CN108711497A - 一种电磁屏蔽材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁屏蔽材料包括由第一磁材片和第二双面胶构成的第一磁材片单元，由第二磁材片和第三双面胶构成的第二磁材片单元，由第三磁材片和第四双面胶构成的第三磁材片单元，以及，由第四磁材片和第五双面胶构成的第四磁材片单元；所述第一、第二、第三和第四磁材片单元一次贴合层叠。本发明的电磁屏蔽材料是根据线圈磁路的电磁分布原理进行合理设计出的不同的磁导率单层磁材，并按照电磁原理在厚度方向上进行叠层出具有一定梯度分布的规律的电磁屏蔽隔磁片材料，从而优化磁材内部的磁通不均匀分布情况，改善磁材局部发热异常，最终达到提高无线充电效率的效果。
Description
技术领域
本发明属于磁性材料在电力电子磁元件的无线电能传输及电磁屏蔽应用领域，具体的而言涉及一种电磁屏蔽磁材。
背景技术
近年来，随着智能手机、数码相机、平板电脑及其他小型便携式移动设备的普及，越来越多的电子设备的电源开始采用无线充电技术，省去大量的充电器和数据线，同是也解决了目前电子设备的接口不匹配的问题，大大方便了人们的工作生活习惯和节省了社会资源。
无线充电技术，是将电能采用某种电源变换技术从供电发射端线圈传送到用电接收端线圈，并为设备的电池进行充电的技术。从原理上讲，无线充电技术主要有三种，电磁感应式、磁共振式、无线电波式等。但目前最为成熟的技术是电磁感应方式的无线充电技术，其采用的是Qi标准，具备大批量推广生产的潜力。
但由于无线充电过程中的发射端和接受端线圈的电磁波会对电池及周围的金属部件引起发热的问题，更甚严重的会导致手机内部元件烧毁。为此，在其两种线圈的背面各放置一个较高导磁性材料作为隔磁片，作为线圈周围的电磁波导磁通道，可改变电磁波的传递方向，从而可屏蔽电磁波的穿透和减少对电池及其周围的其他金属部件的涡流影响。其隔磁片材料通常均具有高饱和磁感应强度、高的磁导率、较高的电阻率和低损耗等特点。
为进一步适应其高频大功率应用的要求，需将上述磁材进行碎裂处理成为微小的磁性颗粒，微小磁性颗粒间由于裂隙的影响，使得其集肤效应和涡流效应大大降低，其磁导率的高频频率稳定性等电磁性能可以得到明显增强。但通电线圈背面所产生的磁场分布在磁材内厚度的方向分布是不均匀的，靠近线圈位置的磁场较大，而在远离线圈位置的磁场较小，导致磁材内的损耗分布不均匀，增大了磁材的局部损耗，从而降低整个无线充电的效率。因此，在设计无线充电线圈的隔磁片时，需对线圈周围磁场的分布情况因具体分析整个磁路上各处的磁通分布情况，并设计能充分发挥出优异磁性能的隔磁片材料，已成为高端无线充电隔磁片材料领域急需要解决的问题。
发明内容
鉴于线圈周围的磁场分布不均匀，会导致其线圈背面磁材内所感应的磁场分布不均匀，具体而言，磁材在靠近线圈的部位，其磁感应强度分布较大些，而远离线圈的部位，其磁感应强度分布则较为小些。为平衡均匀整个磁路上的磁通分布，合理地优化其隔磁片截面上的磁导率性能，从而提高其无线充电效率，本发明提出了一种在厚度方向具有梯度磁导率功能的电磁屏蔽材料，并且给出了所述梯度磁导率电磁屏蔽材料制备方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种电磁屏蔽材料包括：由第一磁材片和第二双面胶构成的磁导率为μ*（1-m%）的第一磁材片单元，由第二磁材片和第三双面胶构成的磁导率为μ*（1-n%）的第二磁材片单元，由第三磁材片和第四双面胶构成的磁导率为μ*（1+n%）的第三磁材片单元，以及，由第四磁材片和第五双面胶构成的磁导率为μ*（1+m%）的第四磁材片单元；所述第一磁材片单元通过所述第二双面胶贴合在所述第二磁材片单元上，所述第二磁材片单元通过所述第三双面胶贴合在所述第三磁材片单元上，所述第三磁材片单元通过所述第四双面胶贴合在所述第四磁材片单元上，所述第一磁材片单元上端面还贴合有第一双面胶。
本发明的电磁屏蔽材料的制备方法包括：以下步骤：
步骤1）首先，将第一磁材片的底部与第二双面胶的一面进行贴合构成第一磁片前躯体；然后，通过第一碎磁辊轮将所述第一磁片前躯体的第一磁材片碎裂细化成为一系列均匀微小颗粒组成的第一磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1-m%）；
步骤2）首先，将第二磁材片的底部与第三双面胶的一面进行贴合构成第二磁片前驱体；然后，通过第二碎磁辊轮将所述第二磁片前驱体的第二磁材片碎裂细化成为一些列均匀微小颗粒组成的第二磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1-n%）；
