一種無線充電和近場通訊用復(fù)合導(dǎo)磁片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種用于無線充電和近場抗電磁干擾用 的復(fù)合導(dǎo)磁片材料W及設(shè)及制備該材料的方法，其中復(fù)合導(dǎo)磁片材料可W作為無線充電 (Wireless Power化arging，縮寫WPC)領(lǐng)域發(fā)射端和接收端感應(yīng)線圈導(dǎo)磁用磁性材料，也 可W作為近場抗電磁干擾和近場通訊（Near Field Communication,縮寫為NFC)用磁性 材料，特別是可用于便攜式終端等設(shè)備，同時滿足無線充電和NFC天線導(dǎo)磁的雙重功能，另 夕F，還具有抗電磁干擾的功能。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動數(shù)碼電子產(chǎn)品的發(fā)展，特別是手機產(chǎn)品中集成的功能越來越多，包括無 線充電技術(shù)、近場通訊NFC技術(shù)、手機支付MST技術(shù)等，越來越被人們接受并廣泛使用。但 是，在多功能集成化的同時，勢必帶來相互之間的干擾和沖突。解決沖突的方法有很多，但 是，最直接的方法就是應(yīng)用不同的磁性材料，進行有效的隔離和導(dǎo)通。針對不同頻率下使用 的不同功能，對磁性材料的要求越來越高。很難有一種材料同時滿足不同頻段應(yīng)用的需求， 同時滿足無線充電、近場通訊（NFC)和抗近場抗電磁干擾（EMI)等功能。
[0003] 無線充電技術(shù)，是指利用電磁波感應(yīng)原理進行充電，原理類似于變壓器。在發(fā)送和 接收端各有一個線圈，發(fā)送端線圈連接有線電源產(chǎn)生電磁信號，接收端線圈感應(yīng)發(fā)送端的 電磁信號從而產(chǎn)生電流給電池充電。便攜式終端、手機數(shù)碼、攝像機等電子設(shè)備中的裡離子 電池的充電，都是一個逆變器把交流電變換為直流電進行充電，而無線充電技術(shù)，是把交流 電變換成高頻100曲Z及W上，然后利用電磁感應(yīng)的原理，通過供電端線圈禪合到受電端線 圈，然后經(jīng)過交流變換到直流給二次電池充電。
[0004] 目前，越來越多的便攜式電子設(shè)備的充電技術(shù)逐步向無尾化（非接觸式充電）邁 進，無線充電技術(shù)飛速發(fā)展，W電磁感應(yīng)方式充電為最普遍。但是，無線充電線圈背面多使 用鐵氧體軟磁材料作為導(dǎo)磁材料，鐵氧體材料如果加工成薄片，非常容易斷裂，成品率低， 同時，鐵氧體材料的飽和磁感應(yīng)強度低，大電流充電時需要很大的厚度才能防止飽和，存在 致命弱點。隨著電子設(shè)備小型化的要求，鐵氧體材料不能滿足超輕超薄的要求。充電線圈 的結(jié)構(gòu)不像電磁爐那樣要求寬泛，甚至需要繞制平面線圈，從而降低厚度。在運些結(jié)構(gòu)設(shè)計 中，將磁性材料用作加強發(fā)射端線圈和接收端線圈的禪合磁忍。 陽〇化]當(dāng)快速充電或大電流充電的場合，勢必帶來充電線圈和磁性材料的發(fā)熱，甚至是 帶給其他周邊部件感應(yīng)加熱，帶來致命的影響。為了解決上述問題，需要用磁性屏蔽材料對 線圈帶來的磁通量進行屏蔽。對于屏蔽材料，要求磁導(dǎo)率高，飽和磁感高，厚度大和面積大 都是有利的因素。但是，便攜式終端不允許預(yù)留足夠的空間，需要提供一種柔性超薄和高磁 導(dǎo)率低損耗的材料，實現(xiàn)屏蔽效果。
[0006] 發(fā)明專利（【申請?zhí)枴?01510205464.0)中發(fā)明了一種導(dǎo)磁材料，提出的非晶帶材 和納米晶帶材都是優(yōu)良的軟磁材料，非晶材料和納米晶材料可W制備到30 ym W下的數(shù)量 級，其他材料很難與之媳美。高磁導(dǎo)率和高飽和磁感也是其優(yōu)勢之一。
