KR101074139B1 - 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 및 이의 제조방법이 개시된다. 시트를 준비하는 단계; 열경화성 유기화합물, UV 경화형 아크릴계 유기 화합물 및 에폭시계 유기 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 유기 화합물 및 미세 비드(Bead)를 포함하는 코팅액을 이용하여 상기 시트 상에 매트층을 형성하는 단계; 상기 매트층의 표면에 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제를 코팅하여 캐리어 이형필름을 제조하는 단계; 및 상기 캐리어 이형필름 상에 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트를 형성하는 단계;를 포함하는 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 제조방법을 이용하여 이형성, 내구성, 내열성, 유연성, 윤활성을 가지는 저렴한 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트를 제조할 수 있다.
이방성 도전 필름, 이형제, 열전도성 시트

Description

이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 및 이의 제조방법{RELEASE AND CUSHION sheet for Anisotropic conductive film and Method for producing thereof}
본 발명은 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등의 액정 패널 제품들은 장치의 회로기판(PCB : Printed Circuit Board)을 구동 또는 제어하기 위한 연성회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board) COG(Chip on Glass), COF(Chip On Flexible Printed Circuit), TAP(Tape Automated Bonding)를 접착하는 공정을 거치게 된다.
상기에서 회로기판과 연성회로기판의 접합은 이방성도전필름(ACF : Anisotropic Conductive Film)에 의해 이루지는데, 여기서 회로기판과 연성회로기판의 접합시에 가해지는 열압착기의 열이나 압력에 의한 손상을 방지하기 위해 별도의 보호이형시트를 안착하여 작업이 진행된다.
이때 사용되는 보호이형시트는 회로기판과 연성회로기판의 손상을 보호할 수 있는 쿠션성을 가지며, 동시에 열압착기의 열을 이방성도전필름으로 안정적이면서 원활하게 전달할 수 있는 열전도성이 있어야 한다.
이에 대해서 종래부터 여러 가지 보호시트가 제안되어 사용되고 있으며, 공개특허 제10-2001-44479호(발명의 명칭 : 카본블랙 보호시트)가 제시된바, 이는 실리콘 수지의 표면에 카본블랙분말을 도포하여 끈적임이 없으면서 사용성이 우수한 보호시트를 제시하고 있다.
그러나 상기와 같이 실리콘 수지로만 구성된 보호시트의 경우, 열에 의한 안정성이 낮아 오염물질이 발생하기도하고, 변형률 또한 높아 반복적인 사용이 어려운 문제점이 발생하였다.
또 다른 구성으로 이루어진 시트로, 실용신안등록 제20-0382573호(고안의 명칭 : OLB 및 TAB 공정용 방출 시트)가 제시되어 폴리이미드(Poly imide)의 일면으로 폴리테트로플루오로에틸렌(Poly tetra fluoro ethylene) 및 실리콘층을 형성함으로써, 보다 안정성이 있고 변형률이 낮은 보호시트를 제시하고 있다.
그러나 상기에서 제시된 보호시트의 경우, 실리콘층이 일면에만 형성되어 쿠션성이 낮아져 사용용도에 제한이 있었으며, 특히 1회 압착시 폴리이미드(Polyimide)필름등에 영구 열변형이 발생하게되어 단차가 발생하므로 지속적인 반복작업에 어려움이 있어 결과적으로 생산성 저하의 문제점이 발생하였다.
또한, 일반적으로 시트 구성 요소내에 접합층을 형성할 시 접착제를 첨가하여 가공하게 됨으로써, 작업중 가해지는 충격 및 열에 따른 열 전도성의 차이와 열팽창율의 차이로 인해 접착이 지속적이지 못하고 박리현상과 같은 접합층이 분리되는 문제점이 발생하기도 하였다.
