(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁波抑制効果を高めて、多様な形状に柔軟に形成でき、しかも安価な電磁波抑制材料と、その電極波抑制材料を用いる電磁波抑制デバイス、電磁波抑制材料または電磁波抑制デバイスを用いて成る電子機器を提供する。【解決手段】電磁波抑制材料は、電気的極性を有する液状材料および／またはゲル状材料で構成される。当該電磁波抑制材料によれば電解液や電気的極性を有する分子液体材料の電磁波吸収、抑制効果が高い。また、当該電磁波抑制材料は磁性粉末を混合して用いられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的極性を有する液状材料および／またはゲル状材料である
ことを特徴とする電磁波抑制材料。
【請求項２】
電気的極性を有する分子液体材料、または電解液材料である
ことを特徴とする電磁波抑制材料。
【請求項３】
電気的極性を有する低分子および／または高分子材料と、電気的極性を有する分子液体材料または電解液を混合して成る
ことを特徴とする電磁波抑制材料。
【請求項４】
吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料と、電気的極性を有する分子液体材料または電解液とを混合して成る
ことを特徴とする電磁波抑制材料。
【請求項５】
磁性粉末を混合して成る
ことを特徴とする請求項１記載の電磁波抑制材料。
【請求項６】
電気的極性を有する低分子および／または高分子材料と、電気的極性を有する分子液体材料または電解液と、磁性粉末とを混合して成る
ことを特徴とする電磁波抑制材料。
【請求項７】
吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料と、電気的極性を有する分子液体材料または電解液と、磁性粉末とを混合して成る
ことを特徴とする電磁波抑制材料。
【請求項８】
電解液の液状材料、または該液状材料を保持したゲル材料である
ことを特徴とする電磁波抑制材料。
【請求項９】
前記液状材料に、１Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液、２Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液から選ばれた１種類、又は２種類以上の水溶液を用いる
ことを特徴とする請求項８記載の電磁波抑制材料。
【請求項１０】
吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料と、１Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液、２Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液から選ばれた１種類、又は２種類以上の液体材料とを混合して成る
ことを特徴とする電磁波抑制材料。
【請求項１１】
吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料に、化学架橋してゲル化する材料を用いる
ことを特徴とする請求項１０記載の電磁波抑制材料。
【請求項１２】
前記化学架橋してゲル化する材料に、２ーアクリルアミドー２ーメチルプロパン酸、ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸、アクリル酸メチル、メチレンビスアクリルアミド、アクリルアミド系高分子から選ばれた１種類、又は２種類以上の材料を用いる
ことを特徴とする請求項１１記載の電磁波抑制材料。
【請求項１３】
化学架橋方法として、熱架橋または紫外線照射架橋を用いる
ことを特徴とする請求項１１記載の電磁波抑制材料。
【請求項１４】
電気的極性を有する液状材料および／またはゲル状材料からなる電磁波抑制材料を、封入材に封止して成る
ことを特徴とする電磁波抑制デバイス。
【請求項１５】
電気的極性を有する液状材料および／またはゲル状材料と、磁性粉末を混合してなる電磁波抑制材料を、封入材に封止して成る
ことを特徴とする電磁波抑制デバイス。
【請求項１６】
電解液の液状材料、または該液状材料を保持したゲル材料からなる電磁波抑制材料を封止材に封入して成る
ことを特徴とする電磁波抑制デバイス。
【請求項１７】
電気的極性を有する液状材料および／またはゲル状材料からなる電磁波抑制材料を用いる
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１８】
電気的極性を有する液状材料および／またはゲル状材料からなる電磁波抑制材料を、封止材に封入して成る電磁波抑制デバイスを用いる
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１９】
電解液の液状材料、または該液状材料を保持したゲル材料からなる電磁波抑制材料を用いる
ことを特徴とする電子機器。
【請求項２０】
電解液の液状材料、または該液状材料を保持したゲル材料からなる電磁波抑制材料を封止材に封入して成る電磁波抑制デバイスを用いる
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器から発生する不要輻射対策に用いる電磁波抑制材料、この電磁波抑制材料を用いた電磁波抑制デバイス、これらの電磁波抑制材料または電磁波抑制デバイスを用いて成る電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年にみられる高周波数の電磁波利用の増加に伴い、電磁波ノイズによる機器の誤作動や脳・人体への悪影響等といった被害、障害が新たな環境問題として提起されている。例えば、免許不要で無線通信が、利用可能な周波数帯の１つである２．４５ＧＨｚ帯に注目してみると、無線ＬＡＮ（IEEE802.11b）、Bluetooth、ＩＳＭ（Industrial, Scientific and Medical）機器などに数多く利用されている、さらには情報機器のクロック周波数の高速化・デジタル化に伴い、この帯域における高調波の発生も考えられる。このように、潜在的な電磁波発生源および干渉被害側の双方の数と多様性が指数関数的に増加するため、干渉の起こるリスクが天文学的に増加している。
