(57)【要約】【課題】電磁波に伴うエネルギーを効果的に吸収する材料を提供する。【解決手段】電子素子または周辺と、電磁波吸収材料であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎからなる群から選ばれた１種以上の材料からなる分離粒子状の磁粉とシリコン、ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、ポリカーボネート、エポキシ、シリカ、ポリウレタンからなる群から選ばれた１種以上の材料からなる磁粉を結合する結合素子とを有してなる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電子素子または周辺と、１種以上の電磁波吸収材料からなる分離粒子状の磁粉と、磁粉を結合する結合素子とを有してなることを特徴とする電磁波効果を低減する遮蔽材料。
【請求項２】
１個以上の電子素子がそれらを囲繞するパッケージ材料を有しており、遮蔽材料がパッケージ材料中に集積されていることを特徴とする請求項１に記載の遮蔽材料。
【請求項３】
１個以上の電子素子が複数の包絡層を含んだパッケージ中に包絡されており、遮蔽材料が１個以上の包絡層中に集積されていることを特徴とする請求項１に記載の遮蔽材料。
【請求項４】
磁粉が１種以上の金属材料または化合物からなることを特徴とする請求項１に記載の遮蔽材料。
【請求項５】
磁粉がＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎからなる群から選ばれた１種以上の材料からなることを特徴とする請求項１に記載の遮蔽材料。
【請求項６】
磁粉が磁性を有した１種以上の誘電材料を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の遮蔽材料。
【請求項７】
結合材料がシリコン、ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、ポリカーボネート、エポキシ、シリカ、ポリウレタンからなる群から選ばれた１種以上の材料からなることを特徴とする請求項１に記載の遮蔽材料。
【請求項８】
さらに処理製品中の遮蔽材料の物理的性質を決定する会合素子を有していることを特徴とする請求項１に記載の遮蔽材料。
【請求項９】
会合素子が酸化亜鉛、酸化マグネシウム、エチレン・チオウレア、カーボンブラック、ステアリン酸から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の遮蔽材料。
【請求項１０】
電子素子と共用される遮蔽製品であって、該製品は処理されて層を形成する材料組成物からなり、該層は１個以上の電子素子の近くに配置され、これにより該層は１個以上の電子素子付近の電磁波を吸収し、上記の材料組成物は分離粒子状の電磁波吸収素子からなる磁粉と、層中の磁粉を結合させる結合素子とを有していることを特徴とする遮蔽製品。
【請求項１１】
電子素子がパッケージ材料中に包絡されており、層がパッケージ材料の一部であることを特徴とする請求項１０に記載の製品。
【請求項１２】
１個以上の電子素子が層中に包絡されていることを特徴とする請求項１０に記載の製品。
【請求項１３】
１個以上の電子素子が層構造を有したパッケージ材料に囲繞されており、層が層構造の一部であることを特徴とする請求項１０に記載の製品。
【請求項１４】
磁粉がＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎからなる群から選ばれた１種以上の材料からなることを特徴とする請求項１０に記載の製品。
【請求項１５】
結合材料がシリコン、ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、ポリカーボネート、エポキシ、シリカ、ポリウレタンからなる群から選ばれた１種以上の材料からなることを特徴とする請求項１０に記載の製品。
【請求項１６】
さらに層の物理的性質を決定する会合素子を有していることを特徴とする請求項１０に記載の製品。
【請求項１７】
会合素子が酸化亜鉛、酸化マグネシウム、エチレン・チオウレア、カーボンブラック、ステアリン酸から選ばれることを特徴とする請求項１６に記載の製品。
【請求項１８】
電子素子と共用される遮蔽製品であって、該製品は処理されて１個以上の電子素子上または付近に施与されるペーストを形成して１個以上の電子素子の付近で電磁波を吸収させる材料組成物からなり、上記の材料組成物は１種以上の電磁波吸収性素子からなる分離粒子形状の磁粉と、層中の磁粉を結合する結合素子とを有していることを特徴とする遮蔽製品。
【請求項１９】
