KR20190021703A - Wireless charging module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 충전 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방열 유닛을 포함하는 무선 충전 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging module, and more particularly, to a wireless charging module including a heat dissipating unit.
최근 사용자가 이동하면서 사용할 수 있는 휴대전화, 노트북, PDA 등과 같은 휴대용 전자 기기의 사용이 증가하고 있다. 이러한 휴대용 전자 기기는 내부에 배터리를 구비하며, 배터리의 충전을 위하여 충전기를 필요로 한다. 충전기는 일반 상용 전원과 접속되어 휴대용 전자 기기의 배터리에 충전 전류를 공급한다. 휴대용 전자 기기에 탑재된 배터리의 충전 방법에는, 유선 충전 방식과 무선 충전 방식이 있다. 2. Description of the Related Art Recently, portable electronic devices such as mobile phones, notebooks, and PDAs that users can use while moving are increasing. Such a portable electronic device has a battery therein and requires a charger for charging the battery. The charger is connected to a commercial power supply to supply the charging current to the battery of the portable electronic device. As a method of charging a battery mounted on a portable electronic device, there are a wire charging method and a wireless charging method.
유선 충전 방식은 충전기가 휴대용 전자 기기에 접속 단자를 통해 유선으로 연결된다. 이러한 유선 충전 방식은 그 장치 구조가 단순하여 폭넓은 응용 분야에서 일반적으로 사용되어 왔으나, 접속 단자의 규격과 모양에 따라 새로운 충전기를 구입해야 하며, 휴대용 전자 기기와 충전기를 연결하는 선에 의해 공간적 제약이 있고, 접촉 불량, 충전 불량을 일으키는 등의 문제가 발생하고 있다. In the wired charging mode, the charger is connected to the portable electronic device through a connection terminal by a wire. Such a wire charging method has been generally used in a wide range of applications because of its simple structure. However, it is necessary to purchase a new charger according to the size and shape of the connection terminal, and the wire connecting the portable electronic device and the charger And problems such as contact failure and charging failure occur.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 무선 충전 방식이 고안되었다. 무선 충전 방식은 제1 코일을 포함하는 충전 송신기, 및 배터리와 연결되는 제2 코일을 포함하는 충전 수신기를 사용하여, 유도 자기장에 의해 유도 기전력을 발생시켜 배터리를 충전하는 방식이다.To solve this problem, a wireless charging method has been devised. The wireless charging system uses a charging receiver including a charging transmitter including a first coil and a second coil connected to a battery to generate an induced electromotive force by an induced magnetic field to charge the battery.
이때, 각 코일의 상에는 발생하는 자기장을 차폐하는 차폐 유닛을 포함하며, 각 코일에서 발생하는 열을 방열하는 방열 유닛이 구비된다. 일반적으로 이러한 방열 유닛의 와전류(Eddy Current) 발생으로 와전류 손실에 인한 충전효율을 저하를 방지하기 위해, 차폐 유닛이 방열 유닛과 코일 사이에 배치된다. At this time, a heat dissipating unit is provided on each of the coils, including a shielding unit for shielding a magnetic field generated, and dissipating heat generated in each coil. Generally, a shielding unit is disposed between the heat-dissipating unit and the coil in order to prevent the deterioration of the charging efficiency due to the eddy current loss due to the occurrence of Eddy Current in such a heat-dissipating unit.
하지만, 이러한 방열 유닛이 차폐 유닛에 인접하여 배치되는 종래의 구조에서는 차폐 유닛의 열전도율이 현저히 낮기 때문에 방열 유닛으로 열전달이 잘 되지 않을 뿐만 아니라, 코일에서 발생한 열로 인해서 차폐 유닛의 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 휴대용 전자 기기에 사용되는 코일로부터 발생하는 열은, 배터리에도 영향을 미칠 수 있다. However, in the conventional structure in which such a heat-dissipating unit is disposed adjacent to the shielding unit, since the thermal conductivity of the shielding unit is remarkably low, not only heat transfer to the heat-dissipating unit is not good but also the performance of the shielding unit may be deteriorated due to heat generated in the coil There is a problem. In addition, the heat generated from the coils used in portable electronic devices may also affect the battery.
본 발명은 방열성능을 향상시키면서 충전효율의 저하를 방지할 수 있는 무선 충전 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a wireless charging module capable of preventing deterioration of charging efficiency while improving heat radiation performance.
또한, 본 발명은 열에 의한 차폐 유닛의 성능 저하를 방지하고, 배터리로 열이 전달되는 것을 방지하여 배터리를 보호하는 무선 충전 모듈을 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a wireless charging module that prevents deterioration of the shielding unit due to heat and protects the battery by preventing heat from being transmitted to the battery.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 무선 충전 모듈은, 차폐 유닛; 상기 차폐 유닛 상에 배치된 코일; 및 상기 코일 상에 배치된 방열 유닛을 포함하고, 상기 방열 유닛은 열전도 시트 또는 열전도 스트립을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless charging module including: a shielding unit; A coil disposed on the shielding unit; And a heat dissipation unit disposed on the coil, wherein the heat dissipation unit includes a heat conduction sheet or a heat conduction strip.
