KR20090038994A - 부도체를 지지체로 사용하는 도전성 양면테이프 - Google Patents

부도체를 지지체로 사용하는 도전성 양면테이프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성 양면테이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부도체를 지지체로 사용하여 전자파(노이즈)가 발생되는 전기 · 전자기기 부품과 이를 제거하기 위한 전자파 차폐재들과의 점착, 접착, 고정 또는 연결시켜 서로간의 통전성을 부여하여 전자파 차폐재가 갖고 있는 전자파 차단, 전자파 흡수, 방열 등과 같은 고유의 특성이 발휘될 수 있는 도전성 양면테이프에 관한 것이다.
본 발명의 도전성 양면테이프는 부도체인 지지체의 두께 대비 도전성 파우더의 입자크기를 적절하게 선택함으로써 도전성 양면테이프의 두께를 15 ~ 160 ㎛까지 매우 광범위하게 조절할 수 있으며, 유연하고, 인장강도와 같은 기계적 강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 다양한 전기 저항값을 갖도록 하여 우수한 전기전도도를 유지하는 것이 가능하므로 전자파 차폐재가 갖고 있는 고유의 특성이 발휘될 수 있는 도전성 양면테이프로 유용하게 이용될 수 있다.
전자파 차폐, 부도체, 도전성, 양면테이프, 통전성

Description

부도체를 지지체로 사용하는 도전성 양면테이프 {Conductive double-faced tape supported on nonconductor}
본 발명은 도전성 양면테이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부도체를 지지체로 사용하여 전자파(노이즈)가 발생되는 전기 · 전자기기 부품과 이를 제거하기 위한 전자파 차폐재들과의 점착, 접착, 고정 또는 연결시켜 서로간의 통전성을 부여하여 전자파 차폐재가 갖고 있는 전자파 차단, 전자파 흡수, 방열 등과 같은 고유의 특성이 발휘될 수 있는 도전성 양면테이프에 관한 것이다.
전기전자 산업과 정보통신기술이 급속하게 발전함에 따라 다양한 기능과 대량의 데이터를 빠른 시간에 처리할 수 있는 작고 가벼우면서 소비전력이 적은 전기전자부품기기가 필요하게 되었다.
상기와 같은 조건을 만족시키기 위해서 좁은 공간에 많은 회로나 부품이 집적화되고, 이에 따라 부품과 회로 간에 노이즈(전자파)에 대한 영향을 받기 쉬운 환경에 노출되게 된다.
이를 해소하기 위해 전자파 차폐재와 도전성 양면테이프의 지지체가 도전성이 우수한 금속류, 예컨대 금속박, 금속사, 금속섬유 등에서 가공이 용이하면서도 가벼운 부도체, 예를 들면, 직포, 부직포, 합성플라스틱, 필름 또는 시트, 폼(foam)형태 등에 무전해 도금한 차폐재가 개발되었다. 이러한 차폐재의 기능을 100% 발휘하기 위해서는 전자파가 발생되는 회로 또는 부품과 차폐재간의 통전과 접착(접지)을 할 수 있는 통전성이 뛰어난 도전성 양면테이프를 필요로 한다.
그러나, 종래의 부도체를 지지체로 사용한 도전성 양면테이프의 경우, 무전해 도금 공정을 반드시 필요로 하기 때문에 무전해 도금 과정에서 지지체의 재질이 도금에 용이하지 않거나, 얇아서 인장강도가 약하거나, 혹은 수용액 속에서 해리 또는 변형이 일어나는 지지체는 도금이 불가능하기 때문에 사용가능한 지지체는 한정되었다.
또한, 도전성 양면테이프의 두께가 20 ~ 50 ㎛로 박막인 경우, 점착층 두께가 최소 일면 10 ㎛ 이상이 되어야 점착력, 접착력, 유지력, 볼텍(ball tack) 등과 같은 점착층 고유의 물성이 발휘될 수 있기 때문에 금속류의 지지체는 기술적인 문제로 인해 생산비가 증가할 수밖에 없으며, 무전해 도금 지지체는 금속류보다 두께 면에 있어서는 비교적 자유롭긴 하지만 역시 비용 면에서는 문제가 있다.
