(57)【要約】 【課題】  従来よりも薄い厚みで、かつ、軽量であっても効果的なノイズ対策が可能な、虚部透磁率μ”の大きなノイズ抑制シートを提供すること。【解決手段】  軟磁性体粉末１１を結合材１２中に分散させて形成したノイズ抑制層である磁性層１５の両表面に、難燃剤１３を結合材１２中に分散させた難燃層１４を形成して構成されている。ノイズ抑制シート１の全体からみると、厚さ方向の両表面付近では難燃剤濃度が大きく、中心部分である内部では難燃剤が存在しない構造となっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性体または誘電体の少なくとも一方と難燃剤とを結合材中に分散させたノイズ抑制シートであって、難燃剤の濃度が厚さ方向の中心部分よりも表面部分の方が高いことを特徴とするノイズ抑制シート。
【請求項２】
軟磁性体または誘電体の少なくとも一方を結合材中に分散させたノイズ抑制層と、該ノイズ抑制層の両表面に設けた難燃剤と結合材からなる難燃層とを有することを特徴とするノイズ抑制シート。
【請求項３】
前記軟磁性体は、金属軟磁性材料またはソフトフェライト材料より得られた球状または偏平状の軟磁性体粉末であることを特徴とする請求項１または２に記載のノイズ抑制シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器において発生する不要電磁波の外部への漏洩や内部回路での干渉、または外部からの電磁波による誤動作などを防止するために電子機器内に装着するシート状のノイズ抑制部品、もしくは、電磁干渉抑制体、すなわちノイズ抑制シートの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器や各種電子機器から意図せずに電磁波が外部に放射、伝送されたり、外部との電磁干渉及び、内部での電磁干渉により機器自身が誤動作などを起こしたりする問題、すなわち、ＥＭＩやイミュニティに関する問題は、最近の信号処理技術、ディジタル技術の進化に伴い、ますます高周波帯域での対応が必要となっている。また、通信機器、電子機器の軽量化、薄型化及び小型化が急速に進んだ結果、回路への電子部品への実装密度が飛躍的に高くなってきており、部品間や回路基板間の電磁干渉に起因する電磁障害が発生する可能性が極めて高くなっている。
【０００３】
上記のような不要電磁波の発生や漏洩、相互干渉による誤動作の対策として、磁石などの磁場発生源が他の電気回路等に影響を与えないようにするための実部透磁率μ’の高い磁性材料を用いた磁気シールド材や、ノイズ伝送線路にチョークコイルやフィルタを挿入したりする方法が用いられている。
【０００４】
また、この対策の一つとして、結合材中に軟磁性体粉末と難燃剤を分散させたシート状ノイズ抑制部品（電磁干渉抑制体）を、電子部品や回路の近傍に配置する方法が提案され、実用化されている。このノイズ抑制部品は、特許文献１で示されているように、透磁率の損失項である磁気共鳴に起因する項、すなわち、虚数透磁率μ”を利用している。このため、ノイズ抑制効果に優れ、また、加工性や実装性に優れ、広汎な用途に適合し、極めて実装性が高いという特長がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２１２０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、ノイズ抑制シートは難燃性付与のため、結合材中に磁性体粉末と難燃剤を均一に分散し成型される。この場合、磁性体粉末間に非磁性の難燃剤が入るため、磁性体粉末間の距離が大きくなり、強い磁気的相互作用を得られない。そこで、大きいノイズ抑制効果を得るためにはある程度の厚さが必要となる。しかし、小型化、軽量化及び多機能化がなされ、高速動作する通信機器や電子機器などの電子回路のノイズ対策においては、ノイズ抑制シートにはさらなる薄膜化や軽量化が望まれる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、従来よりも薄い厚みで、かつ、軽量であっても効果的なノイズ対策が可能な、虚部透磁率μ”の大きなノイズ抑制シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によるノイズ抑制シートは、軟磁性体または誘電体の少なくとも一方と難燃剤とを結合材中に分散させたノイズ抑制シートであって、難燃剤の濃度が厚さ方向の中心部分よりも表面部分の方が高いことを特徴とする。
【０００９】
または、本発明によるノイズ抑制シートは、軟磁性体または誘電体の少なくとも一方を結合材中に分散させたノイズ抑制層と、該ノイズ抑制層の両表面に設けた難燃剤と結合材からなる難燃層とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記軟磁性体は、金属軟磁性材料またはソフトフェライト材料より得られた球状または偏平状の軟磁性体粉末であることが望ましい。
