KR102550250B1 - 고속통신용 저유전 필름 및 이를 포함하는 동박적층판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고속통신용 저유전 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파수(3GHz 이상, 바람직하게는 3 ~ 40GHz)를 사용하는 고속통신 시스템에서 낮은 유전율 및 유전손실 특성을 가질 뿐만 아니라, 접착성 및 내열성이 우수한 효과를 모두 동시에 발현하는 고속통신용 저유전 필름 및 이를 포함하는 동박적층판에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고속통신용 저유전 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파수(3GHz 이상, 바람직하게는 3 ~ 40GHz)를 사용하는 고속통신 시스템에서 낮은 유전율 및 유전손실 특성을 가질 뿐만 아니라, 접착성 및 내열성이 우수한 효과를 모두 동시에 발현하는 고속통신용 저유전 필름 및 이를 포함하는 동박적층판에 관한 것이다.
1GB를 10초 안에 내려받는 시대 즉, 5세대 이동통신(5G Networks) 시대가 열리고 있다. 국제 소비자 가전 박람회 2017(CES 2017)에서 인텔은 5G 모뎀을 세계 최초로 발표하며 기가비트급 속도를 바탕으로 자율주행차량과 사물인터넷, 무선 광역대 등 다양한 분야에서 혁신이 일어날 것이라고 예고한 것처럼, 이동통신업체는 이미 5세대 이동통신으로 옮겨가고 있다. 국제전기통신연합(ITU)은 2015년 10월 전파통신총회를 열고, 5G의 공식 기술 명칭을 'IMT(International Mobile Telecommunication)-2020'으로 정했다. 5G는 '5th generation mobile communications'의 약자다.
국제전기통신연합(ITU)이 내린 정의에 따르면 5G는 최대 다운로드 속도가 20Gbps, 최저 다운로드 속도는 100Mbps인 이동통신 기술이다. 또한 1㎢ 반경 안의 100만개 기기에 사물인터넷(IoT) 서비스를 제공할 수 있고, 시속 500km 고속열차에서도 자유로운 통신이 가능해야 한다. 5G 다운로드 속도는 현재 이동통신 속도인 300Mbps에 비해 70배 이상 빠르고, 일반 LTE에 비해선 280배 빠른 수준이다. 1GB 영화 한 편을 10 초 안에 내려받을 수 있는 속도이다. 5G가 전송 속도만 신경 쓰는 건 아니다. 전송 속도 못지않게 응답 속도도 눈에 띄게 향상됐다.
데이터 전송 속도가 한 번에 얼마나 많은 데이터가 지나갈 수 있는지 알려주는 지표라면, 응답 속도는 크기가 작은 데이터가 오가는 데 걸리는 시간을 따진다. 4G에서 응답 속도는 10~50ms(밀리세컨드, 1천분의 1초)까지 빨라졌다. 5G에서는 이 응답 속도가 약 10배 더 빨라진다. 이 덕분에 많은 양의 데이터를 중앙 서버와 끊김없이 주고받아야 하는 자율주행차, 사물인터넷(IoT) 분야에서 5G가 활발하게 도입될 것이다.
한편, 2GHz 이하의 주파수를 사용하는 4G와 달리, 5G는 3GHz 이상, 바람직하게는 3 ~ 40GHz의 초고대역 주파수를 사용한다. 이동통신 시스템에서 송수신 되는 신호는 전파인데, 최근 망 구축을 진행 중인 5G는 3.5GHz, 28GHz의 고주파수 대역을 이용하며, 4G에 대비해 현저히 높은 고주파수 대역을 사용함에 따라서 4G 보다 회절성이 낮고(직진성이 강함), 전파 도달거리가 짧은 통신특성으로 인해 4G 보다 더욱 많은 기지국이나 중계기 설치가 요구되는 실정이다.
전기신호는 주파수가 높아지는 만큼, 전송손실이 커지는 특성이 있다. 종래의 저유전 필름 및 동박적층판의 경우 목적하는 수준으로 낮은 유전율과 유전손실을 달성할 수 없었기 때문에, 고주파수 대역의 신호방해를 최소화 또는 방지할 수 없었으며, 소정의 낮은 유전율을 발현하더라도 접착력이나 내열성이 좋지 않은 문제점이 있었다.
