KR20130085976A - 자성 시트와 그 제조 방법 및 그것을 이용한 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

여러 방향에서 유연성을 구비하고, 특히 박형화된 자성 시트를 확실하게 소편으로 분할하여 유연성을 구비한 경우라 하더라도, 평면 형상으로 소성하는 것을 과제로 하여, 본원 발명의 자성 시트는 이하의 요소를 구비한다. 자성체, 상기 자성체의 적어도 한 면에 설치된 보호 부재, 상기 자성체의 적어도 한 면에 설치된 복수의 구멍부. 상기 자성체는 상기 복수의 구멍부을 이용해서 복수의 소편으로 분할되고, 상기 복수의 소편 각각의 형상이 다르다.

Description

자성 시트와 그 제조 방법 및 그것을 이용한 안테나 장치{Magnetic Sheet and Manufacturing Method Thereof, and Antenna Device Using the Same}

본 발명은, RFID등의 안테나 모듈이나 비접촉 충전 모듈 등에 이용되는 자성(磁性) 시트와 그 제조 방법 및 그것을 이용한 안테나 장치에 관한 것이다.

종래, 전자 부품의 전자파를 차단하기 위해서, 전자 부품의 외표면에 대단히 얇은 자성 시트가 붙어있었다. 이런 종류의 자성 시트는 특정 크기의 다수 개의 소편(小片)으로 분할한 구조이기 때문에, 유연성을 가지고 있었다(D1: 일본 특허공개 2009-182062호 공보).

또, D1에서는, 표면측에 종횡으로 교차하는 직선 형상의 홈이 형성된 페라이트 시트(Ferrite Sheet)를 피복 시트와 양면 접착 시트 사이에 협지하고, 그것을 굴곡시켜서 홈 전부를 파단함으로써 페라이트 시트를 형성하고 있다.

그렇지만, D1에 기재된 페라이트 시트는 홈이 형성된 세로 방향 및 가로 방향으로만 유연성을 갖고 있기 때문에, 그 이외의 방향, 예를 들어 비스듬한 방향에서의 유연성을 갖지 못한다.

또, 현재 페라이트 시트는 박형화가 요망되고 있다. 예를 들면 300μm 정도 두께의 페라이트 시트에 있어서는 홈의 형성이 특히 곤란하게 된다. 즉, 홈의 깊이가 조금이라도 얕으면, 사용자는 홈에서 양호하게 파단할 수가 없다. 또, 홈을 조금이라도 깊게 하면, 소성 전에 홈에 의해 페라이트 시트가 분할되어, 페라이트 시트를 평면 형상으로 소성할 수 없다. 즉, 페라이트 시트가 얇기 때문에 허용되는 홈 깊이의 범위가 좁고, 홈 깊이의 작은 편차도 허용되지 않는다. 그 결과, 종래는 홈 깊이의 작은 편차 때문에, 홈 전체를 양호하게 파단(분할)할 수 없었다.

본 발명은, 종횡 방향 이외의 방향, 예를 들어 비스듬한 방향에서의 유연성을 구비하여, 사용하기 편리한 자성 시트 및 그것을 이용한 안테나 장치를 제공한다. 또, 본 발명은, 특히 박형화된 자성 시트를 확실하게 소편으로 분할하여 유연성을 구비한 경우라 하더라도, 평면 형상으로 소성할 수 있는 자성 시트 및 그것을 이용한 안테나 장치를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 자성 시트로서 이하의 요소를 구비한다. 자성체, 상기 자성체의 적어도 한 면에 마련된 보호 부재, 상기 자성체의 적어도 한 면에 마련된 복수의 구멍부. 상기 자성체는, 상기 복수의 구멍부을 이용하여 복수의 소편으로 분할되고, 상기 복수의 소편 각각의 형상이 다르다.

본 발명에 의하면, 종횡 방향 이외의 방향, 예를 들어 비스듬한 방향에서의 유연성을 구비할 수 있어, 사용하기 편리한 자성 시트로 제공할 수 있다. 또, 박형화된 자성 시트를 확실하게 소편으로 분할하여 유연성을 구비한 경우라 하더라도, 평면 형상으로 소성할 수 있다.

도 1은 본 실시형태의 자성 시트를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시형태의 자성 시트를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 실시형태에 있어서 소편으로 분할되기 전의 자성 시트의 주요부 확대도이다.
도 4는 본 실시형태에 있어서 소편으로 분할된 후의 자성 시트의 주요부 확대도이다.
도 5는 본 실시형태에 있어서 구멍부의 단면 확대도이다.
도 6은 본 실시형태의 자성 시트의 제조 공정 흐름도이다.
도 7은 본 실시형태에 있어서 복수의 구멍부의 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 실시형태에 있어서 자성체 단부 변의 오목부의 영향을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 실시형태에 있어서 자성체 단부 변의 오목부 주변을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 실시형태에 있어서 자성체 단부 변의 오목부의 다른 형상을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 실시형태의 안테나 장치의 구성도이다.

(실시형태)

이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시형태에 있어서의 자성 시트 및 그것을 이용한 안테나 장치에 대해서 설명한다.

도 1은 본 실시형태의 자성 시트를 나타내는 도면이며, 자성 시트(1)의 표면 사진이다. 도 2는 본 실시형태의 자성 시트를 나타내는 모식도이다. 도 2의 (a)는 자성 시트의 표면을 나타내는 도면이고, 도 2의 (b)는 자성 시트의 단면을 나타내는 도면이다.

