KR20130096337A - 전자파 차폐 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자파 차폐필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 전자기기, 전자부품, 통신기기 또는 통신부품 등에서 발생하는 전자파를 차폐하는 차폐 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 전자파 차폐필름은 4층 구조의 도금층 및 핫멜트 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 하며, 기존의 전자파 차폐필름과 달리 커버필름 및/또는 은(Ag)이 증착된 금속층이 없는 바, 그 제조공정이 단순하여 경제성이 우수하면서도, 전자파 차폐 성능이 우수하며 또한 도전성, 가요성, 내열성 등의 물성이 또한 우수하다.

Description

전자파 차폐 필름 및 그 제조방법{Electromanetic wave shielding film and preparing method thereof}
본 발명은 컴퓨터, 통신 기기, 프린터, 휴대 전화기, 비디오 카메라 등 전자제품에 사용되는 인쇄회로기판 등의 전자부품, 케이블, 전선 등의 통신기기 또는 통신부품에서 발생하는 전자파를 차폐하는 차폐 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
각종 전기·전자 및 통신 기기의 내부에 설치된 회로에서 발생하는 유해 전자파는 기기의 오작동이나 전파 장애를 초래하고, 결과적으로 제품 성능을 저하시키며 제품 수명을 단축시킨다. 더욱이, 전자파는 인체에 침투시 열 작용에 의해 생체 조직세포의 온도를 상승시켜 면역기능을 약화시키는 등의 제문제를 야기한다. 한편, 전자회로의 집적화 기술의 발달에 따라 다양한 기능을 갖는 단위 회로들을 좁은 공간에 밀집시켜 사용하는 것이 가능하게 되었지만, 이와 더불어 인접 회로들 간에는 각 회로들로부터 발생하는 전자파 장애(EMI)가 중요한 문제로 대두되었고, 전자파 적합성(EMC)에 부합하는 제품에 대한 요구가 증가하고 있다.
전자파 적합성을 만족시키기 위해서는 각종 전기·전자 및 통신 기기로부터 발생되는 전자파 노이즈를 가급적 줄이고, 외부 전자파 환경에 대하여 전자파 감수성을 줄여 기기 자체의 전자파 내성을 강화하여야 한다. 각종 전기·전자 및 통신 기기에 삽입되는 전자파 적합성 제품에 요구되는 가장 중요한 특성은 전자파 차폐율과 흡수율이 커야 한다는 것과 기기의 경박단소화 추세에 따라 전자파 적합성 제품이 작고 얇아야 한다는 것이다.
연성 인쇄 회로 기판(이하, 'FPC'라 한다)은 폴리이미드 필름이나 폴리에스테르 필름 등의 가요성 절연 필름(flexible insulating film)의 적어도 한 쪽 면상에서 접착제를 개재하여 혹은 접착제를 개재하지 않고 인쇄 회로를 가진다. 필요에 따라, 이 인쇄 회로의 면상에, 개구(openings)를 갖는 가요성 절연 필름을 접착제로 접착하거나 혹은 보호층(protective layer)이 형성된다. 상기 개구는 가요성 절연 필름 상에 회로 부품 탑재를 위한 단자나 외부 기판과의 접속을 위한 단자를 형성하는 부위에 대응하도록 형성된다. 상기 보호층은 감광성 절연수지의 코팅, 건조, 노광(exposing), 현상(developing), 열처리(heat-treating) 등의 공정에 의해 상기 인쇄회로의 표면 상에 형성된다. 상기 FPC는 소형화, 다기능화가 급속하게 진행되는 휴대 전화, 비디오 카메라, 개인용 랩-탑 컴퓨터 등의 전자 기기의 복잡한 메카니즘(complex mechanism) 안에 회로를 형성하기 위하여 많이 이용되고 있다. 또한, 상기 FPC는 그 우수한 가요성으로 인해 프린트 헤드와 같은 가동부와 제어부의 접속에도 이용되고 있으며, 상기 FPC가 많이 이용되는 전자 기기에서는 전자파 차폐 대책이 필수적이다. 따라서, 상기 장치 내에 사용되는 FPC로서 전자파 차폐 대책을 구비한 차폐 가요성 인쇄 회로 기판(이하, '차폐 FPC'라 한다)이 이용되어 왔다.
또한, 최근에는 플렉스 리지드 기판(flex rigid board)이나 플렉스 보드(flexboard, 등록 상표) 등과 유사한 다음과 같은 FPC가 사용되고 있다. 상기 FPC에 있어서, 상기 인쇄회로기판이 부분적으로 적층되어 부품 탑재를 위한 다층부와, 이 다층부로부터 외부로 신장하는 케이블부를 형성한다. 특히, 상기 전자기기에서와 같이, 상기 기판의 케이블부에는 전자파 차폐 대책을 필요로 하고 있다.
