KR20080102094A - Electromagnetic wave absorber compring magnetically soft body layer having function of dilectirc layer - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 유전체층이 별도로 형성된 전자파 흡수체를 도시한 것이다.1 illustrates an electromagnetic wave absorber in which a conventional dielectric layer is separately formed.
도 2는 본 발명에 사용되는 유전체 분말로 코팅된 연자성 분말을 포함하는 연자성체층의 단면을 도시한 것이다.Figure 2 shows a cross section of a soft magnetic layer comprising a soft magnetic powder coated with a dielectric powder used in the present invention.
도 3은 본 발명에 사용되는 유전체 분말이 연자성 분말 사이에 분산된 형태로 포함된 연자성체층의 단면을 도시한 것이다.3 is a cross-sectional view of a soft magnetic layer containing a dielectric powder used in the present invention in a dispersed form between soft magnetic powders.
도 4는 본 발명의 유전체 분말로 코팅된 연자성 분말을 포함하는 연자성체층을 포함하는 전자파 흡수체의 일반적인 제조 공정을 도시한 것이다.4 illustrates a general manufacturing process of an electromagnetic wave absorber including a soft magnetic layer including a soft magnetic powder coated with the dielectric powder of the present invention.
도 5는 본 발명의 유전체 분말로 코팅된 연자성 분말의 표면을 SEM(전자주사현미경)으로 관찰한 사진이다. Figure 5 is a photograph of the surface of the soft magnetic powder coated with the dielectric powder of the present invention observed with an SEM (electron scanning microscope).
도 6은 실시예 2 및 6 과 비교예 3 및 4의 전자파 흡수율 나타낸 그래프 이다(1~4는 각각 1: 실시예 2, 2: 실시예 6, 3: 비교예 3, 4: 비교예 4를 타낸다.).6 is a graph showing the electromagnetic wave absorptivity of Examples 2 and 6 and Comparative Examples 3 and 4 (1 to 4 are respectively 1: Example 2, 2: Example 6, 3: Comparative Example 3, 4: Comparative Example 4 ().
본 발명은 유전체층의 기능이 부여된 연자성체층을 포함하는 전자파 흡수체 및 그 연자성체층의 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electromagnetic wave absorber comprising a soft magnetic layer imparted with a function of a dielectric layer and a method of forming the soft magnetic layer.
최근, 전자제품은 휴대성, 편의성등을 향상시키기 위해 다기능화, 소형화, 고속화되고 있다. 이러한 경향은 전자회로를 더욱 복잡하게 구성되도록 하고 있으며, 많은 양의 데이터 처리를 위해 신호가 더욱 고주파화 되고 있다. 전자제품의 복잡화와 고주파수화는 전자파의 발생의 원인이 되며, 발생한 전자파는 주변 전자부품의 오작동 및 파손을 초래한다. 또한, 전자파는 인체에도 나쁜 영향을 주어 국제적으로 그 발생량을 제한하고 있다. 따라서, 전자제품에서 발생하는 전자파 및 외부 전자파에 대한 전자제품의 오작동을 막기 위해 전자파 흡수체가 사용되고 있다. Recently, in order to improve portability, convenience, and the like, electronic products have become multifunctional, miniaturized, and high speed. This tendency makes electronic circuits more complicated, and signals are getting higher frequencies for processing large amounts of data. The complexity and high frequency of electronic products cause the generation of electromagnetic waves, and the generated electromagnetic waves cause malfunction and damage of surrounding electronic components. In addition, the electromagnetic wave has a bad effect on the human body, thereby limiting its generation internationally. Therefore, an electromagnetic wave absorber is used to prevent malfunction of electronic products against electromagnetic waves and external electromagnetic waves generated from electronic products.
전자파 흡수체는 폴리머 기지에 연자성 특성을 가지는 분말이 분산된 형태로 제조된 것이 사용되고 있다. 작동원리는 외부에서 발생한 전자파 에너지를 연자성 분말이 열에너지로 변화시켜 소모하는 것이다. 기존의 연자성 분말은 페라이트가 주로 이용되었다. 그러나, 페라이트 분말로 제조된 전자파 흡수체는 전자파를 흡수하기 위해 필요한 두께가 두꺼워 공간적으로 제한을 받는다. 따라서, 소형화 되어가는 전자제품의 전자파 장애 및 발생을 막기 위해 새로운 연자성 재료를 사용한 전자파 흡수체 개발이 절실히 요구되고 있다. Electromagnetic wave absorbers are used in which a powder having soft magnetic properties is dispersed in a polymer matrix. The principle of operation is that the soft magnetic powder consumes the electromagnetic energy generated from the outside into thermal energy. Conventional soft magnetic powder is mainly used ferrite. However, the electromagnetic wave absorber made of ferrite powder is spatially limited because of the thickness required for absorbing electromagnetic waves. Therefore, there is an urgent need to develop an electromagnetic wave absorber using a new soft magnetic material in order to prevent the electromagnetic interference and the occurrence of miniaturized electronic products.