이에 본 발명자들은 이방성 도전 필름의 압착에 사용될 수 있는 이형성, 내구성, 내열성, 윤활성 및 유연성을 가지는 저렴한 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 및 이의 제조방법을 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 일 측면에서는, 시트를 준비하는 단계; 열경화성 유기화합물, UV 경화형 아크릴계 유기 화합물 및 에폭시계 유기 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 유기 화합물 및 미세 비드(Bead)를 포함하는 코팅액을 이용하여 상기 시트 상에 매트층을 형성하는 단계; 상기 매트층의 표면에 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제를 코팅하여 캐리어 이형필름을 제조하는 단계; 및 상기 캐리어 이형필름 상에 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트를 형성하는 단계;를 포함하는 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 캐리어 이형필름 상에 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트를 형성하는 단계는, 상기 캐리어 이형필름 상에 제 1 실리콘 이형층을 형성하는 단계; 상기 제 1 실리콘 이형층 상에 열전도성 실리콘층을 형성하는 단계; 및 상기 열전도성 실리콘층 상에 제 2 실리콘 이형층을 형성하는 단계;로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 미세 비드는 유리(Glass), 산화티타늄(TiO2), 실 리카(Silica), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화아연(ZnO) 및 테프론(Teflon)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 실리콘 이형층을 형성하는 단계는, 점도 160~100,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or polydimethyl siloxane-vinyl branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or polydimethyl siloxane-hydrogen branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 1 실리콘 폴리머를 준비하는 단계; 상기 제 1 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가하여 제 1 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 케리어 이형필름 상에 상기 제 1 실리콘 조성물을 직접도포하거나, 용제에 희석하여 도포하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 열전도성 실리콘층을 형성하는 단계는, 점도 160~50,000cs인 말단블록(end blocked) 또는 곁가지(side branched) 폴리디메틸비닐실록산(polydimethylvinyl siloxane) 50 내지 99중량% 및 비닐실리콘 수지(vinylsilicone resin) 1 내지 50중량%로 이루어진 제 2 실리콘 폴리머를 준비하는 단계; 상기 제 2 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, 수소가 말단 또는 곁가지 에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or polydimethyl siloxane-hydrogen branched) 0.001~30중량부; BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 실리카, 금속, 금속산화물, 금속탄화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~500질량부; 및 금속 및 열전도성 카본으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~300질량부;를 상기 제 2 실리콘 폴리머에 첨가하여 제 2 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 제 2 실리콘 조성물을 상기 제 1 실리콘 이형층 상에 도포하고 열경화하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 실리콘 이형층을 형성하는 단계는, 점도 160~70,000,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 3 실리콘 폴리머를 준비하는 단계; 상기 제 3 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가하여 제 3 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 열전도성 실리콘층 상에 상기 제 3 실리콘 조성물을 직접도포하거나, 용제에 희석하여 도포하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는, 점도 160~100,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 1 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가한 제 1 실리콘 조성물을 이용하여 제조된 제 1 실리콘 이형층; 열전도성 실리콘층; 및 점도 160~70,000,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 3 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가한 제 3 실리콘 조성물을 이용하여 제조된 제 2 실리콘 이형층;을 포함하는 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트를 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 열전도성 실리콘층은, 점도 160~50,000cs인 말단블록(end blocked) 또는 곁가지(side brached) 폴리디메틸비닐 실록 산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 50 내지 99중량% 및 비닐실리콘 수지(vinylsilicone resin) 1 내지 50중량%로 이루어진 제 2 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or polydimethyl siloxane-hydrogen branched) 0.001~30중량부; BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 실리카, 금속, 금속산화물, 금속탄화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~500질량부; 및 금속 및 열전도성 카본으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~300질량부;를 상기 제 2 실리콘 폴리머에 첨가한 제 2 실리콘 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 시트; 열경화성 유기화합물, UV 경화형 아크릴계 유기 화합물 및 에폭시계 유기 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 유기 화합물 및 미세 비드(Bead)를 포함하는 코팅액을 이용하여, 상기 시트 상에 형성된 매트층; 상기 매트층의 표면에 코팅된 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제; 및 상기 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제 상에 형성된 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트; 를 포함하는 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트를 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제 상에 형성된 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트는, 상기 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제 상에 형성된 제 1 실리콘 이형층; 상기 제 1 실리콘 이형층 상에 형성된 열 전도성 실리콘층; 및 상기 열전도성 실리콘층 상에 형성된 제 2 실리콘 이형층;로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 미세 비드는 유리(Glass), 산화티타늄(TiO2), 실리카(Silica) , 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화아연(ZnO), 및 테프론(Teflon)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 실리콘 이형층은, 점도 160~100,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 1 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가한 제 1 실리콘 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 열전도성 실리콘층은, 점도 160~50,000cs인 말단블록(end blocked) 또는 곁가지(side brached) 폴리디메틸비닐 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 50 내지 99중량% 및 비닐실리콘 수지(vinylsilicone resin) 1 내지 50중량%로 이루어진 제 2 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록 산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or polydimethyl siloxane-hydrogen branched) 0.001~30중량부; BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 실리카, 금속, 금속산화물, 금속탄화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~500질량부; 및 금속 및 열전도성 카본으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~300질량부;를 상기 제 2 실리콘 폴리머에 첨가한 제 2 실리콘 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 실리콘 이형층은, 점도 160~70,000,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 3 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가한 제 3 실리콘 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이형성, 내구성, 내열성, 윤활성 및 유연성을 가지는 저렴한 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트를 제조할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 및 이의 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트의 제조공정 상 적층된 모습을 도시한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따라 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트(이하, 열압착 이형시트라 칭함)를 제조하게 되면 도 1과 같은 순서로 구성요소들이 적층될 수 있다.
