(57)【要約】【課題】高磁性でかつ１００〜３００ｋＨｚ程度の無線充電にも使用可能なＮｉ−Ｚｎ系フェライトシート、並びそれを用いたコイルモジュールを提供することを目的とする。【解決手段】４７〜５３モル％のＦｅ２Ｏ３、１３〜１７モル％のＮｉＯ、５〜９モル％のＣｕＯ、２５〜３１モル％のＺｎＯからなる磁性成分を含む、フェライトシート。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４７〜５３モル％のＦｅ２Ｏ３、１３〜１７モル％のＮｉＯ、５〜９モル％のＣｕＯ、２５〜３１モル％のＺｎＯからなる磁性成分を含む、フェライトシート。
【請求項２】
前記磁性成分がスピンネル型結晶構造を含む、請求項１に記載のフェライトシート。
【請求項３】
前記磁性成分が固溶体を含む、請求項１または２に記載のフェライトシート。
【請求項４】
前記フェライトシートの厚みを１００μｍとした場合に、
透磁率（μ’）が、１００ｋＨｚ帯において４００以上、且つ１３．５６ＭＨｚ帯において２７０以上である、請求項１〜３のいずれかに記載のフェライトシート。
【請求項５】
前記フェライトシートの厚みを１００μｍとした場合に、飽和磁束密度（Ｂｓ）が、１００ｋＨｚ帯において０．２０テスラ以上である、請求項１〜４のいずれかに記載のフェライトシート。
【請求項６】
直流電流０〜３Ａ（アンペア）における直流重畳特性のＬ値（インダクタンス）の変化率が５．５０％以下である、請求項１〜５のいずれかに記載のフェライトシート。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のフェライトシートを備える、コイルモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なフェライトシート及びそれを用いたコイルモジュールに関する。本発明のフェライトシートは、例えば、非接触充電（給電）などを搭載したコイルモジュールとして、広く非接触充電モジュールなどに好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタス社会を支えるＲＦＩＤなどは、様々な分野で実用化が進み、その一例として非接触ＩＣカード機能の携帯電話への搭載がある。
【０００３】
例えば、リーダー／ライター交信用スパイラルアンテナより成る１３．５６ＭＨｚ帯ＲＦＩＤシステム（ＩＣタグ、ＩＣカードによる無線通信）は、ＩＣタグを薄い樹脂製カードに組み込んだ構造体としてコンビニエンスストア使用の電子マネーカードや携帯端末に適用されている。また、近年では１３．５６ＭＨｚ帯ＮＦＣシステムを携帯端末に搭載する取り組みが本格化してきた。
【０００４】
１３．５６ＭＨｚ帯ＲＦＩＤシステムやＮＦＣシステムは、リーダー／ライターと無線タグの双方に備えられたスパイラルアンテナ間に生じる電磁誘導で電力供給と交信を行なっている。
【０００５】
一方、近年、ＮＦＣだけではなく非接触充電モジュールを携帯端末に搭載し、携帯端末の充電を非接触充電にて行うことも実用化され、採用が拡大している。これは、充電器側に送信用コイル、携帯端末側に受信コイルを配し、１００ｋＨｚ帯の周波数において両コイル間に電磁誘導を生じさせ、携帯端末を充電させる技術（無線充電）である。
【０００６】
現在、スマートフォン等で採用中の無線充電（給電）モジュールの使用周波数帯は、１００〜３００ｋＨｚ程度（１００ｋＨｚ帯）と比較的低く、この帯域で効率を向上させることができるとされているＭｇ−Ｚｎ系フェライトシートやアモルファス等の非結晶金属磁性シート、ナノ結晶金属磁性シート等を使用することが一般的である。
【０００７】
しかし、Ｍｇ−Ｚｎ系フェライトシートは窒素パージ型のバッチ式の焼成炉で１２００〜１４００℃程度で焼成、シート化する製法が主流で、その量産効率の悪さから大量生産に不向きであり、高コストになるという問題がある。
【０００８】
