JP2843288B2 - 電子機器封止材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に対し誤
動作等の悪影響を与える電磁波ノイズを遮断するために
その電子機器に塗布する電子機器封止材料に関するもの
であり、特に、過酷な使用環境で用いられる車載用の電
子機器にも好適に用いられ得る電子機器封止材料に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の安定動作にとっては、電磁波
ノイズは重大な障害となる。特に、車載用の電子機器
は、自動車の安全走行に関連するものが多く、電磁波ノ
イズによって誤動作を起こすと、人命に関わる事故の発
生にもつながる。この車載用電子機器に悪影響を与える
電磁波ノイズとして、遠方界から空間を伝搬して外部か
ら侵入する放射ノイズ、電子機器内部で発生する近接界
の輻射ノイズ、および、接続ハーネスを伝わって外部か
ら侵入する伝導ノイズ、の３種類がある。

【０００３】従来、これらの各ノイズに対して、以下の
ような対策がなされていた。放射ノイズに対しては、鉄
やアルミニウム等の金属ケースまたは導電性繊維を混入
した樹脂ケースで電子機器を囲み、外部から伝搬してく
る放射ノイズを遮蔽していた。輻射ノイズに対しては、
電子機器の電子回路基板においてグラウンド配線を多用
したり、ＥＭＩフィルタ等のノイズ吸収部品を実装した
り、或いは、基板上に実装する個々の素子を適切に配置
したりすることにより、輻射ノイズの発生を抑止し或い
はその影響を低減していた。また、伝導ノイズに対して
は、接続コネクタ付近にＥＭＩフィルタ等のノイズ吸収
部品を実装することにより、伝導ノイズの侵入を遮断し
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電磁波ノイズ対策には以下のような問題点がある。
放射ノイズ遮蔽の為に設けられる金属ケースは、ポリプ
ロピレン等の樹脂ケースと比較して、重量で約１．５
倍、コストで約１．７倍であるので、軽量化と低コスト
化を厳しく要求される車載用電子機器に用いるには不適
切ある。

【０００５】さらに、金属ケースや樹脂ケースは、放射
ノイズ遮蔽には有効ではあるが、輻射ノイズや伝導ノイ
ズを遮蔽することはできない。一方、ＥＭＩフィルタ等
のノイズ吸収部品は、輻射ノイズや伝導ノイズの遮蔽に
は有効ではあるが、放射ノイズを遮蔽することができな
い。すなわち、いずれのノイズ対策も、上記３種類の電
磁波ノイズの全てを同時に有効に遮蔽するものではな
い。

【０００６】このような問題を解決すべく、電磁波ノイ
ズを吸収する封止材料で電子機器を封止する発明が、特
開昭５９−１３２１９６号公報や特開昭６２−１８７３
９号公報に開示されている。

【０００７】特開昭５９−１３２１９６号公報に開示さ
れている発明は、磁性粉末を混入した樹脂により電子回
路を封止するものであり、その磁性粉末として、鉄−ア
ルミニウム−珪素あるいは鉄−モリブテン−ニッケル等
の金属磁性体を用いるものである。しかし、この発明で
は必ずしも電磁波ノイズを有効に遮蔽することができ
ず、悪環境下に設置される電子機器の場合には適用する
ことはできない。また、基板に塗布した樹脂が剥がれた
り、塗布した樹脂の表面が粗く基板地肌の一部分が露出
し外観が悪くなる場合がある、という問題点がある。

【０００８】さらに、樹脂と磁性材料とが均一に混合す
ることなく、磁性材料が基板近傍に偏在する一方で、表
面近傍は殆ど樹脂成分のみとなる場合がある。この場
合、基板近傍は熱拡散性が良いものの、表面近傍は熱拡
散性が悪い。例えば、樹脂としてポリオレフィン系樹脂
が用いられる場合、樹脂単体の熱伝導率は、３．６×１
０^-4 cal／ cm・sec・℃である。一方、この樹脂と磁性材
料（マグネシウム−亜鉛系フェライト粉）とを重量比３
７対６３で混合したものであって、このフェライト粉の
４０ｗｔ％が粒径範囲５０μｍ以上１５０μｍ以下で、
６０ｗｔ％が粒径範囲０．１μｍ以上５０μｍ以下であ
る混合材料の熱伝導率は、２．５×１０^-3cal／ cm・sec
・℃である。このように、樹脂単体の熱伝導性と混合材
料の熱伝導性とは１桁の違いがある。したがって、電子
機器で発生した熱は、基板近傍に偏在した磁性材料に蓄
積され、熱伝導性の悪い表面近傍の樹脂成分により熱拡
散が妨げられることになり、電子機器の耐久性に関する
問題が生じる。

