JP2005109268A

JP2005109268A - 磁性金属薄板

Info

Publication number: JP2005109268A
Application number: JP2003342670A
Authority: JP
Inventors: Mitsunobu Yoshida; 光伸吉田; Nobuhiro Maruko; 展弘丸子; Hiroshi Watanabe; 洋渡辺
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】従来技術のように、樹脂を塗布した後、積層一体化する場合は、樹脂面が極めて平滑で接着剤等を塗布もしくは半硬化した樹脂基板（プリブレク）を用いて、（プリント配線板などに）張り合わせた場合であっても、接着強度が十分に確保され、剥がれなどが生ずることなく、十分な強度を発現する積層体を提供することを課題とする。
【解決手段】磁性金属薄板に樹脂と塗布した磁性基材において、樹脂面の表面の凹凸の状態がＪＩＳＢ０６０１に規定されるＲａが０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることを特徴とする磁性基材を用いる。

Description

本発明は磁気応用製品に用いられる磁性金属材料に関する。

従来、磁性金属薄板を積層接着する場合、絶縁層として樹脂を付与した後、接着剤等を塗布もしくは半硬化した樹脂基板（プリブレク）を用いて、（プリント配線板などに）貼り合わせていた。このような基材としては特開昭５８−１７５６５４号公報（特許文献１）で開示されているように、磁性金属薄板に樹脂を塗布し、特に表面加工などせずに、積層一体化するなどの技術が用いられていた。また特開昭６２−２５６４９８（特許文献２）では、銅箔と非晶質金属を張り合わせる構造が提案されているが、接着にエポキシ樹脂などの汎用樹脂が使用され、特に樹脂塗布後、樹脂表面に物理的な操作は加えてはいなかった。

しかしながら、従来技術のように、樹脂を塗布した後、積層一体化する場合は、樹脂面が極めて平滑で、接着剤等を塗布もしくは半硬化した樹脂基板（プリブレク）を用いて、（プリント配線板などに）張り合わせると、接着強度が十分に確保できずに、剥がれなどが生じ、積層板として十分な強度を発現せず、実用上問題があった。
特開昭５８−１７５６５４号公報特開昭６２−２５６４９８号公報

従来技術のように、樹脂を塗布した後、積層一体化する場合は、樹脂面が極めて平滑で接着剤等を塗布もしくは半硬化した樹脂基板（プリブレク）を用いて、（プリント配線板などに）張り合わせた場合であっても、接着強度が十分に確保され、剥がれなどが生ずることなく、十分な強度を発現する積層体を提供することを課題とする。

本発明では、上記課題を克服するため、鋭意、検討の結果、樹脂表面に本発明の表面粗さに加工することで、大幅に接着強度を向上し、積層板としての実用的な強度を確保することが可能となった。

磁性金属薄板に樹脂と塗布した磁性基材において、樹脂面の表面の凹凸の状態がＪＩＳＢ０６０１に規定されるＲａが０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることを特徴とする磁性基材を提供する。

本発明の基材とすることで、大幅に接着強度を向上し、積層板としての実用的な強度を確保することが可能となった。その結果、極めて高品質の積層体が実現でき、製造上、歩留まり向上、品質の安定化につながることとなった。

本発明の最良の形態について説明する。
本発明の金属薄板は以下の磁性金属と樹脂層から構成される。
（磁性金属）
本発明に用いられる金属磁性材料は、公知の金属磁性体であれば用いることができる。具体的には、ケイ素の含有量が３％から６．５％の実用化されているケイ素鋼板、パーマロイ、ナノ結晶金属磁性材料、非晶質金属磁性材料を挙げることができる。特に発熱が低く、低損失材料である材料が好ましく、非晶質金属磁性材料、ナノ結晶金属磁性材料が好適に用いられる。
（樹脂層）
本発明に用いられる樹脂層には、公知の樹脂高分子化合物が用いられる。特に金属磁性材料の磁気特性向上に２００℃以上の熱処理が必要な場合は、熱可塑性、弾性率の低い耐熱性樹脂を複合することが、優れた磁気性能を発揮する上で効果的である。また非晶質金属磁性材料やナノ結晶金属磁性材料に比べて損失が大きく、発熱温度が高くなるケイ素鋼板などの材料では、モータやトランス等のパワーエレクトロニクス用途において、非晶質金属磁性材料やナノ結晶金属磁性材料などに、耐熱性樹脂を適用することで、定格温度を向上でき、定格出力の向上、機器の小型化につながる。本発明に用いられる耐熱性樹脂は、非晶質金属薄帯やナノ結晶金属磁性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。例えば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２００〜７００℃の範囲にあり、さらに好ましくは３００℃〜６００℃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はそのまま用いることができるので好ましい。非熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂は、加圧方法を適宜工夫することによってワニス状、ペースト状にすることによって加熱時に移動させることができるので、用いることができる。

