CN105593953B - 软磁性颗粒粉末、软磁性树脂组合物、软磁性薄膜、软磁性薄膜层叠电路基板及位置检测装置 - Google Patents

软磁性颗粒粉末、软磁性树脂组合物、软磁性薄膜、软磁性薄膜层叠电路基板及位置检测装置 Download PDF

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Abstract

一种软磁性颗粒粉末,其为包含扁平状的软磁性颗粒的软磁性颗粒粉末,通过激光衍射式粒度分布测定器测定的粒径D10和粒径D50满足下式:D10/D50>0.30。

Description

软磁性颗粒粉末、软磁性树脂组合物、软磁性薄膜、软磁性薄 膜层叠电路基板及位置检测装置
技术领域
本发明涉及软磁性颗粒粉末及使用该软磁性颗粒粉末而得到的软磁性树脂组合物、软磁性薄膜、软磁性薄膜层叠电路基板和位置检测装置。
背景技术
近年来,在个人电脑、智能手机等电子设备上,无线通信、无线电力传输的搭载正在迅速普及。并且,在电子设备中,为了其无线的通信距离扩大、高效率化、小型化,在电子设备所具备的天线、线圈等的周边配置有使磁通量集中的磁性薄膜(例如参见专利文献1)。
专利文献1中公开了将扁平状的软磁性粉末和粘结剂配混所形成的具有柔软性的磁性薄膜。
然而,为了改良磁通量的集中效率,重要的是提高磁性薄膜的相对磁导率(磁性特性)。通常通过增大磁性薄膜的膜厚来提高相对磁导率。但是,由于还要求电子设备的小型化、进而磁性薄膜的薄膜化,因此通过上述方法难以应对该薄膜化的要求。
此外,通过使含有软磁性颗粒的磁性薄膜的粒径增大,也能够提高相对磁导率(例如参见专利文献2)。
专利文献2中公开了在磁性片中使用规定了粒径、保持力和体积密度的扁平状软磁性材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-39947号公报
专利文献2:日本特开2009-266960号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,软磁性薄膜要求相对磁导率的进一步提高。
而且,若软磁性颗粒的粒径过大,则在含有该软磁性颗粒的液状组合物中软磁性颗粒容易聚集沉降,因此会发生难以涂布成形(成膜)为薄膜状的不利情况。
本发明的目的在于,提供能够容易地制造相对磁导率良好的软磁性薄膜的软磁性颗粒粉末、及由该软磁性颗粒粉末得到的软磁性树脂组合物、软磁性薄膜、软磁性薄膜层叠电路基板和位置检测装置。
用于解决问题的方案
本发明的软磁性颗粒粉末的特征在于,其为包含扁平状的软磁性颗粒的软磁性颗粒粉末,通过激光衍射式粒度分布测定器测定的粒径D10和粒径D50满足下式:D10/D50>0.30。
此外,本发明的软磁性树脂组合物的特征在于,其含有前述软磁性颗粒粉末和树脂成分。
此外,对本发明的软磁性树脂组合物而言,适宜的是,前述树脂成分含有环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类树脂。
此外,本发明的软磁性薄膜的特征在于,其由上述软磁性树脂组合物形成。
此外,本发明的软磁性薄膜层叠电路基板的特征在于,其通过将前述软磁性薄膜层叠于电路基板而得到。
此外,本发明的位置检测装置的特征在于,其具备前述软磁性薄膜层叠电路基板。
发明的效果
对本发明的软磁性颗粒粉末而言,其为包含扁平状的软磁性颗粒的软磁性颗粒粉末,通过激光衍射式粒度分布测定器测定的粒径D10和粒径D50满足下式:D10/D50>0.30。因此,使用含有该软磁性颗粒粉末的本发明的软磁性树脂组合物时,能够容易地制造相对磁导率良好的软磁性薄膜。
此外,具备该软磁性薄膜的本发明的软磁性薄膜层叠电路基板和位置检测装置能够实现高效率化等。
附图说明
图1的图1A~图1C是本发明的软磁性薄膜层叠电路基板的一个实施方式的制造工序图,图1A示出配置软磁性薄膜和电路基板的工序;图1B示出将粘接剂层层叠于电路基板的工序;图1C示出将软磁性薄膜层叠于粘接剂层的工序。
具体实施方式
1.软磁性颗粒粉末
本发明的软磁性颗粒粉末由扁平状的软磁性颗粒形成。
