KR20160033996A - 무선 충전용 복합시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 충전용 복합시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 복합시트의 수평방향 열전도도를 높이기 위해 판상의 제1 금속분말과 함께 열전도도가 높은 판상의 제2 금속분말을 표면에 고분자 물질 또는 알루미나(Al2O3)로 절연층을 코팅하여 첨가하는 무선 충전용 복합시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

무선 충전용 복합시트 및 이의 제조방법{Composite sheet for wireless charging and their manufacturing method}
본 발명은 무선 충전용 복합시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰과 개인용 휴대 단말기(PDA) 등을 통한 비디오 및 TV 프로그램의 시청이 급증함에 따라, 보다 대용량의 배터리 사용이 요구되고 있다. 이를 위해, 다양한 충전 장치 및 관련 방법들이 지속적으로 연구 개발되고 있다.
일반적으로 배터리를 충전하기 위해서는 배터리와 충전기를 전기적으로 접촉시키는 접촉형 충전 방식을 사용한다. 접촉형 충전 방식은 수전 장치(전자기기)의 전극과 급전 장치의 전극을 직접 접촉시켜 충전하는 방식으로, 장치 구조가 단순하여 폭넓은 응용 분야에서 사용되어 왔다.
그러나, 전자기기의 소형화 및 경량화로 각종 전자기기의 중량이 가벼워짐에 따라, 수전 장치의 전극과 급전 장치의 전극 간의 접촉압 부족으로 충전 불량이 발생하면서, 전기적 접촉 없이 자기 결합을 이용하여 배터리를 충전하는 비접촉형 충전 방식(무선 충전 방식)이 주목받고 있다.
비접촉형 충전 방식은 수전 장치와 급전 장치의 양쪽에 코일을 설치함으로써 전자기 유도를 이용하여 충전하는 방식으로, 충전기에 1차 코일(송신부 코일)을 구비하고 충전 대상에 2차 코일(수신부 코일)을 구비하여, 1차 코일과 2차 코일 간의 유도결합에 의해 발생한 전류를 에너지로 변환하여 배터리를 충전하는 방식이다.
이때, 수신부 코일과 배터리 사이에 복합시트를 배치하는데, 복합시트는 수신부 코일에서 발생한 자기장이 배터리로 도달하는 것을 차단해주고, 충전 대상과 충전기의 정렬이 틀어질 경우 발생하는 열을 수평방향으로 효율적으로 분산시킬 수 있어야 한다.
대한민국 공개특허공보 제2011-0119256호
본 발명은 수신부 코일과 배터리 사이에 위치하는 복합시트의 수평방향 열전도도를 높이기 위해, 판상의 제1 금속분말과 함께 열전도도가 높은 판상의 제2 금속분말을 표면에 고분자 물질 또는 알루미나(Al2O3)로 절연층을 코팅하여 첨가함으로써, 열을 수평방향으로 효율적으로 분산시키고 배터리의 충전 효율을 향상시키는 데 발명의 목적이 있다.
본 발명에 따른 무선 충전용 복합시트의 상기 목적은, 수지(resin) 내에 판상의 제1 금속분말과 함께 열전도도가 높은 판상의 제2 금속분말을 표면에 고분자 물질 또는 알루미나(Al2O3)로 절연층을 코팅하여 첨가함으로써 달성될 수 있다. 이때, 상기 수지는 에폭시(epoxy)계, 실리콘(silicon)계, 페럴린(parylene) 코팅 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 제1 금속분말은 판상의 형태를 가지며 철(Fe), 규소(Si), 알루미늄(Al)을 포함하는 샌더스트(SENDUST)계 합금일 수 있다.
또한, 상기 제2 금속분말은 판상형으로, 코어(core)인 금속입자와 쉘(shell)인 절연층으로 구성된 코어-쉘(core-shell) 구조일 수 있으며, 이때 금속입자는 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있고, 쉘을 구성하는 절연층의 두께는 100nm 이하일 수 있다.
