WO2020204361A1 - Composite magnetic shielding sheet having excellent functions of shielding and absorbing electromagnetic waves and manufacturing method for magnetic sheet - Google Patents

Composite magnetic shielding sheet having excellent functions of shielding and absorbing electromagnetic waves and manufacturing method for magnetic sheet Download PDF

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배성관
권민호
김종수
정영미
한동화
안효배
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    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
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    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields

Abstract

The present invention relates to a composite magnetic shielding sheet capable of shielding and absorbing electromagnetic waves that may cause harmful effects on the human body or the malfunction of other electronic equipment and promptly dissipating heat generated in electronic devices and to a manufacturing method for a magnetic sheet. The present invention relates to a composite electromagnetic wave shielding sheet and a manufacturing method for a magnetic sheet having excellent electromagnetic wave shielding and absorbing characteristics and heat dissipating characteristics, wherein the composite electromagnetic wave shielding sheet comprises: a magnetic sheet comprising a nanocrystallized, plate-like structured amorphous alloy powder; a conductive adhesive unit provided on a surface of the magnetic sheet; and a soft magnetic alloy thin strip attached to a surface of the magnetic sheet via an adhesive, and wherein the method comprises: a heat treatment step of heat-treating an amorphous alloy ribbon at a temperature lower than the crystallization temperature thereof; a pulverization step of pulverizing the amorphous alloy ribbon to produce an amorphous alloy flake powder having a length of 100 μm or less; and a molding step of producing a magnetic sheet from the amorphous alloy flake powder and a binder resin.

Description

전자파의 차폐 및 흡수 기능이 우수한 복합 자성체 차폐시트 및 자성체시트의 제조 방법Composite magnetic shielding sheet excellent in shielding and absorbing electromagnetic waves and manufacturing method of magnetic sheet
본 발명은 전자파의 차폐 및 흡수의 기능을 갖는 복합 자성체 차폐시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체에 해로운 영향이나 타 전자장비의 오작동을 일으킬 수 있는 전자파를 차폐 및 흡수할 수 있으며, 전자기기에서 발생된 열을 신속히 배출할 수 있는 복합 자성체 차폐시트에 관한 것이다. 또한, 전자파를 차폐 및 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 전자기기에서 발생된 열을 신속히 배출할 수 있는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composite magnetic shielding sheet having a function of shielding and absorbing electromagnetic waves, and more particularly, it is possible to shield and absorb electromagnetic waves that may cause harmful effects on the human body or malfunction of other electronic equipment. It relates to a composite magnetic shielding sheet capable of quickly discharging generated heat. In addition, the present invention relates to a method of manufacturing a magnetic sheet having excellent shielding and absorption and heat dissipation properties of electromagnetic waves capable of shielding and absorbing electromagnetic waves, as well as rapidly discharging heat generated from electronic devices.
전자파는 전기제품이나 전자제품에 의해 발생하는 전기장과 자기장을 포함한 전기 자기적 파장을 의미한다. 이러한 전자파는 전기전자기기의 오작동을 초래할 수 있는데 이는 최근 전기전자기기가 소형, 경량, 박형화로 인하여 고밀도, 고집적의 회로부품 등이 실장됨으로써 이러한 회로부품들 사이에 있어서 전파의 교란이 발생하기 때문이다.Electromagnetic waves refer to electric and magnetic wavelengths including electric and magnetic fields generated by electric products or electronic products. Such electromagnetic waves may cause malfunctions of electrical and electronic devices. This is because electrical and electronic devices are recently mounted with high-density, high-integration circuit parts, etc. due to their small size, light weight, and thinness, causing radio wave disturbances between these circuit parts. .
또한, 전자파는 전기전자부품의 오작동뿐만 아니라 인체에도 많은 영향을 미치는데 전자파는 인체에 도달 시 전신 또는 부분적으로 체온을 상승시키거나 체내에 유도된 전류에 의해 신경계를 자극할 수 있다.In addition, electromagnetic waves affect not only the malfunction of electrical and electronic components, but also the human body. When the electromagnetic waves reach the human body, they may raise body temperature in whole or in part or stimulate the nervous system by electric currents induced in the body.
이러한 전자제품 또는 인체에 해로운 영향을 미치는 전자파를 차단하기 위한 방법으로 전자기기내 실장되는 전자부품의 표면에 전자파 차폐용 코팅층을 형성하고 있다.A coating layer for shielding electromagnetic waves is formed on a surface of an electronic component mounted in an electronic device as a method for blocking electromagnetic waves that have a harmful effect on such electronic products or human body.
구체적으로 스마트 자동차, 전기 자동차, 휴대폰, 노트북, 아이패드 등의 전장부품의 소형화, 고성능화, 고집적화, 고주파화, 광대역화 등으로 인하여 전자파 장애(Electro-Magnetic Interference: EMI) 및 전자파 적합성 (Electro-Magnetic Compatibility: EMC) 차폐 기능을 갖는 전자파 차폐재료들의 개발이 요구되고 있다. Specifically, electromagnetic interference (EMI) and electromagnetic compatibility (Electro-Magnetic Interference) due to miniaturization, high-performance, high-integration, high-frequency, and broadband electronic components such as smart cars, electric vehicles, mobile phones, laptops, and iPads Compatibility: The development of electromagnetic wave shielding materials having a shielding function is required.
이러한 상황에 따라 대한민국 등록특허 제10-1803828호(발명의 명칭 : 휨성을 갖는 전자파 차폐시트 및 이의 제조방법)가 발명되었지만, 이는 전도체인 알루미늄(Al)과 흡수체인 센더스트(Sendust)를 복합으로 제조한 0.3㎜ 이하 두께를 갖는 제품으로, 차폐능은 80dB 이상으로 매우 우수하지만, 실효 투자율이 20MHz대역 이상에서 급격히 떨어지는 단점을 가지고 있었다.In accordance with this situation, Korean Patent Registration No. 10-1803828 (name of the invention: electromagnetic wave shielding sheet having flexural properties and a method for manufacturing the same) was invented, but it is a combination of aluminum (Al) as a conductor and Sendust as an absorber. It is a product having a thickness of less than 0.3mm manufactured, and has a very good shielding ability of 80dB or more, but has a disadvantage that the effective permeability drops sharply in the 20MHz band or more.
또한, 최근에는 자성체시트를 전자파의 차폐시트로 사용하는 기술이 연구되고 있으나, 고주파수 대역에서 차폐율과 흡수율이 떨어지는 단점을 가지고 있었다.In addition, in recent years, a technique of using a magnetic sheet as a shielding sheet for electromagnetic waves has been studied, but it has a disadvantage that the shielding rate and absorption rate are inferior in the high frequency band.
또한, 최근에는 고투자율(High Permeability)을 갖는 비정질 합금 리본을 전자파 차폐 및 흡수용 차폐시트에 적용하는 기술이 연구되고 있다. 그러나, 비정질 합금 리본을 기반으로 차폐시트를 제작하기 위해서는 리본을 절단하여 분쇄 및 플레이크(flake) 처리를 하여야 하지만, 비정질 합금의 기계적 특성이 기존의 결정질 합금인 센더스트(FeSiAl합금) 및 FeSiCr합금에 비하여 수배 높은 강도 및 인성을 보유하기 때문에 기존의 결정질 합금의 공정시간, 특히 분쇄 및 플레이크 과정의 공정시간에 비하여 수배의 시간이 소요되는 문제점이 있었다.In addition, in recent years, a technology for applying an amorphous alloy ribbon having high permeability to a shielding sheet for shielding electromagnetic waves and absorbing has been studied. However, in order to manufacture a shielding sheet based on an amorphous alloy ribbon, the ribbon must be cut, crushed and flake treated, but the mechanical properties of the amorphous alloy are compared to the existing crystalline alloys such as Sendust (FeSiAl alloy) and FeSiCr alloy. Since it retains strength and toughness several times higher than that, there is a problem in that it takes several times as long as the process time of the existing crystalline alloy, especially the process time of the grinding and flake process.
또한, 비정질 합금은 결정질 합금과 동일 조건하에서의 가공 중에 분말 내에 분쇄용 기기 및 볼에서의 물질이 마모되므로, 상당량의 불순물이 유입되는 문제점이 있었다. In addition, the amorphous alloy has a problem in that a significant amount of impurities are introduced into the powder during processing under the same conditions as the crystalline alloy, since the material in the grinding device and the ball is worn.
이와 같이, 비정질 합금은 가공 과정에서 우수한 연자기 특성(예: 실효투자율, 보자력, 철손 등)이 크게 악화되기 때문에 차폐시트에 적용하기가 어려운 실정이고, 이에 따라 비정질 플레이크 분말로서의 차폐시트의 상업화는 거의 되고 있지 않은 실정이다.As such, amorphous alloys are difficult to apply to shielding sheets because excellent soft magnetic properties (e.g., effective permeability, coercivity, iron loss, etc.) deteriorate significantly during processing, and accordingly, commercialization of shielding sheets as amorphous flake powder It is hardly being done.
[선행기술문헌][Prior technical literature]
[특허문헌][Patent Literature]
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-1803828호(2017.12.04 공고)Patent Document 1: Korean Patent Registration No. 10-1803828 (announced on Dec. 4, 2017)
특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 제10-2018-0129721호(2018.12.05 공개)Patent Document 2: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0129721 (published on Dec. 5, 2018)
특허문헌 3 : 대한민국 공개특허 제10-2007-0010428호(2007.01.24 공개)Patent Document 3: Korean Patent Application Publication No. 10-2007-0010428 (published on January 24, 2007)
특허문헌 4 : 대한민국 공개특허 제10-2013-0096560호(2013.08.30 공개)Patent Document 4: Korean Patent Application Publication No. 10-2013-0096560 (published on August 30, 2013)
본 발명의 목적은 시트 내부에 흡수능을 지닌 판상조직 형태의 미립의 비정질 및 나노결정 금속합금 플레이크를 구비하여 얇은 두께에서도 전자파를 효과적으로 흡수 및 차폐할 수 있으며, 비자성체 전도성 금속박대(Metal ribbon) 대신에 연자성체 합금박대(Alloy ribbon)를 구비하여 흡수율을 개선시킬 수 있는 복합 자성체 차폐시트를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a sheet-like plate-like structure with absorption capacity fine-grained amorphous and nanocrystalline metal alloy flakes to effectively absorb and shield electromagnetic waves even at a thin thickness, instead of a non-magnetic conductive metal ribbon. It is to provide a composite magnetic shielding sheet that can improve the absorption rate by providing an alloy ribbon of a soft magnetic material.
또한, 본 발명의 목적은 비정질 합금 리본의 비정질상을 유지한 상태에서 표면 크랙 또는 과고용된 원소들의 부분적 재배치 등을 통해 비정질 합금 리본에 대한 분말화를 쉽게 진행할 수 있으며, 시트 내부에 흡수능을 지닌 판상조직 형태의 미립의 비정질 합금 플레이크를 구비하여 얇은 두께에서도 전자파를 효과적으로 흡수 및 차폐할 수 있는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법을 제공하는데 있다.In addition, it is an object of the present invention to easily powder the amorphous alloy ribbon through surface cracks or partial rearrangement of over-employed elements while maintaining the amorphous phase of the amorphous alloy ribbon. The objective is to provide a method of manufacturing a magnetic sheet having excellent electromagnetic wave shielding and absorption and heat dissipation properties that can effectively absorb and shield electromagnetic waves even at a thin thickness by providing fine-grained amorphous alloy flakes in the form of a structure.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예(실시예 1 내지 4)에서는 나노결정화 처리된 판상조직의 비정질 합금 분말이 포함된 자성체시트와, 상기 자성체시트의 표면에 구비되는 전도성 접착수단, 및 상기 접착제를 통해 상기 자성체시트의 표면에 부착되는 연자성체 합금박대를 포함하는 복합 전자파 차폐시트를 제공한다.In order to achieve the above-described object of the present invention, in one embodiment of the present invention (Examples 1 to 4), a magnetic sheet containing amorphous alloy powder of a plate-like structure subjected to nanocrystallization, and a magnetic sheet provided on the surface of the magnetic sheet It provides a composite electromagnetic wave shielding sheet comprising a conductive bonding means, and a soft magnetic alloy foil attached to the surface of the magnetic sheet through the adhesive.
또한, 본 발명의 다른 실시예(실시예 5 내지 9)에서는 비정질 합금 리본을 결정화온도 이하의 온도로 열처리하는 열처리 단계와, 상기 비정질 합금 리본을 분쇄하여 평균입경이 100㎛ 이하인 비정질 합금 플레이크를 생성하는 분쇄단계, 및 상기 비정질 합금 플레이크 및 바인더수지로 자성체시트를 생성하는 성형단계를 포함하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법을 제공한다.In addition, in another embodiment of the present invention (Examples 5 to 9), a heat treatment step of heat-treating the amorphous alloy ribbon at a temperature below the crystallization temperature, and pulverizing the amorphous alloy ribbon to produce amorphous alloy flakes having an average particle diameter of 100 μm or less It provides a method of manufacturing a magnetic sheet excellent in shielding and absorption of electromagnetic waves and heat dissipation properties, including a pulverizing step of performing the amorphous alloy flake and a forming step of generating a magnetic sheet from the binder resin.
본 발명에 의한 복합 자성체 차폐시트는 100kHz∼10GHz의 주파수 대역에 있어서 85dB 이상의 차폐율을 제공하고, 100MHz∼10GHz의 주파수 대역에서 50% 이상의 흡수율을 제공하며, 열전도도가 수평방향으로 20W/m·이상인 열전도도를 제공할 수 있다. The composite magnetic shielding sheet according to the present invention provides a shielding rate of 85 dB or more in a frequency band of 100 kHz to 10 GHz, an absorption rate of 50% or more in a frequency band of 100 MHz to 10 GHz, and a thermal conductivity of 20 W/m· in the horizontal direction. The above thermal conductivity can be provided.
또한, 본 발명에 의한 복합 자성체 차폐시트는 0.4㎜ 이하의 얇은 두께에서도 전자파를 효과적으로 흡수 및 차폐시킬 수 있으므로, 전자파 발생이 많은 전기제어 박스 외관, 휴대폰, 스마트 자동차의 전장부품 등 다양한 상품에 적용될 수 있다. In addition, since the composite magnetic shielding sheet according to the present invention can effectively absorb and shield electromagnetic waves even in a thin thickness of 0.4 mm or less, it can be applied to various products such as the exterior of an electric control box with a lot of electromagnetic waves, mobile phones, and electronic components of smart cars. have.
