JP2005057444A - 小型高感度アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナの長さ寸法を変えずに、Ｌ値、Ｑ値を向上させ、アンテナコアの送受信感度の向上を実現すること、或いは感度を変えずに更なる薄型化、小型化を実現する
【解決手段】 芯材に絶縁体で被覆された導電性線材が巻回されているアンテナにおいて、該導電性線材が巻回されている領域の端部に堰が設けられていることを特徴とするアンテナを用いる。堰は、金属磁性粉末５〜６０Ｖｏｌ％と樹脂とからなる組成物により形成されている複合体から成り、前記金属磁性粉末は、扁平上のナノ結晶磁性金属材料を用いることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、電波を電気信号に変換するアンテナ素子のうち、棒状アンテナに関するものである。例えば、電波を受信、送信、送受信するアンテナであり、ＲＦＩＤ 用アンテナ、車載イモビライザ−用アンテナ、電子キー用アンテナ、電波時計用アンテナ、ラジオ、携帯機器用小型アンテナ等が挙げられる。 これらの棒状アンテナの感度をさらに向上させるために、棒状アンテナの片側もしくは両端に付加する金属磁性粉末ブロック体及び金属磁性粉末ブロックを付与したアンテナに関するものである。

電子・通信分野の目覚しい発展に伴い，電気・電子機器に用いられる磁気応用製品の需要の拡大，これに伴う製品形態の多様化が急速に進んでおり、特に携帯機器の普及に伴って、薄型化、小型化、高効率化の要求が高まっている。これらの機器に用いられる、電波を電気信号に変換するアンテナ素子はより薄型化、小型化、高効率化が望まれている。

従来このようなアンテナとして特開平７−２７８７６３（特許文献１）では、図３に示すように、磁気特性が特に優れる非晶質金属薄帯材料を棒状のアンテナコア材料として用い、棒状コアに巻線を施すことで、１００ｋＨｚ以上でＱ値が高く高感度な、アンテナが提案されている。また、この技術の改善策として、特開２００１−３３７１８１（特許文献２）の方法が提案されている。この方法によれば、アンテナの棒状心材の両端にフランジが形成され、そのフランジの間にコイルが巻回されている。このフランジを付加することにより、アンテナの受信感度を向上させることが可能となる。しかし、機器の小型化に伴いさらなる薄型化、小型化、高性能アンテナが要望されている。
特開平７−２７８７６３ 特開２００２−２７８７６３

近年の電波を利用した情報通信が、例えば防犯用の施錠システム、ＩＤカード、タグ等のトランスポンダに使用されるＲＦＩＤの情報の送受信、または、電波時計、ラジオ等に用いられている。これらの用途では、携帯するタグ、キー等に使われることから、さらなる薄型化、カード化の市場要求がある。こうした用途のアンテナもさらなる小型化を図るために、アンテナコアの厚み、長さをさらに低減する必要がある。

しかしながら、アンテナの体積減少に伴い、アンテナのＬ値またはＱ値が低下し、Ｌ値とＱ値の積に比例するアンテナ感度が低下する。その結果、実用上充分な電波受信感度が得られなくなることがある。

そこで本発明はこれらの問題を解決するために、本発明ではアンテナの長さ寸法を変えずに、Ｌ値、Ｑ値を向上させ、アンテナコアの送受信感度の向上を実現すること、或いは感度を変えずに更なる薄型化、小型化を実現することを課題とする。

このような課題を解決するために鋭意研究の結果以下のことを見出した。

本発明は、芯材に絶縁体で被覆された導電性線材が巻回されているアンテナにおいて、該導電性線材が巻回されている領域の端部に堰が設けられていることを特徴とするアンテナを提供する。

前記アンテナに設けられている堰は、金属磁性粉末を含む組成物から成ることを特徴とする。

前記アンテナに設けられている堰は、金属磁性粉末と樹脂とからなる組成物を含む複合体から成ることを特徴とする。

前記金属磁性粉末が、ナノ結晶磁性金属材料を用いることは本発明の好ましい態様の１つである。

前記金属磁性粉末の形状は偏平状であることを特徴とする前記請求項１〜４記載のアンテナ。

本発明は、堰を作るための金属磁性粉末５〜６０Ｖｏｌ％と樹脂９５〜４０Ｖｏｌ％とからなる組成物を提供する。

絶縁体で被覆された導電性線材が巻回されているアンテナにおいて、該導電性線材が巻回されている領域の端部に堰が設けられることにより、アンテナのＬ値が向上し小型高感度アンテナを得ることができた。その結果、Ｌ値が一定で良い場合は、アンテナコイルの銅巻線数が減らせる、その結果、銅損が減り、Ｑ値が向上でき、アンテナの送受信感度が大幅に向上する。また銅巻線を減らした分、アンテナの幅、高さが小さくなり、アンテナの小型化、薄型化が可能となった。

