CN104134513A - 软磁复合薄膜和制造方法及其在电子设备中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于近场电磁波吸收的软磁复合薄膜及软磁复合薄膜胶带和制造方法及在电子设备中吸收近场电磁噪音的应用,它可以解决现有技术存在的复合薄膜在2-3GHz磁导率不高,复合薄膜近场电磁噪音吸收效果不好,而不能有效解决电子设备信号传输质量低的问题。技术方案是,一种软磁复合薄膜,所述软磁复合薄膜包括:a、片状铁镍软磁合金粉末,按质量分数计,其中,含45%-60%铁和40%-55%镍;b、片状铁镍软磁合金粉末与有机粘接材料相混合,并使其形成软磁复合薄膜,片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的软磁复合薄膜材料体积31%到73%。本发明在1-5GHz都具有高的磁导率,特别是2-3GHz区间,这使得高频近场电磁噪音更容易被磁性复合薄膜吸收。
Description
技术领域
本发明涉及一种片状软磁合金复合材料,具体地说,涉及一种含片状铁镍软磁合金复合薄膜和制造软磁复合薄膜的方法,及该薄膜在电子设备中吸收电磁噪音的应用。
背景技术
随着在电子设备中越来越高的电子器件集成密度和越来越高的工作频率,更加复杂的电磁波噪音和相应的电磁兼容问题越来越突出。在现有技术中,解决这些问题行之有效的方法之一就是在电子设备中应用噪音吸收片。
相应地,一些有关磁性噪音吸波片的专利文献也被公开。美国海军US2951247讨论了0.3微米到2微米,长径比高达70的不同组分薄片软磁合金与树脂材料混合的磁性噪音吸波片。US2873225公开了热处理能提高薄片软磁合金的磁导率。US5827445,TOKIN公司,公开了一种由片状软磁合金粉末和有机树脂复合的复合材料。其中,其片状软磁合金粉末的厚度应小于相应的微波趋肤深度。US6850182,Sumitomo电子工业有限公司,公开了一种磁性吸波片。其中,其片状软磁合金的表面涂有十八烷二酸或十八烷二酸与钛酸盐的混合物。
然而,随着互联网的快速发展,由于高的数据吞吐量,越来越多的电子设备采用wifi (无线网 2.4 GHz),LTE(长期演进技术 2.575 GHz 到 2.615 GHz)进行通信。随着在云通信系统中对更大数据吞吐量的要求,通信频率高于2.615 GHz也正在测试中。1GHz到5GHz的电磁兼容问题正在成为一个所要解决的突出问题。
而且由于电子设备的空间有限,而电磁波在有限空间内的串扰多是近场电磁波问题。
远场电磁波吸收需要考虑电磁波在吸波薄膜中的波长与吸波薄膜厚度匹配而产生干涉以吸收电磁波(四分之一波长定律)。且远场电磁波必须与软磁复合薄膜的波阻抗匹配,才能得到好的吸波性能。这就意味着,对于远场吸波材料而言,吸波薄膜的磁导率须与吸波薄膜的介电常数相匹配以使得吸波薄膜的波阻抗接近自由空间电磁波377欧姆波阻抗,而不是要求吸波薄膜具有高的磁导率与介电常数。
近场电磁波更侧重的是电磁波在吸波薄膜中的束缚与损耗。无需考虑吸波薄膜与自由空间电磁波波阻抗匹配,也无需考虑四分之一波长吸收定律。这就意味着,对于近场吸波薄膜而言通常磁导率,磁损耗以及介电常数,介电损耗越高越好。对于复合薄膜,通常需要高长径比的磁性填料以及高的填充率。
为了解决这个问题,TDK, Daido, Texas Instruments Inc, NEC-TOKIN和3M等公司分别对不同的软磁粉末做了研究。TDK在专利US6225876,US7323214中研究了Fe-Si, Fe-Si-Al, Fe-Cr,Fe15Si1Mo4Ni80, Fe18Mo2Ni80软磁材料。Daido在专利JP2001339193和JP11087117中研究了Fe-Si, Fe-Co, Fe-Al, Fe-Cr, Fe-Si-Cr, Fe-Al-Cr的软磁特性。Texas Instruments Inc在专利US6063511研究了CoZrNb, CoFeBSi, Fe5Co95, FeTb的特性。NEC-TOKIN在US5827445中讨论了当Fe-Si-Al合金片状粉末与坡莫合金片状粉末厚度小于微波在其中的趋肤深度时的微波特性。然而上述材料并不能很好地解决1-3GHz电磁兼容问题。
在电子市场上,根据市场上产品高频性能领先公司NEC-TOKIN公开的产品资料,其Fe-Si-Al产品EFF,EFX,EFA,FK3和EFR在1GHz的磁导率在1 GHz下为10,在2 GHz下下降到2左右,在2.4 GHz下降到了1左右。更进一步地,NEC-TOKIN最近开发了EFG薄膜。EFG薄膜是由片状Fe-Si-Cr合金与树脂相复合的材料,其磁导率在2 GHz为6左右,在2.4 GHz下降到5左右,在3GHz下降为1.2左右。这个性能明显要好于EFF,EFX,EFA,FK3和EFR等材料,但还是不能有效地解决问题。这意味着,在应用中为了将噪音减小到理想的程度,不得不采用大面积且较厚的薄膜。在1-3 GHz范围内,则需要更高磁导率的电磁波吸收材料。
发明内容
本发明提供了一种软磁复合薄膜和制造方法及在电子设备中吸收近场电磁噪音的应用,它可以解决现有技术存在的复合薄膜在大于1GHz尤其是大于2.4GHz磁导率不够高,导致复合薄膜近场电磁噪音吸收效果不好,而引发电子设备信号传输质量低的问题。且本发明不同于远场电磁波吸收材料。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种铁镍软磁复合薄膜,所述铁镍软磁复合薄膜包括:
a、片状铁镍软磁合金粉末,按质量分数计,其中,优选含45%-60%铁和40%-55%镍;更优选含51%-57%铁和43%-49%镍;
b、所述片状铁镍软磁合金粉末与有机粘接材料相混合,并使其形成铁镍软磁复合薄膜,优选所述片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的铁镍软磁复合薄膜材料体积31%到73%;更优选所述片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的铁镍软磁复合薄膜材料体积41%到68%;
c、所述铁镍软磁复合薄膜厚度范围在20微米到0.49毫米,其一面或两面复胶厚度为3-50微米。总体薄膜加上胶层厚度小于等于0.50毫米。
d、所述片状铁镍软磁合金粉末平均直径在1微米到300微米,平均厚度在50纳米到5微米,而且片状铁镍软磁合金粉末的平均长径比大于16小于2000。优选平均长径比从41到600,更优选平均长径比从60到300。
