JP2008198873A - 電磁波吸収シートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便で安価な方法を用いて、形状に制限を受けることなく電磁波の吸収効率を上昇させ、かつ電磁波の反射効率を低減させた電磁波吸収シートを提供すること。
【解決手段】本発明の電磁波吸収シート１０は、磁性体微粒子３によって電磁波を吸収するために、該磁性体微粒子３が分散されている高分子材料７からなる第１の磁性層１ｂと、該第１の磁性層１ｂ上に形成されており、高分子材料７からなる非磁性層５と、該非磁性層５上に形成されており、該磁性体微粒子３が分散されている高分子材料７からなる第２の磁性層１ａとを備えており、該第１の磁性層１ｂにおける磁化容易軸方向１１ｂが、該第２の磁性層１ａにおける磁化容易軸方向１１ａと異なっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器において輻射されるノイズを抑制することに関する。より詳細には、電子機器において輻射される電磁波を吸収する電磁波吸収シ−トおよびその製造方法とに関する。

近年、携帯電話機器、テレビ、パソコンなどに代表される電子機器の小型化、軽量化および／または処理速度の高速化が加速度的に進んでいる。電子機器の小型化、軽量化および／または処理速度の高速化に伴い、電子機器本体から輻射される電磁波によって、他の電子機器や人体への悪影響を引き起こす。このため、電子機器から輻射される電磁波を抑制するためのノイズ対策が重要である。

電子機器の小型化、軽量化および／または処理速度の高速化に起因する電磁波の影響は、電子機器本体から外部に輻射される電磁波に限ったことではなく、機器内部の部品から輻射された電磁波によって電子機器自体の動作にも悪影響を与える。

電子機器の小型化、軽量化および／または処理速度の高速化のために、電子機器内部においてさまざまな信号（情報）処理を行っている集積回路が小型化および高密度化される傾向にある。集積回路の小型化および高密度化を実現するために、集積回路上に形成された電子部品、伝送線路が高い密度で集積化されている。集積化された電子部品や伝送線路同士の物理的な距離が縮小することによって、電子部品や伝送線路同士の相互干渉（輻射された電磁波）の影響が大きくなる。電子部品や伝送線路から輻射された電磁波は、電子機器の誤動作を引き起こす。上記電磁波による誤作動を防止するために、コンデンサやフィルタを用いたノイズ対策が行われている。

しかし、高集積化によって、機器内部のスペースの縮小、電磁波による影響の増大、および輻射される電磁波の高周波数化など問題が重大化し、ノイズ対策のための部品に対してさまざまな性質が要求され、その要求は高まる一方である。ノイズ対策の部品に要求される性質とは、例えば、サイズの縮小化、効率的な電磁波の吸収性および高周波数の電磁波に対応した吸収性などである。

ノイズ対策の部品に要求される上記性質を有するものとして、電磁波吸収シートを筐体、電子部品および伝送線路等に配置する技術が注目されている。電磁波吸収シートは、高分子材料、酸化物または窒化物などの絶縁体に磁性体微粒子を分散させた複合磁性体シート（薄膜）である。ノイズとして輻射される電磁波を吸収することができるため、電磁波吸収シートを用いることは、上記ノイズ対策のための有効な手段である。

高分子材料から構成された絶縁体に磁性体微粒子を分散させた電磁波吸収シートが特許文献１に開示されている。特許文献１の電磁波吸収シートは、ＧＨｚ帯の電磁波吸収特性に優れたノイズ抑制シートであるが、厚さが１ｍｍ以上のシートでしかその特性が確認されていない。このような電磁波吸収シートは、電磁波の輻射源（素子や伝送線路）の近傍に配置することによって、回路基板や部品から輻射される電磁波を吸収する。このため、厚さが１ｍｍもあるシートを、内部構成が高度に集積化された機器へ適用すると、機器の小型化の妨げとなる。

上述のような電磁波吸収シートは、シート内部に分散させた磁性体微粒子の磁気損失によって電磁波を吸収する。また、磁性体の磁気損失を利用した電磁波吸収シートは、電磁波の輻射源またはその伝送線路に対して等価的な抵抗成分が付与されることによって、電磁波を吸収することが知られている。ここで、電磁波吸収シート（複合磁性体シート（薄膜））の面積が一定の場合、等価的な抵抗成分の大きさは、磁性体を分散させた電磁波吸収シートが有する磁気損失（または複素透磁率の虚数部）（μ’’）の大きさ、および電磁波吸収シートの厚さにおおよそ比例する。すなわち、電磁波吸収シートの電磁波の吸収効率を高めるためには、シートの膜厚を大きくする、または大きなμ’’を有する磁性体を用いればよい。

上述のように、シートの膜厚を大きくすることは、機器の小型化の妨げであり、さらに磁気損失によって発生した熱を放出することが困難になるため、機器の動作に悪影響を及ぼす。このため、大きなμ’’を有する磁性体を用いて薄膜化した、より有用な電磁波吸収シートを開発することが一般的である。

大きなμ’’を有する磁性体を用いた電磁波吸収シートとしては、グラニュラー磁性体（薄膜）が挙げられる。グラニュラー磁性体とは、窒化物や酸化物といった非磁性体中に強磁性体微粒子を分散させた軟磁性薄膜である。

ここで、μ’’の大きさは電磁波の周波数に対して分散分布を示し、その分散分布のピークは電磁波吸収シートが有する共鳴周波数付近に存在する。電磁波吸収シートに所望の電磁波を効率的に吸収させるためには、所望の該電磁波が有する周波数に合わせて電磁波吸収シートが有するμ’’の周波数プロファイル（共鳴周波数）を調整する必要がある。通常、電磁波吸収シートが有する共鳴周波数の調整は、シートに分散させた磁性体に対して一定方向を向いた磁気異方性（一軸磁気異方性）を付与し、付与した一軸磁気異方性の大きさを調整することによって行われる。つまり、電磁波吸収シートの電磁波吸収特性（共鳴周波数）を吸収したい電磁波の周波数付近にシフトさせる。上述のように、電子機器の処理の高速化によって高周波数の電磁波が輻射される。電磁波吸収シートの共鳴周波数の調整は、高周波数の電磁波を効率的に吸収するために行われる。

しかし、一軸磁気異方性を付与した電磁波吸収シートを伝送線路から輻射される電磁波の吸収に用いた場合、シートに付与された一軸磁気異方性の方向（磁化容易軸方向）と伝送線路を流れる高周波電流の方向とが直交する（伝送線路から輻射される磁界の方向とが平行になる）とき、μ’’が非常に小さくなってしまう。よって、一軸磁気異方性を付与した電磁波吸収シートを、μ’’が非常に小さくなるような配置にしてしまうと、電磁波吸収シートによる電磁波の吸収効率が低下する。つまり、電磁波吸収シートに一軸磁気異方性を付与した場合、電磁波吸収シートの電磁波吸収特性に異方性が現れる。

上述のような問題を解決した薄型の電磁雑音抑制体（電磁波吸収シート）であって、効率的に高周波数の電磁波を吸収し、かつ電磁波の反射を抑制する電磁雑音抑制体が特許文献２に開示されている。特許文献２において、電磁雑音抑制体として大きなμ’’を有するグラニュラー磁性体を用いている。

グラニュラー磁性体は、優れた電磁波の抑制作用を有しているが、強磁性体微粒子を酸化物、窒化物またはふっ化物などに分散させても電気比抵抗が十分に大きくならない。すなわち、グラニュラー磁性体を用いた電磁波吸収シートが導電体として作用するため、輻射された電磁波を反射してしまう。反射された電磁波は、輻射源に対して２次的な動作障害などをもたらす。輻射源からの電磁波の抑制作用とは、電磁波の吸収および反射という２つの異なる現象に分けることができる。電磁波吸収シートの電磁波の吸収効率を上昇させ、かつ電磁波の反射効率を低減させるためには、磁性体が有するμ’’を増大し、かつ磁性層の電気比抵抗を大きくする必要がある。電磁波吸収シートとしてグラニュラー磁性体用いた場合、これらを同時に達成するのは困難である。

特許文献２の電磁雑音抑制体は、電磁波の上記反射を抑制するために、輻射源である信号伝送線路の線路幅と略同等ないしそれよりも狭幅な形状を有している。さらに、上記グラニュラー磁性体は、磁化困難軸方向（一軸磁気異方性の方向と直交する方向）が上記信号伝送線路の幅方向に対して略平行になるように配置されている。特許文献２の電磁雑音抑制体は、上記構成を有しているため、電磁波の反射を抑制し、かつ効果的に高周波数の電磁波を吸収する。