磁粉がＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎからなる群から選ばれる１種以上の材料からなり、結合材料がシリコン、ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、ポリカーボネート、エポキシ、シリカ、ポリウレタンからなる群から選ばれた１種以上の材料からなることを特徴とする請求項１８に記載の製品。
【請求項２０】
さらにペーストの物理的性質を決める会合素子を有しており、該会合素子が酸化亜鉛、酸化マグネシウム、エチレン・チオウレア、カーボンブラック、ステアリン酸から選ばれることを特徴とする請求項１８に記載の製品。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は電磁波効果を低減する遮蔽材料と遮蔽製品に関するものであり、電磁波の遮蔽パッケージ貫通を低減する遮蔽材料からなる遮蔽パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クロック発生器や集積回路（ＩＣ）や中央処理ユニット（ＣＰＵ）などの電気製品の電気部品はしばしば動作中に電気ループを形成する。しかして製品は電磁波を発生し易い。加えて、電気製品の導線もまた電磁波を発生することがある。
【０００３】
アンテナ効果、つまり導体により発生される電磁波の放射効果は導体の長さおよび導体の周辺領域により左右される。アンテナ効果は電磁波の放射を高める。
【０００４】
これらの望ましくない電磁波は他の電気製品の正常動作に干渉して、人間その他の動物にとって有害である。加えて、小型化と高速伝動の追求される電気製品にあっては電磁波の放射効果はより深刻なものとなる。
【０００５】
木材やプラスチックなどの製品は電磁波の貫通を防止できないことが知られている。金属製の遮蔽材でさえも電磁パルス（ＥＭＰ）と電磁干渉（ＥＭＩ）の有害な効果を効果的に低減することはできないのである。ある種の金属は電界の方向を変えることができるが、電磁波を効果的に吸収することはない。したがって電磁エネルギーは金属遮蔽材中および周辺に存在する。
【０００６】
キャパシタンスを用いてアンテナにより発生される電磁波の放射を低減させることが行われてきた。またフェライト磁芯とインダクタンスとを用いて電磁放射を低減することも行われてきた。しかしこれらの方法は例えばパッケージ中の電気素子を保護するのには使えない。
【０００７】
かくして電気製品により発生される電磁波の周辺環境への効果を低減する材料と製品とを提供することが望まれる次第である。また外部のＥＭＰによる損傷またはＥＭＩへの従属から電気製品を保護することが望ましい。
【考案の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる従来技術の現状に鑑みてこの考案の目的は、電磁波遮蔽効果の大なる遮蔽材料を提供することにある。
【０００９】
この考案の他の目的は、ＥＭ吸収材料からなる遮蔽層を提供することにある。
【００１０】
このためこの考案の電磁波効果を低減する遮蔽材料は、電子素子または周辺と、１種以上の電磁波吸収材料からなる分離粒子状の磁粉と、磁粉を結合する結合素子とを有してなることを要旨とする。
【００１１】
さらにこの考案の遮蔽材料はある種の会合素子を含有して遮蔽層を硬化するか堅さを付与する処理剤としてもよい。
【００１２】
分離粒子状のＥＭ吸収材料または化合物はここでは磁粉と呼ばれる。磁粉はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎなどの１種以上の金属からなるが、磁性を具えた誘電化合物から形成してもよい。
【００１３】
結合化合物はシリコン、ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ、シリカ、ポリウレタンなどから選ばれる。
【００１４】
会合素子は酸化亜鉛、酸化マグネシウム、エチレン・チオウレア、カーボンブラック、ステアリン酸などから選ばれる。
【００１５】
材料組成物は選ばれた素子を与えられた範囲の周波数についてエネルギー移転を最大にする重量比率で混合して製造される。
【００１６】
材料は電子製品中の１個以上の電子素子についてパッケージ材料中に集積できる。
【考案の効果】
【００１７】
エネルギー吸収により、材料に出会った電磁波の少なくとも一部は熱エネルギーに変換されて、材料を貫通する電磁波の放射を低減することができる。
【００１８】
遮蔽層の存在により、層中の電子素子により発生された電磁波が周辺に好ましくないまたは有害な効果を及ぼすことを防止できる。さらに遮蔽層はパッケージ中の電気製品が外部電磁波により損傷または干渉されることを防止する。  
【実施例１】
【００１９】
図１から図４に示すのはこの考案のＥＭ吸収組成物からなる遮蔽層であて、該組成物は少なくとも１種の磁粉と、層中の磁粉を結合する少なくとも１種の結合化合物とを含んでなるものである。
【００２０】
