專利名稱：扁平狀軟磁性金屬粉末以及rfid天線用磁心構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種天線用磁心構(gòu)件，其優(yōu)選在采用了RFID(射頻識別Radio Frequency Identification)技術(shù)的非接觸IC標簽等中使用。
背景技術(shù)：
作為采用了RFID技術(shù)的非接觸IC卡以及識別標簽等非接觸IC標簽，為人所知的是將記錄著信息的IC芯片以及共振用電容器與天線線圈進行電連接。該非接觸IC標簽從讀/寫收發(fā)天線向天線線圈發(fā)送預定頻率的電波，由此使非接觸IC標簽激活，然后根據(jù)由電波的數(shù)據(jù)通信發(fā)出的讀出指令，通過讀取IC芯片所記錄的信息、或者判別對于特定頻率的電波是否發(fā)生共振來進行識別或監(jiān)視。除此以外，大多數(shù)非接觸IC標簽可以更新所讀取的信息，或?qū)懭肴罩拘畔ⅰ?br> 例如專利文獻1中已經(jīng)公開作為識別標簽所使用的天線組件，是在以螺旋狀卷繞于平面內(nèi)的天線線圈中，與該天線線圈的平面大致平行地插入磁心構(gòu)件。該天線組件中的磁心構(gòu)件含有非晶片材或電磁鋼板這樣的高導磁率材料，通過與天線線圈的平面大致平行地插入磁心構(gòu)件，天線線圈的電感增大，從而可以謀求通信距離的增加。
關(guān)于該磁心構(gòu)件，專利文獻2以抑制渦流的產(chǎn)生、降低因渦流的產(chǎn)生所引起的損耗為課題，提出了如下的方案，即在RFID天線用磁心構(gòu)件所含有的鐵基合金粒狀粉末中，該粉末的90wt％以上由具有30μm以下粒徑的粉末粒子構(gòu)成，而且該粉末具有80×18-8Ωm以上的電阻率。作為該鐵基合金，含有6～15wt％的Si，且容許含有1wt％以下的鋁、3wt％以下的銅、3wt％以下的鎳、5wt％以下的鉻、以及10wt％以下的鈷之中的至少一種。通過使用該鐵基合金粒狀粉末，顯示出可以獲得30以上的Q值。
據(jù)專利文獻3報道其以提供一種不增大組件厚度、可以謀求提高通信距離的天線組件用磁心構(gòu)件為課題而進行了潛心的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)著眼于磁心構(gòu)件在使用頻率(例如13.56MHz)下的損耗系數(shù)而構(gòu)成磁心構(gòu)件，使得該損耗系數(shù)的倒數(shù)與復數(shù)導磁率的實部之積為預定值以上，由此不增加組件的厚度便可以謀求通信距離的提高。而且當設可以用磁心構(gòu)件在使用頻率下的復數(shù)導磁率的實部μ’以及虛部μ”表示的損耗系數(shù)(tanδ＝μ”/μ’)的倒數(shù)為Q時，將用μ’×Q表示的性能指數(shù)設定為300以上，藉此可以降低起因于渦流損耗的天線組件的功率損耗，顯示出不增加磁心組件的厚度便可以謀求通信距離的提高。
專利文獻3公開了使用Fe-Si系合金的磁心構(gòu)件。其中公開了磁心構(gòu)件使用Fe-10wt％-Si-Cr合金，其性能指數(shù)μ’×Q約為2000左右。
專利文獻1特開2000-48152號公報專利文獻2特開2004-52095號公報專利文獻3特開2005-340759號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于進一步提高使用該Fe-Si-Cr系合金的磁心構(gòu)件的性能指數(shù)μ’×Q。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)本發(fā)明以上的目的可以通過特定天線用磁心構(gòu)件所使用的扁平狀軟磁性金屬粉末的Ms(飽和磁化)/Hc(頑磁力)來實現(xiàn)。也就是說，本發(fā)明涉及一種由扁平狀軟磁性金屬粉末與粘結(jié)材料構(gòu)成的RFID天線用磁心構(gòu)件所使用的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于由Fe-Si-Cr合金構(gòu)成，在398kA/m的外加磁場下的Ms(飽和磁化)/Hc(頑磁力)為0.8～1.5(mT/Am-1)。
