CN116761714A - 电磁波屏蔽材料、电子零件及电子设备 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
本发明提供一种电磁波屏蔽材料、包含上述电磁波屏蔽材料的电子零件及电子设备,所述电磁波屏蔽材料包含在两层金属层之间具有100kHz频率下的复相对磁导率实部为30以上的绝缘性层即高磁导率层的多层结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁波屏蔽材料、电子零件及电子设备。
背景技术
近年来,作为在各种电子零件及各种电子设备中用于降低电磁波的影响的材料,电磁波屏蔽材料受到瞩目(例如,参考专利文献1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平3-6898号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
电磁波屏蔽材料(以下,也记载为“屏蔽材料”。)通过使入射到屏蔽材料的电磁波用屏蔽材料反射和/或在屏蔽材料内部衰减,能够发挥屏蔽电磁波的功能(屏蔽性能)。
“电磁波”中包含电场波和磁场波。作为电磁波屏蔽材料,无论是电场波还是磁场波都能够大幅衰减的电磁波屏蔽材料,在电子零件及电子设备中既能够降低电场波的影响又能够降低磁场波的影响,因此优选。
本发明的一方式的目的在于,提供一种无论对电场波还是磁场波都能够发挥高屏蔽性能的新的电磁波屏蔽材料。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方式涉及
一种电磁波屏蔽材料,其包含在两层金属层之间具有100kHz频率下的复相对磁导率实部为30以上的绝缘性层即高磁导率层的多层结构。
一方式中,上述高磁导率层能够包含磁性粒子。
一方式中,上述磁性粒子能够包含金属粒子。
一方式中,上述高磁导率层能够包含扁平形状粒子作为磁性粒子。
一方式中,上述扁平形状粒子相对于上述高磁导率层的表面的取向角度的平均值的绝对值与取向角度的方差之和即取向度可以为30°以下。
一方式中,上述高磁导率层能够包含树脂。
一方式中,上述树脂的玻璃化转变温度Tg可以为50℃以下。
一方式中,将上述两层金属层中的一层金属层的厚度设为T1,将另一层金属层的厚度设为T2,T1可以大于或等于T2,且厚度之比(T2/T1)可以为0.15以上。
一方式中,上述两层金属层中的一层或两层是选自由Al及Mg组成的组中的金属的含有率为80.0质量%以上的金属层。
一方式中,上述电磁波屏蔽材料还能够包含1层以上选自由粘合层及粘接层组成的组中的层。
一方式中,上述电磁波屏蔽材料中包含的金属层的合计厚度为100μm以下。
一方式中,上述电磁波屏蔽材料的总厚可以为200μm以下。
本发明的一方式涉及一种电子零件,其包含上述电磁波屏蔽材料。
本发明的一方式涉及一种电子设备,其包含上述电磁波屏蔽材料。
发明效果
根据本发明的一方式,能够提供一种无论对电场波还是磁场波都能够发挥高屏蔽性能的新的电磁波屏蔽材料。并且,根据本发明的一方式,能够提供一种包含电磁波屏蔽材料的电子零件及电子设备。
具体实施方式
[电磁波屏蔽材料]
本发明的一方式涉及一种电磁波屏蔽材料,其包含在两层金属层之间具有100kHz频率下的复相对磁导率实部为30以上的绝缘性层即高磁导率层的多层结构。
在本发明及本说明书中,“电磁波屏蔽材料”是指能够对至少一个频率或至少一部分频带的电磁波显示出屏蔽性能的材料。“电磁波”分为电场波和磁场波。“电磁波屏蔽材料”优选为对至少一个频率或至少一部分频带的电场波、及至少一个频率或至少一部分频带的磁场波中的任一个均能够显示出屏蔽性能的材料,更优选为能够对更宽的频带的电场波及更宽的频带的磁场波显示出屏蔽性能的材料,越能显示出高的屏蔽性能,越优选。
通过磁导率测定装置测定复相对磁导率时,通常显示有实部μ’和虚部μ”。本发明及本说明书中的复相对磁导率实部是指该实部μ’。以下,将100kHz频率下的复相对磁导率实部也简称为“磁导率”。磁导率能够通过市售的磁导率测定装置或公知的结构的磁导率测定装置来测定。
在本发明及本说明书中,“绝缘性”是指导电率小于1S(西门子:siemens)/m。某一层的导电率根据其层的表面电阻率和其层的厚度,并通过下述式计算。导电率能够通过公知的方法来测定。
导电率[S/m]=1/(表面电阻率[Ω]×厚度[m])
电磁波屏蔽材料的厚度(总厚)及电磁波屏蔽材料中包含的各层的厚度是通过扫描型电子显微镜(Scanning Flectron Microscope)拍摄以公知的方法露出的截面,在所获得的SEM像中作为随机选择的5处的厚度的算术平均而求出的厚度。
在本发明及本说明书中,“金属层”是指包含金属的层。金属层可以是包含1种以上金属的层,作为由单一金属元素组成的纯金属,作为2种以上的金属元素的合金,或者作为1种以上金属元素和1种以上非金属元素的合金。关于金属层,详细内容进行后述。
关于上述电磁波屏蔽材料无论对电场波还是磁场波都能够发挥高屏蔽性能的理由,本发明人等进行如下推测。但是,本发明并不限定于本说明书中记载的推测。
电磁波入射到某一物质时的物质的传播常数γ及特性阻抗Zs能够由下式表示。在下式中,j为虚数单位,ω为电磁波的角频率[1/s],μ为物质的磁导率[H/m],σ为物质的导电率[S/m],ε为物质的介电常数[F/m]。
[数式1]
传播常数γ与物质中的电磁波的振幅衰减有关,γ越大,电磁波的振幅的衰减程度越大。将金属层与上述高磁导率层进行比较,金属层中σ非常大,因此γ也变大。因此,在金属层内能够期待电磁波的大的衰减。与此相对,在上述高磁导率层中,由于μ大,因此γ变大。因此,在高磁导率层内能够期待电磁波的衰减。另一方面,在μ、σ及ε都小的物质,例如空气、树脂等中,在物质内的电磁波的衰减非常小。
并且,特性阻抗Zs与当电磁波入射到物质的边界时从边界射出时的反射率和透射率有关。电磁波的波动阻抗与特性阻抗之差越大,在物质边界的反射就变得越大。在金属层中,由于σ大且μ小,因此特性阻抗变小。与此相对,在上述高磁导率层中,由于μ大,因此σ变小,特性阻抗变大。
在距离波源充分远的位置(例如电磁波的波长的1/6左右),电磁波成为平面波,其波动阻抗成为约377Ω。另一方面,充分接近波源(例如比电磁波的波长的1/6更近)的位置的波动阻抗,在波源为微小环路电流的情况下(所谓的磁场波)随着接近波源而变小,在波源为微小偶极的情况下(所谓的电场波)随着接近波源而变大。
在作为代表性屏蔽性能的测定方法的KEC法中,根据“电场/磁场屏蔽效果测定器(KEC法)的集中常数等值电路”(影像信息媒体学会技术报告25.30卷(2001)),在磁场波的情况下,在100kHz下,波动阻抗为0.0033,相比平面波的波动阻抗377非常小。另外,KEC是关西电子工业振兴中心的简称。
这样,由于磁场波的波动阻抗小,因此在磁场波入射到特性阻抗小的金属层并射出的情况下,由于波动阻抗与特性阻抗之差小,因此界面上的反射率变小。另一方面,在磁场波入射到特性阻抗大的上述高磁导率层并射出的情况下,由于波动阻抗与特性阻抗之差大,因此界面上的反射率变得比金属层高。
