KR20060117340A - 연성 적층판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

주름이나 파형 등의 외관 불량을 방지하는 동시에 치수 안정성을 향상시킬 수 있는 내열성 연성 적층판의 제조 방법을 제공한다. 내열성 접착 필름(A)의 적어도 한 면에 금속박(B)을 접합시켜 이루어지는 연성 적층판의 제조 방법이며, 상기 내열성 접착 필름(A)과 상기 금속박(B)을 한 쌍 이상의 금속 롤 사이에서 보호 필름을 개재하여 열적층하는 공정; 상기 내열성 접착 필름(A), 상기 금속박(B), 및 상기 보호 필름을 포함하는 적층체를 서냉하는 서냉 공정; 및 보호 필름을 분리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법이다. 서냉 공정은 금속 롤의 표면 온도보다 낮은 온도로 설정된 가열 기구, 특히 서냉 롤을 설치함으로써 수행되는 것이 바람직하다. 서냉 롤의 표면 온도는 바람직하게는 금속 롤의 표면 온도보다 50 ℃ 내지 250℃ 낮게 설정된다.

연성 적층판, 내열성 접착 필름, 금속박, 적층체, 서냉 롤

Description

연성 적층판의 제조 방법{METHOD OF PRODUCING FLEXIBLE LAMINATE SHEET}

본 발명은 연성 적층판의 제조 방법이며, 특히 외관 불량 방지와 치수 안정성의 향상이 가능한 내열성 연성 적층판의 제조 방법에 관한 것이다.

휴대 전화 등의 전자 전기 기기에 사용되는 인쇄 기판으로서는 폴리이미드 필름 등의 내열성 필름의 적어도 한 면에 동박 등의 금속박을 접합시켜 이루어지는 연성 적층판이 일반적으로 사용되고 있다. 전자 전기 기기의 제조 공정에서는 땜납 리플로우 등에 있어서 연성 적층판이 고온에 노출되기 때문에 연성 적층판은 충분한 내열성, 및 고온시의 치수 안정성을 갖는 것이 필요하다.

종래, 연성 적층판은 열경화성 수지 등의 열경화형 접착제에 의해 내열성 필름과 금속박을 접합시켜 제조되는 것이 일반적이었다. 그러나, 최근에는 내열성 및 내구성을 보다 향상시킬 목적으로 내열성 필름과 금속박을 폴리이미드계 접착제를 이용하여 열적층하여 제조된 연성 적층판이 주목받고 있다.

상기 폴리이미드계 접착제를 이용하여 열적층하여 제조된 연성 적층판은 상기 열경화성 접착제에 비해 내열성이 우수하다. 또한, 연성 적층판이 폴더형 휴대 전화의 폴딩부 힌지 부분에 사용되는 경우, 열 경화성 접착제를 이용한 연성 적층판에서는 약 3만회의 폴딩이 가능한 데 반하여, 폴리이미드계 접착제를 이용한 연 성 적층판에서는 약 10만회의 폴딩이 가능해지기 때문에 내구성도 우수하다.

내열성 접착 필름으로는 유리 전이 온도(Tg)가 200 ℃ 이상인 접착층을 설치한 폴리이미드 필름이 일반적으로 사용되고 있다. 따라서, 내열성 접착 필름과 금속박을 열적층하기 위해서는 내열성 접착 필름에서의 접착층의 Tg보다 높은, 예를 들면 300 ℃ 이상의 온도에서 열적층할 필요가 있다.

통상적으로 열적층기는 열적층시에서의 압력의 불균일성을 완화하기 위해 열적층에 사용되는 롤의 적어도 한쪽에 고무 롤이 사용되고 있다. 그러나, 고무 롤을 이용하여 300 ℃ 이상의 고온에서 열적층하는 것은 매우 곤란하다.

도 4는 종래의 더블 벨트 프레스기의 일례의 개략 단면도이다. 내열성 접착 필름(13)과 금속박(12)을 접합시키는 방법으로서, 도 4에 나타내는 더블 벨트 프레스기를 이용하는 방법이 있다. 이 방법은 보호 필름(11)과 금속박(12)과 내열성 접착 필름(13)을 가열부(8)에서 금속 벨트(14)에 의해 열적층한 후에 냉각부(9)에서 냉각하고, 그 후 보호 필름(11)을 박리하여 연성 적층판(15)을 제조하는 방법이다. 이러한 방법은 일본 특허 공개 제2001-129919에 개시되어 있다. 그러나, 일본 특허 공개 제2001-129919에는 본 발명에서 중요한 내열성 접착 필름의 서냉 공정에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않다.

한편, 한 쌍의 금속 롤을 갖는 열적층기를 이용한 경우에는 더블 벨트 프레스기를 이용한 경우에 비해 유지 및 보수에 수고가 들지 않고, 또한, 설비 비용도 저렴하게 할 수 있다. 그러나, 한 쌍의 금속 롤을 이용하여 열적층을 하는 경우에는 고무 롤을 이용하는 경우와 달리 열적층시의 압력의 균일성을 유지하기 어렵고, 또한 열적층시에 급격히 고온이 되기 때문에 연성 적층판의 외관에 주름이 발생하여 연성 적층판의 외관이 나빠지는 문제가 있었다.

도 5는 종래의 열적층기의 일례의 개략 단면도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 폴리이미드 필름 등으로 이루어진 보호 필름(11)을 금속 롤(4)과 금속박(12) 사이에 끼워 열적층함으로써 연성 적층판(15)의 외관에 발생하는 주름을 감소시킬 수 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2001-129918호 공보). 이 방법에 있어서는 보호 필름(11)을 이용함으로써 보호 필름(11)을 완충재로 하여 금속 롤(4)에 의한 열적층시의 압력의 균일성을 유지할 수 있다. 또한, 보호 필름(11)을 끼워 넣음으로써 금속 롤(4)의 표면도 보호할 수 있는 효과, 및 적층판이 보호 필름으로 고정됨으로써 가열에 의한 급격한 재료의 팽창이 억제되고, 주름 발생이 억제되는 효과도 얻을 수 있다. 여기서, 보호 필름(11)은 내열성 접착 필름(13)이나 금속박(12)과 함께 열적층된 후에 내열성 접착 필름(13)과 금속박(12)으로 이루어지는 연성 적층판(15)으로부터 박리된다.

