KR102475403B1 - 자기장 차폐시트, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 근거리통신용 모듈 - Google Patents

자기장 차폐시트, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 근거리통신용 모듈 Download PDF

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Abstract

자기장 차폐시트, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 근거리통신용 모듈을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트의 제조방법은, 페라이트계 자성 입자 및 열가소성 접착성분을 포함하는 자기장 차폐시트용 조성물을 준비하는 (1)단계, 및 상기 자기장 차폐시트용 조성물을 고화시키는 (2)단계를 포함한다. 이에 의하면, 우수한 자기적 특성을 나타내며, 열가소성 접착성분을 포함하는 자기장 차폐시트용 조성물을 사용하여 자기장 차폐시트를 제조함에 따라 별도의 추가 공정 없이 접착제 성분을 포함하는 자기장 차폐시트를 제조할 수 있다.

Description

자기장 차폐시트, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 근거리통신용 모듈{Magnetic field shielding sheet, manufacturing method thereof, and short range communication module including the same}
본 발명은 자기장 차폐시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자기장을 효과적으로 차폐시킬 수 있는 자기장 차폐시트, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 근거리통신용 모듈에 관한 것이다.
무선통신 기술 중 NFC는 전자태그인 RFID의 하나로 13.56MHz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술을 말한다. NFC는 모바일 결제뿐만 아니라 파일 전송방식으로 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통, 출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.
이러한 NFC 기술은 근거리 무선통신(NFC) 기반의 근거리 정보 송수신 기능으로서, 휴대폰, 타블렛 PC 등을 비롯한 휴대 단말기에 적용되고 있으며 모바일 결제뿐만 아니라 사진, 명함, 파일, 지도, 웹사이트 등을 휴대 단말기 간에 전달하는 기능을 제공하고 있다.
한편, 전자, 통신 기술의 발달에 힘입어 다양한 기능을 갖는 회로들을 고집적화하여 소형화하는 것이 기술적으로 가능하게 됐다. 하지만, 이와 더불어 인접 회로들 간 자기장 및 전자파의 상호 간섭으로 인하여 기기의 오작동을 일으키는 등의 전자파 장애(EMI, Electromagnetic Interference) 문제가 심각해지고 있다. 아울러, 전자 기기로부터 발생하는 자기장의 경우 열작용에 의해 생체 조직세포의 온도를 상승시켜 면역기능을 약화시키거나, 유전자의 변형 등과 같이 인체에 악영향을 미치고 있다. 따라서, 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 자기장 차폐시트의 개발이 절실한 상황이다.
근거리통신용 모듈 또한, 자기장으로 인한 기기의 오작동이 일어날 수 있는 위험에 노출되어 있다. 따라서, 근거리통신용 모듈에 사용되는 자기장 차폐시트에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
종래에는, 근거리통신용 모듈에 자기장 차폐시트를 장착하기 위해서, 자기장 차폐시트의 일면에 점착제 또는 접착제를 도포한 뒤 접착제 또는 접착제 상에 이형지를 부착했다. 이후, 자기장 차폐시트로부터 이형지를 탈리시킨 뒤, 앞서 도포된 접착제 또는 접착제가 포함된 면을 모듈에 부착하는 공정을 사용했다.
하지만, 이 경우에는 근거리통신용 모듈에 자기장 차폐시트를 장착하기 위한 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 별도의 점착제 또는 접착제를 도포함에 따라, 자기장 차폐시트의 두께를 더 두껍게 한다. 따라서, 제품으로 생산될 시 높은 생산 단가를 수반할 뿐만 아니라 자기장 차폐시트의 두께가 두꺼워진다.
따라서, 근거리통신용 모듈에 자기장 차폐시트를 장착하기 위한 공정을 단순화할 수 있고, 자기장 차폐시트의 구조를 단순화할 수 있으며, 제품으로 생산될 시 생산 단가를 낮출 수 있는 자기장 차폐시트에 대한 개발이 절실한 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 자기장 차폐 효과가 우수하며, 근거리통신용 모듈에 자기장 차폐시트를 장착하기 위한 공정을 단순화할 수 있고, 구조를 단순화할 수 있으며, 제품으로 생산될 시 생산 단가를 낮출 수 있는 자기장 차폐시트의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 자기장 차폐 효과가 우수하며, 구조가 단순화되고, 단가가 낮은 자기장 차폐시트, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 안테나 모듈을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 자기장 차폐시트 제조방법에 있어서, 페라이트계 자성 입자 및 열가소성 접착성분을 포함하는 자기장 차폐시트용 조성물을 준비하는 (1)단계, 상기 자기장 차폐시트용 조성물을 고화시키는 (2)단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 페라이트계 자성 입자는 페라이트계 자성체를 기계적으로 분쇄하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 기계적인 분쇄는, 볼밀링(ball milling), 아트리션 밀링(attrition milling) 또는 제트밀링(zet milling)을 사용할 수 있다.
