WO2013169017A1 - 자성 시트, 자성 시트의 제조 방법, 및 자성 시트를 포함하는 안테나 - Google Patents

자성 시트, 자성 시트의 제조 방법, 및 자성 시트를 포함하는 안테나 Download PDF

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WO2013169017A1
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magnetic sheet
material layer
layer
green sheets
magnetic
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류병훈
성원모
안원기
조광묵
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Definitions

  • the present invention relates to a magnetic sheet, a method for manufacturing a magnetic sheet, and an antenna including a magnetic sheet, and more particularly, a magnetic sheet capable of adjusting magnetic permeability through a different material layer, a method for manufacturing a magnetic sheet, and a magnetic sheet. It relates to an antenna.
  • Magnetic materials are used for various electromagnetic shielding applications or EMI suppression of conductive wires, etc., and have a wide range of applications because they have various types and properties depending on the synthesis of materials. In recent years, magnetic materials have been used in RF components such as antennas, EMC cores, power inductors, and broadband transformers.
  • Magnetic material may be manufactured in a thin sheet form.
  • the magnetic sheet may be manufactured by various methods.
  • One example is as follows. First, the powder is prepared by various methods such as a solid phase method and a wet method. Thereafter, the powder is mixed with a binder, a plasticizer, a dispersant, and the like to prepare a slurry. The mixed slurry is thinly applied using a doctor blade casting equipment or the like and then dried. The sheet completed until the drying step is generally referred to as a green sheet. The green sheet may then undergo a firing process. When baking, many green sheets may be laminated
  • the reason why a magnetic body or a magnetic sheet is manufactured and used in an RF component or the like is that magnetic permeability is present in the magnetic body. Since the magnetic permeability value of a magnetic material generally depends on the components constituting the magnetic material and the manufacturing process, in order to change the permeability characteristics, a method of changing the components of the raw material itself or adjusting various heat treatment temperatures in the manufacturing process is used. come. In recent years, however, there has been an urgent need to develop technologies that can easily control the permeability.
  • An object of the present invention is to provide a technique that can easily adjust the permeability value of the magnetic sheet by adding a process for forming a dissimilar material layer on the green sheet.
  • a heterogeneous material layer in the magnetic sheet manufactured by laminating and firing a plurality of green sheets, may be formed after forming a heterogeneous material layer on at least one of both surfaces or a part of one surface of the plurality of green sheets. It provides a magnetic sheet characterized in that.
  • the dissimilar material layer provides a magnetic sheet, characterized in that formed by applying a paste of a mixture of dissimilar material powder and an organic solvent.
  • the dissimilar material layer, the magnetic sheet, characterized in that the cobalt component is characterized in that the cobalt component.
  • the heterogeneous material layer provides a magnetic sheet, which is formed by applying cobalt paste to a partial region of both surfaces or one surface of at least one of the plurality of green sheets.
  • the cobalt paste may be at least one of cobalt oxide (II) (CoO), cobalt oxide (III) (Co 2 O 3 ), cobalt oxide (IV) (CoO 2 ), and tricobalt tetraoxide (Co 3 O 4 ). It provides a magnetic sheet characterized in that and an organic solvent is mixed.
  • the dissimilar material layer provides a method for producing a magnetic sheet, characterized in that formed by applying a paste mixed with a dissimilar material powder and an organic solvent.
  • the dissimilar material layer, the cobalt component is provided, it provides a method for producing a magnetic sheet.
  • the heterogeneous material layer may be formed by applying cobalt paste to a partial region of both surfaces or one surface of at least one of the plurality of green sheets.
  • the cobalt paste may be at least one of cobalt oxide (II) (CoO), cobalt oxide (III) (Co 2 O 3 ), cobalt oxide (IV) (CoO 2 ), and tricobalt tetraoxide (Co 3 O 4 ). It provides a method for producing a magnetic sheet characterized in that and an organic solvent is mixed.
  • a magnetic sheet is attached to the magnetic sheet, but is attached to the first radiator and the magnetic sheet attached to a surface on which the area on which the dissimilar material layer is formed is attached, and the dissimilar material layer is formed.
  • An antenna is provided that includes a second radiator attached to a surface on which a non-region is projected.
  • a heterogeneous material layer is formed on both surfaces or one surface of at least one of the plurality of green sheets, and then laminated,
  • the material layer may be formed on a first layer formed on at least one surface of at least one of the plurality of green sheets or at a portion of one surface of the plurality of green sheets, and at a partial region where the first layer is not formed on at least one surface of at least one of the plurality of green sheets.
  • a second layer having a component different from the components constituting the first layer.
  • the dissimilar material layer provides a magnetic sheet, characterized in that formed by applying a paste of a mixture of dissimilar material powder and an organic solvent.
  • the manufacturing method of manufacturing a magnetic sheet formed by laminating and baking a plurality of green sheets before laminating the plurality of green sheets, at least one or both surfaces or one surface of the plurality of green sheets. And forming a dissimilar material layer in the dissimilar material layer, wherein the dissimilar material layer is formed on at least one side of at least one of the plurality of green sheets or at least one side of at least one of the plurality of green sheets. Or a second layer having a component different from a component constituting the first layer and formed on a portion of the surface where the first layer is not formed.
  • the dissimilar material layer provides a method for producing a magnetic sheet, characterized in that formed by applying a paste mixed with a dissimilar material powder and an organic solvent.
  • a magnetic sheet, a first radiator attached to the magnetic sheet and attached to the surface on which the area on which the first layer is formed is attached to the magnetic sheet, and attached to the surface on which the area on which the second layer is formed is projected It provides an antenna comprising a second radiator.
  • the magnetic permeability value of the magnetic sheet can be easily adjusted.
  • the permeability value may be different only in a part of the magnetic sheet.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the magnetic sheet according to the first embodiment of the present invention separated from the green sheet prior to lamination.
  • FIG 3 is a graph showing the magnetic permeability value of the magnetic sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating an example of a magnetic sheet and an antenna including the same according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a magnetic sheet separated from a green sheet before being laminated according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating an example of a magnetic sheet and an antenna including the same according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating a magnetic sheet separated into a state before lamination of a green sheet according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a view for explaining the magnetic permeability value of the magnetic sheet according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating an example of a magnetic sheet and an antenna including the same according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention.
  • the magnetic sheet 100 may be manufactured in a multilayer form by laminating and firing a plurality of green sheets 10.
  • the plurality of green sheets 10 to be laminated are generally the same type of material.
  • the magnetic sheet 100 has been manufactured by preselecting any one of components such as Ni-Zn ferrite, Mn-Zn ferrite, Ni-Zn-Cu ferrite, etc. according to the intention of the manufacturer.
  • a technique of laminating heterogeneous green sheets 10 without laminating only homogeneous green sheets 10 may be considered. That is, the permeability can be adjusted by stacking heterogeneous green sheets 10 having different permeability values, changing the stacking order, or changing the type of the stacked green sheets 10.
  • the green sheets 10 made of different materials are laminated to each other and fired, there is a problem in that the process for joining is difficult and the process is complicated due to the difference in shrinkage. Therefore, the idea of manufacturing the magnetic sheet 100 by stacking heterogeneous green sheets 10 is simple, but there have been various difficulties in actual implementation.