자성 시트(1)는, 자성체(2)와, 자성체(2)의 적어도 한 면에 마련된 보호 부재(3)와, 자성체(2)의 적어도 한 면에 마련된 복수의 구멍부(4)를 구비한다. 자성체(2)는 복수의 구멍부(4)를 이용하여 분할되어 있다. 즉, 예를 들면, 자성체(2)는 복수의 구멍부(4) 사이에서, 적어도 서로 가장 근접하는 구멍부와의 사이에서 분할되어 있다.

자성체(2)는, 예를 들면 페라이트 소결체이다. 페라이트로서는, Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트 등을 들 수 있다. 또, 자성체(2)는, 아몰퍼스(amorphous) 금속, 펌알로이(Permalloy), 전자강(電磁鋼), 규소철(硅素鐵), Fe-Al합금, 센더스트(Sendust) 합금 중 어느 하나의 자성체 등이어도 좋다. 또, 자성체(2)는 시트 형상의 수지 재료 속에 자성 재료를 함유시켜도 좋다. 자성체(2)는 시트 형상이다. 자성체(2)의 두께는 50~300μm이고, 본 실시형태에 있어서는 100μm이다.

보호 부재(3)는 유연성을 가지고 있고, 예를 들면 PET(폴리에틸렌 텔레프탈레이트)등의 플라스틱으로 되어있다. 보호 부재(3)는, 소편으로 분할된 자성체(2)를 시트 형상으로 유지하고, 소편의 자성체(2)가 흐트러지거나 파손되지 않도록, 자성체(2)의 형상이 변하지 않도록 하고 있다. 보호 부재(3)는 자성 시트(1)의 상하면 양면에 접착해도 좋고, 적어도 한쪽 자성 시트(1)의 면을 보호한다. 또, 보호 부재(3)는 절연성인 것이 바람직하다. 또, 보호 부재(3)는, 예를 들면 안테나 패턴을 구비한 FPC등과 시트 형상의 자성체(2)를 접착시키는 접착제, 접착 시트 등이어도 좋다.

자성체(2)의 상하면의 적어도 한쪽에는 복수의 구멍부(4)가 형성된다. 구멍부(4)는 관통홀이어도 좋지만, 저면부를 구비하는 오목 홈인 것이 바람직하다. 구멍부(4)에 대해서는 나중에 자세하게 설명한다.

도 3은 본 실시형태에 있어서 소편으로 분할되기 전의 자성 시트의 주요부 확대도이다. 도 4는 본 실시형태에 있어서 소편으로 분할된 후의 자성 시트의 주요부 확대도이다. 도 5는 본 실시형태에 있어서 구멍부의 단면 확대도이다. 도 3, 도 4에 있어서, (a)는 모식도, (b)는 그 사진을 나타낸다.

이들 도면에서 복수의 구멍부는 이하의 구성을 가진다.

(1) 각 구멍부(4)간 최단 거리는 1mm이고, 0.5~3mm 정도이면 좋다. 단, 각 구멍부(4)간 최단 거리는 시트 형상 자성체(2)의 두께에 따라서도 변화하며, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 본 실시형태에 있어서는, 1 개의 구멍부(4)에 대해서 4개의 구멍부(4)가 최단 거리로 인접하고 있고, 최단 거리로 인접하는 구멍부(4)가 3개 이상이기 때문에, 어느 방향으로부터도 유연성을 가지는 자성 시트를 형성하기 쉽다. 즉, 구멍부(4)는, 복수의 구멍부(4)(특히 3개 이상)와 가장 근접하기 때문에, 어느 한 방향의 유연성이 다른 방향의 유연성보다 강해져서 유연성의 강약이 방향에 따라 달라지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 자성 시트(1)의 분할선의 방향은 엄밀하게 상정되어 있지 않다. 자성 시트(1)의 분할선은 일정 이상의 균일성을 구비하고 있다. 자성 시트(1)는, 모든 방향으로 또는 복수의 방향으로 분할될 가능성이 있다. 따라서, 복수의 분할선끼리는 평행이 아니기도 하고, 수직이 아니기도 한다.

(2) 복수의 구멍부(4)는 마름모 형태의 격자 형상으로 배치되어 있다. 복수의 구멍부(4) 사이가 일정한 간격을 가지고만 있으면, 복수의 구멍부(4)의 배열 형상은 한정되지 않는다. 단, 복수의 구멍부(4)의 배열은 자성 시트(1)(자성체(2)의 시트면)의 면전체에 있어서 균일한 것이 바람직하다. 또, 복수의 구멍부(4)의 배열은 삼각형 모양, 다각형 모양, 기하학적 모양이나 격자 모양과 같이 일정한 규칙성을 갖춘 배열인 것이 바람직하다. 이에 의해, 균일하게 분할선(5)을 형성할 수 있다.

(3) 구멍부(4)는, 도 5에 나타내는 것처럼, 개구부의 면적이 저면부의 면적보다 큰 테이퍼(taper) 형상이다. 개구부(41)는 0.35×0.2mm의 거의 직사각형이며, 구멍부(4)의 저면(42)은 0.21×0.1mm의 거의 직사각형이다. (도 5에서는, m1：m2=0.2：0.1) 또, 구멍부(4)의 개구부의 면적은, 구멍부(4)의 저면 면적의 3~4배인 것이 바람직하며, 2~5배 정도면 된다. 이에 의해, 보다 평탄한 자성 시트(1)를 형성할 수 있다. 즉, 개구부의 면적과 저면부의 면적이 동일하면, 구멍부(4) 형성시에 구멍부(4)의 주위가 부풀어오르기 쉬워, 자성 시트(1)을 평탄하게 형성하는 것이 곤란하게 된다.

