１００MHz動作を狙ったサブミクロン軟磁性微粒子内包アルミナテンプレートの創成

针对 100MHz 运行的含有亚微米软磁颗粒的氧化铝模板的创建

• 批准号: 21K04162
• 负责人: 藤田 直幸
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nara National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04162/
• 关键词: ポーラスアルミナ; パワーインダクター; 高周波電源; 磁気異方性; 高周波磁性材料

近年，100MHz帯で動作する次世代のスイッチング電源が必要とされているが，インダクタ用磁性材料の開発が遅れている。高周波下で高い透磁率を維持させるためには，反磁界や渦電流を抑制する必要がある。そこで，本研究では，ポーラスアルミナテンプレートのサブμmの孔に磁性微粒子を内包した新規磁性材料を提案し，マイクロインダクタへの応用を目指している。令和４年度は磁性微粒子の充填率を80%以上にすることを目標に，ポーラスアルミナテンプレートの孔占有率の向上に取り組んだ。特に，陽極酸化後のアルミナの孔径を拡大するエッチング工程時に隣り合う孔が結合する問題を解決することに注力した。エッチングで孔が結合するのは，孔の配列が不規則であることに起因しているため，高規則化したアルミナテンプレートを得ることを目的に以下の１）～３）の取り組みを行った。１）Alの表面の傷にアルミナの孔の配列が影響されないようにするためにAl素地表面の平滑化を検討した。その結果，円柱状のAl棒を電解研磨することで，光沢のある表面が得られることが分かった。２）二段階アノード酸化法により，高規則化したアルミナの作製を試みた。１回目のアルミナ膜が作った規則正しい凹凸に従って２回目のアルミナ膜が形成されるため，アルミナの規則化が進んだ。３）シュウ酸にリン酸を加えた溶液を使うことで，孔の高配列化が実現できることも確かめられた。その結果，電解研磨したAlを使って，二段階アノード酸化すれば，60分のエッチングで孔占有率約77%を示すアルミナテンプレートが得られることが分かった。

近年来，人们需要工作在100MHz频段的下一代开关电源，但电感器用磁性材料的发展却滞后。为了在高频下保持高磁导率，需要抑制退磁场和涡流。因此，在本研究中，我们提出了一种新型磁性材料，其中磁性细颗粒被封装在多孔氧化铝模板的亚μm孔中，并旨在将其应用于微电感器。 2020财年，我们致力于提高多孔氧化铝模板的孔隙占有率，目标是将磁性颗粒的填充率提高到80%以上。特别是，我们重点解决了在阳极氧化后扩大氧化铝孔径的蚀刻过程中相邻孔隙连接在一起的问题。由于孔在蚀刻过程中是不规则排列的，因此我们进行了以下步骤1）至3），目的是获得高度有序的氧化铝模板。 1）为了防止Al基体表面划伤影响氧化铝的孔隙排列，我们考虑对Al基体表面进行平滑处理。结果表明，通过电解抛光圆柱形铝棒可以获得光亮的表面。 2）我们尝试使用两步阳极氧化法生产高度有序的氧化铝。第二氧化铝膜是按照第一氧化铝膜产生的规则不规则性形成的，因此氧化铝变得更加规则。 3)还证实，通过使用含有草酸和磷酸的溶液可以实现高孔排列。结果表明，如果对电解抛光后的Al进行两步阳极氧化，刻蚀60分钟即可得到孔占有率约为77%的氧化铝模板。

项目成果

パワーインダクタ用磁性微粒子内包アルミナテンプレートの作製と高周波磁気特性

功率电感用含磁性细粒氧化铝模板的制备及高频磁性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 平松詢也;濱田敬文;藪本健成;石飛学;遠藤恭;藤田直幸
• 通讯作者: 藤田直幸

パワーエレクトロニクス用磁性微粒子内包アルミナの作製とその磁気特性

电力电子用含氧化铝磁性细粒的制备及其磁性能

• 发表时间: 2021
• 作者: 濱田敬文;遠藤恭;藪本健成;石飛学;藤田直幸
• 通讯作者: 藤田直幸

パワーインダクタへの応用を目指した磁性微粒子内包アルミナの作製と磁気特性

功率电感器用含氧化铝磁性颗粒的制备及其磁性能

• 发表时间: 2021
• 作者: 濱田敬文;遠藤恭;藪本健成;石飛学;太屋岡篤憲;藤田直幸
• 通讯作者: 藤田直幸

高周波領域で動作する磁性薄膜のウェットプロセス形成

在高频范围内工作的磁性薄膜的湿法形成

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊東 栄次;山根 創成;市川和典;藤田直幸
• 通讯作者: 藤田直幸

高アスペクト比磁性微粒子内包アルミナの作製とその磁気特性

高长径比磁性细粒氧化铝的制备及其磁性能

• 发表时间: 2021
• 作者: 濱田敬文;遠藤恭;藪本健成;石飛学;太屋岡篤憲;藤田直幸
• 通讯作者: 藤田直幸