KR19990020145A - 저임피던스 전자파 흡수 차폐체 및 제조 방법 - Google Patents

저임피던스 전자파 흡수 차폐체 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전자기기에서 발생하는 저임피던스 전자파를 흡수하여 차폐함으로서 유해전자파를 차폐할 수 있는 차폐체의 개발 및 제조방법에 대하여 개시한다.
전자파의 완전한 차폐를 위해서는 저임피던스의 전자파와 고임피던스의 전자파를 동시에 차폐할 수 있어야만 한다. 고임피던스의 전자파는 전도성 물질에 의한 반사 차폐로 쉽게 차폐가 가능하지만 저임피던스의 경우에는 높은 투자율과 수백 ㎛ 두께를 갖는 자성체에 의한 흡수 차폐를 통해서만 가능하다.
이에 본 발명에서는 구리박판위에 전기도금 방법을 적용하여 퍼멀로이(permalloy), μ-메탈, 철-실리콘(Fe-Si)과 같은 강자성체 중에서 1종을 도금함으로서 전자파 흡수차폐체를 개발했으며, 대량, 고속으로 박막을 형성할 수 있도록 전기도금 장비에 롤-투-롤(roll to roll)방식을 적용했다. 이 흡수 차폐체는 컴퓨터 모니터, 텔레비전의 브라운관, 전기드라이기, 전기면도기, 전기장판 등과 같이 저임피던스의 전자파가 다량으로 방출이 되면서 인체에 접촉되어 사용되어지는 전기기기들로부터 인체의 보호가 가능하다.