한편, 연자성 특성이 우수한 퍼멀로이(permalloy) 또는 몰리브덴(Mo)을 함유하고 있는 MPP도 전자파 흡수체의 연자성 재료로서 최근 사용되고 있다. 퍼멀로이 또는 MPP는 페라이트에 비해 연자성 특성이 우수하여 두께 제한을 개선하였지만, 구상의 분말을 편평화하여야 하고 원재료가 고가이기 때문에, 제조공정이 복잡하고 고가인 문제점이 있다. 또한, 재료 자체의 특성에 의하여, 주파수 범위의 한계를 지니고 있다. 이를 개선하기 위해, 전자파 흡수에 효과를 지니는 유전체층을 유전체의 표면 혹은 내부에 층으로 형성하고 있다. On the other hand, MPP containing permalloy or molybdenum (Mo) having excellent soft magnetic properties is also recently used as a soft magnetic material for electromagnetic wave absorbers. Permalloy or MPP has better soft magnetic properties than ferrites to improve thickness limitation, but since spherical powders have to be flattened and raw materials are expensive, the manufacturing process is complicated and expensive. In addition, due to the properties of the material itself, there is a limit of the frequency range. In order to improve this, a dielectric layer having an effect on electromagnetic wave absorption is formed as a layer on or inside the dielectric.
특허 제0267358호는 철-니켈계 또는 샌더스트, 페라이트 등의 조성이루어진 군에서 선택되는 조성을 갖는 전자파 흡수를 위한 복합자성체 제조에 대한 것이다. 특허 제 0267358호는 전자파 흡수특성의 향상을 위해 도전층 또는 유전체층을 포함한다. 특히, 상기 각 층중 적어도 하나는 유전체 분말로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.Patent No. 0267358 relates to the preparation of a composite magnetic material for absorbing electromagnetic waves having a composition selected from the group consisting of iron-nickel-based or sand dust, ferrite and the like. Patent 0267358 includes a conductive layer or a dielectric layer to improve the electromagnetic wave absorption characteristics. In particular, at least one of the above layers is formed of a dielectric powder.
특허 제 0701832호는 박형의 전자파 흡수체 제조기술에 관한 것으로, 전자파 흡수를 위해 유전체층을 형성하고 있다. 유전체층은 BaTiO3, PMN계 완화형 강유전체중 선택되는 것을 특징으로 한다. Patent No. 0701832 relates to a technique for manufacturing a thin electromagnetic wave absorber, and forms a dielectric layer for electromagnetic wave absorption. The dielectric layer is selected from among BaTiO 3 and PMN-based relaxed ferroelectrics.
상기 특허 제 0267358호 및 제 0701832호는 공통으로 전자파 흡수를 위해 유전체층을 형성하고 있으며, 그 위치는 표면 혹은 전자파흡수체 사이에 하나의 층으로 형성된다. 그 형태는 도 1과 같다. Patent Nos. 0267358 and 0701832 commonly form a dielectric layer for absorbing electromagnetic waves, and the positions thereof are formed as one layer between the surface or the electromagnetic wave absorber. The form is as shown in FIG.
유전체 층을 형성하는 경우, 전자파 흡수특성을 향상시키기 위해서 고 유 전체 재료를 사용하거나, 두께를 두껍게 해야한다. 그러나, 최근 전자파 흡수체는 소형화 되는 전자제품의 경향에 맞추어 그 두께가 제한되고 있어 유전체층을 두껍게 형성하는 것은 곤란하며, 그렇다고 얇은 층으로 형성하는 경우에는 전자파 흡수에 좋은 효과를 기대하기 어렵다.In the case of forming the dielectric layer, it is necessary to use a dielectric material or increase the thickness in order to improve the electromagnetic wave absorption characteristics. However, in recent years, the electromagnetic wave absorber is limited in thickness in accordance with the trend of miniaturization of electronic products, and it is difficult to form a thick dielectric layer. However, when forming a thin layer, it is difficult to expect a good effect on the electromagnetic wave absorption.
따라서, 유전체층을 하나의 층으로 형성하는 것은 기대만큼의 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 두께가 중요한 전자파 흡수체에서 그 두께를 증가시키는 요인이 되기 때문에 효과적인 전자파 흡수체의 구성이라 하기 어렵다.Therefore, the formation of the dielectric layer as one layer is difficult to obtain an effect as expected, and it is difficult to constitute an effective electromagnetic wave absorber because the thickness becomes a factor for increasing the thickness in the important electromagnetic wave absorber.
