JP2005116763A - 軟磁性部材、軟磁性部材の製造方法及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 絶縁樹脂から構成された基体フィルムと、基体フィルム上に配置され下地層と、下地層上に配置された軟磁性金属層とを含む軟磁性部材を効率よく生産することを目的とする。
【解決手段】 絶縁樹脂から構成された樹脂フィルム2と、樹脂フィルム2上に配置され真空成膜法で形成された非磁性金属膜から構成された下地層3と、下地層3上に配置された軟磁性金属層4とを備えることを特徴とする軟磁性部材1。
【選択図】図1
【解決手段】 絶縁樹脂から構成された樹脂フィルム2と、樹脂フィルム2上に配置され真空成膜法で形成された非磁性金属膜から構成された下地層3と、下地層3上に配置された軟磁性金属層4とを備えることを特徴とする軟磁性部材1。
【選択図】図1
Description
本発明は、携帯電話等の電子機器、およびこの電子機器に取り付けて使用することのできる軟磁性部材に関するものである。
パーソナルコンピュータ、携帯電話機等の電子機器の高速動作処理化、デジタル化の発展に従って、電磁波障害(EMI:Electromagnetic Interference)が増加している。特に、デジタル機器はノイズにより誤動作を起こすこともあることから、デジタル機器から発生するノイズの低減が重要である。
1GHzを超える高周波領域でのノイズ吸収特性の優れた材料として、軟磁性金属粉末を樹脂、ゴム中に分散させた複合軟磁性部材が提案されている。例えば、扁平状のFe−Si系軟磁性合金粉末をゴム、樹脂中に配向・配列した複合磁性材料が提案されている(
例えば特許文献1、非特許文献1参照。)。
例えば特許文献1、非特許文献1参照。)。
また、携帯電話機は、年々小型・軽量化されてきており、携帯電話機使用時にそのアンテナの位置は人体、具体的には頭部に極めて近い位置に配置されることになる。このときアンテナの特性は人体の影響を受け、アンテナ性能が低下する傾向にある。つまり、アンテナから放射される電磁波の一部が人体に吸収されることに起因する電力損失が、受信感度の低減、電池の寿命低減を招く。
一方で、人体による電磁波の吸収量が増加し、人体への影響が懸念されている。このため、日本を含め各国で局所吸収指針が定められており、各国が局所吸収指針において定める人体による電磁波の局所吸収の評価量として、以下の式で定義されるSAR(Specific
Absorption Rate:局所吸収量)が用いられている。
SAR=σE2/2ρ
(E:人体に侵入した電界、σ:組織の誘電率、ρ:組織の密度)
一方で、人体による電磁波の吸収量が増加し、人体への影響が懸念されている。このため、日本を含め各国で局所吸収指針が定められており、各国が局所吸収指針において定める人体による電磁波の局所吸収の評価量として、以下の式で定義されるSAR(Specific
Absorption Rate:局所吸収量)が用いられている。
SAR=σE2/2ρ
(E:人体に侵入した電界、σ:組織の誘電率、ρ:組織の密度)
そのため、携帯電話機から放射された電磁波の実効的な利用率、つまりSARを抑制しつつ放射効率を向上させる方法として、低損失磁性板をアンテナ近傍に配置する方法が提案されている。
また、放射効率を改善する目的で、携帯電話機内に反射板を配置することにより、放射源から放射される電磁波を反対側の方向へ反射させて通信へ寄与させることを可能とすることから、放射される電磁波の有効利用を図ることが可能である。さらに、反射板には、電波照射時における電力吸収をほとんど伴わないものを使用することにより、通信へ寄与する電磁波量を向上させることができるので、通話時の放射効率が改善され、通信性能の向上を図ることが可能であることが、提案されている(例えば特許文献2参照)。
また、放射効率を改善する目的で、携帯電話機内に反射板を配置することにより、放射源から放射される電磁波を反対側の方向へ反射させて通信へ寄与させることを可能とすることから、放射される電磁波の有効利用を図ることが可能である。さらに、反射板には、電波照射時における電力吸収をほとんど伴わないものを使用することにより、通信へ寄与する電磁波量を向上させることができるので、通話時の放射効率が改善され、通信性能の向上を図ることが可能であることが、提案されている(例えば特許文献2参照)。
