一种NFC模组用隔磁片的制作方法

本实用新型涉及隔磁片，尤其是涉及一种NFC模组用隔磁片。

背景技术：

NFC是一种短距高频的无线电技术，由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。NFC技术利用的是电感的互耦合，NFC天线与读卡器各自都有一个电感线圈，我们把NFC天线靠近相应的读卡器时，NFC天线中的芯片将其内部所存储的信息调制在NFC天线的线圈上，其调制原理是有规律的改变线圈的阻抗从而有规律的改变电感初级线圈的负载，读卡器通过检测其内部的电感线圈的阻抗改变规律，便可以将NFC天线内的信息读取出来，起到信息识别的作用。NFC技术中，互偶电感的两个线圈可以都是有源的线圈，比如两台手机，此时相互靠近的两个有源NFC线圈负责通信功能，起到数据交换的作用。

NFC技术可适用于很多场景，比如近场支付、公交卡、门禁卡、车票门票、文件传输、互动内容、电子名片、游戏配对等。即使手机没有电了，仍然可以将它当做一个交通卡适用，它可以和我们手中的各种感应卡片一样，被动激活，进行信号识别。另外，NFC和传统的近场支付技术相比，具有天然的安全性，以及建立连接的快速性。

随着科学技术的不断发展，智能手机的大量普及和电子设备硬件的快速升级，电子设备的性能在不断提高，手机等移动终端的功能也越来越多，NFC功能已经成为高端智能手机的标配。NFC功能内置于手机终端中，需要面临各种各样的技术难题。在手机等电子产品要求轻薄化的今天，势必对NFC硬件模组的厚度有很高的要求，另外NFC天线在工作时会产生中高频磁场，如何防止工作磁场不被手机内部的金属部件或金属外壳消耗，防止该磁场不影响手机内部电子元器件的工作，降低NFC的功耗，同时防止磁场信号外泄对人体健康造成不良影响，提高NFC功能的识别距离，解决NFC使用过程中的屏闪现象，这些就对NFC模组中的隔磁片提出了很高的要求。

目前市场上NFC线圈背部多使用铁氧体软磁材料作为隔磁片，然而，铁氧体材料很难加工成薄片状的结构，而且将铁氧体加工成薄片状，非常容易碎裂漏磁。NFC模组工作时，磁场容易穿透隔磁片造成识别率低，手机屏幕闪烁等问题，且使用铁氧体软磁材料制作隔磁片的成品率低，加工成本高。另外，铁氧体的磁饱和磁通密度比较低，只有0.54T，如果做得比较薄，很容易达到磁场饱和，磁场穿透隔磁片，对手机内部元器件造成干扰，进而影响NFC 的工作环境。铁氧体隔磁片在13.56MHz的NFC工作频率下，磁导率最高仅能达到150，为NFC 工作磁场提供的工作通路并不是很理想，并且存在识别不灵敏，屏蔽效果差等缺点。

因此，有必要对应用于NFC模组内的隔磁片进行改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种针对NFC模组设计的、磁导率高、抗干扰性能优异的隔磁片。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种NFC模组用隔磁片，特别的，包括磁性薄片层和散热层；该磁性薄片层包括若干个由金属软磁材料制成的磁性薄片，该金属软磁材料为高磁导率材料；相邻磁性薄片通过粘结剂同向粘结；该散热层由散热材料制成，该散热层的一侧通过粘结剂与磁性薄片层粘结，另一侧设有用于起绝缘保护作用的保护膜。

上述粘结剂可以是液态或薄膜态的粘结剂，在各磁性薄片之间、磁性薄片层与散热层之间起粘结作用。

上述高磁导率材料是指在13.56MHz的条件下，磁导率实部在200～500范围内、磁导率虚部在10～50范围内的材料。

上述散热层可以是厚度在10～100μm之间且导热系数为500～2000w/m·k的柔性薄片。

本实用新型的原理如下：

本实用新型的隔磁片，其磁性薄片层由高磁导率材料制成。在有效磁性能满足要求的情况下，本磁性薄片层的厚度相比于现有隔磁片有大幅降低，同时，由于本磁性薄片层具有高磁导率，本磁性薄片层能够有效屏蔽手机等移动终端内部电子元器件产生的高频电磁波，避免杂波对NFC模组的工作环境造成干扰，并为NFC模组的工作磁场提供一条高效的通路，避免工作磁场对其他电子元器件造成干扰。本隔磁片设置散热层的用意，则是为了能够将NFC 模组工作过程中产生的热量有效地传导至手机等移动终端的外部，避免热量集聚使电子设备发热。由于石墨的导热性能比价优异，构成散热层的散热材料可以选用石墨、石墨烯膜或者含有石墨成分的单面胶，在确保散热层能够及时有效地将集聚在电子设备内的热量散发出去的同时，控制隔磁片的生产成本。

