CN115812344A - 树脂成型体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种树脂成型体,其包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,该平面与该中心轴所成的角的平均角度为50°以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂成型体及其制造方法。
背景技术
便携式电话、智能手机等通信设备能利用电磁波进行无线通信,随着本领域的技术的发展,所利用的电磁波的频带正在扩大。特别是,以通信设备的高速化、大容量化、以及低延迟化为目的的开发正在进展,为了实现该目的,高频带下的电磁波的利用受到瞩目。另一方面,通常的电子设备的电磁波弱,因此,产生了由于利用电磁波的高频化而容易产生电子设备的误动作的担忧。解决该问题的一个方法可列举出利用能屏蔽电磁波的电磁波屏蔽件,通过进行用电磁波屏蔽件包围电子设备等处理,能减轻来自周围的电磁波的影响,抑制误动作。
电磁波屏蔽件存在各种种类,正在进行广泛的研究。该研究的结果报告了使用具有比想要屏蔽的电磁波的波长的长度小一个数量级的尺寸的结构的物质是有效的,作为形成这样的结构的方法,进行了含有小的填料的材料的开发。
专利文献1中公开了一种电磁波屏蔽件,其由具有绝缘层和导电层的复合体构成,1GHz的频率下的电磁波屏蔽性优异,所述导电层是在粘合剂树脂中含有具有特定的粒径和体积密度的片状银粉而成的。此外,专利文献2中公开了一种电磁波屏蔽件,其由粘合剂树脂中含有铁氧体粒子的复合体构成,能屏蔽1MHz~1GHz的频带的电磁波,所述铁氧体粒子是具有特定的平均粒径的单晶,并且具备正球形的粒子形状。而且,专利文献3中公开了一种电磁波屏蔽件,其由粘合剂树脂中含有特定量以上的镍纳米金属线的复合体构成,操作性、挠性优异,并且能屏蔽18.0GHz~26.5GHz的频带的电磁波。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-86930号公报
专利文献2:国际公开第2017/212997号
专利文献3:日本特开2019-67997号公报
发明内容
发明要解决的问题
在便携式电话、智能手机等通信设备中,规定了依据国际电信联盟(ITU)所规定的高级国际移动通信(IMT-Advanced)规格的无线通信***,第一代移动通信***(1G)中大概为800MHz带的频带在***移动通信***(4G)中放大到约3GHz带的频带。并且,现在采用的第五代移动通信***(5G)中频带放大到28GHz带,而且现在作为下一代的通信***,利用100GHz以上的频带的第六代移动通信***(6G)的开发正在进行。
在上述的专利文献1~3中公开的电磁波屏蔽件中,无法应对由至今为止的无线通信***中利用的频带增加一个数量级以上的、下一代的无线通信***的频带中的电磁波,要求开发能应对这样的频带中的电磁波的高性能的电磁波屏蔽件。
因此,本发明的问题在于,提供一种能屏蔽高频带的电磁波的树脂成型体(特别是电磁波屏蔽片)及其制造方法。
技术方案
本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过使用使树脂含有具有线圈形状的导电性构件而成的成型体,能解决上述问题,从而完成了本发明。
[1]一种树脂成型体,其包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,该平面与该中心轴所成的角的平均角度为50°以上。
[2]根据[1]所述的树脂成型体,其中,所述线圈形状为螺旋状。
[3]根据[2]所述的树脂成型体,其中,所述导电性构件为金属线圈。
[4]根据[1]所述的树脂成型体,其中,所述导电性构件由多个C形导电性材料和在中心轴方向上连结该多个C形导电性材料的端部的柱形导电性材料构成。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的树脂成型体,其中,电磁波屏蔽片中的所述导电性构件的含量为0.00040g/cm3以上且5.50g/cm3以下。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的树脂成型体,其为片形。
[7]根据[6]所述的树脂成型体,其中,所述树脂成型体为电磁波屏蔽片。
[8]一种树脂成型体的制造方法,其是如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面的树脂成型体,所述树脂成型体的制造方法包括:凹部树脂构件制作工序,制作具有凹部(pocket)、至少一部分具有平面的树脂构件;导电性构件配置工序,使该导电性构件取向并配置于该凹部中;以及凹部树脂固化工序,向配置有该导电性构件的凹部中流入包含树脂的组合物后,使所述组合物固化,并且,所述平面与该中心轴所成的角的平均角度为50°以上。
[9]一种树脂成型体的制造方法,其是如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体至少一部分具有平面,所述树脂成型体的制造方法包括:含C形导电性材料的树脂片制作工序,制作多个具有该树脂、C形导电性材料以及连接于该C形的端部的柱形导电性材料的树脂片;以及层叠工序,以使一方的片中的C形导电性材料的端部与另一方的片中的柱形导电性材料在中心轴方向上接触的方式层叠多个树脂片。
[10]一种树脂成型体的制造方法,其是如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,所述树脂成型体的制造方法包括:含导电性构件的树脂组合物制作工序,制作包含含有该树脂的树脂组合物和该导电性构件的组合物;取向工序,使该导电性构件以所述片的平面方向与该中心轴所成的角的平均角度成为50°以上的方式取向;以及固化工序,在保持该导电性构件的取向的状态下使该含导电性构件的树脂组合物固化。
[11]根据[8]~[10]中任一项所述的树脂成型体的制造方法,其中,所述树脂成型体为片形。
[12]根据[11]所述的树脂成型体的制造方法,其中,所述树脂成型体为电磁波屏蔽片。
[13]一种树脂成型体,其包含树脂和导电性线圈,并且构成该导电性线圈的导电性构件为螺旋状。
[14]根据[13]所述的树脂成型体,其中,电磁波屏蔽片中的所述导电性线圈的含量为0.02g/cm3以上且小于5.00g/cm3。
[15]根据[13]或[14]所述的树脂成型体,其中,所述树脂成型体为片形。
[16]根据[15]所述的树脂成型体,其中,所述树脂成型体为电磁波屏蔽片。
[17]一种树脂成型体的制造方法,其是包含树脂和导电性线圈的树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体的制造方法包括:含导电性线圈的树脂组合物固化工序,制作出包含含有该树脂的树脂组合物和该导电性线圈的组合物后,使该组合物固化,并且构成该导电性线圈的导电性构件为螺旋状。
[18]根据[17]所述的树脂成型体的制造方法,其中,所述树脂成型体为片形。
[19]根据[18]所述的树脂成型体的制造方法,其中,所述树脂成型体为电磁波屏蔽片。
[20]一种树脂成型体用组合物,其包含树脂和导电性线圈,并且构成该导电性线圈的导电性构件为螺旋状。
[21]根据[20]所述的树脂成型体用组合物,其中,所述树脂成型体用组合物为电磁波屏蔽片用组合物。
[22]一种电通信设备,其具备如[1]~[7]及[13]~[16]中任一项所述的树脂成型体。
[23]一种民用电子设备,其具备如[1]~[7]及[13]~[16]中任一项所述的树脂成型体。
[24]一种汽车用设备,其具备如[1]~[7]及[13]~[16]中任一项所述的树脂成型体。
[25]一种医疗设备,其具备如[1]~[7]及[13]~[16]中任一项所述的树脂成型体。
[26]一种航空宇宙设备,其具备如[1]~[7]及[13]~[16]中任一项所述的树脂成型体。
[27]一种防御设备,其具备如[1]~[7]及[13]~[16]中任一项所述的树脂成型体。
[28]一种***,其具备如[1]~[7]及[13]~[16]中任一项所述的树脂成型体。
[29]一种数字兵器,其具备如[1]~[7]及[13]~[16]中任一项所述的树脂成型体。
发明效果
根据本发明,能提供一种能屏蔽高频带的电磁波的树脂成型体(特别是电磁波屏蔽片)及其制造方法。特别是,在特定的形态下,在屏蔽具有100GHz以上的频率的电磁波中是有利的。此外,在特定的形态下,在屏蔽100GHz以上的频率、或5G、6G中的高频率侧的200GHz~400GHz的频带、进而预计用于6G的下一代的、更高频带中的电磁波中是有利的。
附图说明
图1是示意性地表示导电性构件的一个方案的图。
图2是用于说明导电性构件的中心轴与片的平面所成的角度θ的图。
图3是用于说明导电性构件的形态的图。
图4是示意性地表示电磁波屏蔽件特性的评价的实验装置的图。
图5是示意性地表示具有凹部、在该凹部中配置有导电性构件的构件的一个方案的图。
图6是示意性地表示具有C形导电性材料和连接于该C形的端部的柱形导电性材料的树脂片的一个方案的图。
图7是示意性地表示层叠有具有C形导电性材料和连接于该C形的端部的柱形导电性材料的树脂片的层叠片的一个方案的图。
图8是示意性地表示树脂成型体的制造方法的一个方案的图。
图9是用于示出实施例的实验A1(x轴倾斜实验)中的模拟的设定条件的图。
图10是用于示出实施例的实验A1(x轴倾斜实验)中的模拟的结果(θ=0°~30°)的图。
图11是用于示出实施例的实验A1(x轴倾斜实验)中的模拟的结果(θ=20°~50°)的图。
图12是用于示出实施例的实验A1(x轴倾斜实验)中的模拟的结果(θ=40°~70°)的图。
图13是用于示出实施例的实验A1(x轴倾斜实验)中的模拟的结果(θ=60°~90°)的图。
图14是用于示出实施例的实验A1(y轴倾斜实验)中的模拟的设定条件的图。
图15是用于示出实施例的实验A1(y轴倾斜实验)中的模拟的结果(θ=0°~30°)的图。
图16是用于示出实施例的实验A1(y轴倾斜实验)中的模拟的结果(θ=20°~50°)的图。
图17是用于示出实施例的实验A1(y轴倾斜实验)中的模拟的结果(θ=40°~70°)的图。
图18是用于示出实施例的实验A1(y轴倾斜实验)中的模拟的结果(θ=60°~90°)的图。
图19是用于示出实施例的实验A2中的比较例A2的连续水平线圈的制作方法的图。
图20是示意性地表示导电性线圈的一个方案的图。
图21是导电性线圈的扫描电子显微镜图像(附图用照片)。
图22是示意性地表示导电性线圈的一个方案的图。
图23是用于说明导电性线圈的形态的图。
图24是示意性地表示实施例B1中的电磁波屏蔽片的制造方法的图。
图25是用于示出实施例的参考实验B1(垂直方向实验)中的模拟的实施方案的图。
图26是用于示出实施例的参考实验B1(垂直方向实验)中的参数A~C的图。
图27是用于示出实施例的参考实验B1(垂直方向实验)中的水准1的模拟结果的图。
图28是用于示出实施例的参考实验B1(水平方向实验)中的模拟的实施方案的图。
图29是用于示出实施例的参考实验B1(水平方向实验)中的参数θX的图。
图30是用于示出实施例的参考实验B1(水平方向实验)中的水准5的模拟结果的图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行详细说明,但各实施方式中的各构成及其组合等为一个例子,可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当进行构成的附加、省略、置换以及其他变更。本公开不由实施方式限定,仅由权利要求书限定。
在本公开中,使用“~”表示的数值范围是指包括“~”的前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围,“A~B”是指A以上且B以下。
此外,在本公开中,“多个”是指“两个以上”。
<第一树脂成型体>
以下,对第一树脂成型体进行详细说明。
<树脂成型体的构成和特性>
作为本公开的一个实施方式的第一树脂成型体(在本实施方式的说明中,也简称为“树脂成型体”)是如下树脂成型体,其包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,该平面与该中心轴所成的角的平均角度为50°以上。
作为能得到吸收太赫兹区域中的强电磁波的结构,本发明人等着眼于具有中心轴的线圈形状。该线圈形状的材料能控制偏振。当使直线偏振的入射电磁波入射到该线圈形状的材料时,偏振成为椭圆偏振并出射。如此,该线圈形状的材料能用于偏振的控制。在本实施方式中,不着眼于偏振的控制,而着眼于该线圈形状的吸收电磁波的大小。
而且,本发明人等着眼于将上述线圈形状的一圈视作LC谐振电路。在该情况下,若观察该线圈形状的材料的透射率,则能得到基于以该线圈形状的空隙为电容C、由以该线圈形状自身为电感L的LC谐振实现的吸收电磁波的效果。并且可认为,通过增加该线圈形状的圈数,能增加该电磁波级的效果。
上述的由LC谐振实现的吸收电磁波的效果也很大地受到线圈形状的中心轴与电磁波所成的角度的影响。具体而言,在该角度为90°的情况下,电磁波的吸收效果变小,另一方面,在该角度为0°的情况下,电磁波的吸收效果变大。
