KR20130003945A

KR20130003945A - 열경화성 접착제

Info

Publication number: KR20130003945A
Application number: KR1020110065606A
Authority: KR
Inventors: 김성근; 송영찬; 이준식
Original assignee: 한화엘앤씨 주식회사
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-09

Abstract

연성인쇄회로기판(FPCB)에 보강재를 부착할 때 사용되는 열경화성 접착제로서, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연제 및 무기 입자를 포함하며, 상기 경화제는 방향족 아민계 경화제 및 지방족 아민계 경화제가 혼합된 열경화성 접착제가 소개된다. 이 접착제는 고온의 압착 공정을 생략하여도 접착 강도를 유지할 수 있으며 내열성 및 흡습내열성이 우수하다.

Description

열경화성 접착제{THERMOSETTING ADHESIVE}

본 발명은 열경화성 접착제에 관한 것으로, 특히, 연성인쇄회로기판(FPCB)에 보강재를 부착할 때 사용되는 열경화성 접착제에 관한 것이다.

최근 전자기기의 소형화, 경량화, 고밀도화가 진행됨과 아울러 이들의 성능에 대한 요구가 점점 더 고도화되고 있다.

연성인쇄회로기판은 가요성이 우수하여 반복 굴곡에 견딜 수 있어 좁은 공간에 입체적으로 고밀도의 실장이 가능함에 따라 전자 기기의 배선, 케이블, 커넥터 기능 등을 부여한 복합 부품으로서 그의 용도가 확대되고 있다.

상기 연성인쇄회로기판은 폴리이미드 필름에 동박을 형성한 동박적층판에 드라이필름을 라미네이팅하여 노광, 현상 및 에칭 공정을 거쳐서 회로패턴을 형성시킨 후 커버레이 필름을 접착하고 커버레이 필름을 최외각 동박 상에 접착하는 방식으로 이루어진다.

그리고 위와 같은 공정이 끝난 후에는 연성인쇄회로기판의 가장자리에 외부장치를 결속하기 위하여 유리 에폭시 또는 폴리이미드(PI)와 같은 고내열성을 가지는 필름상의 보강재를 부착하게 되는데, 이들 보강재들은 그 두께가 0.1~2mm 정도로 연성인쇄회로기판과의 두께 차가 상당히 큰 것이 보통이다.

상기 보강재를 종래에는 열경화성 접착제를 이용하여 연성인쇄회로기판에 부착하였으나, 보강재가 연성인쇄회로기판의 두께보다 두꺼워 롤만을 이용할 경우에는 보강재와 인쇄회로기판 사이가 들뜨는 등의 한계가 있어, 롤을 이용한 가압착 후 핫 프레스로 최종적으로 접착시키는 2단계에 걸친 접착 공정이 요구되었다.

또한 종래의 열경화성 접착제에서 에폭시 경화제로 사용되는 방향족 아민 또는 고온잠재성 경화제는 그 특성상 고온 고압을 동시에 적용하지 않으면 고내열성 등 필요로 하는 특성을 만족할 수 없는데, 이로 인해 핫 프레스를 적용할 때 높은 압력에 의해 연성인쇄회로기판이 파손되는 문제점이 있었다.

한편, 최근 환경 문제를 배경으로 하여 전자 기기에 실장되는 부품에 대한 할로겐 화합물의 사용이 억제되고 있어 비할로겐 에폭시 수지의 사용이 제안되고 있으며, 종래에 연성인쇄회로기판의 난연화를 위해 사용되던 브롬 화합물의 사용이 제한되고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점에 대한 인식에 기초하여 제안된 것으로, 보강재를 연성인쇄회로기판에 부착함에 있어 연성인쇄회로기판의 파손 우려가 없는 조건하에서 접착 강도를 유지할 수 있는 열경화성 접착제를 제공함에 목적이 있다.

또한 본 발명은 보강재를 연성인쇄회로기판에 부착한 이후 기판의 리플로우로 공정에서 260℃ 이상의 고온을 일정 시간 이상 견딜 수 있는 내열성을 갖는 열경화성 접착제를 제공함에 목적이 있다.

또한 본 발명은 핫 프레스와 같은 고온의 압착 공정을 생략하여도 접착 강도를 유지할 수 있으며, 내열성 및 내흡습성이 우수한 열경화성 접착제를 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열경화성 접착제는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연제 및 무기 입자를 포함하며, 상기 경화제는 백본에 방향족과 환형 지방족을 함께 갖는 잠재성 경화제이다.

