WO2007032252A1

WO2007032252A1 - 軟磁性フィルムとそれを用いた電磁波対策部品および電子機器

Info

Publication number: WO2007032252A1
Application number: PCT/JP2006/317754
Authority: WO
Inventors: Tetsuo Inoue
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba; Toshiba Materials Co., Ltd.
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2007-03-22
Also published as: KR20080049103A; JP4843612B2; JPWO2007032252A1; KR100993969B1

Abstract

　軟磁性フィルム１は、複数の凹凸部を繰り返し設けた折り曲げ形状を有する基材フィルム３と、この基材フィルム３の少なくとも凸部４の頂面および凹部５の底面に形成された軟磁性薄膜２とを具備する。軟磁性薄膜２は透磁率μ′と膜厚Ｔとの積が不連続な部分を有する。軟磁性フィルム１は電磁波対策部品として用いられる。

Description

軟磁性フィルムとそれを用いた電磁波対策部品および電子機器

技術分野

[0001] 本発明は軟磁性フィルムとそれを用いた電磁波対策部品および電子機器に関する背景技術

[0002] 近年、携帯型通信機器の発展には目覚ましいものがあり、とりわけ携帯電話機の小型軽量化や薄型化が急速に進められている。これらに伴って、携帯電話機等におけるアンテナの設置位置は、より人体頭部や他のノイズに弱、電子機器に接近するようになってきている。このため、アンテナと人体頭部や他の電子機器との相互作用が問題となっている。

[0003] 携帯電話機において、アンテナカゝら放射された電波はその一部が最も近接する人体頭部に吸収され、残りが空間に放射される。人体頭部による電磁エネルギーの吸収に基づいて、アンテナの放射効率や通信特性が低下する。さらに、携帯電話機の使用時にはアンテナが頭部に近接するため、頭部が局所的に強い電磁界に曝されることになり、電力局所吸収量の増加による人体への影響が懸念されている。このため、携帯電話機を対象とした電波の局所吸収指針 (単位体重当りの電力局所吸収量： SAR (Specific Absorption Rate) )が米国、欧州、日本で相次、で設定されて!ヽる。

[0004] こうした背景から、携帯電話機に代表される携帯型通信機器においては、人体による電磁エネルギーの吸収量 (例えば人体頭部の電磁エネルギー被爆量)を低減することが望まれている。さらに、携帯型通信機器の多機能化に伴って、送受信信号の複数周波数化や多方式化が進められている。このため、複数のアンテナで同時に送受信を行う場合が生じている。複数のアンテナを同時に使用する場合には、隣接するァンテナ間の干渉が問題となる。さらに、携帯型通信機器の分野に限らず、電磁波吸収体の必要性が各種の分野で高まっている (例えば特許文献 1参照)。

[0005] アンテナ近傍で生じる電磁界レベルを低減する技術としては、携帯電話機のアンテナ基部等に軟磁性体粉末と有機結合剤とを含む複合磁性体を配置することが知られている（例えば特許文献 2, 3参照)。ここでは、複合磁性体の透磁率（複素透磁率の虚数成分)が使用周波数近傍で急瞬に立上ることを利用して、電磁波を熱ロスとして消費している。しかし、この場合にはアンテナ近傍の電磁界レベル自体が低下するため、発信信号の信号強度まで低下してしまうという問題がある。

[0006] このような点に対して、高周波領域における複素透磁率の実数成分/ z ' を大きくした軟磁性膜によれば、発信信号強度の低下を抑制しつつ、放射される電磁波の不要方向への電磁界強度を効果的に低減することができる。高周波領域で大きな z を実現するためには、例えば軟磁性膜の材料固有の異方性に形状異方性を加えることによって、強磁性共鳴周波数を高周波化することが有効である。軟磁性膜に形状異方性を付与する方法としては、凹部と凸部を設けた基台上に軟磁性膜を形成する方法が知られている。また、高分子フィルムにスリット状の溝を設け、その上に軟磁性膜を形成することによって、軟磁性膜の磁区を制御する方法が知られている（特許文献 4参照)。

[0007] し力しながら、凹部と凸部を有する基台を用いる方法は、形状自由度が低くかつある程度の体積を有する基台が必須となるため、携帯電話機のような小型の機器内に自由に設置することが可能な電磁波対策部品を得ることはできない。スリット状の溝を有する高分子フィルムを用いる方法は、溝で磁性体を平面的に分離して、るため、磁性体間に隙間が生じて電磁波の漏洩が起こる。これでは電磁波対策部品として効果的に使用することができない。さらに、高分子フィルムに溝加工する際に、エッジ部分に欠けゃチッビングが生じやすいという問題がある。これらは磁区の制御性を低下させる要因となる。

[0008] 真空蒸着法やスパッタリング法等の気相成長法で形成した磁性薄膜を、所定の寸法並びに形状に打ち抜いたり、あるいはエッチングする方法も知られている。しかしながら、打ち抜き加工を適用した場合にはひずみ組織が残留し、またエッチング法では腐食組織が残留する。これらによって、磁性薄膜内部に組織の乱れが生じ、軟磁気特性が低下するという問題がある。さらに、磁性膜と絶縁膜の積層膜の場合、成膜後に加工を施すと膜断面が露出し、磁性膜の酸化や劣化が発生して磁区に乱れが生じゃすいという問題がある。

特許文献 1 :特開 2002— 076681公報

特許文献 2：特開 2002— 158484公報

特許文献 3：特開 2001— 200305公報

特許文献 4:特開 2004— 015038公報

発明の開示

[0009] 本発明の目的は、形状自由度の低下や体積の増カロ、さらには平面的な磁性体の分離等を招くことなぐ軟磁性薄膜に形状異方性を有効に付与することを可能にした軟磁性フィルムとそれを用いた電磁波対策部品および電子機器を提供することにある。

