(57)【要約】      （修正有）【課題】薄厚であり、高周波領域での電磁波吸収性に優れた電磁波吸収膜を提供し、さらに、該電磁波吸収膜を用いた電磁波吸収体を、環境に負荷をかけることなく、比較的容易に製造できる方法を提供する。【解決手段】基材１０上に、磁性金属及び該磁性金属を酸化してなる金属酸化物を含有し、該金属酸化物の含有率が、10〜50体積％の範囲である電磁波吸収膜２０を形成する。前記電磁波吸収膜２０に前記磁性金属及び該金属の酸化物である前記金属酸化物を含有させることで、同一材料（磁性金属）を用いて前記電磁は吸収膜２０の形成を行うことができるため、前記磁性金属を膜中に均一に分散させることが可能となり、薄厚で、電磁波吸収性に優れた電磁波吸収膜を得ることができる。【選択図】図１
2012175060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性金属及び該磁性金属を酸化してなる金属酸化物を含有し、該金属酸化物の含有率が、10〜50体積％の範囲であることを特徴とする電磁波吸収膜。
【請求項２】
膜厚が10〜500nmの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収膜。
【請求項３】
前記磁性金属は、Fe−Al−Ni、Fe−Ni、Fe−Co及びFe−Sからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収膜。
【請求項４】
基材上に、磁性金属及び該磁性金属を酸化してなる金属酸化物を含有し、該金属酸化物の含有率が、10〜50体積％の範囲である電磁波吸収膜を形成することを特徴とする電磁波吸収体の製造方法。
【請求項５】
前記電磁波吸収膜の形成は、物理蒸着によって行われることを特徴とする請求項４に記載の電磁波吸収体の製造方法。
【請求項６】
前記物理蒸着は、不活性ガス及び酸素ガスを導入し、前記磁性金属をターゲットに用いたスパッタリングであることを特徴とする請求項５に記載の電磁波吸収体の製造方法。
【請求項７】
前記酸素ガスの導入量は、不活性ガスの0.01〜0.5倍の範囲であることを特徴とする請求項６に記載の電磁波吸収体の製造方法。
【請求項８】
前記磁性金属が、Fe−Al−Ni、Fe−Ni、Fe−Co及びFe−Sからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属であることを特徴とする請求項４に記載の電磁波吸収体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、携帯電話やコンピュータ等の電子機器に用いられる電磁波吸収膜及び、該電磁波吸収膜を用いた電磁波吸収体の製造方法であり、特に、薄厚化され、高周波領域での電磁波吸収性に優れた電磁波吸収膜及び、電磁波吸収体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やモバイルコンピュータなどの、ギガヘルツ以上の高周波を利用する各種電子機器類や、各種機器の周囲にある導電ケーブル、モータなどから発生した電磁波は、ノイズとして、コンピュータの誤作動や、通信の障害を招くおそれがある。そのため、電磁波の漏洩防止を目的として、種々の電磁波遮蔽手段が開発されている。
【０００３】
前記電磁波遮蔽手段の一つとして、磁性体の磁気損失特性を利用したものが挙げられる。この手段によれば、磁性体が、その表面を通過する電磁波と共鳴することで、前記電磁波を熱エネルギー等に変換し、電磁波を低減（吸収）することが可能となる。
【０００４】
例えば、特許文献１では、柔軟性を有する絶縁層と、この絶縁層内の少なくとも一方の表面に沿って、及び／又は、厚さ方向の略中間位置において、軟磁性体の金属又は合金からなり且つ平均粒径が100μm以下の粉末を層状に埋設した粉末層とを有することを特徴とする電磁波遮蔽シートが開示されている。この電磁波遮蔽シートを用いれば、柔軟性を有しつつ、一定の電磁波シールド特性を得ることができるとされている。
【０００５】
