KR20240032676A - 전자파차폐시트, 이를 제조방법 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents

전자파차폐시트, 이를 제조방법 및 이를 구비하는 전자기기 Download PDF

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KR20240032676A
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Abstract

전자파차폐시트가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파차폐시트는 두께방향으로 대향하는 제1면 및 제2면을 가지며, 일면이 상기 제2면이고 금속층이 외부로 노출된 제1금속피복섬유로 형성된 3차원 네트워크 구조를 가지는 제1전도성부 및 일면이 상기 제1면인 제2전도성부를 포함하는 전자파차폐부, 상기 전자파차폐부의 제1면 상에 배치된 커버부재, 및 전체 두께 중 일부 두께 영역은 상기 전자파차폐부의 제2면 상에 배치되며 나머지 두께 영역은 제2전도성부 내부에 배치된 전도성 점착부재를 포함하여 구현된다. 이에 의하면, 유연성이 우수해 곡면이나 단차가 있는 피착면에도 밀착특성이 좋고, 얇은 두께로 구현될 수 있어서 박형화 되는 전자기기에 채용되기 적합하고, 얇아진 두께에도 우수한 수직 차폐성능을 가지면서 측면으로 누설되는 전자파가 최소화 또는 방지할 수 있다.

Description

전자파차폐시트, 이를 제조방법 및 이를 구비하는 전자기기{EMI shielding sheet, method for manufacturing thereof, and electronic device comprising the same}
본 발명은 전자파차폐시트, 이를 제조방법 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.
전자파란 전계와 자계가 상호 연동하면서 정현파 모양으로 에너지가 이동하는 현상으로서, 무선통신이나 레이더와 같은 전자기기에 유용하게 이용된다. 상기 전계는 전압에 의해 생성되고 거리가 멀어지거나 나무 등의 장애물에 의해 쉽게 차폐되는 반면에, 상기 자계는 전류에 의해 생성되고 거리에 반비례하지만 쉽게 차폐되지 않는 특성이 있다.
한편, 최근의 전자기기는 전자기기 내부 간섭원 또는 외부 간섭원에 의해 발생되는 전자파 장애(electromagnetic interference: EMI)에 민감하여, 전자파에 의해 전자기기의 오동작이 유발될 우려가 있다. 또한, 전자기기를 사용하는 사용자 역시 전자기기에서 발생되는 전자파에 의해 유해한 영향을 받을 수 있다.
이에 따라 최근에는 전자파 발생원 또는 외부에서 방사되는 전자파로부터 전자기기의 부품이나 인체를 보호하기 위한 전자파차폐재에 대한 관심이 급증하고 있다.
상기 전자파차폐재는 통상적으로 도전성 재료로 제조되며, 전자파차폐재를 향해 방사된 전자파는 전자파차폐재에서 반사되거나 그라운드로 흐르게 됨으로써 전자파를 차폐하게 된다. 한편, 상기 전자파차폐재의 일예는 금속케이스나 금속플레이트일 수 있는데, 이와 같은 전자파차폐재는 유연성, 신축성이 발현되기 어렵고, 한 번 제조된 후에는 다양한 형상으로 변형/복원이 쉽지 않음에 따라서 다양한 적용처에 쉽게 채용되기 어려운 문제가 있다. 특히, 금속플레이트와 같은 전차파차폐재는 전자파 발생원인 부품 또는 발생원으로부터 보호가 필요한 부품에 이격 없이 밀착되기 어렵고, 단차나 요철이 있는 부분에서 꺽임으로 인하여 크랙이 발생할 수 있어서 전자파차폐성능을 온전히 발현하기 어려울 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 근래에는 섬유웹 형태의 기재에 전도성을 부여해 전자파차폐 성능과 함꼐 유연성을 확보하고자 하는 시도가 늘고 있다. 그러나 이와 같은 형태의 전자파차폐부재는 유연성이 확보되더라도 요구되는 수준의 전자파 차폐 성능에 도달하기는 쉽지 않다.
이에 최근에는 섬유웹 형태의 전자파차폐재에 이종의 형태 또는 이종의 스펙을 가지는 전자파차폐재를 다수 개 적층시켜서 유연성과 함께 전자파차폐성능을 충분히 확보하려는 시도가 계속되고 있다. 다만 이종의 형태나 이종의 스펙을 가지는 전자파차폐재를 적층 및 상호 고정시키기 위해서 이들 간 계면에 접착제가 사용되는데, 다수의 전자파차폐재를 적층시킴으로써 전자파의 수직 차폐성능이 확보되더라도 측면방향으로 접착제를 따라서 전자파가 외부로 빠져나갈 우려가 있어서 전자파차폐성능을 담보하기 어려운 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제2015-0077238호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전자파 발생원으로부터 발생되는 전자파의 외부 방출을 차단하여 사용자를 보호하고, 기기내 다른 부품 또는 인접하는 다른 기기의 오작동을 방지할 수 있는 전자파차폐시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자기기를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 유연성이 우수해 곡면이나 단차가 있는 피착면에도 밀착특성이 좋고, 얇은 두께로 구현될 수 있어서 박형화 되는 전자기기에 채용되기 적합하며, 얇아진 두께에도 우수한 수직 차폐성능을 가지면서 측면으로 누설되는 전자파가 최소화 또는 방지되는 전자파차폐시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자기기를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 두께방향으로 대향하는 제1면 및 제2면을 가지며, 일면이 상기 제2면이고 금속층(1)이 외부로 노출된 제1금속피복섬유로 형성된 3차원 네트워크 구조를 가지는 제1전도성부, 및 일면이 상기 제1면인 제2전도성부를 포함하는 전자파차폐부; 상기 전자파차폐부의 제1면 상에 배치된 커버부재; 및 전체 두께 중 일부 두께 영역은 상기 전자파차폐부의 제2면 상에 배치되며, 나머지 두께 영역은 제2전도성부 내부에 배치된 전도성 점착부재;를 포함하는 전자파차폐시트를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전자파차폐시트는 전체 두께가 45㎛이하일 수 있다.
또한, 상기 제2전도성부는 금속층이 외부로 노출된 제2금속피복섬유가 형성한 3차원 네트워크 구조를 가지며, 제1면 표면에 오픈된 기공의 크기는 제1전도성부의 제2면 표면에 오픈된 기공의 크기보다 작게 형성된 것일 수 있다. 이때, 상기 제2면 표면의 기공의 평균크기는 2 ~ 6㎛이며, 제1면 표면의 기공의 평균크기는 0.2 ~ 2㎛일 수 있다.
또한, 상기 제1전도성부의 금속층과 상기 제2전도성부의 금속층은 일체로 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 제1전도성부는 제1섬유로 형성된 제1섬유웹을 포함하고, 상기 제2전도성부는 제2섬유로 형성된 제2섬유웹을 포함하며, 상기 제1섬유웹과 제2섬유웹 사이를 고정시키는 융착부를 더 포함하고, 상기 금속층은 적층된 제1섬유웹 및 제2섬유웹의 제1섬유 및 제2섬유 외주면 및 상기 융착부의 외부면을 일체로 피복한 것일 수 있다.
또는, 상기 제1전도성부는 제1섬유로 형성된 제1섬유웹을 포함하고, 상기 제2전도성부는 금속시트이며, 상기 금속시트와 제1섬유웹 사이를 고정시키는 융착부를 더 포함하고, 상기 제1전도성부의 금속층은 상기 제1섬유의 외주면과 상기 융착부의 외부면을 일체로 피복한 것일 있다.
또한, 상기 금속층의 두께는 0.1 ~ 2㎛일 수 있다.
또한, 상기 금속층은 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속재질로 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 제1섬유의 직경은 2 ~ 10㎛이며, 상기 제1섬유웹은 평량이 5 ~ 20g/㎡, 기공도가 30 ~ 70%일 수 있다.
또한, 상기 제2섬유의 직경은 1㎛ 미만이고, 제2섬유웹은 평량이 1 ~ 10g/㎡, 기공도가 20 ~ 60%일 수 있다.
