KR102537333B1 - 전자파 차폐 필름 및 이를 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판 - Google Patents

전자파 차폐 필름 및 이를 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기, 전자 및 통신 기기에 사용 가능한 전자파 차폐 필름 및 이를 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판에 대한 것으로, 상기 전자파 차폐 필름은 동박층; 상기 동박층의 제1 표면 상에 배치된 절연층; 및 상기 동박층의 제2 표면 상에 배치된 전도성 접착층을 포함하되, 상기 동박층은 제2 표면의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 제1 표면의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7이고, ASTM 4935-1 시험법에 따른 1 GHz 주파수에서의 전자파 차폐율이 70 dB 이상이다.

Description

전자파 차폐 필름 및 이를 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판{ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SHIELDING FILM AND FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD THE SAME}
본 발명은 전기, 전자 및 통신 기기에 사용 가능한 전자파 차폐 필름 및 이를 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판에 관한 것이다.
전자 기기의 소형화, 평면화 및 고기능화에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 맞추기 위해 다른 사용 주파수 영역의 부품들을 같은 전자 기기에 구현함으로써 복합적인 전자파 노이즈가 발생하고 있으며, 이러한 복합적인 전자파 노이즈에 대한 대책을 세우는 것이 힘들어지고 있다. 한편, 데이터 전송 케이블도 박형화와 적은 전자파 노이즈 방출에 대한 요구가 증가하고 있다. 대량 데이터를 전송하는 경우에 전자파 노이즈에 의한 데이터의 간섭으로 데이터에 오류가 발생하고 데이터가 손실되는 등의 경우가 자주 발생하고 있다.
전자파 적합성을 만족시키기 위해서는 각종 전기·전자 및 통신 기기로부터 발생되는 전자파 노이즈를 가급적 줄이고, 외부 전자파 환경에 대하여 전자파 감수성을 줄여 기기 자체의 전자파 내성을 강화하여야 한다. 각종 전기·전자 및 통신 기기에 삽입되는 전자파 적합성 제품에 요구되는 가장 중요한 특성은 전자파 차폐율과 흡수율이 커야 한다는 것과 기기의 경박단소화 추세에 따라 전자파 적합성 제품이 작고 얇아야 한다는 것이다.
상술한 전자파 노이즈 문제를 해결하기 위한 대책으로서, 절연층 상에 전도성 접착층이 적층된 형태의 전자파 차폐 필름이 자주 사용되고 있다. 종래 전자파 차폐 필름은 전자파 차폐 특성을 향상시키기 위해서 전도성 접착층이 다량의 도전성 필러를 포함한다. 그러나, 사용된 도전성 필러의 함량 대비 전자파 차폐의 상승 효과가 만족스럽지 못하였다. 특히, 종래 전자파 차폐 필름은 1 GHz 이상의 주파수 대역에서의 전자파 차폐율이 낮아, 전자파 노이즈가 발생하였고, 이로 인해 고속 전송 기술이 요구되는 이동 통신 시장에 적용하는 데에 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 고주파수 대역에서의 전자파 차폐율이 우수한 전자파 차폐 필름을 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은 전술한 전자파 차폐 필름을 포함하여 고속 전송 모드에서 전송 품질이 우수한 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
본 발명은 동박층; 상기 동박층의 제1 표면 상에 배치된 절연층; 및 상기 동박층의 제2 표면 상에 배치된 전도성 접착층을 포함하되, 상기 동박층은 제2 표면의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 제1 표면의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7이고, ASTM 4935-1 시험법에 따른 1 GHz 주파수에서의 전자파 차폐율이 70 dB 이상인 전자파 차폐 필름을 제공한다.
상기 전자파 차폐 필름은 상기 절연층 상에 배치된 보호 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 전자파 차폐 필름은 상기 전도성 접착층의 하면 상에 배치된 이형필름을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 1층 이상의 회로 패턴을 포함하는 기판 본체; 및 상기 기판 본체의 일면 또는 양면 상에 배치된 전술한 전자파 차폐 필름을 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판을 제공한다.
본 발명은 절연층과 전도성 접착층 사이에 동박층을 배치하되, 상기 동박층의 양 표면의 표면 조도 비율을 특정 범위로 조절함으로써, 약 1~5 GHz의 주파수 영역은 물론 5 GHz 이상의 고주파수 영역에서도 우수한 전자파 차폐성을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 항온·항습 조건에서도 단차 저항이 낮으며, 층간 접착성, 굴곡성, 열적 안정성, 내화학성 및 내마모성이 우수하고, 저항변화율도 낮다. 따라서, 본 발명의 전자파 차폐 필름은 고속 전송용 연성 인쇄회로기판에 적용되어 전송 품질 저하를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자파 차폐 필름을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자파 차폐 필름을 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정 단면도이다.
도 5 내지 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름을 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정 단면도이다.
도 7 내지 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름을 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정 단면도이다.
도 9는 실시예 1~8 및 비교예 1~3의 전자파 차폐 필름에 대한 단차 저항을 측정하기 위한 시료를 나타낸 것으로, (a)는 전자파 차폐 필름을 보강판을 갖는 연성회로기판 쿠폰의 회로 open 영역에 배치하는 과정을 나타낸 단면도이고, (b)는 전자파 차폐 필름이 부착된 연성회로기판 쿠폰을 나타낸 평면도이다.
도 10은 전자파 차폐 필름의 전자파 차폐율을 평가하기 위해 제작된 쿠폰의 일 형상을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
전자파 차폐 필름은 근접 회로 간의 전자파 노이즈(noise)를 차폐하여 전자파 간섭(elelctromagnetic interference, EMI)으로부터 연성 인쇄회로기판 등과 같은 전자부품이나 전자·통신기기를 보호하는 필름으로서, 예컨대 연성 인쇄회로기판의 최외각(예, 커버레이 상부)에 배치된다. 이러한 전자파 차폐 필름은 다양한 물성을 요구하는데, 크게 우수한 전자파 차폐성, 굴곡성, 난연성, 열적 안정성, 내화학성, 내마모성과 낮은 저항 변화 등이 필요하다. 그런데, 최근 5G 이동 통신 시장이 확대됨에 따라 고속 전송 기술이 요구되고, 이로 인해 USB cable, EDP cable 등에 사용되는 고속 전송용 FPCB의 사용이 증대되고 있다. 따라서, 고속 전송용 FPCB에 적용되는 전자파 차폐 필름은 주파수가 1 GHz 이상인 고주파수 영역에서의 우수한 전자파 차폐성을 요구하고 있다.
이에, 본 발명에서는 절연층과 전도성 접착층 사이에 동박층을 배치함으로써, 절연층과 전도성 접착층으로 된 종래 전자파 차폐 필름에 비해, 1 GHz 이상의 주파 영역, 예컨대 1 GHz~5 GHz 의 주파수 영역에서 전자파 차폐 효과를 증대시킬 수 있었다.
다만, 절연층, 동박층 및 전도성 접착층 간의 이질성(異質性) 때문에 층간 접착력이 저하되었다. 특히, 전자파 차폐 필름을 커버레이와 그라운드 패턴 사이의 단차 부위에 열압착 공정을 통해 부착시, 동박층과 절연층 간의 계면에서 층간 박리가 발생하여 굴곡성이 저하될 뿐만 아니라, 전자파 차폐 필름의 단차 저항이 증가하여 전자파 차폐 필름의 전자파 차폐성도 저하되었다.
따라서, 본 발명에서는 절연층과 전도성 접착층 사이에 동박층을 배치하되, 절연층과 접하는 동박층의 표면(이하, '제1 표면'이라 함)의 평균 표면 조도를 전도성 접착층과 접하는 동박층의 표면(이하, '제2 표면'이라 함)의 평균 표면 조도에 비해 높게 조절한다. 이때, 동박의 제1 표면은 절연층과의 접착력을 상승시키며, 제2 표면은 전도성 접착층과 높은 접착력으로 결합되면서, 제2 표면에서는 표피 효과(Skin Effect)가 최소화될 수 있다. 이로써, 본 발명은 우수한 층간 접착력 및 굴곡성을 가질 뿐만 아니라, 1 GHz 이상, 예컨대 1~5 GHz의 주파수 영역은 물론 5 GHz 초과의 고주파수 영역에서도 우수한 전자파 차폐성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명은 항온·항습 조건에서도 단차 저항이 낮기 때문에, 항온·항습 분위기하에서 FPCB의 단차부에 부착되더라도 우수한 전자파 차폐성을 발휘할 수 있다. 게다가, 본 발명의 전자파 차폐 필름은 열적 안정성, 내화학성 및 내마모성도 우수하고, 저항변화율도 낮다.
<전자파 차폐 필름>
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 전자파 차폐 필름(100A, 100B, 100C)은 전도성 접착층(130), 동박층(110), 및 절연층(120)을 순차적으로 적층된 구조를 갖되, 상기 전도성 접착층(130)과 접하는 동박층(110)의 제2 표면(100b)의 평균 표면 조도에 대한 상기 절연층(120)과 접하는 동박층의 제1 표면(110a)의 평균 표면 조도의 비율을 특정 범위로 조절한다. 필요에 따라, 상기 절연층(120) 상에 배치된 보호 필름(140), 및/또는 상기 전도성 접착층(130) 상에 배치된 이형 필름(150)을 더 포함할 수 있다(도 2, 3 참조).
