KR20160084278A - 무선충전용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈 - Google Patents

무선충전용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈 Download PDF

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Abstract

무선충전용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 무선충전용 차폐유닛은 무선충전시 발생되는 자기장을 유기하는 차폐유닛에 있어서, WPC용 안테나의 특성을 향상시키는 제1시트층; NFC용 안테나의 특성을 향상시키는 제2시트층; 및 상기 제1시트층의 측면으로부터 분말상의 입자가 탈리되거나 상기 측면이 산화되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1시트층의 측면에 구비되는 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재;를 포함한다. 이에 의하면, 측면에 구비되는 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재를 통해 산화를 방지하고 파티클에 기인한 쇼트를 방지할 수 있다.

Description

무선충전용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈{Shielding unit for a wireless charging and wireless charging module having the same}
본 발명은 무선충전용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈에 관한 것이다.
최근 휴대폰, 타블렛 PC 등을 비롯한 휴대 단말기에 RFID(Radio Frequency Identification: 무선식별), 근거리 무선통신(NFC), 무선충전(WPC), 대화형 펜 타블렛 등 다양한 기능이 추가되고 있다.
NFC는 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 제공하고 있다.
더불어, 휴대 단말기에는 내장된 배터리를 무선으로 충전하기 위한 무선 충전 기능이 구비되고 있는데, 이러한 무선 충전은 휴대 단말기에 내장되는 무선 전력 수신 모듈과, 상기 무선 전력 수신 모듈에 전력을 공급하는 무선 전력 송신 모듈에 의해 이루어진다.
또한, 무선 충전은 자기 유도 방식과 자기 공진 방식으로 분류되기도 하며, 무선 전력 송신 모듈에 대한 무선 전력 수신 모듈의 접근을 감지하는 방식에 따라 PMA 방식과 Qi 방식으로 분류되기도 한다.
즉, 휴대 단말기에는 근거리 무선통신을 위한 NFC와 자기유도방식에 의해 휴대 단말기의 배터리를 충전하는 WPC용 안테나를 포함하는 하이브리드형 안테나유닛이 설치된다.
이러한 하이브리드형 안테나유닛은 자기장을 응용한 것으로 인접한 휴대 단말기와 근거리 무선통신을 수행하거나 배터리를 충전하기 위해 무선 충전기능을 수행하는 과정에서 100kHz ~ 수십 MHz의 자기장이 발생한다.
따라서, 이러한 부가 기능를 구비하는 휴대 단말기에는 자기장으로 인한 휴대 단말기의 부품에 와전류에 의한 무선통신 성능 및 무선충전 성능이 저하되는 것을 방지하여 성능을 향상시키기 위한 자기장 차폐시트가 필수적으로 사용된다.
이때, 상기 자기장 차폐시트는 제1자성시트 및 제2자성시트를 적층하여 사용함으로써 NFC 안테나 성능과 무선 충전 성능의 향상을 동시에 만족하도록 하고 있다.
이러한 자기장 차폐시트는 제1자성시트와 제2자성시트를 적층한 후 타발공정을 통해 제조하는 과정에서 타발면이 노출된다. 이와 같은 타발면이 외부로 노출된 상태로 제품에 사용하게 되는 경우 상기 타발면으로부터 미세 조각들이 분리되어 전자회로를 쇼트시키는 문제가 발생한다.
한편, 현재 휴대 단말기 등의 전자제품은 신뢰성을 테스트하기 위하여 신뢰성 테스트의 일종인 염수분무시험이 강화되고 있다.
이에 따라, 상기 차폐시트를 금속성분을 포함하는 자성체를 사용하는 경우, 신뢰성 테스트시 수분 등의 침투에 의해 노출면이 산화되어 신뢰성 테스트를 통과하지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 외부로 노출되는 시트층의 측면에 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재를 부착함으로써 측면으로부터 미세 조각이 분리되는 것을 방지하고 산화를 방지할 수 있는 무선충전용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 무선충전시 발생되는 자기장을 유기하는 차폐유닛에 있어서, WPC용 안테나의 특성을 향상시키는 제1시트층; NFC용 안테나의 특성을 향상시키는 제2시트층; 및 상기 제1시트층의 측면으로부터 분말상의 입자가 탈리되거나 상기 측면이 산화되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1시트층의 측면에 구비되는 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재;를 포함하는 무선충전용 차폐유닛을 제공한다.
