CN207978250U

CN207978250U - 一种超薄散热型磁场屏蔽片

Info

Publication number: CN207978250U
Application number: CN201820510417.6U
Authority: CN
Inventors: 曾志超; 鲁晓燕; 田忆兰; 刘仲武
Original assignee: Shenzhen Control Energy Technology Co Ltd; South China University of Technology SCUT
Current assignee: Shenzhen Control Energy Technology Co Ltd; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2018-10-16
Anticipated expiration: 2028-04-11

Abstract

本实用新型属于电子材料领域，公开了一种超薄散热型磁场屏蔽片。所述磁场屏蔽片由多层碎化后纳米晶带材在导热双面胶的黏合作用下复合组成；所述超薄散热型磁场屏蔽片的总体厚度为80～140μm；所述碎化后纳米晶带材的单层厚度为7～22μm，导热双面胶的单层厚度为3～5μm，碎化后纳米晶带材的单体间隙为0.1～5μm。并可进一步使用厚度为5～15μm的散热保护膜包边处理。本实用新型磁场屏蔽片的厚度相对传统隔磁片更薄，并进一步采用散热保护膜包边处理，所得磁场屏蔽片的散热效果得到了显著的提高。

Description

一种超薄散热型磁场屏蔽片

技术领域

本实用新型属于电子材料领域，具体涉及一种超薄散热型磁场屏蔽片。

背景技术

无线充电模组由发射端和接受端两部分构成，无论在发射端还是接收端，都会使用线圈(金属丝绕线线圈或者柔性线路板线圈)和隔磁材料。其中隔磁材料是用来隔绝无线充电模组对外界的干扰，减少无线充电的电磁场对手机其它部件的干扰。同时隔磁材料因优异的磁性性能能提升无线充电模组的充电效率，减少因对外界干扰引起的涡流损耗发热等等问题。

隔磁材料有很多种，通常以树脂类吸波材料，铁氧体，非晶材料以及纳米晶材料为主。树脂类吸波材料，磁导率低，磁饱和强度低下，导热系数低下，无法满足无线充高规格的要求。铁氧体材料对温度敏感，磁饱和强度相对低下，同时自身物理韧性极差，非常不利于加工。非晶材料磁滞损耗相对较大，无线充电效率较低。纳米晶材料的磁导率高，磁饱和强度高，随温度上升磁性性能不明显衰减，是非常适用于无线充电领域的材料。

随着电子消费品变得越来越纤薄，对隔磁材料的厚度也提出了更高的要求。同时，以手机为例的电子消费品，对发热问题也特别关心。传统的隔磁材料在厚度及散热性能上已经不能满足客户日益增长的要求。

实用新型内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本实用新型的目的在于提供一种超薄散热型磁场屏蔽片。

本实用新型目的通过以下技术方案实现：

一种超薄散热型磁场屏蔽片，由多层碎化后纳米晶带材在导热双面胶的黏合作用下复合组成；所述超薄散热型磁场屏蔽片的总体厚度为80～140μm；所述碎化后纳米晶带材的单层厚度为7～22μm，导热双面胶的单层厚度为3～5μm，碎化后纳米晶带材的单体间隙为0.1～5μm。

进一步地，所述磁场屏蔽片进一步使用厚度为5～15μm的散热保护膜包边处理，所述散热保护膜是指导热双面胶、金属箔、石墨片或者石墨涂层，所述包边处理是指对磁场屏蔽片的至少一面进行包覆。本实用新型包边处理在结构上相对传统方案更可靠，可防止断面因环境水汽侵入导致老化，同时防止碎化的纳米晶碎片从断面掉出形成导电性异物。另外散热保护膜采用导热率较高的导热双面胶、金属箔或石墨片，具有良好的散热功能，同时金属箔或石墨片也能提升抗电磁干扰的性能。

进一步地，所述非晶纳米晶带材的成分组成为：Fe 75～90wt.％，Si 5～10wt.％，B 1～10wt.％，Cu 1～5wt.％，Nb 3～10wt.％，其它0～5wt.％。

进一步地，所述的导热双面胶由高分子聚合物中添加纳米陶瓷导热填料、纳米金属导热填料、碳纳米管或石墨烯制成。所述导热双面胶在保持3～5μm厚度的同时，可以达到0.5W/(m·k)以上的导热系数(普通双面胶导热系数为0.2W/(m·k)左右)。

