CN114133232B - 一种铁氧体隔磁片及其烧结方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铁氧体隔磁片及其烧结方法,所述烧结方法将铁氧体粉料流延成铁氧体生片,裁切成标准片和压片,在堆叠后的标准片相对的两侧边缘分别加盖压片并与承烧板一起形成烧结组件,后借助垫块将烧结组件进行堆垛处理,最终经烧结得到铁氧体隔磁片;所述烧结方法通过压片包边堆叠烧结的方法,不仅使得堆叠后的标准片上方几乎没有直接遮挡,可以防止在排胶阶段周边出现褶皱或起皱现象,还可以防止铁氧体生片的标准片因为进车震动导致错位;而且,所述烧结方法采用堆垛处理可以进一步提高产品良率,降低制造成本,具有可推广性,适用于各种薄片状材料的烧结。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域,具体涉及软磁隔磁材料技术领域,尤其涉及一种铁氧体隔磁片及其烧结方法,铁氧体隔磁片主要应用于近场通讯(NFC)和无线充电技术(WPT)。
背景技术
目前,越来越多的智能手机、个人数字助理(PDA)、iPad、平板电脑等便携式电子设备带有近程通信(NFC)功能。近年来,无线电力传输技术的产品也已经商品化。新型无线电力传输(WPT)技术是一种采用电磁感应方式直接将电力传输至便携式电子设备来给电池充电的技术,如今,采用这种技术的便携式电子设备的数量正在增加。除此之外,便携式电子装置呈现轻薄短小的趋势,因此包括在便携式电子装置中的铁氧体隔磁片也需要变薄。然而,一方面,随着铁氧体隔磁片厚度变薄,材料在高温烧结时产生收缩的弊端开始显现,使得烧结后的铁氧体隔磁片容易出现皱褶、凸起;另一方面,在铁氧体隔磁片量产阶段,通常采用推进式或辊道式窑炉烧结,由于窑炉进车的机械震动或惯性作用,导致放置在承烧板上堆叠的铁氧体生片出现而错位,烧结后铁氧体隔磁片边缘出现不平整或者喇叭口,致使产品的良率不高。
CN109133904B公开了一种铁氧体烧结片、其制备方法及用途,采用压板堆叠烧结方法,具体来说就是在堆叠的铁氧体生片上方加盖一片气孔率和密度适宜的薄板,一起进行烧结,有效保证了铁氧体片的平整度,但该方法一方面还是会影响排胶过程中粘结剂的挥发,另一方面由于磁片本身的重量,以及盖板在烧结过程中与铁氧体生片的收缩率不一致,导致烧结后的铁氧体隔磁片之间存在黏连。
CN109133902B公开了一种NFC用铁氧体片及其制备方法,所述制备方法为:将铁氧体粉料流延成铁氧体生片,将所述铁氧体生片叠片并在叠片上方放置具有孔结构的压板,对所述上方放置有压板的铁氧体生片的叠片进行烧结,其中所述烧结包括排胶阶段、致密化阶段以及冷却阶段。所述制备方法有效保证了铁氧体片的平整度,但该方法一方面还是会影响排胶过程中粘结剂的挥发,另一方面由于磁片本身的重量,以及盖板在烧结过程中与铁氧体生片的收缩率不一致,导致烧结后的铁氧体隔磁片之间存在黏连。
CN108349814B公开了一种铁氧体隔磁片的制作方法,具体来说是在铁氧体生片(铁氧体片成形体)表面的一个方向转印设置凹凸槽,以该凹凸槽作为在燃烧粘合剂时产生的气体排出通道,避免铁氧体片烧结后出现褶皱或起皱现象。但是该方案在转印设置凹凸槽时,铁氧体生片会受到不均匀的压力,而且操作十分繁琐,特别是对超薄型的产品如50μm以下的铁氧体片,极容易导致铁氧体生片遭受变形,烧结后产品的良率提升有限。
在目前已知的现有技术中,用以解决铁氧体生片在烧结过程中发生变形、翘曲甚至开裂等问题的技术方案普遍需要昂贵的设备,且工艺操作较为繁琐,烧结效率和产品良率较低,不利于工业化推广应用,因此急需一种简单、便捷且易操作的烧结工艺,以有效解决上述问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,本发明提供了一种铁氧体隔磁片及其烧结方法,所述烧结方法将铁氧体粉料流延成铁氧体生片,裁切成标准片和压片,在堆叠后的标准片相对的两侧边缘分别加盖压片并贴合处理,与承烧板一起形成烧结组件,后借助垫块将烧结组件进行堆垛处理,最终经烧结得到铁氧体隔磁片;所述烧结方法通过压片包边堆叠烧结的方法,不仅使得堆叠后的标准片上方几乎没有直接遮挡,可以防止在排胶阶段周边出现褶皱或起皱现象,还可以防止铁氧体生片的标准片因为进车震动导致错位;而且,所述烧结方法采用堆垛处理可以进一步提高产品良率,降低制造成本,具有可推广性,适用于各种薄片状材料的烧结。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明的目的之一在于提供一种铁氧体隔磁片的烧结方法,所述烧结方法包括如下步骤:
(1)将铁氧体粉料流延成铁氧体生片,将所述铁氧体生片裁切成标准片以及压片;
(2)将步骤(1)所述标准片堆叠放置在承烧板上,在堆叠后的标准片相对的两侧边缘分别加盖步骤(1)所述压片并贴合处理,使得所述压片的第一压边覆盖在堆叠后的标准片的顶部边缘,所述压片的第二压边覆盖在所述承烧板上,得到烧结组件;
