JP5568944B2 - High frequency magnetic material and high frequency device - Google Patents
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Description
本発明は、高周波用磁性材料及び高周波デバイスに関する。 The present invention relates to a high-frequency magnetic material and a high-frequency device.
従来から、磁性材料は、各種磁気応用製品に用いられている。このような磁性材料のうち、弱い磁界で大きな磁化の変化をする材料をソフト磁性材料という。 Conventionally, magnetic materials have been used in various magnetic application products. Among such magnetic materials, a material that changes greatly in magnetization with a weak magnetic field is called a soft magnetic material.
ソフト磁性材料は、材料の種別から金属系材料、アモルファス材料、酸化物材料に分類される。ソフト磁性材料のうち、周波数がＭＨｚ以上の高周波では、抵抗率が高く、うず電流損失を抑制できる酸化物材料（フェライト材料）が用いられている。例えば、高周波で用いられるフェライト材料として、Ｎｉ−Ｚｎフェライト材料などが知られている。 Soft magnetic materials are classified into metallic materials, amorphous materials, and oxide materials according to the type of material. Among soft magnetic materials, oxide materials (ferrite materials) that have high resistivity and can suppress eddy current loss are used at high frequencies of MHz or higher. For example, a Ni—Zn ferrite material is known as a ferrite material used at high frequencies.
このようなフェライト材料を含むソフト磁性材料では、１ＧＨｚ程の高周波において、磁気共鳴に伴う複素透磁率実部Ｒｅ（μ）の減衰と複素透磁率虚部Ｉｍ（μ）の増加が生じる。このうち、複素透磁率虚部Ｉｍ（μ）は、Ｐ＝１／２・ωμ０Ｉｍ（μ）Ｈ２で表されるエネルギー損失Ｐを生じさせるため、複素透磁率虚部Ｉｍ（μ）が高い値であることは磁心あるいはアンテナといった応用の上では好ましくない。ここで、ωは角周波数、μ０は、真空の透磁率、Ｈは磁界の強さを示す。
一方、複素透磁率実部Ｒｅ（μ）は、電磁波を集める効果あるいは電磁波に対する波長短縮効果の大きさを示す値であるため、高い値であることが実用上好ましい。
In the soft magnetic material including such a ferrite material, the attenuation of the complex magnetic permeability real part Re (μ) and the increase of the complex magnetic permeability imaginary part Im (μ) occur at a high frequency of about 1 GHz. Among these, the complex permeability imaginary part Im (μ) causes an energy loss P expressed by P = 1/2 · ωμ 0 Im (μ) H 2. Therefore, the complex permeability imaginary part Im (μ) is A high value is undesirable for applications such as magnetic cores or antennas. Here, ω is the angular frequency, μ 0 is the magnetic permeability of the vacuum, and H is the strength of the magnetic field.
On the other hand, the complex permeability real part Re (μ) is a value indicating the magnitude of the electromagnetic wave collecting effect or the wavelength shortening effect on the electromagnetic wave, and is preferably a high value in practice.
また、磁性材料のエネルギー損失（磁気損失）を表す指標として、タンジェントデルタ（ｔａｎδ＝Ｉｍ（μ）／Ｒｅ（μ））が用いられる場合もある。タンジェントデルタが大きい値であると、磁性材料中で磁気エネルギーが熱エネルギーに変換され、必要なエネルギーの伝達効率が悪化する。このため、タンジェントデルタは低い値であることが好ましい。以下、磁気損失をタンジェントデルタ（ｔａｎδ）として説明する。 In some cases, tangent delta (tan δ = Im (μ) / Re (μ)) is used as an index representing the energy loss (magnetic loss) of the magnetic material. When the tangent delta is a large value, the magnetic energy is converted into heat energy in the magnetic material, and the transmission efficiency of the necessary energy deteriorates. For this reason, the tangent delta is preferably a low value. Hereinafter, the magnetic loss will be described as tangent delta (tan δ).