상기 차폐 FPC는 커버 필름(cover film)으로서 가요성 절연 필름을 이용한다. 또한, 상기 커버 필름의 일면에 차폐층(shielding layer)이 설치되고, 타면에 점착성을 갖는 박리 점착 필름(releasable adhesive film)을 붙여 보강 차폐 필름(reinforcement-shielding film)을 형성한다. 그런 다음, 도전성 접착제(conductive adhesive)를 이용하여 상기 차폐 필름 및 FPC를 가열/가압함으로써 상기 FPC의 적어도 한 쪽 면상에 상기 차폐 필름을 접착한다. 또한, 상기 차폐층이 FPC에 형성된 그라운드 회로(grounding circuit)에 상기 도전성 접착제를 통하여 전기적으로 접속한 후, 상기 점착성 필름은 박리된다. 여기에서, 특별히 상기 차폐층과 그라운드 회로간의 전기적 접속을 필요로 하지 않는 경우, 상기 차폐층을 그라운드 회로에 접착시키기 위해, 도전성 접착제 대신에 도전성이 부여되어 있지 않은 통상의 접착제를 이용할 수 도 있다. 상기 FPC가 직접 리지드 회로 기판에 접속되거나, 부품 탑재를 위한 다층부가 상기의 플렉스 리지드 기판이나 플렉스 보드 등과 같이 케이블부와 연결되도록 형성되어 있다. 이 경우에는 필요에 따라, 리지드 회로 기판이나 부품 탑재 다층부 상에 상술된 구조와 동일하게 차폐층을 제공한다.
그러나, 차폐 필름에 이용되는 커버 필름은 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에스테르, 방향족 아라미드(aromatic aramid) 등의 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 이루어지는 경우가 많아, 상기 커버 필름의 두께가 두껍거나(예를 들면 9㎛) 강성이 크다. 이런 이유로, 상기 커버 필름의 가요성이 저하된다. 또한, 차폐 FPC로부터 점착성 필름이 박리된 후 커버 필름 상에 유리 에폭시 기판(glass epoxy board) 등을 접착하여 상기 차폐 FPC를 보강하는 경우, PPS가 상기 유리 에폭시 기판 등과 잘 접착되지 않으며, 이러한 이유로 인해 PPS는 접착하기가 곤란한 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 차폐 필름에 있어서, 내열성/접착성이 우수한 수지를 분리 필름(separation film)의 한 쪽면상에 박리제층을 개재하여 코팅함으로써 차폐 필름을 형성하고, 또한 상기 커버 필름 상에 금속층을 개재하여 접착제층을 제공한다. 또한, 상기 커버 필름은 접착성을 갖기 때문에, 분리 필름의 박리 후에 유리 에폭시 기판 용이하게 접착시킬 수 있다. 그러나, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, (1) 상기 커버 필름은 휴대 전화나 프린터 등의 가동부에 사용되는 차폐 FPC가 하우징 등과 같은 다른 부품과의 마찰에 의해 마모되어, 분리 필름의 박리 후 보호층으로서의 기능을 하지 못한다. (2) 또한, 상기 차폐 FPC가 가열/가압되면, 기부(base)로서의 기능을 하는 커버 필름이 연화(softened)된다. 이로 인해, 그라운드 회로 접속용 절연 제거부의 상부에 움푹 들어간 곳(dents)이 생긴다. 그 결과, 금속층에 균열, 파단 등의 파손이 생기는 경우가 있다. (3) 또한, 상기 커버 필름은 회로 부품 탑재 공정에서의 리플로우 공정과 같이 가열을 요하는 공정 중에, 회로 기판을 탑재하여 반송하는 컨베이어 지그(conveyor jig)나 컨베이어 벨트 등에 접촉하여 이에 부착됨으로써, 내블록킹성(blocking resistance)이 저하되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 고경도(high hardness)를 갖는 커버 필름을 내마모성(abrasion resistance)이 우수한 수지를 이용하여 형성하는 방법이 고려되었고, 이러한 고경도를 갖는 커버 필름은 취성을 가진다. 그러나, 상기 차폐 필름을 사용하는 차폐 필름을 인쇄 회로를 포함하는 기체 필름(foundation film) 상에 접착하게 되면, 고경도의 커버 필름은 절연 필름의 절연 제거부의 요철(concavity and convexity)로 인해 갈라져 버리는 문제가 있었다.
이러한 문제들을 해결하기 위해, 분리 필름에 접하는 커버 필름의 표면이 하드층인 커버 필름(하드층+소프트층) 및 금속층(Ag 증착층)을 포함하는 차폐 필름이 개발되었으나, 그 제조공정이 매우 복잡한 바, 경제성이 매우 떨어지고, 도전성 및 가용성 등의 물성이 저조한 문제가 있다.
이에 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 기존 차폐 필름 구성 중 커버 필름 및 금속층 대신 특정 도금층을 사용하면, 기존 차폐 필름의 문제점이 없는 새로운 차폐 필름을 발명하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다. 또한, 이러한 차폐 필름을 제조하기 위한 공정 조건 등을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 4층 구조의 도금층 및 핫멜트 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐필름을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 기재층 일면의 전부 또는 일부에 주석(Sn) 또는 주석을 함유한 합금을 포함하는 제1 코팅층; 상기 제1 코팅층 상단면 전부 또는 일부에 구리(Cu) 또는 구리를 함유한 합금을 포함하는 제2 코팅층; 상기 제2 코팅층 상단면에 니켈(Ni) 또는 니켈을 함유한 합금을 포함하는 제3 코팅층; 상기 제3 코팅층 상단면에 핫멜트 차폐층;을 포함하는 차폐필름을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기 차폐필름의 제조방법에 관한 것으로서, 기재필름 일면에 주석(Sn) 또는 주석을 함유한 합금을 포함하는 제1 도전층을 적층시키는 단계; 상기 제1 도전층 상단면 전부 또는 일부에 구리(Cu) 또는 구리를 함유한 합금을 포함하는 제2 도전층을 적층시키는 단계; 상기 제2 도전층 상단면에 니켈(Ni) 또는 니켈을 함유한 합금을 포함하는 제3 도전층을 적층시키는 단계; 및 상기 제3 도전층 상단면에 핫멜트 차폐층을 적층시키는 단계;를 포함하는 차폐필름의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 차폐필름은 커버 필름(하드층+소프트층) 및/또는 은(Ag)증착 금속층이 없음에도 불구하고, 전자파 차폐 효과가 우수하면서도 가요성, 도전성, 내열성이 우수하다. 또한, 핫멜트 차폐층이 접착 또는 점착 역할을 하는 바, 별도의 접착제층 또는 접착제층이 필요 없고, 제조공정이 단순하기 때문에 기존 차폐필름 보다 경제성면에서도 월등하다.