図５（ａ）および（ｂ）は、特許文献２の電磁雑音抑制体における一軸磁気異方性の方向と信号伝送線路における高周波電流の伝送方向（または高周波磁界の方向）について説明した図である。

図５（ａ）に示すように、電磁雑音抑制体１００は、その長辺方向（Ｙ軸方向）が伝送線路５１ａの高周波電流の伝送方向５２ａ（Ｙ軸方向）と平行になるように、伝送線路５１ａ上に配置されている。電磁雑音抑制体１００は、一軸磁気異方性の方向５４（磁化容易軸方向）がＹ軸方向と平行になるように、一軸磁気異方性が付与されている。高周波電流が伝送線路５１ａ内をＹ軸方向に流れるため、伝送線路５１ａから輻射される高周波磁界５３ａはＸ軸に平行である。電磁雑音抑制体１００に付与された一軸磁気異方性の方向５４が高周波磁界５３ａと直行するため、電磁雑音抑制体１００の磁化に対して高周波磁界５３ａが有効に作用するので、μ’’が大きくなる。よって、電磁雑音抑制体１００を用いて、伝送線路５１ａから輻射される電磁波を効率的に吸収することができる。

次に、伝送線路が分岐している場合について図５（ｂ）を用いて説明する。

図５（ｂ）に示すように、伝送線路５１ｂは、直線状の線路ではなく、１箇所において直角に分岐している。図５（ａ）の場合と同様に、電磁雑音抑制体１００は、その長辺方向がＹ軸と平行になるように、伝送線路５１ｂ上に配置されている。このため、伝送線路５１ｂから輻射される高周波磁界５３ａと平行な電磁波は効率的に吸収される。

しかし、Ｘ軸方向に分岐した伝送線路５１ｂには、伝送方向５２ｂに高周波電流が流れる。伝送方向５２ｂに流れる高周波電流から輻射される高周波磁界５３ｂは、Ｙ軸方向に平行である。すなわち、電磁雑音抑制体１００の一軸磁気異方性の方向５４と高周波磁界５３ｂとが平行である、または一軸磁気異方性の方向５４と伝送線路を流れる高周波電流の方向とが直交する。このとき、電磁雑音抑制体１００の磁化に対して高周波磁界５３ｂが有効に作用することができないので、μ’’が小さくなる。よって、電磁雑音抑制体１００は、伝送線路５２ｂの分岐部分における電磁波をあまり吸収することができない。

実際の高集積化された回路基板において、伝送線路は分岐を有するだけでなく直角に曲げて配置されることが多い。電磁雑音抑制体１００を用いて高周波電流が流れる方向が直交する伝送線路から輻射される電磁波を吸収するためには、図６に示すような配置を行う必要がある。

図６は、直角に曲がった部分を有する伝送線路から輻射される電磁波を吸収するための、電磁雑音抑制体２００の配置を模式的に示した平面図である。

図６に示すように、伝送線路５１ｃは、Ｘ軸方向に伸びている部分とＹ軸方向に伸びている部分とを有し、それらの交点は直角をなしている。伝送線路５１ｃを流れる高周波電流は、Ｘ軸方向に伸びている部分においてＸ軸と平行に、Ｙ軸方向に伸びている部分においてはＹ軸と平行に流れている。伝送線路５１ｃ上には、２つの電磁雑音抑制体２００が配置されている。２つの電磁雑音抑制体２００は、それぞれが有する一軸磁気異方性の方向５４ａおよび５４ｂと配置した伝送線路５１ｃを流れる高周波電流方向２２ａまたは高周波電流方向２２ｂとが平行になるように配置されている。また、伝送線路５１ｃが直角に曲がっている箇所において、２つの電磁雑音抑制体２００は、重なるように配置されている。

上記構成によって、伝送線路５１ｃが直角に曲がっている箇所においても効率的に電磁波を吸収することができる。しかし、上述したように、実際の高集積化された回路基板において伝送線路は、分岐や折れ曲がりを数多く有している。伝送線路が有する分岐や折れ曲がりの数だけ、幅や長さを伝送線路に合わせた電磁雑音抑制体を形成し、かつ電磁雑音抑制体の配置を行わなければならないため、製造工程が増加する。結果として、量産性の低下およびコストの増大に繋がる。

一軸磁気異方性を有する電磁雑音抑制体の上記課題を解決するためには、μ’’の大きさが等方的である（あらゆる方向に対して大きさの等しいμ’’を有している）電磁波吸収シートを用いればよい。特許文献３には、各磁性層の磁化容易軸方向が磁性層のそれぞれにおいて任意角度のずれを有している非晶質軟磁性多層薄膜が開示されている。

特許文献３の非晶質軟磁性多層薄膜は、複数の非晶質磁性層のそれぞれが異なる方向に対して磁化容易軸方向（一軸磁気異方性）を有しており、非晶質磁性層と絶縁層とが交互に積層された構造を有している。つまり、上記非晶質軟磁性多層薄膜は、共鳴周波数付近に大きなμ’’を有し、かつμ’’の大きさが異方性を有していない（等方性を有している）。

このため、特許文献３の非晶質軟磁性多層薄膜を電磁波吸収シートとして利用した場合、さまざまな方向に輻射される電磁波を一枚の電磁波吸収シートによって吸収することができる。一方、上記非晶質軟磁性多層薄膜の非晶質磁性層が強磁性体から構成され、かつ絶縁層が酸化物から構成されているため、上述したように、電磁波の反射を起こす可能性がある。さらに、上記非晶質軟磁性多層薄膜は、インダクタ、トランスを構成する高透磁率材料（磁芯材料）を提供することを目的としたものであり、特許文献３において電磁波の反射を抑制する方法について何ら考慮されていない。

実際、特許文献３には、透磁率の実数部（μ’）の大きさについての記載はあるが、μ’’の大きさについては記載がない。各磁性層における一軸磁気異方性のそれぞれがずれを生じるように形成されているため、μ’’の大きさが等方性を有していることが十分予測できるが、上記非晶質軟磁性多層薄膜は、有する電気抵抗の大きさの観点から電磁波吸収シートとして用いることは非常に困難である。

特許文献４には、電磁波の反射を抑制した電磁雑音抑制体であって、大きなμ’’を有し、かつμ’’の大きさについて異方性を有していない電磁雑音抑制体が開示されている。特許文献４の電磁雑音抑制体は、特許文献２の電磁雑音抑制体を積層したものであり、積層された複数の層のそれぞれが異なる方向に対して一軸磁気異方性を有している。上記電磁雑音抑制体を用いることによって、伝送線路が有する分岐や折れ曲がり箇所において効果的に電磁波を吸収することができる。
特開平１１−２９８１８７号公報（平成１１年１０月２９日公開） 特開２００２−１５１９１６号公報（平成１４年５月２４日公開） 特開平５−４７５５５号公報（平成５年２月２６日公開） 特開２００３−１９７４１０号公報（平成１５年７月１１日公開）

しかし、特許文献４の電磁雑音抑制体は、特許文献２の電磁雑音抑制体と同様、グラニュラー磁性体から構成されている。よって、特許文献４の電磁雑音抑制体は、電磁波の反射を抑制するために、配置する伝送線路の幅と同じかそれ以下の幅に形成されている（特許文献４の図１、図３および図４を参照のこと）。従って、特許文献４の電磁雑音抑制体は、配置する伝送線路の形状に合わせて形成する必要がある。例えば、シート状の電磁雑音抑制体を形成した後、配置する伝送線路の形状に合わせて切断するなどの工程を必要とする。

図７を用いてシート状の電磁雑音抑制体を切断した場合の一軸磁気異方性の変化について説明する。図７（ａ）は、矩形に形成したシート状の電磁雑音抑制体を、その一辺と平行な方向に切断した電磁雑音抑制体を示す立体図であり、図７（ｂ）は、矩形に形成したシート状の電磁雑音抑制体を、その一辺と平行および直角に切断した電磁雑音抑制体を示す立体図である。

図７（ａ）に示すように、シート状の電磁雑音抑制体２００は、グラニュラー磁性体からなる第１層７１ａおよび第２層７１ｂから構成されている。第１層７１ａには、Ｙ軸方向に平行な一軸磁気異方性７７ａが付与されており、第２層７１ｂには、Ｘ軸方向に平行な一軸磁気異方性７７ｂが付与されている。シート状の電磁雑音抑制体２００に、その一辺に平行なＹ軸方向にスリット７５を入れることによって、複数の縦長の電磁雑音抑制体７３が形成される。第１層７１ａおよび第２層７１ｂがそれぞれ有する磁化容易軸方向のμ’’の大きさはほぼ同じである。

