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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Kompositkörper, in
dem weichmagnetisches Pulver geknetet ist mit und verteilt in einem
organischen Bindemittel, und speziell auf einen magnetischen Kompositkörper, der
hinsichtlich der komplexen Permeabilitätseigenschaft wirksam ist zum
Unterdrücken
elektromagnetischer Interferenzen, welches ein Problem in elektronischen
Schaltungen/Vorrichtungen mit hoher Frequenz darstellt, sowie auf
ein Verfahren zur Herstellung desselben und auf einen Körper zur
Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz, der aus diesem magnetischen Kompositkörper aufgebaut
ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen magnetischen
Kompositkörper,
der hinsichtlich der Flexibilität,
der Haftfähigkeit
an zum Beispiel einer FPC (flexible Leiterplatte), einem FFC (flexibles
flaches Kabel) oder einem Gehäuse
eines elektronischen Geräts
ausgezeichnet ist und darüber
hinaus bezüglich
der Flammbeständigkeit
ausgezeichnet ist, auf ein Verfahren zur Herstellung desselben sowie
einen Körper
zur Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz, der aus diesem magnetischen Kompositkörper aufgebaut
ist.
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Hintergrundtechnik
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Als
digital-elektronische Ausrüstungen
bzw. Geräte,
die sich in den vergangenen Jahren rasch ausgebreitet haben, gibt
es logische Schaltungen, logische Elemente und dergleichen, wie
einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM),
einen Mikroprozessor (MPU), einer zentralen Prozessiereinheit (CPU),
einer Bildprozessor-Arithmetik-und-Logik-Einheit (IPALU) oder dergleichen. Die
logische Schaltung oder das logische Element ist aus einem LSI oder
IC aufgebaut, die aus einer großen
Anzahl von Halbleitervorrichtungen, die aktive Elemente darstellen,
zusammengesetzt sind und auf einer Leiterplatte montiert sind. In
der Logikschaltung oder dem Logikelement sind eine Beschleunigung
der Betriebsgeschwindigkeit und eine Beschleunigung der Signalverarbeitungsgeschwindigkeit
erzielt worden. Da eine Signalveränderung bei hoher Geschwindigkeit
wie bei einer Logikschaltung oder dergleichen mit abrupten Veränderungen
in der Spannung und im Strom einhergeht, erzeugt ein aktives Element
induktives Rauschen und ist somit eine Ursache einer Hochfrequenzrauscherzeugung.
Das Hochfrequenzrauschen verursacht Wechselwirkungen im Zusammenhang
mit Nebensprechrauschen oder Rauschen aufgrund von Scheinwiderstandsfehlanpassung.
Darüber
hinaus beruht das Hochfrequenzrauschen stark auf dem induktiven
Rauschen, welches durch das aktive Element verursacht wird. Aufgrund
des induktiven Rauschens werden magnetische Hochfrequenzfelder induziert bei
der gleichen Oberfläche
wie der Elementmontieroberfläche
auf der Leiterplatte sowie einer entgegengesetzten Oberfläche davon.
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Ferner
ist die Verminderung im Gewicht, der Dicke und der Größe der elektronischen
Geräte
und der elektronischen Vorrichtungen rasch vorangeschritten. Als
Folge davon ist auch die Montierdichte der elektronischen Komponenten
auf der Leiterplatte rasch verstärkt
worden. Da die vollgestopft montierten elektronischen Komponenten,
die bedruckte Verdrahtung der Signalleitungen und dergleichen, oder
die Verdrahtung zwischen den Modulen sich einander stark annähern, und
ferner wegen der Beschleunigung der Signalverarbeitungsgeschwindigkeit
wie oben beschrieben erzielt wurde, ist aufgrund der obigen induzierten,
magnetischen Hochfrequenzfelder nicht nur die Zwischenleitungskopplung
aufgrund der elektromagnetischen Kopplung in der Leiterplatte erhöht, vielmehr
wird auch die Interferenz oder dergleichen aufgrund des Strahlungsrauschens
erzeugt.
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Wenn
ferner das Strahlungsrauschen erzeugt wird, ist es möglich, daß das Strahlungsrauschen über externe
Verbindungsterminals nach außen
abgestrahlt wird, so daß andere
Geräte
nachteilig beeinträchtigt werden.
Die Fehlfunktion des elektronischen Geräts und der nachteilige Einfluß auf andere
Geräte
aufgrund von elektromagnetischen Wellen, wie sie oben beschrieben
sind, werden im allgemeinen als elektromagnetische Interferenzen
bezeichnet.