본 발명에 의하면, 열경화성 접착제는 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 열경화성 수지로서 비할로겐 에폭시 수지 80~150 중량부, 에폭시 수지용 경화제 5~20 중량부, 난연제 5~20 중량부 및 경화 촉진제 0.1~1.0 중량부, 무기 입자 0.1~10 중량부를 포함할 수 있다.

또한 상기 열가소성 수지는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR)일 수 있다.

또한 상기 열경화성 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지와 비스페놀 F형 수지가 3:7 ~ 7:3의 비율로 혼합된 것일 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 열경화성 접착제에 의하면, 핫 프레스와 같은 종래의 고온 압착 공정을 생략하여도 요구되는 연성인쇄회로기판과 보강재 간의 접착 강도를 유지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 열경화성 접착제에 의하면, 보강재를 연성인쇄회로기판에 부착하는 과정에 연성인쇄회로기판이 파손될 염려가 없으며 롤 라미네이팅만에 의한 접착이 가능하므로 생산 효율이 향상된다.

또한 본 발명에 따른 열경화성 접착제는 접착력, 내열성 및 흡습내열성이 우수하여 연성인쇄회로기판의 품질 및 제품 신뢰도가 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 열경화성 접착제가 적용된 보강재 접착용 접착시트의 층구조 예를 보인 도면,
도 2는 백본에 방향족과 환형 지방족을 함께 가지고 있는 잠재성 경화제의 예,
도 3은 백본에 방향족과 선형 지방족을 함께 가지고 있는 잠재성 경화제의 예이다.

이하 본 발명에 따른 열경화성 접착제에 대하여 구체적으로 살펴본다.

본 발명에 따른 열경화성 접착제는 예로서 도 1에 도시된 것과 같이 연성인쇄회로기판에 보강재를 접착하기 위한 접착시트에 적용된다.

상기 접착시트는 접착층(20)의 하면에 이형지(30)가, 그리고 상면에 이형필름(10)이 적층된 구조를 가지며, 접착층(20)에 본 발명에 따른 열경화성 접착제가 사용된다.

이와 같은 본 발명에 따른 열경화성 접착제는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연제 및 무기 입자를 포함한다. 각 성분에 대해서 살펴본다.

열가소성 수지

열가소성 수지는 접착제의 접착력을 향상시킨다.

이러한 열가소성 수지로는, 아크릴 고무, 아크릴산 알킬에스테르(메타아크릴산 에스테르도 포함)를 주성분으로 하여 비닐 단량체 및 필요에 따라 아크릴로 니트릴, 또는 스티렌 등을 포함하는 공중합체가 사용될 수 있다.

이외에도 접착제용 열가소성 수지로는 폴리이소프렌 고무; 폴리부타디엔고무; 1,2-폴리부타디엔고무; 스티렌-부타디엔 고무; 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR); 에틸렌 부타디엔 고무; 카르복실화 니트릴 고무 등이 사용될 수 있는데, 바람직하게는 아크릴 고무, NBR, 에틸렌 부타디엔 고무 또는 폴리부타디엔 고무가 있다.

본 발명에 의하면 열가소성 수지는 열경화성 수지와 반응하는 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 열가소성 수지와 열경화성 수지가 반응하면 내열성이 증가하는 장점이 있다. 열경화성 수지의 종류에도 의존하겠지만 카르복실기, 에폭시기, 또는 수산기 등을 위의 관능성기로 갖는 것이 바람직하며, 반응성, 범용성 등의 면에서 카르복실기가 더욱 바람직하다.

특징적으로 본 발명에 의하면 열가소성 소지로는 특히 NBR이 바람직하다. 카르복실기가 포함된 NBR은 중량평균분자량으로 2,000~200,000, 바람직하게는 3,000~200,000의 분자량을 가지며 아크릴로니트릴 함유율이 10~60 중량부, 바람직하게는 15~25 중량부이며, 카르복실기 함유율이 1~20 중량부인 것이 좋다.

NBR의 중량평균분자량이 2,000 보다 낮으면 열안정성이 불량해지고, 200,000 보다 높아지면 용매에 대한 용해성이 나빠지며 용액 제조 시 점도가 증가하여 작업성이 불량해지고, 접착력 또한 저하된다.