ソフト磁性材料には、高周波帯（ＧＨｚ帯）においてもｔａｎδの低い薄膜材料が存在する。例えば、Ｆｅ基高電気抵抗軟磁性膜やＣｏ系高電気抵抗膜といった薄膜材料が存在する。しかし、薄膜材料はその体積が小さいがゆえに、適用範囲が制限されてしまう。加えて、薄膜作成のプロセスが複雑であり高価な設備を使用しなければならないという問題がある。 A soft magnetic material includes a thin film material having a low tan δ even in a high frequency band (GHz band). For example, there are thin film materials such as Fe-based high electrical resistance soft magnetic films and Co-based high electrical resistance films. However, since the volume of the thin film material is small, the application range is limited. In addition, there is a problem that the process of forming a thin film is complicated and expensive equipment must be used.
このような問題を解決するために、樹脂中に磁性材料を分散させた複合磁性材料に対して、樹脂成型技術を適用した例がある。例えば、ナノ結晶軟磁性体材料を粉末として得たものを樹脂と複合することによって、広帯域における電波吸収特性に優れている電磁波吸収体を提供する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 In order to solve such a problem, there is an example in which a resin molding technique is applied to a composite magnetic material in which a magnetic material is dispersed in a resin. For example, a technique for providing an electromagnetic wave absorber having excellent radio wave absorption characteristics in a wide band by combining a nanocrystalline soft magnetic material obtained as a powder with a resin is known (see, for example, Patent Document 1). ).
樹脂成形技術を用いて高周波用の各種磁気応用製品に適用可能な磁性材料（高周波用磁性材料）を成型する場合において、例えば応用製品が磁性体アンテナの場合は、低いｔａｎδを有する高周波用磁性材料を適用する事で、放射効率を高めることが可能となる。このため、高周波用磁性材料の低損失化を実現する要請があった。 When molding a magnetic material (high frequency magnetic material) applicable to various magnetic application products for high frequency using resin molding technology, for example, when the application product is a magnetic antenna, the magnetic material for high frequency having a low tan δ By applying, it becomes possible to increase the radiation efficiency. For this reason, there has been a demand for realizing a low loss of the magnetic material for high frequency.
本発明の課題は、樹脂中に孤立分散した磁性粒子を含む複合磁性材料に対して、着磁処理を施す事で高周波用磁性材料としての低損失化を実現することである。 An object of the present invention is to realize a reduction in loss as a high-frequency magnetic material by subjecting a composite magnetic material containing magnetic particles isolated and dispersed in a resin to a magnetization process.
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の高周波用磁性材料は、
磁性粒子が樹脂材料中に分散されてなる高周波用磁性材料であって、
前記磁性粒子は略球形であり、
前記磁性粒子を樹脂材料に分散させて成形体とした後に着磁処理されている。
In order to solve the above-described problem, the magnetic material for high frequency according to the first aspect of the present invention provides:
A magnetic material for high frequency, in which magnetic particles are dispersed in a resin material,
The magnetic particles are substantially spherical,
The and the magnetic particles are magnetized treatment after the shaped bodies are dispersed in a resin material.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の高周波用磁性材料において、
前記磁性粒子の内部における磁化分布は、うず状還流構造である。
The invention according to claim 2 is the magnetic material for high frequency according to claim 1,
The magnetization distribution inside the magnetic particles has a vortex-like reflux structure.
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の高周波用磁性材料において、
前記着磁処理は、使用されるデバイスにおける主な作用磁界方向と平行な方向に施される。
The invention according to claim 3 is the magnetic material for high frequency according to claim 1 or 2 ,
The magnetization process is performed in a direction parallel to the main direction of the applied magnetic field in the device used.
請求項４に記載の高周波デバイスは、
請求項１から３のいずれか一項に記載の高周波用磁性材料を適用したアンテナ、回路基板及びインダクタの少なくとも１つからなる。
The high-frequency device according to claim 4 is:
It comprises at least one of an antenna, a circuit board, and an inductor to which the magnetic material for high frequency according to any one of claims 1 to 3 is applied.
本発明によれば、磁性粒子の磁化方向に沿って着磁を施すことで、高周波用磁性材料の低損失化を実現することができる。 According to the present invention, the loss of the magnetic material for high frequency can be reduced by magnetizing along the magnetization direction of the magnetic particles.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
先ず、図１を参照して、マイクロマグネティックシミュレーションにより計算した磁性粒子内部の磁化分布について説明する。具体的には、図１は、磁性材料Ｆｅ（鉄）、粒径１μｍ、磁性粒子の形状が略球形である場合において、磁化分布がランダムな状態（ランダム磁化状態）から磁化が安定した状態（安定磁化状態）を求め、ＸＹ面の磁化分布として示したものである。 First, with reference to FIG. 1, the magnetization distribution inside the magnetic particle calculated by micromagnetic simulation will be described. Specifically, FIG. 1 shows a state in which magnetization is stable from a random magnetization state (random magnetization state) in a case where the magnetic material Fe (iron), a particle diameter of 1 μm, and the magnetic particle shape is substantially spherical ( Stable magnetization state) is obtained and shown as the magnetization distribution on the XY plane.
Ｚ方向は、図１に示すＸ，Ｙ方向に直交する方向を示すものである。具体的には、図１には、（１）Ｚ＝１００μｍ、（２）３００μｍ、（３）５００μｍ、（４）７００μｍ、（５）９００μｍにおける各断面図が示されている。また、図１に示す矢印の方向は、磁化の方向を示す。 Z-direction is an indication X, the direction of Cartesian in the Y direction shown in FIG. Specifically, FIG. 1 shows cross-sectional views at (1) Z = 100 μm, (2) 300 μm, (3) 500 μm, (4) 700 μm, and (5) 900 μm. Moreover, the direction of the arrow shown in FIG. 1 indicates the direction of magnetization.
図１に示すように、磁性粒子内部の大部分において、磁化はＸＹ平面内でうずを形成する。このため、Ｘ方向及びＹ方向においては正味の磁化は生じていない。また、磁性粒子の中心部ではＺ方向の磁化が存在する。 As shown in FIG. 1, the magnetization forms vortices in the XY plane in most of the interior of the magnetic particles. For this reason, no net magnetization occurs in the X and Y directions. In addition, magnetization in the Z direction exists at the center of the magnetic particle.
次に、図２を参照して、磁性粒子（Ｆｅ）に磁界を印加したときの磁性粒子の特性について説明する。ここで、高周波の複素透磁率（高周波複素透磁率）に関しては、μ＝Ｒｅ（μ）−ｊ・Ｉｍ（μ）（ｊは、虚数単位）、ｔａｎδ＝Ｉｍ（μ）／Ｒｅ（μ）で定義される。通常用いられる意味での比透磁率とは複素比透磁率の実部Ｒｅ（μ）に相当する。以下、本実施の形態では、単に透磁率Ｒｅ（μ）として説明する。 Next, characteristics of the magnetic particles when a magnetic field is applied to the magnetic particles (Fe) will be described with reference to FIG. Here, with respect to the high-frequency complex permeability (high-frequency complex permeability), μ = Re (μ) −j · Im (μ) (j is an imaginary unit), tan δ = Im (μ) / Re (μ) Defined. The relative permeability in the commonly used meaning corresponds to the real part Re (μ) of the complex relative permeability. Hereinafter, in the present embodiment, description will be made simply with the magnetic permeability Re (μ).
図２（Ａ）は、Ｘ方向及びＺ方向に磁界を印加したときの透磁率Ｒｅ（μ）を示した図である。横軸は周波数を示す。縦軸は透磁率Ｒｅ（μ）を示す。図２（Ｂ）は、Ｘ方向及びＺ方向に磁界を印加したときのｔａｎδを示した図である。横軸は周波数を示す。縦軸はｔａｎδを示す。 FIG. 2A is a diagram showing the magnetic permeability Re (μ) when a magnetic field is applied in the X direction and the Z direction. The horizontal axis indicates the frequency. The vertical axis represents the magnetic permeability Re (μ). FIG. 2B is a diagram showing tan δ when a magnetic field is applied in the X direction and the Z direction. The horizontal axis indicates the frequency. The vertical axis represents tan δ.
なお、透磁率Ｒｅ（μ）の計算は、マイクロマグネティックシミュレーションを用いた。マイクロマグネティックシミュレーションでは、高周波磁界に対する磁化応答をフーリエ変換し、複素磁化率χ＝Ｒｅ（χ）−ｊ・Ｉｍ（χ）を求め、透磁率Ｒｅ（μ）＝１＋Ｒｅ（χ）として求めた。 The magnetic permeability Re (μ) was calculated using a micromagnetic simulation. In the micromagnetic simulation, the magnetization response to the high frequency magnetic field is Fourier transformed to obtain the complex magnetic susceptibility χ = Re (χ) −j · Im (χ), and the magnetic permeability Re (μ) = 1 + Re (χ).
また、ｔａｎδは同様のマイクロマグネティックシミュレーションにより、磁気損失成分として求めた。この結果にうず電流損失は含まれない。 Further, tan δ was obtained as a magnetic loss component by the same micromagnetic simulation. This result does not include eddy current loss.
図２（Ａ）に示すように、透磁率Ｒｅ（μ）は、Ｘ方向、Ｚ方向それぞれにおいて、７程度である。また、図２（Ｂ）に示すようにｔａｎδは、印加磁界の方向によって、異なる値を示すことがわかる。具体的には、Ｚ方向のｔａｎδはＸ方向よりも小さい。これは、着磁方向のｔａｎδの低減がなされていることを示す。具体的には、磁性粒子の大部分の局所磁化の方向（ＸＹ面内成分のみでありＺ成分を持たない）と磁界の方向（Ｚ方向）とは直交するため、ヒステリシス損失及び磁壁共鳴損失が小さくなることで磁性粒子の残留磁化方向（Ｚ方向）のｔａｎδは低くなる。そして、着磁処理によって磁化うずの回転面および残留磁化方向が切り替えられ、着磁方向のｔａｎδの低減がなされる。
また、図２（Ｂ）に示す結果は、少なくとも粒径０．１〜２μｍでも得られることが確認されている。
As shown in FIG. 2A, the magnetic permeability Re (μ) is about 7 in each of the X direction and the Z direction. Further, as shown in FIG. 2B, tan δ shows different values depending on the direction of the applied magnetic field. Specifically, tan δ in the Z direction is smaller than that in the X direction. This indicates that tan δ in the magnetization direction has been reduced. Specifically, for Cartesian to most local magnetization direction (but only XY plane component no Z component) and the magnetic field in the direction (Z-direction) of the magnetic particles, hysteresis loss and magnetic domain wall resonance loss The tan δ in the remanent magnetization direction (Z direction) of the magnetic particles is reduced by decreasing. Then, the rotating surface of the magnetized vortex and the residual magnetization direction are switched by the magnetization process, and tan δ in the magnetization direction is reduced.
Moreover, it has been confirmed that the results shown in FIG. 2B can be obtained even at a particle size of 0.1 to 2 μm.
次に、図３及び図４を参照して、磁性粒子を樹脂材料に分散させて成形体（高周波用磁性材料）を作製し、当該作製後に着磁処理を施した場合の透磁率Ｒｅ（μ）及びｔａｎδについて説明する。なお、以下に説明する成形体（高周波用磁性材料）は粒径に分布を持っている。このため、本実施の形態では、平均粒径を体積基準の粒度分布におけるメジアン径（Ｄ５０）と定義して説明する。粒度分布の測定は、静的光散乱法などによって評価することが可能である。 Next, referring to FIG. 3 and FIG. 4, magnetic particles are dispersed in a resin material to produce a molded body (magnetic material for high frequency), and the magnetic permeability Re (μ) when magnetizing is performed after the production. ) And tan δ will be described. In addition, the molded object (magnetic material for high frequency) demonstrated below has distribution in a particle size. For this reason, in the present embodiment, the average particle size is defined as the median diameter (D50) in the volume-based particle size distribution. The measurement of the particle size distribution can be evaluated by a static light scattering method or the like.
成形体は、磁性粒子として平均粒径１μｍのＦｅ粒子を用い、樹脂としてＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）を用い、さらに、ニーダーによる熱混錬を行うことで作製されたものである。このとき、混練温度は２７０℃、混練時間は３０分、体積充填率は３０ｖｏｌ％とした。 The molded body is produced by using Fe particles having an average particle diameter of 1 μm as magnetic particles, using PPS (polyphenylene sulfide resin) as a resin, and further performing heat kneading with a kneader. At this time, the kneading temperature was 270 ° C., the kneading time was 30 minutes, and the volume filling rate was 30 vol%.
この成形体を機械的加工によって、１０×１０×１ｍｍｔとし、キーコム社製磁性材料特性測定システムを用いて、着磁方向に応じた透磁率Ｒｅ（μ）及びｔａｎδを評価した。評価では、着磁磁界の方向が測定磁界の方向と平行（平行着磁）である場合（例えば、着磁の方向がＺ方向である場合）と、着磁磁界の方向が測定磁界の方向と垂直（垂直着磁）である場合（例えば、着磁の方向がＸ方向又はＹ方向である場合）とにおいて着磁を施した。また、着磁は、対向する永久磁石ギャップに試料（成形体）を挿入し、磁界の強さを５ｋＯｅとして行った。 This molded body was mechanically processed to 10 × 10 × 1 mmt, and magnetic permeability Re (μ) and tan δ corresponding to the magnetization direction were evaluated using a magnetic material property measurement system manufactured by Keycom. In the evaluation, when the direction of the magnetization magnetic field is parallel to the direction of the measurement magnetic field (parallel magnetization) (for example, when the magnetization direction is the Z direction), the direction of the magnetization magnetic field is the direction of the measurement magnetic field. Magnetization was performed when it was vertical (perpendicular magnetization) (for example, when the magnetization direction was the X direction or the Y direction). Magnetization was performed by inserting a sample (molded body) into the opposing permanent magnet gap and setting the magnetic field strength to 5 kOe.
図３は、測定磁界の方向（測定系）と座標軸（ＸＹＺ軸）との関係を示した図である。図３に示す３１はグランド、３２は試料（高周波用磁性材料）、３３は信号線を示す。３４は、測定磁界の矢印を示す。図３（Ａ）は測定系の上面図を示す。図３（Ｂ）は、測定系の側面図を示す。また、ＸＹＺ軸は、図３（Ｂ）の座標軸に対応する。したがって、矢印３４は、Ｚ方向の測定磁界を示す。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the direction of the measurement magnetic field (measurement system) and the coordinate axes (XYZ axes). In FIG. 3, 31 indicates a ground, 32 indicates a sample (magnetic material for high frequency), and 33 indicates a signal line. Reference numeral 34 denotes an arrow of the measurement magnetic field. FIG. 3A shows a top view of the measurement system. FIG. 3B shows a side view of the measurement system. The XYZ axes correspond to the coordinate axes in FIG. Therefore, the arrow 34 indicates the measurement magnetic field in the Z direction.
図４（Ａ）は、平行着磁をした場合における透磁率Ｒｅ（μ）及びｔａｎδの評価結果を示した図である。図４（Ｂ）は、垂直着磁をした場合における透磁率Ｒｅ（μ）及びｔａｎδの評価結果を示した図である。評価結果のうち、透磁率Ｒｅ（μ）は、着磁方向によらずほぼ同一の値となる。 FIG. 4A is a diagram showing the evaluation results of the magnetic permeability Re (μ) and tan δ when parallel magnetization is performed. FIG. 4B is a diagram showing the evaluation results of the magnetic permeability Re (μ) and tan δ when perpendicular magnetization is performed. Among the evaluation results, the magnetic permeability Re (μ) has almost the same value regardless of the magnetization direction.
これに対して、ｔａｎδは、着磁方向により異なる値となる。具体的には、各着磁方向に対して５回の計測を行ったところ、１．５ＧＨｚでのｔａｎδは、平行着磁の場合、０．０７１＋０．００４ −０．００２、垂直着磁の場合、０．１０＋０．００８ −０．００４であった。すなわち、平行着磁では、垂直着磁よりもｔａｎδが低いことが確認された。 On the other hand, tan δ varies depending on the magnetization direction. Specifically, when measurement was performed five times in each magnetization direction, tan δ at 1.5 GHz was 0.071 +0.004 −0.002 in the case of parallel magnetization, and the vertical magnetization was In this case, it was 0.10 +0.008 -0.004 . That is, it was confirmed that tan δ is lower in parallel magnetization than in vertical magnetization.
また、着磁処理を行わない等方的試料（透磁率Ｒｅ（μ）やｔａｎδが３軸方向で等方的な高周波磁性体）の場合には、Ｘ／Ｙ／Ｚ方向の平均特性が得られると考えられる。この場合、ｔａｎδは、Ｘ方向で０．１０、Ｙ方向で０．１０、Ｚ方向で０．０７１であるので、等方的試料におけるｔａｎδ＝（０．１０＋０．１０＋０．０７１）／３＝０．０９となる。すなわち、平行着磁を施した高周波用磁性材料は、着磁処理を行わない等方的な高周波用磁性材料よりもｔａｎδが低くなる。 Further, in the case of an isotropic sample that is not magnetized (high-frequency magnetic material having magnetic permeability Re (μ) or tan δ isotropic in three axial directions), an average characteristic in the X / Y / Z direction is obtained. It is thought that. In this case, since tan δ is 0.10 in the X direction, 0.10 in the Y direction, and 0.071 in the Z direction, tan δ = (0.10 + 0.10 + 0.071) / 3 = 0 in the isotropic sample. .09. That is, the high-frequency magnetic material subjected to parallel magnetization has a lower tan δ than the isotropic high-frequency magnetic material that is not magnetized.
なお、着磁の方向は、高周波用磁性材料が適用される実製品（高周波デバイス）における動作時の主要な作用磁界の方向（ｔａｎδを下げたい方向）により決定される。例えば、実製品がアンテナの場合、アンテナの動作時の主要な作用磁界の方向に着磁処理が施される。 The direction of magnetization is determined by the direction of the main working magnetic field during operation (the direction in which tan δ is desired to be lowered) in an actual product (high frequency device) to which the high frequency magnetic material is applied. For example, when the actual product is an antenna, the magnetizing process is performed in the direction of the main working magnetic field during the operation of the antenna.
また、図３及び図４では、磁性粒子を樹脂材料に分散させた後に着磁処理を施した場合について説明したが、磁性粒子を樹脂材料に分散させる処理中（成形体の作製中）に着磁処理を施すこととしてもよい。 3 and 4, the case where the magnetic particles are dispersed in the resin material and the magnetization process is performed has been described. However, the magnetic particles are dispersed during the process of dispersing the magnetic particles in the resin material (during fabrication of the molded body). Magnetic treatment may be performed.
次に、図５〜図８を参照して、本発明に係る高周波用磁性材料を適用した高周波デバイス（アンテナ、インダクタ、回路基板）の一例を説明する。 Next, an example of a high-frequency device (antenna, inductor, circuit board) to which the high-frequency magnetic material according to the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
図５及び図６は、高周波用磁性材料を適用したアンテナの一例を示した図である。図５（Ａ）に示すアンテナＡＮＴ１は、高周波用磁性材料１Ａと、グランド板２Ａと、電極３Ａと、を備えて構成される。ＡＮＴ１は、グランド板２Ａの上に高周波用磁性材料１Ａが形成され、高周波用磁性材料１Ａの上に電極３Ａが形成される構成となる。 5 and 6 are diagrams showing an example of an antenna to which a high-frequency magnetic material is applied. An antenna ANT1 shown in FIG. 5A includes a high-frequency magnetic material 1A, a ground plate 2A, and an electrode 3A. The ANT1 is configured such that the high frequency magnetic material 1A is formed on the ground plate 2A, and the electrode 3A is formed on the high frequency magnetic material 1A.
図５（Ｂ）に示すアンテナＡＮＴ２は、高周波用磁性材料１Ｂと、電極３Ｂと、交流電源４と、を備えて構成される。交流電源４は、交流電源の給電ポイントを示す（図５（Ｃ）（Ｄ）及び図６に示す交流電源４も同様）。ＡＮＴ２は、高周波用磁性材料１Ｂの上に電極３Ｂが形成される構成となる。このとき、高周波用磁性材料１Ｂに電極３Ｂが組み込まれる構成としてもよい。 An antenna ANT2 shown in FIG. 5B includes a high-frequency magnetic material 1B, an electrode 3B, and an AC power source 4. The AC power supply 4 indicates a feeding point of the AC power supply (the same applies to the AC power supply 4 shown in FIGS. 5C and 5D and FIG. 6). The ANT2 is configured such that the electrode 3B is formed on the high-frequency magnetic material 1B. At this time, the electrode 3B may be incorporated in the high-frequency magnetic material 1B.
図５（Ｃ）に示すアンテナＡＮＴ３は、高周波用磁性材料１Ｃと、電極３Ｃと、交流電源４と、を備えて構成される。ＡＮＴ３は、電極３Ｃが高周波用磁性材料1Ｃの内部に配される構成としても良い。 An antenna ANT3 shown in FIG. 5C includes a high-frequency magnetic material 1C, an electrode 3C, and an AC power supply 4. The ANT3 may have a configuration in which the electrode 3C is disposed inside the high-frequency magnetic material 1C.
図５（Ｄ）に示すアンテナＡＮＴ４は、高周波用磁性材料１Ｄと、グランド板２Ｄと、電極３Ｄと、交流電源４と、を備えて構成される。ＡＮＴ４は、グランド板２Ｄの上に高周波用磁性材料１Ｄが形成され、高周波用磁性材料１Ｄに電極３Ｄが組み込まれる構成となる。また、電極３Ｄが高周波用磁性材料1Ｃの内部に配される構成としても良い。 An antenna ANT4 shown in FIG. 5D includes a high-frequency magnetic material 1D, a ground plate 2D, an electrode 3D, and an AC power supply 4. The ANT 4 is configured such that the high-frequency magnetic material 1D is formed on the ground plate 2D, and the electrode 3D is incorporated into the high-frequency magnetic material 1D. Alternatively, the electrode 3D may be arranged inside the high-frequency magnetic material 1C.
図６に示すアンテナＡＮＴ５は、高周波用磁性材料１Ｅと、グランド板２Ｅと、電極３Ｅと、を備えて構成される。ＡＮＴ５は、グランド板２Ｅの少なくとも一面と同じ高さに高周波用磁性材料１Ｅの一面が形成され、高周波用磁性材料１Ｅの上に電極３Ｅが形成される構成となる。 An antenna ANT5 shown in FIG. 6 includes a high-frequency magnetic material 1E, a ground plate 2E, and an electrode 3E. The ANT 5 is configured such that one surface of the high-frequency magnetic material 1E is formed at the same height as at least one surface of the ground plate 2E, and the electrode 3E is formed on the high-frequency magnetic material 1E.
次に、図７を参照して、高周波用磁性材料を適用したインダクタ７１の一例について説明する。図７に示すように、インダクタ７１は、高周波用磁性材料１Ｆと、端子１１と、巻線１２と、を備えて構成される。図７に示す構成により、高周波用磁性材料１Ｆはインダクタ７１に適用される。 Next, an example of an inductor 71 to which a high-frequency magnetic material is applied will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the inductor 71 includes a high-frequency magnetic material 1 </ b> F, a terminal 11, and a winding 12. With the configuration shown in FIG. 7, the high-frequency magnetic material 1 </ b> F is applied to the inductor 71.
次に、図８を参照して、高周波用磁性材料を適用した回路基板８１の一例について説明する。図８に示すように、回路基板８１は、高周波用磁性材料１Ｆと、ランド２１と、ビアホール２２と、内部電極２３と、実装部品２４，２５と、を備えて構成される。図８は全層に高周波磁性材料１Ｆが用いられているが、この内の少なくとも１層に高周波磁性材料１Ｆを用いるとしても良い。この構成により、高周波用磁性材料１Ｆは回路基板８１に適用される。 Next, an example of the circuit board 81 to which the high-frequency magnetic material is applied will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the circuit board 81 includes a high-frequency magnetic material 1 </ b> F, lands 21, via holes 22, internal electrodes 23, and mounting components 24 and 25. In FIG. 8, the high frequency magnetic material 1F is used for all layers, but the high frequency magnetic material 1F may be used for at least one of them. With this configuration, the high-frequency magnetic material 1 </ b> F is applied to the circuit board 81.
以上、本実施の形態によれば、略球形の磁性粒子が樹脂材料中に分散されてなる高周波磁性材料に着磁処理を施すことにより、ｔａｎδを低下させることができる。このため、高周波用磁性材料の低損失化を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, tan δ can be reduced by performing the magnetization process on the high-frequency magnetic material in which the substantially spherical magnetic particles are dispersed in the resin material. For this reason, low loss of the magnetic material for high frequency can be realized.
また、磁性粒子を樹脂材料に分散させるための処理中又は処理後に着磁処理を施すことができる。 Further, the magnetizing treatment can be performed during or after the treatment for dispersing the magnetic particles in the resin material.
