CN110415952A - 一种无线充电用散热型导磁片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无线充电组件技术领域，尤其涉及一种无线充电用散热型导磁片，包括导磁基材、绝缘导热胶层、石墨层和铜箔，所述导磁基材由多个非晶或纳米晶碎片单元组成，相邻两个所述非晶或纳米晶碎片单元之间形成有缝隙，所述绝缘导热胶层设置于所述缝隙以及所述非晶或纳米晶碎片单元的表面，所述石墨层设置于所述绝缘导热胶层与所述铜箔之间。相比于现有技术，本发明具有良好的屏蔽性能和散热性能。另外，本发明还提供一种无线充电用散热型导磁片的制备方法。

Description

一种无线充电用散热型导磁片及其制备方法
技术领域
本发明属于无线充电组件技术领域，尤其涉及一种无线充电用散热型导磁片及其制备方法。
背景技术
对于消费类电子产品而言，无线充电具有操作方便、通用性强等优势。无线充电技术也称非接触式充电，通过在发射端和接收端两侧分别设置的线圈，利用其产生的电池感应或频率共振的方式来实现无线充电。其中，接收端线圈附近通常有电池等金属部件，通过电池感应进行无线充电时，会在金属部件上形成涡流。为了屏蔽这些干扰，通常需要在接收端线圈的背面贴上导磁片。
专利CN104011814B公开了一种磁场屏蔽片，该磁场屏蔽片通过非晶带材碎片化成数十微米到三毫米的细片，以降低涡流损耗，从而实现较高的无线充电效率。专利CN104900383B公开了一种无线充电导磁片的制备方法，通过浸胶工艺实现非晶、纳米晶碎片单元间的绝缘，从而降低涡流。虽然以上技术方案都从某种程度上降低了涡流，提高了充电效率，但是仍然存在问题，例如，在充电过程中，导磁片在磁场中容易产生涡流发热，若导热及散热性能差则会影响导磁片的正常使用。目前，为了解决散热问题，都是采用双面胶在导磁片上贴设石墨片或铜箔等散热材料，虽然这从某种程度上解决了导磁片的散热问题，但是这会增加导磁片的整体厚度，不适用于体积较为微小的电子产品。
有鉴于此，确有必要提供一种无线充电用散热型导磁片以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种无线充电用散热型导磁片，具有良好的屏蔽性能和散热性能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无线充电用散热型导磁片，包括导磁基材、绝缘导热胶层、石墨层和铜箔，所述导磁基材由多个非晶或纳米晶碎片单元组成，相邻两个所述非晶或纳米晶碎片单元之间形成有缝隙，所述绝缘导热胶层设置于所述缝隙以及所述非晶或纳米晶碎片单元的表面，所述石墨层设置于所述绝缘导热胶层与所述铜箔之间。
作为本发明所述的无线充电用散热型导磁片的一种改进，所述导磁基材的厚度为0.01～0.2mm，所述绝缘导热胶层的厚度为0.02～0.1mm，所述石墨层的厚度为0.01～0.1mm，所述铜箔的厚度为0.02～0.5mm。若以上各层的厚度过薄，会起不到相应的磁屏蔽或散热功能；若以上各层的厚度过厚，会增加导磁片的整体厚度，影响其在微小型电子产品内部的使用，适用范围小。
作为本发明所述的无线充电用散热型导磁片的一种改进，所述导磁基材包括为铁基非晶片材、铁基纳米晶片材、钴基非晶片材和钴基纳米晶片材中的至少一种。
作为本发明所述的无线充电用散热型导磁片的一种改进，所述非晶或纳米晶碎片单元的尺寸范围为0.5～9mm。控制非晶或纳米晶碎片单元的尺寸，可以间接控制电感、损耗值。