步骤3）首先，将第三磁材片的底部与第四双面胶的一面进行贴合构成第三磁片前驱体；然后，通过第三碎磁辊轮将所述第三磁片前躯体的第三磁材片碎裂细化成为一些列均匀微小颗粒组成的第三磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1+n%）；
步骤4）首先，将第四磁材片的底部与第五双面胶的一面进行贴合构成第四磁片前驱体；然后，通过第四碎磁辊轮将所述第四磁片前躯体的第四磁材片碎裂细化成为一些列均匀微小颗粒组成的第四磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1+m%）；
步骤5）将第一磁材片单元的顶部与第一双面胶的一面进行贴合成为一第一层叠组合体；
步骤6）将第一层叠组合体的底部与第二磁材片单元的顶部进行贴合为一第二层叠组合体；
步骤7）将第二层叠组合体的底部与第三磁材片单元的顶部进行贴合为一第三层叠组合体；
步骤8）将第三层叠组合体的底部与第四磁材片单元的顶部进行贴合为成品电磁屏蔽材料；
所述μ*（1-m%）、μ*（1-n%）、μ*（1+n%）和μ*（1+m%）公式中，
μ表示电磁屏蔽材料所要求设计的磁导率；
n表示所述第一磁片和所述第四磁片的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<n<100；
m表示所述第二磁片和所述第三磁片的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<m<100；
1-m%表示所述第一磁片的磁导率相对于设计值的百分比；
1-n%表示所述第二磁片的磁导率相对于设计值的百分比；
1+n%表示所述第三磁片的磁导率相对于设计值的百分比；
1+m%表示所述第四磁片的磁导率相对于设计值的百分比。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
1、本发明的电磁屏蔽材料采用多层薄片磁材相互层叠而成，中间采用双面胶进行沾粘，由于薄片磁材的厚度较小，可减少磁材的涡流损耗，同时中间双面胶还可进一步起到隔绝层间涡流，可进一步增加层间电阻绝缘的作用。
2、本发明的电磁屏蔽材料是根据线圈磁路的电磁分布原理进行合理设计出的不同的磁导率单层磁材，并按照电磁原理在厚度方向上进行叠层出具有一定梯度分布的规律的电磁屏蔽隔磁片材料，从而优化磁材内部的磁通不均匀分布情况，改善磁材局部发热异常，最终达到提高无线充电效率的效果。
3、本发明的电磁屏蔽材料充分了发挥磁材固有的电磁性能，并可有效减少磁材的叠层数量，达到节省磁材和降低成本的目的。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的磁导率为μ*（1-m%）的第一磁材片单元示意图。
图2是本发明的磁导率为μ*（1-n%）的第二磁材片单元示意图。
图3是本发明的磁导率为μ*（1+n%）的第三磁材片单元示意图。
图4是本发明的磁导率为μ*（1+m%）的第四磁材片单元示意图。
图5是本发明的磁导率为μ*（1-m%）的第一层叠组合体示意图。
图6是本发明的磁导率分别为μ*（1-m%）和μ*（1-n%）的第二层叠组合体示意图。
图7是本发明的磁导率分别为μ*（1-m%）、μ*（1-n%）和μ*（1+n%）的第三层叠组合体示意图。
图8是本发明的磁导率分别为μ*（1-m%）、μ*（1-n%）、μ*（1+n%）和μ*（1+m%）的第四层叠组合体示意图。
图9是本发明的电磁屏蔽材料的制备流程示意图。
图10是本发明的碎磁辊轮的辊面网纹示意图；其中，图10（a）为第一碎磁辊轮的辊面网纹示意图，图10（b）为第二碎磁辊轮的辊面网纹示意图，图10（c）为第三碎磁辊轮的辊面网纹示意图，图10（d）为第四碎磁辊轮的辊面网纹示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
实施例1：
参见图8所示，一种电磁屏蔽材料包括：由第一磁材片1和第二双面胶B构成的磁导率为μ*（1-m%）的第一磁材片单元，由第二磁材片2和第三双面胶C构成的磁导率为μ*（1-n%）的第二磁材片单元，由第三磁材片3和第四双面胶D构成的磁导率为μ*（1+n%）的第三磁材片单元，以及，由第四磁材片4和第五双面胶E构成的磁导率为μ*（1+m%）的第四磁材片单元；所述第一磁材片单元通过所述第二双面胶B贴合在所述第二磁材片单元上，所述第二磁材片单元通过所述第三双面胶C贴合在所述第三磁材片单元上，所述第三磁材片单元通过所述第四双面胶D贴合在所述第四磁材片单元上，所述第一磁材片单元上端面还贴合有第一双面胶A。