아울러, 본 발명에 의한 복합 자성체 차폐시트는 비정질 및 나노결정 금속 합금 플레이크가 포함된 자성체시트가 단독으로 사용되는 경우, 고주파수 대역에서 전자파에 대한 낮은 차폐율과 흡수율이 나타나는 문제를 해소할 수 있다.In addition, when the magnetic material sheet including amorphous and nanocrystalline metal alloy flakes is used alone, the composite magnetic material shielding sheet according to the present invention can solve the problem of having a low shielding rate and absorption rate for electromagnetic waves in a high frequency band.
또한, 본 발명의 자성체시트의 제조방법에 따르면, 비정질 합금 리본을 결정화 온도보다 낮은 온도에서 비정질 합금 리본을 열처리하여 비정질상을 유지한 상태로 표면 크랙이나 과고용된 원소들의 부분적 재배치를 진행할 수 있으므로, 비정질 합금 리본을 손쉽게 분말화할 수 있다.In addition, according to the method of manufacturing a magnetic material sheet of the present invention, the amorphous alloy ribbon is heat-treated at a temperature lower than the crystallization temperature to maintain the amorphous phase, so that the surface crack or the partial rearrangement of the over-solidified elements can be proceeded. The amorphous alloy ribbon can be easily powdered.
또한, 본 발명에 의한 제조방법을 통해 제조된 자성체시트는 1MHz~10GHz 대역의 주파수 대역에서 차폐율이 30dB이상, 흡수율이 5%이상, 열전도도가 수직방향으로 1.0W/m·이상, 열전도도가 수평방향으로 4.0W/m·이상이므로, 종전에 사용하고 있는 센더스트 및 FeSiCr합금의 차폐시트보다 월등히 우수한 전자파 차폐 및 흡수 기능과 방열 특성을 나타낸다.In addition, the magnetic sheet manufactured through the manufacturing method according to the present invention has a shielding rate of 30 dB or more, an absorption rate of 5% or more, a thermal conductivity of 1.0 W/m· or more in a vertical direction, and a thermal conductivity in the frequency band of 1 MHz to 10 GHz. Since is more than 4.0W/m· in the horizontal direction, it exhibits far superior electromagnetic wave shielding and absorption functions and heat dissipation properties than the shielding sheets of Sendust and FeSiCr alloys used in the past.
아울러, 본 발명에 의한 제조방법을 통해 제조된 자성체시트는 0.3㎜ 이하의 얇은 두께에서도 전자파를 효과적으로 흡수 및 차폐시킬 수 있으므로, 전자파 발생이 많은 전기제어 박스 외관, 휴대폰, 스마트 자동차의 전장부품 등 다양한 상품에 적용될 수 있다. In addition, since the magnetic sheet manufactured through the manufacturing method according to the present invention can effectively absorb and shield electromagnetic waves even in a thin thickness of 0.3 mm or less, the exterior of an electric control box with a lot of electromagnetic waves, mobile phones, electronic components of smart cars, etc. Can be applied to products.
도 1은 본 발명에 따른 복합 자성체 차폐시트의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a composite magnetic shielding sheet according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 복합 자성체 차폐시트의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 2 is a flow chart for explaining the manufacturing method of the composite magnetic shielding sheet according to the present invention.
도 3 및 도 4는 실시예 1에 사용된 비정질 플레이크 합금 분말의 미세조직을 나타내는 SEM사진이다.3 and 4 are SEM photographs showing the microstructure of the amorphous flake alloy powder used in Example 1.
도 5는 실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2를 통해 제조된 복합 자성체 차폐시트에 대한 차폐율을 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the shielding rate for the composite magnetic shielding sheets manufactured through Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.
도 6은 실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2를 통해 제조된 복합 자성체 차폐시트에 대한 흡수율을 나타내는 그래프이다. 6 is a graph showing the absorption rate for the composite magnetic shielding sheet prepared through Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.
도 7은 본 발명에 따른 실시예의 자성체시트의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a magnetic sheet according to an embodiment of the present invention.
도 8는 본 발명에 따른 다른 실시예의 자성체시트의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다. 8 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a magnetic sheet according to another embodiment of the present invention.
도 9는 실시예 5 내지 9를 통해 제조된 자성체시트에 대한 차폐율을 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the shielding rate for magnetic sheet prepared through Examples 5 to 9.
도 10은 비교예 3 내지 6을 통해 제조된 자성체시트에 대한 차폐율을 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing a shielding rate for magnetic sheets manufactured through Comparative Examples 3 to 6.
도 11은 실시예 5 내지 9를 통해 제조된 자성체시트에 대한 흡수율을 나타내는 그래프이다.11 is a graph showing the absorption rate of the magnetic sheet prepared through Examples 5 to 9.
도 12는 비교예 3 내지 6을 통해 제조된 자성체시트에 대한 흡수율을 나타내는 그래프이다.12 is a graph showing the absorption rate of the magnetic sheet prepared through Comparative Examples 3 to 6.
아래에서는 본 발명의 실시예 1 내지 4에서 전자파의 차폐 및 흡수 기능이 우수한 복합 자성체 차폐시트(이하, '복합 자성체 차폐시트'라고 약칭함)에 대해서 설명하며, 또한, 본 발명의 실시예 5 내지 9에서 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트(이하, ‘자성체시트’라고 약칭함)의 제조방법에 대해서 설명한다.The following describes a composite magnetic shielding sheet (hereinafter, abbreviated as a'composite magnetic shielding sheet') excellent in shielding and absorbing electromagnetic waves in Examples 1 to 4 of the present invention. In addition, Examples 5 to 4 of the present invention In 9, a method of manufacturing a magnetic sheet (hereinafter, abbreviated as'magnetic sheet') having excellent shielding and absorption of electromagnetic waves and heat dissipation properties will be described.
먼저, 아래에서는 복합 자성체 차폐시트에 대해서 설명한다.First, the following describes the composite magnetic shielding sheet.
도 1은 본 발명에 따른 복합 자성체 차폐시트의 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 복합 자성체 차폐시트는 흡수능을 지닌 판상조직 형태의 비정질 및 나노결정 금속합금 플레이크가 구비된 자성체시트(10)와, 상기 자성체시트(10)의 표면에 구비되는 전도성 접착수단(20), 및 상기 접착제에 의해 부착되는 연자성체 합금박대(30)를 포함한다. 이때, 복합 자성체 차폐시트는 전자파 발생이 많은 전기제어 박스 외관, 휴대폰, 스마트 자동차의 전장부품 등 다양한 상품에 적용하면서 충분한 전자파의 차폐 및 흡수 기능을 제공할 수 있도록 0.4㎜ 이하, 바람직하게는 0.15㎜ 내지 0.4㎜의 두께로 형성되는 것이 좋다.1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a composite magnetic shielding sheet according to the present invention. Referring to FIG. 1, the composite magnetic material shielding sheet according to the present invention includes a magnetic material sheet 10 provided with amorphous and nanocrystalline metal alloy flakes in a plate-like structure having absorption ability, and provided on the surface of the magnetic material sheet 10. It includes a conductive bonding means 20, and a soft magnetic alloy foil 30 attached by the adhesive. At this time, the composite magnetic shielding sheet is 0.4 mm or less, preferably 0.15 mm or less so that it can provide sufficient shielding and absorption functions for electromagnetic waves while being applied to various products such as the exterior of an electric control box that generates many electromagnetic waves, mobile phones, and electronic components of smart cars. It is preferably formed to a thickness of 0.4mm.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 복합 자성체 차폐시트는 자성체시트(10)를 포함한다. 상기 자성체시트(10)는 내부에 판상조직 갖는 합금 분말이 포함된 시트로, 바인더수지를 더 포함하여 구성된다. 이때, 판상조직을 갖는 합금 분말은 열처리된 판상조직의 비정질 합금 분말이거나, 열처리되어 판상조직으로 나노결정화된 합금 분말, 또는 이들 모두가 포함된다.Referring to Figure 1, the composite magnetic material shielding sheet according to the present invention includes a magnetic material sheet (10). The magnetic sheet 10 is a sheet containing alloy powder having a plate-like structure therein, and further includes a binder resin. At this time, the alloy powder having a plate-like structure may be an amorphous alloy powder of a heat-treated plate-like structure, or an alloy powder that has been heat-treated and nanocrystallized into a plate-like structure, or both.
구체적으로, 상기 자성체시트(10)는 판상조직을 갖는 합금 분말 100 중량부 및 바인더수지 6 내지 10 중량부를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 바인더수지의 함량이 6 중량부 미만이면 바인더수지 결합력이 약해지며, 바인더수지의 함량이 10 중량부를 초과하면 바인더수지 함량의 과다로 자성체시트(10)의 차폐율 및 흡수율이 떨어지는 문제가 발생된다.Specifically, the magnetic sheet 10 may be configured to include 100 parts by weight of an alloy powder having a plate-like structure and 6 to 10 parts by weight of a binder resin. At this time, if the content of the binder resin is less than 6 parts by weight, the binding strength of the binder resin is weak, and if the content of the binder resin exceeds 10 parts by weight, the shielding rate and the absorption rate of the magnetic sheet 10 decrease due to an excessive amount of the binder resin. do.
상기 열처리된 판상조직의 비정질 합금 분말과 열처리되어 판상조직으로 나노결정화된 합금 분말은 모두 비정질 합금 분말을 열처리하여 생성된 것으로, 내부조직이 나노결정화의 소성이 가능한 비정질 합금은 판상조직으로 나노결정화된 합금 분말이 되고, 내부조직이 나노결정화가 되지 않는 비정질 합금은 열처리된 판상조직의 비정질 합금 분말이 된다. 이때, 상기 열처리는 합금 분말의 밀링 시에 발생되는 분말 내부의 응력을 제거하고, 연자기 특성을 향상시키기 위해 진행된다.The heat-treated amorphous alloy powder of the plate-like structure and the alloy powder that has been heat-treated and nanocrystallized into a plate-like structure are all produced by heat-treating the amorphous alloy powder, and the amorphous alloy whose internal structure is capable of sintering nanocrystallization is nanocrystallized into a plate-like structure. An amorphous alloy that becomes an alloy powder and the internal structure is not nanocrystallized becomes an amorphous alloy powder of a heat-treated plate-like structure. In this case, the heat treatment is performed in order to remove internal stress generated during milling of the alloy powder and to improve soft magnetic properties.
상기 자성체시트(10)는 0.1㎜ 내지 0.3㎜의 두께를 갖도록 형성된다. 이때, 자성체시트(10)가 0.1㎜ 이하의 두께로 형성되면 충분한 전자파 흡수능을 제공하기 어려워지며, 자성체시트(10)가 0.3㎜를 초과한 두께로 형성되면 복합 자성체 차폐시트의 휨성이 저하되어 부분적으로 파손이 발생될 수 있다.The magnetic sheet 10 is formed to have a thickness of 0.1 mm to 0.3 mm. At this time, if the magnetic sheet 10 is formed with a thickness of 0.1 mm or less, it becomes difficult to provide sufficient electromagnetic wave absorption, and when the magnetic sheet 10 is formed with a thickness of more than 0.3 mm, the bendability of the composite magnetic shielding sheet is lowered. Can cause damage.
상기 자성체시트(10)는 3.5 내지 4.5 g/cm2의 밀도를 갖도록 형성된다. 이때, 자성체시트(10)의 밀도가 3.5 g/cm2 미만으로 형성되면 10MHz의 주파수 대역에서 실효투자율이 85 이하로 낮아지며, 밀도가 4.5 g/cm2를 초과하도록 형성되면 열간성형의 작업성이 떨어지는 문제가 있다.The magnetic sheet 10 is formed to have a density of 3.5 to 4.5 g/cm 2 . At this time, when the density of the magnetic sheet 10 is formed to be less than 3.5 g/cm 2 , the effective permeability is lowered to 85 or less in the frequency band of 10 MHz, and when the density is formed to exceed 4.5 g/cm 2 , the workability of hot forming There is a problem of falling.
상기 판상조직의 비정질 합금 분말은 종횡비(aspect ratio)가 5 내지 50이며, 평균 두께가 0.5㎛ 내지 15㎛인 것이 바람직하다. 이는, 종횡비가 5 이하인 경우에 충진 밀도가 낮아지며, 종횡비가 50을 초과할 경우에 생산성이 결여되기 때문이다. 그리고 평균 두께가 15㎛을 초과할 경우에는 고주파 대역에서 반자계의 영향에 의하여 실효 투자율이 떨어지며, 평균 두께가 0.5㎛ 이하인 경우에는 생산성이 결여되고 작업성이 나빠진다.The amorphous alloy powder of the plate-like structure preferably has an aspect ratio of 5 to 50 and an average thickness of 0.5 to 15 μm. This is because when the aspect ratio is 5 or less, the filling density is lowered, and when the aspect ratio exceeds 50, productivity is lacking. In addition, when the average thickness exceeds 15 μm, the effective permeability decreases due to the effect of the diamagnetic field in the high-frequency band, and when the average thickness is 0.5 μm or less, productivity and workability are deteriorated.
상기 판상조직을 갖는 합금 분말로는 철계나 코발트계가 포함된 비정질 연자성 합금 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 철계로는 Fe-Si-B계, Fe-Nb-B계, Fe-Si-CP계 등이 사용될 수 있으며, 코발트계로는 Co-Fe-B계 등이 사용될 수 있다.As the alloy powder having a plate-like structure, it is preferable to use an amorphous soft magnetic alloy powder containing iron or cobalt. Specifically, Fe-Si-B-based, Fe-Nb-B-based, Fe-Si-CP-based, and the like may be used as the iron-based, and Co-Fe-B-based and the like may be used as the cobalt-based.
구체적으로, 열처리된 판상조직의 비정질 합금 분말 중 FeSiBNbCu계, FeSiCPCu계, FeNbB계 등의 비정질 합금은 결정화 개시온도보다 10∼50℃ 높은 온도에서 30∼100분간 환원성 분위기하에서 열처리를 실시하여 제조한다. 이때, FeSiBNbCu계로는 Fe74Si13B9Nb3Cu1, Fe74Si13B9Nb5 등이 사용될 수 있고, FeSiCPCu계로는 Fe78Si3C6B5P9, Fe85Si2B5P4Cu1 등이 사용될 수 있으며, FeNbB계로는 Fe72B14Si10Nb5 등이 사용될 수 있다.Specifically, amorphous alloys such as FeSiBNbCu-based, FeSiCPCu-based, and FeNbB-based among the heat-treated plate-like amorphous alloy powders are prepared by performing heat treatment in a reducing atmosphere for 30 to 100 minutes at a temperature 10 to 50°C higher than the crystallization initiation temperature. At this time, as the FeSiBNbCu system, Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 , Fe 74 Si 13 B 9 Nb 5, etc. may be used, and as the FeSiCPCu system, Fe 78 Si 3 C 6 B 5 P 9 , Fe 85 Si 2 B 5 P 4 Cu 1 or the like may be used, and Fe 72 B 14 Si 10 Nb 5 may be used as the FeNbB system.
