柔性铁素体片材、铁素体材料及无线充电模块和相关方法
【技术领域】
[0001 ]本公开总体涉及具有高磁导率的柔性铁素体片材及相关方法。
【背景技术】
[0002]本节提供了未必是现有技术的本公开涉及的背景信息。
[0003]无线充电器为用户提供了给各种类型的电池供电的电子设备和机器再充电的便利途径。移动电话、数码相机和游戏控制器是可能具有能由无线充电器再充电的电池的设备的示例。
【发明内容】
[0004]本节提供的是本公开的总体
【发明内容】
，并非是其全部范围或所有特征的全面公开。
[0005]根据各方面，示例性实施方式公开了铁素体材料和柔性铁素体片材。还公开了用于制作或制造铁素体材料和柔性铁素体片材的方法。在一些示例性实施方式中，在电子设备中使用的柔性铁素体片材可具有例如从约0.0 5毫米(m m)到约0.6 m m的厚度(例如，约0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、Imm或0.05mm等)，等等。铁素体片材可包括能至少部分地相对于彼此移动以提供柔性的多个铁素体单元。所述铁素体片材可具有在电子设备的一个或多个工作频率(例如，从100千赫(KHz)到14兆赫(MHz)，等)下大于230的有效磁导率。
[0006]在一些示例实施方式中，本公开涉及一种在为无线电力传输提供屏蔽时使用的铁素体材料。所述材料包括铁氧化物、氧化锌、氧化镍、氧化铜和氧化铋。
[0007]在一些其它示例实施方式中，本公开涉及一种包括以下步骤的方法:组合铁氧化物、氧化锌、氧化镍和氧化铜以获得颗粒化的混合物;煅烧所述颗粒化的混合物以获得经过煅烧的材料;研磨经过煅烧的所述材料并且添加氧化铋作为掺杂剂；以及使经过研磨、掺杂和煅烧的所述材料干燥以获得粉状铁素体材料。
[0008]根据本文中提供的描述，其它应用领域将变得显而易见。本
【发明内容】
中的描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并非旨在限制本公开的范围。
【附图说明】
[0009]本文中描述的附图仅用于所选择实施方式的说明目的，并非是所有可能的实施方案，并且不意在限制本公开的范围。
[0010]图1是示例充电器系统的视图；
[0011]图2是根据本公开的示例性实施方式的充电器系统的视图；
[0012]图3是在根据示例性实施方式的电子设备中使用的接收器侧模块的分解立体图；
[0013]图4是根据示例性实施方式提供铁素体材料粉末的方法的流程图；
[0014]图5是根据示例性实施方式制作柔性铁素体片材的方法的流程图；
[0015]图6是根据示例性实施方式的柔性铁素体片材的横截面图；
[0016]图7是提供针对根据示例性实施方式的柔性铁素体片材的物理原型和出于比较目的的其它测试样本而测量的各种性能测试数据的图表，其测试结果的提供仅出于说明的目的而非限制的目的；
[0017]图8是提供根据示例性实施方式针对具有不同厚度的柔性铁素体片材的三个物理原型的0.1兆赫(MHz)、IMHz和1MHz三种不同频率下测量的磁导率的图表，其测试结果的提供仅出于说明的目的而非限制的目的；以及
[0018]图9是示出根据示例性实施方式针对具有不同厚度的柔性铁素体片材的三个物理原型的百分比偏转与压力(以镑/每平方英寸为单位)的线形图，其测试结果的提供仅出于说明的目的而非限制的目的。
[0019]在所有几幅图中，相应的附图标记表示相应的部分。
【具体实施方式】
[0020]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。
[0021]本发明的发明人观察到，在无线充电应用中使用铁素体可以提高效率并且可以改进这样的应用的发射器侧和接收器侧两者的屏蔽效能。增加材料的磁导率还改进了屏蔽效果。常用的途径是在充电器的接收器侧提供铁素体材料的柔性片材。但本发明的发明人认识到，该常用途径导致铁素体材料的磁导率的大幅下降。
[0022]在认识到以上这一点之后，本发明的发明人研发并在本文中公开了在例如无线充电应用中使用的铁素体材料、板和/或片材(例如，材料层，等)等等的示例性实施方式。在本公开的各种实施方式中，铁素体材料在低烧成温度(例如，从900到1000摄氏度，950摄氏度下，等)下呈现出高磁导率(例如，在IMHz的频率下为约450，等)，并且可以提供柔性以改进例如充电应用等等中的性能。在一些示例实施方式中，本公开涉及新的材料配方和制造工艺，借此高磁导率的柔性片材可由这样的材料制成。在各种实施方式中，提供的柔性铁素体片材在电子设备中使用。在这样的实施方式中，柔性铁素体片材可具有0.1mm到0.6mm的厚度(例如，约0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、Imm或0.05mm，等)，公差为+/-0.05mm，另外，在这些实施方式中，柔性铁素体片材在约100千赫(kHz)等等的工作频率下可具有从230直到约450的有效磁导率(例如，如图8所示，250以上，等)。例如，柔性铁素体片材在工作频率(例如，10KHz，等)下可具有至少450的磁导率。柔性铁素体片材还可具有良好的平整质量(例如，小于0.05mm的翘曲，等)。
[0023]在一些示例实施方式中，镍锌铁素体材料具有低烧结温度(例如，950摄氏度+/-50度，等)和高磁导率(例如，如图8所示，230到450，250以上，等)。这样的材料可用在例如铁素体板、柔性片材等等之中，用于为移动电子设备无线充电的模块。这种材料的低烧结温度可能对由所述材料制造柔性片材的工艺是有利的。材料的高磁导率有助于经由更高的电感改进例如无线充电模块的屏蔽性能。
[0024]图1是用于为移动电话或其它电子设备无线充电的示例充电器系统100的简化视图。充电器系统100的接收器侧104设置在电子设备中，并且包括电池108、接收器屏蔽件112和接收器线圈116。电子设备的电池108接收从系统100的发射器侧120无线传输的电力。发射器侧120设置在充电模块中并且包括主线圈124和主屏蔽件128。
[0025]磁通132产生于主线圈124与接收器线圈116之间，以为电池108充电。主屏蔽件128和接收器屏蔽件112用来会聚主线圈124与接收器线圈116之间的磁通132，以在线圈124和116之间产生耦合效果。一些磁通132可保持由线136所示的解耦，导致漏感。发明人观察到，至少在接收器屏蔽件中使用高磁导率的柔性铁素体片材可以用来减小漏感、改进主线圈与接收器线圈之间的耦合并且改进充电效率。
[0026]图2图示了用于为电子设备无线充电的充电器系统200的示例性实施方式。发射器侧模块206包括附接至提供主屏蔽的铁素体板214的主线圈210。接收器侧模块218包括附接至提供接收器屏蔽的柔性铁素体片材226的实施方式的接收器线圈222。在各种实施方式中，铁素体板214和/或柔性铁素体片材226可包括例如下面进一步描述获得的高磁导率的铁素体材料。
[0027]图3图示了用于在电子设备(例如，移动电话)中使用以接收充电信号等等的接收器侧模块318的示例性实施方式。接收器侧模块318包括接收器侧线圈322和柔性铁素体片材326。柔性铁素体片材326包括柔性铁素体材料层、板或片材330。聚合物层或涂层334和338(例如，PET(聚对苯二甲酸)带，等)位于铁素体材料层或板330的对置两侧上或沿着所述对置两侧。聚合物层或涂层334和3