TW201815271A

TW201815271A - 電磁屏蔽用片材及其製造方法

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Publication number: TW201815271A
Application number: TW106133149A
Authority: TW
Inventors: 穗園秀樹; 田中幹士; 吉川大輔; 山本勝己
Original assignee: 莫仕有限公司
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2018-04-16
Also published as: TWI650061B; JP2018056557A

Abstract

一種電磁屏蔽用片材，包含導電性碳、軟磁性粉末及混合了包含所述導電性碳和所述軟磁性粉末的填料且由樹脂構成的母材。該電磁屏蔽用片材具有適當的厚度和彈性，並且在指定的頻帶中具有較大的遮蔽量。

Description

電磁屏蔽用片材及其製造方法

本發明涉及一種電磁屏蔽用片材。更詳細而言，本發明涉及一種能夠在保持柔軟性的同時，對從安裝在電路基板上的電子部件產生的電磁波進行遮蔽（屏蔽）的電磁屏蔽用片材。

屬於本發明的技術領域的電磁屏蔽用片材的例子中，已知有專利文獻1至7中記載的具有層疊結構的電磁屏蔽用片材。這樣的電磁屏蔽用片材例如配置於電路基板與安裝在該電路基板上的連接器之間產生的間隙中而進行使用。此時，為了提高密合性/追隨性，使得電路基板與電磁屏蔽用片材之間、以及電磁屏蔽用片材與連接器之間的間隙中不產生空隙，期望電磁屏蔽用片材具有適當的厚度和彈性。另外，通常作為電磁屏蔽用片材的遮蔽特性，期望在頻率為10至40GHz的頻帶中遮蔽量較大。

本發明的目的在於提供一種電磁屏蔽用片材，其具有適當的厚度和彈性，並且在指定的頻帶中具有較大的遮蔽量。

本發明的電磁屏蔽用片材的特徵在於，其包含：導電性碳、軟磁性粉末及混合了包含所述導電性碳和所述軟磁性粉末的填料且由樹脂構成的母材。

本發明的電磁屏蔽用片材的製造方法的特徵在於，包含：將導電性碳和軟磁性粉末混合，生產填料的步驟；以及將所述填料混合於由樹脂構成的母材的步驟。

本申請發明人實現了具有電磁屏蔽用片材的適當的厚度和彈性，且在左側（10至40GHz）的頻帶中，遮蔽量為5dB以上的電磁屏蔽用片材。

本發明的電磁屏蔽用片材，將混合了導電性碳和軟磁性粉末而得到的導電/磁性填料混合於由樹脂構成的母材（基質）中而形成。

所述導電性碳可以包含導電性碳黑、纖維狀碳、石墨、石墨纖維等。另外，例如所述導電性碳黑可以為顆粒狀或粉末狀，也可以為具有中空殼體結構的粒狀。進一步，所述導電性碳黑具有粒徑為20至60nm、BET法比表面積為30至1300m² /g的顆粒結構。在本發明中，為了對所述導電性碳黑進行說明，使用具有所述中空殼體結構的粒狀的高導電性碳黑（例如Ketchen Black(注冊商標)）。需要說明的是，所述導電性碳可以具有粒徑為30至40nm、BET法比表面積為700至1300m² /g的中空殼體結構。

所述軟磁性粉末可以包含磁鐵礦（磁鐵鋼）、Ni-Zn類肥粒鐵、Mn-Zn類肥粒鐵、尖晶石肥粒鐵等肥粒鐵、或鐵矽鋁鐵、矽鋼、鐵或羰基鐵等。另外，這些粉末的形狀可以是球狀、顆粒狀、扁平狀等的任意形狀，在本發明中，為了對所述軟磁性粉末進行說明，使用粒狀的羰基鐵粉。需要說明的是，使用金屬類的軟磁性粉末的情況下，為了防止粉末的腐蝕，可以進行磷酸類表面處理，也可以利用矽烷偶聯劑材料進行表面處理。

