KR101704454B1 - 전자파 차폐 필름 - Google Patents

Abstract

본 개시는, 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐 필름에 있어서, 도전성 점착층; 도전성 점착층의 상면에 위치하는 복수의 이중 구조 금속 구조물이 포함된 차폐층; 그리고, 차폐층 상면에 위치하는 절연층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름에 관한 것이다.

Description

전자파 차폐 필름{ELECTROMAGNETIC SHIELDING FILM}

본 개시(Disclosure)는 전체적으로 전자파 차폐 필름에 관한 것으로, 특히 이중 구조의 금속 구조물을 갖는 전자파 차폐 필름에 관한 것이다.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

일반적으로, 전자기기의 내부에는 이를 동작시키기 위한 칩, 전자 부품 등이 실장되는 회로기판이 장착된다. 이러한 전자기기의 동작 중에 회로기판에서는 전자파가 발생하는데, 이러한 전자파는 회로기판에 실장된 부품에 대해서 신호의 왜곡을 발생시키거나 인체에 유해한 영향을 미치는 등 다양한 문제를 발생시킨다.

이러한 회로기판의 전자파를 차폐하기 위해 회로기판에 전자파 차폐 필름이 부착되고 있다.

도 1은 종래의 일반적인 전자파 차폐 필름의 구조를 나타내는 도면이다.

종래의 전자파 차폐 필름(10)은 절연층(11), 금속박막(12), 및 도전성 점착층(13)을 포함하는 구성을 갖는다. 절연층(11)의 하면에 금속 물질이 코팅되어 금속박막(12)을 형성하며, 금속박막(12)의 하면에는 도전성 페이스트가 도포되어 도전성 점착층(13)을 형성한다.

전자파 차폐 필름(10)은 도전성 점착층(13)에 의해 회로기판 위에 부착된다.

회로기판의 회로패턴에서 전자파가 발생하면, 전자파는 도전성 점착층(13)을 통해 금속박막(12)으로 전달되고, 금속박막(12)에 의해 전자파가 외부로 방출되지 않고 차단되는 것이다.

최근에는 전자기기들이 소형화, 고집적화되면서, 전자기기에 연성회로기판이 적용되는 것이 증가하고 있다. 연성회로기판의 적용에 따라 전자파 차폐 필름은 굴곡에 의한 변형에 강한 특성이 요구되고 있다. 또한 전자기기들이 소형화, 박형화 및 경량화에 따라 전자파 차폐 필름의 박형화가 요구되고 있다. 또한 전자파 차폐 필름은 전자파 차폐 필름이 박형화되면서도 차폐 효율은 향상되는 것이 요구되고 있다.

본 개시는 최근에 요구되는 전자파 차폐 필름의 특성을 충족시키는 전자파 차폐 필름을 제공하고자 한다.

이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐 필름에 있어서, 도전성 점착층; 도전성 점착층의 상면에 위치하는 이중 구조 금속 구조물을 포함하는 차폐층; 그리고, 차폐층 상면에 위치하는 절연층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름이 제공된다.

이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.

도 1은 종래의 일반적인 전자파 차폐 필름의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 개시에 따른 전자파 차폐 필름의 일 예를 보여주는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 이중 구조의 금속 구조물의 일 예를 보여주는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 전자파 차폐 필름의 제조 방법의 일 예를 나타낸 순서도,
도 5는 본 개시에 따른 이중 구조 금속 구조물 중 와이어 형상의 이중 구조 금속 구조물을 제조하는 방법의 일 예를 보여주는 도면.

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).

도 2는 본 개시에 따른 전자파 차폐 필름의 일 예를 보여주는 도면이다.

본 개시에 따른 전자파 차폐 필름(100)은 절연층(110), 차폐층(120), 및 도전성 점착층(130)을 포함할 수 있다. 또한 도전성 점착층(130) 상면에 차폐층(120)이 형성되고, 차폐층(120) 상면에 절연층(110)이 형성되어 절연층(110), 차폐층(120) 및 도전성 점착층(130)이 순서대로 적층될 수 있다. 도시하지는 않았지만 도전성 점착층(130) 및 절연층(110)을 보호하기 위하여 도전성 점착층(130) 하면 및 절연층(110) 상면에 이형기재를 포함할 수도 있다. 이형기재는 전자파 차폐 필름(100)이 회로기판에 부착되어 사용될 때 제거될 수 있다.

절연층(110)은 차광층(111) 및 보호층(112)을 포함할 수 있다. 차광층(111)은 빛을 차단하는 기능을 수행하는 층으로서, 블랙 잉크, 바인더 및 경화제를 포함하는 차광층(111) 형성용 조성물에 의해 형성된다. 또한, 차광층(111)의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 차광 효과 및 전자파 차폐 필름 전체의 두께 감소를 위해서 2~10um의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 블랙 잉크로는 상표명 M880 Black 등과 같은 공지의 블랙 안료를 사용할 수 있으며, 바인더로서는 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리비닐피롤리돈 수지 등을 사용할 수 있고, 경화제로는 사용된 바인더의 종류에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 보호층(112)은 차광층(111) 상면에 형성되어 스크래치나 외부의 충격으로부터 차광층(111)을 보호하는 역할을 한다. 보호층(112)은 에폭시 수지, 우레탄 수지 등에 의해 형성될 수 있으나, 보호층(112)의 표면경도는 연필경도 H~H4인 것이 바람직하며, 이를 위해서 에폭시 수지나 우레탄 수지로 이루어진 층에 아크릴계 등의 하드코팅제를 적층하거나 실리카계(Silica-based)의 필러(Filler)를 추가시키는 것이 바람직하다. 보호층(112)의 표면경도가 연필경도에서 H보다 작으면 손상되기 쉽고, 4H보다 크면 굴곡 특성이 저하될 우려가 있다. 또한 보호층(112)의 두께는 전자파 차폐 필름(100)의 전체 두께 및 보호층(112)의 역할을 고려하여 1~5um인 것이 바람직하다.

차폐층(120)은 이중 구조의 금속 구조물(121), 바인더, 및 분산제를 포함하는 차폐층(120) 형성 조성물에 의해 형성된다. 이중 구조의 금속 구조물(121)은 도 3에서 자세히 설명한다. 이중 구조의 금속 구조물(121)에 의해 본 개시에 의한 전자파 차폐 필름(10)은 박형에서도 높은 전자파 차폐율을 갖게 되었다. 바인더는 차폐층(111)에 예시된 바인더를 사용할 수 있다. 분산제는 필요에 따라 적정한 분산제를 사용할 수 있다.

도전성 점착층(130)은 블랙잉크, 도전성 분말, 점착제, 바인더 및 경화제를 포함하는 도전성 점착층(130) 형성용 조성물에 의해 형성된다. 도전성 점착층(130)의 두께는 특별히 제한되지 않지만 점착성 및 전자파 차폐 필름의 전체 두께를 고려하여 5~20um가 바람직하다. 블랙 잉크, 바인더 및 경화제는 차폐층(111)에 사용된 블랙 잉크, 바인더 및 경화제를 사용할 수 있다. 도전성 분말은 니켈(Ni), 철(Fe), 아연(Zn), 납(Pb), 동(Cu), 금(Au) 및 은(Ag) 등으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 분말일 수 있다. 점착제는 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 에테르계 점착제, 고무계 점착제 등을 사용할 수 있으나, 내환경성, 경제성, 내열성 등을 고려할 경우 아크릴계 점착제가 바람직하다.

도 3은 본 개시에 따른 이중 구조의 금속 구조물의 일 예를 보여주는 도면이다.

이중 구조의 금속 구조물(121)은 안쪽에 제1 금속(122)이 있고, 제1 금속(122)을 감싸는 제2 금속(123)의 이중 구조로 되어 있다. 제1 금속(122)은 저비용 고전도 금속으로서 구리(Cu)가 바람직하다. 제2 금속(123)은 차폐효율 및 장기 신뢰성 등을 보완하기 위하여 은(Ag)이 바람직하다. 그러나 제2 금속(123)은 차폐특성을 향상시키기 위해 니켈(Ni) 등의 자성체 금속을 활용할 수도 있다. 이중 구조의 금속 구조물(121)은 등방성의 구 형상도 가능하지만, 이방성 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이방성 형상이 등방성 형상보다 굴곡에 보다 강하다. 또한 이방성 형상이 등방성 형상보다 전자파 차폐 효율이 우수하다. 이방성 형상 중 도 3에 도시된 것과 같은 와이어 형상이 바람직하다. 차폐층 형성 조성물에 이중 구조의 금속 구조물(121)을 사용하여 형성된 차폐층이 1개의 금속으로 된 플레이크(flake)나 금속 와이어를 사용하여 형성된 차폐층보다 박형에서도 우수한 전자파 차폐 효과를 나타내었다. 예를 들어 도 6에 도시된 차폐율 비교 테스트 결과 1GHz의 주파수 대역에 대하여 플레이크를 사용한 경우 전자파 차폐율이 35dB(도 6(a)) 이고, 금속 와이어를 사용한 경우 전자파 차폐율이 40dB(도 6(b)) 이었지만 이중 구조의 금속 구조물(121)을 사용한 경우 전자파 차폐율이 50dB(도 6(c)) 이었다. 또한 이중 구조의 금속 구조물(121)의 형상이 와이어 형상일 경우, 직경은 500nm 이상 및 길이는 3um 이상인 것이 바람직하며, 종횡비는 10 이상인 것이 바람직하다.

도 4는 본 개시에 따른 전자파 차폐 필름의 제조 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.

이형기재의 일면에 도전성 점착층을 형성시키는 단계(S10); 도전성 점착층 상면에 차폐층을 형성시키는 단계(S20); 차폐층 상면에 절연층을 형성시키는 단계(S30);를 포함할 수 있다. S10 단계와 S30 단계의 순서는 바뀔 수 있다. 예를 들어 이형기재의 일면에 절연층을 형성시키고, 이후 절연층의 상면에 차폐층을 형성시키고, 이후 차폐층의 상면에 도전성 점착층을 형성시킬 수 있다.

이형기재의 일면에 도전성 점착층을 형성시키는 단계(S10)는 공지의 코팅 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어 콤마 롤 코팅, 그라비아 코팅, 나이프 코팅, 스프레이, 딥코팅, 스핀코팅, 스크린코팅, 잉크젯 프린팅, 패드 프린팅, 키스 코팅 등으로부터 필요에 따라 적절히 선택된 코팅 방법을 사용하여 도전성 점착층 조성물을 이형기재의 일면에 도포하여 도전성 점착층을 형성시킬 수 있다.

도전성 점착층 위에 차폐층도 상기의 다양한 코팅 방법을 통해 이중 구조의 금속 구조물을 포함하는 차폐층 형성 조성물을 도전성 점착층 위에 도포하여 형성시킬 수 있다.

또한 차폐층 위에 절연층도 상기의 다양한 코팅 방법을 통해 도전성 점착층 위에 도포하여 형성시킬 수 있다.

상기와 같이 본 개시에 따른 전자파 차폐 필름을 제조할 때, 코팅 방법을 연속적으로 사용하여 전자파 차폐 필름을 제조할 수 있기 때문에 롤투롤(roll to roll) 공법을 적용할 수 있어 전자파 차폐 필름을 대량 생산할 수 있다.

도 5는 본 개시에 따른 이중 구조 금속 구조물 중 와이어 형상의 이중 구조 금속 구조물을 제조하는 방법의 일 예를 보여주는 도면이다.

먼저 도 5(a)와 같이 기판(200) 위에 와이어 홈(210)을 만들고 홈(210)을 은(Ag)으로 채워넣어 은(A)g 와이어(220)를 만든다. 기판(200)은 폴리카보네이트(Polycarbonate)가 바람직하다. 이후 도 5(b)와 같이 각각의 은(Ag) 와이어(220) 위에 무전해 도금을 통해 구리(Cu) 와이어(230)를 만든다. 이후 도 5(c)와 같이 무전해 도금을 통해 은(Ag)(240)으로 구리(Cu) 와이어(230)를 감싸도록 한다. 이후 도 5(d)와 같이 기판(200)으로부터 은(Ag)(240)이 감싸고 있는 구리(Cu) 와이어(230)를 분리한다. 이와 같이 제조된 이중 구조 금속 구조물(230)을 바인더와 혼합하여 차폐층 형성 조성물을 만들 수 있다.