一方、アモルファス等の非結晶金属磁性シートやナノ結晶金属磁性シートは、非常に特殊な製法で製造されるためフェライトシートよりも高価であり、電気的絶縁性がない電気的導通材料の為、シート表面への絶縁処理が必要となり、製造工程を複雑化し、更に高コスト化している。また、同じくモジュールに使用されているＮｉ−Ｚｎ系フェライトシートは、１０００℃以下の大気中で焼成可能で回流式の焼成炉を利用出来るため、量産性に優れている。しかし、１〜２０ＭＨｚという比較的高い周波数で効果を発揮するため、１００ｋＨｚ帯の無線充電には不向きで、変わって上述したような近距離無線通信（ＮＦＣ等）の１３．５６ＭＨｚで使用されている。上述したようなＲＦＩＤシステムやＮＦＣシステムにおいて良好な通信性能を有するＮｉ−Ｚｎ系フェライトシートもすでに報告されている（特許文献１）。
【０００９】
しかし、無線充電と近距離無線通信を同一のフェライトシートで使用出来る材料や構成は実用上存在していないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１３３２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記課題に鑑み本発明は、高磁性でかつ１００〜３００ｋＨｚ程度の無線充電にも使用可能なＮｉ−Ｚｎ系フェライトシート、並びそれを用いたコイルモジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、鋭意研究した結果、下記構成のフェライトシートによって、上記目的を達することを見出し、この知見に基づいて更に検討を重ねることによって本発明を完成した。
【００１３】
すなわち、本発明の一局面に係るフェライトシートは、４７〜５３モル％のＦｅ２Ｏ３、１３〜１７モル％のＮｉＯ、５〜９モル％のＣｕＯ、２５〜３１モル％のＺｎＯからなる磁性成分を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高磁性でかつ１００ｋＨｚ帯の無線充電にも使用可能なＮｉ−Ｚｎ系フェライトシートを提供することができる。ひいては、１種類の磁性体からなるフェライトシートによって近距離無線通信用コイルと非接触充電用のコイルとを同一モジュール内に設置することができる。その結果、複合コイルモジュールの小型化および製造工程の簡略化が可能となり、複合コイルモジュールのコスト低減を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態におけるフェライトシートの製造工程の一例を示すフロー図である。
【図２】図２Ａは、本実施形態の複合コイルモジュールの一例を示す概略断面図（図２ＢのＸ−Ｘ線概略断面図）であり、図２Ｂは複合コイルモジュールの一例を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１７】
（フェライトシート）
本実施形態のフェライトシートは、４７〜５３モル％のＦｅ２Ｏ３、１３〜１７モル％のＮｉＯ、５〜９モル％のＣｕＯ、２５〜３１モル％のＺｎＯからなる磁性成分を含むことを特徴とする。このような構成を有することにより、前記フェライトシートは、一枚のシートで複数の周波数において使用することが可能である。つまり、シート形状を一本化でき、磁性シートとして複数のシートを組み合わせる必要がないため、コストの抑制や生産工程を簡略化に貢献できる。これらの配合(モル％)の内、いずれか1種でも上記範囲外である場合、本発明のフェライトシートのようにまで、１００ｋＨｚ帯での透磁率及び飽和磁束密度を向上することは困難である。また、本実施形態におけるフェライトシートは、４９〜５１モル％のＦｅ２Ｏ３、１４〜１６モル％のＮｉＯ、６〜８モル％のＣｕＯ、２７〜２９モル％のＺｎＯからなる磁性成分を含むことが好ましい。本実施形態におけるフェライトシートの磁性成分が、上記配合(モル％)であることは、例えば誘導結合プラズマ分析（ＩＣＰ分析）や蛍光Ｘ線分析によって、フェライトシートに含まれる鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）の配合（モル％）を算出し、それらの値をそれぞれの酸化物の配合（モル％）に換算すること（Ｆｅ→Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｉ→ＮｉＯ、Ｃｕ→ＣｕＯ、Ｚｎ→ＺｎＯ）で確認することが出来る。
