KR100897468B1 - 표면 보호 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

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율촌화학 주식회사
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Abstract

본 발명에서는 제 1 기재 필름; 및 상기 제 1 기재 필름 하부에 형성되는 제 1 점착제 층을 포함하며, 상기 제 1 점착제 층은 주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지 20~30 중량부; 경화제 0.5~2 중량부; 및 용제 80~120 중량부의 비율로 혼합된 점착제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트를 제공한다.
인쇄 회로 기판, 표면 보호 시트, 리플로우 솔더링, 점착력 증가

Description

표면 보호 시트 및 그 제조 방법{Surface protective sheet and method for preparing the same}
본 발명은 표면 보호 시트 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 연성인쇄회로기판의 형성 시 표면 보호를 위하여 이용되거나 또는 연성 내지 경성 인쇄 회로 기판(printed circuit board)의 칩 본딩 과정에서 표면 보호를 위하여 이용되는 표면 보호 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
경질 인쇄 회로 기판과 달리 연성 인쇄 회로 기판의 제조에는 연성 동박 또는 연성 동박 적층 필름("FCCL")이 필요하다.
그런데, 상기 연성 동박 또는 FCCL은 연질이라는 특성 및 얇은 두께 특성 때문에 인쇄 회로 패턴의 형성 과정 즉 패턴 인쇄, 노광, 박리, 부식, 현상, 세척, 건조, 고온 프레스 공정 등에서 손상을 입기 쉽다.
따라서, 상기 연성 동박 표면 또는 FCCL의 폴리이미드 표면에 부착되어 내열성, 내약품성, 재박리성 등을 향상할 수 있는 표면 보호 필름이 필요하다.
한편, 연성 인쇄 회로 기판이나 경질 인쇄 회로 기판은 모두 기판상에 칩을 솔더로 고정하는 리플로우 솔더링 공정을 거치며, 그 공정 중 열에 의한 플럭스나 솔더의 비산물이 발생하여 기판이 손상될 수 있으므로, 이를 방지하는 내열성의 표면 보호 시트가 필요하다.
참고로, 도 1은 통상의 리플로우 솔더링 공정을 보여주는 개략도이다.
도 1a를 참조하면, 리플로우 솔더링 공정에서는 기판(4)에 솔더(2)를 통하여 고정된 칩(1)에 최대 280℃ 정도의 열(H)이 가해진다. 이때 표면 보호 시트(3)는 열에 의한 플럭스나 솔더의 비산물(5)로부터 기판을 보호하게 된다.
도 1b는 리플로우 솔더링 공정 후 표면 보호 시트(3)를 제거한 인쇄 회로 기판(4)을 나타낸다.
그런데, 본 발명자들의 연구 결과, 기존의 표면 보호 시트가 위와 같이 최대 280℃ 정도의 고온 공정을 거치는 경우 특히 표면 보호 시트 중 점착제의 점착력이 현저히 증가하게 되고, 이로 인하여 상기 고온 공정 후 표면 보호 시트를 기판으로부터 제거하는 것이 매우 어려워지며, 특히, 연성 인쇄 회로 기판의 경우 그 기판 자체가 휘어질 위험이 있다는 것이 확인되었다.
더욱이, 상기 점착제는 인쇄 회로 기판으로 전이되어 그 표면을 오염시킬 수 있으며, 고온 공정을 거친 후 그 점착제의 점착력이 더욱 증가 되는 경우에는 기판의 불량 및 손상을 초래한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 연성인쇄회로기판의 형성 시 FCCL의 폴리이미드 필름 면 또는 동박의 한쪽 면에 부착하여 패턴의 인쇄, 노광, 박리, 부식, 현상, 세척, 건조, 고온 압축 공정 중에 FCCL이나 동박의 손상 없이 공정을 진행할 수 있는 내열성, 내약품성, 재박리성을 가지는 표면 보호 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한, 상기 연성인쇄회로기판 형성 시 고온 압축에 따른 점착력 상승이 작아 점착필름 제거시에 점착제의 전이가 없고 FCCL이나 동박에 손상이 없는 표면 보호 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한, 연성 또는 경성 인쇄 회로 기판의 표면 실장 공정 중 고온의 리플로우 솔더링 과정에서 인쇄 회로 기판의 표면을 보호하는 표면 보호 시트가 상기 고온의 공정 중에 기판 표면에 안정적으로 부착되어 있으면서도 표면 보호 시트의 점착제의 점착력 증가가 크지 않고, 이에 따라, 리플로우 솔더링 공정 후 표면 보호 시트의 제거가 용이하고, 인쇄 회로 기판의 변형이 작으며, 점착제의 제거 후에도 기판에 점착제의 잔류물이나 얼룩이 남지 않고, 점착제의 전이에 따른 인쇄 회로 기판의 오염 피해를 최소화할 수 있으며, 컬링 발생에 따른 인쇄 회로 기판의 변형도 방지할 수 있는 표면 보호 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한, 도모송 공정 시 이물질의 혼입에 의한 불량 발생의 우려가 없고, 점착제의 밀착성 저하의 문제점이 없으며, 보강 필름 제거 시 점착제나 얼룩이 잔류하는 문제점이 없고, 도모송 공정 중이나 보강 필름 제거 시 표면 보호 시트와 인쇄 회로 기판 간에 들뜸 현상이 없는 표면 보호 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 표면 보호 시트로서, 상기 표면 보호 시트는 제 1 기재 필름; 및 상기 제 1 기재 필름 하부에 형성되는 제 1 점착제 층을 포함하며, 상기 제 1 점착제 층은 주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지 20~30 중량부; 경화제 0.5~2 중량부; 및 용제 80~120 중량부의 비율로 혼합된 점착제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트를 제공한다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 제 1 기재 필름의 하부에 제 1 점착제를 코팅함으로써 제 1 점착제 층을 형성하여 표면 보호 시트를 제공하되, 상기 제 1 점착제로서 주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지 20~30 중량부; 경화제 0.5~2 중량부; 및 용제 80~120 중량부로 혼합된 점착제를 사용하는 제 1 단계를 포함하는 표면 보호 시트의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 표면 보호 시트는, 내열성, 내약품성, 재박리성을 가지는 것으로서, 연성인쇄회로기판의 형성 시 FCCL이나 동박의 손상 없이 패턴의 인쇄, 노광, 박리, 부식, 현상, 세척, 건조, 고온 압축 공정을 진행할 수 있다.
