一种将无线充电线圈成型于玻璃上的方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将无线充电线圈成型于玻璃上的方法。
【【背景技术】】
[0002]电磁感应式(利用电流通过线圈产生磁场实现近场无线供电)、磁场共振式(利用磁耦合共振效应实现近场无线供电)、电波辐射式(电能转换为电波通过辐射传输供电)是应用最广泛的三种无线充电技术。其中，电磁感应式无线充电技术中关键点在于发射线圈、接收线圈的形状，安装位置和参数的设计。目前，多数的接收线圈由铜导线制成，或是采用FPC柔性印制板的方式制成。制成的铜线圈作为单独的一个实体模块，再安装到其它设备壳体表面，例如，当形成无线充电电源时，可粘贴于电池壳内侧或是电池表面。这样形成的充电线圈，一方面整机厚度较厚，且长时间使用后会出现无线充电线圈从壳体上脱落或是部分脱胶问题，可靠性差，最主要的是充电效率较低。目前，有提出直接成型在壳体上的方案，例如直接成型在电子设备的塑胶件上，但目前并未有直接成型于玻璃上的无线充电线圈。
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【发明内容】
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[0003]本发明所要解决的技术问题是:弥补上述现有技术的不足，提出一种将无线充电线圈成型于玻璃上的方法，可直接将无线充电线圈成型于玻璃上，且线圈与玻璃牢固结合。
[0004]本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决:
[0005]一种将无线充电线圈成型于玻璃上的方法，包括以下步骤:1)清洗玻璃表面后，在350?500°C的温度下淬火处理所述玻璃；制备涂料:所述涂料包括纳米金属颗粒和有机溶剂，所述纳米金属颗粒在所述涂料中的质量分数为10%?30%，所述有机溶剂为酯类有机溶剂或者酮类有机溶剂；2)在所述玻璃的表面涂覆一层所述涂料，涂覆后将玻璃放置于温度在80?120°C的恒温箱中保温50?90分钟；3)使用功率在3?5W的激光镭射所述玻璃表面的涂料，在所述玻璃表面形成线圈形状；4)超声清洗所述玻璃表面后，将所述玻璃放置在含有金属成分的置换液体中进行金属置换，在所述玻璃表面形成可产生电感进行充电的线圈；其中，所述置换液体中的金属成分比所述涂料中的金属成分活泼；5)清洗步骤4)处理后的玻璃；6)对所述玻璃表面的线圈进行电镀处理，在所述玻璃上成型出无线充电线圈。
[0006]本发明与现有技术对比的有益效果是:
[0007]本发明的将无线充电线圈成型于玻璃上的方法，先在一定温度下淬火处理玻璃增强玻璃的刚度和耐腐蚀性，再在其上涂覆一层含相对不活泼金属的涂料层并恒温保温一段时间，通过激光镭射破坏涂层表层，裸露出内部金属颗粒层，形成线圈形状，之后通过化学置换采用相对活泼的金属置换出涂料中的不活泼金属，置换的活泼金属在涂层上生长粘结在一起形成可产生电感的导体，从而最终在玻璃表面形成线圈。且采用上述办法，先通过涂料层与玻璃实现紧密结合，然后镭射仅破坏表层，不击穿整个涂料层，便于后续置换上的金属附着在涂料层上从而与玻璃紧密结合。本发明的方法，不仅实现了将无线充电线圈直接成型于玻璃上，而且成型后的线圈与玻璃紧密结合。
【【附图说明】】
[0008]图1是本发明【具体实施方式】的将无线充电线圈成型于玻璃上的方法流程图；
[0009]图2a是本发明【具体实施方式】的方法中步骤Pl)处理后的玻璃的结构示意图；
