JP2005104009A - Magnetic base material, laminate thereof and use of them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁性金属薄帯を用いた磁性基材およびその積層体ならびに用途に関する。 The present invention relates to a magnetic substrate using a magnetic metal ribbon, a laminate thereof, and an application.
近年、磁性材料を使用する多くの電気、電子部品および製品において、さらなる高磁気性能化（高透磁率、小型化）が要求されており、これらを構成する磁性材料においても高磁気特性（低損失、高透磁率、高磁束密度）および薄型化が要求されている。 In recent years, many electrical and electronic parts and products that use magnetic materials have been required to have higher magnetic performance (high magnetic permeability and downsizing), and the magnetic materials constituting them also have high magnetic properties (low loss). , High magnetic permeability, high magnetic flux density) and thinning are required.
こうした市場要求に対して、非晶質金属などの高い磁気特性を有する磁性金属材料をバルク体として使用する場合には、磁性金属薄板を積層して用いられてきた。たとえば、磁性金属材料として非晶質金属薄帯を用いるような場合には、その厚さが２０〜５０μｍ程度の厚さであるため、非晶質金属薄帯の表面に特定の接着剤を均一に塗布し、これを積層することが行われている。特開昭５８−１７５６５４号公報（特許文献１）には、高耐熱性高分子化合物を主成分とする接着剤を塗布した非晶質金属薄帯を積み重ね、圧下ロールで圧着し、加熱接着することを特徴とする積層体の製造方法について記載されている。 In response to such market demand, when a magnetic metal material having high magnetic properties such as an amorphous metal is used as a bulk body, magnetic metal thin plates have been laminated and used. For example, when an amorphous metal ribbon is used as the magnetic metal material, the thickness is about 20 to 50 μm, so a specific adhesive is uniformly applied to the surface of the amorphous metal ribbon. It is applied to and laminated. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-175654 (Patent Document 1), amorphous metal ribbons coated with an adhesive mainly composed of a high heat-resistant polymer compound are stacked, pressure-bonded with a rolling roll, and heat-bonded. It describes about the manufacturing method of the laminated body characterized by this.
こうした磁性材料を各種用途の磁性コアとして用いる場合、被覆銅線などを巻回して、コイルを付与して使用されている。しかし銅線を巻回すると、銅線の線径だけ厚みが増加し、カード内臓型磁性部品などの薄型化が要求される用途においては要求された寸法に収めることが困難な場合が生じていた。 When such a magnetic material is used as a magnetic core for various applications, a coated copper wire or the like is wound and a coil is applied. However, when the copper wire is wound, the thickness increases by the wire diameter of the copper wire, and it may be difficult to fit the required dimensions in applications where thinning of the card-embedded magnetic parts and the like is required. .
特開昭６２−２５６４９８号公報（特許文献２）には、高透磁率を有する薄帯の少なくとも片面または該薄帯の間に、電気伝導率の高い金属箔の接着接合層を備えて成る、電磁波シールド効果に優れた複合金属薄帯について記載されている。ここで接着に用いられている接着剤としては、エポキシ系、酢酸ビニル−エチレン共重合体、ウレタン系、ポリエステル系、ポリビニルブチラート系などが提案されている。当該文献によれば、「高透磁率を有する磁性非晶質金属薄帯と、高導電率の金属箔とを接着接合させることによって、電界、磁界両モードでのシールド効果に優れた電磁シールド材料を得ることができる」としているが、非晶質金属薄帯と金属箔を接着剤で積層した後に、非晶質金属の磁気特性向上に必要な３００℃〜６００℃の熱処理を施すと、前記接着剤が熱分解し、非晶質金属薄帯と金属箔との接着を維持することが困難となる。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために為されたものであり、非晶質金属の優れた磁気特性を最大限に発現するために、非晶質金属の磁気特性向上に必要な熱処理が可能な耐熱構造の複合磁性材料とした磁性基材およびその積層体ならびに用途を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in order to maximize the excellent magnetic properties of the amorphous metal, to improve the magnetic properties of the amorphous metal. An object of the present invention is to provide a magnetic base material, a laminate thereof, and a use as a composite magnetic material having a heat resistant structure capable of necessary heat treatment.
