JP6366496B2 - Radio wave absorber and method of manufacturing radio wave absorber - Google Patents

Radio wave absorber and method of manufacturing radio wave absorber Download PDF

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Description

本発明は、ギガヘルツ帯の電波の吸収に適した電波吸収体および電波吸収体の製造方法に関する。   The present invention relates to a radio wave absorber suitable for absorbing radio waves in the gigahertz band and a method for manufacturing the radio wave absorber.

電子機器の分野では、小型化および高性能化を図るため、高周波化と高密度実装化とが進行している。特に、高周波機器は、回路の機能ブロック毎に素子および回路導体を金属ケースに収容し、実装された素子および回路導体を外部環境から保護するとともに、外部回路との相互電波干渉を防止している。   In the field of electronic devices, high frequency and high density mounting are progressing in order to achieve miniaturization and high performance. In particular, high-frequency devices house elements and circuit conductors in metal cases for each functional block of the circuit, protect the mounted elements and circuit conductors from the external environment, and prevent mutual radio wave interference with external circuits. .

高周波回路を完全に金属ケースで覆うことにより金属ケースの外部との相互電波干渉を防げる。しかしながら、金属ケース内で発生した不要電波による自己干渉は防止できず、増幅器を含む高周波回路では、金属ケース内に構成された高周波伝送線路から生じた輻射電波が金属ケース内で反射し、増幅器に帰還して発振する場合がある。また、高周波回路の使用周波数と金属ケース内空間の寸法とによっては、輻射電波が空洞共振を起こす場合がある。空洞共振を抑制するためには、空間寸法で決まる遮断周波数を考慮した設計をすればよい。しかしながら、回路規模、機能、大きさ、重量等、同時に満足させなければならない制約が多いため、遮断周波数を優先した設計を行うことが難しいのが実情である。   Mutual radio wave interference with the outside of the metal case can be prevented by completely covering the high frequency circuit with the metal case. However, self-interference due to unwanted radio waves generated in the metal case cannot be prevented, and in a high-frequency circuit including an amplifier, radiated radio waves generated from a high-frequency transmission line configured in the metal case are reflected in the metal case and are transmitted to the amplifier. It may oscillate with feedback. Further, the radiated radio wave may cause cavity resonance depending on the use frequency of the high frequency circuit and the size of the space inside the metal case. In order to suppress the cavity resonance, the design should take into account the cut-off frequency determined by the spatial dimensions. However, since there are many restrictions that must be satisfied at the same time, such as circuit scale, function, size, and weight, it is actually difficult to design with priority on the cut-off frequency.

金属ケース内におけるこれら不要電波による自己干渉および空洞共振を抑制するには、金属ケース内で発生した不要電波を吸収する電波吸収体を設けることが有効である。そこで、軟磁性の金属またはフェライト等の、電波が当たった際に磁気損失が生じて電波を吸収する特性を有する磁性材料を用いた電波吸収体を金属ケース内に貼り付ける方法が採られている。電波吸収体は、高周波回路直上または近傍に設けられることが有効であり、また十分広い面積に設けることができるため、高周波回路と対向するカバーであるケースの蓋の内面に貼り付ける構成が一般的である。   In order to suppress self-interference and cavity resonance due to these unnecessary radio waves in the metal case, it is effective to provide a radio wave absorber that absorbs the unnecessary radio waves generated in the metal case. Therefore, a method has been adopted in which a radio wave absorber using a magnetic material having a characteristic of absorbing a radio wave due to a magnetic loss such as soft magnetic metal or ferrite is applied to the metal case. . It is effective that the radio wave absorber is provided immediately above or in the vicinity of the high-frequency circuit, and can be provided in a sufficiently large area. Therefore, a configuration in which the radio wave absorber is attached to the inner surface of the case lid, which is a cover facing the high-frequency circuit, is common. It is.

電波吸収体材料として広く用いられているフェライトは、1000℃以上の高温下で焼結させた物であり、物質として安定である。しかしながら、フェライトは、電界および磁界のエネルギーに対する吸収量が小さく、メガヘルツ(MHz)帯の電波の吸収には有効であってもギガヘルツ(GHz)帯の電波に対しては十分な吸収性能を有しておらず、空洞共振を抑制できない。ギガヘルツ帯の電波の吸収に適した電波吸収体には軟磁性金属が適しているとされ、樹脂材料に軟磁性金属粉末を分散させたシート状の電波吸収体が特許文献1に開示されている。一般の樹脂材料は温度上昇とともに塩素、臭素、アンモニア、水素、炭化水素等、半導体素子に対する腐食性を有するガスが発生する。このため、特許文献1では、腐食性元素が少ない樹脂材料を用いてシート状の電波吸収体を形成している。   Ferrite widely used as a radio wave absorber material is sintered at a high temperature of 1000 ° C. or higher and is stable as a substance. However, ferrite has a small amount of absorption for electric field and magnetic field energy, and has sufficient absorption performance for radio waves in the gigahertz (GHz) band even though it is effective for absorbing radio waves in the megahertz (MHz) band. The cavity resonance cannot be suppressed. It is said that a soft magnetic metal is suitable for a radio wave absorber suitable for absorbing radio waves in the gigahertz band, and a sheet-like radio wave absorber in which soft magnetic metal powder is dispersed in a resin material is disclosed in Patent Document 1. . A general resin material generates corrosive gas for a semiconductor element, such as chlorine, bromine, ammonia, hydrogen, hydrocarbons, etc. as the temperature rises. For this reason, in patent document 1, the sheet-like electromagnetic wave absorber is formed using the resin material with few corrosive elements.

また、ギガヘルツ帯で十分な電波吸収性能を有し、腐食ガスおよび水分の発生がほぼ無い焼結体を電波吸収体に用いることが特許文献2に開示されている。   Patent Document 2 discloses that a radio wave absorber is made of a sintered body that has a sufficient radio wave absorption performance in the gigahertz band and has almost no generation of corrosive gas and moisture.

特開2004−87686号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-87686 特開2005−72156号公報JP 2005-72156 A

しかしながら、特許文献1では、樹脂材料から蒸発する水分の発生は避けられない。温度上昇とともに樹脂から発生した水蒸気は、温度低下とともに金属ケース内で結露し、高周波回路導体および半導体素子の腐食の原因、および短絡の要因となる。またこの水分により樹脂成分が加水分解されて腐食イオンを発生させる場合がある。特に気密封止を必要とする電子デバイスは、内部に半導体ベアチップを収納するため、樹脂シートから発生する微量の水蒸気が致命的な要因となる。すなわち、金属ケース内に電波吸収体を設けた場合の高周波回路の腐食要因を完全には無くせないという問題があった。   However, in Patent Document 1, generation of moisture evaporating from the resin material is inevitable. The water vapor generated from the resin as the temperature rises condenses in the metal case as the temperature decreases, causing corrosion of the high-frequency circuit conductor and semiconductor element, and a short circuit. In addition, the resin component may be hydrolyzed by this moisture to generate corrosive ions. In particular, in an electronic device that requires hermetic sealing, a semiconductor bare chip is housed inside, so that a very small amount of water vapor generated from the resin sheet becomes a fatal factor. That is, there is a problem that the corrosion factor of the high frequency circuit cannot be completely eliminated when the radio wave absorber is provided in the metal case.

また、特許文献2において電波吸収体に用いる焼結体は一種のセラミックスであり、製造においては、材料粉末のスラリー化、乾燥、造粒または仮焼成、粉砕、造粒、成型、1200℃〜1400℃での高温焼成、研削、研磨工程が必要であり、製造工程が多い。このため、電波吸収体の製造コストが高価になる問題があった。   Moreover, the sintered compact used for a radio wave absorber in patent document 2 is a kind of ceramics, and in manufacture, slurry of a material powder, drying, granulation or temporary baking, pulverization, granulation, molding, 1200 ° C to 1400 High temperature firing at 0 ° C., grinding and polishing processes are necessary, and there are many manufacturing processes. For this reason, there existed a problem that the manufacturing cost of a radio wave absorber became expensive.

