KR20200055237A

KR20200055237A - 자성체 시트

Info

Publication number: KR20200055237A
Application number: KR1020180138611A
Authority: KR
Inventors: 한희선
Original assignee: 주식회사 위츠
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2020-05-21

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 자성체 시트는 적어도 하나의 자성층을 포함하는 자성체 시트에 있어서, 상기 자성층 중 적어도 하나는 중앙부와 상기 중앙부 주변의 외곽부로 구분하였을 때, 상기 외곽부는 도트 형상의 제1 크랙을 포함하며, 상기 중앙부는 크랙을 포함하지 않거나 라인 형상의 제2 크랙을 포함한다.

Description

자성체 시트 {Magnetic Sheet}

본 발명은 자성체 시트에 관한 것이다.

최근 모바일 휴대용 장치에 무선 충전(WPC) 기능, 근거리 통신(NFC) 기능, 전자 결제(MST) 기능 등이 채용되고 있다. 무선 충전(WPC), 근거리 통신(NFC), 전자 결제(MST) 기술은 동작 주파수, 데이터 전송률, 전송하는 전력량 등에서 차이가 있다.

이러한 무선 전력 전송 장치의 경우, 전자기파를 차단과 집속 등의 기능을 수행하는 자성체 시트가 채용되며, 예컨대, 무선 충전 장치에서는 수신부 코일과 배터리 사이에 자성체 시트를 배치한다. 자성체 시트는 수신부 코일에서 발생한 자기장을 차폐 및 집속하여 배터리로 도달하는 것을 차단함으로써, 무선전력 전송장치로부터 발생되는 전자기파를 효율적으로 무선전력 수신장치로 송신하기 위한 역할을 한다.

한편, 전자기기의 소형화 및 경량화로 인해 무선 충전(WPC) 기능, 근거리 통신(NFC) 기능, 전자 결제(MST) 기능을 수행 시 공간 활용이 중요해지고 있다. 그러나, 무선 충전(WPC), 근거리 통신(NFC), 전자 결제(MST) 기술은 각각 동작 주파수가 다르고, 요구되는 차폐부의 투자율이 다르다. 따라서 이러한 다양한 종류의 무선 통신 환경 하에서 높은 효율을 갖는 전자파 차폐 구조에 대한 필요성이 높은 상황이다.

본 발명의 일 목적은 다양한 종류의 무선 통신 환경 하에서 높은 효율을 갖는 자성체 시트를 제공하는 것이며, 나아가, 이러한 자성체 시트의 두께를 저감하여 소형화에 기여하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 방법으로, 본 발명은 일 예를 통하여 자성체 시트의 신규한 구조를 제안하고자 하며, 구체적으로, 적어도 하나의 자성층을 포함하는 자성체 시트에 있어서, 상기 자성층 중 적어도 하나는 중앙부와 상기 중앙부 주변의 외곽부로 구분하였을 때, 상기 외곽부는 도트 형상의 제1 크랙을 포함하며, 상기 중앙부는 크랙을 포함하지 않는 형태이다.

일 실시 예에서, 상기 제1 크랙은 열과 행을 이루면서 배열될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제1 크랙은 상기 자성층의 일면이 복수의 조각으로 깨진 형태일 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 자성층은 복수 개 구비되며, 상기 복수의 자성층 중 최하부에 배치된 것의 하부에 배치된 접착층 및 상기 복수의 자성층의 측면과 상기 복수의 자성층 중 최상부에 배치된 것의 상면을 커버하는 보호층을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 복수의 자성층 중 최하부에 배치된 것은 외곽부에 상기 도트 형상의 제1 크랙을 포함하고 중앙부에 크랙을 포함하지 않을 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 자성층은 복수 개 구비되며, 상기 복수의 자성층 중 적어도 하나는 크랙을 포함하지 않을 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 복수의 자성층 중 크랙을 포함하지 않는 자성층은 상기 제1 크랙을 포함하는 자성층의 상부에 배치될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 외곽부는 상기 중앙부의 양 측에 배치된 한 쌍의 스트라이프 형상의 영역일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면은,

적어도 하나의 자성층을 포함하는 자성체 시트에 있어서, 상기 자성층 중 적어도 하나는 중앙부와 상기 중앙부 주변의 외곽부로 구분하였을 때, 상기 외곽부는 도트 형상의 제1 크랙을 포함하며, 상기 중앙부는 라인 형상의 제2 크랙을 포함하는 자성체 시트를 제공한다.

