KR20160128863A - Shielding unit for complex-antenna unit and complex-transmission module comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복합 안테나 유닛용 차폐유닛 및 이를 포함하는 복합전송 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대 단말기기 등의 부품에 미치는 자기장 영향을 차단함과 동시에 안테나 특성을 향상시키는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛 및 이를 포함하는 복합전송 모듈에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shielding unit for a composite antenna unit and a composite transmission module including the same, and more particularly, to a shielding unit for a composite antenna unit, And a composite transmission module including the same.
일반적으로 안테나는 전기적인 신호를 전파신호로 변화시키는 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. Generally, an antenna is a device that converts an electric signal into a radio wave signal, and can be classified into a dielectric antenna using dielectric characteristics and a magnetic antenna using magnetic properties. All antennas can be used in various areas, but their efficiency depends on their shape and structure. In the past, studies on dielectric antennas using high-permittivity materials have been actively conducted. However, researches on magnetic materials having a high magnetic permeability in a conventional high-permittivity material have been conducted as a result of an increase in the performance degradation of antennas due to the use of higher frequencies. (NFC), wireless power transmission (WPT), and wireless power transmission (WPT) through various portable terminals (smart phone, tablet PC, etc.) utilizing these antennas. , And Magnetic Security Transmission (MST).
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.First, the short-range wireless communication (NFC) is a non-contact type short-range wireless communication module using 13.56Mz frequency band as one of the RFID tags, which is a technology for transmitting data between terminals at a distance of 10cm. NFC is widely used not only for mobile payments, but also for transferring travel information, transportation, and access control locks for goods information and visitors in supermarkets and general shops, as well as for file transfer.
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.
In addition, recently announced by Google, 'Android Beam' included in the smart phone is a near-field wireless communication (NFC) -based short distance information transmission and reception function that not only allows mobile payment but also photo, business card, file, map, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-001754 discloses an NFC tag-based content sharing method and an NFC gateway for the same.
다음으로, 무선전력 전송(WPT)은 모바일기기, 스마트가전, LoT(Internet of Things) 등 배터리 사용기기의 확대로 충전 수요가 증가하고 유선충전방시에 대비해 매우 편리한 무선충전 및 배터리리스(batteryless) 시장의 급부상을 야기한 기술로써, 무선으로도 배터리의 충전이나 전자기기의 구동을 가능케 하는 기술이다. Next, the wireless power transmission (WPT) is a very convenient wireless charging and battery-less market in preparation for wired charging room due to the expansion of battery-operated devices such as mobile devices, smart home appliances and LoT (Internet of Things) This is a technology that enables the charging of the battery and the driving of the electronic device wirelessly.
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 개발중에 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 인체유해성 문제가 커지므로 무선충전기능은 100kHz ~ 6MHz 이하에서 구현되는 추세이다.
This technology has been conceptually introduced by Tesla 100 years ago and recently it has come into practical use with development of related technology such as materials. Various technologies such as an electromagnetic induction method, a magnetic resonance method, and an RF method are being developed for the wireless power transmission (WPT), and studies for employing a magnetic induction method have been continuing at present. In case of the electromagnetic induction method, frequencies between several kHz and 20 MHz are used. Since the problem of human harm to alternating electromagnetic waves increases with 13.56 MHz of NFC and frequency band, the wireless charging function becomes 100 kHz to 6 MHz This is a trend to be implemented below.
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 결재기능을 향상을 위해 스마트폰 내에 당해 기술을 채용하는 시도가 계속되고 있다.Next, the Magnetic Security Transfer (MST) (Point Of Sale) terminal capable of reading information of a magnetic card and a magnetic card, which are universal payment means. In recent years, an attempt has been made to adopt the technology in a smart phone Is continuing.
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. Methods using a 2D bar code or NFC (Near Field Communication) as a payment method using a conventional smart phone have been proposed. However, since the 2D bar code or NFC payment means is not suitable for a POS terminal, universal application is difficult In particular, in the case of NFC, the standardized NFC performance is lacking in many smartphones, and a separate device for reading the NFC performance has to be provided.
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.
However, in order to transmit the magnetic information to the POS terminal through the smart phone instead of the conventional magnetic card while using the POS terminal generally used in the conventional shops or the like, the MST for forming the magnetic field by interaction with the POS terminal It is required to develop a component for transmission of magnetic security such as an antenna.
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. Meanwhile, the Magnetic Strength Transmission (MST) and the Wireless Power Transmission (WPT) commonly use the electromagnetic field energy generated by the antenna, and wireless communication or transmission is possible through the transmission / reception unit.
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.
However, these technologies have limitations on the " transmission / reception distance of electromagnetic field energy " as opposed to what is expected to bring incredible convenience to the user. In order to overcome the limitation of the transmission / reception distance, electromagnetic field energy, for example, do. That is, since the induced electromotive force induced in the helical coil type loop antenna is determined by Faraday's law and Lenz's law, in order to obtain a high voltage signal, the secondary coil (antenna coil) The more the amount of the water is, the more advantageous it is. The amount of magnetic flux increases as the amount of soft magnetic material contained in the secondary coil increases and as the permeability of the material increases.
상기와 같은 2차 코일을 구비하는 휴대 단말기기는 자기장에 의한 단말기기내에 포함된 다른 부품들의 기능저하나 자기장에 의한 인체의 유해를 가져올 수 있는 문제가 있어 필연적으로 자기장 차폐시트를 구비하고 있다. The portable terminal device having the secondary coil has a magnetic shielding sheet inevitably because it has a problem that the parts other than the parts included in the terminal device due to the magnetic field may be lowered or harmful to the human body due to the magnetic field.
상기 자기장 차폐시트는 휴대용 단말기기내 다른 부품을 자기장에서 격리시키는 역할을 하는 동시에 송/수신부 사이에 자기장의 집중을 유도하여 송수신 교신 향상, 자기장에 의한 타부품의 기능 저하를 방지할 수 있다.The magnetic shield sheet serves to isolate other components in the portable terminal from the magnetic field, and at the same time, it can induce the concentration of the magnetic field between the transmitter and receiver sections, thereby improving the transmission / reception communication and preventing the deterioration of functions of other components due to the magnetic field.
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.The higher the magnetic permeability, the better the transmission / reception performance. The magnetic permeability is determined by the saturation magnetization value (Ms) of the magnetic material and the microstructure of the material depending on the material. On the other hand, the material of the magnetic material determines the saturation magnetization value and the limit frequency can be determined accordingly. That is, even a magnetic shielding sheet having a high magnetic permeability can not be used in accordance with a desired frequency band, and even when used, it is difficult to reduce the amount of material, that is, the thickness .
