CN109795207B - 一种电磁屏蔽片及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽片及其制作方法,制作方法包括:将硅烷偶联剂与有机溶剂混合,得到预分散液;将纳米铁氧体粉体和增稠剂加入至预分散液中,得到调制分散液;将丙烯酸酯类单体、烷类化合物以及有机溶剂混合,得到聚合溶液;将所述调制分散液和聚合溶液进行混合,然后加入基体树脂、偶氮类化合物以及N‑亚硝基化合物,得到胶粘剂;将胶粘剂涂覆于基材层的一侧面,得到压敏胶带;将非晶或纳米晶带材的一侧面与所述压敏胶带涂覆有胶粘剂的一侧面进行贴合,然后进行磁片图形化处理,得到电磁屏蔽片。通过调整纳米铁氧体粉体的用量来调整电磁屏蔽片的磁谱,从而可同时匹配不同类别的WPC和NFC线圈,并且调整范围宽,可适用于更宽的频率范围。

Description

一种电磁屏蔽片及其制作方法
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽技术领域,尤其涉及一种电磁屏蔽片及其制作方法。
背景技术
随着现代电子工业的高速发展,电子电器和无线电通讯得以普遍使用,电磁辐射己成为继噪声污染、大气污染、水污染和固体废物污染之后的又一大公害。电磁波不仅干扰着各种电子设备的正常运行,威胁通信设备的信息安全,而且对人类的身体健康也会产生极大危害。目前,消除电磁波危害的主要方法是采用电磁屏蔽材料对其进行屏蔽。因此,探索高效的电磁屏蔽材料已经成为迫切需要解决的问题。
目前电磁屏蔽的主要方法有反射、传导和衰减。随着手机的快速普及应用,无线网络支持的上下行数据速率不断提高,新的应用尤其是数据业务方面的应用不断涌现,手机成为人们身边不可缺少的信息终端。
手机集成了信息交互功能,同时配备了无线充电功能。这是后续手机产业链的发展趋势,现在主流中高端手机都已经配备了WPC和NFC功能,且作为一个Combo模组来满足手机超薄化和高集成化的需求。而作为WPC和NFC导磁和屏蔽的材料往往分别采用不同的材料,如使用非晶材料作为WPC的导磁材料,使用铁氧体作为NFC的屏蔽材料。
近两年出现了纳米晶软磁材料作为WPC和NFC同时应用的屏蔽材料,三星已经首先采用了此方案作为WPC和NFC的Combo导磁材料方案。然而,即使纳米晶可以应用在13.56MHz的高频,其损耗也较高,相比铁氧体会高出很多,这是我们所不希望看到的。因此需要找到一种更适宜的材料来应用于较宽频率。
由于NFC天线线圈在设计确定后,调节NFC谐振频率的任务就落在隔磁片上,而方案商设计NFC线圈往往是与一个确定规格的隔磁片进行配合设计,一旦调整隔磁片的原材料批次就会造成NFC谐振频率的变化,这对隔磁片供应商造成了很大的困扰。对于纳米晶隔磁片,传统调整方法主要是通过调整纳米晶材料的热处理工艺来进行频率调节,但这会影响到WPC的充电效率,同时也会造成工艺和生产成本的增加。而非晶电磁屏蔽片更无法满足NFC的需求,因此急需寻找一种新型材料来实现NFC谐振频率的有效调节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种电磁屏蔽片及其制作方法,适用频率更宽,且可同时匹配不同类别的WPC和NFC线圈。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种电磁屏蔽片的制作方法,将1~5重量份的硅烷偶联剂与20~25重量份的有机溶剂进行混合,得到预分散液;将1~40重量份的纳米铁氧体粉体和2~8重量份的增稠剂分别加入至所述预分散液中,得到调制分散液;将30~60重量份的丙烯酸酯类单体、10~20重量份的烷类化合物以及15~30重量份的有机溶剂进行混合,得到聚合溶液;将所述调制分散液和聚合溶液进行混合,得到聚合混合物,然后向所述聚合混合物中分别加入5~15重量份的基体树脂、1~5份的偶氮类化合物以及1~5份的N-亚硝基化合物,得到胶粘剂;将所述胶粘剂涂覆于用于制作压敏胶带的基材层的一侧面,于所述基材层的另一侧面设置离型层,得到所述压敏胶带;将用于制作电磁屏蔽片的非晶或纳米晶带材的一侧面与所述压敏胶带涂覆有胶粘剂的一侧面进行贴合,得到压合原材;对所述压合原材进行磁片图形化处理,得到所述电磁屏蔽片。
本发明采用的另一技术方案为:
