TWI611918B - 電磁波屏蔽材 - Google Patents

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Description

電磁波屏蔽材
本發明係關於一種電磁波屏蔽材。本發明尤其是關於一種電氣/電子機器之被覆材或包裝材。
近年來，對地球環境問題之關心在全世高漲，電動汽車或油電混合車等搭載有二次電池之環保型汽車之普及不斷進展。於該等汽車中，大多為採用如下方式者：將自所搭載之二次電池產生之直流電流經由換流器而轉換為交流電流後，將所需之電力供給至交流馬達，而獲得驅動力。因換流器之切換動作等會產生電磁波。由於電磁波會成為車載音響機器或無線機器等之接收障礙，故而實行將換流器或換流器與電池或馬達等一併收容於金屬製殼體內而屏蔽電磁波之對策(日本特開2003-285002號公報)。
又，並不限定於汽車，自包括通信機器、顯示器及醫療機器在內之多數電氣/電子機器中會放射出電磁波。電磁波有引起精密機器之錯誤動作之可能性，進而，亦擔憂對人體之影響。因此，業界一直開發使用電磁波屏蔽材而減輕電磁波之影響之各種技術。例如使用將銅箔與樹脂膜積層而成之銅箔複合體作為電磁波屏蔽材(日本特開平7-290449號公 報)。銅箔具有電磁波屏蔽性，為了補強銅箔而積層樹脂膜。又，亦已知有於由絕緣材料所構成之中間層之內側與外側分別積層有金屬層之電磁波屏蔽構造(日本專利第4602680號公報)。又，亦已知有一種電磁波遮斷用光學構件，其具備：基底基板、及形成於上述基底基板之一面且由包含金屬層及高折射率層(五氧化鈮)之多個重複單位膜所構成之積層構件(日本特開2008-21979號公報)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-285002號公報
[專利文獻2]日本專利特開平7-290449號公報
[專利文獻3]日本專利第4602680號公報
[專利文獻4]日本專利特開2008-21979號公報
如此，已知有由金屬箔與絕緣層之積層體所構成之電磁波屏蔽材，但關於具有此種積層構造之電磁波屏蔽材之電磁波屏蔽特性，尚未進行充分之研究而仍留有改善之空間。因此，本發明之課題在於改善由金屬層與絕緣層之積層體所構成之電磁波屏蔽材之電磁波屏蔽特性。
本發明人於對由金屬箔與絕緣層之積層體所構成之電磁波 屏蔽材與電磁波屏蔽特性之關係進行研究之過程中發現，金屬箔之與絕緣層之界面之金屬氧化物層之厚度會對電磁波屏蔽特性產生顯著影響。並且得知，藉由控制該氧化物層之厚度，即便為具有相同之層構造之電磁波屏蔽材，屏蔽效果以dB值計亦可上升5成以上。因此，得知藉由適當地控制金屬箔之與絕緣層之界面之金屬氧化物層之厚度，可顯著減小用以獲得相同之屏蔽效果所需之電磁波屏蔽材之厚度，可大大的有助於電磁波屏蔽材之輕量化。本發明係基於該見解而完成者。
本發明於一態樣中係一種電磁波屏蔽材，其具有至少兩片金屬箔介隔絕緣層而積層之構造，且各金屬箔之與絕緣層相接之界面之金屬氧化物層之厚度分別為1~30nm。
於本發明之電磁波屏蔽材之一實施形態中，於金屬箔表面構成電磁波屏蔽材之外表面之情形時，該金屬箔表面之金屬氧化物層之厚度為1~30nm。
於本發明之電磁波屏蔽材之另一實施形態中，各金屬箔之厚度為4~50μm。
於本發明之電磁波屏蔽材之又一實施形態中，金屬箔之合計厚度為8~200μm。
於本發明之電磁波屏蔽材之又一實施形態中，絕緣層之相對介電常數於20℃為2.0~10.0。
於本發明之電磁波屏蔽材之又一實施形態中，各金屬箔之導電率於20℃為1.0×106S/m以上。
於本發明之電磁波屏蔽材之又一實施形態中，絕緣層之厚度 為6~500μm。
於本發明之電磁波屏蔽材之又一實施形態中，屏蔽材之整體之厚度為14~1000μm。