또한, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 보호필름일 수 있다.
또한, 상기 제1시트층은 상기 제2시트층의 폭과 동일한 폭을 갖도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 상기 제1시트층의 상부면을 덮는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장되어 상기 제1시트층의 측면을 덮는 제2부분을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2부분은 상기 제2시트층의 측면을 덮도록 연장될 수 있다.
또한, 상기 제1시트층은 상기 제2시트층의 폭보다 더 작은 폭을 갖도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 상기 제1시트층의 상부면을 덮는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장되어 상기 제1시트층의 측면을 덮는 제2부분 및 상기 제2부분으로부터 연장되어 상기 제2시트층의 일부를 덮는 제3부분을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2시트층의 상부면에는 상기 제1시트층을 둘러싸도록 제1시트층의 외곽에 버퍼층이 구비되고, 상기 제2시트층의 폭은 상기 제1시트층과 버퍼층을 합한 폭과 일치하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 버퍼층은 비자성체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 WPC용 안테나는 상기 제1시트층의 일면과 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
또한, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 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 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1시트층은 상기 제2시트층보다 상대적으로 높은 투자율을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1시트층은 비정질 합금의 리본시트 또는 나노 결정립 합금의 리본시트이고, 상기 제2시트층은 페라이트 시트 또는 폴리머 시트일 수 있다.
또한, 상기 제1시트층은 비정질 합금의 리본시트 또는 나노 결정립 합금의 리본시트가 복수층으로 적층될 수 있다.
또한, 상기 페라이트 시트는 MnZn 페라이트 또는 NiZn 페라이트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1시트층은 3원소 합금 또는 5원소 합금을 포함하고, 상기 3원소 합금은 Fe, Si 및 B를 포함하며, 상기 5원소 합금은 Fe, Si, B, Cu 및 Nb를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1시트층 및 제2시트층 중 적어도 하나는 복수 개의 미세 조각으로 분리형성될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 미세 조각들은 서로 이웃하는 미세 조각들 간에 전체적으로 절연되거나 부분적으로 절연될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 미세 조각은 1㎛ ~ 3mm의 크기일 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 미세 조각은 비정형으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재의 적어도 일면에는 비전도성 성분을 포함하는 접착제가 구비될 수 있다.
한편, 본 발명은 WPC용 안테나 및 NFC용 안테나를 포함하는 안테나유닛; 및 상기 안테나유닛의 일면에 배치되어 자기장을 유기하는 차폐유닛;을 포함하는 무선전력 충전모듈에 있어서, 상기 차폐유닛은, WPC용 안테나의 특성을 향상시키는 제1시트층; NFC용 안테나의 특성을 향상시키는 제2시트층; 및 상기 제1시트층의 측면으로부터 분말상의 입자가 탈리되거나 상기 측면이 산화되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1시트층의 측면에 구비되는 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재;를 포함하는 무선전력 충전모듈을 제공한다.
또한, 상기 안테나유닛은 MST용 안테나를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선전력 충전모듈의 총두께가 0.15 ~ 0.6mm일 수 있다.
이때, 상기 무선전력 충전모듈의 총두께가 0.3mm일 수 있다.
본 발명의 무선충전용 차폐유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈에 의하면, 외부로 노출되는 시트층의 측면에 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재가 구비됨으로써 공기 및/또는 수분과의 접촉을 통한 산화를 방지하고 측면으로부터 미세조각이 분리되는 것을 방지할 수 있음으로써 분리된 미세조각에 의한 내부회로의 쇼트를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전용 차폐유닛을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전용 차폐유닛의 다양한 변형예를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선충전용 차폐유닛에서 제1시트층의 다른 형태를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 충전모듈을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 단면도, 그리고
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 충전모듈이 휴대단말기에 적용된 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
먼저, 도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 충전모듈(100)은 안테나유닛(110), 차폐유닛(120) 및 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130)를 포함한다.