また本出願人は、特許文献3において、樹脂フィルムと、樹脂フィルム上に形成された導電性金属からなる下地層と、下地層上に形成された軟磁性金属層とを備えた軟磁性部材が放射効率の改善に有効であることを提案している。
特許文献3に開示された軟磁性部材はGHz帯域においても優れた透磁率を有し、典型的には、樹脂フィルム上にNiからなる下地膜を形成し、その上にFe−Ni系合金からなる軟磁性金属層を形成した軟磁性部材を複数積層している。ここで、下地層は軟磁性金属層を電解めっきにより成膜する際の下地層としての役割を果たす程度の厚さを有すればよいことから数10nm程度の厚さとされ、一方、軟磁性金属層は0.5〜1μm程度の厚さを有している。なお、軟磁性金属層を電解めっきにより形成するのは、生産効率の観点からである。特許文献3に開示された軟磁性部材を広く普及するためには、より生産効率を向上させて低コストで生産することが望まれる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、特許文献3に開示された軟磁性部材の生産性を向上させることを目的とする。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、特許文献3に開示された軟磁性部材の生産性を向上させることを目的とする。
電解めっきで軟磁性金属層を形成する場合に、下地金属層の抵抗率が低いほど電解めっき時に付与できる電流密度が大きくなり、結果として電解めっきによる成膜速度が高くなる。ここで、バルク状態のNiの低効率は約7μΩcmであるが、上記軟磁性部材を構成する下地層としてのNi膜の低効率は20μΩcmであった。このように、膜状になったときのNiの低効率はバルク状態に比べて3倍程度になってしまい、電解めっきを行う際に流す電流値が限られてしまう。そこで本発明者は、低効率の低い非磁性金属を下地層として用いることを検討した。非磁性金属の一つであるCuはバルク状態で1.72μΩcmの低効率を示すが、これを真空蒸着により形成した膜の状態での抵抗率は2.3μΩcmであった。しかも、このCu膜の上にFe−Ni系軟磁性合金を形成した軟磁性部材は、Niを下地膜としてFe−Ni系軟磁性合金を形成した軟磁性部材と同等の透磁率の周波数特性を示した。一方で、無電解めっきでCu膜を形成した場合には、得られた軟磁性部材は透磁率の周波数特性が伸びないことが確認された。
そこで本発明は、下地層として非磁性金属を用い、かつこの下地層を真空成膜法により形成することを提案するものである。すなわち本発明は、絶縁樹脂から構成された基体フィルムと、基体フィルム上に配置され真空成膜法で形成された非磁性金属膜から構成された下地層と、下地層上に配置された軟磁性金属層と、を備える軟磁性部材である。
本発明の軟磁性部材において、下地層の抵抗率は5μΩcm以下であることが望ましい。下地層の抵抗率が低ければ、軟磁性金属層を電解めっきで形成する際の電流密度を大きくすることができ、ひいては成膜速度を速くすることができるからである。
本発明の軟磁性部材において、下地層はCu又はCu合金から構成することが望ましい。下地層として低効率が3μΩcm以下と小さい値を示すことができるからである。
本発明の軟磁性部材は基体フィルム、下地層及び軟磁性金属層からなるユニットとして使用することもできるし、このユニットを複数積層して使用することもできる。
本発明の軟磁性部材において、下地層の抵抗率は5μΩcm以下であることが望ましい。下地層の抵抗率が低ければ、軟磁性金属層を電解めっきで形成する際の電流密度を大きくすることができ、ひいては成膜速度を速くすることができるからである。
本発明の軟磁性部材において、下地層はCu又はCu合金から構成することが望ましい。下地層として低効率が3μΩcm以下と小さい値を示すことができるからである。
本発明の軟磁性部材は基体フィルム、下地層及び軟磁性金属層からなるユニットとして使用することもできるし、このユニットを複数積層して使用することもできる。
以上説明した本発明の軟磁性部材は、基体フィルム上に真空成膜法により非磁性金属膜からなる下地層を形成する工程と、下地層上に電解めっきにより軟磁性金属層を形成する工程と、を備える軟磁性部材の製造方法により得ることができる。ここで、非磁性金属膜はCu又はCu合金から構成され、軟磁性金属層がFe−Ni系軟磁性合金から構成されることが望ましい。
