KR100956432B1 - 전도성 점착 테이프 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 점착 테이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 고분자 필름을 플라즈마 장치를 이용하여 진공 및 세척처리 후에, 스퍼터 에칭되고 상하 통전을 위해 타공된 다음 플라즈마 에칭 또는 코로나 방전 에칭에 의해 물리적으로 계면 처리되고, 전기전도성이 우수한 금속이 전해, 무전해, 진공증착 및 스퍼터링 증착 중 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 도금된 후, 금속박의 양면 또는 단면에 도전성 점착제가 도포되어 제작되는 전도성 점착 테이프 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전자파 차폐율, 표면저항, 상하(수직)저항, 접착력, 균일한 두께 특성 등이 현저히 우수하며, 절단면에 버(Burr)가 전혀 발생하지 않아 버에 의한 전기적 단락(electrical short)문제가 발생하지 않는 전도성 점착 테이프를 제공하고자 한다.

초박층 절연 필름 기재, 전도성 점착 테이프, 전도성 점착제, 코로나 방전 에칭 ,스퍼터 에칭(sputter etching), 플라즈마 에칭(plasma etching), 계면처리,전도성 고분자 용액

Description

전도성 점착 테이프 및 그 제조 방법{A CONDUCTIVE ADHESIVE TAPE AND A METHOD FOR PRODUCTION OF THE SAME}

본 발명은 전도성 점착 테이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 고분자 필름이 플라즈마 장치를 이용하여 진공 및 세척처리 후에, 스퍼터 에칭되고 상하 통전을 위해 타공된 다음 플라즈마 에칭 또는 코로나 방전 에칭에 의해 물리적으로 계면 처리되고, 전기전도성이 우수한 금속이 전해, 무전해, 진공증착 및 스퍼터링 증착 중 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 도금된 후, 금속박의 양면 또는 단면에 도전성 점착제가 도포되어 제작되어 상하 통전, 열전도성, 전자파 차폐, 인열강도 및 인장강도의 면에서 현저히 향상된 전도성 점착 테이프 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 전도성 점착 테이프는 전기 전도성이 우수한 Ni, Cu, Ag 등이 무전해 도금된 전기 전도성 폴리에스테르 섬유 또는 나일론 섬유에 Ni 등의 전도성 파우더가 혼합된 형태의 전도성 아크릴 점착제가 코팅된 전도성 점착 테이프가 사용되어 왔으나, 이는 전도성 섬유를 사용함으로 가격이 고가이고, 절단 시 절단면에서 버(Burr)가 발생할 수가 있으며, 전기 전도성과 열 전도성이 금속박을 이용한 점착 테이프 보다 떨어지는 단점이 있었다.

종래의 전도성 점착 테이프는 금속박에 전도성 파우더가 혼합된 형태의 전도성 아크릴 점착제가 코팅된 점착 테이프가 사용되어 왔으나, 이는 인장강도 및 인열강도가 약하고 금속박이 알루미늄인 경우 쉽게 구김이 발생한다는 단점이 있었다.

종래의 전도성 점착 테이프는 알루미늄 등의 금속박의 인열강도 및 구김방지를 위해 폴리에스테르(PET)필름의 일측면에 알루미늄 등의 금속박을 합지하고, 타측면에 Ni등의 전도성 파우더가 혼합된 형태의 전도성 아크릴 점착제가 코팅된 점착 테이프가 사용되었으나, 이는 상하(수직) 전기전도성과 열전도성이 좋지 못해 전기적, 열적 특성이 떨어진다는 단점이 있었다.

그래서 종래의 전도성 점착 테이프는 상하통전을 위해 폴리머 필름 기재의 상하에 접촉되어 분리된 금속박을 상기 전도성 점착 테이프의 두께(수직)방향으로 엠보싱 마킹을 깊게 형성하여 전기적으로 접촉되는 방식을 취했다.

이는 물리적으로 전도성 점착 테이프를 찍어 누르는 방식이기 때문에 불안정, 불완벽하다. 따라서 상하(수직) 전기전도성과 열전도성이 좋지 못해 전기적, 열적 특성이 떨어진다는 단점이 있었다.

또한, 종래의 전도성 점착 테이프는 폴리에스테르 필름의 양면에 알루미늄 등의 금속박을 합지하고, 알루미늄 금속박 위에 실버, 실버가 코팅된 구리, 구리, 그라파이트 등의 전도성 필러가 포함된 도전성 페이스트를 코팅한 점착 테이프가 있으나, 이 또한 상하(수직) 전기전도성이 떨어진다는 단점이 있었다.

또한, 종래의 전도성 점착 테이프는 고분자 필름층의 타공된 홀을 전도성 용액등에 의해 채워 넣음으로서 전도성 점착 테이프의 유연성을 떨어뜨리고 더 나아가서는 유동시 타공된 홀 안의 전도성 물질과 고분자 필름과의 분리 내지는 이격되는 현상이 발생되는 문제가 있었다.

그리고, 알루미늄 금속박은 산화가 빨라 산화방지를 위해 산화피층 처리된 상태로 사용되고 있으나, 이는 알루미늄의 산화피층으로 인해 전기전도성이 떨어지는 단점이 있었다.

이에 본 발명에서는 상기의 단점을 해결하면서 전기적, 열적 특성이 우수한 복합기능의 전기 전도성 열전 테이프를 제공하고자 한다.