(3)在一组步骤(2)所述烧结组件的承烧板的四角处分别放置垫块,将另一组步骤(2)所述烧结组件放置在所述垫块上,重复操作进行至少两层堆垛,依次经过排胶、烧结、冷却以及片片分离后,得到铁氧体烧结片;
(4)将步骤(3)所述铁氧体烧结片的两侧分别贴合单面胶带和双面胶带,经裂片处理得到铁氧体隔磁片。
本发明所述烧结方法通过压片包边堆叠烧结的方法,能够有效避免铁氧体生片在高温烧结过程中产生收缩,进而避免铁氧体隔磁片出现褶皱和起皱现象;为了提高铁氧体隔磁片的生产效率,将铁氧体生片经过“先堆叠后堆垛”烧结,并不是单独烧结铁氧体生片,可以进一步提高产品良率,降低制造成本;在所述烧结方法中,由于采用推进式或辊道式窑炉烧制,窑炉进车震动或惯性作用极易导致放置在承烧板上堆叠的铁氧体生片错位,而压片的使用可以防止铁氧体生片发生错位,有效避免烧结后铁氧体隔磁片边缘出现不平整或者喇叭口,提高了产品良率;本发明所述烧结方法经测算最终产品良率可达85%以上,高于传统压板烧结工艺的75%左右的水平。
值得说明的是,本发明所述烧结方法为了保证压片与标准片在烧结时收缩率一致,优先采用同一批次的铁氧体生片裁切成标准片和压片,进而确保铁氧体烧结片外观平整且片与片之间容易分离,以此提高铁氧体隔磁片的良品率。
值得说明的是,在所述烧结方法中,由于采用推进式或辊道式窑炉烧制,存在窑炉进车震动或惯性作用,顺着进车方向,标准片相对的两侧边缘分别放置压片,在液压杆或滚轴作用下进入窑炉内实施烧结致密化,可以防止进车引起机械震动导致堆叠的标准片错位;在放置压片后,采用毛刷或软皮刷沿压片长度方向贴合处理,将压片与标准片的两侧边缘压实,使得压片尽量将标准片相对的两侧进行包裹。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述铁氧体粉料为Ni-Cu-Zn铁氧体粉料,便于实现低温烧结。
优选地,步骤(1)所述铁氧体生片的厚度为0.03-0.3mm,例如0.03mm、0.05mm、0.1mm、0.13mm、0.15mm、0.18mm、0.2mm、0.23mm、0.25mm、0.27mm或0.3mm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述标准片为长方形片,长与宽均处于100-150mm,例如100mm、110mm、120mm、130mm、140mm或150mm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述压片的长度为所述标准片被加盖边长长度的1.0-1.4倍,例如1.0倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍或1.4倍等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用;优选地,步骤(1)所述压片的长度与所述标准片边长相等。
值得说明的是,本发明所述标准片为长方形片,被压片加盖的相对的两侧边缘既可能是长边,也可能是宽边,而所述压片的长度对应标准片被加盖边长长度的1.0-1.4倍。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述贴合处理采用毛刷或软皮刷进行,能够充分保证堆叠后的标准片被加盖,避免出现褶皱。
优选地,步骤(2)所述压片的第一压边的宽度为6-64mm,例如6mm、10mm、16mm、20mm、26mm、30mm、36mm、40mm、46mm、50mm或64mm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述压片的第二压边的宽度为4-16mm,例如4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm或16mm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是,本发明所述压片的第一压边宽度是第二压边宽度的1-4倍,即,压片覆盖在标准片上的宽度是覆盖在承烧板上的宽度的1-4倍,若覆盖在标准片上的第一压边宽度过小,容易导致压片脱落,若覆盖在标准片上的第一压边宽度过大,容易导致材料的浪费;为了便于烧结过程中粘结剂的排出(排胶过程),压片覆盖在标准片上的第一压边宽度不宜过大。
优选地,步骤(2)所述承烧板的长宽尺寸均比步骤(1)所述标准片的长宽尺寸相应大30-80mm,例如30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm或80mm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述承烧板的厚度为2-5mm,例如2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述承烧板的表面粗糙度参数Ra为6.3-0.4μm,例如6.3μm、3.2μm、1.6μm、0.8μm或0.4μm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是,若承烧板的表面粗糙度参数Ra大于6.3μm时,较大的表面粗糙度会导致铁氧体生片在烧结过程中表面出现凹坑或凸点缺陷,也不利于烧结过程中生片的收缩,容易导致铁氧体烧结片开裂;若承烧板的表面粗糙度Ra小于0.4μm时,承烧板的磨加工成本较高,也不利于底部的铁氧体生片排胶;综合考虑以上两方面,要求承烧板的表面粗糙度应在本发明提供的合理范围内,承烧板表面粗糙度可以通过选用打磨表面的砂轮型号来控制。
