KR100525709B1 - 발포박리성 점착제 및 이를 이용한 점착필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경박단소한 전자부품 가공시 물품을 지지, 고정해 주고 가공이 끝난 후에는 단순한 가열에 의해 점착제를 발포시켜 쉽게 박리시킬 수 있는 발포박리성 점착제 및 점착필름에 관한 것으로서, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트등을 공중합시켜 제조되는 공중합체를 단독 또는 혼합용제에 용해시킨 아크릴수지와 이소시아네이트 경화제 및 100∼140℃에서 발포되는 캡슐화된 발포제로 구성된 점착제 및 이를 플라스틱 필름에 코팅, 건조시킨 발포박리성 점착필름에 관한 것이다. 이와 같은 조성으로 된 점착제 및 점착필름은 상온에서는 통상의 점착시트와 동일한 접착성을 지니고 있으나 박리시에는 가열에 의해 쉽게 접착력이 소멸되므로 박리가 용이하여 전자제품의 가공 공정에 사용시 매우 유용하다.

Description

발포박리성 점착제 및 이를 이용한 점착필름
본 발명은 경박단소한 전자부품 가공시 물품을 지지, 고정해주고 가공이 끝난 후에는 가열시켜 점착제가 발포되어 점착력을 손실하여 쉽게 박리시킬 수 있는 점착필름 및 이에 사용되는 점착제에 관한 것이다.
최근 전자 산업이 급속히 발전하여 전자기기의 소형화와 더불어 전자부품도 실장밀도가 높은 표면실장형 부품의 사용이 증가하고, 크기도 소형화 되고 있다. 이에 당해 분야에서는 제조공정에서의 가공정밀도, 작업성, 수율 등을 높이기 위한 새로운 공법들이 개발되어 있다. 그러나, 종래의 전자부품의 제조공정에서는 부품가공을 위한 부품의 임시 고정을 하기 위하여 왁스, 접착제 등이 사용되어 왔으나, 박리작업에 많은 수작업과 시간이 요구되며, 부품에 손상을 주기 쉽고, 박리 후 왁스 및 접착제를 제거하기 위해 세정이 필요한 등의 문제가 있다.
일반적으로, 점착테이프 또는 점착시트는 접착제와는 달리 건조, 경화등의 공정이 없이 압착만으로 용이하게 실용적인 접착강도가 얻어질 수 있으며, 연속적으로 접착할 수 있는 자동화가 가능하므로 여러 분야에서 광범위하게 사용되고 있다.
그러나, 정밀도가 요구되는 전자부품 가공시에는 부품의 연마 및 절단시 가해지는 충격과 마모를 최소화하여야 하므로 점착필름의 점착제에는 특별한 점탄성이 요구되며, 전자부품공정에서 점착시트는 사용 후 박리가 용이한 제품, 즉, 접착성과 박리성이 함께 우수한 제품이 요구되고 있다.
최근에는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 여러가지 방법이 개발되고 있는데, 예를들어, 사용시에는 필요한 접착력을 가지나 사용후에는 외부조건 변화로 접착력이 제거되는 접착제 등이 개발되고 있다.
일반적으로 감압점착제에는 고무계, 아크릴계, 스티렌-공역디엔블록공중합계 감압점착제 등이 있으나 고무계와 스티렌-공역디엔계 점착제는 다량의 왁스와 점착부여제 및 그 밖의 첨가제들의 배합을 필요로 하므로 전기·전자부품에 사용시 부품에 이물이 전사되는 등의 문제점이 발생할 수가 있으며 내열성이 좋지 않다. 이에 비하여 아크릴점착제는 내열성이 뛰어나고 고무와 같이 다량의 첨가제를 필요로 하지 않으며 모노머성분, 성분비, 분자량 및 가교도를 조절함에 의해 이물이 부품에 잔류되지 않는 등 장점이 있다.
