KR101759205B1 - 전자기파 차단 방열 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기재층과 열경화성 전도성 접착제층을 갖는 접지가 자유롭고 전자파 차폐필름의 발열을 쉽게 상쇄시키는 방열 필름으로서, 상기 기재층은 단일 또는 이종금속 합지체로 이루어지며 그 두께가 10미크론 이하이며, 열경화성 전도성 접착제층은 금속 필러와 열가소성 수지, 열경화성 수지, 경화제 및 난연제로 이루어지며, 접착력, 내열성, 전기도전성과 방열성이 우수하여 인쇄회로기판 특히, 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)의 일면 또는 양면에 신뢰성 있게 적용될 수 있으며, 이에 따라 기판 회로에서 발생하는 각종 전자기파를 효과적으로 차단시키고 발열을 쉽게 상쇄 시키는 효과를 제공한다.

Description

전자기파 차단 방열 필름{Electromagnetic radiation blocking film}

본 발명은 전자기파를 차단하는 방열 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접착력, 내열성, 전기전도성 및 방열성을 증대시킨 상태로 전자부품의 표면에 부착되어 전자기파를 효과적으로 감쇄시킴은 물론 발열도 쉽게 상쇄시킬 수 있도록 개선된 전자기파 차단 방열 필름에 관한 것이다.

최근 휴대용 모바일 및 디스플레이용 전자기기의 경박단소화 추세가 급진전되고, 회로기판은 고밀도의 미세회로화가 진행됨에 따라 인접회로 간의 전자기파 노이즈 발생에 따른 신호간섭현상(EMI, Electromagnetic Interference)의 피해가 증가하는 추세에 있다.

이러한 전자기파를 효과적으로 차단하기 위해서는 기판회로를 전기 도전성이 우수한 도체막으로 감싸, 내부에서 발생하는 전자기파가 도체를 통해 감쇄될 수 있도록 고안하는 것이 필요한데, 일반적으로 도전성이 우수한 알루미늄박이나 은박지와 같은 금속 박막을 부착하거나 도전성 분말을 바인더 수지에 분산하여 제조한 도전성 페이 스트를 회로기판 표면에 균일하게 도포하거나, 도전성 페이스트를 필름화하여 가열 부착하는 도전성 접착필름 형태의 제품 등이 적용되어 오고 있다.

특히, 기기 내 부품 간의 신호전달 속도가 고속화되면서 제품에 방열이 중요한 인자가 되고 있다.

이를 해결하기 위해, 기존에는 EMI 차폐 필름위에 금속 층을 가지며 전도성 접착제를 구비한 박막 필름을 프레스 하여 EMI 필름 금속층과 접지하여 해결하고 있으나, 무연납 리플로우(Reflow) 공정 후 접지된 저항이 높아지는 문제가 빈번하며 무엇보다도 사용하는 박막 금속에 금이 포함되어 있어 자재가 고가이다는 단점을 가지게 된다.

더구나, 최근 처리 주파수가 2.8GHz에서 10GHz로 고주파화 됨으로 인해 기존 방식으로는 표피효과(Skin depth effect)에 따른 전자파 차폐 능력이 떨어지므로 이에 대한 개선이 요구되고 있으며, 이와 동시에 방열 기능까지 증대시켜야 하는 과제를 안고 있다.

뿐만 아니라, EMI 차폐를 위해 주로 사용되던 구리(Cu)는 산화에 의해 색상이 바뀌기 때문에 금을 사용할 수 밖에 없는데, 금(Au)의 경우에는 앞서 설명하였듯이 비용이 증대되는 단점이 있다.