优选地,步骤(2)所述承烧板的材质为氧化铝和/或氧化锆,从生产成本考虑优选氧化铝材质,同时,氧化铝材质的承烧板能有效防止承烧板在高温下出现开裂的现象,起到了保温和均匀温度场的作用。
优选地,步骤(2)所述标准片堆叠的层数为4-16层,优选为6-12层,堆叠层数太少不利于批量生产,堆叠层数过多烧结排胶不畅,容易导致烧凸起。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述垫块的材质为氧化铝和/或氧化锆,从生产成本考虑优选氧化铝材质,同时,氧化铝材质的垫块能有效防止垫块在高温下开裂,起到了保温和均匀温度场的作用。
优选地,步骤(3)所述垫块为长方体,长和宽均为8-30mm,例如8mm、12mm、16mm、20mm、24mm、28mm或30mm等,高为5-25mm,例如5mm、10mm、15mm、20mm或25mm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是,本发明所述垫块的长、宽、高尺寸,可以兼顾具有较好的稳定性、便于铁氧体生片中粘结剂分解排出以及合理的装烧量。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述排胶的升温速率为0.1-1.0℃/min,例如0.1℃/min、0.3℃/min、0.5℃/min、0.6℃/min、0.8℃/min或1.0℃/min等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是,本发明所述排胶的升温速率为0.1-1.0℃/min,若升温速率小于0.1℃/min,排胶时间过长,生产效率低下,若升温速率大于1.0℃/min,增塑剂和粘结剂会集中从铁氧体生片中挥发,产生的气流容易导致超薄型的铁氧体烧结片开裂,影响铁氧体烧结片的平整度和成品率。
优选地,步骤(3)所述排胶的目标温度为400-550℃,例如400℃、420℃、450℃、480℃、500℃、520℃或550℃等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(3)所述排胶的保温时间为4-8h,例如4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h或8h等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述烧结包括依次进行的一级烧结和二级烧结。
值得说明的是,本发明所述烧结方法中,先采用空气气氛或具有比空气更高氧分压的气氛内烧结,后逐渐升高温度使得铁氧体生片进行进一步收缩。
优选地,所述一级烧结的升温速率为1.5-2.5℃/min,例如1.5℃/min、1.7℃/min、1.8℃/min、2.0℃/min、2.3℃/min或2.5℃/min等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述一级烧结的目标温度为800-900℃,例如800℃、820℃、840℃、850℃、870℃或900℃等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述一级烧结的保温时间为0.5-1h,例如0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或1h等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述二级烧结的升温速率为0.5-1.5℃/min,例如0.5℃/min、0.7℃/min、0.9℃/min、1℃/min、1.2℃/min、1.3℃/min或1.5℃/min等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述二级烧结的目标温度为940-1000℃,例如940℃、950℃、960℃、970℃、980℃、990℃或1000℃等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是,当二级烧结的目标温度超过1000℃,就会出现叠放的铁氧体生片之间互相黏连,不易分离;当二级烧结的目标温度低于940℃时,铁氧体生片的磁导率又达不到技术要求。