그리고 결정화 개시온도 이상에서 열처리되어 판상조직으로 나노결정화가 되지 않는 합금 분말인 FeSiB계나 CoFeB계 등의 비정질 합금은 결정화온도보다 20∼50℃ 낮은 온도에서 30∼100분간 환원성 분위기하에서 열처리를 실시하여 제조한다. 이때, FeSiB계로는 Fe78Si13B9 등이 사용될 수 있으며, CoFeB계로는 Co70Fe5Si15B10 등이 사용될 수 있다.In addition, amorphous alloys such as FeSiB-based or CoFeB-based alloy powders that are heat treated above the crystallization initiation temperature and are not nanocrystallized into a plate-like structure are manufactured by performing heat treatment in a reducing atmosphere for 30 to 100 minutes at a temperature 20 to 50°C lower than the crystallization temperature. do. At this time, FeSiB to step may be used such as Fe 78 Si 13 B 9, CoFeB to step may be used such as Co 70 Fe 5 Si 15 B 10 .
상기 바인더수지는 판상조직을 갖는 합금 분말의 외부를 둘러싸도록 배치되어 절연 및 바인더의 역할을 제공하는 것으로 폴리이미드, PVA, 우레탄계, SBR(styrene-butadiene rubber) 등의 열가소성 수지 용액을 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 바인더수지로는 SBR 고형분말 18 중량%와 소량의 경화제 및 가교제를 혼합된 바인더수지를 사용할 수 있다.The binder resin is disposed so as to surround the outside of the alloy powder having a plate-like structure to provide insulation and a role of a binder, and a thermoplastic resin solution such as polyimide, PVA, urethane-based, or styrene-butadiene rubber (SBR) may be used. For example, as the binder resin, a binder resin in which 18% by weight of SBR solid powder and a small amount of a curing agent and a crosslinking agent are mixed may be used.
상기 열가소성수지는 라미네이션(lamination) 작업 시 가해지는 열에 수지가 녹아서 시트 복합화에 유용하며, 별도의 접착제를 사용하지 않고도 연자성체 합금박대(30)를 자성체시트(10)의 일측면에 부착하기 쉬워진다. 이러한 열가소성수지로는 폴리이미드계 수지와, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.The thermoplastic resin is useful for sheet compounding because the resin melts in the heat applied during lamination, and it becomes easy to attach the soft magnetic alloy foil 30 to one side of the magnetic sheet 10 without using a separate adhesive. . As such a thermoplastic resin, any one selected from the group consisting of polyimide resins, acrylic resins, and urethane resins may be used.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 복합 자성체 차폐시트는 전도성 접착수단(20)을 포함한다.Referring to Figure 1, the composite magnetic material shielding sheet according to the present invention includes a conductive adhesive means (20).
상기 전도성 접착수단(20)은 자성체시트(10)의 표면에 구비되어 연자성체 합금박대(30)가 자성체시트(10)에 부착되도록 부착력을 제공하는 것으로, 자성체시트(10)와 연자성체 합금박대(30)의 사이에 위치한다.The conductive adhesive means 20 is provided on the surface of the magnetic sheet 10 to provide an adhesive force so that the soft magnetic alloy foil 30 is attached to the magnetic sheet 10, the magnetic sheet 10 and the soft magnetic alloy foil It is located between (30).
이러한 전도성 접착수단(20)은 자성체시트(10)와 연자성체 합금박대(30) 사이의 층간 전기전도도가 양호해지도록 작용하여 수직 및 수평간의 열전도도를 향상시킨다.This conductive bonding means 20 acts to improve the interlayer electrical conductivity between the magnetic sheet 10 and the soft magnetic alloy thin ribbon 30, thereby improving the vertical and horizontal thermal conductivity.
상기 전도성 접착수단(20)으로는 전도성 접착제를 사용하거나 전도성 양면테이프를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The conductive adhesive means 20 may be a conductive adhesive or a conductive double-sided tape, but is not limited thereto.
상기 전도성 접착제로는 은전도성 에폭시가 주로 사용될 수 있고, 전도성 양면테이프로는 블랙카본과 흑연분말 등 도전성필러로 제작된 테이프가 사용될 수 있다.Silver conductive epoxy may be mainly used as the conductive adhesive, and a tape made of a conductive filler such as black carbon and graphite powder may be used as the conductive double-sided tape.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 복합 자성체 차폐시트는 연자성체 합금박대를 포함한다.Referring to Figure 1, the composite magnetic material shielding sheet according to the present invention includes a soft magnetic alloy foil.
상기 연자성체 합금박대는 자화도의 개념에서 연자성체의 성질을 이용하기 위해 자성체시트(10)의 일면에 복합화로 부착되는 것으로, 0.05㎜ 내지 0.2㎜ 두께로 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않는다. 이때, 연자성 물질인 합금박대는 외부 자계에 의해 자화되어 전자파를 효율적으로 흡수할 수 있기 때문에 고주파대역까지 전자파의 흡수율이 좋아진다.The soft magnetic alloy foil is attached to one side of the magnetic sheet 10 in a composite manner in order to utilize the properties of the soft magnetic material in the concept of magnetization, and is preferably formed to a thickness of 0.05 mm to 0.2 mm, but is not limited thereto. Does not. At this time, since the alloy thin ribbon, which is a soft magnetic material, is magnetized by an external magnetic field to efficiently absorb electromagnetic waves, the absorption rate of electromagnetic waves up to the high frequency band is improved.
한편 연자성체 합금박대 대신 전도성이 우수한 비자성체의 금속박대를 사용하면 전자파의 반사가 이루어지더라도 차폐재 내부에서 흡수가 거의 일어나지 않는 단점이 발생된다.On the other hand, if a metal foil of a non-magnetic material having excellent conductivity is used instead of a soft magnetic alloy foil, there is a disadvantage that even if the electromagnetic wave is reflected, absorption is hardly caused inside the shielding material.
상기 연자성체 합금박대로서는 철계나 코발트계가 포함된 비정질 또는 결정질합금박대를 사용할 수 있다. 구체적으로, 연자성체 비정질 합금박대로는 Fe-Si-B계, Fe-Si-B-Nb-Cu계, Co-Fe-B계, Fe-Nb-B계 등이 사용될 수 있으며, 연자성체 결정질 합금박대로는 Fe-Si계, Fe-Ni계, Fe-Ni-Mo계 등이 사용될 수 있다.As the soft magnetic alloy foil, an amorphous or crystalline alloy foil including iron or cobalt may be used. Specifically, as the soft magnetic amorphous alloy foil, Fe-Si-B system, Fe-Si-B-Nb-Cu system, Co-Fe-B system, Fe-Nb-B system, etc. may be used. As the alloy foil, Fe-Si-based, Fe-Ni-based, Fe-Ni-Mo-based, etc. may be used.
한편, 금속박대로 전도성 물질인 구리(Cu)나 알루미늄(Al)을 자성체시트(10)에 접착시키면 80dB 이상의 차폐율을 나타낼 수 있지만 전자파의 흡수 및 제거가 거의 일어나지 않기 때문에 전도성 금속박대를 사용함에 의해서 전체 무게당 전자파 흡수능이 떨어지는 단점이 있다.On the other hand, if copper (Cu) or aluminum (Al), which is a conductive material with a metal foil, is adhered to the magnetic sheet 10, a shielding rate of 80dB or more can be displayed, but since absorption and removal of electromagnetic waves hardly occur, the use of a conductive metal foil There is a disadvantage that the ability to absorb electromagnetic waves per total weight is poor.
이와 같이, 본 발명은 연자성체 합금박대를 사용하여 비자성체 금속박대를 사용하는 경우에 비해 차폐율은 동등이상으로 개선하고, 흡수율은 대폭 개선하는 효과를 제공한다.As described above, the present invention provides an effect of significantly improving the shielding rate and significantly improving the absorption rate compared to the case of using a non-magnetic metal foil using a soft magnetic alloy foil.
도 2는 본 발명에 따른 복합 자성체 차폐시트의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 2 is a flow chart for explaining the manufacturing method of the composite magnetic shielding sheet according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 복합 자성체 차폐시트의 제조방법은 비정질 합금을 결정화 개시온도의 이하에서 열처리하는 1차 열처리 단계(S100)와, 열처리된 합금을 분쇄하여 판상조직을 갖는 합금 분말을 생성하는 분쇄단계(S200)와, 판상조직을 갖는 합금 분말의 내부 응력제거 및 연자기 특성 향상을 위해 열처리하는 2차 열처리 단계(S250), 2차의 열처리를 통과한 판상조직을 갖는 합금 분말이 포함된 슬러리를 생성하는 슬러리 생성단계(S300)와, 상기 슬러리로 자성체시트(10)를 생산하는 자성체시트 제조단계(S400)와, 자성체시트(10)의 일면에 전도성 접착수단(20)을 구비하는 접착수단 형성단계(S500), 및 상기 전도성 접착수단(20)에 연자성체 합금박대(30)를 부착시키는 부착단계(S600)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the method of manufacturing a composite magnetic shielding sheet according to the present invention includes a first heat treatment step (S100) of heat-treating an amorphous alloy below a crystallization initiation temperature, and an alloy powder having a plate structure by pulverizing the heat-treated alloy. The pulverization step (S200) to generate the, the secondary heat treatment step (S250) of heat treatment to remove the internal stress of the alloy powder having a plate-like structure and improve the soft magnetic properties, the alloy powder having a plate-like structure that has passed the secondary heat treatment A slurry generation step (S300) of generating the contained slurry, a magnetic sheet manufacturing step (S400) of producing a magnetic sheet 10 from the slurry, and a conductive adhesive means 20 on one surface of the magnetic sheet 10 It includes a bonding means forming step (S500), and an attaching step (S600) of attaching the soft magnetic alloy thin ribbon 30 to the conductive bonding means 20.
먼저, 1차 열처리단계(S100)는 비정질 합금을 결정화 개시온도 이하의 온도로 열처리하는 단계로, 비정질상을 유지한 상태로 표면 크랙이나 과고용된 원소들의 부분적 재배치를 시켜 비정질 합금이 용이하게 분쇄 및 플레이크가 진행되도록 한다.First, the first heat treatment step (S100) is a step of heat-treating the amorphous alloy at a temperature below the crystallization initiation temperature. The amorphous alloy is easily pulverized by partially rearranging surface cracks or over-solvented elements while maintaining the amorphous phase. Let the flake progress.
구체적으로, 1차 열처리단계(S100)에서는 비정질 합금을 결정화 개시온도보다 20∼150℃ 낮은 환원분위기의 온도에서 30∼100분 동안 열처리를 진행하는 것이 바람직하다.Specifically, in the first heat treatment step (S100), it is preferable to perform the heat treatment for 30 to 100 minutes at a temperature of a reducing atmosphere 20 to 150 ℃ lower than the crystallization initiation temperature of the amorphous alloy.
이때, 열처리 온도가 결정화 개시온도보다 20℃가 낮은 온도 사이(즉 결정화 개시온도에서 결정화 개시온도-20℃ 구간의 온도)에서 진행되면, 일부 결정화가 일어날 우려가 있다. 그리고 열처리 온도가 결정화 개시온도를 기준으로 150℃보다 낮은 온도에 진행되면, 분말의 평균입경이 100㎛ 이하의 판상조직을 갖는 비정질 합금 분말 제조 시에 밀링시간이 10시간을 초과하게 되어 분말내부에 불순물 혼입이 증가될 수 있다. 또한, 열처리 시간이 30분 미만으로 진행되면 충분한 열처리가 되지 않고, 100분을 초과하여 진행되면 경제성이 떨어진다.At this time, if the heat treatment temperature is between a temperature 20°C lower than the crystallization start temperature (ie, the crystallization start temperature to the crystallization start temperature -20°C), there is a concern that some crystallization may occur. And if the heat treatment temperature is lower than 150℃ based on the crystallization initiation temperature, the milling time exceeds 10 hours when manufacturing amorphous alloy powder having a plate-like structure with an average particle diameter of 100㎛ or less. Incorporation of impurities may increase. In addition, if the heat treatment time is less than 30 minutes, sufficient heat treatment is not performed, and if the heat treatment time exceeds 100 minutes, the economy is poor.
그 다음, 분쇄단계(S200)는 1차 열처리단계(S100)를 통해 열처리된 비정질 합금을 분쇄하여 평균입경이 100㎛ 이하인 판상조직을 갖는 비정질 합금 분말을 생성하는 단계로, 분쇄 과정 및 판상조직화 과정을 포함하여 구성될 수 있다.Then, the pulverizing step (S200) is a step of pulverizing the amorphous alloy heat-treated through the first heat treatment step (S100) to generate an amorphous alloy powder having a plate-like structure having an average particle diameter of 100 µm or less. It can be configured to include.
이러한 분쇄단계(S200)를 통해 생성된 판상조직의 비정질 합금 분말은 두께가 0.5㎛ 내지 15㎛이고, 평균입경이 10㎛ 내지 100㎛이며, 평균 종횡비(길이/두께)가 5∼50인 것이 바람직하다. 이때, 평균입경이 10㎛ 미만이면 밀링시간이 과다하게 소요되며, 100㎛를 초과하면 시트 제조 시에 표면조도가 불량해지는 문제가 발생될 수 있다. 그리고 평균 종횡비가 5 미만이면 판상조직을 갖는 비정질 합금 분말 분말의 비표면적이 작아서 성형밀도가 낮아지며, 50을 초과하면 판상조직을 갖는 비정질 합금 분말 분말의 평균입경이 100㎛를 초과하여 조대해져 시트의 표면조도가 불량해지는 문제가 발생될 수 있다.It is preferable that the plate-like amorphous alloy powder produced through the crushing step (S200) has a thickness of 0.5 μm to 15 μm, an average particle diameter of 10 μm to 100 μm, and an average aspect ratio (length/thickness) of 5 to 50. Do. At this time, if the average particle diameter is less than 10 μm, it takes excessive milling time, and if it exceeds 100 μm, there may be a problem that the surface roughness is poor during sheet manufacturing. And if the average aspect ratio is less than 5, the specific surface area of the amorphous alloy powder having a plate-like structure is small, so the molding density is lowered. If it exceeds 50, the average particle diameter of the amorphous alloy powder having a plate-like structure exceeds 100 μm and becomes coarse. A problem of poor surface roughness may occur.