本發(fā)明在扁平狀軟磁性金屬粉末所具有的組成是Si7～23at％、Cr15at％以下(但不包含0)、余量由Fe以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成、且重量平均粒徑D50為5～30μm、平均厚度為0.1～1μm的情況下，則能夠?qū)?98kA/m的外加磁場下的Ms/Hc設定為0.8～1.5(mT/Am-1)。
另外，本發(fā)明提供一種由扁平狀軟磁性金屬粉末與粘結(jié)材料構(gòu)成的RFID天線用磁心構(gòu)件，其特征在于扁平狀軟磁性金屬粉末由Fe-Si-Cr合金構(gòu)成，在398kA/m的外加磁場下的Ms(飽和磁化)/Hc(頑磁力)為0.8～1.5(mT/Am-1)。而且如上所述，優(yōu)選扁平狀軟磁性金屬粉末所具有的組成是Si7～23at％、Cr15at％以下(但不包含0)、余量由Fe以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，且重量平均粒徑D50為5～30μm，平均厚度為0.1～1μm。
正如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，通過將由Fe-Si-Cr合金構(gòu)成的扁平狀軟磁性金屬粉末的Ms/Hc設定為0.8～1.5(mT/Am-1)，可能得到2500以上的性能指數(shù)μ’×Q。


圖1是表示使用本發(fā)明的磁心構(gòu)件的非接觸數(shù)據(jù)通信用天線組件之構(gòu)成的分解立體圖。
圖2是表示復數(shù)導磁率的實部μ’以及復數(shù)導磁率的虛部μ”與Si量的關(guān)系曲線。
圖3是表示Si量與磁心片材的性能指數(shù)(μ’×Q)的關(guān)系曲線。
圖4是表示不同Si量的磁心片材的導磁率μ的頻率特性的曲線。
圖5是表示磁心片材的臨界頻率fr與損耗系數(shù)tanδ的關(guān)系曲線。
圖6是表示扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的(Ms·Hc)1/2的值與臨界頻率fr的關(guān)系曲線。
圖7是表示扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的Ms/Hc(飽和磁化/頑磁力)與磁心片材的性能指數(shù)(μ’×Q)的關(guān)系曲線。
圖8是表示使用了扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的磁性片材的性能指數(shù)(μ’×Q)與通信距離的關(guān)系曲線。
符號說明
1 基板 2 磁心構(gòu)件3 金屬屏蔽板 4 天線線圈5 信號處理電路 6 外部連接部10 天線組件具體實施方式
下面基于實施方案，就本發(fā)明進行說明。
圖1是表示使用本發(fā)明的磁心構(gòu)件的非接觸數(shù)據(jù)通信用天線組件10的構(gòu)成的分解立體圖。
在圖1的天線組件10中，作為支持體的基板1、磁心構(gòu)件2以及金屬屏蔽板3構(gòu)成疊層結(jié)構(gòu)。基板1和磁心構(gòu)件2、磁心構(gòu)件2和金屬屏蔽板3例如通過雙面粘貼片材進行層疊。
在基板1上，裝載著以環(huán)狀卷繞于平面內(nèi)的天線線圈4。天線線圈4是用于發(fā)揮非接觸IC標簽功能的天線線圈，它與圖中未示出的外部讀/寫天線部產(chǎn)生感應耦合而進行通信。該天線線圈4由在基板1上布圖的銅、鋁等金屬圖案構(gòu)成。
在基板1位于磁心構(gòu)件2側(cè)的表面上，裝載著與天線線圈4進行電連接的信號處理電路5。信號處理電路5由非接觸數(shù)據(jù)通信所必要的信號處理電路和存儲信息的IC基片5a、以及調(diào)諧用電容等電氣-電子部件構(gòu)成。信號處理電路5通過安裝于基板1上的外部連接部6，與圖中未示出的便攜信息終端的印刷電路板進行連接。
其次，磁心構(gòu)件2例如在合成樹脂材料或橡膠等絕緣性粘結(jié)材料中混入軟磁性金屬粉末而構(gòu)成片材狀。本發(fā)明的該軟磁性合金粉末有其特點，關(guān)于這一點容后敘述。磁心構(gòu)件2作為天線線圈4的磁心(core)發(fā)揮作用，同時通過夾設于基板1與下層的金屬屏蔽板3之間，以避免天線線圈4與金屬屏蔽板3之間的電磁干擾。在該磁心構(gòu)件2的中心部，形成有開口2a，借以收納安裝于基板1上的信號處理電路5。另外，在磁心構(gòu)件2的一側(cè)面形成有凹部2b，以便在與基板1層疊時配設外部連接部6。
