JP2004303824A - Electronic apparatus, laminated soft magnetic member, soft magnetic sheet - Google Patents

Electronic apparatus, laminated soft magnetic member, soft magnetic sheet Download PDF

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Tsutomu Cho
勤 長
Yasuo Hashimoto
康雄 橋本
Yasushi Iijima
康 飯島
Akira Kakinuma
朗 柿沼
Katsuhiko Wakayama
勝彦 若山
Kazunori Tazaki
和則 田崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated soft magnet member exhibiting high SAR countermeasure effect, and to provide an electronic apparatus incorporating the laminated soft magnet member. <P>SOLUTION: Magnetic body layer 7 of the laminated soft magnet member 5 is formed while being sectioned into a plurality of magnetic areas 40. The length L of each magnetic area 40 along an electric field E is set shorter than λ/4, where λ is the wavelength of a radio wave being used in a portable telephone. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の電子機器、およびこの電子機器に取り付けて使用することのできる積層軟磁性部材等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ、携帯電話機等の電子機器の高速動作処理化、デジタル化の発展に従って、電磁波障害（ＥＭＩ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が増加している。特に、デジタル機器はノイズにより誤動作を起こすこともあることから、デジタル機器から発生するノイズの低減が重要である。
【０００３】
１ＧＨｚを超える高周波領域でのノイズ吸収特性の優れた材料として、軟磁性金属粉末を樹脂、ゴム中に分散させた複合軟磁性部材が提案されている。例えば、扁平状のＦｅ−Ｓｉ系軟磁性合金粉末をゴム、樹脂中に配向・配列した複合磁性材料が提案されている（例えば特許文献１、非特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３５９２７号公報
【非特許文献１】
“工業材料”、平成１０年（１９９８年）１０月号、ｐ．３１〜３５、ｐ．３６〜４０
【０００５】
また、携帯電話機は、年々小型・軽量化されてきており、携帯電話機使用時にそのアンテナの位置は人体、具体的には頭部に極めて近い位置に配置されることになる。このときアンテナの特性は人体の影響を受け、アンテナ性能が低下する傾向にある。つまり、アンテナから放射される電磁波の一部が人体に吸収されることに起因する電力損失が、受信感度の低減、電池の寿命低減を招く。
【０００６】
一方で、人体による電磁波の吸収量が増加し、人体への影響が懸念されている。このため、日本を含め各国で局所吸収指針が定められており、各国が局所吸収指針において定める人体による電磁波の局所吸収の評価量として、以下の式で定義されるＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ：局所吸収量）が用いられている。
ＳＡＲ＝σＥ２／２ρ
（Ｅ：人体に侵入した電界、σ：組織の誘電率、ρ：組織の密度）
【０００７】
そのため、携帯電話機から放射された電磁波の実効的な利用率、つまりＳＡＲを抑制しつつ放射効率を向上させる方法として、低損失磁性板をアンテナ近傍に配置する方法が提案されている。
【０００８】
また、放射効率を改善する目的で、携帯電話機内に反射板を配置することにより、放射源から放射される電磁波を反対側の方向へ反射させて通信へ寄与させることを可能とするから、放射される電磁波の有効利用を図ることが可能である。さらに、反射板には、電波照射時における電力吸収をほとんど伴わないものを使用することにより、通信へ寄与する電磁波量を向上させることができるので、通話時の放射効率が改善され、通信性能の向上を図ることが可能であることが、本出願人により提案されている（例えば特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献２】
特開２０００−３２３９２１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１や非特許文献１にて提案された、磁性微粉と樹脂からなる複合材料を用いた磁性板を使用する方法では、板厚を５ｍｍとしても放射効率改善効果が０．６ｄＢと小さい。携帯電話機の小型、軽量化に対応するため、板厚を０．２ｍｍ以下、さらには０．１ｍｍ以下にすることが望ましい。したがって、低損失磁性板を携帯電話機へ適用することは困難である。
【００１１】
また、特許文献２に提案されている方法では、放射効率の改善については検討されているものの、ＳＡＲについては言及されていない。さらに、携帯電話機の前面に高周波電流が流れるとＳＡＲが増大する傾向にあるため、反射板上の高周波電流を減少させることが必要となる。
【００１２】
そこで、本発明は、薄型で、ＳＡＲの増大を抑制しつつ高い放射効率改善効果を有する積層軟磁性部材等を提供することを目的とする。さらに、本発明では、そのような積層軟磁性部材を組み込んだ電子機器を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが、特許文献２で提案した複合軟磁性部材についてさらに検討を進めたところ、軟磁性金属層の、電波を送信または受信する際に生じる電界の方向に沿った長さが、電波の波長λに対し、λ／４近傍であるときに、軟磁性金属層における放射レベルが上昇したが、同時にＳＡＲも上昇した。
これは、本来磁性体である軟磁性金属層が、導体として振る舞っていることを指し示しており、放射効率向上部材としては好ましくない状態となっている。
そして、軟磁性金属層を、電波通信部で電波を送信および／または受信する際に生じる電界の方向に沿って、複数のエリアに区分し、それぞれのエリアの電界の方向に沿った寸法を、電波の波長λの１／４を外した寸法に設定すれば良いことを見出したのである。
【００１４】
そこでなされた本発明の電子機器は、電子機器の外殻をなす筐体と、筐体内に配設された積層軟磁性部材と、電波を送信および／または受信する電波通信部と、を備えたものである。このような電子機器は、電波通信部にて、電波を送信のみ、または受信のみ、あるいは送信および受信するものであればよく、例えば、携帯電話機を初め、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）端末等がある。
そして、積層軟磁性部材は、軟磁性金属層を備える。この、軟磁性金属層は、電波通信部で電波を送信および／または受信する際に生じる電界の方向に沿って、複数のエリアに区分して形成されている。このとき、個々のエリアは、電界の方向に沿った寸法を、電波通信部で送信および／または受信する電波の波長λの１／４を外したものに設定するのである。もちろん、個々のエリアの電界の方向に沿った寸法は、波長λの１／４より大きくすることも可能ではあるが、特にコンパクトな筐体内に収めることを考慮すると、波長λの１／４よりも小さく設定することが好ましく、さらには、波長λの１／８よりも小さくするのが望ましい。
なお、軟磁性金属層は、絶縁層上に直接または間接的に積層されて形成することができる。軟磁性金属層を絶縁層上に間接的に積層する場合、下地金属層や、他の層を軟磁性金属層と絶縁層の間に介在させることができる。
