JP2005122915A - Electric connector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気電子機器の実装基板とCPUとを電気的に接続したり、実装基板間を電気的に接続する電気コネクタに関するものである。 The present invention relates to an electrical connector that electrically connects a mounting board of an electric / electronic device and a CPU, and electrically connects the mounting boards.
従来の電気コネクタは、図示しないが、相対向する電子機器の実装基板間に介在される絶縁性の基板と、この基板に並べて貫通支持され、各実装基板のランドに接触する複数の導電接続子とから構成されている。そして、複数の導電接続子が圧縮されることにより、対向する実装基板間を電気的に接続する(特許文献1、特許文献2参照)。
従来の電気コネクタは、以上のように構成されているが、実装基板やCPUから発生した電磁波ノイズを遮蔽する遮蔽機能を何ら有していないので、実装基板とCPUの少なくとも一方から発生した電磁波が相対する他方に干渉して誤作動を生じさせるという大きな問題がある。特に、周波数が高くなるにしたがい、例え短い回路でもアンテナになる可能性が少なくないので、電磁波ノイズ対策は重要である。 Although the conventional electrical connector is configured as described above, it does not have any shielding function for shielding electromagnetic wave noise generated from the mounting board or the CPU, so that electromagnetic waves generated from at least one of the mounting board and the CPU are not generated. There is a big problem of causing a malfunction by interfering with the other opposite. In particular, as the frequency increases, the possibility of becoming an antenna even with a short circuit is not limited, so countermeasures against electromagnetic wave noise are important.
本発明は、上記に鑑みなされたもので、電気接合物の一方から発生した電磁波が他方に干渉して誤作動を生じさせることがなく、電磁波ノイズを有効に抑制することのできる電気コネクタを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above, and provides an electrical connector capable of effectively suppressing electromagnetic noise without causing electromagnetic waves generated from one of the electrical joints to interfere with the other and causing malfunction. The purpose is to do.
本発明においては、上記課題を解決するため、複数の電気接合物間に介在され、これらの間で複数の信号を伝達するものであって、
電磁波ノイズ抑制体を含む基材と、この基材に設けられて複数の電気接合物間を電気的に接続する複数の導電接続子とを含んでなることを特徴としている。
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, it is interposed between a plurality of electrical joints and transmits a plurality of signals between them,
It is characterized by comprising a base material including an electromagnetic wave noise suppression body and a plurality of conductive connectors provided on the base material for electrically connecting a plurality of electrical joints.
なお、電磁波ノイズ抑制体は、有機高分子層に物理的に蒸着された強磁性体からなる抑制層を備え、1GHzにおけるパワーロス値が0.3〜0.9の範囲であることが好ましい。
また、基材と抑制層とを積層(層をなすように積み重ねる)して複合化することができる。
In addition, it is preferable that an electromagnetic wave noise suppression body is provided with the suppression layer which consists of a ferromagnetic physically vapor-deposited on the organic polymer layer, and the power loss value in 1 GHz is 0.3-0.9.
Moreover, a base material and a suppression layer can be laminated | stacked (stacked so that a layer may be made), and can be compounded.
ここで、特許請求の範囲における電気接合物には、少なくとも各種の実装基板(回路基板やプリント基板等)、CPU、マイクロプロセッサ、半導体パッケージ、電子部品等が含まれる。基材は、可撓性や弾性の有無を特に問うものではなく、又電磁波ノイズ抑制体を含有していれば、他の性質のシートやフィルム等を積層状態に有していても良い。 Here, the electrical joints in the claims include at least various mounting boards (circuit boards, printed boards, etc.), CPUs, microprocessors, semiconductor packages, electronic components, and the like. The base material does not particularly ask for the presence or absence of flexibility or elasticity, and may contain sheets or films of other properties in a laminated state as long as it contains an electromagnetic wave noise suppressor.
複数の導電接続子には、多数の導電接続子が含まれる。各導電接続子は、円柱形、角柱形、円錐台形、角錐台形、又はこれらを組み合わせた形状等に適宜形成することができる。強磁性体は、単位面積当たり0.5〜200nmの質量を有することが好ましい。さらに、抑制層は0.03〜20μmの範囲の厚さが好ましい。 A plurality of conductive connectors are included in the plurality of conductive connectors. Each conductive connector can be appropriately formed in a columnar shape, a prismatic shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, or a combination thereof. The ferromagnetic material preferably has a mass of 0.5 to 200 nm per unit area. Furthermore, the suppression layer preferably has a thickness in the range of 0.03 to 20 μm.
本発明によれば、電気接合物の一方から発生した電磁波が他方に干渉して誤作動を生じさせることがなく、電磁波ノイズを有効に抑制することができるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that electromagnetic waves generated from one of the electrical joints can interfere with the other and cause no malfunction, and electromagnetic noise can be effectively suppressed.
