复合磁性体及其制造方法、使用复合磁性体的电路板以及使用复合磁性体的电子设备技术

本发明专利技术提供在数百ＭＨｚ～数ＧＨｚ的频率下磁损耗足够小的复合磁性体及其制造方法。在将磁性粉末分散在绝缘性材料中而构成的复合磁性体中，所述磁性粉末为球状或扁平状，所述复合磁性体具有下面的（ａ）～（ｃ）中的任意一种特性。（ａ）１ＧＨｚ或５００ＭＨｚ的频率下，相对磁导率μｒ大于１，并且介质损耗角正切ｔａｎδ为０．１以下，（ｂ）在１．２ＧＨｚ以下的频率下的复磁导率的实部μｒ’大于１０，且介质损耗角正切ｔａｎδ为０．３以下，以及（ｃ）复磁导率的实部μｒ’在４ＧＨｚ以下的频率下大于１，且在１ＧＨｚ以下的频率下介质损耗角正切ｔａｎδ为０．１以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高频电路板与高频电子部件，特别涉及适合作为上述高频 电路板与高频电子部件的材料的复合磁性体及其制造方法。
技术介绍
随着信息通信设备的高速化、高密度化，强烈要求搭载在电子设备上 的电子部件和电路板小型化与低耗电化。通常已知由于在材料内传播的电磁波的波长Xg可以使用在真空中传播的电磁波的波长人O与材料的相对介 电常数sr与相对磁导率iar，用下述数l式表示，所以相对介电常数sr与相对 磁导率pr越大，波长縮短率越大，从而能将电子部件和电路板小型化。 另外，报道了下述尝试材料的特性阻抗Zg可以使用真空的特性阻抗 Z0，用下面的数2式表示，例如，增大相对磁导率^，增加特性阻抗Zg与 终端电阻的电阻值，减小流通配线的电流，由此降低电子部件和电路板的 耗电。徵2]<formula>formula see original document page 8</formula>但是，在信息通信设备等所用的高频带中，在磁性材料的表面产生涡 电流，由于该涡电流在消除施加的磁场变化的朝向上产生磁场，所以导致 材料表观上导磁率降低。另外，由于涡电流增大产生因焦耳热导致的能量 损耗，所以难以用作电路板和电子部件等的材料。为了减少涡电流，减少磁性粉末的直径使其小于下述数3式表示的表皮深度d是有效的。徵3]d = 1/ (n' f 'iiO ,yr 'a) 1/2此处，f为信号频率，a为磁性粉末的导电率，)aO为真空的导磁率。近年，随着纳米技术的进步，磁性粒子微细化发展，报导了几个抑制 高频下材料的相对磁导率F降低的事例。专利文献l中公开了通过在树脂中分散扁平状纳米结晶磁性体粉末， 升高将用复磁导率表示导磁率时的作为磁损耗项的虚数部导磁率W，由此 可以形成具有优异的电波吸收特性的电磁波吸收体。另外，专利文献2中，通过使用用螺杆搅拌与超声波搅拌进行的分散 混合方法，将多种粒径的磁性体粒子分散到树脂中，提供在300MHz左右 以下损耗少的复合磁性体。另外，在日本专利申请2007-12092号中，本专利技术人使用用分散介质的 自转公转式混合将球状磁性粉末或扁平状磁性粉末理想地混合分散在树 脂中，由此提供在500MHz lGHz下相对磁导率(ir大于l、且介质损耗角正 切tan5为0.1以下的复合磁性体。专利文献l:日本特开平ll-354973号公报专利文献2:日本特开2006-269134号公报
技术实现思路
专利文献l中公开了通过将扁平状纳米结晶磁性体粉末与树脂复合， 可以形成在宽广频带中具有优异的电波吸收特性的电磁波吸收体。但是， 专利文献1中，对于磁性粒子的分散方法并没有具体描述，并且为了隔离、 吸收电磁波，提出了在使用频率下作为磁损耗项的虚数部导磁率f较大的 材料。但是，磁损耗较大的材料不适用于电路板或电子部件等之类要求磁损 耗小的用途中。另一方面，专利文献2中公开了低耗电、可以抑制交叉串扰及放射噪 音、适合电路板和电子部件的复合磁性体。但是，如专利文献2所示，使用球状的磁性体粉末时，由于各个磁性体粒子的反磁场系数增大，所以导致相对磁导率F降低。此时，为了提高相对磁导率(ir，必须增加混合浓度，增大混合浓度时，具有难以得到均匀的分散性等产生制造上困难的倾向。 另外，微小磁性微粒除施加电双层的相互作用与范德华力的引力能量 之外，还施加磁的相互作用，所以引起凝集，容易形成凝集体。复合磁性 体中的微小磁性微粒的凝集体作为一个较大的磁性粒子运动，所以容易在 高频下产生涡电流，导致磁特性降低，所以进行螺杆搅拌、超声波分散等， 以不产生磁性体粒子凝集的方式制造复合磁性体。但是，明确了专利文献2所示的混合方法中，由于从外部对凝集体施加的能量比形成凝集体的能量小，所以并没有在绝缘材料中均匀分散，在数百MHz 数GHz频带中，可以充分降低磁损耗。