本发明人等着眼于上述方面,发现通过将树脂中所含的导电性构件的形状设为线圈形状,并且,以其线圈形状的中心轴与该平面的方向所成的角度的平均值成为特定的角度以上的方式在树脂中含有至少一部分具有平面的树脂(特别是片形的树脂)中的导电性构件,能制作对高频的电磁波也具有大的电磁波屏蔽性的树脂成型体的构件(特别是片构件),从而完成了本发明。
需要说明的是,在本公开中,只要没有特别限定,来自外部的电磁波的方向设为与至少一部分具有平面的树脂成型体(特别是电磁波屏蔽片)的平面(特别是片平面)的方向垂直的方向来说明。
树脂成型体的形状只要至少一部分具有平面就没有特别限制,该平面的位置没有特别限制,但优选的是,以该平面的法线方向成为来自外部的电磁波的入射方向的方式形成树脂成型体,此外,在将树脂成型体设置于其他构件而使用的情况下,优选的是,以该平面为成与其他构件的设置面的方式形成树脂成型体。
作为树脂成型体的具体的形状,例如可列举出:片形、一部分具有平面的球形、一部分具有平面的圆柱形或多棱柱形等柱形等,从操作容易性的观点考虑,优选为片形。
在为片形的情况下,本实施方式的树脂成型体可以表现为如下树脂成型体:其包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,所述树脂成型体为电磁波屏蔽片,片的平面与该中心轴所成的角的平均角度为50°以上。
上述的树脂成型体的用途没有特别限制,例如可列举出电磁波屏蔽件等。
以下,作为树脂成型体,对片形的方案、特别是电磁波屏蔽片的方案进行具体说明。需要说明的是,以下的记载中的片的平面相当于本实施方式中的树脂成型体的至少一部分具有的平面。此外,在能应用的范围内,以下的方案的条件也能应用于片以外的形状的方案的条件。
[导电性构件]
(导电性构件的构成)
导电性构件只要是具有中心轴的线圈形状,就没有特别限制。在本公开中,线圈形状是指,由围绕中心轴的结构和沿中心轴方向延伸的结构构成的形状;或由一边围绕中心轴一边沿中心轴方向延伸的结构构成的形状。该围绕的结构可以指具有圆的周形状的结构,也可以指具有多边形的周形状的结构。作为线圈形状的具体方案,例如可列举出:如图1的(a)所示的具有中心轴的螺旋形状、如图1的(b)所示的由多个C形结构和在中心轴方向上连结多个C形结构的柱形结构构成的形状等。具体而言,图1的(b)为如下形状:在C形的端部连结柱形的端部,进而在柱形的另一端部连结另一C形的端部,重复这样的结构由此构成的形状,整体上成为类似于线圈形状的形状。
此外,如图1的(c)和(d)所示,也可以利用直线形状的导电性材料连结这些线圈形状的导电性材料,也可以不连结。
需要说明的是,就导电性构件而言,其中心轴不仅可以为直线,中心轴也可以近似于直线。在中心轴可以近似于直线的情况下,该近似直线为中心轴。
在导电性构件的线圈形状为如图1的(a)所示的具有中心轴的螺旋形状的情况下,只要具有导电性,其方案就没有特别限制,例如,可以使用金属线圈。
具有具备中心轴的螺旋形状的物质中也存在卷绕方向不确定的物质,就是说右卷和左卷这两者混合存在的物质,另一方面,在金属线圈的情况下,能在工业上生产,能使卷绕方向一致。在右卷和左卷这两者混合存在的情况下,电磁波屏蔽效果彼此抵消,因此整体上的电磁波屏蔽效果会变低,另一方面,使卷绕方向一致的情况下,这样的抵消不会发生。而且,在金属线圈的情况下,能设计精密的线圈的尺寸,因此存在能准确地控制谐振频率,能有效用作各种频率下的吸收体的优点,此外,也容易排列成期望的配置,因此存在容易在特定的方向上得到强的吸收的优点,而且存在作为超材料的量产化也容易的优点。
构成螺旋形状的线的剖面的形状没有特别限制,例如可以为圆形、或三角形或四边形等多边形,从获得容易性、制造容易性的观点考虑,优选为圆形。
该螺旋形状也可以如图1的(c)所示连结多个,在如此连结的情况下,各个螺旋形状的中心轴可以存在于同一轴上。这样的连结的方案中,具有各个螺旋形状的各部分作为一个导电性构件来处理,计算出针对各个导电性构件的中心轴与上述的片的平面的角度。
在导电性构件的线圈形状是如图1的(b)所示的由多个C形结构和在中心轴方向上连结多个C形结构的柱形结构构成的形状的情况下,其方案没有特别限制,例如,如后述的制造方法的说明所示,可列举出如下方案:C形结构的部分由导电性薄膜构成,连结多个C形结构的柱形结构的部分由柱形导电性材料构成。
C形可以指如图1的(b)所示的圆形的环的一部分缺口的形状,此外,也可以指该环的形状为三角形、四边形等多边形,其一部分缺口的形状,从获得容易性、制造容易性的观点考虑,优选为圆形的环的一部分缺口的形状。只要具有中心轴,任一方案都能得到由基于外部的电磁波的、由LC谐振实现的吸收电磁波的效果。
柱形没有特别限制,可以为圆柱形,也可以为三棱柱形或四棱柱形等多棱柱形,从获得容易性、制造容易性的观点考虑,优选为圆柱形。
C形结构的部分和柱形结构的部分可以为相同的材料,也可以为不同的材料,从制造成本降低的观点考虑,优选为相同的材料。
此外,与上述的图1的(c)同样地,能连结图1的(b)的形状而制成如图1的(d)所示的形状,该情况下的上述的角度的计算方法与上述的图1的(c)中的计算方法相同。
导电性构件的材料的种类只要具有导电性就没有特别限制,例如可列举出:碳等碳材料、铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、镁(Mg)、锌(Zn)、钨(W)、钛(Ti)、镍(Ni)或锰(Mn)等、由这些金属元素的组合形成的合金、或这些金属元素或合金的氧化物、卤化物或硫化物等含金属的化合物等,从在弹性模量适合于线圈加工,在树脂中含有的情况下,耐腐蚀性良好,线膨胀系数也小,因此树脂片的耐久性良好的观点考虑,优选铜(Cu)、铁(Fe),特别优选钨(W)。
片中的导电性构件的含量没有特别限制,从提高电磁波屏蔽性的观点考虑,以片的每单位体积的含量计通常为0.00040g/cm3以上,优选为0.001g/cm3以上,更优选为0.01g/cm3以上,进一步优选为0.05g/cm3以上,特别优选为0.075g/cm3以上,最优选为0.10g/cm3以上,此外,通常为5.50g/cm3以下,优选为3.00g/cm3以下,更优选为1.00g/cm3以下,进一步优选为0.50g/cm3以下,进一步优选为0.30g/cm3以下,进一步优选为0.26g/cm3以下。
在本实施方式的电磁波屏蔽件中,导电性构件的中心轴与片的平面所成的角的平均角度为特定的角度以上,因此与将导电性构件的含量设为与该实施方式相同并且导电性构件不具备取向而制造出的电磁波屏蔽件相比,电磁波屏蔽性优异,因此,在想要利用本实施方式的电磁波屏蔽件和导电性构件不具备取向而制造出的电磁波屏蔽件实现相同程度的电磁波屏蔽性的情况下,本实施方式的电磁波屏蔽件一方能使所使用的导电性构件的量减少。通常,与树脂相比,导电性构件一方的每单位体积的价格更高,因此本实施方式的电磁波屏蔽件一方与导电性构件不具备取向而制造出的电磁波屏蔽件相比,材料成本变低。
导电性构件的中心轴与片的平面所成的角的角度是指图2所示的θ的角度。图2中的X的箭头表示片的平面方向。此外,在图2中,作为导电性材料,示出了如图1的(a)所示的具有具备中心轴的螺旋形状的方案,在其他方案中也同样地求出导电性构件的中心轴与片的平面所成的角的角度。
上述的角度θ越大,基于外部的电磁波的由LC谐振实现的吸收电磁波的效果越大,电磁波屏蔽效果也越大,特别是,在50°以上电磁波屏蔽性大幅提高。
从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,片的平面与该中心轴所成的角的平均角度只要为50°以上就没有特别限制,优选为60°以上,更优选为70°以上,进一步优选为80°以上,特别优选为85°以上,理论上最优选为90°。该平均角度是在存在于片中的各个导电性构件中得到的中心轴与片的平面所成的角度的平均值。
上述的角度可以通过利用CT-X射线的内部观察来测定。
在使用多个导电性构件的情况下,各个导电性构件的配置没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,优选为超材料结构。在本实施方式中,超材料结构是指导电性构件在树脂中排列而配置的方案,更具体而言,是指导电性构件在树脂中以周期性的间隔配置的方案。此外,排列的方案没有特别限制,可列举出:以形成圆形、或三角形、四边形等多边形的方式排列而配置的方案。该排列的配置可以由一段构成,也可以由两段以上构成。
将角度θ为90°的两个导电性构件在树脂中并行存在的情况下的方案示于图3。图3的上方的图是从导电性构件的中心轴方向观察导电性构件而得到的图,图3的下方的图是从与该中心轴成90°的方向观察导电性构件而得到的图。图3的l是金属构件形状为线圈形状的情况下的平均外径,m是线圈形状的平均卷绕间距宽度,n是导电性构件的中心轴方向上的线圈形状部分的平均长度,o是平均线圈排列间距,p是线圈形状的平均线材直径。在使用多个导电性构件的情况下,平均外径l是作为多个导电性构件的平均值而计算出的值。在本公开中,在关于导电性构件的参数使用“平均”的情况下,关于其他参数也与平均外径同样地计算来计算出。这些参数和导电性构件的线圈形状的平均圈数都可以通过利用CT-X射线的内部观察来测定。需要说明的是,就上述的参数而言,其称呼带有“线圈”,但不限定于线圈,也是以线圈形状的导电性构件为对象的参数。
平均线圈排列间距在导电性构件等间隔地配置的情况下为特定的参数,其间隔的长度为平均线圈排列间距。例如,在线圈在平面方向上配置的情况下,假设如下正方形的格子状的线配置于片上,所述正方形的格子状的线由多个等间隔的纵线和多个等间隔的横线形成,并且以该纵线的间隔与该横线的间隔相同的方式形成。在该情况下,成为各个正方形中包含一个导电性材料的状态的情况下的纵线(或横线)的间隔为平均线圈排列间距。此外,也可以在多个方向上以不同的长度的间隔等间隔地配置导电性构件,例如也可以是,在纵向上以X的长度的间隔等间隔地配置,在横向上以Y的长度的间隔等间隔地配置。就是说,可以将上述的正方形的格子状的线设为长方形的格子状的线来确定平均线圈排列间距,在该情况下,X和Y的平均值为平均线圈排列间距。
线圈形状的平均外径l(也简称为“线圈形状的外径”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为50μm以上,优选为75μm以上,更优选为100μm以上,进一步优选为125μm以上,此外,通常为500μm以下,优选为400μm以下,更优选为350μm以下,进一步优选为300μm以下,特别优选为250μm以下,最优选为200μm以下。此外,平均外径越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小。
线圈形状的平均卷绕间距宽度m(也简称为“线圈形状的卷绕间距宽度”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为超过20μm(大于20μm),优选为25μm以上,更优选为30μm以上,进一步优选为35μm以上,此外,通常为200μm以下,优选为150μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为70μm以下。此外,平均卷绕间距越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小。
从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,线圈形状的中心轴方向上的线圈形状部分的平均长度n(也简称为“线圈形状的中心轴方向上的线圈形状部分的长度”)通常为20μm以上,优选为35μm以上,更优选为50μm以上,进一步优选为100μm以上,特别优选为300μm以上,最优选为500μm以上,此外,通常为10000μm以下,优选为5000μm以下,更优选为3000μm以下,进一步优选为1500μm以下。此外,即使改变线圈形状部分的平均长度,能有效地屏蔽的电磁波的频带也不变。就电磁波屏蔽性能而言,线圈形状的中心轴方向上的线圈形状部分的长度长的一方提高。
平均线圈排列间距o(也简称为“线圈排列间距”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为150μm以上,优选为200μm以上,更优选为300μm以上,进一步优选为400μm以上,在该范围内,平均线圈排列间距越小,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小。此外,线圈排列间距通常为3000μm以下,优选为2000μm以下,更优选为1000μm以下,进一步优选为750μm以下,在该范围内,平均线圈排列间距越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小。
线圈形状的平均线材直径p(也简称为“线圈形状的线材直径”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为超过1μm(大于1μm),优选为5μm以上,更优选为10μm以上,进一步优选为15μm以上,此外,通常为75μm以下,优选为50μm以下,更优选为40μm以下,进一步优选为30μm以下。此外,平均线材直径越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越大。
