KR20180134554A - 차폐필름 및 그의 제조방법 - Google Patents

차폐필름 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR20180134554A KR1020170072414A KR20170072414A KR20180134554A KR 20180134554 A KR20180134554 A KR 20180134554A KR 1020170072414 A KR1020170072414 A KR 1020170072414A KR 20170072414 A KR20170072414 A KR 20170072414A KR 20180134554 A KR20180134554 A KR 20180134554A
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Abstract

본 발명은 차폐필름 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름용 조성물은 비정질(amorphous) 금속 분말; 및 결정질(crystalline) 저융점 금속;을 포함하고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차폐필름의 제조방법은, 비정질 금속 분말 및 결정질 저융점 금속 분말을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 및 상기 소결체를 성형하는 단계;를 포함한다.

Description

차폐필름 및 그의 제조방법{SHIELDING FILM AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 차폐필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 전자기기의 소형화, 경량화 등의 추세를 보이고 있는 PC, 휴대폰, 디지털 기기의 급속한 보급은 직장이나 가정에 까지도 전자파의 홍수를 초래하고 있어, 일렉트로닉스 산업의 발전과 함께 전자파 장해(Electromagnetic interference; EMI)의 위협이 더욱 높아지고 있다. 이러한 전자파 장해는 전자기기의 오동작에서부터 공장의 전소 사고에 이르기까지 다양하게 나타나고 있으며, 나아가 전자파가 인체에 부정적인 영향을 미치는 연구 결과가 속속 발표되면서 건강에 대한 우려와 관심도 높아지고 있는 가운데, 선진국을 중심으로 전자파 장해에 대한 규제 강화와 대책 마련에 부심하고 있는 실정이다. 따라서 다양한 전자·전기 제품에 대한 전자파 차폐 기술은 일렉트로닉스 산업의 핵심 기술 분야로 떠오르고 있다.
전자파를 차폐하기 위한 종래의 기술로는, 절연물질인 고무 조성물에 전자파 차폐 물질인 페라이트를 분말 또는 칩의 형태로 첨가하여 사출 또는 압출 성형의 방식으로 전자파 차폐 기능을 갖는 고무를 제조하거나, 또는 고무, 열가소성수지, 열가소성수지 중 어느 하나의 물질에 입자상의 전자파 흡수제와 전도성 물질을 혼합하여 압출 성형의 방식으로 전자파 차폐 기능을 갖는 매트를 제조하여 전자파가 발생되는 제품에 부착시키는 등 다양한 방식이 적용되고 있다. 그러나, 이러한 방식으로 제조된 제품들은 각각 다른 비중의 조성물들이 혼합되어 성형되는 것으로서, 이 때 조성물들의 충분한 혼합이 이루어지지 않을 경우에는 조성물들의 비중 차로 전자파 흡수제와 전도성 물질의 균일한 분포가 어렵기 때문에 전자파 차폐 기능이 균일하게 일어나지 못하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전자파 차폐 물질이 일체화된 상태로 전자파를 차폐시킬 수 있는 차폐필름 및 그의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비정질(amorphous) 금속 분말; 및 결정질(crystalline) 저융점 금속;을 포함하는, 차폐필름을 제공한다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속은 상기 비정질 금속 분말 사이를 충진하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속은 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 용융되는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속의 융점은 200℃ 내지 500℃인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말은, Cu, Zr, Ti, Co 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속은, Zn, Al, Ni, Mg, Te 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말 : 상기 결정질 저융점 금속의 혼합비는 9 : 1 내지 7 : 3인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말은 구형인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말의 크기는, 5 ㎛ 내지 50 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 비정질 금속 분말 및 결정질 저융점 금속 분말을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 및 상기 소결체를 성형하는 단계;를 포함하는, 차폐필름의 제조방법을 제공한다.
