KR19980083821A - 스퍼터링법에 의한 전자파 차폐용 금속박막 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 스퍼터링법에 의한 전자파 차폐용 금속박막의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

종래의 방법들은 부분코팅을 용이하지 않고 환경오염의 문제가 해결하며 작업과정을 복잡하여 경제적이지 못하고 피복형성시의 모재 표면에 고열이 발생하여 모재가 변형되는 문제점이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

플라스틱 기판상에 전자파 차폐에 유용한 금속박막을 80℃ 이하에서 2~5㎛ 두께의 박막을 형성시키는 방법과 이를 위한 스퍼터 타겟 배열 및 시편이송을 포함한 본 발명의 제조장치에 의해 달성될 수 있음.

4. 발명의 중요한 용도

부분코팅을 용이하고 환경오염문제를 해결하며 작업과정을 단축하고 생산원가를 절감하며 피복형성시의 고열 문제를 해결할 수 있는 효과가 있음.

Description

스퍼터링법에 의한 전자파 차폐용 금속박막 제조장치 및 제조방법

본 발명은 스퍼터링법에 의한 전자파 차폐용 금속박막의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이며, 구체적으로 진공증착 기술중의 하나인 스퍼터링(Sputtering) 기술을 이용하여 비전도체 플라스틱상에 전도성 물질을 피복시켜 전자파를 차단시킬 수 있는 방법에 대한 것이다.

종래의 전자파 차폐박막 제조방법에는 습식도금법과 전도성 페인트를 피복시키는 방법이 주로 사용되었다. 그러나 습식도금법의 경우 부분코팅이 매우 어렵고 환경오염문제 등의 발생으로 점차 생산단가가 높아지며 세계적으로도 급격히 감소되어가고 있는 추세이다.

상기 전도성 페인트 피복법의 경우는 시설비가 적게들며 작업과정이 비교적 간편하여 전자파 차폐박막제조에 많이 응용되고 있다. 그러나, 도료자체의 값이 비싸고 코팅층의 두께가 두꺼우며 균일코팅이 어려워 정밀성이 크게 요구되는 핸드폰 등의 통신장비의 제조과정에 적용하는데는 한계가 있는 문제점을 노출하고 있다.

이에 반해, 스퍼터링 기술은 이온화된 기체의 타겟표면충돌 현상에 의해 증착물질을 직접 기화시키는 것으로서 불활성 기체의 이온화 작용은 비평형 방전(Abnormal Glow Discharge) 영역에서 이루어지며 이온화된 기체는 전기장의 영향에 의해 음극표면을 가격하게 된다. 따라서 스퍼터링법에서는 타겟을 음극으로 사용하고 있으며 진공용기나 모재를 양극으로 사용하고 있다.

그리고, 스퍼터링법에 의한 금속박막 제조기술은 코팅(Coating) 층의 두께를 수십 nm까지 정밀하게 조절할 수 있으며 간단한 마스크를 사용하여 부분코팅공정을 매우 용이하게 처리할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

그러나 현재까지 상기 스퍼터링법에 의해 금속박막 제조기술을 전자파 차폐용 박막제조에 사용되지 못하였던 것은 피복형성시 발생되는 열이 플라스틱모재를 변형시켰기 때문이다.

예를 들어, 전자파 차폐에 필요한 코팅층에서의 피복물질의 두께는 구리의 경우 약 2㎛정도인데 스퍼터링 방식으로 이와 같은 두께로 피복시키기 위해서는 스퍼터 타겟에 0.6w/cm²이상의 전력을 공급하였을 때 약 5분이상을 코팅시켜 주어야 한다. 이때 발생되는 열을 플라스틱표면에서 측정하여 보았을 때 약 180℃~200℃ 정도에서 ABS 수지 계통의 모재는 열변형을 하게 된다.

또한, 상기 피복물질을 Al, Cr, Ni 등으로 하였을 경우 적정 전자파 차폐박막을 제조하기 위한 온도상승요인은 Cu보다 크므로 이에 대한 근본적인 발명이 요구되어 왔다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은, 부분코팅을 용이하게 하고 제조과정 상에서의 환경오염문제를 해결하며 작업과정을 단축하고 생산원가를 낮출 수 있으며 피복형성시의 모재 표면에 발생되는 고열의 문제를 해결할 수 있는 전자파 차폐용 금속박막 제조기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적은, 3개의 스퍼터 타켓과, 상기 각각의 스퍼터 타겟에 전압을 공급하는 3개의 고전압 전원 공급장치와, 플라스틱 모재를 탑재한 대차와, 상기 대차를 이송시키는 시편이송부로 구성되어, 전원의 전류밀도는 0.1-1.0w/cm²으로 하고, 초기 진공도는 1×10^-5torr로 이상으로 하며, 작업압력은 10^-3-10^-5torr의 범위에서 플라즈마를 발생시켜 시편이송부를 1/m/min~6m/min에서의 일정한 속도로 이송시키는 본 발명의 제조장치 및 제조방법에 의해 달성될 수 있는 바, 이하 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.

제 1도는 본 발명에 사용된 스퍼터링장치의 개략도

제 2도는 본 발명에 사용된 스퍼터 타겟 배치도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 2, 3. 스퍼터 타겟4, 5, 6. 고전압 전원 공급장치

7. 시편 이송부8. 대차

9. 플라스틱 모재

제 1도는 본 발명에 사용된 스퍼터링장치의 개략도를 나타낸 것이며, 제 2도는 본 발명에 사용된 스퍼터링타겟 배치도를 나타낸 것이다.

