KR101169369B1

KR101169369B1 - 커버레이 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101169369B1
Application number: KR1020100026278A
Authority: KR
Inventors: 김제환; 권세영; 공상문
Original assignee: 김제환
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2012-08-03
Also published as: KR20110107100A

Abstract

본 발명은 커버레이 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PET 필름, 폴리이미드 필름 등의 플라스틱 필름 위에 점/접착제, 프라이머, 무기 필러, 유기 바인더로 구성된 기능성 물질을 코팅하는 커버레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 커버레이는 기재인 플라스틱 필름과,
상기 플라스틱 필름의 표면에 형성되어 플라스틱 필름과 화이트 코팅층과의 밀착성을 향상시키는 프라이머층과,
상기 프라이머층 상부에 형성되어 램프의 반사 역할을 하는 화이트 코팅층과,
상기 플라스틱 필름의 이면에 도포되어 기판의 표면에 부착되는 점/접착층과,
상기 점/접착층에 이형되도록 부착되어 점/접착층을 보호하는 이형소재를 포함하여 구성된다.

Description

커버레이 및 그 제조방법 {Coverlay and Fabricating Method thereof}

본 발명은 커버레이 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PET 필름, 폴리이미드 필름 등의 플라스틱 필름 위에 점/접착제, 프라이머, 무기 필러, 유기 바인더로 구성된 기능성 물질을 코팅하는 커버레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판(Printed Circuit Board), 연성인쇄회로기판(Flexible PCB) 등의 기판에는 회로를 구성하는 도전성을 갖는 패턴이 인쇄되어 있다.

기판의 제조 공정 및 사용 중에 패턴을 보호하기 위하여 커버레이를 기판의 표면에 가접(Pre-attach)하고 있으며, 전자부품이 실장되어야 하는 기판의 자리에는 커버레이를 부착하지 않고 있다.

폴리이미드 필름(Polyimide film)과 같은 플라스틱 필름의 일면에는 점/접착제(Adhesive)가 도포되어 있으며, 이 점/접착제는 열 또는 압력이 가해지면 녹아 기판의 표면에 부착된다.

이 점/접착제는 이형소재에 의하여 보호되어 있으며, 플라스틱 필름, 점/접착제와 이형소재로 구성되는 커버레이(Coverlay)는 롤(Roll)로 감기거나 판상으로 이루어진다.

한편, 커버레이는 기판 이외에도 반도체의 리드를 보호하기 위하여 부착하기도 하고, LED BLU(Back Light Unit)에 적용하여 LED 램프의 반사 역할을 담당하는 등 다양한 소재와 형태로 사용된다.

그런데 회로 형성기술, 전자제품의 박막화, 다양한 기능의 추구에 따라 커버레이에 적용되는 질적 요구도 높아질 수밖에 없다.

예를 들어 이물 관리 및 코팅면의 균일성은 기본이며 핫(Hot) 프레스 이후의 크랙문제 및 내용제성, 무전해 도금 용액에서의 변색, 타발시 수반되는 크랙이나 버(burr), 반사율, 납땜시에 필요한 내열성 등의 조건을 만족시킬 필요가 있다.

또한, 기재로 사용되고 있는 플라스틱 필름의 종류가 다양화되고, 그 대부분의 물질의 표면이 무극성화 되며, 박막화 되어감에 따라 모든 요구 물성의 근간이 될 수 있는 기재와 기능성 물질과의 부착력이 중요한 변수로 작용하게 되었다.

본 발명은 상기한 커버레이 제품에서 야기될 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기재인 플라스틱 필름과 기능성 물질과의 부착력을 향상시킬 수 있고 이에 의해 타발시 플라스틱 필름과 화이트 코팅층이 분리되는 것을 방지할 수 있는 커버레이 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 커버레이는 기재인 플라스틱 필름과, 상기 플라스틱 필름의 표면에 형성되어 플라스틱 필름과 화이트 코팅층과의 밀착성을 향상시키는 프라이머층과, 상기 프라이머층 상부에 형성되어 램프의 반사 역할을 하는 화이트 코팅층과, 상기 플라스틱 필름의 이면에 도포되어 기판의 표면에 부착되는 점/접착층과, 상기 점/접착층에 이형되도록 부착되어 점/접착층을 보호하는 이형소재로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 커버레이의 제조방법은 플라스틱 필름을 소정의 선속으로 이동시키면서 플라스틱 필름의 일면에 프라이머 코팅제를 도포하여 프라이머 코팅층을 형성하고 건조하는 단계와, 상기 프라이머 코팅층에 램프 반사를 위한 코팅제를 도포하여 화이트 코팅층을 형성하고 건조하는 단계로 이루어진 반제품 제조 단계;

이형소재를 소정의 선속으로 이동시키면서 이형소재의 일면에 점/접착제를 도포하여 점/접착층을 형성하고 건조하는 단계와, 상기 이형소재와 반제품을 적층한 후 가압하여 합지하는 단계로 이루어진 완제품 제조 단계; 를 포함하여 구성된다.

