CN116937177A - 一种手机nfc天线及其吸波材料的制备方法 - Google Patents

一种手机nfc天线及其吸波材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116937177A
CN116937177A CN202310857473.2A CN202310857473A CN116937177A CN 116937177 A CN116937177 A CN 116937177A CN 202310857473 A CN202310857473 A CN 202310857473A CN 116937177 A CN116937177 A CN 116937177A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wave
nfc antenna
absorbing
soft magnetic
absorbing material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310857473.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116937177B (zh
Inventor
刘忠庆
许兆选
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Wave Vector New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Wave Vector New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Wave Vector New Material Technology Co ltd filed Critical Suzhou Wave Vector New Material Technology Co ltd
Priority to CN202310857473.2A priority Critical patent/CN116937177B/zh
Publication of CN116937177A publication Critical patent/CN116937177A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116937177B publication Critical patent/CN116937177B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Landscapes

  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

一种手机NFC天线及其吸波材料的制备方法,所述手机NFC天线包括NFC天线本体、吸波材料层、金属底板,所述金属底板上设置有吸波材料层,所述吸波材料层上设置有NFC天线本体;所述吸波材料层为吸波材料制得的薄膜或者片层,所述吸波材料包括吸波粉体、高分子弹性体,所述吸波粉体为二维片状结构,所述吸波粉体平铺填充于高分子弹性体中,所述吸波粉体、高分子弹性体的质量比为10‑20:1‑5。本发明所述的手机NFC天线及其吸波材料的制备方法,在NFC天线本体与金属底板之间设置有吸波材料层,吸波材料层具有厚度薄、质量轻、隔磁性能强的特点,可以有效地隔离金属对NFC天线的干扰,确保NFC天线的信号质量。

Description

一种手机NFC天线及其吸波材料的制备方法
技术领域
本发明属于天线技术领域,具体涉及一种手机NFC天线及其吸波材料的制备方法。
背景技术
手机 NFC 天线是一种无源天线,它采用的是近场通讯技术(NFC)来实现与其他设备的通信。NFC天线一般采用的是线圈天线,它由导体线圈和隔磁材料组成。手机 NFC 天线通常包括NFC天线本体、金属底板,由于金属会反射和吸收无线电波,金属底板会对NFC信号产生干扰,从而降低信号质量。因此,现有技术中,手机 NFC 天线会组合一个隔磁材料来抗金属干扰。
现有技术中,隔磁材料多采用铁氧体(金属氧化物)或者非晶、纳米晶(软磁合金)。中国专利申请号为CN202320076225.X公开了一种小型化NFC天线,所述天线组件包括FPC板、导线和铁氧体片,在使用时,先将导线放置于FPC板上端蚀刻的凹槽内,再将铁氧体片放置于FPC板的上端后,最后热压贴合铁氧体片,完成产品的生产。中国专利申请号为CN202221616567.8公开了一种NFC天线及标签,包括PCB板、金属底板、软磁层和NFC天线本体;所述PCB板上设置有所述金属底板;所述金属底板上设置有所述软磁层;所述软磁层上设置有所述NFC天线本体。
