KR101458839B1 - 근방계용 전파 흡수 시트 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

GHz 대역을 포함하여 광대역에 걸쳐서 허수부 투자율 μ"의 분포가 얻어지는 근방계용 전파 흡수 시트를 제공한다.
본 발명의 근방계용 전파 흡수 시트는 편평상의 연자성 금속 분말과, 페라이트 분말과, 수지를 포함하고, 상기 편평상의 연자성 금속 분말이 수평 배향하고 있어, 상기 편평상의 연자성 금속 분말의 사이에 상기 페라이트가 산재하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

근방계용 전파 흡수 시트 및 그의 제조방법{Electric wave absorption sheet for near-field and manufacturing method thereof}

본 발명은 전자기기나 통신기기에 있어서 여분의 방사전파를 억제하기 위해 사용되는 근방계용 전파 흡수 시트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

근년, 전자기기나 통신기기의 소형화·경량화에 수반하여, 전자회로에 장착되는 부품의 실장밀도도 높아지고 있다. 그 때문에, 전자부품으로부터 방사되는 전파에 기인해서, 전자부품들간 또는 전자회로들간에 있어서 전파 간섭이 생기는 것에 기인하는 전자기기 등의 오동작이 문제가 된다.

이 문제를 방지하기 위해, 여분의 방사 전파를 열로 변환하는 근방계용 전파 흡수 시트가 전자기기 등에 실장되어 있다. 이 전파 흡수 시트는 두께가 0.1~2mm이기 때문에, 전자부품이나 전자회로 근방에 삽입하는 것이 가능하고, 가공이 용이하고 형상 자유도도 높다. 그 때문에, 전파 흡수 시트는 전자기기 등의 소형화·경량화에 적응하는 것이 가능하고, 전자기기 등의 노이즈 대책 부품으로서 광범위하게 이용되고 있다.

전형적인 전파 흡수 시트는 편평상으로 가공된 연자성 금속 분말과 수지로 이루어지며, 연자성 금속 분말의 자기 손실에 의해 전파를 열로 변환하는 구조이다. 따라서, 전파 흡수 시트의 전파 흡수 성능은 연자성 금속 분말의 투자율에 의존한다. 일반적으로 투자율은 실부 투자율 μ'와 허수부 투자율 μ"를 이용해서 복소 투자율 μ = μ' - j·μ" 로 표시되지만, 전파 흡수 시트와 같은 자기 손실을 이용하는 경우에는 허수부 투자율 μ"가 중요하게 된다. 즉, 흡수하고 싶은 전파 노이즈의 주파수 대역에 걸쳐서, 허수부 투자율 μ"가 분포하는 것이 중요하다. 이하, 본 명세서에서는 주파수에 대한 허수부 투자율 μ"의 분포를 「μ" 분산」이라 칭한다.

자기 손실은 히스테리시스 손실, 과전류 손실 및 잔류 손실의 3개로 이루어지나, 전파 흡수 시트에 의해 억제하려 하는 듯한 전파 노이즈는 1MHz~1GHz 정도의 고주파대역에 있고, 그 대역에서의 자기 손실은 과전류 손실 및 잔류 손실이 지배적이다. 또, 잔류 손실로서는 주로 자기 공명이 중요하다.

특허문헌 1에는 편평상으로 가공된 단일 조성의 연자성 금속 분말과 수지로 이루어지고, 연자성 금속 분말의 비표면적을 소정치 이상이 되도록 가공하는 것에 의해, 고주파측에서 새로운 자기 공명이 출현하고, 단일 조성이더라도 μ" 분산이 광대역에서 얻어지는 기술이 기재되어 있다.

특허문헌 2로서, 산화물 연자성 재료인 육방정 페라이트를 사용한 전파 흡수 시트도 알려져 있다. 육방정 페라이트에는 GHz 대역에서 자기 공명을 나타내는 재료가 많고, 구성원소의 일부를 타원소로 치환하는 것으로 공명 주파수를 제어할 수 있기 때문에 GHz 대역의 전파를 흡수하는 전파흡수체로서 적당하다.

