CN102598164A - 高频磁性材料及高频装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高频磁性材料,由磁性粒子被分散于树脂材料中所形成,磁性粒子为大体球形,在树脂材料中含有磁性粒子1~60vol%,磁性粒子的饱和磁通密度为1特斯拉以上,磁性粒子的磁各向异性常数在立方晶系材料中为K1<±800×103(J/m3),在单轴各向异性材料中为Ku<±400×103(J/m3)。实现高频磁性材料的低损耗化。
Description
技术领域
本发明涉及高频磁性材料及高频装置。
背景技术
历来,磁性材料被用于各种磁应用制品。在这些磁性材料中,将在弱磁场下发生大磁化的变化的材料称为软磁性材料。
软磁性材料根据材料的类别被分为金属系材料、非晶材料、氧化物材料。软磁性材料中,在频率为MHz以上的高频情况下,使用电阻高、能够抑制涡电流损耗的氧化物材料(铁氧体材料)。例如,作为在高频下使用的铁氧体材料,已知有Ni-Zn铁氧体材料等。
这样的包括铁氧体材料的软磁性材料中,在1GHz程度的高频下,伴随着磁共振而发生复数导磁率实部Re(μ)的衰减和复数导磁率虚部Im(μ)的增加。其中,由于复数导磁率虚部Im(μ)引发由P=1/2·ωμ0Im(μ)H2所表示的能耗P,复数导磁率虚部Im(μ)为较高的值则在磁心或天线之类的应用上而言在实用上不优选。此处,ω为角频率、μ0为真空导磁率、H表示磁场强度。
另一方面,由于复数导磁率实部Re(μ)是表示收集电磁波的效果或针对电磁波的波长缩短效果的大小的值,较高的值在实用上优选。
另外,作为表示磁性材料的能耗(磁损耗)的指标,有时使用耗散因子(tanδ=Im(μ)/Re(μ))。当耗散因子为较大值时,在磁性材料中磁能被转换为热能,从而必要的能量的传导效率恶化。因此,优选耗散因子为较低的值。以下,将磁损耗作为耗散因子(tanδ)进行说明。
软磁性材料中,存在在高频带(GHz带)下tanδ也较低的薄膜材料。例如,存在称作Fe基高电阻软磁性膜和Co系高电阻膜的薄膜材料。然而,薄膜材料由于其体积较小,适用范围受到限制。此外,存在薄膜制作的流程复杂且必须使用昂贵的设备的问题。
为了解决上述问题,存在对于在树脂中分散由磁性材料的复合磁性材料而适用树脂成型技术的例子。例如,已知有如下技术:通过将以纳米结晶软磁性材料作为粉末而得到的物质与树脂复合,从而提供在宽带域中电磁波吸收特性优异的电磁波吸收体(例如,参考专利文献1)。
专利文献1:日本特开平11-354973号公报
发明内容
在使用树脂成型技术来成型可以适用于高频用的各种磁应用制品的磁性材料(高频磁性材料)的情况下,与磁性粒子相关的条件(磁性粒子的形状、磁性粒子在树脂中的含量、磁性粒子的饱和磁化以及磁性粒子的磁各向异性常数)是用于实现降低tanδ(低损耗化)的重要参数。
另外,在成型高频磁性材料的情况下,例如在应用制品为磁性体天线的情况下,通知适用具有较低的tanδ的高频磁性材料,能够提高放射效率。因此,存在实现高频磁性材料的低损耗化的要求。
本发明的课题是,对与磁性粒子相关的条件进行最优化,或者对于在树脂中含有孤立分散的磁性粒子的复合磁性材料实施着磁处理来实现高频磁性材料的低损耗化。
为了解决上述课题,根据本发明,提供一种磁性粒子被分散于树脂材料中所形成的高频磁性材料,上述磁性粒子为大体球形,上述树脂材料中含有上述磁性粒子1~60vol%,上述磁性粒子的饱和磁通密度为1T以上,上述磁性粒子的磁各向异性常数在立方晶系材料中为K1<±800×103(J/m3),在单轴各向异性材料中为Ku<±400×103(J/m3)。
另外,根据本发明,提供一种磁性粒子被分散于树脂材料中所形成的高频磁性材料,上述磁性粒子为大体球形,平均粒径d为0.1<d<1(μm),且各粒径的相对粒子体积f(d)满足如下关系:∑{f(d)·d2}<6.7×10-12。