作为本发明所述的无线充电用散热型导磁片的一种改进，所述绝缘导热胶层的导热率为50～800W/m·K。
作为本发明所述的无线充电用散热型导磁片的一种改进，所述绝缘导热胶层包括环氧树脂10％～70％；热塑性树脂和/或合成橡胶4.5％～50％；导热填料20％～80％；固化剂1％～10％。按质量比，将环氧树脂、热塑性树脂和/或合成橡胶溶解于有机溶剂中，然后再加入导热填料和固化剂，搅拌均匀得到绝缘导热胶液。
其中，若环氧树脂的添加量小于10％，则绝缘导热胶层的粘合性不佳，绝缘导热胶层的耐热性能也会收到影响；若环氧树脂的含量高于70％，绝缘导热胶层则表现得硬而脆，不利于加工，也会影响绝缘导热胶层的导热率。若热塑性树脂和/或合成橡胶的添加量小于4.5％，则绝缘导热胶层的增粘效果不明显，会导致绝缘导热胶层偏硬；若热塑性树脂和/或合成橡胶的添加量大于50％，则绝缘导热胶层的玻璃化转变温度下降较多，影响绝缘导热胶层的耐热性。若导热填料的含量小于20％，则起到的导热效果不明显；若导热填料的含量大于80％，则绝缘导热胶层的密着性不佳，绝缘性能受影响。
作为本发明所述的无线充电用散热型导磁片的一种改进，所述热塑性树脂包括聚酯树脂、丙烯酸类树脂、苯氧基树脂、聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种；所述合成橡胶为丙烯酸橡胶和/或丁腈橡胶；所述导热填料为氧化镁、氧化铍、氧化铝、氮化铝、氮化硼和碳化硅中的至少一种。
本发明的另一个目的在于：提供一种无线充电用散热型导磁片的制备方法，包括以下步骤：
取导磁基材，将其裂纹化处理形成多个非晶或纳米晶碎片单元，相邻两个所述非晶或纳米晶碎片单元之间形成有缝隙；
将裂纹化处理后的导磁基材浸入绝缘导热胶液中，然后取出烘干，进行半固化，在所述缝隙以及所述非晶或纳米晶碎片单元的表面形成半固化的绝缘导热胶层；
取一铜箔，在其任一表面上喷涂或沉积石墨层；
将铜箔上设置有石墨层的一面贴设于所述绝缘导热胶层，进行烘干，使得所述绝缘导热胶层完全固化，形成无线充电用散热型导磁片。
作为本发明所述的无线充电用散热型导磁片的制备方法的一种改进，所述导磁基材在所述绝缘导热胶液中的浸泡时间为0.1～25s。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1)本发明将导磁基材裂纹化处理，得到非晶或纳米晶碎片单元，减少了涡流损耗所带来的充电效率的损失，而且本发明采用浸胶的方式在非晶或纳米晶碎片单元之间的缝隙以及其表面形成绝缘导热胶层，即保证了缝隙被完整填充，又能使得相邻的非晶或纳米晶碎片单元相互之间绝缘，最大限度的减少涡流损耗，从而提高屏蔽性能。
2)本发明在导磁片的表面依次设置了绝缘导热胶层、石墨层和铜箔，这三者均具有良好的导热和散热性能，从而使得导磁片在使用时能将热量高效的散发出去，避免因发热量太高而影响导磁片和无线充电设备的使用。另外，本发明在绝缘导热胶层还处于半固化状态时，将喷涂或沉积有石墨层的铜箔贴设于其表面，再将绝缘导热胶层进行完全固化处理，整个结构中无需再使用双面胶进行粘结，从而降低了导磁片的整体厚度，提高了导磁片的散热性能，扩大了导磁片的适用范围。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：1-导磁基材，2-绝缘导热胶层，3-石墨层，4-铜箔，11-非晶或纳米晶碎片单元，12-缝隙。
具体实施方式
