CN107195449A - 用于无线充电的电磁扩增器及其制造方法 - Google Patents

用于无线充电的电磁扩增器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种用于无线充电的电磁扩增器，包括：磁体部，所述磁体部具有磁片(10)；以及线圈部(20)，所述线圈部设置在所述磁片上，其中，所述磁片由位于边缘部分的第一磁片构件(11)以及位于中心部分的第二磁片构件(12)组成，所述第一磁片构件与所述第二磁片构件在同一平面上，其中，所述第一磁片构件与所述第二磁片构件彼此具有不同的导磁率。

Description

用于无线充电的电磁扩增器及其制造方法
本申请为分案申请，其母案为于2015年6月4日提交的申请号为201380063905.7的题为“用于无线充电的电磁扩增器及其制造方法”的申请。
技术领域
本发明的实施例涉及一种用于无线充电的电磁扩增器，更具体地，涉及一种用于无线充电的电磁扩增器及其制造方法，所述用于无线充电的电磁扩增器具有由磁片组成的磁体部以及金属发射层。
背景技术
例如蜂窝电话的移动终端通过可以借助自身特性再次充电的电池来驱动，电能通过使用独立的充电装置来供应到移动终端的电池。近来，随着无线充电技术和非接触充电技术的发展，其被用于各种电磁仪器。这种无线充电技术使用无线电力传输和接收，并且是一种不需要将独立充电连接器连接到端子就能使得电池被充电的系统。
如图11所示，用于无线充电的常规的扩增器被配置在如下结构中，在该结构中，层叠有：由铁氧体烧结材料、铁氧体复合材料、铁硅铝磁合金烧结材料、铁硅铝磁合金复合材料等等组成的磁层1、形成在磁层上的粘合层A，以及形成在黏合层上的用作发射器的金属线圈2。在这种常规的扩增器中，由于金属线圈2形成在磁层1上，可能产生由于不同的操作频率引起的频率干扰、抵消、消失的故障。此外，由于粘合层A或粘合层以及位于磁层1和金属线圈2之间的空气层，导磁率可能减少，损失率可能增加，充电效率可能降低。另外，层叠结构对于无线充电装置的薄型化设计也构成障碍。
发明内容
技术问题
本发明的实施例的一个方面提供一种用于无线充电的电磁扩增器，其能够防止由于频率干扰引起的故障。
本发明实施例的另一方面提供一种用于无线充电的电磁扩增器，其能够提高带宽和导磁率，并减少损失率，并且能够使得无线充电装置在设计上实现薄型化。
本发明实施例的另外一方面提供一种制造所述用于无线充电的电磁扩增器的方法。
技术方案
根据本发明实施例的一方面，提供有一种用于无线充电的电磁扩增器，包括具有磁片的磁性材料部以及设置在所述磁片上的线圈部，其中，磁性材料片由位于边缘部分的第一磁片构件和在同一平面上的位于中心部分的第二磁片构件组成，其中，所述第一磁片构件与所述第二磁片构件彼此具有不同的导磁率。
优选地，根据本发明的一些实施例，所述用于无线充电的电磁扩增器的特征在于所述第一磁片构件与所述第二磁片构件可以彼此接触，或者彼此间隔开，在所述第一磁片构件与所述第二磁片构件之间形成有气隙。
优选地，根据本发明的一些实施例，所述用于无线充电的电磁扩增器的特征在于所述线圈部可以由设置在所述第一磁片构件的表面上的第一线圈构件以及设置在所述第二磁片构件的表面上的第二线圈构件组成，所述第一线圈构件与所述第二线圈构件可以呈薄膜线圈状形状。
优选地，根据本发明的一些实施例，所述用于无线充电的电磁扩增器的特征在于与所述线圈部的形状对应的凹部可以形成在所述磁片的表面上，并且在所述凹部的深度方向上所述线圈部可以部分地或完全地填充到所述凹部中。
