專利名稱：軟磁性部件、電磁波控制板及軟磁性部件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在超過800MHz的高頻帶上表現(xiàn)出大的復(fù)導(dǎo)磁率的軟磁性部件及其制造方法。另外，本發(fā)明還涉及適合用于信息通信設(shè)備中的電磁波控制板。
背景技術(shù)：
信息通信設(shè)備有小型化的趨勢，并且所使用的電波頻帶正在向高頻方向轉(zhuǎn)變。在此之前，人們一直在尋求利用介電常數(shù)的元件高性能化。另一方面，在利用鄰域的電磁波來謀求效率改善的場合下，可以期待利用介電常數(shù)的高性能化。以往，在800MHz以上高頻帶的磁性體導(dǎo)磁率，因為只表現(xiàn)出遠比在相對低頻區(qū)域中的導(dǎo)磁率更小的值，所以沒有積極地利用導(dǎo)磁率，而一直在高頻部件中主要使用電介質(zhì)。但是，就包括天線的高頻部件而言，對于因介電常數(shù)的利用而得到的特性改善已出現(xiàn)臨界，難以期望飛躍性的效率改善。
另一方面，改善在千兆Hz頻帶(下面，稱為「GHz頻帶」)之類的高頻中的導(dǎo)磁率，其研究也有所進展。
例如，這種多層膜在GHz頻帶上表現(xiàn)出良好的復(fù)導(dǎo)磁率，已為眾所周知(NTT R&D，Vol.42 No.5(1993)，pp689-696)，該多層膜的構(gòu)造為采用離子束濺射法在基片上使磁性體層和非磁性體層(SiO2)交互疊層。在此，為實現(xiàn)高導(dǎo)磁率，磁致伸縮小是有利的。為此，例如人們提出通過使Fe(磁致伸縮負(fù))和NiFe合金(磁致伸縮正)相互擴散來控制磁致伸縮使之變小的磁性體層。另外，象CoNbZr膜那樣已做出下述工作，這就是在磁致伸縮小的膜上施以磁致熱處理附加感應(yīng)各向異性，直至GHz頻帶保持高導(dǎo)磁率。還有，各向異性在實施磁致熱處理之外，也可以通過形成精細圖形來附加。(日本應(yīng)用磁氣學(xué)會志，Vol.24(2000)pp 731-734)。
以上在GHz頻帶中的高導(dǎo)磁率化技術(shù)，在基片上制成軟磁性膜之后，通過實施磁致熱處理賦予感應(yīng)各向異性或者形成精細圖形賦予形狀各向異性，使各向異性磁場增加，成為高頻化。但是上述技術(shù)，必須使用硬質(zhì)基片材料，并且為了附加各向異性而必須實施高價的熱處理和加工。因此，嚴(yán)重受到形狀及價格的制約，成為實用化的阻礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是根據(jù)這種技術(shù)性課題而做出的，其課題為提供一種不用實行下述處理而無需達到在超過800MHz高頻帶上的高導(dǎo)磁率化進而不使用硬質(zhì)基片材料的軟磁性部件，上述處理是施以磁致熱處理賦予感應(yīng)各向異性，或者形成精細圖形，賦予形狀各向異性之類的處理。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種由包含軟磁性金屬層的多個層來構(gòu)成的軟磁性部件，其特征為使軟磁性金屬層和其他層之間的磁性耦合得到提高。作為使軟磁性金屬層與其他層的磁性耦合得以提高所用的方法，本發(fā)明提出下述的第1～第3方法。
也就是說，按照第1方法，具備絕緣層、與絕緣層相對配置的基底金屬層以及配設(shè)于基底金屬層上的軟磁性金屬層，并在軟磁性金屬層的基底金屬層側(cè)形成與其他區(qū)域相比飽和磁通密度更大的區(qū)域(下面，有時稱為「高飽和磁通密度區(qū)域」)。通過在基底金屬層側(cè)設(shè)置高飽和磁通密度區(qū)域，而可以增強軟磁性金屬層與基底金屬層間的磁性耦合。
因而，若基底金屬層采用與軟磁性金屬層相比各向異性磁場更大的材料來構(gòu)成，則可以增大軟磁性金屬層的各向異性磁場。
在此，因為諧振頻率具有與各向異性磁場的平方根成比例的關(guān)系，所以通過采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠達到在800MHz以上的高頻帶、進而GHz頻帶上的高導(dǎo)磁率化。為了享有這種效果，本發(fā)明軟磁性金屬層上的其他區(qū)域最好采用與高飽和磁通密度區(qū)域相比導(dǎo)磁率更高的材料來構(gòu)成。
在本發(fā)明的軟磁性部件中，基底金屬層最好是與軟磁性金屬層相比頑磁力更大的材料。
本發(fā)明的軟磁性部件既可以將包括絕緣層、基底金屬層和軟磁性金屬層的部分作為單體來使用，也可以對多個該部分加以疊層來使用。
另外在本發(fā)明的軟磁性部件中，也可以在絕緣層和基底金屬層之間介入金屬氧化層。
但是，作為軟磁性金屬的典型示例有包含F(xiàn)e的合金，而該合金根據(jù)Fe濃度的不同其飽和磁通密度有所變動。具體而言，F(xiàn)e濃度越高則飽和磁通密度越大。在此，假設(shè)軟磁性金屬層由指定成份的Fe-Ni合金構(gòu)成，如果將與指定成份相比Fe濃度更高的合金區(qū)域設(shè)置在和基底金屬層之間，則該區(qū)域與存在指定成份Fe-Ni合金的區(qū)域相比飽和磁通密度更大，因此能夠使基底金屬層與軟磁性金屬層之間的磁性耦合得到提高。
因此按照第2方法，具備第1區(qū)域，由樹脂材料構(gòu)成；第2區(qū)域，與第1區(qū)域相對配置由含有Fe并呈現(xiàn)軟磁性的合金構(gòu)成；第3區(qū)域，配置于第1區(qū)域和第2區(qū)域之間并采用與第2區(qū)域相比各向異性磁場更大的金屬材料來構(gòu)成，與此同時在第2區(qū)域和第3區(qū)域之間進一步配置與第2區(qū)域相比Fe濃度高的第4區(qū)域。按照第2方法，由于在第2區(qū)域和第3區(qū)域之間配置有與第2區(qū)域相比Fe濃度高的第4區(qū)域，因而可以提高第4區(qū)域和第3區(qū)域的磁性耦合。借此，也使第3區(qū)域和相當(dāng)于軟磁性金屬層的第2區(qū)域之間的磁性耦合得到提高。
本發(fā)明的軟磁性部件，由于第1區(qū)域由樹脂材料構(gòu)成，因而具有可撓性，在給各種機器配置時的操作是較為容易的。
在本發(fā)明中可以由含有Ni及/或Co和Fe的合金來構(gòu)成第2區(qū)域及第4區(qū)域。也就是說，在本發(fā)明中包含第4區(qū)域呈現(xiàn)軟磁性的形式。即使在這種場合下，作為前提第4區(qū)域方面與第2區(qū)域相比Fe濃度也更高。
