JP2010219126A - Electromagnetic interference suppressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器において発生する不要電磁波の外部への漏洩や内部回路での干渉、または外部電磁波による誤動作などの影響を防止するために装着する電磁干渉抑制体に関する。 The present invention relates to an electromagnetic interference suppressor to be mounted in order to prevent the influence of unnecessary electromagnetic waves generated in an electronic device to the outside, interference in an internal circuit, malfunction due to external electromagnetic waves, and the like.
通信機器や電子機器から意図せずに電磁波が外部に放射、伝送されたり、機器の外部及び、内部干渉による機器自身の誤動作などを起こしたりするというEMIやイミュニティに関する諸問題は、最近のディジタル技術の進化に伴い、高周波帯域で急増している。 Various problems related to EMI and immunity, such as unintentionally radiating and transmitting electromagnetic waves from communication devices and electronic devices, and causing malfunctions of the devices themselves due to external interference and internal interference, are recent digital technologies. With the evolution of, it has increased rapidly in the high frequency band.
また、電子機器の軽量化、薄型化、小型化も急速に進み、回路への電子部品への実装密度も飛躍的に高くなってきており、部品間や回路基板間の電磁干渉に起因する電磁障害が発生する可能性が極めて高くなっている。 In addition, electronic devices are becoming lighter, thinner, and smaller, and the mounting density of electronic components on circuits has increased dramatically. Electromagnetic interference caused by electromagnetic interference between components and circuit boards The possibility of failure is extremely high.
このような不要電磁波の発生や漏洩、相互干渉による誤動作への対策として、磁石などの磁場発生源が他の電子回路に影響を与えないようにするため、複素透磁率の実数項(実部透磁率)μ’の高い磁性材料を用いた磁気シールド材の利用や、ノイズ伝送線路にチョークコイルやフィルタを挿入する等の方法が採用されている。 As a countermeasure against the occurrence of such unwanted electromagnetic waves, leakage, and malfunction due to mutual interference, in order to prevent magnetic field sources such as magnets from affecting other electronic circuits, real terms of complex permeability (real part transmission) The use of a magnetic shield material using a magnetic material having a high magnetic permeability (μ ′) and a method of inserting a choke coil or a filter into a noise transmission line are employed.
対策の一つとして、有機結合剤中に軟磁性体粉末を分散させたシート状の電磁干渉抑制体を、電子部品や回路の近傍に配置する方法が提案され、実用化されている。 As one of countermeasures, a method of arranging a sheet-like electromagnetic interference suppressor in which soft magnetic powder is dispersed in an organic binder in the vicinity of an electronic component or a circuit has been proposed and put into practical use.
従来から用いられている電磁干渉抑制体が特許文献1に開示されている。特許文献1に開示される技術は、電磁波の透過に対して導電性のシールド材と同等の遮蔽効果をもち、電磁波の反射に対して反射による電磁結合を助長させることのない電磁干渉抑制体として、導電性支持体と、該導電性支持体の少なくとも一方面に設けた絶縁性軟磁性体層とを有し、該絶縁性軟磁性体層は軟磁性体粉末と有機結合剤とを含み、前記絶縁性軟磁性体層の上面もしくは下面に誘電体層を有しており、前記導電性支持体が、軟磁性を有する導電性軟磁性支持体とするものである。
A conventionally used electromagnetic interference suppressor is disclosed in
この種の電磁干渉抑制体は、透磁率の損失項である磁気共鳴に起因する項、すなわち、複素透磁率の虚数項(虚数透磁率)μ”を利用するものであり、特許文献1に開示される構成であるために加工性や実装性に優れ、広汎な用途に適合するものとなっている。
This type of electromagnetic interference suppressor utilizes a term resulting from magnetic resonance, which is a loss term of permeability, that is, an imaginary term (imaginary permeability) μ ″ of complex permeability, which is disclosed in
また、電磁干渉抑制体を構成する軟磁性体には、Fe−Si合金、Fe−Si−Al合金、Fe−Si−Cr合金や金属酸化物が用いられている。特に、透磁率特性を向上させるために、磁化の大きい金属合金が使用される。 Further, Fe-Si alloys, Fe-Si-Al alloys, Fe-Si-Cr alloys, and metal oxides are used as soft magnetic materials constituting the electromagnetic interference suppressor. In particular, in order to improve the magnetic permeability characteristics, a metal alloy having a large magnetization is used.