상술한 과제의 해결수단에 의하면, 기재인 플라스틱 필름과 기능성 물질과의 부착력을 향상시킬 수 있고 이에 의해 타발시 플라스틱 필름과 화이트 코팅층이 분리되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 커버레이의 구조도,
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 커버레이의 제조공정을 나타내는 도면,

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 커버레이의 구조도이다.

도시된 바와 같이, 커버레이(10)는 기재인 플라스틱 필름(10)의 표면에 프라이머층(20)과 화이트 코팅층(30)이 형성되고, 그 이면에 형성된 점/접착층(40)에 이형소재(50)가 부착되는 구조를 갖는다.

플라스틱 필름(10)은 기재층으로서 폴리에스테르 필름(PET), 폴리이미드 필름(PI), 폴리카보네이트 필름(PC) 등으로 이루어지며, 제품의 형태를 결정한다.

프라이머층(20)은 플라스틱 필름(10)과 화이트 코팅층(30)과의 밀착성을 향상시키는 역할을 하며, 특히 타발성 및 굴곡성에 있어서 탁월한 효과를 나타내고 1~20미크론의 두께로 도포된다.

상기 프라이머층(10)은 폴리우레탄 수지(polyurethane resin) 25 내지 35중량%, N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide) 19 내지 21중량%, 메틸에틸케론(Methyl Ethyl Ketone) 20 내지 24중량%, 톨루엔(toluene) 7 내지 9중량%, 자일렌(xylene) 19 내지 21중량 %로 이루어지는 주성분(A)에 변형 폴리이소시아네이트(modified polyisocyanate) 99.6중량%, 다이아이소 시안산염(Hexamethylene Di-Isocyanate:HDI) 0.4중량%로 이루어지는 경화제(B)를 100:4(A:B)의 중량비율로 믹싱 후 8시간 탈포(脫泡)하여 이루어진다.

화이트 코팅층(30)은 LED BLU에 적용시 LED 램프의 반사 역할을 하는 층으로서, 아크릴산(Acrylic Acid), 메타크릴산(Methacrylic Acid), 말레인산(Maleic Acid), 아크릴 아마이드(Acryl Amide), 스타이렌(Styrene), 아크릴로니트릴(Acrylonitrile), 비닐아세테이트(Vinyl Acetate), 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl Methacrylate (HEMA)), 그리시딜메타크릴레이트(Glycidyl methacrylate) 등의 단량체(Monomer)와, 에폭시(Epoxy), 이소시아네이트(Isocyanates), 멜라민 라우릴메타크릴레이트(Melamin Laurylmethacrylate), N-메틸로아크릴아마이드(N-Methyl Acryl Amide), 아민산(Amine Acid) 등의 가교제와 첨가제를 사용하여 중합시킨 아크릴산 에스테르 공중합체인 유기 바인더 100중량부, 이산화티탄(TiO₂), 산화규소(SiO₂), 탄산칼슘(CaCO₃) 등의 필러(Filler) 20~50중량부, 용제 50~200중량부, 그외 레벨링제(Leveling Agent) 등의 기능성 물질로 구성되며, 필요에 따라 이소시아네이트, 아민류(Amines)의 경화제(Curing Agent)를 사용한다.

상기와 같은 조성의 약제를 그라비아(Gravure), 마이크로그라비아 등 적정한 코팅방식을 이용하여 프라이머층(20) 상에 도포 건조시켜 형성된다.

이 화이트 코팅층(30)의 도포 두께는 10~50미크론이고, 두께는 반사율, 금형 타발성, 프라이머층과의 계면 부착력 등에 따라 변할 수 있으며, 내열성, 내산성, 내용제성 등을 고려하여 조성비가 변경된다.

점/접착층(40)은 기판의 표면에 부착되는 층으로 두께는 5~50미크론이며, 크게 실리콘계, 아크릴계, 고무계, 에폭시계 등으로 구분할 수 있다.

실리콘 수지는 실록산(Si-O-Si)기를 함유한 고분자이며, 일반적으로는 수산기(-OH) 또는 메톡시기(-OCH₃), 메틸기(-CH₃) 또는 페닐기(-C6H5) 등의 관능기(작용기)를 갖는다.