또한, 본 발명의 표면 보호 시트에 의하면, 연성인쇄회로기판 형성 시 고온 압축에 따른 점착력 상승이 작아 점착필름 제거시에 점착제의 전이가 없고 FCCL이나 동박에 손상이 없다.
또한, 본 발명의 표면 보호 시트에 의하면, 인쇄 회로 기판의 표면 실장 공정 중 고온의 리플로우 솔더링 과정에서 인쇄 회로 기판의 표면을 보호하는 표면 보호 시트가 상기 고온의 공정 중에 기판 표면에 안정적으로 부착되어 있을 수 있다. 더욱이, 본 발명의 표면 보호 시트는 점착제의 점착력 증가가 크지 않고, 이에 따라, 리플로우 솔더링 공정 후 표면 보호 시트의 제거가 용이하다. 또한, 인쇄 회로 기판의 변형이 작고, 점착제의 제거 후에도 기판에 점착제의 잔류물이나 얼룩이 남지 않고, 점착제의 전이에 따른 인쇄 회로 기판의 오염 피해를 최소화할 수 있으며, 컬링 발생에 따른 인쇄 회로 기판의 변형도 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 표면 보호 시트에 의하면, 도모송 공정 시 이물질의 혼입에 의한 불량 발생의 우려가 없고, 점착제의 밀착성 저하의 문제점이 없으며, 보강 필름 제거 시 점착제나 얼룩이 잔류하는 문제점이 없고, 도모송 공정 중이나 보강 필름 제거 시 표면 보호 시트와 인쇄 회로 기판 간에 들뜸 현상이 없다.
이하, 본 발명에 따른 표면 보호 시트 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 표면 보호 시트의 제 1 기재 필름에 형성되는 제 1 점착제 층의 점착제로서 주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지와 에폭시 경화제, 용제를 혼합한 것을 사용하되, 특히 상기 각각의 주제, 경화제 및 용제가 특정 비율 로 혼합된 것을 사용한다.
위와 같은 본 발명에 따르면, 연성인쇄회로 기판의 회로 형성 과정이나 연성 또는 경성 인쇄회로기판의 칩 본딩 과정의 고온 공정 중 표면 보호 시트로서의 안정적인 점착 특성을 가지면서도 고온 공정을 거친 후 점착력의 증가가 적고, 이에 따라 표면 보호 시트의 제거가 용이하여 인쇄 회로 기판의 변형 가능성이 줄어든다. 또한, 표면 보호 시트의 제거 후 점착제 잔류물이나 얼룩이 남지 않으며, 점착제의 전이에 따른 오염이 최소화되며, 표면 보호 시트의 컬링 발생도 없다.
또한, 본 발명에서는 상기 표면 보호 시트의 하부에 특정 구성의 이형 필름을 형성함으로써, 연성인쇄회로 기판의 회로 형성 과정 또는 칩의 납땜 자리 형성을 위한 도모송 공정에서 발생되는 이물질로 인하여 인쇄 회로 기판 자체가 불량을 일으키는 문제점이 없도록 할 수 있다.
나아가, 본 발명에서는 상기 표면 보호 시트의 상부에 상기 표면 보호 시트의 점착제 층보다 작은 점착력을 가지는 점착제층을 구비하고 배면 인쇄층을 구비하는 특정 구성의 보강 필름을 형성함으로써, 표면 보호 시트를 보강하면서도 점착제의 밀착성 저하나 보강 필름 제거 시 점착제나 얼룩이 잔류하는 문제점이 없고 또한 도모송 공정 중 혹은 보강 필름 제거 시의 들뜸 현상 등으로 인한 불량 발생을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표면 보호 시트의 적층 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2를 참조하면, 표면 보호 시트(A)는 제 1 기재 필름(11)의 하부에 제 1 점착제 층(12)이 형성된다.
여기서, 상기 제 1 기재 필름(11)은 리플로우 솔더링의 고온 공정상에서 수축이나 팽창 등의 열변형이나 컬링(curling) 발생이 없어야 한다.
