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ノイズ抑制シート（1995 年～現在）
ノイズ抑制シートは，薄く偏平な金属フレークをポリマー中に向きを揃えて高密度に分散・配列した複合材料からなる可とう性と加工性に富む磁性シートで，高い電気抵抗とUHF 帯（300MHz ～３GHz）に大きな磁気損失を兼ね備えるので，副作用を伴わずに高周波ノイズ成分を吸収する（熱に変える）ことができる．携帯電話機やディジタルカメラのようなモバイル電子機器の内部では，多くの部品が高密度に実装されているために設計段階では予測の難しいさまざまな電磁干渉が生じ，外部へのノイズ輻射や内部での誤動作を引き起こす現象が多発している．
ノイズ抑制シートは，このような高周波電磁障害に対し「貼るだけで効く」簡便な対策手段として，特に小型のディジタル電子機器に広く用いられている．
１．製品適用分野

Key-words：携帯電話機， 高 周 波 電 磁 干 渉，ノイズ輻射，ノイズ抑制シート，磁気損失

ズの反射がわずかに生じる（反射の割合を S11 と呼ぶ）．

電子機器の高周波電磁干渉に伴うノイズ輻射および一般的なノイズ対策部品の場合は，信号とノイズの周波数の差を利用して信号（低周波成分）を極力反射さシグナルインテグリティ劣化の抑制

せずにノイズ（高周波成分）のみを反射させることに

２．適用分野の背景

よりノイズの伝送を抑えるが，反射したノイズ成分が最近の携帯電話機には高画素ディジタルカメラや電新たな電磁障害を引き起こす危険がある．

子マネー機能のための RFID 注１）ユニット等さまざまなノイズ抑制シートの場合には，信号もノイズも極力機能が盛り込まれ，パーソナル IT 端末として飛躍的反射させずに伝送線路に入射させ，直上に配置されたな進化を遂げている．そのためにさまざまな電子部品

ノイズ抑制シートの磁気的な損失によって高周波電が高密度に実装され，それに伴って自家中毒と呼ば流，即ちノイズ成分を吸収（電流を熱に変える）する．

れる携帯電話機内部での高周波電磁障害（Intra-system

ノイズ抑制シートは，吸収型のローパスフィルタとしElectro-Magnetic Interferences）が頻発しており，全てて作用する．したがって，ノイズ抑制シートには，①の機能を設計通りに高速・高信頼に動作させる上で，反射を防ぐための高い電気抵抗と，②ローパスフィル高周波電磁干渉が重大な障害となっている．この深刻タのカットオフを急峻にするための共鳴型の大きな損失化する高周波電磁干渉の抑制に，フレーク状の軟磁性成分（μ”，ε”，ρ）が必要になる．

金属粉末をポリマー中に分散した複合構造のノイズ抑®

図２は，ノイズ抑制シートの断面 SEM 像である．

１）

制シート
（バスタレイド ）が提案，実用化されている ．

厚さがおよそ 1μm と極めて薄いフレーク状の軟磁性

ノイズ抑制シートは，高い電気抵抗と磁気共鳴による金属（Fe-Si-Al 合金）粉末をシート面内に向きを揃えて周波数選択性の損失特性を有し，信号波形の劣化などポリマー中に密に分散させた複合構造をもっている．の副作用を伴わずに高周波ノイズだけを効果的に抑制

この二次元的な粉末形状とシート形状によってシートできるので，「貼るだけで効く」簡便なソリューション

面内方向の反磁界が大幅に減少し，磁気損失項である

注１ 微小な無線チッ
プにより人やモノを識
別・ 管 理 す る 仕 組 み．
流通業界でバーコードに代わる商品識別・管理技術として開発されたが，それに留まらず社会の IT 化・自動化にも盛んに応用展開されている．
注２ 電気，電子，通信，原子力分野の規格の調整，標準化を行う
国際機関．1906 年に設立され，1947 年以降はISO の電気・電子部門を担当している．本部はスイスのジュネーブ．

として急速に普及し，国際電気標準会議（IEC）注２）での標準化も進められている．携帯型電子機器では，静電気放電（ESD）の抑止や RFID 通信距離の確保も大きな課題になっており，ESD 対策にはノイズ抑制シートのもつ静電容量が，RFID 対策には磁気シールド性能が大いに役立っている．

３．製品の特徴と仕様（ノイズ抑制シートの構造と作用）
図１はマイクロストリップ構造の伝送線路にノイズ抑制シートを装着した時に，信号とノイズがどのように伝送されるかを示している．ノイズ成分を含む信号が入射すると，ノイズ抑制シートの直下で信号 / ノイセラミックス

41（2006）No. 8 (2023 年 2 月改訂版 )図 1 ノイズ抑制シートによる伝送特性の変化ノイズを含む信号（入力）がノイズ抑制シート（NSS）の付設された回路に入射すると，NSS の直下でインピーダンスの不整合による入力の反射（S11）がわずかに生じる．入力の残りのうち，ノイズ成分（即ち高周波成分）の多くは NSS の高周波磁気損失により吸収（熱に変わる）され，信号成分のほとんどはそのまま透過（S21）する．
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透磁率虚部μ” を高めることができるとともに，透磁率の周波数特性を阻害する渦電流の発生も抑止できるので，UHF 帯でも大きな透磁率と共鳴型の透磁率分散が得られ，副作用㻞 㻡 䡚㻝 㻜 㻜 㻜 䃛㼙の少ない吸収型のノイズソリューションが創注３ ある材質に入射した電磁界が 1/e ( ≒1/2.718 ≒ － 8.7dB) に減衰する深さ．透磁率がμ，導電率がσの材料において，1/√π￣fμσ￣で与えられる．

出される．
13.56MHz 帯 を 用 い る ID 認 証 シ ス テ ム（RFID）が普及し，携帯電話機にも RFID タグが実装されお財布やクレジットの機能を提供している．ここで，RFID タグ被装着物の導電性が高いと渦電流によって逆向きの磁界が生じ送受信距離が大きく劣化してしまう．この問題をノイズ抑制シートの磁気シールド特性㻝 㻜 㻜 䃛㼙

図２ ノイズ抑制シートの断面 SEM 像
ノイズ抑制シートは，アスペクト比の大きな偏平形状の軟磁性金属粉末を向きを揃えてポリマー中に密に配列させた構造を有している．このような構造にすることで，シート面内方向の実効的な透磁率（μeff）を低下させる要因である反磁界（N d・M s）と変位電流を抑え，高周波領域で大きなμeff と高い電気抵抗を実現している．

を利用しアンテナから発生する高周波磁界をシャントさせることで防いでいる．
図３にノイズ抑制シートの複素透磁率の周波数特性を示す．磁性体の厚さが表皮深さ注３）よりも薄ければ，特定周波数で磁気スピンの共鳴が現れて実部透磁率（μ’）が減少しはじめると共に，虚部透磁率（μ”）が現れる．ここで，μ”が立ち上がる前の周波数領域（領域 A）は磁束の収束作用（磁気シールド効果）を示し，μ”が大きい領域 B は磁束の減衰作用を示す．
RFID タグの送受信感度改善に求められる機能

図３ ノイズ抑制シートの二つの機能

は磁気シールド作用であるので，キャリア周外部磁界の周波数が高くなると磁化の反転が周波数に追従できなくなる．この状態の透磁率を実部（μ’）と虚部（μ”）に分離して周波数の関数として表したものが図３である．
高周波のノイズ抑制には，磁気損失項である虚部透磁率（μ”）の大きい領域（領域 B）を利用し，RFID の送受信距離改善のような磁界の遮蔽用途には実部透磁率（μ’）が大きく虚部透磁率（μ”）が小さい領域（領域 A）を利用する．