도 1은 본 발명의 일 태양으로서, 차폐필름의 모식도이다.
도 2는 실험예에서 실시한 도전성 측정 실험에 쓰인 기구의 개략도이다.
본 발명에서 사용하는 용어인 "적층"은 필름(또는 차폐필름의 어느 한 층)의 일면의 전부 또는 일부에 타 필름을 접착 또는 점착시켜서 다른 층을 형성시키는 경우; 또는 필름(또는 차폐필름의 어느 한 층)의 일면의 전부 또는 일부를 코팅시켜서 다른 층을 형성시키는 경우; 등을 의미한다.
또한, 본 발명에서 사용하는 용어인 "차폐필름"은 박막형태의 필름(film) 및/또는 시트(sheet) 형태를 모두 포함하는 표현이다.
이하 본 발명에 대하여 상세하게 설명을 한다.
본 발명은 전자파 차폐필름에 관한 것으로서, 4층 구조의 도금층 및 핫멜트 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 도금층은 기재층, 제1 도전층, 제2 도전층 및 제3 도전층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 본 발명의 차폐필름은 도 1에 나타낸 바와 같이 분리필름을 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 차폐필름은 기재층 -> 제1 도전층 -> 제2 도전층 -> 제3 도전층 -> 핫멜트 차폐층이 적층 또는 코팅된 구조를 갖는다.
상기 제1 도전층은 기재층과 결합력을 향상시키고, 제2 도전층에 의해 전도성이 향상되며, 제3 도전층에 의해 도금층을 보호하는 피막이 형성됨으로써, 차폐필름의 결합력, 전도성 및 내식성 등을 향상시킬 수 있다.
상기 기재층은 기재필름(base film)으로서, PET(polyethylene terephthalate)를 주성분으로 포함하는 필름이며, 그 두께는 평균두께가 1 ~ 10 ㎛인 것이, 바람직하게는 2 ~ 7 ㎛, 더욱 바람직하게는 3 ~ 5 ㎛인 것이 좋다. 이때, 기재층의 평균두께가 1 ㎛ 미만이면 도금공정에서 장비에 장착할 수 없어 도금공정 자체를 할 수 없는 문제가 있을 수 있고, 10 ㎛를 초과하면 열경화성 차폐필름 완제품 전체 두께가 올라감으로 원하는 얇은 두께를 가질 수 없는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제1 도전층은 주석(Sn) 또는 주석을 함유한 합금을 포함하는 필름을 기재층의 일면의 전부 또는 일부에 적층시키거나 또는 주석(Sn) 또는 주석을 함유한 합금을 기재층의 일면의 전부 또는 일부에 코팅시켜서 형성된다. 상기 제1 도전층은 그 평균두께가 50 ㎚ ~ 1,000 ㎚인 것이, 바람직하게는 50 ~ 500 ㎚인 것이 좋으며, 이때, 제1 도전층의 평균두께가 50 ㎚ 미만이면 기재층과 제2 도전층과의 부착력 저하 문제가 있을 수 있고, 1,000 ㎚를 초과하면 불필요한 높은 증착두께 인해 높은 단가 및 제품 외관형성에 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제2 도전층은 구리(Cu) 또는 구리를 함유한 합금을 포함하는 필름을 제1 도전층의 일면의 전부 또는 일부에 적층시키거나 또는 구리(Cu) 또는 구리를 함유한 합금을 기재층의 일면의 전부 또는 일부에 코팅시켜서 형성된다. 상기 제2 도전층은 그 평균두께가 0.3 ~ 1.5 ㎛인 것이, 바람직하게는 0.5 ~ 1.2 ㎛인 것이 좋으며, 이때, 제2 도전층의 평균두께가 0.3 ㎛ 미만이면 도전성이 떨어져 전자파 차폐에 문제가 있을 수 있고, 1.5 ㎛를 초과하면 불필요한 높은 도금두께로 크랙으로 인한 제품 외관형성에 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제3 도전층은 니켈(Ni) 또는 니켈을 함유한 합금을 포함하는 필름을 기재층의 일면의 전부에 적층시키거나 또는 니켈(Ni) 또는 니켈을 함유한 합금을 기재층의 일면의 전부에 코팅시켜서 형성된다. 상기 제3 도전층은 제2 도정층의 두께와 같거나 서로 다르며, 평균두께가 0.3 ~ 1.5 ㎛인 것이 바람직하게는 0.5 ~ 1.2 ㎛인 것이 좋으며, 이때, 제3 도전층의 평균두께가 0.3 ㎛ 미만이면 제2 도전층의 산화방지효과가 없어지는 문제가 있을 수 있고, 1.5 ㎛를 초과하면 불필요한 높은 도금두께로 제품 외관형성에 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제3 도전층의 일면은 제2 도전층 일면의 전체적으로 접합하게 되고, 타면은 핫멜트 차폐층의 일면 또는 일부분과 접합하게 된다. 즉, 도 1에 나타낸 바와 같이 4개층으로 구성된 도금층의 한측에는 기재층이 있고, 도금층 구성 중 제3 도전층은 기재층과 가장 멀리 떨어진 곳에서 한층을 갖게 되며, 제2 도전층과 제3 도전층의 접합면과 반대면에 핫멜트 차폐층을 적층시키게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 핫멜트 차폐층은 열경화성 에폭시 수지 및 열경화성 우레탄 수지를 함유한 베이스 수지; 도전성 금속 분말; 및 경화제;를 포함하고 있으며, 상기 핫멜트 차폐층은 용매를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 용매는 톨루엔, 메틸에틸케톤, 벤젠, 자일렌, 디메틸포름아미드 및 사이클로헥사논 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 톨루엔을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 핫멜트 차폐층은 평균두께가 20 ~ 80 ㎛인 것이, 바람직하게는 40 ~ 70 ㎛인 것이, 더욱 바람직하게는 50 ~ 70 ㎛인 것이 좋으며, 핫멜트 차폐층의 평균두께가 20 ㎛ 미만이면 그 두께가 너무 얇아서 충분한 전자파 차폐 특성을 얻을 수 없을 수 있으며, 80 ㎛를 초과하면 두께가 불필요하게 두꺼워서 경제성이 떨어질 수 있으므로 상기 범위 내에서 두께를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
상기 핫멜트 차폐층에 있어서, 상기 베이스 수지는 열경화성 에폭시 수지 및 열경화성 우레탄 수지를 1 : 1.5 ~ 4 중량비로, 바람직하게는 1 : 2 ~ 3 중량비로 포함하고 있는 것이 좋으며, 이때, 열경화성 에폭시 수지와 열경화성 우레탄 수지의 중량비가 1 : 1.5 미만이면 차폐층이 너무 탄성이 저하(Brittle)되어 필름형성에 문제가 있을 수 있고, 1 : 4 중량비를 초과하면 부착력이 저하되고 핫멜트의 기능이 없어짐으로 인해 필름형성에 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
그리고, 베이스 수지 성분 중 상기 열경화성 에폭시 수지 및 열경화성 우레탄 수지는 경화 온도가 110℃ ~ 200℃인 것이 바람직하다. 이는 핫멜트 차폐층 제조시 건조 및 고화 온도가 60℃ ~ 110℃ 정도이기 때문에 상기 경화 온도가 110? 이상을 갖는 열경화성 에폭시 수지 및/또는 열경화성 우레탄 수지를 사용하는 것이 좋으며, 상기 경화 온도가 200℃를 초과하는 수지를 사용하는 경우 경화온도가 너무 높아서 작업성이 저하되는 문제가 있을 수 있으므로 상기 경화 온도를 갖는 열경화성 에폭시 수지 및 열경화성 우레탄 수지를 사용하는 것이 좋다.
그리고, 상기 열경화성 에폭시 수지는 비스페놀A형, 비스페놀F형, 노볼락(Novolac)형, 브로미네이티드(Brominated)형, 지환족(Cycloaliphatic)형, 및 고무변성(Ruber modified)형 중에서 선택된 1종 이상의 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 열경화성 우레탄 수지는 폴리에테르 폴리올계열, 글리콜계열, 폴리에스테르 폴리올계열 및 지방산 에스테르계열 중에서 선택된 1 이상의 알코올 화합물; 및 톨루일렌 디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트, 3, 3'-디메틸-4, 4'-비페닐렌 디이소시아네이트, 1, 4-페닐렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시네이트, 나프틸렌 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4, 4'-디이소시아네이트, 조제(crude) 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 폴리메틸렌·폴리페닐 이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 수소화크실렌 디이소시아네이트 1종 이상의 디이소시아네이트 화합물 또는 상기 디이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트화물, 카르보디이미드화물 및 비우렛(biuret)화물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물;을 포함하고 있는 것이 바람직하다.
핫멜트 차폐층 성분 중 상기 도전성 금속 분말은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 100 ~ 300 중량부를, 바람직하게는 150 ~ 250 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 이때, 상기 도전성 금속 분말의 사용량이 베이스 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부 미만이면 도전성이 저하되어 전자파 차폐성능에 문제가 있을 수 있고, 300 중량부를 초과하면 액 제조공정상에 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
상기 도전성 금속 분말의 종류는 특별히 한정하지는 않으나, 금(Au) 분말; 은(Ag) 분말; 구리(Cu) 분말; 및 니켈(Ni) 및 은(Ag) 중에서 선택된 1종 이상이 코팅된 구리 분말; 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 도전성 금속 분말은 평균입경 1 ~ 20 ㎛인 것을, 바람직하게는 1 ~ 15 ㎛인 것을, 더욱 바람직하게는 1 ~ 10 ㎛인 것을 사용하는 것이 좋다.