次に本発明の実施の形態について具体的に説明する。
（アンテナ）
本発明のアンテナの例を図１に示す。本発明は、アンテナの芯材１１、堰１２、被覆導電性線材が巻回されている領域１３の３つの要素から構成される。

アンテナの芯材は、磁性体からなり、アンテナの芯材の中央部を含む領域に銅線からなる巻線コイルがアンテナの芯材に巻回されている。被覆導電性線材が巻回されている領域は、堰に接していることが好ましい。堰は、磁性金属粉末と樹脂の組成物により形成されている。本願において、この組成物により形成されている堰のことを単に複合体と呼ぶ場合がある。
（アンテナの芯材）
本発明のアンテナの芯材について説明する。

アンテナの芯材の形状は円柱、角柱等の種々の形状のが可能である。その中でも、直方体もしくは角柱が、積層体を切断加工して容易に作製できるため好ましい。

アンテナの芯材は磁性体からなり、磁性体の形態は板状もしくは粉末状である。材料としては、例えば、珪素鋼板、パーマロイ、センダスト、軟磁性フェライト、アモルファス磁性金属、ナノ結晶磁性金属等が挙げられる。珪素鋼板、パーマロイなどは打抜き等でアンテナの芯材形状に加工する。またセンダストなどは水ガラスや樹脂等と混合して一体成形しアンテナの芯材形状とする。

このなかでもＣｏ系アモルファス磁性金属薄帯や、Ｆｅ系アモルファス磁性金属薄帯、ナノ結晶磁性金属薄帯などは、透磁率が高く、損失が低いため小型薄型用アンテナコア材料として好適である。但し、１枚が１０μｍ〜３０μｍと薄いため、必要な性能を得るために、実際には複数枚を積層して、アンテナの芯材形状とする。ポリイミド等の耐熱樹脂とＣｏ系アモルファス磁性金属薄帯や、Ｆｅ系アモルファス磁性金属薄帯、ナノ結晶磁性金属薄帯が交互に積層された積層体からなるアンテナの芯材は、この中でも、Ｃｏ系アモルファス磁性金属薄帯や、Ｆｅ系アモルファス磁性金属薄帯とポリイミド等の耐熱樹脂からなる積層体が最も好ましい。またこれらの積層体が積層後、非晶質金属の磁気特性向上に必要な熱処理ができ、さらにその後、機械加工が出来る。

この非晶質金属と耐熱樹脂からなる積層体は以下の方法で作製することができる。
（非晶質合金薄帯）
本発明のアンテナに使用される非晶質金属薄帯に用いられる磁性材料としては、Ｆｅ 系、Ｃｏ 系の非晶質金属薄帯が用いられる。これらの非晶質金属薄帯は、通常溶融金属を急冷ロールを用いて、急冷して得られる。通常は１０ 〜５０ μｍ の厚さであり、好ましくは１０ 〜３０ μｍ の厚さの薄帯が用いられる。

Ｆｅ 系非晶質金属材料としては、Ｆｅ −Ｓｉ −Ｂ 系、Ｆｅ −Ｂ 系、Ｆｅ −Ｐ −Ｃ 系などのＦｅ −半金属系非晶質金属材料や、Ｆｅ −Ｚｒ 系、Ｆｅ −Ｈｆ 系、Ｆｅ −Ｔｉ 系などのＦｅ −遷移金属系非晶質金属材料を挙げることができる。Ｃｏ 系非晶質金属材料としてはＣｏ −Ｓｉ −Ｂ 系、Ｃｏ −Ｂ 系などの非晶質金属材料が例示できる。こ れらの中でも、アンテナ特性としてのＱ値が高い材料としては、以下の組成のものがより好ましい。

