KR101161737B1 - 고밀도로 압축 성형된 복합 자성 시트의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 복합 자성 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 전자장치의 전자파 흡수 및 안테나의 인식거리 증가를 위한 자성체 시트의 투자율을 상승시키고 전자파 등의 감쇄 특성을 향상시키기 위한 복합 자성 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자성물질이 코팅 경화되어 만들어진 기초시트를 다층으로 중첩하고 상기 중첩시트를 별도의 내열성 이형포켓 내에 삽입하며 상기 중첩시트가 포함된 이형포켓을 별도의 압착틀 내에 투입하되 상기의 압착틀 내부에는 이형포켓과 분할압착판을 순차적으로 적층 형성하여 상기의 압착틀을 고온의 가열압착공정과 저온의 냉각압착공정을 통해 단계적으로 가압 성형함에 따라, 저밀도의 연자성 분말을 갖는 기초시트를 다수로 적층하여 이를 단계적으로 가열 압착 및 냉각 압착함에 따라 공극의 제거 및 연자성 분말이 바인더의 사이 사이로 정렬되는 동시에 바인더를 압축시키면서 고밀도의 복합 자성 시트가 생산되게 하므로, 기존의 기초시트가 갖고 있는 면적을 그대로 유지하면서도 연자성 분말의 종류에 따라 그 두께를 1/2~1/5로 압축시킬 수 있어 그 밀도는 2~5배로 대폭 증대시켜서 투자율의 비약적인 상승은 물론 전자파 등의 감쇄 특성이 크게 향상된 복합 자성 시트를 얻을 수 있는 것이며, 상기의 고밀도 복합 자성 시트는 압착틀과 다단의 압축 프레스를 이용하여 일시에 대량으로 생산할 수 있어 뛰어난 생산성으로 인해 매우 경제적인 것이다.

Description

고밀도로 압축 성형된 복합 자성 시트의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 복합 자성 시트 {Method for manufacturing high-density compressed composit magnetic sheet}

본 발명은 각종 전자장치의 전자파 흡수 및 안테나의 인식거리 증가를 위한 자성체 시트의 투자율을 상승시키고 전자파 등의 감쇄 특성을 향상시키기 위한 복합 자성 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코팅 성형된 기초시트를 다층으로 중첩하여 이를 단계적으로 가열 압착 및 냉각 압착시킴에 따라 연자성(軟磁性) 분말이 고밀도로 압축되어 투자율이 상승되면서도 감쇄 특성이 향상되게 한 고밀도 복합 자성 시트에 대한 것이다.

최근 몇 년 동안, 전자 장치의 전자기 환경 문제를 극복하는 것이 중요한 관심사가 되었다. 이러한 배경에서, 회로의 신호 처리 속도를 증가시키고, 고주파수를 사용하고, 향상된 기능을 제공하고, 제품 디자인의 크기 및 두께를 줄이는 등 디지털 전자 장치와 같은 전자 장비에 대하여 다양한 요구사항이 존재한다. 상기 요구사항을 만족하기 위해, 회로가 고밀도화되어 유도성 노이즈(inductive noise)를 방사하는 반도체 소자와 같은 능동 소자 및 수동 소자가 혼재하여 사용되고 있다.

이는 용량성 결합 및 전자기 결합에 의한 라인 결합(line coupling)을 증가시켰고, 노이즈의 방사로 인한 간섭이 발생하여 장치의 정상적인 동작을 방해하는 일이 발생되었다. 때때로, 상기 노이즈는 외부 장치에도 영향을 미쳤다.

이에 처리 속도, 기능 및 밀도에서 향상된 전자 장치의 노이즈 방지 대응책으로, 특히 서브마이크로미터파 대역(submicrometer wave band)에서 노이즈 방지 대응책으로, 로우 패스 필터(low pass filter)를 설치하거나 실딩(shielding) 하는 것이 제안되었다. 부가적인 부품(component)의 사용에 의한 노이즈 방지 대응책에서는 그 설치 공간이 필요하므로 설계 단계에서 크기 및 두께를 줄이는 것이 고려되어야 한다. 그러므로, 긴급한 요구(demand)는 만족될 수 없다.