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.However, the shielding sheet having a large thickness is contrary to the current trend of slimming down the portable terminal device itself, and it is difficult to adopt a slimmer terminal, and it is difficult to realize a desired communication strength even if the thickness is increased.
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.In addition, when a wireless power transmission (WPT) and a magnetic security transmission (MST) function, in which frequency band used may be different from each other, are combined in one portable terminal device, the use of a shielding sheet having an excellent permeability only in a certain limited frequency band region There is a problem that it is very difficult to maintain or improve only one function of each of the complex functions and simultaneously maintain or improve other functions beyond the limit frequency band.
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.
Accordingly, a magnetic shielding sheet capable of remarkably improving the characteristics of the antenna of each of the composite antennas at the same time, being thinned to meet the slimming trend of the portable terminal, and exhibiting the basic physical properties required for the magnetic shielding sheet Is urgent.
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.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an antenna unit in which a plurality of antennas having different frequency domains are used, And is capable of significantly exhibiting the basic physical properties required for the magnetic shielding sheet.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 복합안테나 유닛용 차폐유닛을 통해 주파수 영역대가 상이한 안테나들이 복합화된 경우에도 현저히 향상된 안테나 특성을 동시에 발현시키고, 슬림화됨에 따라 최근 휴대용 단말기기 등에 채용되기에 적합한 복합전송 모듈, 이를 포함하는 모바일 기기, 스마트가전, 사물 인터넷(Internet of Things)용 기기를 제공하는 것이다.
Further, the present invention can significantly improve the antenna characteristics even when the antennas having different frequency domain ranges are complexed through the shielding unit for a complex antenna unit according to the present invention, and as a result, Module, a mobile device including the same, a smart home appliance, and a device for the Internet of Things.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 마그네틱 보안전송(MST) 및 무선 전력 전송(WPT)에 따른 자기장을 유기하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛에 있어서, 상기 차폐유닛은 복합 안테나 유닛의 안테나의 특성을 향상시키는 Mg-Cu-Zn계 페라이트 및 Ni-Mg-Cu-Zn계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 제1 자기장 차폐부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛을 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a shielding unit for a composite antenna unit that induces a magnetic field in accordance with magnetic security transmission (MST) and wireless power transmission (WPT) And a first magnetic shielding member comprising at least one member selected from the group consisting of Mg-Cu-Zn ferrite and Ni-Mg-Cu-Zn ferrite. .
또한, 상기 차폐유닛은 제1 자기장 차폐부재와 상이한 재질의 제2 자기장 차폐부재를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 자기장 차폐부재는 복수개의 자성체 플레이크를 포함할 수 있다.The shielding unit may further include a second magnetic shielding member made of a material different from that of the first magnetic shielding member, and the second magnetic shielding member may include a plurality of magnetic flakes.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 복수개의 자성체 플레이크 중 어느 일자성체 플레이크는 인접한 타자성체 플레이크와 이격된 공간을 가질 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, any one of the plurality of magnetic flakes may have a space separated from the adjacent other ones.
또한, 상기 이격된 공간의 전부 또는 일부에는 와전류제동(eddy current brake) 물질이 충진되어 있을 수 있다.In addition, all or a part of the spaced space may be filled with an eddy current brake material.
또한, 상기 복수개의 자성체 플레이크는 비정질 리본시트 유래인 것일 수 있고, 상기 비정질 리본시트는 비정질 합금 및 나노결정질 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The plurality of magnetic flakes may be derived from an amorphous ribbon sheet, and the amorphous ribbon sheet may include at least one selected from an amorphous alloy and a nanocrystalline alloy.
또한, 상기 비정질 합금은 실리콘계 스틸을 포함할 수 있다.In addition, the amorphous alloy may include silicon-based steel.
또한, 상기 자성체 플레이크는 평균입경이 1 ㎛ ~ 5㎜일 수 있고, 비정형인 형상을 가질 수 있다.The magnetic flakes may have an average particle diameter of 1 to 5 mm and may have an irregular shape.
또한, 상기 와전류제동 물질은 절연 접착제 또는 열전도성 방열 접착제일 수 있다. Further, the eddy current braking material may be an insulating adhesive or a thermally conductive heat-insulating adhesive.
또한, 상기 제1 자기장 차폐부재는 단층부재; 또는 복수개의 제1 자기장 차폐부재가 적층된 다층부재;로 구비될 수 있고, 상기 다층부재는 3 ~ 10개의 제1 자기장 차폐부재가 적층된 것일 수 있으며, 상기 제1 자기장 차폐부재가 다층부재인 경우 각각의 제1 자기장 차폐부재 사이에 개재되는 절연성 접착층 또는 열전도성 방열 접착층을 더 구비할 수 있다.The first magnetic shield member may include a single layer member; Or a multilayer member in which a plurality of first magnetic shield members are stacked, wherein the multilayer member may be a laminate of three to ten first magnetic shield members, and the first magnetic shield member may be a multilayer member It is possible to further include an insulating adhesive layer or a thermally conductive heat-releasing adhesive layer interposed between the respective first magnetic-field shielding members.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 마그네틱 보안전송(MST)용 안테나 및 무선 전력 전송(WPT)용 안테나를 포함하는 복합안테나 유닛; 및 상기 복합안테나 유닛의 일면에 배치되어 자기장을 유기하고, 안테나 특성을 향상시키는 본 발명에 따른 차폐유닛;을 포함하는 복합 전송 모듈을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a composite antenna unit including an antenna for a magnetic security transmission (MST) and an antenna for a wireless power transmission (WPT); And a shielding unit according to the present invention, which is disposed on one surface of the composite antenna unit to induce a magnetic field and improve antenna characteristics.
본 발명의 바람직한 일구현예에 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.According to a preferred embodiment of the present invention, the inductor constituting the MST antenna comprises a loop having at least one winding, and the inductor is a magnetic field diffused over a region corresponding to the sensing opening of the magnetic reader head, . ≪ / RTI >
또한, 상기 인덕터는 상기 인덕터를 흐르는 전류 하에서 포화되지 않는 재질로 이루어진 것일 수 있다.In addition, the inductor may be made of a material which is not saturated under the current flowing through the inductor.
또한, 상기 인덕터의 유도 용량과 저항값의 비는 10μH/Ω~ 80μH/Ω일 수 있다.The ratio of the inductance to the inductance of the inductor may be 10 μH / Ω to 80 μH / Ω.
또한, 상기 루프가 형성하는 면적은 600 ~ 1700 ㎟인 것일 수 있다. Also, the area formed by the loop may be 600 to 1700 mm < 2 >.
또한, 상기 마그네틱 보안전송용 안테나 및 무선 전력 전송용 안테나는 상호 이격되어 구비될 수 있다.