【００１５】
また、本発明の積層軟磁性部材は、軟磁性金属によって形成された磁性エリアを有した第一の層と、絶縁材料によって形成された第二の層とを含む複数の層が積層された構成を有しており、磁性エリアの、第一の層の面に沿った一方向の寸法が、積層軟磁性部材が組み込まれる電子機器で使用される電波の波長λの１／４よりも小さいことを特徴とする。
ここで、「第一の層の面に沿った一方向」とは、この積層軟磁性部材を電子機器に組み込んだ状態で、この電子機器で使用される電波によって生じる「電界の方向に沿った方向」、を指しているが、積層軟磁性部材単体、つまり積層軟磁性部材を電子機器に組み込まない状態では、前記の「電界の方向に沿った方向」を特定できない。このため、第一の層の面に沿った特定の一方向において、磁性エリアの寸法が、この積層軟磁性部材が組み込まれる電子機器で使用される電波の波長λの１／４よりも小さいことを以って、本発明が適用されているか否かを判断するのである。
さて、このような磁性エリアは、第一の層に一つのみを形成してもよいが、複数並べて形成するのが好ましい。この場合、複数の磁性エリアは、前記の第一の層の面に沿った特定の「一方向」に沿って並べるのが好ましい。
また、積層軟磁性部材を構成する複数の層には、第一の層、第二の層を、それぞれ複数含むのが好ましい。
【００１６】
本発明は、絶縁樹脂から形成された基板フィルムと、基板フィルム上に直接または間接的に形成された軟磁性金属膜と、を有し、この軟磁性金属膜は、基板フィルムの表面に沿った面内に、互いに離間して複数が形成されていることを特徴とする軟磁性シート、として捉えることもできる。
このとき、軟磁性金属膜の、基板フィルムの表面に沿った一方向の寸法は、４０ｍｍより小さくするのが好ましい。この、４０ｍｍという寸法は、携帯電話機で用いられる、周波数１．７５２ＧＨｚ、波長λ＝１７１ｍｍに基づいて設定されたもので、これによって、軟磁性金属膜の寸法を、この軟磁性シート（によって形成された積層軟磁性部材）が組み込まれる電子機器で使用される電波の波長λの１／４＝４２．７５ｍｍよりも確実に小さくすることができる。この点からして、軟磁性金属膜の、基板フィルムの表面に沿った一方向の寸法は、３０ｍｍより小さくするのが、より好ましい。
また、前記の寸法は、軟磁性金属膜の膜厚の２０倍以上とするのが好ましい。さらに、軟磁性金属膜の抵抗率は、１０２Ωｃｍ以上とするのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を説明する。
＜軟磁性シート＞
図１および図２は、本発明の積層軟磁性部材に用いられる軟磁性シートの例を示している。ここで、図１（ａ）は、軟磁性シートに作用する電界に直交する方向の断面図、図１（ｂ）は軟磁性シートに作用する電界に沿った方向の断面図である。
図１に示す軟磁性シート１は、樹脂フィルム（基板フィルム）２と、樹脂フィルム２上に形成された下地金属層３と、下地金属層３上に形成された軟磁性金属層４とから構成される。
樹脂フィルム２は、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等の耐熱性を有する樹脂材料、または、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂材料を用いることができる。
軟磁性金属層４は、軟磁性を示す遷移金属元素のいずれか、あるいは遷移金属元素と他の金属元素とからなる合金により構成することができる。具体的な例としては、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉの一種以上を主成分とする合金であり、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ系合金が該当する。これらの中で、飽和磁束密度が１．０Ｔ以上の合金が望ましい。またこの中で、Ｆｅを２０〜８０ｗｔ％含有するＦｅ−Ｎｉ系合金が本発明にとって望ましい。特に、Ｆｅを３０〜７０ｗｔ％、さらにはＦｅを４０〜６５ｗｔ％含有するＦｅ−Ｎｉ系合金が望ましい。また、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金が本発明にとって望ましい。また、Ｃｏを２０〜６０ａｔ％含有するＦｅ−Ｃｏ系合金であって、飽和磁束密度が２．０Ｔ以上の合金を用いるのが望ましい。これら合金において、１５ａｔ％以下のＮｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｃｏの一種以上を含有することができる。また、軟磁性金属層４をめっきで形成する場合にはＣおよびＳ等の元素を不可避的に含むが、本発明の軟磁性金属層４は、そのような元素の含有を許容する。
軟磁性金属層４は、結晶質合金および非晶質合金のいずれの態様であっても構わない。非晶質合金としては、Ｃｏ系およびＦｅ系の非晶質合金を用いることができる。また、Ｆｅ系の微結晶合金を用いることも本発明は許容する。微結晶合金は、一般的に、結晶粒径が１０ｎｍ以下の微細な結晶が主体をなす合金として知られている。
【００１８】
軟磁性金属層４は、樹脂フィルム２上に直接または間接的に形成される軟磁性金属膜であり、めっき（電解または無電解）、真空蒸着法、スパッタリング法等の各種の膜形成プロセスによって作成することができる。これらの膜形成プロセスは、単独で行うことができる。したがって、めっきのみで軟磁性金属層４を形成することもできるし、蒸着のみで軟磁性金属層４を形成することもできる。もちろん、複数の膜形成プロセスを組み合わせることもできる。めっきは、真空蒸着法、スパッタリング法に比べて低温で膜を形成することができる点で好適である。本発明において、軟磁性金属層４は樹脂フィルム２上に形成するため、樹脂フィルム２に熱的な影響を与えないことが望ましいからである。また、めっきは、スパッタリング法に比べて、短時間で所定の厚さの膜を得ることができるメリットがある。なお、めっきにより軟磁性金属層４を得る場合、めっき浴中に含まれているＳ等の元素が軟磁性金属層４に混入することから、他のプロセスによる軟磁性金属層４との区別ができる。
【００１９】
下地金属層３は、軟磁性金属層４を電解めっきによって樹脂フィルム２上に形成する場合に必要となる導電層としての役割を果たす。下地金属層３は、例えば、真空蒸着法によって形成することができる。また、無電解めっきにより下地金属層３を形成した後に、電解めっきにより軟磁性金属層４を形成することもできる。電解めっき以外の方法で軟磁性金属層４を形成する場合には、下地金属層３を形成する必要はない。つまり、下地金属層３は本発明において選択的な要素である。もっとも、下地金属層３に軟磁性金属を用いる場合には、下地金属層３が軟磁性金属層４の一部を構成することになる。
【００２０】
次に、軟磁性シート１において、樹脂フィルム２の厚さは、５０μｍ以下とする。樹脂フィルム２は、本発明の積層軟磁性部材において、軟磁性金属層４同士を絶縁する機能を果たす。しかし、この絶縁層が厚くなると軟磁性金属層４の占有率が低下し、ひいては積層軟磁性部材としての透磁率が低下するためである。望ましい樹脂フィルム２の厚さは１０μｍ以下である。もっとも、極端に薄い樹脂フィルム２は製造が困難であるとともに、軟磁性金属層４を形成するための所定の強度を持つことができなくなる。したがって、０．２μｍ以上あるいは、２μｍ以上の厚さとすることが推奨される。
【００２１】
軟磁性金属層４は、１μｍ以下の厚さとすることが望ましい。これを超える厚さでは、例えば８００ＭＨｚを超える高周波数帯域での渦電流損失が大きくなり、磁性体としての機能が減じてしまうからである。したがって、本実施の形態において、軟磁性金属層４の厚さは、０．５μｍ以下とすることが望ましい。軟磁性金属層４は、緻密に形成されている必要性が高く、したがって、各種プロセスによって緻密な膜を形成することができる程度の最低限の膜厚を有していることが必要である。下地金属層３は、電解めっき時の導電層として機能するものであり、数１０ｎｍ程度の厚さを有していれば足りる。
【００２２】
