CN109451716A - 一种电磁屏蔽片及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电磁屏蔽片，所述电磁屏蔽片包括纳米晶屏蔽片，所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形，所述顶针形状内切圆的直径为50～90μm；本发明还提供了所述电磁屏蔽片的制备方法：选取纳米晶屏蔽片，对纳米晶屏蔽片依次进行图形化处理、退火处理、单面覆胶处理、碎片化处理与绝缘化填充处理；根据工艺需要还可将多个所述经绝缘化填充的电磁屏蔽片进行贴合。本处理方法工艺简单，成本低廉且处理后的电磁屏蔽片具有良好的磁导率，能够降低涡流损耗，有效提高电磁屏蔽片的性能。
Description
技术领域
本发明属于磁性材料领域，涉及一种磁性材料，尤其涉及一种电磁屏蔽片及其制备方法和应用。
背景技术
随着手机5G时代的发展，无线充电产品领域朝着充电效率高，涡流损耗小，充电过程中发热低，充电感应距离增大的方向发展，但发展过程中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。
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，这个电池实际上就是无线传输技术发展的噩梦——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，就必须在电力接收线圈和手机电池之间放置一个“隔金属”的装置，用于阻挡磁力线，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，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、纳米晶材料作为电磁屏蔽片的效果优于铁氧体。
非晶、纳米晶磁片较铁氧体磁片具有优良磁性能，磁感应强度高，电阻小，损耗小，充电过程中发热低，充电效率高等特点已被广泛应用于无线充电领域，但是仍然需要进一步减少涡流损耗，降低充电过程中的热效应。
US 20070229346 A公开了一种制造电磁屏蔽片的方法，该方法将电磁导体粉末与天然橡胶/人工橡胶混合制成较薄的具有良好柔韧性的电磁屏蔽片，但该方法只对单层电磁屏蔽片的制备方法进行了介绍，没有公开对电磁屏蔽片进行优化处理的方法。
陈德清等在Transactions of China Electrotechnical Society(2015),30(1):154-158发表了题名了The Power Loss Analysis and Magnetic Structure Optimization of Wireless Power Transfer for EVs的文章，文章中指出减少磁片用量可以优化系统的损耗，并且能够节约系统成本。但该文章没有对具体的减少磁片的方法进行说明。
CN 104900383A公开了一种电磁屏蔽片的制备方法，该方法包括对磁性薄片进行热处理、双面胶粘合、裂纹化处理、浸胶处理以及烘干固化处理步骤。该方法以浸胶处理的方式对裂纹化处理后的磁性薄片进行绝缘处理，每层磁性薄片之间有由所述绝缘处理形成的防护薄膜。该方法以液体浸胶的方式将绝缘介质填充到电磁屏蔽片的裂纹中，提高了绝缘性。但该方法对电磁屏蔽片的性能提升有限，且成本较高。
WO 2013095036 A公开了一种磁场屏蔽片及其制造方法，该方法首先对磁性薄片分别地进行热处理与碎片化处理，而后对碎片化处理后的磁性薄片进行双面覆胶处理，从而达到绝缘与保护的目的。同样的，该方法对电磁屏蔽片的性能提升有限，成本较高。
CN 106912188 A公开了一种电磁屏蔽片的制备方法，该方法首先对非晶或纳米晶材进行热处理，然后对热处理后的材料进行单面覆胶处理。同时，对未覆胶的表面进行图形化处理。该方法中并没有对图形化处理后的表面进行渗胶绝缘处理，而是采用再次覆胶的方法以达到不同电磁屏蔽片之间的绝缘效果。该方法虽然能够通过图形处理加工工艺在一定程度上控制电磁屏蔽片的电磁性能，提高充电效率，但电磁性能提升仍然有限。
因此有必要开发出一种新的电磁屏蔽片的制备方法以提高电磁屏蔽片的绝缘性，提高电磁屏蔽片的性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电磁屏蔽片及其制备方法与应用，所述电磁屏蔽片绝缘性高，产品性能均一，裂片效率高，能够降低无线充电过程中的涡流损耗。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种电磁屏蔽片，包括纳米晶屏蔽片。
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形。
本发明采用的顶针冲压方式操作简单，相对于本领域常用的激光切割方法学腐蚀方法，顶针冲压节能环保，采用顶针冲压的方式使得纳米晶屏蔽片形成蜂窝状，能够使得电磁屏蔽片性能均一，使用效果更好。
所述顶针形状内切圆的直径为50-90μm，例如可以是50μm、53μm、55μm、57μm、60μm、63μm、65μm、67μm、70μm、73μm、75μm、77μm、80μm、83μm、85μm、87μm或90μm，优选为60-80μm。
本发明中，所述顶针形状内切圆的直径与所述蜂窝状图形的大小密切相关，若顶针形状内切圆的直径过小，则顶针冲压在所述纳米晶屏蔽片上形成的孔洞较小，不能有效地填充绝缘粉末，所述纳米晶屏蔽片的屏蔽效能提升有限；若顶针形状内切圆的直径过大，则顶针冲压在所述纳米晶屏蔽片上形成的孔洞过大，绝缘化填充时会消耗大量的绝缘粉末，经济性不好，因此本发明选用的顶针形状内切圆的直径为50-90μm，本领域的技术人员可以根据工艺需要进行合理地选择。
优选地，所述纳米晶屏蔽片的长度为40-80mm，例如可以是40mm、50mm、60mm、70mm或80mm，优选为60mm。
