JP2013016543A - 近傍界ノイズ抑制フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 プラスチックフィルムの一方の面に蒸着法により磁性金属薄膜を形成した後、110〜180℃の範囲内の温度で熱処理してなるノイズ抑制フィルムであって、(a) 前記磁性金属薄膜の光透過率(波長660 nmのレーザ光)が3〜50%であり、(b) 前記磁性金属薄膜の10 cm×10 cmの正方形の試験片の対向辺部に、辺全体を覆う長さの一対の電極を配置し、平坦な加圧板を介して3.85 kgの荷重をかけて測定した表面抵抗が10〜200Ω/□であるノイズ抑制フィルム。
【選択図】図2
Description
(1) プラスチックフィルムに蒸着法により形成した磁性金属薄膜の表面抵抗が数十Ω/□程度であると、近傍界電磁波ノイズに対して優れた吸収能を有するが、このように薄い磁性金属薄膜を精度良く形成することは非常に困難であり、実際に形成される磁性金属薄膜の表面抵抗は大きくばらつく。
(2) このように薄い磁性金属薄膜の表面抵抗は大きな経時変化を受け、完全に安定するのに長期間を要するだけでなく、その間の環境条件(温度、湿度等)により表面抵抗の経時変化が異なる。
図1に示すように、本発明のノイズ抑制フィルム10はプラスチックフィルム1の一方の面に磁性金属薄膜2を形成した後、熱処理したものである。
プラスチックフィルム1を形成する樹脂は、十分な絶縁性、耐熱性及び強度を有する限り特に制限されず、例えばポリエステル(ポリエチレンテレフタレート等)、ポリアリーレンサルファイド(ポリフェニレンサルファイド等)、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等が挙げられる。プラスチックフィルム10の厚さは10〜100μm程度で良く、特に10〜30μmが好ましい。
磁性金属薄膜2用の磁性金属としてはNi,Fe,Co又はそれらの合金が挙げられるが、蒸着の容易性、導電性及び透磁率の観点からNi又はその合金が好ましい。磁性金属薄膜2はスパッタリング法、真空蒸着法等の公知の方法により形成することができる。
磁性金属薄膜2は非常に薄いために、図2に示すように、厚さが不均一であり、厚く形成された領域2aと、薄く形成された領域又は全く形成されていない領域2bとがある。そのため、磁性金属薄膜2の厚さを正確に測定するのは困難である。そこで、本発明では磁性金属薄膜2の厚さを波長660 nmのレーザ光の透過率(単に「光透過率」という。)で表す。光透過率は磁性金属薄膜2の任意の複数箇所の測定値を平均して求める。測定箇所数が5以上であると、光透過率の平均値は安定する。プラスチックフィルム1の厚さが30μm以下であるとプラスチックフィルム1自身の光透過率はほぼ100%であるので、ノイズ抑制フィルム10の光透過率が磁性金属薄膜2の光透過率と一致する。しかし、プラスチックフィルム1がそれより厚い場合には、ノイズ抑制フィルム10の光透過率からプラスチックフィルム1の光透過率を引いた値が磁性金属薄膜2の光透過率である。
光透過率が3〜50%と薄い磁性金属薄膜2の表面抵抗は測定方法により大きく異なることが分った。そのため、磁性金属薄膜2と電極との接触面積をできるだけ大きくするとともに、磁性金属薄膜2と電極とができるだけ均一に密着するように、図3に示す装置を用いて、加圧下での直流二端子法(単に「加圧二端子法」と言う)により表面抵抗を測定する。具体的には、硬質な絶縁性平坦面上に磁性金属薄膜2を上にして載置した10 cm×10 cmのノイズ抑制フィルム10の正方形試験片TP1の対向辺部に、長さ10 cm×幅1 cm×厚さ0.5 mmの電極本体部11aと、電極本体部11aの中央側部から延びる幅1 cm×厚さ0.5 mmの電極延長部11bとからなる一対の電極11,11を載置し、試験片TP1と両電極11,11を完全に覆うようにそれらの上に10 cm×10 cm×厚さ5 mmの透明アクリル板12を載せ、透明アクリル板12の上に直径10 cmの円柱状重り13(3.85 kg)を載せた後で、両電極延長部11b,11b間を流れる電流から表面抵抗を求める。