一种电磁屏蔽片,根据所述的电磁屏蔽片的制作方法制作而成。
本发明的有益效果在于:通过调整纳米铁氧体粉体的用量来调整电磁屏蔽片的磁谱,从而可同时匹配不同类别的WPC和NFC线圈,并且调整范围宽,可适用于更宽的频率范围。
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:在胶粘剂中加入纳米铁氧体粉体,通过调整纳米铁氧体粉体的用量来调整电磁屏蔽片的磁谱,从而可同时匹配不同类别的WPC和NFC线圈。
一种电磁屏蔽片的制作方法,将1~5重量份的硅烷偶联剂与20~25重量份的有机溶剂进行混合,得到预分散液;将1~40重量份的纳米铁氧体粉体和2~8重量份的增稠剂分别加入至所述预分散液中,得到调制分散液;将30~60重量份的丙烯酸酯类单体、10~20重量份的烷类化合物以及15~30重量份的有机溶剂进行混合,得到聚合溶液;将所述调制分散液和聚合溶液进行混合,得到聚合混合物,然后向所述聚合混合物中分别加入5~15重量份的基体树脂、1~5份的偶氮类化合物以及1~5份的N-亚硝基化合物,得到胶粘剂;将所述胶粘剂涂覆于用于制作压敏胶带的基材层的一侧面,于所述基材层的另一侧面设置离型层,得到所述压敏胶带;将用于制作电磁屏蔽片的非晶或纳米晶带材的一侧面与所述压敏胶带涂覆有胶粘剂的一侧面进行贴合,得到压合原材;对所述压合原材进行磁片图形化处理,得到所述电磁屏蔽片。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:通过调整纳米铁氧体粉体的用量来调整电磁屏蔽片的磁谱,从而可同时匹配不同类别的WPC和NFC线圈,并且调整范围宽,可适用于更宽的频率范围。
进一步的,还包括对所述压敏胶带进行热处理。
由上述描述可知,对压敏胶带进行热处理利于溶剂快速挥发。
进一步的,还包括对所述电磁屏蔽片进行层压处理。
由上述描述可知,可以根据需要选择进行层压的电磁屏蔽片的层数。
进一步的,所述纳米铁氧体粉体为Mn-Zn铁氧体粉体和Ni-Zn铁氧体粉体中的至少一种。
由上述描述可知,纳米铁氧体粉体可以是一种或两种的混合。
进一步的,所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯中的至少一种。
进一步的,所述增稠剂为异氰酸酯和癸二酸二丁酯中的至少一种。
进一步的,所述基体树脂为丁醚化羟甲基氨基树脂、松香树脂和萜烯树脂中的至少一种。
进一步的,所述胶粘剂的涂覆厚度为2~20μm。
进一步的,所述基材层的材质为PI。
本发明涉及的另一技术方案为:
一种电磁屏蔽片,根据所述的电磁屏蔽片的制作方法制作而成。
实施例一
本发明的实施例一为:
一种电磁屏蔽片的制作方法,包括如下步骤:
1、胶粘剂的制备:
将1~5重量份的硅烷偶联剂与20~25重量份的有机溶剂进行混合,得到预分散液;将1~40重量份的纳米铁氧体粉体和2~8重量份的增稠剂分别加入至所述预分散液中,得到调制分散液;将30~60重量份的丙烯酸酯类单体、10~20重量份的烷类化合物以及15~30重量份的有机溶剂进行混合,得到聚合溶液;将所述调制分散液和聚合溶液进行混合,得到聚合混合物,然后向所述聚合混合物中分别加入5~15重量份的基体树脂、1~5份的偶氮类化合物以及1~5份的N-亚硝基化合物,得到胶粘剂。
本实施例中,预分散液所用的有机溶剂可以是任何可以溶解硅烷偶联剂的溶剂,可以是一种或者多种溶剂的混合,例如,可以是丙酮与丁酮的混合溶剂。所述纳米铁氧体粉体为Mn-Zn铁氧体粉体和Ni-Zn铁氧体粉体中的至少一种,所述增稠剂为异氰酸酯和癸二酸二丁酯中的至少一种,所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯中的至少一种,所述烷类化合物为二甲基二乙氧基硅烷、二乙酰氧基丁烷和环庚硅氧烷中的至少一种,所述聚合溶液中的有机溶剂为丁酸甲酯和甲苯的混合溶剂,所述基体树脂为丁醚化羟甲基氨基树脂、松香树脂和萜烯树脂中的至少一种。
将得到的胶粘剂在密封的环境下加热,可以进一步使各组分混合均匀。
2、压敏胶带的制备
将步骤1得到的胶粘剂涂覆于用于制作压敏胶带的基材层的一侧面,于所述基材层的另一侧面设置离型层,得到所述压敏胶带。所述胶粘剂的涂覆厚度为2~20μm,所述基材层的材质为PI。本实施例中,对所述压敏胶带进一步进行热处理,在150℃条件下烘烤20min,然后进行收卷。
