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電磁波噪聲抑制體、具有電磁波噪聲抑制功能的物品及其制造方法

文檔序號:6843090閱讀:293來源:國知局
專利名稱:電磁波噪聲抑制體、具有電磁波噪聲抑制功能的物品及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種電磁波噪聲抑制體、具有電磁波噪聲抑制功能的物品及其制造方法。
背景技術(shù)
近年來,隨著因特網(wǎng)利用的普及,個人計算機、信息家電、無線電LAN、藍牙、光學(xué)模塊、手機、攜帶信息終端、高度道路信息系統(tǒng)等、具有準(zhǔn)微波波段(0.3~10GHz)的高時鐘頻率的CPU或利用高頻率總線的電子機器、以及利用電波的信息通信設(shè)備也逐漸普及,迎來了利用高速數(shù)字化和低電壓驅(qū)動化的裝置需要高性能化的社會。但是,隨著這些機器的普及,這些機器輻射的電磁波帶來的對自身或其他電子機器的誤操作、對人體的影響等電磁波干擾的問題也隨之產(chǎn)生。因此,為了不對自身或其他電子機器、以及人體給予影響,要求這些機器盡量不放射無用的電磁波、以及即使受到外部的電磁波也不進行誤操作。作為防止這種電磁波干擾的方法,包括利用電磁波屏蔽材料即反射電磁波的電磁波屏蔽材料、或者吸收電磁波的電磁波吸收材料的方法。
為防止電磁波干擾,在電子機器間采取了如下措施在電子機器的外殼表面或電子機器間設(shè)置電磁波屏蔽材料來屏蔽電磁波(inter-system EMC)。另外,在電子機器內(nèi),為抑制電子器件或線路間相互影響而引起誤操作,或抑制處理速度緩慢和信號波形混亂,所以采取了用電磁波屏蔽材料來覆蓋電子器件和線路的措施(inter-system EMC)。
另外,最近還提出了以下方案在電子機器內(nèi)部這種附近范圍的環(huán)境中,對作為電磁波噪聲發(fā)生源的電子器件本身施加電磁波噪聲抑制體,以控制電磁波噪聲的產(chǎn)生;或者控制信號間的干涉,以提高傳輸特性(微型EMC)。
特別在最近,電子機器、電子器件尤其要求高性能化、小型化、輕量化,用于這些中的電磁波噪聲抑制體也同樣,要求準(zhǔn)微波波段這種高頻率波段中的電磁波噪聲抑制效果良好、小型化且輕量化、以及對策的作業(yè)簡便且易于進行。
在一直以來所采用的導(dǎo)體屏蔽中,由來自無用輻射源的反射所產(chǎn)生的電磁耦合被增大。由此,磁體的磁損失、即利用虛數(shù)部透磁率μ”的無用輻射的抑制比較有效。并且,日本特開平9-93034號公報中公開了一種軟磁體扁平粉的厚度比表皮深度薄、具有充足的長寬(aspect)比、將磁體表面形成非導(dǎo)體化的磁體粉末約95質(zhì)量%添加到有機粘合劑中而成的電磁波吸收體。該電磁波吸收體具有高效的電磁波吸收特性,且具有柔軟性。在該實施例中,在評價時使用了用銅板補強的電磁波吸收體,該電磁波吸收體的厚度以測定用銅板嵌入為2mm。
但是,該電磁波吸收體其厚度以銅板嵌入為2mm,除去銅板的電磁波吸收體本身的板厚度為1mm以上,并且電磁波吸收體本身的95質(zhì)量%由鐵等強磁體構(gòu)成,所以較重,談不上實現(xiàn)輕量化。并且,因為有機粘合劑的量少,所以堅固性、柔軟性也不充分。另外,軟磁體粉末的扁平化或表面的非導(dǎo)體化很費事,因此軟磁體扁平粉末價格太高,卻需要大量使用這些,所以,電磁波吸收體的價格也太高,不能滿足產(chǎn)業(yè)上的需要。
另外,日本特開平9-93034號公報中公開了下述電磁波吸收體將強磁性元素及陶瓷元素用磁控管噴涂在基板上制膜,然后以低溫退火,由此在高電阻的陶瓷相中析出由強磁體構(gòu)成的超微晶體,從而形成絕緣。該電磁波吸收體在100MHz~10GHz的高頻率頻段內(nèi)電阻很大,由渦流引起的電磁波的反射得到控制,虛數(shù)部透磁率大,所以具有優(yōu)良的電磁波吸收特性。
在該電磁波吸收體中,為了在陶瓷相中上生成強磁性超微晶體,需要進行高溫?zé)崽幚怼T谠搶嵤├?,在滑動玻璃上用RF磁控管噴涂法制膜由陶瓷及強磁性元素構(gòu)成的膜,在200~350℃下進行熱處理,形成強磁性超微晶體。在該電磁波吸收體中,考慮到在有機薄膜上制作陶瓷相及強磁性超微晶體相,但是,作為有機薄膜不得不使用高耐熱有機薄膜。高耐熱有機薄膜價格昂貴,因而使用這個的電磁波吸收體價格也較高。另外,即使在高耐熱有機薄膜上形成這種強磁性超微晶體相,因為有機薄膜和生成的陶瓷之間的熱膨脹率相差較大,容易產(chǎn)生裂紋,柔軟性、堅固性并不高。
另外,還公開了一種利用鐵氧體電鍍技術(shù)的電磁波噪聲抑制體,作為電磁波噪聲抑制體,在準(zhǔn)微波波段內(nèi),薄型的抑制體效果良好(阿部正紀(jì)等,“第131次研究會資料”,日本應(yīng)用磁學(xué)會,2003年7月4日,P25~31)。
該利用鐵氧體電鍍技術(shù)的電磁波噪聲抑制體是將鐵、鎳及亞鉛的氯化物的反應(yīng)液、與由硝酸鈉及乙酸氨構(gòu)成氧化液在搭載于旋轉(zhuǎn)基板上的聚酰亞胺板上用旋轉(zhuǎn)噴涂法進行電鍍,從而形成3μm厚的鐵氧體化合物。該電磁波噪聲抑制體與現(xiàn)有技術(shù)的將金屬板微粒分散于有機粘合劑中的50μm厚的板型電磁波噪聲抑制體相比,盡管厚度薄,但顯示出相同的吸收特性,有利于應(yīng)用到小型電子機器中。
但是,該電磁波噪聲抑制體的強磁體厚度為3~11um,該電磁波噪聲抑制體的1GHz內(nèi)的功率損耗值即使在較厚的上也為0.2左右,準(zhǔn)微波波段的低頻率部分的電磁波噪聲控制效果并不好。另外,當(dāng)強磁體的厚度大時,在聚酰亞胺板上形成的鐵氧體硬,不含有有機粘合劑,所以堅固性、柔軟性談不上充分。另外,因為用濕法加工,所以需要洗凈和干燥雜質(zhì),比較麻煩,所以無法滿足產(chǎn)業(yè)上的需要。
另外,還公開了一種含有鋁陶瓷相、鐵或鈷的強磁性超微晶體相的由超微晶體磁膜構(gòu)成的電磁波噪聲抑制體(大沼繁弘等,“第131次研究會資料”,日本應(yīng)用磁學(xué)會,2003年7月4日,P17~24)。該方案涉及一種將強磁性元素和陶瓷元素用高頻率磁控管噴涂法在基板上制膜,在低溫下退火,從而在高電阻的陶瓷相中析出由強磁體構(gòu)成的超微晶體,還形成狹縫以提高膜電阻,且分割而成的1um厚的電磁波抑制體,具有優(yōu)良的噪聲控制效果。
但是,該電磁波抑制體顯示出與現(xiàn)有技術(shù)的將金屬板微粒分散于有機粘合劑中的50um厚的板型電磁波噪聲抑制體同樣的吸收特性,1GHz中的功率損耗值為0.2左右,在有效的頻率頻帶中談不上具有電磁波噪聲抑制效果。另外,為了陶瓷相中生成強磁性超微晶體,所以需要熱處理,而磁性薄膜的電阻大,所以必須用光刻法或??谭ㄐ纬瑟M縫,非常費事。并且,因為是薄膜陶瓷,所以容易產(chǎn)生裂紋,柔軟性和堅固性并不高。
另外,電氣、電子機器在安全性方面特別要求阻燃性(相當(dāng)于UL94 V-0、V-1或相當(dāng)于VTM-0、VTM-1),用于這些的電磁波噪聲抑制體也同樣要求阻燃性(相當(dāng)于UL94 V-0、V-1或相當(dāng)于VTM-0、VTM-1)。在此,所謂UL是美國Underweiters LaboratoriesInc公司制定、認(rèn)可的電器相關(guān)的安全性規(guī)格,UL94微阻燃性規(guī)格。以下僅將相當(dāng)于U94 V-0、V-1、VTM-0、VTM-1的阻燃性記為“阻燃性”。
作為具有阻燃性的電磁波吸收體,日本特開平2000-196281號公報提出了將含有高分子粘合劑、軟磁體粉末和磷系阻燃劑的涂料涂布到支承體上形成電磁波吸收層的方案。
但是,作為電磁波吸收材料使用軟磁體粉末時,為了發(fā)揮出充分的電磁波吸收性,需要大量使用,具體來說,該量相對于5~12質(zhì)量份的高分子粘合劑為100質(zhì)量份。并且,作為電磁波吸收材料使用軟磁體粉末時,為了發(fā)揮出充分的電磁波吸收性,必須較厚地形成電磁波吸收層。因此,電磁波吸收層較厚且比重高,所以存在電磁波吸收體變重的問題。另外,為了將電磁波吸收層設(shè)置到支承體上,還存在電磁波吸收體變厚導(dǎo)致難以實現(xiàn)小型化的問題。另外,因為軟磁性粉末為金屬粉末,所以容易產(chǎn)生熱、著火。因此,為了電磁波吸收體發(fā)揮充分的阻燃性,還存在必須大量添加阻燃劑的問題。另外,因為軟磁體粉末為大部分,高分子粘合劑僅有少量,所以,存在失去柔軟性、變脆的問題。
另外,作為具有阻燃性的電磁波吸收體,日本特開平2002-84091號公報公開了一種將鐵氧體粉末或軟磁性金屬粉末混合到樹脂中的電磁波吸收體、和將具有阻燃性的阻燃材料層壓而成的電磁波吸收體板。
但是,作為電磁波吸收材料使用鐵氧體粉末或軟磁性金屬粉末時,為了發(fā)揮出充分的電磁波吸收性,必須大量使用,該量通常為電磁波吸收體的90質(zhì)量%左右。并且,作為電磁波吸收材料使用鐵氧體粉末或軟磁性金屬粉末時,為了發(fā)揮出充分的電磁波吸收性,必須厚厚地形成電磁波吸收體。因此,電磁波吸收體太厚且比重變大,存以存在變重的問題。另外,因為電磁波吸收體厚,所以還存在難以實現(xiàn)小型化的問題。另外,鐵氧體粉末或軟磁性金屬粉末容易產(chǎn)生熱、著火,所以僅僅粘合具有阻燃性的阻燃材料時,也有時不能發(fā)揮充分的阻燃性。另外,鐵氧體粉末或軟磁性金屬粉末為大部分,樹脂僅一點點,所以,存在柔軟性失去、變脆的問題。
另外,作為抑制電磁干擾的電磁波干擾抑制體,日本特開平7-212097號公報公開了一種電磁波干擾抑制體,其包括導(dǎo)電性支承體和設(shè)于該導(dǎo)電性支承體的至少一面的絕緣性軟磁體層,該絕緣性軟磁體層包括軟磁體粉末和有機粘合劑。
但是,在該電磁波干擾抑制體中,電磁波干擾抑制體本身的厚度大,并且在絕緣性磁體層的整個范圍上含有大量的磁體,所以太重,談不上實現(xiàn)輕量化。另外,因為有機粘合劑的量少,所以堅固性、柔軟性也談不上充分,在實現(xiàn)高密度組裝化方面也并不能滿足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供準(zhǔn)微波波段內(nèi)的電磁波噪聲抑制效果優(yōu)良、節(jié)省空間且輕質(zhì)的電磁波噪聲抑制體;抑制電磁波噪聲的電子裝置(器件)、印刷電路板等物品;以及可簡單地制造上述產(chǎn)品的制造方法。
此外,本發(fā)明的又一目的在于提供一種具有柔軟性、強度高的電磁波噪聲抑制體。
此外,本發(fā)明的又一目的在于提供一種具有充足的阻燃性的電磁波噪聲抑制體。
此外,本發(fā)明的又一目的在于提供一種兼?zhèn)潆姶挪ㄆ帘涡阅艿碾姶挪ㄔ肼曇种企w。
根據(jù)本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體,其特征在于包括含有粘合劑的基體、以及所述基體的部分粘合劑與磁體一體形成的復(fù)合層。這種電磁波噪聲抑制體在準(zhǔn)微波波段內(nèi)的電磁波噪聲抑制效果優(yōu)良,節(jié)省空間且質(zhì)量輕。
在此,所述復(fù)合層優(yōu)選將磁體物理蒸鍍到所述基體表面上而形成的層。這種復(fù)合層的磁體在粘合劑分散,粘合劑和磁體一體化,從而構(gòu)成了電磁波噪聲抑制效果高的復(fù)合層。并且,不存在雜質(zhì)離子,所以發(fā)生雜質(zhì)離子損壞電子線路。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的復(fù)合層平均厚度的最大透射衰減量優(yōu)選-0.5~-500dB/μm。在這種電磁波噪聲抑制體的復(fù)合層中,磁體分散在粘合劑中,且粘合劑和磁體一體化,所以電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良。
并且,本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的最大透射衰減量優(yōu)選-10~-50dB。這種電磁波噪聲抑制體的電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良。
另外,本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的表示電磁波最大透射衰減量的頻率中的最大反射衰減量優(yōu)選-6~-50dB。這種電磁波噪聲抑制體的電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的1GHz內(nèi)的功率損耗值優(yōu)選0.3~0.65。這種電磁波噪聲抑制體的電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良。
所述復(fù)合層的厚度為0.005~20μm,優(yōu)選0.005~3μm,更優(yōu)選0.005~1μm,最優(yōu)選0.005~0.3μm。這種電磁波噪聲抑制體的電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良,并且可實現(xiàn)小型化、輕量化。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的比重優(yōu)選0.9~1.5。對于這種電磁波噪聲抑制體,其復(fù)合層非常薄,而且在復(fù)合層中,磁體分散于粘合劑中,且粘合劑與磁體一體化,所以電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體也可以層壓有多個電磁波噪聲抑制體。這種電磁波噪聲抑制體的磁體總量增加了,因而電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良。
所述粘合劑優(yōu)選樹脂或橡膠。通過以樹脂或橡膠作為粘合劑,可得到具有柔軟性、強度高的電磁波噪聲抑制體。
或者,所述粘合劑優(yōu)選硬化性樹脂。如果粘合劑是硬化性樹脂,磁體就可以更加均勻地分散于未硬化的粘合劑中,并且粘合劑硬化后,磁體不會在結(jié)晶化微粒中成長,從而可形成粘合劑和磁體以原子狀態(tài)一體化的復(fù)合層。
所述粘合劑的切變模量優(yōu)選1×104~1×1010Pa,更優(yōu)選1×104~5×107Pa。通過將粘合劑的切變模量設(shè)在該范圍內(nèi),可得到磁體分散于粘合劑中、粘合劑和磁體一體化、電磁波噪聲抑制效果高的復(fù)合層。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體優(yōu)選還包括含有熱傳導(dǎo)性填料的熱傳導(dǎo)層。這種電磁波噪聲抑制體的散熱性優(yōu)良。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體優(yōu)選還包括支承層。這種電磁波噪聲抑制體即使將形成復(fù)合層的基體削薄,柔軟性也良好,強度也較高,且易于操作。
所述基體優(yōu)選含有非鹵素系且為非銻系的阻燃劑(以下記為非鹵非銻系阻燃劑)。具有這種基體的電磁波噪聲抑制體具有充足的阻燃性。
或者,本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體優(yōu)選還具有阻燃性樹脂層。這種電磁波噪聲抑制體具有充足的阻燃性。
另外,所述基體優(yōu)選含有導(dǎo)電性填料。具有這種基體的電磁波噪聲抑制體兼?zhèn)潆姶挪ㄆ帘喂δ?,使由電磁波的反射引起的電磁耦合不會增大?br> 在此,所述導(dǎo)電性填料最好是選自金屬粉末、金屬纖維、金屬包覆微粒、碳微粒以及碳鈉米纖維管中的至少一種導(dǎo)電性微粉末。含有這種導(dǎo)電性微粉末的基體的電磁波屏蔽性能更加優(yōu)良。
或者,本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體優(yōu)選還具有導(dǎo)電層。這種電磁波噪聲抑制體同時具有電磁波屏蔽性能,從而由電磁波的反射引起的電磁耦合不會增大。
在此,所述導(dǎo)電層優(yōu)選金屬箔、金屬纖維布、導(dǎo)電纖維布、金屬線交織體、導(dǎo)電纖維交織體、分散有導(dǎo)電性填料的有機高分子層、以及導(dǎo)電薄膜中的至少一種。具有這種導(dǎo)電層的電磁波噪聲抑制體的電磁波屏蔽性能更加優(yōu)良。
另外,所述導(dǎo)電薄膜優(yōu)選由支承薄膜、和在該支承薄膜上物理蒸鍍金屬而成的厚度為5~500nm的金屬層構(gòu)成。具有這種導(dǎo)電薄膜的電磁波噪聲抑制體的柔軟性優(yōu)良,并且可實現(xiàn)小型化、輕量化。
另外,所述金屬層優(yōu)選由對向靶磁控濺射法形成。對向靶磁控濺射法在環(huán)境保護和生產(chǎn)性方面非常有利。