优选地，所述纳米晶屏蔽片的宽度为40-80mm，例如可以是40mm、50mm、60mm、70mm或80mm，优选为60mm。
所述纳米晶屏蔽片的选择与顶针冲压所用设备对应，本领域技术人员可以根据工艺需要进行合理地选择。
优选地，所述纳米晶屏蔽片的厚度为10-50μm，优选为15-25μm。本领域的技术人员应当知晓，碎片化处理厚度较低的纳米晶屏蔽片时，设备辊轴转速过高，加工困难；所述纳米晶屏蔽片的厚度过高时，屏蔽片内部的纳米晶结构越强，加工困难。
优选地，所述顶针的轴间距为500-5000μm，例如可以是500μm、1000μm、1500μm、2000μm、2500μm、3000μm、3500μm、4000μm、4500μm或5000μm，优选为1000-3000μm。
优选地，所述顶针形状包括圆形、正方形或六边体形中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括圆形与正方形的组合，圆形与六边体形的组合，圆形、正方形与六边体形的组合，优选为六边体形。
优选地，所述顶针的数量为256-25600根，例如可以是256根、512根、1024根、2048根、4096根、7680根、10240根、12800根、15360根、17920根、20480根、23040根或25600根，优选为2048-21000根。
本领域的技术人员应当知晓，为达到更好地顶针冲压效果，顶针应该尽可能地冲压所述纳米晶屏蔽片；顶针的轴间距过大时，绝缘粉末无法对所述纳米晶屏蔽片进行有效填充；顶针的轴间距过小时，绝缘粉末的填充无法有效地提高充电效率且消耗绝缘粉末的数量增多，所述电磁屏蔽片的制造成本提高；顶针的数量较少时，无法有效地对所述纳米晶屏蔽片进行图形化处理；顶针的数量较多时，会增大图形化处理的成本；本发明采用顶针的轴间距为500-5000μm，采用顶针的数量为256-25600根，本领域的技术人员可以根据需要进行合理地选择。
优选地，所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹。
优选地，所述裂纹形成的碎片大小为0.2-10mm，例如可以是0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，优选为0.5-8mm。
本发明提供的技术方案中使用绝缘粉末填充所述纳米晶屏蔽片表面上的裂纹，可以提高经过填充绝缘粉末处理后的纳米晶屏蔽片用于无线充电时的充电效率。
优选地，所述电磁屏蔽片包括1-20层所述纳米晶屏蔽片，例如可以是2层、3层、4层、5层、6层、8层、10层、12层、14层、16层、18层或20层，优选为2-10层纳米晶屏蔽片。当层数过高时，所述电磁屏蔽片的厚度过高，不利于将其应用于便携设备的无线充电装置上。
优选地，所述电磁屏蔽片包括绝缘粉末，所述绝缘粉末填充于所述蜂窝状的图形的内部；所述绝缘粉末填充于所述裂纹的内部。
优选地，所述绝缘粉末布满所述蜂窝状图形的内部与所述裂纹的内部。
本发明中，所述绝缘粉末的填充量可以根据需要进行选择，本发明发现将绝缘粉末布满所述蜂窝状内部及裂纹内部，有利于后续电磁屏蔽片的使用。
第二方面，本发明提供了如第一方面所述电磁屏蔽片的制备方法，所述电磁屏蔽片的制备方法包括如下步骤：
(1)图形化处理纳米晶屏蔽片，得到图形化纳米晶屏蔽片；
(2)退火处理步骤(1)所述图形化纳米晶片，得到退火纳米晶屏蔽片；
(3)单面覆胶处理步骤(2)所述退火纳米晶片，得到覆胶保护纳米晶屏蔽片；
(4)碎片化处理步骤(3)所述覆胶保护纳米晶片，得到裂纹纳米晶屏蔽片；
(5)绝缘化填充步骤(4)所述裂纹纳米晶片，得到电磁屏蔽片。
优选地，步骤(2)所述退火处理的退火温度为500-600℃，例如可以是500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或600℃，优选为550-580℃。
优选地，步骤(2)所述退火处理的保温时间为60-120min，例如可以是60min、70min、80min、90min、100min、110min或120min，优选为90-110min。
本发明采用的退火温度与退火时间相互配合，能够保证碎片化处理的顺利进行。
优选地，步骤(3)所述单面覆胶处理使用的胶体包括硅胶、树脂、亚克力胶或PU胶，优选为硅胶。
优选地，步骤(3)所述单面覆胶处理后胶体的厚度为3-20μm，例如可以是3μm、5μm、7μm、9μm、11μm、13μm、15μm、17μm、18μm或20μm，优选为3-15μm。
优选地，步骤(3)所附单面覆胶处理的方法包括浸胶、涂布或粘合，优选为涂布。
本领域的技术人员应当知晓，胶体能够保护所述退火纳米晶屏蔽片在进行碎片化处理后的完整性，有利于提高产品质量。
优选地，步骤(4)所述碎片化处理的压力为10-30MPa，例如可以是10MPa、13MPa、15MPa、18MPa、20MPa、22MPa、25MPa、27MPa或30MPa，优选为10-25MPa，进一步优选为13MPa。本领域的技术人员应当知晓，碎片化处理的压力过大或过小，都不能在纳米晶钢带表面形成符合工艺要求的裂纹。本发明采用的碎片化处理的压力能够使退火纳米晶钢带表明形成符合工艺要求的碎片，本领域的技术人员可以根据工艺要求进行合理地选择。
优选地，步骤(5)所述绝缘化填充包括如下步骤：用绝缘粉末填充裂纹纳米晶片屏蔽片的裂纹；
优选地，所述绝缘粉末包括聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、二氧化硅、氧化锆或氧化铝中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括聚丙烯酸酯与聚氨酯的组合，聚丙烯酸酯与环氧树脂的组合，环氧树脂与二氧化硅的组合，二氧化硅与氧化锆的组合，二氧化硅与氧化铝的组合，二氧化硅、氧化锆与氧化铝的组合，聚氨酯、环氧树脂、二氧化硅、氧化铝的组合以及聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、二氧化硅、氧化锆和氧化铝的组合。