[0007] 在無線充電模塊中，磁性材料的功能包括兩方面，一方面是為電磁感應(yīng)的線圈禪 合提供高磁導(dǎo)率的通道，提高充電效率；另一方面是保證感應(yīng)線圈的交變磁場帶來的磁力 線，對其他電子部件不產(chǎn)生干擾，起到屏蔽作用。但是，第一方面的功能為主要功能，屏蔽功 能由后續(xù)復(fù)合的鐵氧體材料彌補。
[000引作為無線充電導(dǎo)磁片用的非晶材料和納米晶材料，薄帶狀態(tài)下的磁導(dǎo)率和飽和磁 感都滿足要求，但是，在高頻下的損耗主要來自于滿流損耗，導(dǎo)致充電線圈的禪合效率低， 品質(zhì)因數(shù)Q低，滿流損耗較大。作為屏蔽功能使用滿足要求。需要采用處理工藝降低滿流 損耗，減小磁性材料的面積可W降低滿流損耗，也就是把非晶納米晶磁性薄片整體片材進 行小單元分割，單體小單元下的磁通小，面積小，滿流小，同時，斷開了整個導(dǎo)磁片面積內(nèi)的 大循環(huán)滿流，使得禪合后的損耗降低，發(fā)熱減少。將磁性薄片進行分割成小面積的單元的方 法有很多，也有專利公開其中的技術(shù)，在W往公開的專利中，例如專利號為201280062847. 1 中的專利顯示，磁場屏蔽片及其制造方法和無線充電器用接收裝置，專利中提到了采用層 壓的方法使得細(xì)片間絕緣，提高充電效率，通過單片磁性薄片上下兩面施加保護膜或膠帶 的方式，然后進行壓碎的方式，存在不能連續(xù)生產(chǎn)和工序繁雜的缺點。上述專利中采用層壓 的方式，使得磁性薄片兩面的膠擠入碎片之間，保證碎片之間的絕緣。加工碎片的方式采用 兩層膠夾持非晶或納米晶薄片的方式，然后壓碎。
[0009] 近場通訊功能要求的磁性材料在13. 56MHz頻率附近，具有高的磁導(dǎo)率，同時，導(dǎo) 磁材料的損耗盡可能的小，也就是保證了通訊讀卡距離。軟磁粉末與高分子樹脂材料的復(fù) 合薄片材料，能夠滿足損耗的要求，但是，磁導(dǎo)率實部偏小，讀卡距離不夠理想。
[0010] 目前，對于近場通訊功能提供的磁性材料主要是鐵氧體材料，但是，鐵氧體材料的 厚度很難低于60 y m，對于復(fù)合無線充電功能的磁性材料，厚度大于0. 2mm是非常普遍。另 夕F，還有采用軟磁粉末球磨扁平化，與高分子樹脂復(fù)合制備的導(dǎo)磁材料，磁導(dǎo)率很難達到60 W上，無法保證NFC的讀卡距離在50-100mm，磁導(dǎo)率是主要的制約因素。因此，制備具有多 種功能的復(fù)合材料，提供不同頻段特性應(yīng)用，是目前材料領(lǐng)域比較迫切的研究任務(wù)。
[0011] 國內(nèi)其他專利公開信息顯示，目前，對具有多重功能的無線充電和近場通訊用磁 性材料的研究，還局限在單一材料的性能提升方面，對復(fù)合磁性材料的研究較少。采用單一 軟磁材料，無疑是對便攜式電子終端的薄型化發(fā)展不利，也影響可穿戴電子終端的小型化 發(fā)展。
[0012] 綜上所述，現(xiàn)有的復(fù)合導(dǎo)磁材料存在作為無線充電和近場通訊用的導(dǎo)磁片的使用 和制備問題，作為無線充電用的導(dǎo)磁片材料，非晶薄帶和納米晶薄帶具有熱處理后脆化，不 容易連續(xù)制備的缺點，同時作為近場通訊NFC用復(fù)合柔性薄片，具有磁導(dǎo)率低、讀卡距離不 足等缺點。并且采用單一材料無法同時滿足無線充電和近場通訊雙重功能的兼容要求，簡 單貼裝復(fù)合無法保證整體材料厚度的要求。因此，如何將上述現(xiàn)有技術(shù)加W解決，而研究 一種無線充電和近場通訊用復(fù)合導(dǎo)磁片及其制備方法，即為本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向所 在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，本發(fā)明的主要目的是提供一種無線充電和近 場通訊用復(fù)合導(dǎo)磁片，借助非晶薄帶或納米晶薄帶裂紋化處理來減少滿流損耗帶來的充電 效率的損失，W及與高分子樹脂復(fù)合材料熱壓后解決非晶薄帶或納米晶薄帶表面裂紋絕緣 處理的問題，大大降低磁性薄帶的滿流損耗。同時，扁平狀軟磁粉末與樹脂材料復(fù)合后的柔 性薄片，用于解決NFC近場通訊天線導(dǎo)磁問題，一方面解決了高頻下界面阻抗問題，另一方 面，借助非晶或納米晶薄帶的高磁導(dǎo)率，解決NFC天線讀卡距離短的問題。
