KR20190019983A - Receiving antennas and wireless power receiving apparatus comprising the same - Google Patents

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Abstract

According to one embodiment of the present invention, a reception antenna of a wireless power receiving apparatus wirelessly charging power comprises: a substrate; a soft magnetic layer stacked on the substrate; and a reception coil receiving electromagnetic energy radiated from a wireless power transmitting device, wound in parallel with a plane of the soft magnetic layer, and formed in the soft magnetic layer. An insulating layer is formed between the soft magnetic layer and reception coil.

Description

수신 안테나 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치{RECEIVING ANTENNAS AND WIRELESS POWER RECEIVING APPARATUS COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a receiving antenna and a wireless power receiving apparatus including the receiving antenna.

본 발명은 무선 충전에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 충전을 위한 수신 안테나 및 이를 포함하는 무선 전력 수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless charging, and more particularly, to a receiving antenna for wireless charging and a wireless power receiving device including the same.

무선 통신 기술의 발달에 따라, 전자기기에게 전력을 무선으로 공급하는 무선 전력 송수신 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 무선 전력 송수신 기술은 휴대 단말의 배터리 충전뿐만 아니라, 가정용 전자제품에 대한 전력 공급, 전기자동차나 지하철에 대한 전력 공급 등에도 다양하게 적용될 수 있다.Background Art [0002] With the development of wireless communication technology, there is a growing interest in wireless power transmission / reception technology for wirelessly supplying electric power to electronic devices. Such wireless power transmission / reception technology can be applied not only to battery charging of a portable terminal, but also to power supply for household electric appliances, power supply to electric vehicles and subways.

일반적인 무선 전력 송수신 기술은 자기 유도 또는 자기 공진의 원리를 이용한다. 예를 들어, 무선 전력 송신 장치의 송신 안테나에 전기 에너지를 인가하면, 송신 안테나는 전기 에너지를 전자기 에너지로 변환하여 주변으로 방사할 수 있다. 그리고, 무선 전력 수신 장치의 수신 안테나는 송신 안테나로부터 방사된 전자기 에너지를 수신하고, 이를 전기 에너지로 변환할 수 있다.Typical wireless power transmission and reception techniques utilize the principles of magnetic induction or self-resonance. For example, when electrical energy is applied to a transmission antenna of a wireless power transmission device, the transmission antenna can convert electrical energy into electromagnetic energy and radiate it to the surroundings. The receiving antenna of the wireless power receiving apparatus can receive the electromagnetic energy radiated from the transmitting antenna and convert it into electric energy.

이때, 전력 송수신 효율을 높이기 위하여, 무선 전력 송신 장치와 무선 전력 수신 장치 간의 에너지 손실을 최소화할 필요가 있다. 이를 위하여, 송신 안테나와 수신 안테나를 유효 거리 이내에서 상호 정렬시킬 필요가 있다. 또한, 송신 안테나와 수신 안테나 주변에 연자성 소재를 배치하여, 송신 안테나가 방사하는 전자기 에너지를 수신 안테나의 방향으로 집속시킬 필요가 있다.At this time, in order to increase the power transmission / reception efficiency, it is necessary to minimize the energy loss between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus. To this end, it is necessary to align the transmitting and receiving antennas within the effective distance. In addition, it is necessary to dispose the soft magnetic material around the transmitting antenna and the receiving antenna so that the electromagnetic energy radiated from the transmitting antenna is focused in the direction of the receiving antenna.

이를 위하여, 연자성층 상에 수신 코일을 형성한다. 이때, 연자성층과 수신 코일 사이에 공기층이 형성되어 연자성층의 자기장 안내 효과가 줄어드는 문제가 발생할 수 있다.To this end, a receiving coil is formed on the soft magnetic layer. At this time, an air layer is formed between the soft magnetic layer and the receiving coil, which may cause a problem that the magnetic field guiding effect of the soft magnetic layer is reduced.

인용발명 1(등록특허공보 제10-1177302호(2012.08.30))Reference 1 (Registration Patent No. 10-1177302 (Aug. 30, 2012)) 인용발명 2(공개특허공보 제10-2013-0021791호(2013.03.06))Reference 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0021791 (Mar. 03, 2013))

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 전력 수신 장치의 무선 전력 수신 효율을 개선하기 위한 수신 안테나의 구조를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a structure of a receiving antenna for improving wireless power receiving efficiency of a wireless power receiving apparatus.

