ＥＭＩ/ＲＦＩ 차폐용 수지 복합재 document_id A220623061617

전자파 발생량은 고효율, 고소비전력 그리고 고집적화되는 전기/전자 제품을 통해 증가하고 있는데 이 전자파는 다른 기기 및 시스템 오작동을 유발하거나 인체에 해를 끼침으로, 전자파를 막고자 하는 효율적인 전자기파 차폐 기술이 더욱 필요로 되고 있다. 전자파 중, 전자기파 차폐 효율(EMI shielding effectiveness)은 아래 식 1로 나타낼 수 있다. [식 1] S.B.(Shielding effectiveness)=R+A+B 상기 식에서 R은 전자기파의 표면반사, A는 전자기파의 내부 흡수 그리고 B는 다반사를 통한 손실을 의미한다. 종래 전자파를 차폐하기 위한 방법으로는 도장/도금기술을 응용한 금속재를 이용하는 방법이 있었다. 이러한 금속재의 경우는 전도성이 높아(R값, 임피던스가 낮아) 전자기파의 표면반사를 통한 전자기파 차폐의 비율이 높고 이런 이유로 얇은 두께의 금속도 전자기파를 효과적으로 차단할 수 있는 장점이 있다. 그러나 상기 도장/도금 기술은 도금 기술을 예를 들어 설명하면, 도금 기술의 프로세스는 탈지, 에칭, 중화, 활성화, 촉진제, 금속증착, 활성화, 도금1차, 도금2차, 도금3차 등과 같이 복잡하여 고생산성을 필요로 하는 근래에는 생산가격 및 생산성 측면에서 부담이 되는 단점이 있다. 이에 반하여 고분자 복합 수지를 응용한 전자파 차폐제는 복합수지를 사출하는 공정만으로 제품화가 가능하기 때문에 생산가격 및 생산성 측면에서 매우 경제적인 방법이다. 특히 에너지, 자동차, 항공우주, 가전분야에 금속을 대체하는 소재로 광범위하게 각광받고 있는 전도성 수지 복합재는 전자/라디오파 차폐용 수지로 응용되고 있다. 그러나 고분자 복합 수지를 이용하는 복합재의 경우는 전기전도성이 금속재보다 낮으므로, 상기 식 1에 나타낸 항목 중, 표면반사와 내부흡수를 향상시키는 것이 중요하다. 따라서, 수지 복합재의 경우는 같은 재료라 할지라도 두께가 얇아지면 전자기파 차폐효율이 떨어지는 단점이 있게 된다. 수지 복합재의 전자파 차폐효율을 높이기 위해서는 표면 임피던스를 낮추어(전기전도성을 높게하여) R값을 증대시키고 내부에서의 전자기파 산란/흡수를 많이 유도하여 A값을 증가시켜야 고효율의 전자기파 차폐 복합수지를 만들 수 있다. 이러한 전자기파 차폐와 함께 라디오 주파수 간섭(radio frequency interference, RFI) 등 모든 전자 기기로부터 나오는 전자파 차폐에 관련한 종래 기술은, 금속이 표면에 코팅된 고분자 기재를 포함하는 전자파 차폐 장치(미국특허공개 제2007/0199738호); 비전도성 고분자, 전도성 고분자 및 전기전도성 금속 분말을 포함하는 전자파 차폐 물질(미국특허공개 제2007/0056769호); 전도성 파이버를 유기 습윤제와 같은 상용화제로 코팅한 후, 수지에 복합화하여 전기전도성 함침 섬유를 제조하는 방법(미국특허공개 제2002/0108699호); 비전도성 수지인 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 코폴리머와(SEBS) 계열 매트릭스 물질에 은 도금된 니켈을 전도성 필러를 포함하는 전기전도성 열가소성 엘라스토머(미국특허 제6,638,448호); 극성이 차이가 나는 두 고분자 수지 블렌드에 카본질의 전도성 필러를 함침하여 극성이 높은 쪽에 카본질의 전도성 필러가 위치하게 한 전기전도성 조성물(미국특허 제6,409,942호) 및 열성형 공정 중 기공을 형성할 수 있는 쉬트 물질 또는 고분자 담체를 포함하고, 저융점 금속 전도성 필러를 포함하는 열성형 전자파 차폐 쉬트(미국특허 제5,869,412호)를 들 수 있다. 또한, 미국특허 제5,183,594호에 사지 휘스커(tetrapod whisker) 또는 사지 휘스커와 파우더, 플래이크, 섬유상을 함께 사용하는 전도성 수지 복합재에 관하여 기술되어 있다. 그러나 이들 모두는 전자파를 차폐하는 효과가 만족할만한 수준에 도달하지 못하고 있는 실정이다.