JP2018073932A

JP2018073932A - 複合磁性シート

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Publication number: JP2018073932A
Application number: JP2016210489A
Authority: JP
Inventors: 利行五十嵐; Toshiyuki Igarashi; 浩幸吉田; Hiroyuki Yoshida
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2018-05-10
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: JP6405355B2

Abstract

【課題】より高い周波数帯のノイズを抑制することができる複合磁性シートを提供すること。【解決手段】複合磁性シート１０は、有機バインダ１０２と、有機バインダ１０２内に分散された磁性扁平粉１０４とを備える。磁性扁平粉１０４は、１．６Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを有する金属からなる。磁性扁平粉１０４は、複合磁性シートの厚み方向断面において、３０μｍ以下のメジアン径を有している。磁性扁平粉１０４は、その表面に絶縁被膜１０６が形成されている。絶縁被膜１０６は、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の膜厚を有している。複合磁性シート１０は、１０Ｖの電圧を印加したときのシートの表面抵抗率が、１０７Ω／ｓｑ．以上１０１２Ω／ｓｑ．以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁ノイズを抑制する複合磁性シートに関する。

この種の複合磁性シートは、例えば、特許文献１から特許文献４までに開示されている。これらの複合磁性シートは、結合剤と、結合剤中に分散された扁平形状の軟磁性粉末とを有している。複合磁性シートは、高い電気抵抗を有するとともに、所定の周波数帯、例えばＵＨＦ（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）帯に大きな磁気損失を有しているため、副作用を伴わずに高周波ノイズを抑制することができる。

特開２００９−０４４０６９号公報特開２０１０−１５３４６２号公報特開２０１１−０８２２７８号公報特開２０１２−０２８５７６号公報

信号伝送速度の高速化に伴い、より高い周波数帯のノイズを抑制できる複合磁性シートが求められている。本発明は、より高い周波数帯のノイズを抑制することができる複合磁性シートを提供することを目的とする。

本発明は、第１の複合磁性シートとして、有機バインダと、前記有機バインダ内に分散された磁性扁平粉とを備える複合磁性シートであって、前記磁性扁平粉は、１．６Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを有する金属からなり、前記磁性扁平粉は、前記複合磁性シートの厚み方向断面において、３０μｍ以下のメジアン径を有しており、前記磁性扁平粉は、その表面に絶縁被膜が形成されており、前記絶縁被膜は、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の膜厚を有しており、前記複合磁性シートは、１０Ｖの電圧を印加したときのシートの表面抵抗率が、１０^７Ω／ｓｑ．以上１０^１２Ω／ｓｑ．以下である複合磁性シートを提供する。

また、本発明は、第２の複合磁性シートとして、第１の複合磁性シートであって、前記磁性扁平粉は、３ｄ遷移金属元素のうちの少なくとも一種以上の元素を含む合金からなる複合磁性シートを提供する。

また、本発明は、第３の複合磁性シートとして、第２の複合磁性シートであって、前記磁性扁平粉は、Ｆｅ，Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｏ及びＦｅ−Ｃｏ−Ｖのうちのいずれかの合金からなる複合磁性シートを提供する。

また、本発明は、第４の複合磁性シートとして、第１から第３までの複合磁性シートのうちのいずれかであって、前記磁性扁平粉は、立方晶構造を有する結晶質の合金からなる複合磁性シートを提供する。

また、本発明は、第５の複合磁性シートとして、第１から第４までの複合磁性シートのうちのいずれかであって、前記磁性扁平粉のメジアン径は、１μｍ以上である複合磁性シートを提供する。

また、本発明は、第６の複合磁性シートとして、第５の複合磁性シートであって、前記磁性扁平粉のメジアン径は、１０μｍ以上である複合磁性シートを提供する。

さらに、本発明は、第７の複合磁性シートとして、第１から第６までの複合磁性シートのうちのいずれかであって、前記複合磁性シートは、非磁性フィラーを更に含む複合磁性シートを提供する。

さらにまた、本発明は、第８の複合磁性シートとして、第１から第７までの複合磁性シートのうちのいずれかであって、前記磁性扁平粉の体積占有率が４０ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下である複合磁性シートを提供する。

加えて、本発明は、第９の複合磁性シートとして、第１から第８までの複合磁性シートのうちのいずれかであって、透磁率の虚数成分μ″の低周波分散（DII）のピーク値μ″_(DII)に対する透磁率の虚数成分μ″の高周波分散（DIII）のピークの値μ″_(DIII)の比率が、μ″_(DIII)／μ″_(DII)≧０．８、である複合磁性シートを提供する。

本発明の複合磁性シートは、１．６Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを有する磁性扁平粉を用いて、１０Ｖの電圧を印加したときに１０^７Ω／ｓｑ．以上１０^１２Ω／ｓｑ．以下のシートの表面抵抗率を実現したことで、ＵＨＦ帯を超える周波数、例えば、５ＧＨｚのノイズを抑制することができる。

本発明の一実施の形態による複合磁性シートの構成を示す概略図である。（ａ）は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金の透磁率の周波数特性を測定した結果の一例を示すグラフである。（ｂ）は、Ｆｅ−Ａｌ合金の透磁率の周波数特性を測定した結果の一例を示すグラフである。（ｃ）は、Ｆｅ−Ｃｏ合金の透磁率の周波数特性を測定した結果の一例を示すグラフである。（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の各々において、破線は実数成分μ′を示し、実線は虚数成分（磁気損失成分）μ″を示している。本発明の実施例１による複合磁性シートの透磁率を測定した結果を、比較例１の複合磁性シートの透磁率を測定した結果とともに示すグラフである。携帯電話機の内部構成の一部を示す概略図である。図４の携帯電話機における内部干渉を再現する非共振評価系を示す図である。図５の非共振評価系を用いて本発明の実施例１の複合磁性シートによる結合レベルを測定した結果を、比較例１の複合磁性シートによる結合レベルを測定した結果とともに示すグラフである。本発明の実施例２による複合磁性シートの透磁率を測定した結果を、比較例２の複合磁性シートの透磁率を測定した結果とともに示すグラフである。図５の非共振評価系を用いて本発明の実施例２による複合磁性シートの結合レベルを測定した結果を、比較例２の複合磁性シートの結合レベルを測定した結果ととともに示すグラフである。（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、周波数０．７ＧＨｚ，２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚでの誘電率εと結合レベルとの関係をそれぞれ測定した結果を示すグラフである。（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、周波数０．７ＧＨｚ，２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚでの表面抵抗率ρｓと結合レベルとの関係をそれぞれ測定した結果を示すグラフである。

図１を参照すると、本実施の形態に係る複合磁性シート１０は、有機バインダ１０２と、有機バインダ１０２内に分散された磁性扁平粉１０４とを備えている。磁性扁平粉１０４の表面には、絶縁被膜１０６が形成されている。複合磁性シート１０は、難燃性向上等を目的として、さらに非磁性フィラーを含んでもよい。

有機バインダ１０２は、特に限定されず、種々の結合剤を用いることができる。有機バインダ１０２として、例えば、アクリルゴム、アクリル酸アルキル共重合体等の（メタ）アクリル系ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム、ポリウレタン、ポリエチレン、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ＢＴレジン、ポリアミドイミド、あるいはポリイミド等を利用することができる。

磁性扁平粉１０４は、飽和磁束密度Ｂｓが１．６Ｔ（テスラ）以上の軟磁性金属からなる。飽和磁束密度Ｂｓが１．６Ｔ未満だと、周波数５ＧＨｚでの減結合（デカップリング）に関わる複合磁性シート１０の透磁率(μ、μ′、μ″)が得られないからである。このような軟磁性金属として、３ｄ遷移金属元素のうちの少なくとも一種以上の元素を含む金属または合金がある。例えば、磁性扁平粉１０４は、Ｆｅ，Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｏ及びＦｅ−Ｃｏ−Ｖのうちのいずれかからなる。これらの金属または合金は、いずれも立方晶構造を有する結晶質の金属または合金である。なお、現時点において、２．４５Ｔを超える飽和磁束密度Ｂｓを有する３ｄ遷移金属元素からなる軟磁性合金は知られていない。よって、磁性扁平粉１０４の飽和磁束密度Ｂｓの上限は、２．４５Ｔである。

磁性扁平粉１０４は、また、複合磁性シート１０の厚み方向断面において、長径方向に１μｍ以上３０μｍ以下の粒径（メジアン径：Ｄ５０）を有している。望ましくは、磁性扁平粉１０４の粒径は、１０μｍ以上１５μｍ以下である。粒径が１μｍ未満だと、断面アスペクト比が３０以上の磁性扁平粉１０４を工業的に作製することが極めて困難であり、粒径が１０μｍ未満だと、作製困難だからである。なお、断面アスペクト比を３０以上とするのは、反磁界係数を低減するためである。また、粒径が１５μｍを超えると飽和磁束密度Ｂｓ＝１．６Ｔの磁性扁平粉１０４を用いた場合に、周波数５ＧＨｚでの減結合に関わる複合磁性シート１０の透磁率(μ、μ′、μ″)が十分に得られず、粒径が３０μｍを超えるとそれが得られないからである。磁性扁平粉１０４の粒径を３０μｍ以下とすることで、複合磁性シート１０における磁性扁平粉１０４の体積占有率を高くすること（４０ｖｏｌ％以上）を可能にし、それによって、複素透磁率μの向上を実現する。なお、本実施の形態における粒径（メジアン径：Ｄ５０）は、複合磁性シート１０の厚み方向断面において、３００個以上の磁性扁平粉１０４をランダムに選出し、その長径を測定して求めたものである。

複合磁性シート１０における磁性扁平粉１０４の体積占有率は、４０ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下である。好ましくは、複合磁性シート１０における磁性扁平粉１０４の体積占有率は、４５ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下である。体積占有率が４５ｖｏｌ％未満だと、周波数５ＧＨｚでの減結合に関わる複合磁性シート１０の透磁率(μ、μ′、μ″)が十分に得られないからである。また、体積占有率が４０ｖｏｌ％未満だと周波数５ＧＨｚでの減結合に関わる複合磁性シート１０の透磁率(μ、μ′、μ″)が得られないからである。さらに、体積占有率が５０ｖｏｌ％より大きいと、複合磁性シート１０の膜質の劣化、可撓性の低下及びシートの表面抵抗率の減少等が起こるからである。

絶縁被膜１０６は、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下、望ましくは５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の膜厚を有している。絶縁被膜１０６の膜厚が５ｎｍ未満だと、周波数５ＧＨｚでの減結合に関わる複合磁性シート１０の誘電率εの低減に必要なシートの表面抵抗率ρｓが得られないからである。また、絶縁被膜１０６の膜厚が１０ｎｍより厚いと周波数５ＧＨｚでの減結合に関わる複合磁性シート１０の透磁率(μ、μ’、μ’’)が十分に得られないからである。さらに、絶縁被膜１０６の膜厚が１５ｎｍより厚いと、周波数５ＧＨｚでの減結合に関わる複合磁性シート１０の透磁率(μ、μ’、μ’’)が得られないからである。前述のように、磁性扁平粉１０４の体積占有率の増加に伴い複合磁性シート１０の表面抵抗率は減少する。その結果、複合磁性シート１０において電磁波の反射が増加する。そこで、本実施の形態では、磁性扁平粉１０４の表面に絶縁被膜１０６を形成し、それによって、複合磁性シート１０の表面抵抗率ρｓの減少を抑える。

上記のように構成された複合磁性シート１０は、１０Ｖの電圧を印加したときに、１０^７Ω／ｓｑ．以上１０^１２Ω／ｓｑ．以下のシートの表面抵抗率ρｓを有している。このように本実施の形態の複合磁性シート１０は、高いシートの表面抵抗率ρｓを有しているので、半導体チップ（図示せず）上に直接配置することができる。即ち、複合磁性シート１０は、その配置の自由度が高い。

次に、複合磁性シート１０の製造方法について説明する。磁性扁平粉１０４は、出発原料として、粒径（Ｄ５０）が１０μｍ以下の概ね球形状の金属粉末を用いる。このような金属粉末の製造方法は特に限定されないが、例えば、高圧水アトマイズ法により作製することができる。合金粉末をボールミル等の扁平化装置により扁平化処理して磁性扁平粉１０４を得る。例えば、Ｄ５０＝５μｍのＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金粉を扁平化処理することにより、Ｄ５０＝１５μｍの磁性扁平粉１０４を作製することができる。

次に、磁性扁平粉１０４の表面に絶縁被膜１０６を形成する。絶縁被膜１０６の原料として、種々の材料を用いることができる。例えば、絶縁被膜１０６の原料として、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ガラス（リン酸塩系ガラス、Ｂｉ系ガラス）、窒化チタニウム（ＴｉＮ）、ムコライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）、チタニア系（チタン酸カルシウム系、チタン酸バリウム系）セラミックス、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、シリカ（ＳｉＯ_２）、及びサーメットなどの無機材料を使用することができる。また、絶縁被膜１０６の形成は、用いる原料に応じて様々な方法を用いて行うことができる。例えば、ジルコニアを用いる場合は次のように行うことができる。まず、ジルコニアナノ粒子（例えば、Ｄ５０＝１２ｎｍ）を分散材及び水と混合し、超音波分散機を用いて分散処理することでジルコニアゾルを作製する。作製したジルコニアゾルと磁性扁平粉１０４とを混合し、混合物を大気中オーブンで乾燥させて、磁性扁平粉１０４の表面にジルコニア粒子層を形成し、絶縁被膜１０６とする。アルミナを原料とする場合も、ジルコニアの場合と同様の方法で形成することが可能である。また、多木化学株式会社製のタイノック（ＴｉＯ_２）、セラメース（ＳｎＯ_２）、ニードラール（ＣｅＯ_２）、バイラール（Ｎｂ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３、３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３）等の市販のゾルを用いれば、ゾルを作製する工程を省略して、絶縁被膜１０６を形成することができる。また、ガラスを原料とする場合は、メカノフュージョンにより絶縁被膜１０６を形成することができる。メカノフュージョンによる絶縁被膜１０６の形成は、磁性扁平粉１０４の製造工程（金属粉末の扁平化工程）と同時に行うことができる。さらに、ＴｉＮを原料とする場合は、熱プラズマ法を用いて絶縁被膜１０６を形成することができる。その他、原料によっては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタ法を用いることもできる。

次に、表面に絶縁被膜１０６が形成された磁性扁平粉１０４と有機バインダ１０２とを混合し、ドクターブレード法によりシート状に形成した後、乾燥させてグリーンシートを作製する。磁性扁平粉１０４と有機バインダ１０２とを混合する際、非磁性フィラー（難燃剤フィラー）をさらに加えてもよい。難燃剤フィラーとして、例えば、メラミンシアヌレート、水酸化アルミで被覆された赤燐、水酸化マグネシウム、ポリビスフェノキシホスファゼンなどを用いることができる。また、これらの難燃剤フィラーを二つ以上組み合わせてもよい。例えば、ポリビスフェノキシホスファゼンはチャー層形成により難燃化を実現し、メラミンシアヌレートや水酸化マグネシウムは吸熱により難燃化を実現する。このように特性の異なる難燃剤フィラーを組み合わせることで、非常に高い難燃性を実現することができる。

次に、作製したグリーンシートを適当なサイズに切断する。切断されたグリーンシートを複数枚重ね合わせ積層体とする。得られた積層体を加熱プレスし、続いて加熱プレスされた積層体を冷却させる。こうして、複合磁性シート１０が完成する。

本実施の形態によれば、磁性扁平粉１０４の表面に絶縁被膜１０６を形成したことで、磁性扁平粉１０４間の電気的距離が増大し、複合磁性シート１０の誘電率εが低減する。複合磁性シート１０の誘電率εは、５ＧＨｚを含む超高周波帯（ＳＨＦ）の電磁波抑制の阻害要因となるため、誘電率εが低減することで、複合磁性シート１０の同周波数帯の減結合特性が向上する。

また、本実施の形態によれば、飽和磁束密度Ｂｓが１．６Ｔ以上の磁性扁平粉１４を用いたことで、ＳＨＦ帯における透磁率μの周波数特性を改善することができる。具体的には、複合磁性シート１０の透磁率μの虚数成分μ″の周波数特性を高周波側へ延ばすことができる。これにより、ＳＨＦ帯において磁気損失成分（虚数成分）μ″による電磁波抑制を実現することができる。

また、本実施の形態によれば、粒径（Ｄ５０）が３０μｍ以下の磁性扁平粉１０４を用いたことで、磁性扁平粉１０４間の距離ｄが増加し、誘電率εが低下する。加えて、磁性扁平粉１０４の粒径を小さくするとＳＨＦ帯における透磁率μの周波数特性が改善される。これらの相乗効果により、複合磁性シート１０のＳＨＦ帯における減結合特性が向上する。

本実施の形態に係る複合磁性シート１０の内部構造は、誘電体である有機バインダ中に金属層である磁性偏平粉が分散配置され、多数のキャパシタが形成された構成となっている。そのため、本実施の形態の複合磁性シート１０は、ＥＳＤ（静電放電）対策にも有効である。

さらに、複合磁性シート１０に難燃剤フィラーが加えられている場合には、難燃剤フィラーは絶縁物なので、磁性扁平粉１０４間に位置する難燃剤フィラーの存在が、磁性扁平粉１０４間の電気的距離をさらに長くする。その結果、複合磁性シート１０の誘電率εが低下し、複合磁性シート１０のＳＨＦ帯における減結合特性が向上する。

また、難燃剤フィラーとしてのポリビスフェノキシホスファゼンを用いた場合には、ポリビスフェノキシホスファゼンが有機バインダ１０２に分子レベルで分散することから、磁性扁平粉１０４の体積充填率（占積率）を損なうことがない。しかも、ポリビスフェノキシホスファゼンは低い誘電率を有することから、複合磁性シート１０の誘電率εを低減させる効果もある。これにより、ポリビスフェノキシホスファゼンの使用は、複合磁性シート１０のＳＨＦ帯における減結合特性の改善に貢献する。

以上のように、本実施の形態による複合磁性シート１０は、ＵＨＦ帯を超える周波数（ＳＨＦ帯）における減結合特性が向上することから、例えば、５ＧＨｚの電磁波ノイズを抑制するのに有効である。

ここで、複合磁性シート１０による減結合は、複合磁性シート１０の透磁率μの虚数成分（磁気損失成分）μ″に由来する。この磁気損失成分μ″は、周波数分散を有しているものの、特定の周波数に対してのみ影響を与えるものではない。即ち、複合磁性シート１０の透磁率μの磁気損失成分μ″は、抑制したい周波数のみならず、抑制したくない周波数にも影響を与える。したがって、複合磁性シート１０の透磁率μの磁気損失成分μ″は、抑制したい周波数においてより大きく、抑制したくない周波数においてより小さいことが望ましい。具体的には、磁気損失成分μ″が低周波数側において小さく、高周波数側において大きければ、複合磁性シート１０は、通信に必要な低周波の信号を減衰させず、高周波のノイズを減衰させるローパスフィルタ的な性能を発揮する。

図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照すると、合金の透磁率μの磁気損失成分μ″は、二つのピーク値（極大値）、即ち、低周波分散(DII)のピーク値μ″_(DII)と高周波分散(DIII)のピーク値μ″_(DIII)を有している。高周波ノイズを抑制しつつ、信号に対する影響を低減するには、低周波分散(DII)のピーク値μ″_(DII)がより低く、高周波分散(DIII)のピーク値μ″_(DIII)がより高いことが望ましい。具体的には、図２（ａ）に示されるように、高周波分散(DIII)のピーク値μ″_(DIII)が低周波分散(DII)のピーク値μ″_(DII)の０．８倍未満ではなく、図２（ｂ）又は図２（ｃ）に示されるように、高周波分散(DIII)のピーク値μ″_(DIII)が低周波分散(DII)のピーク値μ″_(DII)の０．８倍以上であることが望ましい。即ち、虚部透磁率μ″の低周波分散(DII)のピーク値μ″_(DII)に対する虚部透磁率μ″の高周波分散(DIII)のピーク値μ″_(DIII)の比率が、μ″_(DIII)／μ″_(DII)≧０．８、であることが望ましい。また、比率μ″_(DIII)／μ″_(DII)は、μ″_(DIII)／μ″_(DII)＞１．０、であることがより望ましい。μ″(DIII)／μ″(DII)≧０．８の条件を満たすことにより、複合磁性シート１０は、ローパスフィルタ的な性能を発揮することができる。このような性能を発揮する合金としては、Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ等の合金がある。

虚部透磁率μ″の低周波分散(DII)に対する虚部透磁率μ″の高周波分散(DIII)のピーク値の比率μ″_(DIII)／μ″_(DII)は、磁性扁平粉１０４の飽和磁歪λ_ｓに比例する。したがって、比率μ″_(DIII)／μ″_(DII)を高めるには、磁性扁平粉１０４の飽和磁歪λ_ｓを高めればよい。飽和磁歪λ_ｓが１６以上であれば、μ″_(DIII)／μ″_(DII)≧０．８が満たされる。飽和磁歪λ_ｓを高めるには、磁性扁平粉１０４を構成する、上記に例示した合金の材料を適宜選択すればよい。

次に、いくつかの実施例について説明する。

（実施例１）
Ｆｅ−０．５Ｓｉ粉末と２−プロパノールのスラリーを循環式メディア攪拌型ミルへ投入して扁平化処理を行い、扁平粉粒径Ｄ５０＝１４μｍ、粉末比表面積Ｓ＝２．２（ｍ^２/ｇ）の磁性扁平粉を得た。試料振動型磁力計（ＶＳＭ）を使って、磁性扁平粉の飽和磁束密度Ｂｓを測定したところ、Ｂｓ＝２．０Ｔであった。

次に、磁性扁平粉の表面に膜厚５ｎｍの絶縁被膜を形成した。そして、表面に絶縁被膜が形成された磁性扁平粉と、３−アミノプロピルエトキシシランのシランカップリング剤とアクリル酸アルキル共重合体の有機結合材とを、適量のトルエンを添加しながらミキサーで混合し塗液を作製した。配合比は質量％で、磁性扁平粉：３−アミノプロピルエトキシシラン：アクリル酸アルキル共重合体＝８８．０６：２．１０：９．８４、とした。なお、磁性扁平粉の理論上の密度は４．４２ｇ／ｃｃである。

次に、作製した塗液をドクターブレード法で成膜し、乾燥させてグリーンシートを作製した。作製したグリーンシートを適当なサイズにカットし、数枚積層した後、加熱プレスを行い厚さ１００μｍの複合磁性シート（実施例１）を得た。得られた複合磁性シートの断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、アクリル酸アルキル共重合体中に磁性扁平粉が分散した構造であることが確認された。

作製した複合磁性シート（実施例１）の透磁率μ（μ′、μ″）を測定し、その周波数特性を求めた。具体的には、複合磁性シートを外径７ｍｍ、内径３．０４ｍｍに打ち抜いた環状の試験片を作製した。ネットワークアナライザＥＮＡＥ５０８０Ａ（Keysight Technologies社製）と同軸管冶具ＣＳＨ２−ＡＰＣ−７（関東電子応用開発社製）を用い、伝送線路法により試験片の透磁率μ（μ′、μ″）の周波数特性を測定した。同様に比較例１の透磁率μ（μ′、μ″）の周波数特性も測定した。測定結果を図３及び表１に示す。

表１には、周波数が５ＧＨｚのときの透磁率μ、その実数成分（実部透磁率）μ′及び虚数成分（虚部透磁率）μ″と、密度及びシートの表面抵抗率ρｓの測定結果が含まれる。図３において、実施例１の実部透磁率μ′２１１と虚部透磁率μ″２１２、及び比較例１の実部透磁率μ′２３１と虚部透磁率μ″２３２が示されている。図３に示されるように、比較例１の虚部透磁率μ″２３２が５ＧＨｚ近傍で極大を取るのに対して、実施例１の虚部透磁率μ″２１２は７ＧＨｚ付近で極大を取っている。

また、作製した複合磁性シート（実施例１）の表面抵抗率ρｓを測定した。具体的には、表面抵抗計（ハイレスタ−ＵＰ：三菱化学アナリテック社製）を用い、印加電圧１０Ｖで複合磁性シートの表面抵抗率ρｓを測定した。測定結果は、８．６×１０^７Ω／ｓｑ．であった。表面に絶縁被膜を形成していない磁性扁平粉を用いて上記と同様に作製した複合磁性シート（比較例１）の表面抵抗率ρｓは、１．５×１０^２Ω/ｓｑ.であった。このことから、実施例１の複合磁性シートの表面抵抗率ρｓは、５桁向上していることが確認された。このように、実施例１は比較例１と比べて、透磁率μは総じて同等か若干低いものの、表面抵抗率ρｓは著しく高いものであった。

さらに、作製した複合磁性シートの結合レベル（減結合特性）を測定した。具体的には、ネットワークアナライザＥＮＡＥ５０８０Ａ（Keysight Technologies社製）と、図４に示される携帯電話機（又はスマートフォン）３０における内部干渉を再現する図５の非共振評価系４０とを用いて、複合磁性シートの結合レベルを測定した。図４に示される携帯電話機３０は、金属筐体３０１、ガラスプレート３０２及び樹脂筐体３０３で囲まれた内部に半導体チップ３０４やアンテナ３０５を備えている。金属筐体３０１は、半導体チップ３０４等の内部機器（ノイズ源）から放射される不要電磁波３１１が外部へ漏れないように反射する。金属筐体３０１で反射された不要電磁波３１２は、他の内部機器（被害者）、例えばアンテナ３０５に入射し、誤動作等の原因となる。図５に示される非共振評価系４０は、金属筐体３０１を模した銅板４０１と、ノイズ源を模した送信アンテナ４０２と、被害者を模した受信アンテナ４０３とを有している。送信アンテナ４０２から送信された信号４１０を受信アンテナ４０３で受信したときの伝送率（ｄＢ）を、銅板４０１の表面に複合磁性シート（実施例１又は比較例１）４０５を貼り付けたときと、何も貼り付けていないときとの夫々について求め、その差を複合磁性シート４０５の結合レベルとした。その結果を図６及び表２に示す。

図６には、実施例１の結合レベル５１１と比較例１の結合レベル５３１が示されている。図６において、結合レベルの値が小さいほど減結合特性が良いことを意味する。即ち、結合レベルの値が小さいほど、複合磁性シート４０５によって不要電磁波（ノイズ）が抑制（吸収）されている。図６に示されるように、比較例１の結合レベル５３１は、３．４ＧＨｚを超えると正の値を取る。即ち、送信アンテナ４０２と受信アンテナ４０３との間に、複合磁性シート（比較例１）の反射による結合が生じている。これに対して、実施例１の結合レベル５１１は、６ＧＨｚでも負の値を取る。即ち、送信アンテナ４０２と受信アンテナ４０３との間に、複合磁性シート（実施例１）による減結合が生じている。このように、実施例１の複合磁性シートは、５ＧＨｚを超える高い周波数に対しても電磁ノイズ抑制効果がある。ここで、複合磁性シートの減結合特性は、虚部透磁率（磁気損失成分）μ″に大きく依存するものである。そして、高い周波数帯（２．７〜６ＧＨｚ）において、比較例１の虚部透磁率μ″は、実施例１の虚部透磁率μ″を上回っている（図３参照）。したがって、比較例１の結合レベルは、実施例１の結合レベルを下回ることが予想される。しかしながら、図６に示されるように、実施例１の結合レベルは、高い周波数（２．７〜６ＧＨｚ）において、比較例１の結合レベルを下回っている。これは、実施例１の表面抵抗率ρｓが比較例１の表面抵抗率ρｓよりも著しく高く、実施例１の誘電率εが比較例１の誘電率εよりも低いためであると考えられる。

（実施例２）
Ｆｅ−３．５Ｓｉ−４．５Ｃｒ粉末と２−プロパノールのスラリーを循環式メディア攪拌型ミルへ投入して扁平化処理を行い、扁平粉粒径Ｄ５０＝３０μｍ、粉末比表面積Ｓ＝０．９（ｍ^２/ｇ）の磁性扁平粉を得た。試料振動型磁力計（ＶＳＭ）を使って、磁性扁平粉の飽和磁束密度Ｂｓを測定したところ、Ｂｓ＝１．７Ｔであった。

次に、磁性扁平粉の表面に膜厚１３ｎｍの絶縁被膜を形成した。表面に絶縁被膜が形成された磁性扁平粉と、３−アミノプロピルエトキシシランのシランカップリング剤とアクリル酸アルキル共重合体の有機結合材とを、適量のトルエンを添加しながらミキサーで混合し塗液を作製した。配合比は質量％で、磁性扁平粉：３−アミノプロピルエトキシシラン：アクリル酸アルキル共重合体＝８８．０６：２．１０：９．８４、とした。なお、磁性扁平粉の理論上の密度は４．３４ｇ／ｃｃである。

次に、作製した塗液をドクターブレード法で成膜し、乾燥させてグリーンシートを作製した。作製したグリーンシートを適当なサイズにカットし、数枚積層した後、加熱プレスを行い厚さ１００μｍの複合磁性シート（実施例２）を得た。得られた複合磁性シートの断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、アクリル酸アルキル共重合体中に磁性扁平粉が分散した構造であることが確認された。

作製した複合磁性シート（実施例２）の透磁率μ（μ′、μ″）の周波数特性を測定した。測定は、実施例１の場合と同様に行った。また、比較例２の透磁率μ（μ′、μ″）の周波数特性も測定した。測定結果を図７及び表３に示す。

表３には、周波数が５ＧＨｚのときの透磁率μの大きさ、その実数成分（実部透磁率）μ′及び虚数成分（虚部透磁率）μ″と、密度とシートの表面抵抗率ρｓの測定結果も含まれる。図７において、実施例２の実部透磁率μ′６１１と虚部透磁率μ″６１２、及び比較例２の実部透磁率μ′６３１と虚部透磁率μ″６３２が示されている。図７に示されるように、実施例２の虚部透磁率μ″６１２は比較例２の虚部透磁率μ″６３２と同程度の５ＧＨｚ近傍で極大を取っている。

また、作製した複合磁性シート（実施例２）の表面抵抗率ρｓを測定した。測定は、実施例１の場合と同様に行った。測定結果は、３．５×１０^１０Ω／ｓｑ．であった。表面に絶縁被膜を形成していない磁性扁平粉を用いて上記と同様に作製した複合磁性シート（比較例２）の表面抵抗率ρｓは、５．２×１０^３Ω/ｓｑ.であった。このことから、実施例２の複合磁性シートの表面抵抗率ρｓは、７桁向上していることが確認された。このように、実施例２は比較例２と比べて、透磁率μは総じて同等か若干低いものの、表面抵抗率ρｓは著しく高いものであった。

さらに、作製した複合磁性シートの結合レベル（減結合特性）を測定した。測定は、実施例１の場合と同様に行なった。また、比較例２についても結合レベルを測定した。測定結果を図８及び表４に示す。

図８には、実施例２の結合レベル７１１と比較例２の結合レベル７３１が示されている。図８に示されるように、比較例２の結合レベル７３１は、４．８ＧＨｚを超えると正の値を取り、送信アンテナ４０２と受信アンテナ４０３との間に、複合磁性シート（比較例２）の反射による結合が生じている。これに対して、実施例２の結合レベル７１１は、５．８ＧＨｚでも負の値を取り、送信アンテナ４０２と受信アンテナ４０３との間に、複合磁性シート（実施例２）による減結合が生じている。このように、実施例２もまた、実施例１と同様に、５ＧＨｚを超える高い周波数に対して電磁ノイズ抑制効果がみられる。これも、実施例１の場合と同様に、実施例２の虚部透磁率μ″は高い周波数帯（３．２〜６ＧＨｚ）において比較例２の虚部透磁率μ″を下回っている（図７参照）が、実施例２の表面抵抗率ρｓが比較例２の表面抵抗率ρｓよりも著しく高く、実施例２の誘電率εが比較例２の誘電率εよりも低いためであると考えられる。

（実施例３）
絶縁被膜が形成されていない磁性扁平粉を用い、磁性扁平粉の占積率が異なる複数の複合磁性シートを作製し、作製した複数の複合磁性シートの誘電率εと結合レベルとの関係を調べた。周波数が０．７ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚの場合について、夫々誘電率εと結合レベルとの関係を調べた。その結果を図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す。また、絶縁被膜の膜厚が異なる複数の複合磁性シートを作製し、表面抵抗率ρｓと誘電率εとの関係を調べた。周波数が０．７ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚの場合について、夫々表面抵抗率ρｓと誘電率εとの関係を調べた。その結果を図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示す。

図９（ａ）〜図９（ｃ）から理解されるように、周波数が０．７ＧＨｚや２．４ＧＨｚの場合の結合レベルは、誘電率εが増加しても増加することはない（むしろ減少している）。それに対して、周波数５ＧＨｚでは、誘電率εが増加すると結合レベルは増加している。このことから、５ＧＨｚを含むＳＨＦ帯においては、誘電率εを低減することで、減結合特性が改善されることが理解できる。また、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）から理解されるように、誘電率εは、表面抵抗率ρｓが増加するに従って低下する。このことから、表面抵抗率ρｓを増加させることにより、複合電磁シート１０の誘電率εを低下させることができ、誘電率εを低下させれば、５ＧＨｚを含むＳＨＦ帯での複合電磁シート１０の減結合特性を向上させることができると言える。本発明は、このような知見に基づいて、ＳＨＦ帯の電磁波に対する減結合特性を向上させた複合磁性シート１０を提供するものである。

以上、本発明について実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。例えば、複合磁性シートの電気的特性あるいは物理的特性を制御するため、難燃剤フィラーとは異なる他の非磁性フィラーをさらに加えてもよい。

１０複合磁性シート
１０２有機バインダ
１０４磁性扁平粉
１０６絶縁被膜
２１１実施例１の実部透磁率μ′
２１２実施例１の虚部透磁率μ″
２３１比較例１の実部透磁率μ′
２３２比較例１の虚部透磁率μ″
３０携帯電話機（又はスマートフォン）
３０１金属筐体
３０２ガラスプレート
３０３樹脂筐体
３０４半導体チップ
３０５アンテナ
３１１不要電磁波
３１２反射された不要電磁波
４０非共振評価系
４０１銅板
４０２送信アンテナ
４０３受信アンテナ
４０５複合磁性シート
４１０信号
５１１実施例１の結合レベル
５３１比較例１の結合レベル
６１１実施例２の実部透磁率μ′
６１２実施例２の虚部透磁率μ″
６３１比較例２の実部透磁率μ′
６３２比較例２の虚部透磁率μ″
７１１実施例２の結合レベル
７３１比較例２の結合レベル

Claims

有機バインダと、前記有機バインダ内に分散された磁性扁平粉とを備える複合磁性シートであって、
前記磁性扁平粉は、１．６Ｔ以上の飽和磁束密度Ｂｓを有する金属からなり、
前記磁性扁平粉は、前記複合磁性シートの厚み方向断面において、３０μｍ以下のメジアン径を有しており、
前記磁性扁平粉は、その表面に絶縁被膜が形成されており、
前記絶縁被膜は、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の膜厚を有しており、
前記複合磁性シートは、１０Ｖの電圧を印加したときのシートの表面抵抗率が、１０^７Ω／ｓｑ．以上１０^１２Ω／ｓｑ．以下である
複合磁性シート。
請求項１に記載の複合磁性シートであって、
前記磁性扁平粉は、３ｄ遷移金属元素のうちの少なくとも一種以上の元素を含む合金からなる
複合磁性シート。
請求項２に記載の複合磁性シートであって、
前記磁性扁平粉は、Ｆｅ，Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｏ及びＦｅ−Ｃｏ−Ｖのうちのいずれかの合金からなる
複合磁性シート。
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の複合磁性シートであって、
前記磁性扁平粉は、立方晶構造を有する結晶質の合金からなる
複合磁性シート。
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の複合磁性シートであって、
前記磁性扁平粉のメジアン径は、１μｍ以上である
複合磁性シート。
請求項５に記載の複合磁性シートであって、
前記磁性扁平粉のメジアン径は、１０μｍ以上である
複合磁性シート。
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の複合磁性シートであって、
前記複合磁性シートは、非磁性フィラーを更に含む
複合磁性シート。
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の複合磁性シートであって、
前記磁性扁平粉の体積占有率が４０ｖｏｌ％以上５０ｖｏｌ％以下である
複合磁性シート。
請求項１から請求項８までのいずれかに記載の複合磁性シートであって、
虚部透磁率μ″の低周波分散（DII）のピーク値μ″_(DII)に対する虚部透磁率μ″の高周波分散(DIII)のピーク値μ″_(DIII)の比率が、μ″_(DIII)／μ″_(DII)≧０．８、である
複合磁性シート。