如上所述，第2區(qū)域及第4區(qū)域可以由含有Ni及/或Co和Fe的合金構(gòu)成，而第2區(qū)域及第4區(qū)域還可以由組成元素一致的合金構(gòu)成。例如，在通過電解鍍形成第2區(qū)域及第4區(qū)域的場合下，可以通過使用相同的電鍍浴并控制電鍍條件，來形成與第2區(qū)域相比Fe濃度更高的第4區(qū)域。此時，第2區(qū)域及第4區(qū)域采用組成元素一致的合金來構(gòu)成。這樣根據(jù)本發(fā)明，可以通過一次電解鍍處理，就形成由組成元素一致的合金構(gòu)成的第2區(qū)域及第4區(qū)域。但是，不言而喻，本發(fā)明中第2區(qū)域和第4區(qū)域也可以由不同組成元素的金屬(合金)來構(gòu)成。
如下所述，在第4區(qū)域中的Fe濃度可以設(shè)為朝向第3區(qū)域遞增的形式。通過采用這種形式，而能夠控制各向異性磁場的大小并控制復(fù)導(dǎo)磁率的頻率特性。另外，因軟磁性金屬膜表面的Fe濃度相對變低，而可以改善耐蝕性。
在本發(fā)明的軟磁性部件中，在對第2區(qū)域及第4區(qū)域采用含有Ni及/或Co和Fe的合金的場合下，可以由Ni或者指定成份的Ni合金來構(gòu)成第3區(qū)域。
本發(fā)明的軟磁性部件既可以將含有第1區(qū)域～第4區(qū)域的部分作為單體來使用，也可以對多個該部分加以疊層來使用。
按照第3方法，由于將基底金屬層的厚度s和軟磁性金屬層4的厚度p的比例(p/s)設(shè)為某個范圍內(nèi)，因而將提高軟磁性金屬層和基底金屬層之間的磁性耦合。也就是說，本發(fā)明提出一種軟磁性部件并設(shè)為5≤p/s＜10且0＜s＜100nm，該軟磁性部件具備絕緣層、與絕緣層相對配置的基底金屬層以及配設(shè)于基底金屬層上的軟磁性金屬層。
這種場合下，基底金屬層最好也采用與軟磁性金屬層相比頑磁力或者各向異性磁場更大的材料來構(gòu)成。
另外，在本發(fā)明的軟磁性部件中最好由含有20～80wt％的Fe和Ni及/或Co的合金來構(gòu)成軟磁性金屬層。
再者，本發(fā)明的軟磁性部件包括多個由絕緣層、基底金屬層和軟磁性金屬層組成的部分已被疊層的形式。
還有，也可以一并使用第3方法和第1方法，將軟磁性金屬層作為在基底金屬層側(cè)形成有下述區(qū)域的層，該區(qū)域與其他區(qū)域相比飽和磁通密度更大，與此同時將基底金屬層的厚度設(shè)為s，將上述軟磁性金屬層的厚度設(shè)為p，此時設(shè)為5≤p/s＜10且0＜s＜100nm。
以上，有關(guān)本發(fā)明的軟磁性部件已做出詳細敘述。本發(fā)明的軟磁性部件例如可以通過配設(shè)于攜帶電話機的內(nèi)部，而有助于改進由天線所發(fā)出的電磁波向電話機外部的輻射效率。因此，本發(fā)明的軟磁性部件是作為電磁波控制板來實現(xiàn)的。而且該電磁波控制板的特征為，具備基體，具有可撓性；導(dǎo)電金屬層，固定于基體上；軟磁性金屬層，固定于導(dǎo)電金屬層上并由Fe-Ni系合金組成，在導(dǎo)電金屬層和軟磁性金屬層之間介入使導(dǎo)電金屬層和軟磁性金屬層間的磁性耦合得以提高的組成物質(zhì)，基體的厚度為25μm以下，導(dǎo)電金屬層的厚度為100nm以下，軟磁性金屬層的厚度為1μm以下。
在本發(fā)明的電磁波控制板中，在導(dǎo)電金屬層上例如可以使用純Ni。
另外，在基體上最好使用PET(聚對苯二甲酸乙二酯樹脂)或者PBT(聚對苯二甲酸丁二酯樹脂)。
以提高軟磁性金屬層和其他層之間的磁性耦合為特征的本發(fā)明的軟磁性部件，可以采用下面的制造方法適當(dāng)予以制作。也就是說，本發(fā)明的軟磁性部件具備工序(a)，用來在樹脂薄膜上形成導(dǎo)電性金屬膜；工序(b)，用來在導(dǎo)電性金屬膜上通過電解鍍形成含有Fe的軟磁性金屬膜，在工序(b)中可以采用下述軟磁性部件的制造方法加以制造，即在軟磁性金屬膜的與導(dǎo)電性金屬膜之間界面一側(cè)形成與軟磁性金屬膜中的平均濃度相比Fe濃度更高的區(qū)域。在此，由于按照下述條件來實行電解鍍，該條件的設(shè)定為軟磁性金屬膜的Fe濃度隨著遠離與導(dǎo)電性金屬膜之間的界面位置而遞減，因而可以在軟磁性金屬膜的與導(dǎo)電性金屬膜之間界面一側(cè)形成與軟磁性金屬膜中的平均濃度相比Fe濃度更高的區(qū)域。例如，可以按照使電解鍍時的攪拌條件連續(xù)產(chǎn)生變化或者使電流密度連續(xù)產(chǎn)生變化之類的條件，來實行電解鍍。
上面，有關(guān)在超過800MHz的高頻帶上適合使用的軟磁性部件，已做出說明。根據(jù)本發(fā)明的軟磁性部件，在800MHz以下如100MHz附近的頻帶上也可以使用。這種場合下，若將基底金屬層的厚度設(shè)為s，將軟磁性金屬層的厚度設(shè)p，則可以設(shè)為4≤p/s≤15且100nm＜s≤1000nm。


圖1是表示本實施方式中的軟磁性部件的部分剖面圖。
圖2是表示構(gòu)成圖1所示軟磁性部件的軟磁性金屬層結(jié)構(gòu)示例的部分剖面圖。
圖3是表示構(gòu)成圖1所示軟磁性部件的軟磁性金屬層其他結(jié)構(gòu)示例的部分剖面圖。
圖4是表示構(gòu)成圖1所示軟磁性部件的軟磁性金屬層其他結(jié)構(gòu)示例的部分剖面圖。
圖5是表示從軟磁性金屬層與基底金屬層之間界面開始的距離和軟磁性金屬層中Fe濃度的曲線圖。
圖6是表示對多個圖1所示的軟磁性部件進行疊層后的疊層軟磁性部件結(jié)構(gòu)的部分剖面圖。
圖7A～圖7C表示的是圖6所示的疊層軟磁性部件的制造方法。圖7A表示的是在樹脂薄膜上形成基底金屬層的情形。圖7B表示的是在基底金屬層上形成軟磁性金屬層的情形。圖7C表示的是在使樹脂薄膜和軟磁性金屬層相對的狀態(tài)下對軟磁性部件加以疊層的狀況。
圖8A～圖8E表示的是圖6所示的疊層軟磁性部件其他制造方法。圖8A表示的是在樹脂薄膜上形成基底金屬層的情形。圖8B表示的是在基底金屬層上形成軟磁性金屬層的情形。圖8C表示的是在軟磁性金屬層上形成樹脂層的情形。圖8D是表示基底金屬層、軟磁性金屬層及樹脂層被疊層后的軟磁性部件。圖8E表示的是在使樹脂層和基底金屬層相對的狀態(tài)下對軟磁性部件加以疊層的狀況。
圖9表示的是在第1實施示例中采用條件a～c所制作出的軟磁性部件Fe-Ni合金的、從與基底金屬層之間界面開始的距離和Fe濃度之間的關(guān)系。