또한, 상기 융착부는 상호 이격된 다수 개의 도트형 핫멜트 접착부재 또는 격자형 핫멜트 접착부재를 통해 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 제1전도성부 내부에 위치하는 전도성 점착부재의 상기 나머지 영역의 두께는 전도성 점착부재 전체 두께의 10 ~ 40% 두께일 수 있다.
또한, 상기 전도성 점착부재는 점착성분 및 상기 점착성분 중에 분산되고 전도성 점착부재 전체 중량의 5 ~ 20 중량%를 차지하는 전도성 필러를 함유할 수 있다.
또한, 상기 커버부재는 특정 재질의 피착면에는 점착되지 않는 재질 선택적 점착부재일 수 있다.
또한, 본 발명은 두께방향으로 대향하는 제1면 및 제2면을 가지며, 일면이 상기 제2면이고 금속층이 외부로 노출된 제1금속피복섬유로 형성된 3차원 네트워크 구조를 가지는 제1전도성부 및 일면이 상기 제1면인 제2전도성부를 포함하는 전자파차폐부를 제조하는 단계, 상기 전자파차폐부의 제2면 상에 전도성 점착부재를 배치시킨 후 가압시켜서 전도성 점착부재의 일부 영역을 상기 제1전도성부 내부에 위치시키는 단계, 및 상기 전자파차폐부의 제1면 상에 커버부재를 배치시키는 단계를 포함하는 전자파차폐시트 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전자파차폐부를 제조하는 단계는 (1) 제1전도성부를 형성하기 위한 제1섬유로 형성된 제1섬유웹 일면 상에 제2전도성부를 형성하기 위한 상기 제1섬유보다 직경이 작은 제2섬유로 형성된 제2섬유웹을 적층시키는 단계 및 (2) 적층된 제1섬유웹 및 제2섬유웹을 일체로 무전해도금하여 제1섬유 및 제2섬유 각각의 외주면을 둘러싸는 금속층을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, (1) 단계는 제1섬유웹 및 제2섬유웹 사이에 도트형 또는 격자형인 핫멜트 접착부재를 배치하는 단계 및 상기 핫멜트 점착부재를 용융시켜서 제1섬유웹과 제2섬유웹을 융착시키는 단계를 포함할 수 있다.
또는, 전자파차폐부를 제조하는 단계는 (A) 제1전도성부를 형성하기 위한 제1섬유로 형성된 제1섬유웹 일면 상에 제2전도성부인 금속시트를 적층시키는 단계, 및 (B) 적층된 제1섬유웹 및 금속시트를 일체로 무전해도금하여 제1섬유의 외주면을 둘러싸는 금속층을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, (A) 단계는 제1섬유웹 및 금속시트 사이에 도트형 또는 격자형인 핫멜트 접착부재를 배치하는 단계 및 상기 핫멜트 점착부재를 용융시켜서 제1섬유웹과 금속시트를 융착시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 도트형 핫멜트 접착부재 또는 격자형 핫멜트 접착부재는 융점이 80 ~ 160℃, 두께가 20㎛ 이하일 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 전자파차폐시트를 포함하는 전자기기를 제공한다.
본 발명에 의한 전자파차폐시트는 전자파 발생원으로부터 발생되는 전자파의 외부 방출을 차단하여 사용자를 보호하고, 기기내 다른 부품 또는 인접하는 다른 기기의 오작동을 방지할 수 있다. 또한, 유연성이 우수해 곡면이나 단차가 있는 피착면에도 밀착특성이 좋고, 얇은 두께로 구현될 수 있어서 박형화 되는 전자기기에 채용되기 적합하다. 나아가 얇아진 두께에도 우수한 수직 차폐성능을 가지면서 측면으로 누설되는 전자파가 최소화 또는 방지할 수 있어서 전기전자 분야 등 산업전반에 널리 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파차폐시트의 단면도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자파차폐시트의 단면도,
도 3은 도 1의 Y-Y'경계선에 따른 단면확대도,
도 4는 도 1의 X-X'경계선에 따른 단면확대도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파차폐시트 제조공정 중 제1섬유웹과 제2섬유웹이 도트형 핫멜트부재를 통해서 일체화 되는 것을 나타낸 모식도, 그리고
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파차폐시트 제조공정 중 제1섬유웹과 제2섬유웹이 격자형 핫멜트 부재를 통해서 일체화 되는 것을 나타낸 모식도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파차폐시트(100,200)는 두께방향으로 대향하는 제1면(S1) 및 제2면(S2)을 가지는 전자파차폐부(30,130), 상기 전자파차폐부(30,130)의 제1면(S1) 상에 배치된 커버부재(40), 및 상기 전자파차폐부(30,130)의 제2면(S2) 상에 일부 두께영역이 배치된 전도성 점착부재(50)를 포함한다.
상기 전자파차폐부(30,130)는 우수한 수직 차폐성능을 가지도록 일면이 상기 제2면(S2)인 제1전도성부(10,110) 및 일면이 상기 제1면(S1)인 제2전도성부(20,120)를 포함하되, 곡률이나 단차가 있는 피착면에 대한 밀착력 및 유연성을 확보하고, 측면방향으로 전자파가 누설되는 것을 방지하며, 후술하는 전도성 점착부재(50)와 제1전도성부(10,110) 간의 부착력을 높이기 위해서 제1전도성부(10,110)는 제1금속피복섬유(12,121)로 형성된 3차원 네트워크 구조를 갖는 전도성 섬유웹으로 구성된다.
도 3 및 도 5에 도시된 것과 같이 상기 제1금속피복섬유(12)는 제1섬유(11) 및 상기 제1섬유(11)의 외주면을 둘러싸는 금속층(1)을 포함할 수 있다. 또한, 별도로 제조된 제1금속피복섬유(12)가 3차원 네트워크 구조를 형성할 수 있으나, 바람직하게는 상기 3차원 네트워크 구조는 제1섬유(11)가 형성한 3차원 네트워크 구조의 유래일 수 있다. 달리 말하면 제1전도성부(10,110)는 제1섬유(11)로 형성된 제1섬유웹(11')이 갖는 3차원 네크워크 구조를 최대한 유지하면서 금속층(1)이 제1섬유웹(11')의 내부 및 외부 표면을 일정두께로 덮도록 일체로 형성된 것일 수 있고 이를 통해서 보다 낮은 저항특성과, 높은 수직 및 수평차폐성능을 가질 수 있다. 만일 별도로 제조된 제1금속피복섬유(12)를 통해서 3차원네트워크 구조를 형성할 경우 제1금속피복섬유(12) 간 접하는 점 또는 면의 계면이 고정되지 않고 들떠 형상이 유지되기 어렵거나 저항이 증가할 수 있고, 이를 방지하기 위해서 제1금속피복섬유(12) 간 접점이나 접면을 고정시키기 위한 별도의 전도성 접착제가 구비될 경우 상기 전도성 접착제로 인한 기공 폐색이 발생할 수 있어서 3차원 네트워크 구조를 유지하기 어려우며 유연성이 저하될 수 있다. 또한, 전도성 접착제로 인해서 제1전도성부의 전체 두께가 증가할 수 있어서 박막화된 전자파차폐시트를 구현하는데 바람직하지 못할 수 있다.
또한, 상기 제1섬유(11)의 직경은 2 ~ 10㎛이며, 상기 제1섬유웹(11')은 평량이 5 ~ 20g/㎡, 기공도가 30 ~ 70% 및 밀도가 1 ~ 3g/㎝3일 수 있으며, 이를 통해 일정수준 이상의 기계적 강도가 담보되어 작업성이 저해되지 않으면서 제1전도성부 측면을 통한 전자파 누설을 방지하고 개선된 수직 차폐성능을 발현시키기에 유리할 수 있다. 만일 상기 제1섬유의 직경이 2㎛ 미만일 경우 취급성이 저하되며, 부직포 제조가 용이하지 않을 수 있고, 제1전도성부(10,110)의 제2면(S2) 표면에 오픈된 기공의 크기가 작아서 후술하는 전도성 점착부재(50)가 제1전도성부(10,110) 내부로 침투 배치되기 어려울 수 있다. 또한, 제1섬유(11)의 직경이 10㎛를 초과하는 경우 피착면에 대한 밀착성 및 유연성이 저하될 수 있고, 수평방향으로 전자파차폐성능 저하의 우려가 있다.
