KR102583310B1 - Electromagnetic interference shielding material and method of producing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자기파 차폐소재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 전자기파 차폐소재는 은(Ag) 및 금속 페라이트를 함유하는 금속복합체를 포함하여 전자기파 반사와 흡수가 동시에 구현되는 차폐 소재로서 금속복합체는 금속 페라이트 입자들의 외면을 은이 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조를 가지며, 금속복합체의 입경은 200 내지 500nm 범위를 갖는다. 이러한 전자기파 차폐소재 및 그 제조방법에 의하면, 전자기파의 반사 및 흡수가 동시 구현이 가능한 형태의 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체 나노분말 제작이 가능하며, 기존의 코어-쉘(core-shell) 구조의 내부 코어 구리 금속의 부식 형상에 대한 안정성, 전기적 특성 향상, 단일 코팅층으로 인한 공정비용 감소, 가공성 및 활용성이 향상된 소재를 제공할 수 있다.The present invention relates to an electromagnetic wave shielding material and a method of manufacturing the same. The electromagnetic wave shielding material includes a metal composite containing silver (Ag) and metal ferrite, and is a shielding material that simultaneously reflects and absorbs electromagnetic waves. The metal composite consists of metal ferrite particles. They have a core-shell structure in which silver surrounds the outer surface, and the particle size of the metal composite ranges from 200 to 500 nm. According to this electromagnetic wave shielding material and its manufacturing method, it is possible to manufacture a metal composite nanopowder with a core-shell structure that can simultaneously reflect and absorb electromagnetic waves, and it is possible to manufacture a metal composite nanopowder with a core-shell structure that can simultaneously reflect and absorb electromagnetic waves. It can provide materials with stability against corrosion of the inner core copper metal of the shell structure, improved electrical properties, reduced process costs due to a single coating layer, and improved processability and usability.
Description
본 발명은 전자기파 차폐소재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 전자기파의 반사 및 흡수가 가능한 단일 소재 구조를 갖으며 메가헤즈쯔(MHz) 대역에서 기가헤르쯔(GHz) 대역까지 전자기파 차폐가 가능한 전자기파 차폐소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnetic wave shielding material and a method of manufacturing the same. Specifically, it has a single material structure capable of reflecting and absorbing electromagnetic waves and is capable of shielding electromagnetic waves from the megahertz (MHz) band to the gigahertz (GHz) band. It relates to shielding materials and their manufacturing methods.
최근 전자기기의 발달로 인류의 생활에 편의성이 크게 향상됨과 동시에 전자기기에서 발생되는 전자기파의 노출에 의한 유해성 문제가 점차 대두되고 있다. 특히, 전자기기의 경량화, 소형화 및 디자인이 다양화됨에 따라 하우징 소재가 금속에서 플라스틱으로 대체되고 있고, 이에 따라 전자기기의 내부에서 발생된 전자기파가 전자기기의 외부로 쉽게 누출되게 된다. 이렇게 누출된 전자기파가 주위의 다른 전자기기에 간섭현상을 일으켜서 간섭받은 전자기가 오작동 하거나 심지어 인체에 악영향을 미치게 된다. 강한 전자기파에 장시간 노출이 되면 호르몬 분비체계의 교란이나 면역 체계가 약한 어린이, 임산부, 노인에게는 특히, 전자기파에 취약하기 때문에 이러한 피해에 대한 해결책이 필요한 실정이다.Recently, with the development of electronic devices, the convenience of human life has greatly improved, and at the same time, the problem of harmfulness due to exposure to electromagnetic waves generated from electronic devices is gradually emerging. In particular, as electronic devices become lighter, smaller, and more diverse in design, housing materials are being replaced from metal to plastic, and as a result, electromagnetic waves generated inside the electronic device easily leak to the outside of the electronic device. These leaked electromagnetic waves cause interference in other nearby electronic devices, causing the interfered electromagnetic waves to malfunction or even have adverse effects on the human body. Prolonged exposure to strong electromagnetic waves can disrupt the hormonal secretion system or make children, pregnant women, and the elderly with weak immune systems particularly vulnerable to electromagnetic waves, so a solution to such damage is needed.
전자기파 차폐란 외부에서 입사되는 전자기파 간섭의 차폐를 의미하는 것으로 전자기파는 진행 중에 물질을 만나면 반사 혹은 흡수되어 소멸되는데 그 정도는 물질의 전도도와 관계가 있다. Electromagnetic wave shielding refers to the shielding of electromagnetic wave interference that is incident from the outside. Electromagnetic waves are reflected or absorbed and disappear when they encounter a material during their progress, and the extent of this is related to the conductivity of the material.
