CN206332903U - 带磁隔离和电隔离及天线的抗emi线路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出在线路板的一边或者两边加入电磁隔离层，电磁隔离层包含磁隔离层和电隔离层。电磁隔离层是由单层、双层和多层磁隔离薄膜和非磁性薄膜以及电隔离层通过胶合或者热压合构成，其中电隔离层是由导电薄膜构成。天线可以直接印制在线路板的铜层上，电磁隔离层与印制线路板通过胶合或者压合成为一个带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板整体，以解决EMC、EMI中磁场干扰和电场干扰问题。进一步，磁隔离层支持印制工艺。本实用新型包含磁隔离胶水、导电胶水、自黏贴磁隔离膜和自黏贴导电薄膜。本实用新型特别适合用于带无线充电的可穿戴设备的线路板设计。

Description

带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板

技术领域

本实用新型涉及信息技术领域，尤其是涉及电子线路板设计制造领域，特别是集成带有磁隔离功能和天线的新型电子线路板。

背景技术

电子印制线路板工业虽然是一个较为成熟的工业，但是IT技术的发展，总是引领和推动着制造业的创新，使之跟上IT创新的步伐。作为电磁兼容性EMC（Electro MagneticCompatibility）和电磁干扰EMI（Electro Magnetic Interference）问题，在印制线路板行业中，虽然早就是一个关注的重点，可是，近年来的无线充电技术和可穿戴设备的发展，现有的印制线路板EMC、EMI最新技术，还是跟不上要求。最主要的原因是对于较强的磁场干扰，目前尚未有较好的屏蔽方法。

首先，市场呼唤全密封防水设计，呼唤IP67防护。

作为可穿戴设备，难免要遇到进水的问题，例如智能手表、智能手环、手机、运动相机等可穿戴智能设备，虽然现在有各种局部防水功能，但是由于目前的充电，基本上还是采用有线充电方式，即便是最新的三星和苹果手机，还是没有彻底去掉有线充电。虽然可以通过涂防水胶来解决所谓生活防水问题，但毕竟达不到正真的IP67标准，即“防止外物及灰尘，完全防止外物及灰尘侵入”、“防止浸水时水的浸入，电器浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下，可确保不因浸水而造成损坏”。要想做到这一点，必须采用全密封外壳，就要消灭有线充电，改用无线充电。

其次，无线充电离不开强磁场，必须做到强磁场防护。

无线充电技术目前有4种，分别是磁场感应、磁场共振、电场感应和电磁波，其中，磁场感应方式产业化较为成功，它是采用类似于变压器的原理，由发射端（变压器初级）的线圈向接收端（变压器次级）发射交变磁场，由接收端的线圈感应产生交变电流，从而完成电能传递的。在这里，电磁波频率磁场感应通常是在100KHz至250KHz左右，属于低频强磁场，磁共振方案通常在6.78MHz左右，而现有的EMC、EMI防护，主要是防护高频电场，具体措施是采用金属屏蔽。众所周知，金属，除了铁磁类金属之外，都是顺磁物质，只能屏蔽电场，无法屏蔽磁场。也就是说，现有的EMC、EMI技术，根本无法解决磁场的屏蔽问题。

现行的低功率（10W、2A数量级）无线充电标准，如Qi，PMA，A4WP基本都是采用磁场感应原理，拟议中的苹果公司的无线充电将采用近场磁共振技术，它们都是强磁场传输，在目前的应用中，它们都是采用铁磁物质隔离强磁场。

第三，现有的铁磁物质，有板材和薄膜材，他们都是作为一个独立元件，置于印制线路板之外的，安装比较麻烦，体积也比较大。

以下是检索到的关于电子线路板领域的电磁防护的相关专利及申请，它们是：

1、电场屏蔽方式

以下这些专利及申请，清一色的全部是采用非磁物质的导电薄膜接地的解决方案，这是目前EMC、EMI对于电场的隔离屏蔽方式，非磁物质是隔离屏蔽不了强交变磁场的，所以，这些技术无法解决线路板的磁隔离和磁屏蔽问题。

CN201520303253.6，一种高效能低成本电磁屏蔽膜；CN201420180068.8，电磁屏蔽膜及包括该电磁屏蔽膜的柔性线路板；CN201520577090.0，一种连接线路板和电子设备；CN201420309593.5，一种具有电磁屏蔽功能的覆盖膜；CN201320119907.0，具有电磁屏蔽效应的复合式铜箔基板；CN201510415476.6，适用于柔性线路板的电磁屏蔽装置；CN201410016769.2，电磁波屏蔽膜以及包含屏蔽膜的线路板的制造方法；CN201310327748.8，柔性电路板及其制造方法；CN201510640980.6，一种电磁波屏蔽膜、含有该屏蔽膜的印制线路板及该线路板的制备方法；CN201180066680.1，电磁耦合结构、多层传输线路板、电磁耦合结构的制造方法以及多层传输线路板的制造方法；CN200820125206.7，一种柔性线路板；CN200510022031.8，一种具有电磁波屏蔽结构的柔性线路板。

