KR100849496B1 - 목표 주파수 대역에서 방열 특성과 전자파 차폐 및 흡수특성을 지닌 복합 시트용 조성물 및 상기 조성물로 제조된단층형 복합 시트 - Google Patents

목표 주파수 대역에서 방열 특성과 전자파 차폐 및 흡수특성을 지닌 복합 시트용 조성물 및 상기 조성물로 제조된단층형 복합 시트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열경화성의 고분자 메트릭스 수지에 2종의 필러를 특정 함량비로 혼성 적용함으로써 방열 특성과 전자파 차폐 및 흡수 기능을 보유할 뿐만 아니라, 필러 성분의 혼성비 조절을 통하여 목표 주파수 대역에서 최대 흡수 특성을 발휘하도록 설계가 가능한 복합 시트용 조성물 및 이로부터 제조된 단층형 다기능성 복합 시트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복합 시트용 조성물 및 이로부터 제조된 단층형 복합 시트는 종래 두 가지 이상의 특성을 나타내기 위하여 2층 이상의 적층한 시트 형태의 제품과는 달리 단층형 시트로서 우수한 방열, 전자파 차폐 및 전자파 흡수 효과를 동시에 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한, 충진하는 필러의 입자 사이즈 및 형상에 따른 혼성화를 통하여 복합체 내부에서 필러가 차지하는 영역을 확대하는 효과를 가짐으로써 종래 제품에 비하여 더 낮은 필러 함량에서도 동등 또는 이상의 특성 발현이 가능하다. 즉, 필러 형상 및 크기에 따른 혼성화에 따라 필러 충전 밀도를 향상시킴으로써 필러 저감이 가능하였으며, 그에 따른 필러의 분산성 향상, 원가 절감 효과 및 경박 단소화를 이룰 수 있다. 뿐만 아니라, 필러의 혼성비를 조절함에 따라 현재 전자기기에 주로 사용되는 최대 흡수 특성이 발현되는 주파수 대역의 조절이 가능한 시트를 제공할 수 있다. 따라서, 전자 기기 내부의 전자파 차폐 및 흡수와 동시에 발생하는 열에 대한 방열이 동시에 가능함으로써 종래 여러 가지 제품을 적용해야 함에 따라 불가능했던 전자 기기의 소형화 역시 가능하다는 이점이 있다. 이러한 복합 시트는 소형화·복합화 추세인 전자, 정보통신기 기의 발열 문제 및 부품 상호간의 전자파 적합성(EMC, Electromagnetic Compatibility) 문제를 해결할 수 있어, 다양한 분야로 적용이 가능하다.
복합 시트, 전자파 차폐, 전자파 흡수, 방열 특성, 목표 주파수

Description

목표 주파수 대역에서 방열 특성과 전자파 차폐 및 흡수 특성을 지닌 복합 시트용 조성물 및 상기 조성물로 제조된 단층형 복합 시트{Composition for complex sheet with thermal dissipation, EMI shielding and absorption in target frequency range, and products manufactured therefrom}
도 1은 본 발명에 따른 방열 특성과 전자파 차폐 및 흡수 특성을 갖는 단층형 복합 시트 파단면의 주사전자현미경 사진.
도 2는 본 발명에 따른 단층형 복합 시트의 전자파 흡수율 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 단층형 복합 시트의 전자파 차폐효율 측정 결과를 나타낸 그래프.
본 발명은 방열, 전자파 차폐 및 흡수 특성을 갖는 복합 시트용 조성물 및 상기 조성물로 제조된 단층형 다기능성 복합 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게 는 열경화성의 고분자 메트릭스 수지에 2종의 필러를 특정 함량비로 혼성 적용함으로써 방열 특성과 전자파 차폐 및 흡수 기능을 보유할 뿐만 아니라, 필러 성분의 혼성비 조절을 통하여 목표 주파수 대역에서 최대 흡수 특성을 발휘하도록 설계가 가능한 복합 시트용 조성물 및 이로부터 제조된 단층형 다기능성 복합 시트에 관한 것이다.