지금까지 많은 전자기파 차폐제는 두가지 형태로 연구되어왔으며, 대표적으로 전도성 소재인 실버(Ag), 그래핀 등을 활용한 반사형 차폐제 및 자력을 가지는 페라이트 재료를 활용한 흡수형 차폐 소재가 보고되었다. 이러한 연구의 대부분은 주파수 대역에 따라 반사형 또는 흡수형 단일 기능으로 활용되었으며, 최근 전자기기 및 다양한 전자부품의 전자기파 주파수 대역이 넓어지고 높은 GHz대역이 발생하고 있어 산업적 활용에 제한된다.Until now, many electromagnetic wave shielding agents have been studied in two types, representatively a reflective shielding material using conductive materials such as silver (Ag) and graphene, and an absorptive shielding material using a ferrite material with magnetic force. Most of these studies have utilized a single reflective or absorptive function depending on the frequency band. Recently, the electromagnetic wave frequency band of electronic devices and various electronic components has expanded and a high GHz band is being generated, so industrial use is limited.
또한, 최근 다양한 전자 기기 및 전자 부품은 무선 통신 서비스망과 결합되고 있으며, 통신 서비스망(5G 주파수 대역)은 GHz 주파수의 넓은 대역으로 전자기파에 의한 노이즈 발생과 상호간 간섭에 의한 오작동 발생 위험이 증가 되고 있다. In addition, various electronic devices and electronic components have recently been combined with wireless communication service networks, and the communication service network (5G frequency band) is a wide GHz frequency band, increasing the risk of noise caused by electromagnetic waves and malfunctions due to mutual interference. there is.
또한, 기존 차폐기술은 전자기파 차단을 위해 반사 및 흡수 두가지 방법을 다층으로 구성하여 코팅 두께를 증가 시켜 전자 장치의 오작동 발생을 감소시키는 형태로 개발이 진행되고 있으나, 집적도가 높고, 경박 단소화 되고 있는 전자 기기의 높은 전자기파 차폐효율을 구현하기 어렵다. In addition, existing shielding technology is being developed in a form that reduces the occurrence of malfunctions in electronic devices by increasing the coating thickness by composing multiple layers of reflection and absorption methods to block electromagnetic waves, but it is highly integrated, lightweight, and simple. It is difficult to achieve high electromagnetic wave shielding efficiency in electronic devices.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전도성 금속 소재가 가지고 있는 물리적 특성 및 페라이트 소재가 가지는 물리적 특성을 갖으면서 코어쉘(Core-Shell) 이중구조의 금속복합체를 형성하여 기존 Ag/Cu 코어쉘의 부식 안정성, 전기적 특성 향상, 전자기파의 반사 및 흡수를 동시에 구현 하여 공정 비용 감소, 가공성 및 활용성이 향상된 전자기파 차폐소재 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was created to solve the above requirements, and forms a metal complex with a core-shell dual structure while having the physical properties of a conductive metal material and the physical properties of a ferrite material. The purpose is to provide an electromagnetic wave shielding material and manufacturing method with improved corrosion stability, electrical properties, and reflection and absorption of electromagnetic waves of the Ag/Cu core-shell, thereby reducing process costs and improving processability and usability.
본 발명의 또 다른 목적은 전자기파의 반사와 흡수를 동시에 구현하여 전자기파의 넓은 대역을 차단하는 효과를 제공하며, 기존의 전자기파 반사층 및 흡수층을 다층으로 구성하는 방식과는 다르게 단일층으로 형성할 수 있는 구조를 제공하는 것이다.Another purpose of the present invention is to provide the effect of blocking a wide band of electromagnetic waves by simultaneously reflecting and absorbing electromagnetic waves, and unlike the existing method of forming the electromagnetic wave reflection layer and absorption layer in multiple layers, it can be formed as a single layer. It provides structure.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자기파 차폐소재는 은(Ag) 및 금속 페라이트를 함유하는 금속복합체를 포함하여 전자기파 반사와 흡수가 동시에 구현되는 차폐 소재로서 상기 금속복합체는 상기 금속 페라이트 입자들의 외면을 상기 은이 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조를 가지며, 상기 금속복합체의 입경은 200 내지 500nm 범위를 갖는다.In order to achieve the above object, the electromagnetic wave shielding material according to the present invention is a shielding material that simultaneously reflects and absorbs electromagnetic waves including a metal composite containing silver (Ag) and metal ferrite, and the metal composite is a shielding material of the metal ferrite particles. It has a core-shell structure in which the silver surrounds the outer surface, and the particle size of the metal composite ranges from 200 to 500 nm.
