KR102413152B1 - 전자기파 및 방사선 차폐를 위한 박막 시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자기파 및 방사선 차폐를 위한 박막 시트에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 시트는, 방사선을 차폐하는 방사선 차폐층; 상기 방사선 차폐층의 일면에 배치되고, 중성자를 차폐하는 중성자 차폐층; 및 상기 중성자 차폐층의 일면에 배치되며, 전자기파를 차폐하는 전자기파 차폐층을 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면, 전자기파 및 방사선을 동시에 차폐할 수 있으면서 박막으로 제조할 수 있어 다양한 상황에 이용할 수 있다.

Description

전자기파 및 방사선 차폐를 위한 박막 시트{THIN SHEET FOR ELECTROMAGNETIC AND RADIATION SHIELDING}
본 발명은 전자기파 및 방사선 차폐를 위한 박막 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자기파 및 방사선을 동시에 차폐하기 위한 박막 시트에 관한 것이다.
전기 전자 산업과 정보통신기술은 인류에게 편리한 생활을 제공하는 반면, 여러 가지 부작용이 있는데, 그 중 하나가 전자기파에 의해 나타나는 부작용이 있다.
전자기파는 전기장과 자기장이 합성되어 공간으로 퍼져나가는 파동 중 하나이다. 전자기파 중 전기장은 도체를 이용하는 경우에 쉽게 차폐할 수 있지만, 자기장은 투자율이 높은 소재를 사용하여야 차폐할 수 있다.
전 세계적으로 전자기파의 유해성을 규제하기 위해 전자기파 장애(EMI)와 전자기파 내성(EMS)에 대한 규격을 정하고 있으며, 또한, 전자장비들의 오동작을 방지하고 유해 환경으로부터 사용자들을 보호하기 위한 연구가 지속되고 있다.
특히, 각종 전자장비들에 이용되는 반도체는 집적도가 높아지고 미세 공정을 통해 제조되는데, 이렇게 제조된 반도체는 방사선에 의해 불량이 발생할 확률이 높다. 예컨대, 중이온, 양성자, 알파 입자, 중성자가 반도체칩을 통과할 때 불량이 발생할 수 있다. 또한, 고에너지 전기 방사선이 메모리의 오류를 일으키는 사례나 결과가 있다.
상기와 같이 전자기파나 방사선을 차폐하기 위해 종래에 제조된 차폐 복합체들은 그 두께가 두껍고, 제조 공정에서 다수의 층을 제조할 때마다 코팅과정을 거침에 따라 공정시간이 길어지는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0143052호 (2015.12.23.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전자장비들의 오동작을 방지하고 얇은 두께를 갖는 전자기파 및 방사선 차폐를 위한 박막 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 시트는, 방사선을 차폐하는 방사선 차폐층; 상기 방사선 차폐층의 일면에 배치되고, 중성자를 차폐하는 중성자 차폐층; 및 상기 중성자 차폐층의 일면에 배치되며, 전자기파를 차폐하는 전자기파 차폐층을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물은, 상기의 박막 시트가 부착될 수 있다.
본 발명에 의하면, 전자기파 및 방사선을 동시에 차폐할 수 있으면서 박막으로 제조할 수 있어 다양한 상황에 이용할 수 있다.
또한, 박막 시트의 각 층에 열팽창 계수(CTE, coefficient of thermal expansion)가 조절되어 제조함에 따라 박막 시트를 다양한 온도에서 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 시트를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중성자 차폐층을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 시트 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 다음의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명이 명료해지도록 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 시트(100)는, 점착층(110), 방사능 차폐층, 중성자 차폐층(130), 전자기파 차폐층(140)을 포함한다.
점착층(110)은, 박막 시트(100) 일면의 최 외측에 배치된다. 점착층(110)은 점착성 물질을 이용하여 형성되며, 점착층(110)의 외면에 이형지가 배치될 수 있다.
이형지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethylenenaphthalate), 폴리이미드(PI, polyimide) 및 폴리옥시메틸렌(POM, polyoxymethylene) 중 어느 하나의 소재로 가질 수 있으며, 또는 이들의 조합된 소재를 가질 수 있다.
방사선 차폐층(120)은, 점착층(110)의 일면에 배치되며, 방사선을 효과적으로 차폐하기 위해 배치된다. 본 실시예에서, 차폐하고자 하는 방사선은 알파선일 수 있다. 이를 위해 본 실시예에서, 방사선 차폐층(120)은, 순수한 폴리이미드(PI, polyimide)만으로 제조되거나 또는, 폴리이미드(PI, polyimide)로 제조될 수 있으며, 또는, 질화붕소(BN) 및 탄화붕소(B4C) 중 어느 하나 이상이 분산된 폴리이미드로 제조될 수 있다.
이때, 방사선 차폐층(120)은, 열팽창 계수(CTE, coefficient of thermal expansion)의 완충 기능을 포함할 수 있다. 열팽창 계수 완충 기능은 열팽창 계수를 완충할 수 있는 물질이 포함되거나, 또는, 열팽창 차이에 의해 발생하는 응력을 완충하기 위한 다수의 홀이 내부에 형성된 구조일 수 있다.
