JP2002353685A - 電磁波シールド材 - Google Patents

電磁波シールド材

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JP2002353685A
JP2002353685A JP2001158581A JP2001158581A JP2002353685A JP 2002353685 A JP2002353685 A JP 2002353685A JP 2001158581 A JP2001158581 A JP 2001158581A JP 2001158581 A JP2001158581 A JP 2001158581A JP 2002353685 A JP2002353685 A JP 2002353685A
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wave shielding
metal
layer
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Hiroshi Tanaka
宏 田中
Keiji Izumi
圭二 和泉
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄い金属板であっても優れた電磁波シールド
特性を有する積層鋼板を提供する。 【構成】 鋼板表面に、導電性被覆層としてのCuと、
透磁性被覆層としてのNiを交互に積層し、該導電性被
覆層と該透磁性被覆層の界面を少なくとも1以上形成し
た積層板。また、何れの被覆層もめっき法で、0.2μ
m以上の厚さで形成することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複合金属板からなる電
磁波シールド材に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報、OA、通信、家電等の広い
分野で用いられている電気・電子機器類における電磁波
障害の問題が顕在化している。この背景としては、激増
する電気・電子機器類から発生する不要な電磁波が著し
く増加しており、一方でこれらの機器自身が外部からの
電磁波に敏感に反応するようになってきており、誤動作
を生じやすくなっている。これに伴って電磁波を放出し
ないような規制も強化されつつあり、例えばFCC(米
国連邦通信委員会)では、10kHz〜1GHzを規制
対象周波数に指定している。
【0003】最近の電気・電子機器のハウジングはプラ
スチック化が主流であり、その絶縁性は電子機器として
最適である反面、電磁波に対しては何らシールド効果を
有していない。そこで、プラスチックのハウジング成型
材料に伝導性フィラーを混入させたものや、プラスチッ
ク表面に導電性塗料をコーティングしたもの、金属箔を
貼り付けたもの、めっきや蒸着、金属溶射等で金属皮膜
を形成したもの等が用いられている。これらプラスチッ
クを使用する利点としては、金属に比べ軽量化が容易で
あることが挙げられている。しかしながら、プラスチッ
クでは電磁波シールドが不十分な場合があり、金属が使
用されることも多い。
【0004】また、実際の電気・電子機器のハウジング
には冷却口、スイッチ等の孔、ハウジングを構成する部
材の接合部の不連続部が存在し、ハウジングとしての電
磁波シールド性がこれらの不連続部によって決定されて
いる。この対策のため、不連続部に金属箔を貼ったり、
孔の位置を電磁波の出入りに影響しない部位にする等の
試みがなされているが、材料の改良で対応しようとする
試みは少ない。例えば、特開平1−148541号公報
では、めっき鋼板上において下地鋼板の厚さを厚くする
ことで、電磁波シールド効果を確保している。また、特
開平11−106876号公報では、結晶粒径を規定し
た電磁鋼板にNiを施したものを酸化させて、鉄酸化膜
の形成とNiの拡散処理で、電磁波シールド性能を高め
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プラスチック
に金属箔を張り付けた場合、金属箔は薄く、しかも破れ
易いので、十分な電磁波シールド効果が得られない。ま
た金属材料を使用して十分な電磁波シール効果を得るた
めには、板厚を厚くする必要があり、軽量化が求められ
る部位には適用し難い。さらに、特開平11−1068
76号公報で開示された技術も複雑な工程を採っている
にもかかわらず、さほど電磁波シールド特性は向上して
いない。本発明は、このような問題を解消すべく案出さ
れたものであり、薄い金属板であっても優れた電磁波シ
ールド特性を有する積層鋼板を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電磁波シールド
材は、その目的を達成するため、鋼板表面に、Ag、C
u、Au、Alの何れかからなる導電性被覆層と、Ni
またはFeの何れかからなる透磁性被覆層とを交互に積
層し、該導電性被覆層と該透磁性被覆層の界面を少なく
とも1以上形成した。導電性被覆層としてはCu、透磁
性被覆層としてはNiを用いることが好ましいが、導電
性被覆層としてAlを、透磁性被覆層としてFeを使用
することもできる。透磁性被覆層としてFeを使用する
場合には、導電性被覆層としてのAlを先に積層するこ
とが好ましい。また、何れの被覆層もめっき法で、0.
2μm以上の厚さで形成することが好ましい。
【0007】
【作用】電磁波は電界成分および磁界成分から構成さ
れ、そのどちらかをシールドすることで、電磁波自身の
シールドが可能になる。一般に、電界成分に関しては導
電性が大きい金属ほどシールド性に優れ、磁界成分に関
しては、透磁率が高い金属ほどシールド性に優れるとい
われている。各種金属の導電率を比較すると、Ag>C
u>Au>Al>Zn>Ni>Fe>Sn>Pbの順で
ある。一方透磁率に関しては、Fe>Ni≫Co>Al
>Cu>Pb>Agの順になっている。このことから、
電磁波シールド特性に優れていると考えられる金属種と
しては、導電率が大きいAg、Cu、Au、Alと、透
磁率が大きいFe、Niが挙げられる。
【0008】実際にこれらの金属種について電磁波シー
ルド特性を測定した結果を図1に示す。図1はKEC
(関西電子工業振興センター法)で電磁波シールド特性
を測定した結果であるが、貴金属であるAu、Agを工
業的に用いることはコスト的に厳しいのでこの図からは
除外した。同一厚さでは、Ni板およびCu板の電磁波
シールド特性が他の金属よりも高くなっているが、Al
板、Fe板も電磁波シールド特性を有している。
【0009】これらの電磁波シールド特性に優れたA
g、Cu、Au、Al、Fe、Niを導電性が高い金属
と透磁率が高い金属に分け、鋼板上にそれらの被覆層を
交互に積層し、導電性金属被覆層と透磁性金属被覆層の
界面を1以上形成した積層鋼板が優れた電磁波シールド
特性を発揮することを確認した。
【0010】鋼板上に導電性金属被覆層と透磁性金属被
覆層とを積層させることで電磁波シールド特性が向上す
る理由は定かではない。一般的に金属体の場合、電磁波
はその表面でほとんどが反射されるため、金属体の持つ
反射特性が重要であると考えられる。図1から、鋼板上
に、電磁波のシールド特性の良いすなわち電磁波の反射
特性に優れた金属面を設けることにより、単なる鋼板よ
りも電磁波シールド特性は良くなると考えられる。さら
に、金属層を積層させた鋼板では、表層の被覆金属中に
侵入した一部の電磁波は、その下の被覆金属層との界面
に到達すると、その界面で再び反射されることとなり、
さらに減衰されると考えられる。したがって、被覆金属
層が複層形成されているとその界面の数は多くなり、反
射の回数は多くなって金属層中を侵入する電磁波の減衰
割合は大きくなると考えられる。
【0011】さらに本発明では、鋼板上に導電性金属被
覆層と透磁性金属被覆層とを交互に積層させているが、
前述したように電磁波は電界成分および磁界成分から構
成され、そのどちらかをシールドすることで電磁波自身
のシールドが可能になる。例えば導電性金属被覆層に侵
入してきた電磁波は、次の透磁性金属被覆層との界面に
到達すると、それまでとは異なった侵入態様を採らざる
を得ず、そのために侵入し難くなって、反射量が多くな
り、減衰割合は大きくなると考えられる。このように、
金属被覆積層数を多くするほど、また導電性金属被覆層
と透磁性金属被覆層のように電磁波シールド態様の異な
る界面が多くなるように積層するほど、電磁波の反射・
減衰割合は大きくなり、電磁波シールド特性はより向上
すると考えられる。
【0012】
【実施の態様】積層化に使用する金属層としては、導電
率が大きいCuと、透磁率が大きいNiを被覆すること
が好ましい。さらにこれらを交互に積層してその界面数
を増やすことが好ましい。電磁波シールド効果はCu−
Ni被覆ほどではないが、導電率が大きいAlと透磁率
が大きいFeの被覆層を形成することも可能である。こ
の場合、鋼板表面にFe被覆層を形成しても界面効果は
期待できないので、鋼板上にまずAl層を被覆した後そ
の上にFe層を、さらにはAl層とFe層を交互に被覆
することが好ましい。
【0013】下地鋼板としてはごく普通の冷延鋼板で十
分である。下地鋼板の組成が電磁波シールド特性に与え
る影響はほとんどなく、使用目的・態様に応じた加工性
等を有する成分にしたもので十分である。板厚も制限は
なく、むしろ電気・電子機器のハウジング用として軽量
化を求めるのであれば、0.3mm程度の薄いものでも
十分である。積層する前の処理も、積層手段に応じた処
理を施したもので十分である。
【0014】積層方法も制限されない。めっき、蒸着、
溶射等いずれの方法でも良いが、めっき法が好ましい。
電磁波シールド効果を発揮させるためには純金属層を形
成することが好ましく、しかも積層被覆する関係上溶融
めっき法は適切でなく、電気めっき法、無電解めっき
法、あるいは蒸着法を用いることが好ましい。例えば、
電気めっきでNiめっき層を形成する場合、ワット浴、
硫酸浴といったごく一般的に用いられている浴で純Ni
めっきを行う。Cuの場合も全く同様の方法で電気めっ
きすれば良い。Alめっきの場合、水溶液系の電気めっ
きは不可能であることから、溶融めっき法を用いること
が望ましい。溶融めっきで行う場合、めっき金属である
Alと下地鋼板のFeが合金化反応を生じ、Al−Fe
合金層を生じることから、自然に積層とすることが可能
である。また、Feの場合、電気めっき法によりめっき
を行う方法が知られている。
【0015】一層当たりの被覆層厚としては、0.2μ
m以上にすることが好ましい。0.2μm未満の場合、
ピンホール等の皮膜欠陥が生じていることが多く、被覆
