KR20040027483A - 가열 박리형 점착 조성물 및 이를 이용하는 점착 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경박단소한 전자부품 가공시 물품을 지지, 고정해 주고 가공이 끝난 후에는 단순한 가열에 의해 점착제를 발포시킴으로써 접착력을 소실시켜 물품을 쉽게 박리할 수 있는 가열 박리성 점착 조성물 및 이를 이용하는 점착 필름을 제공한다. 상기 점착 조성물은 하기 화학식 1의 고분자를 포함한다.

<화학식 1>

상기 화학식 1에서, x는 3~600인 정수이고, y는 1~80인 정수이며, z는 4~700인 정수이다. 상기 점착 필름은 기재, 바인더층 및 상기 점착 조성물을 포함하는 점착열팽창층을 포함한다.

Description

가열 박리형 점착 조성물 및 이를 이용하는 점착 필름{Adhesive compositions and adhesive films using the same}

본 발명은 접착 강도가 우수하며, 필요시 열처리에 의해 접착력을 감소시켜 접착된 물질로부터 용이하게 박리시킬 수 있는 점착 조성물 및 점착 필름에 관한 것이다.

최근 전자 산업의 급격한 발달로 전자 기기의 소형화와 더불어 전자부품의 실장 밀도가 높은 표면실장형 부품이 증가하고, 크기도 소형화되고 있다. 그러나 종래의 전자부품 제조공정에서는 부품가공을 위한 부품의 임시고정을 위하여 접착제, 왁스 등이 사용되어 왔으나 박리 작업에 많은 수작업과 시간이 요구되며, 부품에 손상을 주기 쉽고 , 박리후 왁스 및 접착제를 제거하기 위한 세정작업이 필요하는 등의 문제가 있다.

점착 테이프 또는 점착 시이트와 같은 점착 필름은 접착제와는 달리 건조, 경화등의 수단이 필요치 않고 압착만으로 용이하게 실용적인 접착강도를 얻을 수 있으며 연속적으로 접착할 수 있는 자동화가 가능한 점 때문에 각종 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 점착시이트는 전자부품공장 등의 공정에서 사용후박리하는 경우가 많고 이러한 경우에는 사용시의 강한 접착력과 사용후에는 박리가 용이한 점착시이트, 즉, 접착성과 박리성이 함께 우수한 제품이 요구되어지고 있다.

최근에는 이와같은 문제점을 해결하기 위한 여러가지 방법이 개발되고 있는데, 예를 들면 사용시에는 필요한 접착력을 가지나 사용후에는 접착력이 제거되는 점착제 등이 개발되고 있다.

전자부품 공정에서 접착시켜 가공 후 접착력을 제거시키는 방법으로는 UV를 조사함으로써 화학 변화에 의하여 점착제가 경화되어 접착력이 상실되게하는 방법, 점착제에 열에 의해 팽창되는 발포제를 첨가함으로써 가열에 의해 발포제가 팽창되어 피착제와의 접촉면적을 감소시킴으로써 접착력을 소실시키는 방법등이 있다.

가열 박리형 점착 시이트는 일본국 특공소50-13878, 51-24534, 특개소 56-61468 51-61469등에 제안 되어 있다. 그러나 상기의 제안에 의하여 제조한 점착 시이트는 어느 정도는 사용시의 접착력과 사용후 접착력 소실효과가 있으나, 최근 전자부품이 소형화함에 따라 더욱 높은 접착력을 요구하고 곳에서는 접착력이 충분치 못한 실정이다.

따라서 본 발명의 기술적 과제는 전자부품 제조시 초기에는 고강력의 접착력으로 전자부품을 접착시키며 가공 후에는 쉽게 박리할 수 있는 특징을 가짐으로써 소형의 전자부품의 제조도 가능한 가열 박리성 점착 조성물 및 이를 이용하는 점착 필름을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 가열 박리성 점착 조성물은 비닐부티랄기(I), 비닐아세테이트기(II), 및 비닐알콜기(III)가 중합된 하기 화학식 1의 고분자를 포함하되,

상기 화학식 1에서, x는 3~600인 정수이고, y는 1~80인 정수이며, z는 4~700인 정수인 것을 특징으로 한다. 상기 고분자는 1,000~150,000의 중량 평균 분자량을 갖을 수 있으며, 바람직하게는 2,000~100,000의 중량 평균 분자량을 갖는다. 상기 고분자는 본 명세서에서 폴리비닐부티랄수지라 명명될 수 있다.

