CN104900383A - 无线充电用单/多层导磁片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电用单/多层导磁片及其制备方法。该单层导磁片包括：一层磁性薄片，所述薄片上均匀分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述薄片分割成多个碎片单元；所述多条裂纹的缝隙中填充有绝缘介质，以使所述裂纹两侧的碎片单元相互绝缘；双面胶，粘附于所述磁性薄片的其中一面，所述磁性薄片的另一面形成有由所述绝缘介质构成的防护薄膜。其制备方法包括：热处理、双面胶粘合、裂纹化处理、浸胶处理以及烘干固化处理步骤。本发明的导磁片提高了充电线圈的电感量和品质因数，提高了充电效率，降低了损耗。本发明提出的连续化制备无线充电用导磁片材料具有磁导率可控，连续化生产，操作方便和绝缘处理简单等特点。

Description

无线充电用单/多层导磁片及其制备方法

技术领域

本发明涉及无线充电领域发射端和接收端感应线圈导磁用磁性材料，以及制备该材料的方法及装置，特别涉及一种无线充电用单/多层导磁片及其制备方法，其用于便携式终端等设备，以无线充电方式充电时，提高充电线圈的耦合效率，防止发射端和接收端对其他电路的电磁场干扰，为发射端和接收端线圈的交变磁场提供磁通路，保证绝大部分磁力线闭合，提高充电效率。

背景技术

无线充电技术，是指利用电磁波感应原理进行充电，原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电。便携式终端、手机数码、摄像机等电子设备中的锂离子电池的充电，都是一个逆变器把交流电变换为直流电进行充电，而无线充电技术，是把交流电变换成高频100kHz及以上，然后利用电磁感应的原理，通过供电端线圈耦合到受电端线圈，然后经过交流变换到直流给二次电池充电。

目前，越来越多的便携式电子设备的充电技术逐步向无尾化(非接触式充电)迈进，无线充电技术飞速发展，以电磁感应方式充电为最普遍。但是，无线充电线圈背面多使用铁氧体软磁材料作为导磁材料，铁氧体材料如果加工成薄片，非常容易断裂，成品率低，同时，铁氧体材料的饱和磁感应强度低，大电流充电时需要很大的厚度才能防止饱和，存在致命弱点。随着电子设备小型化的要求，铁氧体材料不能满足超清超薄的要求。充电线圈的结构不像电磁炉那样要求宽泛，甚至需要绕制平面线圈，从而降低厚度。在这些结构设计中，将磁性材料用作加强发射端线圈和接收端线圈的耦合磁芯。

当快速充电或大电流充电的场合，势必带来充电线圈和磁性材料的发热，甚至是带给其他周边部件感应加热，带来致命的影响。为了解决上述问题，需要用磁性屏蔽材料对线圈带来的磁通量进行屏蔽。对于屏蔽材料，要求磁导率高，饱和磁感高，厚度大和面积大都是有利的因素。但是，便携式终端不允许预留足够的空间，需要提供一种柔性超薄和高磁导率低损耗的材料，实现屏蔽效果。

通常非晶带材和纳米晶带材都是优良的软磁材料，作为屏蔽材料的候选之一。也可以是铁氧体和软磁粉末与聚合物的复合材料。但是，非晶材料和纳米晶材料可以制备到30μm以下的数量级，其他材料很难与之媲美。高磁导率和高饱和磁感也是其优势之一。

在无线充电模块中，磁性材料的功能包括两方面，一方面是为电磁感应的线圈耦合提供高磁导率的通道，提高充电效率；另一方面是保证感应线圈的交变磁场带来的磁力线，对其他电子部件不产生干扰，起到屏蔽作用。但是，第一方面的功能为主要功能，屏蔽功能由后续复合的铁氧体材料弥补。

作为无线充电导磁片用的非晶材料和纳米晶材料，薄带状态下的磁导率和饱和磁感都满足要求，但是，在高频下的损耗主要来自于涡流损耗，导致充电线圈的耦合效率低，品质因数Q低，涡流损耗较大。作为屏蔽功能使用满足要求。需要采用处理工艺降低涡流损耗，减小磁性材料的面积可以降低涡流损耗，也就是把非晶纳米晶磁性薄片整体片材进行小单元分割，单体小单元下的磁通小，面积小，涡流小，同时，断开了整个导磁片面积内的大循环涡流，使得耦合后的损耗降低，发热减少。将磁性薄片进行分割成小面积的单元的方法有很多，也有专利公开其中的技术，在以往公开的专利中，例如专利申请号为201280062847.1的专利申请记载了磁场屏蔽片及其制造方法和无线充电器用接收装置，专利中提到了采用层压的方法使得细片间绝缘，提高充电效率，通过单片磁性薄片上下两面施加保护膜或胶带的方式，然后进行压碎的方式，存在不能连续生产和工序繁杂的缺点。采用上下表面都粘贴胶膜，不易使磁性薄片产生裂纹。采用层压的方式，用压力保证胶进入到碎片的缝隙中，可靠性不高，绝缘效果不理想。