본 발명에 따른 분쇄단계(S200)를 구성하는 분쇄 과정에서는 1차 열처리단계(S100)를 통해 열처리된 비정질 합금을 수작업 또는 분쇄기 등의 장비에 의하여 분쇄한다.In the grinding process constituting the grinding step (S200) according to the present invention, the amorphous alloy heat-treated through the first heat treatment step (S100) is ground manually or by equipment such as a grinder.
본 발명에 따른 분쇄단계(S200)를 구성하는 판상조직화 과정에서는 분쇄 과정을 통해 분쇄된 합금 분말을 볼 밀, 어트리션 밀(attrition mill) 등의 밀(mill)을 이용하여 미세 분쇄하고 판상조직을 갖는 합금 분말을 생성한다.In the plate-like texture process constituting the crushing step (S200) according to the present invention, the alloy powder pulverized through the crushing process is finely pulverized using a mill such as a ball mill or an attrition mill, and the plate structure To produce an alloy powder having
보다 구체적으로, 판상조직화 과정에서 밀(mill), 예컨대 어트리션 밀의 밀링속도는 300 내지 600rpm인 것이 바람직하다. 이때, 밀링속도가 300rpm 미만이면 충분한 분쇄가 일어나지 않으며, 600rpm를 초과하면 과도한 에너지의 적용에 의하여 기기 및 볼에서의 마모가 커지는 문제가 발생될 수 있다.More specifically, it is preferable that the milling speed of a mill, such as an attention mill, is 300 to 600 rpm in the plate-like texture process. At this time, when the milling speed is less than 300 rpm, sufficient pulverization does not occur, and when the milling speed exceeds 600 rpm, a problem of increased wear in the device and the ball may occur due to the application of excessive energy.
또한, 판상조직화 과정에서 밀(mill), 예컨대 어트리션 밀의 밀링시간은 3시간 내지 10시간인 것이 바람직하다. 이때, 밀링시간인 3시간 미만이면 평균입경이 100㎛이하의 분말을 제조하기가 어렵고, 10시간을 초과하면 불순물 혼입이 과다하게 커지는 문제가 발생될 수 있다.In addition, it is preferable that the milling time of a mill, such as an attention mill, is 3 to 10 hours in the process of forming a plate. At this time, if the milling time is less than 3 hours, it is difficult to manufacture a powder having an average particle diameter of 100 μm or less, and if it exceeds 10 hours, there may be a problem in that impurities are excessively mixed.
아울러, 판상조직화 과정에서 밀(mill), 예컨대 어트리션 밀에는 메타놀, 알코올, 아세톤 등의 용매를 사용할 수 있다. 그리고 용매와 분말(비정질 합금 리본)의 무게비(용매/분말)는 0.5∼2.0인 것이 바람직하다. 이때, 용매와 분말의 무게비가 0.5 미만이면 표면이 균일한 판상조직의 비정질 합금 분말의 제조가 어려워지며, 2.0을 초과하면 비정질 합금 분말의 제조시간이 과다하게 소요되는 문제가 발생된다.In addition, a solvent such as methanol, alcohol, and acetone may be used for a mill, such as an attention mill, in the process of forming a plate. And it is preferable that the weight ratio (solvent/powder) of the solvent and the powder (amorphous alloy ribbon) is 0.5 to 2.0. At this time, when the weight ratio of the solvent and the powder is less than 0.5, it is difficult to manufacture the amorphous alloy powder having a plate-like structure with a uniform surface, and when it exceeds 2.0, the manufacturing time of the amorphous alloy powder is excessively required.
그리고 어트리션 밀을 기준으로 판상조직화 과정에 사용된 볼과 분말의 무게비(볼/분말)는 5∼10인 것이 바람직하다. 이때, 무게비가 5 미만이면 10시간 이상의 밀링시간이 소요되며, 무게비가 10을 초과하면 투입 볼량의 과다로 볼과의 직접 충돌에 의한 마모가 지나치게 커지는 문제가 발생될 수 있다.In addition, it is preferable that the weight ratio (ball/powder) of the ball and powder used in the plate-like texture process based on the attention mill is 5-10. At this time, if the weight ratio is less than 5, milling time of 10 hours or more is required, and if the weight ratio exceeds 10, a problem of excessive wear due to direct collision with the balls may occur due to an excessive amount of input balls.
본 발명에 따른 2차 열처리단계(S250)는 밀링처리에 따른 합금 분말 내부의 응력을 제거하고, 합금 분말의 연자기 특성을 향상시키기 위해 판상조직을 갖는 합금 분말을 열처리하는 단계이다.The second heat treatment step (S250) according to the present invention is a step of heat-treating the alloy powder having a plate structure in order to remove the stress inside the alloy powder due to the milling treatment and improve the soft magnetic properties of the alloy powder.
보다 구체적으로, 상기 열처리 단계(S250)는 분쇄단계(S200)를 통해 생성된 미립의 비정질 합금 분말 중 Fe-Si-B-Nb-Cu계, Fe-Si-C-P-Cu계 등의 나노결정계 합금은 결정화 개시온도보다 10∼50℃ 높은 온도에서 30∼100분간 환원성 분위기하에서 열처리를 실시하고, Fe-Si-B계나 Co-Fe-B계 등의 비정질계 합금은 결정화 개시온도보다 20∼50℃ 낮은 온도에서 30∼100분간 환원성 분위기하에서 열처리를 실시한다.More specifically, the heat treatment step (S250) is a nanocrystalline alloy such as Fe-Si-B-Nb-Cu-based, Fe-Si-CP-Cu-based, among fine-grained amorphous alloy powders generated through the pulverizing step (S200). Heat treatment is performed in a reducing atmosphere for 30 to 100 minutes at a temperature 10 to 50°C higher than the silver crystallization initiation temperature, and an amorphous alloy such as Fe-Si-B or Co-Fe-B is 20 to 50°C above the crystallization initiation temperature. Heat treatment is performed in a reducing atmosphere for 30 to 100 minutes at a low temperature.
이어서, 슬러리 생성단계(S300)는 열처리 단계(S250)를 통과한 판상조직을 갖는 금속 분말에 바인더수지 및 용매를 혼합한 혼합물로 슬러리 용액을 생성하는 단계이다. 이때, 상기 용매는 바인더수지와 함께 슬러리의 점도를 조절하기 위해 상기 혼합물에 첨가되는 것으로 물, 알콜류, 아세톤, 에텔 아세테이트, 노말메틸피롤리돈, 부틸셀루솔브, 메틸렌클로라이드(Methylene Chloride) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.Subsequently, the slurry generation step (S300) is a step of generating a slurry solution using a mixture of a metal powder having a plate-like structure that has passed through the heat treatment step (S250) and a binder resin and a solvent. At this time, the solvent is added to the mixture to adjust the viscosity of the slurry together with the binder resin, and any one of water, alcohols, acetone, ether acetate, normal methylpyrrolidone, butyl cellosolve, and methylene chloride Alternatively, a mixture of these may be used.
상기 슬러리 생성단계(S300)에서는 상기 혼합물에 혼합되는 수지와 용매의 함량을 조절하여 점도가 있는 5,000 내지 10,000 cP인 슬러리 용액을 생성한다. 이때, 점도가 5,000 cP 이하면 너무 묽어서 자성체시트(10)가 성형되지 않고, 10,000 cP를 초과하면 건조과정에서 자성체시트(10)가 표면에 균열이 형성되는 문제가 발생될 수 있다.In the slurry generation step (S300), a slurry solution having a viscosity of 5,000 to 10,000 cP is generated by adjusting the contents of the resin and solvent mixed in the mixture. At this time, if the viscosity is less than 5,000 cP, the magnetic sheet 10 is not formed because it is too thin, and if it exceeds 10,000 cP, a problem may occur in that the magnetic sheet 10 is cracked on the surface during the drying process.
이러한 슬러리 용액은 판상조직을 갖는 합금 분말 100 중량부를 기준으로 바인더수지 6 내지 10 중량부와 용매를 첨가하여 생성한다. 그리고 용매는 바인더 수지보다 4∼10배(무게비)의 비율로 혼합하여 생성한다. 이때, 용매를 4배 미만으로 사용하면 바인더수지 내부에서 판상조직을 갖는 합금 분말의 움직임이 제한되어 자성체시트 제조단계(S400)에서 판상조직을 갖는 합금 분말이 수평으로 배열되지 못하는 문제가 발생될 수 있다. 그리고 상기 용매가 10배를 초과하면, 자성체시트(10)의 제조 시에 건조시간이 증가되는 문제점이 발생한다.This slurry solution is produced by adding 6 to 10 parts by weight of a binder resin and a solvent based on 100 parts by weight of the alloy powder having a plate structure. And the solvent is produced by mixing in a ratio of 4 to 10 times (weight ratio) than the binder resin. At this time, if the solvent is used less than 4 times, the movement of the alloy powder having a plate-like structure within the binder resin is restricted, and thus, the alloy powder having a plate-like structure in the magnetic sheet manufacturing step (S400) may not be arranged horizontally. have. In addition, when the solvent exceeds 10 times, there is a problem that the drying time increases when the magnetic sheet 10 is manufactured.
또한, 바인더수지의 함량이 6 중량% 미만이면 바인더수지 결합력이 약해지며, 바인더수지의 함량이 10 중량%를 초과하면 바인더수지 함량의 과다로 자성체시트(10)의 차폐율 및 흡수율이 떨어지는 문제가 발생된다.In addition, if the content of the binder resin is less than 6% by weight, the binding strength of the binder resin is weakened, and if the content of the binder resin exceeds 10% by weight, the shielding rate and the absorption rate of the magnetic sheet 10 decrease due to the excessive amount of the binder resin. Occurs.
그 다음, 자성체시트 제조단계(S400)는 슬러리 생성단계(S300)를 통해 생성된 슬러리 용액으로 두께가 0.1㎜ 내지 0.3㎜인 자성체시트(10)를 생성한다.Then, in the magnetic sheet manufacturing step (S400), a magnetic sheet 10 having a thickness of 0.1 mm to 0.3 mm is generated with the slurry solution generated through the slurry generating step (S300).
구체적으로, 자성체시트 제조단계(S400)에서는 자성체시트(10)의 내부에서 복수개의 판상조직을 갖는 비정질 합금 분말이 수평 배열되도록 가공한 후, 슬러리 용액을 건조하여 자성체시트(10)에 존재하는 용매가 휘발되도록 한다. 그리고 건조된 슬러리를 프레스기 등의 가압장치로 가압하여 0.30㎜ 이하, 바람직하게는 0.1㎜ 내지 0.30㎜의 두께를 갖는 자성체시트(10)를 제작한다.Specifically, in the magnetic sheet manufacturing step (S400), after processing the amorphous alloy powder having a plurality of plate-like structures horizontally inside the magnetic sheet 10, the slurry solution is dried and the solvent present in the magnetic sheet 10 Volatilize. Then, the dried slurry is pressurized with a pressing device such as a press machine to produce a magnetic sheet 10 having a thickness of 0.30 mm or less, preferably 0.1 mm to 0.30 mm.
일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 자성체시트 제조단계(S400)에서는 슬러리 생성단계(S300)을 통해 생성된 슬러리 용액을 이형필름위에 도포한 다음, 60∼90℃ 범위의 온도에서 건조한 후, 120∼175℃로 유지된 열압기(hot press)상에서 50∼150 kgf/cm2의 압력으로 성형하여 밀도가 3.5∼4.5 g/cm2인 자성체시트(10)를 생성한다.As an embodiment, in the magnetic sheet manufacturing step (S400) according to the present invention, the slurry solution generated through the slurry generation step (S300) is applied on a release film, and then dried at a temperature in the range of 60 to 90°C, and then 120 to A magnetic sheet 10 having a density of 3.5 to 4.5 g/cm 2 is produced by molding at a pressure of 50 to 150 kgf/cm 2 on a hot press maintained at 175°C.
이때, 성형온도가 120℃ 미만이면 바인더가 충분히 연화되지 않아 시트의 두께가 불균일해지는 문제가 발생되고, 175℃를 초과하면 바인더수지가 용해되는 문제가 발생된다. 또한 성형압력이 50 kgf/cm2 미만이면 충분한 시트의 성형밀도가 나오지 않으며, 150 kgf/cm2를 초과하면 과압에 따른 시트의 손상이 발생될 수 있다.At this time, when the molding temperature is less than 120°C, the binder is not sufficiently softened, resulting in a problem that the thickness of the sheet is uneven, and when it exceeds 175°C, the binder resin is dissolved. In addition, if the molding pressure is less than 50 kgf/cm 2, sufficient sheet molding density does not come out, and if it exceeds 150 kgf/cm 2 , damage to the sheet due to overpressure may occur.
또한, 자성체시트 제조단계(S400)에서는 자성체시트(10)를 테이프 케스팅(tape casting) 방법을 통해 지정된 규격으로 자성체시트(10)를 절단한다. 여기서, 테이프 캐스팅 방법이란 움직이는 칼날 또는 움직이는 운반 필름위에 일정한 두께로 목적하는 바에 따라서 시트를 성형하는 방법이다.In addition, in the magnetic sheet manufacturing step (S400), the magnetic sheet 10 is cut to a specified standard through a tape casting method. Here, the tape casting method is a method of forming a sheet on a moving blade or a moving conveying film with a certain thickness according to the purpose.
이 후, 접착수단 형성단계(S500)는 외부로 노출되는 자성체시트(10)의 일면에 전도성 접착수단(20)을 구비하는 단계로, 전도성 접착수단(20)을 도포하거나 전도성 양면테이프를 부착한다.Thereafter, the bonding means forming step (S500) is a step of providing a conductive bonding means 20 on one surface of the magnetic sheet 10 exposed to the outside, and applying a conductive bonding means 20 or attaching a conductive double-sided tape. .
마지막으로, 부착단계(S600)는 접착수단 형성단계(S500)를 통해 자성체시트(10) 상에 구비된 전도성 접착수단(20)에 연자성 합금박대(30)를 밀착시키는 단계로, 자성체시트(10)의 표면에 연자성 합금박대(30)를 부착시킨다.Finally, the attaching step (S600) is a step of in close contact with the soft magnetic alloy thin ribbon 30 to the conductive bonding means 20 provided on the magnetic sheet 10 through the bonding means forming step (S500), the magnetic sheet ( Attach the soft magnetic alloy thin ribbon 30 to the surface of 10).
이하, 본 발명의 구체적인 실시예 1 내지 4 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 기술한다.Hereinafter, it will be described in more detail through specific Examples 1 to 4 and experimental examples of the present invention.