아울러, EMI 차폐 및 방열과 관련된 선행기술로는 등록특허 제1229058호(2013.01.28), '휴대폰 전자파 차단 및 방열용 필름'; 등록특허 제1223506호(2013.01.11), 플러렌 입자구조를 갖는 단말기용 전자파 차단 및 방열시트'; 등록실용 제0460259호(2012.05.21), '전자파 차단 및 방열 기능을 갖는 휴대용 단말기 케이스'; 등록특허 제0798833호(2008.01.22), '방열시트'; 공개특허 제2012-0087753호(2012.08.07), '실드 프린트 배선판' 등이 개시되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 충분한 전자기파 차폐성에 더하여, 뛰어난 방열성과 무연납 리플로우(rerflow) 공정의 고온에 견딜 수 있는 내열성을 가지며, 플렉시블 프린트 배선판 등에 부착하여 기판 회로에서 발생하는 각종 전자기파를 효과적으로 감쇄시키거나 발열을 쉽게 상쇄시키는 전자기파 차단 방열 필름의 제공을 그 주된 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 보호필름; 상기 보호필름의 상면에 형성된 전도성 접착제층; 상기 전도성 접착제층의 상면에 형성된 금속 박막층; 및 상기 금속 박막층 상면에 형성된 캐리어 필름;을 포함하여 EMI 차폐 필름 위에서 가열 및 가압에 따라 접지 가능하며, EMI 필름에서 발생되는 열을 발산시키는 것을 특징으로 하는 전자기파 차단 방열 필름을 제공한다.

이때, 상기 금속 박막층은 단일 또는 이종의 금속이 서로 접합되어 이루어지며, 총 두께는 2㎛-10㎛일 수 있다.

또한, 상기 전도성 접착제층은, 바인더 수지 조성물 100 중량부 당 수지상 입자 형태의 도전성 필러와 섬유 형태의 도전성 필러로 이루어진 혼합 도전성 필러 150 내지 350 중량부를 포함하는 전도성 접착제층용 조성물로 형성되고, 상기 전도성 접착제층용 조성물은 열가소성 수지 100 중량부 당 열경화성 수지 50 내지 150 중량부, 경화제 5 내지 20 중량부, 및 난연제 5 내지 30 중량부로 이루어지며, 상기 열가소성 수지는 중량 평균 분자량이 3,000 내지 300,000으로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 바인더 수지 조성물을 구성하는 열경화성수지는 에폭시수지, 아크릴수지, 페놀수지 중 하나 또는 둘 이상으로 이루어지고, 중량 평균 분자량은 300-3,000인 것이 바람직하다.

또한, 상기 경화제는 방향족 아민 화합물 경화제 또는 이미다졸 경화제 중 1종 이상으로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 입자 형태의 전도성 필러는 금 분말, 은 분말, 구리 분말, 니켈 분말, 철 분말 중 1종 이상으로 이루어지고, 입자 모양이 수지상이며, 크기는 3-15㎛인 것이 바람직하다.

또한, 상기 섬유 형태의 전도성 필러는 금속 섬유, 탄소 섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 중 1종 이상으로 이루어지고, 애스펙비(aspect ratio)가 50-50,000인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 일면에 이형처리가 된 PET 필름의 이형처리면에, 바인더 수지 조성물과 혼합 도전성 필러를 용매에 첨가 교반하여 전도성 접착제층용 조성물 용액을 도포 건조하여 전도성 접착제층을 형성하는 단계; 상기 전도성 접착제층을 사이에 두고 캐리어필름과 금속 박막층이 서로 대향되게 합지하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기파 차단 방열 필름 제조방법을 제공한다.

뿐만 아니라, 본 발명은 용매에 바인더 수지 조성물과 혼합 도전성 필러를 첨가 교반하여 전도성 접착제층용 조성물 용액을 제조하고, 캐리어필름이 합지된 금속 박막층의 금속면에 상기 전도성 접착제층용 조성물 용액을 도포 건조하여 전도성 접착제층을 형성하는 단계; 일면이 PET 필름으로 이형처리된 이형처리면 또는 일면이나 양면에 PE 또는 PP로 이형처리된 이형면이 상기 전도성 접착제층과 대향되게 합지하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기파 차단 방열 필름 제조방법도 제공한다.

이 경우, 상기 캐리어필름은 아크릴계 점착제가 처리되었거나 혹은 실리콘계 점착제가 처리된 PET 필름인 것이 좋다.

또한, 상기 전도성 접착제층용 조성물 용액의 고형분 함량은 20-60중량%인 것이 바람직하다.

또한, 상기 전도성 접착제층용 조성물 용액의 건조 온도는 80-150℃인 것이 바람직하다.

또한, 상기 전도성 접착제층을 포함하는 전자기파 차단 방열 필름은, 인쇄회로기판의 EMI 필름이 부착된 면에 핫프레스(Hot press)법으로 부착되는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 방열 필름은, 접착력, 내열성, 전기도전성, 방열성이 우수하여 인쇄회로기판, 특히 연성인쇄회로기판의 일면 또는 양면에 신뢰성 있게 적용되어 각종 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 방열을 쉽게 하는 장점이 있다.