目前，对无线充电的磁性材料研究，还局限在铁氧体材料，对无线充电的电子模块研究比较多，对磁性材料的研究较少。采用铁氧体材料，无疑是对便携式电子终端的薄型化发展不利，也影响可穿戴电子终端的小型化发展。

另外，作为无线充电用的导磁片材料，非晶薄带和纳米晶薄带具有热处理后脆化，不容易连续制备的缺点。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种无线充电用单/多层导磁片及其制备方法。首先，该方法借助非晶薄带或纳米晶薄带裂纹化处理来减少涡流损耗带来的充电效率的损失，以及连续浸胶处理解决非晶薄带或纳米晶薄带表面裂纹绝缘处理的问题，大大降低磁性薄带的涡流损耗；能够在非晶带材或纳米晶薄带裂纹化处理后，通过浸胶的方式，使得胶液填充到带材裂纹中，保证裂纹被完整填充，同时，包覆所有的非晶或纳米晶薄片的细小单元的各个裸露面积，使得相互之间绝缘，最大限度的减少涡流损耗，从而防止屏蔽效能下降。其次，本发明方法能够以卷对卷的方式进行裂纹化处理和绝缘处理，热处理后的非晶或纳米晶薄带连续化覆膜，单面粘合双面胶，连续压印裂纹化处理，保证了制备工艺的连续性，操作简单和高效生产。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种无线充电用单层导磁片，包括：一层磁性薄片，所述磁性薄片上均匀分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述磁性薄片分割成多个碎片单元；所述多条裂纹的缝隙中填充有绝缘介质，以使所述裂纹两侧的碎片单元相互绝缘；双面胶，粘附于所述磁性薄片的其中一面，所述磁性薄片的另一面形成有由所述绝缘介质构成的防护薄膜。

在上述无线充电用单层导磁片，作为一种优选实施方式，所述磁性薄片为非晶薄片或者纳米晶薄片，所述非晶薄片的厚度范围是18-28μm，所述纳米晶薄片的厚度范围是15-28μm，所述非晶薄片的宽度范围是30-300mm，所述纳米晶薄片的宽度范围是20-80mm。

在上述无线充电用单层导磁片，作为一种优选实施方式，各个所述碎片单元的尺寸范围是0.2mm-10mm。

在上述无线充电用单层导磁片，作为一种优选实施方式，所述绝缘介质为聚氨酯类、环氧类和聚酰亚胺类胶中的一种或几种。

一种上述的无线充电用单层导磁片的制备方法，包括如下操作步骤：

热处理步骤，对非晶或纳米晶带材的卷材进行连续热处理；

双面胶粘合步骤，将热处理后带材的卷材打开，所述带材的其中任意一面与双面胶粘合，另一面为裸露面；

裂纹化处理步骤，将一面粘合有双面胶的卷材打开并连续进行压印裂纹化处理，从而使打开的非晶或纳米晶带材上均匀分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述带材分割成多个碎片单元；

浸胶处理步骤，将裂纹化处理后的带材连续地以弧形的方式浸入绝缘介质形成的胶液中，其中所述带材上粘合有双面胶的一面为所述弧形的内弧面，所述带材的裸露面为所述弧形的外弧面，所述弧形的开口端朝上，由此浸过所述胶液的带材上的裂纹缝隙中填充有绝缘胶液，同时所述绝缘胶液在所述带材的裸露面形成一防护薄膜；

烘干固化处理步骤，将浸胶处理后的带材连续地送入烘干装置中进行烘干固化处理，从而得到单层导磁片。

在上述的无线充电用单层导磁片的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述胶液的制备如下：采用溶剂将绝缘介质稀释，其中所述溶剂是酒精、丙酮、丁酮和乙酸乙酯中的一种或多种；所述绝缘介质与所述溶剂的体积比为1：5-100。

在上述的无线充电用单层导磁片的制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述热处理步骤中，所述非晶带材的热处理温度范围是380-520℃，所述纳米晶带材的热处理温度范围是450-650℃。

在上述的无线充电用单层导磁片的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述裂纹化处理是通过压印辊和与所述压印辊配合使用的平面辊来完成的，所述压印辊和所述平面辊夹持粘合有双面胶的所述带材并通过所述压印辊的压印实现所述带材裸露面的裂纹化处理，其中所述压印辊的辊面与所述带材的裸露面接触，所述平面辊的辊面与所述带材上粘合的双面胶的自由面接触。

