KR102527698B1 - 근방계용 노이즈 억제 시트 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 근방계용 노이즈 억제 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다,
본 발명에 따르면, 10GHz에서의 허수부 투자율μ”이 2.0 이상이며, 10GHz를 넘는 주파수 대역에서도 뛰어난 노이즈 억제 성능을 나타내는 동시에 충분한 가요성을 가진 근방계용 노이즈 억제 시트를 제공한다.
본 발명에 따르면, 유기물로 이루어진 기재와, 상기 기재 중에 담지된 편평 상태의 Fe분말을 포함하며, 상기 Fe분말은 Fe 함유량이 95mass% 이상, 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 20μm 이하이며, 상기 기재에 대한 Fe분말 충진량이 40vol% 이상 70vol% 이하이며, 분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭이 0.4 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트를 제공한다.
본 발명에 따르면, 10GHz에서의 허수부 투자율μ”이 2.0 이상이며, 10GHz를 넘는 주파수 대역에서도 뛰어난 노이즈 억제 성능을 나타내는 동시에 충분한 가요성을 가진 근방계용 노이즈 억제 시트를 제공한다.
본 발명에 따르면, 유기물로 이루어진 기재와, 상기 기재 중에 담지된 편평 상태의 Fe분말을 포함하며, 상기 Fe분말은 Fe 함유량이 95mass% 이상, 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 20μm 이하이며, 상기 기재에 대한 Fe분말 충진량이 40vol% 이상 70vol% 이하이며, 분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭이 0.4 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트를 제공한다.
Description
본 발명은 근방계용 노이즈 억제 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통신 고도화에 따라, GHz 대역을 이용한 전자기기가 보급되기 시작했다. 예를 들어 기존의 이동통신에서는 수백MHz에서 3GHz 정도의 주파수대가 사용되어 왔지만, 제5세대 이동시스템(5G)에서는 그 주파수보다 높은 준밀리파 대역까지의 이용이 고려되고 있다. 여기에 덧붙여 전자기기의 경박단소화는 진행되어 내부 구조의 공간적인 여유는 적어지고 있어, 전기·전자회로에서의 전자적 간섭 문제는 한층 심각해진다. 이와 같은 배경에서 두께가 얇고, 10GHz를 넘는 주파수 대역에서도 효과적인 근방계용 노이즈 억제 시트가 요구되고 있다.
전형적인 노이즈 억제 시트에서는, 유기물로 이루어진 기재 중에 편평 상태의 연자성 분말이 담지되어 있어 연자성 분말의 자기 손실에 의해 노이즈를 열로 변환한다. 노이즈 억제 시트의 노이즈 억제 성능은 노이즈 억제 시트에 포함되는 연자성 분말의 투자율에 의존한다. 일반적으로 투자율은, 실부 투자율μ’과 허수 부투자율μ”을 이용해 복소 투자율μ＝μ’－ｊμ”로 표시되며, μ’는 노이즈를 받아들이는 척도, μ”는 노이즈를 열로 변환하는 척도를 나타낸다. 노이즈 억제 시트와 같이 자기 손실을 이용하는 경우에는 μ”이 중요해진다. 즉, 억제하고자 하는 전파 노이즈의 주파수 대역에 걸쳐 μ”이 분포하는 것이 중요하며, 10GHz를 넘는 주파수 대역에서도 효과적인 근방계용 노이즈 억제 시트로 만들기 위해서는 10GHz의 μ”가 2.0 이상인 것이 바람직하다.
GHz대용 노이즈 억제 시트로서, 특허문헌 1, 특허문헌 2에는 Fe를 80mass%보다 많이 포함한 편평 상태의 자성 재료를 사용한 노이즈 억제 시트가 제시되어 있다.
그러나 특허문헌 1, 2에 기재된 노이즈 억제 시트에서는, 10GHz에서의 허수부 투자율μ”이 2보다 낮아져, 10GHz를 넘는 주파수 대역에서 기능하는 노이즈 억제 시트는 되지 못한다.