따라서, 상기 제 1 기재 필름(11)으로서 폴리이미드 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등을 사용하며, 특히 열적 특성의 우수성의 측면에서 폴리이미드 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 참고로, 상기 폴리이미드 필름은 유리전이온도(Tg)가 410℃이고 용융온도(Tm)가 500℃ 이상이다.
상기 제 1 기재 필름(11)의 두께는 6 내지 100㎛로 하도록 한다.
상기 제 1 점착제 층(12)의 점착제는 아크릴계 점착제로 구성한다.
상기 아크릴계 점착제는 아크릴계 수지인 주제, 경화제 및 용제로 이루어지는데, 상기 아크릴계 수지는 특히 카르복실기를 함유하는 아크릴계 수지이며, 상기 경화제는 특히 에폭시계 경화제이다. 또한, 상기 주제, 경화제 및 용제의 비율은 각각 20~30 중량부, 0.5~2 중량부, 80~120 중량부의 비율로 하는 것이 바람직하다.
상기 용제가 120 중량부 보다 많은 경우에는 코팅 공정 시 점착액이 흘러내리는 경우가 발생할 뿐만 아니라 두께 조절 자체가 어렵게 된다. 한편, 상기 용제가 80 중량부 보다 적은 경우에는 레벨링 성이 양호하지 않고 표면 거칠기가 커진다.
또한, 상기 용제는 상기 점착제 코팅 면의 레벨링 측면에서 바람직하게는 에틸아세테이트 또는 톨루엔과 메틸에틸케톤의 혼합 용제를 사용한다.
이상과 같은 점착제를 콤마 코팅, 다이렉트 미터링바 코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 등의 코팅 공정을 통하여 제 1 기재 필름(11)에 코팅함으로써 제 1 점착제 층(12)을 형성한다.
상기 제 1 점착제 층(12)의 두께는 10 내지 50㎛로 하고, 건조 조건은 100 내지 140℃의 온도에서 1.5 내지 2분간 건조한다. 또한, 상기 점착제의 점도는 300 내지 600 cps로 하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면 보호 시트의 적층 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3을 참조하면, 표면 보호 시트(B)에는 제 1 점착제 층(12)의 점착제를 보호하기 위하여 그 하부에 이형 필름(20)이 형성된다.
상기 이형 필름(20)은 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 제 3 기재 필름(22)이 접착제 층(23)을 사이에 두고 종이(24)와 접합 되어 있는 것으로, 상기 제 3 기재 필름(22) 상에는 실리콘 이형제 코팅 층(21)이 형성되어 있고, 상기 종이(24)의 하부에는 폴리에틸렌의 코팅 층(25)이 형성되어 있다.
이와 같이 이형 필름(20)을 구성하는 경우 칩의 납땜 자리 형성을 위한 도모송 공정에서 발생하는 이물질로 인하여 인쇄 회로 기판 자체가 불량을 일으키는 문제점이 없다.
상기 종이(24)로는 도모송 과정에서 종이가 날리는 것을 더욱 방지할 수 있도록 하기 위하여 특히 글라신지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 이형 필름(20)을 제조하기 위하여, 우선 제 3 기재 필름(22) 상에 실리콘 이형제 코팅을 하여 실리콘 이형제 코팅 층(21)을 형성한 후, 종이(24)의 하부 에 폴리에틸렌을 압출 코팅하여 폴리에틸렌의 코팅 층(25)을 형성하고, 상기 실리콘 이형제 코팅 층(21)이 형성된 제 3 기재 필름(22)과 폴리에틸렌 코팅 층(25)이 형성된 종이(24)를 솔벤트 드라이 라미네이션(SDL) 공정을 거쳐 접착하도록 한다.
상기 실리콘 이형제 코팅 층(21)은 표면 보호 시트(A)의 상기 제 1 점착제 층(12) 하부에 형성되며, 상기 제 1 점착제 층(12)의 점착제를 아크릴계 점착제로 사용함에 따라서 변성되지 않은 비변성 실리콘 이형제를 사용하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면 보호 시트의 적층 구성을 나타내는 개략도이다.
도 4를 참조하면, 표면 보호 시트(C)는 표면 보호 시트(B)에 보강 필름(30)이 더 형성된 것이다.
상기 보강 필름(30)은 제 2 기재 필름(32) 하부에 제 2 점착제 층(33)이 형성된 것이고, 상기 제 2 기재 필름(32) 상부에는 잉크 층(31)이 형성된 것이다.
참고로, 표면 보호 시트(A)의 제 1 기재 필름(11)이 특히 폴리이미드 필름인 경우 가격이 비싸므로 두께를 되도록 얇게 할 필요가 있는데, 이와 같이 두께를 얇게 하게 되면 부착 공정에서 원하는 위치에 부착되기가 어렵고 제 1 점착제 층들끼리 접촉하게 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 보강 필름(30)을 형성하여 지지대 역할을 하게 함으로써 스티프니스의 저하를 방지한다.
또한, 인쇄 회로 기판과 표면 보호 시트에 동일한 폴리이미드 필름이 사용되는 경우에는 리플로우 솔더링 공정 후, 작업자가 표면 보호 시트를 제거하지 않고 다음 공정으로 이송하여 불량을 유발할 가능성이 존재한다. 이러한 경우 표면 보호 시트의 제 1 기재 필름인 폴리이미드 필름(자체적으로 노란색을 띔)과 상이한 색상의 잉크를 코팅한 필름을 보강 필름의 제 2 기재 필름으로 사용하면 그와 같은 불량 발생의 가능성을 줄일 수 있다.