加えて該組成物は層の堅さを変える１種以上の会合化合物を有しても良い。
【００２１】
磁粉は磁性を具えた１種以上の元素または化合物からなっている。元素または化合物は電導性または誘電体であってもよい。例えば、磁粉はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ，Ｍｎまたはこれらの組合せからなる。
【００２２】
結合化合物はシリコン、ゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ、シリカ、ポリウレタンなどから選ばれる。
【００２３】
会合化合物は酸化亜鉛、酸化マグネシウム、エチレン・チオウレア、カーボンブラック、ステアリン酸などから選ばれる。
【００２４】
化合物の電磁波吸収の故に、遮蔽パッケージ内に配置された電子素子は外部電磁パルス（ＥＭＰ）および電磁干渉（ＥＭＩ）から効果的に保護される。さらに遮蔽パッケージは遮蔽パッケージ内に配置された電子素子により発生される電磁波がパッケージを貫通することを防止する。
【００２５】
図１に示すのは硬化遮蔽材料からなるこの考案の遮蔽ケースである。ケース内に電子素子が配置されると、電子素子は外部電磁波による損傷または干渉から保護される。またケースはケース内の電子素子により発生される電磁波が周辺に有害または好ましくない効果を及ぼすのを防止する。
【００２６】
図２に示すのは複数の電気素子を収容する２個以上の房室を有した遮蔽ケースである。これらの房室はこの考案の遮蔽材料からなる仕切り壁により分離されている。しかして遮蔽パッケージ内に配置された電気素子は周辺の区画内の電気素子により発生される電磁波から保護される。
【００２７】
一般に、磁粉と１種以上の結合化合物は組成物の６０〜９０重量％を占めている。磁粉（例えばスイスのＦｌｕｋａ社製）の粒径は１〜２００μであり、密度は１〜２０ｇ／ｍｌであり、３０〜９０重量％存在する。遮蔽層がかなり厚い場合には、磁粉は大きな粒子を含んだ粗いものでもよい。磁粉は一般に使用に応じたある寸法の分離粒子を含有している。
【００２８】
結合材料はシリコン、ゴム、ＡＢＳ、ＰＣ、エポキシ、シリカ、ポリウレタンの１種以上からなるものである。結合材料は組成物中に５〜６５重量％含まれる。
【００２９】
酸化亜鉛、酸化マグネシウム、エチレン・チオウレア、ステアリン酸、カーボンブラックから選ばれる会合素子は総量で５〜４０重量％存在する。
【００３０】
以下に遮蔽層を形成する一方法を説明する。混合組成物のブレンドを型中で約１３０〜１９０℃の温度で約３〜３０分加熱して厚さが０．１〜２０ｍｍの所望形状と寸法の堅いシェルとする。型形状に応じて該シェルは平坦でも、湾曲していても、円形などであってよい。
【００３１】
２個以上の区画を具えた遮蔽ケースについては、図２に示すように、シェルと一緒に仕切り壁を形成するか、または１個以上の遮蔽材料の個別のシートをシェルに加えて区画間に電磁波障壁を形成できる。
【００３２】
組成物中の会合素子のタイプと量とに応じて、遮蔽層を可撓性のシートとしてバッグに入れ、電子素子や回路を外部のＥＭＰまたはＥＭｌから遮蔽することもできる。可撓性シートは例えば図３に示すように回路盤を包絡するのに用いてもよい。
【００３３】
遮蔽材料をペースト状の物質にして、例えば図４に示すように回路盤の小さな部分に選択的に施与することもできる。
【００３４】
混合物によっては、この考案の電磁波材料は異なる方法によりスポンジ上の材料にもできる。
【００３５】
電子素子または遮蔽層外からの電磁波は吸収により遮蔽層を透通することを防止される。しかし吸収により発生した熱は電気素子中の電流消費により発生される熱に比べて一般に低い。
【００３６】
この考案のＥＭ遮蔽材料は電子製品中の電子素子のためのパッケージ材料として用いることができる。ＥＭ遮蔽材料は一般の集積回路（ＩＣ）または特殊アプリケーション集積回路（ＡＳＩＣ）のためのパッケージ材料として用いられる。遮蔽材料はＲＦ受信機用のパッケージシェルとしても使用できる。図５ａに示すように、この考案のＥＭ遮蔽材料はＩＣ用の全パッケージ材料として使用できる。しかし遮蔽材料は図５ｂ、５ｃに示すようにパッケージの一部としても使用できる。
【００３７】
図６にいかにして磁粉が遮蔽層中に分散されるかを示す。図示のように、磁粉中の分離粒子が結合材料により分離されて、粒子中に吸収された電磁波の電気伝導による隣接粒子への移転が防止される。しかして粒子に吸収された電磁波が局部的に捕捉されて、電磁波に随伴するエネルギーが熱として周辺領域に移転される。
【００３８】
以下に遮蔽層を形成する組成物のいくつかの実験例を示す。
【００３９】
実験例１。
（１）磁粉７０ｇ、ゴム１５ｇ、酸化亜鉛３ｇ、酸化マグネシウム４ｇ、エチレン・チオウレア２ｇ、カーボンブラック４ｇ、ステアリン酸２ｇを含んで総量１００ｇ、寸法１５μ、密度４ｇ／ｍｌの材料組成物を用意して混合する。