圖10是表示采用第1實施示例的條件a～c所制作出的軟磁性部件復(fù)導(dǎo)磁率虛數(shù)部分(μ”)的頻率特性的曲線圖。
圖11是表示按照第2實施示例所得到的樣品a～h結(jié)構(gòu)的表格。
圖12是表示在第2實施示例中樣品a復(fù)導(dǎo)磁率測定結(jié)果的曲線圖。
圖13是表示在第2實施示例中樣品b復(fù)導(dǎo)磁率測定結(jié)果的曲線圖。
圖14是表示在第2實施示例中樣品c復(fù)導(dǎo)磁率測定結(jié)果的曲線圖。
圖15是表示在第2實施示例中樣品d復(fù)導(dǎo)磁率測定結(jié)果的曲線圖。
圖16是表示在第2實施示例中樣品e復(fù)導(dǎo)磁率測定結(jié)果的曲線圖。
圖17是表示在第2實施示例中樣品f復(fù)導(dǎo)磁率測定結(jié)果的曲線圖。
圖18是表示在第2實施示例中樣品g復(fù)導(dǎo)磁率測定結(jié)果的曲線圖。
圖19是表示在第2實施示例中樣品h復(fù)導(dǎo)磁率測定結(jié)果的曲線圖。
圖20是表示在第2實施示例中樣品a的B-H曲線的曲線圖。
圖21是表示在第2實施示例中樣品b的B-H曲線的曲線圖。
圖22是表示在第2實施示例中樣品c的B-H曲線的曲線圖。
圖23是表示在第2實施示例中樣品d的B-H曲線的曲線圖。
圖24是表示在第2實施示例中樣品e的B-H曲線的曲線圖。
圖25是表示在第2實施示例中樣品g的B-H曲線的曲線圖。
圖26是表示制成厚度為19nm的Ni膜后的樣品B-H曲線的曲線圖。
圖27是表示制成厚度為37nm的Ni膜后的樣品B-H曲線的曲線圖。
具體實施例方式
下面，有關(guān)本發(fā)明的實施方式予以說明。
圖1是表示本實施方式中的軟磁性部件的部分剖面圖。
圖1所示的軟磁性部件(電磁波控制板)1由樹脂薄膜2、在樹脂薄膜2上所形成的基底金屬層3以及在基底金屬層3上所形成的軟磁性金屬層4構(gòu)成。圖2～圖5是表示構(gòu)成軟磁性部件的軟磁性金屬層結(jié)構(gòu)示例的部分剖面圖。
作為絕緣層起作用的樹脂薄膜2可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、蜜胺樹脂、尿素樹脂、酚醛樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚砜、聚碳、聚四氟乙烯、聚酰胺亞胺、聚酰胺、聚烯烴、聚酰亞胺、PPS(聚苯硫醚)、氟樹脂及硅氧樹脂。其中，如下所述在疊層軟磁性部件的制造過程中施以熱處理的場合下，最好使用具有耐熱性的樹脂材料。
軟磁性金屬層4可以采用表現(xiàn)出磁性的過渡金屬元素任一種或者由過渡金屬元素和其他金屬元素組成的合金來構(gòu)成。作為具體示例是，以從Fe、Ni及Co所選擇的至少一種元素為主要成分的合金，相當(dāng)于Fe-Ni系合金、Fe-Co系合金、Fe-Ni-Co系合金及Co-Ni系合金。在它們之中，最好是飽和磁通密度為1.0T的合金，更為理想的是1.5T以上的合金。特別是在其中，最好是Fe含有量為20～80wt％(理想的是30～70wt％，更為理想的是40～65wt％)的Fe-Ni系合金、Fe-Co系合金及Fe-Co-Ni系合金。這種成份系列的合金其飽和磁通密度大，因各向異性控制而使各向異性磁場增大，有利于使諧振頻率向高頻側(cè)轉(zhuǎn)移。在這些合金中可含有從15at％以下的Nb、Mo、Ta、W、Zr、Mn、Ti、Cr、Cu及Co中所選擇的至少一種元素。另外，雖然在通過電鍍(電解或無電解)形成軟磁性金屬層4的場合下，將不可避免地包含C及S等元素，但是本發(fā)明的軟磁性金屬層4容許含有這種元素。
軟磁性金屬層4也可以是晶態(tài)合金及非晶態(tài)合金的任一狀態(tài)。作為非晶態(tài)合金，可以使用Co系及Fe系的非晶態(tài)合金。另外，本發(fā)明也包含使用Fe系微晶合金的形式。微晶合金一般情況下作為下述合金已為眾所周知，該合金由晶粒徑為10nm左右的細微晶體來構(gòu)成主體。
軟磁性金屬層4可以采用電鍍、真空蒸鍍法及濺射法等的各種膜形成工藝，加以制作。這些膜形成工藝可以單獨實行。因此，既可以只采用電鍍法來形成軟磁性金屬層4，也可以只采用蒸鍍方法來形成軟磁性金屬層4。當(dāng)然，也可以配合使用多種膜形成工藝。電鍍法與真空蒸鍍法相比能夠在低溫狀態(tài)下形成膜，在這方面對于本發(fā)明來說是較為合適的。原因是，特別在樹脂薄膜2上形成軟磁性金屬層4的場合下，最好不對樹脂薄膜2產(chǎn)生熱影響。另外，電鍍法具有下述優(yōu)點，即與濺射法相比可以在短時間內(nèi)得到指定厚度的膜。還有，在采用電鍍法得到軟磁性金屬層4的場合下，由于電鍍浴中所含有的S等元素?fù)饺胲洿判越饘賹?中，因而可以與采用其他工藝得到的軟磁性金屬層4相區(qū)別。
作為基底金屬層3最好選擇與軟磁性金屬層4相比頑磁力(各向異性磁場)更大的材料。這樣一來，可以使軟磁性金屬層4的各向異性磁場增大并加大GHz頻帶的鐵磁諧振頻率。其結(jié)果，可以使2GHz附近的μ’(復(fù)導(dǎo)磁率的實數(shù)部分)增大，同時減小μ”(復(fù)導(dǎo)磁率的虛數(shù)部分)。在攜帶通信設(shè)備所使用的頻帶上，越是μ’大且μ”小，電磁波的輻射效率改善效果越大。還有，即使在軟磁性金屬層4上形成由相同于基底金屬層3的材質(zhì)構(gòu)成的層，也能夠期望GHz頻帶的導(dǎo)磁率改善效果。在軟磁性金屬層4為Fe-Ni系合金的場合下，作為基底金屬層3最好使用純Ni。
基底金屬層3在提高軟磁性金屬層4的各向異性磁場之外，還在通過電解鍍于樹脂薄膜2上形成軟磁性金屬層4的場合下，起到必要的作為導(dǎo)電層的作用?；捉饘賹?例如可以采用真空蒸鍍法、濺射法或者無電解鍍的方法來形成。
下面，有關(guān)軟磁性部件1的厚度予以說明。
樹脂薄膜2的厚度設(shè)為50μm以下。樹脂薄膜2在作為軟磁性部件1的基體起作用之外，還在使對軟磁性部件1加以疊層時發(fā)揮出對軟磁性金屬層4間予以絕緣的功能。但是，若該絕緣層變厚則降低軟磁性金屬層4的占空率進而降低作為軟磁性部件1的導(dǎo)磁率，因此設(shè)為50μm以下。理想的樹脂薄膜2的厚度是25μm以下，更為理想的樹脂薄膜2的厚度是10μm以下。不過，非常薄的樹脂薄膜2難以制造，同時不能保持為形成軟磁性金屬層4所需的指定強度。因此，建議設(shè)為0.2μm以上或者2μm以上的厚度。還有，由于本發(fā)明所采用的樹脂薄膜2具有可撓性，因而在給各種設(shè)備配置包含該薄膜的軟磁性部件1時的操作，是較為容易的。
