磁性片、使用该磁性片的电子设备及磁性片的制造方法

申请号 CN201480017811.0 申请日 2014-03-27 公开(公告)号 CN105074838A 公开(公告)日 2015-11-18
申请人 日立金属株式会社; 发明人 渡边光弘; 三木裕彦; 中村真贵;
摘要 一种 磁性 片,其在 树脂 薄膜 上隔着粘附层保持有由Fe基金属磁性材料构成的薄板状磁性体而成,所述薄板状磁性体的 单层 厚度为15μm~35μm,所述薄板状磁性体在500kHz 频率 下的交流相对磁导率μr为220以上770以下。
权利要求

1.一种磁性片,其在树脂薄膜上隔着粘附层保持有由Fe基金属磁性材料构成的薄板状磁性体而成,其特征在于,
所述薄板状磁性体的单层厚度为15μm~35μm;
所述薄板状磁性体在500kHz频率下的交流相对磁导率μr为220以上770以下。
2.根据权利要求1所述的磁性片,其特征在于,
将多个所述薄板状磁性体排列并贴合在所述树脂薄膜上。
3.根据权利要求1或2所述的磁性片,其特征在于,
所述薄板状磁性体维持粘贴在所述树脂薄膜上的状态下分割为多个。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁性片,其特征在于,
所述薄板状磁性体处于非裂纹状态。
5.一种电子设备,其使用权利要求1至4中任一项所述的磁性片,其特征在于,接近所述磁性片配置有使用地磁传感器电子罗盘
6.一种磁性片的制造方法,其特征在于,包括:
热处理工序,对由Fe基金属磁性材料构成且单层厚度为15μm~35μm的薄板状磁性体实施热处理,使所述薄板状磁性体的500kHz频率下的交流相对磁导率μr为220以上
770以下;
层压工序,将已热处理的所述薄板状磁性体隔着粘附层保持在树脂薄膜上而构成磁性片;
切割工序,将所述磁性片切割成规定形状。
7.根据权利要求6所述的磁性片的制造方法,其特征在于,
在所述热处理工序中,将所述薄板状磁性体形成圆环状的状态下实施热处理。
8.根据权利要求6或7所述的磁性片的制造方法,其特征在于,在所述层压工序之后,包括:
向所述磁性片的表面上的多个位置施加外的工序;
通过用卷筒卷绕所述磁性片而生成以施加所述外力的位置为起点的裂纹,使所述薄板状磁性体分割为多个固片的工序。
9.根据权利要求8所述的磁性片的制造方法,其特征在于,
将向所述磁性片的表面上的多个位置施加外力的工序与所述切割工序同时进行。

说明书全文

磁性片、使用该磁性片的电子设备及磁性片的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及磁性片、使用该磁性片的电子设备及该磁性片的制造方法,该磁性片应用于配置有包括地磁传感器电子罗盘的电子设备例如便携式电话等。

背景技术

[0002] 近年来,智能手机、平板型信息终端、移动电话等电子设备得到迅速普及。图11是以智能手机为一例的电子设备的外观立体图。在电子设备200中,除通话功能以外,还设置有各种各样的功能。作为这些功能中的一个,例如有应用GPS的地图显示功能。使用者通过存储在硬盘或集成电路存储器(IC memory)中的地图信息和使用GPS信号的地图显示功能,在设置于电子设备的显示器300上能够得到准确的位置信息。此时,地图显示功能反映使用者正在朝向哪个方向的信息时使用采用了地磁传感器的电子罗盘260。电子罗盘260是使用霍尔元件、磁阻效应元件等地磁传感器,基于地磁产生的直流磁场得到方位信息的装置。
[0003] 在智能手机或平板型之类的电子设备200中,作为供使用者容易地输入其操作信息或文字信息的输入装置,有的也采用位置检测装置。