本発明の磁性基材は、磁性金属薄帯と、金属箔とが耐熱性熱可塑性樹脂を介して積層されていることを特徴としている。 The magnetic base material of the present invention is characterized in that a magnetic metal ribbon and a metal foil are laminated via a heat-resistant thermoplastic resin.
本発明の積層体は、少なくとも２枚の前記磁性基材が耐熱性熱可塑性樹脂を介して積層されていることを特徴としている。 The laminate of the present invention is characterized in that at least two of the magnetic base materials are laminated via a heat-resistant thermoplastic resin.
本発明の磁気コアは、前記磁性基材または前記積層体を用いて形成されていることを特徴としている。 The magnetic core of the present invention is formed using the magnetic base material or the laminate.
本発明によれば、熱処理後の極めて高い透磁率を発現した非晶質金属薄帯と導電性金属箔とを具備した複合基材を実現することが可能となり、磁気応用部品用および磁気応用製品用に高い磁気特性と大幅な薄型化を実現することが可能な磁性基材、その積層体ならびにそれを用いた磁気コアが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to implement | achieve the composite base material provided with the amorphous metal ribbon and the electroconductive metal foil which expressed the extremely high magnetic permeability after heat processing, and for magnetic application parts and magnetic application products Therefore, there are provided a magnetic base material capable of realizing high magnetic properties and a significant reduction in thickness, a laminate thereof, and a magnetic core using the same.
以下、本発明を具体的に説明する。
（磁性金属薄帯）
本発明において磁性金属薄帯として用いられる金属磁性材料には、高透磁率の材料が用いられ、非晶質金属磁性材料とナノ結晶金属磁性材料のいずれを用いてもよい。
The present invention will be specifically described below.
(Magnetic metal ribbon)
In the present invention, a high magnetic permeability material is used as the metal magnetic material used as the magnetic metal ribbon, and either an amorphous metal magnetic material or a nanocrystalline metal magnetic material may be used.
非晶質金属磁性材料としては、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。これらの非晶質金属薄帯は、通常は１０〜５０μｍの厚さであり、好ましくは１０〜３０μｍの厚さの薄帯が用いられる。 As the amorphous metal magnetic material, Fe-based and Co-based amorphous metal ribbons are used. These amorphous metal ribbons are usually obtained by quenching molten metal using a quench roll. These amorphous metal ribbons are usually 10 to 50 μm thick, preferably 10 to 30 μm thick.
非晶質金属磁性材料としては、一般式（Ｆｅ1-xＭx）100-a-b-cＳｉaＢbＭ'c（式中、
ＭはＣｏおよび／またはＮｉ、Ｍ'はＮｂ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、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）を挙げることができる。特に高透磁率が要求される用途においては、Ｃｏを主成分とする非晶質金属を用いることが好ましい。また磁気シールドなど、高密度の磁束を遮蔽する用途においては、飽和磁束密度の高いＦｅを主成分とする非晶質金属を用いることが好ましい。
As an amorphous metal magnetic material, a general formula (Fe 1-x M x ) 100-abc Si a B b M ′ c (wherein
M is Co and / or Ni, M ′ is Nb, Mo, Zr, W, Ta, Hf, Ti, V, C
It represents one or more elements selected from r, Mn, Y, Pd, Ru, Ga, Ge, C, and P. x is an atomic ratio, a, b, and c are atomic%, and 0 ≦ x <1, 0 ≦ a ≦ 24, 4 ≦ b ≦ 30, and 0 ≦ c ≦ 10, respectively) Can do. Particularly in applications where high magnetic permeability is required, it is preferable to use an amorphous metal containing Co as a main component. In applications such as a magnetic shield that shield high-density magnetic flux, it is preferable to use an amorphous metal mainly composed of Fe having a high saturation magnetic flux density.
