KR20010034640A - 보호 인쇄된 도체를 구비한 성형품 및 가요성 필름, 및그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도, 지지층인 플라스틱 필름(1), 플라스틱 필름에 도포된 금속화가능한 하도층(2) 및 하도층(2)에 도포된 소정 구조의 금속 도전층(3), 특히 도체 트랙을 포함하며, 추가 외부 필름(4)이 도전층(3)의 일정 부분 이상, 특히 95 % 이상을 덮는 방식으로 지지층(1), 하도층(2) 및 도전층(3)으로 이루어진 복합재에 견고하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 보호 도체 트랙을 구비한 가요성 필름에 관한 것이다. 추가의 피복층(4) 또는 플라스틱 본체(6)는 지지층(1), 하도층(2) 및 도전층(3)의 복합재에 견고하게 연결되어 있어서, 적어도 도전층은 부분적으로 상기 피복층(4) 또는 상기 플라스틱 본체(6)에 의해 덮여 있다.

Description

보호 인쇄된 도체를 구비한 성형품 및 가요성 필름, 및 그의 제조 방법 {Moulded Part and Flexible Film with a Protected Printed Conductor, and Method for Producing the same}
본 발명은 보호된 도체 트랙, 특히 구리 소재의 보호 도체 트랙을 구비한 성형품 및 가요성 필름, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 플라스틱 성형품 또는 가요성 필름은 적어도, 지지층인 플라스틱 필름, 이 필름에 도포된 금속화가능한 하도층, 및 하도층에 도포된 소정 구조의 금속성 도전층, 특히 도체 트랙을 포함하며, 추가의 외부 필름 또는 플라스틱 부재가 지지 필름 또는 플라스틱 부재가 도전층의 적어도 일부를 덮는 방식으로 지지층, 하도층 및 도전층으로 이루어진 복합재에 견고하게 연결되어 있다.
갖가지 유형의 플라티나(platinae) 및 인쇄 회로가 전기공학 분야에 공지되어 있다. 특히, 가요성 회로, 즉 지지물인 가요성 플라스틱에 부착된 전기 회로의 제작을 위해 여러 연구가 수행되어 왔다.
가요성 회로는 국제 특허 출원 공개 제87/01557호의 방법, 즉 스크린 인쇄술을 이용하여 지지 필름에 전도성 페이스트, 예를 들어 은 분말, 구리 분말 또는 니켈 분말 및(또는) 흑연 분말을 기재로 한 페이스트를 목적하는 회로 레이아웃 형태로 인쇄함으로써 제작할 수 있다. 이 회로의 단점은 사용된 전도성 페이스트가 평범한 전기적 특성을 지니며 납땜할 수 없다는 것이다.
미국 특허 제4 710 419호에는 적층-구리박을 소재로 하여 현상용 레지스트를 인쇄하고, 이 필름을 열가소성 수지와 함께 백-몰딩(back-molding)하고, 화학적 에칭법을 이용하여 레지스트층에 의해 덮여있지 않은 구리층을 제거함으로써 제작한 사출성형 회로가 개시되어 있다. 이 회로의 단점은 구리층이 응력을 받으면 파손될 수 있고, 접착층의 전기 및 열 특성이 구리 필름에는 이롭지 않다는 점이다. 에칭 방법이 비교적 복잡할뿐 아니라, 땜납을 붙일 납땜점의 레지스트층을 별도의 작업을 통해 제거하여야 한다.
유럽 특허 공개 제485 838 A2호에는 가요성 전기 회로를 열가소성 수지와 함께 백-몰딩함으로써 제작한 사출성형 인쇄 회로판이 개시되어 있으며, 여기서 도체 트랙은 직접 첨가 금속화법(direct additive metalization) 또는 반첨가 금속화법(semiadditive metalization)으로 사용된 가요성 지지체 상에 제조한다. 이 발명에서는 사용된 가요성 지지체에 금속성 활성제를 함유하는 스크린-인쇄 페이스트를 도체 트랙 레이아웃 형태로 인쇄하고, 도체 트랙 레이아웃 중에서 도포된 인쇄 부분을 건조하고, 마지막으로 구리층을 화학적 무전류(currentless) 구리조에서 0.05 내지 10 ㎛ 높이의 인쇄된 도체 트랙 레이아웃 형태로 제작함으로써 지지체 표면에 생성된 도체 트랙에 견고하게 부착되어 있다. 견고한 회로를 제작하기 위해 이 필름을 플라스틱과 함께 백-몰딩한다.
상기 방식으로 제작한 도체 트랙의 단점은 구리 도체 트랙이 노출되어 보호되어 있지 않으며, 도체 트랙의 산화를 막기 위해서는 통상적으로 매우 미세한 니켈층을 사용해야한다는 점이다.
본 발명의 목적은 간단한 방식으로 기계적 보호능 또는 산화 방지능을 겸비한, 도체 트랙이 담지된 가요성 필름을 개발하는 것이다. 구체적으로는, 또한 도체 트랙이 보호되어 있어 도체 트랙의 구조가 3차원 형태로 유지되는 입체형 필름이나 상응하는 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 바람직하게는 1 MHz 내지 500 GHz 범위의 전자기선에 대해 기계적으로 보호된 일체형의 차폐물을 포함하는 성형품 또는 필름을 개발하는 것이다.
본 발명의 목적은 적어도, 지지층인 플라스틱 필름, 플라스틱 필름에 도포된 금속화가능한 하도층 및 하도층에 도포된 소정 구조의 금속성 도전층, 특히 도체 트랙을 포함하며, 추가 외부 필름이 도전층의 적어도 일부, 특히 95 % 이상을 덮는 방식으로 지지층, 하도층 및 도전층으로 이루어진 복합재에 견고하게 연결됨을 특징으로 하는, 본 발명의 요지인 보호된 도체 트랙을 지닌 가요성 필름에 의해 달성된다.
외부 필름은 열가소성 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하다.
열가소성 외부 필름을 도전층 트랙 사이의 빈 공간에서 플라스틱 지지 필름에 직접 결합시키거나 또는 접착시키는 것이 바람직하다.
다른 형태로, 외부 필름은 열경화성 플라스틱, 특히 UF(우레아/포름알데히드 수지), PF(페놀/포름알데히드 수지), EP(에폭시 수지), PI(폴리이미드) 및 폴리아크릴레이트, 바람직하게는 PMMA로 이루어진 군으로부터 선택된 플라스틱으로 이루어진다.
열경화성 외부 필름을 도전층 트랙 사이의 빈 공간에서 플라스틱 필름에 직접 접착시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 신규 필름의 구체적인 이점은 그를 3차원적으로 성형할 수 있다는 점이다. 금속층 상에 도포하기 전에, 하도제로 인쇄된 필름을 예를 들어 딥 드로잉법 또는 블로우 몰딩법으로 성형하는 방법을 통해 요철 구조, 더 나아가 삼차원 구조의 필름(예를 들어 중공관 모양 또는 조개 모양)을 제작할 수 있고, 이를 금속화하여 특정 구조의 기능성 도체 트랙을 구비하게 된다.
필름의 도전층의 두께는 특히 0.1 내지 40 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 20 ㎛, 특히 바람직하게는 1 내지 5 ㎛이다.
도전층은 무전류 금속화에 적합한 금속, 구체적으로는 Cu, Ni, Ag, Au 또는 Pd, 바람직하게는 Cu 및 Ni, 특히 바람직하게는 Cu의 단독 또는 임의 목적하는 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 적어도, 지지층인 플라스틱 필름, 그에 도포된 금속화가능한 하도층 및 하도층에 부착된 소정 구조의 금속성 도전층, 특히 도체 트랙과 플라스틱 부재를 포함하며, 상기 플라스틱 부재는 도전층의 적어도 일부, 특히 95 % 이상을 덮는 방식으로 지지층, 하도층 및 도전층으로 이루어진 복합재에 견고하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 매입형의 보호된 전도성 트랙을 구비한 플라스틱 성형품을 제공한다.
플라스틱 부재는 열가소성 플라스틱, 특히 플라스틱 지지 필름과 동일한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
플라스틱 성형품을 열가소성 수지로 제조하는 것이 바람직한데, 이 때 플라스틱 부재는 직접 용착되거나 또는 접착되고(되거나) 사출성형법에 의해 결합되며, 특히 사출성형법에 의해 도전층에 직접 결합된다.