【００１８】
また、本実施形態のフェライトシートに含まれる磁性成分は、スピネル型結晶構造を含むことが好ましい。本実施形態のフェライトシートに含まれる磁性成分が、スピネル型結晶構造であることは、例えばＸ線回折分析（ＸＲＤ）による、スピネル型結晶構造に帰属されるピークの有無によって確認することができる。
【００１９】
また、前記磁性成分は、固溶体を含むことが好ましい。本実施形態のフェライトシートに含まれる磁性成分が、固溶体を形成していることは、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）や、走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いたエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）や、ＥＤＳマッピング、または電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）等によって、確認することができる。
【００２０】
本実施形態のフェライトシートは、上述した磁性成分を主成分とし、ほぼ当該主成分によって構成されているが、微量の不純物等が含有されていることもある。前記フェライトシートに含まれ得る不純物としては、ジルコニアやアルミナ、またはステンレスに含まれる成分が考えられ、本発明のフェライトシートを構成する元素以外の、不純物となる元素としては、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ等が考えられるが、それらの含有量は１質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましく、０．１質量％以下であることがさらに好ましい。
【００２１】
本実施形態のフェライトシートでは、厚み１００μｍの条件で、透磁率（μ’）が、１００ｋＨｚ帯において４００以上、且つ１３．５６ＭＨｚ帯において２７０以上であり、飽和磁束密度（Ｂｓ）が、１００ｋＨｚ帯において０．２０テスラ以上であることが好ましい。なお、本明細書において「１００ｋＨｚ帯」とは、通常、無線充電に使用される１００〜３００ｋＨｚ程度の周波数帯を意味する。
【００２２】
上記範囲の透磁率（μ’）および飽和磁束密度（Ｂｓ）を有することによって、１００ｋＨｚ帯におけるＭｇ−Ｚｎ系フェライトシートと同等レベルの磁性特性を持つＮｉ−Ｚｎ系フェライトシートを提供できる。かつ、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトシートでも無線充電（給電）にも有利に使用可能である。また、従来のＮｉ−Ｚｎ系フェライトシートの利点である１〜２０ＭＨｚ帯の領域でも近距離無線通信（ＮＦＣ等）で使用可能である。
【００２３】
一般的なＮｉ−Ｚｎ系フェライトシートは、同厚み（１００μｍ）で１００ｋＨｚ帯での透磁率（μ’）は１００〜１２０程度、且つ１３．５６ＭＨｚ帯で１１５〜１２５程度であり、１００ｋＨｚ帯での飽和磁束密度（Ｂｓ）は０．１〜０．１８テスラ程度である。一方、一般的なＭｎ−Ｚｎ系フェライトシートは、同厚みで１００ｋＨｚ帯での透磁率（μ’）は２９０〜３１０程度、且つ１３．５６ＭＨｚ帯で２１０〜２３０程度であり、１００ｋＨｚ帯での飽和磁束密度（Ｂｓ）０．１５〜０．２テスラ程度となっている。本実施形態のフェライトシートはこれら二つの従来のフェライトシートの特性を備え、かつ性能はより高いという優れた利点がある。
【００２４】
本実施形態のフェライトシートにおいて、前記１００ｋＨｚ帯における透磁率（μ’）は、４２０以上であることがさらに好ましい。また、前記１３．５６ＭＨｚ帯おける透磁率（μ’）は、２７５以上であることがさらに好ましい。
【００２５】