软磁性颗粒是矫顽力例如为10A/m以上(优选为50A/m以上)且1000A/m以下(优选为200A/m以下)的颗粒,作为该软磁性材料,例如可列举出:磁性不锈钢(Fe-Cr-Al-Si合金)、铁硅铝合金(Fe-Si-A1合金)、坡莫合金(Fe-Ni合金)、硅铜(Fe-Cu-Si合金)、Fe-Si合金、Fe-Si-B(-Cu-Nb)合金、Fe-Si-Cr-Ni合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si-Al-Ni-Cr合金、铁素体等。
这些当中,优选列举出铁硅铝合金(Fe-Si-Al合金)。更优选列举出Si含有比率为9~15质量%的Fe-Si-Al合金。由此,可以使软磁性薄膜的导磁率良好。
软磁性颗粒形成为扁平状(板状),即,形成为厚度薄且面宽的形状。软磁性颗粒粉末的扁平率(扁平度)例如为8以上,优选为15以上,并且,例如为80以下,优选为65以下。扁平率例如以用软磁性颗粒的粒径D50(后述)除以软磁性颗粒的平均厚度而得到的长径比的形式算出。
软磁性颗粒粉末的粒径D10例如为10μm以上,优选为20μm以上,更优选为30μm以上,进一步优选为40μm以上,并且,例如为100μm以下,优选为80μm以下,更优选为60μm以下。
软磁性颗粒粉末的粒径D50例如为30μm以上,优选为40μm以上,更优选为70μm以上,进一步优选为80μm以上,并且,例如为200μm以下,优选为150μm以下,更优选为130μm以下。
粒径D10和粒径D50的比D10/D50满足下式(1),优选满足下式(2),更优选满足下式(3),进一步优选满足下式(4)。
D10/D50>0.30 (1)
D10/D50>0.45 (2)
D10/D50>0.48 (3)
D10/D50>0.50 (4)
通过使D10/D50满足上式,能够实现软磁性薄膜的薄膜化,并使得软磁性薄膜的相对磁导率良好。
此外,优选满足下式(5),更优选满足下式(6)。
0.90>D10/D50 (5)
0.70>D10/D50 (6)
此外,软磁性颗粒粉末的粒径D90例如为80μm以上,优选为100μm以上,更优选为130μm以上,并且,例如为350μm以下,优选为200μm以下,更优选为150μm以下。由此,能够提高软磁性薄膜的成膜性,并使得软磁性薄膜的相对磁导率良好。
D10、D50和D90为体积基准的颗粒比率,D10是累积分布为10%的粒径,D50是累积分布为50%的粒径、D90是累积分布为90%的粒径。
D10、D50和D90通过例如激光衍射式的粒度分布测定器(Sympatec公司制造、HELOS&RODOS)进行测定。
该软磁性颗粒粉末可以通过如下方式得到:用例如干式分级器等分级器以成为仅具有特定的粒度的分布的方式对公知或市售的软磁性颗粒粉末进行分级,由此得到。具体而言,通过用干式分级器的旋转叶片对软磁性颗粒粉末送风,将重量轻的软磁性颗粒吹跑而采取重量大的软磁性颗粒,能够得到该软磁性颗粒粉末。
旋转叶片的转速例如为500rpm以上,优选为800rpm以上,更优选为1000rpm以上,并且,例如为3000rpm以下,优选为2500rpm以下,更优选为2200rpm以下,进一步优选为1500rpm以下。
风量例如为0.5m3/分钟以上,优选为1.0m3/分钟以上,并且,例如为2.0m3/分钟以下,优选为1.5m3/分钟以下,更优选为1.3m3/分钟以下。
2.软磁性树脂组合物
本发明的软磁性树脂组合物含有软磁性颗粒粉末和树脂成分。
作为树脂成分,可以含有热固性树脂和热塑性树脂中的任一种,优选含有热固性树脂。
作为热固性树脂,可列举出:环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、热固性聚酰亚胺树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂等。优选列举出环氧树脂、酚醛树脂,更优选列举出环氧树脂和酚醛树脂的组合使用。
环氧树脂例如可以使用用作粘接剂组合物的物质,可列举出:双酚型环氧树脂(特别是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂等)、酚型环氧树脂(特别是苯酚酚醛清漆型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂等)、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、三羟苯基甲烷型环氧树脂、四苯酚基乙烷型环氧树脂等。此外,例如还可列举出:乙内酰脲型环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