另外,所述基體優(yōu)選含有電介質(zhì)粉末。對于具有這種基體的電磁波噪聲抑制體,可以實現(xiàn)與空間的阻抗匹配,因此,難以引起電磁波的無用輻射的反射。
在此,所述電介質(zhì)粉末優(yōu)選鈦酸鋇系陶瓷、鈦酸鋯系陶瓷、鉛鈣鈦礦系陶瓷中的至少一種。含有這種電介質(zhì)粉末的基體在抑制無用輻射的反射上效果更加優(yōu)良。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的制造方法特征在于包括蒸鍍步驟,在該步驟中,將磁體物理蒸鍍到含有粘合劑的基體表面上,從而在基體表面上形成復(fù)合層。根據(jù)該制造方法,可以很容易地制造具有一體形成粘合劑和磁體的復(fù)合層的、本發(fā)明的電磁波抑制體。
在本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的制造方法中,優(yōu)選利用對向靶磁控濺射法將磁體物理蒸鍍到含有粘合劑的基體表面上。根據(jù)這種制造方法,通過將磁體分散于粘合劑中,且粘合劑和磁體一體化,從而可以很容易地制造電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良的電磁波噪聲印制體。
另外,在本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的制造方法中,優(yōu)選在粒子能為5~1000eV下將磁體物理蒸鍍到含有粘合劑的基體表面上。根據(jù)這種制造方法,通過將磁體分散于粘合劑中,且粘合劑和磁體一體化,從而可以很容易地制造電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良的電磁波噪聲抑制體。
另外,在本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的制造方法中,磁體的蒸鍍質(zhì)量以磁體單品的膜厚換算值來表示優(yōu)選0.5~200nm。根據(jù)這種制造方法,通過將磁體分散于粘合劑中,且粘合劑和磁體一體化,從而可以很容易地制造電磁波噪聲抑制效果更加優(yōu)良的電磁波噪聲抑制體。
根據(jù)本發(fā)明的另一電磁波噪聲抑制體的制造方法,其特征在于包括層壓體制造步驟,在含有粘合劑的基體上層壓其他層以制造層壓體;以及蒸鍍步驟,在基體表面上進行物理蒸鍍,以在基體表面形成復(fù)合層。根據(jù)該制造方法,可以很容易地制造具有粘合劑和磁體一體化的復(fù)合層以及其他層的、本發(fā)明的電磁波抑制體。
根據(jù)本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征為物品表面的至少部分由本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體所包覆。這種具有電磁波噪聲抑制功能的物品在噪聲發(fā)生源的附近配置小型的電磁波噪聲抑制體,從而可以有效地抑制準(zhǔn)微波波段的電磁波噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品的制造方法,包括用粘合劑涂覆物品表面的至少部分的涂覆步驟;以及將磁體物理蒸鍍到粘合劑上,以在粘合劑表面形成復(fù)合層的蒸鍍步驟。根據(jù)該制造方法,可以很容易地制造可有效抑制準(zhǔn)微波波段的電磁波噪聲的、具有電磁波噪聲抑制功能的物品。


圖1是本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體中的復(fù)合層的高分解能透射型電子顯微鏡圖像;圖2是復(fù)合層附近的一個模式圖;圖3是磁體物理蒸鍍后的基體剖面狀態(tài)的SEM圖像;圖4是磁體物理蒸鍍后的基體表面狀態(tài)的激光顯微鏡圖像(俯視圖,一邊為73.5um);圖5是測量磁體物理蒸鍍后的基體剖面形狀的激光顯微鏡圖像;圖6是磁體物理蒸鍍前的基體表面狀態(tài)的激光顯微鏡圖像(俯視圖,一邊為73.5um);圖7是測量磁體物理蒸鍍前的基體截面形狀的激光顯微鏡圖像;圖8是示出本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的一例的截面示意圖;
圖9是示出本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的其他例的截面示意圖;圖10是示出本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的其他例的截面示意圖;圖11是示出本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的其他例的截面示意圖;圖12是示出本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的其他例的截面示意圖;圖13是示出本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的其他例的截面示意圖;圖14是示出本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的其他例的截面示意圖;圖15是示出本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的其他例的截面示意圖;圖16是示出本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的其他例的截面示意圖;圖17是示出作為本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品的一例的照相機模塊的立體圖;圖18是示出作為本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品的一例的照相機模塊的截面圖;圖19是示出安裝有作為本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品的一例的電子裝置的印刷電路板的截面圖;
圖20是示出電磁波噪聲抑制特性的測定裝置的示意圖;圖21是示出將入射電磁波量作為基準(zhǔn)(0)的實施例5的頻率范圍0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制體的透射衰減量以及反射衰減量的曲線圖;圖22是示出將入射電磁波量作為基準(zhǔn)(0)的實施例6的頻率范圍0.05~18GHz的電磁波噪聲抑制體的透射衰減量以及反射衰減量的曲線圖;圖23是示出將入射電磁波量作為基準(zhǔn)(0)的實施例7的頻率范圍0.05~18GHz的電磁波噪聲抑制體的透射衰減量以及反射衰減量的曲線圖;圖24是示出將入射電磁波量作為基準(zhǔn)(0)的比較例2的頻率范圍0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制體的透射衰減量以及反射衰減量的曲線圖;圖25是示出將入射電磁波量作為基準(zhǔn)(0)的比較例3的頻率范圍0.05~18GHz的電磁波噪聲抑制體的透射衰減量以及反射衰減量的曲線圖;圖26是示出將入射電磁波量作為基準(zhǔn)(0)的比較例4的頻率范圍0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制體的透射衰減量以及反射衰減量的曲線圖;圖27是示出實施例8的頻率范圍0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制體的功率消耗特性的曲線圖;圖28是示出實施例9的頻率范圍0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制體的功率消耗特性的曲線圖;
圖29是示出實施例10的頻率范圍0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制體的功率消耗特性的曲線圖;圖30是示出比較例5的頻率范圍0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制體的功率消耗特性的曲線圖;圖31是示出比較例6的頻率范圍0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制體的功率消耗特性的曲線圖;圖32是示出比較例7的頻率范圍0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制體的功率消耗特性的曲線圖;圖33是示出實施例17的電磁波噪聲抑制體的傳導(dǎo)噪聲的反射衰減量的頻率特性的曲線圖;圖34是示出實施例17的電磁波噪聲抑制體的傳導(dǎo)噪聲的功率消耗值的頻率特性的曲線圖;圖35是示出實施例18的電磁波噪聲抑制體的傳導(dǎo)噪聲的反射衰減量的頻率特性的曲線圖;圖36是示出實施例18的電磁波噪聲抑制體的傳導(dǎo)噪聲的功率消耗值的頻率特性的曲線圖;圖37是示出實施例19的電磁波噪聲抑制體的傳導(dǎo)噪聲的反射衰減量的頻率特性的曲線圖;圖38是示出實施例19的電磁波噪聲抑制體的傳導(dǎo)噪聲的功率消耗值的頻率特性的曲線圖;圖39是示出實施例20的電磁波噪聲抑制體的傳導(dǎo)噪聲的反射衰減量的頻率特性的曲線圖;
圖40是示出實施例20的電磁波噪聲抑制體的傳導(dǎo)噪聲的功率消耗值的頻率特性的曲線圖;圖41是示出比較例11的傳導(dǎo)噪聲的反射衰減量的頻率特性的曲線圖;圖42是示出比較例11的傳導(dǎo)噪聲的功率消耗值的頻率特性的曲線圖;圖43是示出將實施例17、18、19、20以及比較例11、12的電磁波噪聲抑制體用微斜率法測定的放射噪聲的內(nèi)部去耦率的水平的曲線;圖44是示出將實施例17、18、19、20以及比較例11、12的電磁波噪聲抑制體用微斜率法測定的放射噪聲的相互去耦率的水平的曲線圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體包括含有粘合劑的基體以及所述基體的一部分粘合劑與磁體整體化而形成的復(fù)合層。
圖1是用高分辨率透射型電子顯微鏡拍攝的照片,圖2是電子顯微鏡照片的示意圖。更具體的,如圖1和圖2所示,電磁波噪聲抑制體1由含有粘合劑的基體2以及復(fù)合層3形成,該復(fù)合層3成為磁體呈原子狀并與基體2的一部分粘合劑的分子相混合的狀態(tài)。
<復(fù)合層>
復(fù)合層3是例如將磁體物理蒸鍍到基體2的表面而形成的層,被物理蒸鍍了的磁體沒有形成均質(zhì)膜,以原子狀態(tài)分散在粘合劑中并與其整體化。
如圖2所示,復(fù)合層3是由以下三部分構(gòu)成可以觀察到作為非常小的結(jié)晶排列著數(shù)間隔的磁體原子的結(jié)晶格4的部分,可以觀察到在很小的范圍內(nèi)不存在磁體只有粘合劑6的部分以及可以觀察到磁體原子5并未結(jié)晶化而是分散在粘合劑中的部分。即,沒有觀察到表示磁體作為具有清晰的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的微粒子存在的晶界,可以認(rèn)為該復(fù)合層具有磁體與粘合劑以納米級整體化所形成的復(fù)雜的異質(zhì)結(jié)構(gòu)(非均質(zhì)·不齊的結(jié)構(gòu))。
復(fù)合層3的厚度,就是磁體原子浸入基體2表層的深度,其依賴于磁體的蒸鍍質(zhì)量、粘合劑的材質(zhì)以及物理蒸鍍的條件等,大約是磁體的蒸鍍厚度的1.5~3倍。這里,磁體的蒸鍍厚度是指在磁體原子未浸入的硬基體上物理蒸鍍磁體原子時的膜厚。
此外,復(fù)合層3的厚度可以通過截面的透射型電子顯微鏡像或掃描電子顯微鏡(SEM)像計算出來,圖3示出物理蒸鍍了磁體的基體的截面狀態(tài)的SEM像。該SEM像是對基礎(chǔ)部分的截面進行觀察獲得的圖像,該基礎(chǔ)部分不包括后述的表面突起狀部。通過在包括約45質(zhì)量%的濕式二氧化硅等無機填料的彈性體上,蒸鍍換算膜厚為30nm磁體,從而在表層形成厚度為40nm(0.04μm)的復(fù)合層(中央的白色橫線)。
通過使復(fù)合層3的厚度成為0.005μm以上,能夠使磁體原子分散在粘合劑中并與其整體化,可以具有在來自于形狀各向異性的高頻率區(qū)域中的大的損耗特性,從而可以使其充分發(fā)揮電磁波噪聲抑制作用。另一方面,如果復(fù)合層的厚度超過了20μm,那么就會形成清晰的結(jié)晶結(jié)構(gòu)從而形成均質(zhì)的磁體膜,恢復(fù)為塊狀的磁體,減少了形狀各向異性,電磁波噪聲抑制效果也減小,實際效果不是很好。因此,復(fù)合層3的厚度優(yōu)選為3μm以下,更優(yōu)選為1μm以下,最優(yōu)選為0.3μm以下。
如果為了形成均質(zhì)膜而蒸鍍磁體,那么,因為磁體的固有電阻小,所以會發(fā)生渦流,磁體的電磁波噪聲抑制效果消失,而且還產(chǎn)生了反射功能,因此,對電子電路或電子裝置發(fā)出的電磁波噪聲不但無法抑制,還會反射回去,反而會對電子電路等產(chǎn)生影響。因此,在基體2上物理蒸鍍磁體時,最好不要形成均質(zhì)的磁體膜。優(yōu)選復(fù)合層3的表面電阻(直流電阻)約為1×101~1×1010Ω。
<基體>
(粘合劑)對作為基體2的主成分的粘合劑并未進行特別的限定,例如,聚烯烴系樹脂、聚苯胺系樹脂、聚酯系樹脂、聚醚系樹脂、聚酮系樹脂、聚亞氨系樹脂、聚亞胺脂系樹脂、聚硅氧烷系樹脂、苯酚系樹脂、環(huán)氧系樹脂、丙烯基系樹脂、聚丙烯酸酯系樹脂等樹脂,或者天然橡膠、異戊間二烯橡膠、聚丁橡膠、苯已烯丁二烯橡膠等二烯系橡膠,以及丁基橡膠、乙烯-丙烯橡膠、聚氨酯橡膠、硅酮橡膠等非二烯系橡膠等有機物都可以作為粘合劑。這些可以是熱塑性物質(zhì),也可以是熱硬化性物質(zhì),還可以是這些物質(zhì)的非硬化物。此外,還可以是上述樹脂、橡膠的變性物、混合物、共聚物。
此外,粘合劑可以是后述的具有低切變模量的無機物,如果是空隙部較大、具有能夠捕獲超微粒子的硬度的氣凝膠、多孔二氧化硅等,就可以用作粘合劑。此外,還可以是與上述有機物的合成物。
其中,考慮到磁體原子要易于進入粘合劑的問題,在后述的物理蒸鍍磁體時,作為粘合劑優(yōu)選采用切變模量低的粘合劑,具體地說,優(yōu)選使用切變模量為1×104~1×1010Pa的粘合劑,更優(yōu)選使用切變模量為1×104~5×107Pa的粘合劑。為了使其達到期望的切變模量,可以根據(jù)需要,例如可以將粘合劑加熱至100~300℃,但是加熱溫度必須不至于引起分解或蒸發(fā)。在常溫下進行物理蒸鍍時,粘合劑優(yōu)選采用橡膠硬度約為80°(JIS-A)以下的彈性體。
如果粘合劑的切變模量較低,在對基體2進行磁體的物理蒸鍍時,因為磁體原子侵入基體2內(nèi),或者通過磁體原子的碰撞產(chǎn)生了粘合劑的變形或流動,所以,磁體原子容易在基體表層分散。
圖4是示出蒸鍍了磁體的基體表面狀態(tài)的激光顯微鏡圖像,可以看到表面上有凹凸。圖5中對其截面形狀進行了測量,其突起的高度為6μm。另一方面,圖6是示出蒸鍍前基體表面狀態(tài)的激光顯微鏡圖像,蒸鍍前的表面是平坦的。圖7中對其截面形狀進行了測量,表面的平均粗度為0.05μm。從圖4~圖7中可以了解通過蒸鍍引起基體發(fā)生變形或流動的情況。
此外,從維持上述非均質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),在磁體物理蒸鍍之后,作為粘合劑優(yōu)選采用切變模量高的粘合劑。通過在磁體物理蒸鍍之后提高粘合劑的切變模量,可以有效防止納米級的磁體原子或原子群凝集并結(jié)晶化、從而形成為微粒子。具體地說,在可以使用電磁波噪聲抑制體的溫度范圍內(nèi),優(yōu)選采用切變模量為1×107Pa以上的粘合劑。為達到期望的切變模量,優(yōu)選在磁體物理蒸鍍后將粘合劑交聯(lián)。
對于這一點,由于在蒸鍍時為低模量,在蒸鍍之后可以通過交聯(lián)提高其模量,因此,作為粘合劑優(yōu)選采用熱硬化性樹脂、能量線(紫外線、電子線)硬化性樹脂。
此外,可以采用氣體透射度作為表示磁體原子易于進入的分子間空隙寬度的指標(biāo)。原來,優(yōu)選通過和磁體原子的大小相同的氬氣、隱酮氣的透射度確認(rèn)粘合劑的分子間空隙,但是,因為這些氣體一般不用于氣體透射度的測定,所以可以用例如碳酸氣的透射度數(shù)據(jù)代替。作為常溫下碳酸氣透射度較大的樹脂,例如有碳酸氣透射度是1×10-9[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]以上的聚亞苯基氧化物、聚甲戊烯、尼龍11、高沖擊聚苯乙烯等橡膠成分和其他成分的混合物或共聚物,碳酸氣透射度是1×10-8[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]以上的聚丁二烯、聚異戊二烯、丁苯橡膠、硅橡膠等。其中,從切變模量的角度考慮,特別優(yōu)選硅(氧)橡膠等橡膠類物質(zhì)。