3、电磁屏蔽片的制作
将用于制作电磁屏蔽片的非晶或纳米晶带材的一侧面与所述压敏胶带涂覆有胶粘剂的一侧面进行贴合,得到压合原材。本实施例中,在贴合之前需要对非晶或纳米晶带材进行热处理。
对所述压合原材进行磁片图形化处理,得到所述电磁屏蔽片。具体的,磁片图形化处理可以采用激光切割或化学蚀刻处理工艺来进行。由于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。我们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。本实施例中,最终得到的颗粒的大小为5μm~5mm,相邻两个颗粒的间隙大小为1~1000μm。
本实施例中,还可以根据需要将多层的电磁屏蔽片线贴合,然后进行层压处理,得到多层的电磁屏蔽片结构。贴合时,将其中一个电磁屏蔽片的带胶的那一面与另一个电磁屏蔽片的不带胶的那一面进行贴合,依次进行累加。
得到电磁屏蔽片之后,可以根据需要冲切得到合适的尺寸,然后将电磁屏蔽片与石墨片和线圈进行贴合,得到电磁屏蔽片组件。
根据公式
Figure BDA0001938479790000051
可以分别得到电磁屏蔽片的频率、电感和电容,f表示频率,L表示电感,C表示电容,N表示线圈匝数,Ae表示有效截面积,μr表示相对磁导率,εr表示介电常数,S表示电容极板的正对面积,k表示静电力常数,d表示极板间距离。
在Combo模组中,我们需要采用一款导磁材料同时满足WPC和NFC要求,以及其他支付功能。在WPC和NFC线圈确定后,为满足整机对模组性能的要求,往往顾此失彼,一旦满足WPC功能的性能需求,NFC就很难完全满足,一般体现在谐振频率偏离中心值13.56MHz,本实施中通过调整胶材的介电常数可以完美地调整NFC性能,使得同一电磁屏蔽片可以满足Combo要求。
实施例二
本发明的实施例二为一种电磁屏蔽片的制作方法,与实施例一的不同之处在于:
1、胶粘剂的制备:
将3重量份的硅烷偶联剂与22重量份的有机溶剂进行混合,得到预分散液;将20重量份的纳米铁氧体粉体和5重量份的增稠剂分别加入至所述预分散液中,得到调制分散液;将40重量份的丙烯酸酯类单体、15重量份的烷类化合物以及22重量份的有机溶剂进行混合,得到聚合溶液;将所述调制分散液和聚合溶液进行混合,得到聚合混合物,然后向所述聚合混合物中分别加入11重量份的基体树脂、2份的偶氮类化合物以及3份的N-亚硝基化合物,得到胶粘剂。
2、压敏胶带的制备
所述胶粘剂的涂覆厚度为10μm。
实施例三
本发明的实施例三为一种电磁屏蔽片的制作方法,与实施例一的不同之处在于:
1、胶粘剂的制备:
将1重量份的硅烷偶联剂与20重量份的有机溶剂进行混合,得到预分散液;将1重量份的纳米铁氧体粉体和8重量份的增稠剂分别加入至所述预分散液中,得到调制分散液;将30重量份的丙烯酸酯类单体、20重量份的烷类化合物以及15重量份的有机溶剂进行混合,得到聚合溶液;将所述调制分散液和聚合溶液进行混合,得到聚合混合物,然后向所述聚合混合物中分别加入5重量份的基体树脂、1份的偶氮类化合物以及5份的N-亚硝基化合物,得到胶粘剂。
2、压敏胶带的制备
所述胶粘剂的涂覆厚度为2μm。
实施例四
本发明的实施例四为一种电磁屏蔽片的制作方法,与实施例一的不同之处在于:
1、胶粘剂的制备:
将5重量份的硅烷偶联剂与25重量份的有机溶剂进行混合,得到预分散液;将40重量份的纳米铁氧体粉体和2重量份的增稠剂分别加入至所述预分散液中,得到调制分散液;将60重量份的丙烯酸酯类单体、10重量份的烷类化合物以及30重量份的有机溶剂进行混合,得到聚合溶液;将所述调制分散液和聚合溶液进行混合,得到聚合混合物,然后向所述聚合混合物中分别加入15重量份的基体树脂、5份的偶氮类化合物以及1份的N-亚硝基化合物,得到胶粘剂。
2、压敏胶带的制备
所述胶粘剂的涂覆厚度为20μm。
实施例五
本发明的实施例五为一种电磁屏蔽片的制作方法,与实施例二的不同之处在于:
通过调整纳米铁氧体粉体的比例,来得到不同介电常数的压敏胶带,如表1所示。
表1介电常数测试结果
Figure BDA0001938479790000071