目前,手机 NFC 天线的隔磁材料采用铁氧体(金属氧化物)的问题为:铁氧体(金属氧化物)比较重,会增加手机的重量和体积,其制备工艺采用烧结工艺,温度在1100℃及以上,良品率低,并且铁氧体模切有碎渣,需要上下覆膜和包边,成本比较高。
目前,手机 NFC 天线的隔磁材料采用非晶、纳米晶(软磁合金)的问题为:软磁合金作为一种典型的磁损耗型吸波材料,具有饱和磁化强度高、温度稳定性好以及成本低等优点,但其复介电常数大, 阻抗匹配性差,难以满足 5G 通信对吸波材料的性能需求。
因此,本发明的目的是提供一种新的吸波材料,用于手机NFC天线,具有厚度薄、质量轻、隔磁性能强的特点,可以有效地隔离金属对 NFC 天线的干扰,确保NFC天线的信号质量。
发明内容
发明目的:为了克服以上不足,本发明的目的是提供一种手机NFC天线及其吸波材料的制备方法,在NFC天线本体与金属底板之间设置有吸波材料层,吸波材料层具有厚度薄、质量轻、隔磁性能强的特点,可以有效地隔离金属对 NFC 天线的干扰,确保NFC天线的信号质量;将吸波粉体通过平铺填充的方式与高分子弹性体混合,可以形成均匀的颗粒分布、易于加工成各种形状的吸波材料,实现了大的磁导率和良好的阻抗匹配性能,吸波稳定性以及可靠性高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种手机NFC天线,所述手机NFC天线包括NFC天线本体、吸波材料层、金属底板,所述金属底板上设置有吸波材料层,所述吸波材料层上设置有NFC天线本体;所述吸波材料层为吸波材料制得的薄膜或者片层,所述吸波材料包括吸波粉体、高分子弹性体,所述吸波粉体为软磁合金或者软磁复合材料,所述吸波粉体为二维片状结构,所述吸波粉体平铺填充于高分子弹性体中,所述吸波粉体、高分子弹性体的质量比为10-20:1-5。
目前,“隔磁材料”多采用铁氧体(金属氧化物)或者非晶、纳米晶(软磁合金),本发明采用的吸波材料为二维片状结构的吸波粉体平铺填充于高分子弹性体,吸波粉体具有高饱和磁感应强度和低矫顽力,可以有效地隔离电磁干扰和磁场干扰,提高吸波材料层的隔磁性能,相比铁氧体,该吸波材料具有较小的比重,可以大幅度减轻整个天线结构的重量,提高整个设备的重量比;相比非晶、纳米晶,本发明将吸波粉体通过平铺填充的方式与高分子弹性体混合,可以形成均匀的颗粒分布、易于加工成各种形状的吸波材料,高分子弹性体在吸波材料中起到填充剂和粘结剂的作用,可以使吸波粉体均匀地分布在吸波材料中,提高隔磁效果,还可以将吸波粉体与高分子弹性体紧密结合,增强吸波材料的力学强度和稳定性。
进一步的,上述的手机NFC天线,所述吸波粉体的粉体厚度为0.5-1.5μm,粒径 D50范围为 30-100μm。
进一步的,上述的手机NFC天线,所述软磁合金选自铁硅铝软磁合金、铁硅软磁合金、铁镍软磁合金、铁镍钼软磁合金、铁铝软磁合金、铁硅铝镍软磁合金、铁铬软磁合金、铁钴软磁合金中的至少一种。
优选的,所述软磁合金为铁硅铝软磁合金,又称为仙台斯特合金,主要成分为Fe9.6-Si5.4-Al。
进一步的,上述的手机NFC天线,所述软磁复合材料为二维片状多层结构,其由内至外包括软磁合金、Al2O3层、无定形碳层。
所述软磁复合材料采用二维片状多层结构,在软磁合金与无定形碳层之间设置有Al2O3层,既避免软磁复合材料表面碳纳米材料的生成又能够引入多重散射、反射机制从而提升其微波吸收性能,同时这种多层结构也能够起到屏障保护作用,增强了软磁复合材料的抗腐蚀性能。
进一步的,上述的手机NFC天线,所述NFC天线本体的天线线圈电感值为1.6-2.0μH。
将NFC天线本体的天线线圈电感值为1.6-2.0μH,使得电容匹配更容易实现。
优选的,所述金属底板包括但不限于铝、铜、不锈钢材料。
进一步的,上述的手机NFC天线,所述吸波材料由二维片状结构的吸波粉体叠层并且平铺而成,所述吸波粉体之间设置有高分子弹性体进行阻隔从而不会形成吸波粉体的导通。
行业通讯频率为13.56MHz,所述吸波材料的结构设计,使其能更好适用 13.56MHz频率,如果吸波粉体导通就会形成合金片,在 13.56MHz 的磁导率就会很低,1MHz 的时候就会衰减50 %以下。
进一步的,上述的手机NFC天线,所述高分子弹性体为聚氨酯、丙烯酸、有机硅、环氧树脂中的至少一种。
优选的,所述高分子弹性体为聚氨酯。
本发明还涉及所述手机NFC天线的吸波材料的制备方法,包括如下步骤:
S1原料配制:将吸波粉体、高分子弹性体混合均匀,得到原料混合物;所述吸波粉体的松装密度为0.2-0.7g/cm3,振实密度为0.6-2.0 g/cm3
S2浆料搅拌:将所述原料混合物加入到搅拌机中,然后加入溶剂、助剂组分,溶剂和原料混合物、助剂组分的质量比为40-80:10-50:0.5-2,进行搅拌,使其均匀混合,制成浆料;所述浆料的粘度为1500-2000 mPa·s;
S3涂料涂布:将所述浆料涂覆在保护膜上,通过刮刀使其均匀分布在保护膜表面上,所述涂布的温度设置为 50-120℃,速度设置为0.5-4m/min;烘干后得到干膜;