【００１１】
本発明は、発明者等が、金属軟磁性材料、または、軟磁性フェライト材料より作製した軟磁性体粉末と難燃剤を結合材中に分散させて得られるノイズ抑制シートにおいて、難燃剤の濃度を厚さ方向の中心部分よりも両表面の表面部分の方を高くすることによって、難燃性を有し、かつ、透磁率特性を向上できることを見出したことに基づくものである。
【発明の効果】
【００１２】
ノイズ抑制シートの難燃性は、軟磁性体または誘電体の少なくとも一方を結合材中に分散させたノイズ抑制層と、そのノイズ抑制層の両表面に難燃剤と結合材からなる難燃層とを設ける構造でも得られる。
【００１３】
また、ノイズ抑制シートの難燃性は、表面部分または難燃層の難燃剤濃度を大きくすることによって難燃効果を大幅に向上できるため、従来のように厚さ方向の全部分に対して結合材中に磁性体粉末と難燃剤を均一に分散し成型したノイズ抑制シートよりも難燃剤の配合量を低減できる。さらに、このことから相対的に磁性体粉末の配合量が増加するため、ノイズ抑制シートの虚部透磁率μ”と実部透磁率μ’の透磁率特性が向上する。また、このとき、結合材中で磁性体粉末同士の間の距離が小さくなるため、磁気的相互作用が強まり、さらに透磁率特性が向上する。
【００１４】
また、本発明によれば、ノイズ抑制シートに用いる軟磁性材料を、金属軟磁性材料またはソフトフェライト材料にすることで、伝導性ノイズの周波数帯に応じて磁気損失が増加する周波数を選択でき、ＧＨｚ帯の低域から伝導性ノイズ抑制効果を有するノイズ抑制シートが得られる。
【００１５】
以上のように、本発明により、従来よりも薄い厚みで、かつ、軽量であっても効果的なノイズ対策が可能な、虚部透磁率μ”の大きなノイズ抑制シートが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明によるノイズ抑制シートの実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明によるノイズ抑制シートの１つの実施の形態を示す図であり、軟磁性体を結合材中に分散させたノイズ抑制層と、そのノイズ抑制層の両表面に設けた難燃剤と結合材からなる難燃層とを有するノイズ抑制シートの断面図である。
【００１８】
図１において、本実施の形態のノイズ抑制シート１は、軟磁性体粉末１１を結合材１２中に分散させて形成したノイズ抑制層である磁性層１５の両表面に、難燃剤１３を結合材１２中に分散させた難燃層１４を形成して構成されている。ノイズ抑制シート１の全体からみると、厚さ方向の両表面付近では難燃剤濃度が大きく、中心部分である内部では難燃剤が存在しない構造となっている。
【００１９】
難燃層１４中の難燃剤１３の濃度は、自由に調整可能であるが、難燃性を考慮すると６５％以上１００％未満がより好ましい。この理由は結合材中の難燃剤の濃度が小さいと結合材が燃焼するためである。
【００２０】
また、難燃層１４の厚さｄは自由に調整可能であるが、透磁率特性および、伝導ノイズ抑制効果を考慮すると、厚さｄはできるだけ小さい方が好ましい。この理由は、ノイズ抑制シート中に含まれる軟磁性体粉末の充填率に伴い、ノイズ抑制シートの透磁率は向上し、また、軟磁性体と回路基板などの導体との間の距離が増大するに伴い、伝導ノイズ抑制効果が低減するからである。一方、難燃性の点からは厚さｄは大きいほうがよい。そこで、難燃性も含めて考慮すると、厚さｄは磁性層１５の厚さをｔとすると、５≦ｄ/ｔ≦１６となる厚さがより好ましい。
【００２１】
本実施の形態において、ノイズ抑制シート１は、複素透磁率の磁気損失成分μ”を利用したものであるため、磁性層１５を構成する軟磁性体粉末１１は、高透磁率材料でなければならない。このような高透磁率材料として金属軟磁性材料を用いることができ、具体的には、電磁軟鉄、Ｆｅ-Ｓｉ系合金、アルパームを含むＦｅ-Ａｌ系合金、センダスト（登録商標）を含むＦｅ-Ｓｉ-Ａｌ系合金、パーメンジュールなどの鉄系合金、または、７８パーマロイ、スーパーマロイ、ミューメタル、ハードパームなどのパーマロイ系合金、または、メタグラスなどの金属系アモルファスなどを用いることができる。また、フェライト材料も用いることができ、具体的には、軟磁気特性を示すＮｉ-Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ-Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ-Ｚｎ系フェライトなどを用いることができる。
【００２２】
上記の軟磁性体を粉砕、または延伸、引裂加工、またはアトマイズ造粒等を行うことにより粗大な粉末を作製し、これをボールミルなどのメディア攪拌型粉砕機により微粉砕し、または、扁平状に加工し、その後焼鈍処理して軟磁性体粉末１１を得る。
【００２３】