优选地,所述二级烧结的保温时间为2-4h,例如2h、2.5h、3h、3.5h或4h等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述烧结设置二级烧结的理由有二:其一,经过实验发现铁氧体生片在温度为800-900℃时的一级烧结过程中收缩量显著,此时降低升温速率有利于铁氧体生片缓慢、平稳地收缩,确保最终得到平整的烧结片;另外,在达到目标温度为940-1000℃前降低升温速率,有利于实际温度的稳定、均衡,避免因升温速率过大,实际温度“上窜”或“下跌”幅度过大,从而确保实际温度与目标温度波动小、温度均衡,确保烧结片的性能一致性良好。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述冷却在700-1000℃之间的冷却速率为1.0-2.0℃/min,例如1.0℃/min、1.2℃/min、1.5℃/min、1.8℃/min或2.0℃/min等,在700℃以下的冷却速率为1.5-3℃/min,例如1.5℃/min、1.8℃/min、2℃/min、2.3℃/min、2.5℃/min、2.8℃/min或3℃/min等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述烧结方法包括如下步骤:
(1)将Ni-Cu-Zn铁氧体粉料流延成厚度为0.03-0.3mm的铁氧体生片,将所述铁氧体生片裁切成标准片以及压片;所述标准片为长方形片,长与宽均处于100-150mm;所述压片的长度为所述标准片被加盖边长长度的1.0-1.4倍;
(2)将步骤(1)所述标准片堆叠放置在承烧板上,所述标准片堆叠的层数为4-16层,在堆叠后的标准片相对的两侧边缘分别加盖步骤(1)所述压片,并采用毛刷或软皮刷进行贴合处理,使得所述压片的第一压边覆盖在堆叠后的标准片的顶部边缘,所述压片的第二压边覆盖在所述承烧板上,所述压片的第一压边的宽度为6-64mm,所述压片的第二压边的宽度为4-16mm,得到烧结组件;
其中,所述承烧板的长宽尺寸均比所述标准片的长宽尺寸相应大30-80mm,所述承烧板的厚度为2-5mm,表面粗糙度参数Ra为6.3-0.4μm,所述承烧板的材质为氧化铝和/或氧化锆;
(3)在一组步骤(2)所述烧结组件的承烧板的四角处分别放置垫块,将另一组步骤(2)所述烧结组件放置在所述垫块上,重复操作进行至少两层堆垛,依次经过排胶、烧结、冷却以及片片分离后,得到铁氧体烧结片;
其中,所述垫块的材质为氧化铝和/或氧化锆,所述垫块为长方体,长和宽均为8-30mm,高为5-25mm;所述排胶的升温速率为0.1-1.0℃/min,目标温度为400-550℃,保温时间为4-8h;所述烧结包括依次进行的一级烧结和二级烧结;所述一级烧结的升温速率为1.5-2.5℃/min,目标温度为800-900℃,保温时间为0.5-1h;所述二级烧结的升温速率为0.5-1.5℃/min,目标温度为940-1000℃,保温时间为2-4h;所述冷却在700-1000℃之间的冷却速率为1.0-2.0℃/min,在700℃以下的冷却速率为1.5-3℃/min;
(4)将步骤(3)所述铁氧体烧结片的两侧分别贴合单面胶带和双面胶带,经裂片处理得到铁氧体隔磁片。
优选地,步骤(4)所述单面胶带为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)单面胶带。
优选地,步骤(4)所述单面胶带的厚度为5-30μm,例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm或30μm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(4)所述双面胶带为丙烯酸压敏胶(PSA)。
优选地,步骤(4)所述双面胶带的胶层厚度为5-30μm,例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm或30μm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是,未使用的双面胶带两侧均自带离型膜,将双面胶带与铁氧体烧结片贴合后,双面胶带未贴合一侧的离型膜仍然保留,裂片处理期间也仍然保留,待用于近场通讯(NFC)和无线充电技术(WPT)时才会剥离留存的离型膜,将裂片处理得到的铁氧体隔磁片贴合在目标位置。
本发明的目的之二在于提供一种铁氧体隔磁片,所述铁氧体隔磁片采用目的之一所述烧结方法得到。
作为本发明优选的技术方案,所述铁氧体隔磁片的厚度为30-160μm,例如30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm或160μm等,但并不仅限于所列举的数值,上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术方案相比,本发明至少具有以下有益效果:
(1)本发明所述烧结方法通过压片包边堆叠烧结的方法,能够有效避免铁氧体生片在高温烧结过程中产生收缩,进而避免铁氧体隔磁片出现褶皱和起皱现象;