  • the magnetic sheet 100 according to an embodiment of the present invention is intended to solve the above-mentioned difficulties, and will be described in detail below with reference to the embodiments.
  • the magnetic sheet 100 according to the first embodiment of the present invention is manufactured by partially forming a heterogeneous material layer 20 on at least one of the plurality of green sheets 10 and then laminating and baking the same. That is, before stacking the plurality of green sheets 10, the heterogeneous material layer 20 is first formed in some regions of both surfaces or one surface of at least one of the plurality of green sheets 10, and then the plurality of green sheets. The sheet 10 is laminated and then fired.
  • the heterogeneous material layer 20 is formed on a portion of the upper surface of the green sheet 10. Since the heterogeneous material layer 20 is formed on at least one of the plurality of green sheets 10, the hetero material layer 20 does not have to be formed on only one green sheet 10. That is, the heterogeneous material layer 20 may be formed on one or more green sheets 10. In addition, the heterogeneous material layer 20 is formed on both surfaces or one surface of the green sheet 10, but is formed only on the upper surface in FIG. 2, but may be formed on the entire upper or lower surface or only on the lower surface.
  • the magnetic permeability of the finally obtained magnetic sheet 100 may be partially adjusted. That is, the magnetic permeability is measured differently on the surface on which the region on which the dissimilar material layer 20 is formed is projected and on the surface that is not. Therefore, such a structure may be utilized to implement different permeability characteristics within one magnetic sheet 100.
  • the heterogeneous material layer 20 may be formed by applying a paste. Specifically, a paste obtained by mixing a powder of a different material from that of the green sheet 10 to be coated with an organic solvent may be applied. In this case, the coating means coating on one or both surfaces of the green sheet 10, and may be applied using a printing method such as a silk screen.
  • the dissimilar material powder component naturally penetrates into the magnetic sheet 100 and diffuses during the heat treatment process.
  • the magnetic permeability of the magnetic sheet 100 is controlled by the diffused dissimilar material component. Therefore, it is preferable to select an organic solvent effective for the diffusion of different materials to prepare a paste.
  • a method of controlling the type or content of the components included in the dissimilar material layer 20 may be used.
  • only controlling the thickness of the dissimilar material layer 20 has an effect of finely adjusting the permeability.
  • the heterogeneous material layer 20 may be adjusted by changing the number of coatings.
  • the heterogeneous material layer 20 may include a cobalt (Co) component.
  • Co cobalt
  • a portion indicated by A in FIG. 3 is a magnetic permeability of the magnetic sheet 100 that does not form the heterogeneous material layer 20 and has a permeability value of about 20 in a 10-100 MHz section.
  • the portion B denotes a magnetic permeability of the magnetic sheet 100 having the heterogeneous material layer 20 including the cobalt component, and has a magnetic permeability value of about 5. In other words, it can be confirmed through experiments that B has a lower permeability value than A.
  • a method of applying a cobalt paste in order to include the cobalt component may be applied.
  • the cobalt paste is selected or combined with at least one of cobalt (II) oxide (CoO), cobalt oxide (III) oxide (Co 2 O 3 ), cobalt oxide (IV) (CoO 2 ), tricobalt tetraoxide (Co 3 O 4 ).
  • the coating means coating on one or both surfaces of the green sheet 10, and may be applied using a printing method such as a silk screen.
  • the cobalt component When the cobalt paste is used, the cobalt component naturally penetrates into the magnetic sheet 100 and diffuses during the heat treatment process of the stacked green sheets 10.
  • the magnetic permeability of the magnetic sheet 100 is controlled by the diffused cobalt component. Therefore, it is preferable to select an organic solvent effective for the diffusion of the cobalt powder to produce a cobalt paste.
  • the heterogeneous material layer 20 in the present invention does not always have to include a cobalt component. That is, it will be said that it is also within the scope of the present invention to apply so that other components other than cobalt components may be included in the heterogeneous material layer 20.
  • different types of ferrite may be applied in the form of a paste different from the green sheet 10 to form a dissimilar material layer 20, or a paste may be manufactured using a metal powder other than cobalt. This application may be variously modified according to the design intention of the magnetic sheet maker.
  • a magnetic powder is prepared (S100), and a slurry is prepared by mixing the prepared magnetic powder with a binder, a plasticizer, a dispersant, and the like (S200).
  • a slurry is prepared by mixing the prepared magnetic powder with a binder, a plasticizer, a dispersant, and the like (S200).
  • the magnetic powder Ni-Zn ferrite, Mn-Zn ferrite, Ni-Zn-Cu ferrite, or the like may be used.
  • the present invention is not limited thereto, and other types of magnetic powder may be used according to the intention of the manufacturer.
  • the mixed slurry is processed into a green sheet 10 by using a doctor blade casting (Doctor Blade Casting) equipment (S300).
  • a step (S400) of forming a heterogeneous material layer 20 on both surfaces or one surface of at least one of the plurality of green sheets 10 is included.
  • the heterogeneous material layer 20 is formed, after stacking a plurality of green sheets 10 (S500) and firing them (S600), the magnetic sheet 100 may be completed.
  • the dissimilar material layer 20 is formed only on a part of the green sheet 10. It can be formed.
  • the description of the dissimilar material layer 20 formed only in a partial region is as described above.
  • a cobalt (Co) component cobalt (II) oxide (CoO), cobalt oxide (III) (Co 2 O 3 )
  • cobalt paste prepared by selecting or combining at least one of cobalt oxide (IV) (CoO 2 ) and tricobalt tetraoxide (Co 3 O 4 ) may be applied, a detailed description thereof will be omitted. Shall be.
  • the antenna will be described as an application for utilizing the magnetic sheet according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a plan view showing a magnetic sheet according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 5 (b) is a plan view showing an example of an antenna including a magnetic sheet according to the first embodiment of the present invention to be.
  • the magnetic sheet-attached antenna properties such as a resonant frequency, a gain, and a bandwidth change according to the magnetic permeability of the magnetic sheet 100.
  • NFC Near Field Communication
  • a plurality of radiators may be attached to one magnetic sheet 100. Multiple radiators may be attached to operate in different frequency bands or to implement operations of different functions.
  • the magnetic sheet 100 may be required to have different permeability values in order for each radiator to operate optimally. Because the magnetic permeability and permeability values of the magnetic sheet vary with frequency bands, they provide an unsuitable environment for other radiators operating in the second frequency band, even if the environment is suitable for radiators operating in any one of the first frequency bands. This can happen.
  • the magnetic sheet 100 may be divided into a region 110 in which a heterogeneous material layer is formed and a region 120 in which a heterogeneous material layer is not formed.
  • the magnetic sheet 100 may be divided into a plane projecting the region 110 in which the heterogeneous material layer is formed and a plane projecting the region 120 in which the heterogeneous material layer is not formed.
  • an example of an antenna including the magnetic sheet 100, the first radiator 210, and the second radiator 220 according to the first embodiment is provided.
  • the first radiator 210 is attached to a surface of the magnetic sheet 100 on which the region 110 on which the heterogeneous material layer is formed is projected.
  • the second radiator 220 is attached to a surface of the magnetic sheet 100 on which the region 120 on which the heterogeneous material layer is not formed is projected.
  • the magnetic permeability values of the magnetic sheet 100 to be applied to the first radiator 210 and the second radiator 220 may be independently selected.