优选地，根据本发明的一些实施例，所述用于无线充电的电磁扩增器的特征在于所述线圈部可以由第一线圈构件与第二线圈构件组成，通过在线圈构件与磁片之间插入粘合剂，所述第一线圈构件与所述第二线圈构件设置在所述第一磁片构件上和所述第二磁片构件上，并且所述第一线圈构件与所述第二线圈构件呈薄膜线圈状形状。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于第一磁片构件和第二磁片构件可以具有相同或不同的高度(厚度)。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于磁片可以由包含磁性材料和粘结剂的磁性组合物制成。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于磁性材料可以是由选自由以下各项组成的组中的一种元素或是两种或两种以上元素组合而成的合金：Fe、Ni、Co、Mn、Al、Zn、Cu、Ba、Ti、Sn、Sr、P、B、N、C、W、Cr、Bi、Li、Y以及Cd，或铁氧体。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于磁性材料可以为粒径为3nm至50μm的粉末。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于粘结剂可以为选自由聚乙烯醇(PVA)树脂、聚硅氧烷树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂和聚酰胺树脂构成的组中的一种树脂或两种或两种以上的树脂的混合物。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于磁性组合物可以包含10wt％至95wt％的磁性材料，以及5wt％至90wt％的粘结剂。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于磁性组合物可以进一步包括选自由硅烷偶联剂、消泡剂以及交联剂组成的组中的任何一种或两种或两种以上的添加剂。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于磁性组合物可以包含小于2wt％的添加剂。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于线圈部可以由Ag、Au，Cu或Al组成。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于线圈部可以具有5μm至1mm的厚度(高度)。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于线圈部可以具有5μm至500μm的节距。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于线圈部可以进一步包括层叠在其上的基膜BF。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器的特征在于可以进一步包括层叠在所述磁片的后表面上的基膜BF。
优选地，根据本发明的一些实施例，用于无线充电的电磁扩增器可以包括磁片以及设置在所述磁片上的线圈部。
根据本发明实施例的另一方面，提供一种制造用于无线充电的电磁扩增器的方法，其中，所述用于无线充电的电磁扩增器包括磁片和设置在所述磁片上的线圈部，所述方法包括：形成磁片，所述磁片具有位于边缘部分的第一磁片构件以及在同一平面上的位于中心部分且具有与所述第一磁片构件不同的磁导率的第二磁片构件；以及在所述磁片上层叠线圈部。
优选地，根据本发明的一些实施例，所述方法的特征在于所述线圈部可以通过金属的电镀和蚀刻工艺，以及丝网印刷工艺、图案涂布工艺或溅射工艺来形成。
优选地，根据本发明的一些实施例，所述方法的特征在于层叠所述线圈部可包括通过雕刻所述磁片的表面来形成具有与所述线圈部对应的形状的凹部；以及通过将金属薄膜线圈放入所述凹部来形成所述线圈部。
优选地，根据本发明的一些实施例，所述方法的特征在于所述雕刻可以通过使用激光曝光工艺、掩蔽之后的干蚀刻工艺，或者在所述雕刻的对应区域与非对应区域之间具有压差的阶式滑轮形成工艺来进行。
有益效果