먼저, 도 1에서 각각의 구성은, 전체 공정에서 이송 역할을 담당함과 동시에 열압착 이형시트에 거칠기(Roughness)를 줄 수 있는, 시트(101), 매트(Matt)층(102) 및 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제(103)로 이루어진 캐리어 이형필름과 제 1 실리콘 이형층(104), 열전도성(도전성) 실리콘층(105) 및 제 2 실리콘 이형층(106)으로 이루어진 최종 제품인 열압착 이형시트를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 이형시트의 제조방법 순서도이다.
각 단계에 대해 상세히 설명하도록 한다.
먼저 전체 공정을 수행함에 있어 근간이 되는 이송의 역할을 할 수 있는 시트를 준비한다(S201). 사용될 수 있는 시트의 재질로는 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(Polypropylene), 또는 폴리카보네이트(polycarbonate) 등이 있다. 유연하고 열에 강한 성질을 가지고 있다면 본 발명에 제한되지 않는다. 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 사용될 수 있다.
이후, 시트 상에 매트층을 형성할 수 있다(S202). 매트층은 열경화성 유기화 합물, UV 경화형 아크릴계 유기 화합물 및 에폭시계 유기 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 유기 화합물 및 0.5~50μm 크기의 유리(Glass), 산화티타늄(TiO2), 실리카(Silica), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화아연(ZnO) 및 테프론(Teflon)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 미세 비드(Bead)를 포함하는 코팅액을 이용하여 형성할 수 있다.
매트층에 의해 최종 제품인 열압착 이형시트의 표면에 요철이 형성될 수 있으며, 이로 인해 이방성 도전 필름과의 접촉 면적을 최소화 할 수 있게 되어 불량률을 줄일 수 있게 된다.
매트층의 거칠기는 Ra 0.5~5μm인 것이 바람직하다. 거칠기가 상기 범위를 만족해야 이후 매트층 상에 형성되는 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제의 젖음성 또는 퍼짐성에 도움을 줄 수 있으며, 또한 경화된 제 1 실리콘 표면의 표면 저항을 낮추어 실리콘 표면이 건조하면서도 미끄러운 특성을 나타낼 수 있게 한다.
이후, 매트층의 표면에 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제를 코팅하여 캐리어 이형필름을 제조할 수 있다(S203).
코팅된 불소실리콘 이형제의 두께는 0.5~50μm인 것이 바람직하다. 0.5μm 보다 얇게 코팅될 경우 코팅의 효과가 불안정하며, 50μm보다 두껍게 코팅될 경우 거칠기 형성에 어려움이 있고 제 1 실리콘 이형층의 코팅이 원활히 이루어지지 않게 된다.
상기 불소 실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제층 상에 제 1 실리콘 이형층을 형성할 수 있다(S204).
제 1 실리콘 이형층은 다음과 같은 단계로 제조될 수 있다.
점도 160~100,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or polydimethyl siloxane-vinyl branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or polydimethyl siloxane-hydrogen branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 1 실리콘 폴리머를 준비하는 단계;를 포함한다.