这些环氧树脂当中,优选列举出双酚型环氧树脂,更优选列举出双酚A型环氧树脂。通过含有环氧树脂,与酚醛树脂的反应性优异,其结果,软磁性薄膜的耐热性、相对磁导率优异。
酚醛树脂为环氧树脂的固化剂,可列举出:例如苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂、壬基苯酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂,例如甲阶酚醛型酚醛树脂,例如聚对氧苯乙烯等聚氧苯乙烯。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
这些酚醛树脂当中,优选列举出酚醛清漆型树脂,更优选列举出苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂,进一步优选列举出苯酚芳烷基树脂。通过含有这些酚醛树脂,能够提高将软磁性薄膜层叠于电路基板而成的软磁性薄膜层叠电路基板的连接可靠性。
酚醛树脂的羟基当量相对于环氧树脂的环氧当量100g/eq为1g/eq以上且小于100g/eq时,环氧树脂相对于树脂成分100质量份的含有比例例如为15质量份以上,优选为30质量份以上,并且还例如为70质量份以下,酚醛树脂相对于树脂成分100质量份的含有比例例如为5质量份以上,优选为15质量份以上,并且还例如为30质量份以下。
酚醛树脂的羟基当量相对于环氧树脂的环氧当量100g/eq为100g/eq以上且小于200g/eq时,环氧树脂相对于树脂成分100质量份的含有比例例如为10质量份以上,优选为25质量份以上,并且还例如为50质量份以下,酚醛树脂相对于树脂成分100质量份的含有比例例如为10质量份以上,优选为25质量份以上,并且还例如为50质量份以下。
酚醛树脂的羟基当量相对于环氧树脂的环氧当量100g/eq为200g/eq以上且1000g/eq以下时,环氧树脂相对于树脂成分100质量份的含有比例例如为5质量份以上,优选为15质量份以上,并且还例如为30质量份以下,酚醛树脂相对于树脂成分100质量份的含有比例例如为15质量份以上,优选为35质量份以上,并且还例如为70质量份以下。
需要说明的是,环氧树脂组合使用2种时的环氧当量为用各环氧树脂的环氧当量乘以各环氧树脂相对于环氧树脂的总量的质量比例并相加而得到的全部环氧树脂的环氧当量。
此外,关于酚醛树脂中的羟基当量,相对于环氧树脂的环氧基1当量,例如为0.2当量以上,优选为0.5当量以上,并且还例如为2.0当量以下,优选为1.2当量以下。羟基的量在上述范围内时,半固化状态下的软磁性薄膜的固化反应变良好,并且能够抑制劣化。
关于树脂成分中的热固性树脂的含有比例,相对于树脂成分100质量份,例如为20质量份以上,优选为30质量份以上,并且,例如为90质量份以下,优选为80质量份以下,更优选为60质量份以下。
树脂成分在热固性树脂的基础上优选含有丙烯酸类树脂。更优选组合使用丙烯酸类树脂、环氧树脂和酚醛树脂。通过使树脂成分含有这些树脂,在通过使半固化状态的软磁性薄膜多张层叠并热压来制造一张固化状态的软磁性薄膜时,能够得到在层叠界面没有不均而是均匀的、相对磁导率良好的软磁性薄膜。
作为丙烯酸类树脂,例如可列举出通过以1种或2种以上具有直链或支链的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作为单体成分、使该单体成分聚合而得到的丙烯酸类聚合物等。需要说明的是,“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”。
作为烷基,例如可列举出:甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、十二烷基等碳数1~20的烷基。优选列举出碳数1~6的烷基。
丙烯酸类聚合物可以是(甲基)丙烯酸烷基酯与其他单体的共聚物。