为了在电磁波屏蔽材料中获得对电磁波的高屏蔽性能,除了提高电磁波的衰减能力之外,还优选增大界面上的反射。即,优选通过电磁波在界面反复反射并多次通过屏蔽材料而大幅衰减。但是,如上所述,作为金属层和上述高磁导率层对电磁波的动作,可以说金属层虽然电磁波衰减能力大,但在界面上的磁场波的反射小,上述高磁导率层虽然电磁波衰减能力比金属层小,但在界面上的磁场波的反射比金属层大。因此,在单独的金属层或单独的上述高磁导率层中,对于磁场波难以兼顾高反射和衰减。
与此相对,上述电磁波屏蔽材料通过包含在两层金属层之间具有上述高磁导率层的多层结构,能够兼顾上述界面上的电磁波的反射和层内的电磁波的衰减。本发明人认为这是上述电磁波屏蔽材料无论对电场波还是对磁场波都能够发挥高屏蔽性能的理由。
以下,关于上述电磁波屏蔽材料,进行更详细的说明。
<高磁导率层>
上述高磁导率层的磁导率(100kHz频率下的复相对磁导率实部)为30以上。在两层金属层之间包含绝缘性层即具有30以上的高磁导率的层,这可以有助于上述电磁波屏蔽材料除了对电场波之外,还对磁场波能够显示出高屏蔽性能。从这一点考虑,上述磁导率优选为40以上,更优选为50以上,进一步优选为60以上,更加优选为70以上,进一步更优选为80以上,进一步更加优选为90以上,更进一步优选为100以上。并且,上述磁导率例如可以是200以下,190以下,180以下,170以下或160以下,也可以高于在此例示的值。上述磁导率越高,特性阻抗Zs变得越大,可获得更高的界面反射效果,因此优选。
上述高磁导率层是绝缘性层。这也可以有助于上述电磁波屏蔽材料除了对电场波之外,还对磁场波显示高的屏蔽性能。上述高磁导率层的导电率小于1S/m,优选为0.5S/m以下,更优选为0.1S/m以下,进一步优选为0.05S/m以下。上述高磁导率层的导电率例如可以为1.0×10-12S/m以上或1.0×10-10S/m以上。
(磁性粒子)
上述高磁导率层能够包含磁性粒子。在本发明及本说明书中,“磁性”是指铁磁性(ferromagnetic property)。作为磁性粒子,能够使用选自由金属粒子、铁氧体粒子等通常称为软磁性粒子的磁性粒子组成的组中的1种,或者组合2种以上来使用。金属粒子一般相比铁氧体粒子,具有2~3倍左右的饱和磁通密度,因此即使在强磁场下也维持磁导率而不会磁饱和,能够显示出屏蔽性能。因此,高磁导率层中包含的磁性粒子优选为金属粒子。
金属粒子
在本发明及本说明书中,“金属粒子”包括由单一的金属元素组成的纯金属粒子、及1种以上金属元素与1种或2种以上其他金属元素和/或非金属元素的合金的粒子。关于金属粒子,有无结晶性无关紧要。即,金属粒子可以是晶体粒子,也可以是非晶态粒子。作为金属粒子中包含的金属或非金属的元素,能够举出Ni、Fe、Co、Mo、Cr、Al、Si、B、P等。金属粒子可以包含金属(包括合金)的构成元素以外的成分,也可以不包含。金属粒子除了金属(包括合金)的构成元素之外,也能够以任意的含有率包含能够任意添加的添加剂中包含的元素和/或在金属粒子的制造工序中可能无意混入的杂质中包含的元素。在金属粒子中,金属(包括合金)的构成元素的含有率优选为90.0质量%以上,更优选为95.0质量%以上,并且,可以为100质量%,也可以为小于100质量%,99.9质量%以下或99.0质量%以下。
作为金属粒子,例如可以举出铁硅铝合金(Fe-Si-Al合金)、坡莫合金(Fe-Ni合金)、钼坡莫合金(Fe-Ni-Mo合金)、Fe-Si合金、Fe-Cr合金、通常称为铁基非晶态合金的含Fe合金、通常称为钴基非晶态合金的含Co合金、通常称为纳米晶合金的合金、铁、permendur(Fe-Co合金)等粒子。其中,铁硅铝合金显示出高饱和磁通密度和磁导率,因此优选。
扁平形状粒子
从形成显示出高磁导率的层作为高磁导率层的观点考虑,上述磁性粒子优选为具有扁平形状的粒子(扁平形状粒子)。通过将扁平形状粒子的长边方向配置成与高磁导率层的面内方向更接近平行,粒子的长边方向与对于电磁波屏蔽材料正交入射的电磁波的振动方向进一步对齐,由此能够降低反磁场,因此能够获得更高的磁导率。在本发明及本说明书中,“扁平形状粒子”是指纵横比为0.20以下的粒子。扁平形状粒子的纵横比优选为0.15以下,更优选为0.10以下。扁平形状粒子的纵横比例如可以为0.01以上,0.02以上或0.03以上。例如,通过公知的方法进行扁平加工,由此能够将粒子的形状设为扁平形状。关于扁平加工,例如参考日本特开2018-131640号公报中的记载,例如能够参考日本特开2018-131640号公报的0016段、0017段及实施例中的记载。高磁导率层中包含的磁性粒子优选为铁硅铝合金的扁平形状粒子。
如上记载,从形成显示出高磁导率的层作为高磁导率层的观点考虑,优选将扁平形状粒子的长边方向配置成与高磁导率层的面内方向更接近平行。从这一点考虑,扁平形状粒子相对于高磁导率层的表面的取向角度的平均值的绝对值与取向角度的方差之和即取向度优选为30°以下,更优选为25°以下,进一步优选为20°以下,更加优选为15°以下。取向度例如可以为3°以上,5°以上或10℃以上,也能够低于在此例示的值。关于取向度的控制方法进行后述。
在本发明及本说明书中,磁性粒子的纵横比及上述取向度是通过以下方法求出。
通过公知的方法使高磁导率层的剖面露出。关于该剖面的随机选择的区域,将获取剖面像作为SEM像。拍摄条件设为加速电压:2kV,倍率:1000倍,获得SEM像作为反射电子像。
利用图像处理库OpenCV4(Intel Corporation制造)的cv2.imread()函数将第二自变量设为0以灰度读出,亮度高的部分和亮度低的部分的中间亮度作为边界,利用cv2.threshold()函数获得二值化图像。将二值化图像中的白色部分(高亮度部分)确定为磁性粒子。
对所获得的二值化图像,通过cv2.minAreaRect()函数求出与各磁性粒子的局部对应的旋转外切矩形,作为cv2.minAreaRect()函数的返回值,求出长边长度、短边长度及旋转角。求出上述二值化图像中包含的磁性粒子的总数时,也包括只有粒子的一部分包含在二值化图像中的粒子。关于只有粒子的一部分包括在二值化图像中的粒子,对二值化图像中包含的部分,求出长边长度、短边长度及旋转角。这样求出的短边长度与长边长度之比(短边长度/长边长度)作为各磁性粒子的纵横比。在本发明及本说明书中,相对于上述二值化图像中包含的磁性粒子的总数,以个数基准计,纵横比为0.20以下且作为扁平形状粒子确定的磁性粒子的数量为10%以上的情况下,其高磁导率层判定为“作为磁性粒子包含扁平形状粒子的高磁导率层”。并且,从在上述中求出的旋转角,求出“取向角度”作为相对于水平面(高磁导率层的表面)的旋转角度。
将在二值化图像中求出的纵横比为0.20以下的粒子确定为扁平形状粒子。关于二值化图像中包含的所有扁平形状粒子的取向角度,求出平均值(算数平均)的绝对值与方差之和。将这样求出的和作为“取向度”。另外,利用cv2.boxPoints()函数计算外切矩形的坐标,来制作通过cv2.drawContours()函数使旋转外切矩形重合在原始图像上的图像,关于明显错误检测的旋转外切矩形,从纵横比及取向度的计算中排除。并且,将作为扁平形状粒子确定的粒子的纵横比的平均值(算数平均)作为测定对象的高磁导率层中包含的扁平形状粒子的纵横比。该纵横比为0.20以下,优选为0.15以下,更优选为0.10以下。并且,上述纵横比例如可以为0.01以上,0.02以上或0.03以上。
相对于高磁导率层的总质量,上述高磁导率层中的磁性粒子的含有率例如可以为50质量%以上,60质量%以上,70质量%以上,72质量%以上,75质量%以上或80质量%以上,并且,例如可以为100质量%以下,98质量%以下或95质量%以下。