또한, 유전체층이 표면에 형성되는 경우에는 외부 긁힘 등에 의해 회손이 가능하며, 유전체층을 형성하기 위해 사용되는 스퍼터링 등의 공법은 제조단가를 높이는 원인이 된다.In addition, when the dielectric layer is formed on the surface, it is possible to be damaged by external scratches, etc., and the method of sputtering or the like used to form the dielectric layer causes manufacturing costs to increase.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유전체층의 기능이 부여된 연자성체층을 포함하는 전자파 흡수체 및 그 연자성체층의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electromagnetic wave absorber including a soft magnetic layer imparted with the function of a dielectric layer and a method of forming the soft magnetic layer in order to solve the above problems of the prior art.
본 발명은,The present invention,
유전체 분말로 코팅된 연자성 분말을 포함하는 연자성체층을 포함하는 전자파 흡수체;An electromagnetic wave absorber comprising a soft magnetic layer comprising a soft magnetic powder coated with a dielectric powder;
유전체 분말이 연자성 분말 사이에 분산된 형태로 포함되는 연자성체층을 포함하는 전자파 흡수체; An electromagnetic wave absorber including a soft magnetic layer including a dielectric powder dispersed in a soft magnetic powder;
연자성 분말을 유전체 분말로 코팅하는 단계, 상기 코팅된 연자성 분말을 고분자 수지와 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 성형하여 경화시키는 단계를 포함하는 연자성체층의 형성방법; 및A method of forming a soft magnetic layer comprising coating the soft magnetic powder with a dielectric powder, mixing the coated soft magnetic powder with a polymer resin, and molding and curing the mixture; And
연자성 분말, 유전체 분말 및 고분자 수지를 혼합하는 단계 및 상기 혼합물을 성형하여 경화시키는 단계를 포함하는 연자성체층의 형성방법에 관한 것이다. It relates to a method of forming a soft magnetic layer comprising the steps of mixing a soft magnetic powder, a dielectric powder and a polymer resin, and molding and curing the mixture.
이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에서 사용되는 연자성 분말은 이 분야에서 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 편상 혹은 구형으로서, 페라이트, Fe-Si-B, Fe-Si-B-Cu-Nb, Fe-Zr-B, Co-Fe-Si-B, Fe-Ni, 샌더스트 분말 등을 예시할 수 있으며, 이들 중에서 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The soft magnetic powder used in the present invention may be used without limitation as long as it is used in the art. More specifically, as a flaky or spherical shape, ferrite, Fe-Si-B, Fe-Si-B-Cu-Nb, Fe-Zr-B, Co-Fe-Si-B, Fe-Ni, sand dust powder, etc. are illustrated. It can be used and can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types selected from these.
특히, 비정질 구조의 연자성 분말을 사용하는 것이 바람직하며, Fe-Si-B, Fe-Si-B-Cu-Nb, Fe-Zr-B 및Co-Fe-Si-B 조성의 연자성 분말은 이들의 원료 성분들을 혼합한 후, 약 106K/s의 속도로 급속 냉각함으로써 비정질로 제조하는 것이 가능하다. 그러나, 비정질 구조의 연자성 분말의 제조 방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야에서 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. In particular, it is preferable to use a soft magnetic powder having an amorphous structure, and soft magnetic powder having a composition of Fe-Si-B, Fe-Si-B-Cu-Nb, Fe-Zr-B and Co-Fe-Si-B After mixing these raw ingredients, it is possible to prepare amorphous by rapidly cooling at a rate of about 10 6 K / s. However, the method of preparing the soft magnetic powder of the amorphous structure is not limited thereto, and any one used in the art may be used without limitation.
본 발명에서 연자성 분말로 사용될 수 있는 Fe-Si-B 합금은 Fe가 70- 90atomic%, Si 및 B의 합이 10-30atomic%인 것이 바람직하다. Fe를 비롯한 금속의 함유량이 높을수록 포화자속밀도가 높아지지만 Fe 원소의 함유량이 과다할 경우 비정질을 형성하기 어려우므로, 본 발명에서는 Fe의 함량이 70-90atomic%인 것이 바람직하다. 또한, Si 및 B의 합이 10-30atomic%의 범위일 때 함금의 비정질 형성능이 가장 우수하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지시키기 위해 Cr등 내부식성 원소를 0.1~5 atomic% 이내로 첨가할 수도 있다. In the present invention, the Fe-Si-B alloy that may be used as the soft magnetic powder is preferably 70 to 90 atomic% of Fe, and 10 to 30 atomic% of the sum of Si and B. The higher the content of the metal, including Fe, the higher the saturation magnetic flux density, but when the content of the Fe element is too high, it is difficult to form amorphous. In the present invention, the content of Fe is preferably 70-90 atomic%. In addition, the amorphous forming ability of the alloy is the best when the sum of Si and B is in the range of 10-30 atomic%. Corrosion-resistant elements such as Cr may be added within 0.1 to 5 atomic% to prevent corrosion in this basic composition.