将制作得到的电磁屏蔽片制备成4层结构,并测试其磁导率性能,如表2所示。采用成分为Fe80Si9B11(at%)的纳米晶带材。
表2磁导率性能测试结果
Figure BDA0001938479790000072
从表2可知,随着Mn-Zn和Ni-Zn铁氧体粉体配入比例的调整,磁片的磁谱发生改变,高低频的磁片Q值均有所增加,即损耗降低,这正是作为WPC和NFC使用时所需要的。
将上述的4层结构与石墨片和线圈组装成电磁屏蔽组件进行性能测试,测试结果如表3所示。
表3电磁屏蔽组件的性能测试结果
Figure BDA0001938479790000081
相比1#正常压敏胶带制备的电磁屏蔽片,配入Mn-Zn和Ni-Zn铁氧体粉体后,磁片的Rs值有一定程度的降低,这是由于磁片本身的损耗降低所致。5组电磁屏蔽组件的WPC性能类似,NFC谐振频率从14.16MHz变化到13.157MHz。因此在线圈设计完成的情况下,我们可以通过调整铁氧体粉体的配比,得到可同时匹配WPC和NFC性能的电磁屏蔽片。
与此同时,我们对这5组电磁屏蔽组件进行了充电效率测试对比,测试结果如表4所示。
表4充电效率测试结果
Figure BDA0001938479790000082
从测试结果可知,相比1#电磁屏蔽组件,后4种电磁屏蔽组件的充电效率有一定程度的提升。
综上所述,本发明提供的一种电磁屏蔽片及其制作方法,通过调整纳米铁氧体粉体的用量来调整电磁屏蔽片的磁谱,从而可同时匹配不同类别的WPC和NFC线圈;调整范围宽,可适用于更宽的频率范围,可在kHz到MHz的范围内使用。
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 (10)

1.一种电磁屏蔽片的制作方法,其特征在于,将1~5重量份的硅烷偶联剂与20~25重量份的有机溶剂进行混合,得到预分散液;将1~40重量份的纳米铁氧体粉体和2~8重量份的增稠剂分别加入至所述预分散液中,得到调制分散液;将30~60重量份的丙烯酸酯类单体、10~20重量份的烷类化合物以及15~30重量份的有机溶剂进行混合,得到聚合溶液;将所述调制分散液和聚合溶液进行混合,得到聚合混合物,然后向所述聚合混合物中分别加入5~15重量份的基体树脂、1~5份的偶氮类化合物以及1~5份的N-亚硝基化合物,得到胶粘剂;将所述胶粘剂涂覆于用于制作压敏胶带的基材层的一侧面,于所述基材层的另一侧面设置离型层,得到所述压敏胶带;将用于制作电磁屏蔽片的非晶或纳米晶带材的一侧面与所述压敏胶带涂覆有胶粘剂的一侧面进行贴合,得到压合原材;对所述压合原材进行磁片图形化处理,得到所述电磁屏蔽片。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片的制作方法,其特征在于,还包括对所述压敏胶带进行热处理。
3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片的制作方法,其特征在于,还包括对所述电磁屏蔽片进行层压处理。
4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片的制作方法,其特征在于,所述纳米铁氧体粉体为Mn-Zn铁氧体粉体和Ni-Zn铁氧体粉体中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片的制作方法,其特征在于,所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片的制作方法,其特征在于,所述增稠剂为异氰酸酯和癸二酸二丁酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片的制作方法,其特征在于,所述基体树脂为丁醚化羟甲基氨基树脂、松香树脂和萜烯树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片的制作方法,其特征在于,所述胶粘剂的涂覆厚度为2~20μm。
9.根据权利要求1所述的电磁屏蔽片的制作方法,其特征在于,所述基材层的材质为PI。
10.一种电磁屏蔽片,其特征在于,根据权利要求1-9任意一项所述的电磁屏蔽片的制作方法制作而成。
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