아크릴 수지는 아크릴산, 메타크릴산, 말레인산, 아크릴 아마이드, 스타이렌, 아크릴로니트릴, 비닐아세테이트, 라우릴메타크릴레이트, N-메틸로아크릴아마이드, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 그리시딜메타크릴레이트 등의 단량체와, 에폭시, 이소시아네이트, 멜라민 킬레이트(Melamin Chelate), 아민산 등의 가교제와 첨가제를 사용하여 중합시킨 아크릴산 에스테르 공중합체를 말하며 용제형과 에멀젼형, 핫멜트형으로 구분된다.

고무는 천연고무, SBR(Styrene-butadiene rubber), SIS(Styrene Isoprene Styrene Block Copolymer), SBS(Styrene-butadiene-styrene block copolymer), 부틸고무 등이 있으며, 이들을 단독 또는 혼합한 후 점착 부여 수지 등을 첨가하여 이루어진다.

에폭시는 비스페놀A(Bisphenol-A)형, 노보락(novolac)형, 비스페놀F(Bisphenol-F)형 등을 사용할 수 있으며 내약품성, 내열성, 절연성이 우수한 특징을 나타낸다.

이형소재(50)는 상기 점/접착층(40)을 보호하는 것으로 종이나 폴리에틸렌테리프탈렌이트(PET)에 불소, 실리콘 등 기타 이형력이 있는 이형물질이 도포되어 이루어지며 특히 PET나 종이 상에 실리콘 처리된 소재가 가장 바람직하다.

이때 사용되는 이형력은 점/접착제(40)의 종류 및 요구 물성에 따라 달라질 수 있으며 5g/In~300g/In을 주로 사용한다.

도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 커버레이의 제조공정을 나타내는 도면이다.

도 2a에 도시된 바와 같이 언와인더에 감긴 플라스틱 필름(10)을 풀어 소정의 선속으로 이동시키면서 플라스틱 필름(10)의 일면에 도 1에서 설명한 코팅제로 1~20미크론 두께의 코팅을 행하여(S20) 프라이머층(21)을 형성하고 건조한(S22) 후, 같은 면에 도 1에서 설명한 화이트 코팅층(30)의 코팅제로 10~50미크론 두께의 화이트 코팅을 행한다(S23).

이후 건조한(S24) 다음 리와인더로 감아 반제품(2)을 완성한다.

이때 사용한 코팅방법은 그라비아, 리버스그라비아, 키스그라비아, 마이크로그라비아 등의 롤 코팅이며 선속(line speed)은 요구되는 코팅 두께에 따라 5~80M/min, 건조시의 온도는 50~180℃이다.

도 2b에 도시된 바와 같이 언와인더에 감긴 이형소재(50)를 풀어 소정의 선속으로 이동시키면서 5~50미크론 두께로 점/접착제 도포를 행한(S25) 후 건조시킨다(S26).

이때 사용한 코팅방법은 요구되는 물성 및 코팅두께, 점/접착제의 종류, 점도 등에 따라 롤 코팅, 나이프 코팅 방식을 적용하고, 선속(line speed)은 요구되는 코팅 두께에 따라 5~80M/min, 건조시의 온도는 50~180℃이다.

건조한 이형소재(50)와 도 2a에서 제조한 반제품(2)을 상하 롤러의 가압에 의해 적층(Lamination)시켜 합지한(S27) 후 리와인더에 감는다.

상기 반제품(2)과 이형소재(50)의 적층시 사용되는 압력은 1~20kg/cm²이고, 온도는 5~200℃이다.

합지된 완제품(커버레이)(1)은 후공정에서 롤상, 또는 판상으로 소분되기도 한다.

<실시예 1>

실시예 1에서는 플라스틱 필름(10)으로 폴리이미드 필름 12.5미크론 상에 프라이머층(20)의 두께(후도)를 1~2, 3~4, 5~6, 7미크론 이상으로 변화시켜 기재(폴리이미드 필름) 밀착성과 금형 타발성의 물성 변화를 확인하였다.

두께(micron)	1~2	3~4	5~6	7 이상	비고
기재밀착성(%)	98	100	100	100	Cross Cut
금형 타발성	양호	우수	우수	우수

표 1에 나타낸 바와 같이 프라이머층(10)의 두께가 4미크론 이상에서 우수한 물성을 나타내고 있음을 알 수 있다.

<실시예 2>

실시예 2에서는 화이트 코팅층(30)의 두께를 15, 20, 25, 30, 35미크론으로 변화시켜 평균 반사율의 변화를 고찰하였다.