본 발명의 한 실시예에 따른 무선으로 전력을 충전하는 무선 전력 수신 장치의 수신 안테나는 기판, 상기 기판 상에 적층되는 연자성층, 그리고 상기 연자성층의 평면과 평행하게 감겨지고, 상기 연자성층의 내부에 형성된 수신 코일을 포함하며, 상기 연자성층과 상기 수신 코일 사이에는 절연층이 형성된다.A receiving antenna of a wireless power receiving apparatus that wirelessly charges power according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a soft magnetic layer stacked on the substrate, and a coil wound around the inner surface of the soft magnetic layer, And an insulating layer is formed between the soft magnetic layer and the receiving coil.

상기 연자성층과 상기 절연층 사이에 형성되는 제1 접착층, 그리고 상기 절연층과 상기 수신 코일 사이에 형성되는 제2 접착층을 더 포함할 수 있다.A first adhesive layer formed between the soft magnetic layer and the insulating layer, and a second adhesive layer formed between the insulating layer and the receiving coil.

상기 절연층은 PET(polyethylene terephthalate) 소재를 포함할 수 있다.The insulating layer may include a PET (polyethylene terephthalate) material.

상기 연자성층은 연자성 금속 분말 및 고분자 수지를 포함하는 복수의 시트(sheet)가 적층될 수 있다.The soft magnetic layer may include a plurality of sheets including a soft magnetic metal powder and a polymer resin.

상기 연자성층은 홈부를 포함할 수 있다. The soft magnetic layer may include a groove portion.

상기 수신 코일 상에 적층된 지지 수단을 더 포함할 수 있다.And a support means stacked on the reception coil.

본 발명의 한 실시예에 따른 수신 안테나의 제조 방법은 연자성 금속 분말과 고분자 수지를 포함하는 복수의 시트를 적층하는 단계, 상기 복수의 시트의 상면에 절연층을 형성하는 단계, 상기 절연층 상에 수신 코일을 배치하는 단계, 그리고 상기 복수의 시트, 상기 절연층 및 상기 수신 코일을 압착하여 상기 수신 코일을 상기 복수의 시트 내부에 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a receiving antenna according to an embodiment of the present invention includes the steps of laminating a plurality of sheets including a soft magnetic metal powder and a polymer resin, forming an insulating layer on an upper surface of the plurality of sheets, Disposing the receiving coil in the plurality of sheets, and pressing the plurality of sheets, the insulating layer, and the receiving coil to form the receiving coil inside the plurality of sheets.

본 발명의 한 실시예에 따른 무선으로 전력을 충전하는 무선 전력 수신 장치는 기판, 상기 기판 상에 적층되는 연자성층, 상기 연자성층의 평면과 평행하게 감겨지고, 상기 연자성층의 내부에 형성되는 수신 코일, 상기 수신 코일과 연결되며, 상기 전자기 에너지를 전기 에너지로 변환하는 회로부, 그리고 상기 전기 에너지를 저장하는 저장부를 포함하며, 상기 연자성층과 상기 수신 코일 사이에는 절연층이 형성된다.A wireless power receiving apparatus for wirelessly charging power according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a soft magnetic layer laminated on the substrate, a reception coil formed in the soft magnetic layer and wound in parallel with a plane of the soft magnetic layer, A coil, a circuit part connected to the receiving coil, for converting the electromagnetic energy into electric energy, and a storage part for storing the electric energy, and an insulating layer is formed between the soft magnetic layer and the receiving coil.

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치에서 수신 안테나의 전자기 에너지 집속 성능을 높일 수 있어, 무선 전력 송수신 효율을 최대화할 수 있다. 특히, 수신 코일과 연자성층 간의 공기층을 제거하여 연자성층의 자기장 안내 효과를 높이며, 수신 안테나의 두께를 줄이고 송신 안테나와 수신 안테나 간의 거리를 줄여 개선된 전력 전송 효율을 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the electromagnetic energy focusing performance of the receiving antenna can be enhanced in the wireless power receiving apparatus, and the wireless power transmitting / receiving efficiency can be maximized. In particular, it is possible to improve the magnetic field guidance effect of the soft magnetic layer by removing the air layer between the receiving coil and the soft magnetic layer, reduce the thickness of the receiving antenna, and reduce the distance between the transmitting antenna and the receiving antenna.

