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WO2016186443A1 - 콤보 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈 - Google Patents

콤보 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈 Download PDF

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Publication number
WO2016186443A1
WO2016186443A1 PCT/KR2016/005252 KR2016005252W WO2016186443A1 WO 2016186443 A1 WO2016186443 A1 WO 2016186443A1 KR 2016005252 W KR2016005252 W KR 2016005252W WO 2016186443 A1 WO2016186443 A1 WO 2016186443A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna
wireless power
sheet
unit
receiving module
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/005252
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
장길재
장민식
Original Assignee
주식회사 아모센스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아모센스 filed Critical 주식회사 아모센스
Priority to US15/574,161 priority Critical patent/US10658870B2/en
Priority to CN201680029197.9A priority patent/CN107771368B/zh
Publication of WO2016186443A1 publication Critical patent/WO2016186443A1/ko

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Definitions

  • the present invention relates to a combo antenna unit and a wireless power receiving module including the same.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • NFC near field communication
  • wireless charging wireless charging
  • interactive pen tablets have been added to mobile terminals including mobile phones and tablet PCs.
  • NFC is an electronic tag RFID that is a contactless short-range wireless communication module using a 13.56MHz frequency band and transmits data between terminals at a close distance of 10 cm.
  • NFC is not only mobile payment but also file transfer method, and is widely used in supermarkets or general stores to transmit goods information or travel information for visitors, transportation, and access control lock.
  • the Android Beam which was recently installed by Google, has a near field communication (NFC) -based short-range information transmission / reception function, which enables not only mobile payment but also photos, business cards, files, maps and websites. It provides the ability to forward to another phone.
  • NFC near field communication
  • the portable terminal is provided with a wireless charging function for wirelessly charging the built-in battery
  • the wireless charging is a wireless power transmission module for powering the wireless power reception module and the wireless power reception module built in the portable terminal. Is made by the module.
  • the thickness of the wireless power receiver module embedded in the portable terminal is also getting thinner.
  • the total thickness of the wireless power receiver module has to be designed to be 0.6 m or less, even 0.3 mm or less. .
  • the thickness of the wireless power receiving module is designed to be less than 0.6mm, even less than 0.3mm, there are considerable difficulties in implementing the characteristics required by the wireless charging method. Accordingly, in order to satisfy the characteristics required in the limited thickness as described above, it is necessary to reduce the overall thickness of the shielding unit or reduce the thickness of the radiator constituting the antenna.
  • a plurality of radiators constituting the antenna is generally formed on one surface of a circuit board.
  • the production cost is higher than other components, resulting in an increase in the final product cost.
  • the present invention has been made in view of the above, when the antenna unit is composed of a plurality of antennas performing different roles, at least a part of the antenna including a wireless power transmission antenna of the plurality of antennas of the flat type It is an object of the present invention to provide a combo antenna unit and a wireless power receiving module including the same, by reducing the resistance by reducing the heat generated by the coil to increase the charging efficiency.
  • the antenna unit when the antenna unit is composed of a plurality of antennas performing different roles, the plurality of antennas are combined and configured in the form of a pattern printed on one side of the flat coil and the circuit board, thereby consuming the amount of the circuit board.
  • Another object is to provide a combo antenna and a wireless power receiving module including the same, which can minimize the overall production cost.
  • the present invention separates and operates antennas operating in different frequency bands in different areas, and provides shielding performance of magnetic fields according to frequency bands by arranging shielding sheets having different characteristics in areas corresponding to each antenna. Another object is to provide a combo antenna that can be optimized and a wireless power receiving module including the same.
  • the present invention includes a wireless power transmission antenna and at least one other antenna using a different frequency band than the wireless power transmission antenna, the wireless power transmission antenna has a radiator in a loop shape
  • a combo antenna unit that is a wound flat coil.
  • the other antenna may include any one or both of an MST antenna and an NFC antenna.
  • the MST antenna or NFC antenna may be made of a flat coil coil radiator wound in a loop shape, one surface may be attached to the shielding unit.
  • the other antenna may include an MST antenna and an NFC antenna, and the MST antenna and the NFC antenna may be formed in a printed pattern on a circuit board on which a radiator is attached to one surface of the shielding unit.
  • the other antenna includes an MST antenna and an NFC antenna, wherein the MST antenna is made of a flat coil wound around the radiator, the NFC antenna is printed pattern on a circuit board that the radiator is attached to one surface of the shielding unit It can be formed as.
  • the circuit board may include a through hole formed in a predetermined area in a region corresponding to the flat coil, and the flat coil may be disposed on the through hole side and directly attached to one surface of the shielding unit. have.
  • the flat coil and the circuit board may be disposed on opposite sides of the virtual plane on the same plane.
  • the present invention is a combo antenna unit including a wireless power transmission antenna and at least one other antenna using a different frequency band than the wireless power transmission antenna; And a shielding unit disposed on one surface of the combo antenna unit and shielding a magnetic field to focus in a required direction.
  • the antenna for transmitting wireless power includes a wireless power receiving module which is a flat coil wound around a radiator in a loop shape. to provide.
  • the shielding unit includes a first region and a second region disposed opposite to each other on the basis of a virtual straight line, the flat coil is attached to the first region and the circuit board is attached to the second region Can be.
  • the flat coil may include a pair of connecting terminals for electrical connection on both end sides, and one side of the shielding unit may be provided with a receiving portion is arranged a lead including the connecting terminal.
  • the accommodating part may be provided as an accommodating groove recessed from a surface of the shielding unit to a predetermined depth, and the lead part may be inserted into the accommodating groove.
  • the receiving portion may be provided with a cutout formed in the cut inside the shield unit, the lead portion may be inserted into the cutout.
  • the shielding unit includes a first sheet for improving the performance of the antenna for wireless power transmission and a second sheet for improving the performance of the NFC antenna, the first sheet is disposed in the first area
  • the second sheet may be disposed in the second area.
  • first sheet and the second sheet may be arranged such that one end portion is in contact with each other on the same plane.
  • the first sheet may be a ribbon sheet including at least one or more of an amorphous alloy and a nano grain alloy
  • the second sheet may be a ferrite sheet.
  • At least a part of the antenna including the wireless power transmission antenna may be configured as a flat coil, thereby reducing resistance to reduce heat generation and increase charging efficiency.
  • the antenna unit when the antenna unit is composed of a plurality of antennas performing different roles, the plurality of antennas are combined and configured in the form of a pattern printed on one side of the flat coil and the circuit board, thereby consuming the amount of the circuit board. Minimization can reduce the overall production cost.
  • the present invention is that when the antennas operating in different frequency bands are disposed separately in different areas, the shielding unit is composed of at least two sheets having different characteristics and the two sheets are arranged in parallel on the same plane.
  • FIG. 1 is a view showing a wireless power receiving module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 3A and 3B illustrate various types of combo antennas applied to FIG. 1, in which FIG. 3A illustrates a case in which all antennas are formed of a flat coil, and FIG. 3B illustrates a planar type wireless antenna and an MST antenna. Drawing showing a case of forming a coil,
  • Figure 4 is a detailed cross-sectional view showing a case in which the shielding unit applied to the wireless power receiving module according to an embodiment of the present invention consists of a multi-layered ribbon sheet,
  • FIG. 5 is a view showing a wireless power receiving module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG. 5, and
  • FIG. 7A and 7B are diagrams illustrating a case where a plurality of antennas applied to the present invention are dividedly arranged in a first region and a second region
  • FIG. 7A is a case in which a plurality of antennas are all composed of a flat coil
  • 7b illustrates a case where the wireless power transmission antenna and the MST antenna are configured with a flat coil.
  • Wireless power receiving module (100,200) includes a combo antenna unit (110,110 ', 110 ") and shielding unit (120,120') as shown in Figs.
  • the combo antenna units 110, 110 'and 110 " are for receiving wireless signals from portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, PMPs, tablets, multimedia devices, and the like.
  • the combo antenna unit 110, 110 ′, 110 ′′ may include a plurality of antennas 114, 115, and 116 that perform different roles, and may be fixed to one surface of the shielding unit 120 via an adhesive layer 124. .
  • the combo antenna units 110, 110 ', and 110 “serve as Rx coils (secondary coils) that receive the wireless power signal transmitted from the transmission device and produce the power required by the portable electronic device.
  • the combo antenna units 110, 110 ′, 110 ′′ are configured together with the wireless power in addition to the wireless power transfer antenna 116 for wireless charging.
  • the antenna may further include at least one other antenna of at least one of a magnetic secure transmission (MST) antenna 115 and a near field communication (NFC) antenna 114 using a different frequency band from the antenna for transmission.
  • MST magnetic secure transmission
  • NFC near field communication
  • the wireless power transmission antenna 116, the MST antenna 115, and the NFC antenna 114 may be directly connected to the terminal terminals 117 provided on the circuit boards 112 and 212 or electrically connected to each other through via holes. .
  • At this time, at least the wireless power transmission antenna 116 of the plurality of antennas (114, 115, 116) may be composed of a polygonal flat coil, such as a circular, elliptical, spiral or square shape in which the radiator is wound in a clockwise or counterclockwise direction.
  • One surface may be fixed to the shielding unit 120 through an adhesive layer 124. That is, unlike the prior art in which the wireless power transmission antenna is formed on one surface of the circuit board in the present invention, in the present invention, the wireless power transmission antenna 116 is provided as a flat coil and directly on one surface of the shielding unit 120. By being fixed, the total thickness of the radiator constituting the wireless power transmission antenna 116 can be increased by the thickness of the substrate layer of the circuit board.
  • the resistance of the radiator can be reduced by increasing the cross-sectional area of the radiator constituting the wireless power transmission antenna 116 without increasing the overall thickness of the wireless power receiving module (100,200).
  • the resistance of the radiator may be reduced to reduce heat generated by the wireless power transmission antenna 116 during wireless charging, and may shorten the charging time by increasing power due to the decrease in resistance.
