专利名称：钻孔烧结铁氧体片材、天线隔离体和天线模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁氧体片材、天线隔离体和天线模块。更具体地，本发明涉及钻孔铁氧体片材、夹层结构天线隔离体，其中所述钻孔铁氧体片材是该隔离体的中间层，还涉及包含所述天线隔离体的天线模块。
背景技术：
在射频识别(RFID)市场的迅速增长的背景下，近场通讯(NFC)技术最近用于在移动电话中使用变得更流行。该技术对于移动电话开辟了很多新的可能性，例如，使得移动电话具有电子钥匙、ID卡和电子钱夹的功能，并且还使得能够经由无线通道以快速方式与其他人完成电话号码的交换。NFC基于13.56MHz RFID系统，它使用磁场作为载波。然而，当环形天线接近于金属箱、屏蔽箱、电路板的底部表面或片材表面如电池外壳时，可能不能够获得所设计的通讯范围。因为金属表面上感生的涡电流在与载波相反的方向上建立磁场，出现这种载波的衰减。因此，需要可以屏蔽来自金属表面的载波的带有高磁导率的材料，如N1-Zn铁氧体(具有式:NiaZn(1_a) Fe2O4)。日本专利JP2005015293公开了一种在其上表面上具有保护膜并且在其下表面上有粘合带的铁氧体片材。该铁氧体片材在其中具有连续的U-形或V-形槽，并且这些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。并且可以将该片材附着在平坦或弯曲的表面上。日本专利JP2009182062公开了一种断开复杂的铁氧体片材的制备方法。该铁氧体片材包含覆盖层和双侧粘合层。该铁氧体片材具有约300微米以下的厚度并且在所述片材的一个表面上形成多个槽。虽然带槽狭缝可以增加冲切的容易程度，它们会降低铁氧体片材的磁导率。因此，在本领域中所希望的是获得具有提高的磁导率并且易于冲切的铁氧体片材。
发明内容
因此，本发明的目的之一是提供一种铁氧体片材，所述铁氧体片材具有提高的磁导率、易于冲切的能力，以及任选地，当存在外力施加时提供规则断开图案的能力。以上目的的至少一部分可以通过在烧结铁氧体片材中具有钻出的小孔的阵列的所述铁氧体片材(在下文中有时称为“钻孔铁氧体片材”)实现。一方面，本发明提供一种烧结铁氧体片材，所述烧结铁氧体片材具有约0.0lmm至约0.5mm的厚度，其中所述片材在其中具有多个孔。另一方面，本发明提供一种天线隔离体，所述天线隔离体包含前述本发明公开的烧结铁氧体片材；保护膜，所述保护膜设置在所述烧结铁氧体片材的第一侧上；粘合层，所述粘合层设置在所述烧结铁氧体片材的第二侧上；以及可选地，离型层，所述离型层设置在所述粘合层上。
再另一方面，本发明提供一种适合在无线电通讯介质或无线电通讯介质处理装置中使用的天线模块。该天线模块包括前述本发明公开的天线隔离体，设置在所述天线隔离体的第一侧上的导电环形天线，以及设置在所述天线隔离体的第二侧上的导电层。在本发明中，在其中具有多个孔的烧结铁氧体片材，尤其是当以图案的方式排列多个孔时的烧结铁氧体片材，不仅可以保持天线隔离体的高磁导率，而且也可以使得易碎的铁氧体片材更易于冲切。这些孔的图案也可以充当用于当有外力施加至片材时的规则断开图案的引导。该烧结铁氧体片材可通过有效地在天线电路与金属箱之间设置磁通路线而用于近场通讯(NFC)中。该铁氧体片材可以减少当NFC天线接近或附着在所述金属箱上时的涡电流损失。
