CN107415353B - 导电磁性复合片的制备方法和天线设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电磁性复合片的制备方法,该方法包括:制备包括磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;堆叠磁性片和第一导电箔;以及向所获得的叠层施加热和压力以将磁性片和第一导电箔粘合在一起,由此可制备得到的导电磁性复合片在磁性片和第一导电箔之间具有优异的层间粘合度,并可具有在NFC、WPC、MST频率上优异的磁特性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及一种可应用于近场通信、无线充电、和磁安全传输等领域的导电磁性复合片的制备方法,以及一种天线设备的制备方法。
背景技术
近来,一种用于实现近场通信(near field communication,NFC)、无线充电(wireless power charging,WPC)、磁安全传输(magnetic secure transmission,MST)等功能的天线正安装在移动电话、平板电脑、笔记本电脑等移动设备上。然而,这些移动设备中存在其他金属部件,当设备中形成的交变磁场被施加到这些金属部件时将会产生涡电流,这将导致天线性能降低以及识别距离减小。
通常,通过制备一种多用途的天线设备以解决上述问题,这种天线设备通过在典型电路板(天线)-例如聚酰亚胺基板-的一面粘附具有高导磁率的铁氧体片而制得,其中,在电路板的另一面形成有天线图案层。这种天线设备所采用的原理是:铁氧体片等磁性体可将天线的磁通量进行集中,从而可防止磁场渗入金属表面而产生涡流,并且可改善天线的工作特性。
发明内容
技术问题
然而,当将粘合有磁性片的电路板作为天线设备安装在移动设备中时,各种部件的安装不可避免地限制并降低了移动设备的内部空间的使用效率。此外,由于电路板和磁性片之间的粘合性弱,可能发生分层的情况。
因此,已有尝试通过使用磁性片作为基板,并在其上层压导电箔,然后通过蚀刻形成天线图案来制备天线设备。然而,为了实现这种尝试,必须确保很强的层间粘合度,使得在为制造天线设备或为将天线设备应用到产品上而进行的诸如回流或焊接工序等高温热处理过程中不会发生分层的现象。
因此,本发明实施例的目标之一是提供一种导电磁性复合片的制备方法,该导电磁性复合片具有优异的层间粘合度以及可使用于近场通信(NFC)、无线充电(WPC)、磁安全传输(MST)等多种应用的磁特性。此外,本发明实施例的另一个目标是提供一种使用该导电磁性复合片的天线设备的制备方法。
解决方案
在一实施例中,提供一种导电磁性复合片的制备方法,该方法包括:制备包括磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;堆叠磁性片和第一导电箔;对获得的叠层施加热和压力以将磁性片和第一导电箔粘合在一起。
在该实施例中,粘合剂树脂可以是热固性树脂,并且粘结剂树脂可以在向叠层施加热和压力的步骤中进行固化从而将磁性片粘合到第一导电箔。
此外,在该实施例中,第一导电箔可以具有在其一面上形成的第一底涂层,并且磁性片和第一导电箔可以堆叠成使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触。
在另一实施例中,提供一种导电磁性复合片的制备方法,该方法包括:制备包括磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;堆叠第一导电箔、磁性片、和第二导电箔;对获得的叠层施加热和压力以将第一导电箔、磁性片、和第二导电箔粘合在一起。
在另一实施例中,一种天线设备的制备方法包括以下步骤:制备包含磁粉和粘合剂树脂的磁性片;堆叠磁性片和第一导电箔;对所获得的叠层施加热和压力以将磁性片和第一导电箔粘合在一起;并对第一导电箔进行蚀刻以在其中形成天线图案。
本发明的有益效果
根据本发明实施例,可制备一种导电磁性复合片,其在磁性片和导电箔之间具有优异的层间粘合度,并同时具有在NFC、WPC、MST频率上优异的磁特性。特别地,即使在恶劣的环境条件下,例如,在为将其应用到产品上而进行的高温热处理过程中,根据本发明实施例所制备的导电磁性复合片也不会发生层间分层。
在一具体实施例中,由于含有半固化或未固化的热固性树脂的磁性片与导电箔堆叠,并且热固性树脂通过加热和加压进行固化,因此甚至可以在没有单独的粘合剂层的情况下,以优异的粘合强度将磁性片和导电箔层压在一起。所以,由于不需要通过涂布粘合剂并对粘合剂涂层进行干燥来形成粘合剂层的工艺,本发明实施例可以提高工艺效率和经济效率。另外,由于不存在粘合剂层,总厚度可以降低,并且可以防止由于粘合剂层的存在所导致的磁性能的劣化。
此外,在另一具体实施例中,在导电箔的一面上形成的底涂层是在与磁性片进行层压的过程中通过施加热和压力进行固化的,这可增强导电箔和磁性片之间的结合强度。因此,在为制造天线设备或为将天线设备应用到产品上而进行的诸如回流或焊接工序等高温热处理过程中不会发生分层的现象。另外,固化的底涂层可以用作磁性片的保护层从而防止在各种外部环境中磁性片中的磁性粉末可能发生的锈蚀或变形,同时还可以起到保护磁性片免受在制备天线设备的图案过程中所使用的蚀刻剂影响的作用。
此外,磁性片不仅具有作为聚合物系片材的优异的柔韧性,而且还可以含有大量具有优异磁特性的磁性粉末。
因此,根据本发明实施例的方法所制备的导电磁性复合片和天线装置可以适用于NFC、WPC、和MST。
附图说明
图1为本发明一实施例所揭露的一种磁性片的横截面图;
图2A和2B为本发明一实施例所揭露的一种导电磁性复合片的横截面图;
图3为本发明一实施例所揭露的一种磁性片的制备过程的示意图;
图4为本发明一实施例所揭露的一种导电磁性复合片的制备过程的示意图;
图5和图6分别为本发明实施例所揭露的卷到卷工艺和分批工艺的示意图。
图7和图8为本发明实施例所揭露的一种导电磁性复合片的制备过程的示意图;
图9为本发明一实施例所揭露的一种天线设备的横截面图;
图10A至10C为本发明实施例所揭露的一种天线设备的平面图(图案中黑色的部分为前部图案,阴影部分为后部图案,而圆圈部分为通孔);
图11A和11B分别为本发明实施例所揭露的一种天线设备的平面图和横截面图;
图12A至12C为本发明实施例所揭露的一种天线设备的制备过程图;
图13和图14为本发明实施例所揭露的一种天线设备与外部端子进行信号发送和接收的示意图;
图15为本发明一实施例所揭露的回流试验中的热处理条件的示意图;
图16为一种常规的天线设备与外部端子进行信号发送和接收的示意图。
具体实施方式
在一实施例中,提供一种导电磁性复合片的制备方法,该方法包括:制备包括磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;堆叠磁性片和第一导电箔;对获得的叠层施加热和压力以将磁性片和第一导电箔粘合在一起。
在该实施例中,对所堆叠的叠层施加热和压力的步骤可在5MPa至30MPa的压力和150℃至200℃的温度下进行。
进一步地,堆叠步骤和施加热和压力的步骤可通过卷到卷工序进行,该卷到卷工序可使用2到10对辊并可在辊温度为150℃到200℃、辊压为5MPa到30MPa、辊速度为1m/min到5m/min的条件下进行。
此外,磁性片可以是具有柔性的厚度在10μ到3000μm的未烧结片。
另外,基于磁性片的总重量,磁性片可以包含重量百分比在70%到90%的磁性粉末,以及重量百分比在6%到12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%到2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%到1.5%的环氧类树脂,作为粘合剂树脂。
此外,基于频率为3MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为100至300;基于频率为6.78MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为80至270;基于频率为13.56MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为60至250。
此外,在经受两次热处理后,导电磁性复合片在磁性片与第一导电箔之间的剥离强度可在0.6kgf/cm或以上,其中,热处理可包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃。
进一步地,粘合剂树脂可以是热固性树脂,并且粘合剂树脂可以在向叠层施加热和压力的步骤中进行固化从而将磁性片粘合到第一导电箔。
在这种情况下,在经受两次热处理后,导电磁性复合片在磁性片与第一导电箔之间的剥离强度可在0.6kgf/cm或以上,其中,热处理包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃,其中,磁性片可以是具有柔韧性的厚度在10μm到3,000μm的未烧结片,并且基于频率为3MHz的交变电流,磁性片的磁导率可为100至300;基于频率为6.78MHz的交变电流,磁性片的磁导率可为80至270;基于频率为13.56MHz的交变电流,磁性片的磁导率可为60至250;在经受两次热处理后,磁性片的厚度变化可在5%或以下,磁导率的变化可在5%或以下,其中,热处理可包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃;当在2N盐酸溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化可在5%或以下,磁性片的磁导率的变化可在5%或以下;当在2N氢氧化钠溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化可在5%或以下,磁性片的磁导率的变化可在5%或以下。
另外,第一导电箔可以具有在其一面上形成的第一底涂层,并且磁性片和第一导电箔可以堆叠成使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触。
在这种情况下,第一底涂层可包括热固性树脂,且第一底涂层中的热固性树脂可在向叠层施加热和压力的步骤中进行固化。
此外,热固性树脂可包括双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