또한, 상기 금속복합체는 구리페라이트(CuFe2O4) 분말을 코어로 포함한다.Additionally, the metal composite includes copper ferrite (CuFe 2 O 4 ) powder as a core.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자기파 차폐 소재의 제조방법은 가. 구리(Cu), 철(Fe), 은(Ag)을 각각 산(acid) 용액에 용해하여 구리-산 용액, 철-산 용액, 은-산 용액을 제조하는 단계와; 나. 상기 구리-산 용액, 상기 철-산 용액, 상기 은-산 용액을 상호 혼합하고 1차 환원제를 첨가하여 구리페라이트(CuFe2O4) 분말을 형성하고, 2차 환원제를 첨가하는 2차 환원공정을 통해 은이 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체 침전물을 생성하는 단계와; 다. 상기 금속복합체를 건조하여 금속복합체 나노 분말을 제조하는 단계;를 포함한다.In addition, in order to achieve the above object, the method of manufacturing the electromagnetic wave shielding material according to the present invention is a. Dissolving copper (Cu), iron (Fe), and silver (Ag) in an acid solution to prepare a copper-acid solution, an iron-acid solution, and a silver-acid solution; me. A secondary reduction process in which the copper-acid solution, the iron-acid solution, and the silver-acid solution are mixed together, a primary reducing agent is added to form copper ferrite (CuFe 2 O 4 ) powder, and a secondary reducing agent is added. generating a metal complex precipitate with a core-shell structure surrounded by silver; all. It includes: drying the metal composite to produce metal composite nanopowder.
또한, 상기 가 단계는 구리(Cu), 철(Fe), 은(Ag)을 각각 질량 퍼센트로 1.5:7:1.5 내지 2.5:5:2.5의 비율로 각각 산(acid) 용액에 용해하여 구리-산 용액, 철-산 용액, 은-산 용액을 제조하고, 상기 나 단계는 상기 가단계에서 제조한 구리-산용액, 철-산용액, 은-산용액을 상호 혼합하고 1차 환원제로서 지방산, 환원제, 증류수가 질량 퍼센트로 1:2:7로 혼합된 것을 첨가하고, 상기 2차 환원제는 하이드라진을 적용하여 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체를 제조하고, 상기 다 단계는 상기 금속복합체를 190℃에서 20분 열처리하여 나노 분말을 제조하며, 라. 상기 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체 나노분말을 분산형 바인더 및 용제를 첨가하여 페이스트를 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in the above step, copper (Cu), iron (Fe), and silver (Ag) are each dissolved in an acid solution at a mass percent ratio of 1.5:7:1.5 to 2.5:5:2.5 to form copper- An acid solution, an iron-acid solution, and a silver-acid solution are prepared, and in step B, the copper-acid solution, iron-acid solution, and silver-acid solution prepared in step A are mixed with each other, and fatty acid is added as a primary reducing agent. A mixture of a reducing agent and distilled water in a mass percent ratio of 1:2:7 is added, and hydrazine is applied as the secondary reducing agent to prepare a metal composite with a core-shell structure, and the multiple steps are performed to prepare the metal complex. Nanopowder is manufactured by heat treating the composite at 190°C for 20 minutes. It may further include preparing a paste by adding a dispersed binder and a solvent to the metal composite nanopowder of the core-shell structure.
본 발명에 따른 전자기파 차폐소재 및 그 제조방법에 의하면, 전자기파의 반사 및 흡수가 동시 구현이 가능한 형태의 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체 나노분말 제작이 가능하며, 기존의 코어-쉘(core-shell) 구조의 내부 코어 구리 금속의 부식 형상에 대한 안정성, 전기적 특성 향상, 단일 코팅층으로 인한 공정비용 감소, 가공성 및 활용성이 향상된 소재를 제공할 수 있다.According to the electromagnetic wave shielding material and its manufacturing method according to the present invention, it is possible to manufacture metal composite nanopowders with a core-shell structure that can simultaneously reflect and absorb electromagnetic waves, and it is possible to manufacture metal composite nanopowders that can simultaneously reflect and absorb electromagnetic waves. It can provide materials with improved stability against corrosion of the inner core copper metal in a (core-shell) structure, improved electrical properties, reduced process costs due to a single coating layer, and improved processability and usability.
도 1은 본 발명에 따른 전자기파 차폐소재 제조과정을 나타내 보인 공정도이고,
도 2는 도 1의 금속복합체의 이중 구조 형성 과정을 도식적으로 나타내 보인 도면이고,
도 3은 본 발명의 제조과정을 따라 제조된 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체 나노분말, 전자현미경 이미지, 성분 분석 결과, 초점별 맵핑을 통한 코어 및 쉘의 표면 특성을 보인 결과이고,
도 4는 본 발명의 제조과정을 따라 환원 공정 변수에 따른 나노 분말의 SEM사진들이고,
도 5는 본 발명의 제조과정을 따라 제조된 전자기파 차폐막의 차폐율을 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이다.1 is a process diagram showing the manufacturing process of an electromagnetic wave shielding material according to the present invention;
Figure 2 is a diagram schematically showing the double structure formation process of the metal complex of Figure 1;
Figure 3 shows the results of metal composite nanopowder with a core-shell structure manufactured according to the manufacturing process of the present invention, electron microscope images, component analysis results, and surface characteristics of the core and shell through focus-specific mapping. ,
Figure 4 is SEM photographs of nano powder according to reduction process parameters according to the manufacturing process of the present invention;
Figure 5 is a graph showing the results of measuring the shielding ratio of the electromagnetic wave shielding film manufactured according to the manufacturing process of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자기파 차폐소재 및 그 제조방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, an electromagnetic wave shielding material and a manufacturing method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명에 따른 전자기파 차폐소재 제조과정을 나타내 보인 공정도이고, 이를 참조하여 설명한다. Figure 1 is a process diagram showing the manufacturing process of an electromagnetic wave shielding material according to the present invention, and will be described with reference to this.
