기기, 특히, 예를 들어, 기판 수준 차폐와 같은 고속 집적 회로(IC)의 차폐, 오늘날의 연결 목적으로 광범위한 주파수에서의 자동차 또는 통신 산업의 민감한 구성요소에 대한 차폐 엔클로저를 포함한다. 본원에서 개시되는 실시예들은 경량의 비부식성 고주파 차폐 재료의 속성을 구비한 항공우주산업, 군수 장비(예컨대, 스텔스 기술), 및 전자기 펄스(EMP) 보호에 대해 이점을 제공할 수 있다.
본원에서 설명되는 광대역 차폐 물품은 금속 포일 또는 시트, 기판 수준 차폐물, 전도성 테이프 또는 접착제, 금속화된 천, 통기 패널 등에 대한 부분적이거나 완전한 대체물로서 사용될 수 있다. 본원에서 설명되는 차폐 물품은 인접한 표면들 사이의 밀봉 및/또는 전기 전도성을 제공하기 위해 인접한 표면들과의 우수한 접촉을 가질 것이다. 표면들은 전자 기기 패키징 또는 안테나 장착부를 위한 엔클로저를 제공할 수 있다.
상기 광대역 차폐물의 장점은 그가 갈바니 부식에 민감하지 않은 것이다. 차폐물은 또한 공식(pitting) 및 균열 부식에 대한 개선된 저항을 갖는다. 이는 또한 종래의 차폐물에 비교하여 가혹한 환경에서 개선된 신뢰성을 갖는다. 그러한 차폐물은 또한 전기적 연속성의 장점을 갖고, 납땜될 수 있다. 차폐물의 다른 장점은 그가 금속 차폐물에 비교하여 감소된 반사율을 갖는 것이다. 흡수와 관련하여, 본원에서 설명되는 차폐물은 종래의 금속 차폐물에 비교하여 증가된 흡수를 보일 것이다. 아울러, 차폐물은 접지 목적으로 사용될 수 있다.
본원에서 개시되는 다양한 실시예들은 그들의 임의의 조합으로 실시될 수 있다.
예
본원에서 개시되는 본 발명은 이제 아래의 예에 관하여 추가로 설명될 것이다. 그러한 예는 예시의 목적으로만 본원에 포함되고, 청구되는 보호 대상을 제한하도록 의도되지 않는다.
차폐 효능
차폐 효능(SE)은 도 7의 시험 장치를 사용하여 ASTM D4935-99에 기초하여 이산된 주파수 지점들에서 50Ω 동축 라인 내에서의 송신 측정으로부터 계산된다. SE 측정 시스템(700)은 신호 발생기(710)(로데 & 슈바르츠(Rhode & Schwarz) SMB100A), 분광 분석기(730)(로데 & 슈바르츠 FSV30), 및 광역 주파수 범위를 커버하기 위한 2개의 상이한 크기의 동축 송신 라인(715, 720)(일렉트로메트릭(Electrometric) EM2107 및 일렉트로메트릭 EM2108)을 포함한다. 모든 구성요소들은 오정합을 방지하기 위해 50Ω 특징 임피던스를 갖고, 보정이 측정 이전에 수행되었다.
SE는 시편 시험 디스크(750)에 기준 신호(Sref)를 인가하여, 시험 디스크(750) 상에 충돌하는 입사 평면파(SI)를 발생시킴으로써 결정되었고, 입사 평면파 중 일부가 시험 디스크를 통해 송신되어 730에서 측정되는 송신된 평면파(S21)를 생성하였다. 특정 재료에 대한 SE는 그를 통해 송신된 신호(S21)들을 비교함으로써 결정되었다. 구체적으로, 그래파머™ 재료(920)의 SE는 S21Reference로서 지칭되는, 기준 재료를 통해 송신된 신호로부터, S21GRAFARMOR로 지칭되는, 그래파머™ 재료(920)를 통해 송신된 신호(S21)를 차감함으로써 결정되었다.