또한, 제1섬유웹(11')의 평량이 5g/㎡ 미만인 경우 제1섬유웹의 기계적 강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있다. 또한, 만일 평량이 20g/㎡를 초과할 경우 제1섬유웹의 두께방향 중앙쪽에 위치하는 제1섬유의 외부면에 금속층을 형성시키기 용이하지 않을 수 있고, 유연성도 저하될 우려가 있다.
또한, 제1섬유웹(11')의 기공도가 30% 미만인 경우 피착면에 대한 밀착성과 유연성이 저하될 우려가 있으며, 후술하는 전도성 점착부재가 제2면(S2)을 통해서 침투 배치되는 양이 적어지고 이로 인해서 제1전도성부(10,110)와 전도성 점착부재(50) 간의 결합력이 약화될 우려가 있다. 또한, 만일 기공도가 70%를 초과할 경우 제1전도성부의 기계적 강도가 저하되거나 약한 기계적 강도로 인해서 후속공정이 용이하지 않을 수 있다.
또한, 제1섬유웹(11')의 밀도가 1g/㎝3 미만일 경우 제1섬유웹의 기계적 강도 저하 및 측면으로의 전자파 차폐 누설의 우려가 있으며, 밀도가 3 g/㎝3를 초과할 경우 밀착성 및 유연성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 제1섬유(11)는 통상적으로 섬유형상으로 제조될 수 있는 공지의 재료로 형성될 수 있다. 일 예로 상기 제1섬유(11)는 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계, 폴리아미드계, 아크릴계 및 셀룰로오스계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있고, 더욱 구체적인 일 예로 폴리에스테르계일 수 있다.
또한, 제1전도성부(10,110)는 두께가 20㎛ 이하, 다른 일예로 10 ~ 18㎛, 또는 10 ~ 15㎛일 수 있으며, 더욱 구체적으로 11㎛일 수 있고 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 유리할 수 있다.
또한, 상기 금속층(1)은 통상적인 금속물질인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로써, 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속물질일 수 있다. 일 예로 상기 금속층(1)은 니켈 및/또는 구리를 포함할 수 있고, 구체적으로 니켈층/구리층/니켈층인 3개 층으로 형성된 것일 수 있으며, 이때, 상기 구리층는 낮은 전기저항을 가질 수 있도록 함에 따라서 우수한 전자파차폐성능을 발현하도록 하며, 구김이나 신축 등의 변형에도 금속층(1)의 크랙을 최소화하고, 신축특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 구리층 상에 형성되는 니켈층은 구리층의 산화를 방지함으로써 전자파차폐성능의 저하를 방지시킬 수 있다.
또한, 상기 금속층(1)은 두께가 0.1 ~ 2 ㎛일 수 있으며, 만일 금속층(1) 두께가 2㎛를 초과하는 경우 형상이 변형될 때 크랙, 박리가 발생하기 쉬우며, 만일 0.1㎛ 미만일 경우 목적하는 수준으로 전자파차폐성능을 발현하기 어려울 수 있다.
다음으로 상술한 제1전도성부(10,110)와 함께 전자파차폐부를 구성하는 제2전도성부(20,120)에 대해서 설명한다.
상술한 제1전도성부(10,120)는 소정의 전자파차폐성능을 가지는 것 이외에 전자파차폐시트(100,200)의 유연성, 피부착면에 대한 밀착성, 피부착면에 부착되는 전도성 점착부재(50) 일부를 내부에 수용하여 층간 결합력 및 전도성 점착부재(50) 내 전도성 필러(52)와 제1금속피복섬유(12) 간 접촉 증대를 통한 저항 감소 등의 여러 기능을 담당하는데 반하여 상기 제2전도성부(20,120)는 전자파차폐부의 전자파차폐 성능을 결정하는 주된 부분으로써 기능을 담당한다.
이를 위해 도 1에 도시된 것과 같이 상기 제2전도성부(20)는 제1금속피복섬유보다 얇은 섬경을 가지는 제2금속피복섬유(22)로 형성된 전도성 섬유웹이거나 도 2에 도시된 것과 같이 제2전도성부(120)는 금속시트일 수 있다.
먼저, 도 1 및 도 4 내지 도 6을 참조하여 전도성 섬유웹인 제2전도성부(20)에 대해 설명하면, 상기 제2전도성부(20)는 금속층(1)이 외부로 노출된 제2금속피복섬유(22)가 형성한 3차원 네트워크 구조를 가질 수 있다. 또한, 제2전도성부(20)의 제1면(S1) 표면에 오픈된 기공의 평균크기는 제1전도성부(10)의 제2면(S2) 표면에 오픈된 기공의 평균크기보다 작게 형성될 수 있고 이를 통해 전자파에 대한 우수한 차폐성능을 발현할 수 있다. 일 예로 제2면 표면의 기공의 평균크기는 2 ~ 6㎛이며, 제1면 표면의 기공의 평균크기는 0.2 ~ 2㎛일 수 있고, 이를 통해 제2전도성부(20)를 통한 우수한 전자파차폐성능을 발현시킬 수 있으면서도 제1전도성부(10)를 통해 전자파차폐성능을 더욱 상승시키고, 유연성, 피착면에 대한 밀착성 및 전도성 점착부재(50)와의 결합 특성을 개선하기에 유리할 수 있다.
