CN108045063A - 一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，所述制备方法至少包括：1)提供软磁材料磁片，对所述软磁材料磁片进行卷绕；2)对卷绕后的所述软磁材料磁片进行热处理；3)对进行热处理后的所述软磁材料磁片进行单面覆胶；4)采用辊对辊工艺对所述软磁材料磁片未覆胶的一面进行图形化处理；5)对所述进行图形化处理的表面进行覆胶；6)将所述步骤5)进行覆胶的表面粘合到另一片软磁材料磁片的图形化处理的表面，叠层至所需层数后再对其整体进行层压操作，所述另一片软磁材料磁片是经过所述步骤1)至步骤4)后所获得的。本发明通过胶辊的辊对辊压合进行图形化处理，使图形更加均匀化，提高了磁片的稳定性。

Description

一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法

技术领域

本发明涉及无线充电领域，特别是涉及一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法。

背景技术

无线充电技术(Wireless charging technology)，源于无线电力输送技术。无线充电，又称作感应充电、非接触式感应充电，是利用近场感应，也就是电感耦合，由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。

目前，市场上已经有部分智能手机开始支持无线充电技术了，比如诺基亚新发布的Lumia手机。而且很多人都预计下一代苹果iPhone也会将无线充电技术作为新版本的主要特征之一。然而，虽然目前已经可以实现无线充电，但其作为新技术目前还没有一个统一的标准。众多公司都在试图推行自己的无线充电技术，比如以诺基亚、德州仪器、LG等大牌为代表的Qi国际无线充电联盟为代表的电磁感应无线充电技术，以及以英特尔等为代表的共振无线充电技术，还有一种电磁波无线充电。下面就分别介绍一下这三种技术各自的特点：

电磁感应：Qi国际无线充电标准就是用的这一技术，基本原理是在发送和接收端都设一个线圈，发送端线圈连接有线电源，并产生电磁信号，接收端线圈感言到这个电磁信号，从而传输点留给设备电池充电。电磁感应技术的缺点就是使用距离较短，随着距离的增加，电能损耗会变得很大。

电磁波：电磁波的用途很广，除了传输广播、电视信号，其实他也能传输电能。其原理是通过硅整流二极管天线将微波转换成电能，传话效率能达到95％。同样的，无线电波目前的技术仍然无法实现长距离有效传输，当电磁波能量集中时，充电效能才能保证。

共振作用：两个振动频率相同的物体之间可以高效传输能量，这就是共振是的额无线能量传输作用。例如将两个铜线圈作为共振器，发射端以10MHz频率振动，周围会发散出电磁场，而接受端需要同样以10MHz频率振动，才能接收到这个传递过来的能量，连个线圈形成一个几乎封闭的“能量通道”。这种非辐射电磁场的范围比较有限，目前也只能在较短距离内采用，不适合长距离传输电能，但在距离电源几米的范围效果还可以。

总的来说，目前无线充电技术还不太成熟，充电效率低。为了获得较高的充电效率，一般采用电磁屏蔽片来减小或者消除电磁场对用电装置的影响。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，用于解决现有技术中无线充电效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，所述制备方法至少包括：

1)提供软磁材料磁片，对所述软磁材料磁片进行卷绕；

2)对卷绕后的所述软磁材料磁片进行热处理；

3)对进行热处理后的所述软磁材料磁片进行单面覆胶；

4)采用辊对辊工艺对所述软磁材料磁片未覆胶的一面进行图形化处理；

5)对所述进行图形化处理的表面进行覆胶；

6)将所述步骤5)进行覆胶的表面粘合到另一片软磁材料磁片的图形化处理的表面，叠层至所需层数后再对其整体进行层压操作，所述另一片软磁材料磁片是经过所述步骤1)至步骤4)后所获得的。

作为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的一种优化的方案，所述软磁材料磁片为非晶或者纳米晶软磁材料带材。

作为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的一种优化的方案，所述软磁材料磁片的成分由Fe、Co、Ni、Zr、Hf、Si、B、P中的至少一种金属和至少一种非金属元素组成。