Description

저임피던스 전자파 흡수차폐체 및 제조방법
최근 반도체 기술의 진보와 실용화에 따라 속고 micro processor 및 대용량 메모리의 입수가 가능하게 되어 가전 기기, 산업 기기, 의료 기기, 통신 등의 분야에서 기기의 소형화, 경량화, 다기능화, 고신뢰성을 목적으로 하는 디지털화가 급속히 진행되고 있으며, 이들은 적은 구동 에너지로도 동작시킬 수 있게 되었다. 그런 반면 이들은 인위적인 제어가 어려운 자연현상을 원인으로 하는 미소한 전자파 장해에도 민감하게 반응하여 오동작을 일으키게 되며, 많은 전기 전자 장치가 사회 각 분야에 보급됨에 따른 전자파 밀집도의 증가로 전자파 환경을 악화시켜 현대 사회에 필수 불가결한 첨단 전자 기기들이 원래의 목표대로 동작치 않아 사회에 혼란을 일으키거나 인체 장애의 가능성이 제시되고 있는 등 많은 문제점들이 나타나고 있다. 즉 이러한 전자 기기들이 어떤 경우에는 노이즈의 발생원이 되고 또 어떤 경우에는 다른 발생원으로부터의 피해자가 되기도 한다.
이러한 전자파 장해(electromagnetic interference, EMI)문제를 해결하기 위해서는 우선 장해원의 수나 출력을 감소시키고, 전자기적 환경내에서도 전자장치가 의도된 동작을 할 수 있도록 내성을 강화시켜야 하며(EMC), 기기로부터의 전자파 유출과 기기로의 전자파 유입을 차단해야만 한다.
특히 TV 브라운관 또는 컴퓨터 모니터에는 주파수 60Hz의 강한 자계, 전자를 가속시키기 위해 그리드에 인가되는 수천 볼트의 고압으로 인하여 발생하는 강한 전계, 15~30kHz의 전자파, 그리고 미량의 X선등의 유해 전계 및 전자파가 복합적으로 발생한다. 종래에는 이러한 유해 전계 및 전자파를 차폐하기 위해 TV 또는 모니터의 전면에 보안경과 같은 전자파 차폐필터를 설치하는 방법을 사용했으나, 상기 전자파 중에서 저임피던스 특성의 자장파는 회전성을 가지기 때문에 보안경으로는 차폐가 불가능할 뿐만 아니라 일반 도전성 물질은 투과하는 문제점이 발생한다. 또한 전자파에 민감한 전자현미경과 같은 계측장치는 외부 자장에 의한 전자의 편향이 발생하여 상의 분해능이 저하되는 현상이 발생한다.
한편 전자파의 완전한 차폐를 위해서는 저임피던스의 전자파와 고임피던스의 전자파를 동시에 차폐할 수 있어야만 한다. 고임피던스의 전자파는 전도성 물질에 의한 반사차폐로 쉽게 차폐가 가능하지만 저임피던스의 경우에는 높은 투자율과 수백 ㎛의 두께를 갖는 자성체에 의한 흡수 차폐를 통해서만 차폐가 가능하다.
이에 본 발명에서는 롤-투-롤(roll to roll)방식의 전기도금을 적용하여 구리박판위에 자성체인 permalloy (Fe:20, Ni:80)를 200㎛ 두께까지 도금하여 저임피던스 전자파 흡수 차폐체를 개발했다.
일반적으로 사용되고 있는 전자파 차폐필터인 보안기는 단순히 고임피던스의 전자파에 대해서만 차페능을 가지기 때문에 자장파의 경우에는 극히 낮은 차폐율을 갖는다. 그러나 본 발명에 의한 흡수 차폐체는 자성체를 구리박판위에 수백 ㎛ 두께로 도금함으로서 고임피던스의 전자파는 물론 컴퓨터 모니터 또는 텔레비전의 브라운관으로부터 방출되는 저임피던스의 전자파를 90%이상 차폐할 수 있다. 또한 전기드라이기, 전기면도기, 전기장판 등과 같은 자장파가 다량으로 방출이 되면서 인체에 접촉되어 사용되어지는 전기기기들에 대해서도 저임피던스의 전자파 차폐가 가능하다.
도1은 본 발명에 따른 roll to roll 전기도금 장치의 개략도,
도2는 본 발명에 따른 도금층의 구성을 나타낸다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 롤러 20: 구리박판
30: 교반기 구동모터 40: 애노드 전극
50: 전원공급장치 60: 패들 셀
70: 캐소드 전극 80: 도금조
90: 필터 100: 순환펌프
110: 탱크 120: 용액 input
130: 용액 output 140: 도금용액
본 발명의 저임피던스 전자파 흡수차폐체는 VDT, 전기드라이기, 전기면도기, 전기장판등과 같은 전기기기에서 발생하는 전자파를 차폐함에 있어서, 전도성 기판 및 기판의 단면 또는 양면에 도금된 퍼멀로이, μ-메탈, 철-실리콘(Fe-Si)과 같은 강자성체 중 1종을 구비하는 것을 특징으로 한다.
기판은 전도성 물질인 구리박판을 사용하며, 이는 고임피던스의 전장파를 효과적으로 차폐하는 동시에 저임피던스의 자장파를 반사 차폐하기 위함이다.
일반적으로 사용하는 코팅기술은 스퍼터링법, 전자선 증착법 및 화학기상 증착법등이 있으나, 수백 ㎛ 이상의 두께로 퍼멀로이를 코팅해야만 하는 본 발명의 전자파 흡수차폐체에는 적절하지 못하다. 따라서 본 발명의 저임피던스의 전자파 흡수차폐체의 제조방법은 전기도금에 의해서만 가능하다. 전기도금은 roll- to- roll 방식으로 장착한 구리박판의 양면에 퍼멀로이를 200㎛ 두께로 연속도금할 수 있으며, 대량생산이 가능하다.
도1은 본 발명의 실시예에 적용되는 롤-투-롤 전기도금 장치의 개략적인 단면도를 나타내며, 도2는 본 발명의 제작방법에 의하여 퍼멀로이가 구리박판에 양면도금된 저임피던스의 전자파 흡수차폐체를 나타낸다.
도1을 참조하면, 롤 투 롤(roll to roll)방식의 전기도금 장치는 도금조와 교반기로 구성되며, 도금조(80) 내부에는 직류전원의 양극과 음극에 각각 접속되는 두 개의 애노드 전극(40)과 구리박판(20)에 접촉되어 있는 캐소드 전극(70)이 대향하고 있다. 그리고 도금시 발생하는 수소의 제거와 함께 도금층에 혼입되기 쉬운 금속산화물을 제거하기 위한 장치로서 패들 셀(paddle cell)(60)을 사용한 교반기를 음극(70)면에 근접하여 설치하고, 도금층의 균일한 조성을 위하여 도금용액(140)을 순환시킴으로서 음극부분으로 새로운 용액이 들어오도록 순환펌프(100)를 이용한다. 도금에 사용한 도금용액(140)의 조성 및 도금 조건은 아래 표1과 같다.
도1에서 나머지 부분은 전원공급장치(potentiostat)(50), 교반기 구동 모터(30), 롤러(10), 순환용액 필터(90)와 탱크(110), 용액 input(120)과 output(130)을 나타낸다.
상기 공정에 따라 제작한 차폐박막을 M-H 루프(hysteresis curve)를 측정·분석한 결과, 비투자율이 27,000의 값을 보였다.
상기 실시예에 따라 형성된 흡수차폐체(도2)를 컴퓨터의 모니터 전면에 부착한 후 전자파 측정장비(HI-3603)로 차폐율을 측정한 결과, 저임피던스 전자파의 경우 91%의 차폐효과를 보였다.
상기한 바와같이 본 발명에서는 구리박판위에 롤-투-롤(roll to roll)방식의 전기도금 방법을 적용하여 퍼멀로이(permalloy), μ-메탈, 철-실리콘(Fe-Si)과 같은 강자성체중에서 1종을 도금함으로서, 저임피던스의 전자파를 흡수차폐할 수 있는 차폐체이다. 이 흡수차폐체는 컴퓨터 모니터, 텔레비전의 브라운관, 전기드라이기, 전기면도기, 전기장판등과 같이 저임피던스의 전자파가 다량으로 방출이 되면서 인체에 접촉되어 사용되어지는 전기기기들로부터 인체의 보호가 가능하다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 많은 변형이 이루어질 수 있음은 명백하다.
본 발명은 전자기기에서 발생하는 저임피던스의 전자파를 흡수함으로서 유해전자파를 차폐하는 차폐체의 개발을 목적으로 한다.

Claims (4)

  1. 전도성 박판 위에 강자성체가 단면 또는 양면으로 도금된 것을 특징으로 하는 자장파 흡수차폐체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전도성 박판은 구리 박판, 알루미늄 박판 및 스테인레스 박판으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 저임피던스 전자파 흡수차폐체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 강자성체 재료는 퍼멀로이(permalloy), 철-실리콘(Fe-Si)합금 및 μ-메탈로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 저임피던스 전자파 흡수차폐체.
  4. 저임피던스 전자파 흡수차폐체 제조방법에 있어서, 전도성 박판 위에 강자성체를 롤 투 롤(roll to roll)방식의 전기도금 방법으로 단면 또는 양면에 도금하는 것을 특징으로 하는 저임피던스 전자파 흡수차폐체 제조방법.
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