【０００９】一方、特開昭６２−１８７３９号公報に開
示されている発明は、電磁波吸収材料からなる樹脂と絶
縁体からなる樹脂とを電子回路に多層コーティングする
ものであり、電磁波吸収材料として、金属等を混入した
導電性材料、あるいは、フェライトを混入した強磁性体
材料を用いるものである。しかし、この発明は、先ず絶
縁体からなる樹脂を塗布し、次に電磁波吸収材料からな
る樹脂を塗布するものであって、多層コーティングする
必要があり生産における工程数が多い、という問題点が
ある。また、これも同様に、必ずしも電磁波ノイズを有
効に遮蔽できるものではなく、密着性や外観も必ずしも
良好ではなく、さらに、熱伝導性が悪く電子機器の耐久
性の問題もある。

【００１０】そこで、本発明は、上記問題点を解消する
為になされたものであり、軽量、生産容易、低コストで
あって、熱拡散性にも優れ、３種類の電磁波ノイズを有
効に遮蔽することができる電子機器封止材料を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子機器封
止材料は、磁性材料と樹脂材料とが混合された電子機器
封止材料であって、磁性材料は、全ての粒が粒径範囲
０．１μｍ以上５００μｍ以下に含まれ、かつ、３０重
量％以上１００重量％以下の粒が粒径範囲５０μｍ以上
５００μｍ以下に含まれるフェライト粉であり、磁性材
料と樹脂材料との重量比は、６３対３７から９７対３ま
での範囲である、ことを特徴とする。

【００１２】本発明に係る電子機器封止材料は、磁性材
料をこのような粒径範囲に含まれるフェライト粉とした
ので、電磁波ノイズ遮蔽効果および絶縁抵抗性に優れ、
また、磁性材料と樹脂材料との重量比を適切に設定した
ので、電子機器への塗布後の防湿性、生産技術性および
外観にも優れる。

【００１３】磁性材料として、マグネシウム−亜鉛系フ
ェライト粉またはニッケル−亜鉛系フェライト粉が好適
であり、この場合、特に絶縁抵抗性に優れた電子機器封
止材料が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。

【００１５】本発明に係る電子機器封止材料は、磁性材
料と樹脂材料とが混合されたものであって各材料が以下
の条件を満たすものである。磁性材料は、フェライト粉
末であり、その粒径が０．１μｍ以上５００μｍ以下の
範囲であり、かつ、そのうち３０重量％以上１００重量
％以下の粒が粒径５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲に
含まれるものである。この磁性材料として、マグネシウ
ム−亜鉛系またはニッケル−亜鉛系のソフトフェライト
焼成体の粉末が好適である。一方、樹脂材料は、防湿・
防塵に優れる材料である。そして、電子機器への直接塗
布が可能で、かつ、生産容易性を備えるべく、磁性材料
と樹脂材料との重量比は、６３対３７から９７対３まで
である。

【００１６】以下では、このような電子機器封止材料の
各要件（磁性材料とその粒径、磁性材料、磁性材料と樹
脂材料との重量比、等）について詳細に説明する。

【００１７】先ず、磁性材料の組成について説明する。
磁性材料に求められる性能としては、電磁波ノイズを有
効に遮蔽することが第１に求められる。そのためには、
磁性材料の損失係数が大きいことが必要である。ここ
で、磁性材料の複素透磁率μの実数部をμ’とし虚数部
をμ”とすると、損失係数 tanδは、 tanδ＝μ”／μ’ … (1) で表され、一般的には、透磁率と損失係数とは比例関係
にある。そして、磁性材料の透磁率および損失係数が大
きいほど電磁波ノイズの遮蔽効果が大きい。

【００１８】以上の事項は以下のように説明される。す
なわち、磁性材料が電磁波ノイズの磁界中に置かれる
と、その磁界は磁性材料内に閉じ込められ、その閉じ込
められた磁界に応じて磁性材料は磁化する。そして、磁
性材料が閉じ込めることができる磁界の大きさは、磁性
材料の透磁率μの大きさに依存する。また、磁性材料に
閉じ込められた磁界は、磁性材料の複素透磁率の実数部
μ’に応じた電磁波ノイズと同位相の磁界と、虚数部
μ”に応じた９０゜位相遅れの磁界との２つの成分に分
けることができる。このように、９０゜位相遅れの磁界
は、同位相の磁界に対してエネルギロスとなり、９０位
相遅れの磁界のエネルギは熱エネルギに変換される。こ
のようにして、電磁波ノイズは磁性材料によって遮蔽さ
れる。したがって、電磁波ノイズの遮蔽効果を大きくす
るためには、損失係数すなわち透磁率が大きな材料を選
択する必要がある。この条件を満たす磁性材料として、
例えば、マグネシウム−亜鉛系、ニッケル−亜鉛系、マ
ンガン−亜鉛系等のソフトフェライトが挙げられる。