上述超薄散热型磁场屏蔽片可通过如下方法制备得到：

(1)将非晶纳米晶带材在550～650℃温度下热处理30～100min，得到厚度为7～22μm的纳米晶带材；

(2)在步骤(1)所得纳米晶带材的单面或双面使用厚度为3～5μm的导热双面胶进行复胶处理；

(3)将步骤(2)所得复胶处理后的纳米晶带材进行碎化处理，将纳米晶带材碎化为间隙为0.1～5μm的不连续单体；

(4)将步骤(3)处理后的纳米晶带材在导热双面胶的黏合作用下多层压合，得到所述超薄散热性能优良的磁场屏蔽片。

进一步地，所述碎化处理采用上下花辊错位碾压完成。如通过一组上下两个的镜面钢棍，下钢棍为固定高度，上钢棍为斜块控制上下高度，两辊之间通过弹簧实现非工作状态下的分离；加工时通过数显仪表可以调整上钢棍斜块的高度，进而精确控制上下两个钢棍之间的间隙；通过精确控制压合钢棍的间隙，可以精确控制复胶处理后的纳米晶带材的碾压程度，形成具有精确裂纹间隙的效果。碎化处理可提升纳米晶带材的电阻率，降低本身的涡流损耗。为了获得更优的磁导率和导热散热效果，需要对碎化的程度进行控制，碎化后各单体间隙为0.1～5μm，更优选的间隙为0.1～3μm。

进一步地，步骤(4)中所述压合的压力为0.1～2MPa。对碎化后的纳米晶带材及复合的胶进行复合压合，部分导热双面胶流动到碎化缝隙，增加各碎化单体间的电阻率，同时通过复合压合降低材料整体的厚度。压力控制为0.1～2MPa，避免将碎化缝隙加大。过大的缝隙将会降低宏观磁导率，同时降低材料本身的热传递，不利于系统的散热。典型的复合后缝隙大小应控制在3μm以下。

本实用新型的磁场屏蔽片具有如下优点及有益效果：

(1)本实用新型磁场屏蔽片的厚度相对传统隔磁片更薄。例如，一般4层纳米晶隔磁片总体厚度大约在150～300μm，本实用新型的4层纳米晶隔磁片总体厚度可以做到80～140μm，相对传统方案得到了较大的降低，非常吻合于以手机为典型案例的电子消费品领域客户日益增长的超薄设计厚度趋势。

(2)本实用新型可以将纳米晶带材做到更薄，由传统的25μm以上降低至7～22μm，降低纳米晶带材的厚度具备更好的散热性能，在相同材料导热性能情况下，越薄的厚度热阻越小，越有利于热量的释放；并保证了与传统纳米晶带材相当的使用力学强度和更好的磁场屏蔽性能。

(3)本实用新型将纳米晶带材碎化后各单体间隙控制在0.1～5μm，较小的缝隙减少了缝隙连接处的热阻，优化了整体的散热效果。

(4)本实用新型采用导热双面胶、金属箔或者石墨片对磁场屏蔽片进一步进行包边处理，散热效果得到了进一步的加强。

附图说明

图1为实施例1中磁场屏蔽片的层叠结构示意图；

图2为实施例2中磁场屏蔽片的层叠结构示意图；

图3为实施例3中磁场屏蔽片的层叠结构示意图；

图4为实施例4中磁场屏蔽片的层叠结构示意图；

图5为实施例5中磁场屏蔽片的层叠结构示意图。

图中标注说明如下：1-碎化后纳米晶带材，2-导热双面胶，3-散热保护膜。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例的一种超薄散热型磁场屏蔽片，由4层碎化后纳米晶带材在3层导热双面胶的黏合作用下复合组成，其层叠结构示意图如图1所示。所述超薄散热型磁场屏蔽片的总体厚度为87μm；所述碎化后纳米晶带材的单层厚度为18μm，导热双面胶的单层厚度为5μm，碎化后纳米晶带材的单体间隙为1μm。

本实施例的超薄散热型磁场屏蔽片通过如下方法制备得到：

(1)将非晶纳米晶带材(成分组成为Fe 75～90wt.％，Si 5～10wt.％，B 1～10wt.％，Cu 1～5wt.％，Nb 3～10wt.％，其它0～5wt.％)在550～650℃温度下热处理30～100min，得到厚度为18μm的纳米晶带材。

(2)在步骤(1)所得纳米晶带材的一面使用厚度为5μm的导热双面胶(普通PET双面胶中加入陶瓷粉、三氧化二铝等导热填料构成)进行复胶处理。

(3)将步骤(2)所得复胶处理后的纳米晶带材进行碎化处理，碎化处理采用上下花辊错位碾压完成：通过一组上下两个的镜面钢棍，下钢棍为固定高度，上钢棍为斜块控制上下高度，两辊之间通过弹簧实现非工作状态下的分离；加工时通过数显仪表可以调整上钢棍斜块的高度，进而精确控制上下两个钢棍之间的间隙；通过精确控制压合钢棍的间隙，可以精确控制复胶处理后的纳米晶带材的碾压程度，将纳米晶带材碎化为间隙为1μm的不连续单体。

