KR100860780B1 - 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법에 관한 것으로서, 전자기파 흡수용 자성분말이 포함된 배합원료를 한쌍의 압연롤러 사이에 압출시켜 가공시트로 제조하는 제1공정과; 상기 가공시트를 하측 열전달판과 상측 열전달판 사이에 배치하되 하측 열전달판 위에 양면테이프와 가공시트 및 이형지를 순차 적층한 후 상측 열전달판을 얹는 유형으로 다단 적층하는 제2공정과; 상기 하측 열전달판과 상측 열전달판 사이에 배치되며 다단으로 적층된 상태의 가공시트를 프레스금형을 통해 프레싱 처리하여 전자기파 흡수시트를 제조하는 제3공정과; 상기 전자기파 흡수시트를 냉각금형을 통해 냉각 처리하는 제4공정을 포함하여 이루어지는 기술구성이 개시된다.
본 발명은 전자기파 흡수시트의 조직 내 판상입자에 대한 압축밀도 및 압축률을 높일 수 있어 전자기파의 차폐 및 흡수를 위한 기능성을 향상시킬 수 있고, 압축밀도의 향상과 더불어 방습방수기능을 부여하므로 공기 및 습기 침투의 방지는 물론 화학적 변형방지 등 시트에 대한 특성변화를 방지할 수 있으며, 내구성 또한 크게 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.
전자기파, 차폐/흡수, 시트, 압축밀도, 압축률, 방습방수기능, 열전달판

Description

전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SHEET FOR SHIELDING AND ABSORBING ELECTROMAGNETIC WAVE}
본 발명은 전자기파를 차폐 및 흡수하기 위한 시트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시트의 조직을 이루는 판상입자의 압축밀도를 높이면서도 화학적 변형 등 특성변화를 방지할 수 있도록 하며 전자기파의 차폐 및 흡수를 위한 기능성 향상은 물론 내구성을 높일 수 있도록 한 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법에 관한 것이다.
최근 전자기술과 반도체기술의 발달을 기초로 전자기기나 디지털기기의 기능성 향상은 물론 소형화 및 슬림화를 위한 연구가 활발히 추진되고 있으며, 이를 위해 회로의 고밀도화 및 소자의 집적화가 이루어지고 있다.
하지만, 회로의 고밀도화 및 소자의 집적화는 전자기파의 발생 및 유도 가능성을 증대시키고 있고, 노이즈(noise)의 방사로 인한 간섭으로 불필요한 전파의 외부 노출이나 내부 회로간의 간섭 및 장치의 오동작 등이 유발되고 있다.
이에 따라, 전자기기나 디지털기기의 장치에서 전자기파(노이즈)의 발생에 의한 간섭을 억제시키기 위한 연구들이 진행되고 있으며, 그 하나의 예로서 전자기파의 발생을 차폐하거나 전자기파를 흡수하여 전자기파의 간섭을 억제시키는 합성자기시트의 전자기파 흡수체(차폐재)가 제시되고 있다.
이 전자기파 흡수체는 구형 또는 무정형의 입자를 갖는 자성분말을 그라인딩 및 밀링 등 기계적으로 가공하여 분말입자를 판상으로 평탄화한 후, 이 판상입자를 갖는 자성분말과 바인더를 배합하고 압연롤러 또는 프레스의 장비를 이용함에 의해 시트로 제조되어진다.
이때, 전자기파 흡수체를 압연롤러방식으로 시트 제조함에 있어서는 자성분말과 바인더의 배합원료를 한쌍의 압연롤러에 압출시킴으로써 시트로 제조하게 되는데, 압연롤러를 통과하는 배합원료가 상호 밀착되어 맞물리는 압연롤러의 통과지점에서 판상입자의 전체가 아닌 일측이 국부적으로 접촉되므로 판상입자가 들리거나 뒤틀리는 등의 요인에 의해 조직 내의 판상입자 사이에 기공이 형성되는 문제점 및 압출되어 제조되는 시트의 전반에 걸쳐 균일성이 떨어지는 문제점이 있었다.
즉, 조직 내에 기공의 형성은 공기나 습기 등이 쉽게 침투되므로 표면에 기포가 발생되거나 화학적 변형을 유발시킬 수 있는 등 불량발생의 요인 및 압축밀도와 균일성을 떨어뜨리는 요인이 되고 있으며, 압축밀도와 균일성의 저하는 전자기파 흡수체로서의 기능성 발휘를 제대로 할 수 없게 만들뿐만 아니라 제품 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.