일본 특허 공개 제2001-129918호 공보에 기재된 방법에 있어서는 열적층시의 압력을 균일하게 함으로써 열적층시에 발생하는 주름을 감소시킬 수 있다. 그러나, 일본 특허 공개 제2001-129918호 공보에 기재된 방법은 열적층 후의 냉각 공정의 조건에 대해서는 고려하지 않았다. 일본 특허 공개 제2001-129918호 공보에 기재된 방법에 의해 연성 적층판의 외관은 개선되었지만, 더욱 엄격한 평가 조건하에서의 외관의 향상이 기대되고 있다. 또한, 치수 특성이 더욱 향상된 연성 적층판이 기대되고 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하여 주름이나 파형 등의 외관 불량을 방지하는 동시에 치수 안정성을 향상시킬 수 있는 내열성 연성 적층판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 내열성 접착 필름(A)의 적어도 한 면에 금속박(B)을 접합시켜 이루어지는 연성 적층판의 제조 방법이며,

내열성 접착 필름(A)과 금속박(B)을 한 쌍 이상의 금속 롤 사이에서 보호 필름을 개재하여 열적층하는 공정;

내열성 접착 필름(A), 금속박(B), 및 보호 필름을 포함하는 적층체를 서냉하는 서냉 공정; 및

보호 필름을 분리하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법에 관한 것이다.

서냉 공정은 금속 롤의 표면 온도보다 낮은 온도로 설정된 가열 기구를 설치함으로써 수행되는 것이 바람직하고, 특히 가열 기구가 서냉 롤을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서 "서냉 롤"이란 열적층이 이루어지는 금속 롤보다 롤 표면 온도가 낮게 설정되어 있고, 열적층 후의 적층체를 접촉시킴으로써 적층체가 급냉되는 것을 방지할 목적으로 사용되는 롤을 가리킨다.

본 발명에 있어서 서냉 롤을 이용하는 경우, 상기 서냉 롤의 표면 온도는 금속 롤의 표면 온도보다 50 ℃ 내지 250 ℃ 낮게 설정되는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 서냉 롤의 표면 온도가 150 ℃ 내지 350 ℃의 범위 내로 설정된다.

서냉 공정에 있어서 적층체의 냉각 속도는 50 ℃/분 내지 300 ℃/분의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한, 한쪽 면 또는 양면이 열융착성 수지로 구성되는 1층 또는 2층 이상의 내열성 접착 필름(A)의 적어도 한 면에 금속박(B)을 접합시켜 이루어지는 연성 적층판의 제조 방법이며,

내열성 접착 필름(A)과 금속박(B)을 한 쌍 이상의 금속 롤 사이에서 보호 필름을 개재하여 열적층하는 공정;

상기 내열성 접착 필름(A), 상기 금속박(B), 및 보호 필름을 포함하는 적층체의 표면 온도가 300 ℃/분 이하의 냉각 속도로 상기 열융착성 수지의 유리 전이 온도 이하까지 냉각되는 서냉 공정;

보호 필름을 분리하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법에 관한 것이다.

이 경우, 열융착성 수지의 유리 전이 온도로 설정된 서냉 롤을 1개 이상 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 서냉 공정이 서냉 롤을 포함하는 복수의 가열 기구를 설치함으로써 이루어지는 것도 바람직하다.

본 발명에 따르면, 열적층 후의 연성 적층판을 서냉함으로써 주름, 파형 등의 외관 불량이 감소되고, 치수 안정성도 우수한 내열성 연성 적층판을 제공하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 사용되는 열적층기의 바람직한 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

도 2는 본 발명에 사용되는 적층체의 모식적인 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의해 제조되는 연성 적층판의 모식적인 확대 단면도이다.

도 4는 종래의 더블 벨트 프레스기의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

도 5는 종래의 열적층기의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

<부호의 설명>

1, 11: 보호 필름

2, 12: 금속박

3, 13: 내열성 접착 필름

4: 금속 롤

5, 15: 연성 적층판

6: 서냉 롤

7: 적층체

8: 가열부

9: 냉각부

14: 금속 벨트

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명은 한 쌍 이상의 금속 롤에 의해 열적층된 적층체를 서냉하는 것을 특징으로 한다. 본 발명자들은 고온에서 열적층된 연성 적층판을 온도 관리하지 않고 라인 중에서 자연 냉각시킨 경우, 부위에 따라 냉각 속도에 차이가 발생하여 연성 적층판에 온도 불균일이 발생하거나, 냉각 수축의 변형에 의해 보호 필름이 부분적으로 연성 적층판으로부터 박리될 수 있음을 발견하였다. 특히, 연속으로 제조하는 경우에는 연성 적층판에 항상 권취 장력이 걸려 있기 때문에, 이 온도 불균일에 의해 장력의 영향을 받기 쉬운 부위와 받기 어려운 부위가 발생한다. 또한, 연성 적층판이 충분히 냉각되기 전에 보호 필름으로부터 박리되면, 보호 필름에 의해 고정되어 있지 않기 때문에 급격한 냉각 수축을 일으킨다. 이들이 원인이 되어 결과적으로 얻어지는 연성 적층판에 주름 및 파형 등의 외관 이상이 발생할 수 있다. 따라서, 서냉 공정을 마련함으로써, 적층체가 급냉됨에 따른 온도 불균일의 발생 및 보호 필름의 박리를 방지하고, 주름이나 파형 등의 외관 불량, 및 치수 특성의 악화의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 본 발명에 있어서, 서냉 공정이란 한 쌍 이상의 금속 롤에 의해 보호 필름, 금속박 및 내열성 접착 필름을 열적층하고 나서 보호 필름을 박리하기까지의 동안에 적극적으로 마련한 급격한 온도 저하를 방지하기 위한 공정을 가리킨다.