(2)本发明所述烧结方法为了提高铁氧体隔磁片的生产效率,将铁氧体生片经过“先堆叠后堆垛”烧结,并不是单独烧结铁氧体生片,可以进一步提高产品良率,降低制造成本;
(3)在本发明所述烧结方法中,由于采用推进式或辊道式窑炉烧制,窑炉进车震动或惯性作用极易导致放置在承烧板上堆叠的铁氧体生片错位,而压片的使用可以防止铁氧体生片发生错位,有效避免烧结后铁氧体隔磁片边缘出现不平整或者喇叭口,提高了产品良率;
(4)本发明所述烧结方法经测算最终产品良率可达85%以上,高于传统压板烧结工艺的75%左右的水平。
附图说明
图1是本发明所述烧结方法中标准片堆叠放置在承烧板上;
图2是本发明所述烧结方法中压片加盖在标准片上;
图3是本发明所述烧结方法中承烧板的四角处分别放置垫块;
图4是本发明所述烧结方法中将烧结组件进行堆垛;
图5是本发明所述烧结方法中烧结组件堆垛放置在进车板上;
图6是本发明所述烧结方法中裂片处理前的结构示意图;
图7是本发明实施例1制备得到的铁氧体烧结片的实物图;
图8是本发明对比例4制备得到的铁氧体烧结片的实物图;
图中:1-标准片;2-承接板;3-压片;4-垫块;5-烧结组件;6-进车板;7-铁氧体烧结片;8-单面胶带;9-双面胶带。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-6所示,本发明所述铁氧体隔磁片的烧结方法包括如下步骤:
(1)将铁氧体粉料流延成铁氧体生片,将所述铁氧体生片裁切成标准片1以及压片3;
(2)将步骤(1)所述标准片1堆叠放置在承烧板2上,在堆叠后的标准片1相对的两侧边缘分别加盖步骤(1)所述压片3并贴合处理,使得所述压片3的第一压边覆盖在堆叠后的标准片1的顶部边缘,所述压片3的第二压边覆盖在所述承烧板2上,得到烧结组件5;
(3)在一组步骤(2)所述烧结组件5的承烧板2的四角处分别放置垫块4,将另一组步骤(2)所述烧结组件5放置在所述垫块4上,在进车板6上重复操作进行至少两层堆垛,依次经过排胶、烧结、冷却以及片片分离后,得到铁氧体烧结片7;
(4)将步骤(3)所述铁氧体烧结片7的两侧分别贴合单面胶带8和双面胶带9,经裂片处理得到铁氧体隔磁片。
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
本实施例提供了一种铁氧体隔磁片的烧结方法,所述烧结方法包括如下步骤:
(1)将Ni-Cu-Zn铁氧体粉料流延成厚度为0.12mm的铁氧体生片,将所述铁氧体生片裁切成标准片以及压片;所述标准片为长方形片,长为120mm,宽为100mm;所述压片的长度为100mm,即所述标准片的宽的1.0倍;
(2)将步骤(1)所述标准片堆叠放置在承烧板上,所述标准片堆叠的层数为12层,在堆叠后的标准片相对的两侧宽边的边缘分别加盖步骤(1)所述压片,并采用毛刷进行贴合处理,使得所述压片的第一压边覆盖在堆叠后的标准片的顶部边缘,所述压片的第二压边覆盖在所述承烧板上,所述压片的第一压边的宽度为30mm,所述压片的第二压边的宽度为10mm,得到烧结组件;
其中,所述承烧板的长宽尺寸均比所述标准片的长宽尺寸相应大40mm,即,所述承烧板为长160mm宽140mm的长方形片,所述承烧板的厚度为3mm,表面粗糙度参数Ra为0.4-0.8μm,所述承烧板的材质为氧化铝;
(3)在一组步骤(2)所述烧结组件的承烧板的四角处分别放置垫块,将另一组步骤(2)所述烧结组件放置在所述垫块上,在窑炉进车板上,重复操作进行五层堆垛,沿标准片长边方向行进,依次经过排胶、烧结、冷却以及片片分离后,得到铁氧体烧结片;
其中,所述垫块的材质为氧化铝,所述垫块为长方体,长和宽均为15mm,高为10mm;所述排胶的升温速率为1.0℃/min,目标温度为450℃,保温时间为6h;所述烧结包括依次进行的一级烧结和二级烧结;所述一级烧结的升温速率为2.0℃/min,目标温度为850℃,保温时间为0.5h;所述二级烧结的升温速率为1℃/min,目标温度为960℃,保温时间为3h;所述冷却在700-960℃之间的冷却速率为1.0℃/min,在700℃以下的冷却速率为2℃/min;
(4)将步骤(3)所述铁氧体烧结片的两侧分别贴合单面胶带和双面胶带,经裂片处理得到铁氧体隔磁片。
本实施例步骤(3)制备得到的铁氧体烧结片的实物图如图7所示,可见铁氧体烧结片无变形、无开裂、平整度好、不粘片。
经Agilent E4990A型阻抗分析仪在频率为13.56MHz时,本实施例步骤(4)得到的铁氧体隔磁片的复数磁导率进行测量,磁导率μ′为158.64,复数磁导率虚部μ″为2.36;该产品主要应用于近场通信NFC领域,经测算该批次铁氧体烧结片的良品率达到94.8%。
实施例2
本实施例提供了一种铁氧体隔磁片的烧结方法,所述烧结方法包括如下步骤:
(1)将Ni-Cu-Zn铁氧体粉料流延成厚度为0.145mm的铁氧体生片,将所述铁氧体生片裁切成标准片以及压片;所述标准片为方形片,边长为150mm;所述压片的长度为180mm,即所述标准片边长的1.2倍;
