JP2019504482A - 磁気遮断材、その製造方法及びそれを含むデバイス - Google Patents

Abstract

磁気遮断材は、導電性軟磁性材料の層を結合させた誘電体フィルムを備える。導電性軟磁性材料の層は、相互連結した間隙の網によって互いに分離された、実質的に同一面内にある導電性軟磁性の島を含む。相互連結した間隙は、熱硬化した誘電材料により少なくとも部分的に充填される。相互連結した間隙の網は、印加される外部磁界が存在する場合に軟磁性材料の層内で誘導される渦電流を少なくとも部分的に抑制する。磁気遮断材を備えた電子デバイス及び磁気遮断材の製造方法も開示する。
【選択図】 図１

Description

本開示は、概して、磁気遮断材、その製造方法及びそれらを含むデバイスに関する。

近年、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）市場の急速な成長を背景に、携帯電話で用いるための近距離無線通信（すなわち、ＮＦＣ）技術の普及が益々進んでいる。ＮＦＣ技術により、携帯電話のための多くの新しい可能性が切り開かれた。例えば、携帯電話は、電子鍵、ＩＤカード及び電子財布の機能を備えることができ、また無線チャネルを介して他者との電話番号交換を迅速に済ませることができるようになった。

ＮＦＣは、磁界を搬送波として使用する１３．５６メガヘルツ（ＭＨｚ）のＲＦＩＤシステムに基づく。しかしながら、ループアンテナが、金属製のケース、シールドケース、回路基板のグラウンド面又は電池ケースなどのシート面に近い場合には、設計された通信距離を実現できない場合がある。搬送波のこうした減衰は、金属表面に誘導された渦電流によって、搬送波に対して逆向きの磁界が生じるために起こる。そのため、搬送波を金属表面から遮蔽し得る、高い透磁率を有する（化学式Ｎｉ_ａＺｎ_{（１−ａ）}Ｆｅ_２Ｏ_４の）Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトなどの材料が望まれている。

一般的なＮＦＣ適用では、電子デバイスは、ループリーダアンテナを周回する磁束を集める。デバイスのコイルを貫通した磁束は、コイル経路の周囲に電圧を励起する。アンテナを導体の上に配置すると、表面近くで磁界の振幅が急激に減少する。完全導体では、表面の任意の点において、電界の接線方向成分がゼロとなる。そのため、金属が存在することは、一般的に、ＲＦＩＤタグ結合に対して有害である。なぜなら、導体表面において、コイルを貫通する全磁束に寄与する磁界の法線方向成分が存在しなくなるからである。ファラデーの法則により、コイルに電圧が励起されなくなる。アンテナの誘電体基板の周辺の厚さだけが、わずかな磁束を、タグを通過させる。

アンテナ付近にある金属表面による有害な作用は、金属表面とタグとの間に磁束場指向性材料（ｆｌｕｘ ｆｉｅｌｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）（すなわち、磁気遮断材）を配置することによって緩和できる。理想的な高透磁率の磁気遮断材は、その表面における法線方向の磁場をなんら変化させずにその厚さに磁場を集中させる。この目的のために、バルク導電率が極めて低いことから、フェライト又は他の磁性セラミックが従来使用されている。これらは、渦電流損失をほとんど呈さず、従って、磁界のかなりの割合が垂直のままアンテナループを貫通する。しかしながら、これらの透磁率が比較的低いことから、効率的に遮断するためには遮断材層の厚さを厚くする必要があり、そうすると、コストが増大する上に、超小型化デバイスにおいては問題となり得る。

ナノ結晶軟磁性材料は、電子工学における高周波適用では、フェライト粉末及びアモルファス材料に取って代わり得る。この２０年間、様々な鋳造技法で調製された、有望な軟磁性特性を有する新種のバルク金属ガラスが集中的に研究されてきた。いくつかの開発された金属ガラス系の中でも、Ｆｅ系合金は、ほとんど磁気歪みがなく、高飽和磁化され、高透磁率であるなど軟磁性特性が良好であることから、かなり注目されてきた。