  • the overall charging efficiency can be increased.
  • the wireless power transmission antenna 116 may be provided with a pair of connection terminals 116a and 116b for electrical connection with the circuit board at both end sides. That is, the wireless power transmission antenna 116 may include lead portions 116c and 116d extending a predetermined length from both ends of the flat coil, and the pair of ends of the lead portions 116c and 116d. Connection terminals 116a and 116b may be provided, respectively. The pair of leads 116c and 116d is disposed on the receiving portions 126a and 126b provided in the shielding units 120 and 120 'to be described later, regardless of the arrangement position of the wireless power transmission antenna 116. The pair of connecting terminals 116a and 116b may be electrically connected to the circuit board through the receiving parts 126a and 126b.
  • the MST antenna 115 and the NFC antenna 114 is a polygonal flat plate, such as a circular, elliptical, spiral or rectangular shape in which the radiator is wound in a clockwise or counterclockwise direction similarly to the wireless power transmission antenna 116. It may be provided in the form of a type coil may be directly fixed to one surface of the shielding unit 120, the radiator is formed in a printed pattern on at least one surface of the circuit board 112, the shielding unit 120 via the circuit board 112 It may be provided in the form that is attached to one side of.
  • the combo antenna unit 110 may include a radiator constituting the wireless power transmission antenna 116 in the form of a flat coil, and the MST antenna 115 and The NFC antenna 114 may have a pattern formed on one surface of the circuit board 112. In this case, the MST antenna 115 and the NFC antenna 114 may be sequentially disposed outside the wireless power transmission antenna 116.
  • a through hole having an area corresponding to the wireless power transmission antenna 116 so that the wireless power transmission antenna 116 having a radiator formed of a flat coil may be disposed at the central side of the circuit board 112.
  • 113 may be provided.
  • the through-hole 113 side may be arranged for the wireless power transmission antenna 116 is provided with a radiator in the form of a flat coil, the lead parts (116c, 116d) and the connection terminals (116a, 116b) It may be electrically connected to the terminal terminal 117 of the circuit board 112 through.
  • the MST antenna 115 and the NFC antenna 114 disposed outside the wireless power transmission antenna 116 surround the wireless power transmission antenna 116 where the radiator is disposed in the through hole 113.
  • connection terminals 114a, 114b, 115a, and 115b formed on one surface of the circuit board 112 and 212 and provided at both ends thereof may be connected to the terminal terminal 117 provided on one side of the circuit board 112 through a via hole. have.
  • the combo antenna unit 110 ′′ has a wireless power transmission antenna 116 and an MST antenna 115 having a radiator having a flat coil shape
  • the NFC antenna 114 is The radiator may be patterned on one surface of the circuit board 112.
  • the through hole 113 is formed at the center of the circuit board 112 and the wireless power transmission antenna 116 and the MST antenna 115.
  • the through hole 113 may be provided with a wireless power transmission antenna 116 and an MST antenna 115 provided with a radiator in the form of a flat coil.
  • the wireless power transmission antenna 116 and the MST antenna 115 may be electrically connected to the terminal terminal 117 of the circuit board 112 through a lead portion and a connection terminal, respectively, and outside of the MST antenna 115.
  • NFC antenna 114 is disposed in the radiator is the tube A pattern is formed on one surface of the circuit board 112 so as to surround the MST antenna 115 disposed in the vent hole 113, and connection terminals 114a and 114b provided at both ends are provided at one side of the circuit board 112. It may be connected to the terminal terminal 117 and the via hole.
  • the combo antenna unit 110 ′ may include a wireless power transmission antenna 116, an MST antenna 115, and an NFC antenna 114 in the form of a flat coil.
  • the MST antenna 115 and the NFC antenna 114 may be sequentially disposed outside the wireless power transmission antenna 116 so as to surround the wireless power transmission antenna 116.
  • 114, 115, and 116 may be directly fixed to one surface of the shielding unit 120 through an adhesive layer.
  • a circuit board 112 having a very small area provided with a terminal terminal 117 for electrical connection with an external device may be disposed on one side of the shielding unit 120.
  • the plurality of antennas 114, 115, and 116 may be electrically connected to the terminal terminal 117 through lead parts and connection terminals, respectively.
  • the circuit board 112 may be a material having at least one antenna pattern and a circuit portion formed on an upper surface thereof, and may be a material having heat resistance and pressure resistance and having flexibility. In consideration of the physical properties of such a material, a film such as PI or PET, which is a thermosetting polymer film, may be employed as the circuit boards 112 and 212.
  • each of the connection terminals 114a, 114b, 115a, 115b, 116a, and 116b is connected to an external device without passing through the circuit board. Note that it may also be directly connected electrically. In such a case, since the circuit board does not need to be used, the production cost may be further reduced by completely excluding the use of the circuit board.
  • a plurality of antennas 114, 115, and 116 are disposed on one side of the straight line with a virtual straight line boundary S1.
  • a second area S2 disposed on the opposite side of the first area S1 may be disposed on the same plane.
  • the plurality of antennas 114, 115, and 116 included in the combo antenna units 110, 110 ′ and 110 ′′ may be provided in a form in which two types of patterns printed on a flat coil and a circuit board are combined with each other, and a flat coil.
  • the antenna may be disposed in the first region S1 and the antennas pattern-printed on the circuit board may be disposed in the second region S2, where the first region S1 is shown in FIG.
  • the left side of the straight line or the left portion of the shielding unit 120, the second area (S2) may be the right side of the straight line or the right portion of the shielding unit 120.
  • the wireless power transmission antenna 116 operating in different frequency bands, for example, 100 ⁇ 300KHz and the NFC antenna 114 operating in 13.56MHz to be arranged on the opposite side with respect to the straight line.
  • the combo antenna unit 110 includes a circular, elliptical, in which a wireless power transmission antenna 116 is wound in a clockwise or counterclockwise direction among a plurality of antennas 114, 115, and 116.
  • Consists of a polygonal flat coil such as a spiral or quadrangular shape, may be disposed in the first region S1 to be directly fixed to one surface of the shielding unit 120 ′.
  • the radiator may be pattern-printed on one surface of the circuit board 212 in the MST antenna 115 and the NFC antenna 114 to be disposed in the second region S2 together with the circuit board 212.
  • the wireless power transmission antenna 116 may be connected to the terminal terminal 117 provided on the circuit board 212 through the leads 116c and 116d and the connection terminals 116a and 116b, and the MST
  • the antenna 115 and the NFC antenna 114 may be electrically connected to the terminal terminal 117 through a via hole, respectively.
  • the antennas operating in different frequency bands are disposed in different areas, respectively, so that the shielding unit 120 'may be appropriately shielded to effectively shield magnetic fields according to the frequency bands while reducing the overall thickness of the shielding unit 120'. You can configure it.
  • the combo antenna unit 110 ′′ may include a wireless power transmission antenna 116 and an MST antenna 115 among a plurality of antennas 114, 115, and 116. It may be composed of a polygonal flat coil, such as circular, elliptical, spiral or square wound, and may be disposed in the first region S1 in a form of being directly fixed to one surface of the shielding unit 120 '.
  • the NFC antenna 114 may be pattern-printed on one surface of the circuit board 212 and disposed in the second area S2 together with the circuit board 212.
  • the antenna 116 and the MST antenna 115 are terminal terminals 117 provided on the circuit board 212 through the lead portions 115c, 115d, 116c and 116d and the connection terminals 115a, 115b, 116a and 116b.
  • the NFC antenna 114 may be connected to the terminal through a via hole. It may be connected to 117 and electrically.
  • the combo antenna unit 110 ′ may include the wireless power transmission antenna 116, the MST antenna 115, and the NFC antenna 114 in the form of a flat coil. It may be.
  • the wireless power transmission antenna 116 may be disposed in the first region S1
  • the NFC antenna 114 may be disposed in the second region S2.
  • the MST antenna 115 may be disposed in the first region S1 to surround the wireless power transmission antenna 116, or disposed in the second region S2 to surround the NFC antenna 114. It may be possible.
  • the plurality of antennas 114, 115, and 116 may be directly fixed to one surface of the shielding unit 120 ′ via an adhesive layer.
  • a circuit board 212 having a very small area provided with a terminal terminal 117 for electrical connection with an external device may be disposed on one side of the shielding unit 120 '.
  • the plurality of antennas 114, 115, and 116 may be connected to the terminal terminals 117 through leads 114c, 114d, 115c, 115d, 116c, and 116d and connecting terminals 114a, 114b, 115a, 115b, 116a and 116b. And may be electrically connected respectively.
  • the shielding unit 120 ' can be properly configured to effectively shield the magnetic field according to the frequency band while reducing the overall thickness of the shielding unit 120'.
  • each of the connection terminals 114a, 114b, 115a, 115b, 116a, and 116b is connected to an external device without passing through the circuit board. Note that it may also be directly connected electrically. In such a case, since the circuit board does not need to be used, the production cost may be further reduced by completely excluding the use of the circuit board.
  • the shielding unit (120, 120 ') is made of a plate-like member having a certain area, and serves to focus the magnetic field generated by the combo antenna unit (110, 110', 110 ") in the direction of the required.
  • the shielding unit (120, 120 ') is provided to cover one surface of the combo antenna unit (110, 110', 110 "), and the different characteristics to increase the performance of the corresponding antenna operating in different frequency bands It may include a first sheet 121 and the second sheet 122 having.
  • the first sheet 121 is to improve the performance of the wireless power transmission antenna 116 operating in the low frequency band 100 ⁇ 300kHz and is disposed at a position corresponding to the wireless power transmission antenna 116.
  • the second sheet 122 is to enhance the performance of the NFC antenna 114 operating at a high frequency band of 13.56 MHz and may be disposed in an area corresponding to the NFC antenna 114.