S4干膜压合:将烘干后的干膜放入压合机中,温度设置为150-180℃,压力设置为10-20Mpa,使其致密并形成吸波材料;
S5模切:将压制好的吸波材料按照设计要求进行切割,得到所需的尺寸和形状。
现有技术中用于手机 NFC 天线抗金属干扰的铁氧体(金属氧化物),其制备工艺采用烧结工艺,温度在1100℃及以上,良品率低,并且铁氧体模切有碎渣,需要上下覆膜和包边。
本发明所述手机 NFC 天线的吸波材料的制备工艺,成本更低,特别是 150 磁导率、0.08mm 厚度的吸波材料,成本可以降低 20%。
采用上述制备工艺生产的吸波材料,为柔性产品,对比铁氧体等可以设计多样化的形状,不掉渣,不用包边,不用双面包覆,减少工艺,减少成本。上述吸波材料的制备方法简单,可规模化制备,在吸波材料领域具有广泛的应用场景。
此外,相比传统的压延、流延等制备工艺,由于吸波材料粒子与高分子弹性体间的相容性,其内部可能存在着一定的缺陷与空隙,本发明采用热压成型的干膜压合方式,有利于形成均匀的颗粒分布的吸波材料。
优选的,所述保护膜为PET膜。
上述吸波材料的制备方法简单,可规模化制备,具有广泛的应用场景。
进一步的,上述的手机NFC天线的吸波材料的制备方法,所述S2中,所述溶剂为甲基异丙酮、丙酮、环已酮、DMF中的一种,所述助剂组分为分散剂、消泡剂、流平剂、表面活性剂中的至少一种。
优选的,所述溶剂为甲基异丙酮,所述助剂组分包括分散剂 BYK-110、消泡剂BYK-141、流平剂BYK-330、SDBS。甲基异丙酮可以有效溶解高分子弹性体和助剂,使其分散均匀,助剂可以促进高分子弹性体与吸波粉体的接触,提高浆料的相容性,调节黏度和流动性,提高浆料的涂覆性能,并且增加浆料的稳定性。
进一步的,上述的手机NFC天线的吸波材料的制备方法,所述吸波粉体为软磁复合材料,其制备包括如下步骤:
S1:将甲酸铵溶液、软磁合金粉体、硫酸铝混合,超声分散10-30min,得到混合溶液,将所述混合溶液水浴加热至75-85℃,保温搅拌反应1-2h,通过乙醇多次洗涤以及磁性分离后,在40-50℃的烘箱烘干1-3d,然后在 350-450℃下退火 2h,得到包覆有Al2O3层的软磁合金粉体;
S2:将包覆有Al2O3层的软磁合金粉体在石英舟平铺,然后放置于CVD 旋转管式炉内,在气体流量为50-100 mL/min的氩气的保护气氛下,以 3-6 ℃/min升温至 400℃后,以20-30 mL/min 的流速引入乙炔气体反应0.5-1h,反应完成后,关掉乙炔开始缓慢降温至25℃,取出,得到软磁复合材料。
先通过溶胶-凝胶法在软磁合金粉体表面包覆Al2O3层,再通过CCDV法在软磁合金表面引入无定形碳层,高电阻的无定形碳层可降低磁性金属的介电常数,实现吸收材料与自由空间良好的阻抗匹配,增强微波吸收性能和耐腐蚀性能。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1) 本发明公开的手机NFC天线,在NFC天线本体与金属底板之间设置有吸波材料层,吸波材料层具有厚度薄、质量轻、 隔磁性能强的特点,可以有效地隔离金属对 NFC 天线的干扰,确保NFC天线的信号质量;
(2)本发明公开的手机NFC天线,将吸波粉体通过平铺填充的方式与高分子弹性体混合,可以形成均匀的颗粒分布、易于加工成各种形状的吸波材料,高分子弹性体在吸波材料中起到填充剂和粘结剂的作用,可以使吸波粉体均匀地分布在吸波材料中,提高隔磁效果,还可以将吸波粉体与高分子弹性体紧密结合,增强隔吸波材料的力学强度和稳定性,实现了大的磁导率和良好的阻抗匹配性能,吸波稳定性以及可靠性高;
(3) 本发明公开的手机NFC天线,软磁复合材料采用二维片状多层结构,在软磁合金与无定形碳层之间设置有Al2O3层,既避免软磁复合材料表面碳纳米材料的生成又能够引入多重散射、反射机制从而提升其微波吸收性能,同时这种多层结构也能够起到屏障保护作用,增强了软磁复合材料的抗腐蚀性能;
(4) 本发明公开的手机NFC天线的吸波材料的制备方法,相比铁氧体,成本更低,采用上述制备方法生产的吸波材料,为柔性产品,可以设计多样化的形状,不掉渣,不用包边,不用双面包覆,减少工艺,减少成本。
附图说明
图1为本发明所述手机NFC天线的结构示意图;
图2为本发明所述手机NFC天线的软磁复合材料的剖视图;
图3为本发明的实施例1的吸波材料截面SEM图;
图4为本发明的实施例2的吸波材料截面SEM图;
图中:NFC天线本体1、吸波材料层2、金属底板3、软磁合金a、Al2O3层b、无定形碳层c。
具体实施方式
下面将结合实施例1、实施例2、对比例1、实施例3、实施例4以及具体实验数据、附图1-4,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明的保护范围。