进一步地,第一底涂层的厚度可以在0.01μm到1μm。
在另一实施例中,提供一种导电磁性复合片的制备方法,该方法包括:制备包括磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;堆叠第一导电箔、磁性片、和第二导电箔;对获得的叠层施加热和压力以将第一导电箔、磁性片、和第二导电箔粘合在一起。
在该实施例中,粘合剂树脂可以是热固性树脂,并且粘合剂树脂可以在向叠层施加热和压力的步骤中进行固化从而将磁性片粘合到第一导电箔。
进一步地,第一导电箔可具有在其一面上形成的第一底涂层,第二导电箔可具有在其一面上形成的第二底涂层,磁性片和第一导电箔可被堆叠成使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触,磁性片和第二导电箔可被堆叠成使得磁性片的另一面与第二导电箔的第二底涂层相接触,第一底涂层和第二底涂层可包括热固化树脂,且第一底涂层和第二底涂层中的热固化树脂可在所述向叠层施加热和压力的步骤中进行固化。
在另一实施例中,一种天线设备的制备方法包括以下步骤:制备包含磁粉和粘合剂树脂的磁性片;堆叠磁性片和第一导电箔;对所获得的叠层施加热和压力以将磁性片和第一导电箔粘合在一起;并对第一导电箔进行蚀刻以在其中形成天线图案。
在该实施例中,粘合剂树脂可以是热固性树脂,并且粘合剂树脂可以在向叠层施加热和压力的步骤中进行固化从而将磁性片粘合和第一导电箔粘合在一起。
另外,第一导电箔可具有在其一面上形成的第一底涂层,且磁性片和第一导电箔可被堆叠成使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触,第一底涂层可包括热固化树脂,第一底涂层中的热固化树脂可在向叠层施加热和压力的步骤中进行固化。
进一步地,磁性片可以是具有柔韧性的厚度在10μm到3,000μm的未烧结片,并且基于频率为3MHz的交变电流,磁性片的磁导率可为100至300;基于频率为6.78MHz的交变电流,磁性片的磁导率可为80至270;基于频率为13.56MHz的交变电流,磁性片的磁导率可为60至250;在经受两次热处理后,磁性片的厚度变化可在5%或以下,磁导率的变化可在5%或以下,其中,热处理可包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃;当在2N盐酸溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化可在5%或以下,磁性片的磁导率的变化可在5%或以下;当在2N氢氧化钠溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化可在5%或以下,磁性片的磁导率的变化可在5%或以下。
在以下对实施例的描述中,应当理解,当描述层、箔、或片位于另一层、箔、或片的“上方”或者“下方”时,术语“上方”和者“下方”包含“直接”和“间接”的含义。此外,涉及位于每一元件上方和下方的表述均在参考附图的基础上给出。在附图中,每一元件的尺寸或间距可能被夸大以便更好地理解,并且对本领域技术人员而言显而易见的内容可能不进行说明。
图1为本发明一实施例所揭露的一种磁性片的横截面图。
磁性片100包括磁性粉末110和粘合剂树脂120。
亦即,磁性片100可以是聚合物磁性片(polymeric magnetic sheet,PMS)。具体地,磁性片100可以是包含磁性粉末110和粘合剂树脂120的未烧结的固化片。此外,磁性片100可以是柔性磁性片。
磁性片100包括磁性粉末110。
磁性粉末可以是:氧化物磁性粉末,例如铁氧体(Ni-Zn系、Mg-Zn系、或Mn-Zn系铁氧体)等;金属磁性粉末,例如坡莫合金(Permalloy)、铁硅铝合金(Sendust)、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si纳米晶体;或者上述材料组合而成的混合性粉末。例如,磁性粉末可以是具有Fe-Si-Al合金组成的铁硅铝合金(Sendust)粉末。
在一具体实例中,磁性粉末可以具有下式1的组成。
【式1】
Fe1-a-b-c SiaXbYc
在式1中,
X为铝(Al)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、或它们的组合;
Y为锰(Mn)、硼(B)、钴(Co)、钼(Mo)、或它们的组合;且
0.01≤a≤0.2,0.01≤b≤0.1,0≤c≤0.05.
磁性粉末的粒径在约3nm至约1mm的范围内。例如,磁性粉末的粒径可以在约1μm至约300μm、约1μm至约50μm、或约1μm至约10μm的范围内。当磁性粉末的平均粒径在上述优选范围内时,即可以实现足够的磁特性,并可防止在磁性片中形成通孔时发生短路。
磁性粉末表面可涂覆有功能性材料。例如,磁性粉末的单个颗粒的表面可以涂覆有防腐蚀涂层或绝缘涂层。
举例来说,磁性粉末可以涂覆有机材料,具体地,可涂覆具有防腐性能和/或绝缘性能的聚合物。
由此,磁性粉末的单个颗粒可以由核心和围绕核心表面的外壳组成。在这种情况下,核心可以包括:氧化物磁性材料,例如,铁氧体;金属磁性材料,例如,坡莫合金(Permalloy)、铁硅铝合金(Sendust)、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si纳米晶体;或上述材料组合而成的混合性成分。此外,外壳可包含具有抗腐蚀特性和/或绝缘特性的聚合物树脂。外壳的厚度可以在0.1μm至20μm或1μm至10μm的范围内。
可使用固化性树脂作为粘合剂树脂120。具体地,粘合剂树脂可包括光固化树脂、热固性树脂、和/或高耐热性热塑性树脂,优选地,可包括热固性树脂。
作为可被固化以展现粘合特性的树脂,可以使用包含至少一种热固化性官能团或基团的树脂,例如,热固化性官能团或基团可以是缩水甘油基、异氰酸酯基、羟基、羧基、或酰胺基;或者可以使用包含至少一种可活性能固化性官能团或基团的树脂,例如,可活性能固化性官能团或基团可以是环氧基、环醚基、硫醚基、缩醛基、或内酯基。例如,这样的官能团或基团可以是异氰酸酯基(-NCO)、羟基(-OH)、或羧基(-COOH)。
具体地,固化性树脂的实例可以是如上所述的包含至少一个官能团或基团的聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、异氰酸酯树脂、或环氧树脂,但是固化性树脂并不限于此。
在一实施例中,粘合剂树脂可以包括聚氨酯类树脂、异氰酸酯类硬化剂、或环氧类树脂。
聚氨酯类树脂可以包含由下式2a和2b所表示的重复单元。
在式2a和2b中,
R1和R3各自独立地为C1-5亚烷基、脲基、或醚基;
R2和R4各自独立地为C1-5亚烷基;
每个C1-5亚烷基可以是未被取代的,或者被选取自卤素、氰基、氨基、和硝基中的至少一种取代基所取代。
聚氨酯类树脂可以包含由式2a表示的重复单元和由式2b表示的重复单元,其摩尔比为1:10至10:1。
聚氨酯类树脂的数均分子量可以为约500g/mol至约50,000g/mol,约10,000g/mol至约50,000g/mol,或约10,000g/mol至约40,000g/mol。
异氰酸酯类固化剂可以是有机二异氰酸酯。
例如,异氰酸酯类固化剂可以是芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、或上述材料组合而成的混合物。
例如,芳香族二异氰酸酯可以是包含1至2个碳原子数为6至20的芳基的二异氰酸酯,具体地,可以是1,5-萘二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基-二甲基甲烷二异氰酸酯、4,4’-苄基异氰酸酯、二烷基-二苯基甲烷二异氰酸酯、四烷基-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、或二甲苯二异氰酸酯。
例如,脂环族二异氰酸酯可以是包含1至2个碳原子数为6至20的环烷基的二异氰酸酯,具体地,可以是环己烷-1,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷、或甲基环己烷二异氰酸酯。
优选地,异氰酸酯类固化剂可以是脂环族二异氰酸酯,特别是异佛尔酮二异氰酸酯。
环氧类树脂的实例可以是:双酚型环氧树脂,例如,双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、四溴双酚A型环氧树脂;螺环型环氧树脂;萘型环氧树脂;联苯型环氧树脂;萜烯型环氧树脂;缩水甘油醚型环氧树脂,例如,三(缩水甘油氧基苯基)甲烷、四(缩水甘油氧基苯基)乙烷;缩水甘油胺型环氧树脂,例如,四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷;酚醛清漆型环氧树脂,例如,甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、α-萘酚酚醛清漆型环氧树脂、溴化苯酚酚醛清漆型环氧树脂。这些环氧类树脂可以单独使用或两种以上进行组合使用。
在这些树脂中,考虑到粘合性和耐热性,可以使用双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
环氧类树脂可以具有约80g/eq至约1,000g/eq的环氧当量,或约100g/eq至约300g/eq的环氧当量。此外,环氧类树脂的数均分子量可以为约10,000g/mol至50,000g/mol。
此外,磁性片100可以包括腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂的实例可以是有机腐蚀抑制剂和无机腐蚀抑制剂。
有机腐蚀抑制剂的具体实例可以是胺、脲、巯基苯并噻唑(MBT)、苯并***、甲基苯骈三氮唑、醛、杂环氮化合物、含硫化合物、炔属化合物、抗坏血酸,琥珀酸、色胺、或咖啡因。
例如,腐蚀抑制剂可以是N-苄基-N,N-双[(3,5-二甲基-1H-吡唑-1-基)甲基]胺、4-(1-甲基-1-苯基乙基)-N-[4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基]苯胺、三(苯并咪唑-2-亚甲基)胺、N-(2-糠基)-对甲苯胺、N-(5-氯-2-糠基)-对甲苯胺、N-(5-硝基-2-糠基)对甲苯胺、N-(5-甲基-2-糠基)-对甲苯胺、N-(哌啶子基甲基)-3-[(吡啶亚基)氨基]靛红、四[乙烯-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、或上述材料组合而成的混合物。