以上説明した本発明の軟磁性部材は、携帯電話等の電子機器に用いることができる。したがって本発明は、電子機器の外殻をなす筐体と、筐体内に配設されたシート状の軟磁性部材と、電波を送信および/または受信する電波通信部と、を備え、軟磁性部材は、絶縁樹脂から構成された基体フィルムと、基体フィルム上に配置され真空成膜法で形成された非磁性金属膜から構成された下地層と、下地層上に配置された軟磁性金属層と、を備える
ことを特徴とする電子機器を提供する。
以上説明した本発明の軟磁性部材は、携帯電話等の電子機器に用いることができる。したがって本発明は、電子機器の外殻をなす筐体と、筐体内に配設されたシート状の軟磁性部材と、電波を送信および/または受信する電波通信部と、を備え、軟磁性部材は、絶縁樹脂から構成された基体フィルムと、基体フィルム上に配置され真空成膜法で形成された非磁性金属膜から構成された下地層と、下地層上に配置された軟磁性金属層と、を備える
ことを特徴とする電子機器を提供する。
本発明によれば、下地層を真空成膜法により形成した非磁性金属膜から構成することにより、下地層上に軟磁性金属膜を電解めっきにより形成する際の成膜速度を向上することができる。しかも、こうして得られた軟磁性部材は、非磁性金属で下地層を形成した軟磁性部材と同等の透磁率の高周波特性を備えている。
図1および図2は、本発明の軟磁性部材の例を示している。
図1に示す軟磁性部材1は、樹脂フィルム(基体フィルム)2と、樹脂フィルム2上に形成された下地層3と、下地層3上に形成された軟磁性金属層4とから構成される。
樹脂フィルム2は、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂等の耐熱性を有する樹脂材料、または、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂材料を用いることができる。
軟磁性金属層4は、軟磁性を示す遷移金属元素のいずれか、あるいは遷移金属元素と他の金属元素とからなる合金により構成することができる。具体的な例としては、Fe、CoおよびNiの一種以上を主成分とする合金であり、Fe−Ni系合金、Fe−Co系合金、Co−Ni系合金が該当する。これらの中で、飽和磁束密度が1.0T以上の合金が望ましい。またこの中で、Feを20〜80wt%含有するFe−Ni系合金が本発明にとって望ましい。特に、Feを30〜70wt%、さらにはFeを40〜65wt%含有するFe−Ni系合金が望ましい。また、Fe−Co系合金、Co−Ni−Fe系合金が本発明にとって望ましい。また、Coを20〜60wt%含有するFe−Co系合金であって、飽和磁束密度が2.0T以上の合金を用いるのが望ましい。これら合金において、15wt%以下のNb、Mo、Ta、W、Zr、Mn、Ti、Cr、Cu、Coの一種以上を含有することができる。また、軟磁性金属層4をめっきで形成する場合にはCおよびS等の元素を不可避的に含むが、本発明の軟磁性金属層4は、そのような元素の含有を許容する。
軟磁性金属層4は、結晶質合金および非晶質合金のいずれの態様であっても構わない。非晶質合金としては、Co系およびFe系の非晶質合金を用いることができる。また、Fe系の微結晶合金を用いることも本発明は許容する。微結晶合金は、一般的に、結晶粒径が10nm以下の微細な結晶が主体をなす合金として知られている。
図1に示す軟磁性部材1は、樹脂フィルム(基体フィルム)2と、樹脂フィルム2上に形成された下地層3と、下地層3上に形成された軟磁性金属層4とから構成される。
樹脂フィルム2は、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂等の耐熱性を有する樹脂材料、または、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の樹脂材料を用いることができる。
軟磁性金属層4は、軟磁性を示す遷移金属元素のいずれか、あるいは遷移金属元素と他の金属元素とからなる合金により構成することができる。具体的な例としては、Fe、CoおよびNiの一種以上を主成分とする合金であり、Fe−Ni系合金、Fe−Co系合金、Co−Ni系合金が該当する。これらの中で、飽和磁束密度が1.0T以上の合金が望ましい。またこの中で、Feを20〜80wt%含有するFe−Ni系合金が本発明にとって望ましい。特に、Feを30〜70wt%、さらにはFeを40〜65wt%含有するFe−Ni系合金が望ましい。また、Fe−Co系合金、Co−Ni−Fe系合金が本発明にとって望ましい。また、Coを20〜60wt%含有するFe−Co系合金であって、飽和磁束密度が2.0T以上の合金を用いるのが望ましい。これら合金において、15wt%以下のNb、Mo、Ta、W、Zr、Mn、Ti、Cr、Cu、Coの一種以上を含有することができる。また、軟磁性金属層4をめっきで形成する場合にはCおよびS等の元素を不可避的に含むが、本発明の軟磁性金属層4は、そのような元素の含有を許容する。