在上述的无线充电用单层导磁片的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述浸胶处理是在通过设置于裂纹化处理步骤之后的浸胶处理装置实现的，所述浸胶处理装置包括：盛装所述胶液的容器；沉没辊，设置于所述胶液中，所述沉没辊的部分暴露于所述胶液之上，所述带材上粘合的双面胶的自由面与所述沉没辊的辊面接触，所述带材的裸露面暴露于所述胶液中；第一转向辊，设置于所述容器口的靠近所述压印辊的一侧，用于将所述带材连续地输送入所述胶液中；第二转向辊，设置于所述容器口的与所述第一转向辊水平相对的一侧，用于将浸胶处理后的带材输出至所述烘干装置中；

在上述的无线充电用单层导磁片的制备方法中，作为一种优选实施方式，所述带材在所述胶液中停留的时间为0.01-30秒。

一种无线充电用多层导磁片，所述多层导磁片是由多个上述单层导磁片叠置在一起而形成的，其中任一单层导磁片的双面胶的自由面与邻近的另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜层粘合；优选所述多个单层导磁片的个数为2-10。

上述无线充电用多层导磁片的制备方法，包括如下操作步骤：

上述无线充电用单层导磁片的制备步骤；

复合步骤，将多个单层导磁片叠置在一起，其中任一单层导磁片的双面胶的自由面与邻近的另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜层粘合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

在本发明中，借助在非晶带材或纳米晶带材单面覆膜，增加了裂纹化处理的效果和速度，更容易控制裂纹化的程度，从而可以控制导磁片的磁导率，通过控制裂纹的间距，改变细小碎片的尺寸，从而控制涡流损耗的大小，降低充电过程中的发热，提高充电效率；同时，引入了裂纹之间浸漆处理的工艺，对裂纹化处理的非晶或纳米晶带材细小碎片进行全方位的包覆绝缘处理，增加了细小碎片之间的接触电阻，切断了形成涡流的可能性，更加降低了涡流损耗。连续浸漆的工艺，使得绝缘处理工艺更加连续和均匀，能够确保全部裂纹的有效填充。另外，也是在细小的碎片表面进行了防护，避免了在使用过程中的水分或腐蚀的影响。本发明制备的无线充电用导磁片可作为无线充电模块组件中的磁性材料，主要用于无线充电的发射端和接收端，起到对充电线圈的导磁功能，以及对其他电路的屏蔽功能。本发明的导磁片提高了充电线圈的电感量和品质因数，提高了充电效率，降低了损耗，减少了磁性材料的发热。本发明提出的连续化制备无线充电用导磁片材料具有磁导率可控，连续化生产，操作方便和绝缘处理简单等特点。

附图说明

图1为连续化制备本发明一种无线充电用单层导磁片的装置示意图；

图2为本发明的无线充电用单层导磁片的制造工序流程图；

图3为本发明的单面覆双面胶的薄片状态的剖视图；

图4为本发明覆双面胶的薄片裂纹化处理工序的剖视图；

图5为本发明覆双面胶的薄片裂纹化处理后状态的剖视图；

图6为本发明裂纹化处理后非晶或纳米晶带材表面状态的示意图；

图7为本发明裂纹化带材在浸胶工序中胶液未进入裂纹且裂纹张开的状态的剖视图；

图8为本发明裂纹化带材在浸胶工序胶液进入裂纹后状态的剖视图；

图9为本发明单层导磁片浸胶固化后状态的剖视图；

图10为本发明复合即多层导磁片成品状态的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提供的无线充电用单层导磁片，包括：一层磁性薄片，所述薄片上均匀分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述磁性薄片分割成多个碎片单元；所述多条裂纹的缝隙中填充有绝缘介质，以使所述裂纹两侧的碎片单元相互绝缘；双面胶，一面粘附或粘合于所述磁性薄片的其中一面，所述磁性薄片的另一面形成有由所述绝缘介质构成的防护薄膜。双面胶的另一面保留有离型膜(具有离型膜的那一面即为双面胶的自由面)。

优选地，所述磁性薄片为非晶薄片或者纳米晶薄片，非晶薄片的成分为FeSiB，即上述三种元素组成的非晶薄片；纳米晶薄片的成分是至少包含Fe、Cu、Nb、Si和B五种元素；所述非晶薄片的厚度范围是18-28μm(比如19μm、20μm、22μm、25μm、26μm、27μm、27.5μm)，所述纳米晶薄片的厚度范围是15-28μm(比如16μm、18μm、20μm、22μm、24μm、26μm、27μm)，所述非晶薄片的宽度范围是30-300mm(比如32mm、50mm、60mm、80mm、110mm、150mm、180mm、200mm、220mm、250mm、270mm、280mm、290mm)，所述纳米晶薄片的宽度范围是20-80mm(比如22mm、28mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm)。薄片厚度是决定导磁片Q值的主要因素之一，厚度越小，损耗越小；薄片宽度决定应用的场合，无线充电线圈尺寸受导磁片大小的限制。