【０００３】
このような電磁干渉（ＥＭＩ: Electromagnetic Interference）の問題に対処するためには、個々の機器が、他の機器の正常な作動を妨害するような不要な電磁波を放射させることなく（エミッションの抑制）、かつ外部から侵入する電磁波に対して何ら影響を受けない十分な耐力をもつこと（イミュニティの向上）が要求される。このような考え方は、電磁気的両立性（ＥＭＣ: Electromagnetic Compatibility）と称され、電磁環境下で電子機器が電磁両立性を確立するために様々な規格が定められている。
【０００４】
例えば回路設計におけるEMC対策を進める際、電子機器から発生する電磁妨害波を低減させ、また、電子機器に電磁妨害波が侵入するのを防ぐための回路素子として、主に妨害抑圧素子が用いられる。妨害抑制素子には、コンデンサ、コイルを組み合わせたＬＣフィルタやバリスタなど様々なものがある。これらは、希望の信号が素子を通過する際には損失が小さく、妨害波に対しては大きな反射損失や通過損失を持つように設計され、ほとんどの電子回路に適切な方法で組み合わされて使用されている。しかしながら、回路素子との組み合わせによる特定の共振周波数により、電圧や電流波形が振動してしまい、希望の信号波形が大きく歪むことがある。さらには、GHz帯の電磁波の波長は、電子回路の回路長に近く、回路自体が電磁波に対するアンテナとして作用するため誤作動を引き起こす可能性も生じる。
【０００５】
このように回路設計では補うことのできないＥＭＣ問題は、実装設計に提起され、近年、その解決策として注目されているのが磁性粉末を樹脂と混合してシート化した電磁波抑制体／電磁波吸収体を用いることである。この磁性シートの使い方は、主に２通りである。ひとつはアンテナ源から輻射された電磁波を吸収する使い方と、もうひとつは、アンテナ源に高調波ノイズ成分が乗ることを未然に抑制する高調波フィルタとしての使い方である。
【０００６】
電磁波吸収の原理は、入射した電磁波エネルギーのほとんどを電磁波抑制体／電磁波吸収体の内部で熱エネルギーに変換するというものである。このため電磁波吸収体では、前面に反射するエネルギーと後方へ透過するエネルギーの双方を小さくすることができる。熱エネルギーへの変換のメカニズムは、主に「導電損失」、「誘電損失」、「磁性損失」の３種に分類され、またこのときの単位体積あたりの電磁波吸収エネルギーＰ［W/m3］は、電界Ｅ、磁界Ｈおよび周波数ｆを用いて数１のように表される。それぞれ第１項が導電損失、第２項が誘電損失、第３項が磁性損失を表している。
【０００７】
【数１】
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数１の式は、それぞれ第１項が導電損失、第２項が誘電損失、第３項が磁性損失を表している。
【０００８】
さらに、伝達経路などに使用される電磁波抑制体／電磁波吸収体は、磁性材料に特有のインダクタ成分を生かしたフィルタ効果と、上記の電磁波吸収効果の併用であると考えられる。
【０００９】
現在、電磁波抑制体／電磁波吸収体として用いる磁性シートは、プリント回路基板上、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）上、または筐体裏面、及びパッケージ上面などに貼り付けて利用されている。しかしながら、どのような原理にて、どのような効果が効いているのかは、電子機器内における複雑な信号伝送路や、それ自身によって作られる電界・磁界分布により異なるため、明らかにすることが困難であるのが現状である。また、このように磁性シートの特性やその効果については明確になっていないため、磁性シートの性能評価は、主にマイクロストリップラインにおける高周波フィルタ効果（抑制効果）と、損失項（ε”、μ”）の大きさで見積もることが多く行われている。
【００１０】
高誘電率媒質として、水、グリセリン、メチルアルコールなどを用いる媒質中に微粒子状強磁性材料を均一に分散させた電磁波の吸収材料が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６４−５２３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述のように電子機器の不要輻射対策において、磁性シートをプリント回路基板上、特に、ＩＣパッケージ上や、または筐体裏面などに貼り付けて利用する場合に、期待するほど電磁波吸収効果が得られなく、逆に電界強度を増加させてしまうといった現象がしばしば見られる。このような現状を打破するためには、既存の磁性シートよりも更に吸収特性の良い電磁波抑制シートが必要である。既存の磁性シートでは、その特性を高めるため磁性粉末の混合量を増やしているが、その磁性粉末の量とともに磁性シートの比重も増加するため、硬い磁性シートとなってしまう。フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）上に貼り付ける場合には、そのフレキシブルな特性を生かすために、より柔軟性のある電磁波抑制シートが必要である。さらには、磁性粉末を用いるため高コストになり、より安価な電磁波抑制シートが必要とされている。
【００１２】
本発明は、上述の点に鑑み、電磁波吸収抑制効果を高めて、多様な形状に柔軟に形成でき安価な電磁波抑制材料と、この電磁波抑制材料を用いる電磁波抑制デバイス、これらの電磁波抑制材料または電磁波抑制デバイスを用いて成る電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る電磁波抑制材料は、電気的極性を有する液状材料および／またはゲル状材料であることを特徴とする。