軟磁性金属層4は、結晶質合金および非晶質合金のいずれの態様であっても構わない。非晶質合金としては、Co系およびFe系の非晶質合金を用いることができる。また、Fe系の微結晶合金を用いることも本発明は許容する。微結晶合金は、一般的に、結晶粒径が10nm以下の微細な結晶が主体をなす合金として知られている。
軟磁性金属層4は、下地層3上に形成される軟磁性金属膜であり、一般に、めっき(電解または無電解)、真空蒸着法、スパッタリング法(気相法)等の各種の膜形成プロセスによって作成することができる。これらの膜形成プロセスは、単独で行うことができる。したがって、めっきのみで軟磁性金属層4を形成することもできるし、蒸着のみで軟磁性金属層4を形成することもできる。もちろん、複数の膜形成プロセスを組み合わせることもできる。めっきは、真空蒸着法、スパッタリング法に比べて低温で膜を形成することができる点で好適である。本発明において、軟磁性金属層4は樹脂フィルム2上に形成するため、樹脂フィルム2に熱的な影響を与えないことが望ましいからである。また、めっきは、スパッタリング法に比べて、短時間で所定の厚さの膜を得ることができるメリットがある。したがって、本発明においては下地層3を設けていることから、電解めっきによって軟磁性金属層4を形成することを特に推奨する。なお、電解めっきにより軟磁性金属層4を得る場合、めっき浴中に含まれているS等の元素が軟磁性金属層4に混入することから、他のプロセスによる軟磁性金属層4との区別ができる。
下地層3は、軟磁性金属層4を電解めっきによって樹脂フィルム2上に形成する場合に必要となる導電層としての役割を果たす。下地層3は、真空成膜法によって形成する。真
空成膜法としては、例えば真空蒸着法(PVD:物理蒸着法)、スパッタリング法を採用することができる。真空蒸着法はスパッタリング法、CVD法(化学蒸着法)に比べて低温で成膜できる利点がある。
下地層3としては、Cu又はCu合金(例えば、黄銅、CuNi合金)が最も好適である。低抵抗率であること、電解めっき時に溶解しない安定性を有していること等の理由による。もちろん本発明はCu又はCu合金以外の非磁性金属を用いることができる。例えば、Al、Zn−Sn合金等の低融点金属又は合金を用いることができる。低融点金属又は合金を用いる場合、金属蒸気を発生するためのエネルギー源を抵抗加熱にすることができるため、E−ガンを用いて金属蒸気を発生させる場合に比べてエネルギー効率を向上させることができる。
下地層3は、低効率が5μΩcm以下であることが望ましく、さらには3μΩcm以下であることがさらに望ましい。
空成膜法としては、例えば真空蒸着法(PVD:物理蒸着法)、スパッタリング法を採用することができる。真空蒸着法はスパッタリング法、CVD法(化学蒸着法)に比べて低温で成膜できる利点がある。
下地層3としては、Cu又はCu合金(例えば、黄銅、CuNi合金)が最も好適である。低抵抗率であること、電解めっき時に溶解しない安定性を有していること等の理由による。もちろん本発明はCu又はCu合金以外の非磁性金属を用いることができる。例えば、Al、Zn−Sn合金等の低融点金属又は合金を用いることができる。低融点金属又は合金を用いる場合、金属蒸気を発生するためのエネルギー源を抵抗加熱にすることができるため、E−ガンを用いて金属蒸気を発生させる場合に比べてエネルギー効率を向上させることができる。
下地層3は、低効率が5μΩcm以下であることが望ましく、さらには3μΩcm以下であることがさらに望ましい。
次に、軟磁性部材1において、樹脂フィルム2の厚さは50μm以下とする。樹脂フィルム2は、本発明の軟磁性部材1において、基体としての役割を果たすとともに、軟磁性部材1を複数積層する場合には軟磁性金属層4同士を絶縁する機能を果たす。しかし、この絶縁層が厚くなると軟磁性金属層4の占有率が低下し、ひいては積層軟磁性部材としての透磁率が低下するためである。望ましい樹脂フィルム2の厚さは10μm以下である。もっとも、極端に薄い樹脂フィルム2は製造が困難であるとともに、軟磁性金属層4を形成するための所定の強度を持つことができなくなる。したがって、0.2μm以上あるい
は、2μm以上の厚さとすることが推奨される。
は、2μm以上の厚さとすることが推奨される。
軟磁性金属層4は、1μm以下の厚さとすることが望ましい。これを超える厚さでは、例えば800MHzを超える高周波数帯域での渦電流損失が大きくなり、磁性体としての機能が減じてしまうからである。したがって、本実施の形態において、軟磁性金属層4の厚さは、0.5μm以下とすることが望ましい。軟磁性金属層4は、緻密に形成されてい
る必要性が高く、したがって、各種プロセスによって緻密な膜を形成することができる程度の最低限の膜厚を有していることが必要である。下地層3は、電解めっき時の導電層として機能するものであり、数10nm程度の厚さを有していれば足りる。
る必要性が高く、したがって、各種プロセスによって緻密な膜を形成することができる程度の最低限の膜厚を有していることが必要である。下地層3は、電解めっき時の導電層として機能するものであり、数10nm程度の厚さを有していれば足りる。
図2に示す軟磁性部材11は、図1に示した軟磁性部材1の軟磁性金属層4が樹脂フィルム2の片面に形成されているのに対して、両面に形成されている点で相違する。つまり、軟磁性部材11は、樹脂フィルム(基体フィルム)12と、樹脂フィルム12の表裏両面に形成された下地層13a、13bと、下地層13a、13b上に形成された軟磁性金属層14a、14bとから構成される。樹脂フィルム12、下地層13a、13bおよび軟磁性金属層14a、14bの材質、寸法および作成プロセスは、軟磁性部材1と同様にすればよい。
また、本発明の軟磁性部材11において、軟磁性金属層14aの上に樹脂層を形成することもできる。
また、本発明の軟磁性部材11において、軟磁性金属層14aの上に樹脂層を形成することもできる。
本発明において、以上で説明した軟磁性部材1を単体で使用することができるし、複数の軟磁性部材1を積層して使用することもできる。以下、軟磁性部材1を複数積層した形態の部材を積層軟磁性部材5ということにする。
図3、図4は本実施の形態による積層軟磁性部材5の例を示す断面図である。
図3および図4に示すように、積層軟磁性部材5は、絶縁層6と磁性体層7とが交互に積層された断面構造を有している。このような積層軟磁性部材5は、図1および図2で示した軟磁性部材1、11を積層することにより得ることができる。図4に示した構成の場合、軟磁性シート11は、表裏両面に軟磁性金属層14a、14bが露出した構造をなしているので、そのままで積層することはできない。そこで、樹脂フィルム(基体フィルム)15を別途用意し、この樹脂フィルム15を介在させて軟磁性部材11を積層することにより、積層軟磁性部材5を得る。
ここで、積層軟磁性部材5全体としての厚さは、0.5mm以下とすることが重要である。前述のように、携帯電話機に積層軟磁性部材5を貼り付ける場合には、携帯電話機の小型化に対応する必要があるからである。より望ましい厚さは、0.2mm、さらには0.1mm以下である。
図3、図4は本実施の形態による積層軟磁性部材5の例を示す断面図である。
図3および図4に示すように、積層軟磁性部材5は、絶縁層6と磁性体層7とが交互に積層された断面構造を有している。このような積層軟磁性部材5は、図1および図2で示した軟磁性部材1、11を積層することにより得ることができる。図4に示した構成の場合、軟磁性シート11は、表裏両面に軟磁性金属層14a、14bが露出した構造をなしているので、そのままで積層することはできない。そこで、樹脂フィルム(基体フィルム)15を別途用意し、この樹脂フィルム15を介在させて軟磁性部材11を積層することにより、積層軟磁性部材5を得る。
ここで、積層軟磁性部材5全体としての厚さは、0.5mm以下とすることが重要である。前述のように、携帯電話機に積層軟磁性部材5を貼り付ける場合には、携帯電話機の小型化に対応する必要があるからである。より望ましい厚さは、0.2mm、さらには0.1mm以下である。
そして、得られた積層軟磁性部材5において、軟磁性部材1、11の樹脂フィルム2、12、15が絶縁層6を構成することになる。そのため、絶縁層6の厚さは50μm以下となる。もっとも、軟磁性部材1、11を積層する場合に接着剤を層間に介在させると、絶縁層6が樹脂フィルム2、12、15の厚さより厚くなる場合がある。したがって、接着剤を用いる場合には、絶縁層6の厚さが50μm以下となるように樹脂フィルム2、12、15の厚さを定める必要がある。このとき、接着剤が樹脂で形成されていると、接着剤層も絶縁層6を構成することになる。