縦長の電磁雑音抑制体７３を形成した場合、第１層７１ａに付与された一軸磁気異方性７７ａは強められ、第２層７１ｂに付与された一軸磁気異方性７７ｂは、Ｙ軸方向に一軸磁気異方性が誘導されることによって弱められる。これは、静磁エネルギーを最小にするために、反磁場係数が最小の方向に磁化方向が向くという性質によるものであり、磁性体の形状に基づいて誘導される形状磁気異方性と呼ばれる。

さらに、第１層７１ａの一軸磁気方性７７ａが強められると、共鳴周波数が高周波数側にシフトする。一方、第１層７１ｂにおいては一軸磁気方性７７ｂが弱められるため、共鳴周波数が低周波数側にシフトする。つまり、縦長の電磁雑音抑制体７３は、Ｘ軸方向に平行な電磁波およびＹ軸方向に平行な電磁波に対して、共鳴周波数（周波数に対するμ’’の分散分布のピーク）が大きく異なる。

また、ｓｎｏｅｋ限界によって、縦長の電磁雑音抑制体７３におけるＸ軸方向に平行な電磁波に対するμ’’よりもＹ軸方向に平行な電磁波に対するμ’’が小さくなる。つまり、Ｙ軸方向に平行な（Ｘ軸方向に流れる高周波電流から輻射される）電磁波の吸収効率が低くなる。

以上のことから、縦長の電磁雑音抑制体７３は、特定の周波数を有する電磁波を等方的かつ効率的に吸収することができない。

図７（ｂ）に示すように、シート状の電磁雑音抑制体２００は、グラニュラー磁性体からなる第１層７１ａおよび第２層７１ｂから構成されている。第１層７１ａには、Ｙ軸方向に平行な一軸磁気異方性７７ａが付与されており、第２層７１ｂには、Ｘ軸方向に平行な一軸磁気異方性７７ｂが付与されている。上面から見た形状が正方形の電磁雑音抑制体７９を形成するために、シート状の電磁雑音抑制体２００にはＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれに平行なスリット７５が入れられている。第１層７１ａおよび第２層７１ｂがそれぞれ有する磁化容易軸方向のμ’’の大きさはほぼ同じである。

正方形の電磁雑音抑制体７９を形成した場合、一軸磁気異方性７７ａおよび一軸磁気異方性７７ｂが、上記形状磁気異方性の誘導によって弱められる。磁性体を正方形にした場合、Ｚ軸方向に対して形状磁気異方性が誘導される。アスペクト比（正方形の辺の長さ／厚さ）が十分に大きい（例えば１０以上）場合、Ｚ軸方向に対して誘導される形状磁気異方性はさほど問題にはならない。しかし、配置する伝送線路が微細化することによって、アスペクト比を十分確保できなくなった場合、全ての方向に対するμ’’が小さくなるため、伝送線路から輻射された電磁波の吸収効率が低下する。

以上のように、特許文献４に記載の技術では、グラニュラー薄膜に分散された強磁性体が導電体として作用するので、電磁波の反射を抑制するためには電磁波吸収シートの形状が制限される。電磁波の輻射源がさらに微小化された場合、電磁波の反射を抑制し得る形状に形成することによって電磁波の吸収効率を低下させるおそれがある。

また、縦長の電磁雑音抑制体７３および正方形の電磁雑音抑制体７９に共通した問題点として、電磁雑音抑制体２００の切断工程や輻射源に対して配置する工程など、輻射源の微細化に従って要求される精度が向上し続ける、煩雑な工程を含んでいることである。

さらに、特許文献２、特許文献３および特許文献４に記載の電磁波吸収シートはいずれも、スパッタ装置などの高価であり、かつ使用に際して高エネルギーを要する真空装置を用いて作製されている。このため、設備投資を要するだけでなくランニングコストも高い。よって、電磁波吸収シートのコストが高くなる。

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便で安価な方法を用いて、形状に制限を受けることなく電磁波の吸収効率を上昇させ、かつ電磁波の反射効率を低減させた電磁波吸収シートおよびその製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の電磁波吸収シートは、磁性体微粒子によって電磁波を吸収するために、該磁性体微粒子が分散されている高分子材料からなる第１の磁性層と、該第１の磁性層上に形成されており、高分子材料からなる非磁性層と、該非磁性層上に形成されており、該磁性体微粒子が分散されている高分子材料からなる第２の磁性層とを備えており、該第１の磁性層における磁化容易軸方向が、該第２の磁性層における磁化容易軸方向と異なっている。

上記のように、本発明の電磁波吸収シートは、第１の磁性層、非磁性層および第２の磁性層からなる３層構造を備えており、第１の磁性層の磁化容易軸方向と第２の磁性層の磁化容易軸方向が異なっている。このため、例えば、第１の磁性層によって効率的に吸収できないような方向（磁性層の面と平行で磁化容易軸方向に対して直角をなす方向）を有する電磁波が輻射されたとしても、第１の磁性層とは異なる磁化容易軸方向を有する第２の磁性層によって該電磁波を効率的に吸収することができる。逆に、第２の磁性層で効率的に吸収できない電磁波は、第１の磁性層によって効率的に吸収できる。すなわち、上記電磁波吸収シートは、等方的なμ’’の大きさを有しているため、あらゆる方向を有する電磁波を効率的に吸収することができる。

さらに、第１および第２の磁性層が非磁性層を介して形成されているため、第１の磁性層と第２の磁性層とは、磁気的結合を形成することができる。第１の磁性層と第２の磁性層とが形成している磁気的結合の強度は、電磁波吸収シートが効率的に吸収することができる電磁波の周波数に影響を与える。例えば、上記磁気的結合の強度を高めると、より高い周波数の電磁波を効率的に吸収できる。さらに、上記磁気的結合の強度は、非磁性層の厚さを変えることによって調節することができる。例えば、非磁性層を薄くすると、上記磁気的結合の強度が高まる。つまり、非磁性層の厚さを変えて第１の磁性層と第２の磁性層とが形成している磁気的結合の強度を調節することによって、所望の周波数を有する電磁波を特異的に効率よく吸収することができる。

上記構成において、磁性体微粒子を高分子材料に分散させているため、酸化物や窒化物に磁性体微粒子を分散させたグラニュラー磁性体のように、磁性体微粒子が導電体として作用しない。これは、酸化物や窒化物と比較して、高分子材料の電気比抵抗が高いためである。磁性層における磁性体微粒子が導電体として作用する場合、伝送線路から輻射された電磁波（電磁雑音）の一部を、吸収せずに輻射源（ここでは、伝送線路）に反射してしまう。輻射源に反射された電磁波は、輻射源の動作に異常を来たす。

従来、上記グラニュラー磁性体を用いて電磁波の輻射を抑制する場合、上記反射を抑制する必要があった。上記反射を抑制する方法としては、例えば、伝送線路の幅よりもグラニュラー磁性体の幅を小さくして配置する方法が採用されていた。この場合、電磁波の反射は抑制できるものの、伝送線路の形状に合わせて細線化すること、または伝送線路の交差や折れ曲がりに合わせて正方形に形成することによって、その形状に起因して発現する形状磁気異方性の影響を受ける。形状磁気異方性の影響を受けることによって、様々な方向から効率的に電磁波を吸収するために複数の方向に対して付与した一軸磁気異方性が、全体的にまたはある方向において弱まる。このように、従来の方法では形状に制限を受けてしまうため、電磁波の反射を抑制し、かつ電磁雑音を効率的に抑制することができなかった。

本発明の電磁波吸収シートは、上述のように、電気比抵抗の高い高分子材料に磁性体微粒子を分散させているため、形状に制限を受けずに電磁波の反射を抑制し得る。形状に制限を受けないため、複数の磁性層に付与した、異なる方向を向いている一軸磁気異方性が弱まることがない。このため、電磁波吸収シートが有するμ’’の大きさの等方性を維持することができる。つまり、反射を抑制し、かつ効率的に様々な方向から輻射された電磁波を吸収することができる。

さらに、輻射源の形状に合わせて電磁波吸収シートを形成する必要がない。特に、回路基板上に形成される伝送線路や素子が微細化するに従って、精密な形状に形成しなければならない。このため、製造工程が煩雑化する。精密な形状を有する磁性体吸収シートの形成だけでなく、形成物の配置もより精密に行う必要がある。このように、本発明の電磁波吸収シートは、輻射源の形状に厳密に形状を合わせる必要がないので、その製造において、煩雑な工程を省略することができる。