이에 따라, 얇은 두께에서도 요구되는 수준의 전자기 에너지 집속 효과를 얻을 수 있어, 슬림화 추세의 다양한 전자기기(예, TV, 휴대 단말, 노트북, 테블릿 PC 등) 기술에 적용이 가능하다.As a result, it is possible to obtain a desired electromagnetic energy focusing effect even in a thin thickness, and it can be applied to a variety of electronic devices (for example, a TV, a portable terminal, a notebook PC, a tablet PC, etc.)

그리고, 전자기 에너지 집속 성능이 우수하고, 재료의 가격이 저렴하므로, 전기자동차, 지하철, 전철 등의 대형 응용 분야에도 적용이 가능하다.Further, since the electromagnetic energy focusing performance is excellent and the material cost is low, it can be applied to large-sized applications such as electric vehicles, subways, and electric trains.

또한, 연자성층과 수신 코일 간의 전기적인 단락 가능성을 줄여, 수신 안테나의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, the possibility of electrical shorting between the soft magnetic layer and the receiving coil is reduced, and the reliability of the receiving antenna can be increased.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 무선 전력 송신 장치의 일부를 나타내는 도면이고, 도 3은 무선 전력 수신 장치의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4는 연자성층과 수신 코일의 단면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 연자성층과 수신 코일의 단면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 접착층의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 연자성층에 수신 코일을 매립하는 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless power transceiver system in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a part of a wireless power transmission apparatus, and FIG. 3 is a diagram showing a part of a wireless power reception apparatus.
4 shows a cross-sectional view of the soft magnetic layer and the receiving coil.
5 shows a cross-sectional view of a soft magnetic layer and a receive coil according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of an adhesive layer according to one embodiment of the present invention.
7 is a flowchart showing a method of embedding a receiving coil in a soft magnetic layer according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 전력 송수신 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless power transceiver system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선 전력 송수신 시스템은 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)를 포함한다. 무선 전력 송신 장치(100)는 송신 안테나에 전기 에너지를 인가하고, 송신 안테나는 전기 에너지를 전자기 에너지로 변환하여 주변으로 방사한다. 무선 전력 수신 장치(200)는 송신 안테나로부터 방사된 전자기 에너지를 수신 안테나를 이용하여 수신하고, 이를 전기 에너지로 변환하여 충전한다.Referring to FIG. 1, a wireless power transmission / reception system includes a wireless power transmission apparatus 100 and a wireless power reception apparatus 200. The wireless power transmission apparatus 100 applies electrical energy to a transmission antenna, and the transmission antenna converts electrical energy into electromagnetic energy and radiates it to the surroundings. The wireless power receiving apparatus 200 receives electromagnetic energy radiated from a transmitting antenna using a receiving antenna and converts the received electromagnetic energy into electric energy to charge the antenna.

여기서, 무선 전력 송신 장치(100)는, 예를 들면 송신 패드(pad)이다. 그리고, 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송수신 기술이 적용되는 휴대 단말, 가정용/개인용 전자제품, 운송 수단 등의 일부 구성일 수 있다. 무선 전력 송수신 기술이 적용되는 휴대 단말, 가정용/개인용 전자제품, 운송 수단 등은 무선 전력 수신 장치(200)만을 포함하거나, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)를 모두 포함하도록 설정될 수 있다.Here, the wireless power transmission apparatus 100 is, for example, a transmission pad. The wireless power receiving apparatus 200 may be a portable terminal to which wireless power transmission / reception technology is applied, a household / personal electronic product, a transportation means, and the like. A mobile terminal to which the wireless power transmission / reception technology is applied, a household / personal electronic product, a transportation means, etc. may include only the wireless power receiving apparatus 200 or may include both the wireless power transmitting apparatus 100 and the wireless power receiving apparatus 200 Can be set.

한편, 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 송수신(Wireless Power Conversion, WPC) 기능과 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC) 기능을 동시에 가지는 모듈을 포함하도록 구성될 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신 장치(200)는 NFC 모듈을 포함하는 외부 장치(300)와 근거리 무선 통신을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the wireless power receiving apparatus 200 may be configured to include a module having both a wireless power conversion (WPC) function and a near field communication (NFC) function. At this time, the wireless power receiving apparatus 200 may perform short-range wireless communication with the external apparatus 300 including the NFC module.

도 2는 무선 전력 송신 장치의 일부를 나타내는 도면이고, 도 3은 무선 전력 수신 장치의 일부를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a part of a wireless power transmission apparatus, and FIG. 3 is a diagram showing a part of a wireless power reception apparatus.

