JPH10199721A - 複合磁性体 - Google Patents

複合磁性体

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JPH10199721A
JPH10199721A JP9000342A JP34297A JPH10199721A JP H10199721 A JPH10199721 A JP H10199721A JP 9000342 A JP9000342 A JP 9000342A JP 34297 A JP34297 A JP 34297A JP H10199721 A JPH10199721 A JP H10199721A
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Mitsuharu Sato
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  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本来の回路機能を損なうことなく、外部へ放
射する電磁波の透過に対しては遮蔽効果を有し、かつ周
辺部品間との相互干渉や信号線への電磁誘導による誤動
作等を抑止でき、且つリード〜配線を通じて伝導される
不要伝導ノイズも同時に低減・抑止する複合磁性体を提
供することである。 【解決手段】 本発明は、表面に酸化皮膜を有する軟磁
性体粉末と有機結合剤からなる複合磁性体が、半導体等
の能動素子とこの能動素子が実装される基板上の配線と
を繋ぐリード上若しくはリードを取り囲むように配置さ
れている。能動素子上の部分と、リード上若しくはリー
ドを取り囲む部分とでは、透磁率の周波数特性において
異なる挙動を示す複合磁性体材料をそれぞれ配置するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はEMI対策部品に関
し、特に、高周波領域における不要電磁波によって生じ
る外部への放射及び性能劣化や異常共振等の電磁波障害
を抑止する複合磁性体に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器は高速・高周波・デジタ
ル化が進み、小型・多機能化も加速傾向にある。機器の
小型・多機能化の要求から配線基板への部品実装密度は
非常に高まり、中央演算処理装置(CPU)または画像
プロセッサ算術論理演算装置(IPLU)等のLSI及
びICが近接して配置されている。これらLSI及びI
Cは多数の半導体素子で構成されており、半導体素子
は、外部からエネルギーの供給を受けて増幅または発振
等の作用を行うため一般に能動素子と呼ばれ、誘導性ノ
イズを発生することが多い。この誘導性ノイズによって
配線基板の素子実装面と同一面および反対面には高周波
磁界が誘導される。高周波磁界が発生することにより、
線間結合の増大や放射ノイズによる電磁干渉に起因する
性能劣化や異常共振などが誘起される。従来このような
いわゆる電磁波障害に対しては、回路にノイズフィルタ
を挿入したり、問題となる回路を遠ざける、或いはシー
ルディングを行う等の手段を講じて電磁波障害の原因と
なる電磁結合、不要放射ノイズを抑制してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、問題となる
回路を金属板や導電メッキ等の導電体で囲むシールディ
ングは従来から行われている手法であるが、これは内部
から発生する放射ノイズの外部漏洩や外部からの放射ノ
イズの侵入防止には非常に有効な手段であるものの、反
射による電磁結合が助長され、シールド内部が設置され
ている素子に対して二次的な電磁障害を引き起こす場合
が少なからず生じ、重大な影響を与えている。
【0004】更に、能動素子から発生したノイズはその
まま放射されるばかりでなく、リードを通じて伝導し、
基板上の配線をアンテナとして放射されたり、配線を通
じて他のデバイスに影響を及ぼしたりしている。
【0005】また更に、従来の対策法はいずれも実装す
るスペースが必要となり高密度化を阻害し時代の要求に
逆行するものである。また、先に述べたように2次的に
生じる障害を発生させたりもしている。
【0006】本発明の技術的課題は、本来の回路機能を
損なうことなく、外部へ放射する電磁波の透過に対して
は遮蔽効果を有し、かつ周辺部品間との相互干渉や信号
線への電磁誘導による誤動作等を抑止でき、且つリード
〜配線を通じて伝導させる不要伝導ノイズも同時に低減
・抑止する複合磁性体を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、表面に
酸化皮膜を有する軟磁性体粉末と有機結合剤とからなる
複合磁性体において、能動素子とこの能動素子を実装す
る基板上の配線とを繋ぐリード上若しくはこのリードを
取り囲むように配置される複合磁性体であって、前記能
動素子上の部位と、前記リード上若しくはリードを取り
囲む部位とでは、透磁率の周波数特性において異なる挙
動を示す複合磁性体材料をそれぞれ配置したことを特徴
とする複合磁性体が得られる。
【0008】
【作用】本出願人は従来技術の欠点に鑑み、先に、同じ
く本出願人が提案した複合磁性体材料を能動素子上の2
つの部位に配置している。これにより、2次放射ノイズ
を発生させることなく外部への電磁波漏洩の防止、外部
からの飛来ノイズの侵入防止を図ることができる。本出
願人は、このような実装配置を更に考慮し、能動素子の