また、さらに、従来のグラニュラー磁性体は、通常、スパッタ装置を用いて形成されていた。スパッタ装置は、装置自体が高価な上に、作動させるのに高エネルギーを要する。よって、設備費およびランニングコストが高い。

一方、本発明に係る磁性体微粒子を高分子材料の層に分散させた磁性層は、簡便かつ低コストな方法で形成することができる。例えば、高分子材料の層をアルカリ溶液に浸し、磁性体微粒子を構成する金属イオンを含んだ溶液をアルカリ溶液に浸した高分子材料の層の一面を接触させることによって、該金属イオンを高分子材料の層に取り込ませる。金属イオンを取り込ませた高分子材料の層を、一定方向に対して磁場を印加しながら還元ガスで処理することによって、磁性体微粒子を高分子材料の層に対して均一に分散させることができる。このように、アルカリ溶液、金属イオンを含む溶液、還元ガスといった安価で取り扱いが容易な材料を用いることができるため、処理に必要な設備も低コストである。

以上のように、簡便で安価な方法を用いて、形状に制限を受けることなく電磁波の吸収効率を上昇させ、かつ電磁波の反射効率を低減させた電磁波吸収シートを実現できるという効果を奏する。

また、本発明の電磁波吸収シートは、高分子材料からなる１枚の高分子シートから構成されており、該高分子シートおいて対向する第１面および第２面のうち、第１面に上記第１の磁性層が形成され、第２面に上記第２の磁性層が形成されている。

上記構成を有する電磁波吸収シートを製造するためには、例えば、磁性体微粒子は１枚の高分子シートの両面から分散させればよい。よって、第１の磁性層、第２の磁性層および非磁性層を別個の高分子シートから作製する必要がない。そして、第１の磁性層、第２の磁性層および非磁性層を積層する工程を省略することができるので、高分子シートの両面から磁性微粒子を分散させる装置を使用すれば、上記電磁波吸収シートを作製することができる。

すなわち、優れた性能を有する電磁波吸収シートを簡便かつ低コストで製造することができる。

また、本発明の電磁波吸収シートにおいて、上記第１の磁性層における磁化容易軸方向と上記第２の磁性層における磁化容易軸方向とが、９０°異なっていることが好ましい。

磁化容易軸方向が９０°異なっているとは、電磁波吸収シートとして形成した状態において、２つの磁性層のそれぞれがシート面に平行な磁化容易軸方向を有し、かつその２つの磁化容易軸同士が、９０°の角度をなしているということである。

ここで、１つの磁化容易軸方向と直交する方向は、磁化困難軸方向である。磁性層が有する磁化困難軸方向と伝送線路の高周波電流方向とが一致するとき、該伝送線路から輻射される電磁波のほとんどを該磁性層によって吸収することができない。例えば、１つの磁性層の磁化容易軸方向にと伝送線路ある箇所の高周波電流方向とを一致させた場合、伝送線路が分岐、交差および／または折れ曲がりを有していると、方向が変わった後の高周波電流から輻射される電磁波のほとんどを吸収することができなくなる。

上記構成を有することによって、１つの電磁波吸収シートは、直交した２つの磁化容易軸方向を有している。このため、２つの磁化容易軸方向のいずれか一方と伝送線路の高周波電流方向とを一致させれば、該高周波電流から輻射される電磁波を非常に高い効率で吸収することができる。そして、上記伝送線路が分岐、交差および／または折れ曲がりを有していても、上記高周波電流方向と直交する高周波電流から輻射される電磁も同様に高い効率で吸収することができる。

実際の回路基板上において、伝送線路を流れる高周波電流の方向は、９０°変化することが多い。例えば、伝送線路の分岐、交差および折れ曲がりなどである。つまり、２層の磁性層が有する磁化容易軸方向が９０°異なっていることによって、等方的な電磁波の吸収を実現することができる。

また、本発明の電磁波吸収シートにおいて、上記磁性体微粒子は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの組み合わせから構成された軟磁性体微粒子であることが好ましい。

Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの組み合わせから構成された磁性体微粒子は、強磁性体である。強磁性体は、大きな磁気損失（または複素透磁率の虚数部）（μ’’）を有している。μ’’の大きさに比例して、伝送線路または輻射源に対する等価的な抵抗成分が大きくなる。等価的な抵抗成分が伝送線路や輻射源に対して付与されることによって、電磁波を吸収する。すなわち、μ’’の大きさは、電磁波の吸収効率の高さと言い換えることができる。

大きなμ’’を有する磁性体微粒子を分散させた磁性層を備える電磁波吸収シートは、その電磁波の吸収効率が高いので、一層の薄型化を行ったとしても十分に電磁波を吸収することができる。よって、伝送線路などの輻射源の微細化および回路の省スペース化に対応した薄型化が可能な電磁波吸収シートを実現できる。

また、本発明の電磁波吸収シートにおいて、上記磁性体微粒子の体積が、上記磁性層の体積の１５％〜６０％を占めていることが好ましい。

磁性層の体積に対する磁性体微粒子の体積比が１５％を下回ると、磁性体微粒子同士の磁気的結合が弱まる。磁性体微粒子のそれぞれは、磁性層中において、原子レベルで磁気的な結合を形成することによって、安定した軟磁性を発揮する。高分子材料を増やすと、さらに電磁波の反射を抑制できるが、磁性体微粒子間の磁気的結合を極端に弱めてしまい、磁性体微粒子のそれぞれが孤立する。磁性体微粒子のそれぞれが孤立すると、熱かく乱によって容易に軟磁性を失ってしまう。さらに、磁性体微粒子のそれぞれが孤立した状態では、磁性層に一軸磁気異方性を付与し、その一軸磁気異方性を維持させることが困難である。よって、電磁波の吸収効率を低下させる。

磁性層の体積に対する磁性体微粒子の体積比が６０％を上回ると、逆に磁性体微粒子同士が物理的に接触する割合が大きくなり過ぎる。当然、磁性体微粒子同士の磁気的結合の強さが極端に大きくなる。このため、電気比抵抗の大きな高分子材料に分散させた場合であっても、電磁波の反射の影響を無視できなくなる。

すなわち、上記磁性体微粒子の体積が、上記磁性層の体積の１５％〜６０％を占めている場合、輻射源への電磁波の反射を抑制し、かつ輻射源からの電磁波を効率的に吸収することができる。

また、本発明の電磁波吸収シートにおいて、上記非磁性層の厚さが、２０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。

非磁性層を薄く形成すればするほど、１つの非磁性層を挟む２つの磁性層同士が形成する磁気的結合の強度を向上させることができる。２つの磁性層同士が形成する磁気的結合を強くすることによって、磁性層が有するμ’’の周波数に対する分散分布のピーク（共鳴周波数）を、より高い周波数側へシフトさせることができる。つまり、非磁性層の厚さを変化させることによって、電磁波吸収シートが電磁波を効率的に吸収することができる周波数域を変化させることができる。よって、所望の周波数の電磁波を効率的に吸収することができる。さらに、今後使用が予想される高周波数の高周波電流から輻射される電磁波への対応も可能である。

ただし、非磁性層の厚さを２０ｎｍ未満に形成することは非常に困難であり、再現性よく同程度の厚さを有する非磁性層を形成することができない。つまり、安定した性能を備えている電磁波吸収シートを提供することが困難になる。一方、非磁性層を、２００ｎｍを超える厚さに形成すると、２つの磁性層同士が形成する磁気的結合が弱くなりすぎるため、磁性層が有する共鳴周波数をより高い周波数側へシフトさせる作用が弱まってしまう。つまり、非磁性層が上記範囲の厚さを有することによって、効率的な電磁波の吸収を安定して実現できる電磁波吸収シートを提供することができる。

また、本発明の電磁波吸収シートにおいて、上記第１の磁性層および上記第２の磁性層は、約１０^８μΩｃｍの大きさの電気比抵抗を有していることが好ましい。

従来の強磁性体を用いた磁性層は十分に電気比抵抗が高くないため、導電体として作用する。例えば、グラニュラー磁性体が有する電気比抵抗は、１０^２〜１０^３μΩｃｍ程度であり、グラニュラー磁性体は十分に高い電気比抵抗を有しているとは言えない。電磁波吸収シートの電気比抵抗が十分に高くない場合、上述したように、輻射源に対して電磁波を反射してしまう。