물론, 상기 제 1 기재 필름(11)으로서 폴리이미드 필름이 아닌 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리에틸렌스티렌 필름과 같이 두께를 두껍게 할 수 있는 저가의 필름을 사용하는 경우에는 보강 필름(30)은 필요하지 않을 수 있다. 이러한 경우에는 보강 필름(30)을 없애고 제 1 기재 필름(11) 외면에 잉크를 인쇄하거나, 제 1 점착제 층(12)에 안료를 첨가함으로써 인쇄 회로 기판에의 부착 여부를 확실하게 알 수 있도록 할 수 있다.
상기 보강 필름(30)에 형성되는 잉크 층(31)은 표면 보호 시트(A)의 제 1 기재 필름(11)과 구별 가능한 색이 되도록 한다.
이와 같이 보강 필름(30)에서 잉크 층(31)을 별도로 형성하게 되면, 제 2 점착제 층(33) 자체에 안료 또는 염료를 혼합하여 코팅할 필요가 없으므로, 제 2 점착제 층(33) 자체에 안료 또는 염료를 혼합하여 코팅하는 경우에 발생하는 제 2 점착제 층(33)과 제 2 기재 필름(32) 간의 밀착성 저하 및 이로 인한 제 2 점착제 층(33)의 제 2 기재 필름(32)으로부터의 박리나 밀림 현상의 발생을 줄일 수 있다.
상기 잉크 층(31)은 그라비아, 마이크로 그라비아, 콤마코타 인쇄(이 경우 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 외면에 인쇄) 등의 방식으로 그 도포량을 약 2 ~ 10 g/m2로 하여 인쇄한다.
상기 보강 필름(30)의 제 2 기재 필름(32)은 표면 보호 시트(B)에서 이형 필름(20)을 제거한 후, 120~130℃ 온도범위의 열 압착기(코팅기 또는 라미네이팅기)에서 인쇄 회로 기판과 접합한 상태에서 그 열변형이 없도록 하고자, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 수지를 사용하거나 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트와 같은 폴리에스테르계 수지를 이용한다. 두께는 15 내지 150㎛로 하고, 상기한 바와 같이 그 외면에는 인쇄를 하고 그 내면에는 점착제 코팅을 하도록 한다.
상기 제 2 점착제 층(33)은 콤마 코팅, 다이렉트 미터링 바, 그라비아, 마이크로 그라비아 코팅 방식으로 도포량을 1 내지 50㎛로 하고, 120 내지 160℃ 온도 조건에서 1.5 내지 2 분간 건조하도록 한다.
상기 보강 필름(30)과 표면 보호 시트(A) 간의 점착력이 표면 보호 시트(A)와 인쇄 회로 기판 간의 점착력보다 작아지도록 하면, 즉, 제 2 점착제 층(33)의 점착제의 점착력이 제 1 점착제 층(12)의 점착제의 점착력보다 작아지도록 하면, 상기 보강 필름(30)을 표면 보호 시트(A)의 제 1 기재 필름(11)으로부터 제거 시 제 1 기재 필름(11) 표면에 점착제나 얼룩이 잔류하지 않는 특성이 향상되고, 또한 보강 필름(30)의 박리 제거 시 제거가 쉽고 표면 보호 시트(A)와 함께 들뜨지 않게 되는 등 불량 방지에 도움이 된다.
상기 제 2 점착제 층(33)은 특히 실리콘계 점착제로서, 실리콘계 수지인 주 제, 밀착 향상제, 촉매 및 용제로 이루어진다. 상기 각 성분의 함량은 실리콘계 수지 20~30 중량부, 밀착 향상제 1~3 중량부, 촉매 0.5 중량부 및 용제 180 중량부로 이루어진다.
상기 주제는 실리콘계 수지를 사용하는 것으로 예컨대 폴리디메틸실록산, 폴리오르가노실록산, 폴리디오르가노실록산을 사용한다.
상기 밀착 향상제로는 메틸비닐실록산, 디메틸비닐 실록산, 말단기가 하이드록실기인 글리시드옥시프로필트리메톡시실란을 사용한다.
상기 촉매로는 백금을 사용한다.
상기 용제는 에틸아세테이트 또는 톨루엔과 메틸에톤케톤을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 점착제는 콤마 코팅, 다이렉트 미터링바 코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 등의 코팅 공정을 통하여 상기 제 2 기재 필름(32)에 코팅함으로써 상기 제 2 점착제 층(33)을 형성한다.
참고로, 상기 제 2 점착제 층(33)으로서 아크릴계가 아닌 특히 실리콘계를 사용하는 이유는 아크릴계의 경우 젖음(wetting) 성이 없어서 표면에 밀착되지 못하고 공기층이 삽입되게 되는 반면, 실리콘계 경우 젖음성이 좋으므로 공기층의 삽입의 우려가 없어서 실리콘계를 사용한다.
이상과 같은 구성의 표면 보호 시트를 제조하는 공정은 예를 들어 다음과 같다.