如图1所示，一种无线充电用散热型导磁片，包括导磁基材1、绝缘导热胶层2、石墨层3和铜箔4，导磁基材1由多个非晶或纳米晶碎片单元11组成，相邻两个非晶或纳米晶碎片单元11之间形成有缝隙12，绝缘导热胶层2设置于缝隙12以及非晶或纳米晶碎片单元11的表面，石墨层3设置于绝缘导热胶层2与铜箔4之间。
进一步地，导磁基材1的厚度为0.01～0.2mm，绝缘导热胶层2的厚度为0.02～0.1mm，石墨层3的厚度为0.01～0.1mm，铜箔4的厚度为0.02～0.5mm。
进一步地，导磁基材1包括为铁基非晶片材、铁基纳米晶片材、钴基非晶片材和钴基纳米晶片材中的至少一种。
进一步地，非晶或纳米晶碎片单元1的尺寸范围为0.5～9mm。控制非晶或纳米晶碎片单元1的尺寸，可以间接控制电感、损耗值。
进一步地，绝缘导热胶层2的导热率为50～800W/m·K。
进一步地，绝缘导热胶层2包括环氧树脂10％～70％；热塑性树脂和/或合成橡胶4.5％～50％；导热填料20％～80％；固化剂1％～10％。
进一步地，热塑性树脂包括聚酯树脂、丙烯酸类树脂、苯氧基树脂、聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种；合成橡胶为丙烯酸橡胶和/或丁腈橡胶；导热填料为氧化镁、氧化铍、氧化铝、氮化铝、氮化硼和碳化硅中的至少一种。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
无线充电用散热型导磁片的制备：
1)取厚度为0.01mm的铁基非晶片材，将其裂纹化处理形成多个尺寸为0.5mm的非晶碎片单元，相邻两个非晶碎片单元之间形成有缝隙；
2)按质量比，将30％的环氧树脂、15％的丙烯酸类树脂溶解于丙酮溶剂中，然后再加入52％的氧化镁和3％的间苯二胺，搅拌均匀得到绝缘导热胶液；
3)将裂纹化处理后的铁基非晶片材浸入绝缘导热胶液中，浸泡时间为0.1s，然后取出烘干，进行半固化，在缝隙以及非晶碎片单元的表面形成半固化的厚度为0.02mm的绝缘导热胶层；
4)取一厚度为0.02mm的铜箔，在其任一表面上喷涂或沉积厚度为0.01mm的石墨层；
5)将铜箔上设置有石墨层的一面贴设于绝缘导热胶层，进行烘干，使得绝缘导热胶层完全固化，形成无线充电用散热型导磁片。
实施例2
无线充电用散热型导磁片的制备：
1)取厚度为0.05mm的铁基纳米晶片材，将其裂纹化处理形成多个尺寸为2mm的纳米晶碎片单元，相邻两个纳米晶碎片单元之间形成有缝隙；
2)按质量比，将35％的环氧树脂、15％的丁腈橡胶溶解于丙酮溶剂中，然后再加入40％的氧化铍和10％的间苯二胺，搅拌均匀得到绝缘导热胶液；
3)将裂纹化处理后的铁基纳米晶片材浸入绝缘导热胶液中，浸泡时间为1s，然后取出烘干，进行半固化，在缝隙以及纳米晶碎片单元的表面形成半固化的厚度为0.03mm的绝缘导热胶层；
4)取一厚度为0.1mm的铜箔，在其任一表面上喷涂或沉积厚度为0.03mm的石墨层；
5)将铜箔上设置有石墨层的一面贴设于绝缘导热胶层，进行烘干，使得绝缘导热胶层完全固化，形成无线充电用散热型导磁片。
实施例3
无线充电用散热型导磁片的制备：
1)取厚度为0.1mm的钴基纳米晶片材，将其裂纹化处理形成多个尺寸为5mm的纳米晶碎片单元，相邻两个纳米晶碎片单元之间形成有缝隙；
2)按质量比，将25％的环氧树脂、10％的聚酰胺酰亚胺树脂和10％的丙烯酸橡胶溶解于丙酮溶剂中，然后再加入30％的氧化铝、20％的碳化硅和5％的间苯二胺，搅拌均匀得到绝缘导热胶液；