軟磁性金屬層4最好設(shè)為1μm以下的厚度。還有，下面用p來表示軟磁性金屬層4的厚度。原因是，采用p超過1μm的厚度，在本發(fā)明作為對象的超過800MHz高頻帶上的過電流損失將變大，并且作為磁性體的作用將減弱。因此，更為理想的是p設(shè)為0.5μm以下。由于理想的是軟磁性金屬層4已被細密形成，所以必須具有最低限度的膜厚，該最低限度需達到可采用各種工序形成精細膜的程度。還有，在軟磁性金屬層4的表面上也可以形成氧化膜。
基底金屬層3為了提高軟磁性金屬層4各向異性磁場的功能并且在電解鍍時使之作為導(dǎo)電層起作用，而在800MHz以上高頻帶予以使用的場合下將其厚度設(shè)為100nm以下。還有，下面采用s來表示基底金屬層3的厚度。在800MHz以上高頻帶的使用過程中較為理想的s是80nm以下，更為理想的s是50nm以下。
還有，在基底金屬層3與樹脂薄膜2之間例如也可以介入金屬氧化層及粘合劑層。另外，在基底金屬層3的表面也就是基底金屬層3和軟磁性金屬層4之間，也可以存在金屬氧化層。雖然通過介入電阻大的金屬氧化層，基底金屬層3和軟磁性金屬層4之間的磁性耦合稍微變?nèi)?，但是將產(chǎn)生膜剖面方向的電阻增大并降低過電流的效果。若金屬氧化層的厚度過厚則難以實行電鍍，因此將其厚度設(shè)為40nm以下，理想的是20nm以下，更為理想的是10nm以下。該金屬氧化層可以在形成基底金屬層3之后，通過暴露于空氣中而形成。在軟磁性金屬層4表面所形成的金屬氧化層也是相同的。
這樣，本發(fā)明的軟磁性部件1的特征為，在軟磁性金屬層4的基底金屬層3一側(cè)配置有Fe豐富(富Fe)的區(qū)域。
圖2表示出軟磁性金屬層4a的一個結(jié)構(gòu)示例。圖2所示的軟磁性金屬層4a由電磁軟鐵層4a1和Fe-Ni合金層4a2構(gòu)成，電磁軟鐵層4a1配置于基底金屬層3一側(cè)。因為與Fe-Ni合金層4a2相比電磁軟鐵層4a1其Fe濃度高，所以圖2所示的軟磁性金屬層4a在臨近基底金屬層3的一側(cè)設(shè)置有富Fe的區(qū)域。另外，因為電磁軟鐵(飽和磁通密度2T，導(dǎo)磁率200)與Fe-Ni合金(例如，采用19wt％Fe-81wt％Ni合金成份，飽和磁通密度1T，導(dǎo)磁率2500)相比飽和磁通密度更高，所以圖2所示的軟磁性金屬層4a在面對基底金屬層3的一側(cè)設(shè)置有與其他區(qū)域相比飽和磁通密度更高的區(qū)域。
在本發(fā)明中，在臨近基底金屬層3的一側(cè)設(shè)置有富Fe的區(qū)域，換言之設(shè)置有與其他區(qū)域相比飽和磁通密度更高的區(qū)域。據(jù)此，例如在采用各向異性磁場大的Ni來構(gòu)成基底金屬層3的場合下，基底金屬層3與軟磁性金屬層4(4a)的磁性耦合變強，能夠控制μ”的寬頻帶化或者μ”的峰值高頻化等。
圖3表示出軟磁性金屬層4b的其他結(jié)構(gòu)示例。圖3所示的軟磁性金屬層4b由組成元素一致的61wt％Fe-39wt％Ni合金層4b1和19wt％Fe-81wt％Ni合金層4b2構(gòu)成，61wt％Fe-39wt％Ni合金層4b1配置于基底金屬層3側(cè)。因為與19wt％Fe-81wt％Ni合金相比61wt％Fe-39wt％Ni合金其Fe含有量多，所以圖3所示的軟磁性金屬層4b也在臨近基底金屬層3的一側(cè)設(shè)置有富Fe的區(qū)域。另外，由于61wt％Fe-39wt％Ni合金(飽和磁通密度1.6T，導(dǎo)磁率1500)與19wt％Fe-81wt％Ni合金(飽和磁通密度1T，導(dǎo)磁率2500)相比飽和磁通密度更高，因而圖3所示的軟磁性金屬層4b在臨近基底金屬層3的一側(cè)，設(shè)置有與其他區(qū)域相比飽和磁通密度更高的區(qū)域。
圖4表示出軟磁性金屬層4c的其他結(jié)構(gòu)示例。軟磁性金屬層4c由50wt％Fe-50wt％Co合金(所謂珀明德合金)層4c1和19wt％Fe-81wt％Ni合金層4c2構(gòu)成，50wt％Fe-50wt％Co合金層4c1配置于基底金屬層3側(cè)。由于與19wt％Fe-81wt％Ni合金層4c2相比，50wt％Fe-50wt％Co合金層4c1其Fe濃度高，所以圖4所示的軟磁性金屬層4c也在臨近基底金屬層3的一側(cè)設(shè)置有Fe量大的區(qū)域。另外，由于50wt％Fe-50wt％Co合金(飽和磁通密度2.4T，導(dǎo)磁率1000)與19wt％Fe-81wt％Ni合金(飽和磁通密度1T，導(dǎo)磁率2500)相比飽和磁通密度更高，所以圖4所示的軟磁性金屬層4c在臨近基底金屬層3的一側(cè)，設(shè)置有與其它區(qū)域相比飽和磁通密度更高的區(qū)域。
圖5表示的是軟磁性金屬層4的其他結(jié)構(gòu)示例，是表示從軟磁性金屬層4與基底金屬層3之間界面開始的距離和軟磁性金屬層4中Fe濃度的曲線圖。圖2～圖4所示示例的前提設(shè)為，由成份不同的2種金屬(合金)層來構(gòu)成軟磁性金屬層4a、4b及4c。但是，圖5所示的示例用來表示，在基本上由單一的軟磁性合金來構(gòu)成軟磁性金屬層4d的同時，在其層中形成富Fe的區(qū)域。還有，圖5是以從軟磁性金屬層4d與基底金屬層3之間界面開始的距離為橫軸并且以軟磁性金屬層4d中的Fe濃度為縱軸的曲線圖。
圖5中粗的實線表示出Fe的平均濃度。圖5中細的實線(d1)表示出軟磁性金屬層4d中的Fe濃度。如圖5所示，軟磁性金屬層4d在與基底金屬層3之間的界面上Fe濃度最高，隨著遠離該界面而Fe濃度遞減。因此，圖5所示的軟磁性金屬層4d也在臨近基底金屬層3的一側(cè)設(shè)置有富Fe的區(qū)域。在此，F(xiàn)e-Ni系合金其Fe含量越多則飽和磁通密度越高，并且在臨近基底金屬層3的一側(cè)設(shè)置有與其他區(qū)域相比飽和磁通密度更高的區(qū)域。還有，如同采用圖5的單點鏈狀線(d2)所示的那樣，在與基底金屬層3之間的界面上Fe濃度最高，隨著遠離該界面而Fe濃度遞減，但也可以是從某個位置開始Fe濃度成為大致固定的形式。再者，如同采用圖5的虛線(d3)所示的那樣，顯示出從與基底金屬層3之間的界面到指定位置大致固定的Fe濃度，其形式也可以是若超過該指定位置，則顯示與上述大致固定的Fe濃度相比低的大致固定的Fe濃度。
