專利名稱：鉆孔燒結鐵氧體片材、天線隔離體和天線模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及鐵氧體片材、天線隔離體和天線模塊。更具體地，本發明涉及鉆孔鐵氧體片材、夾層結構天線隔離體，其中所述鉆孔鐵氧體片材是該隔離體的中間層，還涉及包含所述天線隔離體的天線模塊。
背景技術：
在射頻識別(RFID)市場的迅速增長的背景下，近場通訊(NFC)技術最近用于在移動電話中使用變得更流行。該技術對于移動電話開辟了很多新的可能性，例如，使得移動電話具有電子鑰匙、ID卡和電子錢夾的功能，并且還使得能夠經由無線通道以快速方式與其他人完成電話號碼的交換。NFC基于13.56MHz RFID系統，它使用磁場作為載波。然而，當環形天線接近于金屬箱、屏蔽箱、電路板的底部表面或片材表面如電池外殼時，可能不能夠獲得所設計的通訊范圍。因為金屬表面上感生的渦電流在與載波相反的方向上建立磁場，出現這種載波的衰減。因此，需要可以屏蔽來自金屬表面的載波的帶有高磁導率的材料，如N1-Zn鐵氧體(具有式:NiaZn(1_a) Fe2O4)。日本專利JP2005015293公開了一種在其上表面上具有保護膜并且在其下表面上有粘合帶的鐵氧體片材。該鐵氧體片材在其中具有連續的U-形或V-形槽，并且這些U-形或V-形槽是相交的，以使得片材沿所述槽的分割是可能的。并且可以將該片材附著在平坦或彎曲的表面上。日本專利JP2009182062公開了一種斷開復雜的鐵氧體片材的制備方法。該鐵氧體片材包含覆蓋層和雙側粘合層。該鐵氧體片材具有約300微米以下的厚度并且在所述片材的一個表面上形成多個槽。雖然帶槽狹縫可以增加沖切的容易程度，它們會降低鐵氧體片材的磁導率。因此，在本領域中所希望的是獲得具有提高的磁導率并且易于沖切的鐵氧體片材。
發明內容
因此，本發明的目的之一是提供一種鐵氧體片材，所述鐵氧體片材具有提高的磁導率、易于沖切的能力，以及任選地，當存在外力施加時提供規則斷開圖案的能力。以上目的的至少一部分可以通過在燒結鐵氧體片材中具有鉆出的小孔的陣列的所述鐵氧體片材(在下文中有時稱為“鉆孔鐵氧體片材”)實現。一方面，本發明提供一種燒結鐵氧體片材，所述燒結鐵氧體片材具有約0.0lmm至約0.5mm的厚度，其中所述片材在其中具有多個孔。另一方面，本發明提供一種天線隔離體，所述天線隔離體包含前述本發明公開的燒結鐵氧體片材；保護膜，所述保護膜設置在所述燒結鐵氧體片材的第一側上；粘合層，所述粘合層設置在所述燒結鐵氧體片材的第二側上；以及可選地，離型層，所述離型層設置在所述粘合層上。
再另一方面，本發明提供一種適合在無線電通訊介質或無線電通訊介質處理裝置中使用的天線模塊。該天線模塊包括前述本發明公開的天線隔離體，設置在所述天線隔離體的第一側上的導電環形天線，以及設置在所述天線隔離體的第二側上的導電層。在本發明中，在其中具有多個孔的燒結鐵氧體片材，尤其是當以圖案的方式排列多個孔時的燒結鐵氧體片材，不僅可以保持天線隔離體的高磁導率，而且也可以使得易碎的鐵氧體片材更易于沖切。這些孔的圖案也可以充當用于當有外力施加至片材時的規則斷開圖案的引導。該燒結鐵氧體片材可通過有效地在天線電路與金屬箱之間設置磁通路線而用于近場通訊(NFC)中。該鐵氧體片材可以減少當NFC天線接近或附著在所述金屬箱上時的渦電流損失。
