[发明专利]高频磁性材料及高频装置

说明书

技术领域

本发明涉及高频磁性材料及高频装置。

背景技术

历来，磁性材料被用于各种磁应用制品。在这些磁性材料中，将在弱磁场下发生大磁化的变化的材料称为软磁性材料。

软磁性材料根据材料的类别被分为金属系材料、非晶材料、氧化物材料。软磁性材料中，在频率为MHz以上的高频情况下，使用电阻高、能够抑制涡电流损耗的氧化物材料(铁氧体材料)。例如，作为在高频下使用的铁氧体材料，已知有Ni-Zn铁氧体材料等。

这样的包括铁氧体材料的软磁性材料中，在1GHz程度的高频下，伴随着磁共振而发生复数导磁率实部Re(μ)的衰减和复数导磁率虚部Im(μ)的增加。其中，由于复数导磁率虚部Im(μ)引发由P＝1/2·ωμ₀Im(μ)H²所表示的能耗P，复数导磁率虚部Im(μ)为较高的值则在磁心或天线之类的应用上而言在实用上不优选。此处，ω为角频率、μ₀为真空导磁率、H表示磁场强度。

另一方面，由于复数导磁率实部Re(μ)是表示收集电磁波的效果或针对电磁波的波长缩短效果的大小的值，较高的值在实用上优选。

另外，作为表示磁性材料的能耗(磁损耗)的指标，有时使用耗散因子(tanδ＝Im(μ)/Re(μ))。当耗散因子为较大值时，在磁性材料中磁能被转换为热能，从而必要的能量的传导效率恶化。因此，优选耗散因子为较低的值。以下，将磁损耗作为耗散因子(tanδ)进行说明。

软磁性材料中，存在在高频带(GHz带)下tanδ也较低的薄膜材料。例如，存在称作Fe基高电阻软磁性膜和Co系高电阻膜的薄膜材料。然而，薄膜材料由于其体积较小，适用范围受到限制。此外，存在薄膜制作的流程复杂且必须使用昂贵的设备的问题。

为了解决上述问题，存在对于在树脂中分散由磁性材料的复合磁性材料而适用树脂成型技术的例子。例如，已知有如下技术：通过将以纳米结晶软磁性材料作为粉末而得到的物质与树脂复合，从而提供在宽带域中电磁波吸收特性优异的电磁波吸收体(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-354973号公报

发明内容

在使用树脂成型技术来成型可以适用于高频用的各种磁应用制品的磁性材料(高频磁性材料)的情况下，与磁性粒子相关的条件(磁性粒子的形状、磁性粒子在树脂中的含量、磁性粒子的饱和磁化以及磁性粒子的磁各向异性常数)是用于实现降低tanδ(低损耗化)的重要参数。

另外，在成型高频磁性材料的情况下，例如在应用制品为磁性体天线的情况下，通知适用具有较低的tanδ的高频磁性材料，能够提高放射效率。因此，存在实现高频磁性材料的低损耗化的要求。

本发明的课题是，对与磁性粒子相关的条件进行最优化，或者对于在树脂中含有孤立分散的磁性粒子的复合磁性材料实施着磁处理来实现高频磁性材料的低损耗化。

为了解决上述课题，根据本发明，提供一种磁性粒子被分散于树脂材料中所形成的高频磁性材料，上述磁性粒子为大体球形，上述树脂材料中含有上述磁性粒子1～60vol％，上述磁性粒子的饱和磁通密度为1T以上，上述磁性粒子的磁各向异性常数在立方晶系材料中为K1＜±800×10³(J/m³)，在单轴各向异性材料中为Ku＜±400×10³(J/m³)。

另外，根据本发明，提供一种磁性粒子被分散于树脂材料中所形成的高频磁性材料，上述磁性粒子为大体球形，平均粒径d为0.1＜d＜1(μm)，且各粒径的相对粒子体积f(d)满足如下关系：∑{f(d)·d²}＜6.7×10^-12。

另外，上述磁性粒子，优选扁平率为0.36至2.50。

另外，根据本发明，提供一种磁性粒子被分散于树脂材料中所形成的高频磁性材料，上述磁性粒子为大体球形，实施了着磁处理。

另外，上述磁性粒子的内部的磁化分布，优选为涡流(うず)状环流(還流)结构。

另外，上述着磁处理，优选在将上述磁性粒子分散于上述树脂材料中的处理过程中或处理后实施。

另外，上述着磁处理，优选在与所使用的装置中的主要作用磁场方向相平行的方向上实施。

另外，优选为由适用了上述高频磁性材料的天线、电路基板及电感器中的至少一个而形成的高频装置。