CN1143325C - 电磁干扰抑制材料 - Google Patents

Abstract

一种复合磁性材料，能够遍及到高频区的宽频带作为电磁干扰抑制材料使用，实质上由软磁性材料粉末及有机结合剂构成，为了具有优异的挠性及阻燃性，作为上述有机结合剂使用氯化聚乙烯。

Description

电磁干扰抑制材料

技术领域

本发明涉及把软磁性材料粉末在有机结合剂中混炼并分散了的复合磁性材料，详细地说，涉及复数导磁率特性优异的复合磁性材料及其制造方法、以及由这种复合磁性材料构成的电磁干扰抑制材料，其复数导磁率特性在抑制高频电子电路及装置中成问题的电磁干扰方面是有效的。

特别是，本发明涉及富有挠性，例如可以粘着到FPC(柔软的印刷电路)、FFC(柔软的扁平电缆)、电子仪器的框体上，而且，在阻燃性方面优异的复合磁性材料及其制造方法、以及由这种复合磁性材料构成的电磁干扰抑制材料。

背景技术

作为近年来显著普及的数字电子仪器，有：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、微处理器(MPU)、中央处理器(CPU)、或图像处理器算术及逻辑运算装置(IPALU)等的逻辑电路及逻辑元件等。这些逻辑电路及逻辑元件由LSI及IC构成，将其安装到印刷布线板上，而LSI及LC由有源元件即大多数半导体元件构成。在这些逻辑电路及逻辑元件中，希望运算速度高速化、信号处理速度高速化。在这样的逻辑电路等中，高速变化的信号因为伴随电压、电流的急剧变化，有源元件产生的感应性噪声，成为产生高频噪声的原因。该高频噪声与串扰噪声及阻抗不匹配的噪声相乘而起作用。还有，高频噪声多为有源元件产生的感应性噪声。通过该感应性噪声，在与布线电路板的元件安装面为同一面及对置面上感应出高频磁场。

还有，电子仪器及电子装置的轻量化、薄型化、及小型化，也还在急速推进。与此相伴，电子元件向印刷布线板的安装密度也飞跃地高起来。安装得过密的电子元件类及信号线等的印刷布线、或者组件间的布线等变得互相极为靠近，如上所述，因谋求信号处理速度的高速化，所以，通过上述感应的高频磁场，不但在布线板上电磁耦合所引起的线间耦合增大了，而且，产生了辐射噪声所引起的干扰等。

进而，一产生辐射噪声，就经过外部连接端子向外部辐射，有时，对其它仪器产生不利影响。一般，把这样的电磁波所引起电子仪器的误动作及对其它仪器的不利影响称为电磁干扰。

这样，对于辐射的电磁干扰，在现有电子仪器中一般采取的对策有：把滤波器连接到产生感应性噪声的电路中；使成问题的电路(产生感应性噪声的电路)远离受影响的电路；进行屏蔽；进行接地等。

在这里，在高密度地安装了包括有源元件的电子元件的印刷布线板等上，高效率地处置上述电磁干扰时，在现有的对策(噪声抑制方法)中有如下缺点：需要噪声抑制的专门知识及经验；在实施中需要时间。

特别是，在上述滤波器的安装中，有如下缺点：使用的滤波器价格高；对安装滤波器的空间大多有限制；滤波器的安装作业有困难；因为使用滤波器等，所以，用于装配电子装置所需的工序数增多，成本提高。

在这里，在现有技术中，在同一电路内的电子元件间产生的信号线间的电磁感应及不需要的电磁波所引起相互干扰的抑制方法并不充分。

进而，在谋求电子装置的小型轻量化之际，使上述成问题的电路远离的方法是不妥当的，同时，必须排除滤波器及其安装空间。

还有，在电子装置中使用的一般印刷布线板，在低频时，从电路板内部产生的电磁感应等信号线间的电磁耦合较小，不成问题，但随着工作频率变成高频，信号线间的电磁耦合加强，因此，产生上述那样的问题。