서냉 수단으로서는 금속 롤의 표면 온도보다 저온으로 설정된 가열 기구를 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 가열 기구는 특히 서냉 롤을 포함하는 것이 바람직하다. 서냉 롤을 이용함으로써 특히 적층체의 폭 방향에서의 냉각 속도의 균일성을 보다 양호하게 확보할 수 있다. 이하에 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 사용되는 열적층기의 바람직한 일례를 나타내는 개략 단면도, 도 2는 본 발명에 사용되는 적층체의 모식적인 확대 단면도, 도 3은 본 발명에 의해 제조되는 연성 적층판의 모식적인 확대 단면도이다. 도 1의 열적층기는 금속박(2)과 내열성 접착 필름(3)을 보호 필름(1)을 통해 열적층하기 위한 한 쌍의 금속 롤(4) 및 서냉 롤(6)을 포함한다.

이 열적층기에 있어서, 보호 필름(1), 금속박(2), 및 내열성 접착 필름(3)이 한 쌍의 금속 롤(4)로 열적층된다. 그리고, 열적층 후에 보호 필름(1), 금속박(2), 및 내열성 접착 필름(3)이 접합된 도 2의 확대 단면도에 나타내는 적층체(7)가 제조되고, 적층체(7)이 서서히 냉각되면서 바람직하게는 복수의 롤에 의해 반송된다. 그리고, 적층체(7)로부터 보호 필름(1)이 박리됨으로써 도 3의 확대 단면도에 나타내는 연성 적층판(5)이 제조된다.

내열성 접착 필름으로서는 열융착성 수지로 이루어지는 단층 필름, 열융착성을 나타내지 않는 코어층의 한쪽 면 또는 양면에 열융착성 수지층을 형성한 복수층 필름 등을 사용하는 것이 바람직하다.

보호 필름으로서는 열적층 온도에 견딜 수 있는 것이며, 열적층시에는 연성 적층판과 약한 밀착력으로 적층체를 형성할 수 있고, 분리 공정에서 용이하게 연성 적층판으로부터 박리할 수 있는 것을 바람직하게 사용한다. 특히, 내열성, 내구성 등의 균형이 우수한 점에서, 비열가소성 폴리이미드로 이루어지는 보호 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 열적층시의 완충 효과를 충분히 발현시키기 위해 보호 필름의 두께는 75 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 한 쌍 이상의 금속 롤은 내열성 접착 필름, 금속박, 및 보호 필름을 가압하면서 가열하고, 내열성 접착 필름과 금속박을 보호 필름을 개재 하여 열적층한다. 이 때, 연성 적층판에 주름, 파형, 컬 등이 발생하지 않도록 하기 위해서는 금속 롤의 폭 방향에 있어서의 압력 및 온도의 균일성이 필요하다. 예를 들면, 금속 롤 자체에 온도 불균일이 존재하는 경우, 금속 롤의 팽창률 차이로 인해 중앙부와 단부의 롤 직경의 차이, 소위 온도 크라운이 발생한다. 이에 따라, 금속 롤에 변형이 생겨 연성 적층판에 걸리는 압력이 불균일하게 되는 경우가 있다. 금속 롤의 중앙부와 단부의 온도차가 1O℃ 이하로 설정되면 압력 및 온도의 균일성은 원하는 정도로 확보된다.

금속 롤의 표면 온도는 내열성 접착 필름에서의 열융착성 수지의 유리 전이 온도보다 50 ℃ 이상 높은 온도인 것이 바람직하고, 열적층 속도를 올리기 위해서는 열융착성 수지의 유리 전이 온도보다 100 ℃ 이상 높은 온도인 것이 더욱 바람직하다. 금속 롤의 가열 방식으로서는 예를 들면, 열매체 순환 방식, 열풍 가열 방식 또는 유전 가열 방식 등이 있다.

내열성 접착 필름, 금속박, 및 보호 필름을 포함하는 적층체는 금속 롤로 열적층된 후 서냉 롤에 의해 서냉된다. 서냉 롤의 표면 온도는 금속 롤의 표면 온도보다 낮게 설정된다. 금속 롤과 서냉 롤의 표면 온도의 차이는 50 ℃ 이상 250 ℃ 이하, 특히 50 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다. 서냉 롤과 금속 롤의 표면 온도의 차이가 50 ℃ 이상이면, 열적층용 금속 롤을 거친 연성 적층판이 보호 필름의 분리 수단에 도달하기까지 충분히 저온으로 냉각될 수 있기 때문에, 박리시의 외관 불량을 방지할 수 있다. 또한, 서냉 롤과 금속 롤의 표면 온도의 차이가 250 ℃ 이하이면, 연성 적층판이 급냉될 위험성이 없어 주름, 파 형, 컬 등의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

서냉 롤의 표면 온도는 150 ℃ 이상 350 ℃ 이하, 특히 200 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다. 150 ℃ 이상이면, 적층체의 급냉을 막고, 불균일한 수축을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 350 ℃ 이하이면 서냉 롤은 열적층 온도보다 저온으로 설정되게 되기 때문에 서냉 공정의 목적을 달성할 수 있다. 서냉 공정에서 서냉 수단을 복수 설치한 경우에는 개개의 서냉 온도(서냉 롤을 이용한 경우에는 서냉 롤의 표면 온도)가 150 ℃ 이상 350 ℃ 이하, 특히 200 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다.

