KR101046200B1

KR101046200B1 - 전자파 차폐필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 전자파 차폐필름

Info

Publication number: KR101046200B1
Application number: KR1020100112970A
Authority: KR
Inventors: 정광춘; 조현남; 유명봉; 조남부; 진석필; 노승훈; 조동준; 정연중; 이상락
Original assignee: 에스디플렉스(주); 주식회사 잉크테크
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2011-07-05
Also published as: TWI514957B; US20130206315A1; CN103120042A; TW201223437A; JP5736046B2; JP2013538439A; CN103120042B; WO2011162453A1; US9167735B2

Abstract

본 발명은, a) 제1보호필름 상에 단일의 절연층을 구비하는 단계로서, 열가소성수지 및 열경화성수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지와, 난연성 필러 및 내마모성 필러 중에서 선택된 1종 이상의 필러를 포함하는 절연층 조성물로 절연층을 구비하는 단계; b) 상기 절연층 상에 금속층을 구비하는 단계; c) 상기 금속층 상에 도전성 접착제층을 구비하는 단계로서, 열가소성수지 및 열경화성수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지와, 도전성 필러를 포함하는 도전성 접착제층 조성물로 도전성 접착제층을 구비하는 단계; 및 d) 상기 도전성 접착제층 상에 제2보호필름을 구비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 전자파 차폐필름을 제공한다.

Description

전자파 차폐필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 전자파 차폐필름{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SHIELDING FILM AND ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SHIELDING FILM MANUFACTURED BY THE METHOD}

본 발명은, 전자부품 및 기기에서 발생되는 전자파 차폐를 목적으로 인쇄회로기판(PCB), 연성회로기판(FPCB) 등에 사용되는 전자파(EMI) 차폐필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 전자파 차폐필름에 관한 것이다.

전자기기의 경박단소화로 인쇄회로기판에 적용되는 소재 또한 소형화의 요구가 증대되고 있고, 고밀도배선에 적합하기 위해서는 설계의 자유도가 높고, 굴곡성이 우수해야 한다. 또한 더욱 고성능화, 고속화가 향상되어 고주파화에 따른 노이즈(Noise) 발생으로 전자파 차폐재료의 개발에 대한 중요성은 더욱 증대되고 있다.

이러한 전자기기의 차폐방법은 차폐필름방식, 실버 페이스트(Silver Paste)를 인쇄회로기판에 코팅하는 방식, 금속입자를 인쇄회로기판에 부착하는 스퍼터링(Sputtering) 방식으로 구분할 수 있는데, 공정작업성, 신뢰성, 고성능화 등을 감안하면 필름(Film) 형태의 것이 유리하다.

종래의 전자파차폐필름의 한 예로서 한국공개특허 10-2008-0015447호에는, 분리필름; 이형층; 하드층(Hard layer)과 소프트층(soft layer)으로 구성된 2층 구조의 커버필름; 금속층; 및 도전성 접착제층으로 구성된 전자파 차폐필름에 대해 기재되어 있다.

이 전자파 차폐필름의 경우 커버필름이 견고하여(Brittle), FPCB가공시 쉽게 찢어져 커버필름과 금속층이 박리(Delamination)됨에 따라, 도금액이 침투되어 내화학성에 문제가 발생하게 된다.

또한, 도전성 접착제가 상온에서 점착력이 낮아서 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)와 사전 합지 시 쉽게 떨어지는 문제점이 있다.

종래의 전자파차폐필름의 또 다른 한 예로서 한국공개특허 10-2007-0110369호에는, 보강필름; 미점착제층; 기재필름; 및 폴리우레탄 폴리우레아 수지, 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지, 및 도전성 필러를 함유하는 경화성 도전성 접착제층으로 구성된 전자파 차폐성 접착필름에 대해 기재되어 있다.

이 전자파 차폐필름의 경우 층간 금속층이 없고 도전성 접착제가 이방성(Anisotropic)에서 등방성(Isotropic)으로 제조되어 도전성 접착제층에 차폐성능을 부여하게끔 설계되어있지만, 장시간 굴곡 시 금속입자에 의해 형성된 막이 쉽게 끊어져 차폐성능을 유지할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 장시간 굴곡에도 차폐성능이 유지되는 고굴곡성과, FPCB 작업 시 신뢰성, 예컨대 우수한 내화학성 및 땜납 리플로우 시 고온에 견딜 수 있는 우수한 내열성과, FPCB 부착 시에 부착 용이성이 높은 전자파 차폐필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 전자파 차폐필름을 제공하는 것이다.

본 발명은, a) 제1보호필름 상에 단일의 절연층을 구비하는 단계로서, 열가소성수지 및 열경화성수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지와, 난연성 필러 및 내마모성 필러 중에서 선택된 1종 이상의 필러를 포함하는 절연층 조성물로 절연층을 구비하는 단계; b) 상기 절연층 상에 금속층을 구비하는 단계; c) 상기 금속층 상에 도전성 접착제층을 구비하는 단계로서, 열가소성수지 및 열경화성수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지와, 도전성 필러를 포함하는 도전성 접착제층 조성물로 도전성 접착제층을 구비하는 단계; 및 d) 상기 도전성 접착제층 상에 제2보호필름을 구비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법을 제공한다.

본 발명은, 상기 제조방법에 의해 제조된 전자파 차폐필름을 제공한다.