作为其他单体,例如可列举出:例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等含缩水甘油基单体,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体,例如马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体,例如(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟月桂酯或(4-羟甲基环己基)-甲基丙烯酸酯等含羟基单体,例如苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体,2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体,例如苯乙烯单体、丙烯腈等。
这些当中,优选列举出含缩水甘油基单体、含羧基单体或含羟基单体。丙烯酸类树脂为(甲基)丙烯酸烷基酯与这些其他单体的共聚物时,即,丙烯酸类树脂具有缩水甘油基、羧基或羟基时,软磁性薄膜的耐热性优异。
为(甲基)丙烯酸烷基酯与其他单体的共聚物时,其他单体的配混比例(质量)相对于共聚物优选为40质量%以下。
丙烯酸类树脂的重均分子量例如为1×105以上,优选为3×105以上,此外还例如为1×106以下。通过采用该范围,软磁性薄膜的粘接性、耐热性优异。需要说明的是,重均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)利用标准聚苯乙烯换算值进行测定。
丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度(Tg)例如为-30℃以上,优选为-20℃以上,此外还例如为30℃以下,优选为15℃以下。为上述下限以上时,半固化状态的软磁性薄膜的粘接性优异。而为上述上限以下时,软磁性薄膜的操作性优异。需要说明的是,玻璃化转变温度根据使用动态粘弹性测定装置(DMA、频率1Hz、升温速度10℃/分钟)测得的损耗角正切(tanδ)的极大值而得到。
树脂成分含有丙烯酸类树脂时,相对于树脂成分100质量份,丙烯酸类树脂的含有比例例如为10质量份以上,优选为20质量份以上,更优选为40质量份以上,并且还例如为80质量份以下,优选为70质量份以下。通过采用该范围,软磁性树脂组合物的成膜性和半固化状态的软磁性薄膜的粘接性优异。
软磁性树脂组合物中的软磁性颗粒粉末的含有比率例如为50质量%以上,优选为60质量%以上,更优选为80质量%以上,并且,例如为98质量%以下,优选为95质量%以下。通过设定为上述范围,软磁性薄膜的相对磁导率优异。
软磁性树脂组合物中的树脂成分的含有比率例如为2质量%以上,优选为5质量%以上,并且还例如为50质量%以下,优选为20质量%以下,更优选为15质量%以下。通过采用上述范围,软磁性树脂组合物的成膜性优异。
树脂成分也可以含有热固性树脂和丙烯酸类树脂以外的其他树脂。作为这种其他树脂,例如可列举出热塑性树脂。这些树脂可以单独使用或组合使用2种以上。
作为热塑性树脂,例如可列举出:天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂(6-尼龙、6,6-尼龙等)、苯氧基树脂、饱和聚酯树脂(PET、PBT等)、聚酰胺酰亚胺树脂、氟树脂等。
软磁性树脂组合物(进而软磁性薄膜)优选含有热固化催化剂。
作为热固化催化剂,只要是通过加热来促进热固性树脂的固化的催化剂就没有限定,例如可列举出:咪唑类化合物、三苯基膦类化合物、三苯基硼烷类化合物、含氨基化合物等。优选列举出咪唑类化合物。
作为咪唑类化合物,例如可列举出:2-苯基咪唑(商品名;2PZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(商品名:2E4MZ)、2-甲基咪唑(商品名:2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名:C11Z)、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑(商品名:2-PHZ)、2-苯基-1H-咪唑-4,5-二甲醇(商品名:2PHZ-PW)、2,4-二氨基-6-(2’-甲基咪唑基(1)’)乙基均三嗪·异氰脲酸加成物(商品名:2MAOK-PW)等(上述商品名均为四国化成株式会社制造)。