[0010] 本発明の一態様に係る軟磁性フィルムは、複数の凹凸部を繰り返し設けた折り曲げ形状を有する基材フィルムと、少なくとも前記基材フィルムの凸部頂面および凹部底面に形成された軟磁性薄膜であって、透磁率 μ ' と膜厚 Τとの積が不連続な部分を有する軟磁性薄膜とを具備することを特徴として、る。

[0011] 本発明の他の態様に係る電磁波対策部品は、本発明の態様に係る軟磁性フィルムを具備することを特徴としている。本発明のさらに他の態様に係る電子機器は、電磁波送信部を有する電子機器本体と、本発明の態様に係る軟磁性フィルムを備える電磁波対策部品であって、前記電磁波送信部から放射される電磁波の不要方向に対する電磁界強度を選択的に低減するように配置された電磁波対策部品とを具備することを特徴としている。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明の実施形態による軟磁性フィルムの構成を示す断面図である。

[図 2]図 1に示す軟磁性フィルムの基材フィルムの構成例を示す斜視図である。

[図 3]本発明の実施形態による軟磁性フィルムに適用する軟磁性薄膜の構成例を示す断面図である。

[図 4]図 1に示す軟磁性フィルムの変形例を示す断面図である。

[図 5]本発明の実施形態による軟磁性フィルムの作製に適用されるコリメーシヨンスパッタを説明するための図である。 [図 6]コリメーシヨンスパッタを適用して形成した軟磁性薄膜の構成例を示す断面図である。

[図 7]図 1に示す軟磁性フィルムのさらに他の変形例を示す断面図である。

[図 8]本発明の実施形態による携帯電話機の概略構成を示す正面図である。

[図 9]図 7に示す携帯電話機の裏面図である。

符号の説明

[0013] 1…軟磁性フィルム、 2…軟磁性薄膜、 3…基材フィルム、 4…凸部、 5…凹部、 10 …携帯電話機、 16…アンテナ、 18· ··電磁波対策部品。

発明を実施するための形態

[0014] 以下、本発明を実施するための形態について説明する。図 1は本発明の一実施形態による軟磁性フィルムの構成を示す断面図である。同図に示す軟磁性フィルム 1は、軟磁性薄膜 2の形成基材となる基材フィルム 3を有している。この基材フィルム 3は図 2に示すように、複数の凹凸部を繰り返し設けた折り曲げ形状を有している。例えば、基材フィルム 3を一方の面 (A面 Z図中上面)側力も見た場合、凸部 4Aと凹部 5 Aとが順に繰り返して形成されるように、平板状の榭脂フィルムを折り曲げた形状を有している。

[0015] 基材フィルム 3は軟磁性薄膜 2の形成基材として用いられるものである。軟磁性薄膜 2の形成面は、基材フィルム 3の両面 (A面（図中上面）および B面（図中下面) )としてもよいし、またいずれか一方の面 (A面または B面）のみとしてもよい。軟磁性薄膜 2 を基材フィルム 3の両面に形成する場合、基材フィルム 3の他方の面（B面 Z図中下面)側にも、 A面側の凸部 4Aおよび凹部 5Aとは逆となるように、凸部 4Bと凹部 5Bとが順に繰り返して形成されて、る。

[0016] 基材フィルム 3に付与する凹凸部の形状については、凹凸部の段差 d (凸部 4A、 4 Bの高さおよび凹部 5A、 5Bの深さ）を 1 m以上とすることが好ましい。凹凸部の段差 dが 1 m未満であると、基材フィルム 3上に形成する軟磁性薄膜 2の形状異方性を十分に高めることができない。凹凸部の段差 dは 3 m以上とすることがより好ましい。ただし、凹凸部の段差 dを高くしすぎても軟磁性薄膜 2の形成性等が低下するため、凹凸部の段差 dは 100 m以下とすることが好ましい。 [0017] 凹凸部の繰り返し周期 pは 1000 μ m以下とすることが好まし!/、。凸部 4A、 4Bの頂面の幅 wlおよび凹部 5A、 5Bの底面の幅 w2はそれぞれ 500 μ m以下とすることが好ましい。幅 wl、 w2は同じでなければならないものではなぐ部分的に幅 wl、 w2が異なっていてもよい。凹凸部の繰り返し周期 pが 1000 /z mを超えると、軟磁性薄膜 2 の形状異方性を十分に高めることができない。幅 wl、 w2が 500 mを超える場合も同様である。ただし、凹凸部の繰り返し周期 pが小さすぎると軟磁性薄膜 2の形成性が低下するため、凹凸部の繰り返し周期 pは 5 m以上とすることが好ましい。幅 wl、 w2は 2 μ m以上とすることが好ましい。

[0018] このような折り曲げ形状を有する基材フィルム 3は、例えば熱可塑性の榭脂フィルムを所望の凹凸部に応じた形状を有する上下一対の型で挟み込み、加熱圧縮成形することにより得ることができる。基材フィルム 3には、機械的強度や耐熱性に優れる熱可塑性榭脂フィルムを適用することが好ましい。このような榭脂フィルムとしては、熱可塑性のポリイミド系榭脂 (例えばポリアミドイミド榭脂やポリエーテルイミド榭脂等）、ポリエチレン榭脂、ポリスチレン榭脂、ポリエステル榭脂、ポリ塩化ビュル榭脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフイン榭脂、ポリカーボネード榭脂等が挙げられる。

[0019] 基材フィルム 3に適用する榭脂フィルムの厚さは、例えば加熱圧縮成形で所望の凹凸部を形成することができ、かつ軟磁性薄膜 2の形成に耐え得る強度を維持することが可能であればよい。具体的には、平均厚さが 7〜 200 mの榭脂フィルムを使用することが好ましい。榭脂フィルムの厚さが 7 /z m未満であると、材料強度にもよるが軟磁性薄膜 2の形成時に変形しやすくなり、軟磁性薄膜 2の形状が不安定になる。一方、榭脂フィルムの厚さが 200 mを超えると、軟磁性フィルム 1としての厚さが増大し、設置体積の増大や形状自由度の低下を招きやすくなる。榭脂フィルムの加熱圧縮成形性も低下する。

