KR900004543B1 - 무선주파수 간섭 차폐 봉입체 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
무선주파수 간섭 차폐 봉입체 및 그 제조방법
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 전자기기용 무선주파수 간섭(RFI) 차폐 플라스틱 부품 및 봉입체에 관한 것으로서, 특히 봉입체의 한면에만 그와 같은 전자기 차폐를 갖는 RFI 차폐 비전도성 폴리머 봉입체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전자기기 및 무선기기에 사용된 폴리머 및 기타 전기적으로 비전도성인 봉입체에는 무선주파수 간섭과 같은 방서선이 봉입체에 수용된 기기에서 방출되는 것을 방지하기 위하여 전자기 차폐를 제공해야 할 필요성이 종종 생긴다. 미합중국 연방통신 위원회의 규정에 따르면 전자기기 및 컴퓨터 기기의 어떤 카테고리는 주파수 약 10㎑ 이상에서 RFI를 실질적으로 제거할 수 있는 차폐에 의해 봉입되는 것으로 하고 있다.
[배경기술]
전기전도성 재료는 일반적으로 전자기 방사선 차폐, 특히 RFI 차폐를 유효하게 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 전자기기를 위한 봉입체에 금속 코팅을 제공하는 것이 일반적인 관습으로 되어 있다. 그와 같은 코팅을 적용하는데 공지된 기술로는 전기전도성 페인트, 화염 또는 아아크 금속 분무, 음극 스퍼터링, 진공 금속화의 이용과, 하나 또는 그 이상의 금속층의 무전해 부착 및 금속박의 이용이 있다. 그러나 기부의 비전도성 기판 및 봉입체에 대한 코팅의 치밀한 결합을 보증하기 위하여 마모, 식각 및 이와 유사한 표면 도면기술 등의 방법으로 표면을 예비처리할 필요가 언제나 있다. 이러한 방법은 세심한 주의를 기울이지 않으면 변색, 균열, 변형, 과도한 표면 응력이 생기고, 심한 경우에는 기부의 기판 구조물 및/또는 폴리머 봉입체가 전체적으로 파괴되기까지 한다. 또한 봉입체를 내면만을 코팅하는 용도로 사용하는 경우와 외면 외관을 바꾸지 않고 그대로 존속시키거나 및/또는 차수공차가 어느정도 관련되어 있는 경우에, 외부를 그 색상과 표면 마무리를 보존시키기 위하여 어떠한 방법으로 보호하지 않으면 안된다. 무전해 부착된 금속 코팅을 포함하는 경우에 측면상의 부착물이 변경되지 않도록 방지하거나 밑에 놓인 어떠한 부착물도 제거할 수 있도록 하는 박리가능한 코팅의 저항 또는 다른 타입의 용도가 포함된다. 이러한 공정은 차폐 제조의 단가를 전반적으로 상승시키는 것 외에도 보호된 표면의 질을 어느 정도 저하시켜서 마무리 및/또는 색상이 계획한 용도에 적합하지 않게 된다. 이러한 경우에 저하된 부위를 기계적으로 닦거나 페인팅해야 하는 등 한두가지 2차 작업으로써 그러한 결점을 해소할 필요가 생긴다. 또 이러한 2차 작업은 마무리된 봉입체 제조의 시간과 단가 모두를 상당히 상승시킨다.
[발명의 목적]
본 발명의 주 목적은 전자기기용 봉입체에 RFI 차폐를 적용하기 위한 개량된 방법을 제공하는 것이고, 본 발명의 다른 목적은 차폐를 상기 봉입체의 한 면에만 안전하게 적용할 수 있는 전자기기용 봉입체에 RFI 차폐를 적용하는 방법을 제공하는 것이며, 본 발명의 또 다른 목적은 표면을 예비처리할 필요가 없는 전자기기용 봉입체에 RFI 차폐를 적용하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 본 발명의 또 다른 목적은 전자기 방사선을 주파수 10㎑ 이상에서 적어도 40데시벨로 감쇠시킬 수 있는 전자기 차폐 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적 및 그 외의 목적, 특징 및 장점은 이하의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
[발명의 개시]
상기 목적들은 전자기/무선주파수 차폐를 갖는 봉입체의 부품을 제조하기 위한 방법과 합치되는데, 상기 방법은 다음과 같다. (1) 적합한 전기적 비전도성 봉입체를 선택하고, (2) 니켈, 구리, 철, 코발트, 금, 은, 백금, 팔라듐 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹에서 선택한 것으로서 제1층에 분포된 활성 금속입자를 갖는 유체 유기 결합체를 포함하는 제1층을 상기 봉입체의 적어도 한 면에 적용한 다음, (3) 무전해 니켈, 무전해 구리 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹에서 선택한 금속으로 된 제2층에 제1층을 부착시켜 주파수가 10㎑ 이상인 전자기 방사선에 대해 적어도 40데시벨의 차폐를 갖는 봉입체를 제공한다.