そして、１００ｋＨｚ帯における飽和磁束密度（Ｂｓ）は０．２５テスラ以上であることがより好ましく、０．２９テスラ以上であることがさらに好ましく、０．３３テスラ以上であることが最も好ましい。
【００２６】
さらに、本実施形態のフェライトシートにおいては、直流電流０〜３Ａ（アンペア）における直流重畳特性のＬ値（インダクタンス）の変化率が５．５０％以下であることが好ましい。それにより、無線充電（給電）時において高速充電を可能にできると考えられる。前記Ｌ値の変化率はさらに好ましくは５．００％以下であり、最も好ましくは３．００％以下である。
【００２７】
なお、前記直流重畳特性のＬ値（インダクタンス）は例えば後述する実施例で示す方法によって測定することができる。
【００２８】
本実施形態のフェライトシートの厚みは、特に限定されないが、２０〜１２０μｍ程度であることが好ましい。このような厚みを有することにより、内蔵するモジュールの薄型化が可能となり、スマホ等の端末筐体の薄型化や筐体の指定厚み内での二次電池の厚み向上（電池容量向上）に寄与するという利点がある。一般にフェライトシートを含む磁性シートの磁性特性は、薄くなるほど低下する傾向にあり、薄型化を考慮した実用上で特に好ましい厚みの範囲は、６０〜１００μｍである。
【００２９】
（フェライトシートの製造方法）
次に、本実施形態の磁性シートの製造方法について説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態におけるフェライトシートの製造工程の一例を示すフロー図であるが、製造方法がこれに限定されるわけではない。
【００３１】
本実施形態のフェライトシートは、例えば、図１にそのフローを示すように、材料の配合・混合→シート成形→型抜き→脱媒→焼成→ラミネート加工→ブレイク処理を行うことで、得ることができる。各工程について詳しく説明する。
【００３２】
原材料としては、上述の組成を有する磁性成分（フェライト）の仮焼粉を用いる。当該フェライトの仮焼粉は、本実施形態のフェライトシートに含まれる鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）を、酸化物に換算して本発明のフェライトシートの配合（モル％）となるように各組成の原料を混合し、乾燥させ、仮焼して得た仮焼体を、所望のサイズに解砕することによって得ることができる。仮焼には、ロータリーキルン、連続式トンネル炉、バッチ式箱型炉等が適用できる。この仮焼の条件は、最終のフェライト磁性材料におけるスピネル型結晶構造の固溶体生成のために、工程条件を調整することが好ましい。上記各組成の原料としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）それぞれの酸化物や水酸化物、硝酸塩や硫酸塩及び塩化物等の無機塩や、シュウ酸塩や酢酸塩、アセチルアセトナート塩等の有機化合物塩等が挙げられる。
【００３３】
そして、材料の配合・混合では、例えば、上述した磁性成分（フェライト）の仮焼粉とバインダーとなるポリビニルブチラール系樹脂又はフタル酸エステル系の可塑剤及び有機溶剤を配合した後、専用のミルで混錬してスラリーを作製する。作製したスラリーの粘度はシート成形用として適切な粘度であれば特に限定はないが、例えば、２０℃で１５００〜２５００Ｐａ・ｓｅｃ程度であることが好ましい。
【００３４】
なお、ポリビニルブチラール系樹脂、フタル酸エステル系の可塑剤、および有機溶剤の重量は、出発原材料のロット間変動、仮焼における固相反応状態の変動、混合粉砕後の平均粒子径の変動、および次工程における成形シートの設定厚み等により、適宜加減できるものである。
【００３５】
