JP2013182931A - 電磁ノイズ抑制部材 - Google Patents

Abstract

【課題】広帯域にわたり電磁ノイズに対して抑制効果（特に磁場抑制効果）を発揮することが可能であり、かつ表面抵抗が大きく、電子部品の回路に直接貼り付けてもショートしない電磁ノイズ抑制部材を提供する。
【解決手段】電磁ノイズ抑制部材は磁性材料と炭素材料を樹脂中に含有された複合シートの両面に、磁性材料を樹脂中に含有された１ＭΩ／□以上の表面抵抗を有する磁性シートが前記複合シートの厚みに対して２０〜８０％になるように積層される。これにより、磁性シートによる低周波帯での磁場抑制効果と、複合シートによる高周波数帯での磁場抑制効果により、広帯域にわたり電磁ノイズ抑制効果を発現できる。また、電磁ノイズ抑制部材の表面抵抗が大きいために回路に対して直接貼り付けが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁ノイズ対策に用いられる電磁ノイズ抑制部材に関する。

従来、電子機器において伝送される信号の電磁ノイズを抑制するために、回路の近傍や伝送線路の周囲等に、電磁ノイズ対策部材（電磁ノイズ抑制シート、複合磁性シート等）を配置する手法が広く用いられている。例えば、電磁ノイズ抑制シートを携帯電話の内部等に用いた場合、電磁場閉じ込め効果により、機器内の信号ラインや集積回路（ＩＣ）から発生する高周波磁界成分による対向ライン等への誘導結合が抑制される（デカップリング効果）。また、ＩＣ等から延出する信号線に電磁ノイズ抑制シートを適用することにより、信号線へのインピーダンス付加効果による高周波成分が抑制される（フィルタ効果）。さらに、高速回路を接続するフレキシブルケーブル等に電磁ノイズ抑制シートを用いることにより、ケーブルに重畳するコモンモード電流成分が抑制される。

このような電磁ノイズ抑制シートの性能の制御は主として透磁率に基づいて行われる。例えば、数百ＭＨｚ程度の周波数を有する電磁ノイズに対しては、透磁率の実数部μ’が大きいほど磁束収束効果が高められて磁場抑制効果は大きくなり、透磁率の虚数部μ”が大きいほど磁気損失効果は高くなる。なお、透磁率の虚数部μ”は、電磁ノイズ抑制シートに含まれる磁性薄膜や磁性粒子が層状化された磁性層の材質及び形状に応じて、極大値を示す周波数（共鳴周波数）が異なる。そのため、従来の電磁ノイズ対策では、対象となる伝送線路や電子部品等に適合する周波数帯域用の電磁ノイズ抑制シートが選択して用いられてきた。ところで、電子回路設計は、近年、ますます多様化してきており、電子部品や伝送信号の複合化に応じて抑制すべき電磁ノイズの周波数も多様化且つ広帯域（例えば、場合によっては、ｋＨｚ〜ＧＨｚオーダーまで非常に幅広い周波数範囲）化している。上述したとおり、従来の電磁ノイズ抑制シートは、対象となる電磁ノイズを、主として磁性粒子等の透磁率によって抑制吸収するというメカニズムを有しており、特に、磁束収束による磁場抑制効果は、透磁率の実数部μ’に依存する傾向にあるが、電磁ノイズの周波数が１ＧＨｚ程度を超えるＧＨｚ帯域においては、透磁率は、急激に減少し、その値は実質的に１（すなわち、真空の透磁率）に近づいてしまい高周波帯域の電磁ノイズに対する磁場抑制効果は、従来の電磁ノイズ抑制シートでは、不十分である。

これに対応するべく、電磁ノイズ抑制シート等に用い得る電磁波吸収材料の一例として、磁性材料と誘電材や導電材の組み合わせたものが提案されている。特許文献１には、誘電体及び／又は磁性体と共に、誘電率調整剤として黒鉛を含有したもの、特許文献２には強磁性体を含む複合層と線状導電体を含む変換層よりなる電磁ノイズ対策シートが提案されている。

特開２００９−２７８１３７号公報 特開２００５−３２７８５３号公報

ここで、上記特許文献１に記載された電磁波吸収材料は、所望の周波数帯域で高い電磁波吸収性能を実現することを企図したものであり、特に、材料設計において無反射条件を達成するための調節パラメータとして、材料組成物中に含有する誘電体材料の複素誘電率（ε）に着目したもの、すなわち、電磁波吸収特性における誘電損失を重視したものと推察される。しかし、本発明者らが、この従来の電磁波吸収材料について、その電磁ノイズ抑制効果の周波数特性を評価したところ、特にＧＨｚ領域の高周波帯域を有する電磁ノイズに対する抑制効果（特に、ノイズ発生源から波長程度以内の近傍界用としての抑制効果）が未だ不十分であることが判明した。特許文献２は強磁性体を含有する層と線状導電体を有する層を２層以上積層したノイズ抑制シートが提案されているが、低周波数帯におけるノイズ抑制効果が不十分であり、抑制効果を得るためにはシートを厚くしなければならずコストの面で問題があった。