高分子材料に強磁性体を分散させることによって、磁性層が有する電気比抵抗を十分に高めた上記構成を実現する（磁性層が有する電気比抵抗を約１０^８μΩｃｍ程度に設定する）ことができる。よって、輻射源への電磁波の反射を効率的に抑制することができる。

上記課題を解決するために、本発明の電磁波吸収シートの製造方法は、高分子材料からなる高分子シートにおいて対向する第１面および第２面に、それぞれ金属イオンを導入する工程；該第１面に第１方向から磁場を印加しながら、該第１面に導入した金属イオンを還元することによって、該第１面に金属微粒子を分散させる工程；ならびに該第２面に該第１方向とは異なる第２方向から磁場を印加しながら、該第２面に導入した金属イオンを還元することによって、該第２面に金属微粒子を分散させる工程を包含する。

上記方法は、磁性層を形成するための１工程において、高分子シートの両面に対して金属イオンを導入する。さらに、磁性層を形成するための１工程において、高分子シートの両面に対して導入した金属イオンを還元することによって、高分子シートに金属微粒子を分散させる。このように、スパッタ装置を用いることなく、磁性体微粒子を高分子シートに分散させることができる。すなわち、安価かつ簡便な方法を用いて、上述の電磁波吸収シートを製造することができる。さらに、１つの高分子シートを用いて上述の電磁波吸収シートを製造することができる。

さらに、磁性層を形成するための１工程において、第１面には、第１方向から磁場を印加しながら金属微粒子を分散させる。そして、第２面には、第１方向とは異なる第２方向から磁場を印加しながら金属微粒子を分散させる。このため、１つの電磁波吸収シートの両面に形成された磁性層のそれぞれに対して、異なる方向を向いている磁化容易軸方向を付与することができる。このため、上記方法によって製造された電磁波吸収シートは異方性のないμ’’（等方性を有するμ’’）の大きさを有している。このため、上記電磁波吸収シートは、異方性のない（等方性の）電磁波の吸収を実現することができる。

例えば、非磁性層の厚さは、第１面および第２面から金属イオンを導入する時間を調節することによって、調節することができる。このため、磁性層を所望の厚さに形成することが容易である。磁性層の膜厚を調整することによって、該非磁性層を挟む２つの磁性層間に生じる磁気的結合の強度を調整することができる。上述のように、２つの磁性層間に生じる磁気的結合の強度を変化させることによって、磁性層が有する共鳴周波数（μ’’の周波数に対する分散分布のピーク）を変化させることができる。μ’’の周波数に対する分散分布のピークは、磁性層が効率的に吸収し得る電磁波の周波数と一致する。

つまり、非磁性層の厚さを調整することによって、所望の周波数の電磁波を特異的に吸収し得る電磁波吸収シートを、より簡便な手法を用いて製造することができる。

また、本発明の電磁波吸収シートにおいて、金属イオンを取り込ませる上記工程が、上記高分子材料からなる層または上記非磁性層に対するアルカリ溶液の処理；およびアルカリ溶液で処理した高分子材料からなる該層または非磁性層に対する金属イオンを含む溶液の処理を含んでいてもよい。

アルカリ溶液としては、例えば、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウム溶液を用いることができる。高分子材料の層をアルカリ溶液で処理することによって、該高分子材料の層にカルボキシル基を形成させることができる。カルボキシル基は、金属イオンと陽イオン交換反応を起こすことができる。アルカリ溶液で処理した高分子材料の層を所望の金属イオンを含む溶液に浸すことによって、高分子材料の層に対して所望の金属イオンを容易に導入することができる。

高分子材料の層に導入された金属イオンを還元させる（高分子材料の層を還元ガスで処理する）ことによって、該高分子材料の層に磁性体微粒子を分散させることができる。

このように、安価な材料を用いて、簡便に所望の磁性体微粒子を高分子材料の層に分散させることができる。

上記金属イオンが、Ｆｅイオン、Ｃｏイオン、Ｎｉイオンまたはこれらの組み合わせから構成されていることが好ましい。

上記構成を有することによって、還元されることでＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらを組み合わせた合金から構成される強磁性体を、高分子材料の層に分散させることができる。Ｆｅイオン、Ｃｏイオン、Ｎｉイオンまたはこれらを組み合わせたイオンは、従来公知の化合物を用いて得ることができる。

よって、入手が容易な材料を用いて、形状に制限を受けることなく電磁波の吸収効率を上昇させ、かつ電磁波の反射を抑制することができる。

以上のように、本発明の電磁波吸収シートは、磁性体微粒子によって電磁波を吸収する電磁波吸収シートであって、該磁性体微粒子が分散されている高分子材料からなる第１の磁性層と、該第１の磁性層上に形成されており、高分子材料からなる非磁性層と、該非磁性層上に形成されており、該磁性体微粒子が分散されている高分子材料からなる第２の磁性層とを備えており、該第１の磁性層における磁化容易軸方向が、該第２の磁性層における磁化容易軸方向と異なっている。このため、簡便で安価な方法を用いて、形状に制限を受けることなく電磁波の吸収効率を上昇させ、かつ電磁波の反射効率を低減させた電磁波吸収シートを実現できるという効果を奏する。

本発明に係る実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。以下の説明において同一の部材および構成要素のそれぞれには、同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同様である。従ってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態である電磁波吸収シート１０の構成について図１〜図３を用いて以下に説明する。図１は、一実施形態の電磁波吸収シート１０の構造を示す立体図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電磁波吸収シート１０は、２つの磁性層１ａ、１ｂおよび高分子材料から構成された非磁性層である高分子層５を備えている。つまり、電磁波吸収シート１０は３つの層から構成されている。電磁波吸収シート１０を３層構造として形成する場合、１つの高分子シートの両面（Ｚ軸方向およびＺ軸の反対方向）から磁性体微粒子３（の材料）を該高分子シートに分散させることによって、電磁波吸収シート１０を製造することができる。この方法については、実施の形態２において詳述する。

第２の磁性層１ａおよび第１の磁性層１ｂは、高分子マトリックス７に磁性体微粒子３を分散させた層である。さらに、磁性層１ａはＹ軸方向に平行な一軸磁気異方性の方向（磁化容易軸方向１１ａ）を有しており、磁性層１ｂはＸ軸方向に平行な一軸磁気異方性（磁化容易軸方向１１ｂ）を有している。磁化容易軸方向１１ａと磁化容易軸方向１１ｂとをＺ軸方向から見ると、直角に交差している。高分子層５は、第２の磁性層１ａおよび第１の磁性層１ｂに挟まれている。

磁化容易軸方向に直交する方向は、磁化困難軸方向である。磁性体にとって、磁化困難軸方向に平行な伝送線路の高周波電流から輻射される電磁波の吸収効率は最小である。このため、上述のように磁化容易軸方向１１ａと磁化容易軸方向１１ｂとが平行ではないとき、第２の磁性層１ａおよび第１の磁性層１ｂのそれぞれが有する磁化困難軸方向も平行にはならない。よって、電磁波の吸収効率の極端な低下を避けることができる。さらに、磁化容易軸方向１１ａと磁化容易軸方向１１ｂとが９０°をなしているので、第２の磁性層１ａによる電磁波の吸収効率が最小になる角度は、第１の磁性層１ｂによる電磁波の吸収効率が最大になる角度である。このような場合、互いに低い吸収効率を補い合うことができるため、電磁波吸収シート１０は、あらゆる角度を有する電磁波を、異方性のない（等方性の）吸収を行うことができる。

さらに、従来の電磁波吸収シートにおいては、一軸磁気異方性の大きさを調節することによって、電磁波の周波数に対するμ’’の分散分布におけるピーク（μ’’の周波数プロファイル）を調整している。例えば、磁性層に付与する一軸磁気異方性を大きくすることによって、磁性層１の共鳴周波数（μ’’の分散分布におけるピーク）を高周波側にシフトさせることができる。よって、より高周波を有する電磁波の抑制（ノイズ対策）を行うことができる。

従来と同様に、本発明に係る電磁波吸収シート１０においても、第１の磁性層１ｂおよび第２の磁性層１ａのそれぞれが有する磁化容易軸方向１１ｂおよび１１ａの一軸磁気異方性の大きさを調整することによって、磁性層１の共鳴周波数を高周波側にシフトさせることができる。

