无线充电系统的制作方法

技术领域

本公开涉及一种无线充电系统。

背景技术：

随着各种电子装置已根据尺寸的减小而重量减轻，使用磁耦合(或感应耦合)而不使用电接触对电池进行充电的非接触型(即，无线)充电方案已引起关注。

无线充电方案是通过使用电磁感应来执行充电的方案。初级线圈(发送线圈)设置在充电器(无线电力发送装置)中，次级线圈(接收线圈)设置在充电对象(无线电力接收装置)中，根据初级线圈和次级线圈之间的感应耦合产生的电力转换成能量为电池充电。

在无线充电系统中，当无线电力发送装置和无线电力接收装置的芯中心(core center)精确地对准时，无线充电系统的充电效率显著提高。因此，为了获得理想的充电效率，无线电力发送装置和无线电力接收装置的芯中心应简单且精确地对准。

然而，在现有技术的无线充电系统中，无线电力发送装置的设置无线电力接收装置的部分是平坦的。此外，无线电力发送装置和无线电力接收装置的初级线圈和次级线圈的芯中心在视觉上被确定为对准且近似对准，导致关于芯中心对准的精确度低。

无线电力接收装置的接收线圈由具有低电阻的铜形成，以使用感应耦合，这里，接收线圈的厚度被制造成具有根据整体的阻抗和电阻值设计的数值。

此外，无线电力接收装置使用柔性印刷电路板工艺制造。因此，接收线圈中需要引出部，以通过感应耦合发送感应的电流。

现有技术的接收线圈具有引出部设置在绝缘层的上表面和下表面上且穿透绝缘层的过孔电连接上下设置的引出部的结构。

在现有技术的接收线圈中，引出部形成为具有与线圈单元的绝缘层的厚度相同的厚度来防止电性能的劣化，导致接收线圈单元的总尺寸(厚度)增加。

技术实现要素：

本公开的一方面提供一种接收线圈单元形成薄的而不劣化电性能的无线充电系统。

本公开的一方面还提供一种无线充电系统，所述无线充电系统允许无线电力发送装置和无线电力接收装置的芯中心简单且精确地对准以提高充电效率。

根据本公开的一方面，提供一种无线充电系统，在所述无线充电系统中，无线电力接收装置的接收线圈单元的第二线圈形成为比第一线圈大的宽度且比第一线圈薄的厚度。

根据本公开的另一方面，可提供一种无线充电系统，在所述无线充电系统中，接收线圈单元的第二引出部通过主体部的上部而不是通过过孔被引出绝缘层。

根据本公开的另一方面，可提供一种无线充电系统，在所述无线充电系统中，无线电力发送装置的将要安装无线电力接收装置的安装表面包括第一安装表面和第二安装表面，第一安装表面形成为相对于在宽度方向上的中心凹入，第二安装表面形成为相对于第一安装表面的两侧部分向上倾斜。

根据本公开的另一方面，提供一种从无线电力发送装置无线地接收电力的无线电力接收装置，所述无线电力接收装置包括接收线圈单元，其中，所述接收线圈单元包括绝缘层、第一线圈和第二线圈，所述第一线圈包括在绝缘层的第一表面上设置为螺旋形的第一主体部以及从第一主体部的第一端延伸并被引出绝缘层的第一引出部；所述第二线圈包括设置在绝缘层的与第一表面的相对的第二表面上且通过过孔电连接到第一主体部的第二端的第二主体部以及从第二主体部延伸并被引出绝缘层的第二引出部，其中，第二线圈的宽度大于第一线圈的宽度，第二线圈的厚度小于第一线圈的厚度。

根据本公开的另一方面，提供一种将电力无线地发送到无线电力接收装 置的无线电力发送装置，所述无线电力发送装置具有发送线圈，所述无线电力发送装置的将要安装无线电力接收装置的安装表面包括第一安装表面和第二安装表面，所述第一安装表面形成为相对于安装表面在宽度方向上或长度方向上的中心凹入，所述第二安装表面形成为向上倾斜且设置在第一安装表面的在宽度方向上或长度方向上的两侧上，所述发送线圈设置在第二安装表面的周围。