また、特許文献２では、基材の表面に、金属酸化物からなる接着層を形成し、その上に、平均粒径1〜150ｎｍの磁性体粉末を、それぞれ個別に電気絶縁材料によって絶縁した状態で含有する磁性体層と、電気絶縁層とを交互に積層して、２層以上の多層構造である電磁波吸収体層が開示されている。この電磁波吸収体層を用いれば、従来の電磁波吸収体に比べて薄厚化が可能となり、高周波数領域での電磁波吸収特性が向上するとされている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された電磁波遮蔽シートは、薄厚化（ナノメートルオーダー）にした場合には、十分な電磁波吸収性能を発揮することができないという問題があった。所望の電磁波吸収性能を得るためには、100μm程度の膜厚にしなければならず、近年の小型化・薄厚化された電子機器等に用いることは困難である。さらに、電磁波遮蔽シートの製造工程において、軟磁性体等の金属を高い密度で充填させることを目的として、環境に負荷を与える有機溶剤（トルエン等）を用いるため、環境的な問題もあった。
【０００７】
また、特許文献２に記載された電磁波吸収体層は、ある程度の薄厚化が図られているものの、特許文献１に開示された電磁波遮蔽シートと同様に、ナノメートルオーダーにまで薄厚化された場合には、十分な電磁波吸収性能を発揮することができないという問題があった。さらに、上記電磁波吸収層は、磁性体層と電気絶縁層とを交互に積層させてなるため、その製造工程が煩雑になるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３２２０８５
【特許文献２】特開２００４−１６５６２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の現状を鑑み開発されたものであり、従来の電磁波吸収手段に比べて、薄厚であり、高周波領域での電磁波吸収性に優れた電磁波吸収膜及び、環境に負荷をかけることなく比較的容易に製造できる前記電磁波吸収膜を用いた電磁波吸収体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、磁性金属及び該磁性金属を酸化してなる金属酸化物を所定量含有させることにより、電磁波吸収効果を有する前記磁性金属及び絶縁体である前記金属酸化物を、膜中に均一に分散させることができるため、薄厚で、電磁波吸収性に優れた電磁波吸収膜が得られることを見出した。さらに、前記電磁波吸収膜を形成した電磁波吸収体は、トルエン等の溶剤を用いることや、磁性体層と電気絶縁層とを交互に積層させることがないため、従来の製造方法に比べて、環境に負荷をかけることなく、比較的容易に製造することができることを見出した。
【００１１】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
（１）磁性金属及び該磁性金属を酸化してなる金属酸化物を含有し、該金属酸化物の含有率が、10〜50体積％の範囲であることを特徴とする電磁波吸収膜。
【００１２】
（２）膜厚が10〜500nmの範囲であることを特徴とする上記（１）に記載の電磁波吸収膜。
【００１３】
（３）前記磁性金属は、Fe−Al−Ni、Fe−Ni、Fe−Co及びFe−Sからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属であることを特徴とする上記（１）に記載の電磁波吸収膜。
【００１４】
（４）基材上に、磁性金属及び該磁性金属を酸化してなる金属酸化物を含有し、該金属酸化物の含有率が、10〜50体積％の範囲である電磁波吸収膜を形成することを特徴とする電磁波吸収体の製造方法。
【００１５】
（５）前記電磁波吸収膜の形成は、物理蒸着によって行われることを特徴とする上記（４    ）に記載の電磁波吸収体の製造方法。
【００１６】
（６）前記物理蒸着は、不活性ガス及び酸素ガスを導入し、前記磁性金属をターゲットに用いたスパッタリングであることを特徴とする上記（５）に記載の電磁波吸収体の製造方法。
【００１７】
（７）前記酸素ガスの導入量は、不活性ガスの0.01〜0.5倍の範囲であることを特徴とする上記（６）に記載の電磁波吸収体の製造方法。
【００１８】
