説明

電磁波シールド材および電磁波シールド部材

【課題】 伸び性およびシールドに優れた電磁波シールド材およびそれを用いた電磁波シールド部材を提供する。
【解決手段】 両面に金属層2を設けた長尺帯状の樹脂フィルム1に、樹脂フィルム1の長手方向に長径を有し幅方向に短径を有する多数の微細な擬長円状の孔3を、樹脂フィルムの長手方向の複数列の直線上に間隔をおいて穿設して電磁波シールド材10とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁波シールド材、特に伸び性に優れた電磁波シールド材およびそれを用いた電磁波シールド部材に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、パーソナルコンピュータ、電子レンジなどの電子機器の普及や高性能化に伴い、電子機器のノイズ防止や電磁波の人体に対する影響防止等の観点から、これらの電子機器の筐体や配線部品などに電磁波シールド材が使用されるようになっている。これらの電磁波シールド材としては、金属箔や金属メッシュなどの金属材料を種々の形で樹脂基板中に埋設したものなどが知られている(例えば特許文献1参照)。また、電線や同軸ケーブルなどでは、金属箔やCu編組などを巻いて、シールド性を高めたものが用いられている。
【0003】
このように、電磁波シールド材の用途において金属箔が多用されているが、金属箔は柔軟性(伸び)に乏しく、製造工程におけるハンドリングの際に裂けやすいという欠点を有している。また、近年における情報技術の発展により、電磁波の周波数は使用周波数の領域がより高い周波数領域まで拡大されるようになってきており、より高い周波数の電磁波に対するシールド特性の向上が求められている。電磁波シールド材として金属箔を用いる場合、厚みを大きくすれば、強度およびシールド特性を高めることができるが、金属箔の厚みの増大は、製品の厚膜化や重量増大をもたらすという欠点を有している。そのため、ランダムに多数の貫通孔を設けて導電性を付与した樹脂フィルムの両面に薄い金属層を設けてなる電磁波シールド材(例えば特許文献2参照)が提案されている。しかし、電磁波シールド材をスパイラル状に巻いて電線に適用する場合の作業において、ランダムに多数の貫通孔を設けた樹脂フィルムを用いた電磁波シールド材は伸びおよび強度が必ずしも十分ではない。
【0004】
本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
【特許文献1】特開平02−302098号公報
【特許文献2】特開2005−011850号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、伸び性およびシールド性に優れた電磁波シールド材およびそれを用いた電磁波シールド部材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】
【0006】
上記目的を達成する本発明の電磁波シールド材は、長尺帯状の樹脂フィルムの長手方向に長径を有し幅方向に短径を有する多数の微細な擬長円状の孔を穿設してなる長尺帯状の樹脂フィルムの両面に0.5〜20μmの厚さの金属層を有し、かつ表裏の通電抵抗が40mΩ以下である電磁波シールド材(請求項1)であり、
上記(請求項1)の電磁波シールド材において、前記擬長円状の孔が前記長尺帯状の樹脂フィルムの長手方向に、複数列の破線状に穿設されてなること(請求項2)を特徴とし、また
上記(請求項1または2)の電磁波シールド材において、前記樹脂フィルムの厚さが2〜200μmであること(請求項3)を特徴とし、また
上記(請求項1〜3)のいずれかの電磁波シールド材において、
長手方向の破断伸びが10%以上で、かつ破断強度が2.0kgf/cm以上であること(請求項4)を特徴とする。
また、本発明の電磁波シールド部材は上記(請求項1〜4)のいずれかの電磁波シールド材を用いてなる電磁波シールド部材(請求項5)であり、
上記(請求項5)の電磁波シールド部材において、前記電磁波シールド部材が電磁波シールド電線(請求項6)であること、または
電磁波シールドテープ(請求項7)であること、または
電磁波シールドシート(請求項8)であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明においては、両面に金属層を設けた長尺帯状の樹脂フィルムに、樹脂フィルムの長手方向に長径を有し幅方向に短径を有する多数の微細な擬長円状の孔を、樹脂フィルムの長手方向の複数列の直線上に間隔をおいて穿設することにより、長手方向の破断伸びが10%以上で、かつ破断強度が2.0kgf/cm以上である電磁波シールド材が得られる。この電磁波シールド材をスパイラル状に巻いて電線とする作業において、破断伸びが大きいので破断などのトラブルを生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