In addition, the magnetic security transmission antenna and the wireless power transmission antenna may be spaced apart from each other.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 본 발명에 따른 복합전송 모듈을 포함하는 모바일 기기, 스마트 가전, 사물 인터넷(Internet of Things)용 기기를 제공한다.
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a mobile device, a smart home appliance, and an Internet of Things device including the composite transmission module according to the present invention.
이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.Hereinafter, terms used in the present invention will be described.
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.The term "formed on one surface" or "formed on a layer" of the specific layer as used in the present invention means that the layer formed directly opposite to the specific layer or indirectly formed after one or more other layers are inserted For example, in the case of "B layer formed on one surface of the A layer", the A layer and the B layer face each other, or a third C layer is formed on the A layer, and then a B layer is formed on the C layer .
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.
The term "member" used in the present invention means to include both a sheet, a film, and a plate unless the form thereof is mentioned separately. For example, , A shielding film, and a shielding plate.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합안테나 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.The shielding unit for a composite antenna unit according to a preferred embodiment of the present invention significantly improves the characteristics of the antenna at the same time in the antenna unit in which a plurality of antennas having different frequency ranges are used, It is possible to remarkably exhibit the basic physical properties required for the magnetic-shielding sheet despite its being thinned.
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. In addition, in the case of the composite transmission module including the shielding unit for a composite antenna unit, since each of the individual antennas exhibits significantly improved antenna characteristics, the communication strength for transmission and reception is improved, Charging or payment proceeding can smoothly be performed.
나아가 박형화된 차폐유닛을 통해 구현되는 모듈 및 이를 포함하는 전자기기 자체가 슬림화되어 최근 수요자의 니즈에 부합한 제품으로 널리 활용될 수 있다.
Furthermore, the module realized through the thinned shielding unit and the electronic device including the module itself can be made slim and can be widely used as a product which meets the needs of the consumer in recent years.
도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합전송 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 제1 자기장 차폐부재의 단면모식도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 차폐유닛의 단면모식도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 제1 자기장 차폐부재의 단면모식도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 차폐유닛의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 일구현예에 사용되는 플레이크 장치를 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일구현예에 사용되는 압축장치의 개략도이다.
도 9 및 도10은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 제1 자기장 차폐부재를 제조하기 전의 차폐시트에 대한 단면도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 자기장 차폐유닛의 단면도이다.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 보안 전송 모듈을 구비한 휴대용 전자기기의 사용 상태도이다.
도 14는 도 15의 동작을 설명하기 위한 개략정 구성도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합안테나 유닛에 포함되는 마그네틱 보안 전송(MST)용 안테나의 평면도이다.1 is a perspective view schematically showing a composite transmission module according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional schematic diagram of a first magnetic shield member according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional schematic diagram of a shielding unit according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional schematic diagram of a first magnetic shield member according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a shielding unit according to a preferred embodiment of the present invention.
6 and 7 are schematic views showing a flake device used in a preferred embodiment of the present invention.
8 is a schematic view of a compression device used in a preferred embodiment of the present invention.
9 and 10 are cross-sectional views of a shielding sheet before fabricating a first magnetic shield member according to a preferred embodiment of the present invention.
13 and 14 are sectional views of a magnetic shielding unit according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a use state diagram of a portable electronic device having a magnetic security transmission module according to an embodiment of the present invention.
14 is a schematic block diagram for explaining the operation of FIG.
15 is a plan view of an antenna for a magnetic security transmission (MST) included in a composite antenna unit according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
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. As described above, even if a magnetic shielding sheet having a high magnetic permeability is used, there are cases where it can not be used according to a desired frequency band. Even if it is used, the amount of material, that is, the thickness of the material must be remarkably increased . In addition, the shielding sheet having a large thickness is contrary to the present trend in which the portable terminal itself is slim, and it is difficult to adopt a slimmer terminal, and it is difficult to realize the desired communication strength even if the thickness is increased.
구체적으로 종래의 근거리 무선통신(NCF)에는 페라이트 자기장 차폐시트가 널리 사용되어 왔다. 페라이트 자성소재는 금속 자성소재에 비하여 10 6 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.Specifically, ferrite magnetic shielding sheets have been widely used in conventional short range wireless communication (NCF). The ferrite magnetic material has a resistivity of 10 6 or more as compared with a metal magnetic material and has a low eddy current loss and has been used as a suitable material in a high frequency region since a constant magnetic permeability and low electrical characteristics are exhibited to a high frequency region. However, the ferrite magnetic material has a limit frequency capable of having a permeability of 10 to 10 4 MHz (which may vary depending on the specific microstructure). On the other hand, considering the influence of the human body, ) Or magnetic security transmission (MST) range is below 400kHz. Due to the limitation of the limit frequency band of the ferrite material itself, the initial permeability is almost 0 in the frequency band used for WPT or MST There is a problem in that the ferrite shielding sheet can not sufficiently realize desired physical properties such as antenna characteristics at the same time for the antenna unit in which antennas for WPT and MST using different frequency band bands are combined, When the thickness of the ferrite sheet is increased to improve the thickness of the ferrite sheet, There was a problem that the ash can not be implemented.
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. In order to improve the antenna characteristics for each of the antennas using the different frequency band from different viewpoints, it is necessary to select a material suitable for each antenna use frequency in consideration of the limit frequency of the shielding sheet material, Which is different from the thickness of the shielding sheet. In consideration of the recent slimmer portable terminal equipment, it has been contradictory to the thinning and complicated manufacturing process, resulting in a problem of lowering productivity.
나아가, 무선전력 전송(WPT)의 경우 누설되는 자속을 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.Furthermore, in the case of wireless power transmission (WPT), a permanent magnet is typically provided in the wireless power transmission section to prevent leakage fluxes, as the DC magnetic field caused by the permanent magnet exerts more influence on the magnetic shield sheet than the alternating magnetic field The magnetic shield sheet made of a ferrite material is easily magnetized by the permanent magnet, that is, magnetically saturated by the permanent magnet, so that it exhibits the same behavior as a shield sheet made of a material having a remarkably low magnetic permeability, so that it functions as a desired magnetic shield sheet There was a problem.
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 교신강도를 현저히 저하, 충전효율 저하 등의 목적하는 물성을 수득되지 못하게 하는 문제점이 있었다. Furthermore, since the direction of the spin arranged by the permanent magnet is opposite to the direction of the magnetic flux of the alternating magnetic field due to the antenna, when the magnetic sheet is canceled and the magnetic permeability is high, for example, a ferrite sheet, There has been a problem in that desired physical properties such as lowering of wireless power communication strength and reduction of charging efficiency can not be obtained between the transmitting and receiving sections.