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における電気コネクタは、図1に示すように、断面略板形の薄い基材1と、この基材1のXY方向に並べて貫通支持され、電子機器(例えば、パソコン、携帯電話、情報端末機器等)を構成する実装基板20の導電接点であるランド21に弾接する複数の導電接続子10とを備え、一対の実装基板20・20間に介在される。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an electrical connector according to the present embodiment includes a
基材1は、例えばポリイミドフィルム等を使用して可撓性を有する平面矩形に成形され、導電接続子10用の貫通孔2がXY方向に複数並べて穿孔されており、電磁波ノイズ抑制体3を含有する。この電磁波ノイズ抑制体3は、図2に示すように、薄い有機高分子表層4に物理的に蒸着された強磁性体5からなる抑制層6を備え、基材1に内蔵されたり、基材1に支持体であるフィルムを介し積層して複合化される。
The
有機高分子表層4に使用される有機高分子としては、例えばポリオレフィン樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、天然ゴム、イソプレタンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等のジエン系ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の非ジエン系ゴムがあげられる。
Examples of the organic polymer used for the organic
これらは、熱可塑性、熱硬化性のいずれでも良いし、その未硬化物であっても良い。また、有機高分子は、上記樹脂、ゴム等の変性物、混合物、共重合物でも良い。 These may be either thermoplastic or thermosetting, or an uncured product thereof. The organic polymer may be a modified product such as the above-mentioned resin or rubber, a mixture, or a copolymer.
抑制層6である強磁性体5は、金属系軟磁性体、酸化物系軟磁性体、窒化物系軟磁性体等からなる。これらは、単独で使用されることもあるし、2種以上が選択的に混合使用される。金属系軟磁性体としては、鉄や鉄合金が一般的に用いられ、具体的な鉄合金として、Fe−Ni、Fe−Co、Fe−Cr、Fe−Si、Fe−Al、Fe−Cr−Si、Fe−Cr−Al、Fe−Al−Si、Fe−Pt合金が用いられる。
The
なお、金属系軟磁性体として、鉄や鉄合金の他、コバルト、ニッケル、又はこれらの合金を用いることも可能である。特に、ニッケルは、単独使用の場合には、酸化に対して抵抗力を有するので好ましいといえる。 In addition to iron and iron alloys, cobalt, nickel, or alloys thereof can be used as the metallic soft magnetic material. In particular, nickel is preferable because it has resistance to oxidation when used alone.
酸化物系軟磁性体としては、フェライトが最適である。具体的には、MnFe2O4、CoFe2O4、NiFe2O4、ZnFe2O4、MgFe2O4、Fe3O4、Cu−Zn−フェライト、Ni−Zn−フェライト、Mn−Zn−フェライト、Ba2Co2Fe12O22、Ba2Ni2Fe12O22、Ba2Zn2Fe12O22、Ba2Mn2Fe12O22、Ba2Mg2Fe12O22、Ba2Cu2Fe12O22、Ba3Co2Fe23O41を用いることができる。これらのフェライトは、単独で用いられても良いし、2種類以上を組み合わせて混合使用されても良い。
As the oxide-based soft magnetic material, ferrite is optimal. Specifically, MnFe 2 O 4, CoFe 2
窒化物系軟磁性体としては、Fe2N、Fe3N、Fe4N、Fe16N2が用いられる。これらの窒化物系軟磁性体は、透磁率が高く、高い耐食性を有するので、使用に最適である。 As the nitride soft magnetic material, Fe 2 N, Fe 3 N, Fe 4 N, and Fe 16 N 2 are used. These nitride-based soft magnetic materials are optimal for use because of their high magnetic permeability and high corrosion resistance.
複数の導電接続子10は、各導電接続子10が所定の導電性エラストマーを使用して弾性の断面略六角形に成形され、基材1の貫通孔2に嵌着支持されており、上下方向に圧縮されることにより、一対の実装基板20・20のランド21・21間を電気的に導通接続する。導電性エラストマーは、絶縁性エラストマーに導電粒子が配合されることにより製造される。
Each of the plurality of
絶縁性エラストマーとしては、硬化前に流動性を有し、硬化により架橋構造を有する各種のエラストマー(常温付近でゴム状弾性を有するものの総称)が使用される。具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリウレタンゴム、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系ゴム、天然ゴム等があげられる。また、これらの独立・連泡の発泡体等も該当する。これらの中でも、電気絶縁性、耐熱性、圧縮永久歪み、加工性等に優れるシリコーンゴムが最適である。 As the insulating elastomer, various elastomers that have fluidity before curing and have a crosslinked structure by curing (a general term for those having rubber-like elasticity near normal temperature) are used. Specific examples include silicone rubber, fluorine rubber, polyurethane rubber, polybutadiene rubber, chloroprene rubber, polyester rubber, and natural rubber. In addition, these independent and open-cell foams are also applicable. Among these, silicone rubbers that are excellent in electrical insulation, heat resistance, compression set, workability, etc. are optimal.
導電粒子としては、球状、粉状、フレーク状のタイプがあげられる。具体的には、金、銀、銅、プラチナ、パラジウム、ニッケル、アルミニウム等の金属単体、これらの合金からなる粒子、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂、カーボン、セラミックス、シリカ等の無機材料を核として表面が上記金属によりメッキ、蒸着、スパッタ等の方法により被覆された粒子等があげられる。 Examples of the conductive particles include spherical, powdery and flaky types. Specifically, simple metals such as gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, and aluminum, particles made of these alloys, resins such as phenol resins, epoxy resins, silicone resins, urethane resins, carbon, ceramics, silica Examples thereof include particles whose surface is coated with the above metal by a method such as plating, vapor deposition, sputtering, etc. using an inorganic material such as the core as a core.