[발명의 실시형태]
본 발명에 있어서, 지정된 봉입체에 사용된 전기적 비전도성 기본 재료는 최종 제품을 적용한 특수한 용도에 원하거나 필요한 알맞은 구조강도 또는 다른 특성을 갖는 어떤 적합한 재료를 포함한다. 전형적으로 이것은 라디오, 컴퓨터, 초단파 오븐 또는 이와 유사한 전자기기를 수용하기에 적합한 캐비넷으로서, 성형되어 마무리된 봉입체로 제조될 수 있는 어떤 열경화성, 열가소성 수지 또는 그외의 적합한 재료와 같이 어떤 결합한 전기적 비전도성 또는 유전성 재료로 되어 있다. 일반적으로 적합한 성형성 합성 유기 폴리머, 즉 아크릴로니트라이드-부타딘 스티렌(ABS)과 같은 "플라스틱" 재료나, 제한없이 폴리스티렌, 폴리페닐린 옥사이드 및 폴리카보네이트 플라스틱과 같은 다른 합성 유기 폴리머 재료나, 어떤 다른 저합한 플라스틱 또는 강화 플라스틱 재료가 사용된다. 유리, 세라믹, 유리 섬유, 강화 세라믹, 가압 섬유판 또는 그로부터 만들어진 복합재료와 같은 그외의 유전체 재료는 이러한 목적에 유용한 것으로 알려져 있으며, 그래서 이것을 본 발명의 목적을 위한 기본 재료로 사용한다.
상기 재료의 표면을 코팅전에 식각하거나 기계적으로 거칠게 할 필요가 있는 종래 기술의 방법과는 달리 본 발명의 방법은 코팅할 표면에 남아 있을 수 있는 소량의 이형제, 오일, 오물 및 다른 오염물을 제거하는 데 사용되는 통상의 청소를 제외하고는 특별한 표면처리 작업을 필요로 하지 않는다.
본 발명의 제품을 제조함에 있어서, 차폐할 봉입체는 먼저 제1층에 분포된 미분쇄된 금속입자를 적어도 30% 갖는 유체 유기 결합제로 이루어진 제1층으로 그 내면의 통상 대부분을 코팅한다. 본 발명의 일실시예에서 결합제는 아크릴 페인트이다. 본 기술분야의 숙련자들은 에폭시, 우레탄 및 오일 기본 페인트와 같은 다른 유체 결합제를 사용해도 같은 효과를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 결합제에 단지 요구되는 점은 사용시에 금속 입자의 균일한 현탁액이 제공될 것과, 건조시에 코팅할 표면에 점착성이 있으며 또 건조된 페인트막의 미세한 금속/결합제 비율이 적어도 약 50% 일 것 뿐이다.
페인트는 솔질, 분무, 딥, 코팅등과 같은 어떤 통상의 방법으로 도포한다. 분무를 사용할 시에는, 페인트는 알코올, 에스테르, 케톤 및 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등과 같은 방향족 화합물을 포함하는 비교적 휘발성인 화합물로 이루어진 유기 희석제와 함께 페인트/신너(thinner) 비율을 1 : 1 내지 1 : 3으로 희석하여 보호할 표면상의 분무, 더욱이 코팅에 대한 적합한 농도를 얻는다.
제1층에 사용할 적합한 금속은 구리 및 니켈의 무전해 부착을 활성화하거나 촉매 역할을 하는 것으로 알려져 있는데, 니켈, 구리, 철, 코발트, 금, 은, 백금, 팔라듐 및 이들의 조합이 포함되며, 적합하게는 니켈과 구리 입자이다. 피복을 균일하고 또 완전하게 하기 위하여 입자 크기는 실온에서 4시간동안 또는 60℃에서 1시간동안 공기 건조후 0.5 내지 10미크론이어야 되며, 페인트된 표면은 정상적으로 다음 처리할 준비가 된다.
본 발명의 다음 프로세스는 제2전도층을 놓는 것이다. 이 보조층을 수용하기 위한 페인트층을 제조함에 있어서, 먼저 페인트의 최외부면을 적절한 농도의 가성 린스로 식각하여 거기에 함침된 금속 입자의 적어도 얼마간 노출시킨다. 이것은 아크릴 페인트로서는 NaOH, Na2CO3및 물로 만든 5 내지 20중량%의 알칼리성 용액으로 행하는데, 2 내지 10분, 적합하게는 3 내지 5분간 43° 내지 71℃의 온도에서 표면을 식각한다. 그러나 가성 식각액은 새로이 노출된 입자에 놓지못한 산화물 코팅을 발전시키는 경향이 있으므로, 이것은 상기 코팅을 제거하기 위해 15초 내지 2분간 물을 타지 않는 산성 린스로 후처리해야 한다. 이것을 위해 황산, 염화수소산, 인산 및 질산과 같은 무기산 한두가지 이상의 용액을 물에 10 내지 40체적%의 농도로 사용하면 만족스럽게 된다. 수세한 후 표면은 최종 코팅할 준비가 된다.
본 발명의 방법에 따라 형성된 제2코팅은 통상의 무전해 도금욕을 이용하여 구리 또는 니켈중 어느 하나를 무전해 부착시킨 층이다. 구리에 대해 한가지 용액은 엔손 코포레이션에서 상품명 Enplate Cu 9704로 시판되고 있다. 니켈에 대한 대응용액은 마찬가지로 엔손 코포레이션에서 상품명 Enplate Ni 422로 시판되고 있다. 적합하게 제조된 표면에 구리 및 니켈을 무전해 부착시키기에 적합한 다른 용액을 본 목적에 활용할 수 있음은 본 기술분야의 숙련자들은 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 차폐를 효과적으로 하기 위하여, 상기 층은 두께를 40 내지 200미크론으로 해야 한다. 이것은 구리나 니켈의 단일층 또는 구리 및 니켈층의 조합으로 행해져 바라는 두께를 얻을 수 있게 한다.
본 발명의 방법에 있어서 상기 언급한 엔손 코포레이션 제품을 사용할 때는, 상기 지정한 두께 분포를 얻기 위하여 무전해 Cu 도금은 온도 21° 내지 60℃, 무전해 Ni 도금은 온도 21° 내지 93℃로 하는 것이 분간할 수 있을 정도의 누수 경로가 없고, 기부의 플라스틱 봉입체에 어떠한 치수변형도 없는 점착성 부착을 이룰 수 있다. 처리시간은 사용된 용액 농도, 원하는 도금 두께 및 사용된 처리 조건에 따라서 변한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 방법에 따라 RFI 차폐를 이용할 때, 10㎑ 이상의 RFI에 대해 적어도 40데시벨 차폐를 갖는 봉입체가 생산된다. 더욱 높은 수준의 차폐가 요구되거나 환경적 또는 물리적 침식으로부터 무전해 부착층을 보호할 필요가 있는 경우에는 구리, 니켈, 아연, 주석 또는 이들의 합금의 한가지 또는 그 이상의 층을 무전해 부착된 금속 표면에 무전해 도금하여 보호한다.
따라서, 본 발명은 한면에만 적용하는 차폐로서 내구성 있는 효과적인 RFI 차폐 봉입체를 제공함을 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 조성물의 차폐효과를 증명하기 위하여 일련의 플라스틱 시험 패널을 본 발명의 방법에 따라 코팅하고 무선주파수 범위에서 전자기 방사선을 약화시키는 것에 대한 효과를 시험했다.
[실시예 1]
ABS-Borg Warner Cycolac KJU(FR)
입자 크기가 1 내지 5미크론인 니켈 입자를 약 50중량% 함유하는 아크릴 페인트를 알코올/에스테르 신너 2부로 희석하고, 결합제에 대한 금속의 비율이 약 70%인 건조 페인트막을 얻기 위해 시험 패널의 한면에 3 내지 5분간 10kg/㎠ 공기압으로 12.7 내지 25.4미크론 두께로 분무했다. 식각후에는 3번의 냉수세를 행했다. 그런다음 식각된 판을 물에 20체적% H2SO4와 5체적% HCl 용액을 첨가하여 구성된 린스로 30초간 탈산시키고 3번 이상 냉수세를 행했다.
