JP2023019268A

JP2023019268A - ノイズ抑制シート

Info

Publication number: JP2023019268A
Application number: JP2021123881A
Authority: JP
Inventors: 陽介宮尾; Yosuke Miyao; 寿緒友成; Toshio Tomonari; 良太内山; Ryota Uchiyama
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-02-09
Also published as: US11659701B2; CN115693175A; US20230036443A1

Abstract

【課題】ノイズ抑制効果の高いノイズ抑制シートを提供する。【解決手段】ノイズ抑制シート１は、磁性シート３０と、磁性シート３０の一方の表面３１に設けられ、環状の複数のスリットＳＬを有する第１金属層１０とを備える。第１金属層１０は、複数のスリットＳＬにそれぞれ囲まれた複数の第１領域１１と、複数のスリットＳＬの全周を囲む第２領域１２に分割されている。これにより、より高いノイズ抑制効果を得ることが可能となる。【選択図】図２

Description

本開示はノイズ抑制シートに関する。

特許文献１には、電磁波吸収層と所定のパターン形状を有するパターン層が積層された構造を有するノイズ抑制シートが開示されている。

特開２００５－１８４０１２号公報

本開示は、よりノイズ抑制効果の高いノイズ抑制シートを提供することを目的とする。

本開示の一実施態様によるノイズ抑制シートは、磁性シートと、磁性シートの一方の表面に設けられ、環状の複数のスリットを有する第１金属層とを備え、第１金属層は、複数のスリットにそれぞれ囲まれた複数の第１領域と、複数のスリットの全周を囲む第２領域に分割されている。

本開示によれば、よりノイズ抑制効果の高いノイズ抑制シートを提供することが可能となる。

図１は、本開示の一実施形態によるノイズ抑制シート１の外観を示す略分解斜視図である。図２（ａ）は、ノイズ抑制シート１の略透視平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＡ－Ａ線に沿った略断面図である。図３は、電磁波５０が磁性シート３０内を伝搬する様子を説明するための模式図である。図４は、磁性シート３０の厚みｔと減衰量及び自己共振周波数（ＳＲＦ）の関係を示すグラフである。図５は、第２領域１２のパターン幅Ｗ１と減衰量及び自己共振周波数（ＳＲＦ）との関係を示すグラフである。図６は、スリットＳＬの幅Ｗ２と減衰量及び自己共振周波数（ＳＲＦ）との関係を示すグラフである。

以下、添付図面を参照しながら、本開示の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は、本開示の一実施形態によるノイズ抑制シート１の外観を示す略分解斜視図である。また、図２（ａ）は、ノイズ抑制シート１の略透視平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＡ－Ａ線に沿った略断面図である。

本実施形態によるノイズ抑制シート１は、ミリ波帯の電磁波ノイズを吸収するためのシート部材であり、図１及び図２に示すように、フィルム状基材４０と、フィルム状基材の表面に設けられた第１金属層１０と、第２金属層２０と、第１金属層１０と第２金属層２０の間に位置する磁性シート３０とを備える。

フィルム状基材４０は、ＰＥＴなどの絶縁性樹脂材料からなるフィルムである。フィルム状基材４０の厚みについては特に限定されないが、２μｍ程度とすることができる。磁性シート３０は、透磁率の高い材料からなるシートであり、フェライトや金属磁性体などからなるバルク体であっても構わないし、樹脂材料とフェライト粉や金属磁性体粉を混合した複合磁性材料からなるものであっても構わない。磁性シート３０としてバルク体を用いる場合には、バルク体が複数の磁性片に分割されていても構わない。バルク体を複数の磁性片に分割して導電率を低下させることにより、磁性シート３０に入射する電磁波の反射を抑えて吸収特性を向上させることができる。また、磁性シート３０の材料として、複数の磁性片に分割されたバルク体や複合磁性材料を用いれば、ノイズ抑制シート１に可撓性を持たせることが可能となる。磁性シート３０の厚みについては特に限定されないが、１００～３００μｍ程度とすることができる。

第１金属層１０は、磁性シート３０の一方の表面３１を覆うよう、フィルム状基材４０と磁性シート３０の間に位置する。第１金属層１０と磁性シート３０は接着剤などを用いて接着されていても構わない。第１金属層１０には四角環状の複数のスリットＳＬが設けられており、これにより、第１金属層１０は、複数のスリットＳＬにそれぞれ囲まれた複数の第１領域１１と、複数のスリットＳＬの全周を囲む第２領域１２に分割される。第１領域１１のパターン形状は例えば正方形であり、複数の第１領域１１がアレイ状に配列される。第１領域１１のパターン形状が正方形である点は必須でないが、第１領域１１のパターン形状を正方形とすることにより、第１領域１１のｘ方向における配列ピッチと第１領域１１のｙ方向における配列ピッチを一致させることが可能となる。スリットＳＬは第１領域１１を連続的に取り囲んでおり、これにより第１領域１１と第２領域１２は、スリットＳＬによって電気的に分離される。第２領域１２は、四角環状のスリットＳＬの外側に位置する部分であり、スリットＳＬの全周を囲むように設けられている。第２領域１２は、電気的に分離された複数の部分からなるのではなく、格子状である単一の金属層によって構成される。第１金属層１０の作製方法については特に限定されないが、例えば、フィルム状基材４０の全面に形成された銅箔にエッチングによってスリットＳＬを形成することにより作製してもよく、フィルム状基材４０に第１領域１１の銅パターンと第２領域の銅パターンをスリットＳＬの間隔を空けて形成することにより作製しても構わない。

第２金属層２０は、磁性シート３０の他方の表面３２を覆うように設けられる。第２金属層２０と磁性シート３０は、接着剤などを用いて接着されていても構わない。本開示によるノイズ抑制シート１が第２金属層２０を備える点は必須でないが、これを備えることにより電磁波の吸収特性が大幅に高められる。第１金属層１０及び第２金属層２０の厚みについては特に限定されないが、１μｍ程度とすることができる。第１金属層１０の厚みと第２金属層２０の厚みは、互いに同じであっても構わないし、互いに異なっていても構わないが、十分な可撓性を確保するためには、磁性シート３０の厚みよりも薄いことが好ましい。

本実施形態によるノイズ抑制シート１は、フィルム状基材４０側から入射するミリ波帯域の電磁波を吸収する役割を果たす。具体的には、スリットＳＬを介して磁性シート３０に入射した電磁波は、第１金属層１０及び第２金属層２０によって反射を繰り返しながら磁性シート３０内を伝搬する際に減衰する。本実施形態によるノイズ抑制シート１は、第１金属層１０に設けられたスリットＳＬが四角環状であり、スリットＳＬの外側に位置する第２領域１２が格子状である単一の金属層によって構成されていることから、磁性シート３０に進入した電磁波を十分に減衰させることが可能となる。

具体的には、図３に示すように、スリットＳＬを介して磁性シート３０に斜め方向から入射した電磁波５０は、磁性シート３０を３往復することにより十分に減衰する。例えば、ノイズ抑制対象となる電磁波の周波数が約２８ＧＨｚである場合、磁性シート３０を１往復することにより－２．６ｄＢの減衰量が得られるため、－６ｄＢ（電力換算比で１／２）の減衰量を得ようとすると、磁性シート３０を３往復以上させることが好ましい。ここで、最も浅い入射角を４５°と想定した場合、３往復分に相当する平面距離は、磁性シート３０の厚みｔの６倍となる。したがって、スリットＳＬとスリットＳＬの最小間隔、つまり、第２領域１２のパターン幅Ｗ１は、磁性シート３０の厚みｔの６倍以上であることが好ましい。これにより、ノイズ抑制シートに対して斜め方向から入射する電磁波に対して高い減衰効果を得ることが可能となる。また、第２領域１２のパターン幅をＷ１とし、磁性シート３０の厚みをｔとし、スリットＳＬの幅をＷ２とした場合、Ｗ１≧ｔ×６＋Ｗ２を満たすことが好ましい。これにより、ノイズ抑制シートに対して斜め方向から入射する電磁波に対して十分な減衰効果を得ることが可能となる。第２領域１２のパターン幅Ｗ１は、ｘ方向に隣接する第１領域１１間に位置する部分においてはｘ方向における幅によって定義され、ｙ方向に隣接する第１領域１１間に位置する部分においてはｙ方向における幅によって定義される。磁性シート３０の厚みｔは、ノイズ抑制対象となる電磁波の周波数が約２８ＧＨｚである場合、３００μｍ以下とすることにより高い減衰量を得ることが可能となる。

第１領域１１の一辺の長さＬ、つまりｘ方向又はｙ方向におけるパターンサイズについては、ノイズ抑制対象となる電磁波の波長の１／４以下であることが好ましい。これによれば、スリットＳＬの数が十分に確保されることから、より高いノイズ抑制効果を得ることが可能となる。例えば、ノイズ抑制対象となる電磁波の周波数が約２８ＧＨｚである場合、波長は約１０ｍｍであることから、第１領域１１の一辺の長さを２．５ｍｍ以下とすることが好ましい。但し、第１領域１１の一辺の長さＬは、第２領域１２のパターン幅Ｗ１よりも広いことが好ましい。

図４は、磁性シート３０の厚みｔと減衰量及び自己共振周波数（ＳＲＦ）の関係を示すグラフであり、（ａ）は第１領域１１の一辺の長さＬが３．０ｍｍである場合を示し、（ｂ）は第１領域１１の一辺の長さＬが２．５ｍｍである場合を示している。図４に示すように、磁性シート３０の厚みｔと減衰量との関係には強い相関があり、厚みｔが３００μｍ以下になると減衰量が急速に増大し、－６ｄＢ（電力換算比で１／２）の減衰量を得ることができる。また、最も大きな減衰量が得られる自己共振周波数についても、磁性シート３０の厚みｔが薄くなるほど高くなり、自己共振周波数を約２８ＧＨｚとするためには、磁性シート３０の厚みｔを１００～３００μｍ程度とすればよい。

図５は、第２領域１２のパターン幅Ｗ１と減衰量及び自己共振周波数（ＳＲＦ）との関係を示すグラフであり、（ａ）はスリットＳＬの幅Ｗ２が０．１ｍｍである場合、（ｂ）はスリットＳＬの幅Ｗ２が０．２ｍｍである場合、（ｃ）はスリットＳＬの幅Ｗ２が０．３ｍｍである場合、（ｄ）はスリットＳＬの幅Ｗ２が０．４ｍｍである場合を示している。図５に示すように、第２領域１２のパターン幅Ｗ１が大きくなるほど、減衰量が概ね増大する傾向が見られる。また、自己共振周波数については、第２領域１２のパターン幅Ｗ１によって多少変化する。

図６は、スリットＳＬの幅Ｗ２と減衰量及び自己共振周波数（ＳＲＦ）との関係を示すグラフであり、（ａ）は第２領域１２のパターン幅Ｗ１が１．０ｍｍである場合、（ｂ）は第２領域１２のパターン幅Ｗ１が１．５ｍｍである場合、（ｃ）は第２領域１２のパターン幅Ｗ１が２．０ｍｍである場合、（ｄ）は第２領域１２のパターン幅Ｗ１が２．５ｍｍである場合を示している。図６に示すように、スリットＳＬの幅Ｗ２と減衰量に強い相関は見られないものの、自己共振周波数については、スリットＳＬの幅Ｗ２によってある程度変化する。

このような特性を利用すれば、主に第２領域１２のパターン幅Ｗ１によって減衰量を調整し、主にスリットＳＬの幅Ｗ２によって自己共振周波数を調整することができる。

以上説明したように、本実施形態によるノイズ抑制シート１は、第１金属層１０がスリットＳＬによって複数の第１領域１１と第２領域１２に分割されていることから、スリットＳＬを介して磁性シート３０に入射した電磁波、特にミリ波帯の電磁波を効果的に減衰させることが可能となる。しかも、第２領域１２については分割されておらず、単一の金属層からなることから、磁性シート３０に入射した電磁波を効果的に閉じ込めることが可能となり、これにより高い減衰量を得ることが可能となる。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は、上記の実施形態に限定されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本開示の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、第１金属層１０に設けられたスリットＳＬが四角環状であるが、スリットＳＬが四角環状である点は必須でなく、第１領域１１と第２領域１２を電気的に分離するものであれば、円形環状、楕円形環状、多角形環状など、四角環状以外の環状であっても構わない。

本開示に係る技術には、以下の構成例が含まれるが、これに限定されるものではない。

本開示によるノイズ抑制シートは、磁性シートと、磁性シートの一方の表面に設けられ、環状の複数のスリットを有する第１金属層とを備え、第１金属層は、複数のスリットにそれぞれ囲まれた複数の第１領域と、複数のスリットの全周を囲む第２領域に分割されている。これによれば、よりノイズ抑制効果の高いノイズ抑制シートを提供することが可能となる。

本開示によるノイズ抑制シートは、磁性シートの他方の表面に設けられた第２金属層をさらに備えていても構わない。これによれば、スリットを介して磁性シートに入射した電磁波が第１金属層及び第２金属層によって反射を繰り返しながら磁性シート内を伝搬することから、電磁波の吸収特性が大幅に高められる。

第１金属層の第２領域のパターン幅は、磁性シートの厚みの６倍以上であっても構わない。これによれば、スリットを介して磁性シートに斜め４５°の角度から入射した電磁波を磁性シート内で３往復させることが可能となる。

第１金属層及び第２金属層の厚みは、磁性シートの厚み未満であっても構わない。これによれば、十分な可撓性を確保することができる。

第１金属層の第１領域のパターン形状は、正方形であっても構わない。これによれば、第１領域のｘ方向における配列ピッチと第１領域のｙ方向における配列ピッチを一致させることが可能となる。

磁性シートの厚みは３００μｍ以下であっても構わない。これによれば、ミリ波帯の電磁波ノイズを効果的に吸収することが可能となる。

磁性シートは、分割された複数の磁性片を含んでいても構わない。これによれば、ノイズ抑制シートに可撓性を持たせることが可能となる。

本開示によるノイズ抑制シートは、第１金属層が設けられたフィルム状基材をさらに備え、第１金属層は、フィルム状基材と磁性シートの間に位置しても構わない。これによれば、第１金属層の加工が容易となるとともに、第１金属層の露出を防止することが可能となる。

第１領域の一辺の長さは、ノイズ抑制対象となる電磁波の波長の１／４以下であっても構わない。これによれば、スリットＳＬの数が十分に確保されることから、より高いノイズ抑制効果を得ることが可能となる。

１ノイズ抑制シート
１０第１金属層
１１第１領域
１２第２領域
２０第２金属層
３０磁性シート
３１磁性シートの一方の表面
３２磁性シートの他方の表面
４０フィルム状基材
５０電磁波
ＳＬスリット

Claims

磁性シートと、
前記磁性シートの一方の表面に設けられ、環状の複数のスリットを有する第１金属層と、を備え、
前記第１金属層は、前記複数のスリットにそれぞれ囲まれた複数の第１領域と、前記複数のスリットの全周を囲む第２領域に分割されている、ノイズ抑制シート。
前記磁性シートの他方の表面に設けられた第２金属層をさらに備える、請求項１に記載のノイズ抑制シート。
前記第１金属層の前記第２領域のパターン幅は、前記磁性シートの厚みの６倍以上である、請求項２に記載のノイズ抑制シート。
前記第１金属層及び前記第２金属層の厚みは、前記磁性シートの厚み未満である、請求項２又は３に記載のノイズ抑制シート。
前記第１金属層の前記第１領域のパターン形状は、正方形である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のノイズ抑制シート。
前記磁性シートの厚みが３００μｍ以下である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のノイズ抑制シート。
前記磁性シートは、分割された複数の磁性片を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のノイズ抑制シート。
前記第１金属層が設けられたフィルム状基材をさらに備え、前記第１金属層は、前記フィルム状基材と前記磁性シートの間に位置する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のノイズ抑制シート。
前記第１領域の一辺の長さは、ノイズ抑制対象となる電磁波の波長の１／４以下である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のノイズ抑制シート。