(4) 구멍부(4)의 깊이 d2는, 자성 시트의 두께 d1(약 100μm)의 약 10%(10μm 정도)이며, 5~30%가 바람직하다. 구멍부(4)의 깊이가 너무 얕으면, 구멍부(4)를 이용해서 자성 시트(1)를 분할하는 것이 곤란하게 된다. 구멍부(4)의 깊이가 너무 깊으면, 구멍부(4) 형성시에 구멍부(4) 주위의 자성체(2)가 부풀어오르기 때문에 자성 시트(1)를 평탄하게 형성하는 것이 곤란하게 된다. 그러나, 구멍부(4) 개구부의 주위에 부풀어오른 자성체(2)를 없앨 수 있다면, 구멍부(4)의 깊이 d2가 30%를 넘어 관통홀로 되어도 문제없다.

(5) 구멍부(4)의 저면의 형상은, 사각형, 마름모꼴, 다각형이 바람직하다. 구멍부(4)의 형상은 구멍부(4)를 형성하는, 예를 들면 롤러(roller)(도 7의 (a) 참조)의 돌기의 형상과 동일하다. 자성 시트(1)의 제조 방법에 대해서는 후술한다. 구멍부(4)의 저면의 형상이 각(角)을 가짐으로써, 각을 이용해 자성 시트(1)를 분할하기 쉽게 된다.

(6) 자성 시트(1)의 상하면의 면적에 대한 구멍부(4)의 개구부의 면적 점유율은 27%이며, 20~40% 정도이면 좋다. 또, 자성 시트(1)의 상하면의 면적에 대한 구멍부(4)의 저면의 면적 점유율은 8%이며, 5~15% 정도이면 좋다.

(7) 구멍부(4)의 개구부의 형상과 저면부의 형상은 거의 동일(거의 직사각형)하고 면적이 다르다(닮은꼴). 개구부와 저면부의 중심이 겹치면 좋다. 이에 의해, 분할선(5)이 구멍부(4)를 통과하기 쉽게 되기 때문에, 구멍부(4)를 균일 또는 규칙성을 가지고 배치함으로써, 분할선(5)도 균일하게 형성되고 또 규칙적으로 형성된다.

자성 시트(1)는, 이 구멍부(4)를 이용해서 소편으로 분할된다. 분할선(5)(슬릿(slit))은 직선 형상인 것만은 아니고, 굽어 있거나, 곡선 형상이거나 하는 일도 있다. 또, 분할선(5)끼리 평행 또는 직교하는 것만은 아니며, 랜덤하게 교차하는 일도 있다. 도 1, 도 2에 나타내는 것처럼, 자성 시트(1)가 사각형 형상인 경우, 가장 근접한 구멍부(4) 끼리를 잇는 직선은, 자성 시트(1)의 단부 변(네 변)과 교차한다.

다음에, 자성 시트(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다.

도 6은 본 실시형태의 페라이트 시트의 제조공정 흐름도이다. 자성 시트의 일례를 페라이트 시트로 하여 제조공정 흐름을 설명한다.

원재료로서 예를 들면 산화철(Fe₂O₃), 산화 니켈(NiO), 산화 아연(ZnO), 산화동(CuO)을 소정 시간 혼합한다. 혼합물인 슬러리를 110~130℃의 온도에서 건조시킨 후, 이것을 해쇄(解碎)하여 800~910℃의 온도에서 가소(假燒)하여 분쇄함으로써 주성분 분말을 제작한다.

상기 제작된 페라이트 자성 재료는, 레이저 회절 산란법에 의한 입도(粒度) 분포 측정에 의하면, 0.5~1.6μm의 평균 입자경을 가진다. 또, 질소 가스 흡착법에 의한 BET의 비표면적 측정에 의하면, 3~7m²/g의 값을 가진다.

상기 제작된 페라이트 자성 재료의 100 중량부에 대해서, 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral)계 수지, 프탈산 에스테르계 가소제 및 유기용제를 배합한 후, 전용 밀(mill)로 혼합해서 슬러리를 제작한다. 제작한 슬러리의 점도는 20℃에서 1500~2500 Pa·sec로서 시트 성형용으로서 적절한 점도를 가진다.

다음에, 페라이트 자성 재료로 이루어진 슬러리를 PET 필름 상에 제막하여 50~350μm의 두께를 가지는 그린 시트를 제작한다.

다음에, 이 그린 시트에 복수의 구멍부(4)를 형성한다.

도 7은 본 실시형태에 있어서 복수의 구멍부의 형성 방법을 나타내는 도면이다.

도 7의 (a)에 나타내는 것처럼 복수의 볼록부(11)를 규칙적으로 배열한 롤러(10)를, 도 7의 (b)에 나타내는 것처럼 그린 시트(12)상에서 가압하면서 회전시킨다. 이에 의해, 복수의 볼록부(11)가 그린 시트(12)의 내부로 파고들어가 그린 시트(12)상에 복수의 구멍부(4)가 형성된다.