本發明於另一態樣中係一種電氣/電子機器用被覆材或包裝材，其具備本發明之電磁波屏蔽材。
本發明於又一態樣中係一種電氣/電子機器，其具備本發明之被覆材或包裝材。
根據本發明，可改善由金屬層與絕緣層之積層體所構成之電磁波屏蔽材之電磁波屏蔽特性。例如，對於汽車，就提高燃料效率之觀點而言輕量化成為重大課題，根據本發明，可藉由更薄且輕量之電磁波屏蔽材而達成與先前相同之屏蔽效果。
圖1係表示實施例3中之M1/R1界面附近之元素濃度分佈的圖表。
圖2係圖1之局部放大圖。
(金屬箔)
作為本發明之電磁波屏蔽材所使用之金屬箔之材料並無特別限制，就提高對交流磁場或交流電場之屏蔽特性之觀點而言，較佳為設為導電性優 異之金屬材料。具體而言，較佳為由導電率為1.0×106S/m(20℃之值。以下相同)以上之金屬所形成，金屬之導電率更佳為10.0×106S/m以上，進而更佳為30.0×106S/m以上，最佳為50.0×106S/m以上。作為此種金屬，可列舉：導電率為約9.9×106S/m之鐵、導電率為約14.5×106S/m之鎳、導電率為約39.6×106S/m之鋁、導電率為約58.0×106S/m之銅、及導電率為約61.4×106S/m之銀。若考慮電阻率與成本兩者，則於實用性上較佳為採用鋁或銅。本發明之電磁波屏蔽材所使用之金屬箔可全部為相同之金屬，亦可每層使用不同之金屬。又，亦可使用上述金屬之合金。
於使用銅箔作為金屬箔之情形時，就提高屏蔽性能之方面而言，較佳為高純度者，純度較佳為99.5質量%以上，更佳為99.8質量%以上。作為銅箔，可使用壓延銅箔、電解銅箔、藉由金屬化所得之銅箔等，較佳為彎曲性及成形加工性優異之壓延銅箔。於在銅箔中添加合金元素而製成銅合金箔之情形時，只要該等元素與不可避免之雜質之合計含量未達0.5質量%即可。尤其是若銅箔中含有合計200~2000質量ppm之選自Sn、Mn、Cr、Zn、Zr、Mg、Ni、Si、及Ag之群中之至少1種以上元素，則與相同厚度之純銅箔相比伸長率提高，故而較佳。
藉由對電磁波屏蔽材所使用之各金屬箔之與絕緣層相接之界面之金屬氧化物層進行控制，可顯著提高電磁波屏蔽效果。並非意在藉由理論而限定本發明，但推測由於金屬氧化物層之阻抗一般大於金屬箔且小於絕緣層，故而若金屬氧化物存在於與絕緣層之界面，則阻抗失配得到緩和而反射變小，屏蔽效果減少。氧化物層越厚，因阻抗失配之緩和而導致屏蔽效果之減少越大，因此金屬氧化物層越薄越佳。作為參考，將500kHz 下之銅、氧化銅(Cu2O)及樹脂(相對介電常數=3）之阻抗(理論值或文獻值)示於表1。
500kHz下之銅、銅氧化物及樹脂之阻抗之比較
Figure TWI611918BD00001
Z=Z0×√(μr/εr)
Z：所求之阻抗(Ω)
Z0：真空之阻抗=377Ω
μr：相對磁導率(銅、銅氧化物、樹脂時為1)
εr：相對介電常數
＊金屬及金屬氧化物之相對介電常數近似於εr=-jσ/(2πfε0)。
j：虛數單位
σ：導電率(S/m)，銅為58×106，Cu2O為10-6~10-7(參考文獻：神戶製鋼所技報Vol.62，No.2)
f：頻率(Hz)
ε0：真空之介電常數
具體而言，就顯著表現出屏蔽效果之提高效果之方面而言，各界面之金屬氧化物層之厚度較佳為30nm以下，更佳為20nm以下，進而更佳為15nm以下，進而更佳為10nm以下。金屬氧化物層越薄越理想，但金屬表面會發生自然氧化，故而實際上難以設為0.5nm以下，且對屏蔽效 果之貢獻亦不大。因此，各界面處之金屬氧化物層之厚度一般為0.5nm以上，典型而言為1nm以上，亦可設為2nm以上。