  • the region 110 in which the heterogeneous material layer is formed may have various shapes and may be formed at various positions. As shown in FIG. 5, the region 110 in which the heterogeneous material layer is formed may have a rectangular shape and be formed to be close to half of the entire region. Alternatively, the region 110 in which the heterogeneous material layer is formed may be disposed in the center of the green sheet, and the region 120 in which the heterogeneous material layer is not formed may be divided into a shape surrounding the same. These shapes are merely exemplary and can be modified in various shapes according to the intention of the antenna designer.
  • the first radiator 210 and the second radiator 220 may also have various shapes, such as a spiral shape, a meander shape, and a loop shape, according to the intention of the antenna designer.
  • the first radiator 210 and the second radiator 220 operate as radiators of the antenna, and may be used in different applications and different frequency bands, or may be used in the same application and in the same frequency band.
  • the first radiator 210 may be used as a radiator for NFC
  • the second radiator 220 may be used as a radiator for wireless charging.
  • the use may be changed between the first and second radiators 210 and 220. However, these uses are merely exemplary and may be changed in various forms according to the intention of the antenna designer.
  • the magnetic sheet 100 according to the second embodiment of the present invention is manufactured by forming a heterogeneous material layer 20 on at least one of the plurality of green sheets 10 and then laminating and baking the same. That is, before stacking the plurality of green sheets 10, the heterogeneous material layer 20 is first formed in some regions of both surfaces or one surface of at least one of the plurality of green sheets 10, and then the plurality of green sheets. The sheet 10 is laminated and then fired.
  • the heterogeneous material layer 20 includes a first layer 21 and a second layer 22.
  • the first layer 21 is formed in a partial region of both surfaces or one surface of at least one of the plurality of green sheets 10, and the second layer 22 is formed in a partial region in which the first layer 21 is not formed. Will be.
  • the components constituting the first layer 21 and the second layer 22 are different from each other.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the magnetic sheet according to the second embodiment of the present invention, it is confirmed that the first layer 21 and the second layer 22 is formed in a portion of the upper surface of the green sheet 10. Can be. Since the first layer 21 and the second layer 22 are formed on at least one of the plurality of green sheets 10, the first layer 21 and the second layer 22 need not be formed on only one green sheet 10. That is, it may be formed on one or more green sheets 10. In addition, it is formed on both sides or one surface of the green sheet 10, but is formed only on the upper surface in Figure 6, it may be formed on the entire upper or lower surface, or may be formed only on the lower surface.
  • the magnetic permeability of the finally obtained magnetic sheet 100 may be partially adjusted.
  • the permeability is measured differently on the surface on which the area on which the first layer 21 is formed is projected and on the surface on which the area on which the second layer 22 is formed is projected. Therefore, such a structure may be utilized to implement different permeability characteristics within one magnetic sheet 100.
  • the heterogeneous material layer 20 may be formed by applying a paste. Since the application and the detailed description thereof have been sufficiently described in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted herein.
  • a magnetic powder is prepared (S100), and a slurry is prepared by mixing the prepared magnetic powder with a binder, a plasticizer, a dispersant, and the like (S200).
  • a slurry is prepared by mixing the prepared magnetic powder with a binder, a plasticizer, a dispersant, and the like (S200).
  • the magnetic powder Ni-Zn ferrite, Mn-Zn ferrite, Ni-Zn-Cu ferrite, or the like may be used.
  • the present invention is not limited thereto, and other types of magnetic powder may be used according to the intention of the manufacturer.
  • the mixed slurry is processed into a green sheet 10 by using a doctor blade casting (Doctor Blade Casting) equipment (S300).
  • a step (S400) of forming a heterogeneous material layer 20 on both surfaces or one surface of at least one of the plurality of green sheets 10 is included.
  • the heterogeneous material layer 20 is formed, after stacking a plurality of green sheets 10 (S500) and firing them (S600), the magnetic sheet 100 may be completed.
  • the first layer 21 and the second layer 22 are formed, respectively. Just do it. Since the description of the structure in which the first layer 21 and the second layer 22 are separately formed is as described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the antenna will be described as an application for utilizing the magnetic sheet according to the second embodiment of the present invention.
  • Figure 7 (a) is a plan view showing a magnetic sheet according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 7 (b) is a plan view showing an example of an antenna including a magnetic sheet according to a second embodiment of the present invention to be.
  • the magnetic sheet attached antenna may attach a plurality of radiators to operate in different frequency bands or to implement operations of different functions.
  • the magnetic sheet 100 may be required to have different permeability values in order for each radiator to operate optimally. Because the magnetic permeability and permeability values of the magnetic sheet vary with frequency bands, they provide an unsuitable environment for other radiators operating in the second frequency band, even if the environment is suitable for radiators operating in any one of the first frequency bands. This can happen.
  • the magnetic sheet 100 according to the second embodiment of the present invention may be divided into an area 130 in which a first layer is formed and an area 140 in which a second layer is formed. . That is, based on the plan view, the magnetic sheet 100 may be divided into a plane projecting the region 130 on which the first layer is formed and a plane projecting the region 140 on which the second layer is formed.
  • an example of an antenna including the magnetic sheet 100, the first radiator 230, and the second radiator 240 according to the second embodiment is provided.
  • the first radiator 230 is attached to a surface of the magnetic sheet 100 that projects the region 130 on which the first layer is formed.
  • the second radiator 240 is attached to the surface of the magnetic sheet 100 on which the region 140 on which the second layer is formed is projected.
  • the magnetic permeability value of the magnetic sheet 100 to be applied to the first radiator 230 and the second radiator 240 may be independently selected.
  • the number and shape of the radiators may be changed according to the intention of the designer.
  • the shape and position of the region 130 in which the first layer is formed and the region 140 in which the second layer is formed may be naturally changed according to the intention of the designer.
  • other regions except for the region 130 in which the first layer is formed and the region 140 in which the second layer is formed may be used as a third region having different permeability values. That is, it is natural that a magnetic sheet having a structure combining the first and second embodiments can also be produced.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating a magnetic sheet separated into a state before lamination of a green sheet according to various embodiments of the present disclosure.
  • the magnetic sheet may be manufactured in a form consisting of one heterogeneous material layer (Single Function Sheet), two forms (Dual Function Sheet), four forms (Quad Function Sheet), or the like. They are functionally separated to implement different permeability values, but may be referred to as a multi-function one body sheet because they are structurally included in one sheet.
  • FIG. 9 there is shown a diagram for explaining a magnetic permeability value of a magnetic sheet according to a third embodiment of the present invention.
  • the permeability variation of each region shows different characteristics.
  • four areas having different permeability values from frequencies can be secured.
  • the graph shown in FIG. 9 since all four graphs are displayed as curves having different shapes, there is an advantage in that the sheet may be used to have a different purpose for each region.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating an example of a magnetic sheet and an antenna including the same according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and provides another structure applicable to a product.
  • an antenna operating in various service bands such as wireless charging, NFC, FM, T-DMB, and the like is provided.
  • the electrical length of the antenna must be changed according to the operating frequency band, and the magnetic permeability value of the magnetic sheet must be partially different according to the frequency band of each antenna.
  • antennas having different electrical lengths and shapes may be provided, respectively, and the magnetic sheet region to which each antenna is attached may have different material layers so as to have different permeability.
  • the heterogeneous material layer is preferably composed of n different layers.