用于说明本发明的目的，但是不由其所限制，在本文中包括以下附图，其中:图1 (a)是本发明的钻孔铁氧体片材的示意图；图1(b)是作为比较例的贯穿(perforated)带槽(grooved)铁氧体片材的示意图；图2(a)是显示了图1(a)的钻孔铁氧体片材的磁阻的示意图；图2(b)是显示了钻孔铁氧体片材的相应的模拟磁阻回路的示意图；图2(c)是钻孔铁氧体片材的截面示意图，其中孔沿所述片材的厚度部分地贯穿；图2(d)是显示了图2(c)中所示的钻孔铁氧体片材的模拟磁阻回路的示意图；图3(a)是显示了图1(b)的贯穿带槽铁氧体片材中的磁阻的示意图；图3(b)是显示了图3(a)的贯穿带槽铁氧体片材的模拟磁阻回路的示意图；图3(c)是贯穿带槽铁氧体片材的示意图，其中所述槽沿所述片材的厚度部分地
-ea-
贝牙；图3(d)是显示了图3(c)中所示的贯穿带槽铁氧体片材的模拟磁阻回路的示意图；图4(a)是显示了本发明的钻孔铁氧体片材样品的冲切性能的图；图4(b)是显示了图4(a)中所示的一个样品的冲切性能的放大图；图4(c)是显示了作为比较例的其中不带孔的铁氧体片材的样品的冲切性能的图；图4(d)是显示了图4(c)中所示的一个样品的冲切性能的放大图；图5(a)是显示了完全贯穿的钻孔铁氧体片材和完全贯穿的带槽铁氧体片材的有效磁导率作为孔和槽的不同面积密度的函数的示意图；图5(b)是显示了 80%贯穿的钻孔铁氧体片材与80%贯穿的带槽铁氧体片材的有效磁导率作为孔和槽的不同面积密度的函数的示意图；图5(c)是显示了 60%贯穿的钻孔铁氧体片材与60%贯穿的带槽铁氧体片材的有效磁导率作为孔和槽的不同面积密度的函数的示意图；图5(d)是显示了 40%贯穿的钻孔铁氧体片材与40%贯穿的带槽铁氧体片材的有效磁导率作为孔和槽的不同面积密度的函数的示意图；图6是包含完全贯穿的钻孔铁氧体片材与40%贯穿的、60%贯穿的、80%贯穿的和完全贯穿的带槽铁氧体片材的有效磁导率作为孔和槽的不同面积密度的函数的示意图；以及图7是本发明的天线隔离体的示意图。
具体实施例方式术语“约”遍及本说明书使用并且意指在本领域中合理的容差下对精确值的近似。在下文中将分别描述本发明的钻孔烧结铁氧体片材、天线隔离体和天线模块的示例实施方案。A.钻孔烧结铁氧体片材—方面,本发明公开了一种具有约0.0lmm至约0.5mm的厚度的烧结铁氧体片材，其中所述片材在其中具有多个孔。在一个实施方案中，如图1 (a)和图7中所示，提供了烧结铁氧体片材10并且多个孔13位于片材10中。这些孔13钻过片材的一个表面11 (称为“顶面”)。备选地，这些孔也可以钻过与上表面11相反的另一个表面12 (称为“底面”)。烧结铁氧体片材10可以是完全贯穿通过顶面11和底面12，S卩，穿过片材的厚度。通常，当铁氧体片材用于制备能够在NFC中使用的天线隔离体时，具有大于约80的磁导率的铁氧体片材是优选的。易于冲切的铁氧体片材是所希望的，以使得可以将片材分割为特定形状和大小以满足多个后续处理。在本领域中，难以同时实现这两个需要。幸运地，本发明中提出的烧结铁氧体片材可以通过设置带有如下所述的特定参数的孔满足这两个需要。钻孔铁氧体片材的磁导率很大程度由片材的材料、孔的面积密度以及孔的深度所决定。同时，片材的冲切性能很大程度由每个孔的大小以及两个相邻的孔的距离决定。孔的形状将影响片材中孔的形成。基于这些因素，下面给出关于孔的更多细节，以在关于磁导率和冲切性能的方面最优化钻孔铁氧体片材。在本发明的一个实施方案中，孔的面积密度为约0.01%至约60%。如果片材上所有的孔是完全贯穿通过片材的厚度的，孔的面积密度的范围是特别地约0.01%至约15%，并且更特别地约0.01%至约6 %。如在本说明书中所使用的，孔的面积密度意指片材中所有孔的面积与铁氧体片材的面积之比；术语“面积”意指孔或片材在平行于片材的顶面的方向上的截面积。