먼저, 제 1 기재 필름(11) 상에 점착제를 코팅함으로써 제 1 점착제 층(12) 을 형성한다. 이에 따라 형성된 표면 보호 시트(A)를 건조시킨 후, 이형 필름(20)과 라미네이션하여 표면 보호 시트(B)를 형성한다.
한편, 제 2 기재 필름(32) 일면에 점착제를 코팅하고 타면에 잉크 층(31)을 형성한 후 건조시킨 것을 상기 제조된 표면 보호 시트(B)와 라미네이션하여 표면 보호 시트(C)를 형성한다.
[실험 1: 실시예 및 비교예의 구성 - 이형 필름이 없는 경우 및 용제의 함량을 고정한 경우]
다음과 같이 실시예 및 비교예의 적층 구성을 구비하는 표면 보호 시트를 준비하였다(도 2a 참조).
실시예 1
폴리이미드 필름 / 점착제층 [주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지 30 중량부, 에폭시계 경화제 0.4 중량부 및 용제(에틸아세테이트) 100 중량부를 혼합]
실시예 2
폴리이미드 필름 / 점착제층 [주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지 30 중량부, 에폭시계 경화제 1.0 중량부 (0.5 내지 2.0 중량부의 경우에는 실험 결과가 동일하였다) 및 용제(에틸아세테이트) 100 중량부를 혼합]
실시예 3
폴리이미드 필름 / 점착제층 [주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지 30 중량부, 에폭시계 경화제 2.1 중량부 및 용제(에틸아세테이트) 100 중량부를 혼합]
비교예 1
폴리이미드 필름 / 점착제층 [주제인 히드록실기를 함유한 아크릴계 수지 30 중량부, 이소시아네이트계 경화제 4.0 중량부 및 용제(에틸아세테이트) 100 중량부를 혼합]
비교예 2
폴리이미드 필름 / 점착제층 [주제인 히드록실기를 함유한 아크릴계 수지 30 중량부, 이소시아네이트계 경화제 1.0 중량부 및 용제(에틸아세테이트) 100 중량부를 혼합]
상기 실시예 및 비교예 각각의 표면 보호 시트를 폴리이미드 필름(코오롱 LV100; 피착물인 인쇄 회로 기판에 대응)의 외면과 라미네이팅 롤로 라미네이션하였다. 여기서, 라미네이션 조건은 2kg/cm2, 200mm/min으로 하였다.
[열 가공 처리]
상기 라미네이션 후 열 가공 처리를 하고 물성 테스트를 하되, 측정을 원하는 물성 테스트에 따라 하기 제 1 내지 3의 열 가공 처리를 모두 수행하거나 일부만 수행한 후 물성 테스트를 하였다.
1 열 가공 처리
제 1 열 가공은 리플로우 솔더링 가공이며, 피착물인 기판으로서 폴리이미 드 필름(코오롱 LV100 폴리이미드 필름 IF701)을 사용하였다.
130℃, 3kgf로 열 압착하여 전처리하였으며, 온도 구배는 200℃, 180℃, 180℃, 190℃, 200℃, 220℃, 250℃, 260℃, 270℃, 105℃, 120℃로 하였다. 챔버 길이는 3M로 하였고, 가공 속도는 80cm/min로 하였다.
2 열 가공 처리
제 2 열 가공은 핫프레스 가공이며, 180℃, 20kgf의 하중, 6 시간의 조건으로 수행하였다.
3 열 가공 처리
제 3 열 가공은 드라이오븐 가공이며, 250℃, 20 분 조건으로 수행하였다. 제 3 열가공은 특히 내열성 테스트를 위하여 수행한 것이다.
[물성 테스트]
점착력 측정
먼저, 23℃ (습도 65℃)에서 보관된 SUS 판을 세척 후 건조시켰다. 상기 세정된 SUS 판에 25 mm로 컷팅된 실시예 및 비교예의 샘플을 부착시켰다. 테스터기(Sangyo)의 압착기를 이용하여 2kgf의 하중, 5mm/sec의 속도로 1회 왕복 압착하였다. 상기 압착된 샘플을 23 ℃ (습도 65℃)에서 30분간 보관하였다. 압착한 지 30분 후 점착력 측정기를 이용하여 점착력을 측정하였다.
박리 강도 측정
점착력 측정기를 이용하여 표면 보호 시트와 피착물인 기판(폴리이미드 필름)과의 박리 강도를 측정하였다. 이때의 박리 속도는 300mm/min이고, 박리 각도는 180도로 하였다.
피착물 오염 여부 측정
상기 제 1, 2, 3 열 가공 후, 표면 보호 시트를 박리시키고 피착물인 기판(폴리이미드 필름)과 라미네이션되었던 면을 육안으로 검사하여 점착제의 전이로 피착물이 오염되었는지의 여부를 확인하였다.
점착제 밀림 여부 측정
상기 제 3 열 가공 후, 피착물인 기판(폴리이미드 필름)으로부터 표면 보호 시트를 떼어낸 후, 표면 보호 시트의 점착제 면을 손으로 문질렀을 때 밀리는 현상이 있는지의 여부를 측정하였다.
들뜸 현상 측정
상기 제 3 열 가공 후 드라이 오븐에서 각각의 샘플을 꺼내었을 때, 피착물인 기판(폴리이미드 필름)과 표면 보호 시트 사이에 들뜸 현상이 존재하는지의 여부를 측정하였다.
