KR20180005961A - Magnetic Sheet and Electronic Device - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is a magnetic sheet which comprises one or more magnetic layers formed by a metal ribbon. Moreover, in at least one of the magnetic layers, an easy magnetization axis is aligned in the longitudinal direction. Therefore, the magnetic sheet can be applied to various wireless electricity transmission and reception methods.

Description

자성체 시트 및 전자기기 {Magnetic Sheet and Electronic Device} [0001] Magnetic Sheet and Electronic Device [0002]

본 발명은 자성체 시트 및 전자기기에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnetic sheet and an electronic apparatus.

최근 모바일 휴대용 장치에 무선 충전(WPC) 기능, 근거리 통신(NFC) 기능, 전자 결제(MST) 기능 등이 채용되고 있다. 무선 충전(WPC), 근거리 통신(NFC), 전자 결제(MST) 기술은 동작 주파수, 데이터 전송율, 전송하는 전력량 등에서 차이가 있다.
Recently, a mobile wireless device has adopted a wireless charging (WPC) function, a short distance communication (NFC) function, and an electronic payment (MST) function. Wireless charging (WPC), short range communication (NFC), and electronic payment (MST) technologies differ in operating frequency, data rate, and amount of power transmitted.

이러한 무선 전력 전송 장치의 경우, 전자기파를 차단과 집속 등의 기능을 수행하는 자성체 시트가 채용되며, 예컨대, 무선 충전 장치에서는 수신부 코일과 배터리 사이에 자성체 시트를 배치한다. 자성체 시트는 수신부 코일에서 발생한 자기장이 배터리로 도달하는 것을 차단해주고, 무선전력 전송장치로부터 발생되는 전자기파를 효율적으로 무선전력 수신장치로 송신하기 위한 역할을 한다.
In such a wireless power transmission apparatus, a magnetic sheet for performing functions such as shielding and focusing electromagnetic waves is employed. For example, in a wireless charging apparatus, a magnetic sheet is disposed between a receiver coil and a battery. The magnetic sheet shields the magnetic field generated from the receiving coil from reaching the battery and efficiently transmits the electromagnetic wave generated from the wireless power transmission device to the wireless power receiving device.

현재 무선전력전송 분야에서 널리 사용되고 있는 방식은 자기유도 방식이며, 두 개의 표준인 WPC 및 PMA는 100 ~ 357KHz 영역의 주파수 대역을 사용하고 있다. 위의 두 무선충전 방식에 사용되고 있는 자성체 차폐시트 또한 수백 kHz 주파수 영역에서 대응 가능하도록 설계되어 있다. 하지만, 향후 무선전력전송 분야에서 충전 자유도 및 다수 무선충전기의 동시 충전에 대한 요구가 커짐에 따라서, 자기공진 방식의 6.78MHz 수준의 A4WP 표준의 도입과 이에 대응 가능한 자성체 시트의 개발이 필요할 것으로 예상된다.
Currently, the widely used method in wireless power transmission is magnetic induction, and the two standard WPC and PMA use frequency bands in the range of 100 to 357 KHz. The magnetic shielding sheet used in the above two wireless charging methods is also designed to be able to cope with the frequency range of several hundred kHz. However, as the demand for charging degrees of freedom and simultaneous charging of multiple wireless chargers increases in the field of wireless power transmission in the future, it is expected that introduction of A4WP standard of 6.78MHz of magnetic resonance method and development of magnetic sheet do.

그러나, 휴대용 무전충전 장치에서 널리 사용되고 있는 연자성 금속 리본의 경우 높은 Bs를 가지면서 박형화에 유리한 장점이 있지만, 수 MHz 대역에서 특성이 저하되는 문제가 있다. However, the soft magnetic metal ribbon widely used in the portable electroluminescent charging apparatus has an advantage of being thinned while having a high Bs, but there is a problem that the characteristics are degraded in a few MHz band.

본 발명의 일 목적은 넓은 주파수 대역에서 사용 가능하여 다양한 무선 전력 송수신 방식에 적용될 수 있는 자성체 시트 및 이를 구비하는 전자기기를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a magnetic sheet that can be used in a wide frequency band and can be applied to various wireless power transmission and reception systems and an electronic apparatus having the same.

상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 실시 형태를 통하여 넓은 주파수 대역에서 사용 가능한 자성체 시트의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 금속 리본으로 이루어진 하나 이상의 자성층을 포함하며, 상기 하나 이상의 자성층 중 적어도 하나는 길이 방향으로 자화 용이축이 정렬된 형태이다.
As a method for solving the above-mentioned problems, the present invention proposes a novel structure of a magnetic sheet which can be used in a wide frequency band through one embodiment, and specifically includes at least one magnetic layer made of metal ribbon, At least one of the at least one magnetic layer has a shape in which the easy axis of magnetization is aligned in the longitudinal direction.

일 실시 예에서, 상기 자화 용이축이 정렬된 자성층은 자장 열처리될 수 있다.In one embodiment, the magnetic layer on which the easy axis of magnetization is aligned may be subjected to magnetic field heat treatment.

