WO2019054777A1 - 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈 - Google Patents

자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈 Download PDF

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WO2019054777A1
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장길재
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주식회사 아모센스
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Definitions

  • the present invention relates to wireless power transmission, and more particularly to a magnetic shielding sheet and a wireless power transmission module including the same.
  • portable terminals including mobile phones, tablet PCs, and the like include a wireless charging function capable of wirelessly charging a built-in battery.
  • Such wireless charging is performed through a wireless power receiving module built in the portable terminal and a wireless power transmitting module for supplying power to the wireless power receiving module.
  • the power for charging the battery is produced by receiving the power transmitted from the antenna for wireless power transmission by the wireless power receiving antenna.
  • the wireless power transmission method uses a magnetic field, and a magnetic shielding sheet is used to prevent the wireless charging performance from being degraded.
  • Such magnetic shielding sheets are typically manufactured through a stamping process. Accordingly, the magnetic shielding sheet manufactured through the punching process has a side surface formed with a ridge surface.
  • the magnetic sheet constituting the magnetic shielding sheet includes a metal component, the following problems arise when the magnetic shielding sheet is used in a product in a state where the side surface of the rubbing surface is exposed to the outside.
  • the magnetic shield sheet can separate particles such as fine particles and powder particles from the rubbing surface exposed to the outside.
  • the particles separated from the rubbing surface include a metal component having conductivity as well as the magnetic sheet. Accordingly, when the particles separated from the rubbing surface come into contact with the surrounding electronic circuit, the metal component of the particle shorts the electronic circuit.
  • the present invention provides a magnetic recording medium comprising: a plate-shaped magnetic sheet made of a magnetic material containing a metal component; And a cover member covering the entire surface of the magnetic sheet to prevent the surface of the magnetic sheet from being exposed to the outside.
  • the cover member may be a protective film, and the cover member may include a first cover member covering an upper surface and a side surface of the magnetic sheet, and a second cover member covering the lower surface of the magnetic sheet.
  • the magnetic sheet may be a thin ribbon sheet including at least one of an amorphous alloy and a nanocrystalline alloy, and the magnetic sheet may be formed by stacking a plurality of ribbon sheets in a multi- Layered sheet.
  • the magnetic sheet may be a sheet formed by flaking and divided into a plurality of fine pieces, and the plurality of fine pieces may include fine pieces formed in a curved shape, at least one side of which is not a straight line.
  • the number of the minute pieces formed in the curved shape of at least one side of the plurality of minute pieces may be 50% or more of the total number of the minute pieces.
  • the plurality of fine pieces are fine The number of pieces can be more than 70% of the total number of fine pieces.
  • the present invention also provides an antenna unit comprising at least one antenna for wireless power transmission for wireless power transmission; And the above-described magnetic shielding sheet attached to one surface of the antenna unit via an adhesive layer so as to shield the magnetic field generated in the antenna unit.
  • the antenna for wireless power transmission may be an antenna pattern formed on at least one surface of a circuit board.
  • the magnetic shielding sheet may have a relatively larger size than the circuit board.
  • the wireless power transmission module may be a wireless power reception module built in a portable terminal.
  • the cover member covers all surfaces of the magnetic sheet constituting the magnetic-shielding sheet to prevent oxidation through contact with air and / or moisture and to prevent separation of the particles from the magnetic sheet .
  • the reliability of the product can be increased.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a magnetic shield sheet according to an embodiment of the present invention
  • Figs. 2 and 3 are sectional views showing a modification of Fig. 1,
  • FIG. 4 is a view schematically showing the shape of a fine piece when a magnetic sheet applied to a magnetic shield sheet according to an embodiment of the present invention is divided into a plurality of fine pieces
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a cross-sectional view of Figure 5
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention is applied to a mobile terminal.
  • the magnetic shielding sheets 120, 220 and 320 may include a magnetic sheet 121 and cover members 122 and 222 as shown in FIGS. At this time, all the surfaces of the magnetic sheet 121 are covered with the cover members 122 and 222, thereby preventing external exposure.
  • the magnetic sheet 121 can enhance the performance of the antenna by shielding the magnetic field generated from the antenna.
  • the magnetic sheet 121 may be a plate-shaped sheet having a predetermined area, and may be made of a magnetic material so as to shield a magnetic field.
  • the magnetic sheet 121 may be a single-layer sheet, but a plurality of sheets 121a may be a multi-layer sheet laminated with an adhesive layer 121b interposed therebetween.
  • the magnetic sheet 121 may be flaked and divided into a plurality of fine pieces.
  • the magnetic sheet 121 is divided into a plurality of minute pieces so that the sheet itself can have flexibility. Accordingly, the magnetic sheet 121 can be prevented from being cracked or broken by an external impact, thereby minimizing or preventing a change in the initial characteristic value.
  • the magnetic sheet 121 when the magnetic sheet 121 is divided into a plurality of micro-pieces, the magnetic sheet 121 may have an increased overall resistance to suppress eddy currents. Thus, the quality factor of the antenna 114 can be increased.
  • each fine piece can be randomly formed at random.
  • the magnetic sheet 121 is a multilayer sheet in which a plurality of sheets 121a separated into fine pieces are laminated in multiple layers
  • an adhesive layer 121b including a nonconductive material is disposed between each of the sheets 121a .