以下实施例1、实施例2提供了一种吸波材料,实施例1、实施例2采用的原料均为市售工业常用原材料。
实施例1
实施例1的吸波材料包括软磁合金、高分子弹性体,软磁合金采用仙台斯特合金,高分子弹性体采用聚氨酯,其制备方法如下:
S1原料配制:将仙台斯特合金粉体、聚氨酯混合均匀,得到原料混合物,其中仙台斯特合金粉体、聚氨酯的质量比为85:15;
S2浆料搅拌:将所述原料混合物加入到搅拌机中,然后加入甲基异丙酮、分散剂BYK-110、消泡剂BYK-141、流平剂BYK-330、SDBS,原料混合物、甲基异丙酮、分散剂 BYK-110、消泡剂BYK-141、流平剂BYK-330、SDBS的质量比为100:150:1:0.8:0.5:0.3:0.3,进行搅拌,使其均匀混合,制成浆料;
S3涂料涂布:将所述浆料涂覆在PET保护膜上,通过刮刀使其均匀分布在PET保护膜表面上;所述涂布的温度设置为100℃,速度设置为 1m/min;烘干后得到干膜;
S4干膜压合:将烘干后的干膜放入压合机中,温度设置为160℃,压力设置为15Mpa,使其致密并形成吸波材料;
S5模切:将压制好的吸波材料按照设计要求进行切割,得到所需的尺寸和形状。
实施例2
实施例2的吸波材料包括软磁复合材料、高分子弹性体,高分子弹性体采用聚氨酯,其制备方法如下:
S1软磁复合材料制备:每1L去离子水溶液加入12.612g甲酸铵粉末,分散后加入甲酸溶液调节pH至4.4,制得甲酸铵溶液;将甲酸铵溶液、软磁合金粉体、硫酸铝按照质量比506:6:3进行混合,超声分散15min,得到混合溶液,将所述混合溶液水浴加热至75℃,保温搅拌反应1.5h,通过乙醇多次洗涤以及磁性分离后,在45℃的烘箱烘干2d,然后在380℃下退火 2h,得到包覆有Al2O3层的软磁合金粉体;将包覆有Al2O3层的软磁合金粉体在石英舟平铺,然后放置于CVD 旋转管式炉内,在气体流量为50-100 mL/min的氩气的保护气氛下,以5 ℃/min升温至 400℃后,以25 mL/min 的流速引入乙炔气体反应1h生成无定形碳层,反应完成后,关掉乙炔开始缓慢降温至25 ℃,取出,得到软磁复合材料;如图2所示,软磁复合材料由内至外包括软磁合金a、Al2O3层b、无定形碳层c;
S2原料配制:将软磁复合材料、聚氨酯混合均匀,得到原料混合物,其中软磁复合材料、聚氨酯的质量比为88:12;
S3浆料搅拌:将所述原料混合物加入到搅拌机中,然后加入甲基异丙酮、分散剂BYK-110、消泡剂BYK-141、流平剂BYK-330、SDBS,原料混合物、甲基异丙酮、分散剂 BYK-110、消泡剂BYK-141、流平剂BYK-330、SDBS的质量比为100:145:0.8:0.8:0.6:0.4:0.3,进行搅拌,使其均匀混合,制成浆料;
S4涂料涂布:将所述浆料涂覆在PET保护膜上,通过刮刀使其均匀分布在PET保护膜表面上;所述涂布的温度设置为105℃,速度设置为 1m/min;
S5干膜压合:将涂好的浆料放入压合机中,温度设置为165℃,压力设置为15Mpa,使其快速干燥并形成吸波材料;
S6模切:将压制好的吸波材料按照设计要求进行切割,得到所需的尺寸和形状。
吸波性能测试:对实施例1的仙台斯特合金、实施例2的软磁复合材料的电磁参数进行了测试,测试仪器为矢量分析仪,测试频段为0.5-18 GHz。
其中,测试时,将实施例1的仙台斯特合金、实施例2的软磁复合材料制作成同轴环进行测试,即将石蜡和实施例1的仙台斯特合金、实施例2的软磁复合材料以 1:1 的质量比进行充分均匀混合,制成厚度为 2.5 mm 左右,内径约 3.0 mm,外径约7.0 mm 的同轴环。
吸波性能测试结果为:通常来说,当 RL<-10dB 时,认为该材料具有有效的吸波频带。在 0.5-18.0 GHz 的频率范围内,实施例1的仙台斯特合金的RL值只有不到 0.2 GHz带宽的小于-10 dB,这说明实施例1的仙台斯特合金在实际应用中会存在很大的限制。而实施例2的软磁复合材料,在 6.8 GHz时,RLmin 为-23.9dB,有效吸吸波带宽能够达到3.4GHz。。
上述吸波性能测试结果说明:通过先溶胶-凝胶法包覆 Al2O3、再通过CCDV包覆无定形碳层所合成的软磁复合材料的二维片状多层结构,相较二维片状单层结构的实施例1的仙台斯特合金,其微波损耗最小值RLmin 以及有效带宽等都有了明显提升,极大的增强了吸波粉体的吸波性能。
SEM表征:对实施例1、实施例2的吸波材料进行SEM表征。从图3、图4中可以发现,实施例1、实施例2的吸波材料均由二维片状结构的吸波粉体叠层并且平铺而成,并且吸波粉体之间设置有高分子弹性体进行阻隔从而不会形成吸波粉体的导通。并且,实施例1、实施例2的吸波材料中吸波粉体的表面均光滑且形貌呈不规则的片状,说明利用溶胶-凝胶法、CCVD 方法包覆的软磁复合材料,包裹效果好,使其依然可以保持其基本形貌的稳定性。