상기 점착 조성물은 아크릴계 점착제를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 아크릴계 점착제는 하기 화학식 2의 모노머(IV)와,

아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 히드록시에틸아크릴레이트, N-메티로아크릴아마이드, 아크릴로니트릴, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타클릴레이트, 비닐아세테이트, 스티렌, 이소프렌, 부타디엔, 이소부티렌, 비닐에스터, 라우릴아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 및 히드록시에틸메타크릴레이트를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 코모노머가 중합되어 형성되며, 상기 화학식 2에서, R₁은 수소 또는 메틸기이고, R₂는 탄소수가 1~20인 알킬기인 것을 특징으로 한다. 상기 R₂는 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 2-에틸헥실기, 이소옥틸기, 옥틸기, 데실기, 이소부틸기 및 이소펜틸기를 포함하는 그룹에서 하나 선택된다. 상기 아크릴계 점착제는 300,000~2,000,000인 중량 평균 분자량을 갖을 수 있다. 상기 점착 조성물에 있어서, 상기 고분자는 상기 아크릴계 점착제의 무게의 1~50wt%로 첨가될 수 있다.

상기 폴리부티랄수지와 상기 아크릴 점착제는 톨루엔, 크실렌, 에틸아세테이트, 에틸알콜 및 메틸알콜을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 용매에 용해시켜 사용할 수 있으며, 이때 용해되는 상기 폴리부티랄 수지 또는 상기 아크릴 점착제의 농도는 상기 용매의 중량의 바람직하게는 10~50wt%이다.

상기 가열 박리형 점착 조성물은 가열에 의패 팽창되는 열팽창성 발포제를 더 포함할 수 있으며, 상기 발포제는 상기 아크릴계 점착제와 상기 고분자의 무게를 합한 전체 무게의 5~80wt%로 첨가되며, 바람직하게는 10~50wt%로 첨가된다. 상기 발포제는 이소부탄, 프로판, 펜탄등의 기화가 용이한 물질을 비닐리덴 클로라이드-아크릴로 니트릴 공중합체, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴클로라이드 및 폴리스티렌을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 외피를 형성시켜 캡슐화한 열팽창성 미소구일 수 있다. 상기 열팽창성 미소구의 크기는 1∼100㎛일 수 있다.

상기 가열 박리형 점착 조성물은 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화제를 더 포함하며, 상기 경화제는 상기 아크릴계 점착제와 상기 고분자의 무게를 합한 전체 무게의 0.1~10wt%로 첨가되며, 바람직하게는 0.5~5wt%로 첨가된다.

상기 가열 박리형 점착 조성물은 가소제, 착색제, 점착성 부여수지, 실란커플링제, 충전제, 산화방지제 등과 같은 적합한 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 점착 필름은 상기 가열 박리형 점착 조성물을 포함하는 점착열팽창층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

좀 더 상세하게, 상기 점착 필름은 점착 테이프나 점착 시이트와 같은 기재, 상기 기재의 적어도 한면에 도포되는 바인더층 및 점착열팽창층을 구비한다.

상기 기재로는 플라스틱필름, 종이, 부직포, 금속박, 발포체 이들의 라미네이트 등 여러 가지가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 10~200㎛의 두께를 갖는다. 상기 플라스틱 필름은 폴리에스테르, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐 및 폴리프로필렌을 포함하는 그룹에서 적어도 하나 선택될 수 있다.

상기 바인더층은 상기 점착열팽창층을 가열하여 발포 및 팽창시킴으로써 상기 점착 필름을 접착된 물질로부터 박리시키는 경우, 상기 점착열팽창층과 상기 기재 사이가 박리되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 바인더층의 두께는 바람직하게는 0.1~ 150㎛이다. 상기 바인더층은 천연고무, 합성수지 또는 합성고무로 이루어질 수 있다. 상기 합성 고무로는 아크릴계 고무, 니트릴 고무, 디엔고무등이 있을 수 있다. 상기 합성수지는 폴리올레핀 탄성중합체, 폴리에스테르 탄성중합체 등과같은 열가소성 탄성 중합체 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리우레탄, 폴리부타디엔, 연질 폴리비닐 클로라이드를 포함하는 그룹에서 적어도 하나 선택될 수 있다. 상기 바인더층은 상기 점착 조성물에 포함되는 상기 아크릴계 점착제와 상기 경화제를 이용하여 제조될 수 있다.

상기 바인더층은 천연고무, 합성고무 또는 고무탄성을 갖는 합성수지를 포함하는 성분의 용액을 기재에 피복하는 방법 또는 상기의 성분을 포함하는 필름을 기재에 접착시키는 방법등에 의하여 형성될 수 있다.

상기 점착열팽창층은 전자 제품 제조시 피착제에 접착력을 갖으며, 점착 필름을 피착제로부터 박리시키고자 할때에 가열에 의해 열팽찰층이 발포 및 팽창되어 접착된 면적을 감소시켜 점착 필름이 물질로부터 용이하게 박리될 수 있도록 하는 작용을 한다. 상기 점착열팽창층은 피착제에 접착력을 제공하는 상기에서 설명된 상기 점착 조성물을 포함한다.

상기 점착 조성물은 5∼200㎛의 두께, 바람직하게는 10∼100㎛의 두께를 갖도록 건조되어 상기 점착열팽창층으로 사용될 수 있다.

본발명에 의하여 제조된 상기 점착 필름은 특히 다층세라믹콘덴서(MLCC)나 칩인덕트, 칩바리스터 등의 세라믹을 이용한 칩형 전자부품의 가공에 매우 유용하며, 종래에 비해 높은 초기 접착력을 나타낸다. 이는 상기 점착 필름의 점착열팽창층에 사용되는 상기 점착 조성물이 상기 화학식 1의 고분자인 상기 폴리부티랄 수지를 포함하여, 상기 점착 조성물과 피착제 간에 수소결합력이 형성되기 때문이라고 생각되어진다.

이와같이 본 발명에서 제조한 점착필름은 물품의 반송용 및 가공시에 있어서 고정용으로 이용할 수 있는 발포박리성 점착필름으로, 용제가 사용되는 공정을 제외하고 공정 또는 운반시 접착 또는 고정이 필요한 분야에서도 사용이 가능한 것으로 반도체 웨이퍼 및 칩과 같은 전자물품, 세라믹 콘덴서와 같은 전기물품, 액정셀과 같은 표시 디바이스, 프린트 기판등의 제조에 사용이 가능하다. 특히 세라믹 재료를 이용한 칩형 전자부품의 제조공정에서 부품의 정밀도, 수율의 향상, 공정의 자동화, 무세정화 등을 충족 시킬 수 있다.

본 발명에 관한 보다 상세한 내용은 다음의 구체적 실시예들을 통하여 설명하되, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 설명을 생략한다.

<실시예>

기재로써 두께 100㎛의 폴리에스테르필름 상에 바인더 층을 형성하였다.

상기 바인더층을 형성하기 위하여 부틸아크릴레이트 65wt%, 메틸메타아크릴레이트 30wt% 및 아크릴산 5wt%로 이루어진 제 1 아크릴계 점착제와, NCO(질소,탄소,산소)가가 13%인 톨루엔디이소시아네이트(toluene diisocyanate)인 경화제를 톨루엔 용액에 혼합하였다. 이때 상기 경화제는 상기 제 1 아크릴계 점착제 무게의 1wt%로 첨가되었다. 상기 톨루엔 용액은 상기 제 1 아크릴계 점착제와 상기 경화제가 충분히 녹을 수 있는 양을 사용하였다. 경화를 진행한 후, 상기 혼합물을 상기 기재 상에 도포하였다. 상기 혼합물을 건조시켜 두께가 약 10㎛가 되는 바인더층을 형성하였다.

상기 바인더층 상에 점착열팽창층을 형성하였다.

상기 열팽창층을 형성하기 위하여, 부틸아크릴레이트 50wt%, 2-에틸헥실아크릴레이트 10wt%, 메틸메타크릴레이트 25wt%, 라우릴아크릴레이트 5wt%, 히드록시에틸메타크릴레이트 5wt% 및 아크릴산 5wt%로 이루어진 중량평균분자량 500,000의 제 2 아크릴계 점착제와, 비닐부티랄기가 77mol%, 비닐아세테이트기가 2mol% 및 비닐알콜기가 21mol%로 이루어진 중량평균분자량 32,000의 폴리비닐부티랄 수지, NCO가가 13%인 톨루엔디이소시아네이트(toluene diisocyanate)인 경화제, 및 평균입경 12㎛의 열팽창성 발포제 (松本油脂사의 마이크로스페어 F-50D)를 톨루엔 용액에 혼합하였다. 이때 상기 폴리비닐부티랄 수지는 상기 제 2 아크릴계 점착제 무게의 25wt%를, 상기 경화제는 상기 제 2 아크릴계 점착제 무게의 2.5wt%를, 그리고 상기 발포제는 상기 제 2 아크릴계 점착제 무게의 37.5wt%를 첨가하였다. 상기 톨루엔 용액은 충분한 양을 사용하였다. 이렇게 점착 조성물을 제조한 후에, 상기 점착 조성물을 상기 바인더층 상에 도포한 후 80℃ 이하의 온도에서 가열 및 건조하여 두께가 50㎛인 점착열팽창층을 형성하였다. 이로써 점착 필름을 형성할 수 있었다.