상기 안테나 유닛(110)은 휴대폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대용 전자기기와 무선 고주파 신호를 송출하거나 수신하여 소정의 기능을 수행토록 하기 위한 것이다.
이러한 안테나유닛(110)은 상기 차폐유닛(120)의 일면에 하나로 구비될 수도 있고, 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 차폐유닛(120)의 일면에 접착층을 매개로 고정된다.
여기서, 상기 접착층은 접착 성질을 갖는 본드, PVC, 고무 또는 양면 테이프 등일 수 있으며, 전도성을 갖는 성분이 포함될 수도 있다.
한편, 상기 안테나유닛(110)은 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 안테나유닛(110)은 회로기판(112)에 인쇄패턴으로 형성되고 상기 회로기판(112)의 일면이 상기 차폐유닛(120)의 일면에 부착될 수도 있다.
여기서, 상기 회로기판(112)은 그 상면에 적어도 하나의 안테나패턴과 회로부가 형성되는 기체가 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 안테나유닛(110)은 양 단부에는 상기 회로기판(112)과 전기적인 연결을 위한 연결단자가 인출된다.
이와 같은 상기 안테나유닛(110)은 송출되거나 수신되는 무선 전력 신호를 통해 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식을 이용하여 전력을 전달할 수 있도록 구비되어 수신안테나의 역할을 수행할 수도 있고 전송안테나의 역할을 수행할 수도 있다.
이와 같은 자기 유도 방식 충전 기술은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 상기 안테나유닛(110)은 서로 다른 역할을 수행하는 복수 개로 구비될 수도 있다.
일례로, 상기 안테나유닛(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 전력 충전, 근거리 통신 등 서로 다른 역할을 수행하는 WPC용 안테나(114c) 및 NFC용 안테나(114a)가 포함될 수 있다.
여기서, 상기 NFC용 안테나(114a)은 WPC용 안테나(114c) 보다 주파수 대역이 높기 때문에 회로기판(112)의 외곽을 따라 미세한 선폭의 직사각형 형태로 도전성 패턴으로 형성되고, WPC용 안테나(114c)는 전력 전송이 요구되며 NFC용 안테나(114a)보다 낮은 주파수 대역을 사용하므로 NFC용 안테나(114a)의 내측에 NFC용 안테나(114a)의 선폭보다 넓은 선폭으로 형성될 수 있다.
더불어, 상기 안테나유닛(110)은 상기 NFC용 안테나(114a) 및 WPC용 안테나(114c)의 사이 영역에 MST용 안테나(114b)가 추가로 포함될 수 있다.
상기 차폐유닛(120)은 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 안테나유닛(110)에서 발생되는 자기장을 유기하는 역할을 수행한다.
이때, 상기 차폐유닛(120)은 상기 안테나유닛(110)에 서로 다른 역할을 수행하는 복수 개의 안테나에 대응하여 해당 안테나의 특성을 높여줄 수 있도록 서로 다른 종류의 시트층(121,122)으로 구비된다.
즉, 상기 차폐유닛(120)은 서로 다른 투자율을 갖는 제1시트층(121) 및 제2시트층(122)으로 구비될 수 있고, 상기 제1시트층(121)은 상기 제2시트층(122)보다 상대적으로 높은 투자율을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
일례로, 상기 제1시트층(121)은 100~1000Wb/A·m 범위, 바람직하게는 900Wb/A·m의 투자율을 갖도록 구비될 수 있다. 그러나 제1시트층(121)의 투자율을 이에 한정하는 것은 아니며 상기 제2시트층(122)의 투자율보다 높은 자성체를 사용하면 무방함을 밝혀둔다.
여기서, 상대적으로 높은 투자율을 갖는 제1시트층(121)은 WPC용 안테나(114c)의 특성을 향상시키기 위한 것이며, 상대적으로 낮은 투자율을 갖는 제2시트층(122)은 NFC용 안테나(114a)의 특성을 향상시키기 위한 것이다.