本発明に用いるＦｅ系非晶質金属材料としては、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ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。例えばＦｅ−Ｓｉ−Ｂ系においては、Ｆｅ78Ｓｉ9Ｂ13（ａｔ％）、Ｆｅ78Ｓｉ10Ｂ12（ａｔ％）、Ｆｅ81Ｓｉ13.5Ｂ13.5（ａｔ％）、Ｆｅ81Ｓｉ13.5Ｂ13.5Ｃ2（ａｔ％）、Ｆｅ77Ｓｉ5Ｂ16Ｃ
ｒ2（ａｔ％）、Ｆｅ66Ｃｏ18Ｓｉ1Ｂ15（ａｔ％）、Ｆｅ74Ｎｉ4Ｓｉ2Ｂ17Ｍｏ3（ａｔ
％）などが挙げることができる。中でもＦｅ78Ｓｉ9Ｂ13（ａｔ％）、Ｆｅ77Ｓｉ5Ｂ16Ｃｒ2（ａｔ％）が好ましく用いられ、特に好ましくはＦｅ78Ｓｉ9Ｂ13（ａｔ％）である。
Examples of the Fe-based amorphous metal material used in the present invention include Fe-semimetal-based amorphous metal materials such as Fe-B-Si-based, Fe-B-based, and Fe-PC-based, and Fe-Zr-based materials. And Fe-transition metal-based amorphous metal materials such as Fe-Hf and Fe-Ti. For example, in the Fe-Si-B system, Fe 78 Si 9 B 13 (at%), Fe 78 Si 10 B 12 (at%), Fe 81 Si 13.5 B 13.5 (at%), Fe 81 Si 13.5 B 13.5 C 2 (at%), Fe 77 Si 5 B 16 C
r 2 (at%), Fe 66 Co 18 Si 1 B 15 (at%), Fe 74 Ni 4 Si 2 B 17 Mo 3 (at
%). Of these, Fe 78 Si 9 B 13 (at%) and Fe 77 Si 5 B 16 Cr 2 (at%) are preferably used, and Fe 78 Si 9 B 13 (at%) is particularly preferable.
Ｃｏ系非晶質金属材料の組成系としては、Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｃｏ−Ｂ系などが例示できる。これらの中でも、一般式（Ｃｏ1-cＦｅc）100-a-bＸaＹb（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は原子比を、ａ，ｂは原子％を示し、それぞれ０≦ｃ≦０．２、１０＜ａ≦３５、０≦ｂ≦３０を満たすことが好ましい。）で表される組成が好ましい。この組成を有する非晶質金属薄帯のＣｏをＦｅへ置換することは、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、より好ましくは０≦ｃ≦０．１である。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％以下であると、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、得られる非晶質金属薄帯の耐食性の向上に効果がある。Ｙ元素として特に有効な元素は、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。
Examples of the composition system of the Co-based amorphous metal material include a Co-Si-B system and a Co-B system. Among these, the general formula (Co 1-c Fe c ) 100-ab X a Y b (where X is Si, B
, C, Ge represents at least one element selected from Y, Z is Zr, Nb, Ti, Hf, Ta, W, Cr, Mo, V, Ni, P, Al, Pt, Ph, Ru, Sn, It is represented by at least one element selected from Sb, Cu, Mn, and rare earth elements. c represents an atomic ratio, and a and b represent atomic%, and preferably satisfy 0 ≦ c ≦ 0.2, 10 <a ≦ 35, and 0 ≦ b ≦ 30, respectively. ) Is preferred. Replacing Co in the amorphous metal ribbon having this composition with Fe tends to contribute to an increase in saturation magnetization of the amorphous alloy. For this reason, the substitution amount c is preferably 0 ≦ c ≦ 0.2, more preferably 0 ≦ c ≦ 0.1. The element X is an effective element for reducing the crystallization speed for making amorphous when producing the amorphous metal ribbon used in the present invention. If the element X is 10 atomic% or less, amorphization is reduced and a part of crystalline is mixed, and if it exceeds 35 atomic%, an amorphous structure is obtained, but the mechanical properties of the alloy ribbon are obtained. The strength decreases, and a continuous ribbon cannot be obtained. Therefore, the amount a of the X element is preferably 10 <a ≦ 35, and more preferably 12 ≦ a ≦ 30. Y element is effective in improving the corrosion resistance of the obtained amorphous metal ribbon. Particularly effective elements as the Y element are Zr, Nb, Mn, W, Mo, Cr, V, Ni, P, Al, Pt, Ph, and Ru elements. If the amount of Y element added is 30% or more, there is an effect of corrosion resistance, but the mechanical strength of the ribbon becomes weak, so 0 ≦ b ≦ 30 is preferable. A more preferable range is 0 ≦ b ≦ 20.
