JP2003297629A

JP2003297629A - 磁性膜

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Publication number: JP2003297629A
Application number: JP2002097176A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Okayama; 克巳岡山; Kaoru Kobayashi; 薫小林; Koichiro Inomata; 浩一郎猪俣; Satoshi Sugimoto; 諭杉本; Jun Aketo; 純明渡
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-17
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP4281858B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波数帯域でも高い電磁波吸収能を有する
磁性膜を提供する。【解決手段】ＮｉＺｎフェライト粉末およびＭｎＺｎ
フェライト粉末を原料粉末としたＡＤ法により形成され
る磁性膜３０は、結晶粒がＮｉＺｎフェライト３１およ
びＭｎＺｎフェライト３２で、粒界がＮｉＺｎ／ＭｎＺ
ｎフェライト３３であるナノグラニュラー構造になる。
このように、磁性膜３０は、結晶粒およびその粒界が、
ともに電気抵抗の高い酸化物磁性体で形成されるため、
従来のように金属磁性体を含む場合に比べ、より高電気
抵抗化が図られ、透磁率が高く、良好な高周波特性の磁
性膜３０を得ることができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁性膜に関し、特に
通信機器などの動作時に発生する不要電磁波を吸収する
ための磁性膜に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電磁環境の悪化に伴い、高性能な
電磁波吸収材料が要望されている。また、高周波を扱う
電子機器の発達に伴い、高周波回路基板に搭載されるイ
ンダクタ、トランスあるいは磁気ヘッドといった各種磁
気デバイス分野においても、高性能な電磁波吸収材料が
要望されている。

【０００３】このような電磁波吸収材料としては、高い
透磁率を有する軟磁性材料を用いることができる。この
軟磁性材料には、（１）飽和磁化が大きいこと、（２）
結晶磁気異方性定数Ｋおよび磁歪λが小さく、異方性分
散が小さいこと、（３）電気抵抗が高いこと、などの特
性が要求される。

【０００４】これらの条件を満たす電磁波吸収材料を得
るため、特開平８−２５０３３０号公報、特開平１０−
２７０２４６号公報、特開平１０−２４１９３８号公報
では、ナノグラニュラー構造を有する磁性膜が提案され
ている。これは、金属軟磁性体の結晶粒径を１ｎｍ〜１
０ｎｍ程度とし、この粒子同士を電気的に絶縁するた
め、粒界に非磁性体であるアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）やシリ
カ（ＳｉＯ₂）といった高電気抵抗相を析出させる。こ
れにより、磁性膜として、高透磁率かつ高電気抵抗を達
成するものである。

【０００５】しかしながら、これら既存のナノグラニュ
ラー構造の磁性膜は、主相が金属軟磁性体で、粒界が非
磁性相であるため、粒界の非磁性相が、磁性膜としての
磁気特性を低下させていた。また、この磁性膜の電気抵
抗は通常の金属軟磁性体より１桁高い値をとるが、主相
が金属軟磁性体であるため、基本的に電気抵抗は低い。

【０００６】一般に、電気抵抗の小さい金属軟磁性材料
は、１ＭＨｚ以上の高周波数帯域になると、渦電流損失
が大きくなり、その使用が困難になる。そのため、従来
の金属軟磁性体を含んだ磁性膜を高周波数帯域で使用す
る場合には、高電気抵抗化を目的として、例えば、軟磁
性体であるＦｅにＳｉやＡｌを添加したり、電気抵抗の
高いアモルファス磁性体を使用したりするなどしてい
た。しかし、それでもなお、高周波数帯域では、所望の
電気抵抗が得られず、これらの磁性材料に代わり、軟磁
性かつ高電気抵抗の酸化物磁性体であるフェライトが専
ら利用されてきた。例えばＮｉＺｎフェライトの電気抵
抗率は１０¹⁰Ω・ｃｍにもなり、金属の電気抵抗率が１
０^-6Ω・ｃｍ程度であることを考えると、その電気抵抗
はきわめて大きく、高周波数帯域における渦電流損失の
発生が少なくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年は携帯
電話が爆発的に普及し、同時に人体への電磁波の局所入
力（Specific Absorption Rate，ＳＡＲ）が懸念されて
いる。これを防ぐ方法としては、特開平２００１−３３
９４９６号公報、特開平２００１−３５２３８２号公報
から特開平２００１−３５２３８８号公報まで、および
特開平２００１−３２０４５７号公報などで提案されて
いる。この方法は、軟磁性体を樹脂に分散させたシート
状の部品を携帯電話のホットスポット（ＳＡＲが最大に
なるポイント）近傍に配置するものである。これによ
り、ホットスポット近傍の磁界分布を強制的に変化さ
せ、人体への磁束の侵入が抑制される。これに用いられ
る軟磁性体には、透磁率が高いことが要求される。ま
た、磁気損失によってエネルギを損失させるためにも、
軟磁性体には高い透磁率が必要とされる。このような軟
磁性体にフェライトを用いる場合には、電気抵抗は高い
ものの、目的の透磁率を実現することは難しいという問
題点があった。

