JP7231089B2 - electromagnetic wave attenuation film - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、入射波を捕捉し、反射波を減衰することが可能な電磁波減衰フィルムに関する。 Embodiments of the present invention relate to electromagnetic wave attenuation films capable of capturing incident waves and attenuating reflected waves.
携帯電話などの移動体通信、無線LAN、料金自動収受システム(ETC)などにおいて、数ギガヘルツ(GHz)の周波数帯域を持つ電波が使われている。 Radio waves having a frequency band of several gigahertz (GHz) are used in mobile communications such as mobile phones, wireless LANs, automatic toll collection systems (ETC), and the like.
このような電波を吸収する電波吸収シートとして、特許文献1には、ゴム状電波吸収シートと段ボールなどの紙状シート材とを積層した積層体シートが提案されている。
さらに、より高い周波数帯域の電波を吸収できるようにすることを目的として、特許文献2には、偏平状の軟磁性粒子の長手方向をシートの面方向に揃えることで、20GHz以上の周波数帯域の電波を吸収可能な電波吸収シートが提案されている。
As a radio wave absorbing sheet for absorbing such radio waves,
Furthermore, for the purpose of absorbing radio waves in a higher frequency band,
また、イプシロン酸化鉄(ε-Fe2O3)結晶を磁性相に持つ粒子の充填構造を有する電波吸収体が、25~100GHzの範囲で電波吸収性能を発揮することが知られている(特許文献3参照)。 Further, it is known that a radio wave absorber having a packed structure of particles having epsilon iron oxide (ε-Fe2O3) crystals in the magnetic phase exhibits radio wave absorption performance in the range of 25 to 100 GHz (see Patent Document 3). ).
特許文献4には、プラスチックフィルムと、その少なくとも一面に設けた単層又は多層の金属薄膜とを有し、金属薄膜に多数の実質的に平行で断続的な線状痕が不規則な幅及び間隔で複数方向に形成された電磁波吸収体に好適な線状痕付き金属薄膜-プラスチック複合フィルムが提案されている。
特許文献5には、個々の共振周波数を有する複数のパッチ導体を所定の周期パターンで配列した共振層と、共振層で共振した電波を多重反射させる誘電体層と、誘電体層から入射した電波を該誘電体層側へ反射する反射導体層を備えた電波吸収構造が開示されている。
そして、上記のような電磁波吸収シートは電子デバイス内の他、建築物の内装などに用いられる。また、その電磁波吸収材料としては特許文献6に記載されているように、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アルキド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂等のアクリレ-ト共重合体変性樹脂が用いられる。また、特許文献7に記載されているようなポリアミドイミドや合成ゴムなどのゴム系材料等も用いられる。
The electromagnetic wave absorbing sheet as described above is used not only in electronic devices but also in the interior of buildings. In addition, as the electromagnetic wave absorbing material, as described in
近年、送受信するデータの大容量化、高速通信化、多地点同時接続化を可能とするために、30GHz以上のミリ波帯域を使用する無線通信の実用化が進み、それを可能にするミリ波対応デバイスの開発が進んでいる。また、極めて狭い指向性を活用する車載レーダー機器の利用が進められている。 In recent years, wireless communication using the millimeter-wave band of 30 GHz or higher has been put to practical use in order to enable large-capacity data transmission, high-speed communication, and simultaneous connection of multiple points. Development of compatible devices is progressing. In addition, the use of in-vehicle radar equipment that utilizes extremely narrow directivity is being promoted.
デバイスの筐体内における電磁波の乱反射などによる干渉はデバイスの誤作動を引き起こす。したがって、電磁波ノイズを抑制することは電磁波利用技術の一つとして重要である。
電磁波ノイズ抑制の一つの方法として、上述したような電磁波吸収シートの利用が考えられるが、現時点では、20GHzから数十GHz程度の周波数に対応するものがほとんどであり、ミリ波帯に対応していない。
ミリ波帯域の電磁波を吸収する電磁波吸収シートは存在するものの、現在実用化されて
いるものは、吸収性能を維持するため、シートが厚い。したがって、高集積化が進むデバ
イスの筐体内に組み込んで電磁波ノイズを抑制することが困難である。
Interference due to irregular reflection of electromagnetic waves inside the housing of the device causes malfunction of the device. Therefore, suppression of electromagnetic wave noise is important as one of electromagnetic wave utilization techniques.
As one method of suppressing electromagnetic wave noise, the use of the electromagnetic wave absorbing sheet as described above can be considered, but at present, most of them are compatible with frequencies from 20 GHz to several tens of GHz, and are compatible with the millimeter wave band. do not have.
Although there are electromagnetic wave absorbing sheets that absorb electromagnetic waves in the millimeter wave band, those currently in practical use are thick in order to maintain absorption performance. Therefore, it is difficult to suppress the electromagnetic noise by incorporating it into the housing of the device, which is becoming more and more highly integrated.
上記事情に鑑み、ミリ波帯域の周波数の電磁波を減衰することができ、かつ、薄い電磁波減衰フィルムを提供することを目的とする。さらには、電子デバイス内、建築物の内装などに設置される電磁波吸収体は、長期間継続的に使用されるものであるため、耐候性、耐熱性等の耐環境性に優れた電磁波減衰フィルムの提供も目的とする。尚、本発明の電磁波減衰フィルムは、電磁場を定常的に局在させることが可能なフィルムと考えられる。つまり、本発明の電磁波減衰フィルムは、電磁場の捕捉が可能なフィルムと考えられる。電磁場の「捕捉」とは、電界及び磁界が定常的に局在される状態とできる。また捕捉された電磁場は、一部が熱に変換されることで吸収され、一部は再放出される。すなわち、捕捉された電磁場のエネルギーは、熱のエネルギーと、再放出される電磁波のエネルギーに変換される。この再放出は、一般に指向性が低いと考えられるため、鏡面反射方向への電磁波は低減され、反射波が減衰すると考えられる。そのため電磁波の反射波は、入射した電磁波が熱に変換することによる吸収や再放出による散乱により、減衰できる。このような従来とは異なるメカニズムにより電磁波を減衰するため、従来不可能とされていた波長に対して1/4以下の薄い構造での減衰を可能としている。さらに本願の実施形態によれば、信じがたいことに、波長の10-2オーダーの厚みで電磁波を減衰可能なフィルムを得られる。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a thin electromagnetic wave attenuation film capable of attenuating electromagnetic waves with frequencies in the millimeter wave band. Furthermore, electromagnetic wave absorbers installed in electronic devices, interiors of buildings, etc. are used continuously for a long period of time. It also aims to provide The electromagnetic wave attenuation film of the present invention is considered to be a film capable of steadily localizing an electromagnetic field. In other words, the electromagnetic wave attenuation film of the present invention is considered to be a film capable of capturing an electromagnetic field. "Capturing" an electromagnetic field can be a state in which the electric and magnetic fields are constantly localized. Also, the trapped electromagnetic field is partly absorbed by being converted into heat, and partly reemitted. That is, the captured electromagnetic field energy is converted into thermal energy and reemitted electromagnetic energy. Since this re-emission is generally considered to have low directivity, it is considered that the electromagnetic wave in the specular reflection direction is reduced and the reflected wave is attenuated. Therefore, the reflected wave of the electromagnetic wave can be attenuated by absorption due to conversion of the incident electromagnetic wave into heat and scattering due to re-emission. Since the electromagnetic wave is attenuated by such a mechanism different from the conventional one, it is possible to attenuate the wavelength with a thin structure of 1/4 or less of the wavelength, which was conventionally considered impossible. Further, embodiments of the present application provide films that are capable of attenuating electromagnetic waves with thicknesses on the order of 10 −2 wavelengths, which is incredible.
本発明は、前面および背面を有する誘電体基材と、前面に配置された薄膜導電層と、背面に配置された平板インダクタまたは貼合層とを備えた電磁波減衰フィルムである。前記薄膜導電層上に樹脂材料からなるトップコート層を設けてもよい。
薄膜導電層は、複数の金属プレートを含み、金属プレートの厚さをT、表皮深さをd、としたときに周波数57GHz~90GHz帯域で下記式を満たすことを特徴とする電磁波減衰フィルムである。
-2.5 ≦ ln(T/d) ≦ -1.0
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an electromagnetic wave attenuation film comprising a dielectric substrate having a front surface and a back surface, a thin film conductive layer disposed on the front surface, and a planar inductor or laminate layer disposed on the back surface. A top coat layer made of a resin material may be provided on the thin film conductive layer.
The thin film conductive layer includes a plurality of metal plates, and is an electromagnetic wave attenuation film characterized by satisfying the following formula in a frequency band of 57 GHz to 90 GHz, where T is the thickness of the metal plate and d is the skin depth. .
-2.5 ≤ ln(T/d) ≤ -1.0
本発明に係る他の電磁波減衰フィルムは周波数57GHz~90GHz帯域で用いられ、前面および背面を有する誘電体基材と、前面に配置された薄膜導電層と、背面に配置された平板インダクタまたは貼合層とを備える。誘電体基材は、前面に、相対的に低い凹の部分の第一領域と、相対的に高い第二領域とからなる凹凸を有する。薄膜導電層は、第一領域に配置された複数の金属プレートを含む。第一領域は、離散して配置され、第二領域は、複数の前記第一領域間に配置されている。薄膜導電層上には樹脂材料からなるトップコート層を形成してもよい。 Another electromagnetic wave attenuation film according to the present invention is used in the 57 GHz to 90 GHz frequency band and includes a dielectric substrate having a front surface and a back surface, a thin film conductive layer disposed on the front surface, and a planar inductor or laminate disposed on the back surface. a layer; The dielectric substrate has, on its front surface, irregularities consisting of a relatively low recessed first region and a relatively high second region. A thin film conductive layer includes a plurality of metal plates disposed in the first region. The first regions are arranged discretely and the second regions are arranged between the plurality of first regions. A top coat layer made of a resin material may be formed on the thin film conductive layer.
本発明の実施形態によれば、ミリ波帯域の周波数の電波を減衰することができ、かつ、薄い電磁波減衰フィルムを提供できる。また耐候性に優れた電磁波減衰フィルムを提供することもできる。 According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a thin electromagnetic wave attenuation film capable of attenuating radio waves in the millimeter wave band. It is also possible to provide an electromagnetic wave attenuation film with excellent weather resistance.
電磁波減衰フィルム1は、誘電体基材(誘電体層)10と、誘電体基材10の前面10aに形成された薄膜導電層30と、誘電体基材の背面10bに形成された平板インダクタ50とを備えている。薄膜導電層は、薄い導電体の層である。薄膜導電層は、複数の金属プレートを含む。また、薄膜導電層は、サポートケージ(後述)を含んでもよい。平板インダクタは、導電性を有し、外部の磁束により平板インダクタ内部の表面近傍に電流を生じる。また、その電流に伴い、磁場を平板インダクタ外部の表面近傍に発生させる機能を有する。平板インダクタの形状は、平板(Slab)とできる。誘電体基材は、薄膜導電層と平板インダクタに挟持されている絶縁性の基材である。言い換えると、薄膜導電層と、平板インダクタは、誘電体基材を挟んで誘電体基材の厚さ方向に離間している。尚、前面は、電磁波を入射させる側の面とできる。背面は、誘電体基材の前面と反対側の面である。誘電体基材10は、相対的に前面が低い第一領域121と、第一領域の周囲に相対的に前面が高い第二領域122とを有してもよい。第二領域122上に位置する薄膜導電層を、サポートケージと称する。言い換えると、薄膜導電層は、第二領域122上にサポートケージを含む。
また、電磁波減衰フィルムで減衰される電磁波が単一の極小値となる周波数fを有する場合、この周波数fを、減衰中心周波数fとする。また、電磁波減衰フィルムで減衰される電磁波が複数の極小値を有する場合は、最も減衰の大きい極小値から-3dBとなる複数の周波数の平均値の周波数を減衰中心周波数とする。減衰中心波長は、誘電体基材中の光速を後述の減衰中心周波数fで除したものとできる。
また、電磁波減衰フィルム1は、空気とのインピーダンス整合を図り、シートの耐候性を高めるためのトップコート層200とを備えていてもよい。
The electromagnetic
When the electromagnetic wave attenuated by the electromagnetic wave attenuation film has a single minimum frequency f, this frequency f is defined as the attenuation center frequency f. When the electromagnetic wave attenuated by the electromagnetic wave attenuation film has a plurality of minimum values, the attenuation center frequency is the average frequency of the plurality of frequencies that is −3 dB from the maximum attenuation of the minimum value. The attenuation center wavelength can be obtained by dividing the speed of light in the dielectric substrate by the attenuation center frequency f, which will be described later.
The electromagnetic
図1は、本発明の第一実施形態に係る電磁波減衰フィルム1を示す模式平面図である。図2は、図1のI-I線における断面の一部を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an electromagnetic
誘電体基材10は、誘電体で形成され、導電性の材料で挟まれることによりコンデンサを形成できる。誘電体基材10は、絶縁性の材料とできる。
誘電体基材10を構成する材料の代表例は合成樹脂である。合成樹脂の種類は、絶縁性とともに十分な強度、可撓性及び加工性を有する限り特に制限されない。この合成樹脂は熱可塑樹脂とできる。合成樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル;ポリフェニレンサルファイド等のポリアリーレンサルファイド;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリスチレン等が挙げられる。これらの材料を単体で用いてもよいし、2種類以上混合させても、積層体としてもよい。また、誘電体基材10は、導電性粒子、絶縁性粒子、磁性粒子、または、その混合を含有してもよい。
The
A representative example of the material forming the
本発明の実施形態において、誘電体基材の厚みは、電磁波の波長に対して十分薄くできる。誘電体基材が電磁波の波長に対して十分薄い場合、誘電体基材内に進行波が生じないことが知られている。「十分薄い」とは、波長の1/2未満とできる。波長の1/2未満では、進行波は導波しない。これは、電磁波のカットオフと言われる現象である。さらには、波長の1/10以下とできる。一般に電磁波の伝搬距離の差が波長の1/10以下の場合、実質的な位相差が生じない。つまり、金属プレートと平板インダクタとの距離が誘電体基材での波長の1/10以下である場合、金属プレートの再放出する電磁波と平板インダクタとの反射波は、その距離により実質的な位相差を生じない。導電体に挟持された十分に薄い誘電体基材内には、電磁波は導波しないと考えられており、通常、電磁波は、そのような薄さになると遮断(カットオフ)され、そのような誘電体基材に電界や磁界は局在しない。尚、本発明の実施形態でのこの波長は、減衰中心波長とできる。さらに、予想外に、誘電体基材が波長の1/100以下の場合でさえ、減衰が得られている。このような厚みは、最高精度の鏡面の凹凸と同レベルの厚みであり、電磁波のスケールに対して実質的に厚みのない構造で減衰が得られていることになる。 In embodiments of the present invention, the thickness of the dielectric substrate can be made sufficiently thin with respect to the wavelength of the electromagnetic wave. It is known that traveling waves do not occur in the dielectric substrate if the dielectric substrate is sufficiently thin with respect to the wavelength of the electromagnetic wave. "Sufficiently thin" can be less than 1/2 wavelength. Below 1/2 wavelength, traveling waves are not guided. This is a phenomenon called electromagnetic wave cutoff. Furthermore, it can be 1/10 or less of the wavelength. In general, when the difference in propagation distance of electromagnetic waves is 1/10 or less of the wavelength, no substantial phase difference occurs. In other words, when the distance between the metal plate and the flat inductor is 1/10 or less of the wavelength at the dielectric base material, the electromagnetic wave reemitted from the metal plate and the reflected wave from the flat inductor have a substantial position due to the distance. no difference. It is believed that electromagnetic waves will not be guided within a sufficiently thin dielectric substrate sandwiched between conductors, and electromagnetic waves are normally cut off at such thinness, and such Electric and magnetic fields are not localized on the dielectric substrate. Note that this wavelength in the embodiment of the present invention can be the attenuation center wavelength. Moreover, unexpectedly attenuation is obtained even when the dielectric substrate is less than 1/100th of the wavelength. Such a thickness is at the same level as the unevenness of the mirror surface with the highest precision, and attenuation is obtained with a structure that is substantially thin with respect to the scale of the electromagnetic wave.
発明者らは、種々の実験及びシミュレーションの結果、十分に薄い誘電体基材内でも電磁波による電界及び磁界の定在的な局在が起こることを見出した。誘電体基材10の厚さは、5μm以上、300μm以下とできる。さらには、誘電体基材10の厚さは、5μm以上、100μm以下とできる。これは、ミリ波帯の波長の1/2より薄く、さらにはミリ波帯の波長の1/10より薄い。そのため、電磁波減衰フィルムは、薄いフィルムでありながら、ミリ波帯域の電磁波を減衰させることが可能である。誘電体基材10の厚さは、一定または可変である。
As a result of various experiments and simulations, the inventors have found that stationary localization of electric and magnetic fields due to electromagnetic waves occurs even within a sufficiently thin dielectric substrate. The thickness of the
誘電体基材10は、単層または多層とできる。誘電体基材10の前面は凹凸を有してもよい。誘電体基材10は、キャリア11と、キャリア11上に、下地層12とを有してもよい。下地層12の前面は、凹凸を有してもよい。キャリア11は、押出フィルムとできる。押出フィルムは、無延伸フィルムまたは延伸フィルムとできる。下地層12は、成形層とアンカー層との2層で構成してもよい。さらに、下地層12と金属プレートおよび平板インダクタとの密着を向上させるため、接着層を設けてもよい。下地層12、成形層、アンカー層、接着層は、誘電体基材を構成する材料と同様のものを使用することが可能である。
キャリア11は、誘電体基材10において背面10bを構成し、下地層12は、誘電体基材10において前面10aを構成する。前面10aが凹凸を有している場合、下地層12に凹凸構造を設けるとよい。すなわち、誘電体基材10の前面10aは、下地層12の凹凸に応じた凹凸を有し、誘電体基材10の背面10bは、概ね平坦である。
電磁波減衰フィルム1においては、前面10aの凹凸の態様により特性が変化する。この点については後述する。
The
The characteristics of the electromagnetic
薄膜導電層30は、電磁波減衰フィルム1の平面視において、前面10aの全体または一部を覆っている。平板インダクタ50は、背面10bの全体または一部を覆っている。平板インダクタ50は、電磁波減衰フィルム1の性能を大きく損なわない限りにおいて、例えば、電磁波減衰フィルム1の周縁の一部等に、薄膜導電層30や平板インダクタ50に覆われていない部位が存在してもよい。
The thin-
薄膜導電層30および平板インダクタ50の材料は、導電性を有する限り特に限定されない。耐食性およびコストの観点からは、アルミニウム、銅、銀、金、白金、スズ、ニッケル、コバルト、クロム、モリブデン、鉄及びこれらの合金が好ましい。薄膜導電層30および平板インダクタ50は、例えば、誘電体基材10に真空蒸着を行うことにより形成できる。平板インダクタ50は、導電性の化合物としてもよい。さらに平板インダクタ50は、連続面でもよいし、メッシュ状、パッチ等のパターンを有していてもよい。
薄膜導電層30の厚さは、10nm以上、1000nm以下とできる。10nm未満であると、電磁波を減衰させる機能が低下する可能性がある。1000nmを超えると、生産性が落ちる可能性がある。
平板インダクタ50は鋳物、圧延金属板、金属箔、蒸着膜、スパッタ膜およびめっきとできる。圧延金属板の厚さは、0.1mm以上5mm以下とできる。金属箔の厚さは5μm以上100μm未満とできる。平板インダクタ50が蒸着膜、スパッタ膜およびメッキ膜の場合は、0.5μm以上、5mm未満とできる。平板インダクタ50の厚さは、0.5μm~5mmとできる。また、平板インダクタ50が鋳物の場合は、厚さは特定されないが、最大寸法が10mm以上のものとできる。また、平板インダクタ50の厚さは、減衰中心波長により求められる表皮深さ以上とできる。また、平板インダクタ50の厚さは、薄膜導電層30の厚さより厚くできる。
薄膜導電層30と平板インダクタ50の材質は、同じ金属種とすることができる。この同じ金属種は、同じ純金属か同じ金属の合金(例えば、双方ともアルミニウム合金)とするか、薄膜導電層30を純金属とし平板インダクタ50を薄膜導電層30の金属の合金としてもよい。また、薄膜導電層30と平板インダクタ50の材質は、異なる金属種としてもよい。
薄膜導電層30は、誘電体基材の反対側の面にトップコート層200を有してもよい。図3は、トップコート層を設けた場合の図1のI-I線における断面の一部を示す模式図である。 平板インダクタ50も、誘電体基材の反対側の面にトップコート層200を有してもよい。トップコート層200の厚さは、0.1μm以上、50μm以下とできる。さらには、1μm以上、5μm以下とできる。トップコート層200は単層または多層である。トップコート層200の材質は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂の単体、混合体、複合体とできる。また、絶縁性粒子、磁性粒子、導電性粒子、または、その混合を含有してもよい。粒子は、無機粒子とできる。トップコート層200を設けることで、電波が伝搬する空気とインピーダンスが整合し、薄膜導電層に対し、電波が効果的に減衰することが可能となる。また、薄膜導電層30、平板インダクタ50に、耐食性、耐薬品性、耐熱性、耐摩擦性、耐衝撃性等を付与することが出来る。例えば、架橋したアクリル樹脂、架橋したエポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂等を用いることにより、耐溶剤性を向上させた上で、耐熱性を向上させることが可能となる。また、ウレタン樹脂等を用いることで耐衝撃性を、シリコーン樹脂を用いることで耐摩擦性を向上させることが可能となる。
Materials for the thin-
The thickness of the thin film
The
The materials of the thin film
The thin film
誘電体基材10は、相対的に前面が低い第一領域121と、相対的に前面が高い第二領域122を有してもよい。第一領域121の平面視形状は、正方形、六角形、十字、その他の多角形、円形、楕円とできる。この正方形、六角形、十字、その他の多角形の角は丸い形状とできる。
第一領域121は、離散して配置されている。第一領域121は、所定のピッチで二次元マトリクス状に配置されている。第二領域122は、電磁波減衰フィルム1の平面視において第一領域121を取り囲んでいる。第一領域121上の薄膜導電層30に金属プレートを含む。つまり、第一領域121上に金属プレートを備える。言い換えると、金属プレートは、第一領域121上に位置する。金属プレートの平面視形状は、正方形、六角形、十字、その他の多角形、円形、楕円とできる。この正方形、六角形、十字、その他の多角形の角は丸い形状とできる。第二領域122は、第一領域121の上述した態様により、平面視において網目状や格子状に形成されている。
第一領域121および第二領域122の薄膜導電層30と接する面は、概ね背面と平行である。さらに、一部または全面に粗面を有してもよい。後述するが、第一領域121および第二領域122の薄膜導電層30と接する面を一部または全面を粗面とすることで、薄膜導電層30の電気抵抗を調整できる。
The
The
The surfaces of the
図2に示すように、薄膜導電層30は、第一領域121および第二領域122の上面に形成されている。その一方で、第一領域121よりも上方に延びる第二領域122の側面122aには薄膜導電層30は存在せず、誘電体基材10が露出している。これにより、第一領域121の薄膜導電層30と、第二領域122の薄膜導電層30とは、電気的に絶縁状態とできる。電気的に絶縁状態とできれば、側面122aの一部が薄膜導電層30で覆われていてもよい。
各第一領域の金属プレートは、第一領域121の平面視形状に沿った形状とできる。すなわち、第一領域121の平面視形状と同じか、相似形とできる。また、誘電体基材10は、複数の平面視形状が同形同大の複数の金属プレートを含んでもよい。さらに、第一領域121は互いに平行な状態を保って離散させることができ、前面における配置密度は概ね均一とできる。
As shown in FIG. 2, the thin film
The metal plate of each first region can have a shape that follows the shape of the
電磁波減衰フィルム1は、上述した構成によって、特定の波長において、特有のメカニズムを発現すると考えらえる。
The electromagnetic
本発明の電磁波減衰フィルムに入射する電磁波は下記のようにふるまう。具体的には、入射波により発生する電磁場及び電流は、下記のようになると考えられる。 Electromagnetic waves incident on the electromagnetic wave attenuation film of the present invention behave as follows. Specifically, the electromagnetic field and current generated by the incident wave are considered to be as follows.
まず、金属プレートを透過した入射波の磁束の変動は、ファラデーの法則により、平板インダクタ50に平板インダクタ50の入射面に水平な交流電流を誘導する。この交流電流は平板インダクタ50に隣接する誘電体基材に変動する磁場を、アンペールの法則により、発生させる。また、変動する磁場は、透磁率を係数として変動する磁束となる。
First, the fluctuation of the magnetic flux of the incident wave transmitted through the metal plate induces an alternating current in the
変動する磁束により発生する電場は、通常、ヘンリーの法則により磁束を抑制するような向きの電流を誘導する。しかし、本願の構成の場合、予期に反して、逆に電流を増強する向きに働く。これにより、金属プレートには、入射波で誘導された以上の電流が流れる。つまり、金属プレートの面積は、平板インダクタ50の面積より狭いが、平板インダクタ50と同程度の電流を生じさせることができる。
An electric field generated by a fluctuating flux normally induces a current directed to constrain the flux according to Henry's law. However, in the case of the configuration of the present application, contrary to expectations, it works in the opposite direction to increase the current. This causes the metal plate to carry more current than was induced by the incident wave. That is, although the area of the metal plate is smaller than the area of the
この金属プレートに生じる電流の向きは、平板インダクタ50と逆向きとなる。金属プレートと平板インダクタ50に流れる双方に反対向きの電流と、その間に流れる変位電流とにより閉回路を形成できる。金属プレートと平板インダクタ50の間のみでの閉回路となり、電磁波減衰フィルムの外部の空間に電磁波減衰フィルムに水平な電束が発生しない場合には、反射波が発生しえない。また、平板インダクタ50による反射波と、金属プレートの電流により再放出する電磁波は、位相がπずれているため、相互に打ち消し合う。
The direction of current generated in this metal plate is opposite to that of the
上記の原理により、電磁波減衰フィルムによる反射波は減衰する。エネルギーの観点からは、下記のように、複数のメカニズムが相乗的に作用していると考えられる。 Reflected waves by the electromagnetic wave attenuation film are attenuated by the above principle. From the energy point of view, it is believed that multiple mechanisms act synergistically, as described below.
第一のメカニズムは、後に磁界密度のシミュレーションにより示すように、入射波による進行しない周期的に振動する電磁場の発生である。まず、誘電体基材10の背面にある
平板インダクタ50により、平板インダクタ50の接線方向に磁束が入射波に誘導される。誘導された磁束により、第一領域121上の薄膜導電層30(すなわち、金属プレート)の対向する一対の辺から伸張する方向に、平板インダクタ50に対して垂直な方向に電場が発生する。次に、電磁波が平板インダクタに入射すると、変動する磁束により平板インダクタの表面近傍に近接するように電流が誘導される。平板インダクタ内に誘導された電流により、平板インダクタの表面近傍に近接する誘電体基材10に磁場が発生する。この電場と金属プレートと平板インダクタ50の電流は、金属プレートと平板インダクタ50との間に平板インダクタ50により誘導される磁束と同じ向きの磁場を発生させる。ここで、金属プレートの形状は、プレート状であり、その材質は金属である。誘電体基材内に発生した電界は、入射波の周期と同じ周期で変動している。磁界の周期的な変動は、薄膜導電層30と平板インダクタ50との間の電界を周期的に変動させる。その結果、薄膜導電層30と平板インダクタ50との間に進行しない周期的に変動する電磁場が発生する。後に電流密度のシミュレーションにより示すように、周期的に変動する電磁場中の磁場により金属プレートに交流電流が誘導される。また、周期的に変動する電場は金属プレートに周期的に変動する電位を発生させる。電磁場は進行せずその場に留まり、誘導された交流電流は電力損失し、結果として電磁場のエネルギーが熱に変換され、電磁波を吸収する。また、金属プレートに誘導された交流電流は、金属プレートの誘電体基材10と接している面とは反対側の面から電磁波を再放出すると考えられる。
つまり、電磁波減衰フィルムで捕捉された電磁波のエネルギーは、一部は、熱のエネルギーに変換され、残りは再放出すると考えらえる。また、マクスウェル方程式等で表される古典的な電磁気の理論によれば、誘導される交流電流の周波数は入射波と同じ周波数となるため、再放出される電磁波の周波数は、入射波の周波数と同じとなる。その結果、入射波と同じ周波数の電磁波が再放出される。また、振動する電磁場を量子として考えた場合、量子がエネルギーを失い、よりエネルギーの低い長波長の電磁波が再放出されることも考えられる。また、再放出は、入射した電磁波による誘導放出と自然放出があると考えられる。誘導放出は、入射波の反射方向、すなわち鏡面反射方向に入射波が反射する反射波とコヒーレントな電磁波が放出されると考えられる。自然放出は時間とともに減衰すると考えられる。また、自然放出の空間分布は、電磁波減衰フィルムが回折構造、干渉構造、屈折構造を有していない場合は、ランバート反射に近いと考えられる。
減衰中心波長は、図2に示す第一領域121上に形成された薄膜導電層30の面方向における寸法W1(図7参照。以下、「幅W1」と称することがある。)と相関する。すなわち、第一のメカニズムにより好適に減衰される電磁波の波長は、寸法W1を変更することにより変更でき、電磁波減衰フィルム1においては、電磁波の減衰を自由度高くかつ簡便に設定できる。したがって、容易に15GHz以上、150GHz以下の帯域における直線偏波の電磁波を捕捉可能な構成とすることができる。
The first mechanism is the generation of a non-traveling, periodically oscillating electromagnetic field by the incident wave, as shown later by magnetic field density simulations. First, magnetic flux is induced in the incident wave in the tangential direction of the
In other words, part of the electromagnetic wave energy captured by the electromagnetic wave attenuation film is converted into heat energy, and the rest is reemitted. In addition, according to the classical theory of electromagnetism represented by Maxwell's equations, etc., the frequency of the induced alternating current is the same as the frequency of the incident wave, so the frequency of the reemitted electromagnetic wave is the same as the frequency of the incident wave. be the same. As a result, an electromagnetic wave of the same frequency as the incident wave is re-emitted. In addition, when an oscillating electromagnetic field is considered as a quantum, it is conceivable that the quantum loses energy and reemerges electromagnetic waves with lower energy and longer wavelength. Re-emission is considered to include stimulated emission and spontaneous emission by incident electromagnetic waves. Stimulated emission is considered to emit an electromagnetic wave that is coherent with a reflected wave in which the incident wave is reflected in the reflection direction of the incident wave, that is, in the specular reflection direction. Spontaneous emission is thought to decay with time. Also, the spatial distribution of spontaneous emission is considered to be close to Lambertian reflection when the electromagnetic wave attenuation film does not have a diffractive structure, an interference structure, or a refractive structure.
The attenuation center wavelength correlates with the dimension W1 in the planar direction of the thin film
進行しない電磁場の周期的な変動は、金属プレートの平面視形状における向かい合う辺の間で発生すると考えられる。したがって、第一のメカニズムが発生するためには、一定の長さの辺が向かい合うことが好ましい。このことと、発明者らによる検討結果を踏まえ、薄膜導電層における幅W1が0.25mm以上の区画を金属プレートとすることができる。ある金属プレートにおいて、複数のW1を取りうる場合は、そのうち最大の値をその金属プレートにおけるW1と定義できる。W1を0.25mm~4mm程度の範囲内とすることにより、15GHz以上、150GHz以下の帯域の電磁波を減衰することが可能となる。減衰する電磁波の周波数と金属プレートの幅の関係性は、図25に示すように、それぞれを対数としたグラフ上で、直線として表せる。つまり、減衰する電磁波の周波数は、金属プレートの幅のべき乗関数となる。その関数のべきは、近似的に-1であり、ほぼ反比例となる。
薄膜導電層に含まれる複数の金属プレートは、寸法W1の異なるものが複数種類配置されてもよい。この場合、それぞれの電磁波の減衰ピークが重ね合わされ、減衰できる電磁波を広帯域化できる。
Periodic fluctuations in the non-progressing electromagnetic field are thought to occur between opposite sides of the planar shape of the metal plate. Therefore, for the first mechanism to occur, it is preferable that the sides of a certain length face each other. Based on this fact and the results of studies by the inventors, it is possible to use a section of the thin film conductive layer with a width W1 of 0.25 mm or more as a metal plate. If a plurality of W1 values are possible for a certain metal plate, the maximum value among them can be defined as W1 for that metal plate. By setting W1 within the range of about 0.25 mm to 4 mm, it becomes possible to attenuate electromagnetic waves in the band of 15 GHz or more and 150 GHz or less. As shown in FIG. 25, the relationship between the frequency of the attenuated electromagnetic wave and the width of the metal plate can be expressed as a straight line on a graph with each logarithm. That is, the frequency of the attenuated electromagnetic wave is a power function of the width of the metal plate. The power of the function is approximately -1 and is almost inversely proportional.
The plurality of metal plates included in the thin film conductive layer may be arranged in a plurality of types with different dimensions W1. In this case, the attenuation peaks of the respective electromagnetic waves are superimposed, and the bands of electromagnetic waves that can be attenuated can be broadened.
第二のメカニズムは、薄膜導電層30と平板インダクタ50とによる電磁場の閉じ込めである。電磁波減衰フィルム1においては、第一領域121において、誘電体基材10が薄膜導電層30と平板インダクタ50とに挟まれている。このため、電磁波により電磁波減衰フィルム1の誘電体基材10に生じた電場は、金属プレートの電荷、電流によって金属プレートを含む薄膜導電層30と平板インダクタ50との間の誘電体基材10内に閉じ込められる。すなわち、金属プレートは、電磁場を抑制し、誘電体基材10に電磁場を閉じ込める。つまり、金属プレートは、チョークとして機能できる。言い換えれば、金属プレートは、チョークとして機能するチョークプレートとできる。
また、磁束は、この閉じ込められた電場の周期的な変動によっても、第一領域内に誘導されると考えられる。これにより、第一領域内に振動する電磁場が集積し、電磁場のエネルギー密度が高まる。一般的に、エネルギー密度が高いほど減衰しやすいため、このメカニズムにより電磁波は効率よく減衰される。また、第二のメカニズムでは、誘電体基材10の誘電正接が高いほど、誘電体基材内に蓄積された電磁場のエネルギー損失が大きくなる。また、誘電体基材に集積した磁場は、金属プレートに大きな電流を伴い、誘電体基材に集積した電場は大きな電位差を生じる。大きな電流と大きな電位差によりその積である電力損失を大きくすることができる。電力損失として、電磁波のエネルギーを消費し、その結果、電磁波が減衰する。
The second mechanism is electromagnetic field confinement by thin film
Magnetic flux is also believed to be induced in the first region by periodic variations in this confined electric field. This concentrates the oscillating electromagnetic field in the first region and increases the energy density of the electromagnetic field. Generally, the higher the energy density, the easier it is to attenuate, so this mechanism efficiently attenuates electromagnetic waves. In the second mechanism, the higher the dielectric loss tangent of the
第三のメカニズムは、対向する薄膜導電層30と平板インダクタ50とその間の誘電体基材10によるコンデンサを含む電気回路での電力損失によるものである。電磁波減衰フィルム1においては、第一領域121、第二領域122のいずれにおいても、誘電体基材10が薄膜導電層30と平板インダクタ50とに挟まれている。このため、第一領域121、第二領域122、および誘電体基材10はコンデンサとして機能する。したがって、電磁波減衰フィルム1の誘電体基材10に入射した電磁波は、コンデンサを含む電気回路により減衰される。
コンデンサの静電容量が大きいほど多くの電荷を蓄積することで蓄えられるエネルギーが増加するため、静電容量が大きいほど高エネルギーに対応しうる。
静電容量は誘電体基材10の厚さに反比例するため、この観点からは、誘電体基材10の厚さは薄いほうがより好ましい。また、薄膜導電層30と平板インダクタ50との距離は誘電体基材10の厚さで定まるため、薄膜導電層30と平板インダクタ50との間の電気抵抗は、誘電体基材10の厚さに比例する。誘電体基材10の抵抗が小さいと誘電体基材10でのリーク電流は増大し、薄膜導電層30と平板インダクタ50とのコンデンサを含む電気回路に流れる電流は増加する。このため、リーク電流による電力損失を増大しやすく、電力損失により電磁波のエネルギーを吸収しやすい。また、本発明の実施形態の電磁波減衰フィルム1では、金属プレートが配置された箇所の誘電体基材10の厚さを変更しても減衰する電磁場の波長はシフトしないため、コンデンサを含む電気回路の特性に合わせて、誘電体基材10の厚さを設計可能である。
A third mechanism is due to power loss in the electrical circuit including the capacitors due to the opposing thin film
The larger the capacitance of the capacitor, the greater the amount of energy that can be stored by accumulating a large amount of electric charge.
Since the capacitance is inversely proportional to the thickness of the
以上説明したように、電磁波減衰フィルム1に入射した電磁波は、第一のメカニズムにより平板インダクタの表面近傍に近接する誘電体基材10に電磁場を発生させ、第二のメカニズムにより電磁波により生じた電磁場が閉じ込められることで、捕捉される。このように、電磁波減衰フィルム1は、電磁波を捕捉可能である。捕捉された電磁波は、第二のメカニズムによる電界損失と電力損失、第三のメカニズムの電気回路による電力損失により減衰される。また、トップコート層200を設けることで、電波が伝搬する空気とインピーダンスが整合し、薄膜導電層に対し、電波が効果的に減衰する事が可能となる。減衰される電磁波の波長は、図25に示すように、金属プレートの寸法W1を変更することにより変更できる。より詳しくは、反射波が極小になる周波数、すなわち減衰が極大となる周波数は、図25のように、金属プレートのサイズの累乗に極めて高い近似性を示す。そのため、電磁波減衰フィルム1においては、電磁波減衰特性を自由度高くかつ簡便に設定できる。したがって、15GHz以上、150GHz以下の帯域における直線偏波、円偏波または、楕円偏波の電波を捕捉するように設定することも容易である。
図25のシミュレーションにおいて、金属プレートは正方形であり、W1は一辺の長さである。
As described above, the electromagnetic wave incident on the electromagnetic
In the simulation of FIG. 25, the metal plate is square and W1 is the length of one side.
第一実施形態の電磁波減衰フィルム1の誘電体基材は、第一領域121および第二領域122を有し、第二領域122の側面122aの少なくとも一部が薄膜導電層30に覆われずに、露出している。その結果、電磁波減衰フィルムの平面視面積を増加させずに電磁波が入射可能な部位を容易に増加させることができ、効率よく電磁波を捕捉し減衰することができる。
The dielectric base material of the electromagnetic
第一実施形態の電磁波減衰フィルム1において、サポートケージとなる第二領域122上の薄膜導電層30は、主に第二のメカニズムおよび第三のメカニズムを増強することにより、電磁波の減衰性を向上する。
さらに、発明者らの検討では、金属プレートの周縁部で電界が強くなっており、周縁部に近いサポートケージでも電位を生じていると考えられる。
In the electromagnetic
Furthermore, according to the inventors' study, it is considered that the electric field is strong at the peripheral edge of the metal plate, and that the support cage near the peripheral edge also generates an electric potential.
図4にサポートケージが無い場合の電界強度のシミュレーション結果を、図5にサポートケージがある場合の電界強度のシミュレーション結果をそれぞれ示す。図4および図5では、(a)における金属プレートの周縁部を、(b)で拡大して示しており、金属プレートに符号Aを、サポートケージに符号Bをそれぞれ付している。
図4(b)と図5(b)とを比較すると、図5(b)において金属プレートの周縁部における電界強度がより強くなっていることがわかる。すなわち、サポートケージに生じる上述の電位は、第一のメカニズムにおける電力損失をより大きくすることに寄与すると考えられる。
FIG. 4 shows the simulation result of the electric field strength without the support cage, and FIG. 5 shows the simulation result of the electric field strength with the support cage. 4 and 5, the peripheral edge of the metal plate in (a) is enlarged in (b), and the metal plate is denoted by A and the support cage by B, respectively.
Comparing FIG. 4(b) and FIG. 5(b), it can be seen that the electric field intensity at the peripheral edge of the metal plate is stronger in FIG. 5(b). That is, it is believed that the above-mentioned electric potential generated in the support cage contributes to greater power loss in the first mechanism.
電磁波減衰フィルム1においては、第三のメカニズムの果たす役割も重要である。誘電体基材10に電界が生じると、金属プレートの下方に電磁場が閉じ込められる。すなわち、エネルギー密度の高い電磁場が金属プレートの下方に生じる。閉じ込められた電磁場は、第二のメカニズムによる電力損失と、第三のメカニズムの誘電損失とにより減衰されると考えられる。
In the electromagnetic
発明者らの検討では、金属プレートを構成する金属のアドミタンス(電気抵抗の逆数)により、第一のメカニズムによる減衰が変化することが分かった。アドミタンス(siemens/m)が1000万以上で、良好な電磁波の減衰が得られた。常伝導体で最もアドミタンスが高い物質として銀が知られており、そのアドミタンスは61~66×106であることから、アドミタンスの上限値はおよそ7000万となる。アドミタンスが500万以上、7000万以下の金属を用いることができる。金属プレートを構成する金属は、強磁性体、常磁性体、反磁性体、反強磁性体とできる。強磁性体の金属の実例は、ニッケル、コバルト、鉄またはその合金である。常磁性体の金属の実例は、アルミニウム、スズ(βスズ)またはその合金である。反磁性の金属の実例は、金、銀、銅、スズ(αスズ)、亜鉛またはその合金である。反磁性の合金の実例は、銅と亜鉛の合金である真鍮である。反強磁性の金属の実例は、クロムである。これらの金属の金属プレートにより良好な電磁波の減衰が示された。
一方で、本発明において、金属プレートの表面は酸化、窒化または酸窒化していてもよい。金属プレートの表面の酸化金属、窒化金属は、表面処理で形成できる。表面処理は薬品を用いた化学処理、熱処理または、その双方とできる。また、金属プレート内に酸化金属膜が存在してもよいし、金属と金属酸化物とが混合している層があってもよい。このような構成では、金属プレートの抵抗値が上昇し、電圧降下が高まることで電力損失が大きくなり、電磁波の減衰性を向上することができる。
また、金属プレート30Aは、異なる材質の膜を積層した多層膜とすることができる。積層する膜の材質は、導電体または絶縁体とできる。
The inventors' studies have shown that the attenuation due to the first mechanism changes depending on the admittance (reciprocal of electrical resistance) of the metal forming the metal plate. An admittance (siemens/m) of 10,000,000 or more was obtained, and good attenuation of electromagnetic waves was obtained. Silver is known as a substance having the highest admittance among normal conductors, and since its admittance is 61 to 66×10 6 , the upper limit of the admittance is about 70 million. A metal having an admittance of 5 million or more and 70 million or less can be used. The metal that makes up the metal plate can be ferromagnetic, paramagnetic, diamagnetic, or antiferromagnetic. Examples of ferromagnetic metals are nickel, cobalt, iron or alloys thereof. Examples of paramagnetic metals are aluminum, tin (β-tin) or alloys thereof. Examples of diamagnetic metals are gold, silver, copper, tin (α-tin), zinc or alloys thereof. An example of a diamagnetic alloy is brass, an alloy of copper and zinc. An example of an antiferromagnetic metal is chromium. Metal plates of these metals have shown good electromagnetic wave attenuation.
On the other hand, in the present invention, the surface of the metal plate may be oxidized, nitrided or oxynitrided. Metal oxide and metal nitride on the surface of the metal plate can be formed by surface treatment. The surface treatment can be chemical treatment using chemicals, heat treatment, or both. Also, a metal oxide film may exist in the metal plate, or a layer in which metal and metal oxide are mixed may exist. In such a configuration, the resistance value of the metal plate increases, the voltage drop increases, the power loss increases, and the attenuation of electromagnetic waves can be improved.
Also, the
電磁波減衰フィルム1の製造手順の一例について説明する。
まず、誘電体基材10を形成する。キャリア11上に凹凸部を形成する樹脂を層状に配置し、表面に第一領域および第二領域を形成すると、下地層12を有する誘電体基材10が完成する。下地層12を形成する樹脂は感光性樹脂とできる。この場合は、フォトリソグラフィを利用できる。感光性樹脂は、ネガレジストや、ポジレジストとできる。光硬化性樹脂で下地層12を形成することもできる。熱可塑性樹脂で下地層12を形成することもできる。この場合は、熱転写を利用できる。熱硬化性樹脂で下地層12を形成することもできる。樹脂は、溶剤に可溶な可溶性樹脂(油性インキ)でもよい。また、樹脂は、水溶性樹脂(水性インキ)でもよい。
An example of the manufacturing procedure of the electromagnetic
First, the
次に、誘電体基材10の前面10aおよび背面10bに、それぞれ薄膜導電層30および平板インダクタ50を形成する。薄膜導電層30および平板インダクタ50は、物理堆積で形成できる。物理堆積は蒸着やスパッタリングとできる。薄膜導電層30と平板インダクタ50とはいずれが先に形成されてもよく、両者の材質が異なってもよい。また、平板インダクタ50は、鋳物、圧延金属板、金属箔、蒸着膜、スパッタ膜およびめっきのいずれかとすることができる。鋳物の材質は、鋳鉄またはアルミニウム合金とできる。圧延金属板の材質は、鋼材、ステンレス、アルミニウムまたは、アルミニウム合金とできる。めっきは、電解めっきまたは無電解めっきとできる。めっきは、銅めっき、無電解ニッケルめっき、電解ニッケルめっき、亜鉛めっき、電解クロムめっき、またはこれらの積層とできる。
薄膜導電層30においては、金属プレートとそれ以外の部分とがつながっていないことが重要である。つながっていると上述した幅W1が変化してしまうため、電磁波の減衰性が想定と異なってしまう可能性がある。このため、第二領域の側面に形成された薄膜導電層30を除去する工程を追加してもよい。この工程には、レーザーエッチング等を利用できる。
Next, a thin film
In the thin film
トップコート層200を設ける場合においては、塗布方法は、特に限定されず、フィルム製造に使用されている方法から適宜選択すればよい。塗布方法の例には、グラビアコート、リバースコート、グラビアリバースコート、ダイコート、フローコート等が上げられる。
When the
上述した製造手順においては、下地層12を形成した後にキャリア11を剥離してもよい。このようにすると、下地層12のみからなる単層の誘電体基材が形成される。
In the manufacturing procedure described above, the
製造手順の他の例として、誘電体基材に薄膜導電層30および平板インダクタ50を形成した後に、薄膜導電層30側に凹凸形状を形成してもよい。この場合は、版を用いた転写が好適である。熱転写を行う場合は、薄膜導電層30に版を押し当てて加熱する。
この製造手順では、版に押された薄膜導電層30が伸展して金属プレートとそれ以外の部分とがつながった状態となりやすい。これを解消する方法としては、上述のレーザーエッチングの他に、版形状の工夫が挙げられる。例えば、版において、第一領域を形成する凸部の周辺を鋭利に形成しておくと、版が薄膜導電層30に押し当てられた際に金属プレートの周縁が切断される。これにより、転写時に金属プレートとそれ以外の部分とがつながっていない状態を確保できる。
As another example of the manufacturing procedure, after the thin film
In this manufacturing procedure, the thin-
本発明の第二実施形態について、図6から図9を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。第二実施形態においても、上述の第一、第二、第三のそれぞれのメカニズムは発現していると考えられる。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9. FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the same configurations as those already described, and redundant descriptions will be omitted. Also in the second embodiment, each of the above-described first, second, and third mechanisms is considered to occur.
図6および図7に第二実施形態の電磁波減衰フィルム61を示す。図6は、本発明の第二実施形態に係る電磁波減衰フィルムを示す模式平面図であり、図7は、図6のII-II線における断面の一部を示す模式図である。また図8は、トップコート層を設けた場合の図6のII-II線における断面の一部を示す模式図である。
電磁波減衰フィルム61は、誘電体基材62と、複数の金属プレート30Aと、平板インダクタ50とを備えている。金属プレート30Aの厚さは1000nm以下とできる。
6 and 7 show an electromagnetic
The electromagnetic
第二実施形態の誘電体基材62は、第一実施形態の誘電体基材と同様の材料および構成とすることができる。誘電体基材62は、キャリア11の上に下地層を設けた構成にしてもよいし、キャリア11のみで構成することも可能である。前面62aおよび背面62bのいずれも平坦面または粗面である。背面62bには平板インダクタ50が設けられているが、背面62bと平板インダクタ50との間に接着層が設けられてもよい。接着層および平板インダクタ50は、第一実施形態と同じ材質、同じ製法で形成できる。前面62a側には、複数の金属プレート30Aが、配置されている。金属プレート30Aは、堆積法により形成後、エッチングすることで形成できる。この堆積法は、物理堆積法または化学堆積法とできる。金属プレートの形成には、物理堆積法が適している。物理堆積法は、真空蒸着法はたはスパッタ法とできる。真空蒸着法は、生産性が高く好ましい。金属プレートの形状にマスク層をパターンで印刷し、その後、エッチングにより余分な薄膜導電層を除去することで金属プレートとすることができる。エッチングに用いるエッチング液は、水酸化ナトリウム溶液とできる。水酸化ナトリウム溶液の濃度は、0.001mol/L以上、1mol/L以下とできる。金属プレート30Aの金属は、第一実施形態と同じ金属とできる。金属プレートは、離散して配置されている。減衰中心周波数は、金属プレートの幅のべき乗関数として表せる。複数の金属プレート30Aは、同形同大とし、一定の間隔で配置されてもよい。言い換えると、2つ以上の同形同大の複数の金属プレート30Aが、一定の間隔を空けて配置されていてもよい。すなわち、前面62aは、全体が金属層に覆われておらず、金属プレート30Aが配置されていない部位において誘電体基材62が露出している。
The
また、形、大きさ、またはその双方が異なる複数の金属プレート30Aのそれぞれの金属プレート30Aと同形同大の金属プレート30Aが複数配置されてもよい。言い換えると、形、大きさ、またはその双方が異なる金属プレートが複数配置され、また同じ形、大きさの金属プレートが複数配置されていてもよい。金属プレートの配置は一定の間隔、一定の向きとできる。また、間隔が異なり、また、向きも異なってもよい。さらに間隔が異なり、向きが同じであってもよい。また一部の間隔が一定であり、一部の向きが同じであってもよい。さらに、形状、大きさ、またはその双方が異なる複数の金属プレートを金属プレートセットとしてもよい。金属プレートセットを構成する金属プレートの配置間隔は、全てまたは一部が一定または、全て異なるものとできる。金属プレートセットを構成する金属プレートの向きは、全てまたは一部が一定または、全て異なるものとできる。形状、大きさ、またはその双方が異なる複数の金属プレートを有する金属プレートセットは、それぞれの金属プレートの減衰する周波数のスペクトルが異なり、複数の周波数帯を減衰したり、減衰する周波数を広帯域化したりすることができる。また、金属プレートの配置間隔が異なると、減衰する周波数のスペクトルも異なるものとできる。金属プレートセットの向きが異なると、減衰の偏波の依存性を異なるものとできる。金属プレートセットを構成する複数の金属プレートは、それぞれ減衰する周波数が異なり、その周波数の差が規則的でもよい。
金属プレートセットは、複数配置してもよい。ある金属プレートセットを構成する金属プレートの形状、大きさ、配置と同一形状、大きさ、配置、金属プレートから構成される金属プレートセットを複数配置してもよい。薄膜導電層に異なる複数の金属プレートを含むことにより、広帯域化、複数の周波数の電磁波を減衰すること、またはその双方が可能となる。
Alternatively, a plurality of
A plurality of metal plate sets may be arranged. A plurality of metal plate sets composed of metal plates having the same shape, size, arrangement, and the same shape, size, and arrangement as metal plates constituting a certain metal plate set may be arranged. Including multiple different metal plates in the thin film conductive layer allows for broadening the bandwidth, attenuating electromagnetic waves at multiple frequencies, or both.
金属プレートは、複数の金属セグメントに分割されていてもよい。言い換えると、金属プレートは、複数の金属セグメントからなっていてもよい。金属プレート内の複数の金属セグメントは、導通していてもよい。複数の金属セグメントは、配線で導通してもよい。配線は、インピーダンスを有してもよい。このインピーダンスは、金属セグメントと整合していてもよい。配線および金属プレート内の複数の金属セグメントは、一体として機能してもよい。複数の金属セグメントは、単独で存在している場合と異なる性質を有してもよい。具体的には、共振する周波数や、減衰性が単独で存在している場合と、金属プレート内を構成している場合で異なってもよい。また、金属プレートの断面形状は、平面形状、多面体形状または曲面形状とできる。多面体または曲面の場合、その底部と頂部との距離、すなわち高さは、50μm以下とできる。またその高さと金属プレートの対向する辺の間の距離との比は、1:100以上、1:10以下とできる。 The metal plate may be divided into multiple metal segments. In other words, the metal plate may consist of a plurality of metal segments. A plurality of metal segments within the metal plate may be conducting. The multiple metal segments may be interconnected with wires. The wiring may have impedance. This impedance may be matched to the metal segment. Multiple metal segments within the wiring and metal plate may function as a unit. Multiple metal segments may have different properties than when present alone. Specifically, the resonance frequency and the damping property may be different depending on whether the damping property exists alone or in the metal plate. Also, the cross-sectional shape of the metal plate can be planar, polyhedral, or curved. In the case of a polyhedron or curved surface, the distance between the base and the top, ie, the height, can be 50 μm or less. Also, the ratio of the height to the distance between the opposing sides of the metal plate can be 1:100 or more and 1:10 or less.
第二実施形態の電磁波減衰フィルムにおける減衰性の設定は、第一実施形態と同様に金属プレートの幅W1を変更することにより行うことができ、15GHz以上、150GHz以下の帯域における直線偏波の電磁波を捕捉するように設定することも容易である。
また、プラスチックフィルムのキャリア11をそのまま誘電体基材62とすることができるため、第二実施形態の電磁波減衰フィルムは、第一実施形態に係る電磁波減衰フィルムよりも簡便に製造できる。
前面62aおよび背面62bの一部または全面に粗面を有したキャリアを誘電体基材62とすることもできる。前面62aの一部または全面を粗面とすることで、金属プレート30Aのアドミタンスを調整できる。
The attenuation property of the electromagnetic wave attenuation film of the second embodiment can be set by changing the width W1 of the metal plate in the same manner as in the first embodiment. It is also easy to set up to capture
Further, since the
The
特許文献5を含む従来技術においては、共振する導電体を表皮深さより厚くすることで共振層に十分な交流電流を発生させ、その交流電流の電力損失により電磁波を減衰すると考えられていた。しかし、発明者らは、金属プレート30Aの厚さが表皮深さ以下となると、むしろ電磁波の減衰が増加することを見出した。
In the prior art including
図9に、金属プレート30Aの厚さの変化による電磁波の減衰性のシミュレーション結果を示す。金属プレートの材質はアルミニウムとしている。また、入射波は正弦波の直線偏波とし、電磁波減衰フィルムに対して垂直に入射した。尚、シミュレーションでは、平板インダクタを完全導体とした。電磁波減衰フィルムとしての電磁波の減衰性は、平板インダクタのみの場合を基準としたモノスタティックRCSを指標としている。尚、電磁波の減衰性を示す縦軸はデシベル表記としている。モノスタティックRCS(Rader Cross-Section)は、モノスタティックレーダーでの対象の探知のしやすさを表す指標であり、下記式1により算出できる。尚、モノスタティックレーダーは、送信と受信を同一地点で行なうものである。
FIG. 9 shows simulation results of electromagnetic wave attenuation due to changes in the thickness of the
シミュレーションの結果、図9に示すように、厚さが40nm以上、400nm以下で大きな電磁波の減衰が認められた。40nm未満では、逆に電磁波の減衰の減少が見られる。
なお、金属プレート30Aが導電層およびクラッドを備える場合、導電層とクラッドを合わせた金属プレート30Aの厚さが1000nm以下であれば、安定した成膜が可能である。
As a result of the simulation, as shown in FIG. 9, a large attenuation of electromagnetic waves was recognized when the thickness was 40 nm or more and 400 nm or less. When the thickness is less than 40 nm, the attenuation of electromagnetic waves is reduced.
In addition, when the
図9に示される現象は、表皮深さと興味深い関係性が見られる。周波数41GHzにおけるアルミニウムの表皮深さは約400nmである。すなわち、金属プレートの厚さが材質の表皮深さ以下になると電磁波の減衰が増加している。また、表皮深さの1/e2未満では、電磁波の減衰は減少している。これは、導電層が表皮深さより厚い場合には、十分な抵抗が得られず電力損失に必要な電圧降下が得られず、また電流が金属プレートの中央付近にのみ集中し電位差が生じている領域での電流が減少することが考えられる。他方、導電層の厚さが表皮深さ以下であっても、表皮深さの1/e2未満では、電力損失のための十分な電流が得られないことが考えられる。尚、言うまでもなく、電力損失は電流と電圧の積として与えられる。すなわち、金属プレートの厚さTを表皮深さdで正規化した値の自然対数を用いて表した下記のLN関数の式2が満たされる範囲であれば、十分な電磁波の減衰が得られると言える。
-2 ≦ ln(T/d) ≦ 0 …(2)
また、金属プレートにアドミタンスが低い金属を用いた場合は、下記式3の範囲でも電磁波の減衰が得られる。また、金属プレートの面積が誘電体基材の前面に占める割合が大きい場合、下記式3の範囲でも、電磁波の減衰が得られる。この面積比が大きい場合とする、金属プレートの面積が誘電体基材の前面に占める割合は50%以上、90%以下とできる。
0 < ln(T/d) ≦ 1 …(3)
式1および2を踏まえると、下記式4の範囲において、電磁波の減衰を得ることができる。
-2 ≦ ln(T/d) ≦ 1 …(4)
なお、本発明の実施形態では、この表皮深さは、減衰中心周波数fを用いて算出できる。つまり、減衰中心周波数fを用いると、表皮深さdは、周知のとおり下記式5のように計算される。
The phenomenon shown in FIG. 9 has an interesting relationship with the skin depth. The skin depth of aluminum at a frequency of 41 GHz is approximately 400 nm. That is, when the thickness of the metal plate is less than the skin depth of the material, the attenuation of electromagnetic waves increases. In addition, the attenuation of electromagnetic waves is reduced below 1/e 2 of the skin depth. This is because if the conductive layer is thicker than the skin depth, sufficient resistance cannot be obtained and the voltage drop necessary for power loss cannot be obtained, and the current is concentrated only near the center of the metal plate, causing a potential difference. It is conceivable that the current in the region is reduced. On the other hand, even if the thickness of the conductive layer is equal to or less than the skin depth, if the thickness is less than 1/ e2 of the skin depth, sufficient current for power loss may not be obtained. It goes without saying that power loss is given as the product of current and voltage. That is, if the following
-2 ≤ ln(T/d) ≤ 0 (2)
Further, when a metal having a low admittance is used for the metal plate, attenuation of electromagnetic waves can be obtained even within the range of the following formula (3). Further, when the area of the metal plate occupies a large proportion of the front surface of the dielectric base material, attenuation of electromagnetic waves can be obtained even within the range of formula 3 below. When this area ratio is large, the ratio of the area of the metal plate to the front surface of the dielectric substrate can be 50% or more and 90% or less.
0 < ln(T/d) ≤ 1 (3)
Based on
-2 ≤ ln(T/d) ≤ 1 (4)
In addition, in the embodiment of the present invention, this skin depth can be calculated using the attenuation center frequency f. In other words, using the attenuation center frequency f, the skin depth d is calculated by the
また、シミュレーション結果では、金属プレートの厚さが表皮深さより薄い場合に、減衰が増加した。これは、金属プレートの誘電体基材の磁束の影響で生じる電流が誘電体基材の反対側の面側にも達し、その電流によって誘電性インダクタによる反射波を相殺する誘電性インダクタによる反射波と位相がπずれた電磁波が放出されるためと考えられる。また、金属プレートの厚さが表皮深さより薄くなるにつれて、金属プレートの電流が規制された結果、磁界が金属プレートの中心付近のみならず、金属プレート全域にわたって発生し、発生した磁界により誘導される電流も金属プレートの全域にわたって発生し、誘電性インダクタによる反射波を相殺する電磁波の放出が増加するため、反射波がより減衰すると考えられる。
また、金属プレートと誘電性インダクタの間の誘電体基材の電場は、金属プレートと誘電性インダクタを引き付ける。電場が周期的に変動している場合は、金属プレートに引き付ける力も周期的に変動する。そのため、金属プレートと誘電性インダクタの間の誘電体基材の電場は、金属プレートを振動させる。この振動のエネルギーは熱に変換されて損失する。このため、電磁場が金属プレートに作用する力学も電磁波の減衰に寄与すると考えられる。
また、電磁場の進行しない周期的な変動を、量子として捉えた場合には、運動量がゼロの状態として電磁場に束縛され量子が捕捉されている状態にあると考えることができる。加えて金属プレートの厚さが数百nmのレベルとなるため、金属プレート内のエネルギー準位に影響を及ぼす可能性も考えられる。
このように、本発明の実施形態での現象に対する解釈は、古典的電磁としての解釈に加えて、古典力学や量子力学としての解釈も可能である。
そのため、式4を解釈するにあり、当該範囲は合理的に定められているが、すべての物理現象を加味し厳格に算出された範囲ではない。したがって、対象となる製品が上記式の範囲に該当するかを判断する場合には、発現している物理現象を考慮し解釈することが適切だと言える。
なお、従来技術において、表皮深さ程度から表皮深さより薄い導体を使用する例は、通常みられない。そのため、本発明の実施形態は、ミリ波帯での電磁波との相互作用のメカニズムそのものが従来とは異なると考えられる。
The simulation results also showed that the attenuation increased when the thickness of the metal plate was less than the skin depth. This is because the current generated by the magnetic flux of the dielectric base material of the metal plate reaches the opposite side of the dielectric base material, and the reflected wave due to the dielectric inductor is canceled by the current. It is considered that this is because an electromagnetic wave with a phase difference of π is emitted. In addition, as the thickness of the metal plate becomes thinner than the skin depth, the current in the metal plate is regulated. A current is also generated across the metal plate, and it is believed that the reflected wave is more attenuated due to the increased emission of electromagnetic waves that cancel the reflected wave by the dielectric inductor.
Also, the electric field of the dielectric substrate between the metal plate and the dielectric inductor attracts the metal plate and the dielectric inductor. If the electric field is periodically fluctuating, the attractive force on the metal plate will also be periodically fluctuating. Therefore, the electric field of the dielectric substrate between the metal plate and the dielectric inductor causes the metal plate to vibrate. The energy of this vibration is converted into heat and lost. Therefore, the dynamics of the electromagnetic field acting on the metal plate may also contribute to the attenuation of the electromagnetic wave.
In addition, when the periodic fluctuation of the electromagnetic field that does not progress is regarded as a quantum, it can be considered that the quantum is trapped by the electromagnetic field as a state of zero momentum. In addition, since the thickness of the metal plate is on the order of hundreds of nanometers, the energy level in the metal plate may be affected.
Thus, the interpretation of the phenomena in the embodiments of the present invention can be interpreted not only as classical electromagnetics, but also as classical mechanics or quantum mechanics.
Therefore, in interpreting
It should be noted that, in the prior art, an example of using a conductor that is about the skin depth or thinner than the skin depth is not usually seen. Therefore, it is considered that the embodiment of the present invention differs from the conventional one in the interaction mechanism itself with electromagnetic waves in the millimeter wave band.
特定の周波数帯について、好ましい電磁波の減衰を示す金属プレートの厚さと表皮深さの関係については、後述する第二実施形態に係る実施例において詳細に説明する。 The relationship between the thickness of the metal plate and the skin depth, which exhibits desirable attenuation of electromagnetic waves, for a specific frequency band will be described in detail in examples according to the second embodiment, which will be described later.
本発明の各実施形態について、実施例を用いてさらに説明する。
(第一実施形態に係る実施例)
まず、ニッケル電鋳用のマスター版を用意した。シリコンウェハ表面にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成した。使用したフォトレジストはポジ型であり、フォトレジストの膜厚は10μmとした。形成したレジストパターンは、XY座標系において、一辺14cmの正方形領域内に、正方形開口を、X座標、Y座標共に一定周期の正方格子配列となる座標に配置したパターンであり、i線を露光した領域は前記正方形の内側領域である。
さらに、このマスター版を用いてニッケル電鋳を行い、表面に平面視正方形の凸部が規則的に配列されたパターンを有するニッケルモールドを得た。
Each embodiment of the present invention will be further described using examples.
(Example according to the first embodiment)
First, a master plate for nickel electroforming was prepared. A resist pattern was formed on the surface of a silicon wafer by photolithography. The photoresist used was of positive type, and the thickness of the photoresist was 10 μm. The formed resist pattern is a pattern in which square openings are arranged in a square region of 14 cm on a side in the XY coordinate system at coordinates that form a square lattice array with a constant period for both the X coordinate and the Y coordinate, and the i-line is exposed. The area is the inner area of said square.
Further, nickel electroforming was performed using this master plate to obtain a nickel mold having a pattern in which square projections in plan view were regularly arranged on the surface.
次に、ニッケルモールドのパターン面に紫外線硬化性樹脂を滴下し、片面に易接着処理を施したPETフィルムの易接着面を紫外線硬化性樹脂上に配置した。ローラーを用いて紫外線硬化性樹脂をパターン面上に均一に延ばし、透明なPETフィルム越しに紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化した。
PETフィルムをニッケルモールドから離型し、紫外線硬化性樹脂からなる凹凸層とPETフィルムとからなる誘電体部を得た。
Next, an ultraviolet curable resin was dripped onto the patterned surface of the nickel mold, and the easily adhesive surface of a PET film having one surface treated for easy adhesion was placed on the ultraviolet curable resin. A roller was used to spread the UV-curable resin uniformly over the pattern surface, and the UV-curable resin was cured by irradiating UV rays through the transparent PET film.
The PET film was released from the nickel mold to obtain a dielectric portion composed of the PET film and the uneven layer made of the ultraviolet curable resin.
誘電体基材の両面に真空蒸着法を用いて厚さ500nmのAl膜を成膜し、薄膜導電層及び平板インダクタを形成した。
以上が第一実施形態に係る実施例の製造手順である。この手順において、凹凸層表面の各パラメータを変化させた複数のニッケルモールドを作製し、実施例1および2の電磁波減衰フィルムを作製した。
各実施例に係る電磁波減衰フィルムは、いずれも厚さ60μm程度、重量0.02g程度であり、薄くかつ軽量であった。
An Al film having a thickness of 500 nm was formed on both surfaces of the dielectric substrate using a vacuum deposition method to form a thin film conductive layer and a flat inductor.
The above is the manufacturing procedure of the example according to the first embodiment. In this procedure, a plurality of nickel molds with different parameters of the uneven layer surface were produced, and the electromagnetic wave attenuation films of Examples 1 and 2 were produced.
Each electromagnetic wave attenuation film according to each example had a thickness of about 60 μm and a weight of about 0.02 g, and was thin and lightweight.
(第一実施形態に係る実施例にトップコート層を設けた変形例)
前記第一実施形態に係る実施例において、以下の手順で製造したトップコート層200を設け電磁波減衰フィルムを作成した。
メチルメタクリレートモノマー80質量部とシクロヘキシルメタクリレート20質量部の混合物からなるアクリル系樹脂組成物を主成分とし、ここに、そのアクリル系樹脂組成物の固形分を100質量部として、上記化学式Aに示す構造を有するヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤((株)ADEKA製「アデカスタブLA-46」)を6質量部、上記化学式Aに示す構造とは別の組成のヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤(チバスペシャルティケミカルズ(株)製「チヌビン479」)を6質量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(チバスペシャルティケミカルズ(株)製「チヌビン329」)を3質量部、ヒンダートアミン系ラジカル補足剤(チバスペシャルティケミカルズ(株)製「チヌビン292」)を5質量部添加し、さらに固形分調整用に酢酸エチル溶剤を添加した固形分量33質量部の主剤溶液と、固形分調整用に酢酸エチル溶剤を添加した固形分量75質量部ヘキサメチレンジイソシアネート型硬化剤溶液とを、主剤溶液と硬化剤溶液の比率が10:1(この時の主剤溶液中の水酸基数と硬化剤溶液中のイソシアネート基数の比率は1:2)となるように混合し、さらに溶剤成分として酢酸エチルを添加して固形分量を20質量部に調整した塗工液を、溶剤揮発後の厚さで6μmとなるように塗工し、トップコート層200を得た。作成した電磁波減衰フィルムは、厚さ70μm程度、重量0.02g程度であり、薄くかつ軽量であった。
(Modified example in which a top coat layer is provided in the example according to the first embodiment)
In the example according to the first embodiment, the electromagnetic wave attenuation film was produced by providing the
The structure represented by the above chemical formula A is mainly composed of an acrylic resin composition composed of a mixture of 80 parts by mass of methyl methacrylate monomer and 20 parts by mass of cyclohexyl methacrylate, and the solid content of the acrylic resin composition is 100 parts by mass. 6 parts by mass of a hydroxyphenyltriazine-based UV absorber ("ADEKA STAB LA-46" manufactured by ADEKA Corporation) having a Specialty Chemicals Co., Ltd. "Tinuvin 479") 6 parts by mass, benzotriazole-based UV absorber (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. "Tinuvin 329") 3 parts by mass, hindered amine radical scavenger (
(第二実施形態に係る実施例)
[57GHz~90GHz]
(実施例1A)
式4で述べた一般論に対し、ミリ波帯中の特定の周波数帯において、好ましい電磁波の減衰を示す金属プレートの厚さTと表皮深さdの関係式ln(T/d)の範囲を見出すことができたので以下に説明する。
57GHz~90GHzの帯域で実施したシミュレーションについて説明する。誘電体基材として、厚さ(H1)50μmのPETフィルム、その一方の面に薄膜導電層である金属プレートをX座標、Y座標共に一定の間隔で設定した。さらに誘電体基材のもう一方の面には、厚さ(T2)約2mmのアルミニウムの平板インダクタを設定し、シミュレーションを行った。
周波数57GHz、66GHz、71GHz、81GHz、86GHz、90GHzに対して各金属種ごとに電磁波の減衰とln(T1/d)の関係についてシミュレーションを行った。
(Example according to the second embodiment)
[57GHz to 90GHz]
(Example 1A)
With respect to the general theory described in
Simulations performed in the band from 57 GHz to 90 GHz will be described. A PET film having a thickness (H1) of 50 μm was used as a dielectric substrate, and a metal plate, which was a thin film conductive layer, was set on one side of the film at regular intervals in both the X and Y coordinates. Furthermore, on the other surface of the dielectric base material, a flat aluminum inductor having a thickness (T2) of about 2 mm was set and a simulation was performed.
A simulation was performed on the relationship between the attenuation of electromagnetic waves and ln(T1/d) for each metal type with respect to frequencies of 57 GHz, 66 GHz, 71 GHz, 81 GHz, 86 GHz and 90 GHz.
シミュレーションの結果を表1、表2および図10から図15で説明する。図10は、実施例1Aの57GHzにおける電磁波減衰特性を示すグラフである。図11は、実施例1Aの66GHzにおける電磁波減衰特性を示すグラフである。図12は、実施例1Aの71GHzにおける電磁波減衰特性を示すグラフである。図13は、実施例1Aの81GHzにおける電磁波減衰特性を示すグラフである。図14は、実施例1Aの86GHzにおける電磁波減衰特性を示すグラフである。図15は、実施例1Aの90GHzにおける電磁波減衰特性を示すグラフである。図10~15において、(a)はアドミタンスと表皮深さの値を示し、(b)は電磁波減衰フィルムの構成を示し、(c)~(e)はそれぞれ銀、銅、アルミニウムの減衰特性のグラフを示す。前記グラフは、金属プレートの厚さT1を表皮深さdで正規化した値の自然対数を横軸にとり、誘電体基材と同じ面積の金属プレートの反射量を100(リファレンス)としたときのパターニング金属プレートでの減衰量を縦軸にとり、両者の相関を図に表したものである。
電磁波減衰フィルムの吸収量が10dB以上を良好な減衰量を示す目安とすると、表1及び図10から図15から明らかなように、周波数57GHz~90GHzの帯域において、-2.5 ≦ ln(T1/d) ≦ -1.0を満たすものが良好な減衰量を得られることが示された。
なお、10dB程度の良好な減衰特性は、実施例1Aで使用したパラメータの数値に限られるものでなく、ある程度の幅をもつ構成において実現し得ることは当然期待し得る。例えば金属プレートの幅W1として0.9mm~1.4mm、隣接する金属プレート間の距離W3として0.5mm~0.7mm、誘電体基材の厚さH1であれば5μm~300μm、平板インダクタの厚さT2であれば0.5μm~5mmの構成についても10dB程度の良好な減衰特性を期待し得る。
Assuming that the absorption amount of the electromagnetic wave attenuation film is 10 dB or more as a guideline indicating a good attenuation amount, as is clear from Table 1 and FIGS. /d) ≤ -1.0 was shown to provide good attenuation.
It should be noted that the good attenuation characteristic of about 10 dB is not limited to the parameter values used in Example 1A, and can naturally be expected to be realized in a configuration with a certain range. For example, the width W1 of the metal plate is 0.9 mm to 1.4 mm, the distance W3 between the adjacent metal plates is 0.5 mm to 0.7 mm, the thickness H1 of the dielectric substrate is 5 μm to 300 μm, and the thickness of the flat plate inductor is If the thickness is T2, a good attenuation characteristic of about 10 dB can be expected even with a configuration of 0.5 μm to 5 mm.
(実施例1B)
実施例1Aと同様に、誘電体基材として、厚さ(H1)50μmのPETフィルム、その一方の面に薄膜導電層である金属プレートの総面積が誘電体基材のXY平面の総面積に占める割合を変えて設定した。さらに誘電体基材のもう一方の面には、厚さ(T2)約2mmのアルミニウムの平板インダクタを設定し、シミュレーションを行った。金属プレートは、金属種としてアルミニウムを用い、幅W1は1.0mm、厚さT1は80nmに設定し、金属プレート間の距離W3を調節することで金属面積の割合を変更した。
シミュレーションの結果を表3および図16で説明する。図16は、実施例1Bの81GHzにおける金属面積の割合に応じた電磁波減衰特性を示すグラフである。(a)は電磁波減衰フィルムの構成を示し、(b)は減衰特性を示す。
In the same manner as in Example 1A, a PET film having a thickness (H1) of 50 μm was used as the dielectric substrate, and the total area of the metal plate, which is a thin conductive layer on one side thereof, was equal to the total area of the XY plane of the dielectric substrate. It was set by changing the ratio of the occupancy. Furthermore, on the other surface of the dielectric base material, a flat aluminum inductor having a thickness (T2) of about 2 mm was set and a simulation was performed. The metal plate was made of aluminum as a metal species, had a width W1 of 1.0 mm and a thickness T1 of 80 nm, and the metal area ratio was changed by adjusting the distance W3 between the metal plates.
The simulation results are illustrated in Table 3 and FIG. FIG. 16 is a graph showing electromagnetic wave attenuation characteristics according to metal area ratios at 81 GHz in Example 1B. (a) shows the configuration of the electromagnetic wave attenuation film, and (b) shows the attenuation characteristics.
(実施例1C)
実施例1Aと同様に、誘電体基材として、厚さ(H1)50μmのPETフィルム、その一方の面に薄膜導電層である金属プレートを図6と同様のパターン配列で配置し、その形状を正方形以外の形状に変え、さらに誘電体基材のもう一方の面には、厚さ(T2)約2mmのアルミニウムの平板インダクタを設定し、電磁波の減衰特性のシミュレーションを行った。金属プレートは、金属種としてアルミニウムを用い、厚さT1は80nmに設定した。
(Example 1C)
As in Example 1A, a PET film having a thickness (H1) of 50 μm was used as a dielectric substrate, and a metal plate as a thin film conductive layer was arranged on one side thereof in a pattern arrangement similar to that in FIG. The shape was changed to a shape other than a square, and an aluminum plate inductor with a thickness (T2) of about 2 mm was set on the other side of the dielectric base material to simulate electromagnetic wave attenuation characteristics. The metal plate used aluminum as a metal species, and the thickness T1 was set to 80 nm.
[長方形状]
図17は、実施例1Cにおいて金属プレートが長方形状の電磁波減衰特性を示すグラフである。(a)は金属プレートの形状でW7は長方形状の長辺の長さ、W8は短辺の長さを表す。(b)は本実施例において図6のII-II線を通る配列パターン近傍の一部拡大図で、W4は長方形状の中心間の距離を表す。(c)はW7,W8とW4の寸法を表す。(d)は周波数を横軸にとった減衰特性を示す。
シミュレーション結果から、82.8GHz付近で吸収量が10dB以上の良好な減衰特性が表れた。
[Rectangular]
FIG. 17 is a graph showing electromagnetic wave attenuation characteristics of a rectangular metal plate in Example 1C. (a) shows the shape of the metal plate, where W7 is the length of the longer side of the rectangle, and W8 is the length of the shorter side. (b) is a partially enlarged view of the vicinity of the arrangement pattern passing through line II-II in FIG. 6 in this embodiment, and W4 represents the distance between the centers of the rectangles. (c) represents dimensions of W7, W8 and W4. (d) shows attenuation characteristics with the horizontal axis representing frequency.
From the simulation results, a good attenuation characteristic with an absorption amount of 10 dB or more appeared near 82.8 GHz.
[六角形状]
図18は、実施例1Cにおいて金属プレートが六角形状の電磁波減衰特性を示すグラフである。(a)は金属プレートの形状でW9は六角形状の一辺の長さを表す。(b)は本実施例において図6のII-II線を通る配列パターン近傍の一部拡大図で、W4は六角形状の中心間の距離を表す。(c)はW9とW4の寸法を表す。(d)は周波数を横軸にとった減衰特性を示す。
シミュレーション結果から、71.2GHz付近で吸収量が10dB以上の良好な減衰特性が表れた。
[Hexagonal shape]
FIG. 18 is a graph showing electromagnetic wave attenuation characteristics of a hexagonal metal plate in Example 1C. (a) is the shape of the metal plate, and W9 represents the length of one side of the hexagon. (b) is a partially enlarged view of the vicinity of the arrangement pattern passing through line II-II in FIG. 6 in this embodiment, and W4 represents the distance between the centers of the hexagons. (c) represents the dimensions of W9 and W4. (d) shows attenuation characteristics with the horizontal axis representing frequency.
From the simulation results, a good attenuation characteristic with an absorption amount of 10 dB or more appeared near 71.2 GHz.
[凸形状]
図19は、実施例1Cにおいて金属プレートが凸形状の電磁波減衰特性を示すグラフである。(a)は金属プレートの形状を表す。W10は凸形状の内突起している上部の上辺の長さ、W11は凸形状の下部の下辺の長さ、W15は前記上部の側辺の長さ、W16は前記下部の側辺の長さを表す。凸形状は前記上部の上辺と前記下部の下辺の中点を結ぶ直線に対し左右対称である。また前記下部の下辺と、前記下部の左右の側辺と、前記上部の上辺に接し、凸形状を囲む長方形状の中心を、本凸形状の中心とする。(b)は本実施例において図6のII-II線を通る配列パターン近傍の一部拡大図で、W4は凸形状の中心間の距離を表す。(c)はW10、W11、W15、W16とW4の寸法を表す。(d)は周波数を横軸にとった減衰特性を示す。
シミュレーション結果から、87GHz付近で吸収量が10dB以上の良好な減衰特性が表れた。
[Convex shape]
FIG. 19 is a graph showing electromagnetic wave attenuation characteristics when the metal plate has a convex shape in Example 1C. (a) represents the shape of the metal plate. W10 is the length of the upper side of the upper part protruding inside the convex shape, W11 is the length of the lower side of the lower part of the convex shape, W15 is the length of the side of the upper part, and W16 is the length of the side of the lower part. represents The convex shape is bilaterally symmetrical with respect to a straight line connecting the midpoint of the upper side of the upper portion and the lower side of the lower portion. Also, the center of a rectangular shape that is in contact with the lower side of the lower portion, the left and right side sides of the lower portion, and the upper side of the upper portion and that surrounds the convex shape is defined as the center of the present convex shape. (b) is a partially enlarged view of the vicinity of the arrangement pattern passing through line II-II in FIG. 6 in this embodiment, and W4 represents the distance between the centers of the convex shapes. (c) represents dimensions of W10, W11, W15, W16 and W4. (d) shows attenuation characteristics with the horizontal axis representing frequency.
From the simulation results, a good attenuation characteristic with an absorption amount of 10 dB or more appeared around 87 GHz.
[三角形状]
図20は、実施例1Cにおいて金属プレートが三角形状の電磁波減衰特性を示すグラフである。(a)は金属プレートの形状でW12は正三角形状の一辺の長さを表す。(b)は本実施例において図6のII-II線を通る配列パターン近傍の一部拡大図で、W4は三角形状の中心間の距離を表す。(c)はW12とW4の寸法を表す。(d)は周波数を横軸にとった減衰特性を示す。
シミュレーション結果から、80.8GHz付近で吸収量が10dB以上の良好な減衰特性が表れた。
[Triangular]
FIG. 20 is a graph showing the electromagnetic wave attenuation characteristics of the triangular metal plate in Example 1C. (a) shows the shape of the metal plate, and W12 represents the length of one side of the equilateral triangle. (b) is a partially enlarged view of the vicinity of the arrangement pattern passing through line II-II in FIG. 6 in this embodiment, and W4 represents the distance between the centers of the triangles. (c) represents the dimensions of W12 and W4. (d) shows attenuation characteristics with the horizontal axis representing frequency.
From the simulation results, a good attenuation characteristic with an absorption amount of 10 dB or more appeared near 80.8 GHz.
[十字形状]
図21は、実施例1Cにおいて金属プレートが十字形状の電磁波減衰特性を示すグラフである。(a)は金属プレートの形状を表す。十字形状は上下左右に対称で90度の回転に対しても対称である。W13は十字の外側の上下と左右で互いに対向する辺の長さ、W14は前記外側の上下と左右で互いに対向する辺に接して十字形状を囲む正方形の一辺の長さを表す。また当該正方形の中心を、本十字形状の中心とする。(b)は本実施例において図6のII-II線を通る配列パターン近傍の一部拡大図で、W4は十字形状の中心間の距離を表す。(c)はW13、W14とW4の寸法を表す。(d)は周波数を横軸にとった減衰特性を示す。
シミュレーション結果から、90GHz付近で吸収量が10dB以上の良好な減衰特性が表れた。
[Cross shape]
FIG. 21 is a graph showing electromagnetic wave attenuation characteristics of a cross-shaped metal plate in Example 1C. (a) represents the shape of the metal plate. The cross shape is symmetrical vertically and horizontally and is also symmetrical with respect to rotation of 90 degrees. W13 represents the length of the outer sides of the cross facing each other on the top, bottom, left, and right, and W14 represents the length of one side of the square surrounding the cross shape by contacting the sides facing each other on the top, bottom, left, and right of the outer side. Moreover, let the center of the said square be the center of this cross shape. (b) is a partially enlarged view of the vicinity of the arrangement pattern passing through line II-II in FIG. 6 in this embodiment, and W4 represents the distance between the centers of the crosses. (c) represents dimensions of W13, W14 and W4. (d) shows attenuation characteristics with the horizontal axis representing frequency.
From the simulation results, a good attenuation characteristic with an absorption amount of 10 dB or more appeared around 90 GHz.
(実施例2)
誘電体基材として、厚さ50μm、一辺14cmの正方形PETフィルムを準備した。誘電体基材の一方の面全体に真空蒸着法を用いて厚さ100nmのアルミニウムの薄膜導電層を形成した。その後、マスクを用いて、X座標、Y座標共に一定の間で金属プレートが形成されるよう薄膜導電層をエッチングした。もう一方の面には、接着層を用いてアルミニウムの平板インダクタを貼り合せた。また、この構成でシミュレーションを行った。
以上が第二実施形態に係る実施例2の製造手順である。実施例2のパラメータは以下の通りである。
金属プレートの幅W1:1.025mm~0.9mmの範囲を0.083mm毎に16等分した長さの幅の16種類の金属プレートを、同じ0.1mm間隔で同じ向きで4×4のマトリクス状に配置し、金属プレートセットとした。この金属プレートセットを0.1mmの間隔で、同じ向きで複数配置した。またそれぞれの金属プレートセットはすべて同じものとした。つまり、それぞれの金属プレートセットを構成する金属プレートは、それぞれの金属プレートセット間で差異はない。
隣接する金属プレート間の距離W3:0.1mm
金属プレートの厚さT1:80nm
平板インダクタの厚さT2:約2mm
誘電体基材の厚さH1:50μm
また、実験結果による減衰のメカニズムの妥当性を検討するため、この構成を用いてシミュレーションを行った。
(Example 2)
A square PET film having a thickness of 50 μm and a side of 14 cm was prepared as a dielectric substrate. A thin film conductive layer of aluminum with a thickness of 100 nm was formed on the entire one surface of the dielectric substrate using a vacuum deposition method. After that, using a mask, the thin film conductive layer was etched so that a metal plate was formed with constant intervals of both X and Y coordinates. On the other side, an aluminum plate inductor was attached using an adhesive layer. Also, a simulation was performed with this configuration.
The above is the manufacturing procedure of Example 2 according to the second embodiment. The parameters for Example 2 are as follows.
Width W1 of the metal plate: 16 types of metal plates with a width of 1.025 mm to 0.9 mm divided into 16 equal parts every 0.083 mm, 4 × 4 in the same direction at the same intervals of 0.1 mm They were arranged in a matrix to form a metal plate set. A plurality of these metal plate sets were arranged in the same direction at intervals of 0.1 mm. All metal plate sets were identical. That is, the metal plates that make up each metal plate set are not different between each metal plate set.
Distance W3 between adjacent metal plates: 0.1 mm
Metal plate thickness T1: 80 nm
Thickness T2 of flat plate inductor: about 2mm
Thickness of dielectric substrate H1: 50 μm
In addition, in order to examine the validity of the damping mechanism based on the experimental results, a simulation was performed using this configuration.
平板インダクタを含まない各実施例に係る電磁波減衰フィルムは、いずれも厚さ60μm程度、重量0.02g程度であり、薄くかつ軽量であった。したがって、携帯電話や車載レーダー等の筐体内において、電磁波による放射ノイズの影響を抑えたい部品等に貼り付けることも容易である。
シミュレーションでは、実施例1A~C、2のいずれも、ミリ波帯の電磁波に対して良好な減衰を示した。また、実測では減衰率が得られ、本構成の有効性が確認された。シミュレーションでの各種パラメータやマクスウェル方程式に基づく減衰以外の影響と考えられる実験結果との差異はあるものの、同様の減衰の傾向が見られることから、本発明の実施形態でのメカニズムは妥当と考えられる。また、シミュレーションと実測では、減衰率の差異はあるが同様の傾向が得られ、減衰中心周波数を適宜設定可能であることが示された。
実施例1A、2それぞれのシミュレーション結果および実測結果におけるモノスタティックRCS減衰特性を、それぞれ図22および図23示す。実施例1Aには、金属プレートの幅W1が1.0mm、隣接する金属プレート間の距離W3が0.5mm、金属プレートの厚さT1が100nmのアルミニウムを用いた。なお、実測の手順は以下の通りである。
同一寸法の金属板を2枚用意し、一方に各実施例の電磁波減衰フィルムを、全体を覆うように貼り付けた。電波暗室内で、電磁波減衰フィルムを貼り付けた金属板と、貼り付けない金属板とにそれぞれ電波を照射し、反射した電波の量をネットワークアナライザ(KEYSIGHT社製 Model E5071C)を用いて計測した。電磁波減衰フィルムを貼り付けない金属板の反射量を100(リファレンス)としてモノスタティックRCS減衰量を評価した。
The electromagnetic wave attenuation films according to the respective examples, which did not contain a flat inductor, were all about 60 μm thick and about 0.02 g in weight, and were thin and lightweight. Therefore, it can be easily attached to parts where it is desired to suppress the influence of radiation noise caused by electromagnetic waves in the housings of mobile phones, in-vehicle radars, and the like.
In the simulation, all of Examples 1A to 1C and 2 showed good attenuation for electromagnetic waves in the millimeter wave band. Moreover, the attenuation factor was obtained by actual measurement, and the effectiveness of this configuration was confirmed. Although there are differences from the experimental results, which are considered to be effects other than attenuation based on various parameters and Maxwell's equations in the simulation, similar attenuation trends can be seen, so the mechanism in the embodiment of the present invention is considered appropriate. . In addition, the simulation and the actual measurement showed a similar tendency although there was a difference in the attenuation rate, and it was shown that the attenuation center frequency can be appropriately set.
22 and 23 show monostatic RCS damping characteristics in simulation results and actual measurement results of Examples 1A and 2, respectively. In Example 1A, aluminum having a metal plate width W1 of 1.0 mm, a distance W3 between adjacent metal plates of 0.5 mm, and a metal plate thickness T1 of 100 nm was used. In addition, the procedure of actual measurement is as follows.
Two metal plates of the same size were prepared, and the electromagnetic wave attenuation film of each example was attached to one of them so as to cover the whole. In an anechoic chamber, radio waves were irradiated to the metal plate with the electromagnetic wave attenuation film and the metal plate without the film, and the amount of reflected radio waves was measured using a network analyzer (Model E5071C manufactured by KEYSIGHT). The amount of monostatic RCS attenuation was evaluated with the amount of reflection of a metal plate to which no electromagnetic wave attenuation film was adhered as 100 (reference).
(第二実施形態に係る実施例1Aにトップコート層を設けた変形例)
前記第二実施形態に係る実施例1Aにおいて、アルミニウムを用い、金属プレートの厚さT1を80nmとしたものに、以下の手順で製造したトップコート層200を設け電磁波減衰フィルムを作成した。
メチルメタクリレートモノマー80質量部とシクロヘキシルメタクリレート20質量部の混合物からなるアクリル系樹脂組成物を主成分とし、ここに、そのアクリル系樹脂組成物の固形分を100質量部として、上記化学式Aに示す構造を有するヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤((株)ADEKA製「アデカスタブLA-46」)を6質量部、上記化学式Aに示す構造とは別の組成のヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤(チバスペシャルティケミカルズ(株)製「チヌビン479」)を6質量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(チバスペシャルティケミカルズ(株)製「チヌビン329」)を3質量部、ヒンダートアミン系ラジカル補足剤(チバスペシャルティケミカルズ(株)製「チヌビン292」)を5質量部添加し、さらに固形分調整用に酢酸エチル溶剤を添加した固形分量33質量部の主剤溶液と、固形分調整用に酢酸エチル溶剤を添加した固形分量75質量部ヘキサメチレンジイソシアネート型硬化剤溶液とを、主剤溶液と硬化剤溶液の比率が10:1(この時の主剤溶液中の水酸基数と硬化剤溶液中のイソシアネート基数の比率は1:2)となるように混合し、さらに溶剤成分として酢酸エチルを添加して固形分量を20質量部に調整した塗工液を、溶剤揮発後の厚さで6μmとなるように塗工し、トップコート層200を得た。トップコート層膜厚は6μmであった。
(Modification in which a topcoat layer is provided in Example 1A according to the second embodiment)
In Example 1A according to the second embodiment, an electromagnetic wave attenuation film was produced by using aluminum and setting the thickness T1 of the metal plate to 80 nm and providing the
The structure represented by the above chemical formula A is mainly composed of an acrylic resin composition composed of a mixture of 80 parts by mass of methyl methacrylate monomer and 20 parts by mass of cyclohexyl methacrylate, and the solid content of the acrylic resin composition is 100 parts by mass. 6 parts by mass of a hydroxyphenyltriazine-based UV absorber ("ADEKA STAB LA-46" manufactured by ADEKA Corporation) having a Specialty Chemicals Co., Ltd. "Tinuvin 479") 6 parts by mass, benzotriazole-based UV absorber (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. "Tinuvin 329") 3 parts by mass, hindered amine radical scavenger (
(比較例1)
トップコート層を設けず、電磁波減衰フィルムを実施例1Aに準じて作成した。
また、前記変形例及び比較例1で得た電磁波減衰フィルムをステンレス板に粘着剤を介し圧着し、サンシャインウエザーメータにて屋外暴露10年間相当の暴露を行ったのち、電磁波減衰フィルムの表面を綿布にて払拭してトップコート層、電磁波減衰層の残存状態、モノスタティックRCS減衰特性変化を調べた。
その結果、変形例の構成ではトップコート層、電磁波減衰層ともに劣化がなく、トップコート層の形成により、インピーダンスが整合されモノスタティックRCS減衰特性が向上していることが図24のように確認できた。
(Comparative example 1)
An electromagnetic wave attenuation film was produced according to Example 1A without providing a topcoat layer.
Further, the electromagnetic wave attenuation film obtained in the modified example and comparative example 1 was crimped to a stainless steel plate via an adhesive, exposed to outdoor exposure for 10 years with a sunshine weather meter, and then the surface of the electromagnetic wave attenuation film was covered with a cotton cloth. After wiping with , the remaining state of the top coat layer and the electromagnetic wave attenuation layer, and changes in monostatic RCS attenuation characteristics were examined.
As a result, in the structure of the modified example, there was no deterioration in both the top coat layer and the electromagnetic wave attenuation layer, and it was confirmed that the formation of the top coat layer improved the monostatic RCS attenuation characteristics by matching the impedance, as shown in FIG. rice field.
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。以下にいくつか変更を例示するが、これらはすべてではなく、それ以外の変更も可能である。これらの変更が2以上適宜組み合わされてもよい。 As described above, each embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment. included. Some examples of modifications are given below, but not all of them, and other modifications are possible. Two or more of these changes may be appropriately combined.
第一実施形態においては、周波数帯域や金属プレートの金属種など第二実施形態で用いられた態様を適宜用いることができる。 In the first embodiment, the aspects used in the second embodiment, such as the frequency band and the metal type of the metal plate, can be used as appropriate.
第一実施形態においては、第二領域の金属層が省略され、金属プレートのみが形成されてもよい。 In the first embodiment, the metal layer in the second region may be omitted and only a metal plate may be formed.
本発明において、平板インダクタの態様は、背面の全面に形成するものに限られない。例えば、前面と同様に複数の金属プレートを配置してもよいし、格子状にしてもよい。 In the present invention, the aspect of the flat plate inductor is not limited to that formed on the entire back surface. For example, a plurality of metal plates may be arranged in the same manner as the front surface, or they may be arranged in a grid pattern.
本発明において、金属プレートの形状は正方形に限られず、円形(楕円を含む)、正方形以外の多角形、角部が丸められた各種多角形、不定形など、さまざまに設定できる。
前面の投影面積に占める金属プレートの総面積は、20%以上であることが好ましい。
このようにすると、効率良く電磁波を減衰することができる。
In the present invention, the shape of the metal plate is not limited to a square, but can be set to various shapes such as a circle (including an ellipse), a polygon other than a square, various polygons with rounded corners, and irregular shapes.
It is preferable that the total area of the metal plate occupying the projected area of the front surface is 20% or more.
In this way, electromagnetic waves can be efficiently attenuated.
本発明に係る電磁波減衰フィルムは、複数枚を積層して使用することができる。積層する複数枚の構造パラメータを異ならせることで、より詳細に減衰性を調節することが可能となる。 The electromagnetic wave attenuation film according to the present invention can be used by laminating a plurality of sheets. By differentiating the structural parameters of a plurality of laminated sheets, it becomes possible to adjust the damping properties in more detail.
第一実施形態において、第一領域と第二領域との高低が逆転してもよい。この場合、金属プレートが相対的に高い位置にあり、サポートケージが相対的に低い位置にある。 In the first embodiment, the height of the first area and the second area may be reversed. In this case, the metal plate is in a relatively high position and the support cage is in a relatively low position.
本発明に係る電磁波減衰フィルムにおいて、背面に平板インダクタを備えない構成がありうる。例えば、背面を接合する対象が金属であれば、平板インダクタを備えなくても接合対象の金属面により第二および第三のメカニズムが問題なく発揮される。このような場合は、背面に対象物に接合可能な粘着層等の貼合層を備えればよい。 The electromagnetic wave attenuation film according to the present invention may have a configuration in which a flat inductor is not provided on the back surface. For example, if the object to be bonded to the back surface is a metal, the second and third mechanisms can be exhibited without problems by the metal surface of the object to be bonded even without a flat inductor. In such a case, a bonding layer such as an adhesive layer that can be bonded to an object may be provided on the back surface.
本発明に係る電磁波減衰フィルムにおいて、構造周期や金属プレートの寸法等のパラメータは、すべての部位で完全に一致していることを必須としない。例えば、製造過程における公差の範囲(概ね上下5%程度)内で上記パラメータが変化している場合も、本発明においては、「同形同大」に含まれる。また「所定範囲の値」は、規則性のある値の範囲とできる。この規則性は、ガウシアン分布、二項分布、一定区画内で等頻度となるランダム分布または疑似ランダム分布、製造過程における公差の範囲とできる。 In the electromagnetic wave attenuation film according to the present invention, it is not essential that the parameters such as the structural period and the dimensions of the metal plate are completely the same in all parts. For example, in the present invention, even when the above parameters vary within the tolerance range (approximately about 5% above and below) in the manufacturing process, it is included in "same shape and same size". Also, the “predetermined range of values” may be a regular range of values. This regularity can be a Gaussian distribution, a binomial distribution, a random or pseudo-random distribution with equal frequency within a given section, or a range of tolerances in the manufacturing process.
サポートケージは、隙間を空けて配置された複数の導電性セグメントで構成されてもよい。この場合の隙間は、捕捉したい電磁波の波長の1/10以下とできる。複数の導電性セグメントでサポートケージを構成できる。言い換えると、サポートケージは、複数の導電性セグメントからなってもよい。 The support cage may consist of a plurality of spaced apart conductive segments. The gap in this case can be 1/10 or less of the wavelength of the electromagnetic wave to be captured. A support cage can be constructed from a plurality of conductive segments. In other words, the support cage may consist of multiple conductive segments.
本発明に関わる電磁波減衰フィルムにおいて、支持基材に剥離層を設けたのちに、第一実施形態および第2実施形態の電磁波減衰フィルムを設け、さらに接着剤・粘着剤等を設けて、転写箔としてもよい。
具体的には、支持基材の上に剥離層を塗布乾燥させた上に、下地層を設ける。第一実施形態の構成とする場合は、下地層に凹凸を付与し、薄膜導電層を蒸着にて設ける。その後、第二領域の側面に形成された薄膜導電層を除去し、誘電体基材となる層を設ける。誘電体基材の上に、平板インダクタ、接着剤の順に積層することで転写箔とすることができる。第二実施形態の構成とする場合には、下地層に薄膜導電層を設け、金属プレートの形状にマスク層をパターンで印刷する。その後、エッチングにより余分な薄膜導電層を除去することで金属プレートとすることができる。さらに、誘電体基材、平板インダクタ、接着剤の順に積層することで転写箔とすることができる。金属筐体等に転写する場合は、平板インダクタの層を省いても構わない。
転写箔とすることで、さらなる薄膜化をすることが可能となり、さらに追従性を向上させることが可能となり、複雑な形状にも転写することが可能であり、本発明の電磁波減衰フィルムの適用範囲を広くすることが可能となる。
In the electromagnetic wave attenuation film related to the present invention, after providing the release layer on the support base material, the electromagnetic wave attenuation film of the first embodiment and the second embodiment is provided, and an adhesive, adhesive, etc. is provided, and the transfer foil may be
Specifically, a base layer is provided after a release layer is coated and dried on a supporting substrate. In the case of adopting the configuration of the first embodiment, unevenness is imparted to the underlying layer, and the thin film conductive layer is provided by vapor deposition. After that, the thin film conductive layer formed on the side surface of the second region is removed, and a layer serving as a dielectric substrate is provided. A transfer foil can be obtained by laminating a flat inductor and an adhesive in this order on a dielectric substrate. In the case of the configuration of the second embodiment, a thin-film conductive layer is provided as a base layer, and a mask layer is printed in a pattern in the shape of a metal plate. After that, a metal plate can be obtained by removing the excess thin film conductive layer by etching. Furthermore, a transfer foil can be obtained by laminating a dielectric substrate, a flat inductor, and an adhesive in this order. When transferring to a metal housing or the like, the layer of the flat inductor may be omitted.
By using a transfer foil, it is possible to further reduce the thickness, further improve the followability, and it is possible to transfer to a complicated shape. can be widened.
上述した実施形態および変更によれば、以下に記載の付記を導くことが可能である。
[付記1]
前面および背面を有する誘電体基材と、
前記前面に配置された薄膜導電層と、
前記背面に配置された平板インダクタまたは貼合層と、
を備え、
前記薄膜導電層は、複数の金属プレートを含み、
前記金属プレートの厚さTが、1000nm以下である、
電磁波減衰フィルム。
[付記2]
前面および背面を有する誘電体基材と、
前記前面に配置された薄膜導電層と、
前記背面に配置された平板インダクタまたは貼合層と、
を備え、
前記薄膜導電層は、複数の金属プレートを含み、
前記金属プレートの厚さをT、表皮深さをd、としたときに下記式(2)を満たす、
電磁波減衰フィルム。
-2 ≦ ln(T/d) ≦ 0 …(2)
[付記3]
前面および背面を有する誘電体基材と、
前記前面に配置された薄膜導電層と、
前記背面に配置された平板インダクタまたは貼合層と、
を備え、
前記薄膜導電層は、複数の金属プレートを含み、
前記誘電体層は、前記前面に、相対的に低い凹の部分の第一領域と、相対的に高い第二
領域とからなる凹凸を有し、
前記第一領域は、離散して配置され、
前記第二領域は、複数の前記第一領域間に配置され、
前記金属プレートは、前記第一領域に配置され、
前記金属プレートの厚さをT、表皮深さをd、としたときに下記式(2)を満たす、
電磁波減衰フィルム。
-2 ≦ ln(T/d) ≦ 0 …(2)
[付記4]
前面および背面を有する誘電体基材と、
前記前面に配置された薄膜導電層と、
前記背面に配置された平板インダクタまたは貼合層と、
を備え、
前記誘電体層は、前記前面に、相対的に低い凹の部分の第一領域と、相対的に高い第二
領域とからなる凹凸を有し、
前記薄膜導電層は、前記第一領域に配置された複数の金属プレートと、前記第一領域に
配置されたサポートケージとを含み、
前記第一領域は、離散して配置され、
前記第二領域は、複数の前記第一領域間に配置されている、
電磁波減衰フィルム。
According to the embodiments and modifications described above, the following remarks can be derived.
[Appendix 1]
a dielectric substrate having a front surface and a back surface;
a thin film conductive layer disposed on the front surface;
a flat inductor or a bonding layer disposed on the back surface;
with
the thin film conductive layer comprises a plurality of metal plates;
The thickness T of the metal plate is 1000 nm or less,
Electromagnetic wave attenuation film.
[Appendix 2]
a dielectric substrate having a front surface and a back surface;
a thin film conductive layer disposed on the front surface;
a flat inductor or a bonding layer disposed on the back surface;
with
the thin film conductive layer comprises a plurality of metal plates;
When the thickness of the metal plate is T and the skin depth is d, the following formula (2) is satisfied,
Electromagnetic wave attenuation film.
-2 ≤ ln(T/d) ≤ 0 (2)
[Appendix 3]
a dielectric substrate having a front surface and a back surface;
a thin film conductive layer disposed on the front surface;
a flat inductor or a bonding layer disposed on the back surface;
with
the thin film conductive layer comprises a plurality of metal plates;
the dielectric layer has an uneven surface on the front surface, comprising a relatively low concave first region and a relatively high second region;
The first regions are arranged discretely,
The second region is arranged between the plurality of first regions,
the metal plate is disposed in the first region;
When the thickness of the metal plate is T and the skin depth is d, the following formula (2) is satisfied,
Electromagnetic wave attenuation film.
-2 ≤ ln(T/d) ≤ 0 (2)
[Appendix 4]
a dielectric substrate having a front surface and a back surface;
a thin film conductive layer disposed on the front surface;
a flat inductor or a bonding layer disposed on the back surface;
with
the dielectric layer has an uneven surface on the front surface, comprising a relatively low concave first region and a relatively high second region;
the thin film conductive layer includes a plurality of metal plates disposed in the first region and a support cage disposed in the first region;
The first regions are arranged discretely,
The second region is arranged between the plurality of first regions,
Electromagnetic wave attenuation film.
上記実施例では、電磁波の減衰について検討しているが、特定の電磁波を減衰する導体は、電波を受信するアンテナとなることが知られている。したがって、上述した実施形態は、受信アンテナとしても使用できる。また、上述した実施形態では、2次元の系に運動量がゼロの量子が捉えられることから、金属プレートの量子状態でデータの演算や記録を行う素子として用いることも可能と考えられる。 In the above embodiments, the attenuation of electromagnetic waves is considered, and it is known that a conductor that attenuates a specific electromagnetic wave serves as an antenna for receiving radio waves. Therefore, the embodiments described above can also be used as receiving antennas. In addition, in the above-described embodiment, since quanta with zero momentum are captured in a two-dimensional system, it is conceivable that it can be used as an element for performing data calculation and recording in the quantum state of a metal plate.
上述のように、本発明の実施形態は、電磁波との相互作用のメカニズムが従来技術と異なるため、同等のメカニズムを発現する製品は、本発明の実施形態を実質的に用いたものであると捉えるべきである。 As described above, the embodiment of the present invention differs from the conventional technology in the mechanism of interaction with electromagnetic waves, so products that exhibit an equivalent mechanism are considered to substantially use the embodiment of the present invention. should be caught.
1、61 電磁波減衰フィルム
10、62 誘電体基材
10a、62a 前面
10b、62b 背面
30 薄膜導電層
30A 金属プレート
50 平板インダクタ
200 トップコート層
121 第一領域
122 第二領域
1, 61 electromagnetic
Claims (14)
前記前面に配置された薄膜導電層と、
前記背面に配置された平板インダクタと、
を備え、
前記薄膜導電層は、複数の金属プレートを含み、
金属プレートは、離散して配置され、
前記誘電体基材の面積に対する前記複数の金属プレートの面積の割合が10~40%であり、
前記金属プレートの厚さをT、表皮深さをd、としたときに下記式(1)を満たす、
周波数57GHz~90GHz帯域で用いる電磁波減衰フィルム。
-2.5 ≦ ln(T/d) ≦ -1.0 …(1) a dielectric substrate having a front surface and a back surface;
a thin film conductive layer disposed on the front surface;
a flat plate inductor disposed on the back surface;
with
the thin film conductive layer comprises a plurality of metal plates;
The metal plates are discretely arranged and
The ratio of the area of the plurality of metal plates to the area of the dielectric substrate is 10 to 40%,
When the thickness of the metal plate is T and the skin depth is d, the following formula (1) is satisfied,
An electromagnetic wave attenuation film used in the frequency band of 57 GHz to 90 GHz.
-2.5 ≤ ln(T/d) ≤ -1.0 (1)
前記前面に配置された薄膜導電層と、
前記背面に配置された貼合層と、
を備え、
前記薄膜導電層は、複数の金属プレートを含み、
金属プレートは、離散して配置され、
前記誘電体基材の面積に対する前記複数の金属プレートの面積の割合が10~40%であり、
前記金属プレートの厚さをT、表皮深さをd、としたときに下記式(1)を満たす、
周波数57GHz~90GHz帯域で用いる電磁波減衰フィルム。
-2.5 ≦ ln(T/d) ≦ -1.0 …(1) a dielectric substrate having a front surface and a back surface;
a thin film conductive layer disposed on the front surface;
a bonding layer arranged on the back surface;
with
the thin film conductive layer comprises a plurality of metal plates;
The metal plates are discretely arranged and
The ratio of the area of the plurality of metal plates to the area of the dielectric substrate is 10 to 40%,
When the thickness of the metal plate is T and the skin depth is d, the following formula (1) is satisfied,
An electromagnetic wave attenuation film used in the frequency band of 57 GHz to 90 GHz.
-2.5 ≤ ln(T/d) ≤ -1.0 (1)
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