优选地，所述绝缘粉末的粒径为10-300nm，例如可以是10nm、50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm、200nm、240nm、270nm或300nm，优选为100-150nm。
优选地，所述填充的温度为19-45℃，例如可以是19℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃或45℃优选为20-35℃。
优选地，所述填充的速度为1-3m/min，例如可以是1m/min、1.5m/min、2m/min、2.5m/min或3m/min，优选为1-2m/min。
优选地，所述填充的过程还包括超声辅助和/或微波辅助，优选为超声辅助。
优选地，所述超声辅助的超声频率为28-40kHz，例如可以是28kHz、30kHz、32kHz、34kHz、36kHz、38kHz或40kHz，优选为30-36kHz。
超声辅助能够平整所述裂缝与所述蜂窝状图形内部的绝缘化粉末，使其填充均匀。
优选地，所述方法还包括步骤(5)后的步骤(6)：贴合电磁屏蔽片，得到电磁屏蔽片产品。
优选地，所述电磁屏蔽片产品的所述电磁屏蔽片的层数为2-20层，例如可以是2层、4层、6层、8层、10层、12层、14层、16层、18层或20层，优选为2-10层。
优选地，所述贴合的方式包括采用双面胶进行粘贴。
优选地，所述双面胶的厚度为3-12μm，例如可以是3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm或12μm，优选为5-10μm。
优选地，所述双面胶的粘度为500-1400g/25mm，例如可以是500g/25mm、600g/25mm、700g/25mm、800g/25mm、900g/25mm、1000g/25mm、1100g/25mm、1200g/25mm、1300g/25mm或1400g/25mm，优选为800-1200g/25mm。
优选地，所述双面胶为具有绝缘性的双面胶。
优选地，所述方法还包括步骤(6)后的步骤(7)：等静压处理电磁屏蔽片产品，得到等静压电磁屏蔽片。
本领域的技术人员应当知晓，等静压处理能够排除纳米晶屏蔽片之间中的气泡，同时还能够使双面胶充分渗入裂纹中，提高纳米晶屏蔽片之间的贴合强度，提高产品质量，保证了所述电磁屏蔽片在使用过程中的稳定性与安全性。
优选地，所述等静压处理的温度为25-60℃，例如可以是25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃，优选为30-50℃。
优选地，所述等静压处理的压力为2000-5000kgf/cm2，例如可以是2000kgf/cm2、2500kgf/cm2、3000kgf/cm2、3500kgf/cm2、4000kgf/cm2、4500kgf/cm2或5000kgf/cm2，优选为2500-4000kgf/cm2；
优选地，所述等静压处理的保压时间为20-30min，例如可以是20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min或30min，优选为25-30min。
作为本发明的优选技术方案，本发明提供了一种电磁屏蔽片的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：
(1)顶针冲压处理纳米晶屏蔽片，得到表面上设置有蜂窝状图形的图形化纳米晶屏蔽片；
(2)500-600℃条件下退火处理步骤(1)所得图形化纳米晶屏蔽片，得到退火纳米晶屏蔽片，所述退火处理的保温时间为60-120min；
(3)在步骤(2)所述退火纳米晶屏蔽片的一个表面上单面覆胶厚度为的胶体，得到覆胶保护纳米晶屏蔽片；
(4)10-30MPa下碎片化处理步骤(3)所述覆胶保护纳米晶屏蔽片，得到裂纹纳米晶屏蔽片，所述裂纹形成的碎片大小为0.2-10mm；
(5)19-45℃，28-40kHz超声辅助的条件下，使用粒径为的绝缘粉末填充步骤(4)所述裂纹纳米晶屏蔽片，得到电磁屏蔽片，填充的速度为1-3m/min；
(6)使用具有绝缘性的双面胶贴合步骤(5)所述电磁屏蔽片，得到电磁屏蔽片产品，所述双面胶的厚度为3-12μm，所述双面胶的粘度为500-1400g/25mm；
(7)25-60℃，2000-5000kgf/cm2的条件下等静压处理步骤(6)所述电磁屏蔽片产品，得到等静压电磁屏蔽片，所述等静压处理的保压时间为20-30min。
第三方面，本发明还提供了一种如第一方面所述电磁屏蔽片用于无线充电。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明通过顶针冲压的方式对纳米晶屏蔽片进行图形化处理，在超声辅助的条件下填充绝缘粉末，由本发明提供的技术方案制备的电磁屏蔽片绝缘性能好，充电效率高，充电效率相较于现有技术提高了2％，并且能够降低无线充电过程中的涡流损耗，功耗能够降低26％；
(2)本发明提供的电磁屏蔽片绝缘性能好，用于无线充电时发热量小，相较于现有技术降低了8％；
(3)本发明提供的电磁屏蔽片结构简单，制备工艺简单，容易实现，所选用的绝缘化处理方式能够提高电磁屏蔽片的绝缘性，提高无线充电的效率，降低无线充电过程中的涡流损耗，降低能耗。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合实施例对本发明作进一步的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
实施例1
(1)将纳米晶屏蔽片固定在真空吸附平台，采取顶针冲压的方式进行轧孔，将原带进行蜂窝状处理，得到图形化纳米晶屏蔽片；所述顶针内切圆的直径为50μm，所述顶针形状为圆形，所述纳米晶屏蔽片宽度为60mm，吸附平台80mm*80mm，所述顶针垂直布置于80*80mm的冲压头上，所述顶针的轴间距为1000μm，所述顶针的数量为6400根；