此外,從防止磁體原子氧化的角度考慮,作為粘合劑優(yōu)選氧透射度低的樹脂,例如,氧透射度是1×10-10[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]以下的聚乙烯、聚三氟一氯乙烯、聚甲異丁烯酸鹽等,或者氧氣透射度是1×10-12[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]以下的聚對苯二甲酸乙酯、聚丙烯腈等都可以作為粘合劑。
而且,為了使等離子化或離子化的磁體原子和粘合劑的一部分發(fā)生反應(yīng),實現(xiàn)穩(wěn)定化,可以在粘合劑中混合硅烷耦合劑、鈦酸鹽耦合劑、非離子型表面活性劑、極性樹脂低聚物。通過混合這樣的添加劑,除了可以防止氧化,還可以防止由于原子的凝集而形成均質(zhì)膜,并可以防止由均質(zhì)膜造成的電磁波的反射,改善吸收特性。
此外,可以在基體2表面進行物理凹凸的附加加工。其平均表面粗度Ra優(yōu)選約為0.5~10μm。對該凹凸附加加工的加工方法并未進行特別的限定,但是,可以有例如通過噴砂、蝕刻等,或者粗糙面的復(fù)制而形成凹凸的方法。
而且,因為泡沫體內(nèi)部有空隙,所以適合于作為基體。作為泡沫體,優(yōu)選的是通過細微的單元(cell)形成連續(xù)的氣泡,表面沒有表層的泡沫體。優(yōu)選細胞直徑約為100μm以下,最好是50μm以下的泡沫體。并且,空孔率優(yōu)選為5~50%。
(非鹵素非銻系阻燃劑)為了使本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體具有阻燃性,可以使基體2中含有非鹵素非銻系阻燃劑。
阻燃劑必須是不含鹵元素及銻元素的物質(zhì)。含有鹵元素及銻元素的化合物存在被視為環(huán)境污染物質(zhì)的問題,近年來,能夠兼顧到環(huán)境的鹵素/銻產(chǎn)品已經(jīng)必不可缺。
此外,雖然是非鹵素材料,也并不是說絕對不含有鹵元素。這是因為在自然環(huán)境中存在氯,而且,在材料的合成過程中使用鹵素系化合物,例如環(huán)氧樹脂中使用了氯甲代氧丙環(huán),所以,即使是將材料進行提純也會有作為雜質(zhì)的鹵元素的殘留,將這些殘留控制為零是非常困難的。因此,在本發(fā)明中,將JPCA標(biāo)準(zhǔn)的無鹵素銅張層壓板實驗方法(JPCA-ES-01)規(guī)定的氯含量、溴含量都是0.09%以下的物質(zhì)定義為“不含鹵元素”(無鹵素)。
作為非鹵素非銻系阻燃劑可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的物質(zhì),液體狀及固體狀的物質(zhì)都可以。根據(jù)作為粘合劑的樹脂、橡膠等的種類對非鹵素非銻系阻燃劑進行適當(dāng)?shù)倪x擇。例如有磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、金屬氫氧化物、金屬氧化物、硅酮系阻燃劑、鉑化合物等非鹵素非銻系阻燃劑。
作為磷系阻燃劑,例如有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三甲苯酚、磷酸三乙基、磷酸甲苯基苯基、磷酸三甲苯酚二苯基、磷酸甲苯基(二2,6-甲苯酚)、磷酸2-乙基己基二苯基、磷酸二甲基甲基、赤磷、黃磷等。
作為氮系阻燃劑,例如有氨基磺酸胍、磷酸胍等胍系阻燃劑;磷酸脒基脲等脒基脲;硫酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺等三聚氰胺系阻燃劑。
另外,也可以用將磷和氮作為構(gòu)成元素的具有雙鍵的化合物,即磷酸原系阻燃劑。作為磷酸原系阻燃劑,例如有丙氧基磷酸原、苯氧基磷酸原、氨基磷酸原等磷酸原化合物。
作為金屬氫氧化物,例如有氫氧化鋁、氫氧化鎂、白云石、——、氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鋯、氧化錫的水化物等。除此之外的無機系阻燃劑有例如鋁、鐵、鈦、錳、亞鉛、鉬、鈷、鉍、鉻、鎳、銅、鎢、錫等的金屬粉;硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈦、氧化錳、氧化鎂、氧化鋯、氧化亞鉛、氧化鉬、氧化鈷、氧化鉍、氧化鉻、氧化鎳、氧化銅、氧化鎢等金屬氧化物;硼酸亞鉛、偏硼酸亞鉛、偏硼酸鋇、碳酸亞鉛、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鋇等。
作為硅系阻燃劑,例如可以舉出具有環(huán)氧基或甲基丙烯基的硅粉等。
作為鉑化合物,例如有六氯鉑(IV)酸、二硝基二胺鉑(II)、四胺二氯鉑(II)等。
此外,作為阻燃劑不僅可以采用只是在粘合劑中進行添加也就是所謂的添加型阻燃劑,也可以采用反應(yīng)型阻燃劑,其與粘合劑的骨架發(fā)生分子反應(yīng),在粘合劑中導(dǎo)入包含阻燃元素例如氮或磷的化合物。
阻燃劑有對燃燒發(fā)生效果的類型,以及對發(fā)熱發(fā)生效果的類型,根據(jù)需要將多個種類的阻燃劑并用則更加有效。此外,阻燃劑在賦予電磁波噪聲抑制體阻燃性的同時,也會降低電磁波噪聲抑制體的其他特性,因此,考慮到特性的平衡,有必要對阻燃劑的種類和添加量進行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定。
非鹵非銻系阻燃劑的添加量根據(jù)粘合劑的種類、阻燃劑的種類而不同。例如在磷系阻燃劑的情況下,相對于粘合劑100質(zhì)量份優(yōu)選為0.5~20質(zhì)量份;在金屬氫氧化物的情況下,相對于粘合劑100質(zhì)量份優(yōu)選為50~300質(zhì)量份;在鉑化合物的情況下,相對于粘合劑100質(zhì)量份優(yōu)選為0.01~1質(zhì)量份。如果非鹵非銻系阻燃劑的添加量過少,則存在電磁波噪聲抑制體的阻燃性不充足的擔(dān)憂,而如果非鹵非銻系阻燃劑的添加量過多,則無法獲得期望的粘合劑的切變模量,或者降低粘合劑自身的機械強度,例如拉裂強度、拉伸強度。
基體2中包括非鹵非銻系阻燃劑的電磁波噪聲抑制體可以發(fā)揮充足的阻燃性。而且,因為在復(fù)合層3中磁體以原子狀態(tài)與粘合劑整體化,所以,可以抑制現(xiàn)有技術(shù)的使磁體粉末分散在粘合劑中的電磁波噪聲抑制體中存在的由于磁體粉末而提高觸媒作用或熱傳導(dǎo)性、從而促進燃燒性、降低自身滅火性的現(xiàn)象。因此,與現(xiàn)有技術(shù)中的電磁波噪聲抑制體相比,可以大幅減少非鹵非銻系阻燃劑的使用量。
(導(dǎo)電性填料)為了使本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體發(fā)揮電磁波噪聲的反射效果,即屏蔽特性,可以使基體2含有導(dǎo)電性填料。如圖8所示,電磁波噪聲抑制體10是由支承體層8和層壓在支承體層8上的基體2以及復(fù)合層3構(gòu)成,其中復(fù)合層3為磁體以原子狀與基體2的一部分混合的狀態(tài)。在基體2中,電介質(zhì)粉末11及導(dǎo)電性填料12分散在粘合劑6中。
導(dǎo)電性填料12是從金屬粉、金屬纖維、金屬覆蓋微粒子、碳微粒子、碳納米管中選擇出的至少一種導(dǎo)電性微粉末,因此,有助于進一步提高屏蔽特性。
導(dǎo)電性填料12的形狀根據(jù)材料的種類而不同,可以是金屬粒子的不規(guī)則形狀、或如碳納米管等的針狀形狀、以及形成組織(structure)結(jié)構(gòu)的球狀碳,如果是通過分散添加發(fā)揮出導(dǎo)電性則沒有特別的限定。如果是粒子狀或不規(guī)則形狀的物質(zhì),導(dǎo)電性填料12的大小優(yōu)選其粒子直徑為10μm以下,如果是纖維形狀的物質(zhì)則優(yōu)選其纖維直徑為5μm以下。如果超過了這些尺寸基體2的厚度就會增大,不利于薄型化。
導(dǎo)電性填料12的分散添加量,在基體2(100voL%(體積%))中優(yōu)選為10~50voL%。如果是小于10voL%則難以穩(wěn)定地顯示出導(dǎo)電性,如果超過了50voL%基體的切變模量則會增大,難以通過和磁體的整體化形成復(fù)合層3。
包含導(dǎo)電性填料12的基體2的固有體積電阻率(有時稱“固有電阻值)(JIS K7194)優(yōu)選為500Ωcm以下。更優(yōu)選為50Ωcm以下。
圖8所示的電磁波噪聲抑制體中,復(fù)合層3是電子裝置,抑制由電路自身產(chǎn)生的傳導(dǎo)噪聲,分散添加在基體2中的導(dǎo)電性填料12遮蔽來自于電子裝置外部的基板等的放射噪聲,抑制由于無用輻射的反射而產(chǎn)生的電磁耦合的增大化。
(電介質(zhì)粉末)為了抑制電磁波無用輻射的反射,可以使基體2含有電介質(zhì)粉末11。
優(yōu)選在高頻率區(qū)域中的介電率大,且介電率的頻率特性比較溫和的電介質(zhì)粉末11。通過電介質(zhì)粉末11的分散添加,可以實現(xiàn)與空間之間的阻抗匹配,因此,就難以引起電磁波的無用輻射的反射。
采用從鈦酸鋇系陶瓷、鈦酸鋯系陶瓷、鉛鈣鈦礦系陶瓷中選擇出的至少一種電介質(zhì)粉末作為電介質(zhì)粉末11,有利于抑制無用輻射的性能的提高。
電介質(zhì)粉末11的粒子形狀沒有特別的限定,但是,優(yōu)選基本呈球狀的粒子。此外,電介質(zhì)粉末11的粒子直徑優(yōu)選為5μm以下。如果超過5μm,則無法確保在基體中的分散添加量,同時也不利于薄型化。更優(yōu)選為1μm以下。
電介質(zhì)粉末11的分散添加量,優(yōu)選在基體2(100voL%)中為5~50voL%,如果小于5voL%則無法顯示高頻率區(qū)域中介電損耗的效果,如果超過50voL%則基體2的切變模量增大,難以形成和磁體整體化了的復(fù)合層3。
此外,將電介質(zhì)粉末11和導(dǎo)電性填料12并用進行分散添加時,添加量最好是能夠分別顯示出其各自的效果的量,但是,電介質(zhì)粉末11和導(dǎo)電性填料12的合計的分散添加量,優(yōu)選在基體2(100voL%)中為50voL%以下。如果超過了50voL%貝基體2的切變模量增大,難以形成和磁體整體化了的復(fù)合層3。
(其他添加劑)此外,還可以在粘合劑中適當(dāng)添加強化填料、分散劑、抗老化劑、抗氧化劑、著色劑、觸變劑、增塑劑、潤滑劑、防帶電劑、耐熱增強劑、紫外線吸收劑等,但是,如果混合硬質(zhì)的物質(zhì),磁體原子就會與其發(fā)生碰撞,不會進行充分的分散,因此需要注意。此外,在蒸鍍磁體之后,還可以實施氧化硅或氮化硅的蒸鍍,從而可以改善耐環(huán)境特性。
(支承體層)在單獨使用基體2而比較薄,或者因為使用溫度區(qū)域的切變模量小而難以處理的情況下,如圖9所示,可以設(shè)置支承體層8。支承體層8既可以是和基體2相同的物質(zhì),也可以是金屬箔或具有柔軟性的陶瓷箔。此外,支承體層8優(yōu)選是與構(gòu)成基體2的粘合劑相比剛性高,而且切變模量高的物質(zhì)。支承體層8優(yōu)選比較薄,其厚度優(yōu)選為50μm以下,最優(yōu)選為25μm以下。
(熱傳導(dǎo)層)為了使本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體具有放熱性,可以設(shè)置熱傳導(dǎo)層。
熱傳導(dǎo)層是例如含有熱傳導(dǎo)性填料的薄片。作為熱傳導(dǎo)性填料可以采用銅、鋁等金屬;鋁或銦等的低熔點合金;氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂、鐵丹、氧化鈹、二氧化鈦等金屬氧化物;氮化鋁、氮化硅、氮化硼等金屬氮化物;或者碳化硅等。但是,并不只限定于這些物質(zhì)。
熱傳導(dǎo)性填料的平均粒子直徑優(yōu)選為0.1-100μm,更優(yōu)選為1-50μm。在平均粒子直徑小于0.1μm的情況下,粒子的比表面積就會變得過大從而難以實現(xiàn)高填充化。在平均粒子直徑超過100μm的情況下,熱傳導(dǎo)層的表面就會出現(xiàn)微小的凹凸,存在熱接觸電阻變大的擔(dān)憂。
熱傳導(dǎo)性填料的含有量根據(jù)填料的種類而有所不同,但是優(yōu)選為10-85vol%。如果小于10vol%則會存在無法獲得需要的熱傳導(dǎo)性的情況,如果超過了85vol%則會存在薄片變脆的擔(dān)憂。
對構(gòu)成熱傳導(dǎo)層的薄片材質(zhì),并沒有進行特別地限定,但是,從耐熱性、耐侯性等角度考慮優(yōu)選采用硅(氧)橡膠、聚氨酯橡膠等。具有熱傳導(dǎo)層的電磁波噪聲抑制體對功率晶體管或半導(dǎo)體開關(guān)元件等發(fā)熱性半導(dǎo)體的散熱用途特別有效。
<阻燃性樹脂層>
為了使本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體具有阻燃性,可以設(shè)置阻燃性樹脂層。
作為具有阻燃性樹脂層的電磁波噪聲抑制體,例如有如圖10所示的電磁波噪聲抑制體20,該電磁波噪聲抑制體20由阻燃性樹脂層7和層壓在其表面的基體2以及磁體以原子狀與基體2的一部分粘合劑呈混合狀態(tài)的復(fù)合層3構(gòu)成。另外,還可以是如圖11所示的電磁波噪聲抑制體21,該電磁波噪聲抑制體21由基體2、磁體以原子狀與基體2的一部分粘合劑呈混合狀態(tài)的復(fù)合層3以及設(shè)置在復(fù)合層3表面的阻燃性樹脂層7構(gòu)成;如圖12所示的電磁波噪聲抑制體22,該電磁波噪聲抑制體22由阻燃性樹脂層7和層壓在其表面的基體2、磁體以原子狀與基體2的一部分粘合劑呈混合狀態(tài)的復(fù)合層3、以及設(shè)置在復(fù)合層3表面上的阻燃性樹脂層7構(gòu)成。
阻燃性樹脂層7是由阻燃性樹脂形成的層。這里,所謂阻燃性樹脂是指難以著火,或者具有即使是著火也會在短時間內(nèi)滅火的性質(zhì)的樹脂。
作為阻燃性樹脂有樹脂自身具有阻燃性的樹脂,即分解溫度較高,樹脂在分解時產(chǎn)生的可燃物較少的樹脂;以及臨界氧氣指數(shù)高的樹脂,具體的有氟樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚醚-砜樹脂、聚醚-酮醚樹脂、聚醚-酰亞胺樹脂、聚亞苯基硫化物樹脂、液晶聚合物等。特別是優(yōu)選具有相當(dāng)于UL94 VTM-0、VTM-1,或者相當(dāng)于UL94 V-0、V-1的阻燃性的阻燃性樹脂。
此外,即使是缺乏阻燃性的樹脂,只要是通過添加阻燃劑或者和阻燃性樹脂進行復(fù)合,具有了相當(dāng)于UL94 VTM-0、VTM-1,或者相當(dāng)于UL94 V-0、V-1的阻燃性的樹脂,就可以作為本發(fā)明的阻燃性樹脂使用。但是,最好不使用環(huán)境污染物質(zhì)鹵素系、銻系阻燃劑。
可以在阻燃性樹脂中適當(dāng)添加強化填料、阻燃劑、阻燃助劑、抗老化劑、抗氧化劑、著色劑、增塑劑、潤滑劑、耐熱增強劑等。
對阻燃性樹脂層7的厚度并沒有特別的限定,但是,為了電磁波噪聲抑制體更加輕薄、緊湊,優(yōu)選比較薄的阻燃性樹脂層7。具體地說,優(yōu)選其厚度為50μm以下,最優(yōu)選為25μm以下。
因為在復(fù)合層3中磁體以原子狀態(tài)和粘合劑整體化,所以本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體可以抑制現(xiàn)有技術(shù)的使磁體粉末分散在粘合劑中的電磁波噪聲抑制體中的由于磁體粉末而引起的提高觸媒作用或熱傳導(dǎo)性而促進燃燒性、降低自身滅火性的現(xiàn)象。因此,本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體只通過具有阻燃性樹脂層7,就可以發(fā)揮充分的阻燃性。
<導(dǎo)電體層>
為了使本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體發(fā)揮作為電磁波噪聲的反射效果的屏蔽特性,可以設(shè)置導(dǎo)電體層。