일반적인 실리콘 이형제의 점도는 160cP 이상이며, 점도가 100,000cP보다 크게 되면 제 1 실리콘 이형층의 표면을 건조하고 미끄럽게(Dry and Slippery) 유지하기 어려운 문제점이 있다.
경화제로서 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산의 최소량은 0.001 중량부이며, 30중량부를 초과하게 되면 가사시간(Bath life) 조절이 어렵다.
상기 배합에 의해 분자 하나당 최소 2개 이상의 실리콘-결합 유기수소-폴리실록산(silicone-bonded organohydrogen-polysiloxane)을 사용할 수 있게 된다.
이후, 상기 제 1 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테 프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가하여 제 1 실리콘 조성물을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다. 30중량부보다 작은 경우, 원하는 표면조도(roughness)를 얻기 어렵고, 200중량부보다 큰 경우, 코팅층의 부서짐(Crack)을 유발한다.
또한, 경화제 및 접착증진제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 비표면적이 80m2/kg 보다 작으면, 코팅층의 균일한 두께를 구현하는데 어려움이 있고, 140m2/kg 보다 큰 경우는 실리콘과의 혼합 시 과도한 점도의 상승을 일으켜 이를 극복하기 위해 용제를 과도하게 사용해야만 하고 그 결과 적절한 코팅층의 구현이 어려워지게 된다. 또한, 비표면적이 80m2/kg 이상인 경우, 내열도 향상에도 유리하다.
상기 접착증진제에 의해 열전도성 실리콘층과의 접착이 잘 이루어질 수 있으며, 이후 제 1 실리콘 이형층이 하부에 접착된 열전도성 실리콘층을 캐리어 이형필름에서 분리하였을 때, 500gram/inch 이하의 박리력을 가져야 바람직하다. 이는 열전도성 실리콘층의 외관 및 물성의 변화에 영향을 미치지 않기 위함이다.
다음으로, 상기 제 1 실리콘 조성물을 상기 케리어 이형필름 상에 직접 도포하거나 용제에 희석하여 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
제 1 실리콘 조성물을 캐리어 이형필름에 도포할 때 실리콘의 젖음성 또는 퍼짐성(Wetting performance)이 경화 전까지 유지되어야 한다. 실리콘의 젖음성 또는 퍼짐성을 유지하기 위한 방법으로는, 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드(EO/PO) 부가 지방산 에테르, 에틸렌옥사이드/폴리우레탄(EO/PU) 부가된 실록산 또는 유기 알코올을 첨가하는 방법 등이 있다. 젖음성 또는 퍼짐성이 유지되지 않을 경우 코팅막의 분산성, 도막 불균일, 코팅층의 분리, 부분적인 미코팅 발생등의 문제점이 있다.
상기 제 1 실리콘 조성물이 캐리어 이형필름에 도포될 때, 도포된 제 1 실리콘 조성물은 형성된 요철에 깊숙이 스며들어 경화 후 요철과 같은 정도의 표면 거칠기를 유지할 수 있어야 한다.
또한, 제 1 실리콘 이형층의 두께는 0.5~50μm일 수 있다. 0.5μm 보다 얇을 경우 실리콘 이형층의 역할을 할 수 없으며, 50μm보다 두꺼울 경우 열압착 이형시트의 전체 두께가 증가하여 열전도도 등에 문제가 발생할 가능성이 높아 이방성 도전 필름의 불량 가능성이 높아진다.
이형 공정의 두께 편차는 0.5μm 이하를 유지해야 열압착 이형시트의 균일도를 확보할 수 있어 전술한 불량률을 줄일 수 있게 된다.
상기 제 1 실리콘 이형층 상에 열전도성 실리콘층을 형성할 수 있다(S205).
상기 열전도성 실리콘층은 다음과 같은 단계로 제조될 수 있다.
점도 160~50,000cs인 말단블록(end blocked) 또는 곁가지(side branched) 폴리디메틸비닐실록산(polydimethylvinyl siloxane) 50 내지 99중량% 및 비닐실리콘 수지(vinylsilicone resin) 1 내지 50중량%로 이루어진 제 2 실리콘 폴리머를 준비하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 실리콘 수지의 함량이 함량이 50중량%를 초과할 경우 경직된 실리콘 탄성체가 형성되어 기능성 필러의 함유에 제약이 있다.