또한, 제2전도성부(20)는 제1전도성부(10)와 전자파차폐부(30)의 일정두께를 차지하도록 배치되는데, 이때 제1전도성부(10)의 금속층(1)과 제2전도성부(20)의 금속층(1)이 일체로 형성된 것일 수 있다. 달리 말하면 전자파차폐부(30)는 제1전도성부(10)와 제2전도성부(20)가 독립하여 제조된 뒤 적층된 것이 아니라 금속층(1)이 외부로 노출된 섬경이 상이한 제1금속피복섬유(12)와 제2금속피복섬유(22)가 전자파차폐부(30) 두께방향으로 서로 다른 영역에 각각 분리 배치되어 전체적으로 3차원 네트워크 구조를 형성한 하나의 몸체일 수 있다. 이와 같이 제1전도성부(10)와 제2전도성부(20)가 단일의 금속층(1)을 통해 하나의 몸체로 일체화된 경우 독립하여 제조된 제1전도성부(10) 및 제2전도성부(20)를 부착시키기 위한 전도성 접착제층을 생략할 수 있어서 두께감소에 매우 유리하며, 전도성 점착제층이 중간에 개재됨에 따른 수직저항의 증가 및 이로 인한 전자파차폐성능의 감소를 방지하기에 유리하다. 또한, 감소된 전저파차폐부의 두께는 두께 방향의 방열특성을 개선할 수 있고, 전도성 점착제층의 불사용은 방열특성을 더욱 개선시키는데 유리하다. 나아가 전도성 점착제층은 전자파를 측면으로 가이드해 측면방향으로 누설시킴으로써 전자파차폐성능을 저하시킬 수 있으나 전도성 점착제층의 불사용으로 인해 측면으로 전자파가 누설되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
한편, 제1전도성부(10)의 유래가 되는 제1섬유웹(11')과 제2전도성부(20)의 유래가 되는 제2섬유웹(12')은 외부 및 내부 표면을 둘러싸는 금속층을 통해서 일체화될 수 있으나 보다 바람직하게는 상기 제1섬유웹(11')과 제2섬유웹(21') 사이를 고정시키는 핫멜트 접착부재(60,60') 유래의 융착부(미도시)를 더 포함하고, 상기 금속층(1)은 제1섬유웹(11') 및 제2섬유웹(21') 적층체(30',30")의 제1섬유(11) 및 제2섬유(21) 외주면 및 상기 융착부의 외부면을 일체로 피복할 수 있으며, 이를 통해 제1전도성부(10) 및 제2전도성부(20)의 분리없이 전자파차폐부(30)가 안정적으로 형상을 유지하면서 일체로써 전자파차폐성능을 발휘하기에 유리할 수 있다. 상기 융착부는 상호 이격된 다수 개의 도트형 핫멜트 접착부재(60) 또는 격자형 핫멜트 접착부재(60')를 통해 형성될 수 있으며, 이를 통해 제1섬유웹(11')과 제2섬유웹(21')간 계면에서 기공의 폐색을 최소화하면서 두 섬유웹을 일체화할 수 있으며, 엠보특성을 통해서 결합력을 더욱 증진시키기에 유리하다. 상기 핫멜트 접착부재(60,60')는 공지된 열가소성 수지일 수 있고, 일 예로 저융점 폴리에스테르 또는 폴리아미드일 수 있다. 상기 도트형 핫멜트 접착부재(60) 또는 격자형 핫멜트 접착부재(60')는 융점이 80 ~ 160℃일 수 있고, 두께가 20㎛ 이하일 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리할 수 있다. 만일 도트형 핫멜트 접착부재(60) 또는 격자형 핫멜트 접착부재(60')의 두께가 20㎛를 초과 시 제1섬유웹(11')과 제2섬유웹(21')간 계면에서의 기공폐색이 과다해지고, 계면에서의 융착부 두께가 두꺼워져 융착부를 통해 전자파가 누설될 우려가 있다. 또한, 상기 도트형 핫멜트 접착부재(60) 또는 격자형 핫멜트 접착부재(60')의 융점이 80℃ 미만일 경우 저온 접착에 따른 접착강도 저하로 인해서 제1섬유웹(11')과 제2섬유웹(21')간 계면이 분리될 우려가 있다. 또한, 도트형 핫멜트 접착부재(60) 또는 격자형 핫멜트 접착부재(60')의 융점이 160℃를 초과 시 제1섬유웹(11')과 제2섬유웹(21')에 가해지는 열로 인한 손상이 발생할 우려가 있다. 한편, 도트형 핫멜트 접착부재(60) 또는 격자형 핫멜트 접착부재(60')는 인접하는 도트 간 또는 격자를 이루는 모서리 간의 간격이 0.7 ~ 2.0㎜일 수 있고, 이를 통해서 기공폐색을 최소화 하면서 충분한 접착특성을 발현하기에 유리할 수 있다.
또한, 상기 제2섬유(21)의 직경은 바람직하게는 1㎛ 미만, 보다 바람직하게는 100 ~ 800㎚일 수 있으며, 제2섬유웹(21')은 평량이 1 ~ 10g/㎡, 보다 바람직하게는 2 ~ 8 g/㎡일 있고, 기공도가 20 ~ 60%, 보다 바람직하게는 30 ~ 50%일 수 있으며, 이를 통해서 전자파차폐부(30)의 제1면(S1) 측 표면에 오픈된 기공크기를 더욱 작게 하기 유리하며, 제2금속피복섬유(22) 간 접점 또는 접합면적을 더욱 증가시킬 수 있어서 전자파차폐성능을 동일두께의 금속시트에 근접하는 수준으로 발휘시키기에 유리할 수 있다.
또한, 상기 제2섬유(21)는 섬유직경을 1㎛ 미만으로 구현시킬 수 있는 공지의 재료 제한 없이 사용할 수 있으며, 일 예로 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystylene), 폴리비닐알코올(polyvinylalchol), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리락트산(polylactic acid), 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르술폰(polyesthersulphone), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazol), 폴리아미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 불소계화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 불소계화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)계, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE)계, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)계, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)계, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE)계 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 더욱 구체적인 일 예로 상기 제2섬유(21)는 예로 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)일 수 있다.
또한, 전도성섬유웹인 상기 제2전도성부(20)는 두께가 15㎛ 이하, 다른 일예로 5 ~ 12㎛일 수 있으며, 더욱 구체적으로 11㎛일 수 있다. 만일 전도성섬유웹인 제2전도성부(20) 두께가 5㎛ 미만일 경우 기계적 강도가 저하되며, 핸들링이 어려워지고, 제조가 용이하지 않을 수 있다. 또한, 두께가 15㎛를 초과 시 유연성, 신축성이 저하될 우려가 있고, 박형화 측면에서 바람직하지 않을 수 있다.
다음으로 도 2를 참조하여 다른 형태의 제2전도성부(120)에 대해서 설명한다. 상기 제2전도성부(120)는 전자파차폐성능을 가지는 비다공성 부재일 수 있고, 바람직하게는 금속시트일 수 있다. 상기 금속시트는 구리, 알루미늄, 은, 금으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속재질로 형성된 것일 수 있다. 또한, 상기 금속시트는 두께가 40㎛ 이하, 다른 일예로 3 ~ 30㎛일 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리할 수 있다.
이때, 상기 금속시트와 제1전도성부(110)에 포함되는 제1섬유웹 사이를 고정시키는 핫멜트 접착부재 유래의 융착부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1전도성부(110)에 포함되는 금속층은 상기 제1섬유의 외주면과 상기 융착부의 외부면을 일체로 피복함을 통해서 금속시트인 제2전도성부(120)와 제1전도성부(110)가 별도의 전도성 접착제층 없이 일체로 전자파차폐부(130)를 구현할 수 있으며, 이를 통해 전도성 접착제층을 생략에 따른 두께절감에 매우 유리하며, 전도성 점착제층이 중간에 개재 됨에 따른 수직저항의 증가 및 이로 인한 전자파차폐성능의 감소를 방지할 수 있고, 감소된 전저파차폐부의 두께는 두께 방향의 방열특성을 개선할 수 있으며, 전도성 점착제층의 불사용은 방열특성을 더욱 개선시킬 수 있다. 나아가 전도성 점착제층은 전자파를 측면으로 가이드해 측면방향으로 누설시킴으로써 전자파차폐성능을 저하시킬 수 있으나 전도성 점착제층의 불사용으로 인해 측면으로 전자파가 누설되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
다음으로 상술한 전자파차폐부(30,130)의 제2면(S2) 상에 일부 두께 영역이 배치되고 나머지 두께 영역은 전자파차폐부(30,130)의 제1전도성부(10,110) 내부에 배치되는 전도성 점착부재(50)에 대해 설명한다.
상기 전도성 점착부재(50)는 피착면 상에 전자파차폐시트(100,200)를 고정시키는 역할을 수행하며, 전자파 차폐 및 열전달 특성을 개선하기 위하여 전도성을 갖도록 구현된다. 상기 전도성 점착부재(50)는 점착성분(51) 및 전도성 필러(52)를 포함하며, 상기 점착성분(51)은 공지된 점착성분을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일 예로 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등을 1종 또는 2종 이상 혼합한 것일 수 있다. 또한, 상기 전도성 필러(52)는 니켈, 니켈-그라파이트, 카본블랙, 그라파이트, 알루미늄, 동 및 은으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 또한, 상기 전도성 점착부재(50)는 전도성 필러(52)를 전도성 점착부재(50) 전체 중량에 대하여 5 ~ 95중량%, 보다 바람직하게는 5 ~ 20중량%로 구비한 것일 수 있다. 또한, 상기 전도성 필러(52)는 평균입경이 1 ~ 5㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 전도성 점착부재(50)는 두께가 5 ~ 20㎛, 다른 일예로 두께가 7 ~ 15㎛일 수 있다. 또한, 상기 전도성 점착부재(50)는 전도성 점착부재(50) 전체 두께의 10 ~ 40% 두께가 제1전도성부(10,110) 내부에 위치할 수 있고, 이를 통해서 전도성 점착부재(50)와 전자파차폐부(30,130) 간 결합력을 높이고, 전도성 필러(52)와 제1금속피복섬유(12) 간 접촉특성을 높여서 수직저항을 감소시키기에 유리할 수 있다.
다음으로 전자파차폐부(30,130)의 제1면(S1) 상에 배치되는 커버부재(40)에 대해 설명한다.