3)将裂纹化处理后的钴基纳米晶片材浸入绝缘导热胶液中，浸泡时间为5s，然后取出烘干，进行半固化，在缝隙以及纳米晶碎片单元的表面形成半固化的厚度为0.05mm的绝缘导热胶层；
4)取一厚度为0.2mm的铜箔，在其任一表面上喷涂或沉积厚度为0.05mm的石墨层；
5)将铜箔上设置有石墨层的一面贴设于绝缘导热胶层，进行烘干，使得绝缘导热胶层完全固化，形成无线充电用散热型导磁片。
实施例4
无线充电用散热型导磁片的制备：
1)取厚度为0.15mm的钴基非晶片材，将其裂纹化处理形成多个尺寸为7mm的非晶碎片单元，相邻两个非晶碎片单元之间形成有缝隙；
2)按质量比，将20％的环氧树脂、15％的聚酯树脂和15％的丙烯酸橡胶溶解于丙酮溶剂中，然后再加入25％的氮化铝、24％的碳化硅和1％的间苯二胺，搅拌均匀得到绝缘导热胶液；
3)将裂纹化处理后的钴基非晶片材浸入绝缘导热胶液中，浸泡时间为10s，然后取出烘干，进行半固化，在缝隙以及非晶碎片单元的表面形成半固化的厚度为0.08mm的绝缘导热胶层；
4)取一厚度为0.4mm的铜箔，在其任一表面上喷涂或沉积厚度为0.08mm的石墨层；
5)将铜箔上设置有石墨层的一面贴设于绝缘导热胶层，进行烘干，使得绝缘导热胶层完全固化，形成无线充电用散热型导磁片。
实施例5
无线充电用散热型导磁片的制备：
1)取厚度为0.2mm的铁基非晶片材和钴基纳米晶片材，将其裂纹化处理形成多个尺寸为9mm的非晶或纳米晶碎片单元，相邻两个非晶或纳米晶碎片单元之间形成有缝隙；
2)按质量比，将10％的环氧树脂、10％的苯氧基树脂、5％的聚酰胺酰亚胺树脂、15％的丁腈橡胶和5％的丙烯酸橡胶溶解于丙酮溶剂中，然后再加入24％的氧化铝、25％的氮化硼和6％的间苯二胺，搅拌均匀得到绝缘导热胶液；
3)将裂纹化处理后的铁基非晶片材和钴基纳米晶片材浸入绝缘导热胶液中，浸泡时间为25s，然后取出烘干，进行半固化，在缝隙以及非晶或纳米晶碎片单元的表面形成半固化的厚度为0.1mm的绝缘导热胶层；
4)取一厚度为0.5mm的铜箔，在其任一表面上喷涂或沉积厚度为0.1mm的石墨层；
5)将铜箔上设置有石墨层的一面贴设于绝缘导热胶层，进行烘干，使得绝缘导热胶层完全固化，形成无线充电用散热型导磁片。
对比例1
无线充电用散热型导磁片的制备：
1)取厚度为0.1mm的钴基纳米晶片材，将其裂纹化处理形成多个尺寸为5mm的纳米晶碎片单元，相邻两个纳米晶碎片单元之间形成有缝隙；
2)将裂纹化处理后的钴基纳米晶片材浸入绝缘胶液中，浸泡时间为10s，然后取出烘干，进行固化，在缝隙以及纳米晶碎片单元的表面形成厚度为0.05mm的绝缘胶层，形成无线充电用导磁片。
对比例2
无线充电用散热型导磁片的制备：
1)取厚度为0.1mm的钴基纳米晶片材，将其裂纹化处理形成多个尺寸为5mm的纳米晶碎片单元，相邻两个纳米晶碎片单元之间形成有缝隙；
2)将裂纹化处理后的钴基纳米晶片材浸入绝缘胶液中，浸泡时间为10s，然后取出烘干，进行固化，在缝隙以及纳米晶碎片单元的表面形成厚度为0.05mm的绝缘胶层；
3)取一厚度为0.2mm的铜箔，将其贴设于绝缘胶层的外表面；
4)在铜箔上涂抹一层厚度为0.5mm的双面胶，并将厚度为0.05mm的石墨层粘结于双面胶上，形成无线充电用散热型导磁片。性能测试
对实施例1～5以及对比例1～2制得的导磁片进行性能测试，得到结果如表1所示。
表1测试结果
