TWI527065B - 可撓性導磁片、其製作方法及其通訊裝置 - Google Patents

Description

可撓性導磁片、其製作方法及其通訊裝置

本發明係有關於一種導磁片、製作方法及通訊裝置，尤指一種可撓性導磁片、製作方法及通訊裝置。

無線射頻辨識技術(Radio Frequency Identification，RFID)係利用晶片(IC)和天線所構成的組件(稱做RFID tag)在超高頻(UHF)頻帶(約860至960MHz)搭配專用的讀取器(reader/writer)，以從外部讀取或寫入資料，由於RFID能夠透過無線訊號達到通訊功能，因此已逐漸取代傳統的商品條碼及磁卡的趨勢，而發展出電子票券或各種晶片卡的應用。近來，更因應個人行動通訊裝置的蓬勃發展，亦有業者將RFID技術整合於個人行動通訊裝置中。

目前已知的問題在於，當RFID在通訊的過程中，若有外部金屬物件接近時，該外部金屬物件會在前述晶片與讀取器所產生的磁場中感應出安迪電流(eddy current)，此感應電流會形成消磁磁場，而抵銷前述晶片與讀取器所產生的磁場，即會造成晶片與讀取器之間的通訊受到干擾，甚至造成資料傳輸的失敗。

為了解決上述問題，有業者使用導磁片置於RFID tag的背面，以阻絕外部金屬物件對前述晶片與讀取器所產生的磁場之影響，亦即將前述晶片與讀取器所產生的磁場集中在導磁片上，以抑制外部金屬物件所感應的 安迪電流，進而維持通訊的能力。

然而，傳統之導磁片的厚度約為數釐米，其製法係將鐵氧粉分散於樹脂中，以印刷或壓模的方式形成導磁片，但此種作法係利用樹脂來黏合鐵氧粉，而為了結構強度的考量，傳統之導磁片中的鐵氧粉之比例有其上限，故傳統之導磁片的導磁率(magnetic permeability)有過低的問題。

在另一種製法中，係利用鐵氧化物燒結成鐵氧陶瓷，但此種陶瓷片之脆性較高，故較為易碎，且此種陶瓷片在可撓性與厚度尚無法滿足需求，換言之，此種陶瓷片的厚度約為數釐米，才不會有脆裂的問題，且在薄化的過程中產生的脆裂，更導致所製作的陶瓷片的磁特性(如導磁率等)不易受到控制。

尤其，為了使前述陶瓷片具有可撓性，有業者在陶瓷片上進行切割之加工，使陶瓷片在巨觀上具有某種程度的可撓性質。但此種作法係將前述陶瓷片完全切斷以形成多個獨立的陶瓷陣列，而此種方法將使兩兩陶瓷陣列間出現間隙，此一間隙並無導磁材料而僅具有空氣，而空氣並不會對磁場產生集中迴路的效果，故使導致陶瓷片整體的導磁率下降。再一方面，若在切割時不將前述陶瓷片完全切斷，所殘留的厚度部分也易在加工、組裝過程中斷裂，此亦造成陶瓷片在特性上的不易控制。

本發明之目的之一，在於提供一種可撓性導磁片及 其製作方法，本發明之可撓性導磁片可達到結構上的可撓性與磁特性上之平衡；且本發明之可撓性導磁片具有較佳的薄形化特性。

本發明實施例係提供一種可撓性導磁片的製作方法，包含以下步驟：步驟一：提供一基材；步驟二：成型一導磁層於該基材上；步驟三：進行一切割步驟，以於該導磁層中形成至少一個溝槽；步驟四：將一導磁材料填入該導磁層中之該溝槽，其中該導磁材料中至少具有導磁顆粒；步驟五：進行一固化步驟。

本發明實施例係提供一種可撓性導磁片，包括：一基材；一成型於該基材上之導磁層，其上具有至少一個溝槽；以及一填入該溝槽之導磁材料，其中該導磁材料中至少具有導磁顆粒。

本發明實施例係提供一種通訊裝置，其至少具有一通訊模組與一對應於該通訊模組之可撓性導磁片，其中該可撓性導磁片包括：一基材；一成型於該基材上之導磁層，其上具有至少一個溝槽；以及一填入該溝槽之導磁材料，其中該導磁材料中至少具有導磁顆粒。

本發明具有以下有益的效果：本發明之可撓性導磁片利用導磁材料達到集中磁場迴路的效果，故可大幅提昇導磁率等特性，更可提升通訊裝置之通訊特性。此外，本發明所製作的可撓性導磁片可提供符合輕薄短小 的3C產品需求的薄型化元件，且磁性特性亦可符合需求。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