일 실시 예에서, 상기 제2 크랙은 복수 개 구비되어 일 방향으로 배열될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제2 크랙은 상기 일 방향에 수직인 타 방향으로도 배열될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 복수의 자성층 중 최하부에 배치된 것은 외곽부에 상기 도트 형상의 제1 크랙을 포함하고 중앙부에 라인 형상의 상기 제2 크랙을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 복수의 자성층 중 크랙을 포함하지 않는 자성층은 상기 제1 및 제2 크랙을 포함하는 자성층의 상부에 배치될 수 있다.

본 발명의 경우, 서로 다른 종류의 크랙 패턴을 적용함으로써 다양한 주파수 범위에서 우수한 효율을 갖는 자성체 시트를 얻을 수 있으며, 또한, 자성체 시트의 두께를 줄여 소형화에 기여할 수 있다.

도 1은 일반적인 무선충전 시스템의 외관을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 주요 내부 구성을 분해하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자성체 시트를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 자성체 시트에서 채용될 수 있는 도트 형상 크랙을 나타낸다.
도 5는 도 4의 일부 영역을 확대하여 나타낸 것이다.
도 6은 도 3의 자성체 시트에서 채용될 수 있는 도트 형상의 크랙을 구현하는 방법의 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 자성체 시트를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7의 라인 형상 크랙을 확대하여 나타낸 것이다.
도 9는 도 7의 자성체 시트에서 채용될 수 있는 라인 형상의 크랙을 구현하는 방법의 예를 나타낸다.
도 10 및 도 11은 도 7의 실시 형태에서 변형된 형태에 따른 자성체 시트를 나타낸다.
도 12는 또 다른 실시 형태에 따른 자성체 시트를 나타낸다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 나아가, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 일반적인 무선충전 시스템을 개략적으로 나타낸 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 주요 내부 구성을 분해하여 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 무선충전 시스템은 전자장치무선전력 전송장치(10)와 무선전력 수신장치(20)로 구성될 수 있으며, 무선전력 수신장치(20)는 휴대폰, 노트북, 태블릿 PC 등과 같은 전자기기(30)에 포함될 수 있다.

무선전력 전송장치(10)의 내부를 보면, 기판(12) 상에 송신부 코일(11)이 형성되어 있어 무선전력 전송장치(10)로 교류전압이 인가되면 주위에 자기장이 형성된다. 이에 따라, 무선전력 수신장치(20)에 내장된 수신부 코일(21)에는 송신부 코일(11)로부터 유도된 기전력에 의하여 배터리(22)가 충전될 수 있다.

배터리(22)는 충전과 방전이 가능한 니켈수소 전지 또는 리튬이온 전지가 될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 배터리(22)는 무선전력 수신장치(20)와는 별도로 구성되어 무선전력 수신장치(20)에 착탈이 가능한 형태로 구현될 수 있고, 또는 배터리(22)와 무선전력 수신장치(20)가 일체로 구성되는 일체형으로 구현될 수도 있다.

송신부 코일(11)과 수신부 코일(21)은 전자기적으로 결합되어 있으며, 구리 등의 금속 와이어를 권회하여 형성될 수 있다. 이 경우, 권회 형상은 원형, 타원형, 사각형, 마름모형 등이 될 수 있으며, 전체적인 크기나 권회 횟수 등은 요구되는 특성에 따라 적절하게 제어하여 설정할 수 있다.

수신부 코일(21)과 배터리(22) 사이에는 자성체 시트(100)이 배치되며, 자성체 시트(100)은 수신부 코일(21)과 배터리(22) 사이에 위치하여 자속을 집속함으로써 효율적으로 수신부 코일(21) 측에 수신될 수 있도록 한다. 이와 함께, 자성체 시트(100)은 자속 중 적어도 일부가 배터리(22)에 도달하는 것을 차단하는 기능을 한다.

