CN108735493A - 一种无线充电模组用导磁片的制备工艺 - Google Patents

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李家洪
康来利
庞治华
刘开煌
王磊
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    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets

Abstract

本发明公开了一种无线充电模组用导磁片的制备工艺，步骤1：提供非晶纳米晶带材，对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理；步骤2：对非晶纳米晶带材进行绝缘处理；步骤3：对非晶纳米晶带材进行热处理；步骤4：对非晶纳米晶带材进行单面覆胶；步骤5：对非晶纳米晶带材进行磁片图形化处理；步骤6：对经过步骤5的非晶纳米晶带材的未覆胶的表面进行再次覆胶；步骤7：将多个经过步骤5的非晶纳米晶带材进行层叠、贴合；步骤8：对贴合后的多个非晶纳米晶带材进行冲切，得到无线充电模组用导磁片。采用该制备工艺得到的导磁片所制成的无线充电模组的充电效率高。

Description

一种无线充电模组用导磁片的制备工艺
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电模组用导磁片的制备工艺。
背景技术
无线充电技术，又称为感应充电、非接触式充电，是源于无线电力输送技术产生的一种新型充电技术。无线充电技术利用近场感应，由无线充电器将能量传送至需充电设备。
在手机无线充电接收端中，如果没有电磁屏蔽片，无线充电设备就无法完成近距离充电工作。以智能手机为例，由于手机的特殊的结构，在手机里必须安装一个电池，当发射线圈发射出来的磁场经过电池时，电池里面的金属就会产生感应电流，通常我们把这个叫做“涡流”，这个涡流会产生一个跟发射线圈产生的磁场方向相反的磁场，抵消掉发射线圈形成的磁场，使得接收线圈接收到的感应电压下降；并且该涡流会转变成热量，使得手机电池非常热。因此，为了实现手机的无线传输，就必须在电力接受线圈和手机电池之间放置一个“隔金属”的装置，阻挡磁力线，避免磁力线到达电池内。常规的技术是使用一个高导磁率的铁氧体和非晶/纳米晶来做这个“隔金属”装置。
但现有的非晶/纳米晶制成的导磁片存在损耗高的问题，原因在于：非晶、纳米晶带材在制备的过程中是由高温钢水状态通过铜辊旋转的高速冷却得到的，而钢水中会由原材料引入部分易氧化的金属(如Al)，钢水冷却过程中带材表面会形成非常薄的一层氧化层(Al2O3)，这层氧化膜会对带材的软磁性能产生不利的影响，从而影响导磁片的导磁性能，进而影响无线充电模组的充电效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种无线充电模组用导磁片的制备工艺，采用该制备工艺得到的导磁片所制成的无线充电模组的充电效率高。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无线充电模组用导磁片的制备工艺，
步骤1：提供非晶纳米晶带材，对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理；
步骤2：对非晶纳米晶带材进行绝缘处理；
步骤3：对非晶纳米晶带材进行热处理；
步骤4：对非晶纳米晶带材进行单面覆胶；
步骤5：对非晶纳米晶带材进行磁片图形化处理；
步骤6：对经过步骤5的非晶纳米晶带材的未覆胶的表面进行再次覆胶；
步骤7：将多个经过步骤5的非晶纳米晶带材进行层叠、贴合；
步骤8：对贴合后的多个非晶纳米晶带材进行冲切，得到无线充电模组用导磁片。
本发明的有益效果在于：增加用于消除非晶纳米晶带材表面氧化膜的腐蚀处理步骤以及用于形成高电阻率绝缘层的绝缘处理步骤，有利于提高非晶纳米晶带材的软磁性能，降低导磁片的性能损耗；绝缘层的存在可以避免导磁片中层与层之间导通，降低了导磁片的涡流损耗，进而提高了无线充电模组的充电效率。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明最关键的构思在于：增加用于消除非晶纳米晶带材表面氧化膜的腐蚀处理步骤以及用于形成高电阻率绝缘层的绝缘处理步骤。
一种无线充电模组用导磁片的制备工艺，
步骤1：提供非晶纳米晶带材，对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理；
步骤2：对非晶纳米晶带材进行绝缘处理；
步骤3：对非晶纳米晶带材进行热处理；
步骤4：对非晶纳米晶带材进行单面覆胶；
步骤5：对非晶纳米晶带材进行磁片图形化处理；