様々なＦｅ系合金の中でも、アモルファスＦｅＣｕＮｂＳｉＢ合金（例えば、ドイツ、ハーナウのＶＡＣＵＵＭＳＣＨＭＥＬＺＥ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧが商品名ＶＩＴＲＯＰＥＲＭで販売しているアモルファスＦｅＣｕＮｂＳｉＢ合金）は、５５０℃超でアニールすると、ナノ結晶材料に変態するように設計されている。結果として得られる材料の透磁率は、アズスパンアモルファス薄帯よりもかなり高くなる。金属製薄帯は本来導電性であることから、遮断材に起因する渦電流損失が問題となり得る。渦電流損失を減らすための一手法では、アニールしたナノ結晶薄帯をキャリアフィルム上に配置し、割って小片にする。

特許文献１（Ｌｅｅらによる）は、アモルファス薄帯のフレーク処理プロセスを行った後に、接着剤と共に圧縮積層プロセスを行うことにより、アモルファス薄帯の細片間の間隙を埋め、それにより、透水性を防止すると同時に、接着剤（又は誘電体）により細片のすべての表面を取り囲んで、細片を相互に遮断させ、それにより、渦電流の低減を促進し、遮蔽性能の低下を防いでいる、無線充電器用の磁界遮蔽シート及びその製造方法を記載している。

欧州特許出願公開第２７９７０９２（Ａ１）号

しかしながら、フレーク化した、又は割られた薄帯は、フレーク同士が重なったり接触したりして、ＸＹ方向に連続した導電経路を生じさせる場合がある。更に、感圧接着剤などの展性のある接着剤は、時間と共に変形して、フレーク間に接点を形成し、それにより渦電流損失が増加する場合がある。（例えば、取り扱う際に）そのような接点の形成を低減又は排除できる材料を獲得することが望まれる。

一態様では、本開示は、導電性軟磁性材料（すなわち、ＥＳＭＭ）の層を結合させた誘電体フィルムを備える磁気遮断材を提供する。このＥＳＭＭの層は、相互連結した間隙の網によって互いに分離された、実質的に同一面内にある導電性軟磁性の島を含み、相互連結した間隙は、熱硬化した誘電材料により少なくとも部分的に充填され、相互連結した間隙の網は、外部磁界が印加される際に軟磁性材料の層内に誘導される渦電流を少なくとも部分的に抑制する。

別の態様では、本開示は、遠隔の送受信器と無線通信するように適合された無線周波数識別タグを提供する。この無線周波数識別タグは、
導電性基板と、
基板に結合させたアンテナと、
基板上に配置され、アンテナに電気的に接続された集積回路と、
アンテナと基板との間に配置された、本開示による磁気遮断材と、
を備える。

更に別の態様では、本開示は、磁気遮断材の製造方法を提供する。本方法は、
ａ）ＥＳＭＭの連続層を結合させた基板を準備するステップと、
ｂ）ＥＳＭＭの層に相互連結した間隙の網を形成して、複数の導電性軟磁性の島を画定するステップと、
ｃ）熱硬化する誘電材料により、相互連結した間隙の網を少なくとも部分的に充填するステップと、
ｄ）熱硬化する誘電材料を少なくとも部分的に硬化させるステップであって、
相互連結した間隙の網は、外部磁界によって軟磁性フィルムの層内に誘導される渦電流を少なくとも部分的に抑制する、ステップと、
を含む。

本明細書で使用する場合、特に指示のない限り、「透磁率（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）」の用語は、磁気の透磁率（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）を指す。

本明細書で使用する場合、「熱硬化した（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ）」の用語は、例えば共有結合性の化学的架橋が生じる硬化（ｃｕｒｉｎｇ）プロセスによって、永久に硬化（ｈａｒｄｅｎｅｄ）又は固化させた材料を指す。