도 6은 차폐율을 비교한 테스트 결과를 보여주는 도면이다.

도 6은 차폐층 형성 조성물에 이중 구조 금속 구조물을 포함한 경우의 차폐율이 차폐층 형성 조성물에 플레이크나 금속 와이어를 포함한 경우보다 우수한 것을 보여주는 도면이다. 도 6(a)는 1GHz의 주파수 대역에서 플레이크를 사용한 경우의 차폐율을 보여주며, 도 6(b)는 1GHz의 주파수 대역에서 금속 와이어를 사용한 경우의 차폐율을 보여주며, 도 6(c)는 1GHz의 주파수 대역에서 이중 구조 금속 구조물을 사용한 경우의 차폐율을 보여주고 있다.

이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.

(1) 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐 필름에 있어서, 도전성 점착층; 도전성 점착층의 상면에 위치하는 복수의 이중 구조 금속 구조물이 포함된 차폐층; 그리고, 차폐층 상면에 위치하는 절연층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

(2) 절연층은 보호층 및 차광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

(3) 복수의 이중 구조 금속 구조물 중 적어도 하나의 형상은 이방성 형상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

(4) 이방성 형상은 와이어 형상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

(5) 와이어 형상은 길이 3um 이상 및 직경 500nm 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

(6) 와이어 형상의 종횡비는 10 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

(7) 복수의 이중 구조 금속 구조물 중 적어도 하나는 안쪽은 Cu이고, Cu를 감싸는 것은 Ag인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

(8) 차폐층은 이중 구조 금속 구조물, 바인더, 및 분산제를 포함하는 차폐층 형성 조성물에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

(9) 도전성 점착층은 도전성 물질을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

(10) 도전성 물질은 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni) 중 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

본 개시에 따른 전자파 차폐 필름에 의하면, 굴곡성이 우수한 전자파 차폐 필름을 얻을 수 있다.

본 개시에 따른 전자파 차폐 필름에 의하면, 박형이면서도 차폐성이 우수한 전자파 차폐 필름을 얻을 수 있다.

절연층 : 11, 110
차폐층 : 12, 120
도전성 점착층 : 13, 130
이중 구조의 금속 구조물 : 121

Claims (10)

1. 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐 필름에 있어서,
   전자파가 나오는 방향을 향해 형성된 도전성 점착층;
   도전성 점착층의 상면에 위치하는 복수의 이중 구조 금속 구조물이 포함된 차폐층;으로서 복수의 이중 구조 금속 구조물이 불규칙하게 배열되어 있는 차폐층 그리고,
   차폐층 상면에 위치하는 절연층;을 포함하며,
   복수의 이중 구조 금속 구조물은 제1 금속과 제1 금속을 감싸는 제2 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
2. 청구항 1에 있어서,
   절연층은 보호층 및 차광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
3. 청구항 1에 있어서,
   복수의 이중 구조 금속 구조물 중 적어도 하나의 형상은 이방성 형상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
4. 청구항 3에 있어서,
   이방성 형상은 와이어 형상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
5. 청구항 4에 있어서,
   와이어 형상은 길이 3um 이상 및 직경 500nm 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
6. 청구항 4에 있어서,
   와이어 형상의 종횡비는 10 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
7. 청구항 1에 있어서,
   복수의 이중 구조 금속 구조물 제1 금속은 구리(Cu)이고, 제2 금속은 은(Ag)인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
8. 청구항 1에 있어서,
   차폐층은 이중 구조 금속 구조물, 바인더, 및 분산제를 포함하는 차폐층 형성 조성물에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.
9. 청구항 1에 있어서,
   도전성 점착층은 도전성 물질을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름
10. 청구항 9에 있어서,
    도전성 물질은 구리(Cu), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름.

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