[0004] 该位置检测装置例如将用于指示位置的笔型装置210和用于检测位置的被称为传感器基板的装置组合而成。图12示出了位置检测装置的具体一例,从设置于笔型装置210的线圈,向由在传感器基板350侧设置的X-Y各方向的传感器线圈构成的线圈群340传送500kHz频率的脉冲信号,通过根据电磁感应原理在线圈群340产生的电动势来得到位置信息。在电子设备200中,将传感器基板350设置于显示面板305的下部,并且通过使各种软件和显示器上的位置信息联动,容易进行向电子设备200的信息输入。在传感器基板350和电路基板370之间,以覆盖显示面板305的整个下部的方式配置有作为磁轭或磁屏蔽的磁性体构件360。
[0005] 也有以下其他结构:将在透光性基板上形成有通过肉眼无法确认的线圈群340的传感器基板350设置于显示面板305的上部侧,并且将磁性体构件360配置在显示面板305和电路基板370之间。
[0006] 也有这种结构:不管有无传感器基板,在电子设备内都配置有作为磁屏蔽的磁性体构件。
[0007] 公知的是,由于电子罗盘利用微弱地磁,因此,容易受到扬声器等具有磁的部件所产生的电磁噪声的影响,而且还已知所述磁性体构件也会对电子罗盘的方位信息产生很大的影响。具体而言,基于地磁的直流磁场在磁性体构件的附近发生偏移。因此,可以确定的是,如果将电子罗盘接近磁性体构件配置,则其方位信息的误差将会变大,从而导致不能得到准确方向。
[0008] 针对该问题,在专利文献1中提出了如下技术:将非晶形金属等磁性材料制成粉末状,然后用树脂使其凝固或制成涂料,由此将磁性体构件本身构成为具有低磁导率的构件。只要磁性体构件具有低磁导率,在其附近的磁通紊乱程度也会相对减轻,因此即使电子罗盘与磁性体构件接近,也能够减小所得到的方位信息的误差。
[0009] 另外,关于传感器基板所使用的磁性体构件,专利文献2记载了与专利文献1同样地将磁性材料制成粉末,然后将其分散于橡胶或树脂而使用的技术。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1:日本国特开2012-252660号公报
[0013] 专利文献2:日本国特开平6-149450号公报

发明内容

[0014] 发明要解决的课题
[0015] 只要抑制由磁性体构件所产生的直流磁场的偏移的影响的同时,将磁性体构件和电子罗盘隔开配置即可。然而,从便携式设备的多功能化、小型化的要求来看,在便携式终端装置等电子设备中,各种部件密集地集成在有限的空间内,因此限制了设计自由度,从而实际上不得不互相接近配置。
[0016] 如专利文献1和专利文献2记载的那样,如果将磁性粉末分散于树脂中而构成磁性体构件,则磁性体构件具有低磁导率,能够降低电子罗盘的方位信息误差。另外,能够向磁性体构件赋予挠性,因此也容易配置在非平坦面的部位,从而磁性体构件优选具备挠性。然而,由于需要将非晶形合金等磁性材料制成粉末状的工序,然后将其分散于树脂等中并通过成型或者涂布形成规定形状的工序,因此磁性体构件成为相对高价的构件。
[0017] 而且,如上所述,由磁性粉末制成的磁性体构件的相对磁导率至多150左右,即使将这样的磁性体构件使用于位置检测装置的磁轭等,也存在传感器基板的检测灵敏度恶化,不能得到准确的位置信息的情况。需要说明的是,通过增加由粉末制成的磁性体构件的厚度,在一定程度上可以改善检测灵敏度,但是只会增加体积,并且也难以得到挠性,因此在有限定的空间的情况下不能算是优选的方法。
[0018] 于是,本发明的目的在于,提供一种磁性片、使用该磁性片的电子设备及该磁性片的制造方法,该磁性片包括磁性体构件,并且在电子设备中能够与电子罗盘一并使用且具备挠性,能够抑制电子罗盘的方位误差,而且在位置检测装置中适合与传感器基板一并使用。
[0019] 解决课题的技术方案
[0020] 第一发明的磁性片,其包括树脂薄膜和作为磁性体构件的薄板状磁性体,并且在所述树脂薄膜上隔着粘附层保持有由Fe基金属磁性材料构成的薄板状磁性体而成,其中,所述薄板状磁性体的单层厚度为15μm~35μm,500kHz频率下的交流相对磁导率μr为220以上770以下。
[0021] 可以将薄板状磁性体做成金属薄带,并由一张金属薄带构成磁性片;也可以采用多个金属薄带,并将其以贴合的方式排列配置在树脂薄膜的表面上,或者堆积配置在树脂薄膜的面上。