이에 따라, 낮은 유전율 및 유전손실 특성을 가질 뿐만 아니라, 접착성 및 내열성이 우수한 효과를 모두 동시에 발현하는 저유전 필름 및 이를 포함하는 동박적층판에 대한 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 낮은 유전율 및 유전손실 특성을 가질 뿐만 아니라, 접착성 및 내열성이 우수한 효과를 모두 동시에 발현하는 고속통신용 저유전 필름 및 이를 포함하는 동박적층판을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 폴리이미드계 수지가 필름화된 PI계 필름; 및 상기 PI계 필름에 분산되어 구비되는 불소계 입자;를 포함하고, 상기 불소계 입자는 하기 조건 (1) 및 (2)를 모두 만족하는 고속통신용 저유전 필름을 제공한다.
(1) 5.8≤ (a×b)0.5 ≤ 107
(2) 18.5≤ (a×c)0.5 ≤ 303
이때, 상기 a는 상기 불소계 입자의 평균입경(㎛), b는 상기 불소계 입자의 입도분포 D10(㎛) 및, c는 상기 불소계 입자의 입도분포 D90(㎛)을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 불소계 입자는 하기 조건 (1) 및 (2)를 모두 만족할 수 있다.
(1) 9.2 ≤ (a×b)0.5 ≤ 86
(2) 26.5 ≤ (a×c)0.5 ≤159
또한, 상기 불소계 입자는 하기 조건 (3)을 더 만족할 수 있다.
(3) c/b ≤ 202 임.
또한, 상기 불소계 입자는 평균입경이 평균입경 12 ~ 150㎛일 수 있다.
또한, 상기 불소계 입자는, 입도분포 D10이 3 ~ 75㎛일 수 있고, 입도분포 D90이 30 ~ 600㎛일 수 있다.
또한, 상기 폴리이미드계 수지 100 중량부에 대하여, 상기 불소계 입자를 5 ~ 120 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 불소계 입자는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오로에틸렌프로필렌(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE), 퍼플루오로알콕시(PFA), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 및 폴리비닐플루오라이드(PVF)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리이미드계 수지는 변성 폴리이미드(Modified Polyimide, MPI)를 포함할 수 있다.
또한, 두께가 9 ~ 400㎛일 수 있다.
또한, 유전율이 2.9 이하일 수 있고, 유전 손실이 0.004 이하일 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 고속통신용 저유전 필름; 및 상기 고속통신용 저유전 필름의 적어도 일면의 적어도 일부 상에 배치된 동박;을 포함하는 동박적층판을 제공한다.
본 발명의 고속통신용 저유전 필름 및 이를 포함하는 동박적층판은 낮은 유전율 및 유전손실 특성을 가질 뿐만 아니라, 접착성 및 내열성이 우수한 효과를 모두 동시에 발현할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 고속통신용 저유전 필름은, 폴리이미드계 수지가 필름화된 PI계 필름 및 상기 PI계 필름에 분산되어 구비되는 불소계 입자를 포함하여 구현된다.
먼저, 본 발명의 고속통신용 저유전 필름의 각 구성에 대하여 설명하기에 앞서서, 본 발명에 따른 상기 불소계 입자가 하기 조건 (1) 및 조건 (2)를 모두 만족해야 하는 이유에 대하여 설명한다.
불소계 입자의 평균 입경이 작을 경우 유전율 및 유전손실 특성이 나빠질 수 있고, 접착성 및 내열성이 저하될 수 있으며, 불소계 입자의 평균 입경이 클 경우 유전율 및 유전손실 특성이 나빠질 수 있고, 표면 특성이 저하됨에 따라 접착성이 저하될 수 있다. 또한, 입도분포 D10이 작을 경우 유전율 및 유전손실 특성이 나빠질 수 있고, 내열성이 나빠질 수 있으며, 입도분포 D10이 클 경우 유전율 및 유전손실 특성이 나빠질 수 있고, 표면 특성이 나빠짐에 따라 접착성이 저하될 수 있다. 그리고, 입도분포 D90이 작을 경우 유전율 및 유전손실 특성이 나빠질 수 있고, 내열성이 저하될 수 있으며, 입도분포 D90이 클 경우 유전율 및 유전손실 특성이 나빠질 수 있고, 표면 특성이 저하됨에 따라 접착성이 저하될 수 있다.
이에 따라, 상기 불소계 입자는 소정 평균입경과 소정의 입도분포 D10 및 소D90을 나타내야하며, 이에 본 발명에 따른 불소계 입자는 하기 조건 (1) 및 조건 (2)를 모두 만족하도록 설계된다.