圖13所示的電磁波噪聲抑制體30包括導(dǎo)電體層9和層壓在該導(dǎo)電體層9表面的在粘合劑6中分散有電介質(zhì)粉末11的基體2以及磁體以原子狀與基體2的一部分粘合劑呈混合狀態(tài)的復(fù)合層3構(gòu)成。在這個例子中,導(dǎo)電體層9由支承膜13和金屬層14形成的導(dǎo)電薄膜構(gòu)成,該金屬層14是在支承膜13上物理蒸鍍了金屬形成的。
在如圖14所示的電磁波噪聲抑制體31中,導(dǎo)電體層9的兩面分別設(shè)置了電介質(zhì)粉末11分散在粘合劑6中的基體2,在這些基體2的表面又分別設(shè)置了復(fù)合層3,其中,導(dǎo)電體層9是由具有支承膜13以及金屬層14的導(dǎo)電膜形成的。
在如圖15所示的電磁波噪聲抑制體32中,導(dǎo)電體層9的單面上分別設(shè)置了多個電介質(zhì)粉末11分散在粘合劑6中的基體2和復(fù)合層3,其中,導(dǎo)電體層9是由具有支承膜13以及金屬層14的導(dǎo)電膜形成的。
即,圖13所示的電磁波噪聲抑制體30中,在導(dǎo)電體層9的一個面上,隔著基體2設(shè)置了一個復(fù)合層3,但是,本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體中,例如可以如圖14所示,在導(dǎo)電體層9的兩面隔著基體2設(shè)置復(fù)合層3,也可以如圖15所示,在導(dǎo)電體層9的一個面上隔著基體2設(shè)置多個復(fù)合層3。如圖13、15所示,金屬層14既可以設(shè)置在導(dǎo)電體層9中與基體2相反的一側(cè),也可以設(shè)置在基體2側(cè)。在實際安裝時,考慮到保護薄膜的金屬層14,優(yōu)選將金屬層14設(shè)置在基體2側(cè)。
圖16所示的電磁波噪聲抑制體33是將導(dǎo)電體層9作為金屬交織體,并在其表面設(shè)置電介質(zhì)粉末11分散在粘合劑6中的基體2、以及該基體2表面的一部分和磁體整體化形成的復(fù)合層3。
導(dǎo)電體層9的固有體積電阻率(JIS K 7194)優(yōu)選為500Ωcm以下。而且,更優(yōu)選為50Ωcm以下。
導(dǎo)電體層9優(yōu)選從分散有金屬箔、金屬纖維布、導(dǎo)電纖維布、金屬線交織體、導(dǎo)電纖維交織體、導(dǎo)電性填料的有機高分子層以及導(dǎo)電薄膜中進行選擇。
作為金屬箔,例如有鋁、鎳、錫、銅、磷青銅、鎳銀、黃銅、以及其他銅合金等的箔。作為金屬纖維布,例如有鎳或不銹鋼等纖維的無紡織物。作為導(dǎo)電纖維布,例如有在碳纖維或聚酯纖維上實施了銅以及鎳的兩層鍍金的導(dǎo)電纖維等無紡織物。作為金屬線交織體,例如有由鎳、錫、銅、磷青銅、鎳銀、黃銅、以及其他銅合金等形成的網(wǎng)狀物。作為導(dǎo)電纖維交織體,例如有實施了銅、鎳、以及其他金屬的鍍金處理的纖維的網(wǎng)狀物。
此外,導(dǎo)電體層9也可以是分散有導(dǎo)電性填料的有機高分子層,即、有機高分子和分散在其中的導(dǎo)電性填料形成的有機高分子層。對有機高分子沒有特別的限定,但是,也可以是絕緣性有機高分子。作為導(dǎo)電體層所采用的有機高分子,例如有聚烯烴系、聚酯系、聚醚系、聚酮系、聚氨基甲酸乙酯等樹脂;聚硅酮、異戊二烯、丁二烯、苯乙烯-丁二烯、尿烷、乙烯-丁二烯等彈性體。作為導(dǎo)電體層所采用的導(dǎo)電性填料,例如有金屬粒子、碳纖維、碳納米管、碳微粉末等。
作為導(dǎo)電膜,例如有支承膜13和金屬層14形成的導(dǎo)電膜。作為導(dǎo)電體層9,如圖13所示,當(dāng)采用支承膜13和金屬層14形成的導(dǎo)電膜時,金屬層的厚度優(yōu)選為5~500nm。如果不足5nm,則作為金屬層其導(dǎo)電性不穩(wěn)定,從而難以發(fā)揮電磁波屏蔽效果,如果超過500nm,則不利于降低成本。厚度在5~150nm,有助于實現(xiàn)電磁波噪聲抑制體30的輕量化、薄型化、以及柔軟性。
作為支承膜13的材料,例如有聚烯烴系、聚酯系、聚醚系、聚酮系、聚氨基甲酸乙酯等樹脂;聚硅酮、異戊二烯、丁二烯、苯乙烯-丁二烯、尿烷、乙烯-丁二烯等彈性體。而且,也可以采用例如聚亞胺膜、聚酯膜等形成的柔軟性薄膜。
作為金屬層14的形成經(jīng)過,例如有對支承膜13進行金屬鍍金加工、支承膜13和金屬箔的層壓加工,對支承膜13進行金屬的物理蒸鍍等。其中,通過采用對支承膜13進行金屬的物理蒸鍍可以穩(wěn)定地獲得滿足上述厚度為5~500nm的條件、且均勻的金屬層14。
在鍍金加工中,可以采用例如鎳、錫、銅、磷青銅、鎳銀、黃銅、其他銅合金等金屬,在層壓加工中,可以采用鋁、銅、鎳箔等。
用于獲得金屬層14的金屬物理蒸鍍,優(yōu)選采用對向靶磁控濺射法。這是因為與在鍍金加工法中采用鍍金液的濕式加工相比,對向靶磁控濺射法是干式加工,所以不存在廢液處理,既安全又利于環(huán)境保護,同時,可以容易地將金屬層薄膜調(diào)整為均質(zhì)并且具有穩(wěn)定的膜厚,是一種非常有利于生產(chǎn)性的加工方法。
在具有導(dǎo)電體層9的電磁波噪聲抑制體中,復(fù)合層3抑制電子裝置、電路自身發(fā)生的傳導(dǎo)噪聲,導(dǎo)電體層9遮蔽電子裝置外部的基板等發(fā)出的放射噪聲,抑制由于無用輻射的反射而產(chǎn)生的電磁耦合的增大化。
<電磁波噪聲抑制體>
當(dāng)磁體是微米級大小時,為了獲得較大的透射吸收率,雖然需要使用大量的高密度的磁體,采用厚重的電磁波噪聲抑制體,但是,如果磁體以納米級與粘合劑整體化,形成復(fù)雜的異質(zhì)結(jié)構(gòu)時,和微米級的粒子相比,特性就有所不同,導(dǎo)磁性變大,吸收波段擴大。因此,為了獲得較大的透射吸收率,就沒有必要如上述情況一樣,使用大量的高密度的磁體,采用厚重的電磁波噪聲抑制體。
雖然直接觀察復(fù)合層3中的磁體狀態(tài)比較困難,但是,可以通過電磁波噪聲抑制體的復(fù)合層3平均厚度的電磁波最大透射衰減量(dB/μm)判斷出復(fù)合層3具有磁體以納米級與粘合劑整體化所形成的復(fù)雜的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
如果復(fù)合層3的厚度對應(yīng)的電磁波最大透射衰減量是-0.5~-500dB/μm,就表示磁體以納米級和粘合劑整體化。在本發(fā)明中,該復(fù)合層3的厚度對應(yīng)的電磁波最大透射衰減量必須是-0.5~-500dB/μm。如果該指標(biāo)小于-0.5dB/μm(例如-0.4dB/μm)或者大于-500dB/μm(例如-600dB/μm),則會產(chǎn)生電磁波噪聲的抑制效率變差,或者為了發(fā)揮規(guī)定的電磁波噪聲抑制效果需要加厚電磁波噪聲抑制體的厚度,從而對所使用的電子設(shè)備等產(chǎn)生空間上的限制。
電磁波最大透射衰減量是指在希望抑制電磁波噪聲的頻率波段中測定的最大透射衰減量。就是指例如在10MHz~1GHz、100MHz~3GHz、1~3GHz、3~20GHz、20~50GHz、50~100GHz等波段中對一邊改變頻率一邊透射復(fù)合層3的電磁波量進行測定,在透射衰減量最大時的頻率下測定的電磁波透射衰減量。例如,電磁波最大透射衰減量在圖21所示的圖表中,電磁波透射衰減量(粗線)是圖表上最下端的3.0GHz的-11.9dB,在圖22所示的圖表中,電磁波透射衰減量(粗線)是圖表上最下端的18.0GHz的-30.2dB,在圖23所示的圖表中,電磁波透射衰減量(粗線)是圖表上最下端的15.7GHz的-32.9dB。
即使是相對于復(fù)合層3的厚度電磁波透射量較小,也必須是在實際使用當(dāng)中具有實效的電磁波透射量值,能夠有效地發(fā)揮電磁波噪聲抑制效果的透射衰減量為-6~-50dB,在峰值中為-10~-50dB。
同樣,為了獲得電磁波噪聲抑制效果,電磁波的反射量優(yōu)選小,表示最大透射衰減量的波段中的反射衰減量優(yōu)選為-6~-50dB,更優(yōu)選為-10~-50dB。
此外,理論上雖然不是很明確,但是,通過在基體上蒸鍍質(zhì)量較少的磁體,本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體因為與納米精粒等量子效果或材料固有的磁各向異性、形狀磁各向異性或者通過外部磁界產(chǎn)生的各向異性有關(guān)系,所以,可以將作為電磁波噪聲抑制效果指標(biāo)的功率損耗值設(shè)為較大的值。
這里,如圖33所示,對傳送特性S11(反射特性)以及S21(透射特性)的變化進行調(diào)查,根據(jù)特定頻率下S11以及S21的值,通過下式得出功率損耗值。功率損耗值為0~1。
功率損耗值(Ploss/Pin)=1-(|Γ|2+|T|2)S11=20log|Γ|S21=20log|T|這里,Γ是反射系數(shù),T是透射系數(shù)。
功率損耗值是電磁波噪聲抑制功能的反射·透射特性的綜合指標(biāo),需要其是反射衰減量以及透射衰減量在實際使用中具有實效的功率損耗值。因此,本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體在1GHz中的功率損耗值優(yōu)選是0.3~0.65,更優(yōu)選是0.4~0.65。
為了充分發(fā)揮作為電磁波噪聲抑制體的功能,反射衰減量即使小也要大于透射衰減量,優(yōu)選反射衰減量大于-6dB,透射衰減量大于-3dB(例如,反射衰減量是-7dB,透射衰減量是-4dB),即功率損耗值是0.3以上。如果小于該值則無法具有充分的電磁波噪聲抑制功能。而且,優(yōu)選反射衰減量大于-10dB,透射衰減量大于-3dB(例如,反射衰減量是-11dB,透射衰減量是-4dB),即功率損耗值是0.4以上。如果反射衰減量和透射衰減量都在-10dB以上(例如,反射衰減量是-12dB,透射衰減量是-11dB),則可以具有充分的電磁波噪聲抑制效果。另一方面,功率損耗值超過0.65,從提高特性的角度考慮是非常值得期待的,但是,不論如何探討電磁波噪聲抑制體中磁體的選擇或者對粘合劑蒸鍍條件的選擇,在現(xiàn)有的技術(shù)條件下都無法獲得在1GHz中功率損耗值超過0.65的電磁波噪聲抑制體。
為了使該電磁波噪聲抑制體的功率損耗值為0.3~0.65,在制造電磁波噪聲抑制體時,通過進行高能量的物理蒸鍍,以在納米水平使粘合劑與磁體原子整體化為基本條件,適當(dāng)選擇物理蒸鍍條件、磁體蒸鍍量等。
如圖30~32所示,現(xiàn)有技術(shù)中的電磁波噪聲抑制體的功率損耗特性的曲線,在1GHz附近隨著頻率的上升功率損耗值的上升率比較小,從超過1GHz的某個頻率開始隨著頻率的上升功率損耗值的上升率變高,在比1GHz頻率高的一側(cè)具有曲線的傾斜發(fā)生變化的變化彎曲點,形成向下凸出的曲線。而本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的功率損耗特性曲線,如圖27~29所示,從低于1GHz的頻率開始急劇上升,之后,在1.5GHzZ附近或超過2GHz之后上升率開始鈍化,形成向上凸出的曲線。因此,1GHz附近的功率損耗值變大,實際效果非常好,其中,在1GHz的情況下本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體具有實效。
在本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體中,形成復(fù)合層3的磁體的量非常少。因此,電磁波噪聲抑制體的比重和由粘合劑形成的單純的基體相比,最大也只是增加約數(shù)%。因此,在粘合劑是樹脂或橡膠的情況下,電磁波噪聲抑制體的比重為0.9~1.5。這樣,因為磁體的量與現(xiàn)有技術(shù)中的電磁波噪聲抑制體相比相對較少,所以可以維持粘合劑的特性,保持充分的機械物性。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的形狀,可以是片狀等的平面狀,也可以是三維結(jié)構(gòu)。此外,如后面所述,當(dāng)將電磁波噪聲抑制體用于覆蓋物品表面的時候,其形狀可以仿效物品形狀。
此外,可以將多個復(fù)合層只有一層的電磁波噪聲抑制體進行層壓,從而設(shè)置多個復(fù)合層。層壓電磁波噪聲抑制體的整體厚度優(yōu)選大約為20~200μm。因此,最好考慮包括基體厚度的層壓電磁波噪聲抑制體的整體厚度,從而進行適當(dāng)?shù)剡x擇。
在層壓電磁波噪聲抑制體中,形成各層的電磁波噪聲抑制體的復(fù)合層厚度可以相同,也可以改變各層的復(fù)合層厚度。
例如,在電磁波噪聲抑制體中,產(chǎn)生某種程度的電磁波反射,會對放射電磁波的電子電路或電子裝置產(chǎn)生影響,因此,層壓各層的復(fù)合層厚度從靠近電子裝置一側(cè)的層開始逐漸增加,并進行傾斜配置等,可以盡量抑制反射。
<電磁波噪聲抑制體的制造方法>
以下,對電磁波噪聲抑制體的制造方法進行說明。
本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的制造方法,是具有將磁體物理蒸鍍到基體上,在基體表面上形成復(fù)合層的蒸鍍步驟的方法。
(蒸鍍步驟)首先,進行物理蒸鍍法(PVD)的一般說明。
物理蒸鍍法(PVD)一般是在真空容器中通過某些方法使蒸發(fā)材料氣化、并使氣化后的蒸發(fā)材料堆積在近旁放置的基板上而形成薄膜的方法,由于蒸發(fā)物質(zhì)的氣化方法的不同,從而被分為蒸發(fā)法和濺射法。蒸發(fā)法有EB蒸鍍、離子鍍等,濺射法有高頻濺射、磁控濺射、對向靶磁控濺射等。
EB蒸鍍具有以下特征,因為蒸發(fā)粒子的能量小,為lev,所以基板的損壞較少,膜容易形成氣孔,具有膜的強度不足的傾向,但是,膜的固有電阻會變大。
在離子鍍中,為了使氬氣或蒸發(fā)粒子的離子加速沖擊到基板上,能量要比BP的大,粒子能達到1KeV,可以獲得附著力強的膜,但是,存在無法避免被稱為液滴的微米大小的粒子的附著,會有停止放電的可能性。此外,還可以通過導(dǎo)入氧氣等反應(yīng)性氣體的方法使氧化物成膜。
在磁控濺射中,雖然靶材(蒸發(fā)材料)的利用效率低,但是其具有以下特征由于磁場的影響而產(chǎn)生強等離子體,因此其成長速度很快,粒子能高,為數(shù)十eV。在高頻濺射中,可以使用絕緣性的靶材。
磁控濺射中的對向靶磁控濺射是一種使對置的靶材之間產(chǎn)生等離子體,通過磁場將等離子體封起來,在對置的靶材之外設(shè)置基板,不會發(fā)生等離子體損失就可以生成所期望的薄膜的方法。因此,不用再次濺射基板上的薄膜,成長速度更快,被濺射的原子不用進行碰撞緩和,就可以生成與致密的靶材組成物成分相同的物質(zhì)。
此外,因為在通常的磁控濺射中磁力線會穿過磁體靶,所以要根據(jù)靶的厚度決定濺射速率,或者,針對會變得不容易放電,對向靶磁控濺射具有以下特征將磁場垂直施加在靶的濺射面上,所以,即使是采用磁體當(dāng)作靶也可以保持磁場,也能夠?qū)崿F(xiàn)與靶的厚度無關(guān)的高速濺射。
在上述物理蒸鍍法中,基于下述理由,制造本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體優(yōu)選采用對向靶磁控濺射。
當(dāng)粘合劑由樹脂(或橡膠)形成的情況下,樹脂的共價鍵能約為4eV,具體地說,例如C-C、C-H、Si-O、Si-C的結(jié)合能分別為3.6eV、4.3eV、4.6eV、3.3eV。與此相對應(yīng),在對向靶磁控濺射法中,因為蒸發(fā)粒子具有高能量,所以切斷樹脂的一部分化學(xué)鍵,發(fā)生碰撞。
因此,在本發(fā)明中,如果由樹脂(或者橡膠)形成的粘合劑的彈性模量足夠小,在使磁體蒸鍍時,樹脂的分子進行振動、運動,在某些情況下樹脂的分子被切斷,發(fā)生磁體原子與樹脂的局部發(fā)生混合作用,與樹脂等發(fā)生相互滲透,可以形成不是均質(zhì)的磁體膜,而是具有納米級的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)合層。
當(dāng)使粒子能為5eV以上的磁體原子物理蒸鍍在粘合劑上時,由于一次就可以將大量的磁體分散在粘合劑中,因此優(yōu)選采用。即通過一次蒸鍍就可以獲得磁體的質(zhì)量,因此可以容易獲得電磁波噪聲抑制效率大的電磁波噪聲抑制體。由于與粒子速度相比粘合劑的振動或運動的速度比較慢,所以蒸鍍的速度優(yōu)選采用比較小的速度,以配合粘合劑的緩和時序,當(dāng)然要根據(jù)磁體有所不同,但是優(yōu)選約為60nm/min以下。
在蒸鍍步驟中作為蒸發(fā)材料所使用的磁體,主要采用金屬系軟磁體及/或、氧化物系軟磁體及/或、氮化物系的軟磁體。這些可以單獨使用其中一種,也可以將兩種以上混合使用。