次にシート成形は、ドクターブレイドを用いて前記作製されたフェライトスラリーを、例えば、ＰＥＴフィルム等の支持体上に製膜し、恒温槽にて熱乾燥処理することによって行う。それにより、１０〜３５０μｍの厚みを有するグリーンシートを作製する。なお、本実施形態ではドクターブレイド以外にも、押出し成形機によりグリーンシート成形することも可能である。なお、グリーンシートの厚みは、例えば、ローラー間のギャップを調節することにより制御できる。また、グリーンシート同士の積層密着性に影響を及ぼす乾燥温度は、６０〜９０℃に調節することが好ましい。ライン速度は作製するグリーンシートの表面状態や乾燥状態に応じて調節する必要があり、０．５〜２．０ｍ／ｍｉｎの範囲内で制御することが好ましい。スラリー粘度と、グリーンシートの厚み、ライン速度、及び乾燥温度のバランスが悪くなると、作製されたグリーンシートの表面に亀裂が発生するため、適切な制御を行うことが好ましい。
【００３６】
前記の手順により作製されたグリーンシートは、レーザまたはピナクルにてある一定の寸法の形状に型抜きされる。型抜きされたグリーンシートは、所定の条件下の温度パターンでバインダーである溶剤を除去する（脱媒）。脱媒する温度は特に限定はなく、有機溶剤の種類や量などによって適宜設定することができる。
【００３７】
次いで、焼成炉内で所定の温度（好ましくは、９００〜１１００℃）にて焼成する（焼成）。焼成は、連続式トンネル炉、バッチ式箱型炉、ベルト式トンネル炉等により実施できる。
【００３８】
通常、脱媒と本焼成は同一炉により連続して実施するが、脱媒と本焼成を別々の炉で実施しても差し支えない。なお、焼成の最高温度に関して、最終製品の品種構成上、目標とする品番により適宜加減できる。さらに、焼成炉の構造や披焼成体の量等により適宜調節が必要となる。
【００３９】
焼成された磁性体は、自動機（ラミネート機）により磁性体の上下面にＰＥＴフィルム等が貼られ保護層が形成される（ラミネート加工）。上述した磁性体を所望により複数枚積層することも可能である。なお、最終製品の品種構成上、積層の必要性がない品番の場合、成形したグリーンシートを積層せずにそのまま所定の形状に切断してもよい。また、積層工程は、脱媒・焼成前に行ってもよい。
【００４０】
次に磁性体の上下面にＰＥＴフィルムによる保護層が形成されたフェライトシートを円筒形の剛体にて縦横２方向から圧接する（ブレイク処理）。この工程により保護層内にある磁性体が細分割され、フェライトシート全体がフレキシブルな状態になる。
【００４１】
以上のような工程を経て、本実施形態のフェライトシートを作成することができる。
【００４２】
さらに、上記シート成形工程と上記型抜き工程の間に、スリット工程を有していてもよい。具体的には、シート成形工程において製造されたグリーンシートの上下面の少なくとも一方の面に複数のスリットまたはドットを形成する。これにより、一枚の磁性シート上において磁性体の透磁率を変化させたり、調整したりすることができる。
【００４３】
スリット又はドットの形成は、特に限定はされないが、例えば、複数の凸部を所望のピッチで規則的に配列したローラーを、前記にグリーンシート上で押圧しながら回転させることによって行うことができる。これにより、複数の凸部がグリーンシートの内部に入り込み、グリーンシート上に複数のスリットまたはドットが形成される。ピッチ間の距離は特に限定はされないが、距離が小さいほど、磁性体の透磁率の変化が大きくなる傾向にある。
【００４４】
（コイルモジュール）
本実施形態のフェライトシートは広く様々な用途に使用し得るが、ここでは、コイルモジュールに使用する場合について説明する。
【００４５】
従来用いられているコイルモジュールにおける問題点を簡単に説明する。これまで用いられているコイルモジュールでは、ＮＦＣのアンテナコイルと無線充電コイルを１つのコイルモジュール上に同時に設置する場合は、特性の異なる２種類の磁性シートをそれぞれの異なるコイルの直上（または直下）に積層させる必要があった。それにより、複合コイルモジュールを作製する工程が複雑化するといった課題が生じ、さらには、複合コイルモジュールの低コスト化が困難になるといった課題もある。また、２つのコイルモジュールを別々に作製し、筐体内部の同一平面に並べて設置する手法もあるが、設置面積上で不利となり、他の部品や部材を置くスペースが割かれてしまう課題が生じ、低コスト化が困難なるといった課題もある。
【００４６】
