KR20010073610A - 이엠아이（ｅｍｉ）차폐막 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기적 비 전도 길판위에 형성된 EMI 차폐막에 관한 것으로, EMI 차폐 기능과 추가 보호 기능을 적당히 제공하기 위한 얇은 금속층위에 전기 도금될 수 있도록 하나 또는 이상의 두꺼운 금속층이 가능하도록 물리 기상 증착법에 의해 비 전도 기판위에 얇은 금속층이 먼저 증착된다
Description
본 발명은 비 전도 물질(non-conductive material)위에 EMI(Electromagnetic Interference) 차폐막(sheilding film)을 형성하는 방법에 관한 것으로, 특히 전기 도금법(electroplating)을 이용하여 비 전도 물질 위에 EMI 차폐막을 형성하는 방법에 관한 것이다.
전자파 장애 발생(electromagnetic interference emissions)은 적게는 60Hz에서 많게는 1000MHz 까지의 주파수 범위에서의 해로운 에너지 방사이다. 고주파 장애(Radio frequency interference, RFI)는 약 0.01 내지 1000MHz내에서 EMI 방사물의 일 부분이다.
EMI 방사물은 마이크로 웨이브 장치부터 가정용 컴퓨터까지의 전자기기의 많은 다양한 형태의 동작에 의해 발생된다. 상기 방사물의 발생 원인은 전자 기기들이 상기의 주파수 범위에서 다른 기기들 또는 안테나 역할을 하는 파워 라인들을 통한 전도에 의해 픽업된 노이즈를 발생하기 때문이다.
EMI 방사물은 다른 장치들을 방해하고 경찰 자동차 무선망, 통신 시스템들,정밀 테스트 장비 및 심장 맥박 조정기들 등을 방해하는 것과 같은 그런 다양한 문제에 영향을 미친 것으로 잘 알려져 있다.
대부분의 산업 국가들은 전자 기기를 위한 최소 허용 EMI 방출에 관한 규칙을 제정하고 있으며, 예를 들면, 미국에서는 10KHz 내지 1000MHz 사이의 주파수를 발생하거나 사용하는 모든 디지털 전자 제품에 대한 최소 허용 EMI 방출 규칙이 1983년부터 시행되고 있다.
금속들은 방사물을 수용하기위한 차폐막으로서 전자 장치를 위한 하우징으로 제공된다. 비 전도 물질들에 관해서, 아크 스프레이 방법, 금속을 포함한 페인트들로 페인팅하는 방법, 캐소드 스퍼터링방법 및 진공 금속 피복 방법을 포함한 종종 사용된 방법들은 금속성 코팅을 형성하는 것에 연류된다. EMI 차폐막으로 사용되기에 적당한 금속들은 구리, 은, 크롬, 니켈, 금, 그리고 아연 등이다.
캐소드 스퍼터링과 진공 금속 피복은 우수한 전도성과 응착력을 보여주는 코팅을 생성할 수 있지만, 캐소드 스퍼터링과 진공 금속 피복법은 마이크로스코픽 크랙킹(microscopic cracking)되는 경향이 있으며, 고전력이 요구되고 열가소성 기판을 찌그러뜨릴 수 있다. 비전해 도금(electroless plating)이라 불리는 기술은 이러한 문제들을 해결하는데 사용되어 왔으며, 일반적인 예로, 비전해 니켈로 코팅된 비전해 구리의 이중층이 EMI 차폐막으로 사용됨이 언급된 미국 특허(US patent No. 4,514,486)에서 알 수 있다.
상기 비 전해 도금에 의해 반대 전도 기판위에 코팅막을 형성(forming)함은 예비 처리를 위한 일련의 수성 용액 조에 담그는 과정과, 귀금속 촉매 용액에 담그는 과정과 이어서 기판에 흡수된 촉매에 접착되어 기판에 용해 금속을 증착하기 위한 용해 금속을 비 전해 도금 용액에 담그는 과정을 요구한다.