먼저, 본 발명에 따른 전자기파 차폐소재는 코팅과정을 거쳐 전자기파 차폐막을 형성할 수 있는 페이스트 형태로 형성되며 구리(Cu), 철(Fe), 은(Ag)으로 형성되는 금속복합체 및 바인더와 용제로 형성된다.First, the electromagnetic wave shielding material according to the present invention is formed in the form of a paste capable of forming an electromagnetic wave shielding film through a coating process, and is made of a metal composite made of copper (Cu), iron (Fe), and silver (Ag), a binder, and a solvent. is formed
금속복합체는 도 2에 도시된 바와 같이 구리페라이트(CuFe2O4)의 외면을 은(Ag)이 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조를 가지며, 입경이 200 내지 500nm범위를 갖는 나노 분말을 적용한다. 이러한 금속복합체는 전자기파를 반사 및 흡수하여 차폐하는 기능을 제공하며, 구리페라이트(CuFe2O4)의 표면에 은(Ag)이 코팅되는 구조로 되어 은(Ag)의 높은 전도성 특성을 가질수 있으며, 구리(Cu)와 철(Fe)을 통한 페라이트 형성은 자력을 확보하여 전자파를 흡수하는 특성을 가질수 있다. 따라서 금속복합체는 전자기파의 반사 및 흡수를 동시에 구현하여 낮은 주파수의 전자기파에서부터 높은 주파수의 전자기파까지 차단이 가능하다. 또한 금속복합체는 우수한 열적 및 전기적 특성을 모두 지니고 있으며, 은(Ag) 분말의 고가격에 대한 비중을 완화시킬 수 있다. As shown in Figure 2, the metal composite is a nano powder that has a core-shell structure in which silver (Ag) surrounds the outer surface of copper ferrite (CuFe 2 O 4 ) and has a particle size in the range of 200 to 500 nm. Apply. This metal composite provides the function of shielding by reflecting and absorbing electromagnetic waves, and has a structure in which silver (Ag) is coated on the surface of copper ferrite (CuFe 2 O 4 ), so it can have the high conductivity characteristics of silver (Ag). The formation of ferrite through copper (Cu) and iron (Fe) can have the characteristic of absorbing electromagnetic waves by securing magnetic force. Therefore, metal composites can simultaneously reflect and absorb electromagnetic waves, blocking everything from low-frequency electromagnetic waves to high-frequency electromagnetic waves. In addition, metal composites have both excellent thermal and electrical properties and can alleviate the high price of silver (Ag) powder.
구리페라이트(CuFe2O4)에 은(Ag) 분말이 코팅되는 코어-쉘(core-shell) 분말의 입경은 200 내지 500nm 범위를 갖게 형성한다. The particle size of core-shell powder in which silver (Ag) powder is coated on copper ferrite (CuFe 2 O 4 ) is formed to range from 200 to 500 nm.
이하에서는 구리페라이트(CuFe2O4)에 은(Ag) 분말이 코팅되는 코어-쉘(core-shell) 구조를 갖는 전자기파 차폐소재의 제조과정에 대하여 설명한다.Below, the manufacturing process of an electromagnetic wave shielding material having a core-shell structure in which silver (Ag) powder is coated on copper ferrite (CuFe 2 O 4 ) will be described.
먼저, 금속복합체 형성과정에 대해 설명하면, 구리(Cu), 철(Fe), 은(Ag)을 각각 산(acid) 용액에 용해하여 구리-산 용액(단계 110), 철-산 용액(단계 120), 은-산 용액(단계130)을 제조한다. 여기서, 구리 및 철은 산용액 내에 5 내지 30wt%로 존재하도록 첨가되어 용해될 수 있고, 은은 은-산용액 내에 5 내지 30wt%로 존재하도록 첨가되어 용해될 수 있다.First, to explain the metal complex formation process, copper (Cu), iron (Fe), and silver (Ag) are each dissolved in an acid solution to form a copper-acid solution (step 110) and an iron-acid solution (step 110). 120), prepare a silver-acid solution (step 130). Here, copper and iron may be added and dissolved in the acid solution at 5 to 30 wt%, and silver may be added and dissolved in the silver-acid solution at 5 to 30 wt%.