磁导率、电感值测试:参考 GB/T 32596,对实施例1、实施例2的吸波材料进行磁导率、电感值测试,厚度分别约为0.1mm或者0.08mm,测试结果见表1。
表1 实施例1、实施例2的磁导率、电感值测试数据
由表1可得,当厚度约为0.08mm时,实施例1、实施例2的磁导率分别为221.4、220.5,电感值分别为368μH、353μH;当厚度约为0.1 mm时,实施例1、实施例2的磁导率分别为151.2、150.7,电感值分别为365μH、352μH。
防腐蚀性能测试:采用电化学腐蚀分析法计算电化学腐蚀参数,测试设备为电化学工作站,测试过程均用三电极体系,参比电极为氯化银电极,辅助电极为铂电极,工作电极采用在铜箔上分别设置样品1-4制备,测试结果见表2。
表2 实施例1、实施例2的电化学腐蚀参数
由表2可得,实施例1的吸波材料采用仙台斯特合金作为吸波粉体,其自腐蚀电位Ecorr分别为-0.31 V、-0.33V,腐蚀电流密度icorr分别为5.12×10-6A/cm2、5.12×10-6A/cm2,极化电阻Rp分别为1.75×105Ω/cm2、1.97×105Ω/cm2,腐蚀速率CR分别为1.87×10-12m/s、2.03×10-12m/s。实施例2的吸波材料采用包裹有Al2O3层、无定形碳层的仙台斯特合金作为吸波粉体,其自腐蚀电位Ecorr增加到-0.05 V、-0.04V,腐蚀电流密度icorr下降到1.12×10- 6A/cm2、1.08×10-6A/cm2,极化电阻Rp增加到9.74×105Ω/cm2、19.82×105Ω/cm2,腐蚀速率CR下降到2.98×10-13m/s、3.01×10-13m/s,说明实施例2的吸波材料具有更好的耐腐蚀性能,可以在多种环境下具有更好的使用寿命。
以下对比例1、实施例3、实施例4、实施例4、实施例5提供了一种手机NFC天线。对比例1、实施例3、实施例4、实施例4、实施例5采用的材料均为市售工业常用原材料。
对比例1
对比例1的手机NFC天线包括NFC天线本体1、金属底板3,NFC天线本体1的线圈电感值为1.7μH、感应距离为3.67mm,金属底板3采用0.05mm厚度的铝箔材料(模拟电池包覆材料),将NFC天线本体1与金属底板3组装得到对比例1的手机NFC天线。
实施例3
如图1所示,实施例3的手机NFC天线包括NFC天线本体1、吸波材料层2、金属底板3,NFC天线本体1的线圈电感值为1.7μH、感应距离为3.67mm,吸波材料层2采用实施例1的吸波材料制得,厚度约为0.08mm,金属底板3采用0.05mm厚度的铝箔材料,将NFC天线本体1、吸波材料层2、金属底板3依次组装得到实施例3的手机NFC天线。
实施例4
如图1所示,实施例4的手机NFC天线包括NFC天线本体1、吸波材料层2、金属底板3,NFC天线本体1的线圈电感值为1.7μH、感应距离为3.67mm,吸波材料层2采用实施例1的吸波材料制得,厚度约为0.1mm,金属底板3采用0.05mm厚度的铝箔材料,将NFC天线本体1、吸波材料层2、金属底板3依次组装得到实施例4的手机NFC天线。
实施例5
如图1所示,实施例5的手机NFC天线包括NFC天线本体1、吸波材料层2、金属底板3,NFC天线本体1的线圈电感值为1.7μH、感应距离为3.67mm,吸波材料层2采用实施例2的吸波材料制得,厚度约为0.08mm,金属底板3采用0.05mm厚度的铝箔材料,将NFC天线本体1、吸波材料层2、金属底板3依次组装得到实施例5的手机NFC天线。
实施例6
如图1所示,实施例6的手机NFC天线包括NFC天线本体1、吸波材料层2、金属底板3,NFC天线本体1的线圈电感值为1.7μH、感应距离为3.67mm,吸波材料层2采用实施例2的吸波材料制得,厚度约为0.1mm,金属底板3采用0.05mm厚度的铝箔材料,将NFC天线本体1、吸波材料层2、金属底板3依次组装得到实施例6的手机NFC天线。
天线测试:参照ISO/IEC 14443,数字电桥采用 LCR 100kHz,测试结果见表3。
表3 对比例1、实施例3-6的天线测试数据
NFC天线本体1的线圈电感值为1.7μH、感应距离为3.67mm,由表3可得,将NFC天线本体1与金属底板3组合(对比例1),由于金属会反射和吸收无线电波,金属底板3会对NFC信号产生干扰,电感值下降至1.58μH、感应距离下降至1.01mm。
在NFC天线本体1与金属底板3之间设置有吸波材料层2(实施例3-5),实施例3-5均可以有效地隔离金属底板3对NFC天线本体1的干扰,提高NFC天线本体1的信号质量。其中,采用实施例2的吸波材料的实施例5、实施例6,其电感值分别为1.71μH、1.73μH,更接近NFC天线本体1的线圈电感值,其感应距离分别为3.56mm、3.52mm,更接近NFC天线本体1的感应距离,这说明实施例5、实施例6可以更好地匹配NFC天线本体1与金属底板3,具有更好的隔磁、吸波效果。
