KR20150083018A - 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절연층; 상기 절연층의 일면 상에 형성되고, 다수의 금속 패턴이 메쉬(mesh) 형태로 구성되는 메쉬 금속층; 및 상기 메쉬 금속층을 덮으면서 상기 절연층 상에 형성되고, 도전성 필러 및 수지를 포함하는 전도성 접착층을 포함하는 연성 인쇄회로기판(FPCB)용 전자파 차폐 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 기존 전자파 차폐 필름과 달리, 메쉬 형태의 금속층을 포함하므로, 경제성이 우수하면서도 전자파 차폐 성능이 우수하며, 또한 도전성, 가요성 및 내열성 등의 물성이 우수하다.

Description

연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름 및 이의 제조방법{ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING FILM FOR FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD AND THE PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 컴퓨터, 통신 기기, 프린터, 휴대 전화기, 비디오 카메라 등 전자제품에 사용되는 인쇄회로기판 등의 전자부품, 케이블, 전선 등의 통신기기 또는 통신 부품에서 발생하는 전자파를 차폐하는 차폐 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상, 전자 기기의 소형화, 평면화 및 고기능화에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 맞추기 위해 다른 사용 주파수 영역의 부품들을 같은 전자 기기에 구현함으로써 복합적인 전자파 노이즈가 발생하고 있으며, 이러한 복합적인 전자파 노이즈에 대한 대책을 세우는 것이 힘들어지고 있다. 한편, 데이터 전송 케이블도 박형화와 적은 전자파 노이즈 방출에 대한 요구가 증가하고 있다. 대량 데이터를 전송하는 경우에 전자파 노이즈에 의한 데이터의 간섭으로 데이터에 오류가 발생하고 데이터가 손실되는 등의 경우가 자주 발생하고 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.
상술한 전자파 노이즈 문제를 해결하기 위한 대책으로서, 1층 이상의 절연층 상에 금속층과 도전성 접착층이 순차적으로 마련된 차폐 필름이 자주 사용되고 있다. 이때 상기 금속층과 도전성 접착층의 차폐 재질로서 고가의 금속, 예컨대 은(Ag)을 주로 사용하는데, 이들의 차폐 효과를 온전히 발휘하기 위해서는 금속의 사용량을 증가시켜야 한다. 따라서, 고가의 금속 사용량에 따른 경제성 저하가 필수적으로 초래된다. 또한 전자기기의 박형화에 적용하기 위해서는 얇은 금속층이 요구되지만, 얇은 금속층과 수지 계열의 다른 기재 필름과의 접착성이 떨어져 수율이 나빠지는 문제점이 있다.
본 발명자는 전술한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 종래 절연층 상에 밀폐형 금속층을 형성하는 대신, 전자 차폐재인 전도성 물질을 이용하여 소정의 금속 패턴을 형성하되, 이들 간의 틈새를 유지한 채 연속적으로 배열되는 개방형(開放形) 금속층을 형성하면, 고가의 금속 사용량을 줄이면서도 종래와 대등한 차폐효과를 발휘할 수 있다는 것을 착안하였다.
이에, 본 발명은 다수의 금속 패턴이 메쉬 형태로 배열되는 메쉬 금속층을 포함하여 경제성을 높일 뿐만 아니라 우수한 차폐 특성, 내열성, 내화학성, 유연성 등을 동시에 발휘하는 신규 구조의 전자파 차폐 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 절연층; 상기 절연층의 일면 상에 형성되고, 다수의 금속 패턴이 메쉬(mesh) 형태로 구성되는 메쉬 금속층; 및 상기 메쉬 금속층을 덮으면서 상기 절연층 상에 형성되고, 도전성 필러 및 수지를 포함하는 전도성 접착층을 포함하는 연성 인쇄회로기판(FPCB)용 전자파 차폐 필름을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일례에 따르면, 상기 메쉬 금속층의 패턴은 원형, 사선 형상, 삼각형 이상의 다각형 및 무정형 형상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 형태일 수 있다. 또한 상기 메쉬 금속층은 단층 또는 2층 이상의 복수층일 수 있다.
본 발명에서, 상기 메쉬 금속층의 평균 선폭이 20 내지 500 ㎛ 범위일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일례에 따르면, 상기 절연층은 열경화성 수지를 포함하며, 당해 절연층 100 중량부 기준으로 3 내지 30 중량부의 전기 비전도성 유기 또는 무기 필러를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일례에 따르면, 상기 전도성 접착층은 도전성 필러와 수지를 포함하되, 상기 도전성 필러는 Ag, Cu, Ni, Al, Ag으로 코팅된 구리 필러, 니켈 필러 또는 고분자 필러일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일례에 따르면, 상기 절연층과 전도성 접착층 상에 각각 이형 필름을 더 포함할 수 있다.