また、磁性体層7は、軟磁性部材1、11における軟磁性金属層4、14a、14bによって構成されることになる。また、下地層3、13a、13bが、軟磁性金属によって形成される場合、この下地層3、13a、13bも、軟磁性金属層4、14a、14bとともに磁性体層7を構成する。
また、磁性体層7は、軟磁性部材1、11における軟磁性金属層4、14a、14bによって構成されることになる。また、下地層3、13a、13bが、軟磁性金属によって形成される場合、この下地層3、13a、13bも、軟磁性金属層4、14a、14bとともに磁性体層7を構成する。
上記のような構成の積層軟磁性部材5は、携帯電話機内に配設することができる。なお、ここでは電子機器として携帯電話機を例にするが、これはあくまで本発明の適用事例にすぎない。
積層軟磁性部材5を携帯電話機内に配設する様子を図5に模式的に示している。携帯電話機(電子機器)30は、その外殻をなす筐体としてフロント・カバー31とケース34とを備え、その間に必要に応じてホイップ・アンテナが取り付けられる回路基板32が配設される。ケース34内には内蔵アンテナ(電波通信部)36が収容されており、積層軟磁性部材5は、内蔵アンテナ36とその一部が重なるように、回路基板32とケース34との間に配設される。なお、積層軟磁性部材5の固定は、粘着剤、両面粘着テープ等を用いて行うことができる。
積層軟磁性部材5を携帯電話機内に配設する様子を図5に模式的に示している。携帯電話機(電子機器)30は、その外殻をなす筐体としてフロント・カバー31とケース34とを備え、その間に必要に応じてホイップ・アンテナが取り付けられる回路基板32が配設される。ケース34内には内蔵アンテナ(電波通信部)36が収容されており、積層軟磁性部材5は、内蔵アンテナ36とその一部が重なるように、回路基板32とケース34との間に配設される。なお、積層軟磁性部材5の固定は、粘着剤、両面粘着テープ等を用いて行うことができる。
以下、図6に基づいて、積層軟磁性部材5を得るのに好適な製造方法を説明する。
図6において、はじめに樹脂フィルム2に、例えば、真空成膜法の一種である真空蒸着法により下地層3を形成する(図6(a))。
下地層3を形成した後、例えば電解めっきにより軟磁性金属層4を下地層3上に形成することによって、図1に示した軟磁性部材1を得ることができる(図6(b))。
軟磁性部材1を所定の枚数作製し、各軟磁性部材1の樹脂フィルム2と軟磁性金属層4とを対向させた状態で積層することにより、図3に示した積層軟磁性部材5を得ることができる(図6(c))。
図6において、はじめに樹脂フィルム2に、例えば、真空成膜法の一種である真空蒸着法により下地層3を形成する(図6(a))。
下地層3を形成した後、例えば電解めっきにより軟磁性金属層4を下地層3上に形成することによって、図1に示した軟磁性部材1を得ることができる(図6(b))。
軟磁性部材1を所定の枚数作製し、各軟磁性部材1の樹脂フィルム2と軟磁性金属層4とを対向させた状態で積層することにより、図3に示した積層軟磁性部材5を得ることができる(図6(c))。
軟磁性部材1の積層は、軟磁性部材1間に例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の接着剤を配置して行なうことができる。接着剤の粘度は、1000cP以下、望ましくは300cP以下、さらに望ましくは200cP以下とする。溶剤を加えた接着剤を軟磁性部材1に塗布し、その後接着剤が粘着性を保持する程度まで溶剤を蒸発させ、しかる後に軟磁性部材1を積層する。軟磁性部材1を構成する樹脂フィルム2の静電気により、接着剤を用いることなく積層状態を維持することもできる。この場合、接合強度を向上するために、軟磁性部材1を積層後に、接着剤に浸漬して外周部のみを接着することもできる。また、接着剤層は絶縁層6として機能するので、軟磁性金属層4同士を対向させた状態、又は樹脂フィルム2同士を対向させた状態で積層してもよい。
積層軟磁性部材5を得た後に、応力緩和熱処理を行なうことにより、磁気特性の向上を図ることもできる。応力緩和熱処理は、例えば軟磁性部材1同士の接合に接着剤を用いた