次に、電磁波ノイズ抑制体3を図2の模式図に基づいて詳しく説明すると、電磁波ノイズ抑制体3は、有機高分子表層4に強磁性体5が物理的に蒸着されているが、有機高分子表層4から0.03〜20μmの範囲にわたり、強磁性体5の原子が部分的に潜り込んで三次元的に分散し、均質膜を形成しない抑制層6で、1GHzにおけるパワーロス値が0.3〜0.9の範囲であるのが好ましい。
Next, the electromagnetic wave
この点について詳説すると、一般的に、硬質の有機高分子表層4のみに強磁性体5が蒸着される場合には、蒸着量の増加にしたがい、強磁性体5の連続層が形成され、電磁波を反射しやすくなる。
これに対し、軟質の有機高分子表層4に強磁性体5の原子が分散し、0.03〜20μmの厚さの抑制層6を形成する場合には、有機高分子内に分散した強磁性体5は連続層を形成しなくなり、電磁波を反射したり、電磁波を透過しなくなる。
This point will be described in detail. Generally, when the
On the other hand, when the atoms of the
抑制層6の厚さは、有機高分子表層4に強磁性体5が侵入する深さであり、有機高分子表層4の材質、強磁性体5の質量、物理的な蒸着条件等に依存するが、0.03μm以上であれば、十分な電磁波抑制効果を得ることができる。
但し、20μmを超える厚さの場合には、抑制効果の向上を期待することができず、質量増加に伴い蒸着作業が遅延し、しかも、物理的な蒸着で粒子エネルギーを高める高度な装置が必要になり、コスト高を招くので好ましくない。
The thickness of the
However, in the case of a thickness exceeding 20 μm, an improvement in the suppression effect cannot be expected, the vapor deposition operation is delayed as the mass increases, and an advanced device that increases the particle energy by physical vapor deposition is required. This increases the cost and is not preferable.
また、強磁性体5が従来のようなミクロンレベルの大きさの場合には、大きな透過吸収率を得るために大量、かつ高密度な強磁性体5を使用し、厚く重い電磁波ノイズ抑制シートを用いる必要があるが、強磁性体5がナノメーターレベルの大きさの場合には、透磁率が大きくなり、吸収帯域の広がることが知られている。
したがって、強磁性体5をナノメーターレベルの超微粒子にすれば、大きな透過吸収率を得るため、大量かつ高密度な強磁性体5を使用したり、厚く重い電磁波ノイズ抑制シートを用いる必要がない。
Further, when the
Therefore, if the
次いで、パワーロス値について説明すると、理論的には明らかではないが、少ない質量の軟磁性体を蒸着することにより、ナノグラニュラーのような量子効果や材料固有の磁気異方性、形状磁気異方性、あるいは外部磁界による異方性等が関係するため、電磁波ノイズ抑制効果の指標であるパワーロス値を大きな値とすることができる。ここで、パワーロス係数は次式で求められ、0〜1の値をとり、伝送特性のS11とS21の変化を図10のようにして計測することができる。 Next, the power loss value will be explained. Although it is not theoretically clear, by depositing a soft magnetic material with a small mass, quantum effects such as nano-granularity, material-specific magnetic anisotropy, shape magnetic anisotropy, Alternatively, since the anisotropy due to the external magnetic field is related, the power loss value that is an index of the electromagnetic wave noise suppression effect can be set to a large value. Here, the power loss coefficient is obtained by the following equation, takes a value of 0 to 1, and the change in the transmission characteristics S11 and S21 can be measured as shown in FIG.
パワーロス値(Ploss/Pin)=1−(|Γ|2+|T|2)
S11=20log|Γ|
S21=20log|T|
Power loss value (Ploss / Pin) = 1− (| Γ | 2 + | T | 2 )
S11 = 20log | Γ |
S21 = 20log | T |
パワーロス値は、抑制機能の反射・透過特性の総合的な指標であるが、反射減衰量、透過減衰量は、実用上、実効的な値でなくてはならず、効果が期待できる−3dB以下、好ましくは−6dB以下、より好ましくは−10dB以下が良い。 The power loss value is a comprehensive index of the reflection / transmission characteristics of the suppression function, but the reflection attenuation amount and transmission attenuation amount must be practically effective values, and the effect can be expected to be −3 dB or less. , Preferably −6 dB or less, more preferably −10 dB or less.