도 2를 참조하면, 무선 전력 송신 장치(100)는 송신 회로(미도시), 연자성 코어(110), 송신 안테나(120) 및 영구 자석(130)을 포함한다.2, the wireless power transmission apparatus 100 includes a transmission circuit (not shown), a soft magnetic core 110, a transmission antenna 120, and a permanent magnet 130.

연자성 코어(110)는 수 mm 두께의 연자성 소재로 이루어질 수 있다. 그리고, 송신 안테나(120)는 송신 코일로 이루어지며, 영구 자석(130)은 송신 안테나(120)에 의하여 둘러싸일 수 있다. 영구 자석(130)은 사양에 따라 생략될 수도 있다.The soft magnetic core 110 may be made of a soft magnetic material having a thickness of several mm. The transmission antenna 120 may be a transmission coil, and the permanent magnet 130 may be surrounded by a transmission antenna 120. The permanent magnet 130 may be omitted depending on the specifications.

도 3을 참조하면, 무선 전력 송신 장치(200)는 수신 회로(미도시), 연자성층(210) 및 수신 코일(220)을 포함한다. 연자성층(210)은 기판(미도시) 상에 형성될 수 있다. 기판은 여러 겹의 고정 시트로 이루어질 수 있고, 연자성층(210)과 접합하여, 연자성층(210)을 고정시킬 수 있다.3, the wireless power transmission apparatus 200 includes a reception circuit (not shown), a soft magnetic layer 210, and a reception coil 220. [ The soft magnetic layer 210 may be formed on a substrate (not shown). The substrate may be composed of multiple layers of fixed sheets and may be bonded to the soft magnetic layer 210 to fix the soft magnetic layer 210.

연자성층(210)은 무선 전력 송신 장치(100)의 송신 안테나(120)로부터 방사되는 전자기 에너지를 집속한다.The soft magnetic layer 210 concentrates the electromagnetic energy radiated from the transmitting antenna 120 of the wireless power transmission apparatus 100.

연자성층(210)은 금속 재료 또는 페라이트(ferrite) 소재로 이루어질 수 있으며, 연자성층(210)은 소결체(pellet), 플레이트(plate), 리본, 호일(foil), 필름(film) 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 연자성층(210)은 연자성을 띄는 단일 금속 또는 합금 분말(이하, 연자성 금속 분말이라 한다) 및 고분자 수지를 포함하는 복수의 시트가 적층된 형태일 수 있다. 다른 예로, 연자성층(210)은 Fe, Co, Ni 중 적어도 하나를 포함하는 합금 리본, 적층 리본, 호일 또는 필름일 수 있다. 또 다른 예로, 연자성층(210)은 FeSiCr 플레이크를 90wt% 이상 포함하고, 고분자 수지를 10wt% 이하 포함하는 컴포지트일 수 있다. 또 다른 예로, 연자성층(210)은 Ni-Zn 계 페라이트를 포함하는 시트, 리본, 호일 또는 필름일 수 있다.The soft magnetic layer 210 may be formed of a metal material or a ferrite material and the soft magnetic layer 210 may be formed in various forms such as a sintered body (pellet), a plate, a ribbon, a foil, . ≪ / RTI > For example, the soft magnetic layer 210 may be formed by stacking a plurality of sheets including a single metal or alloy powder (hereinafter referred to as a soft magnetic metal powder) and a polymeric resin having soft magnetic properties. As another example, the soft magnetic layer 210 may be an alloy ribbon, laminated ribbon, foil or film comprising at least one of Fe, Co, and Ni. As another example, the soft magnetic layer 210 may be a composite containing 90 wt% or more of FeSiCr flakes and 10 wt% or less of the polymer resin. As another example, the soft magnetic layer 210 may be a sheet, ribbon, foil or film containing Ni-Zn ferrite.

연자성층(210) 상에는 수신 코일(220)이 형성된다. 수신 코일(220)은 연자성층(210) 상에서 연자성층(210)의 평면과 평행한 방향으로 감겨질 수 있다. 스마트폰에 적용되는 수신 코일을 예로 들면, 외경 50mm 이내, 내경 20mm 이상의 나선형 코일(spiral coil)의 형태일 수 있다. 수신 회로는 수신 코일(220)을 통하여 수신된 전자기 에너지를 전기 에너지로 변환하며, 변환한 전기 에너지를 배터리(미도시)에 충전한다. On the soft magnetic layer 210, a receiving coil 220 is formed. The receiving coil 220 may be wound on the soft magnetic layer 210 in a direction parallel to the plane of the soft magnetic layer 210. For example, a receiving coil applied to a smart phone may be in the form of a spiral coil having an outer diameter of 50 mm or less and an inner diameter of 20 mm or more. The receiving circuit converts the electromagnetic energy received through the receiving coil 220 into electric energy, and charges the battery (not shown) with the converted electric energy.