藉由不僅對電磁波屏蔽材所使用之各金屬箔之與絕緣層相接之界面之金屬氧化物層進行控制，於電磁波屏蔽材之外表面為金屬箔之表面之情形時亦對該表面之金屬氧化物層進行控制，從而可進一步提高電磁波屏蔽效果。並非意在藉由理論而限定本發明，但推測其原因如下。若外表面之金屬氧化物層變薄，則金屬箔與接地線(於實施例中與KEC法測定殼體之接觸時而連接於接地線)間之接觸電阻變小。於金屬箔與接地線間之接觸電阻較低之情形時，即便接收到電磁波，金屬箔之電位亦以接地線電位之狀態保持為一定，因此屏蔽效果良好。另一方面，若該接觸電阻較高，則金屬箔之電位會因電磁波而發生變動，因此屏蔽效果減少。
具體而言，就顯著表現出屏蔽效果之提高效果而言，構成電磁波屏蔽材之外表面之金屬箔表面之金屬氧化物層之厚度較佳為30nm以下，更佳為20nm以下，進而更佳為15nm以下，進而更佳為10nm以下。金屬氧化物層越薄越理想，但由於金屬表面會發生自然氧化，故而實際上難以設為0.5nm以下，且對屏蔽效果之貢獻亦不大。因此，構成電磁波屏蔽材之外表面之金屬箔表面之金屬氧化物層之厚度一般為0.5nm以上，典型而言為1nm以上，亦可設為2nm以上。
於本發明中，金屬氧化物層之厚度係以下述順序進行測定。測定係於任意3個部位以上進行，並將其平均值設為測定值。
(1)於金屬箔構成電磁波屏蔽材之外表面之情形時對外表面之金屬氧化物層之厚度進行測定之情形
藉由FIB(聚焦離子束加工觀察裝置，於實施例中使用日立製造之型號FB-2100)將成為測定對象之電磁波屏蔽材於厚度方向上切斷。繼而，對於露出之剖面，藉由STEM(掃描穿透式電子顯微鏡)以測定間隔2nm於厚度方向上自金屬箔表面進行元素分析，測定各測定點之氧原子濃度。並且，將自表面起氧原子濃度維持2at.%以上之範圍定義為氧化物層之厚度。即，自表面至最初低於2at.%之位置之距離稱為金屬氧化物層之厚度。於金屬箔與絕緣層僅積層而未接著之情形時，可將金屬箔與絕緣層分離後進行測定。
(2)對金屬箔之與絕緣層相接之界面之金屬氧化物層之厚度進行測定之情形
(2-1)金屬箔與絕緣層未藉由接著劑接著而可容易地剝離之情形
自電磁波屏蔽材將成為測定對象之金屬箔與絕緣層分離後，藉由FIB(聚焦離子束加工觀察裝置，於實施例中使用日立製造之型號FB-2100)於厚度方向上切斷。繼而，對於露出之剖面，藉由STEM(掃描穿透式電子顯微鏡)以測定間隔2nm於厚度方向上自金屬箔表面進行元素分析，測定各測定點之氧原子濃度。並且，將自表面起氧原子濃度維持2at.%以上之範圍定義為金屬氧化物層之厚度。
(2-2)金屬箔與絕緣層藉由接著劑接著之情形
藉由FIB(聚焦離子束加工觀察裝置)將電磁波屏蔽材於厚度方向上切斷。繼而，對於露出之剖面，藉由STEM(掃描穿透式電子顯微鏡)以測定間隔2nm於厚度方向上進行界面附近之元素分析，測定各測定點之氧原子濃度。將構成金屬箔之主成分(指構成比率最高之元素，於構成比率最高 之元素存在複數種之情形時設為其合計值。於絕緣層之情形時亦同樣)之原子濃度與構成絕緣層之主成分之原子濃度反轉之點定義為金屬箔/絕緣層之界面，將於較界面更靠金屬箔側氧原子濃度維持2at.%以上之範圍定義為金屬氧化物層之厚度。
利用STEM所進行之元素分析之測定條件設為如下。
測定機器：附Cs集極之場發射型穿透式電子顯微鏡(於實施例中使用日本電子製造之型號JEM-2100F附Cs集極之測定機器)
元素分析方法：EDS分析
加速電壓：200kV
倍率：500000倍
本發明之電磁波屏蔽材所使用之金屬箔之厚度較佳為每片4μm以上。若未達4μm，則有金屬箔之延展性顯著降低，導致屏蔽材之成形加工性變得不足之情形。又，若每片箔之厚度未達4μm，則為了獲得優異之電磁波屏蔽效果，必須積層多個金屬箔，因此亦產生製造成本上升之問題。就此種觀點而言，金屬箔之厚度更佳為每片10μm以上，進而更佳為15μm以上，進而更佳為20μm以上，進而更佳為25μm以上，進而更佳為30μm以上。另一方面，即便每片箔之厚度超過50μm亦會使成形加工性變差，因此箔之厚度較佳為每片50μm以下，更佳為45μm以下，進而更佳為40μm以下。