핫멜트 차폐층 성분 중 상기 경화제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 1 ~ 30 중량부를, 바람직하게는 5 ~ 20 중량부를 사용할 수 있으며, 경화제의 사용량이 1 중량부 미만이면 경화가 안되어 시트가 만들어지지 않는 문제가 있을 수 있고, 30 중량부를 초과하면 경화가 안되거나 시트가 만들어지지 않는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 전자파 차폐필름 중 도금층은 4개의 층으로 이루어져 있으며, 제1 도전층, 제2 도전층 및 제3 도전층은 필름 형태일 수 있으며, 코팅시킨 코팅층 형태일 수 있다. 코팅층인 경우의 차폐필름은 아래와 같은 구성으로 표현할 수 있다.
즉, 본 발명의 전자파 차폐필름은 기재층 일면의 전부 또는 일부에 주석(Sn) 또는 주석을 함유한 합금을 포함하는 제1 코팅층; 상기 제1 코팅층 상단면 전부 또는 일부에 구리(Cu) 또는 구리를 함유한 합금을 포함하는 제2 코팅층; 상기 제2 코팅층 상단면에 니켈(Ni) 또는 니켈을 함유한 합금을 포함하는 제3 코팅층; 상기 제3 코팅층 상단면에 핫멜트 차폐층;을 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 전자파 차폐필름은 도 1과 같이 분리필름을 더 포함할 수 있으며, 상기 분리필름은 전자파 차폐필름을 보호하는 역할을 하며, PET층 및 박리층(release coating layer)으로 구성된다. 그리고, 분리필름은 연성회로기판 등의 전자부품, 전자기기, 통신기기에 적용된 후에 제거된다.
이하에서는 본 발명의 전자파 차폐필름을 제조하는 방법에 대하여 설명을 한다.
본 발명은 전자파 차폐필름의 제조방법에 관한 것으로서,
기재필름 일면에 주석(Sn) 또는 주석을 함유한 합금을 포함하는 제1 도전층을 적층시키는 단계; 상기 제1 도전층 상단면 전부 또는 일부에 구리(Cu) 또는 구리를 함유한 합금을 포함하는 제2 도전층을 적층시키는 단계; 상기 제2 도전층 상단면에 니켈(Ni) 또는 니켈을 함유한 합금을 포함하는 제3 도전층을 적층시키는 단계; 및 상기 제3 도전층 상단면에 핫멜트 차폐층을 적층시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 핫멜트 차폐층이 적층된 후, 제1 도전층과 기재필름의 접촉면의 타면에 분리필름을 형성시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 도전층을 적층시키는 단계에 있어서, PET 필름에 금속층을 적층 또는 코팅시키는 방법으로 PET 필름에 코로나 방전처리 등을 하여 PET 필름 표면을 활성화시킨 후, 금속물질을 스퍼터링(sputtering) 방식으로 도금층을 형성시키는 방법이 알려져 있으나, 본 발명에서는 습식도금인 증착(Evaporation) 방식으로 제1 도전층을 형성시키는데 특징이 있다. 상기와 같이 스퍼터링 방식이 아닌 증착 방식을 채용함으로써, 절연기재와 도전층의 부착을 증진시키며 도전성을 부가하는 장점이 있다.
상기 제2 도전층을 적층시키는 단계는 전해 도금법 또는 무전해 도금법으로, 바람직하게는 무전해 도금법으로 기재층과 제1 도전층의 접합면의 타면 상단에 제2 도전층을 적층 또는 코팅시킬 수 있다.
상기 무전해 도금법으로 제2 도전층을 적층시에는 구리(Cu) 농도 2.5 ~ 4 g/L, 수산화나트륨 농도 6 ~ 9 g/L, 포름알데하이드 농도 3 ~ 4 g/L, 온도 40 ~ 45℃ 및 저항 5 ~ 50 mΩ 분위기 하에서, 10 ~ 15분 동안 구리를 침적시켜서 제2 도전층을 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 제3 도전층을 적층시키는 단계는 전해 도금법으로 형성시키는 것이 바람직하며, 무전해 도금법은 이온화 경향 때문에 구리를 함유한 제2 도전층에 니켈을 함유한 제3 도전층을 형성시키기 어렵기 때문이다. 여기서, 상기 전해 도금법은 무전해 도금액에 전기를 흘려주는 방식으로 니켈 5 ~ 7.5 g/L, 차인산나트륨 16.5 ~ 25.0 g/L, 온도 35 ~ 40℃및 pH 8.5 ~ 9 분위기 하에서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 핫멜트 차폐층을 적층시키는 단계는 열경화성 에폭시 수지 및 열경화성 우레탄 수지, 경화제, 도전성 금속 분말 및 용매를 혼합한 핫멜트 차폐층 조성물을 제2 도전층과 제3 도전층의 접촉면의 반대면에 적층 또는 코팅시킨 다음, 60℃ ~ 110℃ 분위기 하에서 건조시켜서 핫멜트 차폐층을 형성시킬 수 있다.
그리고, 상기 핫멜트 차폐층의 조성 및 조성비는 본 발명의 차폐필름에 대해 설명한 바와 동일하다.
