KR20170114445A - 케이블용 자기장 차폐 테이프 및 이의 제조 방법 - Google Patents

케이블용 자기장 차폐 테이프 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20170114445A
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cables
magnetic shielding
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우성우
김진배
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

본 발명의 일 양상에 따른 사물 인터넷 기반 수신기는 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 어느 하나의 사물 인터넷 모드를 지원하는 기지국으로부터 신호를 수신받는 신호 수신부, 상기 기지국이 지원하는 상기 사물 인터넷 모드를 상기 수신받은 신호를 기초로 판단하는 모드 판단부 및 상기 사물 인터넷 기반의 통신과 관련된 기능을 처리하며, 상기 복수의 사물 인터넷 모드를 각각 지원하고, 상기 복수의 사물 인터넷 모드 중에서 상기 모드 판단부가 판단한 상기 기지국이 지원하는 상기 사물 인터넷 모드에 기초하여 동작하는 기능부를 포함한다.

Description

케이블용 자기장 차폐 테이프 및 이의 제조 방법{MAGNETIC SHIELDING TAPE FOR CABLE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 케이블용 자기장 차폐 테이프 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 케이블에 유입되거나 케이블로부터 방사되는 자기장을 차폐함에 있어서 이러한 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수가 낮은 경우에서부터 높은 경우까지를 모두 차단하는 자기장 차폐 테이프 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 또는 각종 통신기기 등에 신호를 전송하는 통신 케이블 또는 전력을 전송하는 전력 케이블(이하 케이블이라고 통칭하기로 한다)에 있어서, 이러한 케이블을 통해 전송되는 신호는 외부의 전자기기로부터 유입되는 전자기장과 같은 노이즈에 의해 영향을 받을 수 있다. 아울러, 케이블을 통해 전송되는 신호는 그 스스로 전자기장과 같은 노이즈를 외부로 방사(emitting)할 수 있으며, 이와 같이 방사된 노이즈는 외부의 전자기기에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수가 높을수록 이러한 신호는 외부로부터 유입되는 노이즈에 의하여 더 많은 영향을 받을 수 있고, 또한 외부로 더 많은 노이즈를 방사할 수 있다.
이러한 노이즈를 차폐하기 위한 종래의 방법으로 케이블을 도전성 차폐층(conductive shield layer)으로 둘러싸는 방법이 있다. 그러나, 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수가 높은 경우 이러한 도전성 차폐층만으로는 케이블 내부에서 방사되는 노이즈를 효과적으로 차단할 수 없다. 왜냐하면 신호의 주파수가 높을수록 차폐되어야 할 노이즈에 고조파 성분이 많이 포함되기 때문이다. 따라서 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수가 높은 경우에도 전자기장과 같은 노이즈의 유입과 방사를 효과적으로 차단할 수 있는 기술이 요구된다.
노이즈를 차폐하기 위한 또 다른 종래의 방법으로 케이블 말단에 노이즈 필터용 페라이트 코어를 적용하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 노이즈 필터용 페라이트 코어의 경우, 케이블의 특성에 상응하는 임피던스를 갖는 노이즈 필터용 페라이트 코어를 선별하여 케이블에 적용해야 한다는 점 그리고 그 자체로 두꺼운 두께를 갖는다는 점에서 적용이 용이하지 않다.
한편, 전술한 전자기장과 같은 노이즈를 차폐하기 위한 기술 중에는, 투자율(permeability)이 높은 나노 결정립 금속 리본이 포함된 자기장 차폐재를 이용하는 방법을 생각할 수 있다.
그런데, 자기장 차폐재에 포함된 나노 결정립 금속 리본에 교류 자기장이 인가되면 나노 결정립 금속 리본의 표면에는 와전류(eddy current)가 발생할 수 있다. 발생된 와전류는 발열 등의 문제점을 야기할 수 있다.
이러한 와전류에 의한 영향을 감소시키기 위하여 나노 결정립 금속 리본을 플레이크(flake) 처리하는 방법이 있다. 플레이크 처리에 의하면 나노 결정립 금속 리본은 부수어져서 다수의 미세조각으로 분할될 수 있다. 나노 결정립 금속 리본이 다수의 미세조각으로 분할되면 와전류에 의한 영향이 감소될 수 있다. 왜냐하면, 와전류의 크기는 와전류가 발생하는 지점의 표면적에 비례하며, 미세 조각이 분할될 경우, 와전류가 발생하는 각 미세조각의 표면적은 이전의 금속 리본의 표면적에 비해 감소하기 때문이다.그러나, 플레이크 처리에 의하여 나노 결정립 금속 리본이 다수의 미세조각으로 분할된 경우 이러한 미세조각의 크기에 비해 미세조각 간의 틈새(간격)는 현저히 작으며, 이 때문에 다수의 미세조각 중 인접한 미세조각은 유동에 의하여 서로 간에 접촉할 수 있다. 미세조각이 서로 간에 접촉하면 와전류가 발생하는 지점의 표면적이 다시 증가하게 된다. 이는 와전류에 의한 영향이 다시 증가하도록 할 수 있다.
또한, 종래의 플레이크 처리를 적용한 나노 결정립 금속 리본을 포함하는 자기장 차폐재의 경우 유연성을 확보하기가 힘들며, 따라서 케이블 등을 롤 형태로 감는 것이 어려웠다.
따라서, 나노 결정립 금속 리본을 포함하는 자기장 차폐재를 케이블 등의 대상에 적용시키는 경우, 나노 결정립 금속 리본에 플레이크 처리가 수행되는 경우에도 차폐재의 차폐성능이 저하되지 않도록 함과 동시에 나노 결정립 금속 리본에 발생하는 와전류에 의한 영향 또한 감소시킬 수 있는 기술, 그리고 케이블 등에 용이하게 감을 수 있도록 하는 기술이 요구된다.
미국공개특허, 제2001-0030121 (2001.10.18. 공개)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 케이블을 통해 고주파 신호가 전송되는 경우에도 전자기장과 같은 노이즈의 유입과 방사를 효과적으로 차단할 수 있는 케이블용 차폐재에 대한 기술을 제공하는 것이다.
또한, 케이블을 통해 신호가 전송될 때 금속 리본에 발생되는 와전류에 의한 영향을 적게 받으면서 또한 케이블을 둘러쌀 수 있는 유연성을 갖는 케이블용 차폐재에 대한 기술을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호를 전송하는 케이블용 자기장 차폐 테이프는 플레이크 처리되어 다수의 미세조각으로 분할된 적어도 1개층의 금속 리본 시트를 포함하고, 상기 다수의 미세조각의 각각은 인접한 미세 조각과의 사이에 간격이 마련된 박판 자성층과, 상기 박판 자성층의 일측면에, 제 1 접착층을 통해 접착되는 커버필름층과, 상기 박판 자성층의 타측면에, 제 2 접착층을 통해 접착되는 도전층을 포함하며, 상기 간격의 크기는 상기 신호의 주파수 대역에 따라 결정된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 신호를 전송하는 케이블용 자기장 차폐 테이프는 플레이크 처리되어 다수의 미세조각으로 분할된 적어도 1개층 이상의 금속 리본 시트를 포함하고, 상기 다수의 미세조각의 각각은 인접한 미세조각과의 사이에 간격이 마련된 박판 자성층과, 상기 간격에 충진되어 있는 충진재와, 상기 박판 자성층의 일측면에, 제 1 접착층을 통해 접착되는 커버필름층과, 상기 박판 자성층의 타측면에, 제 2 접착층을 통해 접착되는 도전층을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호를 전송하는 케이블용 자기장 차폐 테이프를 제조하는 방법은 적어도 1개층의 금속 리본 시트를 포함하는 박판 자성층을 형성하는 단계와, 상기 박판 자성층의 일측면에 제 1 접착층을 통해 커버필름층을 부착하는 단계와, 상기 커버필름층이 부착된 상기 박판 자성층에 포함된 상기 금속 리본 시트를 플레이크 처리하여 다수의 미세조각으로 분할하는 단계와, 상기 플레이크 처리된 상기 금속 리본 시트를 포함하는 박판 자성층의 타측면에 제 2 접착층을 통해 도전층을 부착하는 단계를 포함하되, 상기 분할하는 단계는 상기 플레이크 처리 중 상기 자기장 차폐테이프의 연장 방향으로 상기 박판 자성층에 장력을 인가하여 상기 다수의 미세조각의 각각이 인접한 미세 조각과의 사이에 간격을 갖도록 상기 박판 자성층을 분할하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 자기장 차폐 테이프는 전기적으로 도전성을 갖는 도전층과, 상기 도전층 상에 마련되고, 그 사이에 간격을 갖고 각각은 전기적으로 도전성을 갖되, 상기 간격에 의해 서로 이격되어 전기적으로 격리되는 복수의 자성 조각을 갖는 자성층과, 상기 도전층과 상기 자성층 사이에 마련되어, 상기 도전층과 상기 자성층을 접착하는 접착층을 포함하며, 상기 차폐 테이프가 제 1 신호를 전송하는 와이어 주위에 감겨 상기 도전층이 제 2 신호를 발산하도록 하는 경우, 상기 자성층은 상기 제 2 신호 중 소정 범위의 주파수 대역에서 적어도 50%를 흡수한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 자기장 차폐 테이프는 전기적으로 도전성을 갖는 도전층과, 상기 도전층 상에 마련되고, 그 사이에 간격을 갖고 각각은 전기적으로 도전성을 갖되, 상기 간격에 의해 서로 이격되어 전기적으로 격리되는 복수의 자성 조각을 갖는 자성층과, 상기 도전층과 상기 자성층 사이에 마련되어, 상기 도전층과 상기 자성층을 접착하는 접착층을 포함하며, 상기 차폐 테이프가 제 1 신호를 전송하는 와이어 주위에 감겨 상기 도전층이 제 2 신호를 발산하도록 하는 경우, 상기 자성층은 상기 제 2 신호 중 소정 범위의 주파수 대역에서 적어도 50%를 흡수한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프에 의하면, 금속 리본 시트가 다수의 미세조각으로 분할되었을 때의 간격의 크기는 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수를 기초로 결정되고 조절될 수 있다. 따라서 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수가 낮은 경우 뿐만 아니라 높은 경우에도 미세조각 사이의 간격 조절에 의해, 자기장과 같은 노이즈의 유입과 방사를 효과적으로 차단시킬 수 있다.
또한, 금속 리본 시트를 구성하는 다수의 미세조각 간의 간격에 별도의 충진재를 충진함으로써, 수분이 이러한 간격에 침투하여 미세조각을 산화시키는 것을 차단할 수 있다.
아울러, 다수의 미세조각 각각은 충진재에 의하여 고정 및 상호 절연되며, 이로써 유동에 의하여 인접한 미세조각 간에 접촉되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 다수의 미세조각 사이에 존재하는 간격은 케이블용 자기장 차폐 테이프에 유연성을 제공할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프는 케이블 주위를 유연하게 둘러쌀 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프가 케이블에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 2와 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프의 연장 방향에 있어서의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프가 제조되는 공정을 단계별로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이크 처리를 수행하는 과정 및 금속 리본 시트의 다수의 미세조각 간의 간격의 크기를 조절하는 것을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐　테이프에 대한 라미네이트 처리가 수행되는 것을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐　테이프를 제조하는 공정에서 인가된 장력의 크기와 금속 리본 시트의 미세조각 사이의 간격의 크기 간의 관계를 도시한 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐　테이프에 포함된 금속 리본 시트의 미세조각의 크기와 인접한 미세조각 사이의 간격 그리고 비투자율(relative permeability) 간의 관계를 도시한 그래프이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐　테이프를 적용함에 있어서 금속 리본 시트의 비투자율과 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수 간의 관계를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 창작자 또는 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프의 사시도를 도시한 도면이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프가 케이블에 적용된 것을 도시한 도면이다.
여기서, 도 1b에 도시된 케이블(1)은 컴퓨터 또는 각종 통신기기 등에 신호를 전송하는 통신 케이블 또는 전력을 전송하는 전력 케이블일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 이러한 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 연장 방향(11)으로 예를 들면 10m 이상의 길이로 제공될 수 있다.
케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 유연성을 갖는다. 따라서, 도 1b에 도시된 바와 같이 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 케이블(1)을 롤(roll) 형태로 둘러쌀 수 있다.
케이블(1)을 둘러싼 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 케이블(1)을 통해 전송되는 신호가 외부의 전자기기로부터 유입되는 자기장에 의해 영향을 받는 것 또는 외부로 자기장 등을 방사하는 것 등을 차단할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에서는 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)가 케이블(1)에 적용되는 것으로 설명하고 있으나 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 1b에 도시된 것과는 달리 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 전류의 흐름에 의해 유도되는 자기장의 차폐가 요구되는 기기, 예를 들면 디지타이저(digitizer)나 무선 충전용 기기 등에 적용될 수도 있다. 다만, 이하에서는 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)가 케이블에 적용되는 것을 전제로 설명하기로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에서는 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)가 자기장과 같은 노이즈를 차폐하는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 자기장뿐만 아니라 전자장이나 전자기장 등과 같은 노이즈를 차폐할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 케이블(1)을 통해 전송되는 신호의 주파수가 낮은 경우에서부터 높은 경우까지 효과적으로 자기장을 차폐할 수 있는데, 이하에서는 이러한 자기장 차폐　테이프(1000)의 구조를 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프의 연장 방향에 있어서의 단면을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 박판 자성층(100), 박판 자성층(100)의 일측면에 제 1 접착층(210)을 통해 접착되는 커버필름층(220) 및 박판 자성층(100)의 타측면에 제 2 접착층(310)을 통해 접착되는 전기적으로 도전성을 갖는 도전층(320)을 포함한다. 다만, 이러한 도 2는 일 실시예에 따른 것이므로 본 발명의 사상이 도 2에 도시된 구조로 한정 해석되는 것은 아니다.
박판 자성층(100)은 박판의 금속 리본 시트를 포함할 수 있다. 이러한 금속 리본 시트는 Fe-Si-Nb-Cu-B로 이루어진 나노 결정립 합금을 포함하거나 또는 Fe-Si-B로 이루어진 비정질 합금을 포함할 수 있다. 여기서, Nb는 나노 결정립 직경의 균일화 및 자기 변형의 저감 등에 유효한 역할을 수행할 수 있다. Cu는 합금의 내식성을 높이고 결정립의 조대화를 방지할 수 있으며, 또한 철손이나 합금의 비투자율(relative permeability) 등의 자기 특성을 개선할 수 있다. 또한, B는 Cu와 함께 금속 리본을 나노 결정립화하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 금속 리본 시트는 수kHz에서 수MHz의 저주파 대역의 노이즈를 효과적으로 차단할 수 있는 비투자율을 갖는다.전술한 금속 리본 시트에 포함되는 나노 결정립 합금 또는 비정질 합금은 비정질 금속을 포함하는 금속 리본에 예를 들면 섭씨 400도 내지 600도 사이에서 열처리를 수행함으로써 형성될 수 있다. 이 때, 열처리 온도는 금속 리본에 포함되는 비정질 금속의 조성에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, Fe-Si-Nb-Cu-B를 포함하는 금속 리본에는 섭씨 500도 내지 520도(더 바람직하게는 섭씨 510도) 사이에서의 열처리가 수행되는 것이 바람직하며 이로써 Fe-Si-Nb-Cu-B를 포함하는 나노 결정립 합금이 형성될 수 있다. 반면, Fe-Si-B를 포함하는 금속 리본에는 섭씨 450도 내지 480도(더 바람직하게는 섭씨 460도) 사이에서의 열처리가 수행되는 것이 바람직하며 이로써 Fe-Si-B를 포함하는 비정질 합금이 형성될 수 있다.
열처리는 금속 리본 시트의 비투자율을 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 열처리에 의하여 비투자율은 섭씨 약 400도부터 증가하기 시작하여 600도에서 최고값을 가졌다가 600도를 초과하는 순간부터 급격하게 감소할 수 있다. 따라서, 열처리 과정을 제어함으로써 원하는 비투자율을 갖는 금속 리본 시트를 획득할 수 있다. 이 때 열처리에 의하여 변화되는 비투자율은 열처리 직후의 초기 비투자율일 수 있다.
또한, 열처리가 수행되면 금속 리본 시트의 취성(fragility)이 강화될 수 있다. 취성이 강화된 금속 리본 시트는 도 5에서 후술하겠지만 플레이크 처리 시 다수의 미세조각(110)으로 용이하게 분할될 수 있다.
박판 자성층(100)을 구성하는 금속 리본 시트는 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 미세조각(110)으로 분할된 형태로 구성된다. 미세조각(110) 각각의 표면적은 미세조각으로 분할되기 전의 금속 리본 시트의 표면적보다 크기가 작다. 따라서, 금속 리본 시트에 교류 자기장이 인가되는 경우, 금속 리본 시트의 표면에 발생하는 와전류(eddy current)의 양은 이러한 금속 리본 시트가 다수의 미세조각(110)으로 분할되기 전보다 감소할 수 있다.
다수의 미세조각(110) 각각은 인접한 미세조각(110)과의 사이에 형성된 간격(120)을 두고 분할된다. 간격(120)의 크기(125)는 예를 들면 0.1um 이상 300um 이하일 수 있다. 그리고, 이러한 간격(120)의 크기(125)는 금속 리본 시트의 연장 방향(11)으로 조절될 수 있다.
각 미세조각(110)은 전기적으로 도전성을 갖는 자성체이며, 각각의 미세조각(110)은 간격(120)에 의해 상호간에 전기적으로 격리된다.
미세조각(110) 사이의 간격(120)은 금속 리본 시트에 유연성을 제공한다. 따라서, 이러한 금속 리본 시트를 포함하는 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 예를 들면 직경이 1mm인 케이블과 같이 직경이 작은 케이블에도 용이하게 감길 수 있다.
이 때, 간격(120)의 크기(125)는 다양한 인자 또는 이러한 다양한 인자들의 조합에 의하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 간격(120)의 크기(125)는 케이블(1)을 통해 전송되는 신호의 주파수 대역을 고려하여 결정될 수 있는데, 고주파 신호가 케이블(1)을 통해 전송되는 경우의 간격(120)의 크기(125)는 저주파 신호가 케이블(1)을 통해 전송되는 경우의 간격(120)의 크기(125)보다 상대적으로 큰 값으로 결정될 수 있다.
여기서, 간격(120)의 크기(125)가 클수록, 보다 높은 주파수에서의 신호가 케이블(1)을 통해 전송될 때의 자기장이 보다 효과적으로 차폐될 수 있다.
이는, 미세조각(110) 간의 간격(120)의 크기(125)가 커질수록 박판 자성층(100)의 비투자율 자체는 감소하지만(도 8a에서 후술할 것임) 비투자율을 구성하는 실수부와 허수부 중 허수부가 고주파 대역으로 이동(shift)하게 되고(도 8b에서 후술할 것임), 이로 인해 상대적으로 높은 주파수 대역의 신호가 케이블(1)을 통해 전송될 때의 자기장이 보다 효과적으로 차폐되기 때문이다.
추가적으로, 간격(120)의 크기(125)는 미세조각(110)의 크기까지 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 동일한 비투자율을 갖도록 하기 위해, 미세조각(110)의 크기가 큰 경우의 간격(120)의 크기(125)는 미세조각(110)의 크기가 작은 경우의 간격(120)의 크기(125)보다 상대적으로 큰 값으로 결정될 수 있다.
또한, 간격(120)의 크기(125)는 케이블(10)을 통해 전송되는 신호의 주파수 대역의 중간주파수가 클수록 큰 값으로 결정될 수도 있다.
간격(120)의 크기(125)가 전술한 다양한 인자에 의하여 결정되면, 도 5에서 보다 자세하게 설명하겠지만, 간격(120)의 크기(125)는 금속 리본 시트에 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 연장 방향(11) 또는 플레이크 처리 시의 박판 자성층(100)의 진행 방향으로 가해지는 장력의 세기를 조절함으로써 상기 결정된 크기(125)를 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 전송되는 신호의 주파수가 고주파 대역인 경우 이러한 주파수를 갖는 신호의 자기장을 차폐할 수 있도록 간격(120)의 크기(125)가 결정될 수 있다. 그리고 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)에는 간격(120)의 크기(125)가 상기 결정된 간격(120)의 크기(125)로 형성되기 위한 장력이 가해질 수 있다.
한편, 간격(120)은 인접한 미세조각 사이에서 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 연장 방향(11)으로 존재할 수 있다. 추가적으로 간격(120)은 다수의 미세조각(110) 간의 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 폭 방향(도 1a에서의 식별번호 12 참조)으로도 존재할 수 있으며, 자기장 차폐 테이프(100)의 폭 방향에 있어서의 미세 조각 사이의 간격 조절을 위하여 금속 리본 시트에는 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 연장 방향(11)뿐만 아니라 폭 방향(12)으로도 장력이 가해질 수 있다.
이상에서는 열처리에 의하여 비투자율, 예컨데 열처리 직후의 초기비투자율을 조절하는 특징을 언급하였으며 또한 간격(120)의 크기(125)를 조절하는 특징을 언급하였다. 전술한 2가지 특징은 케이블(1)을 통해 전송되는 신호에 의해 전자기파가 발생할 때, 이러한 전자기파의 차단 효과를 제어하는 기술로 활용될 수 있다. 아울러, 이러한 2가지 특징 뿐만 아니라 예컨데 박판 자성층(100)의 미세조각(110)의 폭을 조절하는 기술 또한 전자기파의 차단 효과를 제어하는 기술로 활용될 수 있는데, 이하에서는 이에 대하여 살펴보기로 한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 케이블(1)을 통해 주파수 신호가 전송되고 있고, 자기장 차폐 테이프(1000)는 케이블(10)에 커버필름층(220)을 바깥쪽으로 해서 감기게 된 경우를 살펴보자. 이 때, 케이블(1)에 흐르는 주파수 신호에 의해 도전층(320)에는 전자기파가 유도되며, 이에 따라 도전층(320)은 유도된 전자기파를 외부로 발산한다.
이 때, 도전층(320) 외부에 마련되어 있는 박판 자성층(100)의 미세조각의 간격, 미세조각의 폭 및 금속 리본 시트에 대한 열처리 직후의 초기 비투자율 중 적어도 하나를 조절할 경우, 발산되는 전자기파에 대한 차폐 효과가 제어될 수 있다. 차폐 효과가 제어되는 것으로는 예컨대, 차폐 가능한 전기 신호의 주파수 대역이 조절되어, 해당 주파수 대역에서 차폐되는 전자기파의 양이 특정 수치(약 50%) 이상으로 조절되는 것이 있을 수 있다.
예를 들어, 주파수가 약 85MHz 부근의 중심 주파수를 갖는 주파수 신호가 케이블(1)을 통해 전송될때, 미세조각 사이의 간격의 폭을 3um이상의 값을 갖도록 하고, 미세 조각의 폭은 5mm이하로 하면서, 열처리 직후의 박판 자성층(100)의 초기 비투자율을 1~5000 내의 값이 되도록 하여, 자성층의 비투자율의 허수부의 절대값이 100보다 큰 값을 갖도록 하여, 85MHz 부근의 중심 주파수를 갖는 주파수 신호로부터, 도전층(320)에 유도된 주파수 신호로 인한 전자기파를 효과적으로 차폐할 수 있다. 또한, 주파수가 약 10kHz~200kHz 사이의 주파수 신호가 케이블(1)을 통해 전송되면, 미세조각 사이의 간격의 폭을 0.1um 이상의 값을 갖도록 하고, 미세 조각의 폭은 5mm이하로 하면서, 열처리 직후의 박판 자성층(100)의 초기 비투자율을 5000~80000 내의 값이 되도록 하여, 자성층의 비투자율의 허수부의 절대값이 100보다 큰 값을 갖도록 하여, 10~200kHz 신호로부터, 도전층(320)에 유도된 주파수 신호로 인한 전자기파를 효과적으로 차폐할 수도 있다.
커버필름층(220)은 박판 자성층(100)의 일측면에 제 1 접착층(210)을 통해 접착된다. 이하에서는 이러한 커버필름층(220)과 제 1 접착층(210)을 포함하는 층을 커버층(200)이라고 지칭하기로 한다.
커버필름층(220)은 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate) 필름, 폴리이미드(PI, polyimide) 필름 또는 폴리카보네이트(polycarbonate) 필름 중 어느 하나일 수 있다. 이 때 제 1 접착층(210)은 예를 들면 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제 또는 핫멜트(hot melt) 접착제 등일 수 있다.
이러한 커버필름층(220)은 케이블(1)을 둘러쌀 때 제거되고 사용될 수 있다. 이 경우 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)는 제 1 접착층(210)이 외부로 향하도록 하여 권선되며, 권선될 때 인접한 부분이 일부 겹쳐지도록 하여 제 1 접착층(210)의 접착력에 의하여 케이블(1)을 보다 견고하게 둘러쌀 수 있다.
도전층(320)은 박판 자성층(100)의 일측면의 반대 방향인 타측면에 제 2 접착층(310)을 통해 접착된다. 이하에서는 이러한 도전층(320)과 제 2 접착층(310)을 포함하는 층을 바닥층(300)이라고 지칭하기로 한다.
도전층(320)은 예를 들면 알루미늄 또는 구리를 포함할 수 있다. 이 때 제 2 접착층(310)은 예를 들면 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제 또는 핫멜트(hot melt) 접착제 등 일 수 있다. 도전층(320)과 제 2 접착층(310)을 포함하는 바닥층(300)은 도 6에서 후술하겠지만 플레이크 처리와 장력이 가해지는 처리 이후에 박판 자성층(100)에 접착되어, 박판 자성층(100) 및 커버층(200)과 함께 라미네이트 처리될 수 있다.
이러한 라미네이트 처리에 의해 다수의 미세조각(110) 간의 간격(120)에는 제 1 접착층(210)과 제 2 접착층(220)의 일부가 스며들 수 있다.
그러나, 본 발명의 다른 실시예에서는 다수의 미세조각(110) 간의 간격(120)에 바닥층(300), 즉 도전층(320)이 부착되기 전에 별도의 충진재가 충진될 수도 있다. 도 3은 다수의 미세조각(110) 간의 간격(120)에 별도의 충진재(121)를 충진한 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 연장 방향에 있어서의 단면을 도시한 도면이다. 충진재(121)는 제 1 접착층(210) 및 제 2 접착층(220)과는 다른 물질일 수 있으며, 예를 들면 인산(phosphoric acid)계 물질 또는 질산(nitric acid)계 물질이 에탄올과 혼합된 물질이거나 또는 ZrO2, SiO2 또는 TiO2의 나노파티클이 분산되어 있는 transparent한 졸(sol)(또는 콜로이달 용액)일 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
간격(120)에 스며든 접착층 또는 간격(120)에 충진된 충진재(121)는 다수의 미세조각(110)을 고정 및 상호 분할시킬 수 있다. 특히, 충진재(121)는 그 안에 포함된 물질이 금속 리본 시트와 반응하여 피막(예를 들면 인산철 피막 또는 질산철 피막)을 형성하며, 이러한 피막이 전술한 기능(고정 및 상호 분할)을 수행할 수 있다. 따라서, 인접한 미세조각(110)이 서로 간에 유동에 의하여 접촉되는 것이 방지될 수 있으며, 따라서 인접한 미세조각(110)이 서로 간에 접촉됨으로써 와전류에 의한 영향이 증가되는 것이 방지될 수 있다.
아울러, 간격(120)에 스며든 접착층 또는 충진된 충진재(121)는 간격(120)에 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 간격(120)으로의 수분 침투에 의한 미세조각(110)의 산화가 차단됨으로써, 플레이크 처리에 의해서도 차폐　성능이 저하되지 않는 케이블용 자기장 차폐　테이프의 제공이 가능하도록 할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프에서는 박판 자성층을 구성하는 금속 리본 시트가 다수의 미세조각으로 분할된 형태로 구성된다. 따라서, 금속 리본 시트에 교류 자기장이 인가되는 경우에도 금속 리본 시트의 표면에 발생되는 와전류가 감소되도록 할 수 있다. 또한 케이블용 자기장 차폐 테이프는 미세조각 간의 간격에 의하여 분할되기 전보다 유연성을 갖기 때문에, 직경이 작은 케이블에도 용이하게 감길 수 있다.
또한, 다수의 미세조각 간의 간격에는 제 1 접착층과 제 2 접착층의 일부가 스며들거나 별도의 충진재가 충진될 수 있다. 그리고 다수의 미세조각(110)은 이러한 충진재에 의하여 고정 및 상호 분할될 수 있다. 따라서 인접한 미세조각(110)이 서로 간에 유동에 의하여 접촉하는 것이 방지되므로, 인접한 미세조각(110)의 접촉에 의하여 와전류에 의한 영향이 증가되는 것이 방지될 수 있다.
아울러, 간격에 스며든 접착층 또는 충진된 충진재는 간격에 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 간격으로의 수분 침투에 의한 미세조각의 산화가 차단됨으로써, 플레이크 처리에 의해서도 차폐　성능이 저하되지 않는 케이블용 자기장 차폐　테이프의 제공이 가능하도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 다수의 미세조각 간의 간격의 크기는 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수 대역을 고려하여 결정될 수 있다. 특히, 고주파 신호가 전송되는 경우에는 저주파 신호가 전송되는 경우보다 간격의 크기가 상대적으로 큰 값으로 결정될 수 있다. 이를 통해 저주파 신호 뿐만 아니라 고주파 신호가 케이블을 통해 전송되는 경우에도 효과적으로 자기장이 차폐되도록 할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 박판 자성층(100)은 1개층의 금속 리본 시트로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 적어도 2개층의 금속 리본 시트가 적층되어 구성될 수도 있다. 이 경우, 각각의 금속 리본 시트는 예를 들면 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제 또는 핫멜트(hot melt) 접착제 등에 의하여 서로 간에 접착될 수 있다. 금속 리본 시트가 2개층 이상으로 적층되면 그렇지 않은 경우보다 높은 차폐 효과를 가지고 올 수 있다.
이는 도 3에 도시된 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 박판 자성층(100) 또한 적어도 2개층의 금속 리본 시트가 적층되어 구성될 수 있다. 이 경우 적어도 2개층의 금속 리본 시트 각각은 예를 들면 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제 또는 핫멜트(hot melt) 접착제 등에 의하여 서로 간에 접착될 수 있다. 아울러, 적층된 금속 리본 시트 중에서 도전층(320)에 가장 가까운 금속 리본 시트를 제1 금속 리본 시트라고 지칭하자. 제1 금속 리본 시트가 다수의 미세조각(110)으로 분할되면, 미세조각(110) 사이의 간격(120)에는 제 2 접착층(310)이 스며들거나, 이와 달리 제 1 접착층(210)이나 제 2 접착층(310)과는 다른 물질의 충진재(121)가 충진될 수 있으며, 다만 이는 예시적인 것에 불과하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프가 제조되는 공정을 단계별로 도시한 도면이다. 이 경우, 도 4에 도시된 각 단계는 실시예에 따라서 적어도 하나의 단계가 수행되지 않을 수 있으며, 또한 도시되지 않은 단계가 추가로 수행될 수 있고, 아울러 각 단계의 수행 순서가 변경될 수 있다.
도 4를 참조하면, 비정질 금속을 포함하는 금속 리본을 열처리하여 금속 리본 시트로 이루어진 박판 자성층을 형성하는 단계(S100)가 수행된다. 이 때, 금속 리본 시트는 나노 결정립 합금 또는 비정질 합금을 포함할 수 있다.
금속 리본을 열처리하는 온도는 섭씨 400도 내지 600도의 범위 내이며, 전술한 바와 같이 금속 리본에 포함된 비정질 금속의 조성에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, Fe-Si-Nb-Cu-B를 포함하는 금속 리본에는 섭씨 500도 내지 520도(더 바람직하게는 섭씨 510도) 사이에서의 열처리가 수행되는 것이 바람직하며 이로써 Fe-Si-Nb-Cu-B를 포함하는 나노 결정립 합금이 형성될 수 있다. 반면, Fe-Si-B를 포함하는 금속 리본에는 섭씨 450도 내지 480도(더 바람직하게는 섭씨 460도) 사이에서의 열처리가 수행되는 것이 바람직하며 이로써 Fe-Si-B를 포함하는 비정질 합금이 형성될 수 있다. 여기서, 열처리 온도가 섭씨 400도 미만인 경우에는 나노 결정립이 충분히 생성되지 않을 수 있으며, 이로 인해 원하는 비투자율이 획득되지 않을 수 있으며, 열처리 온도가 섭씨 700도를 초과하는 경우에도 과열처리에 의하여 비투자율이 현저하게 낮아질 수 있다.
아울러, 단계 S100에서는 금속 리본을 열처리하여 얻어진 금속 리본 시트를 적어도 2개층 이상 적층함으로써 박판 자성층(100)을 구성할 수 있다. 이 경우, 각각의 금속 리본 시트는 예를 들면 아크릴계 접착제, 실리콘계 접착제 또는 핫멜트(hot melt) 접착제 등에 의하여 서로 간에 접착될 수 있다.
다음으로, 박판 자성층(100)의 일 측면에 제 1 접착층(210)을 통해 커버필름층(220)을 부착하는 단계가 수행된다(S110).
다음으로, 커버필름층(220)이 부착된 박판 자성층(100)을 플레이크 처리하여 박판 자성층(100)에 포함된 금속 리본 시트를 다수의 미세조각(110)으로 분할하고, 또한 박판 자성층(100)에 도 1a에 도시된 연장 방향(11) 또는 플레이크 처리의 진행 방향으로 장력을 인가하여 서로 인접한 미세조각(110) 간에 간격(120)이 마련되도록 하는 단계가 수행된다(S120). 이 때, 다수의 미세조각(110) 간의 간격(120)의 크기(125)는 예를 들면 1um 이상 300um 이하일 수 있으며, 간격(120)의 크기(125)가 조절되는 방향은 연장 방향(11)과 일치할 수 있다.
단계 S120에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기 위하여 도 5를 함께 살펴보기로 한다. 도 5를 참조하면, 한 쌍의 플레이크 장치(20)가 존재한다. 한 쌍의 플레이크 장치(20)의 외주면에는 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 요철이 형성되어 있다. 커버필름층(220)이 부착된 박판 자성층(100)은 한 쌍의 플레이크 장치(20)를 통과한다. 이 때, 커버필름층(220)이 부착된 박판 자성층(100)의 금속 리본 시트는 이러한 복수의 요철에 의하여 다수의 미세조각(110)으로 분할된다.
분할된 미세조각(110) 각각의 표면적은 미세조각(110)으로 분할되기 전의 금속 리본 시트의 표면적보다 그 크기가 작다. 따라서, 금속 리본 시트에 교류 자기장이 인가되는 경우, 금속 리본 시트의 표면에 발생되는 와전류(eddy current)의 양이 감소될 수 있다.
이 때, 박판 자성층(100)에는 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 연장 방향(11) 또는 플레이크 처리시의 박판 자성층(100)의 진행 방향으로 장력이 가해진다. 이로 인해 다수의 미세조각(110) 중 인접한 미세조각(110) 간에는 간격(120)이 마련된다.
여기서, 간격(120)의 크기(125)는 장력의 세기에 의하여 그 크기가 조절(결정)될 수 있다. 예를 들면, 장력의 세기를 상대적으로 크게 하면 간격(120)의 크기(125)는 상대적으로 커질 수 있으며, 장력의 크기를 상대적으로 작게 하면 간격(120)의 크기(125)는 상대적으로 작아질 수 있다. 도 7은 인가된 장력의 크기와 금속 리본 시트의 다수의 미세조각(110) 간의 간격의 크기 간의 관계를 도시한 그래프이다. 도 7을 참조하면, 다수의 미세조각(110) 간의 간격(120)의 크기(125)는 장력의 크기에 선형적으로 비례하도록 도시되어 있다. 예를 들면 장력의 세기가 0.1kgf 일 때의 간격(120)의 크기(125)는 10um일 수 있으며, 장력의 세기가 30kgf일 때의 간격(120)의 크기(125)는 300um일 수 있다. 여기서, 도 7의 그래프는 박판 자성층(100)이 1개의 층으로 구성될 때를 기준으로 도시된 그래프다.
아울러, 간격(120)의 크기(125)는 이미 설명한 바와 같이 케이블(1)을 통해 전송되는 신호의 주파수 대역, 미세조각(110)의 크기 또는 케이블(10)을 통해 전송되는 신호의 주파수 대역의 중간주파수 등과 같은 다양한 인자에 의하여 결정될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 다수의 미세조각 간의 간격의 크기는 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수 대역을 고려하여 결정될 수 있다. 특히, 고주파 신호가 전송되는 경우 저주파 신호가 전송되는 경우보다 간격의 크기가 상대적으로 큰 값으로 결정될 수 있으며, 이를 통해 고주파 신호가 케이블을 통해 전송되는 경우에도 효과적으로 자기장이 차폐되도록 할 수 있다.
한편, 단계 S120에 의하여 형성된 간격(120)은 다수의 미세조각(110) 간의 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 연장 방향(11)으로 존재할 수 있다. 또한, 간격(120)은 다수의 미세조각(110) 간의 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 폭 방향(12)으로도 존재할 수 있는데, 이를 위하여 금속 리본 시트에는 도 5에는 도시되지 않았지만 케이블용 자기장 차폐 테이프(1000)의 폭 방향으로 장력이 가해질 수도 있다.
다시 도 4로 돌아와서, 단계 S120 이후 미세조각(110) 간의 간격(120)에 충진재(121)를 충진하는 단계(S130)가 수행될 수 있다. 이 때의 충진재(121)는 이미 설명한 바와 같이 제 1 접착층(210) 및 제 2 접착층(310)과는 다른 물질일 수 있으며, 예를 들면 인산(phosphoric acid)계 물질 또는 질산(Nitric acid)계 물질이 에탄올과 혼합된 물질이거나, 또는 ZrO2, SiO2 또는 TiO2의 나노파티클이 분산되어 있는 transparent한 졸(sol)(또는 콜로이달 용액) 중 어느 하나를 포함할 있다. 다만, 실시예에 따라서 단계 S130은 수행되지 않을 수 있다.
다음으로, 박판 자성층(100)의 타측면에 제 2 접착층(310)을 통해 도전층(320)을 부착하는 단계(S140)가 수행된다.
보다 구체적으로 살펴보면, 박판 자성층(100)의 전술한 타측면과 도전층(320) 사이에 제 2 접착층(310)이 배치된다. 도전층(320)은 이러한 제 2 접착층(310)에 의하여 박판 자성층(100)에 부착된다.
다음으로, 커버층(200), 도전층(320)과 제 2 접착층(310)을 포함하는 바닥층(300) 및 박판 자성층(100)이 라미네이트 처리되는 단계(S150)가 수행된다. 이를 위해 도 6a 및 6b를 함께 살펴보기로 한다. 도 6a를 참조하면, 커버층(200) 및 바닥층(300)이 부착된 박판 자성층(100)은 도 6a에 도시된 한 쌍의 라미네이트 장치(30)를 통과한다. 이로써, 커버층(200), 바닥층(300) 및 박판 자성층(100)이에 대한 라미네이트 처리가 수행된다.
다만, 도 6a와는 상이한 라미네이트 장치에 의하여 라미네이트 처리가 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 라미네이트 장치(31)는 상부 가압부재(31a)와 하부 가압부재(31b)를 포함한다. 박판 자성층(100)은 커버층(200) 및 바닥층(300)과 함께 상부 가압부재(31a)와 하부 가압부재(31b) 사이에 배치된 뒤, 상부 가압부재(31a)와 하부 가압부재(31b)의 화살표(32) 방향으로의 상대적인 움직임에 의하여 압착될 수 있다. 이로써, 커버층(200), 바닥층(300) 및 박판 자성층(100)에 대한 라미네이트 처리가 수행된다.
여기서, 단계 S130이 수행되지 않은 경우, 단계 S150에 의하면 다수의 미세조각(110) 간의 간격(120)에는 제 1 접착층(210)과 제 2 접착층(220)의 일부가 스며들 수 있다.
단계 S130이 수행되지 않은 경우에 간격(120)에 스며든 접착층 또는 단계 S130이 수행된 경우에 간격(120)에 충진된 충진재(121)는 다수의 미세조각(110)을 고정 및 상호 분리시킬 수 있다. 따라서, 인접한 미세조각(110)이 서로 간에 유동에 의하여 접촉하는 것이 방지될 수 있으며, 따라서 인접한 미세조각(110)의 접촉됨으로써 와전류에 의한 영향이 증가되는 것이 차단될 수 있다.
아울러, 간격(120)에 스며든 접착층 또는 충진된 충진재(121)는 간격(120)에 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 간격(120)으로의 수분 침투에 의한 미세조각(110)의 산화가 차단됨으로써, 플레이크 처리에 의해서도 차폐　성능이 저하되지 않는 케이블용 자기장 차폐　테이프의 제공이 가능하도록 할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐 테이프에서는 박판 자성층을 구성하는 금속 리본 시트가 다수의 미세조각으로 분할된 형태로 구성된다. 따라서, 금속 리본 시트에 교류 자기장이 인가되는 경우에도 금속 리본 시트의 표면에 발생되는 와전류가 감소되도록 할 수 있다.
또한, 다수의 미세조각 간의 간격에는 제 1 접착층과 제 2 접착층의 일부가 스며들거나 별도의 충진재가 충진될 수 있다. 그리고 다수의 미세조각은 이를 통해서 상호 분할된 상태로 고정될 수 있다. 따라서 인접한 미세조각이 서로 간에 유동에 의하여 접촉하는 것이 방지되므로, 인접한 미세조각의 접촉에 의하여 와전류에 의한 영향이 증가되는 것이 차단될 수 있다.
아울러, 간격에 스며든 접착층 또는 충진된 충진재는 간격에 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 간격으로의 수분 침투에 의한 미세조각의 산화가 차단됨으로써, 플레이크 처리에 의해서도 차폐　성능이 저하되지 않는 케이블용 자기장 차폐　테이프의 제공이 가능하도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 다수의 미세조각 간의 간격의 크기는 케이블을 통해 전송되는 신호의 주파수 대역을 고려하여 결정될 수 있다. 특히, 고주파 신호가 전송되는 경우 이를 고려하여 저주파 신호가 전송되는 경우보다 간격의 크기가 상대적으로 큰 값으로 결정될 수 있으며, 이를 통해 고주파 신호가 케이블을 통해 전송되는 경우에도 효과적으로 자기장이 차폐되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 전술한 바와 같이 다수의 미세조각(110) 간의 간격(120)의 크기(125)를 조절함으로써 낮은 주파수 대역 뿐만 아니라 높은 주파수 대역의 신호가 케이블(1)을 통해 전송될 때의 자기장 또한 효과적으로 차폐할 수 있다고 설명하고 있는데, 이하에서는 도 8a와 도 8b에서 이에 대하여 보다 자세하게 살펴보기로 한다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블용 자기장 차폐　테이프에 포함된 금속 리본 시트의 다수의 미세조각의 크기와 인접한 미세조각 간의 간격 그리고 비투자율 간의 관계를 예시적으로 도시한 그래프이다. 도 8a에서 미세조각 간의 간격의 크기는, 식별번호 126으로 표시된 그래프가 가장 작고 128로 표시된 그래프가 가장 크며, 127은 그 중간이다. 예를 들면, 식별번호 126의 경우 간격의 크기는 1.0um, 식별번호 127의 경우 간격의 크기는 7.0um, 식별번호 128의 경우 간격의 크기는 15.0um이다. 이를 토대로 살펴보면, 미세조각(110)의 크기가 동일한 경우, 간격(120)의 크기(125)가 클수록 박판 자성층(100)의 비투자율 자체는 감소한다. 아울러, 간격(120)의 크기(125)가 동일한 경우, 미세조각(110)의 크기가 작을수록 박판 자성층(100)의 비투자율 자체는 감소한다.
다만, 도 8b에 도시된 바와 같이 간격(120)의 크기(125)가 클수록 박판 자성층(100)의 비투자율 자체는 감소하지만 비투자율을 구성하는 실수부와 허수부 중 허수부가 저주파 대역(a)에서 고주파 대역(b)으로 이동(shift)하게 된다. 이로 인해 박판 자성층(100)은 상대적으로 높은 주파수 대역의 신호에 따른 자기장을 보다 효과적으로 차폐할 수 있게 된다. 즉, 도 8b의 a를 점선으로 된 그래프의 최대 차폐 주파수, b를 실선으로 된 그래프의 최대 차폐주파수라고 할 때, 박판 자성층(100)의 미세 조각(110) 사이의 간격(120)의 크기 조절에 의해, 최대 차폐주파수를 조절할 수 있다.
이러한 최대 차폐 주파수는, 미세 조각의 간격이 클수록, 미세 조각 사이의 폭이 작을수록, 박판 자성층(100)의 열처리 직후의 초기 비투자율이 작을수록 커진다. 최대 차폐 주파수와, 미세 조각의 간격, 미세 조각 사이의 폭, 박판 자성층(100)의 열처리 직후의 초기 비투자율 사이의 관계는 실험에 의해 얻어진 값을 도시하는 아래의 표 1에 나타난다.
초기 비투자율 미세조각 간격과 폭 최대 차폐 주파수
80,000 간격: 0.1um, 폭: 5mm 36 kHz
간격: 300um, 폭: 10um 3.6 MHz
50,000 간격: 0.1um, 폭: 5mm 58 kHz
간격: 300um, 폭: 10um 5.8 MHz
10,000 간격: 0.1um, 폭: 5mm 291 kHz
간격: 300um, 폭: 10um 29 MHz
5,000 간격: 0.1um, 폭: 5mm 582 kHz
간격: 300um, 폭: 10um 58 MHz
1,000 간격: 0.1um, 폭: 5mm 2.91 MHz
간격: 300um, 폭: 10um 291 MHz
700 간격: 0.1um, 폭: 5mm 4.16 MHz
간격: 300um, 폭: 10um 416 MHz
500 간격: 0.1um, 폭: 5mm 5.82 MHz
간격: 300um, 폭: 10um 582 MHz
100 간격: 0.1um, 폭: 5mm 29 MHz
간격: 300um, 폭: 10um 2.9 GHz
각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 :케이블
100 :박판 자성층 220: 커버필름층
330 :도전층
1000 :케이블용 자기장 차폐 테이프

Claims (33)

  1. 신호를 전송하는 케이블용 자기장 차폐 테이프에 있어서,
    플레이크 처리되어 다수의 미세조각으로 분할된 적어도 1개층의 금속 리본 시트를 포함하고, 상기 다수의 미세조각의 각각은 인접한 미세 조각과의 사이에 간격이 마련된 박판 자성층과,
    상기 박판 자성층의 일측면에, 제 1 접착층을 통해 접착되는 커버필름층과,
    상기 박판 자성층의 타측면에, 제 2 접착층을 통해 접착되는 도전층을 포함하며,
    상기 간격의 크기는 상기 신호의 주파수 대역에 따라 결정되는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간격의 크기는, 상기 플레이크 처리시 상기 자기장 차폐 테이프에 상기 자기장 차폐 테이프의 연장 방향으로 가해지는 장력의 세기에 따라 조절 가능한
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 간격의 크기는 1um 이상, 300um이하인
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 간격의 크기는 상기 신호의 주파수 대역에 더하여 상기 다수의 미세조각의 크기에 따라 결정되는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 간격의 크기는 상기 신호의 주파수 대역의 중간주파수가 커질수록 더 큰 값으로 결정되는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 리본 시트는 Fe?Si-Nb-Cu-B로 이루어진 나노 결정립 합금을 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 리본 시트는 Fe-Si-B로 이루어진 비정질 합금을 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 리본 시트는 비정질 금속을 포함하는 금속 리본을 400도 내지 600도 사이에서 열처리하여 얻어지는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 간격에 충진된, 상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층과는 다른 물질의 충진재를 더 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 충진재는 인산계 물질, 질산계 물질 또는 나노파티클을 포함하는 졸(sol) 중 어느 하나를 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 차폐 테이프는 10m 이상의 길이로 형성되어, 롤 형태로 감길 수 있는 유연성을 갖는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 박판 자성층은,
    그 사이에 접착층을 포함하는 적어도 2개층 이상의 금속 리본 시트를 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  13. 신호를 전송하는 케이블용 자기장 차폐 테이프에 있어서,
    플레이크 처리되어 다수의 미세조각으로 분할된 적어도 1개층 이상의 금속 리본 시트를 포함하고, 상기 다수의 미세조각의 각각은 인접한 미세조각과의 사이에 간격이 마련된 박판 자성층과,
    상기 간격에 충진되어 있는 충진재와,
    상기 박판 자성층의 일측면에, 제 1 접착층을 통해 접착되는 커버필름층과,
    상기 박판 자성층의 타측면에, 제 2 접착층을 통해 접착되는 도전층을 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 충진재는 상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층과는 다른 물질인
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 금속 리본 시트는 Fe?Si-Nb-Cu-B로 이루어진 나노 결정립 합금을 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 금속 리본 시트는 Fe-Si-B로 이루어진 비정질 합금을 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 충진재는 인산계 물질, 질산계 물질 또는 나노파티클을 포함하는 졸(sol) 중 어느 하나를 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 박판 자성층은,
    그 사이에 접착층을 포함하는 적어도 2개층 이상의 금속 리본 시트를 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프.
  19. 신호를 전송하는 케이블용 자기장 차폐 테이프를 제조하는 방법에 있어서,
    적어도 1개층의 금속 리본 시트를 포함하는 박판 자성층을 형성하는 단계와,
    상기 박판 자성층의 일측면에 제 1 접착층을 통해 커버필름층을 부착하는 단계와,
    상기 커버필름층이 부착된 상기 박판 자성층에 포함된 상기 금속 리본 시트를 플레이크 처리하여 다수의 미세조각으로 분할하는 단계와,
    상기 플레이크 처리된 상기 금속 리본 시트를 포함하는 상기 박판 자성층의 타측면에 제 2 접착층을 통해 도전층을 부착하는 단계를 포함하되,
    상기 분할하는 단계는,
    상기 플레이크 처리 중 상기 자기장 차폐테이프의 연장 방향으로 상기 박판 자성층에 장력을 인가하여 상기 다수의 미세조각의 각각이 인접한 미세 조각과의 사이에 간격을 갖도록 상기 박판 자성층을 분할하는 단계를 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 간격의 크기는 상기 장력의 세기에 의해 조절되는
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 간격의 크기는 1um 이상, 300um이하인
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 간격의 크기는 상기 신호의 주파수 대역에 더하여 상기 다수의 미세조각의 크기에 따라 결정되는
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 간격의 크기는, 상기 신호의 주파수 대역의 중간 주파수가 커질수록 더 큰 값을 갖도록 결정되는
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 금속 리본 시트는 Fe-Si-Nb-Cu-B로 이루어진 나노결정립 합금을 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  25. 제 19항에 있어서,
    상기 금속 리본 시트는 Fe-Si-B로 이루어진 비정질 합금을 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 금속 리본 시트는 비정질 금속을 포함하는 금속 리본을 400도 내지 600도 이하에서 열처리 하여 얻어진
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 간격에 상기 제 1 접착층 및 상기 제 2 접착층과는 다른 물질의 충진재를 충진하는 단계를 더 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 충진재는 인산계 물질, 질산계 물질 또는 나노파티클을 포함하는 졸(sol) 중 어느 하나를 포함하는
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  29. 제 19 항에 있어서,
    상기 자기장 차폐 테이프는 10m이상의 길이를 가지며, 롤 형태로 감길 수 있는 유연성을 갖는
    케이블용 자기장 차폐 테이프 제조 방법.
  30. 다층 자기장 차폐 테이프에 있어서,
    전기적으로 도전성을 갖는 도전층과;
    상기 도전층 상에 마련되고, 그 사이에 간격을 갖고 각각은 전기적으로 도전성을 갖되, 상기 간격에 의해 서로 이격되어 전기적으로 격리되는 복수의 자성 조각을 갖는 자성층과;
    상기 도전층과 상기 자성층 사이에 마련되어, 상기 도전층과 상기 자성층을 접착하는 접착층을 포함하며,
    상기 차폐 테이프가 제 1 신호를 전송하는 와이어 주위에 감겨 상기 도전층이 제 2 신호를 발산하도록 하는 경우, 상기 자성층은 상기 제 2 신호 중 소정 범위의 주파수 대역에서 적어도 50%를 흡수하는
    차폐 테이프.
  31. 다층 자기장 차폐 테이프에 있어서,
    전기적으로 도전성을 갖는 도전층과;
    상기 도전층 상에 마련되고, 그 사이에 간격을 갖고 각각은 전기적으로 도전성을 갖되, 상기 간격에 의해 서로 이격되어 전기적으로 격리되는 복수의 자성 조각을 갖는 자성층과;
    상기 도전층과 상기 자성층 사이에 마련되어, 상기 도전층과 상기 자성층을 접착하는 접착층을 포함하며,
    각 자성 조각의 폭은 10um 이상 5mm 이하이고, 상기 간격의 폭은 0.1um 이상 300um 이하이고,
    상기 자성층의 비투자율의 허수부가 최대가 되는 주파수를 최대 차폐 주파수라 할 때, 상기 최대 차폐 주파수는 상기 간격의 폭이 커질수록, 각 자성 조각의 폭이 작아질수록 증가하는
    차폐 테이프.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 간격의 폭은 3um보다 크고, 상온에서 85MHz의 주파수 신호가 상기 도전층을 통해 전송될 때, 상기 신호에 대한 상기 자성층의 상기 비투자율의 허수부의 절대값이 100보다 큰
    차폐 테이프.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 간격의 폭은 0.1um보다 크고, 상온에서 10kHz 내지 200kHz 내의 주파수 신호가 상기 도전층을 통해 전송될 때, 상기 신호에 대한 상기 자성층의 상기 비투자율의 허수부의 절대값이 100보다 큰
    차폐 테이프.
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