本発明に係る電磁波抑制材料は、電気的極性を有する分子液状材料、または電解液材料で構成することができる。
本発明に係る電磁波抑制材料は、電気的極性を有する低分子および／または高分子材料と、電気的極性を有する分子液体材料または電解液とを混合して構成することができる。
本発明に係る電磁波抑制材料は、電解液の液状材料、またはこの液状材料を保持したゲル材料で構成することができる。
【００１４】
本発明に係る電磁波抑制デバイスは、上述の電磁波抑制材料を封止材に封止して成ることを特徴とする。
本発明に係る電子機器は、上述の記電磁波抑制材料、または上述の電磁波抑制デバイスを用いて成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電磁波抑制材料によれば、電解液や電気的極性を有する分子液体材料などの電気的極性を有する液状材料、ゲル状材料が、電磁波吸収、抑制が高効率であり、フレキシブル性を有するＥＭＣ対策部品として安価に形成できる。これにより、不要輻射対策コストを激減できるだけでなく、高効率なために対策時間を削減することができる。さらに、磁性粉末を混合することにより、さらなる高い効率での設計も行うことができる。更には、既存の磁性材料と比較してもフレキシブル性を有するために実装面での簡易化ができることや、幅広い用途での使用方法が実現できる。
【００１６】
本発明の電磁波抑制デバイスによれば、上述の電磁波吸収が高効率な電磁波抑制材料を封止材、例えば樹脂シートなどに封入するため、電磁波吸収、抑制が高効率の電磁波抑制デバイスが得られ、フレキシブル性を有するＥＭＣ対策部品を安価に形成することができる。
【００１７】
本発明の電子機器によれば、上述の電磁波抑制材料、あるいは、この電磁波抑制材料を封止材に封入して成る電磁波抑制デバイスを用いることにより、不要な電磁波を抑制、吸収することができ、電子機器の誤動作を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
先ず、従来からの高周波数帯域における電磁波抑制材料としては、磁性材料が現在も主流である。すなわち、磁性材料を用いた磁性シートは、電磁波を抑制、吸収するために上述の数１の磁性損失である第３項の透磁率μ’’が高くなるように設計されている。
【００２０】
ところで、本発明者らは、上述した数１から、ＭＨｚ帯域、ＧＨｚ帯域の周波数において、誘電損失である第２項の誘電率ε’’が高い材料に着目した。一般的に知られているチタン酸バリウムなどの固体の強誘電体は、その名の通り高い誘電率を示すものの、共鳴現象が低周波数に存在するために、ＭＨｚ帯域、ＧＨｚ帯域の周波数における誘電率の分散特性をほとんど有しておらず、誘電率ε’’は低い値である。このため、現在までのところ、高周波数帯域における電磁波抑制材料としては、磁性材料が主流であった。
【００２１】
一方、本発明者らは、電気的極性を有する液状材料、すなわち極性を有する分子により構成される液体材料、または電解液のようなイオンを有する液状材料の誘電率に着目し、前述の電磁波吸収効率の高い電磁波抑制材料を発明するに至った。さらに、化学架橋のゲルを用いることで、セットの温度変化に対しても、安定状態を保っていられるように信頼性の点も考慮した。
【００２２】
電位極性を持った分子液体では、多くの場合、配向分極による緩和は数十ＧＨｚから数百ＧＨｚのあたりに存在する。一般に、分子量が大きい液体や分子間の相互作用が強い（要するに粘度が高い）液体ほど緩和時間が長く、分散が低周波数のところにあらわれる。例えば、水（Ｈ２Ｏ）を特徴づける誘電緩和は、約２５ＧＨｚのところに存在する。メタノール（ＣＨ３ＯＨ）では３ＧＨｚ、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）では１ＧＨｚである。この誘電分散は、イオンを含む電解液でも同様に存在する現象である。
誘電率の周波数分散について代表的な液体として、水を例にとる。水の誘電率の周波数分散特性を図７に示す。図７より、水の緩和現象は２５ＧＨｚ付近に存在していることが分かる。また、比誘電率の損失部εr’’のピーク値は４０程度とかなり高い値を示している。磁性シートの比透磁率の損失部μr’’が１０以下であることと比較すると、水は磁性シートよりも電磁波吸収率が大きいことが分かる。
【００２３】
また、タンパク質水溶液などといった高分子材料と液状材料が複合した材料は、それぞれの緩和現象の相互作用により複数の誘電分散現象が生じる。例えば、分子量が数万程度のタンパク質水溶液の複素誘電率を５００ｋＨｚから１０ＧＨｚの範囲にわたって測定すると、分散が３つ観測される。最も低周波数の分散は数百ｋＨｚから数ＭＨｚに存在し、タンパク質全体、或いはドメインの運動に対応する。数百ＭＨｚに存在する分散は、動きの遅いタンパク質に束縛された結合水の運動に対応する。数ＧＨｚ以上で裾野が見えている分散は、溶液中に存在する自由水の運動による分散である。イオンを含む電解液では、このほかに、イオン伝導による分散も観測される。
【００２４】
このように、電位極性を持った分子液体や電解液を単体で用いることで、良好な電磁波抑制材料となりうる。また、これらの水溶液に高分子材料を混合させると、その高分子のまわりの水溶液の誘電緩和分散は高分子の影響をうけるために、所期の周波数帯域にその誘電緩和分散をシフトさせることも可能となる。
【００２５】
そこで本発明に係る電磁波抑制材料は、上述した数１から、誘電率ε’’が高い材料に着目することにより、ＭＨｚ帯域、ＧＨｚ帯域の周波数の電磁波を抑制、吸収することを可能とするものである。本発明者らは、このことを考慮し、誘電率に着目した本実施の形態の代表的な電磁波抑制材料について、その電磁波抑制効果の検証を行った。検証結果については後述する。
【００２６】
本発明の一実施の形態に係る電磁波抑制材料は、電気的極性を有する液状材料および／またはゲル状材料で構成する。すなわち、上記液状材料、またはゲル状材料、または上記液状材料およびゲル状材料からなる材料で構成される。液状材料としては、電気的極性を有する分子液状材料、あるいはイオンを有する電解液を用いることができる。
【００２７】
ゲル状材料としては、電気的極性を有する低分子および／または高分子材料に、上記の電気的極性を有する分子液状体材料を膨潤させたもの、あるいは電気的極性を有する低分子および／または高分子材料に、上記の電解液材料を膨潤させたものを用いることができる。
【００２８】
本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料は、上記電気的極性を有する低分子および／または高分子材料と、上記電気的極性を有する分子液体材料を混合してなる材料で構成する。あるいは上記電気的極性を有する低分子および／または高分子材料と、上記電解液材料を混合してなる材料で構成する。この場合、ゲル状体となるもの、あるいはゲル状体と液材料の混ざったものを含むものである。
【００２９】
本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料は、吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料と上記電気的極性を有する分子液体材料を混合してなる材料で構成する。あるいは吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料と、上記電解液材料を混合してなる材料で構成する。この場合も、ゲル状体となるもの、あるいはゲル状体と液材料の混ざったものを含むものである。
【００３０】
本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料は、上述の各実施の形態の電磁波抑制材料に、さらに磁性粉末を混合して構成する。
【００３１】
上記の電気的極性を有する分子液体材料の代表的なものは、水、エタノール、メタノールなどがある。
上記イオン電解液の代表的なものは、塩化ナトリウム水溶液、ヨウ化ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、ヨウ化カリウム水溶液を代表物とする１Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液や、塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液を代表物とする２Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液や、水酸化ナトリウム水溶液、塩酸水溶液、塩化アンモニウム水溶液、塩化亜鉛水溶液などがある。
ここで、１Ａ族元素とは、リチウム：Ｌｉ、ナトリウム：Ｎａ、カリウム：Ｋ、ルビジウム：Ｒｂ、セシウム：Ｃｓ、フランシウム：Ｆｒである。
２Ａ族元素とは、ベリリウム：Ｂｅ，マグネシウム：Ｍｇ，カルシウム：Ｃａ、ストロンチウム：Ｓｒ，バリウム：Ｂａ、ラジウム：Ｒａである。
ハロゲン元素とは、フッ素：Ｆ、塩素：Ｃｌ、臭素：Ｂｒ、ヨウ素：Ｉ、アスタチン：Ａｔである。
上記磁性粉末の代表的なものは、ＭｎーＺｎフェライト、ＣｕーＺｎフェライト、ＮｉーＺｎフェライトなどがある。
【００３２】
上記低分子材料、高分子材料については、ここでは、約１００００以上の分子量を有するものを高分子材料とし、それ以下の分子量を有するものを低分子材料とする。高分子材料の代表的なものは、アクリルアミド系である。
上記電気的極性を有する低分子および／または高分子材料の代表的なものは、ポリアクリルアミド系、エチレングリコール系等を用いることができる。
上記吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料の代表的なものは、ポリエチレン系、ポリアクリルアミド系等を用いることができる。
【００３３】
本実施の形態においては、上述した電磁波抑制材料のうち、１種、または２種以上を所要の封止材に封入して電磁波抑制デバイスとして構成することができる。封止材については後述する。
さらに、本実施の形態においては、上述した電磁波抑制材料、あるいは電磁波抑制デバイス搭載して電子機器を構成することができる。
【００３４】
次に、本実施の形態の代表的な電磁波抑制材料について、その電磁波抑制効果の検証を説明する。ここでは、本実施の形態に係る電磁波抑制材料の試料と従来市販されている磁性シートについて比較しながら説明する。
効果測定に用いた本実施の形態に係る電磁波抑制材料は、２種類のアクリルアミド系ゲルに対して、水溶液を水と塩の２種類を用意して作製した３種類のゲル状材料ａ，ｂ，ｃである。
【００３５】
本例のゲル状材料ａは、１種目のアクリルアミド系ゲルに、電解液材料である塩化ナトリウム２ｍｏｌ／Ｌを有する塩溶液を膨潤させた、膨潤度３９．９のゲル状材料である。
次に、本例のゲル状材料ｂは、２種目のアクリルアミド系ゲルに、電解液材料である塩化ナトリウム２ｍｏｌ／Ｌを有する塩溶液を膨潤させた、膨潤度２７．８のゲル状材料である。
本例のゲル状材料ｃは、１種目のアクリルアミド系ゲルに、水を膨潤させた、膨潤度４２．３のゲル状材料である。
【００３６】
さらに本実験では、従来から市販されている磁性シートを２種類用いた。電磁波抑制シートＡ（以下、磁性シートＡと略する）は、厚さ０．５ｍｍ、ＭＨｚ帯域の電磁波を抑制、吸収するシートである。電磁波抑制シートＢ（以下、磁性シートＢと略する）は、厚さ０．５ｍｍ、ＧＨｚ帯域の電磁波を抑制するシートである。
【００３７】
本例の各ゲル状材料ａ，ｂ及びｃは、樹脂からなる封止材に封入（梱包）して測定に用いた。
膨潤度は、（膨潤時の重量）／（乾燥時の質量）、であり、ポリマー１ｇあたり、何グラムの水を保持しているかを表す数値である。
【００３８】
なお、本例のゲル状材料ａ，ｂ，ｃはあくまで本実験で用いたものであり、本発明における材料はこれらに限るものではない。誘電率に着目する材料を選択・設計することで、抑制したい電磁波の周波数に応じて、抑制効率を大きくすることができる。
【００３９】
