JP4417062B2 - Electromagnetic noise suppressor and electromagnetic noise control electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、強磁性体を用いた電磁波ノイズ抑制体及び電磁波ノイズ制御電子機器に関する。 The present invention relates to an electromagnetic wave noise suppression body and an electromagnetic wave noise control electronic device using a ferromagnetic material.
近年、インターネット利用をはじめとして、パソコン、自動車のエレクトロニックコントロールユニット、光モジュールや携帯電話あるいは携帯情報端末、高度道路情報システム、ブルートゥ−ス、無線ＬＡＮなどＧＨｚ帯の高いクロック周波数を持つＣＰＵや高周波バスを利用した電子機器や電波を利用した情報通信機器が普及してきており、ユビキタス社会が訪れてきている。しかし、これら情報機器の普及に伴って、これら情報機器から放射される電磁波がもたらす、他の電子機器への誤作動や、人体への影響が問題とされてきている。そのため、他の電子機器や人体に影響を与えないように、電磁波をできるだけ放出しないこと、外部から電磁波を受けても誤作動しないことが求められ、電子機器に対し、電磁波を反射あるいは吸収する電磁波遮蔽を施す電子機器間の遮蔽（inter-system EMC）が行われている。また、電子機器内の電子部品や回路が互いに影響を及ぼして、誤作動を起こすのを抑制したり、処理スピードの遅れや信号波形の乱れを抑制したりするため、電子部品や回路を電磁波ノイズ抑制体で覆う対策（intra-system EMC）が行われている。 In recent years, CPUs and high-frequency buses with a high clock frequency in the GHz band, such as Internet use, personal computers, electronic control units for automobiles, optical modules, mobile phones or personal digital assistants, intelligent road information systems, Bluetooth, wireless LAN, etc. Electronic devices using radio waves and information communication devices using radio waves have become widespread, and a ubiquitous society has come. However, with the widespread use of these information devices, malfunctions to other electronic devices caused by electromagnetic waves radiated from these information devices and effects on the human body have become problems. For this reason, it is required that electromagnetic waves are not emitted as much as possible so that they do not affect other electronic devices and the human body, and that they do not malfunction even when receiving external electromagnetic waves. Inter-system EMC is performed between electronic devices that provide shielding. In addition, electronic components and circuits in electronic devices can affect each other and prevent malfunctions, and delays in processing speed and signal waveform disturbance can be prevented. Measures to cover with suppression body (intra-system EMC) are being taken.
電子機器、特に携帯可能な電子機器は、多機能、高性能化、小型化、軽量化が求められ、電磁波吸収においても同様で、堅牢で吸収効率がよく、小スペースで軽量であるものが求められている。 Electronic devices, especially portable electronic devices, are required to have multiple functions, higher performance, smaller size, and lighter weight. The same applies to electromagnetic wave absorption, and they must be robust, have good absorption efficiency, be small in space and lightweight. It has been.
電磁波ノイズ抑制体としては、従来から行われている強磁性体の扁平粉をポリマー中に高充填した電磁波体のほか、準マイクロ波帯（０．３〜１０ＧＨｚ）で、薄型の抑制体として効果のあるフェライトメッキ技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
このフェライトメッキ技術による抑制体は、鉄、ニッケル、亜鉛の塩化物の反応液と硝酸ナトリウムと酢酸アンモニウムからなる酸化液を、回転基板上に載せたポリイミドシート上に３μｍ厚のフェライト化合物をスピンスプレー法でメッキして形成したものであり、従来の金属フレーク微粒子をポリマー中に分散した５０μｍ厚のシート型電磁ノイズ抑制体と比較し、厚みが薄いにもかかわらず、同じ吸収特性を示し、小型電子機器への応用上有利とされている。
The electromagnetic wave noise suppressor is effective as a thin suppressor in the quasi-microwave band (0.3 to 10 GHz), in addition to the electromagnetic wave body in which a conventional flat powder of ferromagnetic material is highly filled in a polymer. There has been proposed a ferrite plating technique (see, for example, Non-Patent Document 1).
The ferrite plating technology suppressor spin-sprays a ferrite compound with a thickness of 3 μm on a polyimide sheet on which a reaction solution of chloride of iron, nickel, and zinc and an oxidizing solution consisting of sodium nitrate and ammonium acetate are placed on a rotating substrate. Compared with a sheet-type electromagnetic noise suppressor with a thickness of 50 μm, in which fine metal flake particles are dispersed in a polymer, it has the same absorption characteristics and is small in size. It is advantageous for application to electronic equipment.
また、アルミナセラミック相と鉄、コバルト強磁性超微結晶相とを含んでなる超微結晶磁性膜からなる電磁波吸収体の提案もある（例えば、非特許文献２参照。）。
この提案は、強磁性元素とセラミック元素を高周波マグネトロンスパッタリングで基板上に製膜し、低温でアニールすることにより高抵抗のセラミック層中に強磁性体からなる超微結晶を析出させ、さらに膜抵抗が上昇するようにスリット（スリット幅は、０．５ｍｍと２．５ｍｍの２種が示されている。）を形成し、分割してなる１μｍ厚の電磁波ノイズ抑制体に関するものであり、優れたノイズ抑制効果があるとされている。
In this proposal, a ferromagnetic element and a ceramic element are formed on a substrate by high-frequency magnetron sputtering, and annealed at a low temperature to precipitate ultrafine crystals made of a ferromagnetic material in a high-resistance ceramic layer. Is a 1 μm-thick electromagnetic wave noise suppressor formed by dividing a slit (two types of slit widths of 0.5 mm and 2.5 mm are shown) so as to rise. It is said that there is a noise suppression effect.
しかし、非特許文献１記載の電磁波ノイズ抑制体は強磁性体の厚みが３〜１１μｍであり、Ｆｉｇ．８に見られるように、この抑制体の１ＧＨｚにおけるパワーロス値は、厚いものでも０．２程度であり、準マイクロ波の低周波部分での抑制効果が高いと言うものではない。
また、強磁性体の厚みが厚くなると、ポリイミド上に形成したフェライトは硬く、有機結合剤が含まれていないので堅牢性、可撓性も充分とはいえない。さらに、湿式で加工するものであるから、不純物の洗浄や乾燥を必要とし、手間を要するため産業上満足のいくものではなかった。
However, the electromagnetic wave noise suppression body described in
Further, when the thickness of the ferromagnetic material is increased, the ferrite formed on the polyimide is hard and does not contain an organic binder, so that it cannot be said that the fastness and flexibility are sufficient. Furthermore, since it is processed by a wet process, it is not satisfactory in the industry because it requires cleaning and drying of impurities and requires labor.
また、非特許文献２の電磁波ノイズ抑制体においては、５０μｍ厚の複合磁性材体を基本とする電磁波ノイズ抑制シートと同様の吸収特性を示し、１ＧＨｚにおけるパワーロス値は０．２程度であり、実効的な周波数帯域で抑制効果があるとは言えない。またセラミック相中に強磁性超微結晶を生成させるためには熱処理が必要とされ、磁性薄膜の抵抗を大きくするため、フォトリソグラフィー法やダイシングソーでマイクロスリットを形成しなければならず、手間を要するものである。また薄膜セラミックスであるためクラックが生じやすく、可撓性や堅牢性が高いというものではない。
In addition, the electromagnetic wave noise suppression body of Non-Patent
このような状況から、電子機器や電子部品などに、組み込み応用が容易で、電磁波吸収特性が良く、小型、軽量で、可撓性があり、堅牢な電磁波ノイズ抑制体は、未だ満足のいくものがなく、電子機器の使用する周波数は高周波化しており、準マイクロ波帯、特には１ＧＨｚ近辺に抑制効果のあるものが求められている。 Under such circumstances, electromagnetic wave noise suppression bodies that are easy to be incorporated into electronic devices and electronic components, have good electromagnetic wave absorption characteristics, are small, light, flexible, and are robust are still satisfactory. However, the frequency used by electronic devices is increasing, and there is a demand for a quasi-microwave band, particularly one having a suppression effect in the vicinity of 1 GHz.
上記状況に鑑み、本発明者らは、量子効果があるとされる、強磁性体の原子状態からなる超微粒子分散を検討し、電磁波ノイズ抑制効果に優れ、小型、軽量で可撓性があり、堅牢な電磁波ノイズ抑制体に到達した。
すなわち、本発明の電磁波ノイズ抑制体は、物理的蒸着時における剪断弾性率が１×１０ ３ 〜１×１０ ７ Ｐａである有機高分子からなる有機高分子基体の表層に強磁性体が物理的に蒸着されてなり、蒸着された強磁性体の原子が表層の有機高分子基体内部に部分的に潜り込んで三次元的に分散してなる抑制層が形成され、１ＧＨｚにおけるパワーロス値が０．３〜０．６５であることを特徴とする。
又、本発明の熱伝導シート付き電磁波ノイズ抑制体は、前記電磁波ノイズ抑制体からなるシートの少なくとも一方の面に、熱伝導性充填剤を含有する熱伝導シートを積層してなることを特徴とする。
In view of the above situation, the present inventors have studied the dispersion of ultrafine particles composed of an atomic state of a ferromagnetic material, which is considered to have a quantum effect, and have an excellent electromagnetic noise suppression effect, and are small, light and flexible. Reached a robust electromagnetic noise suppression body.
That is, in the electromagnetic wave noise suppression body of the present invention, the ferromagnetic material is physically present on the surface layer of an organic polymer substrate made of an organic polymer having a shear modulus of 1 × 10 3 to 1 × 10 7 Pa during physical vapor deposition. deposited becomes in a partially three-dimensionally dispersed comprising suppressing layer sunk is formed atoms of the deposited ferromagnetic material within the organic polymer base table layer, power loss value at 1GHz is 0. It is 3 to 0.65.
The electromagnetic noise suppressor with a heat conductive sheet of the present invention is characterized in that a heat conductive sheet containing a heat conductive filler is laminated on at least one surface of the sheet made of the electromagnetic noise suppressor. To do.
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器は前記電磁波ノイズ抑制体が電子部品あるいは電子部品群の少なくとも一部を覆ってなることを特徴とする。
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器は前記電磁波ノイズ抑制体が、印刷回路板を有する電子機器の少なくとも一つの印刷回路板の少なくとも一方の面の一部又は全面に設けられてなることを特徴とする。
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器は前記電磁波ノイズ抑制体が、印刷回路板を有する電子機器の印刷回路に信号を伝達する電気コネクタに積層されていることを特徴とする。
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器は下面に前記電磁波ノイズ抑制体が積層された押釦スイッチ用キートップ部材を用いてなることを特徴とする。
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器はクリック部材を配列したクリックシートと、クリックシート上に設けられたキートップとを有し、クリックシートの一方の面に前記電磁波ノイズ抑制体が積層されてなる押釦スイッチ用キートップ部材を有することを特徴とする。
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器は少なくとも一方の面に前記電磁波ノイズ抑制体が積層されたプレフォーム用インサートシートを用いてなることを特徴とする。
The electromagnetic noise control electronic device of the present invention is characterized in that the electromagnetic noise suppression body covers at least a part of an electronic component or a group of electronic components.
Also, the electromagnetic noise control electronic device according to the present invention is characterized in that the electromagnetic wave noise suppression body is provided on a part or all of at least one surface of at least one printed circuit board of an electronic device having a printed circuit board. And
Moreover, the electromagnetic wave noise control electronic device of the present invention is characterized in that the electromagnetic wave noise suppression body is laminated on an electrical connector that transmits a signal to a printed circuit of an electronic device having a printed circuit board.
Also, the electromagnetic noise control electronic device of the present invention is characterized by using a key top member for a pushbutton switch in which the electromagnetic noise suppression body is laminated on the lower surface.
The electromagnetic noise control electronic device of the present invention has a click sheet in which click members are arranged, and a key top provided on the click sheet, and the electromagnetic noise suppression body is laminated on one surface of the click sheet. And a key top member for a push button switch.
Moreover, the electromagnetic wave noise control electronic device of the present invention is characterized by using a preform insert sheet in which the electromagnetic wave noise suppression body is laminated on at least one surface.
本発明によれば、パワーロス値が大きく電磁波ノイズ抑制特性に優れ、小型、軽量で、可撓性があり、堅牢な電磁波ノイズ抑制体および、電磁波ノイズを制御した電子機器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power loss value is large, it is excellent in the electromagnetic wave noise suppression characteristic, and it can provide the electronic device which controlled the electromagnetic wave noise suppression body and the electromagnetic wave noise control body which were small, lightweight, flexible, and robust.
本発明の電磁波ノイズ抑制体は、電磁波を吸収する電磁波吸収体の中で、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の電子機器内の高密度実装された電子機器要素から機器内に放射された電磁波による電磁波干渉を抑制するなど、電磁波のノイズを抑制する抑制体に関する。
本発明の電磁波ノイズ抑制体に用いられる強磁性体としては、金属系軟磁性体および／または、酸化物系軟磁性体および／または、窒化物系軟磁性体が主に用いられるが、これらは１種単独で用いてもよいし、これらの２種以上を混合して用いてもよい。
金属系軟磁性体としては、鉄および鉄合金が一般的に用いられ、鉄合金として具体的にはＦｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ及びＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｐｔ合金を用いることができる。これらの金属系軟磁性体は１種単独で用いてもよいし、２種以上の組合せを用いてもよい。鉄および鉄合金のほかにコバルトやニッケルの金属あるいはそれらの合金を用いてもよい。ニッケルは単独で用いた場合は酸化に対して抵抗力があるので好ましい。
The electromagnetic wave noise suppression body of the present invention is an electromagnetic wave absorber that absorbs electromagnetic waves, for example, due to electromagnetic waves radiated into the device from electronic device elements mounted at high density in electronic devices such as personal computers and mobile phones. The present invention relates to a suppressor for suppressing electromagnetic noise, such as suppressing electromagnetic interference.
As the ferromagnetic material used in the electromagnetic wave noise suppression body of the present invention, a metal-based soft magnetic material and / or an oxide-based soft magnetic material and / or a nitride-based soft magnetic material are mainly used. These may be used alone or in combination of two or more thereof.
As the metal-based soft magnetic material, iron and an iron alloy are generally used. Specific examples of the iron alloy include Fe—Ni, Fe—Co, Fe—Cr, Fe—Si, Fe—Al, and Fe—Cr—. Si, Fe—Cr—Al, Fe—Al—Si, and Fe—Pt alloys can be used. These metallic soft magnetic materials may be used alone or in combinations of two or more. In addition to iron and iron alloys, cobalt or nickel metals or alloys thereof may be used. Nickel is preferred because it is resistant to oxidation when used alone.
酸化物系軟磁性体としてはフェライトが好ましい。具体的にはＭｎＦｅ２Ｏ４、ＣｏＦｅ２Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＣｕＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４、ＭｇＦｅ２Ｏ４、Ｆｅ３Ｏ４、Ｃｕ−Ｚｎ−フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−フェライト、Ｂａ２Ｃｏ２Ｆｅ１２Ｏ２２、Ｂａ２Ｎｉ２Ｆｅ１２Ｏ２２、Ｂａ２Ｚｎ２Ｆｅ１２Ｏ２２、Ｂａ２Ｍｎ２Ｆｅ１２Ｏ２２、Ｂａ２Ｍｇ２Ｆｅ１２Ｏ２２、Ｂａ２Ｃｕ２Ｆｅ１２Ｏ２２、Ｂａ３Ｃｏ２Ｆｅ２４Ｏ４１を用いることができる。これらのフェライトは１種単独で用いても良いし、２種以上を組合せて用いてもよい。
窒化物系軟磁性体としては、Ｆｅ２Ｎ、Ｆｅ３Ｎ、Ｆｅ４Ｎ、Ｆｅ１６Ｎ２などが知られている。これらの窒化物系軟磁性体は透磁率が高く、耐食性が高いので好ましい。
Ferrite is preferable as the oxide soft magnetic material. MnFe 2 O 4 Specifically, CoFe 2 O 4, NiFe 2 O 4, CuFe 2 O 4, ZnFe 2 O 4, MgFe 2 O 4, Fe 3 O 4, Cu-Zn- ferrite, Ni-Zn- ferrite , Mn-Zn-ferrite, Ba 2 Co 2 Fe 12 O 22 , Ba 2 Ni 2 Fe 12 O 22 , Ba 2 Zn 2 Fe 12 O 22 , Ba 2 Mn 2 Fe 12 O 22 , Ba 2 Mg 2 Fe 12 O 22 , Ba 2 Cu 2 Fe 12 O 22 , and Ba 3 Co 2 Fe 24 O 41 can be used. These ferrites may be used alone or in combination of two or more.
Known nitride-based soft magnetic materials include Fe 2 N, Fe 3 N, Fe 4 N, and Fe 16 N 2 . These nitride-based soft magnetic materials are preferable because of their high magnetic permeability and high corrosion resistance.
有機高分子基体として用いられる有機高分子は、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂や、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムなどのジエン系ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどの非ジエン系ゴムなどが挙げられる。これらは熱可塑性であってもよく、熱硬化性であってもよく、その未硬化物であってもよい。また、該有機高分子は上述の樹脂、ゴムなどの変性物、混合物、共重合物であってもよい。 Organic polymers used as organic polymer substrates include polyolefin resins, polyamide resins, polyester resins, polyether resins, polyketone resins, polyimide resins, polyurethane resins, polysiloxane resins, phenolic resins, Examples thereof include epoxy resins, acrylic resins, diene rubbers such as natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, and styrene butadiene rubber, and non-diene rubbers such as butyl rubber, ethylene propylene rubber, urethane rubber, and silicone rubber. These may be thermoplastic, may be thermosetting, or may be an uncured product thereof. The organic polymer may be a modified product such as the above-described resin or rubber, a mixture, or a copolymer.
本発明の電磁波ノイズ抑制体においては、有機高分子基体の表層に強磁性体が物理的に蒸着されてなる。
物理蒸着法（ＰＶＤ）での各種成膜方法は、真空にした容器の中で薄膜形成物質を何らかの方法で気化させ、近傍に置いた基板上に堆積させて薄膜を形成する方法である。
物理蒸着法を薄膜物質の気化方法で分類すると、蒸発系とスパッタ系に分けられ、蒸発系にはＥＢ蒸着、イオンプレーティング、スパッタ系には高周波スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、対向ターゲット型マグネトロンスパッタリングなどが挙げられる。
In the electromagnetic wave noise suppression body of the present invention, a ferromagnetic material is physically deposited on the surface layer of the organic polymer substrate.
Various film forming methods by physical vapor deposition (PVD) are methods in which a thin film forming material is vaporized by some method in a vacuumed container and deposited on a substrate placed in the vicinity to form a thin film.
Physical vapor deposition methods can be divided into vaporization methods for thin film materials. Evaporation systems and sputtering systems are divided into EB deposition, ion plating, and sputtering systems such as high-frequency sputtering, magnetron sputtering, and counter target magnetron sputtering. Can be mentioned.
ＥＢ蒸着は、蒸発粒子のエネルギーが１ｅＶと小さいので、基板のダメージが少なく、膜がポーラスになりやすく、膜強度が不足する傾向があるが、強磁性体膜の固有抵抗は高くなるという特徴がある。
イオンプレーティングはアルゴンガスや蒸発粒子のイオンは加速されて基板に衝突するため、ＥＢよりエネルギーは大きく、付着力の強い膜を得ることができる。ドロップレットと呼んでいるミクロンサイズの粒子が多数付着してしまうと放電が停止してしまう。また、酸化物系強磁性体を成膜するには、酸素などの反応性ガスを導入しなければならず、膜質コントロールが難しい反面、バイアス電圧を上げることにより１ＫｅＶまで原子状超微粒子を加速させることができる。
EB deposition has a feature that the energy of evaporated particles is as small as 1 eV, so that the substrate is less damaged, the film tends to be porous, and the film strength tends to be insufficient, but the specific resistance of the ferromagnetic film is increased. is there.
In the ion plating, ions of argon gas and evaporated particles are accelerated and collide with the substrate, so that a film having higher energy and stronger adhesion than EB can be obtained. If a large number of micron-sized particles called droplets adhere, the discharge stops. In addition, in order to form an oxide-based ferromagnetic material, a reactive gas such as oxygen must be introduced, and while it is difficult to control the film quality, the atomic ultrafine particles are accelerated to 1 KeV by increasing the bias voltage. be able to.
マグネトロンスパッタリングは、磁界の影響で強いプラズマが発生するため成長速度が速い特徴があるが、ターゲットの利用効率が低い。バイアスを掛けた場合は数百ｅＶまでエネルギーをあげることができる。
高周波スパッタリングでは絶縁性のターゲットを使用することができ、バイアスを掛けることにより同様に数百ｅＶのエネルギーを持つことができる。
マグネトロンスパッタリングのうち対向ターゲット型マグネトロンスパッタリングは、対向するターゲット間でプラズマを発生させ、対向するターゲットの外に基板を置き、プラズマダメージを受けることなく所望の薄膜を生成する方法である。そのため、基板上の薄膜を再スパッタすることなく、成長速度がさらに速く、スパッタされた原子が衝突緩和することがなく、緻密なターゲット組成物と同じ組成のものを生成することができ、通常８ｅＶ以上の高いエネルギーを持っている。
Magnetron sputtering is characterized by a high growth rate because strong plasma is generated under the influence of a magnetic field, but the target utilization efficiency is low. When a bias is applied, the energy can be increased up to several hundred eV.
In the high frequency sputtering, an insulating target can be used, and it can similarly have an energy of several hundred eV by applying a bias.
Opposite target type magnetron sputtering is a method of generating a desired thin film without being damaged by plasma by generating plasma between opposing targets and placing a substrate outside the opposing targets. Therefore, without re-sputtering the thin film on the substrate, the growth rate is higher, the sputtered atoms are not impact-relaxed, and a dense target composition having the same composition can be generated, usually 8 eV. Has higher energy.
図１に、有機高分子表層に強磁性体が物理的に蒸着された状態の電磁波ノイズ抑制体の模式図を示す。
本発明の電磁波ノイズ抑制体は、有機高分子基体（１）上に強磁性体（３）が物理的に蒸着されているが、基体である有機高分子基体（１）の表層近傍の有機高分子基体内部に強磁性体（３）の原子が部分的に潜り込んで三次元的に分散し、均質膜を形成していない電磁波ノイズ抑制層（２）を形成している。
FIG. 1 shows a schematic diagram of an electromagnetic wave noise suppression body in a state where a ferromagnetic material is physically deposited on the surface of an organic polymer.
In the electromagnetic wave noise suppression body of the present invention, the ferromagnetic material (3) is physically vapor-deposited on the organic polymer substrate (1). The electromagnetic substance noise suppression layer (2) in which the atoms of the ferromagnetic material (3) partially penetrate into the molecular substrate and are three-dimensionally dispersed to form a homogeneous film is formed.
すなわち、一般的には強磁性体（３）が硬質な有機高分子基体（１）の表面のみに蒸着されると、蒸着量が増えるにつれて強磁性体の連続層が形成されて、電磁波を反射しやすくなる。
これに対して図１に示す電磁波ノイズ抑制体では、軟質の有機高分子基体（１）の表層から０．０３〜２０μｍの範囲にわたって強磁性体（３）の原子が部分的に潜り込んで三次元的に分散し、均質膜を形成していない電磁波ノイズ抑制層（２）が形成されている。このように電磁波ノイズ抑制層（２）が形成されていると、有機高分子内に分散した強磁性体（３）は連続層を形成し難くなり、電磁波の反射を生じせしめず、また電磁波を透過させなくなる。
That is, generally, when the ferromagnetic material (3) is deposited only on the surface of the hard organic polymer substrate (1), a continuous layer of the ferromagnetic material is formed as the amount of deposition increases, and the electromagnetic wave is reflected. It becomes easy to do.
On the other hand, in the electromagnetic wave noise suppression body shown in FIG. 1, the atoms of the ferromagnetic body (3) partially sink from the surface layer of the soft organic polymer substrate (1) in the range of 0.03 to 20 μm, and the three-dimensional structure. The electromagnetic wave noise suppression layer (2) that is dispersed uniformly and does not form a homogeneous film is formed. When the electromagnetic wave noise suppression layer (2) is formed in this way, the ferromagnetic material (3) dispersed in the organic polymer becomes difficult to form a continuous layer, and does not cause the reflection of the electromagnetic wave. It will not be transmitted.
この構造は以下の理由により形成されると推測される。
代表的な有機化合物の共有結合エネルギーは約４ｅＶであり、具体的には例えばＣ−Ｃ、Ｃ−Ｈ、Ｓｉ−Ｏ、Ｓｉ−Ｃの結合エネルギーはそれぞれ３．６、４．３、４．６、３．３ｅＶである。これに対して、バイアスイオンプレーティング、バイアスマグネトロンスパッタや対向ターゲット型マグネトロンスパッタでは、上述のように高いエネルギーを持っているので、有機高分子基体（１）を構成する有機高分子の一部の化学結合を切断し、衝突する。従って、スパッタ後の基体表面には図１に示すように、例えば５μｍ以上の凹凸が形成され、強磁性体（３）の原子が、有機高分子基体（１）の表面から内部に部分的に進入し、電磁波ノイズ抑制層（２）を形成することができる。これは、高エネルギーの強磁性体原子の基体表面への衝突等により強磁性体原子と有機高分子の局部的なミキシング作用が生じたためと推測される。
このように、粒子エネルギーが５ｅＶ以上である強磁性体微粒子を有機高分子基体上に物理的に蒸着すると、一度に大量の強磁性体を分散させることができるので好ましい。すなわち、一度の蒸着で、強磁性体の質量を稼ぐことができることから、電磁波ノイズ抑制効果に優れた電磁波ノイズ抑制体を容易に得ることができるため、好ましい。
This structure is presumed to be formed for the following reason.
The covalent bond energy of a typical organic compound is about 4 eV. Specifically, for example, the bond energies of C—C, C—H, Si—O, and Si—C are 3.6, 4.3, and 4. 6 and 3.3 eV. On the other hand, bias ion plating, bias magnetron sputtering, and opposed target type magnetron sputtering have high energy as described above, and therefore, a part of the organic polymer constituting the organic polymer substrate (1). Break chemical bonds and collide. Accordingly, as shown in FIG. 1, the surface of the substrate after sputtering is formed with unevenness of, for example, 5 μm or more, and the atoms of the ferromagnetic material (3) are partially introduced from the surface of the organic polymer substrate (1) to the inside. The electromagnetic wave noise suppression layer (2) can be formed. This is presumably because a local mixing action of the ferromagnetic atoms and the organic polymer was caused by collision of the high energy ferromagnetic atoms with the substrate surface.
Thus, it is preferable to physically deposit the ferromagnetic fine particles having a particle energy of 5 eV or more on the organic polymer substrate because a large amount of the ferromagnetic material can be dispersed at one time. That is, since the mass of the ferromagnetic material can be increased by a single vapor deposition, an electromagnetic wave noise suppressing body excellent in electromagnetic wave noise suppressing effect can be easily obtained, which is preferable.
電磁波ノイズ抑制層（２）の厚みは高分子基体の表層に強磁性体が浸入した深さであり、０．０３〜２０μｍであることが好ましい。この電磁波ノイズ抑制層（２）の厚みは強磁性体の質量と高分子基体材質、物理的蒸着条件などに依存するが、これを０．０３μｍ以上とすることにより、充分な電磁波ノイズ抑制効果を示すことができる。またこの厚みを２０μｍを超える厚みとしてもそれ以上の電磁波ノイズ抑制効果の向上はなく、強磁性体の質量をむやみに増やすことになり蒸着時間が長くなり、また物理蒸着における粒子エネルギーを高める高度な装置が必要となり、物理蒸着コストがそれだけ高くなるので好ましくない。 The thickness of the electromagnetic wave noise suppression layer (2) is the depth at which the ferromagnetic material enters the surface layer of the polymer substrate, and is preferably 0.03 to 20 μm. The thickness of the electromagnetic wave noise suppression layer (2) depends on the mass of the ferromagnetic material, the polymer substrate material, physical vapor deposition conditions, etc., but by setting this to 0.03 μm or more, a sufficient electromagnetic noise suppression effect is obtained. Can show. Further, even if this thickness exceeds 20 μm, there is no further improvement in electromagnetic noise suppression effect, the mass of the ferromagnetic material is increased unnecessarily, the deposition time becomes longer, and the particle energy in physical vapor deposition is increased. This is not preferable because an apparatus is required and the physical vapor deposition cost increases accordingly.
また、強磁性体（３）が従来行われているようなミクロンレベルの大きさである場合、優れた電磁波吸収特性を得るために、大量かつ高密度に強磁性体を使用し、厚く重い電磁波ノイズ抑制体を用いる必要があるが、強磁性体（３）を例えばナノグラニュラー構造のようにナノメーターレベル（１〜５０ｎｍ）まで超微粒子化すると、ミクロンレベルの粒子の場合とは特性が異なり、透磁率が大きくなり、吸収帯域が広がることが知られている。従って、優れた電磁波吸収特性を得るために、従来のように大量かつ高密度に強磁性体を使用し、厚く重い電磁波吸収シートを用いる必要がなくなる。 In addition, when the ferromagnetic material (3) is of the micron level as conventionally used, in order to obtain excellent electromagnetic wave absorption characteristics, the ferromagnetic material is used in a large amount and at a high density, and thick and heavy electromagnetic waves are used. Although it is necessary to use a noise suppressor, if the ferromagnetic material (3) is made into ultrafine particles down to the nanometer level (1 to 50 nm), for example, like a nano-granular structure, the characteristics are different from those of micron-level particles. It is known that the magnetic permeability increases and the absorption band widens. Therefore, in order to obtain excellent electromagnetic wave absorption characteristics, it is not necessary to use a large amount and a high density of ferromagnetic material and to use a thick and heavy electromagnetic wave absorbing sheet as in the prior art.
理論的には明らかではないが、少ない質量の軟磁性体を蒸着することによって、ナノグラニュラーのような量子効果や材料固有の磁気異方性、形状磁気異方性、あるいは外部磁界による異方性などが関係するため、電磁波ノイズ抑制効果の指標であるパワーロス値を大きな値とすることができる。
ここでパワーロス値は、次式で求められ、０〜１の値をとり、伝送特性のＳ１１とＳ２１の変化を図９のようにして調べ求めることができる。
パワーロス値（Ｐｌｏｓｓ／Ｐｉｎ）＝１−（│Γ│２＋│Τ│２）
Ｓ１１＝２０ｌｏｇ│Γ│
Ｓ２１＝２０ｌｏｇ│Τ│
It is not theoretically obvious, but by depositing a soft magnetic material with a small mass, quantum effects such as nano-granularity, material-specific magnetic anisotropy, shape magnetic anisotropy, or anisotropy due to an external magnetic field, etc. Therefore, the power loss value that is an index of the electromagnetic wave noise suppression effect can be set to a large value.
Here, the power loss value is obtained by the following equation, and takes a value of 0 to 1, and a change in transmission characteristics S11 and S21 can be examined and obtained as shown in FIG.
Power loss value (Ploss / Pin) = 1− (| Γ | 2 + | Τ | 2 )
S11 = 20log│Γ│
S21 = 20log│Τ│
即ち、本発明の電磁波ノイズ抑制体の１ＧＨｚにおけるパワーロス値が０．３〜０．６５であることを特徴とし、０．４〜０．６５であることが好ましい。
パワーロス値は、電磁波ノイズ抑制機能の反射・透過特性の総合的な指標であって、反射減衰量、透過減衰量が実使用上で実効的な値である必要がある。電磁波ノイズ抑制体であることから反射減衰量が少なくとも透過減衰量よりも大きく、反射減衰量が６ｄＢより大きく、透過減衰量が３ｄＢより大きいこと、即ちパワーロス値では０．３以上が必要である。これより小さいと充分な電磁波ノイズ抑制特性を有しているということはできない。更には反射減衰量が１０ｄＢより大きく、透過減衰量が３ｄＢより大きいこと、即ち、パワーロス値では０．４以上が好ましい。反射減衰量と透過減衰量の双方が１０ｄＢ以上であれば、充分な電磁波ノイズ抑制効果がある。一方、パワーロス値を０．６５を超える値にすることは、特性向上の点から期待されるものではあるが、電磁波ノイズ抑制体中の強磁性体の選択や樹脂と蒸着条件の選択を如何に検討しても、現状の技術では１ＧＨｚにおいて０．６５を超えるパワーロス値のものを得ることは達成できていない。
この電磁波ノイズ抑制体のパワーロス値を０．３〜０．６５にするためには、
ｉ）電磁波ノイズ抑制体の作製にあたって、高エネルギーでの物理蒸着を行うことにより、ナノメーターレベルに微粒子化した強磁性体粒子を蒸着すること、
ii）物理蒸着にあたって、強磁性体超微粒子が有機高分子基体の表面から有機高分子基体内部に部分的に潜り込んで三次元的に分散して電磁波ノイズ抑制層を形成すること、
の２点を基本とし、物理蒸着条件、強磁性体蒸着量等を適宜選択することにより達成できる。
図８、図９、図１０に見られるように従来の電磁波ノイズ抑制体のパワーロス特性カーブは、１ＧＨｚ近傍では周波数の上昇につれてのパワーロス値の上昇率が比較的小さく、１ＧＨｚを超えたある周波数から周波数の上昇につれてのパワーロス値の上昇率が高くなって、１ＧＨｚより高周波側で線の傾きが変化する変曲点を有する、下に凸のカーブとなっている。これに対して本発明の電磁波ノイズ抑制体のパワーロス特性カーブは、１ＧＨｚよりも低い周波数から急激に立ち上がり、その後、１．５ＧＨｚ付近あるいは２ＧＨｚを超えてから上昇率が鈍化する、上に凸のカーブとなっている。このため、本発明の電磁波ノイズ抑制体は実効的であるとされる１ＧＨｚ付近でのパワーロス値が大きくなり、有効である。
That is, the power loss value at 1 GHz of the electromagnetic wave noise suppression body of the present invention is 0.3 to 0.65, and preferably 0.4 to 0.65.
The power loss value is a comprehensive index of reflection / transmission characteristics of the electromagnetic wave noise suppression function, and the reflection attenuation amount and transmission attenuation amount need to be effective values in actual use. Since it is an electromagnetic wave noise suppressor, the reflection attenuation amount is at least larger than the transmission attenuation amount, the reflection attenuation amount is larger than 6 dB, and the transmission attenuation amount is larger than 3 dB, that is, the power loss value needs to be 0.3 or more. If it is smaller than this, it cannot be said that it has sufficient electromagnetic wave noise suppression characteristics. Furthermore, it is preferable that the reflection attenuation amount is larger than 10 dB and the transmission attenuation amount is larger than 3 dB, that is, the power loss value is 0.4 or more. If both the reflection attenuation amount and the transmission attenuation amount are 10 dB or more, there is a sufficient electromagnetic noise suppression effect. On the other hand, setting the power loss value to a value exceeding 0.65 is expected from the viewpoint of improving the characteristics, but how to select the ferromagnetic material in the electromagnetic wave noise suppressing body and the selection of the resin and the vapor deposition conditions. Even when examined, the current technology has not achieved a power loss value exceeding 0.65 at 1 GHz.
In order to set the power loss value of the electromagnetic wave noise suppression body to 0.3 to 0.65,
i) In producing the electromagnetic wave noise suppression body, vapor deposition of ferromagnetic particles micronized to the nanometer level by performing physical vapor deposition at high energy,
ii) In physical vapor deposition, the ferromagnetic ultrafine particles partially enter the organic polymer substrate from the surface of the organic polymer substrate and are dispersed three-dimensionally to form an electromagnetic wave noise suppression layer.
This can be achieved by appropriately selecting physical vapor deposition conditions, ferromagnetic material vapor deposition amount, and the like.
As shown in FIGS. 8, 9, and 10, the power loss characteristic curve of the conventional electromagnetic wave noise suppression body has a relatively small increase rate of the power loss value as the frequency increases in the vicinity of 1 GHz, and from a certain frequency exceeding 1 GHz. As the frequency increases, the rate of increase of the power loss value increases, and the curve has a downwardly convex curve having an inflection point where the slope of the line changes on the high frequency side from 1 GHz. On the other hand, the power loss characteristic curve of the electromagnetic wave noise suppression body of the present invention suddenly rises from a frequency lower than 1 GHz, and then the rate of increase slows down near 1.5 GHz or over 2 GHz. It has become. For this reason, the electromagnetic wave noise suppression body of the present invention is effective because the power loss value near 1 GHz, which is considered to be effective, increases.
電磁波ノイズ抑制体が大きなパワーロス値を有するためには、物理蒸着にあたって、強磁性体超微粒子が有機高分子基体の表面から有機高分子基体内部に潜り込む必要があり、そのためには、該有機高分子の剪断弾性率が低いことが好ましい。有機高分子の剪断弾性率が低いと、有機高分子基体への強磁性体の物理的蒸着時に、強磁性体原子が有機高分子基体内に侵入あるいは有機高分子との衝突により、有機高分子が変形し、流動や運動が起こることにより、有機高分子基体表層の０．０３〜２０μｍの層にわたり分散しやすくなる。 In order for the electromagnetic wave noise suppressor to have a large power loss value, it is necessary for the ultrafine ferromagnetic particles to enter the organic polymer substrate from the surface of the organic polymer substrate in physical vapor deposition. It is preferable that the shear modulus is low. If the shear modulus of the organic polymer is low, the ferromagnetic atoms may penetrate into the organic polymer substrate or collide with the organic polymer during physical vapor deposition of the ferromagnetic material on the organic polymer substrate. Is deformed and flow and motion occur, whereby the organic polymer substrate surface layer is easily dispersed over a 0.03 to 20 μm layer.
図２ａは強磁性体を蒸着した有機高分子基体の表面状態を示すレーザー顕微鏡画像であり、表面には凹凸が見られる。図２ｂではその断面形状を計測しており、突起の高さは約６μｍである。一方、図３ａは蒸着前の表面状態を示すレーザー顕微鏡画像であるが、蒸着前の表面は平坦である。図３ｂではその断面形状を計測しており、平均表面粗さは０．０５μｍである。図２、図３から、蒸着により、有機高分子が変形や流動を起こしていることが伺われる。
以上の観点から、物理的蒸着時には、有機高分子の剪断弾性率が、１×１０３〜１×１０７（Ｐａ）であることが好ましく、１×１０３〜１×１０６（Ｐａ）であることがより好ましく、１×１０３〜１×１０５（Ｐａ）であることがさらに好ましい。
FIG. 2a is a laser microscope image showing the surface state of an organic polymer substrate on which a ferromagnetic material is deposited, and irregularities are seen on the surface. In FIG. 2b, the cross-sectional shape is measured, and the height of the protrusion is about 6 μm. On the other hand, FIG. 3a is a laser microscope image showing the surface state before vapor deposition, but the surface before vapor deposition is flat. In FIG. 3b, the cross-sectional shape is measured, and the average surface roughness is 0.05 μm. 2 and 3, it can be seen that the organic polymer is deformed or fluidized by vapor deposition.
In view of the above, at the time of physical vapor deposition, shear modulus of the organic polymer is preferably from 1 × 10 3 ~1 × 10 7 (Pa), at 1 × 10 3 ~1 × 10 6 (Pa) More preferably, it is more preferably 1 × 10 3 to 1 × 10 5 (Pa).
物理的蒸着時には、所望の剪断弾性率にするために必要ならば有機高分子を例えば１００〜３００℃に加熱することもできるが、分解や蒸発が起きない温度に加熱することが必要である。常温で物理的蒸着を行う時には、特に加熱を必要とするものではないが、この常温で物理蒸着する対象となる有機高分子としては、おおよそゴム硬度５０〜６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下の弾性体が挙げられる。 At the time of physical vapor deposition, the organic polymer can be heated to, for example, 100 to 300 ° C. if necessary to obtain a desired shear modulus, but it is necessary to heat to a temperature at which decomposition and evaporation do not occur. When physical vapor deposition is performed at normal temperature, heating is not particularly required. However, as an organic polymer to be physically vapor-deposited at normal temperature, the elasticity of rubber hardness is about 50 to 60 ° (JIS-A) or less. The body is mentioned.
また、プラズマ化あるいはイオン化された強磁性体原子が入り込みやすい分子間空隙の広さを示す指標として、ガス透過率を用いることができる。本来は、前記した強磁性体元素の大きさに等しいアルゴンガス、クリプトンガスが透過率を確認することに都合がよいが、ガス透過率の測定には一般的でないため、例えば炭酸ガスの透過率データで代用することができる。常温での炭酸ガス透過率の大きな有機高分子として、１×１０−９［ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×ｃｍＨｇ）］以上のポリフェニレンオキサイド、ポリメチルペンテン、ナイロン１１、ハイインパクトポリスチレンなどのゴム成分との混合物や共重合物、１×１０−８［ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×ｃｍＨｇ）］以上のポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられる。剪断弾性率の点からもシリコーンゴムなどのゴム類は特に好ましい。 In addition, gas permeability can be used as an index indicating the size of intermolecular voids where plasmad or ionized ferromagnetic atoms can easily enter. Originally, argon gas and krypton gas, which are equal in size to the ferromagnetic elements described above, are convenient for confirming the transmittance, but are not generally used for measuring the gas permeability. Data can be substituted. As an organic polymer having a large carbon dioxide gas permeability at room temperature, polyphenylene oxide, polymethylpentene, nylon 11, high impact of 1 × 10 −9 [cm 3 (STP) cm / (cm 2 × s × cmHg)] or more Polybutadiene, polyisoprene, styrene butadiene rubber, silicone rubber, etc. with a mixture or copolymer with a rubber component such as polystyrene, 1 × 10 −8 [cm 3 (STP) cm / (cm 2 × s × cmHg)] or more Can be mentioned. From the viewpoint of shear modulus, rubbers such as silicone rubber are particularly preferable.
また、強磁性体超微粒子の酸化を防止する観点からは、酸素透過性の低いものが良く、１×１０−１０［ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×ｃｍＨｇ）］以下のポリエチレン、ポリトリフルオロクロロエチレン、ポリメチルメタクリレートなどやさらには１×１０−１２［ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×ｃｍＨｇ）］以下のポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリルなどを挙げることができる。さらに、プラズマ化あるいはイオン化された強磁性体原子が、有機高分子と一部反応し、安定化するように、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ノニオン系界面活性剤、極性樹脂オリゴマーなどを配合することは、酸化防止のほか、原子の凝集によるところの均質膜の形成を防止し、反射特性を改善することができる。
このほか、補強性フィラーや難燃剤、老化防止剤、酸化防止剤、着色剤、チクソトロピー性向上剤、可塑剤、滑剤、耐熱向上剤などを適宜添加して構わないが、硬質なものを配合すると、強磁性体原子がこれに衝突し、十分な分散が行われないことがあるので、注意が必要である。
In addition, from the viewpoint of preventing the oxidation of the ferromagnetic ultrafine particles, those having low oxygen permeability are preferable, and polyethylene having a density of 1 × 10 −10 [cm 3 (STP) cm / (cm 2 × s × cmHg)] or less. , Polytrifluorochloroethylene, polymethyl methacrylate, and the like, and polyethylene terephthalate, polyacrylonitrile, and the like of 1 × 10 −12 [cm 3 (STP) cm / (cm 2 × s × cmHg)] or less. In addition, silane coupling agents, titanate coupling agents, nonionic surfactants, polar resin oligomers, etc. are used so that the plasma-ized or ionized ferromagnetic atoms partially react with the organic polymer and stabilize. In addition to preventing oxidation, blending can prevent formation of a homogeneous film due to atomic aggregation and improve reflection characteristics.
In addition, reinforcing fillers, flame retardants, antioxidants, antioxidants, colorants, thixotropic improvers, plasticizers, lubricants, heat improvers, etc. may be added as appropriate, Care must be taken because ferromagnetic atoms may collide with this and sufficient dispersion may not be achieved.
該有機高分子の膜厚は薄い方がよく、１〜２００μｍ程度とされる。有機高分子の膜が単独では薄くて、あるいは使用温度域での剪断弾性率が小さくて、ハンドリングが困難な場合は、別に該有機高分子を担持する支持層を設けることができる。支持層は前記した高分子基体と同等のものであっても良いが、金属箔や可撓性のあるセラミックス箔などで、有機高分子基体の有機高分子より剛性が高く、剪断弾性率の高いものがよい。その支持層の厚さは薄いものがよく、５０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以下がさらに好ましい。さらには厚い剥離性のある支持体を付着せしめ、ハンドリング終了時にはこれを剥離してしまうことも可能である。 The film thickness of the organic polymer is preferably thin, and is about 1 to 200 μm. When the organic polymer film is thin by itself or has a low shear modulus in the operating temperature range and is difficult to handle, a separate supporting layer for supporting the organic polymer can be provided. The support layer may be the same as the polymer substrate described above, but it is a metal foil or a flexible ceramic foil, which has higher rigidity and higher shear modulus than the organic polymer of the organic polymer substrate. Things are good. The thickness of the support layer is preferably small, preferably 50 μm or less, and more preferably 25 μm or less. Furthermore, it is also possible to attach a thick peelable support and peel it at the end of handling.
図４に強磁性体が物理的に蒸着された有機高分子の断面状態のＳＥＭ像を示す。これは、前記した表面の突起状部を除く、ベース部分の断面を観察したものであり、約４５重量％の湿式シリカなどの無機フィラーを含む弾性体に３０ｎｍ厚相当の強磁性体を蒸着して、表層のスキン層に４０ｎｍ厚の電磁波ノイズ抑制層が形成されている。このように強磁性体が、電磁波ノイズ抑制層に分散されているため、ナノグラニュラー構造を形成するための再加熱等による強磁性体の再結晶をはかる後処理の必要がない。 FIG. 4 shows an SEM image of a cross-sectional state of an organic polymer on which a ferromagnetic material is physically deposited. This is an observation of the cross section of the base portion excluding the protrusions on the surface described above. A ferromagnetic material corresponding to a thickness of 30 nm is vapor-deposited on an elastic body containing an inorganic filler such as about 45% by weight of wet silica. An electromagnetic wave noise suppression layer having a thickness of 40 nm is formed on the skin layer of the surface layer. As described above, since the ferromagnetic material is dispersed in the electromagnetic wave noise suppression layer, there is no need for post-processing for recrystallizing the ferromagnetic material by reheating or the like for forming a nano-granular structure.
強磁性体として、特に鉄、ニッケル、コバルトなどやその合金などの金属系軟磁性体を用いた場合、金属系軟磁性体が凝集して均質膜を形成するように蒸着されていると、金属系軟磁性体の固有抵抗が小さいので、渦電流が発生して電磁波吸収効果がなくなり、むしろ反射機能がでてくるため、電子回路や電子部品からの電磁波を吸収できずに、反射してしまい、電子回路等に逆に影響を与えてしまう。したがって、金属系軟磁性体を有機高分子基体（１）上に物理的に蒸着する場合は、特に、均質な強磁性体膜を形成しないようにすることがよい。膜の表面抵抗（直流抵抗）はおおよそ１×１０１〜１×１０１０Ω／□であることが好ましい。 When a metallic soft magnetic material such as iron, nickel, cobalt, or an alloy thereof is used as the ferromagnetic material, if the metallic soft magnetic material is deposited so as to aggregate and form a homogeneous film, the metal Since the resistivity of the soft magnetic material is small, eddy currents are generated and the effect of absorbing electromagnetic waves is lost. Instead, the reflection function appears, so that electromagnetic waves from electronic circuits and electronic components cannot be absorbed and reflected. This adversely affects electronic circuits and the like. Therefore, when a metal soft magnetic material is physically vapor-deposited on the organic polymer substrate (1), it is particularly preferable not to form a homogeneous ferromagnetic film. The surface resistance (DC resistance) of the film is preferably about 1 × 10 1 to 1 × 10 10 Ω / □.
前述の物理蒸着法により原子状態になった強磁性体元素は、おおよそ数Åのサイズである。
一方、有機高分子は、金属やセラミックスと異なり分子間に空隙を有しており、飛ばされた強磁性体原子は、この空隙に入り込み微小なクラスターや非常に薄い薄膜粒子を形成すると考えられるが、一平面に堆積して連続した薄膜を形成することがなく、三次元的に分散する。このため、蒸着量が少ない場合は、容易に超微粒子が独立して、良導通を示さない状態になり易い。
さらに、強磁性体の超微粒子が有機高分子基体の内部に深く入り込むことが可能となると、一度の蒸着で蒸着量が多くても容易に分散し、均質膜となることがないので、加工時間の手間を省き、大きなパワーロス値を得ることができる。
The ferromagnetic element that has been brought into the atomic state by the above-described physical vapor deposition method has a size of about several millimeters.
Organic polymers, on the other hand, have voids between molecules, unlike metals and ceramics, and it is thought that the scattered ferromagnetic atoms enter these voids to form minute clusters and very thin thin film particles. , It is dispersed three-dimensionally without forming a continuous thin film by being deposited on one plane. For this reason, when the amount of deposition is small, the ultrafine particles easily become independent and do not exhibit good conduction.
Furthermore, if it becomes possible for the ultrafine particles of the ferromagnetic material to penetrate deeply into the organic polymer substrate, even if the deposition amount is large in one deposition, it is easily dispersed and does not become a homogeneous film. It is possible to obtain a large power loss value.
強磁性体の蒸着質量は、強磁性体単品の膜厚換算値で０．５〜２００ｎｍが好ましく、２００ｎｍより厚いと高分子基体の包含能力に達し、分散できずに堆積し、均質な導通性を有する連続した膜が生成してしまう。それゆえ、より好ましくは１００ｎｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以下がよい。一方、電磁波ノイズ抑制効果の点からは０．５ｎｍ以上であることが好ましい。この蒸着質量は、ガラス、シリコン等の硬質基板上に堆積した厚みを測定することによって求められる。 The vapor deposition mass of the ferromagnetic material is preferably 0.5 to 200 nm in terms of the film thickness of the single ferromagnetic material. If it is thicker than 200 nm, it reaches the inclusion capacity of the polymer substrate, deposits without being dispersed, and has a uniform conductivity. A continuous film having Therefore, 100 nm or less is more preferable, and 50 nm or less is more preferable. On the other hand, it is preferable that it is 0.5 nm or more from the point of electromagnetic wave noise suppression effect. This vapor deposition mass can be obtained by measuring the thickness deposited on a hard substrate such as glass or silicon.
蒸着された強磁性体は、電磁波ノイズ抑制層中に分散されており、該電磁波ノイズ抑制層の厚みは、強磁性体単品の膜厚換算値よりも厚くなる。その測定は前記したように、断面のＳＥＭ像から算出してもよく、薄層ずつプラズマエッチングをしながら放出された化合物を分析するＥＳＣＡ分析などにより解析することもできる。
蒸着質量が小さくなると、電磁波ノイズ抑制効果が低減するものであるから、電磁波ノイズ抑制層を複数層積層することにより、適宜、電磁波ノイズ抑制体に占める強磁性体の総質量を増やすことができる。この総質量は要求される抑制レベルにもよるが、おおよそ総合の膜厚換算値で１０〜５００ｎｍがよい。電磁波ノイズ抑制層の厚みは積層された各層の和とすることができる。その積層数は特に限定されるものではないが、複数積層した有機高分子基体を含む全体の厚みは、おおよそ２０〜２００μｍ程度となるのが好ましい。
The deposited ferromagnetic material is dispersed in the electromagnetic wave noise suppression layer, and the thickness of the electromagnetic wave noise suppression layer becomes thicker than the film thickness converted value of the single ferromagnetic material. As described above, the measurement may be calculated from the SEM image of the cross section, or can be analyzed by ESCA analysis for analyzing the released compound while performing plasma etching for each thin layer.
Since the electromagnetic wave noise suppression effect is reduced when the vapor deposition mass is reduced, the total mass of the ferromagnetic material in the electromagnetic wave noise suppression body can be appropriately increased by stacking a plurality of electromagnetic wave noise suppression layers. Although this total mass depends on the required suppression level, it is preferably about 10 to 500 nm in terms of an overall film thickness conversion value. The thickness of the electromagnetic wave noise suppression layer can be the sum of the stacked layers. The number of stacked layers is not particularly limited, but the total thickness including a plurality of stacked organic polymer substrates is preferably about 20 to 200 μm.
また、積層電磁波ノイズ抑制体においては、電磁波ノイズ抑制層の厚みを変えたり、抑制層中の強磁性体の質量を変えたりしてもよい。例えば、電磁波ノイズ抑制効果があるといえども、ある程度の反射が起こり、電磁波を放射した電子回路や電子部品に影響を与えることがあるので、積層する各電磁波ノイズ抑制層の強磁性体の質量を、電子部品側の層から徐々に増して、傾斜的に配置するなど、極力反射を抑えることも可能である。また、機械的な応力や高分子表層へのオリゴマーの拡散膨潤による電磁波ノイズ抑制層中の強磁性体の分割により絶縁化を図ることも可能である。 In the laminated electromagnetic wave noise suppression body, the thickness of the electromagnetic wave noise suppression layer may be changed, or the mass of the ferromagnetic material in the suppression layer may be changed. For example, even if there is an electromagnetic noise suppression effect, some reflection occurs, which may affect electronic circuits and electronic components that radiate electromagnetic waves. It is also possible to suppress reflection as much as possible, for example, by gradually increasing from the layer on the electronic component side and arranging it in an inclined manner. Insulation can also be achieved by dividing the ferromagnetic material in the electromagnetic wave noise suppression layer due to mechanical stress or diffusion and swelling of oligomers on the polymer surface layer.
本発明の熱伝導シート付き電磁波ノイズ抑制体に用いられる熱伝導シートは熱伝導性充填剤を含有するシートであり、熱伝導性充填剤としては、銅やアルミニウム等の金属、アルミニウムやインジウムなどの低融点合金、アルミナ、シリカ、マグネシア、ベンガラ、ベリリア、チタニア等の金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素等の金属窒化物、或いは炭化ケイ素などを用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。 The heat conductive sheet used for the electromagnetic wave noise suppression body with a heat conductive sheet of the present invention is a sheet containing a heat conductive filler, and examples of the heat conductive filler include metals such as copper and aluminum, and aluminum and indium. Low melting point alloys, metal oxides such as alumina, silica, magnesia, bengara, beryllia, titania, metal nitrides such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, or silicon carbide can be used. Is not to be done.
熱伝導性充填剤の平均粒子径は０．１〜１００μｍであることが好ましく、１〜５０μｍであることがより好ましい。
粒径が０．１μｍ未満の場合には、粒子の比表面積が大きくなりすぎて高充填化が困難となる。粒径が１００μｍを超える場合には、熱伝導シートの表面に微小な凹凸が現れ、熱的な接触抵抗が大きくなるおそれがある。
熱伝導性充填剤の含有量は充填剤の種類にもよるが、１０〜８５ｖｏｌ％とすることが好ましい。１０ｖｏｌ％未満では、必要とする熱伝導性が得られない場合があり、８５ｖｏｌ％を超えると、シートが非常に脆いものとなってしまうおそれがある。
熱伝導シートを構成するシートの材質は特に限定されるものではないが、耐熱性、耐候性等の点からシリコーンゴム、ウレタンゴム等が好ましく用いられる。
この熱伝導シート付き電磁波ノイズ抑制体は、パワートランジスタやサイリスタのような発熱性半導体の放熱用途に特に効果がある。
The average particle size of the heat conductive filler is preferably 0.1 to 100 μm, and more preferably 1 to 50 μm.
When the particle size is less than 0.1 μm, the specific surface area of the particles becomes too large, making it difficult to achieve high packing. When the particle diameter exceeds 100 μm, minute irregularities appear on the surface of the heat conductive sheet, which may increase the thermal contact resistance.
Although content of a heat conductive filler is based also on the kind of filler, it is preferable to set it as 10-85 vol%. If it is less than 10 vol%, the required thermal conductivity may not be obtained, and if it exceeds 85 vol%, the sheet may be very brittle.
Although the material of the sheet | seat which comprises a heat conductive sheet is not specifically limited, Silicone rubber, urethane rubber, etc. are used preferably from points, such as heat resistance and a weather resistance.
This electromagnetic noise suppressor with a heat conductive sheet is particularly effective for heat dissipation of heat-generating semiconductors such as power transistors and thyristors.
本発明の電磁波ノイズ抑制体は種々の電子機器の電子部品から発生する電磁波によるノイズを抑制することができる。即ち電子機器が有する電子部品の中、他からの電磁波により誤作動を起こすおそれのある電子部品や電磁波を発生して他の電子部品に誤作動を起こすおそれのある電子部品を本発明の電磁波ノイズ抑制体で覆って、電子部品から発生する、あるいは電子部品に影響を与えようとする電磁波ノイズを制御することができる。このような電子機器としては、信号を発信、受信あるいは受発信する機器であればどのような電子機器も対象となる。即ち、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器は、該電子機器の有する電子部品あるいは電子部品群の少なくとも一部を上記電磁波ノイズ抑制体が覆ってなることを特徴とする。 The electromagnetic wave noise suppression body of the present invention can suppress noise due to electromagnetic waves generated from electronic parts of various electronic devices. That is, among the electronic parts of electronic devices, the electronic parts that may cause malfunction due to electromagnetic waves from other parts or the electronic parts that may cause malfunctions due to the generation of electromagnetic waves may cause the electromagnetic noise of the present invention. It is possible to control electromagnetic noise generated by the electronic component or affecting the electronic component by covering with the suppressor. As such an electronic device, any electronic device can be used as long as it transmits, receives, or receives and transmits signals. That is, the electromagnetic wave noise control electronic device of the present invention is characterized in that the electromagnetic wave noise suppression body covers at least a part of an electronic component or an electronic component group included in the electronic device.
本発明の電磁波ノイズ制御電子機器は、上記電磁波ノイズ抑制体が、印刷回路板を有する電子機器の少なくとも一つの印刷回路板の少なくとも一方の面の一部又は全面に設けられてなることを特徴とする。
即ち、印刷回路板の両面全体、あるいは片面全体を覆っていてもよく、両面あるいは片面の一部を覆っていてもよい。印刷回路板上に設けられている電子部品から発生する電磁波が同じ印刷回路板上の他の電子部品に悪影響を与えるものでなければ、全体を電磁波ノイズ抑制体で覆って、外部からの電磁波を吸収してもよい。
又、印刷回路板上の電子部品から発生する電磁波が同じ印刷回路板上の他の電子部品に悪影響を与えるものであれば、その悪影響を与える電磁波を発生する電子部品以外を例えばシールドボックスあるいは電磁波ノイズ抑制体で覆って、かつ、その悪影響を与える電磁波を発生する電子部品を個別に電磁波ノイズ抑制体で覆ってもよい。
本発明の電磁波ノイズ抑制体は可撓性を有するため、上記印刷回路板がフレキシブル印刷回路板である場合に、印刷回路板が応力により変形しても印刷回路板の変形に容易に追従してしっかりと電子部品を覆うことができるので特に適している。
The electromagnetic wave noise control electronic device according to the present invention is characterized in that the electromagnetic wave noise suppression body is provided on a part or all of at least one surface of at least one printed circuit board of an electronic device having a printed circuit board. To do.
That is, the entire printed circuit board may be covered on both sides or on one side, or both sides or part of one side may be covered. If the electromagnetic waves generated from the electronic components provided on the printed circuit board do not adversely affect other electronic components on the same printed circuit board, cover the whole with an electromagnetic noise suppressor and May be absorbed.
In addition, if the electromagnetic waves generated from the electronic components on the printed circuit board adversely affect other electronic components on the same printed circuit board, other than the electronic components that generate the adverse electromagnetic waves, for example, a shield box or electromagnetic waves An electronic component that generates an electromagnetic wave that is covered with a noise suppressor and that has an adverse effect may be individually covered with the electromagnetic wave noise suppressor.
Since the electromagnetic wave noise suppression body of the present invention has flexibility, when the printed circuit board is a flexible printed circuit board, even if the printed circuit board is deformed by stress, it easily follows the deformation of the printed circuit board. It is particularly suitable because it can securely cover the electronic components.
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器が少なくとも印刷回路板と印刷回路に信号を伝達する電気コネクタとを有するものであって、前記電磁波ノイズ抑制体が、該電気コネクタの少なくとも一部に積層されていると、電気コネクタに及ぼす外部からの電磁波による誤作動を惹き起こす信号の侵入を防止できる。この場合も本発明の電磁波ノイズ抑制体は可撓性を有するため、電気コネクタがフレキシブルコネクタであると、外部応力によりフレキシブルコネクタが変形してもその変形に容易に追従してしっかりとフレキシブルコネクタを覆うことができるので特に適している。
上記のような電子機器の例として携帯電話機、カメラ付き携帯電話機等を例示できる。
The electromagnetic noise control electronic device of the present invention has at least a printed circuit board and an electrical connector for transmitting a signal to the printed circuit, and the electromagnetic noise suppressor is laminated on at least a part of the electrical connector. In this case, it is possible to prevent an intrusion of a signal that causes malfunction due to an electromagnetic wave from the outside exerted on the electrical connector. Also in this case, since the electromagnetic wave noise suppression body of the present invention has flexibility, if the electrical connector is a flexible connector, even if the flexible connector is deformed by an external stress, the flexible connector is easily followed by the deformation. Especially suitable because it can be covered.
Examples of the electronic device as described above include a mobile phone, a camera-equipped mobile phone, and the like.
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器としては、下面に前記電磁波ノイズ抑制体が積層された押釦スイッチ用キートップ部材を用いた電磁波ノイズ抑制電子機器を挙げることができ、このような押釦スイッチ用キートップ部材の具体例としては、押圧部を設けた加飾シートの下面に前記電磁波ノイズ抑制体が積層されてなる押釦スイッチ用キートップ部材を挙げることができる。
前記加飾シートの材料としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、アクリル、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなど熱可塑性の樹脂が選択されるが、印刷性や成形加工性等を考慮するとポリエステル、ポリカーボネート、アクリル及びそれらのアロイ、共重合物が好ましい。
この加飾シートは必要に応じてシートの所定の位置に文字、記号、絵柄等の必要な印刷を施しておくことができる。この印刷は従来ある印刷方法を用いればよく、特に限定されるものではない。さらには塗装、メッキ、蒸着、ホットスタンプ、レーザーマーキング等の手法を用いて装飾を行っておいてもよい。
The electromagnetic noise control electronic device of the present invention includes an electromagnetic noise suppression electronic device using a key top member for a push button switch in which the electromagnetic noise suppression body is laminated on the lower surface. As a specific example of the key top member, a key top member for a push button switch in which the electromagnetic wave noise suppression body is laminated on the lower surface of a decorative sheet provided with a pressing portion can be exemplified.
As a material for the decorative sheet, a thermoplastic resin such as polyester, polyurethane, polycarbonate, acrylic, vinyl chloride, polyethylene, and polypropylene is selected. However, in consideration of printability and molding processability, polyester, polycarbonate, acrylic and Those alloys and copolymers are preferred.
This decorative sheet can be printed with necessary characters, symbols, patterns, etc. at predetermined positions on the sheet as required. This printing may be performed using a conventional printing method and is not particularly limited. Furthermore, the decoration may be performed using a technique such as painting, plating, vapor deposition, hot stamping, laser marking, or the like.
前記押圧部は加飾シートに絞り加工などにより凹部を設け、その凹部に樹脂、エラストマ等を充填してもよく、平板状の加飾シートの一方の面に樹脂、エラストマ等からなる押釦スイッチ状の成型体を接着してもよい。
加飾シートの凹部に充填されるあるいは加飾シート上に設けられる樹脂またはエラストマとしては、特に限定されるものではない。
電磁波ノイズ抑制体は押圧部を設けた加飾シートの下面に積層される。加飾シートに設けられた凹部に樹脂、エラストマ等を充填したものの場合は、凹部に充填された樹脂エラストマ等の底面と、加飾シートの凹部を有する側の面を共に覆う様に電磁波ノイズ抑制体が積層される。
加飾シート上に押釦スイッチ状の成型体が設けられたものの場合は加飾シートが設けられた面とは反対側の面に電磁波ノイズ抑制体が積層される。
The pressing portion may be provided with a recess in the decorative sheet by drawing or the like, and the recess may be filled with resin, elastomer, or the like, and a pushbutton switch made of resin, elastomer or the like on one surface of the flat decorative sheet The molded body may be adhered.
There is no particular limitation on the resin or elastomer filled in the concave portion of the decorative sheet or provided on the decorative sheet.
The electromagnetic wave noise suppression body is laminated on the lower surface of the decorative sheet provided with the pressing portion. In the case where the concave portion provided in the decorative sheet is filled with resin, elastomer, etc., electromagnetic wave noise suppression is performed so as to cover both the bottom surface of the resin elastomer filled in the concave portion and the surface of the decorative sheet having the concave portion. The body is laminated.
In the case where a push button switch-like molded body is provided on the decorative sheet, an electromagnetic wave noise suppression body is laminated on the surface opposite to the surface on which the decorative sheet is provided.
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器としては、クリック部材を配列したクリックシートと、クリックシート上に設けられたキートップとを有し、クリックシートの一方の面に前記電磁波ノイズ抑制体が積層されてなる押釦スイッチ用キートップ部材を有する電子機器を挙げることができる。
このような押釦スイッチ用キートップ部材の具体例としては、クリック部材が上に凸のドーム状で、ドーム状クリック部材内面（クリックシート下面）の少なくとも上部に導電性の被膜からなる可動接点が設けられ、キートップを押圧したときにクリック部材が変形して、例えばその下に配置された印刷配線基板上の固定接点に接触可能となっているものを挙げることができる。
電磁波ノイズ抑制体はクリックシートのキートップ側の面に積層されていてもよく、キートップ側と反対側の面に積層されていてもよい。キートップ側と反対側の面に積層されている場合は、電磁波ノイズ抑制体は前記可動接点と電気的に絶縁状態にある様に設けられる。即ち、可動接点のある部分を除いたクリックシート表面に電磁波ノイズ抑制体が積層されていてもよく、クリックシート下面の全面に電磁波ノイズ抑制体が積層され、電磁波ノイズ抑制体の表面のうち、ドーム状クリック部材内面の少なくとも上部に絶縁被膜を介して可動接点を設けてもよい。電磁波ノイズ抑制体が可動接点と電気的に絶縁されていると、キースキャンの際に他のキーとの干渉を抑制することができる。電磁波ノイズ抑制体がドーム状クリック部材の一方の面全面にわたって設けられているとミリ波帯域での電磁波の漏れを防止することができる。
クリックシートは押圧による変形性、押圧力解除時の反発による復元性、成型性等の点から例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂が好ましい。可動接点を構成する材料としては、導電性材料であれば特に限定されないが、銀、銅、カーボン等からなるものが好ましく用いられる。
The electromagnetic noise control electronic device of the present invention includes a click sheet in which click members are arranged and a key top provided on the click sheet, and the electromagnetic noise suppressor is laminated on one surface of the click sheet. An electronic apparatus having a key top member for a push button switch that is formed can be cited.
As a specific example of such a key top member for a pushbutton switch, the click member has a convex dome shape, and a movable contact made of a conductive film is provided at least on the inner surface of the dome-shaped click member (the lower surface of the click sheet). For example, when the key top is pressed, the click member is deformed so that it can come into contact with, for example, a fixed contact on a printed wiring board disposed thereunder.
The electromagnetic wave noise suppression body may be laminated on the key top side surface of the click sheet, or may be laminated on the surface opposite to the key top side. When laminated on the surface opposite to the key top side, the electromagnetic wave noise suppression body is provided so as to be electrically insulated from the movable contact. That is, the electromagnetic wave noise suppression body may be laminated on the click sheet surface excluding the portion with the movable contact, and the electromagnetic wave noise suppression body is laminated on the entire lower surface of the click sheet. A movable contact may be provided on at least the upper part of the inner surface of the click member via an insulating film. When the electromagnetic wave noise suppression body is electrically insulated from the movable contact, interference with other keys can be suppressed during key scanning. When the electromagnetic wave noise suppression body is provided over the entire surface of one surface of the dome-shaped click member, leakage of electromagnetic waves in the millimeter wave band can be prevented.
The click sheet is preferably a polyester resin such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate from the viewpoints of deformability by pressing, resilience by repulsion when releasing the pressing force, moldability, and the like. The material constituting the movable contact is not particularly limited as long as it is a conductive material, but a material made of silver, copper, carbon or the like is preferably used.
又、本発明の電磁波ノイズ制御電子機器としては、少なくとも一方の面に前記に記載の電磁波ノイズ抑制体が積層されたプレフォーム用インサートシートを用いてなるものを挙げることができる。
プレフォーム用インサートシートはAV機器のフロントパネル、自動車の計器パネル、押釦などに用いられる成形品の表面に形成されるものであり、透光性基材と、透光性印刷層を有するものである。即ち、透光性基材の一方の面に透光性印刷層を有していてもよく、透光性印刷層を間に挟んで２枚の透光性基材層が積層されていてもよい。本発明のプレフォーム用インサートシートは押釦スイッチに用いられる成形品の表面に形成されるものとして特に有効である。
透光性基材の一方の面に透光性印刷層を有するインサートシートの場合は、電磁波ノイズ抑制体は透光性印刷層と異なる面に積層されているのが好ましく、透光性印刷層を間に挟んで２枚の透光性基材層が積層されている場合はどちらの面に積層されていてもよい。
電磁波ノイズ抑制体の透光性基材と反対側の面に導電層を設けるのが好ましい。導電層としては、金属箔、金属蒸着膜、印刷された導電ペースト等を例示できる。この導電層を設けることにより、電磁波を反射させ、外に逃さない、反射波を再吸収することができる、共振のＱを小さくすることでアンテナ効果を抑制することができる、金属光沢層の機能をも有することができるなどの効果を有する。
Moreover, as an electromagnetic wave noise control electronic device of this invention, what uses the insert sheet for preforms which the above-mentioned electromagnetic wave noise suppression body was laminated | stacked on the at least one surface can be mentioned.
The insert sheet for preform is formed on the surface of a molded product used for a front panel of AV equipment, an instrument panel of an automobile, a push button, etc., and has a translucent substrate and a translucent printing layer. is there. That is, a light-transmitting printed layer may be provided on one surface of the light-transmitting substrate, or two light-transmitting substrate layers may be laminated with the light-transmitting printed layer interposed therebetween. Good. The insert sheet for preform of the present invention is particularly effective as being formed on the surface of a molded product used for a push button switch.
In the case of an insert sheet having a translucent printing layer on one surface of the translucent substrate, the electromagnetic wave noise suppression body is preferably laminated on a different surface from the translucent printing layer. When two translucent base material layers are laminated with a gap between them, they may be laminated on either side.
It is preferable to provide a conductive layer on the surface of the electromagnetic wave noise suppressor opposite to the translucent substrate. Examples of the conductive layer include metal foil, metal vapor deposition film, printed conductive paste, and the like. By providing this conductive layer, the function of the metallic luster layer that can reflect the electromagnetic wave, does not escape to the outside, can reabsorb the reflected wave, and can suppress the antenna effect by reducing the resonance Q. It has the effect that it can also have.
以下に、実施例を用いて、本発明をさらに詳しく説明する。
（評価）
表面観察：キーエンス製レーザー顕微鏡ＶＫ−９５００により、倍率４０００倍で、表面を観察した。
表面抵抗：ダイアインスツルメンツ製ＭＣＰ−Ｔ６００により、測定電圧１０Ｖで直流４端子法で測定した。測定点数５点の平均値で示した。
電磁波ノイズ抑制層の厚み測定：日本電子製走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）ＪＥＭ−２１００Ｆを用い、電磁波ノイズ抑制体からなるシートの断面電子顕微鏡写真（倍率５００００倍）から測定した。
電磁波吸収特性：キーコム製近傍界用電波吸収材料測定装置を用い、Ｓパラメータ法によるＳ２１（透過減衰量）とＳ１１（反射減衰量）を測定した。ネットワークアナライザーは、アンリツ製ベクトルネットワークアナライザー３７２４７Ｃを用い、５０Ωのインピーダンスを持つマイクロストリップラインのテストフィクスチャーにはキーコム製のＴＦ−３Ａを用い、図１１に示す測定システムで測定した。
また、１ＧＨｚにおけるＳ２１とＳ１１から１ＧＨｚにおけるパワーロス値を求めた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(Evaluation)
Surface observation: The surface was observed with a Keyence laser microscope VK-9500 at a magnification of 4000 times.
Surface resistance: Measured by a DC four-terminal method with a measurement voltage of 10 V using Dia Instruments MCP-T600. The average value of 5 measurement points was shown.
Measurement of thickness of electromagnetic wave noise suppression layer: Using JEM scanning electron microscope (SEM) JEM-2100F, it was measured from a cross-sectional electron micrograph (magnification 50000 times) of a sheet made of an electromagnetic wave noise suppression body.
Electromagnetic wave absorption characteristics: S21 (transmission attenuation) and S11 (reflection attenuation) by the S-parameter method were measured using a near-field radio wave absorption material measuring device manufactured by Keycom. The network analyzer was an Anritsu vector network analyzer 37247C, and a microstrip line test fixture having an impedance of 50Ω was used with TF-3A manufactured by Keycom, and the measurement was performed using the measurement system shown in FIG.
Moreover, the power loss value in 1 GHz was calculated | required from S21 and S11 in 1 GHz.
（実施例１）
支持体として１２μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、有機高分子として２０μｍ厚のシリコーンゴム（常温の剪断弾性率１×１０７（Ｐａ）、常温の炭酸ガス透過率２．２×１０−７［ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×ｃｍＨｇ）］、湿式シリカ含有）を設け、この上に、膜厚換算で３０ｎｍのＦｅ−Ｎｉ系軟磁性金属を、対向ターゲット型マグネトロンスパッタ法により、基板温度を常温に保ち、８ｅＶの粒子エネルギーを持つようわずかに負の電圧を印加し、スパッタを行った。電磁波ノイズ抑制体の表面抵抗を注意深く直流４端子法で測定し、所望の大きさに整え、総厚３２μｍの電磁波ノイズ抑制体を得た。スパッタ前後の表面観察を行い、次いで得られた試料の一部をミクロトームで薄片にし、断面にイオンビームポリシャーを施し、電磁波ノイズ抑制層の厚みを計測し、電磁波吸収特性の測定を行った。
結果のまとめを表１に、表面観察結果を図２ａ、図２ｂ、図３ａ、図３ｂに、電磁波ノイズ抑制層の断面観察を図４に、０．０５〜３ＧＨｚのパワーロス特性を図５に示す。
Example 1
On a polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 μm as a support, a silicone rubber having a thickness of 20 μm as an organic polymer (shear elastic modulus at
A summary of the results is shown in Table 1, surface observation results are shown in FIGS. 2a, 2b, 3a, and 3b, cross-sectional observation of the electromagnetic wave noise suppression layer is shown in FIG. 4, and power loss characteristics of 0.05 to 3 GHz are shown in FIG. .
（実施例２）
支持体として６μｍ厚のポリイミドフィルム上に、有機高分子として２５μｍ厚のアクリル系粘着材（綜研化学製 商品名１６０４Ｎ）（常温の剪断弾性率６×１０４（Ｐａ）、常温の炭酸ガス透過率２×１０−８［ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×ｃｍＨｇ）］）を設け、この上に、膜厚換算で３０ｎｍのＦｅ−Ｎｉ系軟磁性金属を、バイアスマグネトロンスパッタ法により、基板温度を常温に保ち、１０ｅＶの粒子エネルギーを持つようバイアス電圧を調整しスパッタを行い、総厚７２μｍの電磁波ノイズ抑制体を得た。以下実施例１と同様に表面抵抗、電磁波ノイズ抑制層の厚みと電磁波吸収特性を測定した。
結果のまとめを表１に、０．０５〜３ＧＨｚのパワーロス特性を図６に示す。
(Example 2)
A 25 μm thick acrylic adhesive (trade name 1604N, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) as an organic polymer on a 6 μm thick polyimide film as a support (
A summary of the results is shown in Table 1, and power loss characteristics of 0.05 to 3 GHz are shown in FIG.
（実施例３）
有機高分子基体として７０μｍ厚のポリアクリロニトリルシート（常温の剪断弾性率１．７×１０９（Ｐａ）、１６０℃の剪断弾性率１．５×１０６（Ｐａ）、常温の炭酸ガス透過率５．３×１０−８［ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×ｃｍＨｇ）］、常温の酸素ガス透過率２．８×１０−１５［ｃｍ３（ＳＴＰ）ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×ｃｍＨｇ）］）を設け、この上に、膜厚換算で５０ｎｍのＮｉ金属を、対向ターゲット型マグネトロンスパッタ法により、基板温度を１６０℃とし、１００ｅＶの粒子エネルギーを持つようバイアス電圧を調整しスパッタを行い、総厚１００μｍの電磁波ノイズ抑制体を得た。以下実施例２と同様に表面抵抗、電磁波ノイズ抑制層の厚みと電磁波吸収特性を測定した。
結果のまとめを表１に示す。０．０５〜３ＧＨｚのパワーロス特性を図７に示す。
(Example 3)
70 μm-thick polyacrylonitrile sheet as organic polymer substrate (room temperature shear modulus 1.7 × 10 9 (Pa), 160 ° C. shear modulus 1.5 × 10 6 (Pa)), room temperature
A summary of the results is shown in Table 1. The power loss characteristic of 0.05 to 3 GHz is shown in FIG.
（比較例１）
表面を酸化させ不導体膜を有した扁平状のＦｅ−Ｎｉ系軟磁性金属粉（平均粒径１５μｍ、アスペクト比６５）９４質量部に、ポリウレタン樹脂５質量部、硬化剤としてイソシアネート化合物１質量部、溶剤（シクロヘキサノンとトルエンの１：１混合物）３０質量部を加えたペーストを乾燥後の厚みが０．５１ｍｍとなるよう、バーコート法で塗布して膜を形成し、十分乾燥させた後、真空加熱プレスし、８５℃で２４時間キュアリングして膜厚０．５ｍｍの電磁波ノイズ抑制体を得た。次いで、実施例２と同様に表面抵抗、電磁波ノイズ抑制層の厚みと電磁波吸収特性を測定した。
結果のまとめを表１に、０．０５〜３ＧＨｚのパワーロス特性を図８に示す。
(Comparative Example 1)
94 parts by mass of a flat Fe-Ni soft magnetic metal powder (average particle size 15 μm, aspect ratio 65) having a non-conductive film oxidized on its surface, 5 parts by mass of a polyurethane resin, and 1 part by mass of an isocyanate compound as a curing agent Then, a paste with 30 parts by mass of a solvent (a 1: 1 mixture of cyclohexanone and toluene) was applied by a bar coating method so that the thickness after drying was 0.51 mm, a film was formed, and after sufficiently drying, It vacuum-pressed and cured at 85 ° C. for 24 hours to obtain an electromagnetic wave noise suppressor having a thickness of 0.5 mm. Next, as in Example 2, the surface resistance, the thickness of the electromagnetic wave noise suppression layer, and the electromagnetic wave absorption characteristics were measured.
A summary of the results is shown in Table 1, and power loss characteristics of 0.05 to 3 GHz are shown in FIG.
（比較例２）
高周波マグネトロンスパッタ装置を用い、酸素流入下でＣｏ−Ｆｅ−Ａｌターゲットを用い、０．６ｍｍ厚のガラス板上に２．５μｍのアモルファス膜を造膜した。次いで１９８９４Ａ／ｍ（２５０Ｏｅ）の磁場を印加して３００°に加熱し、金属結晶を析出させた。
透過型電子顕微鏡観察から、金属結晶の径が数ｎｍのグラニュールと絶縁性酸化物からなるナノグラニュラー構造を有すること確認した。実施例２と同様にして表面抵抗と電磁波ノイズ抑制層の厚みを測定し、膜を２．５ｍｍ間隔でダイシングソー（刃厚：０．１５ｍｍ）により分割して絶縁化し、電磁波吸収特性を測定した。
結果のまとめを表１に、０．０５〜３ＧＨｚのパワーロス特性を図９に示す。
(Comparative Example 2)
Using a high frequency magnetron sputtering apparatus, a 2.5 μm thick amorphous film was formed on a 0.6 mm thick glass plate using a Co—Fe—Al target under oxygen flow. Next, a magnetic field of 1994 A / m (250 Oe) was applied and heated to 300 ° to precipitate metal crystals.
From observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that the metal crystal had a nano-granular structure composed of a granule having a diameter of several nm and an insulating oxide. In the same manner as in Example 2, the surface resistance and the thickness of the electromagnetic wave noise suppression layer were measured, the film was divided by a dicing saw (blade thickness: 0.15 mm) at 2.5 mm intervals, and the electromagnetic wave absorption characteristics were measured. .
A summary of the results is shown in Table 1, and power loss characteristics of 0.05 to 3 GHz are shown in FIG.
（比較例３）
塩化第一鉄（１６．６ｍｍｏｌ／ｌ）と、塩化第一ニッケル（１５．３ｍｍｏｌ／ｌ）と塩化亜鉛（０．１８ｍｍｏｌ／ｌ）からなる水溶液と、硝酸ナトリウム（５ｍｍｏｌ／ｌ）と酢酸アンモニウム（６５ｍｍｏｌ／ｌ）からなる酸化液とをそれぞれ５０ｍｌ／分の流量で、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム上にスピンスプレーコートし、ニッケル亜鉛フェライトメッキ膜厚が１５μｍになるまで、約１５時間コートした後、水洗して試料を得た。この試料を用い、実施例２と同様に表面抵抗、電磁波ノイズ抑制層の厚みと電磁波吸収特性を測定した。
結果のまとめを表１に、０．０５〜３ＧＨｚのパワーロス特性を図１０に示す。
(Comparative Example 3)
Ferrous chloride (16.6 mmol / l), aqueous solution of nickel chloride (15.3 mmol / l) and zinc chloride (0.18 mmol / l), sodium nitrate (5 mmol / l) and ammonium acetate ( 65 mmol / l) of an oxidizing solution at a flow rate of 50 ml / min, spin-coated on a polyimide film having a thickness of 50 μm, and after coating for about 15 hours until the nickel zinc ferrite plating film thickness becomes 15 μm, A sample was obtained after washing with water. Using this sample, the surface resistance, the thickness of the electromagnetic wave noise suppression layer and the electromagnetic wave absorption characteristics were measured in the same manner as in Example 2.
A summary of the results is shown in Table 1, and power loss characteristics of 0.05 to 3 GHz are shown in FIG.
表１において、ＰＥＴはポリエチレンテレフタレート、ＰＩはポリイミド、ＳＲはシリコーンゴム、ＡＣはアクリル系粘着剤、ＰＡＮはポリアクリロニトリルシート、ＰＵはポリウレタンを示す。 In Table 1, PET represents polyethylene terephthalate, PI represents polyimide, SR represents silicone rubber, AC represents an acrylic adhesive, PAN represents a polyacrylonitrile sheet, and PU represents polyurethane.
表１から、1ＧＨｚにおけるパワーロス値が実施例１〜３では０．３以上であり、比較例１〜３では０．３未満、特に比較例１では０．１を下回っていた。つまり、実施例では、実効果が高いとされる１ＧＨｚ周辺の準マイクロ波帯での電磁波ノイズ抑制効果が高いことがわかる。さらに、実施例では電磁波ノイズ抑制層の厚みが極めて薄く、電磁波ノイズ抑制層厚みに対するパワーロス値は比較例とは格段に差があり、比較例１等と比べた場合、実施例は４桁程度も大きいことがわかった。
実施例を示す図５〜７から、３ＧＨｚでのパワーロス値は、総じて同様で、０．８程度であったが、比較例を示す図８、図９はこれよりも小さく、０．５程度であった。
また、周波数が高くなるにつれてのパワーロス値の立ち上がり方は、実施例を示す図５では、０．５ＧＨｚでのパワーロス値が０．２程度、１ＧＨｚでは０．６程度という立ち上がり方を示し、図６では、０．５ＧＨｚでのパワーロス値が０．４程度、１ＧＨｚでは０．６程度という立ち上がり方を示し、図７では、０．５ＧＨｚでのパワーロス値が０．３程度、１ＧＨｚでは０．６程度という立ち上がり方を示している。つまり、実施例を示す図では、総じて１ＧＨｚ前後までのパワーロス値の立ち上がりが急激に進む傾向を示している。これに対して比較例を示す図８では、０．５ＧＨｚでのパワーロス値が０．０３程度、１ＧＨｚでも０．１程度という立ち上がり方であり、図９では０．５ＧＨｚでのパワーロス値が０．０４程度、１ＧＨｚでは０．１程度という立ち上がり方であり、図１０では０．５ＧＨｚでのパワーロス値が０．１程度、１ＧＨｚでは０．２８程度という立ち上がり方である。つまり、比較例では総じて１ＧＨｚ前後までにおいてパワーロス値がなだらかな上昇をとる傾向を示している。
なお、実施例では、支持体と同様の可撓性のある、薄く軽い電磁波ノイズ抑制体であったが、比較例は厚く、重く、脆い電磁波ノイズ抑制体であった。
From Table 1, the power loss value at 1 GHz was 0.3 or more in Examples 1 to 3, and was less than 0.3 in Comparative Examples 1 to 3, particularly 0.1 in Comparative Example 1. In other words, it can be seen that in the example, the electromagnetic noise suppression effect in the quasi-microwave band around 1 GHz, which is considered to have a high actual effect, is high. Furthermore, in the examples, the thickness of the electromagnetic wave noise suppression layer is extremely thin, and the power loss value with respect to the electromagnetic wave noise suppression layer thickness is significantly different from that of the comparative example. I found it big.
5 to 7 showing the embodiment, the power loss value at 3 GHz is generally the same and about 0.8, but FIGS. 8 and 9 showing the comparative example are smaller than this and about 0.5. there were.
In addition, FIG. 5 showing the embodiment shows how the power loss value rises as the frequency increases. In FIG. 5, the power loss value at 0.5 GHz is about 0.2, and at 1 GHz, about 0.6. In FIG. 7, the power loss value at 0.5 GHz is about 0.4, and 1 GHz is about 0.6, and in FIG. 7, the power loss value at 0.5 GHz is about 0.3, and 1 GHz is about 0.6. It shows how to rise. That is, in the figure which shows an Example, the rise of the power loss value to about 1 GHz generally shows the tendency to advance rapidly. On the other hand, in FIG. 8 showing a comparative example, the power loss value at 0.5 GHz is about 0.03, and the rise is about 0.1 even at 1 GHz. In FIG. About 04, the rise is about 0.1 at 1 GHz, and in FIG. 10, the power loss value at 0.5 GHz is about 0.1, and the rise is about 0.28 at 1 GHz. That is, in the comparative example, the power loss value tends to increase gently up to about 1 GHz as a whole.
In the examples, the flexible, thin and light electromagnetic wave noise suppressor was the same as the support, but the comparative example was a thick, heavy and brittle electromagnetic noise suppressor.
本発明の電磁波ノイズ抑制体は、他からの電磁波により誤作動を起こすおそれのある電子機器や電磁波を発生して電子機器の有する他の電子部品や他の電子機器に誤作動を起こすおそれのある電子部品を有する電子機器に適用すると特に有効である。 The electromagnetic wave noise suppression body of the present invention may cause an electronic device that may malfunction due to electromagnetic waves from other sources, or may cause malfunction in other electronic components or other electronic devices included in the electronic device by generating electromagnetic waves. It is particularly effective when applied to an electronic device having an electronic component.
１：有機高分子、 ２：電磁波ノイズ抑制層、 ３：強磁性体
４：支持体、 ５：マイクロストリップライン
６：ネットワークアナライザー
1: Organic polymer 2: Electromagnetic wave noise suppression layer 3: Ferromagnetic material 4: Support body 5: Microstrip line
6: Network analyzer
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