さらに、本発明に係る電磁波吸収シート１０は、磁化容易軸方向１１ｂおよび１１ａの一軸磁気異方性の大きさを調整する方法に加えて、磁性層１の共鳴周波数を調整する方法を採用することができる。上述のように本発明に係る電磁波吸収シート１０は、２つの磁性層１を有している。このため、第２の磁性層１ａと第１の磁性層１ｂとの間に磁気的相互作用が働いている（磁気的な結合が形成されている）。上記磁気的相互作用を増強させることによって、磁性層１の共鳴周波数を高周波側にシフトさせることができる。よって、従来の電磁波吸収シートと比較して、本発明に係る電磁波吸収シート１０は、より高い周波数を有する電磁波を吸収することができる。

ここで、第２の磁性層１ａおよび第１の磁性層１ｂに挟まれた高分子層５の厚さが、第２の磁性層１ａおよび第１の磁性層１ｂ間の磁気的相互作用の強度に影響を与えている。高分子層５が薄い（第２の磁性層１ａと第１の磁性層１ｂと距離が短い）ほど第２磁性層１ａおよび第１の磁性層１ｂ間の磁気的相互作用の強度を向上させる。従って、高分子層５を薄膜化することによって、２つの磁性層１の共鳴周波数を高周波側へシフトさせることができる。よって、本発明に係る電磁波吸収シート１０は、より高い周波数を有する電磁波を吸収（ノイズ対策を）することができる。

非磁層５の厚さを変更することによって、所望の周波数の電磁波を特異的に吸収することができる電磁波吸収シート１０を形成することができる。さらに、上述のように、磁性層１が有する磁化容易軸方向１１の一軸磁気異方性の大きさを調整することによって、同様に所望の周波数の電磁波を特異的に吸収することができる。

また、第２の磁性層１ａおよび第１の磁性層１ｂに分散している磁性体微粒子３の材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏまたはそれらの合金が挙げられる。上記材料から構成された磁性体微粒子３を含む電磁波吸収シート１は、大きな磁気損失（または複素透磁率の虚数部（μ’’））を示す。上述のように、本発明の電磁波吸収シート１０は、電子機器、機器内部の回路基板または機器内部の部品から輻射された電磁波を、磁性体微粒子３の磁気損失によって吸収する。磁気損失を利用した電磁波吸収特性は、電磁波吸収シート１０の面積が一定の場合、電磁波吸収シート１０のμ’’の大きさおよび厚さにおおよそ比例する。従って、大きなμ’’を示す本発明に係る電磁波吸収シート１０は、高い電磁波吸収特性を示す。

また、磁性層１における高分子マトリックス７の体積と磁性体微粒子３の体積の比は、１５％〜６０％であることが好ましい。上記体積の比が１５％を下回ると磁性体微粒子同士の磁気的結合が弱まる。磁性体微粒子のそれぞれは、磁性層中において、原子レベルで磁気的な結合を形成することによって、その安定な軟磁性を発揮している。高分子材料を増やすと、さらに電磁波の反射を抑制できるが、磁性体微粒子間の磁気的結合を極端に弱めてしまい、磁性体微粒子のそれぞれが孤立する。磁性体微粒子のそれぞれが孤立すると、熱かく乱によって容易に軟磁性を失ってしまう。さらに、磁性体微粒子のそれぞれが孤立した状態では、磁性層に一軸磁気異方性を付与しても、その一軸磁気異方性を維持させることが困難である。以上のことから、上記体積の比が１５％を下回ると、電磁波の吸収効率が低下する。

磁性層の体積に対する磁性体微粒子の体積比が６０％を上回ると、逆に磁性体微粒子同士が物理的に接触する割合が大きくなり過ぎる。当然、磁性体微粒子同士の磁気的結合の強さが極端に大きくなる。このため、電気比抵抗の大きな高分子材料に分散させた場合であっても、電磁波の反射の影響を無視できなくなる。

従って、第２の磁性層１ａおよび第１の磁性層１ｂに磁化容易軸方向１１ｂおよび１１ａを付与し、かつ大きな電気比抵抗を有する磁性層１を実現することによって反射による２次障害を防止するためには、高分子マトリックス７と磁性体微粒子３との体積比を、１５％〜６０％に設定すること好ましい。なお、本実施形態における電磁波吸収シート１０は、高分子マトリックス７と磁性体微粒子３との体積比が４０％になるように、作製した。

次に、図２を用いて本発明に係る電磁波吸収シート１０における、磁性層１の周波数特性（共鳴周波数）について説明する。図２は、本発明に係る電磁波吸収シート１０における、磁性層１の周波数特性について説明するためグラフである。図２（ａ）は、本発明に係る電磁波吸収シート１０の磁性層１の周波数特性を示すグラフであり、（ｂ）は、従来の磁性層を１つだけ備えている電磁波吸収シート１００（図５を参照のこと）における磁性層１の周波数特性を示すグラフである。

図２（ａ）に示すように、本発明に係る磁性層１の周波数特性は、図１の電磁波吸収シート１０のＸ軸方向およびＹ軸方向どちらに高周波磁界を印加しても、大きなμ’’を示した。すなわち、磁性層１のμ’’の大きさが等方性を有していることがわかった。

一方、図２（ｂ）において示すように、従来の電磁波吸収シート１００は、一軸磁気異方性を有する方向（磁化容易軸方向）に対して垂直に高周波磁界を印加すると、大きなμ’’を示す。一軸磁気異方性の方向に対して平行に高周波磁界を印加すると、非常に小さなμ’’を示す。

さらに、図２（ａ）および図２（ｂ）を比較すると、電磁波の周波数に対するμ’’の分散分布のピークは、本発明に係る電磁波吸収シート１０において、より高い周波数側に存在していることが分かる。従来の電磁波吸収シート１００は、一軸磁気異方性の強度を調節することによって共鳴周波数を調節（大きく）することができる。これに対し、本発明に係る電磁波吸収シート１０は、一軸磁気異方性の強度の調節に加え、第２の磁性層１ａおよび第１の磁性層１ｂ間における磁気的相互作用の影響によって、より高周波側に共鳴周波数がシフトしている。

次に、Ｌ形状を有する伝送線路（輻射源）の近傍に電磁波吸収シート１０を配置した場合における、電磁波吸収シート１０による伝送線路からの電磁波の輻射の抑制について図３を用いて説明する。

図３は輻射源の近傍に配置した図１の電磁波吸収シート１０を示す平面図である。図３は、ノイズ対策として、直角に曲がった伝送線路２１上に電磁波吸収シート１０を貼り付けた場合を示している。また、右下には、電磁波吸収シート１０の第２の磁性層１ａと第１の磁性層１ｂの磁化容易軸方向１１ｂおよび１１ａの方向が示されている。

図３に示すように、伝送線路２１の高周波電流２２ａの流れる方向がＹ方向と平行な箇所（伝送線路がＹ方向に伸びている箇所）から輻射される高周波磁界２３ａと、第２の磁性層１ａの一軸磁気異方性の方向（磁化容易軸方向１１ａ）とが直行する。よって、高周波磁界２３ａが、電磁波吸収シート１０の第２の磁性層１ａ（図１を参照のこと）の磁化に対して有効的に作用する。高周波磁界２３ａは、第２の磁性層１ａにおいて効率的に吸収（抑制）される。なお、第１の磁性層１ｂの磁化容易軸方向１１ｂは、高周波磁界２３ａと平行になるため、第１の磁性層１ｂは高周波磁界２３ａの吸収にほとんど寄与しない。

また、伝送線路２１の高周波電流２２ｂの流れる方向がＸ方向と平行な箇所（伝送線路がＸ方向に伸びている箇所）から輻射される高周波磁界２３ｂと、第１の磁性膜１ｂの一軸磁気異方性の方向（磁化容易軸方向１１ｂ）とが直行する。よって、高周波磁界２３ｂが、電磁波吸収シート１０の第１の磁性膜１ｂ（図１を参照のこと）の磁化に対して有効的に作用する。高周波磁界２３ｂは、第１の磁性膜１ｂにおいて効率的に吸収（抑制）される。なお、第２の磁性層１ａの磁化容易軸方向１１ａは、高周波磁界２３ｂと平行になるため、第２の磁性層１ａは高周波磁界２３ｂの吸収にほとんど寄与しない。

このように、本発明に係る電磁波吸収シート１０は、基板上に形成された伝送線路２１のパターンに関わらず、等方性の電磁波の吸収能を有している。

以上において説明したように、本発明に係る電磁波吸収シート１０は、磁性体微粒子３によって電磁波を吸収するために、磁性体微粒子３が分散されている高分子材料７からなる第１の磁性層１ｂと、第１の磁性層１ｂ上に形成されており、高分子材料からなる高分子層５と、高分子層５上に形成されており、磁性体微粒子３が分散されている高分子材料７からなる第２の磁性層１ａとを備えており、第１の磁性層１ｂにおける磁化容易軸方向１１ｂが、第２の磁性層１ａにおける磁化容易軸方向１１ａと異なっている。