优选地，各个所述碎片单元的尺寸范围是0.2mm-10mm，碎片尺寸的控制可以间接控制电感，损耗值，或Q值。

所述绝缘介质为聚氨酯类、环氧类和聚酰亚胺类胶中的一种或几种。

本发明还提供了无线充电用多层导磁片，其是由多个上述单层导磁片层叠在一起而形成的，其中任一单层导磁片的被剥离掉离型膜后的双面胶粘结层与邻近的另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜粘合。优选多个单层导磁片的个数为2-10个，更优选2个。

上述无线充电用单层导磁片的制备方法，包括如下操作步骤：

非晶或纳米晶带材的制造步骤，本发明方法中采用的非晶或纳米晶带材的生产制造为本领域常规生产方法，比如快速凝固法，在此不再一一赘述。

热处理步骤，对非晶或纳米晶带材的卷材进行连续热处理，热处理后的带材为卷状；优选地，所述非晶带材的热处理温度范围是380-520℃(比如385℃、400℃、420℃、450℃、460℃、470℃、490℃、510℃)，所述纳米晶带材的热处理温度范围是450-650℃(比如455℃、470℃、490℃、520℃、550℃、582℃、600℃、640℃)。更优选地，非晶带材的热处理时间为60-240min(比如70min、90min、95min、130min、150min、180min、200min、220min、230min)，纳米晶带材的热处理时间为60-240min(比如70min、90min、95min、130min、150min、180min、200min、220min、230min)。连续热处理在连续热处理炉中完成。

双面胶粘合步骤，将热处理后带材的卷材打开，所述带材的其中任意一面与双面胶剥掉离型膜的那面粘合，所述带材的另一面为裸露面，双面胶的另一面保留离型膜，本发明中使用的双面胶的总厚度在3-10微米，双面胶由上离型膜、双面胶基材以及下离型膜构成，用于将基材与上下离型膜粘结的粘结层材质是丙烯酸或其他类似材质，双面胶的离型膜优选为PET离型膜。双面胶在与其他材料粘结时需剥离相应的离型膜。

具体地，热处理后的卷材的其中一面连续与双面胶粘合，双面胶作为基带和载体，从而形成带材或卷材单面粘合双面胶的状态，带材另一面无需粘合其他材料，之后再将粘合双面胶的带材卷曲成卷材，这样有利于后续处理工序的连续化。

裂纹化处理步骤，将一面粘合有双面胶的卷材打开并连续进行压印裂纹化处理，从而使打开的非晶或纳米晶带材上均匀分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述带材分割成多个碎片单元；

具体地，所述裂纹化处理是通过压印设备来完成的，所述压印设备包括压印辊和与所述压印辊配合使用的平面辊，所述压印辊和所述平面辊夹持粘贴有双面胶的带材并通过所述压印辊的压印实现所述带材裸露面的裂纹化处理，其中所述压印辊的辊面与所述带材的裸露面接触，所述平面辊的辊面与所述带材上粘附的双面胶的自由面接触，从而通过压印辊的压印使得带材的表面发生规则的裂纹化，裂纹之间的细小碎片单元尺寸范围是0.2mm-10mm(比如0.3mm、0.5mm、2mm、4mm、5mm、8mm、9mm)。为了实现后续的连续化制备，所述压印辊位于所述带材的下方，所述平面辊位于所述带材的上方。压印辊的表面形貌可以是半圆型、菱形或尖角型，平面辊和压印辊之间的压力范围是0.1-1Mpa(比如0.2Mpa、0.3Mpa、0.4Mpa、0.5Mpa、0.7Mpa、0.8Mpa、0.9Mpa)，平面辊和压印辊之间的缝隙大小是10-50微米(比如12微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米)；

浸胶处理步骤，将裂纹化处理后的带材连续地以弧形的方式浸入绝缘介质形成的胶液中，其中所述带材上粘合有双面胶的一面为所述弧形的内弧面，所述带材的裸露面为所述弧形的外弧面，所述弧形的开口端朝上，由此浸过所述胶液的带材上的裂纹缝隙中填充有所述胶液，同时所述胶液在所述带材的裸露面形成一防护薄膜；以上述弧形的方式浸入胶液中可以将位于带材上的裂纹张开，从而更容易使胶液充分地填充于所述裂纹的缝隙中。优选，所述弧形为U型。带材在胶液中停留的时间从0.01-30秒不等(比如0.02s、0.1s、0.5s、1s、2s、3s、4s、5s、6s、7s、8s、9s、15s、20s、25s)，根据浸漆的要求而定。