이제 탈산된 패널은 48° 내지 49℃에서 Enplate Cu 9704로 무전해 도금하고, 도금후 3번 냉수세를 행했다. 동도금된 패널은 다시 8 내지 10분간 pH 5.0 내지 5.2, 온도 57° 내지 60℃에서 Enplate Ni 422를 사용하여 무전해 니켈 도금하고, 도금후 3번 냉수세를 행하고 완성된 패널을 건조시켰다. 얻은 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00001
[실시예 2]
ABS-Borg Warner Cyclolac KJM(FR)
실시예 1의 프로세스를 페인트 1부에 대해 크실렌 1부로 희석한 페인트를 사용하고, 또, 무전해 니켈층을 생략하여 반복했다. 패널은 페인트 두께 30 내지 50미크론으로 분무했다. 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00002
[실시예 3]
폴리카보네이트-GE Lexan 500(FR)
실시예 1의 프로세스를 페인트 두께 20 내지 25미크론으로 분무하여 반복했다. 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00003
[실시예 4]
ABS-Borg Warner Cycolac KJM(FR)
실시예 1의 프로세스를 디아세톤 알코올과 이소프로필 알코올 1 : 1 혼합물 1부로 희석하여 반복했다. 그 밖의 처리는 행하지 않았다. 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00004
[실시예 5]
ABS-Borg Warner Cyclolac KJU(FR)
실시예 1의 프로세스를 무전해 구리 부착단계를 생략하고 반복했다. 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00005
[실시예 6]
PPE-GE Noryl CRT 200(FR)
실시예 1의 프로세스를 두께 56 내지 60미크론으로 분무하여 반복했다. 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00006
[실시예 7]
Borg Warner Cycolac KJU(FR)
실시예 1의 프로세스를 페인트가 결합제에 대한 금속의 비율이 80%이고 입자 크기가 1 내지 5미크론인 구리 입자를 갖는 건조막으로 생성된 것을 제외하고는 반복했다. 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00007
전술한 바로부터 명확히 된 것 중에서 상기 설명한 목적은 효과적으로 얻어지며, 특정 변화가 상술한 방법(프로세스)을 실시함에 있어서, 또 그 부품에 있어서 본 발명의 정신과 영역내에서 이루어질 수 있으므로, 전술한 바에 포함된 모든 사항은 예시로 해석해야 할 것이며, 한정하는 의미로 해석해서는 안될 것이다.
또한, 이하의 청구범위는 이상 설명한 본 발명의 포괄적이고 특수한 특징 모두를 망라하는 것이며, 또 언어의 범위로써 그 사이에 있다고 말할 수 있는 본 발명의 영역의 모든 명세를 망라하는 것이다.

Claims (10)

  1. 전자기/무선주파수 차폐를 갖는 부품 또는 봉입체를 제조하는 방법에 있어서, (1) 적합한 전기적 비전도성 봉입체를 선택하고, (2) 니켈, 구리, 철, 코발트, 금, 은, 백금, 팔라듐 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹에서 선택한 것으로서 제1층에 분포된 활성 금속입자를 갖는 유체 유기 결합체를 포함하는 제1층을 봉입체의 적어도 한 면에 적용한 다음, (3) 무전해 니켈, 무전해 구리 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹에서 선택한 금속으로 된 제2층을 제1층에 부착시켜 10㎑ 이상의 주파수를 가는 전자기 방사선에 대해 적어도 40데시벨의 차폐를 갖는 봉입체를 제조하는 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 비전도성 봉입체는 아크릴로니트라이트-부타딘-스티렌(ABS)과 같은 성형성 합성 유기 폴리머 재료, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리카본 등과 같은 다른 합성 유기 폴리머 재료, 강화 폴리머 재료 및 유리, 세라믹, 유리섬유, 강화 세라믹, 가압 섬유판 또는 이들로부터 만들어진 합성 재료와 같은 다른 유전체 재료로 구성되는 그룹으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 제1층은 건조시에 결합제에 대한 금속의 비율이 적어도 50%인 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 입자는 크기가 0.5 내지 10미크론의 범위인 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 단계 (2)에서 코팅의 두께는 적어도 12.5미크론인 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 제1층은 적어도 금속 입자의 일부가 노출될 수 있도록 코팅에서 유기 결합제를 적어도 부분적으로 제거하기 위하여 식각하는 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 금속 입자는 제1항의 단계(3)의 실시전에 그 표면을 산성용액으로 린스하여 탈산시키는 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 무전해 부착은 그 두께가 40 내지 200미크론의 범위인 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 단계(3) 후에 제2층은 니켈, 구리, 아연, 주석 또는 이들의 합금으로 구성되는 그룹에서 선택한 금속으로 전착된 적어도 하나의 제3층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체의 제조방법.
  10. 전자기/무선주파수 차폐를 갖는 부품 또는 봉입체에 있어서, (1) 적합한 전기적 비전도성 봉입체를 선택하고, (2) 니켈, 구리, 철, 코발트, 금, 은, 백금, 팔라듐 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹에서 선택한 것으로서 제1층에 분포된 활성 금속 입자를 갖는 유체 유기 결합체를 포함하는 제1층을 봉입체의 적어도 한 면에 적용한 다음, (3) 무전해 니켈, 무전해 구리 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹에서 선택한 금속으로 된 제2층을 제1층에 부착시켜 10㎑ 이상의 주파수를 갖는 전자기 방사선에 대해 적어도 40데시벨의 차폐를 갖는 봉입체를 제조하는 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 무선주파수 간섭 차폐 봉입체.
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