对于热固化催化剂的形状,例如可列举出:球状、椭圆体状等。
热固化催化剂可以单独使用或组合使用2种以上。
关于热固化催化剂的配混比例,相对于树脂成分100质量份,例如为0.2质量份以上,优选为0.3质量份以上,并且还例如为5质量份以下,优选为2质量份以下。热固化催化剂的配混比例为上述上限以下时,可以使软磁性树脂组合物在室温下的长期保存性良好。而热固化催化剂的配混比例为下限以上时,能够低温度且短时间地使半固化状态的软磁性薄膜加热固化,高效地制造固化状态的软磁性薄膜。
软磁性树脂组合物还可以进一步根据需要而含有其他添加剂。作为添加剂,例如可列举出:交联剂、无机填充材料等市售或公知的物质。
软磁性树脂组合物通过以上述配混比率混合上述成分来制备。
3.软磁性薄膜
本发明的软磁性薄膜由软磁性树脂组合物形成为片状。
软磁性薄膜可以通过例如如下工序制造:制备工序,通过将软磁性树脂组合物溶解或分散于溶剂来制备软磁性树脂组合物溶液;干燥工序,通过在脱模基材的表面涂布、使其干燥来获得半固化状态的软磁性薄膜;以及热压工序,将多张半固化状态的软磁性薄膜层叠,进行热压。
首先,使软磁性树脂组合物溶解或分散于溶剂(制备工序)。由此,制备软磁性树脂组合物溶液。
作为溶剂,可列举出:例如丙酮、甲乙酮(MEK)等酮类,例如醋酸乙酯等酯类,例如N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类,丙二醇单甲醚等醚类等有机溶剂等。此外,作为溶剂,还可列举出:例如水,例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等醇等水系溶剂。
软磁性树脂组合物溶液中的固体成分量例如为5质量%以上,优选为10质量%以上,并且还例如为50质量%以下,优选为20质量%以下。
由此,可制备软磁性树脂组合物溶液。
接着,将软磁性树脂组合物溶液涂布在脱模基材的表面,使其干燥(干燥工序)。
作为脱模基材,例如可列举出:隔离体、芯材等。
作为隔离体,例如可列举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、纸等。它们在其表面通过例如氟类剥离剂、丙烯酸长链烷基酯类剥离剂、有机硅类剥离剂等进行了脱模处理。
作为芯材,例如可列举出:塑料薄膜(例如聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等)、金属薄膜(例如铝箔等)、用例如玻璃纤维、塑料制无纺布纤维等强化了的树脂基板、硅基板、玻璃基板等。
隔离体或芯材的平均厚度例如为1μm以上且500μm以下。
作为涂布方法,没有特别限定,例如可列举出:刮刀法、辊涂覆、丝网涂覆、照相凹版涂覆等。
作为干燥条件,干燥温度例如为70℃以上且160℃以下,干燥时间例如为1分钟以上且5分钟以下。
由此,得到半固化状态的软磁性薄膜。
该软磁性薄膜在室温(具体而言为25℃)下为半固化状态(B阶状态),是具备良好的粘接性的软磁性粘接薄膜。
软磁性薄膜(半固化状态)的平均膜厚例如为500μm以下,优选为300μm以下,更优选为200μm以下,进一步优选为150μm以下,最优选为100μm以下,并且例如为5μm以上,优选为50μm以上。
接着,准备多张所得的半固化状态的软磁性薄膜,通过利用热压将多张软磁性薄膜热压在厚度方向上(热压工序)。
热压可以使用公知的压制机来实施,例如可列举出平行平板压制机等。
软磁性薄膜(半固化状态)的层叠张数例如为2层以上,并且例如为20层以下,优选为5层以下。由此,可以调整为期望的膜厚的软磁性薄膜。
加热温度例如为80℃以上,优选为100℃以上,并且还例如为200℃以下,优选为175℃以下。
加热时间例如为0.1小时以上,优选为0.2小时以上,并且还例如为24小时以下,优选为3小时以下,更优选为2小时以下。
压力例如为10MPa以上,优选为20MPa以上,并且还例如为500MPa以下,优选为200MPa以下。由此,能够使软磁性薄膜中的软磁性颗粒相对磁导率、软磁性薄膜的薄膜化更进一步良好。
由此,可得到固化状态(C阶状态)的软磁性薄膜。
该软磁性薄膜的膜厚例如为5μm以上,优选为50μm以上,并且,例如为500μm以下,优选为250μm以下。