본 발명은 전자파 차폐율, 상하(수직)저항, 버(Burr)문제, 금속박의 구김 발생과 인장 강도 및 인열 강도의 문제점을 해결함과 동시에, 금속박의 산화방지를 위해 산화피막 처리되어 전기 전도성이 떨어지는 단점을 해결할 수 있으며, 전기 전도성 및 열 전도성이 우수한 복합기능의 전도성 점착 테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 향상된 전기적, 열적 특성을 갖춘 제품을 실현시켜 전자 및 통신 기기 내부의 인쇄 회로 기판(PCB)에 형성된 도전 패턴이나 전자 부품의 전기적 단락의 발생을 방지할 수 있는 전도성 점착테이프의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 고분자 필름을 플라즈마 장치를 이용하여 진공 및 세척처리 후에, 스퍼터 에칭되고 상하 통전을 위해 타공된 다음 플라즈마 에칭 또는 코로나 방전 에칭에 의해 물리적으로 계면 처리되고, 전기전도성이 우수한 금속이 전해 및/또는 무전해 도금된 후, 금속박의 양면 또는 단면에 도전성 점착제가 도포된 도전성 기재가 합지되어 있는 전도성 점착 테이프로서, 일정한 간격으로 타공된 홀(hole)을 갖는 고분자 필름 기재층; 타공된 홀의 내부면과 상기 타공된 홀을 경계로 하여 상기 고분자 필름 기재층을 둘러싸고 있으며, 전기 전도성이 우수한 금속이 전해, 무전해, 진공증착 및 스퍼터링 증착 중 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 도금된 하 나 이상의 도금 층; 및 일면 또는 양면에 부착된 도전성 점착제 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 금속 박 중 외부로 노출되는 일면에 있어서는 전도성 고분자 용액을 코팅한 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프를 제공하여 우수한 전기 전도성과 열전도성을 갖게 한다.

또한 상기의 금속박은 도전 점착 처리 공정 전에 엠보 처리를 함으로써 전도성 점착 테이프의 구김 방지를 줄일 수 있고, 접촉 면적이 증가하여 보다 우수한 상하 통전을 달성 할 수 있다.

계면 처리는 메탈 드롭(metal drop)현상, 도금이 벗겨지거나 기포가 생기는 현상, 얼룩, 구름낌 등과 같은 광택의 불균일 현상, 도금의 요철이나 피트 또는 도금 피층의 부서짐(취성)등을 방지하고, Pd 이온 등의 결합력을 강화시키기 위한 목적으로 수행된다.

그러나 종래의 화학적 계면처리만으로는 절연 고분자 필름과 금속 도금 계면의 부착력 향상에 의한 금속 박리 현상의 방지에 한계가 있을 뿐 아니라, 균일한 전기적 특성을 갖춘 제품의 실현이 어렵고, 전자 및 통신 기기 내부의 인쇄회로 기판(PCB)에 형성된 도전 패턴이나 전자 부품의 전기적 단락의 발생을 초래할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전도성 점착 테이프의 고분자 필름 기재는 플라즈마 장치를 이용하여 진공 및 세척 처리된 후에 스퍼터 에칭 및 플라즈마 에칭 또는 코로나 방전 에칭에 의해 물리적으로 계면 처리되어 있어 상기한 문제점을 해결할 수있다.

한편, 본 발명에 따른 고분자 필름 기재는 물리적 계면 처리 후에 화학적 계면 처리된 것일 수도 있다. 화학적 계면 처리는 가성소다 에칭/초음파 세척, 수세, 산처리(중화), 수세, 팔라듐 촉매화 처리(팔라듐 이온 흡착), 수세, 황산 활성화, 수세 등의 과정을 거침으로써 행하여진다.

고분자 필름 기재는 일정한 간격으로 타공된 홀(hole)을 갖는데, 타공된 홀의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니지만 최종 제품의 용도와 전기적 특성을 고려할 때 0.05~1.5 mm인 것이 바람직하다.

하나 이상의 도금층은 니켈, 구리, 금, 은, 주석 및 코발트로 이루어진 군으로부터 선택되는 전기전도성이 우수한 금속이 전해, 무전해, 치환, 진공 증착 또는 스퍼터링 방식으로 도금되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 전자파 차폐율은 ASTM D4935방법에 따라 측정된 전자파 차폐율이 70dB를 초과하고, ASTM E-1461(Laser Flash법)에 따라 측정된 열전도도가 수평방향 135.302 W/m-K이고 수직방향 0.580 W/m-K 이다.

본 발명에 따른 전도성 점착 테이프는 전자파 차폐율, 표면저항, 상하(수직)저항, 접착력 등의 특성이 우수하고, 버(Burr)문제, 금속박의 구김 발생과 인장 강도 및 인열강도의 문제점을 해결함과 동시에, 금속박의 산화방지를 위해 산화피층 처리되어 상하(수직) 전기 전도성이 떨어지는 단점을 보완 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 전도성 점착 테이프의 제조 방법에 따르면 균일한 전기적 특성을 갖춘 제품을 실현시켜 전자 및 통신 기기 내부의 인쇄 회로 기판(PCB)에 형성된 도전 패턴이나 전자 부품의 전기적 단락의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 PCB, Connector, Cable, 기구물 및 샤시등의 정전기 방지, 전자파 차폐 및 접지(EMI Shielding & Grounding)와 발열 소자 및 파이프 등의 방열 대책 부품으로 적용이 가능하다.