電磁波ノイズ抑制体3が大きなパワーロス値を有するためには、物理的蒸着に際し、強磁性体5の超微粒子が有機高分子表層4からその内部に潜り込む必要があり、そのためには有機高分子のせん断弾性率が低い必要がある。有機高分子のせん断弾性率が低ければ、有機高分子表層4に強磁性体5が物理的に蒸着される際、強磁性体5の原子が有機高分子表層4内部に侵入したり、有機高分子と衝突して有機高分子が変形し、流動や運動が生じ、有機高分子表層4の0.03〜20μmの層にわたり分散しやすくなるからである。
In order for the electromagnetic wave
図3は強磁性体5の蒸着された有機高分子表層4の表面状態を示すレーザ顕微鏡画像であり、表面に凹凸が見られる。図4はその断面形状を計測した画像であり、突起の高さは約6μmである。図5は強磁性体5の蒸着前の表面状態を示すレーザ顕微鏡画像で、表面が平坦であり、平均表面粗さは0.05μmである。これらから、強磁性体5の蒸着により、有機高分子が変形したり、流動を起こすのを伺い知ることができる。
FIG. 3 is a laser microscope image showing a surface state of the organic
以上のことから、物理的蒸着時には有機高分子のせん断弾性率が1×103〜1×107(Pa)であるのが好ましく、より好ましくは1×103〜1×106(Pa)、さらに好ましくは1×103〜1×105(Pa)の範囲が良い。所定のせん断弾性率にするため、物理的な蒸着時に、必要ならば、有機高分子を例えば100〜300℃に加熱することもできるが、分解や蒸発を招かない温度に加熱することが必要である。常温で物理的に蒸着する場合には、特に加熱する必要はない。常温で物理的に蒸着する対象となる有機高分子としては、おおよそゴム硬度50°〜60°(JIS−A)以下の弾性体があげられる。 From the above, it is preferable that the organic polymer has a shear modulus of 1 × 10 3 to 1 × 10 7 (Pa), more preferably 1 × 10 3 to 1 × 10 6 (Pa) during physical vapor deposition. More preferably, the range of 1 × 10 3 to 1 × 10 5 (Pa) is good. In order to obtain a predetermined shear modulus, the organic polymer can be heated to 100 to 300 ° C., for example, if necessary at the time of physical vapor deposition, but it must be heated to a temperature that does not cause decomposition or evaporation. is there. When physical vapor deposition is performed at room temperature, it is not particularly necessary to heat. Examples of the organic polymer to be physically vapor-deposited at normal temperature include elastic bodies having a rubber hardness of about 50 ° to 60 ° (JIS-A).
また、プラズマ化、あるいはイオン化された強磁性体5の原子が入り込みやすい分子空間の広さを示す指標としてガス透過率があげられる。本来、強磁性体元素の大きさに等しいアルゴンガスやクリプトンガスが透過率の確認に便利であるが、ガス透過率の測定には、一般的とはいえないので、例えば炭酸ガスの透過率データで代用することができる。
Further, gas permeability is an index that indicates the size of the molecular space in which atoms of the
常温での炭酸ガス透過率の大きい有機高分子としては、1×10-9〔cm2(STP)(cm×sec×cmHg)-1〕以上のポリフェニレンキサイド、ポリメチルペンテン、ナイロン11、ハイインパクトポリスチレン等のゴム成分との混合物や共重合物、1×10-8〔cm2(STP)(cm×sec×cmHg)-1〕以上のポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム等があげられる。これらの中でも、特にせん断弾性率の観点からシリコーンゴム等のゴム類が最適である。 Organic polymers having a high carbon dioxide permeability at room temperature include polyphenylene oxides of 1 × 10 −9 [cm 2 (STP) (cm × sec × cmHg) −1 ] or more, polymethylpentene, nylon 11, high Polybutadiene, polyisoprene, styrene butadiene rubber, silicone rubber, etc. with a mixture or copolymer with rubber components such as impact polystyrene, 1 × 10 −8 [cm 2 (STP) (cm × sec × cmHg) −1 ] or more can give. Among these, rubbers such as silicone rubber are optimal from the viewpoint of shear modulus.
また、強磁性体5における超微粒子の酸化防止の観点から、酸素透過性の低いものが好ましく、1×10-10〔cm2(STP)(cm×sec×cmHg)-1〕以下のポリエチレン、ポリトリフルオロクロロエチレン、ポリメチルメタクリレート等、さらには1×10-12〔cm2(STP)(cm×sec×cmHg)-1〕以下のポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル等があげられる。
In addition, from the viewpoint of preventing oxidation of the ultrafine particles in the
また、プラズマ化、あるいはイオン化された強磁性体5の原子が有機高分子と一部反応して安定化するよう、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ノニオン系界面活性剤、極性樹脂オリゴマー等を配合すれば、酸化防止の他、原子の凝集によるところの均質膜の形成を防止したり、反射特性を改善することができる。
Also, silane coupling agents, titanate coupling agents, nonionic surfactants, polar resin oligomers, etc., so that the atomized ferromagnetic or ionized
この他、補強性フィラー、難燃剤、老化防止剤、酸化防止剤、着色剤、チクソトロピー性向上剤、可塑剤、滑剤、耐熱向上剤等を適宜添加することができる。
但し、硬質なものを配合すると、これに強磁性体5の原子が衝突して十分に拡散しないことがあるので、注意すべきである。
In addition, reinforcing fillers, flame retardants, antioxidants, antioxidants, colorants, thixotropic improvers, plasticizers, lubricants, heat improvers, and the like can be added as appropriate.
However, it should be noted that when a hard material is mixed, atoms of the
有機高分子表層4は、1〜200μm程度の膜厚が好ましい。この有機高分子の膜は、単独では薄く、使用温度域におけるせん断弾性率が小さく、ハンドリングが困難な場合には、有機高分子を担持する支持体を別に設けることができる。この支持体は、有機高分子表層4と同様の材料でも良いが、金属箔や可撓性のセラミックス箔等で有機高分子表層4の有機高分子よりも剛性が高く、せん断弾性率の高いものが良い。支持体は、50μm以下、好ましくは25μm以下の厚さが好適である。
The organic
なお、剥離性を有する厚い支持体を付着し、この支持体をハンドリングの終了時に剥離するようにしても良い。 A thick support having peelability may be attached and the support may be peeled off at the end of handling.