就雖使金屬箔之合計厚度變薄但亦確保優異之電磁波屏蔽特性之觀點而言，必須使金屬箔於電磁波屏蔽材中存在至少兩層，較佳為設為三層以上。若將金屬箔層設為三片以上，則可將為了於頻率為1MHz 左右之低頻區域獲得30dB以上之磁場屏蔽特性所需之金屬箔之合計厚度抑制為較小，亦無須增大每片金屬箔之厚度，因此成形加工性亦優異。又，藉由積層三片以上之金屬箔，即便金屬箔之合計厚度相同，與金屬箔為單層之情形或積層兩片之情形相比，屏蔽效果亦顯著提高。但是，雖然金屬箔之積層片數較多會使電磁波屏蔽特性提高，但若增多積層片數，則由於積層步驟增加故而導致製造成本增大，又，有屏蔽提高效果亦飽和之傾向，因此電磁波屏蔽材中之金屬箔較佳為五片以下，更佳為四片以下。
因此，於本發明之電磁波屏蔽材之一實施形態中，可將金屬箔之合計厚度設為8~200μm，典型而言可設為15~150μm，可設為100μm以下，可設為80μm以下，亦可設為60μm以下。再者，於本發明中，金屬箔之厚度係定義為包括可形成於金屬箔表面之氧化物層之厚度在內的厚度。
亦可於金屬箔表面形成目的在於促進接著、耐環境性、耐熱及防銹等之各種表面處理層。例如為了提高於金屬面成為最外層之情形時所需之耐環境性、耐熱性，可實施鍍Au、鍍Ag、鍍Sn、鍍Ni、鍍Zn、Sn合金鍍敷(Sn-Ag、Sn-Ni、Sn-Cu等)等。亦可將該等處理進行組合。就成本之觀點而言，較佳為鍍Sn或Sn合金鍍敷。又，為了提高金屬箔與絕緣層之密合性，可實施粗化處理、鍍Ni等。亦可將該等處理進行組合。粗化處理容易獲得密合性，故而較佳。又，為了提高對直流磁場之屏蔽效果，可設置相對磁導率較高之金屬層。作為相對磁導率較高之金屬層，可列舉Fe-Ni合金鍍敷、鍍Ni等。
其中，由於有根據表面處理之種類而形成金屬氧化物層之情 形，故而應注意。作為金屬之表面處理亦經常進行鉻酸鹽處理，但鉻酸鹽處理由於會在金屬箔表面形成鉻氧化物層，故而成為使電磁波屏蔽效果降低之要因，因此欠佳。
又，亦有於製造金屬箔時伴隨加熱處理之情形，即便進行環境控制亦會與殘留之氧反應而使金屬氧化物成長。為了防止該情況，必須於熱處理後於適宜之條件下清洗表面而去除氧化物。
(絕緣層)
於本發明之電磁波屏蔽材中，藉由積層複數片金屬箔所得之電磁波屏蔽效果之顯著改善可藉由於金屬箔與金屬箔之間夾入絕緣層而獲得。雖然將金屬箔彼此直接重疊，藉由金屬箔之合計厚度增加亦會使屏蔽效果提高，但無法獲得顯著之提高效果。認為其原因在於：藉由於金屬箔間存在絕緣層，而電磁波之反射次數增加，導致電磁波衰減。
作為絕緣層，就獲得優異之電磁波屏蔽效果之方面而言，較佳為與金屬層之阻抗差較大者。為了產生較大之阻抗差(阻抗失配)，絕緣層之相對介電常數必須較小，具體而言，較佳為10.0(20℃之值。以下相同)以下，更佳為5.0以下，進而更佳為3.5以下。相對介電常數於原理上不會變得小於1.0。通常獲得之材料即便較低亦為2.0左右，即便再降低而接近1.0，屏蔽效果之上升亦受到限制，另一方面，材料本身成為特殊者而變得昂貴。若考慮成本與作用之兼顧，則相對介電常數較佳為2.0以上，更佳為2.2以上。