(2)将步骤(1)所述标准片堆叠放置在承烧板上,所述标准片堆叠的层数为10层,在堆叠后的标准片相对的两侧边缘分别加盖步骤(1)所述压片,并采用毛刷进行贴合处理,使得所述压片的第一压边覆盖在堆叠后的标准片的顶部边缘,所述压片的第二压边覆盖在所述承烧板上,所述压片的第一压边的宽度为40mm,所述压片的第二压边的宽度为20mm,得到烧结组件;
其中,所述承烧板的长宽尺寸均比所述标准片的长宽尺寸相应大30mm,即,所述承烧板为边长180mm的方形片,所述承烧板的厚度为3mm,表面粗糙度参数Ra为0.4-0.8μm,所述承烧板的材质为氧化铝;
(3)在一组步骤(2)所述烧结组件的承烧板的四角处分别放置垫块,将另一组步骤(2)所述烧结组件放置在所述垫块上,在窑炉进车板上,重复操作进行五层堆垛,依次经过排胶、烧结、冷却以及片片分离后,得到铁氧体烧结片;
其中,所述垫块的材质为氧化铝,所述垫块为长方体,长和宽均为20mm,高为20mm;所述排胶的升温速率为0.5℃/min,目标温度为500℃,保温时间为4h;所述烧结包括依次进行的一级烧结和二级烧结;所述一级烧结的升温速率为1.5℃/min,目标温度为900℃,保温时间为1h;所述二级烧结的升温速率为0.5℃/min,目标温度为980℃,保温时间为2h;所述冷却在700-980℃之间的冷却速率为1.0℃/min,在700℃以下的冷却速率为1.5℃/min;
(4)将步骤(3)所述铁氧体烧结片的两侧分别贴合单面胶带和双面胶带,经裂片处理得到铁氧体隔磁片。
经Agilent E4990A型阻抗分析仪在频率为200kHz时,本实施例步骤(4)得到的铁氧体隔磁片的复数磁导率进行测量,磁导率μ′为684.29,复数磁导率虚部μ″为8.94;该产品主要应用于无线充电技术领域,经测算该批次铁氧体烧结片的良品率达到93.9%。
实施例3
本实施例提供了一种铁氧体隔磁片的烧结方法,所述烧结方法包括如下步骤:
(1)将Ni-Cu-Zn铁氧体粉料流延成厚度为0.4mm的铁氧体生片,将所述铁氧体生片裁切成标准片以及压片;所述标准片为长方形片,长为120mm,宽为100mm;所述压片的长度为110mm,即所述标准片的宽的1.1倍;
(2)将步骤(1)所述标准片堆叠放置在承烧板上,所述标准片堆叠的层数为16层,在堆叠后的标准片相对的两侧宽边的边缘分别加盖步骤(1)所述压片,并采用毛刷进行贴合处理,使得所述压片的第一压边覆盖在堆叠后的标准片的顶部边缘,所述压片的第二压边覆盖在所述承烧板上,所述压片的第一压边的宽度为5mm,所述压片的第二压边的宽度为5mm,得到烧结组件;
其中,所述承烧板的长宽尺寸均比所述标准片的长宽尺寸相应大30mm,即,所述承烧板为长150mm宽130mm的长方形片,所述承烧板的厚度为3mm,表面粗糙度参数Ra为0.4-0.8μm,所述承烧板的材质为氧化铝;
(3)在一组步骤(2)所述烧结组件的承烧板的四角处分别放置垫块,将另一组步骤(2)所述烧结组件放置在所述垫块上,在窑炉进车板上,重复操作进行五层堆垛,沿标准片长边方向行进,依次经过排胶、烧结、冷却以及片片分离后,得到铁氧体烧结片;
其中,所述垫块的材质为氧化铝,所述垫块为长方体,长和宽均为10mm,高为10mm;所述排胶的升温速率为0.5℃/min,目标温度为400℃,保温时间为3h;所述烧结包括依次进行的一级烧结和二级烧结;所述一级烧结的升温速率为1.5℃/min,目标温度为800℃,保温时间为1h;所述二级烧结的升温速率为0.5℃/min,目标温度为950℃,保温时间为4h;所述冷却在700-950℃之间的冷却速率为1.0℃/min,在700℃以下的冷却速率为2℃/min;
(4)将步骤(3)所述铁氧体烧结片的两侧分别贴合单面胶带和双面胶带,经裂片处理得到铁氧体隔磁片。
经Agilent E4990A型阻抗分析仪在频率为200kHz时,本实施例步骤(4)得到的铁氧体隔磁片的复数磁导率进行测量,磁导率μ′为562.8,复数磁导率虚部μ″为6.49;该产品主要应用于无线充电技术领域,经测算该批次铁氧体烧结片的良品率达到88.4%。
实施例4
本实施例提供了一种铁氧体隔磁片的烧结方法,所述烧结方法包括如下步骤:
(1)将Ni-Cu-Zn铁氧体粉料流延成厚度为0.245mm的铁氧体生片,将所述铁氧体生片裁切成标准片以及压片;所述标准片为方形片,边长为150mm;所述压片的长度为210mm,即所述标准片边长的1.4倍;
(2)将步骤(1)所述标准片堆叠放置在承烧板上,所述标准片堆叠的层数为6层,在堆叠后的标准片相对的两侧边缘分别加盖步骤(1)所述压片,并采用毛刷进行贴合处理,使得所述压片的第一压边覆盖在堆叠后的标准片的顶部边缘,所述压片的第二压边覆盖在所述承烧板上,所述压片的第一压边的宽度为64mm,所述压片的第二压边的宽度为16mm,得到烧结组件;
其中,所述承烧板的长宽尺寸均比所述标准片的长宽尺寸相应大50mm,即,所述承烧板为边长200mm的方形片,所述承烧板的厚度为3mm,表面粗糙度参数Ra为0.4-0.8μm,所述承烧板的材质为氧化铝;
