(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉末の表面が多価アミンと多価イソシアネートとを反応させて得られたポリウレア系樹脂からなる膜で覆われていることを特徴とするマイクロカプセル化電磁シールド材。
【請求項２】
前記多価アミンがヘキサメチレンジアミンであり、前記多価イソシアネートがヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロカプセル化電磁シールド材。
【請求項３】
前記磁性粉末がＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロカプセル化電磁シールド材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロカプセル化電磁シールド材を配合したことを特徴とする樹脂組成物。
【請求項５】
請求項４の樹脂組成物により封止・成形されたことを特徴とする電子部品。
【請求項６】
請求項４の樹脂組成物により封止・成形されたことを特徴とする半導体。
【請求項７】
磁性粒子分散液と多価アミン水溶液とを混合する工程と、
前記工程により得られた混合液を多孔質ガラスパイプの薄膜細孔部を透過させ、前記磁性粒子と前記多価アミンとからなる乳化粒子を含む分散液を調製する工程と、
前記分散液と多価イソシアネート溶液とを混合するとともに、前記乳化粒子に含まれる前記多価アミンと前記多価イソシアネートとを反応させ、前記磁性粉末の表面をポリウレア系樹脂からなる膜で覆う工程と、
を含むマイクロカプセル化電磁シールド材の製造方法。
【請求項８】
前記多価アミンがヘキサメチレンジアミンであり、前記多価イソシアネートがヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物であることを特徴とする請求項７に記載のマイクロカプセル化電磁シールド材の製造方法。
【請求項９】
前記磁性粉末がＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金からなることを特徴とする請求項７または８に記載のマイクロカプセル化電磁シールド材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、磁性粉末の表面を樹脂で覆ったマイクロカプセル化磁気シールド材に関するものである。詳しくは、樹脂コンパウンド等の中に多量に充填した場合においても電気導通を生じることなく、優れた磁気シールド特性を有するマイクロカプセル化電磁シールド材を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコン、ワープロ、ファックシミリ、携帯電話などの電子機器が急速に発達している。これらの機器に使用されているＩＣ、ＬＳＩから発生する電磁波がノイズとなって、コンピュータなどの誤動作、無線通信への障害、人体の健康への影響などが問題視され、磁気シールドが一部に実用化されている。また、電源用の導電ケーブル、モータ、超伝導磁石などから発生する強力な磁場が、測定機器、センサー、電気回路などに影響を与えるため、磁気シールドが行われている。
【０００３】
これらの電磁波及び磁気を遮蔽するには、透磁率及び飽和磁束密度の高いＦｅ−Ｃｒ合金などの金属板でシールドするのが望ましい。しかし、Ｆｅ−Ｃｒ合金などの圧延板により磁気の影響を排除すべき各種機器の電子回路やコンピュータなどが設置された空間や室内を覆うと、出来上がる遮蔽材自体の重量が嵩むとともに、空間や室内を覆うためには、板を切断、折り曲、場合によっては溶接を必要とするなど、多大の工数を必要とするため、コストが高くなるという欠点がある。また、透磁率及び飽和磁束密度の高い合金は、高価であり、且つ上記の各種の加工を施すために加工部分の金属組織が歪み、そのために遮蔽特性が低下するので、磁気遮蔽材としてあまり使用されていない。
【０００４】
そこで、被覆したり、加工したりするのが容易な磁気遮蔽材として、透磁率及び飽和磁束密度の高い偏平な磁性粉末を樹脂に分散して塗料、成形材、可とう性シートなどとしたものが使用されるようになった。この高透磁率の粉末を用いた磁気シールド材として、軟磁性アモルファス合金を粉砕した偏平粉末を高分子化合物の結合材中に混合した磁気遮蔽用塗料が特開昭５９─２０１４９３号公報に開示されており、また高透磁率合金の偏平粉末を高分子化合物の結合材中に混合した磁気遮蔽用塗料が特開昭５８─５９２６８号公報に開示されている。
しかし、この様な磁性粉末の多くは比重が高く、電磁シールド性を向上させるために樹脂中における粉末の充填率を高くした場合には樹脂組成物としての比重も大きくなってしまう。
【０００５】