상기와 같은 이유로, 종래 도전성 양면테이프는 두께나 지지체의 다양성 면에서 한계가 있었다.
한편, 종래 도전성 양면테이프에 관련된 기술로는 대한민국 특허 공개 제10-2005-006262호에서는 아크릴레이트 수지와 금속 성분을 포함하는 도전성 페이스트가 개시되어 있다. 그러나, 상기 발명은 금속 성분의 함량이 매우 높아 경제적이지 못하고, 적층 구조이기 때문에 공정상 복잡하다는 문제가 있다.
또한, 대한민국 실용신안 등록 제20-0371726호에는 도전성 지지부재와 압력 점착 테이프층, 및 열접착 필름층을 포함하는 다목적 점착테이프에 대해 기술하고 있다. 그러나, 상기 발명에서는 비도전성 폴리머 수지를 무전해 도금처리한 도전성 와이어를 도전성 지지부재로 사용하기 때문에 무전해 도금공정에 따른 원가 상승과 도금공정에서 발생되는 환경오염이 문제가 되었다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 예의 노력한 결과, 가공이 용이하면서도 가벼운 부도체를 무전해 도금공정을 거치지 않고 지지체로 사용할 수 있는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
결국, 본 발명은 부도체를 지지체로 사용하는 도전성 양면테이프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 이루기 위해, 본 발명은 부도체를 지지체로 사용하는 도전성 양면테이프를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 도전성 양면테이프의 전체 두께는 15 ~ 160 ㎛ 범위인 것을 특징으로 할 수 있으며, 수직저항(Volume conductivity)값은 0.01 ~ 2.5Ω/sq inch 범위인 것이 특징이다.
종래의 도전성 양면테이프는 도전성 파우더의 양으로 도전성을 결정한데 반해, 본 발명의 도전성 양면테이프는 도전성 파우더의 양이 아닌 부도체인 지지체의 두께대비 도전성 파우더의 입자크기를 적절하게 선택함으로써 도전성 양면테이프의 두께를 15 ~ 160 ㎛까지 매우 광범위하게 조절할 수 있으며, 유연하고, 인장강도와 같은 기계적 강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 다양한 전기 저항값을 갖도록 하여 우수한 전기전도도를 유지하는 것이 가능하므로 전자파 차폐재가 갖고 있는 고유의 특성이 발휘될 수 있는 도전성 양면테이프로 유용하게 이용될 수 있다.
또한, 종래 도전성 양면테이프와 달리 금속박 또는 부도체에 무전해 도금공정을 거친 도체를 지지체로 사용하지 않음으로 해서 공정을 단순화하고, 무전해 도금 공정에서 발생하는 환경오염 방지 및 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 부도체를 지지체로 사용하는 도전성 양면테이프를 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 도전성 파우더를 비도전성 폴리머 수지 중에 분산시킨 도전성 점착층을 부도체 양면에 적층한 도전성 양면테이프를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 비도전성 폴리머 수지는 필름을 형성할 수 있는 폴리머 수지라면 특별히 제한은 없으나, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 또는 고무로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하며, 특히 유리전이온도(Tg)가 -20 ~ -65℃인 것이 바람직하다.
또한, 상기 도전성 파우더는 니켈을 포함한 도전성이 있는 금속 파우더가 바람직하며, 이외에도 구리, 알루미늄, 은, 금, 카본, 그라파이트, 구리가 합금된 합금구리; 니켈을 코팅한 구리, 니켈을 코팅한 알루미늄, 니켈을 코팅한 은, 니켈을 코팅한 금, 니켈을 코팅한 카본, 니켈을 코팅한 그라파이트, 니켈을 코팅한 구리가 합금된 합금구리; 은을 코팅한 구리, 은을 코팅한 알루미늄, 은을 코팅한 니켈, 은 을 코팅한 금, 은을 코팅한 카본, 은을 코팅한 그라파이트, 은을 코팅한 구리가 합금된 합금구리; 알루미늄을 코팅한 구리, 알루미늄을 코팅한 니켈, 알루미늄을 코팅한 은, 알루미늄을 코팅한 금, 알루미늄을 코팅한 카본, 알루미늄을 코팅한 그라파이트, 알루미늄을 코팅한 구리가 합금된 합금구리; 구리를 코팅한 니켈, 구리를 코팅한 알루미늄, 구리를 코팅한 은, 구리를 코팅한 금, 구리를 코팅한 카본, 구리를 코팅한 그라파이트, 구리를 코팅한 구리가 합금된 합금구리;로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것도 바람직하다.