이러한 본 발명의 전자파 차폐필름은 전자파 차폐 효과가 우수하고, 도전성, 가요성, 내열성 등의 물성이 우수한 바, 연성회로기판 등의 전자부품 및 케이블, 전선 등의 통신기기(또는 통신부품)의 전자파 차폐필름으로 폭 넓게 적용할 수 있다.
이하 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1
(1) 도금층의 제조
1) 고진공에 놓은 용기 속에 평균두께 3 ㎛의 PET 필름과 주석 입자를 넣어 둔 다음, 히터에 전류를 흘러서 가열함으로써 입자를 증발시키면, 표면에 응축해서 부착하는 것을 이용하여 표피(表皮)를 붙이는 방식으로 코팅시켜서 평균두께 500 ㎚의 제1 도전층을 적층시켰다.
2) 다음으로, 하기 조건의 무전해 도금법으로 제1 도전층에 구리를 코팅시켜서 평균두께 0.8 ㎛의 제2 도전층을 적층시켰다.
- Cu: 2.5~4g/L, NaOH: 6~9g/L, HCHO: 3~4g/L,
- 온도: 43~44℃, 저항: 50mΩ 이하, 침적시간: 11분
3) 다음으로, 하기 조건의 전해 도금법으로 제2 도전층에 니켈을 코팅시켜서 평균두께 1 ㎛의 제3 도전층을 적층시켰다.
- Ni: 5~7.5g/L, 차인산나트륨: 16.5~25.0g/L,
- 온도: 36~38℃, PH: 8.5~8.7
(2) 핫멜트 차폐층 조성물의 제조
열경화성 에폭시 수지(LER421L, LG화학) 열경화성 우레탄 수지(SILASTIC URE N-50, 신라케미칼)를 3 : 7 중량비로 혼합하여 베이스 수지를 제조한 다음 이를 교반기에 넣고, 여기에 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 경화제[(H-9301-1A1, 레지나스화성(Resinous Kasei Co. Ltd)] 및 톨루엔을 각각 10 중량부 및 60 중량부가 되도록 첨가 및 교반하여 페이스트를 제조하였다. 다음으로 은이 코팅된 구리입자(평균입경이 약 8 ㎛인 플레이크형 입자, 은 함량은 은이 코팅된 구리입자 전체 중량 중 10 중량%)를 베이스 수지 100 중량부에 대하여 200 중량부가 되도록 첨가한 후, 균일하게 분산 및 교반하여 핫멜트 차폐층 조성물을 제조하였다.
(3) 핫멜트 차폐층 적층
앞서 제조한 도금층 상에 상기 핫멜트 차폐층 조성물을 콤마 코터로 코팅하고 100℃에서 10분간 건조시켜 용매인 톨루엔을 증발시키고 핫멜트 차폐층을 고화시켜서 60 ㎛ 두께의 핫멜트 차폐층이 상기 도금층에 적층(구체적으로 제3 도전층에 적층)된 전자파 차폐필름을 제조하였다.
실시예 2 ~ 7 및 비교예 1 ~ 6
상기 실시예 1과 동일한 물질과 방법을 사용하여 전자파 차폐필름을 제조하여, 하기 표 1과 같은 조성비를 갖는 핫멜트 차폐층 조성물을 사용하여 전자파 차폐필름을 제조하여, 실시예 2 ~ 7 및 비교예 1 ~ 6을 실시하였다.
구분 베이스 수지 경화제
(중량부)		 툴루엔
(중량부)		 은 코팅 구리입자
(중량부)
열경화성 에폭시 수지 및
열경화성 우레탄 수지의 중량비
실시예1 3 : 7 100
중량부		 10 60 200
실시예2 3 : 7 10 60 100
실시예3 3 : 7 10 60 300
실시예4 3 : 7 5 60 200
실시예5 3 : 7 30 60 200
실시예6 2 : 8 10 60 200
실시예7 4 : 6 10 60 200
비교예1 3 : 7 10 60 50
비교예2 3 : 7 10 60 400
비교예3 3 : 7 2 60 200
비교예4 3 : 7 40 60 200
비교예5 1 : 9 10 60 200
비교예6 5 : 5 10 60 200
비교예 7 ~ 비교예 9
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전자파 차폐필름을 제조하되, 제2 도전층의 평균두께가 0.2 ㎛가 되도록 구리를 코팅시켜서 전자파 차폐필름을 제조하여 비교예 7을 실시하였다.
그리고, 실시예 1과 동일한 방법으로 전자파 차폐필름을 제조하되, 제3 도전층의 평균두께가 0.2 ㎛가 되도록 니켈을 코팅시켜서 전자파 차폐필름을 제조하여 비교예 8을 실시하였다.
또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 전자파 차폐필름을 제조하되, 핫멜트 차페층의 평균두께가 15 ㎛가 되도록 코팅시켜서 전자파 차폐필름을 제조하여 비교예 9를 실시하였다.
실험예
(1) 준비예 : 측정용 시편의 제조
폴리이미드 필름(두께 50 ㎛) 위에 50 ㎜ 간격으로 폭 5㎜, 길이 80㎜의 구리박 회로 패턴이 형성된 단면 CCL판(Copper Clad Laminated Plate)을 준비하였다. 이때, 구리박 회로 패턴이 형성되지 않은 폴리이미드 필름 상에는 PET 필름으로 이루어진 보호층(Cover layer)이 형성되어 있다.
상기 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 ~ 9에서 제조한 전자파 차폐용 접착시트(폭 10㎜, 길이 60㎜)의 전자파 차폐필름의 핫멜트 차폐층이 인접하는 2개의 구리박 회로 패턴을 덮도록 120℃에서 5 초간 가접하고, 이후 170℃에서 약 15분간 3 MPa의 압력으로 압착시키고 150℃에서 60 분간 경화시켜 전자파 차폐층을 형성하고 분리필름을 박리하여 측정용 시편을 제조하였다.
(2) 도전성 측정 실험
상기 준비예에서 제조한 각각을 측정용 시편을 이용하여, CCL판 상에 드러난 인접하는 2개의 구리박 회로간의 저항을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었으며, 2.7 Ω/5㎝ 이하이면 본 발명에서 요구하는 도전성을 만족하는 것으로 본다. 그리고, 본 발명에 따른 전자파 차폐필름의 도전성 측정방법을 개략적으로 나타낸 모식도를 도 2에 나타내었다.
(3) 내굴곡성( 가요성 ) 측정 실험
상기 준비예에서 제조한 각각의 측정용 시편을 굴곡 반경 0.8㎜를 유지한 상태에서 왕복거리 20㎜, 초당 2회의 왕복속도로 구동시켜서 밀리옴 미터기를 이용하여 왕복 횟수에 따른 전기저항을 측정하고, 초기 저항치의 20%를 초과한 시점에서의 왕복횟수를 내굴곡성으로 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다. 내굴곡성은 23,000회 이하이면 본 발명에서 요구하는 내굴곡성을 만족하는 것으로 본다.
(4) 접착력 측정 실험
상기 준비예에서 제조한 각각의 측정용 시편을 폭 10㎜, 길이 50㎜의 크기로 절단한 후, 인장강도 시험기로 전자파 차폐층을 90°각으로 박리시키는 필링 테스트(peeling test)를 하여 전자파 차폐층의 접착력을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다. 접착력은 1.3 ㎏f/㎝ 이상이면 본 발명에서 요구하는 접착력을 만족하는 것으로 본다.
(5) 내열성 측정 실험
상기 준비예에서 제조한 각각의 측정용 시편을 20㎜×20㎜의 크기로 절단한 후, 260℃의 주석조에 30초간 담근 뒤 전자파 차폐층의 부착 여부를 관찰하여 전자파 차폐필름의 내열성을 평가하였다. 전자파 차폐필름의 차폐층이 부착되어 있으면 "○", 차폐층이 떨어져 있으면 "×"로 표시하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
평가항목 도전성(Ω/5㎝) 내굴곡성(회수) 접착력(㎏f/㎝) 내열성
실시예 1 2.5 22,100 1.5 ○
실시예 2 2.3 22,700 1.7 ○
실시예 3 0.9 18,700 1.4 ○
실시예 4 2.6 20,000 1.3 ○
실시예 5 2.5 17,600 1.9 ○
실시예 6 2.6 22,400 1.4 ○
실시예 7 2.3 15,400 1.8 ○
비교예 1 52 21,300 2.0 ○
비교예 2 1.9 4,700 0.4 X
비교예 3 2.9 28,100 0.6 X
비교예 4 2.6 7,300 0.8 O
비교예 5 2.6 25,300 0.3 X
비교예 6 2.5 1,100 2.0 X
비교예 7 11 22,300 1.5 O
비교예 8 8.3 22,300 1.5 O
비교예 9 2.3 25,000 1.7 O
상기 표 2의 실험결과를 살펴보면 상기 실시예 1 ~ 7은 도전성, 내굴곡성, 접착력 및 내열성이 모두 우수하였으나(도전성 2.7 Ω/5㎝ 이하. 내굴곡성 23,000회 이하, 접착력 1.3 ㎏f/㎝ 이상), 은 코팅 구리입자를 너무 적게 넣은 비교예 1은 도전성이 좋지 않았으며, 은 코팅 구리입자를 너무 많이 넣은 비교예 2는 도정성은 좋으나, 내열성이 좋지 않았다.
그리고, 본 발명이 제시하는 경화제 사용량 보다 적게 사용하거나 초과 사용하니 비교예 3 및 비교예 4는 내열성이 좋지 않거나, 도전성 또는 내굴곡성이 좋지 않았다. 또한, 베이스 수지의 조성비를 본 발명이 제시하는 범위를 벗어나서 사용한 비교예 7 및 비교예 8은 도전성이 매우 좋지 않은 문제가 있었다.
그리고, 제2 도전층, 제3 도전층 또는 핫멜트 차폐층의 평균두께를 본 발명 보다 얇게 제조한 비교예 7 ~ 9는 도전성 또는 내굴곡성이 좋지 않은 결과를 보였다.
상기 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명의 차폐필름은 커버 필름(하드층+소프트층) 및/또는 은(Ag)증착 금속층이 없음에도 불구하고, 전자파 차폐 효과가 우수하면서도 가요성, 도전성, 내열성이 우수함을 확인할 수 있었으며, 또한, 핫멜트 차폐층이 접착 또는 점착 역할을 할 수 있도록 접착력이 우수한 바, 별도의 접착제층 또는 접착제층이 필요 없음을 확인할 수 있었다.