一方の有機結合剤には、粉末充填性に優れ、柔軟性を有し、かつ難燃性を有する塩素化ポリエチレン、クロロプレンゴムなどが用いられていた。そのようなハロゲン系の有機結合剤は、いわゆるグリーン調達や、ヨーロッパでのRoHS指令で2種のハロゲン系難燃剤が規制されたことにより、使用が困難となっており、ハロゲンを用いない難燃性の有機結合剤が必要とされている。 As one of the organic binders, chlorinated polyethylene, chloroprene rubber and the like having excellent powder filling properties, flexibility, and flame retardancy have been used. Such halogen-based organic binders have become difficult to use due to the so-called green procurement and the regulation of two halogen-based flame retardants in accordance with the RoHS directive in Europe. Organic binders are needed.
ハロゲン系の有機結合剤を用いない難燃性の電磁干渉抑制体が特許文献2に開示されている。特許文献2に開示される技術は、ハロゲン系の結合剤である樹脂やエラストマー等のバインダーおよびハロゲンを含有する臭素系の難燃剤などのこれらハロゲン系の材料を一切使用しない複合磁性体、および電磁干渉抑制体を提供するために、複合磁性体は、軟磁性体粉末とシリコーンゴムとを備え、このシリコーンゴムは、固形のシリコーンゴムであるか、又は液状の反応硬化型のシリコーンゴムであることが好ましいとするものである。
特許文献2のような結合剤をシリコーンゴムにした電磁干渉抑制体では、十分な透磁率特性が得られない、シート状に成形できないといった問題がある。また、シリコーンゴムを使用するために有害性はないものの、シロキサンガスの発生により、電気的な接点箇所で絶縁不良を起こすという問題、あるいは、絶縁性が付与されるために、例えばセンサーでは、正しく信号を読み取れないといった問題が生じている。
In the electromagnetic interference suppressor using silicone rubber as the binder as in
特許文献2では、シリコーンゴムを用いて難燃性の電磁干渉抑制体のハロゲンフリー化を実現しているが、シロキサンガスの発生に伴う課題がある。また、結合剤にハロゲンを含有していないゴムや樹脂を用いると、結合剤中に軟磁性体粉末がうまく分散せず、透磁率特性の向上が見込めないという課題や、シート形状への成形が困難となるという課題、シート化できても引張強度が7MPa以上と高すぎて、輸出貿易管理令の対象になるなどの課題があった。
In
例えば、ハロゲンを含有しないゴムとしてアクリルゴムも考えられる。アクリルゴムは、構造上、架橋基を有することができ、架橋基としては、エポキシ基が挙げられる。また、架橋基はなくても良い。しかし、架橋基がないものは、シート成形が困難で、粉落ちなどの問題点があり、エポキシ基を有するものの場合は、そのままシート化すると、引張強度が7MPa以上となり、やはり輸出貿易管理令の対象品となることがあった。 For example, an acrylic rubber is also conceivable as a rubber containing no halogen. The acrylic rubber can have a crosslinkable group in structure, and examples of the crosslinkable group include an epoxy group. Further, there may be no crosslinking group. However, if there is no crosslinkable group, it is difficult to mold the sheet and there are problems such as powder falling. If it has an epoxy group, if it is made into a sheet as it is, the tensile strength will be 7 MPa or more. In some cases, it became a target item.
本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、その目的は、ハロゲンを含有しない有機結合剤と軟磁性体粉末の複合体からなり、シート成形が容易で、ガスの発生もなく、高い実部透磁率と輸出貿易管理令の対象とならない引張強度を有する難燃性の電磁干渉抑制体を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is a composite of a halogen-free organic binder and a soft magnetic powder, which can be easily formed into a sheet without generating gas. It is to provide a flame retardant electromagnetic interference suppressor having high real part permeability and tensile strength not subject to the Export Trade Control Order.