另外,上述磁性粒子,优选扁平率为0.36至2.50。
另外,根据本发明,提供一种磁性粒子被分散于树脂材料中所形成的高频磁性材料,上述磁性粒子为大体球形,实施了着磁处理。
另外,上述磁性粒子的内部的磁化分布,优选为涡流(うず)状环流(還流)结构。
另外,上述着磁处理,优选在将上述磁性粒子分散于上述树脂材料中的处理过程中或处理后实施。
另外,上述着磁处理,优选在与所使用的装置中的主要作用磁场方向相平行的方向上实施。
另外,优选为由适用了上述高频磁性材料的天线、电路基板及电感器中的至少一个而形成的高频装置。
根据本发明,能够实现与磁性粒子相关的条件的最优化,或者通过对在树脂中含有孤立分散的磁性粒子的复合磁性材料实施着磁处理能够实现高频磁性材料的低损耗化。
附图说明
图1是表示相对于磁性粒子的粒径的导磁率Re(μ)的计算结果的图。
图2是表示相对于磁性粒子的粒径的导磁率Re(μ)及tanδ的计算结果的图。
图3A是表示磁性粒子的直径(d)与厚度(t)的图。
图3B是表示相对于磁性粒子的扁平率的导磁率Re(μ)及tanδ的计算结果的图。
图4是表示相对于磁性粒子的饱和磁通密度的导磁率Re(μ)及tanδ的计算结果的图。
图5是表示磁性粒子为立方晶系的情况下的相对于磁各向异性常数K1的导磁率Re(μ)及tanδ的计算结果的图。
图6是表示磁性粒子为单轴各向异性材料情况下的相对于磁各向异性常数Ku的导磁率Re(μ)及tanδ的计算结果的图。
图7是表示在改变树脂中的磁性粒子的填充率的情况下的高频磁性材料的导磁率Re(μcomp.)及tanδcomp.的计算结果的图。
图8是表示在现有的高频磁性材料与本发明的高频磁性材料中的导磁率Re(μcomp.)及tanδcomp.的图。
图9A是表示适用了高频磁性材料的天线的一例的图。
图9B是表示适用了高频磁性材料的天线的一例的图。
图9C是表示适用了高频磁性材料的天线的一例的图。
图9D是表示适用了高频磁性材料的天线的一例的图。
图10是表示适用了高频磁性材料的天线的一例的图。
图11是表示适用了高频磁性材料的电感器的一例的图。
图12是表示适用了高频磁性材料的电路基板的一例的图。
图13是表示磁性粒子内部的磁化分布的图。
图14A是表示在X方向及Z方向施加磁场的情况下的导磁率Re(μ)的图。
图14B是表示在X方向及Z方向施加磁场的情况下的tanδ的图。
图15A是测定体系的俯视图。
图15B是测定体系的侧面图。
图16A是表示在进行平行着磁的情况下的导磁率Re(μ)及tanδ的评价结果的图。
图16B是表示进行垂直着磁的情况下的导磁率Re(μ)及tanδ的评价结果的图。
图17是表示在对环形线圈进行着磁处理的情况下,以圆周方向为着磁方向的图。
图18是表示将分别实施着磁处理的多个部件进行一体化来制造的图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的第1实施方式及第2实施方式进行详细说明。但是,发明的范围并不限定于图示例。
第1实施方式
对于本发明的第1实施方式进行说明。首先,参考图1和图2来说明复数导磁率实部Re(μ)及tanδ的计算结果进行说明。
在图1及图2所示的复数导磁率实部Re(μ)及tanδ的计算中,材料为Fe(铁)、磁性材料的形状为球形、频率为1GHz,由此计算磁性粒子的孤立粒子单体的特性。此处,定义如下:高频的复数比导磁率(高频复数比导磁率)μ=Re(μ)-j·Im(μ)(j为虚数单位),tanδ=Im(μ)/Re(μ)。通常所用的比导磁率相当于复数比导磁率的实部Re(μ)。以下,在本实施方式中,仅作为导磁率Re(μ)来进行说明。