根据本公开的另一方面，提供一种从无线电力发送装置无线地接收电力的无线电力接收装置，所述无线电力接收装置包括接收线圈单元，其中，所述接收线圈单元包括绝缘层和线圈单元，所述线圈单元包括在绝缘层的一个表面上设置为螺旋形的主体部；从主体部的第一端延伸并被引出绝缘层的第一引出部；从主体部的第二端延伸并被引出绝缘层的第二引出部和使主体部和第二引出部彼此绝缘的涂层。

根据本公开的另一方面，提供一种包括无线电力发送装置和无线电力接收装置的无线充电系统，所述无线电力发送装置具有发送线圈，所述无线电力接收装置包括接收线圈单元，其中，所述无线电力发送装置包括安装表面,所述安装表面具有第一安装表面和第二安装表面，第一安装表面形成为相对于安装表面在宽度方向上或长度方向上的中心凹入，第二安装表面形成为向上倾斜且设置在第一安装表面的在宽度方向上或长度方向上的两侧上，所述无线电力接收装置包括具有与无线电力发送装置的安装表面对应的凸状弯曲表面的外表面。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更加清楚地理解，在附图中：

图1是示出根据本公开的示例性实施例的无线充电系统的无线电力发送装置和无线电力接收装置的透视图；

图2是沿着图1的线A-A’截取的截面图；

图3是示出图1的无线电力发送装置的平面图；

图4是示出图1的无线电力接收装置的示例的分解透视图；

图5是沿着图4的线B-B’截取的接收线圈单元的截面图；

图6是示出图1的无线电力接收装置的包括涂层的接收线圈单元的另一示例的平面图；

图7是沿着图6的线D-D’截取的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图如下描述本发明构思的实施例。

然而，本发明构思可按照多种不同的形式来举例说明，并且不应该被解释为局限于在此阐述的具体实施例。更确切地说，提供这些实施例，以使本公开将是彻底的和完整的，并将本公开的范围充分地传达给本领域的技术人员。

在整个说明书中，将理解的是，当诸如层、区域或晶圆(基板)的元件被称为“位于”另一元件“上”、“连接到”或者“结合到”另一元件时，所述元件可直接“位于”另一元件“上”、直接“连接到”或者直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的其它元件。相比之下，当元件被称为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”或者“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其它元件或层。相同的标号始终指示相同的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项目中的任何以及全部组合。

将明显的是，虽然可在此使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面描述的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可称作第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

为了描述的方便，可在此使用空间相关的术语(例如，“在…之上”、“在…上方”、“在…之下”和“在…下方”等)，以描述如图中示出的一个元件相对于一个或更多个其他元件的关系。将理解的是，除了图中示出的方位之外，与空间相关的术语意于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“上方”或“之上”的元件将被定位为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”。因此，术语“在…之上”可根据装置在附图的特定方向而包含“在…之上”和“在…之下”的两种方位。装置可被另外定位(旋转90度或处于其它方位)，并可对在此使用的与空间相关的描述符做出相应解释。

在此使用的术语仅用于描述特定实施例，并且无意限制本发明构思。如在此使用的，除非上下文中另外清楚地指明，否则单数形式也意在包括复数形式。还将理解的是，在本说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”列举存在所述的特征、整数、步骤、操作、构件、元件和/或组合，但不排除存在或增加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、构件、元件和/或组合。

在下文中，将参照示出本发明构思的实施例的示意图描述本发明构思的实施例。在附图中，例如，示出了组件的理想形状。但是，由于制造技术和/或公差，组件可制造成相对于那些示出的形状具有修改的形状。因此，本发明构思的实施例不应被理解为限制于在此示出的部分的特定形状，而应更普遍地解释为包含由制造工艺和非理想因素造成的形状的改变。本发明构思也可由在此示出和/或描述的各种实施例中的一个或组合构成。

下面描述的本发明构思的内容可具有多种构造。仅在此示出和描述了说明性的构造，本发明构思不限于此，并且应被解释为扩展至所有合适的构造。

图1是示出根据示例性实施例的无线充电系统的无线电力发送装置和无线电力接收装置的透视图，图2是沿着图1的线A-A’截取的截面图，图3是示出图1的无线电力发送装置的平面图，图4是示出图1的无线电力接收装置的示例的分解透视图。

参照图1至图4，根据本示例性实施例的无线充电系统可包括无线电力发送装置10和无线电力接收装置20。无线电力接收装置20放置在无线电力发送装置10的一个表面上。

根据本示例性实施例的无线电力接收装置20是将要被充电的装置，这里，示出智能电话作为示例。然而，无线电力接收装置不限于智能电话，诸如膝上型电脑或平板PC的电子装置也可用作无线电力接收装置。