이를 위해, 상기 제1시트층(121)은 비정질 합금의 리본시트 또는 나노결정립 합금의 리본시트가 사용될 수 있고, 상기 제2시트층(122)은 폴리머 시트 또는 페라이트 시트가 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 차폐유닛(120)은 서로 다른 투자율을 갖는 복수의 자성시트를 적층하여 구성함으로써 투자율은 높이고 와전류 손실은 줄일 수 있으면서도 각각 박판의 형태로 구성할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 무선전력 충전모듈(100)은 휴대 단말기와 같은 전자기기의 경박단소화의 요구에 따라 전체두께를 0.15 ~ 0.6mm의 두께로 제조할 수 있으며, 심지어 0.3mm이하의 매우 얇은 두께를 구현할 수 있게 된다.
여기서, 상기 비정질 합금 또는 나노결정립 합금은 Fe계 또는 Co계 자성 합금이 사용될 수 있으며, 재료비용을 고려할 때 Fe계 자성 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 더불어, 상기 비정질 합금 및 나노결정립 합금은 3원소 합금 또는 5원소 합금을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 3원소 합금은 Fe, Si 및 B를 포함하며, 상기 5원소 합금은 Fe, Si, B, Cu 및 Nb를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 페라이트 시트는 소결 페라이트 시트로 이루어질 수 있으며, MnZn 페라이트 또는 NiZn 페라이트로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 페라이트 시트가 NiZn 소결 페라이트로 이루어질 수 있다. 더불어, 상기 폴리머 시트는 비정질 합금 분말, 연자성체 분말, 센더스트와 같은 고투자율의 자성분말과 수지로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1시트층(121)은 도 1에 도시된 바와 같이 하부에 배치되는 제2시트층(122)보다 좁은 폭을 갖도록 구비된다.
이는, 상기 제1시트층(121)의 전체폭은 상기 NFC용 안테나(114a)의 내측에 배치되는 WPC용 안테나(114c) 영역을 포함하는 크기를 갖도록 구비된다. 이에 따라, 상기 제1시트층(121)을 통해 WPC용 안테나(114c)의 전 영역을 커버함으로써 WPC용 안테나의 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있도록 한다.
더불어, 상기 WPC용 안테나(114c)의 특성을 향상시키기 위한 제1시트층(121)이 상기 NFC용 안테나(114a)의 직상부에 배치되지 않음으로써 상기 NFC용 안테나(114a)의 특성을 저하시키는 것을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 상기 제1시트층(121)은 상기 NFC용 안테나(114a)의 내측 영역을 초과하지 않는 면적을 갖도록 구비된다. 다시 말하면, 상기 제1시트층(121)은 상기 NFC용 안테나(114a)의 내측 영역은 포함하되 상기 NFC용 안테나(114a)의 직상부 영역은 포함하지 않는 적정한 면적을 갖도록 구비된다.
여기서, 상기 제1시트층(121)은 안테나유닛(110)에 MST용 안테나(114b)가 구비되는 경우 상기 MST용 안테나(114b)의 직상부 영역을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 제1시트층(121)이 하부에 배치되는 제2시트층(122)보다 좁은 폭을 갖도록 구비되는 경우, 상기 제1시트층(121)을 둘러싸도록 버퍼층(136)이 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1시트층(121)과 버퍼층(136)을 합한 폭은 상기 제2시트층(122)의 폭이 일치하도록 구비될 수도 있다.(도 2c참조)
더불어, 상기 제1시트층(121)의 측면을 둘러싸도록 버퍼층(136)이 배치되는 경우 상기 버퍼층(136)은 직하부에 배치되는 NFC용 안테나(114a)의 성능에 영향을 미치지 않도록 비자성체로 이루어질 수 있으며, NFC용 안테나(114a)의 성능을 높일 수 있도록 제2시트층(122)과 동일한 재료로 이루어질 수도 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기 제1시트층(121')은 제조의 편의를 위하여 상기 제2시트층(122)과 동일한 폭을 갖도록 구비될 수도 있음을 밝혀둔다(도 2a 및 도 2b참고).