2、磁贴膜/片方式

以下这些专利及申请，都是使用磁贴膜/片方式，解决天线的磁隔离问题，有的是在天线线圈的一侧贴上磁片或者磁薄膜，有的是在线路板的一面贴上磁薄膜，结构不是与线路板一体化，安装不方便。

CN201520855081.3，新型无线充电发射器；CN201120117589.5，一种近场通讯天线；CN201320312727.4，线路板；CN201320212282.2，一种具有柔性线路板的无线充电器接收端；CN201521038574.4，一种带磁铁线路板；CN201310158321.X，软磁复合薄膜和制造方法及其在电子设备中的应用。

3、带磁隔离层单独天线方式

以下专利和申请是一种独立天线的方案，带有磁隔离，但是它不是和线路板一体化的产品方案。

CN201020281407.3，一种无线电力传送线圈；CN201020281407.3，一种无线电力传送线圈；

4、磁场隔离夹层方式

“CN201510014389.X，用于无线充电的内嵌磁性材料线路板及加工方法”和“CN201520020415.5，用于无线充电的内嵌磁性材料线路板”，是同一个实用新型的实用新型专利和实用新型专利的两种申请，其实用新型思路是在线路板的夹层中，加上磁隔离层，这个磁隔离层只能够隔离磁场，不能够隔离静态及交变电场，更不能同时隔离电场和磁场。

“CN201521129691.1，一种防电磁干扰印刷线路板”，是在两层PCB线路板中间夹一个铁氧体吸波材料；“CN201420022753.8，印刷线路板用电磁波屏蔽膜及包含屏蔽膜的印刷线路板”，是在线路板的夹层中夹上一层屏蔽层，主要由金属构成，以屏蔽电场。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板，它至少包含：天线层、磁隔离层、电隔离层、接地层和普通层，各层通过胶合或热压合制造成一个具有电磁隔离功能的线路板整体；所述电磁隔离包含独立隔离方式，混合隔离方式，独立电屏蔽方式和接地层屏蔽方式。

例如，电磁隔离层可以布置在线路板的两面或者一面，也可以布置在线路板的夹层中。所述天线用于发射和接收信号，也可以作为无线充电器的接收天线。

所述胶合，是用胶将层粘合为一体，附着力和剥离强度达到线路板行业要求，例如测试须通过3M胶带的附着力测试；所述热压合，是通过加热和物理加压力，使得层合为一体，附着力和剥离强度达到线路板行业要求，例如测试须通过3M胶带的附着力测试；所述隔离片，是由电绝缘的材料构成，用于隔离线路板各层，支持胶合或热压合，材料至少包含树脂类；所述天线层，包含直接印制或安装天线的导电材料制造的层；所述磁隔离层，能够隔离静止和交变磁场，包含但不限于由软磁材料本身制造成的层和软磁材料与可胶合可热压合材料制造成的层；所述电隔离层，能够隔离交变电场，包含但不限于由导电材料本身制造成的层和导电材料与可胶合可热压合材料制造成的层；所述接地层，是线路板中的电源接地层；所述普通层，包含但不限于线路板中电源层、信号层、布线层、焊盘层、元器件埋设层；所述独立隔离方式，是指磁隔离层和电隔离层由所述隔离片分开，磁隔离层由电绝缘的软磁材料和可胶合可热压合材料制造完成，电隔离层是由导电材料和可胶合可热压合材料制造完成，并且接地；所述混合隔离方式，是将磁隔离层和电隔离层混合为同一层，此时的磁隔离层由导电的软磁材料和可胶合可热压合材料制造完成，并且接地；所述独立电屏蔽方式，是指电隔离层和接地层独立存在，并且电隔离层接地；所述接地层屏蔽方式，是指取消电隔离层，由接地层取代电隔离层；所述接地，是指将该层或电与线路板的接地层做电连通；所述磁隔离层的相对磁导率大于20、居里温度大于50摄氏度；所述导电材料包含但不限于金属银、铜、金、铝、纳、钼、钨、锌、镍、铁、铂、锡、铅本身以及它们的合金，包含但不限于它们的复合金属，包含碳和炭纤维、复合导电材料、导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜、纳米导电材料；所述软磁材料包含但不限于：铁、钴、镍、坡莫合金、非晶及纳米晶、软磁合金、铁基非晶合金、铁镍基、钴基非晶合金、铁基纳米晶合金、铁氧体、钴基非晶、纳米晶、硅钢、铁粉锌、铁硅铝、锰锌铁氧体；所述导电的软磁材料包含但不限于铁、钴、镍、坡莫合金、软磁合金、铁基非晶合金、铁镍基、钴基非晶合金、铁基纳米晶合金、硅钢、铁粉锌、铁硅铝、掺有导电微粒的非晶及纳米晶、铁氧体、钴基非晶、纳米晶、锰锌铁氧体；所述电绝缘的软磁材料包含但不限于非晶及纳米晶、铁基非晶、铁镍基、钴基非晶、铁基纳米晶、铁氧体、钴基非晶、纳米晶、锰锌铁氧体；