また、ノイズ抑制シート１を構成する結合材は、電子回路近傍での利用を考慮し、優れた可とう性及び難燃性を得ることができる塩素化ポリエチレンやアクリルゴムなどが好適であるが、それ以外に用いることができる有機結合材としては、樹脂、エラストマーがある。より具体的には、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ニトリル−ブタジエン系ゴム、スチレン-ブタジエン系ゴム、シリコーンゴム等の熱可塑性樹脂あるいはそれらの共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂及びイミド系樹脂などの熱硬化性樹脂等をあげることができる。
【００２４】
また、ノイズ抑制シート１を構成する難燃剤は、ハロゲン系、窒素系、リン系などの有機系難燃剤、または三酸化アンチモンなどの無機系難燃剤を用いることができる。これらの材料以外でも同様な難燃特性を有する材料を用いることができる。
【００２５】
前記軟磁性体粉末の比表面積から、軟磁性体粉末と難燃剤と結合材の配合比を決定し、軟磁性体粉末と結合材を分散させた塗液、および難燃剤と結合材を分散させた塗液を各々作製し、この塗液を別々にドクターブレード法で成膜し、積層して熱間プレスを行うことによって、または、軟磁性体粉末と結合剤からなる塗液より作製した磁性層となるシートの両側の表面に難燃剤と結合材からなる塗液を塗布することによって、本発明のノイズ抑制シートを得ることができる。
【００２６】
以下、本発明の効果を確認するため、比較例として従来の難燃剤を結合材中に均一に分散したノイズ抑制シートと、上記の実施の形態による本発明のノイズ抑制シートをそれぞれ作製し、実験評価を行なった結果を説明する。
【００２７】
図２は、比較例とした従来のノイズ抑制シートの断面図である。図２において、このノイズ抑制シート２は、結合材１２中に軟磁性体粉末１１と難燃剤１３が均一に分散された構造となっている。
【００２８】
製作において、はじめに、表１の配合比で、高周波透磁率の大きな鉄アルミ珪素合金（センダスト（登録商標））より作製した偏平粉末をアクリルゴムバインダの結合材中に分散し、ドクターブレード法により、粉末体積充填率４５％、透磁率μ’=７５、厚さ２４０μｍの磁性層のシートを得た。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
前記磁性層のシートの両面に表２の配合比でリン系難燃剤をアクリルゴムバインダと混合攪拌して得た塗液（難燃ペースト１）を塗布することで図１に示す構造体を形成し、表５に示す実施例１のノイズ抑制シートを得た。また、同様に表３の配合比でリン系難燃剤をアクリルゴムバインダと混合攪拌して得た塗液（難燃ペースト２）を塗布することで図１に示す構造体を形成し、表５に示す実施例２のノイズ抑制シートを得た。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
【表３】
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【００３３】
次に、前記軟磁性体粉末と同様の鉄アルミ珪素合金（センダスト （登録商標））より作製した偏平粉末とリン系難燃剤をアクリルゴムバインダの結合材中に表４の配合比で分散し、ドクターブレード法により、図２に示す構造の粉末体積充填率３０％、透磁率μ’＝４２を有する表５に示す比較例のノイズ抑制体のシートを得た。
【００３４】
【表４】
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【００３５】
【表５】
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【００３６】
上記のように、作製した本発明の実施例と従来の比較例において、総合的な塗液中の軟磁性体粉末と難燃剤の配合比は同じであり、結合材中の軟磁性体粉末および難燃剤が偏っているか、均一に分散されているかの違いのみである。このとき、比較例のノイズ抑制シートの厚さは３７０μｍであり、また、これと同配合で難燃剤を排除し、軟磁性体粉末と結合材のみで磁性層となるシートを作製すると、その厚みは上記のように２４０μｍである。このことから、本実施例では、磁性体粉末間の間隙は従来より３５％減小したことがわかる。
【００３７】
次に、表５に示す実施例１、２、及び比較例のノイズ抑制シートにについて、難燃性評価のため、ＵＬ規格に準じ、垂直燃焼試験ＵＬ９４Ｖを行った。試験片の寸法は長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍであり、厚さは表５に示す厚さである。
【００３８】
図３に、垂直燃焼試験ＵＬ９４Ｖの評価系の構成を示す。ガスバーナー６１で、クランプ６２に固定されたノイズ抑制シートに接炎する評価系となっている。垂直燃焼試験は試験片を５本用いて行うが、表６の第１残炎の欄には、１回目の接炎後の燃焼時間を、第２残炎の欄には、２回目の接炎後の燃焼時間を、第２残炎＋火種の欄には、２回目の接炎後の燃焼時間と火種時間の合計時間を記載した。ここで、火種時間とは、有炎燃焼が停止してから、または、有炎燃焼が生じない場合の材料の無炎燃焼を続ける時間をいう。