金屬屏蔽板3可以由不銹鋼板、銅板以及鋁板等構(gòu)成。天線組件10收納于便攜信息終端內(nèi)的預定位置，因此設置金屬屏蔽板3，借以保護天線線圈4免受終端主體內(nèi)部的印刷電路板上的金屬部分(部件、配線)的電磁干擾。
其次，就磁心構(gòu)件2進行詳細的說明。
磁心構(gòu)件2為片材狀構(gòu)件，由合成樹脂等絕緣性粘結(jié)材料與后述的Fe-Si-Cr合金粉末構(gòu)成。本發(fā)明當設可以用磁心構(gòu)件2在使用頻率(本發(fā)明為13.56MHz)下的復數(shù)導磁率(μ＝μ’-i·μ”，i為虛數(shù)單位)的實部μ’以及虛部μ”表示的損耗系數(shù)(tanδ＝μ”/μ’)的倒數(shù)為Q時，能夠?qū)⒂忙獭罳定義的性能指數(shù)設定為2500以上。這樣的磁心構(gòu)件2通過使用如下的Fe-Si-Cr合金粉末便能夠?qū)崿F(xiàn)該合金粉末所具有的特性是在398kA/m的外加磁場下的Ms(飽和磁化)/Hc(頑磁力)為0.8～1.5(mT/Am-1)。在398kA/m的外加磁場下的Ms/Hc優(yōu)選為0.9～1.45mT/Am-1，更優(yōu)選為1.0～1.4mT/Am-1。通過設定為優(yōu)選的范圍，則能夠?qū)⑿阅苤笖?shù)μ’×Q設定為3000以上，進而設定為4000以上。
據(jù)專利文獻3記載，通過使用渦流損耗較小的磁性粉末，導致磁心構(gòu)件2的復數(shù)導磁率的虛部(損耗項)μ”分量減小，這有助于損耗系數(shù)的降低，但根據(jù)本發(fā)明人的研究，磁心構(gòu)件2產(chǎn)生損耗的主要原因可以理解為是由于磁躊壁共振引起的。于是，本發(fā)明著眼于通過將Ms/Hc設定為上述范圍，可以得到高性能指數(shù)μ’×Q。
為了將Fe-Si-Cr合金粉末的Ms/Hc設定在0.8～1.5mT/Am-1的范圍，其合金組成可以設定為Si7～23at％、Cr15at％以下(但不包含0)、余量Fe以及不可避免的雜質(zhì)。當Fe-Si-Cr合金的Si量不足7at％時，則Ms/Hc不足0.8～1.5mT/Am-1，同時性能指數(shù)μ’×Q只有2000左右。另一方面，當Fe-Si-Cr合金的Si量超過23at％時，則Ms/Hc超過1.5mT/Am-1，同時性能指數(shù)μ’×Q仍然只有2000左右。優(yōu)選的Si量為10～20at％，更優(yōu)選的Si量為12～17at％。
在本發(fā)明的Fe-Si-Cr合金中，Cr能夠賦予其以耐蝕性。但是，當其含量增加時，則飽和磁化降低。但是，當為15at％以下(不含0)時，則能夠充分獲得本發(fā)明的效果。優(yōu)選的Cr量為0.5～5at％，更優(yōu)選的Cr量為0.5～3at％。
本發(fā)明的Fe-Si-Cr合金粉末將其重量平均粒徑D50(以下簡稱為D50)設定為5～30μm。當D50大于30μm時，則Ms/Hc很有可能超過1.5mT/Am-1。于是，本發(fā)明將Fe-Si-Cr合金粉末的D50的上限設定為30μm。另外，當Fe-Si-Cr合金粉末過分細小時，則Hc增大，Ms/Hc很有可能不足0.8mT/Am-1，因此，F(xiàn)e-Si-Cr合金粉末的D50優(yōu)選設定為5μm以上。Fe-Si-Cr合金粉末更優(yōu)選的D50為10～25μm，進一步優(yōu)選的D50為15～25μm。此外，D50是將構(gòu)成Fe-Si-Cr合金粉末的粒子的重量從小粒徑一側(cè)開始進行累積，當該值達到Fe-Si-Cr合金粉末總重量的50％時的Fe-Si-Cr合金粉末粒子的粒徑(長軸的長度)。另外，此時的粒徑可以采用光散射法進行測定，將測定對象例如一邊循環(huán)、一邊以激光和鹵素燈等為光源，測定Fraunhofer衍射或Mie散射的散射角，從而測定其粒度分布。
本發(fā)明的Fe-Si-Cr合金粉末將其厚度設定為0.1～1μm，將更優(yōu)選的范圍設定為0.3～0.7μm。當Fe-Si-Cr合金粉末的厚度設定為不足0.1μm時，則不容易制造，而且也難以操作。另外，當其厚度超過1μm時，則退磁增大，表觀的μ’降低，因而是不優(yōu)選的。
另外，本發(fā)明的Fe-Si-Cr合金粉末將縱橫尺寸比(＝平均粒徑D50/平均厚度)優(yōu)選的范圍設定為10～200，更優(yōu)選的范圍設定為20～100。當縱橫尺寸比不足10時，則退磁增大，將其作為Fe-Si-Cr合金粉末時的表觀導磁率降低；當超過200時，則充填率(＝Fe-Si-Cr合金粉末的體積/磁心構(gòu)件2的體積)下降，從而導磁率降低。
