KR101546452B1 - 습식 도금을 이용한 전사용 전자파 차폐 필름의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법은 절연기재 위에 이형층을 형성하는 단계와, 상기 이형층 위에 도금용 프라이머를 형성하는 단계와, 상기 도금용 프라이머 위에 습식 도금으로 하지 도금층을 형성하는 단계와, 상기 하지 도금층 위에 습식 도금을 이용하여 도금층을 형성하는 단계와, 상기 도금층 위에 접착제층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

습식 도금을 이용한 전사용 전자파 차폐 필름의 제조방법{EMI shielding film manufactured by electroplating and printed circuit board using the same}
본 발명은 전자파 차폐 필름의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전사방식을 이용하여 인쇄회로기판 등에 전자파 차폐층을 형성할 수 있는 전자파 차폐 필름의 제조방법에 관한 것이다.
최근 자동차, 우주 항공, 선박, 바이오 산업 등 다양한 분야에서 첨단 전기 전자 제품과 통신기기의 사용이 급증함에 따라 전자 노이즈 또는 전자 간섭 문제가 심각해지고 있다. 즉, 이들 기기로부터 나오는 전자파로 인해 전기 전자 제품이 상호 간섭을 일으켜 다른 기기의 오작동을 초래하고 인체에 여러 가지 악영향을 미치고 있다. 이처럼 전자기기에서 방사 또는 전도되는 전자파가 다른 기기의 기능에 장해를 주는 것을 전자파 장해(EMI, electromagnetic interference)라고 한다. 현대와 같은 정보사회에서는 컴퓨터나 휴대전화, 무선 LAN 등 정보 전달 수단으로서 전파를 적극적으로 사용하고 있다. 그러나, 정보기기의 보급이 진행되고, 고속도, 고밀도의 정보 전달화에 따라 범람한 전파장해에 의한 인체의 유해성 및 각종 계기류의 오작동이나 정보 누설 등의 문제가 일어나고 있다. 더구나 요즈음 널리 사용되는 무선 통신 기기의 경우는 기기 자체에서 무선 주파수 신호를 송수신하고, 또한 직접 인체에 접촉하여 사용되므로 전술한 바와 같은 전자파의 방사에 따라 발생하는 인체의 피해가 더 크게 우려되고 있다.
이러한 전파 방해에 대한 대책으로 한정된 조건하에서의 전파 컨트롤 기술의 확립이 시급히 요구되고 있으며, 국제적으로 전자파의 방출과 전자파 내성에 관한 규제, 전자파 방사에 의한 인체의 유해성 등에 관한 관심이 활발해지고 있음과 동시에 이에 대한 규제가 강화되고 있다.
전자파 감쇠는 공기층과 금속 간의 임피던스 부정합에 의한 반사 손실, 금속 차폐막을 통과하면서 저항성 손실에 의해 열로 발산하는 투과 손실 및 금속 차폐막 양쪽의 경계층에서의 금속층 내부로의 재반사에 의한 다중 반사 손실 등의 메카니즘에 의해 이루어진다. 전자파 차폐는 전기장 차폐와 자기장 차폐로 나눌 수 있으며, 전기장 차폐는 전도도가 우수한 물질로 보호하고자 하는 물체를 감싸주면 되고, 물질의 두께에 따라서 차폐 효과가 달라지는데 일반적으로 두꺼울수록 효과가 더 좋다. 자기장 차폐에는 고투자율 재료를 사용해 흡수 손실을 증가시키거나 자속에 대해 자기 저항을 낮춤으로서 자기장을 우회하는 방법이 있다. 이러한 차폐를 위해서는 전도성이 우수한 알루미늄박이나 은박지와 같은 금속 박막을 부착하거나, 바인더 수지에 전도성 분말을 분산하여 제조한 전도성 페이스트를 인쇄회로기판 표면에 균일하게 도포하거나, 전도성 페이스트를 필름화하여 가열 부착하는 전도성 접착 필름 형태의 제품 등이 적용되고 있다. 특히 반복적인 굴곡 특성이 요구되는 연성인쇄회로기판의 경우 금속 박막이나 액상의 페이스트 도료의 경우 굴곡 특성이 좋지 않아 사용상에 제한이 따르며 우수한 굴곡 특성이 요구되는 용도에는 가열 부착성이 좋으며 굴곡성과 전기전도성이 우수한 접착 필름 형상의 제품 요구가 크게 증가하고 있다.