作为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的一种优化的方案，所述软磁材料磁片的厚度范围为5～50μm。

作为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的一种优化的方案，所述步骤2)中，对所述软磁材料磁片为非晶软磁材料带材进行热处理的步骤包括：先升温至350～380℃，保温，然后继续升温至400～500℃，再保温，其中升温时间为1～3小时，保温时间为1～10小时。

作为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的一种优化的方案，所述步骤2)中，对所述软磁材料磁片为纳米晶软磁材料带材进行热处理的步骤包括：先升温至300～450℃，保温，然后继续升温至450～510℃,保温，接着继续升温至510～580℃，再保温，其中升温时间为1～3小时，保温时间为1～10小时。

作为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的一种优化的方案，在进行步骤2)中热处理的同时，进行加横磁场、加纵磁场、加旋磁场或不加磁场处理。

作为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的一种优化的方案，所述步骤3)中，采用卷对卷的覆胶工艺对进行热处理后的所述软磁材料磁片进行单面覆胶。

作为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的一种优化的方案，所述步骤4)中进行图形化处理后的图案面积为0.1～10mm²，图案间隙为0.1～50μm。

作为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的一种优化的方案，所述步骤6)中，进行层压操作后还包括步骤：

将进行所述层压操作后获得的结构按照尺寸要求进行冲切，得到要求尺寸的叠层磁片；

将所述叠层磁片与铁氧体磁片、石墨片以及线圈进行贴合，得到电磁屏蔽片。

如上所述，本发明的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，具有以下有益效果：

1、采用具有低损耗、高磁导率等优异软磁特性的非晶、纳米晶带材作为软磁材料磁片，可以有效降低无线充电过程中的能量损耗，减小发热以及对周围环境的电磁干扰。

2、本发明所采用的热处理步骤，通过合适的热处理参数，可提高高频性能和稳定性，提高充电效率。

3、本发明通过辊对辊工艺进行图形化处理，可达到对图形的均匀化处理的目的，提高磁片的稳定性。

附图说明

图1为本发明无线充电用电磁屏蔽片的制备方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，如图1所示，所述制备方法至少包括如下步骤：

首先执行步骤S1，提供软磁材料磁片，对所述软磁材料磁片进行卷绕。

作为示例，优选选择所述软磁材料磁片为非晶或者纳米晶软磁材料带材，如铁基非晶1K101系列带材、铁基纳米晶1K107系列带材、铁镍基非晶纳米晶带材、镍基非晶、钴基非晶带材等，其主要成分由Fe、Co、Ni、Zr、Hf、Si、B、P中的至少一种金属和至少非金属元素组成。采用具有低损耗、高磁导率等优异软磁特性的非晶、纳米晶带材作为软磁材料磁片，可以有效降低无线充电过程中的能量损耗，减小发热以及对周围环境的电磁干扰。

作为示例，所述软磁材料磁片的厚度范围为5～50μm。例如，可以是5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、25μm、30μm、40μm、50μm等等。本发明所采用的软磁材料磁片厚度超薄且可控、射频范围广、均匀性和稳定性好，由单辊或双辊快淬方法制作。

进行卷绕后，所述软磁材料磁片被卷绕成具有一定规格尺寸的环形铁芯。

然后执行步骤S2，对卷绕后的所述软磁材料磁片进行热处理。

将卷绕好的所述软磁材料磁片按照一定规则排列放在热处理炉内进行热处理。

具体地，对于非晶软磁材料磁片，进行热处理的步骤包括：先升温至350～380℃，保温，然后继续升温至400～500℃，再保温，其中升温时间为1～3小时，保温时间为1～10小时。例如，先升温1小时至360℃，在360℃下保温3小时，然后继续升温1小时至450℃，在450℃下保温3小时，再降温。

对于纳米晶软磁材料磁片，进行热处理的步骤包括：先升温至300～450℃，保温，然后继续升温至450～510℃，保温，接着继续升温至510～580℃，再保温，其中升温时间为1～3小时，保温时间为1～10小时。例如，先升温1小时至350℃，在350℃下保温2小时，然后继续升温1小时至500℃，在500℃下保温3小时；接着继续升温3小时至550℃，在550℃下保温4小时。

作为示例，在进行热处理的同时，可以根据带材品种(例如铁基非晶、铁镍基非晶、铁基纳米晶或钴基非晶等)进行加横磁场、加纵磁场、加旋磁场或者不加磁场处理。通过磁场处理可增加磁性材料的屏蔽性能，加磁场处理后，降低了饱和磁致伸缩系数，从而降低了应力的影响，提高了磁导率，降低了损耗，提高了充电效率。

接着进行步骤S3，对进行热处理后的所述软磁材料磁片进行单面覆胶。

具体地，可使用卷对卷的覆胶工艺进行覆胶。由于所述软磁材料磁片(带材)进行热处理后很脆，单面覆胶的过程中需确保单面胶和带材之间无气泡产生，这样才能保证卷对卷的生产，本发明采取用模具固定成型来减少单面胶和带材之间的气泡，例如，步骤S2先将带材和模具(塑料套筒模具或者铁芯模具)一起放入热处理炉内进行热处理，保证带材的原型，然后在本步骤中采用模具将带材撑紧在覆膜机上，这样，可以减少带材之间的缝隙，从而减少单面胶与带材之间的气泡。

本步骤中进行单面覆胶所用的胶层可以是双面胶，在此不做限制。

接着执行步骤S4，采用辊对辊工艺对所述软磁材料磁片未覆胶的一面进行图形化处理

所述的辊对辊工艺进行图形化处理，主要包括：进行图形化处理之前，可以先在待图形化处理的表面增加很薄的PET保护膜，以免辊轮直接接触所述软磁材料磁片的表面而破损，处理过程主要通过直接加压和控制两个辊轮的间距来对所述软磁材料磁片进行图形化处理，也可通过更换不同图案的辊轮来调整在所述软磁材料磁片表面的所形成的图案。

不同的图形规格对应不同频点的电磁性能，通过大量的试验本发明人得出了在一定频率下，相应的电磁性能与图形的最佳对应关系。由于磁片表面的微观结构及形状对后续充电时磁片的涡流损耗及充电效率的影响都很大。本发明人通过控制磁片中颗粒的形状、大小、间隙的大小，就可以直接控制充电时磁片的涡流损耗，进而提高充电效率。同时本发明人发现不同的图案对磁片电磁性能的影响不同，图案均匀、细小的图案高频性能好，涡流损耗低，同时磁导率略有降低；而图案粗大的磁片，其高频性能较差，涡流损耗较高，而磁导率较高；而最终的充电效率与磁导率的高低、涡流损耗的大小均有关系，所以，理论上需要磁导率与涡流损耗的平衡，即图形化处理的图案形状、尺寸需在一定的范围内，才能保证磁片最佳的性能，使其充电效率最高。

图形化处理增加了裂纹化处理的效果和速度，更容易控制裂纹化的程度，从而可以控制材料的磁导率，通过控制裂纹的间距，改变细小碎片的尺寸，从而控制涡流损耗的大小，降低充电过程中的发热，提高充电效率。

作为示例，图形化处理的图案可以是规则图案，例如正方形、长方形、圆形、三角形、星型等等，也可以是不规则图案。

作为示例，进行图形化处理后的图案面积为0.1～10mm²，图案间隙为0.1～50μm。例如，所述图案面积可以是0.8mm²、1mm²、2mm²、5mm²、8mm²、10mm²等等，图案间隙可以是5μm、8μm、10μm、15μm、25μm等等。所述图案面积为单个图案的面积。

表1中列出了在同等压力下不同的图案面积所对应的性能参数，低频(200K)下，图案面积越大，电感Ls和电阻Rs越大，磁导率也越大，但在高频(13.56MHz)的情况是相反的，图案面积越大，电感Ls和电阻Rs越小，磁导率也越小。

表1

图案面积(mm2)	Ls(200K)uh	Rs(200K)mΩ	Ls(13.56MHz)uh
				2	7.8	130	2.1
1	7.5	60	2.3
				0.8	7.3	20	2.4

本发明的图形化处理通过胶辊的辊对辊压合进行，可以达到对图形的均匀化处理的目的，提高了所述软磁材料磁片的稳定性。

目前市场大都是片对片的图形化处理方式，而我司目前采用最为先进的自动化一体机可实现卷对卷的图形处理，大大提高了生产效率和产品的一致性。通过图形化处理的卷对卷的生产，还可提高后续卷对卷的贴合生产效率，进一步得提高效率，降低成本。

再执行步骤S5，对所述进行图形化处理的表面进行覆胶。

本步骤中对所述进行图形化处理的表面进行覆胶所用的胶层可以是双面胶，在此不做限制。

最后执行步骤S6，将所述步骤S5进行覆胶的表面粘合到另一片软磁材料磁片的图形化处理的表面，叠层至所需层数后再对其整体进行层压操作，所述另一片软磁材料磁片是经过所述步骤S1至步骤S4后所获得的。

本步骤进行层压操作后还包括步骤：

先将进行所述层压操作后获得的结构按照尺寸要求进行冲切，得到要求尺寸的叠层磁片；再将所述叠层磁片与铁氧体磁片、石墨片以及线圈进行贴合，得到电磁屏蔽片。所述铁氧体磁片、石墨片以及线圈贴合的位置结构为常规结构，在此不再展开叙述。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：

1)提供软磁材料磁片，对所述软磁材料磁片进行卷绕；

2)对卷绕后的所述软磁材料磁片进行热处理；

3)对进行热处理后的所述软磁材料磁片进行单面覆胶；

4)采用辊对辊工艺对所述软磁材料磁片未覆胶的一面进行图形化处理；

5)对所述进行图形化处理的表面进行覆胶；

6)将所述步骤5)进行覆胶的表面粘合到另一片软磁材料磁片的图形化处理的表面，叠层至所需层数后再对其整体进行层压操作，所述另一片软磁材料磁片是经过所述步骤1)至步骤4)后所获得。

2.根据权利要求1所述的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于：所述软磁材料磁片为非晶或者纳米晶软磁材料带材。

3.根据权利要求1所述的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于：所述软磁材料磁片的成分由Fe、Co、Ni、Zr、Hf、Si、B、P中的至少一种金属和至少一种非金属元素组成。

4.根据权利要求1所述的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于：所述软磁材料磁片的厚度范围为5～50μm。

5.根据权利要求2所述的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，对所述软磁材料磁片为非晶软磁材料带材进行热处理的步骤包括：先升温至350～380℃，保温，然后继续升温至400～500℃，再保温，其中升温时间为1～3小时，保温时间为1～10小时。

6.根据权利要求2所述的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，对所述软磁材料磁片为纳米晶软磁材料带材进行热处理的步骤包括：先升温至300～450℃，保温，然后继续升温至450～510℃,保温，接着继续升温至510～580℃，再保温，其中升温时间为1～3小时，保温时间为1～10小时。

7.根据权利要求1所述的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于：在进行所述步骤2)中热处理的同时，进行加横磁场、加纵磁场、加旋磁场或不加磁场处理。

8.根据权利要求1所述的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，采用卷对卷的覆胶工艺对进行热处理后的所述软磁材料磁片进行单面覆胶。

9.根据权利要求1所述的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中进行图形化处理后的图案面积为0.1～10mm²，图案间隙为0.1～50μm。

10.根据权利要求1所述的无线充电用电磁屏蔽片的制备方法，其特征在于：所述步骤6)中，进行层压操作后还包括步骤：

将进行所述层压操作后获得的结构按照尺寸要求进行冲切，得到要求尺寸的叠层磁片；

将所述叠层磁片与铁氧体磁片、石墨片以及线圈进行贴合，得到电磁屏蔽片。