JP2015135864A - 熱伝導性ｅｍｉ抑制構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁及び高周波放射を抑制するためのインタフェース・パッドを提供する。【解決手段】電磁及び高周波放射を抑制するためのインタフェース・パッドは、厚さをそれらの間に画定する第１及び一般に対向する第２の側を含み、熱伝導性、電気抵抗性、及び２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度を有する。インタフェース・パッドは、電子部品の干渉に一般に関連する、電磁及び／又は高周波放射を減衰させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、電磁及び高周波放射抑制材料に関し、より詳細には、発熱する電気デバイス及びヒートシンク構造物に関連して使用するための、それを通る電磁及び高周波放射の伝播を抑制するように動作する熱伝導性インタフェース製品に関する。本発明は、さらに、電気的に分離するインタフェースを提供しながら、電磁及び高周波干渉の抑制を可能にするという別個の機能層を有するインタフェース製品を形成する方法に関する。

熱伝導性インタフェース材料は、エレクトロニクス産業において、発熱する電子部品をヒートシンク構造物に動作可能に結合するために広く利用されている。最も典型的には、そのような熱伝導性インタフェース材料は、集積回路（ＩＣ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、並びに比較的高密度の導電性トレース及び抵抗器要素を含むその他の電子部品などの発熱する電子部品と関連して利用される。特に、熱インタフェース材料は、多くの場合、そのような発熱する電子デバイスをフィン付きヒートシンク構造物などのヒートシンク構造物に動作可能に結合させるために利用される。そのようにして、電子部品によって発生した過剰な熱エネルギーは、熱インタフェース材料を介してヒートシンク構造物に放出されうる。

いくつかの電子デバイスは、過剰な熱エネルギーの発生に加えて、様々な周波数にわたる電磁放射を生成する。そのような放射は、電磁気的又は高周波の波形に敏感、かつ／又は、それらを受信するように同調される他の電子デバイスと、電磁干渉（ＥＭＩ）及び／又は高周波干渉（ＲＦＩ）を引き起こす作用を有することがある。電磁及び高周波干渉に影響されやすいデバイスには、例えば、携帯電話、携帯ラジオ、ラップトップ・コンピュータなどが含まれる。

電磁及び／又は高周波干渉に影響されやすい携帯電子デバイスの普及が高まるにつれて、そのようなデバイス用の内部電子部品の製造業者は、電磁放射生成デバイスに隣接して配置される熱伝導性インタフェース材料に、電磁放射吸収物質を組み込むようになってきた。したがって、電磁及び／又は高周波放射のインタフェースを通る透過を吸収、反射、あるいは抑制する動作特性を持つ構成物（construction）が熱インタフェース材料に実装されてきている。その結果、そのような熱インタフェース材料構成物は、熱の放出経路を提供するように動作するとともに、その熱インタフェース材料が対象とする対応する電子部品からの電磁及び／又は高周波放射の透過を同時に抑制する。

しかし、そのような特性を与えるために現在までに提案された熱インタフェース材料構成物は、熱インタフェース材料の中心母材（backbone matrix）内に均一又は準均一に分散した放射抑制物質を利用する。そうすることで、結果として得られる構造（composition）により、低い電気抵抗の全体構成物がもたらされる。従来の電磁及び／又は高周波干渉抑制構成物の比較的低い電気抵抗率では、熱及び干渉放射を発生する電子部品のそれぞれにインタフェースを介して動作可能に結合されるヒートシンクなどの構造物を適切に電気的に分離することができない。しかし、そのような電気的分離が好ましい、又は必要とされる多くの用途が存在する。

また、従来のＥＭＩ抑制材料は、比較的硬い傾向があり、それによって、熱伝導体としての有効性が劣ってしまう。従来のＥＭＩ抑制インタフェースの順応性の不足は、ＥＭＩ抑制インタフェースと、接続される部品との間に空隙をもたらす。そのような空隙は相対的な熱的障壁として働き、インタフェースの全体的な熱伝導度を減らす。さらに、特にヒートシンク又は外部ＥＭＩシールドをＥＭＩ抑制インタフェース上に圧入するとき、比較的順応性のない従来のインタフェース構造物は、ヒートシンク装置の組み立てにおいて、脆い電気部品に損傷をもたらすことがある。

したがって、本発明の目的は、電磁及び／又は高周波放射の透過を動作可能に抑制するように動作する、電気的に分離する熱インタフェース材料を提供することである。

本発明のさらなる目的は、熱インタフェース構成物の既定の部分内に単独で閉じ込められる電磁及び高周波干渉抑制構造を組み込んだ、電気的に分離する熱インタフェース材料の構成物を提供することである。

本発明のさらなる目的は、複数の別個の材料層で形成される熱伝導性インタフェース製品を提供することであり、そのような層のうちの既定のもののみが電磁及び高周波放射抑制材料を含む。

本発明の別の目的は、電気的絶縁性を有する熱伝導性材料から製作される第１及び第２の主要露出表面と、インタフェース製品の電気的絶縁性を有する部分の間に挟まれたインタフェース製品の一部内にもっぱら含まれる電磁及び高周波干渉抑制材を有する、電気的に分離する熱伝導性インタフェース製品を提供することである。

本発明のさらなる目的は、電磁及び高周波放射抑制特性を有する熱伝導性インタフェース材料を構成する方法を提供することであり、この方法は、まったく異なる構造を有する別個の材料層を別々に積層することを含む。

本発明のさらなる別の目的は、電磁及び／又は高周波放射を抑制するのに有効であり、かつ、熱伝導度を改善するように順応性があり、さらに組立ての工程において電気部品を保護するように柔らかであるような低い弾性率を示す、電気的に分離する熱インタフェースを提供することである。

本発明によって、電子部品からの電磁及び高周波放射の放出は、放射の影響を受けやすい装置へのその透過を低減し、かつ／又は除去するように内部に限定され、かつ／又は反射されることによって、抑制されうる。本発明の電磁及び高周波干渉抑制装置は、その構成物が、集積回路アセンブリと直接接触して置くことができる電気的絶縁体を提供するとともに、同時に電磁及び高周波干渉抑制の特性を提供するという点で、集積回路の用途に関連して有用な構成物を組み込む。さらに、そのインタフェースは、柔らかくかつ順応であるように、好ましくは、比較的低い体積弾性率を示すことができる。

特定の実施形態では、本発明のインタフェース・パッドは、厚さをそれらの間に画定する、第１の表面及び一般に対向する第２の表面を有する本体を含む。本体は、その厚さを通して少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導度と、２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度と、少なくとも１０^８Ω・ｍの体積電気抵抗率と、１〜１０ＧＨｚ間の波形周波数を有する放射の少なくとも１ｄＢの減衰とを示す。

別の実施形態では、電磁干渉抑制装置は、厚さをそれらの間に画定する第１の表面及び一般に対向する第２の表面を有する本体を含む。本体は、その厚さを通して少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導度と、２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度と、少なくとも１０^８Ω・ｍの体積電気抵抗率とを示す。本体は第１の部分及び第２の部分を含み、第１の部分は、磁性金属粉末、磁性合金粉末、炭素繊維、グラファイト、ポリアクリロニトリル繊維、磁性セラミックス、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、及びそれらの組合せから選択された電磁放射抑制材料を含む。

さらなる実施形態では、電磁干渉抑制装置は、基板に固定され、筐体を画定するシールド部材と、筐体内で基板に載置された電子部品とを含む。装置は、さらに、１〜１０ＧＨｚの間の波形周波数を有する放射を少なくとも１ｄＢだけ減衰させることができる干渉抑制体を含む。干渉抑制体は、少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導度と、２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度と、少なくとも１０^８Ω・ｍの体積電気抵抗率とを示す。干渉抑制体は、筐体内で、電子部品とシールド部材との間に配置される。

さらなる実施形態では、本発明の電磁干渉抑制装置は、厚さをそれらの間に画定する第１の表面及び一般に対向する第２の表面と、第１の部分及び第２の部分とを有する本体を含み、第１の部分はポリマー母材中に分散された電磁放射抑制材料を含む。電磁放射抑制材料は、磁性金属粉末、磁性合金粉末、炭素繊維、グラファイト、ポリアクリロニトリル繊維、磁性セラミックス、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、及びそれらの組合せから選択される。第１の部分は、第１及び第２の表面の少なくとも一方から離隔され、２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度を有する。第２の部分は、第１及び第２の表面の少なくとも一方と同一の広がりをもち、２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度を有する。

本発明のインタフェース製品の断面図である。 本発明のインタフェース製品の断面図である。 本発明のインタフェース製品の断面図である。 図３に示したインタフェース製品の斜視図である。 電磁干渉抑制装置で利用される、先行技術の抑制インタフェースの概略断面図である。 本発明の電磁干渉抑制装置の概略断面図である。 本発明の電磁干渉抑制装置で試験された、放射の反射減衰量を示す図である。 本発明の電磁干渉抑制装置で試験された、放射の挿入損失を示す図である。 本発明の電磁干渉抑制装置で試験された、放射の反射減衰量を示す図である。 本発明の電磁干渉抑制装置で試験された、放射の挿入損失を示す図である。

次に、上記で列挙された目的及び利点を、本発明によって表される他の目的、特徴、及び改良とともに、本発明の様々なありうる構成を代表するものである添付図面を参照して説明される詳細な実施形態の点から提示する。本発明の他の実施形態及び態様は、当業者の理解の内にあると認められる。

本開示において、「電磁放射」、「電磁干渉」、「高周波放射」、「高周波干渉」、「ＥＭＩ」、及び「ＲＦＩ」という用語は、プロセッサ、送信器、受信器などのような電子部品の正常動作と干渉する可能性がある放射を意味することが意図されている。そのような放射は、典型的には、１〜１０ＧＨｚの範囲にありうる。上述で列記した用語並びに他の同様の用語は、この周波数範囲の放射に適用されることが意図され、したがって、本発明の材料によって影響される（吸収される、反射される、内部に限定されるなど）放射透過を定義するのに交換可能に使用することができる。

次に、図面を参照するが、最初に図１を参照すると、本発明のインタフェース・パッド１０は、一般に互いに対向する関係にあり、それらの間にパッド１０の厚さ「Ｔ」を画定する、第１の側１２及び第２の側１４を含む。インタフェース・パッド１０は、好ましくは、第１の側１２に沿って配置された第１の部分１８、第２の側１４に沿って配置された第２の部分２０、及び第１の部分１８と第２の部分２０との間に挟まれた第３の部分２２を含む。好ましい実施形態では、インタフェース・パッド１０は、第３の部分２２内にもっぱら閉じ込められた電磁及び／又は高周波干渉抑制材料３２を含む。抑制材料３２は、好ましくは、第３の部分２２の熱可塑性又は熱硬化性ポリマー母材中に分散された粒子状充填剤の形態である。そのような干渉抑制材料３２は、多種多様な電磁及び高周波放射吸収又は反射物質から選択することができる。広い周波数範囲にわたって電磁放射を吸収するのに有用な材料には、鉄又は鉄合金などの磁性金属粉末が含まれる。他の磁性金属、磁性金属酸化物セラミックス、グラファイト／炭素粉末、及び合金充填剤を、鉄又は鉄合金粉末に加えて、又はそれの代わりに利用することができる。さらに、非金属充填剤は電磁干渉抑制材料として有用である。

有用な干渉抑制材料３２の具体的で例示的な実例には、ポリマー性母材の中心材料中に遊離している窒化ホウ素、ポリアクリロニトリル、グラファイト、及び磁性セラミックスと同様に、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｏ、鉄の合金、並びに、銀、銅、炭素、及びグラファイトなどの導電性の金属及び非金属の充填剤が含まれる。上述の材料は単に例示であり、当技術分野で既知の様々な干渉抑制材料の使用に限定することは意図されない。一般に、干渉抑制材料３２は、インタフェースを通る放射の透過を所望の程度まで減らすのに有効である充填濃度を有する粒子状物質の形態をしている。放射抑制材料の粒子充填濃度の例は約１２０重量部（phr）である。

抑制材料３２は、好ましくは、熱可塑性又は熱硬化性ポリマー母材内に分散されている。第３の部分２２のポリマー性母材に有用な熱可塑性及び熱硬化性樹脂の実例には、例えば、シリコーン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリスルフィド、ポリイソブチレン、及びポリビニル又はポリオレフィン・ベースのポリマーが含まれる。そのような熱可塑性又は熱硬化性樹脂から開発されたポリマー性母材は、抑制材料３２を第３の部分２２の約５体積％と８５体積％との間の濃度で分散させることができる、比較的柔らかくかつ柔軟な基板を提供する。

本発明のいくつかの実施形態では、第３の部分２２は、それを通る熱エネルギーの伝達を支援するために熱伝導性充填剤材料をさらに含むことができる。そのような熱伝導性充填剤は当技術分野で周知であり、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化亜鉛、及び炭化ケイ素を含む。他の熱伝導性粒子状充填剤材料がインタフェース・パッド１０の様々な熱伝導性部分に有用であるとして本発明によって予期されており、それらの熱伝導性充填剤物質の各々は当技術分野で広く利用され、よく知られている。熱伝導性充填剤材料は、少なくとも約０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ、より好ましくは、約１．０Ｗ／ｍ・Ｋと５．０Ｗ／ｍ・Ｋとの間の熱伝導度の値をもつ第３の部分２２をもたらすために、第３の部分２２内に約５体積％と９０体積％との間の濃度で分散させることができる。

図１に示した実施形態では、第１及び第２の部分１８、２０を、好ましくは電気的絶縁材料から製作し、それによって、インタフェース・パッド１０に電気的分離特性を与えている。ここでは、「電気的分離」及び「電気的絶縁」という用語は、コンピュータ、携帯電話、コンピュータ・サーバ、テレビ及びコンピュータ・モニタ、コンピュータ・タブレットなどの電子デバイスで典型的に見られる、電子部品の通常の動作電圧で、インタフェースを通る電気的透過（electrical transmission）を最小化又は除去するのに十分な電気抵抗率をもつ材料を意味することが意図されている。インタフェース・パッド１０などの本インタフェースの例示の電気体積抵抗率は、少なくとも約１０^８Ω・ｍとすることができる。いくつかの実施形態では、所望の電気体積抵抗率は約１０^１０Ω・ｍとすることができる。第１及び第２の部分１８、２０は、したがって、好ましくは、シリコーン、ポリエチレン、ポリブタジエン、アクリル、エポキシ、及びウレタンなどの比較的柔らかく且つ柔軟な電気的絶縁基板として製作される。

本発明の一態様は、電磁及び高周波放射抑制材料３２をもっぱら第３の部分２２に閉じ込め、例えば、インタフェース・パッド１０の第１及び第２の部分１８、２０に組み込まなくてよいということにある。そのようにして、第１及び第２の部分１８、２０は、それらの中に導電性抑制材料３２を組み込まないことによって電気的絶縁の性質を維持する。

しかし、第１及び第２の部分１８、２０の１つ又は複数は、好ましくは、第３の部分２２に関連して上述した材料から選択される熱伝導性充填剤材料を含むことができる。したがって、第１及び第２の部分１８、２０により、第１及び第２の側１２、１４の一方又は両方がそれぞれの電子部品と動作可能に接触して置かれるとき、熱エネルギーを発熱する部品から引き出し、吸熱する部品に送出することができるように、好ましくは、熱インタフェース媒体が提供される。第１、第２、及び第３の部分１８、２０、２２の各々が熱伝導性充填剤材料を含む好ましい実施形態では、完全で効率的な熱経路がインタフェース・パッド１０の厚さ「Ｔ」を通して設けられ、ここで、厚さ「Ｔ」は寸法が約０．２５４ミリメートル（０．０１インチ）と１２．７ミリメートル（０．５インチ）との間である。言い換えれば、例えば、発熱する電子部品の隣接位置に第１の側１２を置く応用例では、効率的な熱経路が、インタフェース・パッド１０の第１の側１２から第２の側１４まで、第１の部分１８、第３の部分２２、及び第２の部分２０を連続に介して、さらに、インタフェース・パッド１０の第２の側１４に隣接して置かれたヒートシンク部品まで設けられる。

好ましくは、第１、第２、及び第３の部分１８、２０、２２の各々で利用される主要な材料が、全体的に柔らかくかつ柔軟な特性をインタフェース・パッド１０に与える。具体的には、インタフェース・パッド１０は、好ましくは、すべて２０°Ｃの室温において、ショア００硬度約１０（10 Shore 00）とショアＡ硬度５０（50 Shore A）との間のバルク硬度、より好ましくは、ショア００硬度１０（10 Shore 00）とショア００硬度７０（70 Shore 00）との間のバルク硬度と並んで、約５ＭＰａ未満の全体的な弾性率（overall modulus）、より好ましくは、１ＭＰａ未満の体積弾性率を示す。インタフェース・パッドは、さらにより好ましくは、２０°Ｃでショア００硬度１５（15 Shore 00）とショア００硬度３０（30 Shore 00）との間の硬度を示すことができる。ある実施形態では、この硬度はインタフェース・パッド１０全体を表すことができるが、一方、他の実施形態では、硬度の値は、電子部品、及び／又はヒートシンク、及びシールド部材に接触する、順応性のための外側表面層に適用することができる。そのような柔軟さ及び柔らかさにより、インタフェース・パッド１０の第１及び第２のそれぞれの側１２、１４と、対応する電子部品及びヒートシンクとの間に間隙を形成することなく、インタフェース・パッド１０を、それぞれの電子部品の平坦でない表面に適用することが可能になる。低い弾性率及び硬度の値によってもたらされるインタフェース・パッド１０の順応性の特徴は、熱インタフェース材料と、関連する電子部品との間の連続的な接触面積を保証して、熱伝達及びＥＭＩシールドのインタフェースを介して、電子部品について、ヒートシンク及び／又はシールドを組み立てる際に電子部品への損傷の危険を最小にするとともに、熱伝達の効率を最大にするのに重要である。その目的のために、インタフェース・パッド１０の第１及び第２の側１２、１４の外側周辺境界を構成する材料は好ましくは室温で柔らく、さらに、２０℃で液状で分注可能であってもよい。

熱伝達に貢献し、組立ての工程で電子部品への損傷の危険を最小にすることに加えて、本インタフェース材料の柔らかくかつ順応な特性は、電磁放射を放出しているか、又は他の放射源によって引き起こされる干渉に敏感である電子部品構造物の「まわりを包む」ことが可能になることによって、電磁シールド／抑制を強化することもできる。本発明のインタフェースと従来のＥＭＩ抑制インタフェースとの間の、絵で表した対比が図５及び６に示されており、先行技術のインタフェース９００は、比較的剛性であり、回路基板９６０に装着された電子部品９５０とヒートシンク／放射シールド９７０との間に固定されている。この典型的な構成では、先行技術のインタフェース９００は、電子部品９５０の第１の表面９５２に位置づけられる。先行技術のインタフェース９００の相対的な剛性及び硬度に起因して、インタフェース９００と第１の表面９５２との間、及びインタフェース９００とシールド９７０との間に、空隙が残される可能性がある。さらに、基板／回路基板９６０にシールド９７０を組み立てることにより、その相対的な剛性によって電子部品９５０に伝えられる力を、インタフェース９００がかける結果となることがある。場合によっては、そのような力は電子部品９５０を損傷することがある。

図６にインタフェース３１０として示される本インタフェースは、好ましくは、シールド／ヒートシンク９７０を基板／回路基板９６０に装着するときの上述の装着力の伝達を最小にする程度に柔らかく、柔軟で、順応性がある。装着力は、電子部品９５０に伝えられる代わりに、その柔らかくかつ順応性がある性質の結果としてインタフェース３１０の変形で吸収される。さらに、柔らかく、柔軟で、かつ順応性があるインタフェース３１０は、好ましくは、熱伝達を妨げる空隙を最小化又は除去するために、電子部品９５０の第１の表面９５２及びシールド／ヒートシンク９７０の内側表面９７２と共形になる（conform）。したがって、インタフェース３１０は、電子部品９５０とシールド／ヒートシンク９７０との間のより効率的な熱橋を築く。

本インタフェース３１０のさらなる利点が図６に示されており、インタフェース３１０の柔らかさ及び柔軟性のため、端部部分３２０が電子部品９５０の「まわりを包む」ことができるようになっている。結果として、電子部品９５０の側面表面９５４から放出される潜在的な干渉放射もまた、インタフェース３１０によって吸収され、内部に閉じ込められ、又は反射される。このようにして、柔軟なインタフェース・パッド３１０は、電子部品９５０のまわりに放射を抑制する封入を実質的に形成して、部品９５０からの潜在的な干渉放射の放出をより完全に防止することができる。インタフェース部材３１０は、さらに又は代わりに、部品９５０の動作に干渉することがあり得る、入ってくる放射から電子部品９５０を保護することができることを理解することができよう。したがって、インタフェース３１０は、出て行く及び入ってくる干渉放射の両方への抑制シールドとして動作することができる。

インタフェース３１０は、電子部品９５０の「まわりを包む」か、又はそれを実質的に封入するほど十分に柔らかくかつ柔軟にすることができる一方で、その体積弾性率又はバルク硬度の性質はインタフェース３１０の取り扱いやすさを可能するようなものであることが好ましい。言い換えれば、インタフェース３１０は、取り扱い及び組立ての際に寸法的に比較的安定であるような十分な硬度とともに、上述の順応性及び柔軟性の利益の両方を与える実行可能範囲内の柔らかさを有することが望ましい。ショア００硬度１０〜７０（10〜70 Shore 00）の間を含む上述の硬度の範囲は、自動化装置によることを含む取り扱いのしやすさと組み合わせた、放射シールド及び熱伝達における有用な妥協点を与えることが出願人によって見いだされた。いくつかの実施形態では、インタフェース３１０は、室温で寸法的に比較的安定な自己支持体（self-supporting body）とすることができ、又は粘性が小さく、その場形成（form-in-place）の用途のために液状で分注可能なことを含むことができる。上述の硬度及び弾性率の範囲は、室温で設置されるように本インタフェースに適用することが意図されている。高温による動作条件下では、本インタフェースの硬度の値は、特に、相変化をする材料が本インタフェースのポリマー性母材に使用されている場合には、減少することがある。

第１、第２、及び第３の部分１８、２０、２２の各々のポリマー性母材は、インタフェース・パッド１０の全体的な弾性率及び硬度を重要な特徴として、用途ごとに所望に応じて同じ又は異なる材料から製作することができる。それぞれの充填剤材料は、以下で説明するように、所望に応じて、連続層の形成の方法に従って、インタフェース・パッド１０のそれぞれの部分内で、混合し適合させることができる。

図１を参照して説明したインタフェース・パッド１０の構成により、パッド１０の第１及び第２の側１２、１４に配置された電気的絶縁部分１８、２０を組み込むことで、電気的に分離する構造物が提供される。その結果、インタフェース・パッド１０は、それぞれの部品が互いに電気的に分離されることが望ましい用途で利用することができる。さらに、インタフェース・パッド１０の構成により、第３の部分２２内に抑制材料３２を含有することで、電気的な分離と電磁及び高周波放射の抑制との両方が可能になる。それに応じて、例えば、パッド１０の第１の側１２に連結された部品から発出される電磁及び／又は高周波干渉は、パッド１０の厚さ「Ｔ」を通って透過しないように、第３の部分２２によって大幅に吸収又は反射される。好ましくは、ＥＭＩ及びＲＦＩの、少なくとも約１０％で最大約９０％までが、吸収されるか、又は、例えば、第１の側１２に位置づけられた発生源に向かって反射される。それに応じて、ＥＭＩ又はＲＦＩの約９０％未満が本発明のインタフェース・パッド１０を透過しうる。本発明のいくつかの実施形態では、少なくとも１ｄＢの放射減衰がこのインタフェース・パッドによって達成される。このシールドの有効性の度合いは以下の関係で評価され得る。
Ｓ＝−２０ｌｏｇＴ_ｉ／Ｉ_ｏ
ここで、Ｓはシールドの有効性であり、Ｔ_ｉは透過放射であり、Ｉ_ｏは入射放射である。

このシールドの有効性の度合いは、電磁放射をシールドする際の材料の有効性を決定するために、当技術分野では周知である。

上述のように、インタフェース・パッド１０によって与えられるさらなる有用性は、その少なくともいくつかの部分の熱伝導度にある。好ましい実施形態では、第１、第２、及び第３の部分１８、２０、２２の各々は、インタフェース・パッド１０の全厚さ「Ｔ」が比較的高い熱伝導度の値（＞１Ｗ／ｍ・Ｋ）を有するようにするために、それらの中に配置された熱伝導性充填剤材料を含む。そのようにして、熱エネルギーはインタフェース・パッド１０を通過することができ、一方、ＥＭＩ及びＲＦＩの透過は実質的に抑制される。

図２に示した本発明の別の実施形態では、インタフェース・パッド１１０は、インタフェース・パッド１０に関して上述したような構造物を含み、さらにその第１の側１１２と第２の側１１４との間に配置された電気的絶縁性を有するシールド部材１３４を含む。シールド部材１３４は、好ましくは、ガラス、グラファイトなどから製作された織物などの電気的絶縁性を有する材料から製作される。したがって、シールド部材１３４は、インタフェース・パッド１１０の厚さ「Ｔ」を通した電気的コンダクタンスに追加の障壁を与える。加えて、シールド部材１３４は、比較的堅い基板層としてインタフェース・パッド１１０への物理的強化を行う。図２に示した実施形態では、シールド部材１３４は、好ましくは、第１又は第２の部分１１８、１２０に配置できるが、それに代えて、第３の部分１２２内に配置することができる。加えて、複数の別個のシールド部材１３４を、用途ごとに所望に応じてインタフェース・パッド１１０内に組み込むことができる。

シールド部材１３４は、好ましくは、長さ「Ｌ」及び幅「Ｗ」で画定されるインタフェース・パッド１１０の領域の全体にわたって延びるが、それに代えて、インタフェース・パッド１１０の領域の一部にわたってのみ延びることができる。

本発明のさらなる実施形態が、インタフェース・パッド２１０として図３に示され、その第１の側２１２と第２の側２１４との間に配置された干渉抑制部分２２２を含んでいる。干渉抑制部分２２２は、好ましくは、図１の第３の部分２２に関連して説明したような材料から形成される。しかし、干渉抑制部分２２２は、インタフェース・パッド２１０の有効な領域にわたって部分的にのみ延びる。図４は、干渉抑制材料２３２がもっぱら閉じ込められている、干渉抑制部分２２２の囲まれた特徴をさらに示している。

以下でさらに説明するように、インタフェース・パッド２１０などの本発明のインタフェース・パッドは、複数の別個の材料層の寄せ集めとして準備することができる。したがって、インタフェース・パッド２１０は、上述のような電気的絶縁性材料を備える第１の層２０３と、多数の互いに別個の部分２０５、２０６、及び２２２を有する第２の層２０４と、上述のような電気的絶縁性材料を備える第３の層２０７とを含む。第２の層２０４の別個の部分２０５、２０６は、好ましくは、干渉抑制部分２２２とは別に分離して、インタフェース・パッド２１０中に積み上げられた電気的絶縁性材料の別個のブロックである。

実施例
インタフェース・パッドの２つのサンプル・セットが用意され、第１のセットは１ｍｍの厚さ寸法を有し（「薄い」サンプル）、第２のサンプルは３ｍｍの厚さ寸法を有していた（「厚い」サンプル・セット）。２つのサンプル・セットは、他の点では組成が同一であり、インタフェース・パッドは以下の組成から用意された。

充填剤はシリコーン樹脂中に分配され、シリコーン樹脂は０．０６ｍｍ厚の織られた繊維ガラス層の両側に塗布され、繊維ガラス層は、名目上、最終構成物の中央平面にある。

サンプルはＳ−バンド及びＧ−バンドの方形導波管セクションを使用して測定され、２．６０〜５．８５ＧＨｚ間の放射源はＨＰ ８５−１０であった。後処理ＴＲＬ較正が、２ポートシステムに関連する反射及びクロストークを補正する１２項誤差モデルとともに使用された。サンプルは、各導波管のサンプル・ホルダ内に収まるように切断された。材料の柔らかさのため、サンプル・ホルダ内のサンプルの配置に若干の不完全さが認められた。

サンプルは、放射反射減衰量及び挿入損失の両方について試験され、ｄＢ単位で測定された。各サンプル・セット内の多数のサンプルが測定され、結果はまとめて平均された。材料の反射減衰量は、以下のように、測定した反射係数（Γ）と直接関連づけられる。
ＲＬ＝２０ｌｏｇ_１０（Γ）

挿入損失は、測定された透過係数を使用して同様にして見いだされる。測定された反射係数は、（エネルギーが通り抜けて伝播するときの）サンプルの両面からの反射で構成される。一般に、反射減衰量（ＲＬ）が０に近づくにつれて、より多くのエネルギーがサンプルによって反射される。図７Ａは、２．６０〜３．９５ＧＨｚからの厚いサンプル及び薄いサンプルのＲＬを示す。薄いサンプルにおいて約３．５ＧＨｚに見られるＲＬの大きい落ち込みは、サンプルの歪み及び配置によって引き起こされたアーティファクトであると考えられる。

Ｓ−バンド（２．６０〜３．９５ＧＨｚ）における挿入損失が図７Ｂに図示されており、予測されるように、厚いサンプルを透過するエネルギーはより少ないことが示されている。厚いサンプルは、伝播する放射を約２倍効果的に減衰させている。

図７Ｃ及び７Ｄは、４．０〜５．８５ＧＨｚ間のＧ−バンド放射で測定されたサンプルの反射減衰量及び挿入損失を、それぞれ示す。

この結果の示すところによれば、本サンプルは、電子デバイスの用途で最も存在する可能性のある周波数範囲の放射の透過を減衰させるのに有効である。

本発明は、特許法に準拠するために、また、この新規な原理を適用し、必要に応じて本発明の実施形態を構成し使用するために必要とされる情報を当業者に提供するために、かなり詳細に、ここで説明された。しかしながら、本発明自体の範囲から逸脱することなく、様々な変形を達成することができることが理解されるべきである。

１０、１１０、２１０ インタフェース・パッド
１２、１１２、２１２ 第１の側
１４、１１４、２１４ 第２の側
１８、１１８ 第１の部分
２０、１２０ 第２の部分
２２、１２２ 第３の部分
３２ 抑制材料
１３４ シールド部材
２０３ 第１の層
２０４ 第２の層
２０５、２０６ 別個の部分
２０７ 第３の層
２２２ 干渉抑制部分
２３２ 干渉抑制材料
３１０ インタフェース
３２０ 端部部分
９００ インタフェース
９５０ 電子部品
９５２ 第１の表面
９５４ 側面表面
９６０ 基板／回路基板
９７０ シールド／ヒートシンク
９７２ 内側表面

Claims (22)

1. 電磁放射の透過を抑制するための熱伝導性インタフェース・パッドであって、
   厚さをそれらの間に画定する第１の表面及び一般に対向する第２の表面を有する本体からなり、
   前記本体が、
   前記厚さを通して、少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導度と、
   ２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度と、
   少なくとも１０^８Ω・ｍの体積電気抵抗率と、
   １〜１０ＧＨｚ間の波形周波数を有する放射の少なくとも１ｄＢの減衰と
   を示す、熱伝導性インタフェース・パッド。
2. 前記厚さが約１〜３ｍｍの間にある、請求項１に記載の熱伝導性インタフェース・パッド。
3. 前記減衰が挿入減衰である、請求項２に記載の熱伝導性インタフェース・パッド。
4. 前記硬度がショア００硬度１５〜３０の間にある、請求項１に記載の熱伝導性インタフェース・パッド。
5. 厚さをそれらの間に画定する第１の表面及び一般に対向する第２の表面を有する本体からなる電磁干渉抑制装置であって、
   前記本体が、
   前記厚さを通して、少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導度と、
   ２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度と、
   少なくとも１０^８Ω・ｍの体積電気抵抗率と
   を示し、
   前記本体が第１の部分及び第２の部分を有し、
   前記第１の部分が、磁性金属粉末、磁性合金粉末、炭素繊維、グラファイト、ポリアクリロニトリル繊維、磁性セラミックス、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、及びそれらの組合せから選択された電磁放射抑制材料を含む、電磁干渉抑制装置。
6. 前記電磁放射抑制材料が前記本体の前記第１の部分に閉じ込められる、請求項５に記載の電磁干渉抑制装置。
7. 前記電磁放射抑制材料がポリマー性母材内に分散される、請求項６に記載の電磁干渉抑制装置。
8. 前記ポリマー性母材が、シリコーン、ポリエチレン、ポリブタジエン、アクリル、エポキシ、ウレタン、ポリスルフィド、ポリイソブチレン、ポリビニル又はポリオレフィン・ベースのポリマー、及びそれらの組合せから選択される、請求項７に記載の電磁干渉抑制装置。
9. 前記第１の部分が、前記第１及び第２の表面の少なくとも一方から離隔される、請求項５に記載の電磁干渉抑制装置。
10. 前記第１の部分が、前記第１及び第２の表面の両方から離隔される、請求項９に記載の電磁干渉抑制装置。
11. 基板に固定され、筐体を画定するシールド部材と、
    前記筐体内で前記基板に載置された電子部品と、
    １〜１０ＧＨｚの間の波形周波数を有する放射を少なくとも１ｄＢだけ減衰させ、
    少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導度と、
    ２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度と、
    少なくとも１０^８Ω・ｍの体積電気抵抗率と
    を示すことができる干渉抑制体と
    を備え、
    前記干渉抑制体は、前記筐体内で、前記電子部品と前記シールド部材との間に配置される、電磁干渉抑制装置。
12. 前記干渉抑制体が、前記シールド部材及び前記電子部品の両方と物理的に接触する、請求項１１に記載の電磁干渉抑制装置。
13. 前記干渉抑制体が前記電子部品を実質的に封入する、請求項１１に記載の電磁干渉抑制装置。
14. 前記シールド部材が金属である、請求項１１に記載の電磁干渉抑制装置。
15. 前記基板がプリント回路基板である、請求項１１に記載の電磁干渉抑制装置。
16. 厚さをそれらの間に画定する第１の表面及び一般に対向する第２の表面を有する本体からなる電磁干渉抑制装置であって、
    前記本体が第１の部分及び第２の部分を含み、
    前記第１の部分が、ポリマー母材中に分散された電磁放射抑制材料を含み、
    前記電磁放射抑制材料が、磁性金属粉末、磁性合金粉末、炭素繊維、グラファイト、ポリアクリロニトリル繊維、磁性セラミックス、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、及びそれらの組合せから選択され、
    前記第１の部分が、前記第１及び第２の表面の少なくとも一方から離隔され、２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度を有し、
    前記第２の部分が、前記第１及び第２の表面の少なくとも一方と同一の広がりをもち、２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度を有する、電磁干渉抑制装置。
17. 前記電磁放射抑制材料が前記第１の部分にもっぱら閉じ込められる、請求項１６に記載の電磁干渉抑制装置。
18. 前記第１の部分が、前記第１及び第２の表面の両方から離隔される、請求項１７に記載の電磁干渉抑制装置。
19. 前記第１及び第２の表面の少なくとも一方と同一の広がりをもち、２０℃でショア００硬度１０〜７０の間の硬度を有する第３の部分を含み、
    前記第１の部分が前記第２及び第３の部分の間に配置される、
    請求項１８に記載の電磁干渉抑制装置。
20. 前記第２の部分が、ポリマー母材中に分散された熱伝導性粒子状材料を含み、
    前記熱伝導性粒子状材料が、アルミナ、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化亜鉛、炭化ケイ素、及びそれら組合せから選択される、
    請求項１６に記載の電磁干渉抑制装置。
21. 前記第１及び第２の部分の前記ポリマー母材が、シリコーン、ポリエチレン、ポリブタジエン、アクリル、エポキシ、ウレタン、ポリスルフィド、ポリイソブチレン、ポリビニル又はポリオレフィン・ベースのポリマー、及びそれらの組合せから選択される、請求項２０に記載の電磁干渉抑制装置。
22. 前記第１及び第２の表面から離隔された強化部材を含む、請求項１６に記載の電磁干渉抑制装置。