그리고 아크릴로니트릴 함량이 10 중량부보다 낮은 경우 용매 용해성이 낮아지며, 60 중량부 보다 높아지면 전기 절연성이 불량해진다. 카르복실기의 함유율이 1~20 중량부인 경우 NBR과 다른 수지, 그리고 접착 기재와의 결합이 용이하게 되므로 접착력이 증가한다.

열경화성 수지

열경화성 수지는 접착제의 리플로우 땜납내열성 및 작업성을 향상시킨다.

이러한 열경화성 수지로는 에폭시 수지, 페놀 수지, 비닐에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 비할로겐 에폭시 수지, 페놀 수지 또는 더욱 바람직하게는 반응성, 내열성이 우수한 비할로겐 에폭시 수지가 사용된다.

상기 비할로겐 에폭시 수지로는 비스페놀 A형 수지, 비스페놀 F형 수지, 비스페놀 S형 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀노보락형 에폭시 수지, 크레졸노보락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노보락형 에폭시 수지 등의 노보락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 쇄상 에폭시 수지 등이 있다.

위와 같은 다양한 열경화성 수지 중에서 본 발명에서 의도하는 효과를 발생시키기 위해서는 도대체 어떠한 열경화성 수지를 사용하는 것이 좋은 것인지가 문제되는데, 본 발명에 의하면 열경화성 수지는 고상수지와 액상수지를 혼합 사용하는 것이 바람직하다.

특징적으로 열경화성 수지로는 비스페놀형 에폭시 수지를 사용하되, 비스페놀 A형 에폭시 수지(고상 수지)와 비스페놀 F형 수지(액상 수지)를 혼합하여 사용할 필요가 있다. 단독으로 사용해서는 본 발명에서 의도하는 효과가 발생되지 않는다.

비스페놀 A형 에폭시 수지를 단독으로 사용하는 경우 폴리이미드(PI) 필름과 같은 보강재와의 롤 라미네이션(Roll Lamination) 후 열경화 시 접착력이나 내열성이 부족한 문제가 있다.

또한 비스페놀 F형 에폭시 수지를 단독으로 사용하는 경우에도, 접착시트를 제조할 때 접착시트를 건조하는 과정에 표면 방응이 일부 수반되어 부분 경화가 발생되고, 이로 인해 마찬가지로 롤 라미네이션 후 열경화 시 접착력이나 내열성이 부족해지는 문제가 있다.

본 발명에서 의도하는 효과를 발생은 비스페놀 A형 에폭시 수지와 비스페놀 F형 에폭시 수지를 중량비로 3:7~7:3의 범위에서 혼합할 때 발생된다. 비스페널 A형 에폭시 수지는 페놀노보락형 에폭시 수지와 일부 교체할 수 있으나 언급하였듯이 완전 교체에 의해서는 본 발명에 따른 효과가 발휘되지 않는다.

상기 에폭시 수지는 접착제 중 열가소성 수지 전체의 중량을 100으로 하였을 때 이에 대해 50~200 중량부를 첨가될 수 있으며, 에폭시의 당량(g/eq)은 180~1000인 것이 좋다.

바람직하게는 상기 에폭시 수지는 NBR 100 중량부에 대해 80~150 중량부 첨가되는데, 이는 NBR 대비 에폭시 수지를 위의 범위보다 더 많이 첨가할 경우 반경화 상태의 접착층의 탄력성이 떨어지고 보강재와 라미네이션 시 기밀성이 부족해져서 열적인 자극에 쉽게 접착층이 팽창하여 보강재와 들뜸 현상이 발생할 수 있기 때문이다.

경화제

경화제는 접착제의 내열성, 특히 리플로우 땜납 내열성을 향상시킨다.

이러한 경화제로는 폴리아민계 경화제, 산 무수물계 경화제, 3불화 붕소아민 착염, 페놀 수지 등이 있다.

상기 폴리아민계 경화제로는 디에틸렌트리아민, 테트라에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 등의 지방족 아민계 경화제; 이소포론디아민 등의 지환식 아민계 경화제; 디아미노디페닐메탄, 페닐렌디아민 등의 방향족 아민계 경화제; 디시안디아미드 등이 있다.

상기 산 무수물계 경화제로는, 예를 들면 프탈산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 트리멜리트산 무수물 등이 있다.