【０００８】また、高周波回路基板にあっては、ＣＰＵ
クロック信号が２ＧＨｚを超え、これに伴うノイズはさ
らに高い周波数である。このノイズの除去に対しては、
従来、フェライトビーズが広く用いられている。フェラ
イトビーズは、高周波数帯域でインピーダンス（主に抵
抗成分）が高くなり、発生したノイズを熱変換して除去
する。しかし、ＧＨｚ帯域という高周波数帯域では、そ
のインピーダンスが不足し、ノイズを充分に除去するこ
とはできなかった。そのため、フェライトの更なる高透
磁率化が求められていた。

【０００９】マイクロ磁気デバイスの分野では、特に高
周波数帯域で高い電気抵抗を有し、かつ、透磁率の高い
軟磁性材料が求められていた。高電気抵抗という点から
すれば、フェライトは酸化物であるため理想的である
が、金属系材料に比べて透磁率が低いという欠点があっ
た。

【００１０】通信の分野では、携帯電話（８００ＭＨ
ｚ，９００ＭＨｚ，１．５ＧＨｚ，２ＧＨｚ）、Blueto
oth（２．４５ＧＨｚ）、無線ＬＡＮ（５ＧＨｚ）、Ｇ
ＰＳ（１．５ＧＨｚ）など、ますます高周波数化が進ん
でいる。この帯域では、電波干渉を防ぐためのインピー
ダンス整合型電波吸収体をスピネル型フェライトで形成
すると、スネークの限界により透磁率が低下してしま
う。そのため、インピーダンス整合型電波吸収体の厚さ
を非常に厚くしなければならなくなるという欠点があっ
た。

【００１１】スネークの限界を超えるとされている六方
晶フェライトは、特許２７１７８１５号公報および特開
平９−１１０４３２号公報に開示されているが、やはり
透磁率が低いため、その分、電波吸収体の厚さは厚くな
る。六方晶フェライトの中でも特開平１０−１６２６７
５号公報、電子情報通信学会総合大会，Ｂ−４−６５，
ｐ３５０（１９９８）、特開平１１−３５４９７２号公
報で開示されているＭ型フェライトは、高周波数帯域で
のインピーダンス整合型電波吸収体として応用が試みら
れているが、透磁率はμ”＝５程度と低い。

【００１２】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、高周波数帯域における使用環境下にあっても
高い電磁波吸収能を有する高透磁率かつ高電気抵抗の磁
性膜を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、電磁波
吸収能を有する磁性膜において、第１の酸化物磁性体の
結晶粒である第１の磁性相と、前記第１の磁性相の周囲
に第２の酸化物磁性体で形成された粒界である第２の磁
性相と、を有することを特徴とする磁性膜が提供され
る。

【００１４】このような磁性膜では、結晶粒である第１
の磁性相およびその粒界である第２の磁性相がともに、
例えばフェライトなどの酸化物磁性体で形成される。す
なわち、磁性膜を構成する相が、すべて電気抵抗の高い
酸化物磁性体で形成される。これにより、従来のように
金属磁性体を含む場合に比べ、より高電気抵抗化が図ら
れるようになるとともに、高い透磁率を得ることが可能
になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図２は磁性膜形成装置の概略模式
図である。

【００１６】本発明の磁性膜の形成には、形成する磁性
膜の原料となる微粒子粉末をエアロゾル化して基板など
の被成膜物に衝突させ、厚膜を形成するエアロゾル・デ
ポジション（ＡＤ）法を用いる。このＡＤ法では、目的
とする磁性膜の組成に等しい割合で混合した原料粉末を
エアロゾル化して被成膜物に噴射することで、所望の組
成および膜厚の磁性膜を効率的に形成することができ
る。