図２に示す軟磁性シート１１は、図１に示した軟磁性シート１の軟磁性金属層４が樹脂フィルム２の片面に形成されているのに対して、両面に形成されている点で相違する。つまり、軟磁性シート１１は、樹脂フィルム（基板フィルム）１２と、樹脂フィルム１２の表裏両面に形成された下地金属層１３ａ、１３ｂと、下地金属層１３ａ、１３ｂ上に形成された軟磁性金属層１４ａ、１４ｂとから構成される。樹脂フィルム１２、下地金属層１３ａ、１３ｂおよび軟磁性金属層１４ａ、１４ｂの材質、寸法および作成プロセスは、軟磁性シート１と同様にすればよい。
また、本発明の軟磁性シート１１において、軟磁性金属層１４ａの上に樹脂層を形成することもできる。
【００２３】
＜積層軟磁性部材＞
図３、図４は本実施の形態による積層軟磁性部材５の例を示す断面図である。
図３および図４に示すように、積層軟磁性部材５は、絶縁層（第二の層）６と磁性体層（第一の層）７とが交互に積層された断面構造を有している。このような積層軟磁性部材５は、図１および図２で示した軟磁性シート１、１１を積層することにより得ることができる。図４に示した構成の場合、軟磁性シート１１は、表裏両面に軟磁性金属層１４ａ、１４ｂが露出した構造をなしているので、そのままで積層することはできない。そこで、樹脂フィルム１５を別途用意し、この樹脂フィルム１５を介在させて軟磁性シート１１を積層することにより、積層軟磁性部材５を得る。
ここで、積層軟磁性部材５全体としての厚さは、０．２ｍｍ以下とすることが重要である。前述のように、携帯電話機に積層軟磁性部材５を貼り付ける場合には、携帯電話機の小型化に対応する必要があるからである。より望ましい厚さは、０．１５ｍｍ、さらには０．１ｍｍ以下である。
【００２４】
そして、得られた積層軟磁性部材５において、軟磁性シート１、１１の樹脂フィルム２、１２、１５が絶縁層６を構成することになる。そのため、絶縁層６の厚さは５０μｍ以下となる。もっとも、軟磁性シート１、１１を積層する場合に接着剤を層間に介在させると、絶縁層６が樹脂フィルム２、１２の厚さより厚くなる場合がある。したがって、接着剤を用いる場合には、絶縁層６の厚さが５０μｍ以下となるように樹脂フィルム２、１２の厚さを定める必要がある。このとき、接着剤が樹脂で形成されていると、接着剤層も絶縁層６を構成することになる。
また、磁性体層７は、軟磁性シート１、１１における軟磁性金属層４、１４ａ、１４ｂによって構成されることになる。また、下地金属層３、１３ａ、１３ｂが、軟磁性金属によって形成される場合、この下地金属層３、１３ａ、１３ｂも、軟磁性金属層４、１４ａ、１４ｂとともに磁性体層７を構成する。
【００２５】
上記のような構成の積層軟磁性部材５は、携帯電話機内に配設することができる。なお、ここでは電子機器として携帯電話機を例にするが、これはあくまで本発明の適用事例にすぎない。
積層軟磁性部材５を携帯電話機内に配設する様子を図５に模式的に示している。携帯電話機（電子機器）３０は、その外殻をなす筐体としてフロント・カバー３１とケース３４とを備え、その間に必要に応じてホイップ・アンテナが取り付けられる回路基板３２が配設される。ケース３４内には内蔵アンテナ（電波通信部）３６が収容されており、積層軟磁性部材５は、内蔵アンテナ３６とその一部が重なるように、回路基板３２とケース３４との間に配設される。なお、積層軟磁性部材５の固定は、粘着剤、両面粘着テープ等を用いて行うことができる。
【００２６】
さて、図６に示したように、本実施の形態において、上記したように携帯電話機３０に備えられる積層軟磁性部材５は、磁性体層７は、複数の磁性エリア（エリア）４０に分割されて形成されている。
各磁性エリア４０は、この積層軟磁性部材５を携帯電話機３０に装着した状態で、携帯電話機３０で電波通信を行うときに生じる電界Ｅの方向に沿って、所定の長さＬを有するように形成されている。この磁性エリア４０の長さＬは、携帯電話機３０で行う電波通信の波長λに対し、λ／４より小さくなるように設定されている。
例えば、携帯電話機３０で、１．７５２ＧＨｚの電波を使用する場合、その波長λは１７１ｍｍであるので、各磁性エリア４０の長さＬは、４２．７５ｍｍより小さくなるように設定する。
このような磁性エリア４０は、電界Ｅの方向に沿って、互いに離間させた状態で複数並べて設けるのが好ましい。これにより、携帯電話機３０で電波通信を行う時に生じる磁界に対し、磁界を遮るように磁性エリア４０が並ぶことになる。
ここで、各磁性エリア４０の長さＬを、λ／４よりも大きくなるように設定してもよいが、その場合、複数の磁性エリア４０を電界Ｅに沿った方向に並べると、積層軟磁性部材５全体の長さが大きくなり、携帯電話機３０内に収めるのが困難になってしまう。
【００２７】
このような磁性エリア４０は、積層軟磁性部材５の表面に沿い、かつ電界Ｅと直交する方向、つまり積層軟磁性部材５の幅方向における寸法についても、図７に示したように、複数に分割することもできる。さらに、また、その幅方向の寸法も一定である必要はなく、図８に示すように、複数種（図８の例では２種類）の幅Ｗを有する磁性エリア４０を配置することもできる。さらには、図９に示すように、磁性エリア４０を不定形とし、これら複数の不定形の磁性エリア４０を積層軟磁性部材５の表面に配置する構成とすることもできる。この場合、不定形の磁性エリア４０は、電界Ｅに沿った方向における最大長部分を、長さＬとすることができる。
また、磁性エリア４０の長さＬは、磁性エリア４０すなわち磁性体層７の２０倍以上であることが好ましい。材料にもよるが、充分な抵抗率が得られるからである。
【００２８】
このようなパターンで磁性エリア４０を形成するには、めっき、真空蒸着法、スパッタリング法等の各種の膜形成プロセスにより、軟磁性シート１、１１に軟磁性金属層４、１４ａ、１４ｂを形成するに際し、マスクを用い、磁性エリア４０を形成すべき部分以外を覆うようにすれば良い。下地金属層３、１３ａ、１３ｂを備える場合には、下地金属層３、１３ａ、１３ｂを形成するに際しても、同様にマスクを用い、磁性エリア４０を形成すべき部分以外を覆うようにすれば良い。これにより、磁性エリア４０を形成すべき部分のみに下地金属層３、１３ａ、１３ｂや軟磁性金属層４、１４ａ、１４ｂが形成されることになる。
また、下地金属層３、１３ａ、１３ｂや軟磁性金属層４、１４ａ、１４ｂを軟磁性シート１、１１の全面に、上記各種の膜形成プロセスにより形成した後、磁性エリア４０を形成すべき部分以外の部分を、エッチング等の処理により除去することも可能である。
さらには、下地金属層３、１３ａ、１３ｂや軟磁性金属層４、１４ａ、１４ｂを、樹脂シート等の表面に予め形成し、これを各磁性エリア４０に応じたサイズの短冊状のシートに形成しておき、この短冊状のシートを樹脂フィルム２、１２上に貼り付けることで、磁性エリア４０を所定パターンで形成することもできる。このような手法は、個々の短冊状のシートは積層軟磁性部材５そのものであり、これをベースとなる樹脂シート等に貼り付ける、と捉えることもできる。
【００２９】
【実施例】
以下本発明を具体的実施例に基づいて説明する。
（実施例１）
膜厚１３μｍのＰＥＴフィルムを用意し、このＰＥＴフィルム上（片面）に、真空蒸着により厚さ２０ｎｍのＮｉ膜を形成した。このとき、ＰＥＴフィルムは、ロール体から繰り出した帯状のものを用いる。Ｎｉを蒸着した後に、以下に示すめっき液を用いてＮｉ膜上に軟磁性合金である８１ｗｔ％Ｎｉ−１９ｗｔ％Ｆｅ合金（パーマロイ）膜を形成し、軟磁性シート１を得た。なおめっき液の条件は、浴温が３５〜５５℃、ＰＨが２．０〜３．０である。そして、めっき膜厚が１μｍになるまで、２Ａ／ｄｍ２の電流密度で電解めっきした。なお、めっき膜の欠陥防止およびめっき液の表面張力低減のために、界面活性剤を適宜添加した。
【００３０】

Figure 2004303824
【００３１】
次いで、得られた軟磁性シート１を、長方形に切断し、試験片を得た。このとき、試験片の幅Ｗは７．５、１５、３０ｍｍの３通りとした。幅Ｗ＝７．５、１５ｍｍの試験片については、それぞれ、その長さＬを３５、５０、６５、８０ｍｍの４通りとした。また、幅Ｗ＝３０ｍｍの試験片は、長さＬを３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００としたものと、長さＬを４５、５０、５５、６０としたものの２通りを用意した。
このような試験片に対し、携帯電話用途を考慮して、周波数１．７５２ＧＨｚ、λ＝１７１ｍｍの波長の電波により、電界Ｅを長さＬに対応した方向に作用させた。このときの放射レベルを、スペクトルアナライザにより測定した。
図１０は、その測定結果を示すものである。
【００３２】
