KR100460297B1

KR100460297B1 - 고투자율의 금속박 리본을 이용한 전자파 차폐재 및 그제조방법

Info

Publication number: KR100460297B1
Application number: KR10-2002-0024497A
Authority: KR
Inventors: 윤호상; 윤채영
Original assignee: 노바템스 주식회사
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2002-05-03
Publication date: 2004-12-08
Also published as: KR20030086122A

Abstract

본 발명은 비투자율이 1000 이상인 금속 또는 합금으로서, 두께는 1㎛에서 900㎛ 이하이며, 폭은 1㎜에서 90㎜의 범위인 금속박 리본과, 상기 금속박 리본의 적어도 일면에 형성된 점착층을 추가로 포함하는 고투자율의 금속박 리본을 이용한 전자파 차폐재 및 그 제조방법을 제공한다. 상기 금속박 리본의 적어도 일면에는 Cu, Ni, Ag, Al, Au, Sn 또는 이들 금속의 조합로 이루어진 박막층이 추가로 형성되어 전도성 및 차폐효율을 향상시킬 수 있다.

Description

고투자율의 금속박 리본을 이용한 전자파 차폐재 및 그 제조방법{ELECTROMAGNETIC SHIELDING MATERIALS USING HIGH-PERMEABILITY METAL PLATE RIBON AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 고투자율의 금속박 리본을 사용한 전자파 차폐재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 각종 전자기기에서 발생하는 전자기파를 효과적으로 차폐하며 또한 건물내의 공간을 지구자계로부터 보호하는 전자파 차폐재 테이프에 관련된다.

본 발명에 의하면 고투자율의 자성재료를 급속응고시켜 박판의 리본형으로 연속적으로 제조하며, 박판의 적어도 일면에 접착제를 도포하여 전자파를 차단하고자하는 곳에 부착할 수 있다.

전자기파 차폐재의 차폐효율(shield effectivness, SE)은 다음과 같이 계산되어 ㏈(데시벨)로 표현된다.

SE = 20Log₁₀(H_input/H_output)

SE = 20Log₁₀(E_input/E_output)

여기서, H_input은 환경(주변)의 자기장 세기(Oersted)이고, H_output은 차폐재로 둘러쌓인 공간내의 자기장 세기를 나타내며 E_input은 환경(주변)의 전기장 세기(V/cm)이고, E_output은 차폐재로 둘러싸인 공간내의 전기장 세기를 나타낸다. 예를 들어 차폐재에 의해서 H_output은 차폐재로 둘러싸인 공간내의 자기장 세기를 나타낸다. 예를 들어 차폐재에 의해서 H_output값이 H_input값의 10%로 감쇄(attenuation)된다면 SE 값은 20㏈로 계산된다. 이 값은 차폐율(shielding %) 90%에 해당한다. 상기의 SE 관계식에서 (H_input/H_output)을 g로 나타내면 차폐율(%)은 (1-1/g) × 100 으로부터 계산되는데, SE값이 40㏈이면 차폐율은 99%를, SE값이 60㏈면 차폐율은 99.9%임을 의미한다.

자기장(magnetic field)차폐재의 경우 자기장 세기(Oersted)의 감쇄비(H_input/H_output)는 차폐재의 크기와 높을수록 우수한 차폐성능을 갖는다. 또한 차폐재의 투자율이 동일할 때 자기장 세기의 감쇄비(H_input/H_output)는 차폐재의 두께에 비례한다. 따라서 차폐성능은 차폐재의 성질이 고투자율일수록 그 두께가 두꺼울수록 우수하다. 그러나 이러한 고투자율의 재료는 매우 고가이어서 범용적으로 사용되지 않고, 자기공명촬영진단기(MRI)등 의료기기, 전자현미경(electron microscope)의 Vertical Column, 항법 장치의 레이다 튜브등 고정밀도의 제어를 요구하는 제품군에 대해 주로 두께 0.5㎜이하의 박판형(sheet)으로 제조하여 차폐재로 활용되고 있다.

전기장의 경우는 자기장의 경우와 달리 전기장의 감쇄비는 차폐재의 크기와 형상이 동일 할때 전기전도도(electrical conductivity)에 비례하는 것으로 알려져 있다. 즉 전기장의 차폐를 위해서는 전기전도도가 높은 Ag, Cu, Al, Sn등의 금속 박판형태로 사용하거나, 이들 금속을 적어도 한층이상을 도금하거나 스프레이 코팅, 페인팅, 진공증착하여 전기전도도를 향상시킴으로서 전기장을 차폐한다. 그러나 이러한 전기장차폐의 방법은 주로 고주파영역에서 효과적이며 저주파대역에서는자기장차폐능이 거의 없다. 따라서 넓은 주파수 대역에 걸쳐 전자기차폐효과를 가지는 차폐재가 필요해진다.

본 발명은 생활공간을 전자기파의 환경으로부터 보호하고 전자기기에서 방출되는 전자기파를 차폐할 수 있는 건축용 및 전자기기용 내장재 또는 외장재를 제공함을 목적으로 하며, 특히 기존의 테이프에 대하여 보다 저비용으로 효과적으로 전자기파를 차폐할 수 있는 기능을 부여하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 1은 본 발명의 금속박리본의 제조를 설명하는 모식도.

도 2는 본 발명의 금속박 리본에 접착제가 형성된 테이프의 단면도.

도 3은 도 2에서 금속박 리본 양면에 접착제가 형성되어 이루어진 테이프의 단면도.

도 4는 도금 또는 증착층이 형성된 금속박 리본의 단면도.

도 5는 PVC층 및 발포 PVC층사이에 금속박리본이 삽입된 장판지의 단면도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10:상부 용기 12:용용 금속

14:냉각롤 16:금속박 리본

20:금속박 22:점착제

24:도금/증착층 26:PVC층

28:PVC층

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 급냉응고법으로 고투자율을 갖는 자성재를 리본형으로 형성하고 이를 사용하여 형성하는 전자파 차폐재를 제공한다. 이 전자파 차폐재는 고투자율을 갖는 매우 얇은 박판이 급냉응고법에 의하여 연속적인 리본형태로 제조되며, 적어도 일면에는 점착제가 도포된 테이프형태가 된다.

본 발명의 박판의 연속적인 금속리본은 급냉응고법으로 제조하여 두께는 1㎛에서 900㎛ 이하이며, 폭은 1㎜에서 90㎜의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 고투자율 자성재로는 비투자율이 1000 이상인 금속 또는 합금으로서 Ni-Fe-Mo, Fe-Si 및 뮤메탈(Mu metal) 등의 고투자율 합금계 및 다양한 금속이 사용될 수 있다. 이러한 차폐재는 전기장의 차폐는 물론이고 자기장을 차폐할 수 있어 전자기파를 효율적으로 차폐시킬 수 있다.

본 발명의 금속리본은 급냉응고법으로 제조된다. 급냉응고법은 용융금속을 유체내에서 또는 회전하는 롤 상에서 빠른속도로 냉각시키면서 리본형태의 금속을제조하는 방법으로, 통상적으로 Melt extraction 법, Melt Spinning법 등이 있으며, 본 발명의 실시예에서는 생산성과 경제성을 고려하여 Melt Spinning법을 사용하였다.

도 1을 참조하여 Melt Spinning법에 의한 금속박 리본의 제조를 설명하면 다음과 같다.

상부 용기(10)에 담겨있는 용융된 금속(12)을 노즐(nozzle)을 통해 방출시켜 회전하는 냉각 롤(roll)(14)의 표면에 접촉하여 급속응고시켜 리본형태의 금속박(16)을 제조한다.

이러한 방법에 의해 저융점 및 고융점 금속, 합금의 금속박 리본형의 제조가 가능하며, 제조된 금속박 리본은 비정질 또는 결정질의 미세조직을 가진다.

급냉응고법으로 제조된 금속리본은 700 ~ 1300℃의 온도 범위에서 수소 또는 진공분위기하에 어닐링 열처리를 하여 투자율 및 연성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 어닐링에 의해 금속박 리본에 잔류하는 응력과 불순물이 제거 될 수 있다.

본 발명의 금속리본은 미세조직이 결정 또는 비정질 구조이며, 급냉응고 및 후속 열처리에 의해 매우 높은 고투자율재료를 얻을 수 있다.

본 발명의 연속적인 롤형태의 금속리본의 적어도 일면에 점착제를 도포함으로서 전자기파를 차폐하는 테이프로 사용될 수 있으며, 다른 건축 자재에 쉽게 응용될 수 있다. 도 2는 금속박 리본(20)의 일면에 점착제(22)가 형성된 예를 보여주며, 도 3은 금속박 리본 양면에 점착제(22)가 형성된 예를 보여준다.

이렇게 제조된 테이프의 차폐효율을 측정한 결과 1㎑∼1㎓범위의 전자기장에서 약 70㏈수준이었으며, 1㎑이하의 자기장에서도 25㏈이상의 높은 자기장 차폐효율을 나타내었다.