【００１７】このＡＤ法を行うための磁性膜形成装置１
０は、ミキサ１１、チャンバ１２、ロータリーポンプ１
３を有している。ミキサ１１には、原料粉末１４が仕込
まれるようになっていて、ミキサ１１の振動により、中
に仕込まれた原料粉末１４が混合されるようになってい
る。これにより、原料粉末１４を均一に混合し、その粒
度分布の偏りをなくすことができる。

【００１８】チャンバ１２には、その内部に、ミキサ１
１に接続されたノズル１５が配置され、このノズル１５
の先端から原料粉末１４がエアロゾル化されて噴射され
るようになっている。ノズル１５の先端側には、マスク
１６を装着した基板２０が配置されるようになってい
る。ノズル１５先端から原料粉末１４が噴射されると、
原料粉末１４の粒子１４ａが基板２０表面に積層し、膜
が形成されていく。

【００１９】ロータリーポンプ１３は、チャンバ１２内
の圧力調整に用いられる。ここでは、チャンバ１２内の
圧力を、１０^-2Ｔｏｒｒに設定する。また、磁性膜の形
成は、室温から温度２００℃程度の低温下で行うことが
でき、さらに、基板２０への磁性膜形成後には、従来ス
パッタ法で最適組織を発現させる目的で行う熱処理は行
わない。

【００２０】ＡＤ法によりナノグラニュラー状の磁性膜
を形成する際には、主相である結晶粒および結晶粒同士
の境界である粒界を構成する粉末を原料粉末１４として
ミキサ１１内に仕込み、ノズル１５からエアロゾル化し
て基板２０に噴射する。

【００２１】ここで形成される磁性膜の結晶粒と粒界と
の組成比は、磁性膜形成前にミキサ１１に仕込む原料粉
末１４の混合割合にほぼ一致するようになる。これに対
し、従来のスパッタ法では、形成する磁性膜の組成は、
用いるターゲット（ＦｅとＡｌ₂Ｏ₃など）の面積割合で
組成比を決定し、かつ、熱処理によって最適組織を発現
させる必要があり、その制御が困難であった。この点
で、磁性膜の形成にＡＤ法を用いると、形成できる磁性
膜の組成の自由度を格段に向上させることができる。

【００２２】さらに、ＡＤ法によれば、熱処理を行わな
いため、熱により原料粉末１４の結晶構造を変化させる
ことがなく、目的の結晶構造組織を有する磁性膜を形成
することができる。また、従来のスパッタ法のように、
ターゲットを必要としないため、磁性膜を安価に形成す
ることができる。

【００２３】また、このＡＤ法は、成膜速度が速く、原
料粉末１４の噴射時間を調整することにより、任意の膜
厚で磁性膜を形成することができる。さらに、被成膜物
への膜付きが良好で、かつ、強固に付着させることがで
きる。したがって、種々の材質の被成膜物（基板、筐
体、部品など）に対し、それぞれに適当な膜厚の磁性膜
を、所望の組成で形成することができる。

【００２４】ここで、磁性膜の形成方法を具体例を挙げ
て説明する。まず、原料粉末１４として、Ｎｉ_0.5Ｚｎ
_0.5Ｆｅ₂Ｏ₄粉末（平均粒径２００ｎｍ）を７０ｇ、Ｍ
ｎ_0.4Ｚｎ_0.6Ｆｅ₂Ｏ₄粉末（平均粒径２００ｎｍ）を３
０ｇ、総量１００となるように秤量して混合する。そし
て、これらの原料粉末１４を、ミキサ１１に投入し、ミ
キサ１１および原料粉末１４に振動を与える。チャンバ
１２は、ロータリーポンプ１３により、１０^-2Ｔｏｒｒ
まで減圧する。次いで、チャンバ１２内に、マスク１６
を装着した基板２０であるＳｉＯ₂基板をセットする。
その後、室温にて、ノズル１５を開放すると、チャンバ
１２内部とミキサ１１との圧力差により原料粉末１４が
ノズル１５よりエアロゾル化して噴射される。形成する
磁性膜の膜厚は、このときの噴射時間により調整する。