  • the first sheet 121 and the second sheet 122 may be provided to have different permeability in a predetermined frequency band, may be provided to have a different saturation magnetic field, the first sheet 121 and When the permeability of the second sheet 122 is the same, the permeability loss may be provided to have different values.
  • the first sheet 121 and the second sheet 122 may have a magnetic permeability of 100 ⁇ 1200.
  • the first sheet 121 may have a relatively higher permeability than the second sheet in the low frequency band of 100 to 300 kHz, and is relatively higher than the second sheet in the frequency band of 100 to 300 kHz.
  • the permeability loss of the first sheet 121 is the second It may have a value relatively smaller than the loss ratio of the two sheets 122.
  • the first sheet 121 may include ribbon sheets 123a and 123b including at least one of amorphous alloys and nanocrystalline alloys having a permeability of 600 to 700 in the low frequency band of 100 to 300 kHz.
  • 123c may be used
  • the second sheet 122 may be a ferrite sheet having a permeability of 600 or less in a frequency band of 100 to 300 kHz.
  • the first sheet 121 has a relatively higher permeability than the second sheet 122 in the low frequency band of 100 to 300 kHz, power transmission of the 100 to 300 kHz frequency transmitted from the transmitting device during wireless charging is performed.
  • the AC magnetic field generated is induced toward the first sheet 121 having a relatively high permeability, so that the wireless power signal can be received with high efficiency toward the wireless power transmission antenna 116 disposed on the first sheet 121 side. To make it work.
  • the shielding sheet may be magnetically saturated to degrade the performance as the shielding sheet or to drastically reduce the power transmission efficiency.
  • the first sheet 121 is provided to have a saturation magnetic flux density value that is relatively larger than the ferrite sheet in the frequency band of 100 ⁇ 300kHz and is disposed on the upper side of the wireless power transmission antenna 116
  • the sheet 121 may be smoothly charged by preventing magnetization by permanent magnets in the frequency band of 100 to 300 kHz where wireless charging is performed.
  • the permeability loss rate of the first sheet 121 is the investment of the second sheet 122 When provided to have a value that is relatively smaller than the loss rate, as a result, the loss of permeability due to the permeability loss during the wireless charging operation is reduced. Accordingly, the AC magnetic field generated by the transmission of the power of the 100 ⁇ 300kHz frequency transmitted from the transmitting device is induced to the first sheet 121 having a relatively high permeability, so that the wireless power disposed on the first sheet 121 side. It is possible to induce the wireless power signal to be received with a high efficiency toward the transmitting antenna 116 side.
  • the second sheet 122 may be provided to have a relatively high permeability than the first sheet at a frequency of 13.56 MHz, which is a high frequency, the first sheet 121 and the second sheet ( When the 122 has the same permeability, the permeability of the second sheet 122 may be provided to have a relatively smaller value than the permeability of the first sheet 121.
  • the first sheet 121 may be a ribbon sheet (123a, 123b, 123c) including at least one or more of an amorphous alloy and nano-crystalline alloy
  • the second sheet 122 is 100 ⁇ 250 Ferrite sheets with a permeability in the range can be used.
  • the first sheet 121 may be provided to have a lower permeability than the permeability of the second sheet 122 at 13.56MHz.
  • the second sheet 122 has a relatively higher permeability than the first sheet 121 in the frequency band of 13.56 MHz, when the near field communication (NFC) is performed, 13.56 MHz generated from the antenna installed in the RF reader.
  • the AC magnetic field generated by the high frequency signal is induced to the second sheet 122 side having a relatively high permeability, so that the high frequency signal can be received with high efficiency toward the NFC antenna 114 disposed on the second sheet 122 side. To make it work.
  • the permeability loss ratio of the second sheet 122 is greater than the permeability loss ratio of the first sheet 121.
  • the loss of permeability due to the loss rate of investment in near field communication (NFC) is reduced.
  • the AC magnetic field generated by the 13.56 MHz high frequency signal generated by the RF reader is induced toward the second sheet 122 having a relatively high permeability, so that the NFC antenna 114 disposed on the second sheet 122 side.
  • the high frequency signal can be induced to the side to be received with high efficiency.
  • the ribbon sheet including at least one or more of an amorphous alloy and a nanocrystalline alloy is used as the first sheet 121
  • a ferrite sheet is used as the second sheet 122, but is not limited thereto.
  • the materials of the first sheet 121 and the second sheet 122 may be variously changed as long as the loss values included in the magnetic permeability, the saturation magnetic field, and the magnetic permeability satisfy the relative conditions with respect to each other in the corresponding frequency band. Let's find out.
  • the first sheet 121 and the second sheet 122 may be made of the same material having different permeability in the frequency band of 100 ⁇ 300kHz and / or frequency of 13.56MHz, the first sheet 121 ) And a ferrite sheet may be used, or a thin ribbon sheet including at least one of an amorphous alloy and a nanocrystalline alloy may be used as the second sheet 122. This is because even if made of the same material can be manufactured to have different characteristics (permeability, saturation magnetic field, permeability loss, etc.) through a variety of conditions, such as the heat treatment temperature, the number of laminations.
  • the first sheet 121 and the second sheet 122 may be a ribbon sheet including at least one or more of an amorphous alloy and a nano grain alloy, and a polymer sheet, a ferrite sheet, or the like may be used.
  • the amorphous alloy and the nano-crystalline alloy may be used a Fe-based or Co-based magnetic alloy
  • the amorphous alloy or nanocrystalline alloy may include a three-element alloy or 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 ferrite sheet may be formed of a sintered ferrite sheet, and may include at least one of Mn-Zn ferrite and Ni-Zn ferrite.
  • the ferrite sheet may be made of Ni-Zn sintered ferrite.
  • first sheet 121 and the second sheet 122 are ribbon sheets 123a, 123b including at least one or more of a plurality of amorphous alloys and nano-crystalline alloys of two or more layers, as shown in FIG. It will be appreciated that 123c) may also be configured in a multilayered form.
  • first sheet 121 and the second sheet 122 are not limited to the above-mentioned types, and are materials having magnetic properties, and all materials having magnetic permeability in the range of 100 to 1200 have been found to be used. Put it.
  • At least one of the first sheet 121 and the second sheet 122 may be formed into a plurality of fine pieces to suppress the generation of eddy current, the plurality of fine pieces are adjacent to each other fine pieces It may be provided to be completely insulated or partially insulated between them.
  • the plurality of fine pieces may be provided with a size of 1 ⁇ m ⁇ 3mm, each piece may be made irregularly random.
  • a non-conductive material is formed between the sheets.
  • the adhesive layer 123d may be disposed to penetrate between a pair of sheets stacked on each other, and the adhesive layer 123d may serve to insulate a plurality of fine pieces constituting each sheet.
  • the adhesive layer may be provided with an adhesive or may be provided with an adhesive applied to one or both sides of the film-shaped substrate.
  • the shielding unit 120 may be provided in a form in which the second sheet 122 is stacked on one surface of the first sheet 121 as shown in FIGS. 1 to 3.
  • the shielding unit 120 may be provided with accommodation parts 126a and 126b for accommodating a lead part of the antenna provided in the form of a flat coil among a plurality of antennas.
  • the accommodating portion may be formed to penetrate only the second sheet 122 to which the combo antenna units 110, 110 ′, 110 ′′ are attached.
  • the accommodating part is provided in the form of an accommodating groove formed in a predetermined depth in one surface of the shielding unit 120 so that the lead part of the antenna provided in the form of a flat coil among the plurality of antennas is inserted into the accommodating part.
  • the first sheet 121 may be provided to include an area of at least a wireless power transmission antenna 116 disposed at a central portion thereof and may be disposed in an area corresponding to the wireless power transmission antenna 116.
  • the first sheet 121 may be provided to have the same area as the second sheet 122 or may have an area corresponding to the antenna 116 for wireless power transmission. In addition, although not shown, the first sheet 121 may be provided to have an area corresponding to the antenna 116 for wireless power transmission, and may be provided to be inserted into the second sheet 122. Put it. In addition, when the first sheet 121 and the second sheet 122 are stacked in a vertical direction, the accommodating parts 126a and 126b may include both the first sheet 121 and the second sheet 122. Note that it may be formed to penetrate through.
  • the shielding unit 120 ′ is the first sheet 121 when the antenna 116 and the NFC antenna 114 for wireless power transmission are separately arranged in different areas as illustrated in FIGS. 5 to 7b.
  • the second sheet 122 may be divided into the first region S1 and the second region S2, respectively, on the straight line so as to correspond to the positions of the wireless power transmission antenna 116 and the NFC antenna 114. It may be arranged. That is, the first sheet 121 may be disposed in a first area S1 where the wireless power transmission antenna 116 is disposed, and the second sheet 122 may include an NFC antenna 114.
  • the second regions S2 may be disposed respectively.
  • the first sheet 121 may be provided to have a size including the wireless power transmission antenna 116, the second sheet 122 to have an area including the NFC antenna 114. It may be provided.
  • the MST antenna 115 is disposed outside the antenna 116 for wireless power transmission, the first sheet 121 may or may not include an upper region of the MST antenna 115. Let's find out.
  • the first sheet 121 is disposed in an area corresponding to the antenna 116 for wireless power transmission
  • the second sheet 122 is an NFC antenna 114.
  • the first sheet 121 and the second sheet 122 are arranged such that the end sides are in contact with each other on the same plane as shown in FIGS. 5 and 7 so that the first sheet 121 and the second sheet ( Since 122 is arranged in parallel with each other, it is possible to reduce the overall thickness of the shield unit 120 'while improving the performance of the antenna.
  • the overall thickness of the shielding unit 120 ′ is the first sheet 121 or the second sheet 122. It will have the same thickness as the sheet having a relatively thick thickness. For this reason, even if designed to reduce the overall thickness of the wireless power receiving module 200 to 0.6mm or less, even 0.3mm or less can satisfy the characteristics required by the wireless charging method. However, it should be understood that the thickness of the wireless power receiving module 200 is not limited to the above-described thickness but is understood to be a very thin thickness.