上記課題に鑑み、本実施形態では、近距離無線通信用コイルと無線充電コイルを１種類の磁性体からなる磁性シートによってモジュール化および小型化することで、複合コイルモジュールの製造工程を簡略化でき、複合コイルモジュールのコスト低減を実現することができる。また、１種類の磁性体からなる磁性シートで近距離無線通信の通信効率と無線充電の電力伝送効率の両方を向上させることができる複合コイルモジュールを提供できる。
【００４７】
以下、図面等を用いて本発明の実施形態における複合コイルモジュールの一例について説明する。なお、以下で説明する、保護層、アンテナモジュール等はあくまで一例であり、下記の構成、素材などに限定されるわけではない。
【００４８】
図２Ａ及び図２Ｂに本実施形態の複合コイルモジュールの一例を示す。図２Ａは複合コイルモジュールの一例を示す概略断面図（図２ＢのＸ−Ｘ線概略断面図）であり、図２Ｂは複合コイルモジュールの一例を示す概略平面図である。
【００４９】
図２Ａに示すように、本実施形態の複合コイルモジュールは、基板５と、磁性シート１とを備えている。この磁性シートが、上述したフェライトシートで構成されている。
【００５０】
基板５は、巻回された、近距離無線通信用に用いられる少なくとも１種類以上の第１平面コイル２と、無線充電の電力伝送用に用いられる第２平面コイル３とを有している。第２平面コイル３は充電コイルとして使用され、該充電コイルを囲むように配置された第１平面コイル２が近距離無線通信用アンテナである。
【００５１】
基板５上に形成された第１平面コイルと、第２平面コイルは、接着層６を介して磁性シート１と接合している。
【００５２】
基板５は、可撓性を有する絶縁フィルムで形成することができる。絶縁フィルムの具体例として、ポリイミド、ＰＥＴ、ガラエポ（ガラスエポキシ）基板、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等が挙げられる。ポリイミド、ＰＥＴなどを基板にすることで薄くて柔軟性を有するアンテナモジュールを作製することができる。実施形態においては、例えば、厚さが１０〜２００μｍのポリイミドフィルムを用いることが好適である。
【００５３】
第１平面コイル２は、例えば、ＲＦＩＤと呼ばれるある特定の周波数帯を用いた電磁誘導により、近距離無線通信を行う。例えば、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の場合は、１３．５６ＭＨｚの周波数を用いることができる。ＮＦＣアンテナは、１３．５６ＭＨｚ帯の周波数を用いて電磁誘導により通信をおこなうアンテナであり、一般的にシートアンテナが用いられる。
【００５４】
第２平面コイル３は、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）等の規格によって、１００〜２００ｋＨｚ程度の周波数を用いた電磁誘導により、非接触充電などの無線充電の電力伝送を行う、いわゆる充電コイルである。充電コイルは、例えば、２つの端子を始端及び終端として、線幅が８００μｍ、厚みが５０μｍ程度の銅箔をメッキ工程にて形成され、中空部を中心に面上で渦を描くように巻回されている。
【００５５】
第１平面コイル２及び第２平面コイル３は通常、巻回されている。
【００５６】
第１平面コイル及び第２平面コイルの巻き方の具体例として、いわゆるα巻きが挙げられるが、この巻き方には限定されず、略長方形を含める略短形、略正方形、楕円形、多角形など、どのような形状であってもよい。また図２Ａでは、第１平面コイル及び第２平面コイルの巻き数はそれぞれ３巻きであるが、この巻き数には限定されない。第１平面コイル２及び第２平面コイル３のそれぞれを構成する導体の材質、高さ、幅、隣り合う導体間の隙間の間隔は特に限定されない。例えば、導体の材質としては銅箔等の金属箔を使用することができ、導体の高さ、すなわち、第１平面コイル２及び第２平面コイル３の厚みは７０〜８０μｍ程度であってもよい。
【００５７】
上記のように、単一の基板が第１平面コイル２及び第２平面コイル３の両方を有しているので、多機能で小型化を実現することができる。
【００５８】