상기 문제에 관해서는, 서브마이크로미터파 대역에서 노이즈 방지 대응책으로 상기 언급된 전자기 간섭을 억제하는 복합 자성 시트가 제안되었다. 예를 들어, 일본의 심사 미청구된 특허 공보(JP-A) 제07-212079호 및 제 H09-35927의 명세서에 설명되어 있는 것과 같은 전자기 간섭을 억제할 수 있는 복합 자성 시트가 제안되었다.

서브마이크로미터파 대역을 커버(cover)하고 실수 투자율(real part permeability; μ') 및 광범한 허수 투자율(imaginarypart permeability; μ")을 사용하는 전파 흡수체(radio absorber)로서, 복합 자성 시트는 방사되는 노이즈 투과 및 2차적인 전자기 결합을 제압할 수 있다. 그러므로, 노이즈 방지 대응책 및 제품 개발에서 걸리는 로드(load)를 줄이고, 회로의 크기 축소 및 밀도 증가에서 유발되는 장애를 제거할 수 있다.

시장에서는, 상기 언급된 복합 자성체와 같이, 대응책으로 부품의 사용도 가능한 주파수 대역 즉, 서브마이크로미터파 대역 내의 낮은 주파수 근처(수십에서 백 정도의 MHz)에서 편리하게 사용될 수 있고 기존의 장치에 설치할 수 있는 노이즈 방지 부품을 요구한다. 게다가, 전자기기의 소형화가 진행되면서 상기 서브마이크로미터파 대역에 적용되는 복합 자성 시트는 또한 두께가 더 줄어들 것이 요구된다.

또한, 최근 수~수십MHz대역의 주파수를 사용하는 근거리 무선통신(NFC) 또는 RFID용으로 사용되는 코일 또는 PCB상에 패턴으로 설계된 안테나는 동작 시에 자계가 발생하게 된다. 이때 안테나 뒷면에 금속판이 있을 경우 신호 진행방향의 역방향(금속판 방향)으로 발생된 자계에 의하여 금속판에 와전류(Eddy Current)가 발생하게 되고 이는 자기소거(Demagnetic Field)를 유발하게 된다. 이러한 자기소거는 안테나와 신호를 감지하는 리더기(Reader)사이의 자속을 감소 시키게 되어 안테나 신호의 인식거리를 저감시키는 요인이 된다.

이런 문제를 해결하기 위해서는 안테나와 금속판 사이에 높은 실수투자율(μ')과 낮은 허수투자율(μ")을 갖는 전파흡수체 시트의 삽입이 필요하게 된다. 종래의 이런 용도의 흡수체는 주로 페라이트 소결체가 사용되었으나 박형 페라이트 소결체는 경도가 높아 부러지거나 깨지기 쉬우며 일정 형상으로 가공 시 칼날 금형으로 가공이 불가능한 단점이 있어 수~수십 MHz대역에서 높은 실수투자율(μ')과 낮은 허수투자율(μ")을 가지면서도 칼날 가공성(Die Cutting) 및 유연성(Flexibility)이 뛰어난 자성시트가 요구된다.

서브마이크로미터파 대역에서 사용되는 상기 복합 자성 시트는 주파수가 낮아짐에 따라 투자율이 불충분해진다. 그러므로, 두께의 축소는 제한되고, μ"가 상승하는 주파수에서 알 수 있는 바와 같이 전자기 간섭의 억제 효과도 감소된다. 이동 통신 장치와 같은 작은 크기의 전자 장치에 있어서는 또 다른 대응책을 고려해야 한다. 그러나, 페라이트(ferrite)는 깨질 가능성과 위치 선정상 문제로 인하여 설치될 수 없다. 거의 깨지지 않는 고무 페라이트는 비록 설치공간은 확보가능하지만 노이즈를 억제하는데 불충분하다. 따라서, 수십에서 백 정도의 MHz 보다 더 높거나 낮은 주파수에서는 코일 및 필터와 같은 이러한 부품이 사용될 수 있다.

그러나, 상기 주파수 대역에서는 편리한 노이즈 방지 부품이 현재 존재하지 않는다. 비록 적용가능한 부품이 있다 하더라도, 기판 등의 설계 수정에 있어 많은 비용 및 노력이 요구된다.