SE = │S21│Reference - │S21│GRAFARMOR (1)
기준 시편은 송신 라인 내에서 동일한 불연속성을 유지하면서, 재료가 존재하지 않는 고정구(700)를 시뮬레이팅한다. 사용된 시험 샘플은 위에서 언급된 바와 같이 ASTM D4935-99에 따라 준비되었다.
그래파머™ 물품(920)에 대한 SE 곡선이 도 8에 도시되어 있다. 결과는 kHz 범위로부터 낮은 MHz 범위를 통한 그래파머™ 물품(920)의 광대역 차폐 효능을 보여준다.
흡수 능력
전력 손실 또는 흡수 능력 특성이 IEC 62333-2 표준 방법에 기초하여 50Ω 마이크로스트립 라인(900)(MSL)에 의해 포착되었다. 입사파(SI)가 노이즈 억제 재료(920)와 상호 작용할 때, 이는 도 9에 도시된 바와 같이, 부분적으로 송신되고 (S21), 부분적으로 반사되고 (S11), 부분적으로 흡수되었다. 흡수된 에너지는 열로 변환되었고, 그래파머™ 조립체의 높은 열 전도율이 더 넓은 영역에 걸쳐 열 부하를 확산함으로써 열을 관리하였다. MSL의 양 단부들은 동축 케이블을 통해 벡터 네트워크 분석기(940)(애질런트(Agilent) 8753D)에 연결되었고, 초기 임피던스는 50Ω으로 조정되었다. 노이즈 흡수 시트(920)의 반사된 신호(S11) 및 송신된 신호(S21)가 측정되었고, 잔류 에너지가 흡수되었다. 에너지 손실은 다음의 방정식으로 표현되었다.
흡수 능력 = 1 - S112 - S212 (2)
흡수 능력 그래프인 도 10은 설명된 주파수에서 송신되거나 반사되지 않은 총 에너지의 백분율을 설명한다. 그래파머™ 솔루션은 넓은 주파수 범위에 걸쳐 양호한 흡수를 보여준다.
열 전도율
전형적으로, 노이즈 억제 재료는 열악한 열 특성을 갖는다. 코일로부터 멀리 열을 이동시키는 재료의 능력은 전기 구성요소를 보호하고 장치가 충전되는 동안 장치의 외부 상에서의 적당한 접촉 온도를 보장하는 데 유리하다. 일반적으로 이용 가능한 억제기(NEC 도킨 EFF 플렉스 억제기(NEC Tokin EEF Flex Suppressor))에 대한 공개된 열 전도율 값은 0.4W/mK이다. 그래파머™ 물품에 대한 측정된 값은 약 180W/mK이다. 이는 그래파머™ 솔루션이 훨씬 더 많은 열을 코일로부터 장치 내의 개방 영역으로 이동시키는 것을 가능케 하여, 주변 전자 기기를 보호하고 외부 접촉 온도를 감소시킨다. 더 많은 전력이 코일을 통해 구동되면, 더 많은 원치 않는 열이 발생될 것이다.
코일로부터 멀리 열을 확산시키는 각각의 재료의 능력을 정량하기 위해, 열 전도율이 울박-리코 코포레이션(ULVAC-RIKO Corporation)으로부터의 레이저핏(LaserPIT)을 사용하여 측정되었다. 샘플이 4mm 폭 및 30mm 길이의 스트립으로 절단되었다. 재료는 재료를 통해 전파되는 입력 신호로서 0.1Hz의 주파수에서 시험되었다.
확산율은 얇은 시트의 상부 측면 상으로 레이저를 펄싱하여, 그의 후면 상에서의 온도 상승을 측정하는 레이저핏 기기에 의해 측정되었다. 전동 스테이지가 샘플을 제어된 속도로 레이저 공급원으로부터 멀리 이동시킨다. 샘플이 멀리 이동할 때, 신호가 감소하는 속도는 열 전도율, 또는 더 정확하게는, 열 확산율에 상관된다. 열 전도율은 재료의 확산율, 밀도, 및 비열(흡수되는 에너지)의 곱이다. 도 11은 그래파머™ 솔루션과 상업적으로 구입 가능한 재료 사이의 성능 차이를 도시한다.