また、誘電材、導電材料を利用してノイズ抑制効果を高めた場合、高周波数帯域での磁場抑制効果は誘電損失のために大きくなるものの、低周波数帯域の磁場抑制効果は小さい。さらに、材料自身の抵抗が低いためにシートの表面抵抗が低く、電子部品の回路基板に直接貼りつける場合には回路がショートする可能性があり、絶縁性の接着テープをシートの外側に貼り付ける必要があった。

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、磁性材料と炭素材料を樹脂中に含有されてなる複合シートを用いることにより、ＧＨｚ帯域といった高周波ノイズに対して優れた抑制効果を奏することができ、さらに、電子部品の回路基板に直接貼り付ける場合のショート対策として、前記複合シートの表面に、表面抵抗が高い磁性シートを用いることにより、回路基板に直接貼り付けることが可能となる。また、磁性シートの低周波ノイズに対する抑制効果とあわせ、広帯域にわたり磁場抑制効果が大きい電磁ノイズ抑制部材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による電磁ノイズ抑制部材は、磁性材料および炭素材料が樹脂中に含有されてなる複合シートの片面もしくは両面に、磁性材料が樹脂中に含有される磁性シートを積層してなる電磁ノイズ抑制部材である。

すなわち、本発明に係る電磁ノイズ抑制部材は、磁性材料と炭素材料が樹脂中に含有されてなる複合シートの片面もしくは両面に、磁性材料が樹脂中に含有される磁性シートを積層することにより、表面抵抗が１ＭΩ／□以上の積層シートとなる電磁ノイズ抑制部材である。

本発明の電磁ノイズ抑制部材を構成する複合シートは、磁性材料及び炭素材料が樹脂中に含有されてなるものであって、磁性材料及び炭素材料の合計含有割合が５０〜８０ｖｏｌ％であり、磁性材料の含有割合が２０〜６０ｖｏｌ％であり、且つ、炭素材料の含有割合が２０〜６０ｖｏｌ％ であり、さらに、複素誘電率εの虚数部ε”の値が、１ＧＨｚにおいて２００〜１５００である。

ここで、本明細書における「炭素材料」とは、炭素を主原料とする（炭素質の）粉体又は粉末を意味し、特に、導電性を有するものが好適に用いられる。その具体例としては、グラファイトやグラフェン等が挙げられる。導電性炭素繊維（アクリル繊維（ＰＡＮ系）又はピッチ（石油、石炭、コールタール等の副生成物：ＰＩＴＣＨ系）を高温で炭化（酸素を遮断した状態で加熱）することにより形成される炭素繊維、フラーレン及びカーボンナノチューブ等の微細な黒鉛結晶構造を有するものを粉砕して得られる粉体又は粉末を用いてもよい。

また、本明細書における「ｖｏｌ％」とは、体積百分率であって、バインダ（結合剤）となる樹脂中に、磁性材料及び炭素材料が混合されて成形（例えば、プレス成形）された電磁ノイズ抑制部材のその成形後の実測体積Ｖと、同量の磁性材料及び／又は炭素材料の質量ｍ及び理論密度ρとから、下記式（１）；
ｖｏｌ％＝ｍ／ρ／Ｖ×１００ … （１）、
を用いて算出される値を示す。なお、上記理論密度ρは、磁性材料及び炭素材料のいずれか単独物については、その真密度を示し、磁性材料及び炭素材料の混合物については、具体的には、［磁性材料の真密度］×［混合物の合計体積に対する磁性材料の体積］＋［炭素材料の真密度］×［混合物の合計体積に対する炭素材料の体積］によって算出することができる。