还有，在上述屏蔽中，因为这种电磁干扰对策是利用导体屏蔽与空间的阻抗不匹配的电磁波反射，所以，即使获得了屏蔽效果，也会助长来自不需要的辐射源的反射所引起的电磁耦合，其结果是，在不少情况下引起了二次电磁干扰。

作为这种二次电磁干扰的抑制对策，利用磁性材料的磁损耗抑制不需要的辐射是有效的。即，通过把磁损耗大的磁性材料配置在上述屏蔽材料与不需要的辐射源之间，能够抑制不需要的辐射。在这里，因为在满足μ″＞μ＇关系的频带内，磁性材料的厚度d与μ″成反比，所以，为了得到满足上述电子仪器小型化及轻量化要求的薄的电磁干扰抑制材料，即为了得到由屏蔽材料及磁性材料构成的复合材料，需要虚部导磁率μ″大的磁性材料。还有，在大多数情况下，上述不需要的辐射部分遍及广阔的频率范围，在不少情况下也难于特定与电磁干扰有关的频率成分。因而，有关上述电磁干扰抑制材料，也希望能够适应于更宽频率的不需要的辐射。

本发明的一个目的在于，提供复合磁性材料及其制造方法，这种复合磁性材料用于在高频电子装置，特别是，在移动通信装置的内部，在抑制电磁干扰方面有效果的电磁波干扰抑制材料中。

特别是，本发明的又一目的在于，提供具有优异的挠性及阻燃性的复合磁性材料及其制造方法。

本发明的另一目的在于，提供由上述复合磁性材料构成的电磁干扰抑制材料。

特别是，本发明的目的在于提供富有挠性，例如可以粘着到FPC、FFC、电子仪器的整体曲面上，而且，具有优异的阻燃性的电磁波干扰抑制材料。

发明的公开

根据本发明，可以得到一种复合磁性材料，其特征在于，它实质上是由软磁性材料粉末及有机结合剂构成的、在电气上不具良好导电性的磁性材料，上述磁性材料具有出现于互相不同的频率区上的多个磁共振；上述有机结合剂为氯化聚乙烯。

还有，根据本发明的一种复合磁性材料，其特征在于，在上述复合磁性材料中，出现于上述互相不同的频率区上的多个磁共振，通过具有互不相同大小的多个各向异性磁场(HK)而形成。

还有，根据本发明可以得到一种电磁干扰抑制材料，它实质上是由复合磁性材料构成的电磁干扰抑制材料，其特征在于，上述复合磁性材料在电气上不具有良好导电性，实质上由软磁性材料粉末及有机结合剂构成；上述电磁干扰抑制材料还具有多个磁共振中的至少2个磁共振，该多个磁共振出现于通过至少2个各向异性磁场(HK)产生的微波频率区上；上述各向异性磁场具有互相不同的大小；作为上述有机结合剂可以使用氯化聚乙烯。

还有，根据本发明可以得到一种电磁干扰抑制材料，其特征在于，在上述电磁干扰抑制材料中，上述复合磁性材料具有多个磁共振；上述多个磁共振中的每一个，分别对应于不同大小的各向异性磁场而出现于互相不同的频率区上；上述多个磁共振中的最低者，位于比通过上述复合磁性材料层产生的电磁干扰抑制频带下限低的频率区上。

还有，根据本发明可以得到一种电磁干扰抑制材料，其特征在于；在上述电磁干扰抑制材料中，上述软磁性材料粉末是具有不同大小的磁各向异性的至少2种软磁性材料粉末的混合体。

还有，根据本发明的电磁干扰抑制材料，其特征在于，在上述电磁干扰抑制材料中，上述软磁性材料粉末在表面上具有氧化物层。

还有，根据本发明可以得到一种复合磁性材料的制造方法，其特征在于，通过把具有至少2种大小互相不同的磁各向异性的软磁性材料粉末与作为有机结合剂使用的氯化聚乙烯混合、成型，而得到复合磁性材料，该复合磁性材料在电气上不具良好导电性，并且，具有至少2个通过大小互相不同的各向异性磁场(HK)而形成的磁共振。