この図１０に示すように、試験片の幅Ｗにかかわらず、長さＬがλ／４≒４３ｍｍ近傍となると、放射レベルが最大になる。放射レベルは高いほど好ましいが、電界方向の波長に依存する放射レベルの増大は、軟磁性シート１が導体膜として機能しており、軟磁性シート１に高周波電流が流れていることを示す。携帯電話機３０の前面に高周波電流が流れるとＳＡＲが増大する傾向にあるため、軟磁性シート１を長さ４３ｍｍ付近の放射レベルが増大している寸法とすると、磁性膜の放射効率向上効果に導体膜としての効果が重畳されることになる。導体膜として作用することでＳＡＲが増大するため、軟磁性シート１の長さＬを４／λ近傍の寸法を外したものとすれば、ＳＡＲを抑制でき、磁性膜により放射レベルを増大させる機能を利用することが可能になる。このような傾向は、試験片の幅Ｗにかかわらず同様であるため、試験片の長さＬが重要であると言える。
【００３３】
また、図示しないが、試験片の長さＬを、いずれもλ／４以下である１、２、３、４ｃｍとして、これら試験片を長さＬ方向に複数並べることで、全体として１０ｃｍのシートに複数の磁性エリア４０を有する試験シートを作成し、同様に放射レベルを測定した。すると、この試験シートについても、同様に各磁性エリア４０を構成する試験片の長さＬが短くなるにつれて放射効率改善効果が顕著となった。
これより、磁性エリア４０の電界Ｅの方向の長さＬは、λ／４より短い寸法に設定されるのが好ましく、さらには、より短いλ／８以下の寸法であるほうがより好ましい。
【００３４】
（実施例２）
次に、上記実施例１と同様にして得た、長さＬが５０ｍｍ、幅Ｗが３０ｍｍの試験片について、携帯電話機３０前面のディプレイを含む面が受信アンテナに平行になる角度を０とし、携帯電話機３０を右に２８０°回転させた位置に固定する。この位置で、受信アンテナ側に携帯電話機３０、その反対側に人体モデル（ファントム）があり、受信レベルが最大になる。この条件で周波数を１．７５２ＧＨｚとしたときの、抵抗率に対する放射レベルの変化をスペクトルアナライザで測定した結果を図１１に示す。
この図１１に示すように、抵抗率が１０２Ωｃｍ以上になると、放射レベルが顕著に低下しており、高周波電流が流れる影響を抑制できる状態となっていることがわかる。これにより、軟磁性シート１の抵抗率が１０２Ωｃｍの状態とすることにより、磁性体による放射効率改善効果が現れる。
これにより、磁性エリア４０の長さＬを、その膜厚に対して十分に大きくし、軟磁性シート１において大きな抵抗率を得るのが良いと言える。
【００３５】
上述したように、積層軟磁性部材５を構成する軟磁性シート１の、磁性体層７を複数の磁性エリア４０に区分して形成し、それぞれの磁性エリア４０の、電界Ｅに沿った方向の長さＬを、携帯電話機３０で使用する電波の波長λに対し、λ／４より小さくなるように設定した。これにより、積層軟磁性部材５において電磁波を反射し、放射効率を改善することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、薄くても高周波数帯域における透磁率に優れ、しかも高いＳＡＲ対策効果を有する積層軟磁性部材を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における軟磁性シートの構成を示す断面図であり、（ａ）は作用する電界に直交する方向の断面図、（ｂ）は電界に沿った方向の断面図である。
【図２】他の軟磁性シートの構成を示す断面図である。
【図３】図１に示した軟磁性シートを用いた積層軟磁性部材の構成を示す断面図である。
【図４】図２に示した軟磁性シートを用いた積層軟磁性部材の構成を示す断面図である。
【図５】積層軟磁性部材を組み込む電子機器の概略構成を示す図である。
【図６】磁性エリアのパターンの例を示す図である。
【図７】磁性エリアのパターンの他の例を示す図である。
【図８】磁性エリアのパターンのさらに他の例を示す図である。
【図９】磁性エリアのパターンのさらに他の例を示す図である。
【図１０】磁性エリアの長さと放射レベルの関係を示す図である。
【図１１】磁性エリアの抵抗率と放射レベルの関係を示す図である。
【符号の説明】
１、１１…軟磁性シート、２、１２、１５…樹脂フィルム（基板フィルム）、３、１３ａ、１３ｂ…下地金属層、４、１４ａ、１４ｂ…軟磁性金属層、５…積層軟磁性部材、６…絶縁層（第二の層）、７…磁性体層（第一の層）、３０…携帯電話機（電子機器）、３１…フロント・カバー（筐体）、３４…ケース（筐体）、３６…内蔵アンテナ（電波通信部）、４０…磁性エリア（エリア）、Ｅ…電界、Ｌ…長さ、Ｗ…幅、λ…波長[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic device such as a mobile phone, and a laminated soft magnetic member that can be used by being attached to the electronic device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art EMI (Electromagnetic Interference) has been increasing with the development of high-speed operation processing and digitalization of electronic devices such as personal computers and mobile phones. In particular, since a digital device may malfunction due to noise, it is important to reduce noise generated from the digital device.
[0003]
As a material having excellent noise absorption characteristics in a high frequency region exceeding 1 GHz, a composite soft magnetic member in which soft magnetic metal powder is dispersed in resin or rubber has been proposed. For example, a composite magnetic material in which flat Fe-Si soft magnetic alloy powder is oriented and arranged in rubber or resin has been proposed (for example, see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-35927 [Non-Patent Document 1]
"Industrial Materials", October 1998, p. 31 to 35, p. 36-40
[0005]
In addition, the size and weight of mobile phones have been reduced year by year, and the antenna is located at a position very close to the human body, specifically, the head when using the mobile phone. At this time, the characteristics of the antenna are affected by the human body, and the antenna performance tends to decrease. That is, power loss caused by a part of the electromagnetic wave radiated from the antenna being absorbed by the human body causes a reduction in reception sensitivity and a reduction in the life of the battery.