이후, 상기 제 2 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or polydimethyl siloxane-hydrogen branched) 0.001~30중량부;를 배합할 수 있다. 경화제로서 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산의 최소량은 0.001 중량부이며, 30중량부를 초과하게 되면 가사시간(Bath life) 조절이 어렵다.
상기 배합에 의해 분자 하나당 최소 2개 이상의 실리콘-결합 유기수소-폴리실록산(silicone-bonded organohydrogen-polysiloxane)을 사용할 수 있게 된다.
다음으로, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 실리카, 금속, 금속산화물, 금속탄화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~500질량부; 및 금속 및 열전도성 카본으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~300질량부;를 상기 제 2 실리콘 폴리머에 첨가하여 제 2 실리콘 조성물을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 실리카, 금속, 금속산화물, 금속탄화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 함량이 상기 범위를 만족하여야 최종 제품이 0.4~1.0W/mK의 방열도를 가질 수 있다.
상기 금속은 알루미늄, 지르코늄, 아연 또는 붕소 등이 될 수 있으며, 금속산화물은 Al2O3, ZrO2 또는 ZnO 등의 산화물 등이 될 수 있으며, 금속탄화물은 SiC 등의 탄화물 등이 될 수 있으며, 금속질화물은 AlN 또는 BN등의 질화물이 될 수 있다.
금속 및 열전도성 카본으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 함량이 50중량부보다 작은 경우, 원하는 표면조도(roughness)를 얻기 어렵고, 300중량부보다 큰 경우, 코팅층의 부서짐(Crack)을 유발한다.
상기 비표면적이 80m2/kg 보다 작으면, 코팅층의 균일한 두께를 구현하는데 어려움이 있고, 140m2/kg 보다 큰 경우는 실리콘과의 혼합 시 과도한 점도의 상승을 일으켜 이를 극복하기 위해 용제를 과도하게 사용해야만 하고 그 결과 적절한 코팅층의 구현이 어려워지게 된다. 또한, 비표면적이 80m2/kg 이상인 경우, 내열도 향상에도 유리하다.
이 때, 선택적으로 유효량의 경화제를 더 포함할 수 있다.
마지막으로 상기 제 2 실리콘 조성물을 상기 제 1 실리콘 이형층 상에 도포하고 열경화하는 단계에 의해 열전도성 실리콘층이 형성될 수 있다.
열전도성 실리콘층의 물성은 경도 60이상이다. 상기 범위보다 작을 경우는 열압착 시 시트에 압흔자국이 남게 된다.
인장은 50이상이다. 상기 범위는 공정 사용상의 최소 수치범위이다. 또한, 인열은 10kg/cm 이상일 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정조건이다.
신장율은 60% 이하인 것이 바람직하다. 60 이하의 경우 고온에서의 복원력이 빠르며, 열과 압력에 의한 압축줄음현상을 최소화할 수 있다.
열압착 이형시트의 열전달 정도는 0.4~1.0W/mk인 것이 바람직하고, 전기적 특성은 10-9Ω이상을 나타내는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10-8Ω이상이다.
상기 열전도성 실리콘층 상에 제 2 실리콘 이형층을 형성할 수 있다(S206).
상기 제 2 실리콘 이형층은 다음과 같은 단계로 제조될 수 있다.
점도 160~70,000,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 3 실리콘 폴리머를 준비하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 점도의 상한수치범위는 실리콘 이형제 폴리머의 가능한 최대점도이다. 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산의 함량에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
상기 배합에 의해 분자 하나당 최소 2개 이상의 실리콘-결합 유기수소-폴리실록산(silicone-bonded organohydrogen-polysiloxane)을 사용할 수 있게 된다.
이후 상기 제 3 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가하여 제 3 실리콘 조성물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 경화제 및 접착증진제 등을 더 포함할 수도 있다.
다음으로, 상기 열전도성 실리콘층 상에 상기 제 3 실리콘 조성물을 직접도포하거나, 용제에 희석하여 도포하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 도포하는 단계는 직접 코팅하여 경화하는 방법을 이용할 수 있다.
