[发明专利]一种电磁干扰抑制磁性复合材料及其制造方法

说明书

本发明涉及合成体磁颗粒，尤其是涉及这样一种磁颗粒，它在高频带上具有改善的复数磁导率，适于用作电磁干扰抑制体。

在已广泛使用的高频电子设备中，采用准微波频带的移动通信设备在实际应用中已得到迅速推广。在移动通信设备中，迫切需要便携式无线电话机体积小和重量轻。为满足这种需要，印刷电路板、电路元件以及在模块之间连接的电缆线在有限的小空间中相互靠紧设置。另外，还需要增大信号处理速率，以提高所采用的频率。结果，电磁干扰对这些设备的正常工作带来了严重问题，这种干扰是由于电磁耦合、由电磁耦合增大的线-线耦合以及噪声辐射引起的。

为了抑制电磁干扰，通常采用导电屏蔽装置来反射由于导体(线)和空间的阻抗不匹配引起的不希望的电磁波。

导电屏蔽可用于屏蔽不希望的电磁波。但是，不希望的电磁波的反射恰巧会加重不希望的电磁波的发射源和其他电路元件之间的电磁耦合。

为防止由于不希望的电磁波的反射引起的电磁耦合，在不希望的电磁波的发射源和导电屏蔽装置之间设置软磁物质是有效的，这种软磁物质具有大的磁损耗或者高的虚部(虚数部分，imaginary part)磁导率μ”。

一般说来，具有高磁导率的磁性物质用作电感元件的磁芯，并也称之软磁物质。在高频交流磁场中使用时，软磁材料具有复数磁导率，此复数磁导率由(μ’-jμ”)表示。实部(real part)磁导率μ’涉及电感，虚部磁导率μ”涉及磁能损耗或磁能吸收。当频率变高时，实部磁导率μ’减小，而虚部磁导率μ”增大。另外，虚部磁导率μ”通常在频率轴线的不同频率点处具有一个或多个峰值。这种现象被称为软磁物质的磁谐振。峰值处的频率被认为谐振频率。此外，在高频范围内，软磁物质的厚度d与虚部磁导率成反比，并且此时虚部磁导率μ”大于实部磁导率μ’。

另一方面，不希望的电磁波通常具有许多频率分量，这些分量处于宽的频率范围内。因此，为了吸收不希望的电磁波，要求软磁物质在宽的频率范围内具有高的虚部磁导率μ”。

在日本专利申请JP-A-7 212079(参考文献I)中，本发明人已提出了一种采用具有形状磁性各向异性的软磁粉的电磁干扰抑制体。磁粉在从几十兆赫至几千兆赫的宽频率范围内具有高的磁损耗。磁损耗被认为由于磁谐振而产生的。

参考文献I中提出的电磁干扰抑制体采用片状或扁平状的合金软磁粉。这种磁粉具有比相同金属合金的球形粉末高的的各向异性磁场HK。这是基于由扁平或片状形状导致的磁各向异性，即，退磁因数Nd。退磁因数Nd是由粉末颗粒的形状和纵横方向尺寸比率决定的。因此，通过改变颗粒形状和纵横方向尺寸比率，磁谐振频率是可以变化的。不过，当纵横方向尺寸比率超过10时，退磁因数Nd接近饱和。因此，磁谐振频率的可变化范围是有限的。

另一方面，业已知道，涡流损耗是影响软磁材料的高频响应改善的一个问题。即，在低于磁谐振频率的频率下产生的涡流使磁导率变差。

为解决这个问题，已知的方法是，考虑到趋肤效应，采用软磁材料薄膜。一个例子是一种多层产品，它包括交替覆盖或重叠的软磁薄膜和介质薄膜。

但是，这种多层产品存在另外一个问题，即，位移电流要流经此产品中的介质薄膜。位移电流使磁导率变差。位移电流取决于此多层产品中的磁性薄膜的尺寸。这表明采用软磁粉要解决介质电流的问题。

因此，本发明的一个目的是要提供一种用作电磁干扰抑制体的合成体磁颗粒，它在宽的高频范围内具有高的虚部磁导率μ”并在宽的频率范围内具有可变的或可调的磁谐振频率。

考虑到在将球形粉末颗粒加工成片状或扁平状粉末颗粒的过程中产生的软磁粉的应力应变，本发明力图采用具有正的或负的磁致伸缩λ(不等于零)的软磁粉末，以利用由应变引起的磁各向异性的方向性。

此外，本发明还力图通过退火处理改变残余应力，以在宽的频率范围内产生磁谐振频率。

本发明的一个特定目的是要提供一种合成体磁颗粒，它包括软磁粉，此软磁粉具有小于趋肤深度的厚度、可以得到Nd＝1的退磁因数的高纵横方向尺寸比率以及表面氧化层。

根据本发明，所得到的合成体磁颗粒包括：软磁粉，其中至少一种软磁成分具有磁致伸缩常数，此粉末的每一颗粒是片状的；和有机粘结剂，用于粘结分散于其中的软磁粉。

磁致伸缩常数可以是正的或负的。

软磁粉在形成片状后优选进行退火处理。

片状软磁颗粒的平均厚度最好小于趋肤深度，在趋肤深度内会在采用合成体磁颗粒的频带上产生趋肤效应。

片状软磁颗粒在有机粘结剂中优选定向于一个方向上。

每一片状软磁颗粒优选具有一个外氧化层。