为了解决NFC模组在其使用过程中出现的诸多问题，如识别不灵敏、误触发、屏蔽效果差等，磁性薄片可由具有高磁导率的纳米晶带材制成。这是所述的高磁导率是指在13.56MHz 的磁场条件下，该纳米晶带材的磁导率实部在200～500范围内、磁导率虚部在10～50范围内。单层的纳米晶带材的厚度只有15～30μm，利用纳米晶带材制备磁性薄片时，工人可以采用叠加的方式，逐渐增加磁性薄片层的厚度，提高磁性能直至磁性薄片层的磁性能满足工艺设计的要求。由于纳米晶带材的磁导率很高，且纳米晶带材具有高的饱和磁通密度，因此，由纳米晶带材制成的磁性薄片层完全可以为NFC模组的工作磁场提供一条更加有效的工作通路，避免工作磁场穿透隔磁片对手机内部电子元器件造成干扰，也能有效地屏蔽CPU等电子部件发射的高频电磁波对NFC模组的工作环境的干扰。

由于NFC模组的工作频率属于中高频，纳米晶带材在实际工作时容易产生较大的涡流损耗，影响NFC模组的正常使用。为了避免这一情况，纳米晶材料可先经过高温微氧化处理，在不影响产品外观的情况下，使纳米晶带材的表面形成一层致密的氧化膜，从而增加纳米晶带材的表面电阻，并使纳米晶带材脆化。随后，经过高温微氧化处理的纳米晶带材同向粘结，形成磁性薄片层。该磁性薄片层还可进行单元化处理，使磁性薄片层内形成若干个细小的单元块。纳米晶材料的高温微氧化处理过程和磁性薄片层的碎裂单元化处理都可以降低NFC模组工作过程中，隔磁片因交变磁场而引起的涡流损耗，进而提高NFC模组的识别灵敏度，减少误操作。

上述高温微氧化处理是指在真空氮气炉内，对纳米晶带材进行热处理，其热处理的温度在500℃～650℃范围内，热处理时间在60～180min范围内。在热处理过程中所使用的保护气氛可选用氮气，且该氮气的含氧量优选在1.2％～1.5％范围内。

上述单元化处理是指利用具有网纹结构的钢辊挤压纳米晶带材，使构成磁性薄片层的各纳米晶带材碎裂，形成若干个细小的单元块，即细小的薄片碎块，同时，粘结剂在机械压力下，渗入各单元块之间的缝隙中并包裹各单元块，使各单元块均具备绝缘效果，有效避免纳米晶带材在使用过程中形成较大的涡流。

在单元化处理中，纳米晶带材由粘结剂维持整体结构，使单元化后的磁性薄片层仍可在外观上保持整体结构。而经单元化处理后，磁性薄片层的各细小的单元块(即各薄片碎块) 的尺寸范围在1μm～5cm范围内，以保证各薄片碎块可有效降低隔磁片在使用过程中的涡流损耗。单元块的外轮廓可以是圆形，也可以是方形。单元块的外轮廓形状与钢辊的网纹结构相关。单元块的外轮廓呈圆形时，上述尺寸范围即是单元块的直径范围；单元块的外轮廓呈方形时，上述尺寸范围即是单元块的长宽范围。

为生产上述NFC模组用隔磁片，本实用新型还提供NFC模组用隔磁片的制造方法，包括以下步骤：

A)用高磁导率的金属软磁材料制成若干个呈片状结构的高磁导片；

B)用粘结剂覆盖任一高磁导率片的一侧，形成一块磁性薄片；重复本步骤，直至磁性薄片的数量N满足设计要求，N≥1；

C)对数量为N的磁性薄片进行同向粘结，形成磁性薄片层；该磁性薄片层的一侧覆盖有粘结剂，另一侧为裸露面；

D)用散热材料制成呈片状结构的散热片，并用粘结剂覆盖散热片的一侧，形成散热层；该散热层的一侧覆盖有粘结剂，另一侧为裸露面；

E)将散热层覆盖有粘结剂的一侧粘结于磁性薄片层的裸露面；

F)在散热片的裸露面粘贴起绝缘保护作用的保护膜，制成隔磁片。

上述步骤B～C与步骤D无特定顺序。

上述呈片状结构的高磁导片可以是硬度较高的片状件或者硬度较低的卷材。

上述磁性薄片进行同向粘结是指任一磁性薄片未覆盖有粘结剂的一侧与另一磁性薄片覆盖有粘结剂的一侧相互粘结；所有磁性薄片同向粘结后，磁性薄片层最外侧且未覆盖有粘结剂的一侧，即为裸露面，而另一侧即覆盖有粘接剂的一侧。