また、高周波用磁性材料を、アンテナ、回路基板及びインダクタの少なくとも１つに適用することができる。これにより、例えば、アンテナにｔａｎδの低い高周波用磁性材料を適用することで、アンテナの放射効率を高めることができる。 Further, the magnetic material for high frequency can be applied to at least one of an antenna, a circuit board, and an inductor. Thereby, for example, the radiation efficiency of the antenna can be increased by applying a high-frequency magnetic material having a low tan δ to the antenna.
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る高周波用磁性材料及び高周波デバイスの一例であり、これに限定されるものではない。 The description in the above embodiment is an example of the magnetic material for high frequency and the high frequency device according to the present invention, and the present invention is not limited to this.
例えば、磁性粒子の表面に非磁性材料（リン酸塩、シリカ等）がコーティングされており、当該コーティングされた磁性粒子を用いて高周波用磁性材料を形成することとしてもよい。 For example, the surface of the magnetic particles may be coated with a nonmagnetic material (phosphate, silica, etc.), and the magnetic material for high frequency may be formed using the coated magnetic particles.
また、上記実施の形態では、磁性材料と樹脂との複合材料を高周波用磁性材料としたがこれに限定されるものではない。例えば、磁性材料と無機物質（無機誘電体、ガラスフィラー、導電材料）との複合材料を高周波用磁性材料としてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the composite material of a magnetic material and resin was made into the magnetic material for high frequencies, it is not limited to this. For example, a composite material of a magnetic material and an inorganic substance (inorganic dielectric, glass filler, conductive material) may be used as the high frequency magnetic material.
また、樹脂として、各種熱硬化性樹脂又は各種熱可塑性樹脂を用いることとしてもよい。 Moreover, it is good also as using various thermosetting resins or various thermoplastic resins as resin.
また、混錬装置として、押出機、ビーズミル等を用いることとしてもよい。 Moreover, as a kneading apparatus, an extruder, a bead mill, or the like may be used.
また、着磁方向は、一方向でなく非直線としてもよい。例えば、図９に示すようなトロイダルコイル９１に高周波用磁性材料を適用し、当該トロイダルコイル９１に着磁処理を施す場合、着磁方向を円周方向としてもよい。 Also, the magnetization direction may be non-linear instead of one direction. For example, when a magnetic material for high frequency is applied to a toroidal coil 91 as shown in FIG. 9 and the toroidal coil 91 is subjected to a magnetization process, the magnetization direction may be the circumferential direction.
また、個別に着磁処理を施した複数の部材を一体化することとしてもよい。例えば、図１０に示すように、部材１０１と部材１０２とについて個別に矢印の方向に着磁を施し、部材１０１と部材１０２とを一体化してアンテナＡＮＴ１００を構成することとしてもよい。ここで、部材１０１及び１０２は、高周波用磁性材料１０３と、電極１０４とを備える。部材１０１と部材１０２とを一体化することでアンテナＡＮＴ１００を製造することが可能となる。この場合、電極１０４は、高周波用磁性材料１０１及び１０２の上に形成される構成としてもよいし、高周波用磁性材料１０１及び１０２の内部を貫通する構成としてもよい。 Moreover, it is good also as integrating the several member which performed the magnetization process separately. For example, as shown in FIG. 10, the member 101 and the member 102 may be individually magnetized in the direction of the arrow, and the member 101 and the member 102 may be integrated to constitute the antenna ANT100. Here, the members 101 and 102 include a high-frequency magnetic material 103 and an electrode 104. The antenna ANT100 can be manufactured by integrating the member 101 and the member 102. In this case, the electrode 104 may be formed on the high-frequency magnetic materials 101 and 102 or may be configured to penetrate the high-frequency magnetic materials 101 and 102.
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 高周波用磁性材料
２Ａ，２Ｄ，２Ｅ グランド板
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ 電極
1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F High frequency magnetic materials 2A, 2D, 2E Ground plates 3A, 3B, 3C, 3D, 3E Electrodes
Claims (4)
前記磁性粒子は略球形であり、
前記磁性粒子を樹脂材料に分散させて成形体とした後に着磁処理された高周波用磁性材料。 A magnetic material for high frequency, in which magnetic particles are dispersed in a resin material,
The magnetic particles are substantially spherical,
A magnetic material for high frequency, which is magnetized after the magnetic particles are dispersed in a resin material to form a molded body .
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