非晶質金属薄帯の組成が、一般式（Ｃｏ_１−Ｃ Ｆｅ_Ｃ ）_{１−ａ−ｂ}Ｘ_ａＹ_ｂ（式中のＸ は、Ｓｉ ，Ｂ ，Ｃ ，Ｇｅ から選ばれる少なくとも１ 種類以上の元素を表し、Ｙ はＺｒ ，Ｎｂ ，Ｔｉ ，Ｈｆ ，Ｔａ ，Ｗ ，Ｃｒ ，Ｍｏ ，Ｖ ，Ｎｉ ，Ｐ ，Ａｌ ，Ｐｔ ，Ｐｈ ，Ｒｕ ，Ｓｎ ，Ｓｂ ，Ｃｕ ，Ｍｎ ，希土類元素から選ばれる少なくとも１ 種類以上の元素で表される。ｃ ，ａ ，ｂ は、それぞれ、０≦ｃ≦０ ．２、１０＜ａ≦３５ 、０≦ｂ≦３０ ここでａ ，ｂ は原子％）で表される組成が好ましい。上記非晶質金属薄帯のＣｏ のＦｅ 置換は非晶質合金の飽和磁化の増加に寄与する傾向にある。このため、置換量ｃは０ ≦ｃ≦０ ．２であることが好ましく、０≦ｃ≦０ ．１であることがさらに好ましい。

Ｘ元素は本発明に用いる非晶質金属薄帯を製造する上で、非晶質化のために結晶化速度を低減するために有効な元素である。Ｘ元素が１０原子％より少ないと、非晶質化が低下して一部結晶質が混在し、また、３５原子％を超えると、非晶質構造は得られるものの合金薄帯の機械的強度が低下し、連続的な薄帯が得られなくなる。したがって、Ｘ 元素の量ａは、１０＜ａ≦３５であることが好ましく、さらに好ましくは、１２ ≦ａ≦３０である。

Ｙ元素は、本発明に用いる非晶質金属薄帯の耐食性に効果がある。この中で特に有効な元素は、Ｚｒ ，Ｎｂ ，Ｍｎ ，Ｗ ，Ｍｏ ，Ｃｒ ，Ｖ ，Ｎｉ ，Ｐ ，Ａｌ ，Ｐｔ ，Ｐｈ ，Ｒｕ 元素である。Ｙ元素の添加量は３０％以上になると、耐食性の効果はあるが、薄帯の機械的強度が脆弱になるため、０≦ｂ≦３０であることが好ましい。さらに好ましい範囲は、０≦ｂ≦２０である。

また、前記非晶質金属薄帯は、例えば、所望組成の金属を調合したものを高周波溶解炉等を用いて溶融し、均一な溶融体としたものを、不活性ガス等でフローして、急冷ロールに吹き付けて、急冷して得られる。通常は厚さは５〜５０μｍであり、好ましくは１０〜３０μｍ の薄帯が用いられる。本発明に用いられる非晶質金属薄帯は、液体急冷方法などによりシ−ト状に作製された非晶質金属材料が使用できる。または，粉末状の非晶質金属材料をプレス成形などによりシ−ト状にしたものを使用することができる。また，本発明に使用される非晶質金属薄帯は，単一非晶質金属薄帯を用いても良いし，複数および多種類の非晶質金属薄帯を重ねたものを用いることができる。
（塗工基材および積層体）
本発明のアンテナの芯材が耐熱樹脂を表面にコートした非晶質金属薄帯とからなる場合、非晶質金属薄帯の原反からロールコータなどのコーティング装置で、非晶質金属薄帯上に液状樹脂の塗膜を作り，これを乾燥させて非晶質金属薄帯に耐熱性樹脂を付与する方法で作製することができる。

非晶質金属薄帯に耐熱性樹脂を付与した多層構造の磁性基材を作製する場合，例えば熱プレスや熱ロールなどにより積層一体化することができる。加圧時の温度は耐熱樹脂の種類により異なるが，概ね，耐熱樹脂硬化物のガラス転移温度以上で軟化もしくは溶融する温度近傍で積層接着することが好ましい。
（アンテナの作製方法）
アンテナの芯材は、目的とする磁性コアに使用されるように所望の形状に加工される。形状加工方法としては、ダイサー加工、打抜き加工、エッチング加工、レーザー加工、放電ワイヤー加工、ウォータージェット等により加工される。この中でも、アンテナの芯材形状が矩形の場合はダイサー加工が好ましい。また矩形以外の形状の場合は打抜き加工もしくはエッチング加工することが好ましい。