상기 제2 금속분말의 크기는 제1 금속분말의 크기보다 작으며, 제2 금속분말의 열전도도는 제1 금속분말보다 높을 수 있다. 수지 내에 상기 제2 금속분말은 제1 금속분말 대비 3 내지 10wt%로 첨가될 수 있다. 제1 금속분말 및 제2 금속분말은 수지 내에 횡방향으로 배치되며, 복합시트로 전달된 열은 제1 금속분말 및 제2 금속분말 간의 접점을 따라 전도되어 외부로 방출될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 목적은, 제1 금속분말을 준비하는 단계, 금속입자를 준비하는 단계, 상기 금속입자에 절연층을 코팅하여 제2 금속분말을 제조하는 단계 및 상기 제1 금속분말과 제2 금속분말을 수지 내에 분산하는 단계를 포함하는 무선 충전용 복합시트의 제조방법에 의해서 달성될 수 있다. 이때, 상기 제1 금속분말을 판상으로 형성하기 위해, 제1 금속분말보다 큰 크기의 볼을 제1 금속분말과 같이 넣고 밀링(milling) 공정을 진행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속입자의 표면에 절연층을 코팅하기 위해, 상기 금속입자를 공기 중에서 열처리하여 산화층을 형성하는 방법 또는 스프레이 코팅 방법을 통해 고분자 절연층을 형성하는 방법 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
본 발명의 무선 충전용 복합시트는, 복합시트 내에 판상의 제1 금속분말과 함께 열전도도가 높은 판상의 제2 금속분말을 표면에 고분자 물질 또는 알루미나(Al2O3)로 절연층을 코팅하여 첨가함으로써, 열을 수평방향으로 효율적으로 분산시키고 이에 따라 배터리의 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 비접촉형 충전 시스템의 외관 사시도
도 2는 도 1의 주요 내부구성을 분해하여 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복합시트를 확대 도시한 단면도
도 4는 복합시트 내부에서의 열의 흐름을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복합시트의 제조방법의 공정 순서도
본 명세서에 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
무선 충전용 복합시트의 구조
본 발명의 실시 예에 의한 무선 충전용 복합시트는 수지(resin)와, 상기 수지 내에 분산되어 있는 제1 금속분말, 그리고 금속입자의 표면에 절연층이 코팅된 제2 금속분말을 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 상세하게 설명한다.
도 1은 일반적인 비접촉형 충전 시스템의 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 주요 내부구성을 분해하여 도시한 단면도이다. 부가적으로, 도면의 구성요소는 반드시 축척에 따라 그려진 것은 아니고, 예컨대, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도면의 일부 구성요소의 크기는 다른 구성요소에 비해 과장될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 비접촉형 충전 시스템(100)은 무선전력 전송장치(110)와 무선전력 수신장치(120)로 구성될 수 있다.
상기 무선전력 전송장치(110)는 주변에 자기장을 발생시키는 장치이고, 상기 무선전력 수신장치(120)는 이를 통해 자기 유도 방식으로 전원 충전이 이루어지는 장치로서, 상기 무선전력 수신장치(120)는 휴대폰, 노트북, 태블릿PC 등 다양한 형태의 전자기기로 구현될 수 있다.
상기 무선전력 전송장치(110)의 내부를 보면, 기판(112) 상에 송신부 코일(111)이 형성되어 있어 상기 무선전력 전송장치(110)로 교류전압이 인가되면 주위에 자기장이 형성된다. 이에 따라, 상기 무선전력 수신장치(120)에 내장된 수신부 코일(121)에는 상기 송신부 코일(111)로부터 유도된 기전력이 발생되어 배터리(122)가 충전될 수 있다.