作為金屬系軟磁體,一般使用鐵以及鐵合金。作為鐵合金,具體地說可以使用Fe-Ni、Fe-Co、Fe-Cr、Fe-Si、Fe-Al、Fe-Cr-Si、Fe-Cr-Al、Fe-Al-Si、Fe-Pt合金。這些金屬系軟磁體,可以單獨使用其中一種,也可以將兩種以上的合金組合使用。除了鐵以及鐵合金,還可以使用鈷、鎳的金屬或它們的合金。在單獨使用鎳的情況下,因為其具有抗氧化力,所以可以優(yōu)選使用。
作為氧化物系軟磁體,優(yōu)選使用鐵氧體,具體地說,可以使用MnFe2O4、CoFe2O4、NiFe2O4、CuFe2O4、ZnFe2O4、MgFe2O4、Fe3O4、Cu-Zn-鐵氧體、Ni-Zn-鐵氧體、Mn-Zn-鐵氧體、Ba2Co2Fe12O22、Ba2Ni2Fe12O22、Ba2Zn2Fe12O22、Ba2Mn2Fe12O22、Ba2Mg2Fe12O22、Ba2Cu2Fe12O22、Ba3Co2Fe24O41。這些鐵氧體,可以單獨使用其中一種,也可以將兩種以上的鐵氧體混合使用。
作為氮化物系的軟磁體,已知的有Fe2N、Fe3N、Fe4N、Fe16N2等,因為其導(dǎo)磁率以及耐腐蝕性高,所以優(yōu)選使用這些氮化物系的軟磁體。
此外,當(dāng)使磁體物理蒸鍍到粘合劑上時,因為磁體是作為被等離子化或離子化的磁體原子進入粘合劑的,所以,被微分散在粘合劑中的磁體的成分,并不限定其必須和作為蒸發(fā)材料所使用的磁體的成分相同。此外,也可能與粘合劑的一部分發(fā)生反應(yīng),而發(fā)生磁體轉(zhuǎn)化為常磁體或反強磁體等的變化。
一次物理蒸鍍操作中的磁體的蒸鍍質(zhì)量,以其磁體單品的膜厚換算值優(yōu)選在200nm以下。如果比這個厚,雖然根據(jù)粘合劑的切變模量而不同,粘合劑會具有包含磁體的能力,磁體就無法分散在粘合劑中而是堆積在表面上,從而生成均質(zhì)的具有導(dǎo)通性的連續(xù)的塊狀膜。正因為如此,磁體的蒸鍍質(zhì)量優(yōu)選為100nm以下,更優(yōu)選為50nm以下。另一方面,從電磁波噪聲抑制效果的角度考慮,磁體的蒸鍍質(zhì)量優(yōu)選為0.5nm以上。
如果蒸鍍質(zhì)量變小,就會降低電磁波噪聲抑制效果,因此通過層壓多層復(fù)合層,可以增加磁體的總質(zhì)量。該總質(zhì)量雖然根據(jù)所要求的電磁波噪聲的抑制水平而不同,但總磁體的膜厚換算值優(yōu)選約為10~500nm。此外,可以將層壓的層的一部分作為具有導(dǎo)通性的塊狀金屬層,而使其具有電磁波的反射特性。還可以進行與電介質(zhì)層的合成化,從而可以調(diào)整電磁波噪聲抑制效果。
這里,在玻璃、硅等硬質(zhì)基板上以相同條件物理蒸鍍磁體,通過測定其堆積的厚度可以得出蒸鍍質(zhì)量。
在蒸鍍步驟中所使用的粘合劑的厚度,并沒有特別的限定,如果是緊湊的電磁波噪聲抑制體,則優(yōu)選使用厚度較薄的粘合劑。具體地說,其厚度優(yōu)選為50μm以下,更優(yōu)選為10μm以下。
(層壓體制造步驟)此外,當(dāng)本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體除了基體和復(fù)合層之外,還包括支承體層、熱傳導(dǎo)層、阻燃樹脂層、導(dǎo)電體層等其他層時,其是通過包括層壓體制造步驟和蒸鍍步驟的制造方法制造而成的,其中,層壓體制造步驟是制造包括含有粘合劑的基體和其他層的層壓體的步驟;蒸鍍步驟是使磁體物理蒸鍍到基體上,在基體表面形成復(fù)合層的步驟。
層壓體的制造例如可以通過以下方法進行在構(gòu)成其他層的各種薄膜上擠壓疊置粘合劑的方法;在各種薄膜上涂布粘合劑的方法;通過粘結(jié)劑、黏著劑將含有粘合劑的基體和各種薄膜粘在一起的方法等。
<具有電磁波噪聲抑制功能的物品>
本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,物品表面的至少一部分被本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體覆蓋。
作為物品,例如有電子裝置、安裝了電子裝置的印刷電路板、電連接器、扁形電纜、按鈕開關(guān)用鍵頭部件、初步加工用插入片、半導(dǎo)體集成電路等。
以下,對本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品的具體例子進行說明。
(電子裝置)本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體可以抑制各種電子設(shè)備的電子裝置產(chǎn)生的電磁波噪聲。即,將電子設(shè)備所包括的電子裝置中容易因為其他裝置的電磁波而引起錯誤工作的電子裝置,或者自身產(chǎn)生電磁波從而引起其他電子裝置錯誤工作的電子裝置用本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體進行覆蓋,可以控制電子裝置產(chǎn)生的或者對電子裝置發(fā)生影響的電磁波噪聲。作為這樣的電子設(shè)備,只要是發(fā)送信號、接收信號或發(fā)送接收信號的設(shè)備,任何電子設(shè)備都可以成為被覆蓋對象。即,本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,就是該電子設(shè)備所包括的電子裝置或電子裝置組的至少一部分被本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體所覆蓋。
(印刷電路板)本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,是本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體設(shè)置在包括印刷電路板的電子設(shè)備的至少一個印刷電路板的至少一個面的一部分或整個面上。也就是既可以覆蓋印刷電路板的兩面或單面的整體,也可以覆蓋其兩面或單面的一部分。只要印刷電路板上設(shè)置的電子裝置產(chǎn)生的電磁波不會對配置在相同的印刷電路板上的其他電子裝置產(chǎn)生不良影響,也可以將其整體用電磁波噪聲抑制體覆蓋,以吸收來自于外部的電磁波。
此外,如果是印刷電路板上設(shè)置的電子裝置產(chǎn)生的電磁波會對配置在相同的印刷電路板上的其他電子裝置產(chǎn)生不良影響,則可以將除了產(chǎn)生影響不良的電磁波的電子裝置之外,都用例如屏蔽箱或者電磁波噪聲抑制體進行覆蓋,而且,將產(chǎn)生影響不良的電磁波的電子裝置也單獨用電磁波噪聲抑制體進行覆蓋。
因為本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體具有柔軟性,所以即使是上述印刷電路板是撓性印刷電路板,印刷電路板由于應(yīng)力而發(fā)生變形,電磁波噪聲抑制體也可以容易地仿效印刷電路板的變形從而牢固地覆蓋電子裝置,因此,特別適合使用。
圖17以及18是作為具有電磁波噪聲抑制功能的物品的一個例子的照相機組件的示意圖。該照相機組件大致包括如下部件印刷電路板42,其表面設(shè)置了圖像傳感器41;鏡頭43,其與圖像傳感器41對應(yīng);照相機支持臺44,其保持著鏡頭43,并在印刷電路板42上包圍圖像傳感器41;外殼45,嵌合在照相機支持臺44的外側(cè);以及電磁波噪聲抑制體1,覆蓋外殼45的表面。
例如,可以用如下所述的方法在外殼45上覆蓋電磁波噪聲抑制體1。將通過射出成形法成形的作為樹脂結(jié)構(gòu)體的外殼45浸泡在作為粘合劑的環(huán)氧樹脂溶液中,在其表面設(shè)置厚度為15μm的B臺(stage)狀環(huán)氧樹脂。接著,通過物理蒸鍍法將磁體蒸鍍在環(huán)氧樹脂上,換算膜厚為45nm,形成復(fù)合層。通過將具有該電磁波噪聲抑制功能的外殼45嵌合在照相機支持臺44上,實施照相機組件的噪聲應(yīng)對措施。
圖19是作為具有電磁波噪聲抑制功能的物品的其他例子的印刷電路板的示意圖。該印刷電路板大致包括如下部件配線電路52,其形成在基板51上;半導(dǎo)體插件53及基片(chip)部件54,連接在配線電路52;以及電磁波噪聲抑制體1,其覆蓋包括配線電路52、半導(dǎo)體插件53及基片部件54的印刷電路板表面。
例如,可以用如下所述的方法在印刷電路板上覆蓋電磁波噪聲抑制體。在印刷電路板上涂布50μm的絕緣性粘合劑,以覆蓋配線電路52、半導(dǎo)體插件53及基片部件54。在其上面,通過物理蒸鍍法蒸鍍磁體,形成復(fù)合層。因為不是濕處理,所以不用實施除去離子的清洗步驟,可以簡便地賦予電磁波噪聲抑制功能。
(電連接器)本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,至少包括印刷電路板和向印刷電路傳送信號的電連接器(connector),如果將本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體層壓在該電連接器的至少一部分上,則可以防止波及到電連接器的信號侵入,該信號誘發(fā)通過來自于外部的電磁波從而發(fā)生錯誤工作。在這種情況下,也因為本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體具有柔軟性,所以即使是電連接器是撓性連接器,由于外部應(yīng)力撓性連接器發(fā)生了變形,電磁波噪聲抑制體也可以容易地仿效其變形從而牢固地軟性連接器,因此,特別適合使用。作為上述物品的例子可以列舉出手機、具有照像功能的手機等。
(按鈕開關(guān)用鍵頭部件)作為本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,可以列舉出覆蓋了本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的按鈕開關(guān)用鍵頭部件。作為該按鈕開關(guān)用鍵頭部件的具體例子,可以列舉出在設(shè)置了按鈕部的修飾片的下面通過層壓本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體而形成的按鈕開關(guān)用鍵頭部件。
作為所述修飾片的材料,可以選擇聚酯、聚亞胺脂、聚碳酸脂、丙烯基、氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂,但是,從印刷性或成形加工等角度考慮,優(yōu)選聚酯、聚碳酸脂、丙烯基的混合物、共聚物。
該修飾片可以根據(jù)需要在薄片的規(guī)定位置印刷需要的文字、符號、圖案等??梢圆捎矛F(xiàn)有技術(shù)中的印刷方法進行印刷,并沒有特別的限定。而且,也可以采用涂布、鍍金、蒸鍍、火印、激光標(biāo)記等方法進行修飾。
通過將所述按鈕部擰入加工到修飾片上,設(shè)置了凹部,既可以在該凹部填充樹脂、彈性體等,也可以在平板狀的修飾片的一個面上粘結(jié)由樹脂、彈性體等形成的按鈕開關(guān)狀的成型體。對填充在修飾片的凹部中的或者是設(shè)置在修飾片上的樹脂或彈性體,并沒有特別的限定。
電磁波噪聲抑制體層壓在設(shè)置了按鈕部的修飾片的下面。當(dāng)修飾片上設(shè)置的凹部中填充了樹脂、彈性體等時,層壓電磁波噪聲抑制體,以同時覆蓋填充在凹部中的樹脂彈性體等的底面和具有修飾片凹部的一側(cè)的面。當(dāng)在修飾片上設(shè)置了按鈕開關(guān)狀的成型體時,在與設(shè)置了修飾片的面相反一側(cè)的面上層壓電磁波噪聲抑制體。
此外,作為本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,可以列舉出具有以下特征的物品包括排列著棘爪(click)部件的棘爪片以及設(shè)置在棘爪片上的鍵頭,并且在棘爪片的一個面上,具有層壓了本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體而形成的按鈕開關(guān)用鍵頭部件。
此外,作為該按鈕開關(guān)用鍵頭部件的具體例子,可以列舉出具有以下特征的部件棘爪部件為向上凸起的圓頂狀,至少在圓頂狀棘爪部件內(nèi)面(棘爪片下面)的上部設(shè)置由導(dǎo)電性膜被形成的可動接點,當(dāng)層壓鍵頭時棘爪部件發(fā)生變形,例如可以接觸到配置在其下面的印刷配線基板上的固定接點。
電磁波噪聲抑制體可以層壓在棘爪片的鍵頭一側(cè)的面上,也可以層壓在與鍵頭側(cè)相反一側(cè)的面上。當(dāng)層壓在與鍵頭側(cè)相反一側(cè)的面上時,電磁波噪聲抑制體設(shè)置為與所述可動接點呈電絕緣狀態(tài)。即、電磁波噪聲抑制體可以層壓在棘爪片表面除了可動接點之外的部分,也可以在棘爪片下面的整個面上層壓電磁波噪聲抑制體,在電磁波噪聲抑制體的表面中,至少在圓頂狀棘爪部件內(nèi)面的上部通過絕緣膜被設(shè)置可動接點。
如果電磁波噪聲抑制體與可動接點為電絕緣狀態(tài),則可以抑制在鍵搜索時與其他鍵之間發(fā)生干擾。如果電磁波噪聲抑制體設(shè)置為覆蓋圓頂狀棘爪部件的一個面的整面時,可以防止在毫米波段的電磁波泄露。
考慮到擠壓時棘爪片的變形性,以及由于擠壓力解除時的反彈而產(chǎn)生的復(fù)原性、成型性等問題,優(yōu)選使用聚對苯二甲酸乙酯、聚乙烯等的聚酯系樹脂。作為構(gòu)成可動接點的材料,只要是導(dǎo)電性材料就可以,并沒有特別的限定,但是,優(yōu)選采用銀、銅、碳等形成的材料。
(初步加工用插入片)此外,作為本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,有至少一面層壓了本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體的初步加工用插入片。
初步加工用插入片形成于AV設(shè)備的前置面板、汽車的儀表面板、按鈕等中使用的成形品的表面,具有透光性基底材料、透光性印刷層。即,可以是在透光性基底材料的一個面上具有透光性印刷層,也可以是將透光性印刷層夾在中間層壓兩片透光性基底材料層。本發(fā)明的初步加工用插入片作為形成于按鈕開關(guān)中使用的成形品表面的部件,效果非常好。
當(dāng)插入片是在透光性基底材料的一個面上具有透光性印刷層時,優(yōu)選將電磁波噪聲抑制體層壓在與透光性印刷層不同的面上,當(dāng)將透光性印刷層夾在中間層壓兩片透光性基底材料層時,可以將電磁波噪聲抑制體層壓在任何面上。
優(yōu)選在與電磁波噪聲抑制體的透光性基底材料相反一側(cè)的面上設(shè)置導(dǎo)電層。作為導(dǎo)電層,例如有金屬箔、金屬蒸鍍膜、印刷的導(dǎo)電軟膏等。通過設(shè)置該導(dǎo)電層,可以實現(xiàn)下列效果使電磁波反射,不會泄露到外部,并且可以再吸收反射波;通過使共振的Q變小從而抑制天線效應(yīng);可以具有金屬光澤層的功能,等等。
(半導(dǎo)體集成電路)在向半導(dǎo)體集成電路賦予電磁波噪聲抑制功能時,在半導(dǎo)體晶片上通過旋涂或CVD(化學(xué)氣相沉積,Chemical Vapor Deposition)設(shè)置的聚酰亞胺、聚對二甲苯、聚四氟乙烯、聚烯丙基醚、聚亞二甲苯基、聚金剛烷乙醚、聚苯并噁唑、環(huán)丁烯樹脂等形成的厚度為200nm~100μm的有機絕緣膜上,通過物理蒸鍍,蒸鍍磁體10~50nm,形成復(fù)合層。根據(jù)需要,也可以使用掩模部分地形成復(fù)合層。因為該復(fù)合層是通過干處理制成的,所以不存在離子性雜質(zhì)的影響,沒有必要進行清洗,非常適合應(yīng)用于半導(dǎo)體晶片。通過在精細的集成電路旁邊設(shè)置具有納米級非均質(zhì)結(jié)構(gòu)的電磁波噪聲抑制體,即使是非常少的磁體質(zhì)量,也可以抑制數(shù)字電路的脈沖傳送時的共振、以及因為阻抗的不匹配而產(chǎn)生的無用輻射噪聲等,可以改善傳送特性的質(zhì)量,例如提高傳送速度等。
<作用>
在以上說明的本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體中,理論上雖然不是很明確,但是,因為粘合劑和磁體通過物理蒸鍍整體化而形成復(fù)合層,所以,即使是很少的磁體,也會由于來自于其納米級的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)的量子效果、以及材料固有的磁各向異性、形狀磁各向異性或者基于外部磁場的各向異性等的影響,具有高共振頻率。因此,可以發(fā)揮良好的磁性特性,即使是很少的磁體,也可以在高頻率波段的范圍內(nèi)發(fā)揮電磁波噪聲抑制效果。
