KR102069556B1 - 전자기파 흡수 필터 - Google Patents

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Abstract

내측으로부터 순차적으로 전자기파 흡수층, 절연층, 및 전자기파 차폐층을 포함하고; 상기 전자기파 흡수층은 적어도 2 이상의 전자기파 흡수 필름이 적층되어 구성되며; 상기 전자기파 흡수 필름 각각은 플라스틱 필름의 일면 상에 형성된 금속 박막을 포함하고, 상기 금속 박막에는 다수의 선형 스크래치가 복수의 방향에서 형성되며; 상기 각각의 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치의 예각측의 교차각(θs)은 30~90° 범위 내이고; 2개의 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치는 서로 교차하며; 2개의 전자기파 흡수 필름은 서로 다른 길이를 가지며; 그리고, 길이가 긴 전자기파 흡수 필름의 길이 L1에 대한 길이가 짧은 전자기파 흡수 필름의 길이 L2의 비율은 30~70% 범위인 전자기파 흡수 필터가 제공된다.

Description

전자기파 흡수 필터{ELECTROMAGNETIC-WAVE-ABSORBING FILTER}
본 발명은 도전 케이블(conductor cable)을 감고 있고(wound around), 우수한 전자기파 흡수능을 갖는 전자기파 흡수 필터에 관한 것이다.
전기 기기 및 전자 기기의 케이블로부터 전자기파가 방사되고, 주변의 전자기파가 케이블 내로 침입하면, 노이즈가 신호에 혼입된다. 상기와 같은 케이블에서의 전자기파 방사와 케이블에 대한 전자기파의 침입을 방지하고자, 기존에는 케이블을 금속 네트(nets)나 호일(foils)로 차폐하였다. 예를 들어, 일본 특허문헌 특개평 11-185542는 복수 개의 신호-전송 케이블을 감는 절연 테이프, 상기 절연 테이프를 감는 고-도전 금속 호일(구리 호일 등)과 고-투과성(high-permeability) 재료(permalloy 등) 박막의 적층 테이프, 및 상기 적층 테이프를 감는 절연체를 포함하는 케이블을 개시한다. 그러나, 상기 케이블은 고-주파수 노이즈를 완전히 차폐하지 못한다. 따라서, 전자기파 차폐 대신 전자기파 흡수에 의해 전자기파의 방사 및 침입을 방지하는 방법이 제안되고 있다.
일본 특허문헌 특개 2005-259385는 고무 시스(rubber sheath)에 의해 전기적으로 절연된 2개의 금속 코어 케이블을 각각 포함하는 복수의 제1 패어-코어 케이블(first pair-core cables); 상기 제1 패어-코어 케이블을 피복하는(covering) 제1 시스; 고무 시스에 의해 전기적으로 절연된 2개의 금속 코어 케이블을 각각 포함하고, 상기 제1 시스의 외측에서 정렬되는 복수의 제2 패어-코어 케이블; 상기 제2 패어-코어 케이블을 피복하는 제2 시스; 상기 제2 시스를 피복하는 금속 네트; 및 상기 금속 네트를 피복하는 절연층;을 포함하는 통신 케이블을 개시한다. 상기 제1 및 제2 시스 각각은 자성층(magnetic layer)과 도전층(conductor layer)을 포함하는 2 층 구조를 갖는다. 상기 자성층은, 예를 들어, 미세한 비정질 합금 입자를 바인더로 결합한 시트로 구성되고, 상기 도전층은, 예를 들어, 미세한 은 입자를 바인더로 결합한 시트로 구성된다. 그러나, 상기 통신 케이블에는 상기 자성층과 상기 도전층을 포함하는 2층 구조의 시스가 사용되기 때문에, 상기 케이블은 불가피하게 두꺼우며 값이 비싸다.
일본 특허문헌 특개 2009-71266 는 통신 코어 케이블 또는 파워 코어 케이블을 절연층으로 감는 통신케이블로서, 전자기파 차폐층 및 전자기파 흡수층을 포함하고, 상기 절연층을 감는 전자기파 흡수/차폐 필름을 포함하는 통신 케이블을 개시한다. 상기 전자기파 차폐층으로는, 그 두께가 17-70 μm이고, 알루미늄이나 구리 호일, 또는 알루미늄 또는 구리가 적층된 폴리머 필름으로 구성되는 전자기파 차폐 필름이 예시될 수 있다. 상기 전자기파 흡수층으로는, 두께가 10~100 μm이고, 전자기파 흡수능을 갖는 Fe-Si 합금 파우더, Fe-Si-Cr 합금 파우더, 비정질 금속 파우더 등으로 코팅되고, 및/또는 금속 플레이크 함유 페인트로 코팅된 전자기파 흡수 필름이 예시될 수 있다. 그러나, 상기 전자기파 흡수/차폐 필름은 각각의 두께를 갖는 전자기파 차폐층과 전자기파 흡수층을 포함하는 2층 구조를 갖기 때문에, 상기 통신 케이블은 불가피하게 두꺼우며 값이 비싸다.
상기 설명된 바와 같이, 케이블로부터 발생하는 전자기파를 흡수하기 위하여, 그리고 케이블로 침입하는 외부 노이즈를 방지하기 위하여, 케이블 전체를 피복하는 전자기파 흡수층을 사용하는 대신, 케이블의 일부를 피복하는 필터가 또한 사용될 수 있다. 기존 전자기파 흡수 필터의 대부분은, 소결된 페라이트(ferrite) 또는 소결된 페라이트 파우더를 포함하는 수지/고무 시트로부터 형성되었다. 그러나, 상기와 같은 전자기파 흡수 필터는 그 두께가 두껍기 때문에 부피가 크다는 단점이 있다.
그에 따라, 본 발명의 목적은 통신 케이블 또는 파워 케이블을 감고 있고, 케이블로부터의 전자기파 방사와 케이블로의 전자기파의 침입을 효과적으로 억제할 수 있는 얇은 두께의 전자기파 흡수 필터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 감안하여 예의 연구한 결과, 본 발명의 발명자는, 통신 케이블 또는 파워 케이블(이하, 간단하게 “도전 케이블”이라 호칭)을 감고 있고, 내측으로부터 전자기파 흡수층, 절연층, 및 전자기파 차폐층을 순차로 포함하는 구조를 가지는 전자기파 흡수 필터가, (a) 상기 전자기파 흡수층이 도전 케이블의 길이 방향에서 길이가 서로 상이한 2개의 전자기파 흡수 필름을 포함하도록 구성하며(상기 전자기파 흡수 필름 각각은 플라스틱 필름의 일면 상에 형성된 단층 또는 다층의 금속 박막을 포함하고, 상기 금속 박막은 복수의 실질적으로 평행하고, 간헐적이며, 선형인 스크래치가 불규칙한 폭과 간격을 갖도록 복수의 방향에서 형성됨), (b) 상기 전자기파 흡수 필름을 상기 선형의 스크래치가 교차하도록 적층하면, 도전 케이블로부터의 전자기파 방사와 도전 케이블에 대한 전자기파의 침입을 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명은 상기와 같은 발견에 기초하여 완성되었다.