  • the adhesive layer 121b may be a liquid or gel adhesive, or may be coated with an adhesive on both sides of the substrate.
  • the adhesive constituting the adhesive layer 121b may partially or completely permeate toward the two sheets 121a stacked on each other, and may be disposed between neighboring fine pieces. Through this, a plurality of minute pieces constituting each sheet 121a can be insulated from each other through the adhesive.
  • the plurality of fine pieces may include fine pieces formed in a curved shape, at least one side of which is not a straight line, as shown in FIG. .
  • the number of fine pieces formed by at least one of the total number of the minute pieces constituting each of the sheets 121a is formed to be curved may be a ratio of 50% or more of the total number of the minute pieces constituting the sheet 121a , Preferably 70% or more.
  • the flexibility of the sheet 121a itself can be further improved if the sheet 121a divided into a plurality of fine pieces includes a minute piece formed in a curved shape rather than a straight line at a predetermined ratio or more.
  • the magnetic shielding sheets 120, 220, and 320 according to the embodiment of the present invention can always maintain a design value equal to the initial design of the sheet itself.
  • Table 1 shows the results of testing the flexibility of the sheet according to the ratio of the micro-pieces in which the sheet is divided into a plurality of micro-pieces and in which at least one of all the micro-pieces constituting the sheet is formed in a curved shape.
  • Table 1 shows the average number of fine pieces protruding from the surfaces of the cover members 122 and 222 by pressing the corners of the fine pieces against the cover members 122 and 222 when the sheet was bent 100 times at a 30 degree angle with respect to the horizontal plane
  • the average number of fine pieces protruding from the surfaces of the cover members 122 and 222 is 10 or more and the average number of fine pieces protruding from the surfaces of the cover members 122 and 222 is 10 (O) were classified as acceptable products.
  • Example 1 The average number of fine pieces protruding by pressing the cover member when the sheet is bent 100 times at a 30 degree angle with respect to the horizontal plane division Comparative Example 1
  • Example 2 The ratio of the number of fine pieces formed in at least one curved shape to the total number of fine pieces 30% 50% 70%
  • the microstructures Is less than 10 on average.
  • the good flexibility of the sheet may mean that the possibility of breakage of each micro-piece constituting the sheet is reduced even if warping or bending of the sheet itself occurs. That is, even if warping or bending of the sheet occurs during use, the characteristic value of the sheet itself may mean that the change is insignificant when compared with the initial characteristic value.
  • the magnetic sheet 121 may be a ribbon sheet including at least one of an amorphous alloy and a nano-crystal alloy.
  • the amorphous alloy or the nano-crystal alloy may be a Fe-based or a Co-based magnetic alloy, and may include a three-element alloy and a five-element alloy.
  • the three-element alloy may include Fe, Si, and B
  • the five-element alloy may include Fe, Si, B, Cu, and Nb.
  • the magnetic sheet 121 may be a multi-layer sheet in which a plurality of ribbon sheets 121a are stacked in multiple layers via an adhesive layer 121b, and the multi- Each of the ribbon sheets 121a can be flaked and separated into a plurality of minute pieces, and each of the minute pieces can be randomly formed.
  • the adhesive layer 121b may include a nonconductive component, and at least a part of the adhesive layer 121b may penetrate toward the two ribbon sheets 121a laminated via the adhesive layer 121b.
  • the cover members 122 and 222 are attached to cover all the surfaces of the magnetic sheet 121 via the adhesive layer 123 to prevent the magnetic sheet 121 from being exposed to the outside.
  • the magnetic shielding sheets 120, 220, and 320 can essentially prevent all the surfaces of the magnetic sheet 121 from coming into contact with moisture or the like through the cover members 122 and 222, It is possible to prevent the particles or fine particles from being released to the outside even if particles or fine particles are separated from the particles.
  • the magnetic shielding sheets 120, 220, and 320 can prevent the magnetic sheet 121 from contacting moisture or the like, It is possible to originally prevent the particles or fine pieces separated from the sheet 121 from being released to the outside.
  • the magnetic shielding sheets 120, 220, and 320 can prevent the magnetic sheet 121 from being oxidized by moisture or the like, So that the occurrence can be prevented.
  • the magnetic shielding sheets 120, 220, and 320 can enhance the reliability of the product.
  • the cover members 122 and 222 may be coated on the entire surface of the magnetic sheet 121 by dipping, spraying, printing, or the like, in a liquid or gel coating liquid.
  • (122, 222) may be a protective film in sheet form.
  • the protective film may be a polyethylene terephthalate (PET) film, a polypropylene (PP) film, or a fluororesin film such as polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • the cover members 122 and 222 may include first and second cover members 122a and 222a and second cover members 122b and 222b as shown in FIGS. All surfaces can be covered by the first cover members 122a and 222a and the second cover members 122b and 222b.
  • the adhesive layer 123 may be disposed on one side of the first cover members 122a and 222a and the second cover members 122b and 222b, and the first cover members 122a and 222a and the second cover members 122a and 222b The cover members 122b and 222b may be attached to the magnetic sheet 121 via the adhesive layer 123.
  • the first cover members 122a and 222a may be attached to the upper surface and side surfaces of the magnetic sheet 121 via an adhesive layer 123.
  • the first cover members 122a and 222a can cover the upper surface and the side surfaces of the magnetic sheet 121, respectively.