此外,在本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體中,因為即使是很少的磁體也可以發(fā)揮電磁波噪聲抑制效果,所以可以大量減少磁體的量,從而實現(xiàn)輕量化。
而且,在本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體中,因為復(fù)合層的厚度薄也可以發(fā)揮充分的電磁波噪聲抑制效果,所以可以使電磁波噪聲抑制體變薄,節(jié)省空間。
而且,所述復(fù)合層如果是使磁體物理蒸鍍到基體上而形成的,那么,通過磁體以原子狀態(tài)分散在粘合劑中,使粘合劑和磁體整體化,可以用少量的磁體獲得具有很高的電磁波噪聲抑制效果的復(fù)合層。此外,因為不存在雜質(zhì)離子所以不會有由于這些雜質(zhì)離子引起電子電路受損的擔(dān)憂。
此外,因為可以大量減少磁體的量,所以當(dāng)上述粘合劑是樹脂或橡膠時,可以將由于磁體引起的樹脂或橡膠的柔軟性以及強度的降低控制在最小限度內(nèi)。
而且,所述粘合劑如果是硬化性樹脂,那么,在硬化前磁體更均勻地分散在粘合劑中,在硬化之后,即使是在高溫條件下使用電磁波噪聲抑制體,也可以防止磁體結(jié)晶化而形成微粒子,提高其耐環(huán)境特性。
此外,本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品(例如印刷電路板、半導(dǎo)體集成電路),通過在噪聲產(chǎn)生源的近旁緊湊地配置電磁波噪聲抑制體,可以有效地抑制高頻波段的電磁波噪聲。
實施例(評價)如圖20所示,采用由50Ω的微波傳輸帶線61形成的測試定位器62(KEYCOM制造,TF-3A)和與微波傳輸帶線61連接的網(wǎng)絡(luò)分析器63(ANRITSU制造,向量網(wǎng)絡(luò)分析器37247C),在測試定位器62上隔著絕緣膜64配置了電磁波噪聲抑制體的測試片65,在測定頻率數(shù)為2GHz的條件下,測定實施例1~4以及比較例1的電磁波噪聲抑制體的近旁的電磁波噪聲抑制特性(透射衰減量以及反射衰減量)。
在作為基體的厚度為12μm的聚對苯二甲酸乙脂薄膜(以下稱為PET)(切變模量為3.8×109(Pa),碳酸氣透射率為1×10-11[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)],平均表面粗度為1.8μm)上,將換算膜厚為3nm的Mn-Zn系的高導(dǎo)磁性鐵酸鹽通過對向靶磁控濺射法進行濺射,形成復(fù)合層。通過直流4端子法非常注意地測定了復(fù)合層的表面電阻。此外,將該薄膜調(diào)整為所期望的大小,在十片薄膜的中間插入聚酯系黏著劑并將其層壓,通過真空壓制成形使其整體化,從而獲得總厚度為138μm的電磁波噪聲抑制體。接著,測定比重和電磁波噪聲抑制特性。結(jié)果如表1所示。
在作為支承體層的厚度為25μm的PET薄膜上設(shè)置作為基體的厚度為20μm的硅(氧)橡膠(切變模量為1×107(Pa),碳酸氣透射率為2.2×10-7[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]),在其上通過對向靶磁控濺射法,濺射換算膜厚為20nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層。通過直流4端子法非常注意地測定了復(fù)合層的表面電阻。此外,將該薄膜調(diào)整為所期望的大小,獲得總厚度為45μm的電磁波噪聲抑制體。接著,測定比重和電磁波噪聲抑制特性。結(jié)果如表1所示。
在作為支承體層的厚度為25μm的PET薄膜上設(shè)置作為基體的厚度為10μm的聚氨酯凝膠(切變模量為1.7×106(Pa),碳酸氣透射率為5.3×10-8[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]),在其上通過磁控濺射法(非對向靶型),濺射換算膜厚為15nm的Fe-Si-Al系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層。通過直流4端子法非常注意地測定了復(fù)合層的表面電阻。而且,在復(fù)合層上涂布了2μm的聚氨酯凝膠,并進行再次濺射。通過重復(fù)該過程設(shè)置三層復(fù)合層,獲得總厚度為79μm的電磁波噪聲抑制體。接著,測定比重和電磁波噪聲抑制特性。結(jié)果如表1所示。
除了采用對向靶磁控濺射法取代磁控濺射法之外,和實施例3一樣,濺射換算膜厚為15nm的Fe-Si-Al系的軟磁性金屬,設(shè)置三層復(fù)合層,獲得總厚度為79μm的電磁波噪聲抑制體。并進行和實施例同樣的評價。結(jié)果如表1所示。
將軟膏通過刮棒涂布法涂布在用于粉刷作業(yè)的支承體上形成膜,以使其干燥后的厚度為1.1mm,當(dāng)其充分干燥之后,再進行真空加熱壓制成形,在85℃的條件下進行24小時硬化,將膜從用于粉刷作業(yè)的支承體剝離,從而獲得膜厚為1mm的電磁波噪聲抑制體。接著,測定比重和電磁波噪聲抑制特性。結(jié)果如表1所示。其中,該軟膏是在扁平狀的Fe-Ni系的軟磁性金屬粉(平均顆粒直徑為15μm,長寬比為65)94質(zhì)量份中加入聚亞胺脂樹脂5質(zhì)量份、作為硬化劑的異氰酸鹽化合物1質(zhì)量份、溶劑(環(huán)已酮和甲苯的1∶1混合物)30質(zhì)量份而形成的。
表1

在表1中,比重是將支承體層包含在內(nèi)的值(作為基體使用PET的時候,帶PET測定)。另外,不包括支承體層測定斷裂強度和斷裂拉伸度。
從表1可以看出,實施例1~4、以及比較例1的電磁波噪聲抑制體的電磁波噪聲抑制特性幾乎相同。但是,比較例1的電磁波噪聲抑制體是比重重,為6.1,并且脆,因此,受到?jīng)_擊的時候,易受損。與此相對,實施例1的電磁波噪聲抑制體,具有與作為基體的聚對苯二甲酸乙酯相同的強度和柔軟性。實施例2的電磁波噪聲抑制體,總厚薄,為45μm,并且輕,具有拉伸度和柔軟性,因此,堅固度良好,并且,加工性良好。另外,實施例3的電磁波噪聲抑制體也薄而輕,具有柔軟性。另外,比較實施例3和實施例4,可以知道,對向靶磁控濺射法的磁體超微粒子的偏在性優(yōu)于通常的磁控濺射法(非對向靶型)。
(評價)用如下所述的方法對實施例5~7、以及比較例2~4進行評價。
表面觀察用KEYENCE制造的激光顯微鏡VK-9500,以4000倍的倍率,觀察表面。
表面電阻用DIAINSTRUMENTS制造的MCP-T600,在測定電壓100V,通過直流4端子法測定。用測定點數(shù)5點的平均值示出。
復(fù)合層的測定用日本電子制造的掃描電子顯微鏡(SEM)JEM-2100F,通過電磁波噪聲抑制體的截面電子顯微鏡照片(倍率50000倍)測定。
電磁波噪聲抑制特性用KEYCOM制造的近旁電磁波噪聲抑制材料測定裝置,通過S參數(shù)法測定S21(透射衰減量)和S11(反射衰減量)。作為網(wǎng)絡(luò)分析器使用ANRITSU制造的向量網(wǎng)絡(luò)分析器37247C,作為測試定位器使用KEYCOM制造的TF-3A、TF-18A。
在作為支承體層的厚度為12μm的PET薄膜(常溫的切變模量為3.8×109(Pa))上設(shè)置作為基體的厚度為20μm的硅(氧)橡膠(常溫的切變模量為1×107(Pa),在常溫中的碳酸氣透射率為2.2×10-7[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]、含有濕式二氧化硅),在其上通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為30nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層。此時,將基體的溫度保持為常溫,稍微施加負(fù)電壓,以使蒸發(fā)粒子具有8eV的粒子能,進行濺射。通過直流4端子法非常注意地測定了復(fù)合層的表面電阻。調(diào)整為所期望的大小,獲得總厚度為32μm的電磁波噪聲抑制體。觀察濺射前后的表面,接著,用切片機切片獲得的電磁波噪聲抑制體的一部分,在截面實施粒子束拋光,測量復(fù)合層的厚度。另外,測定電磁波噪聲抑制特性。
表2示出了結(jié)果的總結(jié)。圖4~圖7示出了表面觀察結(jié)果,圖3示出了復(fù)合層的表面觀察結(jié)果,圖21示出了0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制特性。在圖21中,粗線表示以入射電磁波量為基準(zhǔn)(0)時的透射衰減量,細線表示反射衰減量。
在與實施例5相同的支承體層上設(shè)置作為基體的厚度為60μm的硅(氧)橡膠(常溫的切變模量為5×104(Pa),在常溫中的碳酸氣透射率為2×10-7[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]),在其上通過偏(bias)磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為80nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層,獲得總厚度為72μm的電磁波噪聲抑制體。此時,將基體的溫度保持為常溫,調(diào)整偏壓,以使蒸發(fā)粒子具有20eV的粒子能,進行濺射。接著,與實施例5相同,測定表面電阻、復(fù)合層的厚度、以及電磁波噪聲抑制特性。
表2示出了結(jié)果的總結(jié)。圖22示出了0.05~18GHz的電磁波噪聲抑制特性。在圖22中,粗線表示以入射電磁波量為基準(zhǔn)(0)時的透射衰減量,細線表示反射衰減量。
在作為基體的厚度為100μm的聚丙烯腈薄片(常溫的切變模量為1.7×109(Pa),在160℃下的切變模量為1.5×106(Pa),在常溫中的碳酸氣透射率為5.3×10-8[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]、在常溫中的氧氣透射率為2.8×10-15[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]),在其上通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為60nm的Ni金屬,形成復(fù)合層,獲得總厚度為100μm的電磁波噪聲抑制體。此時,將基體的溫度保持為160℃,調(diào)整偏壓,以使蒸發(fā)粒子具有100eV的粒子能,進行濺射。接著,與實施例6相同,測定表面電阻、復(fù)合層的厚度、以及電磁波噪聲抑制特性。
表2示出了結(jié)果的總結(jié)。圖23示出了0.05~18GHz的電磁波噪聲抑制特性。在圖23中,粗線表示以入射電磁波量為基準(zhǔn)(0)時的透射衰減量,細線表示反射衰減量。
將軟膏通過刮棒涂布法涂布在用于粉刷作業(yè)的支承體上形成膜,以使其干燥后的厚度為1.1mm,當(dāng)其充分干燥之后,再進行真空加熱壓制成形,在85℃的條件下進行24小時硬化,將膜從用于粉刷作業(yè)的支承體剝離,從而獲得膜厚為1mm的電磁波噪聲抑制體。接著,與實施例6相同,測定表面電阻、以及電磁波噪聲抑制特性。其中,該軟膏是在具有將表面氧化而形成的非導(dǎo)體膜的扁平狀的Fe-Ni系的軟磁性金屬粉(平均顆粒直徑為15μm,長寬比為65)94質(zhì)量份中加入聚亞胺脂樹脂5質(zhì)量份、作為硬化劑的異氰酸鹽化合物1質(zhì)量份、溶劑(環(huán)已酮和甲苯的1∶1混合物)30質(zhì)量份而形成的。
表2示出了結(jié)果的總結(jié)。圖24示出了0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制特性。在圖24中,粗線表示以入射電磁波量為基準(zhǔn)(0)時的透射衰減量,細線表示反射衰減量。
除了使用平均顆粒直徑為8μm,長寬比為31的Fe-Ni系的軟磁性金屬粉,使膜厚成為0.03mm之外,其他與比較例同樣處理。與實施例6相同,測定表面電阻、以及電磁波吸收特性。
表2示出了結(jié)果的總結(jié)。圖25示出了0.05~18GHz的電磁波噪聲抑制特性。在圖25中,粗線表示以入射電磁波量為基準(zhǔn)(0)時的透射衰減量,細線表示反射衰減量。
除了用EB蒸鍍裝置進行蒸鍍之外,其他與實施例6同樣處理。粒子能為lev。沒有形成復(fù)合層,形成80nm(0.08μm)厚的磁體的均質(zhì)膜。
表2示出了結(jié)果的總結(jié)。圖26示出了0.05~3GHz的電磁波噪聲抑制特性。在圖26中,粗線表示以入射電磁波量為基準(zhǔn)(0)時的透射衰減量,細線表示反射衰減量。
表2

如表2以及圖21~圖25所示,比較例2、3的電磁波噪聲抑制特性、即透射衰減量以及反射衰減量的傾向幾乎相同,在低頻率區(qū)域中,反射衰減量大,透射衰減量小。隨著頻率上升,增加透射衰減量。
在實施例5~7中,磁體量和最大透射衰減量之間有相關(guān)性,磁體量越多,示出越大的衰減量。復(fù)合層的厚度薄,具有與比較例4相當(dāng)?shù)耐干渌p特性和反射衰減特性。
在比較例2中,含有磁體的層(與電磁波噪聲抑制體的總厚度相同)的厚度厚,為1000μm,示出與實施例相當(dāng)?shù)耐干渌p量和反射衰減量,但是,由于粘合劑的比例少,因此,受到?jīng)_擊時,易受損。而且,在低頻率區(qū)域中,透射衰減量的值不大,與實施例相比帶域狹窄。
在比較例3中,雖然厚度薄,但與其同時吸收特性不好,因此,含有磁體的層的平均厚度的最大透射衰減量與比較例2同樣小。另外,最大透射衰減量沒有達到-10dB,實際上很難說具有電磁波噪聲抑制能力。
在比較例4中,由于蒸鍍時的粒子能小,在基體的表面形成均勻的金屬薄膜,如圖26所示,顯示出了與金屬相似的行為(特性),具有金屬特有的峰,由反射賦予透射衰減。其電磁波噪聲抑制效果小,作為電磁波屏蔽起作用。
實施例5~7的電磁波噪聲抑制體,最大透射衰減量/復(fù)合層的厚度大,平均厚度的電磁波噪聲抑制特性良好,并且,殘留有粘合劑的特性,因此,薄、輕,具有拉伸度以及柔軟性。
(評價)用如下所述的方法對實施例8~10、以及比較例5~7進行評價。
表面觀察用KEYENCE制造的激光顯微鏡VK-9500,以4000倍的倍率,觀察表面。
表面電阻用DIAINSTRUMENTS制造的MCP-T600,在測定電壓10V,通過直流4端子法測定。用測定點數(shù)5點的平均值示出。
復(fù)合層的測定用日本電子制造的掃描電子顯微鏡(SEM)JEM-2100F,通過電磁波噪聲抑制體的截面電子顯微鏡照片(倍率50000倍)測定。
電磁波噪聲抑制特性用KEYCOM制造的近旁電磁波噪聲抑制材料測定裝置,通過S參數(shù)法測定S21(透射衰減量)和S11(反射衰減量)。作為網(wǎng)絡(luò)分析器使用ANRITSU制造的向量網(wǎng)絡(luò)分析器37247C,作為具有50Ω阻抗的微波傳輸線的測試定位器使用KEYCOM制造的TF-3A。另外,根據(jù)1GHz的S21和S11求出1GHz的功率損耗。
在作為支承體層的厚度為12μm的PET薄膜上設(shè)置作為基體的厚度為20μm的硅(氧)橡膠(常溫的切變模量為1×107(Pa),在常溫中的碳酸氣透射率為2.2×10-7[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]、含有濕式二氧化硅),在其上通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為30nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層。此時,將基體的溫度保持為常溫,稍微施加負(fù)電壓,以使蒸發(fā)粒子具有8eV的粒子能,進行濺射。通過直流4端子法非常注意地測定了復(fù)合層的表面電阻。調(diào)整為所期望的大小,獲得總厚度為32μm的電磁波噪聲抑制體。接著,用切片機切片獲得的試樣的一部分,在截面實施粒子束拋光,測量電磁波噪聲抑制層的厚度。另外,測定電磁波噪聲抑制特性。
表3示出了結(jié)果的總結(jié)。圖27示出了0.05~3GHz的功率消耗特性。
在作為支承體層的厚度為6μm的聚亞胺薄膜(下面,稱為PI)上設(shè)置作為基體的厚度為25μm的丙烯酸系粘著劑(下面,稱為AC)(綜研化學(xué)制造,商品名為1604N,常溫的切變模量為6×104(Pa),在常溫中的碳酸氣透射率為2×10-8[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]),在其上通過偏(bias)磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為30nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層,獲得總厚度為72μm的電磁波噪聲抑制體。此時,將基體的溫度保持為常溫,調(diào)整偏壓,以使蒸發(fā)粒子具有10eV的粒子能,進行濺射。接著,與實施例8相同,測定表面電阻、復(fù)合層的厚度、以及電磁波噪聲抑制特性。