[0022] 另外,优选地,所述薄板状磁性体维持贴附于所述树脂薄膜的状态下分割为多个。从简化制造工序来看,所述薄板状磁性体优选处于未实施裂纹(crack)处理的非裂纹(non-crack)状态,但也可以通过裂纹处理分割为多个固片。裂纹处理是指对磁性片施加外而进行固片化的处理,该处理区别于将薄板状磁性体作为多个金属薄带排列而使用,或者将事先已固片化的薄板状磁性体铺设而使用的非裂纹状态。
[0023] 第二发明的电子设备,其特征在于,具备:第一发明的磁性片;和电子罗盘,其接近所述磁性片配置并使用了地磁传感器。
[0024] 第三发明的磁性片的制造方法,其特征在于,所述制备方法包括:热处理工序,对由Fe基金属磁性材料构成且单层厚度为15μm~35μm的薄板状磁性体实施热处理,使所述薄板状磁性体的500kHz频率下的交流相对磁导率μr为220以上770以下;层压(laminate)工序,将已热处理的所述薄板状磁性体隔着粘附层保持在树脂薄膜上而构成磁性片;切割工序,将所述磁性片切割成规定形状。
[0025] 优选地,在所述热处理工序中,将所述薄板状磁性体形成圆环状的状态下实施热处理。
[0026] 进一步地,在所述层压工序之后,可以包括:向所述磁性片的表面上的多个位置施加外力的工序;通过用卷筒(roll)卷绕所述磁性片而生成以施加所述外力的位置为起点的裂纹,使所述薄板状磁性体分割为多个固片的工序。在该情况下,优选将向所述磁性片的表面上的多个位置施加外力的工序与所述切割工序同时进行。
[0027] 发明的效果
[0028] 本发明的磁性片在位置检测装置中适合于与传感器基板一并使用,对于在电子设备内接近磁性片配置的电子罗盘,能够抑制由构成磁性片的磁性体构件所产生的方位误差。而且,使用本发明的磁性片的电子设备的方位信息也更加准确。本发明的磁性片的制造方法在制造本发明的磁性片方面有用。附图说明
[0029] 图1中的(a)是本发明的一实施方式的磁性片的分解立体图,(b)是本发明一实施方式的磁性片的剖视图。
[0030] 图2是表示本发明的其他实施方式的磁性片的从薄板状磁性体侧看的俯视图。
[0031] 图3是表示本发明的其他实施方式的磁性片的从薄板状磁性体侧看的俯视图。
[0032] 图4是用于说明本发明的其他实施方式的磁性片中小片的磁性体构件的配置状态的俯视图。
[0033] 图5中的(a)是表示热处理工序的一例的示意图,(b)是表示层压工序的一例的示意图,(c)是表示切割工序的一例的示意图,(d)是表示切割工序的其他一例的示意图。
[0034] 图6是用于说明裂纹起点处理的俯视图,(a)表示各个突起的顶端为点状的突起群的例子,(b)表示各个突起的顶端为十字状的突起群的例子,(c)表示各个突起的顶端为线状的突起群的例子。
[0035] 图7中(a)是用于说明磁性片与电子罗盘的位置关系的俯视图,(b)是用于说明磁性片与电子罗盘的位置关系的侧视图。
[0036] 图8是用于说明度检测误差测量中的电子罗盘的姿态旋转的俯视图。
[0037] 图9是表示电子罗盘的姿态旋转角度与角度检测误差的关系的图。
[0038] 图10是表示交流相对磁导率与最大角度检测误差的关系的图。
[0039] 图11是使用电子罗盘和位置检测装置的电子设备的立体图。
[0040] 图12是使用于电子设备的位置检测装置的结构例子的分解立体图。

具体实施方式

[0041] 以下,参照附图具体说明本发明的磁性片,但本发明并不限于此。
[0042] (磁性片结构)
[0043] 图1是表示磁性片结构的图,图1(a)是磁性片的分解立体图,图1(b)是磁性片的剖视图。本发明的磁性片1是包括由Fe基金属磁性材料构成的薄板状磁性体10,并且是多个层层压的结构,至少在由树脂片构成的基体材料20上隔着粘附层15粘贴薄板状磁性体10而构成。
[0044] 便携式设备等的框体外形多半呈大致矩形,安装于该框体的显示器也同样大致矩形。配置于显示器下部的磁性片1也呈覆盖显示器的矩形。此处所称的矩形包括正方形,也包括在一部分设置有贯通孔或切口的情况,但不限于此。