无线电力发送装置10包括形成在其中的基板(未示出)上的发送线圈13，且当交流(AC)电压施加到无线电力发送装置10时，在发送线圈13的周围形成磁场。

因此，从发送线圈13感应产生的电动势产生于无线电力接收装置20的接收线圈单元300中，以对无线电力接收装置20的电池23充电。

发送线圈13和接收线圈单元300的线圈可由具有低电阻的导电金属(诸如铜(Cu))形成，但并不限于此。

在本示例性实施例的无线电力发送装置10中，将要放置无线电力接 收装置20的安装表面可包括第一安装表面11和设置在第一安装表面11的外侧部分的第二安装表面12。

第一安装表面11形成为相对于在宽度方向上的中心C凹入，第二安装表面12可形成为向上倾斜，以在厚度方向上与无线电力接收装置20的两侧的至少一部分重叠。

在普通的无线充电系统中，感应电流与绕组的数量的平方和整个线圈单元的面积成比例。

在本示例性实施例中，发送线圈13设置为集中在第二安装表面12中。

按照这种方式，当无线电力发送装置10的安装表面具有这样的曲率时，磁特性的损耗可降低，且绕组的数量可增加，以形成高效率的感应电流。发送线圈13的整体面积会尽可能地增大，并且在充电期间由线圈产生的热可被更顺畅地散发。

另外，当发送线圈13被设置为集中在第二安装表面12中时，可提高无线电力发送装置20的发送线圈13的芯中心和接收线圈单元300的芯中心的对准程度，以进一步提高无线充电系统的充电效率。

无线电力发送装置10可具有其上表面和下表面均具有第一安装表面11和第二安装表面12的结构。在这种情况下，由于无线电力发送装置10的上表面和下表面可被用作无线电力接收装置的安装表面，因此可去除无线电力发送装置10的竖直指向性(vertical directionality)。

在另一示例中，无线电力发送装置10可按照其两个侧表面具有与上表面和下表面相近的面积的方式形成为厚的。

这里，无线电力发送装置10的两个侧表面可具有包括第一安装表面和第二安装表面的结构。

在这种情况下，由于无线电力发送装置的两个侧表面可用作无线电力接收装置的安装表面，因此无线电力发送装置的竖直指向性和水平指向性均可被去除。

参照图3，可在无线电力发送装置10的安装表面(具体地，第一安装表面)上形成具有尺寸逐渐增大且以宽度方向上的中心C为中心的多个带(band)形状的对准标记40。

在本示例性实施例中，对准标记40被示出并描述为具有四边形的带形状，但例如对准标记40可不同地修改成多个同心圆。

此外，例如，对准标记40可形成为荧光色(fluorescent color)。这样可提高辨别度以帮助使用者更精确地与芯中心对准。

这里，可在第二安装表面12中的与无线电力接收装置20的拐角对应的部分中进一步形成诸如“┏”、“┓”、“┗”、和“┛”这样的形式的辅助对准标记。

图4是示出图1的无线电力接收装置的示例的分解透视图，图5是沿着图4的线B-B’截取的接收线圈单元300的截面图。

参照图4和图5，根据本示例性实施例的无线电力接收装置20包括主体部21、电池23、接收线圈单元300和电池盖25。主体部21包括电池容纳凹槽21a和线圈连接部分22。

这里，电池盖25的外表面可具有使得所述中心居中的凸状弯曲表面(convex curved surface)，以对应于无线电力发送装置10的安装表面。按照这种方式，当电池盖25的外表面被构造为具有这样的曲率时，可降低磁特性的损耗，并可增加绕组的数量，同时接收线圈的最大总面积增大，从而提高充电效率。

电池23可以是能够充电或放电的镍氢电池或锂离子电池，但电池23的类型并不限于此。

电池23被构造为可与无线电力接收装置20分开，并且可拆卸地安装在无线电力接收装置20的主体部21的电池容纳凹槽21a中，或者它可与无线电力接收装置20一体地构造，以实现一体的结构。

电池盖25可按照电池23可不与主体部21分开的方式结合到主体部21的后表面。这里，第一粘合层24b可设置在接收线圈单元300的一个表面上并附着到电池盖25的内表面。