상기 비 전해 도금과 관련된 한가지 중요한 문제점은 비 전해 도금이 무 선택적이라는 것이다. 코팅은 용액안에 전 기판을 잠그는 것에 의해 형성된다. 그 결과 금속이 상기 기판의 전 표면에 도금된다. 추가적인 코팅은 어떤 원하지 않은 부분의 표면에 비 전해 도금이 커버됨에 응용된다. 이것은 시간 소비와 공정 낭비이다. EMI 보호를 위한 선택적인 비 전해 도금의 시도는 추가적인 단계와 화학작용이 요구되어지고 단가 효과가 없는 것을 나타낸 US patent 4,670,306과 U.K patent application serial No. 2169925 A에 나타나 있다.
본 발명의 목적은 종래의 전기 도금 기술을 이용하여 비 전도 기판위에 EMI 차폐막을 형성하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 전기 도금 기술을 이용하여 비 전도 기판위에 선택적으로 EMI 차폐막을 형성하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명자에 의해 제시된 EMI 차폐막 제조 방법은, 물리 기상 증착법에 의해 비 전도 기판에 제 1 금속층을 형성하는 공정과, 캐소드로서 상기 제 1 금속층을 이용하여 상기 제 1 금속층위에 제 2 금속층을 전기 도금하는 공정을 포함함에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 캐소드로서 제 2 금속층을 사용하고 제 2 전기 도금 욕조에상기 기판을 담그어 상기 제 2 금속층위에 제 3 금속층을 전기 도금함에 있다.
바람직하게는, 제 1, 제 2, 제 3 금속층은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 아연(Zn), 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 카드뮴(Cd), 텅스텐(W) 그리고 이들의 함금을 구비한 그룹으로부터 독립적으로 선택됨에 그 특징이 있다.
가장 바람직하게는, 제 1 금속층과 제 2 금속층은 구리이고, 제 3 금속층은 니켈임에 그 특징이 있다.
바람직하게는, 상기 물리 기상 증착법은 스퍼터링법이다.
본 발명 방법에서 사용 가능한 비 전도 기판은 플라스틱, 유리 또는 세라믹 등이 될 수 있다. 진취적으로는, 플라스틱 기판이 본 발명에 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 다음과 같다.
전기 도금 기술은 물리적 기상 증착법(PVD)과 비전해 도금에 의해 형성된 것과 비교하여 훨씬 더 높은 증착 비를 갖는 룸 온도(room temperature)에서 전도 기판위에 금속 코팅을 형성하기 위해 경제적인 수단이다.
비 전도 플라스틱으로 만들어진 전기 소자들의 하우징의 대부분을 위해, 전기 도금 기술은 그위에 EMI 차폐막을 형성함에 적용되지 않는다. 본 발명에서는, EMI 차폐 기능과 추가 보호 기능을 적당히 제공하기 위해 얇은 금속층위에 전기 도금될 하나 또는 그 이상의 금속층이 사용될 수 있도록 물리 기상 증착법(PVD)에 의해 비 전도 하우징 또는 비 전도 기판위에 얇은 금속층이 먼저 증착된다.
상기 얇은 금속층 원칙적으로 전기 도금에서 캐소드로 작용하기에 충분한 두꺼운 두께를 갖을 수 있다. 가급적, PVD 동안 플라스틱 하우징이 변형되지 않도록챔버내의 보다 낮은 온도와 PVD 공정이 단축 가능한 만큼 얇은 두께을 갖아야 한다. 상기 얇은 금속층의 적합한 두께는 0.1㎛ 내지 1.0㎛의 범위이다. 본 발명은 플라스틱 하우징위에 얇은 금속층을 선택적으로 증착하기 위해 상기 PVD의 이방성 도구를 추가로 사용할 수 있고, 금속층이 증착되는 것이 요구되지 않은 플라스틱 하우징 표면의 소정 부분을 커버하는데 마스크가 사용된다. 스퍼터링 및 증발법을 포함한 잘 알려진 PVD 기술들 중 스퍼터링이 유리하다. 본 발명에서는 스퍼터링 챔버(sputtering chamber)에서 스퍼터링을 수행하기에 적당한 상태는 다음과 같다.
