(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に酸化皮膜を有する軟磁性体粉末と有機結合剤とからなる複合磁性体において、前記複合磁性体は能動素子とこの能動素子を実装する基板上の配線とを繋ぐリード上若しくはこのリードを取り囲むように配置され、前記複合磁性体は、前記能動素子上の部位で複素透磁率特性が所望の周波数帯域においてμ″A ＞μ′A なる関係を有する複合磁性体材料Ａが、前記リード上の直近若しくはリードの直近を取り囲む部位には同じ周波数帯域においてμ′B ＞μ″B なる関係を満足する複合磁性体材料Ｂが位置するように形成されていることを特徴とする複合磁性体。
【請求項２】
前記複合磁性体材料Ａと前記複合磁性体材料Ｂとの複素透磁率特性が、前記周波数帯域でμ′B ＞μ′A の関係を満足することを特徴とする請求項１記載の複合磁性体。
【請求項３】
前記複合磁性体材料ＡとＢとが略一体に成形されていることを特徴とする請求項１記載の複合磁性体。
【請求項４】
前記複合磁性体材料Ａを構成する前記軟磁性体粉末および前記複合磁性体材料Ｂを構成する前記軟磁性体粉末の少なくとも一方は、表面に酸化皮膜を有する金属磁性体粉末であることを特徴とする請求項２または３記載の複合磁性体。
【請求項５】
前記リード上の直近若しくはリードの直近を取り囲む部位の前記複合磁性体材料Ｂの上に更に前記複合磁性材料Ａが配置されていることを特徴とする請求項１記載の複合磁性体。
【請求項６】
能動素子とこの能動素子を実装する基板上の配線とを繋ぐリード上若しくはこのリードを取り囲むように配置された複合磁性体とを含む能動素子の実装構造であって、前記複合磁性体は表面に酸化皮膜を有する軟磁性体粉末と有機結合剤とからなり、前記複合磁性体は、前記能動素子上の部位で複素透磁率特性が所望の周波数帯域においてμ″A ＞μ′A なる関係を有する複合磁性体材料Ａが、前記リード上の直近若しくはリードの直近を取り囲む部位には同じ周波数帯域においてμ′B ＞μ″B なる関係を満足する複合磁性体材料Ｂが位置するように形成されていることを特徴とする能動素子の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＥＭＩ対策部品に関し、特に、高周波領域における不要電磁波によって生じる外部への放射及び性能劣化や異常共振等の電磁波障害を抑止する複合磁性体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器は高速・高周波・デジタル化が進み、小型・多機能化も加速傾向にある。機器の小型・多機能化の要求から配線基板への部品実装密度は非常に高まり、中央演算処理装置（ＣＰＵ）または画像プロセッサ算術論理演算装置（ＩＰＬＵ）等のＬＳＩ及びＩＣが近接して配置されている。これらＬＳＩ及びＩＣは多数の半導体素子で構成されており、半導体素子は、外部からエネルギーの供給を受けて増幅または発振等の作用を行うため一般に能動素子と呼ばれ、誘導性ノイズを発生することが多い。この誘導性ノイズによって配線基板の素子実装面と同一面および反対面には高周波磁界が誘導される。高周波磁界が発生することにより、線間結合の増大や放射ノイズによる電磁干渉に起因する性能劣化や異常共振などが誘起される。従来このようないわゆる電磁波障害に対しては、回路にノイズフィルタを挿入したり、問題となる回路を遠ざける、或いはシールディングを行う等の手段を講じて電磁波障害の原因となる電磁結合、不要放射ノイズを抑制してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、問題となる回路を金属板や導電メッキ等の導電体で囲むシールディングは従来から行われている手法であるが、これは内部から発生する放射ノイズの外部漏洩や外部からの放射ノイズの侵入防止には非常に有効な手段であるものの、反射による電磁結合が助長され、シールド内部に設置されている素子に対して二次的な電磁障害を引き起こす場合が少なからず生じ、重大な影響を与えている。
【０００４】
更に、能動素子から発生したノイズはそのまま放射されるばかりでなく、リードを通じて伝導し、基板上の配線をアンテナとして放射されたり、配線を通じて他のデバイスに影響を及ぼしたりしている。
【０００５】
また更に、従来の対策法はいずれも実装するスペースが必要となり高密度化を阻害し時代の要求に逆行するものである。また、先に述べたように２次的に生じる障害を発生させたりもしている。
【０００６】
本発明の技術的課題は、本来の回路機能を損なうことなく、外部へ放射する電磁波の透過に対しては遮蔽効果を有し、かつ周辺部品間との相互干渉や信号線への電磁誘導による誤動作等を抑止でき、且つリード〜配線を通じて伝導させる不要伝導ノイズも同時に低減・抑止する複合磁性体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、表面に酸化皮膜を有する軟磁性体粉末と有機結合剤とからなる複合磁性体において、能動素子とこの能動素子を実装する基板上の配線とを繋ぐリード上若しくはこのリードを取り囲むように配置される複合磁性体であって、前記能動素子上の部位と、前記リード上若しくはリードを取り囲む部位とでは、透磁率の周波数特性において異なる挙動を示す複合磁性体材料をそれぞれ配置したことを特徴とする複合磁性体が得られる。