Claims (29)

  1. 4층 구조의 도금층 및 핫멜트 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도금층은 기재층, 제1 도전층, 제2 도전층 및 제3 도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기재층은 PET(polyethylene terephthalate)을 포함하며, 평균두께가 1 ~ 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 도전층은 주석(Sn) 또는 주석을 함유한 합금을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 도전층은 구리(Cu) 또는 구리를 함유한 합금을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제3 도전층은 니켈(Ni) 또는 니켈을 함유한 합금을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제3 도전층은 핫멜트 차폐층의 일면 또는 일부분과 접합하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 핫멜트 차폐층은 열경화성 에폭시 수지 및 열경화성 우레탄 수지를 함유한 베이스 수지; 도전성 금속 분말; 및 경화제;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 열경화성 에폭시 수지 및 열경화성 우레탄 수지를 1 : 1.5 ~ 4 중량비로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 도전성 금속 분말은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 100 ~ 300 중량부로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 경화제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 5 ~ 30 중량부로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 열경화성 에폭시 수지는 비스페놀A형, 비스페놀F형, 노볼락(Novolac)형, 브로미네이티드(Brominated)형, 지환족(Cycloaliphatic)형, 및 고무변성(Ruber modified)형 중에서 선택된 1종 이상의 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 열경화성 우레탄 수지는
    폴리에테르 폴리올계열, 글리콜계열, 폴리에스테르 폴리올계열 및 지방산 에스테르계열 중에서 선택된 1 이상의 알코올 화합물; 및
    톨루일렌 디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄 디이소시아네이트, 3, 3'-디메틸-4, 4'-비페닐렌 디이소시아네이트, 1, 4-페닐렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시네이트, 나프틸렌 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄-4, 4'-디이소시아네이트, 조제(crude) 톨루엔 디이소시아네이트, 폴리메틸렌·폴리페닐 이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 수소화크실렌 디이소시아네이트 1종 이상의 디이소시아네이트 화합물 또는 상기 디이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트화물, 카르보디이미드화물 및 비우렛(biuret)화물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물;
    을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 도전성 금속분말은 은(Ag)이 코팅된 구리(Cu) 분말이고, 평균입경 1 ~ 20㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 핫멜트 차폐층은 평균두께가 20 ~ 80 ㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 도전층은 평균두께가 50 ㎚ ~ 1,000 ㎚인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 도전층은 평균두께가 0.3 ~ 1.5 ㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 도전층은 상기 제2 도전층의 평균두께와 같거나 다른 것으로서,
    평균두께가 0.3 ~ 1.5 ㎛인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  19. 제 1 항에 있어서,
    분리필름을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  20. 기재층 일면의 전부 또는 일부에 주석(Sn) 또는 주석을 함유한 합금을 포함하는 제1 코팅층;
    상기 제1 코팅층 상단면 전부 또는 일부에 구리(Cu) 또는 구리를 함유한 합금을 포함하는 제2 코팅층;
    상기 제2 코팅층 상단면에 니켈(Ni) 또는 니켈을 함유한 합금을 포함하는 제3 코팅층;
    상기 제3 코팅층 상단면에 핫멜트 차폐층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  21. 제20항에 있어서, 제1 코팅층과 기재필름의 접촉면의 타면에 분리필름이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름.
  22. 제1항 내지 제21항 중에서 선택된 어느 한 항의 전자파 차폐필름을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자부품.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 전자부품은 연성회로기판인 것을 특징으로 하는 전자부품.
  24. 기재필름 일면에 주석(Sn) 또는 주석을 함유한 합금을 포함하는 제1 도전층을 적층시키는 단계;
    상기 제1 도전층 상단면 전부 또는 일부에 구리(Cu) 또는 구리를 함유한 합금을 포함하는 제2 도전층을 적층시키는 단계;
    상기 제2 도전층 상단면에 니켈(Ni) 또는 니켈을 함유한 합금을 포함하는 제3 도전층을 적층시키는 단계; 및
    상기 제3 도전층 상단면에 핫멜트 차폐층을 적층시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1 도전층은 증착(Evaporation)법으로, 상기 제2 도전층은 전해 도금법 또는 무전해 도금법으로, 상기 제3 도전층은 전해 도금법으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 핫멜트 차폐층은 열합지 또는 드라이(dry)합지하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 무전해 도금법은 구리(Cu) 농도 2.5 ~ 4 g/L, 수산화나트륨 농도 6 ~ 9 g/L, 포름알데하이드 농도 3 ~ 4 g/L, 온도 40 ~ 45℃ 및 저항 5 ~ 50 mΩ 분위기 하에서, 10 ~ 15분 동안 구리를 침적시켜서 제2 도전층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
  28. 제25항에 있어서, 상기 전해 도금법은 니켈 5 ~ 7.5 g/L, 차인산나트륨 16.5 ~ 25.0 g/L, 온도 35 ~ 40℃ 및 pH 8.5 ~ 9 분위기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
  29. 제24항에 있어서, 핫멜트 차폐층이 적층된 후, 제1 도전층과 기재필름의 접촉면의 타면에 분리필름을 형성시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
KR1020120016296A 2012-02-17 2012-02-17 전자파 차폐 필름 및 그 제조방법 KR101311443B1 (ko)

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