所述母材可以包含苯乙烯類熱塑性彈性體、烯烴類熱塑性彈性體、聚酯類熱塑性彈性體、聚醯胺類熱塑性彈性體、聚氨酯類熱塑性彈性體、矽膠類彈性體等。在本發明中，為了對所述母材進行說明，使用矽膠類彈性體。需要說明的是，考慮所述用途時，最適合的片材的厚度優選為200至1,000µm(微米)，在使用矽膠類彈性體的情況下，約250µm的厚度是密合性/追隨性、作業性均良好的厚度。因此，以本發明中的該電磁屏蔽用片材的厚度為250µm的片材進行說明。另外，該片材的厚度可以根據用途進行適當變更。

圖1示出表示實施例（Case）1至5以及比較例（Ref）1和2涉及的各材料的混配的體積比率（vol%）以及遮蔽特性（shielding property）。圖1所示的遮蔽特性表示使用同軸波導管法（頻率為10GHz的情況）、自由空間測定法（頻率為20至40GHz的情況）進行測定的遮蔽量。圖中，遮蔽量為5dB以上時，表示良好的遮蔽特性，記載為○；遮蔽量在5dB左右時，表示中等程度的遮蔽特性，記載為△；且在遮蔽量小於5dB時，表示不期望的遮蔽特性，記載為╳。

電磁屏蔽用片材如下進行製造：將體積比率為0至11.0體積%的作為導電性碳（electrically conductive carbon）的高導電性碳與體積比率為23體積%的作為軟磁性粉末的羰基鐵（carbonyl iron powder）混合，從而生成導電/磁性填料（magnetic and conductive filler），將所述導電/磁性填料混合於作為母材的約65至80體積%的矽膠類彈性體（Silicone elastomer）中，然後將所得到的混合物塗布在載體膜上。需要說明的是，可以根據需要在電磁屏蔽用片材中適當添加阻燃劑、抗氧化劑等添加物。另外，如圖2所示，本發明的電磁屏蔽用片材的結構例如可以為扁平狀的片材。

接著，在本發明的實施例1至4中，將羰基鐵粉的體積比率固定為23體積%，對高導電性碳和矽膠類彈性體的體積比率進行變更，而製造電磁屏蔽用片材。接著，對測定電磁屏蔽用片材遮蔽量而得到的遮蔽特性的判定結果進行說明。

[實施例1]

將混合了5.5體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於71.5體積%的矽酮類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。

[實施例2]

將混合了5.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於72.0體積%的矽酮類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。

[實施例3]

將混合了4.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於73.0體積%的矽酮類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。

[實施例4]

將未混合高導電性碳而僅有羰基鐵粉的磁性填料混合於77.0體積%的矽酮類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下不滿足期望的遮蔽特性。即，本實施例的電磁屏蔽用片材的遮蔽量在10至40GHz下小於5dB。

[實施例5]

在將混合了11.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於66.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材中，高導電性碳未均勻分散在矽膠類彈性體中。因此，發現本實施例的高導電性碳、羰基鐵、矽膠類彈性體的體積比不適合製造本發明的電磁屏蔽用片材。需要說明的是，無法判定該片材的遮蔽特性，因此表1為空欄。

[比較例1]

將未混合高導電性碳而僅有羰基鐵粉的磁性填料55體積%混合於45體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在30和40GHz下滿足良好的遮蔽特性，但是在10和20GHz下不滿足期望的遮蔽特性。

[比較例2]

利用銅板進行同樣的測定，結果當然在10至40GHz下顯示出良好的特性。但是，銅板與彈性體相比，沒有彈性，且比重高，因此實際上不適合如上所述的用途例，這一點應該可以容易理解。

圖2示出表示實施例6至15以及比較例3和4涉及的各材料的混配的體積比率以及遮蔽特性。圖2所示的遮蔽特性表示使用同軸波導管法（頻率為10GHz的情況）、自由空間測定法（頻率為20至40GHz的情況）進行測定的遮蔽量。圖中，遮蔽量為5dB以上時，表示良好的遮蔽特性，記載為○；遮蔽量在5dB左右時，表示中等程度的遮蔽特性，記載為△；且在遮蔽量小於5dB時，表示不期望的遮蔽特性，記載為╳。

[實施例6]

將混合了10.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於67.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。

[實施例7]