光透過率が3〜50%で、表面抵抗が10〜200Ω/□と非常に薄い磁性金属薄膜2は、図2に示すように全体的に厚さムラがあり、比較的厚い領域2aと比較的薄い(又は薄膜がない)領域2bとを有する。比較的薄い領域2bは磁気ギャップ及び高抵抗領域として作用し、近傍界ノイズにより磁性金属薄膜2内を流れる磁束及び電流を減衰させると考えられる。しかし、このような薄い磁性金属薄膜2の状態は製造条件により大きく異なり、一定の光透過率及び表面抵抗を有する磁性金属薄膜2を安定的に形成するのは非常に困難であることが分った。そこで鋭意研究した結果、蒸着法により形成した磁性金属薄膜2に対して、プラスチックフィルム1の熱収縮が起こり得る100℃超の温度で熱処理すると、磁性金属薄膜2の表面抵抗は若干低下するとともに安定化し、経時変化が実質的になくなることが分った。延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムのように熱収縮が起こり得るプラスチックフィルムに対して100℃を超す温度で熱処理を行うということは、従来では全く考えられないことであった。しかし、110〜180℃の範囲内の温度で短時間(例えば10分〜1時間)熱処理すると、プラスチックフィルム1が僅かに熱収縮するだけで、磁性金属薄膜2の表面抵抗が僅かに低下するとともに安定化し、もって電磁波ノイズ吸収能も安定化することが分った。ここで、電磁波ノイズ吸収能の安定化とは、電磁波ノイズ吸収能の経時変化が実質的になくなるだけでなく、製造条件によるばらつき及び製造ロット間のばらつきも低下することを意味する。
(1) 伝送減衰率
伝送減衰率Rtpは、図4(a) 及び図4(b) に示すように、50ΩのマイクロストリップラインMSL(64.4 mm×4.4 mm)と、マイクロストリップラインMSLを支持する絶縁基板20と、絶縁基板20の下面に接合された接地グランド電極21と、マイクロストリップラインMSLの両端に接続された導電性ピン22,22と、ネットワークアナライザNAと、ネットワークアナライザNAを導電性ピン22,22に接続する同軸ケーブル23,23とで構成されたシステムを用い、マイクロストリップラインMSLにノイズ抑制フィルムの試験片TP2を粘着剤により貼付し、0.1〜6 GHzの入射波に対して、反射波S11の電力及び透過波S12の電力を測定し、下記式(1):
Rtp=−10×log[10S21/10/(1−10S11/10)]・・・(1)
により求める。
図4(a) 及び図4(b) に示すシステムに入射した電力から反射波S11の電力及び透過波S12の電力を差し引くことにより、電力損失Plossを求め、Plossを入射電力Pinで割ることによりノイズ吸収率Ploss/Pinを求める。
厚さ16μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム1に真空蒸着法により目標光透過率(波長660 nm)9%のNi薄膜2を形成し、長尺の蒸着フィルムを作製した。蒸着フィルムの任意の部分から10 cm×10 cmの試験片TP1を5枚切り出した。各試験片TP1の任意の5箇所の光透過率を、株式会社キーエンス製の透過型レーザセンサ(IB-05)を使用し、波長660 nmのレーザ光で測定し、平均した。また各試験片TP1の表面抵抗を図3に示すように加圧二端子法により測定した。各電極11は長さ10 cm×幅1 cm×厚さ0.5 mmの電極本体部11aと幅1 cm×厚さ0.5 mmの電極延長部11bとからなり、透明アクリル板12は10 cm×10 cm×厚さ5 mmであり、円柱状重り13は10 cmの直径を有し、3.85 kgであった。両電極11,11を鶴賀電機株式会社製の抵抗計(型名:3565)に接続し、得られた電流値から表面抵抗を求めた。全試験片TP1の平均光透過率は9.1%であり、平均表面抵抗は43Ω/□であった。
Ni薄膜2の目標光透過率(波長660 nm)を15%とした以外実施例1と同じ方法で長尺の蒸着フィルムを作製し、その任意の部分から切り出したそれぞれ5枚の試験片TP1に対して、実施例1と同じ方法で光透過率及び表面抵抗を測定した。全試験片TP1の平均光透過率は15.5%であり、平均表面抵抗は52Ω/□であった。
Ni薄膜2の目標光透過率(波長660 nm)を28%とした以外実施例1と同じ方法で長尺の蒸着フィルムを作製し、その任意の部分から切り出したそれぞれ5枚の試験片TP1に対して、実施例1と同じ方法で光透過率及び表面抵抗を測定した。全試験片TP1の平均光透過率は27.0%であり、平均表面抵抗は107Ω/□であった。
Ni薄膜2の目標光透過率(波長660 nm)を48%とした以外実施例1と同じ方法で長尺の蒸着フィルムを作製し、その任意の部分から切り出したそれぞれ5枚の試験片TP1に対して、実施例1と同じ方法で光透過率及び表面抵抗を測定した。全試験片TP1の平均光透過率は47.5%であり、平均表面抵抗は217Ω/□であった。
Ni薄膜2の目標光透過率(波長660 nm)を0.3%とした以外比較例1と同様に長尺の蒸着フィルムを作製し、その任意の部分から切り出したそれぞれ5枚の試験片TP1に対して、実施例1と同じ方法で光透過率及び表面抵抗を測定した。全試験片TP1の平均光透過率は0.3%であり、平均表面抵抗は3.8Ω/□であった。また長尺の蒸着フィルムの任意の部分からA4サイズ(210 mm×297 mm)のサンプルSを1枚切り取り、伝送減衰率Rtpを測定した。結果を図15に示す。
Ni薄膜2の目標光透過率(波長660 nm)を60%とした以外比較例1と同様に長尺の蒸着フィルムを作製し、その任意の部分から切り出したそれぞれ5枚の試験片TP1に対して、実施例1と同じ方法で光透過率及び表面抵抗を測定した。全試験片TP1の平均光透過率は60.5%であり、平均表面抵抗は390Ω/□であった。
比較例2の蒸着フィルム(光透過率:15.5%)に対して80℃、110℃、120℃、150℃、170℃及び190℃の各温度で30分間の熱処理を行った。実施例1と同じ方法で長尺の蒸着フィルムの任意の部分から切り出した20枚の試験片TP2(55.2 mm×4.7 mm)の各々に対して、伝送減衰率Rtpを測定した。各熱処理温度での試験片の伝送減衰率Rtpの範囲及び平均値を表2に示す。
1・・・プラスチックフィルム
2・・・磁性金属薄膜
2a・・・厚く形成された磁性金属薄膜領域
2b・・・薄く形成されたか全く形成されていない磁性金属薄膜領域
11・・・電極
12・・・透明アクリル板
13・・・円柱状重り
20・・・絶縁基板
21・・・接地グランド電極
22・・・導電性ピン
23・・・同軸ケーブル
40・・・加熱装置
41・・・ホットプレート
42・・・断熱シート
43・・・鉄板
MSL・・・マイクロストリップライン
NA・・・ネットワークアナライザ
(1) プラスチックフィルムに蒸着法により形成したNi薄膜の表面抵抗が数十Ω/□程度であると、近傍界電磁波ノイズに対して優れた吸収能を有するが、このように薄いNi薄膜を精度良く形成することは非常に困難であり、実際に形成されるNi薄膜の表面抵抗は大きくばらつく。
(2) このように薄いNi薄膜の表面抵抗は大きな経時変化を受け、完全に安定するのに長期間を要するだけでなく、その間の環境条件(温度、湿度等)により表面抵抗の経時変化が異なる。
図1に示すように、本発明のノイズ抑制フィルム10はポリエチレンテレフタレートからなる延伸プラスチックフィルム1の一方の面にNi薄膜2を形成した後、熱処理したものである。
ポリエチレンテレフタレートからなる延伸プラスチックフィルム1は十分な絶縁性、耐熱性及び強度を有する。プラスチックフィルム10の厚さは10〜100μm程度で良く、特に10〜30μmが好ましい。
Ni薄膜2はスパッタリング法、真空蒸着法等の公知の方法により形成することができる。
Ni薄膜2は非常に薄いために、図2に示すように、厚さが不均一であり、厚く形成された領域2aと、薄く形成された領域又は全く形成されていない領域2bとがある。そのため、Ni薄膜2の厚さを正確に測定するのは困難である。そこで、本発明ではNi薄膜2の厚さを波長660 nmのレーザ光の透過率(単に「光透過率」という。)で表す。光透過率はNi薄膜2の任意の複数箇所の測定値を平均して求める。測定箇所数が5以上であると、光透過率の平均値は安定する。プラスチックフィルム1の厚さが30μm以下であるとプラスチックフィルム1自身の光透過率はほぼ100%であるので、ノイズ抑制フィルム10の光透過率がNi薄膜2の光透過率と一致する。しかし、プラスチックフィルム1がそれより厚い場合には、ノイズ抑制フィルム10の光透過率からプラスチックフィルム1の光透過率を引いた値がNi薄膜2の光透過率である。
光透過率が3〜50%と薄いNi薄膜2の表面抵抗は測定方法により大きく異なることが分った。そのため、Ni薄膜2と電極との接触面積をできるだけ大きくするとともに、Ni薄膜2と電極とができるだけ均一に密着するように、図3に示す装置を用いて、加圧下での直流二端子法(単に「加圧二端子法」と言う)により表面抵抗を測定する。具体的には、硬質な絶縁性平坦面上にNi薄膜2を上にして載置した10 cm×10 cmのノイズ抑制フィルム10の正方形試験片TP1の対向辺部に、長さ10 cm×幅1 cm×厚さ0.5 mmの電極本体部11aと、電極本体部11aの中央側部から延びる幅1 cm×厚さ0.5 mmの電極延長部11bとからなる一対の電極11,11を載置し、試験片TP1と両電極11,11を完全に覆うようにそれらの上に10 cm×10 cm×厚さ5 mmの透明アクリル板12を載せ、透明アクリル板12の上に直径10 cmの円柱状重り13(3.85 kg)を載せた後で、両電極延長部11b,11b間を流れる電流から表面抵抗を求める。
光透過率が3〜50%で、表面抵抗が10〜200Ω/□と非常に薄いNi薄膜2は、図2に示すように全体的に厚さムラがあり、比較的厚い領域2aと比較的薄い(又は薄膜がない)領域2bとを有する。比較的薄い領域2bは磁気ギャップ及び高抵抗領域として作用し、近傍界ノイズによりNi薄膜2内を流れる磁束及び電流を減衰させると考えられる。しかし、このような薄いNi薄膜2の状態は製造条件により大きく異なり、一定の光透過率及び表面抵抗を有するNi薄膜2を安定的に形成するのは非常に困難であることが分った。そこで鋭意研究した結果、蒸着法により形成したNi薄膜2に対して、延伸ポリエチレンテレフタレートプラスチックフィルム1を熱収縮が起こり得る100℃超の温度で熱処理すると、Ni薄膜2の表面抵抗は若干低下するとともに安定化し、経時変化が実質的になくなることが分った。熱収縮が起こり得る延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに対して100℃を超す温度で熱処理を行うということは、従来では全く考えられないことであった。しかし、110〜170℃の範囲内の温度で短時間(例えば10分〜1時間)熱処理すると、ポリエチレンテレフタレートフィルム1が僅かに熱収縮するだけで、Ni薄膜2の表面抵抗が僅かに低下するとともに安定化し、もって電磁波ノイズ吸収能も安定化することが分った。ここで、電磁波ノイズ吸収能の安定化とは、電磁波ノイズ吸収能の経時変化が実質的になくなるだけでなく、製造条件によるばらつき及び製造ロット間のばらつきも低下することを意味する。
1・・・プラスチックフィルム
2・・・Ni薄膜
2a・・・厚く形成されたNi薄膜領域
2b・・・薄く形成されたか全く形成されていないNi薄膜領域
11・・・電極
12・・・透明アクリル板
13・・・円柱状重り
20・・・絶縁基板
21・・・接地グランド電極
22・・・導電性ピン
23・・・同軸ケーブル
40・・・加熱装置
41・・・ホットプレート
42・・・断熱シート
43・・・鉄板
MSL・・・マイクロストリップライン
NA・・・ネットワークアナライザ
光透過率が3〜50%で、表面抵抗が10〜200Ω/□と非常に薄いNi薄膜2は、図2に示すように全体的に厚さムラがあり、比較的厚い領域2aと比較的薄い(又は薄膜がない)領域2bとを有する。比較的薄い領域2bは磁気ギャップ及び高抵抗領域として作用し、近傍界ノイズによりNi薄膜2内を流れる磁束及び電流を減衰させると考えられる。しかし、このような薄いNi薄膜2の状態は製造条件により大きく異なり、一定の光透過率及び表面抵抗を有するNi薄膜2を安定的に形成するのは非常に困難であることが分った。そこで鋭意研究した結果、蒸着法により形成したNi薄膜2に対して、延伸ポリエチレンテレフタレートプラスチックフィルム1を熱収縮が起こり得る100℃超の温度で熱処理すると、Ni薄膜2の表面抵抗は若干低下するとともに安定化し、経時変化が実質的になくなることが分った。熱収縮が起こり得る延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに対して100℃を超す温度で熱処理を行うということは、従来では全く考えられないことであった。しかし、110〜170℃の範囲内の温度で短時間(10分〜1時間)熱処理すると、ポリエチレンテレフタレートフィルム1が僅かに熱収縮するだけで、Ni薄膜2の表面抵抗が僅かに低下するとともに安定化し、もって電磁波ノイズ吸収能も安定化することが分った。ここで、電磁波ノイズ吸収能の安定化とは、電磁波ノイズ吸収能の経時変化が実質的になくなるだけでなく、製造条件によるばらつき及び製造ロット間のばらつきも低下することを意味する。
Claims (5)
- プラスチックフィルムの一方の面に蒸着法により磁性金属薄膜を形成した後、110〜180℃の範囲内の温度で熱処理してなるノイズ抑制フィルムであって、(a) 前記磁性金属薄膜の光透過率(波長660 nmのレーザ光)が3〜50%であり、(b) 前記磁性金属薄膜の10 cm×10 cmの正方形の試験片TPの対向辺部に、辺全体を覆う長さの一対の電極を配置し、平坦な加圧板を介して3.85 kgの荷重をかけて測定した表面抵抗が10〜200Ω/□であることを特徴とするノイズ抑制フィルム。
- 請求項1に記載のノイズ抑制フィルムにおいて、前記熱処理を10分〜1時間行うことを特徴とするノイズ抑制フィルム。
- 請求項1又は2に記載のノイズ抑制フィルムにおいて、前記磁性金属がNi又はその合金であることを特徴とするノイズ抑制フィルム。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のノイズ抑制フィルムにおいて、前記プラスチックフィルムがポリエチレンテレフタレートの延伸フィルムであることを特徴とするノイズ抑制フィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のノイズ抑制フィルムにおいて、前記磁性金属薄膜の表面に保護フィルムが積層されていることを特徴とするノイズ抑制フィルム。
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