KR101145413B1 - 전자파 차폐용 금속시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저주파 대역에서의 전자파 차폐성능을 향상시키고 할로겐 프리 및 유해물질이 없는 아크릴계 PET필름을 사용하여 공정비용이 절감된 전자파 차폐용 금속시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 저주파 대역(1Mhz이하 대역, 이하 저주파 대역이라고 한다.)에서 전자파 차폐 특성의 향상을 위해 금속분말과 수지의 혼합이 아닌 철(Fe)-구리(Cu)-크롬(Cr)-나이오븀(Nb)-실리콘(Si)-붕소(B)계열의 금속박막을 열처리하고 상기 금속박막의 적어도 어느 한면에 아크릴계 시트가 합지된 PET필름(Polyethylene Terephthalate필름, 이하 PET필름으로 한다.)을 합지한 전자파 차단용 금속시트이다.
본 발명은 공정비용의 절감과 공정안정화를 핫 멜팅(Hot melting)방법을 사용하지 않고 아크릴계 PET필름을 사용하여 할로겐 프리 및 소각시 유해물질 발생 방지를 위하여 재료를 선별하는 과정을 거치지 않으므로써 공정비용의 절감과 유해물질의 방출방지에 현저한 효과가 있다.

Description

전자파 차폐용 금속시트{A metal sheet for Electromagnetic Interference shielding}

본 발명은 저주파 대역(1Mhz이하 대역, 이하 저주파 대역이라고 한다.)에서 전자파 차폐 특성의 향상을 위해 금속분말과 수지의 혼합이 아닌 철(Fe)-구리(Cu)-크롬(Cr)-나이오븀(Nb)-실리콘(Si)-붕소(B)계열의 금속박막을 열처리하고 상기 금속박막의 적어도 어느 한면에 아크릴계 시트가 합지된 PET필름(Polyethylene Terephthalate필름, 이하 PET필름으로 한다.)을 합지한 전자파 차단용 금속시트이다.

전자기파는 주기적으로 세기가 변화하는 전자기장이 공간 속으로 전파해 나가는 현상으로, 전자파라고도 한다. 최근 들어 통신 기술의 발달과 함께 소형 전자기기(휴대전화, 디지털 카메라, 컴퓨터, 네비게이션 등)의 새로운 박형화는 디지털화의 대표적인 경향이다. 이러한 소형 전자기기에 발생되는 저주파 대역의 전자파 에서 발생하는 전자파는 다른 전자기기에 영향을 미치고 인접 회로들 간 전자파의 상호 간섭으로 인하여 기기의 오작동을 초래하는 원인이 되고 있다.

또한, 전자파 응용기기의 보급이 급격히 늘어남에 따라 전자기기 제조분야의 종사자들 뿐만이 아니라 일반인도 전자파에 노출되는 기회가 많아지고 있다. 전자기기로부터 발생하는 전자파의 경우 열작용에 의해 생체 조직세포의 온도를 상승시켜 면역기능을 약화시키거나, 유전자의 변형 등과 같이 인체에 악영향을 미친다.

예를들면, 전자레인지의 누설 전자파가 백내장이나 유방암을 유발한다는 보고가 있고, 휴대전화기의 송신 전자파가 뇌종양, 백혈병 등의 원인이 될 수 있다는 연구 결과도 나와 있으며, 그 밖에도 전자파로 인한 고혈압, 두통, 기억감퇴 등도 다수 보고 되고 있다.

종래에는 이러한 불필요한 전자파의 폐해를 억제하기 위해 금속분말과 수지를 혼합한 금속시트를 사용하였으나, 이 경우 상대적으로 고주파 대역인 수백 Mhz 대역에 유리하나 저주파 대역의 전자파 차폐에 특성 저하가 있었고, 금속분말과 수지의 믹싱(mixing)단계에서 발생한 많은 분진으로 인해 최종 제품인 흡수체 시트의 성능이 부정확해지는 문제가 있었으며, 국부적인 믹싱(mixing)불량을 방지하기 위해 온도를 높이는 경우 수지가 변형되는 문제가 있었다.