그에 따라, 도전 케이블을 감는 본 발명의 상기 전자기파 흡수 필터는,
내측으로부터 전자기파 흡수층, 절연층, 및 전자기파 차폐층을 순차로 포함하고;
상기 전자기파 흡수층은 적어도 2개의 전자기파 흡수 필름이 적층되어 구성되며;
상기 전자기파 흡수 필름 각각은 플라스틱 필름의 일면 상에 형성되는 단층 또는 다층의 금속 박막을 포함하고, 상기 금속 박막은 복수의 실질적으로 평행하고, 간헐적이며, 선형인 복수의 스크래치가 불규칙적인 두께와 간격을 갖도록 복수의 방향에서 형성되고,
상기 각 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치의 예각측 교차각(an acute crossing angle)(θs)은 30~90° 범위 내이며,
어느 하나의 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치와 다른 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치는 교차(being crossing)하고;
상기 2개의 전자기파 흡수 필름은 상기 도전 케이블의 길이 방향에서 서로 다른 길이를 갖고; 그리고
길이가 긴 전자기파 흡수 필름의 길이L1에 대한 길이가 짧은 전자기파 흡수 필름의 길이 L2의 비(L2/L1)가 30-70% 인 것을 특징으로 한다.
어느 하나의 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치는 다른 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치와 최소 교차각(minimum crossing angle)(α)이 10~45° 인 것이 바람직하다.
상기 각 전자기파 흡수 필름 각각에서, 상기 선형 스크래치의 폭은 90% 이상이 0.1~100 μm 범위 내에서 평균 1~50 μm이고, 상기 선형 스크래치의 측면 방향 간격(the lateral intervals)은 1~500 μm 범위 내에서 평균 10~100 μm 인 것이 바람직하다.
상기 절연층은 열가소성 수지 또는 고무로부터 형성되는 것이 바람직하다. 상기 절연층은 자성 입자(magnetic particles)를 포함할 수 있다.
상기 절연층은 두께가 0.5 mm 이상인 것이 바람직하고, 1 mm 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 전자파 차폐층은 플라스틱 필름, 및 상기 플라스틱 필름의 일면 상에 형성된 단층 또는 다층의 금속 박막을 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 금속 박막은 알루미늄, 구리, 은, 주석, 니켈, 코발트, 크롬 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 금속으로부터 형성되는 것이 바람직하다. 상기 금속 박막은 증착막인 것이 바람직하다.
상기 전자기파 차폐층에는 접지선(ground line)이 부착되는 것이 바람직하다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 전자기파 흡수 필터는 우수한 전자기파 흡수능을 갖기 때문에, 도전 케이블로부터의 전가지파 방사와 도전 케이블로의 전자기파 침입을 억제하는데 효과적이다. 또한, 본 발명의 전자기파 흡수 필터는 얇은 2개의 전자기파 흡수 필름, 절연층, 및 얇은 전자기파 차폐층을 포함하기 때문에, 슬림화가 용이할 뿐 아니라 가격 인하도 쉽다. 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 상기 전자기파 흡수 필터는 다양한 주파수 대역에서 신호를 전송하기 위한 케이블, 및 노이즈 발생원이 되는 각종 전자 및 전기 기구에 연결되는 파워 케이블에 대하여 쉽게 부착될 수 있다.
도 1은 도전 케이블을 감는 본 발명의 전자기파 흡수 필터를 나타내는 부분 확대 사시도이다.
도 2는 도전 케이블을 감는 본 발명의 전자기파 흡수 필터를 나타내는 부분 단면도이다.
도 3은 2개 전자기파 흡수 필름의 길이를 나타내는 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명 전자기파 흡수 필터에서 2개의 전자기파 흡수 필름이 배치된 모습을 나타내는 전개 평면도이다.
도 5(a)는 전자기파 흡수 필름의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5(b)는 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치의 일례를 나타내는 부분 평면도이다.
도 5(c)는 도 5(b)의 A-A 단면도이다.
도 5(d)는 도 5(c)의 B 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 5(e)는 전자기파 흡수 필름의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5(f)는 도 5(e)의 C부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 6(a)는 선형 스크래치 형성 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 6(b)는 도 6(a)의 장치를 나타내는 평면도이다.
도 6(c)는 도 6(b)의 B-B 단면도이다.
도 6(d)는 복합필름(composite film)의 진행 방향에 대하여 경사진 선형 스크래치가 형성되는 원리를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 6(e)는 도 6(a)의 장치에서 복합필름에 대한 패턴롤(pattern roll)과 푸쉬롤(push roll)의 경사 각을 나타내는 부분 평면도이다.
도 7은 선형 스크래치 형성 장치의 다른 일례를 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은 2개 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치 배향(교차각)을 나타내는 확대 개략도이다.
도 9는 도전 케이블에 전자기파 흡수 필터를 감는 모습을 나타내는 개략 단면도이다.
도 10은 실시예에서 사용되는 2 개 전자기파 흡수 필름의 적층체를 나타내는 평면도이다.
도 11(a)는 반사파의 전력과 투과파의 전력(the powers of reflected wave and transmitted wave)을 측정하는 시스템을 나타내는 평면도이다.
도 11(b)는 도 11(a) 시스템에 나타내는 부분 단면 개략도이다.
도 12는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 11(L2 = 0 mm)의 전력 손실 Ploss를 나타내는 그래프이다.
도 13은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 12(L2 = 30 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 14는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 13(L2 = 40 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 15는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 14(L2 = 50 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 16은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 15(L2 = 60 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 17은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 16(L2 = 70 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 18은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 17(L2 = 100 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 19는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 11, 12, 14, 16 및 17(L2 = 0 mm, 30 mm, 50 mm, 70 mm, 및 100 mm)의 노이즈 흡수율 Ploss/Pin을 나타내는 그래프이다.
도 20은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 21(L2 = 0 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 21은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 22(L2 = 30 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 22는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 23(L2 = 40 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 23은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 24(L2 = 50 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 24는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 25(L2 = 60 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 25는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 26(L2 = 70 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 26은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 27(L2 = 100 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 27은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 21, 22, 24, 26 및 27(L2 = 0 mm, 30 mm, 50 mm, 70 mm, 및 100 mm)의 노이즈 흡수율 Ploss/Pin을 나타내는 그래프이다.
도 28은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 31(L2 = 0 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 29는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 32(L2 = 25 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 30은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 33(L2 = 35 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 31은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 34(L2 = 50 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 32는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 31, 32 및 34(L2 = 0 mm, 25 mm 및 50 mm)의 노이즈 흡수율 Ploss/Pin을 나타내는 그래프이다.
도 33은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 41(L2 = 0 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 34는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 42(L2 = 20 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 35는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 43(L2 = 28 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 36은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 44(L2 = 40 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 37은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 41, 42 및 44(L2 = 0 mm, 20 mm 및 40 mm)의 노이즈 흡수율 Ploss/Pin을 나타내는 그래프이다.
도 38은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 51(L2 = 0 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 39는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 52(L2 = 25 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 40은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 53(L2 = 35 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 41은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 54(L2 = 50 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 42는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 51, 52 및 54(L2 = 0 mm, 25 mm 및 50 mm)의 노이즈 흡수율 Ploss/Pin을 나타내는 그래프이다.
도 43은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 61(L2 = 0 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 44는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 62(L2 = 20 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 45는 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 63(L2 = 28 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 46은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 64(L2 = 40 mm)의 전력 손실 Ploss 를 나타내는 그래프이다.