本発明の電磁波シールド材10は図1に示すように、樹脂フィルム1の両面に金属層2が形成され、樹脂フィルム1およびその両面の金属層2を貫通する微細な擬長円状の孔3が多数穿設されて構成される。金属層2は、下地金属層2aとその上に形成された上層金属層2bとから構成されていてもよい。
【0009】
また、微細な擬長円状の孔3は、図2に示すように、長手方向に長径を有し幅方向に短径を有する擬長円状の孔として、電磁波シールド材10の長手方向に個々の孔が間隔を開けて破線状に、幅方向に複数列設けられていることが好ましい。このように電磁波シールド材10に擬長円状の孔3を穿設することにより、長手方向において十分な破断伸びと破断強度が得られるようになる。擬長円状の孔3としては図1に示すよう楕円や、楕円よりも長径の長い長円、直方体の角を丸めた形状、または孔の幅が殆どないスリットの形状であることが好ましい。
【0010】
樹脂フィルム1としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、またはこれらのポリオレフィン樹脂に電子線を照射して架橋したもの、もしくはアクリル酸やマレイン酸等の不飽和カルボン酸などで酸変性したもの、ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド、アラミド樹脂などのフィルムを用いることができるが、金属層2との密着性、耐熱性、樹脂フィルムとしての伸びおよび強度、価格などの観点からポリエチレンテレフタレートの2軸延伸フィルムを用いることが好ましい。樹脂フィルム1の厚さとしては、伸びおよび強度、重量、取り扱いの容易性などに応じて、2〜200μmの範囲が好ましい。
【0011】
擬長円状の孔3は、例えば少なくとも一方のロールが表面に擬長円状の断面を有する突起を刻設した金属ロールである対のロールの間に電磁波シールド材10を通すことにより、形成することができる。
【0012】
電磁波シールド性を付与するために樹脂フィルム1の両面に形成する金属層2は単層であってもよいし、図1に示すように下地金属層2aと上層金属層2bの2層であってもよい。金属層2の厚さは、0.5〜20μmの範囲とすることが好ましく、1〜10μmの範囲とすることがより好ましい。厚さが0.5μm未満であると、十分な電磁波シールド特性を得ることが困難となり、一方、厚さを20μmより厚くしても、電磁波シールド特性の向上効果が飽和し、経済性、軽量性等の点で不利となり、さらには、所望の伸びを得ることが困難となる。単層の金属層2は無電解めっきや真空蒸着やスパッタリングにより形成することができる。2層の金属層2は如何なる形成方法を用いて形成してもよいが、下地金属層2aを真空蒸着やスパッタリングにより形成し、その上に上層金属層2bを電気めっき法で形成することがコスト的に好ましい。
【0013】
金属層2を2層の金属層2として形成する場合、下地金属層2aとしてCu、Ni、Agなどを主体とする金属の真空蒸着やスパッタリングにより形成することが好ましく、CuやNiを主体とする金属により下地金属層2aを形成することが特に好ましい。Cuは高い導電性を確保するという点で好ましく、Niは、樹脂フィルム1に対して良好な密着性を示すという点で好ましい。そのため、本発明においては、この下地金属層2aを、下層のNi層と上層Cu層との2層で形成することが最も好ましい。
【0014】
下地金属層2aの厚さは200〜2000Åの範囲であることが好ましい。厚さが200Å未満であると表面の導電性が不安定となり、上層金属層2bを均一に形成させることが困難になる。一方2000Åを超えると十分に均一な金属層が得られるがコスト的に不利になる。
【0015】
また、下地金属層2aは、例えばmΩHiTESTER(HIOKI(株)製)を用いて測定した表面電気抵抗が1.3Ω/cm以下であることが必要である。表面電気抵抗が1.3Ω/cmを越えると、電気めっきにより下地金属層2a上に、上層金属層2bを形成することが困難になる。なお、ここでいう表面電気抵抗とは、樹脂フィルム1の両面に下地金属層2aが形成されている複合体を1cm幅の大きさの試片に切り出し、この試片の下地金属層2a面上に、1cmの間隔をおいて4mmの面積の+端子と−端子を十分に接触させて電気抵抗を測定した値である。
【0016】
次いで、上記の下地金属層2a上に上層金属層2bを電気めっきにより形成する。上層金属層2bを構成する金属としては、CuやNiなどを挙げることができる。めっきの容易さや経済性の点から、Cuを用いることが好ましい。上層金属層2bの厚さは、全体の金属層2の厚さが0.5〜20μmとなるように調整する。
【0017】