또한, 수지상 도전성 입자를 사용함에 따라 플레이크상이나 구형상에 비해 EMI 실드 필름의 절연층을 돌파하기 쉬워 도전층과 접촉을 용이하게 하며, 그 결과 보다 확실하게 금속 박막과 EMI 실드 필름의 도전층을 통전 할 수 있어 양호한 내열 후 전기전도성과 방열성을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자기파를 효과적으로 감쇄시키거나 발열을 쉽게 상쇄시키는 방열필름의 예시적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방열필름이 부착된 인쇄회로기판의 예시도이다.
도 3은 단차저항 측정 시편을 나타내는 도면이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막이 접착된 방열 필름은 도 1의 예시와 같이, 전도성 접착제층(100)과, 그 일면에 적층된 금속 박막층(200)을 포함하는 복층 구조로 이루어진다.

더 정확하게는, 노출면을 보호하는 보호필름(PF)의 상면에 전도성 접착제층(100)이 형성되고, 상기 전도성 접착제층(100)의 상면에 금속 박막층(200)이 형성되며, 상기 금속 박막층(200)의 상면에 캐리어필름(CF)이 형성되는 개략적인 구조를 갖는다.

이때, 상기 보호필름(PF)은 핫 프레스(Hot Press) 공정 이전에 전도성 접착제층(100)을 보호하는 것으로서 핫 프레스 공정을 수행하기 이전에 제거된다.

이러한 구조를 갖는 본 발명에 따른 방열 필름은 상기 보호필름(PF)을 제거한 후 프레스기에 장착된 인쇄회로기판의 회로패턴이 형성된 면에 전도성 접착제층(100)을 부착한 상태에서 핫 프레스 방식으로 부착하는 것에 의해 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 본 발명 금속박막의 방열 필름이 부착된 인쇄회로기판을 도 2와 같이 제작할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 전자기파를 효과적으로 감쇄시키거나 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속박막의 방열 필름이 인쇄회로기판에 부착되는 경우(도 2), 상기 전도성 접착제층(100)이 인쇄회로기판 상의 회로 패턴에서 발생하는 전자기파를 흡수하여 외부로 전달하는 것에 의해 회로패턴 사이에서 간섭을 일으키는 전자기파를 제거하는 기능을 수행하게 된다.

이러한 방열 필름은 다음과 같이 제조될 수 있다.

예컨대, 일면에 이형처리가 된 PET 필름의 이형처리면에, 바인더 수지 조성물과 혼합 도전성 필러를 용매에 첨가 교반하여 전도성 접착제층용 조성물 용액을 도포 건조하여 전도성 접착제층을 형성하는 단계; 상기 전도성 접착제층을 사이에 두고 캐리어필름과 금속 박막층이 서로 대향되게 합지하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.

이때, 상기 바인더 수지 조성물, 도전성 필러 등에 대해서는 후술한다.

또한, 본 발명에 따른 제조방법은 용매에 바인더 수지 조성물과 혼합 도전성 필러를 첨가 교반하여 전도성 접착제층용 조성물 용액을 제조하고, 캐리어필름이 합지된 금속 박막층의 금속면에 상기 전도성 접착제층용 조성물 용액을 도포 건조하여 전도성 접착제층을 형성하는 단계; 일면이 PET 필름으로 이형처리된 이형처리면 또는 일면이나 양면에 PE 또는 PP로 이형처리된 이형면이 상기 전도성 접착제층과 대향되게 합지하는 단계;를 포함하여 제조될 수도 있다.

이 경우, 상기 캐리어필름은 아크릴계 점착제가 처리되었거나 혹은 실리콘계 점착제가 처리된 PET 필름이 바람직하며, 또한 상기 전도성 접착제층용 조성물 용액의 고형분 함량은 20-60중량%인 것이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 전도성 접착제층용 조성물 용액의 건조 온도는 80-150℃인 것을 특징으로 하며, 상기 전도성 접착제층을 포함하는 전자기파 차단 방열 필름은, 인쇄회로기판의 EMI 필름이 부착된 면에 핫프레스(Hot press)법으로 부착되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄 하는 금속박막의 방열 필름을 캐리어 필름, 금속 박막층, 전도성 접착제층, 보호필름으로 나누어 설명한다.

