CN105682438B - 高磁导率吸波片及其流延浆料和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高磁导率吸波片及其流延浆料和制备方法。本发明高磁导率吸波片的流延浆料如下重量份的组分：软磁合金粉体80～85份、有机绝缘弹性体8～12份、难挥发有机物溶剂3～5份、增塑剂2～3份、分散剂1～3份。本发明高磁导率吸波片是由本发明高磁导率吸波片的流延浆料经过包括流延工艺成型。本发明高磁导率吸波片的流延浆料对软磁合金粉体润湿性良好，且能使得制备的吸波片高磁导率特性和电阻率以及良好的韧性，其制备方法工艺易控，制备的吸波片良率高，性能稳定。

Description

高磁导率吸波片及其流延浆料和制备方法

技术领域

本发明属于电子元器件材料技术领域，具体涉及一种高磁导率吸波片浆料、高磁导率吸波片和其制备方法。

背景技术

近场通信技术(Near Field Communication,NFC)是由飞利浦公司发起、诺基亚、索尼等著名厂商联合推出的一项以手机为载体，把非接触式IC卡应用结合于手机中，以卡、阅读器、点对点三种应用模式，实现手机支付、数据传输、积分兑换、电子票务、身份识别、防伪、广告等多种应用的技术服务。

NFC技术具体应用可以分为以下三种：NFC手机终端可以模拟成为一张普通的非接触卡，主要用于支付、票务、门禁、考勤等场景，装载在NFC安全模块中；NFC手机终端可以读取非接触标签中的内容，例如虚拟书签、广告等，装载在NFC手机客户端上；两个NFC设备可以近距离内互相直接传递数据，例如图片、音乐、通讯录等。NFC最初是射频识别(RFID)技术与网络技术的简单合并，是基于频率为13.56MHz的射频识别技术，现已经演变成一种短距离无线通信技术，发展态势相当迅速。但是，射频识别对某些介质很敏感，如水、金属等都会影响NFC的识别，同时电磁波在媒介表面或内部的反射、折射、衰减等效应往往会使标签的读写距离缩短，从而影响整个系统的性能。为了保证集成了NFC功能的移动手持设备对发射机信号的正常读取，目前采用的方法是在金属(环境)与天线之间增加一层软磁屏蔽材料，起隔断金属(环境)产生的感应电涡流的作用，同时保持信号强度，实现高的磁性收敛效果，提高天线的接受灵敏度和NFC读写器的接收灵敏度，增大标签的读写距离。

无线充电技术(Wireless Charging Technology，WCT)指的是电能的无线传输技术,通俗的说,就是不借助实物连线实现电能的无线传达。与传统的有线充电相比，无线充电具有方便、快捷、节约资源、减少在苛刻条件下使用电缆带来的危险性等优点。

无线充电共有三种实现方式：电磁感应式、无线电波式和磁场共振式。电磁感应式是通过改变两个对准的线圈中的一个线圈中的电场或磁场，从而在另一线圈中感应出电流，进而实现对电池充电，，传输功率大，能达几百千瓦但充电距离有限，极限是10cm，当距离变大时，效率会急剧下降。无线电波式是微波发射端将电能以微波的形式发射，微波接受端将接受的微波转换成电流，它的充电距离可达10m，但是功率小、损耗大、效率低。磁场共振式无线充电以磁场为媒介相互耦合传递能量，其特点是不具有敏感的方向性，传输距离为可穿越非磁性物质进行能量传输，只有相同频率的谐振耦合体消耗能量，因此这种方式的无线电能传输具有较高的传输效率。在无线充电技术的具体应用中，在发射端和接收端设置屏蔽软磁铁氧体片用以增高感应磁场和屏蔽线圈干扰，提高无线充电效率。软磁片主要屏蔽充电磁场对终端设备的干扰。近年来，许多行业的飞速发展，如：智能手机、平板电脑、可穿戴设备、电动汽车等行业的高速发展，促使人们对其充电便利性要求的期待，无线充电技术很好的满足了人们的这一需求。

由于现代电子设备小型化和集成化的要求，因此软磁屏蔽材料不但需高磁导率而且厚度必须十分薄，不能占用太大的空间且具有一定的柔韧性，能与器件紧密贴合。而且现有的片状软磁屏蔽材料大多数通过将软磁铁氧体粉与橡胶通过压延工艺制作出来的，如图1所示，但是这种压延工艺会使得磁性金属粉末在压制，固化处理后，坯体的密度会降低，进而导致机械强度降低。而且由于压制成型引入的内应力使得材料的磁性能恶化，需要增加去应力退火工工艺，使生产过程复杂化。

基于现有压延工艺的缺陷，如今出现了流延成型法俗称刮刀成形法，是一种重要的制备大面积薄膜的成型方法，其工艺主要包括浆料制备，成型，干燥，烧结，基带剥离等过程。流延成型方法可以方便的控制薄膜的厚度，制备多层薄膜，设备简单，工艺稳定，可连续操作，生产效率高，自动化程度高。并根据溶剂是否为有机物，流延工艺分为非水基流延和水基流延两种。其中，非水基流延制备的薄膜结构均匀，强度高，柔性好，工艺比较成熟，已在工业生产中大规模应用。但是在实际制备过程中发现，现有的非水基流延浆料经流延工艺处理后，制备的软磁片磁导率不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高磁导率吸波片及其制备方法和其流延浆料，以解决现有吸波片的磁导率不高的技术问题。

本发明的目的是提供一种含有吸波片的电子元器件，以解决由于现有吸波片的磁导率不高而导致电子元器件性能不理想的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种高磁导率吸波片的流延浆料。所述高磁导率吸波片的流延浆料包括如下重量份的组分：

本发明另一方面，提供了一种高磁导率吸波片。所述高磁导率吸波片是本发明高磁导率吸波片的流延浆料经过包括流延工艺成型。

本发明又一方面，提供了一种高磁导率吸波片的制备方法。所述高磁导率吸波片的制备方法包括如下步骤：

按照本发明高磁导率吸波片的流延浆料所含的组分分别称取包括软磁合金粉体、有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂组分原料；

将称取的所述有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂进行加热混料处理，获得混合溶液；

将所述软磁合金粉体进行球磨成片状后加入至所述混合溶液中进行再次混料处理，脱气处理，获得流延浆料；

将所述流延浆料进行流延处理，干燥处理和模压处理。

本发明再一方面，提供了一种电子元器件。所述电子元器件含有本发明高磁导率吸波片或由权利要求8-9任一制备方法制备的高磁导率吸波片。

与现有技术相比，本发明高磁导率吸波片的流延浆料采用难挥发有机物溶剂作为溶剂，由于溶剂的不易挥发特性，一方面对软磁合金粉体润湿性良好、可将其表面全包裹，使得本发明高磁导率吸波片的流延浆料稳定性好，从而提高流延成型的良率，提高吸波片的质量和柔韧性以及电阻率；另一方面能够使得浆料在流延成型工艺后更容易在磁场作用下取向一致。从而赋予制备的吸波片高磁导率特性。

本发明高磁导率吸波片由于是利用上述本发明高磁导率吸波片的流延浆料流延工艺形成，因此，本发明高磁导率吸波片不仅具有现有流延成型吸波片的优良特点，还具有质量和磁导率高特性，还具有良好柔韧性和较高的电阻率。

本发明高磁导率吸波片制备方法先采用含难挥发的混合溶液对片状软磁合金粉体进行润湿并绝缘包裹后，极大的提高了吸波片的电阻率，降低了涡流损耗，使吸波片有更好的阻抗匹配特性；采用刮涂成型，由于难挥发有机物溶剂的存在，使得流延后更容易在磁场作用下取向一致，从而提高吸波片的磁导率，而且具有良好的柔软性，制备的吸波片良率高。

本发明电子元器件由于含有本发明高磁导率吸波片，因此，本发明电子元器件能够提高近场通信的距离和无线充电的效率，有效解决EMC问题。

附图说明

图1是现有片状软磁屏蔽材料的压延工艺制备方法的流程图；

图2是本发明实施例1高磁导率吸波片制备方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

一方面，本发明实施例提供了一种体系稳定的高磁导率吸波片的流延浆料。在一实施例中，所述高磁导率吸波片的流延浆料包括如下重量份的组分：

这样本发明实施例高磁导率吸波片的流延浆料采用难挥发有机物溶剂作为溶剂，由于该有机物溶剂是选用的不易挥发的有机物溶剂，因此，一方面对软磁合金粉体润湿性良好、可将其表面全包裹，使得本发明高磁导率吸波片的流延浆料稳定性好，从而提高流延成型的良率，提高吸波片的质量和柔韧性以及电阻率；另一方面能够使得浆料在流延成型工艺后更容易在磁场作用下取向一致。从而赋予制备的吸波片高磁导率特性。