서냉 공정에서의 적층체의 냉각 속도는 50 ℃/분 이상 300 ℃/분 이하가 바람직하고, 150 ℃/분 이상 250 ℃/분 이하로 설정되는 것이 더욱 바람직하다. 냉각 속도가 50 ℃/분 이상이면 생산 효율이 양호하고, 300 ℃/분 이하이면 적층체가 급냉될 위험성이 없고, 연성 적층판의 온도 불균일이나 보호 필름의 박리에 의한 외관 불량의 발생을 방지할 수 있다. 서냉 공정에서 서냉 수단을 복수 마련한 경우에는 개개의 서냉 속도가 50 ℃/분 이상 300 ℃/분 이하, 특히 200 ℃/분 이상 300 ℃/분 이하의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다. 한편, 냉각 속도는 열적층 직후의 적층체 실온과 서냉 공정 후의 적층체 실온과의 차이, 및 적층체가 양 온도 측정 위치 사이를 흐르는 데 필요한 시간으로부터 산출할 수 있다. 서냉 공정에서 서냉 수단을 복수 설치한 경우에는 예를 들면, 제1 서냉 공정 후의 적층체 실온과 제2 서냉 공정 후의 적층체 실온과의 차이, 또는 최종 서냉 공정 후의 적층체 실온과 보호 필름 박리 직전의 적층체의 실온과의 차이, 및 양 온도 측정 위치 사이를 흐르는 데 필요한 시간으로부터 산출할 수 있다.

금속 롤의 표면 온도에 의해 관리되는 열적층 온도로부터 열융착성 수지의 유리 전이 온도까지의 적층체의 냉각 속도의 최대치는 300 ℃/분 이하가 되도록 설정되는 것이 바람직하다.

냉각 속도의 최대치가 상기 범위 내가 되도록 설정함으로써, 서냉 공정 중에 적층체가 급냉되는 부위가 발생하지 않도록 제어하여 불균일한 수축을 방지할 수 있다.

본 발명의 서냉 공정에서는 상기 서냉 롤 이외에, 또는 서냉 롤과 조합하여 1 또는 2 이상의 가열 기구가 사용될 수 있다. 가열 기구로서는 예를 들면 원적외선 히터, 근적외선 히터, 가열 오븐 등을 들 수 있다. 이들 히터는 상기 히터로 가열되는 부위의 적층체의 최고 온도가, 예를 들면 금속 롤의 표면 온도보다 50 내지 100 ℃ 저온이 되도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 서냉 롤은 1단만일 수 있으나, 2단 이상이 설치되는 것도 바람직하다. 서냉 롤을 2단 이상 설치하는 경우, 적층체가 통과하는 순으로 표면 온도를 서서히 낮게 설정하는 것이 바람직하다. 다만, 인접하는 서냉 롤간의 온도차가 너무 작으면 롤을 다단 설치하게 되어 필요 이상으로 라인이 길어진다. 그 때문에, 인접하는 서냉 롤의 온도차는 50 ℃ 이상으로 하는 것이 생산 효율 면에서는 바람직하다. 이 경우, 예를 들면 열적층 온도를 300 ℃ 이상으로 한 경우에도 서냉 롤을 2 내지 5단 정도 설치함으로써 적층체를 원하는 온도까지 냉각할 수 있다.

서냉 롤은 각각이 1개의 롤로 구성될 수 있지만, 쌍롤로 구성될 수도 있다.

서냉 롤 표면의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 서냉 롤의 표면 온도를 200 ℃ 이상으로 설정하는 경우에는 일반적으로 사용되는 고무 롤의 사용은 곤란하기 때문에, 금속 롤로 하는 것이 바람직하다. 바람직한 재질로서는 SUS(스테인레스), 알루미늄 등을 들 수 있다. 또한, 롤 표면의 경도를 향상시켜 내마모성을 개선할 목적으로 크롬 도금 등을 실시하는 것도 바람직하다.

한편, 적층체의 냉각 속도는 내열성 접착 필름, 금속박, 보호 필름의 종류와 두께, 금속 롤의 표면 온도, 서냉 롤의 표면 온도, 그 밖의 가열 기구의 설정 온도와 설치 장소, 라인 속도 등에 따라 바뀌기 때문에 이들을 적절하게 조정함으로써 원하는 범위 내로 설정하면 된다.

상기한 방법으로 서냉된 적층체로부터는 예를 들면 박리 수단 등의 분리 수단에 의해 보호 필름이 분리된다. 열융착성 수지를 포함하는 내열성 접착 필름을 사용하는 경우, 보호 필름의 박리시에서의 적층체의 온도는 상기 열융착성 수지의 Tg 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Tg보다 50 ℃ 이상 낮은 온도, 더욱 바람직하게는 Tg보다 100 ℃ 이상 낮은 온도로 한다. 가장 바람직하게는 실온까지 냉각된 시점에서 보호 필름을 연성 적층판으로부터 박리하는 것이 바람직하다. 열융착성 수지의 Tg보다 높은 온도에서 보호 필름을 박리하면 내열성 접착 필름이 변형되기 쉽기 때문에 연성 적층판에 주름이 발생하여 외관 불량이 발생하기 쉬워지는 경향이 있기 때문이다.

보호 필름의 박리시에는 보호 필름과 연성 적층판의 밀착 강도가 예를 들면 0.1 내지 3 N/㎝의 범위가 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 설정 된 박리 시간보다 전에 보호 필름과 연성 적층판이 박리될 위험성이 없고, 또한 박리시에서의 박리 불량을 효과적으로 방지할 수 있기 때문에 외관 불량이 없는 연성 적층판을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 열적층 온도가 300 ℃ 이상, 바람직하게는 350 ℃ 이상인 경우에 특히 우수한 효과를 발현한다.

이상의 방법에 의해 본 발명의 연성 적층판이 제조된다. 한편, 박리된 보호 필름은 반복 사용할 수 있다. 열적층용 금속 롤 전후에 연성 적층판의 인출·권취 장치를 설치하는 것은 물론, 보호 필름용 인출·권취 장치를 병설함으로써, 한번 열적층에 사용된 보호 필름을 권취 장치로 권취하고, 인출측에 재차 설치함으로써 보호 필름을 재이용할 수 있다. 권취할 때에, 단부 위치 검출 장치와 권취 위치 수정 장치를 설치하여, 높은 정밀도로 보호 재료의 단부를 맞추어 권취할 수도 있다.

<내열성 접착 필름>

본 발명에 사용하는 내열성 접착 필름은 전자 전기 기기 용도에 적합시킬 목적으로 절연성을 나타내는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 내열성 접착 필름에서의 "내열성"이란 열적층시의 고온에 견딜 수 있는 특성을 갖는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 내열성 접착 필름에서의 "접착"이란 열적층시의 고온에서의 필름 표면의 융착성(열융착성)에 의해 금속박과 접합되는 것을 의미하고, 소위 택 시일(tack seal)과 같이 실온에서 필름 표면이 항상 접착성(점착성)을 갖는 것을 필요로 하는 것은 아니다.

내열성 접착 필름으로서는 열융착성 수지로 이루어지는 단층 필름, 열융착성을 나타내지 않는 코어층의 한쪽 면 또는 양면에 열융착성 수지층을 형성한 복수층 필름 등을 사용할 수 있다. 여기서, 열융착성 수지로서는 열가소성 폴리이미드 성분으로 구성되는 수지가 바람직하고, 예를 들면, 열가소성 폴리이미드, 열가소성 폴리아미드이미드, 열가소성 폴리에테르이미드, 열가소성 폴리에스테르이미드 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 열가소성 폴리이미드 및 열가소성 폴리에스테르이미드를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 원래 열융착성 수지층에는 접착성을 향상시키는 등의 목적으로 상기한 열융착성 수지 이외에 에폭시 수지, 아크릴 수지 등의 열경화성 수지 등이 함유되어 있을 수 있다.

한편, 열융착성을 나타내지 않는 코어층으로서는 예를 들면 비열가소성 폴리이미드 필름, 아라미드 필름, 폴리에테르에테르케톤 필름, 폴리에테르술폰 필름, 폴리아릴레이트 필름 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 등을 사용할 수 있다. 여기서 "비열가소성"이란 소위 "열경화성"을 의미하는 것은 아니며, 유리 전이 온도(Tg)보다 분해 온도 쪽이 저온인 등의 이유로 유리 전이 또는 융해를 명료하게 관측할 수 없는 성질을 나타내는 것도 포함한다. 본 발명에 있어서는, 전기적 특성(절연성) 측면에서 비열가소성 폴리이미드 필름을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 코어층은 열적층시의 가열에 대하여 용이하게 연화되거나 융해되지 않고, 충분히 형상을 유지할 수 있는 특성을 나타낸다.

또한, 열융착성을 나타내지 않는 코어층의 한쪽 면에만 열융착성 수지층을 형성한 복수층 필름의 경우, 금속박을 적층한 후의 휨을 방지하기 위해 열융착성 수지층을 형성하지 않는 쪽의 면에 뒤붙임층을 마련할 수도 있다.

내열성 접착 필름의 제조 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 다양한 제조 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 열융착성 수지로 이루어지는 단층 필름의 경우, 벨트 캐스팅법, 압출법 등에 의해 제조할 수 있다.

또한, 열융착성을 나타내지 않는 코어층의 한쪽 면 또는 양면에 열융착성 수지층을 형성한 복수층 필름의 경우, 열융착성을 나타내지 않는 코어층의 한쪽 면 또는 양면에 열융착성 수지를 한면씩 또는 양면 동시에 도포함으로써 제조하는 방법, 또는 상기 코어층을 구성하는 필름의 한쪽 면 또는 양면에 열융착성 수지만으로 이루어지는 단층의 필름을 접합시킴으로서 복수층 필름을 제조하는 방법 등을 들 수 있다.

한편, 열융착성을 나타내지 않는 코어층의 양면에 열융착성 수지층을 형성한 복수층 필름을 제조하는 방법에 있어서, 특히 열융착성 수지로서 열가소성 폴리이미드를 사용하는 경우, 폴리아믹산의 상태로 코어층에 도포하고, 이어서 건조시키면서 이미드화를 수행하는 방법과, 그대로 가용성 폴리이미드 수지를 도포하여 건조시키는 방법을 들 수 있고, 어느 방법을 채용하더라도 지장은 없다. 그 외에 열융착성 수지/열융착성을 나타내지 않는 수지/열융착성 수지를 이 순서의 층 구성이 되도록 공압출하여 한꺼번에 이들 수지로 이루어지는 3층 구조의 내열성 접착 필름을 제조하는 방법을 들 수도 있다.

<보호 필름>

본 발명에 사용하는 보호 필름은 열적층 온도에 견딜 수 있는 것이 필요하 다. 보호 필름의 선팽창 계수는 50 ppm/℃ 이하인 것이 바람직하다. 보호 필름의 선팽창 계수가 50 ppm/℃보다 큰 경우에는 열적층시의 가열 및 열적층 후의 냉각에 의해 연성 적층판에 비해 보호 필름의 치수가 크게 변화하여 연성 적층판에 주름이 생길 수 있다. 또한, 보호 필름의 두께는 75 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 100 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하며, 125 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 보호 필름의 두께가 75 ㎛ 미만인 경우에는 보호 필름의 두께가 너무 얇아, 냉각에 의한 연성 적층판의 수축에 보호 필름이 견딜 수 없고, 연성 적층판에 주름이 발생하게 되는 경향이 있다. 보호 필름의 두께가 100 ㎛ 이상, 125 ㎛ 이상으로 두꺼워짐에 따라 냉각에 의한 연성 적층판의 수축에 보호 필름이 견딜 수 있게 되어 연성 적층판에 주름이 발생하기 어려워진다.