또한, 최종 완성된 테이프의 접착능력을 향상시키고, 소정의 수직저항(Volume conductivity)값을 얻기 위해서는 상기 비도전성 폴리머 수지 100 중량부에 대해 상기 도전성 파우더는 0.02 ~ 40 중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 도전성 파우더의 함유량이 0.02 중량부 미만이면, 우수한 전기전도도를 얻기 힘들고, 40 중량부를 초과하면 점착력, 접착력, 유지력, 볼텍(ball tack) 등과 같은 점착층 고유의 물성이 발휘하기가 힘들어 진다.
또한, 상기 도전성 파우더의 입자 크기는 부도체의 두께, 천공의 단위 면적, 천공의 개수 및 도전성 점착층의 두께를 감안하여 선택되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 micotrac(d50/micons) 0.5 ~ 100 ㎛ 범위인 것이 좋다. 도전성 파우더의 입자 크기가 0.5 ㎛ 보다 작으면 입자의 비표면적이 너무 커져 고충전화가 곤란해 질 우려가 있고, 충전율이 동일한 경우 도전성 점착층의 수직저항(Volume conductivity)값이 커지게 되며, 입자 크기가 100 ㎛를 초과하게 되면 도전성 점착층에 심한 요철이 나타나 점착층 고유의 물성이 현저히 상실하게 된다.
또한, 상기 부도체는 구조적으로 천공을 가지는 직조되거나 부직포 형태로 이루어진 섬유나 전기 절연성 고분자 필름에 인위적 천공작업을 통해 천공을 가지는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 천공은 각 천공의 모양이나 면적, 개수와 관계없이 천공 개수의 면적의 합이 단위면적당 적어도 1% 이상의 천공면적을 가지는 것을 의미한다.
또한, 상기 부도체의 두께는 3 ~ 120 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 부도체는 도전성을 부여하기 위한 금속 도금이나 무전해 금속 도금이 아닌 전처리 도전성 코팅, 예를 들면, 함침, 단면 코팅, 양면 코팅 등을 포함한다.
또한, 본 발명은 효과의 극대화를 위해 상기 비도전성 폴리머 수지에 상기 도전성 파우더에 더하여 점착부여제, 침강방지제, 커플링제, 분산제, 유기용제 및 가교제로 이루어진 첨가제 중에서 선택되는 어느 하나 이상이 더 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 도전성 양면테이프는 15 ~ 160 ㎛ 의 두께로 제조되는 것이 바람직하다.
상기 도전성 양면테이프의 두께가 15 ㎛ 미만인 경우에는, 수직저항(Volume conductivity)값은 우수하나 외관 및 점착력(혹은 접착력)이 불량하고, 160 ㎛를 초과하면 수직저항값이 급격히 불량해진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 발명이 이들 실시예에만 한정되는 것이 아님은 당업자에게 있어서 자명한 사실이다.
실시예 1 내지 4. 도전성 점착층의 제조
본 발명에 따른 도전성 점착층을 제조하기 위하여, 불휘발분 45%를 포함하고 관능기 또는 이중결합을 1개 이상 갖는 아크릴공중합체 A와 불휘발분 45%를 포함하고 관능기 또는 이중결합을 1개 이상 갖는 아크릴공중합체 B를 비도전성 폴리머로 하되, 상기 아크릴공중합체 A와 B의 합계량 100 중량부에 대해 입자 크기가 다른 니켈 분말을 도전성 분말로 첨가하고, 기타 첨가제로 점착부여제 10 중량부, 침강방지제 5 중량부, 커플링제 1 중량부, 레벨링제 0.5 중량부, 분산제 1 중량부, 에틸아세테이트(유기용제) 5 중량부, 가교제 0.4 중량부를 첨가하여 도전성 점착층을 제조하였다(표 1 참조).
