KR20200099344A - 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은,
하는, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법을 제공한다.
하는, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자파는 광범위한 주파수 영역을 갖는 전자기 에너지로서 원래의 명칭은 전자기파(ElectroMagnetric Wave)라고 불린다.
전자파는 공간상에서 전기장이 시간적으로 변화될 경우에 전기장의 주위에 자기장이 발생되고, 또한 자기장이 시간적으로 변화될 경우에 자기장의 주위에 전기장이 발생하는 것이다. 이는 전기력선과 (전계)자력선이 (자계)파의 진행방향과 직각을 이루고 공간을 빛의 속도로 전파하는 파동이다. 즉, 빛, X선, 방송 또는 무선통신용 전파는 모두 전자파이다.
전자파는 파장의 크기에 따라 감마선, 엑스선, 자외선, 가시광선, 적외선 및 전파 등으로 나눌 수 있다. 일반적으로 수맥파라고 불리는 지자계파도 전자파의 일종이라 볼 수 있다.
전자파는 연속적으로 공간 중에 방사되며 매질이 없어도 장거리까지 전파되는 특성을 가지고 있다. 전자파의 전파 속도는 빛의 속도로서 매질의 유무 및 밀도에 상관없이 일정하게 전파된다. 다만, 전자파의 진행방향에 방해물이 있을 경우에 투과, 반사, 굴절, 회절 또는 흡수되어 다른 에너지로 전환된다. 예를 들면, 전자파가 인체를 만나게 되면 일부는 투과 또는 반사하게 되고 일부는 체내로 흡수되어 열에너지 등으로 변환된다.
전자파가 사람 또는 장비에 불필요한 방해를 끼치는 경우에 이를 차단하여 한 공간에서 다른 공간으로 전자기적 감응(susceptibility)을 저하시키는 것을 전자파 차폐(EMI/EMC shield)라고 한다.
텔레비전 방송신호 및 라디오 방송신호의 수신, 통신기기의 송수신과정, 각종 기기의 원격 작동 등은 모두 전자파 에너지가 매개체로 작용하고 있기 때문에 우리는 일상 생활에서 전자파 에너지와 아주 밀접한 관련을 갖는다.
그런데, 텔레비전 방송을 위해 방송국이나 중계소에서 방사된 텔레비전 전자파는 텔레비전 방송신호를 수신하고 있는 텔레비전 수상기 등과 같은 장비에게는 유효한 전자파로 간주할 수 있지만, 이러한 텔레비전 전자파에 의해 다른 전자파 신호가 영향을 받게 된다면 이 텔레비전 전자파는 상대적으로 방해 전자파일 수 있다.
따라서, 일상생활에서는 유효 전자파와 방해 전자파라는 개념이 동시에 존재한다고 볼 수 있다. 상기 방해 전자파는 전달경로에 따라서 전도성과 방사성으로 구분되는데, 방사성 방해현상을 감소시키는 기술에는 차폐(shield) 기술이 가장 효과적이다.
본 발명의 일 목적은, 전자파를 효과적으로 차폐하면서도 탄성 복원력을 갖는, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법은, 실리콘에 대해 탄소나노튜브를 혼합하여 혼합물을 구성하는 단계; 상기 혼합물에 프레스 경화제를 첨가하고 롤 배합기로 배합하여 배합물을 만드는 단계; 및 상기 배합물을 열 프레스기로 프레스하여 상기 배합물이 가열 및 경화 과정을 수반하며 전자파 차폐성 복합 실리콘으로 성형하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 실리콘에 대해 탄소나노튜브를 혼합하여 혼합물을 구성하는 단계에서, 상기 실리콘 100 중량부에 대하여, 상기 탄소나노튜브는 3 ~ 5 중량부로 혼합될 수 있다.
여기서, 상기 혼합물에 프레스 경화제를 첨가하고 롤 배합기로 배합하여 배합물을 만드는 단계에서, 상기 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 프레스 경화제는 1 ~ 2 중량부로 배합될 수 있다.
여기서, 상기 배합물을 열 프레스기로 프레스하여 상기 배합물이 가열 및 경화 과정을 수반하며 전자파 차폐성 복합 실리콘으로 성형하는 단계에서, 상기 전자파 차폐성 복합 실리콘의 표면저항은 10^6 Ω 내지 10^9 Ω 범위 내인 것일 수 있다.