所述μ*（1-m%）、μ*（1-n%）、μ*（1+n%）和μ*（1+m%）公式中，
μ表示电磁屏蔽材料所要求设计的磁导率；
n表示所述第一磁片1和所述第四磁片4的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<n<100；
m表示所述第二磁片2和所述第三磁片3的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<m<100；
2-m%表示所述第一磁片1的磁导率相对于设计值的百分比；
2-n%表示所述第二磁片2的磁导率相对于设计值的百分比；
1+n%表示所述第三磁片3的磁导率相对于设计值的百分比；
1+m%表示所述第四磁片4的磁导率相对于设计值的百分比。
实施例2：
参见图9所示，本发明的电磁屏蔽材料的制备方法包括：以下步骤：
步骤1）首先，将第一磁材片1的底部与第二双面胶B的一面进行贴合构成第一磁片前躯体，如图1所示；然后，通过第一碎磁辊轮将所述第一磁片前躯体的第一磁材片1碎裂细化成为一系列均匀微小颗粒组成的第一磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1-m%）；
步骤2）首先，将第二磁材片2的底部与第三双面胶C的一面进行贴合构成第二磁片前驱体，如图2所示；然后，通过第二碎磁辊轮将所述第二磁片前驱体的第二磁材片2碎裂细化成为一些列均匀微小颗粒组成的第二磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1-n%）；
步骤3）首先，将第三磁材片3的底部与第四双面胶D的一面进行贴合构成第三磁片前驱体，如图3所示；然后，通过第三碎磁辊轮将所述第三磁片前躯体的第三磁材片3碎裂细化成为一些列均匀微小颗粒组成的第三磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1+n%）；
步骤4）首先，将第四磁材片4的底部与第五双面胶E的一面进行贴合构成第四磁片前驱体，如图4所示；然后，通过第四碎磁辊轮将所述第四磁片前躯体的第四磁材片4碎裂细化成为一些列均匀微小颗粒组成的第四磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1+m%）；
步骤5）将第一磁材片单元的顶部与第一双面胶A的一面进行贴合成为一第一层叠组合体，如图5所示，第一层叠组合体的上下表面分别贴有第一、第二双面胶A，B，其磁导率为μ*（1-m%）。
步骤6）将第一层叠组合体的底部与第二磁材片单元的顶部进行贴合为一第二层叠组合体，如图6所示，第二层叠组合体的上表面贴有第一双面胶A，下表面贴有第三双面胶C，其磁导率为μ*（1-m%）与μ*（1-n%）两者的复合值。
步骤7）将第二层叠组合体的底部与第三磁材片单元的顶部进行贴合为一第三层叠组合体，如图7所示，第三层叠组合体的上表面分别贴有第一双面胶A，下表面贴有第四双面胶D，其磁导率为μ*（1-m%）、μ*（1-n%）和μ*（1+n%）三者的复合值。
步骤8）将第三层叠组合体的底部与第四磁材片单元的顶部进行贴合为成品电磁屏蔽材料，如图8所示，电磁屏蔽材料的上表面分别贴有第一双面胶A，下表面贴有第五双面胶E，其磁导率为μ*（1-m%）、μ*（1-n%）、μ*（1+n%）和μ*（1+m%）四者的复合值，及其整体磁导率为μ。
所述μ*（1-m%）、μ*（1-n%）、μ*（1+n%）和μ*（1+m%）公式中，
μ表示电磁屏蔽材料所要求设计的磁导率；
n表示所述第一磁片1和所述第四磁片4的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<n<100；
m表示所述第二磁片2和所述第三磁片3的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<m<100；
3-m%表示所述第一磁片1的磁导率相对于设计值的百分比；
3-n%表示所述第二磁片2的磁导率相对于设计值的百分比；
1+n%表示所述第三磁片3的磁导率相对于设计值的百分比；
1+m%表示所述第四磁片4的磁导率相对于设计值的百分比。