アンテナの芯材が非晶質金属材料からなる場合、さらに形状加工を施した磁性積層体もしくは一枚の磁性基材のうち、非晶質金属の磁気特性発現に必要な２００℃から５００℃の熱処理を施す。
（堰）
本発明の堰は、被覆された導電性線材が巻回されている領域の両端に配置される。通常、巻回されている線材と堰は接している。

本発明の堰の形状は、具体的には図１に示すように貫通孔のあいたキャップ状のバルク体を棒状アンテナコアで貫通したり、図２に示すような金属磁性粉末２１からなるケース構造でも良い。ケース２１で棒状アンテナをカバーすることで、巻線時に棒状アンテナのエッジで、巻線コイルの被覆が剥がれ絶縁破壊に至る可能性が大幅に減る。しかしながら、ケース分の厚みが増えるため、薄型化が必要な場合は不利となる。また、堰と堰は連結されていてもよく、例えば、棒状アンテナの表面を磁性複合体のペーストで覆って図２のケースのような形状にしても良い。

図１のように堰に貫通孔があいている場合、貫通孔の形状は、アンテナの芯材の断面形状にほぼ一致し、アンテナの芯材に嵌めたときに空隙が無いことが望ましい。また磁性複合体の長手方向の長さは、アンテナの芯材の長手長の２％〜３０％の比率であることが良く。さらに好ましくは、長手長の５％〜２０％が良い。
（構成材料）
本発明の磁性複合体は、磁性金属粉末と樹脂とを複合して構成される。

以下に磁性金属粉末と樹脂及び複合方法について述べる。
（磁性金属粉末）
本発明に用いられる磁性粉末は、ナノ結晶磁性金属粉、アモルファス磁性金属粉、パーマロイ粉末、センダスト粉末、珪素鋼板粉末などが挙げられる。この中でもアモルファス磁性金属粉とナノ結晶磁性金属粉がアンテナのＬ値及びＱ値向上に著しい改善効果があることを見出した。その中でもナノ結晶非晶質金属粉が好ましく、さらに好ましくは偏平状のナノ結晶非晶質金属粉がアンテナのＬ値及びＱ値向上に著しい改善効果を有している。
（ナノ結晶磁性粉末）
本発明に用いられるナノ結晶磁性材料は組織が粒径１００ｎｍ以下のナノ結晶粒を主成分とする磁性材料であり、非晶質合金を結晶化温度以上で熱処理し、ナノ結晶粒を析出させることで得られる。

ナノ結晶磁性材料の組成としては、ナノ結晶磁性材料として代表的なＦｅ−Ｃｕ−Ｎｂ−Ｓｉ−Ｂ系でもよいが、下記組成に限らないが、最も望ましくは、一般式（Ｆｅ_１−ｘＭ_ｘ）_{１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ}Ｓｉ_ａＡｌ_ｂＢ_ｃＭ’_ｄ（式中、ＭはＣｏ及び／又はＮｉ、Ｍ’はＮｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｙ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｃ、Ｐから選ばれる１種類以上の元素を表わす。ｘは原子比を、ａ、ｂ、ｃ、ｄは原子％を示し、それぞれ０≦ｘ≦０．５、０≦ａ≦２４、１≦ｂ≦２０、４≦ｃ≦３０、０≦ｄ≦１０を満たすものとする）で表わされる組成が望ましい。

望ましくは、以下の一般式Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５通りで表現される金属粉末が望ましい。

一般式Ａは（Ｆｅ_１−ｘＭ_ｘ）_{１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ}Ｓｉ_ａＡｌ_ｂＢ_ｃＭ’_ｄ （式中、ＭはＣｏ及び／又はＮｉ、Ｍ’はＮｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｇｅ、Ｃ、Ｐ、希土類元素から選ばれる１種類以上の元素を表わす。ｘは原子比を、ａ、ｂ、ｃ、ｄは原子％を示し、それぞれ０≦ｘ≦０．５、０≦ａ≦２４、０．１＜ｂ≦２０、４≦ｃ≦３０、０≦ｄ≦２０を満たすものとする）で表わされる組成である。