【００１９】更に、磁性材料は、電子機器内の部品の端
子間が短絡することのないよう充分に大きな絶縁性を有
すること、すなわち、固有抵抗が充分に大きいことが求
められる。また、電子機器への塗布を容易とすることを
考慮すれば、磁性材料は粉末状態にして樹脂材料と混合
する必要があり、その混合状態においても充分なる絶縁
性を有する必要がある。一方、車載用電子機器において
は、正常動作のために要求される内部回路間の最低絶縁
抵抗値は、配線間隙に５００ＶＤＣ印加時において１０
⁷ Ωである。

【００２０】そこで、上述の３種類のフェライトそれぞ
れについて、固有抵抗、および、フェライト粉末と樹脂
材料との総重量に対してフェライト粉末を６３ｗｔ％以
上９７ｗｔ％以下の比で混合した状態での抵抗値を比較
してみると、表１に示すとおりである。

【００２１】

【表１】

【００２２】このうち、マンガン−亜鉛系フェライト
は、固有抵抗が０．１Ωｍから１．０Ωｍであり、混合
状態での抵抗値が１０² Ωから１０³ Ωであり、要求さ
れる最低絶縁抵抗値には遠く及ばず、電子機器が誤動作
を起こすことになる。一方、マグネシウム−亜鉛系およ
びニッケル−亜鉛系のフェライトは、固有抵抗が１０⁵
Ωｍ以上であり、混合状態での抵抗値が１０⁸ Ωである
ので、最低絶縁抵抗値１０⁷ Ω以上を確保することがで
きる。あるいは、マグネシウム−亜鉛系フェライトとニ
ッケル−亜鉛系フェライトとを複合したものでもよい。

【００２３】次に、磁性材料の粒径について説明する。
磁性材料のみを電子機器へ塗布することは困難であるの
で、磁性材料（フェライト）を粉砕したものを樹脂材料
に混合し、これを塗布する必要がある。そこで、磁性材
料の粒径に関しては、磁性材料が粉末状態となっても充
分な電磁波ノイズ遮蔽効果を有することが要求される。

【００２４】一般に、磁性材料を粉末にすると、バルク
状態のものと比較して電磁波ノイズ遮蔽効果が低下す
る。これは以下のように説明することができる。磁性材
料が電磁波ノイズの磁界中に置かれると、その磁性材料
の表面には磁極が発生するとともに、磁性材料内部には
反磁界が発生する。この磁極および反磁界は、磁性材料
の１粒ごとに発生し、反磁界は、磁性材料の透磁率およ
び損失係数を小さくさせるものである。したがって、磁
性材料を細かく砕くほど粒の個数は増えるので、一定体
積当たりの反磁界エネルギは大きくなり、磁性材料が磁
化される際の透磁率および損失係数は小さくなる。した
がって、電磁波ノイズ遮蔽効果の観点からは、磁性材料
の粒径は大きいほど好ましい。

【００２５】一方、生産現場において塗布することを考
慮すれば、その磁性材料粉末と樹脂材料とが混合された
ものを電子機器に塗布することが容易であり、且つ、塗
布後の状態も均一性や密着性に優れ、外観上等の問題が
ないこと、が要求される。

【００２６】この点に関しては、以下のように説明する
ことができる。上述の磁性材料（フェライト）の比重は
５程度であり、樹脂材料との比重差が３から４程度あ
る。したがって、磁性材料と樹脂材料とを混合した際
に、磁性材料の粒径が大きいほど、沈降し易く、分散さ
せ難くなり、ひいては熱拡散性が悪くなる。また、磁性
材料の粒が粗いと、電子機器に均一に塗布することが困
難で、塗布後の表面は粗く、凹凸のある表面となる。更
に、磁性材料の粒と粒との間の間隔が大きくばらつき、
電子機器の基板地肌が一部露出することがあり、外観が
悪くなる。逆に、磁性材料粉末の粒径が小さいほど、電
子機器への塗布が容易であり、その粉末と樹脂材料とを
均一に混合することができるので電子機器に磁性材料を
均一に塗布することが可能であり、熱拡散性に優れると
ともに塗布後の外観も優れる。したがって、これらの観
点からは、磁性材料の粒径は小さいほど好ましい。