본 발명에 따르면, 전자파 차폐성능이 우수하며, 고굴곡성, 내화학성, 내열성, 및 내찢김성이 우수하며, FPCB 부착 시 부착이 용이한 전자파 차폐필름의 제조방법이 제공된다.

구체적으로, 본 발명에서 제1보호필름으로 비실리콘계 무광(Matt)의 이형필름을 사용하는 경우, 절연층과의 높은 점착력, 절연층의 소광효과를 제공할 수 있다.

본 발명에서 절연층을 반경화 상태의 단일층으로 형성하게 되면 굴곡성 및 금속층과의 부착력을 향상시킬 수 있고 가열, 압착 시에 충분한 플로우(flow)가 발생하여 쿠션성을 발휘할 수 있으며, FPCB의 단차가 있는 부위에 유입되어 채울 수 있게 된다.

본 발명에서 금속층을 은(Ag) 잉크 코팅액을 사용하여 코팅법으로 형성하는 경우, 기존 스퍼터링(sputtering) 및 증착(Deposition)방식으로 금속층을 형성할 때 발생되는 절연층과의 필(Peel)문제, 굴곡성 저하문제를 해소할 수 있으며, 구체적으로 반경화상태(B-Stage)의 절연층에 은(Ag) 잉크 코팅액이 침투하여 소성되는 경우 높은 필(Peel)값을 유지할 수 있어 FPCB 가공 시 층간 박리에 의한 찢어짐 발생을 방지할 수 있다. 그리고, 금속층을 은(Ag) 잉크 코팅액을 사용하여 코팅법으로 형성하는 경우 기존 방법에 비해 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 도전성 접착제층이 전도성이 우수한 은(Ag)를 포함하고 금속층과 접착력이 우수한 폴리에스테르수지를 포함하는 경우, 고굴곡성 및 고전도성을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐필름의 단면도이다.

본 발명에 따른 전자파 차폐필름의 제조방법은, a) 제1보호필름 상에 단일의 절연층을 구비하는 단계로서, 열가소성수지 및 열경화성수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지와, 난연성 필러 및 내마모성 필러 중에서 선택된 1종 이상의 필러를 포함하는 절연층 조성물로 절연층을 구비하는 단계; b) 상기 절연층 상에 금속층을 구비하는 단계; c) 상기 금속층 상에 도전성 접착제층을 구비하는 단계로서, 열가소성수지 및 열경화성수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지와, 도전성 필러를 포함하는 도전성 접착제층 조성물로 도전성 접착제층을 구비하는 단계; 및 d) 상기 도전성 접착제층 상에 제2보호필름을 구비하는 단계를 포함한다.

상기 a) 단계의 상기 제1보호필름으로는 무광(無光)의 이형필름을 사용하는 것이 바람직하다. 통상의 이형필름으로 무광이라면 본 발명에 다양하게 적용될 수 있으며, 이와 같이 무광의 이형필름을 사용하게 되면 절연층의 소광효과를 제공할 수 있어 바람직하다.

상기 제1보호필름의 한 예로서는 비실리콘계 무광 이형 필름, 즉 비실리콘계 매트(matt) 이형필름을 들 수 있는데, 이 필름은 절연층과의 사이가 쉽게 박리가 되지 않도록 하고, 그 상부에 절연층 조성물을 코팅하였을 때, 절연층의 매트(matt) 효과를 부여하여 소광 효과를 제공할 수 있고 마찰에 의한 열 발생을 최소화할 수 있어 굴곡성이 우수하다.

또한, 절연층의 매트(Matt)효과로서, 절연층 상에 금속층 형성을 위해 한 예로 은(Ag) 코팅액 코팅 시, 절연층-금속층 간의 필(Peel) 값을 향상시키는데 기여할 수 있다.

상기 a) 단계의 상기 제1보호필름은, 예컨대 비실리콘계 매트(matt) 이형필름을 사용하는 경우, 그 상부에 절연층을 코팅한 후 발생하는 수축문제를 해소하고, 또한 FPCB 작업성을 개선하는 측면에서, 35~90㎛의 두께를 가지는 것이 바람직할 수 있다.

상기 a) 단계의 상기 제1보호필름은, 절연층과의 점착력이 180gf/in이상 이 좋고, 더욱 바람직하게는 200gf/in 이상이 좋고, 더욱 좋게는 200gf/in 이상 250gf/in미만인 것이 바람직하다.

상기 점착력 보다 낮은 경우에는 도전성 접착제층에 부착된 제2보호필름보다 박리가 쉽게 되어 인쇄회로기판에 탈부착이 가능하도록 임시로 접합하여 두는 가접 작업을 할 수가 없고 상기 점착력 보다 높을 경우에는 열프레스로 인쇄회로기판에 부착 후 보호필름을 제거하기 어려운 문제가 발생한다.

상기 a) 단계의 상기 절연층 조성물이, 추가 첨가제, 및 용매를 더 포함하는 경우, 상기 a) 단계의 상기 절연층 조성물은, 상기 절연층 조성물 전체 100중량%를 기준으로, 상기 수지 10~80중량%, 상기 필러 2~20중량%, 상기 추가 첨가제 0.5~10중량%, 및 상기 용매 5~80중량%로 포함할 수 있다.