  • the technical features of the present invention are not limited thereto, and modifications may be made such that some antennas having similar operating frequency bands share one layer. Also, if one antenna radiator is to operate in two or more service bands, a modification may be possible in which one antenna radiator is in contact with two or more layers.

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Abstract

본 발명은 자성 시트, 자성 시트의 제조 방법, 및 자성 시트를 포함하는 안테나에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 그린 시트를 적층 후 소성하여 제조하는 자성 시트에 있어서, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 이종 소재 레이어를 형성한 후 적층하는 것을 특징으로 하는 자성 시트가 제공된다.

Description

자성 시트, 자성 시트의 제조 방법, 및 자성 시트를 포함하는 안테나
본 발명은 자성 시트, 자성 시트의 제조 방법, 및 자성 시트를 포함하는 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이종 소재 레이어를 통해 투자율 조절이 가능한 자성 시트, 자성 시트의 제조 방법, 및 자성 시트를 포함하는 안테나에 관한 것이다.
자성체는 각종 전자파 차폐 용도 또는 도선의 EMI 억제 용도 등으로 애용되고 있으며, 재료의 합성에 따라 다양한 종류와 특성을 갖기 때문에 그 응용범위가 넓다. 최근에는 안테나, EMC Core, 파워인덕터, 광대역 변압기 등과 같은 RF 부품에 자성체가 활용되기도 한다.
자성체는 시트(sheet) 형태로 얇게 제작되기도 한다. 자성 시트는 다양한 방법으로 제조될 수 있는데, 한 가지 예를 설명하자면 다음과 같다. 먼저 고상법, 습식법 등 다양한 방법으로 분말을 제조한다. 그 후 분말을 바인더, 가소제, 분산제 등과 혼합하여 슬러리(slurry)를 제조한다. 혼합된 슬러리는 닥터 블레이드 캐스팅(Doctor Blade Casting) 장비 등을 이용하여 얇게 도포된 후 건조되는데, 건조 단계까지 완결된 시트를 일반적으로 그린 시트(green sheet)라고 칭한다. 그린 시트는 그 후 소성 과정을 거칠 수도 있다. 소성을 할 때에는 다수의 그린 시트를 적층하여 소성할 수도 있고, 한 장의 그린 시트만을 소성할 수도 있다.
그런데 이처럼 자성체 또는 자성 시트를 제조하여 RF 부품 등에 사용하는 이유는, 자성체에 투자율 특성이 존재하기 때문이다. 자성체의 투자율 값은 일반적으로 자성체를 구성하는 성분과 제조 공정에 의존하기 때문에, 투자율 특성에 변화를 주기 위해서는 원료의 구성 성분 자체에 변화를 주거나 제조 공정상의 각종 열처리 온도를 조절하는 방법 등을 활용하여 왔다. 그러나 최근에는 이러한 방법 이외에도 투자율을 손쉽게 조절할 수 있는 기술의 개발이 절실해졌다.
또한, 종래에는 하나의 자성 시트의 일부 영역에서만 투자율 값이 상이하게 나타나도록 하는 기술은 구현되지 않았다. 그러나 최근에는 하나의 자성 시트 내에서 서로 상이한 기능을 갖는 각종 RF부품이 동시에 실장되거나, 서로 상이한 대역에서 동작하는 안테나가 동시에 실장되는 경우가 있는바, 이들 각 부품마다 투자율 값을 다르게 적용하기 위해서는 자성 시트의 일부 영역에서만 투자율 값을 조절할 필요가 있었다.
본 발명의 일 목적은 그린 시트에 이종 소재 레이어를 형성하는 공정을 추가함으로써 자성 시트의 투자율 값을 용이하게 조절할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 목적은, 자성 시트의 일부 영역에서만 투자율 값이 상이하게 나타나도록 하는 기술을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 목적은, 일부 영역에서 투자율 값이 상이하게 나타나는 자성 시트에 방사체를 부착한 안테나를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 그린 시트를 적층 후 소성하여 제조하는 자성 시트에 있어서, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 이종 소재 레이어를 형성한 후 적층하는 것을 특징으로 하는 자성 시트를 제공한다.
또한, 상기 이종 소재 레이어는, 이종 소재 분말 및 유기 용제를 혼합한 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트를 제공한다.
또한, 상기 이종 소재 레이어에는, 코발트 성분이 포함되는 것을 특징으로 하는 자성 시트.
또한, 상기 이종 소재 레이어는, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 코발트 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트를 제공한다.
또한, 상기 코발트 페이스트는, 산화코발트(Ⅱ)(CoO), 산화코발트(Ⅲ)(Co2O3), 산화코발트(Ⅳ)(CoO2), 사산화삼코발트(Co3O4) 중 적어도 어느 하나와 유기 용제가 혼합된 것을 특징으로 하는 자성 시트를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 그린 시트를 적층 후 소성하여 형성하는 자성 시트의 제조 장법에 있어서, 상기 다수의 그린 시트를 적층하기 전에, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 이종 소재 레이어를 형성하는 단계를 포함하는 자성 시트의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 이종 소재 레이어는, 이종 소재 분말 및 유기 용제를 혼합한 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 이종 소재 레이어에는, 코발트 성분이 포함되는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 이종 소재 레이어는, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 코발트 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 코발트 페이스트는, 산화코발트(Ⅱ)(CoO), 산화코발트(Ⅲ)(Co2O3), 산화코발트(Ⅳ)(CoO2), 사산화삼코발트(Co3O4) 중 적어도 어느 하나와 유기 용제가 혼합된 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 자성 시트, 상기 자성 시트에 부착되되, 상기 이종 소재 레이어가 형성된 영역을 투영한 면에 부착되는 제1 방사체 및 상기 자성 시트에 부착되되, 상기 이종 소재 레이어가 형성되지 않은 영역을 투영한 면에 부착되는 제2 방사체를 포함하는 안테나를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 그린 시트를 적층 후 소성하여 제조하는 자성 시트에 있어서, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면에 이종 소재 레이어를 형성한 후 적층하되, 상기 이종 소재 레이어는, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 형성되는 제1 레이어 및 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면 중 상기 제1 레이어가 형성되지 않은 일부 영역에 형성되며, 상기 제1 레이어를 구성하는 성분과 상이한 성분의 제2 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 시트를 제공한다.
또한, 상기 이종 소재 레이어는, 이종 소재 분말 및 유기 용제를 혼합한 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 그린 시트를 적층 후 소성하여 형성하는 자성 시트의 제조 장법에 있어서, 상기 다수의 그린 시트를 적층하기 전에, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면에 이종 소재 레이어를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 이종 소재 레이어는, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 형성되는 제1 레이어 및 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면 중 상기 제1 레이어가 형성되지 않은 일부 영역에 형성되며, 상기 제1 레이어를 구성하는 성분과 상이한 성분의 제2 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 이종 소재 레이어는, 이종 소재 분말 및 유기 용제를 혼합한 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법을 제공한다.