如上所述，本發(fā)明包含下述兩種形式，即一是Fe濃度斷續(xù)產(chǎn)生變化的形式(下面，有時稱為「第1形式」)，二是Fe濃度連續(xù)產(chǎn)生變化的形式(下面，有時稱為「第2形式」)。
在采用第1形式的場合下，如同上述的軟磁性金屬層4a、4b及4c那樣，可以采用Fe-Ni合金和Fe-Co合金的組合以及Fe-Ni合金和Fe-Ni-Co合金的組合等各種金屬、合金的組合，在軟磁性金屬層4的基底金屬層3側(cè)配設(shè)Fe豐富(富Fe)的區(qū)域。
在采用第2形式的場合下，如同軟磁性金屬層4d那樣，可以采用實質(zhì)上相同的合金，在軟磁性金屬層4的基底金屬層3側(cè)配設(shè)Fe豐富(富Fe)的區(qū)域。
再者，作為第3形式也可以通過將基底金屬層3的厚度s和軟磁性金屬層4的厚度p的比例(p/s)設(shè)為某個范圍內(nèi)，使軟磁性金屬層4和基底金屬層3之間的磁性耦合得到提高。在采用這種形式的場合下，將「p/s」設(shè)為5≤p/s＜10的范圍。
有關(guān)基底金屬層3及軟磁性金屬層4各自的厚度s、p已做出說明，而通過將s和p的比例(p/s)設(shè)為本發(fā)明所推薦的范圍內(nèi)，能夠使基底金屬層3和軟磁性金屬層4之間的磁性耦合強度得到提高。也就是說，若p/s過小則復(fù)導(dǎo)磁率虛數(shù)成分(μ”)的特性表示寬頻帶或者雙峰值，并且tanδ(＝μ”/μ’，μ’復(fù)導(dǎo)磁率的實數(shù)成分)變大，這不是理想的。另一方面，若p/s過大，則μ”的頻率特性成為單峰值并且頻帶也變窄，而μ’開始衰落的頻率下降，使GHz頻帶的導(dǎo)磁率惡化。雖然p/s依賴于軟磁性金屬層4及基底金屬層3的厚度及材質(zhì)，但是仍設(shè)為5≤p/s＜10的范圍，理想的是6≤p/s≤8。
上面，有關(guān)第1形式、第2形式及第3形式已做出詳細說明。第1形式和第3形式的同時使用以及第2形式和第3形式的同時使用，當(dāng)然也是可以的。
這樣，圖1所示的軟磁性部件1表示出，在樹脂薄膜2的單面形成有基底金屬層3及軟磁性金屬層4的示例。在本發(fā)明中，也可以在樹脂薄膜2的內(nèi)外兩面形成基底金屬層3及軟磁性金屬層4。
另外，雖然在圖1所示的示例中表示出作為絕緣層使用樹脂薄膜2的示例，但是本發(fā)明并不排斥使用樹脂薄膜2以外的原材料。例如，也可以將陶瓷材料作為絕緣層來使用。
在本發(fā)明中，既可以以單體形式來使用上面所說明的軟磁性部件1，也可以對多個軟磁性部件1加以疊層來使用。下面，將對多個軟磁性部件1加以疊層后的狀態(tài)下的部件稱為疊層軟磁性部件20。
圖6是表示采用本實施方式的疊層軟磁性部件20一個示例的剖面圖。如圖6所示，疊層軟磁性部件20具有樹脂薄膜2、基底金屬層3及軟磁性金屬層4被交互疊層后的剖面構(gòu)造。在此，重要的是作為疊層軟磁性部件20整體的厚度設(shè)為0.2mm以下。如上所述其原因是，在給攜帶電話機粘貼薄膜狀疊層軟磁性部件20的場合下，有必要與攜帶電話機的尺寸相適。較為理想的厚度是0.15mm以下，更進一步是0.1mm以下。還有，在疊層軟磁性部件20上也可以包含部分疊層順序不同的部位，該部分疊層由樹脂薄膜2、基底金屬層3及軟磁性金屬層4組成。
通過對圖1所示的軟磁性部件1加以疊層，可以得到圖6所示的疊層軟磁性部件20。
由于軟磁性部件1的樹脂薄膜2構(gòu)成絕緣層，因而絕緣層的厚度為50μm以下。不過，若在對軟磁性部件1加以疊層時使層間介入粘合劑，則絕緣層有時與樹脂薄膜2的厚度相比將變厚。因此，在使用粘合劑的場合下，有必要規(guī)定樹脂薄膜2的厚度使絕緣層的厚度為50μm以下。此時若粘合劑由樹脂形成，則粘合劑層也構(gòu)成絕緣層。還有，可以在最上層的軟磁性金屬層4上配設(shè)絕緣層，使軟磁性金屬層4不露出表面。
另外，可以在疊層軟磁性部件20表面的任一側(cè)設(shè)置粘合劑或者雙面粘接膠帶。是為了在攜帶電話機等設(shè)備上粘貼疊層軟磁性部件20時的便利。
下面，根據(jù)圖7說明適合于得到疊層軟磁性部件20的制造方法。
在圖7中，首先在樹脂薄膜2上例如采用真空蒸鍍法形成基底金屬層3(圖7A)。
在形成基底金屬層3之后，例如通過電解鍍在基底金屬層3上形成軟磁性金屬層4，以此可以得到圖1所示的軟磁性部件1(圖7B)。
通過制作指定片數(shù)的軟磁性部件1，并在使各軟磁性部件1的樹脂薄膜2和軟磁性金屬層4相對的狀態(tài)下進行疊層，而可以得到圖6所示的疊層軟磁性部件20(圖7C)。
軟磁性部件1之間的接合，可以在軟磁性部件1間配置如環(huán)氧樹脂、硅氧樹脂等的粘合劑來實行。粘合劑的粘度設(shè)為1000cP以下，理想的是300cP以下，更為理想的是200cP以下。將加有溶劑的粘合劑涂抹在軟磁性部件1上，之后至粘合劑保持粘著性的程度為止使溶劑蒸發(fā)，稍后對軟磁性部件1加以疊層。借助于構(gòu)成軟磁性部件1的樹脂薄膜2的靜電，不使用粘合劑也可以維持疊層狀態(tài)。這種場合下，為了提高接合強度，在對軟磁性部件1加以疊層后也可以浸漬于粘接劑中只粘合外圍部分。另外，由于粘合劑作為絕緣層起作用，因而也可以在使軟磁性金屬層4之間相對的狀態(tài)下或者使樹脂薄膜2之間相對的狀態(tài)下，進行疊層。
在得到疊層軟磁性部件20之后，通過實行應(yīng)力松弛熱處理也可以謀求磁特性的提高。在應(yīng)力松弛熱處理例如對軟磁性部件1之間的接合使用粘合劑的場合下，也可以兼并實行使粘合劑干燥所需的加熱。在實行應(yīng)力松弛熱處理的場合下，最好對樹脂薄膜2使用耐熱性優(yōu)良的聚酰胺亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂或者PPS(聚苯硫醚)樹脂。
另外，在對樹脂薄膜2使用PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或者PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)的場合下，由于利用因加熱處理產(chǎn)生的收縮應(yīng)力給基底金屬層3附加感應(yīng)各向異性，因而也可以謀求軟磁性部件1及疊層軟磁性部件20磁特性的提高。
另外，疊層軟磁性部件20也可以采用溫室壓制加工的方法，加工成所希望的形狀。再者，也能夠進行切割，加工成所希望的尺寸。
接著，根據(jù)圖8來說明為得到疊層軟磁性部件20所需的其他制造方法。
在圖8中，首先在樹脂薄膜2上例如采用真空蒸鍍法形成基底金屬層3(圖8A)。在形成基底金屬層3之后，例如通過電解鍍在基底金屬層3上形成軟磁性金屬層4(圖8B)。至此的工序與圖7所示的制造方法相同。
