JP3512109B2

JP3512109B2 - プレス加工用複合磁性薄帯およびその製造方法、ならびにそれを用いた電磁シールド部材

Info

Publication number: JP3512109B2
Application number: JP2001224216A
Authority: JP
Inventors: 嘉雄備前; 淳砂川; 克仁吉沢
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2004-03-29
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: JP2003033989A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス加工性、さ
らには軟磁気特性に優れた複合磁性薄帯とその製造方
法、および各種電子機器から発生する電磁ノイズを抑制
する電磁シールド部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル化、信号処理の高速化、高密度
実装化等の技術革新により、パーソナルコンピュータや
携帯電話等のデジタル電子機器が急速に普及拡大してい
る。これに伴い電磁ノイズが問題視されており、その対
策が重要な課題となっている。これらを対策するための
電磁シールド部材としては、従来からパーマロイ(Fe-Ni
合金)、珪素鋼板(Fe-Si合金)、Fe基あるいはCo基のアモ
ルファス合金等の磁性合金薄帯が知られている。一般に
は、これらの磁性合金薄帯を所定寸法に加工した後、対
策したい部位に配置することで電磁ノイズを抑制する。
近年、電子機器の小型・薄型化、軽量化が急速に進展
し、ノイズ対策部材にも薄型・軽量化の要求が強くなっ
てきており、これらの要求を満足する材料としてアモル
ファス合金薄帯が注目されてきている。アモルファス合
金薄帯は通常、単ロール法等の液体急冷法により製造さ
れ、結晶構造を持たないという構造特殊性から優れた軟
磁気特性を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】アモルファス合金薄帯
を所定形状に加工する場合、プレス機による打ち抜き加
工が一般的に用いられている。従来のプレス加工用のア
モルファス合金薄帯は、プレス時の割れ発生を避けるた
めに、軟磁気特性向上のための熱処理を行わないで使用
される。これは、具体的にはアモルファス合金薄帯が熱
処理により脆化することを避けるためである。その一方
で、熱処理を施していないアモルファス合金薄帯の軟磁
気特性は、アモルファス合金が有する本来の優れた軟磁
気特性と比べて劣り、例えば周波数1kHzにおける初透磁
率が100〜1000程度で、かつ透磁率のばらつきが大きく
これを電磁シールド部材として電子機器に適用した場
合、シールド効果が安定しないという問題があった。加
えて、熱処理を施していないアモルファス合金薄帯は薄
肉、高硬度であるため、プレス加工時にバリが発生しや
すいという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、優れたプレス加工性と、
優れた軟磁気特性を兼備したプレス加工用複合磁性薄帯
とその製造方法、および電磁シールド部材を提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記問題点を
鋭意検討し、最適温度で熱処理をした後に表面に樹脂層
を形成したアモルファス合金薄帯が優れた軟磁気特性と
プレス加工性を有することを見出し本発明に想到した。
すなわち、本発明は2枚の平行板の間に挟んで曲げた際
の、式ε_f＝t／(L−t)（tは重量換算により測定した板
厚、Lは平行板の間隔）で定義される破断時の最大歪ε_f
が0.5〜1であり、かつ、周波数1kHzにおける初透磁率が
5000以上であるアモルファス合金薄帯の表面の一方若し
くは両方に樹脂層を有するプレス加工用複合磁性薄帯で
ある。前記樹脂層はラミネート層であることが好まし
く、前記アモルファス合金薄帯の板厚は10〜100μmであ
ることが好ましい。

【０００６】また本発明は、キュリー温度をTc、結晶化
温度をTxとするとき、Tx＞Tcを満足するアモルファス合
金薄帯をTc〜Tc+50℃の温度範囲で熱処理し、該アモル
ファス合金薄帯に樹脂層を形成するプレス加工用複合磁
性薄帯の製造方法である。ここで樹脂層の形成はラミネ
ート加工により行うことが好ましい。