【００２７】以上のとおり、磁性材料の粒径は、電磁波
ノイズ遮蔽効果の観点からは大きいほど好ましく、均一
塗布・熱拡散性・塗布後の外観の観点からは小さいほど
好ましい。図１は、磁性材料の粒径に対する電磁波ノイ
ズの吸収減衰性（遮蔽効果）および生産技術性（塗布の
均一性・熱拡散性・密着性・外観）を定性的に示した図
である。磁性材料の粒径は、生産技術性の観点からのみ
見れば図中のＡで示す範囲で構わないが、これら二律背
反する両要件を共に満たすためには図中のＢで示す範囲
でなければならない。

【００２８】このような要件を満たす磁性材料の粒径を
実験によって求めた。実験方法は以下のとおりである。
図２は、磁性材料粉末を混合した樹脂材料を基板に塗布
する装置の説明図である。浸漬槽１は、内径２３０ｍｍ
φ×深さ２４０ｍｍであり、その上蓋には面積約１２０
ｃｍ² の開口部２が設けられ、また、底部には、角度約
３５度のじょうご形状の浸漬槽底部３が設けられてい
る。浸漬槽底部３の最下部にはパイプ４ａが接続され、
パイプ４ａの他端は、ダイヤフラム式のポンプ５の入力
側に接続されている。ポンプ５の出力側にはパイプ４ｂ
が接続され、パイプ４ｂの他端は浸漬槽１の上蓋に接続
されている。浸漬槽１には、磁性材料粉末を混合した樹
脂材料が入れられており、ポンプ５によって、毎分５リ
ットルの速度で、浸漬槽１の底部にある粉末混合樹脂
を、浸漬槽１の上部に汲み上げる。同時に、撹拌器６の
先に設けられた直径１００ｍｍφの４枚フィンのスクリ
ューによって、撹拌速度３４０ｒｐｍで浸漬槽１内の粉
末混合樹脂を撹拌する。基板７は、開口部２から浸漬槽
１内の粉末混合樹脂に浸漬され塗布される。

【００２９】このような浸漬塗布装置の浸漬槽１内に、
磁性材料としてマグネシウム−亜鉛系の粉末と、樹脂材
料としてアクリル樹脂とを、重量比６３対３７で混合し
た。ただし、磁性材料の粒径分布については各種条件を
設定した。そして、各条件の下に、浸漬槽１の上部およ
び下部それぞれから粉末混合試料を５０ｃｃ採取し、両
者の比重差Δｄを、 Δｄ＝浸漬槽下部の粉末混合樹脂の比重−浸漬槽上部の
粉末混合樹脂の比重 … (2) として求めた。この比重差Δｄが小さいほど、均一塗布
の観点からは好ましいことになる。また、各条件におけ
る損失係数 tanδを求めた。損失係数の測定方法につい
ては後述する。

【００３０】その結果を図３に示す。この図の横軸は、
磁性材料の粒径分布であり、粒径範囲０．１μｍ以上５
０μｍ以下、５０μｍ以上５００μｍ以下、および、５
００μｍ以上７００μｍ以下のそれぞれの範囲に何％含
まれるかを示している。○印は、比重差Δｄを示してお
り、そのスケールは右軸に記してある。磁性材料の粒径
が小さいほど比重差Δｄが小さく生産技術性に優れるこ
とが判る。●印は、損失係数を示しており、そのスケー
ルは左軸に記してある。磁性材料の粒径が大きいほど損
失係数が大きく電磁波ノイズ遮蔽効果が大きいことが判
る。

【００３１】一方、燃料噴射の制御を司どる電子機器
（ＦＩ−ＥＣＵ）を用いたＥＣＵノイズテストと磁性材
料単体で求めた損失係数との相関関係から、損失係数が
６×１０^-2以上（交流初透磁率が９以上）であれば、Ｅ
ＣＵノイズテストにおいて良好な結果が得られること
が、別の実験で確認されている。なお、ＥＣＵノイズテ
ストは、無線機テストおよびＴＥＭセルテストの双方を
含み、それぞれの詳細については後述する。

【００３２】以上より、図３中のＡで示す範囲では、Ｅ
ＣＵノイズテストを満足することができず不適当であ
り、Ｃで示す範囲では、浸漬槽１内の粉末混合樹脂の不
均一性が大きいため、安定した均一塗布が不可能で、こ
れも不適当である。Ｂで示す範囲では、電磁波ノイズ遮
蔽性および生産技術性の双方に優れている。このＢ範囲
では、磁性材料は、全ての粒が粒径０．１μｍ以上５０
０μｍ以下の範囲にあり、且つ、３０ｗｔ％以上１００
ｗｔ％以下の粒が粒径５０μｍ以上５００μｍ以下の範
囲にある。