本发明具体应用途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出,以上实施例仅用于说明本发明,而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种手机NFC天线,其特征在于,所述手机NFC天线包括NFC天线本体(1)、吸波材料层(2)、金属底板(3),所述金属底板(3)上设置有吸波材料层(2),所述吸波材料层(2)上设置有NFC天线本体(1);所述吸波材料层(2)为吸波材料制得的薄膜或者片层,所述吸波材料包括吸波粉体、高分子弹性体,所述吸波粉体为软磁合金或者软磁复合材料,所述吸波粉体为二维片状结构,所述吸波粉体平铺填充于高分子弹性体中,所述吸波粉体、高分子弹性体的质量比为10-20:1-5。
2.根据权利要求1所述手机NFC天线,其特征在于,所述吸波粉体的粉体厚度为0.5-1.5μm,粒径 D50 范围为 30-100μm。
3.根据权利要求1所述手机NFC天线,其特征在于,所述软磁合金选自铁硅铝软磁合金、铁硅软磁合金、铁镍软磁合金、铁镍钼软磁合金、铁铝软磁合金、铁硅铝镍软磁合金、铁铬软磁合金、铁钴软磁合金中的至少一种。
4.根据权利要求1所述手机NFC天线,其特征在于,所述软磁复合材料为二维片状多层结构,其由内至外包括软磁合金、Al2O3 层、无定形碳层。
5.根据权利要求1所述手机NFC天线,其特征在于,所述NFC天线本体(1)的天线线圈电感值为1.6-2.0μH。
6.根据权利要求1所述手机NFC天线,其特征在于,所述吸波材料由二维片状结构的吸波粉体叠层并且平铺而成,所述吸波粉体之间设置有高分子弹性体进行阻隔从而不会形成吸波粉体的导通。
7.根据权利要求1所述手机NFC天线,其特征在于,所述高分子弹性体为聚氨酯、丙烯酸、有机硅、环氧树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1至7任一项所述手机NFC天线的吸波材料的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1原料配制:将吸波粉体、高分子弹性体混合均匀,得到原料混合物;所述吸波粉体的松装密度为0.2-0.7g/cm3,振实密度为0.6-2.0 g/cm3
S2浆料搅拌:将所述原料混合物加入到搅拌机中,然后加入溶剂、助剂组分,溶剂和原料混合物、助剂组分的质量比为40-80:10-50:0.5-2,进行搅拌,使其均匀混合,制成浆料;所述浆料的粘度为1500-2000 mPa·s;
S3涂料涂布:将所述浆料涂覆在保护膜上,通过刮刀使其均匀分布在保护膜表面上,所述涂布的温度设置为 50-120℃,速度设置为0.5-4m/min;烘干后得到干膜;
S4干膜压合:将烘干后的干膜放入压合机中,温度设置为150-180℃,压力设置为10-20Mpa,使其致密并形成吸波材料;
S5模切:将压制好的吸波材料按照设计要求进行切割,得到所需的尺寸和形状。
9.根据权利要求8所述手机NFC天线的吸波材料的制备工艺,其特征在于,所述S2中,所述溶剂为甲基异丙酮、丙酮、环已酮、DMF中的一种,所述助剂组分为分散剂、消泡剂、流平剂、表面活性剂中的至少一种。
10.根据权利要求8所述手机NFC天线的吸波材料的制备工艺,其特征在于,所述吸波粉体为软磁复合材料,其制备包括如下步骤:
S1:将甲酸铵溶液、软磁合金粉体、硫酸铝混合,超声分散10-30min,得到混合溶液,将所述混合溶液水浴加热至75-85℃,保温搅拌反应1-2h,通过乙醇多次洗涤以及磁性分离后,在40-50℃的烘箱烘干1-3d,然后在 350-450℃下退火 2h,得到包覆有Al2O3 层的软磁合金粉体;
S2:将包覆有Al2O3 层的软磁合金粉体在石英舟平铺,然后放置于CVD 旋转管式炉内,在气体流量为50-100 mL/min的氩气的保护气氛下,以 3-6 ℃/min升温至 400℃后,以20-30 mL/min 的流速引入乙炔气体反应0.5-1h,反应完成后,关掉乙炔开始缓慢降温至25℃,取出,得到软磁复合材料。
CN202310857473.2A 2023-07-13 2023-07-13 一种手机nfc天线及其吸波材料的制备方法 Active CN116937177B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310857473.2A CN116937177B (zh) 2023-07-13 2023-07-13 一种手机nfc天线及其吸波材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310857473.2A CN116937177B (zh) 2023-07-13 2023-07-13 一种手机nfc天线及其吸波材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116937177A true CN116937177A (zh) 2023-10-24