또한, 일면에 존재하는 점착층(110)은 방사선 차폐층(120)의 열팽창 계수와 중성자 차폐층(130)의 열팽창 계수의 사이 값에 해당하는 열팽창 계수를 갖도록 레진 및 필러가 조절될 수 있다. 그에 따라 점착층(110)을 통해 열팽창 계수의 완충 기능이 수행될 수 있으며, 또한, 적층구조의 치수안정성도 제공될 수 있다.
본 실시예에서, 방사선 차폐층(120)은, 점착층(110) 상에 스프레이 공정을 통해 소정의 두께를 가지도록 제조될 수 있다. 또는, 방사선 차폐층(120)의 일면에 점착층(110)을 도포하여 형성할 수 있다. 선택적으로, 폴리이미드(PI) 일면에 점착층이 형성된 제품을 이용할 수 있다.
중성자 차폐층(130)은, 방사선 차폐층(120)의 일면에 배치되고, 중성자를 효과적으로 차폐하기 위해 배치된다. 중성자 차폐층(130)은 중성자를 효과적으로 차폐할 수 있는 중성자 차폐물질(예컨대, 질화붕소(BN)이나 탄화붕소(B4C) 등)이 고분자매트릭스(C:H 고비율)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 중성자 차폐층(130)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 속중성자 차폐층(132) 및 열중성자 차폐층(134)을 포함한다.
속중성자(fast neutron)는 에너지가 높은(예컨대, 0.1MeV 이상 또는 0.5MeV 이상 등) 중성자이다. 이러한 속중성자를 차폐하기 위해 속중성자 차폐층(132)은 열가소성 플라스틱이 이용될 수 있으며, 폴리에틸렌(PE, polyethylene)으로 제조될 수 있으며, 예컨대, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low-density polyethylene) 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high-density polyethylene) 중 어느 하나 이상으로 제조될 수 있다.
본 실시예에서, 박막 시트(100)의 두께에 제한이 있는 경우, 속중성자 차폐층(132)은 생략될 수 있다.
열중성자(thermal neutron)는 운동에너지(예컨대, 0.025eV)가 낮은 중성자이다. 이러한 열중성자를 차폐하기 위해 열중성자 차폐층(134)은 질화붕소 및 탄화붕소 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다. 여기서, 열중성자 차폐층(134)은 소수성 표면 처리된 질화붕소 및 탄화붕소 중 하나 이상이 포함된 페이스트를 이용하여 스프레이 공정을 통해 형성할 수 있다.
이때, 질화붕소는 중성자 차폐에 효과적인 물질이지만, 그 입자의 표면이 거칠어 비표면적(specific surface area)이 큰 단점이 있다. 따라서 질화붕소 입자를 고함량으로 충진하기 위해 필요에 따라 질화붕소의 표면에 전도성 피막을 형성할 수 있다.
전도성 피막은 질화붕소 입자의 표면을 평탄화하고, 그에 따라 질화붕소 입자의 비표면적을 감소시킬 수 있다.
이때, 본 실시예에서, 방사선 차폐층(120)의 일면에 열중성자 차폐층(134)이 배치되고, 열중성자 차폐층(134)의 일면에 속중성자 차폐층(132)이 배치될 수 있다. 이러한 열중성자 차폐층(134) 및 속중성자 차폐층(132)은 각각 스프레이 공정을 통해 소정의 두께를 가지도록 제조될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 방사선 차폐층(120), 열중성자 차폐층(134) 및 속중성자 차폐층(132)의 사이 각각에 플라즈마 처리를 수행하여 방사선 차폐층(120), 열중성자 차폐층(134) 및 속중성자 차폐층(132)을 각각 접착할 수 있다. 이렇게 플라즈마 처리를 수행함에 따라 속중성자 차폐층(132)의 접착력을 높일 수 있다.
전자기파 차폐층(140)은, 전자기파를 제거하기 위해 중성자 차폐층(130)의 일면에 배치된다. 전자기파 차폐층(140)은 전자기파를 차단하기 위해 금속을 포함할 수 있으며, 예컨대, 금, 백금, 은, 구리, 니켈, 주석, 알루미늄 또는 이들의 혼합물로 형성된 금속 또는 준금속의 박막 시트 등이 이용될 수 있다.
전자기파 차폐층(140)은 전자기파를 차폐할 수 있는 소재를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자기파를 흡수할 수 있는 소재를 포함할 수 있다. 이러한 전자기파 차폐층(140)은 스프레이 공정을 통해 소정의 두께를 가지도록 제조될 수 있다.
본 실시예에서, 방사선 차폐층(120)에 열팽창 계수의 완충 기능이 포함되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 열팽창 계수의 완충 기능은 중성자 차폐층(130) 및 전자기파 차폐층(140) 중 어느 하나 이상에도 추가로 포함될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 방사선 차폐층(120), 중성자 차폐층(130) 및 전자기파 차폐층(140)이 차례로 배치된 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 방사선 차폐층(120), 중성자 차폐층(130) 및 전자기파 차폐층(140)이 배치되는 순서는 필요에 따라 다르게 배치될 수 있다.