조건 (1)로써 5.8≤ (a×b)0.5 ≤ 107 이고, 바람직하게는 9.2 ≤ (a×b)0.5 ≤ 86일 수 있으며, 조건 (2)로써 18.5≤ (a×c)0.5 ≤ 303 이고, 바람직하게는 26.5 ≤ (a×c)0.5 ≤159일 수 있다.
이때, 상기 a는 상기 불소계 입자의 평균입경(㎛), b는 상기 불소계 입자의 입도분포 D10(㎛) 및, c는 상기 불소계 입자의 입도분포 D90(㎛)을 나타낸다.
만일 상기 조건 (1)에서 (a×b)0.5가 5.8 미만이면 유전율과 유전손실 특성 및 내열성이 나빠질 수 있고, (a×b)0.5가 107을 초과하면 유전율과 유전손실 특성 및 접착성이 나빠질 수 있다. 또한, 상기 조건 (2)에서 (a×c)0.5가 18.5 미만이면 유전율과 유전손실 특성 및 내열성이 나빠질 수 있고, (a×c)0.5가 303을 초과하면 유전율과 유전손실 특성 및 접착성이 나빠질 수 있다.
한편, 상기 입도분포 D10 및 입도분포 D90은 체적누적입도 분포에서 각각 누적도 10% 및 90%일 때의 불소계 입자의 입경을 의미한다. 구체적으로 가로축에 입경, 세로축에 입경이 제일 작은 측으로부터의 체적 누적 빈도를 취한 그래프(체적 기준의 입경 분포)에 있어서, 전체 입자의 체적 누적값(100%)에 대하여, 제일 작은 입경으로부터 체적%의 누적값이 각각 10% 및 90%에 해당되는 입자의 입경이 D10 및 D90에 해당한다. 상기 불소계 입자의 체적누적입도분포는 레이저 회절 산란 입도 분포 장치를 사용하여 측정할 수 있다.
이하, 본 발명의 고속통신용 저유전 필름의 각 구성에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 PI계 필름에 대하여 설명한다.
상기 PI계 필름은 고속통신용 저유전 복합필름에서 소정의 유전특성을 발현하고, 내열성을 향상시키는 기능을 수행한다.
상기 PI계 필름은 폴리이미드계 수지가 필름화된 것이며, 상기 필름화의 방법은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 필름화 방법이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 용융 압출을 통해, 보다 바람직하게는 T다이 용융 압출을 통해 필름화될 수 있다.
또한, 상기 폴리이미드계 수지는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 폴리이미드계 수지라면 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 변성 폴리이미드(Modified Polyimide, MPI)를 포함하는 것이 본 발명의 목적 달성에 더욱 유리할 수 있다.
다음, 상기 불소계 입자에 대하여 설명한다.
상기 불소계 입자는 고속통신용 저유전 복합필름의 유전특성을 향상시키고, 내열성 및 접착성을 향상시키는 기능을 수행한다.
상기 불소계 입자는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 불소계 입자라면 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 본 발명의 목적 달성 측면에서 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오로에틸렌프로필렌(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE), 퍼플루오로알콕시(PFA), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 및 폴리비닐플루오라이드(PVF)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 플루오로에틸렌프로필렌(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE) 및 폴리비닐플루오라이드(PVF)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 플루오로에틸렌프로필렌(FEP) 및 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 본 발명의 목적 달성에 더욱 유리할 수 있다.
또한, 상기 불소계 입자는 상술한 폴리이미드계 수지 100 중량부에 대하여 5 ~ 120 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 상술한 폴리이미드계 수지 100 중량부에 대하여 5 ~ 100 중량부로 포함될 수 있다. 만일 상기 폴리이미드계 수지 100 중량부에 대하여 상기 불소계 입자가 5 중량부 미만이면 유전특성 및 내열성이 나빠질 수 있고, 상기 폴리이미드계 수지 100 중량부에 대하여 상기 불소계 입자가 120 중량부를 초과하면 접착성이 저하될 수 있다.
한편, 상기 불소계 입자는 하기 조건 (3)을 더 만족할 수 있다.
조건 (3)으로써 c/b ≤ 202일 수 있고, 바람직하게는 c/b ≤ 43.5일 수 있다.
