一種無線充電線圈的制作方法及無線充電結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線充電線圈的制作方法，包括以下步驟：1)準(zhǔn)備塑膠件；制備可激光活化的涂料；2)在所述塑膠件正面和背面的待處理區(qū)域均噴涂一層所述可激光活化的涂料；3)使用激光在塑膠件正面鐳射出螺旋線圈槽和饋點(diǎn)槽，在內(nèi)部端點(diǎn)和第二饋點(diǎn)槽上均設(shè)置通孔；且使用激光在塑膠件背面上鐳射出圖案槽；4)清洗步驟3)處理后的塑膠件；5)對所述塑膠件表面的槽內(nèi)依次進(jìn)行化學(xué)鍍銅、電學(xué)鍍銅處理。本發(fā)明的無線充電結(jié)構(gòu)包括塑膠件以及按照上述方法直接在其上形成的所述線圈圖案、兩個(gè)饋點(diǎn)以及導(dǎo)通線圖案。本發(fā)明的無線充電線圈的制作方法及無線充電結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)電子設(shè)備輕薄化、可靠性的發(fā)展需求，制作過程簡單，且制得產(chǎn)品成本也較低。
【專利說明】一種無線充電線圈的制作方法及無線充電結(jié)構(gòu)
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種無線充電線圈的制作方法及無線充電結(jié)構(gòu)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]電磁感應(yīng)式(利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場實(shí)現(xiàn)近場無線供電)、磁場共振式(利用磁耦合共振效應(yīng)實(shí)現(xiàn)近場無線供電)、電波輻射式(電能轉(zhuǎn)換為電波通過輻射傳輸供電)是應(yīng)用最廣泛的三種無線充電技術(shù)。其中，電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)中關(guān)鍵點(diǎn)在于發(fā)射線圈、接收線圈的形狀，安裝位置和參數(shù)的設(shè)計(jì)。目前，多數(shù)的接收線圈由銅導(dǎo)線制成，或是采用FPC柔性印制板的方式制成。制成的銅線圈作為單獨(dú)的一個(gè)實(shí)體模塊，再安裝到其它設(shè)備殼體表面，例如，當(dāng)形成無線充電電源時(shí)，可粘貼于電池殼內(nèi)側(cè)或是電池表面。這樣得到的充電結(jié)構(gòu)，都會(huì)增加整機(jī)厚度，無法滿足設(shè)備輕薄化發(fā)展的要求。而且，長時(shí)間使用時(shí)也會(huì)造成無線充電線圈從殼體上脫落或是部分脫膠問題，可靠性差。最重要的是，一般無線充電線圈都是粘貼在殼體內(nèi)，這樣，接收線圈和發(fā)射線圈之間至少間隔兩層設(shè)備殼體的厚度，造成充電間隙大，導(dǎo)致充電效率降低。目前，也有提出直接成型在殼體上的方案，但是卻依賴特殊的復(fù)合金屬塑膠件材料，導(dǎo)致塑膠件的制作就已較復(fù)雜，且最終制得的無線充電結(jié)構(gòu)成本也較高。
[0003]以上【背景技術(shù)】內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請的現(xiàn)有技術(shù)，在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請的申請日已經(jīng)公開的情況下，上述【背景技術(shù)】不應(yīng)當(dāng)用于評價(jià)本申請的新穎性和創(chuàng)造性。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種無線充電線圈的制作方法及無線充電結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)電子設(shè)備輕薄化、可靠性的發(fā)展需求，制作過程簡單，且制得產(chǎn)品成本也較低。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下的技術(shù)方案予以解決:
[0006]一種無線充電線圈的制作方法，包括以下步驟:1)準(zhǔn)備塑膠件；制備可激光活化的涂料；所述涂料的溶質(zhì)包括有機(jī)金屬絡(luò)合物；2)在所述塑膠件正面和背面的待處理區(qū)域均噴涂一層所述可激光活化的涂料；3)使用激光在塑膠件正面鐳射出螺旋線圈槽和兩個(gè)饋點(diǎn)槽，所述螺旋線圈槽的外圍引出端與第一饋點(diǎn)槽連通，在所述螺旋線圈槽的內(nèi)部端點(diǎn)和第二饋點(diǎn)槽上均設(shè)置通孔；且使用激光在塑膠件背面上鐳射出圖案槽，所述圖案槽的兩個(gè)端點(diǎn)所在的位置分別相對于所述塑膠件正面的兩處激光通孔所在的位置；4)清洗步驟3)處理后的塑膠件；5)對所述塑膠件表面的槽內(nèi)依次進(jìn)行化學(xué)鍍銅、電學(xué)鍍銅處理，從而直接在所述塑膠件的正面形成線圈圖案和兩個(gè)饋點(diǎn)，背面形成導(dǎo)通線圖案，四個(gè)部分共同構(gòu)成無線充電線圈。
[0007]一種無線充電結(jié)構(gòu)，包括塑膠件、線圈圖案、兩個(gè)饋點(diǎn)和導(dǎo)通線圖案，所述線圈圖案、兩個(gè)饋點(diǎn)以及導(dǎo)通線圖案是按照上述的制作方法制作直接形成在所述塑膠件上的。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是:
[0009]本發(fā)明的無線充電線圈的制作方法，由激光直接在塑膠件表面鐳射出線圈槽，經(jīng)化學(xué)鍍銅和電學(xué)鍍銅后，從而直接在塑膠件上成形出線圈。線圈直接成型在塑膠件內(nèi)部表層，無需占用額外的空間體積，無需粘貼安裝，便于制得的產(chǎn)品設(shè)備輕薄化發(fā)展、可靠性高。而由于本發(fā)明的方法中，塑膠件無需為特殊材質(zhì)的復(fù)合塑膠件，采用普通塑膠件，在普通材質(zhì)的塑膠件表面噴涂活化涂料處理后形成槽，后續(xù)鍍銅處理即可。因此，普通的塑膠件直接噴涂鐳射即可，無需制作特殊的塑膠件組件，制作過程極大簡化，同時(shí)，制作得到的無線充電結(jié)構(gòu)更趨輕薄化，成本也大大降低。而且只要有需要，可將塑膠件整個(gè)表面均成型出線圈圖案，大大提升塑膠件的面積利用率，提升充電效率，而無需顧及塑膠件自身的結(jié)構(gòu)限制。本發(fā)明的方法，可直接在手機(jī)外殼，平板電腦外殼，移動(dòng)電源的外殼等塑膠件上成形線圈制得無線充電結(jié)構(gòu)，適用范圍非常廣泛，便于工業(yè)化普及。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0010]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的無線充電線圈的制作方法流程圖；
[0011]圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中激光在塑膠件的正面鐳射的槽結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的激光在塑膠件的背面鐳射的槽結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0013]圖4是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的激光在塑膠件厚度方向上設(shè)置的通孔的示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0014]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并對照附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]如圖1所示，為本【具體實(shí)施方式】的無線充電線圈的制作方法流程圖，包括以下步驟:
[0016]Pl)準(zhǔn)備塑膠件；制備可激光活化的涂料。
[0017]該步驟中，塑膠件采用市場上已有的普通塑膠件，無需特殊工藝制備的復(fù)合塑膠材料，無需在普通塑膠材料中添加額外的材料，例如非金屬光誘導(dǎo)催化劑等等。一般，特殊工藝制備的復(fù)合塑膠材料，需要經(jīng)過二次成型，工藝較復(fù)雜。且二次成型也導(dǎo)致復(fù)合塑膠材料本身較厚，不便于產(chǎn)品更輕薄化發(fā)展。