強磁性体5として、鉄、コバルト、ニッケル、これらの合金等からなる金属系軟磁性体を使用した場合、金属系軟磁性体が凝集して均質膜を形成するよう蒸着されていると、金属系軟磁性体の固有抵抗が小さいので、渦電流が発生して電磁波吸収効果が低下し、反射機能が生じてくる。このため、電子回路や電子部品からの電磁波を吸収することができずに反射してしまい、電子回路や電子部品に悪影響を及ぼすことがある。
When a metallic soft magnetic material made of iron, cobalt, nickel, an alloy thereof, or the like is used as the
したがって、有機高分子表層4に強磁性体5を物理的に蒸着する場合には、特に均質な強磁性体膜を形成しないようにするのが良い。膜の表面抵抗(直流抵抗)は、おおよそ1×101〜1×1010Ω/□であるのが好ましい。
Therefore, when the
物理的蒸着法により原子状態となった強磁性体5の元素はおおよそ数オームストロングサイズであるが、有機高分子は金属、セラミックと異なり、分子間に空隙を有しており、飛ばされた強磁性体5の原子はこの空隙に侵入して微小なクラスターや非常に薄い薄膜粒子を形成すると考えられる。このため、一平面に堆積して連続した薄膜を形成することがなく、三次元的に分散するため、蒸着量が少ない場合、容易に超微粒子が独立して良導通を示さない状態になりやすい。
The element of the
強磁性体5の超微粒子が有機高分子表層4の内部に深く侵入することが可能になると、一度の蒸着により、蒸着量が多くても容易に分散し、均質膜になることがないので、加工時間の手間を省くことができ、大きなパワーロス係数を得ることができる。
When the ultrafine particles of the
上記物理的蒸着法(PVD)は各種の成膜方法をいうが、この成膜方法は、真空容器の内部で薄膜形成物質を気化させ、近傍にセットした基板に堆積して薄膜を形成する方法である。物理的蒸着法を薄膜物質の気化方法で分類すると、蒸発系とスパッタ系とに分類される。 The physical vapor deposition method (PVD) refers to various film forming methods. In this film forming method, a thin film forming material is vaporized inside a vacuum vessel and deposited on a substrate set in the vicinity to form a thin film. It is. When physical vapor deposition is classified according to vaporization method of thin film material, it is classified into evaporation system and sputtering system.
蒸発系としては、EB蒸着、イオンプレーティングが該当し、スパッタ系としては、高周波スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、対向ターゲット型マグネトロンスパッタリング等が該当する。 Examples of the evaporation system include EB deposition and ion plating, and examples of the sputtering system include high-frequency sputtering, magnetron sputtering, and counter target type magnetron sputtering.
EB蒸着は、蒸発粒子のエネルギーが1eVと小さいので、基板のダメージが少なく、膜がポーラスになりやすく、膜の強度が不足する傾向にあるものの、強磁性体膜の固有抵抗が高くなるという特徴を有している。イオンプレーティングは、アルゴンガスや蒸発粒子のイオンが加速されて基板に衝突するので、EB蒸着よりもエネルギーが大きく、付着力の強い膜を得ることができる。酸化物系強磁性体5を成膜する場合には、酸素等の反応性ガスを導入しなければならず、膜質のコントロールが困難な反面、バイアス電圧を上げることにより、1keVまで原子状の超微粒子を加速させることができる。
In EB vapor deposition, the energy of evaporated particles is as small as 1 eV, so that the substrate is less damaged, the film tends to become porous, and the film strength tends to be insufficient, but the specific resistance of the ferromagnetic film increases. have. In ion plating, ions of argon gas and evaporated particles are accelerated and collide with the substrate, so that a film having higher energy and stronger adhesion than EB deposition can be obtained. When the oxide-based
スパッタ系の高周波スパッタリングは、絶縁性のターゲットを使用することができ、バイアスをかけた場合には、数百eVまでエネルギーをあげることができる。また、マグネトロンスパッタリングは、磁界の影響で強いプラズマが発生するので、成長速度が速いという特徴があるものの、ターゲットの利用効率が悪いという特徴がある。バイアスをかけた場合には、数百eVまでエネルギーをあげることができる。 In the sputtering type high frequency sputtering, an insulating target can be used, and when a bias is applied, the energy can be increased up to several hundred eV. In addition, magnetron sputtering is characterized in that a strong plasma is generated under the influence of a magnetic field, so that the growth rate is fast, but the utilization efficiency of the target is poor. When a bias is applied, the energy can be increased up to several hundred eV.
対向ターゲット型マグネトロンスパッタリングは、対向するターゲットの外部に基板をセットし、対向するターゲット間でプラズマを発生させ、プラズマダメージを及ぼすことなく所定の薄膜を形成する方法である。この方法によれば、基板上の薄膜を再スパッタすることなく、緻密なターゲット組成物と同様の組成を生成することができ、通常8eV以上の高いエネルギーを有している。 Opposing target type magnetron sputtering is a method in which a substrate is set outside an opposing target, plasma is generated between the opposing targets, and a predetermined thin film is formed without causing plasma damage. According to this method, a composition similar to the dense target composition can be generated without resputtering the thin film on the substrate, and usually has a high energy of 8 eV or more.
代表的な有機の共有結合エネルギーは約4eVであり、具体的には、例えばC−C、C−H、Si−O、Si−Cの結合エネルギーはそれぞれ3.6、4.3、4.6、3.3eVである。 A typical organic covalent bond energy is about 4 eV. Specifically, for example, the bond energies of C—C, C—H, Si—O, and Si—C are 3.6, 4.3, and 4. 6 and 3.3 eV.