만일 상기 조건 (3)에서 c/b가 202를 초과하면 유전율과 유전손실 특성이 나빠지고, 내열성 및 접착성이 저하될 수 있다.
상기 불소계 입자는 상술한 조건 (1) 내지 조건 (3)을 만족하도록 평균입경이 12 ~ 150㎛일 수 있고, 바람직하게는 평균입경이 18 ~ 115㎛일 수 있다. 만일 상기 불소계 입자의 평균입경이 12㎛ 미만이면 유전율과 유전손실 특성이 나빠지고, 접착성 및 내열성이 저하될 수 있고, 상기 불소계 입자의 평균입경이 150㎛를 초과하면 유전율과 유전손실 특성이 나빠지고 접착성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 불소계 입자는 상술한 조건 (1) 내지 조건 (3)을 만족하도록 입도분포 D10이 3 ~ 75㎛일 수 있고, 바람직하게는 입도분포 D10이 5 ~ 63㎛일 수 있다. 만일 상기 불소계 입자의 입도분포 D10이 3㎛ 미만이면 유전율과 유전손실 특성 및 내열성이 나빠질 수 있고, 상기 불소계 입자의 입도분포 D10이 75㎛를 초과하면 유전율과 유전손실 특성이 나빠지고 접착성이 저하될 수 있다.
그리고, 상기 불소계 입자는 상술한 조건 (1) 내지 조건 (3)을 만족하도록 입도분포 D90이 30 ~ 600㎛일 수 있고, 바람직하게는 입도분포 D90이 40 ~ 215㎛일 수 있다. 만일 상기 불소계 입자의 입도분포 D90이 30㎛ 미만이면 유전율과 유전손실 특성이 나빠지고 및 내열성이 저하될 수 있고, 상기 불소계 입자의 입도분포 D90이 600㎛를 초과하면 유전율과 유전손실 특성이 나빠지고 및 접착성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 고속통신용 저유전 필름은 두께가 9 ~ 400㎛일 수 있고, 바람직하게는 고속통신용 저유전 필름은 두께가 12 ~ 250㎛일 수 있다. 만일 상기 고속통신용 저유전 필름의 두께가 9㎛ 미만이면 유전 특성 및 접착성이 나빠질 수 있고, 상기 고속통신용 저유전 필름의 두께가 400㎛를 초과하면 내구성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 고속통신용 저유전 필름은 유전율이 2.9 이하 및 유전 손실이 0.004 이하일 수 있고, 바람직하게는 유전율이 2.8 이하 및 유전 손실이 0.0035 이하일 수 있으며, 보다 바람직하게는 유전율이 2.7 이하일 수 있고, 더욱 바람직하게는 유전율이 2.6 이하일 수 있다. 본 발명에 따른 고속통신용 저유전 필름이 상기 유전율 및 유전손실 범위를 만족함에 따라, 내열성 및 접착성이 우수하면서도 유전 특성이 우수한 효과를 동시에 발현할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 고속통신용 저유전 필름, 및 상기 고속통신용 저유전 필름의 적어도 일면의 적어도 일부 상에 배치된 동박을 포함하는 동박적층판을 제공한다.
상기 동박은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 동박이라면 제한 없이 사용할 수 있음에 따라, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
한편, 상기 동박적층판은 상기 저유전 필름 및 동박 사이 영역에 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 접착층은 상기 저유전 필름과 동박을 상호 고정시키는 기능을 수행하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 성분이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에폭시계 접착층, 폴리이미드계 접착층, 실리콘계 접착층 및 아크릴계 접착층, 불소계 접착층으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고속통신용 저유전 복합필름은 후술하는 제조방법을 통해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 건은 아니다.
본 발명에 따른 고속통신용 저유전 복합필름은, 폴리이미드계 수지를 건조하는 단계, 건조한 폴리이미드계 수지와 불소계 입자를 혼합하여 조성물을 제조하는 단계 및 제조한 조성물을 필름화시키는 단계를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 건조는 당업계에서 통상적으로 수행할 수 있는 건조 조건이라면 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 온도 120 ~ 180℃에서 2 ~ 6시간 동안, 보다 바람직하게는 온도 130 ~ 170℃에서 3 ~ 5시간 동안 수행하는 것이, 본 발명의 목적 달성에 더욱 유리할 수 있다.