其中，在一实施例中，软磁合金粉体选用片状的，如在一实施例中，可以采用球磨的方式将软磁合金粉体进行球磨处理，使得软磁合金粉体呈现片状软。在一些具体实施例中，该软磁合金粉体选用铁硅铝合金、铁硅合金、铁硅铬合金、铁硅镍、铁硅铝镍、铁镍钼合金中的至少一种。当然，该软磁合金粉体还可以选用其他软磁合金材料。

上述有机绝缘弹性体能够将软磁合金粉体进行绝缘包覆，极大的提高高磁导率吸波片的电阻率，降低涡流损耗，使高磁导率吸波片有更好的阻抗匹配特性。因此，在一实施例中，所述有机绝缘弹性体选用聚氨酯、聚烯烃、有机硅树脂、聚乙烯醇、乙烯-乙酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。该些有机绝缘弹性体能对软磁合金粉体形成绝缘包覆，从而提高最终流延成型的吸波片电阻率。

在本发明实施例的高磁导率吸波片的流延浆料中，选用上述难挥发有机物溶剂作为非水基流延浆料的溶剂，能够有效发挥该有机物溶剂的难挥发特性，一方面对软磁合金粉体组分润湿性良好、可使得有机绝缘弹性体将软磁合金粉体表面全包裹，使得本发明高磁导率吸波片的流延浆料稳定性好，从而提高流延成型的良率，提高吸波片的质量和柔韧性以及电阻率；另一方面能够使得浆料在流延成型工艺后后充足的干燥时间，更容易在磁场作用下取向一致。从而赋予制备的吸波片高磁导率特性。为了使得该难挥发有机物溶剂有效发挥其作用，在一实施例中，该难挥发有机物溶剂选用异丁醇、丁醇、乙二醇、环己酮中的至少一种。

上述增塑剂能够协助软磁合金粉体和有机绝缘弹性体等组分流延成型，并提高成型的质量。因此，在一实施例中，所述增塑剂选用邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、己二酸二辛酯中的至少一种。

上述分散剂能够使得本发明实施例流延浆料中的固含物分散均匀，提供流延浆料的分散体系的稳定性能。因此，在一实施例中，所述分散剂选用聚丙烯酸、聚丙烯酸铵、柠檬酸中的至少一种。

因此，本发明实施例高磁导率吸波片的流延浆料一方面对软磁合金粉体润湿性良好、可将其表面全包裹，使得本发明高磁导率吸波片的流延浆料稳定性好，从而提高流延成型的良率，提高吸波片的质量和柔韧性以及电阻率；另一方面能够使得浆料在流延成型工艺后更容易在磁场作用下取向一致。从而赋予制备的吸波片高磁导率特性。

另一方面，本发明实施例还提供了一种高磁导率吸波片。在一实施例中，本发明实施例高磁导率吸波片是由上述本发明实施例高磁导率吸波片的流延浆料经过包括流延工艺成型。其中，该流延工艺可以是本领域常规的流延成型工艺。这样，本发明实施例高磁导率吸波片由于是利用上述本发明实施例高磁导率吸波片的流延浆料流延工艺形成，因此，本发明高磁导率吸波片不仅具有现有流延成型吸波片的优良特点，还具有质量和磁导率高特性，还具有良好柔韧性和较高的电阻率。

再一方面，本发明实施例还提供了上文所述的本发明实施例高磁导率吸波片的一种制备方法。在一实施例中，本发明实施例高磁导率吸波片的制备方法流程如图2所示，其包括如下步骤：

步骤S01.获取高磁导率吸波片的流延浆料成分原料：按照上文所述的高磁导率吸波片的流延浆料所含的组分分别称取包括软磁合金粉体、有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂组分原料；

步骤S02.配制含有有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂混合溶液：将步骤S01称取的所述有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂进行加热混料处理，获得混合溶液；

步骤S03.配制高磁导率吸波片的流延浆料：将步骤S01中称取的所述软磁合金粉体进行球磨成片状后加入至步骤S02中配制的所述混合溶液中进行再次混料处理，脱气处理，获得流延浆料；

步骤S04.流延成型工艺处理：将步骤S03中配制的所述流延浆料进行流延处理，干燥处理和模压处理。

其中，上述步骤S01中，称取的高磁导率吸波片的流延浆料所含的组分原料的种类和含量均如上文高磁导率吸波片的流延浆料中所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