도 1a는 본 발명에 의해 제조된 전도성 점착 테이프의 단면도, 도 1b는 본 발명에 의해 제조된 전도성 고분자 성분을 포함하는 코팅층을 제 1금속박의 상부면에 형성한 전도성 점착 테이프의 단면도.

도 1a 및 도 1b을 참조하면, 제 1 (4a) 및 제 2 금속박(4b)은 전도성을 가진 일반적인 금속소재가 적용될 수 있는데 압연동박, 전해동박, 주석박, 니켈박, 니켈이 도금된 동박, 주석이 도금된 동박, 스테인레스 스틸 및 동-아연 합금박 등으로 대체 가능하다. 상기 금속박은 전도성 점착 테이프에 있어서 우수한 전자파 차폐효과 및 열전 특성을 발현하게 한다.

고분자 필름 기재(1)는 전도성 점착 테이프의 인열강도 및 인장강도를 강화시킨다. 특히 폴리에스테르(PET) 필름의 특징은 고분자 필름 중에서 가장 강인한 필름에 속하고, 전기적 성질이 우수하며, 탄성율이 크고, 극히 얇은 필름으로 사용될 수 있으며, 강도, 투명성, 내충격 강도가 크고, 인장강도가 커서 인장강도가 셀로판의 3배, 폴리에틸렌의 10배에 달하여 알루미늄에 가까울 정도이다.

그리고 온도에 따른 변화가 적고, -60˚C부터 +150˚C까지 사용 가능하여 넓은 온도 범위에서 사용될 수 있다. 수증기나 기체의 투과율도 적다. 또한 결정용융점 부 근의 온도(230˚C)까지 용융하지 않는 내열성의 C-PET수지도 개발되어 있다.(C-PET의 사용 내열온도 범위는 135~225˚C)

폴리에스테르의 주 용도는 투명성, 강도, 경도, 치수안전성, 충격에 대한 강도가 큰 점 등을 이용해서 사진필름, 복사용 필름, 자기테이프, 비디오테이프, 절연테이프, 식품포장용 필름, 트레이싱 페이퍼등 광범위하게 넓다.

폴리에스테르는 결정화됨으로서 표면의 경도나 강도가 커지고 열에 대해서도 강해진다. 결정성수지에서는 녹은 후 천천히 냉각시키면 결정화가 진행되나 급냉하게 되면 결정화가 진행되지 않은 상태에서 굳어지기 때문에 결정화부분이 적어지게 된다. 따라서 결정화 과정의 조정을 통해 경도 및 강도를 조절할 수 있다는 장점이 있다.

고분자 필름 기재(1)는 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET), 폴리 프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리이미드(PI), 폴리우레탄(PU), 나일론, 폴리비닐클로라이드(PVC) 및 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등으로 대체 가능하다. 상기 금속박(4a 및 4b)과 상기 고분자 필름(1)은 서로 합지되어 있으며 이러한 합지는 전도성을 가진 점착제(3a, 및 3b)에 의하여 이루어 질 수 있으며, 상기 전도성 점착제는 전도성 고분자 테이프의 전기전도성을 증대 시킬 수 있다.

또한 상기 제1금속박(4a)에 있어서 고분자 필름과 접지 되어 있지 아니한 일측면은 전도성 고분자 성분을 포함한 코팅층(6)이 형성되어 있다. 상기 전도성 고분자 성분을 포함한 코팅층(6)은 기존의 금속박의 산화방지를 위해 산화피막 처리 된 상태로 사용되는 전도성 점착테이프에 비해 우수한 전기 전도성을 제공한다.

또한 상기의 고분자 필름은 고분자 필름에 타공된 홀(2b)을 형성하여 타공된 홀의 내측면과 고분자 필름층을 도전층에 의해 둘러싸여진 구조로 되어있어 전기전도성, 열전도성 및 전자파 차폐효과의 면에서 우수한 특성을 제공한다.

상기 고분자 필름의 타공된 홀에 도전층이 도포되는 것에 의해 전도성 점착 테이프의 상하방향의 전기전도성과 열전도성이 향상되고 또한 상하통전의 의한 전기전도성이 상기 전도성 점착 테이프 전체를 통해 균일하게 유지될 수 있다.

상기 고분자 필름의 타공부(2b)의 형성은 고분자 필름을 플라즈마 장치를 이용하여 진공 및 세척처리 후에, 스퍼터 에칭되고 상하 통전을 위해 타공된 다음 플라즈마 에칭 또는 코로나 방전 에칭에 의해 물리적으로 계면 처리되고, 전기전도성이 우수한 금속이 전해, 무전해, 진공증착 및 스퍼터링 증착 중 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 도금처리 되는 것에 의해 형성될 수 있다.

고분자 필름의 상하 통전을 위한 타공은 기계타공, 레이저타공, 초음파타공, 니들타공 중 적어도 어느 하나 이상의 방식에 의해 타공된 홀을 구비하게 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 전도성 점착 테이프는 제 1 금속박(4a) 및 제 2 금속박(4b) 중의 어느 하나 이상이 엠보 처리된 것을 특징으로 하고 있다. 상기의 엠보처리를 하는 것에 의하여 전도성 점착 테이프의 구김 방지에 기여 할 수 있고, 접촉 면적의 증가를 통해 보다 우수한 상하 통전 효과를 기대 할 수 있다. 엠보 처리라 함은 금속박에 요철을 형성하는 일련의 처리를 말한다.