또한, 상기 페라이트계 자성 입자는 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Co계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트, Cu-Zn계 페라이트, 및 육방정계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 접착성분은, 폴리우레탄 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 염소화 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화부티랄 수지, 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리유산 수지, 및 폴리올레핀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀은 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene Propylene Rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene Propylene Diene Rubber EPDM), 에틸렌-부텐 고무(Ethylene Butene Rubber, EBR), 및 에틸렌-옥텐 고무(Ethylene Octene Rubber, EOR)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자기장 차폐 조성물에 페라이트계 자성 입자가 90 ~ 94wt% 비율로 포함될 수 있다.
또한, 상기 페라이트계 자성 입자의 평균입경은 20 ~ 53㎛일 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 자기장 차폐시트에 있어서, 열가소성 접착성분을 포함하는 폴리머 기재, 및 상기 폴리머 기재 내에 분산된 페라이트계 자성 입자를 포함한다.
또한, 상기 페라이트계 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Co계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트, Cu-Zn계 페라이트, 및 육방정계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 접착성분는, 폴리우레탄 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 염소화 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화부티랄 수지, 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리유산 수지, 및 폴리올레핀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀은 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene Propylene Rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene Propylene Diene Rubber EPDM), 에틸렌-부텐 고무(Ethylene Butene Rubber, EBR), 및 에틸렌-옥텐 고무(Ethylene Octene Rubber, EOR)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 두께가 150㎛ 이상일 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 근거리통신용 모듈에 있어서, 근거리 통신용 안테나부를 포함하는 안테나 유닛, 및 상기 안테나 유닛의 일면에 형성되고, 전술된 자기장 시트를 포함하는 근거리통신용 자기장 차폐유닛을 포함한다.
또한, 상기 자기장 차폐시트는 상기 안테나 유닛의 일면에 열융착될 수 있다.
또한, 상기 안테나 유닛은 근거리 통신용 안테나부와 동일평면상에 배치되고 열원으로부터 전달되는 열을 방출하거나 국부적으로 집중되는 열을 분산시키기 위한 방열부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 안테나 유닛은 상기 근거리 통신용 안테나부 및 방열부가 전기전도성 및 열전도성을 갖는 하나의 박판부재 상에 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 자기장 차폐유닛은 복수개의 상기 자기장 차폐시트가 적층되어 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 자기장 차폐시트의 제조방법을 따르면, 열가소성 접착성분을 포함하는 자기장 차폐시트용 조성물을 사용하여 자기장 차폐시트를 제조함에 따라 별도로 접착층을 형성시키는 추가 공정 없이 자기장 차폐시트를 제조할 수 있다. 또한, 우수한 자기적 특성을 나타내며, 구조를 단순화할 수 있고, 제품으로 생산될 때 생산단가를 낮출 수 있으며, 도전체로 인한 신호의 송수신 방해를 차단하고, 안테나 특성을 향상시키며, 자기장을 효과적으로 차폐시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 3의 페라이트계 자성 입자 함량에 따른 투자율 특성을 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명의 실시예 4 내지 6의 페라이트계 자성 입자 입경에 따른 투자율 특성을 나타낸 그래프, 그리고
도 4는 본 발명의 실시예 7 내지 10의 페라이트계 자성 입자 입경에 따른 투자율 특성을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트의 제조방법에 대해 설명한다. 상기 자기장 차폐시트는, 페라이트계 자성 입자 및 열가소성 접착성분을 포함하는 자기장 차폐시트용 조성물을 준비하는 (1)단계 및 상기 자기장 차폐시트용 조성물을 고화시키는 (2)단계를 포함한다.
먼저, 본 발명에 따른 (1) 단계로써, 페라이트계 자성 입자 및 열가소성 접착성분을 포함하는 자기장 차폐시트용 조성물을 준비한다.