  • the second cover members 122b and 222b may be attached to the lower surface of the magnetic sheet 121 via an adhesive layer 123. [ Accordingly, the second cover members 122b and 222b can cover the lower surface of the magnetic sheet 121.
  • the cover member 122 may have an area corresponding to an area of the first cover member 122a combined with the surface area of the upper surface and the side surface of the magnetic sheet 121,
  • the second cover member 122b may have an area corresponding to the surface area of the lower surface of the magnetic sheet 121.
  • the cover member 222 may have an area that is relatively larger than an area of the first cover member 222a combined with the surface area of the upper surface and the side surface of the magnetic sheet 121, as shown in FIG. 2
  • the second cover member 222b may have an area relatively larger than the surface area of the lower surface of the magnetic sheet 121.
  • first cover member 222a and the second cover member 222b are attached to the magnetic sheet 121 with the adhesive layer 123 therebetween, And can be directly attached to a part of the second cover member 222b via the adhesive layer 123.
  • the sealed state can be maintained through a part of the first cover member 222a directly attached to each other via the adhesive layer 123 and a part of the second cover member 222b even if it is detached from the seat 121.
  • the magnetic shielding sheet 220 can fundamentally prevent the fine particles or particles separated or separated from the magnetic sheet 121 from being released to the outside.
  • the cover member 222 may have the same area and size as the first cover member 222a and the second cover member 222b, as shown in FIG.
  • first cover member 222a and the second cover member 222b may have an area relatively larger than the surface area of the upper surface or the lower surface of the magnetic sheet 121.
  • first cover member 222a and the second cover member 222b can be directly attached to each other via the adhesive layer 123 on the edge side similarly to the shape of FIG.
  • the first cover member 222a and the second cover member 222b may be partially attached to the side surfaces of the magnetic sheet 121, respectively.
  • the first cover member 222a and the second cover member 222b can be maintained in a sealed state through a part of the first cover member 222a directly attached to each other via the adhesive layer 123 even if they are separated from the magnetic sheet 121 .
  • the magnetic shield sheet 320 can prevent the fine particles or particles separated or separated from the magnetic sheet 121 from being released to the outside.
  • the present invention is not limited to the cover members 122 and 222.
  • the first and second cover members 122a and 222a and the second cover members 122b and 222b ) May be appropriately changed.
  • the wireless power transmission module 100 may include an antenna unit 110 and a magnetic shield sheet 120, 220, and 320 as shown in FIGS.
  • the antenna unit 110 may include at least one antenna using a predetermined frequency band, and may perform a predetermined function using the frequency band.
  • the antenna unit 110 may include at least one antenna 114 for wireless power transmission and the antenna unit 110 may be fixed to one surface of the magnetic shielding sheets 120, 220 and 320 through an adhesive layer 116 .
  • the wireless power transmission antenna 114 may be formed by patterning a conductor such as a copper foil in a loop pattern on at least one surface of a circuit board 112 made of a synthetic resin such as polyimide (PI) or PET, Shaped antenna pattern.
  • a conductor such as a copper foil in a loop pattern
  • a circuit board 112 made of a synthetic resin such as polyimide (PI) or PET, Shaped antenna pattern.
  • the wireless power transmission antenna 114 may be formed of a circular, elliptical or quadrangular plate type coil in which a conductive member having a predetermined length is wound a plurality of times in a clockwise or counterclockwise direction, May be fixed to one surface of the magnetic shielding sheets 120, 220 and 320.
  • the wireless power transmission antenna 114 may include a reception coil Rx (not shown) for generating a power required by the portable electronic device, or may be a transmission coil (Tx coil) for transmitting a wireless power signal, coil (secondary coil). Further, the antenna 114 for wireless power transmission may be operated in a magnetically inductive manner or in a self-resonant manner.
  • the circuit board 112 may have substantially the same area as one surface of the magnetic shielding sheets 120, 220 and 320, but may have a relatively narrower area than the magnetic shielding sheets 120, 220 and 320 as shown in FIGS. Lt; / RTI >
  • the magnetic shield sheets 120, 220 and 320 completely cover the entire area of the circuit board 112 can do.
  • the antenna unit 110 may use at least one frequency band other than the antenna 114 for wireless power transmission in addition to at least one antenna 114 for wireless power transmission for receiving or transmitting wireless power And may further include at least one other antenna (not shown).
  • the other antenna may be an NFC (Near Field Communication) antenna or an MST (Magnetic Secure Transmission) antenna.
  • the magnetic shielding sheets 120, 220, and 320 may be disposed on one side of the antenna unit 110.
  • the magnetic field shielding sheets 120, 220, and 320 may enhance the performance of an antenna operating in a predetermined frequency band by shielding the magnetic field generated by the antenna unit 110 to increase the magnetic field collection speed.
  • the magnetic shielding sheets 120, 220 and 320 may include a magnetic sheet 121 for shielding a magnetic field and cover members 122 and 222 covering the entire surface of the magnetic sheet 121.
  • the magnetic shielding sheets 120, 220, and 320 are the same as those described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the magnetic field shielding sheet 320 of FIG. 3 is shown as a magnetic shield sheet constituting the wireless power transmission module 100, the magnetic shield sheet 320 of FIG. 1 and FIG. 2 ) May be applied.