为降低隔磁片在使用过程中的涡流损耗，在上述制造方法中，步骤A可采用下述过程：高磁导率的金属软磁材料选用纳米晶带材；对纳米晶带材进行高温微氧化处理，令纳米晶带材的表面形成一层氧化膜；用高温微氧化处理后的纳米晶带材制成若干个呈片状结构的高磁导片。

上述步骤中，对纳米晶带材进行高温微氧化处理是指在真空氮气炉内，对纳米晶带材进行热处理，其温度范围优选在500℃～650℃范围内，处理时间优选在60分钟～180分钟范围内；保护气氛可选用氮气，且该氮气的含氧量优选在1.2％～1.5％范围内。

此外，在步骤C后可增加步骤G：对磁性薄片层进行单元化处理。在该步骤G中，对磁性薄片层进行单元化处理是指：将磁性薄片层送入单元机中，通过单元机内相互配合的压辊和光辊，对磁性薄片层进行挤压破碎处理，使构成磁性薄片层的各纳米晶带材碎裂，形成若干个细小的单元块，即细小的薄片碎块，同时，粘结剂在机械压力下，渗入各单元块之间的缝隙中并包裹各单元块，从而令各单元块均具备绝缘效果。

上述压辊是具有网纹结构的钢辊，其网纹可以是任意形状，而网纹的边缘应为刀刃状或网纹为颗粒突起状或磨砂状，以便切碎磁性薄片层。碎裂单元化过程可在完成磁性薄片层贴合完成后进行，对磁性薄片层整体进行连续单元化处理，保证产品的性能。

在上述制造方法中，所有材料均可选用卷材，其操作过程均可以采用收放卷方式制作，大大降低人工成本，避免材料的浪费，同时避免人员直接接触产品，保证了产品外观。

本实用新型具有结构简单、性能优异、隔磁片磁导率和品质因素显著提高、生产过程简单便利、保证隔磁片在使用过程中能够良好的散好等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中隔磁片的示意图；

图2是本实用新型实施例1中单元块的示意图；

图3是本实用新型实施例2中隔磁片的示意图；

图4是本实用新型实施例3中磁性薄片单元化处理的示意图。

附图标记说明：1-磁性薄片层；2-散热层；3-磁性薄片；4-粘结剂；5-散热片；6-保护膜； 7-离型膜；8-钢辊；9-光辊；10-单元块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。

实施例1：

如图1～2所示的NFC模组用隔磁片，该隔磁片由磁性薄片层1、散热层2构成，其中，磁性薄片层1由一块磁性薄片3构成，而该磁性薄片3是由高磁导率的金属软磁材料制成并呈片状结构的磁导片；该磁导片的一侧表面为裸露面(即没有覆盖粘接剂)，另一侧表面上覆盖有作为粘结剂4的双面胶；散热层2由一块散热片5构成，该散热片5选用散热材料制成；散热片5的一侧表面覆盖有作为粘结剂4的双面胶，另一侧通过粘结剂4粘连有保护膜 6，且散热片5覆盖有双面胶的一侧通过双面胶粘结于磁性薄片3的裸露面上。磁性薄片层 1覆盖有粘结剂4的一侧还设有离型膜7，用于保护磁性薄片层1的粘结剂4在未被使用时免遭破坏。离型膜7在隔磁片被使用时，可被用户去除。

由于经高温微氧化处理得到的纳米晶带材，处于13.56MHz的工作环境下，其磁导率实部完全落入200～500的范围，其磁导率虚部完全落入10～50的范围，因此，本实施例1中，高磁导率的金属软磁材料选用经过高温微氧化处理得到的纳米晶带材。

这里所说的纳米晶带材可以是Fe基、Co基或Ni基纳米晶带材，且该纳米晶带材的单层厚度应在15～30μm范围内。由于Fe基的纳米晶带材相对于Co基和Ni基带材成本最低，本实施例1中，纳米晶带材选用单层厚度为20μm的Fe基纳米晶带材。

高温微氧化处理则是指在真空氮气炉内，对纳米晶带材进行热处理，其热处理的温度在 500℃～650℃范围内，热处理时间在60～180min范围内。本实施例1中，对纳米晶带材进行热处理的温度为600℃，热处理时间为100min。