上述步骤S02中的加热混料处理是为了使得有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂各组分能够全部溶解、分散，形成一稳定的混合溶液。因此，该步骤中的加热混料处理可以是在有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂各成分能够容忍的温度范围内进行加热进行混料处理，如在一实施例中，加热温度为60-80℃，混料处理可以是常规的混料方式，如搅拌、超声、球磨等方式。混料处理可以直至混合溶液呈现透明为止。

上述步骤S03中对软磁合金粉体进行球磨的目的是为了获得片状的软磁合金粉体，在一实施例中，球磨的工艺条件为料:球:水＝2:2:1，球磨12～24h。

将球磨后的软磁合金粉体加入至所述混合溶液中进行的混料处理可以如同上述步骤S02中的混料处理。当然可以是其他的混料方式，只要是使得各组分分散均匀即可。在本次混料处理过程中，步骤S02中的混合溶液会对软磁合金粉体进行绝缘包覆，并形成均匀的分散体系。混料处理后的脱气处理可以按照流延浆料常规的脱气处理，在本发明实施例中没有特别要求。

上述步骤S04中流延处理处理是将浆料流延成型，在一实施例中，该流延处理的条件为流延速度3～6m/s，流延浆料温度恒定在40℃。该流延处理的工艺条件是结合本发明实施例高磁导率吸波片的流延浆料特性设定，能够结合浆料中难挥发有机物溶剂的挥发特性，从而提高流延成型的质量，并利于磁场作用下取向一致，从而赋予制备的吸波片高磁导率特性。

该步骤的干燥处理为了除去溶剂，如难挥发有机物溶剂组分，在一实施例中，干燥的条件为120～150℃。该干燥处理的条件能够配合难挥发有机物溶剂的特性，使得难挥发有机物溶剂对软磁合金粉体润湿，另一方面能够保证其在磁场作用下取向一致时间，从而有效提高吸波片高磁导率特性。

在一实施例中，该步骤S04中的模压处理的条件为：模具温度110～130℃，模压压强为15～30Mpa，保压时间为3～5min。

本发明实施例高磁导率吸波片制备方法先采用含难挥发的混合溶液对片状软磁合金粉体进行润湿并绝缘包裹后，极大的提高了吸波片的电阻率，降低了涡流损耗，使吸波片有更好的阻抗匹配特性；采用刮涂成型，由于难挥发有机物溶剂的存在，使得流延后更容易在磁场作用下取向一致，从而提高吸波片的磁导率，而且具有良好的柔软性，制备的吸波片良率高。

又一方面，基于上文所述的高磁导率吸波片及其流延浆料和其制备方法，本发明实施例还提供了一种电子元器件。在一实施例中，本发明实施例电子元器件含有吸波片，且该吸波片为上文所述的本发明实施例高磁导率吸波片或由上文所述的本发明实施例高磁导率吸波片制备方法制备的高磁导率吸波片。该电子元器件可以是应用于近场通信技术领域中或无线充电技术领域中的电子元器件。这样，由于本发明实施例电子元器件含有本发明实施例高磁导率吸波片，因此，本发明实施例电子元器件能够提高近场通信的距离和无线充电的效率，有效解决EMC问题。

现以具体的高磁导率吸波片及其制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

本实施例提供了一种高磁导率吸波片及其流延浆料和其制备方法。本实施例高磁导率吸波片的流延浆料包括的重量份组分有：

本实施例高磁导率吸波片的制备方法如下：

步骤S11.按照本实施例1高磁导率吸波片的流延浆料所含的组分分别称取包括软磁合金粉体、有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂组分原料；

步骤S12.将步骤S11称取的所述有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂进行于80℃下加热搅拌混料处理，获得混合溶液；

步骤S13.将步骤S11中称取的所述软磁合金粉体进行球磨成片状后加入至步骤S12中配制的所述混合溶液中进行再次搅拌混料处理，脱气处理，获得流延浆料；其中，球磨的工艺条件为料:球:水＝2:2:1，球磨12h；

步骤S14.将步骤S13中配制的所述流延浆料进行流延处理，干燥处理和模压处理；其中，流延处理的条件为流延速度5m/s，流延浆料温度恒定在40℃，干燥处理的条件为，模压处理的条件为模具温度130℃，模压压强为30Mpa，保压时间为5min。