접촉각 측정
표면 보호 시트와 폴리이미드 필름을 라미네이션한 후 상온 방치(또는 열 가공) 후 표면 보호 시트를 제거하고, 피착물인 기판(폴리이미드 필름)의 라미네이션면 표면의 접촉각을 측정하였다.
EDX ( Energy Dispersive X- ray microanalysis ) 측정
표면 보호 시트와 피착물인 기판(폴리이미드 필름)을 라미네이션 후 상온 방치(또는 열 가공)하고, 테이프를 제거한 후, 피착물인 기판(폴리이미드 필름)의 라 미네이션면 표면의 EDX를 분석하였다.
컬링 현상
상기 제 1, 2, 3 열 가공 후, 각각의 샘플의 컬링이 발생하는 높이를 마이크로미터를 이용하여 측정하였다. 여기서, 컬링 높이는 "mm" 단위로 기입하였으며, 높이가 1mm 이하인 경우를 "○"로 표시하고, 높이가 1 ~ 5mm 이하인 경우를 "△"로 표시하고, 높이가 5mm 이상인 경우를 "X"로 표시하였다.
[테스트 결과]
테스트 결과를 다음 표 1 및 표 2에 나타내었다. 참고로, 다음 표 1은 특히 제 1 열 가공 및 제 2 열 가공 없이 제 3 열 가공만을 실시한 후의 실험 결과이다.
단위 실시예 1 실시예 2 실시예 3
점착력 gf/25mm 108 75 63
박리 강도 (열가공 전, 상온에서 측정) gf/25mm 92 56 49
박리 강도 (제 3 열 가공 후 측정) gf/25mm 250 (증가율: 172%) 105 (증가율: 88%) 83 (증가율: 69%)
피착물 오염 - 불량 양호 양호
점착제 밀림 - 불량 양호 양호
테이프 들뜸 - 양호 양호 불량
단위 실시예 2 비교예 1 비교예 2
박리 강도 열가공 전 gf/25mm 56 52 43
열가공 1 gf/25mm 90 (증가율:61%) 155 (증가율:198%) 100 (증가율:133%)
열가공 2 gf/25mm 123 (증가율:120%) 390 (증가율:650%) 147 (증가율:242%)
열가공 3 gf/25mm 105 (증가율:88%) 300 (증가율:477%) 167 (증가율:288%)
접촉각 폴리이미드 필름 ° 49.1 49.1 49.1
열가공 1 ° 82.1 (증가율:67%) 82.4 (증가율:68%) 82.3 (증가율:68%)
열가공 2 ° 82.4 (증가율:68%) 88.7 (증가율:81%) 84.3 (증가율:72%)
열가공 3 ° 80.6 (증가율:64%) 83.1 (증가율:69%) 80.9 (증가율:65%)
EDX 폴리이미드 필름 원자 중량% C:80.2 O:19.7 C:80.2 O:19.7 C:80.2 O:19.7
열가공 1 원자 중량% C:79.9(0.37%) O:19.9(1.02%) C:79.9(0.37%) O:20.0(1.57%) C:81.0(0.95%) O:19.0(3.65%)
열가공 2 원자 중량% C:80.3(0.12%) O:19.5(1.02%) C:79.9(0.37%) O:19.9(1.01%) C:81.2(1.25%) O:19.7(0.05%)
열가공 3 원자 중량% C:80.3(0.12%) O:19.6(0.51%) C:80.0(0.24%) O:19.8(0.51%) C:81.0(1.02%) O:19.0(3.95%)
컬링 현상 상온 -
열가공 1 -
열가공 2 - × ×
열가공 3 -
먼저, 표 1로부터 점착제층의 점착제로서 주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지와 에폭시 경화제를 용제에 혼합하고 이때 특히 각 주제, 경화제 및 용제가 20~30 중량부, 0.5 내지 2 중량부 및 80~120 중량부 범위 내의 비율이 되도록 한 실시예들에 있어서는 실시예 1에 비하여 실시예 2가 박리 강도의 증가가 저조하였을 뿐만 아니라, 실시예 3과 달리 테이프의 들뜸 현상이 없었다. 뿐만 아니라, 실시예 2는 피착물 오염 및 점착제 밀림 여부의 특성에서도 양호하였다.
표 2는 특히 위와 같이 우수한 특성을 보이는 실시예 2의 표면 보호 시트에 대하여, 비교예들과 대비한 것이다.
표 2로부터 알 수 있듯이, 점착제층의 점착제로서 주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지와 에폭시 경화제를 용제에 혼합하고 이때 특히 각 주제, 경화제 및 용제가 20~30 중량부, 0.5 내지 2 중량부 및 80~120 중량부의 범위 내의 비율이 되도록 한 실시예의 경우, 주제를 히드록실기를 함유한 아크릴계 수지로 하고 이소시아네이트계 경화제를 사용하는 비교예들과 대비하여, 박리 강도, 접촉각, 컬링 현상의 각 물성에서 우수하였다. 또한, EDX 수치로부터 알 수 있듯이, 실시예의 경우 열가공 후에도 점착제의 전이 또는 뜯김 현상이 발생이 비교예보다 덜 발생하였다. 또한, 실시예의 경우에는 열 가공 후에도 여전히 박리 강도 및 접촉각의 증가율이 낮았으며 컬링 현상에 있어서도 양호한 것을 알 수 있었다.