本發(fā)明的Fe-Si-Cr合金粉末可以通過制作具有上述組成的原料合金粉末、并對其進行扁平化處理而得到。原料合金粉末可以通過粉碎鑄塊而得到，也可以采用水霧化法、氣霧化法、輥急冷法等熔體急冷法而獲得。原料粉末的D50優(yōu)選設定為15μm以下。當原料粉末的D50超過15μm時，通過扁平化處理將D50設定為30μm以下是不大容易的。
對原料合金粉末進行扁平化處理的手段并沒有特別的限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)所期望的扁平化，則無論采用何種手段都可以。例如，可以使用介質(zhì)攪拌磨機、滾動球磨機等進行扁平化處理，其中特別優(yōu)先使用介質(zhì)攪拌磨機。介質(zhì)攪拌磨機是也可以稱之為銷孔型磨機、玻璃珠磨機或攪拌球磨機的攪拌機。扁平化處理優(yōu)選使用甲苯等有機溶劑，且以濕式的方式來進行。此時的Fe-Si-Cr合金粉末的粒度分布未必是尖銳的，也可以是2個峰的分布。
<熱處理>
扁平化處理后進行熱處理。通過熱處理，將扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末進行干燥，并且消除伴隨扁平化帶來的應變。該熱處理可以在大氣中進行，也可以在含有一定量氧(例如氧分壓為1％以下)的不活潑氣體(例如氮氣)中進行。
熱處理溫度將穩(wěn)定溫度設定為275～450℃，優(yōu)選設定為300～400℃。另外，該穩(wěn)定時間優(yōu)選設定為30～180分鐘。這是因為Fe-Si-Cr合金的熱處理在偏離上述溫度范圍時，熱處理后得到的頑磁力Hc升高。優(yōu)選在上述溫度范圍進行熱處理，其中上述溫度范圍包括使頑磁力Hc成為極小值的溫度。
上述的穩(wěn)定溫度可以根據(jù)Fe-Si-Cr合金粉末組成的不同而適當?shù)赜兴煌珒?yōu)選設定為最佳條件。例如對于Fe98.5-xSixCr1.5合金(at％)，當x＝15時，穩(wěn)定溫度優(yōu)選設定為325～450℃，更優(yōu)選設定為350～400℃。另外，當x＝21時，穩(wěn)定溫度優(yōu)選設定為275～375℃，更優(yōu)選設定為300～350℃。
如以上那樣得到的Fe-Si-Cr合金粉末所具有的組成是Si7～23at％、Cr15at％以下(但不包含0)、余量Fe以及不可避免的雜質(zhì)，D50為5～30μm、平均厚度為0.1～1μm。使用該Fe-Si-Cr合金粉末可以如以下那樣制作磁心構(gòu)件2。
將Fe-Si-Cr合金粉末與粘結(jié)材料進行混煉之后，采用壓力成形、擠壓成形將其制成片材狀；或者使Fe-Si-Cr合金粉末與粘結(jié)材料分散在有機溶劑中，用刮刀法將其制成預定厚度的膜后進行干燥，然后采用壓延機進行壓延，將其制成片材狀。這樣，可以得到厚度為0.05～2mm的磁心構(gòu)件2。
將磁心構(gòu)件2的厚度設定為0.05～2mm是基于以下的理由。也就是說，是基于以下的制約條件當磁心構(gòu)件2薄于0.05mm時，不能得到充分的通信距離；另一方面，當磁心構(gòu)件2的厚度超過2mm時，難以收納在電氣設備的框體內(nèi)部的狹窄空間內(nèi)。
磁心構(gòu)件2中的Fe-Si-Cr合金粉末的充填率優(yōu)選為60～95wt％。當充填率不足60wt％時，μ’減小；當超過95wt％時，由于Fe-Si-Cr合金粉末彼此之間不能通過粘結(jié)材料而牢固地粘結(jié)在一起，導致磁心構(gòu)件2的強度下降。充填率更優(yōu)選為70～90wt％。
作為粘結(jié)材料，可以使用公知的熱塑性樹脂、熱固性樹脂、紫外線固化樹脂、放射線固化樹脂、以及橡膠類材料等。具體地為聚酯類樹脂、聚乙烯樹脂、聚氯乙烯類樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚氨酯樹脂、纖維素類樹脂、ABS樹脂、丁腈類橡膠、丁苯類橡膠、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、酰胺類樹脂等。