本発明は、発明者が、金属軟磁性材料により作製した軟磁性体粉末を有機結合剤中に分散させて得られる電磁干渉抑制体に関して鋭意検討を行った結果、ハロゲンフリーで難燃化を実現した上で、有機結合剤中の軟磁性体粉末の分散性を向上させて透磁率特性を向上させ、さらにシート成形を容易にできることを見出したことに基づくものである。 As a result of the inventor's earnest study on an electromagnetic interference suppressor obtained by dispersing a soft magnetic powder made of a metal soft magnetic material in an organic binder, the present inventor has achieved halogen-free flame retardancy. In addition, the present invention is based on the finding that the dispersibility of the soft magnetic powder in the organic binder is improved to improve the magnetic permeability, and the sheet can be easily formed.
上記課題を解決するため、本発明による電磁干渉抑制体は、難燃性の有機結合剤中に軟磁性体粉末を分散させた電磁干渉抑制体であって、軟磁性体粉末の少なくとも一部をシランカップリング剤により予め表面処理するものとしている。 In order to solve the above problems, an electromagnetic interference suppressor according to the present invention is an electromagnetic interference suppressor in which a soft magnetic powder is dispersed in a flame-retardant organic binder, and at least a part of the soft magnetic powder is used. Surface treatment is performed in advance with a silane coupling agent.
軟磁性体粉末としては、球状または偏平状の金属軟磁性材料粉末であることが望ましい。 The soft magnetic powder is preferably a spherical or flat metal soft magnetic material powder.
シランカップリング剤により表面処理された軟磁性体粉末を70重量%以上、90重量%以下含み、有機結合剤を10重量%以上、30重量%以下含むように構成すると良い。 A soft magnetic powder surface-treated with a silane coupling agent may be included in an amount of 70% to 90% by weight, and an organic binder may be included in an amount of 10% to 30% by weight.
有機結合剤としては、ハロゲンを含有しないアクリルゴムを用いることが望ましく、かつアクリルゴムの架橋基としては、エポキシ基が望ましい。 As the organic binder, it is desirable to use an acrylic rubber containing no halogen, and an epoxy group is desirable as the crosslinking group of the acrylic rubber.
軟磁性体粉末の表面処理に用いるシランカップリング剤は、軟磁性体粉末に対して0.5重量%以上、10.0重量%以下であることが望ましい。 The silane coupling agent used for the surface treatment of the soft magnetic powder is desirably 0.5 wt% or more and 10.0 wt% or less with respect to the soft magnetic powder.
電磁干渉抑制体の引張強度は、7MPa以下であり、1MHzにおける複素透磁率の実数項μ’は80以上であることが望ましい。 It is desirable that the electromagnetic interference suppressor has a tensile strength of 7 MPa or less and the real term μ ′ of the complex permeability at 1 MHz is 80 or more.
本発明によれば、軟磁性体粉末が有機結合剤中に分散された複合体からなる電磁干渉抑制体において、シランカップリング剤により表面処理された軟磁性体粉末を用いることで、有機結合剤中への軟磁性体粉末の分散性を向上することができ、透磁率特性を向上させ、かつシート成形も容易となる。 According to the present invention, in an electromagnetic interference suppressor composed of a composite in which soft magnetic powder is dispersed in an organic binder, the organic binder is used by using the soft magnetic powder surface-treated with a silane coupling agent. The dispersibility of the soft magnetic powder in the inside can be improved, the magnetic permeability can be improved, and the sheet can be easily formed.