具体地，所述浸胶处理是在通过设置于裂纹化处理步骤之后的浸胶处理装置实现的，也就是说，所述浸胶处理装置设置于所述压印设备之后，所述浸胶处理装置包括：盛装所述胶液的容器；沉没辊，设置于所述胶液中，所述沉没辊的部分暴露于所述胶液之上，所述带材上粘附的双面胶的自由面与所述沉没辊的辊面接触，所述带材的裸露面暴露于所述胶液中；第一转向辊，设置于所述容器口的靠近所述压印辊的一侧，用于将裂纹化处理后的所述带材连续地输送入所述胶液中；第二转向辊，设置于所述容器口的与所述第一转向辊水平相对的一侧，用于将浸胶处理后的带材输出至所述烘干装置中。优选地，所述第一转向辊的上辊面、所述第二转向辊上辊面与所述压印辊的上辊面处于同一水平面上。所述第一转向辊、所述第二转向辊与所述沉没辊配合使所述带材在浸入胶液时成弧形，由于曲率半径的作用位于带材上的裂纹张开，从而利于胶液的浸入。

所述胶液的制备如下：采用溶剂将绝缘介质稀释，其中所述溶剂是酒精、丙酮、丁酮和乙酸乙酯中的一种或多种；所述绝缘介质与溶剂的体积比为1：5-100。

烘干固化处理步骤，将浸胶处理后的带材连续地送入设置于浸胶处理装置之后的烘干装置中进行烘干固化处理，从而得到单层导磁片。优选烘干温度为80-180℃(比如90℃、100℃、120℃、140℃、150℃、160℃、170℃、175℃)，烘干时间为1-20min(比如2min、4min、8min、10min、15min、17min、18min、19min)。

在本发明的制备方法中，带材实现了连续化制备，特别是在裂纹处理、浸胶处理和固化处理的三个步骤间实现了连续化制备，通过调整流水线上设备的长度比如烘干装置的长度来匹配裂纹处理、浸胶处理和固化处理步骤中带材的不同处理时间，以使其三个步骤实现连续化制备。

对于多层导磁片的制备方法，除包括上述单层导磁片的制备步骤以外，还包括复合步骤，将多个单层导磁片叠置(层叠)在一起，其中任一单层导磁片的被剥离掉离型膜后的双面胶粘结层(即将双面胶自由面上的离型膜剥离后的双面胶粘结层)与邻近的另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜粘合。

其中任一单层导磁片的双面胶的自由面与邻近的另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜面粘合，具体地，将单层导磁片上的双面胶自由面一侧的离型膜剥离，将其与相邻单层导磁片的防护薄膜面粘合，以此类推，制备多层导磁片；或者，首先，剥离掉单层导磁片的双面胶上的离型膜，然后将玻璃掉离型膜的单层导磁片的双面胶粘附于另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜面上，从而形成双层导磁片；之后再将双层导磁片的双面胶上的离型膜剥离，并粘附于另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜面上，从而形成三层导磁片；按照上述粘附方法可制备多层导磁片。多层导磁片可以解决由于无线充电电流增加或频率增加带来的磁通密度不够或屏蔽效果不足的问题。

为了很好地防止单/多层导磁片的上下底面在运输中磨破，优选在单/多层导磁片的自由防护薄膜面上粘贴保护膜。所述保护膜可以是PET保护膜、聚酯膜、聚丙烯膜等，这些膜上均设有粘结层，优选保护膜为黑色PET保护膜，该黑色PET保护膜由位于中间的基材PET以及分别位于基材PET两面的粘结层和透明膜层构成，黑色PET保护膜的总厚度为7μm左右。具体地，将黑色PET保护膜的粘结层粘贴于单/多层导磁片的自由防护薄膜面上。

综上所述，本发明获得导磁片材料的方法是利用热处理后的非晶或纳米晶薄带一面连续覆膜即粘合双面胶，然后经过压印辊进行裂纹化处理，连续经过浸胶槽绝缘处理，然后经过烘干固化后获得裂纹绝缘处理的导磁片材料，单层的导磁片材料经过复合后获得多层的导磁片材料，应用于不同的充电模块中，根据充电线圈的功率和电流大小选择导磁片材料的层数。