  • the first sheet 121 and the second sheet 122 arranged in parallel with each other may be provided with receiving portions (126a, 126b) for accommodating the lead portion of the antenna provided in the form of a flat coil of the plurality of antennas have.
  • the accommodating portion may be formed through the first sheet 121 and the second sheet 122 so as to correspond to the lead portion of the antenna.
  • the accommodating parts 126a and 126b are provided in the form of an incision formed through the shielding unit 120 'so that the lead part of the antenna provided in the form of a flat coil among the plurality of antennas is inserted into the accommodating part side.
  • the accommodating part may be provided in the form of an accommodating groove formed in a predetermined depth in one surface of the first sheet 121 and the second sheet 122.
  • the shielding unit (120, 120 ') may be provided with a separate protective film 125 to cover the first sheet 121 and the second sheet 122 on at least one of the upper surface and the lower surface at the same time.
  • the protective film 125 is attached onto the same surface of the first sheet 121 and the second sheet 122 through an adhesive layer to integrate the first sheet 121 and the second sheet 122 separated from each other. It will play a role.
  • Such an adhesive layer may be made of a non-conductive material, and when the first sheet 121 and the second sheet 122 are separated into fine pieces, they may be absorbed between the fine pieces to insulate the fine pieces. have.
  • the adhesive layer may be provided as an adhesive, or may be provided in the form of a substrate in the form of a film, and a protective film coated with an adhesive on one or both sides of the substrate.
  • Combo antenna unit (110,110 ', 110 ") and the wireless power receiving module (100,200) including the same according to an embodiment of the present invention described above may be applied to the Qi method, it may be applied to the wireless charging of the PMA method
  • the wireless power transmission antenna may be an A4WP antenna using magnetic resonance, or an antenna operating in a magnetic induction method, and the wireless power transmission antenna may operate in a magnetic induction method.
  • the A4WP antenna using magnetic resonance may be separately included in other antennas, and the wireless power receiving module 100 may be provided to be attached to the back cover of an electronic device such as a mobile terminal. Reveal.

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Abstract

콤보 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 콤보 안테나유닛은 무선전력 전송용 안테나 및 상기 무선전력 전송용 안테나와 다른 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나의 다른 안테나를 포함하되, 상기 무선전력 전송용 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일일 수 있다. 이를 통해, 저항을 줄여 발열을 낮추고 충전 효율을 높일 수 있으며, 회로기판의 사용량을 최소화하여 전체적인 생산단가를 줄일 수 있다.

Description

콤보 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈
본 발명은 콤보 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈에 관한 것이다.
최근 휴대폰, 타블렛 PC 등을 비롯한 휴대 단말기에 RFID(Radio Frequency Identification: 무선식별), 근거리 무선통신(NFC), 무선충전, 대화형 펜 타블렛 등 다양한 기능이 추가되고 있다.
NFC는 전자태그인 RFID의 하나로 13.56MHz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술을 말한다. NFC는 모바일 결제뿐만 아니라 파일 전송방식으로 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통, 출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.
또한, 최근 구글이 발표한 스마트폰에 구비된 ‘안드로이드 빔’에는 근거리 무선통신(NFC) 기반의 근거리 정보 송수신 기능으로서, 모바일 결제뿐만 아니라 사진·명함·파일·지도·웹사이트 등을 한 전화기에서 다른 전화기로 전달하는 기능을 제공하고 있다.
한편, 휴대 단말기에는 내장된 배터리를 무선으로 충전하기 위한 무선 충전 기능이 구비되고 있는데, 이러한 무선 충전은 휴대 단말기에 내장되는 무선 전력 수신 모듈과, 상기 무선 전력 수신 모듈에 전력을 공급하는 무선 전력 송신 모듈에 의해 이루어진다. 최근 휴대 단말기는 경박단소형화됨에 따라 휴대 단말기에 내장되는 무선 전력 수신 모듈의 두께 역시 얇아지고 있으며, 예컨대 무선 전력 수신 모듈의 총두께를 0.6m 이하, 심지어 0.3mm 이하로 설계해야 하는 문제에 직면했다.
이와 같은 무선 전력 수신 모듈의 두께를 0.6mm 이하, 심지어 0.3mm이하로 설계하는 경우 무선 충전 방식에서 요구하는 특성을 구현하는데 상당한 어려움이 따르고 있다. 이에 따라, 상기와 같이 제한된 두께에서 요구되는 특성을 만족하기 위해서는 차폐유닛의 전체두께를 박형화하거나 안테나를 구성하는 방사체의 두께를 줄일 필요가 있다.
그러나, 차폐유닛의 두께를 줄이게 되면 자기장의 차폐성능 감소로 인한 충전 효율의 저하가 발생하는 문제가 있으며, 안테나를 구성하는 방사체, 특히 무선전력 전송용 안테나를 구성하는 방사체의 두께를 줄이게 되면 단면적의 감소에 따른 저항의 증가로 발열 문제와 함께 충전 효율이 떨어지는 문제가 있다.
한편, 통상적으로 상기 안테나의 경우 회로기판의 일면에 안테나를 구성하는 복수 개의 방사체가 패턴형성되는 것이 일반적이다. 그러나, 회로기판의 경우 생산단가가 다른 구성품에 비하여 상대적으로 높기 때문에 최종제품 단가의 상승을 초래하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 안테나유닛이 서로 다른 역할을 수행하는 복수 개의 안테나로 구성되는 경우 상기 복수 개의 안테나 중 무선전력 전송용 안테나를 포함하는 적어도 일부의 안테나를 평판형 코일로 구성함으로써 저항을 줄여 발열을 낮추고 충전 효율을 높일 수 있는 콤보 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 안테나유닛이 서로 다른 역할을 수행하는 복수 개의 안테나로 구성되는 경우 상기 복수 개의 안테나를 평판형 코일과 회로기판의 일면에 인쇄되는 패턴의 형태로 조합하여 구성함으로써 회로기판의 사용량을 최소화하여 전체적인 생산단가를 줄일 수 있는 콤보 안테나 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈을 제공하는데 다른 목적이 있다.
더욱이, 본 발명은 서로 다른 주파수 대역에서 작동하는 안테나를 서로 다른 영역에 분리하여 배치하고, 각각의 안테나와 대응되는 영역에 서로 다른 특성을 갖는 차폐시트를 배치함으로써 주파수 대역에 따른 자기장의 차폐성능을 최적화할 수 있는 콤보 안테나 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 무선전력 전송용 안테나 및 상기 무선전력 전송용 안테나와 다른 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나의 다른 안테나를 포함하되, 상기 무선전력 전송용 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일인 콤보 안테나유닛을 제공한다.
또한, 상기 다른 안테나는 MST 안테나 및 NFC 안테나 중 어느 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다.
또한, 상기 MST 안테나 또는 NFC 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일로 이루어져 일면이 차폐유닛에 부착될 수 있다.
또한, 상기 다른 안테나는 MST 안테나 및 NFC 안테나를 포함하고, 상기 MST 안테나 및 NFC 안테나는 방사체가 차폐유닛의 일면에 부착되는 회로기판에 인쇄패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 다른 안테나는 MST 안테나 및 NFC 안테나를 포함하고, 상기 MST 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일로 이루어지고, 상기 NFC 안테나는 방사체가 차폐유닛의 일면에 부착되는 회로기판에 인쇄패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 회로기판은 상기 평판형 코일과 대응되는 영역에 소정의 면적으로 관통형성되는 관통구를 포함하고, 상기 평판형 코일은 상기 관통구 측에 배치되어 상기 차폐유닛의 일면에 직접 부착될 수 있다.
또한, 상기 평판형 코일 및 회로기판은 동일평면상에서 가상의 직선을 경계로 서로 반대측에 각각 배치될 수 있다.
한편, 본 발명은 무선전력 전송용 안테나 및 상기 무선전력 전송용 안테나와 다른 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나의 다른 안테나를 포함하는 콤보 안테나유닛; 및 상기 콤보 안테나유닛의 일면에 배치되고, 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시키는 차폐유닛;을 포함하고, 상기 무선전력 전송용 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일인 무선전력 수신모듈을 제공한다.
또한, 상기 차폐유닛은 가상의 직선을 경계로 서로 반대편에 배치되는 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 평판형 코일은 상기 제1영역에 부착되고 상기 회로기판은 상기 제2영역에 부착될 수 있다.
또한, 상기 평판형 코일은 양 단부측에 전기적인 연결을 위한 한 쌍의 연결단자를 포함하고, 상기 차폐유닛의 일면에는 상기 연결단자를 포함하는 리드부가 배치되는 수용부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 수용부는 상기 차폐유닛의 일면으로부터 일정깊이 함몰형성되는 수용홈으로 구비되고, 상기 수용홈에 상기 리드부가 삽입배치될 수 있다.
또한, 상기 수용부는 상기 차폐유닛의 내측에 절개형성되는 절개부로 구비되고, 상기 절개부에 상기 리드부가 삽입배치될 수 있다.
또한, 상기 차폐유닛은 상기 무선전력 전송용 안테나의 성능을 향상시키기 위한 제1시트와 상기 NFC 안테나의 성능을 향상시키기 위한 제2시트를 포함하고, 상기 제1시트는 상기 제1영역에 배치되고 상기 제2시트는 상기 제2영역에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1시트 및 제2시트는 동일평면상에서 일단부가 서로 접하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트이고, 상기 제2시트는 페라이트 시트일 수 있다.
