CN108987078A - 一种无线充电用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导磁片，包括上下叠置的数层经磁片图形化处理的坡莫合金层,数层坡莫合金层通过设于坡莫合金层上下两侧的印刷胶层相粘合并通过层压而成。本发明还公开了一种无线充电用导磁片的制备方法。本发明将坡莫合金这一超薄磁性材料应用于无线充电领域，在保证高充电效率的前提下，降低了磁片厚度，进而降低整体模组的厚度，以满足电子材料领用对磁性材料的超薄化、宽频化的整体要求。

Description

一种无线充电用导磁片及其制备方法

技术领域

本发明属于导磁片，具体涉及一种无线充电用导磁片及其制备方法。

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。正常情况下，电容传输的能量是很小的，这与电极面积小有很大的关系。因此，为了满足给消费设备充电所需的功率水平(例如从5W至25w)，需要增加电极尺寸和耦合的电压值，具体取决于实际的配置。为了实现耦合电极之间的无线收发、同时尽量减小对外的辐射量，需要进行正确地设计。需要进一步理解和确定正确的电极尺寸、它们的设计、工作电压、功率值、最佳工作频率和总的尺寸约束条件。一般情况下，理想的频率范围在200kHz至1MHz之间，有效耦合区的电压值在800V至1.52kV之间手机无线充电。

磁场耦合原理的无线充电技术，更接近于常规的谐振式开关电源。相对于电场耦合来讲，技术难度较小。优势比较明显，发展速度较快目前已经形成三个影响力较大的联盟组织WPC、A4WP以及PMA。各自拥有会员多达几十甚至上百家公司。其中WPC与PMA致力于近距离无线充电技术，如我们比较熟悉的手机无线充电。而A4WP的技术定位在远距离无线能量传输，希望能够实现几十厘米甚至几米等级的传输距离。无线充电代表了充电技术上的一次重大变革，无线充电使用户摆脱线缆的束缚，只需要把设备放在无线充电板(chargingpad)上面就可以进行充电。无线充电技术已经广泛应用到了电动牙刷、电动剃须刀、无线电话、智能手机、电动汽车等领域。

三星手机2015年3月份公布的热门机型Galaxy S6支持无线充电，随后又推出S7和Note7产品，同样支持无线充电功能。

无线充电技术近年发展迅速，但也遇到了很多技术难题。如提高充电效率、降低成本、有效充电距离太短等。

为得到较高的充电效率，减小或消除充电时电磁场对手机的影响，需要使用电池屏蔽片进行屏蔽。电磁屏蔽片的作用就是隔绝电磁波，阻止金属等材料吸收发射端设备发出的电磁波并产生反方向的磁场。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来做这个“隔金属”装置。但是后来有研究发现，由于Qi充电标准中的充电频率范围在100-200KHz之间，此区间使用非晶、纳米晶作为电磁屏蔽片的效果优于铁氧体。因此三星S6无线充电的接收端就采用了Amotech提供的非晶电磁屏蔽片技术，充电效率达到70％以上。

传统导磁材料为实现较高的充电效率，需要增加导磁材料的厚度来满足效率的要求，因此厚度很难降低。然而，随着电力电子领域的小型化和超薄化发展趋势，使得对导磁材料的厚度提出了更高的要求，要求材料向超薄化发展，因此，如何在保证高充电效率的前提下，降低磁片厚度，进而降低整体模组的厚度，是目前需要重点研究和设计的。

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用导磁片及其制备方法，将超薄磁性材料应用于无线充电领域，在保证高充电效率的前提下，降低了磁片厚度，进而降低整体模组的厚度，以满足电子材料领用对磁性材料的超薄化、宽频化的整体要求。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一方面，一种无线充电用导磁片，包括上下叠置的数层经磁片图形化处理的坡莫合金层,数层坡莫合金层通过设于坡莫合金层上下两侧的印刷胶层相粘合并通过层压而成。