상기 무선 충전 모듈은 열전도성 몰드층을 더 포함하고, 상기 코일은 상기 열전도성 몰드층에 매립될 수 있다. The wireless charging module may further include a thermally conductive mold layer, and the coil may be embedded in the thermally conductive mold layer.
상기 열전도성 몰드층은 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.The thermally conductive mold layer may comprise an acrylic resin or a silicone-based resin.
상기 열전도성 몰드층은 열전도성 필러를 포함하고, 상기 열전도성 필러는 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.Wherein the thermally conductive mold layer comprises a thermally conductive filler and the thermally conductive filler can be selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof .
상기 열전도성 몰드층은, 상기 코일의 두께와 같거나 상기 코일의 두께보다 더 큰 두께를 가질 수 있다.The thermally conductive mold layer may have a thickness equal to or greater than the thickness of the coil.
상기 열전도 시트 또는 상기 열전도 스트립과, 상기 코일 사이에 배치되는 접착층을 더 포함할 수 있다.The heat conductive sheet or the heat conductive strip, and an adhesive layer disposed between the coil and the heat conductive sheet.
상기 접착층은 열전도성 테이프일 수 있다.The adhesive layer may be a thermally conductive tape.
상기 열전도성 테이프는 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.The thermally conductive tape may include an acrylic resin or a silicone resin.
상기 열전도성 테이프는 열전도성 필러를 포함하고, 상기 열전도성 필러는 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The thermally conductive tape includes a thermally conductive filler, and the thermally conductive filler may be selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof.
상기 열전도 시트는 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.The thermally conductive sheet may include an acrylic resin or a silicone resin.
상기 열전도 시트는 열전도성 필러를 포함하고, 상기 열전도성 필러는 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The thermally conductive sheet may include a thermally conductive filler, and the thermally conductive filler may be selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof.
상기 열전도 스트립은 방사형으로 배치되며, 상기 코일로부터 유도되는 자기장 방향과 동일한 방향으로 연장될 수 있다.The thermally conductive strip is radially disposed and may extend in the same direction as the direction of the magnetic field derived from the coil.
상기 열전도 스트립은 금속, 흑연, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 열전도성 물질을 포함할 수 있다.The thermally conductive strip may include a thermally conductive material selected from the group consisting of metal, graphite, aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide and combinations thereof.
상기 방열 유닛은 열전도 시트 및 열전도 스트립을 포함하고, 상기 열전도 시트가 상기 코일 및 상기 열전도 스트립 사이에 배치될 수 있다.The heat dissipation unit may include a heat conduction sheet and a heat conduction strip, and the heat conduction sheet may be disposed between the coil and the heat conduction strip.
상기 방열 유닛은 히트 싱크와 연결될 수 있다.The heat dissipation unit may be connected to the heat sink.
본 발명에 따른 무선 충전 모듈은 코일과 인접하게 배치된 방열 유닛을 배치함으로써 방열 성능을 향상시키면서도, 충전 효율이 저하되지 않을 수 있다. 또한, 열에 의한 차폐 유닛의 성능 저하를 방지할 수 있으며, 배터리로 열이 전달되는 것을 방지하여 배터리를 보호할 수 있다. In the wireless charging module according to the present invention, the heat radiation performance is improved by disposing the heat radiation unit disposed adjacent to the coil, but the charging efficiency may not be lowered. Also, deterioration of the performance of the shielding unit due to heat can be prevented, and heat can be prevented from being transferred to the battery, thereby protecting the battery.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 충전 모듈의 단면도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 충전 모듈의 사시도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 방열 유닛의 일 구현예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 방열 유닛의 다른 구현예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 방열 유닛의 다른 구현예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 방열 유닛의 또 다른 구현예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 충전 모듈의 단면도를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 충전 모듈의 사시도를 도시한 도면이다.
도 9는 비교예 1에 따른 무선 충전 모듈을 도시한 도면이다.
도 10은 실시예 1에 따른 무선 충전 모듈을 도시한 도면이다.
도 11은 실시예 2에 따른 무선 충전 모듈을 도시한 도면이다.
도 12는 비교예 2 및 비교예 3에 따른 무선 충전 모듈을 도시한 도면이다.
도 13은 실시예와 비교예의 방열 성능을 도시한 그래프이다.1 is a cross-sectional view of a wireless charging module according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a wireless charging module according to a first embodiment of the present invention.
3 is a view showing an embodiment of the heat-dissipating unit of the present invention.
4 is a view showing another embodiment of the heat-dissipating unit of the present invention.
5 is a view showing another embodiment of the heat dissipation unit of the present invention.
6 is a view showing another embodiment of the heat dissipating unit of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a wireless charging module according to a second embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a wireless charging module according to a second embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a wireless charging module according to Comparative Example 1. FIG.