作为高磁导率层,在一方式中,能够使用铁氧体粒子的烧结体(铁氧体板)等。考虑到有时将电磁波屏蔽材料剪切成所希望的大小、有时弯折成所希望的形状等,作为高磁导率层,与作为烧结体的铁氧体板相比,优选包含树脂的层。
(树脂)
高磁导率层可以是包含树脂的层,也可以是包含磁性粒子及树脂的层。在包含磁性粒子及树脂的高磁导率层中,每100质量份的磁性粒子中,树脂的含量例如可以为1质量份以上,3质量份以上或5质量份以上,并且,也可以为20质量份以下或15质量份以下。
树脂在高磁导率层中能够起到粘合剂的作用。在本发明及本说明书中,“树脂”是指聚合物,也包括橡胶和弹性体。聚合物包括均聚物(homopolymer)及共聚物(copolymer)。橡胶包括天然橡胶及合成橡胶。并且,弹性体是显示出弹性变形的聚合物。作为树脂,能够举出以往公知的热塑性树脂、热固性树脂、紫外线固化性树脂、放射线固化性树脂、橡胶系材料、弹性体等。作为具体例,可以举出聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚氨酯树脂、纤维素树脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂、腈基-丁二烯系橡胶、苯乙烯-丁二烯系橡胶、环氧树脂、酚醛树脂、酰胺树脂、苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、氯乙烯系弹性体、聚酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、聚氨酯系弹性体、丙烯酸系弹性体等。
上述电磁波屏蔽材料例如能够弯折成任意形状来使用。若在屏蔽材料被弯折时高磁导率层断裂,则在断裂处屏蔽性能可能降低,因此优选耐断裂性优异、弯曲时难以断裂的高磁导率层。从提高高磁导率层的耐断裂性的观点考虑,作为高磁导率层,优选为包含玻璃化转变温度Tg为50℃以下的树脂的层。在本发明及本说明书中,玻璃化转变温度Tg是根据使用差示扫描量热计的热流测定的测定结果,作为升温时的热流程的基线偏移开始温度而求出的温度。从进一步提高高磁导率层的耐断裂性的观点考虑,高磁导率层中包含的树脂的玻璃化转变温度Tg更优选为40℃以下,进一步优选为30℃以下,更加优选为20℃以下,进一步更优选为10℃以下,进一步更加优选为0℃以下,更进一步优选为-10℃以下。高磁导率层中包含的树脂的玻璃化转变温度Tg例如可以为-100℃以上,-90℃以上或-80℃以上。
高磁导率层除上述成分之外,也能够以任意量包括固化剂、分散剂、稳定剂、偶联剂等公知的添加剂的1种以上。
<金属层>
上述电磁波屏蔽材料在两层金属层之间包含上述高磁导率层。上述电磁波屏蔽材料包含1个以上在两层金属层之间具有上述高磁导率层的多层结构,也能够包含2个以上。即,上述电磁波屏蔽材料至少包含两层金属层,也能够包含三层以上的金属层,包含至少一层上述高磁导率层,也能够包含两层以上的上述高磁导率层。上述电磁波屏蔽材料中包含的两层或三层以上的金属层,在一方式中组成及厚度相同,在另一方式中组成和/或厚度不同。并且,上述电磁波屏蔽材料包含两层以上的上述高磁导率层的情况下,两层以上的高磁导率层,在一方式中组成及厚度相同,在另一方式中组成和/或厚度不同。
作为上述电磁波屏蔽材料的层结构的具体例,能够举出“金属层/高磁导率层/金属层”、“金属层/高磁导率层/金属层/高磁导率层/金属层”、“金属层/高磁导率层/金属层/高磁导率层/金属层/高磁导率层/金属层”等。在上述中,符号“/”以包含记载于该符号的左侧的层和记载于右侧的层不经由其他层而直接接触,和经由1层以上的其他层而间接地层叠这两种情况的意义使用。作为上述其他层的具体例,能够举出用于后述的粘接的双面胶带及粘接剂。
作为金属层,能够使用包含1种以上选自由各种纯金属及各种合金组成的组中的金属的层。金属层在屏蔽材料中能够发挥衰减效果。传播常数越大,衰减效果越大,导电率越大,传播常数越大,因此金属层优选包含导电率高的金属元素。从这一点考虑,金属层优选包含以Ag、Cu、Au或Al的纯金属或这些中的任一个为主要成分的合金。纯金属是由单一金属元素组成的金属,可包含微量的杂质。通常,由单一金属元素组成的纯度99.0%以上的金属称为纯金属。纯度为质量基准。合金通常为了防腐,提高强度等,在纯金属中添加1种以上的金属元素或非金属元素来调整组成。合金中的主要成分是以质量基准计比率最高的成分,例如在合金中能够占80.0质量%以上(例如99.8质量%以下)的成分。从经济性的观点考虑,优选以Cu或Al的纯金属或Cu或Al为主要成分的合金,从导电率高的观点考虑,更优选以Cu的纯金属或Cu为主要成分的合金。
相对于金属层的总质量,金属层中的金属的纯度、即金属的含有率可以为99.0质量%以上,优选为99.5质量%以上,更优选为99.8质量%以上。除非另有说明,金属层中的金属的含有率是指质量基准的含有率。例如,作为金属层,能够使用加工成片状的纯金属或合金。例如,关于Cu的纯金属,市售有各种厚度的薄片(所谓的铜箔)。例如,能够将该铜箔用作金属层。铜箔有以其制造方法通过电镀使铜箔析出到阴极上而获得的电解铜箔、及对铸锭施加热和压力来薄薄地延伸而获得的轧制铜箔。任意铜箔均能够用作上述电磁波屏蔽材料的金属层。并且,例如关于Al,市售有各种厚度的薄片(所谓的铝箔)。例如,能够将该铝箔用作金属层。
从电磁波屏蔽材料的轻量化的观点考虑,上述多层结构中包含的两层金属层中的一层或两层(优选为两层)优选为包含选自由Al及Mg组成的组中的金属的金属层。其原因在于,Al及Mg的比重除以导电率而得的值(比重/导电率)均小。使用该值越小的金属时,能够使发挥高屏蔽性能的电磁波屏蔽材料越轻量化。作为从文献值计算的值,例如Cu、Al及Mg的比重除以导电率的值(比重/导电率)为如下。Cu:1.5×10-7m/S,Al:7.6×10-8m/S,Mg:7.6×10-8m/S。根据上述值,从电磁波屏蔽材料的轻量化的观点考虑,Al和Mg可以是优选的金属。包含选自由Al及Mg组成的组中的金属的金属层在一方式中能够仅包含Al及Mg中的一者,在另一方式中能够包含两者。从电磁波屏蔽材料的轻量化的观点考虑,上述多层结构中包含的两层金属层中的一层或两层(优选为两层)更优选为选自由Al及Mg组成的组中的金属的含有率为80.0质量%以上的金属层,进一步优选为选自由Al及Mg组成的组中的金属的含有率为90.0质量%以上的金属层。在Al及Mg中至少包含Al的金属层可以是Al含有率为80.0质量%以上的金属层,也可以是Al含有率为90.0质量%以上的金属层。在Al及Mg中至少包含Mg的金属层可以是Mg含有率为80.0质量%以上的金属层,也可以是Mg含有率为90.0质量%以上的金属层。选自由上述A1及Mg组成的组中的金属的含有率、Al含有率及Mg含有率可以各自为例如99.9质量%以下。选自由上述Al及Mg组成的组中的金属的含有率、Al含有率及Mg含有率是分别相对于金属层的总质量的含有率。
<各种厚度>
从金属层的加工性及电磁波屏蔽材料的屏蔽性能的观点考虑,关于金属层的厚度,每一层的厚度优选为4μm以上,更优选为5μm以上,进一步优选为10μm以上,更加优选为15μm以上,进一步更优选为20μm以上,进一步更优选为25μm以上。另一方面,从金属层的加工性的观点考虑,关于金属层的厚度,每一层的厚度优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为45μm以下,更加优选为40μm以下。