所述导磁片材料实现了连续化卷到卷的制备，从制备态磁性薄片卷材，经过连续热处理，覆膜粘合，压印裂纹化处理，浸胶绝缘化处理，多层复合，实现了卷材到卷材的制造方法。

下面通过附图及后述的详细说明，能够使本发明的单/多层导磁片和制备方法的特征及优点更加明确。本发明中涉及的无线充电用的单层导磁片，是通过图1所示的连续化工艺制备得到。本发明导磁片的制备工艺流程如图2所示，从S11到S17为单层非晶或纳米晶导磁片制备流程，S18步骤为单层通过复合工艺粘合成多层，然后再在多层导磁片的自由防护薄膜面上粘合黑色PET保护膜。参见图1，剥离掉双面胶其中一面上的PET离型膜后，将双面胶粘合到非晶或纳米晶带材的一面上得到卷材1，其A向截面放大图参见图3，其中非晶或纳米晶带材13的上表面粘合双面胶基材12，双面胶基材12的上表面上仍保留双面胶自带的离型膜11。卷材1经过平面辊2和压印辊3夹持和压印而被裂纹化处理，得到B向截面4，其放大图参见图4和5，其中截面4从上至下依次为离型膜41，双面胶基材42，以及与双面胶基材42粘合的裂纹化的非晶或纳米晶带材碎片43，以及均匀分布于带材上的裂纹44。裂纹化的非晶或纳米晶带材表面的具体情况如图6所示，其中，带材碎片43和裂纹44均匀分布，碎片的尺寸形状可以通过压印辊3来控制，通过改变压印辊3的表面形貌，以及平面辊2和压印辊3之间的压力、缝隙大小以及压印次数，从而控制裂纹44的密度和碎片43的大小，碎片43的尺寸在0.2-10mm之间，裂纹44的宽度即裂纹缝隙小于0.2mm，制备不同磁导率的导磁片。经过裂纹化处理的片材经过转向辊5a，进入到胶液6中，并且通过沉没辊5b，由于裂纹化的非晶或纳米晶带材接触胶液，并且由于包辊曲率作用，裂纹在弯曲状态7a均匀张开，如7a的截面剖视形貌，具体参见图7，其中自上而下依次为离型膜7a1，双面胶基材7a2，非晶或纳米晶碎片7a3，张开的裂纹7a4。裂纹均匀张开后，胶液顺利进入裂纹缝隙中，如图8所示的截面剖视形貌7b，其中自上而下依次为离型膜7b1，双面胶基材7b2，非晶或纳米晶碎片7b3，裂纹中的胶液7b4。胶液6充满带材的碎片间的裂纹中，然后连续经过转向辊5c，进入烘干装置8，烘干装置可以是红外加热灯管，也可以是电阻丝热风，烘干固化温度范围(80-180℃)，然后得到绝缘介质填充裂纹的片材9，其组成截面剖视图如图9所示，其中自上而下依次为离型膜91，双面胶基材92，非晶或纳米晶碎片93，固化后的绝缘胶94，另外在非晶或纳米晶薄片的裸露面上还形成有一层防护薄膜(即绝缘介质形成的胶液层，图中未示出)。至此连续制备得到了单层的非晶或纳米晶导磁片材料，完成了工艺步骤S11-17。根据无线充电的实际电流要求，采用单层的非晶或纳米晶导磁片材料复合制备多层导磁片，剥离掉上述单层导磁片的双面胶上的离型膜，然后将玻璃掉离型膜的单层导磁片的双面胶粘附于另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜面上，实现两个单层导磁片的层叠；之后再在两层导磁片上的自由防护薄膜面上粘贴黑色PET膜，其中黑色PET膜由位于中间的基材PET以及分别位于基材PET两面的粘结层和透明膜层构成，黑色PET保护膜的总厚度为7μm左右，其中PET膜的粘结层粘结到两层导磁片上的自由防护薄膜面上，最终获得如图10所示的结构，双层导磁片材料10的截面剖视图如图10所示，自上而下依次为上底面上第一双面胶自带的PET离型膜101、第一双面胶基材层102、细小的碎片103和绝缘胶104组成的非晶或纳米晶薄片、第二双面胶基材层105、细小的碎片106和绝缘胶107组成的非晶或纳米晶薄片、黑色PET膜自带的粘结胶层(粘结胶层的材质为丙烯类)108、黑色PET膜基材109、黑色PET膜自带的透明保护膜110。在进行再次加工流程时可以容易地将黑色PET膜自带的透明保护膜110剥离。

本发明以下六个实施例制备的无线充电用单层导磁片，成分均为非晶或纳米晶材料，某些具体的工艺参数列于表1。

本发明以下六个实施例制备的单层导磁片具有如下结构，包括一层磁性薄片，所述薄片上均匀分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述薄片分割成多个碎片单元；所述多条裂纹的缝隙中填充有绝缘介质，以使所述裂纹两侧的碎片单元相互绝缘；双面胶，粘附于所述磁性薄片的一面；所述磁性薄片的另一面形成有一层由绝缘介质构成的防护薄膜。所述磁性薄片的材质为非晶带材或者纳米晶带材，其非晶带材的由Fe₇₈Si₉B₁₃(下标数字为at.％)合金形成，纳米晶带材由Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉合金(下标数字为at.％)形成，非晶带材的厚度和宽度为20微米，宽度142mm，纳米晶带材厚度18微米，宽度60mm，其具体的制备方法如下：

(1)对非晶或纳米晶带材的卷材进行连续热处理；其中非晶薄片带材的热处理温度为400℃，热处理时间为180分钟；纳米晶薄片的热处理温度为500℃，热处理时间为180分钟。

(2)将热处理后的卷材的一面与双面胶粘合，双面胶作为基带和载体，从而形成带材或卷材单面粘合双面胶的状态，双面胶厚度5微米，材质为丙烯酸压敏胶，带材另一面无需粘合其他材料，即卷材的另一面为裸露面；

(3)将一面粘合有双面胶的卷材打开并连续送入压印设备中，所述压印辊和所述平面辊夹持打开后的带材并通过所述压印辊的压印实现所述带材裸露面的裂纹化处理，从而使打开的非晶或纳米晶带材上均匀分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述带材分成多个碎片单元；各实施例具体的压印次数和碎片单元的大小参见表1，在各次压印过程中所采用的压力0.5MPa，以及辊缝值为30微米，压印辊的辊面形貌为菱形压痕。

(4)将裂纹化处理后的带材通过第一转向辊输送入胶液中，之后带材沿沉没辊的下辊面运行，并保证位于沉没辊下辊面上的带材在胶液中停留0.5min，由此使胶液充分地填充于所述裂纹的缝隙中。浸胶处理后的带材通过第二转向辊输送出胶液槽进行烘干装置中。其中，胶液中所采用的原始胶即绝缘介质为环氧树脂胶，溶剂为丙酮，各实施例中原始胶与溶剂的体积比具体参见表1。

(5)将浸胶处理后的带材送入烘干装置中，在烘干装置中进行固化，各实施例的具体烘干温度参见表1，烘干时间为5分钟。烘干后得到六个单层导磁片。

为了测试上述六个实施例得到导磁片，采用相同的感应耦合线圈(标准A1#线圈)测试电感值L和品质因数Q，测试频率为100kHz，所用测试设备为安捷伦4980ALCR表。六个实施例的实验结果测试数据列于表2中，此外发明人还对浸胶处理前的带材也进行了测试，以说明本发明的浸胶处理对导磁片性能的影响，实验结果表明，在相同的带材成分条件下，压印次数不同，碎片尺寸不同，导磁片的电感和品质因数随之变化。同时，浸胶绝缘处理前后的性能也不同，对电感值影响不大，但是，绝缘浸胶处理有利于品质因数的提高，有利于无线充电效率的提高。

表1 本发明实施例1-6工艺参数表

表2 本发明实施例1-6单层导磁片产品性能对比表

对比例

两个对比例的导磁片结构如下：包括一层磁性薄片，所述薄片上分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述薄片分割成多个碎片单元；所述多条裂纹的缝隙中填充有绝缘介质，以使所述裂纹两侧的碎片单元相互绝缘；双面胶(基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯，厚度为10微米)通过设置于其上的第二粘结层粘附于所述磁性薄片的一面；所述磁性薄片的另一面通过设置于保护膜上的第一粘结层粘附有聚对苯二甲酸乙二醇酯基材厚度为10微米的保护膜。在一个对比例中，磁性薄片为非晶带材，另一个对比例中为纳米晶带材，其非晶带材、纳米晶带材的合金成分同上述实施例1-6，非晶带材的厚度20微米和宽度为142mm，纳米晶带材厚度18微米，宽度60mm，所述第一粘结层和第二粘结层为丙烯酸类粘结剂，其具体的制备方法如下：

(1)将带材的的一面通过设置于双面胶带上的第二粘结层粘贴上双面胶，另一面通过保护膜上设置的第一粘结层粘贴上保护膜；

(2)通过公开号CN104011814A专利申请文件中记载的图8所示的装置进行碎片化处理，碎片尺寸分布为2mm，之后采用图11所示的装置进行层压处理，以将第一粘结层和第二粘结层上的胶挤压如碎片件裂缝中，从而得到对比导磁片。制备得到的非晶导磁片和纳米晶导磁片的性能测试与实施例1-6的导磁片的性能测试方法相同，测试结果参见表3。

表3 对比例导磁片性能

实施例7-12

将实施例1的2个单层导磁片复合制成双层导磁片，即得到实施例7的双层导磁片，具体复合方法如下：首先，剥离掉单层导磁片的双面胶上的离型膜，然后将玻璃掉离型膜的单层导磁片的双面胶粘附于另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜面上，从而形成实施例7的双层导磁片；依此方法将实施例2的2个单层导磁片复合制成双层导磁片，即得到实施例8的双层导磁片；将实施例3的2个单层导磁片复合制成双层导磁片，即得到实施例9的双层导磁片；将实施例4的2个单层导磁片复合制成双层导磁片，即得到实施例10的双层导磁片；将实施例5的2个单层导磁片复合制成双层导磁片，即得到实施例11的双层导磁片；将实施例6的2个单层导磁片复合制成双层导磁片，即得到实施例12的双层导磁片。采用实施例1-6的测试方法对实施例7-12获得的双层导磁片进行性能测试，结果参见表4。