10 is a diagram showing a wireless charging module according to the first embodiment.
11 is a diagram showing a wireless charging module according to the second embodiment.
12 is a diagram showing a wireless charging module according to Comparative Example 2 and Comparative Example 3;
13 is a graph showing the heat radiation performance of the embodiment and the comparative example.
이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서, 본 명세서의 일부를 형성하고 예로서 몇몇 특정 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조한다. 하지만, 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어나지 않는 한 다른 실시 형태가 고려될 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 제한적인 의미로 취해져서는 안 된다.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration some specific embodiments. It should be understood, however, that other embodiments may be contemplated without departing from the scope or spirit of the invention. Accordingly, the specific details for carrying out the invention are not to be taken in a limiting sense.
본 명세서에 사용되는 모든 과학적 및 기술적 용어는 달리 명시되지 않는 한 당업계에서 일반적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본 명세서에서 제공된 정의는 본 명세서에서 빈번하게 사용되는 일정 용어의 이해를 용이하게 하기 위함이며, 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 의미되지 않는다.All scientific and technical terms used herein have the same meaning as commonly used in the art unless otherwise specified. The definitions provided herein are intended to facilitate understanding of certain terms frequently used herein and are not meant to limit the scope of the present invention.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, and the like disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are illustrative, and thus the present invention is not limited to those shown in the drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술된 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기재된 수치 파라미터는 당업자가 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하여 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다.Unless otherwise indicated, all numbers expressing feature sizes, amounts, and physical characteristics used in the specification and claims are to be understood as being modified in all instances by the term "about ". Accordingly, unless indicated to the contrary, the numerical parameters set forth in the foregoing specification and attached claims are approximations that may vary depending upon the desired properties sought to be obtained by those skilled in the art using the teachings herein.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시예를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 그 의미에 "및/또는"을 포함하는 것으로 사용된다.As used in this specification and the appended claims, the singular forms "a", "an" and "the" include embodiments having a plurality of referents unless the context clearly dictates otherwise . As used in this specification and the appended claims, the term "or" is generally used to include "and / or" in its meaning unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에 사용되는 경우, "하부", "상부", "밑", "아래", "위", 및 "상부에"를 포함하지만 이로 제한되지 않는 공간적으로 관련된 용어는 설명의 편의를 위해 다른 요소에 대한 요소(들)의 공간적 관계를 기술하기 위해 이용된다. 이러한 공간적으로 관련된 용어는 도면에 나타내어지고 본 명세서에 기재된 특정한 배향 이외에도, 사용 중이거나 작동 중의 장치의 상이한 배향을 포함한다. 예를 들어, 도면에 도시된 물체가 반전되거나 뒤집히면, 다른 요소 아래에 또는 밑에 있는 것으로 이전에 기술된 부분이 그들 다른 요소 위에 있을 것이다.As used herein, spatially related terms, including but not limited to "lower," "upper," "lower," "lower," "above, Is used to describe the spatial relationship of the element (s) to the element. These spatially related terms encompass different orientations of the device in use or in operation, as well as the particular orientations shown in the drawings and described herein. For example, if the objects shown in the figures are inverted or inverted, there will be portions previously described as being below or underneath other elements over those other elements.
본 명세서에서 상에서, 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 한, 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the present specification, in the case of the description of the positional relationship, for example, the positional relationship between the two parts is described as 'on', 'above', 'below', and 'next to' , There may be more than one other part between the two parts, unless the expressions " right " or " direct " are used.
본 명세서 상에서, "갖는다", "포함한다", "구비한다" 등이 사용되는 경우, 그들의 개방적 의미로 사용되고, '~만'이라는 표현이 사용되지 않는 한 기술된 사항 이외의 다른 사항이 추가될 수 있다. In the present specification, when "having", "including", "having", and the like are used, they are used in their open sense, and other matters other than those described are added unless the expression " .