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０．３％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。

また本発明の樹脂層の厚みは０．１μｍ〜１ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは１μｍ〜１０μｍが良く、さらに好ましくは２μｍ〜６μｍが良い。

（塗工方法）
本発明における液状樹脂の付与方法としては，コ−タを用いた方法，例えば，ロ−ルコ−タ法，グラビアコ−タ法，エアドクタコ−タ法，ブレ−ドコ−タ法，ナイフコ−タ法，ロッドコ−タ法，キスコ−タ法，ビ−ドコ−タ法，キャストコ−タ法，ロ−タリ−スクリ−ン法や，液状樹脂中に非晶質金属薄帯を浸漬しながらコ−テイングする浸漬コ−テング方法，液状樹脂を非晶質金属薄帯にオリフィスから落下させコ−テイングするスロットオリフィスコ−タ法などで行うことができる。その他，バ−コ−ド方法や霧吹きの原理を用いて液状樹脂を霧上に非晶質金属薄帯に吹き付けるスプレ−コ−ティング法や，スピンコ−テング法，電着コ−テング法，あるいはスパッタ法のような物理的な蒸着法，ＣＶＤ法のような気相法など非晶質金属薄帯上に耐熱性樹脂を付与できる方法なら如何なる方法を用いても良い。また、一部に耐熱性樹脂を付与するには、塗膜パターンの溝を加工したグラビアヘッドを用いて、グラビアコータ法で行うことができる。

（表面粗化方法）
本発明の表面粗化方法として、以下の方法が可能である。
レーザー照射、プラズマ照射、ワイヤブラシ、サンドブラスト加工、ケミカルエッチング加工、スパッタリング加工、電子線照射などが用いられる。

金属磁性薄板の中でも、非晶質金属薄帯、およびナノ結晶材料薄帯表面は凹凸が大きいため、樹脂を付与してもこの凹凸に応じて樹脂表面に凹凸が転写されるが、細かい凹凸がレベリングされるため、表面粗化することにより、接着強度の改善効果が著しい。

本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
非晶質金属薄帯として，ハネウェル社製、Ｍｅｔｇｌａｓ（登録商標）：２７１４Ａ、幅約５０ｍｍ，厚み約１５ μｍであるＣｏ_６６Ｆｅ_４Ｎｉ_１（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型粘度計で測定し、約０．３Ｐａ・ｓの粘度のポリアミド酸溶液を付与し，外径５０ｍｍのグラビアヘッドを用いて片面全面にワニスを塗布し、１４０ ℃で乾燥後、２６０ ℃でキュアし、非晶質金属薄帯の片面に約６ミクロンの耐熱性樹脂（ポリイミド樹脂）を付与し基材を作製した。ポリアミド酸溶液は、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り、ジメチルアセトアミドで希釈して用いた。その後、樹脂表面を粗化するため、サンドブラスト加工により平均粒径２μｍのアルミナ粉体を吹き付けた。その結果、ＪＩＳＢ０６０１に規定される表面粗さＲａが0．8μｍになった。この材料の樹脂面とプリント配線基板とを２液式エポキシ接着剤（セメダイン（株）製スーパー６０分硬化型）を塗布し貼りあわせた。この積層体をＪＩＳＣ００２５のヒートサイクル試験により、−２０℃から８５℃を５００サイクルの保存試験後、光学顕微鏡により、積層体の剥離の有無を観察した。