图1为表示相对于磁性粒子的粒径的导磁率Re(μ)的计算结果的图。横轴表示磁性粒子的粒径。纵轴表示导磁率Re(μ)。导磁率Re(μ)的计算采用微磁学模拟。微磁学模拟中,将对高频磁场的磁化响应进行傅里叶变换,求得复数磁化率χ=Re(χ)-j·Im(χ),从而求出导磁率Re(μ)=1+Re(χ)。
基于上述条件进行计算,则如图1所示,在磁性粒子的粒径为0.1~1μm范围内,导磁率Re(μ)为大致恒定值“7”。
图2是表示相对于磁性粒子的粒径的tanδ的计算结果的图。横轴表示磁性粒子的粒径。纵轴表示tanδ。tanδ分解为磁损耗成分(tanδm)和涡电流损耗成分(tanδe)来计算。其中,磁损耗成分(tanδm)的计算采用微磁学模拟来计算。另外,涡电流损耗成分(tanδe)的计算采用tanδe=πd2μ0Re(μ)f/cρ(d:粒径,μ0:真空导磁率,Re(μ):导磁率,f:频率(1GHz),c:形状因子(在球形时为20),ρ:电阻率)来计算。并且,计算磁损耗成分与涡电流损耗成分的合计值来作为tanδ。
基于上述条件进行计算时,如图2所示,在粒径0.1~1μm的范围内,得到tanδ=0.1以下的值。另外,在粒径为0.2~0.5μm的范围内,得到tanδ=0.05以下的更低的值。
接下来,参考图3A及图3B,对于相对于磁性粒子的扁平率的导磁率Re(μ)及tanδ(计算结果)的特性进行说明。扁平率相当于图3A中所示的磁性粒子的直径(d)/厚度(t)。图3B的横轴表示扁平率(d/t)。纵轴表示1GHz时的导磁率Re(μ)及tanδ的值。如图3B中所示,扁平率在0.36~2.50范围内,tanδ显示约0.1以下的较低的值。
接下来,参考图4,对于相对于磁性粒子的饱和磁通密度的导磁率Re(μ)及tanδ(计算结果)的特性进行说明。图4的横轴表示磁性粒子的饱和磁通密度的值Ms(T)。纵轴表示在1GHz下的导磁率Re(μ)及tanδ的值。如图4所示,在饱和磁通密度为1T以上的情况下,tanδ呈现为0.1以下的较低值。
接下来,参考图5及图6对导磁率Re(μ)及tanδ相对于磁各向异性常数的特性进行说明。图5是表示磁性粒子为立方晶系的情况下相对于磁各向异性常数K1的导磁率Re(μ)及tanδ的特性的图。图5的横轴表示在立方晶系材料中的磁各向异性常数K1。纵轴表在1GHz下的导磁率Re(μ)及tanδ的值。如图5所示,在磁各向异性常数K1<±800×103(J/m3)的范围内,tanδ呈现为约0.1以下的较低的值。
图6是显示磁性粒子为单轴各向异性材料的情况下相对于磁各向异性常数Ku的导磁率Re(μ)及tanδ的特性的图。图6的横轴表示在单轴各向异性材料中的磁各向异性常数Ku。纵轴表示在1GHz下的导磁率Re(μ)及tanδ的值。如图6所示,在磁各向异性常数Ku<±400×103(J/m3)的范围内,tanδ呈现为约0.1以下的较低值。
接下来,参考图7来说明改变树脂中的磁性粒子的含有率(填充率)的情况下的复合材料(高频磁性材料)的导磁率Re(μcomp.)及tanδcomp.的计算结果。在本实施方式中,为了区别于图1~图6中所示的磁性粒子单体的导磁率Re(μ)及tanδ,作为高频磁性材料中的导磁率Re(μcomp.)及耗散因子tanδcomp.进行说明。所谓填充率定义为相对于复合材料整体的体积而言磁性粒子的体积比例。
具体的而言,图7是显示在使用粒径为0.2μm的Fe粒子的情况下,通过改变填充率而得到的导磁率Re(μcomp.)及tanδcomp.的计算结果的特性的图。横轴表示填充率α。纵轴表示导磁率Re(μcomp.)及tanδcomp.。此处,作为复合材料的特性而使用填充率α,由导磁率Re(μcomp.)=1+α·Re(χ)、tanδcomp=αIm(χ)/(1+αRe(χ))所表示。通过计算该式子,得到图7所示的导磁率Re(μcomp.)与tanδcomp.的关系。