第１平面コイル２及び第２平面コイル３のうちの一方の平面コイルが他方の平面コイルの内側に設けられている。ここで、第１平面コイルが第２平面コイルの内側に設けられた形態でもよいが、通信の妨害がより少ないという観点では、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、非接触電力伝送を行う第２平面コイル３が内側に設けられ、近距離無線通信を行う第１平面コイル２が外側に設けられた形態が好ましい。よって、以下の複合コイルモジュールでは、第２平面コイル３を囲むように設けられた第１平面コイル２の形態について説明する。
【００５９】
基板５の表裏をそれぞれ第１面及び第２面とする。基板５には貫通孔が設けられている。この貫通孔の周囲を囲むように、基板５の第１面及び第２面に第２平面コイル３が設けられている。第２平面コイル３は、めっきスルーホールで電気的に接続されている。好ましくは、基板の第１面および第２面には第２平面コイルを保護するために保護層４が設けられる。保護層の具体例として、液状のソルダーレジストの硬化物、ソルダーレジストフィルム又はカバーレイが挙げられる。保護層４は設けられていてもいなくてもよい。第２平面コイル３は、基板５の第１面及び第２面の両方に設けられていてもよく（２層構造）、基板の第１面又は第２面のいずれか片面に設けられていてもよい（１層構造）。この第２平面コイル３の周囲を囲むように、基板の第２面に第１平面コイル２が設けられている。なお、第１平面コイル２が基板の両面に設けられていると電波障害が起こる可能性があるので第１平面コイル２は基板５の片面に設けられていることが好ましい。図２Ａに示す複合コイルモジュールでは、第１平面コイル２は基板５の第２面に設けられている。
【００６０】
以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００６１】
［フェライトシートの作製］
（実施例１〜７）
表１に示すように、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）が４７〜５３モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯ）が１３〜１７モル％、酸化銅（ＣｕＯ）が５〜９モル％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が２５〜３１モル％の比率になるように、電子天秤を使用して各組成の原料を各々秤量した後、ボールミル等を使用して所定時間混合した。混合は湿式で実施して、混合媒体としてはジルコニア球やステンレス球等を適用した。混合物のスラリーを１１０〜１３０℃の温度で乾燥した後、解砕して８００〜９５０℃の温度で仮焼することにより、実施例１〜７の磁性成分粉末（磁性成分（フェライト）の仮焼粉）を作製し、これを使用して１００ｕｍ厚みのフェライトシートを作製した。
【００６２】
（比較例１）
表１に示すように、Ｆｅ２Ｏ３が５０モル％、ＮｉＯが１０モル％、ＣｕＯが１３モル％、ＺｎＯが２７モル％の比率になるように各組成の原料を配合した以外は、実施例１と同様にして磁性成分粉末を作製した。また、当該磁性成分粉末を用いて、実施例１と同じ方法で比較例のフェライトシート（厚み：１００μｍ）を得た。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
［評価試験］
（１００ｋＨｚ帯及び１３．５６ＭＨｚの透磁率）
１００ｋＨｚ帯及び１３．５６ＭＨｚの透磁率の測定には、ＫＥＹＳＩＧＨＴ社製のＥ４９９０Ａの測定器を使用した。試料片として任意の厚み（今回は１００ｕｍ厚み）のフェライトシートの表裏の両面に、１０ｕｍ厚みの保護フィルムを貼り、これを所定の治具を使用して、外径１９．９ｍｍ且つ内径８．８ｍｍのドーナツ状へと打ち抜いたものを試料片とした。この試料片を上記の測定器の計測部へセットし、１００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚまでの周波数範囲での透磁率を計測することによって、各実施例および各比較例における１００ｋＨｚ帯、及び１３．５６ＭＨｚの透磁率（μ’）を得た。
