JP2007129179A - 導電・磁性フィラー、電磁波干渉抑制用シート、高周波信号用フラットケーブル、フレキシブルプリント基板及び電磁波干渉抑制シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
電子機器の小型化、動作周波数の高周波化に伴い、電子部品を高密度実装した電子機器の電磁波干渉抑制が重要となっている。低周波から高周波まで広い周波数帯域で抑制効果を持つ電磁波干渉抑制用軟磁性粉末材料とそれを用いた電磁波干渉抑制用シートを提供する。
【解決手段】
電磁波干渉抑制シート中に導電性カーボンと軟磁性粉末を体積比3〜10:50〜70で混合した導電・磁性フィラーを高充填することによって、電子機器の高密度実装に適し、近傍電磁界の電磁波吸収に優れ、かつ反射が十分に抑制された電磁波干渉抑制シートを得ることができる。
【選択図】
なし
Description
No.10 pp.800−803、2003年10月)、電磁波干渉抑制用シートの設計は経験に依存する部分が大きい。最近では、特許文献1及び特許文献2におけるような、近傍電磁界における電磁波吸収のために軟磁性粉末として偏平状金属磁性粉末を樹脂に配合したタイプの電磁波干渉抑制用シートが使用されている。
MD1024)等を用いるのが好適である。樹脂用の酸化防止剤としては、テトラキス[メチレン−3−(3‘,5’−ジ−t−ブチル−4‘−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)-イソシアヌレート、N,N‘−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナミド)から樹脂に適合する物を選択する。ゴム系樹脂の酸化防止剤としては、東レ株式会社 CTPI N−シクロヘキシルチオフタルイミドが好適である。
粉末材料の密度は次のようにして測定した。密度計、マイクロメリテックス社製マルチボリュム密度計1305型を用いて、粉末28g(W)を秤量セルに投入し、ヘリウムガス圧力サンプル体積(V)を求め密度を求めた。
密度=W/V (g/cm3)
長さ100mm、幅2.3mm、厚さ35μm、インピーダンス50Ωに調整したマイクロストリップラインを施工した基板により測定する。作製したシートを幅40mm、長さ50mmに切り出し試験片とする。
吸収量 =(1−|S11|2−|S21|2)/1×100(%)
反射量 = 20log|S11|(dB)
シクロヘキサノンにスチレン系エラストマー(密度0.9g/cm3)を20重量%溶解した溶液(日立化成工業株式会社製 TF−4200E)に溶剤を除去後の体積比率が、球状マグネタイト(戸田工業株式会社製 MAT305 密度5.0g/cm3、粒径0.25μm)を55vol%、スチレン系エラストマーが21vol%、粒状導電性カーボン(ケッチェン・ブラック・インターナショナル株式会社製 ケッチェンブラックEC 密度1.6g/cm3)が8vol%、難燃剤としてポリリン酸メラミン(三和ケミカル社製、MPP−A、密度1.8g/cm3)が8vol%と水酸化マグネシウム(協和化学製 キスマ5A、密度2.4g/cm3)が8vol%となるように計量して、混合し、SMT社製パワーホモジナイザーを用いて分速15000回転で60分攪拌しスラリーを得た。その際、粘度調整のためにエラストマー溶液と同体積のエチルシクロへキサノンを添加した。得られたスラリーを真空脱泡処理した後、ドクターブレードを用いてキャリアフィルムに塗工し、有機溶剤乾燥後にシート厚みが80μmのシートを作製した。さらに得られたシートを、温度130℃、圧力90MPa、加圧時間5分の条件下で成形して厚み30μmのシートを得た。得られたシートは、表面が滑らかで屈曲性に優れたシートであった。又長さ100mm、幅2.3mm、厚さ35μm、インピーダンス50Ωのマイクロストリップラインを用いてネットワークアナライザーによりSパラメータを測定し、吸収量と反射量を計算した結果、500MHzにおいて吸収量が15%、3GHzにおいて吸収量が45%、反射量が、100MHzから3GHzにおいて−10dB以下であり、広い周波数範囲において吸収量が高く、反射量の低い、バランスに優れた特性であった
実施例1同様にシート中の配合量において、繊維状導電カーボン(東レ株式会社カットファイバーTrayca TS12 006−C 繊維長6mm、繊維径1μm、密度1.5g/cm3)が6vol%、球状マグネタイトMAT305が60vol%、難燃剤としてポリリン酸メラミン(三和ケミカル社製、MPP−A、密度1.8g/cm3)が8vol%と水酸化マグネシウム(協和化学製 キスマ5A、密度2.4g/cm3)が8vol%、となる、加熱圧縮成形後の板厚が35μmのシートを作製した。マイクロストリップラインを用いたSパラメータ評価では、500MHzにおいて吸収が14%、3GHzにおいて吸収が47%、100MHzから3GHzの反射が−10dB以下であり、広い周波数範囲において吸収が高く、反射の低い、バランスに優れた特性であった。
