KR20030028068A - 극 저주파 차폐강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 가전제품, 자동차, 통신기기에서 발생되는 전자파를 차단하는 데 유용한 강판으로서 특히 극 저주파 영역에서 차폐성이 뛰어난 특성을 가진 본 발명은 탄소의 함량이 0.0025wt%이하이며 불순물 원소의 전체합이 2wt% 이하인 극저탄소강판의 소재에 Ni도금을 양면으로 하되 한면의 도금층 두께가 0.5 마이크로메타(㎛)에서 100㎛의 범위로 전기도금 혹은 무전해도금하는 단계와; 상기 도금단계에서 얻어진 강판을 진공 혹은 불활성 기체분위기의 로에서 730 ∼ 1200℃의 온도로 30분에서 48시간 유지하는 열처리단계를 포함하는 것을 특징으로 한 극 저주파 차폐강판의 제조방법에 대한 것이다.

Description

극 저주파 차폐강판의 제조방법{A method for manufacturing nikel electrodeposited seel sheet for good shieding ultra low frequency electromagnatic wave}

본 발명은 가전기기와 자동차 및 정보통신기기에서 발생되는 전자파를 효과적으로 차단시키는 극 저주파 차폐강판의 제조방법에 관한 것이다.

최근 정보화 사회의 급진전으로 T.V, 라디오, 컴퓨터, 냉장고, 복사기등의 가전기기와 자동차 및 휴대폰등의 정보통신기기에서 발생되는 전자파의 인체유해 논란이 가중되면서 사회문제로 대두되는 경향에 놓여 있다.

이와 같이 전자파는 전기 및 자기의 흐름에서 발생되는 광범위한 주파수 영역을 갖는 일종의 전자기 에너지로서 인체에의 유해는 물론 다른 전자기기의 장해를 줄수 있기 때문에 전자파 차폐에 대하여 적극적으로 대처하지 않으면 않될 실정이다.

따라서 전자파 차폐의 종래의 기술로서 유럽특허 186,145호는 고주파영역(1MHz-1GHz)에서 납+아연+니오비움이나, 납+아연+탄탈늄, 납+아연+텅스텐으로된 금속계와 세라믹의 합성 물질로서 주파수 차폐효과를 높이고, 또한 유럽특허 107,863호는 폴리머 수지와 팔라듐이나 니켈등의 금속의 혼합에 의한 것으로 주파수 영역에 따른 전자파 차폐, 흡수가 양호한 것으로 알려져있다. 그러나 전자는 금속계와 세라믹의 혼합에 의한 것으로 재질이 경하며, 차폐성능도 약하다. 또한 후자는 금속과 폴리머의 혼합시 금속의 입도에 의해 차이가 많으며, 금속성분의 균일 분포가 어려워 차폐성능이 떨어진다.

또한 일본특허 소 61-163231호는 알루미늄에 구리, 망간, 니켈, 철 등의 원소를 일정량 혼합하여 제조된 것으로 전자파를 차폐하는 데 차폐능이 국소적이고, 성능도 약하며, 특히 저주파 (KHz 영역) 에서는 효과가 미약하다. 일본특허 평8-97588호는 산화물 초전도성 물질에 의한 자기 차폐성능향상에 대한 것이나 제조 공정이 복잡하고, 부착성이 떨어지며, 일본특허 평9-116293호는 프라스틱제에 전도성 자성재료를 증착 도금으로서 프라스틱과 같은 비 전도성 물질에 사용되는 특허이며, 일본특허 평7-86788호는 레이저 빔을 이용한 강판표면개질에 의한 전자파 차폐성능을 개선한 것으로 일정방향과 두께로 레이저 조절이 어려운 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 극저탄소강판의 소재에 니켈 도금후 열처리를 행함으로써 특히 극 저주파 영역(1Hz - 1000 Hz)에서 전자파 차폐성이 뛰어난 극 저주파 차폐강판의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 탄소의 함량이 0.0025wt%이하이며 불순물 원소의 전체합이 2wt% 이하인 극저탄소강판의 소재에 Ni도금을 양면으로 하되 한면의 도금층 두께가 0.5 마이크로메타(㎛)에서 100㎛의 범위로 전기도금 혹은 무전해도금하는 단계와; 상기 도금단계에서 얻어진 강판을 진공 혹은 불활성 기체분위기의 로에서 730 ∼ 1200℃의 온도로 30분에서 48시간 유지하는 열처리단계를 포함하는 것을 특징으로 한 극 저주파 차폐강판의 제조방법에 대한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 소재는 탄소의 함량이 0.0025wt%이하이며 불순물 원소의 전체합이 2wt% 이하인 극저탄소강판을 사용하고, 이 강판에 전기도금 혹은 무전해도금법으로 0.5 ㎛에서 100㎛의 Ni피복층을 양면으로 도금하고, 이 강판을 다시 진공 혹은 불활성 기체분위기의 로에서 730 ∼ 1200℃의 범위에서 고온에서는 시간이 짧게, 저온에서는 시간이 길게 유지시간 30분에서 48시간으로 열처리함으써 특히 극 저주파 영역에서 전자파 차폐효과가 우수한 특징을 가진다.