상기 a) 단계의 상기 절연층 조성물에서 상기 수지로는, 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지를 사용할 수 있다. 바람직하게는 내열성 폴리에스테르수지 또는 폴리우레탄수지를 사용할 수 있는데 이 경우 금속층과의 부착력 향상 및 우수한 굴곡성을 제공할 수 있다. 또한 내열성이 우수한 에폭시수지를 사용하는 경우 무연땜납 리플로우성도 우수할 수 있고 또한 FPCB 가공작업 시 쉽게 찢어지지도 않는 장점을 제공할 수 있다. 또한 내열성 폴리에스테르수지와 폴리우레탄 수지를 함께 사용할 수도 있다

상기 a) 단계의 상기 난연성 필러는 수산화알루미늄, 인화합물, 수산화칼슘, 및 수산화아연 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,

상기 a) 단계의 상기 내마모성 필러는 수산화티탄, 실리카, 산화지르코늄, 및 산화아연 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 난연성 필러 및 상기 내마모성 필러를 함께 첨가하는 경우, 상기 난연성 필러와 상기 내마모성 필러는 총2~20중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 a) 단계의 상기 절연층 조성물에 있어서, 상기 추가 첨가제가 첨가되는 경우, 본 발명이 속하는 분야에 알려진 일반적인 기능향상 첨가제들을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 유기변성 실리콘 습윤제, 비 이온성 레벨링제, 인산염화합물, 아미노트리메틸 실란, 폴리티올, 커플링제 등의 부착 증진제 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 a) 단계는, a1) 상기 절연층 조성물을 제조하는 단계; a2) 상기 절연층 조성물을 상기 제1보호필름 상에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계; 및 a3) 상기 코팅층을 건조하여 상기 제1보호필름 상에 반경화상태의 절연층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 a2) 단계에서 상기 절연 조성물은, 콤마(comma) 코팅, 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 및 마이크로그라비아 코팅 등의 방법으로 코팅할 수 있으며, 본 발명에서는 한 예로, 마이크로 그라비아 코팅법으로 코팅하고, 코팅된 절연층 조성물을 120℃에서 5분 동안 건조하여 반경화상태의 절연층으로 제조할 수 있다.

여기서, 경화상태(C-Stage)가 아닌 반경화상태 (B-Stage)로 제조하게 되면, 가열, 압착 시에 충분한 플로우(flow)가 발생하여 쿠션성을 발휘할 수 있어, FPCB의 단차가 있는 부위에 유입되어 매울 수 있음에 따라 FPCB와의 접착력도 높일 수 있다.

상기 a) 단계에서 상기 절연층은 3㎛~20㎛의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 5㎛~15㎛일 수 있다. 상기 두께보다 얇으면 절연층의 수지흐름(레진 플로어)성이 낮아 인쇄회로기판의 회로 단차에 찢겨질 수 있고, 상기 두께 보다 두꺼운 경우에는 절연층의 연성이 낮아져 슬라이드 굴곡성이 낮아질 수 있다.

상기 b) 단계에서 상기 금속층은, 은(Ag) 잉크 코팅액을 의미한다.

상기 은(Ag)잉크 코팅액은, 하기 화학식 1의 하나 이상의 은 화합물과 하기 화학식 2 내지 화학식 4로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 암모늄 카바메이트계 또는 암모늄 카보네이트계 화합물을 반응시켜 얻어지는 은 착체 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식에서,

X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 나이트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 카복실레이트 및 그들의 유도체로부터 선택되는 치환기이며, n은 1∼4의 정수이고, R1 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, C1-C30의 지방족이나 지환족 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬(aralkyl)기, 관능기가 치환된 알킬 및 아릴기 그리고 헤테로고리 화합물과 고분자화합물 및 그 유도체로부터 선택되는 치환기이며, 단, R1 내지 R6가 모두 수소인 경우는 제외한다.

여기서, 사용되는 은 잉크 코팅액의 경우, 본원 발명자들에 의해 출원된 특허등록 10-0727483호에 그 제조방법이 기재되어 있음에 따라 구체적인 내용을 생략하기로 한다.

상기 b) 단계는, b1) 상기 은(Ag) 잉크 코팅액을 제조하는 단계; b2) 상기 은(Ag) 잉크 코팅액을 상기 절연층 상에 코팅하는 단계; 및 b3) 상기 b2) 단계 후, 소성하여 상기 금속층을 상기 절연층 상에 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 b2) 단계에서, 상기 절연층 상에 은(Ag) 잉크를 도포하는 방법으로는 그라비아 코팅, 플렉소 코팅, 슬롯다이 코팅, 및 마이크로그라비아 코팅 방법을 사용할 수 있다.

상기 b3) 단계에서, 소성 시, 도포된 은 코팅액이 은 금속으로 변환하는 조건이라면 크게 제한 받지 않지만, 통상적으로 60~200℃에서 10초~20분 정도 방치하여 소성할 수 있다. 본 발명에서는 한 예로, 마이크로 그라비아 코팅법으로 도포하고, 도포된 은(Ag) 잉크를 150℃에서 5분 동안 소성하여 은(Ag) 금속층을 제조할 수 있다.

상기 b) 단계의 금속층은 0.05㎛~0.4㎛의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.15㎛~0.3㎛일 수 있다.