  • the antenna unit 110 may include a wireless power transmission antenna 114 that operates in a self-induction manner, and an A4WP type antenna that operates in a self-resonant manner may be included in another antenna.
  • the wireless power transmission module 100 may perform a role of a wireless power transmission module or a wireless power reception module.
  • the wireless power transmission module 100 when the wireless power transmission module 100 performs a role of a wireless power reception module, the wireless power transmission module 100 includes a portable electronic device main body 90 such as a portable terminal, To the back cover or rear case 92 of the vehicle.
  • a portable electronic device main body 90 such as a portable terminal
  • the magnetic sheet 121 that can be applied to the present invention is referred to as a ribbon sheet, the present invention is not limited thereto. It is noted that the present invention can be applied to any magnetic material including metal components such as silicon steel or permalloy.

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Abstract

자기장 차폐시트가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 자기장 차폐시트는 금속성분을 포함하는 자성재질로 이루어진 판상의 자성시트; 및 상기 자성시트의 표면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있도록 상기 자성시트의 전면을 덮는 커버부재;를 포함한다.

Description

자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈
본 발명은 무선전력 전송에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈에 관한 것이다.
최근 휴대폰, 태블릿 PC 등을 비롯한 휴대 단말기는 내장된 배터리를 무선으로 충전할 수 있는 무선 충전 기능을 포함한다.
이러한 무선 충전은 휴대 단말기에 내장된 무선전력 수신모듈과, 상기 무선전력 수신모듈에 전력을 공급하는 무선전력 송신모듈을 통해 수행된다.
즉, 무선전력 송신용 안테나로부터 전송되는 전력을 무선전력 수신용 안테나가 수신함으로써 배터리를 충전하기 위한 전력이 생산된다.
이와 같은 무선전력 전송방식은 자기장을 이용하는 방식이며, 무선충전 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 자기장 차폐시트가 사용된다.
이러한 자기장 차폐시트는 통상적으로 타발공정을 통해 제조된다. 이에 따라, 타발공정을 통해 제조된 자기장 차폐시트는 측면이 타발면으로 형성된다. 이때, 상기 자기장 차폐시트를 구성하는 자성시트가 금속성분을 포함하는 경우, 타발면인 측면이 외부로 노출된 상태로 상기 자기장 차폐시트를 제품에 사용하면 다음과 같은 문제가 발생한다.
즉, 자기장 차폐시트는 외부로 노출된 타발면으로부터 미세 조각이나 분말상의 입자와 같은 파티클이 분리될 수 있다. 이와 같은 경우, 타발면으로부터 분리된 파티클은 자성시트와 마찬가지로 도전성을 갖는 금속성분을 포함한다. 이에 따라, 타발면으로부터 분리된 파티클들이 주변에 위치하는 전자회로와 접촉하면 파티클의 금속성분이 상기 전자회로를 쇼트시키는 문제가 있다.
더불어, 상술한 자기장 차폐시트는 신뢰성을 테스트하기 위한 염수 분무 테스트 과정에서 노출면인 타발면이 수분과의 접촉을 통해 산화되는 문제도 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 노출면을 통한 파티클의 탈리나 산화를 원천적으로 방지할 수 있는 자기장 차폐시트 및 이를 포함하는 무선전력 전송모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 금속성분을 포함하는 자성재질로 이루어진 판상의 자성시트; 및 상기 자성시트의 표면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있도록 상기 자성시트의 전면을 덮는 커버부재;를 포함하는 자기장 차폐시트를 제공한다.
또한, 상기 커버부재는 보호필름일 수 있으며, 상기 커버부재는 상기 자성시트의 상면 및 측면을 덮는 제1커버부재와, 상기 자성시트의 하면을 덮는 제2커버부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로써, 상기 자성시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 박판의 리본시트일 수 있으며, 상기 자성시트는 복수 개의 리본시트가 접착층을 매개로 다층으로 적층된 다층시트일 수 있다.
또한, 상기 자성시트는 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리형성된 시트일 수 있으며, 상기 복수 개의 미세조각은 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상으로 형성된 미세조각을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 복수 개의 미세조각은 적어도 한 변이 만곡형상으로 형성된 미세조각의 개수가 전체 미세조각의 개수 중 50% 이상일 수 있으며, 바람직하게는 상기 복수 개의 미세조각은 적어도 한 변이 만곡형상으로 형성된 미세조각의 개수가 전체 미세조각의 개수 중 70% 이상일 수 있다.
한편, 본 발명은 무선전력 전송을 위한 적어도 하나의 무선전력 전송용 안테나를 포함하는 안테나유닛; 및 상기 안테나유닛에서 발생되는 자기장을 차폐할 수 있도록 상기 안테나유닛의 일면에 접착층을 매개로 부착되는 상술한 자기장 차폐시트;를 포함하는 무선전력 전송모듈를 제공한다.
또한, 상기 무선전력 전송용 안테나는 회로기판의 적어도 일면에 패턴형성되는 안테나패턴일 수 있다.
또한, 상기 자기장 차폐시트는 상기 회로기판보다 상대적으로 더 큰 크기를 갖도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 무선전력 전송모듈은 휴대단말기에 내장되는 무선전력 수신모듈일 수 있다.