아울러, 종래의 페라이트 차폐시트는 제조시 고온 소성공정을 수행함으로써 차폐 시트가 굴곡화되어 형상변형이 발생할 수 있어 목적하는 형태의 차폐시트를 제조하기 어려운 문제점이 있었다.
In addition, since the conventional ferrite shielding sheet is subjected to a high-temperature firing process at the time of manufacturing, the shielding sheet may be bent to cause shape deformation, which makes it difficult to produce a desired shielding sheet.
이에 본 발명에서는 마그네틱 보안전송(MST) 및 무선 전력 전송(WPT)에 따른 자기장을 유기하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛에 있어서, 상기 차폐유닛은 복합 안테나 유닛의 안테나의 특성을 향상시키는 Mg-Cu-Zn계 페라이트 및 Ni-Mg-Cu-Zn계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 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.
Accordingly, the present invention provides a shielding unit for a composite antenna unit that induces a magnetic field in accordance with magnetic security transmission (MST) and wireless power transmission (WPT), wherein the shielding unit comprises a Mg- Zn-based ferrite and Ni-Mg-Cu-Zn-based ferrite, the present invention provides a shielding unit for a composite antenna unit, comprising: a first magnetic shielding member comprising at least one member selected from the group consisting of Zn- I tried to solve it. This makes it possible to simultaneously support a wide range of frequency band from an antenna using a low frequency band of kHz to an antenna using a high frequency band of MHz and to a permanent magnet provided for aligning a magnetic flux, As the magnetic flux decreases and the communication strength between the transmitting and receiving parts is maintained or improved, the antenna characteristic can be remarkably improved. Also, even if the antenna is thinned and thinned, it is very suitable for portable terminals having a tendency to be slim.
구체적으로 도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합전송 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도로써, 복합전송 모듈(100)은 복합 안테나 유닛(110) 및 차폐유닛(120)을 포함한다.
1 is a perspective view schematically showing a composite transmission module according to a preferred embodiment of the present invention. The
먼저, 마그네틱 보안전송(MST) 및 무선 전력 전송(WPT)에 따른 자기장을 유기하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛(120)에 대해 설명한다.First, a
상기 차폐유닛(120)은 복합 안테나 유닛에 구비된 각각의 안테나 특성을 동시에 향상시키기 위해 Mg-Cu-Zn계 페라이트 및 Ni-Mg-Cu-Zn계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 구비한 제1 자기장 차폐부재를 포함한다. The
이때, 상기 Mg-Cu-Zn계 페라이트 및 Ni-Mg-Cu-Zn계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상은 전자파 차폐 특성 및 방열 특성을 동시에 가지고, 소정의 기계적 강도를 가질 수 있는 물질로서, 이를 통해 사용 주파수대역을 달리하는 안테나들이 복합화된 안테나 유닛의 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 있다.At this time, at least one selected from the group consisting of Mg-Cu-Zn ferrite and Ni-Mg-Cu-Zn ferrite is a material having both electromagnetic shielding property and heat radiation property and having a predetermined mechanical strength It is possible to simultaneously exhibit remarkably excellent antenna characteristics such as a magnetic flux density phenomenon through a synergistic action with the first magnetic shield member in the antenna characteristic of the antenna unit in which the antennas having different frequency bands are different from each other, It is not easily magnetized to the permanent magnet provided for aligning the magnetic field in the portion, so that the intended physical properties can be fully expressed.
또한, 상기 Mg-Cu-Zn계 페라이트 및 Ni-Mg-Cu-Zn계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상은 종래의 고온소성에 의해 제조되는 페라이트에 비해 낮은 온도에서 제조하여도(저온소성) 치밀하면서 균일한 미세구조를 가져 우수한 투자율을 달성할 수 있으므로, 이를 통해 제조되는 차폐 시트가 고온 소성으로 제조하는 경우와 같이 굴곡화되는 문제가 발생하지 않아 형상변형이 거의 없어서 제품에 적용 및 응용이 용이한 이점이 있다. Further, at least one selected from the group consisting of Mg-Cu-Zn ferrites and Ni-Mg-Cu-Zn ferrites can be produced at a lower temperature than that of ferrites produced by conventional high temperature calcination ) Since the dense and uniform microstructure can attain an excellent permeability, the shielding sheet manufactured through such a method does not cause a problem of bending as in the case of manufacturing at high temperature, There is an advantage of this.
나아가, 상기 Mg-Cu-Zn계 페라이트 및 Ni-Mg-Cu-Zn계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상은 종래의 페라이트와는 달리 얇은 두께에서도 높은 투자율을 달성할 수 있어 박형화가 가능하므로 현재의 전자기기 개발 추세에 적합한 경박 단소화된 제품을 제조하기에 용이한 장점이 있다. 또한, 종래의 페라이트 소재에 비해 넓은 영역의 주파수대에서도 안정적으로 우수한 초투자율을 나타내어 상이한 주파수 영역대를 사용하는 각각의 안테나가 복합화된 안테나 유닛에 적용되어 목적하는 물성을 구현시키기 용이한 장점이 있다. Furthermore, at least one selected from the group consisting of Mg-Cu-Zn ferrite and Ni-Mg-Cu-Zn ferrite can attain a high permeability even at a thin thickness, There is an advantage that it is easy to manufacture a light-weight shortened product suitable for current electronic device development trend. Also, it has a superior super permeability in a wide range of frequency band as compared with the conventional ferrite material, and each antenna using a different frequency band is applied to a composite antenna unit, thereby realizing desired physical properties.
또한, 상기 제1 차폐부재의 형상은 당업계에 공지된 차폐유닛의 형상일 수 있고, 다각형, 원, 타원형, 도넛형 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 하기 제2 차폐부재의 형상도 제1 차폐부재와 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.
The shape of the first shielding member may be a shape of a shielding unit known in the art, and may be a polygonal shape, a circle shape, an elliptical shape, a donut shape, and the like. May be the same as or different from the shielding member. The thickness of the second shielding member may be designed differently according to the purpose, and is not particularly limited in the present invention, but may be 0.01 탆 to 1 mm.
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 복수의 자성체 플레이크(flake)를 포함하는 자성체를 포함할 수 있다.Meanwhile, the magnetic-field-shielding unit according to a preferred embodiment of the present invention may further include a second magnetic-field-shielding member in addition to the first magnetic-field-shielding member. The second magnetic shield member may be a shield member including a magnetic material different in material and / or microstructure from the magnetic material included in the first magnetic shield member. Preferably, the second magnetic shield member may include a magnetic body including a plurality of magnetic body flakes.