아울러, 본 발명은 전술한 전자파 차폐 필름의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법의 바람직한 일례를 들면, (i) 제1기재필름의 제1면 상에 절연층 형성용 열경화성 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 절연층을 형성하는 단계; (ii) 상기 절연층 상에 전자파 차폐 필름을 함유하는 잉크 조성물을 인쇄하여 소정의 패턴이 메쉬 형태로 구성되는 메쉬 금속층을 형성하는 단계; (iii) 제2기재필름의 제1면 상에 도전성 필러 및 열경화성 수지를 포함하는 전도성 접착층 형성용 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 전도성 접착층을 형성하는 단계; 및 (iv) 제1기재필름과 제2기재필름을 적층하되, 상기 제1기재필름의 메쉬 금속층과 제2기재필름의 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후, 가압공정을 통해 압착하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 단계 (i)에서 형성된 절연층은 반경화 상태(B-stage)인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 신규 전자파 차폐 필름은 전자 차폐재인 전도성 물질을 이용하여 소정의 금속 패턴을 형성하되, 이들 간의 틈새를 유지한 채 연속적으로 배열되는 개방형(開放形) 금속층을 포함함으로써, 고가의 금속 사용량을 줄이면서도 종래와 대등한 차폐효과를 발휘할 수 있다.
또한 상기 금속층이 존재함에도 불구하고 절연층과 전도성 접착층이 메쉬 패턴 사이로 서로 접합하고 있으므로, 이들 층에 포함된 수지 성분의 친화성으로 인해 우수한 접착력, 굴곡성 및 층간 접착력을 발휘할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 필름의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 전자파 차폐 필름의 메쉬 금속층을 구성하는 다양한 메쉬 패턴 형태를 나타내는 모식도이다.
도 9는 전자파 차폐 필름의 차폐율 평가를 위해 제작된 쿠폰의 일 형상이다.
도 10은 전자파 차폐 필름의 내화학성 평가 방법과 평가 기준을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 110, 120, 130: 연성 회로 기판 형성용 전자파 차폐 필름
10: 절연층 20: 메쉬 금속층
30: 도전성 접착층 40: 이형 필름
50: 메쉬 금속층의 패턴
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
전자파 차폐 필름은 전자파 장해(electromagnetic interference, EMI) 노이즈 차폐를 위해 연성 인쇄회로기판의 최외각(coverlay 상부)에 적층되는 필름을 지칭한다. 이러한 전자파 차폐 필름은 다양한 물성이 요구되는데, 크게 우수한 전자파 차폐 효과, 굴곡특성, 우수한 열적 안정성, 내화학성, 내마모성, 낮은 저항변화 등이 필요하다.
종래 전자파 차폐 필름으로, 1층 이상의 절연층 상에 금속층과 도전성 접착층이 순차적으로 마련된 형태의 필름을 사용하고 있는데, 이때 금속 재질의 금속층은 수지(resin) 계열의 절연층과 도전성 접착층 사이에 배치되므로, 절연층과 전도성 접착층 사이의 금속층으로 인하여 전자파 차폐 효과를 증대시킬 수 있는 장점은 있는 반면, 이들 간의 이질성(異質性)으로 인해 층간 접착력이 저조하였다. 또한 금속층과 도전성 접착층의 차폐 재질로서 고가의 금속, 예컨대 은(Ag)을 주로 사용하므로, 차폐 효과를 발휘하기 위한 고가의 금속 사용량에 따른 경제성 저하가 필수적으로 초래된다. 아울러 상기 금속층이 금속막 형태이므로, 필름의 내굴곡성과 열압착 공정시 커버레이와 그라운드 패턴 사이의 고 단차 메움 특성을 해치는 원인이 될 수 있다.
이에, 본 발명에서는 경제성을 높일 뿐만 아니라 우수한 차폐 특성, 내열성, 내화학성, 유연성 등을 동시에 발휘하는 신규 연성 인쇄회로기판(FPCB) 형성용 전자파 차폐 필름을 제공하기 위해서, 상기 절연층과 전도성 접착층 사이에 소정의 금속 패턴이 연속적으로 배열되는 개방형(開放形) 금속층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이러한 개방형 금속층은 다수의 금속 패턴이 메쉬(mesh) 형태로 구성되므로, 고가의 금속 사용량을 감소시켜 경제성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 기존 밀폐형 금속박 형태의 금속층을 사용하는 차폐 필름과 대등한 차폐 특성을 나타낼 수 있다.
또한 수지(resin) 계열의 절연층과 도전성 접착층 사이에 금속층이 배치됨에도 불구하고, 금속층의 메쉬 패턴 사이로 절연층과 도전성 접착층이 서로 연결되어 접합하고 있으므로, 수지 간의 친화성으로 인해 층간 접착력을 유의적으로 향상시킬 수 있다.