이러한 자성체 시트(100)은 코일부와 결합되어 상술한 무선충전 장치의 수신부 등에 적용될 수 있다. 또한, 무선 충전 장치 외에도 상기 코일부는 마그네틱 보안 전송(MST), 근거리 무선 통신(NFC) 등에 이용될 수도 있다. 또한, 자성체 시트(100)는 무선충전 장치의 수신부가 아닌 송신부에도 적용될 수 있을 것이며, 이하에서는 특별히 구분할 필요가 없는 경우에는 송신부와 수신부 코일을 모두 코일부로 칭하기로 한다. 이하, 자성체 시트(100)에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자성체 시트를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 3의 자성체 시트에서 채용될 수 있는 도트 형상 크랙을 나타내며, 도 5는 도 4의 일부 영역을 확대하여 나타낸 것이다. 도 6은 도 3의 자성체 시트에서 채용될 수 있는 도트 형상의 크랙을 구현하는 방법의 예를 나타낸다.

상기 도면들을 참조하면, 본 실시 형태의 경우, 자성체 시트(100)는 복수의 자성층(110)의 적층 구조를 포함하며, 본 실시 형태에서는 3개의 자성층(110)을 포함하는 예를 기준으로 한다. 복수의 자성층(110)은 그 사이에 배치된 접착층(120)에 의하여 적층 구조를 이루면서 결합될 수 있다. 접착층(120)은 양면 테이프, 접착성 수지 등을 이용할 수 있다. 다만, 자성층(110) 개수는 원하는 차폐 성능 등을 고려하여 조절될 수 있으며 하나의 자성층(110)만 채용될 수도 있을 것이다.

도 4에 도시된 형태와 같이, 자성층(110)은 중앙부(101)와 그 주변의 외곽부(102)로 구분하였을 때, 외곽부(102)는 도트 형상의 제1 크랙(140)을 포함한다. 그리고 중앙부(101)는 크랙을 포함하지 않는다. 여기서 크랙을 포함하지 않는 구조는 의미는 가압 등의 공정으로 인위적인 파쇄 구조를 형성하지 않은 것을 의미한다.

자성층(110)은 비정질 합금이나 나노 결정립 합금 등으로 이루어진 박판의 금속 리본을 사용할 수 있다. 이 경우, 비정질 합금으로는 Fe계 또는 Co계 자성 합금을 사용할 수 있다. Fe계 자성 합금은 Si를 포함하는 물질, 예를 들어, Fe-Si-B 합금을 사용할 수 있으며, Fe를 비롯한 금속의 함유량이 높을수록 포화 자속 밀도가 높아지지만, Fe 원소의 함유량이 과다할 경우 비정질을 형성하기 어려우므로 Fe의 함량은 70-90atomic%일 수 있으며, 비정질 형성 가능성 측면에서는 Si 및 B의 합이 10-30atomic%의 범위인 것이 가장 적합하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지시키기 위해 Cr, Co 등 내부식성 원소를 20atomic% 이내로 첨가할 수도 있고, 다른 특성을 부여하도록 필요에 따라 다른 금속 원소를 소량 포함할 수 있다.

그리고, 나노 결정립 합금을 이용하여 자성층(110)을 구현하는 경우에는 예를 들어, Fe계 나노 결정립 자성 합금을 사용할 수 있다. Fe계 나노 결정립 합금은 Fe-Si-B-Cu-Nb 합금을 사용할 수 있다.

한편, 자성층(110)은 폐라이트계의 물질을 이용하여 형성될 수도 있으며, 예를 들어, Mn-Zn계, Mn-Ni계, Ba, Sr계 페라이트 물질로 형성될 수 있으며, 나아가, 이들 물질을 나노 결정 분말로 형성할 수 있다. 또한, 수지 등의 베이스에 자성 입자가 충진된 형태의 폴리머 복합체를 이용하여 자성층(110)을 형성할 수도 있다.