투자율과 주파수의 곱은 자성 재료의 포화 자기화에 의존하기 때문에, 같은 투자율이라면 포화 자기화가 큰 자성 재료를 사용함으로써 고주파화시킬 수 있다. Fe는 포화 자기화가 높기 때문에, GHz대 전용의 노이즈 억제 시트를 제공하기 위해 노이즈 억제 시트내의 Fe 함유량을 높이는 것을 생각할 수 있다. 그러나 Fe 함유량을 너무 높이면 노이즈 억제 시트의 가요성이 낮아져 실용성이 떨어진다.
본 개시는 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 10GHz에서의 허수부 투자율μ”이 2.0 이상이며, 10GHz를 넘는 주파수 대역에서도 뛰어난 노이즈 억제 성능을 나타내는 동시에 충분한 가요성을 가진 근방계용 노이즈 억제 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 이하의 지식을 얻었다. 구 형상이며, Fe 함유량이 95mass% 이상이면서 평균 입경이 2μm 이상 8μm 이하인 Fe분말을, 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 20μm 이하가 되도록 편평 가공한다. 편평 가공은 습식으로 하나, 가공 후 분말 건조에서는 200℃ 이상의 열처리를 하지 않는다. 이렇게 함으로써 Fe분말 중의 자기 이방성을 높일 수 있다. 이렇게 제작한 편평 상태의 Fe분말을 기재 중에 40vol% 이상 70vol% 이하 충진함으로써, 10GHz에서의 허수부 투자율μ”이 2.0 이상이며, 10GHz를 넘는 주파수 대역에서도 뛰어난 노이즈 억제 성능을 나타내는 동시에 충분한 가요성을 가진 근방계용 노이즈 억제 시트를 제공할 수 있다.
본 발명은 상기 지식에 근거하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.
［１］ 유기물로 이루어진 기재와 상기 기재 중에 담지된 편평 상태의 Fe분말을 포함하며,
상기 Fe분말은 Fe 함유량이 95mass% 이상, 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 20μm 이하이며,
상기 기재에 대한 Fe분말 충진량이 40vol% 이상 70vol% 이하이며,
분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭이 0.4 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트.
［２］상기 [1]에 있어서,
10GHz에서의 허수부 투자율μ”이 2.0 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트.
［３］상기 [1]에 있어서,
표면저항이 １０５Ω/□ 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트.
［４］ 상기 [2]에 있어서,
표면저항이 １０５Ω/□ 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트.
［５］ 상기 [1] 또는 [2]에 있어서,
상기 Fe 분말은 카르보닐 철분을 편평 가공하여 이루어지는 근방계용 노이즈 억제 시트.
［６］ 상기 [1] 또는 [2]에 있어서,
질소계 화합물 및 수산화계 화합물 중 1종류 이상으로 이루어진 난연제를 추가적으로 포함하는 근방계용 노이즈 억제 시트.
［７］ 상기 [4]에 있어서,
질소계 화합물 및 수산화계 화합물 중 1종류 이상으로 이루어진 난연제를 추가적으로 포함하는, 근방계용 노이즈 억제 시트.
［８］상기 [1] 또는 [2]에 있어서,
두께가 25μｍ 이상 1200μｍ 이하인 근방계용 노이즈 억제 시트.
［９］ 상기 [4] 또는 [7]에 있어서,
두께가 25μｍ 이상 1200μｍ 이하인 근방계용 노이즈 억제 시트.
［１０］ Fe 함유량이 95mass% 이상, 평균 입경이 2μm 이상 8μm 이하인 원료 Fe분말을 습식으로 편평 가공하고, 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 20μm 이하인 편평 상태의 Fe분말을 얻고, 상기 편평 상태의 Fe분말과 유기물로 이루어진 기재를 혼합하여 혼합물을 얻고, 상기 혼합물을 시트 형상으로 성형하여 근방계용 노이즈 억제 시트를 얻는 근방계용 노이즈 억제 시트의 제조방법.
여기서 상기 편평 가공 후 편평 상태의 Fe분말에 대해 200℃ 이상의 열처리를 하지 않는다.
［１１］ 상기 10에 있어서,
상기 원료 Fe분말이 카르보닐 철분인 근방계용 노이즈 억제 시트의 제조방법.
본 발명에 따르면 10GHz에서의 허수부 투자율μ”이 2.0 이상이며, 10GHz를 넘는 주파수 대역에서도 뛰어난 노이즈 억제 성능을 나타내는 동시에 충분한 가요성을 가진 근방계용 노이즈 억제 시트를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 본 명세서에서 「~」를 사용하여 나타내는 수치 범위는 「~」 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 범위를 의미한다.
본 실시형태와 관련된 근방계용 노이즈 억제 시트는, 유기물로 이루어진 기재와 상기 기재 중에 담지된 편평 상태의 Fe분말을 포함하며, 상기 Fe분말은 Fe 함유량이 95mass% 이상, 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 20μm 이하이며, 상기 기재에 대한 Fe분말 충진량이 40vol% 이상 70vol% 이하이며, 분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭이 0.4 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트이다.
본 근방계용 노이즈 억제 시트는 포화 자기화가 높은 Fe분말을 자성 손실재로서 포함한다. 포화 자기화는 Fe 농도에 의존하기 때문에 Fe분말의 Fe 함유량은 높은 편이 좋다. Fe분말의 Fe 함유량은 95mass% 이상이다. Fe분말의 Fe 함유량은 바람직하게는 97mass% 이상, 보다 좋게는 99mass% 이상으로 한다. Fe분말의 Fe 함유량 상한은 특별히 한정되지 않으며 100%여도 된다.
편평 상태의 Fe분말은 두께가 1μm 이하이다. 편평 상태의 Fe분말 두께가 1μm보다 크면, 허수부 투자율μ”의 분포를 GHz 대역으로 만들지 못해 허수부 투자율μ”의 분포폭도 좁아진다. 그 때문에, 10GHz에서 허수부 투자율μ”이 2.0 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트를 얻을 수 없다. 편평 상태의 Fe분말 두께는 바람직하게는 0.7μm 이하, 보다 좋게는 0.5μm 이하이다. 편평 상태 Fe분말 두께의 하한은 특별히 한정되지 않으나, 편평 가공 시간을 길게 해도 가공이 포화된다는 점 및 장시간 편평 가공은 생산성을 저하시킨다는 관점에서 0.1μm 이상일 수 있다.
편평 상태의 Fe분말 직경은 20μm 이하이다. 또한 여기서의 「분말 직경」이란, 노이즈 억제 시트의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 관찰상에서 Fe분말의 긴 방향의 길이라고 정의한다. 편평 상태의 Fe분말 직경이 20μm보다 크면 평활성이 있는 편평 상태의 Fe분말을 얻기 어렵고, 편평 상태의 Fe분말 표면적도 커진다. 그 때문에, 기재 중에서의 Fe분말끼리의 접촉이 많아져 절연성을 유지하는 것이 어려워져, 노이즈 억제 시트의 표면저항이 낮아져 버린다. 노이즈 억제 시트의 표면저항이 낮으면 전자·전기 회로에서의 단락 우려가 높아질 뿐만 아니라, 노이즈 억제 시트 표면에서의 노이즈 전파 반사도 일어나기 쉬워져 노이즈 억제 효과가 저하해 버린다. 특히 본 발명과 같이 Fe 함유량이 높은 Fe분말을 사용하는 경우에는 표면저항의 저하가 현저하다. 그 이유는 Fe분말이 Si 및 C 등의 반금속 원소를 다량으로 함유하지 않기 때문에, Fe분말 자체의 전기저항이 낮기 때문이다. 분말 직경 20μm 이하의 편평 상태 Fe분말이면, Fe분말의 표면적이 과도하게 되지 않아 １０５Ω/□ 이상의 표면저항을 가진 근방계용 노이즈 억제 시트를 얻을 수 있다. 편평 상태 Fe분말의 분말 직경 하한은 특별히 한정되지 않으나, 분말 반자계의 영향을 줄이기 위해 분말 직경은 5μm 초과로 하는 것이 바람직하다.
또한 편평 상태 Fe분말의 두께 및 분말 직경은 근방용 노이즈 억제 시트의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰하여, 관찰상의 임의의 20개 이상의 Fe분말 두께 및 분말 직경의 평균값으로 구한다.
기재에 대한 Fe분말 충진량은 40vol% 이상 70vol% 이하로 한다. 편평 상태 Fe분말의 충진량이 40vol% 미만이면 원하는 투자율을 얻을 수 없고, 70vol%보다 많아지면 노이즈 억제 시트의 가요성이 낮아지고, 또한 표면저항 １０５Ω/□ 이상을 만족할 수 없게 된다. 기재에 대한 Fe분말 충진량은 바람직하게는 50vol% 이상으로 한다. 또한 기재에 대한 Fe분말 충진량은 바람직하게는 60vol% 이하로 한다.
편평 상태의 Fe분말은 원료 Fe분말을 편평 가공하는 것으로 얻어진다. 편평 가공의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.
분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭은 0.4 이상이다. 허수부 투자율μ”의 분포를 준밀리파 대역까지 늘리기 위해서는, 편평 상태 Fe분말의 자기 이방성을 높이는 것이 효과적이다. 본 개시에서는 원료 Fe분말을 편평 가공함으로써 결정적인 왜곡을 발생시키고, 그 결과로서 가공 후 편평 상태의 Fe분말의 결정적인 자기 이방성을 크게 하고 있다. 노이즈 억제 시트 중 Fe분말의 결정적인 왜곡을 확인하기 위해 노이즈 억제 시트의 표면 또는 이면에서의 분말 X선 회절(Cu-Kα)에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크(2θ = 65° 부근)에서의 반치폭을 구한다. 본 실시형태에서 10GHz에서 허수부 투자율μ”이 2.0 이상으로 하기 위해서는, Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭이 0.4 이상이 되도록 한다. 분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭은 바람직하게는 0.45 이상으로 한다. 분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭의 상한은 특별히 한정되지 않으나, 편평 가공 시간을 길게 하면 가공이 포화되기 때문에 분말의 자기 이방성도 포화되는 것 및 분말의 자기 이방성이 커지는 것을 막아 투자율이 저하되는 것을 막고, 10GHz에서의 허수부 투자율μ”을 보다 적합하게 할 수 있음에 따라 1.5 이하일 수 있다. 분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭은 다음과 같이 측정한다. 노이즈 억제 시트에서 직사각형 모양으로 잘라낸 측정 샘플의 면 방향을 측정면으로 하고 집중 방식의 광학계로 측정한다. Fe의 bcc(200)면의 피크는 2θ=65° 부근에 나타나기 때문에 측정범위는 그보다 더 넓은 2θ=50°~80°로 하여, 일정속도의 연속측정을 실시한다. 이 때, 측정치의 정밀도를 높이기 위해서도 주사속도는 1°/분 이하로 느리게 하고, 샘플링 간격은 0.01° 이하로 작게 한다. 이 측정에 의해 검출된 2θ=65° 부근의 회절 피크에서 백그라운드를 차감한 최대피크강도값의 절반값에서의 피크폭을 반치폭으로 정의한다. 측정기기로는 주식회사 Rigaku의 제품 X선 회절장치: Smart-Lab을 사용한다.
기재를 구성하는 유기물로는 RoHS 지령 등의 환경규제에 근거하여 할로겐 원소를 포함하지 않는 것이 좋다. 근방계용 노이즈 억제 시트에는 가요성 외에 내열성 및 내구성도 요구되므로 유기물로는 실리콘고무, 아크릴고무, 니트릴고무 및 부틸고무로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 혹은 이들 혼합물의 고무계 재료가 바람직하다. 유기물로서 에폭시 등의 수지재를 사용할 수도 있다. 또한 근방계용 노이즈 억제 시트의 유연성을 높이기 위해 필요에 따라 가소제를 첨가해도 된다.
근방계용 노이즈 억제 시트의 난연성을 높이기 위해 난연제를 첨가할 수도 있다. 난연제로는 유기물과 마찬가지로 할로겐 원소를 포함하지 않는 난연제가 좋다. 구체적으로는 멜라민 시아누레이트 등의 질소계 화합물 및 수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘 등의 수산화 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 또한 사용 환경상 제한이 없다면, 적린도 난연제 중 하나로 사용해도 좋다. 최종적으로 얻어지는 근방계용 노이즈 억제 시트 내 난연제의 평균 입경을 10μm 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 근방계용 노이즈 억제 시트 내 난연제의 평균 입경은 0.2μm 이상 6μm 이하로 한다. 난연제는 편평 상태의 Fe분말 사이에 분산한다. 난연제의 평균 입경을 10μm 이하로 하면, 난연제가 Fe분말의 노이즈 억제 시트의 면내 방향에서의 배향도를 저하시키지 않고 보다 적합한 노이즈 억제 효과를 얻을 수 있다. 또한 난연제의 평균 입경이 0.2μm 이상이면 높은 난연성을 유지할 수 있다. 기재에 대한 난연제의 충진량은 10vol% 이상인 것이 바람직하고, 또한 30vol% 이하인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 따르면, 10GHz에서의 허수부 투자율μ”값이 2.0 이상인 근방용 노이즈 억제 시트를 제공할 수 있다. 근방용 노이즈 억제 시트의 10GHz에서의 허수부 투자율μ”값은 바람직하게는 3 이상, 보다 바람직하게는 4.5이다. 또한 근방용 노이즈 억제 시트의 10GHz에서의 허수부 투자율μ”값의 상한은 특별히 한정되지 않으나, 이 경우는 편평 상태의 Fe분말 충진량을 보다 높여 가게 된다. 기재에 의해 편평 분말의 절연성을 보다 적합하게 확보하여 표면저항을 보다 양호하게 하는 동시에, 근방용 노이즈 억제 시트의 가요성을 보다 양호하게 하기 위해 4.5 이하로 하는 것이 바람직하다. 여기서 근방용 노이즈 억제 시트의 10GHz에서의 허수부 투자율μ”값의 측정방법은 다음과 같다. 근방용 노이즈 억제 시트로부터 외경 7mm, 내경 3mm의 도넛 형상의 샘플을 잘라낸다. 해당 샘플을 동축관 샘플 홀더에 삽입하고, Keysight Technologies사의 제품 네트워크 애널라이저: P5008A를 이용한 S 파라미터법으로, 10GHz에서의 허수부 투자율μ”을 측정한다.
근방용 노이즈 억제 시트의 표면저항은 １０５Ω/□ 이상인 것이 바람직하다. 여기서 근방용 노이즈 억제 시트의 표면저항은 미쓰비시 애널리테크사의 제품 저항계: 하이레스터 UX MCP-HT800을 이용하여 이중링 프로브를 사용하여 측정한다.
근방용 노이즈 억제 시트의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 일례에서는 25μm 이상일 수 있고, 1200μm 이하일 수 있다.
다음으로 본 실시형태와 관련된 근방계용 노이즈 억제 시트의 제조방법에 대해 설명한다. 본 실시형태와 관련된 근방계용 노이즈 억제 시트의 제조방법은,
Fe 함유량이 95mass% 이상, 평균 입경이 2μm 이상 8μm 이하인 원료 Fe분말을 습식으로 편평 가공하고, 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 20μm 이하인 편평 상태의 Fe분말을 얻고,
상기 편평 상태의 Fe분말과 유기물로 이루어진 기재를 혼합하여 혼합물을 얻고,
상기 혼합물을 시트 형상으로 성형하여 근방계용 노이즈 억제 시트를 얻는 근방계용 노이즈 억제 시트의 제조방법이다.
여기서 상기 편평 가공 후 편평 상태의 Fe분말에 대해 200℃ 이상의 열처리를 하지 않는다.
먼저 Fe 함유량이 95mass% 이상, 평균 입경 2m 이상 8m 이하의 원료 Fe가루를, 두께가 1m 이하면서 분말 직경이 20m 이하가 되도록 편평 가공하여 편평 상태의 Fe분말을 제조한다. 편평 가공방법으로는 마모분쇄기(애트라이터) 또는 비드밀 등 공지 또는 임의의 기계가공을 적용할 수 있다.
편평 가공 후 Fe분말에 대해 200℃ 이상의 열처리를 하지 않는다. 여기서 「편평 가공 후 Fe분말에 대해 200℃ 이상의 열처리를 하지 않는다」는 것은 Fe분말 단체뿐만 아니라, 편평 가공 후 Fe분말을 포함한 기재와의 혼합물 및 해당 혼합물을 성형해서 얻은 근방계용 노이즈 억제 시트에 대해서도 200℃ 이상의 열처리를 하지 않는 것을 의미한다. 200℃ 이상에서 열처리를 하면, 편평 가공에 의해 발생한 결정적인 왜곡이 소둔 효과에 의해 저감되어 버려 Fe분말 중의 자기 이방성을 높일 수 없기 때문이다. 따라서 편평 가공 후의 Fe분말을 열처리로 건조시킬 경우, 건조온도는 200℃ 보다 낮게 한다. 또한 편평 가공은 건식, 습식 어느 것으로 해도 무방하지만, 건식의 경우에는 가공 중의 분말 산화를 막기 위해 가공챔버 내를 불활성 분위기로 만들어 실시해야 하며, 공업적으로 대량생산하기에는 적합하지 않다. 따라서 편평 가공은 이소프로판올(IPA) 등을 용매로 한 습식으로 하는 것이 바람직하다.
편평 가공 전의 원료 Fe분말로는 평균 입경이 2μm 이상 8μm 이하인 것을 사용한다. 이러한 조건에 적합한 원료로는 카르보닐철을 들 수 있다. 카르보닐철은 화학적 프로세스에 의해 합성되는 소입경의 구상 가루이며, Fe 함유량이 95mass% 이상, 평균 입경이 2μm 이상 8μm 이하인 것도 공업적으로 제조되고 있다. 또한 카르보닐 철분에는 하드 등급과 하드 등급을 환원 어닐링한 소프트 등급 2종류가 있으며, 모두 사용할 수 있다. 편평 가공성이라는 점에서는 기계적 강도로서 부드러운 소프트 등급이 바람직하다.
원료 Fe분말로는 카르보닐 분말 외에, Fe 함유량 95mass% 이상이며 평균 입경은 2μm 이상 8μm 이하의 애토마이즈 분말을 원료 Fe분말로 사용할 수도 있다. 다만 애토마이즈법으로는 평균 입경 10μｍ보다 작은 분말을 효율적으로 제조하기 어렵기 때문에, 분급에 따라 평균 입경을 2μｍ 이상 8μｍ 이하로 조정한다. 또한 평균 입경이 10μm보다 큰 애토마이즈 가루에서는 편평 가공에 의해 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 30μm 이하인 편평 상태의 Fe분말을 얻기 어렵다. 장시간의 편평 가공과 그 후의 분급에 의해서 가능해지지만, 생산성이 저하되어 분말 비용이 높아져 버린다. 또한 편평 가공에서의 미디어의 마모도 격렬해져, 분말로의 미디어 불순물 혼입이나 미디어 내구성도 저하된다.
편평 가공 후 편평 상태의 Fe분말에 대해 불활성 분위기하에서의 소둔 처리, 분말 절연성을 높이기 위한 코팅이나 열처리 및 분말과 유기 바인더의 결합성을 높이기 위한 커플링제 처리를 해도 좋다. 이 경우 열처리 온도는 Fe분말의 소둔이 진행되지 않도록 200℃ 보다 낮은 온도에서 해야 한다.
다음으로 편평 상태의 Fe분말과 유기물로 이루어진 기재를 혼합하여 혼합물을 얻는다. 이어서 해당 혼합물을 시트 모양으로 성형하여 노이즈 억제 시트를 얻는다. 성형방법으로는 도공법이나 압연법 등의 공지 또는 임의의 방법을 이용할 수 있다. 여기서는 성형방법으로서 도공법을 이용하는 예에 대해 기술한다. 편평 상태의 Fe분말, 유기물, 유기용제 및 임의로 난연제를 소정의 배합비로 조정하고 교반하여 슬러리를 제작한다. 해당 슬러리를 닥터 블레이드로 시트 형상으로 성형하고 건조한다. 이 때 최종적인 노이즈 억제 시트에서 편평 상태의 Fe분말 충진량이 40vol% 이상 70vol% 이하가 되도록 배합한다.
그 후, 편평 상태 Fe분말의 수평배향도 및 밀도를 높이기 위해 유기물의 연화점 이상(예를 들면 60~150℃ 정도)으로 가열한 상태에서 노이즈 억제 시트에 대해 프레스를 실시하는 것이 바람직하다. 제조 조건에 따라 다르지만, 도공법으로 얻을 수 있는 시트의 두께는 25μm~500μm 정도이다. 그보다 두께가 큰 500~1200μm의 노이즈 억제 시트를 제조할 경우에는, 도공 후의 노이즈 억제 시트를 적층시켜 상기 프레스를 실시함으로써 원하는 두께의 노이즈 억제 시트를 제작할 수 있다.
이상, 본 발명의 근방계용 노이즈 억제 시트 및 그 제조방법에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않으며 특허청구범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.
[실시예]
(실시예 1）
철 함유량 97.5mass%이며 평균 입경 3.5μm의 소프트 등급 구상 카르보닐철 분말을, IPA를 용매로 두께 1μm 이하가 되도록 습식으로 편평 가공하여 편평 상태의 Fe분말을 얻었다. 편평 상태의 Fe분말은 대기 중 80℃의 오븐 속에서 건조시킨 후, 분말 표면에 절연 산화피막을 형성시킬 목적으로 대기 중 150×1시간 동안 열처리를 했다. 다음으로 기재로써 아크릴고무, 유기용제로 톨루엔을 사용하여 닥터 블레이드로 시트를 성형하고 건조시켰다. 그 후에 120℃하에서 프레스를 실시함으로써 두께 100μm의 시트를 제작했다. 또한 편평 상태의 Fe분말 충진율은 40vol%로 했다.
（실시예 2）
편평 상태의 Fe분말 충진율을 50vol%로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 조건으로 두께 100μm의 시트를 제작했다.
（실시예 3）
편평 상태의 Fe분말 충진율을 60vol%로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 조건으로 두께 100μm의 시트를 제작했다.
（실시예 4）
편평 상태의 Fe분말 충진율을 70vol%로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 조건으로 두께 100μm의 시트를 제작했다.
（비교예 1）
편평 상태의 Fe분말 충진율을 35vol%로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 조건으로 두께 100μm의 시트를 제작했다.
（비교예 2）
편평 상태의 Fe분말 충진율을 75vol%로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 조건으로 두께 100μm의 시트를 제작했다.
（비교예 3）
실시예 1에서 열처리 후 편평 상태의 Fe분말에 대해 Ar 안에서 600℃×5시간 동안 소둔 처리를 했다. 그 이외에는 실시예 1과 같은 조건으로 두께 100μm의 시트를 제작했다.
（비교예 4）
실시예 1에서 편평 가공 후의 분말 두께가 1μm보다 커지도록 했다. 그 이외에는 실시예 1과 같은 조건으로 두께 100μm의 시트를 제작했다.
（실시예 5）
Fe 함유량 96.7mass%이며 평균 입경 4.1μm의 소프트 등급 구상 카르보닐철 분말을 편평 가공하여 두께 1μm 이하가 되도록 편평 가공했다. 기재로써 아크릴고무, 난연제로 멜라민 시아누레이트, 유기용제로 톨루엔을 사용하여 닥터 블레이드로 시트를 성형하고 건조시켰다. 그 후에 150℃ 하에서 프레스를 실시함으로써 두께 100μm의 시트를 제작했다. 또한 편평 상태의 Fe분말 충진율은 40vol%, 난연제의 충진율은 30vol%로 했다.