아울러, 메쉬형 금속 패턴 사이로 절연층과 도전성 접착층이 서로 연결되는 구조이므로, 금속층을 포함하여도 전자파 차폐 필름의 내굴곡 특성을 해치지 않을 뿐만 아니라, 전체 두께 감소, 및 연성 인쇄회로기판의 유연성(flexibility)을 부여할 수 있다. 따라서 고단차 및 박판용 제품군에 대한 응용분야가 보다 넓어질 수 있다는 장점이 있다.
<연성 인쇄회로기판(FPCB) 형성용 전자파 차폐 필름>
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 인쇄회로기판(FPCB) 형성용 전자파 차폐 필름에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 전자파 차폐 필름은 크게 절연층(10)과 전도층으로 구분될 수 있으며, 여기서 전도층은 메쉬 금속층(20)과 전도성 접착층(30)을 포함한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 전자파 차폐 필름(100)은, 절연층(10); 상기 절연층의 일면 상에 형성되는 메쉬 금속층(20); 및 상기 메쉬 금속층을 덮으면서 상기 절연층 상에 형성되는 전도성 접착층(30)을 포함하고, 이들이 순차적으로 적층되는 구조를 갖는다.
<절연층>
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 절연층은 최종적으로 필름의 최외각에 존재하면서, 전자파 차폐 필름의 기계적 강도를 주면서 필름의 굴곡 특성과 더불어 열적 안정성, 내화학성, 내스크래치성 등을 발휘하는 역할을 한다.
상기 절연층은 코팅층 또는 필름 형태로서, 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 수지 및 경화제를 포함하는 열경화성 조성물을 경화시켜 형성될 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 열경화성 수지의 비제한적인 예로는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 식물성유 변성 페놀수지, 크실렌 수지, 구아나민 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 비닐에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 푸란 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 시아네이트 수지, 말레이미드 수지 및 벤조시클로부텐 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는 에폭시 수지, 페놀 수지 또는 식물성유 변성 페놀수지이다. 이중 에폭시 수지는 반응성, 내열성이 우수하여 바람직하다.
상기 에폭시 수지는 당 업계에 알려진 통상적인 에폭시 수지를 제한없이 사용할 수 있으며, 1분자 내에 에폭시기가 2개 이상 존재하는 것이 바람직하다.
사용 가능한 에폭시 수지의 비제한적인 예를 들면, 비스페놀A형/F형/S형 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 알킬페놀 노볼락형 에복시, 바이페닐형, 아랄킬(Aralkyl)형, 나프톨(Naphthol)형, 디시클로펜타디엔형 또는 이들의 혼합 형태 등이 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 안트라센 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 테트라메틸 비페닐형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 S 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 페놀 공축 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 코레졸 공축 노볼락형 에폭시 수지, 방향족 탄화수소 포름알데히드 수지 변성 페놀 수지형 에폭시 수지, 트리페닐 메탄형 에폭시 수지, 테트라 페닐에탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 페놀 부가반응형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 다관능성 페놀 수지, 나프톨 아랄킬형 에폭시 수지 등이 있다. 이때 전술한 에폭시 수지를 단독 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수도 있다.
본 발명에서는 당 업계에 알려진 통상적인 경화제를 제한 없이 사용할 수 있으며, 사용하고자 하는 에폭시 수지의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 사용 가능한 경화제의 비제한적인 예로는 페놀계, 무수물계, 디시안아미드계, 경화제가 있으며, 이중에서 페놀계 경화제가 내열성 및 접착성을 더 향상시킬 수 있어 바람직하다.
상기 페놀계 경화제의 비제한적인 예로는 페놀노볼락, 크레졸노볼락, 비스페놀A노볼락, 나프탈렌형 등이 있으며, 이때 이들을 단독으로 또는 2종 이상이 혼합하여 사용할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 절연층은 최종 제품의 기계적 물성, 낮은 저항변화를 효과적으로 나타내기 위해서, 당 업계에 알려진 통상적인 전기 비전도성 필러를 더 포함할 수 있다.
이러한 전기 비전도성 필러는 유기 필러, 무기 필러 또는 이들 모두를 혼합하여 사용할 수 있으며, 일례로 전기 비전도성 카본 블랙(carbon black), 염료 또는 이들의 1종 이상 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전기 비전도성 필러의 함량은 전술한 절연층의 기계적 물성, 낮은 저항변화, 기타 물성 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있으며, 일례로 당해 절연층 100 중량부 기준으로 0.5 내지 5 중량부 범위일 수 있다.