[실시예 1][Example 1]
1. 두께가 10㎛이고 폭이 10cm인 비정질 합금(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 리본을 결정화 개시온도인 500℃보다 낮은 온도인 460℃에서 수소가스 분위기하에서 30분간 열처리한 후, 수작업으로 분쇄하여 평균입경이 1cm인 비정질 합금 분말 1㎏을 형성하였다.1. After heat-treating an amorphous alloy (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ) ribbon with a thickness of 10 μm and a width of 10 cm in a hydrogen gas atmosphere at 460° C., a temperature lower than 500° C., the crystallization initiation temperature, Grinding by hand to form 1 kg of amorphous alloy powder having an average particle diameter of 1 cm
2. 어트리션 밀 내의 용기에 비정질 합금 분말 1㎏과 직경이 5㎜인 볼(SUJ420J2) 10kg 및 알코올 1㎏를 투입한 후, 어트리션 밀의 회전속도를 500 rpm으로 하여 5시간 동안 동작시켜 평균두께가 1.1㎛이고 평균입경이 50㎛이고 종횡비가 45인 판상조직을 갖는 비정질 합금 플레이크 분말을 생성하였다.2. After putting 1 kg of amorphous alloy powder and 10 kg of ball (SUJ420J2) with a diameter of 5 mm and 1 kg of alcohol into the container in the attraction mill, the rotation speed of the attraction mill was set to 500 rpm and operated for 5 hours. An amorphous alloy flake powder having a plate structure having an average thickness of 1.1 μm, an average particle diameter of 50 μm, and an aspect ratio of 45 was produced.
3. 상기 판상조직을 갖는 비정질 합금 분말(Fe74Si13B9Nb3Cu1)을 결정화 개시온도보다 20℃ 높은 온도인 520℃로 수소가스의 환원분위기하에서 30분간 열처리를 실시하여 나노결정화된 합금 분말을 제조하였다.3. The amorphous alloy powder (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ) having the plate-like structure was subjected to heat treatment at 520°C, which is 20°C higher than the crystallization initiation temperature, for 30 minutes in a reducing atmosphere of hydrogen gas to make nanocrystallization. An alloy powder was prepared.
4. 열처리된 판상조직을 갖는 나노결정 합금 분말(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 500g과 바인더수지인 SBR 수지를 나노결정 합금 분말의 10중량부인 50g 및 용매인 톨루엔 250g을 혼합한 다음 교반하여 슬러리 용액을 제조한다.4. After mixing 500 g of nanocrystalline alloy powder (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ) having a heat-treated plate-like structure and SBR resin as a binder resin, 50 g, which is 10 parts by weight of nanocrystalline alloy powder, and 250 g of toluene as a solvent, Stirring to prepare a slurry solution.
5. 상기 슬러리 용액을 이형필름위에 균일하게 도포하여 시트를 제조한 다음, 90℃의 온도에서 충분히 건조하여 용매 성분을 휘발시켰다.5. The slurry solution was uniformly applied on a release film to prepare a sheet, and then dried sufficiently at a temperature of 90°C to volatilize the solvent component.
6. 상기 시트를 바인더가 연화되는 150℃의 온도에서 열압기를 통해 1분간 100kgf/cm2으로 열간성형을 하여 자성체시트를 제조하였다.6. The sheet was hot-formed at 100kgf/cm 2 for 1 minute through a hot press at 150° C. at which the binder softens to prepare a magnetic sheet.
7. 상기 자성체시트의 상면에 전도성 접착제[8330-19G, MG Chemical, 캐나다]를 10㎛의 두께로 도포하였다.7. A conductive adhesive [8330-19G, MG Chemical, Canada] was applied to the upper surface of the magnetic sheet to a thickness of 10 μm.
8. 상기 전도성 접착제의 상부에 35㎛의 두께를 갖는 연자성체 비정질 합금박대(Fe74Si13B9Nb3Cu1)를 부착하여 0.29㎜의 두께를 갖는 복합 자성체 차폐시트를 제조하였다.8. A composite magnetic shielding sheet having a thickness of 0.29 mm was prepared by attaching a soft magnetic amorphous alloy thin ribbon (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ) having a thickness of 35 μm on the conductive adhesive.
[실시예 2][Example 2]
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 평균 두께가 1.1㎛이고 평균입경이 50㎛인 나노결정 합금(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 대신 평균 두께가 5㎛이고 평균입경이 65㎛인 나노결정 합금(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 플레이크 분말을 사용하고, SBR 수지 50g과 톨루엔 250g 대신 SBR 수지 37.5g(7.5중량부)과 톨우엔 187.5g을 사용하여 0.29㎜의 두께를 갖는 복합 자성체 차폐시트를 제조하였다.Prepared in the same manner as in Example 1, but instead of a nanocrystalline alloy (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ) having an average thickness of 1.1 μm and an average particle diameter of 50 μm, an average thickness of 5 μm and an average particle diameter of 65 μm Nanocrystalline alloy (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ) flake powder was used, and SBR resin 37.5 g (7.5 parts by weight) and toluene 187.5 g were used instead of 50 g of SBR resin and 250 g of toluene. A composite magnetic shielding sheet was prepared.
[실시예 3][Example 3]
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 35㎛의 두께를 갖는 연자성체 합금박대(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 대신 35㎛의 두께를 갖는 연자성체 합금박대(Fe78Si13B9)를 사용하여 복합 자성체 차폐시트를 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, but instead of a soft magnetic alloy foil having a thickness of 35 μm (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ), a soft magnetic alloy foil having a thickness of 35 μm (Fe 78 Si 13 B 9 ) To prepare a composite magnetic shielding sheet.
[실시예 4][Example 4]
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 35㎛의 두께를 갖는 연자성체 합금박대(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 대신 150㎛의 두께를 갖는 연자성체 합금박대(Fe-79Ni-2Mo permalloy)를 사용하여 복합 자성체 차폐시트를 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, but instead of a soft magnetic alloy foil having a thickness of 35 μm (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ), a soft magnetic alloy foil having a thickness of 150 μm (Fe-79Ni-2Mo permalloy ) To prepare a composite magnetic shielding sheet.
[비교예 1] [Comparative Example 1]
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 전도성 접착제 및 연자성체 합금박대가 미 구비된 단일의 자성체시트로 자성체 차폐시트를 제조하였다.A magnetic shielding sheet was prepared in the same manner as in Example 1, but with a single magnetic sheet without a conductive adhesive and a soft magnetic alloy foil.
[비교예 2][Comparative Example 2]
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 35㎛의 두께를 갖는 연자성체 합금박대(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 대신 35㎛의 두께를 갖는 전도성 금속박대(Cu)를 사용하여 복합 자성체 차폐시트를 제조하였다.A composite magnetic material prepared in the same manner as in Example 1, but using a conductive metal foil having a thickness of 35 μm instead of a soft magnetic alloy foil having a thickness of 35 μm (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ) A shielding sheet was prepared.
실험례Experimental example
상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 및 2에 의하여 제작된 차폐시트의 평균입경, 미세조직, 차폐시트의 두께, 투자율, 차폐율, 실효투자율, 열전도도를 평가하였다. 이때, 판상조직을 갖는 비정질 및 나노결정 합금 분말의 평균입경은 입도분석기[Bettersize S2, 케이원나노, 한국]로 측정하였고, 미세조직은 HR-SEM[S-4800, Hitachi, 일본]으로 촬영하였다. 그리고 차폐시트의 두께는 버니어 캘리퍼스[500181-30, Mitutoyo, 일본]로 측정하였고, 차폐시트의 차폐율은 네트워크 분석기[ZVA40, Rohde & Schwarz, 독일]로 측정하였고, 흡수율은 Precision Impedance Analyzer[4294A-CFG002, Agilent, 미국]로 측정하였다. 또한, 차폐시트의 실효투자율은 Impedance Analyzer[E4991A, Agilent, 미국]로 측정하였고, 열전도도는 열전도도 측정기[LFA457, NETZCH, 독일]로 측정하였으며, 그 결과를 아래 [표 1]과 도 3 내지 도 6으로 정리하였다.The average particle diameter, microstructure, thickness of the shielding sheet, permeability, shielding rate, effective permeability, and thermal conductivity of the shielding sheets prepared according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated. At this time, the average particle diameter of the amorphous and nanocrystalline alloy powder having a plate-like structure was measured with a particle size analyzer [Bettersize S2, K-One Nano, Korea], and the microstructure was photographed with HR-SEM [S-4800, Hitachi, Japan]. And the thickness of the shielding sheet was measured with a vernier caliper [500181-30, Mitutoyo, Japan], the shielding rate of the shielding sheet was measured with a network analyzer [ZVA40, Rohde & Schwarz, Germany], and the absorption rate was Precision Impedance Analyzer [4294A- CFG002, Agilent, USA]. In addition, the effective permeability of the shielding sheet was measured with an Impedance Analyzer [E4991A, Agilent, USA], and the thermal conductivity was measured with a thermal conductivity meter [LFA457, NETZCH, Germany], and the results are shown in [Table 1] and Figs. It is summarized in Figure 6.
도 3 및 도 4는 실시예 1에 사용된 비정질 합금 분말의 미세조직을 나타내는 SEM사진이고, 도 5는 실시예 및 비교예를 통해 제조된 차폐시트에 대한 차폐율을 나타내는 그래프이며, 도 6은 실시예 및 비교예를 통해 제조된 차폐시트에 대한 흡수율을 나타내는 그래프이다. 3 and 4 are SEM photographs showing the microstructure of the amorphous alloy powder used in Example 1, and FIG. 5 is a graph showing the shielding rate for the shielding sheet manufactured through Examples and Comparative Examples, and FIG. 6 It is a graph showing the absorption rate for the shielding sheet manufactured through Examples and Comparative Examples.
조건번호Condition number 시트 두께(mm)Sheet thickness(mm) 실효투자율Effective permeability 열전도도(W/m·K)Thermal conductivity (W/m·K)
100kHz100 kHz 10MHz10 MHz
실시예 1Example 1 0.290.29 250250 110110 31.531.5
실시예 2Example 2 0.290.29 150150 9090 35.735.7
실시예 3Example 3 0.290.29 160160 9090 38.338.3
실시예 4Example 4 0.400.40 220220 8585 40.740.7
비교예 1Comparative Example 1 0.250.25 150150 110110 5.35.3
비교예 2Comparative Example 2 0.290.29 135135 9595 45.845.8
상기 [표 1]과 도 5 및 도 6에 의하면, 본 발명의 복합 자성체 차폐시트는 차폐율이 0.1MHz에서 10GHz 주파수 대역에서 85dB 이상이고, 100MHz에서 10GHz의 주파수 대역에서 흡수율이 50% 이상이며, 수직방향으로 열전도도 특성이 30.0W/m·이상으로 매우 우수함을 확인할 수 있었고, 자성체시트를 단독으로 사용하는 경우보다 차폐율, 흡수율 및 열전도도가 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.According to [Table 1] and FIGS. 5 and 6, the shielding rate of the composite magnetic shielding sheet of the present invention is 85 dB or more in the frequency band of 0.1 MHz to 10 GHz, and the absorption rate is 50% or more in the frequency band of 100 MHz to 10 GHz, It was confirmed that the thermal conductivity characteristic in the vertical direction was 30.0 W/m· or more, and the shielding rate, absorption rate, and thermal conductivity were significantly improved than when the magnetic sheet was used alone.
이에 대한 원인으로서는 차폐시트에 입사된 전자파가 일면에 부착된 연자성체 합금박대에 의해서 일부 흡수되고, 나머지 다시 반사될 때 자성체시트 내에서 재차 흡수 및 소멸됨에 기인한 것으로 판단되었다.The reason for this is that the electromagnetic wave incident on the shielding sheet is partially absorbed by the soft magnetic alloy foil attached to one side, and when the rest is reflected again, it is considered to be absorbed and dissipated again in the magnetic sheet.
그리고 [표 1]과 도 5 및 도 6에 의하면, 비교예 2로 제조된 자성체 차폐시트는 Cu로 구성된 금속박대를 부착하여 본 발명의 자성체 차폐시트와 차폐율이 대등하지만 실효투자율 및 흡수율은 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.And according to [Table 1] and Figs. 5 and 6, the magnetic shielding sheet prepared in Comparative Example 2 has the same shielding rate as the magnetic shielding sheet of the present invention by attaching a metal foil made of Cu, but the effective permeability and absorption rate are lower. I could confirm that.
다음으로, 아래에서는 자성체 시트의 제조방법에 대해서 설명한다.Next, a method of manufacturing a magnetic sheet will be described below.
도 7은 본 발명에 따른 자성체시트의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a magnetic sheet according to the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 자성체시트의 제조방법은 비정질 합금 리본을 열처리하는 열처리 단계(S1000)와, 열처리 된 비정질 합금 리본을 분쇄하는 분쇄단계(S2000), 및 분쇄된 비정질 합금 분말과 바인더수지를 혼합하여 자성체시트를 생성하는 성형단계(S3000)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the method of manufacturing a magnetic sheet according to the present invention includes a heat treatment step (S1000) of heat-treating an amorphous alloy ribbon, a grinding step (S2000) of pulverizing the heat-treated amorphous alloy ribbon, and pulverized amorphous alloy powder. And a molding step (S3000) of mixing a binder resin to generate a magnetic sheet.
도 7에 나타나 있는 것과 같이, 본 발명에 따른 자성체시트의 제조방법은 열처리 단계(S1000)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the method of manufacturing a magnetic sheet according to the present invention includes a heat treatment step (S1000).
상기 열처리 단계(S1000)는 비정질 합금 리본을 결정화온도 이하의 온도로 열처리하는 단계로, 비정질상을 유지한 상태로 표면 크랙이나 과고용된 원소들의 부분적 재배치가 진행됨에 의해 용이하게 분쇄 및 플레이크화가 진행된다. 이때, 열처리 단계(S1000)에서의 비정질 합금 리본에 대한 열처리가 비정질 합금 리본의 결정화온도를 초과하는 온도에서 열처리되면, 상기 비정질 합금 리본을 분쇄 및 플레이크화 하는 과정에서 판상조직이 잘되지 않고 또한 나노결정립간의 불균일 분쇄가 일어나 연자기 특성이 크게 떨어지는 문제가 발생된다.The heat treatment step (S1000) is a step of heat-treating the amorphous alloy ribbon at a temperature below the crystallization temperature, and pulverization and flakeization are easily progressed by partial rearrangement of surface cracks or over-solidified elements while maintaining the amorphous phase. . At this time, if the heat treatment for the amorphous alloy ribbon in the heat treatment step (S1000) is heat treated at a temperature exceeding the crystallization temperature of the amorphous alloy ribbon, the plate-like structure is not well formed in the process of grinding and flakeizing the amorphous alloy ribbon. There is a problem that the soft magnetic properties are greatly deteriorated due to non-uniform pulverization between crystal grains.