步骤6：对经过步骤5的非晶纳米晶带材的未覆胶的表面进行再次覆胶；
步骤7：将多个经过步骤5的非晶纳米晶带材进行层叠、贴合；
步骤8：对贴合后的多个非晶纳米晶带材进行冲切，得到无线充电模组用导磁片。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：增加了用于消除非晶纳米晶带材表面氧化膜的腐蚀处理步骤以及用于形成高电阻率绝缘层的绝缘处理步骤，有利于提高非晶纳米晶带材的软磁性能，降低导磁片的性能损耗；绝缘层的存在可以避免导磁片中层与层之间导通，降低了导磁片的涡流损耗，进而提高了无线充电模组的充电效率。
进一步的，步骤1采用腐蚀剂对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理，所述腐蚀剂包括磷酸、硝酸钙盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐和苛性钠中的至少一种。
进一步的，步骤1之后还具有步骤11：对腐蚀处理后的非晶纳米晶带材依次进行清洗、干燥。
由上述描述可知，设置清洗、干燥步骤可以清除非晶纳米晶带材上残留的腐蚀剂。
进一步的，步骤2采用氧化剂对非晶纳米晶带材进行绝缘处理，所述氧化剂包括过氧化物、氯酸盐和苛性钠中的至少一种。
由上述描述可知，氧化剂为强氧化剂。
进一步的，所述氧化剂为双氧水，所述绝缘处理在500-600℃的环境下进行。
由上述描述可知，双氧水与非晶纳米晶带材中元素的离子方程式为6Fe2++3H2O2＝2Fe(OH)3↓+4Fe3+；2Fe(OH)3＝(高温)＝Fe2O3+3H2O。此处的高温为热处理温度500-600℃。Fe(OH)3在高温的条件下会分解为α-Fe2O3。α-Fe2O3的晶体属于赤铁矿性，导电性很差、绝缘度较高。因此，以此α-Fe2O3层作为绝缘层可以起到降低涡流损耗的效果。
进一步的，步骤3中非晶纳米晶带材的热处理在热处理炉内进行，且在步骤3之前还具有步骤30：对非晶纳米晶带材进行卷绕。
进一步的，步骤4采用辊对辊覆胶工艺对非晶纳米晶带材进行单面覆胶。
进一步的，步骤5采用机械破碎、激光切割或化学蚀刻处理工艺对非晶纳米晶带材进行磁片图形化处理。
进一步的，步骤6采用印刷涂布工艺对非晶纳米晶带材的未覆胶的表面进行覆胶。
实施例一
本发明的实施例一为：一种无线充电模组用导磁片的制备工艺，
步骤1：提供非晶纳米晶带材，对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理；
步骤2：对非晶纳米晶带材进行绝缘处理；
步骤3：对非晶纳米晶带材进行热处理；
步骤4：对非晶纳米晶带材进行单面覆胶；
步骤5：对非晶纳米晶带材进行磁片图形化处理；
步骤6：对经过步骤5的非晶纳米晶带材的未覆胶的表面进行再次覆胶；
步骤7：将多个经过步骤5的非晶纳米晶带材进行层叠、贴合；
步骤8：对贴合后的多个非晶纳米晶带材进行冲切，得到无线充电模组用导磁片。
步骤1采用腐蚀剂对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理，所述腐蚀剂包括磷酸、硝酸钙盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐和苛性钠中的至少一种。厂商既可以采用喷涂的方式对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理，又可以采用浸泡的方式对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理。
步骤1之后还具有步骤11：对腐蚀处理后的非晶纳米晶带材依次进行清洗、干燥。
步骤2采用氧化剂对非晶纳米晶带材进行绝缘处理，所述氧化剂包括过氧化物、氯酸盐和苛性钠中的至少一种。厂商既可以采用喷涂的方式对非晶纳米晶带材进行绝缘处理，又可以采用浸泡的方式对非晶纳米晶带材进行绝缘处理。
本实施例中，所述氧化剂为双氧水，所述绝缘处理在500-600℃的环境下进行。
详细的，步骤3中非晶纳米晶带材的热处理在热处理炉内进行，且在步骤3之前还具有步骤30：对非晶纳米晶带材进行卷绕。具体的热处理步骤可参考公开号为CN106916928A的中国专利申请。
步骤4采用辊对辊覆胶工艺对非晶纳米晶带材进行单面覆胶。
步骤5采用机械破碎、激光切割或化学蚀刻处理工艺对非晶纳米晶带材进行磁片图形化处理。
步骤6采用印刷涂布工艺对非晶纳米晶带材的未覆胶的表面进行覆胶。
进一步的，步骤8之后还具有步骤9：提供无线充电线圈，然后将所述无线充电线圈贴合到步骤8所得的无线充电模组用导磁片上得到无线充电模组，最后对所得到的无线充电模组进行充电效率测试。