本開示の特徴及び利点は、「発明を実施するための形態」並びに添付の「特許請求の範囲」を考慮することで、更に理解されるであろう。

本開示による例示的な磁気遮断材１００の概略側面図である。 本開示による例示的な電子製品２００の概略側面図である。 実施例で使用したＥＭ０７ＨＭの顕微鏡写真である。 実施例で使用したＥＭ０５ＫＭの顕微鏡写真である。 実施例１による、屈曲並びにエポキシ樹脂充填及び硬化後のＥＭ０５ＫＭの顕微鏡写真である。 伸張後のＥＭ０５ＫＭの顕微鏡写真である。 実施例１の磁気遮断材を含む様々な試料について読み取られた距離を示す棒グラフである。

本明細書及び図中で繰り返し使用される参照符号は、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図する。多くの他の変更及び実施形態を当業者であれば考案することができ、それらは本開示の原理の範囲及び趣旨に含まれることを理解されたい。図面は、縮尺どおりに描かれていない場合がある。

ここで図１を参照すると、本開示による磁気遮断材１００は、対向する主表面１１２、１１４を有する誘電体フィルム１１０を備える。主表面１１２には、導電性軟磁性材料（ＥＳＭＭ）の層１２０が結合されている。層１２０は、相互連結した間隙１４０の網１３０によって互いに分離された、複数の実質的に同一面内にある導電性軟磁性の島１２２を含む。間隙１４０は、熱硬化した誘電材料１５０により、少なくとも部分的に充填されている。相互連結した間隙１４０の網１３０は、外部磁界（図示せず）が印加される場際に軟磁性材料の層内に誘導される渦電流（図示せず）を少なくとも部分的に抑制する。

任意の誘電体フィルムを使用することができる。有用なフィルムとしては、例えば、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート及びポリカプロラクトン）、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルエーテルイミド、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、セルロース誘導体（例えば、酢酸セルロース）及びこれらの組み合わせを含む、熱可塑性誘電体フィルムが挙げられる。誘電体フィルムは、１つ以上の層を含むことができる。例えば、誘電体フィルムは、２つ以上の誘電体ポリマー層から作られた複合フィルムを含んでもよい。一部の実施形態では、誘電体フィルムはポリマーフィルムであって、ポリマーフィルムとＥＳＭＭの層とを結合する感圧性接着剤を有するポリマーフィルムを含む。

誘電体フィルムは、高誘電率のフィラーを含んでもよい。例として、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、二酸化チタン、カーボンブラック及び他の既知の高誘電率材料が挙げられる。ナノサイズの高誘電率粒子及び／又は高誘電率共役ポリマーもまた、使用されてもよい。２つ以上の異なる高誘電率材料の混合、又は高誘電率材料と鉄カルボニルなどの軟磁性材料との混合を使用してもよい。

誘電体フィルムの厚さは、約０．０１ミリメートル（ｍｍ）〜約０．５ｍｍ、好ましくは、０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍ、より好ましくは、０．１〜０．２ｍｍとすることができるが、より薄い厚さやより厚い厚さも使用できる。

有用な導電性軟磁性材料としては、アモルファス合金又はドイツ、ハーナウのＶａｃｕｕｍｓｃｈｍｅｌｚｅ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧが商品名ＶＩＴＲＯＰＥＲＭで販売している）、５５０℃超でアニールするとナノ結晶材料に変態するＦｅＣｕＮｂＳｉＢのようなアモルファス合金、米国ペンシルベニア州レディングのＣａｒｐｅｎｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名パーマロイ（ＰＥＲＭＡＬＬＯＹ）で入手可能な鉄／ニッケル系材料又はその鉄／ニッケル／モリブデン系の仲間であるＭＯＬＹＰＥＲＭＡＬＬＯＹ、日立金属によるＭｅｔｇｌａｓｓ（登録商標）２６０５ＳＡ１などのアモルファス金属薄帯が挙げられる。