表4 实施例7-12得到的双层导磁片的性能测试结果

Claims (10)

1.一种无线充电用单层导磁片，其特征在于，包括：

一层磁性薄片，所述磁性薄片上均匀分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述磁性薄片分割成多个碎片单元；所述多条裂纹的缝隙中填充有绝缘介质，以使所述裂纹两侧的碎片单元相互绝缘；

双面胶，粘附于所述磁性薄片的其中一面，所述磁性薄片的另一面形成有由所述绝缘介质构成的防护薄膜。

2.根据权利要求1所述的无线充电用单层导磁片，其特征在于，所述磁性薄片为非晶薄片或者纳米晶薄片，所述非晶薄片的厚度范围是18-28μm，所述纳米晶薄片的厚度范围是15-28μm，所述非晶薄片的宽度范围是30-300mm，所述纳米晶薄片的宽度范围是20-80mm。

3.根据权利要求1所述的无线充电用单层导磁片，其特征在于，各个所述碎片单元的尺寸范围是0.2mm-10mm。

4.根据权利要求1所述的无线充电用单层导磁片，其特征在于，所述绝缘介质为聚氨酯类、环氧类和聚酰亚胺类胶中的一种或几种。

5.一种权利要求1-4任一所述的无线充电用单层导磁片的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

热处理步骤，对非晶或纳米晶带材的卷材进行连续热处理；

双面胶粘合步骤，将热处理后带材的卷材打开，所述带材的其中任意一面与双面胶粘合，另一面为裸露面；

裂纹化处理步骤，将一面粘合有双面胶的卷材打开并连续进行压印裂纹化处理，从而使打开的非晶或纳米晶带材上均匀分布有多条裂纹，且所述多条裂纹将所述带材分割成多个碎片单元；

浸胶处理步骤，将裂纹化处理后的带材连续地以弧形的方式浸入绝缘介质形成的胶液中，其中所述带材上粘合有双面胶的一面为所述弧形的内弧面，所述带材的裸露面为所述弧形的外弧面，所述弧形的开口端朝上，由此浸过所述胶液的带材上的裂纹缝隙中填充有绝缘胶液，同时所述绝缘胶液在所述带材的裸露面形成一防护薄膜；

烘干固化处理步骤，将浸胶处理后的带材连续地送入烘干装置中进行烘干固化处理，从而得到单层导磁片。

优选地，所述胶液的制备如下：采用溶剂将绝缘介质稀释，其中所述溶剂是酒精、丙酮、丁酮和乙酸乙酯中的一种或多种；所述绝缘介质与所述溶剂的体积比为1：5-100。

6.根据权利要求5所述的无线充电用单层导磁片的制备方法，其特征在于，在所述热处理步骤中，所述非晶带材的热处理温度范围是380-520℃，所述纳米晶带材的热处理温度范围是450-650℃。

7.根据权利要求5所述的无线充电用单层导磁片的制备方法，其特征在于，所述裂纹化处理是通过压印辊和与所述压印辊配合使用的平面辊来完成的，所述压印辊和所述平面辊夹持粘合有双面胶的所述带材并通过所述压印辊的压印实现所述带材裸露面的裂纹化处理，其中所述压印辊的辊面与所述带材的裸露面接触，所述平面辊的辊面与所述带材上粘合的双面胶的自由面接触。

8.根据权利要求7所述的无线充电用单层导磁片的制备方法，其特征在于，所述浸胶处理是在通过设置于裂纹化处理步骤之后的浸胶处理装置实现的，所述浸胶处理装置包括：

盛装所述胶液的容器；

沉没辊，设置于所述胶液中，所述沉没辊的部分暴露于所述胶液之上，所述带材上粘合的双面胶的自由面与所述沉没辊的辊面接触，所述带材的裸露面暴露于所述胶液中；

第一转向辊，设置于所述容器口的靠近所述压印辊的一侧，用于将所述带材连续地输送入所述胶液中；

第二转向辊，设置于所述容器口的与所述第一转向辊水平相对的一侧，用于将浸胶处理后的带材输出至所述烘干装置中；

优选地，所述带材在所述胶液中停留的时间为0.01-30秒。

9.一种无线充电用多层导磁片，其特征在于，所述多层导磁片是由多个权利要求1-4任一所述的单层导磁片叠置在一起而形成的，其中任一单层导磁片的双面胶的自由面与邻近的另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜层粘合；优选所述多个单层导磁片的个数为2-10。

10.权利要求9所述的无线充电用多层导磁片的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

权利要求1-4任一所述的无线充电用单层导磁片的制备步骤；

复合步骤，将多个单层导磁片叠置在一起，其中任一单层导磁片的双面胶的自由面与邻近的另一单层导磁片的磁性薄片的防护薄膜层粘合。