实施例2

本实施例提供了一种高磁导率吸波片及其流延浆料和其制备方法。本实施例高磁导率吸波片的流延浆料包括的重量份组分有：

本实施例高磁导率吸波片的制备方法如下：

步骤S21.按照本实施例2高磁导率吸波片的流延浆料所含的组分分别称取包括软磁合金粉体、有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂组分原料；

步骤S22.将步骤S21称取的所述有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂进行于70℃下加热搅拌混料处理，获得混合溶液；

步骤S23.将步骤S21中称取的所述软磁合金粉体进行球磨成片状后加入至步骤S22中配制的所述混合溶液中进行再次搅拌混料处理，脱气处理，获得流延浆料；其中，球磨的工艺条件为料：球：水＝2:2:1，球磨16h；

步骤S24.将步骤S23中配制的所述流延浆料进行流延处理，干燥处理和模压处理；其中，流延处理的条件为流延速度4m/s，流延浆料温度恒定在40℃，干燥处理的条件为，模压处理的条件为模具温度120℃，模压压强为25Mpa，保压时间为4min。实施例3

本实施例提供了一种高磁导率吸波片及其流延浆料和其制备方法。本实施例高磁导率吸波片的流延浆料包括的重量份组分有：

本实施例高磁导率吸波片的制备方法如下：

步骤S31.按照本实施例3高磁导率吸波片的流延浆料所含的组分分别称取包括软磁合金粉体、有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂组分原料；

步骤S32.将步骤S31称取的所述有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂进行于60℃下加热搅拌混料处理，获得混合溶液；

步骤S33.将步骤S31中称取的所述软磁合金粉体进行球磨成片状后加入至步骤S32中配制的所述混合溶液中进行再次搅拌混料处理，脱气处理，获得流延浆料；其中，球磨的工艺条件为料：球：水＝2:2:1，球磨24h；

步骤S34.将步骤S33中配制的所述流延浆料进行流延处理，干燥处理和模压处理；其中，流延处理的条件为流延速度3m/s，流延浆料温度恒定在40℃，干燥处理的条件为，模压处理的条件为模具温度110℃，模压压强为20Mpa，保压时间为3min。

高磁导率吸波片相关性能测试：

将上述实施例1至实施例3提供的高磁导率吸波片进行如下表1中相关性能的测试，测试结果如下述表1。

表1

由上述表1可知，上述实施例1-3中提供的高磁导率吸波片具有高的磁导率和电阻率，因此，其具有更好的阻抗匹配等特性。

以上所述仅为本发明的实施举例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高磁导率吸波片的流延浆料，包括如下重量份的组分：

所述流延浆料按照如下方法配制：

将所述有机绝缘弹性体、难挥发有机物溶剂、增塑剂、分散剂进行加热混料处理，获得混合溶液；

将所述软磁合金粉体进行球磨成片状后加入至所述混合溶液中进行再次混料处理，脱气处理，获得流延浆料；

所述难挥发有机物溶剂选用异丁醇、丁醇、乙二醇、环己酮中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的流延浆料，其特征在于：所述有机绝缘弹性体选用聚氨酯、聚烯烃、有机硅树脂、聚乙烯醇、乙烯-乙酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的流延浆料，其特征在于：所述增塑剂选用邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、己二酸二辛酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的流延浆料，其特征在于：所述分散剂选用聚丙烯酸、聚丙烯酸铵、柠檬酸中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一所述的流延浆料，其特征在于：所述软磁合金粉体选用铁硅铝合金、铁硅合金、铁硅铬合金、铁硅镍、铁硅铝镍、铁镍钼合金中的至少一种。

6.一种高磁导率吸波片，其特征在于：所述高磁导率吸波片是由权利要求1-5任一所述的流延浆料经过包括流延工艺成型。

7.一种高磁导率吸波片的制备方法，包括如下步骤：

按照权利要求1-5任一所述的流延浆料进行流延处理，干燥处理和模压处理。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述流延处理的条件为流延速度3～6m/s，流延浆料温度恒定在40℃；所述干燥的条件为120～150℃；所述模压处理条件为：模具温度110～130℃，模压压强为15～30Mpa，保压时间为3～5min。

9.一种电子元器件，其特征在于：其含有权利要求6所述的高磁导率吸波片或由权利要求7-8任一制备方法制备的高磁导率吸波片。