μ" 분산을 광대역에서 얻기 위해 복수 종의 자성 재료를 조합한 전파 흡수 시트로서는 복수 종의 연자성 금속 분말을 혼합한 것(특허문헌 3), 복수 종의 육방정 페라이트를 혼합한 것(특허문헌 4), 연자성 금속 분말의 표면을 페라이트 층으로 코팅한 것(특허문헌 5)이 알려져 있다.

(0001) [특허문헌 1] 특개2001-210510호 공보 (0002) [특허문헌 2] 특개2006-137653호 공보 (0003) [특허문헌 3] 특개2004-111956호 공보 (0004) [특허문헌 4] 특개평11-354972호 공보 (0005) [특허문헌 5] 특개2001-060791호 공보

근년, 전자 기기 등의 고성능화는 급속히 진전되고 있고, 사용하는 주파수는 점점 높아지는 경향에 있다. 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터에서는 한층 더 고속화가 요구되고, CPU의 구동 주파수는 GHz대에 달하게 하려 하고 있다. 이러한 전자 기기 등의 다기능화나 융합이 진행되는 한편으로, 전자 기기 등으로부터 방사되는 여분의 전파의 주파수도 높아지고, 그 방사 전파에 의한 기능 간섭이나 오동작도 종래보다 증가하여 염려된다. 또, 전자회로에는 다양한 전자부품이 고밀도로 실장되어 있어, 다양한 주파수의 여분의 전파가 방사되기 때문에, 좁은 주파수 대역에서 기능하는 전파 흡수 시트로는 대응할 수 없게 되어 있다. 그 때문에, μ" 분산이 GHz대역을 포함하여 광대역에서 얻어지는 전파 흡수 시트의 개발이 요구되고 있다.

그러나 특허문헌 1의 기술에서는 단일 조성의 연자성 금속 분말을 사용하고 있어, 비교적 광대역에서 μ" 분산이 얻어진다고는 하지만, 특히 GHz대역에서의 μ" 분산이 불충분하다.

특허문헌 2의 육방정 페라이트는 합금자성체와는 달라서 전기저항이 대단히 높기 때문에, 과전류에 의한 자기 손실은 거의 예상할 수 없다. 그 때문에, 육방정 페라이트를 사용한 전파 흡수 시트의 μ" 분산은 자기 공명에 의한 것뿐이기 때문에, GHz대라고 하더라도 비교적 좁은 대역이 된다.

특허문헌 3은 복수 종의 연자성 금속 분말을 혼합했다고 하더라도 GHz 대역에서의 μ" 분산이 불충분한 것은 특허문헌 1과 동양이다. 특허문헌 4는 복수 종의 육방정 페라이트를 혼합했다 하더라도 하나하나의 재료에 기인하는 μ" 분산의 피크는 좁기 때문에, 폭 넓은 주파수 대역에서 μ" 분산을 얻기 위해서는 공명주파수가 다른 다수의 재료를 조합시키지 않으면 안 되어, 효율적이지 않다.

특허문헌 5는 연자성 금속 분말의 표면에 도금법으로 페라이트층을 성장시키는 것으로, 양산 기술이 확립되어 있지 않기 때문에 소량밖에 합성할 수 없다. 또, 육방정 페라이트의 자기 공명 주파수는 부분적인 원소 치환에 의해 제어하는 것이 가능하지만, 이러한 도금법으로 원소 치환을 제어하는 것과 같은 기술은 확립되어 있지 않다.

이상과 같이, 종래 기술에서는 μ" 분산이 GHz 대역을 포함하여 광대역에서 얻어지는 전파 흡수 시트는 실용적으로는 얻어지고 있지 않다.

여기서 본 발명은 상기 과제에 비추어, GHz 대역을 포함하여 광대역에 걸쳐서 허수부 투자율 μ"의 분포가 얻어지는 근방계용 전파 흡수 시트 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명자가 예의 검토한 결과, 비교적 광대역에서 μ" 분산을 얻는 것이 가능한 편평상의 연자성 금속 분말 사이에, 이 연자성 금속 분말의 자기 공명보다도 높은 GHz 대역의 주파수로 자기 공명을 나타내는 페라이트 분말이 산재하는 구조를 가지는 전파 흡수 시트에 의하면, GHz 대역을 포함하여 광대역에 걸쳐 μ" 분산을 얻는 것이 가능한 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명의 근방계용 전파 흡수 시트는 편평상의 연자성 금속 분말과, 페라이트 분말과, 수지를 포함하며, 상기 편평상의 연자성 금속 분말이 수평 배향하고 있어, 편평상의 연자성 금속 분말 사이에 상기 페라이트 분말이 산재하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