これに対し、バイアスイオンプレーティング、バイアスマグネトロンスパッタや対向ターゲット型マグネトロンスパッタでは、高いエネルギーを有しており、一部の化学的結合を切断し、衝突するものであるから、スパッタ後の有機高分子表層表面には例えば5μm以上の凹凸が形成される。そして、強磁性体5の原子が有機高分子表層4からおおよそ0.03〜100μm程度まで侵入し、電磁波の吸収機能を有する層を形成することができる。
On the other hand, bias ion plating, bias magnetron sputtering and counter target type magnetron sputtering have high energy, break some chemical bonds and collide. Unevenness of 5 μm or more is formed on the surface of the molecular surface layer, for example. And the atom of the
これは、高エネルギーを有する強磁性体5の原子が有機高分子表層4に衝突等することにより、強磁性体5の原子と有機高分子の局部的なミキシング作用が生じるためと推測される。このように粒子エネルギーが5eV以上である強磁性体5の微粒子を有機高分子表層4に蒸着すれば、一度に大量の強磁性体5を分散させることができる。すなわち、一度の蒸着により強磁性体5の質量を稼ぐことができるから、透過吸収率の大きな吸収体を容易に得ることができる。
This is presumed to be because the atoms of the
強磁性体5の蒸着質量は、強磁性体単品の膜厚換算値で0.5〜200nm以下、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下が良い。これは、0.5nm未満の場合には、電磁波の抑制効果を期待することができないからである。逆に、200nmを超える場合には、有機高分子表層4の包含能力に達し、分散できずに堆積し、均質な導通性を有する連続した膜が生じてしまうことになるからである。この強磁性体5の蒸着質量は、ガラスやシリコン等の硬質基板上に堆積した厚みを測定することにより求めることができる。
The vapor deposition mass of the
蒸着された強磁性体5は電磁波ノイズ抑制体3中に分散され、電磁波ノイズ抑制体3は強磁性体単品の膜厚換算値よりも厚くなる。この測定は、上記したように、断面のSEM像から算出したり、薄層ずつプラズマエッチングしながら放出された化合物を分析するESCA分析等により解析することができる。
The deposited
蒸着質量が小さくなると、電磁波ノイズ抑制効果が低減するので、抑制層6を複数重ねることにより、電磁波ノイズ抑制体3に占める強磁性体5の総質量を増加させることができる。総質量は、要求される抑制レベルにもよるが、おおよそ総合の膜厚換算値で10〜500nmが良い。抑制層6の厚さは積層された各層の和とすることができる。この積層数は特に限定されるものではないが、有機高分子表層4を含む全体の厚みはおおよそ20〜200μm程度が良い。
When the vapor deposition mass is reduced, the electromagnetic wave noise suppression effect is reduced, so that the total mass of the
上記構成によれば、基材1の電磁波ノイズ抑制体3が実装基板20やCPUから発生した電磁波ノイズを遮蔽する遮蔽機能を発揮するので、実装基板20とCPUの少なくとも一方から発生した電磁波が相対する他方に干渉して誤作動を生じさせることがない。したがって、周波数の高低にかかわらず、回路がアンテナになる可能性が実に少なく、きわめて有効な電磁波ノイズ対策を施すことができる。さらに、パワーロス係数が大きく、電磁波吸収特性に優れ、小型軽量で堅牢な電磁波抑制体を得ることができる。
According to the above configuration, the electromagnetic wave
なお、上記実施形態における強磁性体5の質量や抑制層6の厚さは適宜変更することができる。例えば、抑制層6の強磁性体5の質量を電子部品の側から徐々に増やして傾斜配置し、反射を抑制することができる。また、強磁性体5を分割して絶縁化を図ることもできる。
In addition, the mass of the
以下、本発明に係る電気コネクタの実施例について比較例と共に説明する。
実施例1〜3、比較例に示す電磁波ノイズ抑制体をそれぞれ作製し、これらの表面抵抗、表面観察、電磁波ノイズ抑制体の厚み、電磁波吸収特性を計測した。
表面抵抗:ダイアインスルメンツ製MCP−T600により、測定電圧10Vの条件で直
流4端子法により測定し、測定点数5点の平均値で示すこととした。
Hereinafter, examples of the electrical connector according to the present invention will be described together with comparative examples.
The electromagnetic wave noise suppression bodies shown in Examples 1 to 3 and Comparative Examples were respectively prepared, and the surface resistance, surface observation, the thickness of the electromagnetic wave noise suppression body, and the electromagnetic wave absorption characteristics were measured.
Surface resistance: Directly measured under a measurement voltage of 10 V using Diainstruments MCP-T600.
Measurement was performed by the flow four-terminal method, and the average value of five measurement points was indicated.
表面観察:キーエンス製レーザ顕微鏡VK−9500により、倍率4000倍で表面を観
察することとした。
電磁波ノイズ抑制体の厚み:日本電子製走査電子顕微鏡(SEM)JEM−2100Fを
使用し、電磁波ノイズ抑制体の断面電子顕微鏡写真(倍率5
0000倍)に基づいて測定することとした。
Surface observation: The surface was observed at a magnification of 4000 times with a Keyence laser microscope VK-9500.
I decided to see.