한편, 상기 제1시트층(121,121')은 도 3에 도시된 바와 같이 2층 이상의 복수 개의 비정질합금 또는 나노결정립 합금의 리본시트 층(121a,121b,121c)으로 구성될 수도 있음을 밝혀둔다.
더불어, 상기 제1시트층(121,121') 및 제2시트층(122)을 위에 언급한 종류로 한정하는 것은 아니며 자성의 성질을 갖는 물질이면 모두 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
이때, 상기 제1시트층(121,121') 및 제2시트층(122) 중 적어도 어느 하나는 와전류의 발생을 억제할 수 있도록 복수 개의 미세 조각으로 분리 형성될 수 있으며, 복수 개의 미세 조각들은 서로 이웃하는 미세 조각들 간에 전체적으로 절연되거나 부분적으로 절연되도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 미세 조각은 1㎛ ~ 3mm의 크기로 구비될 수 있으며, 각각의 조각들은 비정형으로 랜덤하게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 차폐유닛(120,120',120",220,320)이 복수 개의 시트층이 미세조각으로 분리형성되어 적층되는 경우 각각의 시트층 사이에는 비전도성 재질로 이루어진 접착층이 배치되어 서로 적층되는 한 쌍의 시트층 사이에 스며들 수 있도록 함으로써 상기 접착층이 각각의 시트층을 구성하는 복수 개의 미세 조각을 절연하는 역할을 수행할 수도 있다.
여기서, 상기 접착층은 접착제로 구비될 수도 있으며 필름 형태의 기재의 일면 또는 양면에 접착제가 도포된 형태로 구비될 수도 있다.
상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)는 적어도 일면에 도포된 접착제(134)를 통하여 상기 제1시트층(121,121')에 부착됨으로써 적어도 상기 제1시트층(121,121')의 측면이 외부에 노출되지 않도록 한다.
이러한 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)는 상기 제1시트층(121,121')의 측면이 외부로 노출되는 것을 방지함으로써 노출면이 산화되는 것을 방지하고, 측면으로부터 미세 조각이 이탈되는 것을 방지하게 된다.
즉, 적어도 한 층의 비정질 합금 또는 나노 결정립 합금의 박판시트로 상기 제1시트층(121,121')을 구성하는 경우 상기 제1시트층(121,121')의 측면은 비정질 합금 또는 나노 결정립 합금의 박판시트를 제작하기 위하여 타발하는 과정에서 형성되는 타발면이다. 이에 따라, 상기 타발면에서 리본 조각과 같은 미세 조각이 떨어져 나갈 경우 이탈된 미세조각은 전자회로에 쇼트를 발생시키게 된다.
본 발명에서는 타발면에 해당하는 제1시트층(121,121')의 측면을 둘러싸도록 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)를 부착함으로써 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)에 의해 미세 조각들이 타발면으로부터 이탈되는 것을 방지하도록 한다.
이에 따라, 상기 제1시트층(121,121')이 비정질 합금 또는 나노결정립 합금과 같이 금속성분을 포함하는 재질로 이루어지더라도 미세 조각들이 측면으로부터 탈리되어 이탈되는 것이 방지되고 공기 및/또는 수분과의 접촉을 통해 산화되는 것을 방지함으로써 제품의 신뢰성을 높이고 탈리된 미세조각에 의해 전자회로에서 쇼트가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.
여기서, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)의 적어도 일면에 도포되는 접착제(134)는 상기 제1시트층(121,121')의 측면으로부터 분리된 미세 조각들이 타발면에 접착된 상태로 유지될 수 있도록 비전도성 성분을 포함하는 접착제로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)는 보호필름의 시트형태로 구비될 수도 있고, 디핑, 분사, 인쇄 등을 통하여 액상 또는 겔상의 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)가 상기 제1시트층(121,121')의 측면에 도포되는 형태로 구비될 수도 있다.
더불어, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)는 왁스, 에폭시 수지, 멜라닌 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 에틸렌 프로필렌고무 수지(EPDM) 및 폴리비닐 알콜 수지(PVA) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 고분자 수지일 수도 있다.