此外，磁心構(gòu)件2除了Fe-Si-Cr合金粉末以及粘結(jié)材料以外，也可以含有固化劑、分散劑、穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑等。另外，本發(fā)明的磁心構(gòu)件2在成形為所期望的形狀或在涂布磁心構(gòu)件2時，通過外加取向磁場或進行機械的取向，便能夠設定為高取向性的磁心構(gòu)件2。
實施例采用水霧化法制作表1所示組成(Si＝4～28at％、Cr＝1～15at％)的Fe-Si-Cr原料合金粉末。于甲苯溶劑中將原料合金粉末運用介質(zhì)攪拌磨機進行扁平化處理，得到平均厚度為0.1～1.0μm的扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末。將其進行熱處理后，用振動試料型磁力計(VSM、施加磁場398kA/m)進行磁特性(Ms飽和磁化、Hc頑磁力)的測定。熱處理在使Hc(頑磁力)成為極小的溫度(300～400℃)下進行。另外，測定了扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的粒徑D50。此外，D50是采用光散射法并通過HELOS SYSTEM(日本電子公司生產(chǎn)，干式法)得到的50％粒子的粒徑。其結(jié)果一并示于表1中。
其次，使用以上的扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末，按照以下的步驟制作磁心構(gòu)件。
使用稀釋劑將扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末與15wt％粘結(jié)劑進行混合，并將得到的料漿涂布于PET(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜上，然后進行磁場取向。扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末以使D50成為最大的處理時間進行扁平化，磁場取向是使其通過同極對置的磁體之間而進行的。進而使其多層化，然后進行輥壓或熱壓，便得到厚度為0.5mm、密度3.5Mg/m3的片材狀磁心構(gòu)件。由該片材制作外徑為18mm、內(nèi)徑為10mm的螺旋管形的試料，運用阻抗分析儀(ヒユ一レツトパツカ一ド公司生產(chǎn)，HP4281)測定復數(shù)導磁率的實部μ’以及復數(shù)導磁率的虛部μ”。另外，根據(jù)測定的復數(shù)導磁率的實部μ’以及復數(shù)導磁率的虛部μ”，求出損耗系數(shù)tanδ、以及性能指數(shù)μ’×Q。然后，評價片材在裝入便攜信息終端的狀態(tài)下的通信距離。以上的結(jié)果如表1所示。此外，表1的fr是復數(shù)導磁率的虛部μ”表現(xiàn)為峰值時的頻率(臨界頻率)。
圖2是表示比較例1(Si＝28.0at％)、比較例2(Si＝25.9at％)、比較例3(Si＝23.8at％)、實施例2(Si＝21.4at％)、實施例6(Si＝15.3at％)、實施例8(Si＝13.5at％)、實施例10(Si＝8.0at％)、以及比較例9(Si＝4.0at％)的復數(shù)導磁率的實部μ’以及復數(shù)導磁率的虛部μ”與Si量的關(guān)系曲線。由圖2可知，Si量減少時，損耗系數(shù)tanδ(＝μ”/μ’)減小，而以Si＝13.5at％為分界，損耗系數(shù)tanδ(＝μ”/μ’)轉(zhuǎn)為增加。
此外，比較例1、比較例2、比較例3、實施例2、實施例6、實施例8、實施例10、以及比較例9的共同點是Cr量為1.5at％左右，D50為20μm左右。
圖3是表示比較例1(Si＝28.0at％)、比較例2(Si＝25.9at％)、比較例3(Si＝23.8at％)、實施例2(Si＝21.4at％)、實施例6(Si＝15.3at％)、實施例8(Si＝13.5at％)、實施例10(Si＝8.0at％)、以及比較例9(Si＝4.0at％)的Si量與磁心片材的性能指數(shù)(μ’×Q)的關(guān)系曲線。由該曲線可知通過將Si量控制在預定的范圍，可以得到高的性能指數(shù)μ’×Q。
如上所述，如果將Fe-Si-Cr合金的Si量設定為預定的范圍，則能夠得到高的性能指數(shù)μ’×Q，但也有例外，它們是表1的比較例5、比較例6以及比較例7。這些磁心構(gòu)件盡管是Si量為18.5at％、21.4at％和圖3中可以得到高性能指數(shù)μ’×Q的組成，但性能指數(shù)μ’×Q卻停留在2000～2300。也就是說，只是特定Si量，不能夠得到高的性能指數(shù)μ’×Q。于是，就其進行了進一步的研究。