通过参考图7所示的导磁率Re(μcomp.)与tanδcomp.的关系,可以选择与制品设计(磁应用制品的设计)相对应的适当的填充率。另外,在选择填充率时,填充率过高的话,则使得混炼性及成型性恶化,且通过磁性粒子间的磁力的相互作用使得磁化损耗增加。即,不优选填充率过高。为此,填充率优选为1~60vol%。
以上为具有单一粒径的情况下的计算结果,然而现实中可调制的粒子的粒径具有分布,当混存有如图2所示的粒径较大的粒子时由于涡电流损耗而引发tanδ的增加。以各粒径下的相对粒子体积为f(d),则考虑了粒径分布的由涡电流损耗引发的tanδ由∑{f(d)·tanδe}表示。此处的相对粒子体积f(d)是指以粒径d为代表值的粒径范围内所含有的粒子的总体积在整个粒子的总体积中所占有的比例。当使用tanδe=πd2μ0Re(μ)f/cρ的关系和μ0=4π×10-7、Re(μ)=6.7(图1中在粒径0.1至1μm下的平均的导磁率)、f=1(GHz)、c=20、ρ=8.9×10-8(Ω·m)时,在满足以下关系的情况下,tanδ为不足0.1的较低的值。
∑{f(d)·d2}<6.7×10-12
接下来,对于基于图1~图7的计算结果的条件制得的成型体(高频磁性材料)的特性进行说明。图8是表示现有的高频磁性材料中的导磁率Re(μcomp.)及tanδcomp.(相当于图8中的现有例(1)(2))以及基于图1~图7的计算结果所选择的条件(磁性粒子为大体球形,磁性粒子的含量为1~60vol%、饱和磁通密度为1T以上、磁性粒子的磁各向异性常数在立方晶系材料中为±800×103(J/m3)、在单轴各向异性材料中为±400×103(J/m3)的条件)而制备的高频磁性材料中的导磁率Re(μcomp.)及tanδcomp.(相当于图8中的本发明)的图。
对于由图8所示的根据本发明的成型体(高频磁性材料)的评价方法进行说明。需要说明的是,以下所说明的成型体(高频磁性材料)在粒径方面具有分布。因此,在本实施方式中,将平均粒径定义为在体积基准的粒度分布中的中径(D50)来进行说明。粒度分布的测定可以通过静态光散射法等来进行评价。
首先,使用自公转式混炼装置,将平均粒径0.4μm的Fe粒子分散到热固性环氧树脂中,得到糊剂状的流动体。另外,此时,Fe粒子相对于热固性环氧树脂的填充率为30vol%。继而,将糊剂状的流动体在加热板上在60℃下加热固化3.5小时,得到长10(mm)×宽10(mm)×厚1(mm)的成型体。将该成型体机械加工成长4(mm)×横4(mm)×厚0.7(mm),使用市售的高频导磁率测定装置来评价导磁率Re(μcomp.)及tanδcomp.。图8示出该评价结果。另外,示于图8的现有例,为使用了平均粒径1.9μm的Fe粒子的复合材料(高频用磁性体)及使用了平均粒径0.4μm的Ni粒子的复合材料(高频用磁性体)的导磁率Re(μcomp.)及tanδcomp.。
如图8所示,本发明中的tanδcomp.,相比于现有例的tanδcomp.在整个频率区间内值降低。
接下来,参考图9A~图12,说明将根据本发明的高频磁性材料适用于高频装置(天线、电感器、电路基板)的一例进行说明。
图9A、图9B、图9C、图9D及图10是表示适用了高频磁性材料的天线的一例的图。图9A中所示天线ANT1具有高频磁性材料1A、接地板2A、电极3A而构成。ANT1在接地板2A之上形成高频磁性材料1A,在高频磁性材料1A之上形成电极3A从而构成。
图9B中所示天线ANT2,具有高频磁性材料1B、电极3B和交流电源4而构成。交流电源4示出了交流电源的供电点(图9C、图9D及图10中所示的交流电源4也同样)。ANT2在高频磁性材料1B之上形成电极3B而构成。此时,结构也可以是在高频磁性材料1B中组装有电极3B。