本体から発生する放射ノイズとリード部を通じて伝導さ
れる伝導ノイズの各々を最も効果的に減少させる手段を
検討した結果、前記放射ノイズと前記伝導ノイズの性質
が異なることに着眼し、これら異なる性質を持つノイズ
を同時に排除する複合磁性体を発明した。即ち、放射ノ
イズについては、複合磁性体の磁気損失特性(虚数部透
磁率μ″)を利用し、空間中で吸収体として主に作用さ
せ、伝導ノイズについては、複合磁性体のインピーダン
ス特性(複素透磁率(μ=μ′−jμ″))を利用し伝
導ライン直近にてインピーダーとして主に作用させる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、表面に酸化皮膜を有す
る軟磁性体粉末と有機結合剤からなる複合磁性体が、半
導体等の能動素子とこの能動素子が実装される基板上の
配線とを繋ぐリード上若しくはリードを取り囲むように
配置されている。前記能動素子上の部分と、前記リード
上若しくはリードを取り囲む部分とでは、透磁率の周波
数特性において異なる挙動を示す複合磁性体材料をそれ
ぞれ配置することを特徴とする。ここで、表面に酸化皮
膜を有する軟磁性体粉末とは酸化物磁性体粉末も含む。
前記能動素子上の部分に配置される複合磁性体材料Aの
複素透磁率特性が、所望の周波数帯域においてμ″A
μ′A であって、前記リード上若しくはリードを取り囲
む部分に配置される複合磁性体材料Bが、同じ周波数帯
域においてμ′B>μ″B の関係を満足すること、更
に、前記複合磁性体材料AとBの複素透磁率特性が、前
記周波数帯域でμ′B >μ′A の関係を満足することに
よって異なる性質のノイズを吸収する効果が助長され
る。前記複合磁性体材料AとBが略一体に成形されてい
ることによって、AB間に空隙が生じなくなるため効果
が高まる。
【0010】また、前記複合磁性体材料Aを構成する前
記軟磁性体粉末または前記複合磁性体Bを構成する前記
軟磁性粉末の少なくとも一方が、表面に酸化皮膜を有す
る金属磁性体粉末である場合、本発明の複合磁性体は、
渦電流損失の低減化と空間とのインピーダンス不整合の
抑止が出来、その結果、より高い周波数帯域で効果的に
放射ノイズを抑制することが可能となる。
【0011】本発明の第1の実施形態を図1、図2およ
び図3に示す。また、ここで用いた複合磁性体材料Aお
よびBは、接着剤等で互いに接合されるが、μ−f特性
について図4に示す。能動素子1からは基板上に形成さ
れた配線と接続するためのリード2がでている。能動素
子1上には断面凸状に成形された複合磁性体材料Aが、
リード2上には上面略ロの字状に成形された複合磁性体
材料Bが配置されている。本実施形態による形状の場
合、能動素子1から直接放射される放射ノイズの他、リ
ード部をアンテナとして放射される伝導ノイズに対して
も有効である。
【0012】本発明の第2の実施形態を図5および図6
に示す。複合磁性体材料AおよびBは、共に同じ有機結
合剤が用いられており、一つの成形体として加圧成形す
なわち一体成形されている。前記成形体は、能動素子1
上には複合磁性体材料Aが、リード2上に複合磁性体材
料Bが来るように、各々を構成している軟磁性体粉末が
有機結合剤中に混練分散されている。
【0013】本実施形態によると、複合磁性体材料Aと
Bとの間には空隙が生じなくなるため、非常に効果的な
ノイズ対策が可能となる。
【0014】
【実施例】
(実施例1)本発明の第1の実施例は、第1の実施形態
に従う。前記複合磁性体材料A、Bには、共に軟磁性体
粉末として同じ金属磁性体粉末が原料として用いられて
おり、加熱処理によって異なる周波数特性が実現されて
いる。ここで、金属磁性体粉末は、酸素分圧20%の窒
素−酸素混合ガス雰囲気中で気相酸化され、表面に酸化
皮膜が形成されていることを確認してある。表1に複合
磁性体を形成する構成材料を示す。
【0015】
【表1】
【0016】本実施例において、各複合磁性体材料の各
々の構成要素を、別々に加熱混練後、加圧成形したが、
複合磁性体材料Aについては、その断面が凸状となるよ
うに、また複合磁性体材料Bについては、その上面が略
ロの字状となるように成形した。ここで、複合磁性体材
料Aは、複合磁性体材料Bの開口部に嵌合するよう成形
してある。これを図1に示したように能動素子1(リー
ド2を含む)上に配置した。尚、複合磁性体の表面抵抗
を測定したところ、いずれも1×106 Ωであった。ま
た、成形体の平均肉厚は1.5mmであった。
【0017】(実施例2)本発明の第2の実施例は第2
の実施形態に従う。構成材料には実施例1と同じものを
用いており、別々に加熱混練したものを加圧成型時に一
体化して一つの成形体とした。これを図3に示したよう
に、能動素子1(リード2も含む)上に配置した。平均
肉厚も実施例1と同様とした。
【0018】(実施例3)本発明の第3の実施例も第2
の実施形態に従う。本実施例において複合磁性体材料B
の軟磁性体粉末にはNi−Znフェライトを、複合磁性
体材料Aの軟磁性体粉末には実施例1と同じ材料を用い
た。構成材料について表2に示す。
【0019】
【表2】
【0020】ここで、各々の複合磁性体材料を別々に加
熱混練し、一体的に加圧成形するのは実施例2と同様で
ある。図4に実装例を示すが、本実施例では各リード間
にも複合磁性体材料を配置して複合磁性体を成形し、本
発明の効果を高めている。本実施例に従えば、複合磁性
体を樹脂成形と同様の手法で成形出来るので、この様な
複雑形状にも対応が可能である。