다음에 절단 공정에서 그린 시트(12)를 소정의 형상으로 절단한다. 즉, 그린 시트(12)를 비접촉 충전 모듈용으로서나 RFID나 NFC의 교신용 스파이럴 안테나의 형상에 적합하도록 설계된 전용 금형을 이용하여 펀칭 절단하여, 소정의 형상과 두께를 가지는 성형체를 제작한다.

다음에, 소정의 형상을 가지는 성형체(그린 시트(12))를 틀에 넣은 뒤, 탈지(脫脂) 및 소성하여 페라이트 소성체를 제작한다. 페라이트 소성체는, 30~300μm의 두께를 가진다. 탈지의 조건은 200~600℃이다. 다음에, 본 소성로에 의해 1000℃(800~1200℃가 바람직하다)의 최고 온도에서 페라이트 소결체를 소성하여, 최종적인 페라이트 소성체를 제작한다.

다음에, 이 시트 형상 페라이트 소성체의 상하 양면에 보호 부재(보호 테이프)를 부착한다. 그 후, 적어도 보호 부재의 한쪽 면으로부터 가압하여, 페라이트 시트는 구멍부(4)를 이용해 분할된다. 가압하는 것은 페라이트 시트의 상하면의 어느쪽으로부터라도 좋다. 직선적인 홈을 형성해서 분할하는 경우는, 홈 부분에서 안쪽으로 접어넣어지도록 홈을 형성한 면과는 다른 면쪽으로부터 가압하지 않으면 안된다. 그렇지만, 복수의 구멍부(4)를 이용해서 분할하는 본 실시형태에 있어서는, 구멍부(4)를 형성한 면쪽으로부터라도, 다른쪽의 면쪽으로부터라도, 동일하게 페라이트 시트를 분할할 수 있다. 또, 구멍부(4)는 페라이트 시트의 상하면 양면에 형성해도 좋고 한쪽 면뿐이어도 좋다.

또, 구멍부(4)를 이용해 분할된다는 것은, 도 4에 나타내는 것처럼 반드시 분할선(5)이 구멍부(4)를 통과하는 것은 아니다. 그러나, 구멍부(4)가 어느 정도 이상 규칙적인 점을 이용한다. 구멍부(4)에 있어서 자성체(2)가 다른 부분보다 얇게 되어있기 때문에, 구멍부(4) 및 구멍부(4)의 주위에서 자성체(2)는 갈라지기 쉽다. 그 결과, 주로 가장 근접하는 구멍부(4) 사이를 연결하듯이 분할선이 들어간다. 따라서, 자성체(2)는 일정한 규칙성을 가진 배치인 복수의 구멍부(4) 사이에서 분할되기 때문에, 거의 일정한 규칙성을 가지고 분할된다. 그 결과, 자성체(2)의 개소에 따라 소편의 대소에 큰 편차가 생기는 일은 없다. 또한, 가장 근접하는 구멍부(4) 사이 이외의 장소에도 분할선(5)이 들어가는 일도 있다.

이와 같이, 구멍부(4)를 형성하여 가압하는 것만으로써 자성체(2)를 규칙적으로 분할할 수 있기 때문에, 매우 용이하게 유연성을 가지는 자성 시트(1)를 얻을 수 있다. 즉, 종래예와 같이 홈을 형성해서 분할하려면, 직선적인 홈을 일정 간격으로 일정한 깊이로 형성하지 않으면 안되기 때문에 편차도 많고 시간이 걸렸다. 그러나, 구멍부(4)라면 깊이에 편차가 있어도 자성 시트(1)를 분할하기 쉬우며, 종래예로 형성된 홈보다 깊게 형성해도 좋다. 또, 종래예로 형성된 홈과 달리, 스탬프를 하듯이 자성 시트(1)에 구멍부(4)를 형성할 수 있기 때문에, 형성이 매우 용이하다. 또, 홈은 홈 자체가 방향성을 가지지만, 구멍부(4)는 구멍부(4) 자체가 방향성을 갖지 않기 때문에, 자성 시트(1)는 굽힐 수 있는 방향에 맞추어 유연성을 가질 수 있다.

또, 구멍부(4)의 깊이가 자성체(2)의 두께의 5% 이상이면, 구멍부(4)를 5% 이상 깊게 형성해도 자성체(2)를 평탄한 시트 형상으로 형성할 수 있다. 즉, 각각이 이격된 복수의 구멍부(4)를 형성하므로, 구멍부(4)의 형성시, 구멍부(4)가 비록 관통홀이라 하더라도 그린 시트(12)가 뿔뿔이 분할되는 일이 없다. 따라서, 구멍부(4)가 형성되는 부분의 자성체(2)를 충분히 제거할 수가 있다면, 구멍부(4)의 깊이는 30% 이상이어도 좋다.

또, 자성 시트(1)는 복수의 구멍부(4)를 이용하여 구멍부(4) 사이에 분할선(5)이 들어가기 때문에, 모든 방향으로 분할선(5)을 넣을 수 있다. 그 결과, 종횡 방향 뿐만이 아니라, 비스듬한 방향 등 모든 방향에 대해서 유연성을 가질 수 있다.

여기서, 그린 시트(12)를 전용 금형을 이용해서 펀칭 절단했을 때에, 그 펀칭된 자성체(2)의 단부 변(16)(도 6 참조)의 형상에 대해서 도 8과 도 9를 이용해서 상세하게 설명한다.