(2)退火：对图形化纳米晶屏蔽片进行退火处理，得到退火纳米晶屏蔽片；退火处理的温度为600℃，退火处理的保温时间为120min；
(3)碎片化：对表面覆有硅胶的退火纳米晶屏蔽片进行碎片化处理，使退火纳米晶屏蔽片表面产生裂纹，得到裂纹纳米晶屏蔽片；所述硅胶覆盖在所述退火纳米晶屏蔽片的一个表面上，所述碎片化处理时的压力为13MPa；
(4)绝缘化填充：35℃条件下，将裂纹纳米晶屏蔽片浸入绝缘粉末中，裂纹纳米晶屏蔽片的填充速度为3m/min，采用超声频率为35kHz的超声辅助方式将绝缘粉末填充至裂纹中，得到电磁屏蔽片；
(5)贴合：取一片电磁屏蔽片，在其裸露面覆一层具有绝缘性的双面胶，将该电磁屏蔽片作为底基面，然后另取一片电磁屏蔽片作为第二层，将第二层的裸露面与底基面的双面胶所在面贴合，剥离第二层的硅胶并覆上双面胶，依次类推贴合至所需层数，得到电磁屏蔽片产品，剥去上下表面的硅胶保护膜，在电磁屏蔽片产品的一面覆双面胶，另一面覆单面胶，裁剪成设计尺寸，所述双面胶的厚度为10μm，粘度为1200g/25mm；
(6)等静压：将裁剪后的电磁屏蔽片产品装入真空袋中，抽真空密封处理，然后置于50℃的水中进行等静水压处理，所述等静压处理的压力为3500kgf/cm2，所述等静压处理的保压时间为25min。
实施例2
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，所述电磁屏蔽片包括纳米晶屏蔽片。
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形，所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹，绝缘粉末布满所述蜂窝状图形的内部与所述裂纹的内部。
其中，所述纳米晶屏蔽片的长度为60mm，宽度为60mm，厚度为20μm。
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形，所述顶针形状为六边体形，所述顶针形状内切圆的直径为70μm，所述顶针的轴间距为2000μm，所述顶针的数量为18000根。
所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹，所述裂纹形成的碎片大小为5mm，所述碎片大小为碎片的平均等效圆直径。
粒径为200nm聚丙烯酸酯粉末布满所述蜂窝状图形的内部与所述裂纹的内部。
所述电磁屏蔽片的制备方法包括如下步骤：
(1)采用顶针冲压的方式图形化处理纳米晶屏蔽片，得到图形化纳米晶屏蔽片；
(2)退火处理步骤(1)所述图形化纳米晶片，退火处理的温度为560℃，退火处理的保温时间为100min，得到退火纳米晶屏蔽片；
(3)在退火纳米晶屏蔽片的一个表面上涂布硅胶，涂布后硅胶的厚度为10μm，得到覆胶保护纳米晶屏蔽片；
(4)碎片化处理步骤(3)所述覆胶保护纳米晶屏蔽片，碎片化处理的压力为20MPa，得到裂纹纳米晶屏蔽片；
(5)30℃条件下，将裂纹纳米晶屏蔽片浸入聚丙烯酸酯粉末中，裂纹纳米晶屏蔽片的填充速度为1.5m/min，采用超声频率为34kHz的超声辅助方式将聚丙烯酸酯粉末填充至裂纹中，得到电磁屏蔽片。
实施例3
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，所述电磁屏蔽片包括纳米晶屏蔽片。
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形，所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹，绝缘粉末布满所述蜂窝状图形的内部与所述裂纹的内部。
所述电磁屏蔽片包括多层所述纳米晶屏蔽片，相邻纳米晶屏蔽片通过双面胶进行贴合。
其中，所述纳米晶屏蔽片的长度为40mm，宽度为80mm，厚度为15μm。
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形，所述顶针形状为圆形，所述顶针形状内切圆的直径为80μm，所述顶针的轴间距为1000μm，所述顶针的数量为21000根。
所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹，所述裂纹形成的碎片大小为8mm。
粒径为150nm的环氧树脂粉末布满所述蜂窝状图形的内部与所述裂纹的内部。
所述电磁屏蔽片包括5层所述纳米晶屏蔽片。
所述电磁屏蔽片的制备方法包括如下步骤：
(1)采用顶针冲压的方式图形化处理纳米晶屏蔽片，得到图形化纳米晶屏蔽片；
(2)退火处理步骤(1)所述图形化纳米晶片，退火处理的温度为550℃，退火处理的保温时间为110min，得到退火纳米晶屏蔽片；
(3)在退火纳米晶屏蔽片的一个表面上粘合树脂，粘合后树脂的厚度为5μm，得到覆胶保护纳米晶屏蔽片；
(4)碎片化处理步骤(3)所述覆胶保护纳米晶屏蔽片，碎片化处理的压力为13MPa，得到裂纹纳米晶屏蔽片；
(5)将裂纹纳米晶屏蔽片浸入温度为35℃的环氧树脂粉末中，裂纹纳米晶屏蔽片的填充速度为2m/min，采用频率为36kHz的超声辅助方式将环氧树脂粉末填充至裂纹中，得到电磁屏蔽片；
(6)采用双面胶粘贴的方式贴合5层所述电磁屏蔽片，取一片电磁屏蔽片，在其裸露面覆一层具有绝缘性的双面胶，将该电磁屏蔽片作为底基面，然后另取一片电磁屏蔽片作为第二层，将第二层的裸露面与底基面的双面胶所在面贴合，剥离第二层的胶体并覆上双面胶，依次类推贴合至5层，得到电磁屏蔽片产品，所述双面胶为具有绝缘性的双面胶，所述双面胶的厚度为8μm，所述双面胶的粘度为1000g/25mm。
实施例4
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，所述电磁屏蔽片包括纳米晶屏蔽片。