본 발명에 의하면, 자기장 차폐시트를 구성하는 자성시트의 모든 면이 커버부재를 통해 덮어짐으로써 공기 및/또는 수분과의 접촉을 통한 산화를 방지하고 자성시트로부터 파티클이 분리되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다. 이를 통해, 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트를 나타낸 단면도,
도 2 및 도 3은 도 1의 변형예를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트에 적용되는 자성시트가 복수 개의 미세조각으로 분리형성된 경우 미세조각의 형상을 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈을 개략적으로 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 단면도, 그리고
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송모듈이 휴대단말기에 적용된 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트(120,220,320)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 자성시트(121) 및 커버부재(122,222)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 자성시트(121)의 모든 면은 상기 커버부재(122,222)를 통해 덮어짐으로써 외부노출이 방지될 수 있다.
상기 자성시트(121)는 안테나에서 발생된 자기장을 차폐함으로써 상기 안테나의 성능을 높여줄 수 있다.
이를 위해, 상기 자성시트(121)는 일정면적을 갖는 판상의 시트일 수 있으며, 자기장을 차폐할 수 있도록 자성 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 자성시트(121)는 단층의 시트일 수 있지만, 복수 개의 시트(121a)가 접착층(121b)을 매개로 다층으로 적층된 다층시트일 수 있다.
이때, 상기 자성시트(121)는 플레이크 처리되어 복수 개의 미세 조각으로 분리형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 자성시트(121)는 복수 개의 미세 조각으로 분리형성됨으로써 시트 자체가 유연성을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 자성시트(121)는 외부충격에 의한 크랙 및 파손이 방지될 수 있음으로써 최초 특성값의 변화를 최소화하거나 방지할 수 있다.
더불어, 상기 자성시트(121)가 복수 개의 미세 조각으로 분리형성되는 경우, 상기 자성시트(121)는 전체적인 저항이 증가하여 와전류의 발생을 억제할 수 있다. 이를 통해, 안테나(114)의 Q(quality factor)값을 높여줄 수 있다.
여기서, 각각의 미세조각들은 비정형으로 랜덤하게 형성될 수 있다.
한편, 상기 자성시트(121)가 미세 조각으로 분리된 복수 개의 시트(121a)들이 다층으로 적층된 다층시트인 경우, 각각의 시트(121a) 사이에는 비전도성 재질을 포함하는 접착층(121b)이 배치될 수 있다. 여기서, 상기 접착층(121b)은 액상 또는 겔상의 접착제일 수도 있고, 기재의 양면에 접착제가 도포된 것일 수도 있다.
이에 따라, 상기 접착층(121b)을 구성하는 접착제는 서로 적층된 두 개의 시트(121a) 측으로 일부 또는 전부가 스며들 수 있으며, 서로 이웃하는 미세 조각들 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 각각의 시트(121a)를 구성하는 복수 개의 미세 조각들은 상기 접착제를 통해 서로 절연될 수 있다.
한편, 상기 자성시트(121)가 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리형성된 경우 상기 복수 개의 미세조각은 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상으로 형성된 미세조각을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 시트(121a)를 구성하는 미세조각들의 전체개수 중 적어도 한 변이 만곡형상으로 형성된 미세조각의 개수는 상기 시트(121a)를 구성하는 미세조각의 전체개수의 50% 이상의 비율일 수 있으며, 바람직하게는 70% 이상의 비율일 수 있다.
이는, 복수 개의 미세조각들로 분리형성된 시트(121a)가 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상으로 형성된 미세조각을 소정비율 이상으로 포함하는 경우 상기 시트(121a) 자체의 유연성은 더욱 개선될 수 있다.
이를 통해, 사용과정이나 운반과정 중에 상기 자성시트(121)가 외력에 의해 구부러지거나 휘어지더라도 시트 자체가 더욱 우수한 유연성을 가질 수 있음으로써 상기 시트를 구성하는 각각의 미세조각들이 추가로 깨지거나 상기 시트에 크랙이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트(120,220,320)는 시트 자체의 최초 설계치와 동등 수준의 설계치를 항상 유지할 수 있다.
이는, 하기 표 1을 통해 확인할 수 있다.
즉, 하기 표 1은 시트가 복수 개의 미세조각으로 분리형성되고, 시트를 구성하는 전체 미세조각 중 적어도 한 변이 만곡형상으로 형성된 미세조각의 비율에 따른 시트의 유연성을 테스트한 결과이다.
하기 표 1은 시트를 수평면에 대하여 30도 각도로 100회 구부렸을 때 미세조각의 모서리가 커버부재(122,222)를 가압하여 커버부재(122,222)의 표면을 돌출시키는 미세조각의 평균개수를 측정한 결과이며, 상기 커버부재(122,222)의 표면을 돌출시키는 미세조각의 평균개수가 10개 이상인 경우를 불량품(X)으로 분류하였고, 상기 커버부재(122,222)의 표면을 돌출시키는 미세조각의 평균개수가 10개 미만인 경우를 합격품(O)으로 분류하였다.
시트를 수평면에 대하여 30도 각도로 100회 구부렸을 때 커버부재를 가압하여 돌출되는 미세조각의 평균개수
구분 비교예 1 실시예 1 실시예 2
미세조각의 전체개수 대비 적어도 한 변이 만곡형상으로 형성된 미세조각의 개수비율 30% 50% 70%
커버부재를 가압하여 돌출되는 미세조각의 평균개수 20 9 3
불량여부 X O O
위의 표 1에서 확인할 수 있듯이, 시트를 구성하는 전체 미세조각의 총 개수중 적어도 한 변이 만곡형상으로 형성된 미세조각의 개수에 대한 비율이 50% 미만인 경우(비교예 1), 상기 커버부재(122,222) 측으로 돌출되는 미세조각의 평균개수는 10개 이상인 것을 확인할 수 있다.