根据本发明的实施例的所述用于无线充电的电磁扩增器的有益效果在于：可以最大化无线充电效果；可以防止由于频率干扰引起的故障；其适合于具有各种功能的设计；可以提高带宽和导磁率；可以降低损失率；由于材料和工艺成本的降低，可以提高生产率；相比起以前，无线充电装置可以设计得更加薄型化。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并被并入到本说明书中，并且构成说明书的一部分。附图连同描述示出了本发明的示例性实施例，以用来对本发明的原理进行说明。在附图中：
图1是根据本发明的的第一实施例的具有磁片的电磁扩增器的平面图；
图2是图1的截面图；
图3是根据本发明的第二实施例具有磁片的电磁扩增器的截面图；
图4是图3的截面图；
图5是根据本发明的第三实施例的具有层叠结构的电磁扩增器的截面图；
图6是根据本发明的第四实施例的具有层叠结构的电磁扩增器的截面图；
图7是根据本发明的第五实施例的具有层叠结构的电磁扩增器的截面图；
图8是根据本发明的第六实施例的具有层叠结构的电磁扩增器的截面图；
图9是根据本发明的第七实施例的具有层叠结构的电磁扩增器的截面图；
图10是根据本发明的第八实施例的具有层叠结构的电磁扩增器的截面图；
图11是常规的电磁扩增器的平面图以及截面图。
具体实施方式
以下将参照附图对根据本发明的实施例进行更充分的描述。然而，本发明的示例性实施例可以以许多不同的形式体现，并且不应当被理解为构成对在本文中阐述的实施例的限制。相反，提供这些示例实施例使得公开内容将变得清晰和完全，并且能够充分地向本领域的技术人员表达本发明的范围。另外，当确定关于公众所知的相关的功能和配置的具体描述没有必要出现时，相应的描述可以被省略。将进一步理解在本文中使用的术语应当被解释为与其在本说明书中的上下文的意思保持一致。关于执行相似功能和操作的元件，在说明书全文中，相似的数字指代相似的元件。
根据本发明的实施例，用于无线充电的电磁扩增器包括：具有磁片10的磁体部；以及设置在磁片10上的线圈部20。
在本发明的本实施例中，磁片10由位于边缘部分的第一磁片构件11与在同一平面上的位于中心部分的第二磁片构件12组成，并且所述第一磁片构件与所述第二磁片构件彼此具有不同的磁导率。
根据本发明的本实施例，磁片10由彼此具有不同的磁导率的磁性材料复合地组成，使得可以防止由于不同操作频率而产生的频率干扰、抵消、消失，从而防止产生故障。另外，磁片10可以在需要各种功能的无线充电产品中有效地使用。
例如，NFC操作频率值为约13.56MHz，且当无线充电操作为磁感应型时，无线充电操作频率值为约200KHz至300KHz或6.78MHz，而当其为磁共振型时，无线充电操作频率为约100KHz至200KHz。
在本发明的本实施例中，第一磁片构件和第二磁片构件可以被设置和配置为彼此接触，如示出本发明的第一实施例的图1和图2所示，或者可以被设置或配置为彼此间隔开，在两者之间形成气隙13。
另外，线圈部20可以具有薄膜线圈形状并且可以由如本发明的第一实施例和第二实施例所示的在第一磁片构件11的表面上的第一线圈构件21以及在第二磁片构件12的表面上的第二线圈构件22组成。在图1和图3的平面图中，没有进行解释的附图标记23指的是导线。
当线圈部20形成在磁片10的表面上时，对应于线圈部20的形状的凹部形成在磁片10的表面上，特别地，优选地，在所述凹部的深度方向上，线圈部20被部分地或完全地填充在所述凹部中。在使用模内型工艺(in-mode type)的情况下，在可以实现更薄型化的设计的同时，与无线充电性能密切相关的金属发射层20的厚度也可以被最大化。另外，由于金属发射层20的厚度可以形成为与磁片10一样厚，因此无线充电效果可以最大化。另外，可以减少线圈部的材料与工艺成本以及磁片的材料与工艺成本，从而实现电磁扩增器的薄型化设计。在常规的电磁扩增器中，发射线圈的厚度为约0.35mm至1.0mm，然而，在根据本发明的实施例的电磁扩增器中，线圈部20的厚度可以在以μm为单位的各种范围内产生。
另外，在根据本发明的一些实施例的电磁扩增器中，线圈部20可以通过在线圈部20与磁片10之间插入粘合剂而设置在磁片10上，如图5至图10中的实施例所示。