圖4是表示比較例1(Si＝28.0at％)、實施例2(Si＝21.4at％)、實施例8(Si＝13.5at％)、以及比較例9(Si＝4.0at％)的導磁率μ的頻率特性的曲線。由圖4可知，F(xiàn)e-Si-Cr合金的Si量越少，臨界頻率fr(復數(shù)導磁率的虛部μ”的峰位置)越向高頻側(cè)移動。
圖5是表示表1所示的全部實施例、比較例的臨界頻率fr與損耗系數(shù)tanδ的關(guān)系曲線。由此可知臨界頻率fr越大，則損耗系數(shù)tanδ越具有減小的傾向，但以150MHz附近為分界，損耗系數(shù)tanδ轉(zhuǎn)為上升。
圖6是表示扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的(Ms·Hc)1/2的值(Ms飽和磁化、Hc頑磁力)與臨界頻率fr的關(guān)系曲線。在此，作為殘余損耗之一的磁疇壁共振頻率被認為是與Ms/μ1/2成正比(例如，磁気工學の基礎II，P313～317共立全書)，如果將Ms/Hc作為該材料的導磁率μ的代用特性，則Ms/μ1/2與(Ms·Hc)1/2成正比。根據(jù)圖6，由于扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的(Ms·Hc)1/2與臨界頻率fr成正比關(guān)系，因而臨界頻率fr可以理解為磁疇壁共振頻率。
一般地說，損耗系數(shù)tanδ可以用磁滯損耗(tanδh)、渦流損耗(tanδe)、殘余損耗(tanδr)之和來表示，殘余損耗被認為是從全部損耗中減去磁滯損耗(tanδh)與渦流損耗(tanδe)而得到的。殘余損耗包括磁疇壁共振以及自然共振，但考慮到自然共振還出現(xiàn)在高頻側(cè)，則從該頻率開始極限頻率fr應理解為取決于磁疇壁共振。
于是，圖7表示了扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的Ms/Hc(飽和磁化/頑磁力)與磁心片材的性能指數(shù)μ’×Q的關(guān)系曲線。RFID天線用磁心構(gòu)件被認為是其性能指數(shù)μ’×Q越大，通信距離就越遠，通過將扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的Ms/Hc設定為0.8～1.5的范圍，便能夠得到2500以上的性能指數(shù)μ’×Q。
Si量為18.5at％和21.4T％的比較例5、比較例6以及比較例7，其扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的Ms/Hc超過1.5。另外，比較例5、比較例6以及比較例7的扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的D50超過30μm，并且比較例8的扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的平均厚度超過1μm，因此已經(jīng)判明為了將Ms/Hc設定為0.8～1.5的范圍，扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的粒徑也是重要的。
圖8是表示使用了扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的磁性片材的性能指數(shù)μ’×Q與通信距離的關(guān)系曲線。通過將性能指數(shù)μ’×Q設定為2500以上，便能夠得到110mm以上的通信距離。
如上所述，本發(fā)明新近發(fā)現(xiàn)作為控制性能指數(shù)μ’×Q的指針，將使用的扁平狀Fe-Si-Cr合金粉末的Ms/Hc特定在0.8～1.5的范圍。另外，為了將Ms/Hc特定在0.8～1.5的范圍，重要的是將Fe-Si-Cr合金的Si量、軟磁性金屬粉末的粒徑以及厚度控制在預定的范圍。
表1

權(quán)利要求