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形，所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹，绝缘粉末布满所述蜂窝状图形的内部与所述裂纹的内部。
所述电磁屏蔽片包括多层所述纳米晶屏蔽片，相邻纳米晶屏蔽片通过双面胶进行贴合。
其中，所述纳米晶屏蔽片的长度为80mm，宽度为40mm，厚度为25μm。
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形，所述顶针形状为正方形，所述顶针形状内切圆的直径为60μm，所述顶针的轴间距为500μm，所述顶针的数量为25600根。
所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹，所述裂纹形成的碎片大小为10mm。
粒径为250nm的绝缘粉末布满所述蜂窝状图形的内部与所述裂纹的内部，所述绝缘粉末为二氧化硅粉末与氧化锆粉末的混合物。
所述电磁屏蔽片包括10层所述纳米晶屏蔽片。
所述电磁屏蔽片的制备方法包括如下步骤：
(1)采用顶针冲压的方式图形化处理纳米晶屏蔽片，得到图形化纳米晶屏蔽片；
(2)退火处理步骤(1)所述图形化纳米晶片，退火处理的温度为580℃，退火处理的保温时间为90min，得到退火纳米晶屏蔽片；
(3)在退火纳米晶屏蔽片的一个表面上浸胶，浸胶后硅胶的厚度为15μm，得到覆胶保护纳米晶屏蔽片；
(4)碎片化处理步骤(3)所述覆胶保护纳米晶屏蔽片，两辊间压力为10MPa，得到裂纹纳米晶屏蔽片；
(5)将裂纹纳米晶屏蔽片浸入温度为20℃的绝缘粉末中，裂纹纳米晶屏蔽片的填充速度为2.5m/min，采用频率为30kHz的超声辅助方式进行填充，得到电磁屏蔽片；
(6)采用双面胶粘贴的方式贴合10层所述电磁屏蔽片，取一片电磁屏蔽片，在其裸露面覆一层具有绝缘性的双面胶，将该电磁屏蔽片作为底基面，然后另取一片电磁屏蔽片作为第二层，将第二层的裸露面与底基面的双面胶所在面贴合，剥离第二层的胶体并覆上双面胶，依次类推贴合至10层，得到电磁屏蔽片产品，所述双面胶为具有绝缘性的双面胶，所述双面胶的厚度为10μm，所述双面胶的粘度为1200g/25mm；
(7)将电磁屏蔽片产品装入真空袋中，抽真空密封处理，然后置于40℃的水中进行等静水压处理，所述等静压处理的压力为3000kgf/cm2，所述等静压处理的保压时间为27min。
实施例5
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，其结构与实施例4提供的电磁屏蔽片相同。
其中，所述纳米晶屏蔽片的长度为60mm，宽度为60mm，厚度为50μm。
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形，所述顶针形状为正方形和圆形的组合，所述顶针形状内切圆的直径为90μm，所述顶针的轴间距为5000μm，所述顶针的数量为2048根。
所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹，所述裂纹形成的碎片大小为0.2mm。
粒径为300nm的绝缘粉末布满所述蜂窝状图形的内部与所述裂纹的内部，所述绝缘粉末为聚氨酯粉末与氧化铝粉末的组合。
所述电磁屏蔽片包括2层所述纳米晶屏蔽片。
所述电磁屏蔽片的制备方法包括如下步骤：
(1)采用顶针冲压的方式图形化处理纳米晶屏蔽片，得到图形化纳米晶屏蔽片；
(2)退火处理步骤(1)所述图形化纳米晶片，退火处理的温度为600℃，退火处理的保温时间为60min，得到退火纳米晶屏蔽片；
(3)在退火纳米晶屏蔽片的一个表面上涂布亚克力胶，涂布后亚克力胶的厚度为20μm，得到覆胶保护纳米晶屏蔽片；
(4)碎片化处理步骤(3)所述覆胶保护纳米晶屏蔽片，所述碎片化处理的压力为30MPa，得到裂纹纳米晶屏蔽片；
(5)将裂纹纳米晶屏蔽片浸入温度为19℃的绝缘粉末中，裂纹纳米晶屏蔽片的填充速度为1m/min，采用频率为28kHz的超声辅助方式进行填充，得到电磁屏蔽片；
(6)采用双面胶粘贴的方式贴合2层所述电磁屏蔽片，取一片电磁屏蔽片，在其裸露面覆一层具有绝缘性的双面胶，将该电磁屏蔽片作为底基面，然后另取一片电磁屏蔽片作为第二层，将第二层的裸露面与底基面的双面胶所在面贴合，得到电磁屏蔽片产品，所述双面胶为具有绝缘性的双面胶，所述双面胶的厚度为5μm，所述双面胶的粘度为800g/25mm；
(7)将电磁屏蔽片产品装入真空袋中，抽真空密封处理，然后置于30℃的水中进行等静压处理，所述等静压处理的压力为4000kgf/cm2，所述等静压处理的保压时间为20min。
实施例6
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，其结构与实施例4提供的电磁屏蔽片相同。
其中，所述纳米晶屏蔽片为圆形，所述纳米晶屏蔽片的直径为60mm，厚度为10μm。
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形，所述顶针形状为六边体形，所述顶针形状内切圆的直径为50μm，所述顶针的轴间距为3000μm，所述顶针的数量为256根。
所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹，所述裂纹形成的碎片大小为0.5mm。
粒径为100nm的二氧化硅粉末布满所述蜂窝状图形的内部与所述裂纹的内部。
所述电磁屏蔽片包括20层所述纳米晶屏蔽片。
所述电磁屏蔽片的制备方法包括如下步骤：
(1)采用顶针冲压的方式图形化处理纳米晶屏蔽片，得到图形化纳米晶屏蔽片；
(2)退火处理步骤(1)所述图形化纳米晶片，退火处理的温度为500℃，退火处理的保温时间为120min，得到退火纳米晶屏蔽片；
(3)在退火纳米晶屏蔽片的一个表面上涂布PU胶，涂布后PU胶的厚度为20μm，得到覆胶保护纳米晶屏蔽片；