일 실시 예에서, 상기 자화 용이축이 정렬된 자성층은 스트레스 열처리될 수 있다.In one embodiment, the magnetic layer in which the easy axis of magnetization is aligned may be stress heat treated.

일 실시 예에서, 상기 자화 용이축이 정렬된 자성층에서 자구의 크기는 10 ~ 1000um일 수 있다.In one embodiment, the size of the magnetic domains in the magnetic layer in which the easy axis of magnetization is aligned may be 10 to 1000 um.

일 실시 예에서, 상기 자화 용이축이 정렬된 자성층의 유도 이방성 계수 Ku는 1J/m3보다 크고 10000J/m3보다 작을 수 있다.In one embodiment, the induced anisotropy coefficient of the easy magnetization axis is aligned magnetic Ku may be large and smaller than 10000J / m 3 than 1J / m 3.

일 실시 예에서, 상기 자성층은 복수 개 구비되어 일 방향으로 적층된 형태일 수 있다.In one embodiment, the plurality of magnetic layers may be stacked in one direction.

일 실시 예에서, 상기 복수의 자성층은 모두 길이 방향으로 자화 용이축이 정렬될 수 있다.In one embodiment, the plurality of magnetic layers may all be aligned in the longitudinal direction with respect to the easy axis of magnetization.

일 실시 예에서, 상기 복수의 자성층 사이에 개재된 접착층을 더 포함할 수 있다.
In one embodiment, it may further include an adhesive layer interposed between the plurality of magnetic layers.

한편, 본 발명의 다른 측면은,According to another aspect of the present invention,

코일부 및 금속 리본으로 이루어진 하나 이상의 자성층을 포함하며, 상기 하나 이상의 자성층 중 적어도 하나는 길이 방향으로 자화 용이축이 정렬된 자성체 시트를 포함하는 전자기기를 제공한다.
Wherein at least one of the at least one magnetic layer includes a magnetic sheet having an easy axis of magnetization aligned in the longitudinal direction thereof, the at least one magnetic layer including at least one magnetic layer made of a coil portion and a metal ribbon.

일 실시 예에서, 상기 코일부는 상부에서 보았을 때 가로가 세로보다 긴 직사각형 형상이며, 상기 자화 용이축은 상기 가로 방향으로 정렬될 수 있다.In one embodiment, the coil portion may have a rectangular shape that is longer than the transverse direction when viewed from above, and the easy axis of magnetization may be aligned in the transverse direction.

일 실시 예에서, 상기 코일부는 중앙에 배치된 제1 코일부와 외곽에 배치되어 상기 제1 코일부를 둘러싸는 제2 코일부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the coil portion may include a first coil portion disposed at a center and a second coil portion disposed at an outer portion and surrounding the first coil portion.

일 실시 예에서, 상기 자성체 시트는 상부에서 보았을 때 가로가 세로보다 긴 직사각형 형상일 수 있다.In one embodiment, the magnetic sheet may have a rectangular shape that is longer than the width when viewed from above.

일 실시 예에서, 상기 자화 용이축이 정렬된 자성층은 자장 열처리될 수 있다.In one embodiment, the magnetic layer on which the easy axis of magnetization is aligned may be subjected to magnetic field heat treatment.

일 실시 예에서, 상기 자화 용이축이 정렬된 자성층은 스트레스 열처리될 수 있다.In one embodiment, the magnetic layer in which the easy axis of magnetization is aligned may be stress heat treated.

일 실시 예에서, 상기 자화 용이축이 정렬된 자성층에서 자구의 크기는 10 ~ 1000um일 수 있다.In one embodiment, the size of the magnetic domains in the magnetic layer in which the easy axis of magnetization is aligned may be 10 to 1000 um.

일 실시 예에서, 상기 자화 용이축이 정렬된 자성층의 유도 이방성 계수 Ku는 1J/m3보다 크고 10000J/m3보다 작을 수 있다.
In one embodiment, the induced anisotropy coefficient of the easy magnetization axis is aligned magnetic Ku may be large and smaller than 10000J / m 3 than 1J / m 3.

본 발명의 일 실시 형태에서 제안하는 자성체 시트의 경우, 넓은 주파수 대역에서 사용 가능하여 다양한 무선 전력 송수신 방식에 적용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 자성체 시트는 수백 KHz 주파수 대역의 WPC 및 PMA 방식과 수 MHz 주파수 대역의 A4WP 방식에 모두 적용될 수 있다.
The magnetic sheet proposed in one embodiment of the present invention can be used in a wide frequency band and can be applied to various wireless power transmission / reception systems. For example, such a magnetic sheet can be applied to both the WPC and PMA systems in the frequency band of several hundred KHz and the A4WP system in the several MHz frequency band.

도 1은 일반적인 무선충전 시스템의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 주요 내부 구성을 분해하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자성체 시트를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 자성체 시트가 채용된 전자기기를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 도 4의 전자기기에 채용될 수 있는 코일부를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 금속 리본 시트에서 자화 용이축의 방향에 따라 자기이력 곡선의 형태가 변화하는 양상을 나타낸 것이다.
도 7은 도 3의 자성체 시트를 채용한 전자기기의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8은 자장 열처리와 스트레스 열처리에 의하여 얻어진 금속 리본 자성층의 주파수에 따른 투자율 특성을 나타낸 그래프이다.1 is an external perspective view of a typical wireless charging system.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the main internal structure of FIG. 1; FIG.
3 is a perspective view schematically showing a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention.
4 schematically shows an electronic device in which a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention is employed.
Fig. 5 schematically shows a coil part which can be employed in the electronic device of Fig.
FIG. 6 is a view showing a state in which the shape of the magnetic hysteresis curve changes according to the direction of the easy axis of magnetization in the metal ribbon sheet.
Fig. 7 schematically shows an example of an electronic apparatus employing the magnetic sheet of Fig.
8 is a graph showing the magnetic permeability characteristics of the metal ribbon magnetic layer obtained by the magnetic field heat treatment and the stress heat treatment according to the frequency.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to specific embodiments and the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided for a more complete description of the present invention to the ordinary artisan. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 나아가, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
It is to be understood that, although the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Will be described using the symbols. Further, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it means that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 일반적인 무선충전 시스템을 개략적으로 나타낸 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 주요 내부 구성을 분해하여 도시한 단면도이다.
FIG. 1 is an external perspective view schematically showing a general wireless charging system, and FIG. 2 is a cross-sectional view explaining a main internal configuration of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 무선충전 시스템은 전자장치무선전력 전송장치(10)와 무선전력 수신장치(20)로 구성될 수 있으며, 무선전력 수신장치(20)는 휴대폰, 노트북, 태블릿 PC 등과 같은 전자기기(30)에 포함될 수 있다.
1 and 2, a typical wireless charging system may include an electronic device wireless power transmission device 10 and a wireless power receiving device 20, and the wireless power receiving device 20 may be a cellular phone, a notebook, And may be included in the electronic device 30 such as a PC.

무선전력 전송장치(10)의 내부를 보면, 기판(12) 상에 송신부 코일(11)이 형성되어 있어 무선전력 전송장치(10)로 교류전압이 인가되면 주위에 자기장이 형성된다. 이에 따라, 무선전력 수신장치(20)에 내장된 수신부 코일(21)에는 송신부 코일(11)로부터 유도된 기전력에 의하여 배터리(22)가 충전될 수 있다.
In the inside of the wireless power transmission apparatus 10, a transmission coil 11 is formed on a substrate 12, and a magnetic field is formed around the wireless power transmission apparatus 10 when an AC voltage is applied thereto. Accordingly, the battery 22 can be charged by the electromotive force induced from the transmitter coil 11 in the receiver coil 21 built in the wireless power receiving apparatus 20. [

배터리(22)는 충전과 방전이 가능한 니켈수소 전지 또는 리튬이온 전지가 될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 배터리(22)는 무선전력 수신장치(20)와는 별도로 구성되어 무선전력 수신장치(20)에 착탈이 가능한 형태로 구현될 수 있고, 또는 배터리(22)와 무선전력 수신장치(20)가 일체로 구성되는 일체형으로 구현될 수도 있다.
The battery 22 may be a nickel-metal hydride battery or a lithium ion battery capable of charging and discharging, but is not limited thereto. The battery 22 may be configured separately from the wireless power receiving apparatus 20 and may be configured to be detachable to or from the wireless power receiving apparatus 20 or the battery 22 and the wireless power receiving apparatus 20 Or may be integrally formed as one body.

송신부 코일(11)과 수신부 코일(21)은 전자기적으로 결합되어 있으며, 구리 등의 금속 와이어를 권회하여 형성될 수 있다. 이 경우, 권회 형상은 원형, 타원형, 사각형, 마름모형 등이 될 수 있으며, 전체적인 크기나 권회 횟수 등은 요구되는 특성에 따라 적절하게 제어하여 설정할 수 있다.
The transmitter coil 11 and the receiver coil 21 are electromagnetically coupled and can be formed by winding a metal wire such as copper. In this case, the winding shape can be circular, elliptical, quadrangular, rhombic, etc., and the overall size, number of turns, etc. can be appropriately controlled and set according to required characteristics.

수신부 코일(21)과 배터리(22) 사이에는 자성체 시트(100)이 배치되며, 자성체 시트(100)은 수신부 코일(21)과 배터리(22) 사이에 위치하여 자속을 집속함으로써 효율적으로 수신부 코일(21) 측에 수신될 수 있도록 한다. 이와 함께, 자성체 시트(100)은 자속 중 적어도 일부가 배터리(22)에 도달하는 것을 차단하는 기능을 한다.
The magnetic substance sheet 100 is disposed between the receiving coil 21 and the battery 22 and the magnetic substance sheet 100 is positioned between the receiving coil 21 and the battery 22 to efficiently collect the magnetic flux 21) side. At the same time, the magnetic substance sheet 100 functions to block at least a part of the magnetic flux from reaching the battery 22.