구체적으로 도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 제1 자기장 차폐부재(9)의 단면모식도로써, 도 2의 개략도로 도시한 바와 같이 복수개의 자성체 플레이크(flake)를 포함하며, 상기 복수개의 자성체 플레이크(2)는 자성체 플레이크 간에 이격되어 존재함에 따라 자성체 플레이크(2)를 포함하지 않는 빈 공간(4)을 가질 수 있고, 상기와 같은 빈 공간(4) 의 전부 또는 일부에는 도 3과 같이 와전류제동(eddy current brake) 물질(5)로 충진되어 있을 수 있다.2 and 3 are cross-sectional schematic diagrams of a first
또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 제1 자기장 차폐부재는 도 2와 같이 단층으로 구성되거나 또는 도 4와 같이 제1 자기장 차폐부재(120')는 개개의 단층인 제1 자기장 차폐부재(121a, 121b, 121c)가 복수개로 적층된 다층부재일 수 있다. In addition, the first magnetic-field shielding member according to a preferred embodiment of the present invention may have a single-layer structure as shown in FIG. 2, or a first magnetic-field shielding member 120 ' 121a, 121b, and 121c may be a multi-layered member.
상기 제1 자기장 차폐부재는 물성적인 측면에서 단층부재일 때 보다 복수층으로 구성된 다층부재가 바람직하고, 보다 바람직하게는 단층의 제1 자기장 차폐부재가 3층 ~ 10층으로 적층된 복수층의 부재일 수 있으며, 만일 3층 미만으로 적층될 경우 목적하는 물성의 발현이 저하될 수 있고, 10층을 초과할 경우 차폐유닛의 박형화에 역행하는 문제점이 있을 수 있다.The first magnetic shield member is preferably a multilayer member composed of a plurality of layers rather than a single layer member in terms of physical properties, and more preferably, the first magnetic shield member of a single layer is a multilayer member composed of three to ten layers If the layer is stacked less than three layers, the desired physical properties may be deteriorated. If the number of layers is more than ten, there may be a problem that the shielding unit may be reduced in thickness.
또한, 상기 제1 자기장 차폐부재가 복수층으로 구성된 다층부재일 경우 각각의 단층 제1 자기장 차폐부재((121a, 121b, 121c) 사이에는 도 4와 같이 절연성 접착층(121d) 또는 열전도성 방열 접착층(121d)을 더 포함할 수 있다. When the first magnetic-field shielding member is a multilayer member composed of a plurality of layers, an insulating
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.
The thickness of the first magnetic shield member may be the thickness of a conventional shield member, and is preferably, but not limited to, 0.01 탆 to 1 mm. The shape may be employed without limitation in the case of a conventional shielding member shape, and may be polygonal, circular, elliptical, donut, and the like, but is not limited thereto.
이하, 제1 자기장 차폐부재의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the configuration of the first magnetic-field shielding member will be described in more detail.
도 2와 같이 제1 자기장 차폐부재는 복수개의 자성체 플레이크(2)를 포함한다. 제1 자기장 차폐부재를 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 복수개의 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.
As shown in FIG. 2, the first magnetic shield member includes a plurality of
또한, 자성체가 복수개의 플레이크로 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.In addition, since the magnetic body is provided with a plurality of flakes, loss due to the eddy current can be reduced and the magnetic flux density can be further prevented from being lowered. In addition, a problem of heat generation due to the eddy current There is an advantage to be able to block.
더 나아가 복수개의 자성체 플레이크 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.Furthermore, since one of the plurality of magnetic flakes is provided apart from the adjacent other flakes, the size of the flaked magnetic body is increased as the magnetic bodies are directly contacted with each other, thereby preventing an increase in eddy current loss.
또한, 자성체 플레이크간에 이격된 공간에는 와전류제동 물질이 충진됨에 따라 자성체 플레이크간에 직접적 접촉 또는 전기적 접속을 영구적으로 차단시키는 이점이 있고, 이를 통해 와전류에 따른 자속밀도 저하를 더더욱 방지시킬 수 있다.
In addition, the space separated between the magnetic flakes has an advantage of permanently shielding the direct contact or electrical connection between the magnetic flakes as the eddy current braking material is filled, thereby preventing the magnetic flux density from decreasing due to eddy currents.
상기 자성체 플레이크의 형상은 비정형이며, 구체적인 형상에는 제한이 없다. 또한, 바람직하게는 자성체 플레이크 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.
The shape of the magnetic flakes is irregular, and there is no limitation on the specific shape. Preferably, the particle size of the flakes can be controlled with an average particle size of the magnetic substance flakes of 1 to 5 mm, preferably an average particle size of 10 to 3 mm, more preferably an average particle size of 10 to 1 mm. By reducing the flake diameter of the magnetic body, the half-magnetic field can be increased to eliminate the loss due to the hysteresis to increase the uniformity of the magnetic permeability, and to prevent the heat generation problem caused by the eddy current generated by the alternating magnetic field have.
상기 자성체 플레이크는 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.
The magnetic flakes may be flaked in an amorphous ribbon sheet, and the amorphous ribbon sheet may include at least one selected from an amorphous alloy and a nanocrystalline alloy. The saturation magnetization value (Ms) This larger amorphous alloy may be more desirable. The amorphous ribbon sheet may have a thickness of 0.01 to 60 탆, but the amorphous ribbon sheet may have a different thickness depending on the manufacturing method and purpose. More preferably, the amorphous alloy may include silicon-based steel to exhibit improved physical properties.
또한, 자성체의 미세구조는 투자율을 결정하는 인자 중의 하나로써, 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.
The microstructure of the magnetic body is one of the factors for determining the magnetic permeability. The silicon steel may have a microstructure of 20% or more in the area ratio of the structure and 50 nm or less in the grain size, more preferably 5 to 30 nm Is present in the alloy structure in an area ratio of 50% to 90%.
그리고, 상기 실리콘계 스틸은 바람직하게는 Fe-Si-B계 합금, Fe-Si-B-Co계 합금, Fe-Si-B-Cu-Nb계 합금을 포함할 수 있다.The silicon-based steel may preferably include an Fe-Si-B alloy, an Fe-Si-B-Co alloy, and an Fe-Si-B-Cu-Nb alloy.
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.More specifically, the Fe-Si-B alloy has a high saturation magnetic flux density, but when the content of the Fe element is excessive, it is difficult to form amorphous. Therefore, in the present invention, the Fe content is 70 to 90 atomic% .