关于软磁性颗粒相对于软磁性薄膜中的固体成分的填充率(在软磁性薄膜中软磁性颗粒相对于固体成分所占的排除了空隙的体积比率),相对于软磁性薄膜,例如为50体积%以上,优选为55体积%以上,并且,例如为95体积%以下,优选为90体积%以下。由此,软磁性薄膜的相对磁导率优异。软磁性颗粒的体积比率例如可以通过阿基米德法进行测定。
此外,关于软磁性薄膜,优选的是,软磁性薄膜中含有的软磁性颗粒沿软磁性薄膜的2维的面内方向排列。即,扁平状软磁性颗粒的长度方向(与厚度方向正交的方向)沿软磁性薄膜的面方向取向(参见图1A)。因此,软磁性薄膜的相对磁导率更进一步优异。
软磁性薄膜的相对磁导率例如为190以上,优选为220以上,更优选为250以上,进一步优选为280以上。
该软磁性薄膜例如可以制成仅由单层软磁性薄膜形成的单层结构、在芯材的单面或两面层叠有软磁性薄膜的多层结构、在软磁性薄膜的单面或两面层叠有隔离体的多层结构等形态。
此外,虽然在上述实施方式中对多张半固化状态的软磁性薄膜进行了层叠、热压,但例如也可以对1张(单层)半固化状态的软磁性薄膜实施热压。
此外,虽然在上述实施方式中对半固化状态的软磁性薄膜进行了热压,但也可以不实施热压。即,也可以保持半固化状态状态地使用软磁性薄膜。由于半固化状态的软磁性薄膜在其表面具备粘接性,因此例如可以不使用粘接剂而直接层叠于电路基板(后述)。然后,还可以根据需要进行固化,制成固化状态的软磁性薄膜。
4.软磁性薄膜层叠电路基板
本发明的软磁性薄膜层叠电路基板通过将软磁性薄膜层叠于电路基板来制造。
例如,如图1A~图1C所示,通过准备软磁性薄膜1和电路基板2的工序、在电路基板2上层叠粘接剂层3的工序、以及将软磁性薄膜1层叠于粘接剂层3的工序来制造。
在该方法中,首先如图1A所示准备软磁性薄膜1和电路基板2。更具体而言,准备软磁性薄膜1和在基板5的表面形成有布线图案4的电路基板2。
软磁性薄膜1为上述的薄膜,其具备树脂成分6和树脂成分6中所含有的软磁性颗粒7。软磁性颗粒7优选沿软磁性薄膜1的2维的面内方向排列。
电路基板2例如为以电磁感应方式使用的电路基板等,在基板5的一个面形成有环形线圈等布线图案4。布线图案4由铜等金属材料形成,通过半添加法或削减法等形成。
作为构成基板5的绝缘材料,例如可列举出:玻璃环氧基板、玻璃基板、PET基板、Teflon基板、陶瓷基板、聚酰亚胺基板等。
接着,如图1B所示将粘接剂层3层叠于电路基板2。更具体而言,例如将粘接剂以被覆布线图案4的上表面和侧面的方式涂布在电路基板2的表面上。
对形成粘接剂层3的粘接剂而言,作为电路基板2的粘接剂层3可以使用通常使用的公知的粘接剂,例如可列举出:环氧类粘接剂、聚酰亚胺类粘接剂、丙烯酸类粘接剂等粘接剂。粘接剂层3的厚度例如为10~100μm。
接着,如图1C所示将软磁性薄膜1层叠于粘接剂层3。具体而言,使软磁性薄膜1与粘接剂层3的表面接触。
由此,可得到电路基板2上层叠有软磁性薄膜1的软磁性薄膜层叠电路基板8。
该软磁性薄膜层叠电路基板8可以用于各种用途,例如可以用于位置检测装置、智能手机、个人电脑等用途。
需要说明的是,在图1A~图1C的实施方式的软磁性薄膜层叠电路基板8中,软磁性薄膜1借助粘接剂层3层叠于电路基板2,但例如虽然未图示,也可以不借助粘接剂层3而将软磁性薄膜8直接层叠于电路基板2。
该情况下,将半固化状态的软磁性薄膜1以布线图案4的表面(上表面和侧面)在软磁性薄膜1中被覆(埋设)的方式层叠于电路基板2后,将软磁性薄膜1固化,由此可以制造软磁性薄膜层叠电路基板8。
5.位置检测装置
本发明的位置检测装置例如具备传感器基板和在传感器基板上相对配置的位置检测平面板,所述传感器基板具备上述软磁性薄膜层叠电路基板和安装在该软磁性薄膜层叠电路基板上的传感器部。
作为在软磁性薄膜层叠电路基板上安装传感器部时的回流焊工序的方法,例如可列举出热风回流焊、红外线回流焊等。此外,可以是整体加热或局部加热中的任一种方式。
回流焊工序的加热温度例如为200℃以上,优选为240℃以上,并且,例如为300℃以下,优选为265℃以下。加热时间例如为1秒以上,优选为5秒以上,更优选为30秒以上,并且,例如为2分钟以下,优选为1.5分钟以下。
在上述中得到的传感器基板上将位置检测平面板隔开间隔地相对配置,由此制造位置检测装置。