제 3 실리콘 조성물을 열전도성 실리콘층에 도포할 때 실리콘의 젖음성 또는 퍼짐성(Wetting performance)이 경화 전까지 유지되어야 한다. 상기 젖음성 또는 퍼짐성이 유지되지 않을 경우 코팅막의 분산성, 도막 불균일, 코팅층의 분리, 부분적인 미코팅 발생등의 문제점이 있다.
또한, 제 2 실리콘 이형층의 두께는 0.5~50μm일 수 있다. 0.5μm 보다 얇을 경우 실리콘 이형층의 역할을 할 수 없으며, 50μm보다 두꺼울 경우 열압착 이형시트의 전체 두께가 증가하여 열전도도 등에 문제가 발생할 가능성이 높아 이방성 도전 필름의 불량 가능성이 높아진다.
이형 공정의 두께 편차는 0.5μm 이하를 유지해야 열압착 이형시트의 균일도를 확보할 수 있어 전술한 불량률을 줄일 수 있게 된다.
제 1 실리콘 이형층과는 달리 비교적 높은 점도의 실리콘을 사용하는 제 2 실리콘 이형층의 경우, 이방성 도전필름 압착기에 직접 접촉하는 부분이므로 반복사용에 따른 오염을 방지하기 위해 충진된 필러의 누출이 발생하지 않는 혼합과 경화가 필요하다.
제 2 실리콘 이형층의 표면이 건조한 상태를 유지하여 미끄럼성이 우수하여야 압착기와의 마찰을 줄일 수 있다.
i) 실리콘 파우더의 사용 또는 ii) 실리콘 조성물의 혼합과정에서의 표면처리 등의 방법을 통해, 비접착성을 저해할 수 있는 무기 충전제의 사용에도 불구하고, 상기 제조방법에 의해 제조된 열압착 이형시트는 비접착성이 우수하다.
또한, 다중 적층 공정의 도입과 콤마코팅 또는 나이프 코팅 등의 1개의 공정을 반복 적용함으로 인해 광폭(1500mm 이하)의 열압착 이형시트의 제조가 가능하게 하였다.
이로 인해 코팅 공정의 특성을 최대한 활용할 수 있게 되었으며, 그 결과 전체적인 두께의 편차를 줄일 수 있으며, 동일한 품질의 제품을 다량으로 저렴하게 제조할 수 있게 되었다.
표면 조면화 기술에 있어서, 기존의 방법이 제시하지 않은 매트한 표면의 이형처리 기술을 이용한 실리콘 이형층의 표면 거칠기 형성 기술과 필러의 함유량과 실리콘 조성물의 배합에 의한 매트한 이형 표면의 가공 기술은 제 2의 가공 공정의 도입없이 단일 공정으로 매트층의 형성이 가능하기에 공정 상 매우 큰 이점이 있다.
또한, 단순히 코팅 공정을 통한 방법으로 공정 상의 활용도는 매우 높다.
즉, 일반적인 코팅방법, 나이프 코팅, 콤마코팅, 바 코팅 등으로 열압착 이형시트의 각 구성을 적층한 후 경화하는 공정으로 열전도성 실리콘층과 제 1, 2 실로콘 이형층을 형성할 수 있어 운모나 활석 등의 추가적인 부형 없이도 실리콘 특유의 밀착성을 해결할 수 있다. 또한, 부형에 의한 오염 등의 문제도 미연에 방지할 수 있다.
또한, 작업 속도가 빠른 코팅 공정을 이용하므로 다중 적층이라는 반복된 코팅 기술을 적용함에도 광폭 생산이 가능하여 저렴한 열압착 이형시트를 제조할 수 있게 된다.