e、由于电子部件放热,需要所述高频铁镍软磁复合薄膜的热稳定性大于70℃;
所述有机粘接材料主要包括高分子树脂,所述高分子树脂包括但不限于硅橡胶、丁烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯、氟橡胶、丁腈橡胶(NBR)、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、EPDM、PVA、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、聚酯、PVB,或它们的共聚物中的至少一种。
所述铁镍软磁复合薄膜涂在有机薄膜衬底的一面上,所述有机衬底为PET、PE、PP、PC、PVDF、PI、含氟塑料的薄膜, 或它们的离型膜。所述有机衬底另一面为胶面。
所述铁镍软磁复合薄膜磁导率在2GHz大于4,在2.4GHz大于2.5。更优选所述铁镍软磁复合薄膜磁导率在2GHz大于6.5,且在2.4GHz大于3.5。最好的产品磁导率在2GHz与2.4GHz均大于8。
所述铁镍软磁复合薄膜表面与粘合剂层粘结,从而形成铁镍软磁复合薄膜胶带,所述粘合剂层为亚克力材料、橡胶材料的压敏粘合剂、热压粘合剂、或硅橡胶,所述粘合剂层厚度范围为3-50微米。
一种铁镍软磁复合薄膜的制造方法,所述方法按下述步骤进行:
1、铁镍合金片状化
铁镍按规定配比后,与球磨液体介质混合,铁镍合金粉与球磨液体介质的重量比为1:1.5,球磨时间为10-14小时,球磨机转速为300-400转/分钟,球磨后将合金粉末与球磨液体介质的混合料在55-65℃,氮气或其他惰性的或非氧化性的气体(如氦气,氩气,氢气等)保护下,或真空保护下烘干,然后恢复到室温;
2、片状铁镍合金粉末浆料的制备
干燥后片状铁镍合金粉末与规定量的有机粘接材料混合,将上述混合料放在球磨机中球磨,球磨时间为18-22小时,从而得到片状铁、镍合金粉末浆料;
3、片状铁镍合金复合薄膜涂覆
片状铁镍合金粉末浆料涂在有机衬底的一面上,涂后进行干燥,干燥温度为60℃- 80℃,干燥时间为8-12分钟,从而形成铁镍软磁复合薄膜。
4、片状铁镍合金复合薄膜表面处理
将涂覆完后的铁镍软磁复合薄膜在热辊压机或平板热压机上热压以提高薄膜厚度的均匀性,控制薄膜表面粗糙度和表面微观结构。
如果需要,有机粘结材料可以在3或4步加热中发生交联以进一步增加薄膜的性能。
上述1-4工艺条件不是唯一。在实际操作中,可根据具体设备情况对相关参数进行调整,如球磨时间,物料混合顺序,球磨机转速,粉末干燥时间,粉末干燥温度,涂覆薄膜干燥时间,涂覆薄膜干燥温度等,以达到相同或类似的结果。
一种混合合金软磁复合薄膜,所述混合合金软磁复合薄膜包括:
a、片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末;其中,按质量分数计,在片状铁镍软磁合金粉末中,铁与镍的配比为,含45%-60%铁和40%-55%镍;
b、所述片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末与有机粘接材料相混合,并使其形成混合合金软磁复合薄膜;
c、所述片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末体积分数占总的混合合金软磁复合薄膜材料体积31% 到73%,所述片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的混合合金软磁复合薄膜材料体积5%以上,所述非铁镍片状软磁合金粉末为片状铁硅铝、片状铁硅、片状铁镍钼、片状铁硅铬、或片状羰基铁中的一种或几种;
d、所述片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末平均直径在1微米到300微米,平均厚度在50纳米到5微米,而且片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末的平均长径比大于15小于2000;
e、所述混合合金软磁复合薄膜厚度范围在20微米到0.99毫米;
f、所述混合合金软磁复合薄膜中有机粘接材料主要包括所述高分子树脂,所述高分子树脂为硅橡胶、丁烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯、氟橡胶、丁腈橡胶、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、EPDM、PVA、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、聚酯、PVB,或它们的共聚物中的至少一种。
一种多层软磁复合薄膜,所述多层软磁复合薄膜是由至少一层铁镍软磁复合薄膜与至少一层非铁镍软磁复合薄膜所构成,
其中,所述铁镍软磁复合薄膜是由上述技术方案的一种铁镍软磁复合薄膜构成;
其中,所述非铁镍软磁复合薄膜是由非铁镍片状软磁合金粉末与有机粘接材料相混合,并使其形成非铁镍软磁复合薄膜,所述非铁镍软磁合金粉末体积分数占总的非铁镍软磁复合薄膜材料体积31%到73%,所述片状非铁镍软磁合金粉末平均直径在1微米到300微米,平均厚度在50纳米到5微米,而且片状非铁镍软磁合金粉末的平均长径比大于15小于2000,非铁镍片状软磁合金粉末为片状铁硅铝、片状铁硅、片状铁镍钼、片状铁硅铬,或片状羰基铁中的一种。
所述有机粘接材料包括高分子树脂,所述高分子树脂包括但不限于硅橡胶、丁烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯、氟橡胶、丁腈橡胶(NBR)、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、EPDM、PVA、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、聚酯、PVB,或它们的共聚物中的至少一种。
在所述多层软磁复合薄膜中,每层薄膜厚度范围在20微米到0.5毫米。
所述多层软磁复合薄膜表面与粘合剂层粘结,所述粘合剂层为亚克力材料、橡胶材料的压敏粘合剂、热压粘合剂、或硅橡胶,所述粘合剂层厚度范围为3-50微米。
一种所述的多层软磁复合薄膜的制造方法,所述方法按下述步骤进行:
1、铁镍合金片状化和铁硅铝软磁合金片状化
1-1、铁镍合金片状化
铁镍按规定配比后,与球磨液体介质混合,铁镍合金粉与球磨液体介质的重量比为1:1.5,球磨时间为10-14小时,球磨机转速为300-400转/分钟,球磨后将合金粉末与球磨液体介质的混合料在55-65℃,氮气保护下烘干,然后恢复到室温;