상기 금속층이 상기 두께 보다 얇으면 전자파차폐 성능이 저하될 수 있고, 두께가 후막인 경우엔 차폐성능은 높으나 금속층의 연성저하로 굴곡성이 저하될 수 있다.

이와 같이 증착 또는 스퍼터링 방법으로 금속층을 형성하는 한편 부착력 향상을 위한 Anchor층 등 2층 구조의 절연층을 구비하여야 했던 종래와 달리, 전자파 차폐 효율이 높은 은(Ag) 잉크 코팅액을 코팅방식을 이용하여 금속층으로 형성함에 따라 단일 절연층으로도 내마모성과 부착력, 굴곡성이 우수한 제품을 제조할 수 있게 된다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 기존 금속층 형성방식인 증착, 스퍼터링(Sputtering)의 경우, 절연층과 낮은 필(Peel)값을 가지게 되어 FPCB 굴곡 시 절연층과 금속층이 박리(Delamimnation)되는 문제, 금속입자에 의한 굴곡성 저하 문제, 및 금속층 균열 및 파손의 위험이 있어, 단차 즉 PCB의 배선 두께가 높은 FPCB작업이나 굴곡성이 요구되는 제품에는 한계가 있었다.

그러나, 본 발명의 경우 은(Ag) 잉크 코팅액은 소성되기 전에 금속 상태가 아니며 유기은착물(Organic Ag Complex)의 형태의 용액으로 존재하게 된다. 구체적으로 설명하면 은(Ag) 원자 상태로 존재하다가 코팅 시에 절연층상에 잉크가 습윤(wetting)되고 열 처리 공정에서 반경화상태의 절연층에 흐름(flow)이 발생되고 이로 인해 은(Ag) 잉크 코팅액이 절연층에 침투되어 물리적 고착효과와 동시에 더불어 은(Ag)이 카르복실기(COOH), 아민기(NH₂), 하이드록시기(OH) 등의 수지 관능기(Functional Group)와 반응을 하게 되어 화학적 결합을 통하여 필(Peel)값을 향상시킬 수 있다.

또한 은(Ag) 입자 사이즈(Size)가 기존 금속입자에 비해 작고 균일하며 연성이 있어서 굴곡성이 훨씬 우수하다.

또한 증착(Deposition), 스퍼터링(Sputtering)방식에 의해 형성된 단일 금속층이 아닌 본 발명에서는 미세 은(Ag)입자 연결 구조(Multi Layer)로 형성되어 굴곡 시 금속층의 크랙(Crack 전이가 훨씬 느려서 우수한 차폐성능을 유지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 b) 단계에서 사용되는 은(Ag) 잉크 코팅액의 또 다른 예로서, ATH(알루미늄트리하이드록사이드)가 합성된(composite) 코팅액을 개발함으로서 필름의 난연성 부여할 수 있고, 은(Ag) 콤플렉스(Complex) 코팅 시 ATH 매트릭스(Matrix)에 분포되어 은(Ag) 막이 열에 의한 크랙을 방지할 수 있다.

상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물이 용매를 더 포함하는 경우, 상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물은, 상기 도전성 접착제층 조성물 전체 100중량%를 기준으로, 상기 수지 10~60중량%, 상기 도전성 필러 10~30중량%, 및 상기 용매 30~60중량%를 포함할 수 있다.

상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물이 추가 첨가제 및 용매를 더 포함하는 경우, 상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물은, 상기 도전성 접착제층 조성물 전체 100중량%를 기준으로, 상기 수지 10~60중량%, 상기 도전성 필러 10~30중량%, 상기 추가 첨가제 1~7중량%, 및 상기 용매 29~60중량%를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 c) 단계의 상기 추가 첨가제로서 열경화제, 난연성 인화합물, 및 금속밀착성향상제에서 선택되는 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다.

상기 금속밀착성향상제로는 Al계 커플링제, Ti계 커플링제, 티올화합물을 사용할 수 있다. 상기 금속밀착성향상제의 구체적인 예로는 트리 메톡시 프로필 실란, 비닐 트리 에톡시 실란, 메르캅토 트리메톡시 실란 등과 같은 유기변성 실란계 부착 증진제와 티올화합물, 셀폰기를 함유한 알킬화합물 등과 킬레이트 화합물 등을 사용할 수 있으나 이로 한정되는 것은 아니다.

상기 금속밀착성향상제의 함량은, 1~5중량%인 것이 바람직하며, 1.5~ 3중량%인 경우 더욱 바람직할 수 있다.

상기 금속밀착성향상제의 함량이 상기 범위 보다 적게 첨가되면 부착력 증진의 효과가 적을 수 있고, 상기 범위 보다 많은 양이 첨가되면 부착력이 저하될 수 있다. 이와 같이 금속밀착성향상제를 첨가하게 되면 금속층과 도전성 접착제층의 박리력(부착력)을 향상시킬 수 있다.

상기 열경화제로는 이소시아네이트, 디시안아마이드, 트리에틸렌 테트라아민, 디시안디아마이드, 이미다졸, 우레아수지 등을 사용할 수 있다.

상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물에서, 상기 수지로는, 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지를 단독 또는 혼합 사용할 수 있다.

상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물에서 상기 도전성 필러로는 우수한 도전성과 연성 높은 구형(Sphere) 및 플레이크(flake)상의 은(Ag)을 각각 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 c) 단계는, c1) 상기 도전성 접착제층 조성물을 제조하는 단계; c2) 상기 도전성 접착제층 조성물을 상기 금속층 상에 코팅하여 상기 도전성 접착제층을 형성하는 단계; 및 c3) 상기 도전성 접착제층을 건조하여 상기 금속층 상에 반경화상태의 도전성 접착제층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 c2) 단계에서 상기 도전성 접착제는 고점도로서 콤마(comma) 코팅, 또는 슬롯다이 코터를 사용하여 코팅할 수 있다.

상기 c3) 단계에서 건조 시, 60~200℃의 온도에서 10초~20분 동안 진행할 수 있다. 본 발명에서는 한 예로, 슬롯다이 코팅법으로 코팅하고, 코팅된 도전성 접착제 조성물을 150℃에서 5분 동안 건조하여 반경화상태로 형성할 수 있다.

이와 같이 상기 c) 단계에서 형성된 도전성 접착제층의 경우 인쇄회로기판과 사전 부착작업이 아주 용이하다는 장점을 제공할 수 있다.

또한 반경화상태(B-Stage상태)에서 도전성 접착제층의 가요성이 우수함에 따라 단차가 높은 제품에 적용 시 가열에 의해 연화된(softened) 도전성 접착제층이 단차를 메울 수 있고 FPCB의 그라운드회로와 안정적으로 접속하여 발생한 전자파 노이즈가 외부로 방출되는 것을 유효하게 차폐할 수 있다.

상기 c) 단계에서 상기 도전성 접착제층은, 5㎛~20㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 보다 얇을 경우 단차를 메울 수 없어 도막이 찢어질 수 있고, 상기 두께 보다 두꺼운 경우 굴곡성이 저하될 수 있다.

상기 d) 단계에서는, 상기 c3) 단계에서 상기 도전성 접착제층 조성물을 코팅 한 후 그 위에 상기 제2보호필름을 라미네이팅(laminating)함으로써, 상기 제2보호필름을 상기 도전성 접착제층 상에 구비할 수 있다.

상기 제2보호필름의 재질은 실리콘 이형 코팅된 PET필름이 바람직할 수 있으며, 점착력은 200gf/in ~ 300gf/in의 범위가 바람직할 수 있다.

상기 점착력 보다 낮으면 가접 작업 중 쉽게 벗겨져 오염될 수 있고, 상기 점착력 보다 높으면 제1보호필름이 먼저 박리되어 작업을 할 수 없게 될 수 있다.

기존 전자파 차폐필름의 경우 강점착 보호필름을 사용하여 FPCB공정 작업 시 작업자가 손으로 쉽게 벗겨내기 어려우나, 본 발명의 제2보호필름의 경우 적절한 이형력을 갖기 때문에 작업자가 아주 손쉽게 도전성 접착제층으로부터 제2보호필름을 벗겨낼 수 있게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 전자파 차폐필름의 제조방법의 한 예를 도 1을 참조로 하여 설명하나, 본 발명의 범위가 도 1로 한정되는 것은 아니다.

제1보호필름상(50)에 절연층 조성물을 코팅하여 절연층(40)을 형성하고, 절연층(40) 상에 은 잉크 코팅액을 코팅하고 소성하는 과정을 수행하여 절연층(40) 상에 금속층(30)으로서 박막의 은(Ag) 금속층을 형성한다.

그리고, 이러한 은(Ag) 금속층(30) 위에 이방 도전성 접착제 조성물을 코팅하여 반경화 상태로 건조하고 가열 라미네이터(Laminator)기를 이용하여 도전성 접착제층(20)과 제2보호필름(10)을 합지시켜 본 발명에 따른 고기능성 전자파 차폐필름을 제조하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 전자파 차폐필름은 전술한 제조방법에 의해 제조되어, 제1보호필름; 절연층; 금속층; 도전성 접착제층; 및 제2보호필름을 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하기로 하나, 이로 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 실시예 및 비교예의 원료물질은 특별한 한정이 없다면 실시예 1의 것을 사용하였다.

실시예 1

비스페놀 A형 에폭시 수지(LG화학, LER 850S) 18.0중량%, 페녹시에폭시 수지(JER, 4275) 7.2중량%, 러버변성에폭시 수지(LG화학, TSR 960) 6.0중량%, 수산화알루미늄(케이씨, 평균입경 1.0㎛) 4.8중량%, 디시안디아마이드 3.6중량%, 카본블랙 0.6중량%, 폴리에스테르수지(부림케미칼, GR-HK4706) 20중량%, 폴리우레탄수지(Arakawa chemical, U201) 10중량%, 실리카(게마텍, Purisol-HM21MK, 50nm) 3.0중량%, 사이클로엑사논 20중량%, MEK 6.8중량%를 혼합 용해하여 절연층 코팅액을 제조하였다.

상기 절연층 코팅액을, 제1보호필름으로서 비실리콘계 무광 제1이형필름(이형력 200gf/in)에 마이크로그라비아 코터를 사용하여 도포하고, 150℃의 온도에서 5분간 건조하여 두께 5㎛의 반경화상태의 절연층을 형성하였다.

상기 절연층 상에, 고형분 13% Ag 잉크(잉크테크, TEC-R2A)를 마이크로 그라비아 코터를 사용하여 코팅하고, 150℃의 온도에서 5분간 소성시켜, 두께 0.3㎛의 은(Ag) 금속층을 형성하였다.