【0021】本発明の複合磁性体の試料の評価には、実
施例にて得られた成形体を試料20として用い、各々透
過減衰レベル及び結合レベルの測定を行った。測定装置
には図8a、bに示すように、電磁界波源用発信器21
と電磁界強度測定器(受信用素子)22と、それぞれル
ープ径2mm以下の電磁界送信用微小ループアンテナ2
3及び電磁界受信用微小ループアンテナ24を接続した
装置を用いた。透過減衰レベルの測定は、図8aに示す
ように電磁界送信用微小ループアンテナ23と電磁界受
信用微小ループアンテナ24との間に試料を位置させて
行った。結合レベルの測定では、図8bのように試料の
一面と電磁界送信用微小ループアンテナ23及び電磁界
受信用微小ループアンテナ24とを対向させた。電磁界
強度測定器22には図示しないスペクトラムアナライザ
が接続されており、試料が存在しない状態での電磁界強
度を基準として結合レベルの測定を行った。
【0022】各実施例による複合磁性体の透過減衰レベ
ルを図6aに、結合レベルを図6bに示す。これによる
と透過減衰レベル、結合レベルは共に減少し、反射によ
る2次放射ノイズを引き起こすことなく効果的に放射ノ
イズを除去できることが分かる。
【0023】また、高速デジタル信号波形をオシロスコ
ープで観察した結果を図7に示すが、信号の立ち上が
り、立ち上がりに起因するノイズ成分を波形を崩さずに
カットできていることが判る。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、2
次放射ノイズを発生させることなく能動素子から発生す
る放射・伝導の異なる性質を持つノイズを同時に抑制で
きる複合磁性体を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による複合磁性体の斜
視図である。
【図2】図1のII−II線に沿って切断した断面図であ
る。
【図3】図1の複合磁性体の分解斜視図である。
【図4】実施例1、2で用いた複合磁性体材料A(実
線)と複合磁性体材料B(破線)とのμ−f特性図であ
る。
【図5】本発明の第2の実施形態による複合磁性体の斜
視図である。
【図6】図5のVI−VI線に沿って切断した断面図であ
る。
【図7】本発明の第3の実施例による本発明の複合磁性
体の斜視図である。
【図8】図5のVIII−VIII線に沿って切断した断面図で
ある。
【図9】実施例3で用いた複合磁性体材料A(実線)と
複合磁性体材料B(破線)とのμ−f特性図である。
【図10】(a)透過減衰レベルの評価試験による測定
結果(周波数・透過減衰レベル特性図)である。 (b)結合レベルの評価試験による測定結果(周波数・
透過減衰レベル特性図)である。(比較例:t=0.5
mmのAl板)
【図11】(a)高速デジタル信号波形の観察図であ
る。 (b)実施例1を適用した場合の図である。 (c)実施例3を適用した場合の図である。
【図12】(a)透過減衰レベルの評価装置の外略図で
ある。 (b)結合レベルの評価装置の外略図である。
【符号の説明】
1 能動素子 2 リード A 複合磁性体 B 複合磁性体 20 評価資料 21 電磁界波源用発信器 22 電磁界強度測定器 23 電磁界送信用微小ループアンテナ 24 電磁界受信用微小ループアンテナ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に酸化皮膜を有する軟磁性体粉末と
    有機結合剤とからなる複合磁性体において、能動素子と
    この能動素子を実装する基板上の配線とを繋ぐリード上
    若しくはこのリードを取り囲むように配置される複合磁
    性体であって、前記能動素子上の部位と、前記リード上
    若しくはリードを取り囲む部位とでは、透磁率の周波数
    特性において異なる挙動を示す複合磁性体材料をそれぞ
    れ配置したことを特徴とする複合磁性体。
  2. 【請求項2】 前記能動素子上の部位に配置される複合
    磁性体材料Aの複素透磁率特性が、所望の周波数帯域に
    おいてμ″A >μ′A なる関係を有し、前記リード上若
    しくはリードを取り囲む部位に配置される複合磁性体材
    料Bは、同じ周波数帯域においてμ′B >μ″B なる関
    係を満足することを特徴とする請求項1項記載の複合磁
    性体。
  3. 【請求項3】 前記複合磁性体材料AとBとの複素透磁
    率特性が、前記周波数帯域でμ′B >μ′A の関係を満
    足することを特徴とする請求項2項記載の複合磁性体。
  4. 【請求項4】 前記複合磁性体材料AとBとが略一体に
    成形されていることを特徴とする請求項1項記載の複合
    磁性体。
  5. 【請求項5】 前記複合磁性体材料Aを構成する前記軟
    磁性体粉末および前記複合磁性体Bを構成する前記軟磁
    性体粉末の少なくとも一方は、表面に酸化皮膜を有する
    金属磁性体粉末であることを特徴とする請求項3項また
    は4項記載の複合磁性体。
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JP2006013976A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Tdk Corp 軟磁性体及びそれを用いたアンテナ装置

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