CN104470341A

CN104470341A - 近场用电波吸收片

Info

Publication number: CN104470341A
Application number: CN201410355998.7A
Authority: CN
Inventors: 蔵前雅规
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: KR20150031165A; CN104470341B; JP5700869B2; JP2015056618A; KR101568842B1

Abstract

本发明提供虚数部磁导率μ”的分布从GHz波段上升的近场用电波吸收片。本发明的近场用电波吸收片含有从组成在Fe_100－xCo_x中为0.1≤x≤40的扁平状的FeCo合金粉末、组成在Fe_100－yNi_y中为0.1≤y≤40的扁平状的FeNi合金粉末以及组成在Fe_100－z(CoNi)_z中为0.1≤z≤40的扁平状的FeCoNi合金粉末所选择的至少一种和树脂。

Description

近场用电波吸收片

技术领域

本发明涉及为了抑制电子设备或者通信设备中的多余的辐射电波而被使用的近场用电波吸收片。

背景技术

近年来，随着电子设备和通信设备的小型化、轻量化，被安装于电子电路上的部件的安装密度也在提高。因此，起因于从电子部件辐射的电波，在电子部件彼此之间或者电子电路彼此之间产生电波干涉，由此引起的电子设备等的误动作成为问题。

为了防止该问题，将多余的辐射电波转换为热的近场用的电波吸收片已经被安装于电子设备等中。该电波吸收片的厚度为0.1mm～2mm，因而能够插入至电子部件或者电子电路附近，加工容易且形状自由度也高。因此，电波吸收片能够适应于电子设备等的小型化、轻量化，作为电子设备等的防抗噪声部件，正在被广泛地应用。

典型的电波吸收片是由被加工成扁平状的软磁性金属粉末和树脂组成，利用软磁性金属粉末的磁损将电波转换为热的构造。所以，电波吸收片的电波吸收性能依赖于软磁性金属粉末的磁导率。一般而言，磁导率使用实部磁导率μ’和虚数部磁导率μ”而由复数磁导率μ＝μ’-j·μ”来表示，但在如电波吸收片这样的利用磁损的情况下，虚数部磁导率μ”变为重要。即，在遍及于想要吸收的电波噪声的频带上，分布虚数部磁导率μ”是重要的。以下，在本说明书中，将虚数部磁导率μ”相对于频率的分布称为“μ”分散”。

在专利文献1中，记载有由由FeCoMo合金、FeCoNb合金、或者FeCoV合金的3元素系的合金组成的粉末和树脂构成的电波吸收片。此外，在专利文献2中，作为使用了2元素系的合金的示例，记载有由Fe－50Ni合金和树脂构成的电波吸收片。

近年来，电子设备等的高性能化正在快速地推进，所使用的频率具有越来越高的倾向。例如，在个人电脑中，要求进一步的高速化，CPU的驱动频率就要达到GHz带。在无线LAN等通信设备中，处理的数字内容的容量增大，通信频率也以GHz带为中心。而且，数值电视广播、道路交通信息系统等卫星通信也快速扩大，泛在网络时代正在实现。一方面进行这种信息通信设备等的多功能化和融合，而另一方面，从电子设备、通信设备等辐射的多余的电波的频率也变高，由该辐射电波所引起的功能干涉和误动作也比以前增加而让人担心。因此，一直希望开发能够有效地吸收GHz波段的电波的电波吸收片。

然而，在现状中，μ”分散从GHz波段上升的电波吸收片尚未得到。在专利文献1以及2记载的技术中，μ”分散也是在MHz波段上上升，临近于GHz波段的程度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平10-106814号公报

专利文献2：特开2002-134309号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明鉴于上述课题，其目的在于，提供虚数部磁导率μ”的分布从GHz波段上升的近场用电波吸收片。

解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明人专心研究，得到了以下的见解。作为用于电波吸收片的软磁性金属粉末，饱和磁化高的软磁性金属粉末具有μ”分散的上升沿也向高频侧移动的趋势。因此，本发明人研究了把作为单体金属显示最高的饱和磁化的Fe用作软磁性金属粉末的情况。但是，如果再进行研究，则就会发现：如果以比现有少的比例(具体而言，40％以下)用饱和磁化比Fe低的Co和/或Ni取代Fe的一部分，则μ”分散的上升沿前所未有地向高频侧移动。

即，本发明的近场用电波吸收片的特征在于：含有扁平状的FeCo合金粉末和树脂，所述FeCo合金粉末的组成是在Fe_100－xCo_x中为0.1≤x≤40。

本发明的又一近场用电波吸收片的特征在于：含有扁平状的FeNi合金粉末和树脂，所述FeNi合金粉末的组成是在Fe_100－yNi_y中为0.1≤y≤40。

本发明的再一近场用电波吸收片的特征在于：含有扁平状的FeCoNi合金粉末和树脂，所述FeCoNi合金粉末的组成是在Fe_100－z(CoNi)_z中为0.1≤z≤40。

