[发明专利]一种无线充电及近场通讯用纳米晶导磁薄片及其制备方法

说明书

本发明属于磁性材料技术领域，公开了一种无线充电及近场通讯用纳米晶导磁薄片及其制备方法。对纳米晶带材进行热处理后覆保护膜，然后进行纵向辊剪处理，得到具有均匀纵向条状纹路割裂的纳米晶导磁薄片；对获得的纳米晶导磁薄片标记出中心区域和外围屏蔽区域，然后对外围屏蔽区域进行二次模压破碎以获得低于中心区域导磁薄片的磁导率，得到所述无线充电及近场通讯用纳米晶导磁薄片。本发明实现了在同一纳米晶导磁薄片上获得两种不同磁导率性能，中心区域为高磁导率区实现无线充电功能，外围屏蔽区域为低磁导率区实现近场通讯功能。采用一种磁屏蔽材料来实现无线充电和近场通讯功能最优化解决方案。

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，具体涉及一种无线充电及近场通讯用纳米晶导磁薄片及其制备方法。

背景技术

近年来，随着无线充电技术(Wireless Power Charging，WPC)和近场通讯技术(Near Field Communication，NFC)在消费电子领域尤其是手机端的普及，越来越多的手机产品开始标配这两种功能，特别地，三星电子从Galaxy S6手机开始就在手机模组端就集成这两种功能，除此外还集成了手机支付功能(MST)，即市场熟知的3-Combo技术，此后三星手机的旗舰机型(S系列和Note系列)就一直延用这一技术。由于无线充电(WPC)功能和近场通讯(NFC)功能的工作频率不同，其中WPC的工作频率为100-200kHz，NFC的工作频率为13.56MHz，这就决定了这两种应用对磁性材料的性能要求不尽相同。WPC功能侧重于磁性材料的磁导率越高越好，这样可以最大限度的束缚电磁场，尽可能的提高充电效率和屏蔽磁场对外界的干扰。NFC功能侧重于磁性材料的磁损耗越低越好，这样在信号高频传输的过程中的衰减会越少，信号感应的灵敏度会得到增强。实际应用中，磁性材料的磁导率和磁损是相对矛盾的一组性能，即材料的磁导率越高，磁损就越大，要降低材料的磁损就会相应的减少材料的磁导率。所以在实际的无线充电和近场通讯中的应用，往往需要选择不同的两种磁性材料来满足上述两种功能，三星电子最初在3-Combo技术中，采用了非晶材料来实现无线充电的功能，而采用了铁氧体材料来实现近场通讯功能。而后三星电子更新了磁屏蔽材料技术，只采用纳米晶一种磁屏蔽材料同时实现无线充电和近场通讯功能，但实际上由于这两种功能应用的频率差异，这种纳米晶材料的方案只是一种妥协折中的实现方案，即：牺牲了部分无线充电和近场通讯功能，也就是说在纳米晶的方案中，无线充电功能和近场通讯功能都没有得到最优的实现方案。

在以往公开的专利中，例如专利CN 105336465 A公开了一种无线充电和近场通讯用复合导磁片及其制备方法，提到了采用在磁性金属薄片中间填充粉末吸波材料来实现上述两种功能复合的导磁片制备方法。具体地，专利中提到复合导磁片包括最上层材料、中间层材料和最下层材料，其中，所述最上层材料及最下层材料均为软磁粉末与树脂材料合成的复合薄片；所述中间层材料至少是一层磁性金属薄片或由磁性金属薄片和软磁粉末与树脂材料合成的复合薄片的组合体，所述磁性金属薄片其中一面或两面粘附有双面胶；所述最上层材料、所述中间层材料和所述最下层材料经过热压后一次成型。该专利提到在进行NFC通讯功能时，提供足够的磁导率，从而保证足够的通讯距离，满足近场通讯的要求；同时，防止NFC通讯功能对其他处理器造成干扰，相应地，防止其他处理器对NFC天线自身的干扰。但这一制备方法仍然只是对纳米晶材料方案的补充优化，还是采用了两种磁屏蔽材料来应对WPC和NFC两种不同频段的工作要求，依然无法采用一种磁屏蔽材料来实现无线充电和近场通讯功能最优化解决方案，并没有从根本上解决两种不同应用频率的功能如何在各自应用频段实现最佳的性能。

专利CN 109243755 A公开了一种宽频段复合隔磁片及其制备方法。通过纳米晶薄片与Y₂Co_17-xM_x薄片多层交替结构，所得隔磁片截止频率高于8GHz，起始磁导率大于20，可以同时兼容KHz到GHz的无线应用。但该专利仍然采用的是纳米晶薄片与Y₂Co_17-xM_x薄片这两种材料的组合，无法采用一种磁屏蔽材料来实现无线充电和近场通讯功能最优化解决方案。