아크릴계 점착제는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 2-에틸헥실기, 이소옥틸기등 탄소수가 20 이하의 알킬기를 갖는 아크릴산 내지 메타크릴산 등의 아크릴산계 알킬에스테르, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 히드록시에틸아크릴레이트, N-메티로아크릴아마이드, 아크릴로니트릴, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 비닐아세테이트, 스티렌, 이소프렌, 부타티엔, 이소부티렌, 비닐에테르 등에서 선택된 2종 이상의 공중합체가 사용된다.
전자부품 공정에서 접착시켜 제품을 가공후 접착력을 제거시키는 방법으로 UV조사에 의하여 화학변화에 의하여 점착제가 경화되어 접착력이 상실되게 하는 방법, 점착제에 발포제를 첨가하여 사용후에는 가열하여 점착제를 발포시켜 접착력을 상실시키는 방법 등이 있다.
특히 발포제를 접착제에 함유시켜 초기의 접착력(물품의 초기 유지력)과 가열에 의한 접착력의 저하성(중간상태, 최종상태에서의 물품의 분리성)과의 균형이 이루어지는 접착제는 동적탄성률이 상온으로부터 150℃까지의 온도 범위에서 500,000 dyne/㎠ 이상인 고탄성고분자를 사용하는데, 고탄성고분자는 상온부터 150℃까지의 온도 범위에서 동적탄성률의 변화율이 적어야 한다.
이때 접착력이 상실되는 것은 접착제 중에 함유된 발포제가 가열에 의하여 발포되고 점착제 표면에 요철이 발생함에 기인한다. 즉, 가열에 의하여 피착제와의 접착면적이 현저하게 감소하여 접착 유지에 필요한 접촉면적이 확보되지 않음으로써 접착력이 상실되는 것이다.
발포제는 무기발포제 및 유기발포제로 구분할 수 있다. 무기발포제에는 탄산카르보늄, 탄산수소나트륨, 아초산암모늄, 수소화붕소나트륨, 아지드류 등이 있다. 또한 유기발포제로는 트리클로로모노플루오로메탄 및 디클로로모노플루오로메탄과 같은 염불소화알칸, 아조비스이소부티로니트릴 및 아조디카본아미드 등과 같은 아조계화합물, 톨루엔설포닐히드라지드 및 4,4'-옥시비스(벤젠설포닐히드라지드), 아릴비스(설포닐히드라지드)와 같은 히드라지계 화합물, r-톨루일렌설포닐세미카바지드 및 4,4'-옥시비스(벤젠설포닐세미카바지드)와 같은 세미카바지드계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민과 같은 N-니트로조계 화합물 등이 있다. 이들은 각각 발포온도 및 조건이 다르다. 그러나, 점착필름 제조시 이러한 발포제는 유기용제에 용해되어 발포력이 상실되는 단점이 있다. 또한 최근에는 발포제가 마이크로캡슐화한 열팽창성 미립자로 개발되어 상품화가 이루어 지고 있다.
본 발명은 전자부품 제조시 초기에는 고강력의 접착성으로 전자부품을 강력히 접착시키며 가공후에는 쉽게 박리할 수 있는 기능을 부여하기 위하여 상온에서는 통상의 점착시트와 동일한 접착성을 갖고 있으나 박리시에는 가열시켜 접착력이 소멸되는 특징을 갖는 발포박리성 점착제 및 이를 이용한 발포박리성 점착필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한 것이다.
본 발명은 점착제로 유기용매에 용해된 아크릴 수지, 경화제로 이소시아네이트 화합물 및 발포를 위한 발포제로 가열에 의해 발포되는 캡슐화된 발포제로 구성된 점착제 및 이 점착제를 플라스틱 필름에 코팅하여 발포점착제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이하에서 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 고강력점착제로 사용되는 아크릴수지는 점착력을 부여하기 위하여 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 등이 사용되고, 접착강도를 부여하기 위하여 메틸메타크릴레이트, 라우릴아크릴레이트 등이 사용되며, 반응성을 위하여 하이드록시에틸메타크릴레이트, 아크릴산을 사용하여 공중합된 아크릴수지로서 이의 중량평균 분자량은 500,000-1,000,000 범위의 것이 바람직하다.