本发明的再一近场用电波吸收片的特征在于：含有将所述FeCo合金粉末、所述FeNi合金粉末、所述FeCoNi合金粉末以及扁平状的Fe粉末中的至少2种以上混合而得的混合粉末和树脂。

发明效果

在本发明的近场用电波吸收片中，虚数部磁导率μ”的分布从GHz波段上升。

具体实施方式

以下，说明有关本发明的近场用电波吸收片的实施方式。

根据本发明的一种实施方式的近场用电波吸收片(以下，仅称为“电波吸收片”)含有扁平状的软磁性金属粉末和树脂。而且，作为软磁性金属粉末，使用FeCo合金粉末、FeNi合金粉末或者FeCoNi合金粉末。或者，作为软磁性金属粉末，也可以使用将这些3种合金粉末和Fe单体的粉末总共4种粉末中的至少2种以上混合后的混合粉末。

在此，FeCo合金粉末的组成是在Fe_100－xCo_x中为0.1≤x≤40，FeNi合金粉末的组成是在Fe_100－yNi_y中为0.1≤y≤40，FeCoNi合金粉末的组成是在Fe_100－z(CoNi)_z中为0.1≤z≤40，此在本发明中是关键。通过由饱和磁化比Fe低的Co和/或Ni取代Fe的一部分，能够使μ”分散的上升沿变为GHz波段。在此，如果取代比例x、y、z(都为原子比例)超过40，则Co或Ni的特性变为主要的，μ”分散的上升沿就会再次成为MHz波段。因此，在本发明中，x、y、z为0.1～40的范围。为了使μ”分散的上升沿进一步变为GHz波段，优选使x、y、z为10～35，更优选为20～30。此外，尤其是在没有已经说明的情况下，z在FeCoNi合金中的具体值为Co：Ni＝1：1。

形成为混合粉末时的4种粉末的比例没有特别地限制，而为了使μ”分散的上升沿进一步变为GHz波段，优选将3种合金粉末总计形成为50质量％以上。

以下，示出了本实施方式的电波吸收片的制造方法的一例。

作为本实施方式的电波吸收片的制造方法，首先，将扁平状的软磁性金属粉末、树脂、有机溶剂混合而制作浆料(slurry)。

扁平状的粉末能够通过对接近于球形的原料粉末进行机械加工而制造。原料粉末优选为球形，能够通过作为一般的粉末合成方法的气体雾化或者水雾化而得到。原料粉末的平均粒径优选为10μm～70μm。这是因为，为了能够忽略扁平状的粉末面内的反磁场的影响，扁平状的粉末的纵横比优选为10以上，而在原料粉末的平均粒径不到10μm时，难以得到纵横比大的扁平状的粉末，在原料粉末的平均粒径超过70μm时，由于扁平状加工需要较长时间，因而就变得没有效率。虽然扁平状的粉末的纵横比越大越优选，但如果为10以上，粉末面内的反磁场减少效果就会饱和。关于扁平状加工，能够以球磨机、磨碎机(attritor)、捣碎机等的机械加工进行。

此外，在本说明书中，“平均粒径”是指通过激光衍射散射法求出的粒度分布的累计值50％的粒径(50％累积粒径：D50)。此外，“纵横比”是指用SEM观察时的、对视野中的10个粉末将扁平状的软磁性金属粉末的长度/厚度的比值平均后的值。

在本实施方式中，用SEM观察时的视野中的10个扁平状的软磁性金属粉末的长度平均值为30μm～70μm左右，厚度平均值为1μm～2μm左右。由于软磁性金属粉末的电阻低，因而如果考虑到在GHz波段上的扫描深度(电波的侵入深度)，则软磁性金属粉末的厚度优选形成为2μm以下。此外，由于通过扁平加工而在粉末上产生残留应力，因而为了防止由此引起的磁导率的下降，优选在扁平加工之后，对软磁性金属粉末在惰性气氛中进行退火处理。退火条件能够为例如300℃～700℃、1～5个小时。

此外，优选以绝缘处理为目的，在扁平加工的粉末表面上形成自我氧化被膜或外部处理被膜。只要是能够保持绝缘性，则被膜形成的手段或材质就没有限制。此外，氧化被膜20～100nm的厚度是适当的，在由于自我氧化而过量地形成氧化被膜时，由于成为基材的磁性相的体积减少，因而不能够得到充分的μ”值。作为自我氧化被膜形成方法，大气中的加热处理或烃类有机溶剂中的加热处理是代表性的方法。此外，作为外部处理被膜形成方法，可以列举出浸涂或CVD等气相法。