[캐리어 필름]

캐리어 필름(CF)은 이형보호필름으로서 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름이 최종 수요업체에서 사용되기 전까지 외부환경으로부터 이물에 의한 오염을 방지하고 핫프레스 공정에서의 금속 표면을 보호하는 역할을 한다.

이러한 캐리어 필름(CF)은 금속 박막과의 박리를 보다 용이하게 하기 위하여 PET 재료로 형성된 기재필름 표면에 실리콘계, 불소계, 아크릴레이트계 등의 이형제가 처리된 것을 사용하며 핫프레스 후 박리시 이형제가 금속면에 전사되지 않아야 한다.

[금속 박막층]

본 발명에 따른 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속박막의 방열 필름은 캐리어 필름(CF)과 합지된 금속층을 포함한다.

그리고, 상기 금속층은 구리 및 구리합금, 스텐레스강 및 그 합금, 니켈 및 니켈합금, 알루미늄 및 알루미늄합금, 이종(異種) 금속간 무기접착제를 사용하여 합지된 이종접합 금속 박막 등으로부터 선택되는 금속을 가지며, 바람직하게는 구리 또는 구리/알루미늄 이종접합 금속이다.

이때, 금속층의 캐리어 필름과 접하는 면의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기(Ra)로 0.3㎛ 미만이고, 특히 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다.

한편, 캐리어 필름 점착층과 접하는 측의 금속층의 표면조도가 상기 범위에 있으면 핫프레스 후 캐리어 필름 이형제의 전사가 없어야 한다. 산술 평균 거칠기의 측정 방법에 관하여는 후술한다.

또한, 금속층의 전도성 접착제층과 접하는 면은 표면 거칠기를 나타내는 별도의 지표인 10점 평균 거칠기(Rz)가 2.5㎛ 이하가 요구되고, 더욱 바람직하게는 1.0㎛ 이하이다.

10점 평균 거칠기는 후술하는 산술 평균 거칠기와 동일하게 하여 측정된다.

이 금속층면은 표면에 실란 커플링제 처리가 된 것이 바람직하다.

더욱이, 알루미늄/무기접착제/구리 이와 같은 순서로 이종접합 금속이 있으면, 금속층은 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름의 생산성이 양호하다.

[전도성 접착제층]

전도성 접착제층(100)은 바인더 수지 조성물과 혼합 도전성 필러를 포함하는 전도성 접착제층용 조성물로 형성된다.

-전도성 접착제층용 바인더 수지 조성물

바인더 수지 조성물은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 경화제 및 인계 난연제를 포함한다.

또한, 바인더 수지 조성물은 바람직하게는 경화 촉진제를 더 포함할 수 있다.

통상적인 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름 제조시 바인더 수지 조성물의 수지 성분은 용액 코팅 공정을 이용하여 박막의 금속층상에 형성할 수 있는 접착 성분을 사용하는데, 본 발명에서는 바인더 수지 조성물의 수지 성분으로 열가소성 수지와 열경화성 수지를 혼합하여 사용하기 때문에 고온의 가열 프레스 공정을 통해 제조되는 회로기판 제조공정 측면에서 유리하며 또한 가열 경화 후 회로기판이 가져야 할 제반 신뢰성 측면에서 더욱 유리하다.

먼저, 접착필름의 접착력과 코팅 작업성을 향상시키기 위하여 접착제 조성물에 열가소성 성분을 함유시킨다.

이러한 열가소성 성분은 특별히 제한되지 않으며, 종래에 공지된 열가소성 성분을 사용할 수 있다.

예를 들면 아크릴고무, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무, 카르복실화 니트릴 고무 등을 들 수 있으며, 특히 바람직하게는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무이다.

상기 아크릴로니트릴 부타디엔 고무는 카르복실기, 수산기로 치환되어 있을 수도 있다.

이러한 열가소성 성분은 열경화성 성분과 반응하는 관능기를 갖는 것이 바람직하다.

열가소성 성분과 열경화성 성분이 반응하면 내열성이 증가하는 장점이 있다.

열경화성 성분의 종류에도 따르지만 카르복실기, 에폭시기, 또는 수산기 등을 상기 관능성기로서 바람직하게 들 수 있으며, 반응성, 범용성 등의 면에서 카르복실기가 바람직하다.

상기 카르복실기가 포함된 아크릴로니트릴 부타디엔 고무는 중량 평균 분자량이 2,000 내지 300,000 바람직하게는 3,000 내지 200,000의 분자량을 갖는 것으로, 아크릴로니트릴 함량이 15 내지 30 중량부이며, 카르복실기 함량이 1 내지 20 중량부인 것으로 한다.

이때, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무의 중량 평균 분자량이 3,000 보다 낮으면 전도성 접착제의 열안정성이 불량해지고, 300,000 보다 높아지면 용매에 대한 용해성이 나빠지며 전도성 접착제 용액 제조시 점도가 증가하여 작업성이 불량해지고, 접착력 또한 저하된다.

또한, 아크릴로니트릴 함량이 15 중량부 보다 낮은 경우 용매 용해성이 낮아지며, 30 중량부 보다 높아지면 전기 절연성이 불량해진다.

그리고, 카르복실기의 함량이 1 내지 20 중량부인 경우 아크릴로니트릴 부타디엔 고무와 또 다른 수지 그리고 접착 기재와의 결합이 용이하게 되므로 접착력이 증가한다.

다음으로, 본 발명에 따른 열경화성 접착제 조성물에 열경화성 성분을 함유시킴으로써 리플로우 땜납내열성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.

종래 기술에서는 접착력을 높이기 위해서 열가소성수지의 비율을 높이면 열경화성 부분이 줄어 내열성과 작업성이 희생되고, 내열성과 작업성을 올리기 위해 열경화성 수지의 비율을 높이면 접착력이 희생되는 문제점이 있었다.

본 발명에서 사용되는 열경화성 수지로서 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지가 바람직하고, 바람직하게는 반응성, 내열성이 우수한 에폭시 수지이다.

이러한 에폭시 수지로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀노보락형 에폭시 수지, 크레졸노보락형 에폭시 수지 등의 노보락형 에폭시 수지;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상 혼합 사용이 바람직하다.

이들 중에서는 특히 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는 노보락형 에폭시 수지가 바람직하다.

본 발명에 따른 열경화성 접착제 조성물의 상기 에폭시 수지는 에폭시 당량(g/eq) 180 내지 1000인 것이며, 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 50 내지 300 중량부를 첨가할 수 있다.

바람직하게는 에폭시 수지는 열가소성수지 100중량부에 대해 50 내지 100 중량부인 것을 특징으로 하는데, 이는 열가소성 수지 대비 에폭시 수지를 상기 범위보다 더 많이 첨가할 경우 반경화 상태의 접착필름의 탄력성이 떨어지고 보강재와 라미네이션시 기밀성이 부족해져서 열적인 자극에 쉽게 접착 필름이 팽창하여 보강재와 들뜸 현상이 발생할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 열경화성 접착제 조성물은 경화제를 함유함으로써 내열성을 향상시킬 수 있고 특히 리플로우 공정에서 내열성을 향상시킬 수 있다.

이러한 경화제로는, 예를 들면 폴리아민계 경화제, 산 무수물계 경화제, 3불화 붕소아민 착염, 페놀 수지 등을 들 수 있다.

상기 폴리아민계 경화제로는, 예를 들면 디에틸렌트리아민, 테트라에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 등의 지방족 아민계 경화제; 이소포론디아민 등의 지환식 아민계 경화제; 디아미노디페닐메탄, 페닐렌디아민 등의 방향족 아민계 경화제; 디시안디아미드 등을 들 수 있다.

또한, 상기 산 무수물계 경화제로는, 예를 들면 프탈산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 트리멜리트산 무수물 등을 들 수 있다.

아울러, 이들 경화제는 단독으로 사용 할 수 도 있고, 필요에 따라 2종류 이상을 병용할 수도 있다.

본 발명에 따른 열경화성 접착제 조성물의 상기 경화제는 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대해 1 내지 50 중량부 함유되며 바람직하게는 5 내지 20 중량부이다.

경화제의 함량이 5 중량부 이하이면 본 발명의 접착제 조성물로 이루어진 접착 필름의 리플로우 내열성이 저하되며, 20 질량부 이상이면 접착제 조성물의 작업성이 낮아지거나, 또는 본 발명의 접착제 조성물로 이루어진 접착 필름의 프레스시의 유출(Resin Bleed Out)이 많아진다.

이상의 조성으로 이루어진 전도성 접착제층은 점도가 100 내지 2,000cps, 바람직하게는 400 내지 1,500cps이고 캐리어 필름 일면에 부착된 금속층 금속면 위에 건조 후의 두께가 5 내지 10㎛가 되도록 도포하고, 50 내지 200℃ 에서 2 내지 10분 동안 건조 과정을 거쳐 솔벤트를 제거하여 열경화성 접착필름을 얻는다.

또는, 직접 보호필름에 직접 코팅 후 이형필름을 라미네이션하여 얻을 수 있다.

코팅 방법으로는 특별히 제한되지 않으나 콤마 코터, 리버스롤 코터 등을 사용한 코팅 방법을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 열경화성 접착제 조성물을 도포한 접착 필름의 접착제층 두께나 형상 등은 특별히 한정되지 않으며 사용 부위나 사용 목적에 따라 적당히 결정할 수 있다.

-혼합 도전성 필러

전도성 접착제층(100)은 바인더 수지 조성물과 혼합 도전성 필러를 포함하는 전도성 접착제층용 조성물로 형성되는데, 이때 혼합 도전성 필러는 구형 또는 플레이크 입자 형태의 도전성 필러와 수지 형태의 도전성 필러로 이루어진다.

본 발명의 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름은 우수한 도전성을 구현하기 위하여 많은 양의 입자 형태의 금속 필러를 사용하는 경우 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름의 취성이 증가하고, 접착력 저하를 초래하는 문제점이 나타난다.

따라서 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름의 전기 전도성과 접착력이라는 양립된 특성을 모두 만족시키기 위해서는 도전성 필러를 일정량 혼합하여 입자 형태의 도전성 필러 간의 전기적 접점을 향상시키고 전기도전성 접착필름의 접착성을 향상시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전도성 접착제용 조성물 내에서 혼합 전도성 필러의 함량은 바인더 수지 조성물 100 중량부 당 150 내지 350 중량부인 혼합 전도성 필러를 사용하며, 도전성 필러 함량이 150 중량부 미만인 경우 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름의 전기 전도도가 크게 떨어지게 되며 350 중량부를 초과하면 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름의 취성이 증가하고 접착성이 크게 저하되는 문제점이 초래된다.

혼합 전도성 필러를 구성하는 입자 형태의 금속 전도성 필러는 전기 전도도가 우수한 금, 은, 동, 니켈, 철 및 은코팅된 구리분말, 은코팅된 니켈분말 및 은코팅된 철분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 분말로 구성된다.

혼합 전도성 필러를 구성하는 입자 형태의 유기 전도성 필러는 카본나노튜브, 그래핀, 그래핀 옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 분말로 구성된다.

이 중 바인더 수지 조성물과의 혼합시 침강 속도가 상대적으로 늦도록 유지하기 위해 비중이 낮고, 우수한 내산화성을 가지고 있어 필러 입자들 간에 전기적 접점 형성력이 우수하며 필러 첨가량에 따른 가격 상승요인이 비교적 낮은 은코팅된 분말이 바람직하다.

입자 형태의 전도성 필러는 구상, 판상, 가지상, 무정형상 등의 구체적인 형상을 가질 수 있고, 전기적 접점 형성이라는 관점에서 볼 때 구상, 판상 및 가지상을 단독 또는 적절히 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 입자 형태의 도전성 필러는 금, 은, 동, 니켈, 철 및 은코팅 구리분말, 은코팅 니켈분말 및 은코팅 철분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 분말로 이루어지고, 입자 크기가 2 내지 15㎛인 것이 바람직하다.

일반적으로 박막 및 접착 특성 구현이라는 관점에서 전도성 접착제층의 두께는 5 내지 10㎛ 이하를 유지하게 되는데 입자형태의 도전성 필러의 입자 크기가 2㎛ 미만이면 전기적 접점 형성 확률이 낮아져 투입량 대비 만족할 만한 전기 전도도를 얻을 수 없게 되며, 10㎛를 초과하면 전도성 접착제층 두께 대비 첨가된 입자 크기가 너무 커서 균일한 물성의 전도성 접착제층을 얻기 어려울 수 있다.