이하, 본 발명의 실시예들을 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예들의 각각의 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each of the features of the embodiments of the present invention can be combined or combined with each other partly or entirely, and technically various interlocking and driving are possible.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 충전 모듈의 단면도를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 충전 모듈의 사시도를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a sectional view of a wireless charging module according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a wireless charging module according to the first embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 충전 모듈은, 차폐 유닛(300), 코일(200) 및 방열 유닛(100)을 포함한다. 이때, 차폐 유닛(300) 상에 코일(200)이 배치되며, 코일(200) 상에 방열 유닛(100)이 배치된다. 즉, 차폐 유닛(300)과 방열 유닛(100) 사이에 코일(200)이 배치된다.Referring to FIGS. 1 and 2, a wireless charging module according to a first embodiment of the present invention includes a
차폐 유닛(300)은 코일에서 유도되는 자기장을 차폐하는 역할을 한다. The
코일(200)은 휴대용 전자 기기에 설치되어 배터리와 전기적으로 연결되는 수신 코일, 또는 무선 충전 송신 장치에 설치되는 송신 코일일 수 있다. 수신 코일 및 송신 코일은 자기장을 유도하여 유도 기전력을 발생시켜 배터리를 충전할 수 있다. The
하지만, 코일(200)은 충전 중에 많은 열을 발생시키며, 이는 무선 충전 모듈을 포함하는 장치 등의 온도를 상승시키고, 배터리의 수명 등에 영향을 미친다. 본 발명의 무선 충전 모듈은 방열 유닛(100)을 포함하여, 이러한 코일(200)에서 발생되는 열을 분산시키고, 일정 온도 범위를 유지시킬 수 있다.However, the
종래에는 이러한 열 확산을 위한 구조가 사용되었으나, 이러한 구조는 Cu, Ag, Ni, Al 또는 이들의 합금과 같은 판 형상의 열전도성 금속층으로 이루어졌다. 이러한 구조가 코일 상에 배치되는 경우, 코일에서 유도되는 자기장에 영향을 미치기 때문에, 종래에는 코일과 차폐 유닛이 서로 인접하고 배치되고, 차폐 유닛의 하부에 방열 구조가 배치되었다. 즉, 코일과 방열 유닛 사이에 차폐 유닛이 배치되었으며, 이로 인해 코일의 열을 분산하기 어려웠다. 또한, 코일이 수신 코일로서 휴대용 전자 기기에 설치되는 경우, 코일에서 발생된 열이 차폐 유닛을 통해 배터리에 전달되며, 배터리 작동에 영향을 줄 수 있었다. Conventionally, such a structure for thermal diffusion is used, but this structure is made of a plate-shaped thermally conductive metal layer such as Cu, Ag, Ni, Al or an alloy thereof. In the case where such a structure is disposed on a coil, the coil and the shielding unit are disposed adjacent to each other and the heat-radiating structure is disposed below the shielding unit, because it affects the magnetic field induced in the coil. That is, a shielding unit is disposed between the coil and the heat-dissipating unit, which makes it difficult to disperse the heat of the coil. In addition, when the coil is installed in the portable electronic device as the receiving coil, the heat generated in the coil is transmitted to the battery through the shielding unit, which may affect battery operation.
이에 본 발명의 방열 유닛(100)은 코일(200)로부터 유도된 자기장에 영향을 미치지 않고, 배터리의 충전 효율을 저하시키지 않는 구조를 가진다. 방열 유닛(100)은 단일층 또는 복수의 층으로 이루어질 수 있다. Accordingly, the
방열 유닛(100)은 열전도 시트 및 열전도 스트립 중 하나 이상을 포함한다. 방열 유닛(100)이 열전도 시트 및 열전도 스트립을 모두 포함하는 경우, 바람직하게는 열전도 시트가 열전도 스트립과 코일(200) 사이에 배치된다. The
또한, 방열 유닛(100)은 열전도 시트 또는 상기 열전도 스트립과, 코일(200) 사이에 배치되는 접착층을 더 포함할 수 있다. 접착층은 열전도성 테이프일 수 있다. Further, the
도면 상에는 도시하지 않았으나, 이러한 방열 유닛(100)은 히트 싱크와 연결될 수 있다. 히트 싱크는 열을 흡수하고 발산하는 역할을 한다. 이러한 히트 싱크는 휴대용 전자 기기의 하우징 또는 별도의 구성으로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 방열 유닛은 히트 싱크의 역할을 할 수 있는 구성에 연결되면 충분하다. Although not shown in the drawing, such a
방열 유닛(100)에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 도 3 내지 도 6은 본 발명의 방열 유닛의 구현예들을 도시한 도면이다.The
도 3을 참조하면, 방열 유닛은 판 형상의 열전도 시트(110)일 수 있다. 이러한 열전도 시트(110)는 흑연 또는 금속과 같은 자기장에 영향을 미치는 물질을 포함하지 않는다. Referring to FIG. 3, the heat dissipating unit may be a plate-shaped
이러한 열전도 시트(110)는 레진 및 열전도성 필러를 포함한다. 예를 들면, 레진은 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진을 포함한다. 또한, 열전도성 필러는 자기장에 영향을 주지 않으면서도 열전도도가 높은 세라믹 계열의 재료일 수 있다. 예를 들면, 열전도성 필러는 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The thermally
열전도 시트(110)는 단일층으로 이루어질 수 있다. 이러한 열전도 시트(110)는 적어도 일면에 접착성을 가질 수 있다. The
또한, 열전도 시트(110)는 휴대용 전자 기기 또는 무선 충전 송신 장치에 적용되기 적절한 두께를 가질 수 있다. 코일에 의해 생성된 자기장이 열전도 시트(110)를 통과할 수 있게 하기 위해, 이러한 열전도 시트(110)의 두께는 통과 전류의 주파수에서 표피 깊이(skin depth)보다 작을 수 있다. 예를 들면, 열전도 시트(110)의 두께는 5mm 이하일 수 있다. In addition, the thermally
도 4 및 도 5를 참조하면, 방열 유닛은 방사형으로 배치되는 열전도 스트립(120, 130)일 수 있다. 열전도 스트립(120, 130)은 복수 개의 스트립 형태를 가지며, 코일로부터 유도되는 자기장 방향과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 자기장 방향과 동일한 방향으로 방사형으로 배치되는 열전도 스트립(120, 130)은 코일로부터 유도되는 자기장에 영향을 미치지 않는다. 또한, 열전도 스트립(120, 130)은 와전류(eddy current)를 줄이기에 유리하다.Referring to FIGS. 4 and 5, the heat-dissipating unit may be a heat-conducting
이러한 열전도 스트립(120, 130)은 금속, 흑연, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 열전도성 물질을 포함한다. 바람직하게는, 열전도 스트립(120, 130)은 열전도성이 높은 금속을 포함할 수 있다. 이러한 스트립 형상의 방열 유닛은 금속 또는 흑연과 같은 물질로 형성되더라도, 자기장에 영향을 미치지 않는다. The heat conduction strips 120 and 130 include a thermally conductive material selected from the group consisting of metal, graphite, aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof. Preferably, the heat
열전도 스트립(120)은 코일의 중심에 배치되지 않거나, 일부 열전도 스트립(130)이 코일 중심에서 연결될 수도 있다. The heat conduction strips 120 may not be located at the center of the coil, or some heat conduction strips 130 may be connected at the coil center.