一般式Ｂは（Ｆｅ_１−ｘＭ_ｘ）_{１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ}Ｃｕ_ａＳｉ_ｂＢ_ｃＭ’_ｄ（式中、ＭはＣｏ及び／又はＮｉ、Ｍ‘はＮｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｐｄ，Ｒｕ，Ｇｅ，Ｃ，Ｐ、希土類元素から選ばれる１種類以上の元素を表わす。ｘは原子比を、ａ、ｂ、ｃ、ｄは原子％を示し、それぞれ０≦ｘ≦０．４、０．１≦ａ≦３、ｂ≦１９、５≦ｃ≦２５、０＜ｄ≦２０、１５≦ｂ＋Ｃ≦３０を満たすものとする）で表わされる組成である。

一般式Ｃは（Ｆｅ_１−ｘＭ_ｘ）_{１００−ａ−ｂ}Ｂ_ａＭ’_ｂ（式中、ＭはＣｏ及び／又はＮｉ、Ｍ’はＮｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｃ、希土類元素から選ばれる１種類以上の元素を表わす。ｘは原子比を、ａ、ｂは原子％を示し、それぞれ０≦ｘ≦０．５、０＜ａ≦２０、２≦ｂ≦２０を満たすものとする）で表わされる組成である。

一般式Ｄは（Ｆｅ_１−ｘＭ_ｘ）_{１００−ａ−ｂ−ｃ}Ｐ_ａＭ’_ｂＣｕ_ｃ（式中、ＭはＣｏ及び／又はＮｉ、Ｍ’はＮｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ，Ｃ、希土類元素から選ばれる１種類以上の元素を表わす。ｘは原子比を、ａ、ｂ、ｃ、ｄは原子％を示し、それぞれ０≦ｘ≦０．５、０＜ａ≦２０、２≦ｂ≦２０、０≦ｃ≦３を満たすものとする）で表わされる組成で表される。

一般式Ｅは（Ｆｅ_１−ｘＭ_ｘ）_{１００−ａ−ｂ}Ｍ_ａＭ’_ｂ（式中、ＭはＣｏ及び／又はＮｉ、Ｍ’はＴａ、Ｚｒ，Ｈｆ、Ｔｉ，Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｐ、Ｃｕ、希土類元素から選ばれる１種類以上の元素を表わす。Ｍ’はＣ、Ｎ、Ｏから選ばれる１種類以上の元素を表わす。ｘは原子比を、ａ、ｂは原子％を示し、それぞれ０≦ｘ≦０．５、２＜ａ≦３０、４≦ｂ≦３０を満たすものとする）で表わされる組成で表される。

なお、上記組成の合金において、これらの構成元素以外に合金を作製する上で使用母材に含まれるＳなどの不純物は不可避である。

磁性材料に含まれるナノ結晶粒は、１００ｎｍ以下、望ましくは５０ｎｍ以下、更に望ましくは、３０ｎｍ以下が望ましい。磁性材料にこれらナノ結晶粒が含まれることで、保磁力の低減等の軟磁気特性の向上が見られる。ナノ結晶粒は、実験的には、Ｘ線回折を測定し、、ピーク半値幅より結晶粒のサイズを測定することができる。

一方、本発明に用いられる非晶質磁性材料は、熱処理後も非晶質構造を維持しており、非晶質磁性材料の組成としては、これに制限を受けないが、一般式（Ｆｅ_１−ｘＭ_ｘ）_{１００−ａ−ｂ−ｃ}Ｓｉ_ａＢ_ｂＭ’_ｃ（式中、ＭはＣｏ及び／又はＮｉ、Ｍ’はＮｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｙ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｃ、Ｐから選ばれる１種類以上の元素を表わす。ｘは原子比を、ａ、ｂ、ｃは原子％を示し、それぞれ０≦ｘ＜１、０≦ａ≦２４、４≦ｂ≦３０、０≦ｃ≦１０を満たすものとする）が望ましいが、これに限定されるものでは無い。

本発明に用いられる磁性粉末の厚み、粒径は厚み５ミクロン以下の扁平状の形状を有しているものが良く、更に望ましくは、厚み５ミクロン以下、粒径３００ミクロン以下が望ましい。更に望ましくは、厚み３ミクロン以下、粒径２００ミクロン以下が望ましい。

本発明に用いられる磁性粉末の厚み、粒径は厚み５ミクロン以下の扁平状の形状を有しているものが良いが、円盤型、楕円回転体型、球型、針状、不定形などであっても良いが、厚みが５ミクロン以下であるような薄型の磁性粉末がアンテナのＬ値、Ｑ値を向上する上で望ましい。