本発明の電磁波シールド材10は、上記のようにして樹脂フィルム1の両面に金属層2を形成した後、前記のようにして、少なくとも一方が表面に擬長円状の断面を有する突起を刻設した金属ロールである対のロールの間に通すことにより、擬長円状の孔を穿設することにより得られる。このようにして、樹脂フィルム1上に金属層2を形成した後に孔を穿設することにより、樹脂フィルム1の両面に形成された金属層2の間に導電性が付与される。導電性としては通電抵抗が40mΩ以下であることが好ましい。通電抵抗が40mΩを超えると電磁波シールド効果が不十分になる。なお、ここでいう通電抵抗とは、150mm×150mmの大きさの電磁波シールド材の片面に1インチ×1インチの大きさのプラス端子を当接し、プラス端子を当接した部分と同位置の電磁波シールド材の他面に1インチ×1インチの大きさのマイナス端子を当接して絶縁体を介してテーブル上に置き、その上に2kg/インチの荷重を負荷して測定した電気抵抗値を指す。
【0018】
また、本発明の電磁波シールド材は、先に述べたように、長手方向の破断伸びが10%以上で、かつ破断強度が2.0kgf/cm以上となるように、擬長円状の孔の形状、孔径や孔数の密度が適宜調整されている必要がある。孔径や孔数の密度を大きくすると破断伸びや破断強度が低下する傾向にある。一方、孔径や孔数の密度を過小にした場合は表裏の通電抵抗が過大になり、電磁波シールド効果が劣化する。また、擬長円状の孔中に導電塗料や導電ポリマーなどの導電体を充填して表裏の通電抵抗を低くして、より安定した表裏の導電性を得るようにしてもよい。
【0019】
また、本発明においては、上述した金属層2の表面に、必要により化成処理皮膜や保護樹脂皮膜を形成することにより、酸化を防止することも可能である。
【0020】
このようにして得られる本発明の電磁波シールド材は、芯材にスパイラル状に巻いてなる同軸ケーブルなどの電磁波シールド電線、接着剤を介して樹脂テープや樹脂シートに積層して電磁波シールドテープや電磁波シールドシートなどの電磁波シールド部材として適用することができる。
【実施例】
【0021】
(実施例1)
樹脂フィルムとして長尺帯状の厚さ6μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの両面に、真空蒸着法を用いて1000Åの厚さのCu層を形成し、下地金属層を形成した。次いで、この下地金属層上に電気めっき法を用いて上層金属層として2μmの厚さのCu層を形成した。このようにして樹脂フィルムの両面に金属層を有する金属被覆樹脂フィルムを作成した。
次いで、一方が表面に長径1mm、短径0.1mmの楕円状の断面を有する突起を、各突起のロール周上の間隔およびロール幅方向の間隔を種々変えて刻設した金属ロール、他方がウレタンゴムロールである対のロールの間に金属被覆樹脂フィルムを通すことにより、図1に示すような金属被覆樹脂フィルムの長手方向に長円状の孔が、穿孔密度1個/cmで、個々の孔が間隔を開けて破線状に、幅方向に複数列設けられている特性評価用の電磁波シールド材を作成した。
【0022】
(実施例2)
穿孔密度を3個/cmとした以外は、実施例1と同様にして電磁波シール材を作成した。
(実施例3)
穿孔密度を5個/cmとした以外は、実施例1と同様にして電磁波シールド材を作成した。
(実施例4)
厚さ4μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いると共に、穿孔密度を3個/cmとした以外は、実施例1と同様にして電磁波シールド材を作成した。
【0023】
(比較例1)
穿孔しなかった以外は、実施例1と同様にして電磁波シールド材を作成した。
(比較例2)
穿孔しなかった以外は、実施例4と同様にして電磁波シールド材を作成した。
(比較例3)
樹脂フィルムの片面にのみ真空蒸着法によるCu層と電気めっき法によるCu層を形成し、穿孔しなかった以外は実施例1と同様にして電磁波シールド材を作成した。
(比較例4)
実施例1と同様にして金属被覆樹脂フィルムを作成し、一方がランダムに突起を刻設した金属ロール、他方がウレタンゴムロールである対のロールの間に金属被覆樹脂フィルムを通すことによりランダムに孔を設け、特性評価用の電磁波シールド材とした。
【0024】
(比較例5)
金属フィルムとして厚さ12μmのCu箔を用い、樹脂被覆及び穿孔を施すことなく、電磁波シールド材とした。
(比較例6)
金属フィルムとして厚さ30μmのCu箔を用い、樹脂被覆及び穿孔を施すことなく、電磁波シールド材とした。
【0025】
(特性評価)
実施例1〜4および比較例1〜6の電磁波シールド材について、下記の特性を評価した。
[破断伸びおよび破断強度]
実施例1〜4および比較例1〜6の電磁波シールド材から長手方向が5cm、幅方向が1cmの短冊状の試片を切り出し、テンシロンを用いて長手方向の両端部をチャックに挟んで50mm/分の速度で引張り、破断に至るまでの破断伸びおよび破断強度を測定した。
【0026】
[通電抵抗]
実施例1〜4および比較例1〜6の電磁波シールド材から150mm×150mmの大きさの供試片を切り出し、その片面に1インチ×1インチの大きさのプラス端子を当接し、プラス端子を当接した部分と同位置の電磁波シールド材の他面に1インチ×1インチの大きさのマイナス端子を当接して絶縁体を介してテーブル上に置き、その上に2kg/インチの荷重を負荷して通電抵抗を測定した。
【0027】