상기 커버부재(40)는 전자파차폐부(30,130)의 제2전도성부(20,120) 표면을 외부의 물리적 화학적 환경으로부터 보호하는 기능을 수행한다. 또한, 피착면에 부착되는 점착특성을 가지도록 구성될 수 있다. 또한, 전자파차폐시트(100,200)의 전자파 차폐 성능은 전자파차폐부(30,130)의 수직저항이 낮으면서도 전자파차폐시트(100,200) 전체의 수직저항이 크도록 구현될 때 우수한 특성을 발현할 수 있으므로 상기 커버부재(40)는 전체 수직저항이 크게 구현되도록 유전특성이 낮거나 및/또는 전기저항이 큰 절연성 특성을 가지도록 구성될 수 있다. 일 예로 상기 커버부재(40)가 절연특성 및 점착특성을 모두 갖도록 구성될 경우 아크릴계 수자나 실리콘계 수지를 통해 형성된 것일 수 있다. 또는 상기 커버부재(40)는 핫멜트 특성을 가질 수 있으며, 이를 통해 열을 이용해 쉽게 전자파차폐부(30,130)에 고정될 수 있다. 또는 상기 커버부재(40)는 점착특성을 가지되 특정 재질의 피착면에는 점착력이 없거나 낮아 점착되지 않으나 이외의 재질에는 점착되는 재질 선택적 점착특성을 가질 수 있다. 이는 전자파차폐시트(100,200)를 소정의 피착면 상에 배치시킬 때 픽업 지그 표면에는 낮은 점착특성을 가져서 잘 분리되되 피착면과는 점착력이 우수해 부착 후 박리되는 것을 방지할 수 있어서 작업성을 개선시키는데 유리할 수 있다. 상기 재질 선택적 점착특성은 낮거나 0인 점착력을 요구하는 특정 재질의 종류에 맞춰서 재질이 설계될 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 일 예로 상기 재질 선택적 점착특성을 가지는 커버부재는 우레탄계에는 낮거나 점착특성이 없도록 에폭시 수지 및 아크릴 수지가 경화된 것일 수 있다.
또한, 상기 커버부재(40)는 두께가 5 ~ 20㎛, 다른 일예로 두께가 8 ~ 15㎛일 수 있다.
상술한 전자파차폐시트(100,200)는 전체 두께가 45㎛ 이하, 다른 일 예로 30 ~ 45㎛로 박막으로 형성될 수 있으며, 구체적인 일 예로 40㎛일 수 있고, 전자파차폐부는 두께가 15 ~ 25㎛ 있으며, 이를 통해서 제1전도성부를 구비함에도 불구하고 얇은 두께를 통해서 충분한 유연성을 확보할 수 있다. 또한, 박막화된 전자파차폐시트는 더욱 슬림화 되는 태블릿 PC, 스마트폰 등의 전자기기에 채용되기에 더욱 유리할 수 있다. 또한, 일 예로 두께가 40㎛이고, 제2전도성부가 전도성 섬유웹인 전자파차폐시트(100)는 수직 저항이 230±70mΩ으로 금속시트인 제2전도성부를 사용한 경우에 근접하는 전자파차폐성능을 발휘할 수 있다.
상술한 전자파차폐시트(100,200)는 후술하는 제조방법으로 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로 전자파차폐시트(100,200)는 두께방향으로 대향하는 제1면(S1) 및 제2면(S2)을 가지며, 일면이 상기 제2면(S2)이고 금속층(1)이 외부로 노출된 제1금속피복섬유(12)로 형성된 3차원 네트워크 구조를 가지는 제1전도성부(10,110) 및 일면이 상기 제1면(S1)인 제2전도성부(20,120)를 포함하는 전자파차폐부(30,130)를 제조하는 단계, 상기 전자파차폐부(30,130)의 제2면(S2)과 전도성 점착부재(50)를 맞접 후 가압시켜서 전도성 점착부재(50)의 일부 영역을 상기 제1전도성부(10,110) 내부에 위치시키는 단계, 및 상기 전자파차폐부(30,130)의 제1면(S1) 상에 커버부재(40)를 배치시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
먼저, 전자파차폐부(30,130)를 제조하는 단계로서, 제2전도성부(20,120)가 제2섬유웹(21')으로부터 제조되는 경우에 대해 설명하면 (1) 제1전도성부(10)를 형성하기 위한 제1섬유(11)로 형성된 제1섬유웹(11') 일면 상에 제2전도성부(20)를 형성하기 위한 상기 제1섬유(11)보다 직경이 작은 제2섬유(21)로 형성된 제2섬유웹(21')을 적층시키는 단계, 및 (2) 적층된 제1섬유웹(11') 및 제2섬유웹(21') 적층체(30',30")를 일체로 무전해도금하여 제1섬유(11) 및 제2섬유(21) 각각의 외주면을 둘러싸는 금속층(1)을 형성시키는 단계를 포함하여 제조할 수 있다.
상기 제1섬유웹(11')은 부직포를 제조하는 공지된 제조방법을 통해 제조된 것일 수 있고, 일 예로 제1섬유를 케미컬본딩 부직포, 써멀본딩 부직포, 에어레이 부직포 등의 건식부직포나 습식부직포, 스판레스 부직포, 니들펀칭 부직포 또는 멜트블로운와 같은 공지된 방법으로 섬유를 가공하여 제조한 것일 수 있다. 또한, 제2섬유웹(21') 역시 상술한 방법에 의해 제조되거나 또는 전기방사를 통해 방사된 제2섬유가 축적되어 형성된 섬유매트에 대해 캘린더링 공정을 거쳐 제조된 것일 수 있다.
또한, 상기 (1) 단계는 제1섬유웹(11') 및 제2섬유웹(21') 사이에 도트형 핫멜트 접착부재(60) 또는 격자형 핫멜트 접착부재(60')를 배치하는 단계. 및 상기 핫멜트 접착부재(60,60')를 용융시켜서 제1섬유웹(11')과 제2섬유웹(21')을 융착시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있다. 이때 상기 융착은 열 또는 초음파를 가하여 용융된 핫멜트 접착부재가 고화되는 것을 통해 이루어질 수 있다. 이때 가해지는 열 또는 초음파는 공지된 조건을 통해 수행될 수 있고 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
이후 (2) 단계로서, 제1섬유웹(11') 및 제2섬유웹(21') 적층체(30',30")를 일체로 무전해도금하여 제1섬유(11) 및 제2섬유(21) 각각의 외주면, 및 이에 더해 제1섬유웹(11') 및 제2섬유웹(21') 사이에 융착부를 더 포함하고 있을 경우 상기 융착부 외부면을 함께 둘러싸는 금속층(1)을 형성시키는 단계를 수행할 수 있다.
상기 무전해도금은 2-1) 상기 적층체(30',30")를 촉매 용액에 침지시켜 촉매화 처리하는 단계, 2-2) 촉매화 처리된 적층체(30',30")를 활성화시키는 단계 및 2-3) 활성화된 적층체(30',30")를 무전해도금시켜서 금속층(1)을 형성시키는 단계를 포함하여 수행될 수 있으며, 이때 상기 (2) 단계 수행 전에 적층체(30',30")를 탈지시키거나 친수화 처리하는 단계를 더 포함하여 수행될 수 있다.
상기 탈지 단계는 적층체(30',30") 표면에 존재하는 산화물이나 이물질, 특히 유지분 등을 산 또는 알칼리 계면활성제로 처리하여 세척하는 단계이다. 만일 적층체(30',30") 표면에 이물질이 있을 경우 이물질 또는 보이드 현상에 의하여 촉매 또는 활성 단계의 화학 반응이 저해될 수 있어 금속층 도금이 균일하게 형성되지 않을 수 있으며, 도금되더라도 피도금표면과 금속층 간의 결합력이 매우 불량해져 제품 신뢰성이 크게 저하될 우려가 있다. 다만 탈지 단계에서 사용되는 산 또는 알칼리 계면활성제가 완전히 수세되지 않는다면, 이로 인한 후속 처리용액(촉매 용액 또는 활성화 용액)에 대한 오염물질로 작용할 수 있어 적정 범위의 온도와 압력을 통해 상기 계면활성제를 충분히 수세하여야 한다.