상기와 같은, 박막 시트(100)를 제조하는 방법에 대해 도 3에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 소정의 플레이트 상에 점착층(110)을 형성한다(S101).
이때, 플레이트와 점착층(110) 사이에 이형지가 배치될 수 있으며, 점착층(110)은 이형지의 상부에 소정의 두께를 가지도록 스프레이 공정을 이용하여 형성한다.
상기와 같이, 형성된 점착층(110)의 상부에 방사선 차폐층(120)을 형성한다(S103).
방사선 차폐층(120)은 순수한 폴리이미드로 구성된 소재가 스프레이 공정을 이용하여 형성한다. 또는 필요에 따라 질화붕소 및 탄화붕소 중 어느 하나 이상이 폴리이미드에 분산된 상태의 소재가 스프레이 공정을 이용하여 형성한다.
이때, 방사선 차폐층(120)에 열팽창 계수의 완충 기능이 포함될 수 있음에 따라 내부에 응력을 완충하기 위한 물질이 폴리이미드 소재에 포함될 수 있다.
방사선 차폐층(120)이 형성되면, 방사선 차폐층(120)의 상부에 열중성자 차폐층(134)을 형성한다(S105).
열중성자 차폐층(134)은 운동에너지가 낮은 열중성자를 차폐하기 위해 질화붕소 및 탄화붕소 중 어느 하나 이상이 포함된 소재를 방사선 차폐층(120)의 상부에 스프레이 공정을 이용하여 형성한다.
열중성자 차폐층(134)이 형성되면, 열중성자 차폐층(134)의 상부에 속중성자 차폐층(132)을 형성한다(S107).
속중성자 차폐층(132)은 저밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌 중 어느 하나 이상이 포함된 소재를 열중성자 차폐층(134)의 상부에 스프레이 공정을 이용하여 형성한다.
이때, 필요에 따라 속중성자 차폐층(132)을 형성하는 단계는 생략될 수 있는데, 일례로, 박막 시트(100)의 두께에 제한이 있는 경우에 생략될 수 있다.
속중성자 차폐층(132)이 형성되면, 속중성자 차폐층(132)의 상부에 전자기파 차폐층(140)을 형성한다(S109).
전자기파 차폐층(140)은 금, 백금, 은, 구리, 니켈, 주석, 알루미늄 또는 이들의 혼합물로 형성된 금속 또는 준금속을 포함하는 소재를 스프레이 공정을 이용하여 형성한다. 또는 필요에 따라 금속 또는 준금속을 포함하는 박막 시트(100)를 속중성자 차폐층(132)이 형성된 상부에 배치하여 형성할 수도 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 박막 시트
110: 점착층
120: 방사선 차폐층
130: 중성자 차폐층
132: 속중성자 차폐층
134: 열중성자 차폐층
140: 전자기파 차폐층

Claims (10)

  1. 방사선을 차폐하는 방사선 차폐층;
    상기 방사선 차폐층의 상부에 배치되고, 중성자를 차폐하는 중성자 차폐층; 및
    상기 중성자 차폐층의 상부에 배치되며, 전자기파를 차폐하는 전자기파 차폐층을 포함하고,
    상기 방사선 차폐층은, 열팽창 계수(CTE, coefficient of thermal expansion)를 완충하는 기능이 포함되고,
    상기 중성자 차폐층은,
    상기 방사선 차폐층 상부에 배치되는 열중성자 차폐층; 및
    상기 열중성자 차폐층과 상기 전자기파 차폐층 사이에 배치되는 속중성자 차폐층을 포함하고,
    상기 방사선 차폐층 및 상기 열중성자 차폐층은 플라즈마 처리를 통해 서로 접착되고, 상기 열중성자 차폐층 및 상기 속중성자 차폐층은 플라즈마 처리를 통해 서로 접착되는,
    박막 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 차폐층은, 폴리이미드(PI, polyimide)를 포함하는,
    박막 시트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 방사선 차폐층은, 상기 폴리이미드에 질화붕소(BN) 및 탄화붕소(B4C) 중 어느 하나 이상이 분산된,
    박막 시트.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 속중성자 차폐층은, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low-density polyethylene) 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high-density polyethylene) 중 어느 하나 이상을 포함하는,
    박막 시트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 열중성자 차폐층은, 질화붕소(BN) 및 탄화붕소(B4C) 중 어느 하나 이상이 포함된,
    박막 시트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자기파 차폐층은, 금속 또는 준금속이 포함된,
    박막 시트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 차폐층의 일면 및 전자기파 차폐층의 타면 중 어느 하나 이상의 일면에 배치되고, 점착성 물질을 포함하는 점착층을 더 포함하는,
    박막 시트.
  10. 제 1 항 내지 제 3항 및 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 박막 시트가 부착된 구조물.
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