CN116937177B CN116937177B (zh) 2024-04-26

Family

ID=88388858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310857473.2A Active CN116937177B (zh) 2023-07-13 2023-07-13 一种手机nfc天线及其吸波材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116937177B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006127424A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Daido Steel Co Ltd 無線タグ
KR20080102094A (ko) * 2007-05-18 2008-11-24 주식회사 에이엠오 유전체층의 기능이 부여된 연자성체층을 포함하는 전자파흡수체 및 그 연자성체층의 형성방법
CN101740142A (zh) * 2009-11-23 2010-06-16 安泰科技股份有限公司 电磁波吸收制品及其制造方法
CN110084351A (zh) * 2019-04-17 2019-08-02 永道无线射频标签(扬州)有限公司 一种用于抗金属介质的高频nfc标签
CN112060724A (zh) * 2020-09-18 2020-12-11 湖南工程学院 一种柔性低频吸波片及其制备方法
CN113337248A (zh) * 2021-06-01 2021-09-03 浙江原邦材料科技有限公司 一种复合吸波材料及其制备方法
CN114390884A (zh) * 2022-01-27 2022-04-22 合肥工业大学 一种轻质铁镍合金基磁性的复合吸波材料及制备方法
CN114498067A (zh) * 2022-02-17 2022-05-13 宁波招宝磁业有限公司 一种磁性吸波超材料及其制备方法
CN114517015A (zh) * 2020-11-20 2022-05-20 洛阳尖端技术研究院 吸波组合物、吸波材料及其制备方法
CN114591075A (zh) * 2022-03-29 2022-06-07 重庆科技学院 一种锰锌铁氧体软磁合金吸波材料及其制备工艺
WO2023090326A1 (ja) * 2021-11-16 2023-05-25 積水ポリマテック株式会社 電磁波吸収シート

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006127424A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Daido Steel Co Ltd 無線タグ
KR20080102094A (ko) * 2007-05-18 2008-11-24 주식회사 에이엠오 유전체층의 기능이 부여된 연자성체층을 포함하는 전자파흡수체 및 그 연자성체층의 형성방법
CN101740142A (zh) * 2009-11-23 2010-06-16 安泰科技股份有限公司 电磁波吸收制品及其制造方法
CN110084351A (zh) * 2019-04-17 2019-08-02 永道无线射频标签(扬州)有限公司 一种用于抗金属介质的高频nfc标签
CN112060724A (zh) * 2020-09-18 2020-12-11 湖南工程学院 一种柔性低频吸波片及其制备方法
CN114517015A (zh) * 2020-11-20 2022-05-20 洛阳尖端技术研究院 吸波组合物、吸波材料及其制备方法
CN113337248A (zh) * 2021-06-01 2021-09-03 浙江原邦材料科技有限公司 一种复合吸波材料及其制备方法
WO2023090326A1 (ja) * 2021-11-16 2023-05-25 積水ポリマテック株式会社 電磁波吸収シート
CN114390884A (zh) * 2022-01-27 2022-04-22 合肥工业大学 一种轻质铁镍合金基磁性的复合吸波材料及制备方法
CN114498067A (zh) * 2022-02-17 2022-05-13 宁波招宝磁业有限公司 一种磁性吸波超材料及其制备方法
CN114591075A (zh) * 2022-03-29 2022-06-07 重庆科技学院 一种锰锌铁氧体软磁合金吸波材料及其制备工艺