其次，在軟磁性金屬層4上形成熱熔接所需的樹脂層5(圖8C)。樹脂層5的形成，可以采用涂抹、噴射等各種方法來實行。
在形成樹脂層5之后，通過剝離、除去樹脂薄膜2，得到基底金屬層3、軟磁性金屬層4及樹脂層5被疊層后的軟磁性部件10(圖8D)。如果相比對基底金屬層3的樹脂薄膜2附著強度，更加增高對軟磁性金屬層4的樹脂層5附著強度，則樹脂薄膜2的剝離能夠較為容易地實行。
通過制作指定片數(shù)的軟磁性部件10，并在使各軟磁性部件10的樹脂層5和基底金屬層3相對的狀態(tài)下進行疊層，而可以得到疊層軟磁性部件20(圖8E)。
軟磁性部件10之間的接合可以使用樹脂層5來實行。也就是說，在使各軟磁性部件10的樹脂層5和軟磁性金屬層4相對的狀態(tài)下進行疊層，此后通過施以指定的加熱處理使樹脂層5熔化、硬化，而可以確保相鄰軟磁性部件10之間的接合強度。另外，雖然在圖8中表示出在制作多個軟磁性部件10之后對它們進行疊層的示例，但是當(dāng)然也可以連續(xù)實行樹脂薄膜2的剝離及樹脂層5的形成，并且卷繞薄片體得到卷繞體。
還有，雖然在上面是通過對樹脂層5進行熱熔接使軟磁性部件10接合的，但是還可以實行采用樹脂層5的熱壓接來接合軟磁性部件10的處理。例如，作為樹脂層5選擇PET在加熱至150～300℃左右溫度的狀態(tài)下附加指定壓力，借此可以采用被熱壓接后的樹脂層5使軟磁性部件10之間接合。
另外，在本發(fā)明中軟磁性部件10的接合如同根據(jù)圖8所說明的那樣，也可以使用粘合劑并且這種場合下不需要接合時的加熱處理。
在上面，有關(guān)根據(jù)本發(fā)明的軟磁性部件1(10)，以在超過800MHz的高頻帶上加以使用為前提已做出說明。不過，根據(jù)本發(fā)明的軟磁性部件1(10)也可以在800MHz以下例如100MHz附近的頻帶上予以使用。但是，那種場合下將基底金屬層3的厚度設(shè)為超過100nm。原因是，就基底金屬層3的厚度為100nm以下而言，與軟磁性金屬層4之間的磁性耦合將變?nèi)酢５?，對于超過1000nm的厚度來說，厚度過厚將失去作為軟磁性部件1(10)的優(yōu)越性。因此，若以在上述頻帶上的使用為前提，則基底金屬層3的厚度(s)設(shè)為100～1000nm(未包括100nm)。理想的s是110～700nm，更為理想的s是110～500nm。
若使基底金屬層3的厚度(s)處于上述的范圍，則基底金屬層3的厚度給軟磁性金屬層4的磁性影響變小。但是，對于p/s未達到4而言，由基底金屬層3得到的各向異性磁場控制效果將變小，無法得到高導(dǎo)磁率。另外，若p/s超過15，則因膜厚度變厚而使由過電流產(chǎn)生的導(dǎo)磁率顯著下降。因此，p/s設(shè)為4～15。在該范圍內(nèi)將得到良好的復(fù)導(dǎo)磁率。
(實施示例)
下面，舉出具體的實施示例對本發(fā)明加以更為詳細的說明。
<第1實施示例>
作為第1實施示例表示，為了確認(rèn)電解鍍的條件和電鍍層中Fe濃度之間的關(guān)系所實行的實驗。
在作為絕緣層的13μm的PET薄膜上，采用蒸鍍法作為基底金屬層制成19nm的Ni膜，之后加以空氣開放。接著，作為軟磁性金屬層對含有61wt％Fe的Fe-Ni合金(電鍍浴成份)進行電解鍍，制作出軟磁性部件。還有，電解鍍使用下述電鍍液按照下面的3種方法，并將攪拌用的攪拌器與電鍍膜之間的距離設(shè)成約20mm。另外，電鍍膜分別設(shè)為200nm的厚度。p/s是10.53。
藥品名稱 化學(xué)式 液體成份(g/l)硫酸鎳6氫氧化物 NiSO4·6H2O150～450氯化鎳6氫氧化物 NiCl2·6H2O15～45硼酸 H3BO310～40硫酸亞鐵7氫氧化物FeSO4·7H2O1～20光澤劑-0.1～2條件a電流密度…0.8A/dm2，弱攪拌…(5rpm)條件b電流密度…0.8A/dm2，強攪拌…(50rpm)條件c電流密度…轉(zhuǎn)換0.8A/dm2和0.5A/dm2，強攪拌…(50rpm)通過TEM(透過式電子顯微鏡)來觀察由條件a所得到的軟磁性部件的剖面后，得知Fe-Ni合金(軟磁性金屬層)由晶粒徑為30nm左右的細微晶體構(gòu)成。
另外，圖9表示在用條件a～c所得到的軟磁性部件Fe-Ni合金電鍍層(軟磁性金屬層)上從與Ni蒸鍍層(基底金屬層)之間界面開始的距離和Fe濃度的關(guān)系。還有，成份分析是采用電子衍射的方法實行的。由條件a得到的Fe-Ni合金電鍍層，越是接近與Ni蒸鍍層之間的界面近旁，F(xiàn)e濃度越高。但是，隨著遠離與Ni蒸鍍層之間的界面，F(xiàn)e濃度變低，若遠離Ni蒸鍍層的界面約100nm以上則出現(xiàn)大致穩(wěn)定成固定值的趨勢。如果與作為Fe-Ni合金膜平均成份的61wt％-Ni相比，則在從Ni蒸鍍層的界面開始約100nm以下的范圍內(nèi)，比起上述平均成份其Fe濃度變得更高。這樣，根據(jù)條件a得知在基底金屬層一側(cè)將形成富Fe的區(qū)域。該富Fe的區(qū)域與其他區(qū)域相比飽和磁通密度更高。由條件a所得到的軟磁性部件屬于Fe濃度連續(xù)變化的形式，也就是上述的第2形式。
對此，在采用條件b而得到的Fe-Ni合金電鍍層上，對Fe濃度來說幾乎顯現(xiàn)不出變化，該條件b與條件a相比實行更強的攪拌。
另外，采用轉(zhuǎn)換電流密度的條件c而得到的Fe-Ni合金電鍍層，在電流密度為0.8A/dm2時Fe濃度變高，在電流密度為0.5A/dm2時Fe濃度變低。就條件c而言，由于最初設(shè)為0.8A/dm2的電流密度，因而在基底金屬層一側(cè)形成富Fe的區(qū)域。由條件c所得到的軟磁性部件也屬于Fe濃度連續(xù)變化的形式，也就是上述的第2形式。
還有，在本實施示例中是采用電子線解析的方法來實行成份分析的。為此，由于基底金屬層和軟磁性金屬層之間界面的分析結(jié)果成為基底金屬層包含Ni的值，所以從圖9開始免除該值。
在圖10中表示，采用條件a～c得到的軟磁性部件復(fù)導(dǎo)磁率虛數(shù)成分(μ”)的頻率特性。在此，μ”的峰值意味著越是處于高頻側(cè)則諧振頻率越高。如同由圖10所明確的那樣，得知采用條件a得到的軟磁性部件與采用條件b及條件c得到的軟磁性部件相比，μ”的峰值處于更高頻側(cè)。這被解釋為，原因是采用條件a得到的軟磁性部件因在軟磁性金屬層上的與基底金屬層之間的界面附近是富Fe的區(qū)域，而形成有飽和磁通密度大的區(qū)域，并且與基底金屬層(Ni)之間的磁性耦合變強，該基底金屬層與Fe-Ni合金相比磁各向異性更大。另外，得知采用條件a得到的軟磁性部件，μ”的峰值成為雙頂點，達到μ”的寬帶化。