폴리에스테르 수지(부림케미칼, GR-HK4706) 20.0중량%, 비스테놀 A형 에폭시수지(LG화학, LER 850S) 20.0중량%, Ag 플레이크상 분말(Metalor technologies USA, 입경 3㎛) 5.0중량%, Ag 구형입자 분말(유창금속, S1A, 평균입경 5㎛) 10.0중량%, 금속밀착성향상제로서 메르캅토 트리메톡시 실란[듀폰(Dupont)사 제조] 2.0중량%, 사이클로엑사논 30.0중량%, MEK 10.0중량%, 디시안디아마이드 3.0중량%를 분산 혼합하여, 경화성 도전성 접착제 조성물을 얻었다.

상기 은(Ag) 금속층의 면에, 경화성 도전성 접착제 조성물을 슬롯다이 코터를 사용하여 도포하고, 150℃의 온도에서 5분간 건조하여 두께 13㎛의 도전성 접착제층을 제조한 후, 제2보호필름으로서 실리콘이 코팅된 PET 제2이형필름(이형력 250gf/in)으로 합지하여, 전자파 차폐필름을 제작하였다.

실시예 2

비스페놀 A형 에폭시 수지 18.0중량%, 페녹시에폭시 수지 7.2중량%, 러버변성에폭시 수지 6.0중량%, 수산화알루미늄 4.8중량%, 디시안디아마이드 3.6중량%, 카본블랙 0.6중량%, 폴리에스테르수지 30중량%, 실리카 8.0중량%, 사이클로엑사논 15중량%, MEK 6.8중량%를 혼합 용해하여 절연층 코팅액을 제조하였다.

상기 절연층 상에, 고형분 13% Ag 잉크를 마이크로 그라비아 코터를 사용하여 코팅하고, 150℃의 온도에서 5분간 소성시켜, 두께 0.3㎛의 은(Ag) 금속층을 형성하였다.

폴리에스테르 수지 20.0중량%, 비스테놀 A형 에폭시수지 20.0중량%, Ag 플레이크상 분말 10.0중량%, Ag 구형입자 분말 5.0중량%, 금속밀착성향상제로서 메르캅토 트리메톡시 실란[듀폰(Dupont)사 제조] 2.0중량%, 사이클로엑사논 30.0중량%, MEK 10.0중량%, 디시안디아마이드 3.0중량%를 분산 혼합하여, 경화성 도전성 접착제 조성물을 얻었다.

실시예 3

폴리에스테르 수지 10.0 중량%, 비스테놀 A형 에폭시수지 30.0중량%, Ag 구형입자 분말 15.0중량%, 금속밀착성향상제로서 메르캅토 트리메톡시실란[듀폰(Dupont)사 제조] 2.0중량%, 사이클로엑사논 30.0중량%, MEK 10.0중량%, 디시안디아마이드 3.0중량%를 분산 혼합하여, 경화성 도전성 접착제 조성물을 얻었다.

실시예 4

상기 절연층 코팅액을, 제1보호필름으로서 비실리콘계 무광 제1이형필름(이형력 200gf/in)에 마이크로그라비아 코터를 사용하여 도포하고, 150℃의 온도에서 5분간 건조하여 두께 10㎛의 반경화상태의 절연층을 형성하였다.

폴리에스테르 수지 10.0중량%, 비스테놀 A형 에폭시수지 30.0중량%, Ag 플레이크상 분말 15.0중량%, 금속밀착성향상제로서 메르캅토 트리메톡시실란[듀폰(Dupont)사 제조] 2.0중량%, 사이클로엑사논 30.0중량%, MEK 10.0중량%, 디시안디아마이드 3.0중량%를 분산 혼합하여, 경화성 도전성 접착제 조성물을 얻었다.

비교예 1

비스페놀 A형 에폭시 수지 18.0중량%, 페녹시에폭시 수지 7.2중량%, 러버변성에폭시 수지 6.0중량%, 수산화알루미늄 4.8중량%, 디시안디아마이드 3.6중량%, 카본블랙 0.6중량%, 폴리에스테르수지 30중량%, 사이클로엑사논 23중량%, MEK 6.8중량%를 혼합 용해하여 절연층 코팅액을 제조하였다.

상기 절연층 코팅액을, 제1보호필름으로서 비실리콘계 무광 제1이형필름(이형력 250gf/in)에 마이크로그라비아 코터를 사용하여 도포하고, 150℃의 온도에서 5분간 건조하여 두께 5㎛의 반경화상태의 절연층을 형성하였다.

상기 절연층 상에, 고형분 13% Ag 잉크를 마이크로 그라비아 코터를 사용하여 코팅하고, 150℃의 온도에서 5분간 소성시켜, 두께 0.1㎛의 은(Ag) 금속층을 형성하였다.

폴리에스테르 수지 20.0중량%, 비스테놀 A형 에폭시수지 20.0중량%, Ag 플레이크상 분말 15.0중량%, 사이클로엑사논 30.0중량%, MEK 12.0중량%, 디시안디아마이드 3.0중량%를 분산 혼합하여, 경화성 도전성 접착제 조성물을 얻었다.

상기 은(Ag) 금속층의 면에, 경화성 도전성 접착제 조성물을 슬롯다이 코터를 사용하여 도포하고, 150℃의 온도에서 5분간 건조하여 두께 8㎛의 도전성 접착제층을 제조한 후, 제2보호필름으로서 제2이형필름(이형력 250gf/in)과 함께 합지하여, 전자파 차폐필름을 제작하였다.

비교예 2

상기 절연층 코팅액을, 제1보호필름으로서 비실리콘계 무광 제1이형필름(이형력 150gf/in)에 마이크로그라비아 코터를 사용하여 도포하고, 150℃의 온도에서 5분간 건조하여 두께 30㎛의 반경화상태의 절연층을 형성하였다.

폴리에스테르 수지 10.0중량%, 비스테놀 A형 에폭시수지 30.0중량%, Ag 플레이크상 분말 5.0중량%, Ag 구형입자 분말 10.0중량%, 금속밀착성향상제로서 메르캅토 트리메톡시실란[듀폰(Dupont)사 제조] 0.5중량%, 사이클로엑사논 30.0중량%, MEK 11.5중량%, 디시안디아마이드 3.0중량%를 분산 혼합하여, 경화성 도전성 접착제 조성물을 얻었다.

상기 은(Ag) 금속층의 면에, 경화성 도전성 접착제 조성물을 슬롯다이 코터를 사용하여 도포하고, 150℃의 온도에서 5분간 건조하여 두께 13㎛의 도전성 접착제층을 제조한 후, 제2보호필름으로서 제2이형필름(이형력 250gf/in)과 함께 합지하여, 전자파 차폐필름을 제작하였다.

비교예 3

상기 절연층 상에, 진공 스퍼터링(Sputtering) 장비를 사용하여 금속층으로서 두께 0.1㎛의 니켈(Ni)층을 형성하였다.

폴리에스테르 수지 20.0중량%, 비스테놀 A형 에폭시수지 20.0중량%, Ag 플레이크상 분말 5.0중량%, Ag 구형입자 분말 10.0중량%, 사이클로엑사논 30.0중량%, MEK 12.0중량%, 디시안디아마이드 3.0중량%를 분산 혼합하여, 경화성 도전성 접착제 조성물을 얻었다.

이와 같은 실시예 1~4 및 비교예 1~3에 따른 전자파 차폐필름의 구성을 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 실시예 1~4 및 비교예 1~3에 따른 전자파 차폐필름을 다음과 같은 방법으로 테스트하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

<전자파차폐필름의 평가>

1) 금속층- 도전성 접착제층 간의 Peel( kgf / cm )

제2 보호필름을 제거한 후 전자파차폐필름의 도전성 접착제층 면에 25㎛의 PI Film(Kapton)을 붙이고 80도 라미네이팅(Laminating)하여 제1보호필름을 벗겨낸다.

제1 보호필름을 박리한 절연층면에 본딩 시트(Bondingsheet)로서 25㎛의 PI Film을 붙여서 170도 45kgf, 70분의 조건에서 압착하여 반경화상태(B-Stage)의 절연층을 완전경화(C-Stage) 시켰다.

압착 후 23도 및 상대습도 50%분위기하에서 인장속도 58.8m/min으로 180도 Peel 시험을 행하였다. 도전성 접착제층과 금속층 사이의 접착력을 측정하고 그 평균값을 접착강도(kgf/cm)로 하였다.

2) Solder 내열성

전자파차폐필름을 25㎛의 PI film(Kapton)에 부착하여 핫프레스(Hotpress, 온도=170℃, 압력=45Kgf, 시간=70분)한 다음, 솔더(15초,280℃)에 띄어서 육안을 관찰하고 발포, 들뜸 및 박리의 외관불량의 유무를 평가하였다. 각각 5회씩 시험을 행하였고, 외관불량이 발생한 횟수로 평가하였다.

*NG: 외관불량의 발생이 1회 이상, Pass:외관불량이 발생하지 않음

3) 내절곡성의 평가: Times

JIS-C6471 방법에 준하고, 측정시편은 에칭에 의해 준비된 규정회로(L/S 100/100)를 사용하여, 곡율반경 R=0.38mm, 각도=135도, 하중=500gf, Test Speed=175cpm의 조건으로 측정하였다.

4) Slide Phone Cable Test: Times

테라시스템(주) 슬라이드 사이클(Slide Cycle) 시험기를 사용하고, 측정시편은 에칭에 의해 준비된 규정회로(L/S 100/100)를 사용하여 굴곡반경 R=0.65mm, Speed=60cpm, Stroke=45mm의 조건으로 측정하였다.

5) 전자파 차폐율 측정

측정 주파수범위는 30MHz ~ 1Ghz, 측정 방법은 수직, 수평 방향(안테나 쿠폰 사용), 측정 거리는 3M(전자기파 완전차폐 챔버 내부)로 하였다.

6) 제1보호필름과 절연층의 박리성

전자파차폐필름을 25㎛의 PI film(Kapton)에 부착하여 핫프레스(Hotpress, 온도=170℃, 압력=45Kgf, 시간=70분)한 다음, 손으로 제1보호필름을 절연층과 박리시켰을 경우 박리되는 정도를 표기하였다.