【００２５】図１は磁性膜組織の一部の模式図である。
上記ＡＤ法で、Ｎｉ_0.5Ｚｎ_0.5Ｆｅ₂Ｏ₄粉末およびＭｎ
_0.4Ｚｎ_0.6Ｆｅ₂Ｏ₄粉末の２種を用いて形成した磁性膜
３０は、ＮｉＺｎフェライト３１およびＭｎＺｎフェラ
イト３２を第１の酸化物磁性体とする結晶粒を、第１の
磁性相として有する。さらに、磁性膜３０は、ＮｉＺｎ
／ＭｎＺｎフェライト３３を第２の酸化物磁性体とする
薄い粒界を、第２の磁性相として有する。第１の磁性相
および第２の磁性相は、ともにフェライト材料で形成さ
れ、磁性膜３０は、ナノグラニュラー構造になってい
る。

【００２６】この磁性膜３０の形成において、結晶粒ひ
とつひとつの径は、１ｎｍから５０ｎｍ程度、望ましく
は２ｎｍから２０ｎｍ程度であることが、軟磁性を発現
させるために必要である。結晶粒が小さすぎると超常磁
性的な挙動を示すため軟磁性が低下し、結晶粒が大きす
ぎるとフェライト結晶としての特性が強くなるため好ま
しくない。高透磁率を実現するためには、ナノグラニュ
ラー構造により磁気的に粒子が結合し、かつ微結晶であ
るために結晶磁気異方性が小さく、さらに、磁気モーメ
ントが熱揺らぎにより小さくならないようにする必要が
ある。そのため、磁性膜３０の結晶粒径は２ｎｍから２
０ｎｍ程度であることが好ましい。

【００２７】なお、結晶粒径は、原料として用いる粉末
の粒径に大きく依存する。したがって、磁性膜３０を形
成する際には、原料となる粉末の粒径をコントロールす
ることで、結晶粒径を上記のようなナノレベルでコント
ロールすることが可能になる。

【００２８】図３および図４に、上記磁性膜３０につい
ての特性評価の結果を示す。なお、ここでは、成膜速度
約５μｍ／ｍｉｎで１０分間成膜した膜厚５０μｍの磁
性膜３０について特性評価を行った。このとき、試料サ
イズは、５ｍｍ×８ｍｍとした。

【００２９】図３は磁気特性測定結果を示す図である。
図３では、横軸は磁界（Ｏｅ）、縦軸は磁化の大きさ
（ｋＧ）をそれぞれ表している。ＡＤ法を用いて形成し
た磁性膜３０の磁気特性は、理研電子製のＶＳＭ（Vibr
ating sample magnetometer，ＢＨＶ３５）により測定
した。

【００３０】測定の結果、磁性膜３０の飽和磁化は３．
７ｋＧ、保持力は０．０１Ｏｅであった。この飽和磁化
の値は、ＮｉＺｎフェライト３１，ＭｎＺｎフェライト
３２がそれぞれ６７ｖｏｌ％，３３ｖｏｌ％含まれてい
る値に等しい。また、保持力の値は、ＭｎＺｎフェライ
ト単体の約１０分の１程度の値である。したがって、磁
性膜３０は、優れた軟磁気特性を示すということができ
る。

【００３１】図４は透磁率測定結果を示す図である。図
４では、横軸は周波数（ＧＨｚ）、縦軸は透磁率
（μ’，μ”）を表している。磁性膜３０の透磁率測定
は、凌和電子製の薄膜透磁率測定装置（ＰＭＦ３００
０）により、３ＧＨｚまでの周波数帯域で測定した。

【００３２】透磁率μ”の最大値は周波数４ＧＨｚにお
いて７０を超え、μ’についてもその最大値は７０を超
えており、磁性膜３０は、高周波数帯域で優れた軟磁気
特性を示すということができる。

【００３３】また、この磁性膜３０の電気抵抗は約１０
⁴Ωで、ＮｉＺｎフェライト単体に匹敵する非常に高い
値を示した。このように、結晶粒がＮｉＺｎフェライト
３１およびＭｎＺｎフェライト３２、粒界がＮｉＺｎ／
ＭｎＺｎフェライト３３である磁性膜３０は、高周波特
性に非常に優れているといえる。

【００３４】なお、上記の例では、原料粉末１４とし
て、Ｎｉ_0.5Ｚｎ_0.5Ｆｅ₂Ｏ₄粉末およびＭｎ_0.4Ｚｎ_0.6
Ｆｅ₂Ｏ₄粉末の２種類のフェライト粉末を用いた場合に
ついて述べたが、１種類のフェライト粉末により磁性膜
を形成することもできる。

【００３５】図５はＮｉＺｎフェライト粉末を用いて形
成した磁性膜組織の模式図である。磁性膜３０ａは、結
晶粒およびその粒界をともにＮｉＺｎフェライト３１
ａ，３２ａとするナノグラニュラー状に形成される。こ
の磁性膜３０ａにおいても、前述したように、結晶粒径
は、１ｎｍから５０ｎｍ程度で、２ｎｍから２０ｎｍ程
度であることが好ましい。このような構成によっても、
良好な高周波特性が発現される。

【００３６】上記の例に示したように、磁性膜は、第１
の磁性相が酸化物磁性体の結晶粒で、第２の磁性相が酸
化物磁性体の粒界であるナノグラニュラー構造になって
いる。第１の磁性相および第２の磁性相を形成するため
の酸化物磁性体材料には、高電気抵抗のフェライトであ
って、特に、ＭＨｚからＧＨｚの高周波数帯域で高い透
磁率を有しているものが好適に用いられる。すなわち、
結晶磁気異方性および磁歪が小さく、かつ、飽和磁化が
高いことが望まれる。このようなフェライト材料として
は、スピネル系磁性酸化物ＭｅＦｅ₂Ｏ₄（Ｍｅは２価の
金属イオン）、または六方晶系磁性酸化物（ＢａＦｅ₁₂
Ｏ₁₉，ＳｒＦｅ₁₂Ｏ₁₉，Ｂａ₂Ｍｅ₂Ｆｅ ₂₂Ｏ₂₂，ＢａＭ
ｅ₂Ｆｅ₁₆Ｏ₂₇若しくはＢａ₃Ｍｅ₂Ｆｅ₂₄Ｏ₄₁、Ｍｅは
２価の金属イオン）が好適に用いられる。

【００３７】ここで、ＭｅＦｅ₂Ｏ₄においては、Ｍｅ＝
Ｎｉとしたもののほか、上記の例に示したようなＮｉ_x
Ｚｎ_1-xのように複合して置換したスピネル型フェライ
トとした方が、透磁率が高くなるのでより好ましい。

【００３８】また、ＭｅＦｅ₂Ｏ₄は、ＭｅＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃
で表されるように金属酸化物と酸化鉄の化合物である
が、Ｆｅ²⁺イオンの発生を抑えるため、その組成を、Ｍ
ｅＯ：Ｆｅ₂Ｏ₃＝５１：４９あるいはＭｅＯ：Ｆｅ₂Ｏ₃
＝５２：４８のように制御することもできる。

【００３９】また、六方晶系磁性酸化物としては、Ｍｅ
Ｏ・６Ｆｅ₂Ｏ₃（あるいはＭｅＦｅ ₁₂Ｏ₁₉）の構造をと
るＭ型フェライト（Ｍｅ＝Ｂａ，Ｓｒ，Ｐｂ）、Ｂａ₂
Ｍｅ₂Ｆｅ₁₂Ｏ₁₉の構造をとるＹ型フェライト（Ｍｅ＝
Ｍｇ²⁺，Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ ²⁺，Ｎｉ²⁺，Ｃｕ²⁺，Ｚ
ｎ²⁺）、ＢａＭｅ₂Ｆｅ₁₆Ｏ₂₇の構造をとるＷ型フェラ
イト（Ｍｅ＝Ｍｇ²⁺，Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎ
ｉ²⁺，Ｃｕ²⁺，Ｚｎ²⁺）、およびＢａ₃Ｍｅ₂Ｆｅ₂₄Ｏ₄₁
の構造をとるＺ型フェライト（Ｍｅ＝Ｍｇ²⁺，Ｍｎ²⁺，
Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ²⁺，Ｃｕ²⁺，Ｚｎ²⁺）などを用い
ることができる。

【００４０】これらのうち、Ｗ，Ｚ，Ｙ型フェライトに
ついては、Ｂａ²⁺イオンの代わりにＳｒ²⁺イオンを用い
ても、同様の結晶構造で、磁気特性もほぼ同等である。
さらにＭ，Ｗ型フェライトについては、特開平１１−３
５４９７２号公報に開示されているように、Ｆｅ³⁺イオ
ンを、例えばＴｉ⁴⁺Ｍｎ²⁺あるいはＺｒ⁴⁺Ｚｎ²⁺のよう
に複合置換することで共鳴周波数を変化させて高周波数
帯域での透磁率低下を抑えることが可能である。さら
に、共鳴周波数を変化させて望ましい周波数特性を得る
ためには、原料粉末としてＢａＦｅ₁₀Ｓｎ_1.5Ｎｉ_0.5Ｏ
₁₉組成の六方晶フェライトを用いることもできる。

【００４１】これらのフェライト材料を１種類または２
種類以上選択し、その粉末を用いたＡＤ法により、結晶
粒および粒界がともにフェライトで構成された磁性膜を
形成することができる。すなわち、複数種のフェライト
結晶粒あるいは複数種のフェライトが混じり合った状態
の粒界を有した磁性膜であっても形成することが可能で
ある。

【００４２】以下に、磁性膜を種々のアプリケーション
に適用する場合について例示する。磁性膜の膜厚は、ア
プリケーションにより若干の相違があり、チップビーズ
では、部品の大きさが、いわゆる１６０８（１．６ｍｍ
×０．８ｍｍ×０．８ｍｍ）タイプ、１００５（１．０
ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ）タイプ、０６０３
（０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０，３ｍｍ）と小型化して
きているため、その商品の規格に合わせた膜厚で、磁性
膜を形成することが好ましい。近年では、膜厚５００μ
ｍ以下の材料を利用することが多くなってきており、本
発明の磁性膜は、これより薄い膜厚でかつ優れた高周波
特性を発現する。

【００４３】また、インダクタおよびトランスは、マイ
クロ磁気デバイスとして用いる場合には、数μｍの膜厚
が好適である。このように、本発明の磁性膜を用いるこ
とにより、ビーズ、インダクタおよびトランスを、高周
波特性良く、小型に形成することができる。

【００４４】次に、インピーダンス整合型電波吸収体と
して用いる場合について述べる。この場合には、例えば
図４に示したような最大７０程度という高い透磁率
μ’，μ”を発現させることができるので、インピーダ
ンス整合型電波吸収体を薄型化することができる。

【００４５】図６はインピーダンス整合型電波吸収体の
厚み設計曲線を示す図であって、（ａ）は厚みを１５０
μｍとした場合、（ｂ）は厚みを２００μｍとした場合
について、それぞれ示している。図６では、横軸に周波
数（ＧＨｚ）を表し、縦軸に透磁率（μ’，μ”）を表
している。

【００４６】図６（ａ），（ｂ）より、例えば５ＧＨｚ
でμ＝３０−４５ｊを得ることが可能であり、インピー
ダンス整合型電波吸収体を、厚み１５０μｍ〜２００μ
ｍ程度で形成することができる。したがって、従来に比
べて、より厚さの薄いインピーダンス整合型電波吸収体
を形成することができる。

【００４７】次に、電子機器筐体に用いる場合について
述べる。電子機器筐体は、通常のプラスチック成型品で
あれば１ｍｍ程度の厚みがあり、最薄部では０．５ｍｍ
程度になっている。このような筐体内面に磁性膜を形成
し、電磁干渉などを抑える。このとき、プラスチック成
型品の肉厚と磁性膜の膜厚との和は、筐体内部の部品配
置スペースの確保あるいは電子機器の小型化の点から、
できるだけ薄くなるようにすることが望ましい。

【００４８】筐体内側に通常用いられる電磁波吸収シー
トの場合、その厚さ（ｄ）は０．５ｍｍ程度であり、
μ”＝５程度である。ここで、電磁波吸収特性（電磁波
吸収エネルギ）を、簡単のためμ”×ｄで評価すれば、
電磁波吸収シートの場合、μ”×ｄ＝２．５となる。一
方、本発明の磁性膜では、μ”＝５０程度発現させるこ
とも可能であり、この場合、筐体内面に形成する厚さｄ
を電磁波吸収シートの１０分の１である５０μｍ程度ま
で薄くしても、μ”×ｄ＝２．５であり、性能低下はな
い。したがって、筐体内面に磁性膜を薄く形成すること
ができ、部品配置スペースの確保、電子機器の小型化が
可能になる。

【００４９】次に、高周波回路基板に用いる場合につい
て述べる。高周波回路基板では、発生するノーマルモー
ド・ノイズやコモンモード・ノイズのうち、高周波ノイ
ズの発生源であるコモンモード・ノイズの発生を抑制す
るために、本発明の磁性膜を用いることができる。

