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Uma concepção errada comum na seleção de placas flexíveis de absorção de ferrito é tratar "flexibilidade" como uma propriedade puramente adicional: o material ainda é o mesmo ferrito, mas é feito em forma dobrável.
Na verdade, não é assim. A transformação de ferrito de blocos sinterados em folhas flexíveis envolve uma mudança fundamental na morfologia material. As partículas de ferrito NiCuZn são dispersas na matriz de époxia ou borracha, e já não existem limites contínuos de grãos formados por sinterização entre partículas. A transfer ência de fluxo magnético entre partículas depende do contato de partículas e do efeito de diluição magnética da matriz. Essa mudança não só proporciona ao material uma dobrabilidade, mas também redefini seu mecanismo de perda e resposta à frequência. Entender o custo da flexibilidade pode melhor prever o desempenho real do que simplesmente comparar valores de permeabilidade magnética.
Como a flexibilidade muda o caminho da perda magnética
A perda magnética de ferrito sinterado vem principalmente de perda de histerese e ressonância natural, e a alta resistência torna a perda de corrente de eddy negligente. Depois de serem feitas em folhas compostas flexíveis, as partículas são isoladas por polímeros, e o acoplamento magnético entre partículas é fraco. A permeabilidade magnética efetiva é geralmente menor que a de corpos sinterados com a mesma composição. Por outro lado, a introdução da matriz de polímeros muda a trajetória de corrente dielétrica constante e corrente de eddy da folha, tornando a composição das perdas mais complexa.
Tomando como exemplo o sistema composto de epoxia ferrita NiCuZn, sua resposta eletromagnética é atribuída ao efeito combinado de perda magnética macroscópica e perda dielétrica, envolvendo ressonância da parede dominical, relaxação da rotação e polarização do dipol. Isso significa que a perda de folhas ferritas flexíveis já não é um único canal de perda magnética, mas uma mistura de perda magnética e perda dielétrica. Na faixa de frequência próxima de campo de 13,56 MHz, a perda magnética permanece o mecanismo dominante, mas em faixas de frequência maiores, o peso da perda dielétrica pode aumentar e a parte real da permeabilidade magnética pode diminuir rapidamente.
A proporção de preenchimentos afeta diretamente esse equilíbrio. Em uma proporção de volume ferrito/époxi de 0,55, uma amostra de 8 mm de espessura alcançou uma perda máxima de retorno de -48 dB a 4,6 GHz. Esses dados indicam que ferritos flexíveis ainda podem alcançar uma absorção considerável na faixa de frequência GHz, mas também revela uma restrição: a absorção efetiva muitas vezes requer uma espessura que corresponda à frequência, e em cenários espaciais limitados como telefones móveis, a espessura é geralmente compressa para a ordem de 0,1-0,5 mm, no qual o ponto a força de perda magnética do material no final de baixa frequência é a variável decisiva.
Avantagens e custos de perda de material de folhas flexíveis: a 13,56 MHz
No cenário de 13,56 MHz de NFC e RFID, a forma principal de produto de folhas flexíveis de ferrito é fino ferrito sinterado selado entre película PET e camada adesiva sensível à pressão, com uma espessura típica tão baixa como cerca de 0,05 mm e uma permeabilidade magnética de 13,56 MHz cobrindo a faixa de 130-200. A vantagem deste tipo de material reside em seu alto fator Q e baixa perda magnética, o que pode proporcionar um caminho de baixa resistência magnética para o fluxo magnético para desviar a placa de trás do metal sem consumir significativamente a energia de campo magnético limitada da antena NFC.
Mas o outro lado de "baixa perda" é "baixa absorção". A principal função de folhas flexíveis de ferrito a 13,56 MHz é a condutividade magnética e resistência à interferência metal, em vez de converter energia eletromagnética em calor. A s érie IFL04 da TDK está claramente posicionada como um "material de escudo magnético de baixa perda de alto Q" com perda magnética extremamente baixa, usado para estabilizar a ressonância da antena e isolar interferência metálica, em vez de absorção de banda larga. Isso significa que se os engenheiros erradamente interpretarem o baixo μ "na band a de frequência NFC como" capacidade de absorção insuficiente "e, em vez disso, perseguirem fórmulas de perda mais elevadas, ele irá realmente consumir o próprio sinal NFC, levando a uma diminuição da distância de leitura.
Os ferritos flexíveis do tipo de perda verdadeira são mais frequentemente encontrados nos cenários de supressão EMI na banda de frequência GHz. Nesta banda de frequência, o objetivo de projeto dos materiais mudou de "condutividade magnética de baixa perda" para "absorção controlável de perda". O filme flexível composto PVDF reforçado com BaCo[UNK]Fe ₁₆ O[UNK]₇ nanosheets alcançou uma eficiência de escudo de 35,94 dB a uma espessura de 0,2 mm, com uma contribuição de absorção de 29,85 dB, muito maior que a reflexão. O tangente de perda dielétrica alcançou 1,63 e o tangente de perda magnética foi 0,26. Esse conjunto de dados indica que a capacidade de absorção de sistemas compostos de ferritos flexíveis na banda de frequência GHz pode ser estabelecida através de perdas sinergísticas magnéticas dielétricas, mas sua composição de perda é fundamentalmente diferente da de placas magnéticas de baixa perda a 13,56 MHz.