또한, 보호 필름은 금속 롤에 의한 열적층 후에도 연성 적층판과 가볍게 밀착한 상태를 유지할 수 있는 것이면 특별히 표면 처리 등을 실시할 필요가 없다. 반대로 보호 필름이 연성 적층판과 가볍게 밀착한 상태를 유지할 수 없는 경우, 보호 필름측에 가볍게 밀착할 수 있도록 표면 처리를 실시하거나, 연성 적층판측의 금속박에 동일한 표면 처리를 실시하거나, 보호 필름측, 연성 적층판측의 금속박의 양쪽에 표면 처리를 실시할 수 있다. 또한, 연성 적층판의 금속박 표면의 산화를 방지할 목적으로 실시된 방청 처리 등 다른 목적으로 실시한 표면 처리라도 보호 필름과 연성 적층판이 가볍게 밀착되는 것이면 표면 처리가 실시되어 있어도 상관없다.

보호 필름 자체로는 연성 적층판과 가볍게 밀착한 상태가 되지 않는 경우, 보호 필름의 전체 또는 적어도 표면에, 상온에서는 점착성을 나타내지 않고 열적층 온도에서 점착성을 나타내는 재료를 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 상온에서는 점착성을 나타내지 않고, 열적층될 때의 온도에 따라 점착성을 나타내는 재료로서, 예를 들면, 열적층 온도 부근에 Tg를 갖는 열융착성 수지를 생각할 수 있다. 통상, 내열성 연성 적층판을 제조할 때의 라미네이트 온도는 200 ℃ 이상으로 고온이며, 그 온도에 견딜 수 있는 재료로서는 열가소성 폴리이미드 수지, 열가소성 폴리아미드 수지, 열가소성 폴리아미드이미드 수지 등의 내열성 열가소성 수지가 바람직하다. 이들 열적층 온도에서 점착성을 갖는 재료를 한쪽 면에 갖는 보호 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

보호 필름의 한쪽 면에 상기 점착성을 갖는 재료를 형성하는 방법은 소정의 수지 구성의 것을 얻을 수 있으면 특별히 한정되지 않으며, 보호 필름의 한쪽 면에 상기 점착성을 갖는 재료의 도포· 건조를 수행하는 방법, 미리 상기 점착성을 갖는 재료의 필름을 형성해 두고, 그 후에 보호 필름과 접합시켜 제조하는 방법, 보호 필름의 제조와 동시에 그 한쪽 면에 상기 점착성을 갖는 재료의 층도 형성하는 방법 등을 사용할 수 있다.

한편, 상기 점착성을 나타내는 재료의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 너무 두꺼운 경우에는 금속박과의 박리시에 상기 점착성을 나타내는 재료의 응집 파괴가 발생하여 금속박에 전사될 가능성이 있기 때문에 10 ㎛ 이하의 두께가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다.

<금속박>

본 발명에서의 금속박으로서는 예를 들면, 동박, 니켈박, 알루미늄박 또는 스테인레스 스틸박 등이 사용된다. 금속박은 단층으로 구성되어 있을 수 있고, 표면에 방청층이나 내열층(예를 들면, 크롬, 아연, 니켈 등의 도금 처리에 의한 층)이 형성된 복수의 층으로 구성되어 있을 수 있다. 또한, 동박의 종류로서는 예를 들면 압연 동박, 전해 동박 또는 HTE 동박 등이 있다. 또한, 금속박의 두께가 얇을수록 인쇄 기판에서의 회로 패턴의 선폭을 세선화할 수 있기 때문에, 금속박의 두께는 35 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 18 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서는 외관 불량의 발생을 보다 효과적으로 방지할 목적으로 다음과 같은 공정을 마련할 수 있다.

예를 들면, 열적층 전에는 급격한 온도 상승을 피하고, 보호 필름의 팽창 주름의 발생을 방지하는 측면에서, 보호 필름, 금속박 및 내열성 접착 필름에 예비 가열을 실시할 수도 있다. 여기서, 예비 가열은 예를 들면, 보호 필름, 금속박 및 내열성 접착 필름을 열 롤에 접촉시킴으로써 수행할 수 있다.

여기서, 보호 필름의 온도를 금속 롤의 표면 온도보다 10 ℃ 낮은 온도로부터 금속 롤의 표면 온도까지의 범위 내로 설정하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 열 롤에 보호 필름이 접촉하는 시간은 1초 이상, 나아가 10초 이상, 특히 15초 이상이 바람직하다. 이 접촉 시간에 맞추어 적절하게 롤 직경을 선택하여, 예를 들면, 보호 필름을 열 롤의 일부, 1/4 원주 이상, 1/2 원주 이상의 거리를 열 롤에 감싸서 보호 필름을 가열할 수 있다. 이에 따라, 보호 필름이 열적층 직전에서 소정의 온도가 되어, 보호 필름의 팽창 주름도 없어진 상태에서 내열성 접착 필름 및 금속박을 라미네이트할 수 있어 주름이 없는 연성 적층판을 제조할 수 있다.