상기 언급된 문제를 해결하기 위하여, 두께가 축소되더라도 전자기 간섭 억제 효과를 나타내는, 낮은 주파수 영역(수십에서 백 정도의 MHz)에도 적용될 수 있는 형태의 전자기 간섭 억제를 위한 복합 자성 시트 및 안테나 뒤쪽에 적용시 금속판의 와전류를 최소화할 수 있는 복합 자성 시트가 요구된다. 또한, 상기 요구를 충족하기 위하여, 투자율 μ' 및 μ"을 향상시키고 μ'의 자기 공진 주파수를 낮추는 것이 기본적으로 필요하며, NFC 및 RFID용과 같이 특별한 용도인 경우에는 적절한 자성체 분말을 사용하여 μ'를 최대한 높이고 μ"를 최대한 적게 만드는 것이 필요하다.

이러한 요구에 따라서, 예를 들어 일본의 심사 미청구된 특허 공보(JP-A) 제 2000-4097 명세서에 FM 대역(수십에서 백 정도의 MHz)에서 전자기 간섭 억제 효과가 향상되고 두께가 축소된 복합 자성 시트가 제안되었다. 상기 출원에 설명된 기술을 사용하여 전자기 간섭 억제 효과의 향상 및 두께의 축소가 성취될 수 있다.

여기서, 명세서에는 상기 복합 자성체를 형성하는 방법의 일 실시예가 나타나 있다. 서브마이크로파 대역에 적용될 수 있는 상기 복합 자성 시트의 경우는 습식 및 건식 방법을 사용할 수 있다. 특히 습식 방법에서는, 편평 형상 연자성 분말(flat soft magnetic powder), 바인더(binder), 그리고 상기 바인더를 용해하는 용매를 혼합하고 교반하여 슬러리 형태의 혼합물을 얻고, 닥터 블레이드 기술(doctor blade technique)을 사용하여 필름으로 형성된다. 건식 방법에서는, 편평 형상의 연자성 분말 및 바인더가 반죽기(kneader)로 반죽되어 혼합물을 얻고 롤에 의해 성형된다.

상기에 언급된 일본의 심사 미청구된 특허 공보(JP-A) 제2000-4097호에서 설명된 복합 자성체 생산 방법에 있어서, 스트레스 스트레인이 없는 편평 형상 연자성 분말이 사용되고, 성형 단계 동안 분말에 스트레스 스트레인을 주지 않기 위해서 습식 방법에 의해 시트로 형성한다. 따라서, FM 대역에서 전자기 간섭 억제 효과가 향상되고, 두께가 감소된다.

상기에 언급한 바와 같이, 편평 형상 복합 연자성 분말 및 바인더를 포함하는 종래의 복합 자성체 생산 방법은 용매를 사용하는 습식 방법과 용매를 사용하지 않는 건식 방법으로 분류된다. 특히, 일본의 심사 미청구된 특허 공보(JP-A) 제2000-4097호에 설명된 복합 자성체 생산 방법은 상기 습식 방법을 적용한다.

이와 같은 복합 자성 시트에 대한 제조방법 중 가장 대표적인 습식 제조방법은 도 1의 도시와 같이, 내열성 이형필름(100)이 권취된 필름 롤을 일측으로부터 타측으로 이동시키게 되고, 상기 내열성 이형필름의 상측 표면에 연자성 분말과 바인더 및 알콜이 혼합된 자성물질을 도포하게 되는데 상기 자성물질의 도포 방법으로는 콤마 코팅이나 그라비어 코팅법이 주로 사용되는 것으로서 콤마 코팅의 경우 이동하는 내열성 이형필름 상에 상,하로 유동 가능한 콤마 형태의 스크래퍼(110)를 위치시켜 상기 스크래퍼와 내열성 이형필름 간의 간격과 대응하도록 자성물질이 도포되게 하는 방법인 것이다.

이에 따라, 상기와 같이 내열성 이형필름 상에 자성물질이 코팅되면 상기의 자성물질이 경과된 이후에 내열성 이형물질을 박리시켜 제거하면 경화된 자성물질이 시트 형태로 남게 되므로 이를 필요 길이와 형태에 맞게 절단하여 각종 전자 기기에 내장하는 형태로 사용되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 제조방법에 의해 얻어진 복합 자성 시트는 실질적으로 투자율의 상승 및 감쇄 특성이 향상되게 하는 연자성 분말의 혼합량이 높지 못하므로 투자율과 감쇄 특성에 대한 적절한 결과치를 거둘 수 없는 문제점을 갖게 되는 것이다.

즉, 근자에 들어 휴대기기와 같은 전자 기기는 점차 두께가 얇아지고 있는 것으로서, 이와 대응하여 상기의 복합 자성 시트 역시 그 두께를 매우 얇게 제작하게 되는데 복합 자성 시트의 두께가 얇아질수록 단면당 연자성 분말의 포함량은 줄어들게 될 것이므로 이 때문에 복합 자성 시트는 만족스런 투자율과 감쇄 특성을 얻지 못하고 있는 실정이다. 또한, 상기의 투자율과 감쇄 특성을 상승 및 향상시키기 위한 방안으로는 복합 자성 시트의 두께를 두껍게 제작하여 연자성 분말에 대한 포함량을 증대시키는 것이 유일한 방법일 것이나 전기한 바와 같이 점차 초박형으로 제작되는 최신 전자 기기의 구조적 설계에 부응하지 못하는 폐단을 갖고 있는 것이다.

또한, 상기와 같이 연자성 분말의 밀도가 떨어지는 주된 이유로는 도 2의 도시와 같이 연자성 분말(120)을 결합시키시 위한 바인더(121)의 함량이 높은 것과 복합 자성 시트에 연성을 부여하기 위해 첨가되는 알코올에 의한 것이 주된 원인인 것으로, 상기의 바인더는 투자율 및 감쇄 특성과 전혀 무관한 물질인 것이고 알코올의 경우 복합 자성 시트에 대하여 무수히 많은 공극(122)을 발생시키는 것이므로 이들이 차지하는 체적만큼 복합 자성 시트는 투자율과 감쇄 특성의 손실을 갖고 있게 되는 것이다.

따라서, 다양한 형태의 노이즈에 대한 합리적인 방안으로 대두되고 있는 복합 자성 시트에 대하여 보다 얇은 형태의 제작이 가능하면서도 투자율이 상승하면서도 감쇄 특성이 향상된 형태의 복합 자성 시트를 절실하게 요구하고 있는 실정인 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 자성물질이 코팅 경화되어 만들어진 기초시트를 다층으로 중첩하고 상기 중첩시트를 별도의 내열성 이형포켓 내에 삽입하며 상기 중첩시트가 포함된 이형포켓을 별도의 압착틀 내에 투입하되 상기의 압착틀 내부에는 이형포켓과 분할압착판을 순차적으로 적층 형성하여 상기의 압착틀을 고온의 가열압착공정과 저온의 냉각압착공정을 통해 단계적으로 가압 성형함에 따라 다수의 기초시트가 압착 용융에 의해 요구하는 두께를 갖고 제작되게 하면서도 고밀도의 연자성 분말이 포함된 복합 자성 시트를 대량으로 생산할 수 있게 한 특징의 고밀도로 압축 성형된 복합 자성 시트의 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연자성 분말이 바인더와 함께 혼합되어진 자성물질을 내열성 이형필름 상에 도포하여 경화시키고, 경화된 자성물질로부터 내열성 이형필름을 제거하여 만들어지는 기초시트 생산공정과; 상기의 기초시트 두께에 따라 기초시트가 2~30장 겹쳐지도록 하는 기초시트 중첩공정과; 기초시트가 겹쳐져 만들어진 중첩시트를 내열성 이형필름으로 만들어진 이형포켓 내에 삽입하는 중첩시트 삽지공정과; 중첩시트가 삽입된 이형포켓을 상,하의 분할압착판으로 이루어진 압착틀 내에 삽입하는 압착틀 작업공정과; 상기의 중첩시트를 갖는 압착틀을 가열 압착하여 내부의 기초시트가 서로 가압 융착되게 하는 가열압착공정과; 가열압착공정이 이루어진 압착틀을 냉각 압착하여 가압 융착된 기초시트에 대한 정렬 및 정형이 되도록 하는 냉각압착공정과; 냉각압착공정이 이루어진 압착틀로부터 분리된 이형포켓과 그 이형포켓의 내부로부터 가압 성형된 단일 개체의 시트를 취출하는 복합 자성 시트 취출공정;을 순차적으로 수행하여 이루어지는 것이다.

본 발명은, 저밀도의 연자성 분말을 갖는 기초시트를 다수로 적층하여 이를 단계적으로 가열 압착 및 냉각 압착함에 따라 공극의 제거 및 연자성 분말이 바인더의 사이 사이로 정렬되는 동시에 바인더를 압축시키면서 고밀도의 복합 자성 시트가 생산되게 하므로, 기존의 기초시트가 갖고 있는 면적을 그대로 유지하면서도 연자성 분말의 종류에 따라 그 두께를 1/2~1/5로 압축시킬 수 있어 그 밀도를 2~5배로 대폭 증대시켜서 투자율의 비약적인 상승은 물론 전자파 등의 감쇄 특성이 크게 향상된 복합 자성 시트를 얻을 수 있는 것이며, 상기의 고밀도 복합 자성 시트는 압착틀과 다단 압축 프레스를 이용하여 일시에 대량으로 생산할 수 있어 뛰어난 생산성으로 인해 매우 경제적인 것이다.

도 1은 종래의 복합 자성 시트의 생산공정을 보인 개략도
도 2는 종래의 복합 자성 시트에 대한 단면 확대도
도 3은 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트의 생산 과정도
도 4는 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트의 기초시트 생산 공정도
도 5는 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트의 기초시트 중첩 공정도
도 6은 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트의 중첩시트 삽지 공정도
도 7은 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트의 시트포켓 사시도
도 8은 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트의 시트포켓 투입 공정도
도 9는 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트의 압착틀 준비 공정도
도 10는 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트의 단면 밀도 비교도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트의 생산 과정도이다.

먼저, 본 발명에 따른 고밀도 복합 자성 시트는 기존의 일반 복합 자성 시트의 생산방법과 동일한 방법에 의해 얻어진 복합 자성 시트(이하, 기초시트라 한다)를 이용하여 만들어지는 것으로서, 상기의 기초시트(1)에 대한 생산과정을 개략적으로 살펴보면 콤마 코팅 방법을 통해 내열성 이형필름(2) 상에 연자성 분말과 폴리머 성분으로 된 바인더 및 알코올을 혼합하여 된 자성물질을 도포한 후 상기의 자성물질을 경화시킨 상태에서 경화된 자성물질로부터 도 4의 도시와 같이 상기의 내열성 이형필름(2)을 제거하는 것으로 이루어진다.

이와 같은 기초시트 생산공정을 통해 얻어진 대량의 기초시트(1)를 필요의 투자율과 감쇄 특성을 얻기 위해 도 5의 도시와 같이 최소 2장 내지 최대 30장을 중첩시키는 공정을 수행하게 되는 것인데, 상기의 기초시트(1)는 다양한 두께로 코팅할 수 있으므로 요구되는 고밀도 복합자성시트의 두께나 특성에 따라 중첩시트는 서로 다른 두께의 기초시트(1)로 구성되거나 중첩시트(3) 내 기초시트(1)의 장 수는 변경 할 수 있는 것이다.

따라서, 상기와 같이 2~30장의 기초시트(1)가 중첩되어 만들어진 중첩시트(3;기초시트가 단순히 적층되어 있는 상태)는 도 6의 도시와 같이 별도의 이형포켓(4) 내에 삽입하는 삽지공정을 수행하게 되는 것인데, 상기의 이형포켓(4)은 전기한 바와 같은 내열성 이형필름과 동일한 재질의 필름지를 이용하여 만들어진 적어도 1개소 이상이 개구된 형태의 포대를 지칭하는 것이다.

이에, 도 7의 도시와 같이 내부에 중첩시트(3)가 삽입된 상태의 이형포켓(4)을 다수로 준비하는 사전 작업을 수행하게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 중첩시트(3)가 내장된 상태의 이형포켓(4)은 상,하의 분할금속판으로 이루어진 별도의 압착틀(5) 내에 삽입시키는 준비작업을 수행하게 되는 것인데, 상기의 압착틀(5)은 상부금속과 하부금속으로 이루어져 있는 것이고 이들 상,하부의 금속 사이에 이형포켓(4)을 삽입하는 것으로서 가압 융착 성형에 대한 예비 작업이 종료되는 것이다.

특히, 상기와 같은 이형포켓(4) 및 압착틀(5)을 이용하여 고밀도 복합 자성 시트에 대한 생산량을 증대시키기 위한 방안으로서 상기 압착틀(5) 내에 5~10개체의 이형포켓(4)이 수직으로 적층되게 하되, 도 8의 도시와 같이 이들 각각의 이형포켓(4) 사이에는 역시 별도의 분할압착판(6)을 사이사이마다 삽입하여야 할 것이다. 여기서, 상기의 분할압착판(6)은 대량으로 복합 자성 시트를 생산하고자 하는 경우 가열 압착 성형 및 냉각 압착과정에서의 압력이 고르게 분산되어 이형포켓(4) 내 기초시트(1)에 전달되도록 하는 역할을 수행하는 것이고, 열기의 전달을 통해 압착틀(5) 내 이형포켓(4)과 기초시트(1) 전체에 대한 고른 열기의 전달이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

따라서, 도 9의 도시와 같이 상기의 이형포켓(4)과 분할압착판(6)이 압착틀(5) 내에 순차적으로 적층되어 있는 것이고, 이와 같은 예비 작업을 마친 상태의 압착틀(5) 들을 순차적으로 가열 압착 프레스 및 냉각 압착 프레스로 투입하여 실질적인 고밀도 복합 자성 시트가 완성될 수 있는 것이다.

이때, 상기의 압착 프레스는 일측은 가열 압착부로 구성하고 타측은 냉각 압착부로 구성함에 따라 작업상의 편리성은 물론 작업자의 동선을 짧게 형성함에 따라 생산성을 극대화한 것으로서, 가열 압착부는 고온의 열기와 압력을 제공하도록 설계되어 있는 것이고, 냉각 압착부는 저온과 압력을 제공하도록 설계되어 있는 것이다.

특히, 상기의 가열판과 냉각판을 수직으로 다단 형성하는 경우에는 이들 가열판의 사이사이 및 냉각판의 사이사이마다 전기한 압착틀(5)을 투입시킬 수 있어 일시에 대량의 고밀도 복합 자성 시트를 생산할 수 있는 장점을 갖고 있는 것이다.

이에 따라 이형포켓(4)이 다수 적층 삽입되어진 압착틀(5)을 투입한 상태에서, 다단 가압 프레스 장치가 작동을 하게 되면 상기의 압착틀(5)은 고온의 열기를 전달받게 되는 동시에 고도의 압력을 전달받으면서 내부의 기초시트(1)에 대한 용융 및 압착이 이루어지는 것이다.

이때, 상기와 같은 가열압착공정은 1차가압과 2차가압 및 3차가압에 의한 단계적 가열압착공정으로 진행되는 것인데, 상기의 기초시트(1)는 폴리머 성분의 바인더에 열이 전달되면서 유연화와 동시에 용융이 일어나게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 1차가압, 2차가압, 3차가압은 가열온도 130~200℃, 압력 150~200MPa에 의해 50~300초간 각기 이루어지는 것으로서 2,3차가압은 1차보다 높은 압력을 통해 기초시트(1)를 가압함에 따라 기초시트(1)에 대한 압축으로 인해 기초시트(1) 내의 공극이 제거되는 것은 물론 바인더에 대한 압축 및 기초시트(1) 내의 연자성 분말에 대한 밀도가 증대되는 효과를 얻을 수 있는 것이다. 특히, 상기와 같은 2차가압 과정에서 비로소 기초시트(1)에 대한 현저한 압축이 이루어지게 되는데 상기의 1차가압을 통해 유연화 및 용융되기 시작한 상태의 기초시트(1)는 상기의 2차가압에 의해 압축과 동시에 기초시트(1) 상호 간의 융착이 이루어지게 되는 것이다.

여기서, 상기와 같은 기초시트(1)의 중첩량에 따라 가압공정에 필요한 온도와 압력 및 시간은 무수한 실험을 통해 얻어진 고유의 설정치로서, 가열온도가 낮거나 높으면 기초시트(1)가 대한 퍼짐이나 융착 불능 상태가 이루어지고, 압력이 낮거나 높은 경우에는 기초시트(1)에 대한 두께의 확보가 어렵거나 눌려 퍼지는 결과를 얻는 것이며, 가압 시간이 늦거나 빠른 경우에는 기초시트(1)가 타버리거나 충분한 압축 및 융착이 이루어지지 못하는 문제점을 갖고 있는 것이다.

이때, 상기의 가열온도와 압력 및 시간은 보통의 초박형 전자기기 내에 내장되는 복합 자성 시트의 두께(대략 0.02~0.5mm)를 기준으로 만들어진 것이다.

또한, 상기와 같이 많은 량의 기초시트(1)가 극히 얇은 두께로 압축되는 것은 공극의 제거와 바인더의 압축 및 연자성 분말에 대한 재배열에 의한 것이 주된 원인이기도 하지만, 기초시트의 생산과정에서의 불규칙한 표면을 평탄화시키는 작업에 의한 결과물일 것이다. 즉, 본래의 기초시트는 코팅 도포 방식을 통해 제작되기 때문에 표면을 확대하여보면 연자성 분말로 인해 매우 거친 표면을 갖고 있는 것인데 이와 같은 거친 표면은 기초시트의 두께를 두껍게 하는 요인으로 작용할 것인바 본 발명에서의 가열 압착을 통해 표면으로 돌출되어 있던 연자성 분말들은 모두 고도의 압력에 의해 평탄면을 형성하면서 정렬될 것이므로 적층된 기초시트 들이 갖고 있던 불규칙한 표면이 모두 정렬 및 밀착과 융착되면서 현저한 두께의 감소가 일어날 수 있는 것이다.

이 때문에 본 발명의 고밀도 복합 자성 시트는 상,하 표면이 매우 매끄러우면서도 균일한 두께를 갖고 제작될 수 있어 시트 전체적으로 고른 투자율과 감쇄 특성을 확보할 수 있는 것이다.

또한, 이들 1차가압과 2차가압 및 3차가압의 구분은 압착틀(5)에 작용하는 압력을 일시적으로 해제하는 것으로 이루어질 수 있는 것인데, 1초 내지 2초간 일시적으로 상승 또는 하강시켜 압착틀(5)에 작용하는 압력을 제거하는 것이고, 용융되는 기초시트(1)가 넓게 퍼지는 문제점을 극복할 수 있는 것으로 지속적인 가열과 가압시 기초시트(1)는 압축되는 것이 아니라 압착되면서 넓게 퍼지는 경향을 갖고 있으므로 탄성 복원력을 갖는 폴리머 성분의 바인더에 대한 특성을 살려 상기와 같은 펌핑구간을 적용함에 따라 바인더는 퍼지지 않고 기초시트(1)가 압축되는 동시에 바인더 내의 연자성 분말은 수직방향으로만 압축되며 고밀도의 단면을 형성하게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 가열압착공정에서 곧바로 냉각압착공정을 수행하게 되는 것인데, 상기의 가열압착공정을 통해 압축 및 융착된 상태의 기초시트(1)들은 폴리머 성분의 바인더가 갖고 있는 탄성 복원력으로 인해 가열압착공정에서 만들어진 두께 이상으로 복원되려 할 것이다.

따라서, 이들 융착 상태의 기초시트(1)에 대한 탄력 복원이 이루어지기 전에 평판 형태로 된 냉각판의 사이에 압착틀(5)을 투입하고 -5℃~10℃의 냉각온도와 150~200MPa의 압력으로 상기의 압착틀(5)을 가압하게 되면 바인더가 압축된 상태에서 그대로 경화되기 때문에 바인더에 대한 정형과 연자성 분말에 대한 정렬이 이루어지면서 본래의 설계된 두께를 그대로 유지할 수 있음은 물론 연자성 분말은 매우 높은 밀도를 갖고 단면을 형성하게 되는 것이다.

이에, 도 10의 도시와 같이 저밀도의 기초시트(1)를 중첩하여서 이들에 고온의 열기와 높은 압력을 부여하여 상호 간의 융착과 압착이 이루어지도록 함에 따라 이들 기초시트(1)들은 본래의 기초시트(1)가 갖고 있는 두께를 유지하면서도 고밀도의 연자성 분말을 포함하고 있는 고밀도 복합 자성 시트로서 완성될 수 있는 것이다.

따라서, 상기 가열판과 냉각판이 다단일 경우에는 한번에 생산될 수 있는 복합 자성 시트(9)는 최소 25개에서 최대 50개까지 가능할 것이다.

이에 따라 상기와 같은 고밀도 복합 자성 시트(9)는 기존의 복합 자성 시트와 동일 내지는 유사한 두께를 갖고 있으면서도 단면적당 최대 2 내지 5배의 연자성 분말을 포함하고 있기 때문에 그에 상응하는 투자율의 상승을 기대할 수 있음은 물론 그에 따른 전자파 등의 감쇄 특성이 비약적으로 상승함을 알 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1 : 기초시트 2 : 내열성 이형필름
3 : 중첩시트 4 : 이형포켓
5 : 압착틀 6 : 분할압착판
9 : 복합 자성 시트

Claims (9)

1. 연자성 분말이 바인더와 함께 혼합되어진 자성물질을 내열성 이형필름 상에 도포하여 경화시키고, 경화된 자성물질로부터 내열성 이형필름을 제거하여 만들어지는 기초시트 생산공정과;
   상기의 기초시트를 2~30장 겹쳐지도록 하는 기초시트 중첩공정과;
   기초시트가 겹쳐져 만들어진 중첩시트를 내열성 이형필름으로 만들어진 이형포켓 내에 삽입하는 중첩시트 삽지공정과;
   중첩시트가 삽입된 이형포켓을 압착틀 내에 삽입하는 압착틀 작업공정과;
   상기의 중첩시트를 갖는 압착틀을 가열 압착하여 내부의 기초시트가 서로 가압 융착되게 하되, 압착틀에 대하여 가열온도는 130~200℃이고 압력은 150~200MPa으로서 50~300초 동안 압착하며, 압착틀에 대한 가압을 1차, 2차, 3차에 나누어 순차적으로 가압하여 기초시트에 대한 상호 간의 융착과 상기 기초시트의 두께에 대한 치수성형이 이루어지도록 한 가열압착공정과;
   가열압착공정이 이루어진 압착틀을 냉각 압착하여 가압 융착된 기초시트에 대한 정렬 및 정형이 되도록 하는 냉각압착공정과;
   냉각압착공정이 이루어진 압착틀로부터 분리된 이형포켓과 그 이형포켓의 내부로부터 가압 성형된 단일 개체의 시트를 취출하는 복합 자성 시트 취출공정;을 순차적으로 수행하여 이루어지는 고밀도로 압축 성형된 복합 자성 시트의 제조방법에 있어서,
   상기 압착틀은 상부금속과 하부금속으로 구분 형성되어 이들 금속의 사이에 중첩시트가 내재된 이형포켓이 5~10개가 상,하로 적층되게 하되, 상기의 이형포켓의 사이사이마다에는 별도의 분할압착판이 위치하도록 하여, 이들 다수의 이형포켓을 일시에 가압 성형하여 복합 자성 시트를 대량으로 생산할 수 있도록 함을 특징으로 하는 고밀도로 압축 성형된 복합 자성 시트의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가열압착공정에서의 1차 가압과 2차 가압 및 3차 가압의 사이에는 1~2초간 압력틀에 대한 압력이 해제되게 한 펌핑구간을 설정하도록 함을 특징으로 하는 고밀도로 압축 성형된 복합 자성 시트의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각압착공정은, 압착틀에 대하여 -5~10℃의 온도와 150~200MPa의 압력으로 이루어지도록 함을 특징으로 하는 고밀도로 압축 성형된 복합 자성 시트의 제조방법.
   
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