구체적으로, 열처리 단계(S1000)는 비정질 합금 리본을 결정화온도보다 20∼150℃ 낮은 환원분위기의 온도에서 30∼100분 동안 열처리를 진행하는 것이 바람직하다.Specifically, in the heat treatment step (S1000), the amorphous alloy ribbon is preferably heat treated for 30 to 100 minutes at a temperature of a reducing atmosphere lower than the crystallization temperature of 20 to 150°C.
이때, 열처리 온도가 결정화온도의 열처리온도보다 20℃가 낮은 온도 사이에서 진행되면, 일부 결정화가 일어날 우려가 있다. 그리고 열처리 온도가 결정화온도를 기준으로 150℃보다 낮은 온도에 진행되면, 평균입경이 100㎛이하의 비정질 합금 플레이크 제조 시에 밀링시간이 10시간을 초과하게 되어 분말내부에 불순물 혼입이 증가될 수 있다.At this time, if the heat treatment temperature is conducted between a temperature 20°C lower than the heat treatment temperature of the crystallization temperature, there is a concern that some crystallization may occur. In addition, when the heat treatment temperature is lower than 150°C based on the crystallization temperature, the milling time may exceed 10 hours when manufacturing amorphous alloy flakes having an average particle diameter of 100 μm or less, which may increase impurities in the powder. .
또한, 열처리 시간이 30분 미만으로 진행되면 충분한 열처리가 되지 않고, 100분을 초과하여 진행되면 경제성이 떨어진다.In addition, if the heat treatment time is less than 30 minutes, sufficient heat treatment is not performed, and if the heat treatment time exceeds 100 minutes, the economy is poor.
이러한 비정질 합금 리본으로는 철계나 코발트계가 포함된 비정질 연자성 합금 리본을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 철계로는 FeSiB계, FeNbB계, FeSiCP계 등이 사용될 수 있으며, 코발트계로는 CoFeB계 등이 사용될 수 있다.It is preferable to use an amorphous soft magnetic alloy ribbon containing iron-based or cobalt-based as such amorphous alloy ribbon. Specifically, FeSiB-based, FeNbB-based, FeSiCP-based, etc. may be used as the iron-based, and CoFeB-based, etc. may be used as the cobalt-based.
도 7에 나타나 있는 것과 같이, 본 발명에 따른 자성체시트의 제조방법은 분쇄단계(S2000)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the method of manufacturing a magnetic sheet according to the present invention includes a grinding step (S2000).
상기 분쇄단계(S2000)는 비정질 합금 리본을 분쇄하여 평균입경이 100㎛ 이하인 비정질 합금 플레이크를 생성하는 단계로, 분쇄 과정 및 플레이크화 과정을 포함하여 구성될 수 있다.The pulverizing step (S2000) is a step of pulverizing an amorphous alloy ribbon to generate amorphous alloy flakes having an average particle diameter of 100 μm or less, and may include a pulverizing process and a flake forming process.
이러한 분쇄단계(S2000)를 통해 생성된 비정질 합금 플레이크 분말은 평균입경이 20㎛ 내지 100㎛이며, 평균 종횡비(길이/두께)가 5∼20인 것이 바람직하다.It is preferable that the amorphous alloy flake powder produced through the pulverization step (S2000) has an average particle diameter of 20 μm to 100 μm, and an average aspect ratio (length/thickness) of 5 to 20.
이때, 평균입경이 20㎛ 미만이면 밀링시간이 과다하게 소요되며, 100㎛를 초과하면 시트 제조 시에 표면조도가 불량해지는 문제가 발생될 수 있다. 그리고 평균 종횡비가 5 미만이면 비정질 합금 플레이크 분말의 비표면적이 작아서 성형밀도가 낮아지며, 20을 초과하면 비정질 합금 플레이크 분말의 평균입경이 100㎛를 초과하여 조대해져 시트의 표면조도가 불량해지는 문제가 발생될 수 있다.At this time, if the average particle diameter is less than 20 μm, it takes excessive milling time, and if it exceeds 100 μm, there may be a problem that the surface roughness is poor during sheet manufacturing. And if the average aspect ratio is less than 5, the specific surface area of the amorphous alloy flake powder is small and the molding density is lowered. If it exceeds 20, the average particle diameter of the amorphous alloy flake powder exceeds 100㎛ and becomes coarse, resulting in a problem of poor surface roughness of the sheet. Can be.
본 발명에 따른 분쇄단계(S2000)를 구성하는 분쇄 과정에서는 열처리 단계(S1000)를 통해 열처리된 비정질 합금 리본을 수작업 또는 분쇄기 등의 장비에 의하여 분쇄한다.In the crushing process constituting the crushing step (S2000) according to the present invention, the amorphous alloy ribbon heat-treated through the heat treatment step (S1000) is pulverized manually or by equipment such as a pulverizer.
본 발명에 따른 분쇄단계(S2000)를 구성하는 플레이크화 과정에서는 분쇄 과정을 통해 분쇄된 비정질 합금 리본을 볼 밀, 어트리션 밀(attrition mill) 등의 밀(mill)을 이용하여 미세 분쇄하고 판상조직의 플레이크 분말을 생성한다.In the flakeization process constituting the pulverization step (S2000) according to the present invention, the amorphous alloy ribbon pulverized through the pulverization process is finely pulverized using a mill such as a ball mill or an attrition mill, and plate-shaped. It produces flake powder of tissue.
보다 구체적으로, 플레이크화 과정에서 밀(mill), 예컨대 어트리션 밀의 밀링속도는 300 내지 600rpm인 것이 바람직하다. 이때, 밀링속도가 300rpm 미만이면 충분한 분쇄가 일어나지 않으며, 600rpm를 초과하면 과도한 에너지의 적용에 의하여 기기 및 볼에서의 마모가 커지는 문제가 발생될 수 있다.More specifically, it is preferable that the milling speed of a mill, such as an attention mill, is 300 to 600 rpm in the flake process. At this time, when the milling speed is less than 300 rpm, sufficient pulverization does not occur, and when the milling speed exceeds 600 rpm, a problem of increased wear in the device and the ball may occur due to the application of excessive energy.
또한, 플레이크화 과정에서 밀(mill), 예컨대 어트리션 밀의 밀링시간은 3시간 내지 10시간인 것이 바람직하다. 이때, 밀링시간인 3시간 미만이면 평균입경이 100㎛이하의 분말을 제조하기가 어렵고, 10시간을 초과하면 불순물 혼입이 과다하게 커지는 문제가 발생될 수 있다.In addition, it is preferable that the milling time of the mill, such as the attention mill, is 3 to 10 hours in the flake process. At this time, if the milling time is less than 3 hours, it is difficult to manufacture a powder having an average particle diameter of 100 μm or less, and if it exceeds 10 hours, there may be a problem in that impurities are excessively mixed.
아울러, 플레이크화 과정에서 밀(mill), 예컨대 어트리션 밀에는 메타놀, 알코올, 아세톤 등의 용매를 사용할 수 있다. 그리고 용매와 분말(비정질 합금 리본)의 무게비(용매/분말)는 0.5∼2.0인 것이 바람직하다. 이때, 용매와 분말의 무게비가 0.5 미만이면 표면이 균일한 판상조직의 플레이크 분말의 제조가 어려워지며, 2.0을 초과하면 플레이크 분말의 제조시간이 과다하게 소요되는 문제가 발생된다.In addition, a solvent such as methanol, alcohol, and acetone may be used for a mill, such as an attention mill, in the flake process. And it is preferable that the weight ratio (solvent/powder) of the solvent and the powder (amorphous alloy ribbon) is 0.5 to 2.0. At this time, when the weight ratio of the solvent and the powder is less than 0.5, it is difficult to manufacture the flake powder having a flat surface structure, and when it exceeds 2.0, the manufacturing time of the flake powder is excessively required.
그리고 어트리션 밀을 기준으로 플레이크화 과정에 사용된 볼과 분말의 무게비(볼/분말)는 5∼10인 것이 바람직하다. 이때, 무게비가 5 미만이면 10시간 이상의 밀링시간이 소요되며, 무게비가 10을 초과하면 투입 볼량의 과다로 볼과의 직접 충돌에 의한 마모가 지나치게 커지는 문제가 발생될 수 있다.In addition, it is preferable that the weight ratio (ball/powder) of the ball and powder used in the flake process based on the attention mill is 5-10. At this time, if the weight ratio is less than 5, milling time of 10 hours or more is required, and if the weight ratio exceeds 10, a problem of excessive wear due to direct collision with the balls may occur due to an excessive amount of input balls.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성체시트의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a magnetic sheet according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 자성체시트의 제조방법은 분쇄단계(S2000)와 성형단계(S3000) 사이에 2차 열처리 단계(S2500)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the method of manufacturing a magnetic sheet according to the present invention may further include a secondary heat treatment step (S2500) between the grinding step (S2000) and the forming step (S3000).
상기 2차 열처리 단계(S2500)는 분쇄단계(S2000)를 통해 생성된 비정질 합금 플레이크 분말 내부에 응력을 제거하고, 자화가 용이한 방향으로 원자의 배향성을 높이기 위하여 열처리를 실시하는 단계이다.The secondary heat treatment step (S2500) is a step of performing a heat treatment to remove stress in the amorphous alloy flake powder generated through the pulverization step (S2000) and increase the orientation of atoms in a direction that facilitates magnetization.
보다 구체적으로, 상기 2차 열처리 단계(S2500)에서는 분쇄단계(S2000)를 통해 생성된 미립의 플레이크 분말 중 FeSiBNbCu계, FeSiCPCu계, FeNbB계 등 나노결정화의 소성이 가능한 비정질 합금 분말을 결정화온도보다 10∼50℃ 높은 온도에서 30∼100분간 환원성 분위기하에서 2차 열처리를 실시하고, FeSiB계나 CoFeB계 등 내부조직이 나노결정화가 되지 않는 비정질 합금은 결정화온도보다 20∼50℃ 낮은 온도에서 30∼100분간 환원성 분위기하에서 2차 열처리를 실시한다. 이와 같이, 나노결정화의 소성에 대한 가능 여부에 따라 열처리의 온도를 다르게 진행하는 것은 비정질 합금 플레이크 분말의 연자기 특성을 향상시키기 위함이다.More specifically, in the second heat treatment step (S2500), an amorphous alloy powder capable of sintering nanocrystallization, such as FeSiBNbCu-based, FeSiCPCu-based, and FeNbB-based, among the fine-grained flake powders generated through the pulverizing step (S2000) is 10 than the crystallization temperature Secondary heat treatment is carried out in a reducing atmosphere at a high temperature of ∼50℃ for 30 to 100 minutes, and amorphous alloys such as FeSiB-based or CoFeB-based, in which the internal structure is not nanocrystallized, have a temperature lower than the crystallization temperature of 20-50℃ for 30 to 100 minutes Secondary heat treatment is carried out in a reducing atmosphere. In this way, the temperature of the heat treatment is varied depending on whether or not the sintering of nanocrystallization is possible in order to improve the soft magnetic properties of the amorphous alloy flake powder.
예를 들면, FeSiBNbCu계로는 Fe74Si13B9Nb3Cu1, Fe74Si13B9Nb5 등이 사용될 수 있고, FeSiCPCu계로는 Fe78Si3C6B5P9, Fe85Si2B5P4Cu1 등이 사용될 수 있으며, FeNbB계로는 Fe72B14Si10Nb5 등이 사용될 수 있다. 그리고 FeSiB계로는 Fe78Si13B9 등이 사용될 수 있으며, CoFeB계로는 Co70Fe5Si15B10 등이 사용될 수 있다.For example, FeSiBNbCu-based Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 , Fe 74 Si 13 B 9 Nb 5 etc. may be used, and FeSiCPCu-based Fe 78 Si 3 C 6 B 5 P 9 , Fe 85 Si 2 B 5 P 4 Cu 1 or the like may be used, and Fe 72 B 14 Si 10 Nb 5 may be used as the FeNbB system. And FeSiB-based Fe 78 Si 13 B 9 may be used, CoFeB-based Co 70 Fe 5 Si 15 B 10, etc. may be used.
도 7 및 도 8에 나타나 있는 것과 같이, 본 발명에 따른 자성체시트의 제조방법은 성형단계(S3000)를 포함한다.7 and 8, the method of manufacturing a magnetic sheet according to the present invention includes a molding step (S3000).
상기 성형단계(S3000)는 비정질 합금 플레이크 분말 및 바인더수지로 자성체시트를 생성하는 단계로, 슬러리화 과정(S3100) 및 시트화 과정(S3200)을 포함한다.The forming step (S3000) is a step of generating a magnetic sheet from an amorphous alloy flake powder and a binder resin, and includes a slurry forming process (S3100) and a sheet forming process (S3200).
상기 바인더수지로는 비정질 합금 플레이크 분말 간의 절연 및 결합을 위하여 폴리이미드, PVA, 우레탄계, SBR(styrene-butadiene rubber) 등의 열가소성 수지 용액을 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 바인더수지로는 SBR 고형분말 18 중량%와 소량의 경화제 및 가교제를 혼합된 바인더수지를 사용할 수 있다.As the binder resin, a thermoplastic resin solution such as polyimide, PVA, urethane-based, and styrene-butadiene rubber (SBR) may be used for insulation and bonding between amorphous alloy flake powder. For example, as the binder resin, a binder resin in which 18% by weight of SBR solid powder and a small amount of a curing agent and a crosslinking agent are mixed may be used.
이러한 성형단계(S3000)에서는 비정질 합금 플레이크 분말 100 중량부 및 바인더수지가 6 내지 10 중량부가 혼합될 수 있다. 이때, 바인더수지의 함량이 6 중량부 미만이면 바인더수지 결합력이 약해지며, 바인더수지의 함량이 10 중량부를 초과하면 바인더수지 함량의 과다로 자성체시트의 차폐율 및 흡수율이 떨어지는 문제가 발생된다.In this forming step (S3000), 100 parts by weight of the amorphous alloy flake powder and 6 to 10 parts by weight of the binder resin may be mixed. At this time, if the content of the binder resin is less than 6 parts by weight, the binding force of the binder resin is weakened, and if the content of the binder resin exceeds 10 parts by weight, the shielding rate and absorption rate of the magnetic sheet are deteriorated due to an excessive amount of the binder resin.
본 발명에 따른 성형단계(S3000)를 구성하는 슬러리화 과정(S3100)에서는 비정질 합금 플레이크 분말과 바인더수지 및 용매를 혼합하여 슬러리 용액을 생성한다.In the slurry formation process (S3100) constituting the molding step (S3000) according to the present invention, a slurry solution is produced by mixing amorphous alloy flake powder, a binder resin, and a solvent.