도시되지 않았으나, 연자성층(210)과 수신 코일(220) 사이에는 방열층이 더 포함될 수 있다. 본 명세서에서, 연자성층(210)과 수신 코일(220)을 수신 안테나라고 지칭할 수 있다. Although not shown, a heat-radiating layer may be further included between the soft magnetic layer 210 and the receiving coil 220. In this specification, the soft magnetic layer 210 and the receive coil 220 may be referred to as receive antennas.

무선 전력 수신 장치(200)가 WPC 기능과 NFC 기능을 동시에 가지는 경우, 연자성층(210) 상에는 NFC 코일(230)이 더 적층될 수 있다. NFC 코일(230)은 수신 코일(220)의 바깥을 둘러싸도록 형성될 수 있다.When the wireless power receiving apparatus 200 has the WPC function and the NFC function at the same time, the NFC coil 230 may be further stacked on the soft magnetic layer 210. The NFC coil 230 may be formed so as to surround the outside of the receiving coil 220.

그리고, 수신 코일(220)과 NFC 코일(230) 각각은 단자(240)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.Each of the reception coil 220 and the NFC coil 230 may be electrically connected to each other through a terminal 240.

도 4는 연자성층과 수신 코일의 단면도를 나타낸다.4 shows a cross-sectional view of the soft magnetic layer and the receiving coil.

도 4를 참조하면, 연자성층(400) 상에 접착층(410)이 형성되고, 접착층(410) 상에 수신 코일(420)이 형성되며, 수신 코일 (420) 상에 지지 필름(430)이 형성된다. 지지 필름은 수신 코일(420)을 지지하기 위한 것으로, PET(polyethylene terephthalate) 소재를 포함할 수 있다.4, an adhesive layer 410 is formed on the soft magnetic layer 400, a receiving coil 420 is formed on the adhesive layer 410, and a supporting film 430 is formed on the receiving coil 420 do. The supporting film is for supporting the receiving coil 420 and may include a PET (polyethylene terephthalate) material.

이와 같이, 연자성층(400)과 수신 코일(420)이 접착층(410)을 통하여 접착되는 경우, 수신 코일(420) 사이에 공기층(A)이 만들어져 연자성층(400)의 자기장 안내 효과가 줄어들 수 있다.When the soft magnetic layer 400 and the receiving coil 420 are bonded to each other through the adhesive layer 410 as described above, the air layer A is formed between the receiving coils 420 to reduce the magnetic field guiding effect of the soft magnetic layer 400 have.

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치의 수신 안테나에서 공기층을 제거하여 전력 전송 효율을 높이고자 한다.According to the embodiment of the present invention, the air layer is removed from the receiving antenna of the wireless power receiving apparatus to increase the power transmission efficiency.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 연자성층과 수신 코일의 단면도를 나타낸다.5 shows a cross-sectional view of a soft magnetic layer and a receive coil according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 연자성층(500) 상에 접착층(510)이 형성되고, 접착층(510) 상에 수신 코일(520)이 형성되며, 수신 코일(520) 상에 지지 수단(530)이 형성된다. 지지 수단은 수신 코일(520)을 지지하기 위한 것으로, PET(polyethylene terephthalate) 소재를 포함할 수 있으며, 필름의 형태일 수 있다. 여기서, 수신 코일(520)은 연자성층(500)의 내부에 형성된다. 예를 들여, 수신 코일(520)은 연자성층(500)의 상면에 매립될 수 있다. 이에 따라, 수신 코일(520)과 연자성층(500) 사이에 형성되던 공기층이 제거되어, 전력 전송 효율을 높일 수 있다.5, an adhesive layer 510 is formed on the soft magnetic layer 500, a receiving coil 520 is formed on the adhesive layer 510, and a supporting means 530 is formed on the receiving coil 520 do. The support means is for supporting the receiving coil 520 and may include a PET (polyethylene terephthalate) material and may be in the form of a film. Here, the receiving coil 520 is formed inside the soft magnetic layer 500. For example, the receiving coil 520 may be embedded in the upper surface of the soft magnetic layer 500. Accordingly, the air layer formed between the receiving coil 520 and the soft magnetic layer 500 is removed, and the power transmission efficiency can be increased.