而且,根据该软磁性颗粒粉末,其包含扁平状的软磁性颗粒,且通过激光衍射式粒度分布测定器测定的粒径D10和粒径D50满足下式:D10/D50>0.30。因此,由于能够更确实地减小软磁性颗粒的比表面积,因此由含有该软磁性颗粒粉末和树脂成分的软磁性树脂组合物形成软磁性薄膜时,可以以高含有率含有软磁性颗粒。此外,也可以薄膜化。因此,软磁性薄膜在实现薄膜化的同时具备优异的相对磁导率。
此外,根据该软磁性颗粒粉末,可以不需要对软磁性颗粒的表面处理而制造相对磁导率优异的软磁性薄膜。
此外,由于具备该软磁性薄膜的软磁性薄膜层叠电路基板和位置检测装置的软磁性薄膜可以薄膜化、具备优异的相对磁导率,因此可以实现小型化、效率化等。
实施例
以下给出实施例和比较例对本发明进行更具体说明,但本发明完全不限于这些。以下所示的实施例的数值可以替代上述实施方式中记载的数值(即,上限值或下限值)。
实施例1
(软磁性颗粒粉末的分级)
作为扁平状的软磁性颗粒粉末,使用铁硅铝合金(Fe-Si-Al合金、商品名“SP-7”、扁平状、Mate Co.,Ltd制造、矫顽力67A/m)。用干式分级器(NISSHIN ENGINEERING INC.制造、TURBO CLASSIFIER TC-15NS),在旋转叶片的转速为2140rpm、风量为1.3m3/分钟的条件下,对该软磁性颗粒粉末送风、将重量轻的颗粒吹跑、收集重量大的颗粒,由此得到实施例1的软磁性颗粒粉末。
该实施例1的软磁性颗粒粉末的粒径D10和D50的测定通过激光衍射式的粒度分布测定器(Sympatec公司制造、HELOS&RODOS)来实施。将其结果示于表1。
(软磁性薄膜)
接着,通过以软磁性树脂组合物中的软磁性颗粒的含有比率(固体成分)为60体积%的方式混合实施例1的软磁性颗粒粉末900质量份(90质量%)、丙烯酸酯类聚合物50质量份、双酚A型环氧树脂(1)20质量份、双酚A型环氧树脂(2)12质量份、苯酚芳烷基树脂18质量份和热固化催化剂0.5质量份,从而得到软磁性树脂组合物。
通过将该软磁性树脂组合物溶解于甲乙酮而制得固体成分浓度12质量%的软磁性树脂组合物溶液。
使用涂膜机将该软磁性树脂组合物溶液涂布在经有机硅脱模处理的由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜形成的隔离体(平均厚度为50μm)上,然后,在130℃下干燥2分钟。
由此,制得层叠有隔离体的半固化状态的软磁性薄膜(软磁性薄膜单独的平均厚度为35μm)。
制造2张该软磁性薄膜(半固化状态),将这些软磁性薄膜(除去隔离体)层叠。将该2张经层叠的软磁性薄膜在100MPa、175℃、30分钟的条件下热压,从而制得厚度60μm的软磁性薄膜(固化状态)。
实施例2
在干式分级器中,变更至旋转叶片的转速为1700rpm、风量为1.5m3/分钟的条件,除此之外与实施例1同样地进行分级,得到实施例2的软磁性颗粒粉末。使用该实施例2的软磁性颗粒粉末,除此之外与实施例1同样进行,制得软磁性薄膜。该结果示于表1。
实施例3
在干式分级器中,变更至旋转叶片的转速为1190rpm、风量为1.2m3/分钟的条件,除此之外与实施例1同样地进行分级,得到实施例3的软磁性颗粒粉末。使用该实施例3的软磁性颗粒粉末,除此之外与实施例1同样进行,制得软磁性薄膜。该结果示于表1。
实施例4
在干式分级器中,变更至旋转叶片的转速为850rpm、风量为1.4m3/分钟的条件,除此之外与实施例1同样地进行分级,得到实施例4的软磁性颗粒粉末。使用该实施例4的软磁性颗粒粉末,除此之外与实施例1同样进行,制得软磁性薄膜。该结果示于表1。
实施例5
在干式分级器中,变更至旋转叶片的转速为2500rpm、风量为1.4m3/分钟的条件,除此之外与实施例1同样地进行分级,得到实施例5的软磁性颗粒粉末。使用该实施例5的软磁性颗粒粉末,除此之外与实施例1同样进行,制得软磁性薄膜。该结果示于表1。
实施例6
作为扁平状的软磁性颗粒,使用铁硅铝合金(Fe-Si-Al合金、商品名“FME3DH”、扁平状、真比重6.8g/cm3、山阳特殊制钢株式会社制造),在干式分级器中,变更至旋转叶片的转速为2900rpm、风量为1.4m3/分钟的条件,除此之外与实施例1同样地进行分级,得到实施例6的软磁性颗粒粉末。使用该实施例6的软磁性颗粒粉末,除此之外与实施例1同样进行,制得软磁性薄膜。该结果示于表1。