챔버 압력 : 10-2∼ 10-5torr;
챔버 온도 : 30 ∼ 200℃
전압 : 300 ∼ 700V; 그리고
기판의 잔류 시간 : 1 ∼ 10 분
일 또는 그 이상의 금속층은 이제 일반적인 전기 도금 시스템에서 상기 얇은 금속층위에 배타적으로 전기 도금될 수 있고, 상기 얇은 금속층은 캐소드로 활용될 수 있고 계속적으로 하나 이상의 전기 도금 욕조에 담그어 진다. 가급적, 두 전기 도금 단계는 구리층 또는 초전도성을 갖는 금속층을 형성하기 위해 수행되고 그 후, 니켈층 또는 내식성(부식되지 않은 특성)을 갖는 금속층을 형성하기 위해 수행된다. 구리 전기 도금을 위한 적합한 전기 도금 욕조는 CuSO4수성 용액이 될 수 있다. 예를 들면, 니켈 전기 도금을 위한 적당한 전기 도금 욕조는 NiSO4, NiCl2및 H3BO3를 포함한 수성 용액이다.
실시예
적당한 실시예의 하나로는, 약 0.2㎛의 구리층을 4분 동안, 450V 아르곤 플라즈마에서 10-2torr, 50℃의 조건에서 스퍼터링에 의해 ABS 및 PC로 만들어진 폴리머 기판위에 증착한다. 상기 ABS는 acrylonitrile-butadiene copolymer의 약자이고, PC는 polycarbonate의 약자이다. 상기 0.2㎛의 구리층위에 약 0.5㎛의 구리층이 전기 도금되고, 그 후 그위에 약 1.0㎛의 니켈층이 전기 도금된다.
본 발명의 EMI 차폐막에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 이와 같이 형성된 본 발명의 상기 EMI 차폐층은 상기 ABS 및 PC 기판에 좋은 접착력을 나타내고 깨지지 않는다.
Claims (9)
- 물리 기상 증착법에 의해 비 전도 기판에 제 1 금속층을 형성하는 공정과,캐소드로서 상기 제 1 금속층을 이용하여 상기 제 1 금속층위에 제 2 금속층을 전기도금하는 공정을 포함함을 특징으로 하는 EMI 차폐막 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,캐소드로서 상기 제 2 금속층을 이용하여 상기 제 2 금속층위에 제 3 금속층을 전기 도금하는 공정을 더 포함함을 특징으로 하는 EMI 차폐막 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 물리 기상 증착법에 있어서, 마스크가 커버되지 않은 상기 비 전도 기판의 소정 부분에 상기 제 1 금속층이 형성되도록 마스크를 사용함을 특징으로 하는 EMI 차폐막 제조 방법.
- 제 1, 제 2 또는 제 3 항에 있어서,상기 제 1 금속층과 제 2 금속층은 구리임을 특징으로 하는 EMI 차폐막 제조 방법.
- 제 2, 제 3 또는 제 4 항에 있어서,상기 제 3 금속층은 니켈임을 특징으로 하는 EMI 차폐막 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 물리 기상 증착법은 스퍼터링법임을 특징으로 하는 EMI 차폐막 제조 방법.
- 제 1, 제 2 또는 제 3 항에 있어서,상기 제 1 금속층과 제 2 금속층은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 아연(Zn), 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 카드뮴(Cd), 텅스텐(W) 그리고 이들의 함금을 구비한 그룹으로부터 독립적으로 선택됨을 특징으로 하는 EMI 차폐막 제조 방법.
- 제 2 또는 제 7 항에 있어서,상기 제 3 금속층은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 아연(Zn), 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 카드뮴(Cd), 텅스텐(W) 그리고 이들의 합금을 구비한 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 EMI 차폐막 제조 방법.
- 제 1, 제 2 또는 제 3 항에 있어서,상기 비 전도 기판은 플라스틱 기판임을 특징으로 하는 EMI 차폐막 제조 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20000119 |
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| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20000303 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20000119 Comment text: Patent Application |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20011030 Patent event code: PE09021S01D |
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| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20020330 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20011030 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |