WO2023211099A1 - 멀티 레이어 구조를 갖는 전자파 차폐재 및 이를 포함하는 반도체 칩 장치 - Google Patents

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WO2023211099A1
WO2023211099A1 PCT/KR2023/005565 KR2023005565W WO2023211099A1 WO 2023211099 A1 WO2023211099 A1 WO 2023211099A1 KR 2023005565 W KR2023005565 W KR 2023005565W WO 2023211099 A1 WO2023211099 A1 WO 2023211099A1
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shielding
thickness
layer
electromagnetic wave
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PCT/KR2023/005565
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서수정
권현준
박종환
박정호
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성균관대학교산학협력단
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    • H05K9/0088—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising a plurality of shielding layers; combining different shielding material structure

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic wave shielding material having a multi-layer structure with excellent electromagnetic wave shielding efficiency in a high frequency band and a semiconductor chip device including the same.
  • the conventional single-layer shielding method has the disadvantage that the shielding efficiency continues to decrease as the frequency band increases, and the shielding efficiency seen in the low frequency band cannot be maintained in the high frequency band.
  • One object of the present invention is to provide an electromagnetic wave shielding material having a multi-layer structure with excellent electromagnetic wave shielding efficiency in a high frequency band and a semiconductor chip device including the same.
  • the electromagnetic wave shielding material is an electromagnetic wave shielding material that shields electromagnetic waves in a high frequency band of 2 GHz or more, and includes a first shielding layer formed of a first material having a first conductivity, and laminated on the first shielding layer, A second shielding layer formed of a second material having a second conductivity greater than the first conductivity, a third shielding layer laminated on the second shielding layer and formed of a third material having a third conductivity less than the second conductivity. layer, and a fourth shielding layer laminated on the third shielding layer and formed of a fourth material having a fourth conductivity greater than the third conductivity, and a thickness of each of the second shielding layer and the fourth shielding layer. is characterized in that it is at least greater than the thickness of each of the first and third shielding layers.
  • the thickness of the second shielding layer may be the same as or different from the thickness of the fourth shielding layer, and the thickness of the first shielding layer may be the same as the thickness of the third shielding layer. Or it may be different.
  • one of the first shielding layer and the third shielding layer has the thinnest thickness among the first to fourth shielding layers, and one of the second shielding layer and the fourth shielding layer may have the thickest thickness among the first to fourth shielding layers.
  • the first material and the third material are, independently of each other, a metal, alloy, or oxide, nitride, carbide, or oxide of the metal containing 7 or more types selected from the group consisting of Ni, Fe, and Co It includes sulfide, and the second material and the fourth material may independently include a metal containing Cu, Ag, Au, or Al.
  • the first material and the third material may have ferromagnetic or paramagnetic properties.
  • the first material and the third material are each independently a metal, alloy, or oxide of the metal including one or more selected from Cr, Ti, Ta, Sn, W, Zn, and Mo, It includes nitride, carbide, or sulfide, and the second material and the fourth material may independently include a metal containing Cu, Ag, Au, or Al.
  • the first material and the third material may have non-magnetic properties.
  • the thickness of each of the second shielding layer and the fourth shielding layer is 25 to 48% of the total thickness of the first to fourth shielding layers, and the larger thickness among the second shielding layer and the fourth shielding layer
  • the ratio of the thickness of each of the first shielding layer and the third shielding layer to the thickness of one layer may be 1 or more and 19 or less.
  • the ratio of the thickness of each of the first shielding layer and the third shielding layer to the thickness of one layer having a larger thickness among the second shielding layer and the fourth shielding layer may be 1 or more and 9 or less.
  • a semiconductor chip device includes a semiconductor chip disposed on a substrate, and an electromagnetic wave shielding material of the present invention disposed on the semiconductor chip, wherein the electromagnetic wave shielding material includes the first shielding layer. It is characterized in that it is disposed adjacent to the semiconductor chip.
  • the semiconductor chip device of the present invention includes a semiconductor chip disposed on a substrate, and an electromagnetic wave shielding material of the present invention disposed on the semiconductor chip, wherein the electromagnetic wave shielding material is such that the fourth shielding layer is formed on the semiconductor chip. It is characterized by being placed adjacent to the chip.
  • the electromagnetic wave shielding material of the present invention has a multi-layer structure in which four layers with each layer having a thickness gradient and difference in electrical conductivity are sequentially stacked, and the second shielding layer and the fourth shielding layer are respectively the first shielding layer and the third shielding layer. It is greater than the thickness of each of the shielding layers, and the electrical conductivity is also greater, one of the second shielding layer and the fourth shielding layer has the thickest thickness, and one layer of the first shielding layer and the third shielding layer has the thinnest thickness.
  • the electromagnetic wave shielding efficiency in the high frequency band of 2 GHz or more is superior to that of a single-layer electromagnetic wave shielding material.
  • the electromagnetic wave shielding material of the present invention can be applied to areas where electromagnetic interference occurs, such as sensors, tablet PCs, smartphones, computers, and semiconductor chip devices.
  • Figure 1 shows a FIB image (comparative example, left) and its EDS data analysis results (right) of a single-layer Cu electromagnetic wave shielding material with a total thickness of 1140 nm.
  • the total thickness is 895nm, 916nm, 892nm, 905nm, 880nm, 895nm, 1002nm, and 937nm, respectively, and the thickness ratios of the second and fourth shielding layers and the first and third shielding layers are about 1:1 and 3, respectively.
  • 2:1, 3:1, 5:1, 11:1, 19:1, 1:2 FIB image of multi-layer electromagnetic wave shielding material with 4-layer structure and their EDS data analysis results are shown.
  • Figure 3 shows a total thickness of 1003 nm, a thickness ratio of the second and fourth shielding layers and the first and third shielding layers of about 3:1, and the deposition sequence of the first to fourth shielding layers in the sample of Figure 2.
  • This is a FIB image of a multilayer electromagnetic wave shielding material (4layer 3:1 reverse multilayer) with a 4-layer structure deposited in reverse order.
  • Figure 4 is a graph showing the results of electromagnetic wave shielding efficacy analysis of a four-layer electromagnetic wave shielding material sample manufactured according to an embodiment of the present invention and a comparative example sample.
  • Figure 5 is a graph showing the shielding efficiency values of the four-layer electromagnetic wave shielding material samples and comparative samples measured in the 18 GHz frequency band.
  • Figure 6 shows the results of XRD analysis of 4-layer electromagnetic wave shielding material samples.
  • the electromagnetic wave shielding material is an electromagnetic wave shielding material that shields electromagnetic waves in a high frequency band of 2 GHz or more, and may include a first shielding layer, a second shielding layer, a third shielding layer, and a fourth shielding layer.
  • the first shielding layer may be formed of a first material having first conductivity.
  • the first material may include a metal or alloy containing at least one selected from the group consisting of Ni, Fe, and Co, or an oxide, nitride, carbide, or sulfide of the metal. More preferably, the first material may have ferromagnetic or paramagnetic properties.
  • the first material may include a metal, an alloy, or an oxide, nitride, carbide, or sulfide of the metal including one or more selected from Cr, Ti, Ta, Sn, W, Zn, and Mo. You can. More preferably, the first material may have non-magnetic properties.
  • the first material may be a material with ferromagnetic or paramagnetic properties, or may be a material with non-magnetic properties.
  • the second shielding layer may be laminated on the first shielding layer and may be formed of a second material having a second conductivity greater than the first conductivity.
  • the second material is not particularly limited, but may include a metal containing Cu, Ag, Au, or Al.
  • the third shielding layer may be laminated on the second shielding layer and may be formed of a third material having a third conductivity that is smaller than the second conductivity.
  • the third material may include a metal or alloy containing at least one selected from the group consisting of Ni, Fe, and Co, or an oxide, nitride, carbide, or sulfide of the metal. More preferably, the third material may have ferromagnetic or paramagnetic properties.
  • the third material may include a metal or alloy containing at least one selected from Cr, Ti, Ta, Sn, W, Zn and Mo, or an oxide, nitride, carbide or sulfide of the metal. You can. More preferably, the third material may have non-magnetic properties.
  • the third material may be a material with ferromagnetic or paramagnetic properties, or may be a material with non-magnetic properties.
  • the fourth shielding layer may be laminated on the third shielding layer and may be formed of a fourth material having a fourth conductivity greater than the third conductivity.
  • the fourth material is not particularly limited, but may include a metal containing Cu, Ag, Au, or Al.
  • the first shielding layer and the third shielding layer may be made of a material having a lower electrical conductivity than the second and fourth shielding layers.
  • the thickness of each of the second shielding layer and the fourth shielding layer is at least greater than the thickness of each of the first shielding layer and the third shielding layer. It can have a large thickness gradient.
  • the thickness of the first shielding layer may be the same as or different from the thickness of the third shielding layer. Additionally, the thickness of the second shielding layer may be the same as or different from the thickness of the fourth shielding layer.
  • one of the first shielding layer and the third shielding layer has the thinnest thickness among the first to fourth shielding layers
  • one of the second shielding layer and the fourth shielding layer may have the thickest thickness among the first to fourth shielding layers. That is, the electromagnetic wave shielding material of the present invention may exhibit a thickness gradient in which the thickness of each layer is different.
  • the thickness of each of the second shielding layer and the fourth shielding layer is 25 to 48% of the total thickness of the first to fourth shielding layers, and the larger thickness among the second shielding layer and the fourth shielding layer
  • the ratio of the thickness of each of the first shielding layer and the third shielding layer to the thickness of one layer may be 1 or more and 19 or less.
  • the total thickness of the first to fourth shielding layers may be about 1000 nm, and the second and fourth shielding layers may be about 200 to 500 nm, but are not limited thereto.
  • the ratio of the thickness of each of the first shielding layer and the third shielding layer to the thickness of one layer having a larger thickness among the second shielding layer and the fourth shielding layer may be 1 or more and 9 or less.
  • the electromagnetic wave shielding efficiency in the high frequency band of 2 GHz or more is significantly increased compared to the single-layer structure shielding material.
  • another embodiment of the present invention includes a semiconductor chip device.
  • the semiconductor chip device includes a semiconductor chip disposed on a substrate, and the electromagnetic wave shielding material disposed on the semiconductor chip, wherein the electromagnetic wave shielding material is configured such that the first shielding layer is disposed adjacent to the semiconductor chip, transmission to the interior can be reduced.
  • the present invention in another embodiment, it includes a semiconductor chip disposed on a substrate, and an electromagnetic wave shielding material of the present invention disposed on the semiconductor chip, wherein the fourth shielding layer of the electromagnetic wave shielding material is adjacent to the semiconductor chip.
  • An example may be a deployed semiconductor chip device. In this case, transmission of electromagnetic waves to the outside can be reduced.
  • the first shielding layer was washed with ultrapure water (DI) and dried in an oven to prepare for easy deposition of the second shielding layer, which will be described later, on the first shielding layer.
  • DI ultrapure water
  • a second electroplating method is used in which the first shielding layer is immersed in a pyrophosphate bath containing Cu electrolyte at pH 9-11 and 60°C, and a current of 2 ASD is applied through pulse plating.
  • a Cu layer with a thickness of 245 nm was formed as the second shielding layer on the substrate.
  • the second shielding layer was washed with ultrapure water (DI) and then dried in an oven to prepare for easy deposition of a third shielding layer to be described later on the second shielding layer.
  • DI ultrapure water
  • a NiFe layer with a thickness of 214 nm was formed on the third shielding layer.
  • a Cu layer with a thickness of 230 nm was formed as the fourth shielding layer on the third shielding layer.
  • the fourth shielding layer was washed with ultrapure water (DI) and dried in an oven to prepare an electromagnetic wave shielding material (Cu/NiFe/Cu/NiFe) according to Experimental Example 1-1. (See Figure 2(A))
  • a Cu layer with a thickness of 275 nm was formed on the first shielding layer as the second shielding layer.
  • a 178 nm thick NiFe layer was formed as the third shielding layer on the second shielding layer.
  • a Cu layer with a thickness of 313 nm was formed on the first shielding layer as the second shielding layer.
  • a 137 nm thick NiFe layer was formed as the third shielding layer on the second shielding layer.
  • a 111 nm thick NiFe layer was formed as the third shielding layer on the second shielding layer.
  • a Cu layer with a thickness of 362 nm was formed on the first shielding layer as the second shielding layer.
  • a 78 nm thick NiFe layer was formed as the third shielding layer on the second shielding layer.
  • a 37 nm thick NiFe layer was formed as the third shielding layer on the second shielding layer.
  • a Cu layer with a thickness of 478 nm was formed on the first shielding layer as the second shielding layer.
  • a 23 nm thick NiFe layer was formed as the third shielding layer on the second shielding layer.
  • a 296 nm thick NiFe layer was formed as the third shielding layer on the second shielding layer.
  • a 387 nm thick NiFe layer was formed as the second shielding layer on the first shielding layer.
  • a 117 nm thick Cu layer was formed as the third shielding layer on the second shielding layer.
  • Electromagnetic wave shielding material with 4-layer layer structure Electromagnetic wave shielding material with 4-layer layer structure
  • Figure 1 shows a FIB image (comparative example, left) and its EDS data analysis results (right) of a single-layer Cu electromagnetic wave shielding material with a total thickness of 1140 nm.
  • the total thickness is 895nm, 916nm, 892nm, 905nm, 880nm, 895nm, 1002nm, and 937nm, respectively, and the thickness ratios of the second and fourth shielding layers and the first and third shielding layers are about 1:1 and 3, respectively.
  • 2:1, 3:1, 5:1, 11:1, 19:1, 1:2 FIB image of multi-layer electromagnetic wave shielding material with 4-layer structure and their EDS data analysis results are shown.
  • the first shielding layer contains NiFe and is formed to a thickness of 206 nm
  • the second shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 245 nm
  • the third shielding layer contains NiFe. and is formed to a thickness of 214 nm
  • the fourth shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 230 nm.
  • the first shielding layer contains NiFe and is formed to a thickness of 186 nm
  • the second shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 275 nm
  • the third shielding layer contains NiFe. It can be seen that the fourth shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 277 nm.
  • the first shielding layer contains NiFe and is formed to a thickness of 155 nm
  • the second shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 313 nm
  • the third shielding layer contains NiFe. It can be seen that the fourth shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 287 nm.
  • the first shielding layer contains NiFe and is formed to a thickness of 110 nm
  • the second shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 344 nm
  • the third shielding layer contains NiFe. and is formed to a thickness of 111 nm
  • the fourth shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 340 nm.
  • the first shielding layer contains NiFe and is formed to a thickness of 70 nm
  • the second shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 362 nm
  • the third shielding layer contains NiFe. and is formed to a thickness of 78 nm
  • the fourth shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 370 nm.
  • the first shielding layer contains NiFe and is formed to a thickness of 38 nm
  • the second shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 399 nm
  • the third shielding layer contains NiFe.
  • the fourth shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 421 nm.
  • the first shielding layer contains NiFe and is formed to a thickness of 26 nm
  • the second shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 478 nm
  • the third shielding layer contains NiFe. and is formed to a thickness of 23 nm
  • the fourth shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 475 nm.
  • the first shielding layer contains NiFe and is formed to a thickness of 319 nm
  • the second shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 163 nm
  • the third shielding layer contains NiFe. and is formed to a thickness of 296 nm
  • the fourth shielding layer contains Cu and is formed to a thickness of 159 nm.
  • Figure 3 shows a total thickness of 1003 nm, a thickness ratio of the second and fourth shielding layers and the first and third shielding layers of about 3:1, and the deposition sequence of the first to fourth shielding layers in the sample of Figure 2. It shows the results of FIB image and EDS data analysis of a 4-layer electromagnetic wave shielding material (4layer 3:1 reverse multilayer) deposited in reverse order.
  • the multi-layer electromagnetic wave shielding material in the case of the multi-layer electromagnetic wave shielding material deposited in the opposite manner, that is, the electromagnetic wave shielding material (NiFe/Cu/NiFe/Cu) according to Experimental Example 1-9, the multi-layer electromagnetic wave shielding material with the 4-layer structure shown in FIG. 2 In other words, the shielding efficiency may be lower than that of the electromagnetic wave shielding material (NiFe/Cu/NiFe/Cu) according to Experimental Example 1-9.
  • the shielding efficiency may be superior to the multi-layer electromagnetic wave shielding material deposited in the opposite manner. there is.
  • Figure 4 is a graph showing the electromagnetic wave shielding efficacy analysis results of the four-layer electromagnetic wave shielding material sample and comparative example samples manufactured according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a graph showing the four-layer electromagnetic wave shielding material sample and comparison measured in the 18 GHz frequency band. This is a graph showing the shielding efficiency values of the example samples.
  • the Cu electromagnetic wave shielding material formed as a single layer showed a low shielding efficiency value
  • Multilayer also showed low shielding efficiency values.
  • samples with a thickness ratio of about 1:2 between the second and fourth shielding layers and the first and third shielding layers also showed low shielding efficiency values.
  • Figure 6 shows the results of XRD analysis of 4-layer electromagnetic wave shielding material samples.
  • each layer of the multi-layer shielding material is composed of a crystal structure of Cu and NiFe.
  • 1 layer contains electromagnetic wave shielding material Cu.

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Abstract

본 발명은 2GHz 이상의 고주파수 대역의 전자파를 차폐하는 전자파 차폐재를 개시한다. 상기 전자파 차폐재는 제1 전도도를 갖는 제1 물질로 형성된 제1 차폐층, 상기 제1 차폐층 상에 적층되고, 상기 제1 전도도보다 큰 제2 전도도를 갖는 제2 물질로 형성된 제2 차폐층, 상기 제2 차폐층 상에 적층되고, 상기 제2 전도도보다 작은 제3 전도도를 갖는 제3 물질로 형성된 제3 차폐층, 및 상기 제3 차폐층 상에 적층되고, 상기 제3 전도도보다 큰 제4 전도도를 갖는 제4 물질로 형성된 제4 차폐층을 포함하고, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 각각의 두께는, 적어도 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께보다 큰 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 레이어 구조를 갖는 전자파 차폐재 및 이를 포함하는 반도체 칩 장치
본 발명은 고주파 대역에서의 전자파 차폐 효율이 우수한 멀티 레이어 구조를 갖는 전자파 차폐재 및 이를 포함하는 반도체 칩 장치에 관한 것이다.
전자파 차폐를 위해, 기존에는 주로 Cu, Ag 등을 단층 구조로 하여 차폐 대상 물질에 코팅하여 전자파를 차폐하는 방식이 사용되어 왔다.
그러나, 종래의 단층 구조로 이루어진 차폐 방식은 주파수 대역이 올라갈수록 차폐 효율이 지속적으로 감소하게 되어, 저주파 대역에서 보이는 차폐 효율을 고주파 대역에서는 유지하지 못하게 되는 단점이 있다.
본 발명의 일 목적은 고주파 대역에서의 전자파 차폐 효율이 우수한 멀티 레이어 구조를 갖는 전자파 차폐재 및 이를 포함하는 반도체 칩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐재는 2 GHz 이상의 고주파수 대역의 전자파를 차폐하는 전자파 차폐재로, 제1 전도도를 갖는 제1 물질로 형성된 제1 차폐층, 상기 제1 차폐층 상에 적층되고, 상기 제1 전도도보다 큰 제2 전도도를 갖는 제2 물질로 형성된 제2 차폐층, 상기 제2 차폐층 상에 적층되고, 상기 제2 전도도보다 작은 제3 전도도를 갖는 제3 물질로 형성된 제3 차폐층, 및 상기 제3 차폐층 상에 적층되고, 상기 제3 전도도보다 큰 제4 전도도를 갖는 제4 물질로 형성된 제4 차폐층을 포함하고, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 각각의 두께는, 적어도 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께보다 큰 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 차폐층의 두께는 상기 제4 차폐층의 두께와 동일하거나, 또는 상이할 수 있고, 상기 제1 차폐층의 두께는 상기 제3 차폐층의 두께와 동일하거나, 또는 상이할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 중 하나의 층은 상기 제1 내지 제4 차폐층 중에서 가장 얇은 두께를 가지며, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중 하나의 층은 상기 제1 내지 제4 차폐층 중에서 가장 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 물질 및 상기 제3 물질은 서로 독립적으로 Ni, Fe 및 Co로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 7이상을 포함하는 금속, 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 질화물, 탄화물 또는 황화물을 포함하고, 상기 제2 물질 및 상기 제4 물질은 서로 독립적으로 Cu, Ag, Au 또는 Al을 함유하는 금속을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 물질 및 제3 물질은 강자성 또는 상자성 특성을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 물질 및 상기 제3 물질은 서로 독립적으로 Cr, Ti, Ta, Sn, W, Zn 및 Mo 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속, 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 질화물, 탄화물 또는 황화물을 포함하고, 상기 제2 물질 및 상기 제4 물질은 서로 독립적으로 Cu, Ag, Au 또는 Al을 함유하는 금속을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 물질 및 제3 물질은 비자성 특성을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 각각의 두께는 상기 제1 내지 제4 차폐층 전체 두께의 25 내지 48%이고, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중에서 큰 두께를 갖는 하나의 층의 두께에 대한 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께의 비는 1 이상 19 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중에서 큰 두께를 갖는 하나의 층의 두께에 대한 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께의 비는 1 이상 9 이하일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 반도체 칩 장치는, 기판 상에 배치된 반도체 칩, 및 상기 반도체 칩 상에 배치된 본 발명의 전자파 차폐재를 포함하고, 상기 전자파 차폐재는 상기 제1 차폐층이 상기 반도체 칩과 인접하게 배치된 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로, 본 발명의 반도체 칩 장치는, 기판 상에 배치된 반도체 칩, 및 상기 반도체 칩 상에 배치된 본 발명의 전자파 차폐재를 포함하고, 상기 전자파 차폐재는 상기 제4 차폐층이 상기 반도체 칩과 인접하게 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자파 차폐재는 각 층이 두께 구배와 전기 전도도 차이를 가지는 4층의 레이어가 순차적으로 적층된 멀티 레이어 구조를 가지며, 제2 차폐층 및 제4 차폐층 각각은 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께보다 크고, 전기 전도도 또한 크며, 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중 하나의 층은 가장 두꺼운 두께를 가지고, 제1 차폐층 및 제3 차폐층 중 하나의 층은 가장 얇은 두께를 가지는 두께 구배를 가짐으로써, 단층 구조의 전자파 차폐재에 비해 2 GHz 이상의 고주파수 대역에서의 전자파 차폐 효율이 우수하다.
따라서, 본 발명의 전자파 차폐재는 센서, 태블릿PC, 스마트폰, 컴퓨터, 반도체 칩 장치 등 전자파 간섭이 일어나는 부위에 적용할 수 있다.
도 1은 총 두께가 1140nm 인 단층 구조의 Cu 전자파 차폐재의 FIB 이미지(비교예, 좌측) 및 이의 EDS 데이터 분석 결과(우측)를 나타낸다.
도 2는 총 두께가 각각 895nm, 916nm, 892nm, 905nm, 880nm, 895nm, 1002nm, 937nm 이고, 제2 및 제4 차폐층과, 제1 및 제3 차폐층의 두께 비가 각각 약 1:1, 3:2, 2:1, 3:1, 5:1, 11:1, 19:1, 1:2 인 4 레이어 구조의 멀티레이어 전자파 차폐재의 FIB 이미지 및 이들의 EDS 데이터 분석 결과를 나타낸다.
도 3은 총 두께가 1003 nm 이고, 제2 및 제4 차폐층과, 제1 및 제3 차폐층의 두께 비가 약 3:1 이며, 제1 내지 제4 차폐층의 증착 순서를 도 2의 샘플들과 반대로 하여 증착시킨 4 레이어 구조의 멀티레이어 전자파 차폐재(4layer 3:1 reverse multilayer)의 FIB 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 4층 전자파 차폐재 샘플 및 비교예 샘플들의 전자파 차폐 효능 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 18 GHz 주파수 대역에서 측정한 4층 전자파 차폐재 샘플 및 비교예 샘플들의 차폐효율 값을 나타내는 그래프이다.
도 6은 4층 전자파 차폐재 샘플들의 XRD 상 분석 결과이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐재는 2 GHz 이상의 고주파수 대역의 전자파를 차폐하는 전자파 차폐재로, 제1 차폐층, 제2 차폐층, 제3 차폐층 및 제4 차폐층을 포함할 수 있다.
상기 제1 차폐층은 제1 전도도를 갖는 제1 물질로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 물질은 Ni, Fe 및 Co로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속, 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 질화물, 탄화물 또는 황화물을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 제1 물질은 강자성 또는 상자성 특성을 가질 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제1 물질은 Cr, Ti, Ta, Sn, W, Zn 및 Mo 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속, 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 질화물, 탄화물 또는 황화물을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 제1 물질은 비자성 특성을 가질 수 있다.
즉, 상기 제1 물질은 강자성 또는 상자성 특성을 갖는 물질이거나, 또는 비자성 특성을 갖는 물질일 수 있다.
상기 제2 차폐층은 상기 제1 차폐층 상에 적층되고, 상기 제1 전도도보다 큰 제2 전도도를 갖는 제2 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제2 물질은 특별히 제한되는 것은 아니나, Cu, Ag, Au 또는 Al을 함유하는 금속을 포함할 수 있다.
상기 제3 차폐층은 상기 제2 차폐층 상에 적층되고, 상기 제2 전도도보다 작은 제3 전도도를 갖는 제3 물질로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 물질은 Ni, Fe 및 Co로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속, 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 질화물, 탄화물 또는 황화물을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 제3 물질은 강자성 또는 상자성 특성을 가질 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제3 물질은 Cr, Ti, Ta, Sn, W, Zn 및 Mo 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속, 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 질화물, 탄화물 또는 황화물을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 제3 물질은 비자성 특성을 가질 수 있다.
즉, 상기 제3 물질은 강자성 또는 상자성 특성을 갖는 물질이거나, 또는 비자성 특성을 갖는 물질일 수 있다.
상기 제4 차폐층은 상기 제3 차폐층 상에 적층되고, 상기 제3 전도도보다 큰 제4 전도도를 갖는 제4 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제4 물질은 특별히 제한되는 것은 아니나, Cu, Ag, Au 또는 Al을 함유하는 금속을 포함할 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 전자파 차폐재는 2GHz 이상의 고주파수 대역의 전자파 차폐 효율을 높이기 위해, 제1 차폐층 및 제3 차폐층이 제2 및 제4 차폐층보다 작은 전기 전도도를 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 전자파 차폐재는 2GHz 이상의 고주파수 대역의 전자파 차폐 효율을 높이기 위해, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 각각의 두께는, 적어도 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께보다 큰 두께 구배를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 차폐층의 두께는 상기 제3 차폐층의 두께와 동일하거나, 또는 상이할 수 있다. 또한, 상기 제2 차폐층의 두께는 상기 제4 차폐층의 두께와 동일하거나, 또는 상이할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 중 하나의 층은 상기 제1 내지 제4 차폐층 중에서 가장 얇은 두께를 가지며, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중 하나의 층은 상기 제1 내지 제4 차폐층 중에서 가장 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 즉, 본 발명의 전자파 차폐재는 각 층의 두께가 모두 상이한 두께 구배를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 각각의 두께는 상기 제1 내지 제4 차폐층 전체 두께의 25 내지 48%이고, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중에서 큰 두께를 갖는 하나의 층의 두께에 대한 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께의 비는 1 이상 19 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 차폐층 전체 두께는 약 1000 nm 일 수 있고, 상기 제2 및 제4 차폐층은 약 200 ~ 500 nm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
보다 바람직하게는, 상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중에서 큰 두께를 갖는 하나의 층의 두께에 대한 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께의 비는 1 이상 9 이하일 수 있다. 이 경우, 단일층 구조의 차폐재에 비해 2GHz 이상의 고주파수 대역에서의 전자파 차폐 효율이 현저히 증가한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태로 반도체 칩 장치를 들 수 있다.
상기 반도체 칩 장치는, 기판 상에 배치된 반도체 칩, 및 상기 반도체 칩 상에 배치된 상기 전자파 차폐재를 포함하고, 이때, 상기 전자파 차폐재는 상기 제1 차폐층이 상기 반도체 칩과 인접하게 배치되어 전자파의 내부로의 전달을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태로, 기판 상에 배치된 반도체 칩, 및 상기 반도체 칩 상에 배치된 본 발명의 전자파 차폐재를 포함하고, 상기 전자파 차폐재의 상기 제4 차폐층이 상기 반도체 칩과 인접하게 배치된 반도체 칩 장치를 들 수 있다. 이 경우, 전자파의 외부로의 전달을 감소시킬 수 있다.
이하에서는, 구체적인 실시예들 및 비교예를 통해서 본 발명의 전자파 차폐재 및 이의 제조 방법에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 일부 실시 형태에 불과한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
<제조예: 전자파 차폐재 제조>
1-1. 실험예 1-1에 따른 전자파 차폐재 제조
기판(NILACO 사의 SUS304 기판)을 준비하고, 상기 기판에 묽은 황산을 제공하여 세척하고, 세척된 상기 기판에 아세톤을 제공하여 잔존 유기물을 제거하고, 잔존 유기물이 제거된 상기 기판에 초순수(DI)를 제공하여 최종적으로 세척한 후에 오븐으로 건조하여 전처리하였다.
pH 2의 황산염 배스(Sulfate bath)에, 전처리된 상기 기판을 침지하고, 펄스 플레이팅으로 1 ASD의 전류를 인가하는 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 기판 상에 206 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제1 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 차폐층을 형성한 후에, 상기 제1 차폐층을 초순수(DI)로 세척한 후에 오븐으로 건조하여, 상기 제1 차폐층 상에 후술되는 제2 차폐층의 증착이 용이하도록 준비하였다.
pH 9~11 및 60 ℃의 Cu 전해질을 포함하는 파이로인산염 배스(Pyrophosphate bath)에, 상기 제1 차폐층을 침지하고, 펄스 플레이팅으로 2 ASD의 전류를 인가하는 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 기판 상에 245 nm 두께의 Cu layer를 상기 제2 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 차폐층을 형성한 후에, 상기 제2 차폐층을 초순수(DI)로 세척한 후에 오븐으로 건조하여, 상기 제2 차폐층 상에 후술되는 제3 차폐층의 증착이 용이하도록 준비하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 214 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제3 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 230 nm 두께의 Cu layer를 상기 제4 차폐층으로 형성하였다.
상기 제4 차폐층을 형성한 후에, 상기 제4 차폐층을 초순수(DI)로 세척한 후에 오븐으로 건조하여, 실험예 1-1에 따른 전자파 차폐재(Cu/NiFe/Cu/NiFe)를 제조하였다(도 2 (A) 참조)
1-2. 실험예 1-2에 따른 전자파 차폐재 제조
상술된 실험예 1-1에서 상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 186 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제1 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제1 차폐층 상에 275 nm 두께의 Cu layer를 상기 제2 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제2 차폐층 상에 178 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제3 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 277 nm 두께의 Cu layer를 상기 제4 차폐층으로 형성하여, 실험예 1-2에 따른 전자파 차폐재(Cu/NiFe/Cu/NiFe)를 제조하였다(도 2 (B) 참조).
1-3. 실험예 1-3에 따른 전자파 차폐재 제조
상술된 실험예 1-1에서 상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 155 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제1 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제1 차폐층 상에 313 nm 두께의 Cu layer를 상기 제2 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제2 차폐층 상에 137 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제3 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 287 nm 두께의 Cu layer를 상기 제4 차폐층으로 형성하여, 실험예 1-3에 따른 전자파 차폐재(Cu/NiFe/Cu/NiFe)를 제조하였다(도 2 (C) 참조).
1-4. 실험예 1-4에 따른 전자파 차폐재 제조
상술된 실험예 1-1에서 상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 110 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제1 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제1 차폐층 상에 344 nm 두께의 Cu layer를 상기 제2 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제2 차폐층 상에 111 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제3 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 340 nm 두께의 Cu layer를 상기 제4 차폐층으로 형성하여, 실험예 1-4에 따른 전자파 차폐재(Cu/NiFe/Cu/NiFe)를 제조하였다(도 2 (D) 참조).
1-5. 실험예 1-5에 따른 전자파 차폐재 제조
상술된 실험예 1-1에서 상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 70 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제1 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제1 차폐층 상에 362 nm 두께의 Cu layer를 상기 제2 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제2 차폐층 상에 78 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제3 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 370 nm 두께의 Cu layer를 상기 제4 차폐층으로 형성하여, 실험예 1-5에 따른 전자파 차폐재(Cu/NiFe/Cu/NiFe)를 제조하였다(도 2 (E) 참조).
1-6. 실험예 1-6에 따른 전자파 차폐재 제조
상술된 실험예 1-1에서 상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 38 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제1 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제1 차폐층 상에 399 nm 두께의 Cu layer를 상기 제2 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제2 차폐층 상에 37 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제3 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 421 nm 두께의 Cu layer를 상기 제4 차폐층으로 형성하여, 실험예 1-6에 따른 전자파 차폐재(Cu/NiFe/Cu/NiFe)를 제조하였다(도 2 (F) 참조).
1-7. 실험예 1-7에 따른 전자파 차폐재 제조
상술된 실험예 1-1에서 상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 26 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제1 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제1 차폐층 상에 478 nm 두께의 Cu layer를 상기 제2 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제2 차폐층 상에 23 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제3 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 475 nm 두께의 Cu layer를 상기 제4 차폐층으로 형성하여, 실험예 1-7에 따른 전자파 차폐재(Cu/NiFe/Cu/NiFe)를 제조하였다(도 2 (G) 참조).
1-8. 실험예 1-8에 따른 전자파 차폐재 제조
상술된 실험예 1-1에서 상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 319 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제1 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제1 차폐층 상에 163 nm 두께의 Cu layer를 상기 제2 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제2 차폐층 상에 296 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제3 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 159 nm 두께의 Cu layer를 상기 제4 차폐층으로 형성하여, 실험예 1-8에 따른 전자파 차폐재(Cu/NiFe/Cu/NiFe)를 제조하였다(도 2 (H) 참조).
1-9. 실험예 1-9에 따른 전자파 차폐재 제조
상술된 실험예 1-1에서 상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 120 nm 두께의 Cu layer를 상기 제1 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제1 차폐층 상에 387 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제2 차폐층으로 형성하였다.
상기 제2 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제2 차폐층 상에 117 nm 두께의 Cu layer를 상기 제3 차폐층으로 형성하였다.
상기 제1 전해도금 방법을 이용하여, 상기 제3 차폐층 상에 379 nm 두께의 NiFe layer를 상기 제4 차폐층으로 형성하여, 실험예 1-9에 따른 전자파 차폐재(NiFe/Cu/NiFe/Cu)를 제조하였다(도 3 참조).
<실시예: 4층 레이어 구조의 전자파 차폐재>
도 1은 총 두께가 1140nm 인 단층 구조의 Cu 전자파 차폐재의 FIB 이미지(비교예, 좌측) 및 이의 EDS 데이터 분석 결과(우측)를 나타낸다.
도 2는 총 두께가 각각 895nm, 916nm, 892nm, 905nm, 880nm, 895nm, 1002nm, 937nm 이고, 제2 및 제4 차폐층과, 제1 및 제3 차폐층의 두께 비가 각각 약 1:1, 3:2, 2:1, 3:1, 5:1, 11:1, 19:1, 1:2 인 4 레이어 구조의 멀티레이어 전자파 차폐재의 FIB 이미지 및 이들의 EDS 데이터 분석 결과를 나타낸다.
도 2 (A)를 참조하면, 상기 제1 차폐층이 NiFe를 포함하며 206 nm 두께로 형성되고, 상기 제2 차폐층이 Cu를 포함하며 245 nm 두께로 형성되고, 상기 제3 차폐층이 NiFe를 포함하며 214 nm 두께로 형성되고, 상기 제4 차폐층이 Cu를 포함하며 230 nm 두께로 형성된 것을 알 수 있다.
도 2 (B)를 참조하면, 상기 제1 차폐층이 NiFe를 포함하며 186 nm 두께로 형성되고, 상기 제2 차폐층이 Cu를 포함하며 275 nm 두께로 형성되고, 상기 제3 차폐층이 NiFe를 포함하며 178 nm 두께로 형성되고, 상기 제4 차폐층이 Cu를 포함하며 277 nm 두께로 형성된 것을 알 수 있다.
도 2 (C)를 참조하면, 상기 제1 차폐층이 NiFe를 포함하며 155 nm 두께로 형성되고, 상기 제2 차폐층이 Cu를 포함하며 313 nm 두께로 형성되고, 상기 제3 차폐층이 NiFe를 포함하며 137 nm 두께로 형성되고, 상기 제4 차폐층이 Cu를 포함하며 287 nm 두께로 형성된 것을 알 수 있다.
도 2 (D)를 참조하면, 상기 제1 차폐층이 NiFe를 포함하며 110 nm 두께로 형성되고, 상기 제2 차폐층이 Cu를 포함하며 344 nm 두께로 형성되고, 상기 제3 차폐층이 NiFe를 포함하며 111 nm 두께로 형성되고, 상기 제4 차폐층이 Cu를 포함하며 340 nm 두께로 형성된 것을 알 수 있다.
도 2 (E)를 참조하면, 상기 제1 차폐층이 NiFe를 포함하며 70 nm 두께로 형성되고, 상기 제2 차폐층이 Cu를 포함하며 362 nm 두께로 형성되고, 상기 제3 차폐층이 NiFe를 포함하며 78 nm 두께로 형성되고, 상기 제4 차폐층이 Cu를 포함하며 370 nm 두께로 형성된 것을 알 수 있다.
도 2 (F)를 참조하면, 상기 제1 차폐층이 NiFe를 포함하며 38 nm 두께로 형성되고, 상기 제2 차폐층이 Cu를 포함하며 399 nm 두께로 형성되고, 상기 제3 차폐층이 NiFe를 포함하며 37 nm 두께로 형성되고, 상기 제4 차폐층이 Cu를 포함하며 421 nm 두께로 형성된 것을 알 수 있다.
도 2 (G)를 참조하면, 상기 제1 차폐층이 NiFe를 포함하며 26 nm 두께로 형성되고, 상기 제2 차폐층이 Cu를 포함하며 478 nm 두께로 형성되고, 상기 제3 차폐층이 NiFe를 포함하며 23 nm 두께로 형성되고, 상기 제4 차폐층이 Cu를 포함하며 475 nm 두께로 형성된 것을 알 수 있다.
도 2 (H)를 참조하면, 상기 제1 차폐층이 NiFe를 포함하며 319 nm 두께로 형성되고, 상기 제2 차폐층이 Cu를 포함하며 163 nm 두께로 형성되고, 상기 제3 차폐층이 NiFe를 포함하며 296 nm 두께로 형성되고, 상기 제4 차폐층이 Cu를 포함하며 159 nm 두께로 형성된 것을 알 수 있다.
도 3은 총 두께가 1003 nm 이고, 제2 및 제4 차폐층과, 제1 및 제3 차폐층의 두께 비가 약 3:1 이며, 제1 내지 제4 차폐층의 증착 순서를 도 2의 샘플들과 반대로 하여 증착시킨 4 레이어 구조의 멀티레이어 전자파 차폐재(4layer 3:1 reverse multilayer)의 FIB 이미지 및 EDS 데이터 분석 결과를 나타낸다..
도 3을 참조하면, 상기 반대로 증착시킨 멀티레이어 전자파 차폐재 즉, 실험예 1-9에 따른 전자파 차폐재(NiFe/Cu/NiFe/Cu)의 경우, 도 2에 도시된 4 레이어 구조의 멀티레이어 전자파 차폐재 즉, 실험예 1-9에 따른 전자파 차폐재(NiFe/Cu/NiFe/Cu) 보다 차폐효율이 저하될 수 있다. 반면에, 도 2에 도시된 실험예 1-1 내지 실험예 1-8에 따른 전자파 차폐재(Cu/NiFe/Cu/NiFe)의 경우, 상기 반대로 증착시킨 멀티레이어 전자파 차폐재 보다 차폐효율이 우수할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 4층 전자파 차폐재 샘플 및 비교예 샘플들의 전자파 차폐 효능 분석 결과를 나타내는 그래프이고, 도 5는 18 GHz 주파수 대역에서 측정한 4층 전자파 차폐재 샘플 및 비교예 샘플들의 차폐효율 값을 나타내는 그래프이다.
도 4 및 5를 참조하면, 단층으로 형성된 Cu 전자파 차폐재(비교예)의 경우 낮은 차폐효율 값을 나타냈으며, 제1 내지 제4 차폐층의 증착 물질이 본 발명과 상이한 샘플인 4layer 3:1 reverse multilayer 또한 낮은 차폐효율 값을 나타냈다. 또한, 제2 및 제4 차폐층과 제1 및 제3 차폐층의 두께비가 약 1:2 인 샘플 또한 낮은 차폐효율 값을 나타냈다.
반면, 제2 및 제4 차폐층과 제1 및 제3 차폐층의 두께비가 약 1:1 ~ 19:1 인 경우 높은 전자파 차폐 효율을 나타냈고, 특히, 그 두께비가 약 1:1 ~ 9:1 인 경우 현저히 높은 전자파 차폐 효율을 나타냈다.
도 6은 4층 전자파 차폐재 샘플들의 XRD 상 분석 결과이다.
도 6을 참조하면, 단층으로 형성된 Cu 전자파 차폐재의 결정 구조를 기준으로, 멀티레이어 차폐재의 각 층이 Cu 와 NiFe 의 결정 구조로 이루어져 있음을 확인할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 6에 도시된 XRD 그래프를 참조하면, 4layer 5:1, 4layer 3:1, 4layer 3:2, 4layer 1:2, 및 4layer 1:1은 모두 전자파 차폐재 Cu 및 NiFe를 포함하고, 1layer은, 전자파 차폐재 Cu를 포함하는 것을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 2GHz 이상의 고주파수 대역의 전자파를 차폐하는 전자파 차폐재에 있어서,
    제1 전도도를 갖는 제1 물질로 형성된 제1 차폐층;
    상기 제1 차폐층 상에 적층되고, 상기 제1 전도도보다 큰 제2 전도도를 갖는 제2 물질로 형성된 제2 차폐층;
    상기 제2 차폐층 상에 적층되고, 상기 제2 전도도보다 작은 제3 전도도를 갖는 제3 물질로 형성된 제3 차폐층; 및
    상기 제3 차폐층 상에 적층되고, 상기 제3 전도도보다 큰 제4 전도도를 갖는 제4 물질로 형성된 제4 차폐층;을 포함하고,
    상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 각각의 두께는, 적어도 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차폐층의 두께는 상기 제3 차폐층의 두께와 동일하거나, 또는 상이하고,
    상기 제2 차폐층의 두께는 상기 제4 차폐층의 두께와 동일하거나, 또는 상이한 것인, 전자파 차폐재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 중 하나의 층은 상기 제1 내지 제4 차폐층 중에서 가장 얇은 두께를 가지며,
    상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중 하나의 층은 상기 제1 내지 제4 차폐층 중에서 가장 두꺼운 두께를 갖는 것인, 전자파 차폐재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 물질 및 상기 제3 물질은 서로 독립적으로 Ni, Fe 및 Co로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속, 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 질화물, 탄화물 또는 황화물을 포함하고,
    상기 제2 물질 및 상기 제4 물질은 서로 독립적으로 Cu, Ag, Au 또는 Al을 함유하는 금속을 포함하는 것인, 전자파 차폐재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 물질 및 제3 물질은 강자성 또는 상자성 특성을 갖는 것인, 전자파 차폐재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 물질 및 상기 제3 물질은 서로 독립적으로 Cr, Ti, Ta, Sn, W, Zn 및 Mo 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 금속, 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 질화물, 탄화물 또는 황화물을 포함하고,
    상기 제2 물질 및 상기 제4 물질은 서로 독립적으로 Cu, Ag, Au 또는 Al을 함유하는 금속을 포함하는 것인, 전자파 차폐재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 물질 및 제3 물질은 비자성 특성을 갖는 것인, 전자파 차폐재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 각각의 두께는 상기 제1 내지 제4 차폐층 전체 두께의 25 내지 48%이고,
    상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중에서 큰 두께를 갖는 하나의 층의 두께에 대한 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께의 비는 1 이상 19 이하인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐재.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 차폐층 및 제4 차폐층 중에서 큰 두께를 갖는 하나의 층의 두께에 대한 상기 제1 차폐층 및 제3 차폐층 각각의 두께의 비는 1 이상 9 이하인 것을 특징으로 하는, 전자파 차폐재.
  10. 기판 상에 배치된 반도체 칩; 및
    상기 반도체 칩 상에 배치된 상기 제1항 내지 제9항 중 선택된 어느 한 항의 전자파 차폐재;를 포함하고,
    상기 전자파 차폐재는 상기 제1 차폐층이 상기 반도체 칩과 인접하게 배치된 것인,
    반도체 칩 장치.
  11. 기판 상에 배치된 반도체 칩; 및
    상기 반도체 칩 상에 배치된 상기 제1항 내지 제9항 중 선택된 어느 한 항의 전자파 차폐재;를 포함하고,
    상기 전자파 차폐재는 상기 제4 차폐층이 상기 반도체 칩과 인접하게 배치된 것인,
    반도체 칩 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008021977A (ja) * 2006-06-16 2008-01-31 Toyo Kohan Co Ltd 複合電磁波シールド材及びその製造方法
KR20170101647A (ko) * 2016-02-29 2017-09-06 엘지이노텍 주식회사 전자파 차폐 장치 및 이의 제조 방법
KR101965610B1 (ko) * 2017-12-22 2019-04-04 율촌화학 주식회사 고주파 노이즈 차폐 필름 및 이의 제조방법
KR20200089113A (ko) * 2019-01-16 2020-07-24 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 전자기간섭 차폐용 다층 필름
KR20220025875A (ko) * 2019-07-05 2022-03-03 하이닝 주오타이 일렉트로닉 머테리얼스 컴퍼니 리미티드 다층 금속 구조를 갖는 차폐막

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008021977A (ja) * 2006-06-16 2008-01-31 Toyo Kohan Co Ltd 複合電磁波シールド材及びその製造方法
KR20170101647A (ko) * 2016-02-29 2017-09-06 엘지이노텍 주식회사 전자파 차폐 장치 및 이의 제조 방법
KR101965610B1 (ko) * 2017-12-22 2019-04-04 율촌화학 주식회사 고주파 노이즈 차폐 필름 및 이의 제조방법
KR20200089113A (ko) * 2019-01-16 2020-07-24 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 전자기간섭 차폐용 다층 필름
KR20220025875A (ko) * 2019-07-05 2022-03-03 하이닝 주오타이 일렉트로닉 머테리얼스 컴퍼니 리미티드 다층 금속 구조를 갖는 차폐막

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