본 발명에 의하면, 무선전력 전송용 안테나를 포함하는 적어도 일부의 안테나를 평판형 코일로 구성함으로써 저항을 줄여 발열을 낮추고 충전 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 안테나유닛이 서로 다른 역할을 수행하는 복수 개의 안테나로 구성되는 경우 상기 복수 개의 안테나를 평판형 코일과 회로기판의 일면에 인쇄되는 패턴의 형태로 조합하여 구성함으로써 회로기판의 사용량을 최소화하여 전체적인 생산단가를 줄일 수 있다.
더욱이, 본 발명은 서로 다른 주파수 대역에서 작동하는 안테나가 서로 다른 영역에 분리하여 배치되는 경우, 차폐유닛을 서로 다른 특성을 갖는 적어도 두 개의 시트로 구성하고 상기 두 개의 시트를 동일 평면상에서 평행하게 배열함으로써 전체두께를 줄일 수 있어 무선충전 방식에서 요구하는 충전특성을 만족하면서도 박형화를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 수신모듈을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3a 및 도 3b는 도 1에 적용되는 콤보 안테나의 다양한 형태를 나타낸 도면으로서, 도 3a는 모든 안테나가 평판형 코일로 형성되는 경우이고, 도 3b는 무선전력 전송용 안테나 및 MST 안테나가 평판형 코일로 형성되는 경우를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 수신모듈에 적용되는 차폐유닛이 다층의 리본시트로 구성되는 경우를 나타낸 세부단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 수신모듈을 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 단면도, 그리고,
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 적용되는 다수 개의 안테나가 제1영역 및 제2영역에 분할배치되는 경우를 나타낸 도면으로서, 도 7a는 복수 개의 안테나가 모두 평판형 코일로 구성되는 경우이고, 도 7b는 무선전력 전송용 안테나 및 MST 안테나가 평판형 코일로 구성되는 경우를 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 무선전력 수신모듈(100,200)은 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 콤보 안테나유닛(110,110',110") 및 차폐유닛(120,120')을 포함한다.
상기 콤보 안테나유닛(110,110',110")은 휴대폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대용 전자기기로부터 무선 신호를 수신하기 위한 것이다.
이러한 콤보 안테나유닛(110,110',110")은 서로 다른 역할을 수행하는 복수 개의 안테나(114,115,116)를 포함할 수 있으며, 상기 차폐유닛(120)의 일면에 접착층(124)을 매개로 고정될 수 있다.
이와 같은 콤보 안테나유닛(110,110',110")은 송신장치로부터 송출되는 무선 전력 신호를 수신하여 휴대용 전자기기가 필요로 하는 전력을 생산하는 수신 코일(Rx coil)(2차 코일)의 역할을 수행하는 부분과 이하에서 설명하는 다른 부분이 같이 구성되어 있다. 즉, 상기 콤보 안테나유닛(110,110',110")은 무선 충전을 위한 무선 전력 전송용(Wireless Power Transfer) 안테나(116) 이외에 상기 무선전력 전송용 안테나와 다른 주파수 대역을 사용하는 MST(Magnetic Secure Transmission) 안테나(115) 및 NFC(Near Field Communication) 안테나(114) 중 적어도 어느 하나 이상의 다른 안테나를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선전력 전송용 안테나(116), MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)는 회로기판(112,212)에 구비된 터미널단자(117)와 직접연결되거나 비아홀을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 안테나(114,115,116) 중 적어도 무선전력 전송용 안테나(116)는 방사체가 시계방향 또는 반시계 방향으로 권선되는 원형, 타원형, 나선형 또는 사각형상과 같은 다각형상의 평판형 코일로 구성될 수 있으며, 일면이 상기 차폐유닛(120)에 접착층(124)을 매개로 고정될 수 있다. 즉, 무선전력 전송용 안테나가 회로기판의 일면에 인쇄패턴으로 형성되던 종래와는 달리 본 발명에서는 무선전력 전송용 안테나(116)가 평판형 코일로 구비되어 상기 차폐유닛(120)의 일면에 직접 고정됨으로써 상기 회로기판의 기재층 두께만큼 무선전력 전송용 안테나(116)를 구성하는 방사체의 전체 두께를 증가시킬 수 있게 된다.
이에 따라, 무선전력 수신모듈(100,200)의 전체두께를 증가시키지 않으면서도 상기 무선전력 전송용 안테나(116)를 구성하는 방사체의 단면적을 증가시킴으로써 방사체의 저항을 줄일 수 있게 된다. 이를 통해, 상기 방사체의 저항이 감소함으로써 무선 충전시 상기 무선전력 전송용 안테나(116)에서 발생되는 열을 감소시킬 수 있으며, 저항의 감소에 따른 전력의 증가를 통해 충전시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체적인 충전 효율을 높일 수 있게 된다.
여기서, 상기 무선전력 전송용 안테나(116)는 양 단부측에 회로기판과의 전기적인 연결을 위한 한 쌍의 연결단자(116a,116b)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 무선전력 전송용 안테나(116)는 평판형 코일의 양단부로부터 일정길이 연장되는 리드부(116c,116d)를 포함할 수 있으며, 상기 리드부(116c,116d)의 단부측에 상기 한 쌍의 연결단자(116a,116b)가 각각 구비될 수 있다. 그리고 상기 한 쌍의 리드부(116c,116d)는 후술할 차폐유닛(120,120')에 구비되는 수용부(126a,126b) 측에 배치됨으로써 무선전력 전송용 안테나(116)의 배치 위치에 상관없이 상기 수용부(126a,126b)를 통해 한 쌍의 연결단자(116a,116b)가 회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)는 상기 무선전력 전송용 안테나(116)와 마찬가지로 방사체가 시계방향 또는 반시계 방향으로 권선되는 원형, 타원형, 나선형 또는 사각형상과 같은 다각형상의 평판형 코일형태로 구비되어 차폐유닛(120)의 일면에 직접 고정될 수도 있고, 회로기판(112)의 적어도 일면에 방사체가 인쇄패턴으로 형성되어 상기 회로기판(112)을 매개로 상기 차폐유닛(120)의 일면에 부착되는 형태로 구비될 수도 있다.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 콤보 안테나유닛(110)은 무선전력 전송용 안테나(116)를 구성하는 방사체가 평판형 코일 형태로 구비될 수 있으며, 상기 MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)는 방사체가 회로기판(112)의 일면에 패턴형성될 수 있다. 이와 같은 경우 상기 무선전력 전송용 안테나(116)의 외측에 MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)가 순차적으로 배치될 수 있다.
이때, 상기 회로기판(112)의 중앙부 측에는 방사체가 평판형 코일로 형성되는 무선전력 전송용 안테나(116)가 배치될 수 있도록 상기 무선전력 전송용 안테나(116)와 대응되는 면적을 갖는 관통구(113)가 마련될 수 있다. 이를 통해, 상기 관통구(113) 측에는 방사체가 평판형 코일 형태로 구비된 무선전력 전송용 안테나(116)가 배치될 수 있으며, 상기 리드부(116c,116d) 및 연결단자(116a,116b)를 통해 회로기판(112)의 터미널단자(117)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 무선전력 전송용 안테나(116)의 외측에 배치되는 MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)는 방사체가 상기 관통구(113)에 배치되는 무선전력 전송용 안테나(116)를 둘러싸도록 상기 회로기판(112,212)의 일면에 패턴형성되고 양 단부에 구비된 연결단자(114a,114b,115a,115b)가 회로기판(112)의 일측에 구비된 터미널단자(117)와 비아홀을 통해 연결될 수 있다.
한편, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 콤보 안테나유닛(110")은 무선전력 전송용 안테나(116) 및 MST 안테나(115)가 방사체가 평판형 코일 형태로 구비되며, 상기 NFC 안테나(114)는 방사체가 회로기판(112)의 일면에 패턴형성될 수 있다. 이와 같은 경우 상기 회로기판(112)의 중앙부에는 상기 관통구(113)가 무선전력 전송용 안테나(116) 및 MST 안테나(115)와 대응되는 면적을 갖도록 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 관통구(113) 측에는 방사체가 평판형 코일 형태로 구비된 무선전력 전송용 안테나(116) 및 MST 안테나(115)가 배치될 수 있으며, 상기 무선전력 전송용 안테나(116) 및 MST 안테나(115)는 리드부 및 연결단자를 통해 회로기판(112)의 터미널단자(117)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 상기 MST 안테나(115)의 외측에 배치되는 NFC 안테나(114)는 방사체가 상기 관통구(113)에 배치되는 MST 안테나(115)를 둘러싸도록 상기 회로기판(112)의 일면에 패턴형성되며, 양단부에 구비된 연결단자(114a,114b)가 회로기판(112)의 일측에 구비된 터미널단자(117)와 비아홀을 통해 연결될 수 있다.
또한, 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 콤보 안테나유닛(110')은 무선전력 전송용 안테나(116), MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)가 모두 평판형 코일 형태로 구비될 수도 있다. 이와 같은 경우 무선전력 전송용 안테나(116)의 외측에 MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)가 상기 무선전력 전송용 안테나(116)를 둘러싸도록 순차적으로 배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 안테나(114,115,116)는 상기 차폐유닛(120)의 일면에 접착층을 매개로 직접 고정될 수 있다. 여기서, 상기 차폐유닛(120)의 일측에는 외부기기와의 전기적인 연결을 위한 터미널단자(117)가 구비된 매우 작은 면적을 갖는 회로기판(112)이 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 복수 개의 안테나(114,115,116)는 리드부 및 연결단자를 통해 상기 터미널단자(117)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 복수 개의 안테나(114,115,116)가 모두 평판형 코일 형태로 구비되는 경우 외부기기와의 전기적인 연결을 위한 최소한의 크기를 갖는 회로기판(112)만이 사용됨으로써 회로기판의 사용량을 최소화하여 전체적인 생산단가를 줄일 수 있게 된다. 더불어, 방사체의 두께를 회로기판(112)의 두께만큼 증가시킬 수 있음으로써 단면적의 증가에 의한 저항의 감소로 안테나의 효율을 높일 수 있으며 발열량을 낮출 수 있게 된다. 여기서, 상기 회로기판(112)은 그 상면에 적어도 하나의 안테나 패턴과 회로부가 형성되는 기재가 되는 요소로서, 내열성 및 내압성을 가지며, 가요성(flexible)을 갖는 소재일 수 있다. 이러한 소재의 물성을 고려할 때, 상기 회로기판(112,212)으로서 열경화성 고분자 필름인 PI나 PET 등과 같은 필름이 채용될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만 상기 복수 개의 안테나(114,115,116)가 모두 평판형 코일 형태로 구비되는 경우 각각의 연결단자(114a,114b,115a,115b,116a,116b)는 상기 회로기판을 통하지 않고 외부의 장치와 전기적으로 직접 연결될 수도 있음을 밝혀둔다. 이와 같은 경우 상기 회로기판 역시 사용할 필요가 없으므로 회로기판의 사용을 완전히 배제하여 생산단가를 더욱 줄일 수도 있다.