이를 위하여, 연자성층(500)은 내부에 수신 코일(520)을 수용하기 위한 홈부를 포함하며, 접착층(510)을 이용하여 홈부 내에 수신 코일(520)을 접착할 수 있다.To this end, the soft magnetic layer 500 includes a groove for receiving the receiving coil 520 therein, and the receiving coil 520 may be adhered to the groove by using the adhesive layer 510.

또는, 연자성층(500)의 상면에 수신 코일(520)을 배치한 후 연자성층(500) 및 수신 코일(520)을 압착하면, 수신 코일(520)이 연자성층(500)의 내부에 매립될 수도 있다. 연자성층(500) 및 수신 코일(520)의 압착 및 매립을 용이하게 하기 위하여, 연자성층(500)은 연자성 금속 분말 및 고분자 수지를 포함하는 시트로 이루어질 수 있다. 수신 코일을 매립하는 구체적인 방법은 후술한다.Alternatively, if the receiving coil 520 is disposed on the upper surface of the soft magnetic layer 500 and the soft magnetic layer 500 and the receiving coil 520 are pressed, the receiving coil 520 is embedded in the soft magnetic layer 500 It is possible. In order to facilitate compression and embedding of the soft magnetic layer 500 and the receiving coil 520, the soft magnetic layer 500 may be formed of a sheet containing a soft magnetic metal powder and a polymer resin. A specific method of embedding the reception coil will be described later.

한편, 접착층(510)은 절연층을 포함하는 양면 구조일 수 있다. On the other hand, the adhesive layer 510 may be a double-sided structure including an insulating layer.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 접착층의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of an adhesive layer according to one embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 접착층(510)은 제1 접착층(512), 제1 접착층(512) 상에 형성된 절연층(514) 및 절연층(514) 상에 형성된 제2 접착층(516)을 포함한다.6, the adhesive layer 510 includes a first adhesive layer 512, an insulating layer 514 formed on the first adhesive layer 512, and a second adhesive layer 516 formed on the insulating layer 514 .

여기서, 절연층(514)은, 예를 들면 PET(polyethylene terephthalate) 소재를 포함할 수 있다. 이에 따라, 수신 코일(520)을 연자성층(500)에 내부에 형성하거나 매립하기 위한 과정에서 제1 접착층(512) 또는 제2 접착층(516)이 파괴되더라도, 연자성층(500) 내의 금속과 수신 코일 사이의 전기적인 단락을 예방할 수 있다.Here, the insulating layer 514 may include, for example, a PET (polyethylene terephthalate) material. Even if the first adhesive layer 512 or the second adhesive layer 516 is broken in the process of forming or burying the receiving coil 520 in the soft magnetic layer 500, An electrical short between the coils can be prevented.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 연자성층에 수신 코일을 매립하는 방법을 나타내는 순서도이다. 여기서, 연자성층은 연자성 금속 분말 및 고분자 수지를 포함하는 시트로 이루어지는 것을 가정한다.7 is a flowchart showing a method of embedding a receiving coil in a soft magnetic layer according to an embodiment of the present invention. Here, it is assumed that the soft magnetic layer is composed of a sheet containing a soft magnetic metal powder and a polymer resin.

도 7을 참고하면, 연자성 금속 분말과 고분자 수지를 포함하는 시트를 제조한다(S700). 이를 위하여, 용매, 연자성 금속 분말 및 고분자 수지를 포함하는 잉크를 필름 캐스팅하여 박형의 시트를 만들 수 있다. 여기서, 연자성 금속 분말은, 예를 들면 Fe-실리콘계의 합금을 포함할 수 있다. 그리고, 고분자 수지는, 예를 들면 러버(rubber)계, 에폭시계 및 실리콘계 중 적어도 하나의 고분자 수지를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, a sheet containing a soft magnetic metal powder and a polymer resin is prepared (S700). For this purpose, a thin sheet can be made by film casting an ink containing a solvent, a soft magnetic metal powder and a polymer resin. Here, the soft magnetic metal powder may include, for example, an Fe-silicon based alloy. The polymer resin may include, for example, at least one of a rubber-based, epoxy-based, and silicone-based polymer resin.