한편, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)가 보호필름의 형태로 구비되는 경우 상기 보호필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리테레프탈레이트(PTFE)와 같은 불소 수지계 필름 등이 사용될 수도 있다.
이와 같은 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130")는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 상기 제1시트층(121,121')의 측면을 덮는 제2부분(132)을 포함하며, 제조과정의 편의 및 접착성의 증대를 위하여 상기 제1시트층(121,121')의 상부면을 덮는 제1부분(131)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(230)는 도 2d에 도시된 바와 같이 상기 제1시트층(121)의 측면만을 덮도록 구비될 수도 있다.
이때, 상기 제1시트층(121)이 제2시트층(122)보다 좁은 폭을 갖도록 구비되는 경우 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130)는 도 1 및 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 제2부분(132)으로부터 연장되어 상기 제2시트층(122)의 상부면을 덮는 제3부분(133)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 제3부분(133)이 상기 제1시트층(121)의 측면을 덮는 제2부분(132)으로부터 상기 제2시트층(122)의 상부면까지 연장됨으로써 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130)가 보호필름의 형태로 구비되는 경우 접착면적의 증대를 통한 상기 보호필름의 접착력을 증대시킬 수 있게 된다.
더불어, 상기 제1시트층(121)이 상기 제2시트층(122)과 동일한 폭을 갖도록 구비되는 경우 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130")는 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 제2시트층(122)의 측면을 덮도록 상기 제2부분(132)으로부터 연장될 수도 있다.
이때, 상기 제2부분(132)으로부터 연장되는 연장부분은 접착면적의 증대를 통하여 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130")의 접착력을 증대시킬 수 있도록 상기 제2시트층(122)의 하부면 일부를 덮도록 연장될 수도 있다.
또한, 상기 제1시트층(121)의 측부에 버퍼층(136)이 배치되는 경우 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130)의 제2부분(132) 및 제3부분(133)은 양면에 상기 접착제(134)가 도포되어 상기 버퍼층(136)이 접착제를 통해 고정될 수 있다.
도면과 설명에는 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130")가 상기 제1시트층(121) 및/또는 제2시트층(122)의 측면 및/또는 상부면에 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 제1시트층(121) 및 제2시트층(122)의 측면만을 동시에 덮는 형태로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다. 더불어, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)는 제품에 차폐유닛(120,120'120",220)을 적용하는 과정에서 외부로 노출되는 차폐유닛(120,120'120",220)의 모든 노출면에 적용될 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재(130,130',130",230)가 배치되지 않는 상기 제2시트층(122)의 하부면에는 제거가능한 별도의 커버필름(140)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 무선전력 충전모듈(100)은 휴대 단말기와 같은 전자기기의 경박단소화의 요구에 따라 전체두께를 0.15 ~ 0.6mm의 두께로 제조할 수 있으며, 0.3mm의 두께로 사용할 수도 있음을 밝혀둔다.
