KR100875410B1

KR100875410B1 - 접착제 및 그 접착제를 사용한 회로재

Info

Publication number: KR100875410B1
Application number: KR1019997012048A
Authority: KR
Inventors: 구마꾸라마사유끼
Original assignee: 소니 케미카루 앤드 인포메이션 디바이스 가부시키가이샤
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2008-12-23
Also published as: MY119847A; KR20010014019A; EP0999253A1; CN1272127A; CN1218005C; SG116465A1; WO1999060070A1; ID24064A; US6316104B1; EP0999253A4

Abstract

금속배선상에 접착제를 도포하면, 시간경과에 따른 변화에 의해 금속배선막을 구성하는 금속이 이온이 되어 접착제 중에 용출한다. 접착제가 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하고, 고온, 고온고습 환경하에 놓이는 경우, 유리 금속이온에 의해 접착성이나 절연성이 열화되는데, 본 발명의 접착제에는 양이온 포착제가 함유되어 있어 접착제 중의 유리 금속이온을 포착하도록 구성되어 있다. 따라서, 내구성이 높은 플랫케이블을 얻을 수 있다.

접착강도의 저하나 절연성의 열화가 적은 플랫케이블을 제공할 수 있다.

Description

접착제 및 그 접착제를 사용한 회로재{ADHESIVE AND CIRCUIT MATERIAL USING THE ADHESIVE}

본 발명은 플랫케이블의 기술분야에 관한 것으로, 특히 폴리에스테르 수지가 주성분인 접착제를 사용한 플랫케이블에 관한 것이다.

종래부터, 다수의 배선을 사용하여 전자장치 사이를 접속하기 위해 도 2 의 부호 110 으로 나타낸 플랫케이블이 많이 사용되고 있다.

이 플랫케이블 110 은, 예컨대 구리의 선재로 구성된 구리배선 105 가 2 장의 접착필름 102₁, 102₂ 사이에 배치되어 있다. 접착필름 102₁, 102 ₂ 는 수지필름 103₁, 103₂ 와 그 표면의 접착층 104₁, 104₂ 로 구성되어 있고, 구리배선 105 는 접착층 104₁, 104₂ 에 의해 수지필름 103₁, 103₂ 에 접착고정되어 있다. 이와 같은 플랫케이블 110 에서는, 각 구리배선 105 사이는 접착층 104₁, 104₂ 로 충전되어 있기 때문에, 구리배선 105 사이는 서로 고저항으로 절연되어 있다.

그러나 플랫케이블 110 은 시간경과에 따른 변화에 의해 구리배선 105 사이의 절연성이 저하되고, 결국은 사용할 수 없게 된다는 문제가 있다.

또, 시간경과에 따른 변화에 의해 접착필름 102₁, 102₂ 사이나, 접착필름 102₁, 102₂ 와 구리배선 105 사이의 접착강도가 저하되며, 기계적 강도가 저하된다는 문제가 있다.

이와 같은 절연성의 악화나 접착강도의 저하는 종래에는 구리배선의 부식이 원인이라고 생각되고 있었다. 그 때문에, 종래기술에서도 구리배선에 도금을 실시하여 내부식성을 갖게 하는 등의 대책이 채택되고 있었다.

그러나, 도금공정은 고비용을 초래함에도 불구하고, 절연성 저하를 방지하는 효과는 적고, 그 때문에 보다 적절한 대책이 요구되고 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것이며, 그 목적은 접착강도의 저하나 절연성의 열화가 적은 플랫케이블을 제공하는 것에 있다.

발명의 개시

상기와 같은 플랫케이블 110 의 접착층 104₁, 104₂ 중에는 할로겐원자를 포함하는 난연제나 수산화 알루미늄 등의 난연조제가 함유되어 있는데, 난연제로부터는 할로겐이온이 유리되므로, 본 발명의 발명자들은 당초 절연성의 저하는 그 할로겐이온이 구리배선을 부식시키기 때문이라고 생각했다.

고온, 고온고습 환경하에서, 접착력이나 절연성의 저하는 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 접착제를 사용하여 작성된 플랫케이블에 현저하기 때문에, 그 접착제 중에 음이온 포착제 (음이온 교환체) 를 함유시켜 플랫케이블을 작성했지만, 절연성의 저하를 예방할 수 있는 효과는 적었다.

그래서, 절연성이나 접착강도의 원인이 난연재로부터 발생하는 할로겐이온에 있는 것이 아니라, 구리배선으로부터 접착제 중에 용출한 구리이온이 수지필름이나 접착제중의 접착성분을 변질시키는 것에 있다고 생각했다.

