JPH0571200B2

JPH0571200B2 -

Info

Publication number: JPH0571200B2
Application number: JP14198887A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Ishii; Misao Kaneko
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1987-06-05
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1993-10-06
Also published as: JPS63305599A

Description

【発明の詳細な説明】イ産業上の利用分野本発明は電磁シールド材に関する。

ロ従来技術近年、電気、電子機器の普及に伴い、これらの
軽量化、低価格化のために材料にプラスチツクが
多用されるようになり、そのため、これら電気、
電子機器からの漏洩電磁波による電磁波障害が大
きな問題となつてきている。コンピユータや精密
測定器のような精密な電気、電子機器は、外部か
らの電磁波に曝されると、誤動作を起こしたり測
定値に誤差を生じたりすることが多々ある。その
ため、米国や西独では電磁波規制がなされてお
り、我国に於いても近く電磁波規制の制度が制定
されることが予定されている。

ところが、電磁波を遮蔽する方法として種々の
方法が検討されているが、いずれも不十分であ
る。

例えば、電気、電子機器のプラスチツク製ケー
シングの表面をシールド材で覆う方法として、導
電性塗料による塗装、亜鉛熔射、めつき、蒸着及
びスパツタリング等がある。これらの方法では、
電界成分のシールドにはかなりの効果があるが、
低周波領域の磁界成分に対しては効果が少なく、
また、剥離の問題もあつてトラブルを起こしかね
ず、十分な対策とは言い難い。

また、電気、電子機器の上記プラスチツク中へ
金属のフイラーを混入してシールドする方法とし
ては、磁界成分のシールドをも考慮してステンレ
ス鋼繊維等を用いられているが、これもシールド
効果が十分ではない。即ち、シールド効果を十分
に持たせるためには、上記金属フイラーをかなり
の量添加する必要があり、その結果、プラスチツ
クの強度低下をきたし、また、表面に金属フイラ
ーが現れて更に塗装を施すためにコスト高とな
る。

更に、磁界成分のシールドをも考慮して鉄箔も
シールド材として検討されているが、低周波領域
での磁界成分には透磁率が低くて十分なシールド
効果が得られず、高周波領域での電界成分に対し
ては銅やアルミニウム等と較べると電気抵抗が大
きく、シールド特性が十分ではない。

ハ発明の目的本発明は、上記の事情に鑑みて成されたもので
あつて、低周波領域に於ける磁界成分及び高周波
領域に於ける電界成分をも含めた広い周波数領域
に亘る電磁波の効果的な遮蔽を可能とする電磁シ
ールド材を提供することを目的としている。

ニ発明の構成本発明は、少なくとも１層の非晶質合金層と少
なくとも１層の導電性金属層とを具備し、前記非
晶質合金層の１層と前記導電性金属層の１層とが
５〜500μmの間隔を隔てて積層され、かつ、前記
非晶質合金層が、厚さ５〜100μm、アスペクト比
（但し、アスペクト比は最大厚さに対する最大長
さの比である。）10〜15000の鱗片状又はフレーク
状軟磁性非晶質合金片を単位面積当たりの重量で
100〜500g／m²積層してなる構造を有する電磁シ
ールド材に係る。

ホ発明の作用効果非晶質合金は、化学的、機械的性質に於いて通
常の結晶質合金に見られない特異な特性を示すた
めに、各種機能材料として注目されている。中で
も鉄基、コバルト基等の非晶質合金は、結晶異方
性を示さないため、保磁力が非常に小さく、透磁
率が高いという極めて良好な軟磁気特性を示し、
この性質を利用しての実用化が期待されている。

ところが、非晶質合金は通常厚さ数十μm、幅
100mm程度のリボン状のものとして供給されてお
り、所定の寸法の板材とするには切断による破損
や重ね合わせに際しての接着に問題があり、取扱
いが非常に難しい。その上、所定の厚さにするに
は幾層にも積層せねばならず、多くの工数を要し
て生産性の点で難がある。

本発明者は、鋭意研究の結果、磁性非晶質合金
を鱗片状とし、これを積層することによつて、磁
性非晶質合金の上記の優れた特性をその儘保有
し、而も生産性にも優れた磁気シールド材が得ら
れることを見出した。本発明は上記の知見によつ
てなされたものである。

軟磁性非晶質合金片（以下、単に非晶質合金片
と呼ぶ。）の厚さを5μm未満にすると非晶質合金
片の製造が困難であり、これが100μmを越えて厚
くなると非晶質化が難しくなるので、この厚さは
５〜100μmとする。特に好ましい厚さは20〜
60μmである。

非晶質合金片のアスペクト比が10未満では、非
晶質合金片の透磁率が低下し、非晶質合金片の磁
気特性が変化するためと、積層が難しくなり、磁
気シールド性が劣化するようになる。他方、上記
アスペクト比が15000を越えると、非晶質合金片
の取扱いが面倒になり、生産性が低下するように
なる。アスペクト比の特に好ましい範囲は50〜
10000である。

上記の非晶質合金片を単位面積当たりの重量で
100〜500g／m²となるように積層して非晶質合金
層とするのであるが、非晶質合金片の量が
100g／m²未満であると、非晶質合金片の積層及
びこれらの間の接触（導通）が難しくなつて磁気
シールド性が劣化する。これが500g／m²を越え
ると、非晶質合金片を積層して密着させることが
難しくなつて非晶質合金層中に空隙ができるた
め、単位面積当たりの非晶質合金片の量が増大す
るにも拘わらず、磁気シールド性が悪くなる。非
晶質合金片の上記量の特に好ましい範囲は200〜
350g／m²である。

以上のような構造とした非晶質合金層は、良好
な軟磁性を示す非晶質合金片からなつているの
で、低周波領域に於ける磁界成分のシールドに有
効であるが、高周波領域に於ける電磁波に対して
は電界成分が主体となるため、銅やアルミニウム
のような電気抵抗の小さい導電性材料に較べると
電気抵抗が高い（100〜150μΩ・cm）ため、厚さ
を大きくせねばならず、不利である。

他方、高周波領域で使用される電磁シールド材
には、電気抵抗の低い導電性材料が用いられる
が、これらは非磁性材料又は透磁率の低い磁性材
料であるため、低周波領域での磁界成分に対して
は、殆ど無力である。

そこで、本発明にあつては、低周波領域に於け
る磁界成分のシールドに有効な層として非晶質合
金片を積層してなる層と、高周波領域に於ける電
界成分のシールドに有効なシールド層として導電
性材料の層とを積層し、広範囲に亘る周波数領域
の電磁波を有効に遮蔽するようにしている。

非晶質合金層と導電性材料からなる層とを直接
密着させた構造とすると、両層が互いに干渉して
特性的に期待できないことと、接着剤による積層
が工業的に有利であることから、プラスチツクフ
イルム等の絶縁材で両層の間に間隙を設ける。こ
の間隔、即ち絶縁層の厚さが5μm未満であると非
晶質合金層と絶縁層との間の密着が難しく、これ
が500μmを越えるとシールド材が厚くなつて取扱
いが不便になり、工業的にも不利となる。従つて
上記間隔（絶縁層の厚さ）は５〜500μmの範囲内
とするのが良い。

また、非晶質合金層と導電性材料の層とを夫々
複数層設ける場合は、両層を互いに間隔を隔てて
（絶縁層を挟んで）交互に配置するのが望ましい。

導電性材料としては、銅、アルミニウム、ニツ
ケル及び鉄等の金属の板を用いることができる。
その板厚が5μmでは高周波領域での電界に対する
シールド効果が顕著ではなく、これが500μmを越
えるとシールド材が重くなつて取扱いが面倒にな
る。従つてこの導電性金属層の厚さは５〜500μm
の範囲内とするのが良い。

ヘ実施例以下、本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明に基づく電磁シールド材の平面
図、第２図は同じく構造を模式的に示す拡大断面
図である。

この例は、非晶質合金片２ａが積層してなる非
晶質合金層２と銅等の導電性金属の層３とがポリ
エステルフイルム４を挟み、更に非晶質合金層２
上に同じポリエステルフイルム４が被着されて、
４層積層構造として電磁シールド材１を構成した
例である。但し、第１図では最表層のポリエステ
ルフイルムは図示省略してある。

第１図から解るように、各非晶質合金片２ａは
方向がランダムになつて均一に分散、積層するの
で、自然に無方向性となる。これに対して非晶質
合金リボンや結晶質合金薄帯を積層するには、切
断と接着の繰返し、無方向性にするためにクロス
方向及び角度を変えた接着をしなければならず、
その作業は甚だ煩わしい。なお、本発明にあつて
方向性が要求される場合は、非晶質合金片の均一
分散時に所定の方向に沿つた若干の磁場をかけれ
ば、非晶質合金片を長手方向に揃え、方向性を付
与することができる。

非晶質合金片の組成は、軟磁性を示す組成であ
れば磁気シールド性を示す。

非晶質合金片は、リボンからの切断や公知のメ
ルト・エクストラクシヨン法によつて作ることが
できるが、生産性の観点及び非晶質合金片の周縁
を薄肉にして鱗片状とすることができることか
ら、本出願人が先に特開昭58−6907号公報で提示
したキヤビテーシヨン法（熔融金属に対して濡れ
性の小さな表面層を有し、高速で回転しているロ
ール表面に熔融金属を供給し、この熔融金属を微
細な熔融金属滴に分断した後、引続いてこの熔融
金属滴を高速で回転する金属回転体に衝突させて
急速凝固させる方法。）を応用することが望まし
い。

以下に本発明の具体的な実施例について説明す
る。

実施例１前記キヤビテーシヨン法によつてCo_69.8Fe_4.2
Si₁₇B₉（元素記号に付した数字は当該元素成分の
原子％を表す。以下同じ。）の非晶質合金片を作
製した。この非晶質合金片の平均厚さは40μm、
アスペクト比は200〜500である。

この非晶質合金片を使用して第１図及び第２図
に示すような非晶質合金層２と金属層３とを夫々
１層ずつ有する電磁シールド材１とした。即ち、
厚さ100μmの銅板３上に厚さ25μmのポリエステ
ルフイルム４を載せ、その上に非晶質合金片２ａ
を250g／m²となるように積層し、更に最表層と
して厚さ25μmのポリエステルフイルム４を被せ、
これらを接着剤（図示せず）で接着して電磁シー
ルド材１とした。

この電磁シールド材１について、アドバンテス
ト社製スペクトラムアナライザTR−4172を使用
して電磁シールド性を測定した。測定の要領を、
磁界成分については第９図に、電界成分について
は第１０図に夫々概要を図解的に示す。200mm×
200mmの電磁シールド材１から一方の側の10mm離
れた位置に直径10mmの磁波送信用ループアンテナ
５又は長さ10mmの電波送信用プローブアンテナ１
５を、他方の側の10mm離れた位置に直径10mmの磁
波受信用ループアンテナ６又は長さ10mmの電波受
信用プローブアンテナ１６を夫々配置し、これら
をトラツキングジエネレータ付きスペクトラムア
ナライザTR4172７に接続する。送信用アンテナ
５又は１５からの磁波又は電波の電磁シールド材
１による減衰を受信用アンテナ６又は１６によつ
て検知し、スペクトラムアナライザTR4172７で
測定する。

測定結果は第４図及び第５図に示す通りであ
る。なお、第４図及び第５図では、シールド効果
はdBの絶対値で表してある。第４図及び第５図
には、比較のために厚さ100μmの銅板（893g／
m²、比較例１）及び上記実施例と同じ非晶質合金
層を有し、金属層（銅板）を有しない電磁シール
ド材（比較例２）について同様の測定を行つた結
果が併記してある（第５図では比較例１のみ）。

実施例２前記実施例１の銅板３に替えてこれを厚さ
15μmのアルミニウム箔とし、その他は前記実施
例１に於けると同じ条件として同様の測定を行つ
た。

測定結果は第５図及び第６図に示す通りであ
る。

実施例１，２共、磁界成分として低周波領域の
10〜100kHzでは、15μm厚のアルミニウム箔（比
較例３）に較べてはもとより、非晶質合金層のシ
ールド材（比較例２）に較べても、非常に良好な
シールド効果を示している。電界成分として１〜
100MHzの高周波領域では、良好なシールド効果
を示す比較の銅板に対して同等又はそれ以上のシ
ールド効果を示している。

以上のように、実施例１，２共に、低周波領域
の磁界成分から高周波領域の電界成分に至る迄良
好な電磁シールド性を示し、これらの電磁シール
ド材は、従来にない優れた電磁シールド材であ
る。

実施例３この例は、第３図に示すように、非晶質合金層
２を３層、金属層３を２層とし、ポリエステルフ
イルム４を介して各非晶質合金層２の間に金属層
３を挟むようにし、上下表面層をポリエステルフ
イルム４として電磁シールド材１１を多層積層構
造とした例である。

非晶質合金層２は、平均厚さ40μm、アスペク
ト比200〜500のCo_69.8Fe_4.2Si₁₇B₉の非晶質合金片
２ａを250g／m²に積層したものである。また、
金属層３は厚さ100μmの銅板、ポリエステルフイ
ルム４の厚さは25μmである。

この電磁シールド材の低周波領域の磁界成分の
シールド性について、前記実施例１，２に於ける
と同様の測定を行つた。

測定結果は第８図に示す通りである。第８図に
は、比較のために、前記と同じ２枚の銅板（比較
例４）、及び銅板の層を設けずに３層の非晶質合
金層の間に厚さ25μmのポリエステルフイルムを
挟み、上下表面層を同じポリエステルフイルムと
した電磁シールド材（比較例５）について同様の
測定を行つた結果が併記してある。

第８図から解るように、この電磁シールド材
は、比較例４，５に較べて低周波領域でのシール
ド性が格段に改善されていて、第４図、第６図の
実施例１，２よりも一層シールド性が向上してい
る。なお、比較例５は低周波領域でのシールド性
は良好であるが、金属の層を有しないため、高周
波領域でのシールド性は劣つていた。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであ
つて、第１図は電磁シールド材の平面図、第２図
及び第３図は夫々電磁シールド材の構造を模式的
に示す拡大断面図、第４図、第５図、第６図、第
７図及び第８図は夫々周波数とシールド効果との
関係を示すグラフ、第９図及び第１０図は夫々シ
ールド効果測定の要領を示す概略図である。なお、図面に示された符号に於いて、１，１１
……電磁シールド材、２……非晶質合金層、２ａ
……軟磁性非晶質合金片、３……銅又はアルミニ
ウムの層、４……ポリエステルフイルム、５，１
５……送信用アンテナ、６，１６……受信用アン
テナ、７……測定器（スペクトラムアナライザ）、
である。

Claims

【特許請求の範囲】

１少なくとも１層の非晶質合金層と少なくとも
１層の導電性金属層とを具備し、前記非晶質合金
層の１層と前記導電性金属層の１層とが５〜
500μmの間隔を隔てて積層され、かつ、前記非晶
質合金層が、厚さ５〜100μm、アスペクト比（但
し、アスペクト比は最大厚さに対する最大長さの
比である。）10〜15000の鱗片状又はフレーク状軟
磁性非晶質合金片を単位面積当たりの重量で100
〜500g／m²積層してなる構造を有する電磁シー
ルド材。