[0045] 所述基体材料20选择容易变形的富有弯曲性的材质和厚度。例如,优选厚度为10μm~100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等树脂薄膜。除此之外,也可以是由聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等聚酰亚胺类,聚酰胺类,聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯类等形成的树脂薄膜。从耐热性和介质损耗的观点出发,尤其优选聚酰胺类和聚酰亚胺类。
[0046] 如果基体材料20的厚度增加则难以变形,有时会阻碍磁性片1按照曲面或弯曲面配置。另外,如果厚度不足10μm,则基体材料20本身更容易变形,因此操作变得困难,从而存在不能充分得到支撑薄板状磁性体10的功能的情况。
[0047] 作为用于粘贴基体材料20和薄板状磁性体10的粘附层15,可以适用丙烯酸树脂、树脂等的液状、薄片状或胶带(tape)状提供的粘接剂。可以将液状的粘接材料薄薄地涂布于基体材料20的一面侧形成粘附层,或者可以使用事先粘贴有双面胶带的树脂片作为粘附层。以赋予电磁波屏蔽功能为目的,可以在粘贴基体材料20的与粘贴有薄板状磁性体10的一侧的面相反的面上,或者在薄板状磁性体10和基体材料20之间,设置厚度为5μm~30μm左右的Cu箔或Al箔等导体。
[0048] 使用于磁性片1的薄板状磁性体10可以是单个,也可以是多个。另外,可以将薄板状磁性体切割成规定的宽度和长度,做成如图2的俯视图所示那样的多个带状体10a~10d,并将其排列配置在基体材料的表面上。
[0049] 在将多个薄板状磁性体10使用于一个磁性片1的情况下,除了所述带状体之外,也可以如图3所示那样,通过切割或者冲裁等形成规定形状而制作成方形等小型的固片30,并且将其隔开间隔而铺设在基体材料的表面上。
[0050] 图4是表示铺设有薄板状磁性体的局部放大图。薄板状磁性体的固片30a~30d隔开0mm以上(优选大于0mm)的间隔D相邻配置。此处的“间隔D为0mm”,是指相邻的固片侧边的至少一部分相接触的状态,由于间隔D构成磁隙,因此在薄板状磁性体10所生成的涡流成为问题的情况下,通过调整所述磁隙来能够降低该影响。另一方面,间隔D越大,越难以得到作为磁轭或者屏蔽的功能,在使用于位置检测装置的情况下,传感器基板的检测灵敏度也降低。因此,排列多个薄板状磁性体时,该间隔D优选为0.1mm以下。
[0051] 固片从其形成的容易度来看,优选形成为方形,但是可以形成为其他的多边形、圆形,也可以是各种形状的组合。随着固片的形成尺寸不同,形成于磁性片的磁隙数量发生变化,因此,如果固片的形状形成为方形,则该尺寸优选形成为10mm×10mm以下。
[0052] 另外,为了增加磁路截面积而将薄板状磁性体层压使用时厚度增加,并根据增加的程度其自身变得难以变形,由此有时制成磁性片时无法得到挠性。考虑到这种情况,固片的尺寸更加优选为3mm×3mm以下。
[0053] 另外,经过了后述的热处理后的薄板状磁性体因其脆化而被施加压力时比较容易生成裂纹,因此在将薄板状磁性体10保持于基体材料20的状态下,可以用辊子(roller)等构件进行加压等实施施加外力的裂纹处理而分割为定形或不定形的多个固片。在该情况下,优选地,事先用其他的基体材料或粘附层等被覆层覆盖薄板状磁性体10使之夹入,以免薄板状磁性体(固片30)从基体材料脱落。
[0054] 图1~图4所示的磁性片1的薄板状磁性体均处于未实施裂纹处理的非裂纹状态,因此不是经过裂纹处理分割的多个固片。“非裂纹状态”,是指没有形成经过裂纹处理的有目的的裂纹的状态,其包括经过一般的操作(例如,仅仅是搬送)多多少少生成裂纹而已的状态。这种磁性片可以省略裂纹处理,因此能够简化制造工序。