具體而言，作為構成絕緣層之材料，可列舉：玻璃、紙、天然樹脂、合成樹脂，就加工性之觀點而言，較佳為合成樹脂。亦可於該等 材料中混入碳纖維、玻璃纖維及芳族聚醯胺纖維等纖維強化材料。作為合成樹脂，就易獲取性或加工性之觀點而言，可列舉：PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)及PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)等聚酯、聚乙烯及聚丙烯等烯烴系樹脂、聚醯胺、聚醯亞胺、液晶聚合物、聚縮醛、氟樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚矽氧樹脂、酚系樹脂、三聚氰胺樹脂、ABS樹脂、聚乙烯醇、脲樹脂、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯丁二烯橡膠等，於該等中，因加工性、成本之理由，較佳為PET、PEN、聚醯胺、聚醯亞胺。合成樹脂亦可設為胺酯橡膠、氯丁二烯橡膠、聚矽氧橡膠、氟橡膠、苯乙烯系、烯烴系、氯乙烯系、胺酯系、醯胺系等之彈性體。進而，合成樹脂本身亦可發揮接著劑之作用，於該情形時成為金屬箔經由接著劑而積層之構造。作為接著劑並無特別限制，可列舉：丙烯酸樹脂系、環氧樹脂系、胺酯系、聚酯系、聚矽氧樹脂系、乙酸乙烯酯系、苯乙烯丁二烯橡膠系、腈橡膠系、酚樹脂系、氰基丙烯酸酯系等，因容易製造及成本之理由，較佳為胺酯系、聚酯系、乙酸乙烯酯系。
再者，於本發明中作為構成「絕緣層」之材料，不包括金屬氧化物。
樹脂材料可以膜狀或纖維狀之形態積層。又，亦可藉由對金屬箔塗佈未硬化之樹脂組成物後使之硬化而形成樹脂層，因容易製造之理由，較佳為設為可貼附於金屬箔之樹脂膜。可尤佳地使用PET膜。尤其是可藉由使用雙軸延伸膜來作為PET膜，而提高屏蔽材之強度。
絕緣層之厚度並無特別限制，若每片之厚度薄於6μm，則有屏蔽材之(伸長)斷裂應變降低之傾向，因此絕緣層之每片之厚度較佳為6μm以上，更佳為8μm以上，進而更佳為10μm以上，進而更佳為 20μm以上，進而更佳為40μm以上，進而更佳為80μm以上，進而更佳為100μm以上。另一方面，即便每片之厚度超過500μm，亦有屏蔽材之(伸長)斷裂應變降低之傾向。因此，絕緣層之每片之厚度較佳為500μm以下，更佳為400μm以下。
作為絕緣層與金屬箔之積層方法，可列舉於絕緣層與金屬箔之間使用接著劑之方法或不使用接著劑而僅重疊之方法。若考慮電磁波屏蔽材之一體性，則較佳為至少端部(例如於屏蔽材為四邊形之情形時為各邊)藉由接著劑而接合。另一方面，若藉由將絕緣層熱壓接於金屬箔而積層，則即便進行環境控制亦會因殘留之環境氧或來自樹脂之氧供給而導致金屬表面氧化，因此較佳為將金屬箔與樹脂設為常溫層壓而非加熱壓製。於需要接著劑之乾燥等步驟之情形時，亦較佳為儘量於低溫下進行乾燥。又，於積層後進行加熱之情形時，尤佳為於適宜之條件下清洗電磁波屏蔽材之外表面而去除氧化物。
作為接著劑與上述者相同，並無特別限制，可列舉：丙烯酸樹脂系、環氧樹脂系、胺酯系、聚酯系、聚矽氧樹脂系、乙酸乙烯酯系、苯乙烯丁二烯橡膠系、腈橡膠系、酚樹脂系、氰基丙烯酸酯系等，因容易製造及成本之理由，較佳為胺酯系、聚酯系、乙酸乙烯酯系。
接著劑層之厚度較佳為6μm以下。若接著劑層之厚度超過6μm，則於積層為金屬箔複合體後僅金屬箔容易斷裂。但是，如上所述之接著劑層兼具絕緣層之作用之情形不在此限，可設為於絕緣層之說明中所述之厚度。
本發明之電磁波屏蔽材必須具有至少兩片金屬箔介隔絕緣 層而積層之構造。作為具備該必要條件之積層構造之例，可列舉如下。以括號所表示之層表示可適當添加。
(1)(絕緣層)/金屬箔/絕緣層/金屬箔/(絕緣層)
(2)(絕緣層)/金屬箔/絕緣層/金屬箔/絕緣層/金屬箔/(絕緣層)
(3)(絕緣層)/金屬箔/絕緣層/金屬箔/絕緣層/金屬箔/絕緣層/金屬箔/(絕緣層)
於(1)~(3)中，一個「金屬箔」可不介隔絕緣層而積層多個金屬箔而構成，一個「絕緣層」亦可不介隔金屬箔而積層多個絕緣層而構成。又，亦可設置除絕緣層或金屬箔以外之層。