위와 같은 경화제는 단독으로 사용되거나 필요에 따라 2종류 이상이 병용되기도 하는데, 특징적으로 본 발명에 의하면 경화제로는 에폭시 수지용 경화제로서 중합체의 주사슬인 백본(backbone)에 방향족과 환형 지방족을 함께 가지고 있는 잠재성 경화제인 것이 바람직하다.

일반적으로 에폭시 수지용 경화제는 믹싱기간이나 건조 기간에 에폭시와 반응을 아주 빠르게 하는데, 잠재성 경화제는 믹싱이나 건조 시간에는 반응이 없으며 특정한 온도에서 반응을 한다.

2종 이상의 잠재성 경화제를 사용하면 코팅 후 국부적인 반응성 차이로 인해 접착제 물성에 있어서 신뢰성 편차가 발생할 수 있다. 따라서 잠재성 경화제를 단독으로 사용하되, 반응성이 빠른 지방족과 반응성이 느린 방향족을 동시에 백본에 갖도록 합성된 잠재성 경화제를 사용한다.

도 2에는 본 발명에서 의도하는 효과를 발생시키는 잠재성 경화제(상표명 LC-3000, 신아T&C 주식회사)가 예시되어 있다. 도 2에서 보듯이, 이 경화제는 백본에 방향족과 환형 지방족을 함께 가지고 있다.

도 3에는 백본에 방향족과 선형 지방족을 갖는 잠재성 경화제(상표명 LC-600, 신아T&C 주식회사)가 예시되어 있다. 환형 지방족 대신 선형 지방족을 가지고 있음으로 인해 이 경화제는 본 발명에 따른 효과가 발휘되지 않는다.

상기 경화제는 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 1~40 중량부 포함된다. 바람직하게는 5~20 중량부 포함되는데, 경화제의 농도가 5 중량부 미만일 경우 접착제의 리플로우 땜납 내열성이 저하되며 농도가 20 중량부를 초과하면 접착제를 이용한 접착 작업성이 저하된다.

경화 촉진제

경화 촉진제는 접착제의 경화를 촉진한다.

이러한 경화 촉진제로는 벤질디메틸아민, 트리에탄 올아민, 트리에틸렌디아민, 디메틸아미노에탄올, 트리(디메틸아미노메틸)페놀 등의 3급 아민류; 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸류; 트리페닐포스핀, 디페닐포스핀, 페닐포스핀 등의 유기 포스핀류; 테트라페닐포스포니움 테트라페닐보레이트, 트리페닐포스핀 테트라페닐보레이트 등의 테트라페닐보론염; 및 이들을 하나 또는 둘 이상 혼합물이 사용된다.

상기 경화 촉진제는 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 0.1~1.0 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 경화 촉진제를 0.1 중량부 미만을 사용하면 접착제를 경화시 미경화 불량이 발생하고, 1.0 중량부를 초과하여 사용하면 에폭시 수지 조성물의 경화속도가 너무 빨라져 작업성과 성형성 및 생산효율이 저하될 수 있다.

잠재성 경화제는 그 특성상 경화제 단독으로 사용하면 경화 온도에서 목적하는 시간에 완전경화를 달성하는데 긴 시간이 요구되므로, 촉매를 사용하여 경화를 촉진시키고 경화시간을 단축시키고자 하는 것이다.

난연제

대부분의 전자부품의 경우 UL(Underwriters Laboratories)에서 정해놓은 난연성 확보가 필수적이며, 이에 따라 난연성 규격의 달성을 위해 접착제에 난연제가 포함된다.

이러한 난연제는 브롬계, 염소계, 안티몬계, 또는 할로겐 함유 인산에스테르계 등의 할로겐계 난연제와 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 인 화합물, 또는 질소 화합물 등의 비할로겐계로 크게 나뉜다.

본 발명에서는 최근 전자재료 분야의 비할로겐화의 경향을 고려하여 난연제로서 비할로겐계 난연제가 사용되며, 바람직하게는 인 화합물계 난연제 및/또는 질소 화합물계 난연제가 사용된다.

상기 인 화합물계 난연재로는 인산에스테르 화합물, 인산에스테르아마이드 화합물, 포스파젠 화합물, 포스파네이트 화합물, 포스핀산염 또는 폴리인산염 화합물 등이 사용될 수 있으며, 이 중에서도 인 함유율이 비교적 높은 포스파젠 화합물, 포스핀산염, 폴리인산염 등이 바람직하다.

