JP5499443B2

JP5499443B2 - 複合磁性物およびそれを備えた無線通信装置

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Publication number: JP5499443B2
Application number: JP2008106511A
Authority: JP
Inventors: 徳次西野; 恭高稗田; 邦昭清末
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2028-04-16
Also published as: JP2009255368A

Description

本発明は、ＲＦ−ＩＤ、即ちＩＣカードやＩＣタグなどの無線通信媒体との通信を行う無線通信媒体処理装置等に用いるアンテナ、あるいは無線通信媒体そのものに搭載されるアンテナなどにおいて、電磁誘導方式、マイクロ波方式での通信性を向上させると共に、破損に強く筐体等に接着しやすい粘着部を有する複合磁性物およびそれを備えた無線通信装置に関するものである。

図１１に、電磁誘導方式等による無線通信媒体との通信を行う無線通信処理装置や、無線通信媒体そのものに用いられるアンテナ装置を示す。従来のアンテナ装置は、周囲にある金属の影響を受け、磁界が弱くなり、通信に必要な相互インダクタンスが不十分となって、通信距離が短くなり、通信ができなくなるという障害があった。そこで、アンテナ装置１００は、金属の影響を受けないように、アンテナ１０１と金属１０４とを樹脂スペーサー１０３等により離隔させたり、あるいは、フェライトなどによる磁性材料１０２をアンテナ１０１に近接、あるいは当接させて設置し、アンテナ１０１の発する磁界を強化するなどの工夫がなされていた。

ここで、樹脂スペーサー１０３等のみを使用する場合は、かなりの厚みが必要であり、無線処理装置自体が厚みを持った装置になるなど問題があった。また、磁性材料１０２を用いた場合、厚みの問題は解消されるが、磁性材料１０２は焼結された硬度のあるフェライトのバルク材料などが用いられていたため、落下時の割れや加工性が劣る問題があった。

このように、磁界を強化することを実現しつつ、破損への耐久性を持たせるために、例えば、フレキシブル状の磁性体をアンテナの底面や、側面に設置するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００６−３１５３６８号公報

しかしながら、上述したフレキシブル状の磁性体を複雑な形状のアンテナ面に貼り付けるために、磁性体を所定の形状に金型等で打ち抜き、形状の精度を確保しているが、磁性体の打ち抜きクズが発生したり、精度良く加工した後にセラミックの小片が落下するなどの機械的欠陥を生じ、電気的にも絶縁抵抗の低下から漏れ電流や外界からの電界の影響を受けやすくなり、アンテナや無線通信媒体処理装置の誤作動の原因となったりする問題があった。

また、ＲＦＩＤシステムの通信距離特性の向上が望まれており、その解決手段として、磁界強度を増加させるため磁性体の厚みを厚くしているが、厚みの増加は、金型等での加工を困難なものにしていくと同時に、金型自体の磨耗を激しくしたり、加工装置自体が高価なものとなったりし、コスト高になってしまい、上述の機械的欠陥を生じる可能性が高くなるという課題があった。

一方、フェライト磁性粉末や金属磁性粉等の磁性粉と有機絶縁樹脂とを含む複合磁性材料から構成されるフレキシブル磁性体が既に知られている。しかし、この磁性体は金型の打ち抜き等の加工性に優れているものの、フェライト焼結体ほどの高透磁率が得られず、ＲＦＩＤシステムの通信距離特性が劣る問題があった。

そこで、本発明は磁性物の必要限の物理的性能を有しつつ、磁気特性を最大限に発揮させることによりアンテナの通信特性の向上を図る複合磁性物およびそれを備えた無線通信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の複合磁性物は、平面上に並んだ複数のブロック状の磁性部材と、複数の前記磁性部材を覆うように前記複数の磁性部材と積層し、粉体の磁性体と有機絶縁樹脂とが互いに混ざり合った磁性樹脂部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の複合磁性物は、磁性体を含む磁性部材と磁性体を含む粉末を有機絶縁樹脂の磁性樹脂部材を積層したことにより、金型等の工作機械で所定の形状に打ち抜き加工する際の加工に要する力が低減できると同時に、金型の磨耗が小さくなるため、生産性が向上し低コストの複合磁性物を供給できる。また、打ち抜き後の製品の機械的欠陥が低減できるため信頼性の高い複合磁性物が供給できる。

本発明の請求項１に記載の発明は、平面上に並んだ複数のブロック状の磁性部材と、複数の磁性部材を覆うように複数の磁性部材と積層し、粉体の磁性体と有機絶縁樹脂とが互いに混ざり合った磁性樹脂部材と、を備えることを特徴とする複合磁性物である。これにより、金型等の工作機械で所定の形状に打ち抜き加工する際の加工に要する力が低減できると同時に、金型の磨耗が小さくなるため、生産性向上と低コストの両立ができる。また、打ち抜き後の製品の機械的欠陥が低減できるため、絶縁抵抗の低下による、漏れ電流や外界からの電界の影響を受けにくいという効果を奏する。

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の複合磁性物であって、磁性部材と粉末の磁性体は絶縁性を有することにより、絶縁抵抗の低下による漏れ電流や外界からの電界の影響を受けにくく、同一厚みで絶縁抵抗を高くでき、アンテナや無線通信媒体処理装置の通信特性を向上することができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１〜２いずれか１項に記載の複合磁性物であって、複合磁性物の厚さに対する磁性樹脂部材の厚さが２５％以下であることにより、絶縁抵抗が高く、高い透磁率を有するので、漏れ電流や外界からの電界の影響を受けにくく、アンテナや無線通信媒体処理装置の通信を確実にすることができる。例えば、ＲＦＩＤ、ＩＣタグ、電子タグ、ＩＣカード等の無線通信媒体と電磁誘導方式を用いて通信を行う場合、周囲にある金属の影響を受けず通信距離を拡張することができる。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項に記載の複合磁性物であって、磁性部材の厚みが１５０μｍ以下であることにより、複雑な形状のアンテナ面に貼り付けるために、複合磁性物を所定の形状に金型等で打ち抜く際、打ち抜きクズが発生しにくく、加工した後にセラミックの小片が落下するなどの機械的欠陥も生じにくい信頼性の高い複合磁性物が確保できる。

本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項に記載の複合磁性物であって、粉体の磁性体は、１μｍ以上１０μｍ未満の粒子が２０〜４０％、１０μｍ以上５０μｍ未満の粒子が６０〜８０％含まれることにより、磁性体を含む粉末をこの割合で混ぜ合わせた場合に最密充填となり、高透磁率の磁性樹脂部材が得られ、高い透磁率を維持したままの複合磁性物が形成できる。

本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項に記載の複合磁性物であって、磁性樹脂部材において、粉体の磁性体の含有量は、有機絶縁樹脂に対して５０ｗｔ％〜９０ｗｔ％の範囲であることにより、十分な透磁率および機械的強度を持った複合樹脂部材を実現できる。

本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合磁性物であって、有機絶縁樹脂が熱硬化性樹脂であることにより、柔軟性があり加工性に優れた樹脂を用いることで、複合磁性物を所定の形状に金型等で打ち抜く際、打ち抜きクズが発生しにくく、加工した後にセラミックの小片が落下するなどの機械的欠陥も生じにくい高信頼性が確保できる。

本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合磁性物であって、有機絶縁樹脂が熱可塑性樹脂であることにより、熱硬化性樹脂同様に機械的強度の強い複合磁性物が得られる。

本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載された複合磁性物であって、磁性部材と粉体の磁性体はＮｉ／Ｚｎ系、Ｍｎ／Ｚｎ系またはＮｉ／Ｃｕ／Ｚｎ系から選択された少なくとも一種を含むことにより、金属磁性粉を用いた磁性樹脂部材に比べて、絶縁特性が非常に優れ、高い信頼性が確保できる。

本発明の請求項１０に記載の発明は、無線通信装置において、請求項１〜９記載の複合磁性物を備えたことにより、装置の全体の厚さを薄くしつつ、従来のセラミック焼結体と同程度の通信距離を実現することができる。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る実施例における粘着面を有する複合磁性物の概観図であり、図２は、本発明の実施例における複合磁性物の側面図である。

図１、２に示すように、粘着面を有する複合磁性物１０は、絶縁性を有する磁性体であって、例えばフェライト等の材料を２ｍｍ×２ｍｍのブロック状に加工した磁性部材であるセラミック層１１、および絶縁性を有する磁性体であって、例えばフェライト等の材料を含むセラミック粉末と有機絶縁樹脂が互いに混ざり合った磁性樹脂層１２と両面に粘着性のある粘着テープ１３により構成されている。

なお、本実施例では、セラミック層１１および磁性樹脂層１２に絶縁性を有する磁性体を用いているが、パーマロイ、センダスト等の絶縁性ではない磁性体も利用してもよい。

粘着テープ１３は、柔軟性を有する材料で形成され、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのプラスチックにより構成させる。ＰＥＴ系のテープ材は、取り扱いが容易で、環境負荷物質などが含まれておらず環境汚染防止として有効な素材である。また、粘着テープ１３は、透明性もしくは遮光性のプラスチック、または、それらの組み合わせで構成することも可能であるが、紫外線などからセラミック層１１を保護し、長期信頼性を向上させるために、遮光性の材料を用いることが好ましい。

また、上記粘着テープ１３は、電子部品等の熱に対して信頼性を確保するために、耐熱性の材料を使用するほうが好ましい。

なお、上記粘着テープ１３の材料として、樹脂系の材料で、熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂の場合には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ＢＴ樹脂を挙げることができ、熱可塑性樹脂の場合には、ＰＰＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂を挙げることができ、上記ＰＥＴ系のテープ材の代わりとして使用してもよい。

セラミック層１１は、本実施例に示すように複数のブロックを有するものが好ましく、これにより、複合磁性物１０に柔軟性が確保できる。さらに、複合磁性物１０が外部応力や衝撃を受けた場合であってもブロックが受けた応力を分散させることができるので、耐衝撃性や耐久性を向上させることができる。

なお、ブロックの形状として、三角形状等の多角形状、および円形状であってもよいが、できるだけブロック間の間隔を狭くするために、多角形状の形状であって、三角形、四角形、五角形、六角形等が好ましい。

磁性樹脂層１２は、ペーストの状態でセラミック層１１に塗布した後、硬化密着させて形成させる。そのため、塗布した樹脂がセラミック層１１に含浸するため、セラミック層１１を保護している形となり、信頼性を向上させる効果を奏する。

なお、本実施例では、磁性樹脂層１２がセラミック層１１の全面を覆うようになっているが、一部セラミック層１１を露出させるようにしてもよく、一部露出させることで、例えば、金型による打ち抜きの際の目印として利用することもできる。

ここで、上記磁性樹脂層１２について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施例における磁性樹脂層の概念図である。

図３に示すように、磁性樹脂層１２は、セラミック粉末１と有機絶縁樹脂２により構成されており、粒径の異なるセラミック粉末が混合されている。

なお、セラミック粉末１は、粒径が１μｍ以上１０μｍ未満の粒子が２０〜４０％、１０μｍ以上５０μｍ未満の粒子が６０〜８０％の割合で混ぜられたものが、有機絶縁樹脂２中に最も充填される構造になるため、透磁率が高くなり好ましい。

また、上記粒子の形状は、より透磁率を高めるためには、球形の粒子ではなく扁平形状の粒子であることが好ましい。

また、有機絶縁樹脂２に対して、５０ｗｔ％未満では、十分な透磁率が得られることができず、９０ｗｔ％を超えると有機絶縁樹脂とセラミック粉末を均一に混合することが困難になり、この磁性樹脂層の機械的強度が大幅に低下するため、セラミック粉末１は５０ｗｔ％〜９０ｗｔ％の範囲が好ましい。

つまり、従来のセラミック層で構成された磁性物は、セラミック層を保護するために、保護層が設けられており、この保護層は、磁性を有しないため磁性物の磁気特性の向上には効果がなく、全体の厚さを増加させ、薄型化を阻害するものであったが、本発明磁性樹脂１２は保護層として利用できるため、保護層として利用しつつ、磁性物の特性にも効果があるので、同じ磁気特性を持つ従来の磁性物と比較して薄型化を図ることができる。

また、このセラミック層１１は磁性樹脂層１２と粘着テープ１３に挟まれて載置されるので、複合磁性物１０が曲げられた場合であっても、各ブロックを安定して粘着テープ１３上に載置することができ、複合磁性物１０の柔軟性を向上させることができる。

また、図１に示すように粘着テープ１３にセラミック層１１を貼り付けその上に磁性樹脂層１２を貼り付けているので、セラミック層１１から磁性樹脂層１２の外側表面までの距離と、セラミック層１１から粘着テープ１３の外側表面までの距離とが同じであって、アンテナ装置に利用する場合、磁性樹脂層１２にはアンテナ装置の特性が向上するセラミック粉末１が含まれているため、アンテナパターンを磁性樹脂層１２側に配置したほうが好ましい。

また、図４に示すように、粘着テープ１３上に磁性樹脂層１２を設け、さらにその上にセラミック層１１を配置することもできるが、セラミック層１１の保護が必要な場合、従来のように保護層を設ける必要がある。なお、この場合粘着テープ１３の片面には粘着性のある磁性樹脂層１２を塗布するため、上述したような両面に粘着性のある粘着テープ１３ではなく、複合磁性物１０の外側表面の部分のみに粘着性のあればよい。

なお、図１のように構成した場合においても、磁性樹脂層１２の上に保護層を設けてもよい。

ここで、複合磁性物１０を形成するセラミック層１１の厚みは、後述するが、１５０μｍ以下であることが望ましく、金型等の工作機械で所望の形状に加工する際の加工に要する力が低減できると同時に、金型の磨耗が小さくなるため、生産性が向上し低コストの複合磁性物を供給できる。また、打ち抜き後の製品の機械的欠陥が低減できるため、絶縁抵抗の低下による、漏れ電流や外界からの電界の影響を受けにくい信頼性の高い複合磁性物が供給できるという効果を奏する。なお、セラミック層１１の厚さが１５０μｍ以上では、打ち抜き後にクズ等の欠陥が多く発生し、好ましくない。

さらに、複合磁性物１０を形成するセラミック粉末１と有機絶縁樹脂２が混ざり合った磁性樹脂層１２の厚みは、複合磁性物１０の総厚みの２５％以下であることが望ましく、２５％より大きいと、急激に複合磁性物全体の磁気特性が劣化してしまうので好ましくない。

次いで、複合磁性物１０を形成するセラミック層１１、および磁性樹脂層１２のセラミック粉末１について詳細に説明する。セラミック層１１と粉末１は、フェライト材料からなる。フェライトとしては、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトまたは、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトなどがある。このようなフェライト材料を用いることで、安定した磁気特性を得ることができ、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトには、例えばＦｅ₂Ｏ₃・ＺｎＯ・ＮｉＯ・ＣｕＯがあり、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトには、例えばＦｅ₂Ｏ₃・ＺｎＯ・ＭｎＯ・ＣｕＯがある。このようなフェライトを用いることで、アンテナの通信距離を拡張することができる。Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトでは、具体的には、Ｆｅ₂Ｏ₃を４８．５モル％、ＺｎＯを２０．５５モル％、ＮｉＯを２０．５５モル％、ＣｕＯを１０．４０モル％の組成比で配合した粉体を使用する。

なお、上記有機絶縁樹脂２は、熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂の場合には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ＢＴ樹脂を挙げることができ、柔軟性があり加工性に優れた樹脂を用いることで、複合磁性物１０を所定の形状に金型等で打ち抜く際、打ち抜きクズが発生しにくく、加工した後にセラミックの小片が落下するなどの機械的欠陥も生じにくい高信頼性が確保できる。

また、熱可塑性樹脂の場合には、ＰＰＳ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂を挙げることができ、熱硬化性樹脂同様に機械的強度の強い複合磁性物１０が得ることができる。

図５は、本発明の実施例における製造工程図である。また、図６は、本発明の実施例における製造工程の模式図である。

まず、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトのセラミック層１１を作製する。ステップ１（図６（ａ））で、ブチラール樹脂等の樹脂とフタル酸系の可塑剤等と酢酸ブチル等の溶剤とを溶解させたビークルと上記組成のセラミック粉末とを混練し、磁性体スラリーを作製する。ステップ２（図６（ｂ））で、この磁性体スラリーをＰＥＴ等のキャリアフィルムの上面にドクターブレード法等のシート成形方法により塗布し、その後連続して乾燥を行い、厚み１００μｍの第１のフェライト系グリーンシートを形成する。ステップ３（図６（ｃ））では、このグリ−ンシートを積層し、さらに、スリット加工を行った後、所定の形状にて切断した。

ここで、スリット加工は、本実施例では、２ｍｍ×２ｍｍの大きさのスリットをグリーンシートの片面のみに設けるが、両面に設けてもよく、設けなくてもよい。

さらに、ステップ４（図６（ｄ））で、この所定の形状のシートを、アルミナ質のセッター上にのせ、９００℃にて３時間熱処理して片面にスリットを設けたセラミック層１１を作製する。ステップ５（図６（ｅ））で、厚み１０μｍの粘着テープ１３（商品名：Ｎｏ５６０１、日東電工製）にセラミック層１１を貼り合わせ、ステップ６（図６（ｆ））では、ローラ９等によりセラミック層１１を加圧破砕し、柔軟性を与えた状態とし、粘着テープ１３にセラミック層１１を形成した。

なお、粘着テープ１３にセラミック層１１を貼り合わせる際、スリットが設けてある面とは反対の面を貼り合わせたほうがよく、粘着テープ１３とセラミック層１１との間に隙間ができることを防止することができる。

また、ローラ９で粉砕する際にスリットを設けていたほうが、ローラで加圧粉砕する際に、まずスリットに沿って割れるため、シート毎の割れ方のバラツキを低減することができる。

次に、磁性樹脂層１２を作製する。ステップ７（図６（ｇ））で、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの上述した組成の材料をそのまま９００℃にて３時間熱処理する。ステップ８（図６（ｈ））では、この熱処理したセラミック粉末１と有機絶縁樹脂２とを混合し、磁性樹脂層として塗布できるように作製する。

ここで、ステップ８について詳細に説明すると、Ｆｅ₂Ｏ₃を４８．５モル％、ＺｎＯを２０．５５モル％、ＮｉＯを２０．５５モル％、ＣｕＯを１０．４０モル％の組成比で配合した粉体をそのまま９００℃にて３時間熱処理したものを３０ｗｔ％と、上述した組成の材料にバインダーとしてＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を加え、溶媒として水を用いて混合した後、スプレードラーヤーにて１０〜５０μｍの顆粒を作製し、この顆粒を９００℃にて３時間熱処理したものを７０ｗｔ％混ぜ合わせた。

その後、ステップ９（図６（ｉ））では、上記、ステップ６において柔軟性を付与したセラミック層１１に上記ステップ８のセラミック粉末１と有機絶縁樹脂２を混ぜ合わしたものを塗布する。その後、ステップ１０（図６（ｉ））で、硬化させ、磁性樹脂層１２を形成した。次に、ステップ１１（図６（ｊ））で金型により打ち抜き、多角板の複数のブロック１５の集合体からなる、粘着面を有する複合磁性物１０を作製する。

この場合、セラミック層１１のスリットを設けた面は、塗布する際に樹脂が回りこみ、セラミック層１１と磁性樹脂層１２との間は隙間なく形成される。

なお、ステップ１〜６、およびステップ７、８は平行して行えるものであり、ステップ７、８を行った後、ステップ１〜６を行い、ステップ９以降を行うことも可能である。

上記ように作製した複合磁性物１０の通信距離特性をソニー製：リーダーライターＲＣ−Ｓ４６１Ｃ（標準ソフト）にて測定した。外径：３２ｍｍ×３０ｍｍ、線幅：０．８ｍｍ、線間：０．１ｍｍ、４ターンのアンテナに複合磁性物１０を４０ｍｍ×３５ｍｍの形状に加工して貼り付け、周波数１３．５６ＭＨｚにおける通信距離を測定した。（表１）は、周波数１３．５６ＭＨｚにおける通信距離の測定結果である。

（表１）に示すように、磁性樹脂層１２を設けることで、セラミック層１１の一面を保護しつつ通信特性の向上図ることができる。また、セラミック層１１の厚さ０．１５ｍｍで、磁性樹脂層１２の厚さ０．０５ｍｍで全体の厚さが０．２ｍｍで構成された複合磁性物１０の通信距離（１０７ｍｍ）は、（表１）および図７に示すように比較例の従来の技術の一例であるセラミック焼結体で構成された磁性物の通信距離（１０８ｍｍ）とほぼ同等であり、一方の比較例であるセンダストやパーマロイなどの扁平状金属系磁性粉末４１を有機結合材４２で練り固めたものの通信距離（８８ｍｍ）よりも優れていることがわかる。

また、従来のセラミック焼結体で構成された磁性物は、粘着テープの面とは反対の面に保護層を設ける必要がありセラミック焼結体の厚さ２ｍｍに加えて保護層の厚さも必要になるが、本実施例では、従来のように保護層は必要としないため、厚さを薄くしつつ、従来のセラミック焼結体と同程度の通信距離を実現することができる。

なお、上記磁性樹脂層１２の厚みは、本実施例では、０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍとしているが、０．０２ｍｍ〜０．１７ｍｍ程度が好ましいと考えられ、セラミック層１１の厚さよりも薄いほうが複合磁性物１０としての特性がよく、本実施例のような構成の場合、磁性樹脂層１２の厚さは、０．１５ｍｍ以下が好ましい。

この上述した比較例である磁性物を図８に示す。図８は、従来の技術である磁性物の内部拡大図であり、図８（ａ）従来の技術における扁平状金属系磁性粉末と樹脂で練り固めた磁性物の断面図であり、図８（ｂ）従来の技術におけるフェライトセラミックを使用した磁性物の断面図である。

図８（ａ）は、センダストやパーマロイなどの扁平状金属系磁性粉末４１を有機結合材４２で練り固めたもので、両面を粘着テープ１３と保護層１４とで保護している。また、図８（ｂ）は本願で用いたセラミック層１１の両面を粘着テープ１３と保護層１４とで保護している。

つまり、従来のセラミック焼結体で構成された磁性物は、粘着テープの面とは反対の面に保護層を設ける必要がありセラミック焼結体の厚さ２ｍｍに加えて保護層の厚さも必要になるが、本実施例では、従来のように保護層は必要としないため、厚さを薄くしつつ、従来のセラミック焼結体と同程度の通信距離を実現することができる。

次いで、本実施例の粘着面を有する複合磁性物１０と同上の比較例との金型での打ち抜き性について比較した。比較方法は、各比較片を４０ｍｍ×３５ｍｍの形状になるように金型にて打ち抜いた後、所定のプレートに両面テープで貼り付け、振動周波数１０〜５５Ｈｚ、周期１分、振幅１．５ｍｍ、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に各２時間の合計６時間振動を与えた後、落下したクズの量を調べた。（表２）と図９は、振動試験後のクズ発生比較結果である。

この（表２）および図８から、まず、フェライトのセラミック層１１の厚さが０．２ｍｍ以上になるとクズおよび小片の発生率が急激に増加するためフェライトのセラミック層１１の厚さは０．１５ｍｍ以下であることが望ましい。

さらに、複合磁性物１０全体としてみた場合、フェライトセラミック層が０．１５ｍｍにおいて比較例に比べ金型等で打ち抜く際にクズが発生しにくく、製品に振動を負荷させた際にセラミックの小片が落下するなどの機械的欠陥も生じにくく、信頼性に優れていることがわかる。これは、複合磁性物１０がセラミック層１１と磁性樹脂層１２でできているため、金型で打ち抜く際に、衝撃を緩和でき、磁性樹脂層１２がセラミック層１１を保護することで、セラミックの小片の落下を防いでいるからである。

なお、セラミック層１１は、一枚の板状のものである場合、磁性樹脂層１２はセラミック層１１の表面のみを保護する形となり、上記セラミックの小片の落下を防ぐ効果は小さくなるため、上述したようにブロック形状にし、セラミック層１１と磁性樹脂層１２とが接する表面積を大きくし、衝撃を緩和できるようにしたほうが、上述した効果が大きくなり好ましい。

図１０に、本発明の実施例における他の複合磁性物１０の断面図を示す。図１０に示すように、粘着テープ１３の上にセラミック層１１、磁性樹脂層１２、セラミック層１１、保護層１４と順に積層する。

これにより、アンテナが保護層側または粘着テープ１３側のいずれの位置に配置されても、セラミック層がアンテナにより近接することになり、磁界強度を高く保つ効果を奏する。