이 근방계용 전파 흡수 시트에 있어서, 페라이트 분말은 마그네토플럼바이트 (magnetoplumbite)형 또는 페록스플라나(ferroxplana)형의 육방정 페라이트 분말인 것이 바람직하다. 또한, 편평상의 연자성 금속 분말은 이 분말간의 절연을 목적으로 한 자기 산화 피막을 가지고 있지 않은 것이 바람직하다.

본 발명의 근방계용 전파 흡수 시트의 제조방법은 편평상의 연자성 금속 분말과, 페라이트 분말과, 수지와, 유기 용매를 혼합해서 슬러리를 제조하는 공정과, 이 슬러리를 닥터블레이드법에 의해 시트상의 성형체로 가공하는 공정과, 이 성형체를 상기 수지의 연화점 이상의 온도하에서 프레스하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.

이 제조방법에 있어서, 상기 페라이트 분말은 마그네토플럼바이트형 또는 페록스플라나형의 육방정 페라이트 분말인 것이 바람직하다. 또 상기 편평상의 연자성 금속분말은 분말간의 절연을 목적으로 한 산화 처리를 하지 않은 것이 바람직하다.

본 발명의 근방계용 전파 흡수 시트는 GHz대역을 포함하여 광대역에 걸쳐서 허수부 투자율 μ"의 분포가 얻어질 수 있다. 또 본 발명의 근방계용 전파 흡수 시트의 제조방법에 의하면, GHz대역을 포함하여 광대역에 걸쳐서 허수부 투자율 μ"의 분포가 얻어질 수 있는 근방계용 전파 흡수 시트를 제조할 수 있다.

도 1은 실시예 2에서 제작한 본 발명의 일 실시 형태에 의한 근방계용 전파 흡수 시트의 단면 구조를 나타내는 SEM 사진이다.
도 2는 비교예 1에서 제작한 근방계용 전파 흡수 시트의 단면구조를 나타내는 SEM 사진이다.
도 3은 비교예 1, 실시예 1~3에 있어서 허수부 투자율 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 비교예 2, 실시예 4~6에 있어서 허수부 투자율 특성을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 근방계용 전파 흡수 시트 및 그의 제조방법의 실시 형태에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 근방계용 전파 흡수 시트(이하, 단순히 '전파 흡수 시트'라 한다.)는 편평상의 연자성 금속 분말과, 페라이트 분말과, 수지를 포함한다. 그리고 본 실시 형태는 편평상의 연자성 금속 분말이 수평 배향하고 있어, 이 편평상의 연자성 금속 분말 사이에 페라이트 분말이 산재하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

이러한 구조의 예를 도 1에 나타낸다. 도 1에 있어서, 좌우로 늘어진 편평상의 물질이 연자성 금속 분말이고, 서로 수평 배향하고 있는 것을 알 수 있다. 또 이 연자성 금속 사이에 산재하고 있는 물질이 페라이트 분말이다.

편평상의 연자성 금속 분말은 비교적 광대역에서 μ" 분산을 생기게 한다. 한편, 페라이트 분말은 연자성 금속 분말의 자기 공명보다도 높은 GHz대역의 주파수에서 자기 공명을 나타낸다. 따라서, 이들 재료를 복합하는 것에 의해, GHz 대역을 포함하여 광대역에 걸쳐서 μ" 분산을 얻을 수 있다.

또한, 특허문헌 5와 같이 연자성 금속 분말에 페라이트를 코팅하면, 전파 흡수 시트의 절곡 등을 실시한 때에, 페라이트가 갈라져 버릴 우려가 있다. 또한, 페라이트는 연자성 금속 분말에 비해 포화 자화가 반분 이하이고, 연자성 금속 분말을 페라이트로 덮으면, 단위 체적당 연자성 금속 분말의 비율이 상대적으로 저하하고, 그에 수반하는 전파 흡수 시트의 평균적인 포화 자화, 즉 방사전파의 차폐 비율이 저하해 버린다. 한편, 본 발명과 같이, 편평상의 연자성 금속 분말보다도 작은 페라이트 분말이 편평상의 연자성 금속 분말의 근방에 분포하는 경우, 연자성 금속 분말과 페라이트 분말에 의한 국소적인 자기 결합이 생기고, 이것이 μ"의 주파수 분산을 생기게 한다.

본 실시 형태의 전파 흡수 시트의 바람직한 태양을 제조방법의 설명과 함께 제시한다.

본 실시 형태의 전파 흡수 시트의 제조방법으로서, 우선은 편평상의 연자성 금속 분말과, 페라이트 분말과, 수지와, 유기용매를 혼합해서 슬러리를 제조한다.

편평상의 연자성 금속 분말의 조성은 특히 한정되지 않고, Fe-Si계, Fe-Al-Si계, Fe-Ni계, Fe-Co계, Fe기 아몰퍼스계, Co기 아몰퍼스계 등의 연자성 금속을 사용하는 것이 가능하다. 편평상의 연자성 금속 분말이 생기게 하는 μ" 분산으로서는 MHz대역을 중심으로 GHz대역의 일부에까지 연장해 있는 것이나, 주로 GHz 대역에 위치하는 것을 들 수 있다. 이러한 재료의 선정 기준으로서는 포화 자화가 가능한 한 높은 재료를 선정하는 것이 포인트이다.

편평상의 분말은 구형에 가까운 원료 분말을 기계적으로 가공하는 것에 의해 제작하는 것이 가능하다. 원료 분말은 구형인 것이 바람직하고, 일반적인 분말 합성 방법인 가스 아토마이즈 또는 물 아토마이즈에 의해 얻어질 수 있다. 원료 분말의 평균 입경은 10~100㎛로 하는 것이 바람직하다. 편평상의 분말 면내의 반자계의 영향이 무시될 수 있도록 하기 위해, 편평상의 분말의 애스펙트비는 10 이상으로 하는 것이 바람직한바, 원료 분말의 평균 입경이 10㎛ 미만인 경우 애스펙트비가 큰 편평상의 분말이 얻어지기 어려우며, 원료 분말의 평균 입경이 100㎛를 초과하는 경우, 편평 가공에 장시간이 소요되어서 비효율적으로 되기 때문이다. 편평상의 분말의 애스펙트비는 클수록 바람직하지만, 10 이상에서는 분말 면내의 반자계 감소 효과가 포화한다. 편평 가공에 대해서는 볼밀(ball mill), 어트라이터(attritor), 스탬프 밀(stamp mill) 등의 기계 가공으로 실시할 수 있다.

또, 본 명세서에 있어서 '평균 입경'은 레이저 회절·산랍법으로 구한 입도 분포에 있어서의 적산치 50%에서의 입경(50% 누적입경: D50)을 의미한다. 또한, '애스펙트비'는 SEM에서 관찰한 때의, 편평상의 연자성 금속 분말의 길이/두께의 비의 값을, 시야 중의 10개의 분말에 대해서 평균한 값을 의미하는 것으로 한다. 본 실시형태에서는, SEM에서 관찰한 때의 시야 중의 10개의 편평상의 연자성 금속 분말의 길이 평균은 30~70㎛ 정도, 두께 평균은 1~2㎛ 정도가 된다. 연자성 금속 분말은 전기 저항이 낮기 때문에, GHz대역에서의 스킨뎁스(skin depth)(전파의 침투 깊이)를 고려하면, 연자성 금속 분말의 두께는 2㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 편평 가공에 의해 분말에는 잔류 응력이 생기기 때문에, 그에 의한 투자율의 저하를 방지하기 위해, 편평 가공 후에 연자성 금속 분말에 대해서 불활성 분위기 중에서 소둔 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 소둔 조건은 예를 들면 300~700℃, 1~5시간으로 할 수 있다.

페라이트 분말의 결정계나 조성은 특히 한정되지 않고, 스피넬 페라이트, 육방정 페라이트, 가넷 페라이트 등을 사용할 수 있다. GHz대역에서의 μ" 분산의 광대역화를 고려하면, GHz 대역에서 자기공명을 나타내는, 육방정 페라이트 분말을 이용하는 것이 바람직하다.

육방정 페라이트는 크게 구별한다면 마그네토플럼바이트형 또는 페록스플라나형으로 분류할 수 있고, 본 실시 형태에 있어서는 어느 타입의 육방정 페라이트를 사용하여도 괜찮다. 마그네토플럼바이트형은 MFe₁₂O₁₉(M=Ba, Sr, Pb)의 조성식으로 표시된다. Fe 사이트의 일부를 Co, Ti, Mn 등의 원소에 의해 치환하는 것으로 GHz대역에서 자기 공명이 나타나는 것이 알려져 있고, 그 공명 주파수는 치환 원소, 치환량에 의해 제어한다. 페록스플라나형은 일반적으로 W, X, Y, Z 및 U형으로 분류되지만, 합성의 용이성에서 고려하면 Y형 및 Z형이 바람직하다. Y형은 Ba₂Me₂Fe₁₂O₂₂로 표현되고, Me를 Zn, Co, Mn 등에서 선택하면 GHz 대역에서 자기 공명이 발현된다. 또, Z형은 Ba₃Me₂Fe₂₄O₄₁로 표현되고, Me를 Co, Cu, Zn 등에서 선택하면 GHz 대역에서 자기 공명이 발현된다.

이상과 같이, 페라이트는 결정계나 조성을 고려하면 수많은 조합이 고려될 수 있지만, 본 실시 형태에 있어서는 특히 결정형이나 조성을 한정하는 것은 아니며, 목표로 하는 공명 주파수가 얻어질 수 있는 임의의 페라이트를 이용할 수 있다.

페라이트 분말의 제작방법은 이하와 같다. 원하는 조성이 되도록 원료를 칭량하고, 습식 볼밀을 이용하여 혼합한다. 이어서 건조한 볼밀 분말을 일축 프레스 성형하여 그린체 제작을 하고, 대기 중에서 900~1300℃의 온도 범위에서 1~10시간 소성을 실시한다. 얻어진 페라이트 소결체를 볼밀 또는 제트밀 가공으로, 평균 입경 0.1~3㎛로 분쇄한다. 평균 입경의 정의는 이미 기술한 대로이다.

또, 페라이트 분말의 평균 입경은 현실적으로 제조할 수 있는 분쇄 최소 입경을 고려하여, 0.1㎛를 하한으로 하고 있으나, 그 외의 양산적인 수법에 의해 0.1㎛보다도 더 세밀하게 분쇄하는 것이 가능하다면, 0.1㎛ 미만이어도 상관없다. 한편, 페라이트 분말의 평균 입경은 최대로 바람직하게는 3㎛, 보다 바람직하게는 1㎛이다. 페라이트 분말의 평균 입경이 3㎛를 초과하면 편평상의 연자성 금속 분말과의 복합 시트를 제작한 때에, 복합 시트 중에 충전할 수 있는 연자성 금속 분말의 비율이 적어지게 되고, 편평상의 연자성 금속 분말의 배향도가 저하한다고 하는 장애가 생긴다.

또, 상기에서는 부정형의 육방정 페라이트 분말의 합성 방법에 대해서 기술했지만, 그 외 수열(水熱) 합성법 등을 사용하여 제작한 귀갑(龜甲)상의 육방정 페라이트 분말도 사용할 수 있다.

수지는 결합제, 가소성의 부여 및 연자성 분말끼리의 절연 격리라고 하는 기능이 있다. 수지로서는 에폭시 수지, 페놀 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리부티랄 수지 등을 들 수 있으며, 수지 재료의 선정에 대해서는 목적에 따라서 적의 선택하면 된다. 또, 유기 용매로서는 특히 한정되지 않으며, 톨루엔, 초산부틸, 초산에틸 등을 사용할 수 있다. 유기 용매는 후속 공정에서 증발하고, 전파 흡수 시트에는 포함되지 않는다.

본 실시 형태의 전파 흡수 시트를 구성하는 재료의 비율로서는, 체적비로서 편평상의 연자성 금속 분말 30~70%, 페라이트 분말 10~50%, 수지 10~30%로 하는 것이 바람직하다. 편평상의 연자성 금속 분말의 배합비가 적은 경우에는 그의 자기 손실에 기인하는 μ" 분산이 충분하게 얻어지지 않고, 배합비가 많아지면, 육방정 페라이트 분말의 자기 손실에 기인하는 μ" 분산이 얻어질 수 없게 된다. 또, 수지의 배합비가 적은 경우에는 전파 흡수 시트의 가소성이 손실되어 버린다. 수지의 배합비가 많은 경우에는 전파 흡수 시트 성형시에, 편평상의 연자성 금속 분말이 수평으로 배향하지 않게 되는 것에 더하여, 전파 흡수 시트로서 기능하기 위해 필요한 μ" 값을 만족할 수 없게 된다.

다음으로, 슬러리를 닥터블레이드법에 의해 시트상으로 성형·건조해서, 성형체를 제작한다. 이때의 전단응력에 의해 편평상의 연자성 금속 편평 분말이 서로 수평 방향으로 배향하고, 또, 편평상의 연자성 금속 분말 사이에 페라이트 분말이 산재하는 구조를 얻는 것이 가능하다.

시트상의 성형체는 편평상의 연자성 금속 분말의 배향성을 높이기 때문에, 수지의 연화점 이상(예를 들면 50~100℃ 정도)으로 가열한 상태에서 프레스를 실시하는 것이 바람직하다. 얻어지는 전파 흡수 시트의 두께는 0.05~2mm 정도로 할 수 있다.

이상의 공정에 의해, 본 실시 형태의 전파 흡수 시트를 제작하는 것이 가능하다. 여기서 본 실시 형태에서는 편평상의 연자성 금속 분말 사이에 페라이트 분말이 산재하는 구조가 형성될 수 있다. 이 구조는 연자성 금속 분말의 절연성을 높이는 효과도 있는 점에서 바람직하다. 일반적으로 전파 흡수 시트에 있어서, 연자성 금속 분말끼리의 접촉에 의해 자기 열화를 방지하기 위한 절연 처리로서, 연자성 금속 분말의 편평가공 후에 산화 처리를 하여, 분말 표면에 자기 산화 피막을 형성한다. 이 때문에, 산화에 의해 자성상(磁性相)의 체적이 감소하기 때문에, μ" 값을 낮추는 요인이 된다. 여기서 페라이트, 특히 육방정 페라이트는 포화 자화와 고저항을 가진다. 본 실시 형태에서는 이 페라이트 분말이 연자성 금속 분말 사이에 분포해서, 편평상의 연자성 금속 분말끼리의 접촉을 억제할 수 있다.

그 때문에, 본 실시 형태에서는 상기와 같은 산화처리를 하지 않고, 표면에 자기 산화 피막을 가지지 않는 편평상의 연자성 금속 분말을 원료로 해서 슬러리를 제조할 수 있다. 따라서 연자성 금속 분말의 산화처리에 의한 μ" 값의 저감이 없다.

실시예

[비교예 1]

가스아토마이즈에 의해 얻어진 평균 입경 50㎛의 Fe - 3질량% Si 분말을 어트라이터에서 편평가공하고, 평균 두께 0.5㎛, 애스펙트비 42로 했다. 그 후 잔류 응력을 제거하기 위해, Ar 분위기 중에서 550℃, 5시간의 소둔 처리를 했다. 이어서 상기 분말 표면에 자기 산화 피막을 형성하기 위해, 대기 중에서 60℃, 8시간의 산화처리를 했다. 이 편평상의 분말, 폴리부티랄 수지(연화점: 약 70℃, 이하 'PVB'라 한다.), 및 초산부틸을 혼합해서 슬러리를 제조했다. 편평상의 Fe - 3질량% Si 분말과 PVB의 체적비는 표 1에 나타내었다. 이 슬러리를 닥터블레이드법에 의해 시트 상의 성형체로 가공하고, 85℃하에서 프레스하여 두께 1mm의 전파 흡수 시트를 제작했다.

[실시예 1~3]

자기 산화 피막의 형성을 실시하지 않은 것 이외에는 비교예 1과 동일한 형태로 해서 편평상의 Fe - 3질량% Si 분말을 제작했다. 또, 이하의 순서로 페록스플라나형의 육방정 페라이트로서 Z형 페라이트 Ba₃Co₂Fe₂₄O₄₁ 분말(평균 입경: 0.5㎛, 공명 주파수: 4GHz)를 제작했다. 우선, 상기 조성으로 되도록 원료를 칭량하고, 습식 볼밀로 혼합했다. 이어서, 건조한 볼밀 분말을 일축 프레스 성형해서 그린체의 제작을 하고, 대기 중에서 1300℃, 5시간의 소성을 실시했다. 얻어진 소결체를 볼밀 가공에 의해 분쇄했다.

이들 2종류의 분말, PVB, 및 초산부틸을 혼합해서 슬러리를 제조했다. 편평상의 Fe - 3질량% Si 분말, Z형 페라이트 Ba₃Co₂Fe₂₄O₄₁ 분말, 및 PVB의 체적비는 표1에 나타내었다. 이 슬러리를 닥터블레이트법에 의해 시트상이 성형체로 가공하고, 85℃하에서 프레스하여 두께 1mm의 전파 흡수 시트를 제작했다.

비교예 1 및 실시예 1~3에서 제작한 전파흡수 시트에 대해서, 단면 구조를 주사형 전자현미경(SEM)으로 관찰했다. 대표예로서 실시예 2의 SEM 사진(1만배)을 도 1에, 비교예 1의 SEM 사진(5천배)을 도 2에 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 좌우로 늘어져 서로 수평 배향하고 있는 편평상의 Fe - 3질량% Si 분말의 사이에, Z형 페라이트 Ba₃Co₂Fe₂₄O₄₁ 분말이 산재하고 있는 구조가 관찰되었다. 다른 실시예도 동양의 구조를 가지고 있었다. 한편, 도 2에 나타낸 바와 같이, 비교예 1에서는 좌우로 늘어져 상호 수평배향하고 있는 편평상의 Fe - 3질량% Si 분말이 관찰되고, 서로 접촉하고 있는 분말도 있었다.

또, 비교예 1 및 실시예 1~3에서 제작한 전파 흡수 시트에 대해서, 네트워크애널라이저를 이용한 S파라미터법에 의해 투자율 특성을 측정했다. 도 3에, 각 전파 흡수 시트의 주파수와 허수부 투자율 μ"와의 관계를 나타낸다. 자성 재료로서 편평상의 Fe - 3질량% Si 분말만을 포함하는 비교예 1에서는 0.4GHz를 초과하면 μ"의 급감이 보인다. 한편, 자성 재료로서 편평상의 Fe - 3질량% Si 분말과 Ba₃Co₂Fe₂₄O₄₁ 분말을 포함하는 실시예 1~3에서는 0.4GHz를 초과하면 μ"의 감소가 약간 보이나, 0.7GHz부터 다시 Ba₃Co₂Fe₂₄O₄₁ 분말의 자기 공명에 기인하는 μ"의 증대가 보였다. 이렇게 본 발명에 따른 전파 흡수 시트에서는 GHz 대역을 포함하여 광대역에 걸쳐서 허수부 투자율 μ"의 분포가 얻어졌다.

[비교예 2]

가스아토마이즈에 의해 얻어진 평균 입경 50㎛의 Fe₄₈Co₅₀V₂ 분말을 어트라이터에서 편평가공하여, 평균 두께 0.5㎛, 애스팩트비 45로 했다. 그 후, 잔류 응력을 제거하기 위해, Ar 분위기 중에서 600℃, 5시간의 소둔 처리를 실시했다. 다음으로, 상기 분말 표면에 자기 산화 피막을 형성하기 위해, 대기 중에서 60℃, 8시간의 산화처리를 실시했다. 이 편평상의 분말, PVB, 및 초산부틸을 혼합해서 슬러리를 제조했다. 편평상의 Fe₄₈Co₅₀V₂ 분말과 PVB의 체적비는 표2에 나타냈다. 이 슬러리를 닥터블레이트법에 의해 시트상의 성형체로 가공하고, 85℃하에서 프레스하여 두께 1mm의 전파 흡수 시트를 제작했다.

[실시예 4~6]

자기 산화 피막의 형성을 실시하지 않은 것 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여 편평상의 Fe₄₈Co₅₀V₂ 분말을 제작했다. 또, 이하의 순서로 마그네토플럼바이트형의 육방정 페라이트로서 Ba(CoTi)_1.25Fe_{9 .5}O₁₉ 분말(평균 입경: 0.5㎛, 공명주파수: 10GHz)을 제작했다. 우선, 상기 조성으로 되도록 원료를 칭량하고, 혼식 볼밀로 혼합했다. 이어서, 건조한 볼밀 분말을 일축 프레스 성형하여 그린체의 제작을 하고, 대기 중에서 1100℃, 5시간 소성했다. 얻어진 소결체를 볼밀 가공하여 분쇄했다.

이들 2종류의 분말, PVB 및 초산부틸을 혼합해서 슬러리를 만들었다. 편평상의 Fe₄₈Co₅₀V₂ 분말, Ba(CoTi)_1.25Fe_{9 .5}O₁₉ 분말 및 PVB의 체적비는 2로 했다. 이 슬러리를 닥터블레이드법에 의해 시트상의 성형체로 가공하고, 85℃하에서 프레스하여 두께 1mm의 전파 흡수 시트를 제작했다.

비교예 2 및 실시예 4~6에서 제작한 전파 흡수 시트에 대해서, 단면구조를 주사형 전자현미경(SEM)에서 관찰했다. 실시예 4~6에서는 도 1과 동양의 구조가 관찰되고, 비교예 2에서는 도 2와 동양의 구조가 관찰되었다.

또한, 비교예 2 및 실시예 4~6에서 제작한 전파 흡수 시트에 대해서, 네트워크애널라이저를 이용한 S파라미터법에 의해 투자율 특성을 측정했다. 도 4에 각 전파 흡수 시트의 주파수와 허수부 투자율 μ"와의 관계를 나타낸다. 자성 재료로서 편평상의 Fe₄₈Co₅₀V₂ 분말만을 포함하는 비교예 2에서는 4GHz를 초과하면 μ"의 급감이 보인다. 한편, 자성 재료로서 편평상의 Fe₄₈Co₅₀V₂ 분말과 Ba(CoTi)_1.25Fe_{9 .5}O₁₉ 분말을 포함하는 실시예 4~6에서는 4GHz를 초과하면 μ"의 감소가 약간 보이지만, 6GHz부터 다시 Ba(CoTi)_1.25Fe_{9 .5}O₁₉ 분말의 자기공명에 기인하는 μ"의 증대가 보였다. 이와 같이 본 발명에 따른 전파 흡수 시트에서는 GHz대역을 포함하여 광대역에 걸쳐서 허수부 투자율 μ"의 분포가 얻어졌다.

본 발명에 의하면, GHz 대역을 포함하는 광대역에 걸쳐서 허수부 투자율 μ"의 분포가 얻어질 수 있는 근방계용 전파 흡수 시트 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 편평상의 연자성 금속 분말과, 페라이트 분말과, 수지를 포함하고,
   상기 편평상의 연자성 금속 분말이 수평 배향하고 있고, 상기 편평상의 연자성 금속 분말의 사이에 상기 페라이트 분말이 산재하는 구조를 가지며,
   상기 편평상의 연자성 금속 분말이, 상기 분말 사이의 절연을 목적으로 한 자기 산화 피막을 가지지 않는 것을 특징으로 하는 근방계용 전파 흡수 시트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 페라이트 분말이, 마그네토플럼바이트형 또는 페록스플라나형의 육방정 페라이트 분말인 근방계용 전파 흡수 시트.
   
3. 편평상의 연자성 금속 분말과, 페라이트 분말과, 수지와, 유기용매를 혼합하여 슬러리를 제조하는 공정과,
   상기 슬러리를 닥터블레이드법에 의해 시트상의 성형체로 가공하는 공정과,
   상기 성형체를 상기 수지의 연화점 이상의 온도하에서 프레스하는 공정을 가지며,
   상기 편평상의 연자성 금속 분말이, 상기 분말 사이의 절연을 목적으로 한 자기 산화 피막을 가지지 않는 것을 특징으로 하는 근방계용 전파 흡수 시트의 제조방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 페라이트 분말이 마그네토플럼바이트형 또는 페록스플라나형의 육방정 페라이트 분말인 근방계용 전파 흡수 시트의 제조방법.
   
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