若将夹着高磁导率层而位于两层金属层中的一层金属层的厚度设为T1,将另一层金属层的厚度设为T2,且T1设为大于或等于T2(即,T1=T2或T1>T2),则两层的金属层的厚度之比(T2/T1)例如可以为0.10以上,从对磁场波能够显示出更高的屏蔽性能的观点考虑,优选为0.15以上,更优选为0.30以上,进一步优选为0.50以上,更加优选为0.70以上,进一步更优选为0.80以上。从能够对磁场波显示出更加高的屏蔽性能的观点考虑,T1与T2之差越小越优选。厚度之比(T2/T1)可以为1.00以下,也可以为1.00(即,T1=T2)。上述电磁波屏蔽材料包含2个以上在两层金属层之间具有上述高磁导率层的多层结构的情况下,与厚度之比(T2/T1)有关的如上记载,能够适用于上述电磁波屏蔽材料中包含的上述多层结构的至少一个中,也能够适用于两个以上,也能够适用于全部。
屏蔽材料能够根据用途弯折加工成任意形状。若弯折屏蔽材料时弯曲部的宽度(以下,记载为“弯曲宽度”。)变宽,则弯曲部的形状成为平缓的曲线形状,有时难以加工成目标形状。从这一点考虑,上述弯曲宽度越窄越优选,例如优选为2.20mm以下,进一步优选为2.00mm以下,更优选为1.50mm以下。存在屏蔽材料中包含的金属层的合计厚度越厚,上述弯曲宽度越宽的倾向。从使屏蔽材料的上述弯曲宽度变窄的观点考虑,上述电磁波屏蔽材料中包含的金属层的合计厚度优选为100μm以下,更优选为90μm以下,进一步优选为80μm以下,更加优选为70μm以下,进一步更优选为60μm以下,更进一步优选为50μm以下,还进一步优选为40μm以下。上述电磁波屏蔽材料中包含的金属层的合计厚度例如可以为8μm以上或10μm以上。上述电磁波屏蔽材料中包含的金属层的合计层数为2层以上,例如可以为2~5层。
从电磁波屏蔽材料的屏蔽性能的观点考虑,关于上述高磁导率层的厚度,每一层的厚度例如可以为3μm以上,优选为10μm以上,更优选为20μm以上。并且,从电磁波屏蔽材料的加工性的观点考虑,上述高磁导率层的每一层的厚度例如可以为90μm以下,优选为70μm以下,更优选为50μm以下。上述电磁波屏蔽材料包含两层以上的上述高磁导率层的情况下,上述电磁波屏蔽材料中包含的上述高磁导率层的合计厚度例如可以为6μm以上,并且,例如可以为180μm以下。上述电磁波屏蔽材料中包含的上述高磁导率层的合计层数为1层以上,例如可以为1~4层。
并且,屏蔽材料的总厚例如可以为250μm以下。从使上述弯曲宽度变窄的观点考虑,也优选屏蔽材料的总厚薄。从这一点考虑,上述电磁波屏蔽材料的总厚优选为200μm以下,更优选为190μm以下,进一步优选为170μm以下。上述电磁波屏蔽材料的总厚例如可以为30μm以上或40μm以上。
<电磁波屏蔽材料的制造方法>
(高磁导率层的成膜方法)
上述高磁导率层例如能够通过使涂布高磁导率层形成用组合物而设置的涂布层干燥来制作。高磁导率层形成用组合物包含在上述中说明的成分,能够任意包含1种以上的溶剂。作为溶剂,能够举出各种有机溶剂、例如,丙酮、甲基乙基酮、环己酮等酮系溶剂、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸溶纤剂、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸卡比醇酯等乙酸系溶剂、溶纤剂、丁基卡必醇等卡必醇类、甲苯、二甲苯等芳香族烃系溶剂、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺系溶剂等。能够以任意比率混合考虑到在高磁导率层形成用组合物的制备中使用的成分的溶解性等而选择的1种溶剂或2种以上的溶剂来使用。高磁导率层形成用组合物的溶剂含量并无特别限定,可以考虑高磁导率层形成用组合物的涂布性等来决定。
高磁导率层形成用组合物能够通过以任意顺序依次混合或同时混合各种成分来制备。并且,根据需要,能够使用球磨机、珠磨机、砂磨机、辊磨机等公知的分散机进行分散处理,和/或能够使用振动式搅拌机等公知的搅拌机进行搅拌处理。
高磁导率层形成用组合物例如能够涂布于支撑体上。涂布能够使用刮刀涂布机、模涂布机等公知的涂布装置来进行。涂布也能够以所谓的卷对卷方式进行,还能够以分批方式进行。
作为涂布高磁导率层形成用组合物的支撑体,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等各种树脂的薄膜。关于这些树脂薄膜,能够参考日本特开2015-187260号公报的0081~0086段。作为支撑体,能够使用对涂布高磁导率层形成用组合物的表面(被涂布面)通过公知方法实施了剥离处理的支撑体。作为剥离处理的一方式,可以举出形成脱模层。关于脱模层,能够参考日本特开2015-187260号公报的0084段。并且,作为支撑体,也能够使用市售的完成剥离处理的树脂薄膜。通过使用在被涂布面实施了剥离处理的支撑体,能够在制膜厚容易分离高磁导率层和支撑体。
一方式中,也能够将金属层作为支撑体,将高磁导率层形成用组合物直接涂布于金属层上。通过将高磁导率层形成用组合物直接涂布于金属层上,能够利用一工序制造金属层和高磁导率层的层叠结构。
对涂布高磁导率层形成用组合物而形成的涂布层,能够通过加热、吹热风等公知的方法实施干燥处理。干燥处理例如能够在可以使高磁导率层形成用组合物中包含的溶剂挥发的条件下进行。作为一例,例如能够在气氛温度80~150℃的加热气氛中,进行1分钟~2分钟的干燥处理。
上述记载的扁平形状粒子的取向度能够通过高磁导率层形成用组合物的溶剂种类、溶剂量、液体粘度、涂布厚度等来控制。例如,若溶剂的沸点低,则存在因干燥产生对流从而取向度的值变大倾向。若溶剂量少,则存在通过相近的扁平形状粒子之间的物理干涉,取向度的值变大的倾向。另一方面,若液粘度低,则存在容易引起扁平形状粒子的旋转,因此取向度的值变小的倾向。若使涂布厚度变薄,则存在取向度的值变小的倾向。并且,进行后述的加压处理,这可以有助于减小取向度的值。通过调整上述各种制造条件,能够将扁平形状粒子的取向度控制在上述记载的范围内。
(高磁导率层的加压处理)
高磁导率层也能够在成膜后进行加压处理。通过对包含磁性粒子的高磁导率层进行加压处理,能够提高高磁导率层内的磁性粒子密度,能够获得更高的磁导率。并且,包含扁平形状粒子的高磁导率层能够通过加压处理减小取向度的值,能够获得更高的磁导率。
加压处理能够通过平板挤压机、辊挤压机等向高磁导率层的厚度方向施加压力来进行。平板挤压机能够在上下配置的平坦的2片挤压板之间配置被加压物,通过机械或液压的压力将2片挤压板结合并对被加压物施加压力。辊挤压机能够使被加压物通过上下配置的旋转的加压辊之间,此时对加压辊施加机械或液压的压力,或使加压辊之间的距离小于被加压物的厚度,由此施加压力。
加压处理时的压力能够任意设定。例如,当为平板挤压机的情况下,例如为1~50N(牛顿)/mm2。当为辊挤压机的情况下,例如线压为20~400N/mm。
加压时间能够任意设定。使用平板挤压机的情况下,例如为5秒~30分钟。使用辊挤压机的情况下,加压时间能够由被加压物的传送速度进行控制,例如,传送速度为10cm/分钟~200m/分钟。
挤压板及加压辊的材质能够从金属、陶瓷、塑料、橡胶等任意选择。