도 3에 포함된 구성 요소 중 접착층(121)은 복수의 자성층(110) 중 최하부에 배치된 것의 하부에 배치되며, 보호층(130)은 복수의 자성층(110)의 측면과 복수의 자성층(110) 중 최상부에 배치된 자성층(110)의 상면을 커버한다. 안정적인 결합 구조를 위하여 보호층(130)과 접착층(121)은 서로 접촉을 유지할 수 있다. 접착층(121)은 자성체 시트(100)를 다른 부품, 예컨대, 무선통신용 코일 등에 부착하기 위해 제공될 수 있으며, 자성층(110)을 보호하는 기능도 제공할 수 있다. 접착층(121)은 단면 혹은 양면 테이프, 접착성 수지 등으로 이루어질 수 있다. 보호층(130)은 자성층(110)의 표면을 커버하여 외부의 영향 등으로부터 자성층(110)을 보호하며, 절연성 수지나 산화물 등으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 보호층(130)은 블랙 PET로 형성될 수 있다. 도 3의 실시 형태에서, 접착층(121)과 보호층(130)은 필수적인 구성 요소는 아니며, 필요에 따라 이들 중 적어도 일부는 자성체 시트(100)에서 제외될 수도 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 자성층(110)의 경우, 중앙부(101)는 크랙을 포함하지 않는 논크랙 영역으로 형성되고, 외곽부(102)는 도트 형상의 제1 크랙(140)을 갖는 형태이다. Fe계 합금 등으로 이루어진 자성층(110)은 투자율이 매우 높기 때문에 그대로 사용 시 손실율이 높다. 자성층(110)에 크랙(140)을 형성하여 이를 부분적으로 파쇄함으로써 의도한 수준의 투자율을 갖도록 조절할 수 있다. 도시된 형태와 같이, 외곽부(102)는 중앙부(101)의 양 측에 배치된 한 쌍의 스트라이프 형상의 영역일 수 있다. 여기서 중앙부(101)는 WPC나 MST 등을 위한 코일에 대응하고, 외곽부(102)는 NFC 등을 위한 코일에 대응할 수 있다. 본 실시 형태에서는 자성층(110)에 크랙(140)을 형성하여 자성층(110)의 투자율을 조절하는 한편, 중앙부(101)와 외곽부(102)의 크랙 형태를 달리함으로써 각 영역별로 대응하는 코일의 기능에 맞는 수준의 투자율을 갖도록 하였다. 다만, 중앙부(101)와 외곽부(102)의 형태는 변형될 수 있으며, 예컨대, 중앙부(101)의 측면 모두가 외곽부(102)에 의해 둘러싸일 수도 있다.

외곽부(102)에 형성된 도트 형상의 제1 크랙(140)을 설명하면, 도 4에 도시된 형태와 같이, 제1 크랙(140)은 열과 행을 이루면서 배열될 수 있으며, 이 경우, 규칙적인 배열 구조를 가질 수 있다. 여기서, 크랙이 도트 형상이라 함은 자성층(110)의 표면이 도트 형상의 가압 수단에 의하여 깨져서 얻어진 형상을 의미하며, 도트 형상의 가압 수단은 반드시 날카로운 형상일 필요는 없으며 상대적으로 좁은 영역을 가압하여 자성층(110)의 국부적인 영역을 파쇄할 수 있는 수단일 수 있다. 이와 같이, 제1 크랙(140)은 자성층(101)의 일면이 복수의 조각(P)으로 깨진 형태를 가질 수 있다. 도 5에 나타낸 확대도와 같이 자성층(101)은 제1 크랙(140) 외에 이들 사이에 형성된 미세 크랙(141)을 더 포함할 수 있다. 자성층(101)에 도트 형상의 제1 크랙(140)을 형성하고 그 크기와 밀도 등을 조절함으로써 자성층(101)의 투자율을 의도한 수준으로 조절할 수 있다.

이러한 도트 형상의 제1 크랙(140)은 도 6에 도시된 형태와 같이 돌기부(201)를 가지면서 회전 가능한 롤러(200)를 자성층(101)의 표면에 적용하여 얻어질 수 있다. 롤러(200)가 회전하면서 돌기부(201)는 자성층(101)의 표면을 국부적으로 파쇄하게 되며 이에 의해 도트 형상의 제1 크랙(140)이 얻어질 수 있다. 도 6에서는 돌기부(201)가 피라미드 형상을 갖고 있으나 이에 제한되지 않고 돌기부(201)는 육면체, 반구형 등 국부적인 영역을 가압할 수 있는 것이면 사용될 수 있을 것이다.