また、特許文献1および特許文献2ともに、はんだ付けするために金属膜を設けており、真空バッチ工程を伴う薄膜法を用いる必要があるため、設備投資と維持費の負担が大きく、製造時間および価格が増大する、という問題があった。   In addition, both Patent Document 1 and Patent Document 2 are provided with a metal film for soldering, and it is necessary to use a thin film method involving a vacuum batch process. There was a problem that the price increased.

なお、はんだ付けを使用せずに、接着剤により電波吸収体を接着する方法はごく一般的に実用されている。しかしながら、接着剤は樹脂であることからシート状の電波吸収体と同様に、水分の発生が避けられない問題があった。   Note that a method of adhering a radio wave absorber with an adhesive without using soldering is very commonly used. However, since the adhesive is a resin, there is a problem that the generation of moisture is unavoidable like the sheet-like wave absorber.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、腐食ガスおよび水分の発生が無く、はんだ付けが可能であり、ギガヘルツ帯の電波の吸収に適した安価な電波吸収体を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide an inexpensive radio wave absorber that is free from generation of corrosive gas and moisture, can be soldered, and is suitable for absorption of radio waves in the gigahertz band. And

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電波吸収体は、鉄シリコン系合金であるFe−Si−CrまたはFe−Si−Alからなる軟磁性体粉末と、600℃以下の融点を有するガラスとが、重量割合が6:4以上、9:1以下の範囲で混合および固形化された磁性体ペレットと、磁性体ペレットの一面側に接合された金属層と、を備える。金属層は、ガラスの融点未満の温度で焼結可能であり、且つ他の金属部材にはんだ付け可能な金属材料の焼結体からなり、他の金属部材にはんだ付けされる層であるIn order to solve the above-described problems and achieve the object, a radio wave absorber according to the present invention includes a soft magnetic powder made of Fe-Si-Cr or Fe-Si-Al , which is an iron-silicon alloy , and 600 ° C. A glass pellet having the following melting point is mixed and solidified in a weight ratio of 6: 4 or more and 9: 1 or less, and a metal layer bonded to one side of the magnetic pellet. Prepare. Metal layer is sinterable at a temperature below the melting point of glass, Ri and Do a sintered body of a solderable metal material other metal member is a layer which is soldered to another metal member.

本発明によれば、腐食ガスおよび水分の発生が無く、はんだ付けが可能であり、ギガヘルツ帯の電波の吸収に適した安価な電波吸収体が得られる、という効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that there is no generation of corrosive gas and moisture, soldering is possible, and an inexpensive radio wave absorber suitable for absorbing radio waves in the gigahertz band is obtained.

本発明の実施の形態にかかる電波吸収体1の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the electromagnetic wave absorber 1 concerning embodiment of this invention (a)〜(c)は、本発明の実施の形態にかかる磁性体ペレットの製造方法を示す模式工程説明図(A)-(c) is typical process explanatory drawing which shows the manufacturing method of the magnetic body pellet concerning embodiment of this invention. (a)、(b)は、本発明の実施の形態にかかる金属層の製造方法を示す工程説明図(A), (b) is process explanatory drawing which shows the manufacturing method of the metal layer concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる電波吸収体を用いた高周波回路モジュールを示す断面図Sectional drawing which shows the high frequency circuit module using the electromagnetic wave absorber concerning embodiment of this invention 本発明の実施の形態にかかる電波吸収体の共振抑制効果を測定するための高周波回路デバイスの構成を示す模式断面図Schematic sectional view showing the configuration of a high-frequency circuit device for measuring the resonance suppression effect of the radio wave absorber according to the embodiment of the present invention 本発明の実施の形態にかかる電波吸収体を備えた高周波回路デバイスの周波数特性を示す特性図The characteristic view which shows the frequency characteristic of the high frequency circuit device provided with the electromagnetic wave absorber concerning embodiment of this invention

以下に、本発明の実施の形態にかかる電波吸収体および電波吸収体の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a radio wave absorber and a method for manufacturing the radio wave absorber according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態にかかる電波吸収体1の構成を示す断面図である。電波吸収体1は、鉄シリコン系合金からなる軟磁性体粉末と、600℃以下の融点を有するガラスとが、重量割合が6:4以上、9:1以下の範囲で混合および固形化された磁性体ペレット2と、磁性体ペレットの一面側に接合された金属層3とを備える。そして、金属層3は、ガラスの融点未満の温度で焼結可能であり、且つ他の金属部材にはんだ付け可能な金属材料の焼結体からなる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a radio wave absorber 1 according to an embodiment of the present invention. In the radio wave absorber 1, a soft magnetic powder made of an iron-silicon alloy and glass having a melting point of 600 ° C. or lower were mixed and solidified in a weight ratio range of 6: 4 to 9: 1. A magnetic pellet 2 and a metal layer 3 bonded to one side of the magnetic pellet are provided. The metal layer 3 is made of a sintered body of a metal material that can be sintered at a temperature lower than the melting point of glass and can be soldered to another metal member.

磁性体ペレット2は、軟磁性金属粉末と、600℃以下の融点を有するガラス粉末とが混合された混合粉体が固形化された混成体である。軟磁性金属粉末同士は、ガラス粉末が溶融し、再度固体化することにより、ガラスにより接着されている。磁性体ペレット2は、ガラスと軟磁性金属粉末とが接合することにより、軟磁性金属粉末同士がガラスを介して接合されて一体とされている。   The magnetic material pellet 2 is a hybrid obtained by solidifying a mixed powder obtained by mixing a soft magnetic metal powder and a glass powder having a melting point of 600 ° C. or lower. The soft magnetic metal powders are bonded to each other by melting the glass powder and solidifying it again. The magnetic pellet 2 is made by joining glass and soft magnetic metal powder together so that the soft magnetic metal powders are joined together via glass.

軟磁性金属粉末は、鉄シリコン(Fe−Si)系合金の粉末であり、ギガヘルツ帯の電波の吸収に適した材料である。Fe−Si系合金としては、Fe−Si−CrおよびFe−Si−Alの3元系合金が例示される。Fe−Si−Crの組成の一例は、重量比がFe:Si:Cr=90.5:5.5:4の組成である。Fe−Si−Alの組成の一例は、重量比がFe:Si:Al=90.5:5.5:4の組成である。Fe−Si系合金においては、ギガヘルツ帯の電波の吸収を良好にするために、主成分であるFeが90重量%以上、Siが4重量%以上6重量%以下含まれる。   The soft magnetic metal powder is a powder of an iron-silicon (Fe—Si) alloy and is a material suitable for absorbing radio waves in the gigahertz band. Examples of the Fe—Si based alloy include Fe—Si—Cr and Fe—Si—Al ternary alloys. An example of the composition of Fe—Si—Cr is a composition having a weight ratio of Fe: Si: Cr = 90.5: 5.5: 4. An example of the composition of Fe—Si—Al is a composition having a weight ratio of Fe: Si: Al = 90.5: 5.5: 4. The Fe—Si alloy contains 90% by weight or more of the main component Fe and 4% by weight or more and 6% by weight or less of Si in order to improve the absorption of radio waves in the gigahertz band.

軟磁性金属粉末の形状としては、球状または球が一方向に引き延ばされた形状が挙げられる。軟磁性金属粉末の粒径としては、D50と呼ばれるメジアン径における10μm程度が挙げられる。軟磁性金属粉末は、電波吸収体1が使用される環境に対応した所望の電波吸収特性を有するものを、市販の軟磁性金属粉末から磁気特性に基づいて選択できる。特に、軟磁性金属粉は、非常に安価で所望の粒径のものを得ることができるため、電波吸収体材料として適している。   Examples of the shape of the soft magnetic metal powder include a spherical shape or a shape in which a sphere is stretched in one direction. Examples of the particle diameter of the soft magnetic metal powder include about 10 μm in the median diameter called D50. The soft magnetic metal powder can be selected from commercially available soft magnetic metal powders having desired radio wave absorption characteristics corresponding to the environment in which the radio wave absorber 1 is used based on magnetic characteristics. In particular, soft magnetic metal powder is suitable as a radio wave absorber material because it can be obtained at a very low cost and with a desired particle size.

ガラス粉末は、軟磁性金属粉末の物性および磁気特性を維持できる範囲の融点を有する物であればよく、選択肢が広い。ガラス粉末は、600℃以下の融点を有するガラス材料により構成される。融点が600℃以下であるガラス材料を選択する理由は、後述するように、Fe−Si系合金からなる軟磁性金属粉末の焼成工程において、軟磁性金属粉末の物性変性が生じることを避けるためである。すなわち、Fe−Si系合金からなる軟磁性金属粉末の場合、600℃を超えた温度で加熱すると酸化物結晶が生成され始め、磁気特性の変化も生じて、電波吸収体1としての電波吸収特性に変化が生じる。このため、成形ペレット2Pの焼成温度を600℃以下に抑えることが必要である。したがって、ガラス粉末は融点が600℃以下であるガラス材料からなることが必要である。   The glass powder only needs to have a melting point within a range in which the physical properties and magnetic properties of the soft magnetic metal powder can be maintained, and the options are wide. Glass powder is comprised with the glass material which has melting | fusing point of 600 degrees C or less. The reason for selecting a glass material having a melting point of 600 ° C. or lower is to avoid physical property modification of the soft magnetic metal powder in the firing process of the soft magnetic metal powder made of Fe—Si based alloy, as will be described later. is there. That is, in the case of a soft magnetic metal powder made of an Fe—Si alloy, when heated at a temperature exceeding 600 ° C., oxide crystals begin to be generated, and the magnetic characteristics change, and the radio wave absorption characteristics as the radio wave absorber 1 Changes. For this reason, it is necessary to suppress the firing temperature of the molded pellet 2P to 600 ° C. or lower. Accordingly, the glass powder needs to be made of a glass material having a melting point of 600 ° C. or lower.

このようなガラス材料としては、ビスマス系ガラス、亜鉛系ガラスが挙げられる。なお、電波吸収体1を金属ケース等にはんだ付けする場合には、金属層3を介して、最大で400℃程度の熱が電波吸収体1に加わる。このため、ガラス粉末は、はんだ付けの際に磁性体ペレット2に含まれるガラスが溶融しないように、融点が400℃より大であることが好ましい。   Examples of such a glass material include bismuth glass and zinc glass. In addition, when soldering the radio wave absorber 1 to a metal case or the like, heat of about 400 ° C. at the maximum is applied to the radio wave absorber 1 through the metal layer 3. For this reason, it is preferable that melting | fusing point is larger than 400 degreeC so that the glass powder contained in the magnetic body pellet 2 may not fuse | melt the glass powder.

磁性体ペレット2における、軟磁性金属とガラスとの重量比は、軟磁性金属が60重量%以上、90重量%以下の範囲、ガラスが10重量%以上、40重量%以下の範囲に収まる比率である。すなわち、軟磁性金属とガラスとの重量割合は、6:4以上、9:1以下である。軟磁性金属の重量比が60重量%未満の場合は、電波吸収体1としての電波吸収性が不十分となる。軟磁性金属の重量比が90重量%より大の場合は、ガラス成分が少なすぎて焼成過程において固体にならず、取り扱えなくなる。   The weight ratio between the soft magnetic metal and the glass in the magnetic pellet 2 is such that the soft magnetic metal is in the range of 60% to 90% by weight and the glass is in the range of 10% to 40% by weight. is there. That is, the weight ratio between the soft magnetic metal and the glass is 6: 4 or more and 9: 1 or less. When the weight ratio of the soft magnetic metal is less than 60% by weight, the radio wave absorptivity as the radio wave absorber 1 is insufficient. When the weight ratio of the soft magnetic metal is larger than 90% by weight, the glass component is too small to become a solid in the firing process and cannot be handled.

磁性体ペレット2の大きさは限定されず、使用用途によって適宜変更可能である。磁性体ペレット2の厚さは、0.5mm以上、2mm以下の範囲とされる。磁性体ペレット2の厚さが0.5mm未満であり薄過ぎる場合は、形成過程および取り扱いにおいて割れ易く、また充分な電波吸収性能を得られない。磁性体ペレット2の厚さが2mmより大であり厚過ぎる場合は、電波吸収性能としては過剰であり、鉄が主成分であることから重量が増加し、また電波吸収体1を搭載する電子デバイス自体の厚さおよび重量も増加する。このため電波吸収性能と重量との双方が適度な範囲として、磁性体ペレット2の厚さは0.5mm以上2mm以下が好適である。   The magnitude | size of the magnetic-material pellet 2 is not limited, It can change suitably with use uses. The thickness of the magnetic pellet 2 is in the range of 0.5 mm or more and 2 mm or less. When the thickness of the magnetic pellet 2 is less than 0.5 mm and is too thin, it is easily broken during the formation process and handling, and sufficient radio wave absorption performance cannot be obtained. When the thickness of the magnetic pellet 2 is larger than 2 mm and is too thick, the electromagnetic wave absorbing performance is excessive, the weight is increased because iron is the main component, and the electronic device on which the electromagnetic wave absorber 1 is mounted. Its thickness and weight also increase. For this reason, it is preferable that the thickness of the magnetic pellet 2 is 0.5 mm or more and 2 mm or less, in which both the radio wave absorption performance and the weight are in an appropriate range.

金属層3は、他の金属部材にはんだ付け可能な金属である未焼成低温焼結金属粉末3Fが焼結された焼結体である。未焼成低温焼結金属粉末3Fは、粒径が1nm以上、300nm以下の微小金属粒子であり、焼結する温度が、600℃未満、より好ましくは焼結する温度が400℃以下であり、且つ成形ペレット2Pに含まれるガラスの融点よりも低い温度で焼結可能な金属の微小金属粒子である。未焼成低温焼結金属粉末3Fの材料としては、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)等の金属のうちいずれか1種の金属材料が用いられる。   The metal layer 3 is a sintered body obtained by sintering an unfired low-temperature sintered metal powder 3F that is a metal that can be soldered to another metal member. The unsintered low-temperature sintered metal powder 3F is a fine metal particle having a particle size of 1 nm or more and 300 nm or less, a sintering temperature is less than 600 ° C., more preferably a sintering temperature is 400 ° C. or less, and These are fine metal particles of metal that can be sintered at a temperature lower than the melting point of the glass contained in the molded pellet 2P. As a material of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F, any one metal material among metals such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni) is used.

電波吸収体1は、ギガヘルツ帯の電波の吸収に適した材料である軟磁性金属を磁性体ペレット2が含むため、ギガヘルツ帯の電波を吸収する。これにより、たとえば高周波回路ケース内に配置された場合には、高周波回路ケース内における自己干渉と空洞共振の防止、および高周波回路ケース外部への不要電波の放射を防止できる。また、電波吸収体1は金属材料とガラスとにより構成される。このため加熱されても腐食ガスおよび水分が発生するおそれはなく、密閉ケース内に配置されても、収容された高周波回路を汚染したり腐食させたりすることがない。また、電波吸収体1は、他の金属部材にはんだ付け可能な金属材料の焼結体からなる金属層3を磁性体ペレット2の一面側に備えるため、金属製の高周波回路ケース用カバー等に容易にはんだ付けが可能である。   The radio wave absorber 1 absorbs radio waves in the gigahertz band because the magnetic pellet 2 contains soft magnetic metal that is a material suitable for absorbing radio waves in the gigahertz band. Thereby, for example, when it is arranged in a high-frequency circuit case, self-interference and cavity resonance in the high-frequency circuit case can be prevented, and the emission of unnecessary radio waves to the outside of the high-frequency circuit case can be prevented. The radio wave absorber 1 is composed of a metal material and glass. For this reason, there is no fear that corrosive gas and moisture are generated even when heated, and even if it is placed in a sealed case, the contained high-frequency circuit is not contaminated or corroded. In addition, the radio wave absorber 1 includes a metal layer 3 made of a sintered metal material that can be soldered to another metal member on one surface side of the magnetic pellet 2. It can be easily soldered.

つぎに、電波吸収体1の製造方法について説明する。まず、磁性体ペレット2の製造方法について説明する。図2(a)〜図2(c)は、実施の形態にかかる磁性体ペレット2の製造方法を示す模式工程説明図である。Fe−Si系合金からなる軟磁性金属粉末と、ガラス粉末と、さらに樹脂バインダ粉末とを混合して、混合粉体2Fを得る。軟磁性金属粉末とガラス粉末とだけでは固体形状を形成することができないため、混合粉体2Fには樹脂バインダ粉末を混合している。このとき、軟磁性金属粉末とガラス粉末との重量の合計において、軟磁性金属粉末の割合を60重量%以上、90重量%以下の範囲、ガラス粉末の割合を10重量%以上、40重量%以下の範囲とする。ガラスは金属との強固な接合、および固形化ができるため接合助剤材として用いている。また、樹脂バインダ粉末としては、たとえばセルロース系樹脂の粉末を用いることができる。   Below, the manufacturing method of the electromagnetic wave absorber 1 is demonstrated. First, the manufacturing method of the magnetic body pellet 2 is demonstrated. Fig.2 (a)-FIG.2 (c) are typical process explanatory drawings which show the manufacturing method of the magnetic body pellet 2 concerning embodiment. A mixed powder 2F is obtained by mixing a soft magnetic metal powder made of an Fe-Si alloy, a glass powder, and a resin binder powder. Since a solid shape cannot be formed only by the soft magnetic metal powder and the glass powder, a resin binder powder is mixed in the mixed powder 2F. At this time, in the total weight of the soft magnetic metal powder and the glass powder, the ratio of the soft magnetic metal powder is in the range of 60 wt% or more and 90 wt% or less, and the ratio of the glass powder is 10 wt% or more and 40 wt% or less. The range. Glass is used as a bonding aid because it can be firmly bonded to a metal and solidified. As the resin binder powder, for example, a cellulose resin powder can be used.

そして、図2(a)に示すように、混合粉体2Fを所望の大きさおよび形状の成形型100に入れ、乾式プレス装置200を用いて混合粉体2Fの加圧成形を行う。高加圧力で混合粉体2Fの加圧成形を行うことによって、混合粉体2Fにおける軟磁性金属粉末とガラス粉末と樹脂バインダ粉末とが密着し、図2(b)に示すように固形化された成形ペレット2Pが得られる。加圧成形におけるプレス圧は、混合粉体2Fの密度が飽和する加圧力とする。プレス圧は、軟磁性金属粉末とガラス粉末との種類および粒径によらず、100MPa〜300MPaの範囲が好ましい。プレス圧の範囲を100MPa〜300MPaとすることで、混合粉体2Fを確実に固形化して成型できる。   Then, as shown in FIG. 2A, the mixed powder 2 </ b> F is put into a molding die 100 having a desired size and shape, and the mixed powder 2 </ b> F is pressure-molded using a dry press apparatus 200. By pressing the mixed powder 2F under high pressure, the soft magnetic metal powder, the glass powder, and the resin binder powder in the mixed powder 2F are brought into close contact with each other and solidified as shown in FIG. Molded pellets 2P are obtained. The press pressure in the pressure molding is set to a pressing force at which the density of the mixed powder 2F is saturated. The press pressure is preferably in the range of 100 MPa to 300 MPa regardless of the types and particle sizes of the soft magnetic metal powder and the glass powder. By setting the range of the press pressure to 100 MPa to 300 MPa, the mixed powder 2F can be solidified and molded reliably.

成形ペレット2Pの形成は、軟磁性金属粉末とガラス粉末と樹脂バインダ粉末とを混合して混合粉体2Fを作製する混合工程と、混合粉体2Fの成形型100への型入れ工程と、混合粉体2Fの既定の形状への加圧成形工程との3工程であり、要する工程が少なく、且つ工程自体が簡便であり高価な機器を要しないため、製造コストを低く抑えられる。また、溶剤類を用いない乾式の工程を行うため、材料の取り扱いが容易である。   The forming pellets 2P are formed by mixing a soft magnetic metal powder, a glass powder, and a resin binder powder to produce a mixed powder 2F, a mold placing process of the mixed powder 2F into the mold 100, and a mixing process. This is a three-step process of pressing the powder 2F into a predetermined shape, and there are few steps, the process itself is simple, and no expensive equipment is required, so that the manufacturing cost can be kept low. Moreover, since the dry process which does not use solvents is performed, handling of the material is easy.

つぎに、成形ペレット2Pを焼成炉において成形ペレット2Pに含まれるガラス粉末の融点以上、600℃以下の温度で焼成することによって、軟磁性金属粉末と軟磁性金属粉末との間に溶融したガラスが入り込み、ガラスと軟磁性金属粉とが強固に接合して、図2(c)に示すように磁性体ペレット2が得られる。ここで焼成温度を600℃以下としている理由は、Fe−Si系合金からなる軟磁性金属粉末の物性変性が生じることを避けるためである。すなわち、Fe−Si系合金からなる軟磁性金属粉末の場合、600℃を超えた温度で加熱すると酸化物結晶が生成され始め、磁気特性の変化も生じて、電波吸収体1としての電波吸収特性に変化が生じる。このため、成形ペレット2Pの焼成温度を600℃以下に抑えることが必要である。   Next, the glass melted between the soft magnetic metal powder and the soft magnetic metal powder is obtained by firing the molded pellet 2P at a temperature not lower than the melting point of the glass powder contained in the molded pellet 2P and not higher than 600 ° C. in a firing furnace. As a result, the glass and the soft magnetic metal powder are firmly bonded to each other, and the magnetic pellet 2 is obtained as shown in FIG. Here, the reason why the firing temperature is set to 600 ° C. or lower is to avoid the physical property modification of the soft magnetic metal powder made of the Fe—Si alloy. That is, in the case of a soft magnetic metal powder made of an Fe—Si alloy, when heated at a temperature exceeding 600 ° C., oxide crystals begin to be generated, and the magnetic characteristics change, and the radio wave absorption characteristics as the radio wave absorber 1 Changes. For this reason, it is necessary to suppress the firing temperature of the molded pellet 2P to 600 ° C. or lower.

発明者は、Fe−Si系合金からなる軟磁性金属粉末に対して複数の異なる温度で加熱をして加熱後の組成の変化を調べた。この結果、加熱温度が600℃を超えると、Fe−Si系合金からなる軟磁性金属粉末において酸化物が生成され始めることが確認されている。なお、焼成炉内の温度分布および温度ばらつきを考慮し、軟磁性金属粉末における酸化物結晶の生成および磁気特性の変化を確実に防止するためには、焼成温度を550℃以下とすることが好ましい。   The inventor examined the change in the composition after heating by heating the soft magnetic metal powder made of Fe-Si alloy at a plurality of different temperatures. As a result, it has been confirmed that when the heating temperature exceeds 600 ° C., oxide starts to be generated in the soft magnetic metal powder made of the Fe—Si based alloy. In consideration of the temperature distribution and temperature variation in the firing furnace, the firing temperature is preferably 550 ° C. or lower in order to reliably prevent the formation of oxide crystals and the change in magnetic properties in the soft magnetic metal powder. .

上記の理由により成形ペレット2Pの焼成温度を600℃以下とするため、混合粉体2Fに混合するガラス粉末は、融点が600℃以下のものを選択する。また、焼成温度を550℃とする場合には、混合粉体2Fに混合するガラス粉末は、融点が550℃以下のものを選択する。すなわち、ガラス粉末は、融点が600℃以下であり、且つ混合粉体2Fの焼成温度以下である材料を選択する。   In order to set the firing temperature of the molded pellets 2P to 600 ° C. or lower for the above reason, the glass powder mixed with the mixed powder 2F is selected to have a melting point of 600 ° C. or lower. When the firing temperature is 550 ° C., the glass powder mixed with the mixed powder 2F is selected to have a melting point of 550 ° C. or lower. That is, a glass powder having a melting point of 600 ° C. or lower and a temperature lower than the firing temperature of the mixed powder 2F is selected.

焼成温度が低いため、焼成炉は1000℃〜2000℃程度の焼成温度に対応したセラミック焼成向けの高温炉である必要がなく、一般に厚膜焼成用として使われている最大焼成温度が1000℃程度の低温炉を使用できる。したがって、成形ペレット2Pの焼成炉の設備費用を抑制でき、製造コストの増大を抑制できる。   Since the firing temperature is low, the firing furnace does not need to be a high-temperature furnace for ceramic firing corresponding to a firing temperature of about 1000 ° C. to 2000 ° C., and the maximum firing temperature generally used for thick film firing is about 1000 ° C. Can be used. Therefore, the equipment expense of the baking furnace of the shaping | molding pellet 2P can be suppressed, and the increase in manufacturing cost can be suppressed.

つぎに、金属層3の形成方法について説明する。図3(a)、(b)は、金属層3の製造方法を示す工程説明図である。まず、図3(a)に示すように、磁性体ペレット2の一面上に未焼成低温焼結金属粉末3Fを塗布する。未焼成低温焼結金属粉末3Fの塗布は、粒径が1nm以上、300nm以下の微細金属粒子からなる未焼成低温焼結金属粉末3Fを溶剤に分散させた粘度の低いインク状の塗布液を磁性体ペレット2の一面上に塗布することにより行う。塗布液の塗布には、遠心力を利用したスピンナ塗布、刷毛塗り等の塗布方法が適用できる。微細金属粒子の粒径は、コスト的に比較的安価で入手しやすいという観点から下限を選択し、溶剤中において十分な分散性を得ることができるという観点から上限を設定している。   Next, a method for forming the metal layer 3 will be described. FIGS. 3A and 3B are process explanatory views showing a method for manufacturing the metal layer 3. First, as shown in FIG. 3A, an unfired low-temperature sintered metal powder 3F is applied on one surface of the magnetic pellet 2. The application of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F is obtained by magnetizing a low-viscosity ink-like coating liquid obtained by dispersing unfired low-temperature sintered metal powder 3F composed of fine metal particles having a particle diameter of 1 nm or more and 300 nm or less in a solvent. It is performed by applying on one surface of the body pellet 2. Application methods such as spinner application and brush application using centrifugal force can be applied to the application liquid. The lower limit of the particle diameter of the fine metal particles is selected from the viewpoint of being relatively inexpensive and easily available, and the upper limit is set from the viewpoint that sufficient dispersibility can be obtained in the solvent.

そして、未焼成低温焼結金属粉末3Fが塗布された磁性体ペレット2を、磁性体ペレット2に含まれるガラスの融点未満の温度で焼成炉において焼成して未焼成低温焼結金属粉末3Fを焼結する。これにより、図3(b)に示すように磁性体ペレット2の一面上に接合された金属層3が形成される。これにより、電波吸収体1が得られる。   Then, the magnetic pellet 2 coated with the unfired low-temperature sintered metal powder 3F is fired in a firing furnace at a temperature lower than the melting point of the glass contained in the magnetic pellet 2 to burn the unfired low-temperature sintered metal powder 3F. Conclude. Thereby, as shown in FIG.3 (b), the metal layer 3 joined on one surface of the magnetic body pellet 2 is formed. Thereby, the electromagnetic wave absorber 1 is obtained.

未焼成低温焼結金属粉末3Fは、粒径が1nm以上、300nm以下の微小金属粒子で構成されるためバルク金属よりはるかに低い温度で焼結する特徴があり、融点が低いガラスで固形化している磁性体ペレット2の表面に金属層3を形成するのに適している。   The unsintered low-temperature sintered metal powder 3F is composed of fine metal particles having a particle size of 1 nm or more and 300 nm or less, and thus has a feature of sintering at a temperature much lower than that of bulk metal. It is suitable for forming the metal layer 3 on the surface of the magnetic pellet 2.

未焼成低温焼結金属粉末3Fの焼成温度は、未焼成低温焼結金属粉末3Fを焼結可能な温度以上の範囲で、未焼成低温焼結金属粉末3Fである微小金属粒子の材料、粒径、粒子形状、インク状の塗布液に含ませる溶剤を調整することによって制御できる。ただし、未焼成低温焼結金属粉末3Fの焼成温度は、磁性体ペレット2を構成するFe−Si系合金からなる軟磁性金属粉末の物性変性が生じることを避けるため、および磁性体ペレット2に含まれるガラスを溶融させないために、磁性体ペレット2に含まれるガラスの融点よりも低い温度とされる。すなわち、焼成温度が600℃を超えると軟磁性金属粉末の物性変性が生じ、また磁性体ペレット2に含まれるガラスは融点が600℃以下であるガラス材料により構成されるため、未焼成低温焼結金属粉末3Fの焼成温度は600℃未満の温度とする。また、磁性体ペレット2に含まれるガラスの溶融を確実に防止するために、未焼成低温焼結金属粉末3Fの焼成温度の最大温度を400℃とすることが好ましい。   The firing temperature of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F is in a range equal to or higher than the temperature at which the unfired low-temperature sintered metal powder 3F can be sintered. It can be controlled by adjusting the solvent to be contained in the particle-shaped and ink-like coating liquid. However, the firing temperature of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F is included in the magnetic pellet 2 in order to avoid physical property modification of the soft magnetic metal powder made of the Fe—Si based alloy constituting the magnetic pellet 2 and to occur. In order not to melt the glass to be melted, the temperature is lower than the melting point of the glass contained in the magnetic pellet 2. That is, when the firing temperature exceeds 600 ° C., the physical property modification of the soft magnetic metal powder occurs, and the glass contained in the magnetic pellet 2 is composed of a glass material having a melting point of 600 ° C. or less. The firing temperature of the metal powder 3F is set to a temperature of less than 600 ° C. Further, in order to reliably prevent the glass contained in the magnetic pellet 2 from melting, it is preferable that the maximum temperature of the firing temperature of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F is 400 ° C.

したがって、未焼成低温焼結金属粉末3Fは、焼結温度が、600℃未満、より好ましくは焼結温度が400℃以下であり、且つ磁性体ペレット2に含まれるガラスの融点よりも低い温度で焼結可能な金属を用いることができる。未焼成低温焼結金属粉末3Fの焼成温度の下限は、未焼成低温焼結金属粉末3Fを確実に焼結できる温度であれば特に限定されず、たとえば150℃とされる。   Therefore, the unsintered low-temperature sintered metal powder 3F has a sintering temperature of less than 600 ° C., more preferably a sintering temperature of 400 ° C. or less, and a temperature lower than the melting point of the glass contained in the magnetic pellet 2. Sinterable metals can be used. The lower limit of the firing temperature of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F is not particularly limited as long as it is a temperature at which the unfired low-temperature sintered metal powder 3F can be reliably sintered, and is set to 150 ° C., for example.

このような未焼成低温焼結金属粉末3Fの材料としては、他の金属部材にはんだ付け可能であり、低温焼結可能な金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)等の金属材料を用いることができ、材料の選択肢が広い。その中でも、電波吸収体1を金属ケースまたは金属ケースのカバーに接合する際に使用するはんだ材、はんだ付け作業工程の難易度、コスト、腐食の発生の有無、等の観点から、未焼成低温焼結金属粉末3Fの材料にはAgが好適である。金属層3がAgにより構成される場合には、スズ(Sn)系はんだ、鉛(Pb)系はんだ、金系はんだ等、はんだ材の選択肢が広く、また材料コストも極めて高価になることがない。   As the material of such unfired low-temperature sintered metal powder 3F, gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni) that can be soldered to other metal members and can be sintered at low temperature. ) And other metal materials can be used, and the choice of materials is wide. Among them, from the viewpoints of the solder material used when joining the radio wave absorber 1 to the metal case or the cover of the metal case, the difficulty of the soldering process, the cost, the presence or absence of corrosion, etc. Ag is suitable for the material of the sintered metal powder 3F. When the metal layer 3 is made of Ag, there are wide choices of solder materials such as tin (Sn) -based solder, lead (Pb) -based solder, gold-based solder, and the material cost does not become very expensive. .

また、金属層3の形成工程は、未焼成低温焼結金属粉末3Fの塗布工程および未焼成低温焼結金属粉末3Fの焼結工程の2工程であり、要する工程が少なく製造コストを低く抑えられる。また、未焼成低温焼結金属粉末3Fの焼成温度は低いため、焼成においては、一般に厚膜焼成用として使われている最大焼成温度が1000℃程度の低温炉、さらには焼成炉ではなく一般に乾燥炉と呼ばれている安価な設備も適用可能であり工程の自由度が広い。そして、金属層3の形成においては、薄膜法のような高価な機器を必要としないため、製造コストを低く抑えられる。   Moreover, the formation process of the metal layer 3 is a two-step process of applying the unfired low-temperature sintered metal powder 3F and a sintering process of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F. . In addition, since the firing temperature of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F is low, the maximum firing temperature generally used for thick film firing is about 1000 ° C., and not the firing furnace. Inexpensive equipment called a furnace can also be applied and the degree of freedom of the process is wide. And in formation of the metal layer 3, since an expensive apparatus like a thin film method is not required, manufacturing cost can be restrained low.

磁性体ペレット2と未焼成低温焼結金属粉末3Fとの接合機構は、主にアンカー効果であると考えられる。磁性体ペレット2は軟磁性金属粒子とガラスとの混成物であるため、磁性体ペレット2の表面状態は微視的には凸凹を有した状態である。そして、金属層3は、磁性体ペレット2の表面の凸凹を未焼成低温焼結金属粉末3Fの微細金属粒子が埋める形で未焼成低温焼結金属粉末3Fが密着した密着層となる。また、磁性体ペレット2の表面の一部では磁性体ペレット2の軟磁性金属粒子と未焼成低温焼結金属粉末3Fの微細金属粒子との合金反応が生じ、磁性体ペレット2と未焼成低温焼結金属粉末3Fとの密着性を向上させていると考えられる。この結果、磁性体ペレット2と金属層3とが強固に接合されると考えられる。したがって、磁性体ペレット2に用いるガラスは、未焼成低温焼結金属粉末3Fとの接合において組成の観点からの制約は無く、ガラス組成に関わらず使用可能である。   The bonding mechanism between the magnetic pellet 2 and the unfired low-temperature sintered metal powder 3F is considered to be mainly the anchor effect. Since the magnetic pellet 2 is a composite of soft magnetic metal particles and glass, the surface state of the magnetic pellet 2 is microscopically uneven. The metal layer 3 becomes an adhesion layer in which the unfired low-temperature sintered metal powder 3F is in close contact with the irregularities on the surface of the magnetic pellet 2 filled with fine metal particles of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F. Further, an alloy reaction between the soft magnetic metal particles of the magnetic pellet 2 and the fine metal particles of the unfired low-temperature sintered metal powder 3F occurs on a part of the surface of the magnetic pellet 2, and the magnetic pellet 2 and the unfired low-temperature fired It is considered that the adhesion with the metal powder 3F is improved. As a result, it is considered that the magnetic pellet 2 and the metal layer 3 are firmly bonded. Therefore, the glass used for the magnetic pellet 2 is not restricted from the viewpoint of composition in joining with the unfired low-temperature sintered metal powder 3F, and can be used regardless of the glass composition.

つぎに、電波吸収体1の使用形態の一例について説明する。図4は、本実施の形態にかかる電波吸収体1を用いた高周波回路モジュールを示す断面図である。電波吸収体1を用いた高周波回路モジュールにおいては、図4に示すように、たとえば半導体ベアチップが実装された高周波回路6aおよび半導体チップが実装された回路6bが搭載された多層誘電体基板を構成するセラミック基板4上に、筒状金属からなるケース本体10が装着される。高周波回路6a及び回路6bは、セラミック基板4上に形成された回路パターン5にボンディングワイヤ7を介して電気的に接続されている。ケース本体10に、金属製の高周波回路ケース用カバー9が装着されて高周波回路ケースが構成される。そして、高周波回路ケース用カバー9の内面において高周波回路6aに相対向する位置に、電波吸収体1が貼り付けられる。電波吸収体1は、金属層3がはんだ材8により高周波回路ケース用カバー9の内面にはんだ付けされている。   Next, an example of a usage pattern of the radio wave absorber 1 will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a high-frequency circuit module using the radio wave absorber 1 according to the present embodiment. In the high-frequency circuit module using the radio wave absorber 1, as shown in FIG. 4, for example, a multilayer dielectric substrate on which a high-frequency circuit 6a on which a semiconductor bare chip is mounted and a circuit 6b on which a semiconductor chip is mounted is configured. A case body 10 made of a cylindrical metal is mounted on the ceramic substrate 4. The high-frequency circuit 6 a and the circuit 6 b are electrically connected to a circuit pattern 5 formed on the ceramic substrate 4 via bonding wires 7. A metal high frequency circuit case cover 9 is attached to the case body 10 to constitute a high frequency circuit case. And the electromagnetic wave absorber 1 is affixed on the inner surface of the high frequency circuit case cover 9 at a position facing the high frequency circuit 6a. In the radio wave absorber 1, the metal layer 3 is soldered to the inner surface of the high frequency circuit case cover 9 with a solder material 8.

電波吸収体1は、高周波回路6aから発生するギガヘルツ帯の電波を吸収し、高周波回路ケース内における自己干渉と空洞共振の防止、および高周波回路ケース外部への不要電波の放射を防止できる。また、電波吸収体1は、金属材料とガラスとにより構成されるため加熱されても腐食ガスおよび水分が発生するおそれはなく、密閉ケースであっても収容された高周波回路および半導体デバイス部品を汚染したり腐食させたりすることがない。   The radio wave absorber 1 absorbs gigahertz band radio waves generated from the high frequency circuit 6a, can prevent self-interference and cavity resonance in the high frequency circuit case, and can prevent unnecessary radio waves from radiating outside the high frequency circuit case. Further, since the radio wave absorber 1 is composed of a metal material and glass, there is no risk of generating corrosive gas and moisture even when heated, and even in a sealed case, the contained high frequency circuit and semiconductor device components are contaminated. No corrosion or corrosion.

また、電波吸収体1は、他の金属部材にはんだ付け可能な金属材料の焼結体からなる金属層3を磁性体ペレット2の一面側に備えるため、金属製の高周波回路ケース用カバー9に容易にはんだ付けが可能である。   The radio wave absorber 1 includes a metal layer 3 made of a sintered metal material that can be soldered to another metal member on one surface side of the magnetic pellet 2. It can be easily soldered.

図5は、本実施の形態にかかる電波吸収体1の共振抑制効果を測定するための高周波回路デバイス21の構成を示す模式断面図である。高周波回路デバイス21は、金属製のデバイスケース22に、金属製のカバー23が装着された気密構成を有する。高周波回路デバイス21は、12.5GHzに共振点を有する空間設計とされている。カバー23には、金属層3が形成された電波吸収体1がはんだ材8により装着されている。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the high-frequency circuit device 21 for measuring the resonance suppression effect of the radio wave absorber 1 according to the present embodiment. The high-frequency circuit device 21 has an airtight configuration in which a metal cover 23 is attached to a metal device case 22. The high-frequency circuit device 21 has a spatial design having a resonance point at 12.5 GHz. A radio wave absorber 1 on which a metal layer 3 is formed is attached to a cover 23 with a solder material 8.

電波吸収体1の磁性体ペレット2の形成においては、軟磁性金属粉末として、Feの重量比率を90%以上として構成したFe−Si系合金の粉末を用いた。また、溶融温度はほぼ同じであるが組成が異なるガラスAとガラスBとを用いて2種類の磁性体ペレット2を作製した。ガラスAおよびガラスBの融点は、ともに400℃より大である。2種類の磁性体ペレット2は、両方とも550℃で焼成して形成した。金属層3の形成においては、未焼成低温焼結金属としてAgを用いて、400℃で焼成して焼結した。ガラスAを用いた電波吸収体1を備える高周波回路デバイスをデバイスA、ガラスBを用いた電波吸収体1を備える高周波回路デバイスをデバイスBと呼ぶ。電波吸収体1は、安価なSn系はんだによりカバー23にはんだ付けした。   In the formation of the magnetic pellet 2 of the radio wave absorber 1, an Fe—Si based alloy powder having a Fe weight ratio of 90% or more was used as the soft magnetic metal powder. Further, two types of magnetic pellets 2 were produced using glass A and glass B having the same melting temperature but different compositions. The melting points of glass A and glass B are both greater than 400 ° C. Two types of magnetic pellets 2 were both formed by firing at 550 ° C. In forming the metal layer 3, sintering was performed by sintering at 400 ° C. using Ag as an unfired low-temperature sintered metal. A high frequency circuit device including the radio wave absorber 1 using the glass A is referred to as a device A, and a high frequency circuit device including the radio wave absorber 1 using the glass B is referred to as a device B. The radio wave absorber 1 was soldered to the cover 23 with an inexpensive Sn-based solder.

また、デバイスケース22の底部には信号ピン24と信号ピン25とが外部から挿入されている。信号ピン24は、図示しない電波送信器に接続される。信号ピン25は、図示しない電波検出器に接続される。   A signal pin 24 and a signal pin 25 are inserted into the bottom of the device case 22 from the outside. The signal pin 24 is connected to a radio wave transmitter (not shown). The signal pin 25 is connected to a radio wave detector (not shown).

高周波回路デバイス21は、電波吸収体1の共振抑制効果を測定するために必要最低限の構成とされており、半導体素子等回路は搭載していない。上述したように、金属層3とカバー23とのはんだ接合には、はんだ材8としてSn系はんだ、Pb系はんだ、Au系はんだ等のはんだ材を使用することができ、これらは腐食ガスおよび水分の発生原因とはならないことから気密デバイスであっても利用できる電波吸収体を得ることができる。   The high-frequency circuit device 21 has a minimum configuration necessary for measuring the resonance suppression effect of the radio wave absorber 1 and is not equipped with a circuit such as a semiconductor element. As described above, for the solder joint between the metal layer 3 and the cover 23, a solder material such as Sn-based solder, Pb-based solder, or Au-based solder can be used as the solder material 8. Therefore, it is possible to obtain a radio wave absorber that can be used even in an airtight device.

また、金属層3は低温焼結体ではあるが、焼結後はその元素本来に相当する融点を有し、Agであれば融点が900℃を超える。このため、電波吸収体1をはんだ付けする場合に、はんだ材の融点との整合を図る必要はなく、磁性体ペレット2を構成するガラスの溶融が生じない温度ではんだ付けすればよいため、はんだ付けの選択肢が広い。磁性体ペレット2を構成するガラスの溶融を確実に抑制できる最大はんだ付け温度として400℃を選択した場合でも、はんだ付け作業温度が400℃未満であるSn系はんだ、Pb系はんだ、Au系はんだのいずれも使用可能である。   Further, although the metal layer 3 is a low-temperature sintered body, it has a melting point corresponding to the element itself after sintering, and if Ag, the melting point exceeds 900 ° C. For this reason, when soldering the radio wave absorber 1, it is not necessary to match the melting point of the solder material, and soldering may be performed at a temperature at which the glass constituting the magnetic pellet 2 does not melt. Wide range of options. Even when 400 ° C. is selected as the maximum soldering temperature at which the melting of the glass constituting the magnetic pellet 2 can be reliably suppressed, the soldering temperature of the Sn-based solder, Pb-based solder, and Au-based solder having a soldering operation temperature of less than 400 ° C. Either can be used.

図6は、本実施の形態にかかる電波吸収体1を備えた高周波回路デバイス21の高周波通過損失特性を示す特性図である。図6は、図5に示す高周波回路デバイス21において、信号ピン24と信号ピン25との間の通過特性であるSパラメータのS21を示すものである。ここでは、信号ピン24から電波信号を入力したときに信号ピン25に通過する電波信号の通過特性を示している。また、電波吸収体1を装着しないこと以外は高周波回路デバイス21と同じ構成のデバイスCの周波数特性を、図6に併せて示している。通過損失量が大きいということ、すなわち図6の縦軸における数値が少ないことは、電波吸収体の電波吸収性能が高いということである。   FIG. 6 is a characteristic diagram showing a high-frequency pass loss characteristic of the high-frequency circuit device 21 including the radio wave absorber 1 according to the present embodiment. FIG. 6 shows the S parameter S21 which is the pass characteristic between the signal pin 24 and the signal pin 25 in the high frequency circuit device 21 shown in FIG. Here, the passage characteristic of the radio signal that passes through the signal pin 25 when the radio signal is input from the signal pin 24 is shown. Moreover, the frequency characteristics of the device C having the same configuration as that of the high-frequency circuit device 21 except that the radio wave absorber 1 is not attached are also shown in FIG. A large amount of passage loss, that is, a small numerical value on the vertical axis in FIG. 6 means that the radio wave absorber has high radio wave absorption performance.

電波吸収体1を装着しないデバイスCにおいては、共振するように設定された12.5GHz付近、および18GHz付近で高周波回路デバイス21内の共振ピークが見られる。一方、電波吸収体1を装着したデバイスAおよびデバイスBにおいては、共振するように設定された12.5GHz付近およびその他の周波数においても高周波回路デバイス21内の共振が抑制され、電波吸収体1が電波吸収効果を発揮していることが分かる。   In the device C to which the radio wave absorber 1 is not mounted, resonance peaks in the high-frequency circuit device 21 are seen around 12.5 GHz and 18 GHz set to resonate. On the other hand, in the devices A and B to which the radio wave absorber 1 is attached, the resonance in the high frequency circuit device 21 is suppressed near 12.5 GHz and other frequencies set so as to resonate. It turns out that the electromagnetic wave absorption effect is demonstrated.

また、デバイスAとデバイスBとの周波数特性の比較を行った結果、磁性体ペレット2に含まれるガラスの組成が異なっても、焼成温度が同じであれば高周波通過損失特性もほぼ一致した。また、磁性体ペレット2に含まれるガラスの種類に関わらず、金属層3の形成も可能であった。   Moreover, as a result of comparing the frequency characteristics of the device A and the device B, even if the glass composition contained in the magnetic pellet 2 is different, the high-frequency pass loss characteristics are almost the same if the firing temperature is the same. Further, the metal layer 3 could be formed regardless of the type of glass contained in the magnetic pellet 2.

上述したように、本実施の形態にかかる電波吸収体1は、軟磁性金属粉末にガラス粉末と樹脂バインダ粉末とを混合体を焼成して固化した磁性体ペレット2に、未焼成低温焼結金属粉末3Fを焼成して磁性体ペレット2に接合した構成を有する。したがって、電波吸収体1は、高周波デバイス内において高温の使用環境下で使用されても腐食ガスおよび水分を発生することが無く、ケース内に収容された高周波回路および半導体デバイス部品を汚染したり腐食させたりすることが無い。   As described above, the radio wave absorber 1 according to the present embodiment includes the soft pellets obtained by solidifying the soft magnetic metal powder by mixing the glass powder and the resin binder powder into the unfired low-temperature sintered metal. The powder 3F is fired and joined to the magnetic pellet 2. Therefore, the radio wave absorber 1 does not generate corrosive gas and moisture even when used in a high-temperature usage environment in a high-frequency device, and contaminates or corrodes high-frequency circuits and semiconductor device components housed in the case. There is nothing to do.

また、電波吸収体1は、接合材として金属であるはんだが使用できるため、高周波デバイス内において使用されても、腐食ガスおよび水分を発生することが無く、ケース内に収容された高周波回路および半導体デバイス部品を汚染したり腐食させたりすることが無い。   Moreover, since the electromagnetic wave absorber 1 can use the solder which is a metal as a joining material, even if it uses in a high frequency device, it does not generate | occur | produce a corrosive gas and a water | moisture content, and the high frequency circuit and semiconductor which were accommodated in the case Does not contaminate or corrode device parts.

すなわち、電波吸収体1は、電波吸収体1自体および他部材に接合するための接合材の両方において、腐食ガスおよび水分を発生することが無いので、高周波デバイス内において使用されても、高周波デバイスの内部を腐食することが無く、特に気密封止する構成の高周波回路デバイスでの使用において有効性が高い。   That is, the radio wave absorber 1 does not generate corrosive gas and moisture in both the radio wave absorber 1 itself and the bonding material for bonding to other members. It is highly effective when used in a high-frequency circuit device that is hermetically sealed.

また、電波吸収体1を構成する磁性体ペレット2および金属層3は、いずれも製造工程が少なく、且つ製造工程自体が簡便であり焼成温度も低温であることから高価な機器を必要とせず、安価な電波吸収体1を実現できる。   In addition, the magnetic pellets 2 and the metal layer 3 constituting the radio wave absorber 1 have few manufacturing processes, the manufacturing process itself is simple, and the firing temperature is low, so no expensive equipment is required. An inexpensive radio wave absorber 1 can be realized.

したがって、本実施の形態によれば、高温の使用環境下でも腐食ガスおよび水分の発生が無く、はんだ付けが可能であり、ギガヘルツ帯の電波の吸収に適した安価な電波吸収体が得られる。   Therefore, according to this embodiment, there is no generation of corrosive gas and moisture even under a high temperature use environment, and soldering is possible, and an inexpensive radio wave absorber suitable for absorbing radio waves in the gigahertz band can be obtained.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

1 電波吸収体、2 磁性体ペレット、2F 混合粉体、2P 成形ペレット、3 金属層、3F 未焼成低温焼結金属粉末、4 セラミック基板、5 回路パターン、6a 高周波回路、6b 回路、7 ボンディングワイヤ、8 はんだ材、9 高周波回路ケース用カバー、10 ケース本体、21 高周波回路デバイス、22 デバイスケース、23 カバー、24,25 信号ピン、100 成形型、200 乾式プレス装置。   1 radio wave absorber, 2 magnetic pellet, 2F mixed powder, 2P molded pellet, 3 metal layer, 3F unfired low temperature sintered metal powder, 4 ceramic substrate, 5 circuit pattern, 6a high frequency circuit, 6b circuit, 7 bonding wire , 8 Solder material, 9 Cover for high frequency circuit case, 10 Case body, 21 High frequency circuit device, 22 Device case, 23 Cover, 24, 25 Signal pin, 100 Mold, 200 Dry press machine.

Claims (6)

鉄シリコン系合金であるFe−Si−CrまたはFe−Si−Alからなる軟磁性体粉末と、600℃以下の融点を有するガラスとが、重量割合が6:4以上、9:1以下の範囲で混合および固形化された磁性体ペレットと、
前記磁性体ペレットの一面側に接合された金属層と、
を備え、
前記金属層は、前記ガラスの融点未満の温度で焼結可能であり、且つ他の金属部材にはんだ付け可能な金属材料の焼結体からなり、前記他の金属部材にはんだ付けされる層であること、
を特徴とする電波吸収体。
A soft magnetic powder composed of Fe-Si-Cr or Fe-Si-Al, which is an iron-silicon alloy , and a glass having a melting point of 600 [deg.] C. or less, a weight ratio of 6: 4 or more and 9: 1 or less. Magnetic pellets mixed and solidified with
A metal layer bonded to one side of the magnetic pellet;
With
The metal layer is sinterable at a temperature below the melting point of the glass, and Ri Do a sintered body of a solderable metal material other metal member, a layer which is soldered to the other metal member that is,
An electromagnetic wave absorber characterized by.
前記金属材料は、金、銀、銅およびニッケルのうちのいずれか1種であること、
を特徴とする請求項1に記載の電波吸収体。
The metal material is any one of gold, silver, copper and nickel;
The radio wave absorber according to claim 1.
鉄シリコン系合金であるFe−Si−CrまたはFe−Si−Alからなる軟磁性体粉末と、600℃以下の融点を有するガラスの粉末とが、重量割合が6:4以上、9:1以下の範囲で混合された混合粉体を、前記ガラスの融点以上、600℃以下の温度で焼成して磁性体ペレットを形成する第1工程と、
前記ガラスの融点未満の温度で焼結可能であり、且つ他の金属部材にはんだ付け可能な金属材料の粉末を前記磁性体ペレットの一面に塗布する第2工程と、
前記金属材料が焼結可能な温度以上、前記ガラスの融点未満の温度で、前記金属材料の粉末が塗布された前記磁性体ペレットを焼成して、前記他の金属部材にはんだ付けされる層であって前記金属材料が焼結した金属層を前記磁性体ペレットの一面に接合させる第3工程と、
を含むことを特徴とする電波吸収体の製造方法。
The soft magnetic material powder made of Fe-Si-Cr or Fe-Si-Al, which is an iron-silicon alloy , and the glass powder having a melting point of 600 ° C. or less have a weight ratio of 6: 4 or more and 9: 1 or less. A first step of firing the mixed powder mixed in the range of at least a melting point of the glass at a temperature of 600 ° C. or less to form a magnetic pellet;
A second step of applying a powder of a metal material that can be sintered at a temperature lower than the melting point of the glass and solderable to another metal member to one surface of the magnetic pellet;
A layer that is fired at a temperature equal to or higher than the temperature at which the metal material can be sintered and lower than the melting point of the glass, and is then soldered to the other metal member. A third step of joining the metal layer sintered with the metal material to one surface of the magnetic pellet;
A method for producing a radio wave absorber, comprising:
前記第2工程は、粒径が1nm以上、300nm以下の前記金属材料の粉末を溶剤に分散させた塗布液を前記磁性体ペレットの一面に塗布する工程を含むこと、
を特徴とする請求項3に記載の電波吸収体の製造方法。
The second step includes a step of applying a coating liquid in which a powder of the metal material having a particle size of 1 nm or more and 300 nm or less is dispersed in a solvent to one surface of the magnetic pellet;
The manufacturing method of the electromagnetic wave absorber of Claim 3 characterized by these.
前記金属材料は、金、銀、銅およびニッケルのうちのいずれか1種であること、
を特徴とする請求項3または4に記載の電波吸収体の製造方法。
The metal material is any one of gold, silver, copper and nickel;
The method for manufacturing a radio wave absorber according to claim 3 or 4, wherein:
前記第1工程は、
前記軟磁性体粉末と前記ガラスの粉末とに樹脂バインダ粉末を加えた前記混合粉体を加圧成形した成形ペレット形成する工程と、
前記ガラスの融点以上、600℃以下の温度で前記成形ペレットを焼成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項3から5のいずれか1つに記載の電波吸収体の製造方法。
The first step includes
Forming a molded pellet obtained by press molding the mixed powder obtained by adding a resin binder powder to the soft magnetic powder and the glass powder;
Firing the molded pellets at a temperature not lower than the melting point of the glass and not higher than 600 ° C .;
The method for manufacturing a radio wave absorber according to any one of claims 3 to 5, wherein:
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