（実施例２）実施例１で用いた非晶質金属の代わりに、非晶質金属にハネウェル社製、Ｍｅｔｇｌａｓ（商品名）：２６０５ＴＣＡ、幅約１７０ｍｍ、厚み約２５μｍのＦｅ_７８Ｓｉ_９Ｂ_１３（ａｔ％）の組成を持つ非晶質金属薄帯を使用した。実施例１と同様に樹脂を塗布し、作製し、表面を粗化した。その結果、ＪＩＳＢ０６０１に規定される表面粗さＲａが０．８μｍになった。本方法により作製した板材を実施例１と同様に積層し、同様の評価を行った。

（実施例３）実施例１で用いた非晶質金属の代わりに、磁性金属として、日立金属（株）製、ファインメット（登録商標）、ＦＴ−３幅約３５ｍｍ，厚み約１８μｍであるＦｅ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｂの元素組成を持つナノ結晶磁性金属薄帯を使用した。実施例１と同様に樹脂を塗布し、作製し、表面を粗化した。その結果、ＪＩＳＢ０６０１に規定される表面粗さＲａが0．8μｍになった。本方法により作製した板材を実施例１と同様に積層し、同様の評価を行った。

（実施例４）実施例１で用いた非晶質金属の代わりに、磁性金属として、新日鉄（株）製、珪素鋼板（薄手ハイライトコア（商品名）、15ＨＴＨ1500幅約１５０ｍｍ，厚み約１５０μｍ）の金属薄板を使用した。実施例１と同様に樹脂を塗布し、作製し、表面を粗化した。その結果、ＪＩＳＢ０６０１に規定される表面粗さＲａが0．8μｍになった。本方法により作製した板材を実施例１と同様に積層し、同様の評価を行った。

（比較例１）実施例１と同様の磁性金属を使用した。さらに実施例１と同様に樹脂を塗布し、作製し、比較のため樹脂表面の粗化処理は行わなかった。その結果、ＪＩＳＢ０６０１に規定される表面粗さＲａが0．8μｍになった。本方法により作製した板材を実施例１と同様に積層し、同様の評価を行った。

（比較例２）実施例１で用いた非晶質金属の代わりに、非晶質金属にハネウェル社製、Ｍｅｔｇｌａｓ（商品名）：２６０５ＴＣＡ、幅約１７０ｍｍ、厚み約２５μｍのＦｅ_７８Ｓｉ_９Ｂ_１３（ａｔ％）の組成を持つ非晶質金属薄帯を使用した。実施例１と同様に樹脂を塗布し、作製し、比較のため樹脂表面の粗化処理は行わなかった。その結果、ＪＩＳＢ０６０１に規定される表面粗さＲａが0．8μｍになった。本方法により作製した板材を実施例１と同様に積層し、同様の評価を行った。

（比較例３）実施例１で用いた非晶質金属の代わりに、磁性金属として、日立金属（株）製、ファインメット（商品名）、ＦＴ−３幅約３５ｍｍ，厚み約１８μｍであるＦｅ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｂの元素組成を持つナノ結晶磁性金属薄帯を使用した。実施例１と同様に樹脂を塗布し、作製し、表面を粗化した。その結果、ＪＩＳＢ０６０１に規定される表面粗さＲａが0．8μｍになった。本方法により作製した板材を実施例１と同様に積層し、同様の評価を行った。

（比較例４）実施例１で用いた非晶質金属の代わりに、磁性金属として、新日鉄（株）製、珪素鋼板（薄手ハイライトコア（商品名）、15ＨＴＨ1500幅約１５０ｍｍ，厚み約１５０μｍ）の金属薄板を使用した。実施例１と同様に樹脂を塗布し、作製し、比較のため樹脂表面の粗化処理は行わなかった。その結果、ＪＩＳＢ０６０１に規定される表面粗さＲａが0．8μｍになった。本方法により作製した板材を実施例１と同様に積層し、同様の評価を行った。

Claims

磁性金属薄板に樹脂と塗布した磁性基材において、樹脂面の表面の凹凸の状態がＪＩＳＢ０６０１に規定されるＲａが０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることを特徴とする磁性基材。