일 측에 따르면, 상기 혼합물은 고분자 바인더 또는 카본 바인더를 더 포함하고, 상기 혼합물을 제조하는 단계 이후에, 상기 고분자 바인더 또는 카본 바인더를 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더 또는 카본 바인더는 상기 혼합물 중 5 중량% 내지 50 중량%인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더는, PVP, PVA, PVC, 셀룰로오스계 수지, 폴리 염화비닐수지, 공중합 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리돈계 수지, 아크릴 수지, 아세트산비닐-아크릴산에스테르 공중합 수지, 부티랄 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 로진에스테르 수지, 폴리에스테르 수지, 지방산 에스테르 수지 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속 분말은 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 용융되는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속 분말의 융점은 200℃ 내지 500℃인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말은, Cu, Zr, Ti, Al, Ni, Co 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속 분말은, Pb, Zn, Mg, Bi, Si, Sn, Te, Cd, Ga, Ce, Ru 및 In로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말은 상기 혼합물 중 70 중량% 내지 90중량%이고, 상기 결정질 저융점 금속 분말은 상기 혼합물 중 5 중량% 내지 30 중량%인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말 및 상기 결정질 저융점 금속 분말은, 각각, 구형인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말의 크기는, 5 ㎛ 내지 50 ㎛이고, 상기 결정질 저융점 금속 분말의 크기는, 20 ㎛ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름은, 비정질 금속 분말 사이의 공극을 종래의 접착성 수지 또는 바인더 등을 사용하지 않고도, 결정질 저융점 금속에 의해 물리적으로 확실하게 일체화시킬 수 있다. 따라서, 전자기기에서 발생하는 전자파에 대한 우수한 차폐성능을 확보할 수 있으므로 결과적으로 전자기기의 고성능화에 따른 고성능의 전자파 차폐를 보장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름의 제조방법은, 간단한 제조 공정으로, 비정질 금속 분말 사이의 공극을 결정질 저융점 금속 분말을 용융시켜 물리적으로 확실하게 상호 일체로 결합된 차폐필름을 제조할 수 있다. 견고한 결합 상태가 유지되므로 외력에 의한 부분 탈락 현상을 안정적으로 억제할 수 있어 향상된 차폐성능을 가지는 차폐필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름을 개략적을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 차폐필름 및 그의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비정질(amorphous) 금속 분말; 및 결정질(crystalline) 저융점 금속;을 포함하는, 차폐필름을 제공한다.
일 측에 따르면, 비정질 금속 분말은, 물질의 내부가 균일하여 결정의 특징적인 결정 영역, 입자계면, 또는 전위 등이 없는 무정형으로만 이루어진 재료를 의미한다. 비정질 금속은 결정질 합금의 특성인 장거리 질서를 가지지 않지만, 화학 결합의 성질 때문에 원자 길이 규모에서 약간의 단거리 질서를 가질 수 있다. 여기서, 질서 및 무질서라는 용어는 다입자계에서 어떤 대칭 또는 상관관계의 존재 또는 부재를 나타내는 개념으로 사용되었고, 장거리 질서 및 단거리 질서라는 용어는 물질에서의 질서를 길이 규모에 기초해서 구별하는 개념으로 사용되었다. 비정질 합금과 결정질 합금은 X선 회절 및 투과전자현미경과 같은 구조 특성화 기술에 의해 결정되는 격자 주기성에 따라 구별될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름을 개략적을 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름(100)은, 비정질 금속 분말(110) 및 결정질 저융점 금속(120)을 포함한다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속(120)은 상기 비정질 금속 분말(110) 사이를 충진하는 것일 수 있다. 본 발명에서 상기 결정질 저융점 금속(120)은 비정질 금속 분말이나 저융점 합금 분말 보다 작은 분말이 일부 용융된 상태일 수 있다. 