JP4065578B2 - 電磁干渉抑制体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，有機結合剤中に軟磁性体粉末を混練・分散させてなる複合磁性体に関し，詳しくは，高周波電子回路／装置において問題となる電磁干渉の抑制に有効である複素透磁率特性の優れた複合磁性体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年普及の著しいデジタル電子機器として，ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ），リードオンリメモリ（ＲＯＭ），マイクロプロセッサ（ＭＰＵ），中央演算処理装置（ＣＰＵ）又は画像プロセッサ算術論理演算装置（ＩＰＡＬＵ）等の論理回路及び論理素子等がある。これらの論理回路及び論理素子は，能動素子である多数の半導体素子で構成されたＬＳＩ及びＩＣから構成され，プリント配線基板上に実装されている。これらの論理回路及び論理素子においては，演算速度の高速化，信号処理速度の高速化が図られており，その周波数は準マイクロ波に及びつつある。このような論理回路等において高速に変化する信号は電圧，電流の急激な変化を伴うために，能動素子は誘導性ノイズを発生し高周波ノイズ発生の原因ともなっている。この高周波ノイズは，クロストークノイズやインピーダンスの不整合によるノイズと相乗的に作用する。また，高周波ノイズは，能動素子の発生した誘導性ノイズによることが多い。この誘導性ノイズによって配線基板の素子実装面と同一面及び反対面には高周波磁界が誘導される。
【０００３】
また，電子機器や電子装置の軽量化，薄型化，及び小型化も急速に進んでいる。それに伴い，プリント配線基板への電子部品実装密度も飛躍的に高くなってきており，過密に実装された電子部品類や信号線等のプリント配線，あるいは，モジュール間配線等が互いに極めて接近することになり，更には前述のように，信号処理速度の高速化も図られているため，前述の誘導された高周波磁界によって，配線基板において電磁結合による線間結合が増大するばかりでなく放射ノイズによる干渉などが生じる。
【０００４】
さらに，放射ノイズが発生すると，外部接続端子を経て外部に放射され，他の機器に悪影響を及ぼすことがある。このような，電磁波による電子機器の誤動作及び他の機器への悪影響は一般に電磁障害と呼ばれる。
【０００５】
このような電磁障害に対して従来，電子機器において誘導性ノイズを発生する回路にフィルタを接続することや，問題となる回路（誘導性ノイズを発生する回路）を影響を受ける回路から遠ざけることや，シールディングを行うことや，グラウンディングを行うこと等の対策が一般に採られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来，能動素子を含む電子部品が高密度実装されたプリント配線基板等において，上述の電磁障害を効率的に処置しようとする場合，従来の対策（ノイズ抑制方法）では，ノイズ対策の専門的知識と経験を必要とすることや，対策に時間を要するという欠点を有した。
【０００７】
特に，上記フィルタ実装においては，使用するフィルタが高価であること，フィルタを実装するスペースに制約のあることが多いこと，フィルタの実装作業に困難性を伴うこと，フィルタ等を用いるので電子装置を組み立てるための所要工程数が多くなりコストアップとなってしまうという欠点を有した。
【０００８】
また，従来の方法では，同一回路内の電子部品間で発生する信号線間の電磁誘導及び不要電磁波による相互干渉の抑制効果は充分でない。
【０００９】
さらに，電子装置の小型軽量化を図るには，上記問題とな回路を遠ざける方法や分離する方法は，不都合であるとともに，フィルタ及びその実装スペースの排除を行う必要がある。
【００１０】
また，電子装置に使用される一般的なプリント配線基板は，取り扱う信号が低周波の場合には基板内部から発生する電磁誘導等の信号線間の電磁結合が比較的小さく問題とならないが，動作周波数が高周波になるにつれて信号線間の電磁結合が密となるため前記したような問題点を生じる。
【００１１】
また，上記シールディングのうちで，導体シールドは空間とのインピーダンス不整合に起因する電磁波の反射を利用する電磁障害対策であるために，遮蔽効果は得られても不要輻射源からの反射による電磁結合が助長され，その結果二次的な電磁障害を引き起こす場合が少なからず生じている。
【００１２】
この二次的な電磁障害対策として，磁性体の磁気損失を利用した不要輻射の抑制が有効である。即ち，前記シールド体と不要輻射源の間に磁気損失の大きい磁性体を配設する事で不要輻射を抑制することが出来る。ここで，磁性体の厚さｄは，μ″＞μ′なる関係を満足する周波数帯域にてμ″に反比例するので，前記した電子機器の小型化及び軽量化要求に迎合する薄い電磁干渉抑制体，即ち，シールド体と磁性体からなる複合体を得るためには，虚数部透磁率μ″の大きな磁性体が必要となる。また，前記した不要輻射は，多くの場合その成分が広い周波数範囲にわたっており，電磁障害に係る周波数成分の特定も困難な場合が少なくない。
【００１３】
従って，前記電磁干渉抑制体についてもより広い周波数の不要輻射に対応できるものが望まれている。
【００１４】
そこで，本発明の一技術的課題は，充填密度および配向度を改善し，優れた透磁率特性を有する複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体を提供することにある。
【００１５】
また，本発明の他の技術的課題は，電気抵抗をより大きな値とすることで，高密度充填しても所望の抵抗値が確保できる複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、実質的に扁平状の軟磁性粉末と有機結合剤とからなる複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体において、前記扁平状の軟磁性粉末は、熱プラズマ法により、平均粒径が前記扁平状の軟磁性粉末の平均厚さよりも小さい表面改質用微粉末であるＴｉＮによってコーティング処理されていることを特徴とする電磁干渉抑制体が得られる。