또한, Si 및 B의 합이 10 ~ 30 atomic%의 범위일 때 함금의 비정질 형성능이 가장 우수하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지시키기 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.When the sum of Si and B is in the range of 10 to 30 atomic%, the amorphous formability of the alloy is the most excellent. In order to prevent corrosion in such a basic composition, corrosion resistance elements such as Cr and Co may be added in an amount of 20 atomic% or less, and a small amount of other metal elements may be added as needed to impart different properties. For example, the Fe-Si-B alloy may have a crystallization temperature of 508 占 폚 and a Curie temperature (Tc) of 399 占 폚. However, such a crystallization temperature can be varied depending on the content of Si and B, or other metal elements added in addition to the ternary alloy component and its content.
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.
In this case, the Fe content is preferably 73 to 80 atomic%, the sum of Si and B is 15 to 26 atomic%, the sum of Cu and Nb is 1 to 5 atomic %.
다음으로 상술한 제1 자기장 차폐부재를 구성하는 복수개의 자성체 플레이크(2) 간의 이격공간에 충진되어 플레이크 간을 분리시키는 와전류제동 물질(5)에 대해 설명한다. Next, the eddy
상기 와전류 제동 물질은 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 빈공간으로 남아있을 경우 틈새로 수분이 침투할 수 있고, 수분의 침투는 비정질 리본의 산화를 야기시켜 차폐성능의 저하 및 외관의 불량을 초래하는 문제점이 있음에 따라 와전류 제동 물질은 수분침투를 차단시킬 수 있는 이점 있다.The eddy current braking material is filled in the spacing space between the flakes to prevent direct contact of the flakes with each other to prevent the increase of the flake size and the increase of the eddy current loss. In addition, as the generated eddy current generates heat, the reduction of the eddy current has an advantage of reducing heat generation. Further, when the spacing space between the magnetic flakes is left as an empty space, moisture can penetrate into the gap, and the penetration of moisture causes oxidation of the amorphous ribbon, resulting in deterioration of the shielding performance and defective appearance Eddy current braking materials have the advantage of blocking moisture penetration.
상기 와전류 제동 물질은 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. The eddy current braking material may be an insulating adhesive or a thermally conductive heat insulating adhesive. In the case of an insulating adhesive, an ordinary insulating adhesive component used in the art can be used without limitation, and a deformable adhesive can be used at room temperature. A thermoplastic adhesive that is deformed when it is applied can be used. As a non-limiting example, a polymer resin containing at least one selected from wax, epoxy resin, melamine resin, silicone resin, acrylic resin, ethylene propylene rubber resin (EPDM) and polyvinyl alcohol resin (PVA) have.
또한, 상기 열전도성 방열 접착제는 플레이크 간의 이격공간에 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 와전류제동 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.
In addition, the thermally conductive heat-insulating adhesive may fill the space between the flakes to separate the flakes, and at the same time, may function to release heat generated according to eddy currents. The conventional wireless power transmission module or the short distance communication module further includes a heat dissipation unit on the upper or lower side of the magnetic shield sheet. If a thermally conductive heat dissipation adhesive is used as the eddy current braking material, the heat dissipation unit It is possible to omit or reduce the thickness of the heat-dissipating unit, which is advantageous for slimming the composite transmission module. The thermally conductive heat-radiating adhesive may be formed by providing a thermally conductive heat-radiating filler in the insulating adhesive. The thermally conductive heat-radiating filler may be a filler known in the art, and is not particularly limited in the present invention.
한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 자기장 차폐유닛(10)은 상술한 제1 자기장 차폐부재(9)의 일면 또는 양면에는 보호부재(1), 이형부재(3) 및 접착부재(5) 중에서 선택된 1종 이상의 부재를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 도 3 및 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 차폐유닛의 단면도로써, 도 3은 제1 자기장 차폐부재(9)의 상부에 보호부재(1) 또는 이형부재(3)가 형성되며, 하부에 접착부재(5)가 형성되고, 상기 접착부재(5)의 하부에 이형부재(3)가 형성된 자기장 차폐유닛을 나타낸다. 또한, 바람직한 다른 구현예로써, 도 5는 제1 자기장 차폐부재(9)의 양면에 접착부재(5)가 형성되고, 상기 접착부재(5)의 상부면에 보호부재(1) 또는 이형부재(3)가 형성되며, 접착부재(5)의 하부에 이형부재(3)가 형성된 자기장 차폐유닛을 나타낸다. 상기 접착부재(5)는 상술한 와전류제동 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.The magnetic
상기 보호부재(1)는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리이미드 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리페닐린설페이드(PPS) 필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리테레프탈레이트(PTFE)와 같은 불소수지계 필름 등의 수지 필름을 사용할 수 있으며, 두께는 통상적인 두께일 수 있고, 바람직하게는 1 ~ 200㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The protective member 1 may be made of, for example, a polyethylene terephthalate (PET) film, a polyimide film, a polyester film, a polyphenyl linseed paste (PPS) film, a polypropylene A resin film such as a fluororesin film may be used, and the thickness may be a usual thickness, preferably 1 to 200 mu m, but is not limited thereto.
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 수고 한면에만 접착성분이 배치된 접착부재일 수 있고 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.
The release member can be used without limitation in the case of a usual release member, and the thickness is not limited in the case of a normal thickness. The
상술한 제1 자기장 차폐부재는 하기의 방법을 통해 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. The first magnetic shield member described above can be manufactured through the following method, but is not limited thereto.
구체적으로 자성체의 외부표면을 와전류제동 물질로 코팅시켜서 코팅층을 형성시키는 단계; 상기 코팅층의 외부에 보호층을 형성시키는 단계; 및 압력을 가하여 자성체를 플레이크 처리하는 단계;를 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 단계;를 더 수행할 수도 있다.(제1 제조방법)
Specifically, the outer surface of the magnetic body is coated with an eddy current braking material to form a coating layer. Forming a protective layer outside the coating layer; And applying a pressure to the magnetic body to flake the magnetic body. Further, it is possible to further carry out a step of compressing after the flake processing step, and further, after the compressing step, it is also possible to carry out the production in the form of a sheet or a film. (First Manufacturing Method)
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 적층시트의 평탄화 및 슬림화시키는 단계;를 포함하는 공정을 포함할 수 있으며, 상기 양면테이프는 테이프 양면에 접착제로서, 와전류제동 물질을 포함할 수 있다. (제2 제조방법)
Further, the magnetic shielding heat radiation member of the present invention comprises the steps of: forming a laminated sheet by attaching a double-sided tape having a protective film and a release film on both sides of a magnetic sheet; Applying pressure to the laminated sheet to produce a laminated sheet including magnetic flakes; And laminating the laminated sheet including the magnetic flakes to planarize and slim the laminated sheet. The double-sided tape may include an eddy current braking material as an adhesive on both sides of the tape. (Second Manufacturing Method)
본 발명의 자기장 차폐성 방열부재를 제조하는 바람직한 일방법 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.In a preferred method of manufacturing the magnetic shielding heat radiation member of the present invention, the step of applying the pressure in the first manufacturing method to treat the flake or the step of manufacturing the laminated sheet including the magnetic flake in the second manufacturing method includes the steps of The magnetic material can be made flaky by using the flake device shown in Fig.