实施例7
在干式分级器中,变更至旋转叶片的转速为2750rpm、风量为1.3m3/分钟的条件,除此之外与实施例6同样地进行分级,得到实施例7的软磁性颗粒粉末。使用该实施例7的软磁性颗粒粉末,除此之外与实施例1同样进行,制得软磁性薄膜。该结果示于表1。
比较例1
在干式分级器中,变更至旋转叶片的转速为1850rpm、风量为1.5m3/分钟的条件,采取重量轻的颗粒,除此之外与实施例1同样地进行分级,得到比较例1的软磁性颗粒粉末。使用该比较例1的软磁性颗粒粉末,除此之外与实施例1同样进行,制得软磁性薄膜。该结果示于表1。
比较例2
在干式分级器中,变更至旋转叶片的转速为2800rpm、风量为1.1m3/分钟的条件,除此之外与实施例1同样地进行分级,得到比较例2的软磁性颗粒粉末。使用该比较例2的软磁性颗粒粉末,除此之外与实施例1同样进行,制得软磁性薄膜。该结果示于表1。
(成膜性)
在各实施例和各比较例中,在涂布软磁性树脂组合物制造软磁性薄膜时,将能够成膜为薄膜状且薄膜表面均匀的情况评价为○,将虽然能够成膜为薄膜状但薄膜表面不均匀的情况评价为△,将未能成膜为薄膜状的情况评价为×。该结果示于表1。
(相对磁导率)
各实施例和各比较例中制得的软磁性薄膜的相对磁导率通过使用阻抗分析仪(Agilent公司制造、商品编号“4294A”)测定1MHz的阻抗来求出。该结果示于表1。
[表1]
【表1】
Figure BDA0000957033670000191
需要说明的是,实施例和比较例中的各成分使用下述材料。
·丙烯酸酯类聚合物:商品名“Paracron W-197CM”、以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯为主要成分的丙烯酸酯类聚合物、根上工业株式会社制造
·双酚A型环氧树脂(1):商品名“EPIKOTE 1004”、环氧当量875~975g/eq、JER株式会社制造
·双酚A型环氧树脂(2):商品名“EPIKOTE YL980”、环氧当量180~190g/eq、JER株式会社制造
·苯酚芳烷基树脂:商品名“MILEX XLC-4L”、羟基当量170g/eq、三井化学株式会社制造
·热固化催化剂:商品名“Curezol 2PHZ-PW”、2-苯基-1H-咪唑-4,5-二甲醇、四国化成株式会社制造
需要说明的是,虽然以本发明的例示的实施方式的形式提供了上述技术方案,但这仅仅是单纯的例示,不应做限定性解释。该技术领域的所属领域技术人员所清楚的本发明的变形例包括在权利要求的保护范围内。
产业上的可利用性
本发明的软磁性颗粒粉末、软磁性树脂组合物、软磁性薄膜、软磁性薄膜层叠电路基板和位置检测装置能够应用于各种工业产品。例如本发明的软磁性颗粒粉末、软磁性树脂组合物、软磁性薄膜和软磁性薄膜层叠电路基板能够用于位置检测装置等,本发明的位置检测装置能够用于例如智能手机、平板电脑等便携式终端、例如数字化仪等。
附图标记说明
1 软磁性薄膜
2 电路基板
6 树脂成分
7 软磁性颗粒
8 软磁性薄膜层叠电路基板

Claims (5)

1.一种软磁性树脂组合物,其特征在于,其含有软磁性颗粒粉末和树脂成分,
所述软磁性颗粒粉末为包含扁平状的软磁性颗粒的软磁性颗粒粉末,
所述软磁性颗粒粉末通过激光衍射式粒度分布测定器测定的粒径D10和粒径D50满足下式:D10/D50>0.45,粒径D50为30μm以上,粒径D90为100μm以上且150μm以下,
所述树脂成分含有环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类树脂。
2.根据权利要求1所述的软磁性树脂组合物,其特征在于,粒径D50为40μm以上。
3.一种软磁性薄膜,其特征在于,其由权利要求1或2所述的软磁性树脂组合物形成。
4.一种软磁性薄膜层叠电路基板,其特征在于,其通过将软磁性薄膜层叠于电路基板而得到,所述软磁性薄膜由权利要求1或2所述的软磁性树脂组合物形成。
5.一种位置检测装置,其特征在于,其具备软磁性薄膜层叠电路基板,所述软磁性薄膜层叠电路基板通过将软磁性薄膜层叠于电路基板而得到,所述软磁性薄膜由权利要求1或2所述的软磁性树脂组合物形成。
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