【００１８】
ここで，本発明において、軟磁性粉末の表面改質用微粉末としてＴｉＮを使用したのは、取り扱いの容易さ，及び材料コスト等の点で好ましいからである。
【００１９】
本発明においては，これらの表面改質用微粉末の内少なくとも一種類を用いれば良いが，２種類以上組み合わせて用いることも可能である。
【００２０】
本発明をさらに具体的に説明すれば，扁平磁性粉の表面に例えば，熱プラズマ法による微粒子コーティング（この技術は，日清製粉社で提供していることがしられている技術）により，サブミクロン径の酸化物超微粒子をコーティングし，その後，有機結合材料と混ぜ合わせて複合磁性体を得るものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態について，図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態による複合磁性体を示す断面図である。図１に示すように，複合磁性体１０は，扁平状のセンダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）粉末からなる軟磁性粉末１の表面に，ＴｉＮからなる表面改質用微粉末２をコーティングし，ポリウレタン等の合成樹脂からなる結合剤３と混合して乾燥〜硬化させることによって形成されている。
【００２３】
本発明の実施の形態による複合磁性体１０の製造をさらに具体的に説明する。
【００２４】
まず，平均粒径３５μｍで厚さが０．５μｍの扁平状Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末に，通常行われている熱プラズマ法によりＴｉＮの微粒子コーティングを行った。微粒子コーティングされた扁平状Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像から，約５０ｎｍ径のＴｉＮ微粒子が扁平状Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末の表面にほぼ均一に固着していることが確認された。
【００２５】
次に，以下の表１に示す配合比によって複合磁性体を作製し，ＴｉＮコーティング処理を施していないＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末を用いた複合磁性体との比較を行った。
【００２６】
【表１】
【００２７】
その結果，本発明による複合磁性体は，充填密度が３〜１５％，比較例の複合磁性体に比べて向上していることが判明した。また，本発明による複合磁性体は，配向度がＨｄ比で約１０％向上していることが判明した。これらを反映して，μ´（３０ＭＨｚ）の値が５〜２０％向上していることが確認できた。
【００２８】
また，電気抵抗においては，充填率３５％において，比較例が１０6 〜１０7 Ωであるに対して，本発明によるものは，１０8 Ωと向上していることが判明した。
【００２９】
【発明の効果】
以上，説明したように，本発明によれば，超微粒子のコーティングにより充填密度および配向度が向上し，その結果透磁率特性に優れた複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体を提供することができる。
【００３０】
また，本発明によれば，複合磁性体の電気抵抗が大きな値となるので，磁性粉を高密度充填しても所望の抵抗値が確保できる複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による複合磁性体を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 軟磁性粉末
２ 表面改質用微粉末
３ 結合剤
１０ 複合磁性体
【発明の属する技術分野】
本発明は，有機結合剤中に軟磁性体粉末を混練・分散させてなる複合磁性体に関し，詳しくは，高周波電子回路／装置において問題となる電磁干渉の抑制に有効である複素透磁率特性の優れた複合磁性体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年普及の著しいデジタル電子機器として，ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ），リードオンリメモリ（ＲＯＭ），マイクロプロセッサ（ＭＰＵ），中央演算処理装置（ＣＰＵ）又は画像プロセッサ算術論理演算装置（ＩＰＡＬＵ）等の論理回路及び論理素子等がある。これらの論理回路及び論理素子は，能動素子である多数の半導体素子で構成されたＬＳＩ及びＩＣから構成され，プリント配線基板上に実装されている。これらの論理回路及び論理素子においては，演算速度の高速化，信号処理速度の高速化が図られており，その周波数は準マイクロ波に及びつつある。このような論理回路等において高速に変化する信号は電圧，電流の急激な変化を伴うために，能動素子は誘導性ノイズを発生し高周波ノイズ発生の原因ともなっている。この高周波ノイズは，クロストークノイズやインピーダンスの不整合によるノイズと相乗的に作用する。また，高周波ノイズは，能動素子の発生した誘導性ノイズによることが多い。この誘導性ノイズによって配線基板の素子実装面と同一面及び反対面には高周波磁界が誘導される。
【０００３】
また，電子機器や電子装置の軽量化，薄型化，及び小型化も急速に進んでいる。それに伴い，プリント配線基板への電子部品実装密度も飛躍的に高くなってきており，過密に実装された電子部品類や信号線等のプリント配線，あるいは，モジュール間配線等が互いに極めて接近することになり，更には前述のように，信号処理速度の高速化も図られているため，前述の誘導された高周波磁界によって，配線基板において電磁結合による線間結合が増大するばかりでなく放射ノイズによる干渉などが生じる。
【０００４】
さらに，放射ノイズが発生すると，外部接続端子を経て外部に放射され，他の機器に悪影響を及ぼすことがある。このような，電磁波による電子機器の誤動作及び他の機器への悪影響は一般に電磁障害と呼ばれる。
【０００５】
このような電磁障害に対して従来，電子機器において誘導性ノイズを発生する回路にフィルタを接続することや，問題となる回路（誘導性ノイズを発生する回路）を影響を受ける回路から遠ざけることや，シールディングを行うことや，グラウンディングを行うこと等の対策が一般に採られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来，能動素子を含む電子部品が高密度実装されたプリント配線基板等において，上述の電磁障害を効率的に処置しようとする場合，従来の対策（ノイズ抑制方法）では，ノイズ対策の専門的知識と経験を必要とすることや，対策に時間を要するという欠点を有した。
【０００７】
特に，上記フィルタ実装においては，使用するフィルタが高価であること，フィルタを実装するスペースに制約のあることが多いこと，フィルタの実装作業に困難性を伴うこと，フィルタ等を用いるので電子装置を組み立てるための所要工程数が多くなりコストアップとなってしまうという欠点を有した。
【０００８】
また，従来の方法では，同一回路内の電子部品間で発生する信号線間の電磁誘導及び不要電磁波による相互干渉の抑制効果は充分でない。
【０００９】
さらに，電子装置の小型軽量化を図るには，上記問題とな回路を遠ざける方法や分離する方法は，不都合であるとともに，フィルタ及びその実装スペースの排除を行う必要がある。
【００１０】
また，電子装置に使用される一般的なプリント配線基板は，取り扱う信号が低周波の場合には基板内部から発生する電磁誘導等の信号線間の電磁結合が比較的小さく問題とならないが，動作周波数が高周波になるにつれて信号線間の電磁結合が密となるため前記したような問題点を生じる。
【００１１】
また，上記シールディングのうちで，導体シールドは空間とのインピーダンス不整合に起因する電磁波の反射を利用する電磁障害対策であるために，遮蔽効果は得られても不要輻射源からの反射による電磁結合が助長され，その結果二次的な電磁障害を引き起こす場合が少なからず生じている。
【００１２】
この二次的な電磁障害対策として，磁性体の磁気損失を利用した不要輻射の抑制が有効である。即ち，前記シールド体と不要輻射源の間に磁気損失の大きい磁性体を配設する事で不要輻射を抑制することが出来る。ここで，磁性体の厚さｄは，μ″＞μ′なる関係を満足する周波数帯域にてμ″に反比例するので，前記した電子機器の小型化及び軽量化要求に迎合する薄い電磁干渉抑制体，即ち，シールド体と磁性体からなる複合体を得るためには，虚数部透磁率μ″の大きな磁性体が必要となる。また，前記した不要輻射は，多くの場合その成分が広い周波数範囲にわたっており，電磁障害に係る周波数成分の特定も困難な場合が少なくない。
【００１３】
従って，前記電磁干渉抑制体についてもより広い周波数の不要輻射に対応できるものが望まれている。
【００１４】
そこで，本発明の一技術的課題は，充填密度および配向度を改善し，優れた透磁率特性を有する複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体を提供することにある。
【００１５】
また，本発明の他の技術的課題は，電気抵抗をより大きな値とすることで，高密度充填しても所望の抵抗値が確保できる複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、実質的に扁平状の軟磁性粉末と有機結合剤とからなる複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体において、前記扁平状の軟磁性粉末は、熱プラズマ法により、平均粒径が前記扁平状の軟磁性粉末の平均厚さよりも小さい表面改質用微粉末であるＴｉＮによってコーティング処理されていることを特徴とする電磁干渉抑制体が得られる。
【００１８】
ここで，本発明において、軟磁性粉末の表面改質用微粉末としてＴｉＮを使用したのは、取り扱いの容易さ，及び材料コスト等の点で好ましいからである。
【００１９】
本発明においては，これらの表面改質用微粉末の内少なくとも一種類を用いれば良いが，２種類以上組み合わせて用いることも可能である。
【００２０】
本発明をさらに具体的に説明すれば，扁平磁性粉の表面に例えば，熱プラズマ法による微粒子コーティング（この技術は，日清製粉社で提供していることがしられている技術）により，サブミクロン径の酸化物超微粒子をコーティングし，その後，有機結合材料と混ぜ合わせて複合磁性体を得るものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態について，図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態による複合磁性体を示す断面図である。図１に示すように，複合磁性体１０は，扁平状のセンダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）粉末からなる軟磁性粉末１の表面に，ＴｉＮからなる表面改質用微粉末２をコーティングし，ポリウレタン等の合成樹脂からなる結合剤３と混合して乾燥〜硬化させることによって形成されている。
【００２３】
本発明の実施の形態による複合磁性体１０の製造をさらに具体的に説明する。
【００２４】
まず，平均粒径３５μｍで厚さが０．５μｍの扁平状Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末に，通常行われている熱プラズマ法によりＴｉＮの微粒子コーティングを行った。微粒子コーティングされた扁平状Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像から，約５０ｎｍ径のＴｉＮ微粒子が扁平状Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末の表面にほぼ均一に固着していることが確認された。
【００２５】
次に，以下の表１に示す配合比によって複合磁性体を作製し，ＴｉＮコーティング処理を施していないＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末を用いた複合磁性体との比較を行った。
【００２６】
【表１】
その結果，本発明による複合磁性体は，充填密度が３〜１５％，比較例の複合磁性体に比べて向上していることが判明した。また，本発明による複合磁性体は，配向度がＨｄ比で約１０％向上していることが判明した。これらを反映して，μ´（３０ＭＨｚ）の値が５〜２０％向上していることが確認できた。
【００２８】
また，電気抵抗においては，充填率３５％において，比較例が１０6 〜１０7 Ωであるに対して，本発明によるものは，１０8 Ωと向上していることが判明した。
【００２９】
【発明の効果】
以上，説明したように，本発明によれば，超微粒子のコーティングにより充填密度および配向度が向上し，その結果透磁率特性に優れた複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体を提供することができる。
【００３０】
また，本発明によれば，複合磁性体の電気抵抗が大きな値となるので，磁性粉を高密度充填しても所望の抵抗値が確保できる複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による複合磁性体を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 軟磁性粉末
２ 表面改質用微粉末
３ 結合剤
１０ 複合磁性体
Claims (1)
- 実質的に扁平状の軟磁性粉末と有機結合剤とからなる複合磁性体を用いた電磁干渉抑制体において、前記扁平状の軟磁性粉末は、熱プラズマ法により、平均粒径が前記扁平状の軟磁性粉末の平均厚さよりも小さい表面改質用微粉末であるＴｉＮによってコーティング処理されていることを特徴とする電磁干渉抑制体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24165696A JP4065578B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 電磁干渉抑制体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24165696A JP4065578B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 電磁干渉抑制体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092621A JPH1092621A (ja) | 1998-04-10 |
| JP4065578B2 true JP4065578B2 (ja) | 2008-03-26 |
Family
ID=17077572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24165696A Expired - Fee Related JP4065578B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 電磁干渉抑制体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4065578B2 (ja) |
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| JP2000201042A (ja) * | 1999-01-08 | 2000-07-18 | Kankyo Denji Gijutsu Kenkyusho:Kk | 貫通型ｅｍｉフィルタ |
| JP5384711B1 (ja) | 2012-10-05 | 2014-01-08 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | 磁性扁平粉及びその製造方法並びに磁性シート |
| KR102047565B1 (ko) * | 2014-11-04 | 2019-11-21 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 |
| US10090088B2 (en) | 2015-09-14 | 2018-10-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Soft magnetic material, rotating electric machine, motor, and generator |
| US10071421B2 (en) | 2016-01-22 | 2018-09-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Flaky magnetic metal particles, pressed powder material, rotating electric machine, motor, and generator |
| KR102369203B1 (ko) | 2016-02-10 | 2022-02-28 | 가부시키가이샤 토킨 | 복합 자성체 및 제조 방법 |
| US10937576B2 (en) | 2018-07-25 | 2021-03-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Flaky magnetic metal particles, pressed powder material, rotating electric machine, motor, and generator |
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1996
- 1996-09-12 JP JP24165696A patent/JP4065578B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1092621A (ja) | 1998-04-10 |
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