이러한 자성체 시트(100)은 코일부와 결합되어 상술한 무선충전 장치의 수신부 등에 적용될 수 있다. 또한, 무선 충전 장치 외에도 상기 코일부는 마그네틱 보안 전송(MST), 근거리 무선 통신(NFC) 등에 이용될 수도 있다. 또한, 자성체 시트(100)은 무선충전 장치의 수신부가 아닌 송신부에도 적용될 수 있을 것이며, 이하에서는 송신부와 수신부 코일을 모두 코일부로 칭하기로 한다. 이하, 자성체 시트(100)에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
The magnetic sheet 100 may be combined with a coil part and applied to a receiver of the wireless charging device. In addition to the wireless charging device, the coil portion may be used for magnetic security transmission (MST), short-range wireless communication (NFC), and the like. In addition, the magnetic substance sheet 100 may be applied to a transmitting section that is not a receiving section of a wireless charging apparatus. Hereinafter, both the transmitting section and the receiving section coil will be referred to as a coil section. Hereinafter, the magnetic substance sheet 100 will be described in more detail.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자성체 시트를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 자성체 시트가 채용된 전자기기를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 5는 도 4의 전자기기에 채용될 수 있는 코일부를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 6은 금속 리본 시트에서 자화 용이축의 방향에 따라 자기이력 곡선의 형태가 변화하는 양상을 나타낸 것이다.
3 is a perspective view schematically showing a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention. 4 schematically shows an electronic device in which a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention is employed. Fig. 5 schematically shows a coil part which can be employed in the electronic device of Fig. FIG. 6 is a view showing a state in which the shape of the magnetic hysteresis curve changes according to the direction of the easy axis of magnetization in the metal ribbon sheet.

우선, 도 3 및 도 4를 참조하면, 자성체 시트(100)는 금속 리본으로 이루어진 하나 이상의 자성층(101)을 포함하며, 본 실시 형태에서는 자성체 시트(100)에 하나의 자성층(101)이 포함되어 있다. 다만, 후술할 실시 형태와 같이 자성체 시트(100)에는 복수의 자성층(101)이 포함될 수도 있다.
3 and 4, the magnetic substance sheet 100 includes at least one magnetic layer 101 made of metal ribbon. In this embodiment, the magnetic substance sheet 100 includes one magnetic layer 101 have. However, a plurality of magnetic layers 101 may be included in the magnetic substance sheet 100, as will be described later.

전자파를 집속 및 차폐하기 위한 자성층(101)은 비정질 합금이나 나노 결정립 합금 등으로 이루어진 박판의 금속 리본을 사용할 수 있다. 이 경우, 비정질 합금으로는 Fe계 또는 Co계 자성 합금을 사용할 수 있다. Fe계 자성 합금은 Si를 포함하는 물질, 예를 들어, Fe-Si-B 합금을 사용할 수 있으며, Fe를 비롯한 금속의 함유량이 높을수록 포화 자속 밀도가 높아지지만, Fe 원소의 함유량이 과다할 경우 비정질을 형성하기 어려우므로 Fe의 함량은 70-90atomic%일 수 있으며, 비정질 형성 가능성 측면에서는 Si 및 B의 합이 10-30atomic%의 범위인 것이 가장 적합하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지시키기 위해 Cr, Co 등 내부식성 원소를 20atomic% 이내로 첨가할 수도 있고, 다른 특성을 부여하도록 필요에 따라 다른 금속 원소를 소량 포함할 수 있다.
As the magnetic layer 101 for focusing and shielding electromagnetic waves, a thin metal ribbon made of an amorphous alloy, a nanocrystalline alloy, or the like can be used. In this case, an Fe-based or Co-based magnetic alloy can be used as the amorphous alloy. The Fe-based magnetic alloy may use a material including Si, for example, an Fe-Si-B alloy. The higher the content of Fe and other metals, the higher the saturation magnetic flux density. However, if the Fe content is excessive Since it is difficult to form amorphous material, the content of Fe may be 70-90 atomic%, and in terms of amorphous formability, the sum of Si and B is most preferably in the range of 10-30 atomic%. 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 necessary in order to impart other properties.

다음으로, 나노 결정립 합금을 이용할 경우에는 예를 들어, Fe계 나노 결정립 자성 합금을 사용할 수 있다. Fe계 나노 결정립 합금은 Fe-Si-B-Cu-Nb 합금을 사용할 수 있다.
Next, when using a nanocrystalline alloy, for example, an Fe-based nano-crystal magnetic alloy can be used. The Fe-based nano-crystal alloy can be Fe-Si-B-Cu-Nb alloy.

본 실시 형태의 경우, 자성층(101)은 길이(L) 방향으로 자화 용이축(magnetization easy axis)이 정렬된 형태이다. 만약, 자성층(101)이 복수 개 구비된 경우라면 그 중 적어도 하나 이상의 자성층(101)이 이러한 자화 용이축 정렬 형태를 갖는다. 본 발명자들의 연구에 의하면, 금속 리본 시트에서 자화 용이축이 특정 방향으로 정렬되는 경우 고 주파수에서도 높은 수준의 자속 밀도를 유지할 수 있었다. 구체적으로, 자성층(101)의 자화 용이축은 폭(W) 방향(도 3에서 점선의 화살표로 나타냄)보다는 길이(L) 방향(도 3에서 실선의 화살표로 나타냄)으로 정렬되는 경우 송신부에서 발생하는 자속과 매칭이 잘 일어나게 된다. 이 경우, 금속 리본 형태인 자성층(101)은 폭(W)보다 길이(L)가 더 긴 직사각형 형태로 제공될 수 있다.
In this embodiment, the magnetic layer 101 has a magnetization easy axis aligned in the direction of the length L. If a plurality of magnetic layers 101 are provided, at least one of the magnetic layers 101 has such an easy axis alignment shape. According to the studies of the present inventors, when the axis of easy magnetization in a metal ribbon sheet is aligned in a specific direction, a high level of magnetic flux density can be maintained even at a high frequency. More specifically, when the easy axis of magnetization of the magnetic layer 101 is aligned in the direction of the length L (indicated by solid arrows in Fig. 3) rather than in the direction of the width W (indicated by the dotted arrow in Fig. 3) Matching with magnetic flux occurs well. In this case, the magnetic layer 101 in the form of a metal ribbon may be provided in a rectangular shape having a length L longer than the width W.