1.一種扁平狀軟磁性金屬粉末，其用于由所述扁平狀軟磁性金屬粉末與粘結(jié)材料構(gòu)成的RFID天線用磁心構(gòu)件，所述扁平狀軟磁性金屬粉末的特征在于由Fe-Si-Cr合金構(gòu)成，在398kA/m的外加磁場下的飽和磁化Ms與頑磁力Hc之比為0.8～1.5mT/Am-1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于所述扁平狀軟磁性金屬粉末所具有的組成是Si7～23at％、Cr大于0at％但不超過15at％、余量由Fe以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，且重量平均粒徑D50為5～30μm，平均厚度為0.1～1μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于Si為10～20at％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于Si為12～17at％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于Cr為0.5～5at％。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于Cr為0.5～3at％。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于所述重量平均粒徑D50為10～25μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于所述重量平均粒徑D50為15～25μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于所述平均厚度為0.3～0.7μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平狀軟磁性金屬粉末，其特征在于飽和磁化Ms與頑磁力Hc之比為0.9～1.45mT/Am-1。
11.一種天線用磁心構(gòu)件，其是由扁平狀軟磁性金屬粉末與粘結(jié)材料構(gòu)成的RFID天線用磁心構(gòu)件，所述扁平狀軟磁性金屬粉末的特征在于由Fe-Si-Cr合金構(gòu)成，在398kA/m的外加磁場下的飽和磁化Ms與頑磁力Hc之比為0.8～1.5mT/Am-1。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的天線用磁心構(gòu)件，其特征在于所述扁平狀軟磁性金屬粉末所具有的組成是Si7～23at％、Cr大于0at％但不超過15at％、余量由Fe以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，且重量平均粒徑D50為5～30μm，平均厚度為0.1～1μm。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的天線用磁心構(gòu)件，其特征在于Ms飽和磁化Ms與頑磁力Hc之比為0.9～1.45mT/Am-1。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的天線用磁心構(gòu)件，其特征在于所述天線用磁心構(gòu)件是厚度為0.05～2mm的片材狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的天線用磁心構(gòu)件，其特征在于所述天線用磁心構(gòu)件中的所述金屬粉末的粉末充填率為60～95wt％。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的天線用磁心構(gòu)件，其特征在于所述天線用磁心構(gòu)件中的所述金屬粉末的粉末充填率為70～90wt％。
全文摘要
本發(fā)明使采用Fe－Si－Cr系合金的磁心構(gòu)件的性能指數(shù)μ’×Q得以更加提高。本發(fā)明提供一種扁平狀軟磁性金屬粉末，其用于由扁平狀軟磁性金屬粉末與粘結(jié)材料構(gòu)成的RFID天線用磁心構(gòu)件，所述扁平狀軟磁性金屬粉末的特征在于由Fe－Si－Cr合金構(gòu)成，在398kA/m的外加磁場下的Ms(飽和磁化)/Hc(頑磁力)為0.8～1.5(mT/Am
文檔編號B22F1/00GK101064207SQ200710088729
公開日2007年10月31日 申請日期2007年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者松川篤人, 若山勝彥, 平井義人 申請人:Tdk株式會社