ナノ結晶性金属磁性材料としては、次のような組成の材料を挙げることができる。
（１）一般式（Ｆｅ1-xＭx）100-a-b-c-dＳｉaＡｌbＢcＭ'd
（式中のＭはＣｏおよび／または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。
（２）一般式（Ｆｅ1-xＭx）100-a-b-c-dＣｕaＳｉbＢcＭ'd
（式中、ＭはＣｏおよび／または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、０≦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。
（３）一般式（Ｆｅ1-xＭx）100-a-bＢaＭ'b
（式中、ＭはＣｏおよび／または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。
（４）一般式（Ｆｅ1-xＭx）100-a-b-cＰaＭ'bＣｕc
（式中、ＭはＣｏおよび／または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。
（５）一般式（Ｆｅ1-xＭx）100-a-bＭaＭ'b
（式中、ＭはＣｏおよび／または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。
Examples of the nanocrystalline metal magnetic material include materials having the following composition.
(1) General formula (Fe 1-x M x ) 100-abcd Si a Al b B c M ′ d
(Wherein M is Co and / or Ni, M ′ is Nb, Mo, Zr, W, Ta, Hf, Ti
, V, Cr, Mn, Pd, Ru, Ge, C, P, one or more elements selected from rare earth elements. x represents an atomic ratio, a, b, c, and d represent atomic%, and 0 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ a ≦ 24, 0.1 <b ≦ 20, 4 ≦ c ≦ 30, 0 ≦, respectively. d ≦ 20)).
(2) General formula (Fe 1-x M x ) 100-abcd Cu a Si b B c M ′ d
(Wherein M is Co and / or Ni, M ′ is Nb, Mo, Zr, W, Ta, Hf, Ti
, V, Cr, Mn, Pd, Ru, Ge, C, P, one or more elements selected from rare earth elements. x represents an atomic ratio, and a, b, c, and d represent atomic%, and 0 ≦ x ≦ 0.4, 0.1 ≦ a ≦ 3, 0 ≦ b ≦ 19, 5 ≦ c ≦ 25, 0 <respectively. d ≦ 20 and 15 ≦ b + c ≦ 30).
(3) General formula (Fe 1-x M x ) 100-ab B a M ′ b
(Wherein M is Co and / or Ni, M ′ is Nb, Mo, Zr, W, Ta, Hf, Ti
, V, Cr, Mn, Pd, Ru, Ga, Ge, C, one or more elements selected from rare earth elements. x is an atomic ratio, and a and b are atomic%, and are each represented by 0 ≦ x ≦ 0.5, 0 <a ≦ 20, and 2 ≦ b ≦ 20).
(4) General formula (Fe 1-x M x ) 100-abc P a M ′ b Cu c
(Wherein M is Co and / or Ni, M ′ is Nb, Mo, Zr, W, Ta, Hf, Ti
, V, Cr, Mn, Pd, Ru, Ga, Ge, Al, C, and one or more elements selected from rare earth elements. x represents an atomic ratio, a, b, c, and d represent atomic%, and satisfy 0 ≦ x ≦ 0.5, 0 <a ≦ 20, 2 ≦ b ≦ 20, and 0 ≦ c ≦ 3, respectively. ).