[0006]
On the other hand, the amount of electromagnetic waves absorbed by the human body increases, and there is a concern that the electromagnetic wave may affect the human body. For this reason, local absorption guidelines are defined in each country including Japan, and the SAR (Specific Absorption Rate: local absorption) defined by the following formula is used as an evaluation amount of the local absorption of electromagnetic waves by the human body defined in each country in the local absorption guidelines. Amount) is used.
SAR = σE 2 / 2ρ
(E: electric field penetrating the human body, σ: permittivity of tissue, ρ: density of tissue)
[0007]
Therefore, as a method for improving the effective utilization rate of the electromagnetic wave radiated from the mobile phone, that is, the radiation efficiency while suppressing the SAR, a method of arranging a low-loss magnetic plate near the antenna has been proposed.
[0008]
In addition, by arranging a reflector in the mobile phone for the purpose of improving the radiation efficiency, it is possible to reflect electromagnetic waves radiated from the radiation source in the opposite direction and to contribute to communication, thereby enabling radiation. It is possible to achieve effective use of the generated electromagnetic waves. Furthermore, by using a reflector that hardly absorbs power during radio wave irradiation, the amount of electromagnetic waves that contribute to communication can be improved, so radiation efficiency during communication is improved and communication performance is improved. It is proposed by the present applicant that improvement can be achieved (for example, see Patent Document 2).
[0009]
[Patent Document 2]
JP 2000-323921 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method using a magnetic plate using a composite material composed of a magnetic fine powder and a resin proposed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, the radiation efficiency improvement effect is 0.6 dB even when the plate thickness is 5 mm. small. In order to cope with the reduction in size and weight of the mobile phone, it is desirable that the plate thickness be 0.2 mm or less, and more preferably 0.1 mm or less. Therefore, it is difficult to apply a low-loss magnetic plate to a mobile phone.
[0011]
Further, in the method proposed in Patent Literature 2, although improvement of radiation efficiency is studied, SAR is not mentioned. Further, when a high-frequency current flows on the front surface of the mobile phone, the SAR tends to increase. Therefore, it is necessary to reduce the high-frequency current on the reflector.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to provide a laminated soft magnetic member or the like which is thin and has a high radiation efficiency improving effect while suppressing an increase in SAR. Further, the present invention provides an electronic device incorporating such a laminated soft magnetic member.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have further studied the composite soft magnetic member proposed in Patent Document 2, and found that the length of the soft magnetic metal layer along the direction of an electric field generated when transmitting or receiving a radio wave is a radio wave. When the wavelength was near λ / 4 with respect to the wavelength λ, the radiation level in the soft magnetic metal layer increased, but the SAR also increased.
This indicates that the soft magnetic metal layer, which is originally a magnetic material, behaves as a conductor, and is in an unfavorable state as a radiation efficiency improving member.
Then, the soft magnetic metal layer is divided into a plurality of areas along a direction of an electric field generated when transmitting and / or receiving a radio wave in the radio wave communication unit, and a dimension along a direction of the electric field of each area is defined as: It has been found that the size should be set to a value excluding １ ／ of the wavelength λ of the radio wave.
[0014]
The electronic device according to the present invention includes a housing that forms an outer shell of the electronic device, a laminated soft magnetic member disposed in the housing, and a radio wave communication unit that transmits and / or receives radio waves. Things. Such an electronic device only needs to transmit or receive a radio wave or transmit and receive a radio wave in a radio wave communication unit. For example, a mobile phone, a PC (Personal Computer), a PDA (Personal Digital) may be used. Assistants), a GPS (Global Positioning System) terminal, and the like.
The laminated soft magnetic member includes a soft magnetic metal layer. The soft magnetic metal layer is divided into a plurality of areas along the direction of an electric field generated when a radio wave is transmitted and / or received by the radio wave communication unit. At this time, the size of each area is set so that the dimension along the direction of the electric field excludes １ ／ of the wavelength λ of the radio wave transmitted and / or received by the radio communication unit. Of course, the dimensions of the individual areas along the direction of the electric field can be made larger than １ ／ of the wavelength λ. Is preferably set to be smaller, and more preferably, smaller than １ ／ of the wavelength λ.
Note that the soft magnetic metal layer can be formed by being directly or indirectly stacked on the insulating layer. When the soft magnetic metal layer is indirectly laminated on the insulating layer, a base metal layer or another layer can be interposed between the soft magnetic metal layer and the insulating layer.
[0015]
Further, the laminated soft magnetic member of the present invention has a configuration in which a plurality of layers including a first layer having a magnetic area formed of a soft magnetic metal and a second layer formed of an insulating material are laminated. And the dimension of the magnetic area in one direction along the surface of the first layer is smaller than 1/4 of the wavelength λ of a radio wave used in an electronic device incorporating the laminated soft magnetic member. It is characterized by.
Here, "one direction along the surface of the first layer" refers to "in the direction of the electric field generated by radio waves used in the electronic device with the laminated soft magnetic member incorporated in the electronic device." However, in the case where the laminated soft magnetic member alone, that is, the laminated soft magnetic member is not incorporated in the electronic device, the above “direction along the direction of the electric field” cannot be specified. Therefore, the dimension of the magnetic area in one specific direction along the surface of the first layer is smaller than １ ／ of the wavelength λ of a radio wave used in an electronic device incorporating the laminated soft magnetic member. Thus, it is determined whether or not the present invention is applied.
Now, only one such magnetic area may be formed in the first layer, but a plurality of such magnetic areas are preferably formed side by side. In this case, the plurality of magnetic areas are preferably arranged along a specific “one direction” along the surface of the first layer.
It is preferable that the plurality of layers constituting the laminated soft magnetic member include a plurality of first layers and a plurality of second layers, respectively.
[0016]
The present invention has a substrate film formed from an insulating resin, and a soft magnetic metal film directly or indirectly formed on the substrate film, and the soft magnetic metal film is formed along the surface of the substrate film. It can also be considered as a soft magnetic sheet characterized in that a plurality of them are formed in a plane at a distance from each other.
At this time, the size of the soft magnetic metal film in one direction along the surface of the substrate film is preferably smaller than 40 mm. The dimension of 40 mm is set based on a frequency of 1.752 GHz and a wavelength of λ = 171 mm used in a mobile phone, and thereby, the dimension of the soft magnetic metal film is reduced by the soft magnetic sheet (formed by the soft magnetic sheet).積 層 = 42.75 mm of a wavelength λ of a radio wave used in an electronic device incorporating the laminated soft magnetic member). From this point, it is more preferable that the size of the soft magnetic metal film in one direction along the surface of the substrate film is smaller than 30 mm.
Further, it is preferable that the above-mentioned dimension is 20 times or more the thickness of the soft magnetic metal film. Further, it is preferable that the resistivity of the soft magnetic metal film be set to 10 2 Ωcm or more.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
<Soft magnetic sheet>
1 and 2 show examples of a soft magnetic sheet used for the laminated soft magnetic member of the present invention. Here, FIG. 1A is a sectional view in a direction orthogonal to an electric field acting on the soft magnetic sheet, and FIG. 1B is a sectional view in a direction along the electric field acting on the soft magnetic sheet.
The soft magnetic sheet 1 shown in FIG. 1 includes a resin film (substrate film) 2, a base metal layer 3 formed on the resin film 2, and a soft magnetic metal layer 4 formed on the base metal layer 3. Is done.