충전 속도 비교
무선 충전 시스템은 이중 공진 주파수 회로이고, 이는 1차 및 2차 회로가 대략 동일한 고유 진동수로 조절된 RLC 직렬 공진 회로를 형성함을 의미한다. 전력 수신기의 이중 공진 회로는 2차 코일 및 2개의 공진 커패시턴스를 포함한다. 제1 공진 커패시턴스(Cs)의 목적은 전력 전달 효율을 향상시키는 것이다. 제2 공진 커패시턴스(Cd)의 목적은 공진 검출 방법을 가능케 하는 것이다. 공진 주파수와 직렬 커패시턴스 사이의 관계는 아래의 방정식 (3)에 예시되어 있고, 여기서 fs: 공진 주파수. Ls: 수신기 자가 인덕턴스, Cs: 직렬 공진 커패시턴스.
Figure 112018105885415-pct00001
(3)
그래파머™ 재료는 최적의 효율을 가능케 하도록 관심 공진 주파수로 조절될 수 있다. 도 12는 이동 전화와 같은 전형적인 장치, 그래파머™ 솔루션 활성화 장치를 사용한 < 5%로부터 100%까지의 충전 사이클, Qi 규격 8와트 무선 충전기, 및 "급속 충전" 유선 충전기("대조구")를 도시한다. 그래파머™ 시험 시편 충전 사이클은 맞춤 제작된 15와트 무선 충전기를 사용하여 수행되었다. 이러한 충전기는 배터리를 보호하기 위한 장치의 내부 프로토콜을 채용하기 위해 장치의 전력 포트를 이용하였다. 모니터링된 주요 특질은 < 5% 배터리 용량으로부터 100%까지의 충전 속도였다. 이러한 데이터는 이동 장치 상의 충전 데이터 수집 애플리케이션을 사용하여 수집되었다. 충전 속도는 백분율 충전(%) 대 시간 곡선의 기울기로부터 계산되었다. 원래의 제조사의 솔루션은 8와트 무선 충전기("대조구")와의 비교를 위한 기준으로서 사용되었다. 그래파머™ 솔루션 활성화 15와트 무선 시스템은 "급속 충전" 유선 충전기만큼 빨랐고, 현재 이용 가능한 8와트 무선 충전기("대조구")보다 거의 29% 더 빨랐다.
15W "급속 충전" 유선 충전기와 유사한 속도를 갖는 휴대형 장치의 중전력 급속 무선 충전이 시연되었다. 그래파머™ 솔루션 포함 충전 유닛은 낮은 kHz로부터 낮은 GHz 범위까지의 매우 다양한 무선 전력 송신 표준에서 작동하도록 조절될 수 있어서, 다중 송신 주파수 하에서의 작동을 가능케 한다. 현재 이용 가능한 솔루션과 대조적으로, 그래파머™ 기반 솔루션은 추가의 열 관리 솔루션에 대한 필요가 없이 "급속 충전"을 허용한다.
충전 속도 데이터는 그래파머™ 솔루션 포함 장치가 가장 양호한 상업적으로 구입 가능한 Qi 충전 시스템을 현저하게 능가하였고, 최고속 유선 충전기와 유사함을 보여준다. 이는 무선 충전을 소비자 전자 기기에서 주된 충전 모드로 만드는 상당한 가능성을 열고, 진정한 무선 의료 장치를 가능케 한다. 추가로, 그래파머™ 기반 장치는 스마트폰으로부터 태블릿, 랩탑, 및 대부분의 의료 장치까지의 대부분의 현재의 장치들의 기존의 형상 계수 및 두께 구속에 맞춰질 수 있다.