여기서, 상기 배합물을 열 프레스기로 프레스하여 상기 배합물이 가열 및 경화 과정을 수반하며 전자파 차폐성 복합 실리콘으로 성형하는 단계에서, 상기 전자파 차폐성 복합 실리콘의 경도는 25 sh A 내지 35 sh A 범위 내일 수 있다.
여기서, 상기 배합물을 열 프레스기로 프레스하여 상기 배합물이 가열 및 경화 과정을 수반하며 전자파 차폐성 복합 실리콘으로 성형하는 단계에서, 상기 배합물은 상기 열 프레스기에서 170℃ 온도로 200초 동안 프레스될 수 있다.
여기서, 상기 전자파 차폐성 복합 실리콘의 표면에 묻은 먼지를 테이프에 접착시켜 제거하는 단계가 더 구비될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법에 의하면, 실리콘과 함께 카본과 탄소나노튜브를 포함하여 전기 전도성을 가짐에 따라 전자파를 효과적으로 차폐하면서도, 실리콘에 의해 탄성 복원력을 갖게 된다.
이러한 전자파 차폐성 복합 실리콘은 마찰이 심한 반도체 장비 등에 사용될 때 마찰로 인한 충격을 흡수하면서도 또한 그 마찰로 인해 발생한 정전기를 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 2는 도 1의 프레스 단계(S5)에 수반되는 세부 과정을 보인 순서도이다.
도 2는 도 1의 프레스 단계(S5)에 수반되는 세부 과정을 보인 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법에 대한 순서도이다.
본 도면을 참조하면, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법은, 혼합 단계(S1), 배합 단계(S3), 프레스 단계(S5)를 포함하고, 나아가 이물질 제거 단계(S7)를 포함할 수 있다.
혼합 단계(S1)는 실리콘에 대해 탄소나노튜브(CNT; Carborn Nanotube)를 혼합한 혼합물을 만드는 단계이다. 여기서, 실리콘은 완충성 또는 탄성 복원력을 제공하는 것이고, 탄소나노튜브는 전기 전도성을 제공하는 것이다. 전자가 바인더라면, 후자는 필러이다. 여기서, 실리콘 100 중량부에 대해, 탄소나노튜브는 3 내지 5 중량부로 혼합될 수 있다. 탄소나노튜브가 3 중량부 미만으로 혼합되면, 상기 혼합물을 가지고 성형한 제품의 전도성이 요구되는 기준에 미치지 못하는 문제가 있다. 이와 달리, 탄소나노튜브가 5 중량부를 초과하여 혼합되면, 상기 혼합물을 가지고 성형한 제품의 물리적 성능이 요구되는 기준에 미치지 못하는 문제가 있다. 구체적으로, 전자파 차폐성 복합 실리콘의 경도가 요구되는 성능 범위를 넘어서서 그의 복원력에 문제가 발생할 수 있다.
배합 단계(S3)는 위의 혼합물에 대해 프레스 경화제를 배합하여 배합물을 만드는 단계이다. 프레스 경화제는 프레스 단계(S5)에서 위 혼합물이 성형되게 하기 위해 첨가된다. 상기 혼합물과 프레스 경화제는 롤 배합기를 통해 그들이 고루 섞이도록 배합될 수 있다.
프레스 경화제는 프레스 단계(S5) 중에, 상기 배합물이 경화되게 하는 역할을 수행한다. 이러한 프레스 경화제는, 상기 혼합물 100 중량부에 대해, 1 내지 2 중량부로 배합될 수 있다. 프레스 경화제가 1 중량부 미만으로 첨가되면, 상기 혼합물이 프레스 단계(S5) 중에 제대로 경화되지 못하게 된다. 또한, 프레스 경화제가 2 중량부를 초과하여 첨가되면, 프레스 단계(S5) 중에 상기 혼합물이 급속히 경화되면서 원하는 형상을 제대로 구현하지 못하는 문제가 있다.
프레스 단계(S5)는 상기 배합물을 가열과 경화 과정을 수반하도록 열 프레스기로 프레스하여 전자파 차폐성 복합 실리콘을 성형하는 단계이다. 상기 열 프레스기로는, 상기 배합물에 대해 170℃ 온도로 200초 동안 프레스 작업이 이루어질 수 있다.