图9C中所示的天线ANT3具有高频磁性材料1C、电极3C和交流电源4而构成。ANT3的结构也可以是电极3C配置在高频磁性材料1C的内部。
图9D中所示天线ANT4具有高频磁性材料1D、接地板2D、电极3D和交流电源4而构成。ANT4在接地板2D之上形成高频磁性材料1D,在高频磁性材料1D中组装有电极3D而构成。另外,其结构也可以是电极3D配置在高频磁性材料1C的内部。
图10所示的天线ANT5具有高频磁性材料1E、接地板2E和电极3E而构成。ANT5的结构为以与接地板2E的至少一面具有相同的高度来形成高频磁性材料1E的一面,在高频磁性材料1E之上形成电极3E。
接下来,参考图11来说明适用了高频磁性材料的电感器111的一例。如图11所示,电感器111具有高频磁性材料1F、端子11、卷线12而构成。根据该结构,高频磁性材料1F可以适用于电感器111。
接下来,参考图12来说明适用了高频磁性材料的电路基板121的一例。如图11所示,电路基板具有高频磁性材料1F、焊接区21、通孔22、内部电极23和安装部件24、25而构成。图12中在所有层均使用了高频磁性材料1F,但也可以在其中的至少一层中使用高频磁性材料1F。根据该结构,高频磁性材料1F可以适用于电路基板121。
以上,根据本实施方式,通过如下条件,即:磁性粒子为大体球形、含量为1~60vol%、饱和磁化率为1T以上、磁各向异性常数在立方晶系材料中为±800×103(J/m3)、在单轴各向异性材料中为±400×103(J/m3),由此可以使tanδ为0.1以下。因此能够实现高频磁性材料的低损耗化。
另外,在扁平率为0.36至2.50的范围内,可以使tanδ为0.1以下。因此,作为扁平率的条件,由于允许在0.36至2.50的范围内,无需对磁性粒子制造流程条件的严格控制,能够降低用于制备高频磁性材料的成本。
另外,可以将高频磁性材料适用于天线、电路基板及电感器中的至少一个中。由此,例如,通过在天线中使用tanδ较低的高频磁性材料,能够增加天线的发射效率。
第2实施方式
下面对根据本发明的第2实施方式进行说明。首先,参考图13对于根据微磁学模拟计算的磁性粒子内部的磁化分布进行说明。具体而言,图13是表示在磁性材料Fe(铁)、粒径1μm、磁性粒子的形状为大体球形的情况下从磁化分布为随机状态(随机磁化状态)求出磁化为稳定状态(稳定磁化状态)下的XY面的磁化分布的图。
Z方向表示在图1中所示的X、Y方向上垂直的方向。具体而言,在图13中,示出了(1)Z=100μm、(2)300μm、(3)500μm、(4)700μm、(5)900μm时的各横截面。另外,图13中所示的箭头方向为磁化方向。
如图13所示,在磁性粒子内部的大部分中,磁化在XY平面内形成涡流(うず)。因此,在X方向及Y方向没有产生正式的磁化。另外,在磁性粒子的中心部出存在Z方向的磁化。
接下来,参考图14A及图14B,对于在磁性粒子(Fe)上施加磁场时的磁性粒子的特性进行说明。此处,关于高频的复数导磁率(高频复数导磁率)由μ=Re(μ)-j·Im(μ)(j为虚数单位)、tanδ=Im(μ)/Re(μ)来定义。通常所用意味下的比导磁率相当于复数比导磁率的实部Re(μ)。以下,在本实施方式中,仅作为导磁率Re(μ)来进行说明。
图14A是表示在X方向及Z方向施加磁场时的导磁率Re(μ)的图。横轴表示频率。纵轴表示导磁率Re(μ)。图14B是表示在X方向及Z方向上施加磁场时的tanδ的图。横轴表示频率。纵轴表示tanδ。
需要说明的是,导磁率Re(μ)的计算使用微磁学模拟。微磁学模拟中,将相对于高频磁场的磁化响应进行傅里叶变换,求得复磁化率χ=Re(χ)-j·Im(χ),从而求得导磁率Re(μ)=1+Re(χ)。
另外,对于tanδ通过同样地微磁学模拟,作为磁损耗成分而求得。该结果中不含涡电流损耗。