상기 질소 화합물계 난연제로는 멜라민, 멜라민-시아누레이트, 멜론 등의 멜라민 유도체가 사용될 수 있다.

상기 난연제는 열가소성 수지 100 중량부에 대해 5~40 중량부, 바람직하게는 5~20 중량부 포함된다. 난연제의 함량이 5 중량부 미만이면 충분한 난연성을 확보할 수 없으며, 20 중량부를 초과하면 열경화 접착층의 내열성 저하, 접착력 감소 등의 부수적인 문제가 초래되기 시작한다.

무기 입자

무기 입자는 접착제의 접착 작업성을 향상시키며 나아가 리플로우 땜납 내열성 및 내흡습성을 향상시킨다.

살펴보면, 무기 입자는 접착층 표면을 거칠게 만들어 접착제의 작업성을 향상시키며, 접착층을 이루고 있는 유기물질 보다 월등히 높은 무기 입자의 분해 온도로 인해 리플로우 땜납의 내열성을 향상시킬 수 있다.

이러한 무기 입자의 경우 수분의 흡수가 거의 없기 때문에 입자가 들어간 비율만큼 접착제의 흡수율이 감소한다. 따라서 여름철의 고온 다습한 분위기에서도 리플로우로의 온도를 대응할 수 있게 된다.

한편 무기 입자를 이용해 작업성과 내열성을 향상시키기 때문에 줄어든 수지 부분에 의해 접착력은 다소 감소하나 접착층의 적절한 탄력성을 유지하여 슬리팅 시에도 접착층 단면이 슬리팅의 칼날에 의해 거칠어지는 버(burr) 현상을 막을 수 있다.

상기 무기 입자로는 ATH(alumina trihydrate), aluminum oxide, TiO₂가 사용될 수 있는데, 열가소성 수지 100 중량부에 대해 0.1~20 중량부 포함되며, 바람직하게는 5~10 중량부 포함된다. 무기 입자의 농도 5 중량부 이상에서 접착제의 리플로우 땜납내열성 및 내흡습성이 우수하며 농도 10 중량부 이하에서 우수한 작업성이 보장된다.

이상 본 발명에 따른 열경화성 접착제에 함유되는 주요 성분에 대해 살펴보았으나, 이와 같은 주요 성분 이외에도 열경화성 접착제에는 접착층의 내열성이나 내굴곡성 등의 성능을 손상시키지 않는 범위에서 실란 커플링제, 산화 방지제, 안료, 염료, 점착부여 수지, 가소제, 자외선 흡수제, 소포제, 레벨링 조정제 및/또는 충전제 등이 포함될 수 있다.

위와 같은 조성으로 이루어진 접착제는 점도가 100~2000cps, 바람직하게는 300~1500cps이고, 이형지(30) 위에 건조 후의 두께가 20~60㎛가 되도록 도포하고 80~160℃ 에서 2~5분 동안 건조한 후에 이형필름(10)을 라미네이션하는 과정을 거쳐 열경화성 접착시트로 제조된다.

위의 코팅 방법으로는 콤마 코터, 리버스롤 코터 등을 사용한 코팅 방법이 사용될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 열경화성 접착체의 우수성에 대하여 실시예와 비교예를 통해 구체적으로 살펴본다. 후술되는 실시예, 비교예 및 실험예는 설명을 위해 다수의 실험 결과 중 일부를 발췌하여 소개한 것임을 이해할 필요가 있다.

실시예 1

카르복실기를 함유한 NBR 100 중량부에 대하여, 비스페놀 A형 에폭시 30 중량부, 비스페놀 F형 에폭시 70 중량부, 경화제로서 백본에 방향족과 환형 지방족을 동시에 구비하는 잠재성 경화제(상표명 LC-3000, 신아T&C 주식회사) 10 중량부, 포스피네이트계 난연제(상표명 OP-935, Clariant Co.) 10 중량부, 이미다졸계 경화촉진제로 2-에틸-메틸-이미다졸(2-Ethyl-Methyl imidazole : 2E4MZ, Air Products and Chemicals,Inc.) 0.2 중량부와 무기입자로서 TiO₂ 0.5 중량부를 혼합하였다.

위 혼합액을 메틸에틸케톤과 톨루엔이 중량비 50:50으로 혼합된 혼합용액에 녹여 고속교반기를 이용하여 충분히 교반한 후 이형지 위에 코팅한 다음 150℃에서 3분간 건조하여 두께가 35㎛가 되는 접착시트를 제조하였다.