由表1的数据可以看出，本发明制得的导磁片(实施例1～5)其性能明显优于对比例1～2制得的导磁片，这是因为，一方面，本发明将导磁基材裂纹化处理，得到非晶或纳米晶碎片单元，减少了涡流损耗所带来的充电效率的损失，而且本发明采用浸胶的方式在非晶或纳米晶碎片单元之间的缝隙以及其表面形成绝缘导热胶层，即保证了缝隙被完整填充，又能使得相邻的非晶或纳米晶碎片单元相互之间绝缘，最大限度的减少涡流损耗，从而提高屏蔽性能；另一方面，本发明在导磁片的表面依次设置了绝缘导热胶层、石墨层和铜箔，这三者均具有良好的导热和散热性能，从而使得导磁片在使用时能将热量高效的散发出去，避免因发热量太高而影响导磁片的使用。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种无线充电用散热型导磁片，其特征在于：包括导磁基材、绝缘导热胶层、石墨层和铜箔，所述导磁基材由多个非晶或纳米晶碎片单元组成，相邻两个所述非晶或纳米晶碎片单元之间形成有缝隙，所述绝缘导热胶层设置于所述缝隙以及所述非晶或纳米晶碎片单元的表面，所述石墨层设置于所述绝缘导热胶层与所述铜箔之间。
2.根据权利要求1所述的无线充电用散热型导磁片，其特征在于：所述导磁基材的厚度为0.01～0.2mm，所述绝缘导热胶层的厚度为0.02～0.1mm，所述石墨层的厚度为0.01～0.1mm，所述铜箔的厚度为0.02～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的无线充电用散热型导磁片，其特征在于：所述导磁基材包括为铁基非晶片材、铁基纳米晶片材、钴基非晶片材和钴基纳米晶片材中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的无线充电用散热型导磁片，其特征在于：所述非晶或纳米晶碎片单元的尺寸范围为0.5～9mm。
5.根据权利要求1所述的无线充电用散热型导磁片，其特征在于：所述绝缘导热胶层的导热率为50～800W/m·K。
6.根据权利要求1所述的无线充电用散热型导磁片，其特征在于：所述绝缘导热胶层包括环氧树脂10％～70％；热塑性树脂和/或合成橡胶4.5％～50％；导热填料20％～80％；固化剂1％～10％。
7.根据权利要求6所述的无线充电用散热型导磁片，其特征在于：所述热塑性树脂包括聚酯树脂、丙烯酸类树脂、苯氧基树脂、聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种；所述合成橡胶为丙烯酸橡胶和/或丁腈橡胶；所述导热填料为氧化镁、氧化铍、氧化铝、氮化铝、氮化硼和碳化硅中的至少一种。
8.一种无线充电用散热型导磁片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取导磁基材，将其裂纹化处理形成多个非晶或纳米晶碎片单元，相邻两个所述非晶或纳米晶碎片单元之间形成有缝隙；
将裂纹化处理后的导磁基材浸入绝缘导热胶液中，然后取出烘干，进行半固化，在所述缝隙以及所述非晶或纳米晶碎片单元的表面形成半固化的绝缘导热胶层；
取一铜箔，在其任一表面上喷涂或沉积石墨层；
将铜箔上设置有石墨层的一面贴设于所述绝缘导热胶层，进行烘干，使得所述绝缘导热胶层完全固化，形成无线充电用散热型导磁片。
9.根据权利要求8所述的无线充电用散热型导磁片的制备方法，其特征在于：所述导磁基材在所述绝缘导热胶液中的浸泡时间为0.1～25s。
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