[0010]图2b是本发明【具体实施方式】的方法中步骤P2)处理后的玻璃的结构示意图；
[0011]图2c是本发明【具体实施方式】的方法中步骤P4)处理后的玻璃的结构示意图；
[0012]图2d是本发明【具体实施方式】的方法中线圈上贴上屏蔽层后的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0013]下面结合【具体实施方式】并对照附图对本发明做进一步详细说明。
[0014]本发明的构思是，将无线充电线圈直接成型于玻璃上。成型过程中需要考虑如何将线圈形成到玻璃上，且如何牢固结合。本发明通过淬火、激光镭射、化学置换等工艺处理，并配合相应的材料，最终在玻璃上成型出牢固结合的线圈。
[0015]如图1所示，为本【具体实施方式】的将无线充电线圈成型于玻璃上的方法流程图，包括以下步骤:
[0016]Pl)处理玻璃以及制备涂料。
[0017]准备好玻璃，将玻璃表面进行超声波清洗，然后在350?500°C的温度下淬火处理所述玻璃。在350?500°C的高温下淬火处理玻璃，从而改善玻璃表层分子的结构，改善应力，增强玻璃的钢化强度、耐腐蚀、耐抗性等性能，确保后续化学置换工艺与电镀工艺不会使玻璃破损或腐蚀。此处需保证温度在350?500°C，如果温度低于350°C，处理后的钢化强度仍然不高；如果温度高于500°C，玻璃在淬火处理过程中易发生脆裂。如图2a所示，为本步骤淬火处理后的玻璃。
[0018]制备涂料:所述涂料包括纳米金属颗粒和有机溶剂。在所述涂料中，所述纳米金属颗粒的质量分数为10%?30%，所述有机溶剂为酯类有机溶剂或者酮类有机溶剂。将纳米金属颗粒和粘稠状的有机溶剂混合后制成涂料，便于后续涂覆到玻璃表面。
[0019]P2)涂覆涂料及保温处理。具体为:在所述玻璃的表面涂覆一层所述涂料，涂覆后将玻璃放置于温度在80?120°C的恒温箱中保温50?90分钟。
[0020]上述钢化处理玻璃后，超声清洗玻璃，然后涂覆涂料。涂覆涂料后在80?120°C的恒温箱中保持一段时间，使得涂料层能够充分与玻璃紧密结合，且改善涂料层中水分子的含量，使后续置换工艺中形成的金属导体能够充分长在上面。涂覆时厚度控制在5?10 μ m，如果厚度太薄，将不利于后续置换后的金属的附着；如果厚度太厚，将难以确保涂覆后涂料层各处均较均匀。如图2b所示，为涂覆涂料后的玻璃结构示意图。本【具体实施方式】中，为便于操作，在整个表面均涂覆有涂料。在其它实施方式中，也可仅在玻璃表面待形成无线充电线圈的区域喷涂材料，而无需涂覆整个表面。
[0021]此步骤中涂覆的涂料仅为后续置换生长金属导体做准备，虽然涂料中含有金属颗粒，但金属颗粒之间存在较大空隙，并不连接在一起，不是可导电的导体，不能直接作为充电线圈。
[0022]P3)激光镭射:使用功率在3?5W的激光镭射所述玻璃表面的涂料，在所述玻璃表面形成线圈形状。
[0023]该步骤中，通过激光镭射出初始的线圈图形在涂料层上。线圈图形可为环形螺旋形状或者矩形螺旋形状。涂料层中溶剂材料包覆纳米金属颗粒，使得沿垂直于玻璃的方向观察涂料层，依次为上层表层、中间纳米金属颗粒层，底层。底层材料与玻璃紧密结合。控制镭雕激光的功率在3W?5W的范围内，从而镭射仅破坏涂料层中保护纳米金属颗粒的上表层，裸露出内部的纳米金属颗粒，形成初始的线圈形状。该功率范围下，并不击穿整个涂料层，这样使后续线圈导体附着在涂层的底层上，使线圈导体与玻璃之间的结合力相对较强。上述3W?5W的功率范围能实现上述效果，如果功率低于3W，将无法有效破坏涂料层的表层材料；而如果功率高于5W，将使整个涂料