此外，本实施例1的纳米晶带材经过高温微氧化处理后，于纳米晶带材的最下端覆盖双面胶后，即得到磁性薄片层1。随后，该磁性薄片层1还会进行单元化处理，以降低隔磁片在工作时产生的涡流损耗。单元化处理是指利用具有网纹结构的钢辊挤压纳米晶带材，使纳米晶带材碎裂，形成若干个细小的单元块10，同时，双面胶在机械压力下，渗入各单元块 10之间的缝隙中并包裹各单元块10，使各单元块10均具备绝缘效果。而由于磁性薄片层1 的最下端覆盖有双面胶，且在单元化处理过程中，双面胶并不会被碎裂，因此，经单元化处理后，磁性薄片层1在外观上仍可保持整体结构。此外，经单元化处理后，磁性薄片层1的各单元块的尺寸应在在1μm～5cm范围内。各单元块的具体尺寸设钢棍的挤压效果而定，各单元块的尺寸只需落入1μm～5cm的范围内即可，无需直接限定各单元块的具体尺寸。

本实施例1中，散热片5为柔性薄片，而制成散热片5的散热材料则选用石墨烯膜。石墨烯膜的厚度在10～100μm之间时，其导热系统落入500～2000w/m·k范围内，完全符合本隔磁片的设计要求。为了保证散热层2的散热效果，本实施例1中，散热层2的厚度为 50μm。

本实施例1中，保护膜6由绝缘材料制成，如PE(聚乙烯)或PET(聚酯薄膜)或PP(聚丙烯膜)等树脂类材质。保护膜6粘结在散热层2上，保护膜6的厚度在25μm～75μm范围内较为合适。隔磁片被使用时，保护膜6可被用户去除。

本实施例1中，粘结剂4选用双面胶。双面胶可选用厚度范围在1μm～100μm内的规格，优选选用厚度为3μm的无基材的薄膜态双面胶。如图所示，本实施例1中，磁性薄片层1的最下端为粘结剂4，即双面胶，双面胶上设置有离型膜7。磁性薄片层1的最上端与散热层2 的最下端通过双面胶粘结，散热层2的最下端为粘结剂4，即双面胶，而散热层2的最上端则贴合有保护膜6。

由上述磁性薄片层1、散热层2、保护膜6制成的隔磁片，其厚度在35μm～5000μm范围内，其所使用的频率为50KHz～1GHz。

实施例2：

本实施例2与实施例1的不同之处在于，本实施例2中，如图3所示，磁性薄片层1由两个磁性薄片3构成，相邻两个磁性薄片3通过粘结剂4，即双面胶同向粘结：任一磁性薄片3未覆盖有粘结剂4的一侧与另一磁性薄片3覆盖有粘结剂4的一侧相互粘结。此时，磁性薄片层1的最下端依旧为粘结剂4和离型纸，散热层2依旧通过粘接剂粘连于磁性薄片层 1的裸露面。

实施例3：

为制造实施例1的隔磁片，本实施例3采用下述步骤：

A)挑选单层厚度为20μm的Fe基纳米晶带材以及厚度为50μm的石墨烯膜作为制备隔磁片的材料；将单层厚度为50μm的PE膜作为本隔磁片的保护膜6留待使用；

B)将成卷的纳米晶带材进行高温微氧化热处理；在高温微氧化热处理过程中，纳米晶带材的热处理温度为600℃，热处理的时间为100min，且热处理过程使用真空氮气炉完成，保护气氛为氮气，氮气的含氧量为1.2％；经高温微氧化热处理后得到的纳米晶带材，其表面会形成有一层氧化膜；

C)将经高温微氧化热处理后的纳米晶带材安装在贴合机上，随后，将双面胶一侧的离型纸剥离并粘贴在纳米晶带材的一侧，得到磁性薄片层1；该双面胶另一侧仍保留有离型纸，以保护磁性薄片层1的粘结剂4在未被使用时免遭破坏；本步骤中，双面胶选用厚度为3μm的无基材的薄膜态双面胶，以便操作；

D)将磁性薄片层1安装在单元机中，在单元机中，具有网纹结构的钢辊8和对之对应的光辊对磁性薄片层1进行单元化处理：如图4所示，磁性薄片层1未粘结有双面胶的一侧朝向具有网纹结构的钢辊8，该钢辊8上设有网纹，而网纹的结构形状可按设计要求选取，网纹的边缘呈刀刃状；磁性薄片层1粘结有双面胶的一侧则朝向光辊 9；磁性薄片层1通过钢辊8时，钢辊8随即对磁性薄片层1进行挤压，使各纳米晶带材碎裂，形成若干个细小的单元块10；此时，磁性薄片层1的最上端为裸露面，最下端为保留有离型纸的双面胶；经单元化处理后的纳米晶带材即为本实施例3隔磁片的磁性薄片层1，该磁性薄片层1由1块磁性薄片3构成，N＝1；