所述磁隔离层作用是阻止静止磁场和交变磁场从磁隔离层一侧向另外一侧传输。所述电隔离层作用是阻止静止和交变电场从电隔离层一侧向另外一侧传输。

所述电磁隔离层与线路板采用胶合或者热压合，形成一个整体。所述磁隔离层的相对磁导率大于20、居里温度大于50摄氏度。实际上，相对磁导率在材料允许的情况下，应该是越大越好，居里温度也应该越大越好。

优选地，在实际设计中，考虑到材料成本、线路板的制造和线路板后期应用，磁导率选用的建议是100到10000之间；而居里温度的选用是在300摄氏度以上，以防止在线路板焊接时由于温度过高，超过居里温度而使得磁隔离层丧失隔离能力。

软磁物质的选择依据是磁导率高、饱和磁通密度高、稳定性高、矫顽力低、磁损耗低、电损耗低。

优选地，所述磁隔离层和电隔离层制造成薄膜形状，其结构包含单层结构和多层结构；所述单层结构，是由一层磁性薄膜或导电薄膜构成，两边包含敷上隔离片和不敷隔离片；所述多层结构，包含两层及以上磁性薄膜或导电薄膜，在磁性薄膜或导电薄膜之间，夹有隔离片，通过胶合或者热压合构成；所述磁性薄膜包含是由软磁材料的粉末作为填充物，和非磁性物均匀混合制造成的薄膜，包含磁性物质单纯材料本身制成的薄膜；所述导电薄膜是由导电材料构成的薄膜。

优选地，所述非磁性物质可以选用耐高温的高分子材料，基于线路板后期焊接的同样考虑，该高分子材料耐温度300摄氏度以上。

优选地，所述线路板包含但不限于接地层；所述电磁隔离层的大小和形状，包含与线路板的大小形状相同和不相同。所述电隔离层包含但不限于独立隔离层方式和接地层合并方式，所述独立隔离方式是设置一个导电薄膜层，并且与线路板的接地层做电路连接，其大小和形状，大于等于所述磁隔离层的大小和形状。所述接地层合并方式，是借用线路板中的接地层实现，此时接地层设置为紧靠磁隔离层。

也就是说，磁隔离层可以大于、等于、小于线路板尺寸，形状不必受制于线路板，隔离层的大小和形状，是依据所要完成此隔离的工作而定。

优选地，所述电磁性薄膜层支持印制蚀刻工艺，用以改变磁隔离层的形状。所述印制蚀刻工艺包含但不限于传统的印制线路板生产中的涂层、照相曝光、显影、蚀刻、清洗工艺流程流程，以符合用户对于磁隔离形状的要求。

也就是说，可以按照类似于印制线路板工艺，在线路板上印制和蚀刻，加工出隔离层的形状和大小。

优选地，所述电磁隔离层包含被钻孔、冲孔和刻画出其他形状，并且能够在孔的切面上沉积和电镀导电层，能够支持线路板的盲孔、埋孔和通孔制造。所述沉积和电镀导电层，还能够在磁隔离层表面进行。

优选地，所述磁隔离层在同一块线路板中，包含同层多块模式和不同层多块模式。所述同层多块模式，是指在线路板的一个层的平面中，布置多块彼此不连接的磁隔离层。所述不同层多块模式，是指在线路板的不同的层，布置多个磁隔离层。

通过同层多模块模式，用以完成在同一块线路板上，完成不同磁场、不同频率的磁隔离；通过不同层多模式，例如线路板的上层和下层，完成不同磁场、不同频率的磁隔离。

优选地，所述磁隔离层的一侧是天线侧，另外一侧先是电隔离层，再是通用电路侧；电磁隔离层把天线侧和通用电路侧做磁场和电场隔离，以符合EMC/EMI标准。

优选地，在所述天线侧有导电薄膜层，通过线路板制造工艺，把导电薄膜本身制造成天线和连接电路。所述天线的种类包括但不限于无线充电天线、RFID天线、NFC天线、Bluetooth天线、WIFI天线、微波天线和其它无线电天线。它们用于接收和发射相应的电磁信号，特别地，还可以用于完成无线充电。所述天线的结构包含但不限于线圈天线、线圈天线阵列、微带天线、微带天线阵列以及其它天线。所述天线的构成包含但不限于由导电薄膜印制工艺生成天线、外置漆包线绕制而成天线和其它天线元件。所述导电薄膜的材料包含所述导电材料。

优选地，所述通用电路侧是通常的线路板部分，包含但不限于接地层、电源层、信号层、电子元器件埋设层、电子元器件焊接层以及电子元器件层，还可以是线路板的其它任何可以采用的层。所述电子元器件埋设层，是指在多层线路板中，把一部分电子元器件埋设到线路板的夹层中的层。