본 발명의 절연층은 난연제를 함유하는 것이 바람직하므로, 전술한 열경화성 수지와 경화제 성분에 난연제를 함유시켜 경화하는 것이 바람직하다.
상기 난연제로는 당업계에 알려진 통상적인 난연제를 제한 없이 사용할 수 있으나, 유기 인계 난연제, 유기계 질소 함유 인화합물, 질소 화합물, 실리콘계 난연제, 금속 수산화물 등의 난연제 등이 바람직하다.
상기 인 화합물계 난연제의 구체적인 예로서는, 트리아릴·이소프로필 포스페이트, 트리스(3-히드록시프로필) 포스핀 옥시드, 1,3-페닐렌-나사(지키시레닐) 포스페이트, 혹은 2,2-나사(p-히드록시 페닐) 프로판·트리클로로 포스핀 옥시드 중합 물건(중합도 1~3)의 페놀 응축물, 인산염 복합 물건, 방향성 족축합 인에스테르 등의 인에스테르계 화합물, 혹은 폴리포스포린산 암모늄, 폴리포스포린산 암모늄 애시드, 부틸 애시드 포스페이트, 부톡시에틸 애시드 포스페이트, 멜라민 인산염, 또는 적색인 등을 들 수 있다.
또한, 질소화합물계 난연제의 구체적인 예로서는, 멜라민, 멜라민·시아누레이트, 메람, 메렘, 또는 멜론 등의 멜라민 유도체를 들 수 있다. 전술한 난연제를 단독으로, 또는 2종 이상 혼용할 수 있다.
상기 난연제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 상기 절연층의 두께는 필름의 취급성, 물리적 강성, 기판의 박형화 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로 5 내지 20 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 7 ㎛ 범위일 수 있다.
본 발명에 따른 절연층은 종래 연성 동박 적층판(FCCL)과 동등한 굴곡성을 나타낼 수 있으며, 2H 이상의 내스크래치성 및 우수한 내화학성 테스트 후 크로스컷 테스트 5B 이상의 접착력을 유지할 수 있는 내화학성을 동시에 나타낼 수 있다.
<메쉬 금속층>
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 상기 메쉬 금속층은 절연층의 일면 상에 형성되는 것으로서, 전도성 물질을 포함하여 전자파 차폐 효과를 발휘하는 역할을 한다.
종래 밀폐형(密閉形) 금속층과 달리, 본 발명에서는 전자 차폐재인 전도성 물질을 이용하여 절연층 상에 개방형(開放形) 금속층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이러한 개방형 금속층은 소정의 금속 패턴이 이들 간의 틈새를 유지한 채 연속적으로 배열되는 구조를 형성하는데, 이를 통해 고가의 금속을 적게 사용함에도 불구하고 종래와 대등한 차폐 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 메쉬 금속층은 다수의 금속이 소정의 패턴을 형성하되, 이들이 메쉬(mesh) 형태로 구성되는데, 여기서 금속 패턴의 형상은 전자파 차폐 효과를 발휘한다면 특별히 제한되지 않는다. 일례로 원형, 사선 형상, 삼각형 이상의 다각형, 또는 무정형 형상일 수 있다. 이때 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등일 수 있다(도 5 내지 도 8 참고).
또한 상기 메쉬 금속층은 단층 또는 2층 이상의 복수층일 수 있다.
여기서, 상기 메쉬 금속층이 2층 이상의 복수층인 경우, 메쉬 금속층과 전도성 접착층은 서로 교번하여 배치될 수 있다. 바람직하게는 복수의 메쉬 금속층 사이에 전도성 접착층이 교번하여 마련되며, 상기 전도성 접착층을 중심으로 상호 이격 배치된 복수의 메쉬 금속층은 다수의 금속 패턴이 서로 대응되거나 또는 교차하도록 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 메쉬 금속층은 절연층에 접하고 전도성 접착층 상부에 형성되는 제1메쉬 금속층(제1패턴)과 전도성 접착층 하부에 형성되는 제2메쉬 금속층(제2패턴)으로 편의상 구분될 수 있다. 이때 전도성 접착층 하부에 형성되는 제2메쉬 금속층(제2패턴)은 FPCB 그라운드 패턴과 직접 연결되어 접촉저항을 낮추는 것과 동시에 전자파 차폐율을 향상시킬 수 있다. 또한 전도성 접착층의 하부에 형성되는 제2메쉬 금속층(제2패턴)은 선폭이 얇을수록 FPCB 커버레이와의 접착력을 유지할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2패턴의 선폭은 50 ㎛ 이하, 바람직하게는 20~30 ㎛의 선폭을 가질 수 있다. 또한 제2패턴의 개구율은 50% 이상을 유지해야 한다.