[0020] 軟磁性薄膜 2は折り曲げ形状を有する基材フィルム 3の両面 (もしくは片面）に形成されている。軟磁性薄膜 2としては、 CoZrNb系アモルファス合金膜、 CoZrNbTa系アモルファス合金膜、 FeBN系へテロアモルファス膜、 CoFeB— SiO系高電気抵抗膜、 CoFeAlO系ナノダラ-ユラ一膜、 CoAlPdO系高電気抵抗膜、 CoFeMn系微結晶膜、 CoFeN系軟磁性膜、 FeNi系軟磁性膜等、各種の Co基もしくは Fe基軟磁性合金膜を使用することができる。軟磁性膜の微構造は特に限定されるものではなく、アモルファス構造、ヘテロアモルファス構造、ダラ-ユラ一構造、微結晶構造、結晶構造等の、ずれであってもよ、。

[0021] 軟磁性薄膜 2の膜厚 Tは 3 μ m以下とすることが好まヽ。軟磁性薄膜 2の膜厚丁が 3 μ mを超えると凹凸部の段差 dにもよるが、形状異方性を良好に付与することができないおそれがあり、また高周波磁気特性も低下する。軟磁性薄膜 2は単層膜に限らず、例えば図 3に示すような積層膜であってもよい。図 3に示す軟磁性薄膜 2は非磁性絶縁層 6を介して複数の磁性層 7を積層した積層膜を有している。積層型の軟磁性薄膜 2によれば、高周波磁気特性の向上を図ることができる。積層構造を適用した場合、各磁性層 7の単層としての膜厚 Tは 0. 1〜： mの範囲とすることが望ましい。

[0022] 軟磁性薄膜 2をスパッタ法ゃ蒸着法等の指向性を有する成膜方法を適用して形成すると、基材フィルム 3の凸部 4の頂面と凹部 5底面に形成された部分の膜厚と凸部 4 と凹部 5とを繋ぐ壁面上に形成された部分の膜厚との間に差が生じる。このため、軟磁性薄膜 2は膜形状としては連続していたとしても、磁気的には不連続になる。具体的には、軟磁性薄膜 2はその透磁率； z ' (複素透磁率； zの実数成分)と膜厚丁との積 (P値)が不連続な部分を有することになる。なお、軟磁性薄膜 2の形成方法はスパッタ法や蒸着法等の気相成長法 (PVD法）に限らず、膜厚に差を生じさせることが可能な成膜法であればよい。軟磁性薄膜 2は CVD法、溶射法、メツキ法等を適用して形成してちょい。

[0023] 上述したように、軟磁性薄膜 2は基材フィルム 3の凸部 4の頂面に形成された部分と凹部 5の底面に形成された部分とが磁気的に分断された状態となる。このような軟磁性薄膜 2によれば、凸部 4の頂面と凹部 5の底面に軟磁性薄膜を個々に形成した場合と同様な形状異方性を得ることが可能となる。従って、軟磁性薄膜 2に形状異方性を有効に付与することができる。ここで、図 1および図 2では凹凸部を形成するための折り曲げ角 0を約 90° (例えば 85° 以上 95° 以下）とした基材フィルム 3を示したが、折り曲げ角 Θはこれに限られるものではない。

[0024] 基材フィルム 3の凹凸部の折り曲げ角 Θは、例えば図 4に示すように鋭角としてもよい。この場合の折り曲げ角 0は 10° 以上 90° 未満とすることが好ましぐさらに好ましくは 30° 以上 70° 以下である。折り曲げ角 0が 10° 未満であると、凹部 5の底面に対する軟磁性薄膜 2の形成性が低下し、軟磁性薄膜 2の平面的な連続性が低下するおそれがある。また、基材フィルム 3の形状安定性等も低下する。凹凸部の折り曲げ角 Θが鋭角の基材フィルム 3は、折り曲げ角 Θを約 90° として形成したフィルムを凹凸部の繰り返し方向に圧縮することにより得ることができる。

[0025] 折り曲げ角 Θを鋭角とした基材フィルム 3によれば、軟磁性薄膜 2をスパッタ法等で形成する際に成膜粒子の飛来方向に対して影ができるため、軟磁性薄膜 2の凸部頂面に形成された部分と凹部底面に形成された部分との分離性が高まる。これによつて、軟磁性薄膜 2の形状異方性が大きくなる。図 4に示すように、軟磁性薄膜 2は基材フィルム 3の少なくとも凸部 4の頂面と凹部 5の底面に形成されていればよぐ凸部 4と凹部 5との間は分離されていてもよい。すなわち、凸部 4と凹部 5とを繋ぐ壁面上には、軟磁性薄膜 2が連続した膜として堆積して、なくてもょ、。

[0026] 軟磁性薄膜 2の凸部 4の頂面に形成された部分と凹部 5の底面に形成された部分とが分離されていても、平面的に見た場合にはおおよそ一様な膜となる。従って、電磁波対策部品として有効に機能させることができる。なお、図 4では軟磁性薄膜 2を基材フィルムの一方の面のみに形成した場合を示している力両面に形成した場合の軟磁性薄膜 2の形状、それに基づく作用 ·効果等は同様である。以下に示す図 6 および図 7も同様である。

[0027] 上述したように、凹凸部の折り曲げ角 Θを鋭角とした基材フィルム 3は、軟磁性薄膜 2の凸部 4の頂面に形成された部分と凹部 5の底面に形成された部分とを分離させる上で有効である。ただし、軟磁性フィルム 1を電磁波対策部品として使用するにあたつて、基材フィルム 3の形状安定性等を考慮して、折り曲げ角 Θを約 90° (例えば 85 ° 以上 95° 以下）とすることが好ましい場合がある。このような点に対しては、スパッタターゲットと被成膜材料 (ここでは基材フィルム 3)との間にスリット (ソーラースリット）を配置したコリメ一シヨンスパッタを適用することが有効である。