また、この様な磁性粉末の多くは電気抵抗が低く、電磁シールド性を向上させるために樹脂中における粉末の充填率を高くした場合には粒子同士の接触が発生し、半導体等の封止材として用いた場合には封止材としての電気抵抗も低下することから、結果として封止材としては不適となってしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこの様な問題に鑑みて成されたものであり、従来の磁性粉末と同等のシールド性を有し、樹脂中に高充填した場合においても樹脂組成物の比重を余り大きくすることが無く、また電気抵抗を低下させない電磁シールド材の開発を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、磁性粉末の表面を多価アミンと多価イソシアネートとを反応させて得られたポリウレア系樹脂からなる膜で覆ったことを特徴とするマイクロカプセル化電磁シールド材、および、該シールド材を配合した樹脂組成物、さらには、その用途に関するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のマイクロカプセル化電磁シールド材は、磁性粉末の表面を樹脂で覆いマイクロカプセル化することによって得られるものである。
本発明の磁性粉末をマイクロカプセル化する際に使用する樹脂壁膜としては、多価アミン／多塩基酸クロライドの組合せによるポリアミド、多価アミン／ビスハロホルメートの組合せによるポリウレタン、多価アミン／多価イソシアネートの組合せによるポリウレア、ポリヒドロキシ化合物／多塩基酸クロライドの組合せによるポリエステル、ポリヒドロキシ化合物／多価イソシアネートの組合せによるポリウレタン、アクリル酸およびその誘導体によるアクリル樹脂等が挙げられる。好ましくは、製造時におけるハンドリングし易さの観点からポリウレア系が好ましい。
【０００９】
本発明で使用する磁性粉末としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系合金、モリブデンパーマロイ合金、センダスト合金などの粉末が挙げられるが、中でも電磁シールド効果の大きい点から、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金の粉末が好ましい。粉末の形状は破砕型、球状型等、特に形状は問わないが、シールド効果の大きい点からリン片状のものが好ましい。
粉末の平均粒子径（長径）としては、１ないし１００μｍである。平均粒子径が大きいと電磁シールド性が小さくなる傾向があり、平均粒子径が小さいと成形等の加工性が悪くなる傾向がある。
【００１０】
本発明のマイクロカプセル化電磁シールド材において、磁性粉末とカプセル壁膜樹脂の割合は重量比で２００：１〜１：４である。磁性粉末の割合が大きいとカプセル化が十分でないことがあり、小さいと電磁シールド性が小さくなる傾向がある。
本発明のマイクロカプセル化電磁シールド材は、噴霧造粒法、ｉｎ  ｓｉｔｕ法、界面重合法等の公知の技術にて作製可能である。
得られた本発明のシールド材の平均粒子径（長径）は、１．５ないし２００μｍである。
【００１１】
本発明の樹脂組成物は、前記のマイクロカプセル化電磁シールド材を配合してなるものである。本発明の樹脂組成物において、樹脂としては、特に制限されるものではなく、熱可塑性樹脂から熱硬化性樹脂に至るまで、全てのものが使用できる。具体的には、熱可塑性樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が、また熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられるが、この中でも混練りがし易い、また、フィラーを多く添加できるなどの点からエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、オルソクレゾール型、ビフェニール型、ナフタレン型などのエポキシ樹脂が挙げられる。
【００１２】
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、無機フィラーが含まれていてもよい。無機フィラーとして、具体的には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、アルミナ粉末、シリカ粉末、ボロンナイトライト粉末、酸化チタン粉末、炭化ケイ素粉末、ガラス繊維、アルミナ繊維などが挙げられる。
また、樹脂組成物には、無機フィラーの他に、必要に応じて硬化剤、イミダゾール類, 尿素誘導体およびアミン化合物などの硬化促進剤、難燃剤、カップリング剤、ワックス類などの添加剤が含まれていてもよい。
【００１３】
本発明の樹脂組成物におけるマイクロカプセル化電磁シールド材の含量は、５重量％ないし９０重量％である。シールド材の含量が少ないとシールド効果が小さく、多いと成形等が難しくなる傾向がある。
本発明の樹脂組成物は、例えば塗料のような形態でも使用できるし、また、射出成形、押出成形などの成形法により、箱型、平板型などの形状に成形することによって成形体としても使用することができる。
本発明の電子部品、半導体は、本発明の樹脂組成物を用いて、コンデンサーや半導体を封止・成形することによって得られる。
【００１４】
本発明のシールド材は、磁性粉末の表面を樹脂で覆ったことを特徴とするマイクロカプセル化電磁シールド材であり、従来の磁性粉末と同等のシールド性を有しており、該シールド材を用いることにより、樹脂中に高充填した場合においても樹脂組成物の比重を余り大きくすることが無く、また電気抵抗を低下させない優れた性能を有する電磁シールド材を得ることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。
【００１６】
実施例１  マイクロカプセル化電磁シールド材の製造
まず、原料貯蔵用として３つのタンクを準備する。３種類の貯蔵タンクには、次のような調整液を各々貯蔵しておく。