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100A)에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100A)은 동박층(110)과, 이의 양면에 각각 적층된 절연층(120) 및 전도성 접착층(130)을 포함한다.
1) 동박층
본 발명에 따른 전자파 차폐 필름(100A)에서, 동박층(110)은 절연층(120)과 전도성 접착층(130) 사이에 배치되어 전자파 차폐 효과를 발휘한다.
이때, 상기 동박층(110)은 절연층(120)과 접하는 표면인 제1 표면(110a)과 전도성 접착층(130)과 접하는 표면인 제2 표면(100b)을 갖는다. 다만, 전술한 바와 같이, 본 발명에서는 동박층의 제2 표면(100b)의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 동박층의 제1 표면(110a)의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7 범위이다. 만약, 양 표면 간의 평균 표면 조도 비율(Ra1/Ra2)이 3 미만일 경우, 낮은 조도로 인하여 계면 접착력이 저하될 수 있다. 한편, 양 표면 간의 평균 표면 조도 비율(Ra1/Ra2)이 7 초과할 경우, 표면을 타고 흐르는 표피효과(Skin Effect) 발생을 야기시켜 전자파 간섭의 차폐 효과가 떨어지는 현상이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명의 동박층(110)은 IPC-TM-650 규격에 따른 절연층에 대한 박리강도가 약 1 내지 3 kgf/㎝인 제1 표면과, 전도성 접착층에 대한 박리강도가 약 0.65 내지 2 kgf/㎝, 구체적으로 약 1 내지 2 kgf/㎝인 제2 표면을 갖는다.
본 발명의 동박층(110)은 압연법 및 전해법 등과 같이 당 분야에서 일반적으로 알려진 동박 형성 방법을 통해 형성된 동박이라면 특별히 제한없이 사용될 수 있다. 이때, 동박은 표면이 산화 부식되는 것을 방지하기 위해서 녹 방지 처리된 것일 수 있다. 다만, 동박의 제조시, 양 표면 간의 평균 조도 비율이 전술한 범위를 갖도록 조절한다.
동박층(110)의 두께는 필름의 전자파 차폐력, 굴곡성, 접착력, 층간 접착력 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 이때, 동박층의 두께뿐만 아니라, 전도성 접착층의 두께도 고려하여야 한다. 따라서, 본 발명에서는 당해 전자파 차폐 필름의 두께(T)에 대한 동박층과 전도성 접착층의 총 두께(t1+t2)의 비율(t1+t2/T)을 0.65 내지 0.85 범위로 조절한다. 이때, 전도성 접착층의 두께(t2)에 대한 동박층의 두께(t1)의 비율(t1/t2)이 0.1 내지 0.4인 것이 바람직하다.
동박층(110)은 단층 또는 2층 이상의 복수층일 수 있다. 여기서, 동박층(110)이 복수층일 경우, 동박층(110)과 전도성 접착층(120)이 서로 교번하여 배치되되, 필름의 최하부가 전도성 접착층인 구조일 수 있다. 이때, 모든 동박층의 총 두께와 모든 전도성 접착층의 총 두께는 전술한 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
2) 절연층
본 발명에 따른 전자파 차폐 필름(100A)에서, 절연층(120)은 동박층(110)의 제1 표면(110a) 상에 배치된 것으로, 전자파 차폐 필름에 기계적 강도를 부여하면서, 필름의 굴곡 특성과 더불어 열적 안정성, 내화학성, 내스크래치성 등을 발휘하는 역할을 한다.
절연층(120)은 코팅층 또는 필름 형태로서, 반경화(B-stage) 상태이거나 또는 완전 경화(C-stage) 상태일 수 있고, 바람직하게 반경화(B-stage) 상태일 수 있다.
이러한 절연층(120)은 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 매트릭스 수지 및 경화제를 포함하는 절연층 형성용 수지 조성물을 경화 또는 반경화시켜 형성된 것으로, 열경화성 수지를 포함한다.
구체적으로, 절연층(120)은 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리아미드-이미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 절연층은 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리아미드-이미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과 당 업계에 통상적으로 알려진 다른 열경화성 수지를 포함할 수 있다.
일례로, 절연층(120)은 폴리이미드계 수지를 포함하는 코팅층 또는 필름일 수 있다. 폴리이미드(polyimide, PI)계 수지는 이미드(imide) 고리를 가지는 고분자 물질로서, 이미드 고리의 화학적 안정성을 기초로 하여 우수한 난연성, 내열성, 연성, 내화학성, 내마모성과 내후성 등을 발휘하며, 그 외에도 낮은 열팽창율, 낮은 통기성 및 뛰어난 전기적 특성 등을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 절연층(120)이 폴리이미드계 수지를 포함할 경우, 폴리이미드 자체의 난연성에 기인하여, 난연제를 비함유하더라도 전자파 차폐 필름의 난연성을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 에폭시 또는 기타 수지에 비해 표면 경도가 증가하여 내스크래치성이 상승하게 되며, 높은 유리전이온도에 의한 내열성 증가, 및 에폭시 수지 대비 높은 굴곡성을 확보할 수 있다.
이러한 폴리이미드계 수지를 포함하는 절연층(120)은 폴리이미드(PI) 필름이거나, 또는 폴리이미드 및/또는 폴리아믹산을 포함하는 수지 조성물을 기재 필름 상에 액상 도포한 후 반경화 또는 경화시켜 형성된 폴리이미드층일 수 있다. 또, 절연층(120)은 상용화된 용해성 폴리이미드(soluble PI)를 사용하여 형성된 코팅층 또는 필름일 수 있다.
여기서, 폴리이미드 필름은 자기 지지성을 가지는 필름 내지 시트 형상일 수 있다. 이때, 범용적으로 시판되는 폴리이미드(PI) 필름 자체를 사용하거나, 또는 상용화된 용해성 폴리이미드(soluble PI)를 사용하여 형성된 필름일 수 있다. 또는, 폴리이미드 필름은 당 업계에 공지된 방법에 따라 디아민 화합물과 테트라카르복실산 화합물을 축합 반응한 후 이러한 반응물을 기재(substrate) 상에 도포 및 건조/경화하여 제조된 것을 사용할 수도 있다. 이러한 폴리이미드 필름은 매트 처리, 코로나 처리 등의 표면처리가 실시된 것일 수 있다.
상기 폴리이미드층을 형성하는 수지 조성물은, 폴리이미드계 제1 매트릭스 수지를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 계면활성제, 에폭시 수지 등의 제2 매트릭스 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리이미드계 제1 매트릭스 수지는 열경화형 폴리이미드가 바람직하며, 사용 가능한 폴리이미드계 매트릭스 수지의 비제한적인 예로는, 폴리이미드, 폴리아마이드-이미드, 또는 이들의 복합 수지 등이 있다.
여기서, 상기 폴리이미드계 매트릭스 수지는 당 업계에 알려진 통상적인 방향족 디안하이드라이드와 방향족 디아민(또는 방향족 디이소시아네이트)와의 이미드화 반응을 통하여 얻어지는 폴리아믹산 바니쉬를 이미드화 반응하여 제조될 수 있다. 경화 후의 수지 조성물에 적당한 가요성을 부여하는 것 등을 목적으로 하여, 필요에 따라 무기물 필러 등의 첨가제, 열가소성 수지를 배합할 수 있다. 이러한 열가소성 수지의 예를 들면, 페녹시 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 폴리에테르설폰, 폴리설폰 등을 들 수 있다. 이들의 열가소성 수지는 어느 1종만을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
본 발명에서는 절연층(120)의 형성시, 열경화성 매트릭스 수지로 전술한 폴리이미드 필름, 용해성 폴리이미드 또는 폴리아믹산 조성물을 사용할 경우, 당 분야에 알려진 통상적인 열경화성 수지, 예컨대 인(P) 함유형 열경화성 수지, 및/또는 인(P) 비함유형 열경화성 수지를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 열경화성 수지의 비제한적인 예로는 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 페놀 수지, 식물성유 변성 페놀수지, 크실렌 수지, 구아나민 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 비닐에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 푸란 수지, 폴리이미드 수지, 시아네이트 수지, 말레이미드 수지 및 벤조시클로부텐 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는 에폭시 수지, 페놀 수지 또는 식물성유 변성 페놀수지이다. 이중 에폭시 수지는 반응성, 내열성이 우수하여 바람직하다. 이때, 열경화성 수지는 인(P) 함유 열경화성 수지, 인(P) 비함유 열경화성 수지 또는 이들 모두를 사용할 수 있다.
상기 에폭시 수지는 당 업계에 알려진 통상적인 에폭시 수지를 제한없이 사용할 수 있으며, 1분자 내에 에폭시기가 2개 이상 존재하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용 가능한 에폭시 수지의 비제한적인 예를 들면, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀S형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 알킬페놀 노볼락형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지, 아랄킬(Aralkyl)형 에폭시 수지, 나프톨(Naphthol)형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 등이 있고, 이들은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 안트라센 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 테트라메틸 비페닐형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 S 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 페놀 공축 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 코레졸 공축 노볼락형 에폭시 수지, 방향족 탄화수소 포름알데히드 수지 변성 페놀 수지형 에폭시 수지, 트리페닐 메탄형 에폭시 수지, 테트라 페닐에탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 페놀 부가반응형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 다관능성 페놀 수지, 나프톨 아랄킬형 에폭시 수지 등이 있고, 이들은 단독 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수도 있다.
본 발명에서 사용 가능한 경화제로는 당 업계에서 통상적으로 알려진 경화제라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 사용하고자 하는 에폭시 수지 등과 같은 열경화성 수지의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 비제한적인 예로는 페놀계, 무수물계, 디시안아미드계 경화제 등이 있고, 이중에서 페놀계 경화제가 내열성 및 접착성을 더 향상시킬 수 있어 바람직하다. 상기 페놀계 경화제의 비제한적인 예로는 페놀노볼락, 크레졸노볼락, 비스페놀A노볼락, 나프탈렌형 등이 있으며, 이때 이들을 단독으로 또는 2종 이상이 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 절연층(120)은 최종 제품의 기계적 물성, 낮은 저항 변화를 효과적으로 나타내기 위해서, 당 업계에 알려진 통상적인 비(非)-전기 전도성 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 비-전기 전도성 필러는 유기 필러, 무기 필러 또는 이들 모두를 혼합하여 사용할 수 있으며, 일례로 천연 실리카(natural silica), 용융 실리카(Fused silica), 비결정질 실리카(amorphous silica), 결정 실리카(crystalline silica) 등과 같은 실리카류; 보에마이트(boehmite), 알루미나, 탈크(Talc), 구형 유리, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 마그네시아, 클레이, 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 유리섬유, 붕산알루미늄, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산칼슘, 티탄산마그네슘, 티탄산비스무스, 산화티탄, 지르콘산바륨, 지르콘산칼슘, 질화붕소, 질화규소, 활석(talc), 운모(mica) 등이 포함된다. 이러한 무기 필러는 단독 또는 2개 이상으로 혼용하여 사용될 수 있다. 또는, 카본 블랙(carbon black), 그래핀(grapheme), 카본 나노튜브(CNT) 또는 이들의 1종 이상 혼합물 등을 사용할 수도 있다.
상기 비-전기 전도성 필러의 함량은 전술한 절연층의 기계적 물성, 낮은 저항변화, 기타 물성 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있으며, 일례로 당해 절연층 100 중량부 기준으로 약 3 내지 30 중량부 범위, 바람직하게는 약 5 내지 20 중량부 범위일 수 있다.
또, 본 발명에 따른 절연층(120)은 난연제를 더 포함할 수 있다. 난연제는 당 분야에서 통상적으로 알려진 난연제라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대 유기 인계 난연제, 유기계 질소 함유 인화합물, 질소 화합물, 실리콘계 난연제, 금속 수산화물 등이 있다. 구체적인 예로는 트리아릴·이소프로필 포스페이트, 트리스(3-히드록시프로필) 포스핀 옥시드, 1,3-페닐렌-나사(지키시레닐) 포스페이트, 혹은 2,2-나사(p-히드록시 페닐) 프로판·트리클로로 포스핀 옥시드 중합 물건(중합도 1~3)의 페놀 응축물, 인산염 복합 물건, 방향성 족축합 인에스테르 등의 인에스테르계 화합물, 혹은 폴리포스포린산 암모늄, 폴리포스포린산 암모늄 애시드, 부틸 애시드 포스페이트, 부톡시에틸 애시드 포스페이트, 멜라민 인산염, 멜라민, 멜라민·시아누레이트, 메람, 메렘, 멜론 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용할 수 있다.
이러한 난연제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.
전술한 성분 이외에, 본 발명의 절연층 형성용 수지 조성물은 상기 수지 조성물의 고유 특성을 해하지 않는 한, 필요에 따라 당 업계에 일반적으로 알려진 유기 용제나, 상기에서 기재되지 않은 다른 열경화성 수지나 열가소성 수지 및 이들의 올리고머와 같은 다양한 고분자, 고체상 고무 입자 또는 자외선 흡수제, 항산화제, 중합개시제, 염료, 안료, 분산제, 증점제, 레벨링제 등과 같은 기타 첨가제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 유기 용제는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 카비톨아세테이트 등의 아세트산 에스테르류, 셀로솔브, 부틸카비톨 등의 카비톨류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등이 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 첨가제의 구체적인 예로는 실리콘계 파우더, 나일론 파우더, 불소수지 파우더 등의 유기충전제; 오르벤, 벤톤 등의 증점제; 실리콘계, 불소수지계 등의 고분자계 소포제 또는 레벨링제; 이미다졸계, 티아졸계, 트리아졸계, 실란계 커플링제 등의 밀착성 부여제; 프탈로시아닌, 카본 블랙(carbon black) 등의 착색제 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
일례에 따르면, 절연층(120)은 폴리이미드계 수지, 폴리이미드계 수지 및 폴리아미드-이미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지를 사용하되, 필요에 따라 비-전기 전도성 필러 및 첨가제를 포함하는 절연층 형성용 수지 조성물로 형성될 수 있다. 이때, 절연층 형성용 수지 조성물은 당해 수지 조성물의 총량을 기준으로 약 65 내지 90 중량%의 수지(예, 용해성 폴리이미드 수지), 약 3 내지 30 중량%의 비-전기 전도성 필러, 및 약 2 내지 5 중량%의 착색제를 포함할 수 있다.
다른 일례에 따르면, 절연층(120)은 폴리이미드계 수지, 폴리이미드계 수지 및 폴리아미드-이미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 제1 수지와 에폭시 수지를 혼용하되, 필요에 따라 비-전기 전도성 필러 및 첨가제를 포함하는 절연층 형성용 수지 조성물로 형성될 수 있다. 이때, 절연층 형성용 수지 조성물은 당해 수지 조성물의 총량을 기준으로 약 60 내지 80 중량%의 제1 수지(예, 용해성 폴리이미드 수지), 약 5 내지 10 중량%의 에폭시 수지, 약 3 내지 30 중량%의 비-전기 전도성 필러, 및 약 2 내지 5 중량%의 착색제를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 용해성(soluble) 폴리이미드 수지는 내화학성 및 굴곡성을 구현할 수 있으며, 비스페놀 노볼락 에폭시 수지는 내화학성 및 강성 효과를 발휘한다. 또한, 비-전기 전도성 필러는 내마모 특성과 연필 경도를 확보할 수 있고, 카본 블랙 등의 착색제는 사용자가 원하는 색상을 구현할 수 있다.
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 절연층의 두께는 필름의 취급성, 물리적 강성, 기판의 박형화 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 예를 들면, 약 5 내지 20 ㎛일 수 있으며, 구체적으로 약 5 내지 6 ㎛일 수 있다.
또, 절연층(120)은 단일층 또는 복수층일 수 있다. 이때, 단일층은 1종의 물질로 이루어진 층일 수 있고, 또는 서로 다른 복수의 물질로 이루어진 층일 수 있다. 또, 복수층은 서로 상이한 2종 이상의 물질이 각 층을 형성하여 적층된 2층 이상의 구조일 수 있다. 만약, 본 발명에 따른 절연층이 복수층이 아니라 폴리이미드계 수지를 포함하는 단일층일 경우, 폴리이미드 자체의 난연 특성을 바탕으로 난연성, 굴곡성 및 내화학성을 확보할 수 있다. 그 외, 첨가되는 비-전기 전도성 필러에 의하여 내마찰특성이 3,000회 이상 및 연필경도 8~9H 이상의 특성을 나타낼 수 있다.
3) 전도성 접착층
본 발명에 따른 전자파 차폐 필름에서, 전도성 접착층(130)은 동박층(110)의 제2 표면(110b) 상에 배치된 것으로서, 전도성 물질을 포함하여 전자파 차폐 효과를 발휘함과 동시에, 접착력, 굴곡성 및 층간 접착력을 발휘하는 역할을 한다. 특히, 전도성 접착층(130)은 전자파 차폐 필름이 피착체에 고정되도록 하는 기능도 담당한다. 따라서, 본 발명의 전자파 차폐 필름은 전도성 접착층(130)에 의해 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 부착됨으로써, 인쇄회로기판의 전기 회로와 안정하게 접속하고, 내부에서 발생한 전기적 노이즈가 외부에 방출되거나 또는 외부에서 발생한 노이즈가 인쇄회로기판에 침입하는 것을 유효하게 차폐할 수 있다.
전도성 접착층(130)은 코팅층 또는 필름 형태로서, 반경화(B-stage) 상태이거나 또는 완전 경화(C-stage) 상태일 수 있고, 바람직하게 반경화(B-stage) 상태일 수 있다.
이러한 전도성 접착층(130)은 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 매트릭스 수지 및 도전성 필러를 포함하는 전도성 접착층 형성용 조성물을 경화 또는 반경화시켜 형성된 것으로, 열경화성 수지 및 도전성 필러를 포함한다.
여기서, 도전성 필러는 열경화성 수지 내에 균일하게 분산되어 있다. 바람직하게, 도전성 필러는 열경화성 수지 내에서 서로 접촉하여 전기적으로 연결된 네트워크 구조를 형성하고 있다.
본 발명의 전도성 접착층 형성용 조성물에서, 열경화성 매트릭스 수지는 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 수지라면 특별히 제한되지 않는다. 이때, 전술한 절연층을 구성하는 열경화성 수지와 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 또 인(P)을 함유하거나 및/또는 비(非)-함유하는 열경화성 수지를 사용할 수 있다.
열경화성 수지의 비제한적인 예로는 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 에폭시계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 변성 폴리우레탄계 수지, 페놀계 수지, 식물성유 변성 페놀수지, 크실렌 수지, 구아나민 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 비닐에스테르 수지, 푸란 수지, 시아네이트 수지, 말레이미드 수지, 벤조시클로부텐 수지 등이 있고, 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
일례에 따르면, 전도성 접착층 형성용 조성물은 (a) 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리아미드-이미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상; 및 (b) 1개 이상의 다관능 에폭시기(예, 2~4개의 에폭시기)-함유 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
다른 일례에 따르면, 전도성 접착층 형성용 조성물은 (a) 폴리우레탄계 수지(바람직하게, 폴리에스터계 변성 우레탄 수지); 및 (b) 1개 이상의 다관능 에폭시기(예, 2~4개의 에폭시기)-함유 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
이때, 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리아미드-이미드 수지 및 폴리에스터계 변성 우레탄 수지는 다른 기재층과의 적층 특성을 향상시키고 굴곡성을 확보할 수 있고, 1개 이상의 다관능 에폭시기(예, 2~4개의 에폭시기)-함유 에폭시 수지는 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리아미드-이미드 수지 및 폴리우레탄과의 경화성 및 반응성이 우수하고, 또 우수한 내열성을 부여할 수 있다.
본 발명의 전도성 접착층 형성용 조성물은 전술한 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄 수지와 에폭시 수지 이외에, 그 외의 당 분야에 알려진 통상적인 열경화성 수지나 열가소성 수지를 더 포함할 수 있다. 이때 열가소성 수지는 당 업계에 알려진 통상적인 수지를 사용할 수 있으며, 일례로 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트 수지 및 변성 폴리페닐렌옥사이드 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 도전성 필러는 당 분야에서 통상적으로 알려진 도전성 필러라면 특별히 한정되지 않으며, 비제한적인 예로는 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), Ag로 코팅된 Cu, Ag로 코팅된 Ni 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 또한, 고분자 필러; 수지 볼이나 유리 비즈 등에 금속 도금을 실시한 필러 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 일례로, 도전성 필러는 Ag로 코팅된 Cu 필러일 수 있다. 다른 일례로, 도전성 필러는 Ni 필러일 수 있다. 또 다른 일례로, 도전성 필러는 Ag로 코팅된 Ni 필러일 수 있다.
도전성 필러의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 구형, 플레이크, 침상형(dendrite), 원뿔형, 피라미드형, 무정형(無定形) 등이 있다. 또, 도전성 필러의 평균 입경(d50)은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 약 0.1 내지 50 ㎛, 구체적으로 약 1 내지 15 ㎛일 수 있다. 이때, 전도성 접착층은 높은 패킹 밀도 및 낮은 비저항을 가질 수 있다. 본 발명의 전자파 차폐 필름은 전자파 차폐 특성이 우수하고, 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 그라운드(GND)와의 접촉저항이 감소될 수 있다.
전도성 접착층(130)에서, 도전성 필러의 함량은 전자파 차폐 효과를 발휘한다면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 당해 전도성 접착층의 총량을 기준으로 약 5 내지 60 중량%, 구체적으로 약 8 내지 35 중량%일 수 있다. 다만, 본 발명의 경우, 전자파 차폐 효과를 발휘하는 동박층을 포함하기 때문에, 소량의 도전성 필러를 사용하더라도 전자파 차폐 특성 저하가 초래되지 않는다.
본 발명의 전도성 접착층 형성용 조성물은 필요에 따라, 전술한 열경화성 수지 및 도전성 필러 이외에, 당 업계에 알려진 통상적인 경화제를 추가로 포함할 수 있고, 이들은 사용하고자 하는 열경화성 수지의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 경화제의 비제한적인 예로는 페놀계, 무수물계, 디시안아미드계 경화제 등이 있다. 일례로, 열경화성 수지가 에폭시 수지일 경우, 폴리아민계 경화제, 산 무수물계 경화제, 삼불화붕소아민 착염, 이미다졸계 경화제, 방향족 디아민계 경화제, 카르복실산계 경화제, 페놀 수지 등이 사용될 수 있으며, 이중에서 페놀계 경화제가 내열성 및 접착성을 더 향상시킬 수 있어 바람직하다.
또, 본 발명의 전도성 접착층은 전술한 성분 이외에, 고유한 특성을 해하지 않는 한, 필요에 따라 당 업계에 일반적으로 알려진 난연제나, 상기에서 기재되지 않은 다른 열경화성 수지나 열가소성 수지 및 이들의 올리고머와 같은 다양한 고분자, 고체상 고무 입자 또는 자외선 흡수제, 항산화제, 중합개시제, 염료, 안료, 분산제, 증점제, 레벨링제, 착색제 등과 같은 기타 첨가제 등을 추가로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 전도성 접착층은 당해 전도성 접착층을 구성하는 성분, 예컨대 열경화성 수지와 도전성 필러가 전체적으로 균일하게 분포되어 있거나, 또는 이의 두께 방향을 기준으로 하여 서로 다른 조성을 가질 수 있다.
예를 들어, 전도성 접착층은 두께 방향을 기준으로 하여 양(兩) 표면에 위치하는 제1 전도성 접착층(상부층) 및 제2 전도성 접착층(하부층)과; 이들 사이에 위치하는 중간층으로 이루어지되, 상기 제1 전도성 접착층, 중간층 및 제2 전도성 접착층은 각각 서로 다른 형상 및/크기를 갖는 제1 도전성 필러와 제2 도전성 필러의 조성이 서로 상이할 수 있다. 이때, 제1 전도성 접착층 및 제2 전도성 접착층은 각각 제1 도전성 필러 및 제2 도전성 필러를 포함하고, 중간층은 제1 도전성 필러와 제2 도전성 필러가 혼재(婚材)되어 있을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 전도성 접착층은 두께 방향을 기준으로 하여, 양(兩) 표면으로부터 중간층으로 갈수록 패킹밀도(packing density)가 증가하는 그래디언트 프로파일(gradient profile)을 가질 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 전도성 접착층은 (a) 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 및 폴리아미드-이미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 제1 수지; (b) 1개 이상의 다관능 에폭시기(예, 2~4개의 에폭시기)-함유 에폭시 수지; 및 (c) 도전성 필러를 포함하는 전도성 접착층 형성용 수지 조성물로 형성될 수 있다. 이러한 전도성 접착층을 포함하는 본 발명의 전자파 차폐 필름은 85 ℃의 온도, 85%의 습도 및 120 시간의 조건하에서 두께가 0.2 ㎜인 연성 인쇄회로기판의 단차부에 부착될 때의 단차 저항이 약 3 Ω 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일례에 따르면, 전도성 접착층은 (a) 폴리우레탄계 수지(바람직하게, 폴리에스터계 변성 우레탄 수지) 및 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 제1 수지; (b) 1개 이상의 다관능 에폭시기(예, 2~4개의 에폭시기)-함유 에폭시 수지; 및 (c) 도전성 필러를 포함하는 전도성 접착층 형성용 수지 조성물로 형성될 수 있다.
전술한 본 발명의 전도성 접착층 형성용 수지 조성물은 당해 수지 조성물의 총량을 기준으로 약 65 내지 85 중량%의 제1 수지, 약 10 내지 20 중량%의 다관능 에폭시기-함유 에폭시 수지, 및 약 5 내지 25 중량%의 도전성 필러를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 접착층(130)은 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 커버레이와의 높은 접착력을 확보할 수 있다. 일례로, IPC-TM 650 규격에 따라 C-스테이지(C-stage) 상태에서 커버레이에 대한 박리 강도가 약 1.0 kgf/cm 이상, 구체적으로 약 1 내지 3 kgf/cm일 수 있다. 또한, 전도성 접착층(130)은 FPCB의 GND와 낮은 접촉저항을 유지할 수 있다. 게다가, 전도성 접착층은 단차 구조의 FPCB에서 상온(20±5℃) 조건으로 0.2 내지 2.0 Ω㎝의 비저항을 갖는다.
이와 같이, 본 발명의 전자파 차폐 필름은 ASTM 4935-1 규격에 따른 1 GHz의 주파수에서의 전자파 차폐율이 약 70 dB 이상일 수 있고, 바람직하게 약 75 내지 90 dB일 수 있다. 아울러, 본 발명의 전자파 차폐 필름은 85 ℃의 온도, 85%의 습도 및 120 시간의 조건하에서 두께가 0.2 ㎜인 연성 인쇄회로기판의 단차부에 부착될 때의 단차 저항이 약 5.5 Ω 이하, 더 바람직하게 약 3 Ω 이하일 수 있다.
이하, 도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100B)에 대하여 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100B)은 동박층(110); 상기 동박층의 제1 표면 상에 배치된 절연층(120); 상기 동박층의 제2 표면 상에 배치된 전도성 접착층(130); 및 상기 절연층 상에 배치된 보호 필름(140)을 포함한다. 여기서, 동박층은 제2 표면(100b)의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 제1 표면(110a)의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7 범위이다.
제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100B)에서, 동박층, 절연층, 및 전도성 접착층에 대한 설명은 제1 실시예에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100B)에서, 보호 필름(140)은 절연층(120)의 상면 상에 배치되는 부분으로, 절연층(120)이 외부 이물질에 의해 오염되는 것을 방지하고, 전자파 차폐 필름이 핫 프레스 공정을 통해 연성 인쇄회로기판에 부착될 때 필름의 표면, 특히 절연층의 표면을 보호한다. 이러한 보호 필름(140)은 전자파 차폐 필름이 인쇄회로기판에 적용시 필요에 따라 박리되어 제거될 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 보호 필름으로는 당 분야에서 통상적으로 알려진 보호 필름이라면 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 셀로판, 다이아세틸셀룰로스 필름, 트라이아세틸셀룰로스 필름, 아세틸셀룰로스부티레이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알코올 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름, 폴리스타이렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터에터케톤 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리에터이미드 필름, 폴리이미드 필름, 불소수지 필름, 폴리아마이드 필름, 아크릴수지 필름, 노보넨계 수지 필름, 사이클로올레핀 수지 필름 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
또, 본 발명의 보호 필름(140)은 FPCB 공정용 보호 필름일 수 있다. 이 경우, 보호 필름(140)은 전자파 차폐 필름이 연성 인쇄회로기판에 부착된 후 용이하게 박리되어 제거될 수 있다. 이러한 보호 필름의 박리력은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 약 30 내지 100 gf/inch 범위일 수 있다.
보호 필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 약 20 내지 80 ㎛일 수 있고, 구체적으로 40 내지 60 ㎛일 수 있다.
이하, 도 3에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100C)에 대하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100C)은 동박층(110); 상기 동박층의 제1 표면 상에 배치된 절연층(120); 상기 동박층의 제2 표면 상에 배치된 전도성 접착층(130); 상기 절연층 상에 배치된 보호 필름(140); 및 상기 전도성 접착층(130) 상에 배치된 이형 필름(150)을 포함한다. 여기서, 동박층은 제2 표면(100b)의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 제1 표면(110a)의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7 범위이다. 다만, 상기 전자파 차폐 필름(100C)에서, 상기 보호 필름(140)은 생략할 수 있다.
제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100C)에서, 동박층, 절연층, 전도성 접착층에 대한 설명은 제1 실시예에 기재된 바와 동일하고, 보호 필름에 대한 설명은 제2 실시예에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100C)에서, 이형 필름(release film) (150)은 전도성 접착층(130) 상에 배치되는 부분으로, 전도성 접착층이 외부환경의 이물질로부터 오염되는 것을 방지하고, 전자파 차폐 필름이 고온 프레스(핫 프레스) 공정을 통해 연성 인쇄회로기판에 적용되기 전에 박리되어 제거된다.
이러한 이형 필름(150)으로는 당 업계에서 통상적으로 알려진 플라스틱 필름으로서 박리 가능한 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 또 이형지도 사용할 수 있다.
사용 가능한 플라스틱 필름의 비제한적인 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 셀로판, 다이아세틸셀룰로스 필름, 트라이아세틸셀룰로스 필름, 아세틸셀룰로스부티레이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알코올 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름, 폴리스타이렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터에터케톤 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리에터이미드 필름, 폴리이미드 필름, 불소수지 필름, 폴리아마이드 필름, 아크릴수지 필름, 노보넨계 수지 필름, 사이클로올레핀 수지 필름 등이 있다. 이러한 플라스틱 필름은 투명 혹은 반투명일 수 있고, 또는 착색되어 있거나 혹은 무착색된 것일 수도 있다. 일례에 따르면, 이형 필름(150)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)일 수 있다. 다른 일례에 따르면, 이형 필름(150)은 폴리이미드(PI)일 수 있다.
이러한 플라스틱 필름 상에는 이형층이 배치되어 있을 수 있다. 이형층은 이형 필름이 접하고 있는 층, 예컨대 전도성 접착층으로부터 분리될 때 전도성 접착층이 손상되지 않고 형상을 유지할 수 있도록 쉽게 분리시키는 기능을 갖는다. 여기서, 이형층은 일반적으로 사용되는 필름 타입의 이형 물질일 수 있다.
이형층에 사용되는 이형제의 성분으로는 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 이형제 성분을 사용할 수 있다. 이의 비제한적인 예로는, 에폭시 기반 이형제, 불소 수지로 이루어진 이형제, 실리콘계 이형제, 알키드 수지계 이형제, 수용성 고분자 등을 들 수 있다. 또, 필요에 따라 이형층의 성분으로 분말형 필러, 예컨대 실리콘, 실리카 등을 포함할 수 있다. 이때, 미립자 형태의 분말 필러는 2 타입의 분말 필러를 혼용할 수 있으며, 이때 이들의 평균 입도는 형성되는 표면조도를 고려하여 적절히 선택할 수 있다.
이러한 이형층의 두께는 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.
본 발명에서, 이형 필름(150)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 조절 가능하며, 예컨대 약 50 내지 140 ㎛일 수 있고, 구체적으로 약 65 내지 100 ㎛일 수 있고, 더 구체적으로 약 65 내지 80 ㎛일 수 있다.
이형층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 열 프레스, 열 롤 라미네이트, 압출 라미네이트, 코팅액의 도포, 건조 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100A, 100B, 100C)은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 다만, 본 발명은 전자파 차폐 필름을 제조함에 있어, 전도성 접착층, 동박층 및 절연층과, 선택적으로 보호 필름 및 이형 필름을 순차적으로 적층하되, 양 표면의 평균 표면 조도가 서로 상이하도록 조절된 동박층을 사용한다.
일례로, 제1 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100A)의 제조방법은 캐리어 동박 상에 동박층을 적층(접합)하여 분리형(peelable) 이중층 동박을 형성하는 단계; 상기 분리형 이중층 동박의 동박층 상면 상에 절연층을 적층하여 제1A 적층체를 형성하는 단계; 상기 제1A 적층체로부터 캐리어 동박을 탈착하여 제2A 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 제2A 적층체의 동박층 하면에 전도성 접착층을 적층하는 단계를 포함하고, 상기 동박층은 상기 캐리어 동박과 접하는 제2 표면의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 상기 절연층과 접하는 제1 표면(110a)의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7이다.
다른 일례로, 제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100B)의 제조방법은 캐리어 동박 상에 동박층을 적층(접합)하여 분리형(peelable) 이중층 동박을 형성하는 단계; 상기 분리형 이중층 동박의 동박층 상면 상에 절연층을 적층하여 제1B 적층체를 형성하는 단계; 상기 제1B 적층체의 절연층 상면 상에 보호 필름을 적층하여 제2B 적층체를 형성하는 단계; 상기 제2B 적층체로부터 캐리어 동박을 탈착하여 제3B 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 제3B 적층체의 동박층 하면에 전도성 접착층을 적층하는 단계를 포함하고, 상기 동박층은 상기 캐리어 동박과 접하는 제2 표면의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 상기 절연층과 접하는 제1 표면(110a)의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7이다.
또 다른 일례로, 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100C)의 제조방법은 캐리어 동박 상에 동박층을 적층하여 분리형(peelable) 이중층 동박을 형성하는 단계; 상기 분리형 이중층 동박의 동박층 상면 상에 절연층을 적층하여 제1C 적층체를 형성하는 단계; 상기 제1C 적층체의 절연층 상면 상에 보호 필름을 적층하여 제2C 적층체를 형성하는 단계; 상기 제2C 적층체로부터 캐리어 동박을 탈착하여 제3C 적층체를 형성하는 단계; 이형 필름 상에 전도성 접착층을 적층하여 제4C 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 제3C 적층체의 동박층 하면에 제4C 적층체를 적층하되, 제4C 적층체의 전도성 접착층이 동박층과 접하도록 적층하는 단계를 포함하고, 상기 동박층은 상기 캐리어 동박과 접하는 제2 표면의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 상기 절연층과 접하는 제1 표면(110a)의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7이다.
다만, 상기 제조방법에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100A)을 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정 단면도이다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100A)을 제조하는 각 단계에 대하여 설명한다.
(a) 분리형(peelable) 이중층 동박의 형성 단계('S110 단계')
캐리어 동박(carrier copper foil)(11) 상에 동박(110)을 적층하여 분리형(peelable) 이중층 동박(10A)을 형성한다(도 3(a) 참조).
분리형(peelable) 이중층 동박에서, 캐리어 동박 및 동박층은 각각 구리 재질로 구성되는 금속 박막 형태를 갖는다.
여기서, 캐리어 동박(11)은 상대적으로 두께가 얇은 동박층을 보호하며, 동박층을 물리적으로 지지하는 역할을 한다. 이러한 캐리어 동박(11)은 이후 동박층과 용이하게 분리될 수 있다.
동박층(110)은 전자파 차폐 필름에서 전자파를 차폐하는 부분이다. 다만, 본 발명에서는 양 표면의 표면 조도가 서로 상이하게 조절된 동박층(110)을 사용한다. 특히, 본 발명에서는 캐리어 동박(11)을 용이하게 제거함을 물론, 절연층과의 층간 접착력을 증가시키기 위해서, 캐리어 동박(11)과 접하는, 즉 이후 전도성 접착층(130)과 접하는 동박층(110)의 표면('제2 표면')(110b)의 거칠기를 동박층(110)의 다른 표면('제1 표면')(110a)의 거칠기보다 작게, 즉 매끄럽게 조절한다. 이때, 제2 표면의 평균 표면 조도(Ra2)는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 약 0.1 내지 0.5 ㎛일 수 있다. 일례로, 동박층(11)은 캐리어 동박(11)과 접하는 제2 표면(110b)의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 절연층(120)과 접하는 제1 표면(110a)의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7로 조절된 것을 사용할 수 있다. 다른 일례로, 동박층(11)은 캐리어 동박(11)과 접하는 제2 표면(110b)의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 제1 표면(110a)의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7로 조절되면서, 상기 제2 표면의 평균 표면 조도(Ra2)가 약 0.1 내지 0.5 ㎛일 수 있다.
이러한 캐리어 동박(11)과 동박층(110)은 분자 접합을 통해 부착(접합)되어 있다. 여기서, 분자 접합은 금속 이온 결합에 의해 이루어진 무점착 형태의 접합이다. 따라서, 캐리어 동박(11)을 탈착할 때, 동박층(110)에는 물리적인 손상이 발생하지 않는다.
캐리어 동박(11)의 두께는 동박층을 보호하기 위해 동박층(110)의 두께보다 큰 것이 바람직하다. 일례로, 동박층의 두께가 약 1 내지 5 ㎛일 경우, 캐리어 동박의 두께는 제2 동박의 크기보다 크면 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 동박층의 두께보다 약 3 내지 18배 정도 클 수 있다.
본 발명에서, 분리형 이중층 동박 또는 이에 포함되는 캐리어 동박 및 동박층은 기존 연속 인-라인(In-Line) 공정에 의해 형성된 동박 호일(copper foil)을 사용할 수 있다. 이 경우, 동박 제조 라인에 코팅 공정 라인을 연동시켜 연속적으로 생산할 수 있다.
(b) 절연층의 적층 단계('S120')
S110 단계에서 얻은 분리형 이중층 동박(10A)의 동박층(110) 상면(110a) 상에 절연층(120)을 적층함으로써, 캐리어 동박(11), 동박층(110) 및 절연층(120)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는 제1A 적층체(20A)가 형성된다(도 4의 (b) 참조).
본 발명에서, 절연층(120)은 반경화(B-stage) 상태이거나 또는 완전 경화(C-stage) 상태일 수 있고, 바람직하게 반경화(B-stage) 상태일 수 있다.
이러한 절연층(120)은 다양한 방법을 통해 분리형 이중층 동박(10A)의 동박층(110) 상면(110a) 상에 적층된다.
예를 들어, 분리형 이중층 동박(10A)의 동박층(110)에 절연층 형성용 조성물을 도포하고 건조하여 절연층을 형성함으로써, 절연층을 동박층 상에 적층할 수 있다. 또는, 별도의 기재 필름에 절연층 형성용 조성물을 도포하고 건조하여 절연층을 형성한 다음 형성된 절연층을 분리형 이중층 동박과 접합함으로써, 절연층을 동박층 상에 적층될 수 있다. 이 경우, 기재 필름은 이후 제거될 수 있다. 다만, 기재 필름은 제거되지 않고, 절연층을 보호하는 필름으로서 전자파 차폐 필름에 포함될 수 있다.
본 발명에서, 절연층 형성용 조성물은 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 수지 및 경화제를 포함한다. 일례로, 절연층 형성용 조성물은 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아미드-이미드 수지 및 폴리아믹산 용액으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상; 및 경화제를 포함하고, 선택적으로 열경화성 수지 및/또는 비(非)-전기 전도성 필러를 더 포함할 수 있다. 이러한 절연층 형성용 조성물에 대한 설명은 제1 실시예에 따른 전자파 차폐 필름의 절연층에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
본 발명에서 사용 가능한 기재 필름은, 당 업계에 알려진 통상적인 플라스틱 필름을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 셀로판, 다이아세틸셀룰로스 필름, 트라이아세틸셀룰로스 필름, 아세틸셀룰로스부티레이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알코올 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름, 폴리스타이렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터에터케톤 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리에터이미드 필름, 폴리이미드 필름, 불소수지 필름, 폴리아마이드 필름, 아크릴수지 필름, 노보넨계 수지 필름, 사이클로올레핀 수지 필름 등이 있다.
본 단계에서 절연층 형성용 조성물을 분리형 이중층 동박 또는 별도의 기재 필름에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 롤 코터, 바 코터, 코머 코터, 블레이드 코터, 립 코터, 로드 코터, 스퀴즈 코터, 리버스 코터, 트랜스퍼 코터 롤 코터, 그라비아 코터, 분무 코터 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 단계에서 건조 온도 및 시간은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 분리형 이중층 동박(10)의 동박층(110)에 절연층 형성용 조성물을 도포하고, 약 50 내지 130 ℃에서 1 내지 30분 간 건조할 수 있다.
(c) 캐리어 동박의 탈착 단계('S130 단계')
S120 단계에서 얻은 제1A 적층체(20A)로부터 캐리어 동박(11)을 탈착하여 제2A 적층체(30A)를 형성한다(도 4의 (c) 참조). 본 단계에서 얻은 제2A 적층체(30A)는 동박층(110) 및 절연층(120)이 적층된 구조를 갖는다.
S110 단계에서 설명한 바와 같이, 캐리어 동박(11)과 동박층(110) 사이는 금속 이온 결합을 갖는 분자 접합을 통해 접합되어 있다. 다만, S110 단계에서 설명한 바와 같이, 동박층(110)은 제2 표면(110b)의 거칠기가 제1 표면(110a)의 거칠기보다 작고, 바람직하게 제2 표면은 매끄럽다. 따라서, 제1 적층체(20)로부터 캐리어 동박(11)을 용이하게 제거할 수 있고, 이때 동박층(110)에는 물리적 손상이 가해지지 않는다.
(d) 전도성 접착층의 적층 단계('S140 단계')
S130 단계에서 얻은 제2A 적층체(30A)의 동박층(110) 하면(110b)에 전도성 접착층(130)을 적층함으로써, 본 발명의 전자파 차폐 필름(100A)을 얻을 수 있다(도 4의 (d) 참조).
본 발명에서, 전도성 접착층(130)은 반경화(B-stage) 상태이거나 또는 완전 경화(C-stage) 상태일 수 있고, 바람직하게 반경화(B-stage) 상태일 수 있다.
이러한 전도성 접착층(130)은 다양한 방법을 통해 제3 적층체(30)의 동박층(110) 하면(110b)에 적층된다.
예를 들어, 제2A 적층체(30A)의 동박층(110) 하면(110b)에 전도성 접착층 형성용 조성물을 도포하고 건조함으로써, 전도성 접착층(130)을 동박층(110)의 하면에 적층할 수 있다. 또는, 별도의 기재 필름(미도시됨)에 전도성 접착층 형성용 조성물을 도포하고 건조하여 전도성 접착층(130)을 형성한 다음, 형성된 전도성 접착층(130)을 제2A 적층체(30A)의 동박층(110) 하면에 접합(부착 또는 압착)함으로써, 전도성 접착층(130)을 동박층(110) 하면에 적층할 수 있다. 이후, 기재 필름은 제거될 수 있다. 다만, 기재 필름은 전자파 차폐 필름을 인쇄회로기판에 적용할 때 제거될 수 있다. 이 경우, 기재 필름은 이형 필름일 수 있다.
본 단계에서 사용되는 전도성 접착층 형성용 조성물에 대한 설명은 제1 실시예에 따른 전자파 차폐 필름의 전도성 접착층에 기재된 바와 동일하고, 기재 필름에 대한 설명은 S120 단계에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
본 단계에서 전도성 접착층 형성용 조성물을 제2A 적층체 또는 별도의 기재 필름에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 롤 코터, 바 코터, 코머 코터, 블레이드 코터, 립 코터, 로드 코터, 스퀴즈 코터, 리버스 코터, 트랜스퍼 코터 롤 코터, 그라비아 코터, 분무 코터 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
본 단계에서 건조 온도 및 시간은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 제2A 적층체(30A)의 동박층(110)의 하면(110b)에 절연층 형성용 조성물을 도포하고, 약 50 내지 130 ℃에서 1 내지 30분 간 건조할 수 있다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100B)을 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정 단면도이다.
제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100B)의 제조방법은 캐리어 동박(11) 상에 동박층(110)을 적층하여 분리형(peelable) 이중층 동박(10B)을 형성하는 단계(S210); 상기 분리형 이중층 동박(10B)의 동박층(110) 상면(110a) 상에 절연층(120)을 적층하여 제1B 적층체(20B)를 형성하는 단계(S220); 상기 절연층(120)의 상면 상에 보호 필름을 적층하여 제2B 적층체(30B)를 형성하는 단계(S230); 상기 제2B 적층체(30B)로부터 캐리어 동박(11)을 탈착하여 제3B 적층체(40B)[동박층(110), 절연층(120) 및 보호 필름(140)이 순차적으로 적층된 구조]를 형성하는 단계(S240); 및 상기 제3B 적층체(40B)의 동박층(110) 하면에 전도성 접착층(130)을 적층하는 단계(S250)를 포함한다.
이하, 도 5 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100B)을 제조하는 각 단계에 대하여 설명한다. 다만, S210 단계, S220 단계, S240 단계와 S250 단계는 각각 전술한 S110 단계 내지 S140 단계에 기재한 바와 동일하기 때문에, 이들 단계에 대한 설명은 생략한다.
도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, S230 단계에서는 S220 단계에서 형성된 제1B 적층체(20B)의 절연층(120) 상면에 보호 필름(140)을 적층하여 제2B 적층체(30B)를 형성한다.
본 단계에서, 보호 필름(140)은 점착제 또는 접착제에 의해 절연층(120)에 부착된다. 점착제 및 접착제는 당 분야에서 알려진 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
상기 보호 필름(140)에 대한 설명은 제2 실시예에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100C)을 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 공정 단면도이다.
제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100B)의 제조방법은 캐리어 동박(11) 상에 동박층(110)을 적층하여 분리형(peelable) 이중층 동박(10C)을 형성하는 단계(S310); 상기 분리형 이중층 동박(10C)의 동박층(110) 상면(110a) 상에 절연층(120)을 적층하여 제1C 적층체(20C)를 형성하는 단계(S320); 상기 절연층(120)의 상면 상에 보호 필름(140)을 적층하여 제2C 적층체(30C)를 형성하는 단계(S330); 상기 제2C 적층체(30C)로부터 캐리어 동박(11)을 탈착하여 제3C 적층체(40C)를 형성하는 단계(S340); 이형 필름(150) 상에 전도성 접착층(130)을 적층하여 제4C 적층체(50C)를 형성하는 단계(S350); 및 상기 제3C 적층체(40C)의 동박층(110) 하면(110b)에 제4C 적층체(50C)를 적층하되, 제4C 적층체(50C)의 전도성 접착층(130)이 동박층(110)의 하면(110b)과 접하도록 적층하는 단계(S360)를 포함한다.
이하, 도 7 내지 도 8를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100C)을 제조하는 각 단계에 대하여 설명한다. 다만, S310 단계 내지 S340 단계는 각각 전술한 S210 단계 내지 S240 단계에 기재한 바와 동일하기 때문에, 이들 단계에 대한 설명은 생략한다.
도 8의 (e)에 도시된 바와 같이, S350 단계에서는 이형 필름(150) 상에 전도성 접착층(130)을 적층하여 제4C 적층체(50C)를 형성한다. 이때, 전도성 접착층(130)은 이형 필름(150) 상에 전도성 접착층 형성용 조성물을 도포하고 건조하여 형성될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다. 본 단계는 S310 단계 내지 S340 단계와 시간적 선후 관계가 없다.
본 단계에서 사용되는 이형 필름에 대한 설명은 제3 실시예의 전자파 차폐 필름에 기재된 바와 동일하고, 전도성 접착층 형성용 조성물에 대한 설명은 제1 실시예의 전자파 차폐 필름에 기재된 바와 동일하기 때문에, 생략한다.
도 8의 (f)에 도시된 바와 같이, S360 단계에서는 S340 단계에서 형성된 제3C 적층체(40C)의 동박층(110) 하면(110b)에, S350 단계에서 형성된 제4C 적층체(50C)를 적층한다. 이때, 제4C 적층체(50C)의 접착층(130)이 동박층(110)의 하면(110b)과 접하도록 적층한다. 이로써, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(100C)이 형성된다.
<인쇄회로기판>
아울러, 본 발명에서는 전술한 전자파 차폐 필름(100A, 100B, 100C)을 포함하는 인쇄회로기판, 바람직하게는 연성 인쇄회로기판(FPCB)을 제공한다. 본 발명에서는 상기와 같이 연성 인쇄회로기판 본체에 전자파 차폐 필름을 접합함으로써, 다양한 주파수 영역, 예컨대 1 GHz 이상의 고주파수 영역에서도 전자파 차폐성이 우수하다. 따라서, 본 발명의 연성 인쇄회로기판은 고속 전송 모드인 USB cable, EDP cable 등과 같은 전자·통신기기에 이용되어 전송 품질을 향상시킬 수 있다.
일례로, 인쇄회로기판은 1층 이상의 회로패턴을 포함하는 기판 본체; 및 상기 기판 본체의 일면 또는 양면 상에 배치되는 전자파 차폐 필름을 포함한다.
본 발명에서 사용 가능한 기판 본체는 1층 이상의 회로패턴을 포함하는 인쇄회로기판 본체이고, 바람직하게 연성 인쇄회로기판 본체일 수 있다. 이때, 1층 이상의 회로패턴 상부에 커버레이가 적층되어 있다. 예를 들어, 연성 인쇄회로기판 본체는 커버레이가 부착된 연성 동박 적층판(FCCL)일 수 있다. 일례로, 연성 인쇄회로기판 본체는 폴리이미드(PI) 상에 1층 이상의 회로 패턴 및 커버레이가 순차적으로 적층된 형태일 수 있다. 본 발명에서, 인쇄회로기판은 도금 스루홀법이나 빌드업법 등에 의해 단층, 또는 2~3층 이상으로 적층된 인쇄회로기판을 지칭하며, 단면형 또는 양면형일 수 있다.
본 발명에서는 전술한 전자파 차폐 필름(100A, 100B, 100C)을 1층 이상의 회로패턴을 포함하는 기판 본체, 바람직하게는 연성 인쇄회로기판(FPCB) 본체의 커버레이 상부에 적층한 후 접합하여 사용할 수 있다. 이때, 전자파 차폐 필름(100A, 100B, 100C)의 전도성 접착층(130)이 연성 인쇄회로기판 본체의 커버레이 상부와 접합한다. 다만, 전자파 차폐 필름(100C)이 이형 필름을 포함하는 경우, 이형 필름을 제거한 후 전자파 차폐 필름을 인쇄회로기판에 접합한다.
일례로, 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판은 전자파 차폐 필름을 연성 인쇄회로기판 본체의 커버레이 상부에 적층하되, 전도성 접착층이 커버레이 상부와 접하도록 적층한 다음, 열 압착한다.
상기 열 압착 조건은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 연성 인쇄회로기판 본체와 전자파 차폐 필름을 적층한 다음, 약 140~170 ℃의 온도, 30~60 kgf/cm2의 압력, 및 50 내지 60분 조건하에서 열 압착할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[ 실시예 1: 전자파 차폐 필름의 제조]
1-1. 절연층 형성용 코팅액의 제조
폴리아미드-이미드(Toyobo, VYLOMAX® HR-16NN) 98.5 중량% 및 카본 블랙 필러(컬럼비안케미컬즈社) 1.5 중량%을 혼합 분산하여 절연층 형성용 코팅액을 제조하였다
1-2. 전도성 접착층 형성용 코팅액의 제조
폴리이미드 수지(Arakawa Chemical, PIAD-100H) 80 중량%, 침상형 전도성 필러(Mitsui, ACBY-2F, 평균입경: 2.5 ㎛) 14 중량%, 및 경화제로 다관능기 에폭시 수지(Mitsubishi Gas Chemical, TETRAD-X) 6 중량%를 Planetary Mixer를 이용하여 혼합하고 분산하여 전도성 접착층 형성용 코팅액을 제조하였다.
1-3. 전자파 차폐 필름의 제조
캐리어 동박(두께: 18 ㎛)에 전해 동박[두께: 2 ㎛, 제1 표면의 평균 표면 조도(Rz): 2.0㎛, 제2 표면의 평균 표면 조도(Ra): 0.3㎛]을 부착(접합)하여 분리형(peelable) 이중층 동박을 준비하였다. 이후, 상기 전해 동박의 제1 표면 상에, 실시예 1-1에서 준비된 절연층 형성용 코팅액을 콤마 코팅(comma coating)한 다음, 150 ℃에서 4 분 동안 건조하여 절연층(두께: 7±1㎛)을 형성하였다. 이어서, 절연층 상에 점착제층(두께: 10 ㎛)을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(에이엠피, MM-25210W, 두께: 50 ㎛)을 접합한 후, 상기 분리형 이중층 동박으로부터 캐리어 동박을 탈착하여 제거하였다. 한편, 실시예 1-2에서 준비된 전도성 접착층 형성용 코팅액을 이형 필름(태을필름, SR-75LN, 두께: 75 ㎛)의 일면 상에 그라비아 코팅(gravure coating)한 다음, 120 ℃에서 5 분 동안 건조하여 반경화 상태의 전도성 접착층(두께: 16 ㎛)을 형성하였다. 이후, 상기 이형 필름에 형성된 전도성 접착층과 상기 전해 동박이 서로 접하도록 배치한 다음, 130 ℃의 온도 및 10 kgf/㎠의 압력 조건하에서 가열-가압 공정을 통해 압착하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1-2에서 전도성 접착층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리이미드 수지(Arakawa Chemical, PIAD-100H) 대신 폴리아미드-이미드 수지 용액(Toyobo, SP3000)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1-2에서 전도성 접착층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리이미드 수지(Arakawa Chemical, PIAD-100H) 대신 에폭시 수지(Doosan, DC-200 varnish)를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 1-2에서 전도성 접착층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리이미드 수지(Arakawa Chemical, PIAD-100H) 대신 폴리에스테르 수지(Toyobo, BX-39SS)를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[실시예 5]
상기 실시예 1-1에서 절연층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리아미드-이미드 수지 용액(Toyobo, VYLOMAX® HR-16NN) 대신 폴리아믹산(Doosan, DSFlex PI varnish)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[실시예 6]
상기 실시예 1-1에서 절연층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리아미드-이미드 수지 용액(Toyobo, VYLOMAX® HR-16NN) 대신 폴리아믹산(Doosan, DSFlex PI varnish)을 사용하고, 상기 실시예 1-2에서 전도성 접착층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리이미드 수지(Arakawa Chemical, PIAD-100H) 대신 폴리아미드-이미드 수지 용액(Toyobo, SP3000)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[실시예 7]
상기 실시예 1-1에서 절연층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리아미드-이미드 수지 용액(Toyobo, VYLOMAX® HR-16NN) 대신 폴리아믹산(Doosan, DSFlex PI varnish)을 사용하고, 상기 실시예 1-2에서 전도성 접착층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리이미드 수지(Arakawa Chemical, PIAD-100H) 대신 에폭시 수지(Doosan, DC-200 varnish)를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
1-1. 절연층 형성용 코팅액의 제조
폴리아미드-이미드(Toyobo, VYLOMAX® HR-16NN) 98.5 중량% 및 카본 블랙 필러 (컬럼비안케미컬즈) 1.5 중량%을 혼합 분산하여 절연층 형성용 코팅액을 제조하였다.
1-2. 전도성 접착층 형성용 코팅액의 제조
변성 폴리우레탄 수지(나눅스케미칼, NPE-2200), 침상형 전도성 필러[Mitsui, ACY-2F, 평균입경: 2.5 ㎛] 93 중량%와, 경화제로 이관능 에폭시 수지(국도화학, YD-011), 및 비스페놀 A형 에폭시 수지(나눅스케밀칼, NH-E220) 4 중량%를 Planetary Mixer를 이용하여 혼합하고 분산하여 전도성 접착층 형성용 코팅액을 제조하였다.
1-3. 전자파 차폐 필름의 제조
PET 필름의 일면에, 실시예 1-1에서 준비된 절연층 형성용 코팅액을 콤마 코팅(comma coating)한 다음, 150 ℃에서 4 분 동안 건조하여 절연층(두께: 7±1㎛)을 형성하였다. 한편, 실시예 1-2에서 준비된 전도성 접착층 형성용 코팅액을, 이형 필름(태을필름, SR-75-80, 두께: 75 ㎛)의 일면 상에 그라비아 코팅(gravure coating)한 다음, 120 ℃에서 5 분 동안 건조하여 반경화 상태의 전도성 접착층(두께: 18 ㎛)을 형성하였다. 이후, 상기 이형 필름에 형성된 전도성 접착층과 상기 PET 필름에 형성된 절연층이 서로 접하도록 배치한 다음, 90 ℃, 10 kgf/㎝ 조건하에서 가열 가압 공정을 통해 압착하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[비교예 2]
비교예 1-1에서 절연층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리아미드-이미드 수지 용액(Toyobo, VYLOMAX® HR-16NN) 대신 폴리아믹산(Doosan, DSFlex PI varnish)을 사용하는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일하게 수행하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[비교예 3]
비교예 1-1에서 절연층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 폴리아미드-이미드 수지 용액(Toyobo, VYLOMAX® HR-16NN) 대신 폴리아믹산(Doosan, DSFlex PI varnish)을 사용하고, 비교예 1-2에서 전도성 접착층 형성용 코팅액의 형성시 사용된 변성 폴리우레탄 수지(나눅스케미칼, NPE-2200) 대신 폴리이미드 수지(Arakawa Chemical, PIAD-100H)를 사용하는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일하게 수행하여 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[평가예 1: 전자파 차폐 필름의 평가]
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 3에서 각각 제조된 전자파 차폐 필름에 대하여, 하기 물성 평가를 각각 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1) 박리 강도(Peel Strength)
0.3T FR4 기재 판(Plate) 일면에 이형지가 제거된 커버레이 필름 (두께 27㎛)을 1차로 110 ℃ 온도의 가접기로 가접한 후, 이형 필름(두께: 75 ㎛)이 제거된 전자파 차폐 필름의 전도성 접착층면에 상기 커버레이 필름이 부착되도록 가접하고, 170 ℃의 온도에서 60분간 35 kgf/㎠의 압력으로 압착하여 전도성 접착층을 경화시킨 후, 상기 전자파 차폐 필름으로부터 보호 필름을 제거하고, 여기에 폴리이미드 보강판(두께: 3 ㎜)을 배치한 다음, 170 ℃의 온도에서 60분간 35kgf/㎠의 압력으로 압착하여 시료를 제작하였다. 제작된 시료를 압착된 상태에서 1 ㎝의 폭으로 절단하여 IPC-TM 650 규격에 따라 박리 강도(㎏f/㎝)를 측정하였다.
2) 단차 저항
전자파 차폐 필름을 1.5㎝×11㎝로 절단한 후, 이형 필름(두께: 75㎛)을 제거하였다. 이후, 상기 전자파 차폐 필름의 전도성 접착층면에, 도 9에 도시된 0.3T 단차 두께의 보강판을 갖는 연성회로기판 쿠폰의 회로 Open 영역을 배치한 다음, 고온 Heating Plate 장비로 가접(Pre-Bonding)시켜 적층체를 얻었다. 적층체의 가접(Pre-Bonding) 상태를 확인한 후, Hot Press 설비에서 170 ℃의 온도로 60분간 35 kgf/㎠의 압력으로 상기 적층체를 압착하여 상기 적층체 내 전도성 접착층을 경화시킨 후, 상기 적층체로부터 보호 필름을 수작업으로 제거한 다음, 절연층의 부착 상태를 확인하였다. 이후, 단자 영역을 전류 전압 저항 측정기(아사히 디지텔 테스터기 장비)로 연결시켜 저항값을 확인하였다. 단차 저항은 상온(약 20 ℃) 조건 및 항온·항습 조건(85℃의 온도, 85%의 습도, 120 시간)하에서 각각 측정하였다.
3) 전자파 차폐율
전자파 차폐 필름의 이형 필름을 제거한 후, 전자파 차폐 필름의 전도성 접착층을 PI 필름(SKC 코오롱, 두께0: 25㎛) 상에 배치한 다음, 단위면적당 35 kgf의 압력하에 140 ℃의 온도로 60분간 압착 공정을 수행하여 절연층과 전도성 접착층을 완전 경화시켰다. 이후, 상기 전자파 차폐 필름을, 도 10에 도시된 바와 같이 소정의 형상을 갖는 쿠폰으로 제작하여 ASTM 4935-1 시험법에 따라 1 GHz 주파수에 대한 전자파 차폐율(dB)을 측정하였다. 이때, 테스터기는 Agilent 8719C Network Analyzer를 사용하였다.
박리 강도(kgf/㎝) 단차저항(Ω) 전자파 차폐율(dB)
동박-절연층 동박- 접착층 접착층-커버레이 접착층-회로배선 상온 항온항습 1 GHz
실시예 1 1.72 1.32 1.12 0.63 1.5 2.6 79
2 1.64 0.78 1.45 0.72 1.0 3.0 81
3 1.65 0.62 0.91 0.67 3.4 5.4 77
4 1.78 1.52 1.54 1.53 0.2 0.5 80
5 2.14 1.29 1.02 0.58 2.1 3.3 78
6 2.20 0.82 1.55 0.81 1.9 1.9 79
7 2.11 0.68 0.87 0.77 NG NG 80
비교예 1 - - 1.63 0.92 NG NG 30
2 - - 1.73 0.85 NG NG 40
3 - - 1.21 0.47 NG NG 20
100A, 100B, 100C: 전자파 차폐 필름,
110: 동박층, 110a: 제1 표면,
110b: 제2 표면, 120: 절연층,
130: 전도성 접착층, 140: 보호 필름,
150: 이형 필름, 10A, 10B, 10C: 분리형 이중층 동박,
20A, 20B, 20C: 제1 적층체, 30A, 30B, 30C: 제2 적층체,
40B, 40C: 제3 적층체, 50C: 제4 적층체

Claims (11)

  1. 동박층;
    상기 동박층의 제1 표면 상에 배치된 절연층; 및
    상기 동박층의 제2 표면 상에 배치된 전도성 접착층
    을 포함하되,
    상기 동박층은 제2 표면의 평균 표면 조도(Ra2)에 대한 제1 표면의 평균 표면 조도(Ra1)의 비율(Ra1/Ra2)이 3 내지 7이고,
    ASTM 4935-1 시험법에 따른 1 GHz 주파수에서의 전자파 차폐율이 70 dB 이상인 전자파 차폐 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연층 상에 배치된 보호 필름을 더 포함하는 전자파 차폐 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    85 ℃의 온도, 85%의 습도 및 120 시간 조건하에서 단차부를 갖는 인쇄회로기판에 부착될 때의 단차 저항이 5.5 Ω 이하인 전자파 차폐 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동박층은 IPC-TM-650 규격에 따른 절연층에 대한 박리강도가 1 내지 3 kgf/㎝인 제1 표면과, 전도성 접착층에 대한 박리강도가 1 내지 2 kgf/㎝인 제2 표면을 갖는, 전자파 차폐 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    당해 전자파 차폐 필름의 두께(T)에 대한 상기 동박층과 전도성 접착층의 총 두께(t1+t2)의 비율[(t1+t2)/T]은 0.65 내지 0.85인 전자파 차폐 필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전도성 접착층의 두께(t2)에 대한 동박층의 두께(t1)의 비율(t1/t2)은 0.1 내지 0.4인 전자파 차폐 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 접착층은 IPC-TM-650 규격에 따라 C-스테이지(stage) 상태에서 커버레이에 대한 박리 강도가 1.0 kgf/㎝ 내지 3.0 kgf/㎝인 전자파 차폐 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 접착층은 열경화성 수지 및 도전성 필러를 포함하는 전자파 차폐 필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도전성 필러의 함량은 당해 전도성 접착층의 총량을 기준으로 8 내지 35 중량%인 전자파 차폐 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 접착층의 하면 상에 배치된 이형필름을 더 포함하는 전자파 차폐 필름.
  11. 1층 이상의 회로 패턴을 포함하는 기재; 및
    상기 기재의 일면 또는 양면 상에 배치되는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 전자파 차폐 필름
    을 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판.
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