波数領域で大きな実部透磁率μ’とともに出来るだけ小さなμ”が必要になる．
図４に，各種ノイズ抑制シートの周波数特性を例示する．

４．製品の作用 ･ 効果
ノイズ抑制シートの最も重要な効果は伝導ノイズ抑制効果であり，図１の「吸収」の割合の周波数特性が重要になる．
図５は，吸収の割合をPloss /Pin なる指標（入射した電力から，反射分と透過分を除した残り）で表した周波数特性である．伝導ノイズの吸収は周波数特性をもつ等価抵抗による信号／ノイズの周波数領域分離 , 吸収によってなされ，吸収の638

図４ ノイズ抑制シートの透磁率特性例
図３に示したように，ノイズ抑制シートの使用目的によって透磁率の周波数特性に対する要求が異なる．この図（図４）は，ノイズ対策用と RFID 用の各々の用途に設計されたノイズ抑制シートの透磁率の周波数特性の実例である．

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割合 Ploss /Pin は磁気損失項μ”と周波数ｆ の積に比例す広げている .Wi-Fi アンテナの受信感度向上に用いらるので，ノイズ抑制シートには共鳴型の透磁率特性がれる電磁干渉対策材料は , これまで 2.4GHz におい必要であり，偏平な金属粉末をポリマー中に配列させて有効な材料の製品化が各社で進められてきたが ,た複合磁性体は，高周波伝導ノイズの「吸収」に大変

近年では Wi-Fi の使用周波数帯域に合わせて 5 ～都合の良い材料である．

7GHz でも効果のある材料の需要が高まっており ,更には光トランシーバー等の受信感度劣化対策のた

５．将来展望今では , 高周波電磁干渉の解決なくして設計通りの動作品質は望めない状況であるが , 更には半導体素子内部のような微細領域での電磁干渉対策も求められている . フェライトめっき膜２）（図６）は東京工業大学の阿部教授により発明された非磁性介在物を含まない新しい電磁干渉対策材料であり 3）,高い電気抵抗と僅か３μ m 程度で実用レベルの伝導ノイズ吸収特性をめ ,10GHz~ を超えて有効な材料の製品化も徐々に進められている .
文 献１）佐藤光晴，吉田栄吉，菅原英州，島田 寛，日本応用磁気学会誌 , 20, 4214-4216 (1996).
２）吉田栄吉，近藤幸一，小野裕司，日経エレクトロニクス ,No.918, 119-126 (2006).
３）阿部正紀，科学と工業 , 75, 8, 342-344 (2001).
［連絡先］

工学博士

伊藤哲夫（いとうてつお）

株式会社トーキン示すため , 配線基板などに直接成膜するなど微細領域

マグネティック・センサ & アクチュエータ事業本部における電磁干渉対策材料として期待される .

〒 989-0223 宮城県白石市旭町七丁目 1 番 1 号

また , 電磁干渉問題はその範囲を広い周波数帯域に

図５ ノイズ抑制シートの伝導ノイズ吸収（Ploss/Pin ）特性
ノイズ抑制シートを図１に示したように配線基板に配設したときの伝導ノイズ吸収特性（Ploss/Pin ： 図１の「吸収」の割合）の周波数特性である．ノイズ抑制シートはスピネル型フェライトの粉末をゴムに分散したゴムフェライトと比較して，吸収の割合が大きく周波数の上昇に対する吸収量の変化も鋭い特徴がある．

セラミックス41（2006）No. 8 (2023 年 2 月改訂版 )磁性製品技術部

tetsuo.ito@yageo.com

図６ ガラスエポキシプリント配線板に直接成型したフェライトめっき薄膜ａ）微細構造（SEM 像） ｂ）外観写真

ノイズ抑制シートに代わる次世代のノイズ抑制素材として注目されているフェライトめっき薄膜を代表的な配線基板であるガラスエポキシ基板に直接成膜した外観写真（図 6-b）と，断面 SEM 写真（図6-a）である．フェライトめっき薄膜は実効透磁率μeff が大きく配線基板に直接成膜できるので，厚さ数μm で十分なノイズ抑制効果が得られる．

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