KR101906981B1 - 근방계 노이즈 억제 필름 - Google Patents

근방계 노이즈 억제 필름 Download PDF

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Abstract

전자파 노이즈 흡수 능력의 편차가 저감된 노이즈 억제 필름이며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 연신 플라스틱 필름의 한쪽 면에 증착법에 의해 Ni 박막을 형성한 후, 열 수축이 일어날 수 있는 110 내지 170℃의 범위 내의 온도에서 10분 내지 1시간 열 처리하고, (a) 상기 Ni 박막의 광 투과율(파장 660 nm의 레이저 광)이 3 내지 50%이며, (b) 상기 Ni 박막의 10 cm × 10 cm의 정방형 시험편(TP)의 대향 변부에, 변 전체를 덮는 길이의 한 쌍의 전극을 배치하고, 평탄한 가압판을 통해 3.85 kg의 하중을 가해 측정한 표면 저항이 10 내지 200 Ω/□인 노이즈 억제 필름.

Description

근방계 노이즈 억제 필름{Near-field noise suppression film}
본 발명은 휴대 전화, 스마트 폰 등의 휴대 정보 단말기나 PC 등의 전자 기기 등에 있어서 근방계의 수백 MHz 내지 수 GHz의 전자파를 흡수할 수 있는 값싼 노이즈 억제 필름에 관한 것이다.
최근 휴대 통신 단말기, 전자 기기 등은 다기능화 및 고성능화와 더불어, 소형화 및 경량화가 요구되고, 협소한 공간 내에 전자 부품이 고밀도로 배치되어 있음과 동시에, 고속화도 도모되고 있다. 이 때문에 회로와 부품 간의 전자파 노이즈, 특히 수백 MHz 내지 수 GHz의 고주파 노이즈가 큰 문제로 되었다. 이러한 근방계의 전자파 노이즈를 억제하기 위해, 여러 가지 노이즈 억제 필름이 제안되어 실용화되고 있다.
이러한 노이즈 억제 필름의 대부분은 자성 재료 및/또는 도전 재료를 함유한다. 예를 들면, 특개 2010-153542호는 기재와, Cu 등의 금속 또는 카본 입자, 인편 또는 세선을 함유하는 도전성 도공 재료로 이루어진 전도층과, 페라이트, 샌드 더스트, 퍼말로이 등의 연자성 재료를 함유하는 자성 도공 재료로 이루어진 자성층을 가진 전자파 노이즈 억제 필름을 개시하고 있다. 또한 특개 2006-278433호는 예를 들면 Febal-Cu1-Si12 .5-Nb3-Cr1-B12(원자%)의 조성을 갖는 비결정성 플레이크와 같은 연 자성체 분말과 수지로 이루어지고 캘린더 가공한 2개 이상의 시트를 적층하고, 또한 캘린더 가공에 의해 일체화한 복합 전자파 노이즈 억제 필름을 개시하고 있다. 그러나, 특개 2010-153542호 또는 특개 2006-278433호에 개시된 노이즈 억제 필름은 모두 충분한 근방계 노이즈의 흡수 능력을 가지고 있지 않으며, 자성 재료 및/또는 도전 재료를 수지에 혼련하여 시트로 성형하고 있으므로 박막화가 곤란하고, 또한 제조 비용이 높다는 문제가 있다.
특개 2006-279912호는 준 마이크로파 대역에서 발생하는 전자파 노이즈에 대해, 그 반사 계수(S11)를 -10 dB 이하로, 또한 노이즈 억제 효과(ΔPloss/Pin)를 0.5 이상으로 하기 위해, 저항값을 공간의 특성 임피던스 Z(377 Ω)와 정합하여 10~1000 Ω/□로 제어한 근방계 전자파 노이즈 억제 박막으로서, AlO, CoAlO, CoSiO 등의 스패터 박막을 개시하고 있다. 그러나, 이 근방계 전자파 노이즈 억제 박막의 전자파 흡수 능력은 충분하지 않다.
특개 2008-53383호는 면 방향과 두께 방향으로 열 전도율이 다른 그래파이트 필름과, 그 위에 형성된 Fe, Co, FeSi, FeNi, FeCo, FeSiAl, FeCrSi, FeBSiC 등의 연자성체, Mn-Zn계, Ba-Fe계, Ni-Zn계 등의 페라이트, 및 카본 입자를 함유하는 연자성층으로 이루어진 방열 특성이 뛰어난 전파 흡수·실드 필름을 개시하고 있다. 그러나, 이 전파 흡수·실드 필름의 전자파 흡수 능력도 충분하지 않다.
특개평 05-226873호는 실시예 1에서, 두께 50 ㎛의 폴리이미드 필름상에 두께 12 nm의 니켈을 증착한 후, 공기 중에서 200℃로 1시간 가열하여 얻어진 열 처리 니켈 증착 필름을 접착제를 통해 적층한 전파 흡수체를 개시하고 있다. 그러나 특개평 05-226873호에서는, (1) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 증착법에 의해 형성한 Ni 박막의 표면 저항이 수십 Ω/□ 정도이면, 근방계 전자파 노이즈에 대해 뛰어난 흡수 능력을 갖지만, 이러한 얇은 Ni 박막을 정밀하게 형성하는 것은 매우 곤란하며, 실제로 형성되는 Ni 박막의 표면 저항은 편차가 크다는 것, 및 (2) 이러한 얇은 Ni 박막의 표면 저항은 큰 경시 변화를 받아 완전히 안정되는데 장기간을 요할 뿐 아니라, 그 사이의 환경 조건(온도, 습도 등)에 의해 표면 저항의 경시 변화가 달라지는 것이 조금도 문제가 되지 않는다.