ＥＳＭＭは、ナノ結晶鉄系材料を含むことが好ましい。一部の実施形態では、ＥＳＭＭは、限定されるものではないが、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｓｉ、Ｌｉ、Ｍｇ及びＭｎを含む群から選択される少なくとも１つの金属元素をドープした鉄（Ｆｅ）の酸化物を含み得る。１つの好ましい軟磁性材料は、Ｖａｃｕｕｍｓｃｈｍｅｌｚｅ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧからＶＩＴＲＯＰＥＲＭ ＶＴ−８００として入手可能なアモルファス軟磁性薄帯前駆材料を、少なくとも５５０℃でアニールして、ナノスケールの結晶領域を有する構造を形成することによって形成される。

ＥＳＭＭの層は、相互連結した間隙の網によって互いに分離されたＥＳＭＭの島を含む。

ＥＳＭＭの島は、例えばプレート及び／又はフレークなどの様々な規則的又は不規則な幾何形状を有することができ、これらはマイクロオーダー又はナノオーダーの寸法とすることができるが、より大きい寸法を用いてもよい。ＥＳＭＭの厚さは、約０．００５ミリメートル（ｍｍ）〜約０．５ｍｍとすることができるが、より薄い厚さやより厚い厚さも使用できる。

導電性軟磁性材料の層の透磁率は、層の材料と間隙の面密度及び深さとによって大部分が決まる。ＮＦＣで使用可能な磁気遮断材（例えば、アンテナ用遮断材）を製造するために使用する場合、約８０よりも大きい透磁率を有する導電性軟磁性材料の層が好ましい。

透磁率の実部は、磁界の伝わりやすさを表し、透磁率の虚部は、磁界の損失の程度を表す。理想的な材料は、高透磁率を呈し、透磁性低下が小さい材料である。いくつかの実施形態では、磁気遮断材の透磁率の実部は、相互連結した間隙の網を持たないことを除いて同じ構造を有する同等の磁気遮断材と比較して、約１０パーセント以上である。同様に、いくつかの実施形態では、磁気遮断材の透磁率の虚部は、相互連結した間隙の網を持たないことを除いて同じ構造を有する磁気遮断材の透磁率の虚部の約９０パーセント以下である。

一般的に、間隙はランダム又は擬似ランダムな網で形成されるが、網は規則的（例えば、アレイ）であってもよい。アレイは、例えば、矩形のアレイ又は菱形のアレイとすることができる。相互連結した間隙の網は、ＥＳＭＭの層と、その長さ及び幅に関して、少なくとも実質的に同一面内にあることが好ましい。

いくつかの実施形態では、間隙の面密度は、約０．００１〜約６０パーセント、好ましくは、約０．０１〜約１５パーセント、より好ましくは、約０．０１〜約６パーセントである。本明細書で使用する場合、間隙の面密度は、導電性軟磁性材料の層の全面積に対する、導電性軟磁性材料の層におけるすべての間隙の面積の比率を意味する。また、「面積」の用語は、誘電体フィルムの頂面に対して平行な方向における断面積を意味する。

導電性軟磁性層における間隙のそれぞれの深さは、層自体の厚さに等しい（すなわち、間隙は、層を貫通して誘電体フィルムまで延びている）ことが好ましいが、いくつかの実施形態では、間隙の一部又はすべては、導電性軟磁性層の全厚よりも浅くすることもできる。従って、一部の実施形態では、導電性軟磁性の島の平均厚さに対する相互連結した間隙の平均深さの比率は、少なくとも０．５、０．６、０．７、０．８又は少なくとも０．９である。

相互連結した間隙の網は、外部磁界によってＥＳＭＭの層内に誘導される渦電流を少なくとも部分的に抑制する。この効果の大きさは、導電性軟磁性材料の層の組成及び厚さ、並びに間隙の網に依存する。