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Gegen
eine solche gestrahlte elektromagnetische Interferenz ist herkömmlicherweise
eine Gegenmaßnahme
unternommen worden, zum Beispiel das Anbinden eines Filters an eine
Schaltung, die das induktive Rauschen im elektronischen Gerät erzeugt,
das Anordnen einer in Frage kommenden Schaltung (die das induktive
Rauschen erzeugende Schaltung) in einem Abstand von einer Schaltung,
die einem Einfluß ausgesetzt
ist, das Durchführen
einer Abschirmung oder das Durchführen einer Erdung.
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Um
mit der vorstehenden elektromagnetischen Interferenz in der Leiterplatte
oder dergleichen, auf welche aktive Elemente einschließende elektronische
Komponenten in hoher Dichte montiert sind, wirksam umzugehen, besitzt
die herkömmliche
Gegenmaßnahme
(Rauschunterdrückungsmethode)
Nachteile insofern, als Fachkenntnisse und Erfahrung zur Rauschgegenmaßnahme erforderlich
sind, und daß die
Gegenmaßnahme
Zeit in Anspruch nimmt.
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Insbesondere
das vorangehende Filtermontieren besitzt Nachteile darin, daß ein zu
verwendender Filter teuer ist, daß es häufig eine Begrenzung bezüglich des
Montierraums für
einen Filter gibt, daß ein
Montiervorgang eines Filters mit Schwierigkeiten verbunden ist,
und daß – weil ein
Filter oder dergleichen verwendet wird – die Anzahl von erforderlichen
Prozessen zum Zusammenbau einer elektronischen Vorrichtung zunimmt, was
eine Kostenzunahme verursacht.
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Die
herkömmliche
Methode der Unterdrückung
der gegenseitigen Interferenzen aufgrund von elektromagnetischer
Induktion zwischen Signalleitungen, die zwischen elektronischen
Komponenten in der gleichen Schaltung erzeugt werden, sowie aufgrund
unerwünschter
elektronischer Wellen ist nicht ausreichend.
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Zum
Erzielen einer Verminderung hinsichtlich Größe und Gewicht der Elektronenvorrichtung
ist ferner die Methode des Anbringens der in Frage kommenden Schaltung
in einem Abstand unpassend und erfordert ein Entfernen des Filters
sowie des Montierraums davon.
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Da
die elektromagnetische Kopplung zwischen Signalleitungen wie die
in der Platte erzeugte elektromagnetische Induktion bei niedrigen
Frequenzen relativ gering ist, entsteht bei der gewöhnlichen,
in der elektronischen Vorrichtung verwendeten Leiterplatte kein
Problem. Indem andererseits die Betriebsfrequenz ansteigt, wird
die elektromagnetische Kopplung zwischen den Signalleitungen verstärkt, so
daß die
vorangehenden Probleme entstehen.
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Da
eine Abschirmung durch Leiter eine Gegenmaßnahme gegen elektromagnetische
Interferenz unter Ausnutzung der Reflektion von induzierten elektromagnetischen
Wellen mittels Scheinwi derstandsfehlanpassung im Raum darstellt,
wird die elektromagnetische Kopplung ferner bei der vorangehenden
Abschirmung aufgrund der Reflektion aus einer unerwünschten
Strahlungsquelle verstärkt,
selbst wenn ein Abschirmeffekt erzielt wird. Als einem Ergebnis
traten nicht weniger Fälle
auf, wo eine sekundäre
elektromagnetische Interferenz induziert wurde.
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Als
eine zweite Gegenmaßnahme
gegen elektromagnetische Interferenz ist die Unterdrückung von unerwünschter
Strahlung unter Ausnutzung des magnetischen Verlusts eines Magnetkörpers wirksam.
Indem speziell ein magnetischer Körper mit einem großen magnetischen
Verlust zwischen dem vorangehenden Abschirmkörper und der unerwünschten
Strahlungsquelle bereitgestellt wird, kann die unerwünschte Strahlung unterdrückt werden.
Da eine Dicke d des Magnetkörpers
umgekehrt proportional ist zu μ'' in einem Frequenzband, welches der
Beziehung μ'' > μ' genügt, ist
ein Magnetkörper
mit einem großen
Imaginärteil
der Permeabilität μ'' erforderlich zum Erhalt eines dünnen Körpers zur
Unterdrückung
der elektromagnetischen Interferenz, der den vorangehenden Bedarf
an einer Reduzierung der Größe und des
Gewichts der elektronischen Ausrüstung
erfüllt,
das heißt
ein Kompositkörper,
der aus einem Abschirmkörper
und einem Magnetkörper
zusammengesetzt ist. Da Komponenten der vorangehenden unerwünschten
Strahlung häufig über einen
breiten Frequenzbereich verbreitet sind, ist es ferner manchmal
schwierig, jene Frequenzkomponenten zu spezifizieren, die sich auf
die elektromagnetische Interferenz beziehen. Folglich ist es erwünscht, daß der vorangehende Körper zur
Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz auch mit einer unerwünschten
Strahlung über
breite Frequenzen fertig wird.