所述坡莫合金层的厚度为5～15μm。

另一方面，一种无线充电用导磁片的制备方法，包括以下步骤，

1)材料准备阶段：准备超薄坡莫合金带材，厚度5～15μm，准备粘附胶；

2)热处理：卷绕莫合金带材，将卷绕好的坡莫合金带材放在热处理炉内进行热处理；

3)单面覆胶：将热处理好的数个带材进行单面覆胶；

4)磁片图形化处理：采用激光切割或化学蚀刻处理工艺对所有单面覆胶的带材进行处理；

5)再次覆胶：将4)中磁片图形化处理后的一带材未覆胶的一面进行再次覆胶作为第一层；

6)粘合层压：将4)中磁片图形化处理后的另一带材未覆胶的一面粘贴在5)中再次覆胶带材的其中一覆胶面上，作为第二层，将4)中磁片图形化处理后的再一带材未覆胶的一面，贴在第二层带材的覆胶面上，如此将4)中其余磁片图形化处理后的带材未覆胶的一面依次粘贴在前一层带材的覆胶面上，以根据要求贴合成需要的层数，再进行层压工序，得到磁片；

7)冲切：按照样品设计尺寸的要求进行冲切磁片，得到规定形状的样品；

8)性能测试：对样品的电磁性能进行测试。

在2)中，热处理具体为：随炉升温至1050-1200℃，之后进行3-6小时的保温，再以100-200℃/h的速度冷却至600℃，之后吹风快冷至300℃出炉。

在3)中，单面覆胶使用辊对辊的覆胶工艺，将带有单面胶的保护膜贴在热处理过的带材一表面。

在步骤5)中，再次覆胶使用印刷涂布方法。

采用本发明的无线充电用导磁片及其制备方法，具有以下优点：

1、磁片厚度超薄化，厚度可控；

2、磁片柔性化，便于后续的加工使用；

3、更佳的均匀性和性能稳定性；

4、满足电子材料领用对磁性材料的超薄化、宽频化的整体要求。

附图说明

图1为本发明的无线充电用导磁片的剖视示意图。

图2a～图2d分别是本发明的经四种图形化处理后的各磁片示意图。

图3是本发明的无线充电用导磁片的制备方法流程图。

具体实施方式

本发明的一种无线充电用导磁片如图1所示，其主要包括上下叠置的数层经磁片图形化处理的坡莫合金层1,莫合金层通过设于坡莫合金层1上下两侧的覆胶层2相粘合并通过层压而成。

作为一个实施例，所述坡莫合金层采用超薄的坡莫合金带材制作，其厚度为5～15μm。

请结合图3所示，上述无线充电用导磁片的制备方法，具体包括以下步骤：

1)材料准备阶段：准备超薄坡莫合金带材，厚度5～15μm，准备粘附胶；另外，还需要准备相关生产设备，如热处理设备、测试分析设备、图形化处理设备等。

2)热处理：将坡莫合金带材按照要求卷绕至一定的尺寸之后，将卷绕好的坡莫合金带材放在热处理炉内进行热处理；该热处理工艺根据具体的性能需求确定，首先随炉升温至1050-1200℃，之后进行3-6小时的保温，再以100-200℃/h的速度冷却至600℃，之后吹风快冷至300℃出炉。

3)单面覆胶：将数个热处理好的带材进行单面覆胶；具体可使用辊对辊的覆胶工艺，将带有单面胶的保护膜贴在热处理过的带材一表面。

4)磁片图形化处理：采用激光切割或化学蚀刻处理工艺对所有单面覆胶后的坡莫合金带材进行处理；由于坡莫合金带材表面的微观结构对后续充电时磁片的涡流损耗及充电效率的影响均很大，因此本发明设计通过控制磁片中颗粒的形状、大小、间隙的大小，就可以直接控制充电时磁片的涡流损耗，进而提高充电效率。图2a-图2d是列举的坡莫合金带材几种图形化处理方案，其中图2a和2b为规则图形，而图2c和2d为不规则图形。