[0055] 为了实现磁性片1的薄型化,薄板状磁性体10优选为单层,但是在将用于产生磁场的永磁铁等部件配置于磁性片1附近的情况下,可将多个薄板状磁性体隔着聚酰亚胺树脂等绝缘树脂层层叠配置。对于层数而言,考虑到磁性片的薄型化和挠性,并且抑制由磁性体构件所产生的直流磁场偏移的影响,优选地,包括基体材料20等在内的磁性片1整体的厚度为0.2mm或其以下的层数。
[0056] (Fe基金属磁性材料)
[0057] 构成薄板状磁性体10的Fe基金属磁性材料优选为FeBSi系的磁性材料。更优选地,以一般式:Fe100-a-b-c Ba Sib Cc表示,a、b和c为原子%且满足7≦a≦20、1≦b≦19、0≦c≦4、75≦100-a-b-c≦85的Fe基金属磁性材料。也可以包含作为其他金属元素的Mn、S、P等不可避免的杂质。
[0058] 薄板状磁性体10优选将所述Fe基金属磁性材料形成非晶形合金,并且通过后述的热处理对其组织的至少一部分进行结晶化而得到。此处的“结晶化”不是指在非晶形母相中结晶出100nm以下纳米尺寸晶粒的所谓纳米结晶化,而是结晶出至少包含数百nm~1μm的晶粒的结晶处理。作为结晶相,通过使固溶了Si的α-Fe与Fe3Si等硅化物一并析出,由此降低磁导率,使500kHz频率下的交流相对磁导率μr为220以上770以下。
[0059] Fe是决定金属磁性材料的饱和磁通密度的元素。作为对使用于磁性片来说实用的磁通密度,优选使Fe为75原子%以上,使得饱和磁通密度为1.3T以上。如果饱和磁通密度为1.3T以上,则不仅得到磁轭功能或者屏蔽功能,而且能够使薄板状磁性体10的板厚变薄。另外,如果Fe超过85原子%,则有时非晶形的形成变得困难,从而有时热处理后不能得到期望的交流相对磁导率μr。
[0060] Si、B都是非晶质形成元素。如果Si为1原子%以上,则通过急冷能够稳定地形成非晶质。Si的至少一部分通过热处理固溶于α-Fe并形成Fe3Si等硅化物。如果Si超过19原子%,则饱和磁通密度Bs降低。
[0061] 另外,公知的是,bcc结构的α-Fe晶粒中的Si影响Fe基金属磁性材料的感应磁各向异性,如果Si为8原子%以上,则通过在磁场中实施热处理来使B-H曲线倾斜而改善直线性,得到调整磁导率的效果,因此优选Si为8原子%以上。
[0062] 如果作为非晶质形成元素的B的含有量为7原子%以上,则通过急冷能够稳定地形成非晶质,如果超过20原子%,则饱和磁通密度Bs降低。因此,B的含有量优选为7原子%~20原子%。
[0063] Fe基金属磁性材料通过单辊或者双辊急冷法,优选形成为板厚15μm~35μm左右的非晶形合金的薄带。所谓单辊或者双辊急冷法,是指将按照规定的组分秤好的原料通过高频感应溶解等手段溶解后,利用喷嘴向高速旋转的冷却辊表面排出并使之急冷凝固的方法。C可以不包含,但是考虑到提高熔融金属和冷却辊表面的可湿性,优选包含0.5原子%以上,并且可根据制作的薄带的厚度,优选包含4原子%以下。
[0064] (热处理)
[0065] 为了使非晶形合金的Fe基金属磁性材料的至少一部分组织结晶化,优选实施热处理。通常,作为非晶形合金的热处理,以结构弛豫为目的,在300~400℃下进行退火,磁导率在该情况下上升。
[0066] 另一方面,为了得到本发明的磁性片所使用的薄板状磁性体而实施的热处理例如在超过430℃的温度下进行。在超过结晶化温度Tk的温度下进行的热处理中,Fe2B的化合物相析出而矫顽力Hc显著增加,因此,热处理优选在这样的条件下进行:Fe2B的化合物相在低于结晶化温度Tk下难以析出晶体,即使析出晶体,也为少量。具体而言,热处理更优选在充分低于结晶化温度Tk的、Tk-60℃以下的温度下进行。
[0067] 在热处理中,与温度同样,保持时间也很重要。为了在进行结晶化时将Si充分固溶于α-Fe,保持时间优选为20分钟以上。如果将保持时间设为大于180分钟,则有可能使Fe2B晶体析出,从而保持时间优选为20分钟~180分钟。热处理环境气氛可以是大气,但是考虑到防止Fe基金属磁性材料化这一点,优选在氩气、氮气等惰性气体中进行。
