KR102660805B1 - 접착 필름 및 이를 포함하는 접착 필름 적층체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 높은 유전상수(dielectric constant, Dk) 및 낮은 유전손실 (dielectric loss, Df)을 가지면서, 이와 동시에 접착력, 내열성 및 내마이그레이션 특성이 우수한 접착 필름 및 이를 포함하는 적층체를 제공할 수 있다.

Description

접착 필름 및 이를 포함하는 접착 필름 적층체{ADHESIVE FILM AND ADHESIVE FILM LAMINATE COMPRISING SAME}
본 발명은 접착 필름 및 이를 포함하는 접착 필름 적층체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 높은 유전상수(dielectric constant, Dk) 및 낮은 유전손실 (dielectric loss, Df)을 가지면서, 이와 동시에 내열성이 우수하면서 절연저항이 높은 접착 필름 및 이를 포함하는 접착 필름 적층체에 관한 것이다.
최근 전자제품의 집적화, 소형화로 인해 반도체 및 연성인쇄회로기판(FPCB) 등의 전기 전자분야에 미세 패턴화가 주요 화두가 되고 있다. 이에 따라, 연성회로기판과 금속박을 부착하기 위해 사용되는 접착 필름에도 우수한 전기적 특성, 내열성, 우수한 내마이그레이션(anti-migration) 등의 특성이 요구되고 있는 실정이다.
또한, 고도의 정보화에 수반하여 다량의 정보를 고속으로 처리할 필요가 생김으로써, 전자기기에 사용되는 신호의 주파수대는 MHz로부터 GHz로, 고주파 영역으로 옮겨지고 있다. 주파수가 높아질수록 전기 신호의 전송 손실이 커지는 특성이 있기 때문에 고주파 대역에서 전송 손실을 낮추기 위하여, 접착 필름의 재료는 낮은 유전상수(dielectric constant, Dk) 및 유전손실(dielectric loss, Df)을 갖는 것이 요구된다. 한편, 전자기기의 소형화를 달성하기 위해서는, 높은 유전상수(Dk)를 갖는 것이 바람직하다.
그러나, 종래의 접착 필름으로는 높은 유전상수 및 낮은 유전손실의 특성을 양립시킬 수 없었는바, 이를 구현하면서 동시에 내열성 및 내마이그레이션 특성도 우수한 접착 필름을 개발하는 것이 필요한 실정이다.
본 발명은 높은 유전상수(dielectric constant, Dk) 및 낮은 유전손실 (dielectric loss, Df)을 가지면서, 이와 동시에 내열성 및 내마이그레이션 특성이 우수한 접착 필름 및 이를 포함하는 접착 필름 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 관점에서, 본 발명은 올레핀계 수지를 포함하는 바인더 수지; 루틸상(Rutile phase)의 금속 산화물을 포함하는 무기 필러; 및 에폭시계 경화제;를 포함하는 접착 조성물로 형성되는 접착 필름으로서, 경화 후 10GHz 및 23℃의 조건에서 측정된 유전상수(dielectric constant, Dk)가 5.0 이상, 유전손실(dielectric loss, Df)이 0.01 이하인, 접착 필름을 제공한다.
상기 올레핀계 수지는 폴리프로필렌계 수지를 포함할 수 있다.
상기 루틸상(Rutile phase)의 금속 산화물은 루틸상 이산화티타늄을 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지는 아크릴계 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 접착 조성물 100 중량부 대비, 상기 바인더 수지를 30~50 중량부 포함하고, 상기 무기 필러를 50~60 중량부 포함하고, 상기 에폭시계 경화제를 3~10 중량부 포함할 수 있다.
상기 접착 조성물 100 중량부 대비, 상기 아크릴계 수지는 1~15 중량부로 포함할 수 있다.
상기 접착필름은 경화 후 흡습율이 0.2% 이하이고, 경화 후 85℃85RH%, 1000시간의 조건에서 25V의 전압 인가시 측정된 절연저항이 108 Ω 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 접착 필름; 상기 접착 필름의 일면에 구비된 기재 필름; 및 상기 접착 필름의 다른 일면에 구비된 이형 필름을 포함하는 커버레이(coverlay)를 제공한다.
상기 기재 필름은 폴리이미드 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다,
상기 기재 필름의 두께는 5~100㎛일 수 있다.