於本發明之電磁波屏蔽材之一實施形態中，可將電磁波屏蔽材之整體厚度設為14~1000μm，可設為800μm以下，設為600μm以下，可設為400μm以下，亦可設為200μm以下。
本發明之電磁波屏蔽材尤其可用於電氣/電子機器(例如換流器、通信機、共振器、電子管/放電燈、電加熱機器、電動機、發電機、電子零件、印刷電路、醫療機器等)之被覆材或包裝材、與電氣/電子機器連接之線束或通信纜線之被覆材、電磁波屏蔽片材、電磁波屏蔽面板、電磁波屏蔽袋、電磁波屏蔽箱、電磁波屏蔽室等各種電磁波屏蔽用途。
根據本發明之電磁波屏蔽材之一實施形態，於500kHz下可具有20dB以上之磁場屏蔽特性(於接收側信號衰減多少)，較佳為可具有25dB以上之磁場屏蔽特性，更佳為可具有30dB以上之磁場屏蔽特性，例如可具有20~40dB之磁場屏蔽特性。於本發明中，磁場屏蔽特性係藉由 KEC法而測定。所謂KEC法係指關西電子工業振興中心之「電磁波屏蔽特性測定法」。
[實施例]
以下一併表示本發明之實施例與比較例，但該等係為了更好地理解本發明及其優點而提供者，並非意在限定發明。
準備表2中所記載之各金屬箔及絕緣膜，製作具有表2中所記載之積層構造之實施例及比較例之電磁波屏蔽材。表2中所記載之各符號如下所示。金屬箔之導電率係藉由JIS C2525：1999之雙電橋法而測定。相對介電常數係藉由JIS C 2151：2006中所記載之B法而測定。
Cu：壓延銅箔(20℃之導電率：58.0×106S/m)
Al：鋁箔(20℃之導電率：39.6×106S/m)
電解Cu：電解銅箔(20℃之導電率：56.0×106S/m)
Ni：鎳箔(20℃之導電率：14.5×106S/m)
Fe：軟鐵箔(20℃之導電率：9.9×106S/m)
PI：聚醯亞胺膜(20℃之相對介電常數：3.5)
PET：聚對苯二甲酸乙二酯膜(20℃之相對介電常數：3.0)
PTFE：聚四氟乙烯膜(20℃之相對介電常數：2.1)
PA：聚醯胺膜(20℃之相對介電常數：6.0)
PVC：聚氯乙烯(20℃之相對介電常數：3.3)
(比較例1~2：一片金屬箔)
對於壓延銅箔(厚度：68μm)及鋁箔(厚度：100μm)，藉由對表面進行脫脂及酸清洗而去除金屬氧化物後，調查單層時之磁場屏蔽效果。將 準備之金屬材料設置於磁場屏蔽效果評價裝置(Techno Science Japan公司型號TSES-KEC)中，將頻率設為500kHz，於20℃之條件下藉由KEC法評價磁場屏蔽效果。又，藉由FIB(聚焦離子束加工觀察裝置，日立製造之型號FB-2100)使剖面露出後，利用STEM(掃描穿透式電子顯微鏡：日本電子製造之型號JEM-2100F)藉由上述測定方法測定表2中所記載之部位之金屬氧化物層之厚度。
(比較例3：兩片金屬箔)
準備兩片壓延銅箔(厚度：33μm)，藉由分別對表面進行脫脂及酸清洗而去除金屬氧化物後，將其不經由接著劑而簡單地積層，並設置於磁場屏蔽效果評價裝置(Techno Science Japan公司型號TSES-KEC)中，藉由與比較例1相同之方法評價磁場屏蔽效果。又，藉由FIB(聚焦離子束加工觀察裝置，日立製造之型號FB-2100)使剖面露出後，利用STEM(掃描穿透式電子顯微鏡：日本電子製造之型號JEM-2100F)藉由上述測定方法測定表2中所記載之部位之金屬氧化物層之厚度。
(比較例4：金屬氧化物層過大)
使用厚度250μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜作為絕緣層。使用厚度7μm之壓延銅箔作為金屬箔，藉由於鉻酸鹽處理液(K2Cr2O7：4g/L，pH值：3.5)中以電流密度3A/dm2進行電解處理而於表面設置鉻酸鹽層。於壓力220N/cm2、溫度25℃之條件下使準備之絕緣層及金屬箔壓接而製成積層體，藉此製作具有表2中所記載之積層構造之電磁波屏蔽材。將該電磁波屏蔽材設置於磁場屏蔽效果評價裝置(Techno Science Japan公司 型號TSES-KEC)中，藉由與比較例1相同之方法評價磁場屏蔽效果。又， 藉由FIB(聚焦離子束加工觀察裝置，日立製造之型號FB-2100)使剖面露出後，利用STEM(掃描穿透式電子顯微鏡：日本電子製造之型號JEM-2100F)藉由上述測定方法測定表2中所記載之部位之金屬氧化物層之厚度。
再者，表2中之M1層、R1層、M2層、R2層及M3層之順序與表2中之「積層構造」中所表示之材料之順序一致(以下相同)。
(比較例5：金屬氧化物層過大)
使用厚度100μm之聚醯亞胺(PI)膜作為絕緣層，使用厚度17μm之壓延銅箔作為金屬箔，藉由對金屬箔表面進行脫脂及酸清洗而去除金屬氧化物後，於壓力220N/cm2、溫度200℃之條件下使該等壓接而製成積層體，藉此製作具有表2中所記載之積層構造之電磁波屏蔽材。將該電磁波屏蔽材設置於磁場屏蔽效果評價裝置(Techno Science Japan公司型號TSES-KEC)中，藉由與比較例1相同之方法評價磁場屏蔽效果。又，藉由FIB(聚焦離子束加工觀察裝置，日立製造之型號FB-2100)使剖面露出後，利用STEM(掃描穿透式電子顯微鏡：日本電子製造之型號JEM-2100F)藉由上述測定方法測定表2中所記載之部位之金屬氧化物層之厚度。
(比較例6：金屬氧化物層過大)
使用厚度12μm之聚醯亞胺(PI)膜作為絕緣層，使用厚度17μm之銅箔作為金屬箔，於不去除金屬箔表面之金屬氧化物之狀態下，於壓力220N/cm2、溫度200℃之條件下使積層體壓接而進行積層，藉此製作具有表2中所記載之積層構造之電磁波屏蔽材。將該電磁波屏蔽材設置於磁場屏蔽效果評價裝置(Techno Science Japan公司型號TSES-KEC)中，藉由與比較例1相同之方法評價磁場屏蔽效果。又，藉由FIB(聚焦離子束加工觀察 裝置，日立製造之型號FB-2100)使剖面露出後，利用STEM(掃描穿透式電子顯微鏡：日本電子製造之型號JEM-2100F)藉由上述測定方法測定表2中所記載之部位之金屬氧化物層之厚度。
(實施例1、3~13、15~20)
使用表2中所記載之厚度及種類之絕緣膜、以及表2中所記載之厚度及種類之金屬箔，不使用接著劑而僅積層，藉此製作具有表2中所記載之積層構造之電磁波屏蔽材。各金屬箔係藉由對表面進行脫脂及酸清洗而去除金屬氧化物後使用。又，藉由改變各實施例中之用於清洗之酸之濃度(酸清洗係於H2SO4水溶液5~100g/L內變化)、清洗時間(於1~60秒內變化)而調整金屬氧化物層之厚度。將該電磁波屏蔽材設置於磁場屏蔽效果評價裝置(Techno Science Japan公司型號TSES-KEC)中，藉由與比較例1相同之方法評價磁場屏蔽效果。又，藉由FIB(聚焦離子束加工觀察裝置，日立製造之型號FB-2100)使剖面露出後，利用STEM(掃描穿透式電子顯微鏡：日本電子製造之型號JEM-2100F)藉由上述測定方法測定表2中所記載之部位之金屬氧化物層之厚度。
於圖1中，例示性地表示實施例3之M1/R1界面附近之元素濃度分佈。得知作為構成金屬箔M1之主成分之Cu之原子濃度與作為構成絕緣層R1之主成分之C之原子濃度反轉之點於圖表上存在於約4nm之距離。此處為金屬箔與絕緣層之界面。並且，於作為圖1之局部放大圖之圖2中，得知於較界面更靠金屬箔側，氧原子濃度無法維持2at.%以上之點存在於以距界面之距離計約4nm處，因此金屬氧化物層之厚度為4nm。
(實施例2、14)