이처럼 모바일 기기에 사용하는 전자파 차폐 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 절연층과 금속 박 등의 도전층을 적층, 합지하여 만들거나, 테레프탈레이트 등의 절연층 위에 은(Ag) 등의 금속을 스퍼터링하거나 실버페이스트 등을 이용하여 도전층을 형성하거나, 전도층 및 절연층을 형성하는 수지를 이용하여 필름을 제조하는 방법 등이 소개되어 적용되고 있다.
이러한 방법에 의해 제조된 전자파 차폐 필름은 대부분 전면에 도전층을 형성하고 있으며, 가열 부착식 필름의 경우에는 부착 부위의 형상에 맞도록 재단한 후 가열 압착하는 방식으로 전자파 차폐 필름을 부착하고 있어 매우 낮은 생산성으로 인해 어려움을 겪고 있는 실정이다.
한국등록특허 제0995563호, 한국등록특허 제1044567호 및 한국공개특허 제2009-0008557호에는 수지를 이용한 전자파 차폐 필름의 제조 기술에 대한 설명이 개시되어 있으나, 해당 필름을 이용하여 부착하는 방법 등에 대한 언급은 나타나 있지 않다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 이형 기능을 가져 인쇄회로기판 등에 전사하는 방식으로 전자파 차폐층을 형성할 수 있는 전사용 전자파 차폐 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기의 전사용 전자파 차폐 필름의 제조방법이 적용된 인쇄회로 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 절연기재 위에 이형층을 형성하는 단계와, 상기 이형층 위에 도금용 프라이머를 형성하는 단계와, 상기 도금용 프라이머 위에 습식 도금으로 하지 도금층을 형성하는 단계와, 상기 하지 도금층 위에 습식 도금을 이용하여 도금층을 형성하는 단계와, 상기 도금층 위에 접착제층을 형성하는 단계를 포함하는 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 절연기재는 폴리에틸린 테레프탈레이트, 아크릴계, 폴리카보네이트계, 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계, 폴리스틸렌계, 폴리에스테르계, 셀룰로우즈계, 폴리염화비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 이형층은 멜라닌계, 불소계, 실리콘계, 알킬아크릴레이트계로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 하지 도금층은 니켈 또는 구리로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 도금층은 은, 아연, 구리, 니켈로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 도금용 프라이머 위에 습식 도금으로 하지 도금층을 형성하는 단계 이전 또는 이후에, 전자파 차폐 영역을 패터닝하기 위한 마스크 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 상기의 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법을 이용하는 인쇄회로기판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법은 도금방법에 의하여 전자파 차폐층을 형성하므로 스퍼터링 등과 같은 고가의 진공공정을 이용하지 않으므로 저렴한 비용으로 전자파 차폐층을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 전사용 전자파 차폐 필름은 전사방식에 의하여 인쇄회로기판 또는 전자소자의 전자파 차폐가 필요한 부위에 선택적으로 전자파 차폐 부위를 형성할 수 있다.
도 1은 기존의 전자파 차폐 필름의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 전사용 전자파 차폐 필름 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 전사용 전자파 차폐 필름 제조방법에 의하여 제조된 전자파 차폐 필름의 단면 구조를 나타낸 것이다.
본 발명의 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법은 절연기재 위에 이형층을 형성하는 단계와, 상기 이형층 위에 도금용 프라이머를 형성하는 단계와, 상기 도금용 프라이머 위에 습식 도금으로 하지 도금층을 형성하는 단계와, 상기 하지 도금층 위에 습식 도금을 이용하여 도금층을 형성하는 단계와, 상기 도금층 위에 접착제층을 형성하는 단계를 포함한다.
도 1은 기존의 전자파 차폐 필름의 구조를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 기존의 전자파 차폐 필름은 이형층(101), 도전성 점착제층(102), 도전 시트층(103) 및 절연층(104)을 포함한다. 이와 같은 종래의 전자파 차폐 필름은 스퍼터링 등의 방법에 의하여 도전 시트층을 형성하므로 고가의 진공공정을 이용하는 문제점과, 전면에 도전 시트층을 형성하므로 인쇄회로기판 등에 전자파 차폐 필름을 부착한 후에 별도의 공정으로 전자차 차폐 부위를 제외한 부분을 제거해야 하는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 전사용 전자파 차폐 필름을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 도금 공정을 적용하여 제조비용을 감소시키고, 도금층을 형성하기 전에 광경화성 수지 등을 이용한 패터닝 방법에 의하여 전자파 차폐가 필요한 영역에만 선택적으로 도금을 수행함으로써 인쇄회로기판에 부착된 후에 별도의 도전층 제거 공정을 생략할 수 있는 효과를 가진다.