또한 상기의 전도성 고분자 성분을 포함하는 코팅층은 수분산 우레탄 수지 및 수용성 아크릴계 수지를 포함하는 수용성 유기 바인더; 전도성 고분자와 습윤 및 레벨링 향상제; 소포 및 탈포제; 습윤분산제; 증점 및 평활제; 및 물, 이소프로판올, 에탄올, N-메틸피롤리돈(NMP)으로 혼합된 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다.

참고로, 수분산 우레탄 수지는 기존의 유성 우레탄 수지가 포름알데히드를 함유하고 있어, 친환경적이지 않고, 또한 유기용제인 톨루엔, DMF 등이 물보다 휘발점이 낮아 건조속도는 빠르지만 표면평활성과 내수도가 떨어지는 단점을 보완한다. 또 수분산 우레탄 수지는 대기오염원 배출이 거의 없으며, 표면평활성, 작업성의 측면에서 우월하며, 이것이 코팅된 제품표면의 터치감이 부드럽고, WET함을 지닌다. 또, 수분산 우레탄 수지의 코팅으로 제품의 강도가 향상될 수 있다.

수용성 아크릴계 수지는 환경오염이 없다는 장점이 있으며 아크릴산 에스테르계 모노머 20내지50중량%, 방향족 비닐계 모노머 25내지40중량% 및 카르복시산 비닐 에스테르계의 모노머 25내지40중량%로 혼합한 산가 40내지60의 혼합 모노머 60내지80중량부, 불포화 카르복시산계 모노머 10내지30중량부, 히드록시알킬기를 가진 불포화 모노머 10내지30중량부, 라디칼 중합 개시 촉매 1내지3중량부, 친수성계 용매 5내지50중량부로 된 부가 중합 반응 혼합물을 사용하여 부가 중합시키는 1차 부가 중합과, 상기 1차 부가 중합물과 상기 혼합 모노머와의 부가 중합에서 중량 평균 분자량을 20,000내지30,000으로 조절하는 2차 부가 중합에 의해 제조된다.

수용성 유기 바인더는 무기 바인더에 비하여 비교적 저온에서 적용 가능하여 공정 열을 감소시킬 수 있어 경제적이다.

전도성 고분자는 낮은 밀도를 갖기 때문에 Specific Conductivity(전기전도도를 질량으로 나눈 값)가 금속보다 높고 금속에 비해 가공성이 월등히 뛰어나며 대량생산이 가능하다. 전도성 고분자는 도핑에 따라 전기전도도의 크기를 바꿀 수 있어 전기전도성 재료로서 강점을 가지고 있다.

전도성 고분자의 또 하나의 전기 화학적 특성에 의한 응용분야는 전기 변색 특성을 이용함에 있다. 전도성 고분자는 공액 2중 결합을 갖기 때문에 대부분 가시광선을 흡수하여 색을 띄게 되는데, 전도성 고분자의 산화 상태를 조절함에 따라 전자 밀도를 변화시킬 수가 있다. 이에 따라 흡광도에 변화가 일어나서 변색 현상이 나타나게 되는데, 이것을 전기 변색 특성(electrochromism)이라고 한다.

전도성 고분자의 전기 변색 특성을 이용하여 전도성 고분자 용액을 상기의 전도성 점착 테이프의 공기중에 노출되는 외부 금속박에 코팅함으써, 상기의 변색효과를 이용하여 전도성 점착 테이프의 색이 변하게 할 수 있다. 따라서, 특히 전도성 점착 테이프가 외부로 노출되는 곳에 사용되는 경우 시각적 판단에 의해서 구별될 수 있다는 장점이 있다.

예를 들어, 온도의 차이에 의해 변색되거나 태양광의 양에 따라 변색되는 특성을 이용하여 전도성 점착 테이프가 부착된 제품의 내부 상태에 대해 가늠해 볼 수 있고, 이를 이용해 상기 전도성 점착 테이프가 부착되어 있는 제품의 특성을 고려하여 안전성 및 효율성을 위해 상기 제품을 현재의 장소에서 이동시키거나 태양광을 차단 또는 온도 조절을 시행 할 수 있다.

BYK-337 은 소재 습윤성을 가장 양호하게 해주는 실리콘 첨가제이며, 유용성 도료 뿐만 아니라 수계 도료에서도 점착성을 증가시킨다. BYK-337 은 표면 슬립(slip)성을 증가시키며 우수한 상용성을 가지고 있으며 투명 도료의 투명성에 영향을 주지 않는다는 장점이 있다.

BYK-028 은 수계시스템용 표준 소포제이며 소포제 시리즈의 실험에 있어서 선정하는 기본이 된다. BYK-028 은 PVC 가 0-25 정도인 아크릴레이트/폴리우레탄 혹은 폴리우레탄 도료에 적합며 은 쉽게 혼합된다는 장점이 있다.

