做接收端研發(fā)的應(yīng)該都碰到過(guò)這個(gè)場(chǎng)景:5W-15W 的 Qi 板子,線圈一工作,背面金屬件渦流發(fā)熱,NFC 和 13.56MHz 天線又在旁邊"搶頻道",溫升和 EMI 兩頭壓過(guò)來(lái)。很多方案先用屏蔽罩擋一波,但"只反射不吸收"的金屬方案會(huì)把能量彈回線圈,反而讓效率掉一截——這時(shí)候軟磁片吸波材料其實(shí)是更順手的那張牌。
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軟磁吸波材料
一、先把工況參數(shù)攤開(kāi),再看材料能不能扛
軟磁片不是貼上去就完事,得先對(duì)一下你的板子實(shí)際跑的環(huán)境:
溫度窗口:消費(fèi)端一般 -40~85℃,車(chē)規(guī)要拉到 -40~125℃,100℃ 下 Bs 還得保住 400mT 以上
應(yīng)力條件:折疊屏和穿戴場(chǎng)景 R5 彎折 500 次是常考題,μ 衰減得壓在個(gè)位數(shù)
介質(zhì)老化:85℃/85%RH 1000h 是 baseline,μi 衰減 >10% 基本就被采購(gòu)打回了
交變頻次:Qi 在 110-205kHz,6.78MHz 諧振充電、13.56MHz NFC 要一起共存,材料得在不同頻段都給出像樣的 μ' 和 μ''
這幾項(xiàng)里任意一項(xiàng)掉鏈子,整機(jī)組裝后才返工就貴了。
二、實(shí)測(cè)數(shù)擺出來(lái),別只看規(guī)格書(shū)
拿一組 5W Qi 發(fā)射線圈做對(duì)照,背面貼 μi≈2400 的 NiZn 薄磁片(0.3mm),室溫 25℃/1A 負(fù)載跑:
線圈表面穩(wěn)態(tài)溫升 ΔT 從裸線圈的 ~28K 壓到16-20K 區(qū)間,降幅 8-12K
13.56MHz NFC 共存時(shí),100-300MHz 近端 EMI 輻射多壓 3-6dB,吸波+隔磁二合一在這能看出來(lái)
85/85 1000h 老化后 μi 衰減4%-6%,R5/500 次彎折后 μ 衰減 <8%
另一組 6.78MHz 用的中 μi 牌號(hào)(μi≈380,Zn 含量 x=0.53 附近),Q 值做到 1.8 左右,截止頻率剛好卡在 6.78MHz 上方,10MHz/10mT/100℃ 這種偏極端的點(diǎn)的功耗約 1200 mW/cm3 量級(jí)。
說(shuō)白了,μi 和損耗是蹺蹺板,高頻段想壓損耗就得往低 μi 走,沒(méi)有"通吃"的牌號(hào)——這點(diǎn)選料時(shí)別偷懶,按頻段要牌號(hào)比自己試配方省兩個(gè)月。
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三、理化機(jī)制和工藝,為什么各家差這么多
NiZn 鐵氧體這邊,低頻段(<1MHz)損耗主要來(lái)自磁滯+渦流+磁后效,高頻段(>1MHz)轉(zhuǎn)成自然共振和疇壁共振主導(dǎo),Cu2? 摻雜可以調(diào) A-B 超交換,讓 μ' 下來(lái)、μ'' 上去,阻抗匹配能挪到 P 波段——這是理化端能玩的花活。
成型工藝兩條主流路線差異挺大:
剛性薄磁片:NiZn 粉→流延漿料(粘度 2000-8000cP)→鋼帶流延→900-1200℃ 燒結(jié)→輥壓破碎→背膠,厚度能壓到 0.11mm,公差 ±0.03mm,卷對(duì)卷接大寬幅模切,適合發(fā)射端和平板接收端
柔性磁片:扁平軟磁合金粉(徑厚比 100-200,F(xiàn)e-Si-Al / Fe-Ni-Mo)+ 環(huán)氧/PU 粘結(jié)劑,流延后先熱壓再冷壓,磁粉在平面內(nèi)取向,μ 能做到 200-280,彎折友好,貼異形接收端更順
納米晶那條線(Fe-Si-B-Cu-Nb 急冷+退火)飽和 Bs 能到 1.2-1.4T,初始 μ 數(shù)萬(wàn)級(jí),-50~150℃ 車(chē)規(guī)窗口,0.1mm 柔性片也能做,但成本高兩檔,一般 22kW 車(chē)載和旗艦機(jī)快充才上。
四、趨勢(shì)這邊,三個(gè)方向基本是共識(shí)
超薄化:0.1mm 以下出貨已經(jīng)在跟折疊屏和車(chē)載隱藏式充電位
寬頻一片化:Qi + NFC + 13.56MHz 想一片覆蓋,對(duì) Tanδ/μi 全頻段一致性要求會(huì)更嚴(yán)
車(chē)規(guī)化:抗震+高低溫循環(huán),脆性的燒結(jié)鐵氧體在這一塊會(huì)被柔性納米晶和改性磁片慢慢啃掉一部分份額
2024 年全球鐵氧體吸波材料市場(chǎng)大概 13 億美元,到 2031 年拉到 16.3 億,年復(fù)合不算猛,但車(chē)規(guī)和高端消費(fèi)的單價(jià)在往上走,對(duì)材料廠來(lái)說(shuō)是結(jié)構(gòu)性機(jī)會(huì)。
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五、交付這端,研發(fā)和采購(gòu)關(guān)心的其實(shí)是一件事
杭州海合新材料這邊,把 Bi?O?、Co?O? 微量摻雜和 Ni/Zn 摩爾比調(diào)控揉到一條線上,μi 和截止頻率的 trade-off 不用客戶自己試,按頻段直接給牌號(hào)——110-205kHz 的 Qi、6.78MHz 諧振、13.56MHz NFC 三個(gè)窗口各對(duì)應(yīng)一檔,采購(gòu)不用在"BOM 成本"和"溫升余量"之間反復(fù)橫跳。
批次一致性這塊,μi 公差、厚度公差、背膠剝離力三項(xiàng)是每卷必檢,85/85 和彎折老化的抽檢比例按車(chē)規(guī)檔走。模切這邊卷對(duì)卷寬幅能接,異形 NFC 環(huán)、接收端 L 形貼裝這些非常規(guī)形狀,Gerber 發(fā)過(guò)來(lái)兩天內(nèi)能出試樣。
?? 別忽略背膠層——25μm 的膠層看著不起眼,但膠的磁阻和介電常數(shù)會(huì)悄悄吃掉一點(diǎn)耦合效率,海合這邊的牌號(hào)是把背膠算進(jìn)等效磁路一起調(diào)的,不是磁片做完再隨便貼張 PSA。
如果你手上正好在調(diào) 15W 以上的接收端,或者車(chē)規(guī) 3.3kW 以上那塊溫升卡得緊,可以先把線圈尺寸+工作頻率+目標(biāo) ΔT 發(fā)過(guò)來(lái),海合這邊按工況反推牌號(hào)和厚度,比盲選省兩輪打樣。
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