(5) General formula (Fe 1-x M x ) 100-ab M a M ′ b
(Wherein M is Co and / or Ni, M ′ is Ta, Zr, Hf, Ti, Nb, Mo, W
, V, Cr, Mn, Pd, Ru, Ga, Ge, Si, Al, P, Cu, and one or more elements selected from rare earth elements. M ′ represents one or more elements selected from C, N, and O. x is an atomic ratio, and a and b are atomic percentages, and are each represented by 0 ≦ x ≦ 0.5, 2 <a ≦ 30, and 4 ≦ b ≦ 30.
これらの組成を有する磁性材料は、公知の方法による加熱処理によりナノ結晶材料とすることができる。
（耐熱性熱可塑性樹脂）
特に金属磁性材料の２００℃以上の良好な磁気特性を発現させるなど、磁気特性向上のために熱処理が必要であり、このため本発明では、弾性率の低い耐熱樹脂を用いている。本発明に用いられる磁性金属薄帯の良好な磁気特性を発現させるための熱処理温度は、通常、２００〜７００℃の範囲にあり、好ましくは３００℃〜６００℃の範囲である。
The magnetic material having these compositions can be made into a nanocrystalline material by heat treatment by a known method.
(Heat resistant thermoplastic resin)
In particular, heat treatment is required to improve magnetic properties, such as developing good magnetic properties of metal magnetic materials at 200 ° C. or higher. For this reason, in the present invention, a heat-resistant resin having a low elastic modulus is used. The heat treatment temperature for expressing good magnetic properties of the magnetic metal ribbon used in the present invention is usually in the range of 200 to 700 ° C, and preferably in the range of 300 to 600 ° C.
本発明において耐熱性樹脂とは、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ＤＴＡ−ＴＧを用いて測定した重量減少率
が５質量％以下のものであり、通常は１％以下、好ましくは０．３％以下であるものが用いられる。さらに、以下の特性を１つ以上有していることが好ましい。
（１）窒素雰囲気下３５０℃、２時間の熱履歴を経た後の引っ張り強度が３０ＭＰａ以上であること
（２）ガラス転移温度が１２０℃〜２５０℃であること
（３）溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓである温度が、２５０℃以上４００℃以下であること（４）４００℃から１２０℃まで０．５℃／分の一定速度で降温した後、樹脂中の結晶物による融解熱が１０Ｊ／ｇ以下であること
このような耐熱性樹脂として具体的には、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。
In the present invention, the heat resistant resin has a weight reduction rate of 5 mass measured using DTA-TG when dried at 120 ° C. for 4 hours as a pretreatment and then kept at 300 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. % Or less, usually 1% or less, preferably 0.3% or less. Furthermore, it is preferable to have one or more of the following characteristics.
(1) The tensile strength after passing through a thermal history at 350 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere is 30 MPa or more (2) The glass transition temperature is 120 ° C. to 250 ° C. (3) The melt viscosity is 1000 Pa · s. (4) After the temperature is lowered from 400 ° C. to 120 ° C. at a constant rate of 0.5 ° C./min, the heat of fusion due to the crystalline material in the resin is 10 J / g or less. Specific examples of such heat resistant resins include polyimide resins, silicon-containing resins, ketone resins, polyamide resins, liquid crystal polymers, nitrile resins, thioether resins, polyester resins, and aryl resins. To resin, sulfone resin, imide resin, and amideimide resin. Among these, it is preferable to use a polyimide resin, a sulfone resin, and an amideimide resin.
また、本発明に用いられる耐熱性樹脂は熱可塑性であることが好ましい。これは、上記の磁性金属薄帯にかかる応力を最小限にするためである。 The heat resistant resin used in the present invention is preferably thermoplastic. This is to minimize the stress applied to the magnetic metal ribbon.