또한, 열적층 전에 보호 필름, 금속박 및 내열성 접착 필름의 이물질을 제거하는 공정을 마련하는 것이 바람직하다. 이물질로서는 예를 들면 PET 찌꺼기, 폴리에스테르 섬유 찌꺼기 등을 들 수 있다. 특히, 보호 필름을 재이용하여 반복 사용하기 위해서는 보호 필름에 부착한 이물질의 제거가 중요해진다. 이물질을 제거하는 공정으로서는 예를 들면, 물이나 용제 등을 이용한 세정 처리나 점착 고무 롤에 의한 이물질의 제거 등이 있다. 그 중에서도, 점착 고무 롤을 이용하는 방법은 간편한 설비인 점에서 바람직하다. 점착 고무 롤의 재질은 부틸 고무, 실리콘 고무 등이 바람직하다.

또한, 환경으로부터 보호 필름, 금속박 및 내열성 접착 필름으로 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위해 열적층 전에 보호 필름, 금속박 및 내열성 접착 필름의 정전기를 제거하는 수단을 마련하는 것이 바람직하다. 정전기를 제거하는 수단으로서는 제전 에어 등을 사용하는 방법을 들 수 있다. 또한, 연성 적층판을 제조하는 환경을 깨끗하게 유지하는 것도 유효하다. 구체적으로는, 클린룸 내에서 제조하는 방법, 클린 부스로 열적층 장치를 포위하는 방법, 클린룸 내의 열적층 장치를 추가로 클린 부스로 포위하는 방법 등을 들 수 있다.

한편, 금속 롤에서의 열적층시의 압력(선압)은 49 N/㎝ 이상 490 N/㎝ 이하인 것이 바람직하고, 98 N/㎝ 이상 294 N/㎝ 이하인 것이 보다 바람직하다. 열적층시의 선압이 49 N/㎝ 미만인 경우에는 선압이 너무 작아 금속박과 내열성 접착 필름과의 밀착성이 약해지는 경향이 있고, 490 N/㎝보다 큰 경우에는 선압이 너무 커서 연성 적층판에 변형이 생겨, 제품으로서 사용될 때에 금속박 제거 후의 연성 적층판의 치수 변화가 커질 수 있다. 금속 롤의 가압 방식으로서는 예를 들면, 유압 방식, 공기압 방식 또는 갭간 압력 방식 등이 있다.

열적층 속도는 0.5 m/분 이상인 것이 바람직하고, 1 m/분 이상인 것이 더욱 바람직하다. 열적층 속도가 0.5 m/분 이상이면, 외관 및 금속박 제거 후의 치수 안정성을 향상시킨 연성 적층판의 생산성을 특히 향상시킬 수 있는 경향이 있다.

<연성 적층판의 제조>

(실시예 1 내지 3)

도 1에 나타내는 열적층기를 이용하여 연성 적층판을 제조하였다. 보호 필름(1)으로서 두께 125 ㎛의 비열가소성 폴리이미드 필름(가네가후치가가쿠 고교 가부시끼가이샤 제조의 "아피칼 125NPI", 금속박(2)으로서 두께 18 ㎛의 동박, 내열성 접착 필름(3)으로서 두께 25 ㎛의 내열성 접착 필름(가네가후치가가쿠고교 가부시끼가이샤 제조의 "PIXEO HC-142", 유리 전이 온도 240 ℃)을 각각 사용하였다.

보호 필름(1), 금속박(2), 내열성 접착 필름(3)이 감겨진 롤을 각각 회전시켜 제전 및 이물질 제거를 수행한 후에 보호 필름(1)을 한 쌍의 금속 롤(4)에 1/2 원주 감아 예열된 상태에서, 금속박(2) 및 내열성 접착 필름(3)을 온도 360 ℃, 라인 속도 1.5 m/분, 라미네이트 압력 196 N/㎝에서 열적층하여 내열성 접착 필름의 양면에 금속박 및 보호 필름이 이 순서로 접합된 5층 구조의 적층체(7)를 제조하였다.

이어서, 표 1에 나타내는 적층체 온도가 되도록 설정된 서냉 롤(6)을 통해 적층체(7)를 서냉하고, 적층체(7)로부터 보호 필름(1)을 박리하여 연성 적층판을 제조하였다. 한편, 서냉 롤은 금속 롤의 바로 후방의 위치, 구체적으로는 금속 롤의 중심축과 서냉 롤의 중심축과의 수평간 거리가 1 m가 되는 위치에 설치하였다. 서냉 롤의 온도는 250 ℃였다. 열적층부, 서냉 롤 접촉부, 및 박리부의 적층체의 실온을 측정하고, 각 온도 측정 위치간의 온도차와 각 온도 측정 위치간을 적층체가 흐르는 데 필요한 시간으로부터 적층체의 냉각 속도를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 보호 필름과 연성 적층판의 밀착 강도는 2 N/㎝였다.

얻어진 연성 적층판에 대하여 후술하는 방법으로 외관과 치수 안정성(MD 방향, TD 방향)을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

(실시예 4)

서냉 롤의 후방에 원적외선 히터를 설치한 점 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성 적층판을 제조하였다. 한편, 원적외선 히터는 10 ㎝ 간격으로 폭 방향으로 5개 설치하였다. 열적층부, 서냉 롤 접촉부, 및 박리부의 적층체의 실온을 측정하고, 각 온도 측정 위치간의 온도차와 각 온도 측정 위치 사이를 적층체가 흐르는 데 필요한 시간으로부터 적층체의 냉각 속도를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

얻어진 연성 적층판에 대하여 외관과 치수 안정성(MD 방향, TD 방향) 을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(비교예)

서냉 롤을 이용하지 않은 점 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 연성 적층판을 제조하였다. 열적층부, 열적층부와 박리부의 정중간부, 및 박리부에서의 적층체의 실온을 측정하고, 각 온도 측정 위치간의 온도차와 각 온도 측정 위치 사이를 적층체가 흐르는 데 필요한 시간으로부터, 열적층부 내지 박리부에 대하여 냉각 공정(전반), 냉각 공정(후반)으로 나누어 냉각 속도를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

얻어진 연성 적층판에 대하여 외관과 치수 안정성(MD 방향, TD 방향)을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<연성 적층판 성능 평가>

(1) 외관

연성 적층판의 표면에 대하여 1 ㎡당 발생한 주름의 개수를 세어 하기 평가 기준으로 평가하였다.