이물질 제거 단계(S7)는 프레스 단계(S5)에서 획득된 전자파 차폐성 복합 실리콘에서 이물질을 제거하는 단계이다. 구체적으로, 이 단계에서는 전자파 차폐성 복합 실리콘에 테이프를 붙였다가 떼는 방식으로 그 표면에 묻은 이물질이 제거될 수 있다. 이를 위해, 작업자는 양면 테이프가 장착된 손잡이 롤을 전자파 차폐성 복합 실리콘의 표면에 대해 굴려서, 먼지 등의 이물질을 제거할 수 있다.
이상의 프레스 단계(S5)의 구체적 내용은 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 프레스 단계(S5)에 수반되는 세부 과정을 보인 순서도이다.
도 2를 참조하면, 프레스 단계(S5)에서는 상기 배합물에 대한 가압 과정(S11) 및 가열 과정(S13)이 동시에 이루어질 수 있다. 가압 과정(S11)에서 열 프레스기는 약 150톤(150톤의 덩어리가 누르는 힘)의 압력으로 상기 배합물을 가압할 수 있다. 가열 과정(S13)은 약 170℃ 온도로 이루어질 수 있다. 이상과 달리, 상기 배합물에 대한 가열 과정(S13)이 먼저 시작된 후에, 가압 과정(S11)이 실행될 수도 있다.
가압 과정(S11) 및 가열 과정(S13) 후에는, 경화 과정(S15)이 이루어진다. 경화 과정은 상기 열 프레스 자체에서 이루어질 수 있다.
이러한 가압, 가열, 및 경화를 수반하는 프레스는 200초 동안 이루어질 수 있다. 이러한 프레스에 의해, 전자파 차폐성 복합 실리콘이 성형된다(S15). 이렇게 성형된 전자파 차폐성 복합 실리콘은 표면저항이 10^6 Ω 내지 10^9 Ω 범위 내가 됨을 발명자는 확인하였다. 표면저항이 10^6 Ω 미만이면, 도전성이 좋아져서 모듈 장비에서 스파크가 발생할 가능성이 높아진다. 이와 달리, 표면저항이 10^9 Ω 초과이면, 도전성이 나빠져서 대전방지(정전기 방지)가 안될 가능성이 높아진다. 나아가, 그의 경도는 25 sh A 내지 35 sh A 범위 내가 된다.
상기와 같은 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
Claims (7)
- 실리콘에 대해 탄소나노튜브를 혼합하여 혼합물을 구성하는 단계;
상기 혼합물에 프레스 경화제를 첨가하고 롤 배합기로 배합하여 배합물을 만드는 단계; 및
상기 배합물을 열 프레스기로 프레스하여 상기 배합물이 가열 및 경화 과정을 수반하며 전자파 차폐성 복합 실리콘으로 성형하는 단계를 포함하는, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
실리콘에 대해 탄소나노튜브를 혼합하여 혼합물을 구성하는 단계에서,
상기 실리콘 100 중량부에 대하여, 상기 탄소나노튜브는 3 ~ 5 중량부로 혼합되는, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 혼합물에 프레스 경화제를 첨가하고 롤 배합기로 배합하여 배합물을 만드는 단계에서,
상기 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 프레스 경화제는 1 ~ 2 중량부로 배합되는, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 배합물을 열 프레스기로 프레스하여 상기 배합물이 가열 및 경화 과정을 수반하며 전자파 차폐성 복합 실리콘으로 성형하는 단계에서,
상기 전자파 차폐성 복합 실리콘의 표면저항은 10^6 Ω 내지 10^9 Ω 범위 내인 것인, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 배합물을 열 프레스기로 프레스하여 상기 배합물이 가열 및 경화 과정을 수반하며 전자파 차폐성 복합 실리콘으로 성형하는 단계에서,
상기 전자파 차폐성 복합 실리콘의 경도는 25 sh A 내지 35 sh A 범위 내인 것인, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 배합물을 열 프레스기로 프레스하여 상기 배합물이 가열 및 경화 과정을 수반하며 전자파 차폐성 복합 실리콘으로 성형하는 단계에서,
상기 배합물은 상기 열 프레스기에서 170℃ 온도로 200초 동안 프레스되는, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전자파 차폐성 복합 실리콘의 표면에 묻은 먼지를 테이프에 접착시켜 제거하는 단계를 더 포함하는, 전자파 차폐성 복합 실리콘 제조 방법.
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