JP2003124011A

JP2003124011A - 電磁波吸収材及びそれを用いた製品

Info

Publication number: JP2003124011A
Application number: JP2001310845A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Fujieda; 藤枝　　正; Kishifu Hidaka; 貴志夫日高; Shuichi Suzuki; 修一鈴木; Shinzo Ikeda; 伸三池田; Mitsuo Hayashibara; 光男林原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】準ミリ波領域からミリ波領域まで使用できる、
優れた電波吸収特性を有する電磁波吸収材と適用製品を
提供する。【解決手段】結晶性向上および磁性発現に関与する元素
を担持したカーボンナノチューブを高電気抵抗率の物質
中に分散した電磁波吸収材である。本発明の電磁波吸収
材を用いることにより、装置内部での電磁波干渉を抑制
できる。このため、電子装置，光送信・受信モジュー
ル，高周波通信装置，ノンストップ自動料金所システム
等に適用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波吸収材とそ
れを用いた製品に係り、特にＧＨｚ帯用電磁波吸収材と
それを用いたプリント配線基板，電子装置，電子機器筐
体，光送信・受信モジュール，自動料金所，高周波通信
装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の高速処理化が加速的に
進んでおり、ＬＳＩやマイクロプロセッサなどのＩＣの
動作周波数は急速に上昇しており、不要ノイズが放射し
易くなっている。

【０００３】更に、通信分野では次世代マルチメディア
移動通信（２ＧＨｚ），無線ＬＡＮ（２〜３０ＧＨ
ｚ）、光ファイバを用いた高速通信網、ＩＴＳ(Intelli
gentTransport System）の分野ではＥＴＳ(自動料金収
受システム）における５.８ＧＨｚ，ＡＨＳ（走行支援
道路システム）における７６ＧＨｚなどが利用されてお
り、今後、高周波利用範囲は急速に拡大していくことが
予想される。

【０００４】ところで、電波の周波数が上昇すれば、ノ
イズとして放射し易くなる反面、最近の電子機器の低消
費電力化によるノイズマージン低下や、電子機器の小型
化，高密度化の流れによる機器内部のノイズ環境の悪化
によりＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）によ
る誤動作が問題になる。

【０００５】そこで、電子機器内部でのＥＭＩを低減さ
せるために、電子機器内部に電波吸収体を配置するなど
の対策がとられている。従来、ＧＨｚ帯用電波吸収体と
しては、ゴムや樹脂などの電気的絶縁性有機物とスピネ
ル結晶構造の軟磁性金属酸化物材料や軟磁性金属材料な
どの磁性損失材料とを複合化してシート状にしたものが
主に使用されている。

【０００６】しかし、スピネル結晶構造の軟磁性金属酸
化物材料の比透磁率は、スネークの限界則に従い、ＧＨ
ｚ帯では急激に減少してしまう。そのため、電磁波吸収
体としての限界周波数は数ＧＨｚである。また、軟磁性
金属材料については、粒子の厚さを表皮深さ以下の扁平
形状とすることによる渦電流の抑制効果及び形状磁気異
方性の効果によって電磁波吸収体としての限界周波数は
１０ＧＨｚ程度まで伸ばすことができる。しかし、これ
らの磁性材料は重量が大きいため、軽量な電磁波吸収体
は実現できない。

【０００７】一方、ミリ波領域に対応する電磁波吸収体
としては、従来よりカーボンブラック粒子やカーボンフ
ァイバー等のカーボン系材料を、ゴムや樹脂などの電気
的絶縁性有機物に分散させた電磁波吸収体がある。しか
し、電磁波吸収性能としては十分とは言えず、ミリ波領
域まで使用できる電磁波吸収特性に優れた電磁波吸収材
の開発が望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、準ミ
リ波領域からミリ波領域まで使用可能な優れた電波吸収
特性を有する電磁波吸収材を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、該電磁波吸収材を用
いた製品、特に電子装置，光送信・受信モジュール，高
周波通信装置、および電磁波干渉による誤動作を防止し
たノンストップ自動料金所システム等を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来のカ
ーボン材料、例えばカーボンブラック，黒鉛，コーク
ス，カーボンマイクロコイル，カーボンナノチューブを
電気的絶縁性有機物質に分散させた誘電損失型電磁波吸
収材に比べ、結晶性向上に関与した第二元素を含むカー
ボンナノチューブを電気的絶縁性有機物質に分散させた
電磁波吸収材の方が、はるかに優れた電磁波吸収特性を
有することを見出した。

【００１１】本発明の特徴は、アルカリ金属，アルカリ
土類金属，希土類金属および元素周期律表第VIII族に含
まれる金属から選ばれた少なくとも１つを担持したカー
ボンナノチューブを含む電磁波吸収材にある。アルカリ
金属，アルカリ土類金属，希土類金属および元素周期律
表第VIII族に含まれる金属から選ばれた少なくとも１つ
の担持量は、カーボンナノチューブ１００重量部に対し
て２ないし４０重量部とすることが望ましい。

【００１２】アルカリ金属，アルカリ土類金属，希土類
金属および元素周期律表第VIII族に含まれる金属から選
ばれた少なくとも１つは、カーボンナノチューブのチュ
ーブの内側あるいは外側に担持される。

【００１３】カーボンナノチューブは、直径が１０〜１
００ｎｍ、アスペクト比が１０〜１０００であることが
好ましい。

【００１４】本発明の電磁波吸収材は、アルカリ金属と
アルカリ土類金属と希土類金属および元素周期律表第VI
II族に含まれる金属から選ばれた少なくとも１つをカー
ボンナノチューブに担持し、これらをカーボンナノチュ
ーブよりも高電気抵抗率の物質の内部に分散したものと
することが好ましい。この場合、カーボンナノチューブ
の量は、高電気抵抗率を有する物質に対し５〜５０重量
％の範囲にすることが望ましい。高電気抵抗率を有する
物質は、ゴム，絶縁性高分子材料あるいは絶縁性無機材
料のいずれかから選ばれることが望ましい。

【００１５】本発明の電磁波吸収材において、電磁波の
入射面から内部にいくに従い、特性インピーダンスが徐
々に低くなるように、カーボンナノチューブの含有量を
変化させることは望ましい。これにより、電磁波吸収材
表面に斜めに入射する電磁波に対する電磁波吸収特性が
向上し、あるいは広帯域の周波数の電磁波に対して対応
可能になる。

【００１６】カーボンナノチューブよりも高電気抵抗率
を有する物質には、鉄とコバルト及びニッケルのうちか
ら選ばれた少なくとも一つを主成分とする磁性金属、あ
るいは鉄とコバルトとニッケルとアルミニウムとシリコ
ンとチタンとバリウムとマンガンと亜鉛及びマグネシウ
ムのうちから選ばれた少なくとも一つを含む酸化物，窒
化物あるいは炭化物、あるいはカーボンブラックと黒鉛
とコークス及びカーボンマイクロコイルから選ばれる少
なくとも一つを含有することができる。これにより、電
磁波吸収材の吸収特性を更に向上させることができる。

【００１７】本発明の電磁波吸収材の用途としては、電
磁波吸収材を塗布、あるいはシート化したものを貼り付
けるあるいは射出成形等によりニアネットで成形するな
ど後述する用途に適した様々な施工法が考えられる。

【００１８】本発明によれば、電磁波吸収材を用いた下
記の製品が提供される。

【００１９】プリント配線基板の配線回路形成面及び
配線回路を有しない絶縁基板の裏面の一部又は全面に、
本発明の電磁波吸収材から構成される塗料を直接塗布す
るか、あるいはそれらをシート状に成形したフイルム等
を設けることにより、電磁波吸収層を形成したプリント
配線基板。

【００２０】プリント配線基板上に搭載された電子素
子が本発明の電磁波吸収材を有するキャップによって被
われている前記プリント配線基板。

【００２１】プリント配線基板と、該基板上に搭載さ
れた電子素子とを本発明の電磁波吸収材を有する筐体に
よって被うか、あるいは開口部を有する金属製筐体の内
周面に本発明の電磁波吸収材を形成してなる前記プリン
ト配線基板。

【００２２】高速通信網に使用される電気―光変換器
を有する光送信又は受信モジュールにおいて、本発明の
電磁波吸収材を有する部材によって光送信素子又は受信
素子、それらの回路を覆ってなる前記光送信又は受信モ
ジュール。

【００２３】ゲート屋根が設けられた料金所と、該料
金所を通行する車両に対して進入側に設けられた進入部
アンテナと、前記車両に対して出路側に設けられた出路
部アンテナと、路側通信装置と前記車両に搭載されてい
る車載機との間で情報の授受を行う自動料金収受システ
ムとを備えた自動料金所において、該料金所とその近傍
の電磁波を反射する部材の表面に本発明の電磁波吸収材
が形成されているか、あるいは前記ゲート屋根の車両走
行側表面と、進入部アンテナ及び出路部アンテナを支え
る支柱の表面に本発明の電磁波吸収材が形成されてなる
前記自動料金所。

【００２４】高周波回路素子及びアンテナを有し、少
なくとも上記高周波回路素子を内部に実装した筐体をも
つ高周波通信装置。

【００２５】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１の（ａ）（ｂ）
はカーボンブラック（以下、ＣＢとする）、通常のカー
ボンナノチューブ（以下、ＣＮＴとする）、カーボンナ
ノチューブの内面に鉄を担持した鉄内包カーボンナノチ
ューブ（以下、鉄内包ＣＮＴとする）を、それぞれバイ
ンダー樹脂に対して２０重量部含有させた電磁波吸収材
の複素比誘電率の周波数特性である。バインダーとし
て、ポリエステル系樹脂，ポリ塩化ビニル系樹脂，ポリ
ビニルプチラール樹脂，ポリウレタン樹脂，セルロース
系樹脂、あるいはこれらの共重合体，エポキシ樹脂，フ
ェノール樹脂，アミド系樹脂，イミド系樹脂，ナイロ
ン，アクリル，合成ゴム等の絶縁性高分子材料やアルミ
ナ，シリカ等を主成分とする絶縁性無機材料を用いるこ
とができる。

【００２６】複素比誘電率の測定法としては、ネットワ
ークアナライザー（ＨＰ製8720Ｃ）と同軸導波管から構
成される測定系により、自由空間の透磁率，誘電率が１
となるように校正した後、同軸導波管に測定試料を挿入
し、２つのポートを使用してＳ１１，Ｓ２１の２つのパ
ラメータを測定し、Nicolson−Ross，Weir法により複素
比誘電率を求めた。

【００２７】また、金属板で裏打ちされた整合型電磁波
吸収体の吸収メカニズムとしては、表面反射波と吸収体
中での多重反射波との臨界結合による多重反射効果と吸
収体中での誘電損失による減衰効果が挙げられる。一般
的に垂直入射波に対しては、以下の数式で電磁波の反射
減衰量（Ｓ：反射減衰量（ｄＢ））が表される。

【００２８】

【数１】Ｓ＝２０log｜Ｚ_in−１／Ｚ_in＋１｜（１）ここで、Ｚ_in：吸収体の特性インピーダンスである。

【００２９】

【数２】Ｚ_in＝（１／ε_r）^0.5tanｈ（ｊ２πｆｔε_r ^0.5）（２）ここで、ε_r：複素比誘電率（ε_r＝ε′＋ｊε″），
ｆ：周波数（Ｈｚ），ｔ：吸収体の厚さ（ｍ）である。

【００３０】これらの式を用いて、吸収体厚さを１mm，
２mmとした場合、反射減衰量が２０ｄＢ以上になる複素
比誘電率の周波数特性の計算結果を整合曲線として図１
中に示してある。これより、鉄内包ＣＮＴの複素比誘電
率曲線は、周波数７.３GHz近傍で整合曲線と一致してい
ることより、この周波数範囲では、反射減衰量が２０ｄ
Ｂ以上になることが予想される。一方、他の２つの材料
に関してみると、ＣＢは、ε″に対してε′が小さすぎ
て、ε′の整合曲線と一致する周波数範囲が存在しな
い。ＣＮＴは、ε′に対して、ε″が大きすぎてε″の
整合曲線と一致する周波数範囲が存在しない。

【００３１】図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）は、金属板で裏
打ちした場合の各厚さでの反射係数の測定結果である。
これより、どの厚さにおいても鉄内包ＣＮＴが最も吸収
特性に優れていることがわかる。本発明の鉄内包ＣＮＴ
は、チューブ壁が非晶質カーボンで構成されており、結
晶質のＦｅを被うようにチューブ壁は多層結晶質カーボ
ンで構成されている。前記の吸収特性の差異は、ＣＮＴ
のチューブ壁の結晶性を反映しているものと考えられ
る。

【００３２】（実施例２）図３は、実施例１に記載の電
磁波吸収材から構成される電磁波吸収層を具備したプリ
ント配線基板の断面図を示す。絶縁基板上に配線回路２
が形成されたプリント配線基板３の配線回路２を形成し
た面の絶縁層４上及び配線回路を形成していない裏面の
それぞれの一部又は全面に鉄内包ＣＮＴとバインダー樹
脂から構成される塗料を直接塗布するか、あるいはそれ
らをシート状に成形したものを配置して、電磁波吸収層
を形成させる。これにより、プリント配線回路から発生
する電磁波によるクロストーク現象などのノイズ発生を
抑制することができる。特に、半導体基板の少なくとも
片側主面に１層目の配線層が形成され、該１層目の配線
層の表面に絶縁膜が形成され、該絶縁膜上に導通穴を介
して前記１層目の配線層と電気的に接続した２層目の配
線層が繰り返し積層されてなる多層配線回路基板の高密
度・高集積度化を高い信頼性で達成できる。

【００３３】また、各電磁波吸収層の外側に導体層を配
置して、電磁波吸収効率を向上でき、かつ外部からの電
磁波に対するシールド効果も向上できる。

【００３４】（実施例３）図４は、ノイズ発生源となる
半導体素子を包み込むように、プリント配線基板上に配
置された半導体用電磁波吸収キャップの断面を示す。マ
イクロプロセッサやシステムＬＳＩ等のノイズ発生源と
なる半導体素子を包み込むように、プリント配線基板上
に本発明に係わる電磁波吸収キャップを配置した構成で
ある。図４の（ａ）は、金属製キャップの内面に本発明
の電磁波吸収層を配置した場合であり、外部からの電磁
波に対するシールド、内部から放射される電磁波を吸収
できる。図４の（ｂ）は、本発明の電磁波吸収材を射出
成形で成形したキャップを用いた場合である。この実装
により、半導体素子から放射される電磁波を効率よく吸
収でき、内部干渉を抑制できる。

【００３５】（実施例４）図５は、プリント配線基板３
に搭載した集積回路ＩＣ６を本発明の電磁波吸収材から
構成される電子機器筐体によって封止された断面図であ
る。図５の（ａ）は、金属製電子機器筐体内面に本発明
の電磁波吸収層を塗布あるいは射出成形などで形成した
場合である。図５の（ｂ）は、本発明の電磁波吸収材を
射出成形で成形した電子機器筐体である。このように、
電子機器筐体に電磁波吸収機能を付与することにより、
電子機器内部での電磁波干渉を抑制できる。

【００３６】（実施例５）図６は、本発明の光送信モジ
ュールの構成を示す断面図である。光送信モジュール８
は、光ファイバ９，光導波路１３，ＬＤ１０，送信回路
１１，回路基板１２等から構成される。送信回路１１
は、レーザ発光ダイオードであるＬＤ１０を駆動するＬ
Ｄドライバ，レーザ出力制御部，フリップフロップ回路
等から構成される。実際には、リードフレームやワイヤ
がついているが、これらの図示を略している。伝送速度
が大きくなるにつれて、光伝送モジュール内では、ＬＤ
１０を励起する電気信号のクロック周波数が高くなるた
め、高周波の電磁波が発生し、これらの電磁波は、他の
要素，部品等に悪影響を及ぼすノイズの原因となる。本
実施例では、光送信モジュールを型に入れ、前記鉄内包
ＣＮＴを含有した樹脂混合物を流し込んで固化させるこ
とで、完全封止し、さらにその外側を金属筐体１４で覆
うことにより、各素子や基板を水や気体から保護するだ
けでなく、電磁波を吸収，シールドすることができ、送
信モジュール内でのノイズ干渉を抑制し、かつモジュー
ル外部へのノイズの放射を完全に防止することができ
る。

【００３７】又、金属筐体１４は必ずしも必要ではな
く、図７のように、樹脂混合物のみで封止した構造とす
ることが出来、電磁波吸収，シールド効果は金属筐体で
覆った場合よりも若干劣るが、廉価できるメリットがあ
る。

【００３８】また、配線間の短絡を確実に防止するため
には、図８のように、配線部のみを複合磁性粒子を含有
していない樹脂で封止し、さらにその上に複合磁性粒子
を含有した樹脂混合物で封止する２層構造とするのが有
効である。

【００３９】本実施例では、ＬＤ１０，送信回路１１に
ついて示したが、これらを受光及び受信回路に変えるこ
とによって光受信モジュールを同様に構成することがで
きる。

【００４０】（実施例６）図９は、回路基板１２上に光
送信モジュールと光受信モジュールとが形成された光送
受信モジュールの平面図である。光送受信モジュール１
７は、前記の光送信モジュールと光受信モジュールを併
せ備えた機能を有する。光送信部は、光ファイバ９，光
導波路１３，ＬＤ１０，送信回路１１，回路基板１２等
から構成される。送信回路は、レーザを駆動するＬＤド
ライバ、レーザ出力制御部，フリップフロップ回路等か
ら構成される。光受信部は、光ファイバ９，光導波路１
３，ＰＤ１９，受信回路１８，回路基板１２等から構成
される。受信回路は、前置増幅機能を有するＰＲＥＩ
Ｃ，クロック抽出部および等価増幅部からなるＣＤＲＬ
ＳＩ，狭帯域フィルタのＳＡＷ，ＡＰＤバイアス制御回
路等から構成される。実際には、リードフレームやワイ
ヤがついているが、これらの図示を略している。

【００４１】このように、送信モジュールと受信モジュ
ールが一体となった送受信モジュールでは、前記したよ
うに、特に、光送信部と光受信部との間でのノイズ授受
による内部ノイズ干渉が問題となる。

【００４２】従来の光送受信モジュールでは、光送信部
と光受信部の間に、金属製のシールド板を配置したり、
各モジュールを金属パッケージに封入し、独立の送信モ
ジュール，受信モジュールとしてノイズ干渉を防止して
いたが、このような構造とすることで、モジュール全体
が大型化し、重くなるばかりではなく高価な金属パッケ
ージを使用することで、廉価にできないといった問題が
あり、本発明のような構造とすることで、モジュール内
でのノイズ干渉を防止できるばかりでなく、小型・軽量
化，低価格化を実現できる。

【００４３】又、本実施例によれば、高速通信網におい
て使用に耐える、内部ノイズ干渉，外部へのノイズ放射
を抑制し、小型・軽量化，高速化，高感度化を可能にす
る光送信モジュール，光受信モジュール、あるいは、光
送信部および光受信部を併せ持つ光送受信モジュールを
提供することができる。

【００４４】（実施例７）図１０は、料金所を通行する
車両が、路側通信装置と通行車両に搭載されている車載
機との間で情報の授受ができる自動料金収受システム
（以下、ＥＴＣ）が適用されている料金所の基本構成を
示した断面図である。

【００４５】図１０に示すように、進入部アンテナ２
１，出路部アンテナ２２，車載機２３との間で、周波数
５.８ＧＨｚの電波を使用し、料金収受に必要な情報を
交換する。ところで、出路部アンテナ２２からの送信に
よる電波（直接波２７）の広がりが、路面２４とゲート
屋根２５の天井面あるいは支柱２６等との電磁波多重反
射現象により大きくなる。それによって、図１０に示す
ように、出路部アンテナ２２から送信された電波（直接
波２７）が、車両Ａ２９の車載機に送信される以外に、
路面２４で反射された反射波２８が、後続の車両Ｂ３０
の車載機２３に送信されてしまうという車間区分の問題
や隣接レーンの車両への干渉問題等の電波障害による誤
動作が予測されるため、ゲート屋根２５の天井面，支柱
等の電磁波を反射する部材の表面に鉄内包ＣＮＴを含有
した樹脂混合物を溶剤によって液状にして塗付又はその
組成物をシートにしたものを接着剤によって貼り付ける
ことにより、反射波２８を吸収し、前記問題を解決する
ことができる。

【００４６】従来のＥＴＣ用電波吸収体は、一体パネル
型であり、厚さも数十cm以上もあり、かなり厚い。その
ため、複雑形状部分には取付が困難である等の取付作業
上の問題があり、塗料タイプあるいは柔軟シートタイプ
で薄型の電波吸収体が求められている。本発明の電磁波
吸収体１は鉄内包ＣＮＴを含有した樹脂混合物からな
り、樹脂の選択により、塗料タイプあるいは柔軟シート
タイプにすることが可能である。

【００４７】鉄内包ＣＮＴを含有した樹脂混合物を用い
た電波吸収体３１としては、単層又は、図１１に示すよ
うに斜入射特性を向上させるために、電波入射面側から
完全反射体である金属板３３方向に、入射波３２に対す
る電波吸収体のインピーダンスが徐々に減少する多層構
造にするのが有効である。具体的には、電波入射面側か
ら金属板３３方向に複素比誘電率を徐々に増加させれば
良く、そのためには、鉄内包ＣＮＴの樹脂に対する充填
量を変化させればよい。なお、取付面が金属である場合
には、金属層は不要である。図１１では電波吸収体３１
を３層とした。

【００４８】また、各層の鉄内包ＣＮＴの樹脂に対する
充填量は、樹脂混合物の流動性確保の点から最高でも５
０vol％以下であるのが好ましい。

【００４９】（実施例８）図１２は、高周波通信装置の
一実施例形態であるミリ波送受信装置の断面図である。
送受信用ＭＭＩＣなどの半導体平面３４とこれらを接続
する平面回路基板３５は、筐体底部である金属性ベース
プレート３６の表面に実装されて送受信回路を構成し、
上記送受信回路への入出力信号は同軸線３７を会してア
ンテナ（図示せず）に接続される。金属性の蓋３８は、
筐体の側壁３９によってベースプレート３６から分離さ
れた筐体の天井部を構成する。筐体の側壁は、金属でも
ガラス，アルミナ等の非金属のいずれでもよい。また、
ベースプレート３６は、プラスチック又はアルミナなど
の非金属で構成され、少なくともＭＭＩＣと平面回路基
板を実装する表面をメッキや蒸着により金属で覆ったも
のでも良い。蓋３８の筐体内部に面する天井部に、鉄内
包ＣＮＴを含有した樹脂混合物を塗料化して塗付した
り、あるいはその混合物をシート状に成形にしたものを
接着剤によって貼り付けることにより、送受信回路の送
信側よりの筐体内への不要放射が受信側に到達すること
を防ぎ、送受信干渉を低減できる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、従来のカーボン系材料
から構成される誘電損失型電磁波吸収材よりも遥かに凌
ぐ優れた吸収特性が得られる。

【００５１】更に、本発明によれば、準ミリ波領域から
ミリ波領域まで使用可能な電波吸収特性を有する軽量な
電磁波吸収材によって、電子機器内部での電磁波干渉を
効率的に抑制できるので、高速通信網での使用に耐え、
内部ノイズ干渉，外部へのノイズ放射を抑制し、小型・
軽量化，高速化，高感度化を可能にする半導体装置、光
送信モジュール，光受信モジュール，光送受信モジュー
ル，高周波通信装置を提供できる。

【００５２】また、本発明によれば、電磁波干渉の影響
を受けることなく、路側通信装置と車載機間の情報の授
受を確実に行える自動料金所を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明及び比較例による電磁波吸収材の複素比
誘電率の周波数特性を示す図。

【図２】金属板で裏打ちした場合の各厚さでの反射係数
の測定結果を示す図。

【図３】本発明の電磁波吸収材から構成される電磁波吸
収層を具備したプリント配線基板の断面図。

【図４】ノイズ発生源となる半導体素子を包み込むよう
にプリント配線基板上に配置された電磁波吸収キャップ
の断面図。

【図５】本発明の電磁波吸収材から構成される電子機器
筐体の断面図。

【図６】本発明の実施例に係る光送信モジュールの断面
図。

【図７】本発明の実施例に係る光送信モジュールにおい
て、金属筐体を取外した構造を示す断面図。

【図８】本発明の他の実施例に係る２層構造の光送信モ
ジュールの断面図。

【図９】光送受信モジュールの第一の形態である光送受
信モジュールの平面図。

【図１０】本発明の電磁波吸収材をゲート屋根天井面及
び支柱に配置した自動料金収受システム（ＥＴＣ）によ
る自動料金所の断面構成図。

【図１１】本発明の多層構造を有する電波吸収体の断面
図。

【図１２】本発明の電磁波吸収材を配置した高周波通信
装置の一実施例形態であるミリ波送受信装置の断面図。

【符号の説明】

１…電磁波吸収材、２…配線回路、３…プリント配線基
板、４…絶縁層、４…封止樹脂、５…金属キャップ、６
…ＩＣ、７…金属製電子機器筐体、８…光送信モジュー
ル、９…光ファイバ、１０…ＬＤ、１１…送信回路、１
２…回路基板、１３…光導波路、１４…金属筐体、１５
…芯線、１６…樹脂、１７…光送受信モジュール、１８
…受信回路進入部、１９…ＰＤ、２０…増幅器、２１…
進入部アンテナ、２２…出路部アンテナ、２３…車載
機、２４…路面、２５…ゲート屋根、２６…支柱、２７
…直接波、２８…反射波、２９…車両Ａ、３０…車両
Ｂ、３１…多層構造電波吸収体、３２…入射波、３３…
金属板、３４…半導体平面、３５…回路基板、３６…金
属性ベースプレート、３７…同軸線、３８…金属性の
蓋、３９…筐体の側壁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木修一茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者池田伸三茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者林原光男茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 DA03 DA04 DA06 DA40 5E040 AA03 AA06 AA11 AA14 CA13 5E041 AA11 AA14 CA06 NN06 5E321 BB22 BB23 BB32 BB53 BB60 GG11 5E338 AA01 CC05 CD23 EE13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ金属，アルカリ土類金属，希土類
金属および元素周期律表第VIII族に含まれる金属から選
ばれた少なくとも１種を担持したカーボンナノチューブ
を含むことを特徴とする電磁波吸収材。
【請求項２】請求項１において、前記アルカリ金属，ア
ルカリ土類金属，希土類金属および元素周期律表第VIII
族に含まれる金属から選ばれた少なくとも１種が、前記
カーボンナノチューブのチューブ内に担持されているこ
とを特徴とする電磁波吸収材。
【請求項３】請求項１において、前記カーボンナノチュ
ーブの直径が１０〜１００ｎｍであり、アスペクト比が
１０〜１０００であることを特徴とする電磁波吸収材。
【請求項４】アルカリ金属，アルカリ土類金属，希土類
金属および元素周期律表第VIII族に含まれる金属から選
ばれた少なくとも１種を担持したカーボンナノチューブ
が、該カーボンナノチューブよりも高電気抵抗率を有す
る物質の内部に分散していることを特徴とする電磁波吸
収材。
【請求項５】請求項４において、前記高電気抵抗率を有
する物質が、ゴム，絶縁性高分子材料および絶縁性無機
材料のいずれか１つから選ばれることを特徴とする電磁
波吸収材。
【請求項６】請求項５において、前記カーボンナノチュ
ーブが前記高電気抵抗率を有する物質に５〜５０重量％
含まれていることを特徴とする電磁波吸収材。
【請求項７】請求項４において、電磁波の入射面から内
部にいくに従い、特性インピーダンスが徐々に低くなる
ように、前記高電気抵抗率を有する物質に対する前記カ
ーボンナノチューブの含有量を変化させたことを特徴と
する電磁波吸収材。
【請求項８】アルカリ金属，アルカリ土類金属，希土類
金属および元素周期律表第VIII族に含まれる金属から選
ばれた少なくとも１種を担持したカーボンナノチューブ
が、該カーボンナノチューブよりも高電気抵抗率を有す
る物質の内部に分散しており、該高電気抵抗率を有する
物質中に鉄とコバルトおよびニッケルのうちから選ばれ
た少なくとも１つを主成分とする磁性金属、あるいは鉄
とコバルトとニッケルとアルミニウムとシリコンとチタ
ンとバリウムとマンガンと亜鉛およびマグネシウムのう
ちから選ばれた少なくとも１つを含む酸化物と窒化物及
び炭化物のいずれか１つ、あるいはカーボンブラックと
黒鉛とコークス及びカーボンマイクロコイルのうちから
選ばれた少なくとも１つが含まれていることを特徴とす
る電磁波吸収材。
【請求項９】絶縁基板上に配線回路を有し、該配線回路
が絶縁層によって被われたプリント配線基板において、
前記絶縁基板の前記配線回路の形成面及びその反対面側
の少なくとも一方に電磁波吸収材よりなる層を有し、該