优选地，在所述线路板的两边，均包含电磁隔离层，包含但不限于在所述电磁隔离层的外测各自独立的天线。

优选地，本实用新型包含附件，所述附件包含但不限于磁隔离胶水、电隔离胶水、自黏贴磁隔离膜和自黏贴电隔离膜；所述磁隔离胶水是均匀混合有所述软磁物质微粒，能够隔离磁场的胶水。所述电隔离胶水是均匀混合有所述导电物质的可导电的胶水。所述自黏贴磁隔离膜，是由所述磁性隔离层涂上背胶构成。所述自黏贴电隔离膜，是由导电物质薄膜涂上背胶构成。如果在天线侧除了天线之外，还安装有其它电子与器件，则在这些电子元器件表面，涂上磁隔离胶水或者贴上自黏贴磁隔离膜，以防护磁场对于这些电子元器件的干扰。也可以涂上电隔离胶水或者贴上电隔离膜，以防止电场对于这些电子元件的干扰。

优选地，所述线路板包含传统的线路板方式和SoC方式；所述传统的线路板方式，是指采用传统的线路板加工工艺实现；所述SoC方式，是集成电路生产加工工艺，最终产品是SoC集成电路芯片和集成电路模块。

优选地，所述线路板包含不可弯曲的硬板、可弯曲的软板和柔性线路板。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、实现薄膜化有效隔离强磁场和电场，包含静磁场和交变磁场，包含静电场和交变电场，进一步增强EMC、EMI性能。

2、现有的印制线路板无防磁场和防电场功能，本实用新型实现印制线路板防磁和防电场功能，并且提高了线路板集成度，有利于减小体积。

3、现有的厚膜SoC电路没有防磁功能，本实用新型实现把磁隔离电屏蔽与厚膜SoC集成一起，有利于减小体积，增加集成度。

4、实现防磁区域和形状的印制和蚀刻，有利于整机的灵活设计和应用。

5、有利于便携式设备实现IP67防护。

附图说明

图1是单面磁隔离线路板结构图的左视图；

图2是单面磁隔离线路板结构图的剖视图；

图3是双面磁隔离线路板结构图的左视图；

图4是双面磁隔离线路板结构图的剖视图；

图5是双面磁隔离线路板结构图的右视图；

图6是单层磁隔离层的剖视图；

图7是双层磁隔离层的剖视图；

图8是多层磁隔离层的剖视图；

图9是实施例的左侧剖视图；

图10是实施例的剖视图；

图11是实施例的右侧剖视图；

图12是带电隔离层的多层磁隔离层的剖视图。

其中图1：

1.1：半固化膜

1.2：天线、线路及焊盘

1.3：电子元件

其中图2：

2.1：天线、线路及焊盘层

2.2：半固化膜

2.3：磁隔离层

2.4：接地层

2.5：基板

2.6：电源层

2.7：信号及焊盘层

2.8：电子元件

其中图3：

3.1：半固化膜

3.1：天线、线路及焊盘层

3.3：电子元件

其中图4：

4.1：天线、线路及焊盘层

4.2：半固化膜

4.3：磁隔离层

4.4：接地层

4.5：基板

4.6：电源层

4.7：信号层

4.8：磁隔离层

4.9：天线、线路及焊盘层

4.10：电子元件

其中图5：

5.1：半固化膜

5.2：天线、线路及焊盘层

5.3：电子元件

其中图6：

6.1：非磁性薄膜

6.2：磁性薄膜

6.3：非磁性薄膜

其中图7：

7.1：非磁性薄膜

7.2：磁性薄膜

7.3：非磁性薄膜

7.4：磁性薄膜

7.5：非磁性薄膜

其中图8：

8.1：非磁性薄膜

8.2：磁性薄膜

8.3：非磁性薄膜

8.4：磁性薄膜

8.5：非磁性薄膜

8.n：磁性薄膜

8.n+1：非磁性薄膜

其中图9：

9.1：外壳

9.2：无线充电天线线圈

9.3：聚合物电池

其中图10：

10.1：外壳

10.2：聚合物电池

10.3：无线充电天线线圈、线路及焊盘层

10.4：线路板

10.5：RFID/NFC天线线圈、线路及焊盘层

10.6：电子元件

10.7：Bluetooth天线

10.8：显示器

其中图11：

11.1：外壳

11.2：RFID/NFC天线线圈

11.3：Bluetooth天线

11.4：显示器

其中图12：

12.1：非磁性薄膜

12.2：磁性薄膜

12.3：非磁性薄膜

12.4：磁性薄膜

12.5：非磁性薄膜

12.n：磁性薄膜

12.n+1：非磁性薄膜

12.n+2：导电薄膜

12.n+3：非磁性薄膜。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

具体实施例一、单面磁隔离和电隔离带无线充电接收线圈的线路板

概述

该实施例是本实用新型面向单面磁隔离和电隔离带无线充电接收线圈的线路板的一个具体实施例，具体的，它是一种带无线充电的智能手表的线路板设计。

系统说明

如图1和图2所示，该线路板包含1个磁隔离层、4个铜层、1层基板和4个半固化膜。依次按照图1的顺序排列，通过线路板制造工艺，通过印制电路、钻孔、沉铜、热压合等相关步骤，制造成为一个线路板整体。其中，各层分别是：天线层2.1、半固化膜2.2、磁隔离层2.3、半固化膜2.2、接地层2.4、基板2.5、电源层2.6、2层半固化膜2.2、信号及焊盘层2.7，其中，在天线层2.1中，还焊接有电子元件1.3，信号及焊盘层2.7，焊接有电子元件2.8。其中电隔离层共用接地层2.4。