또한, 상기 건조한 폴리이미드계 수지와 불소계 입자의 혼합은 당업계에서 통상적으로 수행할 수 있는 혼합 방법이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 실린더 및 스크류를 통해 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 필름화시키는 단계는, 당업계에서 통상적으로 수행할 수 있는 필름화 방법이라면 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 T다이를 통해 막형상으로 형성시킨 후 프레싱롤을 양쪽으로 압착 및 가열시켜서 수행할 수 있다.
이때, 상기 압착 및 가열은 온도 300 ~ 360℃, 압력 80 ~ 120 ㎏/㎠ 및 속도 1 ~ 5m/min의 조건으로, 바람직하게는 상기 압착 및 가열은 온도 310 ~ 350℃, 압력 90 ~ 110 ㎏/㎠ 및 속도 2 ~ 4m/min의 조건으로 수행하는 것이, 본 발명의 목적 달성에 더욱 유리할 수 있다.
본 발명의 고속통신용 저유전 필름 및 이를 포함하는 동박적층판은 낮은 유전율 및 유전손실 특성을 가질 뿐만 아니라, 접착성 및 내열성이 우수한 효과를 모두 동시에 발현할 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
먼저, 폴리이미드계 수지로 변성 폴리이미드(MPI)를 온도 150℃ 및 4시간 동안 건조하고, 상기 폴리이미드계 수지 100 중량부에 대하여 불소계 입자로 평균입경이 55.4㎛, 입도분포 D10이 20.11㎛ 및 입도분포 D90이 88.65㎛인 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE)를 25 중량부로 혼합하고, 실린더/스크류를 통해 용융된 수지를 T다이를 통하여 막 형상으로 형성시킨 후, 온도 330℃, 압력 100㎏/㎠ 및 속도 3m/min의 조건으로 압착 및 가열시켜서 두께가 100㎛인 고속통신용 저유전 필름을 제조하였다.
<실시예 2 ~ 16 및 비교예 1 ~ 7>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 불소계 입자의 함량, 평균입경, 입도분포 D10 및 입도분포 D90 등을 변경하여 하기 표 1 ~ 4와 같은 저유전 필름을 제조하였다.
<실험예 1>
실시예 1 ~ 16 및 비교예 1 ~ 7에 따라 제조한 각각의 저유전 필름에 대하여, 하기의 물성을 평가하여 표 1 ~ 4에 나타내었다.
1. 유전특성 측정
실시예 1 ~ 16 및 비교예 1 ~ 7에 따라 제조한 각각의 저유전 필름에 대하여, 네트워크 애널라이저(E8364A(45MHz~50GHz), Agilent Technologies社)를 사용하여 공진 공동(Resonant cavity)을 통해 10GHz의 주파수(25℃, 50RH%)에서 유전율 및 유전손실을 각각 측정하였다.
2. 솔더 내열성 평가
실시예 1 ~ 16 및 비교예 1 ~ 7에 따라 제조한 각각의 저유전 필름에 대하여, JIS C 6471에 의거하여 내열성을 평가하였다.
이때, 온도 300℃에서 견디는 시간에 따라, 10초 이상인 경우 - ●, 5초 이상 ~ 10초 미만인 경우 - ○, 3초 이상 ~ 5초 미만인 경우 - △, 3초 미만인 경우 - ×로 하여 내열성을 평가하였다.
3. 접착성 평가
실시예 1 ~ 16 및 비교예 1 ~ 7에 따라 제조한 각각의 저유전 필름에 대하여, JIS C 6481에 의거하여 접착성을 평가하였다.
이때, 인장박리 강도가 0.5 kgf/cm 이상인 경우 - ●, 0.3 kgf/cm 이상 ~ 0.5 kgf/cm 미만인 경우 - ○, 0.1 kgf/cm 이상 ~ 0.3 kgf/cm 미만인 경우 - △, 0.1 kgf/cm 미만인 경우 - ×로 하여 접착성을 평가하였다.
| 구분 | 실시예 1 |
실시예 2 |
실시예 3 |
실시예 4 |
실시예 5 |
실시예 6 |
|
| 불소계입자 | 종류 | ETFE | ETFE | ETFE | ETFE | ETFE | ETFE |
| 함량(중량부) | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |
| 평균입경(㎛), "a" | 55.4 | 15.44 | 24.96 | 121.5 | 10.9 | 155.4 | |
| 입도분포 D10(㎛), "b" | 20.11 | 3.95 | 11.12 | 65.44 | 5.36 | 68.86 | |
| 입도분포 D90(㎛), "c" | 88.65 | 33.95 | 45.41 | 220.4 | 34.81 | 223.81 | |
| 조건(1) | (a*b)0.5 | 33.38 | 7.81 | 16.66 | 89.17 | 7.64 | 103.44 |
| 조건(2) | (a*c)0.5 | 70.08 | 22.90 | 33.67 | 163.64 | 19.48 | 186.49 |
| 조건(3) | c/b | 4.41 | 8.59 | 4.08 | 3.37 | 6.49 | 3.25 |
| 유전율(@ 10㎓) | 2.77 | 2.79 | 2.77 | 2.77 | 2.79 | 2.79 | |
| 유전손실(@ 10㎓) | 0.0024 | 0.0031 | 0.0023 | 0.0025 | 0.0032 | 0.0032 | |
| 솔더 내열성 평가 | ● | ● | ● | ○ | △ | △ | |
| 접착력 평가 | ● | ● | ● | ○ | △ | △ | |
| 구분 | 실시예 7 |
실시예 8 |
실시예 9 |
실시예 10 |
실시예 11 |
실시예 12 |
|
| 불소계입자 | 종류 | ETFE | ETFE | ETFE | ETFE | ETFE | ETFE |
| 함량(중량부) | 25 | 25 | 25 | 25 | 1 | 130 | |
| 평균입경(㎛), "a" | 57.81 | 135.73 | 13.26 | 148.8 | 55.4 | 55.4 | |
| 입도분포 D10(㎛), "b" | 2.45 | 76.74 | 4.71 | 71.02 | 20.11 | 20.11 | |
| 입도분포 D90(㎛), "c" | 108.8 | 251.02 | 27 | 603.3 | 88.65 | 88.65 | |
| 조건(1) | (a*b)0.5 | 11.9 | 102.06 | 7.9 | 102.8 | 33.38 | 33.38 |
| 조건(2) | (a*c)0.5 | 79.3 | 184.58 | 18.92 | 299.62 | 70.08 | 70.08 |
| 조건(3) | c/b | 44.41 | 3.27 | 5.73 | 8.49 | 4.41 | 4.41 |
| 유전율(@ 10㎓) | 2.77 | 2.78 | 2.77 | 2.78 | 2.8 | 2.75 | |
| 유전손실(@ 10㎓) | 0.0032 | 0.0034 | 0.0033 | 0.0031 | 0.0034 | 0.0034 | |
| 솔더 내열성 평가 | △ | ○ | △ | ○ | × | ○ | |
| 접착력 평가 | ○ | △ | ○ | △ | ● | × | |
| 구분 | 실시예 13 |
실시예 14 |
실시예 15 |
실시예 16 |
비교예 1 |
비교예 2 |
|
| 불소계 입자 |
종류 | ETFE | ETFE | ETFE | ETFE | - | ETFE |
| 함량(중량부) | 25 | 25 | 25 | 25 | - | 25 | |
| 평균입경(㎛), "a" | 66.82 | 113.33 | 69.84 | 146.59 | - | 10.34 | |
| 입도분포 D10(㎛), "b" | 4.73 | 60.17 | 5.92 | 3.03 | - | 2.19 | |
| 입도분포 D90(㎛), "c" | 228.44 | 206.96 | 205.45 | 619.77 | - | 40.83 | |
| 조건(1) | (a*b)0.5 | 17.78 | 82.58 | 20.33 | 21.08 | - | 4.76 |
| 조건(2) | (a*c)0.5 | 123.55 | 153.15 | 119.79 | 301.42 | - | 20.55 |
| 조건(3) | c/b | 48.3 | 3.44 | 34.70 | 204.54 | - | 18.64 |
| 유전율(@ 10㎓) | 2.78 | 2.77 | 2.77 | 2.79 | 2.8 | 2.78 | |
| 유전손실(@ 10㎓) | 0.0032 | 0.0024 | 0.0023 | 0.0033 | 0.004 | 0.0033 | |
| 솔더 내열성 평가 | △ | ● | ● | △ | × | × | |
| 접착력 평가 | ○ | ● | ● | △ | ● | ○ | |
| 구분 | 비교예 3 |
비교예 4 |
비교예 5 |
비교예 6 |
비교예 7 |
|
| 불소계입자 | 종류 | ETFE | ETFE | ETFE | ETFE | ETFE |
| 함량(중량부) | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |
| 평균입경(㎛), "a" | 155.73 | 9.96 | 155.84 | 211.5 | 7.97 | |
| 입도분포 D10(㎛), "b" | 79.96 | 5.67 | 55.51 | 83.61 | 0.2 | |
| 입도분포 D90(㎛), "c" | 498.57 | 25.49 | 606.43 | 1200 | 41.83 | |
| 조건(1) | (a*b)0.5 | 111.59 | 7.51 | 93.01 | 132.98 | 1.26 |
| 조건(2) | (a*c)0.5 | 278.64 | 15.93 | 307.42 | 503.79 | 18.26 |
| 조건(3) | c/b | 6.24 | 4.5 | 10.92 | 14.35 | 209.15 |
| 유전율(@ 10㎓) | 2.78 | 2.79 | 2.78 | 2.79 | 2.79 | |
| 유전손실(@ 10㎓) | 0.0034 | 0.0034 | 0.0035 | 0.003 | 0.0038 | |
| 솔더 내열성 평가 | × | × | ○ | △ | × | |
| 접착력 평가 | ○ | ○ | × | × | × | |
상기 표 1 ~ 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 불소계 입자의 함량, 평균입경, 입도분포 D10과 입도분포 D90 및 조건 (1) 내지 (3) 등을 모두 만족하는 실시예 1, 3 ~ 5, 14 및 15가, 이 중에서 하나라도 만족하지 못하는 실시예 2, 6 ~ 13, 16 및 비교예 1 ~ 7에 비하여 유전특성이 낮고, 내열성 및 접착력이 현저히 우수한 효과를 모두 동시에 달성할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
<실시예 17>
먼저, 폴리이미드계 수지로 변성 폴리이미드(MPI)를 온도 150℃ 및 4시간 동안 건조하고, 상기 폴리이미드계 수지 100 중량부에 대하여 불소계 입자로 평균입경이 52.1㎛, 입도분포 D10이 18.9㎛ 및 입도분포 D90이 92.24㎛인 퍼플루오로알콕시(PFA)를 25 중량부로 혼합하고, 실린더/스크류를 통해 용융된 수지를 T다이를 통하여 막 형상으로 형성시킨 후, 온도 330℃, 압력 100㎏/㎠ 및 속도 3m/min의 조건으로 압착 및 가열시켜서 두께가 100㎛인 고속통신용 저유전 필름을 제조하였다.
<실시예 18 및 비교예 8 ~ 10>
실시예 17과 동일하게 실시하여 제조하되, 불소계 입자의 함량, 평균입경, 입도분포 D10 및 입도분포 D90 등을 변경하여 하기 표 5와 같은 저유전 필름을 제조하였다.
<실험예 2>
실시예 17, 18 및 비교예 8 ~ 10에 따라 제조한 각각의 저유전 필름에 대하여, 하기의 물성을 평가하여 표 5에 나타내었다.
1. 유전특성 측정
실시예 17, 18 및 비교예 8 ~ 10에 따라 제조한 각각의 저유전 필름에 대하여, 네트워크 애널라이저(E8364A(45MHz~50GHz), Agilent Technologies社)를 사용하여 공진 공동(Resonant cavity)을 통해 10GHz의 주파수(25℃, 50RH%)에서 유전율 및 유전손실을 각각 측정하였다.
2. 솔더 내열성 평가
실시예 17, 18 및 비교예 8 ~ 10에 따라 제조한 각각의 저유전 필름에 대하여, JIS C 6471에 의거하여 내열성을 평가하였다.
이때, 온도 300℃에서 견디는 시간에 따라, 10초 이상인 경우 - ●, 5초 이상 ~ 10초 미만인 경우 - ○, 3초 이상 ~ 5초 미만인 경우 - △, 3초 미만인 경우 - X로 하여 내열성을 평가하였다.
3. 접착성 평가
실시예 17, 18 및 비교예 8 ~ 10에 따라 제조한 각각의 저유전 필름에 대하여, JIS C 6481에 의거하여 접착성을 평가하였다.