(4)将步骤(3)处理后的纳米晶带材在导热双面胶的黏合作用下及0.5MPa压力下多层压合，得到本实施例的超薄散热型磁场屏蔽片。

实施例2

本实施例的一种超薄散热型磁场屏蔽片，由4层碎化后纳米晶带材在3层导热双面胶的黏合作用下复合组成，并进一步在上下表面各使用一层导热双面胶进行包边处理，其层叠结构示意图如图2所示。所述超薄散热型磁场屏蔽片的总体厚度为105μm；所述碎化后纳米晶带材的单层厚度为20μm，导热双面胶的单层厚度为5μm，碎化后纳米晶带材的单体间隙为0.5μm。

本实施例的超薄散热型磁场屏蔽片可按实施例1的方法，并进一步在上下表面各使用一层导热双面胶进行包边处理制备得到。

实施例3

本实施例的一种超薄散热型磁场屏蔽片，由4层碎化后纳米晶带材在3层导热双面胶的黏合作用下复合组成，并进一步在上下表面各使用一层石墨片散热保护膜进行包边处理，其层叠结构示意图如图3所示。所述超薄散热型磁场屏蔽片的总体厚度为115μm；所述碎化后纳米晶带材的单层厚度为20μm，导热双面胶的单层厚度为5μm，石墨片散热保护膜的厚度为10μm，碎化后纳米晶带材的单体间隙为1μm。

本实施例的超薄散热型磁场屏蔽片可按实施例1的方法，并进一步在上下表面各使用一层石墨片散热保护膜进行包边处理制备得到。

实施例4

本实施例的一种超薄散热型磁场屏蔽片，由4层碎化后纳米晶带材在3层导热双面胶的黏合作用下复合组成，并进一步在上表面及四侧面各使用一层石墨片散热保护膜进行包边处理，在下表面使用一层导热双面胶进行包边处理，其层叠结构示意图如图4所示。所述超薄散热型磁场屏蔽片的总体厚度为110μm；所述碎化后纳米晶带材的单层厚度为20μm，导热双面胶的单层厚度为5μm，石墨片散热保护膜的厚度为10μm，碎化后纳米晶带材的单体间隙为1μm。

本实施例的超薄散热型磁场屏蔽片可按实施例1的方法，并进一步在上表面及四侧面各使用一层石墨片散热保护膜进行包边处理，在下表面使用一层导热双面胶进行包边处理制备得到。

实施例5

本实施例的一种超薄散热型磁场屏蔽片，由4层碎化后纳米晶带材在3层导热双面胶的黏合作用下复合组成，并进一步在上、下表面及四侧面各使用一层散热保护膜进行包边处理(其中上表面及四侧面使用铜箔，下表面采用石墨涂层的绝缘膜)，其层叠结构示意图如图5所示。所述超薄散热型磁场屏蔽片的总体厚度为115μm；所述碎化后纳米晶带材的单层厚度为20μm，导热双面胶的单层厚度为5μm，铜箔散热保护膜的厚度为10μm，碎化后纳米晶带材的单体间隙为1μm。

本实施例的超薄散热型磁场屏蔽片可按实施例1的方法，并进一步在上、下表面及四侧面各使用一层散热保护膜进行包边处理制备得到。

对比例

本对比例的一种超薄散热型磁场屏蔽片，由4层碎化后纳米晶带材在3层双面胶的黏合作用下复合组成，上下两面贴上10um普通黑色绝缘膜。所述超薄散热型磁场屏蔽片的总体厚度为150μm；所述碎化后纳米晶带材的单层厚度为25μm，导热双面胶的单层厚度为10μm，单体缝隙为3μm。

以充电功率为5w的充电系统为例，使用本实施例的产品进行无线充电。连续充电30分钟，各部件基本达到热平衡后，测试接受线圈的温度(单位：摄氏度)。同时对比因未包边边缘的导电碎屑引起短路或者异物的不良率和无线充电效率进行了比较。结果如表1所示。

表1

由以上结果可以看出，本实用新型的超薄散热型磁场屏蔽片能显著降低产品总体厚度，改善系统温度，降低温升。同时显著降低短路和异物的不良率。对无线充电效率也有改善。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种超薄散热型磁场屏蔽片，其特征在于：由多层碎化后纳米晶带材在导热双面胶的黏合作用下复合组成；所述超薄散热型磁场屏蔽片的总体厚度为80～140μm；所述碎化后纳米晶带材的单层厚度为7～22μm，导热双面胶的单层厚度为3～5μm，碎化后纳米晶带材的单体间隙为0.1～5μm。

2.根据权利要求1所述的一种超薄散热型磁场屏蔽片，其特征在于：所述磁场屏蔽片进一步使用厚度为5～15μm的散热保护膜包边处理，所述散热保护膜是指导热双面胶、金属箔、石墨片或者石墨涂层，所述包边处理是指对磁场屏蔽片的至少一面进行包覆。

3.根据权利要求1所述的一种超薄散热型磁场屏蔽片，其特征在于：所述碎化后纳米晶带材的单体间隙为0.1～3μm。