（８）前記磁性金属が、Fe−Al−Ni、Fe−Ni、Fe−Co及びFe−Sからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属であることを特徴とする上記（４）に記載の電磁波吸収体の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、薄厚であり、高周波領域での電磁波吸収性に優れた電磁波吸収膜を提供し、さらに、環境に負荷をかけることなく比較的容易に製造できる、該電磁波吸収膜を用いた電磁波吸収体の製造方法を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の電磁波吸収体を模式的に示した図である。
【図２】スパッタリング装置を用いて、本発明の電磁波吸収膜の形成している状態を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明による電磁波吸収膜の構成と限定理由を説明する。
本発明に従う電磁波吸収膜は、磁性金属及び該磁性金属を酸化してなる金属酸化物を含有することを特徴とする。
【００２２】
膜中に、電磁波吸収作用を有する前記磁性金属及び絶縁体としての前記金属酸化物を含有することで、電気的に絶縁した状態で前記磁性金属を存在させることができる。ただし、通常の磁性体と絶縁体とを単純に混合するだけでは、均一に分散することが困難であり、所望の電磁波吸収性能を得ることができない。そのため、本発明では前記金属酸化物を前記磁性金属の酸化物とすることで、膜形成の際、前記磁性金属を選択的に酸化して金属酸化物を得ることができるとともに、前記磁性金属及び前記金属酸化物を均一に分散することができる結果、得られた電磁波吸収膜は優れた電磁波吸収性を有する。さらに、本発明による電磁波吸収膜は、電磁波吸収性が高く、複数層形成する必要もないため、従来の電磁波吸収膜に比べて大幅に薄厚化することができる。
【００２３】
ここで、本発明による電磁波吸収膜の膜厚は、10〜500nmとすることが好ましい。10nm未満の場合、膜厚が小さすぎるため、所望の電磁波吸収性を得ることができないおそれがあり、一方、500nmを超えると、電磁波吸収性の効果が飽和し、薄厚の電磁波吸収膜を得るという本発明の目的に沿わないおそれがあり、さらに、膜厚の応力によってクラックが発生するおそれがあるためである。
【００２４】
また、本発明による電磁波吸収膜は、前記磁性金属及び前記金属酸化物を含有すればよく、その他の含有成分については、特に限定はしない。さらに、製造工程中に、不可避的に含有される成分についても膜中に含有される場合がある。
【００２５】
また、前記電磁波吸収膜中の金属酸化物の含有率が、10〜50体積％の範囲であることを特徴とする。10体積％未満の場合、前記磁性金属の割合が多くなりすぎるため、前記磁性金属が均一に分散されず、電磁波吸収性が低下し、一方、50体積％を超えると、前記磁性金属の割合が少なくなりすぎるため、十分な電磁波吸収性が得られないからである。なお、前記前記金属酸化物の含有率については、本発明では、前記電磁波吸収膜の任意の１箇所についてネットワークアナライザーを用いて、前記金属酸化物の体積を測定し、各測定値の平均値をもとに含有率を算出している。
【００２６】
また、前記磁性金属及び前記金属酸化物は、粒子状で存在しているが、その平均粒径は、いずれも10nm以下であることが好ましい。10nmを超える場合、粒径が大きすぎるため、前記磁性金属を均一に分散することが難しく、電磁波吸収性能が低下するおそれがあるからである。なお、前記磁性金属及び前記金属酸化物の平均粒径については、いずれも、複数の粒径を測定して得られる平均値であれば特に限定はしないが、本発明では、任意に選択した前記磁性金属及び前記金属酸化物の粒子各30個ずつの粒径をＳＥＭによって測定し、その平均を算出することで得られる。
【００２７】
本発明による電磁は吸収膜に含有される前記磁性金属は、十分な電磁波吸収性能を発揮できるという点から、Fe−Al−Ni、Fe−Ni、Fe−Co及びFe−Sからなる群より選ばれた少なくとも１種の軟磁性金属であることが好ましい。その他にも、Fe−Mo−Niや、Co−Nb−Zr等を用いることもできる。
【００２８】
また、前記金属酸化物は、前記磁性金属の酸化物であり、具体的には、Fe2O3、Al2O3、SiO2及びNiOからなる群より選ばれた少なくとも１種の酸化物であることが好ましい。