(4)碎片化处理步骤(3)所述覆胶保护纳米晶屏蔽片，所述碎片化处理的压力为25MPa，得到裂纹纳米晶屏蔽片；
(5)将裂纹纳米晶屏蔽片浸入温度为45℃的绝缘粉末中，裂纹纳米晶屏蔽片的输送速度为3m/min，采用频率为40kHz的超声辅助方式进行填充，得到电磁屏蔽片；
(6)采用双面胶粘贴的方式贴合20层所述电磁屏蔽片，取一片电磁屏蔽片，在其裸露面覆一层具有绝缘性的双面胶，将该电磁屏蔽片作为底基面，然后另取一片电磁屏蔽片作为第二层，将第二层的裸露面与底基面的双面胶所在面贴合，剥离第二层的硅胶并覆上双面胶，依次类推贴合至20层，得到电磁屏蔽片产品，所述双面胶为具有绝缘性的双面胶，所述双面胶的厚度为3μm，所述双面胶的粘度为500g/25mm；
(7)将电磁屏蔽片产品装入真空袋中，抽真空密封处理，然后置于25℃的水中进行等静压处理，所述等静压处理的压力为5000kgf/cm2，所述等静压处理的保压时间为30min。
实施例7
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除纳米晶屏蔽片的厚度为5μm、绝缘粉末粒径为50nm、双面胶的厚度为12μm、双面胶的粘度为1400g/25mm、等静压处理的温度为60℃、等静压处理的压力为2500kgf/cm2、等静压处理的保压时间为28min以外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例8
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除纳米晶屏蔽片的厚度为70μm、绝缘粉末的粒径为10nm、等静压处理的压力为2000kgf/cm2以外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例9
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除顶针的数量为125根以外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例10
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除顶针的数量为35000根以外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例11
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除碎片化处理的压力为50MPa、碎片大小为0.1mm以外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例12
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除碎片化处理的压力为5MPa、碎片大小为15mm以外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例13
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除没有进行单面覆胶操作以外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例14
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘化填充的方式与CN 104900383A的实施例公开的方式相同外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例15
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘化处理的温度为10℃以外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例16
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘化处理的温度为60℃，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例17
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘化处理的速度为0.5m/min以外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例18
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘化处理的速度为4m/min，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例19
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘化处理的辅助手段为微波辅助外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例20
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘化处理的辅助手段为微波辅助与超声波辅助共同作用外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例21
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘化处理没有微波辅助与超声波辅助外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例22
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除等静压处理的温度为10℃外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例23