可以认为片材的顶面的面积是铁氧体片材的面积。在本发明的一个实施方案中，在平行于片材的顶面的方向上每个孔的截面形状可以选自包含以下各项的组，但是不限于:圆形、环形、菱形、三角形、十字形和矩形。在一个实施方案中，圆形截面可能是优选的。因为在片材中更容易钻出具有这种形状的孔。在本发明的一个实施方案中，至少一部分孔以直线或曲线图案的方式安置，以使得当在片材上施加外力时可以沿所述直线或曲线分割烧结铁氧体片材。在本发明的一个实施方案中，两个相邻的孔的间距，换言之，两个相邻的孔之间的中心至中心距离,在约0.5mm至约4.0mm之间，例如，该间距为约2.0mm。如果该间距太小，不容易基于现有的钻孔技术制备孔。如果间距过大，可能存在冲切问题。在本发明的一个实施方案中，每个孔的截面积可以为约100 μ m2至约9.6mm2，尤其是约100 μ m2至约3.7mm2,并且更尤其是约100 μ m2至约0.9mm2。特别地，该面积小于约0.01mm2。在本发明的一个实施方案中，片材中每个孔的深度大于烧结铁氧体片材的厚度的约50%。备选地，片材中每个孔的深度可以等于烧结铁氧体片材的厚度。在一个实施方案中，所有的孔具有相同的深度。在另一个实施方案中，每个孔具有与其他孔不同的深度，或者一部分孔具有相同的深度。如果孔的深度等于烧结铁氧体片材的厚度，这种孔被称为“完全贯穿的孔”或者在本发明中由术语“完全贯穿的”限定。除非另有说明，这种孔也可以由术语“贯穿的”限定。在本发明的一些实施方案中，可以将孔以阵列的形式排列。在本发明的一个实施方案中，该阵列可以是矩形阵列或菱形阵列。在本发明的另一个实施方案中，片材中的至少一部分孔以直线图案的方式安置，以使得沿该线分割铁氧体片材变得更容易。如果存在沿曲线分割铁氧体片材的需要，至少一部分孔也可以以曲线图案的方式安置以满足该需求。在本发明的一个实施方案中，烧结铁氧体片材可以由Fe的氧化物形成，所述Fe的氧化物被至少一种金属元素掺杂，所述金属元素选自由以下各项组成的组，但是不限于:N1、Zn、Cu、Co、N1、L1、Mg和Mn。例如,铁氧体可以选自包含以下各项的组,但是不限于:N1-Zn-Cu铁氧体、Mn-Zn-Cu铁氧体和Mn-Mg-Cu铁氧体。所有以上参数基于最小化磁通量泄漏，同时保持烧结铁氧体片材易于冲切。下面，对于如何制备本发明的钻孔烧结铁氧体片材给出更多细节。在本领域中如何制备烧结铁氧体片材是众所周知的。因此，下面描述的步骤是示例性的并且不应该限制本发明的范围。(I)铁氧体粉末组合物铁氧体粉末的主要组成可以是(Nia2Zna5Cuai5) (Fe2O4)ο.97°此外，可以将一些添加剂，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中以最优化磁性能。依赖于实践中的不同需要这些添加剂是任选的。基于DlO和D90铁氧体粉末的平均粒度分布为0.53 μ m至2.38 μ m。(2)铁氧体浆液组合物为制备铁氧体浆液，如表I中所示加入粘合剂树脂、溶剂和增塑剂。表I
权利要求
1.一种烧结铁氧体片材，所述烧结铁氧体片材具有约0.0lmm至约0.5mm的厚度,其中所述片材在其中具有多个孔。
2.根据权利要求1所述的烧结铁氧体片材，其中所述孔的面积密度为约0.01%至约60%。
3.根据权利要求1所述的烧结铁氧体片材，其中所述孔完全贯穿通过所述片材的厚度，并且其中所述孔的面积密度为约0.01 %至约15%。
4.根据权利要求3所述的烧结铁氧体片材，其中所述孔的面积密度为约0.01%至约6%。
