JPH0239120B2 - - Google Patents

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JPH0239120B2
JPH0239120B2 JP56191892A JP19189281A JPH0239120B2 JP H0239120 B2 JPH0239120 B2 JP H0239120B2 JP 56191892 A JP56191892 A JP 56191892A JP 19189281 A JP19189281 A JP 19189281A JP H0239120 B2 JPH0239120 B2 JP H0239120B2
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conductive particles
shielding material
energy shielding
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Hawaado Pauwaazu Junia Donarudo
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Chomerics Inc
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0007—Casings
    • H05K9/0015—Gaskets or seals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49016—Antenna or wave energy "plumbing" making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁混信（EMI）シールドに関し、
さらに詳細には、EMIシールドに有用な新規材
料たとえばガスケツト、コーキングコンパウン
ド、接着剤、塗料等に関する。
今日、EMIシールドは用途に応じて多くの形
態を取る。高シールド性能が必要な場合、EMI
シールドは、銀粒子または銀を被覆した銅粒子を
樹脂結合剤に分散させたものを使用する傾向があ
る。EMIシールド製品は、種々の形状のガスケ
ツト、シートとして形成されており、あるいはコ
ーキングコンパウンド、接着剤、被覆として提供
されている。
純銀粒子をベースとするEMIシールド材料を
使用することが技術的見地からはなお好ましいけ
れども、ほとんどの用途にとつて銀の価格は経済
的に実用向きでなくなつている。
普通銀粒子の代りに使用される銀被覆銅には、
特に耐老化性に関してある欠点がある。銀被覆銅
粒子を充填したシリコーンゴムガスケツトに対す
る最大連続温度は、一般に約125℃と考えられて
いる。より高い温度では、露出した銅の酸化によ
り、電気伝導が失われやすい。さらに、塩スプレ
ーにさらされた場合、露出した銅に生成する腐食
生成物は緑色になる。一般に、塩スプレー腐食
は、電気特性または物性に大して影響しないが、
しかし緑色の腐食生成物は見にくい。
当業界では、他の種類の導電性粒子をEMIシ
ールド材料で使用することも実施されている。現
在実質的に使用されているものの１つは銀被覆ガ
ラスである。
現在の技術状態の銀被覆ガラス粒子を用いる
EMIシールドガスケツトは、ある振動条件下で
抵抗が増大し、したがつてシールドとして実質的
に役に立たなくなる。
さらに、銀被覆ガラス粒子は全部が金属物質で
ないので、電磁パルス状態に遭遇する場合に必要
な高い電流運搬能力を持たない。
当業界の状態については、米国特許第
3140342；3194860；3202488；3476530および
3583930号明細書が参考になる。
本発明は、従来技術の銀被覆粒子EMI組成物
（材料）の価格および他の欠点の幾つかを回避す
ると共に、固体銀粒子を使用するEMIシールド
組成物とほぼ同じEMIシールド効果をもたらす
EMIシールドを提供する。予期せぬことに、銀
被覆銅粒子の場合より銀量が約１／３少なくてす
む銀被覆粒子を使用することが出来、しかも銀被
覆銅粒子を導電性粒子として用いた場合とほぼ同
じ位良好な導電率を達成出来ることが、本発明に
おいて見い出された。さらに、最大連続用温度は
シリコーン結合剤を用いる場合約200℃であるこ
とが見い出された。
また、本発明は、銀被覆銅に比較して、特有の
緑腐食がもはや因子でないという利点を有する。
本発明において、EMIシールドの重量は、銀
または銀被覆銅をベースとするEMIシールド系
に比較して著しく低減させる。このことは宇宙空
間用途につて重要な要因である。
本発明のEMIシールド材料（組成物）は電磁
シールドとして有効な体積抵抗率を有する。材料