【００３９】
表６によれば、比較例の試験片は燃焼時間はすべて３秒以下であり、全１０回の接炎後の残炎時間合計が１０秒であった。比較例はＶ−０クラスの規格５０秒以下を満足した。これに対して、難燃剤の濃度が６５重量部の塗液を塗布して難燃層を形成した実施例１の試験片も燃焼時間はすべて３秒以下であり、全１０回の接炎後の残炎時間合計は１５秒であった。実施例１のノイズ抑制シートもＶ−０クラスの規格５０秒以下を満足した。一方、実施例２に関しては、１回目の接炎後、クランプまで燃焼炎が到達したため、難燃性なしと判断された。
【００４０】
【表６】
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【００４１】
図４は、実施例１のノイズ抑制シートの表面に形成する難燃層の厚さを変化させ、透磁率を測定した結果である。符号３１は実施例１で形成した難燃層厚さのノイズ抑制シートの透磁率、符号３２、３３は、実施例１よりも難燃層の厚さを厚くしたノイズ抑制シートの透磁率、符号３４は比較例のノイズ抑制シートの透磁率をそれぞれ示す。
【００４２】
実施例１の片面の難燃層厚さ４０μｍのノイズ抑制シートは符号３１で表されるように、透磁率μ’＝５２を示した。比較例がμ’＝４２であるのに対して、透磁率が４０％向上していた。これは、比較例に比べて相対的に難燃剤の配合比が低減され、磁性体粉末の濃度が向上したためと考えられる。また、符号３２、３３で示される難燃層厚さにすると、透磁率は比較例と同等、またはそれ以下に劣化した。
【００４３】
次に本実施例のノイズ抑制シートの透過減衰特性の測定を行なった。図５は、透過減衰特性を測定するための評価系の側面図である。幅２ｍｍ×長さ７０ｍｍのマイクロストリップライン４１の上に厚さ２５μｍ、寸法５０ｍｍ×５０ｍｍのＰＥＴフィルム４２を設置し、その上に寸法３０ｍｍ×３０ｍｍのノイズ抑制シート１または２を置き、上から５００ｇｆの加重４３で押さえつけた。この状態でネットワークアナライザを用いてマイクロストリップライン４１の伝送損失Ｓ２１を測定した。
【００４４】
図６は、ノイズ抑制シートの伝送損失Ｓ２１の測定結果である。符号５１は、実施例１のノイズ抑制シートの測定結果であり、符合５４は比較例のノイズ抑制シートの測定結果である。周波数６ＧＨｚにおいて、比較例のノイズ抑制シートがＳ２１＝−５．２５ｄＢであるのに対して、実施例１のノイズ抑制シートはＳ２１＝−８．２１ｄＢの減衰特性を示し、従来の比較例に比べて約３ｄＢの伝送損失改善を確認した。
【００４５】
上記のように、実施例１のノイズ抑制シートは難燃性を確保し、かつ、透磁率特性と透過減衰特性に優れ、従来よりも薄い厚みでも効果的なノイズ対策が可能であることが確認できた。また、実施例２と同様な難燃層の厚さでも、難燃層の難燃剤の種類や濃度の選択により難燃特性の改善は可能である。
【００４６】
以上のように、本発明のノイズ抑制シートは、従来よりも薄い厚みで、かつ、軽量であっても効果的なノイズ対策が可能であることが確認できた。
【００４７】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではないということはいうまでもなく、目的や用途に応じて設計変更可能である。例えば、難燃剤の種類に応じて、難燃層の厚さ、難燃層の難燃剤濃度を増減可能である。また、軟磁性体や結合材の材料も上記の例に限定されない。また、ノイズ抑制を行う周波数帯に応じて、軟磁性体の代わりに誘電体を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明によるノイズ抑制シートの１つの実施の形態を示す断面図。
【図２】従来のノイズ抑制シートの断面図。
【図３】垂直燃焼試験ＵＬ９４Ｖの評価系の構成を示す図。
【図４】ノイズ抑制シートの表面の難燃層の厚さを変化させ、透磁率を測定した結果を示す図。
【図５】透過減衰特性を測定するための評価系の側面図。
【図６】ノイズ抑制シートの伝送損失Ｓ２１の測定結果を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１、２    ノイズ抑制シート
１１    軟磁性体粉末
１２    結合材
１３    難燃剤
１４    難燃層
１５    磁性層
３１、３２、３３    実施例の透磁率を示す符号
３４    比較例の透磁率を示す符号
４１    マイクロストリップライン
４２    ＰＥＴフィルム
４３    加重
５１    実施例の伝送損失を示す符号
５４    比較例の伝送損失を示す符号
６１    ガスバーナー
６２    クランプ
６３    脱脂綿
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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