另外，在根据本发明的一些实施例的电磁扩增器中，第一磁片构件11与第二磁片构件12可以具有相同或不同高度(厚度)。例如，如在第四和第七实施例所示，第一磁片构件11的高度可以形成为高于第二磁片构件12的高度。或者，如第五和第八实施例所示，第一磁片构件11的高度可以形成为低于第二磁片构件12的高度。
在本发明的一些实施例中，磁片为由包含磁性材料和粘结剂的磁性组合物组成。
在根据本发明的实施例的磁性组合物中，磁性材料可以是选自由下列各项组成的组中的一种元素或两种或两种以上元素组合而成的合金：Fe、Ni、Co、Mn、Al、Zn、Cu、Ba、Ti、Sn、Sr、P、B、N、C、W、Cr、Bi、Li、Y以及Cd等，或铁氧体，并且磁性材料可以为粒径为3nm至50μm的粉末。
另外，在磁性组合物中，粘结剂可以为选自由聚乙烯醇(PVA)树脂、聚硅氧烷树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂和聚酰胺树脂构成的组中的一种树脂或两种或两种以上的树脂的混合物。
在磁性组合物中，关于磁性材料和粘结剂的混合比率，可以混合10wt％至95wt％的磁性材料以及5wt％至90wt％的粘结剂。
另外，磁性组合物可以包含在相关领域中公知的其他普通添加剂，添加剂所占重量比小于2％。添加剂的实例可以为硅烷偶联剂、消泡剂以及交联剂等等。
在根据本发明的实施例的电磁扩增器中，线圈部20可以由比如Ag、Au、Cu、Al等等的金属组成，线圈部20的厚度变化范围可以是从5μm至1mm，其节距变化范围可以是从5μm至500μm。在这里，节距表示构成线圈部20的螺旋线圈之间的距离，也就是，在相邻的螺旋线圈之间的分隔距离。
根据本发明的实施例的电磁扩增器可以通过将基膜30层叠在磁片10与线圈部20的组件上来商品化。可以将该基膜层叠在线圈部20上或者可以层叠在磁片10的后表面(没有形成线圈部20的表面)上。在示出的实例中，尽管基膜30由膜体32和形成在膜体32上的粘合层31组成，通过使用膜本身具有的粘合特性，基膜30可以仅由膜体组成而不需要具有粘合层。
在下文中，将对根据本发明实施例的电磁扩增器的制造方法进行说明。
根据本发明的实施例的电磁扩增器可以通过形成磁片然后在所述磁片上层叠线圈部来制造，其中，所述磁片具有位于边缘部分的第一磁片构件以及在同一平面中的位于中心部分并且具有与第一磁片构件不同的磁导率的第二磁片构件。
在这里，所述线圈部可以通过金属的电镀工艺和蚀刻工艺、丝网印刷工艺、图案涂布工艺，以及溅射工艺来形成。
另外，层叠所述线圈部可包括通过雕刻所述磁片的表面来形成具有与所述线圈部对应的形状的凹部，以及通过将金属薄膜线圈放入所述凹部来形成所述线圈部。
所述磁片的雕刻可以通过使用激光曝光工艺、掩蔽之后的干蚀刻工艺，或者在所述雕刻的对应区域与非对应区域之间具有压差的阶式滑轮形成工艺来进行。
如前面所述，在对本发明的详细描述中，已经描述了本发明的具体的示例性实施例，很明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本领域技术人员可以做出各种修改和变化。因此，应当理解，前述内容是本发明的说明性内容，并不旨在对公开的具体的实施例进行限制。对公开的实施例进行的修改，以及其他实施例意图被包括在所附权利要求书及其等同范围以内。

Claims (32)

1.一种用于无线充电的电磁扩增器，包括：
第一磁片构件，包括开口区域；
第二磁片构件，在所述第一磁片构件的所述开口区域内；
第一线圈构件，在所述第一磁片构件上；以及
第二线圈构件，在所述第二磁片构件上，
其中，所述第一磁片构件和所述第二磁片构件具有不同的导磁率，
其中，所述第一磁片构件和所述第二磁片构件具有不同的厚度。
2.根据权利要求1所述的电磁扩增器，其中，所述第一线圈构件具有5μm至1mm的厚度。
3.根据权利要求1所述的电磁扩增器，其中，所述第二线圈构件具有5μm至1mm的厚度。
4.根据权利要求1所述的电磁扩增器，其中，所述第一磁片构件的厚度比所述第二磁片构件的厚度厚。