다음으로, 복수의 시트를 적층한 후(S710), 복수의 시트의 상면에 접착층을 형성하고(S720), 접착층 상에 수신 코일을 배치한 후(S730), 복수의 시트, 접착층 및 수신 코일을 동시에 고온에서 압착한다(S740). 여기서, 압착 공정은 80~250℃에서 1시간 내지 4시간 동안 100 내지 300kgf/cm2의 압력 하에서 행해질 수 있다. 바람직하게는, 150~200℃에서 2시간 내지 3시간 동안 150내지 250kgf/cm2의 압력 하에서 행해질 수 있다. Next, after a plurality of sheets are stacked (S710), an adhesive layer is formed on the upper surface of the plurality of sheets (S720), a receiving coil is disposed on the adhesive layer (S730), and a plurality of sheets, At the same time, they are squeezed at a high temperature (S740). Here, the pressing process can be performed at a pressure of 100 to 300 kgf / cm < 2 > at 80 to 250 DEG C for 1 to 4 hours. Preferably at 150 to 200 DEG C for 2 to 3 hours under a pressure of 150 to 250 kgf / cm < 2 >.

이와 같이, 복수의 시트와 수신 코일을 동시에 압착하면, 시트 내에 포함된 고분자 수지의 유동성으로 인하여 시트와 수신 코일의 경계면에 홈부가 형성되며, 수신 코일 사이로 고분자 수지가 스며들어 공기층이 형성되지 않게 된다. 이에 따라, 수신 코일과 연자성층 사이의 공기층으로 인한 자기장 안내 감소 문제를 막을 수 있다.When the plurality of sheets and the receiving coil are pressed together at the same time, a groove portion is formed at the interface between the sheet and the receiving coil due to the fluidity of the polymer resin contained in the sheet, and the polymer resin permeates through the receiving coils, . Thus, it is possible to prevent the problem of the reduction of the magnetic field guide due to the air layer between the receiving coil and the soft magnetic layer.

반면, 복수의 시트와 수신 코일을 동시에 압착하지 않고, 복수의 시트를 먼저 고온 압착한 후 수신 코일을 상면에 배치하여 다시 압착하면, 도 8과 같이 기계적 압력 차이로 인하여 연자성층의 후면(502)에 요철 구조가 형성될 수 있다. 이는 자기장 안내 감소를 유도할 수 있다.On the other hand, when the plurality of sheets are first hot-pressed without pressing the plurality of sheets and the receiving coil at the same time, and then the receiving coil is disposed on the upper surface and then pressed again, the back surface 502 of the soft magnetic layer, A concavo-convex structure can be formed. This can lead to a reduction in magnetic field guidance.

또한, 시트와 수신 코일의 경계면에 형성된 홈부는 고온에서 압착하는 과정에서 열적으로 경화되므로, 안정적인 구현이 가능하다. In addition, since the groove portion formed at the interface between the sheet and the receiving coil is thermally cured in the process of pressing at a high temperature, stable implementation is possible.

또한, 시트에 포함된 고분자 수지는 고온 압착을 통하여 내열성이 높은 절연 물질이 되므로, 연자성 금속 분말 사이에서 필요한 절연 기능을 수행하며, 외부의 가혹한 환경에서도 연자성 금속 분말의 부식을 막을 수 있다.In addition, the polymer resin contained in the sheet functions as an insulating material having a high heat resistance through high-temperature squeezing, so that it performs necessary insulation function between the soft magnetic metal powders and can prevent corrosion of the soft magnetic metal powder even in an external harsh environment.

또한, 전술한 바와 같이, 접착층을 절연층을 내부에 포함하는 양면 접착 구조로 형성하면, 복수의 시트와 수신 코일의 고온 압착 시 접착층의 일부가 벗겨지더라도 전기적인 단락을 방지할 수 있다.As described above, if the adhesive layer is formed in a double-sided adhesive structure including the insulating layer therein, electrical short-circuiting can be prevented even if a part of the adhesive layer is peeled off at high temperature bonding of the plurality of sheets and the receiving coil.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

200: 무선 전력 수신 장치
210: 연자성층
220: 수신 안테나
230: NFC 코일200: Wireless power receiving device
210: soft magnetic layer
220: receiving antenna
230: NFC coil

Claims (5)