상기 배터리(122)는 충방전이 가능한 니켈수소 전지 또는 리튬이온 전지가 될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 배터리(122)는 상기 무선전력 수신장치(120)와는 별도로 구성되어 상기 무선전력 수신장치(120)에 착탈이 가능한 착탈형으로 구현될 수 있고, 또는 상기 배터리(122)와 상기 무선전력 수신장치(120)가 일체로 구성되는 일체형으로 구현될 수도 있다.
전자기적으로 결합하는 상기 송신부 코일(111)과 수신부 코일(121)은 구리 등의 금속 와이어를 권회한 것으로, 그 권회 형상은 원형, 타원형, 사각형, 마름모형 등이 될 수 있으며, 전체적인 크기나 권회 횟수 등은 요구되는 특성에 따라 적절하게 제어하여 설정할 수 있다.
상기 수신부 코일(121)과 배터리(122) 사이에는 복합시트(123)가 배치될 수 있다.
도 3은 상기 복합시트를 확대 도시한 단면도이고, 도 4는 복합시트 내부에서의 열의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 복합시트(123)는 상기 수신부 코일(121)과 배터리(122) 사이에 위치하여, 수신부 코일(121)에서 발생한 자기장이 배터리(122)로 도달하는 것을 차단해주는 역할을 한다. 또한, 상기 복합시트(123)는 수신부 코일(121)에서 발생한 열을 흡수해서 수평방향으로 신속하게 분산시킴에 따라, 배터리(122) 방향으로 열이 전도되는 것을 방지할 수 있다.
만약, 수신부 코일(121)에서 발생한 열이 배터리(122)로 전도될 경우, 배터리(122)의 충전 효율이 저하되고, 전자기기의 오작동 및 수명 단축을 일으킬 수 있기 때문에, 복합시트(123)를 수신부 코일(121)과 배터리(122) 사이에 배치함으로써, 열이 배터리(122)로 전도되는 것을 방지할 수 있다.
상기 복합시트(123)는 제1 금속분말(130), 그리고 금속입자(141)의 표면에 절연층(142)이 코팅된 제2 금속분말(140) 및, 바인더로 사용되는 수지(150)로 구성될 수 있다.
상기 제1 금속분말(130)은 철(Fe), 규소(Si), 알루미늄(Al)의 합금인 샌더스트(SENDUST)계 합금이 사용될 수 있다. 샌더스트계 합금은 철 81~92%, 규소 5~11%, 알루미늄 3~8%의 조성을 가진 합금으로, 비투자율은 높으면서 와전류 손실(Eddy current loss)은 낮기 때문에 제1 금속분말(130)의 재질로 적합할 수 있다.
제1 금속분말(130)은 판상으로 형성되며, 상기 수지(150) 내에 횡방향으로 배치되어 제1 금속분말(130) 간의 접점을 형성함에 따라, 상기 수신부 코일(121)에서 발생한 열을 수평방향으로 효율적으로 분산시킬 수 있다.
일반적으로, 수평방향으로의 열전도도를 높이기 위해, 상기 제1 금속분말(130)과 함께 열전도도가 높은 구형의 알루미나(Al2O3) 분말을 첨가하나, 구형의 특성상 수평방향으로의 열전도도를 높이는 데 한계가 있기 때문에, 본 발명의 실시 예에서는 판상의 제2 금속분말(140)을 첨가한다.
제2 금속분말(140)은 금속입자(141)의 표면에 절연층(142)이 코팅된 코어-쉘(core-shell) 구조로, 상기 제1 금속분말(130)과 동일하게 판상으로 형성되며, 이에 따라 제2 금속분말(140)을 구성하는 금속입자(141)도 판상으로 형성될 수 있다.
제2 금속분말(140)은 제1 금속분말(130)보다 열전도도가 높은 물질로, 제1 금속분말(130)과 함께 제2 금속분말(140)을 첨가하면, 상기 수신부 코일(121)에서 발생한 열을 수평방향으로 더욱 효율적으로 분산시킬 수 있으며, 수평방향으로의 열전도도가 높아짐에 따라 배터리(122)의 충전 효율이 향상될 수 있다.