상기 접착 필름의 상기 기재 필름에 대한 접착력은 0.7 kgf/cm 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 접착 필름; 상기 접착 필름의 일면에 구비된 제1 이형 필름; 및 상기 접착 필름의 다른 일면에 구비된 제2 이형 필름;을 포함하는 본딩 시트(bonding sheet)를 제공한다.
또한, 본 발명은 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 양면에 구비된 제1 접착 필름 및 제2 접착 필름;을 포함하는 본드 플라이(bond-ply)를 제공한다.
상기 제1 접착 필름에서 기재 필름이 구비되지 않은 일면 및 제2 접착 필름에서 기재 필름이 구비되지 않은 일면에 각각 구비된 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 본드 플라이에 있어서 상기 기재 필름은 폴리이미드 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다.
상기 본드 플라이에 있어서 상기 기재 필름의 두께는 5~100㎛일 수 있다.
상기 제1 접착 필름 및 제2 접착 필름 각각의 상기 기재 필름에 대한 접착력이 0.7 kgf/cm 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 접착 필름; 상기 접착 필름의 일면에 구비된 금속박; 및 상기 접착 필름의 다른 일면에 구비된 이형 필름;을 포함하는 접착 필름-금속박 적층체를 제공한다.
상기 금속박은 동박(Cu)을 포함할 수 있다.
상기 접착필름의 상기 동박에 대한 접착력은 0.7 kgf/cm 이상일 수 있다.
본 발명의 접착 필름 및 이를 포함하는 접착 필름 적층체는 높은 유전상수(Dk) 및 낮은 유전손실(Df)을 가지며, 구체적으로는 10GHz 및 23℃조건에서 측정한 유전상수(Dk)가 5.0 이상, 유전손실(Df)이 0.01 이하인 것을 동시에 만족시킬 수 있다.
본 발명의 접착 필름 및 이를 포함하는 접착 필름 적층체는 내마이그레이션 특성이 우수하여, 고온 및 고습의 조건에서도 절연 효과가 우수하다.
본 발명의 접착 필름 및 이를 포함하는 접착 필름 적층체는 흡습율이 낮기 때문에, 상기 접착 필름이 적용되는 전자 기기에서도 우수한 방수성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 접착 필름 및 이를 포함하는 접착 필름 적층체는 내열성이 우수하므로, 고온 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 접착 필름은 금속박에 대한 우수한 접착력을 나타낼 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버레이의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 시트의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 본드 플라이의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접착 필름-금속박 적층체의 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실험예에서 적용되는 핫 프레스 공정 조건을 도시한 것이다.
본 명세서의 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였으며, 도면에서 각 구성 요소의 길이, 두께 등은 본 발명을 설명하기 위해 도시된 것으로 본 발명이 도면에서 기재된 길이, 두께 등에 한정되는 것은 아니다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 이하에서 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 기재되지 않은 내용 중 이 기술 분야의 통상의 기술자라면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것은 그 설명을 생략하기로 한다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "함유한다", "갖는다(가진다)" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 있어서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "유전상수", "유전손실"은 10GHz 및 23℃에서 Network Analyzer(MS4642B 36585K, Anritsu Co.)를 사용해서 측정된 값을 의미한다.
본 명세서에서 특별히 한정하지 않는 한, "경화 후"에서 "경화"는 접착 필름을 150~190℃에서 45~90분 동안 열경화시키는 것을 의미한다.
본 명세서에서 "접착 필름 적층체"는 접착 필름을 포함하는 적층체 구조로서, 특별히 구별하지 않는 한 접착 필름-금속박 적층체 및 접착 필름 적층체를 모두 통칭하는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 양태에 따르면, 상술한 효과들을 달성하기 위하여 올레핀계 수지를 포함하는 바인더 수지; 루틸상(Rutile phase)의 금속 산화물을 포함하는 무기 필러; 및 에폭시계 경화제;를 포함하는 접착 조성물로 형성됨으로써, 경화 후 10GHz 및 23℃의 조건에서 측정된 유전상수(Dk)가 5.0 이상, 유전손실(Df)이 0.01 이하인 접착 필름을 도출하였는바, 이하에서 상세히 설명하도록 한다.
<바인더 수지>
종래의 접착 조성물의 바인더 수지의 종류로는, 대표적으로 NBR계 바인더 수지, 아크릴계 바인더 수지, 폴리올레핀계 바인더 수지, 에폭시계 바인더 수지 등이 알려져 있다.
먼저, 에폭시계 바인더 수지로는 본 발명에서 목적하는 낮은 유전손실 값을 도출하기가 어렵고, 합성 과정에서 염소(Cl) 등 불순물이 포함되는 공정이 거쳐 제작되게 되는바, 이온이 이동하는 것을 방지하는 내마이그레이션(anti-migration)(또는 내이온마이그레이션) 특성을 향상시키기 어렵다.
폴리올레핀계 바인더 수지는 i) 탄소-탄소의 단일 결합을 주로 포함하는 화합물 수지로서 이온의 이동 통로가 거의 없고, ii) 소수성 특성을 갖기 때문에 흡습율이 낮고, 이온 불순물 등이 포함되어 있지 않으므로, 전자기기 회로의 구리(Cu) 원소의 이온화를 억제할 수 있으며, iii) 절연저항이 높아 내마이그레이션 특성 및 낮은 흡습율 구현하는데 장점을 가질 수 있다.
NBR계 바인더 수지 및 아크릴계 바인더 수지는 유전상수(Dk)가 약 3.0~4.0의 범위이고, 유전손실(Df)이 약 0.02~0.03의 범위를 가지며, 폴리올레핀계 바인더 수지는 유전상수(Dk)가 약 2.5 이하이고, 유전손실(Df)이 약 0.001~0.002의 범위를 갖는 것으로 알려져 있다.
따라서, 낮은 유전손실(Df)을 가진 접착 필름을 형성하면서, 내마이그레이션 특성을 향상시키고, 낮은 흡습율을 나타내도록 하기 위한 관점에서, 바인더 수지로서 폴리올레핀계 바인더 수지를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리올레핀계 바인더 수지의 구체적인 예로는 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리부틸렌계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는, 폴리프로필렌계 수지를 포함할 수 있으며, 상기 폴리프로필렌계 수지의 예로는 m-폴리프로필렌(m-PP), 폴리프로필렌 에테르(PPE) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 접착 조성물 100 중량부 대비, 예를 들어 바인더 수지를 30~50 중량부 포함할 수 있고, 예를 들어 바인더 수지를 35~45 중량부 포함할 수 있고, 예를 들어 바인더 수지를 35~40 중량부 포함할 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 상기 바인더 수지의 함량이 상기 하한보다 작을 경우 Df가 0.01 이하인 것을 달성하기 어렵고, 상기 상한보다 초과될 경우 Dk가 5.0 이상인 것을 달성하기 어려울 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 바인더 수지로서 폴리올레핀계 바인더 수지 외에, 접착 특성과 내열 특성을 보다 향상시키기 위하여, 아크릴계 수지를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 접착 특성을 높이기 위하여 유리전이온도(Tg)가 낮으면서 점도가 높은 아크릴계 수지를 포함할 수 있고, 예를 들어 상기 아크릴계 수지는 Tg가 0℃ 이하일 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 또한, 내열 특성을 높이기 위해 산가(acid value)가 높은 아크릴계 수지를 포함하는 것이 바람직하며, 예를 들어 카르복실산 관능기(-COOH)를 가진 아크릴계 수지를 포함할 수 있다. 구체적인 예로는, Ultra LS(Dupont 社) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 수지는 선택적인 성분으로서 포함할 경우 접착 조성물 100 중량부 대비 1~15 중량부로 포함할 수 있으며, 3~15 중량부로 포함할 수 있으며, 5~10 중량부로 포함할 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 아크릴계 수지를 포함할 때, 상기 상한을 초과할 경우 본 발명에서 목적하는 0.01 이하의 Df를 달성하기 어렵고, 마이그레이션 특성 저하 문제점도 있을 수 있다.
<무기 필러(filler)>
일반적으로 본 기술분야의 접착 필름에서는 유기 필러, 무기 필러 및 유ㆍ무기 혼합 필러 등을 다양하게 사용할 수 있다. 본 발명에서는 특히 유전상수(Dk)가 5.0 이상인 고유전율을 구현하기 위해서, 우수한 유전 특성을 가진 무기 필러를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 무기 필러 중 높은 유전상수(Dk) 값을 가진 금속 산화물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 무기 필러로는, 이산화티타늄(TiO2), 티탄산바륨(BaTiO3) 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 루틸상(Rutile phase) 이산화티타늄을 포함할 수 있다. 그 이유로는, 아나타제상(Anatase phase)의 이산화티타늄의 경우, 높은 유전상수를 구현하기에는 용이하지만, 낮은 유전손실을 구현하기에는 어려움이 있기 때문이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 접착 조성물 100 중량부 대비, 예를 들어 무기 필러를 50~60 중량부 포함할 수 있고, 예를 들어 무기 필러를 50~55 중량부 포함할 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 무기 필러의 함량이 상기 상한을 초과하여 과량 포함되면 접착력 및 내열성이 저하될 수 있고, 상기 하한 미만으로 포함되면 Dk가 5.0 이상인 것을 달성하기 어렵다는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 무기 필러로서 이산화티타늄과 같은 금속 산화물 외에, 내열 특성을 보다 향상시키기 위하여, 나노 이산화규소 (Nano SiO2)를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
또한, 접착 조성물 100 중량부 대비 상기 나노 이산화규소는 1~8 중량부로 포함할 수 있으며, 3~8 중량부로 포함할 수 있으며, 3~5 중량부로 포함할 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 상기 하한보다 적게 포함할 경우 내열 특성 개선 효과가 부족할 수 있고, 상기 상한보다 초과하여 포함할 경우 접착 특성 저하 문제점이 있을 수 있다.
<에폭시계 경화제>
상술한 바와 같이, 본 발명의 접착 조성물에는 높은 유전상수 및 낮은 유전손실을 구현하기 위하여 루틸상 이산화티타늄과 같은 무기 필러를 포함하게 되는데, 이러한 경우 접착 조성물의 접착력이 충분하지 않다는 문제점이 있고, 특히, 금속박에 대한 접착력이 저하된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 접착 조성물은 열경화성 접착 조성물로서, 에폭시계 경화제를 포함함으로써 접착성 및 내열성을 향상시킬 수 있다. 상기 에폭시계 경화제는 본 기술분야에서 사용하는 통상의 에폭시계 수지를 포함할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.
상기 에폭시계 수지의 구체적인 예로는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비스페놀 AD형 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 지방산 변성 에폭시 수지, 우레탄 변성 에폭시 수지, 저염소형 에폭시 수지, 실란 변성 에폭시 수지, 다이사이클로펜타디엔형 에폭시 수지, 다관능성 노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜 에테르계 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 오르쏘-크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지 등에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 본 발명의 에폭시계 경화제는 바람직하게는 다관능성 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 오르쏘-크레졸 노볼락 에폭시 수지 등을 포함할 수 있고, 특히, 상기 다관능성 노볼락형 에폭시 수지는 다른 에폭시 수지 경화제에 비하여 멀티 네트워크(multi network) 구조를 형성함으로써 내열성을 향상시키는데 유리하다. 보다 바람직하게는 3관능성 노볼락형 에폭시 수지, 오르쏘-크레졸 노볼락 에폭시 수지, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 접착 조성물 100 중량부 대비 상기 에폭시계 경화제는 3~10 중량부로 포함할 수 있으며, 5~10 중량부로 포함할 수 있고, 5~8 중량부로 포함할 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 상기 에폭시계 경화제가 상기 하한 미만으로 포함할 경우 우수한 접착력 및 내열성을 나타낼 수 없고, 상기 상한을 초과할 경우 유전특성, 특히 유전손실(Df)을 0.01 이하로 구현하기 어려울 수 있다.
본 발명의 접착 필름은 낮은 흡습율, 우수한 내마이그레이션 특성, 기재 필름 및/또는 금속박에 대한 우수한 접착력, 높은 내열성을 가질 수 있는바, 이하에서 자세히 설명한다.
흡습율
본 발명에서 "흡습율"은 접착 필름에 대해 IPC TM-650 2.6.2.1A에 의해 23℃에서 24시간 동안 물에서 침수(immersion)시켜 측정된 값을 의미한다.
일반적으로 기재 필름과 금속박을 접착시키는 접착 필름에 있어서 투습도가 측정되며, 투습도는 당업자에게 알려진 바와 같이 고온(85℃) 및 고습(상대습도 85%)의 조건에서 접착 필름을 방치한 다음, 접착 필름을 통과하는 수분 정도를 측정한 것이다. 반면에, 본 발명의 접착 필름은 접착 필름을 완전히 침수하는 상태에서 측정된 흡습율을 현저하게 낮추었음을 특징으로 한다.
특히, 본 발명의 접착 필름은 Dk가 5.0 이상, Df가 0.01 이하라는 특성을 만족하기 위하여 무기 필러의 함량이 높은 수준이면서도, 낮은 흡습율을 달성할 수 있으며, 바람직하게는 흡습율이 0.2 % 이하일 수 있고, 보다 바람직하게는 흡습율이 0.1% 이하일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 접착 필름은 상술한 범위로 유전상수, 유전손실 및 흡습율을 동시에 만족시킬 수 있다. 따라서, 접착 필름을 하기 상술되는 금속박 적층체에 적용시 접착 신뢰성을 높이고 피착체 간에 접착성, 전기 특성을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 접착 필름은 상술한 전기적 특성, 배리어 특성 이외에도 유연성을 확보함으로써, 후술되는 적층체에서 기재 필름과 금속층의 접착에 사용될 때 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
내마이그레이션 특성
본 발명의 접착 필름은 커버레이 필름(coverlay film), 본딩 시트(bonding shee), 본드플라이(bond-ply) 등의 전자기기에 사용되는 적층체에 적용될 수 있는데, 전자 기기에서는 회로를 보호하기 위하여 이온(ion)의 이동을 억제할 수 있는 내마이그레이션(anti-migration) 특성이 우수할 것이 요구된다.
본 발명에서 내마이그레이션 특성은 절연저항 값을 측정함으로써 확인할 수 있으며, 회로의 미세화가 진행될수록 상대적으로 절연저항은 높을수록 바람직하다. 구체적으로는 Line/Space=35/35㎛, 85℃ RH%, 1000 시간의 조건에서 25V의 전압 인가시 측정된 절연저항이 108 Ω 이상의 수준을 유지하는 것을 목표로 하였다.
접착력 및 내열성
본 발명의 접착 필름이 전자 부품에 적용될 때에, 상기 접착 필름을 포함하는 적층체로서 접착 필름은 기재 필름 또는 금속박이 부착된 형태로 적용되기 때문에, 접착 필름은 금속박, 특히, 동박(copper foil)에 대한 접착력이 우수할 것이 요구된다.
구체적으로, 접착 필름의 기재 필름 및 동박에 대한 각각의 접착력은 0.7 kgf/cm 이상인 것이 바람직하고, 특별히 상한에는 정함이 없으나 0.8~10 kgf/cm인 것이 보다 바람직하다.
또한, 접착 필름을 포함하는 적층체가 전자 부품에 사용될 때에는, 전자 부품의 회로를 형성하면서 땜납(melting solder)의 공정 온도인 200~300℃의 온도에서도 신뢰성이 확보될 것이 요구된다. 그러므로, 본 발명에서는 접착 필름에 300℃의 온도로 가열된 솔더 포트(solder port)를 10초간 누설(floating)하여 분해, 디라미네이션(delamination)이 발생하지 않도록 우수한 내열성을 확보하였다.
<접착 필름 적층체>
상술한 바와 같은 조성을 포함하는 접착 조성물로 형성된 본 발명의 접착 필름은 경화 후 10GHz 및 23℃의 조건에서 측정된 유전상수(Dk)가 5.0 이상, 유전손실(Df)이 0.01 이하인 것을 달성할 수 있다.
본 발명의 접착 필름은 전자기기 등에 사용되는 커버레이(coverlay), 본딩 시트(bonding sheet), 본드 플라이(bond-ply) 등의 접착 필름 적층체에 포함될 수 있고, 접착 필름의 일면에 금속박이 구비된 접착필름-금속박 적층체에도 포함될 수 있으며, 이를 이하에서 적층체의 구조에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 양태의 적층체는, 접착 필름(10); 상기 접착 필름의 일면에 구비된 기재 필름(20); 및 상기 접착 필름(10)의 다른 일면에 구비된 이형 필름(30);을 포함하는 커버레이(100)로서, 상기 접착 필름은 본 발명에 따른 접착 필름을 포함할 수 있다. 도 1에 명시적으로 도시되어 있지 않지만, 필요에 따라 상기 기재 필름 및 접착 필름이 추가로 구비되어 다층 구조를 형성할 수 있다.
접착 필름(10)은 본 발명의 접착 조성물을 기재 필름(20) 및/또는 이형 필름(30)에 소정의 두께로 도포하고 건조 및 열처리함으로써 반경화 상태로 제조될 수 있다.
기재 필름(20)은 우수한 내열 특성을 가진 폴리이미드 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 기재 필름(20)의 두께는 예를 들어 5~100㎛, 예를 들어 5~75㎛일 수 있으나, 적용되는 최종 제품에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 상기 범위일 때 내열 특성을 부여하면서도 연성 및 강성을 모두 구현하는데 유리할 수 있다.
또한, 접착 필름(10)의 기재 필름(20)에 대한 접착력은 0.7 kgf/cm 이상인 것이 바람직하고, 접착력의 상한에는 특별히 정함이 없으나 0.8~1.0 kgf/cm인 것이 보다 바람직하다.
이형 필름(30)은 접착 필름(10)을 보호하기 위하여 본 기술분야에서 통상적으로 사용하는 것으로서, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 재질인 것을 사용할 수 있으며, 실리콘계 또는 비실리콘계 재료로 이형 처리될 수 있다. 바람직하게는 이형 필름(30)은 실리콘 이형 처리된 이형 PET 필름을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 일 양태의 적층체는, 접착 필름(10); 상기 접착 필름의 일면에 구비된 제1 이형 필름(30'); 및 상기 접착 필름의 다른 일면에 구비된 제2 이형 필름(30");을 포함하는 본딩 시트(200)로서, 상기 접착 필름은 본 발명에 따른 접착 필름을 포함할 수 있다.
제1 이형 필름(30') 및 제2 이형 필름(30")은 상술한 커버레이(100)에 구비되는 이형 필름(30)과 구별하기 위해 다르게 표시한 것일 뿐 동일한 대상을 의미한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 양태의 적층체는, 기재 필름(20); 및 상기 기재 필름의 양면에 구비된 제1 접착 필름(10') 및 제2접착 필름(10");을 포함하는 본드 플라이(300)로서, 상기 제1 접착 필름(10') 및 제2 접착 필름(10") 중 하나 이상은 본 발명에 따른 접착 필름을 포함할 수 있다. 제1 접착 필름(10') 및 제2 접착 필름(10")은 상술한 커버레이(100)에 구비되는 접착 필름(10)과 구별하기 위해 다르게 표시한 것일 뿐 동일한 대상을 의미한다.
제1 접착 필름(10')에서 기재 필름(20)이 구비되지 않은 일면 및 제2 접착 필름(10")에서 기재 필름(20)이 구비되지 않은 일면에 각각 구비된 제1 이형 필름(30') 및 제2 이형 필름(30")을 더 포함할 수 있다. 제1 이형 필름(30') 및 제2 이형 필름(30")은 상술한 커버레이(100)에 구비되는 이형 필름(30)과 구별하기 위해 다르게 표시한 것일 뿐 동일한 대상을 의미한다.
본드 플라이(300)의 기재 필름(20)은 커버레이(100)의 기재 필름(20)과 동일한 대상을 의미한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 양태의 적층체는, 접착 필름(10); 상기 접착 필름의 일면에 구비된 금속박(40); 및 상기 접착 필름(10)의 다른 일면에 구비된 이형 필름(30);을 포함하는 접착필름-금속박 적층체 (400)로서, 상기 접착 필름은 본 발명에 따른 접착 필름을 포함할 수 있다.
금속박(40)은 동박, 은박, 알루미늄박, 스테인레스박 중 1종 이상을 포함하고, 바람직하게는 동박을 포함할 수 있다. 금속박(40)의 두께는 예를 들면 1~200㎛, 예를 들면 3~70㎛가 될 수 있다.
또한, 접착 필름(10)의 금속박(40)에 대한 접착력은 0.7 kgf/cm 이상인 것이 바람직하고, 접착력의 상한에는 특별히 정함이 없으나 0.8~1.0 kgf/cm인 것이 보다 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
제조예 - 실시예 1~3 및 비교예 1~3
하기 표 1에 기재된 것처럼, 바인더 수지, 무기 필러 및 에폭시계 경화제를 혼합하여, 실시예 1~3 및 비교예 1~3의 접착 조성물을 각각 제조하였다. 이 때, 함량은 전체 접착 조성물 100 중량부를 기준으로 각 조성의 중량부를 의미하고, "-"는 해당 성분이 포함되지 않음을 의미한다.
제조한 조성물을 폴리이미드 필름에 소정의 두께로 코팅하고 130℃에서 3분 동안 건조 및 열처리하여 반경화 상태(B-stage)의 접착 필름(두께: 25㎛)을 제조하였다.
성분 실시예 1 실시예 2 실시예3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
PP 수지 (a) 35 40 37 27 45 0
아크릴 수지 (b) 10 5 - 8 10 35
루틸상 TiO2 (c) 50 50 55 65 40 50
에폭시계 경화제(d) 5 5 8 5 5 15
(a) : Toyobo社 SM040A (m-PP Binder)
(b) : Dupont社 Ultra LS (Acryl Binder)
(c) : Sakai Chemical社 R-21 (Rutile계 TiO2)
(d) : 국도화학社 YDCN-500-1P (Epoxy)
실험예
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~3에서 제조한 접착 필름 각각에 대하여, 하기 (1)~(5)에 따른 측정값 및 평가결과를 하기 표 3에 나타냈다.
(1) 유전상수 및 유전손실 (단위: 없음)
접착 필름을 160℃에서 60분 동안 완전 경화한 후, 23℃, 주파수 10GHz, Network Analyzer(MS4642B 36585K, Anritsu Co.)를 사용해서 유전상수(Dk)와 유전손실(Df)을 측정하였다.
(2) 내마이그레이션(anti-migration)
접착 필름을 160℃에서 60분 동안 완전 경화한 후, Line/Space=35/35㎛, 85℃ 및 1000 시간의 조건에서 25V의 전압 인가시 측정된 절연저항을 측정하여, 108 Ω 이상인 경우 "Pass"로, 108 Ω 미만인 "Fail"로 평가하였다.
(3) 접착력 (단위 : Kgf/㎝)
S-CCL 동박(Cu)에 접착 필름을 겹친 후, 하기 표 2에 기재된 조건으로 라미네이션을 진행하여 부착시킨 후, 동박이 형성되지 않은 접착 필름 상에 폴리이미드(PI) 필름을 배치한 후 라미네이션하였다. 그런 다음, 도 5에 도시된 조건으로 핫 프레스(hot press) 공정을 진행하여, 폴리이미드 필름(PI)/접착 필름/동박(Cu)의 구조를 가진 접착필름-금속박 적층체를 제조하였다. 상기 제조된 접착필름-금속박 적층체를 폭 10mm×10mm로 재단하여 시편을 제작하였다.
상기 접착필름-금속박 적층체 시편에 대하여 23℃에서 박리각도 180°, 박리속도 50mm/min에 의해 박리강도를 측정하여, 접착력으로 기록하였다.
장비명 온도 속도 압력
EXELAMI2-355Q 130℃ Speed 1단 4단
(4) 내열성 평가
S-CCL 동박(Cu)에 접착 필름을 겹친 후, 상기 표 2에 기재된 조건으로 라미네이션을 진행하여 부착시킨 후, 동박이 형성되지 않은 접착 필름 상에 폴리이미드(PI) 필름을 배치한 후 라미네이션하였다. 그런 다음, 도 5에 도시된 조건으로 핫 프레스(hot press) 공정을 진행하여, 폴리이미드 필름(PI)/접착 필름/동박(Cu)의 구조를 가진 접착필름-금속박 적층체를 제조하였다. 상기 접착필름-금속박 적층체를 폭 30mm×30mm로 재단하여 시편을 제작하였다.
핫 프레스 공정 이후 10 분 이내에, 상기 접착필름-금속박 적층체 시편에 300℃로 가열된 솔더 포트(solder port)를 10초간 누설(floating)하였다. 10초 이후 상기 시편을 육안으로 관찰하여, 분해, 디라미네이션(delamination)이 발생하지 않는 경우 "Pass"로, 분해, 디라미네이션 중 어느 하나라도 발생하는 경우, "Fail"로 평가하였다.
(5) 흡습율 (단위 : %)
접착 필름을 160℃에서 60분 동안 완전 경화한 후, 접착 필름에 대하여 흡습율은 IPC-TM 650 2.6.2.1A에 의해 측정하였다.
평가 실시예 1 실시예 2 실시예3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
유전상수(Dk) 5.1 5.0 5.0 6.0 4.0 6.1
유전손실(Df) 0.01 0.008 0.006 0.012 0.007 0.03
내마이그레이션 Pass Pass Pass Pass Pass Fail
접착력
(박리강도, kfg/㎝)		 1.1 0.9 0.7 0.5 1.8 0.8
내열성 평가 Pass Pass Pass Fail Pass Pass
흡습율 (%) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 실시예를 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (20)

  1. 올레핀계 수지를 포함하는 바인더 수지;
    루틸상(Rutile phase)의 금속 산화물을 포함하는 무기 필러; 및
    에폭시계 경화제;를 포함하는 접착 조성물로 형성되는 접착 필름으로서,
    상기 접착 필름은 경화 후 10GHz 및 23℃의 조건에서 측정된 유전상수(dielectric constant, Dk)가 5.0 이상, 유전손실(dielectric loss, Df)이 0.01 이하인,
    접착 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 올레핀계 수지는 폴리프로필렌계 수지를 포함하는,
    접착 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 루틸상(Rutile phase)의 금속 산화물은 루틸상 이산화티타늄을 포함하는,
    접착 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 아크릴계 수지를 더 포함하는,
    접착 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접착 조성물 100 중량부 대비,
    상기 바인더 수지를 30~50 중량부 포함하고,
    상기 무기 필러를 50~60 중량부 포함하고,
    상기 에폭시계 경화제를 3~10 중량부 포함하는,
    접착 필름.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 접착 조성물 100 중량부 대비,
    상기 아크릴계 수지는 1~15 중량부로 포함하는,
    접착 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    경화 후 흡습율이 0.2% 이하이고,
    경화 후 85℃ 및 85RH%, 1000시간의 조건에서 25V의 전압 인가시 측정된 절연저항이 108 Ω 이상인,
    접착 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    동박에 대한 접착력은 0.7 kgf/cm 이상인,
    접착 필름.
  9. 접착 필름;
    상기 접착 필름의 일면에 구비된 기재 필름; 및
    상기 접착 필름의 다른 일면에 구비된 이형 필름;을 포함하고,
    상기 접착 필름은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 접착 필름을 포함하는,
    커버레이(coverlay).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기재 필름은 폴리이미드 수지로 형성된 필름을 포함하는,
    커버레이.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기재 필름의 두께는 5~100㎛인,
    커버레이.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 접착 필름의 상기 기재 필름에 대한 접착력은 0.7 kgf/cm 이상인,
    커버레이.
  13. 접착 필름;
    상기 접착 필름의 일면에 구비된 제1 이형 필름; 및
    상기 접착 필름의 다른 일면에 구비된 제2 이형 필름;을 포함하고,
    상기 접착 필름은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 접착 필름을 포함하는,
    본딩 시트(bonding sheet).
  14. 기재 필름; 및
    상기 기재 필름의 양면에 구비된 제1 접착 필름 및 제2접착 필름;을 포함하고,
    상기 제1 접착 필름 및 제2 접착 필름은 각각 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 접착 필름을 포함하는,
    본드 플라이(bond-ply).
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 접착 필름에서 기재 필름이 구비되지 않은 일면 및 제2 접착 필름에서 기재 필름이 구비되지 않은 일면에 각각 구비된 제1 이형 필름 및 제 2 이형 필름을 더 포함하는,
    본드 플라이(bond-ply).
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기재 필름은 폴리이미드 수지로 형성된 필름을 포함하는,
    본드 플라이.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 기재 필름의 두께는 5~100㎛인,
    본드 플라이.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 접착 필름 및 제2 접착 필름 각각의 상기 기재 필름에 대한 접착력이 0.7 kgf/cm 이상인,
    본드 플라이.
  19. 접착 필름;
    상기 접착 필름의 일면에 구비된 금속박; 및
    상기 접착 필름의 다른 일면에 구비된 이형 필름;을 포함하고,
    상기 접착 필름은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 접착 필름을 포함하는,
    접착 필름-금속박 적층체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 금속박은 동박(Cu)을 포함하는,
    접착 필름-금속박 적층체.
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