还有，根据本发明可以得到一种复合磁性材料的制造方法，其特征在于，在上述复合磁性材料的制造方法中，上述软磁性材料粉末的表面具有氧化物层。

而且，本发明还可以得到一种复合磁性材料的制造方法，其特征在于，在上述复合磁性材料的制造方法中，在把上述软磁性材料粉末与上述有机结合剂混合的阶段之前，或者，在混合过程中，利用气相缓慢氧化法或液相缓慢氧化法，通过含有氧的混合气体，对该软磁性材料粉末进行表面氧化。

用于实施发明的最佳形态

为了得到提供对应于所望磁损耗特性的所需大小的各向异性磁场(HK)的复合磁性材料，可以使用具有如下特性之一或其多个特性的软磁性粉末，这些特性是：形状磁各向异性；结晶磁各向异性；感应磁各向异性；或磁弹性效果(磁致伸缩)所引起的各向异性。即，在本发明中，为了得到多个频率互相不同的磁共振以及与之对应的带宽已扩展了的磁损耗，可以把具有大小互相不同的各向异性磁场(HK)的多种磁性粉末混合。

此外，作为得到多个磁共振的手段，也可以积极地利用下述粉末及粉末复合体特有的性质，或者，粉末的粉碎及延展加工。

即，第1，利用粉末材料特性的分化的方法，这种粉末材料是通过在特定的条件下对单一种原料进行加工而得到的。第2，积极地利用所谓污染现象的方法，通过把在粉末材料的粉碎及延展加工中使用的粉碎媒体假定为钢球那样的软磁性媒体，借助于媒体的磨耗，把软磁性的磨耗粉混入。还有，第3，利用在单一种粉末的复合体中存在形态的不同的方法。例如，在粒子群之间，由于磁的相互作用及取向动作不同，使各向异性磁场分散。一个粒子群在同一矩阵中作为一次粒子存在。另一个粒子群在凝聚后其内部沾润不够，因此，粒子间极其靠近，或者，接触起来。

进而，试样的形状为薄膜状，因为如果是薄膜状时有效的各向异性磁场成为与试样形状所引起的反磁场的代数和，所以，也能够积极地利用原料磁性粉末的取向控制。

作为得到在本发明中利用的多个各向异性磁场的手段，也可以利用这些方法中之任一种。提供多个各向异性磁场是重要的，以便得到所希望的磁损耗频带。特别是，有关提供出现于其中最低频率上的磁共振的各向异性磁场，根据虚部导磁率(磁损耗)的分散伴随着实部导磁率的减小而产生的事实，必须设定在比所望电磁干扰抑制频带下限低的频率区上所提供的磁共振的值。

在这里，作为能够在本发明中使用的软磁性粉末，可以作为代表举出的有：高频导磁率大的铁铝硅合金(铁硅铝磁合金)、铁镍合金(坡莫合金)、或者，对非晶形合金等的金属软磁性材料进行粉碎、延伸-抽裂加工，或者，借助于雾化器造粒而粉末化；但是，希望至少使粒子的表面氧化，借此，使各个粒子在电气上隔离开来，以便即使在软磁性粉的高填充状态下，也能够确保本发明的必要条件，即复合磁性材料为非良好导电性。