상기 친수화 단계는 적층체(30',30")의 재질이 소수성일 경우 친수성으로 전환하는 동시에 카르복실기, 아민기, 하이드록실기 등의 관능기를 적층체(30',30") 표면에 도입하여 금속이온의 흡착을 용이하게 하고 적층체(30',30") 표면에 미세한 공동을 형성시켜 표면 거칠기를 높여 석출되는 금속층과 적층체(30',30") 표면과의 접착력을 향상시키는 단계이다. 상기 친수화 단계는 알칼리금속 수산화물이나 질소화합물을 계면활성제와 혼합하여 수행할 수 있으며, 상기 수산화물은 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH) 등이 사용될 수 있으며, 상기 질소화합물은 암모늄염 또는 아민화합물 등을 포함할 수 있다. 상기 암모늄염은 예를 들어, 수산화암모늄, 염화암모늄, 황산암모늄, 탄산암모늄 또는 트리에틸암모늄염, 테트라에틸암모늄염, 트리메틸암모늄염, 테트라메틸암모늄염, 트리플루오르암모늄염, 테트라플루오르암모늄염 등의 알킬기나 아릴기가 치환된 암모늄염 등이 사용될 수 있으며, 상기 아민화합물은 예를 들어, 메틸아민, 에틸아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 트리메틸아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민 등의 지방족 아민화합물, 또는 우레아 및 히드라진 유도체 등이 사용될 수 있다. 상기 계면활성제는 알킬술폰산나트륨(SAS), 알킬황산에스테르나트륨(AS), 올레핀술폰산나트륨(AOS), 알킬 베젠술폰산염(LAS) 등의 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 또는 중성 계면활성제 등을 사용할 수 있다. 이때, 상기 화합물들이 포함된 친수화 용액에 20 내지 100℃에서 약 2 내지 20분동안 적층체(30',30")를 침적하여 친수화 단계를 수행할 수 있다.
상기 2-1) 단계는 탈지 및 친수화 단계를 거친 적층체(30',30") 표면에 촉매입자를 석출시켜 도금이 용이하도록 하기 위해 촉매화(Catalyzing)처리를 수행하는 단계이다.
상기 촉매용액은 Ti, Sn, Au, Pt, Pd, Ni, Cu, Ag, Al, Zn 및 Fe의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 화합물을 포함하며, 바람직하게는 Ti, Sn, Au, Pt, Pd, Ni, Cu, Ag, Al, Zn 및 Fe의 염으로 이루어진 콜로이드 용액 또는 귀금속 착이온 등으로 사용할 수 있다. 일 예로 상기 콜로이드 용액은 초순수 1 리터 당 염산 50 내지 250㎖, 염화나트륨 혹은 염화칼륨 50 내지 300g, 염화주석(SnCl2) 5 내지 60g, 염화팔라듐(PdCl2) 0.1 내지 5g 포함된 용액을 사용할 수 있다.
이때, 상기 2-1) 수행 전, 상기 촉매 입자의 흡착 효율을 향상시키기 위하여 예비 촉매처리단계로써, 사전침적(pre-dip)공정을 수행할 수 있으며 상기 사전침적 공정은 촉매처리에 앞서 낮은 온도의 촉매용액에 적층체(30',30")를 침지시켜 촉매처리 단계에서 사용되는 촉매용액이 오염되거나 농도가 변화하는 것을 방지할 수 있다.
다음으로 촉매화 처리된 적층체(30',30")를 활성화시키는 2-2) 단계를 수행한다.
상기 활성화 단계는 촉매화 단계 이후, 흡착된 금속입자의 활성도와 무전해도금용액의 석출거동을 향상시키기 위한 단계이다. 이러한 활성화 단계를 통해 콜로이드 입자를 둘러싸고 있는 금속입자를 제거하고 흡착된 촉매만 남도록 하여 무전해도금을 통한 금속층의 석출을 더욱 용이하게 할 수 있다. 일 예로 상기 활성화 공정은 증류수 및 황산의 혼합용액에서 30초 내지 5분간 침적시키는 단계일 수 있다.
다음, 활성화된 상기 적층체(30',30")를 무전해도금법을 통해 금속층을 형성시키는 2-3) 단계를 수행한다.
상기 무전해도금법은 일반적으로 환원도금법과 치환도금법으로 구분될 수 있으며 환원도금법은 환원반응을 통하여 금속이 석출되어 기재표면에 도금되는 방법이고, 치환도금법은 금속의 환원력 차이에 의하여 환원력이 상대적으로 큰 금속이 석출되어 도금되는 방법이며, 상기 2-3) 단계는 일 예로 치환도금법을 이용할 수 있다.
상기 치환도금법은 상대적으로 환원력이 작은 1차 도금용액에 적층체(30',30")를 침지시키고, 이후 상대적으로 환원력이 강한 2차 도금용액에 적층체(30',30")를 침지시켜 2차 도금용액의 금속을 석출시켜 도금하는 방법으로, 상기 1차 및 2차 도금용액은 Ti, Sn, Au, Pt, Pd, Ni, Cu, Ag, Al, Zn 및 Fe로 이루어진 군에서 선택되는 금속을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 1차 도금용액은 니켈(Ni)이온을 포함할 수 있고, 2차 도금용액은 구리(Cu)이온을 포함할 수 있다. 이와 같은 치환도금법은 30~ 70℃ 에서 1분 내지 10분 동안 침지시킴으로써 최종적으로 금속층(1)이 일체로 형성된 전도성 섬유웹을 제조할 수 있다.
또는, 제2전도성부(120)가 금속시트인 경우 (A) 제1전도성부를 형성하기 위한 제1섬유로 형성된 제1섬유웹 일면 상에 제2전도성부인 금속시트를 적층시키는 단계 및 (B) 적층된 제1섬유웹 및 금속시트를 일체로 무전해도금하여 제1섬유의 외주면을 둘러싸는 금속층을 형성시키는 단계를 포함하여 전자파차폐부(130)를 제조할 수 있다. 이때 상기 (A)단계는 상술한 (1) 단계와 동일하게 제1섬유웹(11') 및 금속시트 사이에 도트형 핫멜트 접착부재 또는 격자형 핫멜트 접착부재를 배치하는 단계 및 상기 핫멜트 점착부재를 용융시켜서 제1섬유웹(11')과 금속시트를 융착시키는 단계를 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 상기 (B) 단계는 상술한 (2) 단계와 동일하게 수행될 수 있어서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이후 제조된 전자파차폐부(30,130)의 제2면(S2)과 제1면(S1)에 각각 전도성 점착부재(50)와 커버부재(40)를 배치시키는 단계를 수행한다.
먼저, 전도성 점착부재(50)를 배치시키는 단계에 대해서 설명하면 전도성 점착부재를 배치시킨 후 가압시켜서 전도성 점착부재의 일부 영역을 상기 제1전도성부 내부에 위치시키는 단계를 수행한다. 상기 전도성 점착부재는 건조되지 않은 조성물 상태로 제2면(S2) 상에 직접 처리될 수도 있고, 또는 별도로 이형필름에 소정의 두께를 가지도록 건조된 상태의 전도성 점착부재를 상기 제2면(S-2) 상에 합지 시킬 수도 있다.