본 발명에 따른 콤보 안테나유닛(110,110',110")은 도 5 내지 도 7b에 도시된 바와 같이 복수 개의 안테나(114,115,116)가 가상의 직선을 경계로 상기 직선의 일측에 배치되는 제1영역(S1)과, 상기 제1영역(S1)의 반대측에 배치되는 제2영역(S2)을 포함하는 동일평면상에 각각 배치될 수 있다.
이때, 상기 콤보 안테나유닛(110,110',110")에 포함된 복수 개의 안테나(114,115,116)는 평판형 코일과 회로기판에 패턴인쇄되는 두 가지 형태가 상호 조합된 형태로 구비될 수 있으며, 평판형 코일로 구비되는 안테나는 상기 제1영역(S1)에 배치되며 회로기판에 패턴인쇄된 안테나는 상기 제2영역(S2)에 각각 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1영역(S1)은 도면상에서 상기 직선의 좌측 또는 차폐유닛(120)의 좌측부분일 수 있으며, 상기 제2영역(S2)은 상기 직선의 우측 또는 차폐유닛(120)의 우측부분일 수 있다.
더불어, 서로 다른 주파수 대역, 일례로 100 ~ 300KHz에서 작동하는 무선전력 전송용 안테나(116)와 13.56MHz에서 작동하는 NFC 안테나(114)는 상기 직선을 경계로 서로 반대측에 배치될 수 있도록 한다.
일례로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 콤보 안테나유닛(110)은 복수 개의 안테나(114,115,116) 중 무선전력 전송용 안테나(116)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 권선되는 원형, 타원형, 나선형 또는 사각형상과 같은 다각형상의 평판형 코일로 구성되어 상기 제1영역(S1)에 배치되어 차폐유닛(120')의 일면에 직접 고정되는 형태로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)는 방사체가 회로기판(212)의 일면에 패턴인쇄되어 상기 회로기판(212)과 함께 상기 제2영역(S2)에 배치될 수 있다.
이때, 상기 무선전력 전송용 안테나(116)는 리드부(116c,116d) 및 연결단자(116a,116b)를 통해 상기 회로기판(212)에 구비된 터미널단자(117)와 연결될 수 있으며, 상기 MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)는 비아홀을 통해 상기 터미널단자(117)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
이를 통해, 차폐유닛(120')의 제2영역(S2)의 면적에 해당하는 크기의 회로기판(212)만을 사용할 수 있음으로써 회로기판(212)의 사용량을 최소화할 수 있으며, 무선전력 전송용 안테나(116)를 구성하는 방사체의 단면적을 증가시켜 저항을 줄여줌으로써 높은 전력을 구현할 수 있어 충전효율을 높일 수 있게 된다. 더불어, 서로 다른 주파수 대역에서 작동하는 안테나가 서로 다른 영역에 각각 배치됨으로써 차폐유닛(120')의 전체적인 두께를 줄이면서도 주파수 대역에 따라 효과적으로 자기장을 차폐할 수 있도록 차폐유닛(120')을 적절하게 구성할 수 있게 된다.
다른 예로써, 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 콤보 안테나유닛(110")은 복수 개의 안테나(114,115,116) 중 무선전력 전송용 안테나(116) 및 MST 안테나(115)는 방사체가 시계방향 또는 반시계 방향으로 권선되는 원형, 타원형, 나선형 또는 사각형상과 같은 다각형상의 평판형 코일로 구성될 수 있으며, 차폐유닛(120')의 일면에 직접 고정되는 형태로 상기 제1영역(S1)에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 NFC 안테나(114)는 방사체가 회로기판(212)의 일면에 패턴인쇄되어 상기 회로기판(212)과 함께 상기 제2영역(S2)에 배치될 수 있다. 이때, 상기 무선전력 전송용 안테나(116) 및 MST 안테나(115)는 리드부(115c,115d,116c,116d) 및 연결단자(115a,115b,116a,116b)를 통해 상기 회로기판(212)에 구비된 터미널단자(117)와 각각 연결될 수 있으며, 상기 NFC 안테나(114)는 비아홀을 통해 상기 터미널단자(117)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 콤보 안테나유닛(110')은 무선전력 전송용 안테나(116), MST 안테나(115) 및 NFC 안테나(114)가 모두 평판형 코일 형태로 구비될 수도 있다. 이와 같은 경우 상기 무선전력 전송용 안테나(116)는 제1영역(S1)에 배치될 수 있으며, NFC 안테나(114)는 제2영역(S2)에 배치될 수 있다. 이때, 상기 MST 안테나(115)는 상기 무선전력 전송용 안테나(116)를 둘러싸도록 제1영역(S1)에 배치될 수도 있고, 상기 NFC 안테나(114)를 둘러싸도록 제2영역(S2)에 배치될 수도 있음을 밝혀둔다.
이와 같은 경우, 상기 복수 개의 안테나(114,115,116)는 상기 차폐유닛(120')의 일면에 접착층을 매개로 직접 고정될 수 있다. 여기서, 상기 차폐유닛(120')의 일측에는 외부기기와의 전기적인 연결을 위한 터미널단자(117)가 구비된 매우 작은 면적을 갖는 회로기판(212)이 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 복수 개의 안테나(114,115,116)는 리드부(114c,114d,115c,115d,116c,116d) 및 연결단자(114a,114b,115a,115b,116a,116b)를 통해 상기 터미널단자(117)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 복수 개의 안테나(114,115,116)가 모두 평판형 코일 형태로 구비되는 경우 외부기기와의 전기적인 연결을 위한 최소한의 크기를 갖는 회로기판(212)만이 사용됨으로써 회로기판의 사용량을 최소화하여 전체적인 생산단가를 줄일 수 있게 된다. 더불어, 방사체의 두께를 회로기판(212)의 두께만큼 증가시킬 수 있음으로써 단면적의 증가에 의한 저항의 감소로 안테나의 효율을 높일 수 있으며 발열량을 낮출 수 있으며, 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 안테나가 서로 다른 영역에 각각 배치됨으로써 차폐유닛(120')의 전체적인 두께를 줄이면서도 주파수 대역에 따라 효과적으로 자기장을 차폐할 수 있도록 차폐유닛(120')을 적절하게 구성할 수 있게 된다.
한편, 도시하지는 않았지만 상기 복수 개의 안테나(114,115,116)가 모두 평판형 코일 형태로 구비되는 경우 각각의 연결단자(114a,114b,115a,115b,116a,116b)는 상기 회로기판을 통하지 않고 외부의 장치와 전기적으로 직접 연결될 수도 있음을 밝혀둔다. 이와 같은 경우 상기 회로기판 역시 사용할 필요가 없으므로 회로기판의 사용을 완전히 배제하여 생산단가를 더욱 줄일 수도 있다.
상기 차폐유닛(120,120')은 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 콤보 안테나유닛(110,110',110")에서 발생되는 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시키는 역할을 수행한다.
이를 위해, 상기 차폐유닛(120,120')은 상기 콤보 안테나유닛(110,110',110")의 일면을 덮도록 구비되며, 서로 다른 주파수 대역에서 작동하는 해당 안테나의 성능을 높여줄 수 있도록 서로 다른 특성을 갖는 제1시트(121) 및 제2시트(122)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1시트(121)는 저주파 대역인 100~300kHz에서 작동하는 상기 무선전력 전송용 안테나(116)의 성능을 높이기 위한 것으로 상기 무선전력 전송용 안테나(116)와 대응되는 위치에 배치되며, 상기 제2시트(122)는 고주파 대역인 13.56MHz에서 작동하는 상기 NFC 안테나(114)의 성능을 높이기 위한 것으로 상기 NFC 안테나(114)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
즉, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)는 소정의 주파수 대역에서 서로 다른 투자율을 갖도록 구비될 수도 있고, 서로 다른 포화자기장을 갖도록 구비될 수도 있으며, 제1시트(121) 및 제2시트(122)의 투자율이 동일한 경우 투자손실률이 서로 다른 값을 갖도록 구비될 수도 있다. 여기서, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)는 100 ~ 1200의 투자율을 가질 수 있다.
구체적으로 설명하면, 상기 제1시트(121)는 저주파 대역인 100~300kHz의 주파수 대역에서 상기 제2시트보다 상대적으로 높은 투자율을 가질 수 있고, 100~300kHz의 주파수 대역에서 상기 제2시트보다 상대적으로 큰 포화자기장을 가질 수 있으며, 100~300kHz의 주파수 대역에서 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 서로 동일한 투자율을 갖는 경우 상기 제1시트(121)의 투자손실률이 상기 제2시트(122)의 투자손실률보다 상대적으로 작은 값을 가질 수 있다.
일례로, 상기 제1시트(121)는 저주파 대역인 100~300kHz의 주파수 대역에서 600~700범위의 투자율을 갖는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트(123a,123b,123c)가 사용될 수 있으며, 상기 제2시트(122)는 100~300kHz의 주파수 대역에서 600 이하의 투자율을 갖는 페라이트 시트가 사용될 수 있다.