본 발명의 접착제 조성물에는 접착제 조성물에 사용되는 것의 어느 다른 성분 즉 점착성 부여제(tackifier), 안정제, 산화방지제, 충전제, 보강제, 안료, 소포제 등을 필요에 따라서 부가로 첨가할 수 있다.

[보호필름]

보호필름(PF)은 이형 필름의 일종으로서, 전도성 접착제층(100)에 부착되어 전도성 접착제층(100)을 보호하는 기능을 수행하는 것으로서, 금속 박막 접착 필름을 핫 프레스 공정에 의해 인쇄회로기판에 부착하기 전에 제거된다.

[실시예]

교반기에 톨루엔/메틸에틸케톤 혼합 용매(중량비 50:50)를 첨가하고, 여기에 열가소성 수지, 열경화성 수지, 경화제, 경화 촉진제, 난연제 및 도전성 금속 분말을 순차적으로 투입한 후 교반시켜 열경화성 도전성 접착제 조성물 용액을 수득하였다.

수득한 전도성 접착제층용 조성물 용액을 캐리어 필름이 부착된 박막 금속면에 콤마 코터로 도포하고 120℃의 건조존에서 5분 동안 건조시켜 용매를 제거함으로써 열경화형 전도성 접착제층 두께가 6㎛를 가지는 복층 구조의 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름을 제조하였다.

1)Ag-0.5* : 두께 0.5㎛ 은나노잉크, 잉크테크㈜

2)NBR : Nipol-1072, 아크릴로니트릴부타디엔러버, 제혼케미칼사,

3)4P : YDCN 500-4P, 크레졸노볼락 에폭시, 국도화학㈜

4)F170 : YDF-017, 비스페놀 F형 에폭시, 국도화학㈜

5)C3000 : LC-3000, 잠재성경화제, 신아T&C㈜

6)2E4MZ : 2-에칠4-메칠이미다졸, 에어프러덕트케미칼사

7)OP930 : Exolit OP-935, 포스피네이트 분말, 클래리언트사

8)Ag-Cu : ACBY-2, 수지상 은코팅구리분말, 미쯔이금속사

9)CNT : 카본나노튜브, ㈜한화케미칼

표 1은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에 의해 제조된 바인더 수지 조성물의 성분과 함량과 전자기파를 효과적으로 감쇄시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 방열 필름의 특성을 나타낸 것이다.

표 1에서 알 수 있는 바와 같이 수지상 입자와 이종접합 박막금속을 사용한 개발 제품 실시예 1 내지 3과 구형 입자를 사용한 범용 제품 비교예 1 내지 4의 특성을 비교하면 내열 후 전기 전도성과 방열특성에서 개발 제품이 양호함을 보인다.

따라서, 본 발명은 기재층과 열경화성 전도성 접착제층을 갖는 접지가 자유롭고 전자파 차폐필름의 발열을 쉽게 상쇄시키는 방열 필름으로서, 접착력, 내열성, 전기도전성, 방열성이 우수하여 인쇄회로기판의 일면 또는 양면에 신뢰성 있게 적용될 수 있으며, 이에 따라 기판 회로에서 발생하는 각종 전자기파를 효과적으로 차단시키고 발열을 쉽게 상쇄시키는 효과를 제공한다.

[금속박막의 방열 필름 특성 평가]

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 전자기파를 효과적으로 감쇄시키거나 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름의 전기도전성, 접착력, 내열성 및 난연성을 아래와 같은 물성 평가법에 의거하여 평가하였다.

①전기전도성

도 3은 단차저항 측정 시편을 나타내는 도면이다.

도 3과 같이 커버레이층에 직경 1.0㎜ 홀을 새긴 폭 5.0㎜, 길이 30㎜인 단면 CCL단자를 홀 간격이 50㎜가 되도록 나란히 놓고, CCL단자의 사이에 단차부를 배치한 후, 폭이 10㎜인 전자기파 차폐 필름의 전도성 접착제층이 덮히도록 가접하고 160℃에서 1시간 경화시켜 단차저항 측정용 시편을 제조하였다. 이후 CCL단자들 간의 저항을 테스터기를 이용하여 측정하였다.