상기 극저탄소강판의 탄소 함량이 0.0025wt%를 초과하면 탄소량에 의하여 열처리 후 전자파를 흡수할 수 있는 자구의 이동이 어렵게 된다. 또한 이 강판에 다른 특성을 부여하기 위하여 불순 원소가 사용되어도 무방하나 이것 또한 자구의 이동이 방해되므로 전체를 합하여 2wt%이하로 제한하여 사용해야 한다.

상기 강판에 금속 성분인 니켈층을 도금하는 데, 도금 방법으로서 전기도금이나, 무전해도금 어떤 경우도 가능하다. 그러나 도금층은 양면도금이 우수하며 특히 판상일 경우 단면도금(편면도금)은 도금층의 압축응력에 의하여 휨이 발생하므로 양면도금을 행하여야 한다.

상기 도금층의 두께는 0.5㎛미만에서는 전자파 차폐 효가가 미미하고, 100㎛가 초과 되면 도금층 내부의 응력에 의하여 불균일한 표면 및 표면크랙이 발생하기 쉬워 오히려 차폐능력이 감소하고 또한 비용이 상승한다.

상기와 같이 도금처리된 극저탄소강판의 전자파 차폐능력은 10% 정도 향상되게 된다. 이러한 것은 일반적으로 전자파 차폐재로 사용되는 퍼말로이계등에 비하여 차폐능력이 떨어진다. 따라서 본 발명에서는 상기 도금처리된 극저탄소강판을 열처리에 의하여 차폐능력을 향상 시킬 수 있다.

상기 열처리 온도는 730 ∼ 1200℃로 강의 A₁변태점 이상의 온도에서 열처리하여야 하며, 양호하게는 A₃변태점인 910℃ 이상의 온도에서 열처리하여야 한다. 이러한 온도에서 열처리는 고온에서는 시간이 짧게, 저온에서는 시간이 길게 유지시간 30분에서 48시간 범위로 하는 것이 가장 양호하다. 이러한 것은 표면에 니켈과 철성분의 상호 확산에 의한 합금층의 형성과 동시에 소지금속의 입자들이 전자파를 소멸시키기 쉬운 자구로 변경 때문인 것으로 판단된다. 온도가 730℃ 미만이거나, 유지 시간이 30분 미만에서는 전자파 차폐효과가 향상되지 않는다. 이것은 차폐 합금층의 형성과 소지금속 입자의 변화가 미미하기 때문으로 판단된다. 또한 온도가 너무 높아 1200℃를 초과하거나, 유지 시간이 48시간을 초과 되면 소요경비가 많이들며, 또한 차폐능향상에 있어서도 더 이상 향상되지 않는다. 이러한 것은 소지 강판의 입자에 의한 자구 움직임이 어느 정도 이상은 향상 되지않는 것에 기인하는 것으로 추정된다.