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Das
Patent Abstract of Japan, Vol. 017, Nr. 528 &
JP 05145271 A offenbart ein zylindrisches
Gerät zum
Abschirmen elektroma gnetischer Wellen, welches eine Schicht umfaßt, die
aus einem Kompositmaterial gefertigt ist, welches ein Ferrit sowie,
als einem flammbeständigen
organischen Bindemittel, chloriertes Polyethylen enthält. Das
Ferrit basiert auf Mn-Zn und enthält MnO (30–70 Gew.-%), ZnO (10–40 Gew.-%)
und Fe
2Ο
3 (10–60
Gew.%).
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen magnetischen Kompositkörper darzustellen,
der in einem Körper
zur Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz verwendet wird, welcher wirksam
ist zur Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz im Inneren einer elektronischen
Vorrichtung hoher Frequenz, insbesondere einer Vorrichtung zur mobilen
Kommunikation, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben bereitzustellen.
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Insbesondere
geht es bei der vorliegenden Erfindung darum, einen magnetischen
Kompositkörper,
der in bezug auf Flexibilität
und Flammbeständigkeit
ausgezeichnet ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben
bereitzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Körper zur
Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz bereitzustellen, der aus dem vorangehenden
magnetischen Kompositkörper
aufgebaut ist.
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Bei
der vorliegenden Erfindung geht es insbesondere darum, einen Körper zur
Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz bereitzustellen, der in bezug auf
Flexibilität,
Haftfähigkeit
an zum Beispiel einer FPC, einer FFC oder einer gebogenen Oberfläche eines
Gehäuses
eines elektronischen Geräts
ausgezeichnet ist und darüber
hinaus in bezug auf Flammbeständigkeit
ausgezeichnet ist.
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Offenbarung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein magnetischer Komposit-Lagenkörper gemäß Anspruch
1 und ein Körper
zur Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz gemäß Anspruch 3 bereitgestellt. Die
vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung
eines magnetischen Komposit-Lagenkörpers gemäß Anspruch 5 zur Verfügung.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
zu den jeweiligen Ansprüchen
1, 3 und 5 festgelegt.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Zum
Erhalten eines magnetischen Kompositkörpers, der ein anisotropes
Magnetfeld (Hk) einer erforderlichen Stärke entsprechend einer erwünschten
Eigenschaft magnetischen Verlusts bereitstellt, kann ein weichmagnetisches
Pulver verwendet werden, welches einen oder mehrere der folgenden
Anisotropien aufweist: eine magnetische Formanisotropie, eine magnetische
Kristallanisotropie, eine induzierte magnetische Anisotropie und
eine Anisotropie aufgrund eines elastischen magnetischen Effekts
(Magnetostriktion). Zum Erzielen einer Vielzahl von magnetischen
Resonanzen von zueinander verschiedenen Frequenzen sowie entsprechenden
magnetischen Verlusten in einem verbreiterten Frequenzband können in
der vorliegenden Erfindung speziell eine Vielzahl von Magnetpulvern
miteinander vermischt werden, die anisotrope Magnetfelder (Hk) von
voneinander verschiedenen Stärken
aufweisen.
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Als
andere als die vorangehenden Mittel zum Erzielen einer Vielzahl
von magnetischen Resonanzen ist es möglich, bewußt Eigenschaften auszunutzen,
die einem Pulver oder einem Pulver-Kompositkörper besonders eigen sind,
oder ein Mahl/Verteilungsprozeß des
Pulvers, was unten stehend beschrieben werden wird.
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Speziell
gibt es eine Methode, die Differenzierung von Pulvereigenschaften
auszunutzen, die durch Verarbeiten eines Materials einer einzelnen
Art unter einer speziellen Bedingung erhalten wurden. Zweitens gibt
es eine Methode, bei der Mahlmedien, welche im Mahl/Verteilungsprozeß des Pulvers
verwendet werden, weichmagnetische Medien sind, etwa Stahlkügelchen,
um ein sogenanntes Verunreinigungsphänomen bewußt auszunutzen, bei dem weichmagnetisches
Abriebspulver aufgrund des Abriebs der Medien mitgerissen wird.
Ferner gibt es drittens eine Methode, einen Unterschied in der Art
des Vorliegens von Pulvern einzelner Art in einem Kompositkörper auszunutzen.
Zum Beispiel werden anisotrope Magnetfelder verteilt aufgrund eines
Unterschieds im Verhalten der magnetischen Wechselwirkung und Orientierung
zwischen Gruppen von Teilchen. Eine Gruppe von Teilchen existiert
in derselben Matrix wie Primärteilchen.
In einer anderen Gruppe von Teilchen sind Teilchen agglomeriert,
wobei eine Benetzung darin unzureichend ist, und befinden sich daher extrem
eng zueinander oder in Kontakt zueinander.
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Wenn
die Form einer Probe ein Dünnfilm
oder eine Lage ist, wird ferner ein wirksames anisotropes Magnetfeld
zu einer algebraischen Summe mit einem entmagnetisierenden Feld
aufgrund der Probenform, so daß eine
Orientierungssteuerung des magnetischen Materialpulvers ebenfalls
positiv ausgenutzt werden kann.
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Als
ein Mittel zum Erhalt einer in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden
Vielzahl von anisotropischen Magnetfeldern kann irgendeines dieser
Methoden verwendet werden. Es ist wichtig, für eine Vielzahl von anisotropen
Magnetfeldern zu sorgen, um ein erwünschtes Band magnetischen Verlusts
zu erzielen. Darunter ist es in Bezug auf ein anisotropes Magnetfeld,
welches eine bei der niedrigsten Frequenzseite erscheinenden Magnetresonanz
liefert, insbesondere erforderlich, es auf einen Wert einzustellen,
der eine Magnetresonanz in einem Frequenzbereich liefert, der niedriger
ist als die untere Grenze eines erwünschten Frequenzbands zur Unterdrückung elektromagnetischer
Interferenz, dabei berücksichtigend,
daß eine
Verteilung des Imaginärteils
der Permeabilität
(magnetischer Verlust) in der Folge einer Verminderung des Realteils
der Permeabilität
auftritt.
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Als
weichmagnetisches Pulver, welches in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann, können
als Typische ein weichmagnetisches Metallmaterial wie eine Fe-Al-Si-Legierung
(Sendust), eine Fe-Ni-Legierung (Permalloy), eine amorphe Legierung
oder dergleichen mit einer hohen Hochfrequenzpermeabilität, welches
durch Mahlen und Zieh/Reiß-Prozesse,
atomisierende Granulierung oder dergleichen pulverisiert worden
ist, erwähnt
werden. Zur Sicherstellung der Nichtleitfähigkeit eines magnetischen
Kompositkörpers selbst
in einem Zustand hohen Füllgrads
des weichmagnetischen Pulvers, was ein nötiges Element der vorliegenden
Erfindung darstellt, ist es bevorzugt, daß mindestens die Oberflächen davon
oxidiert sind, so daß die einzelnen
Teilchen elektrisch isoliert sind.
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Als
dem weichmagnetischen Pulver der vorliegenden Erfindung kann ferner
ein Pulver eines weichmagnetischen Oxidkörpers wie Spinnel-Ferrit oder
planarem Ferrit verwendet werden. Es kann ebenfalls in Form einer
Mischung mit dem vorangehenden weichmagnetischen Metallpulver verwendet
werden.
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Als
ein organisches Bindemittel, das als ein zweites Material der vorliegenden
Erfindung verwendet werden soll, wird andererseits chloriertes Polyethylen
verwendet, zum Erhalten einer Wirkung, auf die die vorliegende Erfindung
abzielt, das heißt
zum Erhalt ausgezeichneter Flexibilität und Flammbeständigkeit.
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Bezüglich der
Mittel zum Erhalten eines magnetischen Kompositkörpers durch Kneten und Dispergieren
der vorangehenden Bestandteilselemente der vorliegenden Erfindung
gibt es keine besondere Begrenzung. Ein bevorzugtes Verfahren kann
auf der Basis einer Eigenschaft eines zu verwendenden Bindemittels und
einer Erleichterung eines Prozesses ausgewählt werden.
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Der
magnetische Kompositkörper
beziehungsweise der Körper
zur Unterdrückung
der elektromagnetischen Interferenz der vorliegenden Erfindung besitzt
eine Vielzahl anisotroper magnetischer Felder (Hk) von zueinander
unterschiedlichen Stärken,
so daß eine
Vielzahl magnetischer Resonanzen bei voneinander unterscheidenden
Frequenzbereichen erscheinen. Somit sind Imaginärteil-Permeabilitäten μ'', die in Folge der Vielzahl von magnetischen
Resonanzen bei voneinander unterscheidenden Frequenzbereichen erscheinen, überlagert,
so daß eine
Breitband-Verteilungscharakteristik
von μ'' erzielt werden kann. Der Imaginärteil der
Permeabilität μ'' ist ein Term magnetischen Verlusts,
der zur Absorption elektromagnetischer Wellen erforderlich ist,
so daß,
wenn die Werte von μ'' groß sind und sich über ein
breites Band erstrecken, ein ausgezeichneter Effekt zur Unterdrückung elektromagnetischer
Interferenz in Erscheinung tritt.
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Da
das in der vorliegenden Erfindung verwendete weichmagnetische Pulver
ferner mindestens an den Oberflächen
davon oxidiert ist, liegen die einzelnen Teilchen in Form elektrischer
Isolierung vor, selbst bei einem hohen Füllungsgrad des Pulvers. Folglich
ist nicht nur die Schädigung
einer Frequenzcharakteristik aufgrund eines Wirbelstromverlusts,
wie er in leitfähigen
Massekörpern
beobachtet wird, gering, sondern auch die Reflektion von elektromagnetischen
Wellen an den Oberflächen
aufgrund Scheinwiderstandsfehlausrichtung im Raum tritt kaum auf,
so daß eine
ausgezeichnete Wirkung zur Unterdrückung elektromagnetischer Interferenz
in einem hohen Frequenzbereich erzielt werden kann.
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Nachfolgend
wird ein Beispiel eines magnetischen Kompositkörpers der vorliegenden Erfindung
gezeigt.
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Beispiel
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Zuerst
werden, wie in der Tabelle 1 unten gezeigt, 80 Gewichtsteile eines
weichmagnetischen Pulvers (Fe-Al-Si-Legierung, mittlere Teilchengröße: 35 μm, Längen/Breiten-Verhältnis: nicht
weniger als 5) und 0,8 Gewichtsteile eines Titanat-Kopplungsmittels
durch einen Mischer in Bewegung versetzt, so daß das weichmagnetische Pulver
zuvor einer Kopplung unterzogen wird. Dann werden, wie in Tabelle
1 gezeigt, 80 Gewichtsteile des der Kopplung unterzogenen, weichmagnetischen
Pulvers und 20 Gewichtsteile eines organischen Mittels (chloriertes
Polyethylen) durch einen Kneter verknetet, um einen magnetischen
Kompositkörper zu
erhalten.
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Der
erhaltene magnetische Kompositkörper
wird dann durch zwei Rollen hindurch, die parallel angeordnet sind,
passieren gelassen, um gerollt und somit in eine Lage bzw. Folie
geformt zu werden. Dadurch kann ein Körper zur Unterdrückung elektromagnetischer
Interferenz mit ausgezeichneter Flexibilität und Flammbeständigkeit
erhalten werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben besitzt der magnetische Kompositkörper der
vorliegenden Erfindung oder der diesen verwendende Körper zur
Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz eine Vielzahl anisotroper Magnetfelder
(Hk) von voneinander verschiedenen Stärken, so daß eine Vielzahl magnetischer
Resonanzen bei voneinander verschiedenen Frequenzbereichen in Erscheinung
treten. Somit kann eine Breitband-Verteilungscharakteristik von μ'' erzielt werden. Der Imaginärteil der
Permeabilität μ'' ist ein Term magnetischen Verlusts, der
zum Absorbieren elektromagnetischer Wellen erforderlich ist, so
daß, wenn
die Werte von μ'' groß sind und sich über ein
breites Band erstrecken, eine ausgezeichnete Wirkung zur Unterdrückung elektromagnetischer Interferenz
erscheint. Das heißt
es kann ein dünner
Körper
zur Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz, der zur Unterdrückung von Interferenzen elektromagnetischer
Wellen wirksam ist, im Inneren eines elektronischen Geräts hoher
Fre quenz, einschließlich
eines mobilen Kommunikationsgeräts,
bereitgestellt werden.
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Ferner
verwendet der magnetische Kompositkörper der vorliegenden Erfindung
chloriertes Polyethylen als einem organischen Bindemittel, um ausgezeichnete
Flexibilität
und Flammbeständigkeit
aufzuweisen. Somit ist der Körper
zur Unterdrückung
elektromagnetischer Interferenz der vorliegenden Erfindung zum Beispiel
an FPC oder FFC und sogar an einem Gehäuse eines elektronischen Geräts mit einer
komplizierten Form anheftbar, und kann ferner auf ein strenges Erfordernis
bezüglich
Flammbeständigkeit
reagieren.