図３に測定方法を示す。符号１はこの測定方法の測定系である。電波暗室２に発信器３からの信号を照射する電磁波発信源４を用意し、これと発信方向に向かって対向する位置に電磁波受信アンテナ５を設置する。電磁波発信源４と電磁波受信アンテナ５との間隔Ｄ１は約２ｍである。電磁波発信源４の約２倍の大きさで面積が約４倍の各試料６の各試料（磁性シートＡ，Ｂ及びゲル状材料ａ，ｂ，ｃを示す）を電磁波発信源４から距離Ｄ２が２０ｍｍの位置に設置する。測定には各試料を設置する場合と試料を設置しない場合における電磁波受信アンテナ５で観測される各電磁波量の変化から電磁波抑制効果を評価した。
【００４０】
図１に測定結果を示す。この図１は、本実施の形態に係る電磁波抑制材料ａ，ｂ，ｃ及び従来の磁性シートＡ，Ｂを、図３の測定方法を用いて電磁波測定を行い各周波数別の電磁波レベルを示すグラフである。薄い線が試料無しの場合、濃い線が各試料を設置した後、測定して得られた結果である。縦軸に電磁波のレベル（ｄＢｍ）、横軸に周波数（ＭＨｚ）を取る。横軸の周波数は、３００ＭＨｚ〜２０００ＭＨｚの範囲で測定する。特に図１Ｄ、図１Ｅは、従来の市販製品の磁性シートを用いて、比較のために示したグラフである。
【００４１】
図１Ａは、本実施の形態に係る電磁波抑制材料の、ゲル状材料ａと試料無しの場合を比較したグラフである。図１Bは、本実施の形態に係る電磁波抑制材料のゲル状材料ｂと試料無しの場合を比較したグラフである。図１Ｃは、本実施の形態に係る電磁波抑制材料のゲル状材料ｃと試料無しの場合を比較したグラフである。図１Ｄは、従来の磁性シートＡと試料無しの場合を比較したグラフである。この磁性シートＡは、ＭＨｚ用として市販されているものである。図１Ｅは、従来の磁性シートＢと試料無しの場合を比較したグラフである。この磁性シートＢは、ＧＨｚ用として市販されているものである。
【００４２】
図２は、図１の各試料と試料無しの場合をそれぞれ減算して電磁波の増減量をグラフで示すものである。すなわち、図１のグラフから試料無しの場合を基準に算出した各試料の周波数に対する電磁波増減量を示している。縦軸には電磁波の差分（ｄＢｍ）、横軸には周波数を示す。横軸の周波数は、３００ＭＨｚ〜２０００ＭＨｚの範囲とした。
【００４３】
図２Ａは、ゲル状材料ａのグラフである。本例のゲル状材料ａでは、電磁波の差分が平均値−０．９９［ｄＢｍ］であった。
図２Ｂは、ゲル状材料ｂのグラフである。本例のゲル状材料ｂでは、電磁波の差分が平均値−２．４９［ｄＢｍ］であった。
図２Ｃは、ゲル状材料ｃのグラフである。本例のゲル状材料ｃでは、電磁波の差分が平均値１．１９［ｄＢｍ］であった。
【００４４】
図２Ｄは、従来の磁性シートＡのグラフである。従来の磁性シートＡでは、電磁波の差分が平均値−０．６１［ｄＢｍ］であった。
図２Ｅは、従来の磁性シートＢのグラフである。従来の磁性シートＢでは、電磁波の差分が平均値１．６８［ｄＢｍ］であった。
【００４５】
図１及び２の測定結果によれば、市販の電磁波抑制シートＡは、電磁波抑制シートＢより電磁波抑制効果が有るが、いずれも電磁波の増加が見られることが分かる。特に、電磁波抑制シートＢを設置した場合は、高周波数帯域にて電磁波の増加が顕著に見られる。ゲル状材料ｃであるアクリルアミド系ゲルと水の混合材料でも同様の結果になっている。これは、電磁波吸収量が小さく、それよりも電磁波を集束する効果が大きく働いている結果であると考えられる。電磁波は電界と磁界により構成されるが、高誘電率材料や高透磁率材料はそれぞれの特性から、周囲の電界、磁界を集束する特性を有する。磁気シールドの原理などと同様の効果である。
一方、ゲル状材料ａ，ｂであるアクリルアミド系ゲルと塩溶液の混合材料では、電磁波の減衰が顕著に見られる。このことは、ゲルと塩溶液を混合するゲル状材料の、電磁波吸収量が本測定の周波数帯域の範囲で大きく、つまり誘電損失が大きい材料であることを意味する。ゲル状材料ａ，ｂでは、この周波数帯域における電磁波抑制材料として、市販の磁性シートよりも良好な電磁波抑制効果が得られる。
【００４６】
次に、高調波フィルタ（遮蔽）効果について評価した。
測定効果に用いた本発明に係る電磁波抑制材料は、ゲル状材料ｂである。また、比較のために既存材料として、市販の磁性シートＡを用いた。図４に、高調波フィルタ効果を測定する測定方法を示す。符号１０はこの測定方法の測定系の全体を示す。
図４では、裏面にグランド電位の導電層１１を有した基板１２上に、マイクロストリップライン１４を形成し、このマイクロストリップライン１４上に試料６を載置した。なお、基板１２は、誘電率εｒが４．１、厚さ縦×横×厚さが１００．０ｍｍ×１００．０ｍｍ×１．５ｍｍの基板である。導電層１１の膜厚は０．０１８ｍｍである。マイクロストリップライン１４の幅×長さは３ｍｍ×１００．０ｍｍである。
マイクロストリップライン１４の入力側から出力側に信号を入射することにより、反射特性と伝送特性を測定する。その際の試料の有無における信号特性の測定結果から、試料の高調波フィルタ（遮蔽）効果について評価した。
【００４７】
図５及び図６は、本実施の形態に係る電磁波抑制材料を用いて、高調波フィルタ効果を評価したグラフである。図５は周波数０〜２０GHzまでの測定結果を示し、図６は図５の要部の周波数０〜１ＧＨｚまでの測定結果を示す。実線は、本実施の形態に係る電磁波抑制材料の一例であるゲル状材料ｂである。破線は、従来市販されている磁性シートＡである。点線は、試料なしである。
【００４８】
図５Ａ及び図６Ａは、マイクロストリップライン１４の入力側に信号を入力したとき、試料６で反射される反射特性（Ｓ１１特性）を示し、縦軸に反射率、横軸に周波数を示す。
例えば、周波数０〜１ＧＨｚでは、本例のゲル状材料ｂの反射率（実線）は−１０ｄＢと、従来の磁性シートの反射率（破線）−１０ｄＢ〜−３０ｄＢより若干高い反射率を示す。また、試料なしの反射率（点線）は、−２０ｄＢ〜−６０ｄＢの範囲で大きく上下している。ここでの反射率−３０ｄＢとは、マイクロストリップライン１４の入力側へ入力した信号（１００％）に対し、入力ポートとマイクロストリップラインモデルのインピーダンスの不整合や、試料６の設置におけるインピーダンスの不整合のために入力側へ反射される信号の反射率が０．１％であることを意味する。