【０００７】また、上記プレス加工用複合磁性薄帯はプ
レス加工後に電磁シールド部材として使用することがで
きる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のプレス加工用複合磁性薄
帯の重要な特徴の一つは、図４に示すようにアモルファ
ス合金薄帯１０を2枚の平行板１１の間に挟んで曲げた
際の、式ε_f＝t／(L−t)（tは重量換算により測定した
板厚、Lは平行板の間隔）で定義される破断時の最大歪
ε_fが0.5〜1のアモルファス合金薄帯の表面に樹脂層が
形成されていることであり、これにより優れたプレス加
工性を有することである。

【０００９】本発明においてプレス加工性とは、プレス
加工の容易さの程度を示し、図３（ａ）または図３
（ｂ）に一例を示すプレス加工時に被プレス材の端部に
打ち抜かれずに残った部分であるバリ７や、被プレス加
工材が破断する割れ８を生じることなくプレス加工でき
る場合をプレス加工性に優れると言う。一般に、プレス
加工後に見られるバリはアモルファス合金薄帯が高硬度
である場合に生じやすく、一方、割れはアモルファス合
金薄帯が脆い場合に生じやすい。

【００１０】本発明においてε_fを０．５以上としたの
は、ε_fが０．５未満ではアモルファス合金薄帯の靭性
が不十分であり、プレス加工時に割れを生じる為であ
る。ε_fを０．５以上とすることにより、プレス加工時
に生じる割れを抑制することができる。

【００１１】また本発明のプレス加工用複合磁性薄帯に
おいて、アモルファス合金薄帯表面の一方若しくは両方
に樹脂層を有するとしたのはこれにより、特にプレス加
工時のバリの発生を抑制することができるからである。
樹脂層を有するプレス加工用複合磁性薄帯が優れたプレ
ス加工性を有する理由は定かではないが、以下のように
推論される。

【００１２】一般にアモルファス合金薄帯は500Hv以上
の高硬度の薄板であり、プレス加工時にはバリを生じや
すい。そのため、図２に示すように軟磁性合金薄帯７よ
り軟磁性合金薄帯片６をプレス加工により打ち抜き形成
する場合には、通常、金型材料に超硬合金を用いる、ク
リアランスを小さくする、また、プレス加工時に合金薄
帯が動かないように強固に押さえ付ける等の対策を要す
る。特に、被プレス加工材の押さえ付けが不充分である
と、プレス加工時に被プレス加工材の位置がずれること
により切断面でバリを生じやすい。この問題に対し従来
は、被プレス加工材の押さえ部材の高精度化等により対
応しているが限界がある。本発明の樹脂層を有するプレ
ス加工用複合磁性薄帯は、樹脂層が適度な弾性を有する
ため被プレス加工材の滑りを抑制し、また被プレス加工
材にかかる偏荷重を緩和するため、バリの発生を抑制し
優れたプレス加工性が得られると考えられる。

【００１３】上記の優れた機械的特性に加え、もう一つ
の重要な特徴は、周波数1kHzにおける初透磁率が5000以
上である点である。既述のように従来は磁気的特性を犠
牲にして優れた機械的特性を達成している。これに対
し、本発明のプレス加工用複合磁性薄帯は優れた機械的
特性、磁気的特性を兼備し、さらに樹脂層と組み合わせ
ることによりバリ、割れの発生を低減し優れたプレス加
工性を達成するものである。なお、本発明で初透磁率
は、アモルファス合金薄帯を巻き回して得られるトロイ
ダル磁心あるいはアモルファス合金薄帯からプレス加工
により打ち抜かれたリング状の磁心を用いてLCRメータ
にて測定する。

【００１４】本発明のプレス加工用複合磁性薄帯に用い
るアモルファス合金薄帯の板厚としては10〜100μmが望
ましい。板厚が100μmを越えるとプレス加工性が劣化す
るばかりでなく、アモルファス単相が得られなくなるた
め、軟磁気特性が急激に低下する。一方、板厚が10μｍ
未満の薄いアモルファス合金薄帯は単ロール法による製
造が困難である。

【００１５】以上に説明した本発明のプレス加工用複合
磁性薄帯は例えば以下の本発明の製造方法により製造す
ることができる。すなわち、キュリー温度をTc、結晶化
温度をTxとするとき、Tx＞Tcを満足するアモルファス合
金薄帯をTc〜Tc+50℃の温度範囲で熱処理し、前記アモ
ルファス合金薄帯の表面に樹脂層を形成することにより
得られる。

【００１６】従来プレス加工を行うアモルファス合金薄
帯では、脆化によるプレス時の割れ発生を避けるため熱
処理を行わない場合が多く、その為アモルファス合金が
有する本来の優れた軟磁気特性と比べて低い特性で用い
られている。これに対し上記本発明の製造方法は、適切
な熱処理温度であればアモルファス合金薄帯の脆化を生
じることなく磁気特性の向上が可能なことを見出し、こ
の知見に基づいてなされたものである。

【００１７】本発明の製造方法でTx＞Tcなる条件を規定
した理由は、熱処理温度がTc℃未満の場合、アモルファ
スに特有の磁壁の固着化が生じるため殆ど軟磁性を向上
できないからである。一方、Tc+50℃を越えるとアモル
ファス合金薄帯が著しく脆化するため、樹脂層を形成し
てもプレス加工時に割れを生じるのみならず、樹脂層を
形成する工程自体が困難となる場合も生じる。

【００１８】また、本発明の製造方法で得られるプレス
加工用複合磁性薄帯は、上記のプレス加工性、軟磁気特
性に優れるのみならず、ロット内、ロット間での軟磁気
特性のバラツキも低減することが出来る。

【００１９】熱処理に加えて、本発明の製造方法で得ら
れるプレス加工用複合磁性薄帯は、樹脂層を形成するこ
とで、バリの発生を抑制しプレス加工性の一層の向上を
達成している。樹脂層は液状の樹脂を塗布したのち硬化
する方法、シート状の樹脂を接着、または熱圧着する方
法等により形成することが出来る。これらの方法のう
ち、アモルファス合金薄帯はその製法上の理由から通常
数十〜数百ｍ以上の非常に長い帯であることから、連続
的でかつ短時間に樹脂層を形成することが可能なシート
状の樹脂を圧着、または熱圧着する方法、すなわちラミ
ネート加工によりラミネート層を形成する方法が好まし
い。

【００２０】シート状の樹脂であるラミネート材として
はポリエチレンテレフタレート(PET)等のシートが適し
ている。厚さは5〜500μmが望ましく、粘着剤あるいは
ホットメルト型接着剤によりアモルファス合金薄帯表面
に貼り付けられる。具体的には、図１（ａ）に示すよう
にアモルファス合金薄帯３の両方の面、または片方の面
のみに樹脂層１を接着剤２等により貼り付ける。図１
（ａ）のような単層の他、複層構造を有するようにラミ
ネート加工することもできる。また、図１（ｂ）に示す
ように、片面に樹脂層を形成し、もう一方の面に両面粘
着テープ４および剥離紙５でラミネート加工することに
より合金薄帯を任意の場所に簡単に貼り付け固定でき
る。

【００２１】上記の熱処理時間は1分から24時間が望ま
しく、実用上特に好ましい範囲は30分〜2時間である。
熱処理は大気中で行うことができるが、表面酸化しやす
いアモルファス合金の場合にはN₂やAr等の不活性雰囲気
中で行うことが望ましい。本発明に係わるアモルファス
合金としては、Tx＞Tcとなる条件を満足すれば合金組成
は特に限定されないが、Fe-Si-B、Fe-Ni-Si-B、Co-Fe-N
i-Si-B系合金やこれら合金に磁気特性を調整する目的で
IVa〜VIIa属の金属元素を少なくとも1種添加した合金を
使用することが好ましい。