图1和图2的线路板，是一个带有无线充电功能的智能手表的线路板。其中，天线层2.1，是线路板上的一个铜箔层，上面设有无线充电的接收线圈——天线1.2，还包含部分印制线路，以焊接电子元件1.3。

本实用新型在图1和图2的线路板上，设有磁隔离层2.3，以阻止磁场从磁隔离层左边一侧向右边一侧传输；所述磁隔离层，是由铁磁物质构成，本实施例是将其布置在线路板的左表面。同时，用接地层2.4共用电隔离层。

磁隔离层与线路板采用热压合，形成一个线路板整体。这里磁隔离层的相对磁导率选为710，居里温度选择510摄氏度。以防止在线路板焊接时由于温度过高（通常在250摄氏度左右）而使得磁隔离层丧失隔离能力。

如图6、图7和图8是磁隔离层的结构示意图。其中，图6是单层磁性薄膜结构，图7双层磁性薄膜结构，图8多层磁性薄膜结构。磁性薄膜的材料，包含导电的金属磁性物质薄膜和不导电的软磁物质薄膜。制造时，要在磁性薄膜的两边，贴上非磁性薄膜。通过热压合，制成一张磁隔离层薄膜。

例如，在图6、图7和图8中：

单层磁性薄膜，包含非磁性薄膜6.1，磁性薄膜6.2和非磁性薄膜6.3；

双层磁性薄膜，包含非磁性薄膜7.1，磁性薄膜7.2、非磁性薄膜7.3、磁性薄膜7.4、非磁性薄膜7.5。在这里，需要注意的是，磁性薄膜7.2和7.4，既可以选择相同磁导率的磁性材料，也可以选择磁导率不同的磁性材料制造，以满足不同的隔磁要求。

多层磁性薄膜，包含非磁性薄膜8.1，磁性薄膜8.2、非磁性薄膜8.3、磁性薄膜8.4、非磁性薄膜8.5，一直到磁性薄膜8.n、非磁性薄膜8.n+1。在这里，需要注意的是，各层的磁性薄膜，既可以选择相同磁导率的磁性材料，也可以选择磁导率不同的磁性材料制造，以满足不同的隔磁要求。对于较强的磁场隔离需求，可以选择多层的磁性薄膜构成的磁隔离层。

磁性薄膜材料，可以选择各种磁性物质制造，可以选择导电的磁性金属薄膜和不导电的磁性物质薄膜。可以由铁磁性物质微粒、晶体、非晶体构成，也可以由铁磁性物质微粒、晶体、非晶体作为填充物，和非磁性物均匀混合制造成。本实施例选择非晶以及纳米晶软磁材料，磁导率为500到1000可调，这里选择两种，即500和1000，材料厚度选0.1mm，材料的电阻率选130μΩ•cm。

电磁隔离层还可以包含电隔离层，如图10二所示，图中的12.n+2是一个导电薄膜，它布置在多个磁隔离层的右边，起到电隔离的作用。在实际使用中，该导电薄膜必须与线路板的接地层做电连接，例如通过盲孔或者埋孔与线路板的接地层连通。

在本实施例中，选择双层磁性薄膜构成的磁隔离层，两层的磁导率分别是500和1000。

所述非磁性物质可以选用耐高温的高分子材料，基于线路板后期焊接的同样考虑，该高分子材料耐温度300摄氏度以上。

磁隔离层的大小和形状，可以与线路板的大小形状相同，也可以不相同。本实施例对于磁隔离层的大小和形状，与线路板相同。

磁性薄膜层通过调整生产工艺，可以支持印制蚀刻工艺，用以改变磁隔离层的形状，所述印制蚀刻工艺包含但不限于类似传统的印制线路板生产中的涂层、照相曝光、显影、蚀刻、清洗工艺流程，以符合用户对于磁隔离形状的要求。

也就是说，可以按照类似于印制线路板工艺，在线路板上印制和蚀刻，加工出隔离层的形状和大小。

由于磁性材料的电阻率很高，130μΩ•cm，几乎是电绝缘体，所以，磁隔离层可以被钻孔，并且能够在孔的切面上沉积和电镀铜层，能够支持线路板的盲孔、埋孔和通孔制造；所述沉积和电镀导电层，也能够在磁隔离层表面进行。

磁隔离层在同一块线路板中，包含同层多块模式和不同层多块模式；所述同层多块模式，是指在线路板的一个层的平面中，布置多块彼此不连接的磁隔离层；所述不同层多块模式，是指在线路板的不同的层，布置多个磁隔离层。

通过同层多模块模式，用以完成在同一块线路板上，完成不同磁场、不同频率的磁隔离；通过不同层多模式，例如线路板的上层和下层，完成不同磁场、不同频率的磁隔离。

本实施例选用同层单块模式，即如图1图2所示的磁隔离层2.3。

如图1图2所示，磁隔离层2.3的左侧，是天线层2.1，在磁隔离层2.3的右侧，是通用电路侧，磁隔离层2.3把天线侧和通用电路侧做磁场隔离，做到来自于左侧的磁场不影响磁隔离层2.3右侧的电路侧的电路工作。