【００４９】
図５Ｂ及び図６Ｂは、マイクロストリップライン１４の入力側に信号を入力するとき、試料を透過する伝送特性（Ｓ２１特性）を示し、縦軸に伝送量、横軸に周波数を示す。
例えば、周波数０〜１ＧＨｚでは、本例のゲル状材料ｂの伝送量（実線）は、磁性シート（破線）及び試料なし（点線）より高いフィルタ効果を示している。さらに周波数が５ＧＨｚであっても、本例のゲル状材料ｂは伝送量（実線）−２０ｄＢと、従来の磁性シートの伝送量（破線）より、高いフィルタ効果を示すことができる。
【００５０】
図５Ｃ及び図６Ｃは、マイクロストリップライン１４の入力側に信号を入力するとき、試料６では吸収される損失特性を示し、縦軸に損失率、横軸に周波数を示す。
例えば、周波数０〜１ＧＨｚでは、本例のゲル状材料ｂの損失率（実線）は、磁性シート（破線）及び試料なし（点線）より、高い損失率を示している。
【００５１】
図５のグラフから、伝送特性についてアクリルアミド系ゲルと塩溶液の混合材料のゲル状材料ｂは、磁性シートＡと同様に周波数約５ＧＨｚ以上では、伝送量−２０ｄＢ以下となるために、同等のフィルタ効果を有していることが分かる。図５Ａに示す反射特性および図５Ｂに示す伝送特性から算出される図５Ｃの抑制効果（損失効果）もほぼ同等である。
電子機器からの不要輻射の規格は、現在は１ＧＨｚ以下であるため、図６に示す周波数帯域０〜１ＧＨｚについて測定した。図６のグラフから、アクリルアミド系ゲルと塩溶液の混合材料のゲル状材料ｂは、磁性シートＡと比較して、図６Ａの反射特性の測定結果より若干の反射が大きいものの、図６Ｂの伝送特性の測定結果より高調波の減衰効果は明らかに大きいことが分かる。反射特性および伝送特性から算出される図６Ｃの抑制効果（損失効果）も明らかにゲル状材料ｂのほうが大きくなる。このことより、本実施の形態に係るゲル状材料ｂは、市販の磁性シートよりも良好な効果が得られていることが分かる。
【００５２】
以上の測定結果から、本実施の形態のゲル状材料は、電磁波抑制について、既存の磁性シートよりも優れていることが明白である。また、本実施の形態のゲル状材料は、既存の磁性シートと比較して、低コスト、比重が軽い、柔軟性に優れる。さらに、このゲル状材料は、例えば電磁波を透過する樹脂フィルムなどの柔軟性のあるシート状体、柔軟性の袋状状体、あるいは硬いケース状体、筐体などの、いかなる封止材にも封止（あるいは梱包）して、デバイスとして構成することが可能であるので、バルク状からシート状まで、形状による特性の制限がないという点においても、既存のものより優位性がある。
【００５３】
上記測定評価は、アクリルアミド系ゲルと塩溶液の混合によるゲル状材料、アクリルアミド系ゲルと水の混合によるゲル状材料でるが、その他の電気的極性を有する、あるいは吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料と、電気的極性を有する分子液体材料、あるいはイオン電解液材料の混合によるゲル状材料においも、従来市販の磁性シートと同等、あるいはそれ以上の電磁波抑制効果が得られるものである。さらに、電気的極性を有する分子液体材料、あるいはイオン電解液材料においも、従来市販の磁性シートと同等、あるいはそれ以上の電磁波抑制効果が得られるものである。また、この場合も、その他の上述した優位性を有するものである。
【００５４】
次に、特に１ＧＨｚ以下に誘電損失（ε’’）が大きい材料に着目した本発明に係る電磁波抑制材料のさらに他の実施の形態を示す。
この本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料は、電解液の液状材料、または該電解液を保持したゲル状材料で構成する。電解液の液状材料の代表的なものは、前述した１Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液、２Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液などがある。また、これらの水溶液を２種類以上用いることもできる。すなわち、１Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液、２Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液から選ばれた１種類、または２種類以上の液状材料を用いることができる。例えば、電解液の代表例としては、塩化ナトリウム水溶液、ヨウ化ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、ヨウ化カリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液から選ばれた１種類、または２種類以上の液状材料を用いることができる。
【００５５】
さらに本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料は、吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料と、上記１Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液、２Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液（代表例として、例えば塩化ナトリウム水溶液、ヨウ化ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、ヨウ化カリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液）から選ばれた１種類、または２種類以上の液状材料とを混合して構成する。この吸水、保水特性を有する低分子および／または高分子材料には、化学架橋を有してゲル化する材料を用いることが好ましい。化学架橋は、物理架橋に比べて高い温度でもゲル状態を安定に保ことができる。