본 실시 형태와 같이, 자성층(110)의 중앙부(101)는 논크랙 영역으로 형성되어 충분한 투자율을 가질 수 있으며, 이에 의해 WPC, MST 등의 무선 통신 성능이 우수할 수 있다. 또한, 자성층(110)의 외곽부(102)는 도트 형상의 제1 크랙(140)을 포함함으로써 NFC 기능에 맞는 투자율을 갖도록 조절될 수 있고 NFC 공진주파수(13.56MHz)에서 높은 품질 계수(Quality Factor)를 가질 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 자성체 시트를 나타낸 평면도이다. 도 8은 도 7의 라인 형상 크랙을 확대하여 나타낸 것이다. 도 9는 도 7의 자성체 시트에서 채용될 수 있는 라인 형상의 크랙을 구현하는 방법의 예를 나타낸다. 도 10 및 도 11은 도 7의 실시 형태에서 변형된 형태에 따른 자성체 시트를 나타낸다. 그리고 도 12는 또 다른 실시 형태에 따른 자성체 시트를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 본 실시 형태의 경우, 앞선 실시 형태와 달리 자성층(110)의 중앙부(101)는 라인 형상의 제2 크랙(150)을 갖는다. 이 외에는 앞선 실시 형태와 동일하며, 외곽부(102)는 도트 형상의 제1 크랙(140)을 갖는다.

도시된 형태와 같이, 라인 형상의 제2 크랙(150)은 복수 개 구비되어 일 방향으로 배열된 형태로 얻어질 수 있다. 이러한 제2 크랙(150)은 예컨대, 도 9에 도시된 형태와 같이 라인 형상의 돌기부(211)를 갖는 롤러(210)를 적용하여 얻어질 수 있다. 그리고 제2 크랙(150)이 형성되지 아니한 영역에는 상기 도 6의 공정을 이용하여 도트 형상의 제1 크랙(140)을 형성할 수 있을 것이다.

도 8의 확대도에서 볼 수 있듯이, 제2 크랙(150)의 주변에는 미세 크랙(151)이 형성될 수 있으며, 미세 크랙(151)은 제2 크랙(150)을 형성하기 위한 파쇄 공정 중에 형성될 수 있다. 자성층(110)에 라인 형상의 제2 크랙(150)을 형성하고 그 크기와 밀도 등을 조절함으로써 자성층(102, 103)의 투자율을 의도한 수준으로 조절할 수 있다. 특히, 도트 형상의 제1 크랙(140)은 자성층이 불규칙하게 깨지는 경우가 많기 때문에 투자율을 조절하기 쉽지 않고 고투자율을 구현할 경우 특성의 산포를 보이는 경우가 많다. 이와 비교하여 라인 형상 제2 크랙(150)은 보다 높은 규칙성을 갖기 때문에 특성의 산포를 개선하면서 높은 투자율을 구현할 수 있다. 이에 따라 라인 형상의 제2 크랙(150)을 갖는 중앙부(101)는 WPT, MST 등의 차폐 영역으로 사용되는 경우 무선 통신 성능이 향상될 수 있다.

한편, 라인 형상의 제2 크랙(150)은 일 방향으로만 형성되는 것은 아니며, 다른 방향으로 형성된 것을 포함할 수 있다. 다시 말해, 도 7의 예에서는 제2 크랙(150)이 도면을 기준으로 가로 방향, 즉, 외곽부(102)가 형성하는 스트라이프의 연장 방향에 수직인 방향으로 연장되어 있지만, 도 10에 변형 예와 같이, 제2 크랙(152)은 도면을 기준으로 세로 방향으로 연장되어 있다. 나아가, 도 11에 도시된 형태와 같이, 자성층(110)은 일 방향(도면을 기준으로 가로 방향)으로 형성된 라인 형상의 크랙(150)과 이에 수직인 타 방향(도면을 기준으로 세로 방향)으로 배열된 라인 형상의 크랙(152)을 포함할 수 있다. 이렇게 서로 다른 방향으로 형성된 라인 형상의 크랙(150, 152)을 형성할 경우, 자성층(110)은 더욱 작은 영역으로 구분될 수 있으며 투자율을 미세하게 조절할 수 있다.