【００２９】
次に、本発明による電磁波吸収体の製造方法について図面を用いて説明する。
本発明による電磁波吸収体１の製造方法は、図１に示すように、基材１０上に、磁性金属及び該磁性金属を酸化してなる金属酸化物を含有し、該金属酸化物の含有率が、10〜50体積％の範囲である電磁波吸収膜２０を形成することを特徴とする。
【００３０】
前記電磁波吸収膜２０に前記磁性金属及び該金属の酸化物である前記金属酸化物を含有させることで、同一材料（磁性金属）を用いて前記電磁は吸収膜２０の形成を行うことができるため、前記磁性金属を膜中に均一に分散させることが可能となり、薄厚で、電磁波吸収性に優れた電磁波吸収膜を得ることができる。さらに、トルエン等の溶剤を用いることがないため環境への悪影響はなく、磁性体層と電気絶縁層とを交互に積層させることがないため、煩雑な製造工程を経ることなく比較的容易に製造することができる。
【００３１】
また、前記電磁波吸収膜２０の形成は、物理蒸着によって行われることが好ましい。前記電磁波吸収膜２０に含有される前記前記磁性金属を膜中に均一に分散させることを可能とし、さらに、前記電磁波吸収膜２０を効率的に形成することができるからである。なお、物理蒸着の種類としては、例えば、スパッタリング、抵抗加熱又はイオンプレーティング等が挙げられる。
【００３２】
さらに、前記物理蒸着は、図２に示すように、不活性ガス及び酸素ガスを導入し、前記磁性金属をターゲット１１０に用いたスパッタリングであることがより好ましい。スパッタリングによって、前記ターゲット１１０である磁性金属の一部が酸素と反応して酸化物となった状態で、前記基材１０上に到達するため、均一に分散された磁性金属及び該磁性金属の酸化物を含有する電磁波吸収膜２０を確実に形成することできるからである。
【００３３】
スッパッタリングの条件については、前記基材１０上に所望の電磁波吸収膜２０形成できる条件であればよく、前記ターゲット１１０を磁性金属とし、不活性ガス及び酸素ガスを導入すること以外の条件については特に限定されない。例えば、図２に示すようなスパッタリング装置１００を用いて行うことができる。図２に示すスパッタリング装置１００は、前記ターゲット１１０を支持する支持台１２０と、前記ターゲット１１０及び前記基材１０の間へ電圧をかける電源１３０と、前記不活性ガス及び酸素ガスを導入するための導入口１４０、１５０と、装置内の減圧を行うための真空ポンプ１６０と、シャッター１７０と、前記基材１０を載置するためのテーブル１８０とを備え、装置内を減圧した状態で前記基材１０と前記ターゲット１１０との間に電圧をかけてプラズマ２００を発生させることで、発生したプラズマ粒子をターゲット１１０（磁性金属）に衝突させて、衝突で弾き飛ばされた磁性金属は、その粒子の一部が反応性ガスの酸素と反応して酸化物となった状態で、前記基材１０上に付着する結果、電磁波吸収膜２０を形成できる。
【００３４】
また、前記電磁波吸収膜２０の性能を高める点からは、前記酸素ガスの導入量は、不活性ガスの0.01〜0.5倍の範囲であることが好ましい。0.01倍未満の場合、スパッタリング時に前記磁性金属の酸化物粒子を十分に生成することができず、形成された電磁波吸収膜２０中の前記磁性金属の分散性が低下するからであり、一方、0.5倍を超えると、酸素の量が多すぎるため、前記磁性金属粒子の殆どが酸化する結果、前記電磁波吸収膜２０の電磁波吸収性能が低下するおそれがあるからである。
【００３５】
さらに、前記ターゲット１１０である磁性金属は、Fe−Al−Ni、Fe−Ni及びFe−Sからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属であることが好ましい。その他の金属を、前記磁性金属として用いて電磁波吸収膜２０を形成した場合、十分な電磁波吸収性能を発揮できないおそれがあるからである。
【００３６】
なお、前記電磁波吸収膜２０が形成される基材１０については、特に限定はせず、電磁波吸収体の用途によって種々の基材１０を選択することができる。具体的な種類については特に限定はしないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等を用いることができる。