또한, 자성 시트, 상기 자성 시트에 부착되되, 상기 제1 레이어가 형성된 영역을 투영한 면에 부착되는 제1 방사체 및 상기 자성 시트에 부착되되, 상기 제2 레이어가 형성된 영역을 투영한 면에 부착되는 제2 방사체를 포함하는 안테나를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 그린 시트에 이종 소재 레이어를 형성하는 공정을 추가함으로써 자성 시트의 투자율 값을 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 자성 시트의 일부 영역에서만 투자율 값이 상이하게 나타나도록 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자성 시트를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 자성 시트를 그린 시트의 적층 전 상태로 분리하여 나타낸 분리사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 자성 시트의 주파수 대비 투자율 값을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 자성 시트의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 자성 시트와 이를 포함하는 안테나의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 자성 시트를 그린 시트의 적층 전 상태로 분리하여 나타낸 분리사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 자성 시트와 이를 포함하는 안테나의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 자성 시트를 그린 시트의 적층 전 상태로 분리하여 나타낸 분리사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 의한 자성 시트의 주파수 대비 투자율 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 의한 자성 시트와 이를 포함하는 안테나의 일 예를 나타낸 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 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.
또한, 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.
이하, 발명에 따른 다양한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지기술 및 그 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자성 시트를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 의한 자성 시트(100)는 다수의 그린 시트(10)를 적층 후 소성하여 다층 형태로 제작될 수 있다.
다층 형태의 자성 시트(100)를 제조함에 있어서, 적층되는 다수의 그린 시트(10)는 서로 동종의 소재인 것이 일반적이다. 그런데 동종의 소재만 사용할 경우 최종적으로 얻어지는 자성 시트(100)의 투자율을 용이하게 조절하기 어려운 문제점이 있었다. 즉, 종래에는 자성 시트(100)의 투자율 특성을 조절하기 위해서, 자성 소재의 화학적 성분을 미리 조절할 필요가 있었던 것이다. 예를 들면, 제작자의 의도에 따라 Ni-Zn 페라이트, Mn-Zn 페라이트, Ni-Zn-Cu 페라이트 등과 같은 성분 중에서 어느 하나만을 미리 선택하여 자성 시트(100)를 제조해왔던 것이다.
투자율을 조절하기 위해 고려할 수 있는 다른 응용 기술로는, 동종의 그린 시트(10)만 적층하지 않고 이종의 그린 시트(10)를 적층하는 기술을 고려할 수 있다. 즉, 투자율 값이 상이한 이종의 그린 시트(10)를 상호 적층하고, 적층 순서를 바꾸거나, 적층되는 그린 시트(10)의 종류를 변경하여 투자율을 조절할 수 있다는 것이다. 그러나 이종의 소재로 제조된 그린 시트(10)를 상호 적층하여 소성하게 되면 수축율의 차이로 인해 접합을 위한 가공이 어렵고 공정이 복잡해지는 문제가 있다. 따라서 이종의 그린 시트(10)를 적층하여 자성 시트(100)를 제조한다는 기술은 아이디어 자체는 간결하나 실제로 구현함에 있어서는 여러 난점이 존재하여 왔다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자성 시트(100)는 상기한 난점들을 해결하기 위한 것으로서, 이하에서는 실시예를 중심으로 본 발명의 내용을 상세히 설명하기로 한다.
우선, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자성 시트(100)에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 자성 시트(100)는 다수의 그린 시트(10) 중 적어도 어느 하나에 이종 소재 레이어(20)를 부분적으로 형성한 후 적층하여 소성함으로써 제조된다. 즉, 다수의 그린 시트(10)를 적층하기 전에, 다수의 그린 시트(10) 중 적어도 어느 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 이종 소재 레이어(20)를 먼저 형성하고, 그 다음에 다수의 그린 시트(10)를 적층한 후 소성하는 것이다.
도 2에 의하면 본 발명의 제1 실시예에 의한 자성 시트를 나타낸 분리사시도가 도시되는데, 그린 시트(10)의 상면 일부 영역에 이종 소재 레이어(20)가 형성된 것을 확인할 수 있다. 이종 소재 레이어(20)는 다수의 그린 시트(10) 중 적어도 하나에 형성되는 것이므로, 오직 하나의 그린 시트(10)에만 형성되어야 하는 것은 아니다. 즉, 이종 소재 레이어(20)는 하나 또는 그 이상의 그린 시트(10)에 형성될 수도 있다. 또한 이종 소재 레이어(20)는 그린 시트(10)의 양면 또는 일면에 형성되는 것으로서, 도 2에서는 상면에만 형성되어 있으나, 상하면 전체에 형성되거나, 하면에만 형성될 수도 있다.
일부 영역에만 이종 소재 레이어(20)를 형성할 경우, 최종적으로 얻어지는 자성 시트(100)의 투자율을 부분적으로만 조절할 수 있는 장점이 있다. 즉, 이종 소재 레이어(20)가 형성된 영역이 투영된 면과 그렇지 않은 면은 투자율이 상이하게 측정된다. 따라서 하나의 자성 시트(100) 내에서 서로 상이한 투자율 특성을 구현하기 위해서는 이러한 구조를 활용할 수 있다.
이종 소재 레이어(20)는 페이스트를 도포하는 방법으로 형성할 수 있다. 구체적으로, 도포될 그린 시트(10)와 상이한 소재의 분말을 유기 용제와 혼합한 페이스트를 도포할 수 있다는 것이다. 여기서 도포라 함은 그린 시트(10) 일면 또는 양면의 겉에 바르는 것을 말하는데, 실크 스크린 등과 같은 인쇄 방식을 사용하여 도포할 수도 있다.
페이스트를 그린 시트(10)에 도포한 후 적층하여 소성하게 되면, 열처리 공정 도중에 이종 소재 분말 성분이 자연스럽게 자성 시트(100)에 스며들어 확산되는 효과가 있다. 자성 시트(100)의 투자율은 확산된 이종 소재 성분에 의해 조절되는 것이다. 따라서 이종 소재의 확산에 효과적인 유기 용제를 선택하여 페이스트를 제조하는 것이 바람직하다.
투자율을 더욱 세밀하게 제어하기 위해서는 이종 소재 레이어(20)에 포함된 성분의 종류 또는 함량을 조절하는 방법을 활용할 수 있다. 또는, 이종 소재 레이어(20)의 두께를 조절하는 것만으로도 투자율을 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 이종 소재 레이어(20)를 페이스트 형태로 도포하게 되면, 도포 횟수에 변화를 줌으로써 투자율을 조절할 수도 있다는 것이다. 또한, 이종 소재 레이어(20)는 코발트(Co) 성분을 포함하도록 할 수 있다. 그린 시트(10) 일면에 코발트 성분을 포함한 이종 소재 레이어(20)를 형성하고 적층 후 소성하게 되면, 최종적으로 얻어지는 자성 시트(100)의 투자율 값이 낮아지는 특징이 있다.
즉, 이종 소재 분말과 유기 용제를 혼합한 페이스트의 일 예로서 코발트(Co) 페이스트를 사용할 경우, 페이스트가 도포된 부분에 대해서 투자율 값이 낮아지는 효과가 있다. 이러한 특징은 도 3을 통해 확인된다. 도 3에서 A로 표시된 부분은 이종 소재 레이어(20)를 형성하지 않은 자성 시트(100)의 투자율로서 10-100MHz 구간에서 약 20 정도의 투자율 값을 갖는다. 도 3에서 B로 표시된 부분은 코발트 성분을 포함한 이종 소재 레이어(20)가 형성된 자성 시트(100)의 투자율인데, 약 5 정도의 투자율 값을 갖는다. 즉, A에 비해 B가 투자율 값이 낮아진다는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다.