导电性构件的线圈形状的平均圈数(也简称为“圈数”)没有特别限制,但从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为5以上,优选为7以上,更优选为10以上,进一步优选为14以上,此外,通常为50以下,优选为40以下,更优选为33以下,进一步优选为29以下。
(导电性构件的特性)
·体积电阻率
导电性构件的体积电阻率没有特别限制,只要是微小的电流能流过的程度的值就没有特别限制。本发明人等进行了研究,结果能确认到,在体积电阻率1.55μΩcm(0℃)的铜和体积电阻率4.9μΩcm(0℃)的钨中谐振频率几乎没有变化。作为上述的微小的电量能流过的程度的值,例如可列举出:使用了碳(石墨)的情况下的体积电阻率3352.8μΩcm(20℃)。
·热传导率
导电性构件的热传导率没有特别限制。本发明人等进行了研究,结果能确认到,在热传导率394W/m·K的铜和热传导率174.3W/m·K的钨中谐振频率几乎没有变化。
[树脂]
(树脂的构成)
树脂只要能含有上述的导电性构件,其种类就没有特别限制,可以为热固性树脂,也可以为热塑性树脂,根据电磁波屏蔽片的使用用途也可能成为高温,因此优选为热固性树脂。作为热固性树脂,可列举出热固性树脂、光固化性树脂,进而,作为热固性树脂,可列举出:热固性丙烯酸系树脂、不饱和聚酯系树脂、环氧树脂、密胺树脂、酚醛系树脂、硅系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚氨酯系树脂等,作为光固化性树脂,可列举出:光固化性环氧、光固化性聚酯、光固化性乙烯系化合物、光固化性环氧(甲基)丙烯酸酯、或光固化性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯等。这些中,优选不饱和聚酯系树脂、光固化性聚酯、环氧树脂、或光固化性环氧,特别是从耐热性的观点考虑,优选环氧树脂、或光固化性环氧。这些树脂可以单独使用一种,也可以以任意的种类和比率并用两种以上。
片中的树脂的含量没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为60重量%以上,优选为80重量%以上,更优选为90重量%以上,进一步优选为95重量%以上,特别优选为97重量%以上,此外,通常为99.99重量%以下,优选为99.90重量%以下,更优选为99.5重量%以下,进一步优选为99.0重量%以下。
导电性构件可以是完全埋设在树脂中的方案,此外也可以是不完全埋设(仅一部分埋设)的方案,就是说导电性构件的一部分暴露在外部空气中的方案。例如,在后述的实施例1等中使用如下方式而成的构件:制作出使导电性构件完全埋设在树脂中的状态的片后,对片表面进行磨削,使导电性材料的一部分露出。
(树脂的特性)
·折射率
树脂的折射率没有特别限制,从提高电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为1.35以上且1.76以下,优选为环氧树脂的1.55以上且1.61以下。折射率可以通过公知的方法来测定。
[片]
(片的构成)
电磁波屏蔽片的形状只要是片形就没有特别限制,可以根据设置该片的场所来适当变更。片可以为单层的片,也可以为层叠的片。在采用层叠的片的情况下,可以是将本实施方式的片层叠多个的方案,也可以是为了赋予各种功能而层叠其他片的方案。
片的厚度没有特别限制,从近年来以便携式电话、智能手机、或平板电脑等为代表的电子设备的小型、轻量、以及薄化的观点考虑,通常为10μm以上,优选为20μm以上,更优选为50μm以上,进一步优选为100μm以上,此外,通常为10mm以下,优选为5mm以下,更优选为3mm以下,进一步优选为1.5mm以下。
片的形状为平面,但也可以在能近似地视作平面的范围内具有凹凸形状,也可以一部分弯曲。此外,从表面观测的片的形状可以为圆形,也可以为三角形、四边形等多边形。
片中的导电性构件的个数没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为5个/cm2以上,优选为10个/cm2以上,更优选为25个/cm2以上,进一步优选为100个/cm2以上,此外,通常为570个/cm2以下,优选为400个/cm2以下,更优选为300个/cm2以下,进一步优选为210个/cm2以下。
上述导电性构件的个数可以通过利用CT-X射线的内部观察来测定。
片中含有导电性构件的方案没有特别限制,可以是导电性构件在任意的位置配置任意的个数的方案,此外,也可以是多个导电性构件在片的面方向上等间隔地配置的方案。
片也可以具有上述的导电性构件和树脂以外的材料(其他材料),例如,可列举出导电性构件以外的无机填料等。例如,可以通过添加无机填料来调整片的线膨胀系数,由此容易防止片的翘曲、挠曲、起伏等。
片中的导电性构件以外的无机填料的含量没有特别限制,可以在得到本实施方式的效果的范围内任意含有。
(片的特性)
·电磁波屏蔽性
在本公开中,电磁波屏蔽性的评价通过以下的方法对功率透射率T(ω)进行评价来进行。该评价方法是基于在透射率测定实验中使用的太赫兹时间区域分光法的方法。
将实验装置的示意图示于图4。首先,来自飞秒激光器的光由分束器分成泵浦光和探测光。泵浦光作为使太赫兹波激励的光而发挥作用。探测光配合计测太赫兹波的定时。通过移动延迟台来改变该探测光的光路长度,错开检测的定时。对太赫兹波通过样品后的电场Esam(t)和通过没有样品的空气中后的电场Eref(t)进行检测。使用这些值导出复折射率、复介电常数、透射率、功率谱等。
根据由上述的测定得到的数据,通过傅立叶变换进行透射率的导出。当分别对所得到的电场波形Esam(t)、Eref(t)进行傅立叶变换时,成为Esam(ω)、Eref(ω)。功率透射率T(ω)使用这些数据,由下述的式(A)表示。
[数式1]
上述的透射率可以利用太赫兹分光***(例如,Advantest公司制的TAS7500TSH)来测定。
可以根据上述功率透射率T(ω),通过下述式(B)求出屏蔽性能L(dB)。
L=10×Log10(T(ω)/100)(B)
屏蔽性能L没有特别限制,通常为-2dB以下,优选为-5dB以下,进一步优选为-10dB以下,此外,从防止计算机等电子设备的误动作的观点考虑,优选为-20dB以下,更优选为-30dB以下,进一步优选为-40dB以下,特别优选为-60db以下,更特别优选为-80db以下,此外,无需设定下限,但通常为-90dB以上。需要说明的是,就电磁波的功率透射率T(ω)而言,在电磁波成为1/10的情况下表示为-20dB(屏蔽率:90%),在成为1/100的情况下表示为-40dB(屏蔽率:99%),在成为1/1000的情况下表示为-60dB(屏蔽率:99.9%),在成为1/10000的情况下表示为-80dB(屏蔽率:99.99%)。
<树脂成型体的制造方法>
以下,对各种树脂成型体的制造方法的实施方式进行说明,但上述的树脂成型体的制造方法不限定于这些制造方法。此外,关于在各个实施方式中能互相应用的制造条件,能互相应用。此外,在能应用的范围内,可以将上述的树脂成型体的条件应用于以下的制造方法的条件。
<第一制造方法>
作为本公开的另一实施方式的第一电磁波屏蔽件的制造方法(在本实施方式的说明中,也简称为“第一制造方法”)是如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,所述树脂成型体的制造方法包括:凹部树脂构件制作工序,制作具有凹部、并且至少一部分具有平面的树脂构件;导电性构件配置工序,使该导电性构件取向并配置于该凹部中;以及凹部树脂固化工序,向配置有该导电性构件的凹部中流入包含树脂的组合物后,使该组合物固化,并且所述平面与该中心轴所成的角的平均角度为50°以上。
如上述的树脂成型体的说明所述,树脂成型体的形状优选为片形,在该情况下,可以表现为如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,所述树脂成型体的制造方法包括:凹部树脂片制作工序,制作具有凹部的树脂片;导电性构件配置工序,在使该导电性构件取向并配置于该凹部中;以及凹部树脂固化工序,向配置有该导电性构件的凹部中流入包含树脂的组合物后,使该组合物固化,并且片的平面与该中心轴所成的角的平均角度为50°以上。
第一制造方法具有上述的树脂片制作工序、导电性构件配置工序、以及凹部树脂固化工序,还可以具有其他工序。也包括该其他工序在内,将第一制造方法的例子示于以下。
[树脂组合物制作工序]
第一制造方法也可以具有:树脂组合物制作工序,制造使上述的树脂、其他材料溶解于溶剂,进行了混合而成的树脂组合物。混合的方法没有特别限制,可以应用公知的方法。
溶剂的种类只要能使上述的树脂、其他材料溶解就没有特别限制。需要说明的是,如果不使用溶剂也能成型,也可以不使用溶剂。
此外,也可以根据使用的树脂的种类而加入固化剂,其种类可以根据树脂来适当使用公知的固化剂。组合物中的固化剂的含量例如可以设为0.05~15重量%。
此外,也可以根据使用的树脂的种类而加入聚合引发剂,例如,作为热聚合引发剂,可以使用过氧化苯甲酰等过氧化物等热自由基产生剂,作为光聚合引发剂,可以使用光自由基产生剂、光阳离子产生剂、或光阴离子产生剂等。
[凹部树脂片制作工序]
第一制造方法具有:凹部树脂构件制作工序,制作具有凹部、并且至少一部分具有平面的树脂构件(特别是具有凹部的树脂片)。制作具有凹部、并且至少一部分具有平面的树脂构件的方法没有特别限制,例如可列举出如下方法:向能形成凹部的模具中流入上述的树脂组合物制作工序中得到的树脂组合物,利用热、紫外线等光等使其固化而成型。此外,可列举出如下方法:通过公知的方法使上述的树脂组合物固化,成型未形成凹部、并且至少一部分具有平面的树脂构件,之后通过激光加工形成凹部。成型时,可以施加压力,也可以不施加压力,在施加的情况下,例如,可列举出利用压制成型。
凹部的尺寸也对导电性构件的中心轴与树脂构件的至少一部分具有的平面的方向(在树脂成型体为片形的情况下为片平面方向)所成的角有很大的影响,因此,根据最终得到的构件的使用方案来设定凹部的尺寸。例如,在想要将导电性构件的中心轴与树脂构件的至少一部分具有的平面的方向所成的角设为几乎90°的情况下,使凹部的尺寸与导电性构件的尺寸(相对于中心轴垂直方向上的剖面的形状)几乎相同即可。
此外,凹部可以为贯穿构件的方案,也可以为不贯穿构件的方案。
凹部的个数、构件的厚度等参数可以根据上述的树脂成型体的构成中的各参数的说明来适当设定。
[导电性构件配置工序]
第一制造工序具有:导电性构件配置工序,使导电性构件取向并配置于上述的凹部树脂片制作工序中得到的构件的凹部中。如图5所示,作为使导电性构件取向的方法,可列举出如下方法:以成为期望的角度的方式使导电性构件12配置于由树脂组合物的固化物11(也简记为“树脂11”)构成的凹部树脂构件(在图中为树脂片)10的凹部13中。此时,在凹部贯穿构件的情况下,也可以在构件下方配置具有粘接性的片,以凹部中的导电性构件保持为期望的角度的方式与该具有粘接性的构件粘接来使导电性构件取向。该具有粘接性的构件可以在后述的凹部树脂固化工序之后从树脂构件卸下。
在上述取向中,以树脂构件的至少一部分具有的平面与该中心轴所成的角的平均角度成为50°以上的方式配置。
[凹部树脂固化工序]
第一制造工序具有:凹部树脂固化工序,向上述的导电性构件配置工序中的配置有导电性构件的凹部中流入包含树脂的组合物后,使该组合物固化。流入的包含树脂的组合物优选与上述的树脂组合物制作工序中制作出的树脂相同。
使组合物固化的方法没有特别限制,可以根据树脂的种类来适当变更,例如可列举出利用热、或紫外线等光等使其固化的方法。此外,在使用的树脂为热塑性树脂,在施加热使其熔融的状态下制作上述的组合物的情况下,也可以将自然放置或冷却处理等处理作为固化的方法。
<第二制造方法>
作为本公开的另一实施方式的第二树脂成型体的制造方法(在本实施方式的说明中,也简称为“第二制造方法”)是如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,所述树脂成型体的制造方法包括:含C形导电性材料的树脂片制作工序,制作多个具有该树脂、C形导电性材料以及连接于该C形的端部的柱形导电性材料的树脂片;以及层叠工序,以使一方的片中的C形导电性材料的端部与另一方的片中的柱形导电性材料在中心轴方向上接触的方式层叠多个树脂片。
如上述的树脂成型体的说明所述,树脂成型体的形状优选为片形,在该情况下,可以表现为如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,所述树脂成型体的制造方法包括:含C形导电性材料的树脂片制作工序,制作多个具有该树脂、C形导电性材料以及连接于该C形的端部的柱形导电性材料的树脂片;以及层叠工序,以使一方的片中的C形导电性材料的端部与另一方的片中的柱形导电性材料在中心轴方向上接触的方式层叠多个树脂片。
第二制造方法具有:上述的含C形导电性材料的树脂片制作工序、以及层叠工序,还可以具有其他工序。也包括该其他工序在内,将第二制造方法的例子示于以下。
[树脂组合物制作工序]
第二制造方法可以具有:树脂组合物制作工序,制造使上述的树脂、其他材料溶解于溶剂,进行了混合而成的树脂组合物。该工序可以同样地应用上述的第一制造方法中的树脂组合物制作工序的条件。
[含C形导电性材料的树脂片制作工序]