이때, 인장박리 강도가 0.5 kgf/cm 이상인 경우 - ●, 0.3 kgf/cm 이상 ~ 0.5 kgf/cm 미만인 경우 - ○, 0.1 kgf/cm 이상 ~ 0.3 kgf/cm 미만인 경우 - △, 0.1 kgf/cm 미만인 경우 - X로 하여 접착성을 평가하였다.
| 구분 | 실시예 17 |
실시예 18 |
비교예 8 |
비교예 9 |
비교예10 | |
| 불소계입자 | 종류 | PFA | PFA | PFA | PFA | PFA |
| 함량(중량부) | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |
| 평균입경(㎛), "a" | 52.1 | 143.07 | 10.31 | 156.28 | 7.79 | |
| 입도분포 D10(㎛), "b" | 18.9 | 2.86 | 2.09 | 81.4 | 0.2 | |
| 입도분포 D90(㎛), "c" | 92.24 | 607.53 | 26.44 | 602.59 | 41.16 | |
| 조건(1) | (a*b)0.5 | 31.38 | 20.23 | 4.64 | 112.79 | 1.25 |
| 조건(2) | (a*c)0.5 | 69.32 | 294.82 | 16.51 | 306.88 | 17.91 |
| 조건(3) | c/b | 4.88 | 212.42 | 12.65 | 7.4 | 205.8 |
| 유전율(@ 10㎓) | 2.75 | 2.76 | 2.76 | 2.77 | 2.78 | |
| 유전손실(@ 10㎓) | 0.0024 | 0.0027 | 0.0028 | 0.0027 | 0.0029 | |
| 솔더 내열성 평가 | ● | △ | × | △ | × | |
| 접착력 평가 | ● | △ | △ | × | × | |
상기 표 5에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 불소계 입자의 함량, 평균입경, 입도분포 D10과 입도분포 D90 및 조건 (1) 내지 (3) 등을 모두 만족하는 실시예 17이, 이 중에서 하나라도 만족하지 못하는 실시예 18 및 비교예 8 ~ 10에 비하여 유전특성이 낮고, 내열성 및 접착력이 현저히 우수한 효과를 모두 동시에 달성할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
Claims (11)
- 폴리이미드계 수지가 필름화된 PI계 필름; 및
상기 PI계 필름에 분산되어 구비되고, 입도분포 D10이 3 ~ 75㎛인 불소계 입자;를 포함하고,
상기 불소계 입자는 하기 조건 (1) 내지 (3)을 모두 만족하는 고속통신용 저유전 필름:
(1) 5.8≤ (a×b)0.5 ≤ 107
(2) 18.5≤ (a×c)0.5 ≤ 303
(3) c/b ≤ 202
이때, 상기 a는 상기 불소계 입자의 평균입경(㎛), b는 상기 불소계 입자의 입도분포 D10(㎛) 및, c는 상기 불소계 입자의 입도분포 D90(㎛)을 나타낸다. - 제1항에 있어서,
상기 불소계 입자는 하기 조건 (1) 및 (2)를 모두 만족하는 고속통신용 저유전 필름:
(1) 9.2 ≤ (a×b)0.5 ≤ 86
(2) 26.5 ≤ (a×c)0.5 ≤159 - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 불소계 입자는 평균입경이 평균입경 12 ~ 150㎛인 고속통신용 저유전 필름. - 제1항에 있어서, 상기 불소계 입자는,
입도분포 D90이 30 ~ 600㎛인 고속통신용 저유전 필름. - 제1항에 있어서,
상기 폴리이미드계 수지 100 중량부에 대하여, 상기 불소계 입자를 5 ~ 120 중량부로 포함하는 고속통신용 저유전 필름. - 제1항에 있어서,
상기 불소계 입자는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오로에틸렌프로필렌(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE), 퍼플루오로알콕시(PFA), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 및 폴리비닐플루오라이드(PVF)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 고속통신용 저유전 필름. - 제1항에 있어서,
상기 폴리이미드계 수지는 변성 폴리이미드(Modified Polyimide, MPI)를 포함하는 고속통신용 저유전 필름. - 제1항에 있어서,
두께가 9 ~ 400㎛인 고속통신용 저유전 필름. - 제1항에 있어서,
유전율이 2.9 이하이고, 유전 손실이 0.004 이하인 고속통신용 저유전 필름. - 제1항, 제2항, 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 고속통신용 저유전 필름; 및
상기 고속통신용 저유전 필름의 적어도 일면의 적어도 일부 상에 배치된 동박;을 포함하는 동박적층판.
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ID=86959517
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| KR1020220166536A KR102550250B1 (ko) | 2022-12-02 | 2022-12-02 | 고속통신용 저유전 필름 및 이를 포함하는 동박적층판 |
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2022
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