【００３３】次に、磁性材料と樹脂材料との重量比につ
いて説明する。定性的には、磁性材料の配合比が大きい
ほど、電磁波ノイズ遮蔽効果が大きくなる。しかし、そ
の反面、電子機器に塗布された磁性材料を取り囲む樹脂
材料が少なくなるので、両者の混合が不均一な部分も生
じ、さらに、密着不良をきたすことになる。

【００３４】これに関しても実験によって確認し、適切
な混合比を求めた。実験には、上述の図２に示した浸漬
塗布装置を用いた。磁性材料は、マグネシウム−亜鉛系
のフェライト粉末であり、全ての粒の径が０．１μｍ以
上５００μｍ以下の範囲にあり、かつ、３０ｗｔ％以上
５０ｗｔ％以下の粒が粒径５０μｍ以上５００μｍ以下
の範囲に含まれるものである。そして、磁性材料と樹脂
材料であるアクリル樹脂との混合比を変えて、損失係数
および密着性についてテストを行なった。

【００３５】ここで、密着性のテストでは、図４に示す
ように、ＪＩＳＺ１５２２に規定される幅１８ｍｍまた
は２４ｍｍで粘着力２．９４Ｎ／１０ｍｍ（３００ｇｆ
／１０ｍｍ）以上のセロハン粘着テープ９を、接着部分
の長さが約５０ｍｍになるように乾燥した塗膜８に貼り
付けた後、そのセロハン粘着テープ９を塗膜８に対して
直角方向に瞬間的に引き剥がす。これを同一試料上で５
回行ない、塗膜剥離の有無を目視確認し、剥離した回数
ｍを計数して、密着性を表す指標として、ｍ／５で表
す。

【００３６】図５は、磁性材料の配合比に対する損失係
数と密着性とを示すグラフである。この図の横軸は、磁
性材料（フェライト粉末）の配合比（ｗｔ％）である。
○印は、密着性を示しており、そのスケールは右軸に記
してある。磁性材料の配合比が９９％の場合（図中のＦ
で示す範囲）では、密着性が不十分である。●印は、損
失係数を示しており、そのスケールは左軸に記してあ
る。磁性材料の配合比が６３ｗｔ％未満（図中のＤで示
す範囲）では、上述したＥＣＵノイズテストで良好な結
果を得ることができる損失係数６×１０^-2以上を確保す
ることができない。しかし、図中のＥで示す範囲、すな
わち、磁性材料の配合比が６３ｗｔ％以上９７ｗｔ％以
下の範囲では、損失係数および密着性の双方について良
好な結果を得ることができた。この範囲でも特に、磁性
材料の配合比が８５ｗｔ％以上９７ｗｔ％以下の範囲
で、損失係数は優れた値を示した。

【００３７】次に、樹脂材料の組成について説明する。
本発明に係る電子機器封止材料が、車載用電子機器の封
止に用いられる場合には、その電子機器が置かれる場所
がエンジンルーム等の過酷な環境であることを考慮する
必要がある。したがって、電子機器封止材料は、(1) 防
湿性・防塵性を有し電子機器に直接塗布することが可能
で、(2) １２５゜Ｃ雰囲気中で電子機器の配線間隙０．
３ｍｍに５００ＶＤＣを印加した状態で少なくとも１０
⁷ Ωの電気絶縁抵抗を有し、(3) 低吸水性であり、(4)
１２５゜Ｃ雰囲気中で１０００時間経過後であっても塗
布被膜にクラックを生じない耐熱性を有し、(5) １２５
゜Ｃと−４０゜Ｃとの間の温度変化を２５０サイクル行
なう熱衝撃テストにおいて電子機器を破壊しない低応力
性を有し、(6) 厚さ１０μｍ以上５００μｍ以下の塗布
被膜の形成が可能である、ことが要求される。

【００３８】このような条件を満たす電子機器封止材料
を、粒径が０．１μｍ以上５００μｍ以下で固有抵抗が
１０⁵ Ωｍから１０⁶ Ωｍであるフェライト粉末からな
る磁性材料を配合比６３ｗｔ％以上９７ｗｔ％以下で樹
脂材料と混合して生成するには、樹脂材料は下記の表２
に記載の特性を備えることが要求される。その他にも、
樹脂材料が可撓性に優れていることも必要である。

【００３９】

【表２】

【００４０】以上のような条件を満たす樹脂材料とし
て、オレフィン系樹脂変成体、スチレン系樹脂およびア
クリル系樹脂の混合体、あるいは、シリコン系樹脂が最
も好適である。その他にも、アクリル系樹脂単体、アク
リレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ブ
タジエン系樹脂、およびフェノール系樹脂も、好適に使
用され得る。