磁性片可以包含重量百分比在50%或以上、或70%或以上的磁性粉末。例如,磁性片所包含的磁性粉末的重量百分比可在50%至95%、70%至90%、70%至90%、75%至90%、75%至95%、80%至95%、或80%至90%。此外,在这种情况下,磁性粉末可以具有式1所示的组成。
此外,磁性片可以包含重量百分比在5%至40%、5%至20%、5%至15%、或7%至15%的粘合剂树脂。
此外,基于磁性片的总重量,磁性片可以包含重量百分比在6%至12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%至2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%至1.5%的环氧类树脂,作为粘合剂树脂。
此外,磁性片可以包含重量百分比在1%至10%、1%至8%、或3%至7%的腐蚀抑制剂。
在一具体实施例中,基于磁性片的总重量,磁性片可以包含重量百分比在70%至90%的磁性粉末;以及重量百分比在6%至12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%至2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%至1.5%的环氧类树脂,作为粘合剂树脂。此外,在这种情况下,磁性粉末具有式1的组成,聚氨酯类树脂包含由式2a和2b表示的重复单元,异氰酸酯类固化剂可以是脂环族二异氰酸酯,环氧类树脂可以是双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
磁性片的厚度可以在约10μm至约3,000μm的范围内。例如,磁性片100的厚度可以在约10μm至约500μm,约40μm至约500μm,约40μm至约250μm,约50μm至约250μm,约50μm至约200μm,或约50μm至约100μm。
基于频率为3MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为约100至约300;基于频率为6.78MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为约80至约270;基于频率为13.56MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为约60至约250。
进一步地,基于频率为3MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为约190至约250;基于频率为6.78MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为约180至约230;基于频率为13.56MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为约140至约180。
此外,磁性片可以具有柔性,以便可使用于各种装置中。例如,在MIT折叠试验中,在90度和35RPM的条件下,即使在进行100次、1000次、或10,000次弯折以后,磁性片也不会被折断。并且,在90度和35RPM条件下,在MIT折叠试验中进行100次、1,000次、或10,000次弯折后,磁性片的磁导率的变化可以为约10%或以下,或约5%或以下。
另外,在经受两次热处理后,磁性片的厚度变化在约5%或以下,磁导率的变化在约5%或以下,其中,热处理包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃。具体地,当重复进行热处理两次后,磁性片的厚度变化在约3%或以下,磁导率的变化在约3%或以下,更具体地,磁性片的厚度变化在约1%或以下,磁导率的变化在约1%或以下。
此外,磁性片可以具有能够承受各种环境的耐化学药品性。例如,当在2N盐酸溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化在约5%或以下,磁导率的变化在约5%或以下;当在2N氢氧化钠溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化在约5%或以下,磁导率的变化在约5%或以下。具体地,当在2N盐酸溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化在约3%或以下,磁导率的变化在约3%或以下;当在2N氢氧化钠溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化在约3%或以下,磁导率的变化在约3%或以下。更具体地,当在2N盐酸溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化在约1%或以下,磁导率的变化在约1%或以下;当在2N氢氧化钠溶液中浸渍30分钟时,磁性片的厚度变化在约1%或以下,磁导率的变化在约1%或以下。
此外,磁性片可以具有能够承受各种腐蚀性环境的耐腐蚀性。例如,根据KS D9502的盐雾试验,磁性片可以具有9.8以上的评级数。评级数法是一种通过腐蚀面积与有效面积的比率来表示腐蚀程度的评定方法,其中,腐蚀程度以0至10的等级进行评定。
另外,当将磁性片在约2N的氯化钠溶液中浸渍10分钟后,磁性片的重量变化在约10%或以下,或在约5%或以下。此外,当将磁性片在约2N的氯化钠溶液中浸渍10分钟后,磁性片的磁导率变化在约10%或以下,或在约5%或以下。
此外,当将磁性片置于85℃和85%RH的热湿条件下持续经受72小时后,磁性片的厚度变化和磁导率变化均可在10%或以下,具体地在5%或下,更具体地在2%或下。
此外,磁性片可具有高击穿电压。例如,磁性片可以具有3kV或以上、3.5kV或以上、或4kV或以上的击穿电压。具体地,磁性片可以具有3kV至6kV、3.5kV至5.5kV、4kV至5kV、或4kV至4.5kV的击穿电压。
此外,磁性片材可以具有优异的绝缘性能。例如,当在磁性片上每两个彼此间隔在500μm或以上的点之间施加电流时,磁性片可以具有1×105Ω或以上的电阻值、1×107Ω或以上的电阻值、或1×109Ω或以上的电阻值。优选地,当在磁性片上彼此间隔500μm或以上的两个点之间施加电流时,可能无法测量出磁性片的电阻值,或者换言之磁性片可具有无限大的电阻值。
本发明所提供的磁性片可通过包括以下步骤的方法制备:将磁性粉末和粘合剂树脂进行混合,将上述混合物成型为片状,以及将所得片材进行干燥。在这种情况下,可以使用与上述实施例中相同类型和份量的磁性粉末和粘合剂树脂。
具体地,可以通过包括以下步骤的方法制备磁性片:(i)将磁性粉末分散在粘合剂树脂和溶剂中以制备浆料;以及(ii)将该浆料成型为片状并对所得片材进行干燥。
在一实施例中,该磁性片的制备方法包括步骤:(1)将聚氨酯类树脂、异氰酸酯类固化剂、和环氧类树脂进行混合以制备粘合剂树脂;(2)将磁性粉末和有机溶剂与粘合剂树脂进行混合以制备浆料;以及(3)将上述浆料成型为片状并对所得片材进行干燥,其中,基于磁性片的总重量,磁性片包含重量百分比在6%至12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%至2%的异氰酸酯类固化剂、以及重量百分比在0.3%至1.5%的环氧类树脂作为上述粘合剂树脂。
在一具体实例中,首先将磁性粉末以及聚氨酯类树脂、异氰酸酯类硬化剂、和环氧类树脂加入到溶剂中,并通过分散机(行星式搅拌机、均匀混合机、无珠磨机等)对其进行分散以制备粘度为约100cPs至约10,000cPs的浆料。此后,通过逗号涂布机将载体膜用浆料进行涂布从而形成干燥的磁性片。可以根据期望的厚度通过控制速度和温度、使用干燥器除去溶剂、并将成型片材进行缠绕,最终将干燥磁性片制成聚合物磁性片(PMS)。
如图3所示,在通过卷到卷工艺进行干燥磁性片101的制备过程的情况下,可以通过涂布机500将包含磁性粉末和粘合剂树脂的浆料涂布在载体膜400上,然后可进行干燥以制备干燥磁性片101。在这种情况下,干燥磁性片101中可包含未固化或半固化状态的粘合剂树脂121。
因此,如此制备的干燥磁性片可以是其中粘合剂树脂的固化未完成的磁性片。
此外,磁性片可以在干燥之后通过热压进行固化。
也就是说,制备磁性片的方法还可以在步骤(3)之后包括在1MPa至100MPa的压力和100℃至300℃的温度下通过对磁性片进行热压来固化磁性片中的粘合剂树脂的步骤。
由此,所得到的磁性片可以是其中粘合剂树脂已固化完成的磁性片。
在一实施例中,一种导电磁性复合片包括磁性片和设置在磁性片的至少一面上的导电箔。
图2A和2B为本发明实施例所揭露的一种导电磁性复合片的横截面图。如图2A所示,该实施例所提供的导电磁性复合片包括磁性片100、第一导电箔210、第二导电箔220。如图2B所示,该实施例所提供的导电磁性复合片还可进一步包括第一底涂层310和第二底涂层320。
在一优选实施例中,导电磁性复合片包括:磁性片,该磁性片包括磁性粉末和粘合剂树脂;以及第一导电箔,该第一导电箔直接粘合至磁性片的一面。导电磁性复合片可进一步包括第二导电箔,该第二导电箔直接粘合至磁性片的另一面。
在另一优选实施例中,一种导电磁性复合片包括:磁性片,该磁性片包括磁性粉末和粘合剂树脂;设置在磁性片的一面上的第一导电箔;以及设置在磁性片和第一导电箔之间用以将它们粘合在一起的第一底涂层。导电磁性复合片还可以进一步包括设置在磁性片另一面上的第二导电箔;以及设置在磁性片和第二导电箔之间用以将它们粘合在一起的第二底涂层。
因此,导电磁性复合片是(通过底涂层)将导电箔和磁性片层压在一起的复合片材。例如,导电磁性复合片可以是铜箔层压磁性复合片。
导电磁性复合片中包含的磁性片100可以具有与上述实施例中的磁性片基本上相同的组成和特性,也可以通过基本相同的方法制备。
基于频率为3MHz的交变电流,磁性片100的磁导率可以为100至300;基于频率为6.78MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为80至270;基于频率为13.56MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为60至250。