또한, 자성 재료로서 금속분말을 사용하는 경우 결과물인 흡수체 시트의 표면저항이 비교적 높았으며, 전기적 쇼트 등 전기적 문제 발생에 따른 오작동을 방지하기 위하여 흡수체 시트의 표면을 별도의 절연수지로 코팅해야 하는 번거로움이 있었다.

또한 제품에 따라서는 난연제로 2차 경화를 함에 따라 할로겐 계의 난연제가 포함되어 있는 경우 소각시 유해가스가 발생할 수 있는 문제가 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저주파 대역에서의 전자파 차폐성능을 향상시키고 공정비용을 절감할 수 있는 전자파 차폐용 금속시트를 제공한다.

본 발명은 상기 금속박막을 외부 자극으로부터 보호하고, 할로겐 프리 및 소각시 유해물질이 발생하지 않는 재료를 선별하지 않고 공정비용을 절감할 수 있는 전자파 차폐용 금속시트를 제공한다.

본 발명은 두께 20㎛이하인 금속박막의 적어도 어느 한면에 할로겐 원소를 포함하지 않는 기재부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 금속박막은 적어도 둘 이상의 금속박막의 양 끝단이 합지된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 금속박막은 철(Fe)-구리(Cu)-크롬(Cr)-나이오븀(Nb)-실리콘(Si)-붕소(B) 계열인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 기재부(20)는 기재층(21)과 상기 기재층(21)에 합지된 접착층(22)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 기재층(21)은 PET필름이고 상기 접착층(22)은 비할로겐 원소인 아크릴계 시트인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래의 금속분말과 수지의 믹싱(mixing)공정이 없기 때문에 분진이 날림에 따른 작업 환경상의 문제가 발생할 우려가 없고 분진이 결과물인 금속시트의 표면에 비산됨에 따라 성능의 편차가 발생할 우려가 적으며, 공정시간을 단축시킬 수 있어 공정비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 각종 전자기기의 장치 내부에서 발생하는 저주파 대역의 전자파 및 해당장치의 외부로부터 방사 전자파를 차폐 또는 흡수하는데 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 금속박막의 적어도 어느 한면에 아크릴계 PET필름을 합지하여 외부공기와의 접촉을 방지하는 등 외부 자극으로부터 보호할 수 있고, 상기 필름은 할로겐 프리 및 소각시 유해물질이 발생되지 않는 아크릴계 시트와 PET필름이 합지된 것으로서 이를 사용하여 공정비용이 절감되는데 현저한 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 전자파 차폐용 금속시트의 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시예의 단면도이다.
도 3a 는 본 발명의 다른 실시예의 평면도를 나타낸 도면이다.
도 3b 는 도 3a의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 4 는 합지 시 사용되는 장치의 설치 상태 사시도이다.

종래의 전자파 흡수시트는 고주파 대역의 노이즈를 차폐하기 위하여 금속분말과 수지를 혼합하여 사용하여, 금속분말에 비하여 수지의 양이 적은 상태에서 믹싱(mixing)을 할 경우에는 수지의 분산이 충분히 이루어지지 않고, 금속분말과 수지의 결합력이 낮은 문제가 있으며, 수지의 양이 많은 경우 전자파 흡수 성능이 문제 등이 있었다. 또한 제조공정상에 할로겐 프리 및 소각시 유해물질이 발생하지 않는 재료를 선별하여 사용하여 공정비용의 상승을 초래하였다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 전자파 차폐용 금속시트에 대하여 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것이며 이들에 의해 본 발명이 한정되지 않는다.

도 1 은 본 발명의 전자파 차폐용 금속시트의 단면도를 도시한다. 본 발명은 금속분말과 수지를 혼합하여 사용하지 않고 금속박막(10) 자체를 사용함으로써, 전자파 차폐성능의 향상 및 공정비용을 절감하고 저주파 대역에서의 전자파 차폐 특성의 향상을 위한 것으로,

도 1을 참조하면, 본 발명은 저주파 대역에서의 전자파 차폐 특성의 향상을 위해 금속분말과 수지의 혼합이 아닌 금속박막(10)을 열처리하고 상기 열처리된 금속박막(10)의 상면을 기재부(20)와 합지한 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 금속시트이다.

도 2는 상기 금속시트의 다른 실시예로서 상기 금속박막(10)의 상,하면에 접착층(22)으로 아크릴계 시트가 합지된 PET필름을 합지한 것을 도시한다.

본 발명은 사용자의 요구에 따라 상기 금속박막의 상면에만 또는 상,하면 모두에 상기 PET필름을 합지할 수 있으나, 상기 금속박막의 상,하면을 상기 PET필름으로 동시 합지하여 공정비용을 절감하고 외부공기와의 접촉 등 금속박막의 손상을 방지하는 것이 바람직하다.

도 3은 상기 금속시트의 다른 실시예로서 상기 금속박막을 합지한 상태를 도시한다. 상기 금속박막(10)은 아토마이져 공법으로 두께는 20㎛이하로 얇게 생산할 수 있어도 시중에 양산되는 제품은 최대 50㎜로 한정되어 있다. 이러한 한정된 폭으로 인하여 전자파 차폐용 금속시트로 사용하기 위해서는 적용될 수 있는 전자제품이 한정되어 있어서, 50㎜제품을 여러장을 겹쳐서 상,하면을 합지하여 사용할 수 있다.

도 3a는 3개의 금속박막(10)이 합지된 평면도를 나타낸 것으로 본 발명은 도 4a에서 보는 바와 같이 상온(25℃)롤링(rolling)합지 공정 시 어느 하나의 금속박막(10)의 상면과 다른 어느 하나의 금속박막(10)의 하면을 동시에 합지함으로써 공정비용을 절감하고 상기 금속박막의 한 면만 합지 후 다른 면을 합지 시 발생하는 취성에 의한 금속박막의 깨짐을 방지하고 산업적 용도에 따라 전자파 차폐용 금속시트의 폭을 조절할 수 있다.

도 3b는 3개의 금속박막(10)이 합지된 상태의 단면도를 나타낸 것으로 상기 금속박막(10)의 합지시 금속박막(10)간의 결합관계가 잘 나타나 있다.

상기 금속박막(10)은 두께 20㎛이하의 철(Fe)-구리(Cu)-크롬(Cr)-나이오븀 (Nb)-실리콘(Si)-붕소(B)계열로서 아토마이져 공법으로 생산된 비결정질금속이다.

본 발명은 고주파 대역의 전자파 방지를 위해 연자성 분말(페라이트 분말, Fe계열의 아몰퍼스 분말 등)을 사용하는 대신에 본 발명의 목적인 저주파 대역에서의 전자파 차폐를 위한 금속시트를 제작하기 위해 철(Fe)-구리(Cu)-크롬(Cr)-나이오븀(Nb)-실리콘(Si)-붕소(B)계열의 금속박막(10)을 사용하여 상기 전자파의 흡수 및 차폐 성능을 향상시킬 수 있다.

표 1 은 철(Fe)-구리(Cu)-크롬(Cr)-나이오븀(Nb)-실리콘(Si)-붕소(B)계열의 금속박막(10)을 이용한 시트와 금속분말을 이용한 시트의 전자파 차단효과를 비교한 것이다.

표 1 에서 본 발명은 1Mhz 이하의 저주파 대역에서 최대 약 32dB의 차폐효과를 보이고 있으며, 이에 비해 종래 금속분말과 수지를 혼합하여 전자파 차폐용 금속시트를 제조하는 기술은 10Mhz이상부터 서서히 차폐효과가 증가하는 것을 알 수 있다.

금속박막을 이용한 시트와 금속분말을 이용한 시트의 전자파 차폐 효과

화로(furnace)안에서 일정온도로 생산 시 가해진 충격을 풀어주어 결정화하면 투자율이 상승하게 되며, 표 2는 본 발명의 금속박막(10)의 투자율 향상을 위한 열처리 온도 프로파일(profile)을 나타낸다.

금속박막의 열처리 온도 프로파일(profile)

상기 표 2를 참조하면, 금속박막(10)의 산화를 방지하기 위해 열처리는 화로 (furnace)내 아르곤(Ar)가스와 질소(N₂)가스가 충전된 상태에서 약 400 ~ 450℃의 온도로 2 시간의 승온과정을 거치고 약 500 ~ 550℃로 온도를 높여 2 시간 동안 금속박막의 결정화 단계 후 상온(25℃)까지 상기 금속박막(10)을 냉각시킨다. 상기 열처리 프로파일은 금속박막의 투자율 향상을 위해 통상적으로 사용되는 온도 프로파일(profile)을 따른다.

상기 기재부(20)는 기재층(21)과 접착층(22)을 포함하는 구성을 갖는다. 상기 기재층(21)은 PET필름이고 접착층(22)은 비할로겐 원소인 아크릴계 시트이며 기재층(21)인 PET필름에 합지되어 있다.

종래에는 핫 멜팅(Hot melting)에 사용되는 수지는 난연성 재질이거나 또는 할로겐 프리 계열로서 수산화알루미늄 (AlOH₃) 혹은 수산화 마그네슘(MgOH₂)계 재질을 사용하여 할로겐 프리 및 소각시 유해물질 발생 방지를 위하여 재료를 선별하는 과정에서 공정비용의 상승을 초래하였으나 본 발명은 접착층(22)으로 아크릴계 시트가 합지된 PET필름을 사용하여 제작시 재료공급이 원활하고 소각시 유해물질이 발생하지 않는다.

도 4는 상온(25℃)에서의 합지 시 사용되는 장치(40)를 도시한다.상기 열처리된 금속박막(10)은 상온(25℃)에서 금속박막(10)의 위치를 정렬하고 일정 위치를 유지하는 장치(30)를 통해 롤(roller)로 이동하고 3 ~ 5 ㎏/㎠의 압력으로 기재부 (20)와 롤링(rolling)합지된다.

상기 금속박막(10)은 500 ~ 550℃ 의 열처리 과정을 거치면서 발생된 결정화성 취성으로 합지 시 부러짐이 매우 심하여 종래에는 합지시 금속박막(10)에 손상을 주지않기 위해 핫 멜팅(Hot melting)방법을 사용하였으나, 본 발명은 도 3에 도시된 장치(40)를 사용하여 상온(25℃)에서 3 ~ 5 ㎏/㎠의 압력으로 금속박막을 합지하여 취성으로 인한 금속박막(10)의 파손을 방지한다.

10 : 금속박막.
20 : 기재부.
21 : 기재층, 22 : 접착층.
30 : 금속박막의 위치 정렬 장치.
40 : 합지 시 사용하는 장치.

Claims (5)

1. 두께 20㎛이하인 금속박막(10)의 적어도 어느 한면에 할로겐 원소를 포함하지 않는 기재부(20)를 가지며,
   상기 금속박막(10)은 철(Fe)-구리(Cu)-크롬(Cr)-나이오븀(Nb)-실리콘(Si)-붕소(B) 계열인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 금속시트.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 금속박막(10)은 적어도 둘 이상의 금속박막의 양 끝단이 합지된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 금속시트.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 기재부(20)는 기재층(21)과 상기 기재층(21)에 합지된 접착층(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 금속시트.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 기재층(21)은 PET필름이고 상기 접착층(22)은 비할로겐 원소인 아크릴계 시트인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 금속시트.

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