수신 코일에 대한 주파수 범위는, 하나의 예에서, 약 80kHz 내지 약 8GHz까지의 범위일 수 있다. 특정한 바람직한 범위는 80 - 300kHz 및 110 - 205kHz를 포함할 수 있다. 바람직한 범위의 다른 예는 80 내지 330kHz, 6.78MHz 내지 13.56MHz, 및 2.4GHz 내지 2.48GHz를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 수신 코일(120)은 5 내지 20W의 임의의 전력 수준에서 충전이 가능하다.
이러한 솔루션은 가요성 흑연의 고유한 EMI 차폐 및 열 특성에 추가하여 고주파(RF) 흡수 특성을 갖고, 이는 현 세대의 소비자 전자 기기에 대해 중요하다. 열 확산기 재료 형태의 가요성 흑연은 전기/평면파에 대한 우수한 차폐물이고, 본원에서 설명된 개념과 조합함으로써, 이는 자기 감쇠를 위해서도 이용될 수 있다. 하나의 예에서, 자성 충진제는 미크론 크기일 수 있다. 다른 예에서, 자성 충진제는 나노 크기일 수 있다.
본 출원에서 참조된 모든 언급된 특허 및 공개는 전체적으로 참조로 통합되었다.
본 발명이 이렇게 설명되었지만, 본 발명은 많은 방식으로 변경될 수 있음이 명확할 것이다. 변형 및 대안이 상기 명세서를 읽고 이해한 사람에게 명백할 것이다. 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 또는 그의 등가물 내에 드는 한 모든 그러한 변형 및 대안을 포함하는 것으로 해석되도록 의도된다.

Claims (26)

  1. 조립체(100)이며,
    박리된 흑연의 압축된 입자, 흑연화 중합체, 및 이들의 조합 중 적어도 하나의 하나 이상의 시트를 포함하는 흑연 기판(102) - 흑연 기판(102)은 흑연 기판(102)의 적어도 하나의 측면 상에 위치된 코팅된 영역(108)을 갖고, 코팅된 영역(108)은 흑연 기판(102)의 표면 상에 배치된 자성 코팅(110)을 포함하고, 자성 코팅(110)은 40미크론을 초과 및 300미크론 이하의 두께를 가짐 - 을 포함하고,
    자성 코팅(110)에 인접하여 배치된 내향 표면(122)을 갖는 무선 충전기용 유도 코일(120) - 유도 코일(120)은 적어도 80kHz 내지 8GHz까지의 주파수를 갖는 신호를 수신할 수 있고,
    배터리(150)는 유도 코일(120)에 대향하여 흑연 기판(102)의 일 측면 상에 위치되고,
    코팅된 영역(108)은 신호의 자속을 유도 코일(120)로 지향시키고 흑연 기판(102)은 배터리(150)를 상기 자속으로부터 차폐시키는, 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 흑연 기판(102)에 대향하는 자성 코팅(110)의 측면 상에서 자성 코팅(110)에 인접하여 배치된 보호 코팅(130)을 추가로 포함하는, 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자성 코팅(110)은 1개를 초과하는 층을 포함하는, 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 흑연 기판(102)은 박리된 흑연의 압축된 입자들의 시트로 구성되고, 시트는 적어도 40미크론의 두께를 갖고, 시트는 유도 코일(120)의 표면적보다 더 큰 표면적을 갖는 주 표면을 갖는, 또는 흑연 기판(102)이 흑연화 중합체의 시트를 포함하는, 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 자성 코팅(110)은 적어도 2개의 층을 포함하고, 제1 층은 철, 알루미늄, 실리케이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 25 - 75중량%의 자기 차폐 조성물 및 규소 함유 화합물을 포함하는 75 - 25중량%의 흡수 화합물의 혼합물을 포함하고, 여기서 제1 층은 40 - 60 중량%의 자기 차폐 조성물 및 60 - 40 중량%의 흡수 화합물을 포함하는, 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 자성 코팅(110)은 60중량%(60% pbw) 이하의 철을 포함하는, 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 자성 코팅(110)은 15중량% 이하의 결합제, 60중량% 이하의 니켈, 및 20중량% 이하의 크롬, 규소, 및 몰리브덴 원소들의 조합체를 포함하는, 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 자성 코팅(110)은 적어도 85중량%의 철 및 5중량% 미만의 결합제를 포함하는, 조립체.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 결합제는 탄성중합체 및 수지 중 하나인, 조립체.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 흑연 물품이며,
    적어도 70미크론의 두께, 적어도 0.90g/cc의 밀도, 및 적어도 250W/mK의 평면내 열 전도율을 갖는 흑연화 중합체의 일체형 본체; 및 흑연화 중합체 내에 봉입된 전기 전도성 메시 재료를 포함하고, 전기 전도성 메시 재료는 흑연화 중합체로 충진된 개방부를 갖는, 흑연 물품.
