CN112625445B - 电磁屏蔽用片材及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种电磁屏蔽用片材，其具有适当的厚度和弹性，并且在指定的频带中具有较大的遮蔽量。本发明提供一种电磁屏蔽用片材，其特征在于，包含：导电性碳黑、软磁性粉末、混合有包含所述导电性碳黑和所述软磁性粉末的填料且由树脂构成的母材。

Description

电磁屏蔽用片材及其制造方法
本申请是申请日为2017年9月27日、申请号为2017108896783、发明名称为“电磁屏蔽用片材及其制造方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种电磁屏蔽用片材。更详细而言，本发明涉及一种能够在保持柔软性的同时，对从安装在电路基板上的电子部件产生的电磁波进行遮蔽(屏蔽)的电磁屏蔽用片材。
背景技术
属于本发明的技术领域的电磁屏蔽用片材的例子中，已知有如专利文献1至7中记载的具有层叠结构的电磁屏蔽用片材。这样的电磁屏蔽用片材例如配置于电路基板与安装在该电路基板上的连接器之间产生的间隙中而进行使用。此时，为了提高密合性及追随性，而使电路基板与电磁屏蔽用片材之间、以及电磁屏蔽用片材与连接器之间的间隙中不产生空隙，期望电磁屏蔽用片材具有适当的厚度和弹性。另外，通常作为电磁屏蔽用片材的遮蔽特性，期望在频率为10GHz至40GHz的频带中遮蔽量较大。
专利文献1：日本专利第5876818号公报
专利文献2：日本专利特开2013-229541号公报
专利文献3：日本专利特开2002-060554号公报
专利文献4：日本专利特开2002-050506号公报
专利文献5：日本专利特开平06-204682号公报
专利文献6：日本专利第5938342号公报
专利文献7：日本专利第4849220号公报
本发明的目的在于提供一种电磁屏蔽用片材，其具有适当的厚度和弹性，并且在指定的频带中具有较大的遮蔽量。
发明内容
本发明的电磁屏蔽用片材的特征在于，其包含：导电性碳黑、软磁性粉末、混合了包含所述导电性碳黑和所述软磁性粉末的填料且由树脂构成的母材，所述导电性碳黑为2.0体积％至10.0体积％。
本发明的电磁屏蔽用片材的制造方法的特征在于，包含：将导电性碳和软磁性粉末混合，生成填料的工序；以及将所述填料混合于由树脂构成的母材的工序。
附图说明
图1是示出本发明的电磁屏蔽用片材的混配与遮蔽特性的表。
图2是示出本发明的电磁屏蔽用片材的混配与遮蔽特性的表。
图3表示本发明的电磁屏蔽用片材的示意立体图。
具体实施方式
本申请发明人实现了具有适合于电磁屏蔽用片材的厚度和弹性，且在左侧(10GHz至40GHz)的频带中，遮蔽量为5dB以上的电磁屏蔽用片材。
本发明的电磁屏蔽用片材，将混合了导电性碳和软磁性粉末而得到的导电磁性填料混合于由树脂构成的母材(基体)中而形成。
所述导电性碳可以包含导电性碳黑、纤维状碳、石墨、石墨纤维等。另外，例如所述导电性碳黑可以为颗粒状或粉末状，也可以为具有中空壳体结构的粒状。进一步，所述导电性碳黑具有粒径为20nm至60nm、BET法比表面积为30㎡/g至1300㎡/g的颗粒结构。在本发明中，为了对所述导电性碳黑进行说明，使用具有所述中空壳体结构的粒状的高导电性碳黑(例如Ketc hen Black(注册商标))。需要说明的是，所述导电性碳可以具有粒径为30nm至40nm、BET法比表面积为700㎡/g至1300㎡/g的中空壳体结构。
所述软磁性粉末可以包含磁铁矿(磁铁钢)，Ni-Zn类铁氧体、Mn-Zn类铁氧体、尖晶石型铁氧体等铁氧体，铁硅铝合金(sendust)，硅钢，铁或羰基铁等。另外，这些粉末的形状可以是球状、颗粒状、扁平状等的任意形状，在本发明中，为了对所述软磁性粉末进行说明，使用粒状的羰基铁粉。需要说明的是，使用金属类的软磁性粉末的情况下，为了防止粉末的腐蚀，可以进行磷酸类表面处理，也可以利用硅烷偶联剂材料进行表面处理。
所述母材可以包含苯乙烯类热塑性弹性体、烯烃类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、硅酮类弹性体等。在本发明中，为了对所述母材进行说明，使用硅酮类弹性体。需要说明的是，考虑所述用途时，最合适的片材的厚度优选为200μm至1,000μm(微米)，在使用硅酮类弹性体的情况下，约250μm的厚度是密合性及追随性、作业性均良好的厚度。因此，以本发明中的该电磁屏蔽用片材的厚度为250μm的片材进行说明。另外，该片材的厚度可以根据用途进行适当变更。
图1示出表示实施例(Case)1至5以及比较例(Ref)1和2涉及的各材料的混配的体积比率(体积％)以及遮蔽特性(shielding property)。图1所示的遮蔽特性表示使用同轴波导管法(频率为10GHz的情况)、自由空间测定法(频率为20GHz至40GHz的情况)进行测定的遮蔽量。图中，遮蔽量为5dB以上时，表示良好的遮蔽特性，记载为○；遮蔽量在5dB左右时，表示中等程度的遮蔽特性，记载为△；且在遮蔽量小于5dB时，表示不期望的遮蔽特性，记载为×。