接下来，将经过腐蚀处理、绝缘处理步骤的带材与未经过腐蚀处理、绝缘处理步骤制得的带材进行对比：
非晶牌号为：1k101，成分为Fe80Si9B11(原子比)；
纳米晶牌号为：1k107，成分为Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7(原子比)；
表1为经过腐蚀、绝缘处理的(即经过表面处理的)带材与未经过腐蚀、绝缘处理的(即未经过表面处理的)带材的电性能测试结果对比表。
表1经过表面处理的带材与未经过表面处理的带材的电性能测试结果对比表
由表1可知，在频点为200kHz时，经过腐蚀、绝缘处理的非晶、纳米晶带材，相比未经过腐蚀、绝缘处理的带材，电感Ls略有降低、阻抗也降低、Q值升高。
表2为经过腐蚀、绝缘处理的(即经过表面处理的)带材与未经过腐蚀、绝缘处理的(即未经过表面处理的)带材的充电效率测试结果对比表。
表2经过表面处理的带材与未经过表面处理的带材充电效率测试结果对比表
由表2可知，经过腐蚀、绝缘处理的非晶带材，相比未经过腐蚀、绝缘处理的非晶带材，充电效率提高1.26％；经过腐蚀、绝缘处理的纳米晶带材，相比未经过腐蚀、绝缘处理的纳米晶带材，充电效率提高1.16％。同时纳米晶带材制备的导磁片的充电效率高于非晶带材制备的导磁片的充电效率。
表3为经过腐蚀、绝缘处理的(即经过表面处理的)带材与未经过腐蚀、绝缘处理的(即未经过表面处理的)带材的磁导率测试结果对比表。
表3经过表面处理的带材与未经过表面处理的带材磁导率测试结果对比表
由表3可知，在频点为200kHz的情况下，经过腐蚀、绝缘处理的带材，相比未经过腐蚀、绝缘处理的，实部磁导率μ和虚部磁导率μ’均有降低。
从上述测试结果不难看出，做过腐蚀、绝缘处理的非晶、纳米晶带材，损耗进一步降低，从而使无线充电模组的充电效率进一步升高。
综上所述，本发明提供的无线充电模组用导磁片的制备工艺，增加了用于消除非晶纳米晶带材表面氧化膜的腐蚀处理步骤以及用于形成高电阻率绝缘层的绝缘处理步骤，有利于提高非晶纳米晶带材的软磁性能，降低导磁片的性能损耗；绝缘层的存在可以避免导磁片中层与层之间导通，降低了导磁片的涡流损耗，进而提高了无线充电模组的充电效率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种无线充电模组用导磁片的制备工艺，其特征在于：
步骤1：提供非晶纳米晶带材，对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理；
步骤2：对非晶纳米晶带材进行绝缘处理；
步骤3：对非晶纳米晶带材进行热处理；
步骤4：对非晶纳米晶带材进行单面覆胶；
步骤5：对非晶纳米晶带材进行磁片图形化处理；
步骤6：对经过步骤5的非晶纳米晶带材的未覆胶的表面进行再次覆胶；
步骤7：将多个经过步骤5的非晶纳米晶带材进行层叠、贴合；
步骤8：对贴合后的多个非晶纳米晶带材进行冲切，得到无线充电模组用导磁片。
2.根据权利要求1所述的无线充电模组用导磁片的制备工艺，其特征在于：步骤1采用腐蚀剂对非晶纳米晶带材进行腐蚀处理，所述腐蚀剂包括磷酸、硝酸钙盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐和苛性钠中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的无线充电模组用导磁片的制备工艺，其特征在于：步骤1之后还具有步骤11：对腐蚀处理后的非晶纳米晶带材依次进行清洗、干燥。
4.根据权利要求3所述的无线充电模组用导磁片的制备工艺，其特征在于：步骤2采用氧化剂对非晶纳米晶带材进行绝缘处理，所述氧化剂包括过氧化物、氯酸盐和苛性钠中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的无线充电模组用导磁片的制备工艺，其特征在于：所述氧化剂为双氧水，所述绝缘处理在500-600℃的环境下进行。
6.根据权利要求1所述的无线充电模组用导磁片的制备工艺，其特征在于：步骤3中非晶纳米晶带材的热处理在热处理炉内进行，且在步骤3之前还具有步骤30：对非晶纳米晶带材进行卷绕。
7.根据权利要求1所述的无线充电模组用导磁片的制备工艺，其特征在于：步骤4采用辊对辊覆胶工艺对非晶纳米晶带材进行单面覆胶。
8.根据权利要求1所述的无线充电模组用导磁片的制备工艺，其特征在于：步骤5采用机械破碎、激光切割或化学蚀刻处理工艺对非晶纳米晶带材进行磁片图形化处理。
9.根据权利要求1所述的无线充电模组用导磁片的制备工艺，其特征在于：步骤6采用印刷涂布工艺对非晶纳米晶带材的未覆胶的表面进行覆胶。
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