◎ … 주름이 전혀 없음.

○ … 1 ㎡당 발생한 주름이 1개 이하

○△ … 1 ㎡당 발생한 주름이 2개 이상 3개 이하

△ … 1 ㎡당 발생한 주름이 4개 이상 6개 미만

× … 1 ㎡당 발생한 주름이 6개 이상

(2) 치수 안정성

금속박 제거 전후의 치수 변화율을 JIS C6481을 참고로 하여 다음과 같이 측정 및 산출하였다. 즉, 연성 적층판으로부터 200 ㎜×200 ㎜의 정방형 샘플을 추출하고, 이 샘플에 있어서 150 ㎜×150 ㎜의 정방형의 네 귀퉁이에 직경 1 ㎜의 구멍을 형성하였다. 한편, 200 ㎜×200 ㎜의 정방형의 샘플, 및 150 ㎜×150 ㎜의 정방형의 두 변은 MD 방향으로, 나머지 두 변은 TD 방향을 따르도록 하였다. 또한, 이들 두 정방형의 중심이 일치하도록 하였다. 이 샘플을 20 ℃, 60％ RH의 항온 항습실에 12 시간 방치하여 습도를 조절한 후, 상기 네 구멍의 거리를 측정하였다. 다음으로, 연성 적층판의 금속박을 에칭 처리에 의해 제거한 후, 20 ℃, 60 ％ RH의 항온실에 24 시간 방치하였다. 그 후, 에칭 처리 전과 마찬가지로 네 구멍에 대하여 각각의 거리를 측정하였다. 금속박 제거 전의 각 구멍의 거리의 측정치를 D1, 금속박 제거 후의 각 구멍의 거리의 측정치를 D2로 하여 하기 계산식에 기초하여 치수 변화율을 산출하였다. 이 치수 변화율의 절대치가 작을수록 치수 안정성이 우수함을 나타낸다.

치수 변화율(％)={(D2-D1)/D1×100

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 서냉 공정을 마련하지 않은 비교예에서는 냉각 공정의 전반에 있어서의 적층체의 실온의 저하 속도가 커졌지만, 서냉 공정을 마련한 실시예 1 내지 4의 각 온도 측정 위치간의 냉각 속도는 비교예의 냉각 공정의 전반에 있어서의 냉각 속도보다 작고, 또한 실시예 1 내지 4에 있어서는 열적층부에서 박리부에 이르기까지의 냉각 속도가 비교적 균일하다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 4에 있어서는 비교예에 비해 주름의 발생이 현저히 억제되었다. 가열 기구로서 서냉 롤 외에 히터를 설치한 실시예 4는 특히 양호한 외관을 가졌다.

또한, MD 방향 및 TD 방향(MD 방향과 직교하는 방향)의 치수 안정성에 대해서도 실시예 1 내지 4는 비교예에 비해 양호하고, 특히 실시예 4는 우수한 치수 안정성을 나타내었다.

상기에서 개시된 실시 형태 및 실시예는 모든 면에서 예시이며, 제한적인 것은 아님을 고려해야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 나타내어지며, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것으로 의도된다.

본 발명에 따르면, 외관 및 치수 안정성이 우수한 연성 적층판을 제조할 수 있고, 본 발명은 전자 전기 기기, 특히 휴대 전화용 인쇄 기판의 제조에 바람직하게 사용된다.

Claims (9)

1. 내열성 접착 필름(A)의 적어도 한 면에 금속박(B)을 접합시켜 이루어지는 연성 적층판의 제조 방법이며,

   상기 내열성 접착 필름(A)과 상기 금속박(B)을 한 쌍 이상의 금속 롤 사이에서 보호 필름을 개재하여 열적층하는 공정;

   상기 내열성 접착 필름(A), 상기 금속박(B), 및 상기 보호 필름을 포함하는 적층체를 서냉하는 서냉 공정; 및

   보호 필름을 분리하는 공정

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 서냉 공정이 상기 금속 롤의 표면 온도보다 낮은 온도로 설정된 가열 기구를 설치함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 가열 기구가 서냉 롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 서냉 롤의 표면 온도가 상기 금속 롤의 표면 온도보다 50 ℃ 내지 250 ℃ 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 서냉 롤의 표면 온도가 150 ℃ 내지 350 ℃의 범위 내로 설정되는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 서냉 공정에서 상기 적층체의 냉각 속도가 50 ℃/분 내지 300 ℃/분의 범위 내로 설정되는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법.
7. 한쪽 면 또는 양면이 열융착성 수지로 구성되는 1층 또는 2층 이상의 내열성 접착 필름(A)의 적어도 한 면에 금속박(B)을 접합시켜 이루어지는 연성 적층판의 제조 방법이며,

   상기 내열성 접착 필름(A)과 상기 금속박(B)을 한 쌍 이상의 금속 롤 사이에서 보호 필름을 개재하여 열적층하는 공정;

   상기 내열성 접착 필름(A), 상기 금속박(B), 및 보호 필름을 포함하는 적층체의 표면 온도가 300 ℃/분 이하의 냉각 속도로 상기 열융착성 수지의 유리 전이 온도 이하까지 냉각하는 서냉 공정; 및

   보호 필름을 분리하는 공정

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 열융착성 수지의 유리 전이 온도로 설정된 서냉 롤을 설치하는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서냉 공정이 서냉 롤을 포함하는 복수의 가열 기구를 설치함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 연성 적층판의 제조 방법.

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