[0068] (磁特性)
[0069] 本发明的交流相对磁导率μr是通过能够忽略漏磁通的闭合磁路磁心的线圈的有效自感系数并利用如下式求出的磁导率。有效自感系数L是用阻抗/增益相位分析仪(Agilent Technologies,Inc.制的4194A)在工作磁场为0.05A/m、25℃温度、500kHz频率下进行评价的。
[0070] μr=(L×C1)/(μ0×N2)
[0071] L:有效自感系数(H)
[0072] N:总线圈
[0073] μ0:真空磁导率(4×π×10-7H/m)
[0074] C1:磁心常数(m-1)
[0075] 另外,矫顽力Hc是用直流磁性试验装置(METRON技研(株)制的SK-110型)分别对初级侧和次级侧卷绕线圈并在25℃温度下设最大磁化Hm为800A/m而进行评价的。
[0076] (电子罗盘)
[0077] 在电子设备中,对与本发明的磁性片一并使用的电子罗盘的地磁传感器的种类不做特别限定,可以使用霍尔元件、磁阻效应元件、磁通、磁阻抗元件等各种检测原理的构件,对此不做限定。使用了该地磁传感器的电子罗盘接近磁性片配置,例如从磁性片的一端隔开1cm以下的距离进行配置。
[0078] (磁性片的制造方法)
[0079] 磁性片1的制造方法包括:热处理工序,其对由Fe基金属磁性材料构成且单层厚度为15μm~35μm的薄板状磁性体10实施热处理,使该薄板状磁性体10的500kHz频率下的交流相对磁导率μr为220以上770以下;层压工序,其将已热处理的薄板状磁性体10隔着粘附层15保持在树脂薄膜(基体材料20)上而构成磁性片1;切割工序,其将该磁性片1切割成规定形状。
[0080] 图5(a)是热处理工序的一例,是表示将以卷筒状卷绕的薄板状磁性体10保持在退火炉40内的情形。这样,将长条的薄板状磁性体10做成圆环状的状态下进行热处理,因此有助于节约空间,并且能够将结束热处理的卷筒状的薄板状磁性体10直接用于接下来的层压工序。热处理中的温度、保持时间等如前文所述。
[0081] 图5(b)是层压工序的一例,是表示将薄板状磁性体10、粘附层15及基体材料20分别从卷筒放出,并利用以规定间隔配置的一对加压辊42夹压并层叠的情形。薄板状磁性体10通过热处理而脆化,但是由于相对于放出方向具有相应的强度,因此在放出后形状不会有大的变形。
[0082] 图5(c)是切割工序的一例,使用旋转刀式切割机45和剪切刀式刀具46将磁性片1切割成规定形状。在本实施方式中将磁性片1切割成矩形,但不限于该形状,也可以适当地变更该尺寸。另外,对进行切割的工具结构也不做出特别限定。对该被切割的磁性片1的包而言,优选采用堆积片状的磁性片1的多片捆包。
[0083] 图5(d)是切割工序的其他一例,使用冲压模44将磁性片1切割成矩形。在切割后,将薄板状磁性体10的不需要的部分(本例中,包围矩形的外侧部分)从基体材料20剥离,从而能够得到在长条的基体材料20上排列有矩形薄板状磁性体10的磁性片1。如果将所述长条的磁性片1的基体材料20按照包括矩形薄板状磁性体10的长度进行切割而制成片状,就可以进行多片捆包。或者,也可以将长条的磁性片1卷绕于卷筒而进行卷筒捆包。
[0084] 如上所述,通过使磁性片1的薄板状磁性体处于非裂纹状态,能够简化制造工序,但另一方面,如果实施裂纹处理而将磁性片1分割成多个固片,则能够得到降低涡流损失的效果。不过,如果这样被分割的固片过于不定形,则有可能在磁性片1内因不同的区域而特性发生变化等不良的情况发生,因此,优选为尽量分割成定形的固片,该固片的形状优选是一边为1mm~10mm的矩形。
[0085] (裂纹起点处理)
[0086] 在实施裂纹处理时,为了使固片接近于定形,可以考虑在层压工序之后设置向磁性片1表面上的多个位置施加外力的工序(裂纹起点处理),以及通过用卷筒卷绕该磁性片1来以施加外力的位置为起点生成裂纹,由此将薄板状磁性体10分割成多个固片的工序(裂纹处理)。通过在经过了层压工序的磁性片1实施裂纹起点处理,在用卷筒卷绕而使弯曲应力作用时,裂纹以适当的间隔形成,从而有助于固片的定形化。