电磁屏蔽用片材如下进行制造：将体积比率为0体积％至11.0体积％的作为导电性碳(electrically conductive carbon)的高导电性碳与体积比率为23体积％的作为软磁性粉末的羰基铁(carbonyliron powder)混合，从而生成导电磁性填料(magnetic andconductive filler)，将所述导电磁性填料混合于约65体积％至80体积％的作为母材的硅酮类弹性体(Silicone elastome r)中，然后将所得到的混合物涂布在载体膜上。需要说明的是，可以根据需要在电磁屏蔽用片材中适当添加阻燃剂、抗氧化剂等添加物。另外，如图2所示，本发明的电磁屏蔽用片材的结构例如可以为扁平状的片材。
接着，在本发明的实施例1至4中，将羰基铁粉的体积比率固定为23体积％，对高导电性碳和硅酮类弹性体的体积比率进行变更，来制造电磁屏蔽用片材。接着，对测定电磁屏蔽用片材遮蔽量而得到的遮蔽特性的判定结果进行说明。
[实施例1]
将混合了5.5体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于71.5体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。
[实施例2]
将混合了5.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于72.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。
[实施例3]
将混合了4.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于73.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。
[实施例4]
将未混合高导电性碳而仅有羰基铁粉的磁性填料混合于77.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下不满足期望的遮蔽特性。即，本实施例的电磁屏蔽用片材的遮蔽量在10GHz至40GHz下小于5dB。
[实施例5]
在将混合了11.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于66.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材中，高导电性碳未均匀分散在硅酮类弹性体中。因此，发现本实施例的高导电性碳、羰基铁、硅酮类弹性体的体积比不适合制造本发明的电磁屏蔽用片材。需要说明的是，无法判定该片材的遮蔽特性，因此表1为空栏。
[比较例1]
将未混合高导电性碳而仅有羰基铁粉的磁性填料以55体积％混合于45体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在30GHz和40GHz下满足良好的遮蔽特性，但是在10GHz和20GHz下不满足期望的遮蔽特性。
[比较例2]
利用铜板进行同样的测定，结果当然在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。但是，铜板与弹性体相比，没有弹性，且比重高，因此实际上不适合如上所述的用途例，这一点应该可以容易理解。
图2示出表示实施例6至15以及比较例3和4所涉及的各材料的混配的体积比率以及遮蔽特性。图2所示的遮蔽特性表示使用同轴波导管法(频率为10GHz的情况)、自由空间测定法(频率为20GHz至40GHz的情况)进行测定的遮蔽量。图中，遮蔽量为5dB以上时，表示良好的遮蔽特性，记载为○；遮蔽量在5dB左右时，表示中等程度的遮蔽特性，记载为△；且在遮蔽量小于5dB时，表示不期望的遮蔽特性，记载为×。
[实施例6]
将混合了10.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于67.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。
[实施例7]
将混合了6.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于71.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。
[实施例8]
将混合了3.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于74.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。
[实施例9]
将混合了6.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于71.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。
[实施例10]
将混合了10.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于55.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。需要说明的是，在本实施例中，混合有35体积％的羰基铁粉。