加压处理时,也能够对板状挤压机的上下两者或一侧的挤压板或辊挤压机的上下辊的一侧的辊施加温度并进行加压处理。能够通过加温来软化高磁导率层,由此施加压力时能够获得高压缩效果。加温时的温度能够任意设定,例如为50℃以上且200℃以下。上述加温时的温度可以是挤压板或辊的内部温度。该温度能够通过设置在挤压板或辊的内部的温度计来测定。
由板状挤压机进行加温加压处理后,例如能够以挤压板的温度高的状态分离挤压板并取出高磁导率层。或者,也能够以保持压力的状态,将挤压板通过水冷、空冷等方法来冷却,之后分离挤压板并取出高磁导率层。
在辊挤压机中,能够在挤压后立即将高磁导率层通过水冷、空冷等方法来冷却。
也能够重复进行2次以上的加压处理。
在剥离薄膜上成膜高磁导率层的情况下,例如,能够以层叠在剥离薄膜上的状态进行加压处理。或者,也能够从剥离薄膜剥离并用高磁导率层单层进行加压处理。将高磁导率层直接成膜于金属层上的情况下,能够以重合金属层和高磁导率层的状态进行加压处理。并且,通过以在金属层之间配置了高磁导率层的状态进行加压处理,也能够同时进行高磁导率层的加压处理和金属层与高磁导率层的粘接。
(金属层与高磁导率层的贴合)
金属层与高磁导率层例如能够通过施加压力及热来压接从而直接贴合。压接能够使用平板挤压机、辊挤压机等。在压接工序中,高磁导率层软化而促进向金属层表面的接触,由此能够使金属层与高磁导率层粘接。压接时的压力能够任意设定。当为平板挤压机的情况下,例如为1~50N/mm2。当为辊挤压机的情况下,例如线压为20~400N/mm。压接时的加压时间能够任意设定。使用平板挤压机的情况下,例如为5秒~30分钟。使用辊挤压机的情况下,能够以被加压物的传送速度进行控制,例如,传送速度为10cm/分钟~200m/分钟。压接时的温度能够任意选择。例如为50℃以上且200℃以下。
金属层与高磁导率层也能够将粘合层和/或粘接层插入金属层与磁性层的层之间并贴合。
在本发明及本说明书中,“粘合层”是指在常温下在表面具有粘着性的层。在此,“常温”是指23℃,关于粘接层后述的常温也指23℃。该层与粘附体接触时,通过其附着力与粘附体粘接。粘着性一般是以非常轻的力与粘附体接触后,在短时间内发挥粘接力的性质,在本发明及本说明书中,上述“存在粘着性”是指,在JIS Z 0237:2009规定的倾斜式球粘着试验(测定环境:温度23℃、相对湿度50%)中,结果为No.1~No.32。在粘合层表面上层叠其他层的情况下,例如,能够将剥离其他层而露出的粘合层表面供于上述试验。在粘合层的一个表面及另一个表面分别层叠其他层的情况下,可以剥离任一个表面侧的其它层。
作为粘合层,能够使用涂布包含丙烯酸系粘合剂、橡胶系粘合剂、硅酮系粘合剂、氨基甲酸酯系粘合剂等粘合剂的粘合层形成用组合物并加工成薄膜状的粘合层。
粘合层形成用组合物例如能够涂布于支撑体上。涂布能够使用刮刀涂布机、模涂布机等公知的涂布装置来进行。涂布也能够以所谓的卷对卷方式进行,还能够以分批方式进行。
作为涂布粘合层形成用组合物的支撑体,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等各种树脂的薄膜。作为支撑体,能够使用对涂布粘合层形成用组合物的表面(被涂布面)通过公知方法实施了剥离处理的支撑体。作为剥离处理的一方式,可以举出形成脱模层。并且,作为支撑体,也能够使用市售的完成剥离处理的树脂薄膜。通过使用在被涂布面实施了剥离处理的支撑体,能够在成膜厚容易分离粘合层与支撑体。
将粘合剂溶解和/或分散于溶剂的粘合层形成用组合物涂布于金属层或高磁导率层上并干燥,由此能够在金属层或高磁导率层的表面上层叠粘合层。
并且,通过将薄膜状的粘合层与金属层或高磁导率层重合并加压,能够在金属层或高磁导率层的表面上层叠粘合层。
为了制作具有粘合层的电磁波屏蔽材料,也能够使用包含粘合层的粘合胶带。作为粘合胶带,能够使用双面胶带。双面胶带是在支撑体的双面设置了粘合层而成的,双面粘合层分别在常温下能够具有粘着性。并且,作为粘胶带,也能够使用在支撑体的一面设置了粘合层的粘合胶带。作为支撑体,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等各种树脂的薄膜、无纺布、纸等。作为将粘合层设置在支撑体的一面或双面的粘合胶带,能够使用市售品,也能够使用以公知的方法制作的双面胶带。
在本发明及本说明书中,“粘接层”是指,在常温下表面没有粘着性的层,通过以加热的状态压在粘附体并流动,追随粘附体表面的微小的凹凸并通过锚定效果发挥粘接力,或者通过以加热的状态压在粘附体,通过化学反应与粘附体表面产生化学结合而发挥粘接力的层。粘接层能够通过加热引起软化和/或化学反应。上述“没有粘着性”是指,在JIS Z0237:2009规定的倾斜式球粘着试验(测定环境:温度23℃、相对湿度50%)中,No.1的球不停止。在粘接层表面上层叠其他层的情况下,例如,能够将剥离其他层而露出的粘接层表面供于上述试验。在粘接层的一个表面及另一个表面分别层叠其他层的情况下,可以剥离任一个表面侧的其它层。
作为粘接层,能够使用薄膜状的树脂材料。作为树脂材料,能够使用热塑性树脂和/或热固性树脂。热塑性树脂具有通过加热而软化的性质,通过以加热的状态按压在粘附体并流动,追随粘附体表面的微小的凹凸并通过锚定效果发挥粘接力,然后通过冷却而能够保持粘接状态。热固性树脂能够通过加热引起化学反应,能够通过以与粘附体接触的状态加热而发生化学反应,并与粘附体表面产生化学接合而发挥粘接力。
作为热塑性树脂,例如能够举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、聚乙烯醇、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯丁二烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、硅酮橡胶、烯烃系弹性体(PP)、苯乙烯系弹性体、ABS树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)等。
作为热固性树脂,例如能够举出环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、热固性氨基甲酸酯树脂、二甲苯树脂、热固性硅酮树脂等。
粘接层包含聚合物的主骨架与高磁导率层中包含的树脂相同的树脂,由此高磁导率层中包含的树脂与粘接层中包含的树脂的相容性增加,因此从高磁导率层与粘接层的粘附力一点考虑是优选的。例如,优选为高磁导率层中包含聚氨酯树脂,粘接层也包含聚氨酯树脂。
作为粘接层使用的薄膜状的树脂材料可以使用市售品,也可以是以公知的方法制作的薄膜状树脂材料。
一方式中,将溶解和/或分散于溶剂的树脂或树脂前体涂布于金属层或高磁导率层,通过干燥或重合来固化,由此能够在金属层或高磁导率层的表面上层叠由薄膜状树脂材料组成的粘接层。
或者,将溶解和/或分散于溶剂的树脂或树脂前体涂布于支撑体,通过干燥或重合来固化,由此形成粘接层,通过从支撑体剥离,能够形成薄膜状的粘接层。
通过将薄膜状的粘接层与金属层或高磁导率层重合并在加热下加压,能够在金属层或高磁导率层的表面上层叠粘接层。
将作为粘附体的高磁导率层以与表面上层叠有粘接层的金属层的其粘接层重合的状态在加热下加压,由此能够经由粘接层贴合金属层与高磁导率层。