또한, 단계 110 내지 130에 적용되는 산은 물에 녹아 산성을 띄는 물질로서, 염산(HCl), 질산(HNO3), 아질산(HNO2), 황산(H2SO4), 과산화수소(H2O2) 및 히드라조산(HN3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 질산(HNO3)이 적용된다.In addition, the acid applied in
일 예로서, 순도 99.99% 구리 박판을 절단한 100그램(g)의 절편을 농도 60%(w/w) 질산 500ml와, 증류수 500ml가 혼합된 용액에 투입하고 온도 80°에서 4시간 반응시켜 구리-산 용액을 제조한다.As an example, a 100 gram (g) piece cut from a 99.99% purity copper thin plate was placed in a mixed solution of 500 ml of 60% (w/w) nitric acid and 500 ml of distilled water and reacted at a temperature of 80° for 4 hours to produce copper. -Prepare an acid solution.
또한, 순도 99.99% 은 박판을 절단한 100그램(g)의 절편을 농도 60%(w/w) 질산 500ml와, 증류수 500ml가 혼합된 용액에 투입하고 온도 80°에서 4시간 반응시켜 은-산 용액을 제조한다.In addition, a 100 gram (g) piece cut from a 99.99% purity silver sheet was placed in a solution of 500 ml of 60% (w/w) nitric acid and 500 ml of distilled water and reacted at a temperature of 80° for 4 hours to form silver-acid. Prepare the solution.
또한, 순도 99.99% 은 철 박판을 절단한 100그램(g)의 절편을 농도 60%(w/w) 질산 500ml와, 증류수 500ml가 혼합된 용액에 투입하고 온도 80°에서 4시간 반응시켜 은-산 용액을 제조한다.In addition, a 100 gram (g) piece cut from a 99.99% purity silver iron sheet was put into a solution of 500 ml of 60% (w/w) nitric acid and 500 ml of distilled water and reacted at a temperature of 80° for 4 hours to produce silver- Prepare an acid solution.
다음은 구리-산용액, 철-산용액, 은-산용액을 설정된 비율로 상호 혼합 및 교반하고(단계 140), 1차 환원제를 첨가하여(단계150) 구리 및 철이 결합하여 구리산화철 분말이 형성 되도록 진행한다. 1차 환원제 반응 20분 후 산용액의 탁도가 변화는 시점을 기준으로 2차 환원제를 첨가하여(단계 160) 2차 환원 반응을 유도하며, 도 2에 도시된 바와 같이 구리산화철 분말 외면을 은이 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체 침전물을 생성한다.Next, the copper-acid solution, iron-acid solution, and silver-acid solution are mixed and stirred at a set ratio (step 140), and a primary reducing agent is added (step 150) so that copper and iron combine to form copper iron oxide powder. Proceed as much as possible. 20 minutes after the primary reducing agent reaction, a secondary reducing agent is added based on the point at which the turbidity of the acid solution changes (step 160) to induce a secondary reducing reaction. As shown in Figure 2, silver surrounds the outer surface of the copper iron oxide powder. produces a metal complex precipitate with a core-shell structure.
여기서, 구리-산용액, 철-산용액, 은-산용액의 질량 퍼센트로 1.5:7:1.5 내지 2.5:5:2.5인 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 환원제는 하이드라진(Hydrazin, N2H4), 수소화붕소나트륨(Sodiumborohydride, NaBH4), 아스코르브산(Ascorbic acid, C6H8O6), 하이드로퀴논(Hydroquinone, C6H4(OH)2), 포름알데하이드(Formaldehyde, HCHO), 에틸렌글리콜(Ethylene glycol, C₂H₄(OH)₂) 및 글리세린(Glycerin, C3H8O3)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 적용된다. 바람직하게는 환원제는 증류수에 희석한 하이드라진(hydrazine; N2H4)을 적용하고, 수소이온농도(pH)가 pH7에 도달할 때까지 첨가한다. 이러한 과정은 금속복합체 침전물이 나노분말형태로 결정성장이 충분히 이루어질 수 있도록 수행된다. 또한 1차 환원시 3가지 산용액의 혼합과 결합을 위해 지방산, 환원제, 증류수 희석비율은 질량 퍼센트로 1:2:7로 진행되어야 코어-쉘(core-shell) 내부와 외부의 금속 결합순서가 발생한다. 또한, 2차 환원제는 하이드라진을 적용하여 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체를 제조한다.Here, it is preferable to mix the copper-acid solution, iron-acid solution, and silver-acid solution in a mass percentage of 1.5:7:1.5 to 2.5:5:2.5. In addition, reducing agents include Hydrazin (N 2 H 4 ), Sodiumborohydride (NaBH 4 ), Ascorbic acid (C 6 H 8 O 6 ), and Hydroquinone (C 6 H 4 (OH)). 2 ), formaldehyde (HCHO), ethylene glycol (C₂H₄(OH)₂), and glycerin (C 3 H 8 O 3 ). At least one selected from the group consisting of is applied. Preferably, the reducing agent is hydrazine (N 2 H 4 ) diluted in distilled water and added until the hydrogen ion concentration (pH) reaches pH 7. This process is performed so that the metal complex precipitate can sufficiently grow into crystals in nanopowder form. In addition, in order to mix and combine the three acid solutions during the first reduction, the dilution ratio of fatty acid, reducing agent, and distilled water must be 1:2:7 in mass percentage to ensure the order of metal binding inside and outside the core-shell. Occurs. In addition, hydrazine is used as a secondary reducing agent to produce a metal complex with a core-shell structure.
