KR20000051523A

KR20000051523A - 발포박리형 점착필름의 제조방법

Info

Publication number: KR20000051523A
Application number: KR1019990002021A
Authority: KR
Inventors: 김대진; 임대우; 강정구
Original assignee: 한형수; 주식회사 새 한
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2000-08-16

Abstract

본 발명은 반도체 칩이나 세라믹 콘덴서 등 소형의 전기·전자 회로의 부품을 가공함에 있어서 가공전과 가공후의 점착성을 달리하여 칩을 고정 및 탈리시키는 데 사용되는 점착필름에 관한 것으로서, 특히 부착전의 점착강도가 높고 가공후 쉽게 박리할 수 있는 발포박리형 점착필름을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 용제에 일정량 용해시킨 아크릴수지에 소량의 고무계 수지를 첨가하고 이소시아네이트경화제와 아민경화제를 캡슐화한 잠재성 경화제를 단독으로 또는 혼합하여 첨가하고, 또 각각 성능이 다른 2종 이상의 발포제를 첨가하여 얻어지는 점착 조성물을 지지필름의 일면 또는 양면에 도포, 건조하여 제조하는 것을 특징으로 한 발포박리형 점착필름의 제조법에 관한 것이다.

Description

발포박리형 점착필름의 제조방법{METHOD FOR THE PREPARATION OF THE FOAMING DELAMINATION ADHESIVE FILM}

본 발명은 반도체 칩이나 콘덴서 등 소형의 전기·전자 회로의 부품을 가공함에 있어서 가공전과 가공후의 점착성을 달리하여 칩을 고정 및 탈리시키는 데 사용되는 점착 필름의 제조방법에 관한 것이다.

최근 전자·전기 분야의 산업이 크게 발전하여 여러 가지 형태의 제품으로서 인간 문명 생활에 편의를 더해주고 있다. 특히, 정보 통신 분야와 매스미디어 산업의 경우 기술의 개발과 발전이 지속적으로 전개되었으며, 이 분야에 사용되는 부품도 그 기술이 크게 발전하여 크기, 형태, 기능이 극소 미립화, 다양화, 고성능화 추세로 변화하여 첨단으로 치닫고 있다. 이에, 정보 통신분야에 사용되는 부품 제조업체에서는 부품의 정밀화, 미립화, 고기능화, 작업성 및 생산 수율 등을 높이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.

반도체 칩이나 세라믹 콘덴서와 같은 소형 부품을 제조함에 있어서 종래의 방법은 고정, 절단, 열에 의한 탈·부착등의 일련의 공정 단계를 거치게 되는데, 최근에는 기존의 왁스, 접착제등을 사용하였을 경우 발생하는 오염도, 세정성 문제를 크게 해결한 점착테이프 또는 점착시트를 사용하는 공정이 개발되고 있다. 이 점착테이프와 점착시트의 부착역할을 하는 점착제는 접착제와는 달리 건조, 경화공정이 없이 외부조건의 압력조절에 의한 압착만으로 공정에 필요한 접착강도를 얻을 수 있고 연속적으로 접착할 수 있는 자동화가 가능하여 정밀부품 분야에서 광범위하게 적용되고 있다. 정밀성과 미립성을 요구하는 반도체 칩이나 세라믹 콘덴서의 제조 공정에서는 공정중에 가해지는 충격과 마모를 최소화하여야 하고, 점착필름이나 점착시트를 사용할 경우 그 공정특성을 최대로 살려서 가공할 수 있는 장점이 있다. 이 점착필름의 주 성분인 점착제의 특성에는 임계의 점탄성 및 점착 강도 등이 요구되며 공정 적용후, 원하는 시기에 칩이나 콘덴서에서 박리가 용이한 제품특성이 있어야 한다. 이와 관련하여 여러 가지 방법으로 전자 재료 칩 및 회로 기판에 필요한 점착 테이프 및 점착시트가 개발되고 있다.

일반적으로 점착제로 알려진 감압성 접착제에는 부틸 및 염화고무, 폴리이소부틸렌, 폴리아크릴레이트계, 폴리비닐계, 폴리부틸알, 폴리부틸 에텔, 에칠렌 초산 비닐 공중합체, SBR, NBR, 네오프렌, 폴리이소프렌 등 여러가지의 수지가 있다. SBR, NBR등의 고무계와 스티렌-디엔 공중합체 점착제는 다량의 석유 수지와 점착 부여제 및 그 밖의 안정제등의 첨가제들의 배합을 필요로 하므로 정밀성을 요하는 전기·전자부품에 사용할 때 칩이나 회로 등에 첨가제에 의한 오염도 발생의 문제점이 있으며, 내한성, 내습성, 내열성이 나쁘다. 이에 비하여 용제형 및 에멀젼계 아크릴 점착제는 내열성이 뛰어나고 다량의 첨가제를 필요로 하지 않으며 단량체성분, 조성비, 분자량 및 가교제에 의한 가교도, 가교제의 종류 등을 조절함으로써 원하는 임계의 점착 강도와 점탄성, 내오염성 등의 특성을 발현할 수 있는 장점이 있다.

아크릴계 점착제는 다음의 화학식 1로 나타내는 구조식을 지닌 단량체를 주성분으로 하여 중합시켜 얻어진 중합체를 바인더 수지로 한 것으로서, 단량체의 예로서는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, n-노닐아크릴레이트, 이소노닐아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 운데실아크릴레이트 등의 아크릴레이트가 있다. 또한, 상기 아크릴레이트와 함께 공중합이 가능한 아크릴계 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2하이드록시 에틸메타크릴레이트, N-메틸올아크릴아마이드, 아크릴로나이트릴, 글리시딜아크리레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 비닐아세테이트, 스티렌 등이 있으며, 이 중에서 단독 혹은 2종 이상의 단량체를 아크릴레이트단량체와 공중합하여 사용한다.

(상기식에서 R은 탄소수 1~20의 알킬기)

일반적으로 점착시트 및 점착필름 등에 접착시켜 고정하고 난 후, 점착력을 제거시키는 방법으로는 UV조사에 의한 고분자 화학변화에 의하여 점착제가 경화되어 접착력이 상실되게 하는 방법, 점착제에 열을 가하여 발포가 가능한 미립자의 발포제를 첨가시켜 사용후에 가열하면 발포제의 발포로 인하여 점착제의 계면이 파괴 되고 접착력이 상실되게 하는 방법, 고온에서는 점착력을 나타내나 사용후 저온에서는 접착력을 상실시키는 방법 등이 있으며, 최근에는 점착제의 발포제의 발포 온도 및 발포제의 크기가 상이한 2종 이상의 발포제를 혼합하는 방법과 상온에서는 점착력을 나타내고 발포시에 경화가 일어나 점착력을 감소시키는 방법 등이 연구되고 있다.

특히, 발포제를 점착제에 함유시켜 점착제의 초기점착력과 가열에 의한 점착력 저하와의 균형이 이루어지는 점착제는 동적탄성율이 상온부터 150℃ 까지의 온도 범위에서 500,000 dyne/㎠ 이상인 고탄성고분자를 사용하는 것이 좋으며, 이러한 고탄성 고분자는 상온부터 150℃까지의 온도범위에서 동적탄성률의 변화율이 적어야 한다. 용액형 아크릴점착제가 이러한 조건을 만족시키기 위하여는 중량평균분자량이 60만~100만 범위이면 좋다. 점착제에 발포제가 함유된 발포성 점착 필름의 공정 메카니즘은 점착제중에 함유된 발포제가 가열에 의하여 발포되고 이에 점착층 표면에 요철이 발생하여 점착력을 상실하게 된다. 즉, 가열에 의하여 발포제가 점착제 내부에서 발포되면 피착제와의 점착제의 접착면적이 현저하게 감소하게 되는 현상에 의해 점착력이 감소하게 되는 것이다.

발포제는 유기발포제 및 무기발포제로 구분할 수 있다. 유기발포제는 트리클로로모노플루오로메탄 및 디클로로모노플루오로메탄과 같은 염불소화알칸, 아조비스이소부티로니트릴 및 아조디카본아미드 등과 같은 아조계화합물, 톨루엔설포닐히드라지드 및 4,4'-옥시비스(벤젠설포닐히드라지드), 아릴비스(설포닐히드라지드)와 같은 히드라지드계 화합물, γ-톨루일렌설포닐세미카바지드 및 4,4'-옥시비스(벤젠설포닐세미카바지드)와 같은 세미카바지드계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민과 같은 N-니트로조계 화합물 등이 있고, 무기발포제에는 탄산카르보늄, 탄산수소나트륨, 아초산암모늄, 수소화붕소나트륨, 아지드류 등이 있다. 이들의 발포온도와 조건이 각각 다르며 공정에 응용될 때도 각기 다른 과정을 거친다. 그러나, 점착필름 제조시 이러한 발포제는 발포제를 싸고 있는 유기 고분자층이 점착제에 존재하는 유기용제에 용해되어 최대 발포력과 발포제의 발포형태가 상실되는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위하여 최근에는 발포제가 마이크로캡슐화한 열팽창성 미립자로 개발되어 상품화가 이루어지고 있는데, 이 경우는 혼합, 조액의 용이성 등으로 많이 사용되고 있으며, 이들의 크기는 발포를 시키지 않은 종류는 5 내지 25㎛의 크기를 가지고 미리 발포를 시킨 발포제의 크기는 35 내지 80㎛ 정도이다. 발포점착필름용 점착제의 제조시 발포제의 적정함량은 점착층을 팽창(발포)시키는 정도 및 접착력을 저하시키는 정도를 고려하여 종류 및 첨가량을 선정한다. 일반적으로 점착제 고분자 100 중량%에 대하여 발포제 10 내지 40 중량%가 좋으며, 저온처리용과 고온처리용 2종류의 발포제를 혼합 사용시 발포온도 차이는 적어도 20℃ 이상 되어야 한다.

또한 점착제를 코팅하는 지지재료로는 고분자막, 종이, 직포, 부직포, 금속박, 발포체 및 이들의 합지체 등이 좋으며 고분자박막 재료로는 PET, PC, PVC, PP 등을 사용할 수 있다. 또한 점착필름을 제조할 때 필름과 점착제 사이의 밀착성이 떨어질 수 있으므로 표면 처리된 고분자 박막을 사용하는 것이 좋다.

본 발명은 반도체 소재인 칩이나 전기 회로기판 등에 사용되는 세라믹 콘덴서 제조시 부착 초기에 점착 강도가 높아서 칩이나 회로 등을 강력히 고정시키며 가공후에는 쉽게 박리할 수 있는 기능을 부여한 발포박리형 점착필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한 것이다.

본 발명은 에틸아세테이트, 싸이클로헥산, 톨루엔 등의 용매에 용해된 아크릴 수지와 소량의 고무계 수지를 사용하고 경화제로는 이소시아네이트계와 잠재성 경화제를 사용하며 여기에 발포후 크기와 발포온도가 서로 다른 발포제를 적절한 배합비로 혼합하여 제조한 점착액을 폴리에스터 필름 등의 지지필름의 일면 또는 양면에 코팅하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발포박리형 점착필름의 제조에 관한 것이다.

이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용한 용제형 아크릴 수지는 상기 화학식 1로 나타낼 수 있는 아크릴 단량체를 주 단량체로 1종 또는 2종 이상의 공단량체를 혼합하여 공중합한 아크릴레이트 수지를 사용한다. 아크릴 단량체의 예를 들면, 점착부여 단량체로 n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트 등을 첨가하고 내열성과 강도의 향상을 위하여 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 비닐아세테이트 등을 첨가하며, 기능성을 부여하기 위하여 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 아크릴산, 글리시달메타아크릴레이트 등을 사용한다. 개시제로는 아조비스이소부티로나이트릴 등을 아크릴 단량체에 대하여 0.001 내지 10 중량%(더욱 좋기로는 0.001 내지 3 중량%)를 아크릴 단량체 혼합물에 첨가하며, 중합에 사용하는 용매로는 에틸아세테이트, 톨루엔, 싸이클로헥산 등을 단독 혹은 혼합하여 사용한다.

또한 아크릴 수지는 중량평균분자량이 대략 600,000~1,000,000의 것이 바람직하며 이를 고형분이 30~45중량% 되도록 톨루엔 등의 용제에 용해하여 사용한다.

상기 아크릴 수지에 소량 첨가되는 고무계 수지는 NBR, 부타디엔계, 부틸알계 등의 수지들로써 그 사용량은 점착조성물 중 총고형분에 대하여 0.1~10중량%(더욱 바람직하게는 0.5~5 중량%)가 되도록 하는 것이 좋다.

그리고, 경화제는 이소시아네이트계 경화제와 잠재성경화제(아민경화제를 캡슐화한 것)를 단독으로 또는 혼합하여 사용하며, 그 사용량은 이소시아네이트계 경화제는 점착조성물 중 고형분에 대하여 0.1~10 중량%(더욱 좋게는 0.1~3 중량%), 잠재성 경화제는 0.1~5 중량%의 범위가 적당하다.

본 발명에서 발포제는 시중에 상품화되어 있는 2종의 발포제로서 최대 발포온도가 120℃ 이상으로 20℃ 이상 차이가 나며 발포후의 크기가 30㎛ 이상 차이가 나는 것을 함께 사용하는 것이 좋으며, 그 사용량은 예를 들어, 발포최대 크기가 40~50㎛이고 발포온도가 120℃인 것을 총고형분에 대하여 5~15중량%, 발포최대 크기가 70~80㎛이고 발포온도가 140℃인 것을 총고형분에 대하여 15~25 중량% 첨가하는 것이 바람직하다.

한편, 상기의 점착 조성물을 코팅하는 지지필름으로는 폴리에스터, PVC, PE, PP, PEN 등의 필름을 사용하며, 두께는 대략 70~120㎛ 범위가 적당하다. 또 점착제의 코팅층은 40~80㎛, 점착층을 보호하는 이형층은 20~50㎛의 두께가 되도록 코팅한다.

이하에서 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.

<실시예 1>

가열 장치가 반응기에 환류 냉각기와 교반기, 온도 조절기 및 온도 측정 센서 등을 설치한 후 30g의 에틸아세테이트를 넣고 교반기로 100rpm으로 교반한다. 이와 다른 용기에 아크릴계 단량체는 2-에틸헥실아크릴레이트 50g, 이소옥틸아크릴레이트 20g, 메틸메타아크릴레이트 10g, 에틸아크릴레이트 5g, 아크릴로나이트릴 7g, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트 5g, 아크릴 산 3g를 넣고 개시제로서 아조비스이소부티로나이트릴 0.05g을 투입하여 함께 교반하여 단량체 혼합용액을 만든다. 이 단량체 혼합용액 100g중 25g을 이미 교반중인 반응기에 투입하여 온도를 86℃까지 승온하면서 약 30분간 중합한다. 나머지 75g의 단량체 혼합용액은 적하용기에 넣고 30분후부터 2시간 동안 적하 투입하면서 중합한다. 단량체 혼합용액의 적하 투입이 끝나면 용제의 나머지 부분인 에틸아세테이트 20g, 톨루엔 25g, 싸이클로헥산 25g을 약 2시간 동안 적하투입하여 아크릴 수지 용액을 제조한다.

제조한 아크릴 수지 100g에 발포제는 발포 최대크기가 40 내지 50㎛이고 발포온도가 120℃인 것을 4.44g을 첨가하고 발포 최대크기가 70 내지 80㎛이고 발포온도가 140℃인 것을 점착제 9.88g을 첨가한다. 점도를 조절하기 위하여 톨루엔 64.68g을 첨가하고 1차 교반하여 점착제 내부에 발포제가 고르게 분산되도록 한다. 여기에 이소시아네이트계 경화제, AK-75(애경화학 ; 고형분 20중량%)를 0.30g 첨가하고 NBR 고무를 2g 첨가 혼합하여 점착조성물을 제조한다. 이 코팅액을 두께 70㎛의 PET필름에 코팅하여 건조 후의 두께가 55㎛ 되도록 코팅한 후, 건조, 숙성하여 발포박리형 점착필름을 얻는다.

<살시예 2>

실시예 1에서 아크릴 수지의 제조시 사용하는 아크릴 단량체를 2-에틸헥실아크릴레이트 50g, 이소옥틸아크릴레이트 20g, 메틸메타아크릴레이트 10g, 에틸아크릴레이트 7g, 아크릴로나이트릴 10g, 글리시달메타아크릴레이트 3g 사용하고 점착조성물 제조시 경화제로 이소시아네이트 경화제 외에 캡슐화한 아민경화제를 10g 더 첨가한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 점착조성물을 얻은 후, 이 코팅용액을 70㎛의 PET필름에 코팅하여 건조 후의 두께가 55㎛ 되게 코팅한 후, 건조, 숙성하여 발포박리형 점착필름을 얻는다.

<비교예 1>

메틸메타크릴레이트가 20중량% 함유한 아크릴그라프트고무 100g에 대하여 로진 에스터계(디하이드록시아비에틱 산이 50중량%, 아비에틱 산 30중량%, 테트라하이드록시아비에틱 산 20중량%의 구성으로 된 것) 점착부여수지 5g, 고연화수지 10g, 가황제 2g이 포함된 톨루엔 용액에 발포제가 발포 최대크기 40 내지 50㎛이고 발포온도가 120℃인 것을 14.82g을 배합하여 점착제를 제조하여 실시예 1과 같은 방법으로 발포박리형 점착필름을 얻는다.

<비교예 2>

부틸아크릴레이트 65g, 비닐아세테이트 25g, 하이드록시에틸메타아크릴레이트 7.5g, 메틸아크릴산 2.5g의 조성으로 실시예 1과 같은 방법으로 중합하여 제조한 아크릴수지 100g에 대해서 피코펠 수지(분자량 2000)를 점착부여 수지로서 10g이 함유된 싸이클로헥산 용액에 발포제를 발포 최대크기가 40 내지 50㎛이고 발포온도가 120℃인 것을 각각 14.82g을 배합하여 점착제 코팅액을 준비하고 실시예 1과 같은 방법으로 발포박리형 점착필름을 얻는다.

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 점착필름을 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하여 하기 표1에 나타내었다. 즉, 준비된 발포 탈리형 점착필름을 폭 20㎜, 길이 120㎜인 테이프 형태로 만든 후, 점착면을 Sus 304 판에 롤러로 1회 왕복 압착시키고 만능시험기로 KS A1107 방법을 이용하여 300㎜/sec의 당기속도 180°박리 강도를 측정하였다.

	가열전 접착력(g/25㎜)	가열(120℃, 30분간)후접착력(g/25㎜)
실시예 1	1,730	5
실시예 2	1,550	6
비교예 1	550	120
비교예 2	700	150

상기 실시예 및 비교예에서도 확인되듯이 본 발명에 따라 제조된 발포박리형 점착필름은 기존에 비해 부착 초기의 점착강도가 높고 가열후 접착력이 극히 약하기 때문에 특히 세라믹 콘덴서 제조시 칩이나 회로 등을 강력히 고정시키며 가공후에는 쉽게 박리되는 등의 유용성을 지닌다.

Claims

중량평균분자량이 600,000~1,000,000인 아크릴 수지를 고형분이 30~45중량% 되도록 용제에 용해시킨 것에 고무계 수지를 총 고형분중 0.1~10중량% 되도록 첨가하고, 경화제로 이소시아네이트계 경화제를 총 고형분중 0.1~10중량%, 아민 경화제를 캡슐화한 잠재성 경화제를 총 고형분중 0.1~10중량% 범위에서 단독 또는 혼합하여 첨가하고, 발포제를 총 고형분중 20~40중량% 범위에서 첨가하여 얻어지는 점착조성물을 지지필름의 일면 또는 양면에 도포, 건조하여 제조하는 것을 특징으로 하는 발포박리형 점착필름의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 발포제는 최대발포온도가 120℃ 보다 높고 20℃ 이상의 차이가 나며 발포후의 크기가 30㎛ 이상 차이가 나는 2종류의 발포제를 병용한 것임을 특징으로 하는 발포박리형 점착필름의 제조방법.