따라서, 특개평 05-226873호에는 전자파 흡수 능력의 편차 및 경시 변화를 저감시키고, 또한 뛰어난 전자파 흡수 능력을 안정되게 갖는다는 목적은 없다. 그래서, 특개평 05-226873호에서의 열 처리 조건은 50~400℃ 및 30분~5시간으로 넓고, 실시예 1에서는 200℃에서 1시간이다. 더욱이, 특개평 05-226873호는 Ni 박막의 열 처리시 필름의 열 수축의 문제를 조금도 검토하고 있지 않다. 그래서 특개평 05-226873호는 Ni 박막의 기재로서, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌 설파이드, 염화 비닐 등의 플라스틱 시트, 황동, 구리, 철, 스테인리스 스틸, 알루미늄 등의 금속을 들었고, 실시예 1에서는 폴리이미드 필름이라는 열 처리 온도에서 열 수축하지 않는 내열성 수지를 이용하고 있다.
특개 2006-295101호는 지지체와, 상기 지지체 상에 형성된 니켈 박막을 가진 노이즈 억제체이며, 니켈 박막의 표면 저항의 실측값에서 환산한 체적 저항률 R1(Ω·cm)과 니켈의 체적 저항률 R0(Ω·cm)이 0.5 ≤ logR1-logR0 ≤ 3의 조건을 만족하는 평균 두께 2~100 nm의 노이즈 억제체를 개시하고 있다. 박막 중에서 니켈은 미세한 클러스터로 되어 있다. 그러나, 특개 2006-295101호는 열 처리에 대해 아무것도 기재하지 않고 있다.
특개평 08-59867호는 투명 고분자 필름 기재의 적어도 한면에, 금, 은, 구리, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 인듐-산화 주석 혼합물 등의 금속 및/또는 금속 산화물로 이루어진 투명 도전층이 배치된 투명 도전성 필름을 개시하고 있다. 특개평 08-59867호는 투명 도전층을 배치한 후 120℃~200℃ 정도의 온도에서 1~30분 정도 어닐링 처리하는 것이 바람직하다고 기재하고 있다. 그러나, 특개평 08-59867호에서 열 처리하는 투명 도전층은 전자파 흡수층 아니고, 또한 실시예에 나타난 투명 도전층은 ITO(금속 산화물)뿐이다.
따라서 본 발명의 목적은 수백 MHz 내지 수 GHz의 전자파 노이즈에 대해 높은 흡수 능력을 안정적으로 갖고, 휴대 정보 단말기나 전자 기기에 적합한 값싼 노이즈 억제 필름을 제공하는 것이다.
플라스틱 필름에 Ni를 증착함으로써 수백 MHz 내지 수 GHz의 전자파 노이즈에 대해 높은 흡수 능력을 갖는 노이즈 억제 필름을 얻을 수 있도록 열심히 연구한 결과, 이하의 것이 밝혀졌다.
(1) 플라스틱 필름에 증착법에 의해 형성한 Ni 박막의 표면 저항이 수십 Ω/□ 정도이면, 근방계 전자파 노이즈에 대해 뛰어난 흡수 능력을 갖지만, 이러한 얇은 Ni 박막을 정밀하게 형성하는 것은 매우 곤란하며, 실제로 형성되는 Ni 박막의 표면 저항은 편차가 크다.
(2) 이러한 얇은 Ni 박막의 표면 저항은 큰 경시 변화를 받아 완전히 안정되는데 장기간을 요할 뿐 아니라, 그 사이의 환경 조건(온도, 습도 등)에 의해 표면 저항의 경시 변화가 달라진다.
상기 문제를 해결하기 위해 열심히 연구한 결과, 본 발명자는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 연신 플라스틱 필름은 금속에 비해 현저하게 내열성이 떨어지고, 가열에 의해 큰 열 수축을 받을 우려가 있음에도 불구하고, 플라스틱 필름에 형성한 Ni의 증착 박막에 대해 110~170℃의 범위 내의 온도에서 10분~1시간 열 처리를 실시하면, Ni 박막의 전자파 흡수 능력이 향상될 뿐 아니라, 전자파 흡수 능력의 편차 및 경시 변화가 저감되고, 또한 뛰어난 전자파 흡수 능력을 안정되게 갖는 노이즈 억제 필름이 얻어지는 것을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.
즉, 전자파 노이즈 흡수 능력의 편차가 저감된 본 발명의 노이즈 억제 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 연신 플라스틱 필름의 한쪽 면에 증착법에 의해 Ni 박막을 형성한 후, 110~170℃의 범위 내의 온도에서 10분~1시간 열 처리하고, (a) 상기 Ni 박막의 광 투과율(파장 660 nm의 레이저 광)이 3~50%이며, (b) 상기 Ni 박막의 10 cm × 10 cm의 정방형 시험편의 대향 변부에, 변 전체를 덮는 길이의 한 쌍의 전극을 배치하고, 평탄한 가압판을 통해 3.85 kg의 하중을 가해 측정한 표면 저항이 10~200 Ω/□인 것을 특징으로 한다.
상기 Ni 박막의 열 처리 온도는 130~160℃인 것이 바람직하다.
상기 Ni 박막의 열 처리 시간은 20~40분인 것이 바람직하다.