또한, 시트를 구성하는 전체 미세조각의 총 개수중 적어도 한 변이 만곡형상으로 형성된 미세조각의 개수에 대한 비율이 50% 이상인 경우(실시예 1, 실시예 2), 상기 커버부재 측으로 돌출되는 미세조각의 평균개수는 10개 미만인 것을 확인할 수 있다.
이는, 시트를 수평면에 대하여 30도 각도로 100회 구부렸을 때 커버부재를 가압하는 미세조각의 평균개수가 적다는 것은 시트 자체의 유연성이 개선된 의미일 수 있다. 달리 말하면, 시트의 유연성이 좋다는 것은 시트 자체의 휘어짐이나 구부러짐이 발생하더라도 상기 시트를 구성하는 각각의 미세조각들의 파손 가능성이 줄어든다는 것을 의미일 수 있다. 즉, 사용과정에서 시트 자체의 휘어짐이나 구부러짐이 발생하더라도 시트 자체의 특성치는 최초 특성치와 비교할 때 변화가 미미하다는 것을 의미할 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 자성시트(121)는 비정질 합금 및 나노결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트일 수 있다. 여기서, 상기 비정질 합금 또는 나노 결정립 합금은 Fe계 또는 Co계 자성 합금이 사용될 수 있으며, 3원소 합금 및 5원소 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 3원소 합금은 Fe, Si 및 B를 포함할 수 있으며, 상기 5원소 합금은 Fe, Si, B, Cu 및 Nb를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자성시트(121)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 복수 개의 리본시트(121a)가 접착층(121b)을 매개로 다층으로 적층된 다층시트일 수 있고, 상기 다층시트를 구성하는 각각의 리본시트(121a)는 플레이크 처리되어 복수 개의 미세 조각으로 분리형성될 수 있으며, 각각의 미세조각들은 비정형으로 랜덤하게 형성될 수 있다.
이때, 상기 접착층(121b)은 비전도성 성분을 포함할 수 있으며, 적어도 일부가 상기 접착층(121b)을 매개로 적층된 두 개의 리본시트(121a) 측으로 스며들 수 있다.
이를 통해, 각각의 리본시트(121a)를 구성하는 복수 개의 미세조각들 중 서로 이웃하는 미세 조각들은 상기 접착층(121b)에 포함된 비전도성 성분을 통해 서로 절연될 수 있다.
상기 커버부재(122,222)는 접착층(123)을 매개로 상기 자성시트(121)의 모든 면을 덮도록 부착됨으로써 상기 자성시트(121)가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트(120,220,320)는 상기 자성시트(121)의 모든 면이 상기 커버부재(122,222)를 통해 수분 등과 접촉하는 것을 원천적으로 차단할 수 있으며, 상기 자성시트(121)로부터 파티클이나 미세 조각 등이 분리되더라도 상기 파티클이나 미세 조각 등이 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 자성시트(121)가 금속성분을 포함하는 자성재질로 이루어진다 하더라도 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트(120,220,320)는 자성시트(121)가 수분 등과 접촉하는 것을 차단하거나 상기 자성시트(121)로부터 분리된 파티클이나 미세조각이 외부로 이탈되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트(120,220,320)는 상기 자성시트(121)가 수분 등에 의해 산화되는 것을 방지할 수 있으며, 파티클이나 미세 조각의 외부 이탈을 통해 전자회로와의 쇼트발생을 미연에 방지할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트(120,220,320)는 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명에서, 상기 커버부재(122,222)는 액상 또는 겔상의 코팅액이 디핑, 분사, 인쇄 등을 통하여 상기 자성시트(121)의 모든 면에 도포된 것일 수도 있으나, 제조공정의 편의를 위하여 상기 커버부재(122,222)는 시트형태의 보호필름일 수 있다. 더불어, 상기 보호필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)필름, 폴리프로필렌(PP) 필름, 폴리테레프탈레이트(PTFE)와 같은 불소 수지계 필름 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 커버부재(122,222)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1커버부재(122a,222a)와 제2커버부재(122b,222b)를 포함할 수 있으며, 상기 자성시트(121)는 상기 제1커버부재(122a,222a) 및 제2커버부재(122b,222b)를 통해 모든 면이 덮어질 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1커버부재(122a,222a) 및 제2커버부재(122b,222b)는 일면에 접착층(123)이 배치될 수 있으며, 상기 제1커버부재(122a,222a) 및 제2커버부재(122b,222b)는 상기 접착층(123)을 매개로 자성시트(121)에 부착될 수 있다.
구체적인 일례로써, 상기 제1커버부재(122a,222a)는 상기 자성시트(121)의 상면 및 측면에 접착층(123)을 매개로 부착될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1커버부재(122a,222a)는 상기 자성시트(121)의 상면 및 측면을 덮을 수 있다.
또한, 상기 제2커버부재(122b,222b)는 상기 자성시트(121)의 하면에 접착층(123)을 매개로 부착될 수 있다. 이를 통해, 상기 제2커버부재(122b,222b)는 상기 자성시트(121)의 하면을 덮을 수 있다.