제2 금속분말(140)의 크기는 제1 금속분말(130)의 크기보다 작게 형성되는 것이 바람직하며, 제2 금속분말(140)의 크기가 제1 금속분말(130)의 크기보다 클 경우, 복합시트(123)의 자체 저항이 감소하게 되어 전체적인 와전류 손실이 증가할 수 있다.
상기 제2 금속분말(140)의 코어(core)인 금속입자(141)는 열전도도가 높은 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있으며, 금속입자(141)의 크기는 상기 제1 금속분말(130)의 크기가 30 내지 50μm일 때, 대략 15μm로 형성될 수 있다.
또한, 제2 금속분말(140)의 쉘(shell)인 절연층(142)은 상기 금속입자(141)의 표면에 코팅되는 것으로 고분자 물질, 또는 알루미늄(Al)을 산화시킨 알루미나(Al2O3)로 형성될 수 있다. 코팅 후에도 금속입자(141)의 형상 및 열전도도를 유지하기 위하여, 절연층(142)의 두께는 100nm 이하로 얇게 형성될 수 있다.
제2 금속분말(140)의 첨가량은 상기 제1 금속분말(130) 대비 3 내지 10wt%로 조절 가능하며, 만약 상기 제2 금속분말(140)을 절연층(142) 없이 금속입자(141)만으로 형성할 경우, 열전도도는 상승하나 복합시트(123) 자체의 저항이 크게 낮아지게 되어, 자기장이 도달할 때 와전류 손실이 크게 증가할 수 있다.
따라서, 상기 금속입자(141)의 표면에 절연층(142)을 코팅하여 제2 금속분말(140)을 형성하고, 이를 상기 복합시트(123) 내에 제1 금속분말(130)과 함께 일정량 첨가함으로써, 복합시트(123)의 수평방향으로의 열전도도를 높이고, 이로 인해 배터리(122)의 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 판상의 제1 금속분말(130)과 제2 금속분말(140)은 복합시트(123) 내에 횡방향으로 배치되며, 횡방향으로 제1 금속분말(130)과 제2 금속분말(140) 간의 접점이 형성되어 수신부 코일(121)에서 발생한 열을 도 4에 도시된 바와 같이 수평방향으로 효율적으로 분산시킬 수 있다.
상기 제1 금속분말(130)과 제2 금속분말(140)을 분산시키는 수지(150)는 에폭시(epoxy)계, 실리콘(silicon)계, 페럴린(parylene) 코팅 등을 용도에 맞게 선택적으로 사용할 수 있다.
무선 충전용 복합시트의 제조방법
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전용 복합시트의 제조방법을 도시한 공정도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 충전용 복합시트의 제조방법은 다음과 같이 구성될 수 있다. 제1 금속분말을 준비하는 단계(S510)와 이와 별도로, 금속입자를 준비하는 단계(S520)와, 상기 금속입자에 절연층을 코팅하여 제2 금속분말을 제조하는 단계(S530) 및 상기 제1 금속분말과 제2 금속분말을 수지 내에 분산하는 단계(S540)로 구성될 수 있다.
상기 제1 금속분말을 준비하는 단계(S510)에서는, 제1 금속분말(130)로 철(Fe), 규소(Si), 알루미늄(Al)의 합금인 샌더스트(SENDUST)계 합금이 사용될 수 있다. 샌더스트계 합금은 철 81~92%, 규소 5~11%, 알루미늄 3~8%의 조성을 가진 합금으로, 비투자율은 높으면서 와전류 손실은 낮기 때문에 제1 금속분말(130)의 재질로 적합할 수 있다.
