為履行向市場(chǎng)提供更環(huán)保的產(chǎn)品的使命，TDK矢志創(chuàng)新并開發(fā)了一種能在薄膜上印刷厚銅圖案的電鍍工藝。該工藝能讓銅沉積在薄膜的一側(cè)或兩側(cè)，可降低線圈(天線)的直流電阻 (DCR)。這一創(chuàng)新成果是TDK結(jié)合自身先進(jìn)工藝技術(shù)和電鍍工藝來實(shí)現(xiàn)的，其中電鍍工藝采用了由日本阿基里斯株式會(huì)社 (Achilles) 提供的PPy液——一種將導(dǎo)電性聚吡咯以納米級(jí)精細(xì)度分散在有機(jī)溶媒的溶液材料。

TDK獨(dú)特的鍍銅工藝采用“加成法”，能視需要在指定區(qū)域鍍銅以形成圖案。這與傳統(tǒng)蝕刻掉銅層的“減成法”大有不同。此外，采用TDK獨(dú)有的高性能磁片，還有望減小最終產(chǎn)品的尺寸。

圖案線圈的產(chǎn)品展開

TDK獨(dú)特的圖案線圈技術(shù)能根據(jù)應(yīng)用需求精確且靈活地調(diào)節(jié)銅跡線的厚度，相比于采用刻蝕方法的傳統(tǒng)銅線圈技術(shù)，具有更強(qiáng)的線圈設(shè)計(jì)靈活性。借助該技術(shù)開發(fā)的最終產(chǎn)品陣容包括符合無線充電聯(lián)盟 (WPC) Qi標(biāo)準(zhǔn)的無線充電線圈 (WPT)、符合AirFuel標(biāo)準(zhǔn)的無線充電線圈 (WPT) 以及其它非Qi標(biāo)準(zhǔn)的無線充電線圈 (WPT)，還有同時(shí)支持通信與供電的RFID/NFC天線和EMI網(wǎng)狀屏幕。TDK的高性能磁片可抑制磁場(chǎng) (H) 的磁通 (?)，而圖案線圈技術(shù)更使其如虎添翼，大幅擴(kuò)展了終端應(yīng)用范圍。圖1展示了銅的厚度及其最終用途。

圖1：銅的厚度與最終用途

TDK超薄型WPT圖案線圈 MP-A28

隨著以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)設(shè)備無線充電技術(shù)的普及，車內(nèi)等多個(gè)場(chǎng)景下輕松充電的需求日益增加。MP-A28線圈符合Qi標(biāo)準(zhǔn)，采用獨(dú)特的圖案化工藝，使銅的厚度減少至單側(cè)150μm，整體厚度僅為0.76mm，纖薄程度令人嘆為觀止。相比于厚度約3.8毫米的傳統(tǒng)繞組線圈，MP-A28線圈僅有五分之一。詳情如圖2所示。另外，獨(dú)特的單圖案線圈還有望減少零件數(shù)量，節(jié)省基板面積。因此，產(chǎn)品的重量相比之前減少了76%，減輕至12.5克。車載電子元件的輕量化與薄型化設(shè)計(jì)是一大趨勢(shì)。TDK量產(chǎn)的MP-A28線圈具備輕巧和減少零件數(shù)量的優(yōu)勢(shì)，使得無線充電技術(shù)能夠順利嵌入到空間有限的設(shè)計(jì)中。

圖2：?jiǎn)螆D案線圈的薄型?輕量化

TDK超薄型NFC天線 MSC系列

用于非接觸支付和個(gè)人認(rèn)證的NFC通信需要磁共振環(huán)形天線，但由于周圍金屬環(huán)境可能會(huì)干擾通信，因此必須與磁片結(jié)合使用。隨著NFC設(shè)備趨于小型化、輕量化，天線的厚度也需要相應(yīng)減薄。然而，傳統(tǒng)技術(shù)在天線薄型化方面的能力有限。TDK的圖案線圈NFC天線采用了TDK的磁屏蔽制造技術(shù)，成功將NFC天線嵌入到磁屏蔽的粘合層中，從而實(shí)現(xiàn)了更加纖薄的天線設(shè)計(jì)。通過包括對(duì)磁片的改進(jìn)等優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使磁片本身變得更加纖薄，同時(shí)使其性能發(fā)揮到極致。