실시예 2

카르복실기를 함유한 NBR 100 중량부에 대하여, 비스페놀 A형 에폭시 50 중량부, 비스페놀 F형 에폭시 50 중량부, TiO₂ 5.0 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 접착시트를 제조하였다.

실시예 3

카르복실기를 함유한 NBR 100 중량부에 대하여, 비스페놀 A형 에폭시 70 중량부, 비스페놀 F형 에폭시 30 중량부, TiO₂ 3.0 중량부를 를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 접착시트를 제조하였다.

비교예 1

카르복실기를 함유한 NBR 100 중량부에 대하여, 비스페놀 A형 에폭시 100중량부 TiO₂ 1.0 중량부를 를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 접착시트를 제조하였다.

비교예 2

카르복실기를 함유한 NBR 100 중량부에 대하여, 비스페놀 A형 에폭시 50 중량부, 비스페놀 F형 에폭시 50 중량부, TiO₂ 15 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 접착시트를 제조하였다.

비교예 3

경화제로 DDS(diamino diphenyl sulfone, 강신산업 주식회사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법에 따라 접착시트를 제조하였다.

비교예 4

경화제로 방향족과 선형 지방족을 동시에 백본에 가지는 잠재성 경화제(상표명 LC-600, 신아T&C 주식회사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법에 따라 접착시트를 제조하였다.

비교예 5

경화제를 DDS 10 중량부와 LC-600 10 중량부를 혼합 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법에 따라 접착시트를 제조하였다.

위의 실시예 1에서부터 비교예 5까지의 성분 함량을 간단히 표로 정리하면 아래 표 1과 같다.

구분	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5
(1)	30	50	70	100	0	50	50	50
(2)	70	50	30	-	100	50	50	50
(3)	100	100	100	100	100	100	100	100
(4)	20	20	20	20	20	-	-	-
(5)	-	-	-	-	-	20	-	10
(6)	-	-	-	-	-	-	20	10
(7)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
(8)	10	10	10	10	10	10	10	10
(9)	0.5	5	3	1	15	0.5	0.5	0.5

(1) 열경화성 수지1: 비스페널 A 에폭시

(2) 열경화성 수지2: 비스페널 F 에폭시

(3) 열가소성 수지: NBR

(4) 경화제1: LC-3000

(5) 경화제2: DDS(Diamino diphenyl sulfone)

(6) 경화제3: LC-600

(7) 경화촉진제: 2-에틸-메틸-이미다졸

(8) 난연제: OP-935

(9) 무기입자: TiO₂

위와 같이 접착시트 시편들을 각각 2개씩 만든 후(즉, 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 내지 비교예 5에 따라 만들어진 접착시트 시편들이 2세트 준비됨) 아래와 같은 실험을 통해 이들의 물리적 성질을 측정하였다.

실험예 1: 접착력 측정

본 실험은 접착력 측정을 위한 것으로, 준비된 접착시트 시편들 각각의 상면에 75㎛ PI(폴리이미드) 보강필름(SKCKOLONPIFILM㈜)을 적층하고 함께 롤 사이를 통과(라미네이션 조건: 온도 80℃, 압력 5kgf/cm², 속도 3m/mim)시키면서 가접합하였다.

다음으로 접착시트 시편들의 이형지를 떼어내고, 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 내지 비교예 5에 따라 만들어진 접착시트 시편들 2세트 중 한 세트는 아래 ⅰ)의 조건에 따라, 그리고 나머지 다른 한 세트는 ⅱ)의 조건에 따라, 각 시편들의 하면에 PI 보강필름을 접합 및 경화 후, ⅲ)의 방식으로 각 시편의 접착력을 측정하였다.

ⅰ) 퀵 프레스 접합 : 이형지를 떼어낸 접착시트 시편들의 각 하면에 75㎛ PI 보강필름을 적층하고 온도 80℃, 압력 5Kgf/cm², 속도 3m/mim의 조건으로 롤 사이를 통과시킨 후, 이를 다시 온도 150℃, 압력 50Kgf/cm²의 조건으로 30초 동안 퀵 프레스(Quick Press)한 다음, 150℃에서 60분 동안 열경화하였다.