제1 금속분말(130)을 판상으로 만들기 위해서는, 제1 금속분말보다 큰 크기의 볼(지르코니아, SiN 등)을 제1 금속분말과 함께 넣고 밀링(milling) 공정을 진행한다. 밀링 공정 시, 계속되는 회전 속에서 볼이 제1 금속분말을 지속적으로 때리게 되면 판상의 제1 금속분말(130)을 형성할 수 있다.
판상의 제1 금속분말(130)은 상기 수지(150) 내에 횡방향으로 배치되어 제1 금속분말(130) 간의 접점을 형성함에 따라, 상기 수신부 코일(121)에서 발생한 열을 수평방향으로 효율적으로 분산시킬 수 있다.
제1 금속분말(130)을 준비한 후, 이와 별도로 알루미늄(Al) 재질의 금속입자(141)를 준비(S520)한다. 금속입자(141)는 상기 제1 금속분말(130)보다 열전도도가 높은 물질로, 제1 금속분말(130)의 크기가 30 내지 50μm일 때, 대략 15μm로 형성될 수 있다.
금속입자(141)를 판상으로 만들기 위하여, 상기 제1 금속분말(130)과 동일한 방법으로 밀링(milling) 공정을 진행할 수 있다.
금속입자(141)가 준비되면, 금속입자(141)의 표면에 절연층(142)을 코팅하여 제2 금속분말을 제조(S530)한다. 만약, 금속입자(141)를 절연층(142) 코팅 없이 상기 복합시트(123) 내에 제1 금속분말(130)과 함께 분산하게 되면, 복합시트(123)의 열전도도는 상승하나 저항이 크게 낮아지게 되어, 자기장이 도달할 때 와전류 손실이 크게 증가할 수 있다.
따라서, 금속입자(141)의 표면에 고분자 물질, 또는 알루미늄(Al) 금속입자(141)를 산화시킨 알루미나(Al2O3)로 절연층(142)을 코팅하여 제2 금속분말(140)을 제조하고, 이를 상기 복합시트(123) 내에 제1 금속분말(130)과 함께 일정량 첨가함으로써, 복합시트(123)의 수평방향으로의 열전도도를 높이고, 이로 인해 배터리(122)의 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
금속입자(141)의 표면에 절연층(142)을 코팅하는 방법은, 알루미늄(Al) 금속입자(141)를 공기 중에서 열처리하여 알루미나(Al2O3) 산화층을 형성하는 방법과, 스프레이 코팅 방법을 통해 고분자 절연층을 형성하는 방법을 사용할 수 있다.
알루미나(Al2O3) 산화층을 형성하는 방법은, 알루미늄(Al) 금속입자(141)를 공기 중 또는 산화제를 포함한 공기 중에서 200 내지 600℃의 온도에서 열처리함으로써, 표면에 산화막을 형성하는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 고분자 절연층을 형성하는 방법은, 알루미늄(Al) 금속입자(141)를 고분자가 녹아있는 용액에 담근 후 잘 분산시키고, 이를 스프레이(spray)하여 건조시킴으로써, 표면에 고분자 수지가 코팅되도록 하는 방법을 사용할 수 있다.
상기와 같이 형성된 절연층(142)은 코팅 후에도 금속입자(141)의 형상 및 열전도도를 유지하기 위하여, 두께가 100nm 이하로 얇게 형성될 수 있다.
금속입자(141)의 표면에 절연층(142)이 코팅된 제2 금속분말(140)의 크기는 제1 금속분말(130)의 크기보다 작게 형성되는 것이 바람직하며, 제2 금속분말(140)의 크기가 제1 금속분말(130)의 크기보다 클 경우, 복합시트(123)의 자체 저항이 감소하게 되어 전체적인 와전류 손실이 증가할 수 있다.
제2 금속분말(140)이 제조되면, 상기 준비한 제1 금속분말(130)과 제2 금속분말을 수지(150) 내에 분산(S540)하여 복합시트(123)를 제작한다. 제2 금속분말(140)의 첨가량은 상기 제1 금속분말(130) 대비 3 내지 10wt%로 조절 가능하며, 상기 수지(150)는 에폭시(epoxy)계, 실리콘(silicon)계, 페럴린(parylene) 코팅 등을 용도에 맞게 선택적으로 사용할 수 있다.