[0087] 向磁性片1的表面上的多个位置施加外力时,例如可以使用具有突起群的冲压构件(未图示),该突起群包括分别在磁性片1的宽度方向和长度方向以等间隔排列的多个突起。通过将这种冲压构件的突起群向磁性片1按压,表面内的多个位置局部地被按压,根据不同的情况,在被各突起的顶端顶到的位置形成小的裂纹。该小的裂纹所在位置分别成为之后用卷筒卷绕时生成裂纹的起点,由此能够将薄板状磁性体10分割成大致定形的多个固片。
[0088] 图6是示意性地表示施加外力的位置的磁性片1的俯视图,相当于构成突起群的突起的顶端形状。(a)~(c)分别表示突起的顶端为点状、十字状(X字状)、线状(纵横的组合)的一例,不过不限于此,可以采用其他形状。外力可以从基体材料20侧向薄板状磁性体10施加,或者从其相反侧向薄板状磁性体10施加。根据需要,对经过裂纹起点处理后的磁性片1,可以在施加外力的一侧的表面上粘贴双面胶带等。
[0089] 从制造工序的效率化的观点来看,向这种磁性片1表面上的多个位置施加外力的工序优选与切割工序同时进行。例如,通过在图5(d)所示的冲压模44设置如上所述的突起群(即,将冲压模44作为上述冲压构件),能够与切割工序同时由该突起群施加外力。在之后,如果采用卷筒捆包,则由于与此同时进行裂纹处理,因此不需要另进行裂纹处理,从而是优选之。
[0090] 向磁性片1的表面上的多个位置施加外力的工序也可以在切割工序之后进行。例如,可以在图5(d)所示的切割工序之后,将薄板状磁性体10的不需要的部分从基体材料20剥离,并且将上述冲压构件的突起群向磁性片1按压,然后进行卷筒捆包。在该情况下,也不需要用于进行裂纹处理的另行的工序,因此从效率化的观点看是优选的。
[0091] 另外,向磁性片1的表面上的多个位置施加外力的工序也可以在切割工序之前进行。例如,可以向经过层压工序后得到的磁性片1按压上述冲压构件的突起群,之后用卷筒卷绕而将薄板状磁性体10分割成多个固片,然后将从该卷筒放出的磁性片1向切割工序提供。切割工序可以是图5(c)和图5(d)中的任一个,之后的捆包也可以采用多片捆包和卷筒捆包中的任一个。
[0092] 实施例
[0093] 将长条的厚度为25μm的PET薄膜作为基体材料,在其一侧的表面上隔着厚度为3μm的双面胶带粘贴厚度为30μm的箔,在其相反面隔着厚度为20μm的粘附层粘贴薄板状磁性体。并且,为了使基板等可以粘贴到被粘贴对象物,在薄板状磁性体的未被PET薄膜覆盖的一侧粘贴由粘附层和剥离覆盖层(liner)一体形成的双面胶带。然后,将长条的层压体切割成140mm×230mm×0.13mm的矩形而制作了磁性片。需要说明的是,并没有对磁性片实施裂纹处理,使薄板状磁性体处于非裂纹状态。
[0094] 作为上述磁性片用的薄板状磁性体,准备了厚度为25μm的、Fe80B11Si9的非晶形合金制薄带(美国Metglas公司制的2605SA-1材料,饱和磁通密度Bs=1.56T,电阻率为137μΩ·cm,宽度为200mm)。在与基体材料等进行层压之前,将长条的薄板状磁性体形成为圆环状,并将其配置在N2气氛的炉内,将温度从室温升温至435℃~450℃的规定的保持温度,在保持温度下保持120分钟之后,进行炉内冷却而实施了热处理。需要说明的是,该非晶形合金的结晶化温度Tx在差示扫描量热测量下为507℃。
[0095] 随着热处理温度变高,薄板状磁性体变脆,因此,在磁特性的评价中,对处于毛坯铸件状态的薄带进行冲裁而制作圆环状的试料,并且将其在N2气氛下实施热处理,从热处理后的该试料推定出同一热处理的磁性片的磁特性。
[0096] 具体而言,从处于毛坯铸件状态的薄带制作内径为 外径为 的圆环状试料,并对其进行热处理,将二十枚热处理后的圆环状试料堆积在树脂箱体内而制作了厚度为0.5mm的圆环状的层压磁心。将十五匝的线圈卷绕于放入到树脂箱体内的层压磁心,并使用阻抗/增益相位分析仪4194A求出25℃温度、500kHz频率下的交流相对磁导率μr。另外,实施十匝的初级线圈和五十匝的次级线圈并评价了矫顽力Hc。