1-2、铁硅铝软磁合金片状化
铁硅铝软磁合金与球磨液体介质混合,铁硅铝软磁合金与球磨液体介质的重量比为1:1.5,球磨时间为10-14小时,球磨机转速为300-400转/分钟,球磨后将合金粉末与球磨液体介质的混合料在55-65℃,氮气保护下烘干,然后恢复到室温;
2、片状铁镍合金粉末浆料和片状铁硅铝软磁合金粉末浆料的制备
2-1、片状铁镍合金粉末浆料的制备
干燥后片状铁镍合金粉末与规定量的有机粘接材料及溶剂混合,将上述混合料放在球磨机中混合,混合时间为18-22小时,从而得到片状铁、镍合金粉末浆料;
2-2、铁硅铝软磁合金粉末浆料的制备
干燥后片状铁硅铝合金粉末与规定量的有机粘接材料及溶剂混合,将上述混合料放在球磨机中混合,混合时间为18-22小时,从而得到片状铁硅铝软磁合金粉末浆料;
3、多层软磁复合薄膜涂覆
先将片状铁、镍合金粉末浆料涂在有机衬底的一面上,涂后进行干燥,干燥温度为60℃- 80℃,干燥时间为8-12分钟,从而形成铁镍软磁复合薄膜;
再将片状铁硅铝软磁合金粉末浆料涂在上述铁镍软磁复合薄膜的铁镍表面,涂后进行干燥,干燥温度为60℃- 80℃,干燥时间为8-12分钟,从而形成多层软磁复合薄膜;
或者,将片状铁硅铝软磁合金粉末浆料涂在有机衬底上,形成铁硅铝软磁复合薄膜,将铁镍软磁复合薄膜和铁硅铝软磁复合薄膜通过压合或粘接方式使其形成多层软磁复合薄膜。
4、多层软磁复合薄膜表面处理
将涂覆完后的多层软磁复合薄膜在热辊压机或平板热压机上热压以提高多层软磁复合薄膜厚度的均匀性,控制薄膜表面粗糙度和表面微观结构, 辅助交联反应完成。
上述1-4工艺条件不是唯一。在实际操作中,可根据具体设备情况对相关参数进行调整,如球磨时间,球磨机转速,粉末干燥时间,粉末干燥温度,涂覆薄膜干燥时间,涂覆薄膜干燥温度等,以达到相同或类似的结果。
在多层软磁复合薄膜中,除铁镍复合薄膜层以外,另一层可以是铁硅铝,也可以是其他软磁合金,如铁硅铬,铁硅,铁镍钼,羰基铁。
一种软磁复合薄膜胶带,由软磁复合薄膜表面与粘合剂层粘结,从而形成软磁复合薄膜胶带,所述粘合剂层为亚克力材料、橡胶材料的压敏粘合剂、热压粘合剂、或硅橡胶,所述粘合剂层厚度范围为3-50微米,所述软磁复合薄膜为铁镍软磁复合薄膜、多层软磁复合薄膜、或混合合金软磁复合薄膜。
一种上述铁镍软磁复合薄膜的应用,所述铁镍软磁复合薄膜及铁镍软磁复合薄膜胶带用于固定在电子设备的部件上或其周围,用来减小近场电磁噪音,所述电子设备的部件包括同步动态随机存储器、超高频天线、数据线及其连接头、金属腔壳,金属罩、金属部件、扬声器、摄像头及其模组、柔性电路,低电压差分信号连接线,线路板、印刷电路板、芯片中的至少一个。
一种上述混合合金软磁复合薄膜及混合合金软磁复合薄膜胶带的应用,所述混合合金软磁复合薄膜及混合合金软磁复合薄膜胶带用于固定在电子设备的部件上或其周围,用来减小近场电磁噪音,所述电子设备的部件包括同步动态随机存储器、超高频天线、数据线及其连接头、金属腔壳,金属罩、金属部件、扬声器、摄像头及其模组、柔性电路,低电压差分信号连接线,线路板、印刷电路板、芯片中的至少一个。
一种上述多层软磁复合薄膜及多层软磁复合薄膜胶带的应用,所述多层软磁复合薄膜及多层软磁复合薄膜胶带用于固定在电子设备的部件上或其周围,用来减小近场电磁噪音,所述电子设备的部件包括同步动态随机存储器、超高频天线、数据线及其连接头、金属腔壳,金属罩、金属部件、扬声器、摄像头及其模组、柔性电路,低电压差分信号连接线,线路板、印刷电路板、芯片中的至少一个。
本发明中的定义:
近场电磁波:本发明中近场电磁波指的是当电磁波离电磁波场源的距离小于该电磁波一个波长时的电磁波。如:对于电磁波场源发射的1GHz电磁波而言,当该1GHz电磁波距离电磁波场源小于30厘米时,该1GHz电磁波即为近场电磁波。
远场电磁波:本发明中远场电磁波指的是当电磁波离电磁波场源的距离大于该电磁波两个波长时的电磁波。如:对于电磁波场源发射的1GHz电磁波而言,当该1GHz电磁波距离电磁波场源大于60厘米时,该1GHz电磁波即为远场电磁波。
Fe45-60Ni55-40 中铁45%-60%和镍55%-40%指的是铁元素和镍元素在合金中的质量百分数。由于工艺过程中初始的合金粉末有机会接触多种设备和试剂。这些工艺过程中,不同设备材料的选择,如球磨设备的内衬和球体材料的选择,包括铁球,不锈钢球,锆球,玛瑙球等,都可以引入较大量的各种元素,影响最终粉末的组成和元素比例。为防止歧义,此质量分数为最终片状合金颗粒中,包括有意和无意添加的,铁和镍元素的质量比。此质量分数并不包含其他的非金属掺杂元素或金属掺杂元素,如:碳,硫,氮,硅,硼,氧,磷,钼,铜,锰,钴,铝,钨,锌等。这些非金属或金属元素可能有意或无意地在制粉过程或包装运输过程中添加进去。一个例子就是氧元素可在制粉过程或运输过程中,由于金属氧化而引入进去。这些金属或非金属的掺杂可对Fe-Ni合金的性能进行微调。为防止歧义,在本发明中,小于或等于5%的质量分数的金属或非金属元素均属于掺杂。此Fe45-60Ni55-40 合金可以是退火的合金也可以是不退火的合金,或是它们的混合物。
此Fe45-60Ni55-40合金表面可以进一步有氧化处理,硅烷处理,或其他有机及无机材料包裹,以增加其绝缘性。
长径比:片状合金粉末最长边与该片状合金粉末厚度比。
软磁合金:具有低矫顽力和高磁导率的合金材料。
片状软磁合金薄膜:本发明中片状软磁合金薄膜指的是片状软磁合金与树脂复合而成的薄膜,不包括胶膜和离型膜。
Sendust: 是铁硅铝软磁合金,其中按质量分数计含铝1%到8%,硅6%到14%,其余为铁。常见的Sendust是用含铝5.4%、硅9.6%、其余为铁的合金制成的粉末生产出来的一种金属软磁合金。
体积分数:本发明中所述体积分数是由存留在复合薄膜中的树脂,辅助助剂和铁镍合金的体积计算而来。每个组分的体积是该组分质量和它们的绝对密度计算而来。总体积为这些组分的体积之和。 挥发性的溶剂和其他不存留在最终薄膜中的成份不考虑其体积。 为避免歧义,几个组分物理混合的总体积定义为这几个组分体积之和。忽略可能存在的小的非线性效应。铁镍合金Fe70Ni30,Fe60Ni40,Fe57Ni43, Fe51Ni49,Fe45Ni55, Fe32Ni68绝对密度分别取:8.16克/毫升,8.26克/毫升,8.29克/毫升, 8.35克/毫升, 8.41克/毫升, 8.55克/毫升。绝对密度不包括未填充空间占的体积,以区分粉末材料的松装密度。
高频:本发明中所述高频是指1GHz及以上频率。