本発明の磁性基材において、上述した耐熱性樹脂による樹脂層の厚みは０．１μｍ〜１ｍｍであることが好ましく、より好ましくは１μｍ〜１００μｍであり、さらに好ましくは２μｍ〜１０μｍである。
（金属箔）
本発明において、金属箔としては、導電性が良く電気シールド効果に優れたものが用いられる。例えば、アルミニウムＡｌ、銅Ｃｕ、ＳＵＳ、りん青銅などが用いることができる。特に、アルミニウムＡｌや銅Ｃｕを用いるのが好ましい。
（磁性基材）
非晶質金属薄帯に耐熱性熱可塑性樹脂のワニスを塗工して金属箔をラミネートするか、または金属箔に耐熱性熱可塑性樹脂のワニスを塗工し非晶質金属薄帯をラミネートすることにより、図１（ａ）、（ｂ）に示したように、磁性金属薄帯１１と金属箔１３とが耐熱性熱可塑性樹脂１２で接着された、磁性金属薄帯１１、耐熱性熱可塑性樹脂１２および金属箔１３からなる磁性基材を得る。
In the magnetic base material of the present invention, the thickness of the resin layer made of the heat-resistant resin is preferably 0.1 μm to 1 mm, more preferably 1 μm to 100 μm, and further preferably 2 μm to 10 μm.
(Metal foil)
In the present invention, a metal foil having good conductivity and excellent electric shielding effect is used. For example, aluminum Al, copper Cu, SUS, phosphor bronze, or the like can be used. In particular, it is preferable to use aluminum Al or copper Cu.
(Magnetic substrate)
Apply a heat-resistant thermoplastic resin varnish to the amorphous metal ribbon and laminate the metal foil, or apply a heat-resistant thermoplastic resin varnish to the metal foil and laminate the amorphous metal ribbon. Accordingly, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
たとえば、磁性金属薄帯の原反にロールコータなどのコーティング装置により、薄帯上に有機溶剤に樹脂を溶解させた樹脂ワニスの塗膜を作り、これを乾燥させて非晶質金属薄帯へ耐熱性熱可塑性樹脂を付与する方法で作製できる。 For example, a coating film such as a roll coater is used to make a coating film of a resin varnish in which a resin is dissolved in an organic solvent on a ribbon of magnetic metal ribbon, and then dried to form an amorphous metal ribbon. It can be produced by a method of applying a heat-resistant thermoplastic resin.
本発明では、磁性金属薄帯１１と金属箔１３とを耐熱性熱可塑性樹脂１２を用いて接着しているため、非晶質金属の優れた磁気特性を最大限に発現するために、非晶質金属の磁気特性向上に必要な上述した温度範囲における熱処理が可能であり、熱処理後の極めて高い透磁率を発現した非晶質金属薄帯と導電性金属箔とを具備した複合基材を実現することが可能となる。
（積層体）
上述のようにして得られた磁性基材は、図１（ｃ）に示したように、少なくとも２枚の磁性基材が耐熱性熱可塑性樹脂を介して積層されている、磁性金属薄帯１１と金属箔１３とが耐熱性熱可塑性樹脂１２で接着された構造が積層された磁性積層体とすることができる。
In the present invention, since the
(Laminate)
As shown in FIG. 1C, the magnetic base material obtained as described above has a
（用途）
本発明の磁性基材およびその積層体は、軟磁性材料が用いられる多くの用途に適用することが可能である。例えば、インダクタンス、チョークコイル、高周波トランス、低周波トランス、リアクトル、パルストランス、昇圧トランス、ノイズフィルター、変圧器用ト
ランス、磁気インピーダンス素子、磁歪振動子、磁気センサ、磁気ヘッド、電磁気シールド、シールドコネクタ、シールドパッケージ、電波吸収体、モータ、発電器用コア、アンテナ用コア、磁気ディスク、磁気応用搬送システム、マグネット、電磁ソレノイド、アクチュエータ用コア、プリント配線基板などに用いられる磁気コアなどの様々な電子機器や電子部品の機能を支える材料として用いられる。
(Use)
The magnetic base material and laminated body of the present invention can be applied to many uses in which a soft magnetic material is used. For example, inductance, choke coil, high frequency transformer, low frequency transformer, reactor, pulse transformer, step-up transformer, noise filter, transformer for transformer, magneto-impedance element, magnetostrictive vibrator, magnetic sensor, magnetic head, electromagnetic shield, shield connector, shield Various electronic devices such as packages, radio wave absorbers, motors, generator cores, antenna cores, magnetic disks, magnetic application transport systems, magnets, electromagnetic solenoids, actuator cores, magnetic cores used in printed wiring boards, etc. It is used as a material that supports the function of parts.