【００６５】
（１００ｋＨｚ帯の飽和磁束密度）
１００ｋＨｚ帯の飽和磁束密度の測定には、ＩＷＡＴＳＵ社製のＢ‐Ｈアナライザー  ＳＹ‐８２１８の測定器を使用した。試料片として任意の厚み（今回は１００ｕｍ厚み）のフェライトシートを４枚重ねて絶縁テープで固定し、１次巻き線を２０ターン、２次巻き線を２０ターン実施する。これを上記の測定器の計測部にセットし、１００ｋＨｚ、最大磁場（Ｈｍ）を１２００Ａ／ｍ（１５Ｏｅ）の条件にて測定することによって、各実施例および比較例における１００ｋＨｚ帯の飽和磁束密度（Ｂｓ）を得た。
【００６６】
（直流電流重畳特性）
直流電流重畳特性の測定には、ＫＥＮＷＯＯＤ社製の直流電源器、ＨＩＯＫＩ社製のＬＣＲメーター  ＩＭ３５３６、同社製の４端子プローブを使用した。各実施例および各比較例で得られたフェライトシート（１００ｕｍ厚み）を用いて、市販のＱi対応スマートフォン端末の内蔵コイルモジュールを利用し、このコイルモジュールを４端子プローブに接続した。直流電源器の電流値を徐々に上げ、所定の電流値（０．１Ａから０．１Ａ毎に３Ａまで）のＬ値（インダクタンス）をＬＣＲメーターにて計測することによって、各実施例および各比較例における、０〜３Ａ時の直流電流重畳特性のＬ値（インダクタンス）の変化率（％）を得た。
【００６７】
以上の結果を表２に示す。
【００６８】
原理は、平面コイルの直上（または直下）に磁性シートを貼り付けたモジュールに直流バイアス電流を流すと、その電流値が大きくなるほど磁性シートの磁気飽和が大きくなり、磁性シートの透磁率が低下し、結果的にＬ値（インダクタンス）が低下することによる。
【００６９】
【表２】
2020083731.tif 000004
【００７０】
以上より、本実施形態のフェライトシートによれば、従来のＮｉ−Ｚｎ系フェライトシートと比べて、１００ｋＨｚ帯においても１３．５６ＭＨｚ帯においても高い透磁率（μ’）を示すこと、１００ｋＨｚ帯における飽和磁束密度（Ｂｓ）も優れていること、並びに、直流電流重畳特性のＬ値（インダクタンス）の変化率も低いことが確認できた。すなわち、本実施形態のフェライトシートを用いることにより、高磁性でかつ１００ｋＨｚ帯の無線充電にも使用可能なＮｉ−Ｚｎ系フェライトシートを提供することができる。また、本実施形態のフェライトシートを用いて高速充電が可能であることも確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のフェライトシートは、一枚のシートで複数の周波数において使用することが可能であるため、例えば、ＮＦＣにおける通信効率および非接触充電の電力伝送効率の両方を満足させることのできるフェライトシートを提供できる。ＮＦＣアンテナと非接触充電コイルを１枚のフェライトシートによってモジュール化することによって、複合コイルモジュールの小型化および製造工程の簡略化が可能となり、複合コイルモジュールのコスト低減を実現することが可能となる。したがって、本発明は、ＮＦＣアンテナと非接触充電コイルを備えたアンテナ装置、携帯端末、特にスマートフォン、ポータブルオーディオ、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の様々な電子機器に極めて有用である。さらには、電気自動車、自動充電の掃除機、ドローン、全自動輸送機といった用途にも利用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１    磁性シート（フェライトシート）
２    第１平面コイル（ＮＦＣアンテナ部）
３    第２平面コイル（非接触充電コイル部）
４    保護層
５    基板
６    接着層
【図１】
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【図２】
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