여기서, 상기 무선전력 충전모듈(100)의 전체두께로 0.15 ~ 0.6mm를 예시하였지만, 이는 무선전력 충전모듈의 전체두께가 얇은 두께를 갖는다는 것으로 이해되어야 할 것이며, 무선전력 충전모듈의 전체두께를 한정하는 것은 아님을 밝혀둔다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 충전모듈(100)은 도 6에 도시된 바와 같이 휴대 단말기(90)의 리어 케이스 또는 백커버(92)의 내측에 설치될 수 있으며, 휴대 단말기에 별도로 장착되는 케이스에 설치될 수도 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 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 무선전력 충전모듈 110 : 안테나유닛
112 : 회로기판 114a : NFC용 안테나
114b : MST용 안테나 114c : WPC용 안테나
120,120',120",220,320 : 차폐유닛
121,121a,121b,121c : 제1시트층
121d : 접착층 122 : 제2시트층
130,130',130",230 : 보호필름 131 : 제1부분
132 : 제2부분 133 : 제3부분
134 : 접착층 136 : 버퍼층
140 : 커버필름

Claims (45)

  1. 무선충전시 발생되는 자기장을 유기하는 차폐유닛에 있어서,
    WPC용 안테나의 특성을 향상시키는 제1시트층;
    NFC용 안테나의 특성을 향상시키는 제2시트층; 및
    상기 제1시트층의 측면으로부터 분말상의 입자가 탈리되거나 상기 측면이 산화되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1시트층의 측면에 구비되는 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재;를 포함하는 무선충전용 차폐유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 보호필름인 무선충전용 차폐유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1시트층은 상기 제2시트층의 폭과 동일한 폭을 갖도록 구비되는 무선충전용 차폐유닛.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 상기 제1시트층의 상부면을 덮는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장되어 상기 제1시트층의 측면을 덮는 제2부분을 포함하는 무선충전용 차폐유닛.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2부분은 상기 제2시트층의 측면을 덮도록 연장되는 무선충전용 차폐유닛.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1시트층은 상기 제2시트층의 폭보다 더 작은 폭을 갖도록 구비되는 무선충전용 차폐유닛.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 상기 제1시트층의 상부면을 덮는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장되어 상기 제1시트층의 측면을 덮는 제2부분 및 상기 제2부분으로부터 연장되어 상기 제2시트층의 일부를 덮는 제3부분을 포함하는 무선충전용 차폐유닛.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제2시트층의 상부면에는 상기 제1시트층을 둘러싸도록 제1시트층의 외곽에 버퍼층이 구비되고, 상기 제2시트층의 폭은 상기 제1시트층과 버퍼층을 합한 폭과 일치하도록 구비되는 무선충전용 차폐유닛.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 버퍼층은 비자성체로 이루어지는 무선충전용 차폐유닛.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 WPC용 안테나는 상기 제1시트층의 일면과 대응되는 영역에 배치되는 무선충전용 차폐유닛.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 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 포함하는 무선충전용 차폐유닛.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제1시트층은 상기 제2시트층보다 상대적으로 높은 투자율을 갖는 재질로 이루어지는 무선충전용 차폐유닛.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제1시트층은 비정질 합금의 리본시트 또는 나노 결정립 합금의 리본시트이고, 상기 제2시트층은 페라이트 시트 또는 폴리머 시트인 무선충전용 차폐유닛.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제1시트층은 비정질 합금의 리본시트 또는 나노 결정립 합금의 리본시트가 복수층으로 적층되는 무선충전용 차폐유닛.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 페라이트 시트는 MnZn 페라이트 또는 NiZn 페라이트로 이루어진 무선충전용 차폐유닛.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 제1시트층은 3원소 합금 또는 5원소 합금을 포함하고,
    상기 3원소 합금은 Fe, Si 및 B를 포함하며,
    상기 5원소 합금은 Fe, Si, B, Cu 및 Nb를 포함하는 무선충전용 차폐유닛.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 제1시트층 및 제2시트층 중 적어도 하나는 복수 개의 미세 조각으로 분리형성되는 무선충전용 차폐유닛.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 복수 개의 미세 조각들은 서로 이웃하는 미세 조각들 간에 전체적으로 절연되거나 부분적으로 절연되는 무선충전용 차폐유닛.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 복수 개의 미세 조각은 1㎛ ~ 3mm의 크기인 무선충전용 차폐유닛.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 복수 개의 미세 조각은 비정형으로 이루어지는 무선충전용 차폐유닛.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재의 적어도 일면에는 비전도성 성분을 포함하는 접착제가 구비되는 무선충전용 차폐유닛.
  22. WPC용 안테나 및 NFC용 안테나를 포함하는 안테나유닛; 및
    상기 안테나유닛의 일면에 배치되어 자기장을 유기하는 차폐유닛;을 포함하는 무선전력 충전모듈에 있어서,
    상기 차폐유닛은,
    WPC용 안테나의 특성을 향상시키는 제1시트층;
    NFC용 안테나의 특성을 향상시키는 제2시트층; 및
    상기 제1시트층의 측면으로부터 분말상의 입자가 탈리되거나 상기 측면이 산화되는 것을 방지할 수 있도록 상기 제1시트층의 측면에 구비되는 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재;를 포함하는 무선전력 충전모듈.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 보호필름인 무선전력 충전모듈.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 안테나유닛은 MST용 안테나를 더 포함하는 무선전력 충전모듈.