[実施例]
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples at all.
磁性金属薄帯として、ハネウェル社製、Ｍｅｔｇｌａｓ：２７１４Ａ（商品名）、幅約５０ｍｍ、厚み約１５μｍであるＣｏ66Ｆｅ4Ｎｉ1（ＢＳｉ）29（原子％）の組成を持つ非晶質金属薄帯を使用した。 As a magnetic metal ribbon, an amorphous metal thin film having a composition of Co 66 Fe 4 Ni 1 (BSi) 29 (atomic%) having a width of about 50 mm and a thickness of about 15 μm, manufactured by Honeywell, Metglas: 2714A (trade name) A belt was used.
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二無水物を１：０．９８の割合でジメチルアセトアミド溶媒中で室温にて縮重合し、ポリアミド酸溶液（粘度０．３ＭＰａ、室温、Ｅ型粘度計使用）とした。このポリアミド酸溶液を、薄帯および、導電性の高い金属箔（銅箔（幅５０ｍｍ、厚み５０μｍ））のそれぞれの片面に付与し、１４０℃で乾燥後、２６０℃でポリイミド化し、非晶質金属薄帯の片面には厚さ約６μｍの耐熱樹脂（ポリイミド樹脂）を付与した。 3,3′-diaminodiphenyl ether and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride were subjected to polycondensation at a ratio of 1: 0.98 in a dimethylacetamide solvent at room temperature to obtain a polyamic acid solution ( Viscosity 0.3 MPa, room temperature, E-type viscometer used). This polyamic acid solution is applied to each side of a ribbon and a highly conductive metal foil (copper foil (width 50 mm, thickness 50 μm)), dried at 140 ° C., and then polyimideized at 260 ° C. to be amorphous. A heat resistant resin (polyimide resin) having a thickness of about 6 μm was applied to one surface of the metal ribbon.
次に、この耐熱樹脂を塗布した磁性金属薄帯１枚と、導電性の高い金属箔２枚を、中心が磁性金属薄帯になるよう３層に重ねて熱ロールと加圧ロールで大気中２６０℃３０分、５ＭＰａで圧着して、積層体を作製した。さらに磁気特性を発現するため、コンベア炉で、４００℃で１ｈｒ、窒素雰囲気中で熱処理し、磁性基材とした。 Next, one magnetic metal ribbon coated with this heat-resistant resin and two highly conductive metal foils are stacked in three layers so that the center is a magnetic metal ribbon, and is heated in the atmosphere with a heat roll and a pressure roll. The laminate was produced by pressure bonding at 260 ° C. for 30 minutes and 5 MPa. Furthermore, in order to express magnetic characteristics, it was heat-treated in a conveyor furnace at 400 ° C. for 1 hr in a nitrogen atmosphere to obtain a magnetic substrate.