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除等静压处理的温度为70℃外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例24
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除等静压处理的压力为1000kgf/cm2外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例25
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除等静压处理的压力为6000kgf/cm2外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例26
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘粉末的粒径为5nm外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
实施例27
本实施例提供了一种电磁屏蔽片，除绝缘粉末的粒径为500nm外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
对比例1
本对比例提供了一种电磁屏蔽片，除没有对纳米晶屏蔽片进行图形化处理外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
对比例2
本对比例提供了一种电磁屏蔽片，除图形化处理外的方式为激光蚀刻外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
对比例3
本对比例提供了一种电磁屏蔽片，除图形化处理外的方式为化学腐蚀外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
对比例4
本对比例提供了一种电磁屏蔽片，除顶针形状内切圆的直径为30μm外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
对比例5
本对比例提供了一种电磁屏蔽片，除顶针形状内切圆的直径为150μm外，其余结构及其制备步骤均与实施例4相同。
对比例6
本对比例提供了一种电磁屏蔽片，所述电磁屏蔽片为没有经过处理的纳米晶屏蔽片。
采用IM3536对实施例与对比例制备的电磁屏蔽片的电感性能进行测试，测试电压为1V，测试频率为128kHz，测试数据如表1所示：
表1
对实施例与对比例制备的电磁屏蔽片的充电效率进行测试，其中发射装置的电流为1.5A，发射装置的电压为9V，测试数据如表2所示：
表2
由表1与表2可知，无线充电的充电效率与Q值有关，Q值越高，充电效率越高。比较实施例4-6可知，经过等静压处理后的由多层纳米晶屏蔽片制得的电磁屏蔽片的充电效率最高；比较实施例4与实施例5、6、9、10可知，顶针数量过少或过多时，电磁屏蔽片的充电效率提升有限；比较实施例4与实施例7、8可知，纳米晶屏蔽片的厚度过薄或过厚都不利于提高电磁屏蔽片的充电效率；比较实施例4与实施例11、12可知，碎片化处理的压力过大或过小时，电磁屏蔽片的充电效率提升有限；比较实施例4与实施例15、16可知，绝缘化处理的温度过高或过低时，电磁屏蔽片的充电效率提升有限；比较实施例4与实施例17、18可知，绝缘化处理的速度过快时，电磁屏蔽片的充电效率提升有限，但过慢会影响电磁屏蔽片的产量，不利于提高经济效益；比较实施例4与实施例19-21可知，微波辅助能够提高绝缘粉末的填充效果，提高电磁屏蔽片的充电效率；比较实施例4与实施例22-25可知，等静压处理的工艺参数超过本发明提供的技术方案的工艺参数范围时，电磁屏蔽片的充电效率提升有限；比较实施例4与实施例27可知，绝缘粉末的粒径过高时，提高电磁屏蔽片的充电效率提升有限。
比较实施例4与对比例1可知，图形化处理能够提升电磁屏蔽片的充电效率；比较实施例4与对比例2、3可知，采用激光刻蚀与化学腐蚀的方法对纳米晶屏蔽片进行图形化处理同样能够提高电磁屏蔽片的充电效率，但本发明采用的顶针冲压的方式操作简单，节能环保；比较实施例4与对比例4、5可知，顶针过大或过小会影响图形化处理的效果，从而改变绝缘粉末的填充效果，电磁屏蔽片的充电效率提升有限。
综上，本发明提供的电磁屏蔽片结构简单，裂片效率高，绝缘性能好，制备方法工艺简单，所选用的绝缘化处理方式能够提高电磁屏蔽片的绝缘性。本发明采用的技术方案能够得到一种充电效率高的电磁屏蔽片，所述电磁屏蔽片能够降低无线充电过程中的涡流损耗，降低能量损耗。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种电磁屏蔽片，其特征在于，包括纳米晶屏蔽片；
所述纳米晶屏蔽片的表面上设置有顶针冲压形成的蜂窝状图形；
所述顶针形状内切圆的直径为50-90μm。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片，其特征在于，所述纳米晶屏蔽片的长度为40-80mm，优选为60mm；
优选地，所述纳米晶屏蔽片的宽度为40-80mm，优选为60mm；
优选地，所述纳米晶屏蔽片的厚度为10-50μm，优选为15-25μm；
优选地，所述顶针的轴间距为500-5000μm，优选为1000-3000μm；
优选地，所述顶针形状包括圆形、正方形或六边体形中的任意一种或至少两种的组合，优选为六边体形；
优选地，所述顶针的数量为256-25600根，优选为2560-21000根；
优选地，所述顶针形状内切圆的直径为60-80μm。
3.根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽片，其特征在于，所述纳米晶屏蔽片的表面布满裂纹；