还有，也可以把尖晶石型铁氧体、平面型铁氧体等的氧化物软磁性材料的粉末作为本发明的软磁性粉末使用，也可以与上述金属软磁性粉末混合使用。

另一方面，作为本发明的副材料使用的有机结合剂，为了得到本发明所期望的效果，即为了得到优异的可挠性及阻燃性，使用氯化聚乙烯。

在把上述本发明的构成原料混炼、分散，而得到复合磁性材料的手段中，并无特别限制，可以以所用结合剂的性质及工序容易为基准，选择好的方法。

还有，本发明的复合磁性材料及电磁干扰抑制材料具有大小互相不同的多个各向异性磁场(HK)，与此相伴，多个磁共振出现于相异的频率区上。因此，与该多个磁共振相伴，出现于相异频率区上的虚部导磁率μ″重叠起来，结果是，能够得到宽频带的μ″分散特性。在这里，虚部导磁率μ″为电磁波吸收中所需的磁损耗项，借助于加大μ″的值且遍及到宽频带，呈现出了优异的电磁干扰抑制效果。

还有，在本发明中使用的软磁性粉末，因为至少其表面已被氧化，所以，即使在粉末填充率高的情况下，各个粒子也成为在电气上隔离开来的状态下存在，不但没有良导体松散材料内可以呈现的涡流损耗所引起频率特性的恶化，而且，难于产生与空间的阻抗不匹配所引起在表面上的电磁波的反射，在高频区内能够发挥优异的电磁干扰抑制效果。

下面，示出本发明的复合磁性材料之一例。

例

首先，如下列表1中所示，把80重量单位的软磁性材料粉末(为铁-铝-硅合金，平均粒子直径35μm，平均长度与直径之比大于5)及0.8重量单位的钛酸盐系列结合处理剂，在搅拌器中搅拌；预先，对软磁性材料粉末进行结合处理。其次，如表1中所示，把施行了该结合处理的80重量单位的软磁性材料粉末及20重量单位的有机结合剂(氯化聚乙烯)，在捏和机中进行混合，借此，得到复合磁性材料。

而且，使得到的复合磁性材料在平行配置的辊子之间通过，进行压延，形成薄膜状。这样，可以得到具有优异的挠性及阻燃性的电磁干扰抑制材料。

                    表1

软磁性材料粉末铁-铝-硅合金平均粒子直径：35μm平均长度与直径之比：＞5钛酸盐系列结合处理剂	80重量单位0.2重量单位
		有机结合剂(氯化聚乙烯)	20重量单位

工业上的可利用性

正如上面说明的那样，本发明的复合磁性材料及使用了这种复合磁性材料的电磁干扰抑制材料，具有大小互不相同的多个各向异性磁场(HK)，与此相伴，多个磁共振出现于相异的频率区上，因此，可以得到宽频带的μ″分散特性。该虚部导磁率μ″为电磁波吸收中所需的磁损耗项，借助于增大μ″的值且遍及到宽频带，可呈现出优异的电磁干扰抑制效果。即，能够提供在以移动通信仪器为主的高频电子仪器类内部，可有效抑制电磁波干扰的厚度薄的电磁干扰抑制材料。

进而，本发明的复合磁性材料，由于作为有机结合剂使用了氯化聚乙烯，具有优异的挠性及阻燃性，因而，本发明的电磁干扰抑制材料，例如可以粘贴到FPC、FFC上，还有，例如也可以粘贴到电子仪器形状复杂的框体上，而且，能够适应于严格的耐火要求。

Claims (2)

1.一种电磁干扰抑制材料，它实质上是由复合磁性材料构成的电磁干扰抑制材料，所述复合磁性材料在电气上不导电，实质上由软磁性粉末及有机结合剂构成，所述电磁干扰抑制材料具有多个磁共振中的至少2个磁共振，该多个磁共振出现于微波频率区上并通过至少2个各向异性磁场产生，所述各向异性磁场具有互不相同的强度，其特征在于，所述软磁性粉末是具有不同强度的磁各向异性的至少2种软磁性粉末的混合体，所述软磁性粉末的表面具有氧化物层，作为所述有机结合剂使用氯化聚乙烯。

2.如权利要求1所述的电磁干扰抑制材料，其特征在于，所述多个磁共振中的最低者，位于比通过所述复合磁性层产生的电磁干扰抑制频率带的下限还低的频率区上。