在同一块线路板的两面，可以包含各自不同的磁隔离层和天线侧。

在天线侧，及磁隔离层2.3的左侧，通过半固化膜2.2，热压合上铜箔2.1，通过线路板制造工艺，把铜箔本身制造成天线和连接电路；本实施例的天线是用于无线充电的线圈，它设计成螺旋线形状天线1.2，和无线充电电路的电子元件1.3的连接电路一起，被直接印制到铜箔上，即天线侧的天线、线路及焊盘层2.1。

在通用电路侧，设有接地层2.4、电源层2.6和信号层2.7，在信号层除了设有线路板的印制电路之外，还包括电子元件2.8的焊盘，其中，电子元件2.8是全部电路中除了无线充电之外的电子元件。系统使用聚合物锂离子电池，它被放置在天线1.2的内圈。

上述结构使得天线线圈和线路板、电子元件一起被集成到一起。

所述天线的种类包含但不限于无线充电天线、RFID收发天线、NFC收发天线、Bluetooth收发天线、WIFI收发天线、微波收发天线，用于接收和发射相应的电磁信号；所述天线的结构包含但不限于线圈天线、线圈天线阵列、微带天线、微带天线阵列；所述天线的构成包含但不限于由导电薄膜印制工艺生成和外置漆包线绕制而成。所述导电薄膜的材质包含但不限于导电金属薄膜和导电非金属薄膜，包含铜箔。

所述通用电路侧是通常的线路板部分，包含但不限于接地层、电源层、信号层、电子元器件焊接层以及电子元器件层。

所述通用电路侧的线路板结构中，还可以包含但不限于磁隔离层和天线，此时的磁隔离层区域小于所述线路板区域，在磁隔离层的天线侧，布置天线。也就是说，在线路板的两面，都可以布置天线和磁隔离层。

本实用新型包含附件，所述附件包含但不限于磁隔离胶水和自黏贴磁隔离膜，所述磁隔离胶水是均匀混合有铁磁性物质微粒、晶体、非晶体的，能够隔离磁场的胶水；所述自黏贴磁隔离膜，是由所述磁性隔离层涂上背胶构成；如果在图1图2中天线侧除了天线1.2之外，还安装有其它电子与器件1.3和聚合物电池，则在这些电子元器件和电池的表面，均匀涂上磁隔离胶或者贴上自黏贴磁隔离膜，以防护磁场对于这些电子元器件的干扰。

本实施例的磁隔离层是电绝缘材料。之所以选用电绝缘材料，是考虑在印制线路板中，不影响各个金属层之间的电路设计。

在另外的例子中，磁隔离层选择导电材料，并且该层做接地处理。之所以选用电绝缘材料，是考虑在印制线路板中，把磁隔离和电隔离合二为一。

在所述磁隔离层的通用电路侧，包含电屏蔽层，所述电屏蔽层包含并不限于独立屏蔽层方式和接地层合并方式，所述独立屏蔽方式是设置一个金属薄膜层，并且与线路板的接地层做电连接，其大小和形状，大于等于所述磁隔离层的大小和形状；所述接地层合并方式，是借用线路板中的接地层实现，此时接地层设置为紧靠磁隔离层。

在本实施例中，如图1图2所示，紧靠磁隔离层2.3的是接地层2.4，接地层的设计是采用大面积的铜箔，在接地的同时，完成电屏蔽功能。当然，如果对于电屏蔽要求较高，这里可以在紧靠磁隔离层2.3，单独增加一层铜箔，并且让它与接地层连通。

本实用新型的实施方式除了包含传统的线路板方式之外，还包含SoC方式。所述SoC方式，是集成电路生产加工工艺，最终产品是SoC集成电路芯片和集成电路模块。

当然，本实用新型所述的线路板包含不可弯曲的硬板和可弯曲的软板，也就是说，本实用新型完全可以实施在柔性线路板中。

需要强调的是，本实施例的磁隔离层2.3采用电绝缘材料的磁隔离层，以免线路板上金属化孔造成的短路。

具体实施例二、双面磁隔离线带双面天线的路板

概述

该实施例是本实用新型面向双面磁隔离和带双面天线线路板的示例性例子。它的左侧天线用于接收无线充电，右侧天线用于NFC／RFID收发。

系统差异化说明

图3、图4和图5是本实施例的线路板结构，本实施例与实施例一相比，相同之处不予复述，差异之处在于：

1、除了包含左侧的一个磁隔离层4.3之外，还包含右侧的磁隔离层4.8。其中，磁隔离层4.3是为了隔离来自左侧的无线充电发射器的磁场，防止它传导到磁隔离层4.3的右侧；磁隔离层4.8用于隔离天线5.2发射的磁场和来自于NFC／RFID读卡器发射的磁场，防止它们传导到磁隔离层4.8的左侧。其次，由于天线线圈3.2／4.1是用于无线充电，为了进一步隔离电场，把接地层设计到离天线线圈4.1最近的位置4.4，让它兼做电隔离层的功能。