본 발명에서 연자성 분말로 사용될 수 있는 Fe-Si-B-Cu-Nb 합금은 Fe가 73-80 atomic%, Si 및 B의 합이 15~26atomic%, Nb 및 Cu의 합이1-5 atomic%인 것이 바람직하다. 이러한 조성 범위가 리본 형태로 제작된 비정질 합금이 후술하는 열처리에 의해 나노상의 결정립으로 쉽게 석출될 수 있다. In the present invention, the Fe-Si-B-Cu-Nb alloy, which may be used as a soft magnetic powder, has a Fe content of 73-80 atomic%, a sum of Si and B of 15 to 26 atomic%, and a sum of Nb and Cu of 1-5 atomic It is preferable that it is%. This composition range of the amorphous alloy produced in the form of a ribbon can be easily precipitated into the crystal grains of the nano phase by the heat treatment described later.
본 발명에서 연자성 분말로 사용될 수 있는 Fe-Zr-B합금은 Fe가 85-93 atomic%, Zr이 5-10 atomic%, B가 2-5 atomic%인 것이 바람직하다. 이러한 조성 영역에서 후술하는 열처리에 의해 나노 상의 결정립으로 쉽게 석출될 수 있다. Fe-Zr-B alloy that can be used as a soft magnetic powder in the present invention is preferably 85-93 atomic% Fe, 5-10 atomic% Zr, 2-5 atomic% B. In such a composition region, it can be easily precipitated into crystal grains of the nano phase by the heat treatment described later.
본 발명에서 연자성 분말로 사용될 수 있는 Co-Fe-Si-B 합금은 Co가 71-85 atomic%, Si 및 B의 합이 12-21 atomic%인 것이 바람직하며, 필요시 Mo, Cr, Ni 등을 1~9 atomic% 이내에서 첨가하는 것이 가능하다. 이 때 Cr과 Ni의 함량의 합은 2-7 atomic% 이내인 것이 바람직하다. Co의 함유량이 낮을수록 최대 자속밀도는 낮으나 투자율이 매우 높으므로 높은 인덕턴스를 얻기에는 낮은 Co 함유량이 유리하 지만, Co 함유량에 따라 직류 전류에 의한 바이어스 특성이 크게 달라지므로 시스템과 연계하여 고려해야 한다. Co-Fe-Si-B alloy that can be used as a soft magnetic powder in the present invention, Co is 71-85 atomic%, the sum of Si and B is preferably 12-21 atomic%, if necessary Mo, Cr, Ni And the like can be added within 1-9 atomic%. At this time, the sum of the contents of Cr and Ni is preferably within 2-7 atomic%. The lower the Co content, the lower the maximum magnetic flux density but the higher permeability, so the lower Co content is advantageous to obtain high inductance, but the bias characteristic by DC current varies greatly depending on the Co content.
본 발명에서 사용되는 유전체 분말은 이 분야에서 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 TiO2, BaTiO3, Al2O3, BaO3, SrTiO3, Ba-Nd-Ti-O의 조성을 가지는 세라믹 성분 등을 예시할 수 있으며, 이들 중에서 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때의 유전체 선택은 사용하고자 하는 주파수 범위에 따라 선택된다. 하기의 표 1은 각 유전체의 주파수에 따른 유전율을 나타내고 있다.The dielectric powder used in the present invention may be used without limitation as long as it is used in the art. More specifically, there may be exemplified a ceramic component having a composition of TiO 2 , BaTiO 3 , Al 2 O 3 , BaO 3 , SrTiO 3 , Ba-Nd-Ti-O, and one or more selected from these. Can be mixed and used. The dielectric selection at this time is selected according to the frequency range to be used. Table 1 below shows the permittivity according to the frequency of each dielectric.
본 발명에서 사용되는 유전체 분말의 입자로는 마이크로 크기 또는 나노 크기의 입자가 사용될 수 있으며, 마이크로 크기의 경우 평균입경이0.5~50um인 것이 바람직하며, 나노 크기의 경우 평균입경이 1~500nm 인 것이 바람직하다.As the particles of the dielectric powder used in the present invention, particles of micro size or nano size may be used, and in the case of micro size, the average particle size is preferably 0.5 to 50 μm, and in the case of nano size, the average particle size is 1 to 500 nm. desirable.