무질서하게 배치된 상기 비정질 금속 분말(110)이 융점 근처로 온도가 상승할 경우, 원자 배치가 정렬이 되어 비정질 금속의 성질을 잃어버리게 된다. 따라서, 상기 결정질 저융점 금속(120)은 결정질 저융점 금속 분말이 용융되어 상기 비정질 금속 분말(110) 사이를 거의 공극 없이 제거하여 상기 비정질 금속 분말(110)들을 물리적으로 일체로 결합되게 충진할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속(120)은 상기 비정질 금속 분말(110)의 융점보다 낮은 온도에서 용융되는 것일 수 있다. 상기 비정질 금속 분말 보다 입자 크기가 작은 결정질 저융점 금속(120)이 상기 비정질 금속 분말(110) 사이에 분산되어 저온에서 용융되어 일부 액상화된 후, 비정질 금속 분말(110) 간의 공극 사이에 스며들어서 비정질 금속 분말(110) 간을 결합시켜 접착력을 향상시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속(120)의 융점은 200℃ 내지 500℃인 것일 수 있다. 상기 결정질 저융점 금속의 융점이 200℃ 미만인 경우, 비정질 금속 분말의 융점 근처로 온도가 상승되지 않아 무질서한 원자의 배치가 정렬되지 않을 수 있고, 500℃ 초과인 경우 상기 결정질 저융점 금속이 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 용융되어야 하는데, 결정질 저융점 금속보다 비정질 금속 분말의 융점이 매우 높은 재료를 사용해야 하는 문제가 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말(110)은, Cu, Zr, Ti, Co 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속(120)은, Zn, Al, Ni, Mg, Te 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말 : 상기 결정질 저융점 금속의 혼합비는 9 : 1 내지 7 : 3인 것일 수 있다. 상기 비정질 금속 분말이 상기 결정질 저융점 금속의 함량보다 너무 적은 경우, 투자율이 감소하여 전자파 차폐가 효율적이지 않고, 상기 비정질 금속 분말이 상기 결정질 저융점 금속의 함량보다 너무 많은 경우, 균일한 혼합을 이룰 수 없어 차폐필름의 구조가 불완전하여 물성 균일도가 낮아질 수 있다. 상기 비정질 금속 분말 및 상기 결정질 저융점 금속의 입자크기에 따라 첨가되는 양은 달라질 수도 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말(110)은 구형인 것일 수 있다. 상기 비정질 금속 분말은 애스펙트비(aspect ratio)가 1.0 내지 1.5인 것일 수 있다. 애스펙트비는, 비정질 금속 분말의 가장 짧은 지름의 길이에 대한 가장 긴 지름의 비율로 정의되며, 그 값은 1.0 이상 1.5 이하로 제어될 수 있다. 애스펙트비가 1.0이면, 비정질 금속 분말이 완전한 구상이라는 것을 의미하며, 애스펙트비가 1.5이면, 비정질 금속 분말이 타원단면을 갖는 입체라는 것을 의미한다. 애스펙트비가 1.5 초과이면, 구형보다는 편형/판상형의 입상이라고 할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말(110)의 크기는, 5 ㎛ 내지 50 ㎛인 것일 수 있다. 상기 비정질 금속 분말(110)의 크기가 상기 범위를 벗어나는 경우 추후에 차폐필름의 상기 비정질 금속 분말(110) 간의 공극이 증가하여 저항이 상승할 수 있다. 상기 입자크기 범위의 비정질 금속 분말(110)이 상기 결정질 저융점 금속(120)의 혼합 시 적층률이 우수할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 차폐필름(100)은 전자기기의 내부에 배치되는 전자부품의 주위를 감싸도록 배치됨으로써 전자부품으로부터 발생하는 전자파를 일정수준의 범위에서 차단할 수 있다. 이때 차폐필름의 두께에 따라 전자파를 차폐하는 성능이 달라질 수 있다. 상기 차폐필름(100)의 두께는 25 ㎛ 내지 100 ㎛인 것일 수 있다. 상기 차폐필름(100)의 두께가 25 ㎛ 미만인 경우 전자파 차폐 효율이 떨어지고, 상기 차폐필름(100)의 두께가 100 ㎛ 초과인 경우 불필요하게 차폐필름(100)이 두꺼워지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름은, 비정질 금속 분말 사이의 공극을 종래의 접착성 수지 또는 바인더 등을 사용하지 않고도, 결정질 저융점 금속에 의해 물리적으로 확실하게 일체화시킬 수 있다. 따라서, 전자기기에서 발생하는 전자파에 대한 우수한 차폐성능을 확보할 수 있으므로 결과적으로 전자기기의 고성능화에 따른 고성능의 전자파 차폐를 보장할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 비정질 금속 분말 및 결정질 저융점 금속 분말을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 및 상기 소결체를 성형하는 단계;를 포함하는, 차폐필름의 제조방법을 제공한다.