[0018]可激光活化的涂料包括溶劑和溶質(zhì)，溶質(zhì)中包含有機(jī)金屬絡(luò)合物。有機(jī)金屬絡(luò)合物可為銀絡(luò)合物、銅絡(luò)合物、鐵絡(luò)合物、鎳絡(luò)合物中的一種或者兩種以上的混合物。本【具體實(shí)施方式】中，溶質(zhì)的組分為:按質(zhì)量份計(jì)，10?50份作為基體樹脂的羥基丙烯酸樹脂、3?15份氟改性有機(jī)硅樹脂、I?10份增容劑、2?25份固化劑、3?20份炭黑、I?20份所述有機(jī)金屬絡(luò)合物。將上述溶質(zhì)溶于適量的溶劑中即可。選用該組分配比的溶質(zhì)得到的可激光活化的涂料，相比于其它有機(jī)金屬絡(luò)合物的涂料，涂料更易于后續(xù)激光鐳射出槽結(jié)構(gòu)圖案，是較適宜選用的一種涂料。
[0019]P2)在所述塑膠件正面和背面的待處理區(qū)域均噴涂一層所述可激光活化的涂料。該步驟中，在塑膠件上待形成無線充電線圈的區(qū)域噴涂材料即可。
[0020]需說明的是，步驟Pl)和步驟P2)雖然僅為制備材料，準(zhǔn)備塑膠件，噴涂塑膠件的簡單操作，卻是方案實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。有機(jī)金屬絡(luò)合物包括有機(jī)物外層和金屬內(nèi)層，由該有機(jī)金屬絡(luò)合物制成的涂料涂在塑膠件表面后，后續(xù)激光對塑膠件鐳射時(shí)，塑膠件表層被鐳射出槽的同時(shí)，漿料中的有機(jī)物外層在激光照射下氣化揮發(fā)，金屬內(nèi)層則在激光的作用下離散化形成離散分布的金屬材料，這樣后續(xù)鍍銅時(shí)才能使銅材料附著生長，形成銅線圈圖案。而普通塑膠件之所以無法直接鐳射鍍銅形成線圈，就是因?yàn)殂~材料在槽內(nèi)無法有效地附著生長。也正因?yàn)槿绱?，目前有些方案不得不采用特殊制得的?fù)合塑膠材料，因?yàn)橹挥刑囟ǖ囊恍?fù)合塑膠材料經(jīng)激光鐳射后才會(huì)在微觀結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)為槽表面有金屬材料離散化分布，才能實(shí)現(xiàn)后續(xù)鍍銅附著銅材料生長。而此處，則提出通過涂覆涂料，實(shí)現(xiàn)了在普通塑膠件上鍍銅形成銅線圈的方案。
[0021]P3)使用激光在塑膠件正面和背面鐳射出相應(yīng)的槽結(jié)構(gòu)和設(shè)置通孔。
[0022]具體地，鐳射的槽結(jié)構(gòu)如圖2、3和4所示。圖2所示，使用激光在正面鐳射出螺旋線圈槽I和兩個(gè)饋點(diǎn)槽3和5，螺旋線圈槽I的外圍引出端101與第一饋點(diǎn)槽3連通。在所述螺旋線圈槽I的內(nèi)部端點(diǎn)102上設(shè)置通孔2，在第二饋點(diǎn)槽5上設(shè)置通孔4。上述通孔可根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)。通孔經(jīng)由熱熔或嵌銅柱的方式導(dǎo)通獲得，通孔貫穿塑膠件的整個(gè)厚度方向。圖3和圖4所示，使用激光在塑膠件背面上鐳射出圖案槽7，圖案槽7的兩個(gè)端點(diǎn)所在的位置分別相應(yīng)于塑膠件正面的兩處激光通孔所在的位置，也即圖案槽7的一端相應(yīng)線圈槽I的內(nèi)部端點(diǎn)102上的通孔2，另一端相應(yīng)第二饋點(diǎn)槽5上的通孔4。通過在正面和背面鐳射上述槽和通孔，便于后續(xù)鍍銅后形成完整連通的線圈，最終通過兩個(gè)饋點(diǎn)即可與外部的電路連接。
[0023]本【具體實(shí)施方式】中，螺旋槽為環(huán)形螺旋線圈槽，其它形狀的線圈對應(yīng)的槽結(jié)構(gòu)均可適用，例如矩形螺旋線圈槽結(jié)構(gòu)。槽的寬度，間隙可根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行設(shè)定。本【具體實(shí)施方式】中，所述螺旋線圈槽I的槽寬度為1.2_，相鄰槽之間的間隙0.4_，槽的匝數(shù)為9?12圈。