이에 따라, 저주파 대역인 100~300kHz의 주파수 대역에서 제1시트(121)가 제2시트(122)보다 상대적으로 높은 투자율을 갖기 때문에 무선 충전시 송신 장치로부터 전송되는 100~300kHz 주파수의 전력 전송에 따라 생성되는 교류 자기장이 상대적으로 높은 투자율을 갖는 제1시트(121)측으로 유도됨으로써 상기 제1시트(121) 측에 배치된 무선전력 전송용 안테나(116)측으로 무선 전력신호가 높은 효율로 수신될 수 있도록 유도할 수 있게 된다.
한편, 상기 제1시트(121)는 송신장치에 영구자석이 구비되는 경우 상기 영구자석에 의한 직류 자기장도 모두 차폐하는 것이 요구된다. 그런데 상기 직류 자기장은 교류 자기장에 의해 차폐유닛(120,120')에 미치는 영향보다 더 크기 때문에 차폐시트를 자기 포화시켜 차폐시트로서의 성능을 떨어뜨리거나 전력전송 효율을 급격하게 떨어뜨리는 문제가 발생된다.
따라서, 무선 충전기의 송신장치에 영구자석을 채용한 경우 영구자석에 의해 자기포화가 이루어지는 것을 차단할 필요가 있다. 이러한 이유로, 상기 제1시트(121)가 100~300kHz의 주파수 대역에서 페라이트 시트보다 상대적으로 큰 포화자속밀도값을 갖도록 구비되어 상기 무선전력 전송용 안테나(116)의 상부측에 배치되는 상기 제1시트(121)는 무선 충전이 이루어지는 100~300kHz의 주파수 대역에서 영구자석에 의한 자화를 방지함으로써 원활한 무선 충전이 이루어질 수 있게 된다.
더불어, 100~300kHz의 주파수 대역에서 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 서로 동일한 투자율을 갖더라도 상기 제1시트(121)의 투자손실률이 상기 제2시트(122)의 투자손실률보다 상대적으로 작은 값을 갖도록 구비되면 결과적으로 무선 충전 작동시 투자손실률에 의한 투자율의 손실이 줄어들게 된다. 이에 따라, 송신 장치로부터 전송되는 100~300kHz 주파수의 전력 전송에 따라 생성되는 교류 자기장이 상대적으로 높은 투자율을 갖는 제1시트(121)측으로 유도됨으로써 상기 제1시트(121) 측에 배치된 무선전력 전송용 안테나(116)측으로 무선 전력신호가 높은 효율로 수신될 수 있도록 유도할 수 있게 된다.
한편, 상기 제2시트(122)는 고주파인 13.56MHz의 주파수에서 상기 제1시트보다 상대적으로 높은 투자율을 갖도록 구비될 수 있고, 13.56MHz의 주파수에서 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 서로 동일한 투자율을 갖는 경우 상기 제2시트(122)의 투자손실률이 상기 제1시트(121)의 투자손실률보다 상대적으로 작은 값을 갖도록 구비될 수 있다.
일례로, 상기 제1시트(121)는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트(123a,123b,123c)가 사용될 수 있으며, 상기 제2시트(122)는 100~250 범위의 투자율을 갖는 페라이트 시트가 사용될 수 있다. 여기서, 상기 제1시트(121)는 13.56MHz에서 상기 제2시트(122)의 투자율보다 더 낮은 투자율을 갖도록 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2시트(122)가 13.56MHz의 주파수 대역에서 제1시트(121)보다 상대적으로 높은 투자율을 갖기 때문에 근거리 무선통신(NFC)이 이루어지는 경우 RF리더기에 설치된 안테나로부터 발생된 13.56MHz 고주파 신호에 의해 생성되는 교류 자기장이 상대적으로 높은 투자율을 갖는 제2시트(122)측으로 유도됨으로써 상기 제2시트(122) 측에 배치된 NFC 안테나(114)측으로 고주파신호가 높은 효율로 수신될 수 있도록 유도할 수 있게 된다.
또한, 13.56MHz의 주파수에서 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 서로 동일한 투자율을 갖더라도 상기 제2시트(122)의 투자손실률이 상기 제1시트(121)의 투자손실률보다 상대적으로 작은 값을 갖도록 구비되면 결과적으로 근거리 무선통신(NFC)시 투자손실률에 의한 투자율의 손실이 줄어들게 된다. 이에 따라, RF 리더기에서 발생되는 13.56MHz 고주파 신호에 의해 생성되는 교류 자기장이 상대적으로 높은 투자율을 갖는 제2시트(122)측으로 유도됨으로써 상기 제2시트(122) 측에 배치된 NFC 안테나(114)측으로 고주파신호가 높은 효율로 수신될 수 있도록 유도할 수 있게 된다.
여기서, 상기 제1시트(121)로서 비정질 합금 및 나노결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트가 사용되고, 상기 제2시트(122)로서 페라이트 시트가 사용되는 것으로 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 투자율, 포화자기장 및 투자율에 포함된 손실값이 해당 주파수 대역에서 서로의 시트에 대하여 상대적인 조건을 만족하기만 하면 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)의 재질은 다양하게 변경될 수 있음을 밝혀둔다.
일례로, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)는 100~300kHz의 주파수 대역 및/또는 13.56MHz의 주파수에서 서로 다른 투자율을 갖는 동일한 재질로 이루어질 수도 있으며, 상기 제1시트(121)로서 페라이트 시트가 사용될 수도 있고 상기 제2시트(122)로서 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 박판의 리본시트가 사용될 수도 있다. 이는, 동일한 재질로 이루어지더라도 열처리 온도, 적층 수 등과 같은 여러가지 조건의 변화를 통해 서로 다른 특성(투자율, 포화자기장, 투자손실률 등)을 갖도록 제조될 수 있기 때문이다.
한편, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트가 사용될 수 있으며, 폴리머 시트, 페라이트 시트 등이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 비정질 합금 및 나노결정립 합금은 Fe계 또는 Co계 자성 합금이 사용될 수 있고, 상기 비정질 합금 또는 나노결정립 합금은 3원소 합금 또는 5원소 합금을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 3원소 합금은 Fe, Si 및 B를 포함하며, 상기 5원소 합금은 Fe, Si, B, Cu 및 Nb를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 페라이트 시트는 소결 페라이트 시트로 이루어질 수 있으며, Mn-Zn 페라이트 및 Ni-Zn 페라이트 중 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 페라이트 시트가 Ni-Zn 소결 페라이트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)는 도 4에 도시된 바와 같이 2층 이상의 복수 개의 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트(123a,123b,123c)가 다층으로 적층된 형태로 구성될 수도 있음을 밝혀둔다. 더불어, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)를 위에 언급한 종류로 한정하는 것은 아니며 자성의 성질을 갖는 물질이고, 100 ~ 1200 범위의 투자율을 갖는 재질이면 모두 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
이때, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122) 중 적어도 어느 하나는 와전류의 발생을 억제할 수 있도록 복수 개의 미세 조각으로 분리 형성될 수 있으며, 복수 개의 미세 조각들은 서로 이웃하는 미세 조각들 간에 전체적으로 절연되거나 부분적으로 절연되도록 구비될 수 있다. 더불어, 상기 복수 개의 미세 조각은 1㎛ ~ 3mm의 크기로 구비될 수 있으며, 각각의 조각들은 비정형으로 랜덤하게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122) 중 적어도 어느 하나가 미세조각으로 분리형성된 복수 개의 시트(123a,123b,123c)가 다층으로 적층되는 경우 각각의 시트 사이에는 비전도성 재질로 이루어진 접착층(123d)이 배치되어 서로 적층되는 한 쌍의 시트 사이에 스며들 수 있도록 함으로써 상기 접착층(123d)이 각각의 시트를 구성하는 복수 개의 미세 조각을 절연하는 역할을 수행할 수도 있다.
여기서, 상기 접착층은 접착제로 구비될 수도 있으며 필름 형태의 기재의 일면 또는 양면에 접착제가 도포된 형태로 구비될 수도 있다.
한편, 상기 차폐유닛(120)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1시트(121)의 일면에 상기 제2시트(122)가 적층되는 형태로 구비될 수 있다. 이때, 상기 차폐유닛(120)은 복수 개의 안테나 중 평판형 코일형태로 구비되는 안테나의 리드부를 수용하기 위한 수용부(126a,126b)가 구비될 수 있다. 이러한 수용부는 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 적층형성되는 경우 상기 콤보 안테나유닛(110,110',110")이 부착되는 제2시트(122)만을 관통하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 수용부는 상기 차폐유닛(120)의 일면에 일정깊이 함몰형성되는 수용홈의 형태로 구비됨으로써 복수 개의 안테나 중 평판형 코일 형태로 구비되는 안테나의 리드부가 상기 수용부 측에 삽입배치될 수 있다.