일 측에 따르면, 상기 혼합물은 고분자 바인더 또는 카본 바인더를 더 포함하고, 상기 혼합물을 제조하는 단계 이후에, 상기 고분자 바인더 또는 카본 바인더를 제거(탈지)하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 2의 (a)는 혼합물 제조 단계, 도 2의 (b)는 고분자 바인더 제거(탈지) 단계, 도 2의 (c)는 소결 단계를 도시한다.
일 측에 따르면, 상기 혼합물 제조 단계는, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 비정질 금속 분말(110), 결정질 저융점 금속 분말(120a) 및 고분자 바인더(130)를 혼합하여 혼합물을 제조할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속 분말(120a)은 상기 비정질 금속 분말(110)의 융점보다 낮은 온도에서 용융되는 것일 수 있다. 상기 비정질 금속 분말 보다 입자 크기가 작은 결정질 저융점 금속 분말(120a)이 상기 비정질 금속 분말(110) 사이에 분산되어 저온에서 용융되어 일부 액상화된 후, 비정질 금속 분말(110) 간의 공극 사이에 스며들어서 비정질 금속 분말(110) 간을 결합시켜 접착력을 향상시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속 분말(120a)의 융점은 200℃ 내지 500℃인 것일 수 있다. 상기 결정질 저융점 금속 분말의 융점이 200℃ 미만인 경우, 비정질 금속 분말의 융점 근처로 온도가 상승되지 않아 무질서한 원자의 배치가 정렬되지 않을 수 있고, 500℃ 초과인 경우 상기 결정질 저융점 금속 분말이 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 용융되어야 하는데, 결정질 저융점 금속 분말보다 비정질 금속 분말의 융점이 매우 높은 재료를 사용해야 하는 문제가 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말(110)은, Cu, Zr, Ti, Co 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속 분말(120a)은, Zn, Al, Ni, Mg, Te 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말은 상기 혼합물 중 70 중량% 내지 90 중량%인 것일 수 있다. 상기 비정질 금속 분말이 상기 혼합물 중 70 중량% 미만인 경우 투자율이 감소되어 전자파를 효율적으로 차폐할 수 없으며, 90 중량% 초과인 경우, 균일한 혼합을 이룰 수 없어 차폐필름의 구조가 불완전하여 물성 균일도가 낮아질 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속 분말은 상기 혼합물 중 5 중량% 내지 30 중량%인 것일 수 있다. 상기 결정질 저융점 금속 분말은 상기 혼합물 중 5 중량% 미만인 경우, 상기 비정질 금속 분말을 효율적으로 용융 접합할 수 없게 되고, 30 중량% 초과인 경우 투자율이 감소되어 전자파를 효율적으로 차폐할 수 없다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말의 함량에 따라서 차폐필름의 투자율을 조정할 수 있다. 상기 비정질 금속 분말의 함량이 증가할수록 투자율을 증가시킬 수 있고, 상기 비정질 금속 분말의 함량이 감소할수록 투자율을 감소시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말(110) 및 상기 결정질 저융점 금속 분말(120a)은, 각각, 구형인 것일 수 있다. 상기 금속 분말은 애스펙트비(aspect ratio)가 1.0 내지 1.5인 것일 수 있다. 애스펙트비는, 금속 분말의 가장 짧은 지름의 길이에 대한 가장 긴 지름의 비율로 정의되며, 그 값은 1.0 이상 1.5 이하로 제어될 수 있다. 애스펙트비가 1.0이면, 금속 분말이 완전한 구상이라는 것을 의미하며, 애스펙트비가 1.5이면, 금속 분말이 타원단면을 갖는 입체라는 것을 의미한다. 