Electromagnetic noise suppressor thickness: JEOL scanning electron microscope (SEM) JEM-2100F
Used, cross-sectional electron micrograph of the electromagnetic wave noise suppressor (magnification 5)
(0000 times)).
電磁波吸収特性:キーコム製近傍界用電磁波吸収材料測定装置を用い、Sパラメータ法に
よるS21(透過減衰量)とS11(反射減衰量)とを測定することと
した。ネットワークアナライザは、アンリツ製ベクトルネットワーク
アナライザ37247Cを用い、50Ωのインピーダンスを有するマ
イクロストリップラインのテストフィクスチャーには、キーコム製のT
F−3Aを使用することとした(図10参照)。
Electromagnetic wave absorption characteristics: Using an electromagnetic wave absorption material measuring device for near-field made by Keycom, using the S-parameter method
Measuring S21 (transmission attenuation) and S11 (reflection attenuation) according to
did. Network analyzer is an Anritsu vector network
Using an analyzer 37247C, a matrix having an impedance of 50Ω.
The test fixture on the ICR trip line includes a Keycom T
F-3A was used (see FIG. 10).
実施例1
先ず、支持体である厚さ12μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(常温のせん断弾性率3.8×109(Pa))に、有機高分子として厚さ20μmのシリコーンゴムを設け、このシリコーンゴム上に、強磁性体を対向ターゲット型マグネトロンスパッタ法により、基板の温度を常温に保ち、8eVの粒子エネルギーを有するよう僅かに負の電圧を印加し、スパッタした。
Example 1
First, a 20 μm-thick silicone rubber as an organic polymer is provided on a 12 μm-thick polyethylene terephthalate film (normal shear modulus 3.8 × 10 9 (Pa)), which is a support, on this silicone rubber, The ferromagnetic material was sputtered by facing target type magnetron sputtering method while keeping the substrate temperature at room temperature and applying a slightly negative voltage so as to have a particle energy of 8 eV.
シリコーンゴムの特性は、常温のせん断弾性率1×107(Pa)、常温の炭酸ガス透過率2.2×10-7〔cm2(STP)(cm×sec×cmHg)-1〕、湿式シリカ含有とした。また、強磁性体は、膜厚換算で30nmのFe−Ni系軟磁性金属とした。
The properties of silicone rubber are: shear modulus at
次いで、強磁性体の表面抵抗を直流4端子法で測定し、所定の大きさに整え、総厚32μmの電磁波ノイズ抑制体を得た。こうして電磁波ノイズ抑制体を得たら、スパッタ前後の表面観察を行い、得られた試料の一部をミクロトームで薄片にするとともに、断面にイオンビームポリシャーを施し、抑制層の厚みを計測し、電磁波吸収特性を測定した。 Next, the surface resistance of the ferromagnetic material was measured by a direct current four-terminal method, adjusted to a predetermined size, and an electromagnetic wave noise suppression body having a total thickness of 32 μm was obtained. Once the electromagnetic wave noise suppressor is obtained, the surface is observed before and after sputtering, and a portion of the obtained sample is sliced with a microtome, and an ion beam polisher is applied to the cross section, the thickness of the suppression layer is measured, and electromagnetic wave absorption Characteristics were measured.
結果をまとめて表1に記載し、表面観察結果を図に示すとともに、抑制層の断面観察を図に示し、0.05〜3GHzのパワーロス特性を図6に図示した。 The results are summarized in Table 1, the surface observation results are shown in the figure, the cross-sectional observation of the suppression layer is shown in the figure, and the power loss characteristics of 0.05 to 3 GHz are shown in FIG.
実施例2
先ず、支持体である厚さ6μmのポリイミドフィルム(常温のせん断弾性率3.8×109(Pa))に、有機高分子として厚さ25μmのアクリル系粘着材〔綜研化学製 商品名1604N〕を設け、このアクリル系粘着材上に、強磁性体をバイアスマグネトロンスパッタ法により、基板の温度を常温に維持するとともに、10eVの粒子エネルギーを有するようバイアス電圧を調整してスパッタし、総厚72μmの電磁波ノイズ抑制体を得た。
Example 2
First, a 6 μm thick polyimide film (normal shear modulus 3.8 × 10 9 (Pa)) as a support is coated with an acrylic adhesive having a thickness of 25 μm as an organic polymer (trade name 1604N, manufactured by Soken Chemical). On the acrylic adhesive material, the ferromagnetic material is sputtered by bias magnetron sputtering to maintain the substrate temperature at room temperature and adjust the bias voltage so as to have a particle energy of 10 eV. The total thickness is 72 μm. An electromagnetic noise suppressor was obtained.
アクリル系粘着材の特性は、常温のせん断弾性率6×104(Pa)、常温の炭酸ガス透過率2×10-7〔cm2(STP)(cm×sec×cmHg)-1〕とした。また、強磁性体は、膜厚換算で30nmのFe−Ni系軟磁性金属とした。その他の部分については、実施例1と同様とした。
結果をまとめて表1に記載し、0.05〜3GHzのパワーロス特性を図7に示した。
The properties of the acrylic adhesive material were normal
The results are summarized in Table 1 and the power loss characteristics of 0.05 to 3 GHz are shown in FIG.