第二制造方法具有:含C形导电性材料的树脂片制作工序,制作多个具有树脂、C形导电性材料以及连接于该C形的端部的柱形导电性材料的树脂片。制作这样的树脂片的方法没有特别限制,例如可列举出如下方法:准备配置有C形导电性材料和柱形导电性材料的模具,向该模具中流入上述的树脂组合物制作工序中得到的树脂组合物,使树脂固化,得到如图6所示的、具有树脂组合物的固化物21(也简记为“树脂21”)、C形导电性材料22、以及柱形导电性材料23的含C形导电性材料的树脂片20。使树脂固化的方法可列举出利用热、或紫外线等光等的方法。
此外,可以使用用于制造通常的印刷电路板的方法。具体而言,通过使上述的树脂组合物固化而制作出树脂片后,在待配置柱形导电性材料的部位利用钻头或激光等开孔(via),在该片的单面形成导电性材料箔,进而,按刻蚀后的导电性材料箔以C形残留的图案涂布或层压感光性抗蚀剂后,进行刻蚀,由此在树脂片上层叠C形导电性材料。作为C形导电性材料向利用了刻蚀的树脂片层叠的方法,除了上述的使用了感光性抗蚀剂的方法以外,也可以通过刻蚀抗蚀剂图案的印刷来进行。之后,可列举出如下得到含C形导电性材料的树脂片的方法:向上述的孔中流入导电性材料的糊剂,使其固化,形成柱形导电性材料。需要说明的是,若在柱形的部位残留空气,则存在体积电阻率会增加,此外,在半导体部件安装的回焊温度下会膨胀、***而破坏的可能性,因此优选在柱形的部位不残留空气。
C形导电性材料和柱形导电性材料的参数可以根据上述的树脂成型体的构成中的各参数的说明来适当设定。
需要说明的是,在使用上述的C形导电性材料等的方案中,片的平面与该中心轴所成的角的平均角度也应用上述的平均角度的条件。
[层叠工序]
第二制造方法具有:层叠工序,在上述的含C形导电性材料的树脂片制作工序中制作的多个片中,以使一方的片中的C形导电性材料的端部与另一方的片中的柱形导电性材料在中心轴方向上接触的方式层叠多个树脂片。层叠的方法例如如图7所示,以使一方的片中的C形导电性材料的端部与另一方的片中的柱形导电性材料在中心轴方向上接触的方式层叠。
<第三制造方法>
作为本公开的另一实施方式的第三电磁波屏蔽件的制造方法(在本实施方式的说明中,也简称为“第三制造方法”)是如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,所述树脂成型体的制造方法包括:含导电性构件的树脂组合物制作工序,制作包含含有该树脂的树脂组合物和该导电性构件的组合物;取向工序,使该导电性构件以所述平面方向(树脂成型体为片形的情况下为片的平面方向)与该中心轴所成的角成为50°以上的方式取向;以及,固化工序,在保持该导电性构件的取向的状态下使该含导电性构件的树脂组合物固化。
如上述的树脂成型体的说明所述,树脂成型体的形状优选为片形,在该情况下,可以表现为如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,所述树脂成型体的制造方法包括:含导电性构件的树脂组合物制作工序,包含含有该树脂的树脂组合物和该导电性构件的组合物;取向工序,使该导电性构件以片的平面方向与该中心轴所成的角的平均角度成为50°以上的方式取向;以及固化工序,在保持该导电性构件的取向的状态下使该含导电性构件的树脂组合物固化。
第三制造方法具有上述的含导电性构件的树脂组合物制作工序、取向工序、以及固化工序,还可以具有其他工序。也包括该其他工序在内,将第三制造方法的例子示于以下。
[磁性材料镀敷工序]
作为用于在后述的取向工序中进行取向的方法之一,可列举出一边施加磁场一边使导电性构件取向的方法。为了通过该方法进行取向,导电性构件必须具有磁性。由此,第三制造方法可以具有:磁性材料镀敷工序,利用磁性材料对导电性构件的表面进行镀敷。作为磁性材料,可列举出:铁、钴、镍、或钆。镀敷的方法没有特别限制,可以采用公知的方法。
镀敷的厚度可以在能得到本发明的效果的范围内任意设定,例如,可以为1μm以上且10μm以下,可以为1μm以上且8μm以下,可以为1μm以上且5μm以下,可以为1μm以上且5μm以下,可以为2μm以上且4μm以下。
需要说明的是,在原本的导电性构件包含磁性材料的情况下,可以不进行上述的磁性材料镀敷工序而施加磁场使导电性构件取向。
[含导电性构件的树脂组合物制作工序]
第三制造方法具有:含导电性构件的树脂组合物制作工序,制作包含含有树脂的树脂组合物和导电性构件的组合物。在后述的取向工序中的取向中利用磁场的情况下,作为导电性构件也可以使用上述的磁性材料镀敷工序中得到的导电性构件。组合物的制造方法没有特别限定,可以采用使上述的树脂、导电性材料、其他材料制成溶剂,进行混合的方法。混合的方法没有特别限制,可以应用公知的方法。
溶剂的使用是否适合、溶剂的种类和含量可以同样地应用上述的第一制造方法中的树脂组合物制作工序的条件。
[取向工序]
第三制造方法具有:取向工序,使上述的导电性构件以上述平面方向(在树脂成型体为片形的情况下为片的平面方向)与该中心轴所成的角成为50°以上的方式取向。使导电性构件取向的方法没有特别限制,例如,在导电性构件具有磁性材料的情况下;或在上述的磁性材料镀敷工序中对导电性构件赋予了磁性的情况下,可以通过施加磁场来使导电性构件取向。产生磁场的方法没有特别限制,可以应用公知的方法。通过控制施加磁场的方向、强度,能使导电性构件以期望的角度取向。
[固化工序]
第三制造方法具有:固化工序,在保持导电性构件的取向的状态下使该含导电性构件的树脂组合物固化。固化的方法没有特别限制,可列举出利用热、紫外线等光等的方法。
<其他制造方法>
作为上述的第一~第三制造方法以外的方法,例如可列举出如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,所述树脂成型体的制造方法包括:导电性构件取向工序,使该导电性构件以所述平面方向(在树脂成型体为片形的情况下为片的平面方向)与该中心轴所成的角成为50°以上的方式取向;取向保持树脂流入工序,在保持该导电性构件的取向的状态下流入包含该树脂的树脂组合物;以及固化工序,在保持该导电性构件的取向的状态下使该树脂组合物固化。
如上述的树脂成型体的说明所述,树脂成型体的形状优选为片形,在该情况下,可以表现为如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,所述树脂成型体的制造方法包括:导电性构件取向工序,使该导电性构件以片的平面方向与该中心轴所成的角成为50°以上的方式取向;取向保持树脂流入工序,在保持该导电性构件的取向的状态下流入包含该树脂的树脂组合物;以及固化工序,在保持该导电性构件的取向的状态下使该树脂组合物固化。
上述的导电性构件取向工序中的取向的方法没有特别限制,例如可列举出如下方法:准备粘接片,使上述的导电性构件以特定的角度附着于该粘接片上。
上述的取向保持树脂流入工序中的流入的方法没有特别限制,优选以能保持导电性构件的取向的方式,以期望的流入速度流入。
上述的固化工序中的固化方法没有特别限制,如果是热固性树脂,则可列举出通过热、或光等的处理进行固化的方法。
此外,作为导电性构件取向工序中的取向的另一方法,可列举出如图8的(a)所示使用支承体A31并排摆放导电性构件32的方法。支承体A31的材料没有特别限制,可以是导电性材料、无机材料、或有机材料等。
之后,例如,使涂布有树脂组合物S的支承体B33与全部线圈的端部接触后,使该树脂组合物S固化,如图8的(b)所示,在利用该树脂组合物S的固化物34固定了该导电性构件32后,从支承体A31抽出导电性构件32,在保持导电性构件32的取向的状态下,进行使包含树脂的树脂组合物T流入的取向保持树脂流入(取向保持树脂流入工序),使该树脂组合物T固化(固化工序),得到如图8的(c)所示的、具有树脂组合物T的固化物35和导电性构件32的树脂成型体。需要说明的是,上述的支承体B33最终可以卸下。
上述的用于固定全部线圈的端部的树脂组合物S与在取向保持树脂流入工序中流入的树脂组合物T可以为相同的材料,也可以为不同的材料,从特性的稳定性的观点考虑,优选为相同的材料。
<第二树脂成型体>
以下,对第二树脂成型体进行详细说明。
<电磁波屏蔽片的构成和特性>
作为本公开的一个实施方式的第二树脂成型体(也简称为“树脂成型体”)是如下树脂成型体,其包含树脂和导电性线圈(也简称为“线圈”),并且构成该导电性线圈的导电性构件为螺旋状。“构成导电性线圈的导电性构件为螺旋状”也可以表达为:螺旋状的导电性线圈进一步形成螺旋状;此外,形成为螺旋状的导电性线圈的中心轴构成螺旋状;此外,形成导电性线圈的线为螺旋状。
作为能得到吸收太赫兹区域中的强电磁波的结构,本发明人等着眼于具有中心轴的线圈形状。该线圈形状的材料能控制偏振。当使直线偏振的入射电磁波入射到该线圈形状的材料时,偏振成为椭圆偏振并出射。如此,该线圈形状的材料能用于偏振的控制。在本实施方式中,不着眼于偏振的控制,而着眼于该线圈形状的吸收电磁波的大小。
而且,本发明人等着眼于将上述线圈形状的一圈视作LC谐振电路。在该情况下,若观察该线圈形状的材料的透射率,则能得到基于以该线圈形状的空隙为电容C、由以该线圈形状自身为电感L的LC谐振实现的吸收电磁波的效果。并且可认为,通过增加该线圈形状的圈数,能增加该电磁波级的效果。
上述的由LC谐振实现的吸收电磁波的效果也很大地受到线圈形状的中心轴与电磁波所成的角度的影响。具体而言,在该角度为90°的情况下,电磁波的吸收效果变小,另一方面,在该角度为0°的情况下,电磁波的吸收效果变大。
本发明人等着眼于上述方面,发现通过使用导电性线圈作为树脂中所含的线圈形状的导电性填料,并且采用构成该导电性线圈的导电性构件为螺旋状的导电性线圈,能制作具有大的电磁波屏蔽性的构件(特别是片构件),从而完成了本发明。
树脂成型体的形状只要是至少一部分具有平面就不特别限制,该平面的位置没有特别限制,但优选的是,以该平面的法线方向为来自外部的电磁波的入射方向的方式形成树脂成型体,此外,在将树脂成型体设置于其他构件而使用的情况下,优选的是,以该平面为与其他构件的设置面的方式形成树脂成型体。
作为树脂成型体的具体的形状,例如可列举出:片形、一部分具有平面的球形、一部分具有平面的圆柱形或多棱柱形等柱形等,从操作容易性的观点考虑,优选为片形。
上述的成型体的用途没有特别限制,例如可列举出电磁波屏蔽件。
以下,作为树脂成型体,对片形的方案、特别是电磁波屏蔽片的方案进行具体说明。需要说明的是,以下的记载中的片的平面相当于本实施方式中的树脂成型体的至少一部分具有的平面。此外,在能应用的范围内,以下的方案的条件也能应用于片形以外的方案的条件。
在本实施方式中,也将上述的导电性线圈称作“双线圈”,将不具有上述的螺旋状的通常的导电性线圈称作“单线圈”。
上述的双线圈如图20和21所示,构成导电性线圈的导电性构件进一步成为螺旋状。图20是示意性地表示线圈的一个方案的图,图21是导电性线圈的扫描电子显微镜像。以下,在双线圈中,将构成与单线圈相同的螺旋状的螺旋称为“大螺旋”,将构成该大螺旋的线所形成的螺旋称为“小螺旋”。图20中的G表示大螺旋的中心轴,H表示小螺旋的中心轴。在本实施方式的电磁波屏蔽片中,当电磁波通过大螺旋的内部时,体现由源自大螺旋的LC谐振实现的电磁波的吸收效果。而且,当电磁波通过小螺旋的内部时,也体现由源自小螺旋的LC谐振实现的电磁波的吸收效果。在本实施方式的电磁波屏蔽片中,通过使用具有这样的结构的线圈,对于高频带的电磁波也能确保充分的屏蔽性。
如后述的片的制造方法中说明的那样,包含双线圈的电磁波屏蔽片例如可以通过准备包含双线圈和树脂的组合物,使其固化来制造。
无论单线圈和双线圈,在通常使用线圈形状的填料,通过与上述的双线圈的制造方法相同的方法,就是说,通过使包含线圈和树脂的组合物固化的方法来制造片的情况,若组合物从制造到固化的时间短,则会得到多个线圈以任意的倾斜取向的状态的片,另一方面,若组合物从制造到固化的时间长,则由于线圈一方比树脂比重大,因此会得到线圈为躺卧的状态,就是说,会得到线圈的大螺旋的中心轴与片的平面方向所成的角的角度接近于0°的线圈数量的比例多的状态的片。
在此,在组合物从制造到固化的时间短的情况下(多个线圈以任意的倾斜取向的状态的片的情况下),若使用单线圈作为线圈,则所有角度的线圈以几乎相同的几率存在,因此无法得到大的电磁波屏蔽效果。另一方面,在使用了双线圈作为线圈的情况下,存在如下“小螺旋”的部分,因此能得到大的电磁波屏蔽效果,所述“小螺旋”的部分为单线圈所不具有的,并且由于中心轴本身为螺旋状因此能产生对于来自各个方向的电磁波的由LC谐振实现的电磁波的吸收。
此外,在组合物从制造到固化的时间长的情况下(线圈的中心轴与片的平面方向所成的角的角度接近于0°的线圈数量的比例多的状态的片的情况下),若使用单线圈作为线圈,则线圈的中心轴与电磁波的朝向接近于90°(例如为60°~90°),因此几乎无法得到电磁波屏蔽效果。另一方面,在使用了如图21所示的双线圈作为线圈的情况下,虽然双线圈的大螺旋的中心轴的方向与单线圈的情况同样地成为与片方向几乎相同的方向,但小螺旋的中心轴以相对于片平面方向成为约0°至约90°、继而成为约90°至约0°的方式描绘螺旋(以约0°→约90°→约0°→约90°→约0°为一圈的量)。如此,小螺旋的中心轴的一部分具有接近于由LC谐振实现的电磁波的吸收变大的、与片平面的角度90°的角度,而且,该由LC谐振实现的电磁波的吸收变大的角度按小螺旋的圈数的量存在。因此,若使用双线圈,则即使在组合物从制造到固化的时间长的情况下也能得到大的电磁波屏蔽效果。