或者,将作为粘附体的金属层以与表面上层叠有粘接层的高磁导率层的其粘接层重合的状态在加热下加压,由此能够经由粘接层贴合金属层与高磁导率层。
或者,将金属层及高磁导率层,能够在这些层之间设置作为薄膜状的树脂材料的粘接层而重合并在加热下加压,经由粘接层贴合金属层和高磁导率层。
在加热下的加压能够通过具有加热机构的平板挤压机、辊挤压机等来进行。
并且,作为粘接机构的一例,能够举出在日本特开2003-20453号公报中记载为没有硅酮系基材的双面胶带的双面胶带。
通常的粘合层及粘接层的导电率与金属层相比极小,磁导率与上述高磁导率层相比极小,且相对介电常数仅为空气的数倍左右,特性阻抗及传播常数为与空气相同的程度。因此,使用通常的粘合层和/或粘接层不会影响屏蔽材料的屏蔽性能,或者其影响小到能够忽略不计。关于粘合层及粘接层,每一层的厚度并无特别限定,例如可以为1μm以上且30μm以下。
一方式中,上述电磁波屏蔽材料能够经由1个以上的如下工序来制作。但是,上述电磁波屏蔽材料的制造方法并无特别限定。
金属层与高磁导率层的贴合使用形成为薄膜状的粘合层或粘接层来进行。
金属层与高磁导率层的贴合通过形成在表面设置了粘合层或粘接层的高磁导率层,将该高磁导率层经由粘合层或粘接层与金属层贴合来进行。
金属层与高磁导率层的贴合通过形成在表面设置了粘合层或粘接层的金属层,将该金属层经由粘合层或粘接层与高磁导率层贴合来进行。
将粘合层或粘接层直接涂布于金属层或高磁导率层的表面。
在剥离薄膜上涂布粘合层或粘接层,施加压力与高磁导率层压接后,或施加热及压力与高磁导率层压接后,将剥离薄膜剥离,由此形成在表面具有粘合层或粘接层的高磁导率层。
在剥离薄膜上涂布粘合层或粘接层,施加压力与高磁导率层压接后,或施加热及压力与金属层压接后,将剥离薄膜剥离,由此形成在表面具有粘合层或粘接层的金属层。
上述电磁波屏蔽材料可以为薄膜状(也能够称为薄片状。)等任意形状及任意尺寸。例如,将薄膜状电磁波屏蔽材料弯折成任意形状并嵌入电子零件或电子设备中。
[电子零件]
本发明的一方式涉及一种电子零件,其包含上述电磁波屏蔽材料。作为上述电子零件,能够举出移动电话、移动信息终端、医疗器械等电子设备中包含的电子零件、半导体元件、电容器、线圈、电缆等各种电子零件。上述电磁波屏蔽材料例如能够根据电子零件的形状弯折成任意形状,并配置于电子零件的内部,或者能够作为覆盖电子零件的外侧的覆盖材料而配置。或者,能够作为加工成筒状并覆盖电缆的外侧的覆盖材料而配置。
[电子设备]
本发明的一方式涉及一种电子设备,其包含上述电磁波屏蔽材料。作为上述电子设备,能够举出移动电话、移动信息终端、医疗器械等电子设备、包含半导体元件、电容器、线圈、电缆等各种电子零件的电子设备、及将电子零件安装于电路基板的电子设备等。该电子设备能够包含上述电磁波屏蔽材料作为该设备中包含的电子零件的构成部件。并且,作为电子设备的构成部件,能够将上述电磁波屏蔽材料配置于电子设备的内部,或者能够作为包覆电子设备的外侧的覆盖材料。或者,能够作为加工成筒状并覆盖电缆的外侧的覆盖材料而配置。
作为上述电磁波屏蔽材料的使用方式的一例,能够举出用屏蔽材料涂覆印制基板上的半导体封装的使用方式。例如,“半导体封装中的电磁波屏蔽技术”(Toshiba reviewVol.67No.2(2012)P.8)中公开了通过由屏蔽材料涂覆半导体封装时电连接封装基板端部的侧面通孔与屏蔽材料内侧表面来进行接地配线,而获得高屏蔽效果的方法。为了进行这种配线,屏蔽材料的电子零件侧最表层优选为金属层。上述电磁波屏蔽材料包含1个以上在两层金属层之间具有上述高磁导率层的多层结构,屏蔽材料的一者或两者的最表层可以为金属层,因此进行如上述的配线时能够优选使用。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行进一步具体的说明。然而,本发明并不限定于实施例所示的实施方式。
[实施例1]
<涂布液的制备>
在塑料瓶中加入
Fe-Si-Al扁平形状磁性粒子(Markelytics Solutions India Private.Limited制造的铁硅铝合金MFS-SUH)100g、
聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物(Sigma-Aldrich Japan制造)12g、环己酮205g,
用振荡型搅拌器混合1小时制备了涂布液。
<含磁性粒子层(高磁导率层)的制作>
(含磁性粒子层的成膜)
用涂布间隙为300μm的刮刀涂布机将涂布液涂布于完成剥离处理的PET膜(NippaCorporation制造的PET75TR,以下也记载为“剥离薄膜”)的剥离面上,在内部气氛温度为80℃的干燥装置内干燥30分钟,形成薄膜状的含磁性粒子层。
(含磁性粒子层的加压处理)
将板状挤压机(YAMAMOTO ENG.WORKS Co,.LTD.制造的大型热挤压机TA-200-1W)的上下挤压板加热到140℃(挤压板的内部温度),将剥离薄膜上的含磁性粒子层按每个剥离薄膜设置于挤压板中央,以施加4.66N/mm2的压力的状态保持了10分钟。以保持压力的状态,将上下挤压板冷却到50℃(挤压板的内部温度)之后,按每个剥离薄膜取出含磁性粒子层。
<屏蔽材料的形成>
剪切将剥离薄膜剥离后的含磁性粒子层的一部分,并作为用于进行下述磁导率测定、导电率测定及耐断裂性的评价的样片。在剪切样片后的含磁性粒子层得上下表面贴合厚度5μm的双面胶带(NEION Film Coatings Corp.制造的NeoFix5 S2),并且,在上下表面贴合了厚度10μm的铜箔(遵照JIS H3100:2018规格,合金编号C1100R,铜含有率99.90质量%以上)。
这样获得了实施例1的电磁波屏蔽材料。实施例1的屏蔽材料包含“铜箔/含磁性粒子层(高磁导率层)/铜箔”的多层结构。
<磁导率的测定>
将上述含磁性粒子层剪切成28mm×10mm尺寸的矩形,使用磁导率测定装置(KEYCOM Corporation制造的PER01)进行磁导率测定,求出磁导率作为100kHz频率下的复相对磁导率实部(μ’)
<导电率的测定>
在数字超绝缘电阻仪(Takeda Riken Industry Co.,Ltd.制造的TR-811A)的负极侧连接直径30mm的圆筒状的主电极,在正极侧连接内径40mm、外径50mm的环形电极,在切割成60mm×60mm尺寸的含磁性粒子层的样片上设置主电极且在包围主电机的位置上设置环状电极,对两极施加25V的电压,测定了含磁性粒子层单独的表面电阻率。由表面电阻率和下式计算出含磁性粒子层的导电率。作为厚度,利用了以下述方法求出的含磁性粒子层的厚度。
导电率[S/m]=1/(表面电阻率[Ω]×厚度[m])
<屏蔽材料剖面像的获取>
以以下方法进行了用于使屏蔽材料的剖面露出的剖面加工。
将剪切成3mm×3mm尺寸的屏蔽材料包埋在树脂中,使用离子铣削装置(HitachiHigh-Tech Co.,Ltd.制造的IM4000PLUS)切断了屏蔽材料剖面。
使用扫描型电子显微镜(Hitachi High-Tech Co.,Ltd.制造的SU8220)并在加速电压2kV且倍率100倍的条件下观察如上露出的屏蔽材料的剖面而获得了反射电子像。从获得的图像中,以比例尺为基准对含磁性粒子层、两层金属层的每一层及屏蔽材料整体,分别测定5处的厚度,并将各个算数平均作为含磁性粒子层的厚度、两层金属层的每一层的厚度及屏蔽材料的总厚.