상기 Ni 박막의 표면에 보호 필름이 적층되는 것이 바람직하다.
본 발명의 노이즈 억제 필름은 Ni 박막의 증착 후 열 처리되므로, 수백 MHz 내지 수 GHz의 전자파 노이즈에 대해 높은 흡수 능력을 가짐과 동시에, 표면 저항이 안정화되어 경시 변화가 실질적으로 없고, 또한 전자파 흡수 능력의 경시 변화도 없다. 이러한 특징을 갖는 본 발명의 노이즈 억제 필름은 휴대 전화, 스마트 폰 등의 각종 휴대 정보 단말기나 PC 등의 전자 기기에서 근방계의 수백 MHz 내지 수 GHz의 전자파 노이즈의 흡수에 효과적이다.
도 1은 본 발명의 노이즈 억제 필름을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 노이즈 억제 필름의 Ni 박막을 상세하게 나타낸 부분 단면도이다.
도 3a는 노이즈 억제 필름의 표면 저항을 측정하는 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 장치를 이용하여 노이즈 억제 필름의 표면 저항을 측정하는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 3c는 도 3b의 A-A 단면도이다.
도 4a는 노이즈 억제 필름의 전자파 흡수 능력을 평가하는 시스템을 나타낸 평면도이다.
도 4b는 노이즈 억제 필름의 전자파 흡수 능력을 평가하는 시스템을 나타낸 부분 단면 정면도이다.
도 5a는 Ni 박막을 증착한 플라스틱 필름에 대해 열 처리를 수행하는 장치를 나타낸 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 장치를 이용하여 Ni 증착 필름에 대해 열 처리를 수행하는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1의 증착 필름 샘플의 0.1~6 GHz에서의 Rtp의 최고치 및 최저치를 나타낸 그래프이다.
도 7a는 실시예 1의 증착 필름 샘플의 6 GHz에서의 Rtp의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 7b는 비교예 1의 증착 필름 샘플의 6 GHz에서의 Rtp의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 8은 실시예 2 및 비교예 2의 증착 필름 샘플의 0.1~6 GHz에서의 Rtp의 최고치 및 최저치를 나타낸 그래프이다.
도 9a는 실시예 2의 증착 필름 샘플의 6 GHz에서의 Rtp의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 9b는 비교예 2의 증착 필름 샘플의 6 GHz에서의 Rtp의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예 3 및 비교예 3의 증착 필름 샘플의 0.1~6 GHz에서의 Rtp의 최고치 및 최저치를 나타낸 그래프이다.
도 11a는 실시예 3의 증착 필름 샘플의 6 GHz에서의 Rtp의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 11b는 비교예 3의 증착 필름 샘플의 6 GHz에서의 Rtp의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 12는 실시예 4 및 비교예 4의 증착 필름 샘플의 0.1~6 GHz에서의 Rtp의 최고치 및 최저치를 나타낸 그래프이다.
도 13a는 실시예 4의 증착 필름 샘플의 6 GHz에서의 Rtp의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 13b는 비교예 4의 증착 필름 샘플의 6 GHz에서의 Rtp의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 14는 실시예 4의 증착 필름 샘플의 0.1~6 GHz에서의 Ploss/Pin을 나타낸 그래프이다.
도 15는 비교예 5의 열 처리를 실시한 증착 필름 샘플 및 열 처리를 실시하지 않은 증착 필름 샘플의 0.1~6 GHz에서의 Rtp를 나타낸 그래프이다.
도 16은 비교예 6의 열 처리를 실시한 증착 필름 샘플 및 열 처리를 실시하지 않은 증착 필름 샘플의 0.1~6 GHz에서의 Rtp의 최고치 및 최저치를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하는데, 특별히 설명이 없으면 하나의 실시 형태에 관한 설명은 다른 실시 형태에도 적용된다. 또한 하기 설명은 한정적인 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변경을 해도 좋다.
[1] 노이즈 억제 필름
도 1에 나타나듯이, 본 발명의 노이즈 억제 필름(10)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 연신 플라스틱 필름(1)의 한쪽 면에 Ni 박막(2)을 형성한 후, 열 처리한 것이다.
(1) 플라스틱 필름
폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 연신 플라스틱 필름(1)은 충분한 절연성, 내열성 및 강도를 갖는다. 플라스틱 필름(1)의 두께는 10~100 ㎛ 정도가 좋고, 특히 10~30 ㎛가 바람직하다.
(2) Ni 박막
Ni 박막(2)은 스패터링법, 진공 증착법 등의 공지 방법에 의해 형성할 수 있다.
(a) Ni 박막의 광 투과율
Ni 박막(2)은 아주 얇기 때문에, 도 2에 나타나듯이, 두께가 불균일하고, 두껍게 형성된 영역(2a)과, 얇게 형성된 영역 또는 전혀 형성되지 않은 영역(2b)이 있다. 그 때문에, Ni 박막(2)의 두께를 정확하게 측정하는 것은 곤란하다. 그래서, 본 발명에서는 Ni 박막(2)의 두께를 파장 660 nm의 레이저 광의 투과율(단순히 "광 투과율"이라 함)로 나타낸다. 광 투과율은 Ni 박막(2)의 임의의 복수 개소의 측정값을 평균해서 구한다. 측정 개소 수가 5 이상이면, 광 투과율의 평균치는 안정하다. 플라스틱 필름(1)의 두께가 30 ㎛ 이하이면 플라스틱 필름(1) 자신의 광 투과율은 거의 100%이므로, 노이즈 억제 필름(10)의 광 투과율이 Ni 박막(2)의 광 투과율과 일치한다. 그러나, 플라스틱 필름(1)이 그보다 두꺼울 경우에는, 노이즈 억제 필름(10)의 광 투과율에서 플라스틱 필름(1)의 광 투과율을 뺀 값이 Ni 박막(2)의 광 투과율이다.
Ni 박막(2)의 광 투과율은 3~50%의 범위 내에 있을 필요가 있다. 광 투과율이 3% 미만이면, Ni 박막(2)이 너무 두꺼워서 금속박과 같은 거동을 보이고, 전자파 반사율이 높으며, 전자파 노이즈의 흡수 능력은 낮다. 한편, 광 투과율이 50%를 초과하면, Ni 박막(2)이 너무 얇아서 전자파 흡수 능력이 불충분하다. Ni 박막(2)의 광 투과율은 바람직하게는 5~45%이며, 더욱 바람직하게는 8~30%이다.
(b) 표면 저항
광 투과율이 3~50%로 얇은 Ni 박막(2)의 표면 저항은 측정 방법에 의해 크게 달라지는 것으로 밝혀졌다. 그 때문에, Ni 박막(2)과 전극의 접촉 면적을 최대한 크게 함과 동시에, Ni 박막(2)과 전극이 최대한 균일하게 밀착되도록, 도 3에 나타낸 장치를 이용하여 가압 하에서의 직류 2단자법(단순히 "가압 2단자법"이라 함)에 의해 표면 저항을 측정한다. 구체적으로는, 경질의 절연성 평탄면 상에 Ni 박막(2)을 위로 하여 재치한 10 cm × 10 cm의 노이즈 억제 필름(10)의 정방형 시험편(TP1)의 대향 변부에, 길이 10 cm × 폭 1 cm × 두께 0.5 mm의 전극 본체부(11a)와, 전극 본체부(11a)의 중앙 측부에서 연장되는 폭 1 cm × 두께 0.5 mm의 전극 연장부(11b)로 이루어진 한 쌍의 전극(11, 11)을 재치하고, 시험편(TP1)과 양 전극(11, 11)을 완전히 덮도록 이들 위에 10 cm × 10 cm × 두께 0.5 mm의 투명 아크릴판(12)을 올려놓고, 투명 아크릴판(12) 위에 직경 10 cm의 원주 형상 추(13)(3.85 kg)를 올려놓은 후에, 양 전극 연장부(11b, 11b) 사이를 흐르는 전류에서 표면 저항을 구한다.
열 처리 후의 Ni 박막(2)의 표면 저항은 10~200 Ω/□의 범위 내에 있을 필요가 있다. 표면 저항이 10 Ω/□ 미만이면, Ni 박막(2)이 너무 두꺼워서 금속박과 같은 거동을 보이고, 전자파 노이즈의 흡수 능력이 낮다. 한편, 표면 저항이 200 Ω/□를 초과하면, Ni 박막(2)이 너무 얇아서 역시 전자파 흡수 능력이 불충분하다. 열 처리 후의 Ni 박막(2)의 표면 저항은 바람직하게는 15~150 Ω/□이고, 더욱 바람직하게는 20~120 Ω/□이며, 가장 바람직하게는 30~100 Ω/□이다.
[2] 열 처리
광 투과율이 3~50%이고 표면 저항이 10~200 Ω/□로 매우 얇은 Ni 박막(2)은 도 2에 나타나듯이 전체적으로 두께 편차가 있고, 비교적 두꺼운 영역(2a)과 비교적 얇은(또는 박막이 없는) 영역(2b)을 갖는다. 비교적 얇은 영역(2b)은 자기 갭(gap) 및 고 저항 영역으로서 작용하고, 근방계 노이즈에 의해 Ni 박막(2) 내를 흐르는 자속 및 전류를 감쇠시킨다고 생각된다. 그러나, 이러한 얇은 Ni 박막(2)의 상태는 제조 조건에 의해 크게 달라지고, 일정한 광 투과율 및 표면 저항을 갖는 Ni 박막(2)을 안정적으로 형성하는 것은 매우 곤란한 것으로 밝혀졌다. 그래서 열심히 연구한 결과, 증착법에 의해 형성한 Ni 박막(2)에 대해, 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 플라스틱 필름(1)을 열 수축이 일어날 수 있는 100℃를 초과하는 온도에서 열 처리하면, Ni 박막(2)의 표면 저항은 약간 저하됨과 동시에 안정화되고, 경시 변화가 실질적으로 없어지는 것으로 나타났다. 열 수축이 일어날 수 있는 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 대해 100℃를 초과하는 온도에서 열 처리를 수행한다는 것은 종래에는 전혀 생각할 수 없는 것이었다. 그러나, 110~170℃의 범위 내의 온도에서 단시간(10분~1시간) 열 처리하면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(1)이 약간 열 수축하는 것만으로도, Ni 박막(2)의 표면 저항이 약간 저하됨과 동시에 안정화되고, 또한 전자파 노이즈 흡수 능력도 안정화되는 것으로 나타났다. 여기서, 전자파 노이즈 흡수 능력의 안정화라 함은 전자파 노이즈 흡수 능력의 경시 변화가 실질적으로 없어질 뿐 아니라, 제조 조건에 의한 편차 및 제조 로트 간의 편차도 저하되는 것을 의미한다.
열 처리 조건을 변경함으로써 표면 저항을 조정할 수 있다. 예를 들면, 표면 저항이 높은 Ni 박막(2)에 대해서는, 열 처리 온도를 높게 하거나 열 처리 시간을 길게 함으로써, 표면 저항을 원하는 값으로 저하시킬 수 있다. 반대로, 표면 저항이 낮은 Ni 박막(2)에 대해서는, 열 처리 온도를 낮게 하거나 열 처리 시간을 짧게 함으로써 표면 저항의 저하를 억제할 수 있다.
동일한 표면 저항을 갖는 증착 필름이라도, 열 처리하지 않은 것과 열 처리한 것은 전자파 흡수 능력에 현저한 차이가 있고, 열 처리에 의해 원하는 표면 저항으로 조정한 증착 필름 쪽이 높은 전자파 흡수 능력을 갖는 것으로 나타났다. 그 이유는 분명하지는 않다. 매우 얇은 Ni 박막 상태(특히 조직)의 열 처리에 의한 변화를 평가하는 것은 매우 곤란하기 때문이다. 실험 결과 Ni 박막의 전자파 흡수 능력이 열 처리 온도에 따라 변화하는 것으로 나타났으므로, 본 발명에서는 Ni 박막의 조직 상태를 열 처리 온도에 의해 규정하는 것으로 한다.
열 처리 온도는 110~170℃의 범위 내이다. 열 처리 온도가 110℃ 미만이면, 열 처리에 의한 전자파 흡수 능력의 향상 및 편차의 저감 효과가 실질적으로 얻어질 수 없다. 한편, 열 처리 온도가 170℃를 초과하면, Ni 박막(2)의 표면 산화가 일어날 뿐만 아니라, 충분한 내열성을 갖지 않는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에서는 열 수축이 너무 커질 수 있다. 열 처리 온도는 120~170℃가 바람직하고, 130~160℃가 더욱 바람직하다. 열 처리 시간은 열 처리 온도에 따라 다르지만, 일반적으로 10분~1시간이고, 20~40분이 바람직하다.
열 처리한 Ni 박막(2)의 표면에 보호 필름을 적층함으로써, Ni 박막(2)의 보호와 동시에 절연성을 확보하는 것이 바람직하다. 보호 필름으로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(1)과 동일한 것을 사용해도 좋다.
[3] 근방계 전자파 노이즈의 흡수 능력
(1) 전송 감쇠율
전송 감쇠율(Rtp)은 도 4a 및 도 4b에 나타나듯이, 50 Ω의 마이크로 스트립 라인(MSL)(64.4 mm × 4.4 mm)과, 마이크로 스트립 라인(MSL)을 지지하는 절연 기판(20)과, 절연 기판(20)의 하면에 접합된 접지 그랜드 전극(21)과, 마이크로 스트립 라인(MSL)의 양단에 접속된 도전성 핀(22, 22)과, 네트워크 애널라이저(NA)와, 네트워크 애널라이저(NA)를 도전성 핀(22, 22)에 접속하는 동축 케이블(23, 23)로 구성된 시스템을 이용하고, 마이크로 스트립 라인(MSL)에 노이즈 억제 필름의 시험편(TP2)을 접착제에 의해 부착하고, 0.1~6 GHz의 입사파에 대해, 반사파(S11)의 전력 및 투과파(S12)의 전력을 측정하고, 하기식 (1):
Rtp = -10×log[10S21 /10/(1-10S11 /10)] … (1)
에 의해 구한다.
(2) 노이즈 흡수율
도 4a 및 도 4b에 나타낸 시스템에 입사한 전력에서 반사파(S11)의 전력 및 투과파(S12)의 전력을 공제함으로써, 전력 손실(Ploss)을 구하고, Ploss를 입사 전력(Pin)으로 나눔으로써 노이즈 흡수율(Ploss/Pin)을 구한다.
본 발명을 이하의 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1, 비교예 1]
두께 16 ㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름(1)에 진공 증착법에 의해 목표 광 투과율(파장 660 nm) 9%의 Ni 박막(2)을 형성하여 장척의 증착 필름을 제작하였다. 증착 필름의 임의의 부분에서 10 cm × 10 cm의 시험편(TP1)을 5장 잘라내었다. 각 시험편(TP1)의 임의의 5개소의 광 투과율을 주식회사 Keyence 제조의 투과형 레이저 센서(IB-05)를 사용하여, 파장 660 nm의 레이저 광에서 측정하고 평균하였다. 또한 각 시험편(TP1)의 표면 저항을 도 3에 나타낸 바와 같은 가압 2단자 법에 의해 측정하였다. 각 전극(11)은 길이 10 cm × 폭 1 cm × 두께 0.5 mm의 전극 본체부(11a)와 폭 1 cm × 두께 0.5 mm의 전극 연장부(11b)로 이루어지고, 투명 아크릴판(12)은 10 cm × 10 cm × 두께 5 mm이며, 원주 형상 추(13)는 10 cm의 직경을 갖고, 3.85 kg이었다. 양 전극(11, 11)을 Tsuruga 전기 주식회사 제조의 저항계(형명: 3565)에 접속하여 얻어진 전류 값에서 표면 저항을 구하였다. 전체 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 9.1%이고, 평균 표면 저항은 43 Ω/□이었다.
장척의 증착 필름의 임의의 부분에서 잘라낸 20장의 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm)의 각각을 도 4a 및 도 4b에 나타낸 시스템의 마이크로 스트립 라인(MSL)에 접착제에 의해 부착하고, 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 반사파(S11)의 전력 및 투과파(S12)의 전력을 측정하고, 상기 식 (1)에 의해 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리하지 않은 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 비교예 1로서 도 6에 나타냈다.
다음으로, 장척 증착 필름의 임의의 부분에서 A4 사이즈(210 mm × 297 mm)의 샘플(S)을 20장 잘라내고, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 각 샘플(S)을 Ni 박막(2)을 아래로 하여 가열 장치(40)의 핫 플레이트(41) 상에 재치하고, A4 사이즈로 두께 3 mm의 테플론(등록 상표) 재질 단열 시트(42) 및 A4 사이즈로 두께 2 mm의 철판(43)을 올려놓은 후, 150℃에서 30분간 열 처리를 수행하였다. 열 처리에 의한 열 수축은 약 1%이었다.
열 처리한 각 샘플(S)에서 잘라낸 10 cm × 10 cm의 5장의 시험편(TP1)에 대해, 상기와 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 그 결과, 열 처리한 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 8.9%이고, 평균 표면 저항은 39 Ω/□이었다. 또한 열 처리한 20장의 증착 필름 샘플(S)의 각각에서 잘라낸 각 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm)에 대해 상기와 동일하게 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 반사파(S11)의 전력 및 투과파(S12)의 전력을 측정하고, 상기 식 (1)에 의해 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리한 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 실시예 1로서 도 6에 나타냈다.
실시예 1의 20장의 시험편(TP2)(열 처리 있음) 및 비교예 1의 20장의 시험편(TP2)(열 처리 없음)의 6 GHz에서의 전송 감쇠율(Rtp)의 분포를 각각 도 7a 및 도 7b에 나타냈다. 각 Rtp의 빈도는 예를 들면 Rtp의 값이 30 dB의 경우, 30 dB ≤ Rtp < 31 dB의 범위의 Rtp를 갖는 시험편의 수에 따라 나타난다(이하 동일). 도 6 및 도 7에서 명백한 바와 같이, 열 처리한 증착 필름으로 이루어진 실시예 1의 시험편의 Rtp는 열 처리하지 않은 증착 필름으로 이루어진 비교예 1의 시험편의 Rtp보다 높을 뿐 아니라, 그 분포도 좁았다(편차도 작았다).
[실시예 2, 비교예 2]
Ni 박막(2)의 목표 광 투과율(파장 660 nm)을 15%로 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 장척 증착 필름을 제작하고, 그 임의의 부분에서 잘라낸 각각 5장의 시험편(TP1)에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 전체 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 15.5%이고, 평균 표면 저항은 52 Ω/□이었다.
장척 증착 필름의 임의 부분에서 잘라낸 20장의 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm) 각각에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 반사파(S11)의 전력 및 투과파(S12)의 전력을 측정하고, 상기 식 (1)에 의해 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리하지 않은 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 비교예 2로서 도 8에 나타냈다.
다음으로, 장척 증착 필름의 임의의 부분에서 A4 사이즈(210 mm × 297 mm)의 샘플(S)을 20장 잘라내고, 실시예 1과 동일한 방법으로 150℃에서 30분간 열 처리를 수행하였다. 열 처리에 의한 열 수축은 약 1%이었다. 열 처리한 각 샘플(S)에서 잘라낸 10 cm × 10 cm의 5장의 시험편(TP1)에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 열 처리한 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 15.2%이고, 평균 표면 저항은 48 Ω/□이었다.
열 처리한 20장의 증착 필름 샘플(S)의 각각에서 잘라낸 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm)에 대해 실시예 1과 같은 방법으로 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리한 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 실시예 2로서 도 8에 나타냈다.
실시예 2의 20장의 시험편(TP2)(열 처리 있음) 및 비교예 2의 20장의 시험편(TP2)(열 처리 없음)의 6 GHz에서의 전송 감쇠율(Rtp)의 분포를 각각 도 9a 및 도 9b에 나타냈다. 도 8 및 도 9에서 명백한 바와 같이, 열 처리한 증착 필름으로 이루어진 실시예 2의 시험편의 Rtp는 열 처리하지 않은 증착 필름으로 이루어진 비교예 2의 시험편의 Rtp보다 높을 뿐 아니라, 그 분포도 좁았다(편차도 작았다).
[실시예 3, 비교예 3]
Ni 박막(2)의 목표 광 투과율(파장 660 nm)을 28%로 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 장척 증착 필름을 제작하고, 그 임의의 부분에서 잘라낸 각각 5장의 시험편(TP1)에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 전체 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 27.0%이고, 평균 표면 저항은 107 Ω/□이었다.
장척 증착 필름의 임의 부분에서 잘라낸 20장의 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm) 각각에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 반사파(S11)의 전력 및 투과파(S12)의 전력을 측정하고, 상기 식 (1)에 의해 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리하지 않은 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 비교예 3으로서 도 10에 나타냈다.
다음으로, 장척 증착 필름의 임의의 부분에서 A4 사이즈(210 mm × 297 mm)의 샘플(S)을 20장 잘라내고, 실시예 1과 동일한 방법으로 150℃에서 30분간 열 처리를 수행하였다. 열 처리에 의한 열 수축은 약 1%이었다. 열 처리한 각 샘플(S)에서 잘라낸 10 cm × 10 cm의 5장의 시험편(TP1)에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 열 처리한 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 26.5%이고, 평균 표면 저항은 99 Ω/□이었다.
열 처리한 20장의 증착 필름 샘플(S)의 각각에서 잘라낸 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm)에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리한 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 실시예 3으로서 도 10에 나타냈다.
실시예 3의 20장의 시험편(TP2)(열 처리 있음) 및 비교예 3의 20장의 시험편(TP2)(열 처리 없음)의 6 GHz에서의 전송 감쇠율(Rtp)의 분포를 각각 도 11a 및 도 11b에 나타냈다. 도 10 및 도 11에서 명백한 바와 같이, 열 처리한 증착 필름으로 이루어진 실시예 3의 시험편의 Rtp는 열 처리하지 않은 증착 필름으로 이루어진 비교예 3의 시험편의 Rtp보다 높을 뿐 아니라, 그 분포도 좁았다(편차도 작았다).
[실시예 4, 비교예 4]
Ni 박막(2)의 목표 광 투과율(파장 660 nm)을 48%로 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 장척 증착 필름을 제작하고, 그 임의의 부분에서 잘라낸 각각 5장의 시험편(TP1)에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 전체 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 47.5%이고, 평균 표면 저항은 217 Ω/□이었다.
장척 증착 필름의 임의 부분에서 잘라낸 20장의 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm) 각각에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 반사파(S11)의 전력 및 투과파(S12)의 전력을 측정하고, 상기 식 (1)에 의해 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리하지 않은 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 비교예 4로서 도 12에 나타냈다.
다음으로, 장척 증착 필름의 임의의 부분에서 A4 사이즈(210 mm × 297 mm)의 샘플(S)을 20장 잘라내고, 실시예 1과 동일한 방법으로 150℃에서 30분간 열 처리를 수행하였다. 열 처리에 의한 열 수축은 약 1%이었다. 열 처리한 각 샘플(S)에서 잘라낸 10 cm × 10 cm의 5장의 시험편(TP1)에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 열 처리한 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 46.5%이고, 평균 표면 저항은 185 Ω/□이었다.
열 처리한 20장의 증착 필름 샘플(S)의 각각에서 잘라낸 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm)에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리한 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 실시예 4로서 도 12에 나타냈다.
실시예 4의 20장의 시험편(TP2)(열 처리 있음) 및 비교예 4의 20장의 시험편(TP2)(열 처리 없음)의 6 GHz에서의 전송 감쇠율(Rtp)의 분포를 각각 도 13a 및 도 13b에 나타냈다. 도 12 및 도 13에서 명백한 바와 같이, 열 처리한 증착 필름으로 이루어진 실시예 4의 시험편의 Rtp는 열 처리하지 않은 증착 필름으로 이루어진 비교예 4의 시험편의 Rtp보다 높을 뿐 아니라, 그 분포도 좁았다(편차도 작았다).
열 처리한 증착 필름으로 이루어진 실시예 4의 시험편(TP2)을 도 4a 및 도 4b에 나타낸 시스템의 마이크로 스트립 라인(MSL)에 접착제에 의해 부착하고, 반사파(S11)의 전력 및 투과파(S12)의 전력을 측정하고, 상기 [3] (2)의 방법에 의해 노이즈 흡수율(Ploss/Pin)을 구하였다. 결과를 도 14에 나타냈다. 도 14에서 명백한 바와 같이, 실시예 4의 시험편(TP2)은 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서 양호한 노이즈 흡수율(Ploss/Pin)을 나타냈다.
[비교예 5]
Ni 박막(2)의 목표 광 투과율(파장 660 nm)을 0.3%로 한 것을 제외하고 비교예 1과 동일하게 장척 증착 필름을 제작하고, 그 임의의 부분에서 잘라낸 각각 5장의 시험편(TP1)에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 전체 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 0.3%이고, 평균 표면 저항은 3.8 Ω/□이었다. 또한 장척 증착 필름의 임의의 부분에서 A4 사이즈(210 mm × 297 mm)의 샘플(S)을 1장 잘라내고, 전송 감쇠율(Rtp)을 측정하였다. 결과를 도 15에 나타냈다.
동일한 샘플(S)에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 150℃에서 30분간 열 처리를 수행한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율, 표면 저항을 측정하였다. 평균 광 투과율은 0.3%이고, 평균 표면 저항은 3.7 Ω/□이었다. 또한 열 처리한 샘플(S)에서 잘라낸 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm)에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 결과를 도 15에 나타냈다.
도 15에서 명백한 바와 같이, 광 투과율이 0.3%인 Ni 증착 필름에서는 열 처리의 유무에 관계없이 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)이 불충분하였다.
[비교예 6]
Ni 박막(2)의 목표 광 투과율(파장 660 nm)을 60%로 한 것을 제외하고 비교예 1과 동일하게 장척 증착 필름을 제작하고, 그 임의의 부분에서 잘라낸 각각 5장의 시험편(TP1)에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 전체 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 60.5%이고, 평균 표면 저항은 390 Ω/□이었다.
장척 증착 필름의 임의 부분에서 잘라낸 20장의 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm) 각각에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리하지 않은 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 도 16에 나타냈다.