비교 예: 제1 금속분말과 함께, 구형의 알루미나( Al 2 O 3 )를 첨가한 복합시트의 제조
1) 40μm 크기의 샌더스트(SENDUST)계 판상의 제1 금속분말을 복합시트 전체
대비 76wt%를 준비하고, 이와 별도로 평균 3μm 크기의 구형의 알루미나(Al2O3)를 복합시트 전체 대비 9wt%를 준비한다.
2) 상기 제1 금속분말과 구형의 알루미나(Al2O3)를 복합시트 전체 대비 15wt%인 에폭시(epoxy)계 수지에 믹서를 이용하여 분산함으로써 복합시트를 제조한다.
3) 상기 복합시트의 수평방향 열전도도(W/mk) 및 배터리의 충전 효율(%)을 열전도도 측정법 및 WPC 규격의 무선충전 방식을 이용하여 측정한다.
실시 예 1: 제1 금속분말과 함께, 알루미나( Al 2 O 3 )로 절연층이 코팅된 제2 금속분말을 첨가한 복합시트의 제조
1) 40μm 크기의 샌더스트(SENDUST)계 판상의 제1 금속분말을 복합시트 전체 대비 76wt%를 준비하고, 이와 별도로 평균 13μm 크기의 알루미늄(Al) 금속입자를 복합시트 전체 대비 9wt%를 준비한다.
2) 상기 알루미늄(Al) 금속입자를 공기 중 또는 산화제를 포함한 공기 중에서 400℃의 온도에서 열처리함으로써, 표면에 산화막을 형성한다.
3) 상기 제1 금속분말과 표면이 알루미나(Al2O3)로 코팅된 알루미늄(Al) 금속입자를 복합시트 전체 대비 15wt%인 에폭시(epoxy)계 수지에 믹서를 이용하여 분산함으로써 복합시트를 제조한다.
4) 상기 복합시트의 수평방향 열전도도(W/mk) 및 배터리의 충전 효율(%)을 열전도도 측정법 및 WPC 규격의 무선충전 방식을 이용하여 측정한다.
실시 예 2: 제1 금속분말과 함께, 고분자 물질로 절연층이 코팅된 제2 금속분말을 첨가한 복합시트의 제조
1) 40μm 크기의 샌더스트(SENDUST)계 판상의 제1 금속분말을 복합시트 전체 대비 76wt%를 준비하고, 이와 별도로 평균 13μm 크기의 알루미늄(Al) 금속입자를 복합시트 전체 대비 9wt%를 준비한다.
2) 상기 알루미늄(Al) 금속입자를 실리콘(silicon)계 고분자가 녹아있는 용액에 담근 후 잘 분산시키고, 이를 스프레이(spray)하여 건조시킴으로써, 표면에 고분자 절연층을 형성한다.
3) 상기 제1 금속분말과 표면이 실리콘(silicon)계 고분자로 코팅된 알루미늄(Al) 금속입자를 복합시트 전체 대비 15wt%인 에폭시(epoxy)계 수지에 믹서를 이용하여 분산함으로써 복합시트를 제조한다.
4) 상기 복합시트의 수평방향 열전도도(W/mk) 및 배터리의 충전 효율(%)을 열전도도 측정법 및 WPC 규격의 무선충전 방식을 이용하여 측정한다.
상기와 같은 과정을 통해, 첨가 물질 및 코팅 물질에 따라 측정된 복합시트의 수평방향 열전도도(W/mk) 및 배터리의 충전 효율(%)은 다음의 표 1과 같다.