도 47은 전자기파 흡수 필터 샘플 No. 61, 62 및 64(L2 = 0 mm, 20 mm 및 40 mm)의 노이즈 흡수율 Ploss/Pin을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다른 언급이 없는 이상, 하나의 실시예에 대한 설명은 다른 실시예에 대해서도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 내용이 하기 설명되는 내용에 제한되는 것은 아니며, 하기 설명되는 내용에 대해서는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
[1] 전자기파 흡수 필터의 구조
도 1은 도전 케이블(20)을 감는 본 발명 전자기파 흡수 필터(10)의 내부 구조를 도시한다. 상기 전자기파 흡수 필터(10)는 내측으로부터 순차적으로 전자기파 흡수층(110), 절연층(120), 및 전자기파 차폐층(130)을 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전자기파 흡수층(110)은 적어도 2개의 전자기파 흡수 필름(111, 112)이 적층되어 구성된다. 각 전자기파 흡수 필름(111, 112)의 플라스틱 필름(111a, 112a) 일면에 형성된 단층 또는 다층의 금속 박막(111b, 112b)은 복수의 실질적으로 평행하고, 간헐적이며, 선형인 복수의 스크래치(113)가 복수의 방향에서 불규칙한 폭과 간격을 갖도록 형성된다. 2개의 전자기파 흡수 필름(111, 112)은 플라스틱 필름(111a, 112a)에 대하여 동일한 방향 상에 금속 박막(111b, 112b)을 갖도록 적층되는 것이 바람직하다(전자기파 흡수 필름(111)의 금속 박막(111b)은 전자기파 흡수 필름(112)의 플라스틱 필름(112a)과 접한다). 하나의 구체예에서, 상기 도전 케이블(20)은 한 쌍의 도전성 코어 케이블(21, 21), 각 도전성 코어 케이블(21)을 피복하는 절연성 내측 시스(insulating inner sheath)(22), 및 상기 절연성 내측 시스(22, 22)를 피복하는 절연성 외측 시스(insulating outer sheath)(23)를 포함한다. 상기 도전 케이블(20)로는 신호-전송 케이블(signal-transmitting cable) 등이 적합하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
[2] 전자기파 흡수 필터의 구성 요소
(1) 전자기파 흡수 필름(Electromagnetic-wave-absorbing film)
도 5(a) 및 5(b)에서와 같이, 상기 전자기파 흡수 필름(111)(112)은 플라스틱 필름(111a)(112a), 및 상기 플라스틱 필름(111a)(112a)의 적어도 일면에 형성된 단층 또는 다층의 금속 박막(111b)(112b)을 포함하고, 상기 금속 박막(111b)(112b)에는 복수의 실질적으로 평행하고, 간헐적이며, 선형인 스크래치가 복수의 방향에서 불규칙적인 폭과 간격을 갖도록 형성된다. 2개의 전자기파 흡수 필름(111, 112)은 플라스틱 필름(111a)(112a), 금속 박막(111b)(112b), 및 선형 스크래치(113)라는 구성요소들이 다르지 않기 때문에, 하나의 전자기파 흡수 필름(111)에 대해서만 설명한다. 물론, 전자기파 흡수 필름(111)에 관한 설명을 전자기파 흡수 필름(112)에 대해서도 적용할 수 있다.
(a) 플라스틱 필름(Plastic film)
플라스틱 필름(111a)을 형성하는 수지는 절연성뿐 아니라 충분한 강도, 유연성 및 가공성을 갖는다면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, (폴리에틸렌테레프탈레이트 등과 같은) 폴리에스테르(polyesters), (폴리페닐렌 설파이드 등과 같은) 폴리아릴렌 설파이드(polyarylene sulfide), 폴리아미드(polyamides), 폴리이미드(polyimides), 폴리아미드이미드(polyamideimides), 폴리에테르 설폰(polyether sulfone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리카보네이트(polycarbonates), 아크릴 수지(acrylic resins), 폴리스티렌(polystyrenes), 또는 (폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등과 같은) 폴리올레핀(polyolefins) 등을 사용할 수 있다. 강도 및 비용을 고려할 때, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 바람직하다. 상기 플라스틱 필름(111a)의 두께는 약 8~30 μm 정도일 수 있다.
(b) 금속 박막(Thin metal film)
상기 금속 박막(111b)을 형성하는 금속은 도전성을 갖는 이상 특별히 제한되지 않고, 내부식성이나 비용 관점에서 알루미늄, 구리, 은, 주석, 니켈, 코발트, 크롬 및 이들의 합금이 바람직하며, 특히 알루미늄, 구리, 니켈 및 이들의 합금이 바람직하다. 상기 금속 박막(111b)의 두께는 0.01 μm 이상이 바람직하다. 특별히 제한되는 것은 아니지만, 상기 금속 박막(111b) 두께의 상한은 실용적으로는 약 10 μm일 수 있다. 물론, 두께가 10 μm 이상인 금속 박막(111b)을 이용해도 좋지만, 고-주파수 전자기파에 대한 흡수능은 거의 변화가 없다. 따라서, 상기 금속 박막(111b)의 두께는 0.01~10 μm 가 바람직하고, 0.01~5 μm 가 보다 바람직하고, 0.01~1 μm 가 가장 바람직하다. 상기 금속 박막(111b)은, (예를 들어, 진공증착법, 스퍼터링법, 및 이온 플레이팅법과 같은 물리적 증착법, 또는 플라즈마 CVD법, 열 CVD 법, 및 포토 CVD법과 같은 화학적 증착법과 같은) 증착법(vapor deposition method), 도금법(plating method), 또는 호일-접합법(foil-bonding method)에 의해 형성될 수 있다.
상기 금속 박막(111b)이 단일층 구조를 갖는 경우, 상기 금속 박막(111b)은 도전성, 내부식성 및 비용 측면에서 알루미늄 또는 니켈로부터 형성되는 것이 바람직하다. 상기 금속 박막(111b)이 다층 구조를 갖는 경우, 하나의 층은 비-자성 금속(non-magnetic metal)으로 형성되고, 다른 층은 자성 금속으로 형성될 수 있다. 상기 비-자성 금속은 알루미늄, 구리, 은, 주석, 및 이들의 합금을 포함하고, 상기 자성 금속은 니켈, 코발트, 크롬 및 이들의 합금을 포함한다. 상기 자성 금속 박막의 두께는 0.01 μm 이상인 것이 바람직하고, 비-자성 금속 박막의 두께는 0.1 μm 이상인 것이 바람직하다. 특별히 제한되지 않으나, 상기 박막 두께의 상한은 약 10 μm인 것이 바람직하다. 상기 자성 금속 박막의 두께는0.01~5 μm 범위인 것이 더 바람직하고, 상기 비-자성 금속 박막의 두께는 0.1~5 μm 범위인 것이 더 바람직하다. 도 5(e) 및 5(f)는 플라스틱 필름(111a) 상에 형성된 2개층(금속 박막(111b1, 111b2))을 도시한다.
(c) 선형 스크래치(Linear scratches)
도 5(b) 및 도 5(c)에 관한 일례에서, 하나의 금속 박막(111b)에는 복수의 실질적으로 평행이고, 간헐적이며, 선형인 스크래치(113a, 113b)가 두 방향에서 불규칙적인 폭(width)과 간격(interval)을 갖도록 형성된다. 설명을 위해, 도 5(c)는 선형 스크래치(113)의 깊이(depth)를 과장하여 도시한다. 도 5(d)에서와 같이, 두 방향으로 배향되는 상기 선형 스크래치(113)는, 다양한 폭(W)과 간격(I)을 갖는다. 상기 선형 스크래치(113)의 폭(W)과 간격(I)은 선형 스크래치를 형성하기 이전에 금속 박막(111b) 표면 S에 상응하는 높이에 의해 결정된다. 상기 선형 스크래치(113)가 다양한 폭(W)과 간격(I)을 갖기 때문에, 상기 전자기파 흡수 필름(111)은 넓은 주파수 범위에서 효과적으로 전자기파를 흡수할 수 있다.
상기 선형 스크래치(113) 폭의 90% 이상은 0.1~100 μm 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 0.5~50 μm 범위 내에 있는 것이 더 바람직하고, 0.5~20 μm 범위 내에 있는 것이 가장 바람직하다. 상기 선형 스크래치(113)의 평균 폭(Wav)은 1~50 μm 인 것이 바람직하고, 1~10 μm인 것이 보다 바람직하고, 1~5 μm 인 것이 가장 바람직하다.
상기 선형 스크래치(113)의 측면 방향 간격(lateral intereval)(I)는 1~500 μm 범위 내인 것이 바람직하고, 1~100 μm 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1~50 μm 범위 내인 것이 가장 바람직하고, 1~30 μm 범위 내에 있는 것이 특히 바람직하다. 상기 선형 스크래치(113)의 평균 측면 방향 간격(Iav)은 10~100 μm 인 것이 바람직하고, 10~50 μm인 것이 더 바람직하고, 10~30 μm 인 것이 가장 바람직하다.
상기 선형 스크래치(113)의 길이(Ls)는 슬라이딩 조건(sliding condition)(주로, 패턴롤과 필름의 상대적인 주속(peripheral speed), 및 패턴롤에 대한 필름의 권취 각(winding angle))에 의해 결정되기 때문에, 슬라이딩 조건이 변하지 않는 이상 대부분의 선형 스크래치(113)는 실질적으로 동일한 길이(Ls)(실질적으로 평균 길이 Lsav 와 동일하다)를 갖는다. 특별히 제한되지는 않으나, 상기 선형 스크래치(113)의 길이(Ls)는 실제로 약 1~100 mm 일 수 있고, 바람직하게는 2~10 mm 이다.
선형 스크래치(113a, 113b)의 예각측의 교차각(acute crossing angle)(θs) (특별히 달리 언급하지 않는 이상 교차각(θs)으로 간단하게 불릴 수 있다)은 30~90° 가 바람직하고, 60~90° 가 더 바람직하다. 패턴롤에 대한 복합필름(composite film)의 슬라이딩 조건(슬라이딩 방향, 주속 등과 같은 조건)을 조절함으로써, 다양한 교차 각(θs)의 선형 스크래치(113)가 얻어질 수 있다. 2개 전자기파 흡수 필름(111, 112) 상에 위치한 선형 스크래치(113)는 동일 또는 상이한 교차각 θs1 및 θs2 를 가질 수 있다(도 10 참조).
(e) 제조방법(Production method)
도 6(a)~6(e)는 두 방향에서 선형 스크래치를 형성하는 장치의 일례를 도시한다. 상기 장치는 (a) 플라스틱 필름 상에 금속 박막을 갖는 복합필름(200)이 권취되어 있는 릴(reel)(221); (b) 복합필름(200)의 폭 방향(lateral direction)과는 다른 방향으로 금속 박막(111b) 측면에 배치된 제1 패턴롤(202a); (c) 제1 패턴롤(202a)의 상류측에서 금속 박막(111b)에 대한 반대편 상에 배치된 제1 푸쉬롤(203a); (d) 복합필름(200)의 폭 방향에 대하여 제1 패턴롤(202a)과 반대되는 방향으로 금속 박막(111b) 측 상에 배치된 제2 패턴롤(202b); (e) 상기 제2 패턴롤(202b)의 하류에서 금속 박막(111b) 측에 대한 반대편 상에 배치된 제2 푸쉬롤(203b); (f) 제1 및 제2 패턴롤(202a, 202b) 사이에서 금속 박막(111b)의 측면에 배치된 제1 전기 저항 측정 수단 (204a); (g) 제2 패턴롤(202b)의 하류에서 상기 금속 박막(111b) 측 상에 배치된 제2 전기 저항 측정 수단(204b); 및 (h) 선형 스크래치가 형성된 복합필름(전자기파 흡수 필름)(111)이 권취되는 릴(224)을, 상류부터 순차로 포함한다. 그리고, 복수의 가이드롤(guide roll)(222, 223)이 소정의 위치에 배치된다. 각 패턴롤(202a)(202b)은 장치의 프레임(미도시)에 의해 회전 가능하도록 지지되고, 모터(미도시)에 의해 회전된다. 휘어짐을 방지하고자, 각 패턴롤(202a)(202b)은 장치의 프레임(미도시)에 의해 회전 가능하도록 지지되는 (예를 들어 고무롤과 같은) 백업롤(backup roll)(205a, 205b)에 의해 가압된다.
도 6(c)에 도시된 것처럼, 각 푸쉬롤(203a, 203b)의 위치는 복합필름(200)이 각 패턴롤(202a)(202b)에 슬라이딩 하면서 접하는 위치보다 낮기 때문에, 복합필름(200)의 금속 박막(111b)은 각 패턴롤(202a)(202b)에 의해 가압된다. 상기와 같은 조건이 만족되면, 각 푸쉬롤(203a, 203b)의 수직 위치를 조정함으로써 상기 각 패턴롤(202a)(202b)의 금속 박막(111b)에 대한 가압력을 조절할 수 있고, 또한 중심각(θ1)에 비례하는 슬라이딩 거리도 조절할 수 있다.
도 6(d)는 선형 스크래치(113a)가 복합필름(200)의 진행 방향에 대하여 비스듬하게 형성되는 원리를 도시한 것이다. 상기 패턴롤(202a)은 복합필름(200)의 이동방향에 대하여 기울어져 위치하므로, 상기 패턴롤(202a) 상의 미세 경질 입자(fine, hard particles)의 이동방향(회전방향) a는 복합필름(200)의 진행방향 b와 상이하다. 도시된 임의의 시점 X에서 상기 패턴롤(202a) 상 A 지점에서 미세 경질 입자가 금속 박막(111b)과 접촉하여 스크래치 B를 형성하면, 소정의 시간 동안 미세 경질 입자는 A' 지점으로 이동하고, 상기 스크래치 B는 B' 지점까지 이동한다. 미세 경질 입자가 A 지점에서 A' 지점까지 이동하는 동안 상기 스크래치는 연속적으로 형성되고, 결과적으로 B' 지점에서 A' 지점까지 연장된 선형 스크래치 113a가 형성된다.
제1 및 제2 패턴롤(202a, 202b)에 의해 형성된 제1 및 제2 선형 스크래치 그룹의 방향 및 교차각(θs)은 복합필름(200)에 대한 각 패턴롤(202a)(202b)의 각을 변화시키는 것에 의해, 및/또는 복합필름(200)의 주행 속도에 대한 각 패턴롤(202a)(202b)의 주속을 변화시키는 것에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 복합필름(200)의 주행 속도 b에 대한 패턴롤(202a)의 주속 a를 증가시키는 경우, 상기 선형 스크래치(113a)는 도 6(d)에 도시된 라인 C'D' 와 같이 복합필름(200) 이동 방향에 대하여 45° 기울어져 형성될 수 있다. 마찬가지로, 복합필름(200)의 폭 방향에 대하여 상기 패턴롤(202a)의 경사각(θ2)를 변경하는 것에 의해 상기 패턴롤(202a)의 주속 a를 변화시킬 수 있다. 이는, 패턴롤(202b)에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 두 패턴롤(202a, 202b)을 조절하는 경우, 선형 스크래치(113a, 113b)의 방향이 변경될 수 있다.
각 패턴롤(202a)(202b)이 복합필름(200)에 대하여 기울어져 배치되기 때문에, 각 패턴롤(202a)(202b)과의 슬라이딩 접촉에 의해 복합필름(200)은 폭 방향에서의 힘을 받을 수 있다. 따라서, 폭 방향에서 복합필름(200)의 사행(미끄러짐)을 방지하기 위해, 각 패턴롤(202a)(202b)에 대한 각 푸쉬롤(203a, 203b)의 수직 위치 및/또는 각도를 조절하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 푸쉬롤(203a)의 축선과 패턴롤(202a)의 축선 교차각(θ3)을 적절히 조절하면, 폭 방향 힘 성분을 취소하도록 가압력의 폭 방향 분포를 제공할 수 있으므로, 상기 폭 방향에서의 사행을 방지할 수 있다. 또한 상기 패턴롤(202a)과 푸쉬롤(203a)의 간격 조절 역시 폭 방향에서의 사행 방지에 기여한다. 복합필름(200)의 파손과 폭 방향 사행을 방지하기 위해, 복합필름(200)의 폭 방향으로부터 경사진 상기 제1 및 제2 패턴롤(202a, 202b)의 회전 방향은 복합필름(200)의 진행 방향과 동일한 것이 바람직하다.
도 6(b)에서와 같이, 전기 저항 측정 수단(롤)(204a, 204b) 각각은 절연부를 통해 양단에 한 쌍의 전극(미도시)을 포함하고, 그 사이에서 선형 스크래치가 형성된 금속 박막(111b)의 전기 저항이 측정된다. 전기 저항 측정 수단(204a, 204b)에 의해 측정된 전기 저항은 전기 저항 목표 값과 비교되고, 그 차이에 따라 복합필름(200)의 주행 속도, 패턴롤(202a, 202b)의 경사각(θ2) 및 회전 속도, 푸쉬롤(203a, 203b)의 위치 및 경사 각(θ3) 등과 같은 운전 조건(operation conditions)을 조정한다.
복합필름(200)에 대한 상기 패턴롤(202a, 202b)의 가압력을 증가시키기 위해, 도 7에서와 같이 패턴롤(202a, 202b) 사이에 제3 푸쉬롤(203c)이 마련될 수 있다. 상기 제3 푸쉬롤(203c)은 중심각(center angle)(θ1)에 비례하는 금속 박막(111b)의 슬라이딩 거리를 증가시키고, 결과적으로 보다 긴 선형 스크래치(113a, 113b)가 형성될 수 있다. 상기 제3 푸쉬롤(203c)의 경사각 및 위치를 조절하면, 폭 방향에서 복합필름(200)의 사행 방지에도 기여할 수 있다.
선형 스크래치의 경사각 및 교차각뿐 아니라 그 깊이와 폭, 길이, 및 간격을 결정하는 운전 조건은 상기 복합필름(200)의 주행 속도, 패턴롤의 회전속도, 경사각 및 가압력, 및 복합필름(200)의 장력 등이다. 복합필름(200)의 주행 속도는 5~200 m/minute이 바람직하고, 패턴롤(200)의 주속은 10~2,000 m/minute 가 바람직하다. 상기 패턴롤의 경사각(θ2)은 20~60° 가 바람직하고, 약 45° 가 특히 바람직하다. 상기 복합필름(200)의 장력은 0.05~5 kgf/cm·폭(width)이 바람직하다.
선형 스크래치를 형성하는 상기 패턴롤은 날카로운 모서리를 갖는 모스 경도가 5 이상인 미세 경질의 입자를 표면에 갖는 롤인 것이 바람직하며, 예를 들어, 일본 특허문헌 JP 2002-59487 A에 개시된 다이아몬드 롤이 바람직하다. 선형 스크래치의 폭은 미세 경질 입자의 크기(입경)에 의해 결정되기 때문에, 미세 경질 입자의 90% 이상은 1~1,000 μm 범위의 크기를 갖는 것이 바람직하고, 10~200 μm 범위의 크기를 갖는 것이 더 바람직하다. 미세 경질 입자는 롤 표면에 50% 이상 면적 비율로 부착되어 있는 것이 바람직하다.
(f) 선형 스크래치의 방향
(i) 2개 전자기파 흡수 필름에서 선형 스크래치의 교차각
도 8에서와 같이, 2개의 전자기파 흡수 필름(111, 112)은 선형 스크래치(1131, 1132)가 교차하도록 적층된다. 상기 선형 스크래치(1131, 1132)가 교차하지 않는 경우, 2개의 전자기파 흡수 필름(111, 112)의 적층 효과를 충분히 얻을 수 없다. 어느 한 전자기파 흡수 필름(111)의 선형 스크래치(1131)와 다른 전자기파 흡수 필름(112)의 선형 스크래치(1132)의 최소 교차각(α)은 10~45° 인 것이 바람직하다. 상기 최소 교차각(α)이 10° 미만이거나 45° 보다 큰 경우에는 전자기파 흡수능이 저하된다. 상기 최소 교차각(α)은 15°~45° 인 것이 바람직하고, 20°~45° 인 것이 가장 바람직하다.
(ii) 도전 케이블에 대한 선형 스크래치의 방향
도 8에서와 같이, 2개 전자기파 흡수 필름(111, 112)의 모든 선형 스크래치(1131, 1132)는 상기 도전 케이블(20)에 대하여 기울어져 배치되는 것이 바람직하다. 상기 도전 케이블(20)에 대한 상기 선형 스크래치(1131, 1132)의 최소 경사각(minimum inclination angle)(β)은 10~45° 인 것이 바람직하고, 15~35° 범위인 것이 더 바람직하다. 10~45° 범위인 상기 경사각(β)에 의해, 상기 2개의 전자기파 흡수 필름이 적층되어 구성된 전자기파 흡수층은 보다 우수한 전자기파 흡수능을 발휘할 수 있다.
(g) 2개 전자기파 흡수 필름의 길이 비율
도 3 및 도 4에서와 같이, 길이가 더 긴 전자기파 흡수 필름(111)의 길이 L1에 대한 길이가 보다 짧은 전자기파 흡수 필름(112)의 길이 L2의 비율(L2/L1)은 30~70% 일 수 있다. 상기 비율이 30% 미만이거나 70%를 초과할 경우에는, 상기 2개의 전자기파 흡수 필름이 적층되어 구성된 전자기파 흡수층이 전자기파 흡수능이 저하될 수 있다는 것이 확인되었다. 이는 예기치 못한 결과이며, L2/L1 의 비율이 30~70%인 것은 본 발명의 중요한 특징이다. L2/L1 비율의 하한은 40% 가 바람직하고, 45%가 더 바람직할 수 있다. L2/L1 비율의 상한은 65%가 바람직하고, 60%가 더 바람직할 수 있다.
길이가 짧은 전자기파 흡수 필름(112)은 길이가 긴 전자기파 흡수 필름(111)의 길이 방향 중앙 부분에 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, L2/L1 비율이 50%인 경우, 전자기파 흡수 필름(111)과 전자기파 흡수 필름(112) 사이의 단부 사이의 거리 D는 양쪽 단부 모두에서 25%[(100% - 50%)/2]인 것이 바람직하다.
도시된 예에서는 (도전 케이블(20)의 측부 상에 위치한) 내측 전자기파 흡수 필름(111)이 외측 전자기파 흡수 필름(112) 보다 더 길지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 외측 전자기파 흡수 필름(112)의 길이가 내측 전자기파 흡수 필름(111)의 길이 보다 더 길어도 좋다. 따라서, 본 발명에서 어느 하나의 전자기파 흡수 필름은 내측 및 외측 전자기파 흡수 필름(111, 112) 중 어느 하나이다. 2개 전자기파 흡수 필름은 동일하거나 상이한 폭(width)를 가질 수 있으나, 상기 2개의 전자기파 흡수 필름은 전체 표면에서 충분한 전자기파 흡수능을 확보하기 위하여 동일한 폭을 갖는 것이 바람직하다.
(2) 절연층
전자기파 흡수층(110)으로부터 전자기파 차폐층(130)을 이격시키기 위한 절연층(120)은 높은 절연성과 유연성을 갖는 열가소성 수지 또는 고무로부터 형성되는 것이 바람직하다. 열 가소성 수지는 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride) 등이 바람직하고, 상기 고무는 천연 고무(natural rubber), 클로로프렌 고무(chloroprene rubber), 부틸 고무(butyl rubber), 실리콘 고무(silicone rubber), 에틸렌-프로필렌 고무(ethylene-propylene rubber) 또는 우레탄 고무(urethane rubber) 등이 바람직하다.
상기 절연층(120)의 두께는 0.5 mm 이상인 것이 바람직하고, 1 mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 상기 절연층(120)의 두께가 0.5 mm 미만인 경우, 상기 전자기파 흡수층(11)이 전자기파 차폐층(130)과 너무 가깝기 때문에 전자기파 흡수층(110)을 투과한 전자기파를 감쇠시키는 효과가 불충분하다. 도전 케이블(20)의 외측 직경에 의존적이지만, 상기 절연층(120) 두께의 상한은 1.5 mm 가 바람직하고, 1.2 mm 인 것이 보다 바람직하다.
상기 절연층(120)은 절연성 자성 입자(insulating magnetic particle)를 포함할 수 있다. 절연성 자성 입자는 고-절연성을 갖는 페라이트 입자인 것이 바람직하다. 절연층(12) 형성을 방해하지 않는 이상, 페라이트 입자의 크기는 특별히 제한되지 않는다.
(3) 전자기파 차폐층
전자기파 흡수층(110)을 투과한 전자기파를 전자기파 흡수층(110)으로 재투입 하기 위해서, 상기 전자기파 차폐층(130)은 전자기파 반사 기능을 가져야 한다. 상기와 같은 반사 기능을 효과적으로 발휘하기 위해서, 상기 전자기파 차폐층(130)은 금속 호일(metal foil), 금속 네트(metal net)(메쉬 형태)인 금속 선, 또는 금속 박막을 갖는 플라스틱 필름인 것이 바람직하다. 상기 전자기파 흡수 필터(10)를 더 얇게 만들기 위해, 상기 전자기파 차폐층(130)은 플라스틱 필름의 어느 일면 상에 형성된 금속 박막으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 금속 박막은 알루미늄, 구리, 은, 주석, 니켈, 코발트, 크롬 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 성분으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 금속 박막은 상기 금속의 증착막(필름)인 것이 바람직하다. 상기 금속 박막의 두께는 수십 나노미터(nm)~수십 마이크로미터(㎛) 일 수 있다. 상기 전자기파 차폐층(130)의 플라스틱 필름은 상기 전자기파 흡수 필름(111, 112)의 플라스틱 필름(111a, 112a)과 동일한 것일 수 있다.
상기 전자기파 차폐층(130)이 플라스틱 필름 및 상기 플라스틱 필름의 일면 상에 형성된 금속 박막으로 구성된 복합필름(131)인 경우, 도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 복합필름(131)에 접지선(132)이 부착되는 것이 바람직하다. 상기 금속 박막에서 발생한 전류가 접지선(132)을 통해 흘러나갈 수 있기 때문에, 상기 전자기파 차폐 기능이 개선될 수 있다. 상기 전자기파 차폐층(130)이 도전성 금속 호일이거나 메쉬 형태의 금속선인 경우, 그 자체에 도전성이 있으므로 상기 접지선(132)을 추가로 부착할 필요는 없다.
(4) 접착(점착제)층
상기 전자기파 흡수 필터(10)를 상기 도전 케이블(20)에 안정적으로 고정하기 위해서, 도 9에서와 같이, 전자기파 흡수층(110)의 내측에 접착층(140)이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 접착제 또는 점착제로는 공지된 것이 사용될 수 있다.
(5) 접착(접착제) 필름
도전 케이블(20)을 감는 전자기파 흡수 필터(10)에 양호한 외관을 부여하기 위하여, 도 9에서와 같이, 전자기파 차폐층(130) 보다 충분히 길이가 긴 접착(접착제) 필름(150)이 전자기파 차폐층(130)의 외측에 부착되고, 상기 접착(접착제) 필름(150)이 상기 전자기파 흡수 필터(10)의 전체 표면에 감기는 것이 바람직하다.
(6) 전자기파 흡수 필터의 길이
특별히 제한되지는 않으나, 상기 구조를 갖는 본 발명 전자기파 흡수 필터의 길이는 예를 들어, 30~200 mm 일 수 있다. 길이가 긴 전자기파 흡수 필터를 원하는 경우, 복수의 전자기파 흡수 필터가 길이 방향에서 연결될 수 있다.
(7) 전자기파 흡수 필터의 폭
본 발명의 전자기파 흡수 필터(10)는 실질적으로 도전 케이블(20)의 전체 둘레를 덮을 만큼의 폭을 가질 필요가 있지만, 대다수 도전 케이블의 외측 주변부 보다 약간 큰 폭을 갖는 것이 바람직하고, 그에 따라 외경이 상이한 도전 케이블에 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
참고예 1
입경 분포가 50~80 μm 인 미세 다이아몬드 입자를 전착(electroplated)한 패턴롤(232a, 232b)을 갖는 도 6(a)에 도시된 구조의 장치를 이용하여, 두께가 16 μm인 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름의 표면 상에 0.05 μm 두께로 형성된 알루미늄 박막에, 두 방향에서 예각측 교차각(θs)이 45°로 배향된 선형 스크래치를 형성하였다. 선형으로 스크래치가 형성된 알루미늄 박막에 대한 광학 현미경 사진에서 상기 선형 스크래치가 갖는 특성은 아래와 같다.
폭(W)의 범위: 0.5~5 μm
평균 폭(Wav): 2 μm
간격(I)의 범위: 2~30 μm
평균 간격(Iav): 20 μm
평균 길이(Lsav): 5 mm
예각측의 교차각(θs): 45°
참고예 2
패턴롤(232a, 232b)의 경사 각을 변화시킨 것을 제외하고, 참고예 1에서와 같은 방법으로 알루미늄 박막에 예각측의 교차각(θs)이 60°도인 두 방향에 배향된 선형 스크래치를 형성하였다. 선형 스크래치가 형성된 알루미늄 박막에 대한 광학 현미경 사진에서 상기 선형 스크래치가 갖는 특성은 아래와 같다.
폭(W)의 범위: 0.5~5 μm
평균 폭(Wav): 2 μm
간격(I)의 범위: 2~30 μm
평균 간격(Iav): 20 μm,,
평균 길이(Lsav): 5 mm
예각측의 교차각(θs): 60°
실시예 1
교차각(θs)이 45°인 선형 스크래치를 갖는 참고예 1에서 얻어진 전자기파 흡수 필름으로부터, L1 (=100) mm x 50 mm 의 사이즈를 갖는 제1 전자기파 흡수 필름 편(piece) 및 L2 (각각 0, 30, 40, 50, 60, 70, 및 100) mm x 50 mm 의 사이즈를 갖는 제2 전자기파 흡수 필름 편을 잘라 내었다. 상기 2개 전자기파 흡수 필름 편의 절단 방향(cutting directions)을 설정하여, 상기 2개의 전자기파 흡수 필름 편의 폭 단부를 맞추어 포갠 경우, 이들 선형 스크래치의 최소 교차각(α)가 45°가 되도록 하였다. 도 10에 도시된 것처럼, (a) 2개의 금속 박막이 모두 위쪽에 위치하고, 그리고 (b) 상기 제2 전자기파 흡수 필름 편(112)이 상기 제1 전자기파 흡수 필름 편(111)의 길이 방향(케이블에 따른 방향) 중앙부에 배치되도록, 제1 전자기파 흡수 필름 편(111)이 제2 전자기파 흡수 필름 편(112)과 적층되었다.
제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편들(111, 112)의 전자기파 흡수층 상에 L1 mm x 50 mm 크기이고, 1 mm 두께를 갖는 부틸 고무 시트(절연층)(120)을 적층하고, 상기 부틸 고무 시트 상에 L1 mm x 50 mm 크기의 Cu/Ni-증착 필름(전자기파 차폐층)(130)을 Cu/Ni층이 아래로하여 적층하고, 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)를 제작하였다. 상기 Cu/Ni- 증착 필름은 진공 증착법에 의해 16 μm 두께의 PET 필름 상에서 0.1 μm두께의 니켈 층과 0.15 μm 두께의 구리층을 형성함으로써 얻어졌다. 상기 Cu/Ni-증착 필름(130)의 Cu/Ni 층에 접지선(132)을 연결하였다. 각 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)의 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편의 조합은 표 1과 같다.
표 1
Figure 112018048916674-pat00001
참고: * 표시된 샘플은 비교예임
도 11(a) 및 도 11(b)에서와 같이, 50 Ω의 마이크로스트립라인(Microstripline: MSL)(64.4 mm x 4.4 mm), 상기 MSL을 지지하는 절연성 기판(300), 상기 절연성 기판(300)의 하면에 부착된 접지전극(301), 마이크로스트립선 MSL의 양 단에 연결된 도전 핀(302, 302), 회로망 해석기(Network analyzer, NA), 및 상기 회로망 해석기(NA)를 상기 도전성 핀(302, 302)에 연결시키기 위한 동축 케이블(303, 303)을 포함하는 시스템에서, 마이크로스트립선(MSL)을 포함하는 상기 절연성 기판(300)의 상면 상에 각 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)을 접착제에 의해 부착하고, 0.1~6 GHz 범위의 입사파(incident waves)에 대한 반사파(reflected wave)의 전력(S11) 및 투과파(transmitted wave) 전력(S12)을 측정하였다.
도 11(a) 및 11(b)에서와 같이, 시스템에 입력된 입사 전력(Pin)으로부터 반사파 전력(S11) 및 투과파 전력(S12)을 감산하여 전력 손실(Ploss)을 계산하고, 전력 손실(Ploss)을 입사 전력(Pin)으로 나누어 노이즈 흡수 비율(Ploss/Pin)을 계산하였다. 그 결과는 도 12 내지 도 19와 같다.
도 12 내지 도 19에서 알 수 있듯이, 비율(L2/L1)(더 길이가 긴 전지기파 흡수 필름(111)의 길이 L1에 대한 더 길이가 짧은 전자기파 흡수 필름(112)의 길이 L2의 비율)이 30~70% 범위에 있는 경우가 상기 비율(L2/L1)이 0% 인 경우(전자기파 흡수층이 하나의 전자기파 흡수 필름으로 구성되는 경우) 및 상기 비율(L2/L1)이 100%인 경우(2개의 전자기파 흡수 필름이 동일한 길이를 갖는 경우) 보다 더 높은 전자기파 흡수능력을 발휘했다.
실시예 2
교차각(θs)이 60°인 선형 스크래치를 갖는 참고예 2에서 얻어진 전자기파 흡수 필름으로부터, L1 (=100) mm x 50 mm 의 사이즈를 갖는 제1 전자기파 흡수 필름 편(piece) 및 L2 (각각 0, 30, 40, 50, 60, 70, 및 100) mm x 50 mm 의 사이즈를 갖는 제2 전자기파 흡수 필름 편을 잘라 내었다. 상기 2개 전자기파 흡수 필름 편의 절단 방향(cutting directions)을 설정하여, 상기 2개의 전자기파 흡수 필름 편의 폭 단부를 맞추어 포갠 경우, 이들 선형 스크래치의 최소 교차각(α)이 30°가 되도록 하였다. 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편들을 사용하여 얻어진 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)을 실시예 1과 동일한 방법으로 제작하였다. 각 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)에서 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편의 조합은 표 2와 같다.
표 2
Figure 112018048916674-pat00002
참고: * 표시된 샘플은 비교예임
각 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)의 전력 손실(Ploss) 및 노이즈 흡수 비율(Ploss/Pin)을 실시예 1에서 설명된 것과 동일한 방법으로 계산되었다. 그 결과는 도 20 내지 도27과 같다. 상기 도 20 내지 도 27에서 확인되듯이, 각 전자기파 흡수 필름에서의 예각측 교차각(θs)이 60°인 경우에도, 비율(L2/L1)이 30~70% 범위에 있는 경우가 상기 비율(L2/L1)이 0% 및 100%인 경우보다 더 우수한 전자기파 흡수능을 발휘했다.
실시예 3
교차각(θs)이 45°인 선형 스크래치를 갖는 참고예 1에서 얻어진 전자기파 흡수 필름으로부터 L1 50 mm 이고, L2는 각각 0 mm, 25 mm, 35 mm, 및 50 mm인 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편(111, 112)을 잘라낸 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)을 제작하였다. 각 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)에서 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편(111, 112)의 조합은 표 3과 같다.
표 3
Figure 112018048916674-pat00003
참고: * 표시된 샘플은 비교예임
전자기파 흡수 필터 샘플(Fs) 각각을 길이 방향으로 대칭이 되도록 접착제에 의해 마이크로스트립선(MSL)을 포함하는 상기 절연기판(300)의 상면에 부착하고, 실시예 1에서와 같은 방법으로 전력 손실(Ploss) 및 노이즈 흡수 비율(Ploss/Pin)을 계산하였다. 그 결과는 도 28 내지 도 32와 같다. 도 28 내지 도 32에서 확인되는 것과 같이, 상기 비율(L2/L1)이 50~70% 범위에 있는 경우가 상기 비율(L2/L1)이 0% 및 100%인 경우보다 더 우수한 전자기파 흡수능을 발휘했다.
실시예 4
교차각(θs)이 45°인 선형 스크래치를 갖는 참고예 1에서 얻어진 전자기파 흡수 필름으로부터 L1 40 mm 이고, L2는 각각 0 mm, 20 mm, 28 mm, 및 40 mm인 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편(111, 112)을 잘라낸 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)을 제작하였다. 각 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)에서 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편(111, 112)의 조합은 표 4와 같다.
표 4
Figure 112018048916674-pat00004
참고: * 표시된 샘플은 비교예임
전자기파 흡수 필터 샘플(Fs) 각각을 길이 방향으로 대칭이 되도록 접착제에 의해 마이크로스트립선(MSL)을 포함하는 상기 절연기판(300)의 상면에 부착하고, 실시예 1에서와 같은 방법으로 전력 손실(Ploss) 및 노이즈 흡수 비율(Ploss/Pin)을 계산하였다. 그 결과는 도 33 내지 도 37과 같다. 도 33 내지 도 37에서 확인되는 것과 같이, 상기 비율(L2/L1)이 50~70% 범위에 있는 경우가 상기 비율(L2/L1)이 0% 및 100%인 경우보다 더 우수한 전자기파 흡수능을 발휘했다.
실시예 5
교차각(θs)이 60°인 선형 스크래치를 갖는 참고예 2에서 얻어진 전자기파 흡수 필름으로부터 L1 50 mm 이고, L2는 각각 0 mm, 25 mm, 35 mm, 및 50 mm인 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편(111, 112)을 잘라낸 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)을 제작하였다. 각 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)에서 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편(111, 112)의 조합은 표 5와 같다.
표 5
Figure 112018048916674-pat00005
참고: * 표시된 샘플은 비교예임
전자기파 흡수 필터 샘플(Fs) 각각을 길이 방향으로 대칭이 되도록 접착제에 의해 마이크로스트립선(MSL)을 포함하는 상기 절연기판(300)의 상면에 부착하고, 실시예 1에서와 같은 방법으로 전력 손실(Ploss) 및 노이즈 흡수 비율(Ploss/Pin)을 계산하였다. 그 결과는 도 38 내지 도 42과 같다. 도 38 내지 도 42에서 확인되는 것과 같이, 상기 비율(L2/L1)이 50~70% 범위에 있는 경우가 상기 비율(L2/L1)이 0% 및 100%인 경우보다 더 우수한 전자기파 흡수능을 발휘했다.
실시예 6
교차각(θs)이 60°인 선형 스크래치를 갖는 참고예 2에서 얻어진 전자기파 흡수 필름으로부터 L1 40 mm 이고, L2는 각각 0 mm, 20 mm, 28 mm, 및 40 mm인 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편(111, 112)을 잘라낸 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)을 제작하였다. 각 전자기파 흡수 필터 샘플(Fs)에서 제1 및 제2 전자기파 흡수 필름 편(111, 112)의 조합은 표 6과 같다.
표 6
Figure 112018048916674-pat00006
참고: * 표시된 샘플은 비교예임
전자기파 흡수 필터 샘플(Fs) 각각을 길이 방향으로 대칭이 되도록 접착제에 의해 마이크로스트립선(MSL)을 포함하는 상기 절연기판(300)의 상면에 부착하고, 실시예 1에서와 같은 방법으로 전력 손실(Ploss) 및 노이즈 흡수 비율(Ploss/Pin)을 계산하였다. 그 결과는 도 43 내지 도 47과 같다. 도 43 내지 47에서 확인되는 것과 같이, 상기 비율(L2/L1)이 50~70% 범위에 있는 경우가 상기 비율(L2/L1)이 0% 및 100%인 경우보다 더 우수한 전자기파 흡수능을 발휘했다.
10: 전자기파 흡수 필터
110: 전자기파 흡수층
111, 112: 전자기파 흡수 필름
111a, 112a: 플라스틱 필름
111b, 112b: 금속 박막
113, 113a, 113b: 선형 스크래치
120: 절연층
130: 전자기파 차폐층
131: 복합필름
132: 접지선
140: 접착층
150: 접착 필름
20: 도전 케이블
21: 도전성 코어 케이블
22: 내측 절연성 시스
23: 외측 절연성 시스
200: 플라스틱 필름 및 금속 박막의 복합필름
202a, 202b, 232a, 232b: 패턴롤
203a, 203b, 233a, 233b: 푸쉬롤
204a, 204b, 234a, 234b: 전기 저항 측정 수단(roll)
205a, 205b, 235a: 백업롤
221, 224: 릴
222, 223: 가이드롤
300: 절연기판
301: 접지전극
302: 도전성 핀
303: 동축 케이블
D: 2개 전자기파 흡수 필름의 단부 사이의 거리
Fs: 전자기파 흡수 필터 샘플
L1: 어느 하나의 전자기파 흡수 필름의 길이
L2: 다른 전자기파 흡수 필름의 길이
MSL: 마이크로스트립선
NA: 회로망 해석기
α: 2개 전자기파 흡수 필름에서 선형 스크래치의 최소 교차각
β: 도전 케이블에 대한 선형 스크래치의 경사각
θs: 각 전자기파 흡수 필름에서 선형 스크래치의 교차각
Ls: 선형 스크래치의 길이
W: 선형 스크래치의 폭
I: 선형 스크래치의 간격

Claims (10)

  1. 도전 케이블을 감는 전자기파 흡수 필터이고, 내측으로부터 순차적으로 전자기파 흡수층, 절연층, 및 전자기파 차폐층을 포함하고,;
    상기 전자기파 흡수층은 적어도 2개의 전자기파 흡수 필름이 적층되어 구성되며;
    상기 전자기파 흡수 필름 각각은 플라스틱 필름의 일면 상에 형성된 단층 또는 다층의 금속 박막을 포함하고, 상기 금속 박막은 복수의 실질적으로 평행하고, 간헐적이며, 선형인 스크래치가 불규칙적인 폭과 간격을 갖도록 복수의 방향에서 형성되며;
    상기 각각의 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치의 예각측의 교차각(θs)은 30~90° 범위 내이고;
    어느 하나의 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치와 다른 전지기파 흡수 필름의 선형 스크래치는 교차하며;
    상기 2개의 전자기파 흡수 필름은 도전 케이블의 길이 방향에서 서로 다른 길이를 갖고;
    길이가 긴 전자기파 흡수 필름의 길이 L1에 대한 길이가 짧은 전자기파 흡수 필름의 길이 L2의 비(L2/L1)가 30~70% 인 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
  2. 제1항에 따른 전자기파 흡수 필터에 있어서, 어느 한 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치는 다른 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치와 최소 교차각(α)이 10~45°인 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
  3. 제1항에 따른 전자기파 흡수 필터에 있어서, 상기 각각의 전자기파 흡수 필름의 선형 스크래치의 폭은 90 % 이상이 0.1~100 μm 범위 내에서 평균 1~50 μm 이고, 상기 선형 스크래치의 측면 방향 간격은 1~500 μm 범위 내에서 평균 10~100 μm인 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
  4. 제1항에 따른 전자기파 흡수 필터에 있어서, 상기 절연층은 열가소성 수지 또는 고무로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
  5. 제1항에 따른 전자기파 흡수 필터에 있어서, 상기 절연층은 절연성 자성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
  6. 제5항에 따른 전자기파 흡수 필터에 있어서, 상기 절연층은 두께가 0.5 mm 이상인 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
  7. 제1항에 따른 전자기파 흡수 필터에 있어서, 상기 전자기파 차폐층은 플라스틱 필름 및 상기 플라스틱 필름의 일면 상에 형성된 단층 또는 다층 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
  8. 제7항에 따른 전자기파 흡수 필터에 있어서, 상기 전자기파 차폐층의 금속 박막은, 알루미늄, 구리, 은, 주석, 니켈, 코발트, 크롬 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 금속으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
  9. 제8항에 따른 전자기파 흡수 필터에 있어서, 상기 전자기파 차폐층의 금속 박막은 증착막인 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 전자기파 흡수 필터에 있어서, 상기 전자기파 차폐층에 접지선이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기파 흡수 필터.
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