シランカップリング剤により表面処理された軟磁性体粉末を70重量%以上、90重量%以下含み、有機結合剤を10重量%以上、30重量%以下含むように構成することにより、得られた電磁干渉抑制体は1MHzにおける複素透磁率の実数項μ’が80以上と高い透磁率特性を有し、引張強度が7MPa未満で、平面だけではなく、屈曲した面にも用いることができ、巻き付けても使用することができる。 An electromagnetic wave obtained by constituting so as to contain 70% by weight to 90% by weight of soft magnetic powder surface-treated with a silane coupling agent and 10% to 30% by weight of an organic binder. The interference suppressor has a high permeability characteristic with a real term μ ′ of complex permeability at 1 MHz of 80 or more, has a tensile strength of less than 7 MPa, and can be used not only on a plane but also on a bent surface. Can also be used.
架橋基にエポキシ基を有するアクリルゴムを有機結合剤に用いることにより、ハロゲンフリーの難燃性の電磁干渉抑制体とすることができる。 By using an acrylic rubber having an epoxy group as a crosslinking group as an organic binder, a halogen-free flame-retardant electromagnetic interference suppressor can be obtained.
軟磁性体粉末としては、Fe−Si−Al合金粉末の他、純鉄、Fe−Si合金、Fe−Si−Cr合金、Ni−Fe合金、Mo−Ni−Fe合金粉末、あるいは軟磁性のアモルファス合金粉末を用いることができる。 As the soft magnetic powder, in addition to Fe-Si-Al alloy powder, pure iron, Fe-Si alloy, Fe-Si-Cr alloy, Ni-Fe alloy, Mo-Ni-Fe alloy powder, or soft magnetic amorphous powder Alloy powder can be used.
シランカップリング剤としては、例えば、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)が例示される。 Examples of the silane coupling agent include HMDS (hexamethyldisilazane).
本発明によれば、ハロゲンを含有せず、難燃性に優れ、高い複素透磁率の実数項を有し、加工性や実装性に優れ、かつ輸出貿易管理令の対象とならない引張強度を有する電磁干渉抑制体の提供が可能になる。 According to the present invention, it does not contain halogen, has excellent flame retardancy, has a real term with high complex permeability, has excellent workability and mountability, and has tensile strength not subject to the Export Trade Control Order. An electromagnetic interference suppressor can be provided.
本発明を実施するための最良の形態に係る電磁干渉抑制体およびその作製方法について図面を参照して詳細に説明する。 An electromagnetic interference suppressor and a manufacturing method thereof according to the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明における電磁干渉抑制体の断面構造を示す概念図である。電磁干渉抑制体1は、扁平な軟磁性体粉末2が有機結合剤3の中に分散された構造を持っている。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cross-sectional structure of an electromagnetic interference suppressor according to the present invention. The
本発明に係る電磁干渉抑制体1の作製には、ハロゲンを含有しない有機結合剤3として、架橋基がエポキシ基であるアクリルゴムを使用し、軟磁性体粉末2としては軟磁性合金であるFe−Si−Al合金の粉末を使用することができる。
For the production of the electromagnetic
架橋基がエポキシ基であるアクリルゴムを有機結合剤3に使用し、その上で引張強度を7MPa以下に抑えるためには、軟磁性体粉末2と有機結合剤3の混練物をシート状に加工する際に、一般的なアクリルゴムの耐熱温度である150〜175℃を下回る温度で数分程度の短時間加熱プレスによる成形を行うことが重要である。
In order to use acrylic rubber having an epoxy group as a crosslinking group for the
このとき、熱プレスの温度が低すぎると軟磁性体粉末2が有機結合剤3中に高密度に充填されないため、最低でも100℃以上で加熱プレス成形することが望ましい。好ましくは145℃以上で加熱プレスを行うことで電磁干渉抑制体1を得ることができる。
At this time, if the temperature of the hot press is too low, the soft
また、Fe−Si−Al合金以外の軟磁性体粉末2には、磁化が高い純鉄、Fe−Si合金、Fe−Si−Cr合金、Ni−Fe合金、Mo−Ni−Fe合金や軟磁性アモルファス合金を使用することができる。