Figure pat00001
표 1을 통해 알 수 있듯이, 제1 금속분말(130)과 함께 구형의 알루미나(Al2O3)를 첨가(비교 예)하면, 상기 복합시트(123)의 수평방향 열전도도(W/mk) 및 배터리의 충전 효율(%)이 각각 3.14와 59.8로 가장 낮은 것을 확인할 수 있다.
그러나, 제1 금속분말(130)과 함께 판상의 알루미늄(Al)을 첨가(실시 예 1, 실시 예 2)하면, 복합시트(123)의 수평방향 열전도도(W/mk) 및 배터리의 충전 효율(%)이 상기 비교 예보다 상승하며, 이 중에서도 알루미늄(Al)의 표면을 알루미나(Al2O3)로 코팅했을 때(실시 예 1)가 고분자 물질로 코팅했을 때(실시 예 2)보다 복합시트의 수평방향 열전도도(W/mk) 및 배터리의 충전 효율(%)이 더욱 상승하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 복합시트(123)의 수평방향으로의 열전도도를 높이기 위해서는, 복합시트(123) 내에 판상의 제1 금속분말(130)과 함께 판상의 알루미늄(Al) 금속입자(141)를 첨가하는 것이 바람직하며, 나아가 와전류 손실(Eddy current loss)을 최소화하여 배터리(122)의 충전 효율을 높이기 위해서는, 상기 알루미늄(Al) 금속입자(141)의 표면을 고분자 물질 또는 알루미나(Al2O3)로 코팅하되, 이중에서도 특히 알루미나(Al2O3)로 코팅하는 것이 더욱 효과적일 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시 예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 비접촉형 충전 시스템
110 : 무선전력 전송장치
111 : 송신부 코일
112 : 기판
120 : 무선전력 수신장치
121 : 수신부 코일
122 : 배터리
123 : 복합시트
130 : 제1 금속분말
140 : 제2 금속분말
141 : 금속입자
142 : 절연층
150 : 수지(resin)

Claims (21)

  1. 수지(resin);
    제1 금속분말; 및
    금속입자에 고분자 물질 또는 알루미나(Al2O3) 중 어느 하나로 절연층이 코팅된 제2 금속분말; 을 포함하되,
    상기 제1 금속분말과 제2 금속분말은 상기 수지 내에 분산된 무선 충전용 복합시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수지(resin)는 에폭시(epoxy)계, 실리콘(silicon)계, 페럴린(parylene) 코팅 중 어느 하나인 무선 충전용 복합시트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 금속분말은 철(Fe), 규소(Si), 알루미늄(Al)을 포함하는 샌더스트(SENDUST)계 합금인 무선 충전용 복합시트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 금속분말은 판상으로 형성된 무선 충전용 복합시트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속입자는 알루미늄(Al)인 무선 충전용 복합시트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 100nm 이하인 무선 충전용 복합시트.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 금속분말은 판상으로 형성된 무선 충전용 복합시트.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 금속분말은 상기 제1 금속분말보다 열전도도가 높은 것을 특징으로 하는 무선 충전용 복합시트.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 금속분말의 크기는 상기 제1 금속분말의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 무선 충전용 복합시트.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 금속분말은 상기 제1 금속분말 대비 3 내지 10wt%로 첨가되는 무선 충전용 복합시트.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 금속분말 및 제2 금속분말은 상기 수지 내에 횡방향으로 배치되는 무선 충전용 복합시트.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 무선 충전용 복합시트로 전달된 열은, 상기 제1 금속분말 및 제2 금속분말 간의 접점을 따라 전도되어 외부로 방출되는 무선 충전용 복합시트.