[실험 2: 실시예 및 비교예의 표면 보호 시트 구성 - 이형 필름이 있는 경우 및 용제의 함량을 고정한 경우]
다음과 같이 실시예 및 비교예(이형 필름만 달리하였다는 의미에서 비교예로 기재함)의 적층 구성을 구비하는 표면 보호 시트를 준비하였다(도 3 참조).
실시예 1
폴리이미드 필름 / 점착제층 [주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지 25 중량부, 에폭시계 경화제 1 중량부 및 용제(에틸아세테이트) 100 중량부를 혼합] / 이형필름[실리콘 코팅 / 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 / 접착제 / 종이 / 폴리에틸렌]
비교예 1
나머지 구성은 실시예 1과 같고 이형 필름을 실리콘 코팅 / 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 구성하였다.
비교예 2
나머지 구성은 실시예 1과 같고 이형 필름을 실리콘 코팅 / 폴리에틸렌 수지 코팅 / 종이로 구성하였다.
상기 실시예 및 비교예에 대하여 작업성(가루 발생, 분진 발생 여부), 정전기 발생 여부 및 표면 거칠기를 각각 측정하였다. 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.
[가공성 측정]
도모송 공정 후, 현미경으로 확대하여 육안으로 관찰하였다. 가루가 발생하지 않은 경우를 "○"로 표시하였고, 가루가 발생한 경우를 "×"로 표시하였다.
[편광판 박리 시 정전기 발생량 측정]
합지기 테스트기(SANGYO사 제품)로 아크릴계 수지 점착제층이 코팅된 표면 보호필름과 상기 제조된 각각의 이형필름을 합지하였다. 합지는 A4 크기로 2kgf 압력, 10mm/sec로 수행하였다. 상온(25℃)에서 압착한 후, 표면 보호 필름을 이형필름에서 박리하면서 정전기 발생량을 측정하였다[측정기 : KSD-0103(KASUGA)].
[표면 거칠기]
코오사카(KOSAKA) 사의 ET-4000를 이용하여 이형 필름을 합지하기 전 각 이형 필름의 실리콘 코팅층의 표면 거칠기(Ra; 산술 평균 조도)를 측정하였다. 측정된 Ra 값이 0.1㎛ 미만인 경우는 "작다"로 평가하고, 0.1㎛ 이상인 경우는 "크다"고 평가하였다.
작업성 정전기 발생 이형 필름의 실리콘 코팅층의 표면 거칠기
실시예 1 0.8kV 0.03㎛ (작다)
비교예 1 × (PET로 인한 가루 발생) 16kV 0.024㎛ (작다)
비교예 2 × (종이로 인한 분진 발생) 2kV 0.129㎛ (크다)
표 3으로부터 알 수 있듯이, 비교예 1은 도모송 공정 중에서 가루가 발생하였고, 이로 인해 FPCB 기판 자체의 불량을 일으켰다. 또한 정전기로 인해 발생된 가루 및 공정 중의 이물질이 달라붙어 오염을 유발하였다.
이형 필름 구성 중 제 3 기재 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)을 구비하지 않는 비교예 2의 경우, 종이에 의한 분진이 발생하였으며, 이형 필름의 실리콘 코팅층의 표면 거칠기도 컸다. 이에 따라, 표면 보호 시트는 FPCB 기판상에 들뜸 현상을 유발하였다.
[실험 3: 실시예 및 비교예의 구성 - 용제의 함량을 변화시킨 경우]
실험 2의 실시예 1(용제 함량 100 중량부)과 나머지는 같고(단, 이형 필름은 합지하지 않았음) 용제의 함량만을 달리한 경우를 비교예로 하였다. 비교예 1은 용제 70 중량부를 혼합하였고, 실시예 2는 용제 80 중량부를 혼합하였고, 실시예 3은 용제 90 중량부를 혼합하였고, 실시예 4는 용제 110 중량부를 혼합하였고, 실시예 5는 용제 120 중량부를 혼합하였고, 비교예 2은 용제 130 중량부를 혼합하였고, 비교예 3은 용제 140 중량부를 혼합하였다.
상기 실시예 및 비교예에 대하여 코팅 공정 작업성(점착액 흘러 내림 여부) 및 표면 거칠기를 측정하였다. 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.
[점착액 흘러 내림 발생 여부]
코팅 공정 시 점착액 흘러 내림 발생 여부를 육안으로 측정하였다.
[표면 거칠기]
코오사카(KOSAKA) 사의 ET-4000를 이용하여 점착제층의 표면 거칠기(Ra; 산술 평균 조도)를 측정하였다. 측정된 Ra 값이 0.1㎛ 미만인 경우는 "작다"로 평가하고, 0.1㎛ 이상인 경우는 "크다"고 평가하였다.