다양한 무선통신 기능이 집적된 모듈, 예컨대, 무선충전(WPC)/전자결재(MST)/근거리 통신(NFC)용 콤보 모듈에서 도트 형상의 크랙을 갖는 자성층을 사용하여 자성체 시트를 구현할 경우, 자성체 시트에서 높은 투자율을 얻기 어렵고 이에 따라 자기장의 방사 특성을 개선하기 어려운 문제가 있다. 이러한 문제는 콤보 모듈의 크기가 작아질수록 더욱 커져서 WPC, MST, NFC 각각의 성능 기준을 충족하기 어려우며 높은 투자율을 갖는 자성체 시트를 사용할 필요성이 있다. 반대로, 라인 형상의 크랙을 갖는 자성층만으로 구현된 자성체 시트는 WPC, MST 주파수 대역에서 상대적으로 높은 투자율을 갖지만 NFC 공진주파수(약 13.56MHz)에서 품질 계수(Quality Factor)가 낮아 NFC 인식 성능이 저하되며, 또한, 파쇄 공정 시 자성층 표면의 파쇄 정도에 따라 성능의 산포가 커지는 문제가 있다. 이러한 문제를 고려하여, 본 실시 형태에서는 자성층(110)의 외곽부(102)에는 도트 형상의 제1 크랙(140)을 배치하고, 중앙부(101)에는 라인 형상의 제2 크랙(150)을 배치하여 하나의 자성층(110) 내에 제1 크랙(140)과 제2 크랙(150)의 장점을 모두 채용하였다.

보다 구체적으로 설명하면, 도트 형상의 제1 크랙(140)을 갖는 외곽부(102)는 WPC, MST 주파수 영역에서 수백 대 수준의 투자율을 갖는데, 이는 라인 형상의 크랙(150)을 갖는 자성층(102, 103)의 투자율이 수천 ~ 수만 수준인 것과 비교해서 현저히 낮다. 그러나, NFC 주파수 영역에서는 도트 형상의 제1 크랙(140)과 라인 형상의 제2 크랙(150)에서 투자율이 유사해질 수 있으며, 손실율은 도트 형상의 제1 크랙(140)을 갖는 외곽부(102)가 더 낮다. 또한, 크랙이 없거나 라인 형상의 제2 크랙(150)을 갖는 중앙부(101)의 경우, 높은 투자율을 갖고 자기장 방사 특성이 우수하여 특히 MST 성능의 향상에 기여할 수 있다.

한편, 앞선 실시 형태에서는 자성체 시트(100)에 구비된 자성층(110) 모두가 상술한 혼합형 크랙 구조(논크랙 영역 + 도트 크랙 영역, 라인 크랙 영역 + 도트 크랙 영역)를 갖는 형태를 나타내고 있지만 도 12의 실시 형태와 같이 일부의 자성층(110)만 이러한 혼합형 크랙 구조를 가질 수도 있다.

도 12에서는 도트 형상의 크랙을 갖는 영역을 D로 표기하고, 크랙을 갖지 않는 영역을 N으로 도 12에 도시된 형태와 같이, 최하부에 배치된 자성층(110)은 외곽부(D)에서 도트 형상의 제1 크랙을 포함하고 중앙부(N)에서 크랙을 포함하지 않는다. 다만, 중앙부는 논 크랙 영역이 아니라 라인 형상의 제2 크랙을 포함할 수도 있을 것이다. 최하부의 자성층(110) 위에 배치된 자성층(115)은 크랙을 포함하지 않는다. 여기서 크랙을 포함하지 않는 구조는 의미는 가압 등의 공정으로 인위적인 파쇄 구조를 형성하지 않은 것을 의미한다. 크랙을 포함하지 않는 자성층(115)이 별도로 배치됨에 따라 자성체 시트 전체적으로 투자율을 높일 수 있다. 이렇게 크랙을 포함하지 않는 자성층(115)는 자성체 시트의 투자율을 조절하기 위해 추가적으로 채용될 수 있으며 도 12의 실시 형태에서는 2개가 적층된 구조를 나타내고 있지만 이러한 자성층(115)의 개수는 1개이거나 3개 이상일 수도 있을 것이다.

한편, 상술한 혼합 크랙 구조를 갖는 자성층(110)은 크랙이 없는 자성층(115)보다 하부에 배치함으로써 코일부와 상대적으로 가깝게 위치하며, 이에 따라 NFC 공진주파수에서 높은 품질 계수를 유지할 수 있다. 본 발명의 발명자들은 NFC 성능은 코일부와 가장 가까운 자성층(110)에 큰 영향을 받는다는 것을 확인하였으며 이러한 결과로부터 코일부와 인접한 자성층(110)가 도트 형상의 제1 크랙(140)을 갖도록 하였다.