이러한 기술은 초음파용 실리콘 완충 이형 고무시트의 제조와 레이저용 실리콘 완충 이형 고무시트의 제조에도 사용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트의 제조공정 상 적층된 모습을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트의 제조방법을 나타낸 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101: 시트
102: 매트층
103: 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제
104: 제 1 실리콘 이형층
105: 열전도성 실리콘층
106: 제 2 실리콘 이형층

Claims (14)

  1. 시트를 준비하는 단계;
    열경화성 유기화합물, UV 경화형 아크릴계 유기 화합물 및 에폭시계 유기 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 유기 화합물 및, 유리(Glass), 산화티타늄(TiO2), 실리카(Silica), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화아연(ZnO) 및 테프론(Teflon)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 미세 비드(Bead)를 포함하는 코팅액을 이용하여 상기 시트 상에 매트층을 형성하는 단계;
    상기 매트층의 표면에 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제를 코팅하여 캐리어 이형필름을 제조하는 단계;
    상기 캐리어 이형필름 상에 제 1 실리콘 이형층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 실리콘 이형층 상에 열전도성 실리콘층을 형성하는 단계; 및
    상기 열전도성 실리콘층 상에 제 2 실리콘 이형층을 형성하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 제 1 실리콘 이형층을 형성하는 단계는,
    점도 160~100,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or polydimethyl siloxane-vinyl branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or polydimethyl siloxane-hydrogen branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 1 실리콘 폴리머를 준비하는 단계;
    상기 제 1 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가하여 제 1 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 및
    상기 캐리어 이형필름 상에 상기 제 1 실리콘 조성물을 직접도포하거나, 용제에 희석하여 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 열전도성 실리콘층을 형성하는 단계는,
    점도 160~50,000cs인 말단블록(end blocked) 또는 곁가지(side branched) 폴리디메틸비닐실록산(polydimethylvinyl siloxane) 50 내지 99중량% 및 비닐실리콘 수지(vinylsilicone resin) 1 내지 50중량%로 이루어진 제 2 실리콘 폴리머를 준비하는 단계;
    상기 제 2 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or polydimethyl siloxane-hydrogen branched) 0.001~30중량부; BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 실리카, 금속, 금속산화물, 금속탄화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~500질량부; 및 금속 및 열전도성 카본으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~300질량부;를 상기 제 2 실리콘 폴리머에 첨가하여 제 2 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 및
    상기 제 2 실리콘 조성물을 상기 제 1 실리콘 이형층 상에 도포하고 열경화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 제 2 실리콘 이형층을 형성하는 단계는,
    점도 160~70,000,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 3 실리콘 폴리머를 준비하는 단계;
    상기 제 3 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가하여 제 3 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 및
    상기 열전도성 실리콘층 상에 상기 제 3 실리콘 조성물을 직접도포하거나, 용제에 희석하여 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트 제조방법.
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  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 시트;
    열경화성 유기화합물, UV 경화형 아크릴계 유기 화합물 및 에폭시계 유기 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 유기 화합물 및 미세 비드(Bead)를 포함하는 코팅액을 이용하여, 상기 시트 상에 형성된 매트층;
    상기 매트층의 표면에 코팅된 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제;
    상기 불소실리콘 이형제 또는 실리콘 이형제 상에 형성되며, 점도 160~100,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 1 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가한 제 1 실리콘 조성물을 이용하여 제조된 제 1 실리콘 이형층;
    상기 제 1 실리콘 이형층 상에 형성되며, 점도 160~50,000cs인 말단블록(end blocked) 또는 곁가지(side brached) 폴리디메틸비닐 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 50 내지 99중량% 및 비닐실리콘 수지(vinylsilicone resin) 1 내지 50중량%로 이루어진 제 2 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or polydimethyl siloxane-hydrogen branched) 0.001~30중량부; BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 실리카, 금속, 금속산화물, 금속탄화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~500질량부; 및 금속 및 열전도성 카본으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 50~300질량부;를 상기 제 2 실리콘 폴리머에 첨가한 제 2 실리콘 조성물을 이용하여 제조된 열전도성 실리콘층; 및
    상기 열전도성 실리콘층 상에 형성되며, 점도 160~70,000,000cP인 비닐기가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-vinyl terminated or branched) 100 중량부에 수소가 말단 또는 곁가지에 구비된 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane-hydrogen terminated or branched) 0.001~30 중량부를 포함하는 제 3 실리콘 폴리머 100중량부에 대하여, BET(Brunauer-Emmett-Teller eation) 비표면적이 80~140m2/kg인 미분말 실리카, 크기가 10μm 이하인 테프론 파우더, 금속산화물 및 금속질화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 30~200질량부 첨가한 제 3 실리콘 조성물을 이용하여 제조된 제 2 실리콘 이형층;
    을 포함하는 이방성 도전 필름용 열압착 이형시트.
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