优选地，所述裂纹形成的碎片大小为0.2-10mm，优选为0.5-8mm；
优选地，所述电磁屏蔽片包括1-20层所述纳米晶屏蔽片，优选为2-10层纳米晶屏蔽片。
4.根据权利要求1-3的任一项所述的电磁屏蔽片，其特征在于，所述电磁屏蔽片包括绝缘粉末；
优选地，所述绝缘粉末填充于所述蜂窝状图形的内部；
优选地，所述绝缘粉末填充于所述裂纹的内部。
5.根据权利要求1-3所述的电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，所述电磁屏蔽片的制备方法包括如下步骤：
(1)图形化处理纳米晶屏蔽片，得到图形化纳米晶屏蔽片；
(2)退火处理步骤(1)所述图形化纳米晶屏蔽片，得到退火纳米晶屏蔽片；
(3)单面覆胶处理步骤(2)所述退火纳米晶屏蔽片，得到覆胶保护纳米晶屏蔽片；
(4)碎片化处理步骤(3)所述覆胶保护纳米晶屏蔽片，得到裂纹纳米晶屏蔽片；
(5)绝缘化填充步骤(4)所述裂纹纳米晶屏蔽片，得到电磁屏蔽片。
6.根据权利要求4所述的电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述退火处理的退火温度为500-600℃，优选为550-580℃；
优选地，步骤(2)所述退火处理的保温时间为60-120min，优选为90-110min；
优选地，步骤(3)所述单面覆胶处理使用的胶体包括硅胶、树脂、亚克力胶或PU胶，优选为硅胶；
优选地，步骤(3)所述单面覆胶处理后胶体的厚度为3-20μm，优选为3-15μm；
优选地，步骤(3)所附单面覆胶处理的方法包括浸胶、涂布或粘合，优选为涂布；
优选地，步骤(4)所述碎片化处理的压力为10-30MPa，优选为10-25MPa，进一步优选为13MPa。
7.根据权利要求4所述的电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述绝缘化填充包括如下步骤：用绝缘粉末填充裂纹纳米晶片屏蔽片的裂纹；
优选地，所述绝缘粉末包括聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、二氧化硅、氧化锆或氧化铝中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述绝缘粉末的粒径为10-300nm，优选为100-150nm；
优选地，所述填充的温度为19-45℃，优选为20-35℃；
优选地，所述填充的速度为1-3m/min，优选为1-2m/min；
优选地，所述填充的过程还包括超声辅助和/或微波辅助，优选为超声辅助；
优选地，所述超声辅助的超声频率为28-40kHz，优选为30-36kHz。
8.根据权利要求4所述的电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，所述方法还包括步骤(5)后的步骤(6)：贴合电磁屏蔽片，得到电磁屏蔽片产品；
优选地，所述电磁屏蔽片产品的所述电磁屏蔽片的层数为2-20层，优选为2-10层；
优选地，所述贴合的方式包括采用双面胶进行粘贴；
优选地，所述双面胶的厚度为3-12μm，优选为5-10μm；
优选地，所述双面胶的粘度为500-1400g/25mm，优选为800-1200g/25mm；
优选地，所述双面胶为具有绝缘性的双面胶；
优选地，所述方法还包括步骤(6)后的步骤(7)：等静压处理电磁屏蔽片产品，得到等静压电磁屏蔽片；
优选地，所述等静压处理的温度为25-60℃，优选为30-50℃；
优选地，所述等静压处理的压力为2000-5000kgf/cm2，优选为2500-4000kgf/cm2；
优选地，所述等静压处理的保压时间为20-30min，优选为25-30min。
9.根据权利要求4所述的电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)顶针冲压处理纳米晶屏蔽片，得到表面上设置有蜂窝状图形的图形化纳米晶屏蔽片；
(2)500-600℃条件下退火处理步骤(1)所得图形化纳米晶屏蔽片，得到退火纳米晶屏蔽片，所述退火处理的保温时间为60-120min；
(3)在步骤(2)所述退火纳米晶屏蔽片的一个表面上单面覆胶厚度为的胶体，得到覆胶保护纳米晶屏蔽片；
(4)10-30MPa下碎片化处理步骤(3)所述覆胶保护纳米晶屏蔽片，得到裂纹纳米晶屏蔽片，所述裂纹形成的碎片大小为0.2-10mm；
(5)19-45℃，28-40kHz超声辅助的条件下，使用粒径为的绝缘粉末填充步骤(4)所述裂纹纳米晶屏蔽片，得到电磁屏蔽片，填充的速度为1-3m/min；
(6)使用具有绝缘性的双面胶贴合步骤(5)所述电磁屏蔽片，得到电磁屏蔽片产品，所述双面胶的厚度为3-12μm，所述双面胶的粘度为500-1400g/25mm；
(7)25-60℃，2000-5000kgf/cm2的条件下等静压处理步骤(6)所述电磁屏蔽片产品，得到等静压电磁屏蔽片，所述等静压处理的保压时间为20-30min。
10.根据权利要求1-3所述的电磁屏蔽片用于无线充电。
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Denomination of invention: An Electromagnetic Shielding Sheet and Its Preparation Method and Application Effective date of registration: 20221111 Granted publication date: 20200609 Pledgee: Dongyang Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: HENGDIAN GROUP DMEGC MAGNETICS Co.,Ltd. Registration number: Y2022330003034 |