本発明に用いられる磁性粉末は、上記の扁平状磁性粉末の単独でも良いが、球状磁性粉末や他の形状の磁性粉末と混合で用いても良い。

本発明の磁性粉末の製造方法であるが、合金溶湯を急冷し得られた非晶質リボンを作成した後、粉末砕し粉末末を得る方法があるが、粉砕する方法は粉砕時の応力により磁気特性の低下が起こりやすいため、水アトマイズ方法やガスアトマイズ方法等の直接磁性粉が得られる方法が望ましい。

本発明に用いられる磁性材料は、上記非晶質磁性材料、ナノ結晶磁性材料それぞれ単独でも良いが、ナノ結晶磁性材料と非晶質金属材料とを混合させても良い。更に、他の磁性材料、例えば、フェライトやセンダストなどとの混合して用いても良い。
（樹脂材料）
本発明の堰の成形に金属紛体とともに用いられる樹脂材料の目的は、磁性複合体間の電気的絶縁と、磁性金属粉間の結着である。 このような材料として、無機系材料では水ガラス、セラミックス、有機系材料としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂など種々の樹脂が挙げられるが、特に磁気特性向上に２００℃以上の熱処理が必要な場合は、熱可塑性、弾性率の低い耐熱樹脂を混ぜることが、優れた性能を発揮する上で効果的である。

本発明に用いられる耐熱性樹脂は、非晶質金属薄帯の磁気特性を向上させる最適熱処理温度で熱処理される場合があるので、当該熱処理温度で熱分解の少ない材料を選定することが必要になる。非晶質金属薄帯の熱処理温度は、非晶質金属薄帯を構成する組成および目的とする磁気特性により異なるが、良好な磁気特性を向上させる温度は概ね２００〜６００℃の範囲にあり、さらに好ましくは３００℃〜５００℃の範囲である。

本発明に用いられる耐熱性樹脂としては、熱可塑性、非熱可塑性、熱硬化性樹脂を挙げることができる。中でも熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。また、本発明においてバインダーとして用いられる熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度Ｔｇが４２０℃以下が良く、更に、望ましくは、ガラス転移温度Ｔｇが５０℃以上４２０℃以下のものが良く、更に望ましくは、ガラス転移温度Ｔｇが６０℃以上３５０℃以下のものが良い。更に望ましくは、ガラス転移温度Ｔｇが１００℃以上３００℃以下のものが良い。

この製造方法により、耐熱性樹脂を樹脂化しているため、室温でタック性がなく、また安定であるため、取り扱いが簡便であり、積層時の作業性がよく工程の歩留まりが向上できるメリットがある。

本発明に用いられる耐熱性樹脂としては、前処理として１２０℃で４時間乾燥を施し、その後、窒素雰囲気下、３００℃で２時間保持した際の重量減少量を、ＤＴＡ−ＴＧを用いて測定され、通常１％以下、好ましくは０．５％以下であるものが用いられる。具体的な樹脂としては、ポリイミド系樹脂、ケイ素含有樹脂、ケトン系樹脂、ポリアミド系樹脂、液晶ポリマー，ニトリル系樹脂，チオエ−テル系樹脂，ポリエステル系樹脂，アリレ−ト系樹脂，サルホン系樹脂，イミド系樹脂，アミドイミド系樹脂を挙げることができる。これらのうちポリイミド系樹脂，スルホン系樹脂、アミドイミド系樹脂を用いるのが好ましい。

また本発明において２００℃以上の耐熱性を必要としない場合、これに限定されないが、本発明に用いられる熱可塑性樹脂を具体的に挙げるとすれば、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルホン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリ乳酸、ポリエチレン、ポリプロピレン等々あるが、この中でも、望ましくは、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ゴム系樹脂（クロロプレンゴム、シリコンゴム）等を用いることができる。

（堰を形成する組成物）
本発明の堰を形成する組成物の作成方法としては、磁性金属粉末と、樹脂粉末を粉砕粉を混練する方法や、 磁性粉末と樹脂粉末を溶媒を用いず乾式で混合後、ホットプレスする方法や、ジメチルアセトアミドのような有機溶媒に樹脂を溶かし、磁性粉末を混合し、ペーストを作成し、金型に中で乾燥させ磁性複合体を作成する方法等がある。この中でも、磁性粉末と樹脂を乾式で混合し、直接ホットプレスをする方法で磁性複合体を作製することが好ましい。