성분 (중량부) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비고
아크릴공중합체 100 100 100 100
도전성 파우더 (입자크기) 5.0 (14.4 ㎛) 2.0 (9.9 ㎛) 2.5 (14.4 ㎛) 5.0 (48 ~ 60 ㎛) micotarc (d50/micros)
점착부여제 10.0 10.0 10.0 10.0
침강방지제 5.0 5.0 5.0 5.0
커플링제 1.0 1.0 1.0 1.0
레벨링제 0.5 0.5 0.5 0.5
분산제 1.0 1.0 1.0 1.0
유기용제 5.0 5.0 5.0 5.0
가교제 0.4 0.4 0.4 0.4
실험예 1 내지 4. 도전성 양면테이프 제조 Ⅰ
두께 25 ~ 27 ㎛의 부직포를 지지체로 사용하여 상기 실시예 1 내지 4에서 제조한 도전성 점착제를 상기 부직포 일면에 건조된 두께를 기준하여 소정 두께로로 도포하고, 실리콘 처리가 된 박리지를 적층하였다.
또한, 상기 부직포의 다른 일면에는 상기 도전성 점착제를 건조된 두께 기준 소정 두께가 되도록 도포한 후 상기 박리지를 적층하여 도전성 양면테이프를 제조하였다(표 2 참조).
상기와 같이 제조된 도전성 양면테이프에 대하여 수직저항(Volume Conductivity), 두께, 점착력(Adhesive Force), 내열 유지력(Holding Power)을 측정하였고, 각각에 대한 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
상기의 수직저항은 통상적인 방법(EMQI-1031; 0.5 ㎏f)으로 측정하였으며, 점착력 측정은 KS A 1107에 따라 180°박리강도기를 사용하여 300 mm/min.로 peel off 테스트를 실시하였다.
또한, 내열 유지력은 KS B 5203 규정에 준하여 60℃에서 25 ㎜ × 25 mm, 1 ㎏f 테스트를 실시하였다
실험예 5. 도전성 양면테이프의 제조 Ⅱ
두께 70 ~ 80 ㎛의 #90메쉬 위사/경사(20D/20D) 지지체로 하여 상기 실시예 4에서 제조한 도전성 점착제를 상기 지지체 일면에 건조된 두께를 기준하여 42 ~ 45 ㎛ 두께로 도포하고, 실리콘 처리가 된 박리지를 적층한 후 상기 지지체의 다른 일면에는 상기 도전성 점착제를 건조된 두께 기준 35 ~ 40 ㎛ 두께가 되도록 도포한 후 상기 박리지를 적층하여 전체 두께 105 ~ 107 ㎛의 도전성 양면테이프를 제조하였다.