【００２２】本発明に係るアモルファス合金薄帯は、プ
レス加工により各種形状に打ち抜いた後、電磁シールド
部材とすることができる。加工後の形態としては完全打
ち抜き、ハーフカットの両方が可能である。例えば、粘
着テープを貼り付けたシールド部材は携帯電話、パーソ
ナルコンピュータ等内部の電磁ノイズ源近傍に貼り付け
ることにより電磁ノイズを抑制する。

【００２３】

【実施例】(実施例1)Co₆₆Fe₂Mn₄Mo₃Si₁₅B₁₀(at%)からな
る組成を有する幅50mm、板厚18μmの合金薄帯を単ロー
ル法により製造した。X線回折により同定した結果、得
られた合金薄帯はアモルファス単相であった。また、得
られたアモルファス合金薄帯のキュリー温度を示差走査
熱量計により測定した結果210℃であった。次いで、ア
モルファス合金薄帯を窒素ガス雰囲気中で表1に示す各
種温度で1時間熱処理を行った。上記熱処理をしたアモ
ルファス合金薄帯に加え、急冷ままのアモルファス合金
薄帯の片面に接着剤である粘着層(厚さ30μm)付きの12
μm厚さのPET、もう一方の面に両面粘着テープ(粘着層
厚さ60μm、剥離紙厚さ95μm)をラミネートした試料を
作製した。また、比較としてラミネート加工を施さない
試料も同時に準備した。

【００２４】プレス加工形状は30mm×30mmで、プレス機
により各条件共20回打ち抜き加工し、プレス加工時の割
れ発生回数およびバリ発生回数を調査した。割れ発生回
数は、打ち抜いた後に割れが観察された軟磁性合金薄帯
片の個数、バリ発生回数は端部に突出部の最大長さが５
００μm以上のバリが観察された軟磁性合金薄帯片の個
数で評価した。加えて、急冷ままのアモルファス合金薄
帯をトロイダル状に巻き回し、外径１９ｍｍ、内径１５
ｍｍの磁心を作製した。これに上記と同様の熱処理を行
った後、１０ターンの巻線を施し、ＬＣＲメータを用い
て１ｋＨｚにおおける初透磁率を測定した。結果を表1
に示す。

【００２５】表1に示すように、本発明のラミネート加
工を施したアモルファス合金薄帯は、ラミネート加工を
していない比較例と比べてプレス加工時に割れやバリの
発生が低減しており、良好なプレス加工性を示す。特に
軟磁気特性向上のための熱処理を行った場合に本発明の
効果が顕著である。更に、本発明に係るTc〜Tc+50℃の
範囲である210〜260℃の熱処理をしたアモルファス合金
薄帯は、1kHzにおける初透磁率が5000以上と高い値とな
り、かつ最も優れたプレス加工性を示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】(実施例２)Co₆₅Fe₄Ni₂Si₁₅B₁₄(at%)からな
る組成を有する幅50mmで各種板厚の合金薄帯を単ロール
法により製造した。X線回折により同定した結果、得ら
れた合金薄帯は全てアモルファス単相であった。また、
得られたアモルファス合金薄帯のキュリー温度を示差走
査熱量計により測定した結果205℃であった。次いで、
アモルファス合金薄帯を窒素ガス雰囲気中220℃で30分
熱処理した。熱処理したアモルファス合金薄帯の片面に
ホットメルト(厚さ30μm)付きの20μm厚さのPETを熱圧
着した後、もう一方の面に両面粘着テープ(粘着層厚さ6
0μm、剥離紙厚さ95μm)をラミネートした。その後、50
mm×150mmの大きさにプレス機により打ち抜き加工し
た。この際、各試料共10回打ち抜き加工しプレス加工時
の割れ発生回数およびバリ発生回数を測定した。割れ発
生回数は、打ち抜いた後に割れが観察された軟磁性合金
薄帯片の個数、バリ発生回数は端部に突出部の最大長さ
が５００μm以上のバリが観察された軟磁性合金薄帯片
の個数で評価した。表2に示すように板厚10〜100μmの
アモルファス合金薄帯が良好なプレス加工性が得られる