[0097] 对热处理后的各试料进行了X线衍射而确认了结晶固有的衍射峰值,分析结果发现各试料均结晶出了α-Fe。
[0098] 使用所得到的磁性片评价了对电子罗盘的方位检测误差产生的影响。图7是用于说明磁性片与电子罗盘的位置关系的图,(a)是从磁性片的主表面的法线方向(z方向:与x方向和y方向垂直的方向)看的俯视图,(b)是图7(a)的侧视图。磁性片1和电子罗盘50粘贴、搭载于基板、框架等,为了便于说明,省略了磁性片1和电子罗盘50以外结构的图示。从磁性片1的主表面的法线方向看,电子罗盘50配置在不与磁性片1重叠的位置且磁性片1的x方向的中间。磁性片1的长度方向(y方向)的一端侧与电子罗盘50(外形尺寸为1.6mm×1.6mm×0.5mm)的中心的距离T为5mm。电子罗盘50采用了旭化成微电子株式会社制的三轴电子罗盘AK8963C。
[0099] 将磁性片1的y方向与由地磁所产生的直流磁场一致,并将从电子罗盘看的磁性片侧设为北(N)方向。在将电子罗盘50与磁性片1的间隔T设定为固定值的状态下,以电子罗盘50的中心为轴,在xy平面进行姿态旋转,由此评价了由各磁性片对地磁检测方位的角度检测误差产生的影响。图8是用于说明电子罗盘的姿态旋转的图。例如,在将电子罗盘50相对于地磁向东(E)倾斜45度的情况(姿态旋转角θ1=45度)下,如果检测角度θ2为+45度,则角度检测误差θ3(θ2-θ1)为0度,若为+50度,则角度检测误差θ3为+5度,如果为+40度,则角度检测误差为-5度。需要说明的是,角度检测误差在360度的姿态旋转中表示出周期性,因此,作为在360度的姿态旋转中的最大角度检测误差,可以采用在0~90度的姿态旋转中的最大角度检测误差的绝对值。由此,评价通过0~90度的姿态旋转来进行。
[0100] 另外,使用所得到的磁性片来构成了位置检测装置。该位置检测装置的基本结构几乎与图12所示的现有技术的结构相同,但是将作为磁性体构件的部分替换成磁性片。然后,评价了在与磁性片的四角及中央相对应的传感器基板的传感器线圈和显示面板上的笔型装置之间基于电磁波进行通信而是否得到准确的位置信息。
[0101] 表1中一并表示了对薄板状磁性体实施热处理的条件、热处理后的薄板状磁性体的磁特性、基于磁性片的电子罗盘的最大角度检测误差评价结果、位置检测装置的位置信息评价结果。
[0102] [表1]
[0103]
[0104]
[0105] 表格中,在作为传感器基板评价而示出的位置检测装置的位置信息评价中,将在磁性片的四角和中央的五个点都能得到准确的位置信息的情况表示为良,将在传感器线圈和笔型装置之间未进行通信而一个点也未能得到准确的位置信息的情况表示为否。
[0106] 图9是电子罗盘的姿态旋转角度与角度检测误差的关系的图。从该图可以确认,随着使用于磁性片的薄板状磁性体的交流相对磁导率μr越大,各姿态旋转角度下的角度检测误差越大。另一方面,如表1所示,如果交流相对磁导率μr小,则屏蔽特性、位置检测装置中的通信性能受损。从而可以确认:为了抑制检测角度误差的同时不损害通信性能,薄板状磁性体的500kHz频率下的交流相对磁导率μr具有优选范围。根据图10所示的交流相对磁导率μr与最大角度检测误差的关系,可以确认:如果将电子罗盘的最大角度检测误差的允许阈值设为20度,则交流相对磁导率μr的上限优选设为770。
[0107] 在实施例中,将电子罗盘配置成与磁性片的一边垂直等分线重叠,但不限于此,只要沿着磁性片的一边的任意位置配置,就能够得到本发明的效果。
[0108] 附图标记说明
[0109] 1 磁性片
[0110] 10、10a、10b、10c、10d 薄板状磁性体
[0111] 15 粘附层
[0112] 20 基体材料
[0113] 30 小片(薄板状磁性体)
[0114] 50、260 电子罗盘
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