JP2020155584A - 電磁波シールドフィルム、および電磁波シールドフィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
使用される電磁波シールド材に対して、要求される電磁波シールド性能は対象とする機器や使用される部位、遮蔽が必要な電磁波の種類によって異なっている。必要な電磁波シールド性能については、例えば特許文献2のように、高い電磁波シールド性能が必要な場合は100dB以上、中程度の電磁波シールド性能が必要な場合は60dB程度が指標となっている。
特許文献3に使用する電磁波シールドフィルムは、空間ノイズのうち、電磁結合ノイズは除去せずに、静電結合ノイズのみを低減させるものである。この特性は金属層を薄くし、抵抗値を高くした電磁波シールドフィルムを使用することで実現ができる。
しかしながら、特許文献4のように、防錆層として銀合金を用いた場合、全体としての表面抵抗が低くなり、静電結合ノイズのみでなく、無線給電に必要な電磁結合成分も除去してしまうため、無線給電の効率を低下させてしまう問題がある。静電結合ノイズを除去する電磁波シールドフィルムにおいて、金属層の表面抵抗値および表面抵抗値の変化は、シールド特性を変える要因となる。
Re:反射損(dB)
A:減衰損(dB)
B:多重反射損(dB)
σr:比導電率
σ0:導電率(S/m)
μr:比透磁率
μ0:真空導磁率(H/m)
f:周波数
r:近傍距離(m)
t:金属膜厚(mm)
δ:表皮厚さ(m)
Rs:金属表面抵抗(Ω/□)
R:比抵抗(Ω・cm)。
ロール式真空蒸着装置(アルバック製 EWC−060)内にフィルムを設置し、70mm×550mmサイズのターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中で真空到達度1×10−2Pa以下に調整して、DC電源を印加して金属層を形成した。
ロール式真空蒸着装置(アルバック製 EWC−060)内にフィルムを設置し、70mm×550mmサイズのターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気中で真空到達度1×10−2Pa以下に調整して、DC電源を印加して防錆層を形成した。
電磁波シールドフィルムを約500mm×約50mmの大きさにカットして、プラスチック板に張り付けた後、水滴の付着をしないように電磁波シールドフィルムを下向きにして65℃90%RHの恒温恒湿槽(IMV製 THC-120)に入れ250時間放置した。
電磁波シールドフィルムを約500mm×約50mmの大きさにカットして、簡易型低抵抗率計(株式会社三菱ケミカルアナリテック製 ロレスタEP MCP-T360)を使って、4端子法にて面内複数個所の表面抵抗を測定した。
フィルム上に防錆層のみを蒸着したサンプルを作製し、透過率計(井原電子工業株式会社製 ポータブル白黒透過濃度計 Ihac−T5)で波長555nmの透過率を測定した。金属厚計算にはランバート・ベールの法則を用い、下記式に当てはめて計算を行った。 なお、計算で使用する消衰係数としては、チタン:2.56、クロム:3.33、金:2.73、白金:3.72を使用した。
I0:初期光量
k:消衰係数
Z:膜厚(nm)
λ:波長(nm)。
耐湿性試験前表面抵抗R0、250時間の65℃90%RHでの耐湿試験後表面抵抗R250から、下記式を使って、変化率RΔを算出した。算出した変化率の値が20%以下であれば〇、20%を超える場合は×と判定した。
RΔ=(R250−R0)/R0。
マイクロ波・ミリ波帯評価システムE5071C ENAネットワークアナライザ(Agilent社製)を用い、KEC法にて、150kHzの電界シールド性能(dB)と磁界シールド性能(dB)を測定した。なお、測定限界については厚さ3mmの銅板を挟み測定した結果を測定上限値とした。
耐湿試験を行う前後の電磁波シールドフィルムの表面抵抗値測定結果を下記式に当てはめて電界シールド性能SEの計算を行った。なお、計算で使用する比導電率については銀1.05、銅1.0、アルミニウム0.63を使用し、導電率として銀6.1×107(S/m)、銅5.8×107(S/m)、アルミニウム3.7×107(S/m)、比透磁率として銀1、銅1、アルミニウム1、真空導磁率としては4π×107(H/m)、近傍距離としてはKEC測定装置から0.02mを使用し、比抵抗は銀1.59×106(Ω・cm)銅1.68×106(Ω・cm)アルミニウム2.65×106(Ω・cm)を使って計算を行った。
Re:反射損(dB)
A:減衰損(dB)
B:多重反射損(dB)
σr:比導電率
σ0:導電率(S/m)
μr:比透磁率
μ0:真空導磁率(H/m)
f:周波数
r:近傍距離(m)
t:金属膜厚(mm)
δ:表皮厚さ(m)
Rs:金属表面抵抗(Ω/□)
R:比抵抗(Ω・cm)。
本発明の電磁波シールドフィルムは電磁誘導式無線給電機器にてシールド材として、使用することを想定しているが、現在の普及している電磁誘導式無線給電機器は周波数100kHzから200kHzの電磁波が使用されている。そのため、本発明の中ではこの範囲の中央である150kHzでの電磁波シールド性能にて判断をおこなうこととした。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で純銀を8nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。その後、マグネトロンスパッタリング法によってチタンを3nmの厚さに蒸着した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)、磁界シールド性能が1dBであった。 表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前5.9Ω/□、耐湿試験後6.4Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は9%で、耐湿性判定は〇であった。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で銀合金(三菱マテリアル(株)製、銀合金#317)を4nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。その後、マグネトロンスパッタリング法によってチタンを0.4nmの厚さに蒸着した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が1dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前8.6Ω/□、耐湿試験後9.2Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は7%で、耐湿性判定は〇であった。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で銀合金(三菱マテリアル(株)製、銀合金#317)を4nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。その後、マグネトロンスパッタリング法によってチタンを0.8nmの厚さに蒸着した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が1dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前8.5Ω/□、耐湿試験後8.9Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は5%で、耐湿性判定は〇であった。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で銀合金(三菱マテリアル(株)製、銀合金#317)を4nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。その後、マグネトロンスパッタリング法によってチタンを1.6nmの厚さに蒸着した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が1dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前8.4Ω/□、耐湿試験後9.5Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は13%で、耐湿性判定は〇であった。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で銀合金(三菱マテリアル(株)製、銀合金#317)を4nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。その後、マグネトロンスパッタリング法によってチタンを3.3nmの厚さに蒸着した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が1dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前9.1Ω/□、耐湿試験後10.1Ω/□で、耐湿性試験前後の表面抵抗変化率は11%で、耐湿性判定は〇であった。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で銀合金(三菱マテリアル(株)製、銀合金#317)を4nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。その後、マグネトロンスパッタリング法によってチタンを4.1nmの厚さに蒸着した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が0dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前9.3Ω/□、耐湿試験後10.6Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は14%で、耐湿性判定は〇であった。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で銀合金(三菱マテリアル(株)製、銀合金#317)を4nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。その後、マグネトロンスパッタリング法によってチタンを4.9nmの厚さに蒸着した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が1dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前9.5Ω/□、耐湿試験後9.4Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は−1%で、耐湿性判定は〇であった。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で銀合金(三菱マテリアル(株)製、銀合金#317)を4nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。その後、マグネトロンスパッタリング法によってチタンを5.7nmの厚さに蒸着した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が0dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前9.8Ω/□、耐湿試験後11.1Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は13%で、耐湿性判定は〇であった。
厚さ5μmのポリイミドフィルム(東レデュポン製、“カプトン(登録商標)”タイプEN)にマグネトロンスパッタリング法によってチタンを9.2nmの厚さに蒸着し、バッファー層を形成した。その後、マグネトロンスパッタリング法で銀合金(三菱マテリアル(株)製、銀合金#317)を5.7nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。その後、マグネトロンスパッタリング法によってチタンを9.2nmの厚さに蒸着した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が0dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前10.1Ω/□、耐湿試験後10.6Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は5%で、耐湿性判定は〇であった。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で純銀を8nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が0dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前5.3Ω/□、耐湿試験後25.1Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は375%で、耐湿性判定は×であった。
厚さ6μmの2軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ(株)製、“ルミラー(登録商標)”タイプ:F53)にマグネトロンスパッタリング法で銀合金(三菱マテリアル(株)製、銀合金#317)を4nmの厚さに蒸着した。条件として、スパッタリング出力はDC電源を用いて2.5kwを採用し、搬送速度を調整して所定の膜厚になるように調整した。このように作製した電磁波シールドフィルムについて、シールド性能試験を行った結果、電界シールド性能が30dB(測定上限値)で、磁界シールド性能が1dBであった。表面抵抗測定を行った後、耐湿性試験を実施した。耐湿性試験後のサンプルについて表面抵抗測定を行った。表面抵抗については耐湿試験前8.3Ω/□、耐湿試験後27.6Ω/□で、耐湿試験前後の表面抵抗変化率は233%で、耐湿性判定は×であった。
2 バッファー層
3 金属層
4 防錆層
Claims (9)
- フィルムの一方、もしくは両方の面にフィルム側から非磁性金属からなる金属層、防錆層をこの順に有する電磁波シールドフィルムであって、該金属層、該防錆層を合わせた表面抵抗が18Ω/□以下であり、65℃90%RH環境での耐湿試験実施後の該金属層、該防錆層を合わせた表面抵抗が18Ω/□以下であり、該耐湿試験実施前の表面抵抗からの表面抵抗変化率が20%以下であることを特徴とする電磁波シールドフィルム。
- 少なくともフィルムの一方にある該金属層と該フィルムの間に、バッファー層を持つ請求項1に記載の電磁波シールドフィルム。
- 該金属層の主成分が銀、銅、アルミニウムのいずれかである請求項1から3のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
- 該防錆層の主成分がチタン、クロム、金、白金からなる群から選ばれる少なくとも1つを含む金属層である請求項1から4のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
- 該防錆層の膜厚が0.1nm以上、10nm以下である請求項1から5のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
- 該フィルムがポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレンのいずれかである請求項1から6のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム
- 該フィルムの厚みが1μm以上、20μm以下である請求項1から7のいずれかに記載の電磁波シールドフィルム。
- 請求項1から8のいずれかに記載の電磁波シールドフィルムの製造方法であって、該金属層および該防錆層が、真空蒸着法もしくはスパッタリング法にて成膜される電磁波シールドフィルムの製造方法。
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