【００２８】

【表２】

【００２９】(実施例３)単ロール法により表3に示す組
成の幅50mm、板厚30μｍのアモルファス合金薄帯を作製
した。得られたアモルファス合金薄帯のキュリー温度を
示差走査熱量計により測定した後、表中に示した温度で
1時間、Arガス雰囲気中で熱処理を行った。次いで、ア
モルファス合金薄帯の片面に両面粘着テープ(粘着層厚
さ60μm、剥離紙厚さ95μm)をラミネートした後、プレ
ス打ち抜き加工により外径30mmの円盤状の電磁シールド
部材を作製した。得られたシールド部材を携帯電話内部
の磁気ノイズ発生源近傍の筺体内壁に貼り付け、携帯電
話からの磁気ノイズ減衰比を測定した。加えて、実施例
１と同様の方法により１ｋＨにおける初透磁率の測定を
行った。測定結果を表３に示す。本発明のアモルファス
合金薄帯が10dB以上の大きな減衰比が得られる。

【００３０】

【表３】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば優れたプレス加工性と電
磁シールド効果が得られるプレス加工用複合磁性薄帯お
よび電磁シールド部材を提供することができ、その効果
は著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプレス加工用複合磁性薄帯の断面の例
を示すの概略図である。

【図２】プレス加工を行った軟磁性合金薄帯、及び打ち
抜かれた軟磁性合金薄帯片を示す概略図である。

【図３】抜かれた軟磁性合金薄帯片に形成するバリ及び
割れの概略図である。

【図４】アモルファス合金薄帯を平行板の間に挟んで曲
げた際の、破断時の最大歪ε_fの測定方法の概略図であ
る。

【符号の説明】

１．樹脂層、２．接着剤、３．アモルファス合金薄帯、
４．両面粘着テープ、５．剥離紙、６．軟磁性合金薄帯
片、７．軟磁性合金薄帯、８．バリ、９．割れ、１０．
アモルファス合金薄帯、１１．平行板

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ２３Ｃ 26/00 Ｃ２３Ｃ 26/00 ＺＨ０１Ｆ 1/18 Ｈ０１Ｆ 1/18 Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｈ０５Ｋ 9/00 ＨＷ // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０８Ｃ２２Ｆ 1/00 ６０８６２７６２７６３０６３０Ｋ６６０６６０Ｃ６８２６８２６９１６９１Ｂ (56)参考文献特開平９−36584（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−75563（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 15/00 - 15/18 C21D 6/00 C22C 45/02 C22C 45/04 C22F 1/10 C23C 26/00 H01F 1/18 H05K 9/00 C22F 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】 2枚の平行板の間に挟んで曲げた際の、
次式で定義される破断時の最大歪ε_fが0.5〜1であり、
かつ、周波数1kHzにおける初透磁率が5000以上であるア
モルファス合金薄帯の表面の一方若しくは両方に樹脂層
を有することを特徴とするプレス加工用複合磁性薄帯。
ε_f＝t／(L−t)ここで、tは重量換算により測定した板
厚、Lは平行板の間隔。
【請求項２】前記樹脂層はラミネート層であることを
特徴とする請求項１に記載のプレス加工用複合磁性薄
帯。
【請求項３】前記アモルファス合金薄帯の板厚は10〜
100μmであることを特徴とする請求項1または２に記載
のプレス加工用複合磁性薄帯。
【請求項４】キュリー温度をTc、結晶化温度をTxとす
るとき、Tx＞Tcを満足するアモルファス合金薄帯をTc〜
Tc+50℃の温度範囲で熱処理し、該アモルファス合金薄
帯に樹脂層を形成することを特徴とするプレス加工用複
合磁性薄帯の製造方法。
【請求項５】前記樹脂層はラミネート加工により形成
することを特徴とする請求項４に記載のプレス加工用複
合磁性薄帯の製造方法。
【請求項６】請求項1ないし３のいずれかに記載のプ
レス加工用複合磁性薄帯をプレス加工してなることを特
徴とする電磁シールド部材。