이소프로판올은 화학식 (CH)CHOH이며,프로판올의 이성질체이다. 녹는점 -89.5℃, 끓는점 82.4℃, 비중 0.7864이다. 이소프로판올은 독특한 냄새가 나는 무색의 휘발성 액체로, 인화성이 있으며, 다른 알코올을 비롯하여 물·에테르·아세톤이나 탄화수소계 용매에 잘 녹는다. 이소프로판올은 프로필렌을 농도 87%의 황산에 흡수시킨 다음, 물을 가해서 증류하면 물을 함유하는 아이소프로판올이 생기므로, 이것을 탈수하여 순도가 높은 제품으로 만들 수 있다.

상기의 NMP(NMethyl-pyrrolidone)는 반도체와 액정표시장치(LCD) 제조용 표면박리제, 리튬이온전지(LIB)제조시 사용되는 화학제품으로 반도체나 페인트, 의약, 농약 등에 용매로 사용되며 G-Butyrolactone에서 유도되는 제품 중 메틸아민을 반응시켜 얻는다.

전도성 고분자 용액의 조성에 대해 더욱 상세히 설명하고자 한다.

전도성 고분자 용액은 고형분 함량 25 내지 40%의 수분산 우레탄 수지 10 내지 30 중량% 와 고형분 함량 25 내지 40% 수용성 아크릴계 수지 5 내지 30중량%의 수용성 유기 바인더를 포함한다. 수분산 우레탄 수지가 10 중량% 미만인 경우에는 전도성 점착 테이프의 강도가 저하되는 문제점이 있고, 수분산 우레탄 수지가 30 중량%초과인 경우에는 전도성 고분자 용액의 질량이 증가하게 되어 전도성 고분자 코팅층과 금속박과의 밀착력이 떨어지는 문제가 생긴다.

수용성 아크릴계 수지가 5 중량% 미만인 경우는 전도성 고분자 코팅층이 딱딱해져 균열(크랙)이 발생하는 문제가 있고, 수용성 아크릴계 수지가 30 중량%를 초과하는 경우 전기전도성을 떨어뜨리는 문제가 있다.

또한 상기한 전도성 고분자 용액은 고형분 함량 0.5 내지 5%의 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 0.5 내지 5 중량%의 전도성 고분자를 포함한다.

폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)은 다른 전도성 고분자와는 달리 에틸렌디옥시기에 의한 전자 공여효과에 의하여 낮은 optical bandgap(1.6~1.7eV)을 가지고 있어 산화상태의 고분자 흡수밴드가 적외선 영역에 존재 하므로 투명성을 요구하는 CRT 등에 적용될 수 있다. 또 흡수밴드가 적외선 영역(760~780nm)에 존재하기 때문에 가시광선 영역에서 투명한 성질을 가지는 장점이 있어 이로서 투명성을 요구하는 재료로 응용이 가능하다. 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)가 0.5 중량% 미만인 경우는 금속층의 부식 방지 효과가 떨어지는 문제가 있고, 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)가 30 중량%를 초과하는 경우 전도성 고분자 용액의 분산성을 떨어뜨려 균일한 코팅이 되지 못하는 문제가 있다.

또한 상기한 전도성 고분자 용액은 BYK-337 0.1 내지 0.3 중량% 습윤 및 레벨링 향상제; BYK-028 0.1 내지 0.3 중량%의 소포 및 탈포제; DIPERBYK-181 0.1 내 지 0.3 중량%의 습윤 분산제; ACRYSOL TT-615 0.3 내지 1.5 중량%의 증점 및 평활제; 물 5 내지 25 중량%, 이소프로판올 5 내지 30 중량%, 에탄올 5 내지 25 중량%, N-메틸피를리돈(NMP) 3 내지 10 중량%의 용매로 구성된다.

N-메틸피를리돈(NMP)은 할로겐이 없는 환경친화성 용매로서 반도체 세정제, 제약, 농약, 화학공정의 용매 또는 추출제로 광범위하게 이용되며 상기 전도성 고분자 용액에서는 분산성이나 투명도를 보다 향상시키는 역할을 하며, N-메틸피를리돈(NMP)이 3중량% 미만인 경우는 전도성 고분자 코팅층의 분산성을 떨어뜨리는 문제가 있고, N-메틸피를리돈(NMP)이 25중량%를 초과하는 경우 전도성 고분자 코팅층의 건조를 지연시키는 문제가 있다.

또한 상기의 전도성 고분자 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)은 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리파라페닐렌, 폴리파라페닐렌설파이드, 폴리파라페닐렌비닐렌 및 폴리티오펜 등의 전도성 고분자로 하나 또는 하나 이상 혼합하여 대체되어 사용 될 수 있다. 따라서 상기 전도성 고분자 성분을 가진 코팅층(6)이 제 1 금속박(4a)의 상부에 형성됨으로써 금속박의 산화방지는 물론 전기적 특성 및 열적 특성이 개선될 수 있다.

도 4는 본 발명에 의해 제조되는 전도성 점착 테이프의 제조공정을 나타낸 공정 블록도이다. 도4를 참조하면, 전도성 점착 테이프를 제조하는 방법에 있어서,

단계 S10은 제 1 금속박의 일측면에 전도성 고분자 성분을 포함하는 코팅층을 형성하는 공정이다. 전도성 고분자 성분을 포함하는 용액의 조성은 상기한 바에 따른다.

단계 S20은 상기 제 1 금속박의 타측면에 전도성 점착제를 코팅하는 공정이다. 전도성 점착제로는 니켈등의 전도성 파우더가 혼합된 전도성 아크릴 점착제가 사용 될 수 있다.