[シールド性]
図3に概略を示すクロストーク法を用いて、実施例1〜4および比較例1〜6の電磁波シールド材のシールド性を評価した。すなわち、1m長のマイクロ波ケーブル(0.912mmΦの中心導体の周りを発泡ポリテトラフルオロエチレンで覆い2.98mmΦとし、更に銀メッキしたCu線を編んでなる外部胴体で覆い3.58mmファイとしたケーブル)の中央部に30cmの長さで外部導体を除去し剥き出し部分13を設けたマイクロ波ケーブル11と、同様にして中央部に30cmの長さで外部導体を除去し剥き出し部分を設けたマイクロ波ケーブル12を近接して配置し、マイクロ波ケーブル11から1GHz、3GHz、6GHzの高周波を入力した際にマイクロ波ケーブル12に乗り移った高周波出力(P1)をベクトルネットワークアナライザー14(MS4623B,アンリツ(株)製)用いて測定した。次いで、マイクロ波ケーブル12の剥き出し部分13を中心として両側に各々15cmの外部導体被覆部分を含む60cmの長さの部分に、幅15cmで長尺帯状にスリットした実施例1〜4および比較例1〜6の電磁波シールド材を、1/3の幅が重なるようにしてスパイラル状に巻き付け、両端部を外部導体に電気的に接続した状態で、上記と同様にしてマイクロ波ケーブル1から3GHzの高周波を入力した際にマイクロ波ケーブル2に乗り移った高周波出力(P2)を測定した。そして下記の式より、シールド効果(dB)を算出して、実施例1〜4および比較例1〜6の電磁波シールド材のシールド性を評価した。
シールド効果(dB)=−log(P2/P1)
これらの特性評価結果を表1に示す。
【0028】
【表1】

【0029】
表1に示すように、実施例1〜4の長手方向に楕円状の孔を穿設した電磁波シールド材は、無孔の比較例1〜3の電磁波シールド材よりも優れたシールド性を示す。また、ランダムに孔を穿設した比較例4の電磁波シールド材よりも優れたシールド性を有し、かつ破断伸びが大きい。
【産業上の利用可能性】
【0030】
長尺帯状の樹脂フィルムに、樹脂フィルムの長手方向に長径を有し幅方向に短径を有する多数の微細な擬長円状の孔を、樹脂フィルムの長手方向の複数列の直線上に間隔をおいて穿設してなる樹脂フィルムの両面に金属層を設けてなる本発明の電磁波シールド材は、長手方向の破断伸びが10%以上で、かつ破断強度が2.0kgf/cm以上であり、破断伸びが大きい。そのため本発明の電磁波シールド材をスパイラル状に巻いて電線とする作業において、破断などのトラブルを生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の電磁波シールド材の概略断面図。
【図2】本発明の電磁波シールド材の概略平面図。
【図3】クロストーク法の説明図
【符号の説明】
【0032】
1 : 樹脂フィルム
2 : 金属層
2a: 下地金属層
2b: 上層金属層
3 : 擬長円状の孔
10 : 電磁波シールド材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
長尺帯状の樹脂フィルムの長手方向に長径を有し幅方向に短径を有する多数の微細な擬長円状の孔を穿設してなる長尺帯状の樹脂フィルムの両面に0.5〜20μmの厚さの金属層を有し、かつ表裏の通電抵抗が40mΩ以下である電磁波シールド材。
【請求項2】
前記擬長円状の孔が前記長尺帯状の樹脂フィルムの長手方向に、複数列の破線状に穿設されてなることを特徴とする、請求項1に記載の電磁波シールド材。
【請求項3】
前記樹脂フィルムの厚さが2〜200μmであることを特徴とする、請求項1または2に記載の電磁波シールド材。
【請求項4】
長手方向の破断伸びが10%以上で、かつ破断強度が2.0kgf/cm以上であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の電磁波シールド材。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の電磁波シールド材を用いてなる電磁波シールド部材。
【請求項6】
前記電磁波シールド部材が電磁波シールド電線であることを特徴とする請求項5に記載の電磁波シールド部材。
【請求項7】
前記電磁波シールド部材が電磁波シールドテープであることを特徴とする請求項5に記載の電磁波シールド部材。
【請求項8】
前記電磁波シールド部材が電磁波シールドシートであることを特徴とする請求項5に記載の電磁波シールド部材。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公開番号】特開2007−27522(P2007−27522A)
【公開日】平成19年2月1日(2007.2.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−209377(P2005−209377)
【出願日】平成17年7月20日(2005.7.20)
【出願人】(390003193)東洋鋼鈑株式会社 (265)
【Fターム(参考)】