树脂具有结合剂、赋予可塑性以及软磁性粉末彼此的绝缘隔离这些功能。作为树脂，可以列举出：环氧基树脂、酚醛树脂、纤维素树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丁醛树脂等软磁性金属粉末的分散性高的任意的树脂，对于树脂材料的选定，可以根据目的适当地选定。但有机硅树脂等软磁性金属粉末的分散性低的树脂是不优选的。这是因为如果浆料中的软磁性金属粉末不均匀分散，则软磁性金属粉末难以通过后述的刮刀法而水平取向，不能获得充分的μ”值，也不能使μ”分散的上升沿为高频。

软磁性金属粉末与树脂的混合比，优选软磁性金属粉末为100质量份时，树脂为8～15质量份。如果树脂为8质量份以上，则电波吸收片的可塑性就不会被失去。此外，如果树脂为15质量份以下，则由于片成型时扁平状的软磁性金属粒子易于水平地取向，因而能够得到充分的μ”值。

作为有机溶剂，没有特别地限定，能够使用甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯等。有机溶剂在后续的工序中蒸发，在电波吸收片中不含有。

接下来，通过刮刀法将浆料成型为片状并干燥，制作成形体。通过此时的剪切应力，能够得到扁平状的软磁性金属粉末相互地沿水平方向取向的结构。

片状的成形体为了提高扁平状的软磁性金属粉末的取向性而优选在加热至树脂的软化点以上(例如50℃～100℃左右)的状态下实施压制。所得到的电波吸收片的厚度能够形成为0.05mm～2mm左右。

实施例

(实验例1)

通过气体雾化，得到了表1所示的组成的合金粉末。平均粒径为40～50μm。用磨碎机(attritor)扁平加工各合金粉末，平均厚度0.5μm且纵横比为20。其后，为了除去残余应力，在Ar气氛中进行550℃、5个小时的退火处理。接下来，为了在上述粉末表面上形成自我氧化被膜，在大气中实施60℃、8个小时的氧化处理。此外，表1中，FeCoNi合金中的Co与Ni之比为1：1。

将被加工为扁平状的各合金粉末100质量份、聚缩丁醛树脂(软化点：大约70℃)15质量份以及醋酸丁酯90质量份混合而制作浆料。通过刮刀法将该浆料加工成片状的成形体，通过在85℃下压制，制作了厚度1mm的电波吸收片。

此外，对在各实施例、比较例中制作的电波吸收片，通过使用了网络分析仪的S参数法，测量了磁导率特性。将虚数部磁导率μ”开始上升的频率示于表1中。

表1

正如由表1表明的那样，在比较例1～3中，μ”分散的上升沿频率是不足1GHz的低频率，与此相反，在实施例1～15中，为1GHz以上。

(实验例2)

作为软磁性金属粉末，使用多个组成的粉末的混合粉末，进行与实验例1同样的实验。首先，FeCo合金粉末、FeNi合金粉末以及FeCoNi合金粉末采用与实施例1同样的方法制作，进行扁平加工、退火以及氧化处理而得到。此外，在通过气体雾化得到平均粒径65μm的Fe粉末之后，采用与实验例1同样的方法，进行扁平加工、退火以及氧化处理。以表2所示的混合比将如此得到的4种扁平状的粉末混合，得到了混合粉末。

将被加工为扁平状的各混合粉末100质量份、聚缩丁醛树脂(软化点：大约70℃)15质量份以及醋酸丁酯90质量份混合而制作浆料。通过刮刀法将该浆料加工成片状的成形体，通过在85℃下压制，制作了厚度1mm的电波吸收片。将采用与实验例1同样的方法测量时的虚数部磁导率μ”的上升沿频率示于表2中。

表2

正如由表2表明的那样，在使用了混合粉末的实施例16～20中，也能够将μ”分散的上升沿频率变为1GHz以上。

工业适用性

根据本发明，能够提供虚数部磁导率μ”的分布从GHz波段上升、对应于GHz波段以上的超高频率设备的近场用电波吸收片。

Claims

1.一种近场用电波吸收片，其特征在于，含有扁平状的FeCo合金粉末和树脂，所述FeCo合金粉末的组成是在Fe_100－xCo_x中为0.1≤x≤40。

2.一种近场用电波吸收片，其特征在于，含有扁平状的FeNi合金粉末和树脂，所述FeNi合金粉末的组成是在Fe_100－yNi_y中为0.1≤y≤40。

3.一种近场用电波吸收片，其特征在于，含有扁平状的FeCoNi合金粉末和树脂，所述FeCoNi合金粉末的组成是在Fe_100－z(CoNi)_z中为0.1≤z≤40。

4.一种近场用电波吸收片，其特征在于，含有将权利要求1中的所述FeCo合金粉末、权利要求2中的所述FeNi合金粉末、权利要求3中的所述FeCoNi合金粉末以及扁平状的Fe粉末中的至少2种以上混合而得的混合粉末和树脂。