<含磁性粒子层(高磁导率层)剖面像的获取>
与上述同样地,在加工剖面而露出的屏蔽材料的剖面中,使用扫描型电子显微镜(Hitachi High-Tech Co.,Ltd.制造的SU8220)并在加速电压2kV且倍率1000倍的条件下观察含磁性粒子层的一部分而获得了反射电子像。
<磁性粒子的纵横比、扁平形状粒子的取向度的测定>
在上述中获取的反射电子像中,通过上述记载的方法求出磁性粒子的纵横比,由纵横比的值确定了扁平形状粒子。如上述记载判定含磁性粒子层是否包含扁平形状粒子作为磁性粒子。判定为包含扁平形状粒子的情况下,表1中记载为“含有扁平形状粒子”,判定为不包含扁平形状粒子的情况下,表1中记载为“未含有”。判定为包含扁平形状粒子的情况下,关于确定为扁平形状粒子的磁性粒子,通过上述记载的方法求出取向度。并且,确定为扁平形状粒子的所有的粒子的纵横比的平均值(算数平均)作为含磁性粒子层中包含的扁平形状粒子的纵横比。
<含磁性粒子层(高磁导率层)的磁性粒子含有率>
计算相对于含磁性粒子层的总质量的磁性粒子的含有率,作为相对于上述涂布液的固体成分总量的磁性粒子的含有率。在此,固体成分是指除了溶剂的成分,在上述涂布液中为磁性粒子及聚苯乙烯丁二烯嵌段共聚物。
关于相对于含磁性粒子层的总质量的磁性粒子的含有率,也能够由含磁性粒子层的总质量和从含磁性粒子层以公知的方法剪切的磁性粒子的质量求出。
<耐断裂性的评价>
将含磁性粒子层的样片弯折成直角,并使用光学显微镜(Nikon Corporation制造的LV150)以倍率500倍观察经弯折的部分,确认有无发生断裂。
<电磁波屏蔽能的评价(KEC法)>
在包含信号发生器、放大器、一对磁场或电场天线及频谱分析仪的KEC法评价装置的天线之间设置切割成150mm×150mm尺寸的屏蔽材料,求出在100kHz~1GHz频率下没有屏蔽材料的情况下的接收信号强度和有屏蔽材料的情况下的接收信号强度之比,作为屏蔽能。将其分别对磁场天线和电场天线实施,求出了磁场波屏蔽能及电场波屏蔽能。
<弯曲宽度的测定>
将屏蔽材料剪切成4cm×2cm尺寸。用手将经切割的样片折叠成两半,然后将其展开并展平。将展开的小片贴附在载玻片上并弯折的部分使用光学显微镜(NikonCorporation制造的LV150)以倍率50倍观察而获取了图像。在所获取的图像中,将与没有弯折的部位相比具有明暗的部分作为变形部分并测定了其宽度。将这样测定的宽度作为弯曲宽度。
[实施例2]
制备涂布液时,除了将聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物替换为
固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(Toyobo Co.,Ltd.制造的UR-8300)38g、
多官能异氰酸酯(TOSOH CORPORATION制造的CORONATE L)0.5g这一点以外,
以与实施例1相同的方法,进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例3]
除了将涂布液的环己酮设为300g,将涂布间隙设为500μm这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例4]
除了将涂布液的环己酮设为400g,将涂布间隙设为600μm这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例5]
除了将涂布液通过以下方法来制备这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作,表1及表2所示的各种测定及评价。
在塑料瓶中加入
铁基纳米晶体合金磁性粒子(Epson Atmix Corporation制造的KUAMETNC1053C03A)75g、
铁基非晶态磁性粒子(Epson Atmix Corporation制造的AW2-08PF-3F)25g、
聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物(Sigma-Aldrich Japan制造)3.2g、环己酮205g,
用振荡型搅拌器混合1小时制备了涂布液。
[实施例6]
制备涂布液时,除了将聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物替换为
聚甲基丙烯酸苄酯(Sigma-Aldrich Japan制造)12g这一点以外,
以与实施例1相同的方法,进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例7]
制备涂布液时,除了将聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物替换为
聚甲基丙烯酸甲酯(Sigma-Aldrich Japan制造)12g这一点以外,
以与实施例1相同的方法,进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例8]
以与实施例1相同的方法制作了含磁性粒子层。
使用与在实施例1中作为金属层使用的铜箔相同的铜箔,将“铜箔/含磁性粒子层/铜箔/含磁性粒子层/铜箔”这五层在各个层之间配置与在实施例1中使用的双面胶带相同的双面胶带来贴合。关于这样制作的实施例8的电磁波屏蔽材料,以与实施例1相同的方法进行了表1及表2所示的测定及评价。
[实施例9]
除了将加压处理后的含磁性粒子层从剥离薄膜剥离并重合3片,再次以相同的方法进行加压处理增厚含磁性粒子层的厚度这一点以外,以与实施例8相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例10]
除了将两片铜箔中的一者的厚度变更为20μm这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作,表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例11]
除了将两片铜箔中的一者的厚度变更为18μm,将另一者的厚度变更为2μm这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作,表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例12]
除了将2片铜箔分别变更为厚度15μm的铝箔(遵照JIS H4160:2006规格,合金编号1N30品质类别(1)0、Al含有率99.3质量%以上)这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
关于实施例12的屏蔽材料,以15cm×15cm尺寸测定质量时为4.5g。与此相对,关于实施例1的屏蔽材料,以相同尺寸测定质量时为6.7g。
[实施例13]
<粘接层的形成>
(涂布液的制备)
在塑料瓶中加入
固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(Toyobo Co.,Ltd.制造的UR-8300)100g、
甲基乙基酮900g,
用振荡型搅拌器混合1小时制备了涂布液。
(粘接层的成膜)
用涂布间隙为300μm的刮刀涂布机将涂布液涂布于完成剥离处理的PET膜(NippaCorporation制造的PET75TR)的剥离面上,在内部气氛温度为80℃的干燥装置内干燥30分钟,将与上述记载的粘接层对应的粘接层以薄膜状成膜在剥离薄膜上。
通过上述方法制作了2个附带剥离薄膜的粘接层。
<附带粘接层的含磁性粒子层(高磁导率层)的形成>
将板状挤压机(YAMAMOTO ENG.WORKS Co,.LTD.制造的大型热挤压机TA-200-1W)的上下挤压板加热到140℃(挤压板的内部温度),使粘接层朝向上表面侧并将附带剥离薄膜的粘接层设置于挤压板中央,在粘接层上设置利用实施例2中记载的方法制作的含磁性粒子层,并且,以在其之上粘接层位于含磁性粒子层侧方式,使粘接层朝向下表面侧并设置附带剥离薄膜的粘接层,以施加了4.66N/mm2的压力的状态保持了10分钟。以保持压力的状态,将上下挤压板冷却到50℃(挤压板的内部温度)之后,按每个剥离薄膜取出附带双面粘接层的含磁性粒子层。
<屏蔽材料的形成>
将板状挤压机(YAMAMOTO ENG.WORKS Co,.LTD.制造的大型热挤压机TA-200-1W)的上下挤压板加热到140℃(挤压板的内部温度),在挤压板中央依次设置厚度10μm的铜箔(遵照JIS H3100:2018规格,合金编号C1100R,铜含有率99.90质量%以上)、将双面的剥离薄膜剥离的附带双面粘接层的含磁性粒子层、厚度10μm的铜箔,以施加了4.66N/mm2的压力的状态保持了10分钟。以保持压力的状态,将上下挤压板冷却到50℃(挤压板的内部温度)之后,按每个剥离薄膜取出屏蔽材料。