使用表2中所記載之厚度及種類之絕緣膜、以及表2中所記載之厚度及種類之金屬箔，使用接著劑(主劑RU-80，硬化劑H-5，均為Lock Bond公司製造)進行積層，藉此製作具有表2中所記載之積層構造之電磁波屏蔽材。關於各金屬箔，藉由對其表面進行脫脂及酸清洗而去除金屬氧化物後使用。又，藉由改變各實施例中之用於清洗之酸之濃度、清洗時間而調整金屬氧化物層之厚度。將該電磁波屏蔽材設置於磁場屏蔽效果評價裝置(Techno Science Japan公司 型號TSES-KEC)中，藉由與比較例1相同之方法評價磁場屏蔽效果。又，藉由FIB(聚焦離子束加工觀察裝置，日立製造之型號FB-2100)使剖面露出後，利用STEM(掃描穿透式電子顯微鏡：日本電子製造之型號JEM-2100F)藉由上述測定方法測定表2中所記載之部位之金屬氧化物層之厚度。
(考察)
將結果示於表2。比較例1~3係僅使用金屬箔而製作電磁波屏蔽材之例。雖然表面之金屬氧化物層之厚度較小，但由於並非與絕緣層之積層體，故而無法獲得較高之電磁波屏蔽效果。比較例4~6係介隔絕緣層積層金屬箔而成之電磁波屏蔽材，但由於金屬箔之外表面及與絕緣層之界面之金屬氧化物層之厚度較大，故而無法獲得較高之電磁波屏蔽效果。
另一方面，實施例1~20係介隔絕緣層積層金屬箔而成之電磁波屏蔽材，由於金屬箔之外表面及與絕緣層之界面之金屬氧化物層之厚度較小，故而可見電磁波屏蔽效果之大幅提高。例如實施例6與比較例5具有金屬箔及絕緣層之數量、種類及厚度相同之積層構造，但屏蔽效果以dB值計上升70%以上。又，實施例19與比較例6具有金屬箔及絕緣層之數 量、種類及厚度相同之積層構造，但屏蔽效果以dB值計上升100%以上。認為其原因在於：抑制金屬氧化物層之厚度與使用三片金屬箔之協同效應。
Figure TWI611918BD00002
Figure TWI611918BD00003

Claims (10)

  1. 一種電磁波屏蔽材，其具有至少兩片金屬箔介隔絕緣層而積層之構造，且各金屬箔之與絕緣層相接之界面之金屬氧化物層之厚度分別為1~30nm。
  2. 如申請專利範圍第1項之電磁波屏蔽材，其中，於金屬箔表面構成電磁波屏蔽材之外表面之情形時，該金屬箔表面之金屬氧化物層之厚度為1~30nm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之電磁波屏蔽材，其中，各金屬箔之厚度為4~50μm。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之電磁波屏蔽材，其中，金屬箔之合計厚度為8~200μm。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之電磁波屏蔽材，其中，絕緣層之相對介電常數於20℃為2.0~10.0。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之電磁波屏蔽材，其中，各金屬箔之導電率於20℃為1.0×106S/m以上。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之電磁波屏蔽材，其中，絕緣層之厚度為6~500μm。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之電磁波屏蔽材，其中，屏蔽材之整體之厚度為14~1000μm。
  9. 一種電氣/電子機器用被覆材或包裝材，其具備申請專利範圍第1至8項中任一項之電磁波屏蔽材。
  10. 一種電氣/電子機器，其具備申請專利範圍第9項之被覆材或包裝材。
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