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.6, the
또한, 상기 보호필름으로 봉지되는 와전류제동 물질로 코팅된 자성체를 포함하는 시트(도 9) 또는 보호필름으로 봉지되는 와전류제동 물질로 코팅된 자성체의 적층시트(도 11)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 양측면에 접착된 양면테이프를 통해 분리된 상태를 유지하게 된다.
Further, a laminate sheet (FIG. 11) of a magnetic body coated with a sheet (FIG. 9) coated with an eddy current braking material sealed with the protective film or a eddy current braking material sealed with a protective film (FIG. 11) The magnetic substance can be flaked by passing through the second flake device. Then, the flake device can be flaked to a desired size by passing a plurality of flake devices. At this time, the plurality of separated flakes are kept separated through the double-faced tape adhered to both sides.
또한, 플레이크 처리시, 코팅된 와전류제동 물질 또는 양면테이프에 존재하는 와전류제동 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.
Further, during the flake treatment, the eddy current braking material coated or the eddy current braking material present on the double-sided tape is filled in the spaced apart spaces (4 in Fig. 1) existing between the flakes through the pressure applied during the flake treatment, Thereby exhibiting the desired physical properties.
또한, 상기 제조방법 1에서 플레이크 처리 후 압축 시키는 공정 또는 제조방법 2에서 평탄화 및 슬림화 시키는 공정은 플레이크간에 존재하는 이격된 공간을 최소화하고, 와전류제동 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.
In addition, in the process of compressing after flake treatment in Manufacturing Method 1, or the process of flattening and slimming in
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(122) 차폐부재 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 복수개로 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 차폐부재(9)와 제2 자기장 차폐부재(8)는 적층되어 차폐유닛을 형성할 수 있고, 이때, 각 차폐부재(8, 9) 사이에는 접착부재(5)가 더 구비될 수 있다.
The first magnetic-field shielding member and the second magnetic-field shielding member may be provided in the shielding unit such that another shielding member is accommodated in one shielding member, or may be provided on the shielding unit, . 11 is a cross-sectional view of a magnetic shield unit according to a preferred embodiment of the present invention. The first
다음으로, 상술한 본 발명에 따른 자기장 차폐 유닛을 포함하는 복합전송 모듈에 대해 설명한다.Next, a composite transmission module including the magnetic-field shielding unit according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 복합전송 모듈은 마그네틱 보안전송(MST)용 안테나 및 무선 전력 전송(WPT)용 안테나를 포함하는 복합안테나 유닛; 및 상기 복합안테나 유닛의 일면에 배치되어 자기장을 유기하고, 안테나 특성을 향상시키는 본 발명에 따른 자기장 차폐유닛;을 포함한다.A composite transmission module according to the present invention includes: a composite antenna unit including an antenna for a magnetic security transmission (MST) and an antenna for a wireless power transmission (WPT); And a magnetic field shielding unit according to the present invention disposed on one surface of the composite antenna unit to induce a magnetic field and improve antenna characteristics.
구체적으로 도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 복합 전송모듈의 분해사시도로써, 복합 안테나 유닛(110) 및 자기장 차폐유닛(120)으로 구성되고, 상기 복합 안테나 유닛(110)은 회로기판(112)에 구비되는 MST용 안테나(114b) 및 사익 MST용 안테나(114b)의 내측에 배치되는 WPT용 안테나(114c)를 포함한다.
1 is an exploded perspective view of a composite transmission module according to an embodiment of the present invention. The
상기 자기장 차폐유닛(120)에 대한 설명은 상술한 바와 동일하여 생략하고, 이하 복합안테나 유닛(110)에 대해 구체적으로 설명한다.The description of the magnetic-
상기 복합안테나 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. The
상기 복합 안테나유닛(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.The
상기 접착층은 접착 성질을 갖는 본드, PVC, 고무 또는 양면 테이프 등일 수 있으며, 전도성을 갖는 성분이 포함될 수도 있다.
The adhesive layer may be an adhesive bond, PVC, rubber or double-sided tape or the like, and may include a conductive component.
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. Each of the antennas included in the
더불어, 상기 복합안테나 유닛(110)은 회로기판(112)에 인쇄패턴으로 형성될 수 있고, 상기 회로기판(112)의 일면이 상술한 자기장 차폐유닛(120)의 일면에 부착될 수도 있다.In addition, the
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.The
그리고 상기 복합 안테나유닛(110)은 양 단부에는 상기 회로기판(112)과 전기적인 연결을 위한 연결단자가 인출될 수 있다.
The connection terminal for electrical connection with the
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.
The antennas included in the
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.The
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. The
구체적으로 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 보안 전송 모듈을 구비한 휴대용 전자기기의 사용 상태도로써, MST용 안테나(114b)를 포함하는 복합안테나 유닛을 포함하는 복합전송 모듈(100)이 포함된 휴대용 전자기기(200)를 POS 단말(300)로부터 일정 거리를 이격되어도 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. 13 is a state diagram illustrating a portable electronic device having a magnetic security transmission module according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, a
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 10μH/Ω~ 80μH/Ω일 수 있다. In addition, the inductor may have inductive capacitance values that cause appropriately timed current pulses to reach their maximum value, thereby causing a maximum induced voltage in the leader header (Figures 14, 310). In addition, the inductor may have a sufficiently low resistance value to allow a large current required to generate a strong magnetic field. Therefore, the inductance of the inductor may have a ratio of the inductive capacity to the resistance value of 10 μH / Ω to 80 μH / Ω.
또한, 상기 인덕터는 상기 인덕터를 흐르는 전류하에서 포화되지 않는 재질로 이어질 수 있다. In addition, the inductor may lead to a material that is not saturated under the current flowing through the inductor.
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. The inductor may be formed of a coil having a polygonal shape such as a circular shape, an elliptical shape, a spiral shape or a quadrangular shape wound in a clockwise or counterclockwise direction, or may be formed by etching a metal foil such as a copper foil.
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.
15, the outermost width w of the loop may be 15 to 50 mm, and the width d of the loop formed by the loop may be 3 mm. At this time, the loop may be formed such that the area formed by the loop is within 600 to 1700
한편, 복합안테나 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.
On the other hand, the
상술한 자기장 차폐유닛(120)은 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 안테나유닛(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.