The resin film 2 is made of a heat-resistant resin material such as a polyimide resin, a polyamide resin, a fluororesin, a polyamide-imide resin, a PPS (polyphenylene sulfide) resin, or a resin such as PET (polyethylene terephthalate) or PBT (polybutylene terephthalate). Materials can be used.
The soft magnetic metal layer 4 can be made of any of transition metal elements exhibiting soft magnetism, or an alloy of a transition metal element and another metal element. A specific example is an alloy containing at least one of Fe, Co, and Ni as a main component, and includes a Fe—Ni alloy, an Fe—Co alloy, and a Co—Ni alloy. Among them, an alloy having a saturation magnetic flux density of 1.0 T or more is desirable. Among them, an Fe-Ni-based alloy containing 20 to 80 wt% of Fe is preferable for the present invention. In particular, an Fe-Ni-based alloy containing 30 to 70 wt% of Fe, and more preferably 40 to 65 wt% of Fe is desirable. Further, an Fe—Co alloy or a Co—Ni—Fe alloy is desirable for the present invention. It is desirable to use an Fe-Co alloy containing 20 to 60 at% of Co and having a saturation magnetic flux density of 2.0 T or more. These alloys may contain 15 at% or less of one or more of Nb, Mo, Ta, W, Zr, Mn, Ti, Cr, Cu, and Co. Further, when the soft magnetic metal layer 4 is formed by plating, elements such as C and S are inevitably included, but the soft magnetic metal layer 4 of the present invention allows such elements to be contained.
The soft magnetic metal layer 4 may be in any of a crystalline alloy and an amorphous alloy. As the amorphous alloy, Co-based and Fe-based amorphous alloys can be used. The present invention also allows the use of a Fe-based microcrystalline alloy. A microcrystalline alloy is generally known as an alloy mainly composed of fine crystals having a crystal grain size of 10 nm or less.
[0018]
The soft magnetic metal layer 4 is a soft magnetic metal film formed directly or indirectly on the resin film 2 and is formed by various film forming processes such as plating (electrolytic or electroless), vacuum deposition, and sputtering. can do. These film forming processes can be performed alone. Therefore, the soft magnetic metal layer 4 can be formed only by plating, or the soft magnetic metal layer 4 can be formed only by vapor deposition. Of course, a plurality of film forming processes can be combined. Plating is preferable in that a film can be formed at a lower temperature than the vacuum evaporation method and the sputtering method. In the present invention, since the soft magnetic metal layer 4 is formed on the resin film 2, it is desirable that the soft magnetic metal layer 4 does not thermally affect the resin film 2. Further, plating has an advantage that a film having a predetermined thickness can be obtained in a short time as compared with the sputtering method. When the soft magnetic metal layer 4 is obtained by plating, since elements such as S contained in the plating bath are mixed into the soft magnetic metal layer 4, it is difficult to distinguish from the soft magnetic metal layer 4 by other processes. it can.
[0019]
The base metal layer 3 plays a role as a conductive layer required when the soft magnetic metal layer 4 is formed on the resin film 2 by electrolytic plating. The base metal layer 3 can be formed by, for example, a vacuum evaporation method. Further, after forming the base metal layer 3 by electroless plating, the soft magnetic metal layer 4 can be formed by electrolytic plating. When the soft magnetic metal layer 4 is formed by a method other than the electrolytic plating, it is not necessary to form the base metal layer 3. That is, the base metal layer 3 is an optional element in the present invention. However, when a soft magnetic metal is used for the base metal layer 3, the base metal layer 3 constitutes a part of the soft magnetic metal layer 4.
[0020]
Next, in the soft magnetic sheet 1, the thickness of the resin film 2 is set to 50 μm or less. The resin film 2 has a function of insulating the soft magnetic metal layers 4 from each other in the laminated soft magnetic member of the present invention. However, when the thickness of the insulating layer is increased, the occupancy of the soft magnetic metal layer 4 is reduced, and the magnetic permeability of the laminated soft magnetic member is reduced. Desirable thickness of the resin film 2 is 10 μm or less. However, it is difficult to manufacture the extremely thin resin film 2 and it is not possible to have a predetermined strength for forming the soft magnetic metal layer 4. Therefore, it is recommended that the thickness be 0.2 μm or more, or 2 μm or more.
[0021]
It is desirable that the soft magnetic metal layer 4 has a thickness of 1 μm or less. If the thickness exceeds this, eddy current loss in a high frequency band exceeding, for example, 800 MHz increases, and the function as a magnetic material decreases. Therefore, in the present embodiment, the thickness of the soft magnetic metal layer 4 is desirably 0.5 μm or less. It is highly necessary that the soft magnetic metal layer 4 be formed densely. Therefore, it is necessary that the soft magnetic metal layer 4 has a minimum film thickness capable of forming a dense film by various processes. The base metal layer 3 functions as a conductive layer at the time of electrolytic plating, and only needs to have a thickness of about several tens nm.
[0022]
The soft magnetic sheet 11 shown in FIG. 2 is different from the soft magnetic sheet 1 shown in FIG. 1 in that the soft magnetic metal layer 4 is formed on one side of the resin film 2 and formed on both sides. I do. That is, the soft magnetic sheet 11 includes a resin film (substrate film) 12, base metal layers 13 a and 13 b formed on both front and back surfaces of the resin film 12, and a soft magnetic metal layer formed on the base metal layers 13 a and 13 b. 14a and 14b. The materials, dimensions, and forming processes of the resin film 12, the base metal layers 13a and 13b, and the soft magnetic metal layers 14a and 14b may be the same as those of the soft magnetic sheet 1.
Further, in the soft magnetic sheet 11 of the present invention, a resin layer can be formed on the soft magnetic metal layer 14a.
[0023]
<Laminated soft magnetic member>
3 and 4 are cross-sectional views showing examples of the laminated soft magnetic member 5 according to the present embodiment.
As shown in FIGS. 3 and 4, the laminated soft magnetic member 5 has a sectional structure in which insulating layers (second layers) 6 and magnetic layers (first layers) 7 are alternately laminated. I have. Such a laminated soft magnetic member 5 can be obtained by laminating the soft magnetic sheets 1 and 11 shown in FIG. 1 and FIG. In the case of the configuration shown in FIG. 4, the soft magnetic sheet 11 has a structure in which the soft magnetic metal layers 14a and 14b are exposed on both the front and back surfaces, and therefore cannot be laminated as it is. Therefore, a resin film 15 is separately prepared, and the soft magnetic sheet 11 is laminated with the resin film 15 interposed therebetween, whereby the laminated soft magnetic member 5 is obtained.
Here, it is important that the thickness of the laminated soft magnetic member 5 as a whole be 0.2 mm or less. This is because, as described above, when the laminated soft magnetic member 5 is attached to the mobile phone, it is necessary to cope with downsizing of the mobile phone. A more desirable thickness is 0.15 mm, or even 0.1 mm or less.
[0024]
Then, in the obtained laminated soft magnetic member 5, the resin films 2, 12, 15 of the soft magnetic sheets 1, 11 constitute the insulating layer 6. Therefore, the thickness of the insulating layer 6 becomes 50 μm or less. However, when the soft magnetic sheets 1 and 11 are laminated, if an adhesive is interposed between the layers, the insulating layer 6 may be thicker than the resin films 2 and 12. Therefore, when using an adhesive, it is necessary to determine the thickness of the resin films 2 and 12 so that the thickness of the insulating layer 6 is 50 μm or less. At this time, if the adhesive is formed of a resin, the adhesive layer also constitutes the insulating layer 6.