[实施例11]
将混合了6.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于59.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。需要说明的是，在本实施例中，混合有35体积％的羰基铁粉。
[实施例12]
将混合了3.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于58.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。需要说明的是，在本实施例中，混合有35体积％的羰基铁粉。
[实施例13]
将混合了10.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于75.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。需要说明的是，在本实施例中，混合有15体积％的羰基铁粉。
[实施例14]
将混合了6.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于79.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。需要说明的是，在本实施例中，混合有15体积％的羰基铁粉。
[实施例15]
将混合了3.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于80.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至20GHz下不满足期望的特性。需要说明的是，在本实施例中，混合有15体积％的羰基铁粉。
[比较例3]
将混合了3.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于87.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz下不满足期望的特性。需要说明的是，在本实施例中，混合有10体积％的羰基铁粉。
[比较例4]
将混合了11.0体积％的高导电性碳的导电磁性填料混合于57.0体积％的硅酮类弹性体而得到的电磁屏蔽用片材在10GHz至40GHz下显示出良好的特性。但是，本实施例的电磁屏蔽用片材的伸长率小于50％，且断裂强度小于2.0MPa。需要说明的是，在本实施例中，混合有40体积％的羰基铁粉。
需要说明的是，将实施例1至4以及比较例1的电磁屏蔽用片材对折，进行对该折痕有无产生龟裂进行观察的简单的弯曲试验，结果在实施例1至4的折痕中未确认到龟裂，但在比较例1的折痕中观察到了龟裂。据此认为，这是因为比较例1的羰基铁粉的体积比率与实施例1至4的羰基铁粉的体积比率相比较大，比较例1中获得的片材的弹性有所降低。
如上所述，为了得到既能确保弹性、又能选择适合于用途的片材的厚度，且于10GHz至40GHz的频带中在将软磁性铁粉设为23体积％的情况下遮蔽量为5dB以上的电磁屏蔽用片材，发现了优选混合的导电性碳的体积比率为3体积％至10体积％的可能性。
需要说明的是，本发明的用途例、材料、片材结构、频率范围等仅为一例，不偏离本发明主旨的适当变更且本领域技术人员能够容易想到的内容也都包含在本发明的范围内。附图所示的各部的宽度、厚度以及形状等均为示意性表示，不限定本发明的解释。

Claims (6)

1.一种电磁屏蔽用片材，其特征在于，包含：
导电性碳黑；
软磁性粉末；以及
母材，混合有包含所述导电性碳黑和所述软磁性粉末的填料且由硅酮类弹性体构成，
所述导电性碳黑为2.0体积％至10.0体积％，
所述软磁性粉末为23.0体积％至40.0体积％。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽用片材，其特征在于，
所述导电性碳黑是具有中空壳体结构的粒状的导电性碳黑。
3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽用片材，其特征在于，
所述软磁性粉末为球状、颗粒状或扁平状。
4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽用片材，其特征在于，
所述软磁性粉末为磁铁矿、铁氧体、铁硅铝合金、硅钢、铁或羰基铁。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁屏蔽用片材，其特征在于，
所述导电性碳黑为4.0体积％至5.5体积％。
6.一种电磁屏蔽用片材的制造方法，其特征在于，包含：
将导电性碳黑和软磁性粉末混合，生成填料的工序；以及
将所述填料混合于由硅酮类弹性体构成的母材的工序，
所述导电性碳黑为2.0体积％至10.0体积％，
所述软磁性粉末为23.0体积％至40.0体积％。
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