5)再次覆胶：将4)中磁片图形化处理后的一带材未覆胶的一面进行再次覆胶作为第一层，再次覆胶可使用印刷涂布方法。

6)粘合层压：将4)中磁片图形化处理后的另一带材未覆胶的一面粘贴在5)中再次覆胶带材的其中一覆胶面上，作为第二层，将4)中磁片图形化处理后的再一带材未覆胶的一面，贴在第二层带材的覆胶面上，如此将4)中其余磁片图形化处理后的带材未覆胶的一面依次粘贴在前一层带材的覆胶面上，以根据要求贴合成需要的层数，再进行层压工序，得到超薄的磁片。

7)冲切：按照样品设计尺寸的要求进行冲切磁片，得到规定形状的样品。

8)性能测试：对样品的电磁性能进行测试。

下面对上述制备方法进行具体举例说明：

使用坡莫合金带材牌号：1J79，选取厚度分别为5、10、15、20μm的带材；1、通过氢气炉热处理，首先随炉升温至1100℃，之后进行4小时的保温，再以200℃/h的速度冷却至600℃，之后吹风快冷至300℃出炉。

对热处理后的带材进行单面覆胶。

再对磁片进行激光雕刻(切割)图形化处理，得到相同缝隙宽度(5μm)和块度大小的结构。

然后对图像化处理后的带材进行贴合，并进行冲切，得到4层坡莫合金导磁片。如表1所示。

表1

对制备好的Sample1～4的电磁屏蔽片进行电性能测试，如表2所示：

表2

序号	线圈电感L/μH	品质因数Q
			Sample1	6.03	136
Sample2	6.16	128
			Sample3	6.28	121
Sample4	6.33	117

表3为5W平台充电效率测试对比：

表3

从表2可知，相同图形化处理的磁片，厚度薄的磁片电感略低于偏厚带材制备磁片的电感，同时Q值也是随着厚度的降低而增加。

如表3所示，通过充电效率的对比分析，使用薄带材制备的的屏蔽片，其充电效率偏高一些。

综上所述，与现在市场上的导磁片普遍厚度相比，本发明的坡莫合金磁片的厚度很薄，同时充电效率也可以达到70％，完全可以满足市场主流充电效率的要求。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种无线充电用导磁片，其特征在于，包括上下叠置的数层经磁片图形化处理的坡莫合金层,数层坡莫合金层通过设于坡莫合金层上下两侧的印刷胶层相粘合并通过层压而成。

2.根据权利要求1所述的无线充电用导磁片，其特征在于:所述坡莫合金层的厚度为5～15μm。

3.一种无线充电用导磁片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)材料准备阶段：准备超薄坡莫合金带材，厚度5～15μm，准备粘附胶；

2)热处理：卷绕坡莫合金带材，将卷绕好的坡莫合金带材放在热处理炉内进行热处理；

3)单面覆胶：将热处理好的数个带材进行单面覆胶；

4)磁片图形化处理：采用激光切割或化学蚀刻处理工艺对所有单面覆胶的带材进行处理；

5)再次覆胶：将4)中磁片图形化处理后的一带材未覆胶的一面进行再次覆胶作为第一层；

6)粘合层压：将4)中磁片图形化处理后的另一带材未覆胶的一面粘贴在5)中再次覆胶带材的其中一覆胶面上，作为第二层，将4)中磁片图形化处理后的再一带材未覆胶的一面，贴在第二层带材的覆胶面上，如此将4)中其余磁片图形化处理后的带材未覆胶的一面依次粘贴在前一层带材的覆胶面上，以根据要求贴合成需要的层数，再进行层压工序，得到磁片；

7)冲切：按照样品设计尺寸的要求进行冲切磁片，得到规定形状的样品；

8)性能测试：对样品的电磁性能进行测试。

4.根据权利要求3所述的无线充电用导磁片的制备方法，其特征在于:在2)中，热处理具体为：随炉升温至1050-1200℃，之后进行3-6小时的保温，再以100-200℃/h的速度冷却至600℃，之后吹风快冷至300℃出炉。

5.根据权利要求3所述的无线充电用导磁片的制备方法，其特征在于:在3)中，单面覆胶使用辊对辊的覆胶工艺，将带有单面胶的保护膜贴在热处理过的带材一表面。

6.根据权利要求3所述的无线充电用导磁片的制备方法，其特征在于:在步骤5)中，再次覆胶使用印刷涂布方法。