이하는 본 발명의 실시예를 통하여 상세히 설명한다.

[실시예]

강판의 소재는 극저탄소을 기본으로 나머지는 타 합금 또는 불순원소로 조성되어있는 0.9mm두께의 소지강판에 Ni을 양면 도금한 후 강판을 불활성가스 분위기 하에서 열처리하여 전자파 영역에 따른 차폐능의 결과를 표 1에 나타내었다. 전자파 차폐도 측정은 ASTM A698-74에 규정된 시험법에 의거 측정하였다.

구 분	소지강판탄소량(%)	Ni피복층두께	열처리온도(℃)	유 지시 간	전자파 차폐도(db)
					50Hz	100Hz	1000Hz
발명제 1	0.001	20㎛	910	2시간	28	29	30
발명제 2	0.0025	20㎛	910	2시간	27	27	30
비교제 1	0.0027	20㎛	910	2시간	20	19	19
비교제 2	0.002	-	910	2시간	21	20	21
비교제 3	0.002	0.4㎛	910	2시간	22	23	23
발명제 3	0.002	0.5㎛	910	2시간	27	28	30
발명제 4	0.002	10㎛	910	2시간	28	28	29
발명제 5	0.002	20㎛	910	2시간	29	30	29
발명제 6	0.002	100㎛	910	2시간	28	30	31
비교제 4	0.002	110㎛	910	2시간	21	23	24
비교제 5	0.002	20㎛	700	2시간	17	18	17
발명제 7	0.002	20㎛	730	2시간	26	26	27
발명제 8	0.002	20㎛	1200	2시간	30	31	32
비교제 6	0.002	20㎛	1220	2시간	24	25	24
비교제 7	0.002	20㎛	730	25분	16	17	19
발명제 9	0.002	20㎛	730	30분	25	25	26
발명제10	0.002	20㎛	730	10시간	25	26	27
발명제11	0.002	20㎛	1100	10시간	29	30	31
발명제12	0.002	20㎛	1200	10시간	30	31	31
발명제13	0.002	20㎛	1200	24시간	31	32	32
발명제14	0.002	20㎛	1200	36시간	31	32	33
발명제15	0.002	20㎛	1200	48시간	31	31	30
비교제 8	0.002	20㎛	1200	50시간	28	30	30
비교제 9	0.002	20㎛	1200	60시간	28	29	30

표 1의 실시예에 나타내어진 바와 같이 본 발명은 비교제와 대비해 보았을 때 소지강판 성분, Ni 도금층의 두께, 열처리 조건을 만족하는 발명제들은 모두 양호한 전자파 차단 특성을 나타내었다. 한편 비교제8과9는 전자파 차단 특성에서는 본 발명제와 동등 수준을 나타내었으나 열처리 유지시간이 길어짐으로써 소요경비가 증가되는 문제가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 극저탄소강판의 소재에 니켈 도금층 두께와 열처리조건을 제어함으로써 특히 극 저주파 영역에서의 전자파 차폐성이 뛰어난 특성을 나타냄에 따라 각종 가전제품, 자동차, 통신기기에 유효하게 활용할 수있다.

Claims (3)

1. 극저탄소강판의 소재에 Ni도금을 양면으로 하되, 한면의 도금층 두께가 0.5 ㎛에서 100㎛의 범위로 전기도금 혹은 무전해도금하는 단계와; 상기 도금단계에서 얻어진 강판을 진공 혹은 불활성 기체분위기의 로에서 730 ∼ 1200℃ 온도로 30분에서 48시간 유지하는 열처리단계를 포함하는 것을 특징으로 한 극 저주파 차폐강판의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 극저탄소강판의 소재는 탄소의 함량이 0.0025wt%이하이며 불순물 원소의 전체합이 2wt% 이하인 것을 특징으로 한 극 저주파 차폐강판의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 열처리단계에서의 열처리는 고온에서는 시간이 짧게, 저온에서는 시간이 길게 유지하는 것을 특징으로 한 극 저주파 차폐강판의 제조방법.