상기 점착제중 아크릴수지는 톨루엔과 에틸아세테이트의 혼합용매등에 용해시켜 사용하는데, 이때 바람직한 고형분 농도는 대략 10∼50중량% 이다.
여기서, 점착력을 부여하기 위한 단량체로는 부틸아크릴레이트의 바람직한 함량은 전체 아크릴수지중 20∼70중량 %(더욱 좋기는 40∼60중량%)이며, 2-에틸헥실아크릴레이트는 1∼20중량(더욱 좋기는 5∼15중량%)인 것이 바람직하다. 접착강도를 부여하기 위한 단량체로 메틸메타크릴레이트의 바람직한 함량은 전체 아크릴수지중 10∼40중량% (더욱 좋기는 20∼30중량%)이며, 라우릴아크릴레이트는 1∼15중량%(더욱 좋기는 2∼7중량%)인 것이 바람직하다. 또한, 반응성을 위한 단량체로 하이드록시에틸메타크릴레이트의 바람직한 함량은 전체 아크릴수지중 10∼40중량%(더욱 좋기는 20∼30중량%)이며, 아크릴산은 1∼15중량%(더욱 좋기는 2∼7중량%)인 것이 바람직하다.
본 발명에서 경화제로 사용되는 이소시아네이트 화합물은 전체 점착제중 0.1∼10 중량%(더욱 좋게는 0.5∼5중량%) 범위에서 첨가된다.
또한, 본 발명에서 승온시 발포되는 발포제로는 100∼140℃에서 발포되는 캡슐화된 발포제를 사용하며, 이의 함량은 아크릴수지 고형분 100중량부에 대하여 5∼80중량부(더욱 좋기는 10∼50중량부)를 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기와 같이 조성된 점착제 혼합물을 두께 10∼150㎛의 지지기재에 코팅하여 점착필름을 제조하는데, 이때 사용되는 지지재로는 플라스틱필름, 종이, 직포, 부직포, 금속박, 발포체 및 이들의 라미네이트 등이 사용될 수 있다. 또한, 코팅층은 건조후 두께가 50∼500㎛(더욱 좋기는 10∼100㎛) 되도록 형성시키는 것이 바람직하다.
이와같이 본 발명에서 제조한 점착필름은 물품의 반송용 및 가공시에 있어서 고정용으로 이용할 수 있는 발포박리성 점착필름으로 FPC, 세라믹콘덴서와 같은 전자물품 및 재료등의 가공시에 있어서 고정 및 반송 등에 사용할 수 있다. 즉, 용제가 사용되는 공정을 제외하고 공정 또는 운반시 접착 또는 고정이 필요한 분야에서도 사용이 가능하나, 특히 반도체웨이퍼 및 칩과 같은 전자물품, 세라믹콘덴서와 같은 전기물품, 액정 셀과 같은 표시디바이스, 프린트기판 등의 제조에 사용이 가능하다. 특히 세라믹재료를 이용한 칩형 전자부품의 제조공정에서 부품의 정밀도, 수율의 향상, 공정의 자동화, 공정횟수 단축, 무세정화 등을 충족시킬 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 좀더 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
부틸아크릴레이트 50중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 10중량%, 메틸메타크릴레이트 25중량%, 라우릴아크릴레이트 5중량%, 하이드록시에틸메타크릴레이트 5중량%, 및 아크릴산 5중량%로 이루어진 아크릴공중합체 100중량부를 포함한 톨루엔 용액에 가교제인 이소시네이트 4중량부, 열팽창성미립자(마이크로스페어 F-F50D: 120℃ 가열발포용) 30중량부를 배합하여 접착제를 조제하고 두께 50㎛의 PET필름에 건조 후 두께가 50㎛ 되게 도포하고 가열, 건조하여 발포박리성 점착필름을 제조하였다.