なお、図１０に示すように、位置による透磁率のバラツキが小さくするため、ブロック状のセラミック層１１の間は積層する際、異なる位置のほうが好ましい。

また、積層の方法は上述した以外にも、磁性樹脂層１２をセラミック層１１の両面に設け、保護層として利用することも可能であり、また、セラミック層１１、および磁性樹脂層１２を交互に積層することも可能である。

この場合、複数のセラミック層１１を設けることで、セラミック層１１の１枚の厚さを０．１５ｍｍ以下にすることで、クズおよび小片の発生率を抑えつつ、セラミック層１１全体の厚さは０．１５ｍｍ以上にすることができるため、透磁率が高い複合磁性物を実現することができる。

また、上述したように複合磁性物１０を無線通信装置に搭載した場合、複合磁性物１０は、従来のセラミック焼結体で構成された磁性物と比較して、粘着テープの面とは反対の面に保護層を設ける必要がなく、磁性樹脂層１２が保護層としての役割を果たすため、従来の磁性物と同程度の透磁率を有しつつ、厚さを薄くできるため、無線通信装置として、
従来の磁性物と同程度の通信距離を実現しつつ、装置全体の厚さを薄くでき、小型化に貢献することができる。

上記複合磁性物は、無線通信装置、例えば、携帯電話、モバイル端末等の小型の無線端末に利用することができる。

本発明の複合磁性物およびそれを備えた無線通信装置は、耐久性が高く、柔軟性を確保しながら、成形加工性に優れ、高い透磁率を有しながら、絶縁抵抗値が高くなるので、漏れ電流や外界からの電界の影響を受けにくく、アンテナや無線通信媒体処理装置の通信を確実にする用途に適用できる。

本発明の実施例における粘着面を有する複合磁性物の概観図本発明の実施例における複合磁性物の側面図本発明の実施例における磁性樹脂層の概念図本発明の実施例における保護層と粘着面を有する複合磁性物の断面図本発明の実施例における製造工程図本発明の実施例における製造工程の模式図本発明の実施例におけるセラミック層と磁性樹脂層の厚み別の通信距離特性の結果を示すグラフ従来の技術である磁性物の内部拡大図本発明の実施例におけるセラミック層の厚みと打ち抜きクズ発生率の結果を示すグラフ本発明の実施例における他の複合磁性物の断面図従来の技術におけるアンテナ装置斜視図

符号の説明

１セラミック粉末
２有機絶縁樹脂
１０複合磁性物
１１セラミック層
１２磁性樹脂層
１３粘着テープ
１４保護層
４１扁平状金属系磁性粉末
４２有機結合材
１００アンテナ装置
１０１アンテナ
１０２磁性材部
１０３樹脂スペーサー
１０４金属板

Claims

平面上に並んだ複数のブロック状の磁性部材と、
複数の前記磁性部材を覆うように前記複数の磁性部材と積層され、粉体の磁性体と有機絶縁樹脂とが互いに混ざり合った磁性樹脂部材と、を備えることを特徴とする複合磁性物。
前記磁性部材と前記粉末の磁性体は絶縁性を有することを特徴とする請求項１記載の複合磁性物。
前記複合磁性物の厚さに対する前記磁性樹脂部材の厚さが２５％以下であることを特徴とする請求項１〜２いずれか１項に記載の複合磁性物。
前記磁性部材の厚みが１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の複合磁性物。
前記粉体の磁性体は、１μｍ以上１０μｍ未満の粒子が２０〜４０％、１０μｍ以上５０μｍ未満の粒子が６０〜８０％含まれることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の複合磁性物。
前記磁性樹脂部材において、前記粉体の磁性体の含有量は、前記有機絶縁樹脂に対して５０ｗｔ％〜９０Ｗｔ％の範囲であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の複合磁性物。
前記有機絶縁樹脂は、熱硬化性の樹脂であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の複合磁性物。
前記有機絶縁樹脂は、熱可塑性の樹脂であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の複合磁性物。
前記磁性部材と前記粉体の磁性体はＮｉ／Ｚｎ系、Ｍｎ／Ｚｎ系またはＮｉ／Ｃｕ／Ｚｎ系から選択された少なくとも一種を含むフェライトであることを特徴とする請求項１〜８
いずれか１項に記載の複合磁性物。
請求項１〜９いずれか１項に記載の複合磁性物を備えたことを特徴とする無線通信装置。