在一具体实施例中,基于磁性片的总重量,磁性片可以包含重量百分比在70%至90%的磁性粉末,以及重量百分比在6%至12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%至2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%至1.5%的环氧类树脂,作为粘合剂树脂。此外,在这种情况下,磁性粉末具有式1的组成,聚氨酯类树脂包含由式2a和2b表示的重复单元,异氰酸酯类固化剂可以是脂环族二异氰酸酯,环氧类树脂可以是双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
导电箔设置在磁性片的至少一面上。也就是说,导电箔设置在磁性片的一面和/或另一面上。
导电箔可以包括导电材料。例如,导电箔可以包括导电金属。也就是说,导电箔可以是金属层。例如,导电箔可以包括选自铜、镍、金、银、锌、锡中的至少一种金属。具体地,导电箔可以是金属箔。例如,导电箔可以是铜箔。
导电箔的厚度可以在约6μm至约200μm的范围内,例如,约10μm至约150μm,约10μm至约100μm,或约20μm至约50μm。
如图2A所示,在一优选实施例中,第一导电箔210和第二导电箔220可直接粘合到磁性片100而无需单独的粘合剂层。因此,导电箔可与磁性片的表面直接接触。在这种情况下,导电箔可以直接粘合到磁性片的粘合剂树脂上。具体地,导电箔可以直接粘合到构成粘合剂树脂的热固性树脂上。
此外,粘合剂层可以设置在磁性片和导电箔之间。也就是说,导电磁性复合片可进一步包括设置在磁性片和导电箔之间的粘合剂层,在这种情况下,粘合剂层可以与磁性片和导电箔直接接触。
相应地,粘合剂层可以将导电箔粘合到磁性片上。粘合剂层的厚度可以在约0.1μm至约20μm的范围内。具体地,粘合剂层的厚度可以在约0.1μm至约10μm,约1μm至约7μm,或约1μm至约5μm的范围内。
粘合剂层可以包括热固性树脂或高耐热性热塑性树脂。具体地,粘合剂层可以包括环氧类树脂。粘合剂层可以通过热固化从而将磁性片与导电箔粘合在一起。因此,粘合剂层可以具有高耐热性和高粘合性。
例如,粘合剂层可以通过包含热固性树脂而具有高耐化学药品性。因此,粘合剂层可以起保护磁性片的作用。也就是说,当使用蚀刻剂对导电箔进行蚀刻时,粘合剂层可以保护磁性片免受蚀刻剂的影响。
因此,由于导电箔可以直接粘合到磁性片上,或者可以通过粘合层与磁性片粘合,导电箔可以高粘合强度结合到磁性片上。具体地,由于导电箔是通过对构成磁性片或粘合剂层的热固性树脂进行固化而进行粘合的,因此即使进行高温热处理也不会降低磁性片与导电箔之间的结合强度。
如图2B所示,在另一优选实施例中,第一底涂层310设置在磁性片100和第一导电箔210之间,第二底涂层320设置在磁性片100和第二导电箔220之间。也就是说,导电磁性复合片还包括第一底涂层310和第二底涂层320,其分别设置在磁性片100和第一导电箔210之间以及磁性片100和第二导电箔220之间,在这种情况下,底涂层与磁性片100以及第一导电箔210和第二导电箔220直接接触。
相应地,底涂层可以将导电箔粘合至磁性片。底涂层的厚度可以在约0.01μm至约20μm的范围内。具体地,底涂层的厚度可以在约0.01μm至约10μm,约0.01μm至约7μm,约0.01μm至约5μm,或约0.01μm至约3μm的范围内。
在一具体实例中,第一底涂层(和第二底涂层)的厚度可以为0.01μm至1μm。
底涂层可以包括热固性树脂或高耐热性热塑性树脂,具体地,可以包括环氧类树脂。
在一具体实例中,第一底涂层(和第二底涂层)可以包括热固性树脂,并且在向叠层施加热和压力的步骤中,可对第一底涂层(和第二底涂层)中的热固性树脂进行固化。
环氧类树脂的实例可以是:双酚型环氧树脂,例如,双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、四溴双酚A型环氧树脂;螺环型环氧树脂;萘型环氧树脂;联苯型环氧树脂;萜烯型环氧树脂;缩水甘油醚型环氧树脂,例如,三(缩水甘油氧基苯基)甲烷、四(缩水甘油氧基苯基)乙烷;缩水甘油胺型环氧树脂,例如,四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷;酚醛清漆型环氧树脂,例如,甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、α-萘酚酚醛清漆型环氧树脂、溴化苯酚酚醛清漆型环氧树脂。这些环氧类树脂可以单独使用或两种以上进行组合使用。
在这些树脂中,考虑到粘合性和耐热性,可以在第一底涂层(和第二底涂层)中使用双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
环氧类树脂可以具有约80g/eq至约1,000g/eq的环氧当量,或约100g/eq至约300g/eq的环氧当量。此外,环氧类树脂的数均分子量可以为约10,000g/mol至50,000g/mol。
在一具体实例中,第一底涂层(和第二底涂层)的厚度可以为0.01μm至1μm,并且第一底涂层(和第二底涂层)可以包括双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
底涂层可以通过热固化将磁性片与导电箔粘合在一起。因此,底涂层可具有高耐热性和高粘结强度。
此外,通过包含热固性树脂,底涂层可以具有高耐化学药品性。因此,底涂层可以起到保护磁性片的作用。也就是说,当使用蚀刻剂对导电箔进行蚀刻时,底涂层可以保护磁性片免受蚀刻剂的影响。
由于导电箔是通过对构成磁性片或底涂层的热固性树脂进行固化而进行粘合的,因此即使对导电箔进行高温热处理以使用到产品上也不会降低磁性片与导电箔之间的结合强度,例如,高温热处理可以是回流(reflow)或焊接处理。
优选地,导电磁性复合片在导电箔和磁性片之间的剥离强度为0.6kgf/cm或以上,例如,在0.6kgf/cm至20kgf/cm的范围内,在0.6kgf/cm至10kgf/cm,在0.6kgf/cm至5kgf/cm的范围内,或在0.6kgf/cm至3kgf/cm的范围内。
此外,当对导电磁体进行两次热处理时,热处理包括以恒定速率加热200秒而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率进行冷却100秒从240℃冷却至130℃,那么磁性复合片在导电箔和磁性片之间的剥离强度在0.6kgf/cm或以上,例如,0.6kgf/cm到20kgf/cm,0.6kgf/cm到10kgf/cm,0.6kgf/cm到5kgf/cm,或0.6kgf/cm到3kgf/cm。
此外,当在上述条件下重复进行两次热处理时,导电箔和磁性片之间的剥离强度的变化率(降低率)可以为20%或以下,15%或以下,或10%或以下。
因此,对于本发明实施例所提供的导电磁性复合片,即使对导电磁性复合片进行诸如回流等焊接处理,其磁导率和厚度等物理性质几乎不发生变化,并且不会发生磁性片和导电箔之间分层等缺陷。
本发明一实施例所揭露的一种导电磁性复合片的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;将磁性片和第一导电箔进行堆叠;以及向所获得的叠层施加热和压力以以将磁性片和第一导电箔进行粘合。
在该实施例中,粘合剂树脂可以是热固性树脂,并且粘合剂树脂可以在向叠层施加热和压力的步骤过程中进行固化从而将磁性片粘合到第一导电箔。
此外,在该实施例中,第一导电箔可以包括在其一面上形成的第一底涂层,并且磁性片和第一导电箔可以堆叠成使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触。
本发明另一实施例所揭露的一种导电磁性复合片的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;将第一导电箔、磁性片、第二导电箔进行堆叠;以及向所得到的叠层施加热和压力以将第一导电箔、磁性片、第二导电箔粘合在一起。
在该实施例中,粘合剂树脂可以是热固性树脂,并且粘合剂树脂可以在向叠层施加热和压力的步骤中进行固化从而将第一导电箔、磁性片、第二导电箔粘合在一起。
此外,在该实施例中,第一导电箔具有在其一面上形成的第一底涂层,第二导电箔具有在其一面形成的第二底涂层,磁性片和第一导电箔进行堆叠使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触,磁性片和第二导电箔进行堆叠使得磁性片的另一面与第二导电箔的第二底涂层接触。
本发明一优选实施例所揭露的一种导电磁性复合片的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和热固性粘合剂树脂的磁性片;将磁性片和第一导电箔进行堆叠;以及向所得到的叠层施加热和压力从而通过粘合剂树脂的固化将磁性片粘合至第一导电箔。
本发明另优选一实施例所揭露的一种导电磁性复合片的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;将第一导电箔、磁性片、第二导电箔进行堆叠;以及向所得到的叠层施加热和压力从而通过粘合剂树脂的固化将第一导电箔、磁性片、第二导电箔粘合在一起。
本发明另一优选实施例所揭露的一种导电磁性复合片的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;在第一导电箔的一面上形成第一底涂层;将磁性片和第一导电箔进行堆叠,使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触;以及向所得到的叠层施加热和压力从而将磁性片粘合至第一导电箔。
本发明另一优选实施例所揭露的一种导电磁性复合片的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;在第一导电箔的一面上形成第一底涂层;在第二导电箔的一面上形成第二底涂层;堆叠磁性片和第一导电箔,使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触;堆叠磁性片和第二导电箔,使得磁性片的另一面与第二导电箔的第二底涂层相接触;并向所得到的叠层施加热和压力,以将第一导电箔、磁性片、第二导电箔粘合在一起。
该方法中使用的磁性片可以具有与上述实施例所揭示的磁性片基本相同的组成和性质,也可以通过基本上相同的方法进行制备。