Further, the magnetic layer 7 is constituted by the soft magnetic metal layers 4, 14a, 14b in the soft magnetic sheets 1, 11. When the base metal layers 3, 13a and 13b are formed of a soft magnetic metal, the base metal layers 3, 13a and 13b also constitute the magnetic layer 7 together with the soft magnetic metal layers 4, 14a and 14b.
[0025]
The laminated soft magnetic member 5 configured as described above can be disposed in a mobile phone. Here, a mobile phone is taken as an example of the electronic device, but this is merely an application example of the present invention.
FIG. 5 schematically shows a state in which the laminated soft magnetic member 5 is disposed in a mobile phone. The mobile phone (electronic device) 30 includes a front cover 31 and a case 34 as a casing forming an outer shell, and a circuit board 32 to which a whip antenna is attached as necessary is provided between the front cover 31 and the case 34. A built-in antenna (radio wave communication unit) 36 is accommodated in the case 34, and the laminated soft magnetic member 5 is disposed between the circuit board 32 and the case 34 so that the built-in antenna 36 partially overlaps the built-in antenna 36. Is done. Note that the laminated soft magnetic member 5 can be fixed using an adhesive, a double-sided adhesive tape, or the like.
[0026]
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, in the laminated soft magnetic member 5 provided in the mobile phone 30 as described above, the magnetic layer 7 is divided into a plurality of magnetic areas (areas) 40. It is formed.
Each magnetic area 40 has a predetermined length L along the direction of an electric field E generated when the mobile phone 30 performs radio communication with the laminated soft magnetic member 5 mounted on the mobile phone 30. Is formed. The length L of the magnetic area 40 is set to be smaller than λ / 4 with respect to the wavelength λ of the radio communication performed by the mobile phone 30.
For example, when the mobile phone 30 uses a radio wave of 1.752 GHz, its wavelength λ is 171 mm, so that the length L of each magnetic area 40 is set to be smaller than 42.75 mm.
It is preferable that a plurality of such magnetic areas 40 be provided side by side in the direction of the electric field E while being separated from each other. As a result, the magnetic areas 40 are arranged so as to block the magnetic field generated when the mobile phone 30 performs radio wave communication.
Here, the length L of each magnetic area 40 may be set to be larger than λ / 4. In this case, when the plurality of magnetic areas 40 are arranged in a direction along the electric field E, the laminated soft The entire length of the magnetic member 5 becomes large, and it is difficult to store the magnetic member 5 in the mobile phone 30.
[0027]
Such a magnetic area 40 extends along the surface of the laminated soft magnetic member 5 and in a direction perpendicular to the electric field E, that is, in the width direction of the laminated soft magnetic member 5, as shown in FIG. It can also be split. Further, the dimension in the width direction does not need to be constant, and magnetic areas 40 having a plurality of types (two types in the example of FIG. 8) of the width W can be arranged as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 9, the magnetic area 40 may have an irregular shape, and the plurality of irregular magnetic areas 40 may be arranged on the surface of the laminated soft magnetic member 5. In this case, the maximum length of the amorphous magnetic area 40 in the direction along the electric field E can be set to the length L.
The length L of the magnetic area 40 is preferably at least 20 times the magnetic area 40, that is, the magnetic layer 7. This is because a sufficient resistivity can be obtained depending on the material.
[0028]
In order to form the magnetic area 40 in such a pattern, the soft magnetic metal layers 4, 14a, and 14b are formed on the soft magnetic sheets 1, 11 by various film forming processes such as plating, vacuum evaporation, and sputtering. At this time, a mask may be used to cover portions other than the portion where the magnetic area 40 is to be formed. When the base metal layers 3, 13a, and 13b are provided, the base metal layers 3, 13a, and 13b may be formed using a mask in the same manner so as to cover portions other than the portion where the magnetic area 40 is to be formed. . As a result, the base metal layers 3, 13a, 13b and the soft magnetic metal layers 4, 14a, 14b are formed only in the portion where the magnetic area 40 is to be formed.
After the base metal layers 3, 13a and 13b and the soft magnetic metal layers 4, 14a and 14b are formed on the entire surface of the soft magnetic sheets 1 and 11 by the above-described various film forming processes, a portion where the magnetic area 40 is to be formed is formed. It is also possible to remove portions other than those by processing such as etching.
Further, the base metal layers 3, 13a, 13b and the soft magnetic metal layers 4, 14a, 14b are previously formed on the surface of a resin sheet or the like, and are formed into strip-shaped sheets having a size corresponding to each magnetic area 40. In addition, the magnetic area 40 can be formed in a predetermined pattern by sticking the strip-shaped sheet on the resin films 2 and 12. Such a method can also be considered that each strip-shaped sheet is the laminated soft magnetic member 5 itself, and is attached to a base resin sheet or the like.
[0029]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
(Example 1)
A 13 μm-thick PET film was prepared, and a 20-nm-thick Ni film was formed on this PET film (one side) by vacuum evaporation. At this time, the PET film used is a belt-shaped one drawn from a roll body. After depositing Ni, an 81 wt% Ni-19 wt% Fe alloy (permalloy) film, which is a soft magnetic alloy, was formed on the Ni film using the plating solution shown below, and a soft magnetic sheet 1 was obtained. The conditions for the plating solution are a bath temperature of 35 to 55 ° C. and a pH of 2.0 to 3.0. Then, electrolytic plating was performed at a current density of 2 A / dm 2 until the plating film thickness became 1 μm. In addition, a surfactant was appropriately added to prevent defects of the plating film and reduce the surface tension of the plating solution.
[0030]
Figure 2004303824
[0031]
Next, the obtained soft magnetic sheet 1 was cut into a rectangle to obtain a test piece. At this time, the width W of the test piece was set to 7.5, 15, and 30 mm. For the test pieces having a width W of 7.5 and 15 mm, the length L was set to four values of 35, 50, 65 and 80 mm. The test piece having a width W of 30 mm has a length L of 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 and a length L of 45, 50, 55, 60. I prepared a street.
An electric field E was applied to such a test piece in a direction corresponding to the length L by a radio wave having a frequency of 1.752 GHz and a wavelength of λ = 171 mm in consideration of a mobile phone application. The radiation level at this time was measured by a spectrum analyzer.
FIG. 10 shows the measurement results.
[0032]
As shown in FIG. 10, regardless of the width W of the test piece, when the length L is near λ / 4 ≒ 43 mm, the radiation level becomes maximum. The higher the radiation level, the better, but an increase in the radiation level depending on the wavelength in the direction of the electric field indicates that the soft magnetic sheet 1 functions as a conductor film and a high-frequency current is flowing through the soft magnetic sheet 1. Since the SAR tends to increase when a high-frequency current flows on the front surface of the mobile phone 30, if the soft magnetic sheet 1 is dimensioned to have an increased radiation level in the vicinity of a length of 43 mm, the effect of improving the radiation efficiency of the magnetic film is The effect as a film is superimposed. Since the SAR increases by acting as a conductor film, the SAR can be suppressed and the radiation level can be increased by the magnetic film if the length L of the soft magnetic sheet 1 is set to a value outside the dimension of about 4 / λ. Can be used. Since such a tendency is the same regardless of the width W of the test piece, it can be said that the length L of the test piece is important.