이 경우, 구리배선으로부터의 구리이온용출을 방지하는 대책도 생각할 수 있는데, 그것은 곤란하므로 접착제 중에 양이온 포착제를 함유시키고, 접착제중의 유리 구리이온을 포착하는 편이 보다 간편하고, 효과적이라고 예상할 수 있다.

실험에 의하면, 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 접착제 중에 양이온 포착제를 함유시키고, 그 접착제를 사용하여 수지필름을 적층시켜 플랫케이블을 작성한 경우, 시간경과에 따른 변화에 의한 접착력이나 절연성의 저하가 적어졌다.

본 발명은 상기 지견에 기초하여 창작된 것이며, 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 접착제로서, 양이온 포착제를 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 접착제에는 난연제와 난연조제를 함유시킴으로써 난연성을 부여할 수 있다. 난연제는, 예컨대 데카브로모디페닐에테르 등의 할로겐화합물을 사용할 수 있다. 또, 난연조제에는 삼산화안티몬이나 수산화알루미늄과 같은 화합물을 사용할 수 있다. 접착제 중에는 난연제나 난연조제 외에, 산화방지제, 커플링제, 착색제, 증점제, 블로킹방지제, 가교제, 증량제 등을 함유시켜도 된다.

난연재와 난연조제를 첨가하지 않는 경우, 양이온 포착제는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상 함유시키면 된다.

난연재나 난연조제를 첨가했을 때에는 접착제 전체의 양에 대하여 폴리에스테르 수지와 난연제와 난연조제의 합계량이 대부분을 차지하게 된다. 이 경우 에도 상기 양이온 포착제의 함유율에 대해서는 상기 폴리에스테르 수지와 상기 난연제와 상기 난연조제의 합계량을 100 중량부로 했을 때 0.1 중량부 이상 함유시키면 된다.

또, 이상 설명한 접착제를 사용하여 수지필름상에 접착층을 형성시키고, 접착필름을 얻을 수 있다. 접착층은 접착제의 도포에 의해 형성할 수 있다.

또한, 2 장의 수지필름 사이에 금속배선이 배치된 회로재의 경우, 그 2 장의 수지필름을 상술한 접착제를 사용하여 적층시킴으로써 구성할 수 있다.

또, 상술한 접착제를 사용한 접착층이 수지필름상에 형성된 접착필름을 사용하는 경우, 2 장의 접착필름 사이에 금속배선을 배치하고, 접착필름끼리를 적층시킴으로써 회로재를 구성시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명 플랫케이블의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 는 플랫케이블의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

(접착제, 접착필름 및 평가샘플의 작성)

본 발명의 양이온 포착제로서 인산티탄을 주성분으로 하는 양이온 포착제 (양이온 교환체는 양이온 포착제에 포함됨) 를 사용하고, 포화 폴리에스테르 수지 50 중량부, 보조제 (난연제, 난연조제, 산화방지제 및 증량제) 50 중량부로 이루어지는 모제(母劑) 100 중량부에 대하여, 상기 양이온 포착제 1 중량부를 첨가ㆍ혼합 하여 본 발명 제 1 예의 접착제를 작성하였다.

사용한 양이온 포착제의 입자경은 0.7 ±0.2 ㎛ 이며, 양이온 포착제 1.0 g 당 1 가의 양이온을 3.5 mmol만큼 포착할 수 있는 능력을 갖고 있다. 이 양이온 포착제는 접착제 중에 용해되지 않고 분산되어 있다.

마찬가지로, 상기 모제 100 중량부에 대하여 동일 양이온 포착제를 각각 0.1, 0.5, 3.0 중량부 첨가ㆍ혼합하여 본 발명 제 2 예 ∼ 제 4 예의 접착제를 작성하였다.

또, 상기 제 1 예의 양이온 포착제 대신, 양쪽 이온포착제 (여기에서는 양이온 포착제와 음이온 포착제의 혼합물을 사용함) 를 사용한 것 이외에는 동일 중량비율로 본 발명 제 5 예의 접착제를 작성하였다.

다음으로, 수지필름으로서 두께 50 ㎛ 의 폴리에스테르필름을 준비하고, 프라이머 처리한 후, 그 표면에 상기 제 1 예 ∼ 제 5 예의 접착제를 도포하고, 건조시켜 두께 40 ∼ 50 ㎛ 의 접착층을 형성하여 접착필름을 작성하였다.

(접착력의 측정)

2 장의 접착필름 접착층끼리를 170 ℃, 10 kgf/㎝, 0.5 m/min 의 조건에서 열 라미네이트하여 충분히 적층시키고, 도요볼드윈샤의 텐시론 인장시험기를 사용하여, 인장속도 0.05 m/min 로 그 T 형 박리접착력을 측정하였다.