(3)在一组步骤(2)所述烧结组件的承烧板的四角处分别放置垫块,将另一组步骤(2)所述烧结组件放置在所述垫块上,在窑炉进车板上,重复操作进行五层堆垛,依次经过排胶、烧结、冷却以及片片分离后,得到铁氧体烧结片;
其中,所述垫块的材质为氧化铝,所述垫块为长方体,长和宽均为25mm,高为25mm;所述排胶的升温速率为0.5℃/min,目标温度为500℃,保温时间为4h;所述烧结包括依次进行的一级烧结和二级烧结;所述一级烧结的升温速率为1.5℃/min,目标温度为900℃,保温时间为1h;所述二级烧结的升温速率为0.5℃/min,目标温度为1000℃,保温时间为2h;所述冷却在700-1000℃之间的冷却速率为1.0℃/min,在700℃以下的冷却速率为1.5℃/min;
(4)将步骤(3)所述铁氧体烧结片的两侧分别贴合单面胶带和双面胶带,经裂片处理得到铁氧体隔磁片。
经Agilent E4990A型阻抗分析仪在频率为200kHz时,本实施例步骤(4)得到的铁氧体隔磁片的复数磁导率进行测量,磁导率μ′为756.4,复数磁导率虚部μ″为9.64;该产品主要应用于无线充电技术领域,经测算该批次铁氧体烧结片的良品率达到92.8%。
对比例1
本对比例提供了一种铁氧体隔磁片的烧结方法,基于实施例1所述烧结方法,区别仅在于:所述压片的第一压边的宽度为5mm,所述压片的第二压边的宽度为3mm,所述压片居中加盖在堆叠后的标准片的顶部边缘。
经烧结出炉后,发现堆叠的标准片出现错位,标准片四角处凸起翘曲,边缘出现皱褶,良品率仅为45.6%。
对比例2
本对比例提供了一种铁氧体隔磁片的烧结方法,基于实施例1所述烧结方法,区别仅在于:所述压片的第一压边的宽度为3mm,所述压片的第二压边的宽度为7mm,所述压片居中加盖在堆叠后的标准片的顶部边缘。
经烧结出炉后,发现压片与堆叠的标准片分开,没有起到包裹标准片边缘的效果,标准片出现错位,边缘出现皱褶,良品率仅为52.3%。
对比例3
本对比例提供了一种铁氧体隔磁片的烧结方法,基于实施例1所述烧结方法,区别仅在于:所述压片的长度为80mm,即所述标准片的宽的0.8倍。
经烧结出炉后,发现堆叠的标准片的四角翘起,出现轻微皱褶,良品率仅为86.7%。
对比例4
本对比例按照CN109133904B中实施例1公开的方法进行烧结,即,将本发明所述压片省略,在叠层放置的铁氧体方片上加盖一块长宽尺寸与方片3相同、纯度为95%的氧化铝压板1,压板1厚度为0.3mm,翘曲度为±4μm,气孔率为21.1%,密度为2.96g/cm3,压板上还设有通孔2,其中通孔2的孔径为0.4mm,孔间距为4mm。
本对比例在烧结出炉得到的铁氧体烧结片的实物图如图8所示,可见铁氧体烧结片的边缘出现轻微皱褶,最终得到的铁氧体隔磁片的良品率仅为73.8%。
综上所述,本发明所述烧结方法通过压片包边堆叠烧结的方法,能够有效避免铁氧体生片在高温烧结过程中产生收缩,进而避免铁氧体隔磁片出现褶皱和起皱现象;为了提高铁氧体隔磁片的生产效率,将铁氧体生片经过“先堆叠后堆垛”烧结,并不是单独烧结铁氧体生片,可以进一步提高产品良率,降低制造成本;由于采用推进式或辊道式窑炉烧制,窑炉进车震动或惯性作用极易导致放置在承烧板上堆叠的铁氧体生片错位,而压片的使用可以防止铁氧体生片发生错位,有效避免烧结后铁氧体隔磁片边缘出现不平整或者喇叭口,提高了产品良率。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (19)
1.一种铁氧体隔磁片的烧结方法,其特征在于,所述烧结方法包括如下步骤:
(1)将铁氧体粉料流延成铁氧体生片,将所述铁氧体生片裁切成标准片以及压片;其中,所述压片的长度为所述标准片被加盖边长长度的1.0-1.4倍;
(2)将步骤(1)所述标准片堆叠放置在承烧板上,在堆叠后的标准片相对的两侧边缘分别加盖步骤(1)所述压片并贴合处理,使得所述压片的第一压边覆盖在堆叠后的标准片的顶部边缘,所述压片的第二压边覆盖在所述承烧板上,得到烧结组件;其中,所述贴合处理采用毛刷或软皮刷进行;所述压片的第一压边的宽度为6-64mm;所述压片的第二压边的宽度为4-16mm;
(3)在一组步骤(2)所述烧结组件的承烧板的四角处分别放置垫块,将另一组步骤(2)所述烧结组件放置在所述垫块上,重复操作进行至少两层堆垛,依次经过排胶、烧结、冷却以及片片分离后,得到铁氧体烧结片;
(4)将步骤(3)所述铁氧体烧结片的两侧分别贴合单面胶带和双面胶带,经裂片处理得到铁氧体隔磁片。
2.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(1)所述铁氧体粉料为Ni-Cu-Zn铁氧体粉料。
3.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(1)所述铁氧体生片的厚度为0.03-0.3mm。