用于說明本發明的目的，但是不由其所限制，在本文中包括以下附圖，其中:圖1 (a)是本發明的鉆孔鐵氧體片材的示意圖；圖1(b)是作為比較例的貫穿(perforated)帶槽(grooved)鐵氧體片材的示意圖；圖2(a)是顯示了圖1(a)的鉆孔鐵氧體片材的磁阻的示意圖；圖2(b)是顯示了鉆孔鐵氧體片材的相應的模擬磁阻回路的示意圖；圖2(c)是鉆孔鐵氧體片材的截面示意圖，其中孔沿所述片材的厚度部分地貫穿；圖2(d)是顯示了圖2(c)中所示的鉆孔鐵氧體片材的模擬磁阻回路的示意圖；圖3(a)是顯示了圖1(b)的貫穿帶槽鐵氧體片材中的磁阻的示意圖；圖3(b)是顯示了圖3(a)的貫穿帶槽鐵氧體片材的模擬磁阻回路的示意圖；圖3(c)是貫穿帶槽鐵氧體片材的示意圖，其中所述槽沿所述片材的厚度部分地
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貝牙；圖3(d)是顯示了圖3(c)中所示的貫穿帶槽鐵氧體片材的模擬磁阻回路的示意圖；圖4(a)是顯示了本發明的鉆孔鐵氧體片材樣品的沖切性能的圖；圖4(b)是顯示了圖4(a)中所示的一個樣品的沖切性能的放大圖；圖4(c)是顯示了作為比較例的其中不帶孔的鐵氧體片材的樣品的沖切性能的圖；圖4(d)是顯示了圖4(c)中所示的一個樣品的沖切性能的放大圖；圖5(a)是顯示了完全貫穿的鉆孔鐵氧體片材和完全貫穿的帶槽鐵氧體片材的有效磁導率作為孔和槽的不同面積密度的函數的示意圖；圖5(b)是顯示了 80%貫穿的鉆孔鐵氧體片材與80%貫穿的帶槽鐵氧體片材的有效磁導率作為孔和槽的不同面積密度的函數的示意圖；圖5(c)是顯示了 60%貫穿的鉆孔鐵氧體片材與60%貫穿的帶槽鐵氧體片材的有效磁導率作為孔和槽的不同面積密度的函數的示意圖；圖5(d)是顯示了 40%貫穿的鉆孔鐵氧體片材與40%貫穿的帶槽鐵氧體片材的有效磁導率作為孔和槽的不同面積密度的函數的示意圖；圖6是包含完全貫穿的鉆孔鐵氧體片材與40%貫穿的、60%貫穿的、80%貫穿的和完全貫穿的帶槽鐵氧體片材的有效磁導率作為孔和槽的不同面積密度的函數的示意圖；以及圖7是本發明的天線隔離體的示意圖。
具體實施例方式術語“約”遍及本說明書使用并且意指在本領域中合理的容差下對精確值的近似。在下文中將分別描述本發明的鉆孔燒結鐵氧體片材、天線隔離體和天線模塊的示例實施方案。A.鉆孔燒結鐵氧體片材—方面,本發明公開了一種具有約0.0lmm至約0.5mm的厚度的燒結鐵氧體片材，其中所述片材在其中具有多個孔。在一個實施方案中，如圖1 (a)和圖7中所示，提供了燒結鐵氧體片材10并且多個孔13位于片材10中。這些孔13鉆過片材的一個表面11 (稱為“頂面”)。備選地，這些孔也可以鉆過與上表面11相反的另一個表面12 (稱為“底面”)。燒結鐵氧體片材10可以是完全貫穿通過頂面11和底面12，S卩，穿過片材的厚度。通常，當鐵氧體片材用于制備能夠在NFC中使用的天線隔離體時，具有大于約80的磁導率的鐵氧體片材是優選的。易于沖切的鐵氧體片材是所希望的，以使得可以將片材分割為特定形狀和大小以滿足多個后續處理。在本領域中，難以同時實現這兩個需要。幸運地，本發明中提出的燒結鐵氧體片材可以通過設置帶有如下所述的特定參數的孔滿足這兩個需要。鉆孔鐵氧體片材的磁導率很大程度由片材的材料、孔的面積密度以及孔的深度所決定。同時，片材的沖切性能很大程度由每個孔的大小以及兩個相鄰的孔的距離決定。孔的形狀將影響片材中孔的形成。基于這些因素，下面給出關于孔的更多細節，以在關于磁導率和沖切性能的方面最優化鉆孔鐵氧體片材。在本發明的一個實施方案中，孔的面積密度為約0.01%至約60%。如果片材上所有的孔是完全貫穿通過片材的厚度的，孔的面積密度的范圍是特別地約0.01%至約15%，并且更特別地約0.01%至約6 %。如在本說明書中所使用的，孔的面積密度意指片材中所有孔的面積與鐵氧體片材的面積之比；術語“面積”意指孔或片材在平行于片材的頂面的方向上的截面積。可以認為片材的頂面的面積是鐵氧體片材的面積。在本發明的一個實施方案中，在平行于片材的頂面的方向上每個孔的截面形狀可以選自包含以下各項的組，但是不限于:圓形、環形、菱形、三角形、十字形和矩形。在一個實施方案中，圓形截面可能是優選的。因為在片材中更容易鉆出具有這種形狀的孔。在本發明的一個實施方案中，至少一部分孔以直線或曲線圖案的方式安置，以使得當在片材上施加外力時可以沿所述直線或曲線分割燒結鐵氧體片材。在本發明的一個實施方案中，兩個相鄰的孔的間距，換言之，兩個相鄰的孔之間的中心至中心距離,在約0.5mm至約4.0mm之間，例如，該間距為約2.0mm。如果該間距太小，不容易基于現有的鉆孔技術制備孔。如果間距過大，可能存在沖切問題。在本發明的一個實施方案中，每個孔的截面積可以為約100 μ m2至約9.6mm2，尤其是約100 μ m2至約3.7mm2,并且更尤其是約100 μ m2至約0.9mm2。特別地，該面積小于約0.01mm2。在本發明的一個實施方案中，片材中每個孔的深度大于燒結鐵氧體片材的厚度的約50%。備選地，片材中每個孔的深度可以等于燒結鐵氧體片材的厚度。在一個實施方案中，所有的孔具有相同的深度。在另一個實施方案中，每個孔具有與其他孔不同的深度，或者一部分孔具有相同的深度。如果孔的深度等于燒結鐵氧體片材的厚度，這種孔被稱為“完全貫穿的孔”或者在本發明中由術語“完全貫穿的”限定。除非另有說明，這種孔也可以由術語“貫穿的”限定。在本發明的一些實施方案中，可以將孔以陣列的形式排列。在本發明的一個實施方案中，該陣列可以是矩形陣列或菱形陣列。在本發明的另一個實施方案中，片材中的至少一部分孔以直線圖案的方式安置，以使得沿該線分割鐵氧體片材變得更容易。如果存在沿曲線分割鐵氧體片材的需要，至少一部分孔也可以以曲線圖案的方式安置以滿足該需求。在本發明的一個實施方案中，燒結鐵氧體片材可以由Fe的氧化物形成，所述Fe的氧化物被至少一種金屬元素摻雜，所述金屬元素選自由以下各項組成的組，但是不限于:N1、Zn、Cu、Co、N1、L1、Mg和Mn。例如,鐵氧體可以選自包含以下各項的組,但是不限于:N1-Zn-Cu鐵氧體、Mn-Zn-Cu鐵氧體和Mn-Mg-Cu鐵氧體。所有以上參數基于最小化磁通量泄漏，同時保持燒結鐵氧體片材易于沖切。下面，對于如何制備本發明的鉆孔燒結鐵氧體片材給出更多細節。在本領域中如何制備燒結鐵氧體片材是眾所周知的。因此，下面描述的步驟是示例性的并且不應該限制本發明的范圍。(I)鐵氧體粉末組合物鐵氧體粉末的主要組成可以是(Nia2Zna5Cuai5) (Fe2O4)ο.97°此外，可以將一些添加劑，包括(Nia2Zna5Cuai5) (Fe2O4) ο.97 的 0.3 重量 ％ 的 Bi2O3, (Nia2Zna5Cuai5) (Fe2O4)a97 的 I重量 ％ 的 Co3O4, (Nia2Zna5Cuai5) (Fe2O4)a97 的 0.3 重量 ％ 的 Cr2O3 加入至(Nia2Zna5Cuai5)(Fe2O4)a97中以最優化磁性能。依賴于實踐中的不同需要這些添加劑是任選的。基于DlO和D90鐵氧體粉末的平均粒度分布為0.53 μ m至2.38 μ m。(2)鐵氧體漿液組合物為制備鐵氧體漿液，如表I中所示加入粘合劑樹脂、溶劑和增塑劑。表I
權利要求
1.一種燒結鐵氧體片材，所述燒結鐵氧體片材具有約0.0lmm至約0.5mm的厚度,其中所述片材在其中具有多個孔。
2.根據權利要求1所述的燒結鐵氧體片材，其中所述孔的面積密度為約0.01%至約60%。
3.根據權利要求1所述的燒結鐵氧體片材，其中所述孔完全貫穿通過所述片材的厚度，并且其中所述孔的面積密度為約0.01 %至約15%。
4.根據權利要求3所述的燒結鐵氧體片材，其中所述孔的面積密度為約0.01%至約6%。