본 발명의 전자파 흡수체 포함되는 연자성체층에 포함되는 유전체 분말과 연자성 분말의 중량비는 0.1~10 : 90~99.9가 바람직하다. 상기의 비율 범에 내에서 전자파 흡수체는 효과적인 전자파 흡수 능력을 나타낸다.The weight ratio of the dielectric powder and the soft magnetic powder included in the soft magnetic layer included in the electromagnetic wave absorber of the present invention is preferably 0.1 to 10:90 to 99.9. Within the above ratio range, the electromagnetic wave absorber exhibits an effective electromagnetic wave absorbing ability.
또한, 유전체 분말과 연자성 분말의 총 중량이 고형분을 기준으로 한 연자성체층 총 중량에 대하여 20~80 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.In addition, the total weight of the dielectric powder and the soft magnetic powder is preferably included in 20 to 80% by weight based on the total weight of the soft magnetic layer based on the solid content.
본 발명의 전자파 흡수체에 포함되는 연자성체층은 통상적으로 상기에서 언급한 유전체 분말, 연자성 분말 외에 고분자 수지를 포함하여 형성되며, 고분자 수지는 이 분야에서 사용되는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. The soft magnetic layer included in the electromagnetic wave absorber of the present invention is typically formed by including a polymer resin in addition to the above-mentioned dielectric powder and soft magnetic powder, and the polymer resin can be used without limitation as long as it is used in this field.
본 발명에서 연자성 분말에 유전체 분말을 코팅하는 방법으로는 나노 크기 혹은 마이크로 크기의 유전체 분말과 연자성 분말을 볼밀법 등과 같은 기계적인 방법으로 코팅하는 방법과 졸겔공법 등으로 액상에 분산된 연자성 분말에 유전체가 흡착되도록 하여 코팅하는 화학적인 방법 및 기상법 등을 들 수 있다. 이 때, 연자성 분말 주변에는 도 2와 같이 유전체 분말이 얇게 코팅된다. 이렇게 제조된 유전체가 코팅된 연자성 분말은 고분자와 혼합하여 성형 후 고분자 경화온도에서 경화공정을 거친다. 이렇게 제조된 시트는 도2 와 같은 형태를 나타낸다. In the present invention, the method of coating the dielectric powder on the soft magnetic powder is a method of coating nano- or micro-sized dielectric powder and soft magnetic powder by a mechanical method such as a ball mill method and soft magnetic particles dispersed in the liquid phase by a sol-gel method. Chemical methods, vapor phase methods, and the like, which allow a dielectric to be adsorbed on a powder and coated. At this time, the dielectric powder is thinly coated around the soft magnetic powder as shown in FIG. 2. The soft magnetic powder coated with the dielectric material thus prepared is mixed with a polymer and subjected to a curing process at a polymer curing temperature after molding. The sheet thus produced has a form as shown in FIG.
본 발명은 또한, 연자성 분말, 유전체 분말 및 액상 고분자를 기계적인 방법으로 혼합한 후, 성형하여 경화시키는 방법에 의해서 연자성체층을 형성하는 방법도 포함한다. 이렇게 제조된 시트는 도 3과 같은 형태를 나타낸다. The present invention also includes a method of forming a soft magnetic body layer by a method of mixing the soft magnetic powder, the dielectric powder and the liquid polymer by a mechanical method, and then molding and curing. The sheet thus produced shows a form as shown in FIG.
본 발명의 연자성체층의 형성방법에서 연자성체층에 포함되는 유전체 분말, 연자성 분말 및 고분자 수지의 중량비가 전자파 흡수율 및 연자성체층의 물성 등을 고려할 때 0.08~2 : 18~79.92 : 20~80인 것이 바람직하다.In the method for forming a soft magnetic layer of the present invention, the weight ratio of dielectric powder, soft magnetic powder, and polymer resin included in the soft magnetic layer is 0.08 to 2:18 to 79.92: 20 to 20 in consideration of the electromagnetic wave absorption rate and the physical properties of the soft magnetic layer. It is preferable that it is 80.
본 발명의 전자파 흡수체는 유전체 분말로 연자성 분말을 코팅한 경우에 코팅막들끼리 상호 연결되어 다수의 얇은 유전체 박막을 형성하게 됨으로써 우수한 전자파 흡수능을 나타낸다. The electromagnetic wave absorber of the present invention exhibits excellent electromagnetic wave absorbing ability when the soft magnetic powder is coated with the dielectric powder so that the coating films are interconnected to form a plurality of thin dielectric thin films.