In addition, the soft
さらに、軟磁性体粉末2には、アスペクト比(D/t)が20のFe−Si−Al合金粉末を使用すると良い。この軟磁性体粉末2とシランカップリング剤を二軸混練機へ投入し、混合攪拌することで軟磁性体粉末2の表面をシランカップリング剤で表面コーティング処理し、有機結合剤3とより結合しやすい状態にしておく。表面処理は、必ずしも軟磁性体粉末の全部に対して行う必要はなく、十分な効果が得られる範囲で、一部に対してのみ行っても良い。
Further, as the soft
シランカップリング剤の量は軟磁性体粉末2に対して0.5重量%以上10重量%以下の範囲が好ましい。0.5重量%未満であるとシランカップリング剤の効果が十分には得られない。10重量%を超える量を入れると有機結合剤3を軟化させ、軟磁性体粉末2の高密度での充填ができなくなってしまう。好ましくは、軟磁性体粉末2に対して1重量%のシランカップリング剤を投入すれば良い。
The amount of the silane coupling agent is preferably in the range of 0.5 wt% to 10 wt% with respect to the soft
(実施例1)
実施例1として、有機結合剤3に架橋基がエポキシ基であるアクリルゴムを用い、表面をシランカップリング剤で表面コーティング処理した85重量%のFe−Si−Al合金粉末と15重量%の有機結合剤3とを配合した。有機結合剤3と軟磁性体粉末2を二軸混練機で混合し、混練して均一に分散させ電磁干渉抑制体1の混練物を得た。
Example 1
As Example 1, 85 wt% Fe—Si—Al alloy powder and 15 wt% organic whose surface is coated with a silane coupling agent using acrylic rubber having an epoxy group as a crosslinking group as the
その後、電磁干渉抑制体1の混練物を145℃の加熱プレス成形によって厚み0.3mmのシート状に加工し、電磁干渉抑制体1を得た。
Thereafter, the kneaded product of the
本実施例1での電磁干渉抑制体1の作製時における配配合比率は、軟磁性体粉末2が70重量%以上90重量%以下に対して有機結合剤3が10重量%以上30重量%以下とすることが望ましい。また軟磁性体粉末2が70重量%を下回ると透磁率特性が向上せず、軟磁性体粉末2が90重量%を超えると有機結合剤3の効果が十分に得られずにシート状に加工することが困難になり、粉落ちなどが発生してしまう。
The blending ratio at the time of producing the electromagnetic
本実施例1に対する比較例1として、有機結合剤3に、架橋基にエポキシ基もハロゲンも有しないゴムの1つであるアクリロニトリルブタジエンゴムを用いて、その他については、実施例1と同じ配合比率、作製方法で電磁干渉抑制体1を得た。
As Comparative Example 1 with respect to Example 1, acrylonitrile butadiene rubber, which is one of rubbers having neither an epoxy group nor a halogen as a crosslinking group, is used as the
その後、インピーダンスマテリアルアナライザーを用いて、実施例1および比較例1で得られた電磁干渉抑制体1の複素透磁率特性を測定した。
Then, the complex magnetic permeability characteristic of the electromagnetic
図2は、実施例1および比較例1で得られた電磁干渉抑制体1の複素透磁率の実数項μ’および虚数項μ”の周波数依存性を示す図である。明らかに実施例1で得られたものの方が優れた透磁率特性を示している。
2 is a diagram showing the frequency dependence of the real term μ ′ and the imaginary term μ ″ of the complex permeability of the
また、軟磁性体粉末2が有機結合剤3中に分散され、高密度に充填されているか否かを確かめるために、アルキメデス法により電磁干渉抑制体1の比重測定を行った。
Moreover, in order to confirm whether the soft
さらに、得られた電磁干渉抑制体1について、加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの引張特性規格であるJIS K6251に従い、試験片形状3号、試験速度50mm/min、掴み具間距離40mmで引張強度を測定した。
Further, the obtained
表1に、実施例1および比較例1で得られた電磁干渉抑制体1の1MHzでの複素透磁率の実数項μ’(1MHz)、比重および引張強度を示す。
Table 1 shows the real term μ ′ (1 MHz), the specific gravity, and the tensile strength of the complex permeability at 1 MHz of the
実施例1の有機結合剤3にエポキシ基を架橋基とするアクリルゴムを用いたものは、1MHzでの複素透磁率の実数項μ’は80を超え、2.92と大きな比重が得られ、なおかつ、引張強度7MPa以下を満足することができた。なお、実施例1で得られたシート状の電磁干渉抑制体1を直径6mmのケーブルに巻きつけて使用しても割れや粉体の落下は観測されなかった。
For the
一方、比較例1では、1MHzでの複素透磁率の実数項μ’は、40.3と低く、比重も2.24と低く、充填密度が低いことが確認できた。 On the other hand, in Comparative Example 1, the real term μ ′ of the complex permeability at 1 MHz was as low as 40.3, the specific gravity was as low as 2.24, and it was confirmed that the packing density was low.