[0028] 図 5はコリメーシヨンスパッタを適用した軟磁性薄膜 2の形成状態を模式的に示している。図 5において、 Tはスパッタターゲット、 Mは被成膜材料 (基材フィルム 3)、まスパッタターゲット Tと被成膜材料 Mとの間に配置したコリメータである。コリメータまスパッタターゲット T力ゝらスパッタされたスパッタ粒子の飛翔方向に対して平行に配置された複数のスリット Sを有している。スパッタ粒子は飛翔角度がコリメータ Cで制限されるため、被成膜材料 Μに対してより垂直に近い状態で飛翔して堆積することになる。すなわち、スパッタ粒子の直進性を高めることができる。

[0029] 図 6に示すように、折り曲げ角 0を約 90° (例えば 85° 以上 95° 以下）とした基材フィルム 3を用、た場合にぉ、ても、コリメーションスパッタを適用して軟磁性薄膜 2を形成することによって、凸部 4の頂面に形成された部分と凹部 5の底面に形成された部分とを分離することができる。すなわち、凸部 4と凹部 5とを繋ぐ壁面上に軟磁性薄膜 2を連続した膜として堆積させなヽようにすることができる。このような軟磁性薄膜 2 によれば、よりきれいに形状異方性を高めることが可能となる。軟磁性薄膜 2の分離性はスリット Sの形状 (スリット長さ Dに対するスリット幅 sの比）で制御することができる。

[0030] 基材フィルム 3の凹凸部の折り曲げ角 Θは、例えば図 7に示すように鈍角であってもよい。この場合の折り曲げ角 0は 90° を超えて 135° 未満とすることが好ましい。折り曲げ角 Θ力 135° を超えると、軟磁性薄膜 2の連続性が強くなつて形状異方性が低下する。このような基材フィルム 3は、折り曲げ角 Θを約 90° として形成したフィルムを凹凸部の繰り返し方向に拡張したり、あるいはフィルム成形時やフィルム加工時の型の角度を鈍角〖こすることで得ることができる。

[0031] 折り曲げ角 Θを鈍角とした基材フィルム 3上に軟磁性薄膜 2を形成した場合においても、軟磁性薄膜 2の凸部 4の頂面と凹部 5の底面に形成された部分の膜厚は、凸部 4と凹部 5とを繋ぐ壁面上に形成された部分より厚くなるため、磁気的に不連続な軟磁性薄膜 2を得ることができる。さらに、軟磁性薄膜 2の膜形状としての連続性は向上するため、軟磁性薄膜 2の磁気特性の劣化等を抑制することができる。

[0032] ただし、凹凸部の折り曲げ角 Θが大きすぎると軟磁性薄膜 2の磁気的な連続性が強くなつて形状異方性が低下する。軟磁性薄膜 2の磁気的な不連続性に基づく形状異方性を得るためには、軟磁性薄膜 2の凸部 4の頂面に形成された部分の透磁率 μ ' と膜厚 Τとの積 (PI値）に対する凸部 4と凹部 5とを繋ぐ壁面上に形成された部分の透磁率 ' と膜厚 Tとの積 (P2値)の比（P2ZP1)が 0. 7以下となるように、凹凸部の折り曲げ角 Θを設定することが好ましい。軟磁性薄膜 2の P2ZP1比が 0. 7を超えると磁気的な連続性が強まり、軟磁性薄膜 2の形状異方性が低下する。

[0033] 軟磁性薄膜 2の P2ZP1比は、凹凸部の折り曲げ角 Θを鈍角にした場合に限らず、折り曲げ角 0を約 90° (例えば 85° 以上 95° 以下）とした場合や鋭角（例えば 10 ° 以上 90° 未満）とした場合にも当て嵌まる。従って、凹凸部の折り曲げ角 0によらずに、軟磁性薄膜 2の凸部 4の頂面に形成された部分の透磁率; z ' と膜厚 Tとの積（ P1値）に対する凸部 4と凹部 5とを繋ぐ壁面上に形成された部分の透磁率; z ' と膜厚 Tとの積 (P2値）は 0. 7以下とすることが好ましぐさらに好ましくは 0. 5以下である

[0034] 上述したように、基材フィルム 3の凹凸部の折り曲げ角 0は、典型的には約 90° ( 例えば 85° 以上 95° 以下）とされる。折り曲げ角 0は 90° に限らず、鋭角であっても鈍角であってもよい。基材フィルム 3の折り曲げ角 Θは、具体的には 10° 以上 135 ° 以下の範囲とすることが好ましい。折り曲げ角 0は 30° 以上 120° 以下の範囲とすることがさらに好ましい。

[0035] 複数の凹凸部を繰り返し設けた折り曲げ形状を有する基材フィルム 3を用いることによって、軟磁性薄膜 2を平面的に見た場合に隙間を生じさせることなぐ形状異方性を付与した軟磁性薄膜 2を有する軟磁性フィルム 1を得ることが可能となる。さらに、軟磁性薄膜 2の端部の加工やそれに基づく組織、磁区の乱れ等を生じさせることない。このような軟磁性フィルム 1は、電磁波対策部品として有効に使用することができる。

[0036] この実施形態の軟磁性フィルム 1にお、ては、軟磁性薄膜 2の凸部 4の頂面と凹部 5の底面に形成された部分で形状異方性を得て、るため、平面的に見た場合には軟磁性薄膜 2に隙間が生じさせることがない。従って、電磁波の漏洩を抑制することができる。さらに、軟磁性薄膜 2の端部形状や加工状態等に基づく軟磁気特性の低下を招くこともない。すなわち、健全な軟磁性薄膜 2に対して形状異方性を有効に付与することが可能となる。軟磁性フィルム 1自体は柔軟でかつ薄型化が可能であるため、設置自由度の向上や設置体積の低減を図ることができる。軟磁性フィルム 1を具備する電磁波対策部品によれば、放射される電磁波の不要方向への電磁界強度を効果的に低減することが可能となる。 [0037] 電磁波対策部品による不要方向への電磁界強度の低減効果について詳述する。この実施形態の軟磁性薄膜 2によれば、その材料固有の異方性に加えて、複数の凹凸部を有する基材フィルム 3に基づいて形状異方性を付与している。これら軟磁性薄膜 2の材料固有の異方性と形状異方性とに基づいて強磁性共鳴周波数 frを高めることがでさる。