[0014] 本發(fā)明的另一目的在于，提供一種上述無線充電和近場通訊用復(fù)合導(dǎo)磁片的制備 方法，該方法在金屬薄片（包含非晶帶材或納米晶薄帶）裂紋化處理后，通過與涂布好的粉 末樹脂薄片復(fù)合層壓，在一定熱壓溫度下，樹脂重融進入金屬薄片的裂紋中，保證裂紋被完 整填充，同時，包覆所有的非晶或納米晶薄片的細(xì)小單元的各個裸露面積，使得相互之間絕 緣，最大限度的減少滿流損耗，同時，最外層是粉末樹脂薄片材料，解決了表面防護和耐蝕 等問題。該方法一次成型，直接壓制成相應(yīng)的厚度，然后經(jīng)過模切工序即可得到最終產(chǎn)品的 形態(tài)。
[0015] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種無線充電和近場抗干擾用復(fù)合導(dǎo)磁片，包括 最上層材料、中間層材料和最下層材料，其中，
[0016] 所述最上層材料及最下層材料均為軟磁粉末與樹脂材料合成的復(fù)合薄片；
[0017] 所述中間層材料是至少一層磁性金屬薄片和/或至少一層由所述磁性金屬薄片 和所述軟磁粉末與樹脂材料合成的復(fù)合薄片復(fù)合而成的組合體，所述磁性金屬薄片其中一 面或兩面粘附有雙面膠；所述磁性金屬薄片的表面具有均勻的裂紋；
[0018] 所述最上層材料、所述中間層材料和所述最下層材料經(jīng)過熱壓后一次成型。
[0019] 在上述無線充電和近場抗干擾用復(fù)合導(dǎo)磁片中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述軟 磁粉末是鐵娃侶、鐵娃或鐵儀，所述軟磁粉末的形狀是薄片狀，厚度小于2 y m，長度大于 30 U m〇
[0020] 在上述無線充電和近場抗干擾用復(fù)合導(dǎo)磁片中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述樹 脂材料是環(huán)氧樹脂、聚氨醋、改性橡膠、丙締酸類樹脂；所述軟磁粉末與所述樹脂材料合成 的復(fù)合薄片厚度在50-300 y m之間。
[0021] 在上述無線充電和近場抗干擾用復(fù)合導(dǎo)磁片中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述的 磁性金屬薄片為非晶薄片或納米晶薄片，更優(yōu)選地，所述非晶薄片的厚度范圍是18-28 ym， 所述納米晶薄片的厚度范圍是15-28 ym。
[0022] 在上述無線充電和近場抗干擾用復(fù)合導(dǎo)磁片中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述的 中間層為磁性金屬薄片/雙面膠、磁性金屬薄片/雙面膠/磁性金屬薄片、磁性金屬薄片/ 雙面膠/復(fù)合薄片/雙面膠/磁性金屬薄片、磁性金屬薄片/雙面膠/復(fù)合薄片/磁性金 屬薄片/雙面膠、或雙面膠/磁性金屬薄片/復(fù)合薄片/磁性金屬薄片/雙面膠。
[0023] 為了達到上述目的，本發(fā)明還提供一種上述無線充電和近場抗干擾用復(fù)合導(dǎo)磁片 的制備方法，其包括如下步驟：
[0024] 軟磁粉末與樹脂材料合成的復(fù)合薄片的制作步驟；
[00巧]磁性金屬薄片的制作步驟；
[00%] 壓制步驟，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求將所述軟磁粉末與所述樹脂材料合成的復(fù)合薄片及所述 磁性金屬薄片疊放在一起，然后進行層壓處理，形成多層復(fù)合導(dǎo)磁片。
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