2、线路板增加一个铜层，即天线及焊盘层4.9，在该层上，通过印制线路工艺，把螺旋线形式的NFC／RFID天线5.2布置好，同时把电子元件5.3的焊盘设计到天线5.2的内圈中，并且以线路板盲孔工艺，将天线5.2和电子元件5.3引入信号层4.7，通过信号层4.7，完成除无线充电之外的全部电子元件的连接。

3、在天线及焊盘层4.9上，在天线5.2内圈中的电子元件5.3表面上，均匀地涂上所述磁隔离胶水，以隔离来自于天线5.2和来自于NFC／RFID读卡器发射的磁场。

4、需要强调的是，本实施例的磁隔离层4.3和4.8均采用电绝缘材料的磁隔离层，以免线路板上金属化孔造成的短路。

具体实施例三、集成无线充电、NFC／RFID、Bluetooth的IP67智能手环

概述

该实施例是本实用新型面向集成无线充电、NFC／RFID、Bluetooth的IP67智能手环线路板的示例性例子。它的左侧天线用于接收无线充电，右侧包含一个用于NFC／RFID收发的天线和一个Bluetooth天线。

系统差异化说明

图9、图10和图11是本实施例的整机结构，图2是其线路板结构，其中包含：

外壳9.1、10.1、11.1，这是一个全密封外盒，支持IP67标准。

充电天线线圈9.2、10.3，支持Qi无线充电标准。

聚合物电池9.3、10.2，这里选择是4.2V／200mAH聚合物锂离子电池。

线路板10.4

显示器10.8、11.4，这里选择的是1英寸OLED显示器。

电子元件10.6

NFC／RFID天线10.5、11.2，这里选用的是13.56MHz标准的天线设计。

Bluetooth天线11.3，这里选用2.4GHz频段的陶瓷天线。

线路板的具体结构如图2所示，其中磁隔离层是2.3，电隔离层和接地层共用2.4,。

本实施例与实施例二相比，相同之处不予复述，差异之处在于：

1、NFC／RFID天线工作时，无论是发射还是接收，其磁场辐射功率相比无线充电来说要低得多，所以对于电子元件10.6以及显示器10.8、11.4的影响要小得多。

2、Bluetooth采用2.4GHz频段的陶瓷天线元件，直接焊接到线路板上，注意在这个原件上，不得涂磁隔离胶水。

3、在电子元件10.6的表面，均匀涂上磁隔离胶水，以尽可能减少来自于NFC／RFID天线10.5、11.2自身发射和它的读卡器的发射的磁场影响。

4、为了不影响显示器10.8、11.4的显示效果，磁隔离胶水只在显示窗之外涂抹。

5、本实施例采用磁隔离层2.3和电隔离层双隔离，其中电隔离层是与接地层共用2.4。

总结

非限制性说明

上述实施例只是本实用新型权利要求的几个示例性例子，并不表示对于权利要求的限制。具体是：

本申请所列出的三个实施例并未完全覆盖本实用新型，也并不是对于本实用新型的限制，它只是本实用新型在各自产品上实施的例子。

所述实施例的图，尤其是天线层的图和电磁隔离层的图，只是一种示意图和原理图，不包含电路连接关系，也不包含线路板上的盲孔、埋孔、通孔和焊盘等线路板设计中的其它必要的要素，也不包含形状尺寸及其比例。

所述实施例的框图，只是按照业内的约定俗成的习惯画法，实际上还可以有其它的画法；框图单元的内容并不是图中所限制的内容划分，仅仅是一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，可以相互组合和／或各自拆分和／或拆分后再组合，所述结合和／或拆分可以集成到另一个系统，一些特征可以被忽略，或不执行。

所述附图中的名词，只是一种习惯名称，实际上还有其它的命名方法，并非是特定的限制。

所述实施例的原理性图示，同样只是按照业内的约定俗成的习惯画法，只是一种示意图，实际上还可以有其它的画法。图中的线条是直线还是曲线、是虚线还是实线，除非图中或者说明文字中特别声明，否则并不具备特殊含义。

所述实施例的实物图，仅仅是示例，可以按照业内通用的解释，选用其它类似实物图。

所述实施例的名词，同样只是按照业内的约定俗成的习惯命名，除非特别声明，否则也可以有其它的同意名词取代，并且不影响描述。

所述实施例的模式，同样只是按照业内的约定俗成的习惯命名，除非特别声明，否则也可以有其它的名词取代，并且不影响描述。

本领域技术人员应该理解到：

只要本领域所属技术人员实施本申请实施例所采用的线路板，都属于本申请所欲保护的范围。本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备（系统）、和／或示意图来描述的。应理解为常规生产流程和设计流程所支持的，不应理解为对于该实用新型的限制。尤其是所述实施例的图，尤其是天线层的图，只是一种示意图，不包含电路连接关系，也不包含线路板上的盲孔、埋孔、通孔和焊盘等线路板设计中的其它必要的要素。