在使用通常的金属线圈的情况,从能提高各种参数的观点考虑,优选使电磁波屏蔽性为超材料结构。在本实施方式中,超材料结构是指,金属线圈在树脂中排列并配置的方案,更具体而言,是指金属线圈在树脂中以周期的间隔配置的方案。在单线圈的情况下,通过各个单线圈排列并配置,首次形成超材料结构。另一方面,在双线圈的情况下,双线圈中必然存在小螺旋排列并配置而成的结构,换言之,可以认为双线圈本身为具有一个超材料结构的物质。因此,双线圈不限定于如单线圈那样排列并配置的方案,无论是什么方案,都能得到由超材料结构得到的效果。
[导电性线圈]
(导电性线圈的构成)
导电性线圈(双线圈)如图20和21所示,只要构成该导电性线圈的导电性构件为螺旋状就没有特别限制。双线圈可以通过公知的方法制造,也可以使用市售品。
双线圈的大螺旋的中心轴不仅可以为直线,中心轴也可以近似于直线。在中心轴可以近似于直线的情况下,该近似直线为中心轴。
构成螺旋形状的线材的剖面的形状没有特别限制,例如可以为圆形、三角形、四边形等多边形,从获得容易性、制造容易性的观点考虑,优选为圆形。
此外,双线圈可以如图22(小螺旋的结构省略)所示连结多个,也可以不连结。在连结的情况下,各个大螺旋形状的中心轴也可以不存在于同一轴上。在各个大螺旋形状的中心轴不存在于同一轴上的情况下,具有各个螺旋形状的各部分作为一个双线圈来处理,计算出针对各个双线圈的参数。
双线圈的材料的种类只要具有导电性就没有特别限制,例如可列举出:碳等碳材料、铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、镁(Mg)、锌(Zn)、钨(W)、钛(Ti)、镍(Ni)、或锰(Mn)等、由这些金属元素的组合形成的合金、或这些金属元素或合金的氧化物、卤化物、或硫化物等含金属的化合物等,从在弹性模量适合于线圈加工,在树脂中含有的情况下,耐腐蚀性良好,线膨胀系数也小,因此树脂片的耐久性良好的观点考虑,优选铜(Cu)、或铁(Fe),特别优选钨(W)。
片中的双线圈的含量没有特别限制,从提高电磁波屏蔽性的观点考虑,作为片的每单位体积的含量,通常为0.02g/cm3以上,优选为0.05g/cm3以上,更优选为0.10g/cm3以上,进一步优选为0.150g/cm3以上,特别优选为0.20g/cm3以上,此外,通常小于5.00g/cm3,优选小于4.50g/cm3,更优选小于3.00g/cm3,进一步优选小于2.00g/cm3,特别优选小于1.50g/cm3。
在本实施方式的电磁波屏蔽片中,使用每一线圈的电磁波屏蔽性与单线圈相比优异的双线圈,因此在想要实现相同程度的电磁波屏蔽性的情况下,与使用单线圈制造出的电磁波屏蔽片相比,本实施方式的电磁波屏蔽片一方能使所使用的导电性构件的量减少。通常,与树脂相比,导电性构件一方的每单位体积的价格更高,因此本实施方式的电磁波屏蔽片一方与使用单线圈制造出的电磁波屏蔽片相比,材料成本变低。
如图2(小螺旋的结构省略)所示,若将双线圈的大螺旋的中心轴与片的平面所成的角的角度设为θ,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,该θ通常为50°以下,优选为40°以下,更优选为30°以下,进一步优选为20°以下,特别优选为10°以下,更特别优选为5°以下,理论上最优选为0°。该平均角度是在存在于片中的各个双线圈中得到的大螺旋的中心轴与片的平面所成的角度的平均值。该θ越接近于0°,存在小线圈的中心轴与片平面方向所成的角的角度越接近90°的倾向,因此电磁波屏蔽的效果变大。
上述的角度可以通过利用CT-X射线的内部观察来测定。
在使用多个双线圈的情况下,如上所述双线圈本身具有超材料结构,因此不特别需要将各个双线圈的配置设为超材料结构,从确保更高的电磁波屏蔽性的观点考虑,优选双线圈的配置本身成为超材料结构。在超材料结构的情况下,排列的方案没有特别限制,可列举出:以形成圆形、三角形、四边形等多边形的方式排列并配置的方案。该排列的配置可以由一段构成,也可以由两段以上构成。
将角度θ为90°的两个双线圈在树脂中并行存在的情况下的方案示于图23。图23的上方的图是从双线圈的大螺旋的中心轴方向观察双线圈而得到的图,下方的图是从与该中心轴成90°的方向观察双线圈而得到的图。图23的l是大螺旋的平均外径,m是大螺旋的平均卷绕间距宽度,n是大螺旋的中心轴方向上的双线圈的平均长度,o是平均线圈排列间距,p是小螺旋的平均外径,q是小螺旋的平均卷绕间距宽度,r是平均线材直径。在使用多个双线圈的情况下,大螺旋的平均外径l是作为多个双线圈的平均值而计算出的值。在本实施方式中,在关于双线圈的参数使用“平均”的情况下,关于其他参数也与平均外径同样地计算来计算出。这些参数都可以通过基于CT-X射线的内部观察来测定。
平均线圈排列间距在导电性构件等间隔地配置的情况下为特定的参数,其间隔的长度为平均线圈排列间距。例如,在导电性线圈在平面方向上配置的情况下,假设如下正方形的格子状的线配置于片上,所述正方形的格子状的线由多个等间隔的纵线和多个等间隔的横线形成,并且以该纵线的间隔与该横线的间隔相同的方式形成。在该情况下,成为各个正方形中包含一个导电性线圈的状态的情况下的纵线(或横线)的间隔为平均线圈排列间距。此外,也可以在多个方向上以不同的长度的间隔等间隔地配置导电性线圈,例如也可以是,在纵向上以X的长度的间隔等间隔地配置,在横向上以Y的长度的间隔等间隔地配置。就是说,可以将上述的正方形的格子状的线设为长方形的格子状的线来确定平均线圈排列间距,在该情况下,X和Y的平均值为平均线圈排列间距。
大螺旋的平均外径l(也简称为“大螺旋的外径”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为10.5μm以上,优选为105μm以上,更优选为210μm以上,进一步优选为315μm以上,此外,通常为1470μm以下,优选为1365μm以下,更优选为1050μm以下,进一步优选为525μm以下。此外,在大螺旋的中心轴与片平面所成的角为垂直的情况下,大螺旋的外径越小,能有效地屏蔽的电磁波的频带越大,特别是容易位移到100GHz以上的高频带,在该角为水平的情况下,若大螺旋的外径大于上述的下限,则能有效地屏蔽的小螺旋的垂直方向变长,因此屏蔽性能提高。
大螺旋的平均卷绕间距宽度m(也简称为“大螺旋的卷绕间距宽度”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常超过140μm(大于140μm),优选为175μm以上,更优选为210μm以上,进一步优选为245μm以上,此外,通常为560μm以下,优选为490μm以下,更优选为420μm以下,进一步优选为350μm以下。此外,在大螺旋的中心轴与片平面所成的角为垂直的情况下,大螺旋的卷绕间距宽度越小,能有效地屏蔽的电磁波的频带越大,特别是容易位移到100GHz以上的高频带,在该角为水平的情况下,若大螺旋的卷绕间距宽度大于上述的上限,则能有效地屏蔽的小螺旋的倾斜变大,因此屏蔽性能降低。
从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,大螺旋的中心轴方向上的双线圈(线圈形状部分)的平均长度n(也简称为“大螺旋的中心轴方向上的双线圈的长度”)通常为20μm以上,优选为100μm以上,更优选为500μm以上,进一步优选为1000μm以上,此外,通常为10000μm以下,优选为8000μm以下,更优选为6000μm以下,进一步优选为4000μm以下。此外,在大螺旋的中心轴与片平面所成的角为垂直的情况下,大螺旋的中心轴方向上的双线圈的长度不影响能有效地屏蔽的电磁波的频带,但该长度越长,屏蔽性能越提高。此外,在该角为水平的情况下,大螺旋的中心轴方向上的双线圈的长度不影响能有效地屏蔽的电磁波的频带、屏蔽性能。
平均线圈排列间距o(也简称为“线圈排列间距”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为420μm以上,优选为500μm以上,更优选为600μm以上,进一步优选为700μm以上,此外,通常为4000μm以下,优选为3000μm以下,更优选为2000μm以下,进一步优选为1000μm以下。此外,在大螺旋的中心轴与片平面所成的角为垂直的情况下,线圈排列间距越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小,在该角为水平的情况下,线圈排列间距越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小。
小螺旋的平均外径p(也简称为“小螺旋的外径”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常超过3.5μm(大于3.5μm),优选为35μm以上,更优选为70μm以上,更优选为105μm以上,此外,通常为490μm以下,优选为455μm以下,更优选为350μm以下,进一步优选为175μm以下。在大螺旋的中心轴与片平面所成的角为垂直的情况下,小螺旋的外径越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小,在该角为水平的情况下,小螺旋的外径越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小。
小螺旋的平均卷绕间距宽度q(也简称为“小螺旋的卷绕间距宽度”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常超过20μm(大于20μm),优选为25μm以上,更优选为30μm以上,进一步优选为35μm以上,此外,通常为200μm以下,优选为150μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为70μm以下。此外,在大螺旋的中心轴与片平面所成的角为垂直的情况下,小螺旋的卷绕间距宽度越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小,在该角为水平的情况下,小螺旋的卷绕间距宽度越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越小。
平均线材直径r(也简称为“线材直径”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常超过1μm(大于1μm),优选为10μm以上,更优选为20μm以上,进一步优选为30μm以上,此外,通常为140μm以下,优选为130μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为50μm以下。此外,在大螺旋的中心轴与片平面所成的角为垂直的情况下,线材直径越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越大,在该角为水平的情况下,线材直径越大,能有效地屏蔽的电磁波的频带越大。
大螺旋的平均圈数(也简称为“大螺旋的圈数”)没有特别限制,但从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为4以上,优选为5以上,更优选为6以上,此外,通常小于14,优选为11以下,更优选为10以下,进一步优选为8以下。在大螺旋的中心轴与片平面方向所成的角为垂直的情况下,大螺旋的圈数越少,能有效地屏蔽的电磁波的频带越大,特别是容易位移到100GHz以上的高频带,在该角为水平的情况下,若大螺旋的圈数小于上述的下限,则能有效地屏蔽的小螺旋的倾斜越大,因此屏蔽性能降低。
小螺旋的平均圈数(也简称为“小螺旋的圈数”)没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为24以上,优选为36以上,更优选为63以上,进一步优选为108以上,此外,通常为942以下,优选为603以下,更优选为419以下,进一步优选为308以下。上述的圈数的范围是在大螺旋的中心轴与片平面所成的角为垂直的情况下特别优选的范围。
(双线圈的特性)
·体积电阻率
双线圈的体积电阻率没有特别限制,只要是微小的电流能流过的程度的值就没有特别限制。本发明人等进行了研究,结果能确认到,在体积电阻率1.55μΩcm(0℃)的铜和体积电阻率4.9μΩcm(0℃)的钨中谐振频率几乎没有变化。作为上述的微小的电量能流过的程度的值,例如可列举出:使用了碳(石墨)的情况下的体积电阻率3352.8μΩcm(20℃)。
·热传导率
双线圈的热传导率没有特别限制。本发明人等进行了研究,结果能确认到,在热传导率394W/m·K的铜和热传导率174.3W/m·K的钨中谐振频率几乎没有变化。
[树脂]
(树脂的构成)
树脂只要能含有上述的双线圈,其种类就没有特别限制,可以为热固性树脂,也可以为热塑性树脂,根据电磁波屏蔽片的使用用途也可能成为高温,因此优选为热固性树脂。作为热固性树脂,可列举出热固性树脂或光固化性树脂等,进而,作为热固性树脂,可列举出:热固性丙烯酸系树脂、不饱和聚酯系树脂、环氧树脂、密胺树脂、酚醛系树脂、硅系树脂、聚酰亚胺系树脂、或聚氨酯系树脂等,作为光固化性树脂,可列举出:光固化性环氧、光固化性聚酯、光固化性乙烯系化合物、光固化性环氧(甲基)丙烯酸酯、或光固化性聚氨酯(甲基)丙烯酸酯等。这些中,从耐热性的观点考虑,优选环氧树脂、或光固化性环氧。这些树脂可以单独使用一种,也可以以任意的种类和比率并用两种以上。