【００５０】図７は高周波回路基板の断面模式図であ
る。高周波回路基板４０は、配線層４１ａ，４１ｂ，４
１ｃがそれぞれ形成されたガラスエポキシ基板４２ａ，
４２ｂ，４２ｃを有し、ガラスエポキシ基板４２ｂ，４
２ｃ間に、磁性膜４４を挟んだ電源層４５およびグラン
ド層４６が形成されている。各配線層４１ａ，４１ｂ，
４１ｃ同士は、ガラスエポキシ基板４２ａ，４２ｂ，４
２ｃおよび磁性膜４４に形成された複数のビアホール４
３で電気的に接続されている。そして、配線層４１ａ，
４１ｃ上に、ＩＣや各種デバイスなどの電子部品４７が
実装されている。

【００５１】この高周波回路基板４０においては、これ
を構成している層のうちの一層に磁性膜４４を用いてい
る。磁性膜４４は、透磁率の周波数依存性がＭＨｚ〜Ｇ
Ｈｚ帯域でμ”が高くなるため、磁性膜４４を高周波回
路基板４０の電源層４５とグランド層４６との間に形成
することにより、そのインピーダンスが高くなる。した
がって、グランド層４６を介するようなコモンモード・
ノイズを効果的に低減することができる。

【００５２】通常、高周波回路基板４０の厚さは、５０
μｍから７０μｍであり、磁性膜４４は、これを構成す
る一層として容易に形成可能である。したがって、従来
用いられているような不要輻射対策部品が不要になる。

【００５３】なお、ここでは、電源層４５とグランド層
４６との間に磁性膜４４を形成した構造を示したが、ノ
イズ駆動源であるＩＣなどの電子部品４７と配線層４１
ａ，４１ｃとの間に磁性膜４４を形成することもでき
る。これにより、電子部品４７で発生したノイズが、配
線層４１ａ，４１ｃにカップリングするのを防ぐことが
できるようになる。

【００５４】次に、携帯電話のＳＡＲ抑制体として用い
る場合について述べる。図８は携帯電話におけるＳＡＲ
抑制方法を説明する図であって、（ａ）はホルダに磁性
膜を形成した場合、（ｂ）は高周波ブロックシールド部
に磁性膜を形成した場合、（ｃ）は基板上に磁性膜を形
成した場合の携帯電話の側面図である。

【００５５】携帯電話５０は、筐体５１と、携帯電話５
０の操作面側に取り付けられた表示パネル５２、キー操
作部５３を有し、表示パネル５２の背面側には、ホルダ
５４が設けられている。筐体５１内部には、メイン基板
５５が配置され、ＩＣや各種デバイスなどの電子部品５
６が実装されている。さらに、操作面側には、スピーカ
５７およびマイク５８が設けられている。また、携帯電
話５０の背面側には、バッテリ５９および高周波ブロッ
クシールド部６０が設けられ、携帯電話５０上部にアン
テナ６１が設けられている。

【００５６】このような携帯電話５０において、磁性膜
を、図８（ａ）に示したようにホルダ５４表面に形成し
たり、あるいは、図８（ｂ）に示したように、高周波ブ
ロックシールド部６０表面に形成したりすることができ
る。さらに、図８（ｃ）に示したように、メイン基板５
５に実装された特定の電子部品５６に対して形成するこ
ともできる。また、携帯電話５０の筐体５１の内面に磁
性膜を形成してＳＡＲを抑制することも可能である。

【００５７】このように、携帯電話５０の内部に磁性膜
を形成することにより、携帯電話５０内部から放射され
る電磁波が低減され、また、外部からの電磁波の侵入も
抑制される。したがって、スペースをとらずにＳＡＲを
抑制することができるようになる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、磁性膜
の結晶粒である第１の磁性相およびその粒界である第２
の磁性相を、ともに酸化物磁性体で形成する構成にし
た。磁性膜が電気抵抗の高い酸化物磁性体で形成される
ことにより、透磁率が高く、良好な高周波特性の磁性膜
を得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁性膜組織の一部の模式図である。

【図２】磁性膜形成装置の概略模式図である。

【図３】磁気特性測定結果を示す図である。

【図４】透磁率測定結果を示す図である。

【図５】ＮｉＺｎフェライト粉末を用いて形成した磁性
膜組織の模式図である。

【図６】インピーダンス整合型電波吸収体の厚み設計曲
線を示す図であって、（ａ）は厚みを１５０μｍとした
場合、（ｂ）は厚みを２００μｍとした場合について、
それぞれ示している。