本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。所述附图中的名词，只是一种习惯名称，实际上还有其它的命名方法，并非是特定的限制。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述个示意图来进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能和形状分配由不同的功能形状完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能形状，以完成以上描述的全部或者部分功能。

本领域技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统及产品。 因此，本实用新型可采用不同的线路板设计制造工艺，无论是刚性的、不可弯曲的线路板，还是柔性的、可弯曲的线路板，都落入本实用新型范围。

最后需要说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，都落入本实用新型范围。

Claims (8)

1.一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板，其特征在于：它至少包含天线层、磁隔离层、电隔离层、接地层和普通层，各层从左至右通过胶合或热压合制造成一个具有电磁隔离功能的线路板整体；电磁隔离的实现结构包含独立隔离式、混合隔离式、独立电屏蔽式和接地层屏蔽式结构。

2.根据权利要求1所述的一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板，其特征在于：所述线路板包含由电绝缘材料制成的隔离片，用于隔离线路板各层，支持胶合或热压合，材料至少包含树脂类；所述天线层，包含直接印制或安装天线的导电材料制造的层；所述磁隔离层能够隔离静止和交变磁场，包含由软磁材料本身制造成的层和软磁材料与可胶合可热压合材料制造成的层；所述电隔离层能够隔离交变电场，包含由导电材料本身制造成的层和导电材料与可胶合可热压合材料制造成的层；所述接地层是线路板中的电源接地层；所述普通层至少包含线路板中电源层、信号层、布线层、焊盘层和元器件埋设层；所述独立隔离方式，是指磁隔离层和电隔离层由所述隔离片分开，磁隔离层由电绝缘的软磁材料和可胶合可热压合材料制造完成，电隔离层是由导电材料和可胶合可热压合材料制造完成，并且接地；所述混合隔离方式，是将磁隔离层和电隔离层混合为同一层，此时的磁隔离层由导电的软磁材料和可胶合可热压合材料制造完成，并且接地；所述独立电屏蔽方式，是指电隔离层和接地层独立存在，并且电隔离层接地；所述接地层屏蔽方式，是指取消电隔离层，由接地层取代电隔离层；所述接地，是指将该层或电与线路板的接地层做电连通。

3.根据权利要求2所述的一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板，其特征在于：所述磁隔离层和电隔离层制造成薄膜形状，它们均包含单层结构或多层结构；所述单层结构是由一层磁性薄膜或导电薄膜构成，两侧敷上隔离片或不敷隔离片；所述多层结构，包含两层及以上磁性薄膜或导电薄膜，在磁性薄膜或导电薄膜之间，夹有隔离片，通过胶合或者热压合构成；所述磁性薄膜包含是由软磁材料的粉末作为填充物，和非磁性物均匀混合制造成的薄膜，包含磁性物质单纯材料本身制成的薄膜；所述导电薄膜是由导电材料构成的薄膜。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板，其特征在于，所述磁隔离层在同一块线路板中，包含同层多块模式和不同层多块模式；所述同层多块模式，是指在线路板的一个层的平面中，布置多块彼此不连接的磁隔离层；所述不同层多块模式，是指在线路板的不同的层，布置多个磁隔离层。

5.根据权利要求4所述的一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板，其特征在于，在所述天线层有导电薄膜层，通过线路板制造工艺，把导电薄膜本身制造成天线和连接电路；所述天线的种类包括无线充电天线、RFID天线、NFC天线、Bluetooth天线、WIFI天线、微波天线，它们用于接收和发射相应的电磁信号，用于完成无线充电；所述天线的结构至少包含线圈天线、线圈天线阵列、微带天线、微带天线阵列；所述天线的构成包含由导电薄膜印制工艺生成天线、外置漆包线绕制而成天线和天线元件；所述导电薄膜的材料包含所述导电材料。

6.根据权利要求5所述的一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板，其特征在于，在所述线路板的两边，均包含磁隔离层和／或电隔离层，包含在所述电磁隔离层的外侧各自独立的天线。

7.根据权利要求1所述的一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板，其特征在于，所述线路板包含附件，所述附件至少包含磁隔离胶水、电隔离胶水、自黏贴磁隔离膜和自黏贴电隔离膜；所述磁隔离胶水是均匀混合有软磁物质微粒，能够隔离磁场的胶水；所述电隔离胶水是均匀混合有导电物质的可导电的胶水；所述自黏贴磁隔离膜，是由磁性隔离层涂上背胶构成；所述自黏贴电隔离膜，是由导电物质薄膜涂上背胶构成；如果在所述天线侧除了天线之外，还安装有其它电子与器件，则在这些电子元器件表面，包含涂上磁隔离胶水或者贴上自黏贴磁隔离膜，以防护磁场对于这些电子元器件的干扰；包含涂上电隔离胶水或者贴上电隔离膜，以防止电场对于这些电子元件的干扰。

8.根据权利要求6或7所述的一种带磁隔离和电隔离及天线的抗EMI线路板，其特征在于，所述线路板包含不可弯曲的硬板、可弯曲的软板和柔性线路板。