層自身の電磁波シールド性が悪く、全体の電磁波シール
ドが劣化してしまう。また、被覆層厚が厚くなるほど電
磁波シールド性は向上するが、生産性等の経済的な観点
から合計層厚で15μm以下に止めることが好ましい。
【0016】
【実施例1】厚さ0.3mmの下地鋼板上に、電気めっ
き法によりNiめっきおよびCuめっきを施した。Ni
めっき条件およびCuめっき条件を表1に示す通りであ
る。
【0017】
【0018】めっき金属種、めっき層厚を実施例、比較
例とともに表2に示す。また下地鋼板のみの場合も、比
較例No.19〜21として示す。これら各種めっき鋼
板について、KEC法(関西電子振興センター法)で電
磁波シールド特性を測定した。その結果を表3に示す。
【0019】
【0020】
【0021】0.3mm厚の下地鋼板そのもの(比較例
No.16)に比べ、めっきを施すことにより確実に電
磁波シールド特性が向上している。同じ合計層厚0.6
μmのめっきを施しても、NiとCuの2種をめっきし
たもの(No.1、8)は、それぞれを単独でめっきし
たもの(比較例No.15、16)と比べて電磁波シー
ルド特性は大幅に向上している。また、層厚が厚いほど
電磁波シールド特性が高くなることもわかる。全体とし
て2〜3μmの厚さの積層被覆を行えば、板厚が2倍の
鋼板が有する電磁波シールド効果が得られ、結果的に電
磁波シールド材の重量は半分になり、電気・電子機器の
軽量化に有効であることがわかる。しかし、2層めっき
鋼板であってもそのうち1層のめっき層厚が0.1μm
のNo.7、14はさほど電磁波シールド特性が向上し
ておらず、2層めっきする際も、それぞれの層厚は0.
2μm以上にすることが好ましいことがわかる。
【0022】
【実施例2】次に、鋼板上にAlとFeの層を形成した
例について説明する。厚さ0.3mmの下地鋼板に、溶
融めっき法によりAlめっきを行った。Alの付着量は
80g/m2(膜厚約30μm)、めっき初期のAl−
Fe合金層の厚さは10μmである。そのめっき鋼板を
加熱することにより、Al−Fe合金層の厚さを調整し
た。その積層鋼板について、実施例1と同様にKEC法
(関西電子振興センター法)で電磁波シールド特性を測
定した。その結果を被覆層厚と併せて表4に示す。
【0023】
【0024】上記結果から、Al−Fe合金層、Alめ
っき層の厚さに関係なく、積層被覆層を形成することに
より、確実に電磁波シールド特性が良くなっていること
がわかる。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように、鋼板表面に、C
uに代表される導電性被覆層と、Niに代表される透磁
性被覆層とを交互に積層し、該導電性被覆層と該透磁性
被覆層の界面を少なくとも1以上形成させることによ
り、電磁波の反射・減衰効率を向上させ、板厚が薄くて
も、電磁波シールド特性の優れた積層鋼板を得ることが
できる。したがって、電磁波ノイズを発生しやすい、あ
るいは電磁波ノズルの影響を受けてはならない電気・電
子機器のハウジング材として軽量な電磁波シールド材を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 各種金属板の電磁波シールド特性を示す図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板表面に、Ag、Cu、Au、Alの
    何れかからなる導電性被覆層と、NiまたはFeの何れ
    かからなる透磁性被覆層とを交互に積層し、該導電性被
    覆層と該透磁性被覆層の界面を少なくとも1以上形成し
    たことを特徴とする電磁波シールド材。
  2. 【請求項2】 導電性被覆層がCu、透磁性被覆層がN
    iである請求項1に記載の電磁波シールド材。
  3. 【請求項3】 鋼板表面に、導電性被覆層としてAlを
    積層し、その上の透磁性被覆層としてFeを積層した請
    求項1に記載の電磁波シールド材。
  4. 【請求項4】 導電性被覆層および透磁性被覆層がめっ
    き法で形成されたものである請求項1〜3の何れか1に
    記載の電磁波シールド材。
  5. 【請求項5】 導電性被覆層および透磁性被覆層の厚さ
    が、それぞれ0.2μm以上である請求項1〜4の何れ
    か1に記載の電磁波シールド材。
JP2001158581A 2001-05-28 2001-05-28 電磁波シールド材 Withdrawn JP2002353685A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008288328A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Yokogawa Electric Corp 磁気シールド装置
JPWO2016093040A1 (ja) * 2014-12-12 2017-04-27 株式会社メイコー モールド回路モジュール及びその製造方法
JP2017212274A (ja) * 2016-05-24 2017-11-30 タツタ電線株式会社 電磁波シールドフィルム、およびそれを備えたシールドプリント配線板

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