【００５６】
化学架橋を有してゲル化する材料には、アクリルアミド系である例えば、２ーアクリルアミドー２メチルプロパン酸、ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸、アクリル酸メチル、メチレンビスアクリルアミド、アクリルアミド系高分子を用いることができる。そして、この化学架橋を有してゲル化する材料としては、これらの材料から選ばれた１種類、または２種類以上のアクリルアミド系材料を用いることができる。
ゲル化する材料の化学架橋方法としては、熱架橋、または紫外線照射架橋（ＵＶ架橋）を用いることができる。
【００５７】
本実施の形態においては、このような電磁波抑制材料のうち、１種、または２種以上を所要の封止材に封入して電磁波抑制デバイスとして構成することができる。さらに、本実施の形態においては、このような電磁波抑制材料、あるいは電磁波抑制デバイス搭載して電子機器を構成することができる。
【００５８】
次に、上述の本実施の形態に係る電磁波抑制材料、すなわち具体的な材料を用いて作製したゲル状材料による電磁波抑制材料の誘電率特性を、図８、図９に示す。図８及び図９は、アクリルアミドに架橋材としてメチレンビスアクリルアミドを混合させてゲル化したものであり、電解液の溶媒として塩化ナトリウムを溶かした塩溶液を用いた電磁波抑制材料の誘電率特性である。図８は縦軸に比誘電率εｒ′を、横軸に周波数を取り、塩濃度をパラメータとした複素誘電率の実部の誘電率特性である。図９は縦軸に比誘電率εｒ’’を、横軸に周波数を取り、塩濃度をパラメータとした虚部の誘電率特性である。両図において、曲線ａは塩濃度を０．０ｍｏｌ／ｌとした場合である。曲線ｂは塩濃度を０．０１ｍｏｌ／ｌとした場合である。曲線ｃは塩濃度を０．１ｍｏｌ／ｌとした場合である。曲線ｄは塩濃度を１．０ｍｏｌ／ｌとした場合である。なお、パラメータの末尾のＲはリアル（実部）のを表し、Ｉはイマジナリー（虚部）を表す。
【００５９】
塩濃度が高くなるにつれて、比誘電率（実部）εｒ′は若干ではあるが低下する傾向にあることが分かる。反対に塩濃度が高くなるにつれて、比誘電率（虚部）εｒ’’は大きく増加している。前述の数１よりεｒ’’が大きいほど電磁波抑制・吸収特性が向上する。磁性シートの比透磁率の損失部μｒ’’が１ＧＨｚ付近で１０程度であることと比較すると、本実施の形態の電磁波抑制材料は０．１モル以上の塩濃度では、磁性シートよりもはるかに電磁波吸収率が大きいことが分かる。
【００６０】
本実施の形態に係る電磁波抑制材料は、前述した数１から誘電率ε’’が高い材料に着目することにより、ＭＨｚ帯域、ＧＨｚ帯域の周波数の電磁波を抑制、吸収することを可能にするものである。本実施の形態の代表的な電磁波抑制材料について、その電磁波抑制効果の検証を行った。
【００６１】
本実施の形態で評価した測定方法は前述の図３及び図４で説明したと同様である。本測定用サンプル（本実施の形態の電磁波抑制材料）としては、塩化ナトリウム：１．０ｍｏｌ／ｌの液状材料をゲル化したものを用いた。アクリルアミド：１ｍｏｌ／ｌとメチレンビスアクリルアミド：０．５ｍｏｌ％／ｌ、ならびに熱架橋開始材として過酸化アンモニウム：０．２ｍｏｌ％／ｌを混合し、シート状にした状態にて７０℃でゲル化させて作製した。
【００６２】
図１０及び図１１は、本実施の形態に係る電磁波抑制材料（上記測定用サンプル）を用いて、高調波フィルタ効果を評価したグラフである。周波数５０〜１０００ＭＨｚまでの測定結果を示す。曲線ｅはサンプル無しの状態、曲線ｆは０．５ｍｍ厚さの本発明材料、曲線ｇは１ｍｍ厚さの本発明材料、曲線ｈは２ｍｍ厚さの本発明材料、また曲線ｉは電磁波抑制シートとして市販されている磁性シート、のそれぞれの測定結果である。
【００６３】
図１０は、マイクロストリップラインの入力側に信号を入力したとき、サンプルで反射される反射特性（Ｓ１１特性）を示し、縦軸に反射量、横軸に周波数を示す。図１０より本実施の形態のゲル状材料の反射率は役−１０ｄＢ前後であり、６００ＭＨｚ以下では従来の磁性シートの反射率（曲線ｉ）と同程度の特性である。また、サンプル無しの反射率（曲線ｅ）は、−３０ｄＢ〜−４０ｄＢの範囲で大きく上下している。ここでの反射率−３０ｄＢとは、マイクロストリップラインの入社側へ入力した信号（１００％）に対し、入力ポートとマイクロストリップラインモデルのインピーダンスの不整合や、サンプルの設置におけるインピーダンスの不整合のために入力側へ反射される信号の反射率が０．１パーセントであることを意味する。
【００６４】
図１１は、マイクロストリップラインの入力側に信号を入力するとき、サンプルを透過する伝送特性（Ｓ２１特性）を示し、縦軸に伝送量、横軸に周波数を示す。図１１より、本実施の形態のゲル状材料の伝送量（曲線ｆ，ｇ，ｈ）は、磁性シート（曲線ｉ）より高いフィルタ効果を示している。
【００６５】
図１２は、マイクロストリップラインの入力側に信号を入力するとき、サンプルで吸収される損失特性を示し、縦軸に損失率、横軸に周波数を示す。つまり入力量から反射量、透過量を差し引いた量が損失量に値する。この損失量が大きいほど、電磁波抑制・吸収効果が大きいということになる。なお、図１２において、曲線ｅはサンプル無しの状態、曲線ｆは０．５ｍｍ厚さの本発明材料、曲線ｇは１ｍｍ厚さの本発明材料、曲線ｈは２ｍｍ厚さの本発明材料、また曲線ｉは電磁波抑制シートとして市販されている磁性シートを示す。図１２より、本実施の形態のゲル状材料の損失率は、磁性シートより同じシート厚さにおいても大きい損失率を示している。またシート厚みが厚いほど、損失量も大きいことが分かる。
【００６６】