구체적으로, 슬러리화 과정(S3100)은 비정질 합금 플레이크 분말과 바인더수지 및 용매를 혼합한 혼합물로 슬러리 용액을 생성하는 과정이다. 이때, 비정질 합금 플레이크로는 인산코팅이 처리되어 인산 코팅층이 구비된 비정질 합금 플레이크를 사용할 수 있다.Specifically, the slurrying process (S3100) is a process of generating a slurry solution from a mixture of amorphous alloy flake powder, a binder resin, and a solvent. In this case, as the amorphous alloy flakes, a phosphate coating is treated to use an amorphous alloy flake provided with a phosphoric acid coating layer.
그리고 슬러리화 과정(S3100)에서는 상기 혼합물에 혼합되는 수지와 용매의 함량을 조절하여 점도가 있는 5,000 내지 10,000 cP인 슬러리 용액을 생성한다.And in the slurrying process (S3100), a slurry solution having a viscosity of 5,000 to 10,000 cP is produced by adjusting the contents of the resin and solvent mixed in the mixture.
이때, 점도가 5,000 cP 이하면 너무 묽어서 자성체시트가 성형되지 않고, 10,000 cP를 초과하면 건조과정에서 자성체시트가 표면에 균열이 형성되는 문제가 발생될 수 있다.At this time, if the viscosity is less than 5,000 cP, the magnetic sheet is not formed because it is too thin, and if it exceeds 10,000 cP, the magnetic sheet may have a problem that cracks are formed on the surface during the drying process.
상기 용매는 바인더수지와 함께 슬러리의 점도를 조절하기 위해 상기 혼합물에 첨가되는 것으로 물, 알콜류, 아세톤, 에텔 아세테이트, 노말메틸피롤리돈, 부틸셀루솔브, 메틸렌클로라이드(Methylene Chloride) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.The solvent is added to the mixture to adjust the viscosity of the slurry together with the binder resin, and any one of water, alcohols, acetone, ether acetate, normal methylpyrrolidone, butyl cellosolve, methylene chloride, or these Mixtures of can be used.
이러한 슬러리 용액은 비정질 합금 플레이크 분말 100 중량부를 기준으로 바인더수지 6 내지 10 중량부와 용매를 첨가하여 생성한다. 그리고 용매는 바인더 수지의 4∼10배(무게비) 비율로 첨가된다. 이때, 용매를 4배 미만으로 사용하면 바인더수지 내부에서 비정질 합금 플레이크 분말의 움직임이 제한되어 시트화 과정(S3200)에서 비정질 합금 플레이크가 수평으로 배열되지 못하는 문제가 발생될 수 있다. 그리고 상기 용매가 10배를 초과하면, 자성체시트의 제조 시에 건조가 어려워져 건조시간이 증가되는 문제점이 발생한다.This slurry solution is produced by adding 6 to 10 parts by weight of a binder resin and a solvent based on 100 parts by weight of the amorphous alloy flake powder. And the solvent is added in a ratio of 4 to 10 times (weight ratio) of the binder resin. At this time, if less than 4 times the solvent is used, the movement of the amorphous alloy flake powder within the binder resin is restricted, and thus a problem that the amorphous alloy flakes are not horizontally arranged in the sheet forming process (S3200) may occur. In addition, when the solvent exceeds 10 times, drying is difficult during manufacture of the magnetic sheet, resulting in an increase in drying time.
본 발명에 따른 성형단계(S3000)를 구성하는 시트화 과정(S3200)에서는 슬러리화 과정(S3100)을 통해 생성된 슬러리 용액으로 두께가 0.3㎜ 이하인 자성체시트를 생성한다.In the sheet forming process (S3200) constituting the forming step (S3000) according to the present invention, a magnetic sheet having a thickness of 0.3 mm or less is generated with the slurry solution generated through the slurry forming process (S3100).
또한, 시트화 과정(S3200)에서는 자성체시트의 내부에서 복수개의 비정질 합금 플레이크가 수평 배열되도록 가공한 후, 슬러리 용액을 건조하여 자성체시트에 존재하는 용매가 휘발되도록 한다. 그리고 건조된 슬러리를 프레스기 등의 가압장치로 가압하여 0.30㎜ 이하, 바람직하게는 0.1㎜ 내지 0.3㎜의 두께를 갖는 자성체시트를 제작한다. 이때, 건조된 슬러리가 0.1mm 미만이면 흡수 및 차폐율이 떨어지고, 0.3mm를 초과하면 전장부품에 적용 시 경제성이 결여된다.In addition, in the sheet forming process (S3200), a plurality of amorphous alloy flakes are horizontally arranged inside the magnetic sheet, and then the slurry solution is dried so that the solvent present in the magnetic sheet is volatilized. Then, the dried slurry is pressed with a pressing device such as a press machine to produce a magnetic sheet having a thickness of 0.30 mm or less, preferably 0.1 mm to 0.3 mm. At this time, if the dried slurry is less than 0.1mm, the absorption and shielding rate decreases, and if it exceeds 0.3mm, it lacks economic feasibility when applied to electrical components.
일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 시트화 과정(S3200)에서는 슬러리화 과정(S3100)을 통해 생성된 슬러리 용액을 이형필름위에 도포한 다음, 60∼90℃ 범위의 온도에서 건조한 후, 120∼175℃로 유지된 열압기(hot press)상에서 50∼150 kgf/cm2의 압력으로 성형하여 밀도가 3.5∼4.5 g/cm2인 자성체시트를 생성한다.As an embodiment, in the sheeting process (S3200) according to the present invention, the slurry solution generated through the slurrying process (S3100) is applied on a release film, and then dried at a temperature in the range of 60 to 90°C, and then 120 to 175 A magnetic sheet having a density of 3.5 to 4.5 g/cm 2 is produced by molding at a pressure of 50 to 150 kgf/cm 2 on a hot press maintained at °C.
이때, 성형온도가 120℃ 미만이면 바인더가 충분히 연화되지 않아 시트의 두께가 불균일해지는 문제가 발생되고, 175℃를 초과하면 바인더수지가 용해되는 문제가 발생된다. 또한 성형압력이 50 kgf/cm2 미만이면 충분한 시트의 성형밀도가 나오지 않으며, 150 kgf/cm2를 초과하면 과압에 따른 시트의 손상이 발생될 수 있다. 아울러, 밀도가 3.5 g/cm2 미만으로 형성되면 실효투자율이 100 이하로 낮아지며, 밀도가 4.5 g/cm2를 초과하도록 형성되면 인가 성형압력이 150 kgf/cm2를 초과하는 문제가 있다.At this time, when the molding temperature is less than 120°C, the binder is not sufficiently softened, resulting in a problem that the thickness of the sheet is uneven, and when it exceeds 175°C, the binder resin is dissolved. In addition, if the molding pressure is less than 50 kgf/cm 2, sufficient sheet molding density does not come out, and if it exceeds 150 kgf/cm 2 , damage to the sheet due to overpressure may occur. In addition, when the density is formed to be less than 3.5 g/cm 2 , the effective permeability is lowered to 100 or less, and when the density is formed to exceed 4.5 g/cm 2 , there is a problem that the applied molding pressure exceeds 150 kgf/cm 2 .
다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 시트화 과정(S3200)에서는 슬러리 용액을 시트 형상으로 도포한 다음, 50℃∼150℃의 온도에서 5 내지 20분 동안 건조하여 슬러리 용액에 존재하는 용매를 휘발시킨 후, 프레스기 등의 가압장치로 200 내지 500℃의 온도에서 1 내지 10톤/cm2의 압력을 인가하여 자성체시트를 생산한다.As another embodiment, in the sheet forming process (S3200) according to the present invention, the slurry solution is applied in a sheet shape, and then dried at a temperature of 50°C to 150°C for 5 to 20 minutes to volatilize the solvent present in the slurry solution. After that, the magnetic sheet is produced by applying a pressure of 1 to 10 tons/cm 2 at a temperature of 200 to 500°C with a pressing device such as a press machine.
이때, 가압장치의 가압은 수회 반복하여 수행될 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 2회 반복적으로 수행될 수 있다 At this time, the pressurization of the pressurization device may be repeatedly performed several times, and preferably, it may be repeatedly performed 1 to 2 times.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예 5 내지 실시예 9 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 기술한다. 다만 본 실시예 5 내지 실시예 9 및 실험예는 상술한 발명의 특정예의 이해를 돕기 위한 것으로 이에 의하여 권리범위 등이 제한적으로 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, it will be described in more detail through specific Examples 5 to 9 and experimental examples of the present invention. However, Examples 5 to 9 and Experimental Examples are intended to aid understanding of specific examples of the above-described invention, and thus the scope of rights should not be construed as limiting.
[실시예 5][Example 5]
1. 평균 두께가 20㎛이고 폭이 6㎝인 비정질 합금(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 1㎏을 결정화 개시온도인 500℃보다 40℃ 낮은 온도인 460℃로 수소가스 분위기하에서 30분간 1차 열처리한 후, 수작업으로 분쇄하여 평균입경이 1㎝인 비정질 합금 분말 1㎏을 형성하였다.1. An amorphous alloy (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ) 1 kg with an average thickness of 20 μm and a width of 6 cm was placed at 460° C., which is 40° C. lower than the crystallization starting temperature of 500° C., under a hydrogen gas atmosphere. After the primary heat treatment for a minute, it was pulverized by hand to form 1 kg of amorphous alloy powder having an average particle diameter of 1 cm.
2. 어트리션 밀 내의 용기에 상기 비정질 합금 분말 1㎏과 직경이 5㎜인 볼(SUJ420J2) 10kg 및 알코올 1㎏를 투입한 후, 어트리션 밀의 회전속도를 400 rpm으로 하여 5시간 동안 동작시켜 비정질 합금 플레이크 분말을 생성하였다.2. After putting 1 kg of the amorphous alloy powder and 10 kg of balls (SUJ420J2) with a diameter of 5 mm and 1 kg of alcohol into the container in the attention mill, the rotation speed of the attraction mill was set to 400 rpm and operated for 5 hours. To produce an amorphous alloy flake powder.
3. 상기 비정질 합금 플레이크 분말(Fe74Si13B9Nb3Cu1)을 결정화개 개시온도인 500℃보다 20℃가 높은 온도인 520℃로 수소가스의 환원분위기하에서 30분간 2차 열처리를 실시하였다.3. The amorphous alloy flake powder (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ) was subjected to a secondary heat treatment for 30 minutes under a reducing atmosphere of hydrogen gas at 520°C, a temperature 20°C higher than 500°C, a crystallization initiation temperature. I did.
4. 2차 열처리된 비정질 합금 플레이크 분말(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 500g과 바인더 수지인 SBR 37.5g(7.5 중량부) 및 용매인 톨우엔 187.5g을 혼합한 다음 교반하여 슬러리 용액을 제조한다.4. After mixing 500 g of secondary heat-treated amorphous alloy flake powder (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ), 37.5 g (7.5 parts by weight) of SBR as a binder resin, and 187.5 g of toluene as a solvent, followed by stirring to make a slurry solution. To manufacture.
5. 상기 슬러리 용액을 이형필름위에 균일하게 도포하여 시트를 제조한 다음, 75℃의 온도에서 충분히 건조하여 용매 성분을 휘발시켰다.5. The slurry solution was uniformly applied on a release film to prepare a sheet, and then dried sufficiently at a temperature of 75° C. to volatilize the solvent component.
6. 상기 시트를 바인더가 연화되는 150℃의 온도에서 열압기를 통해 1분간 100kgf/cm2의 열간성형을 하여 0.25mm 두께를 갖는 자성체시트를 제조하였다.6. A magnetic sheet having a thickness of 0.25 mm was prepared by hot forming the sheet at a temperature of 150° C. for softening the binder at 100 kgf/cm 2 for 1 minute through a hot press.
[실시예 6][Example 6]
상기 실시예 5와 동일하게 제조하되, 460℃의 1차 열처리 대신 350℃의 1차 열처리를 진행하여 자성체시트를 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 5, but the first heat treatment was performed at 350°C instead of the first heat treatment at 460°C to prepare a magnetic sheet.
[실시예 7][Example 7]
상기 실시예 5와 동일하게 제조하되, 어트리션 밀의 회전속도를 400 rpm으로 하는 대신 500rpm으로 진행하여 자성체시트를 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 5, but the rotation speed of the attention mill was set to 500 rpm instead of 400 rpm to prepare a magnetic sheet.
[실시예 8][Example 8]
상기 실시예 5와 동일하게 제조하되, SBR 37.5g과 톨우엔 187.5g 대신 SBR 수지 30.0g(6.0 중량부)과 톨루엔 150g을 사용하여 자성체시트를 제조하였다.In the same manner as in Example 5, a magnetic sheet was prepared using 30.0 g (6.0 parts by weight) of SBR resin and 150 g of toluene instead of 37.5 g of SBR and 187.5 g of toluene.
[실시예 9][Example 9]
상기 실시예 5와 동일하게 제조하되, SBR 37.5g과 톨우엔 187.5g 대신 SBR 50.0g(10.0 중량부)과 톨우엔 250g을 사용하여 자성체시트를 제조하였다.A magnetic sheet was prepared in the same manner as in Example 5, but using SBR 50.0g (10.0 parts by weight) and toluene 250g instead of SBR 37.5g and toluene 187.5g.
[비교예 3][Comparative Example 3]
상기 실시예 5와 동일하게 제조하되, 460℃의 1차 열처리 대신 520℃의 1차 열처리를 진행하여 자성체시트를 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 5, but the first heat treatment at 520°C was performed instead of the first heat treatment at 460°C to manufacture a magnetic sheet.
[비교예 4][Comparative Example 4]
상기 실시예 5와 동일하게 제조하되, SBR 37.5g과 톨우엔 187.5g 대신 SBR 25.0g(5.0 중량부) 및 톨루엔 125.0g을 사용하여 자성체시트를 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 5, but instead of 37.5 g of SBR and 187.5 g of toluene, a magnetic sheet was prepared using 25.0 g (5.0 parts by weight) of SBR and 125.0 g of toluene.
[비교예 5][Comparative Example 5]
상기 실시예 5와 동일하게 제조하되, SBR 37.5g과 톨우엔 187.5g 대신 SBR 60.0g(12.0 중량부)과 톨루엔 300.0g을 사용하여 자성체시트를 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 5, but instead of 37.5 g of SBR and 187.5 g of toluene, 60.0 g of SBR (12.0 parts by weight) and 300.0 g of toluene were used to prepare a magnetic sheet.