還有，在第1實施示例中有關(guān)軟磁性部件為單體的情形已做出說明，但即使是對多個軟磁性部件進行疊層后的疊層軟磁性部件，也可以得到相同的效果。另外，雖然在上面的示例中按照電鍍時的攪拌條件將軟磁性金屬層與基底金屬層之間的界面附近設(shè)為富Fe的區(qū)域，但是通過控制電解鍍時的電流密度，具體地說是使電流密度下降，也可以得到與圖9的條件a相同的Fe濃度分布。再者，雖然在上面的示例中表示出Fe濃度連續(xù)變化的示例，但是如圖2、圖3所示，當(dāng)然也可以采用Fe濃度斷續(xù)變化的形式，也就是第1的形式。
<第2實施示例>
作為第2實施示例表示，在使基底金屬層的厚度s和軟磁性金屬層的厚度p的比例(p/s)產(chǎn)生變動時為確認(rèn)頻率特性的變化所實行的實驗。也就是說，在第1實施示例中已做出有關(guān)第2形式的探討，而在第2實施示例中將做出有關(guān)第3形式的探討。
準(zhǔn)備好PET基體，通過斜向蒸鍍法在該PET基體的各自上制成厚度為19nm、37nm的Ni基底膜(基底金屬層)。此后，將Ni基底膜作為陰極導(dǎo)電體，通過電解鍍來制成含有約61wt％Fe的各種厚度Fe-Ni合金膜(軟磁性金屬層)，制作出圖11所示的樣品a～h的8種軟磁性部件。
對于所得到的8種軟磁性部件，采用凌和電子產(chǎn)的高頻導(dǎo)磁率測定器(PMF3000)來測定復(fù)導(dǎo)磁率。將其結(jié)果表示在圖12～圖19中。
首先，有關(guān)Ni基底膜的厚度(s)為19nm的樣品a～d，予以說明。
如圖12所示，樣品a(p/s＝5.53)在800MHz附近復(fù)導(dǎo)磁率的實數(shù)成分(μ’)開始衰落，而在2GHz上取得150左右的高導(dǎo)磁率。在樣品a～d之中膜厚度最薄的是樣品a，并且得知在800MHz附近所出現(xiàn)的導(dǎo)磁率衰落并不是由過電流而引起的。
如圖13所示，樣品b(p/s＝7.72)由于μ’的衰落也是由1000MHz(1GHz)以上的值開始的，并且也沒有在該頻率附近的μ”增大，因而tan 6也被抑制。雖然樣品c(圖14，p/s＝9.89)及樣品d(圖15，p/s＝11.26)也顯示出相同的趨勢，但是樣品c諧振頻率已超過2GHz，與此相對樣品d卻未達到2GHz。
另外，如圖12～圖15所示在p/s增大的同時，μ”的頻率依存性表示陡峭的形狀。同時，由于取到峰值的頻率下降，因而Fe-Ni合金膜過厚也使復(fù)導(dǎo)磁率劣化。
這樣，在使用厚度為19nm的Ni基底膜的場合下，在p/s為5～10(未到10)特別是6～8的范圍內(nèi)，顯示出μ’較大且tanδ(＝μ”/μ’)較小的良好特性。
如圖16所示，雖然樣品e(p/s＝3.32)顯示出超過2GHz的較高諧振頻率，但是由于在650MHz附近μ’開始衰落，同時μ”增大，因而tanδ變大，這不是理想的。
如圖17及圖18所示，雖然樣品f(p/s＝5.89)、g(p/s＝7.22)與樣品e相比諧振頻率稍微降低，但是μ”在低頻側(cè)的值變低，tanδ被改善。
如圖19所示，雖然樣品h(p/s＝8.68)呈現(xiàn)出μ’的衰落頻率稍微降低的趨勢，但仍取得十分必要的特性。
由以上得知，在使用厚度為37nm的Ni基底膜的場合下，在p/s為4～8的范圍內(nèi)顯示出μ’較大且tanδ(＝μ”/μ’)較小的良好特性。
還有，Ni基底膜為19nm的情形也是相同的，而由圖16～圖19得知，若Fe-Ni合金膜的厚度變厚，則Ni基底膜的影響變小并且μ’的衰落頻率下降。
接著，有關(guān)樣品a、b、c、d、e及g，采用VSM(振動樣品式磁力計)求出B-H曲線。將其結(jié)果表示在圖20～圖25中。還有，有關(guān)在基板上只制成Ni基底膜的樣品，同樣也求出B-H曲線。將其結(jié)果表示在圖26(膜厚度19nm)及圖27(膜厚度37nm)中。
圖20～圖23分別是樣品a～d的BH曲線。頑磁力分別是10.2Oe、5.1Oe、3.2Oe及2.9Oe。順便而言，在19nm的Ni基底膜單體中是39.7Oe。各向異性磁場大小的p/s依存性也顯示出與頑磁力相同的趨勢，并且得知Fe-Ni合金膜的厚度越薄，則作為軟磁性部件越容易受到Ni基底膜的影響。
<第3實施示例>
除去控制電鍍膜的厚度使之成為150nm之外，按照與第1實施示例相同的步驟制作出軟磁性部件。還有，電解鍍的條件設(shè)為上述的條件a。p/s是7.89。
對于所得到的軟磁性部件，測定出復(fù)導(dǎo)磁率。還有，復(fù)導(dǎo)磁率的測定條件與第1實施示例相同。其結(jié)果是，在2GHz中得到120左右的高導(dǎo)磁率。該值是與第1實施示例中由條件a所得到的軟磁性部件相比高出300％的值。
根據(jù)上面的結(jié)果可以確認(rèn)出，通過將軟磁性金屬層與基底金屬層之間的界面附近設(shè)為富Fe的區(qū)域，并且將p/s設(shè)在本發(fā)明所推薦的范圍內(nèi)，而可以得到相對較高的導(dǎo)磁率。
<第4實施示例>
在厚度為4μm的聚酰亞胺薄片上濺射厚度為150nm的Co，并在此之上制成厚度約為2μm的60wt％Fe-Ni合金的膜。p/s是13.3。該軟磁性部件在100MHz中的導(dǎo)磁率，顯示出與相同厚度的壓延材料(PB坡莫合金)相比高出50％的值。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，可以得到一種不用實行下述處理并無需達到GHz頻帶上的高導(dǎo)磁率化進而不使用硬質(zhì)基片材料的軟磁性部件，上述處理是施以磁致熱處理附加感應(yīng)各向異性，或者形成精細圖形附加形狀各向異性之類的處理。
權(quán)利要求