5.根据权利要求1所述的电磁扩增器，其中，所述第二磁片构件的厚度比所述第一磁片构件的厚度厚。
6.根据权利要求2所述的电磁扩增器，其中，所述第一线圈构件设置在一种结构中，在该结构中，凹部设置在所述第一磁片构件上。
7.根据权利要求6所述的电磁扩增器，还包括粘合剂，插在所述第一线圈构件和所述第一磁片构件之间。
8.根据权利要求3所述的电磁扩增器，其中，所述第二线圈构件设置在一种结构中，在该结构中，凹部设置在所述第二磁片构件上。
9.根据权利要求8所述的电磁扩增器，还包括粘合剂，插在所述第二线圈构件和所述第二磁片构件之间。
10.根据权利要求1所述的电磁扩增器，其中，所述第一磁片构件与所述第二磁片构件相互隔开。
11.根据权利要求1所述的电磁扩增器，其中，所述第一磁片构件与所述第二磁片构件相互接触。
12.根据权利要求1所述的电磁扩增器，其中，所述第一磁片构件包括内侧面以及与该内侧面相对的外侧面，以及其中，
所述第二磁片构件包括与所述第一磁片构件的内侧面面对的外侧面。
13.根据权利要求12所述的电磁扩增器，其中，所述第一磁片构件的内侧面和所述第二磁片构件的外侧面彼此隔开。
14.根据权利要求12所述的电磁扩增器，其中，所述第一磁片构件的内侧面和所述第二磁片构件的外侧面彼此接触。
15.根据权利要求1所述的电磁扩增器，还包括基膜，该基膜具有第一表面和第二表面，其中，所述第一磁片构件和所述第二磁片构件设置在所述基膜的第二表面上。
16.根据权利要求15所述的电磁扩增器，还包括粘合剂，插在所述第一磁片构件和所述基膜之间。
17.根据权利要求15所述的电磁扩增器，还包括粘合剂，插在所述第二磁片构件和所述第一磁片构件之间。
18.根据权利要求1所述的电磁扩增器，其中，所述第一线圈构件的一部分与所述第二线圈构件的一部分彼此重叠。
19.根据权利要求1所述的电磁扩增器，其中，所述第一线圈构件的一部分与所述第二线圈构件的一部分在所述第一磁片构件上彼此重叠。
20.一种用于无线充电的移动终端，包括：
电池；
第一磁片构件，与所述电池邻近，并包括开口区域；
第二磁片构件，在所述第一磁片构件的所述开口区域内；
第一线圈构件，在所述第一磁片构件上；以及
第二线圈构件，在所述第二磁片构件上，
其中，所述第一磁片构件和所述第二磁片构件具有不同的导磁率，
其中，所述第一磁片构件和所述第二磁片构件具有不同的厚度，以及
其中，所述第一线圈构件与所述电池电连接。
21.根据权利要求20所述的移动终端，其中，所述第一线圈构件具有5μm至1mm的厚度。
22.根据权利要求20所述的移动终端，其中，所述第二线圈构件具有5μm至1mm的厚度。
23.根据权利要求20所述的移动终端，其中，所述第一磁片构件的厚度比所述第二磁片构件的厚度厚。
24.根据权利要求20所述的移动终端，其中，所述第二磁片构件的厚度比所述第一磁片构件的厚度厚。
25.根据权利要求23所述的移动终端，还包括粘合剂，插在所述第一线圈构件和所述第一磁片构件之间。
26.根据权利要求24所述的移动终端，还包括粘合剂，插在所述第二线圈构件和所述第二磁片构件之间。
27.根据权利要求20所述的移动终端，其中，所述第一磁片构件与所述第二磁片构件相互隔开。
28.根据权利要求20所述的移动终端，其中，所述第一磁片构件与所述第二磁片构件相互接触。
29.根据权利要求20所述的移动终端，其中，所述第一磁片构件包括内侧面以及与该内侧面相对的外侧面，以及其中，
所述第二磁片构件包括与所述第一磁片构件的内侧面面对的外侧面。
30.根据权利要求29所述的移动终端，其中，所述第一磁片构件的内侧面和所述第二磁片构件的外侧面彼此隔开。
31.根据权利要求29所述的移动终端，其中，所述第一磁片构件的内侧面和所述第二磁片构件的外侧面彼此接触。
32.根据权利要求20所述的移动终端，其中，所述第一线圈构件的一部分与所述第二线圈构件的一部分在所述第一磁片构件上彼此重叠。
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