또한, 이러한 금속리본 표면에 Cu, Ni, Ag, Al, Au, Sn 또는 이들 금속의 조합의 박막을 전기도금 또는 진공증착을 통하여 형성시킴으로써 전기 전도도를 향상시킬 수 있고 전기장의 차폐효율을 더욱 높일 수 있다.

도 4는 급속응고법에 의해 형성된 금속박 리본에 도금 또는 증착층(24)이 형성되어진 테이프의 단면도이다.

실시예 1

본 발명에 의한 금속박 리본을 장판지에 삽입하였다. 두께 1㎜의 발포된 PVC층에 접착제가 도포된 0.01 ~ 0.05㎜ 두께를 갖는 금속박 리본을 닿게 한 후, 0.05㎜이상의 PVC층을 금속박 리본의 다른 면에 맞닿게하여 이를 120℃로 가열된 롤러 및 오븐 사이를 통과시켜 상호 밀착되게 하였다. 도 5는 PVC층(26) 및 발포 PVC층사이(28)에 금속박리본(20)이 삽입된 장판지의 단면도이다.

이러한 구조를 갖는 장판지에 대하여 1㎑이하의 자기장에서의 차폐효율을 측정한 결과 25㏈이상의 수준을 얻었다. 또한, 삽입된 금속박 리본은 장판지에 유리섬유층이 삽입된 구조에서와 마찬가지로 장판지를 강화시키는 기능을 한다.

실시예 2

본 발명의 금속박리본을 벽지에 삽입하여 라미네이트 구조를 형성하였다. 두께 0.2㎜이하의 종이 시트 위에 접착제가 도포된 0.01 ~ 0.05㎜두께를 갖는 금속박 리본을 닿게 한 후, 다른 종이 시트를 금속박 리본의 다른 면에 맞닿게하여 이를 120℃로 가열된 롤러 사이를 통과시켜 상호 밀착되어 접착되게 하였다.

본 발명에 의하면 급속응고된 고투자율의 금속박의 리본형의 한층 이상의 접착제가 도포된 전자파 차폐재를 제공하여 지구자계 또는 각종 전자기기에서 발생하는 전자기파의 환경으로부터 인체를 보호하고 전자기기의 성능을 보존하는 것이 가능하다.

또한, 상기 전자파 차폐제는 제조방법이 간단하고 경제적일 뿐만 아니라 건축자재, 전자기기외장재등 다양한 분야에 적용할 수 있어 그 효용성이 매우 크다고 할 수 있다.

Claims

Ni-Fe-Mo, Fe-Si 및 뮤메탈 중에서 선택되는 비투자율이 1000 이상인 어느 하나의 금속 또는 합금으로서, 두께는 1㎛에서 900㎛ 이하이며, 폭은 1㎜에서 90㎜의 범위인 금속박 리본과,

상기 금속박 리본의 적어도 일면에 형성된 점착층을 추가로 포함하는

고투자율의 금속박 리본을 이용한 전자파 차폐재.
제1항에 있어서, 고투자율 금속박 리본의 적어도 일면에 형성되며, Cu, Ni, Ag, Al, Au, Sn 또는 이들 금속의 조합으로 이루어지는 박막층을 추가로 포함하는 고투자율의 금속박 리본을 이용한 전자파 차폐재.
Ni-Fe-Mo, Fe-Si 및 뮤메탈 중에서 선택되는 비투자율이 1000 이상인 금속 또는 합금을 급냉응고법에 의하여 두께 1㎛에서 900㎛ 이하, 폭 1㎜에서 90㎜의 범위로 금속박 리본을 제조하고,

상기 금속박 리본의 적어도 일면에 점착층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 고투자율의 금속박 리본을 이용한 전자파 차폐재 제조방법
제3항에 있어서, 상기 금속박 리본의 적어도 일면에 Cu, Ni, Ag, Al, Au, Sn 또는 이들 금속의 조합의 박막층을 전기도금 또는 진공증착에 의하여 형성하는 단계를 추가로 포함하는 고투자율의 금속박 리본을 이용한 전자파 차폐재 제조방법.
제3항에 있어서, 급냉응고시켜 제조된 금속박리본을 700 ~ 1300℃의 온도범위, 수소 또는 진공 분위기하에서 어닐링을 하는 단계를 추가적으로 포함하는 고투자율의 금속박 리본을 이용한 전자파 차폐재 제조방법.