上記構成において、第１の磁性層１ｂおよび第２の磁性層１ａのそれぞれが有する磁化容易軸方向１１ｂおよび磁化容易軸方向１１ａが異なる方向（例えば、９０°異なる方向）を向いている。よって、第１の磁性層１ｂおよび第２の磁性層１ａは、互いに磁化容易軸方向と平行に輻射された電磁波に対する低い吸収効率を補い合うことができる。よって、電磁波吸収シート１０は、あらゆる角度を有する電磁波を、異方性のない（等方性の）吸収を行うことができる。電磁波吸収シート１０は、等方性の電磁波吸収特性を有すると言い換えることができる。

また、磁性層１において、磁性体微粒子３は高分子マトリックス７（高分子材料）中に分散している。高分子マトリックス７は電気比抵抗が高いので、強磁性体からなる磁性体微粒子３を用いても、電磁波の反射を抑制することができる。つまり、電磁波の反射を抑制するために、電磁波吸収シート１０の形状を、輻射源の形状に合わせる必要がない。さらに、電磁波の反射が生じないような配置を過度に考慮する必要がない。よって、煩雑な工程行わなくてもよい。すなわち、製品の量産化より容易になる。

また、第１の磁性層１ｂおよび第２の磁性層１ａのそれぞれに対して一軸磁気異方性が付与されている。第１の磁性層１ｂおよび第２の磁性層１ａに付与した一軸磁気異方性の強さを調節することによって、電磁波吸収シート１０の、電磁波の周波数に対するμ’’を高周波数側にシフトさせることができる。さらに、第１の磁性層１ｂと第２の磁性層１ａとの間には、磁気的結合が形成される。第１の磁性層１ｂと第２の磁性層１ａとの間の距離（高分子層５の厚さ）を小さくすることによって、電磁波の周波数に対するμ’’をより高周波数側にシフトさせることができる。

また、磁性体微粒子３は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏまたはそれらの合金から形成構成されていることが好ましい。これによって、大きなμ’’を有する電磁吸収シート１０を実現することができる。さらに、電磁波の吸収効率を維持した状態で、電磁吸収シート１０を薄型化することもできる。

また、磁性層１における高分子マトリックス７の体積と磁性体微粒子３の体積の比は、１５％〜６０％であることが好ましい。これによって、輻射源への電磁波の反射を抑制し、かつ輻射源からの電磁波を効率的に吸収することができる。

〔実施の形態２〕
以下において、図４を用いて本発明に係る電磁波吸収シート１０の製造方法について説明する。図４は、本発明に係る電磁波吸収シート１０の製造工程を説明する立体図である。

まず、高分子シートとしてポリイミドシート９を用意する（Ｓ１）。高分子シートの材料としては、非磁性体５を形成し、かつ高い電気比抵抗を有する材料であればよく、従来公知の種々の材料を用いることができる。

次に、ポリイミドシート９の対向する第１面および第２面をアルカリ溶液で処理することによって、表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’を形成する（Ｓ２）。

処理に用いるアルカリ溶液としては、水酸化カリウム（ＫＯＨ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などのアルカリ水溶液が挙げられる。ポリイミドシート９の第１面および第２面を、４０〜６０℃で３〜７ｍｏｌ／ｌのアルカリ水溶液に浸漬する。アルカリ溶液への浸漬時間を長くすると、形成される表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’の厚さが増す。表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’の厚さは、ほぼ第１の磁性膜１ｂおよび第２の磁性膜１ａの厚さに等しい。つまり、ポリイミドシート９のアルカリ溶液絵の浸漬時間によって、高分子層５の厚さもほぼ決まる。

このため、この工程を行うに際して、予め、高分子シートの条件（例えば、材料、厚さおよび形成方法など）、磁性膜１および高分子層５の厚さ、ならびにアルカリ溶液の条件（溶液の種類、温度など）に応じて、所望の厚さの表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’（または高分子層５）を形成するための条件を決定しておくことが好ましい。なお、ポリイミドシート９に対するアルカリ溶液の浸漬時間を調節することによって、表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’の厚さを、約２０ｎｍ単位で調節することができる。

表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’をアルカリ水溶液に浸漬すると、アルカリ水溶液によってポリイミドシート９のイミド環が加水分解を受ける。上記加水分解によってポリイミドシート９に含まれるイミド環が開環する。イミド環の開環によってカルボキシル基が露出する。すなわち、表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’は、その内部にカルボキシル基を含む層である。

また、ポリイミドシート９の内、アルカリ溶液の処理で改質を受けなかった部分は、高分子層５になる。実施の形態１において説明したように、高分子層５の厚さは、２つの磁性層１間の磁気的結合に影響を与える。高分子層５が薄いほど、上記磁気的結合の強度が向上するので、高分子層５は薄く形成されることが好ましい。

ここで、高分子層５の厚さは、２０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。上記方法を用いた場合、表面改質層の厚さを制御できる限界が約２０ｎｍであるため、厚さ２０ｎｍ未満の高分子層５を形成することが困難である。一方、高分子層５の厚さが２００ｎｍを上回ると、２つの磁性層１間における磁気的結合の強度が小さくなりすぎるので、電磁波吸収シートが有する共鳴周波数への影響をほとんど失ってしまう。

高分子層５の厚さは、５０ｎｍ程度であることがさらに好ましい。５０ｎｍ程度の厚さを有する高分子層５であれば、上記方法を用いて再現性よく形成することができ、かつ２つの磁性層１を十分に近づけることができる。よって、本実施の形態においては、高分子層５の厚さが５０ｎｍ程度となるように表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’の厚さを調節している。

次に、表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂを形成したポリイミドシート９を、金属イオン１’を含有する溶液に浸漬する（Ｓ３）。

上述のように、表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’にカルボキシル基が形成されているため、金属イオン３’と表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’とを接触させることによって、金属イオン３’がドープされる。これは、カルボキシル基と金属イオン３’を含有する溶液との間で、陽イオン交換反応が起こるためである。

金属イオン３’を含有する溶液に含まれる金属イオンとしては、Ｎｉイオン、Ｆｅイオン、Ｃｏイオンおよびこれらの組み合わせが挙げられる。上述のような金属イオン３’を還元することによって磁性体微粒子３（強磁性体）が形成される。溶媒に溶解させることによってＮｉイオンが電離する化合物としては、塩化ニッケル、硫酸ニッケルおよび硝酸ニッケルなどが挙げられる。上述のような金属イオン３’イオンを含有する溶液で表面改質層１ａ’および表面改質層１ｂ’を処理することによって、ポリイミドシート９に所望の金属イオン３’を導入することができる。ポリイミドシート９の両面に導入された金属イオン３’は、以下に述べる還元反応によって、単一の金属または合金からなる磁性体微粒子３をポリイミドシート９に分散させることができる。

次に、金属イオン３’をドープした表面改質層１ａ’’を、一定方向に磁場を印加しながら、還元性ガス中で加熱処理する（Ｓ４）。還元性ガスとしてＨ２ガスを用い、Ｘ軸方向に磁場を印加しながら、表面改質層１ａ’’の加熱処理（３２０℃）を行う。

Ｓ３において、金属イオン３’をドープしたポリイミドシート９の表面改質層１ｂ’’側の面をホルダ３２に密着固定する。これは、表面改質層１ａ’’選択的に対して還元性ガスを接触させることによって、表面改質層１ａ’’にドープされた金属イオン３’を選択的に還元するためである。金属イオン３’を還元することによって、ポリイミドシート９に磁性体微粒子３が分散している磁性層１ａを形成することができる。このとき、Ｘ軸方向に磁場が印加されているため、磁性層１ａにＸ軸方向に平行な一軸磁気異方性が付与される。なお、還元性ガス中で加熱処理すると、表面改質層１ａ’’において開環していたイミド環は脱水縮合反応を起こして閉環する。

次に、ポリイミドシート９を上下反転させ、金属イオン３’をドープした表面改質層１ｂ’’を、一定方向に磁場を印加しながら、還元性ガス中で加熱処理する（Ｓ５）。加熱処理の条件は、磁場の印加方向を除いて同様である。また、ポリイミドシート９の反転は、磁性層１ａの一軸磁気異方性の方向がＸ軸方向と平行な状態を維持するように行う。

磁性層１ａ側の面をホルダ３２に固定する。このとき、特に密着固定を行う必要はない。Ｙ軸方向に磁場を印加しながら、上記条件で加熱処理を行う。この操作によって、磁性層１ｂが形成される。

Ｓ１〜Ｓ５の工程を実施することによって、本発明に係る電磁波吸収シート１０を製造することができる。このように、本発明に係る電磁波吸収シートの製造方法は、高価で動作に高エネルギーを要するスパッタ装置を用いることなく、安価かつ簡便な化学的手法を用いて電磁波吸収シート１０を製造することができる。

以上において説明したように、本発明に係る電磁波吸収シートの製造方法は、高分子材料からなる高分子シート（例えば、ポリイミドシート９）において対向する第１面および第２面に、それぞれ金属イオン３’を導入する工程；該第１面１ａ’’に第１方向３３ａから磁場を印加しながら、該第１面１ａ’’に導入した金属イオン３’を還元することによって、該第１面１ａ’’に金属微粒子（磁性体微粒子３）を分散させる工程；ならびに該第２面１ｂ’’に該第１方向３３ａとは異なる第２方向３３ｂから磁場を印加しながら、該第２面１ｂ’’に導入した金属イオン３’を還元することによって、該第２面１ｂ’’に金属微粒子（磁性体微粒子３）を分散させる工程を包含する。

上記構成によって、実施の形態１の電磁波吸収シート１０を製造することができる。電磁波吸収シート１０が有する構成によって奏する作用および効果の詳細については、実施の形態１を参照のこと。

また、本発明に係る電磁波吸収シートの製造方法は、高価で動作に高エネルギーを要するスパッタ装置を用いることなく、安価かつ簡便な化学的手法を用いて、優れた上記効果を奏する電磁波吸収シート１０を製造することができる。

〔その他の構成〕
本発明は、以下の構成であっても実現可能である。

（第１の構成）
高分子材料中に分散した磁性体微粒子によって電磁波を吸収する電磁波吸収シートにおいて、
高分子層と前記高分子層を挟んで高分子材料中に磁性体微粒子が分散している磁性層とからなる３層構造を有し、
前記磁性層の磁化容易軸方向が層ごとに異なっている電磁波吸収シート。

（第２の構成）
前記高分子層と前記高分子層を挟んで前記高分子材料中に磁性体微粒子が分散している磁性層とからなる３層構造は、前記磁性体微粒子を高分子シートの両面より、分散させることにより形成されている第１の構成に係る電磁波吸収シート。
（第３の構成）
前記高分子材料中に磁性体微粒子が分散している一方の磁性層の磁化容易軸方向は、他層と９０°異なる第１または第２の構成に係る電磁波吸収シート。

（第４の構成）
前記磁性体微粒子は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのいずれか、もしくは、それらの合金からなる軟磁性材料である第１〜第３のいずれか１つの構成に係る電磁波吸収シート。

（第５の構成）
前記高分子材料中に磁性体微粒子が分散している磁性層における、前記磁性体微粒子の体積充填率は、１５％以上６０％以下である第１〜第４のいずれか１つの構成に係る電磁波吸収シート。

（第６の構成）
前記高分子層の厚みを制御することにより、前記高分子材料中に磁性体微粒子が分散している各磁性層を磁気的に結合させる第１〜第５のいずれか１つに係る電磁波吸収シート。

（第７の構成）
高分子層と前記高分子層を挟んで前記高分子材料中に磁性体微粒子が分散している磁性層の３層構造を有し、前記高分子材料中に磁性体微粒子が分散している層の磁化容易軸方向が層ごとに異なっていることを特徴とする電磁波吸収シートの製造方法であって、
前記製造方法は、高分子シートの両面に磁性体イオンを導入する第１の工程と、
前記磁性体イオンの導入された前記高分子シートの片方の面を磁場印加しながら還元析出する第２の工程と、
前記第２の工程において還元析出した面と反対方向の面の前記磁性体イオンを、前記第２の工程と異なる方向から磁場印加しながら還元析出する第３の工程とからなる電磁波吸収シートの製造方法。

（第８の構成）
前記高分子シートの両面に磁性体イオンを導入する工程は、前記高分子シートの両面をアルカリ溶液を用いて改質し、磁性体イオン含有液と接触させることにより行う第７の構成に係る電磁波吸収シートの製造方法。

（第９の構成）
前記高分子シートの両面に導入される前記磁性体イオンは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの磁性体イオンであることを特徴とする第７または第８の構成に係る電磁波吸収シートの製造方法。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明によれば、電子機器、機器内部の回路基板または部品から輻射される電磁波を抑制することができるため、電子機器全般に適用することができる。特に、高集積化され、かつ駆動電流の周波数が高い電子機器における電磁波の輻射を抑制する電磁波吸収シートとして適用することができる。

本発明に係る電磁波吸収シートの構造を示す立体図である。 （ａ）は、本発明に係る電磁波吸収シートの共鳴周波数および磁気損失を示すグラフであり、（ｂ）は、従来の電磁波吸収シートの共鳴周波数および磁気損失を示すグラフである。 輻射源の近傍に配置した図１の電磁波吸収シートを示す平面図である。 本発明に係る電磁波吸収シートの製造方法を説明する立体図である。 （ａ）は、直線状の輻射源の近傍に配置した従来の電磁波吸収シートを示す立体図であり、（ｂ）は、分岐を有する輻射源の近傍に配置した従来の電磁波吸収シートを示す立体図である。 折れ曲がりを有する輻射源の近傍に配置した従来の電磁波吸収シートを示す平面図である。 （ａ）は、従来の電磁波吸収シートを縦長に切断した状態を説明する立体図であり、（ｂ）は、従来の電磁波吸収シートを正方形に切断した状態を説明する立体図である。

符号の説明

１ 磁性層
１ａ 第２の磁性層
１ｂ 第１の磁性層
３ 磁性体微粒子
５ 高分子層（非磁性層）
７ 高分子マトリックス（高分子材料）
９ ポリイミドシート（高分子シート）
１０ 電磁波吸収シート
１１ａ 磁化容易軸方向
１１ｂ 磁化容易軸方向
３１ 金属イオン
３３ａ 磁場の印加方向（第１方向）
３３ｂ 磁場の印加方向（第２方向）

Claims (10)

1. 磁性体微粒子によって電磁波を吸収する電磁波吸収シートであって、
   該磁性体微粒子が分散されている高分子材料からなる第１の磁性層と、
   該第１の磁性層上に形成されており、高分子材料からなる非磁性層と、
   該非磁性層上に形成されており、該磁性体微粒子が分散されている高分子材料からなる第２の磁性層とを備えており、
   該第１の磁性層における磁化容易軸方向が、該第２の磁性層における磁化容易軸方向と異なっていることを特徴とする電磁波吸収シート。
2. 電磁波吸収シートは、高分子材料からなる１枚の高分子シートから構成されており、
   該高分子シートおいて対向する第１面および第２面のうち、第１面に上記第１の磁性層が形成され、第２面に上記第２の磁性層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収シート。
3. 上記第１の磁性層における磁化容易軸方向と上記第２の磁性層における磁化容易軸方向とが、９０°異なっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁波吸収シート。
4. 上記磁性体微粒子は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの組み合わせから構成された軟磁性体微粒子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁波吸収シート。
5. 上記磁性体微粒子の体積が、上記磁性層の体積の１５％〜６０％を占めていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁波吸収シート。
6. 上記非磁性層の厚さが、２０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電磁波吸収シート。
7. 上記第１の磁性層および上記第２の磁性層が、約１０^８μΩｃｍの大きさの電気比抵抗を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電磁波吸収シート。
8. 高分子材料からなる高分子シートにおいて対向する第１面および第２面に、それぞれ金属イオンを導入する工程；
   該第１面に第１方向から磁場を印加しながら、該第１面に導入した金属イオンを還元することによって、該第１面に金属微粒子を分散させる工程；ならびに
   該第２面に該第１方向とは異なる第２方向から磁場を印加しながら、該第２面に導入した金属イオンを還元することによって、該第２面に金属微粒子を分散させる工程を包含する
   ことを特徴とする電磁波吸収シートの製造方法。
9. 金属イオンを導入する上記工程が、
   上記第１面および上記第２面に対するアルカリ溶液の処理；および
   アルカリ溶液で処理した該第１面および該第２面に対する金属イオンを含む溶液の処理
   を含むことを特徴とする請求項８に記載の電磁波吸収シートの製造方法。
10. 上記金属イオンが、Ｆｅイオン、Ｃｏイオン、Ｎｉイオンまたはこれらの組み合わせから構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の電磁波吸収シートの製造方法。

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