또, 접착필름의 접착층 표면에 무처리 구리박을 밀착시키고, 동일한 조건에서 열 라미네이트하여 접착필름과 구리박을 적층시키고, 상기와 동일한 방법으로 T 형 박리접착력을 측정하였다.

또한, 구리박과 적층시킨 것에 대해서는 136 ℃ 의 분위기 중에서 168 시간 방치한 후의 T 형 박리접착력도 측정하였다.

또, 빗형상으로 패터닝된 구리배선 (JIS Z 3197) 을 갖는 글래스 에폭시기판상에 상기와 동일한 열 라미네이트 조건에서 접착필름을 적층시키고, 구리배선 사이에 DC500V 의 전압을 1 분간 가한 후, 구리배선 사이의 절연저항치를 측정하였다.

또한, 절연저항치를 측정한 것을 136 ℃ 의 분위기 중에서 168 시간 방치하고, 마찬가지로 구리배선 사이에 DC500V 의 전압을 1 분간 가한 후, 구리배선 사이의 절연저항치를 측정하였다.

다음으로, 비교예 1 로서, 상기 모제 (母劑) 만을 사용하여 수지필름 (폴리에스테르필름) 상에 접착층을 형성하여 접착필름을 작성하여 접착필름끼리를 적층시켰다. 또, 그 접착필름과 구리박 또는/및 구리배선이 형성된 글래스 에폭시기판을 적층시키고, 상기 실시예와 동일하게 T 형 박리접착강도와 절연저항치를 측정하였다.

또한, 비교예 2 ∼ 5 로서, 상기 모제에 양이온 포착제가 아니라, 각각 힌더드 (hindered) 페놀계 첨가제, 히드라진계 첨가제, 벤조트리아졸계 첨가제, 또는 음이온 포착제의 어느 하나를 첨가하여 접착제를 작성하고, 그것을 사용하여 수지필름 (폴리에스테르필름) 상에 접착층을 형성하여 접착필름을 작성하고, 마찬가지로 T 형 박리접착력과 절연저항치를 측정하였다.

그 결과를 하기 표 1 에 나타낸다. 표 1 중, 비교예 1 ∼ 5 는 비교 1 ∼ 5 로서 나타냈다. 또, 표 1 중의 TC 는 tape connector 를 나타내고 있다.

			비교예					실시예
			비교1	비교2	비교3	비교4	비교5	제1예	제2예	제3예	제4예	제5예
첨가제		종류	(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)				(7)
첨가제		첨가량	-	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	0.1	0.5	3.0	1.0
접 착 력	TC/TC	(열처리 없음)	4.0	4.0	3.0	3.0	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0
	TC/Cu	열처리 전	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.4	0.5
	TC/Cu	열처리 후	0.1	0.1	0.1	0.2	0.3	0.6	0.2	0.4	0.6	0.5
저항치		열처리 전	1×10¹⁴	1×10¹⁴	1×10¹⁴	1×10¹⁴	1×10¹⁴	1×10¹⁴	1×10¹⁴	1×10¹⁴	1×10¹⁴	1×10¹⁴
저항치		열처리 후	1×10¹²	1×10¹²	1×10¹²	1×10¹²	1×10¹¹	2×10¹³	1×10¹³	1×10¹³	1×10¹³	1×10¹³
종합평가			×	×	×	×	×	◎	△	Ｏ	Ｏ	Ｏ
TC/TC : 접착필름끼리를 접착한 것 첨가량 단위 : 중량부 TC/Cu : 접착필름과 구리박을 접착한 것 접착력 단위 : ㎏/㎝ 첨가제의 종류 저항치 단위 : Ω (1) : 첨가제 없음 (2) : 힌더드 페놀계 (3) : 히드라진계 (4) : 벤조트리아졸계 (5) : 음이온 교환체 (6) : 양이온 교환체 (양이온 포착제) (7) : 양쪽 이온교환체 (양이온 포착제와 음이온 포착제)

이 표에서는, 종합평가로서 성능이 높은 것에서 낮은 것을 향해 「◎, Ｏ, △, X」 의 기호를 붙여 나타내고 있다. 비교예 (비교 1 ∼ 비교 5) 는 종합평가가 「X」 이고, 열처리후의 성능이 낮으며, 실제의 사용에는 견디지 못하는 것이다.

그리고, 상기 비교예 (비교 1 ∼ 비교 5) 의 경우, 구리박과 적층시켜 열처리를 행한 것은 모두 변색되어 있고, 유리된 구리이온에 의한 접착층이나 폴리에스테르필름의 변질이 관찰되었다.

이와 같이, 본 발명의 접착제, 그 접착제를 사용한 접착필름, 또는 회로재에서는 절연성이나 접착력의 저하는 매우 적어져 있다.