이후, 침전물에 대해 여과 과정을 거친 금속복합체를 세척 및 건조하는 과정(단계 170)을 거쳐 금속복합체 나노 분말의 제조를 완료한다. 세척과정은 증류수를 사용하여 원심분리기를 통해 5회 세척하고, 건조는 190℃에서 20분 수행한다. 건조 온도는 구리산화철 분말이 구리페라이트 형태로 변형되어 페라이트 금속의 특성인 자력을 형성하도록 적용된다.Thereafter, the production of metal composite nanopowder is completed through a process of washing and drying the metal composite that has undergone a filtering process for the precipitate (step 170). The washing process involves washing 5 times through a centrifuge using distilled water and drying at 190°C for 20 minutes. The drying temperature is applied so that the copper iron oxide powder is transformed into copper ferrite form, forming magnetic force characteristic of ferrite metal.
이러한 과정을 거쳐 제조된 금속복합체에 대해 전자주사현미경(SEM)으로 촬상한 사진이 도 4에 (d)도시되어 있다. 제조된 금속복합체는 500nm 미만의 입경을 갖는 것이 확인되었다. 도 4에 (a), (b),(c),(d)는 환원제 비율 및 건조 온도에 의해 변경되는 입자 크기 이미지이다.A photograph taken with a scanning electron microscope (SEM) of the metal composite manufactured through this process is shown in Figure 4 (d). It was confirmed that the manufactured metal composite had a particle size of less than 500 nm. In Figure 4 (a), (b), (c), and (d) are images of particle size changed by reducing agent ratio and drying temperature.
다음으로 제조된 금속복합체의 페이스트 제조 과정에 대해 설명하면, 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체 나노분말을 분산형 바인더 및 용제를 첨가하여 페이스트를 제조한다.Next, the paste manufacturing process of the manufactured metal composite will be described. A paste is prepared by adding a dispersed binder and a solvent to metal composite nanopowder having a core-shell structure.
이를 위해 먼저, 금속복합체 코어-쉘 분말의 물성 변화를 최소화 하고 코팅 소재와의 접착력을 높이며, 낮은 온도에서 경화를 위해 바인더1(201)과 바인더2(202)를 경화제(203)에 혼합 및 교반한다(단계 210)To this end, first, mix and stir binder 1 (201) and binder 2 (202) with the hardener (203) to minimize changes in the physical properties of the metal composite core-shell powder, increase adhesion to the coating material, and cure at a low temperature. Do (step 210)
여기서, 바인더1(201)은 열경화형 에폭시(Epoxy) 바인더가 적용되고, 바인더2(202)는 폴리에스터(Polyester)가 적용되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that binder 1 (201) is a thermosetting epoxy binder, and binder 2 (202) is polyester.
열경화형 에폭시 바인더 조성물은 바인더의 주된 특성과 물성을 결정하는 올리고머(oligomer), 경화특성(경화 온도 등)을 결정하는 경화제(hardener), 가교제·희석제 등의 역할을 하는 모노머(monomer) 및 기타 요구되는 특성에 맞춘 첨가제로 구성하며, Bisphenol A type Epoxy, Bisphenol F type Epoxy, Brominated Epoxy resin, Novolac Epoxy resin, Multi-functional Epoxy resin, Cycloaliphatic Epoxy resin중 선택된 적어도 하나를 포함하고, 경화제(203)는 80℃ 저온경화를 위해 dicyandiamide(Sub-DICY), 촉진 dicyandiamide(Acc-DICY), trimellitic anhydride(TMA), pyromellitic dianhydride(PMDA), Phenolic curing agent(Ph.C.A.)중 선택된 적어도 하나를 포함하여 조성물을 제작한다. 페이스트의 주제(바인더 1 및 바인더 2)와 경화제의 혼합 비율은 질량 퍼센트로 1: 0.8 내지 1: 0.7로 혼합하여 제작한다.The thermosetting epoxy binder composition consists of an oligomer that determines the main characteristics and physical properties of the binder, a hardener that determines curing characteristics (curing temperature, etc.), a monomer that acts as a crosslinker, diluent, etc., and other requirements. It is composed of additives tailored to the characteristics, and includes at least one selected from Bisphenol A type Epoxy, Bisphenol F type Epoxy, Brominated Epoxy resin, Novolac Epoxy resin, Multi-functional Epoxy resin, and Cycloaliphatic Epoxy resin, and the curing agent (203) is 80% For low temperature curing at ℃, prepare a composition containing at least one selected from dicyandiamide (Sub-DICY), accelerated dicyandiamide (Acc-DICY), trimellitic anhydride (TMA), pyromellitic dianhydride (PMDA), and phenolic curing agent (Ph.C.A.). do. The paste is produced by mixing the base material (binder 1 and binder 2) and the hardener in a mass percent range of 1:0.8 to 1:0.7.