具体地,基于磁性片的总重量,磁性片可以包含重量百分比在70%至90%的磁性粉末,以及重量百分比在6%至12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%至2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%至1.5%的环氧类树脂,作为粘合剂树脂。在一具体实例中,聚氨酯类树脂包含由式2a和2b表示的重复单元,异氰酸酯类固化剂可以是脂环族二异氰酸酯,环氧类树脂可以是双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
磁性片可以是具有柔性的厚度在10μm至3000μm的未烧结片。
此外,基于频率为3MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为100至300;基于频率为6.78MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为80至270;基于频率为13.56MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为60至250。
此后,在干燥磁性片的一面或两面上堆叠导电箔。导电箔可以是金属箔,例如可以是铜箔。
如图4所示,在一优选实施例中,在粘合剂树脂的固化完成的同时,第一导电箔210和第二导电箔220可被粘合至磁性片100。由于第一导电箔210和第二导电箔220是通过热固化而粘合至磁性片100,因此磁性片和导电箔之间可具有优异的结合强度。特别地,粘合剂树脂在施加压力700的同时固化,并同时将磁性片和导电箔结合在一起,所以其结合强度可能更好。因此,在无需单独的粘合剂层的情况下,导电箔可以容易地粘合到磁性片。
在另一优选实施例中,导电箔可具有在其一面上形成的底涂层,并且干燥磁性片和导电箔堆叠成使得干燥磁性片的一面与导电箔的底涂层相接触。
底涂层可包括热固性树脂。
用作第一底涂层(和第二底涂层)的热固性树脂的实例可以是环氧类树脂。
例如,第一底涂层(和第二底涂层)可以包括双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
底涂层的厚度可以在约0.01μm至约10μm,约0.01μm至约5μm,或约0.01μm至约1μm的范围内。进一步地,底涂层的厚度可以在约0.1μm至10μm,或约1μm至5μm的范围内。
具体地,第一底涂层(和第二底涂层)可以包括热固性树脂,并且在向叠层施加热和压力的步骤过程中,可对第一底涂层(和第二底涂层)中的热固性树脂进行固化。此外,粘合剂树脂包括热固性树脂,粘合剂树脂中的热固性树脂可以在向叠层施加热和压力的步骤中固化。
这样,在磁性片和底涂层的固化完成的同时,第一导电箔和第二导电箔可被粘合至磁性片。由于第一导电箔和第二导电箔是通过热固化的第一底涂层和第二底涂层从而粘合至磁性片的,磁性片和导电箔之间可具有优异的结合强度。特别地,底涂层在施加压力的同时固化,并同时将磁性片和导电箔结合在一起,所以粘合强度可能更好。
加热和加压的步骤可以在1MPa至100MPa的压力和100℃至300℃的温度下进行。进一步地,施加热和压力的步骤可以在5MPa至30MPa的压力和150℃至200℃的温度下进行。此外,向磁性片和导电箔施加热和压力的过程可以进行约0.1小时至约5小时。
施加热和压力的步骤可以通过卷到卷工序或分批工序进行。
如图5所示,施加热和压力的步骤可以通过卷到卷工序进行。在卷到卷工序中,第一导电箔210和第二导电箔220堆叠在干燥磁性片101的一面或两面上(其中,干燥磁性片中的粘合剂树脂的固化未完成),并通过辊600。在这种情况下,由于辊本身被加热,辊可以对堆叠施加热和压力。也就是说,磁性片和导电箔通过辊进行连续地层压。这样,即可形成其中的粘合剂树脂的固化未完成的磁性片100,同时,可将第一导电箔210和第二导电箔220粘合至磁性片100。
在卷到卷工序中,辊的温度可以在约100℃至约300℃的范围内。此外,辊的压力可以在约1MPa至约100MPa的范围内。此外,在卷到卷工序中可以使用约1至20对辊。另外,叠层的移动速度可以在约0.1m/min至10m/min的范围内。
在一具体实例中,堆叠步骤和施加热和压力的步骤可以通过卷到卷工序进行,并且在这种情况下,卷到卷工序可以使用2到10对辊,并在辊温度为150℃至200℃、辊压为5MPa至30MPa、辊速度为1m/min至5m/min的条件下进行。
如图6所示,施加热和压力的步骤可以通过分批工艺进行。具体地,可将干燥磁性片和导电箔堆叠起来,这样形成的叠层可在多个阶段中再次进行堆叠。此后,在施加压力的状态下在多个阶段中对多个层叠的磁性片和导电箔进行热处理。这样,磁性片的粘合剂树脂和所使用的粘合剂树脂可被固化,并且所得到的叠层10中第一导电箔210和第二导电箔220可通过固化的粘合剂树脂从而被粘合至磁性片100。
在上述分批工艺中,热处理温度可以在约100℃至约300℃的范围内。此外,施加到所堆叠的叠层的压力可以在约1MPa至约100MPa的范围内。另外,施加热和压力的时间长度可以在约0.1小时至约5小时的范围内。
如图7所示,在一实施例中,在第一导电箔210的一面上形成未固化或半固化的第一底涂层311,并在第二导电箔220的一面上形成未固化或半固化的第二底涂层321。此后,分别堆叠第一导电箔210和第二导电箔220,使得第一底涂层311和第二底涂层321分别与干燥磁性片101的一面和另一面相接触。
此后,如图8所示,通过施加热和压力700对干燥磁性片、底涂层、和导电箔进行层压。因此,可以通过底涂层对干燥磁性片和导电箔进行层压。在这种情况下,可以在施加热和压力的条件下进行层压,具体地可以在以上提及的温度和压力条件下通过上述卷到卷工艺或分批工艺进行。
由此,可形成磁性片100,其中粘合剂树脂的固化通过层压过程中的加热完成。此外,由于底涂层在层压过程中固化,所以磁性片和导电箔可以通过固化的底涂层结合在一起。也就是说,固化的底涂层可以用作将磁性片粘合到导电箔上的粘合剂层。因此,可得到的导电磁性复合片中,磁性片100与第一导电箔210和第二导电箔220通过固化的第一底涂层310和第二底涂层320相粘合。
在一实例中,由于第一底涂层310和第二底涂层320是通过对热固性树脂进行固化形成的,所以第一和第二底涂层310和320可具有高耐化学药品性。因此,当使用蚀刻剂对导电箔进行蚀刻时,第一底涂层310和第二底涂层320可以起到保护包含在磁性片中的磁性粉末的作用。
在一实施例中,一种天线设备包括磁性片和设置在磁性片的至少一面上的天线图案。
该天线设备中包括的磁性片可以具有与上述实施例所揭露的磁性片基本相同的组成和性质,也可以通过基本上相同的方法进行制备。
相应地,基于频率为3MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为100至300;基于频率为6.78MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为80至270;基于频率为13.56MHz的交变电流,该磁性片的磁导率可以为60至250。
磁性片可以包括粘合剂树脂和分散在粘合剂树脂中的磁性粉末。
此外,磁性片可以是具有柔性的厚度在10μm至3000μm的未烧结固化片。
在一具体实施例中,基于磁性片的总重量,磁性片可以包含重量百分比在70%至90%的磁性粉末,以及重量百分比在6%至12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%至2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%至1.5%的环氧类树脂,作为粘合剂树脂。此外,在这种情况下,磁性粉末具有式1的组成,聚氨酯类树脂包含由式2a和2b表示的重复单元,异氰酸酯类固化剂可以是脂环族二异氰酸酯,环氧类树脂可以是双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
天线图案设置在磁性片的一面或两面上。
天线图案可以包括导电材料。例如,天线图案可以包括导电金属。具体地,天线图案可以包括选自铜、镍、金、银、锌、锡中的至少一种金属。
在一实施例中,天线图案的图案形状没有特别限制,例如,可以形成图案,使得包括近场通信(NFC)天线、无线充电(WPC)天线、和磁安全传输(MST)天线的多种功能在内的各种功能可得以实现,并且如果必要的话可以多种方式改变图案形状。另外,天线图案可以是印刷电路图案。天线图案可以具有线圈形状或螺旋形状。
天线图案可以直接粘合到磁性片,因此天线图案可以直接与磁性片的一面或两面相接触。此外,天线图案可以通过底涂层牢固地结合到磁性片。
在一优选实施例中,天线设备包括:磁性片,该磁性片包括磁性粉末和粘合剂树脂;以及第一天线图案,其直接粘合至磁性片的一面上。
在另一优选实施例中,天线设备包括:磁性片,该磁性片包括磁性粉末和粘合剂树脂;第一天线图案,其直接粘合至磁性片的一面;以及第二天线图案,其直接粘合至磁性片的另外一面。
在另一优选实施例中,天线设备包括:磁性片,其包括磁性粉末和粘合剂树脂;第一天线图案,其设置在磁性片的一面上;和第一底涂层,其设置在磁性片和第一天线图案之间,用以将它们粘合在一起。
在另一优选实施例中,天线设备包括:磁性片,其包括磁性粉末和粘合剂树脂;第一天线图案,其设置在磁性片的一面上;第二天线图案,其设置在磁性片的另外一面上;第一底涂层,其设置在磁性片和第一天线图案之间,用以将它们粘合在一起;和第二底涂层,其设置在磁性片和第二天线图案之间,用以将它们粘合在一起。
天线设备可进一步包括贯穿磁性片的通孔。
因此,该天线设备可包括:磁性片;设置在磁性片的一面或两面上的天线图案;以及至少一个贯穿磁性片并连接到天线图案的通孔。
通孔与设置在磁性片的两面上的两个天线图案相接触,以将天线图案彼此电连接。通孔可以包括导电材料。例如,通孔可以包括选自铜、镍、金、银、锌、锡中的至少一种金属。
此外,磁性片可以包括垂直贯穿其中的贯孔。例如,贯孔的直径可在100μm至300μm,或120μm至170μm的范围内。
在这种情况下,可对第一贯孔的内壁进行镀覆,可对第一贯孔填充导电材料,或者可将焊料或导电棒***到第一贯孔中,由此构成第一通孔。例如,磁性片可以包括垂直贯穿其中的第一贯孔,且在这种情况下,可对第一贯孔的内壁进行镀覆以构成第一通孔。
本发明实施例所揭露的天线设备可具有各种构型,涉及天线图案的形状、通孔和端子的连接、或附加布线。