E)将成卷的石墨烯膜安装在贴合机上，随后，将双面胶一侧的离型纸剥离并粘贴在纳米晶带材的一侧，得到隔磁片的散热层2；本步骤中，双面胶另一侧仍保留有离型纸，以保护磁性薄片层1的粘结剂4在未被使用时免遭破坏；本步骤中，双面胶选用厚度为3μm的无基材的薄膜态双面胶，以便操作；

F)将粘结于散热层2一侧的双面胶的离型纸剥离，并利用双面胶将散热层2粘贴到磁性薄片层1的最上端，即将散热层2通过粘结剂4粘贴到磁性薄片层1的裸露面上；

G)将保护膜6通过双面胶贴合在散热层2的最上端，即散热层2没有粘结双面胶的一侧，从而形成本隔磁片的保护膜6；

H)根据所需的尺寸形状，裁切或模切步骤G所得的产品，制成NFC模组用隔磁片。

实施例4：

为制造实施例2的隔磁片，本实施例4采用下述步骤：

A)挑选单层厚度为20μm的Fe基纳米晶带材以及厚度为50μm的石墨烯膜作为制备隔磁片的材料；将单层厚度为50μm的PE膜作为本隔磁片的保护膜6留待使用；

B)将两卷的纳米晶带材进行高温微氧化热处理；在高温微氧化热处理过程中，纳米晶带材的热处理温度为600℃，热处理的时间为100min，且热处理过程使用真空氮气炉完成，保护气氛为氮气，氮气的含氧量为1.2％；经高温微氧化热处理后得到的纳米晶带材，其表面会形成有一层氧化膜；

C)将经高温微氧化热处理后的两卷纳米晶带材分别安装在贴合机上，随后，将双面胶一侧的离型纸剥离并粘贴在纳米晶带材的一侧；双面胶另一侧仍保留有离型纸，以保护磁性薄片层1的粘结剂4在未被使用时免遭破坏；本步骤中，双面胶选用厚度为 3μm的无基材的薄膜态双面胶，以便操作；

D)将两卷粘贴好双面胶的纳米晶带材进行同向粘结：将其中一卷纳米晶带材未覆盖有粘结剂4的一侧与另一卷纳米晶带材覆盖有粘结剂4的一侧相互粘结，得到本隔磁片的磁性薄片层1；此时，磁性薄片层1的最下端依旧为粘结剂4和离型纸；

E)将磁性薄片层1安装在单元机中，在单元机中，具有网纹结构的钢辊8和对之对应的光辊9对磁性薄片层1进行单元化处理：如图所示，磁性薄片层1未粘结有双面胶的一侧朝向具有网纹结构的钢辊8，该钢辊8上设有网纹，而网纹的结构形状可按设计要求选取，网纹的边缘呈刀刃状；磁性薄片层1粘结有双面胶的一侧则朝向光辊 9；磁性薄片层1通过钢辊8时，钢辊8随即对磁性薄片层1进行挤压，使各纳米晶带材碎裂，形成若干个细小的单元块10；此时，磁性薄片层1的最上端为裸露面，最下端为保留有离型纸的双面胶；经单元化处理后的纳米晶带材即为实施例2中的隔磁片的磁性薄片层1，该磁性薄片层1由2块磁性薄片3构成，N＝2；

F)将成卷的石墨烯膜安装在贴合机上，随后，将双面胶一侧的离型纸剥离并粘贴在纳米晶带材的一侧，得到隔磁片的散热层2；本步骤中，双面胶另一侧仍保留有离型纸，以保护磁性薄片层1的粘结剂4在未被使用时免遭破坏；本步骤中，双面胶选用厚度为3μm的无基材的薄膜态双面胶，以便操作；

G)将粘结于散热层2一侧的双面胶的离型纸剥离，并利用双面胶将散热层2粘贴到磁性薄片层1的最上端，即将散热层2通过粘结剂4粘贴到磁性薄片层1的裸露面上；

H)将保护膜6通过双面胶贴合在散热层2的最上端，即散热层2没有粘结双面胶的一侧，从而形成本隔磁片的保护膜6；

I)根据所需的尺寸形状，裁切或模切步骤H所得的产品，制成NFC模组用隔磁片。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。