(実施例2)
有機結合剤3にハロゲンを含有しないゴムの1つであるアクリロニトリルブタジエンゴムを用いて実施例1と同じ配合比率、作製方法で電磁干渉抑制体1を得た。
(Example 2)
Using the acrylonitrile butadiene rubber which is one of the rubbers containing no halogen for the
(実施例3)
有機結合剤3に架橋基がエポキシ基であるアクリルゴムを用い、60wt%のFe−Si−Alの軟磁性体粉末2と40wt%の有機結合剤3とを配合した。
Example 3
An acrylic rubber having an epoxy group as a crosslinking group was used as the
(比較例2)
有機結合剤3に架橋基がエポキシ基であるアクリルゴムを用い、95wt%のFe−Si−Alの軟磁性体粉末2と5wt%の有機結合剤3とを配合した。
(Comparative Example 2)
An acrylic rubber having an epoxy group as a crosslinking group was used as the
その後、実施例1および比較例1と同様に、得られた電磁干渉抑制体1の複素透磁率特性を測定した。また、軟磁性体粉末2が有機結合剤3中に分散され、充填されているかを確かめるためにアルキメデス法により電磁干渉抑制体1の比重測定を行い、さらに加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの引張特性規格であるJIS K6251に従い、試験片形状3号、試験速度50mm/min、掴み具間距離40mmで引張強度を測定した。
Thereafter, in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1, the complex permeability characteristics of the obtained
その結果を表2に示す。複素透磁率の実数項μ’および虚数項μ”がそれぞれの結合剤の種類に対応して変化し、有機結合剤3にアクリルゴムを用いた場合の方が1MHzで高い複素透磁率μ’を示した。また、引張強度7MPa以下を満足することができた。また、比較例2では有機結合剤3が軟磁性体粉末2に対して少量のため、熱プレス後にシートの形状が保てず、特性評価できなかった。
The results are shown in Table 2. The real term μ ′ and imaginary term μ ″ of the complex permeability change corresponding to the type of each binder, and when the acrylic rubber is used for the
以上に示したように、本発明によりハロゲンを含有せずに高い複素透磁率特性を有し、加工性や実装性に優れた電磁干渉抑制体の提供が可能になる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electromagnetic interference suppressor that has high complex magnetic permeability characteristics without containing halogen, and is excellent in workability and mountability.
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではないということはいうまでもなく、目的や用途に応じて設計変更可能である。例えば、金属磁性材料も上記の例に限定されない。ノイズ抑制を行う周波数帯に応じて、磁性体の代わりに誘電体を用いることも可能である。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed according to the purpose and application. For example, the metal magnetic material is not limited to the above example. It is also possible to use a dielectric instead of a magnetic material according to the frequency band where noise suppression is performed.
1 電磁干渉抑制体
2 軟磁性体粉末
3 有機結合剤
1
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JP2009061369A JP2010219126A (en) | 2009-03-13 | 2009-03-13 | Electromagnetic interference suppressor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015119133A (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | 株式会社村田製作所 | Imaging apparatus |
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- 2009-03-13 JP JP2009061369A patent/JP2010219126A/en active Pending
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