기판;
상기 기판 상에 배치된 제 1 연자성 시트와 상기 제 1 연자성 시트 상에 배치된 제 2 연자성 시트를 포함하는 연자성층;
상기 제 2 연자성 시트 상에 배치된 무선충전 코일과 상기 무선충전 코일을 둘러싸며 배치된 NFC 코일을 포함하는 코일부;
상기 코일부의 제 1면 상에 배치된 지지 필름; 및
상기 제 2 연자성 시트와 상기 코일부 사이에 배치된 접착부;를 포함하고,
상기 접착부는,
상기 제 2 연자성 시트 상에 배치된 제 1 접착층;
상기 제1 접착층 상에 배치된 제2 접착층; 및
상기 제 1 접착층과 상기 제 2 접착층 사이에 배치되고, 상기 제1 접착층 및 상기 제2 접착층과 직접 접촉하는 절연층;을 포함하고,
상기 제1 접착층은 상기 제2 연자성 시트와 직접 접촉하고,
상기 제2 접착층은 상기 코일부의 상기 제1 면과 대향하는 제2 면과 마주하되, 상기 코일부와 직접 접촉하는 접촉영역 및 상기 코일부와 이격된 비접촉 영역을 포함하고,
상기 지지필름으로부터 상기 비접촉영역까지의 최대높이는 상기 지지필름으로부터 상기 접촉영역까지의 최대높이보다 작고,
상기 연자성층의 최대 두께는 상기 코일부의 최대 두께보다 크고,
상기 연자성층의 측면의 적어도 일부는 상기 코일부보다 외측으로 더 연장되고,
상기 비접촉 영역의 일부는 상기 코일부의 측면에 배치된 무선 전력 수신 장치.Board;
A soft magnetic layer including a first soft magnetic sheet disposed on the substrate and a second soft magnetic sheet disposed on the first soft magnetic sheet;
A coil portion including a wireless charging coil disposed on the second soft magnetic sheet and an NFC coil disposed surrounding the wireless charging coil;
A support film disposed on a first side of the coil section; And
And an adhesive portion disposed between the second soft magnetic sheet and the coil portion,
The adhesive portion
A first adhesive layer disposed on the second soft magnetic sheet;
A second adhesive layer disposed on the first adhesive layer; And
And an insulating layer disposed between the first adhesive layer and the second adhesive layer and in direct contact with the first adhesive layer and the second adhesive layer,
Wherein the first adhesive layer is in direct contact with the second soft magnetic sheet,
Wherein the second adhesive layer includes a contact area that is in direct contact with the coil part and a non-contact area that is spaced apart from the coil part, facing the second surface of the coil part that faces the first surface,
The maximum height from the support film to the non-contact area is smaller than the maximum height from the support film to the contact area,
The maximum thickness of the soft magnetic layer is larger than the maximum thickness of the coil portion,
Wherein at least a part of the side surface of the soft magnetic layer extends further outward than the coil part,
And a part of the non-contact area is disposed on a side surface of the coil part. 제1항에 있어서,
상기 무선충전 코일과 상기 NFC 코일 각각은 복수의 턴으로 형성된 코일 패턴을 포함하고, 상기 비접촉 영역의 일부는 상기 복수의 턴 중 어느 하나의 턴과 이웃하는 턴 사이에 배치된 무선 전력 수신 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the wireless charging coil and the NFC coil includes a coil pattern formed by a plurality of turns, and a part of the non-contact area is disposed between any one of the plurality of turns and an adjacent turn. 제1항에 있어서,
상기 기판으로부터 상기 비접촉 영역의 최단거리는 상기 기판으로부터 상기 접촉 영역의 최단거리보다 큰 무선 전력 수신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the shortest distance from the substrate to the non-contact area is larger than the shortest distance from the substrate to the contact area. 제1항에 있어서,
상기 제1 연자성 시트 및 상기 제2 연자성 시트 중 적어도 하나는 Fe계 합금을 포함하는 무선 전력 수신 장치.The method according to claim 1,
Wherein at least one of the first soft magnetic sheet and the second soft magnetic sheet comprises an Fe-based alloy. 제1항에 있어서,
상기 제1 연자성 시트 및 상기 제2 연자성 시트 중 적어도 하나는 Fe-실리콘계 합금을 포함하는 무선 전력 수신 장치. The method according to claim 1,
Wherein at least one of the first soft magnetic sheet and the second soft magnetic sheet comprises an Fe-silicon based alloy.
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