본 발명에 따른 전자파 차폐 필름에 있어서, 상기 메쉬 금속층은 당 업계에 알려진 통상적인 전자파 차폐 재질로 구성될 수 있다. 일례로 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 및 알루미늄(Al)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 도전성 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 메쉬 금속층의 평균 선폭은 특별히 제한되지 않으나, 일례로 20 내지 500 ㎛ 범위일 수 있다. 이때 상기 메쉬 금속층이 복수 층으로 구성되는 경우, 절연층에 접하고 전도성 접착층 상부에 형성되는 제1메쉬 금속층 (제1패턴)의 개구 면적 비율은 50% 미만일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 45% 범위일 수 있으며, 선폭은 50 내지 500㎛ 범위일 수 있다. 또한 전도성 접착층의 하부에 형성되는 제2메쉬 금속층 (제2패턴)의 선폭은 50 ㎛ 이하, 바람직하게는 20 내지 50 ㎛ 범위, 더욱 바람직하게는 20 내지 30 ㎛ 범위일 수 있다. 또한 개구 면적 비율은 50% 이상, 바람직하게는 70 내지 85%일 수 있다.
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 상기 메쉬 금속층의 두께는 필름의 전자파 차폐력 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로 0.1 내지 10 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 1 ㎛ 범위일 수 있다.
<전도성 접착층>
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 상기 전도성 접착층은 상기 메쉬 금속층을 덮으면서 상기 절연층 상에 형성되는 것으로서, 전도성 물질을 포함하여 전자파 차폐 효과를 발휘함과 동시에 접착력, 굴곡성 및 층간 접착력을 발휘하는 역할을 한다. 또한 전자파 차폐 필름이 피착체에 고정되도록 하는 기능도 담당하므로, 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 붙여서 사용시, 상기 인쇄회로기판의 전기 회로와 안정하게 접속하고, 발생한 전기 잡음이 외부에 방출되거나 또는 상기 인쇄회로기판에 침입하는 것을 유효하게 차폐할 수 있다.
상기 전도성 접착층은 접착력과 전자파 차폐 효과를 나타내기 위해서 각각 열경화성 수지 성분과 도전성 필러를 포함한다.
상기 도전성 필러는 당 업계에 알려진 통상적인 도전성 필러를 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 Ag, Cu, Ni, Al, Ag으로 코팅된 구리 필러, 니켈 필러일 수 있다. 또는 고분자 필러, 수지 볼이나 유리 비즈 등에 금속 도금을 실시한 필러 또는 이들의 혼합체 등일 수 있다.
여기서 은(Ag)은 고가이고, 구리(Cu)는 내열의 신뢰성이 부족하고, 알루미늄(Al)은 내습의 신뢰성이 부족하므로, 은(Ag), 은으로 코팅된 구리(Cu) 필러 또는 니켈(Ni) 필러를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 필러의 함량은 전자파 차폐 효과를 발휘한다면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 전도성 접착제층 100 중량부를 기준으로 하여 30 내지 70 중량부 범위일 수 있다.
본 발명의 전도성 접착층에서 사용 가능한 수지는 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 수지를 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로 전술한 절연층을 구성하는 열경화성 수지와 동일한 성분일 수 있다. 이때 추가로 경화제, 난연제, 또는 이들 모두를 추가로 포함할 수 있으며, 이들의 성분 역시 전술한 절연층을 구성하는 성분과 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 상기 전도성 접착층의 두께는 필름의 전자파 차폐력, 굴곡성, 접착력, 층간 접착력 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로 2 내지 30 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 3 내지 15 ㎛ 범위일 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 메쉬 금속층과 전도성 접착층을 합한 전도층의 총 두께는 초 굴곡용도 또는 고단차 대응용도에 따라 적절히 조절될 수 있다. 일례로 초 굴곡용도일 경우 전도층의 두께는 3~5 ㎛ 범위의 박판일 수 있으며, 고단차 대응용도일 경우 13~15㎛ 범위일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전도층은 연성 인쇄회로기판(FPCB) 커버레이와의 높은 접착력을 확보할 수 있는데, 일례로 1.0 kgf/cm 이상일 수 있다. 그리고 상기 전도층의 굴곡성은 종래 연성 동박 적층판(FCCL)과 동등한 굴곡성을 나타낼 수 있다. 아울러 상기 전도층의 전자파 차폐력은 50 dB 이상, 바람직하게는 55 ~ 65dB을 나타낼 수 있다.
본 발명의 바람직한 일례에 따르면, 상기 전자파 차폐 필름(100)은 상기 절연층(10)과 전도성 접착층 상에 각각 이형 필름(40)을 더 포함할 수 있다.
상기 이형 필름은 당 업계에 알려진 통상적인 플라스틱 필름을 제한 없이 사용할 수 있으며, 이형지도 사용 가능하다.