は、少なくとも３つの別々の金属層、すなわちア
ルミニウムの最内部層または心、上記心上の最も
好ましくは錫、次いで好ましくは亜鉛、最も低い
好ましさではニツケルの第一層および銀の外部層
を有する導電性固体金属粒子を配合した（充填し
た）樹脂マトリツクスからなる。
材料の体積抵抗率は0.01ohmcm未満が好まし
く、0.004ohmcm未満が最も好まい。材料は、好
ましくは20〜50容量％、より好ましくは30〜42容
量％、最も好ましくは35〜38容量％の粒子を含有
する。
粒子は、１〜10重量％、好ましくは３〜８重量
％の最も好ましくは錫、次いで好ましくは亜鉛、
または最も低い好ましさでニツケル、10〜25重量
％の銀および残部のアルミニウムからなる。粒子
は導電率を実質的に失うことなく200℃に120時間
耐える能力を有する。粒子の平均粒径は、好まし
くは１〜60ミクロン、最も好ましくは約15〜30ミ
クロンである。
粒子の形状は不揃いなのが好ましい。粒子の銀
外面は、多数の隣接銀小塊が下地の粒子被覆心た
とえば錫被覆アルミニウムにしつかり密着したも
のからなるのが好ましい。
「形状が不揃い」とは、実質的に球形粒子を含
めて不揃い粒子のすべての形状を含むものである
が、しかし平らな小板を含むものではない。
「樹脂」とは、プラスチツク物質を意味し、プ
ラスチツクとはゴムたとえばシリコーン、フルオ
ロシリコーンおよびポリイソブチルゴムを含むも
のである。使用し得る他のプラスチツクとして、
ポリアミド、アクリル、ウレタン、ポリ塩化ビニ
ル、シリコーンおよびガスケツト、接着剤、コー
キングパウンドおよび被覆で通常使用されるその
他のものが挙げられる。
第１〜３図を参照する。これらの図面におい
て、打抜成形した安定なガスケツト２０が導波管
２１，２２のフランジ２１―１，２２―１の間に
置かれ、ボルト２３によつて保持される。圧縮性
結合剤であるガスケツト２０は接合部から水分が
導波管に入つて来ないようにまた導波管から電磁
エネルギーが逃げないように効果的なシールを行
う。ガスケツトはシート材料から切断することが
出来るが、成形することも出来ることは理解され
るであろう。ガスケツト２０は電磁エネルギーが
１つの導波管部分からの他の導波管部分へ流れる
ようにするための中央開口部およびボルト２３を
通すための穴２０―２を有する。
第４図および第５図には、成形Ｏリング３０が
電磁エネルギーシールドとして示される。Ｏリン
グ３０は、２つの部材の溝に置かれ、圧力が加え
られてＯリングは圧縮され、効果的なシールが形
成される。
第６図には、本文に記載のシールド材料でつく
つた押出溝付き帯状ガスケツト３１が示される。
本文に記載の材料を用いて多くの形状のガスケ
ツト（打抜き押出、成形）をつくることが出来、
したがつて、本発明は特定の形状に限定されない
ことは前述から明らかである。
本発明において、最も好ましい材料は、アルミ
ニウムの心に錫の第一被覆を施し、次いで銀を被
覆した導電性の形状が不揃いの粒子をシリコーン
ゴム結合剤に充填したものからなる。
他の結合剤（樹脂マトリツクス）として、前述
したフルオロシリコーンゴムおよびその他のもの
を挙げることが出来る。材料は使用する結合剤の
性状に応じてシート、成形物品、被覆、接着剤等
として形成することが出来る。
所望なら、充填剤たとえばシリカを添加して材
料の機械的性質を助長することが出来ることは理
解されるであろう。
好ましい粒子の代りに、アルミニウム心に亜鉛
またはニツケルを被覆し、次いで銀を被覆したも
のからなる粒子を使用することが出来るが、現時
点では、それらは好ましさの程度が劣る。
材料は、80〜50容量％の樹脂マトリツクス（結
合剤）および20〜50容量％の前述した導電性粒子
からなるのが好ましい。
材料の体積抵抗率は0.01ohmcm未満が好まし
く、0.005ohmcm未満が最も好ましい。粒子は３
〜６重量％の錫、亜鉛またはニツケル、10〜25重
量％の銀および残部のアルミニウムからなるのが
好ましい。
粒子は平均粒径が、好ましくは１〜60ミクロ
ン、最も好ましくは約20〜30ミクロンである。本
発明で有効な導電性粒子（粉末）は種々の方法で
つくることが出来る。
アルミニウム表面、たとえばアルコアアトマイ
ズドパウダーNo.101（−100メツシユ）に、酸化亜
鉛を水酸化ナトリウムに溶解した亜鉛酸塩で処理
することにより亜鉛を被覆することが出来る。こ
れらの強アルカリ性条件下で、アルミニウム表面
の酸化物層はゆるめられ、置換反応により表面上
に亜鉛がメツキされる。ばらばらのアルミニウム
部品の標準処理方法は、ニユージヤージー州、ハ
ツケンザツク、メタルズアンドプラスチツクスパ
ブリケーシヨンズ発行、1978メタルフイニツシン
グガイドブツクデイレクトリー、46回年度版、
171―172頁に見い出すことが出来る。それは次の
ようである。
１） 水酸化ナトリウム 70oz／gal 524g／ 酸化亜鉛 13oz／gal 97g／ ２） 水酸化ナトリウム 6.7oz／gal 50g／ 酸化亜鉛 0.67oz／gal 5g／ ３） 水酸化ナトリウム 16oz／gal 120g／ 酸化亜鉛 2.7oz／gal 20g／ アルミニウム粉末を用いる場合、水酸化ナトリ
ウムの存在量は制御しなければならない。これ
は、アルミニウム粉と水酸化ナトリウムの反応は
激しくかつ発熱性であるためである。比較的微細
なアルミニウム粉末（約20ミクロンの平均粒径）
の場合、反応を制御下に保持するためには、約
750mlの脱イオン水中100gのアルミニウム粉末
（アルコアアトマイズパウダーNo.101）に対して、
約10gの水酸化ナトリウムおよび1.5gの酸化亜鉛
を含有する溶液を使用するのが好ましい。反応混
合物を１時間撹拌した場合、最良の結果が得られ
る。粉末を沈降させ、５回すすぐ。次いで、水酸
化ナトリウム―酸化亜鉛処理を繰り返えし、粉末
を５回すすぐ。銀メツキ後最適特性を得るには粉
末をに対して第二亜鉛酸塩処理が好ましいことが
見い出された。
銀メツキのため粉末を過敏化するために、亜鉛
被覆アルミニウム粉末は還元剤の希薄溶液に浸漬
される。理論的には、還元剤は粉末表面に吸着さ
れ、吸着部位で銀メツキが開始される。実際に
は、亜鉛被覆粉末の100gサンプルが、100mlの37
％ホルムアルデヒドを含有する約750mlの脱イオ
ン水に分散され、15分間撹拌される。粉末は沈降
せしめられ、３または４回すすがれる。
銀メツキは通常の方法により行われる。30gの
硝酸銀を500mlの脱イオン水に溶解し、約50mlの
28％水酸化アンモニウムを添加して調製した溶液
に過敏化した粉末が分散される。この分散液に、
約150mlの37％ホルムアルデヒドが15分間にわた
つて添加される。淡褐色の銀メツキ粉末が数回水
洗され、次いでアセトンで洗浄され、そしてオー
ブン乾燥される。粉末の乾燥後、粉末は使用前に
400〓で３時間熱処理される。このように亜鉛で
被覆され次いで銀メツキされたアルミニウム粉末
は導電性が大きい。
アルミニウムと銀との複合粒子を形成するため
に使用出来る他の金属はニツケルである。アルミ
ニウム粉末は、好ましくはアルミニウムから酸化
被膜を除去することを助ける塩素イオンまたは弗
素イオンを含有する酸溶液からニツケルが浸漬被
覆される。前述した1978メタルフイニツシングガ
イドブツクデイレクトリー（P484）には、沸騰
している11g／の硫酸ニツケルおよび30g／
の塩化アンモニウムを用いてアルミニウム上にニ
ツケルを析出させる浸漬法が記載されている。ニ
ツケル濃度を２倍にするとアルミニウム粉末に対
する銀メツキ特性が改良されることが見い出され
た。したがつて、典型的な実験では、20gの硫酸
ニツケルおよび30gの塩化アンモニウムを含有す
る750mlの脱イオン水に100gのアルミニウム粉末
が分散された。分散液は約95℃に加熱され、１時
間撹拌された。粉末は沈降され、５回すすがれ
た。
銀メツキの過敏化は、非導電体に対して普通使
用される方法により行われた。第一に、1g／
の塩化第一錫および4g／の36％塩酸を含有す
る溶液に粉末が分散された。
５回すすいだ後、0.2g／の塩化パラジウムお
よび0.2g／の36％塩酸を含有する溶液に粉末が
分散された。５分間撹拌後、粉末は沈降され、５
回すすがれた。
メツキは、30gの硝酸銀を500mlの脱イオン水
に溶解し、約50mlの28％水酸化アンモニウムを添
加することにより調製された溶液に粉末を分散さ
せることにより行われる。この分散液に、約150
mlの37％ホルムアルデヒドが15分間にわたつて添
加される。粉末は数回水洗され、アセトンですす
がれ、そして乾燥される。乾燥粉末は400〓で３
時間熱処理される。
錫は、アルミニウム粉末たとえばアルコアアト
マイズパウダーNo.101上で錫化合物のアルカリ性
溶液を用いて置換メツキすることが出来る。前述
した1978メタルフイニツシングガイドブツクアン
ドデイレクトリー、第484頁には、アルミニウム
上に錫をメツキするために125―180〓の6oz／gal
（45g／）の錫酸ナトリウムが開示されている。
アルミニウム粉末の場合、発熱反応が著しいた
め、より低い濃度の錫酸ナトリウムおよびより低
い温度を使用しなければならない。実際には、
100gのアルミニウム粉末が700mlの水に分散さ
れ、13gの錫酸ナトリウムの溶液が30分間にわた
つて添加される。
この混合物は１時間撹拌され、沈降され、５回
すすがれる。錫酸塩処理は繰り返えされ、粉末は
乾燥される。過敏化および銀メツキは亜鉛の場合
と同様に行われる。
アルミニウムのメツキには他の公知方法も使用
出来ることは理解されるであろう。
本発明の例を下記に述べる。
例 １ 第１〜３図の打抜ガスケツトの材料とした高導
電性シートについて下記に述べる。33.5gの通常
のダウコーニングシリコーンゴムは（樹脂）たと
えば゜440を、3.76gのカブ―オー―シル（CAB
―Ｏ―SIL）MS7シリカ、0.29gのアール・テイ
ー・バンデルビルトバツクス（２，５―ジメチ
ル、２，５―ジ（ｔ―ブチルペルオキシ）ヘキサ
ンと混錬する。ミル上のこの混合物に、平均粒径
20ミクロンのアルミニウム―錫―銀粒子（粉末）
62gを添加し、均質になるまで混合する。この混
合物をミルから62ミル厚さのシートして取り出
し、型に入れて325〓、30トン圧で15分間成型す
る。型から取り出した後、材料を300〓で３時間
後硬化する。容量％は、38.5容量％粒子および59
容量％ゴム（樹脂）である。次いで、シートから
ガスケツトを打抜く。
例 20重量％の固体ポリアミド樹脂（ベルサロン
（versalon）1100）、５重量部の液体ポリアミド樹
脂（ベルサロン15）、25重量部のトルエンおよび
25重量部のエタノールの溶液に、75重量部の前述
した銀―亜鉛―アルミニウム粉末（20ミクロン平
均粒径）を混入することにより、導電性接着剤を
調製する。
例 34重量部のトルエン、34重量部のエタノールお
よび32重量部のポリアミド樹脂の溶液に、288重
量部の前述した銀―ニツケル―アルミニウム粉末
（30ミクロン平均粒径）を混入して導電性コーキ
ングを調製する。
例 前述した銀―亜鉛―アルミニウム粉末を用いる
ことを除いて例の方法を繰り返えす。
例 前述した銀―ニツケル―アルミニウムを用いる
ことを除いて例の方法を繰り返えす。
【図面の簡単な説明】
第１図は、２つの導波管フランジの間にはさま
れた本発明による圧縮性ガスケツトの同大図；第
２図は、ガスケツトの正面図；第３図は３―３線
に沿つて取つた第２図の断面図；第４図はＯリン
グガスケツトの正面図；第５図は５―５線に沿つ
て取つた第４図の断面図；第６図は押出溝付き帯
状ガスケツトの断面図である。 ２０…打抜ガスケツト、２１，２２…導波管、
２１―１，２２―１…フランジ、２３…ボルト、
２０―２…穴、３０…Ｏリング、３１…押出ガス
ケツト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 電磁エネルギーシールドとして有効な体積抵
    抗率を有する電磁エネルギーシールド材料におい
    て、 前記電磁エネルギーシールド材料は導電性粒子
    により負荷された樹脂マトリツクスを備え、 前記導電性粒子は少なくとも３つの独立した金
    属層を備え、その最内層又は心はアルミニウムで
    あり、その外層は銀であることを特徴とする電磁
    エネルギーシールド材料。 ２ 前記心と、前記外層との間の第１層は錫、亜
    鉛又はニツケルから形成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の電磁エネルギ
    ーシールド材料。 ３ 前記第１層は錫であることを特徴とする特許
    請求の範囲第２項に記載の電磁エネルギーシール
    ド材料。 ４ 前記第１層はニツケルであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第２項に記載の電磁エネルギー
    シールド材料。 ５ 前記第１層は亜鉛であることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の電磁エネルギーシー
    ルド材料。 ６ 前記導電性粒子は形状が不揃いであることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電磁エ
    ネルギーシールド材料。 ７ 前記組成物は圧縮性があり、かつ形状が安定
    なガスケツトの形状を有することを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の電磁エネルギーシー
    ルド材料。 ８ 前記第１層は前記導電性粒子の重量比で１〜
    10％であり、前記外層は前記導電性粒子の重量比
    で10〜25％であることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項に記載の電磁エネルギーシー
    ルド材料。 ９ 前記導電性粒子は前記電磁エネルギーシール
    ド材料の20〜50％の容積百分率を有することを特
    徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電磁エネ
    ルギーシールド材料。 １０ 前記導電性粒子の平均的な大きさは１〜60
    ミクロンであり、かつその体積抵抗率は0.01オー
    ムセンチメートル未満であることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の電磁エネルギーシー
    ルド材料。 １１ 前記樹脂マトリツクスはシリコーンゴム又
    はフルオロシリコーンゴムであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記載の電磁エネルギー
    シールド材料。 １２ 電磁エネルギーシールド材料に用いる導電
    性粒子は少なくとも３つの独立した金属層と、ア
    ルミニウム心と、前記アルミニウム心上の第１金
    属層と、前記第１金属層上の銀の外層とを有する
    金属粒子を備えていることを特徴とする導電性粒
    子。 １３ 前記第１金属層は、錫、亜鉛又はニツケル
    から形成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第１２項に記載の導電性粒子。 １４ 前記第１金属層は錫であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１３項に記載の導電性粒子。 １５ 前記第１金属層は亜鉛であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１３項に記載の導電性粒
    子。 １６ 前記第１金属層はニツケルであることを特
    徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の導電性
    粒子。 １７ 前記導電性粒子は形状が不揃いであること
    を特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の導
    電性粒子。 １８ 前記第１金属層は前記導電性粒子の重量比
    で１〜10％であり、前記外層は前記導電性粒子の
    重量比で10〜25％であることを特徴とする特許請
    求の範囲第１２項に記載の電磁エネルギーシール
    ド材料。 １９ 前記導電性粒子の平均的な大きさは１〜60
    ミクロンであり、好ましいものとして15〜30％ミ
    クロンであることを特徴とする特許請求の範囲第
    １２項に記載の電磁エネルギーシールド材料。 ２０ 前記導電性粒子は、樹脂マトリツクス中に
    関連されたときは、0.01オームセンチメートル未
    満の体積抵抗率が得られるものであることを特徴
    とする特許請求の範囲第１２項に記載の電磁エネ
    ルギーシールド材料。 ２１ ２つの面の間に電磁エネルギーシールド材
    料を得る方法において、該電磁エネルギーシール
    ド材料は、電磁エネルギーシールドとして有効な
    体積抵抗率を有し、 前記電磁エネルギーシールド材料は導電性粒子
    により負荷された樹脂マトリツクスを備え、 前記導電性粒子は少なくとも３つの独立した金
    属層を備え、その最内層又は心はアルミニウムで
    あり、その外層は銀であり、 前記２つの面の間に圧縮性があり、かつ形状が
    安定な前記電磁エネルギーシールド材料によるガ
    スケツトを配置し、ガスケツト間を圧縮するよう
    に一緒に前記面をクランプさせることを特徴とし
    た電磁エネルギーシールド材料の製造方法。
JP56191892A 1980-12-22 1981-12-01 Electromagnetic shield Granted JPS57154897A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/219,069 US4434541A (en) 1980-12-22 1980-12-22 Electromagnetic shielding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57154897A JPS57154897A (en) 1982-09-24
JPH0239120B2 true JPH0239120B2 (ja) 1990-09-04

Family

ID=22817726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56191892A Granted JPS57154897A (en) 1980-12-22 1981-12-01 Electromagnetic shield

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4434541A (ja)
JP (1) JPS57154897A (ja)
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