（２）混合材料を型または容器に入れ、１８０℃まで１５分加熱する。
（３）混合材料に１５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を印加する。
（４）混合材料を冷却する。
（５）型から硬化材料を取り出す。
約３ｍｍの厚さで、混合材料から形成された遮蔽パッケージはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ周波数帯域（２〜４ＧＨｚのＳ周波数帯域）中で電磁波に対して効果的である。
【００４０】
実験例２。
（１）磁粉５５ｇ、シリコン３０ｇ、酸化亜鉛３ｇ、酸化マグネシウム４ｇ、エチレン・チオウレア２ｇ、カーボンブラック４ｇ、ステアリン酸２ｇを含んで総量１００ｇ、寸法２０μ、密度３ｇ／ｍｌの材料組成物を用意して混合する。
（２）混合材料を型または容器に入れ、１３０℃まで１０分間加熱する。
（３）混合材料に１３０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を印加する。
（４）混合材料を冷却する。
（５）硬化材料を型から取り出す。
１．６ｍｍの厚さで、混合材料から形成された遮蔽パッケージは衛星通信周波数帯域（１２〜１８ＧＨｚのＫｕ周波数帯域）の電磁波に対して効果的である。
【００４１】
吸収測定１。
実験例１の混合材料からなる遮蔽パッケージを用いてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ周波数帯域（２〜４ＧＨｚのＳ周波数帯域）の電磁波の吸収を測定する。電磁波吸収効果のデータを図７に示す。図において横軸Ｘは電磁波周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸Ｙは反射減衰（ｄｂ）を示す。電磁波エネルギーが熱エネルギーに変換されて、無視可能な昇温を招くことが分かった。
【００４２】
吸収測定２。
実験例２の混合材料からの遮蔽パッケージを用いて衛星通信周波数帯域（１２〜１８ＧＨｚのＫｕ周波数帯域）の電磁波吸収を測定した。電磁波吸収効果のデータを図８に示す。図において横軸Ｘは電磁波周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸Ｙは反射減衰（ｄｂ）を示す。
【００４３】
遮蔽層に加えて第２の遮蔽ユニットを遮蔽層上に添加してもよい。これによりエネルギー移転ユニットの移転能力が高まる。第２の遮蔽層は金、銀、銅、鉄、アルミニウム、プラチナ、ステンレス鋼、ＩＴＯ、合金の金属シートまたはアースなしの電磁波遮蔽フィルムからなるものである。
【００４４】
さらにこの考案の遮蔽層は所望の保護程度に応じてより厚くもより薄くもできる。遮蔽層は混合材料の数個のサブ層からも形成できる。
【００４５】
ＥＭ吸収材料からなるこの考案の遮蔽製品は図１〜４に示すように堅いシェルまたはペーストにすることもできる。しかし製品をより液状にして１以上の電子素子にスプレーまたは塗装することもできる。
【００４６】
ＥＭ遮蔽層に隣接して第２の遮蔽層を添加して、ＥＭ遮蔽層のエネルギー移転能力を高めることもできる。第２の遮蔽層は金、銀、銅、鉄、アルミニウム、プラチナ、ステンレス鋼などの金属または金属化合物から形成される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この考案の一実施例における遮蔽ケースの断面図である。
【図２】この考案の他の実施例における遮蔽ケースの断面図である。
【図３】電子素子を包絡する可撓性遮蔽層の模型図である。
【図４】電子素子に施与されるペーストとして使用される遮蔽材料の模型図である。
【図５ａ】電子製品中の電子素子用のパッケージ材料として使用される遮蔽材料の模型図である。
【図５ｂ】電子製品中の電子素子用のパッケージ材料の一部として使用される遮蔽材料の模型図である。
【図５ｃ】電子製品中の電子素子用のパッケージ材料の内部分として使用される遮蔽材料の模型図である。
【図６】遮蔽層中の磁粉の結合を示す模型図である。
【図７】吸収測定に使用された電磁波がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ周波数帯域（Ｓ周波数帯域＝２〜４ＧＨｚ）中にある場合の、この考案の遮蔽パッケージのマイクロ波特性を示すグラフである。
【図８】吸収測定に使用された電磁波が衛星通信帯域（Ｋｕ周波数帯域＝１２〜１８ＧＨｚ）中にある場合の、この考案の遮蔽パッケージのマイクロ波特性を示すグラフである。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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