5.根據權利要求1所述的燒結鐵氧體片材，其中多個孔的每一個的截面形狀選自由以下各項組成的組:圓形、環形、菱形、三角形、十字形和矩形。
6.根據權利要求1所述的燒結鐵氧體片材，其中至少一部分所述孔以直線或彎曲圖案的方式排布。
7.根據權利要求1所述的燒結鐵氧體片材，其中每個孔的截面積為約IOOym2至約9.6mm2。
8.根據權利要求7所述的燒結鐵氧體片材，其中每個孔的截面積為約100μ m2至約3.7mm2 η
9.根據權利要求8所述的燒結鐵氧體片材，其中每個孔的截面積為約IOOym2至約0.9mm2。
10.根據權利要求1所述 的燒結鐵氧體片材，其中每個孔的深度為大于所述燒結鐵氧體片材的厚度的約50%。
11.根據權利要求1所述的燒結鐵氧體片材，其中以將所述孔以陣列的形式布置。
12.根據權利要求11所述的燒結鐵氧體片材，其中所述陣列為矩形陣列或菱形陣列。
13.根據權利要求1所述的燒結鐵氧體片材，其中所述燒結鐵氧體片材由Fe的氧化物形成，所述Fe的氧化物被至少一種金屬元素摻雜，所述至少一種金屬元素選自由以下各項組成的組:N1、Zn、Cu、Co、N1、L1、Mg 和 Mn。
14.根據權利要求1所述的燒結鐵氧體片材，其中所述鐵氧體選自由以下各項組成的組:N1-Zn_Cu鐵氧體、Mn-Zn-Cu鐵氧體和Mn-Mg-Cu鐵氧體。
15.一種天線隔離體，所述天線隔離體包含: 根據權利要求1至14中的任一項所述的燒結鐵氧體片材； 保護膜，所述保護膜設置在所述燒結鐵氧體片材的第一側上；以及 粘合層，所述粘合層設置在所述燒結鐵氧體片材的第二側上。
16.根據權利要求15所述的天線隔離體，其中所述保護膜是聚合物膜。
17.根據權利要求16所述的天線隔離體，其中所述聚合物膜選自由以下各項組成的組:聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜和聚對苯二甲酸乙二醇酯膜。
18.根據權利要求15所述的天線隔離體，其中所述保護膜是硬涂覆的，以使得所述保護膜具有大于約2H的硬度。
19.根據權利要求15所述的天線隔離體，其中所述保護膜具有約0.002mm至約0.1mm的厚度。
20.根據權利要求15所述的天線隔離體，其中所述粘合層是基于丙烯酸類或橡膠的粘人口 /Z^ O
21.根據權利要求20所述的天線隔離體，其中所述粘合層是基于丙烯酸類的粘合層，并且其中所述基于丙烯酸類的粘合層是丙烯酸類壓敏粘合層。
22.根據權利要求21所述的天線隔離體，其中所述丙烯酸類壓敏粘合層是結構化的丙烯酸類壓敏粘合層。
23.根據權利要求15所述的天線隔離體，其中所述粘合層具有約0.05至約2N/mm的剝離強度。
24.根據權利要求23所述的天線隔離體，其中所述粘合層具有約0.3至約1.2N/mm的剝離強度。
25.一種天線模塊，所述天線模塊包括: 根據權利要求15至24中的任一項所述的天線隔離體； 導電環形天線，所述導電環形天線設置在所述天線隔離體的第一側上；以及 導電層，所述導電層設置在所 述天線隔離體的第二側上。
全文摘要
本發明提供燒結鐵氧體片材、天線隔離體和天線模塊。該燒結鐵氧體片材在其中具有多個孔并且具有約0.01mm至約0.5mm的厚度。該鉆孔鐵氧體片材保持鐵氧體片材的磁導率高并且使得鐵氧體片材的沖切更容易。
文檔編號C04B35/26GK103200807SQ201210019870
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月21日 優先權日2012年1月10日
發明者房亞鵬, 吳慶, 王鷹宇, 蓋玉健, 許恩廣, 徐政洙 申請人:3M創新有限公司