【図７】高周波回路基板の断面模式図である。

【図８】携帯電話におけるＳＡＲ抑制方法を説明する図
であって、（ａ）はホルダに磁性膜を形成した場合、
（ｂ）は高周波ブロックシールド部に磁性膜を形成した
場合、（ｃ）は基板上に磁性膜を形成した場合の携帯電
話の側面図である。

【符号の説明】

１０……磁性膜形成装置、１１……ミキサ、１２……チ
ャンバ、１３……ロータリーポンプ、１４……原料粉
末、１４ａ……粒子、１５……ノズル、１６……マス
ク、２０……基板、３０，３０ａ……磁性膜、３１，３
１ａ，３２ａ……ＮｉＺｎフェライト、３２……ＭｎＺ
ｎフェライト、３３……ＮｉＺｎ／ＭｎＺｎフェライ
ト、４０……高周波回路基板、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ
……配線層、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ……ガラスエポキ
シ基板、４３……ビアホール、４４……磁性膜、４５…
…電源層、４６……グランド層、４７……電子部品、５
０……携帯電話、５１……筐体、５２……表示パネル、
５３……キー操作部、５４……ホルダ、５５……メイン
基板、５６……電子部品、５７……スピーカ、５８……
マイク、５９……バッテリ、６０……高周波ブロックシ
ールド部、６１……アンテナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０３Ｈ 7/01 Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｍ５Ｊ０２４Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｈ０１Ｆ 1/00 Ｃ (72)発明者岡山克巳東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者小林薫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者猪俣浩一郎宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉02 東北大学大学院工学研究科内 (72)発明者杉本諭宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉02 東北大学大学院工学研究科内 (72)発明者明渡純茨城県つくば市東１−１−１独立行政法人産業技術総合研究所つくばセンター内Ｆターム(参考） 5E040 AB03 CA13 5E041 AB01 AB02 AB14 CA06 5E049 AB04 BA12 BA27 5E070 AA01 BA16 5E321 AA17 AA32 BB22 BB23 BB51 GG11 GG12 5J024 AA09 DA22 DA26 DA32 KA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁波吸収能を有する磁性膜において、第１の酸化物磁性体の結晶粒である第１の磁性相と、前記第１の磁性相の周囲に第２の酸化物磁性体で形成さ
れた粒界である第２の磁性相と、を有することを特徴とする磁性膜。
【請求項２】前記第１の酸化物磁性体は、結晶構造が
スピネル型または六方晶型のフェライトを含むことを特
徴とする請求項１記載の磁性膜。
【請求項３】前記第２の酸化物磁性体は、結晶構造が
スピネル型または六方晶型のフェライトを含むことを特
徴とする請求項１記載の磁性膜。
【請求項４】前記第１の磁性相は、前記結晶粒の径が
略１ｎｍないし略５０ｎｍであることを特徴とする請求
項１記載の磁性膜。
【請求項５】第１の酸化物磁性体の結晶粒である第１
の磁性相と、前記第１の磁性相の周囲に第２の酸化物磁
性体で形成された粒界である第２の磁性相と、を有する
磁性膜を用いていることを特徴とするチップビーズ。
【請求項６】第１の酸化物磁性体の結晶粒である第１
の磁性相と、前記第１の磁性相の周囲に第２の酸化物磁
性体で形成された粒界である第２の磁性相と、を有する
磁性膜を用いていることを特徴とするインダクタ。
【請求項７】第１の酸化物磁性体の結晶粒である第１
の磁性相と、前記第１の磁性相の周囲に第２の酸化物磁
性体で形成された粒界である第２の磁性相と、を有する
磁性膜を用いていることを特徴とするインピーダンス整
合型電波吸収体。
【請求項８】第１の酸化物磁性体の結晶粒である第１
の磁性相と、前記第１の磁性相の周囲に第２の酸化物磁
性体で形成された粒界である第２の磁性相と、を有する
磁性膜を、その全部または一部に用いていることを特徴
とする電子機器筐体。
【請求項９】第１の酸化物磁性体の結晶粒である第１
の磁性相と、前記第１の磁性相の周囲に第２の酸化物磁
性体で形成された粒界である第２の磁性相と、を有する
磁性膜を、その一部に用いていることを特徴とする高周
波回路基板。
【請求項１０】第１の酸化物磁性体の結晶粒である第
１の磁性相と、前記第１の磁性相の周囲に第２の酸化物
磁性体で形成された粒界である第２の磁性相と、を有す
る磁性膜を用いていることを特徴とするＳＡＲ抑制体。