Espessura: A variável mais facilmente mal utilizada em folhas flexíveis
Não há relação monotónica "mais espessa, melhor" entre a espessura e o desempenho de placas flexíveis de absorção de ferrito. Em uma estrutura de placa de retalho de uma camada, a perda de retorno mostra características de interferência dependentes da frequência à medida que a espessura muda. O filme composto de sanduíches flexíveis da band a C obtém uma perda mínima de reflexão de -54,64 dB a 6,144 GHz com uma espessura total de 1,13 mm, mas a largura de banda efetiva de absorção do mesmo material a uma espessura de 1,62 mm pode ser alargada a 9,268 GHz, cobrindo toda a banda C e estendendo-se às bandas S e X. O aumento da espessura expande a largura de banda, mas tanto a frequência máxima como a intensidade máxima mudam simultaneamente.
Nos cenários de baixa frequência próximos do campo de NFC e carga sem fio, a direção da espessura é diferente. As folhas finas flexíveis de ferrito (em ordem de aproximadamente 0,05 mm) já são capazes de proporcionar orientação suficiente para o fluxo magnético, e os benefícios marginais de aumento da espessura diminuem rapidamente enquanto ocupam o espaço de estacionamento já estreito. Traduzir a lógica "espessura para largura de banda" do cenário de absorção de GHz para o cenário de campo magnético 13,56 MHz é um dos desalinhamentos mais comuns na seleção de ferritos flexíveis.
Juízo de seleção baseado em restrições triangulares
A seleção de placas flexíveis de absorção de ferrito envolve essencialmente encontrar pontos de correspondência entre bandas de frequência, mecanismos de perda e custos de flexibilidade.
Primeiro, determinar se a banda de frequência alvo corresponde a "permeabilidade magnética" ou "absorção"
O requisito fundamental para 13,56 MHz NFC e carga sem fio de baixa potência (5 W e abaixo) é baixo μ ", orientação de fluxo magnético de alto Q, em vez de alta absorção de perdas. Neste cenário, os critérios de avaliação devem ser a consistência de μ ', o baixo nível de μ' ', e a tolerância à espessura, em vez da perda de reflexão máxima. A supressão EMI na band a de frequência GHz é o oposto da absorção radar, exigindo que os materiais tenham um tangente de perda usable na banda de frequência alvo. O componente de absorção na perda de reflexão ou efetividade de escudo é o indicador central.
Em segundo lugar, confirmar o limite de diluição magnética do preencher sob restrições flexíveis
A introdução de matriz flexível inevitavelmente reduz a permeabilidade magnética efetiva. O ferrito normal tem um μ 'de cerca de 80-120 na faixa de frequência, que diminuiu para 15-30 a 2-6 GHz; O sistema composto nanocristalino pode manter μ maior na mesma banda de frequências, mas a dificuldade de custo e controle do processo aumenta. A seleção de folhas ferritas flexíveis não deve basear-se na permeabilidade magnética do corpo sinterado, mas na permeabilidade magnética efetiva da folha acabada na banda de frequência alvo e espessura real, e a relação correspondente entre a proporção de volume de preenchimento e μ 'deve ser confirmada com o fornecedor.
Em terceiro lugar, considerar dobrar a confiabilidade como um termo independente de verificação, ao invés de supor que "flexibilidade não equivale a custo"
Folhas de ferrito flexíveis sofrem tensão e compressão ao aderir às superfícies curvas, e a interface entre partículas e matriz pode experimentar microdanos. Se as propriedades magnéticas são mantidas após dobramento repetido depende do módulo da matriz, da proporção de preenchimento e da espessura da folha. Ao selecionar, os fornecedores devem ser obrigados a fornecer dados sobre retenção de permeabilidade magnética ou mudanças de valor Q sob raios de dobramento específicos, em vez de apenas aceitar descrições qualitativas de "flexibilidade".
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha flexível de produto da placa de absorção de ferrito cobre duas rotas: 13,56 MHz NFC/RFID placas magnéticas anti-metal e placas de absorção EMI da banda GHz.
A série NFC é composta principalmente por estruturas compostas de polímeros finos de ferrito, com uma espessura que pode cobrir a ordem de 0,05 mm. Pode fornecer dados μ 'e μ' a 13,56 MHz e manter desempenho após dobramento; A série de absorção de GHz pode ajustar o sistema de preenchimento e espessura de acordo com a banda de frequência alvo, suportando rolamento, folha e corte de precisão. O produto pode ser combinado com um sistema material baseado em bandas específicas de frequência e restrições flexíveis. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.