제조한 각 노이즈 억제 시트에 대해서 상술한 방법에 따라, Fe분말의 두께, 분말 직경, 분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭, 10GHz에서의 허수부 투자율μ”의 값 및 표면저항을 측정했다. 또한 각 노이즈 억제 시트를 표 1에 결과를 나타낸다. 실시예 1, 2, 3, 4, 5에서, 노이즈 억제 시트 표면의 분말 X선 회절(Cu-Kα)에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크 반치폭은 모두 0.4보다 크고, 10GHz에서 μ”이 2.0 이상이었다. 비교예 1은 편평 상태의 Fe분말 충진량이 너무 적기 때문에, 수평 방향의 분말 배향도가 나빠져 10GHz에서 μ”가 2.0보다 낮아졌다. 비교예 2는 편평 상태의 Fe분말 충진량이 너무 많기 때문에, 아크릴고무에 의한 편평 상태 Fe분말의 절연성 확보가 어려워져 표면저항이 １０５Ω／□보다 낮은데다, 시트를 구부렸을 때 균열이 발생하여 가요성이 부족했다. 비교예 3은 소둔에 의해 편평 상태 Fe분말의 자기 이방성이 완화되어 버려, 시트 표면의 분말 X선 회절에서의 (200)면 피크의 반치폭이 0.4보다 작아져 10GHz에서 μ”가 2보다 낮아졌다. 비교예 4는 분말의 편평 가공도가 부족함과 동시에 편평 상태 Fe분말의 자기 이방성도 작아져, 시트 표면의 분말 X선 회절에서의 (200)면 피크의 반치폭이 0.4보다 작고, 10GHz에서 μ”가 2.0보다 낮아졌다.
본 근방계용 노이즈 억제 시트는 전자기기에 장착되어 이들 전자기기 내에서 발생하는 전파를 흡수하는데 특히 효과적이다.
Claims (11)
- 유기물로 이루어진 기재와 상기 기재 중에 담지된 편평 상태의 Fe분말을 포함하며,
상기 Fe분말은 Fe 함유량이 95mass% 이상, 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 20μm 이하이며,
상기 기재에 대한 Fe분말 충진량이 40vol% 이상 70vol% 이하이며,
분말 X선 회절에서 검출되는 Fe의 bcc(200)면의 피크에서의 반치폭이 0.4 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트. - 청구항 1에 있어서,
10GHz에서의 허수부 투자율μ”이 2.0 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트. - 청구항 1에 있어서,
표면저항이 １０５Ω/□ 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트. - 청구항 2에 있어서,
표면저항이 １０５Ω/□ 이상인 근방계용 노이즈 억제 시트. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 Fe분말은 카르보닐 철분을 편평 가공하여 이루어지는 근방계용 노이즈 억제 시트. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
질소계 화합물 및 수산화계 화합물 중 1종류 이상으로 이루어진 난연제를 추가적으로 포함하는 근방계용 노이즈 억제 시트. - 청구항 4에 있어서,
질소계 화합물 및 수산화계 화합물 중 1종류 이상으로 이루어진 난연제를 추가적으로 포함하는 근방계용 노이즈 억제 시트. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
두께가 25μｍ 이상 1200μｍ 이하인 근방계용 노이즈 억제 시트. - 청구항 4 또는 청구항 7에 있어서,
두께가 25μｍ 이상 1200μｍ 이하인 근방계용 노이즈 억제 시트. - Fe 함유량이 95mass% 이상, 평균 입경이 2μm 이상 8μm 이하인 원료 Fe분말을 습식으로 편평 가공하고, 두께가 1μm 이하이면서 분말 직경이 20μm 이하인 편평 상태의 Fe분말을 얻고,
상기 편평 상태의 Fe분말과 유기물로 이루어진 기재를 혼합하여 혼합물을 얻고,
상기 혼합물을 시트 형상으로 성형하여 근방계용 노이즈 억제 시트를 얻는 근방계용 노이즈 억제 시트의 제조방법.
여기서 상기 편평 가공 후 편평 상태의 Fe분말에 대해 200℃ 이상의 열처리를 하지 않는다. - 청구항 10에 있어서,
상기 원료 Fe분말이 카르보닐 철분인 근방계용 노이즈 억제 시트의 제조방법.
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