本發明提出一種可撓性導磁片及其製作方法，本發明所提出之導磁片的可撓特性可應用於各種形狀需求的通訊裝置，且本發明之可撓性導磁片具有高導磁率等磁特性，故可提高通訊裝置的通訊特性；另外，本發明所提出之可撓性導磁片具有薄形化的特性。

本發明所提出的可撓性導磁片之製作方法包括以下步驟。請先參考圖1：提供一基材10，而基材10可根據後續製程或應用的需求而加以改變，例如在一應用例中，基材10係可脫離地貼附於後文所述之導磁層11，故當產品生產完成時，操作者可將基材10由產品上剝除；又在另一應用例中，基材10本身具有黏著性，故當產品生產完成時，操作者即可直接利用基材10的黏著性而將產品貼附於所需的裝置上。然在本具體實施例中，係使用半導體生產中常見的膠膜，如Blue Tape等膠帶作為上述之基材10。

接下來，請復參考圖1；成型一導磁層11於基材10上。在本具體實施例中，係將磁性陶瓷，如鐵氧陶瓷材料(例如氧化鐵粉末、氧化鋅粉末、氧化鎳粉末、氧化 銅粉末等材料所混合之陶瓷粉料)塗佈於基材10上而形成所述之導磁層11，以下將說明鐵氧陶瓷材料成型為導磁層11的具體步驟。將鐵氧陶瓷材料摻混入添加劑後，置於球磨設備(如球磨筒)中進行混合研磨，接著乾燥後利用噴霧等方法將鐵氧陶瓷材料形成粉末，再經過加壓等方式於基材10上形成鐵氧陶瓷片，即為導磁層11。又如，將鐵氧陶瓷材料與黏著劑等混成漿料後，以刮刀成型方法將漿料塗佈於基材10上，再經過高溫燒結(如700~1200℃)後，即可於基材10上形成鐵氧陶瓷材料之導磁層11。

請參考圖2、圖2A：進行一切割步驟，以於導磁層11中形成至少一個溝槽112，在本具體實施例中，係利用鑽石刀、雷射等切割工具在導磁層11形成交錯的溝槽112，且溝槽112的寬度可約介於10微米至100微米之間，較佳約介於20微米至50微米之間。另外，如圖2A所示，所切割成型之溝槽112係貫穿整個導磁層11，以裸露出基材10的表面，而導磁層11則被區分成多個陣列排列之導磁塊111。當所述導磁層11被切割為多個陣列排列之導磁塊111後，導磁層11便具有彎曲變形的空間(如圖3及圖4所示)。

請參考圖3、圖3A、圖4、圖4A；將一導磁材料12填入導磁層11中之溝槽112。在此步驟中，主要係將具有導磁顆粒的導磁材料12填入前一步驟中所形成的溝槽112，而導磁材料12係為樹脂與導磁顆粒之組合，具體而言，樹脂可選用PU樹脂(polyurethane resin)、矽膠樹脂(silicon resin)、環氧樹脂(epoxy resin)、壓克力樹脂(acryl resin)等，導磁顆粒亦可包括前述的鐵氧陶瓷粉、金屬鐵粉、金屬鎳粉等，且導磁顆粒所佔的導磁材料12之重量比例較佳為大於10%，導磁顆粒的粒徑約為20微米，但不以此為限，操作者可根據溝槽112的寬度選用適當粒徑的導磁顆粒；在本具體實施例中，係選用以重量比例20%之導磁顆粒與重量比例80%所組成的導磁材料12，並利用以下步驟將導磁材料12填入溝槽112中：如圖3所示，先將基材10與其上之導磁層11在第一方向上彎曲，再利用刮刀21等工具沿著第一方向(如箭頭X所示)將該導磁材料12填入該溝槽112；接著，如圖4所示，再將基材10與其上之導磁層11在第二方向上彎曲，再利用刮刀21等工具沿著第二方向(如箭頭Y所示)將該導磁材料12填入溝槽112。藉此，當基材10與其上之導磁層11在不同方向上彎曲時，某些特定方向的溝槽112寬度即被撐開，進而可使導磁材料12可較佳地填入溝槽112，換言之，導磁材料12可將溝槽112加以填滿(如圖4B所示)，以避免溝槽112間存有空氣而影響整體之導磁率。然而，本發明並不限制前述彎曲填入步驟之次數與彎曲的角度，凡應用同樣原理之製程皆為本發明之範疇。

而在上述步驟之後更可包括一固化(curing)步驟，以將導磁材料12加以固化，藉此即可獲致本發明之可撓性導磁片1(如圖4A所示)，因此，導磁材料12可 將每一導磁塊加以固定以形成具強度的結構，且導磁材料12中的樹脂則可提供彈性，故本發明之可撓性導磁片具有一定的結構強度，而當使用者欲彎曲本發明之可撓性導磁片時，亦可藉由導磁材料12所提供的彈性力達到彎曲、撓折的效果。

綜上所述，藉由上述方法，本發明可製作出一種可撓性導磁片1(請配合圖4A、圖4B所示)，包括基材10、成型於基材10上之導磁層11以及導磁材料12，其中導磁層11上具有至少一個溝槽112；而導磁材料12係填入溝槽112之中，其中該導磁材料12中至少具有導磁顆粒。

此外，本發明之可撓性導磁片1更可因應不同的應用而具有不同結構，如圖5所示，其與前述之實施例不同之處在於，導磁材料12更可由溝槽112中延伸而覆蓋於導磁層11的上表面，此一結構亦可提高可撓性導磁片1整體之磁特性。

又如圖5A所示，其中導磁層11所切割出之導磁塊111、111'、111〞可具有不同的尺寸，換言之，使用者可依據使用上的需求調整可撓性導磁片1的磁特性，例如將可撓性導磁片1之特定區域形成較高的導磁率。

再者，如圖5B所示，其與前述之實施例不同之處在於，溝槽112並未貫穿導磁層11，換言之，溝槽112並未裸露基材10，因導磁層11並未完全切斷，故在磁特性上應較前述實施例為佳，但就可撓性而言， 前述實施例所示之可撓性導磁片1應具有較佳之可撓曲特性。

另外，請配合圖5C，如同前述，導磁材料12可覆蓋於導磁層11的上表面，而導磁材料12中更可添加有黏性材料，覆蓋於導磁層11上表面的導磁材料12可形成一貼附層10'，當將基材10由本發明之可撓性導磁片1脫離時，貼附層10'亦可作為貼附於物件上的媒介(貼附層10'亦可被視為另一基材)。

因此，本發明之可撓性導磁片1在結構上的應用性廣，使用者可針對不同的應用領域改變本發明之可撓性導磁片1，然各種可能的變化均視為本發明之範疇。

本發明更提出一種應用前述之可撓性導磁片1的通訊裝置，其至少具有一天線元件與一對應於該天線元件之可撓性導磁片1。請配合圖6，其顯示一通訊裝置(如行動電話)，其中內建有通訊模組31，例如一種射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)模組，該RFID模組可至少包含有RFID天線與RFID晶片，而本發明之可撓性導磁片1可利用本身的黏性或額外貼附的黏膠層固定於通訊模組31上，且上述通訊模組31與可撓性導磁片1的組合可容置於通訊裝置之前蓋30A與背蓋30B之間，由於本發明之可撓性導磁片1具有可撓曲、彎曲的特性，故其可貼附於不同態樣，如平面、曲面、導圓角之背蓋30B的內表面上。因此，當使用者將前述之通訊裝置(即訊號接收端)接近於RFID辨識系統(即訊號發射端)時，本發明之可撓性導磁片1可防止 外在的金屬物件對於訊號的干擾。

綜上所述，本發明至少具有以下優點：由磁特性的觀點視之，本發明之可撓性導磁片1在導磁層11之溝槽112中填入導磁材料12，導磁材料12可達到集中磁場迴路的效果，故可大幅提昇導磁率等特性，更可提升通訊裝置之通訊特性，如提高通訊距離等等。舉例來說，本發明之可撓性導磁片1可應用於RFID的領域，以抑制外來金屬物件接近RFID天線所感應出之安迪電流。更深入的說明，當RFID模組在運作時，讀寫端所造成的磁場迴路被集中於本發明之可撓性導磁片1，其主因在於本發明之可撓性導磁片1具有高的導磁率的實部值、低的導磁率的虛部值，故使磁場迴路流動時不易產生磁損。

由可撓特性的觀點視之，本發明之可撓性導磁片1可利用填充於相鄰導磁塊111之間的溝槽112中之導磁材料12可解決傳統之空隙所造成之導磁率下降的問題，故可同時達到可撓特性與整體磁特性的補償效果，因此，本發明可在可撓性(整體結構強度亦可滿足需求)與磁特性取得平衡的優點，而在應用上，本發明之可撓性導磁片1可貼附於各種平面、曲面、圓弧角等機殼位置，故具有相當優良的適應特性。

再一方面，由於本發明之可撓性導磁片1所具有之導磁率等磁特性已可滿足使用上的需求，故本發明之可撓性導磁片1的厚度亦可適度的薄化，如達到100微米左右，以滿足電子產品之輕薄短小的設計。

另外，值得一提的是，本發明之可撓性導磁片1可應用於非接觸式的無線通訊領域，如前述的RFID應用等等，但其亦可應用於接觸式的通訊領域。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍內。

1‧‧‧可撓性導磁片

10‧‧‧基材

10'‧‧‧貼附層

11‧‧‧導磁層

111、111'、111〞‧‧‧導磁塊

112‧‧‧溝槽

12‧‧‧導磁材料

21‧‧‧刮刀

30A‧‧‧前蓋

30B‧‧‧背蓋

31‧‧‧通訊模組

X、Y‧‧‧箭頭

圖1係顯示本發明之導磁層成型於基材之示意圖。

圖2係顯示本發明之導磁層經過切割步驟後的示意圖。

圖2A係顯示本發明之導磁層經過切割步驟後的側視圖。

圖3係顯示本發明之沿著第一方向將該導磁材料填入溝槽的示意圖。

圖3A係顯示本發明之沿著第一方向將該導磁材料填入溝槽後的示意圖。

圖4係顯示本發明之沿著第二方向將該導磁材料填入溝槽的示意圖。

圖4A係顯示本發明之沿著第二方向將該導磁材料填入溝槽後的示意圖。

圖4B係顯示本發明之沿著第二方向將該導磁材料填入溝槽後的側視圖。

圖5係顯示本發明另一態樣之將該導磁材料填入溝槽後的側視圖。

圖5A係顯示本發明再一態樣之將該導磁材料填入溝槽後的側視圖。

圖5B係顯示本發明更一態樣之將該導磁材料填入溝槽後的側視圖。

圖5C係顯示本發明又一態樣之將該導磁材料填入溝槽後的側視圖。

圖6係顯示本發明之通訊裝置的示意圖。

1‧‧‧可撓性導磁片

10‧‧‧基材

11‧‧‧導磁層

12‧‧‧導磁材料

Claims (10)

1. 一種可撓性導磁片的製作方法，包含以下步驟：提供一基材；成型一導磁層於該基材上，該導磁層為鐵氧陶瓷材料；進行一切割步驟，以於該導磁層中形成至少一個溝槽，將該導磁層區分成多個陣列排列之導磁塊，使該導磁層具有可彎曲的變形空間；將一導磁材料填入該導磁層中之該溝槽，其中該導磁材料係為樹脂與該導磁顆粒之組合；以及進行一固化步驟。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性導磁片的製作方法，其中在成型一導磁層於該基材上的步驟中，係將鐵氧陶瓷材料塗佈於該基材上而形成所述之導磁層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性導磁片的製作方法，其中在進行一切割步驟的步驟中，係利用切割工具於該導磁層中形成寬度介於10微米至100微米的該溝槽。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性導磁片的製作方法，其中在將一導磁材料填入該導磁層中之步驟中係包括：將該基材與其上之該導磁層在第一方向上彎曲，以將該導磁材料填入該溝槽；以及將該基材與其上之該導磁層在第二方向上彎曲，以 將該導磁材料填入該溝槽。
5. 如申請專利範圍第4項所述之可撓性導磁片的製作方法，其中該導磁材料之中該導磁顆粒所佔的重量比例係大於10%。
6. 一種可撓性導磁片，包括：一基材；一成型於該基材上之導磁層，該導磁層為鐵氧陶瓷材料，該導磁層上具有至少一個溝槽，將該導磁層區分成多個陣列排列之導磁塊，使該導磁層具有可彎曲的變形空間；以及一填入該溝槽之導磁材料，其中該導磁材料係為樹脂與該導磁顆粒之組合。
7. 如申請專利範圍第6項所述之可撓性導磁片，其中該基材係可脫離地貼附於該導磁層。
8. 如申請專利範圍第6項所述之可撓性導磁片，其中該溝槽係貫穿該導磁層，或者該溝槽並未貫穿該導磁層。
9. 如申請專利範圍第6項所述之可撓性導磁片，其中該導磁材料之中該導磁顆粒所佔的重量比例係大於10%；且該導磁材料係覆蓋於該導磁層的上表面。
10. 一種通訊裝置，其至少具有一通訊模組與一對應於該通訊模組之可撓性導磁片，其中該可撓性導磁片包括：一基材；一成型於該基材上之導磁層，該導磁層為鐵氧陶瓷 材料，該導磁層上具有至少一個溝槽，將該導磁層區分成多個陣列排列之導磁塊，使該導磁層具有可彎曲的變形空間；以及一填入該溝槽之導磁材料，其中該導磁材料係為樹脂與該導磁顆粒之組合。