다음으로, 장척 증착 필름의 임의의 부분에서 A4 사이즈(210 mm × 297 mm)의 샘플(S)을 20장 잘라내고, 실시예 1과 동일한 방법으로 150℃에서 30분간 열 처리를 수행하였다. 열 처리에 의한 열 수축은 약 1%이었다. 열 처리한 각 샘플(S)에서 잘라낸 10 cm × 10 cm의 5장의 시험편(TP1)에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 투과율 및 표면 저항을 측정하였다. 열 처리한 시험편(TP1)의 평균 광 투과율은 59.0%이고, 평균 표면 저항은 350 Ω/□이었다.
열 처리한 20장의 증착 필름 샘플(S)의 각각에서 잘라낸 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm)에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)을 구하였다. 열 처리한 20장의 시험편(TP2)의 전송 감쇠율(Rtp)의 최고치 및 최저치를 도 16에 나타냈다.
도 16에서 명백한 바와 같이, 광 투과율이 약 60%인 Ni 증착 필름에서는 열 처리의 유무에 관계없이 0.1~6 GHz의 주파수 범위에서의 전송 감쇠율(Rtp)이 불충분하였다.
실시예 1~4의 시험편(150℃에서 30분간의 열 처리 있음) 및 비교예 1~6의 시험편의 광 투과율 및 표면 저항, 그리고 6 GHz에서의 평균 전송 감쇠율(Rtp) 및 평균 노이즈 흡수율(Ploss/Pin)을 표 1에 나타냈다.
예 No. 열처리 광 투과율
(%)
표면 저항
(Ω/□)
Rtp*
(dB)
Ploss/Pin *
비교예 5 없음 0.3 3.8 11.5(1) 0.75
있음 0.3 3.7 9.1(1) 0.75
비교예 1 없음 9.1 43 27.6 0.95
실시예 1 있음 8.9 39 29.3 0.93
비교예 2 없음 15.5 52 27.3 0.94
실시예 2 있음 15.2 48 30.4 0.94
비교예 3 없음 27.0 107 21.8 0.96
실시예 3 있음 26.5 99 26.8 0.97
비교예 4 없음 47.5 217 17.4 0.95
실시예 4 있음 46.5 185 20.2 0.96
비교예 6 없음 60.5 390 11.5 0.94
있음 59.0 350 13.3 0.95
주: * 평균치.
(1) 1개의 샘플에 대해 측정.
[실시예 5]
비교예 2의 증착 필름(광 투과율: 15.5%)에 대해 80℃, 110℃, 120℃, 150℃, 170℃ 및 190℃의 각 온도에서 30분간의 열 처리를 수행하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 장척 증착 필름의 임의 부분에서 잘라낸 20장의 시험편(TP2)(55.2 mm × 4.7 mm) 각각에 대해, 전송 감쇠율(Rtp)을 측정하였다. 각 열 처리 온도에서의 시험편의 전송 감쇠율(Rtp)의 범위 및 평균치를 표 2에 나타냈다.
열처리 온도
(℃)
Rtp (dB)
범위 평균치
80 -(1) -(1)
110 28~29 28.3
120 28~30 29.2
150 30~31 30.4
170 30~31 30.6
190 -(2) -(2)
주: (1) 열 처리에 의한 Rtp의 변화는 거의 없었다.
(2) PET 필름의 변형에 의해 측정 불능.
표 2에서 명백한 바와 같이, 110℃~170℃의 열 처리 온도에서는 얻을 수 있는 노이즈 억제 필름의 전송 감쇠율(Rtp)은 크고, 또한 그 범위는 좁았다(편차는 작았다). 이에 대해, 80℃의 열 처리 온도에서는 전송 감쇠율(Rtp)의 향상 효과는 불충분하고, 또한 180℃를 초과하는 190℃의 열 처리 온도에서는 전송 감쇠율(Rtp)이 저하될 뿐 아니라, PET 필름과 같은 범용 수지의 필름을 사용할 수 없다는 문제도 생겼다.
1: 연신 플라스틱 필름
2: Ni 박막
2a: 두껍게 형성된 영역
2b: 두께가 얇게 형성된 영역 또는 전혀 형성되지 않은 영역
10: 노이즈 억제 필름
11, 11: 전극
11a: 전극 본체부
11b: 전극 연장부
12: 투명 아크릴판
13: 원주 형상 추
20: 절연 기판
21: 접지 그랜드 전극
22: 도전성 핀
23: 동축 케이블
40: 가열 장치
41: 핫 플레이트
42: 단열 시트
43: 철판

Claims (4)

  1. 전자파 노이즈 흡수 능력의 편차가 저감된 노이즈 억제 필름이며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 연신 플라스틱 필름의 한쪽 면에 증착법에 의해 Ni 박막을 형성한 후, 열 수축이 일어날 수 있는 110 내지 170℃의 범위 내의 온도에서 10분 내지 1시간 열 처리하고, (a) 상기 Ni 박막의 광 투과율(파장 660 nm의 레이저 광)이 3 내지 50%이며, (b) 상기 Ni 박막의 10 cm × 10 cm의 정방형 시험편(TP)의 대향 변부에, 변 전체를 덮는 길이의 한 쌍의 전극을 배치하고, 평탄한 가압판을 통해 3.85 kg의 하중을 가해 측정한 표면 저항이 10 내지 200 Ω/□인 것을 특징으로 하는 노이즈 억제 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Ni 박막의 열 처리 온도가 130 내지 160℃인 것을 특징으로 하는 노이즈 억제 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Ni 박막의 열 처리 시간이 20 내지 40분인 것을 특징으로 하는 노이즈 억제 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Ni 박막의 표면에 보호 필름이 적층되는 것을 특징으로 하는 노이즈 억제 필름.
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