実施例1と同様な方法で繊維状導電カーボン(東レ株式会社カットファイバーTrayca TS12 006−C 繊維長6mm、繊維径1μm、密度1.5g/cm3)が4vol%、カルボニル鉄(Internal Specialty products社製 R1470、粒径6.2μm、密度7.8g/cm3)が35vol%、カルボニル鉄(Internal Specialty products社製 S3000、粒径2μm、密度7.6g/cm3)が23vol%、難燃剤としてポリリン酸メラミン(三和ケミカル社製、MPP−A、密度1.8g/cm3)が8vol%と水酸化マグネシウム(協和化学製 キスマ5A、密度2.4g/cm3)が8vol%となる加熱圧縮成形後の板厚が47μmのシートを作製した。マイクロストリップラインを用いたSパラメータ評価では、500MHzにおいて吸収が21%、3GHzにおいて吸収が49%、100MHzから3GHzの反射が−14dB以下であり、広い周波数範囲において吸収が高く、反射の低い、バランスに優れた特性であった。
実施例2と同様な方法で表1に記載された配合と板厚に調整したシートを作製し、マイクロストリップラインを用いたSパラメータより吸収量と反射を測定した結果、全て板厚100μm以下で、500MHzにおける吸収量が10%以上、3GHzにおける吸収量が40%以上であり、かつ、100MHzから3GHzにおける反射が全て−5dB以下であり、吸収が高く反射の低いバランスに優れた特性であった。なお、Internal Specialty products社製カルボニル鉄S1641は粒径6.2μm、密度7.6g/cm3であった。
実施例1と同様な方法で表1に記載された配合と板厚に調整したシートを作製し、マイクロストリップラインを用いたSパラメータより吸収量と反射を測定した結果、全て板厚100μm以下で、500MHzにおける吸収量が10%以上、3GHzにおける吸収量が40%以上であり、かつ、100MHzから3GHzにおける反射が全て−5dB以下であり、吸収が高く反射の低いバランスに優れた特性であった。なお、戸田工業株式会社製Ni−ZnフェライトBSN714は密度5.1g/cm3であった。
実施例1と同様にして、鉄、アルミニウム、ケイ素の重量比が85:6:9、アスペクト比が15〜20、密度6.9g/cm3、平均粒径50μmの偏平金属粉を47vol%となるように加熱圧縮成形後の板厚が100μmに調整したシートを作製した。500MHzの吸収量が10%、3GHzの吸収量が43%、100MHzから3GHzの反射は−10dB以下であり吸収と反射のバランスに優れる物であるが、シート板厚が100μmである割には、実施例8対比大幅に吸収性能が劣っている。
比較例2は比較例1と同様な配合でシートを作製し厚みを500μmに調整して表1の結果を得た。吸収と反射は良好な特性であったが、500μmと厚く高密度実装には適さない物であった。
比較例3〜11は、実施例1と同様にして、表1の配合と板厚に調整したシートを作製した。比較例3から9におけるいずれのシートも反射は−20dB以下であったが、吸収が500MHzにおいて10%未満、3GHzで26%未満と吸収の少ない電磁波干渉抑制シートしか得られなかった。
Claims (8)
- 導電性カーボンと軟磁性粉末を体積比率3〜10:50〜70で混合した導電・磁性フィラー。
- 軟磁性粉末がカルボニル鉄、マグネタイト、スピネルフェライト、センダスト、ケイ素鋼、鉄等より選ばれる少なくとも1種の粉末からなることを特徴とする請求項1記載の導電・磁性フィラー。
- 請求項1または請求項2記載の導電・磁性フィラーを53〜80vol%含む樹脂組成物。
- 請求項3記載の樹脂組成物を用いた電磁波干渉抑制シート。
- 請求項4記載の電磁波干渉抑制シートであって、厚みが100μm以下のシートにおいてマイクロストリップライン測定を行い、電磁波吸収量が500MHzにおいて10%以上、3GHzにおいて40%以上あり、かつ100MHzから3GHzの範囲における電磁波反射量が−5dB以下であることを特徴とする電磁波干渉抑制シート。
- 請求項4または請求項5記載の電磁波干渉抑制シートを用いた高周波信号用フラットケーブル。
- 請求項4または請求項5記載の電磁波干渉抑制シートを用いたフレキシブルプリント基板。
- 請求項1または請求項2記載の導電・磁性フィラーを分散させた塗料を塗布することによって乾燥後の層厚を調整した後、乾燥後に熱加圧成形することを特徴とする電磁波干渉抑制シートの製造法。
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