之后,将剥离薄膜剥离,获得了实施例13的电磁波屏蔽材料。实施例13的屏蔽材料包含“铜箔/含磁性粒子层(高磁导率层)/铜箔”的多层结构。关于实施例13的电磁波屏蔽材料,进行了表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例14]
<粘接层的形成>
(涂布液的制备)
在塑料瓶中加入
固体成分浓度30质量%的聚氨酯树脂(Toyobo Co.,Ltd.制造的UR-8300)100g、
甲基乙基酮900g,
用振荡型搅拌器混合1小时制备了涂布液。
(粘接层的成膜)
用涂布间隙为100μm的刮刀涂布机将涂布液涂布于厚度10μm的铜箔(遵照JISH3100:2018规格,合金编号C1100R,铜含有率99.90质量%以上)上,在内部气氛温度80℃的干燥装置内干燥30分钟,将与上述记载的粘接层对应的粘接层以薄膜状成膜在金属层上。
通过上述方法制作了2个附带粘接层的金属层。
<屏蔽材料的形成>
将板状挤压机(YAMAMOTO ENG.WORKS Co,.LTD.制造的大型热挤压机TA-200-1W)的上下挤压板加热到140℃(挤压板的内部温度),使粘接层朝向上表面侧并将附带粘接层的金属层设置于挤压板中央,在粘接层上设置利用实施例2中记载的方法制作的含磁性粒子层,并且,以在其之上粘接层位于含磁性粒子层侧方式,使粘接层朝向下表面侧并设置附带粘接层的金属层,以施加了4.66N/mm2的压力的状态保持了10分钟。以保持压力的状态,将上下挤压板冷却到50℃(挤压板的内部温度)之后,取出屏蔽材料。
之后,将剥离薄膜剥离,获得了实施例14的电磁波屏蔽材料。实施例14的屏蔽材料包含“铜箔/含磁性粒子层(高磁导率层)/铜箔”的多层结构。关于实施例14的电磁波屏蔽材料,进行了表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例15]
除了将涂布液的聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物的量设为38g,将环己酮的量设为250g这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[实施例16]
除了将涂布液的聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物的量设为45g,将环己酮的量设为260g这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[比较例1]
除了将涂布液通过以下方法来制备这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作,表1及表2所示的各种测定及评价。
在塑料瓶中加入
铁基非晶态磁性粒子(Epson Atmix Corporation制造的AW2-08 PF-15F)100g、
聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物(Sigma-Aldrich Japan制造)3.2g、环己酮205g,
用振荡型搅拌器混合1小时制备了涂布液。
[比较例2]
除了将涂布液的环己酮设为500g,将涂布间隙设为800μm这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[比较例3]
除了仅在含磁性粒子层的一面配置金属层(铜箔)这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作、表1及表2所示的各种测定及评价。
[比较例4]
除了将涂布液通过以下方法来制备这一点以外,以与实施例1相同的方法进行了电磁波屏蔽材料的制作,表1及表2所示的各种测定及评价。使用以下涂布液而形成的层是不包含磁性粒子的树脂层。
在塑料瓶中加入
聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物(Sigma-Aldrich Japan制造)20g、
环己酮205g,
用振荡型搅拌器混合1小时制备了涂布液。
[比较例5]
将铜箔(厚度10μm)单独作为比较例5的电磁波屏蔽材料,并以与实施例1相同的方法进行了表1及表2所示的各种测定及评价。
[比较例6]
将铜箔(厚度20μm)单独作为比较例6的电磁波屏蔽材料,并以与实施例1相同的方法进行了表1及表2所示的各种测定及评价。
[比较例7]
以与实施例1相同的方法制作了含磁性粒子层。
使用与在实施例1中作为金属层使用的铜箔相同的铜箔,将“含磁性粒子层/铜箔/含磁性粒子层”这三层在各个层之间配置与在实施例1中使用的双面胶带相同的双面胶带来贴合。关于这样制作的比较例7的电磁波屏蔽材料,以与实施例1相同的方法进行了表1及表2所示的测定及评价。
[参考例1]
将铜板(厚度115μm)单独作为参考例1的电磁波屏蔽材料,并以与实施例1相同的方法进行了表1及表2所示的各种测定及评价。
<树脂的玻璃化转变温度Tg的测定>
将与涂布液的制备中使用的树脂相同的树脂(颗粒状或粉末状的试样)放入铝制样品盘中,通过挤压机封入,作为差示扫描量热计使用TA Instruments制造的Q100,并通过以下条件进行了热流测定。根据测定结果,求出树脂的玻璃化转变温度作为升温时的热流程图的基线偏移开始温度。
(测定条件)
扫描温度:-80.0℃~200.0℃
升温速度:10.0℃/分钟
将以上结果示于表1(表1-1~表1-2)及表2(表2-1~表2-2)。表1中,电场波屏蔽能及磁场波屏蔽能的附加“以上”并表示数值的栏表示在所使用的KEC法评价装置的评价上限以上。关于磁场波屏蔽能,优选100kHz下的磁场波屏蔽能为10.0dB以上,10MHz下的磁场波屏蔽能为70.0dB以上。
从表1所示的结果能够确认到,包含在两层金属层之间具有100kHz频率下的复相对磁导率实部为30以上的绝缘性层即高磁导率层的多层结构的实施例1~16的电磁波屏蔽材料在低频至高频的宽频率区域中,无论电场波屏蔽能还是磁场波屏蔽能均优异。与此相对,比较例1~7的电磁波屏蔽材料相对于低频区域的100kHz和/或10MHz的磁场波的屏蔽能低于实施例1~16的电磁波屏蔽材料。另外,参考例1是表示在金属层单独的情况下,为了在低频~高频的宽频率区域中得到高电场波屏蔽能和高磁场波屏蔽能,必须使金属层比实施例的电磁波屏蔽材料中包含的金属层厚得多的参考例。然而,如表2所示,确认了在如此厚的金属层中,弯曲宽度变宽。
[表2-1]
[表2-2]
产业上的可利用性
本发明的一方式在各种电子零件及各种电子设备的技术领域中是有用的。
Claims (14)
1.一种电磁波屏蔽材料,其包含在两层金属层之间具有100kHz频率下的复相对磁导率实部为30以上的绝缘性层即高磁导率层的多层结构。
2.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽材料,其中,
所述高磁导率层包含磁性粒子。
3.根据权利要求2所述的电磁波屏蔽材料,其中,
所述磁性粒子包含金属粒子。
4.根据权利要求2或3所述的电磁波屏蔽材料,其中,
所述高磁导率层包含扁平形状粒子作为磁性粒子。
5.根据权利要求4所述的电磁波屏蔽材料,其中,
所述扁平形状粒子相对于所述高磁导率层的表面的取向角度的平均值的绝对值与该取向角度的方差之和即取向度为30°以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电磁波屏蔽材料,其中,
所述高磁导率层包含树脂。
7.根据权利要求6所述的电磁波屏蔽材料,其中,
所述树脂的玻璃化转变温度Tg为50℃以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电磁波屏蔽材料,其中,
将所述两层金属层中的一层金属层的厚度设为T1,将另一层金属层的厚度设为T2,
T1大于或等于T2,且
厚度之比T2/T1为0.15以上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电磁波屏蔽材料,其中,
所述两层金属层中的一层或两层是选自由Al及Mg组成的组中的金属的含有率为80.0质量%以上的金属层。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电磁波屏蔽材料,其中,
还包含1层以上的选自由粘合层及粘接层组成的组中的层。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电磁波屏蔽材料,其中,
所述电磁波屏蔽材料中包含的金属层的合计厚度为100μm以下。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电磁波屏蔽材料,其中,
所述电磁波屏蔽材料的总厚为200μm以下。
13.一种电子零件,其包含权利要求1至12中任一项所述的电磁波屏蔽材料。
14.一种电子设备,其包含权利要求1至12中任一项所述的电磁波屏蔽材料。
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