점착액 흘러 내림 발생 여부 표면 거칠기
실시예 1 발생하지 않음 0.035㎛ (작다)
실시예 2 발생하지 않음 0.089㎛ (작다)
실시예 3 발생하지 않음 0.052㎛ (작다)
실시예 4 발생하지 않음 0.027㎛ (작다)
실시예 5 발생하지 않음 0.025㎛ (작다)
비교예 1 발생하지 않음 0.153㎛ (크다)
비교예 2 발생 0.025㎛ (작다)
비교예 3 발생 0.024㎛ (작다)
표 4로부터 알 수 있듯이, 용제가 120 중량부 초과 함유된 비교예 2 및 3의 경우에는 점착액 흘러 내림 발생이 있었고 나머지 경우에는 점착액 흘러 내림이 발생하지 않았다.
한편, 표면 거칠기에 있어서, 실시예 1~5, 비교예 2 및 3은 모두 점착제층의 표면 거칠기가 0.1㎛ 이하로 작았지만, 비교예 1의 경우에는 점착제층의 표면 거칠기가 0.1㎛ 이상으로서 크게 나와 코팅 균일성이 상대적으로 낮은 것을 알 수 있었다.
도 1은 통상의 리플로우 솔더링 공정을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표면 보호 시트의 적층 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면 보호 시트의 적층 구성을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면 보호 시트의 적층 구성을 나타내는 개략도이다.
*주요 도면 부호의 설명*
1 : 칩 2 : 솔더
3, A, B, C : 표면 보호 시트 4 : 기판
5 : 솔더 비산물 11 : 제 1 기재 필름
12 : 제 1 점착제 층 20 : 이형 필름
21 : 실리콘 이형제 코팅 층
22 : 제 3 기재 필름
23 : 접착제 층 24 : 종이
25 : 폴리에틸렌 코팅 층 30 : 보강 필름
31 : 잉크 층 32 : 제 2 기재 필름
33 : 제 2 점착제 층

Claims (18)

  1. 표면 보호 시트로서,
    상기 표면 보호 시트는, 제 1 기재 필름(11); 상기 제 1 기재 필름(11) 하부에 형성되는 제 1 점착제 층(12); 및 상기 제 1 점착제 층(12)의 하부에 형성되는 이형 필름(20)을 포함하며,
    상기 제 1 점착제 층(12)은 주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지 20~30 중량부; 경화제 0.5~2 중량부; 및 용제 80~120 중량부의 비율로 혼합된 점착제로 이루어지고,
    상기 이형 필름(20)은 실리콘 이형제 코팅층(21); 상기 실리콘 이형제 코팅층 하부에 형성된 제 3 기재 필름(22); 상기 제 3 기재 필름(22)의 하부에 형성된 접착제 층(23); 상기 접착제 층(23) 하부에 형성된 종이(24); 및 상기 종이(24)의 하부에 형성된 폴리에틸렌의 코팅층(25)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기재 필름(11)은 폴리이미드 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 또는 폴리에틸렌스티렌 필름 중에 하나인 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용제는 에틸아세테이트 또는 톨루엔과 메틸에틸케톤의 혼합 용제인 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기재 필름(11)의 상측 면에 잉크를 인쇄하여 상기 표면 보호 시트가 부착될 피착물과 구별되도록 하는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 점착제 층(12)에 안료를 첨가함으로써 상기 표면 보호 시트가 부착될 피착물과 구별되도록 하는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기재 필름(11)의 상부에는 보강 필름(30)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 보강 필름(30)은,
    잉크 층(31);
    상기 잉크 층 하부에 형성된 제 2 기재 필름(32); 및
    상기 제 2 기재 필름(32) 하부에 형성된 제 2 점착제 층(33)으로 이루어는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 잉크 층(31)의 잉크 색상은 상기 제 1 기재 필름(11)의 색상과 다른 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 점착제 층(33)의 점착제의 점착력이 상기 제 1 점착제 층(12)의 점착제의 점착력보다 작은 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 점착제 층(33)의 점착제는 주제인 실리콘계 수지 20 내지 30 중량부, 밀착 향상제 1 내지 3 중량부, 촉매 0.5 중량부 및 용제 180 중량부의 비율로 혼합된 점착제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기재 필름(22)은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트.
  14. 표면 보호 시트의 제조 방법으로서,
    제 1 기재 필름(11)의 하부에 제 1 점착제를 코팅함으로써 표면 보호 시트를 제공하되, 상기 제 1 점착제로서 주제인 카르복실기를 함유한 아크릴계 수지 20~30 중량부; 경화제 0.5~2 중량부; 및 용제 80~120 중량부의 비율로 혼합된 점착제를 사용하는 제 1 단계; 및 상기 표면 보호 시트의 하부에 이형 필름(20)을 라미네이션하는 제 2 단계를 포함하며, 상기 제 2 단계에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 실리콘 이형제(21) 코팅을 하고, 종이(24)의 하부에 폴리에틸렌(25)을 압출 코팅한 후, 상기 실리콘 이형제 코팅층이 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과 상기 폴리에틸렌 코팅층이 형성된 종이를 라미네이션하는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트의 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제조 방법은, 상기 표면 보호 시트의 상부에 보강 필름(30)을 라미네이션하는 제 3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서는, 제 2 기재 필름(32)의 상부에 잉크 층(31)을 인쇄하고, 상기 제 2 기재 필름(32)의 하부에 제 2 점착제(33)를 코팅하는 것을 특징으로 하는 표면 보호 시트의 제조 방법.
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