片中的树脂的含量没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点、以及原料成本的观点考虑,通常为60重量%以上,优选为80重量%以上,更优选为90重量%以上,进一步优选为95重量%以上,特别优选为97重量%以上,此外,通常为99.99重量%以下,优选为99.90重量%以下,更优选为99.5重量%以下,进一步优选为99.0重量%以下。
(树脂的特性)
·折射率
树脂的折射率没有特别限制,从提高电磁波屏蔽性的观点考虑,通常为1.35~1.76,优选为环氧树脂的1.55~1.61。折射率可以通过公知的方法来测定。
[组合物]
作为本公开的另一实施方式的树脂成型体用组合物(本实施方式的说明中,也简称为“树脂成型体用组合物”)是如下树脂成型体(特别是电磁波屏蔽片)用组合物,其包含树脂和导电性线圈,并且构成该导电性线圈的导电性构件为螺旋状。
本实施方式中的树脂和导电性线圈(双线圈)可以使用上述的实施方式中的树脂和双线圈,使用本实施方式的组合物得到的树脂成型体的构成、特性、以及用途可以应用上述或后述的树脂成型体的构成、特性、以及用途。此外,组合物也可以包含后述的其他材料。还可以包含溶剂、聚合引发剂,溶剂、聚合引发剂的种类、含量可以应用后述的第一制造方法中的含导电性线圈的树脂组合物固化工序的说明中的条件。
[片]
(片的构成)
电磁波屏蔽片的形状只要是片形就没有特别限制,可以根据设置该片的场所来适当变更。片可以为单层的片,也可以为层叠的片。在采用层叠的片的情况下,可以是将本实施方式的片层叠多个的方案,也可以是为了赋予各种功能而层叠其他片的方案。
片的厚度没有特别限制,从近年来以便携式电话、或智能手机、平板电脑等为代表的电子设备的小型/轻量/薄化的观点考虑,通常为10μm以上,优选为20μm以上,更优选为50μm以上,进一步优选为100μm以上,此外,通常为10mm以下,优选为5mm以下,更优选为3mm以下,进一步优选为1.5mm以下。
片的形状为平面,但也可以在能近似地视作平面的范围内具有凹凸形状,也可以一部分弯曲。此外,从表面观测的片的形状可以为圆形,也可以为三角形、四边形等多边形。
片中的双线圈的个数没有特别限制,从确保充分的电磁波屏蔽性的观点考虑,相对于片的平面方向的面积通常为6个/cm2以上,优选为11个/cm2以上,更优选为25个/cm2以上,进一步优选为100个/cm2以上,此外,通常为700个/cm2以下,优选为400个/cm2以下,更优选为280个/cm2以下,进一步优选为200个/cm2以下。在大螺旋的中心轴与片平面所成的角为垂直的情况下,双线圈的个数越多,线圈间的距离越小,因此能有效地屏蔽的电磁波的频带越大,在该角为水平的情况下也同样地,双线圈的个数越多,线圈间的距离越小,因此能有效地屏蔽的电磁波的频带越大。
上述双线圈的个数可以通过利用CT-X射线的内部观察来测定。
片中含有双线圈的方案没有特别限制,可以是双线圈在任意的位置配置任意的个数的方案,此外,也可以是多个双线圈在片的面方向上等间隔地配置的方案。
片也可以具有上述的双线圈和树脂以外的材料(其他材料),例如,可列举出双线圈以外的无机填料等。例如,可以通过添加无机填料来调整片的线膨胀系数,由此容易防止片的翘曲、挠曲、起伏等。
片中的双线圈以外的无机填料的含量没有特别限制,可以在得到本实施方式的效果的范围内任意含有。
(片的特性)
·电磁波屏蔽性
在本公开中,电磁波屏蔽性的评价通过以下的方法对功率透射率T(ω)进行评价来进行。该评价方法是基于在透射率测定实验中使用的太赫兹时间区域分光法的方法。
将实验装置的示意图示于图4。首先,将来自飞秒激光器的光由分束器分成泵浦光和探测光。泵浦光作为使太赫兹波激励的光而发挥作用。探测光配合计测太赫兹波的定时。通过使延迟台移动改变该探测光的光路长,错开检测的定时。对太赫兹波通过样品后的电场Esam(t)和通过没有样品的空气中后的电场Eref(t)进行检测。使用这些值导出复折射率、复介电常数、透射率、功率谱等。
根据由上述的测定得到的数据,通过傅立叶变换进行透射率的导出。当分别对所得到的电场波形Esam(t)、Eref(t)进行傅立叶变换时,成为Esam(ω)、Eref(ω)。功率透射率T(ω)使用这些数据,由下述的式(A)表示。
[数式1]
上述的透射率可以利用太赫兹分光***(例如,Advantest公司制的TAS7500TSH)来测定。
可以根据上述功率透射率T(ω),通过下述式(B)求出屏蔽性能L(dB)。
L=10×Log10(T(ω)/100)(B)
屏蔽性能L没有特别限制,通常为-2dB以下,优选为-5dB以下,进一步优选为-10dB以下,此外,从防止计算机等电子设备的误动作的观点考虑,通常为-20dB以下,优选为-30dB以下,优选为-40dB以下,进一步优选为-60dB以下,进一步优选为-80dB以下,此外,无需设定下限,但通常为-90dB以上。需要说明的是,就电磁波的功率透射率T(ω)而言,在电磁波成为1/10的情况下表示为-20dB(屏蔽率:90%),在成为1/100的情况下表示为-40dB(屏蔽率:99%),在成为1/1000的情况下表示为-60dB(屏蔽率:99.9%),在成为1/10000的情况下表示为-80dB(屏蔽率:99.99%)。
<树脂成型体的制造方法>
以下,对各种树脂成型体的制造方法的实施方式进行说明,但上述的树脂成型体的制造方法不限定于这些制造方法,作为下述的第一制造方法和第二制造方法以外的方法,例如可以采用后述的实施例中的实验1的实施例1中的制造方法。此外,关于在各个实施方式中能互相应用的制造条件,能互相应用。此外,在能应用的范围内,可以将上述的树脂成型体的条件应用于以下的制造方法的条件。
<第一制造方法>
作为本公开的另一实施方式的第一树脂成型体的制造方法(在本实施方式的说明中,也简称为“第一制造方法”)是包含树脂和导电性线圈的树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体的制造方法包括:含导电性线圈的树脂组合物固化工序,制作出包含含有该树脂的树脂组合物和该导电性线圈的组合物后,使该组合物固化,并且构成该导电性线圈的导电性构件为螺旋状。
第一制造方法具有上述的含导电性线圈的树脂组合物固化工序,还可以具有其他工序。第一制造方法的例子如以下所示。
[含导电性线圈的树脂组合物固化工序]
第一制造方法具有:含导电性线圈的树脂组合物固化工序,制作出包含含有树脂的树脂组合物和该导电性线圈(双线圈)的组合物后,使该组合物固化。组合物的制作方法没有特别限制,可以采用使上述的树脂、双线圈、其他材料制成溶剂,进行混合的方法。混合的方法没有特别限制,可以应用公知的方法。
溶剂的种类只要能使上述的树脂、其他材料溶解就没有特别限制。需要说明的是,如果不使用溶剂也能成型,也可以不使用溶剂。
此外,也可以根据使用的树脂的种类而加入固化剂,其种类可以根据树脂来适当使用公知的固化剂。组合物中的固化剂的含量例如可以设为0.05~15重量%。
此外,也可以根据使用的树脂的种类而加入聚合引发剂,例如,作为热聚合引发剂,可以使用过氧化苯甲酰等过氧化物等热自由基产生剂,作为光聚合引发剂,可以使用光自由基产生剂、光阳离子产生剂、或光阴离子产生剂等。
使组合物固化的方法没有特别限制,可列举出利用热、或紫外线等光等的方法。
<第二制造方法>
作为本公开的另一实施方式的第二树脂成型体的制造方法(在本实施方式的说明中,也简称为“第二制造方法”)是包含树脂和导电性线圈的树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体的制造方法包括:凹部树脂片制作工序,制作具有凹部的树脂片;导电性线圈配置工序,在使该导电性线圈取向并配置于该凹部中;以及凹部树脂固化工序,向配置有该导电性线圈的凹部中流入包含树脂的组合物后,使该组合物固化,并且构成该导电性线圈的导电性构件为螺旋状。
第二制造方法具有上述的树脂片制作工序、导电性线圈配置工序、凹部树脂固化工序,还可以具有其他工序。也包括该其他工序在内,将第一制造方法的例子示于以下。
[树脂组合物制作工序]
第二制造方法可以具有:树脂组合物制作工序,制造使上述的树脂、其他材料溶解于溶剂,进行了混合而成的树脂组合物。混合的方法没有特别限制,可以应用公知的方法。
溶剂的使用是否适合、溶剂的种类和含量可以同样地应用上述的第一制造方法中的树脂组合物制作工序的条件。
[凹部树脂片制作工序]
第二制造方法具有:凹部树脂片制作工序,制作具有凹部的树脂片。制作具有凹部的树脂片的方法没有特别限制,例如可列举出如下方法:向能形成凹部的模具中流入上述的树脂组合物制作工序中得到的树脂组合物,利用热、紫外线等光等使其固化而成型。此外,可列举出如下方法:通过公知的方法使上述的树脂组合物固化,成型未形成凹部的树脂构件,之后通过激光加工形成凹部。成型时,可以施加压力,也可以不施加压力,在施加的情况下,例如,可列举出利用压制成型。
凹部的尺寸对导电性线圈(双线圈)的倾斜有很大的影响,因此根据最终得到的片的使用方案来设定凹部的尺寸。例如,在想要将双线圈的大螺旋的中心轴与片平面方向所成的角设为90°的情况下,使凹部的尺寸与双线圈的尺寸(相对于中心轴垂直方向上的剖面的形状)几乎相同即可。
此外,凹部可以为贯穿片的方案,也可以为不贯穿片的方案。
凹部的个数、片的厚度等参数可以根据上述的树脂成型体的构成中的各参数的说明来适当设定。
[导电性线圈配置工序]
第二制造工序具有:导电性线圈配置工序,使双线圈配置于上述的凹部树脂片制作工序中得到的片的凹部中。双线圈可以取向也可以取向。作为使双线圈取向的方法,可列举出如下方法:以成为期望的角度的方式使导电性线圈(双线圈)配置于由树脂组合物的固化物11(也简记为“树脂11”)构成的凹部树脂片10的凹部13中来代替使导电性构件配置工序中的导电性构件12配置于由树脂组合物的固化物11(也简记为“树脂11”)构成的凹部树脂片10的凹部13中。此时,在凹部贯穿片的情况下,也可以在片的下方配置具有粘接性的片,以凹部中的双线圈保持为期望的角度的方式与该具有粘接性的片粘接来使双线圈取向。该具有粘接性的片可以在后述的凹部树脂固化工序之后从树脂片卸下。
[凹部树脂固化工序]
第二制造工序具有:凹部树脂固化工序,向上述的导电性线圈配置工序中的配置有双线圈的凹部中流入包含树脂的组合物后,使该组合物固化。流入的包含树脂的组合物优选与上述的树脂组合物制作工序中制作出的树脂相同。
使组合物固化的方法没有特别限制,可以根据树脂的种类来适当变更,例如可列举出利用热、紫外线等光等使其固化的方法。此外,在使用的树脂为热塑性树脂,在施加热使其熔融的状态下制作上述的组合物的情况下,也可以将自然放置、冷却处理等处理作为固化的方法。
<树脂成型体的用途>
上述的树脂成型体的用途如上所述没有特别限制,可列举出电磁波屏蔽件等。
本发明申请的另一实施方式是具备上述的树脂成型体的下述设备:电子设备、电缆、智能手机、平板电脑、智能手表、智能安全设备、监控设备、或智能家电等电通信设备;
计算机电路、无线发送器(包括智能手机)、电动马达、平板显示器、或液晶显示器(LCD)等民用电子设备;安全***、移动媒介、通信、无线耳机、电池式、电动式、混合动力式的动力传动***(powertrain)、或高电压电池***等的汽车用设备;智能床、人工呼吸机、CT扫描仪、或需要获取脉搏、血压等信息并转换成电子信号的转换器等医疗设备;航空机、车辆、战斗机械、武器、弹性衬垫(elastomer gasket)、导电性涂料、或EMI屏蔽显示器等航空宇宙设备或防御设备;铁路***、大量运输***、高电压接点转换***、信号传递***、或控制***等***;或基于高输出喘振的电磁炸弹、或电子炸弹等数字兵器;或其他设备(上述的对象以外能具备树脂成型体的设备);等。
上述的各实施方式中的树脂成型体的使用方案没有特别限制,只要是具备树脂成型体作为一个构件的方案即可。此外,各实施方式特别是树脂成型体优选在电磁波屏蔽片的用途中使用。
特别是在用作电磁波屏蔽片的情况下,如果是屏蔽电磁波的用途,则可以任意使用,例如,通过以包围可能由电磁波产生误动作的电子设备的方式设置电磁波屏蔽片,能抑制该误动作。特别是,上述的电磁波屏蔽片与现有的电磁波屏蔽片相比高频带的电磁波的屏蔽优异,因此源自以高速化、大容量化、以及低延迟化等为目的,推进高频化,特别是向100GHz以上的高频带扩展的便携式电话、智能手机等通信设备的电磁波,在能屏蔽该电磁波的方面考虑,与现有的电磁波屏蔽片相比能应用于宽广的领域。需要说明的是,在上述的片中,电磁波从外部到达的方向与片的平面垂直时,能特别得到大的电磁波屏蔽效果。
实施例
以下,示出实施例对本公开进一步具体地进行说明。不过,本公开并不解释为限定于以下的实施例。
<实验A>
<实验A1:模拟评价>
使用CYBERNET SYSTEMS株式会社制的作为全波三维电磁场软件的ANSYS HFSS(注册商标),进行了对导电性材料的中心轴的倾斜对于电磁波屏蔽性能L(dB)的影响进行评价的模拟实验。
[x轴倾斜实验]
如图9(空气1、基板2、铜线圈3)所示,使用铜(Cu)制的线圈作为导电性构件的材料,进行了设定为线圈的中心轴与y轴所成的角度为90°、线圈的中心轴与x轴所成的角度为θ的x轴倾斜实验。将本模拟实验中的实验条件示于以下。在图9的(a)中,入射电磁波的电场的偏振方向设为-y轴方向,磁场的偏振方向设为-x轴方向。
·基板的材料:环氧树脂(介电常数的实部为3.65,介电常数的虚部为0.05)。
·基板厚度:1000μm。
·线圈的等离子体角频率(ωρ):1.12×1016rad/s。
·线圈的阻尼角频率(ωτ):1.38×1013rad/s。
·线圈外径:153.6μm。
·线材外径:20μm。
·线圈卷绕间距:40μm。
·圈数24.33圈。
·线圈排列间距:1500μm。
·初始网格的分辨率:粗糙(Coarse)。
将初始网格的分辨率设为粗糙(Coarse)和普通(Normal)时,在线圈的中心轴与x轴所成的角度θ为0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°的各个条件下,进行了电磁波屏蔽性能L的比较,将其结果示于图10~13。电磁波屏蔽性能L(dB)使用所述的式(A)和(B)计算出。
[y轴倾斜实验]
如图14(空气1、基板2、铜线圈3)所示,使用铜(Cu)制的线圈作为导电性构件的材料,设定为线圈的中心轴与x轴所成的角度为90°、线圈的中心轴与y轴所成的角度为θ,在与上述的y轴倾斜实验相同的实验条件下进行了x轴倾斜实验。
与上述的y轴倾斜实验同样地,将初始网格的分辨率设为粗糙(Coarse)和普通(Normal)时,在线圈的中心轴与y轴所成的角度θ为0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°的各个条件下,进行了电磁波屏蔽性能L的比较,将其结果示于图15~18。电磁波屏蔽性能L(dB)使用所述的式(A)和(B)计算出。
根据图10~13和15~18可知,若片的平面与该中心轴所成的角的角度变大,则高频带、特别是100GHz以上,进而300GHz附近下的电磁波屏蔽性能L变小,就是说,电磁波屏蔽性良好。而且,在考虑到第二树脂成型体的情况下,具有大螺旋和小螺旋的双线圈与不具有小螺旋的单线圈相比,存在较多具有显示良好效果的角度的部分,因此电磁波屏蔽性优异。<实验A2:实际的片的评价>
[样品制作]
<原料>
·基础材料1:长濑产业公司制的半导体用模具树脂R4212-2。
基础材料1的构成是二氧化硅填料SiO2为89重量%、环氧树脂为10重量%、其他(阻燃剂、炭黑、离子补足剂等)。此外,500GHz下的折射率为1.93。
·基础材料2:株式会社Struers制的冷镶嵌树脂JP-21111001(聚酯树脂,500GHz下的折射率为1.69)与株式会社Struers制的固化剂(M剂)的混合物。
混合比为冷镶嵌树脂∶固化剂=100ml∶1.5ml,固化时间在室温下为40分钟。
·导电性构件:使用了后述的表1所示的形态的线圈作为各实施例中的导电性构件。
(实施例A1)
向能制作如下片的模具中流入上述的基础材料1,所述片为使外径350μm的凹部(贯穿孔)以孔的中心间距离1mm的间隔成为30个(纵)×30个(横)(格子状排列),并且整体的尺寸成为30mm(纵)×30mm(横)。该孔的中心间距离为线圈排列间距。
此时,使凹部的格子状排列位于片的中心,就是说,使该格子状排列的中心与片的中心重合。之后,将上述的基础材料1在固化温度120℃下加热10分钟得到了固化片后,进而将该固化片放入烘箱,在150℃下加热60分钟,得到了含凹部的片1。
之后,以金属线圈的中心轴与片的平面方向的平均角度为81.4°的方式使金属线圈配置于该含凹部的片中的全部凹部中。该金属线圈是由截面为圆形的金属线构成的,金属线的粗细(线材直径)为30μm,金属线圈的外径为300μm,中心轴方向上的长度为3mm,卷绕间距宽度为60μm。线圈排列间距为上述的凹部的孔的中心间距离。需要说明的是,使用了金属线圈的中心轴方向上的长度为3mm的线圈,但在最终的片的磨削工序中以片的厚度方向成为1mm的方式进行磨削。在以下的其他实施例和比较例中也同样地,使用金属线圈的中心轴方向上的长度为3mm的线圈作为金属线圈,但在最终的片的磨削工序中以片的厚度方向成为最终的片厚度的方式进行磨削。此外,作为金属线,使用了铜制的金属线。
之后,在保持上述的金属线圈的排列的状态下,向片的各凹部中流入与上述的基础材料1相同的树脂,在与上述的固化条件相同的条件下使其固化后,对由此得到的片以厚度成为1mm的方式进行磨削,得到了厚度1mm的片1。金属线圈的平均圈数为17,每一个的平均重量为0.00043489g,片中的金属线圈的含量为0.0675g/cm3。
(实施例A2)
将金属线圈的线圈排列间距变更为2mm,个数变更为15个(纵)×15个(横),此外,将金属线圈的中心轴与片的平面方向的平均角度变更为72.8°,除此以外,通过与实施例A1相同的方法制作片2,得到了片2。片2中的金属线圈的含量为0.0169g/cm3。
(实施例A3)
将使用树脂变更为基础材料2,金属线变更为钨制,此外,将线圈排列间距变更为0.75mm,个数变更为40个(纵)×40个(横),此外,将金属线圈的中心轴与片的平面方向的平均角度变更为72.1°,除此以外,通过与实施例A1相同的方法制作片,得到了片3。金属线圈的平均圈数为33,片3中的金属线圈的含量为0.2577g/cm3。
(实施例A4)
将使用树脂变更为基础材料2,金属线变更为钨制,此外,将线圈外径变更为200μm,线圈排列间距变更为0.75mm,个数变更为40个(纵)×40个(横),此外,将金属线圈的中心轴与片的平面方向的平均角度变更为81.0°,除此以外,通过与实施例A1相同的方法制作片,得到了片4。金属线圈的平均圈数为33,片4中的金属线圈的含量为0.1718g/cm3。
(实施例A5)
将使用树脂变更为基础材料2,金属线变更为钨制,此外,将金属线圈的线圈外径变更为100μm,线圈排列间距变更为0.75mm,个数变更为40个(纵)×40个(横),此外,将金属线圈的中心轴与片的平面方向的平均角度变更为81.2°,除此以外,通过与实施例A1相同的方法制作片,得到了片5。金属线圈的平均圈数为33,片5中的金属线圈的含量为0.0859g/cm3。
(实施例A6)
将使用树脂变更为基础材料2,金属线变更为钨制,此外,将金属线圈的线圈外径变更为100μm,线圈排列间距变更为0.50mm,个数变更为60个(纵)×60个(横),此外,将金属线圈的中心轴与片的平面方向的平均角度变更为83.4°,除此以外,通过与实施例A1相同的方法制作片,得到了片6。金属线圈的平均圈数为33,片6中的金属线圈的含量为0.1933g/cm3。
(比较例A1)
将金属线圈的线圈排列间距变更为3mm,个数变更为10个(纵)×10个(横),此外,将金属线圈的中心轴与片的平面方向的平均角度变更为23.6°,除此以外,通过与实施例A1相同的方法制作片,得到了片7。金属线圈的平均圈数为17,片7中的金属线圈的含量为0.0075g/cm3。
(比较例A2)
使用Hesse Mechatronics公司制的接线机,通过进行下述的操作来制作出片。首先,如图19的(a)和(b)所示,将具有与实施例A1相同的粗细(线材直径)、外径、卷绕间距宽度,并且中心轴方向上的长度1mm的铜制的金属线圈42以15根线形状并列配置于铝板41上后,对各个线圈以1mm的间隔打入楔形工具43,压碎线圈的一部分。之后,如图19的(c)所示,在未压碎的部分的下方放入小镊子抬起该部分,以该状态保持(将该状态的线圈称为连续水平线圈)。金属线圈的个数是未压碎的部分的个数,在将金属线圈的中心轴方向设为纵向的情况下,成为15个(纵)×15个(横)的格子状排列。此外,金属线圈的中心轴方向上的长度是未压碎的部分的长度,为0.7333mm。此外,就线圈排列间距而言,楔形工具的打入间隔成为线圈排列间距,为2mm。
之后,向铝板上流入上述的基础材料1以使其包住上述的连续水平线圈,在与实施例A1中的树脂固化条件相同的条件下使其固化后,从铝板剥离,得到了固化片。此时,以整体尺寸成为3cm×3cm的方式制作出片。最后,以厚度成为1mm的方式对所得到的固化片进行磨削,得到了厚度1mm的片8。金属线圈的平均圈数为17,金属线圈的中心轴与片8的平面方向的平均角度为10.4°,片8中的金属线圈的含量为0.0292g/cm3。此外,以金属线圈的格子状排列位于片的中心的方式,就是说,以该格子状排列的中心与片的中心重合的方式制作出片8。
(比较例A3)
将金属线圈的线圈排列间距变更为3mm,个数变更为30个(纵)×30个(横),此外,将金属线圈的中心轴与片的平面方向的平均角度变更为10.6°,除此以外,通过与比较例A2相同的方法制作片,得到了片9。金属线圈的平均圈数为17,片9中的金属线圈的含量为0.0205g/cm3。
(比较例A4)
不使用金属线圈,使基础材料1在与上述的实施例中的树脂固化条件相同的条件下固化,得到了片10。
(比较例A5)
将金属线圈变更为外径30μm的铜制的圆柱,将圆柱的排列间距设为1.0mm,个数设为30个(纵)×30个(横),此外,将圆柱的中心轴与片的平面方向的平均角度设为82.7°,除此以外,通过与实施例A1相同的方法制作片,得到了片11。片11中的金属线圈的含量为0.0063g/cm3。
(比较例A6)
将圆柱外径设为300μm,此外,将圆柱的排列间距设为2.0mm,个数设为15个(纵)×15个(横),此外,将圆柱的中心轴与片的平面方向的平均角度设为82.8°,除此以外,通过与比较例A5相同的方法制作片,得到了片12。片12中的金属线圈的含量为0.1583g/cm3。
[特性评价]
(电磁波屏蔽性)
电磁波屏蔽性的评价通过使用太赫兹分光***(Advantest公司制的TAS7500TSH)对功率透射率T(ω)进行测定来进行。光圈使用直径10mm的光圈。作为测定对象的样品,使用了将上述的各片切出一边30mm、厚度1mm的长方体的样品。
接着,根据通过测定得到的功率透射率T(ω),基于下述式(B)计算出屏蔽性能L(dB)。
L=10×Log10(T(ω)/100)(B)
将各片中的电磁波屏蔽性能L的评价结果示于表1。
需要说明的是,在表1的屏蔽性能中,括号记载所示的频率是用于评价其性能的频率。作为该频率,选定了50GHz以上并且在电磁波屏蔽性能L的评价中观测到比其他部分大的峰的频率之一。在比较例A1~A6中,未在50GHz以上观测到大的峰(作为噪声的峰未考虑)。
[表1]
根据上述的表1可知,满足上述的各实施方式的必要条件的实施例A1~A6的片在频率100GHz以上的任意带域中得到了大的电磁波屏蔽效果,而在不满足该必要条件的比较例A1~A6的片中,无法得到如上所述的效果。
此外,根据实施例A1与A2的比较和实施例A5与6的比较可知,通过线圈排列间距减少,50GHz以上的频率下的电磁波屏蔽效果变大。
此外,根据实施例A4与A5的比较可知,通过线圈外径增加,50GHz以上的频率下的电磁波屏蔽效果变大。
<实验B>
<实验B1:实际的片的评价>
[样品制作]
<原料>
·基础材料1:株式会社Struers制的冷镶嵌树脂JP-21111001(聚酯树脂,500GHz下的折射率为1.69)与株式会社Struers制的固化剂(M剂)的混合物。
混合比为冷镶嵌树脂∶固化剂=100ml∶1.5ml,固化时间在室温下为40分钟。
·基础材料2:长濑产业公司制的半导体用模具树脂R4212-2。
基础材料2的构成是二氧化硅填料SiO2为89重量%、环氧树脂为10重量%、其他(阻燃剂、炭黑、离子补足剂等)。此外,500GHz下的折射率为1.93。
·线圈:使用了后述的表2所示的形态的线圈作为各实施例中的线圈。
(实施例B1)
准备了以孔的中心间距离0.750mm的间隔并且以40个(纵)×40个(横)(格子状排列)的个数具有孔深度2mm、外径350μm的凹部(贯穿孔)的模具后,如图24的(a)所示,将双线圈37配置于模具36的孔中。此时,双线圈37以16个(纵)×16个(横)并且在片平面方向上的直径5mm的圆内存在34.8个双线圈的方式配置。该双线圈37由剖面为圆形的金属线构成,金属线的粗细(线材直径)为30μm,大螺旋的外径为300μm,大螺旋的卷绕间距宽度为180μm,小螺旋的外径为90μm,小螺旋的卷绕间距宽度为60μm。线圈排列间距为上述的凹部的孔的中心间距离。需要说明的是,使用了大螺旋的中心轴方向上的双线圈的长度为3mm的线圈,但在最终的片的磨削工序中以片的厚度方向上成为2mm的方式进行磨削。此外,作为金属线,使用了钨制的金属线。
之后,如图24的(b)所示,将涂布有由上述的基础材料1形成的树脂39的硅板38以树脂39与双线圈37接触的方式配置,将树脂39在常温℃下放置40分钟使其固化,将双线圈37固定于树脂39。然后,在从模具36抽出双线圈37,固定有双线圈的状态下,使树脂39流入,加热使其固化,制作出如图24的(c)所示的片(30mm(纵)×30mm(横))。作为该加热,在常温下放置40分钟,使其固化而得到了固化片。此外,使双线圈的格子状排列位于片的中心,就是说,使该格子状排列的中心与片的中心重合。
最终,卸下硅板38,以厚度成为2mm的方式对片进行磨削,得到了厚度2mm的片1。双线圈的大螺旋的中心轴与片的平面方向的平均角度为85.4°,双线圈的每一个的平均重量为0.000180g,片1中的双线圈的含量为0.2295g/cm3。
(实施例B2)
向基础材料1中混合与实施例B1中使用的双线圈相同的双线圈,使所得到的混合物流入能制作整体的尺寸为30mm(纵)×30mm(横)的片的模具。此时,以在多个部位各3个双线圈堆叠的方式(以存在多个3个堆叠的线圈的束的方式),并且以在片平面方向上的直径5mm的圆内存在12.5个双线圈的方式配置573个双线圈。之后,在与实施例1中的基础材料1的固化条件相同的条件下使基础材料1固化,以厚度成为2mm的方式进行磨削,得到了厚度2mm的片2。此时,基础材料1中的双线圈在树脂中沉降,几乎全部的双线圈向平面方向倒下,在该状态下使基础材料1固化。双线圈的大螺旋的中心轴与片的平面方向的平均角度为4.4°。此外,片2中的双线圈的含量为1.1619g/cm3。此外实施例1中,最终的双线圈的大螺旋的中心轴方向上的长度由于片的磨削而在片的厚度方向成为2mm的长度,在本实施例B2中,双线圈几乎倒下为水平,双线圈不被磨削,因此树脂中的双线圈的大螺旋的中心轴方向上的长度是原本的长度即3mm。
使用上述的片2对后述的电磁波屏蔽性进行了评价,其结果是,520GHz下的电磁波屏蔽性能L为-13.1dB。在该方案中,双线圈平均堆叠3个,因此实质上作为片的厚度方向上的双线圈的厚度为300μm×3层=900μm。由此,由于树脂几乎不影响电磁波屏蔽性,因此可认为作为上述的电磁波屏蔽性能L的值的-13.1dB是双线圈在片的厚度方向上堆叠900μm而成的片的电磁波屏蔽性能L。因此,双线圈在片的厚度方向上堆叠2mm的方案中的电磁波屏蔽性能L为-13.1×(2000μm/900μm)=-29.1dB。将该双线圈堆叠2mm的方案中的电磁波屏蔽性能L示于下述的表2。
(比较例B1)
不使用金属线圈,使基础材料1在与上述的实施例B1中的树脂固化条件相同的条件下固化,得到了30mm(纵)×30mm(横)×2mm(厚度)的片3。
(比较例B2)
使用Hesse Mechatronics公司制的接线机,通过进行下述的操作来制作出片。首先,如图19的(a)和(b)所示,将具有与实施例B1相同的粗细(线材直径)、外径、卷绕间距宽度,并且中心轴方向上的长度1mm的铜制的金属线圈(单线圈)42以15根线形状并列配置于在铝板41上后,对各个单线圈以3mm的间隔打入楔形工具43,压碎单线圈的一部分。之后,如图19的(c)所示,在未压碎的部分的下方放入小镊子抬起该部分,以该状态保持(将该状态的单线圈称为连续水平线圈)。单线圈的个数是未压碎的部分的个数,在将单线圈的中心轴方向设为纵向的情况下,成为30个(纵)×30个(横)的格子状排列。此外,单线圈的中心轴方向上的长度是未压碎的部分的长度,为0.7333mm。此外,就线圈排列间距而言,楔形工具的打入间隔成为线圈排列间距,为3mm。
之后,向铝板上流入上述的基础材料2以使其包住上述的连续水平线圈,在与实施例B1中的树脂固化条件相同的条件下使其固化后,从铝板剥离,得到了固化片。此时,以整体尺寸成为3cm×3cm的方式制作出片。最后,以厚度成为1mm的方式对所得到的固化片进行磨削,得到了厚度1mm的片4。单线圈的平均圈数为17,单线圈的中心轴与片8的平面方向的平均角度为10.6°,片4中的单线圈的含量为0.0205g/cm3。此外,以单线圈的格子状排列位于片的中心的方式,就是说,以该格子状排列的中心与片的中心重合的方式制作出片4。
需要说明的是,在下述表2中,单线圈的卷绕间距宽度和外径分别示于大螺旋卷绕间距宽度和大螺旋外径的栏中。
[特性评价]
(电磁波屏蔽性)
电磁波屏蔽性的评价通过使用太赫兹分光***(Advantest公司制的TAS7500TSH)对功率透射率T(ω)进行测定来进行。光圈使用了直径5mm的光圈。作为测定对象的样品,使用了将上述的各片切出一边30mm、厚度1mm的长方体的样品。
接着,根据通过测定得到的功率透射率T(ω),基于下述式(B)计算出屏蔽性能L(dB)。
L=10×Log10(T(ω)/100)(B)
将各片中的电磁波屏蔽性能L的评价结果示于下述表2。需要说明的是,在表2的屏蔽性能L中,括号记载所示的频率是用于评价其性能的频率。作为该频率,选定了处于较高频侧并且在电磁波屏蔽性能L的评价中观测到比其他部分大的峰的频率之一。在比较例B1和B2中,未观测到高频带中的大的峰(作为噪声的峰未考虑)。
[表2]
根据上述的表2可知,满足上述的各实施方式的必要条件的实施例B1和B2的片在超过100GHz的高频带中泵得到大的电磁波屏蔽效果,而在不满足该必要条件的比较例B1和B2的片中,无法得到如上所述的效果。在实施例B1和B2中都得到了500GHz以上这样非常高的频带中的电磁波屏蔽效果,不仅能充分应用于要求这样的频带中的电磁波屏蔽件的用途,也能充分应用于预计在非常高的频带中使用的下一代的便携式电话、智能手机。
此外可知,使双线圈为水平的实施例B2的片与使双线圈为垂直的实施例B1的片相比,电磁波屏蔽性优异。
<参考实验B1:模拟评价(双线圈)>
使用作为CYBERNET SYSTEMS株式会社制的全波三维电磁场软件的ANSYS HFSS(注册商标),进行了对含有双线圈的片的电磁波屏蔽效果进行评价的模拟实验。需要说明的是,作为含有单线圈的片的电磁波屏蔽效果的评价,可以使用上述的“实验A1:模拟评价”的结果。
[垂直方向实验]
如图25所示,进行了以由片平面方向和双线圈的大螺旋的中心轴构成的角成为垂直的方式将双线圈配置于片中的情况的模拟实验。
在该实验中,应用了下述的条件和下述表3所示的条件。电磁波的传递方向是针对片的厚度方向从上向下的方向(-Z方向)。入射电磁波的电场的偏振方向设为X轴方向,磁场的偏振方向设为Y轴方向。
表3中的A~C是图26所示的参数。具体而言,在将大螺旋的中心轴方向侧设为内侧的情况下,小螺旋的内侧的线圈卷绕间距宽度为A,小螺旋的内侧的线圈卷绕间距宽度为C,它们的中间点处的线圈的卷绕间距宽度为B。需要说明的是,上述的小螺旋的平均卷绕间距宽度q相当于上述的C。
·基板的材料:环氧树脂(介电常数的实部为3.65,介电常数的虚部为0.05)。
·钨线圈的等离子体角频率(ωρ):9.71×1015rad/s。
·钨线圈的阻尼角频率(ωτ):9.15×1015rad/s。
·初始网格的分辨率:粗糙(Coarse)。
·大螺旋的中心轴方向上的双线圈的平均长度:2mm(与树脂的厚度相同)。
与上述的实验1同样地,表3中的屏蔽性通过使用所述的式(A)和(B)计算出的电磁波屏蔽性能L来评价,括号记载所示的频率是用于评价其性能的频率。作为该频率,选定了处于较高频侧并且在电磁波屏蔽性能L的评价中观测到比其他部分大的峰的频率之一。此外,关于水准1,将表示电磁波屏蔽性能L相对于电磁波的频率的变化的曲线图示于图27。
[表3]
[水平方向实验]
如图28所示,进行了以由片平面方向和双线圈的大螺旋的中心轴构成的角为水平的方式在片中配置双线圈的情况的模拟实验。
在该实验中,应用了下述的条件和下述表4所示的条件。电磁波的传递方向是针对片的厚度方向从上向下的方向(-Z方向)。入射电磁波的电场的偏振方向设为X轴方向,磁场的偏振方向设为Y轴方向。
表4中的A~C与上述的垂直方向实验中的A~C相同。此外,表4中的θX如图29所示,是由双线圈的大螺旋的中心轴与X轴形成的角的角度。
·基板的材料:环氧树脂(介电常数的实部为3.65,介电常数的虚部为0.05)。
·钨线圈的等离子体角频率(ωρ):9.71×1015rad/s。
·钨线圈的阻尼角频率(ωτ):9.15×1015rad/s。
·初始网格的分辨率:粗糙(Coarse)。
·大螺旋的中心轴方向上的双线圈的平均长度:2mm(与树脂的厚度相同)。
与上述的实验1同样地,表4中的屏蔽性通过使用所述的式(A)和(B)计算出的电磁波屏蔽性能L来评价,括号记载所示的频率是用于评价其性能的频率。作为该频率,选定了处于较高频侧并且在电磁波屏蔽性能L的评价中观测到比其他部分大的峰的频率之一。此外,关于水准5,将表示电磁波屏蔽性能L相对于电磁波的频率的变化的曲线图示于图30。
[表4]
根据上述的表3和4可知,双线圈的大螺旋的中心轴的方向相对于片的平面方向的角度无论为垂直或为水平,都能得到高频带中的电磁波屏蔽的效果。
如以上所示,根据本公开,能提供一种能屏蔽高频带的电磁波的电磁波屏蔽件及其制造方法。
附图标记说明
1:空气;
2:基板;
3:铜线圈;
10:凹部树脂片;
11:树脂;
12:导电性构件;
13:凹部;
20:含C形导电性材料的树脂片;
21:树脂;
22:C形导电性材料;
23:柱形导电性材料;
31:支承体A;
32:导电性构件;
33:支承体B;
34:树脂组合物S的固化物;
35:树脂组合物T的固化物;
36:模具;
37:导电性线圈(双线圈);
38:硅板;
39:树脂;
41:铝板;
42:金属线圈;
43:楔形工具;
G:大螺旋的中心轴;
H:小螺旋的中心轴。
Claims (29)
1.一种树脂成型体,其包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,
所述平面与所述中心轴所成的角的平均角度为50°以上。
2.根据权利要求1所述的树脂成型体,其中,
所述线圈形状为螺旋状。
3.根据权利要求2所述的树脂成型体,其中,
所述导电性构件为金属线圈。
4.根据权利要求1所述的树脂成型体,其中,
所述导电性构件由多个C形导电性材料和在中心轴方向上连结所述多个C形导电性材料的端部的柱形导电性材料构成。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的树脂成型体,其中,
电磁波屏蔽片中的所述导电性构件的含量为0.00040g/cm3以上且5.50g/cm3以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的树脂成型体,其中,
所述树脂成型体为片形。
7.根据权利要求6所述的树脂成型体,其中,
所述树脂成型体为电磁波屏蔽片。
8.一种树脂成型体的制造方法,其是如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,
所述树脂成型体的制造方法包括:
凹部树脂构件制作工序,制作具有凹部、并且至少一部分具有平面的树脂构件;
导电性构件配置工序,使所述导电性构件取向并配置于所述凹部中;以及
凹部树脂固化工序,向配置有所述导电性构件的凹部中流入包含树脂的组合物后,使所述组合物固化,并且
所述平面与所述中心轴所成的角的平均角度为50°以上。
9.一种树脂成型体的制造方法,其是如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,
所述树脂成型体的制造方法包括:
含C形导电性材料的树脂片制作工序,制作多个具有所述树脂、C形导电性材料以及连接于所述C形的端部的柱形导电性材料的树脂片;以及
层叠工序,以使一方的片中的C形导电性材料的端部与另一方的片中的柱形导电性材料在中心轴方向上接触的方式层叠多个树脂片。
10.一种树脂成型体的制造方法,其是如下树脂成型体的制造方法,所述树脂成型体包含树脂和具有具备中心轴的线圈形状的导电性构件,并且所述树脂成型体的至少一部分具有平面,
所述树脂成型体的制造方法包括:
含导电性构件的树脂组合物制作工序,制作包含含有所述树脂的树脂组合物和所述导电性构件的组合物;
取向工序,使所述导电性构件以所述片的平面方向与所述中心轴所成的角的平均角度成为50°以上的方式取向;以及
固化工序,在保持所述导电性构件的取向的状态下使所述含导电性构件的树脂组合物固化。
11.根据权利要求8~10中任一项所述的树脂成型体的制造方法,其中,
所述树脂成型体为片形。
12.根据权利要求11所述的树脂成型体的制造方法,其中,
所述树脂成型体为电磁波屏蔽片。
13.一种树脂成型体,其包含树脂和导电性线圈,并且构成所述导电性线圈的导电性构件为螺旋状。
14.根据权利要求13所述的树脂成型体,其中,
电磁波屏蔽片中的所述导电性线圈的含量为0.02g/cm3以上且小于5.00g/cm3。
15.根据权利要求13或14所述的树脂成型体,其中,
所述树脂成型体为片形。
16.根据权利要求15所述的树脂成型体,其中,
所述树脂成型体为电磁波屏蔽片。
17.一种树脂成型体的制造方法,其是包含树脂和导电性线圈的树脂成型体的制造方法,
所述树脂成型体的制造方法包括:
含导电性线圈的树脂组合物固化工序,制作出包含含有所述树脂的树脂组合物和所述导电性线圈的组合物后,使所述组合物固化,并且
构成所述导电性线圈的导电性构件为螺旋状。
18.根据权利要求17所述的树脂成型体的制造方法,其中,
所述树脂成型体为片形。
19.根据权利要求18所述的树脂成型体的制造方法,其中,
所述树脂成型体为电磁波屏蔽片。
20.一种树脂成型体用组合物,其包含树脂和导电性线圈,并且构成所述导电性线圈的导电性构件为螺旋状。
21.根据权利要求20所述的树脂成型体用组合物,其中,
所述树脂成型体用组合物为电磁波屏蔽片用组合物。
22.一种电通信设备,其具备如权利要求1~7及13~16中任一项所述的树脂成型体。
23.一种民用电子设备,其具备如权利要求1~7及13~16中任一项所述的树脂成型体。
24.一种汽车用设备,其具备如权利要求1~7及13~16中任一项所述的树脂成型体。
25.一种医疗设备,其具备如权利要求1~7及13~16中任一项所述的树脂成型体。
26.一种航空宇宙设备,其具备如权利要求1~7及13~16中任一项所述的树脂成型体。
27.一种防御设备,其具备如权利要求1~7及13~16中任一项所述的树脂成型体。
28.一种***,其具备如权利要求1~7及13~16中任一项所述的树脂成型体。
29.一种数字兵器,其具备如权利要求1~7及13~16中任一项所述的树脂成型体。
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