이때, 상기 커버부재(122)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1커버부재(122a)가 상기 자성시트(121)의 상면 및 측면의 표면적을 합한 면적과 대응되는 면적을 가질 수 있으며, 상기 제2커버부재(122b)는 상기 자성시트(121)의 하면의 표면적과 대응되는 면적을 가질 수 있다.
다른 예로써, 상기 커버부재(222)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1커버부재(222a)가 상기 자성시트(121)의 상면 및 측면의 표면적을 합한 면적보다 상대적으로 더 넓은 면적을 가질 수 있으며, 상기 제2커버부재(222b)는 상기 자성시트(121)의 하면의 표면적보다 상대적으로 넓은 면적을 가질 수 있다.
이를 통해, 상기 제1커버부재(222a) 및 제2커버부재(222b)가 상기 자성시트(121)에 접착층(123)을 매개로 부착되는 경우, 상기 제1커버부재(222a)의 일부는 상기 제2커버부재(222b)의 일부와 접착층(123)을 매개로 직접 부착될 수 있다.
이에 따라, 상기 자성시트(121)의 상면 및 측면과 각각 직접 부착되는 제1커버부재(222a) 및 상기 자성시트(121)의 하면과 직접 부착되는 제2커버부재(222b)의 일부가 상기 자성시트(121)로부터 분리되더라도 접착층(123)을 매개로 서로 직접 부착된 제1커버부재(222a)의 일부 및 상기 제2커버부재(222b)의 일부를 통해 밀봉상태를 유지할 수 있다.
이로 인해, 본 실시예에 따른 자기장 차폐시트(220)는 상기 자성시트(121)로부터 분리되거나 이탈된 미세조각이나 파티클들이 외부로 이탈하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 커버부재(222)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1커버부재(222a) 및 제2커버부재(222b)가 서로 동일한 면적 및 크기를 가질 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1커버부재(222a) 및 제2커버부재(222b)는 상기 자성시트(121)의 상면 또는 하면의 표면적보다 상대적으로 넓은 면적을 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 제1커버부재(222a) 및 제2커버부재(222b)는 도 2의 형태와 유사하게 테두리 측이 접착층(123)을 매개로 서로 직접 부착될 수 있다. 또한, 상기 제1커버부재(222a) 및 제2커버부재(222b)는 일부가 상기 자성시트(121)의 측면에 각각 부착될 수 있다.
이를 통해, 상기 자성시트(121)의 상면 및 측면과 각각 직접 부착되는 제1커버부재(222a)와 상기 자성시트(121)의 하면 및 측면과 각각 직접 부착되는 제2커버부재(222b)의 일부가 상기 자성시트(121)로부터 분리된다 하더라도 접착층(123)을 매개로 서로 직접 부착된 제1커버부재(222a)의 일부 및 상기 제2커버부재(222b)의 일부를 통해 밀봉상태를 유지할 수 있다.
이로 인해, 본 실시예에 따른 자기장 차폐시트(320)는 상기 자성시트(121)로부터 분리되거나 이탈된 미세조각이나 파티클들이 외부로 이탈되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
그러나 본 발명의 커버부재(122,222)의 형태를 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 자성시트(121)의 전면을 모두 감싸는 형태라면 상기 제1커버부재(122a,222a) 및 제2커버부재(122b,222b)의 면적은 적절하게 변경될 수 있다.
한편, 상술한 자기장 차폐시트(120,220,320)는 무선전력 전송모듈(100)에 적용될 수 있다. 일례로, 상기 무선전력 전송모듈(100)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 안테나유닛(110) 및 자기장 차폐시트(120,220,320)를 포함할 수 있다.
상기 안테나유닛(110)은 소정의 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 주파수 대역을 이용하여 소정의 기능을 수행할 수 있다.
이러한 안테나유닛(110)은 적어도 하나의 무선전력 전송용 안테나(114)를 포함할 수 있으며, 상기 안테나유닛(110)은 상기 자기장 차폐시트(120,220,320)의 일면에 접착층(116)을 매개로 고정될 수 있다.
여기서, 상기 무선전력 전송용 안테나(114)는 폴리이미드(PI)나 PET 등과 같은 합성수지로 이루어진 회로기판(112)의 적어도 일면에 동박 등과 같은 전도체를 루프 형태로 패터닝하거나 전도성 잉크를 사용하여 형성된 루프 형상의 안테나패턴일 수 있다.
대안으로, 상기 무선전력 전송용 안테나(114)는 일정길이를 갖는 도전성부재가 시계방향 또는 반시계방향으로 복수 회 권선되는 원형, 타원형 또는 사각형상의 평판형 코일로 구성될 수 있으며, 상기 평판형 코일이 상기 자기장 차폐시트(120,220,320)의 일면에 고정될 수 있다.
더불어, 상기 무선전력 전송용 안테나(114)는 무선전력 신호를 송신하기 위한 송신 코일(Tx coil)로 작동하거나 무선전력 신호를 수신하여 휴대용 전자기기가 필요로 하는 전력을 생산하기 위한 수신 코일(Rx coil)(2차 코일)로 작동될 수도 있다. 또한, 상기 무선전력 전송용 안테나(114)는 자기유도방식으로 작동될 수도 있고 자기공진방식으로 작동될 수 있다.