상기 전도성 점착부재(50)가 건조되지 않은 조성물 상태에서는 점착수지, 전도성 필러, 용매 또는 분산제를 포함할 수 있고, 기타 공지된 레벨링제, 가소제, 자외선 차단제, 산화방지제, 대전방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 점착수지는 일 예로 실리콘계 점착수지 또는 아크릴계 점착수지 일 수 있다. 상기 전도성 필러는 니켈, 니켈-그라파이트, 카본블랙, 그라파이트, 알루미늄, 동 및 은으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 전도성 점착부재(50)가 제2면(S-2) 상에 배치된 후 일부가 제1전도성부(10,110) 내부에 위치하도록 가압시킬 수 있고, 부분 또는 전부의 경화가 필요할 경우 열이 압력과 함께 가해질 수도 있다. 가해지는 압력은 제1전도성부(10,110)의 두께, 기공도, 공경크기, 전도성 점착부재가 조성물 상태일 경우 점도 등을 고려해 적절히 선택될 수 있고, 가해지는 열 역시 전도성 점착부재의 조성을 고려해 적절히 선택될 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 커버부재(40)를 배치시키는 단계에 대해서 설명하면, 준비된 소정의 커버부재를 전자파차폐부(30,130)의 제1면(S1) 상에 배치시킨 뒤 소정이 압력, 열, 및/또는 초음파 등을 가해서 수행될 수 있다. 이때 상기 커버부재(40)가 재질 선택적 점착부재일 경우 재질 선택적 점착부재를 제1면(S1) 상에 배치시킨 뒤 열이나 초음파를 가해서 부착시킬 수 있다. 또한, 상기 커버부재(40)가 절연성 점착부재인 경우에 대해서 설명하면 절연성 점착부재는 건조되지 않은 조성물 상태로 제1면(S1) 상에 직접 처리될 수도 있고, 또는 별도로 이형필름에 소정의 두께를 가지도록 건조된 상태의 점착부재를 제1면(S1) 상에 합지시킬 수도 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
제1전도성부로 구현될 섬유웹을 준비했다. 준비된 섬유웹은 평균직경이 8㎛인 PET 섬유를 포함하고, 평량이 14.5g/㎡이며, 기공도가 55%, 밀도가 0.72g/㎝3이었다.
또한, 제2전도성부로 구현될 나노섬유웹을 준비했다. 구체적으로 나노섬유웹은 PVDF 12g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 70:30으로 하여 85g에 80℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 방사용액을 제조했다. 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고 20㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 30℃, 습도는 50%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 20㎝하고, 콜렉서 상에 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.03MPa의 에어압력을 부여하여 PVDF 나노섬유매트를 제조하였다. 다음으로 상기 나노섬유매트에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키기 위해 140℃의 온도 및 1kgf/㎠로 열과 압력을 가해 캘린더링 공정을 실시하여 나노섬유 평균직경이 480㎚, 평량 7.2g/㎡, 기공도가 45%인 나노섬유웹을 제조했다.
이후, 준비된 섬유웹 상에 직경 및 두께가 각각 5㎛, 5㎛인 PU계 재질을 가지며 가로, 세로 간격이 각각 1㎜, 1㎜로 배치된 도트형 핫멜트 접착부재를 배치시킨 뒤 도트 상에 나노섬유웹을 배치시키고, 120℃의 온도 및 5kgf/㎠로 열과 압력을 가하여 일체화된 섬유웹/나노섬유웹 적층체를 제조했다.
이후 섬유웹/나노섬유웹 적층체의 섬유 상에 니켈인 금속쉘부를 형성시켰다. 구체적으로 섬유웹/나노섬유웹 적층체에 니켈 무전해도금을 실시하였고, 이를 위해 섬유웹/나노섬유웹 적층체를 60℃의 탈지용액에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고, 다시 60℃의 에칭용액(5M NaOH, 순수)에 1분간 침지 뒤 순수로 세정하였다. 이후 적층체를 상온의 촉매용액(Pd 0.9%, HCl 20%, 순수)에 3분간 침지 뒤 순수로 세정했다. 이후 적층체를 촉매활성을 위한 50℃의 황산용액(H2SO4 85ml/L, 순수)에 30초간 침지 뒤 순수로 세정하고 난 뒤 섬유웹/나노섬유웹 적층체를 60℃의 니켈이온용액에 1분 30초간 침지 뒤 순수로 세정하여, 두께가 0.2㎛인 니켈의 금속쉘부를 섬유웹/나노섬유웹 적층체의 섬유 상에 피복시켜서, 총 두께는 19㎛이고, 섬유웹 유래의 제1전도성부의 두께는 11㎛, 표면의 기공 평균크기는 4.8㎛이었고, 나노섬유웹 유래의 제2전도성부 두께는 8㎛, 표면의 기공 평균크기는 1.1㎛인 전자파차폐부를 제조했다.
이후, 아크릴계 점착형성성분 100 중량부에 대하여 평균입경이 3㎛인 니켈입자가 7 중량부 혼합된 전도성 점착부 형성조성물이 바코터를 사용하여 이형 PET 필름에 코팅 및 건조된 전도성 점착부를 제조된 전자파차폐부의 제1전도성부 측인 전자파차폐부 제2면쪽에 합지하고 캘린더링 공정을 실시해 전자파차폐부의 제1전도성부 측으로 전도성 점착부재가 침투해 일부 두께를 차지하도록 배치시키고 120℃ 온도에서 24시간 동안 열경화 공정을 진행하여 전도성 차폐부 제1전도성부 두께 중 2면쪽 2.5㎛를 차지하도록 전도성 점착부가 배치된 전자파차폐시트를 제조했다.
<실시예 2>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 섬유웹과 나노섬유웹을 일체화 시키는 대신에 각각의 섬유웹과 나노섬유웹에 대해서 무전해 도금을 수행하여 제1전도성부와 제2전도성부를 독립하여 구현한 후 동일한 도트형 핫멜트 접착부재를 제1전도성부와 제2전도성부 사이에 배치시킨 뒤 열접착시켜서 전도성차폐부를 제조하는 것을 통해서 전자파차폐시트를 제조했다.
<실시예 3>
실시예 2과 동일하게 실시하여 제조하되, 독립하여 구현된 제1전도성부와 제2전도성부 사이에 실시예1에서 개시된 전도성 점착부 형성조성물을 처리 및 전도성 점착부를 형성시켜서 전도성차폐부를 제조하는 것을 통해서 전자파차폐시트를 제조했다.
<비교예 1>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 나노섬유웹을 생략하고 섬유웹을 두께가 19㎛인 것으로 변경하여 제1전도성부로 전자파차폐부가 이루어진 전자파차폐시트를 제조했다.
<비교예 2>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 섬유웹을 생략하고 나노섬유웹을 두께가 19㎛인 것으로 변경하여 제2전도성부로 전자파차폐부가 이루어진 전자파차폐시트를 제조했다.
<실험예>
실시예 및 비교예에 따른 전자파차폐시트에 대해서 하기의 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1. 전자파차폐성능 평가
ASTM D4935에 의거 30㎒ ~ 1.5㎓ 주파수 범위에서 전자파 차폐능을 측정하였고, 상기 주파수 범위 내 평균 전자파차폐능(dB)을 계산했다. 이후 비교예 1의 전자파차폐성능을 100%로 기준하여 나머지 전자파차폐성능을 상대적인 백분율로 나타내었고, 100%보다 높을수록 비교예 1에 대비해 전자파차폐성능이 우수한 것으로 해석한다.
2. 유연성 평가
두께 5㎜의 칩이 실장된 회로 기판 상에 전자파차폐시트가 칩의 전면을 덮도록 부착시킨 뒤 칩의 상부면을 이등분 하도록 회로기판을 절단하여 전자파차폐시트가 칩의 측면을 밀착하고 있는 정도를 관찰하였고, 구체적으로 칩의 두께 중 전자파차폐시트가 밀착하고 있는 두께 비율을 계산하였다.