실험예 1 실험예 2 실험예 3 실험예 4 실험예 5 비고
지지체 두께 25 ~ 27 ㎛ 25 ~ 27 ㎛ 25 ~ 27 ㎛ 25 ~ 27 ㎛ 78 ~ 80 ㎛
일면의 두께 50 ~ 55 ㎛ 15 ㎛ 27 ~ 28 ㎛ 36 ~ 37 ㎛ 42 ~ 45 ㎛
다른 일면의 두께 45 ~ 50 ㎛ 12 ㎛ 20 ㎛ 30 ~ 32 ㎛ 35 ~ 40 ㎛
전체 두께 100 ~ 105㎛ 35 ㎛ 50 ~ 53 ㎛ 75 ~ 78 ㎛ 105 ~ 107㎛
수직저항 (Ω/sq inch) 0.07 ~ 0.08 0.06 ~ 0.07 0.05 ~ 0.06 0.05 ~ 0.06 0.07 ~ 0.08 EMQI-1031 (0.5kgf)
점착력(일면) (180 Peel* g/25 ㎜) 4584 860 1918 3670 1624 at 25*60% R.H sus304Plate. 300 ㎜/min
점착력 (다른 일면) (180 Peel* g/25 ㎜) 3954 367 1933 3594 2193 at 25*60% R.H sus304Plate. 300 ㎜/min
내열유지력 60분 이상 60분 이상 60분 이상 60분 이상 60분 이상 25 ㎜* 25 ㎜ at 60℃, 1 ㎏f
상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 실험예 1 내지 5에서 제조한 본 발명에 따른 도전성 양면테이프는 수직 저항이 0.05 ~ 0.08 Ω/sq inch인 것으로 확인되었으며, 점착력과 내열 유지력에 있어서도 우수한 결과를 나타내었다.
특히, 도전성 양면테이프의 전체 두께가 35 ㎛인 경우에도 수직 저항이 0.06 ~ 0.07 Ω/sq inch로 매우 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 부도체를 지지체로 사용하는 도전성 양면테이프의 도전성 점착층의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다(a: 지지체, b: 도전성 점착층, c: 박리지(이형필름), d: 도전성 파우더).
도 2는 본 발명에 따른 도전성 양면테이프의 실제 사용방법을 보여주는 사시도이다.

Claims (10)

  1. 도전성 파우더를 비도전성 폴리머 수지 중에 분산시킨 도전성 점착층을 부도체 양면에 적층한 도전성 양면테이프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비도전성 폴리머 수지는 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 또는 고무로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 양면테이프.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 파우더는 니켈, 구리, 알루미늄, 은, 금, 카본, 그라파이트, 구리가 합금된 합금구리; 니켈을 코팅한 구리, 니켈을 코팅한 알루미늄, 니켈을 코팅한 은, 니켈을 코팅한 금, 니켈을 코팅한 카본, 니켈을 코팅한 그라파이트, 니켈을 코팅한 구리가 합금된 합금구리; 은을 코팅한 구리, 은을 코팅한 알루미늄, 은을 코팅한 니켈, 은을 코팅한 금, 은을 코팅한 카본, 은을 코팅한 그라파이트, 은을 코팅한 구리가 합금된 합금구리; 알루미늄을 코팅한 구리, 알루미늄을 코팅한 니켈, 알루미늄을 코팅한 은, 알루미늄을 코팅한 금, 알루미늄을 코팅한 카본, 알루 미늄을 코팅한 그라파이트, 알루미늄을 코팅한 구리가 합금된 합금구리; 구리를 코팅한 니켈, 구리를 코팅한 알루미늄, 구리를 코팅한 은, 구리를 코팅한 금, 구리를 코팅한 카본, 구리를 코팅한 그라파이트, 구리를 코팅한 구리가 합금된 합금구리;로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 도전성 양면테이프.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 금속 파우더는 상기 비도전성 폴리머 수지 100 중량부에 대해 0.02 ~ 40 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는 도전성 양면테이프.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 금속 파우더의 입자 크기는 micotrac(d50/micons) 0.5 ~ 100 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 도전성 양면테이프.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 부도체는 구조적으로 천공을 가지는 직조되거나 부직포 형태로 이루어진 섬유인 것을 특징으로 하는 도전성 양면테이프.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 부도체는 전기 절연성 고분자 필름에 인위적 천공작업을 통해 천공을 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 양면테이프.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 천공은 각 천공의 모양이나 면적, 개수와 관계없이 천공 개수의 면적의 합이 단위면적당 적어도 1% 이상의 천공면적을 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 양면테이프.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 부도체의 두께는 3 ~ 120 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 도전성 양면테이프.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 양면테이프의 두께는 15 ~ 160 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 도전성 양면테이프.
KR1020070104357A 2007-10-17 2007-10-17 부도체를 지지체로 사용하는 도전성 양면테이프 KR20090038994A (ko)

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