사용 가능한 플라스틱 필름의 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 셀로판, 다이아세틸셀룰로스 필름, 트라이아세틸셀룰로스 필름, 아세틸셀룰로스부티레이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알코올 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름, 폴리스타이렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터에터케톤 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리에터이미드 필름, 폴리이미드 필름, 불소수지 필름, 폴리아마이드 필름, 아크릴수지 필름, 노보넨계 수지 필름, 사이클로올레핀 수지 필름 등이 있다. 이들 플라스틱 필름은, 투명 혹은 반투명의 어느 것이어도 되며, 또한, 착색되어 있어도 되거나 혹은 무착색의 것이라도 되며, 용도에 따라서 적당히 선택하면 된다.
본 발명에서는 절연층과 전도성 접착층 상에 제1이형필름 및 제2이형필름을 각각 배치하게 된다. 이때 연성 인쇄회로기판과 전자파 차폐 필름간의 접합 공정을 고려하여, 절연층과 제1이형필름 간의 층간 접착력이 전도성 접착층과 제2이형필름 간의 층간 접착력 보다 높게 조절하는 것이 바람직하다. 상기 이형필름의 이형력은 50 내지 500 gf/inch 범위일 수 있다. 일례로, 제1이형필름의 이형력은 50 내지 200 gf/inch 범위일 수 있으며, 제2이형필름의 이형력은 30 내지 50 gf/inch 범위일 수 있다.
이를 위해, 절연층 상에 배치되는 제1이형 필름은, 그 표면에 설치되는 절연층과의 밀착성을 향상시킬 목적으로, 필요에 따라 한 면 또는 양면에, 산화법이나 요철화법 등에 의해 표면 처리를 실시할 수 있다. 상기 산화법으로서는, 예를 들어, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 크롬산처리(습식), 화염처리, 열풍처리, 오존ㅇ자외선 조사 처리 등을 들 수 있고, 또한, 요철화법으로서는, 예를 들어, 샌드 블라스트(sand blast)법, 용제처리법 등을 들 수 있다. 이들 표면처리법은 기재 필름의 종류에 따라서 적절하게 선택되지만, 일반적으로는 매트처리, 코로나 방전 처리법이 효과 및 조작성 면에서 바람직하다. 또는 이형 필름 내부에 비드를 포함할 수도 있다.
상기 이형 필름(40)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 조절 가능하다. 상기 이형필름은 절연층과 전도성 접착층 상에 각각 배치될 수 있는데, 이때 절연층과 접하는 상부 이형필름(제1이형필름)의 두께는 50 내지 75㎛ 범위일 수 있으며, 전도성 접착층과 접하는 하부 이형필름(제2이형필름)의 두께는 75 내지 150㎛ 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 일례에 따르면, 전술한 이형필름(40) 상에는 이형층이 포함될 수 있다. 이러한 이형층은 절연층과 도전성 접착층으로부터 각각 이형필름을 분리할 때 절연층과 도전성 접착층이 손상되지 않고 형상을 유지할 수 있도록 쉽게 분리시키는 기능을 갖는다. 여기서, 이형층은 일반적으로 사용되는 필름 타입의 이형물질일 수 있다.
이형층에 사용되는 이형제의 성분으로는 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 이형제 성분을 사용할 수 있다. 이의 비제한적인 예로는, 에폭시 기반 이형제, 불소 수지로 이루어진 이형제, 실리콘계 이형제, 알키드 수지계 이형제, 수용성 고분자 등을 들 수 있다. 상기 이형층의 두께는 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.
상기 이형층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 열 프레스, 열 롤 라미네이트, 압출 라미네이트, 코팅액의 도포, 건조 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.
본 발명에 따른 전자파 차폐 필름은 크게 4가지의 실시형태를 가질 수 있다. 그러나 하기 예시된 실시형태들에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 여러가지 변형과 응용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐 필름의 첫번째 실시형태를 나타내는 단면도이다.
여기서, 상기 전자파 차폐 필름은 절연층(10); 상기 절연층의 일면 상에 형성되는 메쉬 금속층(20); 및 상기 메쉬 금속층을 덮으면서 상기 절연층 상에 형성되는 전도성 접착층(30)을 포함하고, 이들이 순차적으로 적층되는 구조를 갖는다.
도 2는 본 발명에 따른 전자파 차폐 필름의 두번째 실시형태를 나타내는 단면도이다.
여기서, 상기 전자파 차폐 필름은 절연층(10); 상기 절연층의 일면 상에 형성되는 복수의 메쉬 금속층(20); 및 상기 복수의 메쉬 금속층을 덮으면서 상기 절연층 상에 형성되는 전도성 접착층(30)을 포함하여 구성된다.