열전도 스트립(120, 130)은 자기장에 영향을 미치지 않는 크기로 형성될 수 있다. 예를 들면, 열전도 스트립(120, 130)의 폭은 5 mm 이하이고, 두께는 60㎛ 이하일 수 있다. The heat
열전도 스트립(120, 130)은 단일층으로 이루어질 수 있다. 이러한 열전도 스트립(120, 130)은 적어도 일면에 접착성을 가질 수 있다. The heat
도 6을 참조하면, 방열 유닛은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 방열층(140) 및 접착층(150)을 포함한다. 이때, 방열층(140)은 열전도 시트 및 열전도 스트립 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 열전도 시트 또는 열전도 스트립은 상술한 열전도 시트 또는 열전도 스트립과 같다. Referring to FIG. 6, the heat-dissipating unit may be formed of a plurality of layers. For example, a
방열층(140)은 단일층 또는 복수의 층일 수 있다. 방열층(140)이 열전도 시트 및 열전도 스트립을 모두 포함하는 경우, 바람직하게는 코일과 열전도 스트립 사이에 열전도 시트가 배치될 수 있다. The heat-radiating
방열층(140)과 코일 사이에 접착층(150)이 배치된다. 즉, 열전도 시트 또는 열전도 스트립과, 코일 사이에 배치되는 접착층(150)이 배치될 수 있다. An adhesive layer 150 is disposed between the
이러한 접착층(150)은 방열층(140)과 코일 사이의 거리를 유지하며, 방열층(140)을 코일과 접착되도록 하여 방열 성능을 더 개선할 수 있다. 또한, 접착층(150)은 접착 테이프일 수 있다. 예를 들면, 접착층(150)은 1000㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. The adhesive layer 150 maintains a distance between the
이때, 방열 성능을 보다 개선하기 위해, 접착층(150)은 열전도성 테이프일 수 있다. 열전도성 테이프는 레진 및 열전도성 필러를 포함한다. 예를 들면, 레진은 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진을 포함한다. 또한, 열전도성 필러는 자기장에 영향을 주지 않으면서도 열전도도가 높은 세라믹 계열의 재료일 수 있다. 예를 들면, 열전도성 필러는 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.At this time, in order to further improve the heat radiation performance, the adhesive layer 150 may be a thermally conductive tape. The thermally conductive tape includes a resin and a thermally conductive filler. For example, the resin includes an acrylic resin or a silicone-based resin. Further, the thermally conductive filler may be a ceramic-based material having high thermal conductivity without affecting the magnetic field. For example, the thermally conductive filler may be selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof.
따라서, 본 발명에 따른 무선 충전 모듈은 코일에 인접하게 배치된 방열 유닛을 포함하여, 방열성능을 개선할 수 있다. 나아가, 이러한 방열 유닛은 코일로부터 유도되는 자기장에 영향을 미치지 않아 충전 효율을 저하시키지 않을 수 있다. Therefore, the wireless charging module according to the present invention includes the heat-radiating unit disposed adjacent to the coil, so that the heat-radiating performance can be improved. Furthermore, such a heat-dissipating unit does not affect the magnetic field induced from the coil and may not lower the charging efficiency.
이어서, 도 7 및 도 8을 참조하여, 제2 실시예에 따른 무선 충전 모듈을 설명한다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 내용은 생략할 수 있으며, 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 충전 모듈의 단면도를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 충전 모듈의 사시도를 도시한 도면이다. Next, the wireless charging module according to the second embodiment will be described with reference to Figs. 7 and 8. Fig. The contents overlapping with the above-described embodiment may be omitted, and the same reference numerals denote the same components. FIG. 7 is a cross-sectional view of a wireless charging module according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a perspective view of a wireless charging module according to a second embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 충전 모듈은, 차폐 유닛(300), 코일(200), 열전도성 몰드층(400) 및 방열 유닛(100)을 포함한다. 이때, 차폐 유닛(300) 상에 코일(200)이 배치되며, 코일(200) 상에 방열 유닛(100)이 배치된다. 7 and 8, a wireless charging module according to a second embodiment of the present invention includes a
또한, 코일(200)은 열전도성 몰드층(400)에 매립된다. 열전도성 몰드층(400)은 코일(200)과 코일(200) 사이에 배치되어, 코일(200) 사이의 공기가 가열되는 것을 방지하며, 코일을 고정할 수 있다. 즉, 차폐 유닛(300)과 방열 유닛(100) 사이에 코일(200) 및 열전도성 몰드층(400)이 배치된다. In addition, the
열전도성 몰드층(400)은 레진 및 열전도성 필러를 포함한다. 예를 들면, 레진은 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진을 포함한다. 또한, 열전도성 필러는 자기장에 영향을 주지 않으면서도 열전도도가 높은 세라믹 계열의 재료일 수 있다. 예를 들면, 열전도성 필러는 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The thermally
열전도성 몰드층(400)은 코일(200)의 두께와 같거나 코일(200)의 두께보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 바람직하게는, 열전도성 몰드층(400)의 두께는 코일(200)의 두께와 동일할 수 있다. The thermally
열전도성 몰드층(400)은 열에 의한 경화 또는 시간에 의한 경화로 경화될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The thermally
차폐 유닛(300)은 코일에서 유도되는 자기장을 차폐하는 역할을 한다. 코일(200)은 휴대용 전자 기기에 설치되어 배터리와 전기적으로 연결되는 수신 코일, 또는 무선 충전 송신 장치에 설치되는 송신 코일일 수 있다. 수신 코일 및 송신 코일은 자기장을 유도하여 유도기전력을 발생시켜 배터리를 충전할 수 있다. 방열 유닛(100)은 코일(200)에서 발생되는 열을 분산시키고, 일정 온도 범위를 유지시킬 수 있다.The
방열 유닛(100)은 열전도 시트 또는 열전도 스트립을 포함한다. 또한, 열전도 시트 또는 열전도 스트립과, 코일(200) 사이에 배치되는 접착층을 더 포함할 수 있다. 이러한 접착층은 열전도성 테이프일 수 있다. 이러한 방열 유닛(100)은 앞서 도 3 내지 도 6에서 설명된 방열 유닛일 수 있으며, 코일(200)로부터 유도된 자기장에 영향을 미치지 않고, 배터리의 충전 효율을 저하시키지 않는 구조를 가진다. The heat-dissipating
또한, 도면 상에는 도시하지 않았으나, 이러한 방열 유닛(100)은 히트 싱크와 연결될 수 있다. 히트 싱크는 열을 흡수하고 발산하는 역할을 한다. 이러한 히트 싱크는 휴대용 전자 기기의 하우징 또는 별도의 구성으로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 방열 유닛은 히트 싱크의 역할을 할 수 있는 구성에 연결되면 충분하다.Also, although not shown in the drawing, such a
이하 실험 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 보다 예시적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. The following examples are intended to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.
비교예 1 (a)Comparative Example 1 (a)
도 9는 비교예 1에 따른 무선 충전 모듈을 도시한 도면이다. 도 9를 참조하면, 제1 코일(20) 및 제1 차폐 유닛(10)을 서로 인접하게 배치하고, 제2 코일(200) 및 제2 차폐 유닛(300)을 서로 인접하게 배치하였다. 또한, 제2 차폐 유닛(300) 하부에 1.5mm 두께의 알루미늄판인 히트 싱크(500)를 배치하였다. 일반적으로 양 코일 사의의 거리는 5 mm 미만이나, 보다 높은 열을 발생하여 그 효과를 확인하기 위하여, 제1 코일(20)과 제2 코일(200) 사이의 거리는 8 mm 로 배치하였으며, 제2 차폐 유닛(300)과 히트 싱크(500) 사이의 거리는 10 mm 로 배치하였다. 9 is a diagram showing a wireless charging module according to Comparative Example 1. FIG. Referring to FIG. 9, the
이어서, 5 W를 연속적으로 공급하며, 30분 후에 온도를 열 카메라(FLIR)로 측정하였다. Subsequently, 5 W was continuously supplied, and after 30 minutes the temperature was measured with a thermal camera (FLIR).
실시예 1 (b)Example 1 (b)
도 10은 실시예 1에 따른 무선 충전 모듈을 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 1mm 두께의 열전도 시트(110)를 제2 코일(200) 상에 배치하면서, 열전도 시트(110)가 히트 싱크(500)와 연결되도록 하는 것 외에 비교예 1과 동일하게 배치하였다. 이러한 열전도 시트(110)는 2 W/m·K의 열전도율을 가졌다. 10 is a diagram showing a wireless charging module according to the first embodiment. 10, a heat
이어서, 5 W를 연속적으로 공급하며, 30분 후에 온도를 열 카메라(FLIR)로 측정하였다. Subsequently, 5 W was continuously supplied, and after 30 minutes the temperature was measured with a thermal camera (FLIR).
실시예 2 (c)Example 2 (c)
도 11은 실시예 2에 따른 무선 충전 모듈을 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 2 mm 폭 및 50 ㎛의 두께를 가지는 구리 스트립인 열전도 스트립(120)를 제2 코일(200) 상에 배치하면서, 열전도 스트립(120)이 히트 싱크(500)와 연결되도록 하는 것 외에 비교예 1과 동일하게 배치하였다. 11 is a diagram showing a wireless charging module according to the second embodiment. 11, a heat
이어서, 5 W를 연속적으로 공급하며, 30분 후에 온도를 열 카메라(FLIR)로 측정하였다. Subsequently, 5 W was continuously supplied, and after 30 minutes the temperature was measured with a thermal camera (FLIR).
비교예 2 (d) 및 비교예 3 (e)Comparative Example 2 (d) and Comparative Example 3 (e)
도 12는 비교예 2 및 비교예 3에 따른 무선 충전 모듈을 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 2 mm 폭 및 50 ㎛의 두께를 가지는 구리 스트립인 열전도 스트립(120)를 제2 코일(200) 상에 배치하면서, 열전도 스트립(120)이 히트 싱크(500)와 연결되도록 하고, 상기 열전도 스트립(120) 상에 열전도 시트(110)를 추가로 중첩되도록 배치하는 것 외에 비교예 1과 동일하게 배치하였다. 이때, 비교예 2의 열전도 시트(110)는 1.5 W/m·K의 열전도율을 가지고, 비교예 3의 열전도 시트(110)는 2 W/m·K의 열전도율을 가졌다. 12 is a diagram showing a wireless charging module according to Comparative Example 2 and Comparative Example 3; 11, a heat
이어서, 5 W를 연속적으로 공급하며, 30분 후에 온도를 열 카메라(FLIR)로 측정하였다. Subsequently, 5 W was continuously supplied, and after 30 minutes the temperature was measured with a thermal camera (FLIR).
그 결과는 도 13에 나타내었다. 도 13은 실시예와 비교예의 방열 성능을 도시한 그래프이다. 도 13을 참조하면, 피크 온도는 코일에서 가장 높은 온도를 나타내며, 평균 온도는 코일 전면적의 평균 온도를 의미한다. The results are shown in Fig. 13 is a graph showing the heat radiation performance of the embodiment and the comparative example. Referring to FIG. 13, the peak temperature indicates the highest temperature in the coil, and the average temperature means the average temperature of the entire coil.
비교예 1의 무선 충전 모듈에서 피크 온도는 44.8℃이고, 평균 온도는 43.8℃였다. 반면에, 열전도 시트를 사용한 실시예 1의 무선 충전 모듈에서 피크 온도는 43.9℃이고, 평균 온도는 42.9℃였으며, 비교예 1과 비교하여 피크 온도와 평균 온도 모두 낮아졌음을 확인할 수 있다. 또한, 열전도 스트립을 사용한 실시예 2의 무선 충전 모듈은 피크 온도가 48.2℃이고, 평균 온도는 42.7℃ 였다. 따라서, 비교예 1과 비교하여 평균 온도가 낮아진 것을 확인할 수 있다. In the wireless charging module of Comparative Example 1, the peak temperature was 44.8 캜 and the average temperature was 43.8 캜. On the other hand, the peak temperature and the average temperature of the wireless charging module of Example 1 using the heat conductive sheet were 43.9 ° C and 42.9 ° C, respectively, and it was confirmed that both the peak temperature and the average temperature were lower than those of Comparative Example 1. Further, the wireless charging module of Example 2 using the heat conductive strip had a peak temperature of 48.2 占 폚 and an average temperature of 42.7 占 폚. Therefore, it can be confirmed that the average temperature is lowered as compared with Comparative Example 1.
한편, 비교예 2 및 비교예 3을 살펴보면, 열전도 스트립과 열전도 시트를 중첩하는 경우, 그 열전도 효과가 개선되는 것이 아니라, 오히려 피크 온도와 평균 온도가 모두 높아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 코일로부터 발생된 열이 열전도 스트립을 통해 히트 싱크로 전달되는 대신 열전도 시트에 유지되기 때문이다. 따라서, 열전도 시트 및 열전도 스트립이 중첩되는 경우, 열전도 시트가 열전도 스트립과 코일 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 열전도 시트가 히트 싱크와 연결되는 것이 바람직하다.On the other hand, in the case of Comparative Example 2 and Comparative Example 3, it was confirmed that the heat conduction effect was not improved when the heat conduction strip and the heat conduction sheet were overlapped, but the peak temperature and the average temperature were both increased. This is because the heat generated from the coil is held in the heat conductive sheet instead of being transmitted to the heat sink through the heat conductive strip. Therefore, when the thermally conductive sheet and the thermally conductive strip are overlapped, it is preferable that the thermally conductive sheet is disposed between the thermally conductive strip and the coil. Further, it is preferable that the heat conductive sheet is connected to the heat sink.
이상에서 본 발명에 따른 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 범위도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed to cover not only the following claims, but also their equivalents.
100: 방열 유닛, 110: 열전도 시트, 120, 130: 열전도 스트립, 140: 방열층, 150: 접착층, 200: 코일, 300: 차폐 유닛, 400: 열전도성 몰드층, 500: 히트 싱크The present invention relates to a heat sink and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a heat sink and a heat sink,
Claims (15)
상기 차폐 유닛 상에 배치된 코일; 및
상기 코일 상에 배치된 방열 유닛
을 포함하고,
상기 방열 유닛은 열전도 시트 및 열전도 스트립 중 하나 이상을 포함하는, 무선 충전 모듈.Shielding unit;
A coil disposed on the shielding unit; And
The heat dissipation unit
/ RTI >
Wherein the heat dissipation unit includes at least one of a heat conduction sheet and a heat conduction strip.
열전도성 몰드층을 더 포함하고,
상기 코일은 상기 열전도성 몰드층에 매립되는, 무선 충전 모듈.The method according to claim 1,
Further comprising a thermally conductive mold layer,
Wherein the coil is embedded in the thermally conductive mold layer.
상기 열전도성 몰드층은 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진을 포함하는, 무선 충전 모듈.3. The method of claim 2,
Wherein the thermally conductive mold layer comprises an acrylic resin or a silicone-based resin.
상기 열전도성 몰드층은 열전도성 필러를 포함하고,
상기 열전도성 필러는 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 무선 충전 모듈.3. The method of claim 2,
Wherein the thermally conductive mold layer comprises a thermally conductive filler,
Wherein the thermally conductive filler is selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof.
상기 열전도성 몰드층은, 상기 코일의 두께와 같거나 상기 코일의 두께보다 더 큰 두께를 가지는, 무선 충전 모듈. 3. The method of claim 2,
Wherein the thermally conductive mold layer has a thickness equal to or greater than a thickness of the coil.
상기 열전도 시트 또는 상기 열전도 스트립과, 상기 코일 사이에 배치되는 접착층을 더 포함하는, 무선 충전 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising an adhesive layer disposed between said thermally conductive sheet or said thermally conductive strip and said coil.
상기 접착층은 열전도성 테이프인, 무선 충전 모듈.The method according to claim 6,
Wherein the adhesive layer is a thermally conductive tape.
상기 열전도성 테이프는 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진을 포함하는, 무선 충전 모듈.8. The method of claim 7,
Wherein the thermally conductive tape comprises an acrylic resin or a silicone-based resin.
상기 열전도성 테이프는 열전도성 필러를 포함하고,
상기 열전도성 필러는 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 무선 충전 모듈.8. The method of claim 7,
Wherein the thermally conductive tape comprises a thermally conductive filler,
Wherein the thermally conductive filler is selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof.
상기 열전도 시트는 아크릴계 레진 또는 실리콘계 레진을 포함하는, 무선 충전 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the thermally conductive sheet comprises an acrylic resin or a silicone-based resin.
상기 열전도 시트는 열전도성 필러를 포함하고,
상기 열전도성 필러는 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 무선 충전 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the thermally conductive sheet comprises a thermally conductive filler,
Wherein the thermally conductive filler is selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide, and combinations thereof.
상기 열전도 스트립은 방사형으로 배치되며, 상기 코일로부터 유도되는 자기장 방향과 동일한 방향으로 연장되는, 무선 충전 모듈. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the thermally conductive strip is radially disposed and extends in the same direction as the direction of the magnetic field derived from the coil.
상기 열전도 스트립은 금속, 흑연, 수산화 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 실리콘, 산화 마그네슘, 산화 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 열전도성 물질을 포함하는, 무선 충전 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the thermally conductive strip comprises a thermally conductive material selected from the group consisting of a metal, graphite, aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide and combinations thereof.
상기 방열 유닛은 열전도 시트 및 열전도 스트립을 포함하고,
상기 열전도 시트가 상기 코일 및 상기 열전도 스트립 사이에 배치되는, 무선 충전 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the heat dissipation unit includes a heat conduction sheet and a heat conduction strip,
Wherein the thermally conductive sheet is disposed between the coil and the thermally conductive strip.
상기 방열 유닛은 히트 싱크와 연결되는, 무선 충전 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
And the heat dissipation unit is connected to the heat sink.
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|---|---|---|---|
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