5.根据权利要求1所述的烧结铁氧体片材，其中多个孔的每一个的截面形状选自由以下各项组成的组:圆形、环形、菱形、三角形、十字形和矩形。
6.根据权利要求1所述的烧结铁氧体片材，其中至少一部分所述孔以直线或弯曲图案的方式排布。
7.根据权利要求1所述的烧结铁氧体片材，其中每个孔的截面积为约IOOym2至约9.6mm2。
8.根据权利要求7所述的烧结铁氧体片材，其中每个孔的截面积为约100μ m2至约3.7mm2 η
9.根据权利要求8所述的烧结铁氧体片材，其中每个孔的截面积为约IOOym2至约0.9mm2。
10.根据权利要求1所述 的烧结铁氧体片材，其中每个孔的深度为大于所述烧结铁氧体片材的厚度的约50%。
11.根据权利要求1所述的烧结铁氧体片材，其中以将所述孔以阵列的形式布置。
12.根据权利要求11所述的烧结铁氧体片材，其中所述阵列为矩形阵列或菱形阵列。
13.根据权利要求1所述的烧结铁氧体片材，其中所述烧结铁氧体片材由Fe的氧化物形成，所述Fe的氧化物被至少一种金属元素掺杂，所述至少一种金属元素选自由以下各项组成的组:N1、Zn、Cu、Co、N1、L1、Mg 和 Mn。
14.根据权利要求1所述的烧结铁氧体片材，其中所述铁氧体选自由以下各项组成的组:N1-Zn_Cu铁氧体、Mn-Zn-Cu铁氧体和Mn-Mg-Cu铁氧体。
15.一种天线隔离体，所述天线隔离体包含: 根据权利要求1至14中的任一项所述的烧结铁氧体片材； 保护膜，所述保护膜设置在所述烧结铁氧体片材的第一侧上；以及 粘合层，所述粘合层设置在所述烧结铁氧体片材的第二侧上。
16.根据权利要求15所述的天线隔离体，其中所述保护膜是聚合物膜。
17.根据权利要求16所述的天线隔离体，其中所述聚合物膜选自由以下各项组成的组:聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
18.根据权利要求15所述的天线隔离体，其中所述保护膜是硬涂覆的，以使得所述保护膜具有大于约2H的硬度。
19.根据权利要求15所述的天线隔离体，其中所述保护膜具有约0.002mm至约0.1mm的厚度。
20.根据权利要求15所述的天线隔离体，其中所述粘合层是基于丙烯酸类或橡胶的粘人口 /Z^ O
21.根据权利要求20所述的天线隔离体，其中所述粘合层是基于丙烯酸类的粘合层，并且其中所述基于丙烯酸类的粘合层是丙烯酸类压敏粘合层。
22.根据权利要求21所述的天线隔离体，其中所述丙烯酸类压敏粘合层是结构化的丙烯酸类压敏粘合层。
23.根据权利要求15所述的天线隔离体，其中所述粘合层具有约0.05至约2N/mm的剥离强度。
24.根据权利要求23所述的天线隔离体，其中所述粘合层具有约0.3至约1.2N/mm的剥离强度。
25.一种天线模块，所述天线模块包括: 根据权利要求15至24中的任一项所述的天线隔离体； 导电环形天线，所述导电环形天线设置在所述天线隔离体的第一侧上；以及 导电层，所述导电层设置在所 述天线隔离体的第二侧上。
全文摘要
本发明提供烧结铁氧体片材、天线隔离体和天线模块。该烧结铁氧体片材在其中具有多个孔并且具有约0.01mm至约0.5mm的厚度。该钻孔铁氧体片材保持铁氧体片材的磁导率高并且使得铁氧体片材的冲切更容易。
文档编号C04B35/26GK103200807SQ201210019870
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月21日 优先权日2012年1月10日
发明者房亚鹏, 吴庆, 王鹰宇, 盖玉健, 许恩广, 徐政洙 申请人:3M创新有限公司