이때 복수의 메쉬 금속층(20)은 전도성 접착층(30)을 중심으로 상호 이격 배치되며, 각 메쉬 금속층을 구성하는 다수의 금속 패턴이 서로 대응되도록 배치되는 구조를 갖는다.
도 3은 본 발명에 따른 전자파 차폐 필름의 세번째 실시형태를 나타내는 단면도이다.
여기서, 상기 전자파 차폐 필름은 절연층(10); 상기 절연층의 일면 상에 형성되는 메쉬 금속층(20); 상기 메쉬 금속층을 덮으면서 상기 절연층 상에 형성되는 전도성 접착층(30); 및 상기 절연층과 전도성 접착층 상에 각각 마련되는 이형필름(40)을 포함하여 구성된다.
도 4는 본 발명에 따른 전자파 차폐 필름의 네번째 실시형태를 나타내는 단면도이다.
여기서, 상기 전자파 차폐 필름은 절연층(10); 상기 절연층의 일면 상에 형성되는 복수의 메쉬 금속층(20); 상기 복수의 메쉬 금속층을 덮으면서 상기 절연층 상에 형성되는 전도성 접착층(30); 및 상기 절연층과 전도성 접착층 상에 각각 마련되는 이형필름(40)을 포함하여 구성된다.
이때 복수의 메쉬 금속층(20)은 전도성 접착층(30)을 중심으로 상호 이격 배치되며, 각 메쉬 금속층을 구성하는 다수의 금속 패턴이 서로 대응되도록 배치되는 구조를 갖는다.
전술한 전자파 차폐 필름에 있어서, 상기 메쉬 금속층을 구성하는 금속 패턴 형태는 도 5 내지 도 8과 같이 다양하게 도시될 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
<전자파 차폐 필름의 제조방법>
본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판 형성용 전자파 차폐 필름은 하기와 같은 방법에 의해 제조될 수 있다. 그러나 하기 제조방법에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다.
상기 전자파 차폐 필름의 제조방법에 대한 바람직한 일 실시형태를 들면, (i) 제1기재필름의 제1면 상에 절연층 형성용 열경화성 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 절연층을 형성하는 단계; (ii) 상기 절연층 상에 전자파 차폐 필름을 함유하는 잉크 조성물을 인쇄하여 소정의 패턴이 메쉬 형태로 구성되는 메쉬 금속층을 형성하는 단계; (iii) 제2기재필름의 제1면 상에 도전성 필러 및 열경화성 수지를 포함하는 전도성 접착층 형성용 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 전도성 접착층을 형성하는 단계; 및 (iv) 제1기재필름과 제2기재필름을 적층하되, 상기 제1기재필름의 메쉬 금속층과 제2기재필름의 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후, 가압공정을 통해 압착하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
이때 필요에 따라, 상기 단계 (iii)는 제2기재필름의 제1면 상에 메쉬 금속층을 형성한 후, 형성된 메쉬 금속층 상에 전도성 접착층을 형성하는 단계(iii-1)로 대체될 수 있다.
우선, 1) 제1기재필름의 제1면 상에 절연층 형성용 수지 조성물을 코팅 및 건조하여 절연층을 형성한다.
상기 제1기재필름은 당 업계에 알려진 통상적인 플라스틱 필름을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 전술한 이형 필름과 동일한 구성일 수 있다.
상기 절연성 수지층을 형성하는 수지 조성물을 조제시 사용 가능한 유기 용제의 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 카비톨아세테이트 등의 아세트산 에스테르류, 셀로솔브, 부틸카비톨 등의 카비톨류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다. 유기 용제는 1종을 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다.
이때 절연층 형성용 수지 조성물을 기재 필름 상에 도포하는 경우, 일례로 롤 코터, 바 코터, 코머 코터, 블레이드 코터, 립 코터, 로드 코터, 스퀴즈 코터, 리버스 코터, 트랜스퍼 롤 코터, 그라비아 코터, 분무 코터 등으로 기재 상에 열경화성 수지 조성물을 도포하고, 50 내지 130℃의 온도에서 1 내지 30분간 건조하여 수행할 수 있다.
상기 단계에서 형성된 절연층은 반경화 상태(B-stage)인 것이 바람직하다.
2) 상기 형성된 절연층 상에 메쉬형 금속층을 형성한다.
상기 메쉬형 금속층을 형성하는 단계(ii)의 바람직한 일례를 들면, 상기 절연층 상에 전자파 차폐 물질을 함유하는 잉크 조성물을 인쇄하여 소정의 패턴이 메쉬 형태로 구성되는 메쉬 금속층을 형성한다.