場合には、接着剤の乾燥のための加熱を兼ねて行なうこともできる。応力緩和熱処理を行なう場合には、樹脂フィルム2に耐熱性に優れたポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂又はPPS(ポニフェニレンサルファイド)樹脂を用いることが望ましい。
また、樹脂フィルム2にPET(ポリエチレンテレフタレート)又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)を使用する場合、加熱処理による収縮応力を利用して誘導異方性を付与することにより、磁気特性の向上を図ることもできる。
また、積層軟磁性部材5は、温間プレス加工によって、所望する形状に加工することもできる。さらに、切断を行なって、所望する寸法に加工することもできる。
場合には、接着剤の乾燥のための加熱を兼ねて行なうこともできる。応力緩和熱処理を行なう場合には、樹脂フィルム2に耐熱性に優れたポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂又はPPS(ポニフェニレンサルファイド)樹脂を用いることが望ましい。
また、樹脂フィルム2にPET(ポリエチレンテレフタレート)又はPBT(ポリブチレンテレフタレート)を使用する場合、加熱処理による収縮応力を利用して誘導異方性を付与することにより、磁気特性の向上を図ることもできる。
また、積層軟磁性部材5は、温間プレス加工によって、所望する形状に加工することもできる。さらに、切断を行なって、所望する寸法に加工することもできる。
膜厚13μmのPETフィルムを用意し、このPETフィルム上(片面)に真空蒸着により厚さ0.070μmの下地層としてのNi膜を形成した(この試料を試料1とする)。また、同様のPETフィルム上に真空蒸着により厚さ0.070μmの下地層としてのCu膜を形成した(この試料を試料2とする)。試料1及び試料2に対して以下に示すめっき液を用いてNi膜又はCu膜上に軟磁性合金である53wt%Ni−47wt%Fe合金膜を0.30μm形成して軟磁性部材を得た。なお、めっき液の条件は、浴温が35〜55℃、PHが2.0〜3.0であり、電流密度は試料1及び試料2ともに0.8A/dm2とした。なお、めっき膜の欠陥防止およびめっき液の表面張力低減のために、界面活性剤を適宜添加した。
薬 品 名 称 化 学 式 液組成(g/l)
硫酸ニッケル6水和物 NiSO4・6H2O 150〜450
塩化ニッケル6水和物 NiCl2・6H2O 15〜45
硼酸 H3BO3 10〜40
硫酸第一鉄7水和物 FeSO4・7H2O 1〜20
光沢剤 − 0.1〜2
硫酸ニッケル6水和物 NiSO4・6H2O 150〜450
塩化ニッケル6水和物 NiCl2・6H2O 15〜45
硼酸 H3BO3 10〜40
硫酸第一鉄7水和物 FeSO4・7H2O 1〜20
光沢剤 − 0.1〜2
軟磁性合金膜が形成された試料1及び試料2について、各々85℃×60秒の熱処理、110℃×60秒の熱処理を施した後、6mm×6mmの大きさに切断した。複素透磁率を測定した。その結果を図7及び図8に示す。なお、図7は試料1(下地層がNi膜)についての測定結果を、また図8は試料2(下地層がCu膜)についての測定結果を示している。図7及び図8に示すように、適切な熱処理を施すことによって、下地層としてCu膜を使った場合でもNi膜を使用した場合と同様に高周波の複素透磁率が改善されることがわかった。
一方で、試料1におけるNi膜(下地層)の抵抗率は20μΩcm、Cu膜(下地層)の低効率は2.3μΩcmであり、Cu膜はNi膜の1/10の抵抗率である。このようにNi膜及びCu膜の抵抗率に相違があるために、Cu膜を形成してある試料2はNi膜を形成してある試料1に比べて電解めっきにおける電流密度を前述のように10倍にすることができる。したがって、同じ厚さの53wt%Ni−47wt%Fe合金膜を形成する場合に、試料2の方がめっき膜の成膜速度を10倍にすることができ、生産効率を飛躍的に向上させることができる。
一方で、試料1におけるNi膜(下地層)の抵抗率は20μΩcm、Cu膜(下地層)の低効率は2.3μΩcmであり、Cu膜はNi膜の1/10の抵抗率である。このようにNi膜及びCu膜の抵抗率に相違があるために、Cu膜を形成してある試料2はNi膜を形成してある試料1に比べて電解めっきにおける電流密度を前述のように10倍にすることができる。したがって、同じ厚さの53wt%Ni−47wt%Fe合金膜を形成する場合に、試料2の方がめっき膜の成膜速度を10倍にすることができ、生産効率を飛躍的に向上させることができる。