또한, 유전체 분말이 연자성 분말 사이에 분산된 경우에도 다수의 얇은 유전체 박막이 형성된 것과 같은 효과를 기대할 수 있다. In addition, even when the dielectric powder is dispersed between the soft magnetic powder, the same effect as that of forming a plurality of thin dielectric thin films can be expected.
본 발명에 의해 제조되는 전자파흡수체는 컴퓨터 CPU 및 IC와 같은 고속처리부품의 위, 전자제품 내부의 커넥터 부분, 소형화를 위해 사용되는 FPCB등에 사용 된다. The electromagnetic wave absorber manufactured by the present invention is used on high-speed processing parts such as computer CPUs and ICs, connector parts in electronic products, FPCBs used for miniaturization.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 한정 되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited by the following Examples.
실시예 1내지 4: 전자파 흡수체의 제조Examples 1 to 4: Preparation of Electromagnetic Wave Absorber
연자성 분말의 원재료를 제조하기 위하여 비정질 합금 Fe-Si-B를 제조하였다. 구체적으로, 출발물질로써 Fe-B를 모합금으로 하고, 여기에 조성비에 맞도록 전해철(Fe)과 Si을 배합하여, 용융로에서 함께 녹인 후 Fe79(Si,B)21 조성의 잉곳을 제작하였다. 이어서, 고주파 유도로에 상기 잉곳을 장입한 후 고주파 유도로에 전원을 인가하여 고주파 에너지를 잉곳에 부가함으로써 잉곳을 완전히 녹였다. 이어서, 노즐을 통해 고속으로 회전하는 냉각 롤에 고온의 용융된 상기 조성의 금속을 분사하여 평균 두께가 0.02mm의 두께를 갖는 비정질 합금 리본을 제작하였다. 제작된 비정질 리본을 해머밀을 통하여 분말로 제조하였다. 해머밀을 통하여 제조된 분말은 편상화를 위해 볼밀공정을 통하여 크기 100um이하 두께 1um크기의 분말로 제조하였다. 제조된 분말은 응력제거 및 미세구조 제어를 위해 320oC에서 7시간 동안 열처리하였다. In order to prepare a raw material of the soft magnetic powder, an amorphous alloy Fe-Si-B was prepared. Specifically, as a starting material, Fe-B was used as a mother alloy, and electrolytic iron (Fe) and Si were mixed therein to match the composition ratio, melted together in a melting furnace, and an ingot having a Fe 79 (Si, B) 21 composition was prepared. . Subsequently, after charging the ingot into the high frequency induction furnace, power was applied to the high frequency induction furnace to add high frequency energy to the ingot to completely melt the ingot. Subsequently, a high temperature molten metal was sprayed onto a cooling roll rotating at high speed through a nozzle to produce an amorphous alloy ribbon having a thickness of 0.02 mm. The prepared amorphous ribbon was made into a powder through a hammer mill. The powder produced through the hammer mill was made into a powder having a size of 100 μm or less and a thickness of 1 μm through a ball mill process for the sake of flaking. The prepared powder was heat treated at 320 ° C. for 7 hours for stress relief and microstructure control.
상기와 같이 제조된 합금 분말은 유전체층을 형성하기 위해 각각 나노크기의 TiO2 분말(실시예 1,2)과 마이크로 크기의 TiO2분말(실시예 3,4)을 볼밀공정을 이용하여 코팅하였다. 이때, 나노 크기의 TiO2분말이 평균입경은 약 50nm이며, 마이크로크기의 분말의 평균입경은 약20um 이다. 이때, 연자성 분말과 유전체 분말의 혼합 비율은 유전체의 입도에 따라 각각 연자성 분말에 대한 중량비로0.33wt%(실시예 1,3)과 0.66wt%(실시예2,4) 조건으로 제조하였다. 위 공정으로 제조한 코팅한 연자성 분말은 우레탄 수지와 7:3의 비율로 혼합하고, 이를 기판에 코팅한 후 건조하고 기재를 분리함으로써 혼합시트를 제조 하였다. 이 혼합시트를 70oC에서 롤링을 실시함으로써 두께 0.2mm(실시예 1내지 4)의 전자파 흡수체를 제조하였다. The alloy powder prepared as described above was coated with a nano-sized TiO 2 powder (Examples 1 and 2) and a micro-sized TiO 2 powder (Examples 3 and 4) using a ball mill process to form a dielectric layer. At this time, the average particle size of the nano-size TiO 2 powder is about 50nm, the average particle diameter of the micro-size powder is about 20um. In this case, the mixing ratio of the soft magnetic powder and the dielectric powder was prepared under the conditions of 0.33 wt% (Examples 1 and 3) and 0.66 wt% (Examples 2 and 4) in the weight ratio of the soft magnetic powder, respectively, according to the particle size of the dielectric. . The coated soft magnetic powder prepared by the above process was mixed with a urethane resin in a ratio of 7: 3, coated on a substrate, dried and separated to prepare a mixed sheet. The mixed sheet was rolled at 70 ° C. to produce an electromagnetic wave absorber having a thickness of 0.2 mm (Examples 1 to 4).
실시예 5:Example 5: 전자파 흡수체의 제조Preparation of Electromagnetic Wave Absorber
유전체 분말로 연자성 분말을 코팅하지 않고, 연자성 분말, 유전체 분말 및 액상의 우레탄 수지를 동시에 혼합하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전자파 흡수체를 제조하였다. 이 때, 유전체 분말의 평균입경은 약 50nm의 크기를 사용하였으며, 연자성 분말과의 혼합비율은 0.66wt%이다.An electromagnetic wave absorber was manufactured in the same manner as in Example 4, except that the soft magnetic powder was not coated with the dielectric powder, and the soft magnetic powder, the dielectric powder, and the liquid urethane resin were simultaneously mixed. At this time, the average particle diameter of the dielectric powder was used as the size of about 50nm, the mixing ratio with the soft magnetic powder is 0.66wt%.
실시예 6: 전자파 흡수체의 제조Example 6 Preparation of Electromagnetic Wave Absorber
일본 Hitachi 사의 FINEMET 및 독일 Vacuumschmelze 사의 Vitroperm 인 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9조성의 비정질 합금을 분쇄하여 연자성 분말로 사용하고; 유전체 분말로 연자성 분말을 코팅하지 않고, 연자성 분말, 유전체 분말 및 액상의 우레탄 수지를 동시에 혼합한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전자파 흡수체를 제조하였다. 이 때, 유전체 분말의 평균입경은 약 50nm의 크기를 사용하였으며, 연자성 분말과의 혼합비율은 0.66wt%이다.An amorphous alloy of Fe 73.5 Cu 1 Nb 3 Si 13.5 B 9 composition, FINEMET of Japan Hitachi and Vitroperm of Vacuumschmelze, Germany, was ground and used as a soft magnetic powder; The electromagnetic wave absorber was manufactured in the same manner as in Example 4 except that the soft magnetic powder was not coated with the dielectric powder and the soft magnetic powder, the dielectric powder and the liquid urethane resin were mixed at the same time. At this time, the average particle diameter of the dielectric powder was used as the size of about 50nm, the mixing ratio with the soft magnetic powder is 0.66wt%.
실시예 7: 전자파 흡수체의 제조Example 7 Preparation of Electromagnetic Wave Absorber
편상화 전단계의 분말로서 샌더스트 분말을 사용하고; 유전체 분말로 연자성 분말을 코팅하지 않고, 연자성 분말, 유전체 분말 및 액상의 우레탄 수지를 동시에 혼합한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전자파 흡수체를 제조하였다. 이 때, 유전체 분말의 평균입경은 약 50nm의 크기를 사용하였으며, 연자성 분말과의 혼합비율은 0.66wt%이다.Sand dust powder is used as the powder before the stage of flaking; The electromagnetic wave absorber was manufactured in the same manner as in Example 4 except that the soft magnetic powder was not coated with the dielectric powder and the soft magnetic powder, the dielectric powder and the liquid urethane resin were mixed at the same time. At this time, the average particle diameter of the dielectric powder was used as the size of about 50nm, the mixing ratio with the soft magnetic powder is 0.66wt%.
비교예 1: 전자파 흡수체의 제조Comparative Example 1: Preparation of Electromagnetic Wave Absorber
유전체 분말을 사용하지 않고 연자성 분말인 비정질 분말을 우레탄 수지와 70:30의 중량비로 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 전자파 흡수체를 제조하였다.An electromagnetic wave absorber was manufactured in the same manner as in Example 1, except that an amorphous powder, which is a soft magnetic powder, was mixed with a urethane resin in a weight ratio of 70:30 without using a dielectric powder.
비교예 2: 전자파 흡수체의 제조Comparative Example 2: Preparation of Electromagnetic Wave Absorber
유전체 분말을 사용하지 않은 것을 제외하고 실시예 7과 동일한 방법으로 전자파 흡수체를 제조하였다.An electromagnetic wave absorber was manufactured in the same manner as in Example 7, except that the dielectric powder was not used.
비교예 3: 전자파 흡수체의 제조Comparative Example 3: Preparation of Electromagnetic Wave Absorber
비교예 1에서 제조된 전자파 흡수체 윗면에 코팅공정을 이용하여 두께 0.01mm 이하 두께의 유전체 층을 형성하였다. 이 때 사용한 분말은 실시예 1에서 사용한 TiO2이며, 유전체 분말의 평균입경은 약 50nm 이다. A dielectric layer having a thickness of 0.01 mm or less was formed on the upper surface of the electromagnetic wave absorber manufactured in Comparative Example 1 by using a coating process. The powder used at this time was TiO 2 used in Example 1, and the average particle diameter of the dielectric powder was about 50 nm.
비교예 4: 전자파 흡수체의 제조Comparative Example 4: Preparation of Electromagnetic Wave Absorber
비교예 2에서 제조된 전자파 흡수체 윗면에 코팅공정을 이용하여 두께 0.01mm 이하 두께의 유전체 층을 형성하였다. 이 때 사용한 분말은 실시예 1에서 사용한 TiO2이며, 유전체 분말의 평균입경은 약 50nm 이다. A dielectric layer having a thickness of 0.01 mm or less was formed on the upper surface of the electromagnetic wave absorber manufactured in Comparative Example 2 by using a coating process. The powder used at this time was TiO 2 used in Example 1, and the average particle diameter of the dielectric powder was about 50 nm.
시험예: 전자파 흡수체의 전자파 흡수율 평가Test Example: Evaluation of Electromagnetic Absorption Rate of Electromagnetic Wave Absorber
실시예1 내지 7 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 전자파흡수체 시트에 대하여 네트워크 분석기[HP N5230A PNA-L]를 이용하여 전자파 흡수율을 측정하였다. 전자파 흡수율 측정 방식은 마이크로 스트립라인법을 이용하였으며, 측정 시 샘플의 크기는 50mm*50mm였다. The electromagnetic wave absorbers of the electromagnetic wave absorber sheets prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 were measured using a network analyzer [HP N5230A PNA-L]. The electromagnetic wave absorptivity was measured using the micro stripline method, and the size of the sample was 50 mm * 50 mm.
위와 같이 측정한 전자파흡수율을 표 2 및 도6에 나타내었다. The electromagnetic wave absorptivity measured as described above is shown in Table 2 and FIG.
상기의 시험 결과를 살펴보면, 연자성 분말 자체를 유전체 분말로 코팅한 경우(실시예 1~4) 및 연자성 분말 사이에 유전체 분말을 분산시킨 경우(실시예 5~7)의 전자파 흡수율은 유전체 분말을 사용하여 전자파 흡수체 표면에 유전체 층을 형성한 경우(비교에 3 및 4) 및 유전체 분말을 사용하지 않은 경우(비교예 1 및 2) 보다 전자파 흡수율에서 우수한 효과를 나타내었다. Looking at the above test results, the electromagnetic wave absorptivity in the case of coating the soft magnetic powder itself with the dielectric powder (Examples 1 to 4) and dispersing the dielectric powder between the soft magnetic powders (Examples 5 to 7) is the dielectric powder. By using the dielectric layer formed on the surface of the electromagnetic wave absorber (comparatively 3 and 4) and without using the dielectric powder (comparative examples 1 and 2) showed a better effect in the electromagnetic wave absorption rate.
특히, 연자성 분말 자체를 유전체 분말로 코팅한 경우(실시예 1)에는 동일한 유전체 분말로 전자파 흡수체의 표면을 코팅한 경우(비교예 3) 보다 약2.5배의 전자파 흡수 효과를 나타내었다.In particular, when the soft magnetic powder itself was coated with a dielectric powder (Example 1), the electromagnetic wave absorbing effect was about 2.5 times higher than that when the surface of the electromagnetic wave absorber was coated with the same dielectric powder (Comparative Example 3).
본 발명은 유전체층의 기능이 부여된 연자성체층을 포함하는 전자파 흡수체 및 그 연자성체층의 형성방법을 제공한다. 본 발명의 전자파 흡수체는 뛰어난 유전체층 기능을 보유하면서도 그러한 기능 부여에 의한 전자파 흡수체의 두께 증가가 거의 없다. 또한, 간단하고 저럼한 공정으로 제조할 수 있어 매우 경제적이다.The present invention provides an electromagnetic wave absorber including a soft magnetic layer imparted with a function of a dielectric layer and a method of forming the soft magnetic layer. While the electromagnetic wave absorber of the present invention has excellent dielectric layer function, there is almost no increase in thickness of the electromagnetic wave absorber due to such a function. It is also very economical because it can be manufactured in a simple and affordable process.
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