上述した実施の形態において、液状材料として、例えば、１Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液、２Ａ族元素とハロゲン元素の化合物水溶液（代表例として、例えば塩化ナトリウム水溶液、ヨウ化ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、ヨウ化カリウム水溶液）から選ばれた１種類、または２種類以上の液状材料を用い、化学架橋を有してゲル化する材料として、  例えば、２ーアクリルアミドー２メチルプロパン酸、ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸、アクリル酸メチル、メチレンビスアクリルアミド、アクリルアミド系高分子から選ばれた１種類、または２種類以上の材料を用いて作製した電磁波抑制材料についても、その反射特性（Ｓ１１特性）、伝達特性（Ｓ２１特性）、損失特性は、上記本実施の形態の測定用サンプルと同じ傾向である。
【００６７】
本発明に係る電磁波抑制材料は上記測定用サンプルに限定されるものではない。電解液、ゲル生成のための高分子、化学架橋材、開始材があれば作製可能である。
【００６８】
以上の測定結果から、本実施の形態にゲル状材料は、前述と同様に電磁波抑制、特に１ＧＨｚ以下の帯域での電磁波抑制について、既存の磁性シートよりも優れていることが明白である。また、本実施の形態のゲル状材料は、既存の磁性シートと比較して、低コスト、比重が軽い、柔軟性に優れる。さらに、このゲル状材料は、例えば電磁波を透過する樹脂フィルムなどの柔軟性のあるシート状体、柔軟性の袋状体、あるいは硬いケース状態、筐体などの、いかなる封止材にも封止（あるいは梱包）して、デバイスとして構成することが可能であるので、バルク状からシート状まで、形状による特性の制限がないという点においても、既存のものより優位性がある。
【００６９】
上述の実施の形態に係る電磁波抑制材料、あるいは電磁波抑制デバイスは、前述と同様に電子機器に搭載することができる。
【００７０】
上述した本発明の各実施の形態に係る電磁波抑制材料によれば、既存の磁性材料よりも電磁波抑制効果を高くすることができる。電磁波の抑制及び吸収を行う上で、誘電損失のよい材料に着目し、さらに物質の状態、本例では液状やゲル状によって誘電損失が変化することを合わせて用いることで、所定の周波数帯域の電磁波を抑制、吸収することができる。
【００７１】
更に、電磁波抑制材料をゲル状材料で構成するときは、基板間、もしくは基板と筐体間への応用も可能であり、電磁波抑制・吸収材と衝撃緩衝材の機能を兼ね備えた新たな電磁波抑制材料、電磁波抑制デバイスとして利用することができる。電磁波抑制材料を化学架橋のゲル状材料で構成するときは、セットの温度変化に対しても、安定状態を保つことができ信頼性を向上することができる。
【００７２】
本発明に係る電磁波抑制デバイスによれば、電磁波抑制材料をさまざまな形状に封止することができ、より最適に電磁波を抑制することができる。シートにするとき既存の磁性シートよりも優れている。またさらには、既存の磁性シートと比較して、低コスト、比重が軽い、柔軟性に優れる、バルク状からシート状まで形状による特性の制限が無いなどといった点においても優位性がある。必ずしも、本例の樹脂フィルムで封止する必要はなく、筐体などに電磁波抑制材料を注入できる空間を設けて、電磁波抑制材料を注入することで筐体全体もしくは一部を電磁波の抑制することもできる。封止材は、電磁波を反射するような金属材料以外であればよい。
【００７３】
本実施の形態に係る電子機器は、電磁波抑制材料、あるいは、この電磁波抑制材料を封止材によって封止している電磁波抑制デバイスを用いることにより、例えば電子機器の基板上、フレキシブルケーブル上や半導体部品上に貼り付けられることで電子機器の電磁波を抑制させるものである。
本発明に係る電子機器によれば、電磁波抑制材料、あるいは、電磁波抑制材料を封止材によって封止して成る電磁波抑制デバイスを用いることにより、不要な電磁波を抑制することができ、電子機器の誤動作を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】Ａ〜Ｃ  本発明の一実施の形態に係る電磁波抑制材料の周波数に対するレベルを示すグラフである。Ｄ〜Ｅ  従来の磁性シートの周波数に対するレベルを示すグラフである。
【図２】Ａ〜Ｅ  図１の各材料と試料なしの電磁波の差分を示すグラフである。
【図３】図１の測定方法を示す構成図である。
【図４】高調波フィルタ効果を調べるための構成図である。
【図５】Ａ，Ｂ及びＣ  一実施の形態に係る電磁波抑制材料の反射特性を示すグラフ，伝送特性を示すグラフ，及び損失特性を示すグラフである。
【図６】Ａ，Ｂ及びＣ  図５Ａの要部を示すグラフ、図５Ｂの要部を示すグラフ、及び    図５Ｃの要部を示すグラフである。
【図７】水の周波数に対する誘電損失を示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料の実部の誘電率特性を示すグラフである。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料の虚部の誘電率特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料の反射特性を示すグラフである。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料の伝達特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る電磁波抑制材料の損失特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７５】
１，１０・・測定系、２・・電波暗室、３・・発信機、４・・電磁波発信源、５・・電磁波受信アンテナ、６・・試料、１１・・導電層、１２・・基板、１４・・マイクロストリップライン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１】
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