また、下地層としてのCu膜(厚さ0.07μm)を無電解めっきにより形成した後、試料1と同様に53wt%Ni−47wt%Fe合金膜を形成した。次いで、試料1と同様に85℃×60秒の熱処理を施した後に複素透磁率を測定した。その結果を図9に示すが、図8と比べると、複素透磁率の実数成分(μ’)が減衰する周波数が低いことがわかる。このように、同じCu膜であっても、無電解めっきでは膜の緻密さが不足している等の理由により高周波特性を十分に向上させることができないのに対し、真空蒸着による場合には高周波特性の向上効果が顕著となる。
1、11…軟磁性部材、2、12、15…樹脂フィルム(基体フィルム)、3、13a、13b…下地層、4、14a、14b…軟磁性金属層、5…積層軟磁性部材、6…絶縁層、7…磁性体層、30…携帯電話機(電子機器)、31…フロント・カバー、34…ケース、36…内蔵アンテナ(電波通信部)
Claims (7)
- 絶縁樹脂から構成された基体フィルムと、
前記基体フィルム上に配置され真空成膜法で形成された非磁性金属膜から構成された下地層と、
前記下地層上に配置された軟磁性金属層と、を備えることを特徴とする軟磁性部材。 - 前記下地層の抵抗率が5μΩcm以下であることを特徴とする請求項1に記載の軟磁性部材。
- 前記下地層がCu又はCu合金から構成されることを特徴とする請求項1に記載の軟磁性部材。
- 前記基体フィルム、前記下地層及び前記軟磁性金属層からなるユニットが複数積層されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の軟磁性部材。
- 基体フィルム上に真空成膜法により非磁性金属膜からなる下地層を形成する工程と、
前記下地層上に電解めっきにより軟磁性金属層を形成する工程と、を備えることを特徴とする軟磁性部材の製造方法。 - 前記非磁性金属膜がCu又はCu合金から構成され、前記軟磁性金属層がFe−Ni系軟磁性合金から構成されることを特徴とする請求項5に記載の軟磁性部材の製造方法。
- 電子機器の外殻をなす筐体と、
前記筐体内に配設されたシート状の軟磁性部材と、
電波を送信および/または受信する電波通信部と、を備え、
前記軟磁性部材は、絶縁樹脂から構成された基体フィルムと、前記基体フィルム上に配置され真空成膜法で形成された非磁性金属膜から構成された下地層と、前記下地層上に配置された軟磁性金属層と、を備えることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003348872A JP2005116763A (ja) | 2003-10-07 | 2003-10-07 | 軟磁性部材、軟磁性部材の製造方法及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003348872A JP2005116763A (ja) | 2003-10-07 | 2003-10-07 | 軟磁性部材、軟磁性部材の製造方法及び電子機器 |
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ID=34540897
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JP2003348872A Withdrawn JP2005116763A (ja) | 2003-10-07 | 2003-10-07 | 軟磁性部材、軟磁性部材の製造方法及び電子機器 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2005116763A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023044329A1 (en) * | 2021-09-17 | 2023-03-23 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Magnetic multilayer composite and a method of forming the same |
-
2003
- 2003-10-07 JP JP2003348872A patent/JP2005116763A/ja not_active Withdrawn
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