또한, 본 발명의 발명자들의 실험 결과에 의하면, 도 3에 도시된 형태와 같이 혼합 크랙 구조를 갖는 자성층(110)의 경우, 3층 구조를 갖는데 5층 구조의 자성층을 도트 형상의 크랙으로만 형성한 경우와 비교하여 WPC, MST 성능은 동등하거나 약간의 저하만 보인 반면, NFC 성능은 더 향상되었다. 따라서, 이러한 자성체 시트(100)는 WPC, MST, NFC 등과 같은 다양한 무선통신 환경 하에서 높은 효율을 보일 수 있으며 나아가, 자성층(110)의 두께가 저감될 수 있으므로 전자부품의 소형화에 기여할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

10: 무선전력 전송장치
11: 송신부 코일
20: 무선전력 수신장치
21: 수신부 코일(코일부)
22, 130: 배터리
30: 전자기기
100: 자성체 시트
101: 중앙부
102: 외곽부
110: 자성층
120, 121: 접착층
130: 보호층
140: 제1 크랙
150, 152: 제2 크랙
141, 151: 미세 크랙
200, 210: 롤러
201, 211: 돌기부
P: 자성체 조각

Claims

적어도 하나의 자성층을 포함하는 자성체 시트에 있어서,
상기 자성층 중 적어도 하나는 중앙부와 상기 중앙부 주변의 외곽부로 구분하였을 때, 상기 외곽부는 도트 형상의 제1 크랙을 포함하며, 상기 중앙부는 크랙을 포함하지 않는 자성체 시트.
제1항에 있어서,
상기 제1 크랙은 열과 행을 이루면서 배열된 자성체 시트.
제1항에 있어서,
상기 제1 크랙은 상기 자성층의 일면이 복수의 조각으로 깨진 형태인 자성체 시트.
제1항에 있어서,
상기 자성층은 복수 개 구비되며, 상기 복수의 자성층 중 최하부에 배치된 것의 하부에 배치된 접착층 및
상기 복수의 자성층의 측면과 상기 복수의 자성층 중 최상부에 배치된 것의 상면을 커버하는 보호층을 더 포함하는 자성체 시트.
제4항에 있어서,
상기 복수의 자성층 중 최하부에 배치된 것은 외곽부에 상기 도트 형상의 제1 크랙을 포함하고 중앙부에 크랙을 포함하지 않는 자성체 시트.
제1항에 있어서,
상기 자성층은 복수 개 구비되며, 상기 복수의 자성층 중 적어도 하나는 크랙을 포함하지 않는 자성체 시트.
제6항에 있어서,
상기 복수의 자성층 중 크랙을 포함하지 않는 자성층은 상기 제1 크랙을 포함하는 자성층의 상부에 배치된 자성체 시트.
제1항에 있어서,
상기 외곽부는 상기 중앙부의 양 측에 배치된 한 쌍의 스트라이프 형상의 영역인 자성체 시트.
적어도 하나의 자성층을 포함하는 자성체 시트에 있어서,
상기 자성층 중 적어도 하나는 중앙부와 상기 중앙부 주변의 외곽부로 구분하였을 때, 상기 외곽부는 도트 형상의 제1 크랙을 포함하며, 상기 중앙부는 라인 형상의 제2 크랙을 포함하는 자성체 시트.
제9항에 있어서,
상기 제2 크랙은 복수 개 구비되어 일 방향으로 배열된 자성체 시트.
제10항에 있어서,
상기 제2 크랙은 상기 일 방향에 수직인 타 방향으로도 배열된 자성체 시트.
제9항에 있어서,
상기 복수의 자성층 중 최하부에 배치된 것은 외곽부에 상기 도트 형상의 제1 크랙을 포함하고 중앙부에 라인 형상의 상기 제2 크랙을 포함하는 자성체 시트.
제9항에 있어서,
상기 자성층은 복수 개 구비되며, 상기 복수의 자성층 중 적어도 하나는 크랙을 포함하지 않는 자성체 시트.
제13항에 있어서,
상기 복수의 자성층 중 크랙을 포함하지 않는 자성층은 상기 제1 및 제2 크랙을 포함하는 자성층의 상부에 배치된 자성체 시트.
제9항에 있어서,
상기 외곽부는 상기 중앙부의 양 측에 배치된 한 쌍의 스트라이프 형상의 영역인 자성체 시트.