本発明の磁性複合材料の金属粉末と樹脂の配合比は、好ましくは５Ｖｏｌ％〜５０Ｖｏｌ％用いるのが好ましく、さらに好ましくは１０Ｖｏｌ％〜３０Ｖｏｌ％用いることが好ましく、さらに好ましくは１５Ｖｏｌ％〜２５％Ｖｏｌ％用いることが好ましい。この範囲にあると本発明の効果であるアンテナのＬ値Ｑ値が大幅に向上できることを見出した。
（形状加工方法）
材料の複合化の後、アンテナの芯材に付加できるように形状加工を施す。成形方法は、磁性複合材料がペレット状の場合は射出成形または押出し成形が好適である。また溶剤を含まない混合粉の場合は、熱プレス等の方法が挙げられる。射出成形や押出し成形は量産時に低コストで製造できるため好ましい。

アンテナの芯材は，ハネウェル社製、Ｍｅｔｇｌａｓ：２７１４Ａ（商品名）、幅約５０ｍｍ，厚み約１５μｍであるＣｏ_６６Ｆｅ_４Ｎｉ１（ＢＳｉ）_２９（原子％）の組成を持つ非晶質金属薄帯を使用した。この薄帯の片面全面にＥ型粘度計で測定（２５℃）し、約０．３Ｐａ・ｓの粘度のポリアミド酸溶液を付与し，１４０℃で乾燥後、２６０℃でキュアし、非晶質金属薄帯の片面に約６ミクロンの耐熱樹脂（ポリイミド樹脂）を付与した。ポリイミド樹脂は、３，３’−ジアミノジフェニルエーテルと３，３，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物を１：０．９８の割合で混合し、ジメチルアセトアミド溶媒中で室温にて縮重合して得られたものである。通常は、ポリアミド酸としてジアセチルアミド溶液として用いる。この基材を、４０枚積み重ねて熱プレスすることにより大気中２６０℃３０分、５ＭＰａで、厚み１．０ｍｍの積層体を作製した。磁気特性を発現するためこれをさらに、４００℃１ｈｒ窒素雰囲気中で加圧、加熱し、ダイサーにより長さ１５ｍｍ、幅１ｍｍ、厚さ１ｍｍのアンテナの芯材とした。

次に堰の作製方法を示す。堰は磁性金属粉体と樹脂粉体とを混合して作製される。まず磁性金属粉体の組成はＦｅ_６６Ｎｉ_４Ｓｉ_１４Ｂ_９Ａｌ_４Ｎｂ_３の合金を高周波溶解炉で１３００℃の溶湯とし、溶解炉の底に取り付けたノズルを通して溶湯を流下させ、ノズル先に取り付けたガスアトマイズ部より７５ｋｇ／ｃｍ２の高圧ガスで溶湯を微粒化し、更にこの微粒化させた溶湯をロール径１９０ｍｍ、円錐角度８０度、回転数７２００ｒｐｍの回転冷却体に衝突させ、Ｆｅ_６６Ｎｉ_４Ｓｉ_１４Ｂ_９Ａ_ｌ４Ｎｂ_３（ａｔ％）の組成を有する平均長径１５０ミクロン、平均短径５５ミクロン、平均厚み２ミクロンの扁平状磁性粉を作製した。磁性粉の熱処理前のＸ線回折を測定した結果、磁性粉は典型的な非晶質のハローパターンを示し、完全な非晶質であることが明らかになった。得られた磁性粉を５８０℃で１時間熱処理を行った。磁性粉の熱処理後のＸ線回折を測定した結果、熱処理後の磁性粉は微結晶化しており、ピーク半値幅よりほぼ２０ｎｍの微結晶が析出していることが明らかになった。

堰を作製するための樹脂としてポリエーテルサルホン（以下ＰＥＳ）（三井化学社製）粉末を用いた。ポリエーテルサルホンのペレットをボールミルで粉砕し、ポリエーテルサルホンの粒径１００ミクロンの粉末を作製した。そして、得られたナノ結晶磁性粉を２０Ｖｏｌ％、バインダーとして前記のポリエーテルサルホンの粉末を８０Ｖｏｌ％を混合し、ハイブリッドミキサー（キーエンス社製）にて１０分攪拌し、均一な磁性粉と樹脂からなる混合粉末を得た。