그리고, 상기 제1시트(121)는 적어도 중앙부에 배치되는 무선전력 전송용 안테나(116)의 면적을 포함하도록 구비되어 상기 무선전력 전송용 안테나(116)와 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
이러한 제1시트(121)는 상기 제2시트(122)와 동일한 면적을 갖도록 구비될 수도 있고 상기 무선전력 전송용 안테나(116)와 대응되는 면적을 갖도록 구비될 수도 있다. 더불어, 도시하지는 않았지만 상기 제1시트(121)는 상기 무선전력 전송용 안테나(116)와 대응되는 면적을 갖도록 구비되고, 상기 제2시트(122)측에 삽입되는 형태로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다. 또한, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 수직한 방향으로 적층형성되는 경우 상기 수용부(126a,126b)는 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)를 모두 관통하도록 형성될 수도 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기 차폐유닛(120')은 도 5 내지 도 7b에 도시된 바와 같이 무선전력 전송용 안테나(116) 및 NFC 안테나(114)가 서로 다른 영역에 분리배치되는 경우 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)는 무선전력 전송용 안테나(116) 및 NFC 안테나(114)의 위치에 대응되도록 상기 직선을 경계로 상기 제1영역(S1) 및 제2영역(S2)에 각각 구분하여 배치될 수도 있다. 즉, 상기 제1시트(121)는 상기 무선전력 전송용 안테나(116)가 배치되는 제1영역(S1)에 배치될 수 있으며, 상기 제2시트(122)는 NFC 안테나(114)가 배치되는 제2영역(S2)에 각각 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1시트(121)는 상기 무선전력 전송용 안테나(116)를 포함하는 크기를 갖도록 구비될 수 있으며, 상기 제2시트(122)는 상기 NFC 안테나(114)를 포함하는 면적을 갖도록 구비될 수 있다. 더불어, 상기 제1시트(121)는 상기 무선전력 전송용 안테나(116)의 외측에 MST 안테나(115)가 배치되는 경우 상기 MST 안테나(115)의 직상부 영역을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있음을 밝혀둔다.
이와 같이 본 발명에 따른 차폐유닛(120,120')은 상기 제1시트(121)가 무선전력 전송용 안테나(116)와 대응되는 영역에 배치되며, 상기 제2시트(122)가 NFC 안테나(114)와 대응되는 영역에 각각 배치됨으로써 무선전력 전송용 안테나(116) 및 NFC 안테나(114)의 성능을 각각 향상시킬 수 있게 된다. 더불어, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 동일 평면상에서 단부측이 서로 접하도록 배치됨으로써 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 서로 평행하게 배열되므로 해당 안테나의 성능을 각각 향상시키면서도 차폐유닛(120')의 전체적인 두께를 줄일 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 서로 동일 평면상에 나란히 배열되므로 차폐유닛(120')의 전체두께는 상기 제1시트(121) 또는 제2시트(122) 중 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 시트와 동일한 두께를 갖게 된다. 이로 인해, 무선전력 수신모듈(200)의 전체두께를 줄여 0.6mm 이하, 심지어 0.3mm이하로 설계하더라도 무선 충전 방식에서 요구하는 특성을 만족할 수 있다. 그러나, 상기 무선전력 수신모듈(200)의 두께를 상술한 두께로 한정하는 것은 아니며 매우 얇은 두께인 것으로 이해되어야 할 것임을 밝혀둔다.
이때, 서로 평행하게 배치되는 제1시트(121) 및 제2시트(122) 측에는 복수 개의 안테나 중 평판형 코일형태로 구비되는 안테나의 리드부를 수용하기 위한 수용부(126a,126b)가 구비될 수 있다. 이러한 수용부는 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 평행하게 배치되는 경우 상기 안테나의 리드부와 대응되도록 제1시트(121) 및 제2시트(122)에 관통형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 수용부(126a,126b)는 상기 차폐유닛(120')에 관통형성되는 절개부의 형태로 구비됨으로써 복수 개의 안테나 중 평판형 코일 형태로 구비되는 안테나의 리드부가 상기 수용부 측에 삽입배치될 수 있도록 한다. 더불어, 도시하지는 않았지만 상기 수용부는 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)의 일면에 일정깊이 함몰형성되는 수용홈의 형태로 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 차폐유닛(120,120')은 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)를 동시에 덮도록 별도의 보호필름(125)이 구비될 수 있다. 이러한 보호필름(125)은 접착층을 매개로 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)의 동일면 상에 부착됨으로써 서로 분리된 제1시트(121) 및 제2시트(122)를 일체화시키는 역할을 수행하게 된다. 이와 같은 접착층은 비전도성 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 제1시트(121) 및 제2시트(122)가 미세 조각으로 분리된 경우 미세 조각들 사이에 흡수되어 미세 조각들을 절연하는 역할을 수행할 수도 있다. 더불어, 상기 접착층은 접착제로 구비될 수도 있으며 필름 형태의 기재와, 상기 기재의 일면 또는 양면에 접착제가 도포된 보호필름의 형태로 구비될 수도 있다.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 콤보 안테나유닛(110,110',110") 및 이를 포함하는 무선전력 수신모듈(100,200)은 Qi 방식에 적용될 수도 있고, PMA 방식의 무선충전에 적용될 수도 있음을 밝혀둔다. 더불어, 상기 무선전력 전송용 안테나는 자기공진을 이용하는 A4WP 방식의 안테나일 수도 있고, 자기 유도 방식으로 작동하는 안테나일 수도 있다. 더하여, 상기 무선전력 전송용 안테나는 자기 유도 방식으로 작동하고, 자기공진을 이용하는 A4WP 방식의 안테나가 다른 안테나에 별도로 포함될 수도 있음을 밝혀둔다. 또한, 상기 무선전력 수신모듈(100)은 휴대단말기와 같은 전자기기의 백커버에 부착되는 형태로 구비될 수도 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 (20)

  1. 무선전력 전송용 안테나 및 상기 무선전력 전송용 안테나와 다른 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나의 다른 안테나를 포함하는 콤보 안테나유닛에 있어서,
    상기 무선전력 전송용 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일인 콤보 안테나유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다른 안테나는 MST 안테나 및 NFC 안테나 중 어느 하나 또는 둘 모두를 포함하는 콤보 안테나유닛.
  3. 제2항에 있어서, 상기 MST 안테나 또는 NFC 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일로 이루어져 일면이 차폐유닛에 부착되는 콤보 안테나유닛.
  4. 제2항에 있어서, 상기 다른 안테나는 MST 안테나 및 NFC 안테나를 모두 포함하고, 상기 MST 안테나 및 NFC 안테나는 방사체가 차폐유닛의 일면에 부착되는 회로기판에 인쇄패턴으로 형성되는 콤보 안테나유닛.
  5. 제2항에 있어서, 상기 다른 안테나는 MST 안테나 및 NFC 안테나를 모두 포함하고, 상기 MST 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일로 이루어지고, 상기 NFC 안테나는 방사체가 차폐유닛의 일면에 부착되는 회로기판에 인쇄패턴으로 형성되는 콤보 안테나유닛.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 회로기판은 상기 평판형 코일과 대응되는 영역에 소정의 면적으로 관통형성되는 관통구를 포함하고, 상기 평판형 코일은 상기 관통구 측에 배치되어 상기 차폐유닛의 일면에 직접 부착되는 콤보 안테나유닛.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 평판형 코일 및 회로기판은 동일평면상에서 가상의 직선을 경계로 서로 반대측에 각각 배치되는 콤보 안테나유닛.
  8. 무선전력 전송용 안테나 및 상기 무선전력 전송용 안테나와 다른 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나의 다른 안테나를 포함하는 콤보 안테나유닛; 및
    상기 콤보 안테나유닛의 일면에 배치되고, 자기장을 차폐하여 소요의 방향으로 집속시키는 차폐유닛;을 포함하고,
    상기 무선전력 전송용 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일인 무선전력 수신모듈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다른 안테나는 MST 안테나 및 NFC 안테나 중 어느 하나 또는 둘 모두를 포함하는 무선전력 수신모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 MST 안테나 또는 NFC 안테나가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일로 이루어져 일면이 상기 차폐유닛에 부착되는 무선전력 수신모듈.
  11. 제9항에 있어서, 상기 다른 안테나는 MST 안테나 및 NFC 안테나를 포함하고,
    상기 MST 안테나 및 NFC 안테나는 방사체가 차폐유닛의 일면에 부착되는 회로기판에 인쇄패턴으로 형성되는 무선전력 수신모듈.
  12. 제9항에 있어서, 상기 다른 안테나는 MST 안테나 및 NFC 안테나를 포함하고,
    상기 MST 안테나는 방사체가 루프 형상으로 감긴 평판형 코일로 이루어지고, 상기 NFC 안테나는 방사체가 차폐유닛의 일면에 부착되는 회로기판에 인쇄패턴으로 형성되는 무선전력 수신모듈.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 회로기판은 상기 평판형 코일과 대응되는 영역에 관통형성되는 관통구를 포함하고, 상기 평판형 코일은 상기 관통구 측에 배치되어 상기 차폐유닛의 일면에 직접 부착되는 무선전력 수신모듈.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 차폐유닛은 가상의 직선을 경계로 서로 반대편에 배치되는 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 평판형 코일은 상기 제1영역에 부착되고 상기 회로기판은 상기 제2영역에 부착되는 무선전력 수신모듈.
  15. 제8항에 있어서, 상기 평판형 코일은 양 단부측에 전기적인 연결을 위한 한 쌍의 연결단자를 포함하고, 상기 차폐유닛의 일면에는 상기 연결단자를 포함하는 리드부가 배치되는 수용부가 구비되는 무선전력 수신모듈.
  16. 제15항에 있어서, 상기 수용부는 상기 차폐유닛의 일면으로부터 일정깊이 함몰형성되는 수용홈으로 구비되고, 상기 수용홈에 상기 리드부가 삽입배치되는 무선전력 수신모듈.
  17. 제15항에 있어서, 상기 수용부는 상기 차폐유닛의 내측에 절개형성되는 절개부로 구비되고, 상기 절개부에 상기 리드부가 삽입배치되는 무선전력 수신모듈.
  18. 제14항에 있어서, 상기 차폐유닛은 상기 무선전력 전송용 안테나의 성능을 향상시키기 위한 제1시트와 상기 NFC 안테나의 성능을 향상시키기 위한 제2시트를 포함하고, 상기 제1시트는 상기 제1영역에 배치되고 상기 제2시트는 상기 제2영역에 배치되는 무선전력 수신모듈.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1시트 및 제2시트는 동일평면상에서 일단부가 서로 접하도록 배치되는 무선전력 수신모듈.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트이고, 상기 제2시트는 페라이트 시트인 무선전력 수신모듈.
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