將混合了6.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於71.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。

[實施例8]

將混合了3.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於74.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。

[實施例9]

[實施例10]

將混合了10.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於55.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。需要說明的是，在本實施例中，混合有35體積%的羰基鐵粉。

[實施例11]

將混合了6.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於59.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。需要說明的是，在本實施例中，混合有35體積%的羰基鐵粉。

[實施例12]

將混合了3.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於58.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。需要說明的是，在本實施例中，混合有35體積%的羰基鐵粉。

[實施例13]

將混合了10.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於75.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。需要說明的是，在本實施例中，混合有15體積%的羰基鐵粉。

[實施例14]

將混合了6.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於79.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。需要說明的是，在本實施例中，混合有15體積%的羰基鐵粉。

[實施例15]

將混合了3.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於80.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至20GHz下不滿足期望的特性。需要說明的是，在本實施例中，混合有15體積%的羰基鐵粉。

[比較例3]

將混合了3.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於87.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10GHz下不滿足期望的特性。需要說明的是，在本實施例中，混合有10體積%的羰基鐵粉。

[比較例4]

將混合了11.0體積%的高導電性碳的導電/磁性填料混合於57.0體積%的矽膠類彈性體而得到的電磁屏蔽用片材在10至40GHz下顯示出良好的特性。但是，本實施例的電磁屏蔽用片材的伸長率小於50%，且斷裂強度小於2.0MPa。需要說明的是，在本實施例中，混合有40體積%的羰基鐵粉。

需要說明的是，將實施例1至4以及比較例1的電磁屏蔽用片材對折，進行對該折痕有無產生龜裂進行觀察的簡單的彎曲試驗，結果在實施例1至4的折痕中未確認到龜裂，但在比較例1的折痕中觀察到了龜裂。據認為這是因為，比較例1的羰基鐵粉的體積比率與實施例1至4的羰基鐵粉的體積比率相比，比較例1中獲得的片材的彈性有所降低。

如上所述，為了得到既能確保彈性、又能選擇適合用途的片材的厚度，且於10至40GHz的頻帶中在將軟磁性鐵粉設為23體積%的情況下遮蔽量為5dB以上的電磁屏蔽用片材，發現了優選混合的導電性碳的體積比率為3至10體積%的可能性。

需要說明的是，本發明的用途例、材料、片材結構、頻率範圍等僅為一例，不偏離本發明主旨的適當變更且本領域技術人員能夠容易想到的內容也都包含在本發明的範圍內。附圖所示的各部的寬度、厚度以及形狀等均為示意性表示，不限定本發明的解釋。

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是示出本發明的電磁屏蔽用片材的混配與遮蔽特性的表；圖2是示出本發明的電磁屏蔽用片材的混配與遮蔽特性的表；及圖3表示本發明的電磁屏蔽用片材的示意立體圖。

Claims

一種電磁屏蔽用片材，包含：導電性碳；軟磁性粉末；及混合了包含所述導電性碳和所述軟磁性粉末的填料且由樹脂構成的母材。
如請求項1所述的電磁屏蔽用片材，其中，所述導電性碳是導電性碳黑、纖維狀碳、石墨或石墨纖維。
如請求項2所述的電磁屏蔽用片材，其中，所述導電性碳黑是具有中空殼體結構的粒狀的導電性碳黑。
如請求項1所述的電磁屏蔽用片材，其中，所述軟磁性粉末為球狀、顆粒狀或扁平狀。
如請求項4所述的電磁屏蔽用片材，其中，所述軟磁性粉末為磁鐵礦、肥粒鐵、鐵矽鋁鐵、矽鋼、鐵或羰基鐵。
如請求項5所述的電磁屏蔽用片材，其中，所述導電性碳為4.0至5.5體積%，所述軟磁性粉末為23體積%。
如請求項1所述的電磁屏蔽用片材，其中，所述導電性碳為2.0至10.0體積%，所述軟磁性粉末為15.0至40.0體積%。
一種電磁屏蔽用片材的製造方法，包含：將導電性碳和軟磁性粉末混合，生產填料的步驟；以及將所述填料混合於由樹脂構成的母材的步驟。