도 2는 본 발명의 전사용 전자파 차폐 필름 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 먼저 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 절연기판을 준비한다(S1). 절연기판은 도금방법을 이용하여 전자파 차폐층을 형성하기 위한 기저기판으로서 인쇄회로기판 등에 부착된 후에는 제거되는 부분이다. 절연기판은 폴리에틸린 테레프탈레이트, 아크릴계, 폴리카보네이트계, 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계, 폴리스틸렌계, 폴리에스테르계, 셀룰로우즈계, 폴리염화비닐계 수지 등으로 이루어질 수 있다. 이어서, 상기 절연기판 위에 이형층을 형성한다(S2). 이형층은 절연기판과 도금층을 분리하기 위한 부분으로서, 멜라닌계, 불소계, 실리콘계, 알킬아크릴레이트계로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 이어서, 상기 이형층 위에 도금용 프라이머층을 형성한다(S3). 도금용 프라이머는 마감 코팅 및 인쇄제로 사용되는 아크릴계 에폭시 등이 이용될 수 있고, 무전해 도금 후 밀착력이 저하되어 직접 도금하기가 어려우므로 도금용 프라이머를 도포하고 앵커(anchor)를 형성시켜 밀착력을 확보하기 위하여 사용된다. 도금용 프라이머는 마감용 코팅제 및 인쇄제의 종류와 용도에 따라 다양하게 적용될 수 있다. 이어서, 상기 도금용 프라이머층 위에 하지 도금층을 형성한다(S4). 하지 도금층의 형성은 무전해 도금 등의 공정으로 수행될 수 있고, 구체적으로 니켈 또는 구리 무전해 도금 공정으로 수행될 수 있다. 이어서, 상기 하지 도금층 위에 도금층을 형성한다(S5). 도금층은 은, 아연, 구리, 니켈 등의 금속층으로 이루어질 수 있고, 전기도금이나 무전해 도금 등의 공정이 적용될 수 있다. 이어서, 상기 도금층 위에 접착제층을 형성한다(S6). 접착제층은 인쇄회로기판 등에 부착하기 위한 수단이 되며, 피처리물의 재질과 종류에 따라 다양한 형태의 레진(resin)을 사용할 수 있으며, 열, 자외선 또는 압력 등을 경화 매체로 하는 프라이머(primer)가 이용될 수 있다.
본 발명의 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법은 하지 도금층 및 도금층을 형성하는 과정에서 특정 형태의 패터닝을 적용하는 것이 가능하다. 이와 같이 패터닝된 형태의 도금층을 형성하면 인쇄회로기판에 부착된 후에 별도의 패터닝 공정을 적용하지 않고도 필요한 부위에만 인쇄회로기판에 도전층을 형성할 수 있다. 패터닝된 도금층을 형성하는 방법은 하지 도금층을 형성하기 이전에 광감성 필름 등의 마스크를 이용하여 패터닝된 형태의 하지 도금층 및/또는 도금층을 형성하는 방법과, 전면에 하지 도금층 및/또는 도금층을 형성한 후에 광감성 필름 등의 마스크를 이용하여 식각으로 하지 도금층 및/또는 도금층을 패터닝하는 방법이 적용될 수 있다. 하지 도금층 또는 도금층을 패터닝하는 방법으로 도금용 프라이머층 위에 팔라듐(Pd) 촉매 처리한 후 동도금을 바로 하여 패턴된 회로를 형성하는 방법이 이용될 수도 있다.
이와 같은 방법으로 도금층을 패터닝된 형태로 형성하면, 전사용 전자파 차폐 필름을 인쇄회로기판에 부착하는 과정에서 전자파 차폐가 필요한 영역에만 전자파 차폐층을 형성할 수 있는 효과를 가진다. 전사용 전자파 차폐 필름을 인쇄회로기판에 적용하는 과정은, 전사용 전자파 차폐 필름과 해당 필름을 부착해야 하는 인쇄회로기판을 합지하는 단계와 합지 제품을 전사 방식에 의해 가열 압착하여 패턴을 전사시키는 단계로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 전사용 전자파 차폐 필름 제조방법에 의하여 제조된 전자파 차폐 필름의 단면 구조를 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 전자파 차폐 필름은 절연기재(201), 이형층(202), 도금용 프라이머(203), 하지 도금층(204), 도금층(205) 및 접착제층(206)이 차례로 적층된 형태로 이루어진다.