  16. 제15항에 있어서, 본체는 100미크론을 초과하는 두께 및 적어도 1.3g/cc의 밀도를 갖는 흑연화 중합체로 구성되는, 흑연 물품.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 물품은 적어도 700W/mK의 평면내 열 전도율, 적어도 50W/mK의 평면 투과 열 전도율, 및 2GHz 내지 6GHz의 주파수 범위를 가로지른 적어도 85dB의 차폐 효능을 갖는, 흑연 물품.
  18. 제15항에 있어서, 차폐 효능은 1kHz 내지 10GHz까지의 주파수를 가로질러 적어도 80dB을 포함하는, 흑연 물품.
  19. 흑연 물품을 만드는 방법이며,
    메시 재료를 흑연 재료와 함께 냉간 압연 캘린더링하는 단계
    를 포함하고,
    메시 재료는 5mm 이하의 개방부 크기를 갖고, 흑연 재료는 1.00g/cc 이하의 밀도, 적어도 250W/mK의 평면내 열 전도율, 및 메시 재료의 두께의 적어도 0.8배와 동일한 두께를 갖는 흑연화 중합체, 1.8g/cc 이하의 밀도, 적어도 250W/mK의 평면내 열 전도율, 및 메시 재료의 두께의 적어도 0.8배인 두께를 갖는 박리된 흑연 입자들의 질량체, 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는,
    방법.
  20. 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 흑연 기판(102) 또는 자성 코팅(110)이 니켈을 포함하는, 조립체.
  21. 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 자성 코팅(110)이 2 내지 500의 편평화된 형상을 갖는 자성 재료의 종횡비를 포함하는, 조립체.
  22. 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 흑연 기판(102)이 강철, 스테인리스강, 구리, 은 나노 와이어, 청동, 황동, 알루미늄, 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 메시를 포함하는, 조립체.
  23. 제22항에 있어서, 흑연 기판(102)이 300W/mK 내지 2100W/mK까지의 평면내 열 전도율을 갖는, 조립체.
  24. 제15항에 있어서, 전기 전도성 메시 재료는 1개를 초과하는 유형의 전기 전도성 메시 재료를 포함하는, 흑연 물품.
  25. 제15항에 있어서, 전기 전도성 메시 재료는 알루미늄, 황동, 콜럼븀, 구리, 금, 인코넬, 니켈, 니켈 합금, 인, 청동, 백금, 은, 스테인리스강, 저탄소강, 탄탈럼, 티타늄, 아연, 지르코늄, PEEK, PTFE, PFA, ECTFE, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PET, 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 흑연 물품.
  26. 제22항에 있어서, 흑연 기판(102)이 적어도 0.6g/cc 내지 2.2g/cc까지의 밀도, 또는 50미크론 내지 200미크론 범위의 두께, 또는 둘 다를 갖는, 조립체.
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