이후, 3-roll 혼합(단계 220), 점도조절(단계 230) 및 혼합교반(240)을 거쳐 바인더 혼합물을 제조한다.Afterwards, a binder mixture is prepared through 3-roll mixing (step 220), viscosity control (step 230), and mixing and stirring (240).
다음으로 금속복합체 분말과 바인더 혼합물을 상호 혼합 및 교반(단계 310)하고, 3-roll 혼합(단계 320)하는 과정을 거쳐 최종 전자기파 차폐 페이스트를 제조하고 적용대상체에 코팅한다(단계 330). 금속복합체 분말과 바인더 혼합물의 혼합시 분산성을 향상을 위해 금속복합체 분말을 용제 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올 및 이소부탄올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 세척 및 자연 건조후 사용하며, 금속 분말과 제작된 페이스트를 혼합하고, 3-roll 공정을 통해 분산후 제작한다. Next, the metal composite powder and the binder mixture are mixed and stirred (step 310), and the final electromagnetic wave shielding paste is prepared through a 3-roll mixing process (step 320) and coated on the application object (step 330). To improve the dispersibility when mixing the metal composite powder and the binder mixture, the metal composite powder is washed with one or more solvents selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, and isobutanol, and then naturally dried before use. The powder and the prepared paste are mixed, dispersed and manufactured through a 3-roll process.
전자기파 차폐 페이스트 제작을 위한 코어-쉘 금속 복합체분말과 바인더 조성물의 혼합비율은 질량퍼센트로 7:3 내지 6.5:3.5로 조성된다.The mixing ratio of the core-shell metal composite powder and the binder composition for producing the electromagnetic wave shielding paste is 7:3 to 6.5:3.5 in mass percent.
이후, 제조된 페이스트를 코팅대상체에 도포되게 코팅처리하여(단계 330) 전자기파 차폐막을 형성하면 된다. 코팅방식은 스프레이 코팅, 스핀코팅 등 공지된 다양한 방식을 적용하면 된다. 또한, 차폐막을 형성하는 두께는 30㎛를 초과하면 차폐효과 증가폭이 미미하고, 30㎛ 미만에서는 차폐효과가 감소되어 30㎛를 적용한다. 이러한 과정을 거쳐 형성된 차폐막은 메가헤즈쯔(MHz) 대역에서 기가헤르쯔(GHz) 대역까지 차폐성능을 제공한다. Thereafter, the prepared paste is applied to the coating object and coated (step 330) to form an electromagnetic wave shielding film. The coating method may be a variety of known methods such as spray coating and spin coating. In addition, if the thickness of the shielding film exceeds 30㎛, the increase in shielding effect is minimal, and if it is less than 30㎛, the shielding effect is reduced, so 30㎛ is applied. The shielding film formed through this process provides shielding performance from the megahertz (MHz) band to the gigahertz (GHz) band.
도 5는 두께를 30㎛로 형성한 차폐막에 대한 차폐율을 측정한 결과로서, #D로 표기된 본 차폐막은 1 GHz에서 18GHz 평균 71dB 이상의 차폐성능을 제공함을 확인할 수 있다.Figure 5 shows the results of measuring the shielding ratio for a shielding film formed with a thickness of 30㎛, and it can be confirmed that the shielding film indicated by #D provides a shielding performance of more than 71dB on average from 1 GHz to 18 GHz.
도 5에서 #A는 전도성 Ag+ 페라이트 혼합, #B는 전도성 Ag 혼합, #C는 전도성 Ag+ 페라이트 다층구조, #D는 은(Ag) 및 금속 페라이트 금속복합체 코어-쉘(core-shell)구조를 나타낸다.In Figure 5, #A represents a conductive Ag+ferrite mixture, #B represents a conductive Ag mixture, #C represents a conductive Ag+ferrite multilayer structure, and #D represents a silver (Ag) and metal ferrite metal composite core-shell structure. .
이상에서 설명된 전자기파 차폐소재 및 그 제조방법에 의하면, 기조 은 및 구리 코어-쉘의 낮은 부식 안정성을 개선하고, 전기적 특성 및 자력 특성이 동시 구현되어 전자파의 반사 및 흡수가 동시에 구현되어 효율이 향상되며, 기존 반사층과 흡수층이 혼합된 다층을 단층으로 공정비용 감소, 가공성 및 활용성이 향상된 소재를 제공할 수 있다.According to the electromagnetic wave shielding material and its manufacturing method described above, the low corrosion stability of the base silver and copper core-shell is improved, and the electrical and magnetic properties are simultaneously realized, so that reflection and absorption of electromagnetic waves are realized simultaneously, improving efficiency. It is possible to provide a material with reduced processing costs and improved processability and usability by using a single layer of a mixture of existing reflective and absorbing layers.
Claims (4)
나. 상기 구리-산 용액, 상기 철-산 용액, 상기 은-산 용액을 상호 혼합하고 1차 환원제를 첨가하여 구리페라이트(CuFe2O4) 분말을 형성하고, 2차 환원제를 첨가하는 2차 환원공정을 통해 은이 둘러싸는 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체 침전물을 생성하는 단계와;
다. 상기 금속복합체를 건조하여 금속복합체 나노 분말을 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 가 단계는 구리(Cu), 철(Fe), 은(Ag)을 각각 질량 퍼센트로 1.5:7:1.5 내지 2.5:5:2.5의 비율로 각각 산(acid) 용액에 용해하여 구리-산 용액, 철-산 용액, 은-산 용액을 제조하고,
상기 나 단계는 상기 가단계에서 제조한 구리-산용액, 철-산용액, 은-산용액을 상호 혼합하고 1차 환원제로서 지방산, 환원제, 증류수가 질량 퍼센트로 1:2:7로 혼합된 것을 첨가하고, 상기 2차 환원제는 하이드라진을 적용하여 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체를 제조하고,
상기 다 단계는 상기 금속복합체를 190℃에서 20분 열처리하여 나노 분말을 제조하며,
라. 상기 코어-쉘(core-shell) 구조의 금속복합체 나노분말을 분산형 바인더 및 용제를 첨가하여 페이스트를 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기파 차폐 소재의 제조방법.
go. Dissolving copper (Cu), iron (Fe), and silver (Ag) in an acid solution to prepare a copper-acid solution, an iron-acid solution, and a silver-acid solution;
me. A secondary reduction process in which the copper-acid solution, the iron-acid solution, and the silver-acid solution are mixed together, a primary reducing agent is added to form copper ferrite (CuFe 2 O 4 ) powder, and a secondary reducing agent is added. generating a metal complex precipitate with a core-shell structure surrounded by silver;
all. Comprising: drying the metal composite to produce metal composite nanopowder,
In the above step, copper (Cu), iron (Fe), and silver (Ag) are each dissolved in an acid solution at a mass percent ratio of 1.5:7:1.5 to 2.5:5:2.5 to form a copper-acid solution. , preparing an iron-acid solution and a silver-acid solution,
In step B, the copper-acid solution, iron-acid solution, and silver-acid solution prepared in step A are mixed together, and as a primary reducing agent, fatty acid, reducing agent, and distilled water are mixed in mass percent of 1:2:7. Addition, the secondary reducing agent is hydrazine to prepare a metal complex with a core-shell structure,
In the multi-step process, nano powder is manufactured by heat treating the metal composite at 190°C for 20 minutes,
la. A method for producing an electromagnetic wave shielding material, further comprising: preparing a paste by adding a dispersed binder and a solvent to the metal composite nanopowder having a core-shell structure.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010517287A (en) * | 2007-01-24 | 2010-05-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Method for influencing and / or detecting magnetic particles in the working area, use of magnetic particles and magnetic particles |
| KR101295415B1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-08-09 | 주식회사 엘지화학 | Method of fabricating core-shell particles and core-shell particles fabricated by the method |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
| KR100744517B1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-08-01 | 엘지전자 주식회사 | Interception material of electromagnetic waves |
| KR101778164B1 (en) * | 2012-02-03 | 2017-09-13 | 엘지전자 주식회사 | Core-Shell Structured Nanoparticle having Hard-soft Magnetic Heterostructure, Magnet Prepared with Said Nanoparticle, and Preparing Method thereof |
| KR101494438B1 (en) | 2013-06-10 | 2015-02-23 | 한국세라믹기술원 | Method of manufacturing near-field communication ferrite electromagnetic composite sheet |
| KR102009416B1 (en) * | 2016-12-01 | 2019-08-12 | 율촌화학 주식회사 | Composition for complex sheet with emi shields and absorbing and thermal dissipation, and complex sheet comprising the same |
| US20190221343A1 (en) * | 2018-01-16 | 2019-07-18 | Rogers Corporation | Core-shell particles, magneto-dielectric materials, methods of making, and uses thereof |
| KR102051321B1 (en) * | 2019-07-15 | 2019-12-03 | 파워팩 주식회사 | A method for preparing silver-copper mixture powder of core-shell structure using wet process |
| KR102364069B1 (en) * | 2020-04-21 | 2022-02-17 | 브이메이커(주) | Electromagnetic interference shielding material, and Preparation method thereof |
-
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-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010517287A (en) * | 2007-01-24 | 2010-05-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Method for influencing and / or detecting magnetic particles in the working area, use of magnetic particles and magnetic particles |
| KR101295415B1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-08-09 | 주식회사 엘지화학 | Method of fabricating core-shell particles and core-shell particles fabricated by the method |
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