도 8은 본 실시형태에 있어서 자성체 단부 변의 오목부의 영향을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 실시형태에 있어서 자성체의 단부 변의 오목부 주변을 나타내는 도면으로서 자성체(2) 시트면 표면의 사진이다.

본 실시형태에 있어서 자성 시트(1)는, 자성 시트(1)의 시트면(면 형상의 표면과 이면)의 단부가, 시트면의 단부로부터 시트면의 안쪽으로 파고들어간 복수의 오목부(13)를 구비한다. 시트면은 예를 들면, 정사각형, 직사각형, 다각형, 원형, 타원형 등 여러가지 형태로 형성된다. 복수의 오목부(13)는, 예를 들면 시트면의 단부, 즉 시트면이 정사각형이나 직사각형일 경우는 4개의 변, 다각형일 경우는 각변, 원형, 타원형이면 외주단부를, 파형 형상, 톱니 형상(들쭉날쭉), 펄스 형상 등으로 형성함으로써 구성된다.

자성 시트(1)인 페라이트 시트는 박형화가 요망되고 있는데, 페라이트 시트를 소성할 때, 특히 페라이트 시트의 단부 변에 굴곡(평면도의 악화)이 발생하기 쉽게 된다. 게다가, 페라이트 시트의 단부 변에 발생한 굴곡 부분을 제거하면, 유효하게 사용할 수 있는 페라이트 시트의 면적이 적어져서 쓸모없게 되어 버린다.

또, 페라이트 시트의 평면도가 악화된 채로 사용하면, 그 위에 탑재하는 코일면과 균일하게 당접하지 않기 때문에, 코일과 페라이트 시트와의 간격에 편차가 생긴다. 그 결과, 코일 특성이 개소에 따라 악화되기 때문에 편차가 생겨, 코일의 성능을 충분히 발휘시킬 수 없다는 문제가 있다.

따라서, 지금부터 설명하는 자성 시트(1)의 구성으로 함으로써, 자성 시트(1)가 얇은 경우도 단부 변의 굴곡 발생을 용이하게 방지할 수 있다. 또, 자성 시트(1)의 크기를 유효하게 사용할 수 있어 사용하기 편리한 자성 시트(1)를 제공할 수 있다. 또, 자성 시트(1)와 코일을 균일하게 당접시켜 코일과 자성 시트(1)의 간격을 균등하게 하여, 코일의 특성을 개소에 상관없이 양호하게 할 수 있다.

도 9에 나타내는 것처럼, 그린 시트(12)를 펀칭 절단할 때에 P=W=0mm(P는 오목부(13)의 피치, W는 오목부(13)의 깊이를 나타냄), 즉 단부 변(16)을 직선 형상(가공 없음)으로 절단하여 소성로로 소성하면, 자성체(2)의 단부 변(16) 부근에 아래위로 굴곡진 현상(휘어짐)이 발생한다. 예를 들면, 소성 후 자성 시트(1)의 시트면의 면적이 50mm×70mm인 경우에는, 이 굴곡은 자성체(2)의 단부 변(16)에서 안쪽으로 10~20mm 위치에서 발생하고, 굴곡의 높이가 1.5mm 정도이다.

특히, 자성체(2)의 두께가 50~350μm이고, 자성체(2)의 면적이 100mm×100mm 이하인 박막의 자성체(2)에서 소성시에 굴곡이 발생하기 쉽다.

다음에, 그린 시트(12)를 소성하기 전의 단계에서, 그린 시트(12)의 단부 변(16)에 형성되는 오목부(13)의 크기를 바꾸어, 굴곡의 발생에 대해서 검토를 행했다.

오목부(13)의 피치 P와 오목부(13)의 깊이 W와의 조합을 도 8에 나타낸 것처럼 변화시킨다. 오목부(13)가 없을 때에는 자성체(2)에 굴곡이 발생했지만, P 및 W를 크게 하면(즉 오목부(13)의 크기를 크게 해 가면) 굴곡은 발생하지 않게 된다.

이것은, 그린 시트(12)를 절단한 자성체(2)를 고온 가열해서 페라이트 소성할 때, 고온 가열에 의해 자성체(2)의 각 부분의 신축에 편차가 생긴다. 따라서, 자성체(2)의 단부 변(16)이 직선일 경우, 그 신축의 편차를 흡수할 개소가 없어 굴곡으로 되어 버린다. 그러나, 자성체(2)의 단부 변(16)에 오목부(톱니 형상 등)를 형성하면, 신축의 편차는 그 오목부(13)에 의해 흡수되어 굴곡의 발생은 생기기 어렵게 된다. 즉, 오목부(13)가 시트면에서의 신축의 여유(틈새)가 되므로, 신축의 편차가 발생하면 오목부(13)의 형상(면적)이 변화한다. 그 결과, 굴곡 방향(휘어진 방향)으로 신축의 영향이 미치기 어렵게 되어 굴곡의 발생을 억제할 수 있다. 또, 자성 시트(1)를 상술한 페라이트 시트와 같이 시트면의 면적을 크면서도 두께를 얇게 형성하려고 하면, 굴곡(휘어짐)이 발생한다.

이러한 이유에서, 본 실시형태의 자성 시트(1)는, 소성 후 두께가 50~300μm, 시트면의 면적이 1변의 폭을 30mm로 하는 정사각형보다 큰 자성 시트(1)에 특히 유용하다. 유용하다는 것은, 자성 시트(1)에 오목부(13)를 형성하지 않는 경우에 발생하는 자성 시트(1)의 굴곡(휘어짐)의 폭보다 작은 폭(W)으로 형성한 오목부(13)에 의해, 굴곡을 억제할 수 있음을 의미한다. 자성 시트(1)가 두꺼운 경우, 굴곡(휘어짐)도 생기기 어렵고, 또 수축의 편차도 자성 시트(1)의 두께 자체로 흡수하기 쉽다. 따라서, 300μm 이상의 두께를 가지는 자성 시트(1)에 있어서는, 굴곡이 발생하기 어려운 데다가 발생했을 경우는 강력한 굴곡이기 때문에, 오목부(13)의 형성만으로 효과적으로 굴곡을 제거하는 것이 곤란하게 된다. 또, 50μm 이하의 두께인 자성 시트(1)에 오목부(13)를 복수 형성하면, 자성 시트(1) 자체의 강도가 저하한다. 또, 시트면의 면적이 30mm×30mm의 정사각형 이상이 되면 굴곡이 발생하고, 40mm×40mm의 정사각형 이상이 되면, 굴곡이 형성되는 영역의 폭 및 굴곡의 높이가 커져 발생이 현저해 진다. 또, 자성 시트(1)의 시트면의 면적이 100mm×100mm를 초과하면 오목부(13)만으로 굴곡의 발생을 억제하는 것이 일부 곤란해지기 때문에, 그것보다 작은 사이즈의 자성 시트에 특히 적합하다. 물론, 상술한 범위 외에도 굴곡(휘어짐)은 발생할 수 있기 때문에 본원 발명은 유용하지만, 이 범위에 있어서 대단히 효과적이다.

한편, 오목부(13)의 크기, 특히 깊이 W의 크기를 크게 해 버리면(자성체(2)의 단부 변(16)의 오목부(13)가 안쪽으로 크게 파고들어가 버리면) 유효하게 사용할 수 있는 그린 시트(12)의 범위가 좁아져, 그린 시트(12)의 일부가 쓸모없게 되어 버린다. 또, 오목부는, 시트면의 중심측(오목부가 형성되어 있지 않은 부분)과 비교해 강도가 약하기 때문에, 큰 오목부(13)에 의해 자성체(2)가 파손되기 쉬워져 버린다. 또, 요철 형상이기 때문에, 파손의 발단이 되기 쉽다. 따라서, 오목부를 가능한 한 작게 형성하면서, 굴곡이 발생하지 않는 정도로까지 오목부를 크게 형성하지 않으면 안된다.

본 실시형태에서는, 그린 시트(12)를 50mm×70mm의 크기로 절단하여, P=4.10mm, W=1.83mm인 가공(3)의 오목부(13)를 1변당 10개 이상 형성했다. 또한, 1변당의 오목부(13)의 개수는 그린 시트(12)를 절단하는 크기, P의 값 그리고 W의 값에 의해 적절히 결정하면 좋지만, 많이 마련하는 편이 좋다.

이와 같이, 페라이트를 소성하기 전에, 그린 시트(12)의 단부 변(16)을 톱니 형상 혹은 물결 형상 등의 형상으로 함으로써, 페라이트 소성시의 신축의 편차를 흡수할 수 있다. 그 결과, 자성 시트(1)가 얇은 경우라 하더라도 그 단부 변(16)의 굴곡 발생을 용이하게 방지할 수 있고, 그린 시트(12)의 크기를 유효하게 사용할 수 있고, 사용하기 편리한 자성 시트(1)를 제공할 수가 있다.

이에 의해, 자성체(2)의 단부 변(16)에 발생한 굴곡을 제거할 필요가 없고, 유효하게 사용할 수 있는 그린 시트(12)의 면적이 커진다. 또, 쓸모없는 굴곡이 발생하지 않는다. 즉, 오목부(13)를 형성하지 않는 경우에 발생하는 굴곡의 폭(약 1~2cm)보다 작은 폭(약 1cm 이하)의 오목부(13)를 형성함으로써, 자성체(1)의 굴곡의 발생을 억제할 수 있다. 그 중에서도, 복수의 오목부(13)는 자성 시트(1)의 시트면의 단부로부터 1mm~5mm의 범위 내인 것이 바람직하다. 이에 의해, 자성 시트(1)는 굴곡 방지와 주위의 단부의 강도 확보를 양립할 수 있다. 또, 자성 시트(1)의 굴곡이 발생하는 영역의 폭은, 자성 시트(1)의 시트면의 면적에 다소 의존하지만, 일반적으로 단부로부터 약 1~2cm 이내의 영역에 집중되기 쉽다.

또, 자성체(2)의 평면도를 악화시킨 상태로 사용하는 일이 없으며, 거기에 탑재하는 코일면과 균일하게 당접하므로 코일의 성능을 충분히 발휘시킬 수 있다.

도 10에 다른 오목부(13)의 형상을 나타내고 있다. 도 10은 본 실시형태에서 자성체 단부 변의 오목부의 다른 형상을 나타내는 도면이다.

도 10에 나타내는 것처럼, 오목부(13)의 패턴은 정현파 패턴(도 10의 (a)), 구형파(矩形波) 패턴(도 10의 (b)), 쐐기 패턴(도 10의 (c)) 등을 적용할 수 있다. 또, 그것들을 조합시켜도 좋다.

또, 오목부(13)를 구형파의 패턴으로 형성하는 경우는, 도 10의 (a)~(c) 및 (e)의 단부 변(16)에 비해서, 도 10의 (d)에 나타내는 것처럼 오목부(13)의 폭이 작아도 좋다. 또, 도 10의 (e)에 나타내는 것처럼 오목부(13)의 깊이가 다른 패턴의 조합이라도 좋다. 단, 도 8에도 나타낸 것처럼 P, W의 값은 적어도 가공(2) 이상의 값으로 설정한다.

여기서, 예를 들면 도 10의 (a)의 정현파 패턴에 있어서, 단부 변(16)의 오목부(13)의 면적(도 10의 (a)에서 우상향의 빗금부)을 S1이라 하고, 단부 변(16)의 S1에 인접한 면적(도 10의 (a)에서 우하향 빗금부)을 S2라고 한다. 이 때, 0.2≤S1/S2≤1.8의 관계를 만족시키면 굴곡 방지 효과가 얻어진다. 또, 그 중에서도 0.8≤S1/S2≤1.2, 특히 S1/S2=1(S1=S2)로 하면, 굴곡 방지와 함께 오목부(13)의 형성을 한층 더 용이하게 행할 수 있다. 또, 오목부(13)를 형성하는 영역의 폭도 최소한으로 억제할 수 있고, 시트면의 오목부(13)가 형성되어 있지 않은 영역을 최대로 할 수 있다.

한편, 주기적인 패턴을 가지는 오목부(13)를 형성하는 경우에는, 상술한 정현파 패턴과 마찬가지의 관계식을 가지고 형성하는 편이 좋다.

즉, 오목부(13)의 W의 값(도 8 참조)을 크게 하면, 자성체(2)를 유효하게 사용할 수 있는 면적이 좁아지는 데다 파손되기 쉬워질 염려가 있어, W의 값을 최대한 작게 하는 것이 좋다. W의 값을 크게 하지 않더라도 P 값(도 8 참조)이나 Q 값(오목부의 폭, 도 8 및 도 10 참조))을 적절하게 조합시켜 오목부(13)의 면적을 설정함으로써, 자성체(2) 시트의 강도를 충분히 확보할 수 있다. 또 소성시에 단부 변 주변에 발생하기 쉬운 비틀림을 흡수하여 굴곡을 방지시킬 수 있다. P와 Q는 반드시 동일한 폭일 필요는 없지만, 동일한 정도이면 균형이 잡혀 자성 시트(1)의 강도가 확보된다.

한편, 오목부(13)는 반드시 피치(pitch)를 가진 주기성이 있는 오목부로 한정되지 않지만, 주기성이 있는 쪽이 금형이나 그 형성 공정을 용이하게 할 수 있다. 또, 오목부(13)의 형상은 직선으로 이루어지는 삼각형이어도 좋고 아니어도 좋고 곡선이어도 좋지만, 삼각형 형상인 쪽이 그에 대응하는 금형 등을 용이하게 만들 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서 자성 시트는, 예를 들면 안테나 장치, 비접촉 충전 모듈을 탑재하는 휴대전화, 디지털 카메라, 노트북 PC 등의 휴대단말, 전자기기의 비접촉(무접점) 충전 시스템의 모듈에 이용되어도 좋다. 비접촉 충전 모듈은 전자 유도 현상을 이용해서 충전이 행해지기 때문에, 코일과, 이 코일의 전력 전송 효율을 향상시키는 자성 시트(1)를 구비한다. 비접촉 충전 모듈에 이용되는 자성 시트(1)는 비교적 두껍고 일반적으로 300μm~1mm이다. 비접촉 충전 모듈에 구비되는 자성 시트(1)에도 모든 방향에 대한 유연성이 요망되고 있어, 본 실시형태의 자성 시트(1)를 구비함으로써 모든 방향으로의 유연성을 얻을 수가 있다. 또, 용이하게 박형화할 수가 있다.

도 11은 본 실시형태의 안테나 장치의 구성도이다.

안테나(6)는 루프 안테나가 스파이럴 형상으로 형성된다. 스파이럴의 구조로서는, 중앙에 개구부를 구비한 스파이럴 형상이면 좋고, 그 형상은 원형 또는 거의 사각형 또는 다각형의 어느 것이어도 좋다. 스파이럴 구조로 함으로써, 충분한 자계를 얻어, 유도 전력의 발생과 상호 인덕턴스에 의한 무선통신 매체와 무선통신 매체 처리 장치의 통신을 가능하게 하는 것이다. 안테나(6)를 마련한 기판은, 폴리이미드, PET, 유리에폭시 기판 등으로 형성하는 것이 가능하다.

또, 안테나의 재질로서는, 금, 은, 동, 알루미늄, 니켈 등의 도전성 금속선재, 금속판재, 금속박재, 또는 금속통재 등으로부터 적절하게 선택할 수 있으며, 금속선, 금속박, 도전성 페이스트, 도금 전사, 스퍼터, 증착, 또는 스크린 인쇄에 의해 형성할 수 있다.

또, 상하면 양면을 보호 부재(3)에 의해 코팅된 시트 형상의 자성체(2)는, 매우 뛰어난 유연성을 가지고 있다. 따라서, 펀칭 등에 의해 용이하게 펀칭 성형 가공이 가능하므로, 복잡한 형상의 가공도 저비용으로 게다가 대량으로 성형할 수 있다는 특징도 가진다.

보호 부재(3)는, 수지, 자외선 경화형 수지, 가시광선 경화형 수지, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 내열성 수지, 합성고무, 양면 테이프, 점착층, 또는 필름 등으로 좋다. 안테나 장치 및 안테나 장치를 구성하는 각부품의 굽힘이나 휨 등에 대한 유연성뿐만이 아니라, 내열성, 내습성 등의 내후성을 고려해서 선정해도 좋다.

단자 접속부(7)는 안테나(6)의 외측에 형성되어 있고, 안테나(6)의 양단부와 접속된다. 단자 접속부(7)는 안테나(6)를 설치한 기판에 형성되어 있어도 좋고, 단자 접속부(7)는 휴대전화 등의 휴대단말의 회로 기판상의 커넥터와 접속된다. 칩 콘덴서(8)는 루프 안테나인 안테나(6)의 종단인 단자 접속부(7) 근방의 기판상에 실장되어 있으며, 칩 콘덴서(8)의 정전 용량값을 바꿈으로써 안테나 장치의 공진 주파수의 공진점을 변화시킬 수 있다. 또, 이 안테나 장치를 휴대전화 등의 소형 단말에 탑재할 때에는, 안테나(6)가 형성된 기판에 양면 테이프, 접착제, 점착층, 또는 수지 등을 도포함으로써 휴대단말의 필요한 개소에 부착한다.

또, 본 실시형태에 있어서 자성 시트는, 예를 들면 휴대전화, 디지털 카메라, 노트북 PC 등의 휴대단말, 전자기기의 비접촉(무접점) 충전 시스템의 모듈에 이용되어도 좋다. 비접촉 충전 모듈은 전자 유도 현상을 이용하여 충전이 행해지기 때문에, 코일과, 이 코일의 전력 전송 효율을 향상시키는 자성 시트(1)를 구비한다. 비접촉 충전 모듈에 이용되는 자성 시트(1)는 비교적 두껍고 일반적으로 300μm~1mm이다. 비접촉 충전 모듈에 구비되는 자성 시트(1)에도 여러 방향에 대한 유연성이 요망되고 있어, 본 실시형태의 자성 시트(1)를 구비함으로써 여러 방향으로의 유연성을 얻을 수 있다. 또, 용이하게 박형화할 수 있다.

본 발명에 의하면, 박막화된 자성 시트를 구비하는 안테나 장치, 비접촉 충전 모듈을 탑재하는 휴대단말, 특히 휴대전화, 포터블 오디오, 퍼스널 컴퓨터, 디지털 카메라, 비디오 카메라 등의 여러가지 전자기기에 유용하다.

Claims (14)

1. 자성 시트로서,
   자성체;
   상기 자성체의 적어도 한 면에 마련된 보호 부재; 및
   상기 자성체의 적어도 한 면에 마련된 복수의 구멍부;를 구비하고상기 자성체는 상기 복수의 구멍부을 이용해서 복수의 소편으로 분할되고, 상기 복수의 소편 각각의 형상이 다른, 자성 시트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자성체는 상기 복수의 구멍부 사이에서, 적어도 서로 가장 근접하는 구멍부와의 사이에서 분할된, 자성 시트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 구멍부는 각각, 적어도 3개 이상의 다른 구멍부와 최단 거리로 근접하는, 자성 시트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 구멍부는 각각, 4개의 다른 구멍부과 최단 거리로 근접하여, 격자 형상으로 배치된, 자성 시트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 구멍부는, 상면부의 면적이 저면부의 면적보다 큰 테이퍼 형상인, 자성 시트.
6. 제1항에 있어서,
   상기 구멍부의 저면은 다각형이고,
   상기 자성체는 상기 복수의 구멍부의 저면의 각을 이용해서 분할된, 자성 시트.
7. 제1항에 있어서,
   상기 자성체의 시트면의 단부에 마련된, 상기 시트면의 단부로부터 상기 시트면의 안쪽으로 파고들어간 복수의 오목부를 구비하는, 자성 시트.
8. 제7항에 있어서,
   상기 자성 시트는 두께가 50μm~300μm의 범위 내인, 자성 시트.
9. 제7항에 있어서,
   상기 시트면은 한 변의 폭을 30mm로 하는 정사각형보다 큰, 자성 시트.
10. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 오목부는 상기 시트면의 단부로부터 1mm~1cm의 범위 내인, 자성 시트.
11. 제1항에 있어서,
    상기 자성 시트는 소성된 페라이트 시트인, 자성 시트.
12. 제1항에 기재된 자성 시트를 구비한 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
13. 페라이트를 재료로 하는 자성 시트의 제조 방법으로서,
    상기 자성 시트의 시트면에 복수의 구멍부를 형성하는 공정;
    상기 자성 시트를 소성하는 공정; 및
    상기 복수의 구멍부을 이용해 상기 자성 시트를 복수의 소편으로 분할하는 공정;을 구비하고,
    분할된 상기 복수의 소편 각각의 형상이 다른, 자성 시트의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 자성 시트의 시트면의 단부에, 상기 시트면의 단부로부터 상기 시트면의 안쪽으로 파고들어간 복수의 오목부를 형성하고,
    상기 자성 시트를 소성하는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
    

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