【００４１】なお、電子機器への塗布を容易にするため
に、この樹脂材料に対して、トルエン、キシレン、メチ
ルエチルケトン、イソプロピルアルコール、および、酢
酸ブチル等の揮発性溶剤の単体または複合体を配合す
る。その配合比は、樹脂材料および溶剤の総重量に対す
る樹脂材料の重量の比を１０ｗｔ％から４０ｗｔ％程度
とする。

【００４２】次に、以上に述べた本発明に係る電子機器
封止材料の有効性を確認する為に行なった実験の結果に
ついて述べる。図６、図７および図８は、その結果を示
す図表である。

【００４３】実験パラメータは、フェライト（磁性材
料）の組成、フェライト粉の粒径、フェライト粉の配合
量、および、コーティング剤中の不揮発分（樹脂材料）
の重量比の４つであり、それぞれの条件を変えて３０種
類の封止材料（試料Ｎo.１〜３０）を用意した。試料Ｎ
o.１〜１０については図６に、試料Ｎo.１１〜２０につ
いては図７に、試料Ｎo.２１〜３０については図８に、
それぞれ実験条件と結果を示す。

【００４４】これらの図において、「フェライトの組
成」は、フェライトすなわち磁性材料の組成を表し、マ
グネシウム−亜鉛系（試料Ｎo.１〜８、１１〜３０）、
および、マンガン−亜鉛系（試料Ｎo.９，１０）の２種
類を設定した。「コーティング剤の組成」は、樹脂材料
と溶剤とからなるコーティング剤の組成を表し、樹脂材
料としてのアクリル系樹脂と、溶剤としてのトルエンお
よびキシレンの複合体とを混合したものである。「フェ
ライト粉の粒径（μｍ）」については、全ての粒が含ま
れる粒径範囲、および、その内の更に狭い粒径範囲に何
％の粒が含まれるか、について条件をいろいろ設定し
た。「フェライト粉の配合量（ｗｔ％）」は、フェライ
ト粉および樹脂材料の総重量に対するフェライト粉の重
量の比であり、２０ｗｔ％から９９ｗｔ％までの範囲で
設定した。「コーティング剤の不揮発分（ｗｔ％）」
は、コーティング剤（樹脂材料＋溶剤）の重量に対する
樹脂材料の重量の比であり、１０ｗｔ％から４０ｗｔ％
までの範囲で設定した。

【００４５】評価項目は、「交流初透磁率
（μ_iac ）」、「損失係数（ tanδ）」、「無線機テス
ト」、「ＴＥＭセルテスト」、「絶縁抵抗（Ω）」、
「高温高湿中での絶縁抵抗変化」、「テープ剥離テス
ト」、「粘度（ｃｐｓ）」、「比重差Δｄ（ｇ／ｃ
ｍ³ ）」、「塗布ムラ」、および「色」である。

【００４６】「交流初透磁率（μ_iac ）」および「損失
係数（ tanδ）」の測定は、ＪＩＳＣ２５６１に準じて
行なった。すなわち、内径１８ｍｍφ、外径２５ｍｍ
φ、幅５ｍｍの円環形状のフェライトコアに０．２ｍｍ
φの銅線を２０ターン巻いたコイルを用意し、これに１
０ＭＨｚの高周波電圧を印加し、インピーダンスアナラ
イザ（ＹＨＰ社製４１９２Ａ）を用いて試料（フェライ
ト）の自己インダクタンスと損失抵抗とを測定し、 μ_iac ＝（ａＬ）／（μ₀ ＡＮ² ） … (3) tan δ＝（Ｒ_eff ・ Ｒ_w ）／（ωＬ） … (4) なる式から、交流初透磁率μ_iac および損失係数 tanδ
を算出した。ここで、ａは試料の平均磁路長であり、Ｌ
は試料の自己インダクタンスであり、Ａは試料の断面積
であり、μ₀ は真空透磁率であり、Ｎは銅線の巻回数で
あり、Ｒ_eff は試料を含めたコイルの損失抵抗であり、
Ｒ_w はコイルだけの損失抵抗であり、ωは印加した高周
波電圧の角周波数である。

【００４７】「無線機テスト」では、燃料噴射の制御を
司どる電子機器（ＦＩ−ＥＣＵ）に３０種類の封止材料
それぞれを塗布したものを自動車の所定位置に取り付
け、アイドリング状態の時に電子機器に携帯用無線機
（ケンウッド社製ＴＨ−７８型）を接近させ、１４４Ｍ
Ｈｚ／５Ｗまたは４３０ＭＨｚ／５Ｗの電波を近接照射
して、電子機器の誤動作をアイドリング変動から判定し
た。