[0024]P4)清洗經(jīng)過鐳射和開孔處理后的塑膠件。該步驟，把鐳射和開孔處理好的塑膠件放入超聲波清洗池，清洗掉前述處理過程中遺留的粉末等殘余物。
[0025]P5)對所述塑膠件表面的槽內(nèi)依次進(jìn)行化學(xué)鍍銅、電學(xué)鍍銅處理，從而直接在所述塑膠件的正面形成線圈圖案和兩個(gè)饋點(diǎn)，背面形成導(dǎo)通線圖案，四個(gè)部分共同構(gòu)成無線充電線圈。
[0026]通過鍍銅在槽內(nèi)附著生長銅材料，由銅材料填充完線圈槽后形成銅線圈。鍍銅的厚度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選地，先化學(xué)鍍銅處理使所述槽內(nèi)的銅厚度達(dá)到10?15 μ m，然后電學(xué)鍍銅處理使所述槽內(nèi)的銅厚度達(dá)到20?30 μ m。通過上述方式鍍出一定厚度的銅線圈。這樣，便于控制銅材料有效附著生長，且銅線圈的厚度不至于太厚浪費(fèi)太多銅材料，同時(shí)線圈的充電效率也能滿足實(shí)際應(yīng)用。另外，優(yōu)選地，電學(xué)鍍銅處理之后還包括電學(xué)鍍鎳或鋅的處理過程，這樣，通過鍍鎳或者鋅，防止銅線圈氧化，對其進(jìn)行保護(hù)。
[0027]經(jīng)過上述步驟，塑膠件表面上，銅線圈的外部引出端與第一饋點(diǎn)連接，內(nèi)部端通過通孔上的銅材料經(jīng)由背面的銅導(dǎo)通線圖案連接至第二饋點(diǎn)，這樣構(gòu)成完整連通的無線充電線圈，通過兩個(gè)饋點(diǎn)連接外部的電路單元即可進(jìn)行充放電。外部的電路單元可直接集成在電路板上安裝在塑膠件的正面，電路板和線圈之間通過兩個(gè)饋點(diǎn)連接接通，這樣，即可實(shí)現(xiàn)充電或者放電功能。
[0028]本【具體實(shí)施方式】中，凡是需要充電或者可為其它設(shè)備供電的電子設(shè)備的外殼均可用于作為塑膠件，例如，手機(jī)外殼、筆記本外殼、平板電腦外殼、藍(lán)牙耳機(jī)外殼、移動(dòng)電源外殼或者電池的外殼，從而在其上直接成型出線圈圖案、饋點(diǎn)和導(dǎo)通線圖案，構(gòu)成無線充電結(jié)構(gòu)。實(shí)際使用時(shí)，一般會(huì)再在線圈圖案上貼上一層電磁屏蔽的材料。本方法具有很廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景，適于工業(yè)推廣。直接成型在電子設(shè)備外殼上，具有一致性好、制造流程短、超薄設(shè)計(jì)、抗震性好等顯著效果。具體地，例如，在手機(jī)外殼上直接成型出無線充電線圈作為接收線圈，后續(xù)則將手機(jī)直接放在供電的無線充電器上，接收線圈接收到無線充電器發(fā)送過來的信號后，傳輸?shù)匠潆娞幚黼娐?一般包括處理芯片、全橋整流電路、數(shù)字控制電路和穩(wěn)壓電路)，最終輸出穩(wěn)定的5V直流電，然后連接到手機(jī)電池的充電接口，對手機(jī)電池進(jìn)行充電，便可實(shí)現(xiàn)無線充電。
[0029]再例如，電池上部外殼上直接成型無線充電線圈，作為發(fā)射線圈，則當(dāng)其它無線充電接收端放在電池上部外殼上時(shí)，可直接對其它無線充電接收端進(jìn)行供電。同時(shí)電池的下部外殼也可直接成型無線充電線圈，作為接收線圈。當(dāng)電池電量耗完時(shí)，可將電池放置在其它無線供電電源上，即可對電池進(jìn)行無線供電，對電池蓄電。
[0030]本【具體實(shí)施方式】中制作無線線圈的方法，無需復(fù)雜材料以及復(fù)雜工藝制備的復(fù)合塑膠材料，使用普通塑膠件即可直接在塑膠件的表面成型出線圈，從外表看，為塑膠件表面有一圈一圈的線圈圖案。工藝簡單，且制得的無線充電結(jié)構(gòu)更趨于輕薄化，成本也較低。而且，直接成型在塑膠外殼上，不再像現(xiàn)有的先制作出線圈模塊，再將線圈粘貼到塑膠件上，工藝過程更快速高效，制得的產(chǎn)品輕薄化，且可靠性大大增強(qiáng)。且只要有需要，可將塑膠件整個(gè)表面均成型出線圈圖案，有效提升塑膠件的面積利用率，提升充電效率，而無需顧及塑膠件自身的結(jié)構(gòu)限制。