3. 전도성차폐부 박리여부 평가
전도성차폐부의 전도성 점착부 측을 SUS판에 부착하고, 전도성차폐부의 반대편에 PET 필름을 부착한 후 PET 필름을 만능재료시험기를 이용해 박리시켜서 전도성차폐부의 제1전도성부와 제2전도성부의 박리 여부 등 박리 형태를 관찰했다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
제1전도성부 표면 평균공경(㎛)/두께(㎛) 4.8 / 11 4.8 / 11 4.8 / 11 4.8 / 19 미구비
제2전도성부 두께표면 평균공경(㎛)/두께(㎛) 1.1 / 8 1.1 / 8 1.1 / 8 미구비 1.1 / 19
제1전도성부 및 제2전도성부의 부착형태 제1전도성부 금속층과 제2전도성부 금속층 일체로 형성 제1전도성부 금속층과 제2전도성부 금속층 간 도트형 핫멜트로 접착 제1전도성부 금속층과 제2전도성부 금속층 간 전도성 점착제로 접착 - -
전자파차폐성능(%) 216 115 180 100 220
유연성(%) 98.2 82.1 98.5 86.8 98.2
박리 특성 전도성차폐부의 제2전도성부 부분적으로 뜯김 전도성 차폐부의 제2전도성부부분적으로 뜯김 제1전도성부와 제2전도성부 사이 박리 전도성차폐부 윗면 측 뜯김 전도성차폐부와 전도성 점착부재 사이 계면에서 분리됨
표 1을 통해서 확인할 수 있듯이, 제1전도성부로만 전자파차폐부를 구성한 비교예 1에 대비해 실시예 1 ~ 3이 전자파차폐성능이 우수한 것을 알 수 있다. 다만, 제2전도성부로만 전자파차페부를 구성한 비교예 2의 경우 실시예 1 보다 다소 우위의 전자파차폐성능을 발현했으나 박리특성 평가 결과 전도성차폐부와 전도성 점착부재 사이의 계면 분리가 발생했고 이로 인해서 사용 중 전자파차폐부의 박리로 인한 전자파차폐성능의 저하가 예상된다.
한편, 실시예1 ~ 3을 통해서 제1전도성부와 제2전도성부로 이루어진 전자파차폐부를 구비한 경우에도 제1전도성부와 제2전도성부의 결합형태에 따라서 전자파차폐성능이 크게 달라지며, 특히 각각 독립되어 제조된 제1전도성부와 제2전도성부를 도트형 핫멜트 접착부재를 통해서 부착한 실시예2는 섬유상에 형성되는 금속층이 일체로 형성된 실시예 1에 대비해 전자파차폐성능이 크게 저하된 것을 알 수 있고, 핫멜트 접착부재 측을 통해서 전자파가 누설된 것에 기인한 것임을 예상할 수 있다. 또한, 제1전도성부와 제2전도성부 간을 전도성 점착부재로 부착한 실시예 3 역시 실시예 1에 대비해 전자파차폐성능이 좋지 않음을 확인할 수 있다.
한편 유연성 측면에서 살펴보면 실시예 2의 경우 실시예 1에 대비해 저하된 것을 알 수 있고, 박리 특성 평가결과 실시예 3의 경우 제1전도성부와 제2전도성부가 박리되며 사용 중 제1전도성부 및 제2전도성부 간의 들뜸이나 박리 및 이로 인한 전자파차폐성능이 저하될 것이 예상된다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10,110: 제1전도성부 20,120: 제2전도성부
40: 커버부재 50: 전도성 점착부재
60,60': 핫멜트 접착부재 100,200: 전자파차폐시트

Claims (19)

  1. 두께방향으로 대향하는 제1면 및 제2면을 가지며, 일면이 상기 제2면이고 금속층이 외부로 노출된 제1금속피복섬유로 형성된 3차원 네트워크 구조를 가지는 제1전도성부 및 일면이 상기 제1면인 제2전도성부를 포함하는 전자파차폐부;
    상기 전자파차폐부의 제1면 상에 배치된 커버부재; 및
    전체 두께 중 일부 두께 영역은 상기 전자파차폐부의 제2면 상에 배치되며, 나머지 두께 영역은 제2전도성부 내부에 배치된 전도성 점착부재;를 포함하는 전자파차폐시트.
  2. 제1항에 있어서,
    전체 두께가 45㎛ 이하이며, 전자파차폐부는 두께가 15 ~ 25㎛인 전자파차폐시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2전도성부는 금속층이 외부로 노출된 제2금속피복섬유가 형성한 3차원 네트워크 구조를 가지며, 제1면 표면에 오픈된 기공의 크기는 제1전도성부의 제2면 표면에 오픈된 기공의 크기보다 작게 형성된 전자파차폐시트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2면 표면의 기공 평균크기는 2 ~ 6㎛이며, 제1면 표면의 기공 평균크기는 0.2 ~ 2㎛인 전자파차폐시트.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1전도성부의 금속층과 상기 제2전도성부의 금속층은 일체로 형성된 것인 전자파차폐시트.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1전도성부는 제1섬유로 형성된 제1섬유웹을 포함하고,
    상기 제2전도성부는 제2섬유로 형성된 제2섬유웹을 포함하며,
    상기 제1섬유웹과 제2섬유웹 사이를 고정시키는 융착부를 더 포함하고,
    상기 금속층은 적층된 제1섬유웹 및 제2섬유웹의 제1섬유 및 제2섬유 외주면 및 상기 융착부의 외부면을 일체로 피복하는 전자파차폐시트.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 금속층의 두께는 0.1 ~ 2㎛인 전자파차폐시트.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 금속층은 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 금, 크롬, 백금, 티타늄 합금 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속재질로 형성된 것인 전자파차폐시트.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1섬유의 직경은 2 ~ 10㎛이며, 상기 제1섬유웹은 평량이 5 ~ 20g/㎡, 기공도가 30 ~ 70%인 전자파차폐시트.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2섬유의 직경은 1㎛ 미만이고, 제2섬유웹은 평량이 1 ~ 10g/㎡, 기공도가 20 ~ 60%인 전자파차폐시트.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 융착부는 상호 이격된 다수 개의 도트형 핫멜트 접착부재 또는 격자형 핫멜트 접착부재를 통해 형성된 전자파차폐시트.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1전도성부 내부에 위치하는 전도성 점착부재의 두께는 전도성 점착부재 전체 두께의 10 ~ 40% 두께인 전자파차폐시트.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 점착부재는 점착성분 및 상기 점착성분 중에 분산되고 전도성 점착부재 전체 중량의 5 ~ 20 중량%를 차지하는 전도성 필러를 함유하는 전자파차폐시트.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 커버부재는 특정 재질의 피착면에는 점착되지 않는 재질 선택적 점착부재인 전자파차폐시트.
  15. 두께방향으로 대향하는 제1면 및 제2면을 가지며, 일면이 상기 제2면이고 금속층이 외부로 노출된 제1금속피복섬유로 형성된 3차원 네트워크 구조를 가지는 제1전도성부 및 일면이 상기 제1면인 제2전도성부를 포함하는 전자파차폐부를 제조하는 단계;
    상기 전자파차폐부의 제2면 상에 배치된 전도성 점착부재를 가압시켜서 전도성 점착부재의 일부 영역을 상기 제1전도성부 내부에 위치시키는 단계; 및
    상기 전자파차폐부의 제1면 상에 커버부재를 배치시키는 단계;를 포함하는 전자파차폐시트 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 전자파차폐부를 제조하는 단계는
    (1) 제1전도성부를 형성하기 위한 제1섬유로 형성된 제1섬유웹 일면 상에 제2전도성부를 형성하기 위한 상기 제1섬유보다 직경이 작은 제2섬유로 형성된 제2섬유웹을 적층시키는 단계; 및
    (2) 적층된 제1섬유웹 및 제2섬유웹을 일체로 무전해도금하여 제1섬유 및 제2섬유 각각의 외주면을 둘러싸는 금속층을 형성시키는 단계;를 포함하는 전자파차폐시트 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, (1) 단계는
    제1섬유웹 및 제2섬유웹 사이에 도트형 또는 격자형인 핫멜트 접착부재를 배치하는 단계; 및
    상기 핫멜트 점착부재를 용융시켜서 제1섬유웹과 제2섬유웹을 융착시키는 단계;를 포함하는 전자파차폐시트 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 도트형 또는 격자형인 핫멜트 접착부재는 융점이 80 ~ 160℃, 두께가 20㎛ 이하인 전자파차폐시트 제조방법.
  19. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 전자파차폐시트를 포함하는 전자기기.
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