1.一種軟磁性部件，具備絕緣層；基底金屬層，與上述絕緣層相對配置；軟磁性金屬層，配設(shè)于上述基底金屬層上，其特征為上述軟磁性金屬層在上述基底金屬層側(cè)形成有與其他區(qū)域相比飽和磁通密度更大的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的軟磁性部件，其特征為上述基底金屬層采用與上述軟磁性金屬層相比各向異性磁場更大的材料來構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的軟磁性部件，其特征為上述其他區(qū)域采用與上述飽和磁通密度大的區(qū)域相比導(dǎo)磁率更高的材料來構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記載的軟磁性部件，其特征為將多個由上述絕緣層、上述基底金屬層及上述軟磁性金屬層組成的部分疊層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1記載的軟磁性部件，其特征為在上述絕緣層和上述基底金屬層之間介入金屬氧化層。
6.一種軟磁性部件，其特征為具備第1區(qū)域，由樹脂材料構(gòu)成；第2區(qū)域，與上述第1區(qū)域相對配置，由包含F(xiàn)e并顯現(xiàn)出軟磁性的合金構(gòu)成；第3區(qū)域，配置于上述第1區(qū)域及第2區(qū)域之間，采用與上述第2區(qū)域相比各向異性磁場更大的金屬材料來構(gòu)成；第4區(qū)域，配置于上述第2區(qū)域及第3區(qū)域之間，與上述第2區(qū)域相比Fe濃度較高。
7.根據(jù)權(quán)利要求6記載的軟磁性部件，其特征為上述第2區(qū)域及上述第4區(qū)域由包含Ni及/或者Co和Fe的合金構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7記載的軟磁性部件，其特征為上述第2區(qū)域及上述第4區(qū)域由結(jié)構(gòu)元素一致的合金構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8記載的軟磁性部件，其特征為上述第4區(qū)域中的Fe濃度朝向上述第3區(qū)域連續(xù)遞增。
10.根據(jù)權(quán)利要求6記載的軟磁性部件，其特征為上述第3區(qū)域由Ni或者Ni合金構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求6記載的軟磁性部件，其特征為多個由上述第1區(qū)域～第4區(qū)域組成的部分被疊層。
12.一種電磁波控制板，其特征為具備基體，具有可撓性；導(dǎo)電金屬層，被上述基體支撐；軟磁性金屬層，支撐于上述導(dǎo)電金屬層上并由Fe-Ni系合金組成，在上述導(dǎo)電金屬層和上述軟磁性金屬層之間，介入使上述導(dǎo)電金屬層和上述軟磁性金屬層之間的磁性耦合增強的組成物質(zhì)，上述基體的厚度為25μm以下，上述導(dǎo)電金屬層的厚度為100nm以下，上述軟磁性金屬層的厚度為1μm以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求12記載的電磁波控制板，其特征為上述導(dǎo)電金屬層由純Ni組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12記載的電磁波控制板，其特征為上述基體由PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或者PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)構(gòu)成。
15.一種軟磁性部件的制造方法，其特征為具備工序(a)，用來在樹脂薄膜上形成導(dǎo)電性金屬膜；工序(b)，用來在上述導(dǎo)電性金屬膜上通過電解鍍形成包含F(xiàn)e的軟磁性金屬膜，在上述工序(b)中在上述軟磁性金屬膜的與上述導(dǎo)電性金屬膜之間的界面?zhèn)?，形成與上述軟磁性金屬膜中的平均濃度相比Fe濃度高的區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求15中記載的軟磁性部件制造方法，其特征為按照下述條件來實行上述工序(b)，該條件的設(shè)定為，上述軟磁性金屬膜的Fe濃度隨著遠離與上述導(dǎo)電性金屬膜之間的界面位置而連續(xù)遞減。
17.一種軟磁性部件，具備絕緣層；基底金屬層，與上述絕緣層相對配置；軟磁性金屬層，配設(shè)于上述基底金屬層上，其特征為若將上述基底金屬層的厚度設(shè)為s，將上述軟磁性金屬層的厚度設(shè)為p，則5≤p/s＜10，且0＜s＜100nm。
18.根據(jù)權(quán)利要求17中記載的軟磁性部件，其特征為上述基底金屬層采用與上述軟磁性金屬層相比頑磁力或者各向異性磁場更大的材料來構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求17中記載的軟磁性部件，其特征為上述軟磁性金屬層由含有20～80wt％的Fe和Ni及/或者Co的合金構(gòu)成。
20.根據(jù)權(quán)利要求17中記載的軟磁性部件，其特征為多個由上述絕緣層、上述基底金屬層和上述軟磁性金屬層組成的部分被疊層。
21.一種軟磁性部件，具備絕緣層；基底金屬層，與上述絕緣層相對配置；軟磁性金屬層，配設(shè)于上述基底金屬層上，其特征為上述軟磁性金屬層在上述基底金屬層側(cè)形成有與其他區(qū)域相比飽和磁通密度更大的區(qū)域，并且若將上述基底金屬層的厚度設(shè)為s，將上述軟磁性金屬層的厚度設(shè)為p，則5≤p/s＜10，且0＜s＜100nm。
22.一種軟磁性部件，具有絕緣層；基底金屬層，與上述絕緣層相對配置；軟磁性金屬層，配設(shè)于上述基底金屬層上，其特征為若將上述基底金屬層的厚度設(shè)為s，將上述軟磁性金屬層的厚度設(shè)為p，則4≤p/s≤15，且100nm＜s≤1000nm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種由包含軟磁性金屬層的多個層來構(gòu)成的軟磁性部件，使軟磁性金屬層和其他層之間的磁性耦合得到提高。具備樹脂薄膜2；基底金屬層3，形成于樹脂薄膜2上；軟磁性金屬層4a，形成于基底金屬層3上。軟磁性金屬層4a在基底金屬層3側(cè)，形成有與其他區(qū)域相比Fe濃度更高并且飽和磁通密度更大的區(qū)域。
文檔編號H01F41/26GK1525499SQ200410006670
公開日2004年9月1日 申請日期2004年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月24日
發(fā)明者橋本康雄, 若山勝彥, 柿沼朗, 田崎和則, 飯島康, 長勤, 則, 彥 申請人:Tdk株式會社