【００４８】「ＴＥＭセルテスト」では、電子機器（Ｆ
Ｉ−ＥＣＵ）に３０種類の封止材料それぞれを塗布した
ものをＴＥＭセル（矩形同軸伝送路）内にセットし、そ
のＴＥＭセル内に強電界（２ＭＨｚから４００ＭＨｚ、
１００Ｖ／ｍ、３０％ＡＭ変調）を印加し、電子機器の
性能に異常が発生するか否かを検査した。検査項目は、
燃料噴出信号、点火信号、パージカットソレノイドの動
作信号、バルブタイミングの油圧信号、燃料ポンプリレ
ー、および、ＥＡＣＶ電流の６項目である。

【００４９】「絶縁抵抗（Ω）」の評価では、図９に示
すような線幅０．３ｍｍで線間隙０．３ｍｍの櫛形電極
１１が表面に形成されたガラスクロスエポキシ基板１０
に封止材料を塗布したものを１２５゜Ｃ雰囲気中に置
き、櫛形電極間に５００ＶＤＣを印加して１分経過後の
絶縁抵抗を測定した。「高温高湿中での絶縁抵抗変化」
の評価では、図９に示した試料に封止材料を塗布したも
のを、８５゜Ｃで９５％ＲＨの雰囲気中に置き、櫛形電
極間に１２ＶＤＣを印加した状態で６００時間経過後
に、櫛形電極間に５００ＶＤＣを印加して絶縁抵抗を測
定した。

【００５０】「粘度（ｃｐｓ）」は、回転粘度計（ブル
ックフィールド社製ＨＢ型粘度計）を用いて、ＪＩＳＫ
５４００に準じて測定した。「塗布ムラ」については、
封止材料塗布後のフェライト粉の分散性、表面の波模様
および粗さを目視で評価した。「色」についても目視で
評価した。なお、「テープ剥離テスト」および「比重差
Δｄ（ｇ／ｃｍ³ ）」については既に述べたとおりであ
る。

【００５１】「総合判定」の欄には、以上の全ての評価
項目について良好な結果が得られた場合には○印を、そ
うでない時には×印を記してある。また、左矢印”←”
は、その欄の記載内容がその左にある欄の記載内容と同
一であることを示す。これら図６、図７および図８にま
とめた実験結果から以下の事項が判る。

【００５２】試料Ｎo.１〜４は、本発明に係る電子機器
封止材料に該当する。すなわち、フェライト（磁性材
料）の組成はマグネシウム−亜鉛系であり、その粒径は
全て０．１μｍ以上５００μｍ以下の範囲にあって、そ
のうち３０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下は粒径５０μｍ以
上５００μｍ以下の範囲にあり、フェライト粉の配合量
は６３ｗｔ％以上９７ｗｔ％以下であり、コーティング
剤の不揮発分は１０ｗｔ％または４０ｗｔ％である。こ
れらの試料の場合には、全ての評価項目について良好な
結果が得られた。

【００５３】試料Ｎo.５〜８は、フェライト粒径が、本
発明に係る電子機器封止材料のフェライト粒径範囲から
外れる。試料Ｎo.５と６は、フェライト粒径５０μｍ以
上５００μｍ以下の範囲のものが１０ｗｔ％以上２５ｗ
ｔ％以下であって少ないので、損失係数が小さく、それ
故、無線機テストおよびＴＥＭセルテストにおいて電子
機器の動作が異常を示した。試料Ｎo.７と８は、全ての
フェライト粉の粒径が全て５５０μｍ以上８００μｍ以
下の範囲にあって大きいので、生産技術性が悪く、ま
た、塗布後の外観が悪く品質バラツキが大きい。いずれ
も、必要とされる性能を得ることができなかった。

【００５４】試料Ｎo.９および１０は、磁性材料として
マンガン−亜鉛系フェライトを用いたものであるので、
絶縁抵抗が著しく低く、また、電子機器の防湿コーティ
ング剤として必要な絶縁性を得ることができなかった。

【００５５】試料Ｎo.１１〜２０は、フェライト粉の配
合量を２０ｗｔ％から８５ｗｔ％までの各値に設定した
ものである。試料Ｎo.１１〜１５は、フェライト粉の配
合量が６０ｗｔ％以下であり、本発明に係る電子機器封
止材料に該当しない。これらは、フェライト粉の配合量
が少ないので、ノイズの吸収減衰性が悪く、また、外観
も悪い。試料Ｎo.１６〜２０は、フェライト粉の配合量
が６５ｗｔ％以上であり、本発明に係る電子機器封止材
料に該当する。これらは、ノイズの吸収減衰性も外観も
良好であり、全ての評価項目について満足できる結果が
得られた。