【０００８】
【作用】
本出願人は従来技術の欠点に鑑み、先に、同じく本出願人が提案した複合磁性体材料を能動素子上の２つの部位に配置している。これにより、２次放射ノイズを発生させることなく外部への電磁波漏洩の防止、外部からの飛来ノイズの侵入防止を図ることができる。本出願人は、このような実装配置を更に考慮し、能動素子の本体から発生する放射ノイズとリード部を通じて伝導される伝導ノイズの各々を最も効果的に減少させる手段を検討した結果、前記放射ノイズと前記伝導ノイズの性質が異なることに着眼し、これら異なる性質を持つノイズを同時に排除する複合磁性体を発明した。即ち、放射ノイズについては、複合磁性体の磁気損失特性（虚数部透磁率μ″）を利用し、空間中で吸収体として主に作用させ、伝導ノイズについては、複合磁性体のインピーダンス特性（複素透磁率（μ＝μ′−ｊμ″））を利用し伝導ライン直近にてインピーダーとして主に作用させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、表面に酸化皮膜を有する軟磁性体粉末と有機結合剤からなる複合磁性体が、半導体等の能動素子とこの能動素子が実装される基板上の配線とを繋ぐリード上若しくはリードを取り囲むように配置されている。前記能動素子上の部分と、前記リード上若しくはリードを取り囲む部分とでは、透磁率の周波数特性において異なる挙動を示す複合磁性体材料をそれぞれ配置することを特徴とする。ここで、表面に酸化皮膜を有する軟磁性体粉末とは酸化物磁性体粉末も含む。前記能動素子上の部分に配置される複合磁性体材料Ａの複素透磁率特性が、所望の周波数帯域においてμ″A ＞μ′A であって、前記リード上若しくはリードを取り囲む部分に配置される複合磁性体材料Ｂが、同じ周波数帯域においてμ′B ＞μ″B の関係を満足すること、更に、前記複合磁性体材料ＡとＢの複素透磁率特性が、前記周波数帯域でμ′B ＞μ′A の関係を満足することによって異なる性質のノイズを吸収する効果が助長される。前記複合磁性体材料ＡとＢが略一体に成形されていることによって、ＡＢ間に空隙が生じなくなるため効果が高まる。
【００１０】
また、前記複合磁性体材料Ａを構成する前記軟磁性体粉末または前記複合磁性体Ｂを構成する前記軟磁性粉末の少なくとも一方が、表面に酸化皮膜を有する金属磁性体粉末である場合、本発明の複合磁性体は、渦電流損失の低減化と空間とのインピーダンス不整合の抑止が出来、その結果、より高い周波数帯域で効果的に放射ノイズを抑制することが可能となる。
【００１１】
本発明の第１の実施形態を図１、図２および図３に示す。また、ここで用いた複合磁性体材料ＡおよびＢは、接着剤等で互いに接合されるが、μ−ｆ特性について図４に示す。能動素子１からは基板上に形成された配線と接続するためのリード２がでている。能動素子１上には断面凸状に成形された複合磁性体材料Ａが、リード２上には上面略ロの字状に成形された複合磁性体材料Ｂが配置されている。本実施形態による形状の場合、能動素子１から直接放射される放射ノイズの他、リード部をアンテナとして放射される伝導ノイズに対しても有効である。
【００１２】
本発明の第２の実施形態を図５および図６に示す。複合磁性体材料ＡおよびＢは、共に同じ有機結合剤が用いられており、一つの成形体として加圧成形すなわち一体成形されている。前記成形体は、能動素子１上には複合磁性体材料Ａが、リード２上に複合磁性体材料Ｂが来るように、各々を構成している軟磁性体粉末が有機結合剤中に混練分散されている。
【００１３】
本実施形態によると、複合磁性体材料ＡとＢとの間には空隙が生じなくなるため、非常に効果的なノイズ対策が可能となる。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
本発明の第１の実施例は、第１の実施形態に従う。前記複合磁性体材料Ａ、Ｂには、共に軟磁性体粉末として同じ金属磁性体粉末が原料として用いられており、加熱処理によって異なる周波数特性が実現されている。ここで、金属磁性体粉末は、酸素分圧２０％の窒素−酸素混合ガス雰囲気中で気相酸化され、表面に酸化皮膜が形成されていることを確認してある。表１に複合磁性体を形成する構成材料を示す。
【００１５】
【表１】
0003979610.tif 000002
【００１６】
本実施例において、各複合磁性体材料の各々の構成要素を、別々に加熱混練後、加圧成形したが、複合磁性体材料Ａについては、その断面が凸状となるように、また複合磁性体材料Ｂについては、その上面が略ロの字状となるように成形した。ここで、複合磁性体材料Ａは、複合磁性体材料Ｂの開口部に嵌合するよう成形してある。これを図１に示したように能動素子１（リード２を含む）上に配置した。尚、複合磁性体の表面抵抗を測定したところ、いずれも１×１０6 Ωであった。また、成形体の平均肉厚は１．５ｍｍであった。
【００１７】
（実施例２）
本発明の第２の実施例は第２の実施形態に従う。構成材料には実施例１と同じものを用いており、別々に加熱混練したものを加圧成型時に一体化して一つの成形体とした。これを図３に示したように、能動素子１（リード２も含む）上に配置した。平均肉厚も実施例１と同様とした。
【００１８】