如图14A所示,导磁率Re(μ),在X方向、Z方向分别为7左右。另外,如图14B所示,可知tanδ根据施加磁场的方向而呈现不同的值。具体而言,Z方向的tanδ比X方向的小。这显示着磁方向的tanδ得到降低。具体而言,因为磁性粒子的大部分的局部磁化方向(仅仅是XY面内成分而不包含Z成分)与磁场方向(Z方向)相平行,由于滞后损耗及磁畴共振(磁壁共鳴)损耗减小从而磁性粒子的残留磁化方向(Z方向)的tanδ降低。并且,通过着磁处理来切换磁化涡流的旋转面与残留磁化方向,使得着磁方向的tanδ降低。
另外,图14B所示的结果确认了,至少粒径0.1~2μm也能够得到。
接下来,参考图15A、图15B、图16A及图16B对于制作将磁性粒子分散在树脂材料中得到的成型体(高频磁性材料)、在该制作后施加着磁处理的情况下的导磁率Re(μ)及tanδ进行说明。需要说明的是,以下说明的成型体(高频磁性材料)在粒径方面具有分布。由此,在本实施方式中将平均粒径定义为在体积基准的粒度分布中的中径(D50)来进行说明。粒度分布的测定,可以通过静态光散射法等来评价。
作为磁性粒子而使用平均粒径1μm的Fe粒子、作为树脂而使用PPS(聚苯硫醚树脂)、进而通过捏合机进行热混炼来制作成型体。此时,混炼温度为270℃、混炼时间为30分钟、体积填充率为30vol%。
将该成型体通过机械加工而加工成10×10×1mmt,使用キ一コム公司制磁性材料特性测定系统,评价与着磁方向相应的导磁率Re(μ)及tanδ。评价中,在着磁磁场方向为与测定磁场的方向平行(平行着磁)的情况下(例如,着磁的方向为Z方向的情况下)和着磁磁场的方向为与测定磁场的方向相垂直(垂直着磁)的情况下(例如,着磁方向为X方向或Y方向的情况)下实施着磁。另外,着磁是将试料(成型体)插入相对的永磁体的间隙中,在磁场强度为5kOe下进行。
图15A及图15B是表示测定磁场的方向(测定体系)与坐标轴(XYZ轴)之间的关系的图。图15A及图15B中所示31表示接地、32表示试料(高频磁性材料)、33表示信号线。34是表示测定磁场的箭头。图15A是表示测定体系的俯视图。图15B时表示测定体系的侧面图。另外,XYZ轴对应于图15B的坐标轴。因此,箭头34表示Z方向的测定磁场。
图16A是表示在实施平行着磁的情况下的导磁率Re(μ)及tanδ的评价结果的图。图16B是表示在实施垂直着磁的情况下的导磁率Re(μ)及tanδ的评价结果的图。在评价结果中,导磁率Re(μ)是不随磁化方向变化的几乎相同的值。
与此相对,tanδ根据着磁方向不同而成为不同的值。具体而言,在对各着磁方向进行5次测量的结果,在1.5GHz下的tanδ,在平行着磁的情况下为0.071+0.004 -0.002、在垂直着磁的情况下为0.10+0.008 -0.004。即,平行着磁下比垂直着磁下的tanδ低。
另外,在不进行着磁处理的各向同性(等方的)试料(导磁率Re(μ)和tanδ在3轴方向上各向同性的高频磁性体)的情况下,可以得到X/Y/Z方向的平均特性。在此情况下,由于tanδ在X方向为0.10、在Y方向为0.10、在Z方向为0.071,在各向同性试料中tanδ=(0.10+0.10+0.071)/3=0.09。即,实施了平行着磁的高频磁性材料,相比于不进行着磁处理的各向同性高频磁性材料而言tanδ变得降低。
需要说明的是,着磁方向由高频磁性材料所适用的实际制品(高频装置)中的操作时的主要的作用磁场的方向(想降低tanδ的方向)来决定。例如,在实际制品为天线的情况下,在天线操作时的主要的作用磁场方向上实施着磁处理。
另外,在图15A、图15B、图16A及图16B中,对于将磁性粒子分散在树脂材料中之后实施着磁处理的情况进行说明,但是也可以是在将磁性粒子分散在树脂材料的处理过程中(成型体的制作过程中)实施着磁处理。