在一实施例中,天线图案包括设置在磁性片的一面上的第一天线图案,天线设备进一步包括设置在磁性片的另一面上的布线图案,并且通孔包括贯穿磁性片并连接到第一天线图案的一端和布线图案的一端的第一通孔。
在另一实施例中,天线图案由在磁性片的一面上彼此平行设置并相互间隔开的多个第一导线图案;以及在磁性片的另一面上彼此平行设置并相互间隔开的多个第二导线图案构成,其中,第一导线图案和第二导线图案的延伸方向相同,并且通孔的数量为多个,其中,多个通孔贯穿磁性片并连接到第一导线图案和第二导线图案。
以下,对本发明天线设备的具体实施方式进行示例性说明。
如图9所示,在一具体实施例中,天线设备包括磁性片100;第一天线图案230,其设置在磁性片的一面上;布线图案240,其设置在磁性片的另外一面上,将它们结合在一起;以及贯穿磁性片100的第一通孔251,在该实例中,第一通孔251连接至第一天线图案230的一端,并连接至布线图案240的一端。
在一具体实施例中,天线设备可进一步包括设置在磁性片100的一面或另一面上的第一端子图案和第二端子图案,还可进一步包括贯穿磁性片100的第二通孔252,并且可根据这些部件的位置和连接配置设计各种天线设备。
图10A至10C为在本发明各种配置实例中所揭露的一种天线设备的平面图(图案中黑色的部分为前部图案,阴影部分为后部图案,而圆圈部分为通孔);
以下,将参照附图对本发明实施例所揭露的天线设备的更多具体示例进行描述。
首先,如图10A所示,在一具体实施例中,天线设备进一步包括:第一端子图案271,其设置在磁性片100的一面上;和第二通孔252,其贯穿磁性片100。并且,在该实例中,第二通孔252可连接至第一端子图案271的另外一端和布线图案240的另外一端。在该实例中,天线设备还可以包括第二端子图案272,其设置在磁性片100的一面上,并且在该实例中,第一天线图案230的另一端可以连接到第二端子图案272。另外,在该实例中,第一端子图案271和第二端子图案272可以相互毗邻设置。
此外,如图10B所示,在一具体实施例中,天线设备还可进一步包括设置在磁性片100的另一面上的第一端子图案271,并且第一端子图案271可以连接到布线图案240的另一端。在该实例中,天线设备还可进一步包括:设置在磁性片100的另一面上的第二端子图案272;以及第二通孔252,其穿过磁性片100,并且第二通孔252可以连接到第二端子图案272的另一端和第一天线图案230的另一端。另外,在该实例中,第一端子图案271和第二端子图案272可以相互毗邻设置。
此外,如图10C所示,在一具体实施例中,天线设备还可进一步包括设置在磁性片100的另一面上的第一端子图案271,并且第一端子图案271可以连接到布线图案240的另一端。在这种情况下,在另一个配置实例中,天线设备还可以包括设置在磁性片100的一面上的第二端子图案272,并且第二端子图案272可以连接到第一天线图案230的另一端。
在一具体实施例中,天线设备的第一天线图案和布线图案可以由导电材料形成,第一天线图案可以粘合至磁性片的一面,并且布线图案可以粘合至磁性片的另外一面。
如图13所示,在一具体实施例中,天线设备可通过在第一天线图案中流动的电流生成电磁信号50。电磁信号50使得能够在天线设备20和外部端子40之间进行信号的发送和接收。
在一具体实施例中,由于天线设备的第一天线图案和布线图案分别设置在磁性片的不同面上并且通过贯穿磁性片的通孔相互连接,因此为了防止短路所需的诸如对布线进行绑缚胶带等附加工序在这里均不需要,所以本发明可以提高工艺效率。此外,由于本实施例的天线设备可以防止用来对布线进行绝缘的布料所导致的厚度增加,本发明可以进一步提高天线设备的薄膜特性。
在另一具体实施例中,天线设备包括:磁性片;平行设置在磁性片的一面上并彼此间隔开的多个第一导线图案;平行设置在磁性片的另一面并彼此间隔开的多个第二导线图案;以及贯穿磁性片设置的多个通孔,在这种情况下,第一导线图案和第二导线图案的延伸方向相同,并且通孔连接到第一导线图案和第二导线图案。
具体地,由于通孔交替地连接到彼此平行并间隔设置的第一导线图案和第二导线图案,第一导线图案的任何一端和另一端可以分别连接到彼此相邻的两个第二导线图案,第二导线图案的任何一端和另一端可以分别连接到彼此相邻的两个第一导线图案。
此外,当磁性片被分成核心区域和围绕核心区域的周围区域时,第一导线图案和第二导线图案的两端均设置在周围区域中,同时第一导线图案和第二导线图案与核心区域交叉,并且通孔设置在周围区域中并能够将第一导线图案和第二导线图案的端部连接起来。
在这种情形下,第一导线图案、第二导线图案、通孔可彼此连接以形成围绕核心区域的线圈。
参照图11A和11B,在另一具体实施例中,天线设备包括磁性片100、多个第一导线图案231、多个第二导线图案232、和多个通孔250。
磁性片可以分为核心区域CR和与核心区域相邻的周围区域OR。
核心区域设置在磁性片的中心部分。核心区域可具有在一个方向上延伸的形状。
周围区域设置在核心区域周围。周围区域可以具有与核心部区域延伸方向相同的方向延伸的形状。周围区域可以设置在核心区域的两侧。
第一导线图案设置在磁性片上。具体地,第一导线图案被粘合到磁性片的一面上。
第一导线图案可以沿与核心区域的延伸方向交叉的方向延伸。具体地,第一导线图案可以延伸跨越核心区域。第一导线图案可以从设置在核心区域一侧的周围区域延伸到设置在核心区域另一侧的周围区域。
第一导线图案可以并排延伸。此外,第一导线图案可以彼此间隔开。
第二导线图案设置在磁性片的另一面上。具体地,第二导线图案被粘合到磁性片的另一面上。
第二导线图案可以沿与核心区域延伸的方向交叉的方向延伸。具体地,第二导线图案可以延伸跨越核心区域。第二导线图案可以从设置在核心区域一侧的周围区域延伸到设置在核心区域另一侧的周围区域。
第二导线图案可以并排延伸。此外,第二导线图案可以彼此间隔开。
通孔贯穿磁性片。通孔连接到第一导线图案和第二导线图案。具体地,通孔可以连接到第一导线图案的一端和第二导线图案的一端。
通孔可以交替地连接到第一导线图案和第二导线图案。例如,可以顺序地连接第一导线图案、通孔、第二导线图案、通孔、第一导线图案、通孔、第二导线图案、通孔。
第一导线图案、第二导线图案、通孔可以彼此连接以形成螺旋地围绕核心部区域的线圈。
因此,当交变电流流经第一导线图案、第二导线图案、通孔时,可以通过核心区域的两端形成电磁信号。
在一优选实例中,可形成纤薄的磁性片,可在高磁通密度下通过核心区域的两端形成电磁信号。因此,本实施例的天线设备可具有改善的接收灵敏度,并且即使在窄间隙中也可以容易地发送和接收电磁信号。
在一实施例中,一种天线设备的制备方法包括以下步骤:施加热和压力将磁性片和导电箔结合在一起;以及对导电箔进行蚀刻以在其中形成天线图案。
在一优选实施例中,一种天线设备的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;堆叠磁性片和第一导电箔;对所得到的叠层施加热和压力以将磁性片粘合到第一导电箔;并对第一导电箔进行蚀刻以在其中形成第一天线图案。
在另一优选实施例中,一种天线设备的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;堆叠磁性片和第一导电箔;堆叠第一导电箔、磁性片、和第二导电箔;向所得到的叠层施加热和压力,以将第一导电箔、磁性片、和第二导电箔粘合在一起;以及分别对第一导电箔和第二导电箔进行蚀刻以在其中形成第一天线图案和第二天线图案。
在另一优选实施例中,一种天线设备的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;在第一导电箔的一面上形成第一底涂层;堆叠磁性片和第一导电箔,使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触;对所得到的叠层施加热和压力以将磁性片粘合到第一导电箔上;并对第一导电箔进行蚀刻以在其中形成第一天线图案。
在另一优选实施例中,一种天线设备的制备方法包括以下步骤:制备包含磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;在第一导电箔的一面上形成第一底涂层;在第二导电箔的一面上形成第二底涂层;堆叠磁性片和第一导电箔,使得磁性片的一面与第一导电箔的第一底涂层相接触;堆叠磁性片和第二导电箔,使得磁性片的另一面与第二导电箔的第二底涂层接触;对所获得的叠层施加热和压力以将第一导电箔、磁性片、和第二导电箔结合在一起;以及分别对第一导电箔和第二导电箔进行蚀刻以在其中形成第一天线图案和第二天线图案。
该方法中使用的磁性片可以具有与上述实施例的磁性片基本上相同的组成和性质。
在一具体实例中,基于磁性片的总重量,磁性片可以包含重量百分比在70%至90%的磁性粉末,以及重量百分比在6%至12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%至2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%至1.5%的环氧类树脂,作为粘合剂树脂。此外,在这种情况下,磁性粉末具有式1的组成,聚氨酯类树脂包含由式2a和2b表示的重复单元,异氰酸酯类固化剂可以是脂环族二异氰酸酯,环氧类树脂可以是双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
另外,磁性片可以通过与上述实施例所描述的磁性片的制备方法基本相同的条件和工序来制备。
具体地说,磁性片可以通过包括以下步骤的方法来制备:(A)将聚氨酯类树脂、异氰酸酯类固化剂、和环氧类树脂进行混合,以制备粘合剂树脂;(b)使用粘合剂树脂将磁性粉末和有机溶剂进行混合,以制备浆料;以及(c)将浆料成型为片状并对所得片材进行干燥。
导电磁性复合片可通过施加热和压力的步骤进行制备,其中,具体的工艺条件和方法与上述导电磁性复合片的制备方法相同。
在蚀刻步骤中,使用光致抗蚀剂在导电箔上形成掩模图案,并使用所需要的掩模图案对导电箔进行蚀刻。蚀刻可以使用典型的蚀刻剂(例如,酸性水溶液)进行,并且在这种情况下,由于磁性片被底涂层所保护,所以蚀刻剂几乎不会造成磁性片的厚度或导磁率的降低。此外,即使蚀刻剂渗透到磁性片中,由于磁性片优异的耐化学药品性,蚀刻剂几乎不会造成磁性片的厚度或磁导率的降低。
优选地,在1MPa至100MPa的压力和100℃至300℃的温度下进行热和压力的施加,并可使用酸水溶液进行蚀刻。