본 발명은, 스퍼터링 장치에 있어서, 3개의 스퍼터 타겟(1), (2), (3)과, 상기 각각의 스퍼터 타겟(1), (2), (3)에 전압을 공급하는 3개의 고전압 전원 공급장치(4),(5),(6)와, 플라스틱 모재(9)를 탑재한 대차(8)와, 상기 대차(8)를 이송시키는 시편이송부(7)로 구성되었다.

이하, 본 발명의 제조장치를 이용한 제조방법과 본 발명의 작용을 실시예와 함께 상세히 설명한다.

본 발명은 플라즈마를 응용한 스퍼터링법을 이용하여 플라스틱 기판상에 Cu, Al, Cr, Ni, Cu합금, Al합금의 단일층 및 이들의 혼합에 의한 다층상의 전자파 차폐에 매우 유용한 금속박막을 80℃ 이하에서 2~5㎛ 두께의 박막을 형성시키는 방법과 이를 형성시킬 수 있는 스퍼터 타겟 배열 및 시편이송을 포함한 제조장치에 관한 것이다.

본 발명에 사용된 스퍼터링 장치는 1m × 1m 넓이의 면적을 균일하게 증착시킬 수 있는 연속스퍼터링 장치로서 코팅 용기에 3개의 스퍼터 타겟(1), (2), (3)을 부착시켰으며 상기 각각의 스퍼터 타겟(1), (2), (3)에 고전압 전원 공급장치(4),(5),(6)를 연결시켜 플라즈마를 발생시킬 수 있게 하였다.

이때, 작업 환경에 관해 설명하면, 상기 스퍼터 타겟(1), (2), (3)에 공급되는 전원의 전류밀도는 0.1-1.0w/cm²으로 하고, 상기 제조장치에서의 초기 진공도는 1×10^-5torr로 이상으로 하며, 작업압력은 10^-3-10^-5torr의 범위로 해서 플라즈마를 발생시킨다.

상기 플라즈마 속을 통과하게 될 플라스틱 모재(9)는 대차(8)에 탑재하게 되는데, 이때 상기 스퍼터 타겟과 이웃한 스퍼터 타겟 사이의 간격을 제 2도에 나타난 바와 같이 a를 b보다 크게 하여 배치한다.

또한 상기 대차(8)를 이송시키는 시편이송부(7)는 1/m/min~6m/min의 범위에서 설정하여 일정한 속도로 이송시키며 코팅하게 된다.

이로써 Cu, Al, Cr, Ni, Cu합금, Al합금 및 이들의 혼합박막 등 전도성 금속은 상기 플라스틱 모재(9)의 표면에 약 5㎛ 이하의 두께로 코팅되게 된다. 그리고 플라스틱 모재(9)의 표면온도는 용융점인 80℃ 이하로 낮추어지므로 플라스틱 모재(9)의 열에 의한 변형은 일어나지 않게 된다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 통해 설명한다.

본 발명에서 사용된 시편은 가전제품용으로 많이 사용되고 있는 ABS계 플라스틱수지로서 코팅공정을 수행하기에 앞서 중성세제 용액에서 1분 이상 세정하였다. 세정된 시편은 열풍건조에 의해 수분을 제거시켰으며 진공용기 내에 장입시켜 초기 진공도를 1×10^-6torr까지 유지한 후 Ar(아르곤) 기체를 유입하여 1×10^-2torr범위에서 스퍼터 타겟에 전원을 공급하여 플라즈마를 발생시키는데 이때 사용된 전력은 시편의 온도상승 요인을 감안하여 1.0w/cm²이하가 되게 하여야 한다.

본 발명에서 제안된 박막소재는 전자파 차폐효과가 탁월한 Al, Cu, Ni, Cr, Al합금, Cu합금 등이며 이들의 단일층 또는 혼합에 의한 다층 박막도 포함된다.

[표 1]

실시예의 결과에 관한 도표

본 발명은 부분코팅을 용이하게 하고 제조과정에서 비롯된 환경오염문제를 해결하며 작업과정을 단축하고 생산원가를 낮출 수 있으며 피복형성시의 모재 표면에 발생되는 고열의 문제를 해결할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 스퍼터링 장치에 있어서, 3개의 스퍼터 타겟(1), (2), (3)과, 상기 각각의 스퍼터 타겟(1), (2), (3)에 전압을 공급하는 3개의 고전압 전원 공급장치(4),(5),(6)와, 플라스틱 모재(9)를 탑재한 대차(8)와, 상기 대차(8)를 이송시키는 시편이송부(7)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링법에 의한 전자파 차폐용 금속박막 제조장치.
2. 스퍼터링 장치에 있어서, 3개의 스퍼터 타겟(1), (2), (3)과, 상기 각가의 스퍼터 타겟(1), (2), (3)에 전압을 공급하는 3개의 고전압 전원 공급장치(4),(5),(6)와, 플라스틱 모재(9)를 탑재한 대차(8)와, 상기 대차(8)를 이송시키는 시편이송부(7)로 구성되어, 상기 스퍼터 타겟(1), (2), (3)에 공급되는 전원의 전류밀도는 0.1-1.0w/cm²으로 하고, 초기 진공도는 1×10^-5torr로 이상으로 하며, 작업압력은 10^-3-10^-5torr의 범위로 해서 플라즈마를 발생시켜, 이때 상기 하나의 스퍼터 타겟과 이웃한 스퍼터 타겟 사이의 간격은 스퍼터 타겟의 폭보다 크게 하여 배치하며, 상기 대차(8)를 이송시키는 시편이송부(7)는 1/m/min~6m/min의 범위에서 설정된 일정한 속도로 이송시켜 전도성 금속은 상기 플라스틱 모재(9)의 표면에 약 5㎛ 이하의 두께로 코팅되고 상기 플라스틱 모재(9)의 표면온도는 80℃ 이하로 낮추어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링법에 의한 전자파 차폐용 금속박막 제조방법.