단계 S30 및 S40은 고분자 필름을 타공후 타공된 고분자 필름을 전도성 있는 코팅층에 의해 코팅하는 공정이다.

이것을 더욱 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명에 의해 제조되는 전도성 점착 테이프의 제조공정 중 고분자 필름의 타공부를 형성하는 단계와 전도성 코팅층으로 코팅하는 단계에 대한 공정 블록도이다. 도5를 참조하면, 전도성 고분자 필름은 플라즈마 장치를 이용하여 진공처리 및 세척 처리하는 단계(S100); 스퍼터 에칭 후 상하 통전을 위한 타공을 하는 단계(S200); 플라즈마 에칭 또는 코로나 방전 에칭 중 적어도 어느 하나 이상의 방법으로 물리적 계면 처리하는 단계(S300); 및 전도성 있는 금속을 전해 또는 무전해 방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방법으로 전도성 코팅층을 형성하는 단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 나타낸다. 상기 S200단계에서 스퍼터 에칭을 하는 것에 의해 상기 고분자 필름 기재에 미세한 흠을 형성하게 되어 표면 조도를 줄 수 있기 때문에 고분자 필름 기재에 도전층의 밀착력을 안정적으로 할 수 있다.

상기 고분자 필름의 타공 방식에 있어서 기계적 방식에 의한 타공, 레이저를 이용한 타공, 초음파를 이용한 타공, 니들 타공의 방식 중 어느 것에 의하여도 달성될 수 있음을 보이며, 이들의 적절한 조합에 의하여서도 타공홀을 구비하는 방식도 가능함을 나타낸다.

다시 도4를 참조하면, 단계 S50은 제 2 금속박의 일측면에 전도성 점착제를 코팅하는 단계이다. 이는 상기 제 S20단계의 설명으로 갈음한다.

단계 S60은 상기 제 1 금속박을 상기 도전층에 의해 둘러싸여진 고분자 필름의 상부에 합지하는 단계를 나타내고 있다. 금속박과 고분자 필름의 합지는 전도성 있는 점착제를 이용할 수 있다. 도전층이라 함은 박막층, 금속 도금층 등을 포함한다.

단계 S70은 상기 제 2 금속박을 도전층 의해 둘러싸여진 고분자 필름의 하부에 합지하는 단계이며 단계 S80은 상기 제 2 금속박의 타측면에 전도성 점착제를 코팅하는 단계이다. 또 제 1 및 제 2 금속박 중 어느 하나 이상은 상기의 고분자 필름과 합지하는 단계 전에 엠보 처리하는 단계를 포함 할 수 있다. 엠보처리라 함은 금속박에 요철을 형성하는 일련의 처리를 말하는데, 상기 엠보처리에 의해서 상술한 바와 같이 전도성 점착 테이프의 구김 방지에 기여 할 수 있고, 접촉 면적의 증가를 통해 보다 우수한 상하 통전 효과를 가질 수 있다.

상기의 전도성 고분자 성분을 포함한 코팅층의 코팅 방법에 있어서는 그라비아 코팅, 스프레이 코팅, 함침, 콤마코팅, 스크린 프린팅 또는 나이프 코팅 방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방법이 사용될 수 있다. 함침이란, 주조공정에 반드시 발생하는 눈에 보이지 않는 기공에 함침장치를 이용하여 함침제를 충진하여 경화시켜 기공을 메우는 기술을 말한다.

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실시예1

도 1a는 본 발명에 의해 제조된 전도성 점착 테이프의 단면도, 도 1b는 본 발명에 의해 제조된 전도성 고분자 성분을 포함하는 코팅층을 제 1금속박의 상부면에 형성한 전도성 점착 테이프의 단면도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 고분자 필름은 플라즈마 장치를 이용하여 진공 및 세척 처리한후 다음으로 고분자 필름은 스퍼터 에칭되고 상하 통전을 위해 타공된 다음 플라즈마 에칭에 의해 물리적으로 계면 처리한다. 다음으로 전기전도성이 우수한 금속이 전해 도금된 후, 금속박의 양면에 도전성 점착제를 도포하여 고분자 필름과 합지한다. 또한 본 발명에서는 상기 금속 박 중 외부로 노출되는 일면에 있어서는 전도성 고분자 용액을 코팅하고 금속박은 도전 점착 처리 공정 전에 엠보처리를 한다. 플라즈마 장치에 타공된 고분자 필름을 배치하고, 약 500 mTorr의 진공도를 유지하면서 약 100 sccm의 아르곤(Ar) 가스를 주입하여 세척을 반복하였다.

이어서 플라즈마 장치 내에서 산소(O₂)가스; 아르곤(Ar)가스의 조성비를 45 sccm:30 sccm으로 유지하면서 약 30초 동안 스퍼터 에칭한 후, 60 sccm의 산소(O₂) 가스만을 사용하여 약 2분 동안 플라즈마 에칭하고 아르곤(Ar) 가스로 세척하여 에칭하거나 일반적인 에칭 방법의 하나로 코로나 방전 에칭 장치에 의한 에칭을 시행하였다. 이렇게 에칭된 고분자 필름 기재에 일정한 간격으로 타공하여 약 0.7mm의 홀(hole)을 형성시켰다. 이와 같이 물리적 계면처리된 고분자 필름 기재를 가성소다 12%농도의 에칭조에 통과시키고, 수세조를 거친 후, 염산 20%농도의 수용액 하에서 중화시키고 수세하였다.

그 후, 염화팔라듐과 염화주석의 혼합액으로 구성된 팔라듐 촉매조를 통과시켜 고분자 필름 기재에 팔라듐 이온을 흡착시키고 수세한 후, 팔라듐 이온과 함께 흡착되어 있는 주석 이온을 제거하기 위해 18 중량% 황산 활성화조에 침적하고 수세하여 고분자 필름 기재에 팔라듐 이온만을 형성시켰다. 이어서 황산니켈 30 g/ℓ,치아인산소다 20 g/ℓ 및 구연산소다 40 g/ℓ를 혼합한 무전해 니켈 도금조에 침적하여 니켈 금속을 석출시켜 고분자 필름 기재 표면 및 홀(hole)에 니켈 도금층을 1차로 형성시키고 수세한 후, 구리 도금을 위해 황산구리 4.0 g/ℓ, 가성소다 10 g/ℓ 및 포르말린 5.8 g/ℓ를 혼합한 무전해 구리 도금조에 침적하여 구리 금속을 석출시켜 구리 도금층을 2차로 형성시킨 후 수세하였다.

그 후, 황산니켈 30 g/ℓ, 치아인산소다 20 g/ℓ 및 구연산소다 40 g/ℓ 를 혼합한 무전해 니켈 도금조에 침적하여 니켈 도금층을 3차로 형성시키고 수세하였다. 이어서, 양면 또는 단면에 아크릴계 도전성 점착제 층을 형성시킴으로써, 전도성 점착 테이프를 생성시켰다.

상기의 고분자 필름의 타공 방법은 기계 타공, 레이저 타공, 초음파 타공, 니들 타공 등의 방법이 적용될 수 있으며, 상기의 고분자 필름 기재는 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET), 폴리 프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리이미드(PI), 폴리우레탄(PU), 나일론, 폴리비닐클로라이드(PVC) 및 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등으로 대체 가능하다.

상기의 금속박은 압연동박, 전해동박, 주석박, 니켈박, 니켈이 도금된 동박, 주석이 도금된 동박, 스테인레스 스틸 및 동-아연 합금박 등으로 대체 가능하다. 또한 금속박의 산화 및 부식에 의한 성능 저하 방지를 위해 전도성 고분자 코팅액 을 그라비아 코팅, 스프레이 코팅, 함침, 콤마코팅, 스크린 프린팅 및 나이프 코팅 방식으로 금속박에 코팅한다. 또 상기의 금속박의 도전 점착 처리 공정 전에 엠보 처리를 함으로써 전도성 점착 테이프의 구김 방지를 줄일 수 있고, 접촉 면적이 증가하여 보다 우수한 상하 통전이 가능하다.

실시예2

상기의 전도성 고분자 용액의 조성을 고형분 함량 30%의 수분산 우레탄 수지 20 중량% 와 고형분 함량 25%의 수용성 아크릴계 수지 10중량%의 수용성 유기 바인더; 고형분 함량 3%의 폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 4 중량%의 전도성 고분자와 BYK-337 0.2 중량% 습윤 및 레벨링 향상제; BYK-028 0.2 중량%의 소포 및 탈포제; DIPERBYK-181 0.3 중량%의 습윤 분산제; ACRYSOL TT-615 1.0 중량%의 증점 및 평활제; 물 9.3중량%, 이소프로판올 25 중량%, 에탄올 20중량%, N-메틸피를리돈(NMP) 3 내지 10 중량%의 용매로 구성하였다.

또한 상기의 전 도성 고분자 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)은 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리파라페닐렌, 폴리파라페닐렌설파이드, 폴리파라페닐렌비닐렌 및 폴리티오펜 등의 전도성 고분자로 하나 또는 하나 이상 혼합하여 대체되어 사용 될 수 있다.

실험예

상기의 실시예2에 따라 제조된 전도성 점착 테이프의 물성 DATA는 하기 표1과 같다.

물성		측정 방법	물성치
전자파 차폐율		ASTM D4935	>70dB
점착력(180 Peel)		SUS 304 Plate	>1,500 gf/25mm
저항	표면저항	MIL-G-83528	27.8m
	상하(수직) 저항	MIL-G-83528	32.4m
열전도도	수평	ASTM E-1461 (Laser Flash법)	135.302 W/m-K
	수직		0.580 W/m-K

상기의 표1과 같이 상기의 실시예2에 의해 제조된 전도성 점착 테이프는 70dB이상의 전자파 차폐율을 갖으며, 1,500 gf/25mm이상의 점착력을 갖는다. 또한 수평 방향으로 135.302 W/m-K의 열전도도, 수직 방향으로 0.580 W/m-K의 열전도도를 갖는다. 기타의 물성치는 상기의 표를 참조하여 알 수 있다.

상기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 첨부된 특허청구범위에 기재된 사항으로부터 도출되는 기술적 사상의 범위 내에서 상기의 실기예의 다양한 변형, 수정 및 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.

도 1a는 본 발명에 의해 제조된 전도성 점착 테이프의 단면도.

도 1b는 본 발명에 의해 제조된 전도성 고분자 성분을 포함하는 코팅층을 제 1금속박의 상부면에 형성한 전도성 점착 테이프의 단면도.