절연기재(201)는 폴리에틸린 테레프탈레이트, 아크릴계, 폴리카보네이트계, 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계, 폴리스틸렌계, 폴리에스테르계, 셀룰로우즈계, 폴리염화비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 특히 절연기재는 폴리에틸린 테레프탈레이트인 것이 바람직한데, 폴리에틸린 테레프탈레이트 필름은 일반적으로 13∼50㎛ 두께의 필름이 사용될 수 있고, 전사용 메탈 필름(metal film) 제조를 위해서는 125㎛ 이하의 두께를 갖는 폴리에틸린 테레프탈레이트 필름인 것이 바람직하다. 이는 롤 투 롤(roll to roll) 전사용 메탈 필름에 있어 텐션(tension)이 유지되면서 작업이 되어야 하는 특성 때문이다.
이형층(202)은 멜라닌계, 불소계, 실리콘계, 알킬아크릴레이트계로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 이형층은 테프론 수지, 실리콘 수지 또는 멜라닌 수지 등을 얇게 도포하여 피도체에 전사용 필름으로부터 절연기재를 분리시키기 위하여 사용되며 수 ㎛ 정도의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
도금용 프라이머(203)는 마감 코팅 및 인쇄제로 사용되는 아크릴계 에폭시의 경우에 무전해 도금 후 밀착력이 저하되어 직접 도금하기가 어려우므로 도금용 프라이머를 도포하고 앵커(anchor)를 형성시켜 밀착력을 확보하기 위하여 사용된다. 이러한 도금용 프라이머는 마감용 코팅제 및 인쇄제의 종류와 용도에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
하지 도금층(204)은 니켈, 구리 등이 이용될 수 있고, 도금층(205)은 은, 아연, 구리, 니켈 등이 이용될 수 있다. 이러한 금속층은 각각의 용도에 따라 다양한 금속 을 전기 도금 또는 무전해 도금 등으로 형성할 수 있으며, 0.01∼10㎛ 내외에서 금속층을 형성하는 것이 바람직하다. 일반적으로 전자파 차폐를 하는 경우에는 무전해니켈 층을 0.1∼0.5㎛ 도금한 후 동도금층을 0.1∼1.0㎛ 내외에서 처리하고 배선 재료의 경우 도금용 프라이머층 위에 팔라듐 촉매 처리한 후 동도금을 바로 하여 회로를 형성할 수도 있다.
접착층(206)으로는 피처리물의 재질과 종류에 따라 다양한 형태의 레진이 이용될 수 있고, 열, UV 또는 압력 등을 경화 매체로 하는 프라이머의 형성이 가능하다.
101: 이형층 102: 도전성 점착제층
103: 도전 시트층 104: 절연층
201: 절연기재 202: 이형층
203: 도금용 프라이머 204: 하지 도금층
205: 도금층 206: 접착제층

Claims (7)

  1. 절연기재 위에 이형층을 형성하는 단계;
    상기 이형층 위에 도금용 프라이머를 형성하는 단계;
    상기 도금용 프라이머 위에 습식 도금으로 하지 도금층을 형성하는 단계;
    상기 하지 도금층 위에 습식 도금을 이용하여 도금층을 형성하는 단계; 및
    상기 도금층 위에 접착제층을 형성하는 단계;를 포함하되,
    상기 도금용 프라이머 위에 습식 도금으로 하지 도금층을 형성하는 단계 이전 또는 이후에, 전자파 차폐 영역을 패터닝하기 위한 광감성 마스크 형성 단계;를 포함하는 전사용 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연기재는 폴리에틸린 테레프탈레이트, 아크릴계, 폴리카보네이트계, 폴리프로필렌계, 폴리에틸렌계, 폴리스틸렌계, 폴리에스테르계, 셀룰로우즈계, 폴리염화비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이형층은 멜라닌계, 불소계, 실리콘계, 알킬아크릴레이트계로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하지 도금층은 니켈 또는 구리로 이루어진 것을 특징으로 하는 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도금층은 은, 아연, 구리, 니켈로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전사용 전자파 차폐 필름의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항의 전사용 전자파 차폐필름의 제조 방법을 이용하여 인쇄회로기판을 제조함에 있어서, 상기 제조 방법에 의해 수득된 전사용 전자파 차폐필름과 인쇄회로기판을 합지하는 단계; 및 상기 합지 제품을 전사 방식에 의해 패턴을 전사시키는 단계;를 포함하는 전자파 차폐가 필요한 영역에만 전자파 차폐층이 형성된 인쇄회로기판의 제조방법.
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