  13. 제1 금속분말을 준비하는 단계;
    금속입자를 준비하는 단계;
    상기 금속입자에 절연층을 코팅하여 제2 금속분말을 제조하는 단계; 및
    상기 제1 금속분말과 제2 금속분말을 수지 내에 분산하는 단계;
    를 포함하는 무선 충전용 복합시트의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1 금속분말을 준비하는 단계에서,
    상기 제1 금속분말은 철(Fe), 규소(Si), 알루미늄(Al)을 포함하는 샌더스트(SENDUST)계 합금인 무선 충전용 복합시트의 제조방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제1 금속분말을 준비하는 단계에서,
    상기 제1 금속분말을 판상으로 형성하기 위해, 제1 금속분말보다 큰 크기의 볼을 제1 금속분말과 같이 넣고 밀링(milling) 공정을 진행하는 단계를 더 포함하는 무선 충전용 복합시트의 제조방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 금속입자를 준비하는 단계에서,
    상기 금속입자는 알루미늄(Al)으로 형성되는 무선 충전용 복합시트의 제조방법.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 금속입자를 준비하는 단계에서,
    상기 금속입자를 판상으로 형성하기 위해, 금속입자보다 큰 크기의 볼을 금속입자와 같이 넣고 밀링(milling) 공정을 진행하는 단계를 더 포함하는 무선 충전용 복합시트의 제조방법.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 금속입자에 절연층을 코팅하는 단계에서,
    상기 절연층을 코팅하는 방법은, 상기 금속입자를 공기 중에서 열처리하여 산화층을 형성하는 방법 또는 스프레이 코팅 방법을 통해 고분자 절연층을 형성하는 방법 중 어느 하나인 무선 충전용 복합시트의 제조방법.
  19. 제 13항에 있어서,
    상기 금속입자에 절연층을 코팅하는 단계에서,
    상기 절연층의 두께는 100nm 이하로 형성되는 무선 충전용 복합시트의 제조방법.
  20. 제 13항에 있어서,
    상기 제2 금속분말을 제조하는 단계에서,
    상기 제2 금속분말의 크기는 상기 제1 금속분말의 크기보다 작게 형성되는 무선 충전용 복합시트의 제조방법.
  21. 제 13항에 있어서,
    상기 제2 금속분말을 제조하는 단계에서,
    상기 제2 금속분말은 상기 제1 금속분말 대비 3 내지 10wt%로 첨가되는 무선 충전용 복합시트의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020190095A1 (ko) * 2019-03-21 2020-09-24 에스케이씨 주식회사 무선충전용 파우더, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 무선충전용 패드

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100442403C (zh) * 2004-09-30 2008-12-10 住友电气工业株式会社 软磁材料，粉末磁芯和制备软磁材料的方法
KR101829475B1 (ko) * 2010-06-09 2018-02-14 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 광반사성 이방성 도전 페이스트 및 발광 장치
US8741998B2 (en) * 2011-02-25 2014-06-03 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive and electrically insulative polymer compositions containing a thermally insulative filler and uses thereof
CN102181168B (zh) * 2011-03-08 2014-01-22 东莞华科电子有限公司 聚合物基复合材料及其制造方法
TWI540590B (zh) * 2011-05-31 2016-07-01 住友電木股份有限公司 半導體裝置
JP2013122003A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Sato Research Co Ltd 熱伝導フィラー及びその製造方法
KR20140061036A (ko) * 2012-11-13 2014-05-21 삼성전기주식회사 칩 부품 및 이의 제조방법
KR20140067660A (ko) * 2012-11-27 2014-06-05 삼성전기주식회사 무접점 전력 전송 장치의 자성체 시트
CN103865496B (zh) * 2012-12-14 2017-09-19 深圳市百柔新材料技术有限公司 一种绝缘导热粉体、材料及其制备方法
CN104028747B (zh) * 2014-05-28 2015-05-27 浙江大学 一种金属软磁复合材料的非均匀形核绝缘包覆处理方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020190095A1 (ko) * 2019-03-21 2020-09-24 에스케이씨 주식회사 무선충전용 파우더, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 무선충전용 패드
KR20200113296A (ko) 2019-03-21 2020-10-07 에스케이씨 주식회사 무선충전용 파우더, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 무선충전용 시트

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