* X: 박리가 잘 안됨(No Good), △: 박리가 쉽게 됨(Moderate), O: 적절하게 박리됨(Good)

[표 2]

표 1 및 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전자기기분야에 있어서 회로의 전자파 차폐효과가 우수하며, 고굴곡성, 내화학성, 내찢김성이 우수한 전자파차폐필름을 제공할 수 있다.

10: 제2보호필름
20: 도전성 접착제층
30: 금속층
40: 절연층
50: 제1 보호필름

Claims

a) 제1 보호필름 상에 단일의 절연층을 구비하는 단계로서, 열가소성수지 및 열경화성수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지와, 난연성 필러 및 내마모성 필러 중에서 선택된 1종 이상의 필러를 포함하는 절연층 조성물로 반경화상태의 절연층을 구비하는 단계;
b) 상기 절연층 상에 금속층을 구비하는 단계;
c) 상기 금속층 상에 도전성 접착제층을 구비하는 단계로서, 열가소성수지 및 열경화성수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지와, 도전성 필러를 포함하는 도전성 접착제층 조성물로 도전성 접착제층을 구비하는 단계; 및
d) 상기 도전성 접착제층 상에 제2보호필름을 구비하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 a) 단계의 상기 제1보호필름은, 무광의 이형필름인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 a) 단계의 상기 제1보호필름은, 두께가 35~90㎛이고, 점착력이 180gf/in이상 250gf/in미만인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 a) 단계의 상기 절연층 조성물은, 첨가제 및 용매를 더 포함하며, 상기 a) 단계의 상기 절연층 조성물은, 상기 절연층 조성물 전체 100중량% 중, 상기 수지 10~80중량%, 상기 필러 2~20중량%, 상기 첨가제 0.5~10중량%, 및 상기 용매 5~80중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 a) 단계의 상기 절연층 조성물에서 상기 난연성 필러는 수산화알루미늄, 인화합물, 수산화아연, 및 수산화칼슘 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 a) 단계의 상기 절연층 조성물에서 상기 내마모성 필러는 수산화티탄, 실리카, 산화지르코늄, 및 산화아연 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 a) 단계는,
a1) 상기 절연층 조성물을 제조하는 단계;
a2) 상기 절연층 조성물을 상기 제1보호필름 상에 코팅하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
a3) 상기 코팅층을 건조하여 상기 제1보호필름 상에 반경화상태의 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 a) 단계에서 상기 절연층은 3㎛~20㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 b) 단계에서 상기 금속층은, 은(Ag) 잉크 코팅액으로 형성되며,
상기 은(Ag)잉크 코팅액은, 하기 화학식 1의 하나 이상의 은 화합물과 하기 화학식 2 내지 화학식 4로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 암모늄 카바메이트계 또는 암모늄 카보네이트계 화합물을 반응시켜 얻어지는 은 착체 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식에서,
X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 나이트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 카복실레이트 및 그들의 유도체로부터 선택되는 치환기이며, n은 1∼4의 정수이고, R1 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, C1-C30의 지방족이나 지환족 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬(aralkyl)기, 관능기가 치환된 알킬 및 아릴기 그리고 헤테로고리 화합물과 고분자화합물 및 그 유도체로부터 선택되는 치환기이며, 단, R1 내지 R6가 모두 수소인 경우는 제외한다.
청구항 8에 있어서,
상기 b) 단계는,
b1) 상기 은(Ag) 잉크 코팅액을 제조하는 단계;
b2) 상기 은(Ag) 잉크 코팅액을 상기 절연층 상에 코팅하는 단계; 및
b3) 상기 b2) 단계 후, 소성하여 상기 금속층을 상기 절연층 상에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 b) 단계의 금속층은 0.05㎛~0.4㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물은, 용매를 더 포함하며,
상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물은, 상기 도전성 접착제층 조성물 전체 100중량% 중, 상기 수지 10~60중량%, 상기 도전성 필러 10~30중량%, 및 상기 용매 30~60중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물은, 첨가제 및 용매를 더 포함하며,
상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물은, 상기 도전성 접착제층 조성물 전체 100중량% 중, 상기 수지 10~60중량%, 상기 도전성 필러 10~30중량%, 상기 첨가제 1~7중량%, 및 상기 용매 29~60중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 12에 있어서,
상기 첨가제로는, 금속밀착성향상제 및 열경화제 중에서 선택된 1종 이상을 사용하며,
상기 금속밀착성향상제는, 1~5중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 c) 단계의 상기 도전성 접착제층 조성물에서 상기 도전성 필러는 은(Ag) 구형(Sphere)입자 분말 및 은(Ag) 플레이크(Ag flake)상 분말 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 c) 단계는,
c1) 상기 도전성 접착제층 조성물을 제조하는 단계;
c2) 상기 도전성 접착제층 조성물을 상기 금속층 상에 코팅하여 상기 도전성 접착제층을 형성하는 단계; 및
c3) 상기 도전성 접착제층을 건조하여 상기 금속층 상에 반경화상태의 도전성 접착제층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 c) 단계에서 상기 도전성 접착제층은, 5㎛~20㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
청구항 15에 있어서,
상기 d) 단계에서는, 상기 c3) 단계에서 상기 도전성 접착제층 조성물을 코팅 한 후 그 위에 상기 제2보호필름을 라미네이팅(laminating)함으로써, 상기 제2보호필름을 상기 도전성 접착제층 상에 구비하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.