软磁复合薄膜热稳定性:本发明中所述软磁复合薄膜热稳定性是指材料在某温度下长期保持其物理形状稳定性。对于结晶或半结晶高分子材料,其最高热稳定温度接近其熔点;对于无化学交联的无定型高分子材料,其最高热稳定温度通常接近其玻璃化温度(Tg);对于交联的高分子材料,这个温度与其交联度和材料的化学稳定性有关。
磁导率,磁损耗,介电常数,介电损耗测试方法:本发明中,磁导率,磁损耗,介电常数,介电损耗是将样品放在内径为7.04毫米的同轴空气线中由网络分析仪测量此微波网络的S11,S21信号计算而来。
本发明研究了不同Fe-Ni合金成份比例片状粉末复合薄膜的微波特性。通过实验发现,在镍含量为40%-55%质量百分数的铁镍合金片状粉末复合薄膜在1-5GHz具有较高的磁导率。从而可以解决电子设备在1G以上频率的信号传输质量低的问题。
本发明是将Fe45-60Ni55-40磁性复合薄膜及复合薄膜胶带固定在电子设备中抑制如下电子单元产生的或在其周围的近场电磁噪音:1.电子设备中的同步动态随机存储器,2. 电子设备中的超高频天线,3. 电子设备中的连接头,4.电子设备中的金属腔壳,金属罩或金属部件,5. 电子设备中的扬声器,6. 电子设备中的柔性线路板,7. 电子设备中的印刷电路板,8.电子设备中的芯片。更特别的是,该Fe45-60Ni55-40软磁复合薄膜的厚度在20微米到1毫米。其磁导率在2 GHz下大于4,在2.4 GHz下大于2.5。
本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果:本发明在1-3GHz,特别是2-3GHz区间,具有高的磁导率,这可以使得近场电磁噪音更容易被磁性复合薄膜吸收掉。
附图说明
图1是本发明软磁复合薄膜与塑料膜层结合的示意图;
图2是本发明软磁复合薄膜与粘合剂层及离型膜层结合示意图;
图3是本发明软磁复合薄膜与塑料膜层、粘合剂层及离型膜层结合示意图;
图4是本发明铁镍软磁复合薄膜与铁铝硅软磁复合薄膜和粘合剂层及离型膜层结合示意图;
图5是本发明的Fe51Ni49片状合金粉末体积分数占总的软磁复合薄膜材料体积6%,19%,31%,41%,68%,73%软磁复合薄膜磁导率和频率的图谱;
图6是本发明的Fe51Ni49片状合金粉末质量分数占总的软磁复合薄膜材料体积6%,19%,31%,41%,68%,73%软磁复合薄膜磁损耗和频率的图谱;
图7是本发明的Fe51Ni49片状合金粉末质量分数占总的软磁复合薄膜材料体积6%,19%,31%,41%,68%,73%软磁复合薄膜介电常数和频率的图谱;
图8是本发明的Fe51Ni49片状合金粉末质量分数占总的软磁复合薄膜材料体积6%,19%,31%,41%,68%,73%软磁复合薄膜介电损耗和频率的图谱;
图9是本发明的体积分数为54%的混合合金软磁复合薄膜(Fe51Ni49体积占5%,Fe85Si9.6Al5.4体积占49%),体积分数为54%的Fe85Si9.6Al5.4软磁复合薄膜,54%体积分数Fe51Ni49软磁复合薄膜磁导率和频率的图谱。
图10是本发明的 Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68 软磁复合薄膜磁导率和频率的图谱;
图11是本发明的Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68软磁复合薄膜磁损耗和频率的图谱;
图12是本发明的Fe70Ni30,Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68软磁复合薄膜介电常数和频率的图谱;
图13是本发明的Fe70Ni30,Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68软磁复合薄膜介电损耗和频率的图谱;
图14是本发明的Fe70Ni30,Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68软磁复合薄膜电磁波损耗和频率的图谱。
具体实施方式
一种用于吸收近场高频电磁噪音的铁镍软磁复合薄膜,所述铁镍软磁复合薄膜包括:
a、片状铁镍软磁合金粉末,按质量分数计,其中含45%-60%铁和40%-55%镍;b、所述片状铁镍软磁合金粉末与有机粘接材料相混合,并使其形成铁镍软磁复合薄膜;
c、所述铁镍软磁复合薄膜厚度范围在20微米到0.49毫米;
d、所述片状铁镍软磁合金粉末平均直径在1微米到300微米,平均厚度在50纳米到5微米,而且片状铁镍软磁合金粉末的平均长径比大于16小于2000;
e、优选所述片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的铁镍软磁复合薄膜材料体积31%到73%;
所述有机粘接材料体积分数占总的铁镍软磁复合薄膜材料体积15%到69%。更优选所述片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的铁镍软磁复合薄膜材料体积41%到68%;所述有机粘接材料体积分数占总的铁镍软磁复合薄膜材料体积26%到59%。
所述有机粘接材料包括用量大的高分子树脂,以及用量较少或很少的辅助用剂,常见的高分子树脂包括但不限于硅橡胶、丁烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯、氟橡胶、丁腈橡胶(NBR)、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、EPDM、PVA、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、聚酯、PVB,或它们的共聚物。
辅助用剂包括但不限于下列化学物质中的一种或几种组合,单体,寡聚物,增稠剂,流平剂,分散剂,抗氧化剂,热稳定剂,交联剂,柔性助剂,阻燃剂等成分。它们可以提供粘合性,帮助生产工艺稳定,调整薄膜机械性质,热稳定性质,阻燃性质,抗氧化性质等其它性能。
本发明的Fe-Ni合金复合材料,其磁导率在2 GHz下大于8,2.4GHz下大于6优于市场上的产品。通常的工艺流程为:直接将铁镍软磁合金复合薄膜1涂在塑料薄膜2上,塑料薄膜2通常为PET薄膜。该薄膜表面可以有离型涂料避免软磁合金复合薄膜过于牢固的粘结在塑料薄膜上,形成的结构如图1所示。
然后可以把塑料薄膜2剥离。将铁镍软磁合金复合薄膜1附合在粘合剂层3和离型膜4上,形成图2所示结构。当然,也可以先附合再剥离塑料薄膜2。