②접착력

전자기파를 효과적으로 감쇄시키거나 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 방열 필름을 단면 CCL단자(구리박 1 oz / PI 필름 1 mil)의 구리박 표면에 전도성 접착제층이 접하도록 가접하고 160℃에서 1시간 경화시켜 접착력 측정용 시편을 제조하였다. 이후 폭 10㎜, 길이 50㎜로 절단한 후, 인장강도 시험기로 전자기파를 효과적으로 감쇄시키거나 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름을 90° 으로 박리시키면서 강도를 측정하여 접착필름의 접착력을 측정하였다.

③내열성

전자기파를 효과적으로 감쇄시키거나 발열을 쉽게 상쇄시키는 금속 박막 접착 필름의 납땜 내열성을 평가하기 위하여 접착력 측정용 시편과 동일하게 단면CCL에 부착된 시편를 제조한 후, 가로 20㎜, 세로 20㎜ 크기로 절단하고 280℃ 납조에 30초간 띄운 뒤 접착필름표면상의 변형 및 기포생성 여부를 다음과 같은 기준으로 평가하여 표 1에 나타내었다.

OK : 기포생성 또는 표면변형이 전혀 없음(양호)

Fail : 기포생성 또는 표면변형 관찰됨(불량)

④난연성

접착력 측정용 시편과 동일하게 2mill Kapton PI(DuPont)에 부착된 시편을 제조한 후, 가로 50㎜, 세로 200㎜로 절단하고 UL 94 VTM-0의 규격에 따라 난연성을 평가하여 하기의 기호를 이용하여 표 1에 나타내었다.

OK : 난연성 VTM-0 규격을 만족할 경우

Fail : 난연성 VTM-0 규격을 만족하지 않을 경우

⑤차폐율

ASTM D 4935에 따라 도 1의 구조의 금속박막 필름을 외경 130mm, 내경 70mm의 시편을 상하 실드 챔버 사이에 삽입 후 네트워크 어날라이저로 차폐 측정(1차)하고, 같은 방법으로 외경 130mm의 시편을 넣어서 측정(2차)하여 1차와 2차의 차를 하기 공식에 따라 차폐율(SE)로 설정하였고, 결과는 표 1에 나타내었다.

SE = 10log[(1차측정값)/(2차측정값)]

⑥방열성

도 3의 구조의 제품을 1인치 사각형 시료로 잘라 레이저 플래쉬법으로서 JIS C 6802-1997에 따라 열전도도를 측정하였고, 그 결과는 표 1에 나타내었다.

100: 전도성 접착제층 200: 금속 박막층

Claims (13)

1. 보호필름; 상기 보호필름의 상면에 형성된 전도성 접착제층; 상기 전도성 접착제층의 상면에 형성된 금속 박막층; 및 상기 금속 박막층 상면에 형성된 캐리어 필름;을 포함하여 EMI 차폐 필름 위에서 가열 및 가압에 따라 접지되어 EMI 필름에서 발생되는 열을 발산시키도록 구성된 전자기파 차단 방열 필름에 있어서;
   상기 전도성 접착제층은 점도가 100 내지 2,000cps이고 상기 금속 박막층의 표면에 건조 후의 두께가 5 내지 10㎛가 되도록 도포되며;
   상기 전도성 접착제층은 바인더 수지 조성물과 전도성 접착제층용 조성물로 이루어지되,
   상기 바인더 수지 조성물은 금 분말, 은 분말, 구리 분말, 니켈 분말, 철 분말 중 하나인 입자 형태의 도전성 필러와: 금속 섬유, 탄소 섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 중 하나이고 애스펙비(aspect ratio)가 50-50,000인 섬유 형태의 도전성 필러로 이루어지며;
   상기 전도성 접착제층용 조성물은 평균 분자량이 3,000 내지 300,000인 열가소성 수지 100 중량부 당 열경화성 수지 50 내지 150 중량부, 경화제 5 내지 20 중량부, 및 난연제 5 내지 30 중량부로 이루어지며;
   상기 금속 박막층은 이종 금속이 서로 접합되어 이루어지며, 총 두께는 2㎛-10㎛이며, 상기 금속 박막층의 캐리어 필름과 접하는 면의 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기(Ra)로 0.3㎛ 미만으로 유지하고 실란커플링제를 스프레이 처리한 것을 특징으로 하는 전자기파 차단 방열 필름.
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