이종 소재 레이어(20)를 형성할 때, 코발트 성분을 포함시키기 위해서 코발트 페이스트(paste)를 도포하는 방법을 적용할 수 있다. 코발트 페이스트는 산화코발트(Ⅱ)(CoO), 산화코발트(Ⅲ)(Co2O3), 산화코발트(Ⅳ)(CoO2), 사산화삼코발트(Co3O4) 중 적어도 어느 하나를 선택 또는 조합하여 제조할 수 있다. 즉, 이들을 분말 형태로 준비하여 유기 용제와 섞은 다음 페이스트 형태로 제조한 후 그린 시트(10)에 도포하는 방법을 적용할 수 있다. 여기서 도포라 함은 그린 시트(10) 일면 또는 양면의 겉에 바르는 것을 말하는데, 실크 스크린 등과 같은 인쇄 방식을 사용하여 도포할 수도 있다.
코발트 페이스트를 이용하게 되면, 적층된 다수의 그린 시트(10)의 열처리 공정 도중에 코발트 성분이 자연스럽게 자성 시트(100)에 스며들어 확산되는 효과가 있다. 자성 시트(100)의 투자율은 확산된 코발트 성분에 의해 조절되는 것이다. 따라서, 코발트 분말의 확산에 효과적인 유기 용제를 선택하여 코발트 페이스트를 제조하는 것이 바람직하다.
코발트 성분에 대한 상기 설명은 본 발명의 일 실시예에 대한 설명일 뿐, 본 발명에서 이종 소재 레이어(20)가 항상 코발트 성분을 포함해야만 하는 것은 아니다. 즉, 이종 소재 레이어(20)에 코발트 성분이 아닌 다른 성분이 포함될 수 있도록 응용하는 것도 본 발명의 범주에 속한다고 할 것이다. 예를 들어 그린 시트(10)와 상이한 종류의 페라이트를 페이스트 형태로 도포하여 이종 소재 레이어(20)를 형성할 수도 있고, 코발트 이외의 금속 분말을 이용하여 페이스트를 제조할 수도 있다. 이러한 응용은 자성 시트 제작자의 설계 의도에 따라 다양하게 변형될 수 있을 것이다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 의한 자성 시트의 제조 방법에 대한 설명을 전개하기로 한다.
본 발명의 제1 실시예에 의하면, 자성 분말을 제조하고(S100), 제조된 자성 분말을 바인더, 가소제, 분산제 등과 혼합한 슬러리(slurry)를 제조한다(S200). 이 때, 자성 분말로는 Ni-Zn 페라이트, Mn-Zn 페라이트, Ni-Zn-Cu 페라이트 등을 사용할 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 제작자의 의도에 따라 다른 종류의 자성 분말을 사용할 수도 있다. 한편, 혼합된 슬러리는 닥터 블레이드 캐스팅(Doctor Blade Casting) 장비 등을 이용하여 그린 시트(10)로 가공한다(S300). 가공된 다수의 그린 시트(10)를 적층하기 전에, 다수의 그린 시트(10) 중 적어도 하나의 양면 또는 일면에 이종 소재 레이어(20)를 형성하는 단계(S400)가 포함된다. 이종 소재 레이어(20)가 형성되면 다수의 그린 시트(10)를 적층한 후(S500), 이를 소성하여(S600) 자성 시트(100)를 완성할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 자성 시트(100)를 제조하기 위해서는, 이종 소재 레이어(20)를 형성하는 단계(S400)에서, 이종 소재 레이어(20)를 그린 시트(10)의 일부 영역에만 형성하면 된다. 일부 영역에만 형성된 이종 소재 레이어(20)에 대한 설명은 전술한 바와 같으며 코발트(Co) 성분이 포함되게 하기 위하여 산화코발트(Ⅱ)(CoO), 산화코발트(Ⅲ)(Co2O3), 산화코발트(Ⅳ)(CoO2), 사산화삼코발트(Co3O4) 중 적어도 어느 하나를 선택 또는 조합하여 제조된 코발트 페이스트(paste)를 도포하는 방법을 적용할 수 있으므로, 여기서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 의한 자성 시트를 활용하기 위한 응용으로서 안테나에 관해 설명하기로 한다.
도 5의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 의한 자성 시트를 나타낸 평면도이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자성 시트를 포함한 안테나의 일 예를 나타낸 평면도이다.
자성 시트 부착형 안테나는 자성 시트(100)의 투자율에 따라 공진 주파수(resonant frequency), 이득(gain), 대역폭(bandwidth) 등의 성질이 변화하게 된다. 특히 최근에는 NFC(Near Field Communication)에 활용하기 위해 자성 시트 부착형 안테나의 수요가 증가하고 있는데, 경우에 따라 하나의 자성 시트(100)에 다수의 방사체가 부착될 수도 있다. 서로 상이한 주파수 대역에서 동작하거나 서로 상이한 기능의 동작을 구현하기 위해서 다수의 방사체를 부착할 수 있다.
그런데 각각의 방사체가 최적으로 동작하기 위해서 자성 시트(100)가 부분적으로 상이한 투자율 값을 갖도록 요구되는 경우가 있다. 자성 시트의 투자율 값과 투자 손실 값은 주파수 대역에 따라 변하기 때문에, 어느 하나의 제1 주파수 대역에서 동작하는 방사체에 대해서는 적합한 환경이라 하더라도 제2 주파수 대역에서 동작하는 다른 방사체에 대해서는 부적합한 환경을 제공하게 되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
도 5의 (a)에 도시된 것처럼, 본 발명의 제1 실시예에 의한 자성 시트(100)는 이종 소재 레이어가 형성된 영역(110)과 이종 소재 레이어가 형성되지 않은 영역(120)으로 구분될 수 있다. 즉, 평면도를 기준으로 보면, 자성 시트(100) 내에서 이종 소재 레이어가 형성된 영역(110)을 투영한 면과 이종 소재 레이어가 형성되지 않은 영역(120)을 투영한 면으로 나눌 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 제1 실시예에 의한 자성 시트(100), 제1 방사체(210), 제2 방사체(220)를 포함하는 안테나의 일 예가 제공된다. 자성 시트(100)에서 이종 소재 레이어가 형성된 영역(110)을 투영한 면에는 제1 방사체(210)가 부착된다. 그리고 자성 시트(100)에서 이종 소재 레이어가 형성되지 않은 영역(120)을 투영한 면에는 제2 방사체(220)가 부착된다. 이러한 구성에 따르면, 제1 방사체(210)와 제2 방사체(220)에 적용될 자성 시트(100)의 투자율 값이 각각 독립적으로 선택될 수 있는 장점이 있다.
한편, 도면에는 방사체의 개수가 2개로 도시되어 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며 방사체의 개수는 2개 이상이 될 수도 있다. 또한, 이종 소재 레이어가 형성된 영역(110)은 다양한 형상을 가질 수 있고 다양한 위치에 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 것처럼 이종 소재 레이어가 형성된 영역(110)이 직사각형 형태를 띠면서 전체 영역의 절반에 가깝게 형성될 수도 있다. 또는, 이종 소재 레이어가 형성된 영역(110)을 그린 시트의 가운데에 배치하고, 이종 소재 레이어가 형성되지 않은 영역(120)이 이를 포위하는 형상으로 구획될 수 있다. 이러한 형상들은 예시적인 것에 불과하며, 안테나 설계자의 의도에 따라 다양한 형태로 변형할 수 있음은 당연한 것이다.
제1 방사체(210)와 제2 방사체(220)도 안테나 설계자의 의도에 따라 스파이럴(spiral) 형상, 미앤더(meander) 형상, 루프(loop) 형상 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 제1 방사체(210)와 제2 방사체(220)는 안테나의 방사체로 동작하는 것으로서, 서로 상이한 용도와 상이한 주파수 대역에서 사용될 수도 있고, 동일한 용도와 동일한 주파수 대역에서 사용될 수도 있다. 상이한 용도 및 주파수 대역을 사용할 경우, 제1 방사체(210)를 NFC 용도의 방사체로 사용하고, 제2 방사체(220)를 무선 충전 용도의 방사체로 사용할 수도 있다. 물론 제1, 제2 방사체(210, 220) 사이에 그 용도가 바뀔 수도 있다. 다만, 이러한 용도들은 예시적인 것에 불과하며, 안테나 설계자의 의도에 따라 다양한 형태로 변경 가능하다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자성 시트(100)에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 자성 시트(100)는 다수의 그린 시트(10) 중 적어도 어느 하나에 이종 소재 레이어(20)를 형성한 후 적층하여 소성함으로써 제조된다. 즉, 다수의 그린 시트(10)를 적층하기 전에, 다수의 그린 시트(10) 중 적어도 어느 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 이종 소재 레이어(20)를 먼저 형성하고, 그 다음에 다수의 그린 시트(10)를 적층한 후 소성하는 것이다. 여기서, 이종 소재 레이어(20)는 제1 레이어(21)와 제2 레이어(22)를 포함한다. 제1 레이어(21)는 다수의 그린 시트(10) 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 형성되는 것이고, 제2 레이어(22)는 제1 레이어(21)가 형성되지 않은 일부 영역에 형성되는 것이다. 또한, 제1 레이어(21)와 제2 레이어(22)를 구성하는 성분은 서로 상이하다.
도 6에 의하면 본 발명의 제2 실시예에 의한 자성 시트를 나타낸 분리사시도가 도시되는데, 그린 시트(10)의 상면 일부 영역에 제1 레이어(21)와 제2 레이어(22)가 형성된 것을 확인할 수 있다. 제1 레이어(21) 및 제2 레이어(22)는 다수의 그린 시트(10) 중 적어도 하나에 형성되는 것이므로, 오직 하나의 그린 시트(10)에만 형성되어야 하는 것은 아니다. 즉, 하나 또는 그 이상의 그린 시트(10)에 형성될 수도 있다. 또한 그린 시트(10)의 양면 또는 일면에 형성되는 것으로서, 도 6에서는 상면에만 형성되어 있으나, 상하면 전체에 형성되거나, 하면에만 형성될 수도 있다.
제1 레이어(21)와 제2 레이어(22)를 분리하여 이종 소재 레이어(20)를 형성할 경우, 최종적으로 얻어지는 자성 시트(100)의 투자율을 각각 부분적으로만 조절할 수 있는 장점이 있다. 제1 레이어(21)가 형성된 영역이 투영된 면과 제2 레이어(22)가 형성된 영역이 투영된 면은 투자율이 상이하게 측정된다. 따라서 하나의 자성 시트(100) 내에서 서로 상이한 투자율 특성을 구현하기 위해서는 이러한 구조를 활용할 수 있다.
이종 소재 레이어(20)는 페이스트를 도포하는 방법으로 형성할 수 있다. 이에 대한 응용 및 상세한 설명은 제1 실시예에서 충분히 설명되었으므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 의한 자성 시트의 제조 방법에 대한 설명을 전개하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 의하면, 자성 분말을 제조하고(S100), 제조된 자성 분말을 바인더, 가소제, 분산제 등과 혼합한 슬러리(slurry)를 제조한다(S200). 이 때, 자성 분말로는 Ni-Zn 페라이트, Mn-Zn 페라이트, Ni-Zn-Cu 페라이트 등을 사용할 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 제작자의 의도에 따라 다른 종류의 자성 분말을 사용할 수도 있다. 한편, 혼합된 슬러리는 닥터 블레이드 캐스팅(Doctor Blade Casting) 장비 등을 이용하여 그린 시트(10)로 가공한다(S300). 가공된 다수의 그린 시트(10)를 적층하기 전에, 다수의 그린 시트(10) 중 적어도 하나의 양면 또는 일면에 이종 소재 레이어(20)를 형성하는 단계(S400)가 포함된다. 이종 소재 레이어(20)가 형성되면 다수의 그린 시트(10)를 적층한 후(S500), 이를 소성하여(S600) 자성 시트(100)를 완성할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 자성 시트(100)를 제조하기 위해서는, 이종 소재 레이어(20)를 형성하는 단계(S400)에서, 제1 레이어(21) 및 제2 레이어(22)를 각각 형성하면 된다. 제1 레이어(21) 및 제2 레이어(22)를 별도로 형성한 구조에 대한 설명은 전술한 바와 같으므로, 여기서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 의한 자성 시트를 활용하기 위한 응용으로서 안테나에 관해 설명하기로 한다.
도 7의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 의한 자성 시트를 나타낸 평면도이고, 도 7의 (b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자성 시트를 포함한 안테나의 일 예를 나타낸 평면도이다.
제1 실시예에 대한 설명에서 전술한 바와 같이, 자성 시트 부착형 안테나는 서로 상이한 주파수 대역에서 동작하거나 서로 상이한 기능의 동작을 구현하기 위해서 다수의 방사체를 부착할 수 있다. 각각의 방사체가 최적으로 동작하기 위해서 자성 시트(100)가 부분적으로 상이한 투자율 값을 갖도록 요구되는 경우가 있다. 자성 시트의 투자율 값과 투자 손실 값은 주파수 대역에 따라 변하기 때문에, 어느 하나의 제1 주파수 대역에서 동작하는 방사체에 대해서는 적합한 환경이라 하더라도 제2 주파수 대역에서 동작하는 다른 방사체에 대해서는 부적합한 환경을 제공하게 되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
도 7의 (a)에 도시된 것처럼, 본 발명의 제2 실시예에 의한 자성 시트(100)는 제1 레이어가 형성된 영역(130)과 제2 레이어가 형성된 영역(140)으로 구분될 수 있다. 즉, 평면도를 기준으로 보면, 자성 시트(100) 내에서 제1 레이어가 형성된 영역(130)을 투영한 면과 제2 레이어가 형성된 영역(140)을 투영한 면으로 나눌 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 제2 실시예에 의한 자성 시트(100), 제1 방사체(230), 제2 방사체(240)를 포함하는 안테나의 일 예가 제공된다. 자성 시트(100)에서 제1 레이어가 형성된 영역(130)을 투영한 면에는 제1 방사체(230)가 부착된다. 그리고 자성 시트(100)에서 제2 레이어가 형성된 영역(140)을 투영한 면에는 제2 방사체(240)가 부착된다. 이러한 구성에 따르면, 제1 방사체(230)와 제2 방사체(240)에 적용될 자성 시트(100)의 투자율 값이 각각 독립적으로 선택될 수 있는 장점이 있다.
한편, 방사체의 개수, 형상을 설계자의 의도에 따라 변경될 수 있는 것이다. 또한, 제1 레이어가 형성된 영역(130) 및 제2 레이어가 형성된 영역(140)의 형상 및 위치도 설계자의 의도에 따라 당연히 변경 가능하다. 뿐만 아니라, 제1 레이어가 형성된 영역(130)과 제2 레이어가 형성된 영역(140)을 제외한 나머지 영역을 활용하여 서로 상이한 투자율 값을 갖는 세번째 영역으로 활용할 수도 있을 것이다. 즉, 제1 실시예와 제2 실시예를 조합한 구조의 자성 시트도 제조할 수 있음은 당연하다.
이하에서는 도 8 내지 도 10을 참조하여, 이러한 다양한 응용 예들에 관해 설명하겠다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 자성 시트를 그린 시트의 적층 전 상태로 분리하여 나타낸 분리사시도이다. 도 8에 의하면, 투자율 값이 상이한 영역, 즉 이종 소재 레이어의 개수를 1개, 2개 또는 4개로 활용한 구조가 도시된다. 도시된 바와 같이, 자성 시트는 이종 소재 레이어가 1개로 구성된 형태(Single Function Sheet), 2개로 구성된 형태(Dual Function Sheet), 4개로 구성된 형태(Quad Function Sheet) 등으로 제작될 수 있다. 이들은 기능적으로는 분리되어 상이한 투자율 값을 구현하되, 구조적으로는 하나의 시트에 포함되기 때문에 다기능 원바디 시트(Multi Function One Body Sheet)로도 칭할 수 있을 것이다.
도 9에 의하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 자성 시트의 주파수 대비 투자율 값을 설명하기 위한 도면이 도시된다. 이종 소재 레이어를 4개의 상이한 레이어로 분리한 형태(Quad Function Sheet)의 경우 각 영역의 투자율 변화는 모두 상이한 특징을 보인다. 이러한 시트 구조에 의하면 주파수 대비 투자율 값이 서로 상이한 4개의 영역을 확보할 수 있는 장점이 있다. 도 9에 도시된 그래프를 참조하면, 4개의 그래프가 모두 상이한 형태의 곡선으로 나타나기 때문에, 해당 영역마다 상이한 목적을 갖도록 시트를 활용할 수 있는 장점이 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 의한 자성 시트와 이를 포함하는 안테나의 일 예를 나타낸 평면도로서, 제품에 응용될 수 있는 또 다른 구조를 제공한다. 본 발명의 제4 실시예에 의하면 무선충전, NFC, FM, T-DMB 등과 같은 다양한 서비스 대역에서 동작하는 안테나를 제공한다. 그러나 원래 이처럼 다양한 기능을 하나의 자성 시트에 구현하기 위해서는, 동작 주파수 대역에 따라 안테나의 전기적 길이가 달라져야 하고, 각 안테나의 주파수 대역에 맞춰서 자성 시트의 투자율 값이 부분적으로 상이해야 한다. 따라서 도 10에 도시된 것처럼 서로 상이한 전기적 길이 및 형태를 갖는 안테나를 각각 구비하되, 각 안테나가 부착되는 자성 시트 영역은 서로 상이한 값의 투자율을 갖도록 이종 소재 레이어를 구비하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, n개의 안테나를 포함할 경우 이종 소재 레이어는 n개의 상이한 레이어로 구성되는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명의 기술적 특징이 이에 한정되는 것은 아니고, 동작 주파수 대역이 유사한 일부의 안테나들이 하나의 레이어를 공유하도록 하는 변형예도 가능할 것이다. 또한 하나의 안테나 방사체가 두 가지 이상의 서비스 대역에서 동작하도록 할 경우, 하나의 안테나 방사체가 두 가지 이상의 레이어에 접하도록 하는 변형예도 가능할 것이다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (16)

  1. 다수의 그린 시트를 적층 후 소성하여 제조하는 자성 시트에 있어서,
    상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 이종 소재 레이어를 형성한 후 적층하는 것을 특징으로 하는 자성 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이종 소재 레이어는,
    이종 소재 분말 및 유기 용제를 혼합한 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이종 소재 레이어에는,
    코발트 성분이 포함되는 것을 특징으로 하는 자성 시트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이종 소재 레이어는,
    상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 코발트 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트.
  5. 제4항에 있어서, 상기 코발트 페이스트는,
    산화코발트(Ⅱ)(CoO), 산화코발트(Ⅲ)(Co2O3), 산화코발트(Ⅳ)(CoO2), 사산화삼코발트(Co3O4) 중 적어도 어느 하나와 유기 용제가 혼합된 것을 특징으로 하는 자성 시트.
  6. 다수의 그린 시트를 적층 후 소성하여 형성하는 자성 시트의 제조 장법에 있어서,
    상기 다수의 그린 시트를 적층하기 전에, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 이종 소재 레이어를 형성하는 단계를 포함하는 자성 시트의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이종 소재 레이어는,
    이종 소재 분말 및 유기 용제를 혼합한 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 이종 소재 레이어에는,
    코발트 성분이 포함되는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이종 소재 레이어는,
    상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 코발트 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 코발트 페이스트는,
    산화코발트(Ⅱ)(CoO), 산화코발트(Ⅲ)(Co2O3), 산화코발트(Ⅳ)(CoO2), 사산화삼코발트(Co3O4) 중 적어도 어느 하나와 유기 용제가 혼합된 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 따른 자성 시트;
    상기 자성 시트에 부착되되, 상기 이종 소재 레이어가 형성된 영역을 투영한 면에 부착되는 제1 방사체; 및
    상기 자성 시트에 부착되되, 상기 이종 소재 레이어가 형성되지 않은 영역을 투영한 면에 부착되는 제2 방사체를 포함하는 안테나.
  12. 다수의 그린 시트를 적층 후 소성하여 제조하는 자성 시트에 있어서,
    상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면에 이종 소재 레이어를 형성한 후 적층하되,
    상기 이종 소재 레이어는,
    상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 형성되는 제1 레이어; 및
    상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면 중 상기 제1 레이어가 형성되지 않은 일부 영역에 형성되며, 상기 제1 레이어를 구성하는 성분과 상이한 성분의 제2 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 시트.
  13. 제12항에 있어서, 상기 이종 소재 레이어는,
    이종 소재 분말 및 유기 용제를 혼합한 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트.
  14. 다수의 그린 시트를 적층 후 소성하여 형성하는 자성 시트의 제조 장법에 있어서,
    상기 다수의 그린 시트를 적층하기 전에, 상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면에 이종 소재 레이어를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 이종 소재 레이어는,
    상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면의 일부 영역에 형성되는 제1 레이어; 및
    상기 다수의 그린 시트 중 적어도 하나의 양면 또는 일면 중 상기 제1 레이어가 형성되지 않은 일부 영역에 형성되며, 상기 제1 레이어를 구성하는 성분과 상이한 성분의 제2 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 이종 소재 레이어는,
    이종 소재 분말 및 유기 용제를 혼합한 페이스트를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성 시트의 제조 방법.
  16. 제12항 또는 제13항에 따른 자성 시트;
    상기 자성 시트에 부착되되, 상기 제1 레이어가 형성된 영역을 투영한 면에 부착되는 제1 방사체; 및
    상기 자성 시트에 부착되되, 상기 제2 레이어가 형성된 영역을 투영한 면에 부착되는 제2 방사체를 포함하는 안테나.
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