두께(micrion)		15	20	25	30	35	비고
평균 반사율	열처리전	81.25	84.23	88.90	90.12	91.63
평균 반사율	Hot Press 후	81.12	84.03	88.72	90.01	91.45

표 2에 나타낸 바와 같이 화이트 코팅층(30)의 두께가 30미크론 이상에서 반사율의 변화가 거의 관찰되지 않음을 알 수 있다.

<실시예 3>

실시예 3에서는 화이트 코팅층(30)의 잉크 종류에 따른 내산성, 내열성, 내용제성의 물성 변화를 확인하였다.

물성	내산성 (황산20%액)	내열성 (250℃ 10분)	내용제성 (MEK)	비고
Ink A	변색	변색	양호
Ink B	무변	무변	양호

표 3에 나타낸 바와 같이 내산성 및 내열성에서 다른 특징을 나타내고 있음을 알 수 있다.

<실시예 4>

실시예 4에서는 상기한 실시예 1~3을 종합하여 커버레이(1)를 제조하고 타사 커버레이와의 물성 변화를 비교하였다.

	비교항목	본원발명	타사제품	비고
물성	화이트코팅층(후도)	30미크론	30미크론
	기재부착력	100	92
	내열성	무변	무변
	내산성	무변	무변
	내용제성	무변	무변
	금형 타발성	우수	Burr 발생
	반사율	90.12	89.45

표 4에 나타낸 바와 같이 금형 타발성 및 기재 부착력에서 본원발명에 따른 커버레이(10)가 타사제품의 커버레이보다 우수함을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면 플라스틱 필름(10)과 기능성 약제와의 부착력 문제로 일어날 수 있는 화이트 코팅층(30)의 버(Burr), 크랙 등의 문제가 발생하지 않는다.

1: 커버레이 10: 플라스틱 필름
20: 프라이머층 30: 화이트 코팅층
40: 점/접착층 50: 이형소재

Claims

기재인 플라스틱 필름;
상기 플라스틱 필름의 표면에 형성되어 플라스틱 필름과 화이트 코팅층과의 밀착성을 향상시키는 프라이머층;
상기 프라이머층 상부에 형성되어 램프의 반사 역할을 하는 화이트 코팅층;
상기 플라스틱 필름의 이면에 도포되어 기판의 표면에 부착되는 점/접착층;
상기 점/접착층에 이형되도록 부착되어 점/접착층을 보호하는 이형소재를 포함하는 커버레이.
제 1 항에 있어서,
상기 프라이머층은 폴리우레탄 수지(polyurethane resin) 25 내지 35중량%, N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide) 19 내지 21중량%, 메틸에틸케론(Methyl Ethyl Ketone) 20 내지 24중량%, 톨루엔(toluene) 7 내지 9중량%, 자일렌(xylene) 19 내지 21중량 %로 이루어지는 주성분(A)에 변형 폴리이소시아네이트(modified polyisocyanate) 99.6중량%, 다이아이소 시안산염(Hexamethylene Di-Isocyanate:HDI) 0.4중량%로 이루어지는 경화제(B)를 100:4(A:B)의 중량비율로 믹싱 후 8시간 탈포(脫泡)하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 커버레이.
제 1 항에 있어서,
상기 이형소재는 폴리에틸렌테리프탈렌이트(PET)나 종이 상에 실리콘 처리된 것을 특징으로 하는 커버레이.
제 1 항에 있어서,
상기 프라이머층의 두께는 4~20미크론이고, 화이트 코팅층의 두께는 30~50미크론인 것을 특징으로 하는 커버레이.
플라스틱 필름을 소정의 선속으로 이동시키면서 플라스틱 필름의 일면에 프라이머 코팅제를 도포하여 프라이머 코팅층을 형성하고 건조하는 단계와, 상기 프라이머 코팅층에 램프 반사를 위한 코팅제를 도포하여 화이트 코팅층을 형성하고 건조하는 단계로 이루어진 반제품 제조 단계;
이형소재를 소정의 선속으로 이동시키면서 이형소재의 일면에 점/접착제를 도포하여 점/접착층을 형성하고 건조하는 단계와, 상기 이형소재와 반제품을 적층한 후 가압하여 합지하는 단계로 이루어진 완제품 제조 단계;
를 포함하는 커버레이 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 플라스틱 필름과 이형소재의 선속은 5~80M/min이고, 건조시의 온도는 50~180℃인 것을 특징으로 하는 커버레이 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 반제품과 이형소재의 적층시 사용되는 압력은 1~20kg/cm²이고, 온도는 5~200℃인 것을 특징으로 하는 커버레이 제조방법.