制备天线设备的方法还可以包括形成通孔的过程,该过程包括在施加热和压力的步骤与蚀刻步骤之间形成贯穿磁性片(和底涂层)的通孔的步骤。
图12A至12C为一种具有通孔的天线设备的制备方法的实例示意图。
首先,如图12A所示,在导电磁性复合片上形成有多个贯孔260。贯孔260贯穿磁性片100以及第一导电箔210和第二导电箔220。例如,贯孔的直径可在100μm至300μm,或120μm至170μm的范围内。
此后,如图12B所示,可以通过在贯孔260的内表面上形成镀层而形成通孔250。在通过电镀工艺形成通孔的情况下,可以快速大面积地形成通孔。也就是说,在通孔被形成为镀层的情况下,可以容易且有效地形成通孔。此外,可以通过在贯孔中填充导电粉末然后对导电粉末进行烧结而形成通孔。另外,可以通过将焊料或导电棒***贯孔来形成通孔。
此后,通过使用抗蚀剂等工艺形成掩模图案用以覆盖第一导电箔210和第二导电箔220,并且,如图12C所示,第一导电箔210被掩模图案选择性地蚀刻从而形成第一天线图案230。
在这种情况下,磁性片中的粘合剂树脂紧密贴合在天线图案上。也就是说,磁性片中的粘合剂树脂通过热固化工艺粘合到天线图案上。因此,在蚀刻工艺中,蚀刻剂不会渗透入磁性片和天线图案之间。这样,天线图案可以改善的粘合强度粘合到磁性片。因此,可减小天线设备的厚度,并且通过直接在磁性片上形成导电箔或天线图案而无需聚酰亚胺等绝缘基板,可简化天线设备的制备过程。
此外,在通过底涂层的热固化使磁性片和导电箔彼此牢固粘合的情况下,通过蚀刻工艺形成的第一天线图案也可以改善的粘合强度粘合到磁性片。因此,对于本实施例的天线设备,可以通过设置在磁性片和天线图案之间的底涂层来改善磁性片和天线图案之间的结合强度,并且底涂层可以保护磁性片免受外部环境的影响。
另外,由于本实施例的天线设备具有优异的磁特性,该天线设备可以使用于NFC、WPC、MST等多种应用。此外,由于使用了聚合物磁性片,本实施例的天线设备可具有改善的柔韧性,并且因为天线设备可以通过卷到卷工序来制备,可以提高可加工性。
特别地,在磁性片中,由于粘合剂树脂通过热固化以能够更牢固地保持住磁性粉末,所以即使环境变化,磁性片的重量和厚度也几乎不会发生变化,例如,环境变化可以是:进行蚀刻处理以蚀刻出图案,或者进行回流或焊接处理以将磁性片应用到产品上时。
在一实施例中,一种便携式终端包括壳体和设置在壳体中的天线设备,其中,壳体包括电磁波透射区域和电磁波非透射区域,天线设备:包括磁性片;平行设置在磁性片的一面上并彼此间隔开的多个第一导线图案;平行设置在磁性片的另一面上并彼此间隔开的多个第二导线图案;以及贯穿磁性片的多个通孔,其中,第一导线图案和第二导线图案的延伸方向相同,并且电磁波透射区域与第一导线图案和第二导线图案相互平行设置。
具体地,当磁性片被分成核心区域和围绕核心区域的周围区域时,第一导线图案和第二导线图案的两端均设置在周围区域中,同时第一导线图案和第二导线图案与核心区域交叉,通孔设置在周围区域中并连接到第一导线图案和第二导线图案的端部。
此外,第一导线图案、第二导线图案、通孔彼此连接以形成围绕核心区域的线圈。
天线设备可以在第一导线图案和第二导线图案的延长方向的垂直方向上生成电磁信号,并且该电磁信号穿过电磁波透射区域从而到达壳体外部。
例如,电磁波透射区域包括玻璃或塑料,电磁波非透射区域包括金属。
图14为一种使用了本发明一实施例所揭露的天线设备的便携式终端的示意图。如图14所示,天线设备20设置在壳体30中。壳体30包括电磁波透射区域32和电磁波非透射区域31。电磁波非透射区域可以包括阻挡电磁波的材料,例如,金属。电磁波透射区域可包括电磁波可容易穿过的材料,例如,玻璃或塑料。本实施例中,即使所形成的透射区域狭窄,本实施例的天线设备也可以同外部端子40有效地发送和接收电磁信号50。
由于常规的天线设备是通过在聚酰亚胺等绝缘基板层上形成天线图案并添加磁性片的方法来制备的,所以即使在基板层的两面上均形成有导线图案并通过通孔将这些导线图案交替地连接起来,电磁信号都会被添加到基板层一面上的磁性片所阻挡。相比较而言,在本实施例的天线设备中,由于使用磁性片作为基板层,并在其两面均形成导线图案,进而通过通孔将导线图案交替地连接起来以形成线圈,电磁信号的传输不会被阻挡,并且由于磁性片优异的磁特性,可以获得改善的通信灵敏度。
实例
以下,将给出更加具体的实例。
以下实例中使用的材料如下:
-铁铝硅粉末:CIF-02A,微晶技术
-聚氨酯树脂:UD1357,大兴染料化工有限公司(Dainichiseika Color&ChemicalsMfg.Co.Ltd.)
-异氰酸酯类固化剂:异佛尔酮二异氰酸酯,西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)
-环氧类树脂:双酚A型环氧树脂(环氧当量=189g/eq),EpikoteTM828,日本环氧树脂(Japan Epoxy Resin)
实例1:磁性片的制备
步骤1)制备磁性粉末浆料
取42.8重量份的铁硅铝粉末作为磁性粉末,15.4重量份的聚氨酯类树脂分散体(25重量%的聚氨酯类树脂、75重量%的2-丁酮),1.0重量份的异氰酸酯类硬化剂分散体(62重量%的异氰酸酯类硬化剂、25重量%的乙酸正丁酯、13重量%的丁酮),0.4重量份的环氧类树脂分散体(70重量%的环氧类树脂、3重量%的乙酸正丁酯、15重量%的2-丁酮、13重量%的甲苯),和40.5重量份的甲苯,以约40rpm至约50rpm的速度在行星式混合机中搅拌约2小时以制备磁性粉末浆料。
步骤2)磁性片的制备
将以上制备的磁性粉末浆料通过逗号涂布机涂布在载体膜上,并在约110℃的温度下进行干燥以制备干燥磁性片。然后,通过热压工序在约170℃的温度和约9MPa的压力下将干燥磁性片压缩固化约30分钟来获得最终的磁性片。
实例2:铜箔层压磁性复合片的制备
将环氧类树脂涂覆在厚度约37μm的铜箔的一面上以形成厚度约4μm的底涂层。将铜箔设置在实例1中得到的磁性片的两面上,并形成叠层体,使底涂层设置在磁性片与铜箔之间。然后,通过热压工序在约170℃的压力和约9MPa的压力下对叠层进行压制约60分钟以使底涂层固化,由此制备完成铜箔层压磁性复合片。
实例3:天线设备的制备
使用钻头在实例2中得到的铜箔层压磁性复合片中形成直径约0.15mm的多个贯孔。然后,通过镀铜工序在贯孔的内壁上形成铜镀层。镀层将铜箔的上下表面彼此连接起来,因此镀层可用作为通孔。此后,在铜箔层压磁性复合片的顶面和底面上形成掩模图案,并且通过蚀刻工艺蚀刻掉一部分铜箔。由此即可得到具有上部图案和下部图案的天线设备。
现按照以下程序对实例1中制备的磁性片、实例2中制备的铜箔层压磁性复合片、以及实例3中制备的天线设备进行测试。
测试实例1 磁导率测定
使用阻抗分析仪测量磁性片的磁导率和磁损耗。其测试结果汇总在下表1中。
[表格1]
如表1所示,本发明实施例所提供的磁性片在所有三个频带中均具有优异的磁导率。
测试实例2 耐热性测定(回流试验)
将磁性片、铜箔层压磁性复合片、和天线设备放置在烘箱中的热处理条件下进行两次回流试验,以恒定速率加热200秒将烘箱的温度从30℃提高到240℃,然后以恒定速率冷却100秒将烘箱的温度从240℃降低到130℃(参见图15)。此后,对磁性片、铜箔层压磁性复合片、和天线设备的厚度、磁导率、以及粘合强度的变化进行测量。
结果,即使在进行两次回流试验之后,在磁性片的整个表面也没有上观察到起泡。此外,在进行两次回流试验后,分别测量磁性片的厚度和磁导率的变化均低于5%。另外,在进行两次回流试验后,测量磁性片和铜箔之间的剥离强度在0.6kgf/cm或以上。
测试实例3 耐热性测定(Pb浮动试验)
将磁性片和铜箔层压磁性复合片悬浮在熔融铅浴中静置40秒,然后观察其表面。结果,在磁性片和铜箔层压磁性复合片的整个表面上均未观察到起泡。
测试实例4 耐化学药品性测定
将磁性片浸入2N HCl水溶液中约30分钟,然后测量磁性片的质量、厚度、和磁导率的变化。另外,将磁性片浸入2N NaOH水溶液中约30分钟,然后测量磁性片的质量、厚度、和磁导率的变化。结果,在溶液的底部未发生磁性粉末的沉淀,并且通过测量发现磁性片的质量、厚度、和磁导率的变化均分别在5%或以下。
测试实例5 耐锈性测定
根据KS D9502的盐雾试验,将浓度为5%的中性NaCl盐水以1mL/小时至2mL/小时的平均速率在35℃下向磁性片进行72小时喷雾,然后观察是否发生锈蚀。结果,通过面积法(评级数法)测定锈蚀的发生显示,所测定的等级数为9.8或以上(评级数法是一种通过腐蚀面积与有效面积的比率表示腐蚀程度的评定方法,其中,腐蚀程度以0至10的等级进行评定)。
测试实例6 剥离强度测量
使用通用试验机(UTM)测定铜箔层压磁性复合片的磁性片与铜箔之间的剥离强度。结果,测定显示剥离强度为0.6kgf/cm或以上。
测试实例7 粘合强度测定(横切试验)
通过横切试验(ASTM D3369)测定铜箔层压磁性复合片的磁性片与铜箔之间的结合强度。在横切试验的测量结果中,测定其粘合强度为0/100至5/100。
测试实例8 耐高温和耐高湿度测量
将磁性片在85℃/85%RH的恒温恒湿箱中放置72小时,然后测量磁性片的厚度和磁导率的变化。结果,测量显示磁性片的厚度和磁导率的变化分别为5%或以下。
实例4:磁性片的制备
通过重复实例1中步骤(1)和(2)的过程制备磁性片,但是这里在步骤(1)中使用有机涂覆的铁硅铝粉末作为磁性粉末。
测试实例9 击穿电压测量
将电极安装在实例1和4中获得的每个磁性片的两面上,并且在施加电压的同时逐渐升高电压来测量击穿电压。
结果显示,实例1中得到的磁性片的击穿电压为4kV,实例4得到的磁性片的击穿电压为4.3kV。
测试实例10 绝缘性能测量
通过使用实例4中得到的磁性片,以与实例2相同的方式制备铜箔层压磁性复合片。然后,以与实例3相同的方式在铜箔层压磁性复合片中形成直径为400μm的两个贯孔并在贯孔的内壁上进行镀铜。此外,通过与实例3相同的方式对铜箔进行蚀刻来形成上部图案和下部图案,但是这里两个贯孔不允许与图案连接。此后,使电流流过两个贯孔,并同时测量两个贯孔之间的电阻。
在此基础上,将两个贯孔之间的间隔变化为500μm、700μm、900μm、1100μm、1,400μm、2,400μm、4,400μm、6,400μm、和8400μm,并同时测量电阻。
另外,将聚酰亚胺层和粘合剂层进一步***铜箔和磁性片来制备复合片材,并以上述方式形成各种间隔的两个贯孔之后再测量电阻。
结果显示,本发明实施例所提供的磁性片对于贯孔之间的所有间隔和复合片的所有构型而言均具有无限大的电阻值。
Claims (17)