另一种工艺流程为直接将铁镍软磁合金复合薄膜1涂在塑料薄膜2上,塑料薄膜2通常为PET薄膜。该薄膜表面没有离型涂料,甚至有增强粘接的涂料以形成铁镍软磁合金复合薄膜1牢固粘结在塑料薄膜2上的结构。再把粘合剂3涂布在塑料薄膜3背面,再进一步复合离型膜4,如图3所示。当然,也可以压力附合粘合剂与离型膜4。
实施例和实验及结果
1、铁镍复合软磁薄膜
铁镍复合软磁薄膜由片状Fe-Ni合金浆料涂在聚乙烯对苯二酸酯薄膜或聚乙烯对苯二酸酯离型膜上而来。
1-1、Fe-Ni合金片状化
将Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68 球状合金粉料,其粒径约为10微米,与球磨液体介质混合。合金粉与球磨液体介质的重量比为1:1.5。球磨时间为12小时。球磨机转速为350转/分钟。球磨后将合金粉末与球磨液体介质的混合料在60℃,氮气保护下烘干并回复到室温。球磨液体介质可以选用酒精。
干燥后片状Fe-Ni合金粉末的平均粒径约为20微米,厚度小于1微米。
1-2、54%体积分数Fe-Ni合金粉末浆料的制备
1-2-1、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)基Fe-Ni合金粉末浆料
为了制作聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)基Fe-Ni合金粉末浆料,其粘接剂,溶剂和可塑剂按下列顺序配置:
1-2-1-1、分别取544.2克干燥后片状Fe70Ni30粉末, 550.8克干燥后片状Fe60Ni40粉末, 552.8克干燥后片状Fe57Ni43粉末,556.9克干燥后片状Fe51Ni49粉末, 561.1克干燥后片状Fe45Ni55粉末和570.2克干燥后片状Fe32Ni68粉末与287.4克甲苯混合。
1-2-1-2、取42.6克粘接剂,18.2克柔性助剂和83.1克乙醇相混合均匀。
粘接剂:聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB),密度为1.07克/毫升(CAS号:63148-65-2)
柔性助剂:邻苯二甲酸二辛脂(CAS号:117-81-7)
溶剂:甲苯(CAS号:108-88-3),乙醇(CAS号:64-17-5)
1-2-1-3、将上述混合料放在球磨机中混合,锆球直径为10毫米。球磨时间为20小时。
1-2-2、也可用乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)作为复合薄膜的粘接材料。
1-2-2-1、分别取600.3克干燥后片状Fe70Ni30粉末,607.6克干燥后片状Fe60Ni40粉末,609.8克干燥后片状Fe57Ni43粉末, 614.3克干燥后片状Fe51Ni49粉末, 618.9克干燥后片状Fe45Ni55粉末和629.0克干燥后片状Fe32Ni68粉末与60.8克乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和370.5克乙酸乙酯。
粘接剂:乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA),密度为0.97克/毫升 (CAS号:24937-78-8)
溶剂:乙酸乙酯 (CAS号:141-78-6)
1-2-2-2、先将乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)溶于乙酸乙酯中;再将干燥后的片状Fe-Ni合金粉末加入上述溶液中并在球磨机中混合。锆球直径为10毫米。球磨时间为20小时。
1-2-3、也可用丁腈橡胶(NBR)作为复合薄膜的粘接材料。
1-2-3-1、分别取600.3克干燥后片状Fe70Ni30粉末,607.6克干燥后片状Fe60Ni40粉末,609.8克干燥后片状Fe57Ni43粉末,614.3克干燥后片状Fe51Ni49粉末, 618.9克干燥后片状Fe45Ni55粉末和629.0克干燥后片状Fe32Ni68粉末与60.8克丁腈橡胶(NBR)和370.5克乙酸乙酯。
粘接剂:丁腈橡胶(NBR),密度为0.97克/毫升(CAS号:9003-18-3)
溶剂:乙酸乙酯(CAS号:141-78-6)
1-2-3-2、先将丁腈橡胶(NBR)溶于乙酸乙酯中;再将干燥后的片状Fe-Ni合金粉末加入上述溶液中并在球磨机中混合。锆球直径为10毫米。球磨时间为20小时。
1-3、片状Fe-Ni合金复合薄膜涂覆
将Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68合金浆料被分别涂在含硅的聚乙烯对苯二酸酯离型膜上,如图1所示。干燥后复合薄膜的厚度为400微米厚。涂布速度为2米/分钟,干燥温度为60℃到 80℃。干燥时间为10分钟。
1-4、片状铁、镍合金复合薄膜表面处理
将涂覆完后的铁镍软磁复合薄膜在热辊压机或平板热压机上热压以提高薄膜厚度的均匀性,降低薄膜表面粗糙度。
2、不同体积分数的片状Fe51Ni49软磁合金复合薄膜
按照上述1.1-1.4的工艺,分别制作体积分数为6%,9%,31%,41%,68%,73%片状Fe51Ni49软磁合金粉末浆料。但当体积分数达到73%及以上时,软磁合金复合薄膜的内聚力较弱形成膜的机械性能较差。
3、混合合金软磁复合薄膜
按上述1-1到1-4的工艺,可在所述铁镍复合薄膜中混入其他片状磁性合金,如片状铁硅铝,片状铁硅铬,片状铁硅,片状铁硅钼等以平衡磁性复合薄膜在其它频率下的微波性能。
下面以Fe51Ni49体积分数和Fe85Si9.6Al5.4体积分数分别为5%和49%混合合金软磁复合薄膜为例
3-1、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)基混合合金粉末浆料
为了制作聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)混合合金粉末浆料,其粘接剂,溶剂和可塑剂按下列顺序配置:
3-1-1、分别取51.6克干燥后片状Fe51Ni49粉末和472.1克干燥后片状Fe85Si9.6Al5.4粉末与287.4克甲苯混合。
3-1-2、取42.6克粘接剂,18.2克柔性助剂和83.1克乙醇相混合均匀。
粘接剂:聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB),密度为1.07克/毫升(CAS号:63148-65-2)
柔性助剂:邻苯二甲酸二辛脂(CAS号:117-81-7)
溶剂:甲苯(CAS号:108-88-3),乙醇(CAS号:64-17-5)
3-1-3、将上述混合料放在球磨机中混合,锆球直径为10毫米。球磨时间为20小时。
3-1-4、将上述Fe51Ni49, Fe85Si9.6Al5.4混合合金浆料涂在含硅的聚乙烯对苯二酸酯离型膜上,如图1所示。干燥后复合薄膜的厚度为400微米厚。涂布速度为2米/分钟,干燥温度为60℃到 80℃。干燥时间为10分钟。
3-1-5 、混合合金复合薄膜表面处理
将涂覆完后的混合合金软磁复合薄膜在热辊压机或平板热压机上热压以提高薄膜厚度的均匀性,降低薄膜表面粗糙度。
这些混合物原则上是利用了本发明中铁镍片状合金粉末带来的高频性质,因而属于本发明范畴。 这些材料有较多组合方式,而且基本原理类似,本发明就不一一实验说明。
4、片状铁镍软磁合金复合薄膜与片状铁硅铝合金(Sendust)多层复合薄膜
片状Fe-Ni合金与片状铁硅铝合金(Sendust)多层复合薄膜结构如图4所示。铁镍软磁复合薄膜1是与铁铝硅软磁复合薄膜5经压合或粘接后,再与粘合剂层3粘结,粘合剂层3上进一步复合离型膜4。其结构可由下述方式制备而成:
4-1、按照上述1-1到1-2的工艺,分别制作Fe-Ni合金浆料和片状铁硅铝(Sendust)合金浆料。
先将片状Fe-Ni合金浆料涂在含硅的聚乙烯对苯二酸酯离型膜上。干燥后复合薄膜的厚度为200微米厚。涂布速度为2米/分钟,干燥温度为60℃到 80℃。干燥时间为10分钟。
再将片状铁硅铝合金(Sendust)浆料涂在上述片状Fe-Ni合金复合薄膜的Fe-Ni表面。干燥后复合薄膜的厚度为400微米厚。涂布速度为2米/分钟,干燥温度为60℃到 80℃。干燥时间为10分钟。
其中片状铁硅铝(Sendust)粉末具有如下性能:
片状铁硅铝(Sendust)合金粉末(CAS号为12604-21-6)含有85%重量百分数的Fe,9.6%重量百分数的Si和5.4%重量百分数的Al。片状铁硅铝(Sendust)合金粉末由含上述重量百分比的合金粉在液体介质中球磨而成。合金粉与液体介质的重量比为1:2。球磨时间为18小时,球磨机转速为350转/分钟,上述球磨工艺也就是片状化球磨工艺。
片状铁硅铝(Sendust)合金粉末的平均粒径为30微米,厚度小于1微米。
多层软磁合金复合薄膜还可由1-1到1-4所述工艺涂覆的单层薄膜,铁镍复合薄膜与片状铁硅铝复合薄膜可以压合而成,也可由1-1到1-4所述工艺涂覆的单层薄膜,铁镍复合薄膜与片状铁硅铝复合薄膜通过表面上增加粘合剂贴合而成。
本发明的软磁复合薄膜磁导率与介电常数由安捷伦公司85071E系统测试。测试样品形状为内径为3毫米,外径为7.04毫米,厚度为1.5毫米的圆环。1.5毫米为本发明中薄膜样品重复叠加而成。
图5是本发明的Fe51Ni49片状合金粉末体积分数为6%,19%,31%,41%,68%,73%软磁复合薄膜磁导率和频率的图谱;
由图5可知,当Fe51Ni49片状合金粉末体积分数增加时,软磁复合薄膜的磁导率逐渐增加;且峰值逐渐向低频移动。这意味着复合薄膜对电磁波磁场分量的束缚能力随着片状合金粉末体积分数的增加而增强。
图6是本发明的Fe51Ni49片状合金粉末体积分数为6%,19%,31%,41%,68%,73%软磁复合薄膜磁损耗和频率的图谱;
由图6可知,当Fe51Ni49片状合金粉末体积分数增加时,软磁复合薄膜的磁损耗逐渐增加;且峰值逐渐向低频移动。这意味着复合薄膜对电磁波磁场分量的吸收随着片状合金粉末体积分数的增加而增强。
图7是本发明的Fe51Ni49片状合金粉末体积分数为6%,19%,31%,41%,68%,73%软磁复合薄膜介电常数和频率的图谱;
由图7可知,当Fe51Ni49片状合金粉末体积分数增加时,软磁复合薄膜的介电常数逐渐增加;且峰值逐渐向低频移动。这意味着复合薄膜对电磁波电场分量的束缚能力随着片状合金粉末体积分数的增加而增强。
图8是本发明的Fe51Ni49片状合金粉末体积分数为6%,19%,31%,41%,68%,73%软磁复合薄膜介电损耗和频率的图谱;
由8可知,当Fe51Ni49片状合金粉末体积分数增加时,软磁复合薄膜的介电损耗逐渐增加;且峰值逐渐向低频移动。这意味着复合薄膜对电磁波电场分量的吸收随着片状合金粉末体积分数的增加而增强。
图9是本发明混合合金软磁复合薄膜(Fe51Ni49体积占5%,Fe85Si9.6Al5.4体积占49%),54%体积分数Fe85Si9.6Al5.4软磁复合薄膜,54%体积分数Fe51Ni49软磁复合薄膜磁导率和频率的图谱。
由图9可知,当Fe51Ni49体积分数达到5%,Fe85Si9.6Al5.4体积占49%,总混合合金体积分数为54%时,在2GHz到4GHz之间混合合金软磁复合薄膜的磁导率高于纯54%体积分数Fe85Si9.6Al5.4软磁复合薄膜磁导率,小于54%体积分数Fe51Ni49软磁复合薄膜磁导率。这说明当Fe51Ni49体积分数达到5%时,其可以提高混合合金软磁复合薄膜在高频下的磁导率。
不同于远场吸波材料,近场吸波薄膜不考虑电磁波的阻抗匹配。特别是在近场电磁波吸收中无四分之一波长选择条件。近场电磁波吸收主要来源于材料对电磁波的束缚与损耗。
图10是本发明Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68 软磁复合薄膜磁导率和频率的图谱。
由图10可知, Fe-Ni软磁复合磁性薄膜磁导率随着Ni含量从30%到68%增加,而先上升,后下降。其中,在Ni含量为43%-49%时达到最大,约为11左右。当Ni含量在40%-43%与49%-55%范围时,其复合磁性薄膜磁导率为8左右。当Ni含量继续偏离40%-55%时,其复合磁性薄膜磁导率近一步下降。当Ni含量在68%其磁导率在4左右,当Ni含量在30%时,其磁导率为3左右。因此当Ni含量为40%-55%时,复合磁性薄膜具有高的束缚磁场能力。特别是当Ni含量为43%-49%时,复合磁性薄膜束缚磁场的能力达到最大。
图11是本发明Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68软磁复合薄膜磁损耗和频率的图谱。
由图11可知,当Ni含量为40%-49%时,软磁复合磁性薄膜自然共振峰为4GHz;当Ni含量为45%-40%区间与49%-55%区间时,软磁复合磁性薄膜共振峰略有向低频移动,在2GHz-3GHz之间。当Ni含量为68%时,虽然其共振峰在2GHz-3GHz之间,但其损耗值比较小,在3左右。当Ni含量为30%时,其共振峰在600MHz左右,且损耗值为3。这表明,Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55 复合磁性薄膜不但具有高的共振峰而且具有大的损耗值。这表明当Ni含量为40%-55%时,复合磁性薄膜具有高的损耗磁场的能力。特别是当Ni含量为43%-49%时,复合磁性薄膜损耗磁场的能力达到最大。
图12是本发明Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68 软磁复合薄膜介电常数和频率的图谱。
由图12可知,Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68软磁复合磁性薄膜随着Ni含量增加,从30%到68%,其介电常数亦随着增加,从35到90。这意味着,随着Ni含量的增加,复合磁性薄膜束缚电场的能力增强。
图13是本发明Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68软磁复合磁性薄膜介电损耗和频率的图谱。
由图13可知,Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68软磁复合磁性薄膜随着Ni含量增加,从30%到68%,其介电损耗亦随着增加,从15到84。这意味着,在所研究的组分区间内,随着Ni含量的增加,复合磁性薄膜损耗电场的能力增强。
最后,对上述Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68软磁复合磁性薄膜对电磁波(包括磁场分量和电场分量)在其中的损耗进行分析。根据电磁波理论,电磁波在介质中的近场损耗率可由式(1)表示。结果由图14所示。
(1)
其中,f是电磁波频率,c是光速,d为薄膜厚度(取0.3mm),ε’是复合材料的介电常数,ε”是复合材料的介电损耗,μ’是复合材料的磁导率,μ”是复合材料的磁损耗。
此计算公式只是对于近场电磁波吸收提供理论指导。具体情况多种多样。如在近场情况下,由于电子设备具有不同的空间结构,而导致近场电磁波亦具有不同的模式。本发明并不局限于这个公式的范畴。
图14是本发明Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68 软磁复合磁性薄膜电磁波损耗和频率的图谱。
由图14可知,当Ni含量在43%-49%时,Fe-Ni软磁复合薄膜在2GHz-10GHz拥有最高的电磁波损耗率。以0.3mm软磁复合薄膜为例,其电磁波损耗率可达到0.35分贝以上。当Ni含量在40%-43%区间与49%-55%区间时,0.3mm磁性复合薄膜电磁波损耗率可达到0.2分贝上。而Ni含量偏离40%-55%区间的磁性复合薄膜对电磁波的损耗在0.2分贝以下。
Fe70Ni30, Fe60Ni40, Fe57Ni43, Fe51Ni49, Fe45Ni55, Fe32Ni68片装合金粉末在550℃氩气保护下退火3小时后,自然冷却到室温。由于在退火过程中,将减小Fe-Ni合金粉末由于在片状化球磨工艺中造成的缺陷和应力。这将有助于提高片状Fe-Ni合金粉末自身的磁导率,从而增强复合磁性薄膜的磁导率。退火处理过的Fe-Ni粉末也适用在上述的软磁复合薄膜中。在本发明中,Fe-Ni粉末可以是经过退火处理过的,或未经退火处理过的,或其混合物。
片状铁硅铝合金粉末在600℃氩气保护下退火3小时,自然冷却到室温。由于在退火过程中,将减小片状铁硅铝合金粉末由于在片状化球磨工艺中造成的缺陷和应力。这将有助于提高片状片状铁硅铝合金粉末自身的磁导率,从而增强复合磁性薄膜的磁导率。退火处理过的片状铁硅铝合金粉末也适用在上述的磁性复合薄膜中。在本发明中,片状铁硅铝合金粉末可以是经过退火处理过的,或未经退火处理过的,或其混合物。
Claims (18)
1.一种用于吸收近场高频电磁噪音的铁镍软磁复合薄膜,其特征在于,所述铁镍软磁复合薄膜包括:
a、片状铁镍软磁合金粉末,按质量分数计,其中,含45%-60%铁和40%-55%镍;
b、所述片状铁镍软磁合金粉末与有机粘接材料相混合,并使其形成铁镍软磁复合薄膜;
c、所述铁镍软磁复合薄膜厚度范围在20微米到0.49毫米;
d、所述片状铁镍软磁合金粉末平均直径在1微米到300微米,平均厚度在50纳米到5微米,而且片状铁镍软磁合金粉末的平均长径比大于16小于2000;
e、所述铁镍软磁复合薄膜中的片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的铁镍软磁复合薄膜材料体积31% 到73%。
2.根据权利要求1所述的一种铁镍软磁复合薄膜,其特征在于,所述有机粘接材料主要包括高分子树脂,所述高分子树脂为硅橡胶、丁烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯、氟橡胶、丁腈橡胶、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、EPDM、PVA、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、聚酯、PVB,或它们的共聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种铁镍软磁复合薄膜,其特征在于,所述片状铁镍软磁合金粉末平均长径比大于41小于600。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种铁镍软磁复合薄膜,其特征在于,所述铁镍软磁复合薄膜中的软磁合金粉末含铁占51%-57%,镍占43%-49%。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种铁镍软磁复合薄膜,其特征在于,所述铁镍软磁复合薄膜中片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的铁镍软磁复合薄膜材料体积41% 到68%。
6.根据权利要求4所述的一种铁镍软磁复合薄膜,其特征在于,所述铁镍软磁复合薄膜中片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的铁镍软磁复合薄膜材料体积41% 到68%。
7.根据权利要求6所述的一种铁镍软磁复合薄膜,其特征在于,所述铁镍软磁复合薄膜磁导率在2GHz大于4,在2.4GHz大于2.5。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种铁镍软磁复合薄膜,其特征在于,所述铁镍软磁复合薄膜磁导率在2GHz大于6.5,且在2.4GHz大于3.5。