（実施例３）
本発明の第３の実施例も第２の実施形態に従う。本実施例において複合磁性体材料Ｂの軟磁性体粉末にはＮｉ−Ｚｎフェライトを、複合磁性体材料Ａの軟磁性体粉末には実施例１と同じ材料を用いた。構成材料について表２に示す。
【００１９】
【表２】
0003979610.tif 000003
【００２０】
ここで、各々の複合磁性体材料を別々に加熱混練し、一体的に加圧成形するのは実施例２と同様である。図７、図８に実装例を示すが、本実施例では各リード間にも複合磁性体材料を配置して複合磁性体を成形し、本発明の効果を高めている。本実施例に従えば、複合磁性体を樹脂成形と同様の手法で成形出来るので、この様な複雑形状にも対応が可能である。
【００２１】
本発明の複合磁性体の試料の評価には、実施例にて得られた成形体を試料２０として用い、各々透過減衰レベル及び結合レベルの測定を行った。測定装置には図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、電磁界波源用発信器２１と電磁界強度測定器（受信用素子）２２と、それぞれループ径２ｍｍ以下の電磁界送信用微小ループアンテナ２３及び電磁界受信用微小ループアンテナ２４を接続した装置を用いた。透過減衰レベルの測定は、図１２（ａ）に示すように電磁界送信用微小ループアンテナ２３と電磁界受信用微小ループアンテナ２４との間に試料を位置させて行った。結合レベルの測定では、図１２（ｂ）のように試料の一面と電磁界送信用微小ループアンテナ２３及び電磁界受信用微小ループアンテナ２４とを対向させた。電磁界強度測定器２２には図示しないスペクトラムアナライザが接続されており、試料が存在しない状態での電磁界強度を基準として結合レベルの測定を行った。
【００２２】
各実施例による複合磁性体の透過減衰レベルを図１０（ａ）に、結合レベルを図１０（ｂ）に示す。これによると透過減衰レベル、結合レベルは共に減少し、反射による２次放射ノイズを引き起こすことなく効果的に放射ノイズを除去できることが分かる。
【００２３】
また、高速デジタル信号波形をオシロスコープで観察した結果を図１１に示すが、信号の立ち上がり、立ち上がりに起因するノイズ成分を波形を崩さずにカットできていることが判る。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２次放射ノイズを発生させることなく能動素子から発生する放射・伝導の異なる性質を持つノイズを同時に抑制できる複合磁性体を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による複合磁性体の斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿って切断した断面図である。
【図３】図１の複合磁性体の分解斜視図である。
【図４】実施例１、２で用いた複合磁性体材料Ａ（実線）と複合磁性体材料Ｂ（破線）とのμ−ｆ特性図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による複合磁性体の斜視図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿って切断した断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例による本発明の複合磁性体の斜視図である。
【図８】  図７のVIII−VIII線に沿って切断した断面図である。
【図９】実施例３で用いた複合磁性体材料Ａ（実線）と複合磁性体材料Ｂ（破線）とのμ−ｆ特性図である。
【図１０】（ａ）透過減衰レベルの評価試験による測定結果（周波数・透過減衰レベル特性図）である。
（ｂ）結合レベルの評価試験による測定結果（周波数・透過減衰レベル特性図）である。（比較例：ｔ＝０．５ｍｍのＡｌ板）
【図１１】（ａ）高速デジタル信号波形の観察図である。
（ｂ）実施例１を適用した場合の図である。
（ｃ）実施例３を適用した場合の図である。
【図１２】（ａ）透過減衰レベルの評価装置の外略図である。
（ｂ）結合レベルの評価装置の外略図である。
【符号の説明】
１      能動素子
２      リード
Ａ      複合磁性体
Ｂ      複合磁性体
２０    評価試料
２１    電磁界波源用発信器
２２    電磁界強度測定器
２３    電磁界送信用微小ループアンテナ
２４    電磁界受信用微小ループアンテナ
【図１】
0003979610.tif 000004
【図２】
0003979610.tif 000005
【図３】
0003979610.tif 000006
【図４】
0003979610.tif 000007
【図５】
0003979610.tif 000008
【図６】
0003979610.tif 000009
【図７】
0003979610.tif 000010
【図８】
0003979610.tif 000011
【図９】
0003979610.tif 000012
【図１０】
0003979610.tif 000013
【図１１】
0003979610.tif 000014
【図１２】
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