ところで、材料の磁気的及び電気的な物性としては、複素透磁率μの実数部μ’及び虚数部μ”、並びに、複素誘電率εの実数部 ε’及び虚数部ε”が、一般に用いられる。それらのうち、前述したように複素透磁率の実数部μ’は磁場の閉じ込め効果を表し、複素誘電率の実数部ε’は電場の閉じ込め効果を表す。μ’又はε’の値が大きいほど閉じ込め効果が高い（すなわち、電磁ノイズ抑制効果が高い）傾向にある。一方、複素透磁率の虚数部μ”は磁気損失効果を表し、複素誘電率の虚数部ε”は誘電損失効果を表す。なお、μ”又はε”の値が大きいほどエネルギ損失が大きい（すなわち、電磁ノイズ抑制効果が 高い）傾向にある。さらに、本発明者らの知見によれば、ＧＨｚ帯においては、因子μ’による磁場閉じ込め効果や、因子μ”による磁気エネルギ損失効果よりも、因子ε’による電場閉じ込め効果、及び因子ε”による誘電エネルギ損失効果の方が、電磁ノイズ抑制に、より有効に寄与することが判明している。

本発明の電磁ノイズ抑制部材を構成を有する複合シートにおいては、磁性材料及び炭素材料の合計含有割合が５０ｖｏｌ％以上であるので、ＧＨｚ帯域の周波数を有する高周波電磁ノイズに対する抑制効果を十分に得ることが可能な程度に、複素誘電率εの虚数部ε”の値が高められる。また、磁性材料及び炭素材料の合計含有割合が８０ｖｏｌ％以下であるので、電磁ノイズの抑制の観点から不都合な電磁反射が生起されない程度に、複素誘電率εの虚数部ε”の値が制限される。その際、複合シートにおける磁性材料の含有割合が２０ｖｏｌ％以上であるので、ＧＨｚ帯域における損失に対し、磁性材料による磁気損失効果が有意に寄与し得る。また、複合シートにおける炭素材料の含有割合が２０ｖｏｌ％以上であるので、ＧＨｚ帯域における損失に対し、炭素材料による誘電損失効果も有意に寄与し得る。

また、上述した構成を有する複合シートは、複合シートの複素誘電率εの虚数部ε”の値が、１ＧＨｚにおいて２００〜１５００であるので、電磁ノイズに対して損失（特に、誘電損失）を増大させ、且つ、不都合な電磁反射の発生を抑止することにより、ＧＨｚ帯域において優れた電磁ノイズ抑制効果が高められる。特に、複合シート材の複素誘電率εの虚数部ε”の値を上述の範囲に調整することにより、ノイズ発生源から波長程度以内の近傍界用としての抑制効果が格段に高められる。

上記複合シートは磁場抑制効果を高めるために導電性材料を使用している。そのためにシートの表面抵抗が低くなってしまう。本発明の電磁ノイズ抑制部材は複合シートの片面もしくは両面に、高表面抵抗の磁性シートを配置している。本発明の電磁ノイズ抑制部材に配置される磁性シートは、樹脂中に磁性材料を２０〜５０ｖｏｌ％含有し、さらに、１ＭΩ／□以上の表面抵抗を有する。磁性シートは従来の磁性材料を利用したノイズ抑制シートのように透磁率を利用したもので、特に、低周波数域での磁場抑制効果を大きくすることができる。磁性材料の充填量を多くすれば、磁場抑制効果が大きくなるが、磁性シート自身の表面抵抗が小さくなる。従って、磁性材料の充填量は２０〜５０ｖｏｌ％含有することにより、磁場抑制効果が大きく、表面抵抗の値が１ＭΩ／□以上の磁性シートとなる。

複合シートと磁性シートで構成される電磁ノイズ抑制部材において、複合シートと磁性シートの厚みの比によって磁場抑制効果および表面抵抗が変化する。本発明である広帯域にわたり、磁場抑制効果を発現させ、かつ表面抵抗が１ＭΩ／□以上の電磁ノイズ抑制部材を得るためには、電磁ノイズ抑制部材全体の厚みに対する磁性シートの厚みの比率を２０％〜８０％とする。磁性シートの厚みの比率が２０％より小さいと、複合シートのみの場合より表面抵抗は大きくなるものの、電磁ノイズ抑制部材の表面抵抗は１ＭΩ／□より小さくなる。磁性シートの厚みの比率が８０％を越えると、電磁ノイズ抑制体部材の表面抵抗は１ＭΩ／□より大きくなるものの高周波帯域での磁場抑制効果が小さくなる。

本発明の電磁ノイズ抑制部材は複合シートの片面もしくは、両面に磁性シートを配置した構造であることを特徴とする。なお、二層、三層にかかわらず標記の形態を有するならば多層構造を有してもよい。表裏面のシートが、それぞれ複合シート及び磁性シートである場合は、ノイズ発生源側が磁性シート面となるように配置する方が、磁場抑制効果が大きく得られやすい。また、狭い場所等で使用する場合、複合シートが直接、回路基板に接触しない両面に磁性シートが配置された構造の電磁ノイズ抑制部材を用いることが好ましい。

本発明によれば、磁性材料と炭素材料を樹脂中に含有されてなる複合シートを用いることにより、ＧＨｚ帯域といった高周波ノイズに対して優れた抑制効果を奏することができる。また複合シートの表面に、表面抵抗が高い磁性シートを配置することにより、回路基板に直接貼り付けることが可能となり、広帯域にわたり磁場抑制効果が大きい電磁ノイズ抑制部材を提供することができる。

ΔＨを算出するための磁場強度の測定を概略的に示す斜視図である。

本発明の電磁ノイズ抑制部材の一形態は、磁性材料と炭素材料を含有する複合シートをはさんで両面に磁性材料を含有する表面抵抗が１ＭΩ／□以上の磁性シートが配されている。複合シートが高周波数帯域の磁場抑制効果、磁性シートが低周波数帯域の磁場抑制効果を担う。この複合シートと磁性シートとが積層されてなることにより表面抵抗が大きくかつ広帯域にわたりノイズ抑制効果が発現する電磁ノイズ抑制部材が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜複合シート＞
本実施形態による複合シートは、バインダ（結合剤）として機能する樹脂中に、所定量の磁性材料及び炭素材料を含む樹脂組成物を、適宜の所望の形状（例えば、シート状、フィルム状等）に成形することにより得られる。

磁性材料は、一般の電磁ノイズ抑制シート等に用いられるものであって、粉体又は粉末として得られるものを適宜選択して用いることができ、特に限定されない。その具体例としては、例えば、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（センダスト）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ合金、及びＦｅ−Ｎｉ合金などのＦｅ基結晶粉末や、アモルファス粉末、並びに、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｍｇ−Ｚｎフェライト等の各種フェライト等が挙げられる。これらのなかでも、高透磁率とする観点からＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金が好ましく、所謂センダスト組成のものがより好ましい。センダスト組成のＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉としては、例えば、特開２００９−２６６９６０号公報に記載されているものが例示される。なお、磁性材料の寸法形状は、特に制限されないが、透磁率を高める観点から、扁平形状であることが好ましい。

また、炭素材料は、前述した黒鉛粉やその他の炭素質粉を適宜選択して用いることができ、特に限定されない。これらの中でも、材料コストを低減して経済性を向上させることができる観点から、黒鉛粉が有用であり、さらに工業用途で用いられている導電性に優れる黒鉛粉が特に有用である。また、樹脂中での炭素材料の分散性を高める観点から、その平均粒子径が１μｍ〜２００μｍのものが好適である。さらに、扁平形状の磁性材料を使用する場合には樹脂中での炭素材料の分散を高める観点からは、その形状が燐片状の形状のものが好適である。

さらに、複合シートを形成するバインダとして用いる樹脂（バインダ樹脂）は、一般の電磁ノイズ抑制シート等に用いられるもの、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、各種合成ゴム等を適宜選択して用いることが可能であり、特に限定されない。その具体例としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩素化ポリエチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂や、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、及びメラミン系樹脂等の熱硬化性樹脂等の各種樹脂、天然ゴム、クロロプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、スチレンブタジエン系ゴム、イソプレン系ゴム、シリコーン系ゴム、エチレンプロピレン系ゴム、クロルスルホン化ゴム、ニトリル系ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、（メタ）アクリル系ゴム、及びポリウレタン系ゴム等を含む各種ゴム、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、スチレンブタジエン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、及びポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマー等が挙げられる。

また、複合シートの成形方法は、当業界で公知の手法を適宜採用でき、特に限定されない。例えば、磁性材料、炭素材料、及びバインダ樹脂を混合および／または混練して得た樹脂組成物（混合物又は混練物）を、プレス成形・押出成形等することによってシート状に成形する方法や、磁性材料、炭素材料、及びバインダ樹脂を適宜の有機溶媒中に分散させて得た樹脂組成物（分散液）を、ドクターブレード法等の周知の方法によって所定の厚さに製膜した後、有機溶媒を揮散させて乾燥してから、プレス、熱間プレス、カレンダーロール等，公知の方法を用いてシート状に成形する手法等が知られている。なお、電磁ノイズ抑制部材をこのようにシート状に成形する場合、そのシートの厚さは、特に制限されず、適宜設定可能である。

本実施形態の複合シートにおいては、磁性材料及び炭素材料の合計含有割合が、５０〜８０ｖｏｌ％（５０ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下）であることが必要とされる。また、同時に、磁性材料の含有割合が２０〜６０ｖｏｌ％（２０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下）、且つ、炭素材料の含有割合が２０〜６０ｖｏｌ％（２０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下）であることが必要とされる。さらに、複素誘電率εの虚数部ε”の値が、１ＧＨｚにおいて２００〜１５００である。磁性材料及び炭素材料の合計含有割合が５０ｖｏｌ％未満であると、複素誘電率εの虚数部ε”の値が、１９０以下となり、ＧＨｚ帯域の周波数を有する高周波電磁ノイズに対する抑制効果が不十分となるため、不適である。また、磁性材料及び炭素材料の合計含有割合が８０ｖｏｌ％を超えると、複素誘電率εの虚数部ε”の値が、１６００以上となり、電磁ノイズの抑制の観点から不都合な電磁反射が生起されるため、不適である。磁性材料及び炭素材料の含有割合が各々２０ｖｏｌ％以上とすることにより、複素誘電率εの虚数部ε”の値が２００以上となり、ＧＨｚ帯域におけるノイズに対する損失に対し、磁性材料による磁気損失効果と炭素材料による誘電損失効果とが両立される。上記の配合組成を採用することにより、電磁ノイズ抑制部材の複素誘電率εの虚数部ε”の値を、１ＧＨｚにおいて２００〜１５００（２００以上１５００以下）の範囲内の値に調節することができ、その結果、後述する実験評価等から、電磁ノイズのエネルギ損失を効果的に増大させ、且つ、不都合な電磁反射の発生を有効に防止してＧＨｚ帯域における優れた電磁ノイズ抑制効果を実現し得ることが確認された。

本発明による電磁ノイズ抑制部材は、磁性材料および炭素材料が樹脂中に含有されてなる複合シートの片面もしくは両面に、磁性材料が樹脂中に含有される磁性シートを積層してなる電磁ノイズ抑制部材である。

＜磁性シート＞
磁性シートの表面抵抗は電磁ノイズ抑制体の表面抵抗を１ＭΩ／□以上にするために少なくても１ＭΩ／□以上であることが必要となる。磁性材料としては複合シートに用いた磁性材料と同じ磁性材料があげられるが、この磁性シートは表面抵抗を１ＭΩ／□以上にするために、電気伝導性を有する高透磁率金属（合金）であるＦｅ、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（センダスト）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ｎｉ合金、及びＦｅ−Ｎｉ合金等を用いる場合には金属粉に表面処理を行う。表面処理材としてはリン酸系表面処理材などがあげられる。金属粉にリン酸処理を行うことで、金属粉の表面にリン酸鉄の不動態膜が形成され、表面抵抗が向上する。本磁性シートに含まれる樹脂中の磁性材料の充填量は２０〜５０ｖｏｌ％であり、２０ｖｏｌ％より少なくなると磁場抑制効果が低下する。一方、５０ｖｏｌ％以上だと樹脂中への均一な分散が困難となりシート表面が粗くなり、表面抵抗も小さくなる。充填量としては３０〜５０ｖｏｌ％が好ましい。

さらに、磁性シートを形成するバインダとして用いる樹脂（バインダ樹脂）は、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩素化ポリエチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂や、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、及びメラミン系樹脂等の熱硬化性樹脂等の各種樹脂、天然ゴム、クロロプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、スチレンブタジエン系ゴム、イソプレン系ゴム、シリコーン系ゴム、エチレンプロピレン系ゴム、クロルスルホン化ゴム、ニトリル系ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、（メタ）アクリル系ゴム、及びポリウレタン系ゴム等を含む各種ゴム、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、スチレンブタジエン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、及びポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマー等が挙げられる。

また、磁性シートの成形方法は、当業界で公知の手法を適宜採用でき、特に限定されない。例えば、磁性材料、バインダ樹脂を混合および／または混練して得た樹脂組成物（混合物又は混練物）を、プレス成形・押出成形等することによってシート状に成形する方法や、磁性材料、及びバインダ樹脂を適宜の有機溶媒中に分散させて得た樹脂組成物（分散液）を、ドクターブレード法等の周知の方法によって所定の厚さに製膜した後、有機溶媒を揮散させて乾燥してから、プレス、熱間プレス、カレンダーロール等、公知の方法を用いてシート状に成形する手法等が知られている。なお、磁性シートをこのようにシート状に成形する場合、そのシートの厚さは、特に制限されず、適宜設定可能である。

＜電磁ノイズ抑制部材＞
前記複合シートの両面に、前記磁性シートを積層してなる。
電磁ノイズ抑制部材の表面抵抗は１ＭΩ／□以上であることが好ましい。表面抵抗が１ＭΩ／□以上であれば、高抵抗のため、回路基板に直接貼り付けしてもショートする心配がない。
積層の方法としては、特に、限定されず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、上記の方法で得られた、複合シートと磁性シートとを複合シートを挟んで磁性シートを上下に配置し、プレス、熱間プレス等を行う。

電磁ノイズ抑制部材全体の厚みに対して磁性シートの厚み比率は磁場抑制効果および表面抵抗の値に関係する。磁性シートの厚み比率が全体の厚みに対して２０％未満では、複合シート単独に比べて表面抵抗は大きくなるものの、積層シート（電磁ノイズ抑制部材）全体では１ＭΩ／□より小さくなり、磁性シートの厚み比率が全体の厚みに対して８０％を越えると、表面抵抗は大きくなるものの高周波帯域での磁場抑制効果が小さくなる。よって、磁性シートの厚み比率は２０〜８０％とする。電磁ノイズ抑制部材の厚みは、電磁ノイズ抑制部材に要求される電磁ノイズの遮断性や適用する機器等における空間的な制約等に依存するものの、通常、数十μｍ〜数ｃｍに設定される。

以下に、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［表面抵抗測定］
表面抵抗は、１ＭΩ／□未満では低抵抗率計（三菱化学アナリテック社製 ロレスタ−ＧＰ、ＭＣＰ−Ｔ６１０）を用い、１ＭΩ／□以上では高抵抗率計（三菱化学アナリテック社製 ハイレスタ−ＵＰ、ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を用いて測定した。
［磁場強度ΔＨの測定］
磁場抑制効果の指標の一つである磁場強度ΔＨ（単位は［ｄＢ］）の測定を概略的に図１に示す。同図において、ベースシートＢ上には、マイクロストリップライン（ＭＳＬ；例えば、特性インピーダンス５０Ω；幅３０ｍｍ×長さ１４０ｍｍ）が形成されており、その一方端Ｔは５０Ωで終端されており、他方端Ｓには、ネットワークアナライザＮに接続された入力信号ラインＬｓが接続されている。また、マイクロストリップライン（ＭＳＬ）の延在方向の中央部は、本発明による電磁ノイズ対策部材である電磁ノイズ抑制シート部材１（幅５０ｍｍ×長さ２５ｍｍ）が載置され、その電磁ノイズ抑制部材１の１ｍｍ上方に、磁界プローブＭＦＰが設置されている。

この磁界プローブＭＦＰは、測定信号ラインＬｍを介してネットワークアナライザＮに接続されている。ネットワークアナライザＮは、例えば、シグナルジェネレータとスペクトルアナライザを兼ねており、図に示す構成において、ネットワークアナライザＮから入力信号がマイクロストリップライン（ＭＳＬ）の他方端Ｓへ入力され、そのときの磁界プローブＭＦＰの出力電圧ＶｓをネットワークアナライザＮで測定する。次に、電磁ノイズ抑制部材１を用いない、つまり、マイクロストリップラインＭＳＬを電磁ノイズ抑制部材１で覆わないこと以外は、上記と同様にして、磁界プローブＭＦＰの出力電圧Ｖ０をネットワークアナライザＮで測定する。

磁場強度の測定方法では、マイクロストリップラインＭＳＬ上の磁場が、電磁ノイズ抑制部材１を用いることにより、どの程度の抑制が可能かを磁界プローブＭＦＰで評価する。磁場強度ΔＨが小さいほど、磁場抑制効果が高いことを示す。

磁場強度ΔＨは、下記式（２）より算出される。
ΔＨ＝２０×ｌｏｇ（Ｈ_ＮＳＳ／Ｈ_０） …（２）
式中、Ｈ_ＮＳＳは、磁場強度の測定方法において、電磁ノイズ抑制部材を載置した場合の磁場強度を示し、Ｈ_０は、同測定方法において、電磁ノイズ抑制部材を載置しない場合の磁場強度を示す。前述 の測定される出力電圧と磁場強度との関係は以下のようになる。

上記式（２）は、下記式（３）で表されるように展開することができ、磁界プローブＭＦＰのアンテナ係数ＡＦが未知であっても、磁界プローブＭＦＰの出力電圧Ｖｓ，Ｖ０から、ΔＨを算出することができる。
ΔＨ＝２０×ｌｏｇ（Ｈ_ＮＳＳ／Ｈ_０）＝２０×ｌｏｇ｛（ＡＦ・Ｖｓ）／（ＡＦ・Ｖ０）｝ …（３）

（実施例１）
＜複合シート＞
磁性材料として透磁率が大きいＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（センダスト）の扁平粉（平均粒径７０μｍ）を、炭素材料として黒鉛粉（平均粒径４０μｍ、鱗片状）を、バインダ樹脂としてアクリルゴムを各々、３０ｖｏｌ％、２０ｖｏｌ％、５０ｖｏｌ％になるように調整し、溶媒であるＭＥＫ中に分散させ、ドクターブレード法によりシートを作製した。
＜磁性シート＞
前記複合シートで用いたセンダストの扁平粉にリン酸処理を行った。リン酸処理量は磁性材料に対して０．２５ｖｏｌ％とした。その後、処理粉４０ｖｏｌ％、アクリルゴム６０ｖｏｌ％の比率で配合し、ドクターブレード法により磁性シートを作製した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
前記複合シートと磁性シートとを、複合シートを真ん中にし、その上下を磁性シートで挟んで熱間プレスで積層シート（電磁ノイズ抑制部材）を作製した。この時、複合シートの厚みを２１０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ４５μｍ、電磁ノイズ抑制部材全体の厚みを３００μｍに調整した。
この電磁ノイズ抑制部材の表面抵抗は２．４ＭΩ／□であった。
以下の実施例、比較例において、電磁ノイズ抑制部材の厚みは３００μｍに、複合シートの両面の磁性シートはそれぞれ同じ厚みとなるように調整している。

（実施例２）
複合シートと磁性シートは実施例１と同様のものを用いた。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で、電磁ノイズ抑制部材中の複合シートの厚みを１８０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ６０μｍにした。
表面抵抗は３９ＭΩ／□であった。

（実施例３）
複合シートと磁性シートは実施例１と同様のものを用いた。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材中の複合シートの厚みを１２０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ９０μｍに調整した。
表面抵抗は２．８ＧΩ／□であった。

（実施例４）
複合シートは実施例１と同じ。磁性シートは実施例１の磁性材料の充填量を３０ｖｏｌ％に、アクリルゴムの充填量を７０ｖｏｌ％の比率に変えて作製した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材中の複合シートの厚みを１２０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ９０μｍに調整した。
表面抵抗は１２ＧΩ／□であった。

（実施例５）
複合シートは実施例１と同じ。磁性シートは実施例１の磁性材料の充填量を５０ｖｏｌ％に、アクリルゴムの充填量を５０ｖｏｌ％の比率に変えて作製した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材中の複合シートの厚みを１２０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ９０μｍに調整した。
表面抵抗は１．１ＭΩ／□であった。

（実施例６）
複合シートは実施例１の磁性材料の充填量を３０ｖｏｌ％、黒鉛の充填量を３０ｖｏｌ％、アクリルゴムの充填量を４０ｖｏｌ％の比率に変えて作製した。磁性シートは実施例１と同じものを使用した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材中の複合シートの厚みを１２０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ９０μｍに調整した。
表面抵抗は１２ＭΩ／□であった。

（実施例７）
複合シートは実施例１の磁性材料の充填量を２０ｖｏｌ％、黒鉛の充填量を４０ｖｏｌ％、アクリルゴムの充填量を４０ｖｏｌ％の比率に変えて作製した。磁性シートは実施例１と同じものを使用した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材中の複合シートの厚みを１２０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ９０μｍに調整した。
表面抵抗は８．５ＭΩ／□であった。

（実施例８）
複合シートは実施例１の磁性材料の充填量を３５ｖｏｌ％、黒鉛の充填量を４５ｖｏｌ％、アクリルゴムの充填量を２０ｖｏｌ％の比率に変えて作製した。磁性シートは実施例１と同じものを使用した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材中の複合シートの厚みを１２０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ９０μｍに調整した。
表面抵抗は５．２ＭΩ／□であった。

（実施例９）
複合シート、磁性シートは実施例５と同様のものを使用した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
二層構成で電磁ノイズ抑制部材中の複合シートの厚みを１５０μｍ、磁性シートの厚みを１５０μｍに調整した。
表面抵抗は複合シート側で３４Ω／□、磁性シート側で３．２ＭΩ／□であった。ただし、まとめの表１には磁性シート側の表面抵抗を記している。
磁場強度の測定は磁性シート面を図１のＭＳＬ側に配置している。

（実施例１０）
複合シートと磁性シートは実施例１と同様のものを使用した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材シート中の複合シートの厚みを６０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ１２０μｍに調整した。
表面抵抗は２００ＭΩ／□であった。

（実施例１１）
複合シートは実施例１と同じものを使用した。磁性シートは実施例１の磁性材料の充填量を２０ｖｏｌ％に、アクリルゴムの充填量を８０ｖｏｌ％の比率に変えて作製した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材シート中の複合シートの厚みを１８０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ６０μｍに調整した。
表面抵抗は１．９ＧΩ／□であった。

（実施例１２）
複合シートは実施例１の磁性材料の充填量を３０ｖｏｌ％に、黒鉛の充填量を１０ｖｏｌ％に、アクリルゴムの充填量を６０ｖｏｌ％の比率に変えて作製した。磁性シートは実施例１と同様のものを使用した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材シート中の複合シートの厚みを１８０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ６０μｍに調整した。
表面抵抗は４２０００Ω／□であった。

（比較例１）
複合シートは実施例１と同じものを使用した。磁性シートは実施例１の磁性材料の充填量を６０ｖｏｌ％に、アクリルゴムの充填量を４０ｖｏｌ％の比率に変えて作製した。
＜電磁ノイズ抑制部材＞
三層構成で電磁ノイズ抑制部材中の複合シートの厚みを１８０μｍ、上下の磁性シートの厚みをそれぞれ６０μｍに調整した。
表面抵抗は５２０Ω／□であった。

（比較例２）
磁性材料の充填量が６０ｖｏｌ％にである磁性シートのみから構成される。すなわち、実施例１の磁性シートで使用した磁性材料の充填量を６０ｖｏｌ％、アクリルゴムの充填量を４０ｖｏｌ％の比率で配合し、ドクターブレード法で成形後、熱間プレスで厚み３００μｍのシートを得た。
表面抵抗は６３００Ω／□であった。

（比較例３）
黒鉛の充填量が３０ｖｏｌ％である黒鉛シートのみから構成される。すなわち、実施例１で使用した黒鉛の充填量を３０ｖｏｌ％、アクリルゴムの充填量を７０ｖｏｌ％の比率で配合し、ドクターブレード法で成形後、熱間プレスで厚み３００μｍのシートを得た。
表面抵抗は４２０Ω／□であった。

以上の結果を表１にまとめる。表１には複合シート、磁性シートの特性値を記載しているがこれらの値は、各々シートを単独で３００μｍに調整したシートの値である。表１より本発明の電磁ノイズ抑制部材は、低周波数から高周波数帯域にわたり磁場抑制に効果があり、表面抵抗が大きいことがわかる。

なお、上述したとおり、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、電磁ノイズ抑制部材として、磁性材料、炭素材料、及びバインダ樹脂に加えて、適宜の添加剤、例えば、必要に応じて難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。さらに、電磁ノイズ抑制シート１が適用される対象は、半導体装置等の電子部品に制限されず、伝送線路や他の電子部品に対して使用可能なこと（特に近傍界用として有用である）は言うまでもない。

以上説明したとおり、本発明の電磁ノイズ抑制部材によれば、電磁ノイズ対策における広帯域化が可能であり、種々の電子部品を搭載する機器、装置、モジュール、システム、デバイス等、及びそれらの製造や放射電磁ノイズ（ＥＭＩ）除去等の電磁ノイズ対策に広く且つ有効に利用することができる。

１ 電磁ノイズ抑制部材
Ｂ ベースシート
Ｌｍ 測定信号ライン
Ｌｓ 入力信号ライン
ＭＦＰ 磁界プローブ
ＭＳＬ マイクロストリップライン
Ｎ ネットワークアナライザ
Ｓ 他方端
Ｔ 一方端

Claims (5)

1. 磁性材料および炭素材料を樹脂中に含有されてなる複合シートの片面もしくは両面に、磁性材料を樹脂中に含有されてなる磁性シートを積層してなることを特徴とする電磁ノイズ抑制部材。
2. 前記磁性材料および炭素材料を樹脂中に含有されてなる複合シートの、
   前記磁性材料及び前記炭素材料の合計含有割合が５０〜８０ｖｏｌ％であり、前記磁性材料の含有割合が２０〜６０ｖｏｌ％であり、前記炭素材料の含有割合が２０〜６０ｖｏｌ％であり、且つ、複素誘電率εの虚数部ε”の値が、１ＧＨｚにおいて２００〜１５００である、請求項１記載の電磁ノイズ抑制部材。
3. 前記磁性材料を樹脂中に含有されてなる磁性シート中に含まれる磁性材料の割合が２０ｖｏｌ〜５０ｖｏｌ％である、請求項１又は請求項２記載の電磁ノイズ抑制部材。
4. 前記電磁ノイズ抑制部材における前記磁性シート面の表面抵抗が１ＭΩ／□以上である、請求項１乃至請求項３に記載の電磁ノイズ抑制部材。
5. 前記磁性材料を樹脂中に含有する磁性シートの厚みの、前記電磁ノイズ抑制部材の全体の厚みに対する比率が、２０％〜８０％である請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電磁ノイズ抑制部材。

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