このようにして得られた複合金属薄帯の透磁率および鉄損を評価するため、エッチングにより、磁性金属薄帯をトロイダル形状とし、銅箔をエッチングして、巻線パターンとした。上下の巻き線パターンを半田で電気的に接続し、１次側２５ターン、２次側２５ターンの巻線となるようにした。５枚積み重ね、透磁率はヒューレットパッカード社製、ＨＰ４１９２を用いて測定し、鉄損は、横河計測機器製ＳＹ８２１７を用いて測定した。また、厚みはノギスにより測定した。さらに１０ＭＨｚの磁界モードおよび１００ＭＨｚの電界モードにおけるシールド効果についても測定した。これらの結果を表１に示す。その結果、下記の比較例に比べ、薄形で、且つ優れた高透磁率、低鉄損、高電界シールド性能、高磁界シールド性能を兼ね備えていることが明らかになった。 In order to evaluate the magnetic permeability and iron loss of the thus obtained composite metal ribbon, the magnetic metal ribbon was formed into a toroidal shape by etching, and the copper foil was etched into a winding pattern. The upper and lower winding patterns were electrically connected by solder so that the primary side had 25 turns and the secondary side had 25 turns. Stacking five sheets, the magnetic permeability was measured using HP4192 manufactured by Hewlett-Packard Co., and the iron loss was measured using SY8217 manufactured by Yokogawa Measuring Instruments. The thickness was measured with a caliper. Furthermore, the shielding effect in the magnetic field mode of 10 MHz and the electric field mode of 100 MHz was also measured. These results are shown in Table 1. As a result, it became clear that it was thin and had excellent high magnetic permeability, low iron loss, high electric field shielding performance, and high magnetic field shielding performance as compared with the following comparative examples.
[比較例１]
実施例１において用いた耐熱性樹脂の代わりに、エポキシ樹脂接着剤（日本チバガイギー（株）製アラルダイトＡＷ１３６）を用いた以外は、実施例１と同様の工程で磁性基材を得た。その結果、４００℃、１ｈｒの窒素雰囲気下における熱処理中に、エポキシ接着剤が熱分解し、磁性金属薄帯と金属箔がはく離し、評価することができなかった。そこで、最後の４００℃、１ｈｒのリフロー炉での工程を除いて作製し、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A magnetic base material was obtained in the same process as in Example 1 except that an epoxy resin adhesive (Araldite AW136 manufactured by Ciba Geigy Japan, Inc.) was used instead of the heat resistant resin used in Example 1. As a result, the epoxy adhesive was thermally decomposed during the heat treatment in a nitrogen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour, and the magnetic metal ribbon and the metal foil were peeled off, which could not be evaluated. Therefore, it was produced except for the last step in a reflow furnace at 400 ° C. for 1 hour, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
[比較例２]
実施例１において用いた金属箔を用いないで、実施例１と同様の工程で磁性基材を得た。本材料の透磁率を評価するため、本材料を金型打ち抜きプレスにより、外径４０ｍｍ
、内径２５ｍｍ のトロイダル形状に打ち抜き、５枚積み重ね、線径０．４ｍｍのウレタ
ン被覆銅線を巻回して、１次側２５ターン、２次側２５ターンの巻線となるようにし、実
施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示す。
[Comparative Example 2]
Without using the metal foil used in Example 1, a magnetic substrate was obtained in the same process as in Example 1. In order to evaluate the magnetic permeability of this material, the outer diameter of the material is 40 mm by a die punching press.
First, punching into a toroidal shape with an inner diameter of 25 mm, stacking five sheets, winding a urethane-coated copper wire with a wire diameter of 0.4 mm to form a winding of 25 turns on the primary side and 25 turns on the secondary side, Example 1 The same evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
１１ 磁性金属薄帯
１２ 耐熱性熱可塑性樹脂
１３ 金属箔
11
Claims (3)
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| JP2003341775A JP2005104009A (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Magnetic base material, laminate thereof and use of them |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2005104009A true JP2005104009A (en) | 2005-04-21 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018093060A (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-14 | Tdk株式会社 | Magnetic shield room |
| CN115107328A (en) * | 2022-06-18 | 2022-09-27 | 江西省科学院应用物理研究所 | Novel composite metal material |
-
2003
- 2003-09-30 JP JP2003341775A patent/JP2005104009A/en active Pending
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