表3示出了結(jié)果的總結(jié)。圖28示出了0.05~3GHz的功率消耗特性。
設(shè)置作為基體的厚度為70μm的PAN薄片(常溫的切變模量為1.7×109(Pa),在160℃下的切變模量為1.5×106(Pa),在常溫中的碳酸氣透射率為5.3×10-8[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)],在常溫中的氧氣透射率為2.8×10-15[cm3(STP)cm/(cm2×s×cmHg)]),在其上通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為50nm的Ni金屬,獲得總厚度為100μm的電磁波噪聲抑制體。此時,將基體的溫度保持為160℃,調(diào)整偏壓,以使蒸發(fā)粒子具有20eV的粒子能,進行濺射。與實施例9同樣,測定表面電阻、復(fù)合層的厚度、以及電磁波噪聲抑制特性。
表3示出了結(jié)果的總結(jié)。圖29示出了0.05~3GHz的功率消耗特性。
將軟膏通過刮棒涂布法涂布在用于粉刷作業(yè)的支承體上形成膜,以使其干燥后的厚度為0.51mm,當(dāng)其充分干燥之后,再進行真空加熱壓制成形,在85℃的條件下進行24小時硬化,將膜從用于粉刷作業(yè)的支承體剝離,從而獲得膜厚為0.5mm的電磁波噪聲抑制體。接著,與實施例9同樣,測定表面電阻、以及電磁波噪聲抑制特性。其中,該軟膏是在具有將表面氧化而形成的非導(dǎo)體膜的扁平狀的Fe-Ni系的軟磁性金屬粉(平均顆粒直徑為15μm,長寬比為65)94質(zhì)量份中加入聚亞胺脂樹脂5質(zhì)量份、作為硬化劑的異氰酸鹽化合物1質(zhì)量份、溶劑(環(huán)已酮和甲苯的1∶1混合物)30質(zhì)量份而形成的。
表3示出了結(jié)果的總結(jié)。圖30示出了0.05~3GHz的功率消耗特性。
用高頻率磁控濺射裝置,在流入氧的條件下,利用Co-Fe-Al靶,在0.6mm厚的玻璃板上制造2.5μm的非晶形膜。接著,施加19894A/m(2500e)的磁場,加熱至300℃,沉積金屬結(jié)晶。
用透射型電子顯微鏡觀察,確認(rèn)了具有由金屬結(jié)晶的直徑為數(shù)nm的顆粒和絕緣性氧化物組成的納諾顆粒結(jié)構(gòu)。與實施例9同樣,測定表面電阻、以及非結(jié)晶膜的厚度,將膜以2.5mm間隔用刻模(切片)鋸(刃厚0.15mm)分割,而進行絕緣化,測定電磁波噪聲抑制特性。
表3示出了結(jié)果的總結(jié)。圖31示出了0.05~3GHz的功率消耗特性。
將由氯化亞鐵(16.6mmol/l)、氯化亞鎳(15.3mmol/l)、以及氯化鋅(0.18mmol/l)組成的水溶液和由硝酸鈉(5mmol/l)、以及乙酸銨(65mmol/l)組成的氧化液分別以50ml/分鐘的流量,在厚度為50μm的PI膜上自旋噴涂,約噴涂15小時,使鎳鋅鐵氧體(ferrite)鍍膜厚為15μm,之后,進行水洗,獲得試樣。使用該試樣,與實施例9同樣,測定表面電阻、鎳鋅鐵氧體鍍膜的厚度、以及電磁波噪聲抑制特性。
表3示出了結(jié)果的總結(jié)。圖32示出了0.05~3GHz的功率消耗特性。
表3

如表3所示,1GHz的功率消耗值在實施例8~10中是大于等于0.3,在比較例5~7中是小于013,特別是在比較例1中小于0.1。即,在實施例中,實際效果好,1GHz周邊的準(zhǔn)微波波帶中的電磁波噪聲抑制效果好。并且,在實施例中,復(fù)合層的厚度極薄,對于復(fù)合層的平均厚度的功率消耗值與比較例有顯著差異,與比較例5相比,實施例約大4級。
在表示實施例的圖27~29中,3GHz的功率消耗值都相同,約為0.8,但在表示比較例的圖30和圖31中,比上述值小,約為0.5。
另外,隨著頻率上升,功率消耗值的上升,在表示實施例的圖27中,0.5GHz的功率消耗值約為0.2,1GHz的功率消耗值約為0.6,在圖29中,0.5GHz的功率消耗值約為0.3,1GHz的功率消耗值約為0.6。即,在表示實施例的圖中,顯示出1GHz前后為止的功率消耗值的上升總體呈現(xiàn)出急劇上升的趨勢。而在表示比較例的圖30中,0.5GHz的功率消耗值約為0.03,1GHz的功率消耗值約為0.1,在圖31中,0.5GHz的功率消耗值約為0.04,1GHz的功率消耗值約為0.1。在圖32中,0.5GHz的功率消耗值約為0.1,1GHz的功率消耗值約為0.28。即,在比較例中,顯示出1GHz前后為止的功率消耗值總體呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢。
另外,在實施例中,是具有與支承體相同的柔軟性的輕薄的電磁波噪聲抑制體,而在比較例中是厚重而脆弱的電磁波噪聲抑制體。
(評價)用如下所述的方法對實施例11~16、以及比較例8~10進行評價。
截面觀察用日立制作所制造的透射型電子顯微鏡H9000NAR。
電磁波吸收特性用KEYCOM制造的近旁電磁波噪聲抑制材料測定裝置,通過S參數(shù)法測定S11(反射衰減量)和S21(透射衰減量)。作為網(wǎng)絡(luò)分析器使用ANRITSU制造的向量網(wǎng)絡(luò)分析器37247C,作為具有50Ω的微波傳輸帶線的測試定位器采用KEYCOM制造的TF-3A。另外,根據(jù)S11和S21的變化,用下式求出電磁波噪聲抑制效果(Ploss/Pin)。
Ploss/Pin=1-(|S11|2+|S21|2)燃燒試驗采用垂直燃燒試驗UL94VTM實施。試樣的尺寸是長度為200mm、寬度為50mm、厚度為0.1mm,樣品數(shù)為5。表4示出了判定基準(zhǔn)。
表4
將PAN(常溫的切變模量為1.7×107(Pa)溶解在N,N-二甲基丙烯酰胺(下面,稱為DMAc)中,調(diào)制了25質(zhì)量%的PAN的DMAc溶液。在該溶液400質(zhì)量份中,作為阻燃劑添加芳香族縮合磷酸酯(鹽)(PX-200大八化學(xué)工業(yè)社制造)20質(zhì)量份,在PET上涂布、干燥,制造干燥膜厚為0.1mm的膜,獲得PAN薄片。在該PAN薄片的PAN表面上,通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為20nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層,PET被剝離,獲得了電磁波噪聲抑制體。此時,將PAN薄片的溫度保持為常溫,稍微施加負(fù)電壓,以使蒸發(fā)粒子具有8eV的粒子能,進行濺射。
用切片機切片獲得的電磁波噪聲抑制體的一部分,在截面實施粒子束拋光,用高分辨率透射型電子顯微鏡觀察復(fù)合層的截面。復(fù)合層的膜厚為40nm(0.040μm)。
另外,測定1GHz的電磁波噪聲抑制特性,并進行燃燒試驗。表5示出了結(jié)果。
在環(huán)氧樹脂(硬化前的常溫切變模量為8.0×106Pa、硬化后的常溫切變模量為5×109Pa)100質(zhì)量份中,添加作為硬化劑的2-甲基咪唑(四國化成社制造)3質(zhì)量份、作為阻燃劑的三苯磷酸酯(鹽)(下面,稱為TPP)(大八化學(xué)工業(yè)社制造)20質(zhì)量份、氫氧化鋁(下面,記為Al(OH)3)50質(zhì)量份、氫氧化鎂(下面,記為Mg(OH)2)50質(zhì)量份之后,在PET上涂布,制造膜厚為0.1mm的膜,獲得環(huán)氧樹脂薄片(B臺狀態(tài))。在該環(huán)氧樹脂薄片的環(huán)氧樹脂表面上,通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為15nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層。此時,將環(huán)氧樹脂薄片的溫度保持為常溫,稍微施加負(fù)電壓,以使蒸發(fā)粒子具有8eV的粒子能,進行濺射。接著,在40℃加熱6小時,再在120℃加熱2小時,使環(huán)氧樹脂硬化,剝離PET,獲得電磁波噪聲抑制體。
用切片機切片獲得的電磁波噪聲抑制體的一部分,在截面實施粒子束拋光,用高分辨率透射型電子顯微鏡觀察復(fù)合層的截面。復(fù)合層的膜厚為25nm(0.025μm)。
另外,測定1GHz的電磁波噪聲抑制特性,并進行燃燒試驗。表5示出了結(jié)果。
在含有濕式二氧化硅的硅(氧)橡膠(2液型)100質(zhì)量份中,添加作為阻燃劑的二硝基二胺(II)0.2質(zhì)量份、乙炔黑1.0質(zhì)量份之后,在150℃硫化1小時,獲得0.1mm厚的硅薄片(硫化后的常溫切變模量為1.5×107Pa)。在該硅薄片的單面上,通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為15nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層,獲得電磁波噪聲抑制體。此時,將硅薄片的溫度保持為常溫,稍微施加負(fù)電壓,以使蒸發(fā)粒子具有8eV的粒子能,進行濺射。
用切片機切片獲得的電磁波噪聲抑制體的一部分,在截面實施粒子束拋光,用高分辨率透射型電子顯微鏡觀察復(fù)合層的截面。復(fù)合層的膜厚為30nm(0.030μm)。
另外,測定1 GHz的電磁波噪聲抑制特性,并進行燃燒試驗。表5示出了結(jié)果。
在具有表面氧化而形成的非導(dǎo)體膜的扁平狀的Fe-Ni系的軟磁性金屬粉(平均顆粒直徑為15μm,長寬比為65)300質(zhì)量份中,加入根據(jù)如下的方法配制的含粘合劑溶液A100質(zhì)量份而進行膏狀化,通過刮棒涂布法涂布在用于粉刷作業(yè)的支承體上形成膜,以使其干燥后的厚度為0.1mm,當(dāng)其充分干燥之后,再進行真空加熱壓制成形,在85℃的條件下進行24小時硬化,將膜從用于粉刷作業(yè)的支承體剝離,從而獲得電磁波噪聲抑制體。接著,與實施例11同樣,進行評價。表5示出了結(jié)果。
溶液A的配制在溶劑(環(huán)己酮和甲苯的1∶1混合物)400質(zhì)量份中,加入聚亞胺酯樹脂60質(zhì)量份、作為硬化劑的異氰酸鹽化合物20質(zhì)量份、作為阻燃劑的芳香族縮合磷酸酯(鹽)(PX-200大八化學(xué)工業(yè)社制造)20質(zhì)量份,配制了溶液A。
在具有表面氧化而形成的非導(dǎo)體膜的扁平狀的Fe-Ni系的軟磁性金屬粉(平均顆粒直徑為15μm,長寬比為65)300質(zhì)量份中,加入含有濕式二氧化硅的硅(氧)橡膠(2液型)100質(zhì)量份、作為阻燃劑的二硝基二胺鉑(II)0.2質(zhì)量份、乙炔黑1.0質(zhì)量份,用混合輥混合,獲得復(fù)合磁體。用雙輥壓延該復(fù)合磁體,使成為0.1mm厚的薄片之后,在150℃硫化1小時,獲得電磁波噪聲抑制體。與實施例11同樣,進行評價。表5示出了結(jié)果。
表5

從表5的結(jié)果可以看出,1GHz的Ploss/Pin在實施例11~13中示出良好的數(shù)值,電磁波噪聲抑制效果良好。比較例8、9由于只混合了軟磁體粉和粘合劑,因此,厚度為0.1mm而薄的時候,1GHz的Ploss/Pin為0.1以下,電磁波噪聲抑制效果非常低。另外,在比較例8中,0.1mm左右的薄型化也困難,沒有達到阻燃性的評價標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)于阻燃性,在實施例11~13中,由于在粘合劑中添加足夠的阻燃劑,在實施例11、12中實現(xiàn)VTM-1,在使用硅(氧)橡膠的實施例13中實現(xiàn)VTM-0,實施例11~13的電磁波噪聲抑制體具有充分的阻燃性。另一方面,在比較例9中添加與實施例13相同的阻燃劑,但由于使用了軟磁體粉末,因此,沒有得到充分的阻燃性。
在環(huán)氧樹脂(硬化前的常溫切變模量為8.0×106Pa、硬化后的常溫切變模量為5×109Pa)100質(zhì)量份中,添加作為硬化劑的2-甲基咪唑(四國化成社制造)3質(zhì)量份之后,在厚度為25μm的聚(酰)亞胺樹脂薄膜(KAPTON,100EN,TORAY-DUPON社制造)上涂布,制造膜厚為15μm的膜,獲得由B臺狀態(tài)的環(huán)氧樹脂和阻燃性樹脂薄膜組成的層壓體。在該層壓體的環(huán)氧樹脂表面上,通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為10nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層。此時,將環(huán)氧樹脂薄片的溫度保持為常溫,稍微施加負(fù)電壓,以使蒸發(fā)粒子具有8eV的粒子能,進行濺射。接著,在40℃加熱6小時,再在120℃加熱2小時,使環(huán)氧樹脂硬化,獲得電磁波噪聲抑制體。
用切片機切片獲得的電磁波噪聲抑制體的一部分,在截面實施粒子束拋光,用高分辨率透射型電子顯微鏡觀察復(fù)合層的截面。復(fù)合層的膜厚為25nm(0.025μm)。
另外,測定1GHz的電磁波噪聲抑制特性,并進行燃燒試驗。表6示出了結(jié)果。
將含有濕式二氧化硅的硅(氧)橡膠(2液型)(硫化后的常溫切變模量為1.5×107Pa),在厚度為25μm的聚醚砜樹脂薄膜(SUMILITE,F(xiàn)S-13000,SUMITOMO BAKELITE社制造)上擠壓疊層,使其厚度為20μm,在150℃硫化1小時,獲得層壓體。在該層壓體的硅面上,通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為15nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層,獲得電磁波噪聲抑制體。此時,將硅薄片的溫度保持為常溫,稍微施加負(fù)電壓,以使蒸發(fā)粒子具有8eV的粒子能,進行濺射。
用切片機切片獲得的電磁波噪聲抑制體的一部分,在截面實施粒子束拋光,用高分辨率透射型電子顯微鏡觀察復(fù)合層的截面。復(fù)合層的膜厚為30nm(0.030μm)。
另外,測定1GHz的電磁波噪聲抑制特性,并進行燃燒試驗。表6示出了結(jié)果。
將PAN(常溫切變模量為1.7×107Pa)溶解在DMAc中,配制了25質(zhì)量%的PAN的DMAc溶液。將該溶液用刮棒涂布機涂布在50μm厚的氟樹脂薄膜(AFLEX,50N-NT,旭硝子社制造)上,制造干燥PAN的膜厚為10μm的膜,獲得層壓體。在該層壓體的PAN面上,通過對向靶磁控濺射法,物理蒸鍍換算膜厚為20nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層,獲得電磁波噪聲抑制體。此時,將PAN薄片的溫度保持為常溫,稍微施加負(fù)電壓,以使蒸發(fā)粒子具有8eV的粒子能,進行濺射。
用切片機切片獲得的電磁波噪聲抑制體的一部分,在截面實施粒子束拋光,用高分辨率透射型電子顯微鏡觀察復(fù)合層的截面。復(fù)合層的膜厚為30nm(0.030μm)。
另外,測定1GHz的電磁波噪聲抑制特性,并進行燃燒試驗。表6示出了結(jié)果。
在具有表面氧化而形成的非導(dǎo)體膜的扁平狀的Fe-Ni系的軟磁性金屬粉(平均顆粒直徑為15μm,長寬比為65)300質(zhì)量份中,加入含有濕式二氧化硅的硅(氧)橡膠(2液型)100質(zhì)量份,用混合輥混合,獲得復(fù)合磁體。在厚度為25μm的聚(酰)亞胺樹脂薄膜(KAPTON,100EN,TORAY-DUPON社制造)上擠壓疊層,使復(fù)合磁體層的厚度為20μm,在150℃硫化1小時,獲得電磁波噪聲抑制體。與實施例14同樣,進行評價。表6示出了結(jié)果。
表6

從表6的結(jié)果可以看出,1GHz的Ploss/Pin在實施例14~16中示出良好的數(shù)值,電磁波噪聲抑制效果良好。比較例10由于只混合了軟磁體粉和粘合劑,因此,厚度為100μm而薄的時候,1GHz的Ploss/Pin為0.1以下,電磁波噪聲抑制效果非常低。
關(guān)于阻燃性,在實施例14~16中,由于使用了具有良好的阻燃特性的樹脂材料,因此,在實施例14、16中實現(xiàn)VTM-0,在實施例15中實現(xiàn)VTM-1,實施例14~16的電磁波噪聲抑制體具有充分的阻燃性。在比較例10中由于使用了阻燃性樹脂,而實現(xiàn)了VTM-1,但盡管有100μm厚度的復(fù)合磁體層,卻沒有電磁波噪聲抑制效果,并且,由于使用多量的磁體粉末,因此重而缺乏柔軟性。(表中,“綜合”的項中,◎表示電磁波噪聲抑制效果高,阻燃性實現(xiàn)VTM-0;○表示電磁波噪聲抑制效果高,阻燃性實現(xiàn)VTM-1;×表示電磁波噪聲抑制效果及/或阻燃性低。)在實施例17~20、比較例11、以及比較例12中,將基體材料作為試樣使用,以JIS K6254為基準(zhǔn),在常溫中測定基體的切變模量。
根據(jù)如下所述的條件制造圖8所示的電磁波噪聲抑制體。
(分散有導(dǎo)電性填料以及電介質(zhì)粉末的基體)配制分散添加由平均顆粒直徑為1μm的鈦酸鋇組成的電介質(zhì)粉末15vol%、以及由平均顆粒直徑為3.5μm的磷片狀銀粉組成的導(dǎo)電性填料30vol%的硅(氧)橡膠,將其作為基體材料(常溫的切變模量為8.3×108(Pa),常溫的碳酸氣透射率為2.1×10-7[cm3(STP)/(cm2×sec×cmHg)],含有濕式二氧化硅)。
在成為支承體層的厚度為12μm的PET薄膜(常溫的切變模量為3.8×109Pa)上,涂布上面得到的基體材料,設(shè)置厚度為10μm的基體。
(復(fù)合層)在上述基體表面上,濺射換算膜厚為20nm的Fe-Ni系的軟磁性金屬,形成復(fù)合層,獲得電磁波噪聲抑制體。濺射是通過對向靶磁控濺射法進行的,將基體溫度保持為常溫,稍微施加偏壓,以使具有8eV的粒子能。
通過直流4端子法測定了獲得的電磁波噪聲抑制體的表面電阻,為2×102Ω/□,電磁波噪聲抑制體的總厚度為19μm。
根據(jù)如下所述的條件制造圖13所示的電磁波噪聲抑制體。
(導(dǎo)電體層)在作為支承薄膜的厚度為9μm的PI薄膜上,通過對向靶磁控濺射法物理蒸鍍厚度為45nm的Ag金屬、以及厚度為80nm的Ni金屬,形成金屬層,制造表面電阻為0.2Ω/□(4端子法)的導(dǎo)電體層。
(基體)接著,在該導(dǎo)電體層的金屬成膜面上涂布除了不含有導(dǎo)電性填料之外與實施例17相同的基體材料(常溫的切變模量為6.5×107Pa,常溫的碳酸氣透射率為2.3×10-7[cm3(STP)/(cm2×sec×cmHg)],含有濕式二氧化硅),形成厚度為10μm的基體。
(復(fù)合層)在上述基體表面上,將由換算膜厚為50nm的Ni金屬組成的強磁體,通過對向靶磁控濺射法進行濺射,施加偏壓,以使具有100eV的粒子能,獲得表面電阻為6×103Ω/□、總厚度為19.125μm的電磁波噪聲抑制體。
用實施例17的基體材料除了導(dǎo)電性填料以及電介質(zhì)粉末的分散添加的硅(氧)橡膠(常溫的切變模量為1.2×107(Pa),常溫的碳酸氣透射率為2.2×10-7[cm3(STP)/(cm2×sec×cmHg)],含有濕式二氧化硅)形成基體,獲得其他與實施例18同樣的電磁波噪聲抑制體。
(導(dǎo)電體層)沒有設(shè)置支承薄膜,將作為金屬線交織體的平織165網(wǎng)眼的SUS網(wǎng)(線徑0.05mmφ、網(wǎng)眼0.104mm、空隙率43.9%)作為導(dǎo)電體層。
(基體)接著,在該導(dǎo)電體層的金屬線交織體上,用與實施例18相同的基體材料設(shè)置10μm厚的基體。
(復(fù)合層)在上述基體表面上進行與實施例18相同的濺射,獲得總厚度為110μm的電磁波噪聲抑制體。
在具有將表面氧化而形成的非導(dǎo)體膜的扁平狀的Fe-Ni系的軟磁性金屬粉(平均顆粒直徑為15μm,長寬比為65)94質(zhì)量份中加入聚亞胺脂樹脂5質(zhì)量份、作為硬化劑的異氰酸鹽化合物1質(zhì)量份、溶劑(環(huán)已酮和甲苯的1∶1混合物)30質(zhì)量份而形成軟膏。將該軟膏通過刮棒涂布法涂布在作為金屬線交織體的平織165網(wǎng)眼的SUS網(wǎng)(線徑0.05mmφ、網(wǎng)眼0.104mm、空隙率43.9%)上形成樹脂層,以使其干燥后的厚度為510μm,充分干燥。再進行真空壓制成形,在85℃的條件下進行24小時硬化,獲得樹脂層的膜厚為500μm、總厚度為1120μm的電磁波噪聲抑制體。
作為金屬箔,將厚度為100μm的銅箔直接用于后述的評價中。
(評價)用如下所述的方法對實施例17~20、以及比較例11、12進行評價。
截面觀察用日立制作所制造的透射型電子顯微鏡H9000NAR。
電磁波吸收特性用KEYCOM制造的近旁電磁波噪聲抑制材料測定裝置,通過微波傳輸帶線(MSL)法測定S11(反射衰減量)和S21(透射衰減量)。并且,評價了其功率損耗值。
在此,功率損耗值是電磁波噪聲抑制功能的反射·透射特性的綜合指標(biāo),用下式求出,取0~1的值。如圖33所示,對傳送特性S11以及S21的變化進行調(diào)查,根據(jù)下式求出功率損耗值。
功率損耗值(Ploss/Pin)=1-(|Γ|2+|T|2)
S11=20log|Γ|S21=20log|T|作為網(wǎng)絡(luò)分析器使用ANRITSU制造的向量網(wǎng)絡(luò)分析器37247C,作為具有50Ω的微波傳輸帶線的測試定位器采用KEYCOM制造的TF-3A。
電磁波的放射噪聲特性用KEYCOM制造的φ2mm(2mm直徑)的微環(huán),通過微環(huán)天線法測定近旁用電磁波反射噪聲特性,并用ADVANTEST社制造的頻譜分析器R3132測定內(nèi)部去耦率以及相互耦合率。
表7示出了結(jié)果的總結(jié),圖31至圖42示出了通過微波傳輸帶線(MSL)法測定傳導(dǎo)噪聲特性(S11、S21)以及功率損耗特性,圖43和圖44示出了通過微環(huán)天線法測定的放射噪聲的衰減特性(內(nèi)部去耦水平以及相互去耦水平)。
表7

(*表示基體的固有電阻值。)
實施例17~20的電磁波噪聲抑制體具有基體的一部分與磁體整體化的復(fù)合層,通過微波傳輸帶線法評價傳導(dǎo)噪聲,特別是透射衰減量為-3.93~-5.29dB(at1GHz),具有大的衰減特性。對于功率損耗值,發(fā)揮了0.45以上(at1GHz)的性能。在比較例11的結(jié)構(gòu)體中,功能層即使縮需要500μm左右的厚度,透射衰減量為-2.29(at1GHz),與此相比,實施例的電磁波噪聲抑制體薄而呈現(xiàn)特別大的衰減。
另外,通過微環(huán)天線法評價放射噪聲,在比較例12的金屬箔中用內(nèi)部耦合水平,由天線或共振現(xiàn)象放射噪聲被助長,顯示出正側(cè)的值,而在本發(fā)明的實施例17~20的電磁波噪聲抑制體中,為-3.0~-6.5dB(at0.8GHz),說明發(fā)揮了抑制功能。
如上所述,實施例17~20的電磁波噪聲抑制體,具有作為電磁屏蔽功能的遮蔽效果的同時,還具有抑制近旁電磁波的傳導(dǎo)噪聲以及放射噪聲的功能。
另外,本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體,可以安裝在電子設(shè)備的內(nèi)部,或直接覆蓋配置在電子裝置或電子設(shè)備中的配線基板(基板)表面,具有柔軟性,當(dāng)進行薄型化而插入在配線基板之間時,也可以抑制由放射或反射的電磁耦合的增大化。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用可能性本發(fā)明的電磁波噪聲抑制體可以覆蓋在電子設(shè)備、電子裝置等上,在全部準(zhǔn)微波波段內(nèi)發(fā)揮優(yōu)良的電磁波噪聲抑制效果、可以實現(xiàn)電子設(shè)備、電子裝置的小型化、輕量化。
權(quán)利要求
1.一種電磁波噪聲抑制體,其特征在于,具有基體,其含有粘合劑;以及復(fù)合層,其由所述基體的部分粘合劑與磁體一體形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述復(fù)合層是將磁體物理蒸鍍到所述基體表面上而形成的層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述復(fù)合層平均厚度的最大透射衰減量為-0.5~-500dB/μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,電磁波最大透射衰減量為-10~-50dB。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,表示電磁波最大透射衰減量的頻率的最大反射衰減量為-6~-50dB。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,1GHz的功率損耗值為0.3~0.65。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述復(fù)合層的厚度為0.005~20μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述復(fù)合層的厚度為0.005~3μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述復(fù)合層的厚度為0.005~1μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述復(fù)合層的厚度為0.005~0.3μm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,比重為0.9~1.5。
12.一種電磁波噪聲抑制體,其特征在于,層壓多個根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述粘合劑為樹脂或橡膠。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述粘合劑為硬化性樹脂。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述粘合劑的切變模量為1×104~1×1010Pa。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述粘合劑的切變模量為1×104~5×107Pa。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,具有含有熱傳導(dǎo)性填料的熱傳導(dǎo)層。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,具有支承體層。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述基體含有非鹵素系且為非銻系的阻燃劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,具有阻燃性樹脂層。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述基體含有導(dǎo)電性填料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述導(dǎo)電性填料是選自金屬粉末、金屬纖維、金屬覆蓋微粒、碳微粒以及碳鈉米纖維管中的至少一種導(dǎo)電性微粉末。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于具有導(dǎo)電體層。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述導(dǎo)電層是選自金屬箔、金屬纖維布、導(dǎo)電纖維布、金屬線交織體、導(dǎo)電纖維交織體、分散有導(dǎo)電性填料的有機高分子層、以及導(dǎo)電薄膜中的至少一種。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述導(dǎo)電薄膜由支承薄膜、以及在該支承薄膜上物理蒸鍍金屬而成的厚度為5~500nm的金屬層構(gòu)成。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述金屬層通過對向靶磁控濺射法形成。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述基體含有電介質(zhì)粉末。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電磁波噪聲抑制體,其特征在于,所述電介質(zhì)粉末是選自鈦酸鋇系陶瓷、鈦酸鋯系陶瓷、以及鉛鈣鈦礦系陶瓷中的至少一種。
29.一種電磁波噪聲抑制體的制造方法,其特征在于,包括將磁體物理蒸鍍到含有粘合劑的基體表面上而在基體表面上形成復(fù)合層的蒸鍍步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電磁波噪聲抑制體的制造方法,其特征在于,通過對向靶磁控濺射法將磁體物理蒸鍍到含有粘合劑的基體表面上。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電磁波噪聲抑制體的制造方法,其特征在于,在粒子能為5~1000eV的條件下,將磁體物理蒸鍍到含有粘合劑的基體表面上。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電磁波噪聲抑制體的制造方法,其特征在于,磁體的蒸鍍質(zhì)量以磁體單品的膜厚換算值表示為0.5~200nm。
33.一種電磁波噪聲抑制體的制造方法,其特征在于,具有層壓體制造步驟,在含有粘合劑的基體上層壓其他層以制造層壓體;以及蒸鍍步驟,在基體表面上進行物理蒸鍍,以在基體表面上形成復(fù)合層。
34.一種具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,物品表面的至少一部分由權(quán)利要求1所述的電磁波噪聲抑制體所覆蓋。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,所述物品是電子裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,所述物品是安裝有電子裝置的印刷電路板。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,所述印刷電路板是撓性印刷電路板。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,所述物品是電連接器。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,所述電連接器是撓性連接器。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,所述物品是扁形電纜。
41.根據(jù)權(quán)利要求34所述的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,所述物品是按鈕開關(guān)用鍵頭部件。
42.根據(jù)權(quán)利要求34所述的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,所述物品是初步加工用插入薄片。
43.根據(jù)權(quán)利要求34所述的具有電磁波噪聲抑制功能的物品,其特征在于,所述物品是半導(dǎo)體集成電路。
44.一種制造具有電磁波噪聲抑制功能的物品的方法,其特征在于,具有用粘合劑覆蓋物品表面的至少一部分的覆蓋步驟;以及將磁體物理蒸鍍到基體表面上,以在基體表面形成復(fù)合層的蒸鍍步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁波噪聲抑制體,其具有基體(2),其含有粘合劑;以及復(fù)合層(3),其由基體(2)的一部分粘合劑與磁體一體形成。該電磁波噪聲抑制體,在全部準(zhǔn)微波波段內(nèi)發(fā)揮優(yōu)良的電磁波噪聲抑制效果、可以實現(xiàn)小型化、輕量化。該電磁波噪聲抑制體,通過在基體(2)的表面物理蒸鍍磁體、在基體(2)的表面形成復(fù)合層(3)的方法制造。本發(fā)明的具有電磁波噪聲抑制功能的物品是電子裝置、印刷電路板、半導(dǎo)體集成電路等物品的表面的至少一部分被電磁波噪聲抑制體覆蓋的物質(zhì)。
文檔編號H01F1/00GK1723748SQ20048000201
公開日2006年1月18日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者川口利行, 藤木弘直, 谷口敦, 權(quán)田貴司, 田原和時 申請人:信越聚合物株式會社
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