熱硬化した誘電材料は、第一に誘電体である。熱硬化した誘電材料は、任意の適切な硬化させた樹脂系を含むことができ、（例えば、本明細書で既に述べたような）軟磁性及び非磁性の誘電体フィラーなどの添加剤、硬化剤、着色剤、抗酸化剤などを任意に含む。適切な熱硬化した材料の例として、いずれも硬化させた、ビニルエステル樹脂、ビニルエーテル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂（１液型又は２液型のいずれか）、ポリウレア樹脂、シアネート樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、アミノプラスト樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、及びこれらの組み合わせが挙げられる。材料、添加剤及び硬化剤の選択は、一般的に、コスト及び処理パラメータなどの因子に依存し、当業者には既知である。

本開示による磁気遮断材は、例えば、感圧性接着剤、ホットメルト樹脂接着剤又は後で硬化させる熱硬化する接着剤（例えば、未硬化のエポキシ樹脂）を使用して、誘電体フィルムにＥＳＭＭの層を積層又は他の方法で結合することにより製造できる。

本開示による磁気遮断材は、一般的に、最終使用電子製品においてシートとして使用されるが、例えば製造装置で使用するために、ロール又はシートの形態で供給することが望ましい場合もある。

積層後、導電性軟磁性の島を画定する、ＥＳＭＭの層において相互連結した間隙の網が形成される。間隙の網を形成するための適切な技法の例としては、機械的な間隙形成技法（例えば、ＥＳＭＭの層を屈曲、伸張、叩解及び／又はエンボス加工することによる）、切除（レーザー切除、超音波切除、電気的切除及び熱的切除）及び化学的エッチングが挙げられる。

間隙形成の際、ＥＳＭＭの層並びに磁気遮断材の長さ及び／又は幅を伸張することが好ましい。このことは、ＥＳＭＭの隣接する島同士の予期しない電気的接触の低減を支援する。この伸張は、磁気遮断材の長さ又は幅のうちの少なくとも一方において、少なくとも１０パーセント、少なくとも２０パーセント又は少なくとも３０パーセントであることが好ましい。

間隙が形成されると、間隙は、熱硬化する材料により（少なくとも部分的に）充填され、次いで、熱硬化した樹脂を形成するために硬化することができる。硬化は、例えば加熱及び／又は電磁放射によって行うことができ、当業者の能力範囲内である。

本開示による磁気遮断材は、ＮＦＣ電子デバイスの読み取り距離を延長するのに有用である。

ここで図２を参照すると、遠隔の送受信器と近距離無線通信できる例示的な電子製品２００は、基板２１０とアンテナ２２０とを備える。本開示による磁気遮断材１００（図１参照）は、アンテナ２２０と基板２１０との間に配置される。利得を最大にするためには、基板２１０は導電性である（例えば、金属及び／又は導電性材料を含む）。

アンテナ２２０（例えば、導電性ループアンテナ）は、例えば銅又はアルミニウムをエッチングしたアンテナとすることができ、誘電体ポリマー（例えば、ＰＥＴポリエステル）フィルム基板上に配置することができる。アンテナ２２０の形状は、共振周波数が１３．５６ＭＨｚの、例えば、環形、長方形又は正方形の形状とすることができる。寸法は、例えば、約３５ミクロン〜約１０ミクロンの厚さで、約８０ｃｍ２〜約０．１ｃｍ２とすることができる。導電性ループアンテナのインピーダンスの実数成分は、約５Ω未満であることが好ましい。

集積回路２４０は、基板２１０上に配置され、ループアンテナ２２０に電気的に接続されている。

例示的な電子デバイスとしては、携帯電話、タブレット及び他の、近距離無線通信を行うデバイス、無線充電を行うデバイス、デバイス内又は周囲環境にある導電性金属物体からの干渉を防ぐための磁気遮蔽材料を備えたデバイスが挙げられる。

本開示の選択実施形態
第１の実施形態では、本開示は、導電性軟磁性材料の層を結合させた誘電体フィルムを備えた磁気遮断材を提供し、導電性軟磁性材料の層は、相互連結した間隙の網によって互いに分離された、実質的に同一面内にある導電性軟磁性の島を含み、相互連結した間隙は、熱硬化した誘電材料により少なくとも部分的に充填され、相互連結した間隙の網は、外部磁界が印加される場合に軟磁性材料の層内に誘導される渦電流を少なくとも部分的に抑制する。

第２の実施形態では、本開示は、第１の実施形態に記載の磁気遮断材を提供し、熱硬化した誘電材料は、硬化したエポキシ樹脂を含む。

第３の実施形態では、本開示は、第１又は第２の実施形態に記載の磁気遮断材を提供し、導電性軟磁性の島の半分より多くは、導電性軟磁性の島のすべての隣接する島から電気的に独立して絶縁されている。

第４の実施形態では、本開示は、第１から第３の実施形態のいずれか１つに記載の磁気遮断材を提供し、相互連結した間隙の網は、導電性軟磁性材料の層と、その長さ及び幅に沿って同一の広がりを有する。

第５の実施形態では、本開示は、第１から第４の実施形態のいずれか１つに記載の磁気遮断材を提供し、磁気遮断材の透磁率の実部は、相互連結した間隙の網を持たないことを除いて同じ構造を有する同等の磁気遮断材と比較して約１０パーセント以上である。

第６の実施形態では、本開示は、第１から第５の実施形態のいずれか１つに記載の磁気遮断材を提供し、磁気遮断材の透磁率の虚部は、相互連結した間隙の網を持たないことを除いて同じ構造を有する磁気遮断材の透磁率の虚部の約９０パーセント以下である。

第７の実施形態では、本開示は、遠隔で生成された磁界と誘導性結合するように適合された電子デバイスを提供し、電子デバイスは、
基板と、
基板に結合させたアンテナと、
基板上に配置され、アンテナに電気的に接続された集積回路と、
アンテナと基板との間に配置された、第１から第６の実施形態のいずれか１つに記載の磁気遮断材と、
を備える。

第８の実施形態では、本開示は、第７の実施形態に記載の電子デバイスを提供し、アンテナは、ループアンテナを含む。

第９の実施形態では、本開示は、磁気遮断材の製造方法を提供し、本方法は、
ａ）導電性軟磁性材料の連続層を結合させた基板を準備するステップと、
ｂ）導電性軟磁性材料の層に、相互連結した間隙の網を形成して、複数の導電性軟磁性の島を画定するステップと、
ｃ）熱硬化する誘電材料で相互連結した間隙の網を少なくとも部分的に充填するステップと、
ｄ）硬化性誘電材料を少なくとも部分的に硬化するステップであって、相互連結した間隙の網は、外部磁界によって軟磁性フィルムの層内に誘導される渦電流を少なくとも部分的に抑制する、ステップと、
を含む。

第１０の実施形態では、本開示は、第９の実施形態に記載の方法を提供し、導電性軟磁性の島は、ナノ結晶鉄系材料を含む。

第１１の実施形態では、本開示は、第９又は第１０の実施形態に記載の方法を提供し、硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、シアネート樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、アミノプラスト樹脂、フェノール樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂からなる群から選択される。

第１２の実施形態では、本開示は、第９から第１１の実施形態のいずれか１つに記載の方法を提供し、相互連結した間隙の網は、導電性軟磁性材料の層と、その長さ及び幅に沿って同一の広がりを有する。

第１３の実施形態では、本開示は、第９から第１２の実施形態のいずれか１つに記載の方法を提供し、ステップｂ）において、相互連結した間隙の網は、導電性軟磁性材料の連続層を意図的に機械的に割る（クラッキング）ことによって、少なくとも部分的に設けられる。

第１４の実施形態では、本開示は、第９から第１３の実施形態のいずれか１つに記載の方法を提供し、相互連結した間隙の網は、導電性軟磁性材料の連続層の除去によって、少なくとも部分的に設けられる。

第１５の実施形態では、本開示は、第９から第１４の実施形態のいずれか１つに記載の方法を提供し、除去は、レーザー除去、超音波除去、電気的除去及び熱的除去のうちの１つ以上を含む。

第１６の実施形態では、本開示は、第９から第１５のいずれか１つに記載の方法を提供し、ステップｂ）は、少なくとも一方向に少なくとも５パーセントだけ基板を伸張させるステップを含む。

第１７の実施形態では、本開示は、第９から第１６のいずれか１つに記載の方法を提供し、ステップｂ）は、少なくとも一方向に少なくとも１０パーセントだけ基板を伸張させるステップを含む。

本開示の目的及び利点を、以下の非限定的な実施例によって更に例証するが、これらの実施例で述べられる特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に限定するものとして解釈されるべきではない。

別途記載のない限り、実施例及び本明細書の残りの部分におけるすべての部、百分率、比率等は、重量による。

実施例１
ＥＭ０７ＨＭ導電性軟磁性ナノ結晶薄帯の一方の側にゴムシートを軽く接着させた。

本フォーマットでは、可撓性支持体として機能するゴムシートに薄帯を軽く接着させた。２液型エポキシ樹脂を混合し、薄帯表面に塗布した。取り付けられた指定のナノ結晶薄帯材料と共にゴムシートをダウンウェブ方向（ｄｏｗｎ−ｗｅｂ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）及びクロスウェブ方向（ｃｒｏｓｓ−ｗｅｂ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に屈曲して、破片を分離させ、液状樹脂がその間の間隙を濡らし、かつ充填することを可能として、破片間に電気絶縁薄層を設けた。このプロセスが終了すると、ナノ結晶薄帯には、ゴムシート上に配置され、かつ相互連結した間隙の網によって互いに分離された、実質的に同一面内にある導電性軟磁性の島の層が形成された。

露出した平坦な表面から余分なエポキシ樹脂を除去し、製造元の指示に従って硬化させた。図５は、上記のように屈曲させると同時にエポキシを充填し、次いで硬化させた後のＥＭ０７ＨＭ薄帯のサンプルを示す（実施例１）。結果として得られた磁気遮断材は、硬化したエポキシ樹脂で充填された、相互連結した間隙の相互連結した細かい網を有し、ゴムシートに接着させた導電性軟磁性材料の層を特徴とした。

比較のために、伸張させたがエポキシを充填していないＥＭ０７ＨＭ薄帯片を図６に示す。

ＮＦＣ読み取り距離に対するエポキシ充填間隙の作用
近距離無線通信（ＮＦＣ）における重要な性能特性は、図７に示すように、遮断材によって金属板から遮蔽され、電力が供給されているアンテナと、受動的な応答アンテナとの間の最大読み取り距離である。以下の手順では、３Ａ Ｌｏｇｉｃｓ ＮＦＣから入手したＮＦＣリーダキットを使用して、読み取り距離測定を行った。このリーダキットは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３ＡとＩＳＯ１５６９３との両方のデジタル信号処理プロトコルに準拠し得るように構成されている。

ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３Ａデジタル信号処理プロトコルは、短い読み取り距離にわたる高速データ伝送速度を特徴とする。このプロトコルは、クラッキングの最初の段階から非常に明白な恩恵を示す。他方、ＩＳＯ１５６９３プロトコルは、長い読み取り距離にわたる低速データ伝送速度を特徴とする。このプロトコルは、硬化したエポキシ樹脂により相互連結した間隙の網を充填することからより多くの恩恵を示した。

ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３Ａ及びＩＳＯ１５６９３のデジタル信号処理プロトコルに従って、材料のサンプルを評価した。図７で報告された結果は、遮断材によって金属板から遮蔽され、電力が供給されるアンテナと、受動的な読み取りアンテナとの間の最大ＮＦＣ読み取り距離を、各方法に従って評価して示す。

上記の特許出願において引用されたすべての参考文献、特許及び特許出願は、一貫してその全文が参照によって本明細書に組み込まれるものとする。組み込まれた参照文献の一部分と本出願の一部分との間に不一致又は矛盾がある場合は、前述の説明の情報が優先されるものとする。前述の説明は、特許請求されている開示を当業者が実施することを可能にするために示されており、特許請求の範囲及びそのすべての均等物によって規定される本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 導電性軟磁性材料の層を結合させた誘電体フィルムを備える磁気遮断材であって、
   前記導電性軟磁性材料の層は、相互連結した間隙の網によって互いに分離された、実質的に同一面内にある導電性軟磁性の島を含み、
   前記相互連結した間隙は、熱硬化された誘電材料により少なくとも部分的に充填されており、
   前記相互連結した間隙の網は、印加された外部磁界が存在する場合、前記軟磁性材料の層内で誘導される渦電流を少なくとも部分的に抑制する、磁気遮断材。
2. 前記熱硬化された誘電材料は、硬化されたエポキシ樹脂を含む、請求項１に記載の磁気遮断材。
3. 前記導電性軟磁性の島の半分より多くは、当該導電性軟磁性の島の隣接するすべての島から独立して電気的に絶縁されている、請求項１に記載の磁気遮断材。
4. 前記相互連結した間隙の網は、前記導電性軟磁性材料の層と、その長さ及び幅に沿って同一の広がりを有する、請求項１に記載の磁気遮断材。
5. 遠隔で生成された磁界と誘導性結合するように適合された電子デバイスであって、前記電子デバイスは、
   基板と、
   前記基板に結合されたアンテナと、
   前記基板上に配置され、前記アンテナに電気的に接続された集積回路と、
   前記アンテナと前記基板との間に配置された、請求項１に記載の磁気遮断材と、
   を備える、電子デバイス。
6. 前記アンテナは、ループアンテナを含む、請求項５に記載の電子デバイス。
7. 磁気遮断材の製造方法であって、前記方法は、
   ａ）導電性軟磁性材料の連続層を結合させた基板を準備するステップと、
   ｂ）前記導電性軟磁性材料の層に、相互連結した間隙の網を形成して、複数の導電性軟磁性の島を画定するステップと、
   ｃ）前記相互連結した間隙の網を少なくとも部分的に熱硬化性誘電材料で充填するステップと、
   ｄ）前記硬化性誘電材料を少なくとも部分的に硬化するステップと、を含み、
   前記相互連結した間隙の網は、外部磁界によって前記軟磁性フィルムの層内で誘導される渦電流を少なくとも部分的に抑制する、方法。
8. 前記導電性軟磁性の島は、ナノ結晶鉄系材料を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、シアネート樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、アミノプラスト樹脂、フェノール樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂からなる群から選択される、請求項７に記載の方法。
10. 前記相互連結した間隙の網は、前記導電性軟磁性材料の層と、その長さ及び幅に沿って同一の広がりを有する、請求項７に記載の方法。
11. ステップｂ）において、前記相互連結した間隙の網は、導電性軟磁性材料の前記連続層を意図的に機械的に割ることによって、少なくとも部分的に設けられる、請求項７に記載の方法。
12. 前記相互連結した間隙の網は、導電性軟磁性材料の前記連続層の切除によって、少なくとも部分的に設けられる、請求項７に記載の方法。
13. 前記切除は、レーザー切除、超音波切除、電気的切除及び熱的切除のうちの１つ以上を含む、請求項７に記載の方法。
14. ステップ及びｂ）は、少なくとも一方向に少なくとも５パーセントだけ前記基板を伸張させるステップを含む、請求項７に記載の方法。
15. ステップ及びｂ）は、少なくとも一方向に少なくとも１０パーセントだけ前記基板を伸張させるステップを含む、請求項７に記載の方法。

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