[0031]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無線充電線圈的制作方法，其特征在于:包括以下步驟:1)準(zhǔn)備塑膠件；制備可激光活化的涂料；所述涂料的溶質(zhì)包括有機(jī)金屬絡(luò)合物；2〉在所述塑膠件正面和背面的待處理區(qū)域均噴涂一層所述可激光活化的涂料；3〉使用激光在塑膠件正面鐳射出螺旋線圈槽和兩個(gè)饋點(diǎn)槽，所述螺旋線圈槽的外圍引出端與第一饋點(diǎn)槽連通，在所述螺旋線圈槽的內(nèi)部端點(diǎn)和第二饋點(diǎn)槽上均設(shè)置通孔；且使用激光在塑膠件背面上鐳射出圖案槽，所述圖案槽的兩個(gè)端點(diǎn)所在的位置分別相對于所述塑膠件正面的兩處激光通孔所在的位置；4)清洗步驟3)處理后的塑膠件；5〉對所述塑膠件表面的槽內(nèi)依次進(jìn)行化學(xué)鍍銅、電學(xué)鍍銅處理，從而直接在所述塑膠件的正面形成線圈圖案和兩個(gè)饋點(diǎn)，背面形成導(dǎo)通線圖案，四個(gè)部分共同構(gòu)成無線充電線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電線圈的制作方法，其特征在于:所述步驟1)中，所述溶質(zhì)的組分為:按質(zhì)量份計(jì):10?50份羥基丙烯酸樹脂、3?15份氟改性有機(jī)硅樹脂、1?10份增容劑、2?25份固化劑、3?20份炭黑、1?20份有機(jī)金屬絡(luò)合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電線圈的制作方法，其特征在于:所述步驟3)中，所述通孔經(jīng)由熱熔或嵌銅柱的方式導(dǎo)通獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電線圈的制作方法，其特征在于:所述步驟5)中，電學(xué)鍍銅處理之后還包括電學(xué)鍍鎳或鋅的處理過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電線圈的制作方法，其特征在于:所述步驟1)中，所述塑膠件為需要充電或者可為其它設(shè)備供電的電子設(shè)備的外殼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線充電線圈的制作方法，其特征在于:所述塑膠件為手機(jī)外殼、筆記本外殼、平板電腦外殼、藍(lán)牙耳機(jī)外殼、移動(dòng)電源外殼或者電池的外殼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電線圈的制作方法，其特征在于:所述步驟2)中，螺旋線圈槽為環(huán)形螺旋線圈槽或者矩形螺旋線圈槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電線圈的制作方法，其特征在于:所述步驟5)中，所述化學(xué)鍍銅處理使所述槽內(nèi)的銅厚度達(dá)到10?15 所述電學(xué)鍍銅處理使所述槽內(nèi)的銅厚度達(dá)到20?30 VIII。
9.一種無線充電結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括塑膠件、線圈圖案、兩個(gè)饋點(diǎn)和導(dǎo)通線圖案，所述線圈圖案、兩個(gè)饋點(diǎn)以及導(dǎo)通線圖案是按照所述權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的制作方法制作直接形成在所述塑膠件上的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線充電結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述塑膠件為手機(jī)外殼、筆記本外殼、平板電腦外殼、藍(lán)牙耳機(jī)外殼、移動(dòng)電源外殼或者電池的外殼。
【文檔編號】H02J7/00GK104465067SQ201410660313
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】賈智亞 申請人:東莞勁勝精密組件股份有限公司, 東莞唯仁電子有限公司