1.一种导电磁性复合片的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
制备包括磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;
堆叠所述磁性片和第一导电箔;以及
对获得的所述磁性片和所述第一导电箔施加热和压力以将所述磁性片和所述第一导电箔粘合在一起;
其中,基于所述磁性片的总重量,所述磁性片包括重量百分比在70%到90%的所述磁性粉末,以及重量百分比在6%到12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%到2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%到1.5%的环氧类树脂,作为所述粘合剂树脂;
在经受两次热处理后,所述导电磁性复合片在所述磁性片与所述第一导电箔之间的剥离强度为0.6kgf/cm至20kgf/cm,其中,所述热处理包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃;
在上述条件下重复进行两次所述热处理后,所述导电磁性复合片在所述磁性片与所述第一导电箔之间的剥离强度的变化率为10%以下;
基于频率为3MHz的交变电流,所述磁性片的磁导率为100至300;基于频率为6.78MHz的交变电流,所述磁性片的磁导率为80至270;基于频率为13.56MHz的交变电流,所述磁性片的磁导率为60至250;
当在2N盐酸溶液中浸渍30分钟时,所述磁性片的厚度变化在5%以下,所述磁性片的磁导率的变化在5%以下;当在2N氢氧化钠溶液中浸渍30分钟时,所述磁性片的厚度变化在5%以下,所述磁性片的磁导率的变化在5%以下;
当将所述磁性片在2N的氯化钠溶液中浸渍10分钟后,所述磁性片的重量变化在10%以下;当将所述磁性片在2 N的氯化钠溶液中浸渍10分钟后,所述磁性片的磁导率变化在10%以下;
所述磁性片具有3kV至6kV的击穿电压。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对堆叠的叠层施加热和压力的步骤在5MPa至30MPa的压力和150℃至200℃的温度下进行。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述堆叠步骤和所述施加热和压力的步骤通过卷到卷工序进行,所述卷到卷工序使用2到10对辊并在辊温度为150℃到200℃、辊压为5MPa到30MPa、辊速度为1m/min到5m/min的条件下进行。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磁性片是具有柔韧性的厚度在10μm到3,000μm的未烧结片。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述粘合剂树脂是热固性树脂,且
所述粘合剂树脂在向堆叠的叠层施加热和压力的步骤中进行固化从而将所述磁性片粘合到所述第一导电箔。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述磁性片是具有柔韧性的厚度在10μm到3,000μm的未烧结片,且
在经受两次热处理后,所述磁性片的厚度变化在5%以下,磁导率的变化在5%以下,其中,所述热处理包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一导电箔具有在其一面上形成的第一底涂层,且所述磁性片和所述第一导电箔被堆叠成使得所述磁性片的一面与所述第一导电箔的第一底涂层相接触。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一底涂层包括热固性树脂,且所述第一底涂层中的所述热固性树脂在向堆叠的叠层施加热和压力的步骤中进行固化。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述热固性树脂包括双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、或四(缩水甘油氧基苯基)乙烷型环氧树脂。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一底涂层的厚度在0.01μm 到1μm。
11.一种导电磁性复合片的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
制备包括磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;
堆叠第一导电箔、所述磁性片、和第二导电箔;以及
对所获得的叠层施加热和压力以将所述第一导电箔、所述磁性片、和所述第二导电箔粘合在一起;
其中,基于所述磁性片的总重量,所述磁性片包括重量百分比在70%到90%的所述磁性粉末,以及重量百分比在6%到12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%到2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%到1.5%的环氧类树脂,作为所述粘合剂树脂;
在经受两次热处理后,所述导电磁性复合片在所述磁性片与所述第一导电箔之间的剥离强度为0.6kgf/cm至20kgf/cm,其中,所述热处理包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃;
在上述条件下重复进行两次所述热处理后,所述导电磁性复合片在所述磁性片与所述第一导电箔之间的剥离强度的变化率为10%以下;
基于频率为3MHz的交变电流,所述磁性片的磁导率为100至300;基于频率为6.78MHz的交变电流,所述磁性片的磁导率为80至270;基于频率为13.56MHz的交变电流,所述磁性片的磁导率为60至250;
当在2N盐酸溶液中浸渍30分钟时,所述磁性片的厚度变化在5%以下,所述磁性片的磁导率的变化在5%以下;当在2N氢氧化钠溶液中浸渍30分钟时,所述磁性片的厚度变化在5%以下,所述磁性片的磁导率的变化在5%以下;
当将所述磁性片在2N的氯化钠溶液中浸渍10分钟后,所述磁性片的重量变化在10%以下;当将所述磁性片在2 N的氯化钠溶液中浸渍10分钟后,所述磁性片的磁导率变化在10%以下;
所述磁性片具有3kV至6kV的击穿电压。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述粘合剂树脂是热固性树脂,并所述粘合剂树脂在所述对所述叠层施加热和压力的步骤中进行固化从而将所述第一导电箔、所述磁性片、和所述第二导电箔粘合在一起。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述第一导电箔具有在其一面上形成的第一底涂层,所述第二导电箔具有在其一面上形成的第二底涂层,
所述磁性片和所述第一导电箔被堆叠成使得所述磁性片的一面与所述第一导电箔的第一底涂层相接触,所述磁性片和所述第二导电箔被堆叠成使得所述磁性片的另一面与所述第二导电箔的第二底涂层相接触,
所述第一底涂层和所述第二底涂层包括热固化树脂,且
所述第一底涂层和所述第二底涂层中的热固化树脂在向所述叠层施加热和压力的步骤中进行固化。
14.一种天线设备的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
制备包括磁性粉末和粘合剂树脂的磁性片;
堆叠所述磁性片和第一导电箔;
对所获得的叠层施加热和压力以将所述磁性片和所述第一导电箔粘合在一起;以及
对所述第一导电箔进行蚀刻以在其中形成天线图案;
其中,基于所述磁性片的总重量,所述磁性片包括重量百分比在70%到90%的所述磁性粉末,以及重量百分比在6%到12%的聚氨酯类树脂、重量百分比在0.5%到2%的异氰酸酯类硬化剂、和重量百分比在0.3%到1.5%的环氧类树脂,作为所述粘合剂树脂;
在经受两次热处理后,得到的导电磁性复合片在所述磁性片与所述第一导电箔之间的剥离强度为0.6kgf/cm至20kgf/cm,其中,所述热处理包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃;
在上述条件下重复进行两次所述热处理后,所述导电磁性复合片在所述磁性片与所述第一导电箔之间的剥离强度的变化率为10%以下;
基于频率为3MHz的交变电流,所述磁性片的磁导率为100至300;基于频率为6.78MHz的交变电流,所述磁性片的磁导率为80至270;基于频率为13.56MHz的交变电流,所述磁性片的磁导率为60至250;
当在2N盐酸溶液中浸渍30分钟时,所述磁性片的厚度变化在5%以下,所述磁性片的磁导率的变化在5%以下;当在2N氢氧化钠溶液中浸渍30分钟时,所述磁性片的厚度变化在5%以下,所述磁性片的磁导率的变化在5%以下;
当将所述磁性片在2N的氯化钠溶液中浸渍10分钟后,所述磁性片的重量变化在10%以下;当将所述磁性片在2 N的氯化钠溶液中浸渍10分钟后,所述磁性片的磁导率变化在10%以下;
所述磁性片具有3kV至6kV的击穿电压。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述粘合剂树脂是热固性树脂,并且所述粘合剂树脂在所述对所述叠层施加热和压力的步骤中进行固化从而将所述磁性片和所述第一导电箔粘合在一起。
16.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述第一导电箔具有在其一面上形成的第一底涂层,且所述磁性片和所述第一导电箔被堆叠成使得所述磁性片的一面与所述第一导电箔的第一底涂层相接触,且所述第一底涂层包括热固化树脂,所述第一底涂层中的热固化树脂在向所述叠层施加热和压力的步骤中进行固化。
17.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述磁性片是具有柔韧性的厚度在10μm到3,000μm的未烧结片,且
在经受两次热处理后,所述磁性片的厚度变化在5%以下,磁导率的变化在5%以下,其中,所述热处理包括以恒定速率加热200秒从而从30℃加热至240℃,然后以恒定速率冷却100秒从而从240℃冷却至130℃。
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