또한, 본 발명자들의 연구에 의하면, 금속 리본의 길이 방향으로 자화 용이축이 배향되는 경우, 도 6의 자기 이력 곡선에서 Z 형태를 보이며, 이와 달리, 금속 리본의 폭 방향으로 자화 용이축이 배향되는 경우에는 F 형태를 보인다. Z 형태의 자기 이력 곡선은 F 형태보다 각형비(square ratio, Br/Bs)가 우수하며, 또한, 자기 이력 곡선에서 기울기에 해당하는 투자율 특성도 향상되는 경향을 보인다.
According to the study of the present inventors, when the easy magnetization axis is oriented in the longitudinal direction of the metal ribbon, the Z shape is shown in the magnetic hysteresis curve of FIG. 6, and otherwise, the easy axis of magnetization is oriented in the width direction of the metal ribbon In the case of F, the form is shown. The Z-shaped magnetic hysteresis curve has a square ratio (Br / Bs) better than that of the F-shape, and the magnetic permeability characteristic corresponding to the slope of the hysteresis curve is also improved.

한편, 자성층(101)의 자화 용이축이 정렬되었다는 것은 금속 리본의 자구(magnetic domain)가 일 방향으로 배향된 것을 의미하며, 배향의 정도는 자구의 크기로 정의될 수 있다. 본 실시 형태의 경우, 자화 용이축이 정렬된 자성층(101)에서 자구의 크기는 약 10 ~ 1000um의 범위를 갖는다. 또한, 자화 용이축의 배향 정도는 유도 이방성 계수(induced anisotropy constant, Ku)에 의하여 정의될 수도 있다. 본 실시 형태의 경우, 자화 용이축이 정렬된 자성층(101)의 유도 이방성 계수는 1J/m3보다 크고 10000J/m3보다 작은 값을 갖는다.
On the other hand, alignment of the easy magnetization axis of the magnetic layer 101 means that the magnetic domain of the metal ribbon is oriented in one direction, and the degree of orientation can be defined as the size of the domain. In the case of the present embodiment, the size of the magnetic domain in the magnetic layer 101 in which the axis of easy magnetization is aligned has a range of about 10 to 1000 μm. Also, the degree of orientation of the easy axis of magnetization may be defined by an induced anisotropy constant (Ku). In this embodiment, the magnetization induced anisotropy coefficient of the easy axis is aligned magnetic layer 101 has a larger value less than 10000J / m 3 than 1J / m 3.

본 발명자들은 상기 두 가지 조건 중 적어도 한가지를 충족하는 경우 자성층(101)의 자화 용이축이 길이 방향으로 정렬되어 자성체 시트(100)의 사용 가능한 주파수 대역이 넓어지는 것을 확인하였다. 따라서, 이러한 자성체 시트(100)는 다양한 무선 전력 송수신 장치에 널리 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 자성체 시트(100)는 수백 KHz 주파수 대역의 WPC 및 PMA 방식과 수 MHz 주파수 대역의 A4WP 방식에 모두 적용될 수 있다.
The present inventors have found that when at least one of the above two conditions is satisfied, the easy axis of magnetization of the magnetic layer 101 is aligned in the longitudinal direction so that the usable frequency band of the magnetic substance sheet 100 is widened. Accordingly, such a magnetic sheet 100 can be widely used in various wireless power transmission / reception devices. For example, the magnetic sheet 100 can be applied to both the WPC and PMA systems in the frequency band of several hundred KHz and the A4WP system in the several MHz frequency band.

상술한 형태의 자성층(101)은 자장 열처리 또는 스트레스 열처리에 의하여 얻어질 수 있다. 즉, 자화 용이축이 정렬된 자성층(101)은 자장 열처리되거나 스트레스 열처리된 금속 리본일 수 있다. 예를 들어, 자장 열처리의 경우, 도선 주위에 금속 리본이 배치된 상태로 열처리 하여 금속 리본의 자구가 금속 리본의 길이 방향으로 배향되도록 할 수 있다. 스트레스 열처리의 경우도 금속 리본의 길이 방향으로 스트레스를 가하면서 열처리하는 방식을 이용할 수 있다.
The magnetic layer 101 of the above-described type can be obtained by a magnetic field heat treatment or a stress heat treatment. That is, the magnetic layer 101 in which the axis of easy magnetization is aligned may be a magnetic field heat-treated or a stress heat-treated metal ribbon. For example, in the case of the magnetic field heat treatment, the metal ribbon may be heat-treated with the metal ribbon disposed around the lead wire so that the magnetic ribs of the metal ribbon are oriented in the longitudinal direction of the metal ribbon. In the case of the stress heat treatment, the heat treatment may be performed while stressing the metal ribbon in the longitudinal direction.

상술한 방식의 열처리에 의하여 얻어진 금속 리본 자성층의 투자율 특성을 도 8은 참조하여 설명한다. 도 8의 그래프에 나타난 바와 같이, 자장 열처리(점선)나 스트레스 열처리(실선)에 의하여 길이 방향으로 자구가 배향된 금속 리본의 경우, 높은 주파수에서도 특성에 큰 변화 없이 낮은 투자율을 유지할 수 있었으며, 이에 따라 높은 주파수 대역의 무선 충전 장치에 효과적으로 적용될 수 있다.
The magnetic permeability characteristic of the metal ribbon magnetic layer obtained by the heat treatment in the above-described manner will be described with reference to FIG. As shown in the graph of FIG. 8, in the case of a metal ribbon whose magnetic domain is oriented in the longitudinal direction by a magnetic field heat treatment (dotted line) or a stress heat treatment (solid line), a low permeability can be maintained without changing the characteristics even at high frequencies. And thus can be effectively applied to a wireless charging apparatus of a high frequency band.

다시 도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 형태의 자성체 시트(100)를 포함하는 전자기기의 예를 설명한다. 전자기기는 코일부(21)와 자성체 시트(100)를 포함하며, 여기서 코일부(21)는 코일 기판(201)과 코일 패턴(202)을 포함한다. 상술한 바와 같이, 자성체 시트(100)에 포함된 금속 리본 자성층은 길이 방향으로 자화 용이축이 정렬되어 있으며, 코일부(21)를 통과한 자속과의 정합성이 향상될 수 있다.
An example of an electronic apparatus including the magnetic sheet 100 of the above-described type with reference to Figs. 4 and 5 will be described. The electronic apparatus includes a coil portion 21 and a magnetic substance sheet 100, wherein the coil portion 21 includes a coil substrate 201 and a coil pattern 202. [ As described above, the metal ribbon magnetic layer included in the magnetic substance sheet 100 has the easy axis of magnetization aligned in the longitudinal direction, and the compatibility with the magnetic flux passing through the coil portion 21 can be improved.

도 5에 도시된 형태와 같이, 코일부(21)는 상부에서 보았을 때 가로가 세로보다 긴 직사각형 형상이다. 이 경우, 자성체 시트(100) 역시 상부에서 보았을 때 가로가 세로보다 긴 직사각형 형상일 수 있다. 이 경우, 자성체 시트(100)의 상기 자화 용이축은 가로(L) 방향으로 정렬될 수 있다.
As shown in Fig. 5, the coil section 21 has a rectangular shape that is longer than the transverse length when viewed from above. In this case, the magnetic substance sheet 100 may also have a rectangular shape that is longer than the transverse direction when viewed from above. In this case, the easy axis of magnetization of the magnetic substance sheet 100 can be aligned in the lateral (L) direction.

코일부(21)는 서로 다른 기능을 수행하는 복수의 영역으로 분리될 수도 있다. 구체적으로, 중앙에 배치된 제1 코일부(202a)와 외곽에 배치되어 제1 코일부(202a)를 둘러싸는 제2 코일부(202b)를 포함할 수 있으며, 이러한 복수의 영역에 의하여 무선 충전, 전자 결재, 근거리 통신 등 다양한 기능을 구현할 수 있다. 예를 들어, 제1 코일부(202a)는 무선 충전 기능을, 제2 코일부(202b)는 근거리 통신 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 코일부(21)의 복수의 영역에 대응하도록 자성층(101) 역시 영역 별로 구분될 수 있다. 예를 들어, 자성층(101)에 크랙을 형성하되 영역 별로 크랙의 크기나 피치 등을 적절히 조절할 수 있을 것이다.
The coil section 21 may be divided into a plurality of regions that perform different functions. Specifically, it may include a first coil portion 202a disposed at the center and a second coil portion 202b disposed at the periphery and surrounding the first coil portion 202a. By this plurality of regions, , Electronic approval, and short-range communication. For example, the first coil portion 202a may perform a wireless charging function, and the second coil portion 202b may perform a short-range communication function. In this case, the magnetic layers 101 may also be divided into regions corresponding to a plurality of regions of the coil section 21. [ For example, cracks may be formed in the magnetic layer 101, and the size and pitch of cracks may be appropriately controlled for each region.

한편, 도시하지는 않았지만, 자성층(101)의 적어도 일면에는 보호층이 형성되어 외부의 영향으로부터 자성층(101)을 효과적으로 보호할 수 있다. Fe 합금 등으로 이루어지는 자성층(101)은 외부에 노출될 경우 수분이나 염분 등에 취약하며, 이러한 외부의 영향에 의하여 특성이 열화될 수 있으며, 보호층을 사용하여 열화를 방지할 수 있다. 이 경우, 보호층은 이러한 보호 기능을 수행할 수 있는 물질을 적절히 채용할 수 있으며, 에폭시, PET 필름 등의 절연성 수지를 예로 들 수 있을 것이다. 보호 기능 외에도, 보호층은 방열 기능을 수행할 수 있으며, 이를 위해 고방열성 필러를 포함할 수 있다. 여기서 고방열성 필러는 탄소, 구리, 철 등의 전도성 물질을 예로 들 수 있다. 이와 같이, 보호층이 높은 열 전도성을 가짐에 따라, 자성층(101) 등에서 발생된 열은 효과적으로 방출될 수 있다. 즉, 보호층은 공기보다 열 전도도가 높기 때문에 자성층(101)에 축적된 열은 효과적으로 방출될 수 있으며, 이에 따라 이를 사용한 전자기기의 신뢰성이 향상될 수 있다.
On the other hand, although not shown, a protective layer may be formed on at least one surface of the magnetic layer 101 to effectively protect the magnetic layer 101 from external influences. Fe alloy or the like is vulnerable to moisture, salt, etc. when exposed to the outside, the characteristics may be deteriorated by such external influences, and deterioration can be prevented by using the protective layer. In this case, the protective layer may appropriately employ a material capable of performing such a protective function, and may be exemplified by an insulating resin such as epoxy or PET film. In addition to the protective function, the protective layer may function as a heat-dissipating function and may include a high-heat-dissipating filler for this purpose. Here, the high-heat-radiating filler may be a conductive material such as carbon, copper, or iron. As such, since the protective layer has a high thermal conductivity, heat generated in the magnetic layer 101 and the like can be effectively released. In other words, since the protective layer has higher thermal conductivity than air, the heat accumulated in the magnetic layer 101 can be effectively released, thereby improving the reliability of the electronic device using the same.

도 7은 도 3의 실시 형태에서 변형된 예에 따른 자성체 시트를 나타낸다. 도 7의 실시 형태의 경우, 자성층(101)은 복수 개 구비되어 일 방향으로 적층된 형태이다. 그리고 복수의 자성층(101)은 모두 길이 방향으로 자화 용이축이 정렬된 형태로서 보다 향상된 차폐 특성과 고 주파수 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 자성층(101)의 개수는 의도하는 차폐 기능 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있을 것이다.
Fig. 7 shows a magnetic sheet according to a modified example of the embodiment of Fig. In the embodiment of FIG. 7, a plurality of magnetic layers 101 are stacked in one direction. In addition, the plurality of magnetic layers 101 may have improved shielding characteristics and high frequency characteristics as the easy axis of magnetization is aligned in the longitudinal direction. In this case, the number of the magnetic layers 101 may be appropriately adjusted in consideration of an intended shielding function or the like.

복수의 자성층(101) 사이에는 접착층(110)이 개재되며, 접착층(110)은 자성층(101)들의 층간 절연과 더불어, 자성층들(101)의 층간 접합을 위하여 제공될 수 있다. 접착층(110)은 자성층(101)을 접합하기에 적합한 것이라면 당 기술 분야에서 통상적으로 이용되는 어떠한 것이라도 채용이 가능하며, 양면테이프 등을 예로 들 수 있다.
An adhesive layer 110 is interposed between the plurality of magnetic layers 101 and the adhesive layer 110 can be provided for interlayer bonding of the magnetic layers 101 together with interlayer insulation of the magnetic layers 101. As long as the adhesive layer 110 is suitable for bonding the magnetic layer 101, any material conventionally used in the art can be employed, and examples thereof include double-sided tape.

한편, 복수의 자성층(101)의 하부에는 베이스 기재가 배치될 수 있다. 이러한 베이스 기재는 자성층(101)을 보호함과 함께, 이에 의하여 자성층(101)을 보다 용이하게 핸들링 할 수 있다. 베이스 기재는 PET 등의 필름을 포함할 수 있으며, 양면 테이프의 형태로 제공되어 코일 부품 등에 접합될 수 있다. 이를 위하여, 베이스 기재의 하면에는 점착 물질이 형성되어 있을 수 있다. 이와 달리, 코일 부품 등에 적용 시 베이스 기재는 이형 필름으로 기능할 수 있으며, 구체적으로 베이스 기재는 자성층(101)과 보호층 등으로부터 분리되고 자성층(101)과 보호층 등만이 코일 부품에 접합될 수도 있을 것이다.
On the other hand, the base substrate may be disposed below the plurality of magnetic layers 101. The base substrate protects the magnetic layer 101, and thereby, the magnetic layer 101 can be more easily handled. The base substrate may include a film such as PET or the like and may be provided in the form of a double-sided tape and bonded to coil parts or the like. To this end, an adhesive material may be formed on the lower surface of the base substrate. Alternatively, when the base substrate is separated from the magnetic layer 101 and the protective layer and only the magnetic layer 101 and the protective layer are bonded to the coil component, It might be.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to 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. something to do.

10: 무선전력 전송장치
11: 송신부 코일
20: 무선전력 수신장치
21: 수신부 코일(코일부)
22: 배터리
30: 전자기기
100: 자성체 시트
101: 자성층
110: 접착층
201: 코일 기판
202: 코일 패턴
202a, 202b: 제1 및 제2 코일부10: Wireless power transmission device
11: Transmission coil
20: Wireless power receiving device
21: Receiver coil (coil part)
22: Battery
30: Electronic device
100: magnetic sheet
101: magnetic layer
110: Adhesive layer
201: coil substrate
202: coil pattern
202a and 202b: first and second coil parts

Claims (16)

금속 리본으로 이루어진 하나 이상의 자성층을 포함하며,
상기 하나 이상의 자성층 중 적어도 하나는 길이 방향으로 자화 용이축이 정렬된 자성체 시트.
And at least one magnetic layer made of a metal ribbon,
And at least one of the at least one magnetic layer has a magnetization easy axis aligned in the longitudinal direction.
제1항에 있어서,
상기 자화 용이축이 정렬된 자성층은 자장 열처리된 자성체 시트.
The method according to claim 1,
And the magnetic layer on which the magnetization easy axis is aligned is subjected to a magnetic field heat treatment.
제1항에 있어서,
상기 자화 용이축이 정렬된 자성층은 스트레스 열처리된 자성체 시트.
The method according to claim 1,
And the magnetic layer on which the easy axis of magnetization is aligned is a stress heat treated magnetic sheet.
제1항에 있어서,
상기 자화 용이축이 정렬된 자성층에서 자구의 크기는 10 ~ 1000um인 자성체 시트.
The method according to claim 1,
And the size of magnetic domains in the magnetic layer in which the easy axis of magnetization is aligned is 10 to 1000 um.
제1항에 있어서,
상기 자화 용이축이 정렬된 자성층의 유도 이방성 계수 Ku는 1J/m3보다 크고 10000J/m3보다 작은 자성체 시트.
The method according to claim 1,
The magnetization easy axis of the induced magnetic anisotropy is aligned coefficient Ku is large and small the magnetic material sheet than 10000J / m 3 than 1J / m 3.
제1항에 있어서,
상기 자성층은 복수 개 구비되어 일 방향으로 적층된 형태인 자성체 시트.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of magnetic layers are stacked in one direction.
제6항에 있어서,
상기 복수의 자성층은 모두 길이 방향으로 자화 용이축이 정렬된 자성체 시트.
The method according to claim 6,
And the plurality of magnetic layers are all aligned with easy magnetization axes in the longitudinal direction.
제6항에 있어서,
상기 복수의 자성층 사이에 개재된 접착층을 더 포함하는 자성체 시트.
The method according to claim 6,
And an adhesive layer interposed between the plurality of magnetic layers.
코일부; 및
금속 리본으로 이루어진 하나 이상의 자성층을 포함하며, 상기 하나 이상의 자성층 중 적어도 하나는 길이 방향으로 자화 용이축이 정렬된 자성체 시트;
를 포함하는 전자기기.
Nose; And
At least one of the at least one magnetic layer includes a magnetic sheet having an easy axis of magnetization aligned in the longitudinal direction;
.
제9항에 있어서,
상기 코일부는 상부에서 보았을 때 가로가 세로보다 긴 직사각형 형상이며, 상기 자화 용이축은 상기 가로 방향으로 정렬된 전자기기.
10. The method of claim 9,
Wherein the coil portion has a rectangular shape which is longer than the horizontal when seen from the top, and the easy magnetization axis is aligned in the horizontal direction.
제10항에 있어서,
상기 코일부는 중앙에 배치된 제1 코일부와 외곽에 배치되어 상기 제1 코일부를 둘러싸는 제2 코일부를 포함하는 전자기기.
11. The method of claim 10,
Wherein the coil portion includes a first coil portion disposed at the center and a second coil portion disposed outside the coil portion and surrounding the first coil portion.
제10항에 있어서,
상기 자성체 시트는 상부에서 보았을 때 가로가 세로보다 긴 직사각형 형상인 전자기기.
11. The method of claim 10,
Wherein the magnetic substance sheet has a rectangular shape that is longer than the longitudinal direction when viewed from above.
제9항에 있어서,
상기 자화 용이축이 정렬된 자성층은 자장 열처리된 전자기기.
10. The method of claim 9,
And the magnetic layer on which the easy axis of magnetization is aligned is subjected to magnetic field heat treatment.
제9항에 있어서,
상기 자화 용이축이 정렬된 자성층은 스트레스 열처리된 전자기기.
10. The method of claim 9,
And the magnetic layer in which the easy axis of magnetization is aligned is stress heat-treated.
제9항에 있어서,
상기 자화 용이축이 정렬된 자성층에서 자구의 크기는 10 ~ 1000um인 전자기기.
10. The method of claim 9,
And the size of magnetic domains in the magnetic layer in which the easy axis of magnetization is aligned is 10 to 1000 um.
제9항에 있어서,
상기 자화 용이축이 정렬된 자성층의 유도 이방성 계수 Ku는 1J/m3보다 크고 10000J/m3보다 작은 전자기기.
10. The method of claim 9,
The magnetization easy axis of the induced magnetic anisotropy is aligned coefficient Ku is large and small electronic devices than 10000J / m 3 than 1J / m 3.
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