또한, 전자기파 흡수체를 프레스방식으로 시트 제조함에 있어서는 배합원료 를 프레싱 가공하여 시트로 제조하게 되는데, 이는 단순한 프레스 가공처리를 수행하므로 배합원료의 평면에 대한 조직 배향도(degree of orientation)를 높일 수 있어 판상입자 사이에 기공이 형성되는 것을 방지할 수는 있으나 판상입자의 압축분포가 부분적으로 편중되는 등 부분별 편차가 발생되므로 기능성 향상을 위해 압축밀도를 높이는 데에는 여전히 미흡한 실정에 있으며, 가압 성형 후에 관찰되는 스프링백(springback)이라 불리는 현상과 습기의 침투로 시간이 경과함에 따라 밀도가 더욱 감소하게 되는 등 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.
그리고, 상기한 프레스방식으로 시트를 제조함에 있어서는 생산성이 현저하게 떨어질 뿐만 아니라 생산성을 얻기 위해서는 설비투자비가 많이 소요되는 문제점을 지니고 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 압연롤러방식과 프레스방식의 장점을 이용하여 제조되는 시트의 조직 내 판상입자에 대한 압축밀도 및 압축률을 높이면서도 화학적 변형 등 특성변화를 방지할 수 있도록 하며, 전자기파의 차폐 및 흡수를 위한 기능성 향상은 물론 내구성을 높일 수 있도록 한 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 시트의 조직을 이루는 판상입자의 압축률을 높이면서도 생산성을 향상시킬 수 있도록 하며, 압축밀도의 향상 및 균일성 제고를 통해 불량률을 낮출 수 있도록 하고 제품 신뢰성을 높일 수 있도록 한 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 전자기파의 차폐 및 흡수 처리를 위한 시트를 제조함에 있어서,
전자기파 흡수용 자성분말이 포함된 배합원료를 한쌍의 압연롤러 사이에 압출시켜 가공시트로 제조하는 제1공정과; 상기 가공시트를 하측 열전달판과 상측 열전달판 사이에 배치하되 하측 열전달판 위에 양면테이프와 가공시트 및 이형지를 순차 적층한 후 상측 열전달판을 얹는 유형으로 다단 적층하는 제2공정과; 상기 하측 열전달판과 상측 열전달판 사이에 배치되며 다단으로 적층된 상태의 가공시트를 프레스금형을 통해 프레싱 처리하여 전자기파 흡수시트를 제조하는 제3공정과; 상기 전자기파 흡수시트를 냉각금형을 통해 냉각 처리하는 제4공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전자기파 흡수시트의 조직 내 판상입자에 대한 압축밀도 및 압축률을 높일 수 있어 전자기파의 차폐 및 흡수를 위한 기능성을 향상시킬 수 있고, 압축밀도의 향상과 더불어 방습방수기능을 부여하므로 공기 및 습기 침투의 방지는 물론 화학적 변형방지 등 시트에 대한 특성변화를 방지할 수 있으며, 내구성 또한 크게 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 압축밀도의 향상 및 입자간 균일한 분포를 가능하게 하므로 불량률을 개선할 수 있고 그에 따른 제품 신뢰성을 높일 수 있으며, 많은 설비투자비용 없이도 생산성을 높일 수 있는 유용한 효과가 있다.
본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 본 발명에 의한 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법은 평탄화된 판상입자를 갖는 전자기파 흡수용 자성분말과 바인더가 포함된 배합원료(1)를 도 2의 (a)에서와 같이, 한쌍의 압연롤러(2a)(2b) 사이에 압출시켜 가공시트(11)로 제조한다(S1).
이때, 전자기파 흡수용 자성분말은 판상입자의 것을 사용함이 바람직하나, 구형, 침상형, 사각형, 육각형 등의 다양한 형상입자의 것을 사용할 수도 있음은 자명하다 할 것이다.
상기 전자기파 흡수용 자성분말은 금속계 강자성분말, 산화물계 강자성분말, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다 할 것이다.
상기 금속계 강자성분말로는 철이나 철을 포함하는 합금 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 철을 포함하는 합금은 Fe-Ni계, Fe-Co계, Fe-Cr계, Fe-Si계, Fe-Al계, Fe-Cr-Si계, Fe-Cr-Al계, Fe-Al-Si계, Fe-B-Si계, Co-Fe-Ni-Si-Fe-B계에서 어느 하나의 1군을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 산화물계 강자성분말로는 페라이트를 사용하는 것이 효율 및 경제성 측 면에서 바람직한데, ZnFe2O4, MnFe2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CuFe2O4, Fe3O4, Cu-Zn-페라이트, Mn-Zn-페라이트, Ni-Zn-페라이트를 기본 조성으로 하는 제1페라이트로부터 선택되는 적어도 1종, 또는 Ba2Co2Fe12O22, Ba2Ni2Fe12O22, Ba2Zn2Fe12O22, Ba2Mn2Fe12O22, Ba2Mg2Fe12O22, Ba2Cu2Fe12O22, Ba3Co2Fe24O41을 기본 조성으로 하는 제2페라이트로부터 선택된 적어도 1종, 또는 BaFe12O19, SrFe12O19 및 이들 BaFe12O19, SrFe12O19의 Fe원소를 Ti, Co, Mn, Cu, Zn, Ni, Mg로 치환한 것을 기본 조성으로 하는 제3페라이트로부터 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다.
상기 제조된 가공시트(11)를 도 2의 (b)에서와 같이, 하측 열전달판(3a)과 상측 열전달판(3b) 사이에 배치하되 하측 열전달판(3a) 위에 양면테이프(12)와 가공시트(11) 및 이형지(13)를 순차 적층한 후 상측 열전달판(3b)을 얹고, 이와 동일한 유형으로 하여 30~50단을 쌓아 다단으로 적층한다(S2).
이때, 상기 하측 열전달판(3a) 및 상측 열전달판(3b)은 스테인리스나 알루미늄 또는 구리 등 열전도율이 좋은 소재로 구성함이 바람직하다.
상기 이형지(13)는 실리콘이 하면에 코팅된 실리콘코팅필름을 사용하거나 또는 실리콘재질에 의한 실리콘필름을 사용함이 바람직한데, 이는 후공정의 프레스공정시 열전달효과를 통해 가공시트(11)의 상면에 실리콘을 침투시켜 완성제품의 표면으로 실리콘이 코팅되도록 처리함으로써 가공시트(11)에 방습 및 방수 기능을 부가할 수 있도록 하기 위함이며, 프레스공정 후에 가공시트(11)의 이형분리를 용이하게 하기 위함이다.
상기 하측 열전달판(3a)과 상측 열전달판(3b) 사이에 배치되며 다단으로 적층된 상태의 가공시트(11)를 도 2의 (c)에서와 같이, 이동용 프레스금형(4a) 위에 안착시킨 후 이동용 프레스금형(4a)을 고정용 프레스금형(4b)측으로 위치 이동시킴에 의해 열전달판(3a)(3b) 사이에 위치된 가공시트(11)를 프레싱하여 판상입자간의 압축밀도를 높여주면서 가공시트(11)의 두께를 줄여 적용하고자 하는 두께의 전자기파 흡수시트(14)로 제조한다(S3).
상기 프레스금형(4a)을 고정용으로 하고 상기 프레스금형(4b)을 이동용으로 하여 프레스 처리할 수 있음은 자명하다 할 것이다.
이때, 최종 생산되는 시트의 로트(lot)별로 경도가 달라지며 제품의 최종 두께나 적용되는 시트의 특성 차이에 따라서 프레스 처리에 의한 프레스금형의 압력과 온도 및 시간의 조건을 결정할 수 있게 되는데, 바람직하기로는 100~200kgf/cm2의 압력조건과 50~120℃의 온도조건에서 5~25분간 프레싱 처리함이 처리효율 및 품질 측면에서 우수함을 발휘할 수 있다 할 것이며, 이러한 프레스금형에서 열전달판을 매개체로 프레스 처리되는 가공시트(11)는 가공시트의 전체면에 걸친 접촉 가압이 이루어지고 열전달의 간접효과와 함께 열전달의 고른 분포가 수행되어 압축률의 향상은 물론 압축밀도의 전체부분에 대한 균일성을 높일 수 있게 된다.
여기서, 압력조건을 100kgf/cm2 미만으로 하는 경우에는 프레스 처리되는 시트의 압축밀도를 향상시킬 수 없어 제품의 성능을 향상시킬 수 없게 되고 두께의 여유분도 얻을 수 없게 되며, 200kgf/cm2을 초과하는 경우에는 시트 내의 입자성분 들이 양면테이프 및 이형지에 침투하여 접착되므로 이후 양면테이프와 이형지의 박리가 불가능해지는 문제점이 발생된다.
온도조건을 50℃ 미만으로 하는 경우에는 이 공정을 통해 본 발명에서 얻고자하는 제품 표면으로의 실리콘 코팅 처리가 이루어지지 않게 되며, 120℃를 초과하는 경우에는 배합원료(1)에 포함되는 바인더의 특성변화를 유도하므로 경도의 변화와 함께 제품에 갈라짐 현상이 발생하게 되고 두께의 편차가 제품의 각 부분마다 발생하여 제품의 품질 저하는 물론 스펙(spec)관리를 제대로 수행할 수 없게 된다.
프레스시간을 5분 미만으로 하는 경우에는 다층 적층되었던 가공시트들에 온도가 균일하게 전달되지 않아 두께의 편차나 성능의 편차가 많이 발생하게 되며, 25분을 초과하는 경우에도 상기와 같은 동일한 문제점들이 발생됨은 물론 배합원료(1)에 포함된 바인더의 물성변화를 유발할 수 있게 된다.
또한, 프레스공정이 완료된 전자기파 흡수시트(14)에는 그 표면에 상측 열전달판(3b)의 열전달효과에 의해 이형지(13)의 실리콘성분이 묻어 실리콘코팅층이 형성되며, 이에 의해 전자기파 흡수시트(14)에 방습 및 방수 기능을 부여하게 된다.
부연하면, 상기한 실리콘 성분의 코팅 처리는 완성제품의 시트의 조직 내로 공기 및 습기 등의 침투를 방지하는 작용을 하게 되며, 전자기파 흡수시트(14)의 화학적 변형이나 압축밀도가 떨어지는 것을 막을 수 있어 내구성을 강화할 수 있게 된다.
이어, 상기 프레스 처리된 전자기파 흡수시트(14)를 열전달판(3a)(3b) 사이에 그대로 배치한 상태에서 도 2의 (d)에서와 같이, 냉각금형(5a)(5b)을 통해 바로 냉각 처리한다(S4).
이때, 냉각금형(5a)(5b)은 수냉식 구조로 구성함이 가장 바람직하다 할 것이며, 전자기파 흡수시트(14) 내 압축된 입자들의 결정체화를 유도함은 물론 물성특성의 변화를 방지할 수 있도록 하며, 이를 위해 100~200kgf/cm2의 압력조건과 0~5℃의 온도조건에서 5~25분간 냉각 처리함이 바람직하다.
이러한 냉각 처리공정을 통해서 전자기파 흡수시트(14)를 형성하는 압축된 판상입자들을 결정체로 만듦은 물론 판상입자의 수축률을 없앨 수 있어 시간경과에 따른 압축밀도의 저하를 방지할 수 있게 되며 전자기파 흡수시트(14)의 특성변화를 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 의해 완성된 전자기파 흡수시트(14)는 휴대폰에 장착되는 무선인식기술의 RFID와 함께 배터리측에 부착되어 RFID의 무선인식기능을 확보하는데 아주 유용하게 사용할 수 있으며, 각종 통신기기나 전자기기에 부착하여 사용하는 등 통신기기나 전자기기에서 발생할 수 있는 전자기파를 차폐 및 흡수함으로써 전자기파의 간섭에 의한 기기의 오동작 방지는 물론 동작특성을 안정되게 하며 인체에 유해한 전자파로부터 인체를 보호할 수 있게 하는 등 산업분야에 다양하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법을 나타낸 개략적인 공정흐름도.
도 2는 본 발명에 의한 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조공정을 나타낸 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 배합원료 2a,2b: 압연롤러
3a,3b: 열판 4a,4b: 프레스금형
5a,5b: 냉각금형 11: 가공시트
12: 양면테이프 13: 이형지
14: 전자기파 흡수시트

Claims (5)

  1. 전자기파의 차폐 및 흡수 처리에 사용하기 위한 시트를 제조함에 있어서,
    전자기파 흡수용 자성분말이 포함된 배합원료를 한쌍의 압연롤러(2a)(2b) 사이에 압출시켜 가공시트(11)로 제조하는 제1공정과;
    상기 제조된 가공시트(11)를 하측 열전달판(3a)과 상측 열전달판(3b) 사이에 배치하되 하측 열전달판(3a) 위에 양면테이프(12)와 가공시트(11) 및 이형지(13)를 순차 적층한 후 상측 열전달판(3b)을 얹는 유형으로 다단 적층하는 제2공정과;
    상기 하측 열전달판(3a)과 상측 열전달판(3b) 사이에 배치되며 다단으로 적층된 상태의 가공시트(11)를 프레스금형(4a)(4b)을 통해 프레싱 처리하여 전자기파 흡수시트(14)를 제조하는 제3공정과;
    상기 전자기파 흡수시트(14)를 냉각금형(5a)(5b)을 통해 냉각 처리하는 제4공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2공정에 사용되는 이형지(13)는 하면에 실리콘을 코팅하거나 또는 실리콘필름을 사용하여 제3공정의 프레스 처리시 제조되는 전자기파 흡수시트(14)의 표면에 방습방수기능을 위한 실리콘코팅층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제3공정은 프레스금형(4a)(4b)을 통해 100~200kgf/cm2의 압력조건과 50~120℃의 온도조건에서 5~25분간 프레싱 처리하는 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제4공정은 냉각금형(5a)(5b)을 통해 100~200kgf/cm2의 압력조건과 0~5℃의 온도조건에서 5~25분간 냉각 처리하는 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전자기파 흡수용 자성분말은 금속계 강자성분말, 산화물계 강자성분말, 또는 이들의 혼합물 중에서 어느 하나를 선택 사용하는 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 및 흡수용 시트의 제조방법.
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