상기 페라이트계 자성 입자는 목적하는 수준의 자기적 특성을 발현할 수 있는 페라이트계 자성입자는 모두 사용이 가능하다.
상기 페라이트계 자성 입자는 페라이트 시트의 제조시 폐기되는 페라이트 파우더 분말을 기계적으로 분쇄하여 형성될 수 있다. 상기 기계적인 분쇄는, 볼밀링(ball milling), 아트리션 밀링(attrition milling) 또는 제트밀링(zet milling)을 사용할 수 있다.
상기 페라이트는 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Co계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트, Cu-Zn계 페라이트, 및 코발트 치환 Y형 또는 Z형 육방정계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 페라이트는 일 예로, Ni-Cu-Zn계 페라이트, Ni-Cu-Co-Zn계 페라이트와 같이 산화철과 니켈, 아연, 구리, 마그네슘 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 세 개 금속의 산화물을 포함하는 페라이트도 사용이 가능하나 이에 한정되지 아니한다. 이때, 페라이트 내 니켈, 아연, 구리, 마그네슘 및 코발트의 함량은 목적에 따라 변경할 수 있음에 따라 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
상술한 페라이트계 자성 입자의 모양은 단면형상이 직사각형, 정사각형의 사각장 형 이외에 오각형 등의 다각형이나 원형, 타원형 등의 정형적인 형상이나 또는 부분적으로 곡선과 직선이 혼재되는 등 비정형인 형상일 수 있다.
또한, 상기 페라이트계 자성 입자의 평균입경은 20 ~ 53㎛일 수 있다. 상기 페라이트계 자성 입자의 평균 입경이 20㎛미만일 경우, 투자율과 같은 자기적 특성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 페라이트계 자성 입자의 평균 입경이 53㎛를 상회할 경우, 자기장 차폐시트 제조시 기공 발생 등으로 인한 품질 저하를 야기할 수 있다.
이때, 상기 자기장 차폐 조성물에 페라이트계 자성 입자가 90 ~ 94wt% 비율로 포함될 수 있다. 상기 자기장 차폐 조성물에 페라이트계 자성 입자가 90wt% 미만의 비율로 포함될 경우, 투자율과 같은 자기적 특성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 자기장 차폐 조성물에 페라이트계 자성 입자가 94wt%를 상회할 경우, 자기장 차폐 시트를 제조했을 때 자기장 차폐 시트가 파손될 수 있어, 제품의 품질이 저하될 수 있다.
또한, 상기 자기장 차폐시트용 조성물은 접착성 물질로 열가소성 접착성분을 포함하고, 상기 접착성분을 용해시킬 수 있는 용제, 기타 첨가제 등을 더 포함할 수 있다.
통상의 자기장 차폐시트는 피착면에 부착하기 위한 접착제층이 더 형성된다. 또한, 접착제층 뿐만 아니라, 상기 접착제층을 보호하기 위해 이형지 등을 추가적으로 부착해야 한다. 따라서, 자기장 차폐시트의 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라, 피착물에 상기 자기장 차폐시트를 부착할 때 이형지를 탈리시킨 뒤 부착해야하므로 공정이 복잡하다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트는 열가소성 접착물질을 포함함에 따라, 자기장 차폐시트의 두께를 감소시킬 뿐만 아니라, 별도의 추가 공정 없이 접착제 성분을 포함하는 자기장 차폐시트를 제조할 수 있다.
상기 열가소성 접착 성분은 열에 의해 접착이 가능한 성분으로, 해당 물질의 용융점보다 높은 온도의 열을 가함에 따라 상대 물질과 접착된다. 이때, 열가소성 접착 성분의 점도가 낮아지며 흐름성을 가질 수 있다.
상기 열가소성 접착 성분은 열에 의해 흐름성을 가질 수 있는 공지된 접착성분의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 열가소성 접착성분은 폴리우레탄 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 염소화 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화부티랄 수지, 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리유산 수지, 및 폴리올레핀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 폴리올레핀은 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene Propylene Rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene Propylene Diene Rubber EPDM), 에틸렌-부텐 고무(Ethylene Butene Rubber, EBR), 및 에틸렌-옥텐 고무(Ethylene Octene Rubber, EOR)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 자기장 차폐시트용 조성물은 접착성분으로써, 열경화성 성분을 더 포함할 수 있다. 상기 열경화성 성분은 비스페놀 A 에폭시 노볼락 수지, 페녹시 수지, 아미노 수지, 실리콘 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 및 폴리우레단계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자기장 차폐시트용 조성물이 열경화성 수지를 포함할 경우, 경화제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화제는 아민 타입 경화제(amine type hardener), 산무수물 타입 경화제(Anhydride type hardener) 및 페놀 타입 경화(phenol type hardener)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하며, 바람직하게는 아민 타입 경화제(amine type hardener) 및 산무수물 타입 경화제(Anhydride type hardener)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있고, 바람직하게는 4,4'-디아미노디페닐설폰(4,4'-diaminodiphenlysulfone)을 포함할 수 있다.