9.根据权利要求6所述的一种铁镍软磁复合薄膜,其特征在于,所述铁镍软磁复合薄膜涂在有机薄膜衬底的一面上,所述有机衬底为PET、PE、PP、PC、PVDF、PI、含氟塑料的薄膜, 或它们的离型膜,所述有机衬底另一面为胶面。
10. 一种权利要求1至9中任意一项权利要求所述的铁镍软磁复合薄膜的制造方法,其特征在于,所述方法按下述步骤进行:
①、铁镍合金片状化
铁镍合金粉末按规定配比与球磨液体介质混合,球磨,球磨后将合金粉末与球磨液体介质的混合料在非氧化性气体或真空保护下烘干,然后恢复到室温;
②、片状铁镍合金粉末浆料的制备
干燥后片状铁镍合金粉末与规定量的有机粘接材料以球磨或搅拌或其它方式混合,从而得到片状铁镍合金粉末均匀分散的浆料;
③、片状铁镍合金复合薄膜涂覆
片状铁镍合金粉末浆料涂在有机薄膜衬底的一面上,涂后进行加热干燥,从而形成铁镍软磁复合薄膜;
④、片状铁镍合金复合薄膜表面处理
将涂覆完后的铁镍软磁复合薄膜在热辊压机或平板热压机或带表面纹路的热辊机或平板热压机上热压。
11.一种混合合金软磁复合薄膜,其特征在于,所述混合合金软磁复合薄膜包括:
a、片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末;其中,按质量分数计,在片状铁镍软磁合金粉末中,铁与镍的配比为,含45%-60%铁和40%-55%镍;
b、所述片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末与有机粘接材料相混合,并使其形成混合合金软磁复合薄膜;
c、所述片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末体积分数占总的混合合金软磁复合薄膜材料体积31% 到73%,所述片状铁镍软磁合金粉末体积分数占总的混合合金软磁复合薄膜材料体积5%以上,所述非铁镍片状软磁合金粉末为片状铁硅铝、片状铁硅、片状铁镍钼、片状铁硅铬、或片状羰基铁中的一种或几种;
d、所述片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末平均直径在1微米到300微米,平均厚度在50纳米到5微米,而且片状铁镍软磁合金粉末和非铁镍片状软磁合金粉末的平均长径比大于15小于2000;
e、所述混合合金软磁复合薄膜厚度范围在20微米到0.99毫米;
f、所述混合合金软磁复合薄膜中有机粘接材料主要包括所述高分子树脂,所述高分子树脂为硅橡胶、丁烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯、氟橡胶、丁腈橡胶、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、EPDM、PVA、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、聚酯、PVB,或它们的共聚物中的至少一种。
12.一种多层软磁复合薄膜,其特征在于,所述多层软磁复合薄膜是由至少一层铁镍软磁复合薄膜与至少一层非铁镍软磁复合薄膜所构成,
其中,所述铁镍软磁复合薄膜是由权利要求1至10中任意一项权利要求所述的一种铁镍软磁复合薄膜构成;
其中,所述非铁镍软磁复合薄膜是由非铁镍片状软磁合金粉末与有机粘接材料相混合,并使其形成非铁镍软磁复合薄膜,所述非铁镍软磁合金粉末体积分数占总的非铁镍软磁复合薄膜材料体积31% 到73%,所述片状非铁镍软磁合金粉末平均直径在1微米到300微米,平均厚度在50纳米到5微米,而且片状非铁镍软磁合金粉末的平均长径比大于15小于2000,所述非铁镍片状软磁合金粉末为片状铁硅铝、片状铁硅、片状铁镍钼、片状铁硅铬,或片状羰基铁中的一种或它们的混合物;
其中,所述有机粘接材料主要包括所述高分子树脂,所述高分子树脂为硅橡胶、丁烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯、氟橡胶、丁腈橡胶、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、EPDM、PVA、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、聚酯、PVB,或它们的共聚物中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的一种多层软磁复合薄膜,其特征在于,在所述多层软磁复合薄膜中,每层薄膜厚度范围在20微米到0.5毫米。
14.一种软磁复合薄膜胶带,其特征在于,由权利要求1至13中任意一项权利要求所述软磁复合薄膜表面与粘合剂层粘结,从而形成软磁复合薄膜胶带,所述粘合剂层为亚克力材料、橡胶材料的压敏粘合剂、热压粘合剂、或硅橡胶,所述粘合剂层厚度范围为3-50微米。
15.一种权利要求1至10中任意一项权利要求所述的铁镍软磁复合薄膜的应用,其特征在于,所述铁镍软磁复合薄膜用于固定在电子设备的部件上或其周围,用来减小近场电磁噪音,所述电子设备的部件包括同步动态随机存储器、超高频天线、数据线及其连接头、金属腔壳,金属罩、金属部件、扬声器、摄像头及其模组、柔性电路,低电压差分信号连接线,线路板、印刷电路板、芯片中的至少一个。
16.一种权利要求11所述的混合合金软磁复合薄膜的应用,其特征在于,所述混合合金软磁复合薄膜用于固定在电子设备的部件上或其周围,用来减小近场电磁噪音,所述电子设备的部件包括同步动态随机存储器、超高频天线、数据线及其连接头、金属腔壳,金属罩、金属部件、扬声器、摄像头及其模组、柔性电路,低电压差分信号连接线,线路板、印刷电路板、芯片中的至少一个。
17.一种权利要求12或13所述的多层软磁复合薄膜的应用,其特征在于,所述多层软磁复合薄膜用于固定在电子设备的部件上或其周围,用来减小近场电磁噪音,所述电子设备的部件包括同步动态随机存储器、超高频天线、数据线及其连接头、金属腔壳,金属罩、金属部件、扬声器、摄像头及其模组、柔性电路,低电压差分信号连接线,线路板、印刷电路板、芯片中的至少一个。
18.一种权利要求14所述的一种软磁复合薄膜胶带的应用,其特征在于,所述软磁复合薄膜胶带用于固定在电子设备的部件上或其周围,用来减小近场电磁噪音,所述电子设备的部件包括同步动态随机存储器、超高频天线、数据线及其连接头、金属腔壳,金属罩、金属部件、扬声器、摄像头及其模组、柔性电路,低电压差分信号连接线,线路板、印刷电路板、芯片中的至少一个。
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