【００３７】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲の記載に基づいて種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００３８】
本発明の実施例について説明する。
（実施例１及び２、比較例１）
図２に示すスパッタリング装置１００を用いて、アルゴンガス及び酸素ガスを導入し、表１に示す磁性金属をターゲットとして、減圧下（1Pa程度）でスパッタリングを行うことによって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材１０上に、表１に示す磁性金属及び金属酸化物からなる電磁波吸収膜２０を形成し、各実施例及び比較例のサンプルとなる電磁波吸収体を製造した。
なお、スパッタリングの条件（ターゲットの種類、アルゴンガスに対する酸素ガスの導入量の割合、装置内の圧力）、及び、形成された電磁波吸収膜２０の条件（磁性金属の種類、金属酸化物の種類、金属酸化物の含有率、膜厚）については、表１に示す。
【００３９】
（比較例２）
酸素ガスを導入せず、アルゴンガスのみを導入してスパッタリングを行ったこと以外は、実施例１〜３と同様の条件によって、比較例１のサンプルとなる電磁波吸収体を製造した。
なお、スパッタリングの条件（ターゲットの種類、装置内の圧力）、及び、形成された電磁波吸収膜２０の条件（磁性金属の種類、金属酸化物の含有率、膜厚）については、表１に示す。
【００４０】
（比較例３）
偏平磁性金属からなる電磁波吸収膜を備えた市販の電磁波吸収体（太陽誘電（株）製  「ＳＦＸ１」）を、比較例２のサンプルとして用いた。
なお、電磁波吸収膜２０の条件（磁性金属の種類、金属酸化物の含有率、膜厚）については、表１に示す。
【００４１】
以上のようにして得られた各電磁波吸収体について評価を行った。評価方法を以下に示す。
【００４２】
（評価方法）
（１）電磁波吸収性能
各サンプルについて、ネットワークアナライザーを用いたＳパラメータ法により、吸収量＝1−10S21/10−10S11/10を計算することで、電磁波吸収量（dB）を取得し、評価を行った。なお、電磁波吸収量の取得は、周波数の異なる２種類の電磁波（1GHz、3GHz）のについて行った。電磁波吸収量の測定結果は、表１に示す。
【００４３】
（２）電磁波吸収膜の膜厚
各サンプルについて、電磁波吸収膜の膜厚をオージェ電子分光法によって測定した。膜厚の側定結果は、表１に示す。
【００４４】
【表１】
2012175060.tif 000003
【００４５】
表１の結果から、本発明にかかる実施例１及び２は、特に高周波領域（3GHz）での電磁波吸収性能が高いことがわかった。一方、磁性金属酸化物の含有率が本発明の範囲外である比較例１、及び、磁性金属のみからなる電磁波吸収膜を有する比較例２については、いずれも、電磁波吸収性能が各実施例に比べて劣るものであった。また、市販品である比較例３については、一定の電磁波吸収性能を発揮するものの、実施例１及び２に比べて大幅に電磁波吸収膜の膜厚が大きいことがわかった。
さらに、各実施例のサンプルは、１層の電磁波吸収膜からなるため、複数層形成した電磁波吸収膜に比べて製造工程が煩雑とはならず、基材上に磁性金属をスパッタリングしているため環境に悪影響を与える材料を用いていないことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、薄厚であり、高周波領域での電磁波吸収性に優れた電磁波吸収膜を提供し、さらに、該電磁波吸収膜を用いた電磁波吸収体を、環境に負荷をかけることなく、比較的容易に製造できる方法を提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００４７】
１        電磁波吸収体
１０      基材
２０      電磁波吸収膜
１００    スパッタリング装置
１１０    ターゲット
１２０    支持台
１３０    電源
１４０、１５０  導入口
１６０    真空ポンプ
１７０    シャッター
１８０    テーブル
【図１】
2012175060.tif 000004
【図２】
2012175060.tif 000005