<비교예>

본 비교예에서는 실시예의 폴리비닐부티랄 수지를 첨가하지 않고 나머지는 실시예와 동일하게 점착 필름을 제조하였다.

너비가 25mm인 시험편들을 제조하였다. 실시예 및 비교예에서 제조된 점착 필름들을 상기 시험편들에 각각 접착시킨 후, 가열전의 접착력(초기접착력) 및 120℃에서 5분간 가열한 후의 접착력을 박리력 테스터기를 사용하여 측정 하여 하기의 표 1에 나타 내었다. (박리속도: 300mm/분)

구 분	가열처리전접착력(g/25mm)	가열처리후접착력(g/25mm)
실시예	840	0
비교예	560	0

표 1에서 알 수 있듯이, 폴리비닐부티랄 수지가 첨가된 실시예에서 초기 접착력이 우수하게 나타나는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 점착 조성물 및 점착 필름을 단순한 가열에 의해 접착력이 쉽게 소실되어 박리시킬 수 있고, 가공시에는 우수한 접착력을 가지기 때문에 경박단소한 전자부품의 가공시 사용하는 것이 매우 유용하다.

Claims (10)

1. 비닐부티랄기(I), 비닐아세테이트기(II), 및 비닐알콜기(III)가 중합된 하기 화학식 1의 고분자를 포함하되,

   <화학식 1>

   상기 화학식 1에서, x는 3~600인 정수이고, y는 1~80인 정수이며, z는 4~700인 정수인 것을 특징으로 하는 가열 박리형 점착 조성물.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고분자는 1,000~150,000의 중량평균 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 가열 박리형 점착 조성물.
3. 제 1 항에 있어서,

   아크릴계 점착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 박리형 점착 조성물.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 아크릴계 점착제는 하기 화학식 2의 모노머(IV)와,

   <화학식 2>

   아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 히드록시에틸아크릴레이트, N-메티로아크릴아마이드, 아크릴로니트릴, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타클릴레이트, 비닐아세테이트, 스티렌, 이소프렌, 부타디엔, 이소부티렌, 비닐에스터, 라우릴아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 및 히드록시에틸메타크릴레이트를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 코모노머가 중합되되어 형성되며,

   상기 화학식 2에서, R₁은 수소 또는 메틸기이고, R₂는 탄소수가 1~20인 알킬기인 것을 특징으로 하는 가열 박리형 점착 조성물.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 R₂는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 2-에틸헥실기, 이소옥틸기, 옥틸기, 데실기, 이소부틸기 및 이소펜틸기를 포함하는 그룹에서 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 가열 박리형 점착 조성물.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 아크릴계 점착제는 300,000~2,000,000인 중량평균 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 가열 박리형 점착 조성물.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 고분자는 상기 아크릴계 점착제의 무게의 1~50wt%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 가열 박리형 점착 조성물.
8. 제 3 항에 있어서,

   가열에 의패 팽창되는 열팽창성 발포제를 더 포함하며, 상기 발포제는 상기 아크릴계 점착제와 상기 고분자의 무게를 합한 전체 무게의 5~80wt%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 가열 박리형 점착 조성물.
9. 제 3 항에 있어서,

   이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화제를 더 포함하며, 상기 경화제는 상기 아크릴계 점착제와 상기 고분자의 무게를 합한 전체 무게의 0.1~10wt%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 가열 박리형 점착 조성물.
10. 제 1 내지 제 9 항 중에서 어느 하나의 항에서 정의된 가열 박리형 점착 조성물을 포함하는 점착열팽창층; 및

    상기 점착열팽창층이 적어도 어느 한면에 도포되는 기재를 포함하는 점착 필름.