도 2는 본 발명에 의해 제조된 전도성 점착 테이프 중 타공된 고분자 필름의 평면도,

도 3은 본 발명에 의해 제조된 전도성 점착 테이프 중 타공된 고분자 필름의 단면부에 대한 사시도,

도 4는 본 발명에 의해 제조되는 전도성 점착 테이프의 제조공정을 나타낸 공정 블록도,

도 5는 본 발명에 의해 제조되는 전도성 점착 테이프의 제조공정 중 고분자 필름의 타공부를 형성하는 단계와 전도성 코팅층으로 코팅하는 단계에 대한 공정 블록도.

Claims (10)

1. 전도성 점착 테이프에 있어서,

   미리 결정된 간격으로 홀(hole)이 형성된 고분자 필름으로서 상기 홀의 내부면과 상기 고분자 필름의 외부면에 도전층을 도포한 고분자 필름;

   일면이 상기 고분자 필름의 상부에 도포된 도전층에 합지되는 제 1 금속박;

   산화방지, 전기전도도 및 열전도도 향상을 위해 전도성 고분자 성분을 포함하여 상기 제1 금속박의 타면에 코팅되는 코팅층; 및

   일면에 전도성 점착제를 개재하고 타면이 상기 고분자 필름의 하부에 도포된 도전층에 합지되는 제 2 금속박을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 금속박 중 적어도 어느 하나 이상은 엠보 처리된 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고분자 필름은 플라즈마 장치를 이용하여 진공 및 세척처리 된 후, 스퍼터 에칭을 하고 상하 통전을 위해 기계타공, 레이저타공, 초음파타공, 니들타공 중 적어도 어느 하나 이상의 방식에 의해 타공된 홀을 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기의 전도성 고분자 성분을 포함하는 코팅층은 수분산 우레탄 수지 및 수용성 아크릴계 수지를 포함하는 수용성 유기 바인더;

   전도성 고분자;

   습윤 및 레벨링 향상제;

   소포 및 탈포제;

   습윤분산제;

   증점 및 평활제; 및

   물, 이소프로판올, 에탄올, N-메틸피롤리돈(NMP)으로 혼합된 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 수분산 우레탄 수지는 고형분 함량 25내지 40%의 10 내지 30 중량%로 되고, 상기 수용성 아크릴계 수지는 고형분 함량 25 내지 40%의 5 내지 30중량%로 되고, 상기의 전도성 고분자는 고형분 함량 0.5 내지 5%의 폴리 3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 0.5 내지 5 중량%로 되고, 상기의 습윤 및 레벨링 향상제는 BYK-337 0.1 내지 0.3 중량%, 상기의 소포 및 탈포제는 BYK-028 0.1 내지 0.3 중량%, 상기의 습윤 분산제는 DISPERBYK-181 0.1 내지 0.3 중량%, 상기 증점 및 평활제는 ACRYSOL TT-615 0.3 내지 1.5 중량%, 상기의 물은 5 내지 25 중량%, 상기 이소프로판올은 5 내지 30 중량%, 상기 에탄올은 5 내지 25 중량%, 상기 N-메틸피롤리돈(NMP)은 3 내지 10 중량%로 된 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프.
6. 전도성 점착 테이프를 제조하는 방법에 있어서,

   (a)제 1 금속박의 일측면에 전도성 고분자 성분을 포함하는 코팅층을 형성하는 단계;

   (b)고분자 필름을 타공 후 상기 타공된 고분자 필름에 상하통전을 위한 도전층을 도포하는 단계;

   (c)상기 제 1 금속박을 상기의 도전층이 도포된 고분자 필름의 상부에 합지하는 단계;

   (d)제 2 금속박을 상기의 도전층이 도포된 고분자 필름의 하부에 합지하는 단계;

   (e)상기 제 2 금속박의 타측면에 전도성 점착제를 코팅하는 단계; 및

   (f)상기 제 1 및 제 2 금속박 중 적어도 어느 하나 이상은 상기 고분자 필름과 합지하는 단계 이전에 엠보 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프를 제조하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 (b)단계의 고분자 필름을 타공 후 상기 타공된 고분자 필름에 상하통전을 위한 도전층을 도포하는 단계는

   (b1)상기 고분자 필름을 플라즈마 장치를 이용하여 진공처리 및 세척 처리하는 단계;

   (b2)상기 고분자 필름을 스퍼터 에칭 한 후 상하 통전을 위한 타공을 하는 단계;

   (b3)플라즈마 에칭 또는 코로나 방전 에칭 중 적어도 어느 하나 이상의 방법으로 물리적 계면 처리하는 단계; 및

   (b4)전도성 있는 금속을 전해, 무전해, 진공증착 및 스퍼터링 방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방법으로 도전층을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프를 제조하는 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 고분자 필름의 상하 통전을 위한 타공은 기계 타공, 레이저 타공, 초음파 타공, 니들 타공 방식 중 어느 한가지 이상의 방식에 의해 타공된 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프를 제조하는 방법.
9. 삭제
10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 전도성 성분을 포함한 코팅층은 그라비아 코팅, 스프레이 코팅, 함침, 콤마코팅, 스크린 프린팅 또는 나이프 코팅 방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방법으로 금속박에 코팅하는 것을 특징으로 하는 전도성 점착 테이프를 제조하는 방법.

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