애스펙트비가 1.5 초과이면, 구형보다는 편형/판상형의 입상이라고 할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 비정질 금속 분말(110)의 크기는, 5 ㎛ 내지 50 ㎛이고, 상기 결정질 저융점 금속 분말(120a)의 크기는, 20 ㎛ 이하인 것일 수 있다. 상기 비정질 금속 분말(110) 및 상기 결정질 저융점 금속 분말(120a)의 입자크기가 상기 범위를 벗어나는 경우 상기 저융점 금속 분말(120a)이 상기 비정질 금속 분말(110)의 사이에서 공극을 효율적으로 감소시키기 어려울 수 있다. 상기 비정질 금속 분말(110) 및 상기 저융점 금속 분말(120a) 입자들 간의 공극이 증가하여 저항이 상승할 수 있다. 상기 입자크기 범위의 비정질 금속 분말(110) 및 상기 저융점 금속 분말(120a)의 혼합 시 밀도가 높고 치밀하여 적층률이 우수할 수 있고, 고분자 바인더와의 혼합 시 균일하게 분산될 수 있으며, 소결 특성이 우수하게 된다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더(130)는 비정질 금속 분말(110) 및 결정질 저융점 금속 분말(120a)을 효과적으로 분산시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더(130) 또는 카본 바인더는 상기 혼합물 중 5 중량% 내지 50 중량%인 것일 수 있다. 상기 고분자 바인더 또는 카본 바인더가 상기 혼합물 5 중량% 미만인 경우 일정한 형상을 구현할 수 없으며, 상기 고분자 바인더 또는 카본 바인더가 50 중량% 초과인 경우 비정질 금속 분말 및 결정질 저융점 금속 분말에 비해 고분자 바인더 또는 카본 바인더의 상대량이 너무 많아 점도가 낮아지고, 성형성이 떨어질 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더(130)의 유동성을 고려하여, 예를 들어, 상기 고분자 바인더의 밀도가 2 g/㎤ 이하인 것을 사용할 수 있다. 상기 밀도 범위 내의 고분자 바인더가 사용되는 경우, 혼합되는 비정질 금속 분말(110) 및 결정질 저융점 금속 분말(120a)이 한 부분에 모여 균일성을 떨어뜨리거나, 비정질 금속 분말(110) 및 결정질 저융점 금속 분말(120a)이 고분자 바인더(130)와 균일하게 혼합되지 않는 것을 방지할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더(130) 또는 카본 바인더는 비정질 금속 분말(110) 및 결정질 저융점 금속 분말(120a)을 효과적으로 분산시키기 위한 분산제 역할을 수행하는 것일 수 있다. 상기 고분자 바인더(130) 또는 카본 바인더는 정전기적 반발력과 고분자 사슬 고유 특성에 의한 입체적 장애 효과를 통해 상기 금속 분말 및 저융점 금속 분말의 분산성을 향상시키고, 재응집을 막을 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더(130)는, PVP, PVA, PVC, 셀룰로오스계 수지, 폴리 염화비닐수지, 공중합 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리돈계 수지, 아크릴 수지, 아세트산비닐-아크릴산에스테르 공중합 수지, 부티랄 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 로진에스테르 수지, 폴리에스테르 수지, 지방산 에스테르 수지 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더(130) 중 상기 지방산 에스테르는 파라핀 왁스, 카나우바 왁스(canauba wax), 미소결정 왁스(microcrystalline wax), 밀랍(bee's wax), 몬탄 왁스(montan wax), 저팬 왁스(japan wax), 라놀린 왁스(lanoline wax), 차이니즈 왁스(Chinese wax), 라이스 왁스(rice wax), 칸델릴라 왁스(candelilla wax), 오우리큐리 왁스(ouricury wax), 실리콘 왁스(silicon wax) 및 플루오로 왁스(fluoro wax)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 왁스계 고분자 바인더는 저융점 및 저점도 특성을 가지고 있으므로, 낮은 압력에서도 사출이 가능하다.
일 측에 따르면, 상기 혼합물은, 예를 들어, 단축압출기, 이축압출기, 볼밀(ball-mill), 롤밀(roll-mill), 니더(kneader) 또는 벤버리 믹서(banbury mixer) 등과 같은 배합 가공기기를 이용하여, 70 ℃ 내지 300 ℃의 온도 범위에서 30 rpm 내지 100 rpm의 회전력을 부여하여 0.5 시간 내지 8 시간 용융 혼련하여 제조하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 혼합이 끝난 상기 혼합물은 상온에서 냉각 및 건조하는 단계를 수행할 수도 있다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더 또는 카본 바인더 제거(탈지) 단계는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 혼합물 내에서 고분자 바인더(130) 또는 카본 바인더를 제거하는 공정이다. 진공로 내에서 열분해 방식으로 탈지가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 고분자 바인더 탈지는, 질소(N2), 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스와 수소 가스를 포함하는 진공상태 (진공도: 10-6 내지 10-3 기압) 또는 대기 상태에서 제1 단계로서 상온에서 300 ℃까지 0.5 ℃/min 내지 1 ℃/min의 승온 속도로 상기 혼합물을 가열한 후 300 ℃에서 3 시간 내지 5 시간 동안 유지하고, 제2 단계로서 300 ℃ 내지 700 ℃까지 0.5 ℃/min 내지 1 ℃/min의 승온 속도로 상기 혼합물을 가열한 후 700 ℃에서 3 시간 내지 5 시간 동안 유지함으로써 이루어질 수 있다. 상기 비정질 금속 분말(110) 및 결정질 저융점 금속 분말(120a)의 크기에 따라, 탈지 공정의 온도는 조절될 수 있다.
일 측에 따르면, 고분자 바인더 또는 카본 바인더 제거(탈지) 단계는, 구체적으로, 승온 초기 온도 범위에서는 고분자 바인더가 탈지되기 위한 통로가 조성물 가공체 내에 형성되고, 중간 온도 범위에서는 저온용 고분자 바인더의 탈지가 이루어지며, 고온 범위에서는 고온용 고분자 바인더의 탈지가 순차적으로 이루어질 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 고분자 바인더 제거 단계 이후 상기 고분자 바인더를 탈지시킨 혼합물을 유압프레스를 이용하여 예비성형하는 예비성형 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 예비성형 단계는 유압프레스의 압력 범위를 조절하여 원하는 두께로 제조할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 소결 단계는, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 혼합물을 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 소결할 수 있다. 상기 소결 단계는 질소(N2), 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스를 대기로서 포함하는 저진공 상태 (10-3 내지 10-1 기압) 또는 고진공 상태 (진공도: 10-6 내지 10-3 기압)에서 수행될 수 있으며, 소결로 내에서 이루어질 수도 있고, 탈지 단계가 완료된 진공로 내에서 연속적으로 수행되도록 할 수도 있다. 상기 소결은, 상기 결정질 저융점 금속 분말(120a)의 융점의 온도범위에서 1 시간 내지 5 시간 동안 유지하는 과정에서 상기 비정질 금속 분말(110) 사이에서 상기 결정질 저융점 금속 분말(120a)이 용융되어 상기 비정질 금속 분말(110) 및 결정질 저융점 금속(120)이 일체로 결합한 소결체, 즉, 차폐필름(100)이 형성될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 결정질 저융점 금속(120)은 결정질 저융점 금속 분말(120a)이 용융되어 상기 비정질 금속 분말(110) 사이를 거의 공극 없이 제거하여 상기 비정질 금속 분말(110)들을 물리적으로 일체로 결합되게 정렬할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 소결체 성형 단계는 도면에 도시하지 않았지만, 상기 소결체를 사출 성형장치를 이용하여 상기 소결체를 금형 내로 사출하여 3D 형상의 성형 가공체를 사출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차폐필름의 제조방법은, 간단한 제조 공정으로, 비정질 금속 분말 사이의 공극을 결정질 저융점 금속 분말을 용융시켜 물리적으로 확실하게 상호 일체로 결합된 차폐필름을 제조할 수 있다. 견고한 결합 상태가 유지되므로 외력에 의한 부분 탈락 현상을 안정적으로 억제할 수 있어 향상된 차폐성능을 가지는 차폐필름을 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 제한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 차폐필름
110: 비정질 금속 분말
120: 결정질 저융점 금속
120a: 결정질 저융점 금속 분말
130: 고분자 바인더

Claims (20)

  1. 비정질(amorphous) 금속 분말; 및
    결정질(crystalline) 저융점 금속;
    을 포함하는, 차폐필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결정질 저융점 금속은 상기 비정질 금속 분말 사이를 충진하는 것인, 차폐필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 결정질 저융점 금속은 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 용융되는 것인, 차폐필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결정질 저융점 금속의 융점은 200℃ 내지 500℃인 것인, 차폐필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비정질 금속 분말은, Cu, Zr, Ti, Co 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 차폐필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 결정질 저융점 금속은, Zn, Al, Ni, Mg, Te 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 차폐필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 비정질 금속 분말 : 상기 결정질 저융점 금속의 혼합비는 9 : 1 내지 7 : 3인 것인, 차폐필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 비정질 금속 분말은 구형인 것인, 차폐필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비정질 금속 분말의 크기는, 5 ㎛ 내지 50 ㎛인 것인, 차폐필름.
  10. 비정질 금속 분말 및 결정질 저융점 금속 분말을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 혼합물을 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 소결하여 소결체를 형성하는 단계; 및
    상기 소결체를 성형하는 단계;
    를 포함하는, 차폐필름의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 혼합물은 고분자 바인더 또는 카본 바인더를 더 포함하고,
    상기 혼합물을 제조하는 단계 이후에,
    상기 고분자 바인더 또는 카본 바인더를 제거하는 단계;
    를 더 포함하는, 차폐필름의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고분자 바인더 또는 카본 바인더는 상기 혼합물 중 5 중량% 내지 50 중량%인 것인, 차폐필름의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 고분자 바인더는, PVP, PVA, PVC, 셀룰로오스계 수지, 폴리 염화비닐수지, 공중합 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리돈계 수지, 아크릴 수지, 아세트산비닐-아크릴산에스테르 공중합 수지, 부티랄 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 로진에스테르 수지, 폴리에스테르 수지, 지방산 에스테르 수지 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 차폐필름의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 결정질 저융점 금속 분말은 상기 비정질 금속 분말의 융점보다 낮은 온도에서 용융되는 것인, 차폐필름의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 결정질 저융점 금속 분말의 융점은 200℃ 내지 500℃인 것인, 차폐필름의 제조방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 비정질 금속 분말은, Cu, Zr, Ti, Al, Ni, Co 및 Fe로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 차폐필름의 제조방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 결정질 저융점 금속 분말은, Pb, Zn, Mg, Bi, Si, Sn, Te, Cd, Ga, Ce, Ru 및 In로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 차폐필름의 제조방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 비정질 금속 분말은 상기 혼합물 중 70 중량% 내지 90 중량%이고,
    상기 결정질 저융점 금속 분말은 상기 혼합물 중 5 중량% 내지 30 중량%인 것인, 차폐필름의 제조방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 비정질 금속 분말 및 상기 결정질 저융점 금속 분말은, 각각, 구형인 것인, 차폐필름의 제조방법.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 비정질 금속 분말의 크기는, 5 ㎛ 내지 50 ㎛이고,
    상기 결정질 저융점 금속 분말의 크기는, 20 ㎛ 이하인 것인, 차폐필름의 제조방법.
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