바람직한 예로, 플라스틱 부재는 열경화성 플라스틱, 구체적으로는 UF(우레아/포름알데히드 수지), PF(페놀/포름알데히드 수지), EP(에폭시 수지), PI(폴리이미드) 및 폴리아크릴레이트, 바람직하게는 PMMA로 이루어진 군으로부터 선택된 플라스틱으로 이루어진다.
열경화성 플라스틱으로 제조된 플라스틱 부재는 도전층 트랙 사이의 빈 공간에서 플라스틱 필름에 직접 접착되는 것이 바람직하다.
플라스틱 필름, 금속화가능한 하도층 및 도전층으로 이루어진 복합재가 3차원 형태를 갖는 플라스틱 성형품이 바람직하다. 3차원 가요성 성형 필름의 제작법과 마찬가지 방식으로, 하도층을 도포하고 나서 금속화하기 전에 목적하는 단면에 상응하는 편평한 필름을 성형하고, 금속화시킴으로써 도체 트랙을 제작한 다음, 필름, 하도층 및 도전층으로 이루어진 복합재를 플라스틱 부재에 연결하는 방법에 의해 도체 트랙을 3차원 성형함으로써 플라스틱 성형품을 제작할 수도 있다.
플라스틱 성형품의 도전층의 두께는 특히 0.1 내지 40 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 20 ㎛, 특히 바람직하게는 1 내지 5 ㎛이다.
플라스틱 성형품의 도전층은 무전류 금속화에 적합한 금속, 특히 Cu, Ni, Ag, Au 또는 Pd, 바람직하게는 Cu 및 Ni, 특히 바람직하게는 Cu의 단독 또는 임의 목적하는 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.
구체적인 분야에 따라, 예를 들어 가요성 필름의 후면 또는 플라스틱 성형품의 후면에 놓인 물체에 대해 전자기선을 차폐하는 경우, 도전층이 2차원 격자 구조(인접 격자의 트랙 사이의 거리는 바람직하게는 0.1 mm 내지 3 cm, 특히 바람직하게는 0.5 mm 내지 1 cm임)를 갖는 필름 또는 플라스틱 성형품이 바람직하다.
바람직한 가요성 필름 또는 바람직한 플라스틱 성형품의 지지 필름, 외부 필름 또는 플라스틱 성형품으로 적합한 열가소성 플라스틱은 원칙적으로 사출성형법에 의해 가공할 수 있는 모든 플라스틱이다. 이러한 플라스틱의 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 중합체, 폴리카르보네이트(PC), 이 물질들과 난연제의 혼합물, 및 폴리아미드(PA), 예를 들어 폴리아미드 6 및 폴리아미드 66, 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트, 방향족 액상-결정질 폴리에스테르, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 술피드, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리술폰, 폴리아세탈 및 폴리스티렌, 및 상기 물질의 공중합체 또는 상기 언급된 중합체의 혼합물이 있다.
본 발명의 목적으로, 사출성형에 바람직한 플라스틱은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리에테르이미드 및 폴리술폰, 및 이러한 물질의 블렌드 및 공중합체가 있다.
상기 플라스틱 및 사출성형에 의한 그의 가공 과정 및 사출성형에 사용되는 기계는 당업자에게 공지되어 있다. 사출성형에 대한 일반적인 온도 범위는 상기 언급된 플라스틱의 연화점 범위 및 열 안정성에 따라 다르지만, 150 내지 400 ℃이다. 이러한 플라스틱들 중 다수는 하기 기재된 매트릭스-형성 물질로 사용할 수 있고 이 경우, 사출성형용 플라스틱과 매트릭스-형성 물질로 사용되는 플라스틱을 열 안정성이 동등하게끔 배합하는 것이 이롭다.
하도층 제작용의 하도제는 구체적으로 (ⅰ) 필름-형성 물질 및(또는) 매트릭스-형성 물질로 사용되는 중합체, (ⅱ) 금속화 촉매(활성제), (ⅲ) 임의로, 유기 및(또는) 무기 충전제, (ⅳ) 임의로, 다른 성분 및 (ⅴ) 용매를 주성분으로 포함한다.
용매(유기 또는 수성 용매)에 따라 필름-형성 물질 및(또는) 매트릭스-형성 물질로 각종 화합물을 사용할 수 있다. 유기 용매계를 사용한 하도제로는, 예를 들어 코팅계, 예를 들어 알키드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 가공 유지 및 오일, 염화 비닐을 기재로 한 중합체 또는 공중합체, 및 비닐 에테르, 비닐 에스테르, 스티렌, (메트)아크릴산, 아크릴로니트릴, 및 아크릴레이트, 셀룰로스 유도체 및 비교적 고온에서 가교 결합하는 소부 래커(stoving lacquer), 예를 들어 히드록실기-함유 폴리에테르, 폴리에스테르 또는 폴리아크릴레이트, 및 캐핑(capped) 폴리이소시아네이트로 제조된 폴리우레탄, 에테르화 멜라민-포름알데히드 수지 및 히드록실기-함유 폴리에테르, 폴리에스테르 또는 폴리아크렐레이트로 제조된 멜라민 수지, 폴리에폭시드 및 폴리카르복실산, 카르복실기-함유 폴리아크릴레이트 및 카르복실기-함유 폴리에스테르로 제조된 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리에스테르이미드, 폴리에스테르아미드이미드, 폴리아미드이미드, 폴리아미드, 폴리히단토인 또는 폴리파라반산으로 제조된 소부 래커가 있다.
하기 성분으로 제조된 폴리우레탄계 물질을 기재로 한 필름-형성 물질 및(또는) 매트릭스-형성 물질은 특히 높은 안정성을 지닌다.
1. 예를 들어, 문헌[Justus Liebigs Annalen der Chemie, 362, pp. 75-136]에 개시된 지방족, 시클로지방족, 아르지방족, 방향족 및 헤테로시클릭 폴리이소시아네이트. 일반적으로, 산업상 쉽게 구입할 수 있는 폴리이소시아네이트, 예를 들어 톨릴렌 2,4- 및 2,6-디이소시아네이트, 및 이 화합물의 이성질체(TDI)의 혼합물, 아닐린-포름알데히드 축합반응 후에 포스겐처리(Phosgenation)에 의해 제조된 폴리페닐폴리메틸렌 폴리이소시아네이트(MDI), 및 카르보디이미드기, 우레탄기, 알로파네이트기, 이소시아누레이트기, 우레아기 또는 뷰렛기를 지닌 폴리이소시아네이트가 특히 바람직하다.
2. 이소시아네이트와 반응할 수 있는 수소 원자를 2개 이상 지니고, 대체로 분자량이 400 내지 10,000, 바람직하게는 1,000 내지 6,000, 특히 바람직하게는 2,000 내지 6,000인 화합물. 반응성 수소 원자는 아미노기, 티올기, 카르복실기, 바람직하게는 히드록실기의 수소 원자이다.
3. 이소시아네이트와 반응할 수 있는 수소 원자를 지니고, 연쇄 연장제, 및 보조제 및 첨가제, 예를 들어 촉매, 표면-활성 첨가제 및 반응 저해제 역할을 하는 다른 적합한 화합물. 이러한 유형의 폴리우레탄은 공지되어 있고, 예를 들어 유럽 특허 제485 839호에 개시되어 있다.
주로 또는 전적으로 수성 용매계를 함유하는 하도제의 경우, 원칙적으로는 모든 분산성 중합체로, 예를 들어 폴리아크릴레이트, 폴리부타디엔, 폴리에스테르 및 멜라민 수지를 사용할 수 있다. 마찬가지로, 문헌[Angewandte Chemie 82, 1970, pp. 53-63], 독일 특허 공개 제2 314 512호 또는 독일 특허 공개 제2 314 513호에 개시된 바와 같이, 폴리우레탄 또는 폴리우레탄 우레아를 사용하는 것도 바람직하다. 특히 바람직한 분산성 폴리우레탄은 본질적으로 선형 분자 구조를 가지며, a) 전체 폴리우레탄을 기준으로 산화 에틸렌 단량체를 0.5 내지 10 중량% 함유하는 폴리알킬렌 옥시드 폴리에테르 말단쇄를 가지고 b) 폴리우레탄 100 g 당 4가 질소, 3가 황, 카르복실기 또는 술폰산기를 0.1 내지 15 밀리당량 함유한다. 또한, 이런 유형의 바람직한 분산성 폴리우레탄 배합비와 그의 조제법은 공지되어 있으며 독일 특허 공개 제2 651 506호에 개시되어 있다.
사용되는 활성제는 이오노겐성 금속 및(또는) 콜로이드성 금속 및 귀금속, 또는 상기 금속의 공유결합성 유기금속 화합물 또는 유기 리간드 함유 복합 화합물이다. 귀금속은 주기율표(멘델리에프)의 1족 및 8아족 유래의 금속, 예를 들어 Pd, Pt, Au 또는 Ag이다. 일반적으로, 활성제에는 환원제로 환원시킴으로써 금속화할 수 있는 금속 복합체도 포함된다. 상기 활성제 중 특히 바람직한 활성제는 알칼리 매질에서 환원제인 포름알데히드 또는 차아인산염에 의해 금속화되는 이오노겐성 금속 및(또는) 콜로이드성 금속이다.
이러한 유형의 하도제에 대한 유기 및(또는) 무기 충전제의 예로는 원소 Mn, Ti, Mg, Al, Bi, Cu, Ni, Sn, Cn 및 Si의 산화물, 및 규산염, 벤토나이트, 탈크 및 초크가 있다. 그 밖의 예로는 미분쇄된 고융점 플라스틱, 미분된 실리카, 카본 블랙, 탄소 분말, 점토 광물 및 산화 티타늄이 있다.
하도층 제작에 사용할 수 있는 하도제용 용매는 인쇄 기술 또는 피복 기술 분야에 공지된 물질, 예를 들어 방향족 및 지방족 탄화수소(예를 들어 톨루엔, 크실렌 또는 벤진), 글리세롤, 케톤(예를 들어, 메틸 에틸 케톤 또는 시클로헥산온), 에스테르(예를 들어, 부틸 아세테이트, 디옥틸 프탈레이트 또는 부틸 글리콜레이트), 글리콜 에테르(예를 들어, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디글림, 또는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), 글리콜 에테르의 에스테르(예를 들어, 에틸렌 글리콜 아세테이트 또는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트), 디아세톤 알콜, N-메틸피롤리돈 또는 N-메틸카프로락탐이 있다. 물론, 상기 용매의 혼합물, 및 상기 용매와 다른 용매의 블렌드도 사용할 수 있다.
수계 하도제의 경우, 물을 단독으로 사용하거나 물과 다른 수계 용매의 혼합물로 사용할 수 있다. 수혼화성 용매의 예로는 알콜(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올), 케톤(예를 들어, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 또는 시클로헥산온), 글리콜 에테르(예를 들어, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디글림 또는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), 및 수용성 에테르(예를 들어, 테트라히드로푸란 또는 디옥산)이 있다.
하도층에 있어서 그 밖의 하도제 성분의 예로는 하도제의 총량을 기준으로 5 중량%, 바람직하게는 2 중량%인 저농도의 표면활성제, 유동성 조절제, 소포제 및 염료가 있다. 이러한 유형의 성분은 본질적으로 당업자에게 공지되어 있다.
상기 유형에 매우 적합한 하도제 배합물의 예는 유럽 특허 공개 제485 839호 및 유럽 특허 공개 제503 351호에 개시되어 있다.
적합한 하도제의 그 밖의 예는 본 명세서에 참조하여 포함되는 유럽 특허 공개 제562 393호, 유럽 특허 공개 제322 641호, 유럽 특허 공개 제256 395호, 유럽 특허 공개 제255 012호, 미국 특허 제4,663,240호, 미국 특허 제5,076,841호 및 독일 특허 공개 제4 111 817호에 개시되어 있다.
유기 용매를 기재로 하고 하도층용으로 바람직한 하도제는 예를 들어 a) 필름 및(또는) 매트릭스-형성 물질 3 내지 30 중량%, b) 이오노겐성 금속 및(또는) 콜로이드성 귀금속, 또는 그의 공유결합성 유기금속 화합물, 또는 유기 리간드 함유 복합 화합물 0.05 내지 2.5 중량%(금속을 기준으로 산출), c) 유기 및(또는) 무기 충전제 0.5 내지 35 중량%, 및 d) 유기 용매 50 내지 90 중량%(모두 하도제의 총량을 기준으로 함)를 주성분으로 포함한다.
특히 바람직하게는, 유기 용매를 기재로 한 상기 유형의 하도제는 추가로 e) 폴리옥사졸린, 폴리메타크릴산 및 그의 에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리알콜 및 폴리아민으로 이루어진 군으로부터 선택된, 분자량이 500 내지 20,000인 유기 중합체 첨가제 및(또는) 예비 중합체 첨가제를 하도제의 총 배합량을 기준으로 0.1 내지 15 중량% 포함한다.
수성 배합물을 기재로 한 바람직한 하도제는 각각 하도제의 총량을 기준으로 a) 수분산성 중합체, 바람직하게는 폴리우레탄 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 15 내지 45 중량%, b) 음이온성 또는 복합 귀금속 화합물 형태의 금속화 촉매 0.02 내지 3.5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량%, c) 임의로, 충전제 0 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 35 중량%, d) 임의로, 상기 언급된 유형의 다른 성분 0 내지 5 중량%, 바람직하게는 0 내지 2 중량%, 및 e) 물 20 내지 88 중량%, 바람직하게는 25 내지 50 중량%를 주성분으로 포함한다.
원한다면 함께 사용할 수 있는 상기 언급된 유형의 수용성 유기 용매는 상기 언급된 물 함량의 1/3 이하, 바람직하게는 1/4이하, 특히 바람직하게는 1/10이하를 대체할 수 있다.
하도층의 두께는 특히 0.1 내지 200 ㎛, 바람직하게는 5 내지 50 ㎛ 범위에서 폭넓게 달라질 수 있다. 용매-함유 하도제의 경우, 하도층의 두께가 5 내지 30 ㎛범위인 것이 특히 바람직하고, 수성 하도제의 경우, 하도층의 두께가 10 내지 50 ㎛범위인 것이 특히 바람직하다. 사용된 플라스틱에 따라 250 ℃이하, 바람직하게는 50 내지 200 ℃에서 하도제를 건조하고 나면, 건조된 하도층의 두께는 통상적으로 습윤 상태로 도포된 하도층 두께의 대략 절반이 된다. 건조 시간은 사용된 온도에 따라 몇 분 내지 몇 시간, 바람직하게는 5분 내지 90분이다.
적합한 그 밖의 하도제는 대체로 본 명세서에 참조하여 포함되는 미국 특허 제4 514 586호, 미국 특허 제4 663 240호, 미국 특허 제5 076 841호, 미국 특허 제5 075 039호 및 미국 특허 제5 120 578호에 개시되어 있다.
본 발명은 a) 하도제를 바람직하게는 용액 상태로 플라스틱 필름에 도포하여 구체적으로는 인쇄에 의해, 특히 스크린 인쇄, 분무, 피복, 액침하거나 또는 하도제를 스퍼터링에 의해 침착시켜, 경우에 따라 소정 구조를 갖는 하도층을 형성하고,
b) 하도층을 건조하고,
c) 경우에 따라, 추가로 열 또는 방사선, 특히 UV, IR 또는 엑스선 또는 가시광선, 바람직하게는 레이저 방사선을 사용하여 목적하는 위치에서 하도제를 경화 또는 고화한 다음, 경우에 따라 고화되지 않은 하도제 물질을 용해제거시킴으로써 목적하는 구조를 형성하거나, 또는 불필요 영역을 레이저 융식법, 플라즈마 처리법, 반응성 이온 에칭법 또는 전자 또는 이온 빔 폭격법(경우에 따라 광 마스크를 이용)에 의해 구조물을 현상하여 제거함으로써 목적하는 구조를 형성하고,
d) 경우에 따라, 소정 구조의 하도층을 구비한 플라스틱 필름을 특히 블로우 성형, 가열성형, 딥 드로잉, 딥 드로잉과 함께 흡입 또는 압력 성형, 또는 이러한 성형 방법을 병용하여 3차원 성형하고,
e) 소정 구조의 하도층을 특히 화학적 금속화에 의해 금속화하여 도전층을 형성하고,
f) 경우에 따라, 도전층을 전기화학적으로 후막화하고,
g) 플라스틱 필름, 하도층 및 도전층으로 이루어진 복합재를 용착 또는 접착에 의해 플라스틱 외부 필름에 결합시킴으로써 신규 가요성 필름을 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 하도제를 바람직하게는 용액 상태로 플라스틱 필름에 도포하여 구체적으로는 인쇄에 의해, 특히 스크린 인쇄, 분무, 피복, 액침하거나, 경우에 따라 하도제를 스퍼터링에 의해 침착시켜, 경우에 따라 소정 구조를 갖는 하도층을 형성하는 단계,
b) 하도층을 건조하는 단계,
c) 경우에 따라, 추가로 열 또는 방사선, 특히 UV, IR 또는 엑스선 또는 가시광선, 바람직하게는 레이저 방사선을 사용하여 목적하는 위치에서 하도제를 경화 또는 고화한 다음, 경우에 따라 고화되지 않은 하도제 물질을 용해제거시킴으로써 목적하는 구조를 형성하거나, 또는 불필요 영역을 레이저 융식법, 플라즈마 처리법, 반응성 이온 에칭법 또는 전자 또는 이온 빔 폭격법(경우에 따라, 광 마스크를 이용)에 의해 구조물을 현상하여 제거함으로써 목적하는 구조를 형성하는 단계,
d) 경우에 따라, 소정 구조의 하도층을 구비한 플라스틱 필름을 특히 블로우 성형, 가열성형, 딥 드로잉, 딥 드로잉과 함께 흡입 또는 압력 성형, 또는 이러한 성형 방법을 병용하여 3차원 성형하는 단계,
e) 소정 구조의 하도층을 특히 화학적 금속화에 의해 금속화하여 도전층을 형성하는 단계,
f) 경우에 따라, 도전층을 전기화학적으로 후막화하는 단계,
g) 플라스틱 필름, 하도층 및 도전층으로 이루어진 복합재의 단면에 바람직하게는 상응하는 단면을 지닌 열경화성 또는 열가소성 플라스틱 부재를 플라스틱 부재가 도전층의 적어도 일부, 특히 95 % 이상을 덮는 방식으로 도전층 면에 접착시키는 단계로 이루어진, 도체 트랙을 구비한 신규 플라스틱 성형품의 제조 방법을 제공한다.
열가소성 물질이 플라스틱 부재로 사용될 때, 단계 g)대신에 h) 사출성형법으로, 플라스틱 필름, 하도층 및 도전층으로 이루어진 복합재를 플라스틱 부재가 도전층의 적어도 일부, 특히 95 % 이상을 덮는 방식으로 도전층 면에 열가소성 물질과 함께 백-몰딩하는 단계에 의해 도체 트랙을 구비한 플라스틱 성형품을 제조할 수도 있다.
하도제는 스크린 인쇄법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 따라서, 스크린 인쇄법을 이용하여 도체 트랙 구조를 직접 인쇄할 수 있다. 그 후에, 금속화가능한 하도제를 화학적 금속화 반응조를 사용한 추가 공정으로 금속화한다. 원한다면, 활성화 단계 후에 금속화를 수행하여도 무방하다. 이 공정은 당업자에게 추가 공정으로 알려져 있다.
별법으로는, 하도제를 스크린 인쇄법에 의해 전면에 도포한다. 이 경우, 하도제를 고르게 도포한 다음, 예를 들어 열에 노출시킴으로써 구조를 만든다. 그 후에, 처리되지 않은 부위는 추가의 단계에 의해 제거한다. 추가의 단계는 예를 들어 용매 또는 물을 사용한 세척 제거 단계일 수 있다. 그 후에, 생성된 도체 트랙을 추가 공정에 의해 화학적으로 금속화한다. 많은 경우에는, 화학적 금속화 전에 활성화 공정이 필수적이다.
또다른 도포 방법은 하도제를 분무, 액침 또는 아토마이징(스퍼터링)하거나 또는 다른 물리적 또는 화학적으로 표면-처리하는 방법에 의해 소정 영역을 도포하는 방법이다. 하도제를 열에 노출시키거나 또는 방사선 조사함으로써 구조를 만들 수 있으며, 이 경우 UV 조사 또는 가시광선 조사, 또는 IR 조사가 바람직하다. 구조를 만든 다음, 처리되지 않은 하도제는 세척에 의해 제거하는 것이 바람직하다. 구조를 갖춘 하도층을 추가의 화학적 방법으로 금속화한다. 경우에 따라, 하도제를 활성화하는 과정이 금속화에 앞서 추가로 삽입된다.
이러한 단계는 음화(negative image) 방법과 동일한 방식으로 수행할 수 있다.
하도제는 당업자에게 레이저 융식법으로 알려진 레이저-구조화법에 의해 구조화할 수 있다.
구조를 형성하는 바람직한 또다른 도포 방법은 구조화된 마스크를 통해 지지 필름에 하도제를 분무하는 방법이다.
무전류 금속화에 사용되는 금속화 반응조는 시판되며 당업자에 공지되어 있다. 도전층, 특히 도체 트랙을 제조하는데 적합한 금속의 예로는 Cu, Ni, Ag, Au 및 Pd, 바람직하게는 Cu가 있다.
화학적으로 금속화된 도전층, 특히 도체 트랙을 이어서 전기화학적으로 후막화하면, 금속층의 두께는 500 ㎛까지 이르게 된다.
도체 트랙으로 코팅된 지지 필름을 외부 필름 또는 적절하게 예비성형된 플라스틱 부재에 접착시키는 것은 본질적으로 공지된 방법에 의해 수행된다.
플라스틱 접착의 난이도는 극성, 습윤 거동 및 접착력의 증가에 좌우되는 것으로 알려져 있다. 플라스틱의 접착에는 용매 접착제 및 반응성 접착제가 바람직하다. 적합한 접착제는 특히 아크릴레이트, 시아노아크릴레이트, 폴리우레탄, 셀룰로스, 폴리에테르, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에스테르, 풀리술폰, 폴리술피드, 폴리벤즈이미다졸, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스테르아미드, 폴리에스테르, 실리콘, 폴리클로로프렌, 고무, 에폭시드 또는 블록 중합체 또는 공중합체, 또는 당업자에게 본질적으로 알려져 있는 유사계를 기재로 한다. 본 명세서에는 단일 성분 접착계 및 여러 물질을 기재로 한 다중성분 접착계가 포함된다. 접착계로 언급된 다른 예는 용매 접착제이고, 이 경우 접착되는 플라스틱이 접착제의 용매에 녹는다는 것이 중요하다. 특정 조건하에서, 용매가 플라스틱 표면을 녹이기 시작하거나 또는 플라스틱 표면을 팽윤시킬 수 있다면, 접착시키는데 순수한 용매를 사용할 수도 있다. 그러나, 플라스틱 필름의 접착에는 열용착형 접착제를 사용할 수도 있다.
적합한 결합 방법의 다른 예가 문헌[[Habenicht, Kleben[Adhesive Bonding], pp. 335-351, Berlin: Springer 1986] 또는 문헌[VDI-Gesellshcaft fuer Kunststoffkleben, Klebstoffe und Klebverfahren fuer Kunststoffe, [German Engineers Association-Society for Adhesive Bonding of Plasitcs, Adhesives and Adhesive Bonding Methods for Plastics]Duesseldorf: VDI 1979]]에 개시되어 있다.
또는, 도체 트랙으로 코팅된 지지 필름을 본질적으로 알려진 방법을 이용하여 적층함으로써 외부 필름에 결합시킬 수 있다.
2개의 플라스틱 필름을 적층하는 방법은 열에 노출시켜 2개의 플라스틱 필름을 결합하여 견고하게 접착시킴을 의미한다. 필름의 접착은 때로 용착으로도 불린다. 접착 방법을 능가하는 용착의 이점은 결합을 위해 접착제가 필요하지 않다는 점이다. 2개 이상 플라스틱의 용착이란 플라스틱 필름을 단단하고 사실상 영구적으로 연결하는 것이다. 사용된 플라스틱 지지 필름 및(또는) 외부 필름은 딥-드로잉할 수 있는 플라스틱 필름인 것이 특히 바람직하다.
딥-드로잉할 수 있는 필름은 물리적인 방법에 의해 성형할 수 있는 임의 플라스틱 필름인 것이다. 바람직한 성형 방법은 열성형 방법이다. 이 방법에서는, 플라스틱 필름을 주형 상에서 프레싱할 수 있다. 3차원 성형하기 위해 흔히 사용되는 적합한 또다른 방법은 당업자에게 프레싱 성형법, 보다 구체적으로 프레싱 열성형법으로 알려진 블로잉-성형법이다. 이 방법에서, 온도 범위는 공지되어 있고, 사용된 필름 재료에 따라 일반적으로 실온 내지 100 ℃이상이다. 또한, 특히 우수한 열 안정성을 지닌 플라스틱 필름의 경우, 250 ℃이상의 온도는 일반적이지 않다. 당업자에게 공지된 또다른 방법은 딥 드로잉법, 구체적으로는 흡입 방법을 사용한 가열 딥 드로잉법이다.
압력 반응은 구체적인 플라스틱 필름 및 그의 두께와도 일치해야 한다. 가열 딥 드로잉법에 대한 구체적인 조건은 당업자에게 공지되어 있다.
모든 열가소성 필름이 원칙적으로 플라스틱 필름으로 적합하며, 성형될 수 있는 플라스틱 복합재도 그렇다. 이러한 필름의 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 중합체, 폴리카르보네이트, 이러한 물질 및 난연제 종류의 혼합물, 및 폴리아미드, 폴리에스테르 종류, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEM), 방향족 액상-결정질 폴리에스테르, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 산화 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리우레탄, 폴리술폰, 폴리아세탈 및 폴리스티렌으로부터 제조된 필름 종류, 및 상기 물질의 공중합체 또는 이 중합체로 이루어진 혼합물이 있다.
특히, 지지층 및 외부층 필름의 두께는 0.1 내지 2 mm, 특히 바람직하게는 0.25 내지 1 mm이다.
공지된 전면 금속화 필름(full surface metalized film)과 비교해서, 금속 격자형 도체 트랙을 구비한 바람직한 가요성 필름의 이점은 도체 트랙의 격자 형태로 인해 플라스틱의 노출 표면이 지지 필름의 금속화면에 대해 우수한 용착능을 부여한다는 것이다. 따라서, 플라스틱 및 외부 필름의 노출 표면 사이에 직접 접촉되어 필름을 간단히 적층함으로써 차폐할 수 있다. 전면 금속화 플라스틱 필름은 필름의 금속면은 용착시킬 수가 없다. 따라서, 플라스틱 필름의 전면 금속면은 외부 필름에 용착될 수 없거나 또는 만들어지는 결합이 기계적으로 불량하다. 따라서, 금속 격자에서의 빈 공간에 의해 지지 필름의 금속면이 플라스틱 외부 필름에 결합될 수 있다. 이 결합의 접착 정도는 단단해서 용착된 플라스틱 필름을 기계적으로 다시 분리한다면 이 물질은 못쓰게 된다. 장력 시험에서, 지지 필름 및 외부 필름의 금속면쪽에서 플라스틱의 노출 지점들 사이의 결합은 균일한 필름 특성을 나타낸다.
또한, 금속 격자 구조에 의해 생성된 표면의 빈 공간에서 플라스틱 필름의 금속면쪽과 플라스틱 외부 필름이 용이하게 접착된다. 금속 도체 트랙의 금속면을 플라스틱 외부 필름에 접착시켜 생성된 결합은 전면 금속 플라스틱 필름과 외부 필름사이의 접착 결합 강도보다 훨씬 견고하다.
또한, 본 발명은 전자 장치 등에서 신규 가요성 필름 또는 플라스틱 성형품의 플라티나 또는 전자기 차폐물로서의 전자기선, 특히 1 Mhz 내지 500 Ghz의 전자기선 파장을 차폐하는 용도를 제공한다.
신규 가요성 필름 또는 신규 플라스틱 성형품을 사용하는데 있어서 다른 이점은 전기적 상호 접속에 관한 것이다.
예를 들어, 금속 격자는 금속이 없는 금속 격자의 틈에 필름을 관통하는 상호 전기 접속부를 만들 수 있다. 전면 금속 필름에서 발생하는 단락을 피할 수 있다. 이러한 상호 접속은 당업자에게 특히 "비아(vias) 또는 마이크로 비아" 또는 "관통 홀"이라는 용어로 알려져 있다. 또한, 도체 트랙의 특정 격자 구조를 통해 전면 금속 필름에서와 마찬가지로 전하의 손실 없이 관통-접촉이 가능하다. 전하 손실의 위험 없이 접촉을 이루는 또다른 방법은 납땜 방법이다. 본 발명의 바람직한 격자 형태를 통해 가요성 필름에서 격자를 이용한 상호 접속, 바람직하게는 전기적 상호 접속 또는 접속이 전하 손실의 위험 없이 확고히 이루어짐은 분명하다.
본 발명의 두드러진 이점은 금속 접촉 알러지를 일으키는 물질로부터의 보호에 있다[Roempp-Lexikon Umwelt[Roempp Environmental Encyclopaedia], CD-Rom Version 1.0].
통상적으로, 구리는 전자 장치의 전자기선 차폐 및 전기 회로에서 도체 트랙의 형성에 사용된다. 구리의 산화를 막기 위해, 얇은 니켈층을 구리 표면에 도포한다. 니켈은 접촉성 알러지를 일으키는 것으로 잘 알려져 있다. 접촉성 알러지를 일으키는 니켈 또는 다른 물질이 피부와의 접촉할 수 있는 형태로 사용되는 제조 방법에서, 요구되는 작업장의 보호 수준은 일반적으로 증가한다. 금속화 도체 트랙의 외부 필름으로의 용착 결합 또는 접착 결합은 구리 부식을 막기 위한 니켈층이 필요 없음을 의미한다. 이는 작업 안전성을 증가시킨다. 접촉성 알러지를 일으키는 물질로 이루어진 도체 트랙은 모두 도체 트랙면 및 외부 필름 사이의 단단한 접착에 의해 모두 마찬가지로 차폐된다. 따라서, 임의 가능한 이후의 생산 또는 가공 단계 동안에도 접촉 가능성은 사라진다.
특히, 본 발명의 필름에 사용된 방법과 동일한 방법을 이용하여 트랙을 구비한 필름의 반대면에 추가의 도체 트랙을 부착시킬 수도 있다. 지지 필름의 양면을 하도제로 인쇄한 다음, 금속화하고 외부 필름을 덮음으로써 추가의 도체 트랙을 부착할 수 있다. 예를 들어, 한 면의 구리 차폐 망상구조 및 다른 면의 인쇄 회로의 도체 트랙을 포함하는 어셈블리가 형성된다. 또한, 이 방법에 의해 제조된 어셈블리는 임의 목적하는 형태를 가질 수 있다. 도체 트랙을 보호하기 위해, 외부 필름을 양면에 사출성형할 수 있고(있거나) 열가소성 합성 수지를 한면 또는 양면에 사출성형할 수 있다. 하도제는 지지 필름에 특수 제작된 관통 홀에서 앞쪽 하도층과 뒤쪽 하도층을 접속시킬 수 있다. 이로써, 선택한 도체 트랙 앞면과 지지 필름 뒷면 사이의 직접 접속이 가능하다.
본 발명은 도면을 사용하여 하기 실시예로 설명하나, 그 범위에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 가요성 필름의 한 실시태양의 단면 개요도이다.
도 2는 도체 트랙을 구비한 신규 플라스틱 성형품의 한 실시태양의 개요도이다.
도 3은 전자기선 차폐용 필름의 도전층 격자 구조의 개요도이다.
도 4는 도체 트랙을 구비한 가요성 필름의 한 실시태양의 3차원 형태의 개요도이다.
도 5는 3차원 형태의 도체 트랙을 구비한 플라스틱 성형품의 단면도이다.
도 6은 가요성 필름의 차폐 격자인 구리 트랙의 설계도이다.
도 7은 가요성 필름의 구리 소재의 광폭형 차폐 격자의 설계도이다.
＜실시예 1＞
금속화가능한 하도제로 제조된 격자 망상구조(2)(층 두께는 약 2 ㎛임)가 인쇄된 폴리카르보네이트 지지 필름(1)로 제조된 가요성 필름의 구조는 도 1과 같다. 하도제의 조성(1000 g)은 하기와 같다.
데스몰락(Desmolac) 2100(폴리우레탄 결합제; NW 4000) 149 g
N-메틸-카프로락탐(NMC) 484 g
메톡시프로필아세테이트(MPA) 283 g
활성제 GSK 4138(PdCl2) 8.6 g
탄산칼슘 1.2 g
에어로실(Aerosil)(SiO2, 미세분산액) 54.7 g
헬리오젠블라우(Heliogenblau)(염료; MPA 중 18.5 %) 19.5 g
금속화 반응조를 사용하여 구리층(3)(층 두께: 2 ㎛)을 상기 격자 망상구조에 부착하였다. 이를 위해, Cu(II)SO4수용액(pH: 약 11, 온도: 70 ℃, CuSO4형태의 Cu 2 g/l, NaOH 9 g/l, 포름알데히드 2 g/l)을 담은 McDermid XD-6157-T 구리 금속화 반응조를 사용하였다. 마지막으로, 구리층을 구리 격자(3)의 빈 공간에서 폴리카르보네이트 필름(1)에 용착되는 또다른 폴리카보네이트 외부 필름(4)로 덮었다. 구리 격자 모양은 도 3에 나타나 있다. 교차형 구리 트랙(5 및 5')의 폭은 2 mm이고 간격은 약 3 mm이다(도 6 비교). 조립함으로써, 구리 트랙이 완전히 덮이고 산화가 방지된다. 외부 필름(4)의 특정 위치에는 구리 트랙이 노출되는 개방구가 있다. 이 위치에서 구리 격자에 전기를 접촉시킬 수 있다. 공기 중 구리의 점진적인 산화도 이 위치에서 관찰할 수 있었다.
＜실시예 2＞
또다른 실험으로, 하도제(2)(조성은 실시예 1과 동일함)로 제조된 격자 패턴을 필름에 인쇄한 다음, 필름을 딥-드로잉 장치로 성형하였다. 실시예 1과 마찬가지 방법으로, 금속화 반응조를 사용하여 구리층(3)(층 두께: 2 ㎛)을 상기 격자 망상구조에 부착하였다. 폴리카르보네이트 외부 필름(4)를 적층하는 대신에, 폴리카르보네이트 외부 필름(4)를 폴리카르보네이트 지지 필름(1)에 접착시켰다. 도 4에는 구리 트랙(3)을 구비한 가요성 필름의 측 횡단면이 나타나 있다.
＜실시예 3＞
실시예 2의 방법을 이용하여 도 3의 단면에 상응하는 도체 트랙을 지닌 플라스틱 성형품을 제조하였다. 그러나, 구리층(3)을 도포한 다음에는 성형 필름을 사출 주형에 넣고 폴리카르보네이트와 함께 백-몰딩하여 플라스틱 부재(6)을 제작하였으며, 지지 필름의 플라스틱 및 성형-중합체의 플라스틱을 도체 트랙(3)사이의 빈 공간에서 서로 직접 연결할 수 있었다.
＜실시예 4＞
도 1에 나타낸 바와 같이, 금속화가능한 하도제(조성은 실시예 1과 동일함)의 격자 망상구조(2)가 인쇄된 폴리카르보네이트 지지 필름으로 가요성 필름을 제조하였다. 건조된 하도제층의 두께는 약 2 ㎛였다. 실시예 1의 금속화 반응조를 사용하여 견고하게 부착된 구리층(3)(층 두께: 약 2 ㎛)을 격자 망상구조에 부착하였다. DIN 53494의 방법에 의해 측정한 구리층의 부착 강도는 30 N/25 mm였다. 마지막으로, 구리층을 구리 격자(3)의 빈 공간에서 폴리카르보네이트 지지 필름(1)과 용착되는 추가의 폴리카르보네이트 필름(4)로 덮었다. 적층 반응의 온도는 10 bar의 압축력 및 10 초의 압축 시간에서 185 ℃였다. 구리 격자의 모양은 도 6에 나타나 있다. 구리 트랙(5 및 5')의 폭은 2 mm, 트랙 간격은 3 mm였다. 폴리카르보네이트 외부 필름(4)과 폴리카르보네이트 지지 필름(1)을 용착 후에는 서로 분리되지 않게끔 결합시켰다. 구리 도체 트랙은 필름을 반복하여 구부린 후에도 원형을 유지하였다. 용착된 필름을 분리하려고 하자, 두 필름이 모두 인열되었다. 따라서, 두 폴리카르보네이트 필름의 결합 강도는 폴리카르보네이트 외부 필름(4)와 폴리카르보네이트 지지 필름(1)의 결합을 떼어내는데 저항하는 힘보다 훨씬 크다.
＜실시예 5(비교)＞
두께가 30 ㎛인 가요성의 순수한 전면 구리 필름(10×5 cm)을 185 ℃, 압축 압력 10 bar에서 10 초 동안 폴리카르보네이트 필름에 프레싱하였다. DIN 53494의 방법에 의해 측정한 구리 필름과 폴리카르보네이트 필름의 결합 강도는 2.5 N/25 mm였다. 가요성 필름이 구부러지는 굴곡부 영역의 주변에서 구리 필름을 폴리카르보네이트 필름으로부터 쉽게 분리할 수 있었다.
＜실시예 6＞
도 1에 나타낸 바와 같이, 금속화가능한 하도제의 격자 망상구조(2)가 인쇄된 폴리카르보네이트 지지 필름(1)을 소재로 가요성 필름을 제조하였다. 건조된 하도제층의 두께는 약 2 ㎛였다. 견고하게 부착된 구리층(3)(층 두께 2 ㎛)을 금속화 반응조(실시예 1과 동일함)를 사용하여 상기 격자 망상구조에 부착하였다. DIN 53494의 방법에 의해 측정한 구리층(3)의 부착 강도는 30 N/25 mm였다. 마지막으로, 구리층(3)을 폴리카르보네이트 외부 필름(4)로 덮고, 구리 격자(3)의 빈 공간에서 폴리카르보네이트 필름(1)에 결합시켰다. 접착제는 용매-함유 폴리우레탄 접착제(메코덤(Mecotherm) L 147(등록상표))였다. 키보더(Kiwodur) L 551(등록상표)(방향족 폴리이소시아네이트를 기재로 한 경화제)을 경화제로 첨가하였다. 구리 격자 3의 모양은 도 6에 나타나 있다. 구리 트랙(5 및 5')의 폭은 2 mm, 트랙 간격은 3 mm이다. 폴리카르보네이트 외부 필름(4)와 폴리카르보네이트 지지 필름(1)을 175 ℃, 압축 압력 10 bar에서 3초 동안 서로 접착 결합시켰다. DIN 53494의 방법에 의해 측정한 두 폴리카르보네이트 필름의 결합 강도는 30 N/25 mm였다. 이와 같이 형성된 필름은 분리하기가 매우 어려운 가요성 어셈블리를 형성하였다.
＜실시예 7(비교)＞
가요성의 전면 구리 필름(두께: 30 ㎛, 10×5 cm)과 폴리카르보네이트 필름을 175 ℃, 압축 압력 10 bar에서 3 초 동안 접착 결합시켰다. 사용된 접착제는 실시예 6의 폴리우레탄 접착제(메코덤 L 147(등록상표))였다. 키보더 L 551(등록상표)(방향족 폴리이소시아네이트를 기재로 한 경화제)을 경화제로 첨가하였다. DIN 53494의 방법에 의해 측정한 구리 필름과 폴리카르보네이트 필름의 결합 강도는 5 N/25 mm였다.
＜실시예 8＞
도 1의 가요성 필름의 제조 방법과 마찬가지 방법으로, 금속화가능한 하도제(조성은 실시예 1과 동일함)의 격자 망상구조(1)이 인쇄된 폴리에스테르 지지 필름(PET)(1)로 가요성 필름을 제조하였다. 건조된 하도층의 두께는 약 2 ㎛였다. 실시예 1에 기재된 바와 같이, 금속화 반응조를 사용하여 견고하게 부착된 구리층(3)(층 두께: 약 2 ㎛)을 상기 격자 망상구조에 부착하였다. DIN 53494의 방법에 의해 측정한 구리층의 접착 강도는 30 N/25 mm였다. 마지막으로, 구리층을 구리 격자(4)의 빈 공간에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 지지 필름(1)(Autotype CT5)에 결합된 추가의 폴리에스테르 외부 필름(4)로 덮었다. 사용된 접착제는 실시예 6에 사용된 종류의 폴리우레탄 접착제(메코덤 L 147(등록상표))였다. 키보더 L 551(등록상표)을 경화제로 첨가하였다. 구리 격자의 모양은 도 6에 나타나 있다. 구리 트랙(5 및 5')의 폭은 2 mm, 트랙 간격은 3 mm이다. 폴리에스테르 외부 필름(4)와 폴리에스테르 지지 필름(1)을 175 ℃, 압축 압력 10 bar에서 3초 동안 서로 접착 결합시켰다. DIN 53494의 방법에 의해 측정한 두 필름의 결합 강도는 15 N/25 mm였다.
＜실시예 9(비교)＞
가요성의 전면 구리 필름(두께: 30 ㎛, 10×5 cm)과 폴리에스테르(PET) 필름 Autotype CF5을 175 ℃, 압축 압력 10 bar에서 3 초 동안 접착 결합시켰다. 접착제는 실시예 6의 폴리우레탄 접착제(메코덤 L 147(등록상표))였다. 키보더 L 551(등록상표)을 경화제로 첨가하였다. 구리 필름과 폴리에스테르 필름의 결합 강도는 2.5 N/25 mm미만이었다. 구리 필름을 PET 필름으로부터 비교적 쉽게 떼어낼 수 있었다.
＜실시예 10＞
도 1의 가요성 필름의 제조 방법과 마찬가지 방법으로, 금속화가능한 하도제(층 두께: 2 ㎛)(조성은 실시예 1과 동일함)의 격자 망상구조(2)가 인쇄된 폴리카르보네이트 지지 필름(1)을 소재로 가요성 필름을 제조하였다. 건조된 하도제층의 두께는 약 2 ㎛였다. 실시예 1과 마찬가지 방법으로, 견고하게 부착된 구리층(3)(층 두께: 약 2 ㎛)을 금속화 반응조를 사용하여 상기 격자 망상구조에 부착하였다. 구리 트랙(5 및 5')의 폭은 2 mm, 트랙 간격은 3 mm였다(도 6 비교). 완성된 가요성 필름의 근거리 전계 감쇠도(near field attenuation) 값은 주파수 27 MHz에서 28 dB이었다.
＜실시예 11＞
도 1의 가요성 필름의 제조 방법과 마찬가지 방법으로, 금속화가능한 하도제(조성은 실시예 1과 동일함)의 격자 망상구조(2)가 인쇄된 폴리카르보네이트 지지 필름(1)로 가요성 필름을 제조하였다. 건조된 하도제층의 두께는 약 2 ㎛였다. 실시예 1과 마찬가지 방법으로, 견고하게 부착된 구리층(3)(층 두께: 약 2 ㎛)을 금속화 반응조를 사용하여 상기 격자 망상구조에 부착하였다. 구리 트랙(5 및 5')의 폭은 2 mm, 트랙 간격은 5 mm였다(도 7 비교). US MIL-STD 285의 방법에 의해 측정한 필름의 근거리 전계 감쇠도 값은 주파수 27 MHz에서 18 dB이었다.
＜실시예 12＞
금속화가능한 하도제(조성은 실시예 1과 동일함)의 격자 망상구조(2)가 인쇄된 폴리카르보네이트 지지 필름을 소재로 도체 트랙을 구비한 성형품을 제조하였다. 건조된 하도제층의 두께는 약 2 ㎛였다. 인쇄된 폴리카르보네이트 지지 필름을 고압 딥-드로잉 방법을 이용하여 구형(도시하지는 않음)으로 성형하였다. (실시예 1과 마찬가지 방법으로) 견고하게 부착된 구리층(3)(층 두께: 약 2 ㎛)을 금속화 반응조를 사용하여 3차원 형태의 격자 망상구조에 부착하였다. 구리 트랙(5 및 5')의 폭은 2 mm, 트랙 사이의 간격은 3 mm였다. 구리 트랙을 성형 플라스틱(4)(폴리카르보네이트)로 덮었다(도 5 비교). (US MIL-STD 285의 방법에 의해 측정한) 필름의 근거리 전계 감쇠도 값은 주파수 27 MHz에서 28 dB이었다. 금속화에 앞서 필름을 성형하여도 성형품의 차폐능에는 악영향이 없었다.

Claims (23)

  1. 적어도, 지지층인 플라스틱 필름(1), 플라스틱 필름에 도포된 금속화가능한 하도층(2) 및 하도층(2)에 도포된 소정 구조의 금속성 도전층(3), 특히 도체 트랙을 포함하며, 추가의 외부 필름(4)가 도전층(3)의 적어도 일부, 특히 95 % 이상을 덮는 방식으로 지지층(1), 하도층(2) 및 도전층(3)으로 이루어진 복합재에 견고하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 보호된 도체 트랙을 구비한 가요성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 외부 필름(4)가 열가소성 수지, 특히 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 중합체, 폴리카보네이트(PC), 이 물질들과 난연제의 혼합물, 및 폴리아미드(PA), 예를 들어 폴리아미드 6 및 폴리아미드 66, 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트, 방향족 액상-결정질 폴리에스테르, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌, 폴리프로펠렌, 폴리페닐렌 술피드, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리술폰, 폴리아세탈 및 폴리스티렌 및 상기 물질의 공중합체 또는 상기 언급된 중합체의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외부 필름(4)가 도전층(3)의 트랙 사이의 빈 공간에서 플라스틱 필름(1)에 직접 용착 또는 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 필름.
  4. 제1항에 있어서, 외부 필름(4)가 열경화성 수지, 구체적으로 UF(우레아/포름알데히드 수지), PF(페놀/포름알데히드 수지), EP(에폭시 수지), PI(폴리이미드) 및 폴리아크릴레이트, 바람직하게는 PMMA로 이루어진 군으로부터 선택된 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름.
  5. 제4항에 있어서, 외부 필름(4)가 도전층(3) 트랙 사이의 빈 공간에서 플라스틱 필름(1)에 직접 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 필름이 3차원 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 도전층(3)의 두께가 0.1 내지 40 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 20 ㎛, 특히 바람직하게는 1 내지 5 ㎛인 것을 특징으로 하는 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 도전층(3)이 무전류 금속화에 적합한 금속, 구체적으로 Cu, Ni, Ag, Au 또는 Pd로 이루어진 것을 특징으로 하는 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 도전층(3)이 인접 격자 트랙(5, 5')사이의 간격이 0.1 mm 내지 3 cm, 특히 바람직하게는 0.5 mm 내지 1 cm인 3차원 격자 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 필름.
  10. 적어도, 지지층인 플라스틱 필름(1), 플라스틱 필름에 도포된 금속화가능한 하도층(2) 및 하도층(2)에 도포된 소정 구조의 금속성 도전층(3), 특히 도체 트랙과 플라스틱 부재(6)을 포함하며, 상기 플라스틱 부재(6)은 도전층(3)의 적어도 일부, 특히 95 % 이상을 덮는 방식으로 지지층(1), 하도층(2) 및 도전층(3)으로 제작된 복합재에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 매입형의 보호된 도체 트랙을 구비한 플라스틱 성형품.
  11. 제10항에 있어서, 플라스틱 부재(6)이 열가소성 수지, 특히 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 중합체, 폴리카보네이트(PC), 이 물질들과 난연제의 혼합물, 및 폴리아미드(PA), 예를 들어 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 66, 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트, 방향족 액상-결정질 폴리에스테르, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌, 폴리프로펠렌, 폴리페닐렌 술피드, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리술폰, 폴리아세탈 및 폴리스티렌 및 상기 물질의 공중합체 또는 상기 언급된 중합체의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 플라스틱 부재(6)이 도전층(3)의 트랙 사이의 빈 공간에서 플라스틱 필름(1)에 직접 연결되어 있는, 특히 사출성형법에 의해 도전층(3)에 직접 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  13. 제12항에 있어서, 플라스틱 부재(6)이 열경화성 수지, 구체적으로는 UF(우레아/포름알데히드 수지), PF(페놀/포름알데히드 수지), EP(에폭시 수지), PI(폴리이미드) 및 폴리아크릴레이트, 바람직하게는 PMMA로 이루어진 군으로부터 선택된 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  14. 제13항에 있어서, 플라스틱 부재(6)이 도전층(3) 트랙 사이의 빈 공간에서 플라스틱 필름(1)에 직접 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱 필름(1) 및 금속화가능한 하도층(2) 및 도전층(3)으로 제작된 복합재가 3차원 형태를 갖는 것임을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 도전층(3)의 두께가 0.1 내지 40 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 20 ㎛, 특히 바람직하게는 1 내지 5 ㎛인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 도전층(3)이 무전류 금속화에 적합한 금속, 특히 Cu, Ni, Ag, Au 또는 Pd, 바람직하게는 Cu 및 Ni, 특히 바람직하게는 Cu 단독 또는 임의 바람직한 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  18. 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 도전층(3)이 인접 격자 트랙(5, 5')사이의 거리가 바람직하게는 0.1 mm 내지 3 cm, 특히 바람직하게는 0.5 mm 내지 1 cm인 2차원 격자 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
  19. a) 하도제를 바람직하게는 용액 상태로 플라스틱 필름(1)에 도포하여 구체적으로는 인쇄에 의해, 특히 스크린 인쇄, 분무, 피복, 액침하거나 또는 하도제를 스퍼터링에 의해 침착시켜, 경우에 따라 소정 구조를 갖는 하도층(2)를 형성하고,
    b) 하도층(2)를 건조하고,
    c) 경우에 따라, 추가로 열 또는 방사선, 특히 UV, IR 또는 엑스선 또는 가시광선, 바람직하게는 레이저 방사선을 사용하여 목적하는 위치에서 하도제를 경화 또는 고화한 다음, 경우에 따라 고화되지 않은 하도제 물질을 용해제거시킴으로써 목적하는 구조를 형성하거나, 또는 불필요 영역을 레이저 융식법, 플라즈마 처리법, 반응성 이온 에칭법 또는 전자 또는 이온 빔 폭격법(경우에 따라 광 마스크를 이용)에 의해 구조물(7)을 현상하여 제거함으로써 목적하는 구조를 형성하고,
    d) 경우에 따라, 소정 구조의 하도층(2)을 구비한 플라스틱 필름(1)을 특히 블로우 성형, 가열성형, 딥 드로잉, 딥 드로잉과 함께 흡입 또는 압력 성형, 또는 이러한 성형 방법을 병용하여 3차원 성형하고,
    e) 소정 구조의 하도층(2)를 특히 화학적 금속화에 의해 금속화하여 도전층(3)을 형성하고,
    f) 경우에 따라, 도전층(3)을 전기화학적으로 후막화하고,
    g) 플라스틱 필름(1), 하도층(2) 및 도전층(3)으로 이루어진 복합재를 용착 또는 접착에 의해 플라스틱 외부 필름에 연결함으로써, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 필름을 제조하는 방법.
  20. a) 하도제를 바람직하게는 용액 상태로 플라스틱 필름(1)에 도포하여 구체적으로는 인쇄에 의해, 특히 스크린 인쇄, 분무, 피복, 액침하거나 또는 하도제를 스퍼터링에 의해 침착시켜, 경우에 따라 소정 구조를 갖는 하도층(2)를 형성하는 단계,
    b) 하도층(2)를 건조하는 단계,
    c) 경우에 따라, 추가로 열 또는 방사선, 특히 UV, IR 또는 엑스선 또는 가시광선, 바람직하게는 레이저 방사선을 사용하여 목적하는 위치에서 하도제를 경화 또는 고화한 다음, 경우에 따라 고화되지 않은 하도제 물질을 용해제거시킴으로써 목적하는 구조를 형성하거나, 또는 불필요 영역을 레이저 융식법, 플라즈마 처리법, 반응성 이온 에칭법 또는 전자 또는 이온 빔 폭격법(경우에 따라 광 마스크를 이용)에 의해 구조물(7)을 현상하여 제거함으로써 목적하는 구조를 형성하는 단계,
    d) 경우에 따라, 소정 구조의 하도층(2)를 구비한 플라스틱 필름(1)을 특히 블로우 성형, 가열성형, 딥 드로잉, 딥 드로잉과 함께 흡입 또는 압력 성형, 또는 이러한 성형 방법을 병용하여 3차원 성형하는 단계,
    e) 소정 구조의 하도층(2)를 특히 화학적 금속화에 의해 금속화하여 도전층(3)을 형성하는 단계,
    f) 경우에 따라, 도전층(3)을 전기화학적으로 후막화하는 단계,
    g) 플라스틱 필름(1), 하도층(2) 및 도전층(3)으로 이루어진 복합재(1, 2, 3)의 단면에 바람직하게는 상응하는 단면을 지닌 열경화성 또는 열가소성 플라스틱 부재(6)이 도전층(3)의 적어도 일부, 특히 95 % 이상을 덮는 방식으로 복합재(1, 2, 3)의 도전층(3)면에 접착시키는 단계를 포함하는, 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항의 플라스틱 성형품의 제조 방법.
  21. a) 하도제를 바람직하게는 용액 상태로 플라스틱 필름(1)에 도포하여 구체적으로는 인쇄에 의해, 특히 스크린 인쇄, 분무, 피복, 액침하거나 또는 하도제를 스퍼터링에 의해 침착시켜, 경우에 따라 소정 구조를 갖는 하도층(2)를 형성하는 단계,
    b) 하도층(2)를 건조하는 단계,
    c) 경우에 따라, 추가로 열 또는 방사선, 특히 UV, IR 또는 엑스선 또는 가시광선, 바람직하게는 레이저 방사선을 사용하여 목적하는 위치에서 하도제를 경화 또는 고화한 다음, 경우에 따라 고화되지 않은 하도제 물질을 용해제거시킴으로써 목적하는 구조를 형성하거나, 또는 불필요 영역을 레이저 융식법, 플라즈마 처리법, 반응성 이온 에칭법 또는 전자 또는 이온 빔 폭격법(경우에 따라 광 마스크를 이용)에 의해 구조물(7)을 현상하여 제거함으로써 목적하는 구조를 형성하는 단계,
    d) 경우에 따라, 소정 구조의 하도층(2)를 구비한 플라스틱 필름(1)을 특히 블로우 성형, 가열성형, 딥 드로잉, 딥 드로잉과 함께 흡입 또는 압력 성형, 또는 이러한 성형 방법을 병용하여 3차원 성형하는 단계,
    e) 소정 구조의 하도층(2)를 특히 화학적 금속화에 의해 도전층(3)을 형성하는 단계,
    f) 경우에 따라, 도전층(3)을 전기화학적으로 후막화하는 단계,
    g) 플라스틱 필름(1), 하도층(2) 및 도전층(3)으로 이루어진 복합재(1, 2, 3)의 단면에 바람직하게는 상응하는 단면을 지닌 열경화성 또는 열가소성 플라스틱 부재(6)이 도전층(3)의 적어도 일부, 특히 95 % 이상을 덮는 방식으로 복합재(1, 2, 3)의 도전층(3)면에 접착시키는 단계를 포함하는, 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항의 필름의 제조 방법.
  22. 전자 장치 등에서의 플라티나 또는 전자기선 차폐, 특히 1 Mhz 내지 500 Ghz 파장의 전자기선 차폐용으로서 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 필름의 용도.
  23. 전자 장치 등에서의 플라티나 또는 전자기 차폐, 특히 1 Mhz 내지 500 Ghz 파장의 전자기선 차폐용으로서 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항의 플라스틱 성형품의 용도.
KR1020007010562A 1998-03-24 1999-03-11 보호 인쇄된 도체를 구비한 성형품 및 가요성 필름, 및그의 제조 방법 KR20010034640A (ko)

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