[0033]
Although not shown, the length L of the test pieces is set to 1, 2, 3, and 4 cm, each of which is λ / 4 or less, and a plurality of these test pieces are arranged in the length L direction, so that a sheet of 10 cm as a whole is obtained. A test sheet having a plurality of magnetic areas 40 was prepared, and the radiation level was measured in the same manner. Then, also in this test sheet, the radiation efficiency improvement effect became remarkable as the length L of the test piece constituting each magnetic area 40 became shorter.
Accordingly, the length L of the magnetic area 40 in the direction of the electric field E is preferably set to a dimension shorter than λ / 4, and more preferably, the dimension is shorter than λ / 8.
[0034]
(Example 2)
Next, for a test piece having a length L of 50 mm and a width W of 30 mm obtained in the same manner as in Example 1 above, the angle at which the surface including the display on the front surface of the mobile phone 30 becomes parallel to the receiving antenna is set to 0. Then, the mobile phone 30 is fixed at a position rotated 280 ° clockwise. At this position, the mobile phone 30 is on the receiving antenna side and the human body model (phantom) is on the opposite side, and the receiving level is maximized. FIG. 11 shows the result of measuring the change in the radiation level with respect to the resistivity when the frequency was set to 1.752 GHz under this condition using a spectrum analyzer.
As shown in FIG. 11, when the resistivity is equal to or higher than 10 2 Ωcm, the radiation level is remarkably reduced, and it can be seen that the effect of the flow of the high-frequency current can be suppressed. By setting the resistivity of the soft magnetic sheet 1 to 10 2 Ωcm, the effect of improving the radiation efficiency by the magnetic material appears.
Thereby, it can be said that it is better to make the length L of the magnetic area 40 sufficiently large with respect to the film thickness and obtain a large resistivity in the soft magnetic sheet 1.
[0035]
As described above, the magnetic layer 7 of the soft magnetic sheet 1 constituting the laminated soft magnetic member 5 is formed by dividing the magnetic layer 40 into a plurality of magnetic areas 40. The length L is set to be smaller than λ / 4 with respect to the wavelength λ of the radio wave used in the mobile phone 30. Thereby, electromagnetic waves are reflected by the laminated soft magnetic member 5, and the radiation efficiency can be improved.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a laminated soft magnetic member having excellent magnetic permeability in a high frequency band even when thin, and having a high SAR countermeasure effect.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views illustrating a configuration of a soft magnetic sheet according to the present embodiment, in which FIG. 1A is a cross-sectional view in a direction perpendicular to an applied electric field, and FIG. 1B is a cross-sectional view in a direction along the electric field. .
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of another soft magnetic sheet.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a laminated soft magnetic member using the soft magnetic sheet shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a laminated soft magnetic member using the soft magnetic sheet shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device incorporating a laminated soft magnetic member.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a pattern of a magnetic area.
FIG. 7 is a diagram showing another example of a pattern of a magnetic area.
FIG. 8 is a diagram showing still another example of the pattern of the magnetic area.
FIG. 9 is a diagram showing still another example of the pattern of the magnetic area.
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the length of a magnetic area and the radiation level.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the resistivity of the magnetic area and the radiation level.
[Explanation of symbols]
1, 11: soft magnetic sheet, 2, 12, 15: resin film (substrate film), 3, 13a, 13b: base metal layer, 4, 14a, 14b: soft magnetic metal layer, 5: laminated soft magnetic member, 6 ... insulating layer (second layer), 7 ... magnetic layer (first layer), 30 ... mobile phone (electronic device), 31 ... front cover (housing), 34 ... case (housing), 36 ... Built-in antenna (radio wave communication unit), 40 ... Magnetic area (area), E ... Electric field, L ... Length, W ... Width, λ ... Wavelength

Claims (10)

電子機器の外殻をなす筐体と、
前記筐体内に配設された積層軟磁性部材と、
電波を送信および／または受信する電波通信部と、を備え、
前記積層軟磁性部材は、前記電波通信部で電波を送信および／または受信する際に生じる電界の方向に沿って、複数のエリアに区分して形成された軟磁性金属層を備えることを特徴とする電子機器。A housing that forms the outer shell of the electronic device;
A laminated soft magnetic member disposed in the housing,
A radio communication unit for transmitting and / or receiving radio waves,
The laminated soft magnetic member includes a soft magnetic metal layer divided into a plurality of areas along a direction of an electric field generated when transmitting and / or receiving a radio wave in the radio wave communication unit. Electronic equipment. 前記軟磁性金属層の個々のエリアは、前記電界の方向に沿った寸法が、前記電波通信部で送信および／または受信する電波の波長λの１／４よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。The area of each of the soft magnetic metal layers along the direction of the electric field is smaller than １ ／ of a wavelength λ of a radio wave transmitted and / or received by the radio wave communication unit. 2. The electronic device according to 1. 前記寸法は、前記波長λの１／８よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。The electronic device according to claim 2, wherein the dimension is smaller than １ ／ of the wavelength λ. 軟磁性金属によって形成された磁性エリアを有した第一の層と、絶縁材料によって形成された第二の層とを含む複数の層が積層された積層軟磁性部材であって、
前記第一の層において、前記磁性エリアの、当該第一の層の面に沿った一方向の寸法が、前記積層軟磁性部材が組み込まれる電子機器で使用される電波の波長λの１／４よりも小さいことを特徴とする積層軟磁性部材。A laminated soft magnetic member in which a plurality of layers including a first layer having a magnetic area formed of a soft magnetic metal and a second layer formed of an insulating material are laminated,
In the first layer, the dimension of the magnetic area in one direction along the surface of the first layer is １ ／ of the wavelength λ of a radio wave used in an electronic device in which the laminated soft magnetic member is incorporated. A laminated soft magnetic member characterized by being smaller than the above. 前記第一の層に、前記磁性エリアが複数並んで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の積層軟磁性部材。The laminated soft magnetic member according to claim 4, wherein a plurality of the magnetic areas are formed in the first layer. 前記第一の層、前記第二の層を、それぞれ複数含むことを特徴とする請求項４または５に記載の積層軟磁性部材。The laminated soft magnetic member according to claim 4, wherein the laminated soft magnetic member includes a plurality of the first layers and a plurality of the second layers. 絶縁樹脂から形成された基板フィルムと、
前記基板フィルム上に直接または間接的に形成された軟磁性金属膜と、を有し、
前記軟磁性金属膜は、前記基板フィルムの表面に沿った面内に、互いに離間して複数が形成されていることを特徴とする軟磁性シート。A substrate film formed from an insulating resin,
Having a soft magnetic metal film formed directly or indirectly on the substrate film,
A plurality of the soft magnetic metal films are formed in a plane along a surface of the substrate film so as to be separated from each other. 前記軟磁性金属膜の、前記基板フィルムの表面に沿った一方向の寸法が、４０ｍｍより小さいことを特徴とする請求項７に記載の軟磁性シート。The soft magnetic sheet according to claim 7, wherein a dimension of the soft magnetic metal film in one direction along a surface of the substrate film is smaller than 40 mm. 前記寸法は、前記軟磁性金属膜の膜厚の２０倍以上であることを特徴とする請求項８に記載の軟磁性シート。The soft magnetic sheet according to claim 8, wherein the dimension is 20 times or more the thickness of the soft magnetic metal film. 前記軟磁性金属膜の抵抗率が１０２Ωｃｍ以上であることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の軟磁性シート。The soft magnetic sheet according to any one of claims 7 to 9, wherein the resistivity of the soft magnetic metal film is 10 2 Ωcm or more.
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