최근 전기·전자 산업과 정보 통신기술의 급속한 발전으로 전자기기의 경박 단소화가 이루어지고 있고, 이에 의하여 이들에 장착되는 회로의 집적도가 증대되고 있다. 또한, 이 집적 회로에 실장 되는 전자 부품은 전기 에너지를 기반으로 작동하는데, 이러한 작동 과정에서 필연적으로 열에너지가 발생한다. 특히, CPU 등의 패키지가 고도로 집적화되면서 소비 전력과 발열량이 상승하며, 또한 정밀화될수록 작은 충격과 간섭에도 민감해지기 때문에, 전자 제품에서의 열 문제가 부각되고 있다.
이러한 성능 저하 문제를 해결하기 위하여 금속판 등으로 이루어지는 IC 패키지 등의 열을 전도하여 외부에 방출시키는 방열판(heat sink)이 이용되고 있다. 또한, IC 패키지와 방열판 사이의 열전도 효율을 높이기 위하여 양자 사이에 열전도성이 좋은 그리스, 실리콘 고무 시트 등을 끼워 실장 하는 방법이 종래부터 행해지고 있다.
종래의 열전도성 그리스는 전자 부품, 방열판 등의 표면 요철 형상에 영향을 받지 않고, 이들의 피착면에 대응 또는 밀착 가능하며 계면 열 저항이 낮은 이점이 있으나, 다른 부품의 오염이나 장시간 사용에 따라 오일이 분리되는 등의 결점이 있었다. 또한, 열전도성 실리콘 고무 시트는 쉽게 장착이 가능하다는 이점이 있으나 제조 과정의 가공 측면에서 열전도성 충전제의 함유량의 제한이 있고 파단면과의 밀착이 불충분해지기 쉬워 실장 시의 계면 열 저항이 크기 때문에 방열 특성이 충분히 발휘되지 않는 결점이 있었으나 지금까지 사용되고 있다. 이와 같이 전자 기기의 방열 대책으로 접촉 열저항을 작게 하는 것은 가능하나, 전자기기 내부의 전자파 간섭의 문제를 피하는 것은 불가능하다.
상기에 언급한 전자기기 내부 회로 집적도 증가에 따라 발생한 전자파가 전자기기의 접합부, 연결부 등을 통하여 누설되어 노이즈로 작용, 타 회로 및 부품을 교란시킴으로써, 기기의 오작동 등의 문제가 심각해지고 있으며, 또한 이러한 전자 기기로부터 발생하는 전자파에 인체가 장시간 노출될 경우 열 작용에 의해 생체 조직 세포의 온도를 상승시켜 면역 기능을 약화시키고 생식 능력을 저하시키는 등 인체에 악영향을 미치고 있는 것으로 보고되고 있다. 따라서, 전자파로부터 인체를 보호하기 위한 전자파 차폐 및 흡수체에 대한 부분이 더욱 절실히 요구되고 있으며 이와 더불어 전자기기 내부에서 발생된 열을 효과적으로 분산하여 발산시키는 우수한 방열 특성에 대한 부분이 필요하게 되었다.
전자 기기에서 발생하는 열을 효과적으로 분산시켜 외부로 발산시키는 열전 시트, 전자파 노이즈를 제거하기 위하여 전자파를 흡수하여 열로 변환, 소멸시키는 전자파 흡수체 및 전자파를 반사시키는 전자파 차폐재 등이 많이 사용되고 있으며, 이러한 특성을 접목한 방열-흡수, 흡수-차폐 등과 같은 두 가지 특성을 갖는 제품 이 사용되고 있다.
그러나, 단일 특성을 지닌 제품은 상기에서 제시한 전자 기기에서 요구되는 특성을 모두 만족시킬 수 없다는 단점이 있으며, 흡수-차폐 제품 역시 두 층 이상의 시트를 적층 시키거나 흡수체 시트 위에 차폐 테이프를 부착시키는 방식으로 제작되어 두께가 두껍고 전자기기에 부착하는 경우 전기 단락 등의 위험을 내포하고 있다. 또한, 방열-흡수 제품은 그 특성 면에서 현저하게 낮은 단점을 보이고 있다.
대한민국 특허공개 제 1999-0067159호에는 흡수-차폐 제품이 개시되어 있으나, 이는 두 층 이상의 시트를 적층 시키거나 흡수체 시트 위에 차폐 테이프를 부착시키는 방식으로 제작되어 전자기기에 부착하는 경우 전기 단락 등의 위험을 내포하고 있다.
대한민국 공개특허 제 2004-0055678호에는 전자파 흡수성 열전도 시트가 기재되어 있으나, 이는 전자파 흡수성 열전도 층과 절연성의 고분자 필름을 적층한 구조의 시를 구성하여 본래의 방열 특성을 저하시키는 특성을 보이며 더욱이 방열 및 전자파 흡수만의 기능을 갖는 한계가 있다.
또한, 일본 특허공개 제 2001-168246호에는 기재 및 이 기재의 적어도 한쪽 면에 설치된 열전도성 수지층을 포함하는 열전도성 시트가 기재되어 있고, 상기 기재가 플라스틱 필름, 금속박 또는 편면 점착 필름으로 이루어지는 것이 제안되어 있지만 전자파 흡수 성능이 부족한 문제점이 존재한다.
한편, 현재 전자기기의 주요 사용 주파수 대역은 각각 800MHz[차세대 이동통 신(GSM), 셀룰러), 1.5GHz[개인휴대통신(PCS), 디지털 셀룰러 서비스(DCS)], 2.5GHz[협대역 무선가입자망(WLL), 디지털 멀티미디어 방송(DMB), 블루투스, 전자레인지), 3.5GHz[울트라 와이드 밴드(UWB), 고정무선접속시스템(FWA)] 등이며, 이와 같은 각각의 특정 주파수 대역에서 선택적으로 전자파 차폐 효율 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 목표하는 특정의 주파수 대역에서 최대 흡수 특성을 발휘하도록 설계가 가능할 뿐만 아니라, 높은 전자파 차폐 특성 및 방열 특성을 동시에 가지는 다기능성 복합 시트용 조성물과 이로부터 제조된 단층형 복합 시트를 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 연구하던 중, 판상의 연자성 금속 분말과 섬유상의 도전성 금속 분말로 이루어진 필러를 특정 함량비로 포함하는 복합 시트용 조성물을 개발하였으며, 이러한 조성물로 제조된 복합 시트가 필러의 혼성비에 따라 목표하는 특정의 주파수 대역에서의 최대 흡수 특성을 발휘할 수 있도록 설계가 가능하며, 이와 동시에 우수한 차폐 특성을 가지고, 필러의 충진률을 조절하는 것만으로 열방산 특성을 보유하고 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 연자성 금속 분말 50~90중량%와 도전성 금속 분말 10~50중량%로 이루어져 있는 필러 70~90중량%; 및 고분자 매트릭스 수지 10~30중량%를 포함하는 복합 시트용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 이용하여 제조된, 열전도도 1.0W/m·K 이상, 차폐효율 30dB 이상 및 1GHz, 2GHz, 3.5GHz 주파수 대역에서 -5dB 이하의 흡수율을 갖는 단층형 복합 시트를 제공한다.
본 발명에서 "연자성 금속 분말"은 복합 시트용 조성물의 전자파 흡수 특성 부여를 위하여 첨가되는 주 물질로서 철 원소를 포함하는 자성체 분말을 의미한다.
본 발명에서 "도전성 금속 분말"은 최종 완성된 단층형 복합 시트에 전자파 차폐 효과와 전도성을 부여하기 위한 주 물질을 의미한다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 복합 시트용 조성물은, 연자성 금속 분말 50~90중량%와 도전성 금속 분말 10~50중량%로 이루어진 필러 70~90중량%; 및 고분자 매트릭스 수지 10~30중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
필러(filler)는 복합 시트에 특정의 성질을 부여하기 위하여 충진되는 물질로서, 본 발명에서는 복합 시트에 전자파 흡수 및 전자파 차폐 특성을 부여하기 위하여 연자성 금속 분말 및 도전성 금속 분말이 혼합되어 있는 필러를 사용하였다.
특히, 본 발명에서는 상기 필러가 연자성 금속 분말 50~90중량% 및 도전성 금속 분말 10~50중량%로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
상기 연자성 금속 분말의 함량이 90중량%를 초과하여 충진되었을 경우에는 주파수 대역이 이동 통신 주파수 대역보다 저주파수 대역으로 이동하고, 고분자 매트릭스 내에 파우더 배열이 어려워 시트로 제작할 수 없게 되며, 연자성 금속 분말의 함량이 50중량% 미만으로 충진되었을 경우에는 주파수 대역이 이동 통신 대역보다 높은 고주파수 대역으로 특성이 이동하므로 본 발명의 목표 주파수에서 벗어나게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 도전성 금속 분말의 함량이 50중량%를 초과하여 충진되었을 경우에는 차폐 효율은 점차적으로 증가하나, 연자성 금속 분말의 조성이 줄어 이동 통신 대역 주파수 대역보다 높은 주파수 대역에서 흡수 특성을 지니게 되고, 도전성 금속 분말의 함량이 10중량% 미만으로 충진되었을 경우에는 차폐 효율이 현저히 떨어져 본 발명의 목표 주파수에서 벗어나게 된다.
본 발명에서 필러의 필수 구성 성분인 연자성(soft magnetic) 금속 분말은 완성된 복합 시트에 전자파 흡수 특성을 부여하기 위하여 첨가되며, 두께 1.6~1.8㎛, 최대 지름은 50~60㎛, 종횡비는 27.8~37.5 범위의 판상형으로 가공된 것이 바람직하다. 상기에서 연자성 금속 분말의 두께가 1.6㎛ 미만이면 판상으로의 과도한 가공을 필요로 하게 되고 이에 따른 파우더 파괴가 발생하여 종횡비가 감소하게 되며, 두께가 2㎛를 초과하면 상대적으로 두꺼운 두께로 인하여 박형화가 곤란하고 원하는 종횡비를 얻기 어렵기 때문에 상기와 같은 범위의 두께로 첨가하는 것이 바람직하다. 즉, 상기와 같은 두께 범위의 판상의 연자성 금속 분말을 사용하게 되면 복합체 시트의 박형화에 유리하고, 또한 복합체 내부에서의 파우더 배열 및 고 충전에 유리하다는 이점이 있다.
상기에서 연자성 금속 분말은 퍼멀로이(Permalloy), 센더스트(Sendust), 니켈-아연 페라이트(Ni-Zn ferrite), 망간-아연 페라이트(Mn-Zn ferrite), 카르보닐 철(Carbonyl Iron), Fe-Si계 합금 및 몰리퍼멀로이(Molypermalloy)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에서 필러의 다른 필수 구성성분인 도전성 금속 분말은 완성된 복합 시트에 전자파 차폐 특성을 부여하기 위하여 첨가되며, 섬유상으로서 니켈, 구리, 은, 알루미늄, 은이 코팅된 구리, 은이 코팅된 니켈, 은이 코팅된 알루미늄, 알루미늄이 코팅된 니켈, 및 니켈이 코팅된 그라파이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에서는 완성된 시트에 방열 특성을 부여하기 위하여 별도의 방열 특성 분말을 첨가하는 대신에, 사용되는 연자성 금속 분말과 도전성 금속 분말의 함량을 조절하여 고분자 매트릭스에 분말을 충진하는 것만으로 방열 특성을 부여할 수 있다. 형상 및 입자 크기가 다른 2종 이상의 분말을 적용하였을 경우, 단일 형상의 필러만을 적용하였을 때 발생할 수 있는 빈 공간을 효율적으로 채울 수 있기 때문에 복합체 내부에서 필러 충진 밀도를 향상시키는데 유리하다는 이점이 있다.
본 발명에서는, 상기한 바와 같이 필러를 서로 다른 사이즈 및 형상으로 적용함으로써 복합 시트 내에서 상대적인 필러 영역의 증가 등을 도모하여 우수한 특성의 제품을 얻을 수 있다.
본 발명에서는 특히 현재 전자기기의 주요 사용 주파수 대역, 즉 800MHz[차 세대 이동통신(GSM), 셀룰러), 1.5GHz[개인휴대통신(PCS), 디지털 셀룰러 서비스(DCS)], 2.5GHz[협대역 무선가입자망(WLL), 디지털 멀티미디어 방송(DMB), 블루투스, 전자레인지), 3.5GHz[울트라 와이드 밴드(UWB), 고정무선접속시스템(FWA)]에서 선택적으로 전자파 차폐 효율 문제를 해결할 수 있다는 이점이 있다.
한편, 본 발명의 복합 시트에서 바인더로 사용되는 고분자 매트릭스 수지는, 열경화성 실리콘 러버 화합물, 일액형 또는 이액형의 열경화성 실리콘 바인더, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 복합 시트용 조성물에는, 성분간의 가교 결합을 위하여 상기 분말과 고분자 메트릭스의 기본 구성 성분 이외에, 고분자 매트릭스 수지 100중량부에 대하여, 경화제 및 경화 촉매 중 어느 하나 이상이 1~5중량부 추가로 포함될 수 있다.
상기에서 경화제는 핵산계 화합물 및 과산화물계 화합물 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 당업계에서 일반적으로 사용되는 경화제가 사용될 수 있다.
상기에서 경화 촉매는 백금계, 인화수소(phosphine)계 및 이미다졸(imidazole)계 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 복합 시트용 조성물을 이용하여 제조된 복합 시트는, 공통적으로 열전도도 1.0W/m·K 이상, 차폐효율 30dB 이상 특성을 가지고 있으며, 1GHz, 2GHz 또는 3.5GHz의 주파수 대역에서 -5dB 이하의 흡수율 값을 갖는 특 성을 갖고 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1~3] 복합 시트용 조성물의 제조
연자성 금속 분말 및 도전성 금속 분말을 첨가하고 30분 동안 건식 혼련하여 필러 혼합물을 제조하였다.
상기 제조된 필러 80중량%와 고분자 매트릭스 수지 20중량%를 혼합한 후, 경화제를 3phr(per hundred resin) 즉, 고분자 매트릭스 수지 100중량 부에 대하여 3중량부를 첨가하고, 니더(kneader)를 이용하여 30분 동안 혼련하였다. 이후, 상기 혼합물을 2롤(roll) 밀(mill)을 이용하여 10분 동안 다시 혼련하여 복합 시트용 조성물을 제조하였다. 본 발명에 따른 방열 특성과 전자파 차폐 및 흡수 특성을 갖는 단층형 복합 시트 파단면의 주사전자현미경 사진은 도 1에 나타내었으며, 실시에 1~3에서 사용된 각 성분의 종류 및 함량은 하기 표 1에 나타내었다.
하기 표 1에 나타낸 각 성분의 특징을 간략히 설명하면 다음과 같다.
(1) 실리콘 러버 : 비중 1.08, 경도 30(Shore A)의 열경화성 실리콘 러버 화합물
(2) 퍼멀로이 : 두께 1.6~1.8㎛, 최대 지름 50~60㎛, 종횡비 27.8~37.5 범위의 판상으로 Ni 함량 50%의 Ni-Fe 합금
(3) NGF : 섬유 지름 10~20㎛, 길이 약 100㎛의 섬유상으로 Ni 함량 약 66%의 니켈 코팅 그라파이트 섬유(nickel coating graphite fiber)
(4) 경화제 : 2.5-(t-부틸퍼옥시) 헥산
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3
바인더 (실리콘 러버) 20중량% 20중량% 20중량%
필러 퍼멀로이 80중량% 89.45 중량% 80중량% 69.53 중량% 80중량% 50.27 중량%
NGF 10.55 중량% 30.47 중량% 49.73 중량%
경화제 (헥산계 화합물) 3phr 3phr 3phr
[ 시험예 ] 복합 시트의 특성 분석
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 조성물을 사용하여 프레스(press) 성형(molding) 공정을 이용한 열경화 과정을 통하여 복합 시트를 제조하였으며, 이와 같이 제조된 각 복합 시트에 대하여 열전도도, 전자파 흡수율 및 전자파 차폐 효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2, 도 2 및 도 3에 나타내었다.
열전도도는 ASTM D5470에 따른 장치를 구성하여, 시편은 가로, 세로 각각 50mm의 정사각형으로 준비하였으며 W/m·K의 단위로 측정하였다.
전자파 차폐효율은 직경이 133.0mm로 측정 시편을 준비하여 ASTM D4935-99에 따라 회로망분석기(Agilent 8753E network analyzer, Agilent, USA) 및 2-port flanged coaxial holder(EM-2107, Electro-Metrics, USA)를 이용하여 30~1000 MHz의 범위에서 dB 단위로 측정하였다.
전자파 흡수율은 외경 7mm, 내경 3mm의 동축형(coaxial)으로 준비하여 회로망 분석기를 이용하여 ASTM D4935-99(KS C0305)에 따라서 30~6000MHz 범위에서 반사손실(S11, reflection loss)을 측정하여 흡수율로 정하였으며 dB 단위로 측정하였다.
특성 실시예 1 실시예 2 실시예 3
두께(mm) 1.0 1.0 1.0
열전도도(W/m·K) 1.04 1.18 1.26
차폐 효율(dB) 35±5 50±5 60±5
주파수 흡수율*(dB) 1GHz -5.6 2GHz -7 3.5GHz -7.5
* : 피크 주파수에서의 흡수율
상기 표 2에 나타난 바에 따르면, 실시예 1 내지 3에서 사용한 시편은 모두 두께 1.0mm로 제조한 시트로서 실시예 1 내지 3의 시편은 퍼멀로이 및 NGF 2종의 필러를 혼성 적용한 시트이다.
상기 실시예 1 내지 3은 필러 총 중량을 80중량%로 고정하고 퍼멀로이와 NGF의 혼성비를 달리한 시편이며, 이는 2종의 필러 혼성 적용비를 조절하면서 특정 특성의 조절이 가능한지를 판단하기 위함이다. 특히, 흡수 특성 중 중요한 변수인 최대 흡수 특성이 발현되는 목표 주파수 대역을 조절하기 위함이다. 이와 같이 목표 주파수 대역에서 최대 흡수 특성을 요하는 이유는 현재 전자기기의 주요 사용 주파수 대역 800MHz[차세대 이동통신(GSM), 셀룰러), 1.5GHz[개인휴대통신(PCS), 디지털 셀룰러 서비스(DCS)], 2.5GHz[협대역 무선가입자망(WLL), 디지털 멀티미디어 방송(DMB), 블루투스, 전자레인지), 3.5GHz[울트라 와이드 밴드(UWB), 고정무선접속시스템(FWA)]에서 전자파 차폐 효율 문제를 해결하기 위함이다.
상기 표 2에 나타난 바에 따르면, 열방산 특성과 차폐효율 및 흡수율 특성의 세 가지 모든 특성을 갖는 단층형 시트에서 퍼멀로이와 NGF 혼성비에 따라 열방산 특성과 차폐효율 및 흡수율 특성이 변화함을 알 수 있었다.
결론적으로, 본 발명에서는 2종의 서로 다른 특성을 나타내기 위한 필러를 특정 함량으로 혼성 적용하여 방열, 전자파 차폐 및 전자파 흡수 특성을 동시에 가지며, 특히 목표 주파수 대역에서 최대 흡수율을 발휘할 수 있는 기능을 갖는 단층형 복합 시트를 제공하고자 하였는데, 상기 실시예 1 내지 3에서의 측정 결과에서 보면 세 가지 특성이 모두 발현되는 것이 가능하고, 중심 주파수 대역 설계를 위해서는 필러를 적절한 혼성비로 적용해야 함을 확인할 수 있다.
한편, 도 2에 나타난 바에 따르면, 실시예 2의 조성물을 이용하여 제조된 복합 시트의 전자파 흡수율이 주파수 2GHz 대역에서 -7dB이며, 이는 입사 전자파의 55% 이상을 흡수함을 의미한다. 이렇게 흡수된 전자파는 열로 소모되고, 이러한 열은 방열 특성으로 인하여 외부로 원활히 발산됨으로써 방열, 전자파 차폐 및 흡수 특성을 동시에 발현한다.
또한, 도 3에 나타난 바에 따르면, 실시예 2의 조성물을 이용하여 제조한 복합 시트의 차폐 효율이 주파수 30~1000MHz 범위에서 약 50dB 이었으며, 이는 99.5% 이상의 입사 전자파를 차폐함을 의미한다.
본 발명에 따른 복합 시트용 조성물 및 이로부터 제조된 단층형 복합 시트는 종래 두 가지 이상의 특성을 나타내기 위하여 2층 이상의 적층한 시트 형태의 제품과는 달리 단층형 시트로서 우수한 방열, 전자파 차폐 및 전자파 흡수 효과를 동시에 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한, 충진하는 필러의 입자 사이즈 및 형상에 따른 혼성화를 통하여 복합체 내부에서 필러가 차지하는 영역을 확대하는 효과를 가짐으로써 종래 제품에 비하여 더 낮은 필러 함량에서도 동등 또는 이상의 특성 발현이 가능하다. 즉, 필러 형상 및 크기에 따른 혼성화에 따라 필러 충전 밀도를 향상시킴으로써 필러 저감이 가능하였으며, 그에 따른 필러의 분산성 향상, 원가 절감 효과 및 경박 단소화를 이룰 수 있다. 뿐만 아니라, 필러의 혼성비를 조절함에 따라 현재 전자기기에 주로 사용되는 최대 흡수 특성이 발현되는 주파수 대역의 조절이 가능한 시트를 제공할 수 있다. 따라서, 전자 기기 내부의 전자파 차폐 및 흡수와 동시에 발생하는 열에 대한 방열이 동시에 가능함으로써 종래 여러 가지 제품을 적용해야 함에 따라 불가능했던 전자 기기의 소형화 역시 가능하다는 이점이 있다. 이러한 복합 시트는 소형화·복합화 추세인 전자, 정보통신기기의 발열 문제 및 부품 상호간의 전자파 적합성(EMC, Electromagnetic Compatibility) 문제를 해결할 수 있어, 다양한 분야로 적용이 가능하다.

Claims (6)

  1. 연자성 금속 분말 50~90중량%와 도전성 금속 분말 10~50중량%로 이루어져 있는 필러 70~90중량%; 및
    고분자 매트릭스 수지 10~30중량%를 포함하는 복합 시트용 조성물로서,
    상기 연자성 금속 분말은 종횡비 27.8~37.5 범위의 판상형이며,
    상기 도전성 금속 분말은 섬유상인 것을 특징으로 하는
    복합 시트용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연자성 금속 분말은 퍼멀로이, 센더스트, 니켈-아연 페라이트, 망간-아연 페라이트, 카르보닐 철, Fe-Si계 합금 및 몰리퍼멀로이로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는
    복합 시트용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연자성 금속 분말은 두께 1.6~1.8㎛, 최대 지름 50~60㎛ 범위인 것을 특징으로 하는
    복합 시트용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 금속 분말은 니켈, 구리, 은, 알루미늄, 은이 코팅된 구리, 은이 코팅된 니켈, 은이 코팅된 알루미늄, 알루미늄이 코팅된 니켈 및 니켈이 코팅된 그라파이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는
    복합 시트용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 매트릭스 수지는, 열경화성 실리콘 러버 화합물, 일액형 또는 이액형 열경화성 실리콘 바인더, 아크릴계 수지, 에폭시 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는
    복합 시트용 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 항에 따른 조성물을 이용하여 제조된, 열전도도 1.0W/m·K 이상, 차폐효율 30dB 이상, 및 1GHz, 2GHz, 3.5GHz 주파수 대역에서 -5dB 이하의 흡수율을 갖는 단층형 복합 시트.
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