[發(fā)明專利]磁性材料以及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410289793.3
• 申請(qǐng)日: 2014-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN104252941A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江口朋子;末永誠(chéng)一;原田耕一;末綱倫浩;高橋利英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): H01F1/24
• 分類號(hào): H01F1/24
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 陳建全

對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)基于2013年6月25日提交的日本專利申請(qǐng)2013-133106號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此以參考的形式援引其全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及磁性材料以及裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)在，磁性材料適用于電感器、電磁波吸收體、磁性油墨、天線裝置等各種各樣的裝置，是非常重要的材料。這些裝置根據(jù)所需目的來(lái)利用磁性材料所具有的導(dǎo)磁率或磁損耗的特性。磁損耗包括：由強(qiáng)磁性共振產(chǎn)生的損耗，由磁疇壁共振產(chǎn)生的損耗，由外加磁場(chǎng)時(shí)的誘導(dǎo)電流產(chǎn)生的渦電流損耗，磁化過(guò)程中的熱能損耗即磁滯損耗。電感器和天線裝置利用高導(dǎo)磁率和低磁損耗，電磁波吸收體利用高磁損耗。由此，實(shí)際中作為裝置使用時(shí)，必須根據(jù)設(shè)備的利用頻帶來(lái)控制導(dǎo)磁率和磁損耗。

具有高導(dǎo)磁率和低磁損耗的磁性材料在應(yīng)用于功率半導(dǎo)體裝置中使用的功率電感器方面受到關(guān)注。功率半導(dǎo)體是以MOSFET或功率二極管等為代表的以高效率控制高電力和能量的半導(dǎo)體，從節(jié)能的觀點(diǎn)來(lái)看，在家電、計(jì)算機(jī)、汽車等所有的設(shè)備中廣泛應(yīng)用。

對(duì)于功率半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在，Si為主流，但據(jù)認(rèn)為，為了進(jìn)一步進(jìn)行高效率化和設(shè)備的小型化，利用SiC、GaN是有效的。SiC和GaN比Si的帶隙和絕緣擊穿電場(chǎng)大，能夠提高耐電壓，因此能夠使元件薄型化。由此，能夠降低半導(dǎo)體的導(dǎo)通電阻，對(duì)低損耗化和高功率化是有效的。此外，因?yàn)镾iC和GaN的載流子遷移性高，所以能夠使開關(guān)頻率高頻率化，能夠使元件小型化。據(jù)預(yù)測(cè)，系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)頻率能夠從Si的kHz帶高頻率化至MHz帶。

考慮到上述觀點(diǎn)，使用了SiC、GaN的功率半導(dǎo)體的開發(fā)正在活躍地進(jìn)行。另外，為了將功率半導(dǎo)體裝載到各種設(shè)備中，功率電感器的開發(fā)、即在MHz帶具有高導(dǎo)磁率、低磁損耗磁性材料的開發(fā)是不可缺少的。還有，需要能夠?qū)?yīng)大電流的高飽和磁化。如果飽和磁化較高，則即使外加高磁場(chǎng)也難以引起磁飽和，能夠抑制實(shí)際的電感值的降低。由此，提高裝置的電流重疊特性，提高系統(tǒng)的效率。

現(xiàn)在，已作為電感器實(shí)用化的磁性材料有硅鋼板或FINEMENT(日立金屬公司制微結(jié)晶材料)等金屬系材料、由鐵氧體所代表的氧化物材料。金屬系材料雖然是高飽和磁化和高導(dǎo)磁率的材料，但電阻小且在1MHz以上的高頻帶會(huì)增大渦電流損耗。另外，對(duì)于氧化物材料來(lái)說(shuō)，因?yàn)椴牧媳旧淼碾娮璐螅约词乖诟哳l帶也是低磁損耗，但因?yàn)轱柡痛呕停匀菀滓鸫棚柡停姼兄到档停贿m合于功率電感器。

對(duì)于SiC和GaN等面向功率半導(dǎo)體的電感器來(lái)說(shuō)，開發(fā)在1MHz以上的MHz頻帶滿足高飽和磁化、高導(dǎo)磁率、低磁損耗的材料是不可缺少的。

此外，在高頻帶具有高導(dǎo)磁率和低磁損耗的磁性材料除了被期待應(yīng)用于功率電感器以外，還被期待應(yīng)用于天線裝置等高頻率通信設(shè)備的裝置。作為天線的小型化、省電力化的方法，有下述方法：通過(guò)將高導(dǎo)磁率、低磁損耗的絕緣基板作為天線基板，卷入到達(dá)通信設(shè)備內(nèi)的電子部件和基板的電波，使電波不到達(dá)電子部件地進(jìn)行電波的收發(fā)。由此，使天線小型化和省電力化成為可能，同時(shí)，還使天線的共振頻率寬頻帶化成為可能，因此是優(yōu)選的。由此，如果開發(fā)出功率電感器用磁性材料，則也可能應(yīng)用于天線裝置。

此外，對(duì)于電磁波吸收體來(lái)說(shuō)，利用高磁損耗，吸收從電子設(shè)備產(chǎn)生的噪音，使電子設(shè)備的誤動(dòng)作等故障減低。電子設(shè)備是在各種頻帶使用，在規(guī)定的頻帶下要求高磁損耗。一般來(lái)說(shuō)，磁性材料在強(qiáng)磁性共振頻率附近顯示出高磁損耗。在MHz頻帶低損耗磁性材料的強(qiáng)磁性共振頻率大約變?yōu)镚Hz頻帶。由此，MHz帶功率電感器用磁性材料也可以應(yīng)用于例如在GHz帶使用的電波吸收體。

這樣，如果能夠開發(fā)在MHz頻帶具有高導(dǎo)磁率和低磁損耗的磁性材料，則也能夠使用于MHz帶以上的高頻帶的功率電感器、天線裝置、電磁波吸收體等。但至今已提出的任何磁性材料都未必具備充分的特性。

附圖說(shuō)明

圖1是第1實(shí)施方式的磁性材料的示意圖。

圖2是第2實(shí)施方式的磁性材料的示意圖。

圖3是第3實(shí)施方式的磁性材料的示意圖。

圖4A、圖4B是第5實(shí)施方式的裝置的概念圖。

圖5是第5實(shí)施方式的裝置的概念圖。

圖6是第5實(shí)施方式的裝置的概念圖。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，提供在高頻帶具備優(yōu)良的高導(dǎo)磁率和低磁損耗的特性的磁性材料以及裝置。