電磁波吸収材がアルカリ金属とアルカリ土類金属と希土
類金属および元素周期律表第VIII族に含まれる金属から
選ばれた少なくとも１種を担持したカーボンナノチュー
ブを該カーボンナノチューブよりも高電気抵抗率を有す
る物質の内部に分散したものからなることを特徴とする
プリント配線基板。
【請求項１０】プリント配線基板上に搭載された電子素
子が電磁波吸収材を有する金属製キャップによって被わ
れ、該電磁波吸収材がカーボンナノチューブにアルカリ
金属とアルカリ土類金属と希土類金属および元素周期律
表第VIII族に含まれる金属から選ばれた少なくとも１種
を担持し、それらを該カーボンナノチューブよりも高電
気抵抗率を有する物質の内部に分散してなるものからな
ることを特徴とする電子装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記金属製キャッ
プの内周面の少なくとも一部に前記電磁波吸収材を有す
ることを特徴とする電子装置。
【請求項１２】プリント配線基板と、該基板上に搭載さ
れた電子素子とが電磁波吸収材を有する金属製筐体によ
って被われ、該電磁波吸収材がアルカリ金属とアルカリ
土類金属と希土類金属および元素周期律表第VIII族に含
まれる金属から選ばれた少なくとも１種を担持したカー
ボンナノチューブを該カーボンナノチューブよりも高電
気抵抗率を有する物質の内部に分散したものによって構
成されていることを特徴とする電子装置。
【請求項１３】請求項１２において、前記金属製筐体の
内周面の少なくとも一部に前記電磁波吸収材を有するこ
とを特徴とする電子装置。
【請求項１４】開口部を有する金属製筐体の内周面の少
なくとも一部が、アルカリ金属とアルカリ土類金属と希
土類金属および元素周期律表第VIII族に含まれる金属か
ら選ばれた少なくとも１種を担持したカーボンナノチュ
ーブを該カーボンナノチューブよりも高電気抵抗率を有
する物質の内部に分散してなる電磁波吸収材によって形
成されていることを特徴とする筐体。
【請求項１５】回路基板上に発光素子及び受光素子の少
なくとも一方と、送信回路及び受信回路の少なくとも一
方の回路とを有し、前記回路基板と前記素子及び前記回
路の少なくとも一部が、アルカリ金属とアルカリ土類金
属と希土類金属および元素周期律表第VIII族に含まれる
金属から選ばれた少なくとも１種を担持したカーボンナ
ノチューブを該カーボンナノチューブよりも高電気抵抗
率を有する物質の内部に分散してなる電磁波吸収材を有
する部材によって被われていることを特徴とする光送信
・受信モジュール。
【請求項１６】請求項１５において、前記回路基板と前
記素子及び前記回路の少なくとも一部が、前記電磁波吸
収材を有する部材により内周面の少なくとも一部が形成
された金属製キャップによって被われていることを特徴
とする光送信・受信モジュール。
【請求項１７】請求項１５において、前記回路基板と前
記素子及び前記回路の少なくとも一部が前記電磁波吸収
材を有する部材によって被われ、該部材の外周面が金属
製キャップによって被われていることを特徴とする光送
信・受信モジュール。
【請求項１８】請求項１５ないし１７のいずれか１つに
おいて、前記回路基板と前記素子及び前記回路の少なく
とも一部が絶縁樹脂によって被われていることを特徴と
する光送信・受信モジュール。
【請求項１９】ゲート屋根が設けられた料金所と、該料
金所を通行する車両に対して進入側に設けられた進入部
アンテナと、前記車両に対して出路側に設けられた出路
部アンテナと、路側通信装置と前記車両に搭載されてい
る車載機との間で情報の授受を行う自動料金収受システ
ムとを備えた自動料金所において、該料金所とその近傍
の電磁波を反射する部材の表面の少なくとも一部にアル
カリ金属とアルカリ土類金属と希土類金属および元素周
期律表第VIII族に含まれる金属から選ばれた少なくとも
１種を担持したカーボンナノチューブを該カーボンナノ
チューブよりも高電気抵抗率を有する物質の内部に分散
してなる電磁波吸収材が形成されていることを特徴とす
る自動料金所。
【請求項２０】ゲート屋根が設けられた料金所と、該料
金所を通行する車両に対して進入側に設けられた進入部
アンテナと、前記車両に対して出路側に設けられた出路
部アンテナと、路側通信装置と前記車両に搭載されてい
る車載機との間で情報の授受を行う自動料金収受システ
ムとを備えた料金所において、前記ゲート屋根の前記車
両走行側表面と、進入部アンテナ及び出路部アンテナを
支える支柱の表面の少なくとも一部にアルカリ金属とア
ルカリ土類金属と希土類金属および元素周期律表第VIII
族に含まれる金属から選ばれた少なくとも１種を担持し
たカーボンナノチューブを該カーボンナノチューブより
も高電気抵抗率を有する物質の内部に分散してなる電磁
波吸収材が形成されていることを特徴とする自動料金
所。
【請求項２１】高周波回路素子及びアンテナを有し、前
記高周波回路素子を内部に実装した筐体をもつ通信装置
であって、前記筐体の壁の少なくとも一部にアルカリ金
属とアルカリ土類金属と希土類金属および元素周期律表
第VIII族に含まれる金属から選ばれた少なくとも１種を
担持したカーボンナノチューブを該カーボンナノチュー
ブよりも高電気抵抗率を有する物質の内部に分散してな
る電磁波吸収材が設けられていることを特徴とする高周
波通信装置。
【請求項２２】請求項２１において、前記電磁波吸収材
が前記筐体の壁の内壁に設けられていることを特徴とす
る請求項２２に記載の高周波通信装置。