또한, 상기 접착필름을 사용하여 실제로 회로재 (플랫케이블) 를 작성하는 경우에는 그 구리배선에는 패터닝한 구리박이나 구리선 (구리의 선재) 을 사용할 수 있다.

구리박의 경우에는 접착필름과 적층시킨 후, 구리박을 펀칭하여 구리배선을 형성할 수 있다. 구리선의 경우에는 본 발명의 접착제를 폴리에스테르필름에 도포하여 접착필름을 형성한 후, 도 1 의 부호 2₁, 2₂ 로 나타낸 바와 같이 롤로 하고, 그 롤 2₁, 2₂ 로부터 각각 접착필름 3₁, 3₂ 를 인출하여 그 사이에 구리선 4 를 배치하고, 접착층끼리를 서로 마주보게 하여 구리선 4 와 함께 적층시키고, 롤 7₁, 7₂ 로 열압착하여 회로재 (플랫케이블) 10 을 작성할 수 있다.

이 회로재 10 및 구리박을 사용한 회로재의 경우에도 표 1 중의 제 1 예 ∼ 제 5 예와 동일한 종합평가가 얻어진다.

이상은 구리박 또는 구리의 선재를 사용한 경우를 설명했는데, 본 발명의 접착제, 접착필름, 회로재 (플랫케이블) 는 도금을 한 구리배선 그 외의 금속배선을 사용하는 경우에도 유효하다.

또, 상기 설명에서는 양이온 포착제에 인산티탄을 사용했는데, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니다. 양이온 포착제로서는 인산주석, 수산화티탄, 오산화안티몬 등이 있다. 본 발명에는 이들 물질을 사용할 수 있다.

또한, 양이온 포착제와 음이온 포착제를 혼합하여 분산시킬 수도 있다. 요컨대, 본 발명에는 금속배선으로부터 유리된 양이온을 효과적으로 포착할 수 있 는 양이온 포착제가 함유된 접착제를 널리 포함한다.

접착제 접착강도의 저하나 절연성의 열화가 적다. 따라서, 내구성이 높은 플랫케이블이 얻어진다.

Claims

폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 접착제로서, 인산 티탄으로 이루어진 금속이온 포착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 접착제.
제 1 항에 있어서, 상기 접착제는 적어도 난연제와 난연조제를 함유하는 것을 특징으로 하는 접착제.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 상기 금속이온 포착제를 0.1 중량부 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 접착제.
제 2 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지와 상기 난연제와 상기 난연조제의 합계량을 100 중량부로 했을 때 상기 금속이온 포착제를 0.1 중량부 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 접착제.
수지필름과, 이 수지필름상에 형성된 접착층을 갖는 접착필름으로서, 상기 접착층은 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하며, 인산 티탄으로 이루어진 금속이온 포착제를 함유하는 접착제를 사용하여 형성된 것을 특징으로 하는 접착필름.
제 5 항에 있어서, 상기 접착제는 적어도 난연제와 난연조제를 함유하는 것 을 특징으로 하는 접착필름.
제 5 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 상기 금속이온 포착제를 0.1 중량부 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 접착필름.
제 6 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지와 상기 난연제와 상기 난연조제의 합계량을 100 중량부로 했을 때 상기 금속이온 포착제를 0.1 중량부 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 접착필름.
2 장의 수지필름 사이에 금속배선이 배치된 회로재로서, 상기 2 장의 수지필름은 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하며, 인산 티탄으로 이루어진 금속이온 포착제를 함유하는 접착제로 적층된 것을 특징으로 하는 회로재.
제 9 항에 있어서, 상기 접착제는 적어도 난연재와 난연조제를 함유하는 것을 특징으로 하는 회로재.
제 9 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 상기 금속이온 포착제를 0.1 중량부 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 회로재.
제 10 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지와 상기 난연제와 상기 난연조제의 합계량을 100 중량부로 했을 때 상기 금속이온 포착제를 0.1 중량부 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 회로재.
수지필름과, 이 수지필름상에 형성된 접착층을 갖는 접착필름이 금속배선을 사이에 끼고 상기 접착층끼리가 적층되어 구성된 회로재로서,

상기 접착층은 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하고, 인산 티탄으로 이루어진 금속이온 포착제를 함유하는 접착제를 사용하여 형성된 것을 특징으로 하는 회로재.
제 13 항에 있어서, 상기 접착제는 적어도 난연재와 난연조제를 함유하는 것을 특징으로 하는 회로재.
제 13 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 상기 금속이온 포착제를 0.1 중량부 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 회로재.
제 14 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지와 상기 난연제와 상기 난연조제의 합계량을 100 중량부로 했을 때 상기 금속이온 포착제를 0.1 중량부 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 회로재.