상기 경화제는 상기 열경화성 수지 100 중량부에 대하여 1 ~ 5 중량부, 바람직하게는 3 ~ 4.5 중량부가 포함될 수 있으며, 만일 1 중량부 미만으로 포함된다면 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 5 중량부를 초과하여 포함된다면 접착력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 포함되는 상기 자기장 차폐시트용 조성물은 용제, 및 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 용제는 통상적으로 코팅조성물에 사용되는 용제의 경우 제한 없이 사용될 수 있으며, 이에 대한 비제한적 예로써, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 메틸이소부틸케톤 (MIBK), 시클로헥사논 등의 케톤류, 메틸셀로솔브, 에틸렌글리콜디부틸에테르, 아세트산부틸셀로솔브 등의 에테르류일 수 있다. 상기 용제의 사용량은 특별히 한정하는 것은 아니나 상술한 고분자화합물 100 중량부에 대해 10 ~ 500 중량부가 바람직하다.
상기 기타 첨가제는 구체적으로 pH 조정제, 이온포착제, 점도조정제, 요변성(搖變性) 부여제, 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 착색제, 탈수제, 난연제, 대전방지제, 방미제(防黴劑), 방부제 등 1종 이상을 포함할 수 있고, 이때 각각의 첨가제의 구체적 종류는 각 첨가제에 따른 공지된 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 자기장 차폐시트용 조성물이 경화성 성분을 포함하는 경우 접착 성분과 경화성 성분이 혼합된 상태의 1액형 조성물이거나 반경화 및/또는 경화를 위한 시점에 둘 중 어느 하나의 성분이 다른 성분에 혼합되는 2액형 조성물일 수 있으며, 이는 구체적인 접착성분의 종류, 이에 따른 경화성 성분의 종류 및 구체적인 경화방법에 의해 달라질 수 있어 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
다음으로 본 발명에 따른 (2) 단계로써, 상기 자기장 차폐시트용 조성물을 고화시킨다.
상기 자기장 차폐시트용 조성물에 포함된 열가소성 접착성분의 종류에 따라 용융된 상태인 경우 융점 이하의 온도에서 냉각에 의해 고화될 수 있고, 용제에 의해 용해된 상태의 경우 용제가 건조되면서 고화될 수 있다.
또한, 전술된 바와 같이 상기 자기장 차폐시트용 조성물이 열경화성 접착성분을 더 포함할 경우, 상기 고화과정은 상기 열경화성 접착성분의 경화과정을 수반할 수 있고, 상기 경화는 열, 광 및 압력 중 어느 하나 이상이 가해져 개시될 수 있다.
상기 열가소성 접착성분 및 열경화성 접착성분의 고화는 어느 일 접착성분의 고화가 먼저 일어나거나 동시에 이루어질 수 있으며, 이는 접착성분으로 포함되는 열가소성 접착성분 및 열경화성 접착성분의 구체적 종류에 따라 달라질 수 있다.
이후, 상기 자기장 차폐시트를 성형하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 성형은 상술한 (2) 단계에서의 고화가 완전히 이루어지지 않은 중간상태에서 수행되거나 완전 고화 후 별도의 열 및/또는 압력을 다시 가하는 방법으로 수행될 수 있다. 상기 성형의 구체적인 방법은 공지된 방법을 채용할 수 있어 본 발명은 이를 특별히 한정하지 않으나, 이에 대한 비제한적인 예로써, 캘린더링, 프레스, 압출 등을 사용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 자기장 차폐시트의 제조방법에 따라 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트는 열가소성 접착성분을 포함하는 폴리머 기재(20), 및 상기 폴리머 기재 내에 분산된 페라이트계 자성 입자(10)를 포함한다.
또한, 상기 자기장 차폐시트의 두께는 150㎛ 이상인 것이 바람직하다. 상기 자기장 차폐시트의 두께가 150㎛ 미만일 경우 근거리통신용 모듈에 적용됐을 때 P2P(Peer to Peer) 인식 특성 등이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 근거리통신용 모듈은 근거리통신용 안테나부를 포함하는 안테나 유닛 및 전술된 자기장 차폐시트를 포함하는 근거리통신용 자기장 차폐유닛을 포함한다.
상기 자기장 차폐유닛은 자기장 차폐시트가 단층으로 구비되거나 복수 개의 자기장 차폐시트가 적층되어 차폐유닛을 형성할 수 있다. 또는 통상의 페라이트 등의 자기장 차폐시트 등을 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 자기장 차폐시트를 구비하는 자기장 차폐유닛은 단층의 자기장 차폐층만 구비시킨 자기장 차폐유닛에 비하여 보다 우수한 물성을 발현시키는데 적합할 수 있다. 즉, 자기장 차폐유닛의 자기적 특성을 증가시키는 방법은 목적하는 주파수에서 투자율이 우수한 자성체를 사용하는 방법, 자성입자의 함량을 증가시키는 방법 및/또는 자기장 차폐시트의 두께를 증가시키는 방법 등이 있으나, 자성입자 함량이 일정 함량을 초과하면 시트 표면 갈라짐 현상이 일어날 수 있고, 투자율이 우수한 자성체도 입경이 작은 분말일 경우 투자율이 현저히 저하됨에 따라 시트내 자성체의 함량 증가 등의 방법으로는 자기적 특성을 증가시키는데 한계가 있다. 이에 시트의 두께 증가를 통한 자기적 특성의 향상을 도모함이 바람직할 수 있는데, 한번에 두꺼운 자기장 차폐시트를 제조하는 경우 자성입자의 분산이 불균일할 수 있는 문제가 있다. 이에 자성입자를 균일하게 분산시킨 비교적 얇은 두께의 자기장 차폐시트를 복수개로 구비시킬 경우 자기장 차폐시트의 전체두께 증가를 통해 투자율을 증가시킨 것과 같은 효과를 달성할 수 있으며, 적층된 자기장 차폐층을 구비하는 자기장 차폐유닛은 목적하는 용도의 안테나 특성을 더욱 향상시켜 신호 송수신 효율 및 송수신 거리를 현저히 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 자기장 차폐유닛는 상기 안테나 유닛의 일면에 열융착될 수 있다. 전술된 바와 같이, 상기 자기장 차폐시트는 열가소성 접착성분을 포함한다. 따라서, 상기 열가소성 접착성분의 용융점 보다 높은 온도를 가할 경우, 상기 열가소성 접착 성분이 안테나유닛과 같은 피착면에 접착될 수 있다.
상기 안테나유닛은 근거리 통신을 위한 안테나부를 포함한다.
상기 근거리통신용 안테나부는 적어도 하나의 안테나패턴을 통하여 근거리 무선통신을 기반으로 정보를 송수신하기 위한 것이다. 일례로, 상기 근거리통신용 안테나부는 상기 안테나패턴이 무선 근거리 통신을 통해 모바일 결제, 파일전송방식으로 사진, 명함, 파일, 지도 등과 같은 각종 데이터를 서로 다른 전자기기 측으로 전달하게 된다.
이와 같은 근거리통신용 안테나부는 상기 안테나패턴이 별도의 부재의 일면에 동박이 부착된 상태에서 레이저가공 또는 에칭을 통해 소정의 패턴을 갖도록 형성되어 근거리통신용 안테나의 역할을 수행할 수도 있고, 전도성 잉크를 사용하여 인쇄될 수도 있으며, 타발공정을 통하여 미세한 선폭을 갖도록 타발됨으로써 근거리통신용 안테나의 역할을 수행할 수도 있다.
여기서, 상기 안테나패턴은 선폭(W)이 0.5mm ~ 1.2mm 범위의 폭을 갖도록 형성될 수 있으며, 서로 이웃하는 패턴 사이의 간격(d)은 0.2mm ~ 1mm의 범위를 갖도록 형성될 수 있다. 그러나 상기 선폭과 간격을 이에 한정하는 것은 아니며, 설계조건에 따라 다양한 폭과 간격을 가질 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기 근거리통신용 모듈은 방열부를 더 포함할 수 있다. 상기 방열부는 핸드폰, PDA, PMP, 테블릿, 멀티미디어 기기 등과 같은 휴대 단말기에서 열원인 발열부품과 다른 부품 사이에 배치되어 상기 발열부품에서 발생되는 열을 방출하기 위한 것이다. 일례로, 상기 방열부는 휴대 단말기의 본체에 내장되는 AP칩과 같은 발열부품과 배터리 커버 사이에 배치될 수 있다.
상기 방열부는 열전도성이 우수한 부재로 이루어질 수 있으며, 바, 필름, 시트 등으로 구비될 수 있다. 일례로, 상기 방열부는 구리, 알루미늄, 그라파이트 등과 같이 열전도도가 우수한 판상의 부재로 이루어질 수 있으며, 구리나 알루미늄과 같은 금속재질이 둘 이상 혼합된 형태로 이루어질 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 NFC 안테나 일체형 방열시트는 상기 방열부의 면적을 넓히고 전체두께를 줄일 수 있도록 상기 NFC 안테나부 및 방열부가 동일평면상에 배치될 수 있다.
상기 안테나 유닛은 상기 근거리 통신용 안테나부 및 방열부가 전기전도성 및 열전도성을 갖는 하나의 박판부재 상에 일체로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 근거리 통신용 안테나부 및 방열부가 전기전도성 및 열전도성을 갖는 하나의 박판부재 상에 될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 근거리통신용 모듈이 휴대기기에 구비되는 경우 모듈의 상부 또는 하부에 도전성 부품, 예를 들어 배터리가 배치되는 경우 도전성 부품과 상기 모듈이 겹쳐지는 면적이 50% 이하일 때 우수한 근거리통신 효율 및 송수신 거리를 가질 수 있고, 만일 겹쳐지는 면적이 50%를 초과할 경우 목적하는 수준의 근거리통신 효율을 발현할 수 있도록 자기장 차폐시트의 자기적 특성 향상을 위해 시트 두께를 증가시키거나 투자율이 높은 자성입자를 구비시킴이 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
투자율(μ) 150을 나타내는 페라이트 시트의 제조시 폐기되는 페라이트 파우더 분말을 볼밀링하여 입경 53um를 갖도록 분쇄했다. 이후 분쇄된 페라이트계 자성 입자 90g 및 열가소성 접착성분인 EDPM 10g을 25ml 용제에 넣고 혼합하여 자기장 차폐시트용 조성물을 제조했다. 이후, PET 기재 상에 상기 조성물을 도포한 뒤, 100℃의 온도에서 상기 조성물을 건조하여 자기장 139 ㎛ 두께를 갖는 하기 표 1과 같은 차폐시트를 제조했다.
실시예 2 ~ 11
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 자성체의 투자율, 자성입자의 입경 및/또는 함량을 표 1 또는 표 2와 같이 변경하여 하기 표 1 또는 표 2와 같은 자기장 차폐시트를 제조했다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
조성물 자성입자 투자율1 ) 150 150 150 150 150
입경 53 ㎛ 이하 53 ㎛ 이하 53 ㎛ 이하 20 ~ 32 ㎛ 32 ~ 45 ㎛
함량 90wt% 92 wt% 94 wt% 90 wt% 90 wt%
시트 두께 139㎛ 145㎛ 142㎛ 140㎛ 145㎛
1) 투자율: 벌크상태의 자성체 투자율임
실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10
조성물 자성입자 투자율1 ) 150 750 750 750 750
입경 45 ~ 53 ㎛ 32 ~ 45 ㎛ 45 ~ 53 ㎛ 53~ 75 ㎛ 75㎛ 이상
함량 90 wt% 90 wt% 90 wt% 90 wt% 90 wt%
시트 두께 137 ㎛ 144 ㎛ 141 ㎛ 152 ㎛ 149㎛
1) 투자율: 벌크상태의 자성체 투자율임
실험예 1 - 페라이트계 자성 입자 함량에 따른 자기장 차폐시트 특성 분석
상기 실시예 1 내지 5의 복소투자율을 측정하기 위해 Impedance analyzer(E4991A) 와 magnetic holder(16454A)를 이용하여 평가하였다. 측정에 앞서 시트를 내경 9mm 외경 18mm로 가공을 한 뒤 Magnetic holder에 삽입 후 측정했다.
도 2를 참조하면, 자기장 차폐시트용 조성물의 페라이트 자성 입자 함량이 90wt% ~ 94wt%일 때, 근거리 통신용 휴대기기에 사용가능한 투자율을 나타냄을 알 수 있다. 따라서, 폐기된 페라이트 분말로부터 근거리 통신용 휴대기기에 사용가능한 투자율을 갖는 자기장 차폐시트 제조가 가능함을 알 수 있다.
실험예 2 - 페라이트계 자성 입자 입경에 따른 자기장 차폐시트 특성 분석
상기 실시예 6 내지 10의 복소투자율을 측정하기 위해 Impedance analyzer(E4991A) 와 magnetic holder(16454A)를 이용하여 평가하였다. 측정에 앞서 시트를 내경 9mm 외경 18mm로 가공을 한 뒤 Magnetic holder에 삽입후 측정했다.
도 3을 참조하면, 자기장 차폐시트 내의 페라이트 자성 입자의 입경이 20 ~ 53㎛일 때, 근거리 통신용 휴대기기에 사용가능한 투자율을 나타냄을 알 수 있다. 따라서, 폐기된 페라이트 분말로부터 근거리 통신용 휴대기기에 사용가능한 투자율을 갖는 자기장 차폐시트 제조가 가능함을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 자기장 차폐시트 내의 페라이트 자성 입자의 입경이 35㎛ 이상일 때, 근거리 통신용 휴대기기에 사용 가능한 투자율을 나타냄을 알 수 있다. 특히, 페라이트 자성 입자의 입경이 75㎛이상일 때, 투자율이 가장 우수함을 알 수 있다. 따라서, 폐기된 페라이트 분말로부터 근거리 통신용 휴대기기에 사용가능한 투자율을 갖는 자기장 차폐시트 제조가 가능함을 알 수 있다.
실험예 3 - 페라이트계 자성 입자의 입경에 따른 자기장 차폐시트 특성 분석
실시예 7 내지 10의 자기장 차폐시트 내의 페라이트 자성 입자의 입경에 따른 시트의 외관을 관찰했다.
그 결과, 자기장 차폐시트 내의 페라이트 자성 입자의 입경이 53㎛ 이상일 때 시트 표면에 얼룩이 발생하는 등 시트 상태가 불량해짐을 확인할 수 있었다.
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이상, 본 발명을 바람직한 실시예 및 실험예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예 및 실험예에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
10 : 페라이트계 자성 입자 20 : 폴리머 기재

Claims (18)

  1. 열가소성 접착성분을 포함하는 폴리머 기재; 및
    상기 폴리머 기재 내에 분산된 페라이트계 자성 입자;를 포함하고,
    상기 열가소성 접착성분은 폴리올레핀을 포함하며,
    상기 폴리올레핀은 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene Propylene Rubber, EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene Propylene Diene Rubber EPDM), 에틸렌-부텐 고무(Ethylene Butene Rubber, EBR), 및 에틸렌-옥텐 고무(Ethylene Octene Rubber, EOR)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하고,
    상기 자성 입자는 평균입경이 20 ~ 53㎛이며,
    상기 열가소성 접착성분은 열에 의해 흐름성을 가지며, 열에 의해 접착이 가능한 것인 자기장 차폐시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페라이트계 자성 입자는 페라이트 시트 제조 시 폐기되는 페라이트 파우더 분말을 기계적으로 분쇄하여 형성된 것인 자기장 차폐시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 페라이트계 자성 입자는 Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Co계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트, Cu-Zn계 페라이트, 및 육방정계 페라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 자기장 차폐시트.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 차폐시트는 페라이트계 자성 입자가 90 ~ 94중량%로 포함된 자기장 차폐시트.
  6. 제1항에 있어서,
    두께가 150㎛ 이상인 자기장 차폐시트.
  7. 근거리 통신용 안테나부를 포함하는 안테나 유닛; 및
    상기 안테나 유닛의 일면에 형성된 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 자기장 시트를 포함하는 근거리통신용 자기장 차폐유닛;을 포함하는 근거리통신용 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자기장 차폐시트는 상기 안테나 유닛의 일면에 열융착된 근거리통신용 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 안테나 유닛은 근거리 통신용 안테나부와 동일평면상에 배치되고 열원으로부터 전달되는 열을 방출하거나 국부적으로 집중되는 열을 분산시키기 위한 방열부를 더 포함하는 근거리통신용 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안테나 유닛은 상기 근거리 통신용 안테나부 및 방열부가 전기전도성 및 열전도성을 갖는 하나의 박판부재 상에 일체로 형성된 근거리통신용 모듈.
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