実施例3
有機高分子として厚さ70μmのポリアクリロニトリルシートを設け、このポリアクリロニトリルシート上に、強磁性体を対向ターゲットマグネトロンスパッタ法により、基板の温度を160℃に維持するとともに、100eVの粒子エネルギーを有するようバイアス電圧を調整してスパッタし、総厚100μmの電磁波ノイズ抑制体を得た。
Example 3
A polyacrylonitrile sheet having a thickness of 70 μm is provided as an organic polymer, and a ferromagnetic material is maintained on the polyacrylonitrile sheet by a counter target magnetron sputtering method so that the substrate temperature is maintained at 160 ° C. and particle energy is 100 eV. Sputtering was performed by adjusting the bias voltage to obtain an electromagnetic wave noise suppressor having a total thickness of 100 μm.
ポリアクリロニトリルシートの特性は、常温のせん断弾性率1.7×109(Pa)、160℃のせん断弾性率1.5×106(Pa)、常温の炭酸ガス透過率5.3×10-8〔cm2(STP)(cm×sec×cmHg)-1〕、常温の酸素ガス透過率2.8×10-15〔cm2(STP)(cm×sec×cmHg)-1〕とした。また、強磁性体は、膜厚換算で50nmのNi金属とした。その他の部分については、実施例2と同様とした。
結果をまとめて表1に記載し、0.05〜3GHzのパワーロス特性を図8に示した。
The properties of the polyacrylonitrile sheet are as follows: room temperature shear modulus 1.7 × 10 9 (Pa), 160 ° C. shear modulus 1.5 × 10 6 (Pa), room temperature carbon dioxide permeability 5.3 × 10 − 8 [cm 2 (STP) (cm × sec × cmHg) −1 ] and oxygen gas permeability at room temperature 2.8 × 10 −15 [cm 2 (STP) (cm × sec × cmHg) −1 ]. The ferromagnetic material was Ni metal having a thickness of 50 nm in terms of film thickness. The other parts were the same as in Example 2.
The results are summarized in Table 1 and the power loss characteristics of 0.05 to 3 GHz are shown in FIG.
比較例
表面を酸化させ、不導体膜を有した扁平のFe−Ni系軟磁性金属94質量部に、ポリウレタン樹脂5質量部、硬化剤としてイソシアネート化合物1質量部、溶剤(シクロヘキサノンとトルエンとの1:1混合物)30質量部を添加したペーストをその乾燥後の厚さが0.51mmとなるようバーコート法で塗布し、膜を形成した。Fe−Ni系軟磁性金属は、平均粒径15μm、アスペクト比65とした。
Comparative Example 94 parts by mass of a flat Fe-Ni soft magnetic metal having a non-conductive film oxidized on its surface, 5 parts by mass of a polyurethane resin, 1 part by mass of an isocyanate compound as a curing agent, a solvent (1 of cyclohexanone and toluene : 1 mixture) The paste to which 30 parts by mass was added was applied by a bar coating method so that the thickness after drying was 0.51 mm to form a film. The Fe—Ni soft magnetic metal had an average particle size of 15 μm and an aspect ratio of 65.
次いで、膜を十分乾燥させ、真空加熱プレスし、85℃で24時間キュアリングして膜厚0.5mmの電磁波ノイズ抑制体を作製し、その他の部分については、実施例と同様とした。
結果をまとめて表1に記載し、0.05〜3GHzのパワーロス特性を図9に示した
The results are summarized in Table 1 and the power loss characteristics of 0.05 to 3 GHz are shown in FIG.
表1から明らかなように、1GHzのパワーロス値が実施例1〜3では0.3以上であり、比較例では0.1を下回った。実施例によれば、準マイクロ波帯での抑制効果が高いことが判明した。また、抑制層がきわめて薄く、抑制層の厚みに対するパワーロス値は、比較例よりも4桁ほど大きい値であった。 As is clear from Table 1, the power loss value at 1 GHz was 0.3 or more in Examples 1 to 3, and less than 0.1 in the comparative example. According to the examples, it has been found that the suppression effect in the quasi-microwave band is high. Moreover, the suppression layer was very thin, and the power loss value with respect to the thickness of the suppression layer was about 4 orders of magnitude larger than that of the comparative example.
また、3GHzのパワーロス値が実施例1〜3では0.8程度であったが、比較例では0.8を下回った。さらに、実施例1〜3では可撓性のある薄く軽い抑制層であったが、比較例では厚く重く脆い抑制層であった。 Moreover, although the power loss value of 3 GHz was about 0.8 in Examples 1-3, it was less than 0.8 in the comparative example. Furthermore, in Examples 1-3, it was a flexible thin thin suppression layer, but in the comparative example, it was a thick, heavy and fragile suppression layer.
1 基材
3 電磁波ノイズ抑制体
4 有機高分子表層(有機高分子層)
5 強磁性体
6 抑制層
10 導電接続子
20 実装基板(電気接合物)
1
5
Claims (3)
電磁波ノイズ抑制体を含む基材と、この基材に設けられて複数の電気接合物間を電気的に接続する複数の導電接続子とを含んでなることを特徴とする電気コネクタ。 An electrical connector interposed between a plurality of electrical joints and transmitting a plurality of signals therebetween,
An electrical connector comprising: a base material including an electromagnetic noise suppressor; and a plurality of conductive connectors provided on the base material to electrically connect a plurality of electrical joints.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000311731A (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-07 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | Electric connector |
-
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- 2003-10-14 JP JP2003353354A patent/JP2005122915A/en active Pending
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