4.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(1)所述标准片为长方形片,长与宽均处于100-150mm。
5.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(2)所述承烧板的长宽尺寸均比步骤(1)所述标准片的长宽尺寸相应大30-80mm。
6.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(2)所述承烧板的厚度为2-5mm。
7.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(2)所述承烧板的表面粗糙度参数Ra为6.3-0.4μm。
8.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(2)所述承烧板的材质为氧化铝和/或氧化锆。
9.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(2)所述标准片堆叠的层数为4-16层。
10.根据权利要求9所述的烧结方法,其特征在于,步骤(2)所述标准片堆叠的层数为6-12层。
11.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(3)所述垫块的材质为氧化铝和/或氧化锆。
12.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(3)所述垫块为长方体,长和宽均为8-30mm,高为5-25mm。
13.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(3)所述排胶的升温速率为0.1-1.0℃/min;所述排胶的目标温度为400-550℃;所述排胶的保温时间为4-8h。
14.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(3)所述烧结包括依次进行的一级烧结和二级烧结。
15.根据权利要求14所述的烧结方法,其特征在于,所述一级烧结的升温速率为1.5-2.5℃/min;所述一级烧结的目标温度为800-900℃;所述一级烧结的保温时间为0.5-1h。
16.根据权利要求14所述的烧结方法,其特征在于,所述二级烧结的升温速率为0.5-1.5℃/min;所述二级烧结的目标温度为940-1000℃;所述二级烧结的保温时间为2-4h。
17.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,步骤(3)所述冷却在700-1000℃之间的冷却速率为1.0-2.0℃/min,在700℃以下的冷却速率为1.5-3℃/min。
18.根据权利要求1所述的烧结方法,其特征在于,所述烧结方法包括如下步骤:
(1)将Ni-Cu-Zn铁氧体粉料流延成厚度为0.03-0.3mm的铁氧体生片,将所述铁氧体生片裁切成标准片以及压片;所述标准片为长方形片,长与宽均处于100-150mm;所述压片的长度为所述标准片被加盖边长长度的1.0-1.4倍;
(2)将步骤(1)所述标准片堆叠放置在承烧板上,所述标准片堆叠的层数为4-16层,在堆叠后的标准片相对的两侧边缘分别加盖步骤(1)所述压片,并采用毛刷或软皮刷进行贴合处理,使得所述压片的第一压边覆盖在堆叠后的标准片的顶部边缘,所述压片的第二压边覆盖在所述承烧板上,所述压片的第一压边的宽度为6-64mm,所述压片的第二压边的宽度为4-16mm,得到烧结组件;
其中,所述承烧板的长宽尺寸均比所述标准片的长宽尺寸相应大30-80mm,所述承烧板的厚度为2-5mm,表面粗糙度参数Ra为6.3-0.4μm,所述承烧板的材质为氧化铝和/或氧化锆;
(3)在一组步骤(2)所述烧结组件的承烧板的四角处分别放置垫块,将另一组步骤(2)所述烧结组件放置在所述垫块上,重复操作进行至少两层堆垛,依次经过排胶、烧结、冷却以及片片分离后,得到铁氧体烧结片;
其中,所述垫块的材质为氧化铝和/或氧化锆,所述垫块为长方体,长和宽均为8-30mm,高为5-25mm;所述排胶的升温速率为0.1-1.0℃/min,目标温度为400-550℃,保温时间为4-8h;所述烧结包括依次进行的一级烧结和二级烧结;所述一级烧结的升温速率为1.5-2.5℃/min,目标温度为800-900℃,保温时间为0.5-1h;所述二级烧结的升温速率为0.5-1.5℃/min,目标温度为940-1000℃,保温时间为2-4h;所述冷却在700-1000℃之间的冷却速率为1.0-2.0℃/min,在700℃以下的冷却速率为1.5-3℃/min;
(4)将步骤(3)所述铁氧体烧结片的两侧分别贴合单面胶带和双面胶带,经裂片处理得到铁氧体隔磁片。
19.一种铁氧体隔磁片,其特征在于,所述铁氧体隔磁片采用权利要求1-18任一项所述烧结方法得到。
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