[실시예 2]
부틸아크릴레이트 60 중량%, 메틸메타크릴레이트 30중량%, 하이드록시에틸메타크릴레이트 5중량% 및 아크릴산 5중량%로 이루어진 아크릴공중합체 100중량부를 포함한 톨루엔 용액에 가교제인 이소시네이트 3중량부, 열팽창성미립자(마이크로스페어 F-F50D : 120℃ 가열발포용) 30중량부를 배합하여 접착제를 조제하고 두께 50㎛의 PET필름에 건조 후 두께가 50㎛ 되게 도포하고 가열, 건조하여 발포박리성 점착필름을 제조하였다.
[비교예 1]
아크릴그라프트고무(메틸메타크릴레이트: 20중량%) 100중량부에 대하여 테르펜계 점착부여수지 10중량부, 고연화점수지 50중량부, 가황제 2중량부가 포함된 톨루엔 용액에 열팽창성미립자 마이크로스페어 F-80SD(150℃가열발포용) 30중량부를 배합하여 접착제를 제조하여 실시예 1과 같은 방법으로 발포박리성 점착필름을 제조하였다.
[비교예 2]
부틸아크릴레이트 65몰%, 비닐아세테이트 25몰%, 하이드록시에틸메타아크릴레이트 7몰%, 메틸아크릴산 3몰%로 이루어진 공중합체계 감압접착제 100중량부에 대해서 C9계 수지계 점착부여수지 10중량부가 포함된 톨루엔 용액에 마이크로스페어 F-F50D와 마이크로 스페어 F-80SD를 각각 10중량부, 30중량부 배합하여 점착제를 준비하고 실시예 1과 같은 방법으로 발포박리성 점착필름을 제조하였다.
상기 실시예와 비교예에서 제조한 발포박리성 점착필름을 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하였다. 즉, 준비된 발포박리성 필름을 폭 25㎜인 테이프 형태로 만든 후 점착면을 PVC판에 롤러로 압착시키고 박리력테스트기를 사용하여 300㎜/sec의 속도로 180°박리력 측정을 한 후, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
상기 실시예 및 비교예에서도 확인되듯이 본 발명에 따른 점착필름을 단순한 가열에 의해 점착제가 쉽게 발포되어 박리시킬 수 있기 때문에 물품을 지지, 고정해주고 가공이 끝난 후 가열시켜 제품을 쉽게 박리시킬 수 있어 경박 단소한 점자부품 가공시 사용하는 경우 특히 유용하다.

Claims (3)

  1. 전체 아크릴 수지에 대하여 부틸아크릴레이트 20∼70중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 1∼20중량%, 메틸메타크릴레이트 10∼40중량%, 라우릴아크릴레이트 1∼15중량%, 하이드록시에틸메타크릴레이트 10∼40중량% 및 아크릴산 1∼15중량%로 구성된 단량체들을 공중합시켜 얻어지는 공중합체를 유기용매에 고형분 농도를 10∼50중량% 되도록 용해한 아크릴수지와 전체 점착제에 대하여 이소시아네이트 경화제 0.1~10중량% 및 100∼140℃에서 발포되는 캡슐화된 발포제로 구성된 것임을 특징으로하는 발포박리성 점착제.
  2. 전체 아크릴 수지에 대하여 부틸아크릴레이트 20∼70중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 1∼20중량%, 메틸메타크릴레이트 10∼40중량%, 라우릴아크릴레이트 1∼15중량%, 하이드록시에틸메타크릴레이트 10∼40중량% 및 아크릴산 1∼15중량%로 구성된 단량체들을 공중합시켜 얻어지는 공중합체를 유기용매에 고형분 농도를 10∼50중량% 되도록 용해한 아크릴수지와 전체 점착제에 대하여 이소시아네이트 경화제 0.1~10중량% 및 100∼140℃에서 발포되는 캡슐화된 발포제로 구성된 점착제를 두께 10∼150㎛ 두께의 플라스틱 필름에 건조후 두께가 50∼500㎛되도록 코팅후 건조시킨 것 임을 특징으로 하는 발포박리성 점착필름.
  3. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서, 발포제는 아크릴수지 고형분 100중량부에 대하여 5∼80중량부 사용되는 것을 특징으로하는 발포박리성 점착제 및 점착필름.
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