【００５６】試料Ｎo.２１と２２は、本発明に係る電子
機器封止材料に該当するものであり、全ての項目につい
て良好な結果が得られた。

【００５７】試料Ｎo.２３は、フェライト粉の配合量が
多く、本発明に係る電子機器封止材料のフェライト粒配
合量範囲から外れるので、粘度が大きく密着性が悪い。

【００５８】試料Ｎo.２４と２５は、フェライト粉の粒
径が小さく、全て０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲に
あって、粒径５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲にある
ものが全くなく、本発明に係る電子機器封止材料のフェ
ライト粒径範囲から外れるので、ノイズの吸収減衰性が
悪い。

【００５９】試料Ｎo.２６〜２８は、本発明に係る電子
機器封止材料に該当するものであり、全ての項目につい
て良好な結果が得られた。

【００６０】試料Ｎo.２９と３０は、フェライト粉の粒
径が大きく、５００μｍ以上７００μｍ以下の範囲にあ
るものが夫々７５ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下、５０ｗｔ
％以上７０ｗｔ％以下あり、本発明に係る電子機器封止
材料のフェライト粒径範囲から外れるので、比重差が大
きく塗布ムラがあり、また、高温高湿中での絶縁抵抗変
化について満足できる結果を得ることができなかった。

【００６１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明にか
かる電子機器封止材料は、磁性材料と樹脂材料とが混合
されたものであって、磁性材料として、全ての粒が粒径
範囲０．１μｍ以上５００μｍ以下であり、かつ、３０
重量％以上１００重量％以下の粒が粒径範囲５０μｍ以
上５００μｍ以下に含まれるフェライト粉とし、磁性材
料と樹脂材料との重量比を６３対３７から９７対３まで
としたものである。また、この磁性材料として、マグネ
シウム−亜鉛系フェライト粉またはニッケル−亜鉛系フ
ェライト粉を好適に用い得るものである。

【００６２】このように、磁性材料の組成および粒径
と、磁性材料および樹脂材料の重量比とを最適に設定し
たので、本発明に係る電子機器封止材料は、電磁波ノイ
ズ遮蔽効果、絶縁抵抗性、防湿性、生産技術性（粘度、
比重差）および外観（塗布の均一性、色の均一性）にお
いて優れる特性を有する。したがって、電子機器に直接
にこの封止材料を塗布することができ、１層塗布でも３
種類の電磁波ノイズを有効に遮蔽することができるの
で、軽量で、生産が容易で、低コストである、という効
果がある。さらに、塗布後においても磁性材料と樹脂材
料とが均一であることから、熱拡散性にも優れ電子機器
の耐久性が向上するという格別の効果もある。

【００６３】特に使用環境が極めて厳しい車載用電子機
器（例えば、燃料噴射制御用のＦＩ−ＥＣＵ）であって
も、本発明に係る電子機器封止材料を塗布することによ
り、異常動作（アイドリング状態の変動、燃料噴出信号
の異常、等）を起こすことなく安定した動作を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁性材料の粒径に対する電磁波ノイズの吸収減
衰性および生産技術性（均一塗布・外観）を定性的に示
した図である。

【図２】磁性材料粉末を混合した樹脂を基板に塗布する
装置の説明図である。

【図３】磁性材料の粒径に対する比重差と損失係数とを
示すグラフである。

【図４】密着性テスト方法の説明図である。

【図５】磁性材料の配合比に対する損失係数と密着性と
を示すグラフである。

【図６】本発明に係る電子機器封止材料の有効性を確認
する為に行なった実験の結果を示す第１の図表である。

【図７】本発明に係る電子機器封止材料の有効性を確認
する為に行なった実験の結果を示す第２の図表である。

【図８】本発明に係る電子機器封止材料の有効性を確認
する為に行なった実験の結果を示す第３の図表である。

【図９】絶縁抵抗測定方法の説明図である。

【符号の説明】

１…浸漬槽、２…開口部、３…浸漬槽底部、４ａ，４ｂ
…パイプ、５…ポンプ、６…撹拌器、７…基板、８…塗
膜、９…セロハン粘着テープ、１０…ガラスクロスエポ
キシ基板、１１…櫛形電極。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材料と樹脂材料とが混合された電子
   機器封止材料であって、 前記磁性材料は、マグネシウム−亜鉛系フェライト粉ま
   たはニッケル−亜鉛系フェライト粉であり、 全ての粒が粒径範囲０．１μｍ以上５００μｍ以下に含
   まれ、かつ、３０重量％以上１００重量％以下に含まれ
   ているとともに、 前記磁性材料と前記樹脂材料との重量比は、６３対３７
   から９７対３までの範囲であることを特徴とする電気機
   器封止材料。