NFC論壇發(fā)布了針對(duì)低功耗設(shè)備(比如可穿戴設(shè)備)的無線充電無線充電所需的NFC天線和頻率標(biāo)準(zhǔn)。圖案線圈天線的靈活配置在滿足小型或不規(guī)則形狀天線的需求方面尤為有利。

圖3：MSC系列的輕薄設(shè)計(jì)

金屬信用卡用NFC天線

在信用卡交易中，NFC非接觸式支付越來越受到歡迎，現(xiàn)在幾乎所有新發(fā)行的信用卡都配備了NFC通信功能。高端信用卡可能采用金屬材料，以營(yíng)造奢華或獨(dú)特的質(zhì)感。為使這些卡片具備無線通信功能，需要將金屬部分做得更薄，以適應(yīng)天線單元的厚度，這可能會(huì)影響卡的原始設(shè)計(jì)概念。MSC系列不僅符合信用卡的非接觸式通信標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也盡量做到輕薄，以確保滿足行業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，保持金屬卡的奢華質(zhì)感。

圖4：增厚金屬材質(zhì)以提升卡片的“觸感”

透明卡用NFC天線

信用卡的設(shè)計(jì)多種多樣，以便于和其它卡片形成差異對(duì)比。目前，透明卡是其中一個(gè)最顯著的趨勢(shì)。透明卡的所有部件都采用透明材料制造，但由于用于無線通信的NFC天線無法實(shí)現(xiàn)百分之百的光學(xué)透明性，因此制作完全具有無線通信功能的透明卡非常具有挑戰(zhàn)性。TDK的圖案線圈天線技術(shù)采用電解電鍍工藝，能實(shí)現(xiàn)透明度超過80%的細(xì)線圖案。通過使用該NFC天線，可以制作出外觀一致的透明卡片，如圖5所示。

圖5：透明NFC天線片

超薄型坡莫合金片 IPM系列

噪聲抑制對(duì)電子設(shè)備的正常運(yùn)行和符合標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要，但通過電路設(shè)計(jì)完全抑制噪聲極為困難，因此通常采用屏蔽材料來減少輻射噪聲。

廉價(jià)金屬外殼通常用作屏蔽材料，不過它對(duì)高頻噪聲有較好的屏蔽效果，而對(duì)低頻噪聲的屏蔽效果相對(duì)較差。此外，要實(shí)現(xiàn)所需的屏蔽性能，金屬外殼的厚度也往往需要加厚。

IPM系列是一種超薄的軟磁金屬片，采用高磁導(dǎo)率材料坡莫合金，顯著提升了對(duì)低頻噪聲的抑制效果。在500kHz以下，其屏蔽性能可與厚度約為100倍的不銹鋼板相媲美。其特性如圖6所展示。

圖6：TDK的IPM磁片

IPM系列的應(yīng)用

隨著電子設(shè)備日趨輕薄小巧且功能日益豐富，智能手機(jī)及其它電子設(shè)備的噪音抑制變得愈加重要。TDK的IPM01系列采用先進(jìn)的高磁導(dǎo)率磁性材料，并集成了銅層，以優(yōu)化各種電子設(shè)備和應(yīng)用中的噪聲抑制，如圖7所示。TDK的IPM01系列產(chǎn)品提供卷狀、片狀和定制形狀等多種選擇。目前，我們正在研發(fā)一種能在高達(dá)125°C的溫度下使用的耐熱型產(chǎn)品，預(yù)計(jì)將在2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

PM系列的用途事例