参见图10所示，本发明的第一、第二、第三及第四碎磁辊轮的辊面网纹示意图，图10（a）为第一碎磁辊轮的辊面网纹示意图，通过其碎化的磁片磁导率为μ*（1-m%），图10（b）为第二碎磁辊轮的辊面网纹示意图，通过其碎化的磁片磁导率为μ*（1-n%），图10（c）为第三碎磁辊轮的辊面网纹示意图，通过其碎化磁片的磁导率为μ*（1+n%），图10（d）为第四碎磁辊轮的辊面网纹示意图，通过其碎化磁片的磁导率为μ*（1+m%）。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种电磁屏蔽材料，其特征在于，包括：由第一磁材片（1）和第二双面胶（B）构成的磁导率为μ*（1-m%）的第一磁材片单元，由第二磁材片（2）和第三双面胶（C）构成的磁导率为μ*（1-n%）的第二磁材片单元，由第三磁材片（3）和第四双面胶（D）构成的磁导率为μ*（1+n%）的第三磁材片单元，以及，由第四磁材片（4）和第五双面胶（E）构成的磁导率为μ*（1+m%）的第四磁材片单元；所述第一磁材片单元通过所述第二双面胶（B）贴合在所述第二磁材片单元上，所述第二磁材片单元通过所述第三双面胶（C）贴合在所述第三磁材片单元上，所述第三磁材片单元通过所述第四双面胶（D）贴合在所述第四磁材片单元上，所述第一磁材片单元上端面还贴合有第一双面胶（A）；
所述μ*（1-m%）、μ*（1-n%）、μ*（1+n%）和μ*（1+m%）公式中，
μ表示电磁屏蔽材料所要求设计的磁导率；
n表示所述第一磁片（1）和所述第四磁片（4）的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<n<100；
m表示所述第二磁片（2）和所述第三磁片（3）的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<m<100；
m%表示所述第一磁片（1）的磁导率相对于设计值的百分比；
n%表示所述第二磁片（2）的磁导率相对于设计值的百分比；
1+n%表示所述第三磁片（3）的磁导率相对于设计值的百分比；
1+m%表示所述第四磁片（4）的磁导率相对于设计值的百分比。
2.如权利要求1所述的电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括：以下步骤：
步骤1）首先，将第一磁材片（1）的底部与第二双面胶（B）的一面进行贴合构成第一磁片前躯体；然后，通过第一碎磁辊轮将所述第一磁片前躯体的第一磁材片（1）碎裂细化成为一系列均匀微小颗粒组成的第一磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1-m%）；
步骤2）首先，将第二磁材片（2）的底部与第三双面胶（C）的一面进行贴合构成第二磁片前驱体；然后，通过第二碎磁辊轮将所述第二磁片前驱体的第二磁材片（2）碎裂细化成为一些列均匀微小颗粒组成的第二磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1-n%）；
步骤3）首先，将第三磁材片（3）的底部与第四双面胶（D）的一面进行贴合构成第三磁片前驱体；然后，通过第三碎磁辊轮将所述第三磁片前躯体的第三磁材片（3）碎裂细化成为一些列均匀微小颗粒组成的第三磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1+n%）；
步骤4）首先，将第四磁材片（4）的底部与第五双面胶（E）的一面进行贴合构成第四磁片前驱体；然后，通过第四碎磁辊轮将所述第四磁片前躯体的第四磁材片（4）碎裂细化成为一些列均匀微小颗粒组成的第四磁材片单元，并使其磁导率达到为μ*（1+m%）；
步骤5）将第一磁材片单元的顶部与第一双面胶（A）的一面进行贴合成为一第一层叠组合体；
步骤6）将第一层叠组合体的底部与第二磁材片单元的顶部进行贴合为一第二层叠组合体；
步骤7）将第二层叠组合体的底部与第三磁材片单元的顶部进行贴合为一第三层叠组合体；
步骤8）将第三层叠组合体的底部与第四磁材片单元的顶部进行贴合为成品电磁屏蔽材料；
所述μ*（1-m%）、μ*（1-n%）、μ*（1+n%）和μ*（1+m%）公式中，
μ表示电磁屏蔽材料所要求设计的磁导率；
n表示所述第一磁片（1）和所述第四磁片（4）的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<n<100；
m表示所述第二磁片（2）和所述第三磁片（3）的磁导率偏离所设计值的百分比值，1<m<100；
m%表示所述第一磁片（1）的磁导率相对于设计值的百分比；
n%表示所述第二磁片（2）的磁导率相对于设计值的百分比；
1+n%表示所述第三磁片（3）的磁导率相对于设计值的百分比；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181026 |