ⅱ) 퀵 프레스 생략된 롤 라미네이션 접합 : 이형지를 떼어낸 접착시트 시편들의 각 하면에 75㎛ PI 보강필름을 적층하고 온도 120℃, 압력 5Kgf/cm², 속도 3m/mim의 조건으로 롤 사이를 통과시킨 후, 150℃에서 60분 열경화하였다.

ⅲ) 접착력 측정 : 위의 ⅰ), ⅱ)의 조건으로 접합 및 열경화된 접착시트 시편들에 대해 인장시험기를 사용하여 박리 강도(Peel strength)를 측정하였다. 시편과 접착력 측정 각도는 180도이고 측정 속도는 50mm/min이며, 시편 10개씩을 테스트 후 그 평균값을 구하였다. 측정 시편은 앞서 제작된 접착시트 시편들을 폭 1cm, 길이 15cm로 재단한 것이다.

실험예 2: 내열성 측정

본 실험은 내열성 측정을 위한 것으로, 앞서 실험예 1에서와 같이 제작된 측정 시편들을 290℃의 납로(solder pot)에서 60초 동안 플로팅(floating)시켜 측정 시편의 변형 및 PI 보강필름의 들뜸 유무(기포 발생)를 확인하였다.

내열성 평가기준으로는 최대 지름 0.2mm인 기포의 개수가 측정 시편에서 1개 미만일 경우에는 아주 좋음(◎), 1~2개 사이가 나올 경우 좋음(○), 3~5개면 보통(△), 5개 이상은 나쁨(Х)으로 정하였다.

실험예 3: 흡습내열성 측정

본 실험은 흡습내열성의 측정을 위한 것으로, 앞서 실험예 1에서와 같이 제작된 측정 시편들을 온도 40℃, 상대습도 90%의 조건에서 24시간 동안 흡습시키고 온도 25℃, 상대습도 65%에서 48시간 건조한 후, 290℃의 납로에서 60초 동안 플로팅(floating) 시켜 측정 시편의 변형 및 PI 보강필름의 들뜸 유무(기포 발생)를 확인하였다.

흡습내열성 평가기준으로는 최대 지름 0.2mm 인 기포의 갯수가 시편에서 1개 미만이 나올 때는 아주 좋음(◎), 1~2개 사이가 나올 경우 좋음(○), 3~5개면 보통(△), 5개 이상은 나쁨(Х)으로 정하였다.

아래 표 2는 위의 실험 결과를 요약한 것이다. 표 2에서 보듯이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3은 내열성과 흡습 내열성이 양호하게 나타났으며, 비교예 1 내지 5의 경우 실시예들에 비해 접착력, 내열성, 흡습 내열성이 열위인 것으로 나타났다.

구분	퀵 프레스			핫롤 라미네이션
구분	접착력	내열성	흡습내열성	접착력	내열성	흡습내열성
실시예 1	1.6	◎	◎	1.5	◎	◎
실시예 2	1.8	◎	◎	1.8	◎	◎
실시예 3	2.0	◎	◎	1.8	◎	◎
비교예 1	1.8	◎	○	1.6	Δ	x
비교예 2	1.5	◎	○	1.2	Δ	x
비교예 3	1.5	◎	◎	0.8	x	x
비교예 4	1.3	◎	◎	0.6	x	x
비교예 5	1.6	◎	◎	0.7	x	x

이상 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경될 수 있고 또 이것이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다는 것이 이해될 필요가 있다.

10: 이형필름 20: 접착층
30: 이형지

Claims

열가소성 수지, 열경화성 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연제 및 무기 입자를 포함하며,
상기 경화제는 백본에 방향족과 환형 지방족을 함께 갖는 잠재성 경화제임을 특징으로 하는 열경화성 접착제.
청구항 1에 있어서, 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 열경화성 수지로서 비할로겐 에폭시 수지 80~150 중량부, 에폭시 수지용 경화제 5~20 중량부, 난연제 5~20 중량부 및 경화 촉진제 0.1~1.0 중량부, 무기 입자 0.1~10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 접착제.
청구항 2에 있어서, 상기 열가소성 수지는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR)인 것을 특징으로 하는 열경화성 접착제.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 비할로겐 에폭시 수지로서 고상수지와 액상수지의 혼합물인 것을 특징으로 하는 열경화성 접착제.
청구항 4에 있어서, 상기 열경화성 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지와 비스페놀 F형 수지가 3:7 ~ 7:3의 비율로 혼합된 것임을 특징으로 하는 열경화성 접착제.