이때, 상기 회로기판(112)은 상기 자기장 차폐시트(120,220,320)의 일면과 대략 동일한 면적을 가질 수도 있으나, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 자기장 차폐시트(120,220,320)보다 상대적으로 좁은 면적을 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 회로기판(112)이 접착층(116)을 매개로 상기 자기장 차폐시트(120,220,320)의 일면에 부착되는 경우 상기 자기장 차폐시트(120,220,320)는 상기 회로기판(112)의 전체면적을 완전히 커버할 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 안테나유닛(110)은 무선 전력을 수신하거나 송신하기 위한 적어도 하나의 무선전력 전송용 안테나(114) 이외에 상기 무선전력 전송용 안테나(114)와 다른 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나의 다른 안테나(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 일례로, 상기 다른 안테나는 NFC(Near Field Communication) 안테나일 수도 있고, MST(Magnetic Secure Transmission) 안테나 일 수도 있다.
상기 자기장 차폐시트(120,220,320)는 상기 안테나유닛(110)의 일면에 배치될 수 있다. 이와 같은 자기장 차폐시트(120,220,320)는 상기 안테나유닛(110)에서 발생되는 자기장을 차폐하여 자기장의 집속도를 높여줌으로써 소정의 주파수 대역에서 작동하는 안테나의 성능을 높여줄 수 있다.
이때, 상기 자기장 차폐시트(120,220,320)는 자기장을 차폐하기 위한 자성시트(121)와 상기 자성시트(121)의 전면을 덮는 커버부재(122,222)를 포함할 수 있다.
이와 같은 자기장 차폐시트(120,220,320)는 상술한 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 더불어, 도면에는 무선전력 전송모듈(100)을 구성하는 자기장 차폐시트로서 도 3의 자기장 차폐시트(320)가 적용되는 것으로 도시하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 도 1 및 도 2의 자기장 차폐시트(120,220)가 적용될 수도 있다.
상술한 자기장 차폐시트(120,220,320) 및 무선전력 전송모듈(100)은 Qi 방식에 적용될 수도 있고, PMA 방식의 무선충전에 적용될 수도 있다. 또한, 상기 안테나유닛(110)은 자기유도 방식으로 작동하는 무선전력 전송용 안테나(114)와 더불어 자기공진 방식으로 작동하는 A4WP 방식의 안테나가 다른 안테나에 포함될 수도 있다.
더불어, 상술한 무선전력 전송모듈(100)은 무선전력 송신모듈의 역할을 수행할 수도 있고, 무선전력 수신모듈의 역할을 수행할 수도 있다.
구체적인 일례로써, 상기 무선전력 전송모듈(100)이 무선전력 수신모듈의 역할을 수행하는 경우 상기 무선전력 전송모듈(100)은 도 6에 도시된 바와 같이 휴대단말기와 같은 휴대용 전자기기 본체(90)의 백커버 또는 리어 케이스(92)에 부착될 수도 있다.
한편, 본 발명에 적용될 수 있는 자성시트(121)로서 리본시트를 언급하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 실리콘 스틸이나 퍼멀로이 등과 같이 금속성분을 포함하면서 자성을 띠는 재질이라면 모두 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 금속성분을 포함하는 자성재질로 이루어진 판상의 자성시트; 및
    상기 자성시트의 표면이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있도록 상기 자성시트의 전면을 덮는 커버부재;를 포함하는 자기장 차폐시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 커버부재는 보호필름인 자기장 차폐시트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 커버부재는 상기 자성시트의 상면 및 측면을 덮는 제1커버부재와, 상기 자성시트의 하면을 덮는 제2커버부재를 포함하는 자기장 차폐시트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 자성시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 박판의 리본시트인 자기장 차폐시트.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 자성시트는 복수 개의 리본시트가 접착층을 매개로 다층으로 적층된 다층시트인 자기장 차폐시트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 자성시트는 플레이크 처리되어 복수 개의 미세조각으로 분리형성된 시트인 자기장 차폐시트.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 복수 개의 미세조각은 적어도 한 변이 직선이 아닌 만곡형상으로 형성된 미세조각을 포함하는 자기장 차폐시트.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 복수 개의 미세조각은 적어도 한 변이 만곡형상으로 형성된 미세조각의 개수가 전체 미세조각의 개수 중 50% 이상인 자기장 차폐시트.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 복수 개의 미세조각은 적어도 한 변이 만곡형상으로 형성된 미세조각의 개수가 전체 미세조각의 개수 중 70% 이상인 자기장 차폐시트.
  10. 무선전력 전송을 위한 적어도 하나의 무선전력 전송용 안테나를 포함하는 안테나유닛; 및
    상기 안테나유닛에서 발생되는 자기장을 차폐할 수 있도록 상기 안테나유닛의 일면에 접착층을 매개로 부착되는 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 자기장 차폐시트;를 포함하는 무선전력 전송모듈.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 무선전력 전송용 안테나는 회로기판의 적어도 일면에 패턴형성되는 안테나패턴인 무선전력 전송모듈.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 자기장 차폐시트는 상기 회로기판보다 상대적으로 더 큰 크기를 갖도록 구비되는 무선전력 전송모듈.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 무선전력 전송모듈은 휴대단말기에 내장되는 무선전력 수신모듈인 무선전력 전송모듈.
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