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 무선전력 충전모듈의 총두께가 0.15 ~ 0.6mm인 무선전력 충전모듈.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 무선전력 충전모듈의 총두께가 0.3mm인 무선전력 충전모듈.
  27. 제 22항에 있어서,
    상기 제1시트층은 상기 제2시트층의 폭과 동일한 폭을 갖도록 구비되는 무선전력 충전모듈.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 상기 제1시트층의 상부면을 덮는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장되어 상기 제1시트층의 측면을 덮는 제2부분을 포함하는 무선전력 충전모듈.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 제2부분은 상기 제2시트층의 측면을 덮도록 연장되는 무선전력 충전모듈.
  30. 제 22항에 있어서,
    상기 제1시트층은 상기 제2시트층의 폭보다 더 작은 폭을 갖도록 구비되는 무선전력 충전모듈.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 상기 제1시트층의 상부면을 덮는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장되어 상기 제1시트층의 측면을 덮는 제2부분 및 상기 제2부분으로부터 연장되어 상기 제2시트층의 일부를 덮는 제3부분을 포함하는 무선전력 충전모듈.
  32. 제 30항에 있어서,
    상기 제2시트층의 상부면에는 상기 제1시트층을 둘러싸도록 제1시트층의 외곽에 버퍼층이 구비되고, 상기 제2시트층의 폭은 상기 제1시트층과 버퍼층을 합한 폭과 일치하도록 구비되는 무선전력 충전모듈.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 버퍼층은 비자성체로 이루어지는 무선전력 충전모듈.
  34. 제 30항에 있어서,
    상기 WPC용 안테나는 상기 제1시트층의 일면과 대응되는 영역에 배치되는 무선전력 충전모듈.
  35. 제 22항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재는 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 포함하는 무선전력 충전모듈.
  36. 제 22항에 있어서,
    상기 제1시트층은 상기 제2시트층보다 상대적으로 높은 투자율을 갖는 재질로 이루어지는 무선전력 충전모듈.
  37. 제 22항에 있어서,
    상기 제1시트층은 비정질 합금의 리본시트 또는 나노 결정립 합금의 리본시트이고, 상기 제2시트층은 페라이트 시트 또는 폴리머 시트인 무선전력 충전모듈.
  38. 제 22항에 있어서,
    상기 제1시트층은 비정질 합금의 리본시트 또는 나노 결정립 합금의 리본시트가 복수 개의 층으로 적층되는 무선전력 충전모듈.
  39. 제 37항에 있어서,
    상기 페라이트 시트는 MnZn 페라이트 또는 NiZn 페라이트로 이루어진 무선전력 충전모듈.
  40. 제 22항에 있어서,
    상기 제1시트층은 3원소 합금 또는 5원소 합금을 포함하고,
    상기 3원소 합금은 Fe, Si 및 B를 포함하며,
    상기 5원소 합금은 Fe, Si, B, Cu 및 Nb를 포함하는 무선전력 충전모듈.
  41. 제 22항에 있어서,
    상기 제1시트층 및 제2시트층 중 적어도 하나는 복수 개의 미세 조각으로 분리형성되는 무선전력 충전모듈.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 복수 개의 미세 조각들은 서로 이웃하는 미세 조각들 간에 전체적으로 절연되거나 부분적으로 절연되는 무선전력 충전모듈.
  43. 제 41항에 있어서,
    상기 복수 개의 미세 조각은 1㎛ ~ 3mm의 크기인 무선전력 충전모듈.
  44. 제 41항에 있어서,
    상기 복수 개의 미세 조각은 비정형으로 이루어지는 무선전력 충전모듈.
  45. 제 22항에 있어서,
    상기 파우더 탈리 방지 및 산화 방지부재의 적어도 일면에는 비전도성 성분을 포함하는 접착제가 구비되는 무선전력 충전모듈.
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