[비교예 6][Comparative Example 6]
상기 실시예 5와 동일하게 제조하되, 비정질 합금 플레이크(Fe74Si13B9Nb3Cu1) 대신 시중에 유통되고 있는 평균입경이 60㎛이고 평균 두께가 1㎛인 센더스트 플레이크[Fe-10Si-6Al 합금, Sanyo, 일본]를 사용하여 자성체시트를 제조하였다.But prepared in the same manner as in Example 5, instead of amorphous alloy flakes (Fe 74 Si 13 B 9 Nb 3 Cu 1 ), sendust flakes having an average particle diameter of 60 μm and an average thickness of 1 μm [Fe-10Si -6Al alloy, Sanyo, Japan] was used to prepare a magnetic sheet.
실험례 2Experimental Example 2
상기 실시예 5 내지 9와 비교예 3 내지 6에 의하여 제작된 자성체시트의 분말 평균입경, 미세조직, 두께, 밀도, 투자율, 차폐율, 열전도도를 평가하였다. 이때, 비정질 합금 플레이크 분말의 분말 평균입경은 입도분석기[Bettersize S2, 케이원나노, 한국]로 측정하였고, 미세조직은 HR-SEM[S-4800, Hitachi, 일본]으로 촬영하였다. 그리고 자성체시트의 두께는 버니어 캘리퍼스[500-181-30, Mitutoyo, 일본]로 측정하였고, 밀도는 밀도측정기[AS220, Radwag, 폴란드]로 측정하였으며, 결정화 온도는 시차열분석기[STA8000, Perkin Elmer, 미국]로 측정하였다. 그리고 자성체시트의 차폐율은 네트워크 분석기[ZVA40, Rohde &Schwarz, 독일]로 측정하였고, 흡수율은 Precision Impedance Analyzer[4294A-CFG002, Agilent, 미국]로 측정The average powder particle diameter, microstructure, thickness, density, permeability, shielding rate, and thermal conductivity of the magnetic sheet prepared according to Examples 5 to 9 and Comparative Examples 3 to 6 were evaluated. At this time, the powder average particle diameter of the amorphous alloy flake powder was measured with a particle size analyzer [Bettersize S2, K-One Nano, Korea], and the microstructure was photographed with HR-SEM [S-4800, Hitachi, Japan]. And the thickness of the magnetic sheet was measured with a vernier caliper [500-181-30, Mitutoyo, Japan], the density was measured with a density meter [AS220, Radwag, Poland], and the crystallization temperature was measured with a differential thermal analyzer [STA8000, Perkin Elmer, USA]. And the shielding rate of the magnetic sheet was measured with a network analyzer [ZVA40, Rohde & Schwarz, Germany], and the absorption rate was measured with a Precision Impedance Analyzer [4294A-CFG002, Agilent, USA].
하였으며, 열전도도는 열전도도 측정기[LFA457, NETZCH, 독일]로 측정하였으며, 그 결과를 아래 [표 2]와 도 9 내지 도 12로 정리하였다.And, the thermal conductivity was measured with a thermal conductivity meter [LFA457, NETZCH, Germany], and the results are summarized in [Table 2] and FIGS. 9 to 12 below.
도 9는 실시예를 통해 제조된 자성체시트에 대한 차폐율을 나타내는 그래프이며, 도 10은 비교예를 통해 제조된 자성체시트에 대한 차폐율을 나타내는 그래프이고, 도 11은 실시예를 통해 제조된 자성체시트에 대한 흡수율을 나타내는 그래프이며, 도 12는 비교예를 통해 제조된 자성체시트에 대한 흡수율을 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the shielding rate for the magnetic sheet manufactured through the Example, FIG. 10 is a graph showing the shielding rate for the magnetic sheet manufactured through the Comparative Example, and FIG. 11 is a magnetic body manufactured through the Example It is a graph showing the absorption rate of the sheet, and FIG. 12 is a graph showing the absorption rate of the magnetic sheet manufactured through the comparative example.
조건번호Condition number 열처리온도(℃)Heat treatment temperature (℃) 밀링속도(rpm)Milling speed (rpm) 분말평균입경(㎛)Powder average particle diameter (㎛) 평균종횡비(길이/높이)Average aspect ratio (length/height) 바인더함량(중량부)Binder content (parts by weight) 성형밀도(g/㎤)Molding density (g/cm3) 열전도도(W/m·K)Thermal conductivity (W/m·K)
수직Perpendicular 수평level
실시예 5Example 5 460460 400400 6565 15.815.8 7.57.5 4.24.2 1.51.5 5.35.3
실시예 6Example 6 350350 400400 8585 8.58.5 7.57.5 4.14.1 1.21.2 4.24.2
실시예 7Example 7 460460 500500 5555 9.09.0 7.57.5 3.83.8 1.31.3 4.54.5
실시예 8Example 8 460460 400400 6565 15.815.8 6.06.0 3.83.8 1.71.7 6.46.4
실시예 9Example 9 460460 400400 6565 15.815.8 10.010.0 4.24.2 1.11.1 5.55.5
비교예 3Comparative Example 3 520520 400400 2525 3.23.2 7.57.5 3.73.7 0.80.8 4.04.0
비교예 4Comparative Example 4 460460 400400 6565 15.815.8 5.05.0 4.04.0 1.31.3 6.16.1
비교예 5Comparative Example 5 460460 400400 6565 15.815.8 12.012.0 3.33.3 0.70.7 3.53.5
비교예 6Comparative Example 6 4545 40.940.9 10.010.0 3.73.7 0.50.5 3.03.0
상기 [표 2]와 도 9 및 도 11에 의하면, 본 발명의 자성체시트는 차폐율이 1MHz에서 10GHz 주파수 대역까지 30dB 이상이고, 흡수율이 5% 이상이며, 수직방향으로 열전도도 특성이 1.0W/m·K 이상이고, 수평방향으로 열전도도 특성이 4.0W/m·K이상으로 매우 우수함을 확인할 수 있었다.According to [Table 2] and FIGS. 9 and 11, the magnetic sheet of the present invention has a shielding rate of 30 dB or more from 1 MHz to 10 GHz frequency band, an absorption rate of 5% or more, and a thermal conductivity characteristic of 1.0 W/ in the vertical direction. It was confirmed that it was m·K or more, and the thermal conductivity characteristic in the horizontal direction was 4.0W/m·K or more.
반면에 [표 2]와 도 10 및 도 12에 의하면, 비교예로 제조된 자성체시트 중 결정화 개시온도 이상에서 열처리를 진행한 자성체시트는 차폐율이 20dB 이하로 급격히 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 급격한 분쇄 및 종횡비가 낮음에 기인한 것으로 판단된다.On the other hand, according to [Table 2] and FIGS. 10 and 12, it was confirmed that the shielding rate of the magnetic sheet, which was heat-treated above the crystallization initiation temperature, fell sharply to 20 dB or less among the magnetic sheet prepared as a comparative example. This is believed to be due to rapid crushing and low aspect ratio.
또한 바인더수지의 함량이 6.0 중량부 미만으로 첨가되면 바인더수지와의 결합력이 충분치 않아 성형밀도가 낮아져서 차폐율이 낮아지고, 바인더수지의 함량이 10 중량부를 초과하면 시트내의 비정질 합금 플레이크 분말의 비율이 떨어짐에 따라 차폐율, 흡수율, 방열 특성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.In addition, if the content of the binder resin is less than 6.0 parts by weight, the bonding strength with the binder resin is insufficient, resulting in lower molding density, resulting in a lower shielding rate. As it fell, it could be confirmed that the shielding rate, absorption rate, and heat dissipation characteristics fell.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.
[부호의 설명][Explanation of code]
10 : 자성체시트 10: magnetic sheet
20 : 전도성 접착수단20: conductive adhesive means
30 : 연자성체 합금박대 30: soft magnetic alloy foil

Claims (16)

  1. 나노결정화 처리된 판상조직의 비정질 합금 분말이 포함된 자성체시트; Magnetic sheet containing amorphous alloy powder of a plate-like structure subjected to nanocrystallization;
    상기 자성체시트의 표면에 구비되는 전도성 접착수단; 및Conductive bonding means provided on the surface of the magnetic sheet; And
    상기 접착제를 통해 상기 자성체시트의 표면에 부착되는 연자성체 합금박대를 포함하는 복합 전자파 차폐시트. A composite electromagnetic wave shielding sheet comprising a soft magnetic alloy foil attached to the surface of the magnetic sheet through the adhesive.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 자성체시트는The method of claim 1, wherein the magnetic sheet
    그 두께가 0.1 내지 0.3㎜인 것을 특징으로 하는 복합 전자파 차폐시트.Composite electromagnetic wave shielding sheet, characterized in that the thickness is 0.1 to 0.3 mm.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 자성체시트는The method of claim 1, wherein the magnetic sheet
    100 중량%를 기준으로 6 내지 10 중량%의 바인더수지를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합 전자파 차폐시트.Composite electromagnetic wave shielding sheet comprising 6 to 10% by weight of a binder resin based on 100% by weight.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 판상조직의 비정질 합금 분말은The method of claim 1, wherein the plate-shaped amorphous alloy powder is
    철계나 코발트계가 포함된 비정질 연자성 합금 분말인 것을 특징으로 하는 복합 전자파 차폐시트.Composite electromagnetic shielding sheet, characterized in that the amorphous soft magnetic alloy powder containing iron or cobalt.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 연자성체 합금박대는The method of claim 1, wherein the soft magnetic alloy foil
    철계나 코발트계가 포함된 비정질 또는 결정질 합금박대인 것을 특징으로 하는 복합 전자파 차폐시트.Composite electromagnetic wave shielding sheet, characterized in that the amorphous or crystalline alloy foil containing iron or cobalt.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 연자성체 합금박대는The method of claim 1, wherein the soft magnetic alloy foil
    그 두께가 0.? 내지 0.2㎜인 것을 특징으로 하는 복합 전자파 차폐시트.Its thickness is 0.? Composite electromagnetic shielding sheet, characterized in that to 0.2 mm.
  7. 비정질 합금 리본을 결정화온도 이하의 온도로 열처리하는 열처리 단계;A heat treatment step of heat-treating the amorphous alloy ribbon at a temperature equal to or lower than the crystallization temperature;
    상기 비정질 합금 리본을 분쇄하여 길이가 100㎛ 이하인 비정질 합금 플레이크 분말을 생성하는 분쇄단계; 및A grinding step of grinding the amorphous alloy ribbon to produce amorphous alloy flake powder having a length of 100 μm or less; And
    상기 비정질 합금 플레이크 분말 및 바인더수지로 자성체시트를 생성하는 성형단계를 포함하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.A method of manufacturing a magnetic sheet having excellent shielding and absorption of electromagnetic waves and heat dissipation properties, comprising a forming step of generating a magnetic sheet from the amorphous alloy flake powder and the binder resin.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 상기 비정질 합금 리본은The method of claim 7, wherein the amorphous alloy ribbon
    철계나 코발트계가 포함된 비정질 연자성 합금리본인 것을 특징으로 하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.A method of manufacturing a magnetic sheet having excellent shielding and absorption of electromagnetic waves and excellent heat dissipation properties, characterized in that it is an amorphous soft magnetic alloy ribbon containing iron or cobalt.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 열처리 단계는The method of claim 7, wherein the heat treatment step
    상기 비정질 합금 리본을 결정화온도보다 20 내지 150℃ 낮은 환원분위기의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.A method of manufacturing a magnetic sheet having excellent electromagnetic wave shielding and absorption and heat dissipation properties, characterized in that the amorphous alloy ribbon is heat-treated at a temperature of a reducing atmosphere lower than the crystallization temperature of 20 to 150°C.
  10. 제7 항에 있어서, 상기 자성체시트는The method of claim 7, wherein the magnetic sheet
    100 중량%를 기준으로 6 내지 10 중량%의 바인더수지가 혼합된 것을 특징으로 하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.A method of manufacturing a magnetic sheet having excellent shielding and absorption of electromagnetic waves and heat dissipation properties, characterized in that 6 to 10% by weight of a binder resin is mixed based on 100% by weight.
  11. 제7 항에 있어서, 상기 성형단계는The method of claim 7, wherein the forming step
    120 내지 175℃의 온도에서 50 내지 150kgf/cm2의 압력으로 성형하여 3.5∼4.5g/cm2 밀도의 자성체시트를 생산하는 것을 특징으로 하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.Manufacturing of a magnetic sheet excellent in shielding and absorption of electromagnetic waves and heat dissipation characteristics characterized by producing a magnetic sheet having a density of 3.5 to 4.5 g/cm 2 by molding at a temperature of 120 to 175°C at a pressure of 50 to 150 kgf/cm 2 Way.
  12. 제7 항에 있어서, 상기 성형단계는The method of claim 7, wherein the forming step
    200 내지 500℃의 온도에서 1 내지 10톤/cm2의 압력을 인가하여 자성체시트를 생산하는 것을 특징으로 하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.A method of manufacturing a magnetic sheet having excellent shielding and absorption of electromagnetic waves and excellent heat dissipation characteristics, characterized in that the magnetic sheet is produced by applying a pressure of 1 to 10 tons/cm 2 at a temperature of 200 to 500°C.
  13. 제7 항에 있어서, 상기 성형단계는The method of claim 7, wherein the forming step
    두께가 0.3㎜ 이하인 자성체시트를 생성하는 것을 특징으로 하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.A method of manufacturing a magnetic sheet having excellent shielding and absorption of electromagnetic waves and excellent heat dissipation properties, characterized in that a magnetic sheet having a thickness of 0.3 mm or less is produced.
  14. 제7 항에 있어서, 상기 분쇄단계와 성형단계 사이에The method of claim 7, wherein between the grinding step and the forming step
    상기 비정질 합금 플레이크 분말을 열처리하는 2차 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.A method of manufacturing a magnetic sheet having excellent electromagnetic wave shielding and absorption and heat dissipation characteristics, further comprising a second heat treatment step of heat-treating the amorphous alloy flake powder.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 2차 열처리 단계는The method of claim 14, wherein the secondary heat treatment step
    상기 비정질 합금 플레이크 분말이 FeSiBNbCu계, FeSiCPCu계, 또는 FeNbB계인 경우에 결정화온도보다 10 내지 50℃의 높은 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.When the amorphous alloy flake powder is FeSiBNbCu-based, FeSiCPCu-based, or FeNbB-based, it is heat-treated at a temperature of 10 to 50° C. higher than the crystallization temperature.
  16. 제14 항에 있어서, 상기 2차 열처리 단계는The method of claim 14, wherein the secondary heat treatment step
    상기 비정질 합금 플레이크 분말이 FeSiB계 또는 CoFeB계인 경우에 결정화온도보다 20 내지 50℃의 낮은 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 전자파의 차폐 및 흡수와 방열 특성이 우수한 자성체시트의 제조방법.When the amorphous alloy flake powder is FeSiB-based or CoFeB-based, heat treatment is performed at a temperature of 20 to 50° C. lower than the crystallization temperature.
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