另外,与第1实施方式相同,也可以将本实施方式的高频磁性材料适用于图9A~图12所示的高频装置(天线、电感器、电路基板)。
另外,着磁方向也可以不是单一方向而是非直线。例如,在如图17所示的环形线圈91中适用高频磁性材料并对该环形线圈91实施着磁处理的情况下,着磁方向可以是圆周方向。
另外,还可以将分别实施着磁处理的多个部件一体化。例如,如图18所示,可以对于部件101和部件102分别在箭头方向实施着磁,并将部件101与部件102一体化来构成天线ANT100。此处,部件101及102具有高频磁性材料103和电极104。通过将部件101与部件102进行一体化可以制造天线ANT100。在此情况下,电极104可形成于高频磁性材料101及102之上而构成,也可以贯穿高频磁性材料101及102的内部而构成。
以上,根据本实施方式,通过对于将大体球形的磁性粒子分散在树脂材料中所形成的高频磁性材料实施着磁处理,能够降低tanδ。因此,能够实现高频磁性材料的低损耗化。
另外,可以在用于将磁性粒子分散在树脂材料中的处理过程中或处理后实施着磁处理。
另外,可以将高频磁性材料适用于天线、电路基板及电感器中的至少一个中。由此,例如,通过在天线中适用tanδ较低的高频磁性材料,能够提高天线的发射效率。
需要说明的时,在上述实施方式中的描述,仅是根据本发明的高频磁性材料及高频装置的一例,本发明并不限于此。
例如,也可以在磁性粒子的表面包覆非磁性材料(磷酸盐、二氧化硅等)、使用该经过包覆的磁性粒子来形成高频磁性材料。
另外,在上述实施方式中,以磁性材料与树脂的复合材料来作为高频磁性材料,但并不限于此。例如,也可以以磁性材料与无机物质(无机介电体、玻璃填料、导电材料)的复合材料来作为高频磁性材料。
另外,作为树脂可以使用各种热固性树脂或各种热塑性树脂。
另外,作为混炼装置,可以使用挤出机、捏合机、珠磨机等。
另外,作为成型方法,可以采用注射成型、挤出成型、压缩成型等。
工业上的可利用性
本发明可以利用于将磁性粒子分散在树脂材料中所形成的高频磁性材料及适用了该高频磁性材料的高频装置。
附图标记说明
1A、1B、1C、1D、1E、1F 高频磁性材料
2A、2D、2E 接地板
3A、3B、3C、3D、3E 电极
Claims (8)
1.高频磁性材料,是将磁性粒子分散于树脂材料中所形成的高频磁性材料,所述磁性粒子为大体球形,所述树脂材料中含有所述磁性粒子1~60vol%,所述磁性粒子的饱和磁通密度为1T以上,所述磁性粒子的磁各向异性常数在立方晶系材料中为K1<±800×103J/m3,在单轴各向异性材料中为Ku<±400×103J/m3。
2.高频磁性材料,是将磁性粒子分散于树脂材料中所形成的高频磁性材料,所述磁性粒子为大体球形,平均粒径d为0.1μm<d<1μm,且各粒径的相对粒子体积f(d)满足如下关系:∑{f(d)·d2}<6.7×10-12。
3.根据权利要求1或2所述的高频磁性材料,所述磁性粒子的扁平率为0.36至2.50。
4.高频磁性材料,是将磁性粒子分散于树脂材料中所形成的高频磁性材料,所述磁性粒子为大体球形,实施了着磁处理。
5.根据权利要求4所述的高频磁性材料,在所述磁性粒子的内部的磁化分布为涡流状环流结构。
6.根据权利要求4或5所述的高频磁性材料,在将所述磁性粒子分散到所述树脂材料中的处理过程中或处理后进行所述着磁处理。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的高频磁性材料,在与所使用的装置中的主要作用磁场方向相平行的方向上实施所述着磁处理。
8.高频装置,由适用了权利要求1至7中任一项所述的高频磁性材料的天线、电路基板及电感器的至少一个构成。
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