即，专利文献2所示的 混合方法中，对于破碎凝集体是不充分的。另外，由于含有具有多种粒径的磁性体粒子，所以不仅必须筛选磁性 粉末，也必须筛选磁性粉末的粒径，具有导致制造工序变复杂的缺点。此处，磁性粉末为金属磁性粉末时，具有高饱和磁化与导磁率，但由 于电阻率低(10" l(T^cm)，所以如上所述，在高频区域中涡电流损耗增 大，导致磁特性劣化，所以必须在复合磁性体中均匀分散磁性粉末。另外， 通过使用铁系金属磁性粉末，与镍或钴系金属磁性粉末相比，可以以工业 规模低制造成本安全且有效地制造。另一方面，为金属氧化物磁性粉末时， 与金属磁性材料相比，电阻率高(l l()SQcm)，所以在高频区域中涡电流 损耗小，磁特性劣化少。但是，由于饱和磁束密度为金属磁性材料的1/3 1/2，所以必须在复合磁性体中高密度含有磁性粉末。进而，在日本专利申请2007-12092号中，本专利技术人发现通过理想地实 施磁性粉末的分散，即使在500MHz lGHz的频率带中，也能减少损耗。 但是，形成复合磁性体的78-透磁合金(78Ni-22Fe合金)由于塑性变形性能 小，所以无法充分除去反磁场的影响，并且由于结晶取向性小，所以难以 使高频磁场与易磁化轴一致，阻碍进一步高导磁率化。为此，本专利技术的第l目的在于提供一种复合磁性体，其是将磁性粉末 分散在绝缘性材料中而构成的复合磁性体，其中，所述磁性粉末的形状为球状或扁平状，在1GHZ的频率下，相对磁导率^大于1，并且介质损耗角正切tanS为0.1以下。另外，本专利技术的第2目的在于提供一种复合磁性体，其是在合金粒子 中添加金属元素，受机械应力时容易相对于特定的结晶方向(此处为易磁化 轴方向)发生塑性变形的包含磁性粉末及绝缘性材料的复合磁性体，所述扁 平状磁性粉末的长轴方向与易磁化轴的方向一致，在1.2GHz以下的频率 下，相对磁导率p大于lO,并且介质损耗角正切tanS为0.3以下。另外，本专利技术的第3目的在于提供一种复合磁性体，其中，即使使用 金属磁性粉末与金属氧化物磁性粉末中的任意一种材料，也可以在数百 MHz 数GHz频带中赋予足够小的磁损耗。另外，本专利技术的第4目的在于提供一种制造所述任意一种复合磁性体 的方法。本专利技术的第5目的在于提供使用上述任意一种复合磁性体的电路板、 电子部件及电子设备等。本专利技术人进行了潜心研究，结果发现通过适当地实施磁性粉末的分 散，即使在数百MHz 数GHz的频率带中，也能降低损耗，进而，通过适 当地实施扁平状磁性粉末的分散与取向，在1.2GHz以下的频率带中，能进 一步提高导磁率。艮口，根据本专利技术的第l方案，能得到一种复合磁性体，其是在将磁性 粉末分散在绝缘性材料中而构成的复合磁性体，所述磁性粉末为球状或扁 平状，所述复合磁性体具有下述(a) (c)中的任意一种特性。(a) 在lGHz或500MHz的频率下，相对磁导率pr大于l，并且介质损耗 角正切tan5为0.1以下；(b) 在1.2GHz以下的频率下的复导磁率的实部F'大于10，并且介质损 耗角正切tan5为0.3以下；以及(c) 复导磁率的实部(^，在4GHz以下的频率下大于l，且在lGHz以下的 频率下，介质损耗角正切tanS为O.l以下。此处，在本专利技术的上述方案中，所述复合磁性体优选在lGHz以下的 频率下的复介电常数的实部sr，为10以上，或在lGHz以下的频率下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合磁性体，　其是将磁性粉末分散在绝缘性材料中而构成的复合磁性体，其特征在于，　所述磁性粉末为球状或扁平状，　所述复合磁性体具有下述（ａ）～（ｃ）中的任意一种特性：　（ａ）在１ＧＨｚ或５００ＭＨｚ的频率下，相对磁 导率μｒ大于１，且介质损耗角正切ｔａｎδ为０．１以下；　（ｂ）在１．２ＧＨｚ以下的频率下的复磁导率的实部μｒ’大于１０，且介质损耗角正切ｔａｎδ为０．３以下；以及　（ｃ）在４ＧＨｚ以下的频率下复磁导率的实部μｒ’大于１，且在１Ｇ Ｈｚ以下的频率下介质损耗角正切ｔａｎδ为０．１以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大见忠弘，寺本章伸，石塚雅之，日高宣浩，白方恭，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，住友大阪水泥股份有限公司，株式会社友华，
类型：发明
国别省市：JP[日本]