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAOWEN WANG等: "Research progress on electromagnetic wave absorption based on magnetic metal oxides and their composites", ADVANCED COMPOSITES AND HYBRID MATERIALS, 1 June 2023 (2023-06-01) *
RSC ADVANCES: "High performance electromagnetic wave absorbers derived from PC/SAN blends containing multiwall carbon nanotubes and Fe3O4 decorated onto graphene oxide sheets", RSC ADVANCES *
李友兵;方菲;: "铁氧体吸波材料的研究进展", 科技经济导刊, no. 02, 15 January 2017 (2017-01-15) *
武志红;王倩;张路平;郑海康;尚楷;: "氧化铝基吸波材料研究进展", 航空材料学报, no. 01 *
钟伟;汤怒江;靳长清;都有为;: "具有核/壳结构的纳米复合高频软磁材料", 微纳电子技术, no. 07 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116937177B (zh) 2024-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207885101U (zh) 一种电磁屏蔽膜
JP3812977B2 (ja) 電磁干渉抑制体
Wang et al. A Polypyrrole/CoFe 2 O 4/Hollow Glass Microspheres three-layer sandwich structure microwave absorbing material with wide absorbing bandwidth and strong absorbing capacity
JP2013236021A (ja) 磁性部品とそれに用いられる金属粉末およびその製造方法
JP2013236021A5 (zh)
KR101560570B1 (ko) 전자파 간섭 노이즈 차폐와 흡수, 방열 및 전기 절연 복합 시트용 조성물 및 이를 포함하는 복합 시트
CN103929933B (zh) 抑制电磁波干扰结构及具有该结构的软性印刷电路板
TW201440629A (zh) 電磁波干擾抑制體
CN112409936A (zh) 一种低频磁介复合吸波贴片及其制备方法
TW200908871A (en) Sheet for prevention of electromagnetic wave interference, flat cable for high-frequency signal, flexible print substrate, and method for production of sheet for prevention of electromagnetic wave interference
JP6471015B2 (ja) Fe−Co合金粉末並びにアンテナ、インダクタおよびEMIフィルタ
CN113223844B (zh) 一种粉末包覆方法
CN116937177B (zh) 一种手机nfc天线及其吸波材料的制备方法
CN211982439U (zh) 电磁屏蔽膜及线路板
KR102082810B1 (ko) 고성능 복합 전자파 차폐시트 및 이의 제조방법
CN115189142A (zh) 电磁超材料及其制备
CN116612975A (zh) 一种高频低损耗铁基软磁复合材料的制备方法
CN111615317A (zh) 磁屏蔽片及其制备方法
Al Duhni et al. Low-Frequency Shielding Effectiveness of Magnetic Alloys
JPH1079302A (ja) 複合磁性体およびそれを用いた電磁干渉抑制体
JP6167560B2 (ja) 絶縁性の平板状磁性粉体とそれを含む複合磁性体及びそれを備えたアンテナ及び通信装置並びに複合磁性体の製造方法
US11756714B2 (en) Composite magnetic material and method for manufacturing same
CN117748156A (zh) 一种吸波材料及其制备方法及手机nfc天线
CN112077298B (zh) 一种ErFe@GO复合微波吸收剂及其制备方法
CN212163811U (zh) 电磁屏蔽膜及线路板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant