KR20230109618A - 전자파 감쇠 필름 - Google Patents

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아츠코 아오키
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도판 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

밀리미터파 대역의 주파수의 전파를 감쇠할 수 있고, 또한 얇은 전자파 감쇠 필름을 제공한다. 본 발명은 전면 및 배면을 갖는 유전체 기재와, 전면에 배치된 박막 도전층과, 배면에 배치된 평판 인덕터 또는 접합층을 구비하고, 박막 도전층은 복수의 금속 플레이트를 포함하고, 금속 플레이트의 두께 T를 표피 깊이 d로 정규화한 값의 자연대수의 값이, 특정의 주파수 대역에 있어서, 소정의 수치 범위에 들어가는 것을 특징으로 하는 전자파 감쇠 필름이다. 또한 본 발명에 관한 전자파 감쇠 필름은 특정의 주파수 대역에서 사용되고, 유전체 기재는 전면에 상대적으로 낮은 오목한 부분의 제1 영역과 상대적으로 높은 제2 영역을 포함하는 요철을 갖고, 박막 도전층은 제1 영역에 배치된 복수의 금속 플레이트를 포함하고, 제1 영역은 이산하여 배치되고, 제2 영역은 복수의 상기 제1 영역 사이에 배치되어 있는 구성을 취해도 된다. 박막 도전층 상에 톱 코팅층을 마련해도 된다.

Description

전자파 감쇠 필름
본 발명의 실시 형태는, 입사파를 포착하여, 반사파를 감쇠하는 것이 가능한 전자파 감쇠 필름에 관한 것이다.
휴대 전화 등의 이동체 통신, 무선 LAN, 요금 자동 수수 시스템(ETC) 등에 있어서, 수 기가헤르츠(㎓)의 주파수 대역을 갖는 전파가 사용되고 있다.
이러한 전파를 흡수하는 전파 흡수 시트로서, 특허문헌 1에는, 고무상 전파 흡수 시트와 골판지 등의 지상 시트재를 적층한 적층체 시트가 제안되어 있다.
또한, 더 높은 주파수 대역의 전파를 흡수할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하여, 특허문헌 2에는, 편평 형상의 연자성 입자의 긴 변 방향을 시트의 면 방향으로 정렬시킴으로써, 20㎓ 이상의 주파수 대역의 전파를 흡수 가능한 전파 흡수 시트가 제안되어 있다.
또한, 입실론 산화철(ε-Fe2O3) 결정을 자성상에 갖는 입자의 충전 구조를 갖는 전파 흡수체가, 25 내지 100㎓의 범위에서 전파 흡수 성능을 발휘하는 것이 알려져 있다(특허문헌 3 참조).
특허문헌 4에는, 플라스틱 필름과, 그 적어도 한 면에 마련한 단층 또는 다층의 금속 박막을 갖고, 금속 박막에 다수의 실질적으로 평행하고 단속적인 선상흔이 불규칙한 폭 및 간격으로 복수 방향으로 형성된 전자파 흡수체에 적합한 선상흔을 갖는 금속 박막-플라스틱 복합 필름이 제안되어 있다.
특허문헌 5에는, 개개의 공진 주파수를 갖는 복수의 패치 도체를 소정의 주기 패턴으로 배열한 공진층과, 공진층에서 공진한 전파를 다중 반사시키는 유전체층과, 유전체층으로부터 입사한 전파를 해당 유전체층측으로 반사하는 반사 도체층을 구비한 전파 흡수 구조가 개시되어 있다.
그리고, 상기와 같은 전자파 흡수 시트는 전자 디바이스 내 외에, 건축물의 내장 등에 사용된다. 또한, 그 전자파 흡수 재료로서는 특허문헌 6에 기재되어 있는 바와 같이, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 염화고무계 수지, 염화비닐계 수지, 알키드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지 등의 아크릴레이트 공중합체 변성 수지가 사용된다. 또한, 특허문헌 7에 기재되어 있는 폴리아미드이미드나 합성 고무 등의 고무계 재료 등도 사용된다.
일본 특허 공개 제2011-233834호 공보 일본 특허 공개 제2015-198163호 공보 일본 특허 공개 제2008-060484호 공보 국제 공개 제2010/093027호 일본 특허 공개 제2020-009829호 공보 일본 특허 제2612592호 일본 특허 공개 제2006-86422호 공보
근년, 송수신하는 데이터의 대용량화, 고속 통신과, 다지점 동시 접속화를 가능하게 하기 위해, 30㎓ 이상의 밀리미터파 대역을 사용하는 무선 통신의 실용화가 진행되고, 그것을 가능하게 하는 밀리미터파 대응 디바이스의 개발이 진행되고 있다. 또한, 매우 좁은 지향성을 활용하는 차량 탑재 레이더 기기의 이용이 진행되고 있다.
디바이스의 하우징 내에 있어서의 전자파의 난반사 등에 의한 간섭은 디바이스의 오작동을 야기한다. 따라서, 전자파 노이즈를 억제하는 것은 전자파 이용 기술의 하나로서 중요하다.
전자파 노이즈 억제의 하나의 방법으로서, 상술한 바와 같은 전자파 흡수 시트의 이용이 생각되지만, 현시점에서는, 20㎓ 내지 수십㎓ 정도의 주파수에 대응하는 것이 대부분이고, 밀리미터파대에 대응하고 있지 않다.
밀리미터파 대역의 전자파를 흡수하는 전자파 흡수 시트는 존재하기는 하지만, 현재 실용화되고 있는 것은, 흡수 성능을 유지하기 위해, 시트가 두껍다. 따라서, 고집적화가 진행되는 디바이스의 하우징 내에 내장하여 전자파 노이즈를 억제하는 것이 곤란하다.
상기 사정을 감안하여, 밀리미터파 대역의 주파수의 전자파를 감쇠할 수 있고, 또한 얇은 전자파 감쇠 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. 나아가, 전자 디바이스 내, 건축물의 내장 등에 설치되는 전자파 흡수체는, 장기간 계속적으로 사용되는 것이기 때문에, 내후성, 내열성 등의 내환경성이 우수한 전자파 감쇠 필름의 제공도 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 전자파 감쇠 필름은, 전자장을 정상적으로 국재시키는 것이 가능한 필름이라고 생각된다. 즉, 본 발명의 전자파 감쇠 필름은, 전자장의 포착이 가능한 필름이라고 생각된다. 전자장의 「포착」이란, 전계 및 자계가 정상적으로 국재되는 상태라고 할 수 있다. 또한 포착된 전자장은, 일부가 열로 변환됨으로써 흡수되고, 일부는 재방출된다. 즉, 포착된 전자장의 에너지는, 열의 에너지와, 재방출되는 전자파의 에너지로 변환된다. 이 재방출은, 일반적으로 지향성이 낮다고 생각되기 때문에, 경면 반사 방향으로의 전자파는 저감되어, 반사파가 감쇠하는 것이라고 생각된다. 그 때문에 전자파의 반사파는, 입사한 전자파가 열로 변환되는 것에 의한 흡수나 재방출에 의한 산란에 의해, 감쇠할 수 있다. 이러한 종래와는 다른 메커니즘에 의해 전자파를 감쇠하기 때문에, 종래에 불가능으로 여겨졌던 파장에 대하여 1/4 이하의 얇은 구조에서의 감쇠를 가능하게 하고 있다. 또한 본원의 실시 형태에 따르면, 믿기 어렵게도, 파장의 10-2 오더의 두께로 전자파를 감쇠 가능한 필름을 얻을 수 있다.
본 발명은, 전면 및 배면을 갖는 유전체 기재와, 전면에 배치된 박막 도전층과, 배면에 배치된 평판 인덕터 또는 접합층을 구비하고, 박막 도전층은 이산하여 배치되는 복수의 금속 플레이트를 포함하는, 밀리미터파의 특정의 주파수 대역에서 사용되는 전자파 감쇠 필름에 관한 것이다. 상기 박막 도전층 상에 톱 코팅층을 마련해도 된다.
본 발명에 관한 전자파 감쇠 필름의 하나는, 상기 금속 플레이트의 두께 T를 표피 깊이 d로 정규화한 값의 자연대수의 값이, 특정의 주파수 대역에 있어서, 소정의 수치 범위에 들어가는 것을 특징으로 하는 전자파 감쇠 필름이다. 구체적으로는, 주파수 27㎓ 내지 34㎓ 대역에서 -1.0≤ln(T/d)≤0.0, 주파수 35㎓ 내지 50㎓ 대역에서 -2.0≤ln(T/d)≤-0.5, 또는 주파수 57㎓ 내지 90㎓ 대역에서 -2.5≤ln(T/d)≤-1.0을 충족시킨다.
본 발명에 관한 다른 전자파 감쇠 필름의 하나는, 상기 유전체 기재는, 전면에, 상대적으로 낮은 오목한 부분의 제1 영역과, 상대적으로 높은 제2 영역을 포함하는 요철을 갖는다. 박막 도전층은, 제1 영역에 배치된 복수의 금속 플레이트를 포함한다. 제1 영역은, 이산하여 배치되고, 제2 영역은, 복수의 상기 제1 영역 사이에 배치되어 있다. 구체적으로는, 주파수 27㎓ 내지 34㎓ 대역, 주파수 35㎓ 내지 50㎓ 대역, 또는 주파수 57㎓ 내지 90㎓ 대역에서 사용된다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 밀리미터파 대역의 주파수의 전파를 감쇠할 수 있고, 또한 얇은 전자파 감쇠 필름을 제공할 수 있다. 또한 내후성이 우수한 전자파 감쇠 필름을 제공할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 전자파 감쇠 필름을 나타내는 모식 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I선에 있어서의 단면의 일부를 나타내는 모식도이다.
도 3은 톱 코팅층을 마련한 경우의 도 1의 I-I선에 있어서의 단면의 일부를 나타내는 모식도이다.
도 4는 서포트 케이지가 없는 경우의 전계 강도의 시뮬레이션 결과를 나타내는 화상이고, (b)는 (a)의 부분 확대도이다.
도 5는 서포트 케이지가 있는 경우의 전계 강도의 시뮬레이션 결과를 나타내는 화상이고, (b)는 (a)의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 전자파 감쇠 필름을 나타내는 모식 평면도이다.
도 7은 도 6의 II-II선에 있어서의 단면의 일부를 나타내는 모식도이다.
도 8은 톱 코팅층을 마련한 경우의 도 6의 II-II선에 있어서의 단면의 일부를 나타내는 모식도이다.
도 9는 금속 플레이트의 두께의 변화에 의한 전자파의 감쇠성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 1A의 27㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 1A의 28㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예 1A의 31㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시예 1A의 34㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 14는 실시예 1B의 28㎓에 있어서의 금속 면적의 비율에 따른 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 15는 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 원 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 16은 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 직사각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 17은 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 육각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 18은 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 볼록 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 19는 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 삼각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 20은 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 십자 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 21은 실시예 1D에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 22는 실시예 1A에서 톱 코팅층을 마련한 경우에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 23은 실시예 2A의 35㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 24는 실시예 2A의 39㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 25는 실시예 2A의 41㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 26은 실시예 2A의 45㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 27은 실시예 2A의 50㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 28은 실시예 2B의 39㎓에 있어서의 금속 면적의 비율에 따른 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 29는 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 원 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 30은 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 직사각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 31은 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 육각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 32는 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 볼록 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 33은 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 삼각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 34는 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 십자 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 35a는 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 루프 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 35b는 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 루프 형상인 전자파 감쇠 필름을 2층 겹친 변형예의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 36은 실시예 2D에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 37은 실시예 2A에서 톱 코팅층을 마련한 경우에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 38은 실시예 3A의 57㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 39는 실시예 3A의 66㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 40은 실시예 3A의 71㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 41은 실시예 3A의 81㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 42는 실시예 3A의 86㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 43은 실시예 3A의 90㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 44는 실시예 3B의 81㎓에 있어서의 금속 면적의 비율에 따른 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 45는 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 직사각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 46은 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 육각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 47은 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 볼록 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 48은 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 삼각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 49는 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 십자 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 50은 실시예 3A에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 51은 실시예 3D에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 52는 실시예 3A에서 톱 코팅층을 마련한 경우에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.
도 53은 금속 플레이트의 치수와 감쇠되는 전자파의 파장과의 관계를 나타내는 그래프이다.
전자파 감쇠 필름(1)은 유전체 기재(유전체층)(10)와, 유전체 기재(10)의 전면(10a)에 형성된 박막 도전층(30)과, 유전체 기재의 배면(10b)에 형성된 평판 인덕터(50)를 구비하고 있다. 박막 도전층은, 얇은 도전체의 층이다. 박막 도전층은, 복수의 금속 플레이트를 포함한다. 또한, 박막 도전층은, 서포트 케이지(후술)를 포함해도 된다. 평판 인덕터는, 도전성을 갖고, 외부의 자속에 의해 평판 인덕터 내부의 표면 근방에 전류를 발생시킨다. 또한, 그 전류에 수반하여, 자장을 평판 인덕터 외부의 표면 근방에 발생시키는 기능을 갖는다. 평판 인덕터의 형상은, 평판(Slab)으로 할 수 있다. 유전체 기재는, 박막 도전층과 평판 인덕터에 끼움 지지되어 있는 절연성의 기재이다. 바꾸어 말하면, 박막 도전층과, 평판 인덕터는, 유전체 기재를 끼우고 유전체 기재의 두께 방향으로 이격되어 있다. 또한, 전면은, 전자파를 입사시키는 측의 면으로 할 수 있다. 배면은, 유전체 기재의 전면과 반대측의 면이다. 유전체 기재(10)는 상대적으로 전면이 낮은 제1 영역(121)과, 제1 영역의 주위에 상대적으로 전면이 높은 제2 영역(122)을 가져도 된다. 제2 영역(122) 상에 위치하는 박막 도전층을, 서포트 케이지라고 칭한다. 바꾸어 말하면, 박막 도전층은, 제2 영역(122) 상에 서포트 케이지를 포함한다.
또한, 전자파 감쇠 필름으로 감쇠되는 전자파가 단일의 극솟값이 되는 주파수 f를 갖는 경우, 이 주파수 f를, 감쇠 중심 주파수 f라고 한다. 또한, 전자파 감쇠 필름으로 감쇠되는 전자파가 복수의 극솟값을 갖는 경우는, 가장 감쇠가 큰 극솟값으로부터 -3㏈이 되는 복수의 주파수의 평균값의 주파수를 감쇠 중심 주파수로 한다. 감쇠 중심 파장은, 유전체 기재 중의 광속을 후술하는 감쇠 중심 주파수 f로 나눈 것으로 할 수 있다.
또한, 전자파 감쇠 필름(1)은 공기와의 임피던스 정합을 도모하여, 시트의 내후성을 높이기 위한 톱 코팅층(200)을 구비하고 있어도 된다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 전자파 감쇠 필름(1)을 나타내는 모식 평면도이다. 도 2는, 도 1의 I-I선에 있어서의 단면의 일부를 나타내는 모식도이다.
유전체 기재(10)는 유전체로 형성되고, 도전성의 재료 사이에 끼워짐으로써 콘덴서를 형성할 수 있다. 유전체 기재(10)는 절연성의 재료로 할 수 있다.
유전체 기재(10)를 구성하는 재료의 대표예는 합성 수지이다. 합성 수지의 종류는, 절연성과 함께 충분한 강도, 가요성 및 가공성을 갖는 한 특별히 제한되지 않는다. 이 합성 수지는 열 가소 수지로 할 수 있다. 합성 수지는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르; 폴리페닐렌술피드 등의 폴리아릴렌술파이드; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카르보네이트, 아크릴 수지, 폴리스티렌 등을 들 수 있다. 이들 재료를 단체로 사용해도 되고, 2종류 이상 혼합시켜도 되고, 적층체로 해도 된다. 또한, 유전체 기재(10)는 도전성 입자, 절연성 입자, 자성 입자, 또는 그 혼합을 함유해도 된다.
본 발명의 실시 형태에 있어서, 유전체 기재의 두께는, 전자파의 파장에 대하여 충분히 얇게 할 수 있다. 유전체 기재가 전자파의 파장에 대하여 충분히 얇은 경우, 유전체 기재 내에 진행파가 발생하지 않는 것이 알려져 있다. 「충분히 얇다」란, 파장의 1/2 미만이라고 할 수 있다. 파장의 1/2 미만이면, 진행파는 도파하지 않는다. 이것은, 전자파의 컷오프라고 일컬어지는 현상이다. 나아가, 파장의 1/10 이하로 할 수 있다. 일반적으로 전자파의 전반 거리의 차가 파장의 1/10 이하인 경우, 실질적인 위상차가 발생하지 않는다. 즉, 금속 플레이트와 평판 인덕터의 거리가 유전체 기재에서의 파장의 1/10 이하인 경우, 금속 플레이트의 재방출하는 전자파와 평판 인덕터의 반사파는, 그 거리에 의해 실질적인 위상차를 발생시키지 않는다. 도전체에 끼움 지지된 충분히 얇은 유전체 기재 내에는, 전자파는 도파하지 않는 것이라고 생각되고 있고, 통상적으로, 전자파는, 그러한 얇기로 되면 차단(컷오프)되고, 그러한 유전체 기재에 전계나 자계는 국재하지 않는다. 또한, 본 발명의 실시 형태에서의 이 파장은, 감쇠 중심 파장으로 할 수 있다. 또한, 예상 외로, 유전체 기재가 파장의 1/100 이하인 경우조차도, 감쇠를 얻을 수 있다. 이러한 두께는, 최고 정밀도의 경면의 요철과 동 레벨의 두께이고, 전자파의 스케일에 대하여 실질적으로 두께가 없는 구조에서 감쇠를 얻을 수 있게 된다.
발명자들은, 다양한 실험 및 시뮬레이션의 결과, 충분히 얇은 유전체 기재 내에서도 전자파에 의한 전계 및 자계의 정재적인 국재가 일어나는 것을 알아냈다. 유전체 기재(10)의 두께는, 5㎛ 이상 300㎛ 이하로 할 수 있다. 나아가, 유전체 기재(10)의 두께는, 5㎛ 이상 100㎛ 이하로 할 수 있다. 이것은, 밀리미터파대의 파장의 1/2보다 얇고, 나아가 밀리미터파대의 파장의 1/10보다 얇다. 그 때문에, 전자파 감쇠 필름은, 얇은 필름이면서, 밀리미터파 대역의 전자파를 감쇠시키는 것이 가능하다. 유전체 기재(10)의 두께는, 일정 또는 가변이다.
유전체 기재(10)는 단층 또는 다층으로 할 수 있다. 유전체 기재(10)의 전면은 요철을 가져도 된다. 유전체 기재(10)는 캐리어(11)와, 캐리어(11) 상에 하지층(12)을 가져도 된다. 하지층(12)의 전면은, 요철을 가져도 된다. 캐리어(11)는 압출 필름으로 할 수 있다. 압출 필름은, 비연신 필름 또는 연신 필름으로 할 수 있다. 하지층(12)은 성형층과 앵커층의 2층으로 구성해도 된다. 또한, 하지층(12)과 금속 플레이트 및 평판 인덕터의 밀착을 향상시키기 위해, 접착층을 마련해도 된다. 하지층(12), 성형층, 앵커층, 접착층은, 유전체 기재를 구성하는 재료와 마찬가지의 것을 사용하는 것이 가능하다.
캐리어(11)는 유전체 기재(10)에 있어서 배면(10b)을 구성하고, 하지층(12)은 유전체 기재(10)에 있어서 전면(10a)을 구성한다. 전면(10a)이 요철을 갖고 있는 경우, 하지층(12)에 요철 구조를 마련하면 된다. 즉, 유전체 기재(10)의 전면(10a)은 하지층(12)의 요철을 따른 요철을 갖고, 유전체 기재(10)의 배면(10b)은 대략 평탄하다.
전자파 감쇠 필름(1)에 있어서는, 전면(10a)의 요철의 양태에 따라 특성이 변화된다. 이 점에 대해서는 후술한다.
박막 도전층(30)은 전자파 감쇠 필름(1)의 평면으로 보아, 전면(10a)의 전체 또는 일부를 덮고 있다. 평판 인덕터(50)는 배면(10b)의 전체 또는 일부를 덮고 있다. 평판 인덕터(50)는 전자파 감쇠 필름(1)의 성능을 크게 손상시키지 않는 한에 있어서, 예를 들어, 전자파 감쇠 필름(1)의 주연의 일부 등에, 박막 도전층(30)이나 평판 인덕터(50)에 덮여 있지 않은 부위가 존재해도 된다.
박막 도전층(30) 및 평판 인덕터(50)의 재료는, 도전성을 갖는 한 특별히 한정되지 않는다. 내식성 및 비용의 관점에서는, 알루미늄, 구리, 은, 금, 백금, 주석, 니켈, 코발트, 크롬, 몰리브덴, 철 및 이들의 합금이 바람직하다. 박막 도전층(30) 및 평판 인덕터(50)는 예를 들어, 유전체 기재(10)에 진공 증착을 행함으로써 형성할 수 있다. 평판 인덕터(50)는 도전성의 화합물로 해도 된다. 또한 평판 인덕터(50)는 연속면이어도 되고, 메쉬상, 패치 등의 패턴을 갖고 있어도 된다.
박막 도전층(30)의 두께는 10㎚ 이상 1000㎚ 이하로 할 수 있다. 10㎚ 미만이면, 전자파를 감쇠하는 기능이 저하될 가능성이 있다. 1000㎚를 초과하면, 생산성이 떨어질 가능성이 있다.
평판 인덕터(50)는 주물, 압연 금속판, 금속박, 증착막, 스퍼터막 및 도금으로 할 수 있다. 압연 금속판의 두께는 0.1㎜ 이상 5㎜ 이하로 할 수 있다. 금속박의 두께는 5㎛ 이상 100㎛ 미만으로 할 수 있다. 평판 인덕터(50)가 증착막, 스퍼터막 및 도금막인 경우에는, 0.5㎛ 이상 5㎜ 미만으로 할 수 있다. 평판 인덕터(50)의 두께는 0.5㎛ 내지 5㎜로 할 수 있다. 또한, 평판 인덕터(50)가 주물인 경우에는, 두께는 특정되지 않지만, 최대 치수가 10㎜ 이상인 것으로 할 수 있다. 또한, 평판 인덕터(50)의 두께는 감쇠 중심 파장에 의해 구해지는 표피 깊이 이상으로 할 수 있다. 또한, 평판 인덕터(50)의 두께는 박막 도전층(30)의 두께보다 두껍게 할 수 있다.
박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50)의 재질은 동일한 금속종으로 할 수 있다. 이 동일한 금속종은 동일한 순금속이거나 동일한 금속의 합금(예를 들어, 양쪽 모두 알루미늄 합금)으로 하거나, 박막 도전층(30)을 순금속으로 하고 평판 인덕터(50)를 박막 도전층(30)의 금속의 합금으로 해도 된다. 또한, 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50)의 재질은 다른 금속종으로 해도 된다.
박막 도전층(30)은 유전체 기재의 반대측의 면에 톱 코팅층(200)을 가져도 된다. 도 3은, 톱 코팅층을 마련한 경우의 도 1의 I-I선에 있어서의 단면의 일부를 도시하는 모식도이다. 평판 인덕터(50)도 유전체 기재의 반대측의 면에 톱 코팅층(200)을 가져도 된다. 톱 코팅층(200)의 두께는 0.1㎛ 이상 50㎛ 이하로 할 수 있다. 나아가, 1㎛ 이상 5㎛ 이하로 할 수 있다. 톱 코팅층(200)은 단층 또는 다층이다. 톱 코팅층(200)의 재질은 우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 에폭시 수지, 실리콘 수지의 단체, 혼합체, 복합체로 할 수 있다. 또한, 절연성 입자, 자성 입자, 도전성 입자, 또는 그 혼합을 함유해도 된다. 입자는 무기 입자로 할 수 있다. 톱 코팅층(200)을 마련함으로써, 전파가 전반되는 공기와 임피던스가 정합하고, 박막 도전층에 대하여 전파가 효과적으로 감쇠되는 것이 가능해진다. 또한, 박막 도전층(30), 평판 인덕터(50)에, 내식성, 내약품성, 내열성, 내마찰성, 내충격성 등을 부여할 수 있다. 예를 들어, 가교된 아크릴 수지, 가교된 에폭시 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 실리콘 수지 등을 사용함으로써, 내용제성을 향상시킬 뿐 아니라, 내열성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 우레탄 수지 등을 사용함으로써 내충격성을, 실리콘 수지를 사용함으로써 내마찰성을 향상시키는 것이 가능해진다.
유전체 기재(10)는, 상대적으로 전면이 낮은 제1 영역(121)과, 상대적으로 전면이 높은 제2 영역(122)을 가져도 된다. 제1 영역(121)을 평면으로 볼 때의 형상은 정사각형, 육각형, 십자, 기타 다각형, 원형, 타원으로 할 수 있다. 이 정사각형, 육각형, 십자, 기타 다각형의 각은 둥근 형상으로 할 수 있다.
제1 영역(121)은 이산시켜 배치되어 있다. 제1 영역(121)은 소정의 피치로 이차원 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 제2 영역(122)은 전자파 감쇠 필름(1)을 평면으로 볼 때 제1 영역(121)을 둘러싸고 있다. 제1 영역(121) 상의 박막 도전층(30)에 금속 플레이트를 포함한다. 즉, 제1 영역(121) 상에 금속 플레이트를 구비한다. 바꾸어 말하면, 금속 플레이트는 제1 영역(121) 상에 위치한다. 금속 플레이트을 평면으로 볼 때의 형상은, 정사각형, 육각형, 십자, 기타 다각형, 원형, 타원으로 할 수 있다. 이 정사각형, 육각형, 십자, 기타 다각형의 각은 둥근 형상으로 할 수 있다. 제2 영역(122)은 제1 영역(121)의 상술한 양태에 의해, 평면으로 보아 그물눈상이나 격자상으로 형성되어 있다.
제1 영역(121) 및 제2 영역(122)의 박막 도전층(30)과 접하는 면은, 대략 배면과 평행하다. 또한, 일부 또는 전체면에 조면을 가져도 된다. 후술하지만, 제1 영역(121) 및 제2 영역(122)의 박막 도전층(30)과 접하는 면을 일부 또는 전체면을 조면으로 함으로써, 박막 도전층(30)의 전기 저항을 조정할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 박막 도전층(30)은 제1 영역(121) 및 제2 영역(122)의 상면에 형성되어 있다. 한편, 제1 영역(121)보다도 상방으로 연장되는 제2 영역(122)의 측면(122a)에는 박막 도전층(30)은 존재하지 않고, 유전체 기재(10)가 노출되어 있다. 이에 의해, 제1 영역(121)의 박막 도전층(30)과 제2 영역(122)의 박막 도전층(30)은, 전기적으로 절연 상태로 할 수 있다. 전기적으로 절연 상태로 할 수 있으면, 측면(122a)의 일부가 박막 도전층(30)으로 덮여 있어도 된다.
각 제1 영역의 금속 플레이트는, 제1 영역(121)을 평면으로 볼 때의 형상에 따른 형상으로 할 수 있다. 즉, 제1 영역(121)을 평면으로 볼 때의 형상과 동일하거나, 상사형으로 할 수 있다. 또한, 유전체 기재(10)는, 복수의 평면으로 볼 때의 형상이 동일한 형태 동일한 크기의 복수의 금속 플레이트를 포함해도 된다. 또한, 제1 영역(121)은 서로 평행한 상태를 유지하여 이산시킬 수 있고, 전면에 있어서의 배치 밀도는 대략 균일하게 할 수 있다.
전자파 감쇠 필름(1)은 상술한 구성에 의해, 특정의 파장에 있어서, 특유한 메커니즘을 발현하는 것으로 생각된다.
본 발명의 전자파 감쇠 필름에 입사하는 전자파는 하기와 같이 행동한다. 구체적으로는, 입사파에 의해 발생하는 전자장 및 전류는, 하기와 같이 되는 것으로 생각된다.
먼저, 금속 플레이트를 투과한 입사파의 자속의 변동은, 패러데이의 법칙에 의해, 평판 인덕터(50)에 평판 인덕터(50)의 입사면에 수평인 교류 전류를 유도한다. 이 교류 전류는 평판 인덕터(50)에 인접하는 유전체 기재에 변동되는 자장을, 앙페르의 법칙에 의해 발생시킨다. 또한, 변동되는 자장은, 투자율을 계수로 하여 변동되는 자속이 된다.
변동되는 자속에 의해 발생하는 전기장은, 통상적으로 헨리의 법칙에 의해 자속을 억제하는 방향의 전류를 유도한다. 그러나, 본원의 구성의 경우, 기대에 어긋나게, 반대로 전류를 증강시키는 방향으로 작용한다. 이에 의해, 금속 플레이트에는, 입사파로 유도된 이상의 전류가 흐른다. 즉, 금속 플레이트의 면적은 평판 인덕터(50)의 면적보다 좁지만, 평판 인덕터(50)와 동일 정도의 전류를 발생시킬 수 있다.
이 금속 플레이트에 발생하는 전류의 방향은, 평판 인덕터(50)와 역방향이 된다. 금속 플레이트와 평판 인덕터(50)에 흐르는 양쪽에 반대 방향의 전류와, 그 사이에 흐르는 변위 전류에 의해 폐회로를 형성할 수 있다. 금속 플레이트와 평판 인덕터(50) 사이만으로의 폐회로가 되고, 전자파 감쇠 필름의 외부의 공간에 전자파 감쇠 필름에 수평인 전속(電束)이 발생하지 않는 경우에는, 반사파가 발생할 수 없다. 또한, 평판 인덕터(50)에 의한 반사파와, 금속 플레이트의 전류에 의해 재방출하는 전자파는, 위상이 π어긋나 있기 때문에, 서로 상쇄한다.
상기 원리에 의해, 전자파 감쇠 필름에 의한 반사파는 감쇠된다. 에너지의 관점에서는, 하기와 같이, 복수의 메커니즘이 상승적으로 작용하고 있는 것으로 생각된다.
제1 메커니즘은, 후에 자계 밀도의 시뮬레이션에 의해 나타내는 바와 같이, 입사파에 의한 진행되지 않는 주기적으로 진동하는 전자장의 발생이다. 먼저, 유전체 기재(10)의 배면에 있는 평판 인덕터(50)에 의해, 평판 인덕터(50)의 접선 방향으로 자속이 입사파에 유도된다. 유도된 자속에 의해, 제1 영역(121) 상의 박막 도전층(30)(즉, 금속 플레이트)이 대향하는 한 쌍의 변으로부터 신장되는 방향으로, 평판 인덕터(50)에 대하여 수직인 방향으로 전기장이 발생한다. 이어서, 전자파가 평판 인덕터에 입사하면, 변동되는 자속에 의해 평판 인덕터의 표면 근방에 근접하도록 전류가 유도된다. 평판 인덕터 내에 유도된 전류에 의해, 평판 인덕터의 표면 근방에 근접하는 유전체 기재(10)에 자장이 발생한다. 이 전기장과 금속 플레이트와 평판 인덕터(50)의 전류는, 금속 플레이트와 평판 인덕터(50) 사이에 평판 인덕터(50)에 의해 유도되는 자속과 동일한 방향의 자장을 발생시킨다. 여기서, 금속 플레이트의 형상은 플레이트상이며, 그 재질은 금속이다. 유전체 기재 내에 발생한 전계는, 입사파의 주기와 동일한 주기로 변동되고 있다. 자계의 주기적인 변동은 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50) 사이의 전계를 주기적으로 변동시킨다. 그 결과, 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50) 사이에 진행되지 않는 주기적으로 변동되는 전자장이 발생한다. 후에 전류 밀도의 시뮬레이션에 의해 나타내는 바와 같이, 주기적으로 변동되는 전자장 중의 자장에 의해 금속 플레이트에 교류 전류가 유도된다. 또한, 주기적으로 변동되는 전기장은 금속 플레이트에 주기적으로 변동되는 전위를 발생시킨다. 전자장은 진행되지 않고 그 자리에 머무르고, 유도된 교류 전류는 전력 손실되고, 결과로서 전자장의 에너지가 열로 변환되어, 전자파를 흡수한다. 또한, 금속 플레이트에 유도된 교류 전류는, 금속 플레이트의 유전체 기재(10)와 접해 있는 면과는 반대측의 면으로부터 전자파를 재방출하는 것으로 생각된다.
즉, 전자파 감쇠 필름에서 포착된 전자파의 에너지는, 일부는, 열 에너지로 변환되고, 나머지는 재방출하는 것으로 생각된다. 또한, 맥스웰 방정식 등으로 표시되는 고전적인 전자기의 이론에 의하면, 유도되는 교류 전류의 주파수는 입사파와 동일한 주파수가 되기 때문에, 재방출되는 전자파의 주파수는 입사파의 주파수와 동일해진다. 그 결과, 입사파와 동일한 주파수의 전자파가 재방출된다. 또한, 진동하는 전자장을 양자로서 고려한 경우, 양자가 에너지를 상실하여, 보다 에너지가 낮은 장파장의 전자파가 재방출되는 것으로 생각된다. 또한, 재방출은 입사한 전자파에 의한 유도 방출과 자연 방출이 있는 것으로 생각된다. 유도 방출은, 입사파의 반사 방향, 즉 경면 반사 방향으로 입사파가 반사하는 반사파와 코히어런트 전자파가 방출되는 것으로 생각된다. 자연 방출은 시간과 함께 감쇠되는 것으로 생각된다. 또한, 자연 방출의 공간 분포는, 전자파 감쇠 필름이 회절 구조, 간섭 구조, 굴절 구조를 갖고 있지 않은 경우에는, 람베르트 반사에 가깝다고 생각된다.
감쇠 중심 파장은, 도 2에 나타내는 제1 영역(121) 상에 형성된 박막 도전층(30)의 면 방향에 있어서의 치수 W1(도 7 참조. 이하, 「폭 W1」이라고 칭하는 경우가 있다.)과 상관된 것이다. 즉, 제1 메커니즘에 의해 적합하게 감쇠되는 전자파의 파장은, 치수 W1을 변경함으로써 변경할 수 있고, 전자파 감쇠 필름(1)에 있어서는, 전자파의 감쇠를 자유도 높게 또한 간편하게 설정할 수 있다. 따라서, 용이하게 15㎓ 이상 150㎓ 이하의 대역에 있어서의 직선편파의 전자파를 포착 가능한 구성으로 할 수 있다.
진행되지 않는 전자장의 주기적인 변동은, 금속 플레이트을 평면으로 볼 때의 형상에 있어서의 대향하는 변 사이에 발생하는 것으로 생각된다. 따라서, 제1 메커니즘이 발생하기 위해서는, 일정의 길이의 변이 대향하는 것이 바람직하다. 이것과, 발명자들에 의한 검토 결과를 근거로 하여, 박막 도전층에 있어서의 폭 W1이 0.25㎜ 이상인 구획을 금속 플레이트로 할 수 있다. 어떤 금속 플레이트에 있어서, 복수의 W1을 취할 수 있는 경우에는, 그 중 최대의 값을 그 금속 플레이트에 있어서의 W1로 정의할 수 있다. W1을 0.25㎜ 내지 4㎜ 정도의 범위 내로 함으로써, 15㎓ 이상 150㎓ 이하의 대역 전자파를 감쇠하는 것이 가능해진다. 감쇠되는 전자파의 주파수와 금속 플레이트의 폭의 관계성은, 도 53에 나타내는 바와 같이, 각각을 대수로 한 그래프 상에서, 직선으로서 나타낼 수 있다. 즉, 감쇠되는 전자파의 주파수는, 금속 플레이트의 폭의 누승 함수가 된다. 그 함수의 누승은 근사적으로 -1이며, 거의 반비례가 된다.
박막 도전층에 포함되는 복수의 금속 플레이트는, 치수 W1이 다른 것이 복수 종류 배치되어도 된다. 이 경우, 각각의 전자파의 감쇠 피크가 중첩되어, 감쇠되는 전자파를 광대역화할 수 있다.
제2 메커니즘은 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50)에 의한 전자장의 갇힘이다. 전자파 감쇠 필름(1)에 있어서는, 제1 영역(121)에 있어서, 유전체 기재(10)가 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50) 사이에 끼워져 있다. 이 때문에, 전자파에 의해 전자파 감쇠 필름(1)의 유전체 기재(10)에 발생한 전기장은, 금속 플레이트의 전하, 전류에 의해 금속 플레이트를 포함하는 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50) 사이의 유전체 기재(10) 내에 갇힌다. 즉, 금속 플레이트는 전자장을 억제하고, 유전체 기재(10)에 전자장을 가둔다. 즉, 금속 플레이트는 초크로서 기능할 수 있다. 바꿔 말하면, 금속 플레이트는 초크로서 기능하는 초크 플레이트로 할 수 있다.
또한, 자속은, 이 갇힌 전기장의 주기적인 변동에 의해서도, 제1 영역 내에 유도되는 것으로 생각된다. 이에 의해, 제1 영역 내에 진동하는 전자장이 집적되어, 전자장의 에너지 밀도가 높아진다. 일반적으로, 에너지 밀도가 높을수록 감쇠되기 쉽기 때문에, 이 메커니즘에 의해 전자파는 효율적으로 감쇠된다. 또한, 제2 메커니즘에서는, 유전체 기재(10)의 유전 정접이 높을수록, 유전체 기재 내에 축적된 전자장의 에너지 손실이 커진다. 또한, 유전체 기재에 집적된 자장은, 금속 플레이트에 큰 전류를 수반하여, 유전체 기재에 집적된 전기장은 큰 전위차를 발생한다. 큰 전류와 큰 전위차에 의해 그의 곱인 전력 손실을 크게 할 수 있다. 전력 손실로서, 전자파의 에너지를 소비하고, 그 결과, 전자파가 감쇠된다.
제3 메커니즘은, 대향하는 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50)와 그 사이의 유전체 기재(10)에 의한 콘덴서를 포함하는 전기 회로에서의 전력 손실에 의한 것이다. 전자파 감쇠 필름(1)에 있어서는, 제1 영역(121), 제2 영역(122) 중 어느 것에 있어서도, 유전체 기재(10)가 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50) 사이에 끼워져 있다. 이 때문에, 제1 영역(121), 제2 영역(122) 및 유전체 기재(10)는 콘덴서로서 기능한다. 따라서, 전자파 감쇠 필름(1)의 유전체 기재(10)에 입사한 전자파는, 콘덴서를 포함하는 전기 회로에 의해 감쇠된다.
콘덴서의 정전 용량이 클수록 많은 전하를 축적함으로써 축적되는 에너지가 증가하기 때문에, 정전 용량이 클수록 고에너지에 대응할 수 있다.
정전 용량은 유전체 기재(10)의 두께에 반비례하기 때문에, 이 관점에서는, 유전체 기재(10)의 두께는 얇은 쪽이 보다 바람직하다. 또한, 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50)의 거리는 유전체 기재(10)의 두께로 정해지기 때문에, 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50) 사이의 전기 저항은, 유전체 기재(10)의 두께에 비례한다. 유전체 기재(10)의 저항이 작으면 유전체 기재(10)에서의 누설 전류는 증대되고, 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50)의 콘덴서를 포함하는 전기 회로에 흐르는 전류는 증가한다. 이 때문에, 누설 전류에 의한 전력 손실을 증대시키기 쉽고, 전력 손실에 의해 전자파의 에너지를 흡수하기 쉽다. 또한, 본 발명의 실시 형태의 전자파 감쇠 필름(1)에서는, 금속 플레이트가 배치된 개소의 유전체 기재(10)의 두께를 변경해도 감쇠되는 전자장의 파장은 시프트하지 않기 때문에, 콘덴서를 포함하는 전기 회로의 특성에 맞게, 유전체 기재(10)의 두께를 설계 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 전자파 감쇠 필름(1)에 입사한 전자파는, 제1 메커니즘에 의해 평판 인덕터의 표면 근방에 근접하는 유전체 기재(10)에 전자장을 발생시켜, 제2 메커니즘에 의해 전자파에 의해 발생한 전자장이 갇힘으로써 포착된다. 이와 같이, 전자파 감쇠 필름(1)은 전자파를 포착 가능하다. 포착된 전자파는, 제2 메커니즘에 의한 전계 손실과 전력 손실, 제3 메커니즘의 전기 회로에 의한 전력 손실에 의해 감쇠된다. 또한, 톱 코팅층(200)을 마련함으로써, 전자파가 전반하는 공기와 임피던스가 정합하고, 박막 도전층에 대하여 전자파가 효과적으로 감쇠되는 것이 가능해진다. 감쇠되는 전자파의 파장은, 도 53에 나타내는 바와 같이, 금속 플레이트의 치수 W1을 변경함으로써 변경할 수 있다. 보다 상세하게는, 반사파가 극소해지는 주파수, 즉 감쇠가 극대가 되는 주파수는, 도 53과 같이, 금속 플레이트의 사이즈의 누승에 극히 높은 근사성을 나타낸다. 그 때문에, 전자파 감쇠 필름(1)에 있어서는, 전자파 감쇠 특성을 자유도 높게 또한 간편하게 설정할 수 있다. 따라서, 15㎓ 이상 150㎓ 이하의 대역에 있어서의 직선편파, 원편파 또는 타원편파의 전자파를 포착하게 설정하는 것도 용이하다.
도 53의 시뮬레이션에 있어서, 금속 플레이트는 정사각형이며, W1은 1변의 길이이다.
제1 실시 형태의 전자파 감쇠 필름(1)의 유전체 기재는, 제1 영역(121) 및 제2 영역(122)을 갖고, 제2 영역(122)의 측면(122a)의 적어도 일부가 박막 도전층(30)에 덮이지 않고, 노출되어 있다. 그 결과, 전자파 감쇠 필름을 평면으로 볼 때 면적을 증가시키지 않고 전자파가 입사 가능한 부위를 용이하게 증가시킬 수 있고, 효율적으로 전자파를 포착하여 감쇠할 수 있다.
제1 실시 형태의 전자파 감쇠 필름(1)에 있어서, 서포트 케이지가 되는 제2 영역(122) 상의 박막 도전층(30)은, 주로 제2 메커니즘 및 제3 메커니즘을 증강시킴으로써, 전자파의 감쇠성을 향상시킨다.
또한, 발명자들의 검토에서는, 금속 플레이트의 주연부에서 전계가 강해지고 있고, 주연부에 가까운 서포트 케이지에서도 전위를 발생하고 있는 것으로 생각된다.
도 4에 서포트 케이지가 없을 경우의 전계 강도의 시뮬레이션 결과를, 도 5에 서포트 케이지가 있는 경우의 전계 강도의 시뮬레이션 결과를 각각 나타낸다. 도 4 및 도 5에서는, (a)에 있어서의 금속 플레이트의 주연부를, (b)에서 확대하여 나타내고 있고, 금속 플레이트에 부호 A를, 서포트 케이지에 부호 B를 각각 붙이고 있다.
도 4의 (b)과 도 5의 (b)를 비교하면, 도 5의 (b)에 있어서 금속 플레이트의 주연부에 있어서의 전계 강도가 보다 강해지고 있음을 알 수 있다. 즉, 서포트 케이지에 발생하는 상술한 전위는, 제1 메커니즘에 있어서의 전력 손실을 보다 크게 하는 것에 기여하는 것으로 생각된다.
전자파 감쇠 필름(1)에 있어서는, 제3 메커니즘이 행하는 역할도 중요하다. 유전체 기재(10)에 전계가 발생하면, 금속 플레이트의 하방에 전자장이 갇힌다. 즉, 에너지 밀도가 높은 전자장이 금속 플레이트의 하방에 발생한다. 갇힌 전자장은, 제2 메커니즘에 의한 전력 손실과, 제3 메커니즘의 유전 손실에 의해 감쇠되는 것으로 생각된다.
발명자들의 검토에서는, 금속 플레이트를 구성하는 금속의 어드미턴스(전기 저항의 역수)에 의해, 제1 메커니즘에 의한 감쇠가 변화됨을 알았다. 어드미턴스(siemens/m)가 1000만 이상에서, 양호한 전자파의 감쇠가 얻어졌다. 상전도체로 가장 어드미턴스가 높은 물질로서 은이 알려져 있고, 그 어드미턴스는 61 내지 66×106인 점에서, 어드미턴스의 상한값은 약 7000만이 된다. 어드미턴스가 500만 이상 7000만 이하인 금속을 사용할 수 있다. 금속 플레이트를 구성하는 금속은, 강자성체, 상자성체, 반자성체, 반강자성체로 할 수 있다. 강자성체의 금속의 실례는, 니켈, 코발트, 철 또는 그 합금이다. 상자성체의 금속의 실례는, 알루미늄, 주석(β주석) 또는 그 합금이다. 반자성의 금속의 실례는, 금, 은, 구리, 주석(α주석), 아연 또는 그 합금이다. 반자성의 합금의 실례는 구리와 아연의 합금인 놋쇠이다. 반강자성의 금속의 실례는 크롬이다. 이들 금속의 금속 플레이트에 의해 양호한 전자파의 감쇠가 나타내졌다.
한편, 본 발명에 있어서, 금속 플레이트의 표면은 산화, 질화 또는 산질화되어 있어도 된다. 금속 플레이트의 표면 산화 금속, 질화 금속은 표면 처리로 형성할 수 있다. 표면 처리는 약품을 사용한 화학 처리, 열처리 또는 그 양쪽 모두로 할 수 있다. 또한, 금속 플레이트 내에 산화 금속막이 존재해도 되고, 금속과 금속 산화물이 혼합되어 있는 층이 있어도 된다. 이와 같은 구성에서는, 금속 플레이트의 저항값이 상승하고, 전압 강하가 높아짐으로써 전력 손실이 커지고, 전자파의 감쇠성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 플레이트(30A)는 다른 재질의 막을 적층한 다층막으로 할 수 있다. 적층하는 막의 재질은 도전체 또는 절연체로 할 수 있다.
전자파 감쇠 필름(1)의 제조 수순의 일례에 대하여 설명한다.
먼저, 유전체 기재(10)를 형성한다. 캐리어(11) 상에 요철부를 형성하는 수지를 층상으로 배치하고, 표면에 제1 영역 및 제2 영역을 형성하면, 하지층(12)을 갖는 유전체 기재(10)가 완성된다. 하지층(12)을 형성하는 수지는 감광성 수지로 할 수 있다. 이 경우에는, 포토리소그래피를 이용할 수 있다. 감광성 수지는 네가티브 레지스트나 포지티브 레지스트로 할 수 있다. 광경화성 수지로 하지층(12)을 형성할 수도 있다. 열가소성 수지로 하지층(12)을 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 열전사를 이용할 수 있다. 열경화성 수지로 하지층(12)을 형성할 수도 있다. 수지는 용제에 가용인 가용성 수지(유성 잉크)여도 된다. 또한, 수지는 수용성 수지(수성 잉크)여도 된다.
이어서, 유전체 기재(10)의 전면(10a) 및 배면(10b)에, 각각 박막 도전층(30) 및 평판 인덕터(50)를 형성한다. 박막 도전층(30) 및 평판 인덕터(50)는 물리 퇴적으로 형성할 수 있다. 물리 퇴적은 증착이나 스퍼터링으로 할 수 있다. 박막 도전층(30)과 평판 인덕터(50)는 어느 것이 먼저 형성되어도 되고, 양자의 재질이 달라도 된다. 또한, 평판 인덕터(50)는 주물, 압연 금속판, 금속박, 증착막, 스퍼터막 및 도금 중 어느 것으로 할 수 있다. 주물의 재질은 주철 또는 알루미늄 합금으로 할 수 있다. 압연 금속판의 재질은 강재, 스테인리스, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 할 수 있다. 도금은 전해 도금 또는 무전해 도금으로 할 수 있다. 도금은 구리 도금, 무전해 니켈 도금, 전해 니켈 도금, 아연 도금, 전해 크롬 도금 또는 이들의 적층으로 할 수 있다.
박막 도전층(30)에 있어서는, 금속 플레이트와 그 이외의 부분이 연결되어 있지 않은 것이 중요하다. 연결되어 있으면 상술한 폭 W1이 변화되어버리기 때문에, 전자파의 감쇠성이 상정과 다를 가능성이 있다. 이 때문에, 제2 영역의 측면에 형성된 박막 도전층(30)을 제거하는 공정을 추가해도 된다. 이 공정에는, 레이저 에칭 등을 이용할 수 있다.
톱 코팅층(200)을 마련하는 경우에 있어서는, 도포 방법은 특별히 한정되지 않고 필름 제조에 사용되고 있는 방법에서 적절히 선택하면 된다. 도포 방법의 예에는, 그라비아 코팅, 리버스 코팅, 그라비아 리버스 코팅, 다이 코팅, 플로 코팅 등을 들 수 있다.
상술한 제조 수순에 있어서는, 하지층(12)을 형성한 후에 캐리어(11)를 박리해도 된다. 이와 같이 하면, 하지층(12)만을 포함하는 단층의 유전체 기재가 형성된다.
제조 수순의 다른 예로서, 유전체 기재에 박막 도전층(30) 및 평판 인덕터(50)를 형성한 후에, 박막 도전층(30)측에 요철 형상을 형성해도 된다. 이 경우에는, 판을 사용한 전사가 적합하다. 열전사를 행하는 경우에는, 박막 도전층(30)에 판을 눌러서 가열한다.
이 제조 수순에서는, 판에 눌린 박막 도전층(30)이 신전되어 금속 플레이트와 그 이외의 부분이 연결된 상태가 되기 쉽다. 이것을 해소하는 방법으로서는, 상술한 레이저 에칭 이외에도, 판 형상의 연구를 들 수 있다. 예를 들어, 판에 있어서, 제1 영역을 형성하는 볼록부의 주변을 예리하게 형성해두면, 판이 박막 도전층(30)에 눌러졌을 때에 금속 플레이트의 주연이 절단된다. 이에 의해, 전사 시에 금속 플레이트와 그 이외의 부분이 연결되어 있지 않은 상태를 확보할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 대해서, 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 이후의 설명에 있어서, 이미 설명한 것과 공통된 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명을 생략한다. 제2 실시 형태에 있어서도, 상술한 제1, 제2, 제3 각각의 메커니즘은 발현되고 있는 것으로 생각된다.
도 6 및 도 7에 제2 실시 형태의 전자파 감쇠 필름(61)을 나타낸다. 도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관계되는 전자파 감쇠 필름을 도시하는 모식 평면도이며, 도 7은 도 6의 II-II선에 있어서의 단면의 일부를 도시하는 모식도이다. 또한 도 8은 톱 코팅층을 마련한 경우의 도 6의 II-II선에 있어서의 단면의 일부를 도시하는 모식도이다.
전자파 감쇠 필름(61)은 유전체 기재(62)와, 복수의 금속 플레이트(30A)와, 평판 인덕터(50)를 구비하고 있다. 금속 플레이트(30A)의 두께는 1000㎚ 이하로 할 수 있다.
제2 실시 형태의 유전체 기재(62)는 제1 실시 형태의 유전체 기재와 마찬가지의 재료 및 구성으로 할 수 있다. 유전체 기재(62)는 캐리어(11) 상에 하지층을 마련한 구성으로 해도 되고, 캐리어(11)만으로 구성하는 것도 가능하다. 전면(62a) 및 배면(62b)이 모두 평탄면 또는 조면이다. 배면(62b)에는 평판 인덕터(50)가 마련되어 있지만, 배면(62b)과 평판 인덕터(50) 사이에 접착층이 마련되어도 된다. 접착층 및 평판 인덕터(50)는 제1 실시 형태와 동일한 재질, 동일한 제법으로 형성할 수 있다. 전면(62a)측에는, 복수의 금속 플레이트(30A)가 배치되어 있다. 금속 플레이트(30A)는 퇴적법에 의해 형성 후, 에칭함으로써 형성할 수 있다. 이 퇴적법은 물리 퇴적법 또는 화학 퇴적법으로 할 수 있다. 금속 플레이트의 형성에는, 물리 퇴적법이 적합하다. 물리 퇴적법은 진공 증착법 또는 스퍼터법으로 할 수 있다. 진공 증착법은 생산성이 높아 바람직하다. 금속 플레이트의 형상에 마스크층을 패턴으로 인쇄하고, 그 후, 에칭에 의해 여분의 박막 도전층을 제거함으로써 금속 플레이트로 할 수 있다. 에칭에 사용하는 에칭액은 수산화나트륨 용액으로 할 수 있다. 수산화나트륨 용액의 농도는 0.001mol/L 이상 1mol/L 이하로 할 수 있다. 금속 플레이트(30A)의 금속은 제1 실시 형태와 동일한 금속으로 할 수 있다. 금속 플레이트는 이산시켜 배치되어 있다. 감쇠 중심 주파수는 금속 플레이트의 폭의 누승 함수로서 나타낼 수 있다. 복수의 금속 플레이트(30A)는 동일한 형태 동일한 크기로 하고, 일정의 간격으로 배치되어도 된다. 바꾸어 말하면, 2개 이상의 동일한 형태 동일한 크기의 복수의 금속 플레이트(30A)가 일정의 간격을 두고 배치되어 있어도 된다. 즉, 전면(62a)은 전체가 금속층에 덮여 있지 않고, 금속 플레이트(30A)가 배치되어 있지 않은 부위에 있어서 유전체 기재(62)가 노출되어 있다.
또한, 형, 크기, 또는 그 양쪽 모두가 다른 복수의 금속 플레이트(30A) 각각의 금속 플레이트(30A)와 동일한 형태 동일한 크기의 금속 플레이트(30A)가 복수 배치되어도 된다. 바꾸어 말하면, 형, 크기, 또는 그 양쪽 모두가 다른 금속 플레이트가 복수 배치되고, 또한 동일한 형, 크기의 금속 플레이트가 복수 배치되어 있어도 된다. 금속 플레이트의 배치는 일정의 간격, 일정의 방향으로 할 수 있다. 또한, 간격이 다르고, 또한 방향도 달라도 된다. 또한 간격이 다르고, 방향이 동일해도 된다. 또한 일부의 간격이 일정하고, 일부의 방향이 동일해도 된다. 또한, 형상, 크기, 또는 그 양쪽 모두가 다른 복수의 금속 플레이트를 금속 플레이트 세트로 해도 된다. 금속 플레이트 세트를 구성하는 금속 플레이트의 배치 간격은, 모두 또는 일부가 일정하거나 또는 모두 다른 것으로 할 수 있다. 금속 플레이트 세트를 구성하는 금속 플레이트의 방향은, 모두 또는 일부가 일정하거나 또는 모두 다른 것으로 할 수 있다. 형상, 크기, 또는 그 양쪽 모두가 다른 복수의 금속 플레이트를 갖는 금속 플레이트 세트는, 각각의 금속 플레이트가 감쇠되는 주파수의 스펙트럼이 다르고, 복수의 주파수대를 감쇠하거나, 감쇠되는 주파수를 광대역화하거나 할 수 있다. 또한, 금속 플레이트의 배치 간격이 다르면, 감쇠되는 주파수의 스펙트럼도 다른 것으로 할 수 있다. 금속 플레이트 세트의 방향이 다르면, 감쇠의 편파의 의존성을 다른 것으로 할 수 있다. 금속 플레이트 세트를 구성하는 복수의 금속 플레이트는, 각각 감쇠되는 주파수가 다르고, 그 주파수의 차가 규칙적이어도 된다.
금속 플레이트 세트는 복수 배치해도 된다. 어떤 금속 플레이트 세트를 구성하는 금속 플레이트의 형상, 크기, 배치와 동일 형상, 크기, 배치, 금속 플레이트로 구성되는 금속 플레이트 세트를 복수 배치해도 된다. 박막 도전층에 다른 복수의 금속 플레이트를 포함함으로써, 광대역화, 복수의 주파수의 전자파를 감쇠하는 것, 또는 그 양쪽 모두가 가능해진다.
금속 플레이트는 복수의 금속 세그먼트로 분할되어 있어도 된다. 바꾸어 말하면, 금속 플레이트는 복수의 금속 세그먼트를 포함하고 있어도 된다. 금속 플레이트 내의 복수의 금속 세그먼트는 도통되어 있어도 된다. 복수의 금속 세그먼트는 배선으로 도통해도 된다. 배선은 임피던스를 가져도 된다. 이 임피던스는 금속 세그먼트와 정합되어 있어도 된다. 배선 및 금속 플레이트 내의 복수의 금속 세그먼트는, 일체로서 기능해도 된다. 복수의 금속 세그먼트는 단독으로 존재하고 있는 경우와 다른 성질을 가져도 된다. 구체적으로는, 공진하는 주파수나, 감쇠성이 단독으로 존재하고 있는 경우와, 금속 플레이트 내를 구성하고 있는 경우에 달라도 된다. 또한, 금속 플레이트의 단면 형상은 평면 형상, 다면체 형상 또는 곡면 형상으로 할 수 있다. 다면체 또는 곡면의 경우, 그 저부와 정상부의 거리, 즉 높이는 50㎛ 이하로 할 수 있다. 또한 그 높이와 금속 플레이트가 대향하는 변 사이의 거리의 비는, 1:100 이상 1:10 이하로 할 수 있다.
제2 실시 형태의 전자파 감쇠 필름에 있어서의 감쇠성의 설정은 제1 실시 형태와 마찬가지로 금속 플레이트의 폭 W1을 변경함으로써 행할 수 있고, 15㎓ 이상 150㎓ 이하의 대역에 있어서의 직선편파의 전자파를 포착하도록 설정하는 것도 용이하다.
또한, 플라스틱 필름의 캐리어(11)를 그대로 유전체 기재(62)로 할 수 있기 때문에, 제2 실시 형태의 전자파 감쇠 필름은, 제1 실시 형태에 관계되는 전자파 감쇠 필름보다도 간편하게 제조할 수 있다.
전면(62a) 및 배면(62b)의 일부 또는 전체면에 조면을 가진 캐리어를 유전체 기재(62)로 할 수도 있다. 전면(62a)의 일부 또는 전체면을 조면으로 함으로써, 금속 플레이트(30A)의 어드미턴스를 조정할 수 있다.
특허문헌 5를 포함하는 종래 기술에 있어서는, 공진하는 도전체를 표피 깊이보다 두껍게 함으로써 공진층에 충분한 교류 전류를 발생시키고, 그 교류 전류의 전력 손실에 의해 전자파를 감쇠하는 것으로 생각되었다. 그러나, 발명자들은, 금속 플레이트(30A)의 두께가 표피 깊이 이하가 되면, 오히려 전자파의 감쇠가 증가하는 것을 알아내었다.
도 9에, 금속 플레이트(30A)의 두께의 변화에 의한 전자파의 감쇠성의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 금속 플레이트의 재질은 알루미늄으로 하고 있다. 또한, 입사파는 사인파의 직선편파로 하고, 전자파 감쇠 필름에 대하여 수직으로 입사하였다. 또한, 시뮬레이션에서는, 평판 인덕터를 완전도체로 하였다. 전자파 감쇠 필름으로서의 전자파의 감쇠성은, 평판 인덕터만의 경우를 기준으로 한 모노스태틱 RCS를 지표로 하고 있다. 또한, 전자파의 감쇠성을 나타내는 종축은 데시벨 표기로 하고 있다. 모노스태틱 RCS(Rader Cross-Section)는 모노스태틱 레이더에서의 대상의 탐지 용이함을 나타내는 지표이며, 하기 식 1에 의해 산출할 수 있다. 또한, 모노스태틱 레이더는 송신과 수신을 동일 지점에서 행하는 것이다.
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시뮬레이션의 결과, 도 9에 나타내는 바와 같이, 두께가 40㎚ 이상, 400㎚ 이하에서 큰 전자파의 감쇠가 확인되었다. 40㎚ 미만이면, 반대로 전자파의 감쇠 감소가 보인다.
또한, 금속 플레이트(30A)가 도전층 및 클래드를 구비하는 경우, 도전층과 클래드를 맞춘 금속 플레이트(30A)의 두께가 1000㎚ 이하이면, 안정된 성막이 가능하다.
도 9에 도시되는 현상은, 표피 깊이와 흥미로운 관계성이 보인다. 주파수 41㎓에 있어서의 알루미늄의 표피 깊이는 약 400㎚이다. 즉, 금속 플레이트의 두께가 재질의 표피 깊이 이하가 되면 전자파의 감쇠가 증가하고 있다. 또한, 표피 깊이의 1/e2 미만이면, 전자파의 감쇠는 감소하고 있다. 이것은 도전층이 표피 깊이보다 두꺼운 경우에는, 충분한 저항이 얻어지지 않고 전력 손실에 필요한 전압 강하가 얻어지지 않고, 또한 전류가 금속 플레이트의 중앙 부근에만 집중하고 전위차가 발생하고 있는 영역에서의 전류가 감소하는 것이 생각된다. 한편, 도전층의 두께가 표피 깊이 이하여도, 표피 깊이의 1/e2 미만이면, 전력 손실을 위한 충분한 전류가 얻어지지 않는 것이 생각된다. 또한, 말할 필요도 없이, 전력 손실은 전류와 전압의 곱으로서 부여된다. 즉, 금속 플레이트의 두께 T를 표피 깊이 d로 정규화한 값의 자연대수를 사용하여 나타낸 하기의 LN 함수의 식 2가 충족되는 범위이면, 충분한 전자파의 감쇠가 얻어진다고 할 수 있다.
또한, 금속 플레이트에 어드미턴스가 낮은 금속을 사용한 경우에는, 하기 식 3의 범위에서도 전자파의 감쇠가 얻어진다. 또한, 금속 플레이트의 면적이 유전체 기재의 전면에 차지하는 비율이 큰 경우, 하기 식 3의 범위에서도, 전자파의 감쇠가 얻어진다. 이 면적비가 큰 경우로 하는, 금속 플레이트의 면적이 유전체 기재의 전면에 차지하는 비율은 50% 이상, 90% 이하로 할 수 있다.
식 1 및 2를 근거로 하면, 하기 식 4의 범위에 있어서, 전자파의 감쇠를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 이 표피 깊이는 감쇠 중심 주파수 f를 사용하여 산출할 수 있다. 즉, 감쇠 중심 주파수 f를 사용하면, 표피 깊이 d는 주지한 바와 같이 하기 식 5와 같이 계산된다.
또한, 시뮬레이션 결과에서는, 금속 플레이트의 두께가 표피 깊이보다 얇은 경우에, 감쇠가 증가하였다. 이것은, 금속 플레이트의 유전체 기재의 자속 영향으로 발생하는 전류가 유전체 기재의 반대측의 면측에도 달하고, 그 전류에 의해 유전성 인덕터에 의한 반사파를 상쇄하는 유전성 인덕터에 의한 반사파와 위상이 π 어긋난 전자파가 방출되기 때문이라 생각된다. 또한, 금속 플레이트의 두께가 표피 깊이보다 얇아짐에 따라서, 금속 플레이트의 전류가 규제된 결과, 자계가 금속 플레이트의 중심 부근뿐만 아니라, 금속 플레이트 전역에 걸쳐 발생하고, 발생한 자계에 의해 유도되는 전류도 금속 플레이트의 전역에 걸쳐 발생하고, 유전성 인덕터에 의한 반사파를 상쇄하는 전자파의 방출이 증가하기 때문에, 반사파가 보다 감쇠하는 것으로 생각된다.
또한, 금속 플레이트와 유전성 인덕터 사이의 유전체 기재의 전기장은, 금속 플레이트와 유전성 인덕터를 끌어 당긴다. 전기장이 주기적으로 변동하고 있는 경우에는, 금속 플레이트에 끌어 당기는 힘도 주기적으로 변동한다. 그 때문에, 금속 플레이트와 유전성 인덕터 사이의 유전체 기재의 전기장은, 금속 플레이트를 진동시킨다. 이 진동의 에너지는 열로 변환되어 손실된다. 이 때문에, 전자장이 금속 플레이트에 작용하는 역학도 전자파의 감쇠에 기여할 것으로 생각된다.
또한, 전자장의 진행하지 않는 주기적인 변동을, 양자로서 파악한 경우에는, 운동량이 제로인 상태로서 전자장에 속박되어 양자가 포착되어 있는 상태에 있다고 생각할 수 있다. 이에 더하여 금속 플레이트의 두께가 수백㎚의 레벨이 되기 때문에, 금속 플레이트 내의 에너지 준위에 영향을 미칠 가능성도 생각된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 형태에서의 현상에 대한 해석은, 고전적 전자로서의 해석에 더하여, 고전역학이나 양자역학으로서의 해석도 가능하다.
그 때문에, 식 4를 해석함에 있어, 당해 범위는 합리적으로 정해져 있지만, 모든 물리 현상을 가미하여 엄격하게 산출된 범위가 아니다. 따라서, 대상이 되는 제품이 상기 식의 범위에 해당하는지를 판단하는 경우에는, 발현하고 있는 물리 현상을 고려하여 해석하는 것이 적절하다고 할 수 있다.
또한, 종래 기술에 있어서, 표피 깊이 정도로부터 표피 깊이보다 얇은 도체를 사용하는 예는, 통상 보이지 않는다. 그 때문에, 본 발명의 실시 형태는, 밀리미터파대에서의 전자파와의 상호 작용의 메커니즘 그 자체가 종래와는 다르다고 생각된다.
특정의 주파수대에 대해서, 바람직한 전자파의 감쇠를 나타내는 금속 플레이트의 두께와 표피 깊이의 관계에 대해서는, 후술하는 제2 실시 형태에 관한 실시예에 있어서 상세하게 설명한다.
본 발명의 각 실시 형태에 대해서, 실시예를 사용하여 재차 설명한다.
(제1 실시 형태에 관한 실시예)
먼저, 니켈 전주용의 마스터 판을 준비하였다. 실리콘 웨이퍼 표면에 포토리소그래피에 의해 레지스트 패턴을 형성하였다. 사용한 포토레지스트는 포지티브형이며, 포토레지스트의 막 두께는 10㎛로 하였다. 형성한 레지스트 패턴은 XY 좌표계에 있어서, 한 변 14㎝의 정사각형 영역 내에, 정사각형 개구를, X 좌표, Y 좌표 모두에 일정 주기의 정방격자 배열이 되는 좌표에 배치한 패턴이며, i선을 노광한 영역은 상기 정사각형의 내측 영역이다.
또한, 이 마스터 판을 사용하여 니켈 전주를 행하여, 표면에 평면으로 보아 정사각형의 볼록부가 규칙적으로 배열된 패턴을 갖는 니켈 몰드를 얻었다.
이어서, 니켈 몰드의 패턴면에 자외선 경화성 수지를 적하하고, 편면에 접착 용이화 처리를 실시한 PET 필름의 접착 용이면을 자외선 경화성 수지 상에 배치하였다. 롤러를 사용하여 자외선 경화성 수지를 패턴면 상에 균일하게 연장하고, 투명한 PET 필름너머 자외선을 조사하여 자외선 경화성 수지를 경화하였다.
PET 필름을 니켈 몰드로 이형하고, 자외선 경화성 수지를 포함하는 요철층과 PET 필름을 포함하는 유전체부를 얻었다.
유전체 기재의 양면에 진공 증착법을 사용하여 두께 500㎚의 Al막을 성막하고, 박막 도전층 및 평판 인덕터를 형성하였다.
이상이 제1 실시 형태에 관한 실시예의 제조 수순이다. 이 수순에 있어서, 요철층 표면의 각 파라미터를 변화시킨 복수의 니켈 몰드를 제작하고, 실시예 1 내지 3의 전자파 감쇠 필름을 제작하였다.
각 실시예에 관한 전자파 감쇠 필름은, 모두 두께 60㎛ 정도, 중량 0.02g 정도이고, 얇고 또한 경량이었다.
(제1 실시 형태에 관한 실시예에 톱 코팅층을 마련한 변형예)
상기 제1 실시 형태에 관한 실시예에 있어서, 이하의 수순으로 제조한 톱 코팅층(200)을 마련해 전자파 감쇠 필름을 제작하였다.
메틸메타크릴레이트 모노머 80질량부와 시클로헥실메타크릴레이트 20질량부가 혼합물을 포함하는 아크릴계 수지 조성물을 주성분으로서, 여기에, 그 아크릴계 수지 조성물의 고형분을 100질량부로 해서, 히드록시페닐트리아진계의 자외선 흡수제((주)ADEKA제 「아데카스탭 LA-46」)를 6질량부, 다른 조성의 히드록시페닐트리아진계의 자외선 흡수제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈479」)를 6질량부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈329」)를 3질량부, 힌더드아민계 라디칼 보충제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈292」)를 5질량부 첨가하고, 또한 고형분 조정용에 아세트산에틸 용제를 첨가한 고형분량 33질량부의 주제 용액과, 고형분 조정용으로 아세트산에틸 용제를 첨가한 고형분량 75질량부 헥사메틸렌디이소시아네이트형 경화제 용액을, 주제 용액과 경화제 용액의 비율이 10:1(이때의 주제 용액 중의 수산기수와 경화제 용액 중의 이소시아네이트기수의 비율은 1:2)이 되도록 혼합하고, 더욱 용제 성분으로서 아세트산에틸을 첨가하여 고형분량을 20질량부으로 조정한 도공액을, 용제 휘발 후의 두께로 6㎛가 되도록 도공하고, 톱 코팅층(200)을 얻었다. 제작한 전자파 감쇠 필름은, 두께 70㎛ 정도, 중량 0.02g 정도이고, 얇고 또한 경량이었다.
(제2 실시 형태에 관한 실시예)
[27㎓ 내지 34㎓]
(실시예 1A)
식 4에서 설명한 일반론에 대하여, 밀리미터파대 중의 특정의 주파수대에 있어서, 바람직한 전자파의 감쇠를 나타내는 금속 플레이트의 두께 T와 표피 깊이 d의 관계식 ln(T/d)의 범위를 알아낼 수 있었으므로 이하에 설명한다.
27㎓ 내지 34㎓의 대역에서 실시한 시뮬레이션에 대하여 설명한다. 유전체 기재로서, 두께(H1) 50㎛의 PET 필름, 그 한쪽 면에 박막 도전층인 금속 플레이트를 X 좌표, Y 좌표 모두 일정의 간격으로 설정하였다. 또한 유전체 기재의 다른 한쪽 면에는, 두께(T2) 약 2㎜의 알루미늄의 평판 인덕터를 설정하고, 시뮬레이션을 행하였다.
주파수 27㎓, 28㎓, 31㎓, 34㎓에 대하여 각 금속종마다 전자파의 감쇠와 ln(T1/d)의 관계에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.
시뮬레이션의 결과를 표 1, 표 2 및 도 10 내지 도 13에서 설명한다. 도 10은 실시예 1A의 27㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 11은 실시예 1A의 28㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 12는 실시예 1A의 31㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 13은 실시예 1A의 34㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 10 내지 13에 있어서, (a)는 어드미턴스와 표피 깊이의 값을 나타내고, (b)는 전자파 감쇠 필름의 구성을 나타내고, (c) 내지 (e)는 각각 은, 구리, 알루미늄의 감쇠 특성 그래프를 나타낸다. 상기 그래프는, 금속 플레이트의 두께 T1을 표피 깊이 d에서 정규화한 값의 자연대수를 횡축에 있어서, 유전체 기재와 동일한 면적의 금속 플레이트의 반사량을 100(레퍼런스)으로 했을 때의 패터닝 금속 플레이트에서의 감쇠량을 종축에 있어서, 양자의 상관을 도면에 나타낸 것이다.
전자파 감쇠 필름의 흡수량이 10㏈ 이상을 양호한 감쇠량을 나타내는 기준으로 하면, 표 1 및 도 10 내지 도 13으로부터 명백한 바와 같이, 주파수 27㎓ 내지 34㎓의 대역에 있어서, -1.0≤ln(T1/d)≤0.0을 충족하는 것이 양호한 감쇠량을 얻을 수 있는 것이 나타났다.
또한, 10㏈ 정도의 양호한 감쇠 특성은, 실시예 1A에서 사용한 파라미터의 수치에 한정되는 것은 아니고, 어느 정도의 폭을 갖는 구성에 있어서 실현할 수 있는 것은 당연히 기대할 수 있다. 예를 들어 금속 플레이트의 폭 W1로서 2.4㎜ 내지 3㎜, 인접하는 금속 플레이트 사이의 거리 W3으로서 1.2㎜ 내지 1.5㎜, 유전체 기재의 두께 H1로서 5㎛ 내지 300㎛, 평판 인덕터의 두께 T2로서 0.5㎛ 내지 5㎜의 구성에 대해서도 10㏈ 정도의 양호한 감쇠 특성을 기대할 수 있다.
(실시예 1B)
실시예 1A와 마찬가지로, 유전체 기재로서, 두께(H1) 50㎛의 PET 필름, 그 한쪽 면에 박막 도전층인 금속 플레이트의 총 면적이 유전체 기재의 XY 평면의 총 면적에 차지하는 비율을 바꾸어서 설정하였다. 또한 유전체 기재의 다른 한쪽 면에는, 두께(T2) 약 2㎜의 알루미늄의 평판 인덕터를 설정하고, 시뮬레이션을 행하였다. 금속 플레이트는, 금속종으로서 알루미늄을 사용하여, 폭 W1은 2.9㎜, 두께 T1은 297.6㎚로 설정하고, 금속 플레이트 사이의 거리 W3을 조절함으로써 금속 면적의 비율을 변경하였다.
시뮬레이션의 결과를 표 3 및 도 14에서 설명한다. 도 14는 실시예 1B의 28㎓에 있어서의 금속 면적의 비율에 따른 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 전자파 감쇠 필름의 구성을 나타내고, (b)는 감쇠 특성을 나타낸다.
전자파 감쇠 필름의 흡수량이 10㏈ 이상을 양호한 감쇠량을 나타내는 기준으로 하면, 표 3 및 도 14로부터, 실시예 1B에 있어서, 금속 면적의 비율이 20% 이상이면 양호한 감쇠량을 얻을 수 있는 것이 나타났다.
(실시예 1C)
실시예 1A와 마찬가지로, 유전체 기재로서, 두께(H1) 50㎛의 PET 필름, 그 한쪽 면에 박막 도전층인 금속 플레이트를 도 6과 마찬가지의 패턴 배열로 배치하고, 그 형상을 정사각형 이외의 형상으로 바꾸고, 또한 유전체 기재의 다른 한쪽 면에는, 두께(T2) 약 2㎜의 알루미늄의 평판 인덕터를 설정하고, 전자파의 감쇠 특성 시뮬레이션을 행하였다. 금속 플레이트는, 금속종으로서 알루미늄을 사용하여, 두께 T1은 297.6㎚로 설정하였다.
[원형상]
도 15는 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 원형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 R1은 원형상의 반경을 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 원형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 R1과 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 28.8㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[직사각 형상]
도 16은 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 직사각 형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 W7은 직사각 형상의 긴 변의 길이, W8은 짧은 변의 길이를 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 직사각 형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 W7, W8과 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 28.8㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[육각 형상]
도 17은 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 육각 형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 W9는 육각 형상의 한 변의 길이를 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 육각 형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 W9와 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 31㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[볼록 형상]
도 18은 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 볼록 형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상을 나타낸다. W10은 볼록 형상의 내돌기하고 있는 상부의 상변의 길이, W11은 볼록 형상의 하부 하변의 길이, W15는 상기 상부의 측변의 길이, W16은 상기 하부의 측변의 길이를 나타낸다. 볼록 형상은 상기 상부의 상변과 상기 하부의 하변 중점을 연결하는 직선에 대하여 좌우 대칭이다. 또한 상기 하부의 하변과, 상기 하부의 좌우 측변과, 상기 상부의 상변에 접하고, 볼록 형상을 둘러싸는 직사각 형상의 중심을, 본 볼록 형상의 중심으로 한다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 볼록 형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 W10, W11, W15, W16과 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 30.6㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[삼각 형상]
도 19는 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 삼각 형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 W12는 정삼각 형상의 한 변의 길이를 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 삼각 형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 W12와 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 30.2㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[십자 형상]
도 20, 실시예 1C에 있어서 금속 플레이트가 십자 형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상을 나타낸다. 십자 형상은 상하 좌우로 대칭이며 90도의 회전에 대해서도 대칭이다. W13은 십자의 외측의 상하와 좌우에서 서로 대향하는 변의 길이, W14는 상기 외측의 상하와 좌우에서 서로 대향하는 변에 접하여 십자 형상을 둘러싸는 정사각형의 한 변의 길이를 나타낸다. 또한 당해 정사각형의 중심을, 본 십자 형상의 중심으로 한다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 십자 형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 W13, W14와 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 32㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
(실시예 1D)
유전체 기재로서, 두께 50㎛, 한 변 14㎝의 정사각형 PET 필름을 준비하였다. 유전체 기재의 한쪽의 면 전체에 진공 증착법을 사용하여 두께 100㎚의 알루미늄의 박막 도전층을 형성하였다. 그 후, 마스크를 사용하여, X 좌표, Y 좌표 모두 일정의 사이에서 금속 플레이트가 형성되도록 박막 도전층을 에칭하였다. 다른 한쪽 면에는, 접착층을 사용하여 알루미늄의 평판 인덕터를 접합하였다. 또한, 이 구성으로 시뮬레이션을 행하였다.
이상이 제2 실시 형태에 관한 실시예 1D의 제조 수순이다. 실시예 1D의 파라미터는 이하와 같다.
금속 플레이트의 폭 W1: 2.236㎜ 내지 3.481㎜의 범위를 0.083㎜마다 16등분한 길이의 폭의 16종류의 금속 플레이트를, 동일한 0.1㎜ 간격으로 동일한 방향으로 4×4의 매트릭스상으로 배치하고, 금속 플레이트 세트로 하였다. 이 금속 플레이트 세트를 0.1㎜의 간격으로, 동일한 방향으로 복수 배치하였다. 또한 각각의 금속 플레이트 세트는 모두 동일한 것으로 하였다. 즉, 각각의 금속 플레이트 세트를 구성하는 금속 플레이트는, 각각의 금속 플레이트 세트 사이에서 차이는 없다.
인접하는 금속 플레이트 사이의 거리 W3: 0.1㎜
금속 플레이트의 두께 T1: 297.6㎚
평판 인덕터의 두께 T2: 약 2㎜
유전체 기재의 두께 H1: 50㎛
또한, 실험 결과에 의한 감쇠의 메커니즘 타당성을 검토하기 위해서, 이 구성을 사용하여 시뮬레이션을 행하였다.
평판 인덕터를 포함하지 않는 각 실시예에 관한 전자파 감쇠 필름은, 모두 두께 60㎛ 정도, 중량 0.02g 정도이고, 얇고 또한 경량이었다. 따라서, 휴대 전화나 차량 탑재 레이더 등의 하우징 내에 있어서, 전자파에 의한 방사 노이즈의 영향을 억제하고자 하는 부품 등에 첩부하는 것도 용이하다.
시뮬레이션에서는, 실시예 1A 내지 D의 모두, 밀리미터파대의 전자파에 대하여 양호한 감쇠를 나타냈다. 실시예 1D의 시뮬레이션의 결과를 도 21에 나타낸다.
(제2 실시 형태에 관한 실시예 1A에 톱 코팅층을 마련한 변형예)
상기 제2 실시 형태에 관한 실시예 1A에 있어서, 알루미늄을 사용하여, 금속 플레이트의 두께 T1을 298㎚로 한 것에, 이하의 수순으로 제조한 톱 코팅층(200)을 마련하여 전자파 감쇠 필름을 제작하였다.
메틸메타크릴레이트 모노머 80질량부와 시클로헥실메타크릴레이트 20질량부의 혼합물을 포함하는 아크릴계 수지 조성물을 주성분으로 하고, 여기에, 그 아크릴계 수지 조성물의 고형분을 100질량부로 하여, 히드록시페닐트리아진계의 자외선 흡수제((주)ADEKA제 「아데카스탭 LA-46」)를 6질량부, 다른 조성의 히드록시페닐트리아진계의 자외선 흡수제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈479」)를 6질량부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈329」)를 3질량부, 힌더드아민계 라디칼 보충제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈292」)를 5질량부 첨가하고, 또한 고형분 조정용에 아세트산에틸 용제를 첨가한 고형분량 33질량부의 주제 용액과, 고형분 조정용으로 아세트산에틸 용제를 첨가한 고형분량 75질량부 헥사메틸렌디이소시아네이트형 경화제 용액을, 주제 용액과 경화제 용액의 비율이 10:1(이 때의 주제 용액 중의 수산기수와 경화제 용액 중의 이소시아네이트기수의 비율은 1:2)이 되도록 혼합하고, 또한 용제 성분으로서 아세트산에틸을 첨가하여 고형분량을 20질량부로 조정한 도공액을, 용제 휘발 후의 두께로 6㎛가 되도록 도공하여, 톱 코팅층(200)을 얻었다. 톱 코팅층 막 두께는 6㎛였다.
(비교예 1)
톱 코팅층을 마련하지 않고, 전자파 감쇠 필름을 실시예 1A에 준하여 제작하였다.
또한, 상기 변형예 및 비교예 1에서 얻은 전자파 감쇠 필름을 스테인리스판에 점착제를 통해 압착하고, 선샤인 웨더 미터로 옥외 폭로 10년간 상당의 폭로를 행한 후, 전자파 감쇠 필름의 표면을 면포로 불식하여 톱 코팅층, 전자파 감쇠층의 잔존 상태, 모노스태틱 RCS 감쇠 특성 변화를 조사하였다.
그 결과, 변형예의 구성에서는 톱 코팅층, 전자파 감쇠층 모두 열화가 없고, 톱 코팅층의 형성에 의해, 임피던스가 정합되어 모노스태틱 RCS 감쇠 특성이 향상되고 있는 것을 도 22와 같이 확인할 수 있었다.
[35㎓ 내지 50㎓]
(실시예 2A)
식 4에서 설명한 일반론에 대해, 밀리미터파대 중의 특정의 주파수대에 있어서, 바람직한 전자파의 감쇠를 나타내는 금속 플레이트의 두께 T와 표피 깊이 d의 관계식 ln(T/d)의 범위를 알아낼 수 있었으므로 이하에 설명한다.
35㎓ 내지 50㎓의 대역에서 실시한 시뮬레이션에 대하여 설명한다. 유전체 기재로서, 두께(H1) 50㎛의 PET 필름, 그 한쪽 면에 박막 도전층인 금속 플레이트를 X 좌표, Y 좌표 모두에 일정의 간격으로 설정하였다. 또한 유전체 기재의 다른 한쪽 면에는, 두께(T2) 약 2㎜의 알루미늄의 평판 인덕터를 설정하고, 시뮬레이션을 행하였다.
주파수 35㎓, 39㎓, 41㎓, 45㎓, 50㎓에 대하여 각 금속종마다 전자파의 감쇠와 ln(T1/d)의 관계에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.
시뮬레이션의 결과를 표 4, 표 5 및 도 23 내지 도 27에서 설명한다. 도 23은 실시예 2A의 35㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 24는 실시예 2A의 39㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 25는 실시예 2A의 41㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 26은 실시예 2A의 45㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 27은 실시예 2A의 50㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 23 내지 27에 있어서, (a)는 어드미턴스와 표피 깊이의 값을 나타내고, (b)는 전자파 감쇠 필름의 구성을 나타내고, (c) 내지 (e)는 각각 은, 구리, 알루미늄의 감쇠 특성 그래프를 나타낸다. 상기 그래프는, 금속 플레이트의 두께 T1을 표피 깊이 d로 정규화한 값의 자연대수를 횡축에 취하고, 유전체 기재와 동일한 면적의 금속 플레이트의 반사량을 100(레퍼런스)으로 했을 때의 패터닝 금속 플레이트에서의 감쇠량을 종축에 취하여, 양자의 상관을 도면에 나타낸 것이다.
전자파 감쇠 필름의 흡수량이 10㏈ 이상을 양호한 감쇠량을 나타내는 기준으로 하면, 표 4 및 도 23 내지 도 27로부터 명백한 바와 같이, 주파수 35㎓ 내지 50㎓의 대역에 있어서, -2.0≤ln(T1/d)≤-0.5를 충족하는 것이 양호한 감쇠량을 얻을 수 있는 것이 나타났다.
또한, 10㏈ 정도의 양호한 감쇠 특성은, 실시예 2A에서 사용한 파라미터의 수치에 한정되는 것은 아니고, 어느 정도의 폭을 갖는 구성에 있어서 실현할 수 있는 것은 당연히 기대할 수 있다. 예를 들어 금속 플레이트의 폭 W1로서 1.7㎜ 내지 2.3㎜, 인접하는 금속 플레이트 사이의 거리 W3으로서 0.9㎜ 내지 1.2㎜, 유전체 기재의 두께 H1로서 5㎛ 내지 300㎛, 평판 인덕터의 두께 T2로서 0.5㎛ 내지 5㎜의 구성에 대해서도 10㏈ 정도의 양호한 감쇠 특성을 기대할 수 있다.
(실시예 2B)
실시예 2A와 마찬가지로, 유전체 기재로서, 두께(H1) 50㎛의 PET 필름, 그 한쪽 면에 박막 도전층인 금속 플레이트의 총 면적이 유전체 기재의 XY 평면의 총 면적에 차지하는 비율을 바꾸어서 설정하였다. 또한 유전체 기재의 다른 한쪽 면에는, 두께(T2) 약 2㎜의 알루미늄의 평판 인덕터를 설정하고, 시뮬레이션을 행하였다. 금속 플레이트는 금속종으로서 알루미늄을 사용하여, 폭 W1은 2.0㎜, 두께 T1은 149.2㎚로 설정하고, 금속 플레이트 사이의 거리 W3을 조절함으로써 금속 면적의 비율을 변경하였다.
시뮬레이션의 결과를 표 6 및 도 28에서 설명한다. 도 28은 실시예 2B의 39㎓에 있어서의 금속 면적의 비율에 따른 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 전자파 감쇠 필름의 구성을 나타내고, (b)는 감쇠 특성을 나타낸다.
전자파 감쇠 필름의 흡수량이 10㏈ 이상을 양호한 감쇠량을 나타내는 기준으로 하면, 표 6 및 도 28로부터, 실시예 2B에 있어서, 금속 면적의 비율이 20% 이상이면 양호한 감쇠량을 얻을 수 있는 것이 나타났다.
(실시예 2C)
실시예 2A와 마찬가지로, 유전체 기재로서, 두께(H1) 50㎛의 PET 필름, 그 한쪽 면에 박막 도전층인 금속 플레이트를 도 6과 마찬가지의 패턴 배열로 배치하고, 그 형상을 정사각형 이외의 형상으로 바꾸고, 또한 유전체 기재의 다른 한쪽 면에는, 두께(T2) 약 2㎜의 알루미늄의 평판 인덕터를 설정하고, 전자파의 감쇠 특성 시뮬레이션을 행하였다. 금속 플레이트는, 금속종으로서 알루미늄을 사용하여, 두께 T1은 149㎚로 설정하였다.
[원형상]
도 29는 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 원형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 R1은 원형상의 반경을 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 원형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 R1과 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 43㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[직사각 형상]
도 30은 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 직사각 형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 W7은 직사각 형상의 긴 변의 길이, W8은 짧은 변의 길이를 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 직사각 형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 W7, W8과 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 39.4㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[육각 형상]
도 31은 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 육각 형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 W9는 육각 형상의 한 변의 길이를 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 육각 형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 W9와 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 36㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[볼록 형상]
도 32는 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 볼록 형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상을 나타낸다. W10은 볼록 형상의 내돌기하고 있는 상부의 상변의 길이, W11은 볼록 형상의 하부의 하변의 길이, W15는 상기 상부의 측변의 길이, W16은 상기 하부의 측변의 길이를 나타낸다. 볼록 형상은 상기 상부의 상변과 상기 하부의 하변의 중점을 연결하는 직선에 대하여 좌우 대칭이다. 또한 상기 하부의 하변과, 상기 하부의 좌우의 측변과, 상기 상부의 상변에 접하고, 볼록 형상을 둘러싼 직사각 형상의 중심을, 본 볼록 형상의 중심으로 한다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 볼록 형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 W10, W11, W15, W16과 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 35㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[삼각 형상]
도 33은 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 삼각 형상의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 W12는 정삼각 형상의 한 변의 길이를 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 지나는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이고, W4는 삼각 형상의 중심 사이의 거리를 나타낸다. (c)는 W12와 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 44.8㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[십자 형상]
도 34는, 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 십자 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상을 나타낸다. 십자 형상은 상하 좌우로 대칭이며 90도의 회전에 대해서도 대칭이다. W13은 십자의 외측 상하와 좌우에서 서로 대향하는 변의 길이, W14는 상기 외측의 상하와 좌우에서 서로 대향하는 변에 접하여 십자 형상을 둘러싸는 정사각형의 1변의 길이를 나타낸다. 또한 당해 정사각형의 중심을, 본 십자 형상의 중심으로 한다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 통과하는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이며, W4는 십자 형상의 중심 간의 거리를 나타낸다. (c)는 W13, W14와 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 35.8㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[루프 형상의 변형예]
도 35a는, 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 루프 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상을 나타낸다. W5는 외측의 정사각형의 한변의 길이, W6은 내측의 정사각형의 한변의 길이를 나타낸다. 외측과 내측의 정사각형의 중심은 일치하고 있고, 루프 형상의 중심으로 한다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 통과하는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이며, W4는 루프 형상의 중심 간의 거리를 나타낸다. (c)는 W5, W6과 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 42.8㎓ 부근에서 흡수량의 피크가 보여졌지만 10㏈의 감쇠량은 얻어지지 않았다.
따라서 마찬가지의 형상과 배열을 갖는 전자파 감쇠 필름을 2층 겹친 필름을 사용하여 전자파 감쇠 특성을 시뮬레이션하였다. 도 35b는, 실시예 2C에 있어서 금속 플레이트가 루프 형상인 전자파 감쇠 필름을 2층 겹친 변형예의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 본 변형예에 관계되는 전자파 감쇠 필름의 구성을 나타낸다. 도 35a에서 사용한 유전 기재와 금속 플레이트를 2층 겹치고, 하층의 유전 기재에 평판 인덕터를 마련하였다. H1은 상층의 유전 기재의 두께, H2는 하층의 유전 기재의 두께를 나타낸다. (b)는 H1과 H2의 치수를 나타낸다. (c)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 44.4㎓ 부근에서 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
(실시예 2D)
유전체 기재로서, 두께 50㎛, 1변 14㎝의 정사각형 PET 필름을 준비하였다. 유전체 기재의 한쪽의 면 전체에 진공 증착법을 사용하여 두께 100㎚의 알루미늄의 박막 도전층을 형성하였다. 그 후, 마스크를 사용하여, X 좌표, Y 좌표 모두 일정의 사이에서 금속 플레이트가 형성되도록 박막 도전층을 에칭하였다. 다른 한쪽 면에는, 접착층을 사용하여 알루미늄의 평판 인덕터를 접합하였다. 또한, 이 구성으로 시뮬레이션을 행하였다.
이상이 제2 실시 형태에 관계되는 실시예 2D의 제조 수순이다. 실시예 2D의 파라미터는 이하와 같다.
금속 플레이트의 폭 W1: 1.519㎜ 내지 2.764㎜의 범위를 0.083㎜마다 16등분한 길이의 폭 16종류의 금속 플레이트를, 동일한 0.1㎜ 간격으로 동일한 방향으로 4×4의 매트릭스상으로 배치하여, 금속 플레이트 세트로 하였다. 이 금속 플레이트 세트를 0.1㎜의 간격으로, 동일한 방향으로 복수 배치하였다. 또한 각각의 금속 플레이트 세트는 모두 동일한 것으로 하였다. 즉, 각각의 금속 플레이트 세트를 구성하는 금속 플레이트는, 각각의 금속 플레이트 세트 간에 차이는 없다.
인접하는 금속 플레이트 간의 거리 W3: 0.1㎜
금속 플레이트의 두께 T1: 149㎚
평판 인덕터의 두께 T2: 약 2㎜
유전체 기재의 두께 H1: 50㎛
또한, 실험 결과에 의한 감쇠의 메커니즘의 타당성을 검토하기 위해서, 이 구성을 사용하여 시뮬레이션을 행하였다.
평판 인덕터를 포함하지 않는 각 실시예에 관계되는 전자파 감쇠 필름은, 모두 두께 60㎛ 정도, 중량 0.02g 정도이며, 얇고 또한 경량이었다. 따라서, 휴대 전화나 차량 탑재 레이더 등의 하우징 내에 있어서, 전자파에 의한 방사 노이즈의 영향을 억제하고자 하는 부품 등에 첩부하는 것도 용이하다.
시뮬레이션에서는, 실시예 2A 내지 D의 모두, 밀리미터파대의 전자파에 대하여 양호한 감쇠를 나타냈다. 실시예 2D의 시뮬레이션의 결과를 도 36에 나타낸다.
(제2 실시 형태에 관계되는 실시예 2A에 톱 코팅층을 마련한 변형예)
상기 제2 실시 형태에 관계되는 실시예 2A에 있어서, 알루미늄을 사용하여, 금속 플레이트의 두께 T1을 153㎚로 한 것에, 이하의 수순으로 제조한 톱 코팅층(200)을 마련하여 전자파 감쇠 필름을 제작하였다.
메틸메타크릴레이트 모노머 80질량부와 시클로헥실메타크릴레이트 20질량부의 혼합물을 포함하는 아크릴계 수지 조성물을 주성분으로 하고, 여기에, 그 아크릴계 수지 조성물의 고형분을 100질량부로 하여, 히드록시페닐트리아진계의 자외선 흡수제((주)ADEKA제 「아데카스탭 LA-46」)를 6질량부, 다른 조성의 히드록시페닐트리아진계의 자외선 흡수제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈 479」)를 6질량부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈 329」)를 3질량부, 힌더드아민계 라디칼 보충제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈 292」)를 5질량부 첨가하고, 또한 고형분 조정용으로 아세트산에틸 용제를 첨가한 고형분량 33질량부의 주제 용액과, 고형분 조정용으로 아세트산에틸 용제를 첨가한 고형분량 75질량부 헥사메틸렌디이소시아네이트형 경화제 용액을, 주제 용액과 경화제 용액의 비율이 10:1(이때의 주제 용액 중의 수산기수와 경화제 용액 중의 이소시아네이트기수의 비율은 1:2)이 되도록 혼합하고, 또한 용제 성분으로서 아세트산에틸을 첨가하여 고형분량을 20질량부으로 조정한 도공액을, 용제 휘발 후의 두께로 6㎛가 되도록 도공하여, 톱 코팅층(200)을 얻었다. 톱 코팅층 막 두께는 6㎛였다.
(비교예 1)
톱 코팅층을 마련하지 않고, 전자파 감쇠 필름을 실시예 2A에 준하여 제작하였다.
또한, 상기 변형예 및 비교예 1에서 얻은 전자파 감쇠 필름을 스테인리스판에 점착제를 통해 압착하고, 선샤인 웨더미터로 옥외 폭로 10년간 상당한 폭로를 행한 후, 전자파 감쇠 필름의 표면을 면포로 불식하고 톱 코팅층, 전자파 감쇠층의 잔존 상태, 모노스태틱 RCS 감쇠 특성 변화를 조사하였다.
그 결과, 변형예의 구성에서는 톱 코팅층, 전자파 감쇠층 모두 열화가 없고, 톱 코팅층의 형성에 의해, 임피던스가 정합되어 모노스태틱 RCS 감쇠 특성이 향상되어 있는 것을 도 37과 같이 확인할 수 있었다.
[57㎓ 내지 90㎓]
(실시예 3A)
식 4에서 설명한 일반론에 대하여, 밀리미터파대 중의 특정의 주파수대에 있어서, 바람직한 전자파의 감쇠를 나타내는 금속 플레이트의 두께 T와 표피 깊이 d의 관계식 ln(T/d)의 범위를 알아낼 수 있었으므로 이하에 설명한다.
57㎓ 내지 90㎓의 대역에서 실시한 시뮬레이션에 대하여 설명한다. 유전체 기재로서, 두께(H1) 50㎛의 PET 필름, 그의 한쪽 면에 박막 도전층인 금속 플레이트를 X 좌표, Y 좌표 모두 일정의 간격으로 설정하였다. 또한 유전체 기재의 다른 한쪽 면에는, 두께(T2) 약 2㎜의 알루미늄의 평판 인덕터를 설정하고, 시뮬레이션을 행하였다.
주파수 57㎓, 66㎓, 71㎓, 81㎓, 86㎓, 90㎓에 대하여 각 금속종마다 전자파의 감쇠와 ln(T1/d)의 관계에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.
시뮬레이션의 결과를 표 7, 표 8 및 도 38 내지 도 43에서 설명한다. 도 38은, 실시예 3A의 57㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 39는, 실시예 3A의 66㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 40은, 실시예 3A의 71㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 41은, 실시예 3A의 81㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 42는, 실시예 3A의 86㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 43은, 실시예 3A의 90㎓에 있어서의 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. 도 38 내지 43에 있어서, (a)는 어드미턴스와 표피 깊이의 값을 나타내고, (b)는 전자파 감쇠 필름의 구성을 나타내고, (c) 내지 (e)는 각각 은, 구리, 알루미늄의 감쇠 특성 그래프를 나타낸다. 상기 그래프는, 금속 플레이트의 두께 T1을 표피 깊이 d로 정규화한 값의 자연대수를 횡축에 취하고, 유전체 기재와 동일한 면적의 금속 플레이트의 반사량을 100(레퍼런스)으로 했을 때의 패터닝 금속 플레이트에서의 감쇠량을 종축에 취하고, 양자의 상관을 도면에 나타낸 것이다.
Figure pct00012
Figure pct00013
전자파 감쇠 필름의 흡수량이 10㏈ 이상을 양호한 감쇠량을 나타내는 기준으로 하면, 표 7 및 도 38 내지 도 43으로부터 명백한 바와 같이, 주파수 57㎓ 내지 90㎓의 대역에 있어서, -2.5≤ln(T1/d)≤-1.0을 충족하는 것이 양호한 감쇠량이 얻어지는 것이 나타내졌다.
또한, 10㏈ 정도의 양호한 감쇠 특성은, 실시예 3A에서 사용한 파라미터의 수치에 한정되는 것은 아니고, 어느 정도의 폭을 갖는 구성에 있어서 실현할 수 있을 것은 당연 기대할 수 있다. 예를 들어 금속 플레이트의 폭 W1로서 0.9㎜ 내지 1.4㎜, 인접하는 금속 플레이트 간의 거리 W3으로서 0.5㎜ 내지 0.7㎜, 유전체 기재의 두께 H1이면 5㎛ 내지 300㎛, 평판 인덕터의 두께 T2이면 0.5㎛ 내지 5㎜의 구성에 대해서도 10㏈ 정도의 양호한 감쇠 특성을 기대할 수 있다.
(실시예 3B)
실시예 3A와 마찬가지로, 유전체 기재로서, 두께(H1) 50㎛의 PET 필름, 그의 한쪽 면에 박막 도전층인 금속 플레이트의 총 면적이 유전체 기재의 XY 평면의 총 면적에 차지하는 비율을 바꾸어서 설정하였다. 또한 유전체 기재의 다른 한쪽의 면에는, 두께(T2) 약 2㎜의 알루미늄의 평판 인덕터를 설정하고, 시뮬레이션을 행하였다. 금속 플레이트는, 금속종으로서 알루미늄을 사용하고, 폭 W1은 1.0㎜, 두께 T1은 80㎚로 설정하고, 금속 플레이트 간의 거리 W3을 조절함으로써 금속 면적의 비율을 변경하였다.
시뮬레이션의 결과를 표 9 및 도 44에서 설명한다. 도 44는, 실시예 3B의 81㎓에 있어서의 금속 면적의 비율에 따른 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 전자파 감쇠 필름의 구성을 나타내고, (b)는 감쇠 특성을 나타낸다.
Figure pct00014
전자파 감쇠 필름의 흡수량이 10㏈ 이상을 양호한 감쇠량을 나타내는 기준으로 하면, 표 9 및 도 44로부터, 실시예 3B에 있어서, 금속 면적의 비율이 10 내지 40% 부근에서 양호한 감쇠량이 얻어지는 것이 나타내졌다.
(실시예 3C)
실시예 3A와 마찬가지로, 유전체 기재로서, 두께(H1) 50㎛의 PET 필름, 그의 한쪽의 면에 박막 도전층인 금속 플레이트를 도 6과 마찬가지의 패턴 배열로 배치하고, 그의 형상을 정사각형 이외의 형상으로 바꾸고, 또한 유전체 기재의 다른 한쪽 면에는, 두께(T2) 약 2㎜의 알루미늄의 평판 인덕터를 설정하고, 전자파의 감쇠 특성의 시뮬레이션을 행하였다. 금속 플레이트는, 금속종으로서 알루미늄을 사용하고, 두께 T1은 80㎚로 설정하였다.
[직사각 형상]
도 45는, 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 직사각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 W7은 직사각 형상의 긴 변의 길이, W8은 짧은 변의 길이를 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 통과하는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이며, W4는 직사각 형상의 중심 간의 거리를 나타낸다. (c)는 W7, W8과 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 82.8㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[육각 형상]
도 46은, 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 육각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 W9는 육각 형상의 1변의 길이를 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 통과하는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이며, W4는 육각 형상의 중심 간의 거리를 나타낸다. (c)는 W9와 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 71.2㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[볼록 형상]
도 47은, 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 볼록 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상을 나타낸다. W10은 볼록 형상 중 돌기되어 있는 상부의 상변 길이, W11은 볼록 형상의 하부의 하변의 길이, W15는 상기 상부의 측변의 길이, W16은 상기 하부의 측변의 길이를 나타낸다. 볼록 형상은 상기 상부의 상변과 상기 하부의 하변의 중점을 연결하는 직선에 대하여 좌우 대칭이다. 또한 상기 하부의 하변과, 상기 하부의 좌우의 측변과, 상기 상부의 상변에 접하고, 볼록 형상을 둘러싸는 직사각 형상의 중심을, 본 볼록 형상의 중심으로 한다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 통과하는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이며, W4는 볼록 형상의 중심 간의 거리를 나타낸다. (c)는 W10, W11, W15, W16과 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 87㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[삼각 형상]
도 48은, 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 삼각 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상이며 W12는 정삼각 형상의 1변의 길이를 나타낸다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 통과하는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이며, W4는 삼각 형상의 중심 간의 거리를 나타낸다. (c)는 W12와 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 80.8㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
[십자 형상]
도 49는, 실시예 3C에 있어서 금속 플레이트가 십자 형상인 전자파 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다. (a)는 금속 플레이트의 형상을 나타낸다. 십자 형상은 상하 좌우로 대칭이며 90도의 회전에 대해서도 대칭이다. W13은 십자의 외측 상하와 좌우에서 서로 대향하는 변의 길이, W14는 상기 외측의 상하와 좌우에서 서로 대향하는 변에 접하여 십자 형상을 둘러싸는 정사각형의 1변의 길이를 나타낸다. 또한 당해 정사각형의 중심을, 본 십자 형상의 중심으로 한다. (b)는 본 실시예에 있어서 도 6의 II-II선을 통과하는 배열 패턴 근방의 일부 확대도이며, W4는 십자 형상의 중심 간의 거리를 나타낸다. (c)는 W13, W14와 W4의 치수를 나타낸다. (d)는 주파수를 횡축에 취한 감쇠 특성을 나타낸다.
시뮬레이션 결과로부터, 90㎓ 부근에서 흡수량이 10㏈ 이상인 양호한 감쇠 특성이 나타났다.
(실시예 3D)
유전체 기재로서, 두께 50㎛, 1변 14㎝의 정사각형 PET 필름을 준비하였다. 유전체 기재의 한쪽 면 전체에 진공 증착법을 사용하여 두께 100㎚의 알루미늄의 박막 도전층을 형성하였다. 그 후, 마스크를 사용하여, X 좌표, Y 좌표 모두 일정의 사이에서 금속 플레이트가 형성되도록 박막 도전층을 에칭하였다. 다른 한쪽 면에는, 접착층을 사용하여 알루미늄의 평판 인덕터를 접합하였다. 또한, 이 구성으로 시뮬레이션을 행하였다.
이상이 제2 실시 형태에 관계되는 실시예 3D의 제조 수순이다. 실시예 3D의 파라미터는 이하와 같다.
금속 플레이트의 폭 W1: 1.025㎜ 내지 0.9㎜의 범위를 0.083㎜마다 16등분한 길이의 폭 16종류의 금속 플레이트를, 동일한 0.1㎜ 간격으로 동일한 방향으로 4×4의 매트릭스상으로 배치하고, 금속 플레이트 세트로 하였다. 이 금속 플레이트 세트를 0.1㎜의 간격으로, 동일한 방향으로 복수 배치하였다. 또한 각각의 금속 플레이트 세트는 모두 동일한 것으로 하였다. 즉, 각각의 금속 플레이트 세트를 구성하는 금속 플레이트는, 각각의 금속 플레이트 세트 간에 차이는 없다.
인접하는 금속 플레이트 간의 거리 W3: 0.1㎜
금속 플레이트의 두께 T1: 80㎚
평판 인덕터의 두께 T2: 약 2㎜
유전체 기재의 두께 H1: 50㎛
또한, 실험 결과에 의한 감쇠의 메커니즘의 타당성을 검토하기 위해서, 이 구성을 사용하여 시뮬레이션을 행하였다.
평판 인덕터를 포함하지 않는 각 실시예에 관계되는 전자파 감쇠 필름은, 모두 두께 60㎛ 정도, 중량 0.02g 정도이며, 얇고 또한 경량이었다. 따라서, 휴대 전화나 차량 탑재 레이더 등의 하우징 내에 있어서, 전자파에 의한 방사 노이즈의 영향을 억제하고자 하는 부품 등에 첩부하는 것도 용이하다.
시뮬레이션에서는, 실시예 3A 내지 D의 모두, 밀리미터파대의 전자파에 대하여 양호한 감쇠를 나타냈다. 또한, 실측에서는 감쇠율이 얻어져서, 본 구성의 유효성이 확인되었다. 시뮬레이션에서의 각종 파라미터나 맥스웰 방정식에 기초하는 감쇠 이외의 영향으로 생각되는 실험 결과와의 차이는 있지만, 마찬가지의 감쇠의 경향이 보이는 것으로부터, 본 발명의 실시 형태에서의 메커니즘은 타당하다고 생각된다. 또한, 시뮬레이션과 실측에서는, 감쇠율의 차이는 있지만 마찬가지의 경향이 얻어져서, 감쇠 중심 주파수를 적절히 설정 가능한 것이 나타내졌다.
실시예 3A, 3D 각각의 시뮬레이션 결과 및 실측 결과에 있어서의 모노스태틱 RCS 감쇠 특성을, 각각 도 50 및 도 51에 나타낸다. 실시예 3A에는, 금속 플레이트의 폭 W1이 1.0㎜, 인접하는 금속 플레이트 간의 거리 W3이 0.5㎜, 금속 플레이트의 두께 T1이 100㎚의 알루미늄을 사용하였다. 또한, 실제로 측정한 수순은 이하와 같다.
동일 치수의 금속판을 2장 준비하고, 한편으로 각 실시예의 전자파 감쇠 필름을, 전체를 덮도록 첩부하였다. 전파 암실 내에서, 전자파 감쇠 필름을 첩부한 금속판과, 첩부하지 않는 금속판에 각각 전파를 조사하고, 반사한 전파의 양을 네트워크 애널라이저(KEYSIGHT사제 Model E5071C)를 사용하여 계측하였다. 전자파 감쇠 필름을 첩부하지 않는 금속판의 반사량을 100(레퍼런스)으로 하여 모노스태틱 RCS 감쇠량을 평가하였다.
(제2 실시 형태에 관계되는 실시예 3A에 톱 코팅층을 마련한 변형예)
상기 제2 실시 형태에 관계되는 실시예 3A에 있어서, 알루미늄을 사용하여, 금속 플레이트의 두께 T1을 80㎚로 한 것에, 이하의 수순으로 제조한 톱 코팅층(200)을 마련하여 전자파 감쇠 필름을 제작하였다.
메틸메타크릴레이트 모노머 80질량부와 시클로헥실메타크릴레이트 20질량부의 혼합물을 포함하는 아크릴계 수지 조성물을 주성분으로 하고, 여기에, 그 아크릴계 수지 조성물의 고형분을 100질량부로 하여, 히드록시페닐트리아진계의 자외선 흡수제((주)ADEKA제 「아데카스탭 LA-46」)를 6질량부, 다른 조성의 히드록시페닐트리아진계의 자외선 흡수제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈 479」)를 6질량부, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈 329」)를 3질량부, 힌더드아민계 라디칼 보충제(시바 스페셜티 케미컬즈(주)제 「티누빈 292」)를 5질량부 첨가하고, 또한 고형분 조정용으로 아세트산에틸 용제를 첨가한 고형분량 33질량부의 주제 용액과, 고형분 조정용으로 아세트산에틸 용제를 첨가한 고형분량 75질량부 헥사메틸렌디이소시아네이트형 경화제 용액을, 주제 용액과 경화제 용액의 비율이 10:1(이때의 주제 용액 중의 수산기수와 경화제 용액 중의 이소시아네이트기수의 비율은 1:2)이 되도록 혼합하고, 또한 용제 성분으로서 아세트산에틸을 첨가하여 고형분량을 20질량부로 조정한 도공액을, 용제 휘발 후의 두께로 6㎛가 되도록 도공하여, 톱 코팅층(200)을 얻었다. 톱 코팅층 막 두께는 6㎛였다.
(비교예 1)
톱 코팅층을 마련하지 않고, 전자파 감쇠 필름을 실시예 3A에 준하여 제작하였다.
또한, 상기 변형예 및 비교예 1에서 얻은 전자파 감쇠 필름을 스테인리스판에 점착제를 통해 압착하고, 선샤인 웨더미터로 옥외 폭로 10년간 상당한 폭로를 행한 후, 전자파 감쇠 필름의 표면을 면포로 불식하고 톱 코팅층, 전자파 감쇠층의 잔존 상태, 모노스태틱 RCS 감쇠 특성 변화를 조사하였다.
그 결과, 변형예의 구성에서는 톱 코팅층, 전자파 감쇠층 모두 열화가 없고, 톱 코팅층의 형성에 의해, 임피던스가 정합되어 모노스태틱 RCS 감쇠 특성이 향상되어 있는 것을 도 52와 같이 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 각 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명했지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 구성의 변경, 조합 등도 포함된다. 이하에 몇 가지 변경을 예시하지만, 이들은 전부가 아니며, 그 이외의 변경도 가능하다. 이들 변경이 2 이상 적절히 조합되어도 된다.
제1 실시 형태에 있어서는, 주파수 대역이나 금속 플레이트의 금속종 등 제2 실시 형태에서 사용된 양태를 적절히 사용할 수 있다.
제1 실시 형태에 있어서는, 제2 영역의 금속층이 생략되고, 금속 플레이트만이 형성되어도 된다.
본 발명에 있어서, 평판 인덕터의 양태는, 배면의 전체면에 형성하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전면과 마찬가지로 복수의 금속 플레이트를 배치해도 되고, 격자상으로 해도 된다.
본 발명에 있어서, 금속 플레이트의 형상은 정사각형에 한정되지 않고, 원형(타원을 포함한다), 정사각형 이외의 다각형, 모퉁이부가 둥글게 된 각종 다각형, 부정형 등, 여러가지로 설정할 수 있다.
전면의 투영 면적에 차지하는 금속 플레이트의 총 면적은, 20% 이상인 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 효율적으로 전자파를 감쇠시킬 수 있다.
본 발명에 관계되는 전자파 감쇠 필름은, 복수매를 적층하여 사용할 수 있다. 적층하는 복수매의 구조 파라미터를 다르게 함으로써, 보다 상세하게 감쇠성을 조절하는 것이 가능하게 된다.
제1 실시 형태에 있어서, 제1 영역과 제2 영역의 고저가 역전해도 된다. 이 경우, 금속 플레이트가 상대적으로 높은 위치에 있고, 서포트 케이지가 상대적으로 낮은 위치에 있다.
본 발명에 관계되는 전자파 감쇠 필름에 있어서, 배면에 평판 인덕터를 구비하지 않는 구성이 있을 수 있다. 예를 들어, 배면을 접합하는 대상이 금속이면, 평판 인덕터를 구비하지 않더라도 접합 대상의 금속면에 따라 제2 및 제3 메커니즘이 문제 없이 발휘된다. 이러한 경우에는, 배면에 대상물에 접합 가능한 점착층 등의 접합층을 구비하면 된다.
본 발명에 관계되는 전자파 감쇠 필름에 있어서, 구조 주기나 금속 플레이트의 치수 등의 파라미터는, 모든 부위에서 완전히 일치하고 있을 것을 필수로 하지 않는다. 예를 들어, 제조 과정에 있어서의 공차의 범위(대략 상하 5% 정도) 내에서 상기 파라미터가 변화하고 있는 경우도, 본 발명에 있어서는, 「동일한 형태 동일한 크기」에 포함된다. 또한 「소정 범위의 값」은, 규칙성이 있는 값의 범위로 할 수 있다. 이 규칙성은, 가우시안 분포, 이항 분포, 일정 구획 내에서 등빈도가 되는 랜덤 분포 또는 의사 랜덤 분포, 제조 과정에 있어서의 공차의 범위로 할 수 있다.
서포트 케이지는, 간극을 두고 배치된 복수의 도전성 세그먼트로 구성되어도 된다. 이 경우의 간극은, 포착하고자 하는 전자파의 파장의 1/10 이하로 할 수 있다. 복수의 도전성 세그먼트로 서포트 케이지를 구성할 수 있다. 바꾸어 말하면, 서포트 케이지는, 복수의 도전성 세그먼트를 포함하여도 된다.
본 발명에 따른 전자파 감쇠 필름에 있어서, 지지 기재에 박리층을 마련한 뒤에, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 전자파 감쇠 필름을 마련하고, 또한 접착제·점착제 등을 마련하고, 전사박으로 해도 된다.
구체적으로는, 지지 기재 상에 박리층을 도포 건조시킨 후에 하지층을 마련한다. 제1 실시 형태의 구성으로 하는 경우에는, 하지층에 요철을 부여하고, 박막 도전층을 증착으로 마련한다. 그 후, 제2 영역의 측면에 형성된 박막 도전층을 제거하고, 유전체 기재가 되는 층을 마련한다. 유전체 기재 상에 평판 인덕터, 접착제의 순으로 적층함으로써 전사박으로 할 수 있다. 제2 실시 형태의 구성으로 하는 경우에는, 하지층에 박막 도전층을 마련하고, 금속 플레이트의 형상으로 마스크층을 패턴으로 인쇄한다. 그 후, 에칭에 의해 여분의 박막 도전층을 제거함으로써 금속 플레이트로 할 수 있다. 또한, 유전체 기재, 평판 인덕터, 접착제의 순으로 적층함으로써 전사박으로 할 수 있다. 금속 하우징 등에 전사하는 경우에는, 평판 인덕터의 층을 생략해도 상관없다.
전사박으로 함으로써, 더한층의 박막화를 하는 것이 가능하게 되고, 또한 추종성을 향상시키는 것이 가능하게 되어, 복잡한 형상으로도 전사하는 것이 가능하여, 본 발명의 전자파 감쇠 필름의 적용 범위를 넓게 하는 것이 가능하게 된다.
상술한 실시 형태 및 변경에 의하면, 이하에 기재된 부기를 유도하는 것이 가능하다.
[부기 1]
전면 및 배면을 갖는 유전체 기재와,
상기 전면에 배치된 박막 도전층과,
상기 배면에 배치된 평판 인덕터 또는 접합층
을 구비하고,
상기 박막 도전층은, 복수의 금속 플레이트를 포함하고,
상기 금속 플레이트의 두께 T가, 1000㎚ 이하인,
전자파 감쇠 필름.
[부기 2]
전면 및 배면을 갖는 유전체 기재와,
상기 전면에 배치된 박막 도전층과,
상기 배면에 배치된 평판 인덕터 또는 접합층
을 구비하고,
상기 박막 도전층은, 복수의 금속 플레이트를 포함하고,
상기 금속 플레이트의 두께를 T, 표피 깊이를 d로 했을 때에 하기 식 (2)를 충족하는,
전자파 감쇠 필름.
[부기 3]
전면 및 배면을 갖는 유전체 기재와,
상기 전면에 배치된 박막 도전층과,
상기 배면에 배치된 평판 인덕터 또는 접합층
을 구비하고,
상기 박막 도전층은, 복수의 금속 플레이트를 포함하고,
상기 유전체층은, 상기 전면에, 상대적으로 낮은 오목의 부분 제1 영역과, 상대적으로 높은 제2 영역을 포함하는 요철을 갖고,
상기 제1 영역은, 이산하여 배치되고,
상기 제2 영역은, 복수의 상기 제1 영역 사이에 배치되고,
상기 금속 플레이트는, 상기 제1 영역에 배치되고,
상기 금속 플레이트의 두께를 T, 표피 깊이를 d로 했을 때에 하기 식 (2)를 충족하는,
전자파 감쇠 필름.
[부기 4]
전면 및 배면을 갖는 유전체 기재와,
상기 전면에 배치된 박막 도전층과,
상기 배면에 배치된 평판 인덕터 또는 접합층
을 구비하고,
상기 유전체층은, 상기 전면에, 상대적으로 낮은 오목의 부분 제1 영역과, 상대적으로 높은 제2 영역을 포함하는 요철을 갖고,
상기 박막 도전층은, 상기 제1 영역에 배치된 복수의 금속 플레이트와, 상기 제1 영역에 배치된 서포트 케이지를 포함하고,
상기 제1 영역은, 이산하여 배치되고,
상기 제2 영역은, 복수의 상기 제1 영역 사이에 배치되어 있는,
전자파 감쇠 필름.
상기 실시예에서는, 전자파의 감쇠에 대하여 검토하고 있지만, 특정의 전자파를 감쇠하는 도체는, 전파를 수신하는 안테나가 되는 것이 알려져 있다. 따라서, 상술한 실시 형태는, 수신 안테나로서도 사용할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태에서는, 2차원의 계에 운동량이 제로인 양자가 캡쳐되는 것으로부터, 금속 플레이트의 양자 상태에서 데이터의 연산이나 기록을 행하는 소자로서 사용하는 것도 가능하다고 생각된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태는, 전자파와의 상호 작용의 메커니즘이 종래 기술과 다르기 때문에, 동등한 메커니즘을 발현하는 제품은, 본 발명의 실시 형태를 실질적으로 사용한 것이라고 파악해야 한다.
1, 61: 전자파 감쇠 필름
10, 62: 유전체 기재
10a, 62a: 전면
10b, 62b: 배면
30: 박막 도전층
30A: 금속 플레이트
50: 평판 인덕터
200: 톱 코팅층
121: 제1 영역
122: 제2 영역

Claims (15)

  1. 전면 및 배면을 갖는 유전체 기재와,
    상기 전면에 배치된 박막 도전층과,
    상기 배면에 배치된 평판 인덕터
    를 구비하고,
    상기 박막 도전층은, 이산하여 배치되는 복수의 금속 플레이트를 포함하는,
    밀리미터파의 특정의 주파수 대역에서 사용되는, 전자파 감쇠 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 플레이트의 두께를 T, 표피 깊이를 d라고 했을 때에 하기 식 (1)을 충족시키는,
    주파수 27㎓ 내지 34㎓ 대역에서 사용하는, 전자파 감쇠 필름.
    Figure pct00017
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속 플레이트의 두께를 T, 표피 깊이를 d라고 했을 때에 하기 식 (2)를 충족시키는,
    주파수 35㎓ 내지 50㎓ 대역에서 사용하는, 전자파 감쇠 필름.
    Figure pct00018
  4. 제1항에 있어서, 상기 금속 플레이트의 두께를 T, 표피 깊이를 d라고 했을 때에 하기 식 (3)을 충족시키는,
    주파수 57㎓ 내지 90㎓ 대역에서 사용하는, 전자파 감쇠 필름.
    Figure pct00019
  5. 제1항에 있어서, 상기 유전체 기재는, 상기 전면에, 상대적으로 낮은 오목한 부분의 제1 영역과, 상대적으로 높은 제2 영역을 포함하는 요철을 갖고,
    상기 박막 도전층은, 상기 제1 영역에 배치된 복수의 금속 플레이트를 포함하고,
    상기 제1 영역은, 이산하여 배치되고,
    상기 제2 영역은, 복수의 상기 제1 영역 사이에 배치되어 있는,
    주파수 27㎓ 내지 34㎓ 대역에서 사용하는, 전자파 감쇠 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유전체 기재는, 상기 전면에, 상대적으로 낮은 오목한 부분의 제1 영역과, 상대적으로 높은 제2 영역을 포함하는 요철을 갖고,
    상기 박막 도전층은, 상기 제1 영역에 배치된 복수의 금속 플레이트를 포함하고,
    상기 제1 영역은, 이산하여 배치되고,
    상기 제2 영역은, 복수의 상기 제1 영역 사이에 배치되어 있는,
    주파수 35㎓ 내지 50㎓ 대역에서 사용하는, 전자파 감쇠 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유전체 기재는, 상기 전면에, 상대적으로 낮은 오목한 부분의 제1 영역과, 상대적으로 높은 제2 영역을 포함하는 요철을 갖고,
    상기 박막 도전층은, 상기 제1 영역에 배치된 복수의 금속 플레이트를 포함하고,
    상기 제1 영역은, 이산하여 배치되고,
    상기 제2 영역은, 복수의 상기 제1 영역 사이에 배치되어 있는,
    주파수 57㎓ 내지 90㎓ 대역에서 사용하는, 전자파 감쇠 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막 도전층 및 상기 평판 인덕터는, 상기 유전체 기재의 두께 방향으로 이격되어 있는, 전자파 감쇠 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평판 인덕터 대신에 접합층을 구비하는, 전자파 감쇠 필름.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 플레이트는, 대향하는 한 쌍의 변을 갖는, 전자파 감쇠 필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 금속 플레이트의, 대향하는 한 쌍의 변의 길이는, 0.25㎜ 이상 4㎜ 이하인, 전자파 감쇠 필름.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막 도전층 상에 톱 코팅층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 전자파 감쇠 필름.
  13. 제12항에 있어서, 상기 톱 코팅층이, 전자파가 전반되는 공기층과 임피던스 정합이 취해져 있는 것을 특징으로 하는, 전자파 감쇠 필름.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 플레이트가, 은, 구리, 알루미늄의 어느 것을 포함하는, 전자파 감쇠 필름.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 동일한 형태 동일한 크기의 복수의 상기 금속 플레이트가 소정 범위의 값의 거리를 두고 배치되어 있는, 전자파 감쇠 필름.
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