貯蔵タンク１には、平均粒径１０μｍのＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ( 組成比は１：１１：７、三菱マテリアル製) 合金粒子を１０ｇ／１００ｍｌの割合で撹拌モーターにより水に均一に分散させ、３０℃に維持したものを貯蔵した。
貯蔵タンク２には、水酸化ナトリウムでｐＨ９．５に調整したヘキサメチレンジアミンの１ｗｔ％水溶液を３０℃に維持した状態で貯蔵した。
貯蔵タンク３には、酢酸エチルに溶解した２５ｗｔ％ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物溶液（日本ポリウレタン工業製、コロネートＨＬ）を貯蔵した。
貯蔵タンク１と２は貯蔵タンク４に接続してあり、貯蔵タンク４は多孔質ガラスパイプを挟んで乳化槽に接続してある。乳化槽と貯蔵タンク３は反応器に接続してある。各々のタンク及び槽には、供給ポンプが付設されており、各々のポンプにより一定流量を供給するようにしてある。
【００１７】
貯蔵タンク１の合金粒子分散液を、供給ポンプにより貯蔵タンク４に４ｇ／秒の割合で供給し、同時に、貯蔵タンク２のヘキサメチレンジアミンの１ｗｔ％水溶液を、供給ポンプにより貯蔵タンク４に４ｇ／秒の割合で供給し、撹拌モーターにて予備混合させた。
続いて、予備混合液を、細孔径２０μｍを有する多孔質ガラスパイプに導入し、１ｋｇ／ｃｍ2 （９８ＫＰａ）の圧力に加圧し、多孔質ガラスパイプ内に導入された予備混合液を多孔質ガラスパイプの薄膜細孔部より乳化槽内に透過させ、乳化粒子を形成させた。
このとき、初期段階として乳化槽内には２５ｗｔ％ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物溶液を充填させておき、多孔質ガラスパイプからの透過物の乳化が容易に進むようにした。
【００１８】
得られた均一な乳化粒子の乳化液を１ｇ／秒の速度で反応器に導入し、同時に、貯蔵タンク３の２５ｗｔ％ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物溶液を、供給ポンプにより１ｇ／秒の速度で反応器に導入した。反応器は７０℃に維持し、撹拌モータにて均一に撹拌した。
製造されたマイクロカプセルは、約２０μｍの均一な粒径を有するものであり、また、マイクロカプセル中の合金の含量は５０重量％であった。
【００１９】
実施例２  樹脂組成物
クレゾールノボラックエポキシ樹脂（日本化薬製、商品名ＥＯＣＮ１０３Ｓ、エポキシ当量１９５）１７．５％に、ノボラック型フェノール樹脂（明和化成製、商品名ＨＦ−３Ｍ、フェノール当量１０４）１２．０％、実施例１によって得られたマイクロカプセル化Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金６5 ％、ワックス類０．３％、硬化促進剤０．２％、三酸化アンチモン５％を常温で混合し、さらに９０〜９５℃で混練してこれを冷却粉砕して樹脂組成物を製造した。この樹脂組成物を用いて厚さ２ｍｍの平板を作製し、減衰率と抵抗値を測定した。結果を（表１）に示した。
【００２０】
比較例１
クレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ１０３Ｓ、エポキシ当量１９５）１７．５％に、ノボラック型フェノール樹脂（ＨＦ−３Ｍ、フェノール当量１０４）１２．０％、マイクロカプセル化していない平均粒径２０μｍのＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金( 組成は実施例と同じ) ６5 ％、ワックス類０．３％、硬化促進剤０．２％、三酸化アンチモン５％を常温で混合し、さらに９０〜９５℃で混練してこれを冷却粉砕して樹脂組成物を製造した。この樹脂組成物を用いて実施例と同じ評価を行った。結果を（表１）に示した。
【００２１】
比較例２
クレゾールノボラックエポキシ樹脂（ＥＯＣＮ１０３Ｓ、エポキシ当量１９５）１７．５％に、ノボラック型フェノール樹脂（ＨＦ−３Ｍ、フェノール当量１０４）１２．０％、マイクロカプセル化していない平均粒径２０μｍのＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金( 組成は実施例と同じ) ３5 ％、溶融シリカ３０％、ワックス類０．３％、硬化促進剤０．２％、三酸化アンチモン５％を常温で混合し、さらに９０〜９５℃で混練してこれを冷却粉砕して樹脂組成物を製造した。この樹脂組成物を用いて実施例と同じ評価を行った。結果を（表１）に示した。
【００２２】
【表１】
0004357725.tif 000002
以上の結果より、本発明のマイクロカプセル化電磁シールド材及び同材を配合したことを特徴とする樹脂組成物を用いることによって、電磁シールド効果が高く、半導体等の封止材として用いた場合でも問題のない程度抵抗値が高く、かつ比重の低い樹脂組成物を得ることができることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のマイクロカプセル化電磁シールド材及びそれを用いた樹脂組成物により、電磁シールド効果が高く、半導体等の封止材として用いた場合でも問題のない程度抵抗値が高く、かつ比重の低い樹脂組成物を得ることができる。