そして、得られたナノ結晶磁性粉を２０Ｖｏｌ％、樹脂粉末として前記のポリエーテルサルホンの粉末を８０体積％を混合し、ハイブリッドミキサー（キーエンス社製）にて１０分攪拌し、均一な磁性粉と樹脂からなる混合粉末を得た。更に、この複合粉末を、３００℃、１５ＭＰａにて１０分間熱プレスを行い、厚さ４ｍｍの複合材シートを作製した。その後ＮＣ工作機により３×３×４ｍｍのブロックに成形した。さらに中心部に１×１角（ｍｍ）のアンテナの芯材を貫通させるための穴を設けた。

本方法で作製した磁性複合体コアに棒状アンテナの両端に嵌めた後、φ０．１ｍｍのポリウレタン被覆銅線を６００ターン巻回した。

アンテナ特性を評価するため、インダクタＬ値と性能指数Ｑ値を測定し、比透磁率を算出した。測定にはヒューレットパッカード製ＬＣＲメータ４０２４Ａにより測定した。 結果を下表に示す。その結果、本発明による実施例１のアンテナは、従来技術に比べて、大幅な磁気特性の向上が可能なことがわかった。

実施例１とは堰を構成する組成物中の金属粉末形状が球状であることのみ異なる。球状金属粉末の作製方法は、実施例１と同様に磁性金属粉体の組成はＦｅ６６Ｎｉ４Ｓｉ１４Ｂ９Ａｌ４Ｎｂ３の合金を高周波溶解炉で１３００℃の溶湯とし、溶解炉の底に取り付けたノズルを通して溶湯を流下させ、ノズル先に取り付けたガスアトマイズ部より７５ｋｇ／ｃｍ２の高圧ガスで溶湯を微粒化する。その後、冷却固体させ、球状磁性粉体とする。それ以外は全て実施例１と同様の材料、および工程でアンテナを作製した。

アンテナ特性を評価するため、インダクタＬ値と性能指数Ｑ値を測定し、比透磁率を算出した。測定にはヒューレットパッカード製ＬＣＲメータ４０２４Ａにより測定した。 結果を下表に示す。その結果、本発明による実施例２のアンテナは、さらに大幅な磁気特性の向上が可能なことがわかった。

本発明のアンテナの実施例の構成を図１に示す。実施例１とは金属粉末組成が、Ｃｏ系非晶質金属であることのみ異なる。Ｃｏ系非晶質金属は以下の通り（後で記入）。それ以外は全て実施例１と同様の材料、および工程でアンテナを作製した。

アンテナ特性を評価するため、インダクタＬ値と性能指数Ｑ値を測定し、比透磁率を算出した。測定にはヒューレットパッカード製ＬＣＲメータ４０２４Ａにより測定した。 結果を下表に示す。その結果、本発明による実施例２のアンテナは、さらに大幅な磁気特性の向上が可能なことがわかった。

比較例

本発明の薄型インダクタの比較例の構成を図３に示す。実施例１とは、磁性複合体の構成材料および金属粉末材料だけが異なる。それ以外は全て実施例１と同様の材料、および工程でアンテナを作製した。

アンテナ特性を評価するため、インダクタＬ値と性能指数Ｑ値を測定し、比透磁率を算出した。測定にはヒューレットパッカード製ＬＣＲメータ４０２４Ａにより測定した。 結果を下表に示す。

本発明のアンテナの構成を示す図である。

本発明の小型高感度アンテナの斜視図（巻線コイルなし）

比較例のアンテナの構成を示す図である。

符号の説明

１１ アンテナの芯材
１２ 堰
１３ 被覆導線線材が巻回されている領域
２１ 磁性粉末複合体からなるケース

Claims (6)

1. 芯材に絶縁体で被覆された導電性線材が巻回されているアンテナにおいて、該導電性線材が巻回されている領域の端部に堰が設けられていることを特徴とするアンテナ。
2. 前記堰が、金属磁性粉末を含む組成物から成ることを特徴とする前記請求項１記載のアンテナ。
3. 前記堰が、金属磁性粉末と樹脂とからなる組成物を含む複合体から成ることを特徴とする前記請求項１記載のアンテナ。
4. 前記金属磁性粉末が、ナノ結晶磁性金属材料であることを特徴とする請求項１〜３記載のアンテナ。
5. 前記金属磁性粉末の形状が偏平状であることを特徴とする前記請求項１〜４記載のアンテナ。
6. 金属磁性粉末５〜６０Ｖｏｌ％と樹脂９５〜４０Ｖｏｌ％とからなる組成物を含む前記請求項３の複合体を製造するための組成物。

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