第二粘合层24a可设置在接收线圈单元300的另一表面上，且磁性片26可附着到第二粘合层24a上。

磁性片26集中磁通量以使接收线圈单元300有效地接收集中的磁通量，而且也防止磁通量到达电池23。

根据本示例性实施例的接收线圈单元300包括绝缘层310和分别设置在绝缘层310的两个表面上的第一线圈和第二线圈。

第一线圈包括在绝缘层310的第一表面上形成螺旋形的第一主体部320和从第一主体部320延伸以从绝缘层310引出的第一引出部360。

第二线圈包括在绝缘层310的与第一表面相对的第二表面上形成的第二主体部370a，并通过过孔380电连接到第一线圈的端部。第二引出部370从第二主体部370a延伸，并被引出绝缘层310。

这里，可在绝缘层310的第二表面上形成狭缝，且第二主体部370a可形成为插入到所述狭缝中。

第一引出部360和第二引出部370可通过绝缘层310的同一表面被引出并连接到无线电力接收装置20的线圈连接部分22，以发送电流。

此外，为了具有与第一线圈的第一主体部320和第一引出部360相比相对增大的宽度和减小的厚度，第二线圈的第二主体部370a和第二引出部370可处理或压缩为具有平坦的形状。

即，由于与其厚度相比第二线圈形成为具有相对较大的宽度，因此第二线圈的总面积基本上类似于第二线圈的厚度与第一线圈的厚度相同的情况。

因此，第二线圈可表现出与厚度减小之前表现的电特性类似的电特性。另外，与第一线圈和第二线圈具有相同的厚度的情况相比，接收线圈单元300的总厚度可减小。因此，可提供能合适地处理诸如智能电话的小型电子装置的有限的安装空间同时保持无线充电效率的预定水平的设计。

例如，第一线圈(第一主体部320和第一引出部360)的厚度t1可为100μm或更大，且第二线圈(第二主体部370a和第二引出部370)的厚度t2可为50μm或更小。这里，可用绝缘材料填充与第二线圈中减小的厚度对应的部分。

第一电极焊盘330和第二电极焊盘340可分别设置为分别连接到第一引出部360和第二引出部370的端部。第一电极焊盘330和第二电极焊盘340可延伸第一电极焊盘330和第二电极焊盘340与无线电力接收装置接触的面积，以增强电连通性。

图6是示出图1的无线电力接收装置的包括涂层的接收线圈单元的另一示例的平面图，图7是沿着图6的线D-D’截取的截面图。

这里，将省略与如上所述的示例性实施例的部分相同的部分的详细描述，以避免冗余。

参照图6和图7，根据示例性实施例的接收线圈单元400可包括绝缘层410和线圈单元。

线圈单元可包括：主体部420，在绝缘层410的一个表面上呈螺旋形式；第一引出部460，从主体部420的一端延伸，以被引出绝缘层410；第二引出部470，通过垂直地或倾斜地穿越螺旋地形成的主体部420而从主体部420的另一端延伸并被引出绝缘层410；涂层，形成在主体部420和第二引出部470之间的界面上，以使主体部420和第二引出部470彼此绝缘。

在另一示例中，第二引出部470可被构造为从主体部420的另一端延伸，并穿过螺旋地形成的主体部之间的间隙被引出绝缘层。

接收线圈单元400不使用过孔，第二引出部470可从主体部420的另一端弯曲并沿着与第一引出部460的被引出的方向相同的方向引出。

这里，第一引出部460和第二引出部470可连接到无线电力接收装置20的线圈连接部分22以发送电流。

另外，涂层可分为分别覆盖主体部420、第一引出部460和第二引出部470的主体部涂层421、第一引出部涂层(未示出)和第二引出部涂层471。这里，包括第二引出部涂层471的第二引出部470的厚度t3可为50μm或更小。

第一电极焊盘430和第二电极焊盘440可分别连接到第一引出部460的端部和第二引出部470的端部。第一电极焊盘430和第二电极焊盘440可用于增大与无线电力接收装置20的线圈连接部分22接触的面积，以增强电连通性。

如上所述，根据示例性实施例，由于设置在绝缘层的第二表面上的第二接收线圈形成为宽度大于第一接收线圈且厚度减小，因此接收线圈单元可在不劣化电性能的情况下形成为较薄。

虽然已经在上面示出和描述了示例性实施例，但对本领域技术人员将明显的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以做出修改和变型。