The magnetic-field-shielding
한편, 본 발명에 따른 복합전송 유닛은 방열유닛 등 통상의 전송 모듈이 구비하는 기타의 구성을 더 포함할 수 있다.
Meanwhile, the composite transmission unit according to the present invention may further include other structures such as a heat dissipation unit, and the like.
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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100 : 복합전송 모듈
110: 복합안테나 유닛
112 : 회로 기판
114b: MST용 안테나
114c: WPT용 안테나
10, 120 : 차폐 유닛
1 : 보호필름
3 : 이형필름
5 : 와전류제동 물질
9, 121a,121b,121c : 리본 시트층
121d : 접착층100: composite transmission module 110: composite antenna unit
112:
114c: Antenna for WPT
10, 120: shielding unit 1: protective film
3: release film 5: eddy current braking substance
9, 121a, 121b, 121c:
Claims (23)
상기 차폐유닛은 복합 안테나 유닛의 안테나의 특성을 Mg-Cu-Zn계 페라이트 및 Ni-Mg-Cu-Zn계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 제1 자기장 차폐부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
A shielding unit for a composite antenna unit which induces a magnetic field in accordance with magnetic security transmission (MST) and wireless power transmission (WPT)
Wherein the shielding unit includes a first magnetic-field shielding member including at least one member selected from the group consisting of Mg-Cu-Zn-based ferrite and Ni-Mg-Cu-Zn-based ferrite, Wherein the shielding unit is a shielding unit for a composite antenna unit.
상기 차폐유닛은 제1 자기장 차폐부재와 상이한 투자율을 갖는 제2 자기장 차폐부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the shielding unit further comprises a second magnetic shield member having a magnetic permeability different from that of the first magnetic shield member.
상기 제2 자기장 차폐부재는 복수개의 자성체 플레이크(flake)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the second magnetic shield member comprises a plurality of magnetic flakes. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 복수개의 자성체 플레이크 중 어느 일자성체 플레이크는 인접한 타자성체 플레이크와 이격된 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
The method of claim 3,
Wherein one of the plurality of magnetic flakes has a spaced-apart spacing from adjacent ones of the other flakes.
상기 이격된 공간의 전부 또는 일부에는 와전류제동(eddy current brake) 물질이 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
5. The method of claim 4,
Wherein all or a part of the spaced space is filled with an eddy current brake material.
상기 복수개의 자성체 플레이크는 비정질 리본시트 유래인 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
The method of claim 3,
Wherein the plurality of magnetic substance flakes are derived from an amorphous ribbon sheet.
상기 비정질 리본시트는 비정질 합금 및 나노결정질 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
The method according to claim 6,
Wherein the amorphous ribbon sheet comprises at least one selected from an amorphous alloy and a nanocrystalline alloy.
상기 비정질 합금은 실리콘계 스틸을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
8. The method of claim 7,
Wherein the amorphous alloy comprises silicon-based steel.
상기 자성체 플레이크는 평균입경이 1 ㎛ ~ 5㎜인 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
The method of claim 3,
Wherein the magnetic substance flakes have an average particle diameter of 1 to 5 mm.
상기 복수개의 자성체 플레이크는 비정형인 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
The method of claim 3,
Wherein the plurality of magnetic flakes are irregular.
상기 와전류제동 물질은 절연 접착제 또는 열전도성 방열 접착제인 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
5. The method of claim 4,
Wherein the eddy current braking material is an insulating adhesive or a thermally conductive heat-dissipating adhesive.
상기 제1 자기장 차폐부재는 단층부재; 또는 복수개의 제1 자기장 차폐부재가 적층된 다층부재;로 구비되는 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
The method of claim 3,
Wherein the first magnetic shield member comprises a monolayer member; Or a multilayer member in which a plurality of first magnetic-field shielding members are stacked.
상기 다층부재는 3 ~ 10개의 제1 자기장 차폐부재가 적층된 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
13. The method of claim 12,
Wherein the multi-layer member comprises three to ten first magnetic-field shielding members laminated.
상기 제1 자기장 차폐부재가 다층부재인 경우 각각의 제1 자기장 차폐부재 사이에 개재되는 절연성 접착층 또는 열전도성 방열 접착층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 복합 안테나 유닛용 차폐유닛.
13. The method of claim 12,
Further comprising an insulating adhesive layer or a thermally conductive heat-releasing adhesive layer interposed between the first magnetic-field shielding members when the first magnetic-field shielding member is a multilayer member.
상기 복합안테나 유닛의 일면에 배치되어 자기장을 유기하고, 안테나 특성을 향상시키는 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 차폐유닛;을 포함하는 복합 전송 모듈.
A composite antenna unit including an antenna for magnetic security transmission (MST) and an antenna for wireless power transmission (WPT); And
The composite transmission module according to any one of claims 1 to 16, which is disposed on one surface of the composite antenna unit to induce a magnetic field and improve antenna characteristics.
상기 마그네틱 보안전송(MST)용 안테나를 이루는 인덕터는 적어도 하나의 권선(winding)을 갖는 루프로 이루어지고, 상기 인덕터는 마그네틱 리더 헤드의 센싱 개구에 대응하는 영역에 걸쳐 확산하는 자기장을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 전송 모듈.
16. The method of claim 15,
Wherein the inductor forming the antenna for the magnetic security transmission (MST) comprises a loop having at least one winding, the inductor being configured to form a magnetic field which diffuses over a region corresponding to the sensing opening of the magnetic reader head And a multiplex transmission module.
상기 인덕터는 상기 인덕터를 흐르는 전류 하에서 포화되지 않는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합전송 모듈.
17. The method of claim 16,
Wherein the inductor is made of a material which is not saturated under a current flowing in the inductor.
상기 인덕터의 유도 용량과 저항값의 비는 10μH/Ω~ 80μH/Ω인 것을 특징으로 하는 복합전송 모듈.
17. The method of claim 16,
And the ratio of the inductive capacity and the resistance value of the inductor is 10? H /? To 80? H /?.
상기 루프가 형성하는 면적은 600 ~ 1700 ㎟인 것을 특징으로 하는 복합전송 모듈.
17. The method of claim 16,
And the area formed by the loop is 600 to 1700 mm < 2 >.
상기 마그네틱 보안전송용 안테나 및 무선 전력 전송용 안테나는 상호 이격되어 구비된 것을 특징으로 하는 복합 전송 모듈.
17. The method of claim 16,
Wherein the antenna for magnetic security transmission and the antenna for wireless power transmission are spaced apart from each other.
17. A mobile device comprising a composite transmission module according to claim 15.
A smart appliance including the composite transmission module according to claim 15.
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- 2015-04-29 KR KR1020150060916A patent/KR102348413B1/en active IP Right Grant
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