[0038] ここで、強磁性共鳴周波数 frは次式で表される。

ίν=ν/2 π (Η ·Ν · Μ / μ ) ^V2

keff dz s 0

H =H +H + (N — N ) · Μ Ζ β

keff kmat ext. dy dx s 0

(式中、 rはジャイロ磁気定数（= μ -e/2-me)、 Ν は試料厚さ方向の反磁界係数、 dz

N は試料長手方向の反磁界係数、 N は試料幅方向の反磁界係数、 H は材料 dx dy kmat 組成および残留応力に依存する異方性、 H は試料に印加される外部磁界、 = ext. 0

4 π X IO— ⁷、 me = 9. 1091 X 10— ³¹[kg]、 e= 1. 60210 X 10— ¹⁹[C]である）

[0039] 上述した強磁性共鳴周波数 frを高めることによって、低周波領域における大きな透磁率 μ ' (複素透磁率 μの実数成分)を高周波領域まで維持することができる。すなわち、高周波領域で大きなを得ることが可能となる。一方、複素透磁率の虚数成分〃は高周波領域においても極めて小さくなる。軟磁性薄膜 2の強磁性共鳴周波数 frは送信帯周波数の 1. 5倍以上、さらには 2倍以上であることが好ましい。このような軟磁性薄膜 2を電磁波対策部品として使用することによって、放射された電磁波を軟磁性薄膜 2による磁気回路を介して所望方向に導くことができる。これによつて、放射される電磁波の不要方向への電磁界強度を効果的に低減することが可能となる。

[0040] ここで、携帯電話機等の周波数帯域は多岐にわたっているが、人体に吸収される電磁波強度（SAR)で特に問題となる送信帯は 824MHz〜1980MHzの範囲である。このような高周波領域（2GHzまでの領域）において、従来の電磁波吸収体は十分な μ ' を有していないのに対して、この実施形態の軟磁性フィルム 1は軟磁性薄膜 2の形状異方性を大きくして強磁性共鳴周波数 frを高めているため、低周波領域における大きなを高周波領域においても実現することができる。従って、電磁波を軟磁性薄膜 2による磁気回路で所望方向に導くことができる。 [0041] さらに、軟磁性薄膜 2の強磁性共鳴周波数 frを高めることによって、高周波領域における〃力、さくなる。従って、電磁波の熱ロスによる損失を低減することができる。従来の電磁波吸収体は、高周波領域における大きな〃に基づいて電磁波を熱ロスとして消費している。この実施形態の軟磁性フィルム 1は、電磁波の熱ロスによる損失を低減しているため、例えば電磁波の信号強度自体の低下等を抑制することが可能となる。

[0042] 上述した実施形態の軟磁性フィルム 1は、例えば電磁波対策部品として有効に利用されるものである。本発明の実施形態による電磁波対策部品は、上述した実施形態の軟磁性フィルム 1を具備して、る。このような電磁波対策部品を適用した電子機器の実施形態について、図 8および図 9を参照して説明する。図 8は本発明の電子機器を携帯電話機に適用した実施形態の構成を示す正面図、図 9はその裏面図である。これらの図に示す折り畳みタイプの携帯電話機 10は、下筐体 11と上筐体 12と力 Sヒンジ部 13を介して回転自在に連結された構造を有して、る。

[0043] 下筐体 11は送信回路、受信回路、切替回路、制御回路等が搭載された回路基板 14を収納しており、その表面には入力用のキーパッド 15が配置されている。さらに、下筐体 11は電磁波送信部としてアンテナ 16を備えており、このアンテナ 16から音声データ、文字データ、画像データ等の各種データを含む無線信号 (電磁波）が送受信される。アンテナ 16は回路基板 14に設けられたアンテナ配線等を介して送信回路と受信回路に接続されている。上筐体 12は液晶表示装置等による表示部 17を有している。

[0044] 電磁波送信部としてのアンテナ 16の近傍には、軟磁性フィルム 1からなる電磁波対策部品 18が配置されている。具体的には、回路基板 14によるアンテナ配線と下筐体 11の人体側に向けられる表面 (キーパッド 15等を有する表面）との間に電磁波対策部品 18が配置されている。すなわち、人体頭部とアンテナ 16並びにその近傍のアンテナ配線との間には、下筐体 11に配置された電磁波対策部品 18が介在される。電磁波対策部品 18は前述した実施形態の軟磁性フィルム 1で構成されてヽる。

[0045] この実施形態における電磁波対策部品 18は、軟磁性薄膜 2の強磁性共鳴周波数 f rが高く（例えば送信帯周波数の 1. 5倍以上)、これにより携帯電話機 10の送信帯周波数における透磁率 μ ' が大きヽ。このような軟磁性薄膜 2を有する電磁波対策部品 18によれば、アンテナ 16やアンテナ配線カゝら人体頭部側に放射される電磁波を、軟磁性薄膜 2による磁気回路を介して上方もしくは下方に導くことができる。すなわち、人体頭部が配置される空間の電磁界強度が低減される。基材フィルム 3の凹凸部の繰り返し周期 ρは使用周波数と軟磁性薄膜 2の材料固有の異方性とに基づいて設定することが好ましい。

[0046] このように、携帯電話機 10の周波数帯域 (例えば 2GHzまでの領域)で大きな μ ¹ を示す軟磁性薄膜 2を具備する電磁波対策部品 18を使用することによって、人体頭部側に放射される不要な電磁波の強度を低減することが可能となる。さらに、軟磁性薄膜 2の強磁性共鳴周波数 frを高めることで高周波領域における〃が小さくなるため、熱ロスによる損失を低減することができる。これらによって、携帯電話機 10から送信される信号強度の低下を抑制しつつ、不要な方向に放射される電磁波の強度、言い換えると人体頭部等が配置される空間の電磁界強度を効果的に低減することが可能となる。

[0047] なお、上述した実施形態においては、本発明の電子機器を携帯電話機に適用した例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなぐ各種の携帯型通信機器に適用可能である。さらに、電磁界強度を低減する空間は人体頭部が配置される空間に限られるものではない。本発明の電磁波対策部品は、ノイズに弱い他の電子機器 (例えば携帯電話機であればカメラ部品等)が配置される空間の電磁界強度の低減、送受信信号の周波数や方式が異なる複数のアンテナ間の干渉抑制等に対しても有効に機能する。従って、本発明は電磁波送信機能を有する各種の電子機器に適用可能である。

[0048] 次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。

[0049] (実施例 1)

まず、厚さ 25 mのポリイミド榭脂フィルムを用意し、これを型に挟み込んで加熱圧縮成形 (例えばアイトリックス社製のナノインプリント装置を使用）することによって、図 2に示したような折り曲げ形状を有する基材フィルムを作製した。基材フィルムの凹凸部の長手方向に平行な長さ Lは 20mmとした。また、基材フィルムの凹凸部の形状は、凸部頂面の幅 wlおよび凹部底面の幅 w2がそれぞれ 100 /ζ πι、凹凸部の繰り返し周期 ρが 200 /z m、段差 dが 4 mとした。凹凸部の折り曲げ角度 Θは 90° とした。

[0050] 上述したポリイミド榭脂製の基材フィルムをアセトン洗浄した後に、以下にようにして基材フィルムの両面に積層型軟磁性薄膜を形成した。まず、基材フィルム上に厚さ 0 . 03 μ mの SiO膜と厚さ 0. 01 μ mの Ti膜を RFスパッタおよび DCスパッタで順に成

2

膜した。このような下地膜上に厚さ 0. 5 mの FeCoZrSiO膜と厚さ 0. 05 mの SiO 膜とを交互に積層することによって、基材フィルムの両面に積層型軟磁性薄膜を形

2

成した。これらの積層数は両面とも 4回とした。

[0051] FeCoZrSiO膜の成膜には、 RFマグネトロンスパッタ装置を使用した。スパッタタ一ゲットとしては、 Fe Co Zr 組成（原子％)を有する直径 125mm X厚さ 3mmの円

68 17 15

板状合金ターゲットのエロージョンパターン上に、 20個の SiOチップ（lOmm X IOm

2

m X 2. 3mm)を均等に載置したターゲットを用いた。このようなスパッタターゲットを用いて、 4層の FeCoZrSiO膜 (厚さ 0. 5 μ m)を SiO膜 (厚さ 0. 05 μ m)を介して順

2

に積層した。軟磁性膜の成膜時の投入電力は 3. 3WZcm²、ターゲット—基板間距離は 75mm、アルゴン圧は 3. 2Pa (500SCCM)とした。成膜時に凹凸部の長手方向に 1. 6 X 10³AZmの磁界が印加されるように永久磁石を配置した。

[0052] このようにして、複数の凹凸部を有する基材フィルムの両面に積層型軟磁性薄膜を形成して軟磁性フィルムを作製した。軟磁性フィルムの構成は、 [ (SiO膜 (0. 05

2

m) /FeCoZrSiO膜（0. δ μ τη) ) /Ti膜（0. 01 m) ZSiO膜（0. 03 /ζ πι

4 2 )ΖΖ ポリイミド榭脂製基材フィルム（25 ;ζ ΐη)ΖΖ3 )膜 (0. 03 m)ZTi膜 (0. 01 m

2

)Z (FeCoZrSiO膜（0. 5 m) SiO膜（0. 05 m) ) ]である。

2 4

[0053] この軟磁性フィルムの磁気特性を測定したところ、強磁性共鳴周波数 frは 3GHz以上であった。 2GHzにおける/ ζ ' / μ " は十分に大きぐ高周波領域で良好な特性を示すことが確認された。なお、軟磁性薄膜の凸部の頂面に形成された部分の ' ·Τ (Ρ1値）に対する凸部と凹部とを繋ぐ壁面上に形成された部分の； ζ ' ·Τ (Ρ2値）の比（P2ZP1)は 0. 09であった。

[0054] (実施例 2〜9)

上述した実施例 1において、基材フィルムの凹凸部の形状ゃ軟磁性薄膜の積層数等を変える以外は、それぞれ実施例 1と同様にして軟磁性フィルムを作製した。各軟磁性フィルムの詳細条件は表 1に示す通りである。表中の参考例は凹凸部の形状等を本発明の好まし、範囲外に設定したものである。これらの軟磁性フィルムにつ、ても、実施例 1と同様にして磁気特性を測定した。それらの結果を表 2に示す。

[0055] 表 2において、 frは 5. 5GHz以上の場合を A、 3. 5GHz以上の場合を B、 3. 5GH z未満の場合を Cとして示した。 μ ' / μ " は 2GHzにおける値が 3以上である場合を A、 3未満である場合を Cとして示した。総合評価は fr、 2GHzにおける/ ^ / μ " に基づくものであり、両項目が Αである場合を Α、いずれかの項目が Βである場合を Β 、いずれかの項目が Cである場合を Cとして示した。

[0056] [表 1]

[0057] [表 2]

[0058] 表 2から明らかなように、実施例 2 9による軟磁性フィルムはいずれも強磁性共鳴周波数 frが高ぐ良好に形状異方性が付与されていることが分かる。さらに、軟磁性フィルムの強磁性共鳴周波数 frを再現性よく高めるためには、基材フィルムの凹凸部の段差 dを 1 μ m以上、繰り返し周期 pを 1000 m以下、軟磁性薄膜の膜厚 Tを 3 μ m以下とすることが好ま U、ことが分かる。

[0059] (実施例 10)

実施例 1と同一素材および同一形状の基材フィルムを用意し、この基材フィルムの両面に積層型軟磁性薄膜を以下のようにして形成した。まず、基材フィルムをァセトン洗浄した後に、厚さ 0. 03 μ mの SiO膜と厚さ 0. 01 μ mの Ti膜を RFスパッタおよ

2

び DCスパッタで順に成膜した。この下地膜上に厚さ 0. 5 μ mの FeCoBSiO膜と厚さ 0. 05 /z mの SiO膜とを交互に積層することによって、基材フィルムの両面に積層型軟磁性薄膜を形成した。これらの積層数は両面とも 4回とした。

[0060] FeCoBSiO膜の成膜には、 RFマグネトロンスパッタ装置を使用した。スパッタタゲットとしては、（Fe Co ) B

0.20 85 15組成 (原子⁰ /₀)を有する直径 125mmX厚さ 3mm

0.80

の円板状合金ターゲットと SiOターゲットを用いた。これらのスパッタターゲットを用いて、 4層の FeCoBSiO膜 (厚さ 0. 5 m)を SiO膜 (厚さ 0. 05 m)を介して順に積層した。軟磁性膜の成膜時の投入電力は 3.

ターゲット—基板間距離は 75mm,アルゴン圧は 1. 6Pa (500SCCM)とした。

[0061] このようにして、複数の凹凸部を有する基材フィルムの両面に積層型軟磁性薄膜を形成して軟磁性フィルムを作製した。軟磁性フィルムの構成は、 [ (SiO膜 (0. 05

2

m) ZFeCoBSiO膜（0. 5 ^ πι) ) ZTi膜（0· 01 m) ZSiO膜（0. 03 /ζ πι

4 2 )ΖΖポリイミド榭脂製基材フィルム（25 m)ZZSiO膜 (0. 03 m) ZTi膜 (0. 01 m)

2

Z(FeCoBSiO膜（0. 5 m) ZSiO膜（0. Οδ μ τη) ) ]である。

2 4

[0062] この軟磁性フィルムの磁気特性を測定したところ、強磁性共鳴周波数 frは 3GHz以上であった。およびの周波数依存性を測定したところ、軟磁性薄膜の ' は低周波領域のみならず高周波領域まで大きぐかつ高周波領域においても〃の値が小さいことが確認された。 2GHzにおける ' / μ " は十分に大きぐ高周波領域で良好な特性を示すことが確認された。なお、軟磁性薄膜の凸部の頂面に形成された部分の μ ' ·Τ (Ρ1値）に対する凸部と凹部とを繋ぐ壁面上に形成された部分の μ ' ·Τ (Ρ2値）の比（P2ZP1)は 0. 10であった。

[0063] (実施例 11)

上述した実施例 10において、榭脂フィルムを凹凸部の繰り返し方向に圧縮することによって、凹凸部の折り曲げ角 Θを 70° とした基材フィルムを使用する以外は、実施例 10と同様にして軟磁性フィルムを作製した。軟磁性フィルムの詳細条件は表 3に示す通りである。この軟磁性フィルムについても、実施例 10と同様にして磁気特性を測定した。それらの結果を表 4に示す。

[0064] (実施例 12)

上述した実施例 10において、榭脂フィルムを凹凸部の繰り返し方向に拡張することによって、凹凸部の折り曲げ角 Θを 110° とした基材フィルムを使用する以外は、実施例 10と同様にして軟磁性フィルムを作製した。軟磁性フィルムの詳細条件は表 3 に示す通りである。なお、表中の参考例 4は凹凸部の折り曲げ角 Θを 150° としたものである。これらの軟磁性フィルムについても、実施例 10と同様にして磁気特性を測定した。それらの結果を表 4に示す。 [0065] [表 3]

[0066] [表 4]

[0067] 表 4から明らかなように、実施例 10〜12による軟磁性フィルムはいずれも強磁性共鳴周波数 frが高ぐ良好に形状異方性が付与されていることが分かる。軟磁性薄膜の P2ZP1比が大きくなりすぎると強磁性共鳴周波数 frが低下するため、 P2ZP1比は 0. 7以下とすることが好ましいことが分かる。

[0068] (実施例 13〜15)

軟磁性薄膜の成膜に図 5に示したようなコリメ一シヨンスパッタを適用する以外は、実施例 1と同様にして軟磁性フィルムを作製した。コリメーシヨンスパッタ時のスリットの形状 (スリット長さ Dに対するスリット幅 sの比（sZD比））は、実施例 13では 1、実施例 14では 0. 2、実施例 15では 0. 1とした。軟磁性フィルムの詳細条件は表 5に示す通りである。これらの軟磁性フィルムについても、実施例 1と同様にして磁気特性を測定した。それらの結果を表 6に示す。なお、表 5における側面膜厚は、凸部と凹部とを繋ぐ壁面上の軟磁性薄膜の 1層あたりの膜厚である。

[0069] [表 5]

* ： S E M親察で連続膜が観察されなかった。

[0070] [表 6]

[0071] 表 5および表 6から明らかなように、コリメ一シヨンスパッタを適用することで P2ZP1 比を低減することができる。このことは軟磁性薄膜の形状異方性をよりきれいに高めることが可能であることを意味する。さらに、コリメーシヨンスパッタにおけるスリットの s ZD比を小さくすることによって、凸部と凹部とを繋ぐ壁面上おける軟磁性薄膜の堆積量を減少させることができる。スリットの s/D比を 0.1とした実施例 15においては、 S EM観察 (5万倍)したときに凸部と凹部とを繋ぐ壁面 (側面)上に軟磁性薄膜を連続した膜として観察することができな力つた。

[0072] (実施例 16)

実施例 1の軟磁性フィルムを用いた電磁波対策部品 18を、 20mm X 5mmの形状と 40mm X 5mmの形状に切断した。これらを図 8および図 9に示したように携帯電話機 10のアンテナ 16近傍のアンテナ配線上に、軟磁性薄膜の磁ィ匕容易軸方向が基板配線パターンと平行となるように貼り付けた。このような携帯電話機 10について、 S AMファントムを用いた均一模擬組織モデル内部に励起される電界強度分布を、電界プローブを用いて測定した。

[0073] その結果、 2GHzの送信周波数において SAMファントム内部の電磁波強度は 2. 3 dB低減されて、た。同様に電界プローブを用いて空間の電磁強度を測定した結果、 SAMファントム以外の空間において、アンテナ効率が 2dB向上していた。この測定結果から、強磁性共鳴周波数 frが高ヽ軟磁性薄膜を具備する電磁波対策部品を使用することによって、携帯電話機 10から送信される信号強度の低下を抑制しつつ、人体頭部等が配置される空間の電磁界強度を効果的に低減できることが分力る。

[0074] 電磁波対策部品として使用する軟磁性薄膜 (軟磁性フィルム）は、高周波領域で ' が大きければそれ以外の例えば直流磁界測定で得られる保磁力等の特性にはあまり影響されない。従って、（Co Fe B )と（SiO )の 2元スパッタによる磁性膜、（

35.6 50 14.4 2

Co Fe )と（SiO )の 2元スパッタによる軟磁性膜等を適用してもよぐこれらの軟磁

20 80 2

性膜によっても同様の効果を得ることができる。さらに、軟磁性膜はスパッタ法に限らず蒸着法等を適用して成膜してもよい。

産業上の利用可能性

[0075] 本発明の態様に係る軟磁性フィルムは、形状自由度の低下や体積の増カロ、さらには平面的な磁性体の分離を招くことなぐ軟磁性薄膜に形状異方性を有効に付与したものである。従って、そのような軟磁性フィルムは電磁波対策部品に有効に利用される。さらに、本発明の態様に係る電磁波対策部品によれば、発信信号強度の低下を抑制しつつ、放射される電磁波の不要方向に対する電磁界強度を低減することができる。そのような電磁波対策部品を用いた電子機器によれば、電磁波による通信特性等を良好に保った上で、例えば人体や他の電子部品や電子機器に対する電磁波の影響を低減することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の凹凸部を繰り返し設けた折り曲げ形状を有する基材フィルムと、

少なくとも前記基材フィルムの前記凸部の頂面および前記凹部の底面に形成された軟磁性薄膜であって、透磁率 μ ' と膜厚 Τとの積が不連続な部分を有する軟磁性薄膜と

を具備することを特徴とする軟磁性フィルム。

[2] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにおいて、

前記基材フィルムは前記凹凸部の段差が： m以上であることを特徴とする軟磁性フイノレム。

[3] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにおいて、

前記基材フィルムは前記凹凸部の段差が 3 μ m以上 100 μ m以下であることを特徴とする軟磁性フィルム。

[4] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにおいて、

前記基材フィルムは前記凹凸部の繰り返し周期が 1000 μ m以下であることを特徴とする軟磁性フィルム。

[5] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにおいて、

前記基材フィルムは前記凸部頂面の幅および前記凹部底面の幅がそれぞれ 500 μ m以下であることを特徴とする軟磁性フィルム。

[6] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにおいて、

前記基材フィルムは平均厚さが 200 μ m以下の榭脂フィルムを備えることを特徴とする軟磁性フィルム。

[7] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにおいて、

前記軟磁性薄膜は膜厚 Tが 3 μ m以下であることを特徴とする軟磁性フィルム。

[8] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにおいて、

前記軟磁性薄膜は非磁性絶縁層を介して複数の磁性層を積層した積層膜を有することを特徴とする軟磁性フィルム。

[9] 請求項 8記載の軟磁性フィルムにおいて、

前記複数の磁性層の単層としての膜厚はそれぞれ 1 μ m以下であることを特徴とする電子機器。

[10] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにお、て、

前記軟磁性薄膜は前記基材フィルムの両面に形成されていることを特徴とする軟磁性フィルム。

[11] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにおいて、

前記基材フィルムは前記凹凸部の折り曲げ角が 10° 以上 135° 以下の範囲である折り曲げ形状を有することを特徴とする軟磁性フィルム。

[12] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにお、て、

前記基材フィルムは前記凹凸部の折り曲げ角が 85° 以上 95° 以下の範囲である折り曲げ形状を有することを特徴とする軟磁性フィルム。

[13] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにお、て、

前記基材フィルムは前記凹凸部の折り曲げ角が鋭角となる折り曲げ形状を有することを特徴とする軟磁性フィルム。

[14] 請求項 13記載の軟磁性フィルムにお、て、

前記凹凸部の折り曲げ角が 10° 以上 90° 未満の範囲であることを特徴とする軟磁性フィルム。

[15] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにお、て、

前記凸部の頂面に形成された前記軟磁性薄膜の前記透磁率 μ ' と膜厚 Τとの積（ P1値)に対する前記凸部と前記凹部とを繋ぐ壁面上に形成された前記軟磁性薄膜の前記透磁率 ' と膜厚 Τとの積 (Ρ2値)の比 (P2ZP1)が 0. 7以下であることを特徴とする軟磁性フィルム。

[16] 請求項 1記載の軟磁性フィルムにお、て、

前記軟磁性薄膜は前記凸部の頂面に形成された部分と前記凹部の底面に形成された部分とが分離されていることを特徴とする軟磁性フィルム。

[17] 請求項 1記載の軟磁性フィルムを具備することを特徴とする電磁波対策部品。

[18] 電磁波送信部を有する電子機器本体と、

請求項 1記載の軟磁性フィルムを備える電磁波対策部品であって、前記電磁波送信部から放射される電磁波の不要方向に対する電磁界強度を選択的に低減するように配置された電磁波対策部品と

を具備することを特徴とする電子機器。

[19] 請求項 18記載の電子機器において、

前記軟磁性フィルムにおける軟磁性薄膜は前記電子機器本体の送信帯周波数の 1. 5倍以上の強磁性共鳴周波数を有することを特徴とする電子機器。

[20] 請求項 18記載の電子機器において、

前記電子機器は携帯型通信機器であることを特徴とする電子機器。