전자파 차폐 물질을 함유하는 잉크 조성물은 은(Ag) 함유 잉크 조성물일 수 있다. 이때 잉크 조성물에 포함된 전자파 차폐 물질, 예컨대 은(Ag)의 농도는 특별히 제한되지 않으나, 일례로 조성물 총 100 중량% 대비 20 내지 70 중량% 범위일 수 있다. 또한 잉크 조성물의 점도는 특별히 한정되지 않으나, 일례로 6,000 내지 120,000 cps 범위일 수 있다.
상기 잉크 조성물을 이용하여 절연층 상에 메쉬 금속층을 형성하는 방법은 당 업계에 알려진 통상적인 인쇄방법을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 롤투롤 공정 기반에 의해 생산성을 증가시키기 위해서, 스크린 인쇄법(Screen Printing), 로터리 스크린(Rotary Screen), 마이크로 그라비어(Micro Gravure) 및 플렉소 프린팅(Flexo Printing)법으로 구성된 군으로부터 선택된 방법을 사용할 수 있다. 특히 얇은 박막층을 구현 가능한 마이크로 그라비어, 플레소 프린팅법이 바람직하다.
상기와 같이 형성된 메쉬 금속층의 두께는 100nm 내지 10㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 100nm 내지 1㎛ 범위일 수 있다.
3) 제2기재필름의 제1면 상에 전도성 접착층 형성용 조성물을 코팅 및 건조하여 전도성 접착층을 형성한다.
상기 제2기재필름 역시 당 업계에 알려진 통상적인 플라스틱 필름을 제한 없이 사용할 수 있으며, 이형지도 사용 가능하다. 이때 상기 제2기재필름은 전술한 제1기재필름의 성분과 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
본 발명에서, 상기 전도성 접착층 형성용 수지 조성물을 제2기재필름 상에 도포하는 경우, 일례로 롤 코터, 바 코터, 코머 코터, 블레이드 코터, 립 코터, 로드 코터, 스퀴즈 코터, 리버스 코터, 트랜스퍼 롤 코터, 그라비아 코터, 분무 코터 등으로 기재 상에 열경화성 수지 조성물을 도포하고, 50 내지 130℃의 온도에서 1 내지 30분간 건조하여 수행할 수 있다.
이때 상기 제2기재필름 상에 메쉬 금속층을 먼저 형성한 후, 형성된 메쉬 금속층 상에 전도성 접착층을 형성할 수 있는데, 이 경우 본 발명의 네번째 실시형태에 따른 전자파 차폐 필름이 형성될 수 있다. 여기서, 메쉬 금속층을 형성하는 방법이나 조건 등은 전술한 2)단계와 동일할 수 있다.
4) 상기 제1기재필름과 제2기재필름을 적층하되, 상기 제1기재필름의 메쉬 금속층과 제2기재필름의 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후 가압 공정을 통해 압착한다.
본 발명에서, 상기 압착 공정 조건은 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로 열압착 Lami. 공정(롤투롤)시 조건은 특별히 제한되지 않으나, 일례로 상온~130℃의 온도, 3~50 kgf/cm2의 압력, 및 압착속도 3m/min 내지 30m/min 조건 하에서 수행될 수 있다.
이때 상기 시트 형상의 제1기재필름, 절연층과 메쉬형 금속층이 순차적으로 적층된 제1기재필름과, 전도성 접착층이 형성된 제2기재필름을 각각 롤형으로 권취하고 연속식으로 라미네이트하여도 좋고, 또한 롤형의 양 시트를 재단한 후 라미네이트를 수행하여도 무방하다.
상기 단계 이후에, 전술한 전자파 차폐 필름을 적당한 크기로 슬릿(slit)하여 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이 제조된 본 발명의 전자파 차폐 필름은 하기 도 1과 같은 구조를 가질 수 있다.
본 발명에서는 전술한 전자파 차폐 필름을 인쇄회로기판, 바람직하게는 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 커버레이 상부에 적층한 후 접합하여 사용할 수 있다.
이때 연성 인쇄회로기판과 전자파 차폐 필름과의 접합은, 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 의해 이루어질 수 있다. 일례로, 접착제에 의해서 접착해도 좋고, 접착제를 이용하지 않는, 무접착 형태와 같이 접합할 수도 있다.
상기 연성 인쇄회로기판용 EMI 차폐 필름의 제조공정의 바람직한 일 실시예를 들면, (I) 전자파 차폐 필름을 연성 인쇄회로기판 커버레이 상부에 적층하되, 전도성 접착층 측에 마련된 제1기재필름을 제거한 후 노출된 전도성 접착층을 연성 인쇄회로기판의 커버레이 상부에 적층하고 열 압착하는 단계; 및 (Ⅱ) 상기 압착물의 최상부에 위치하는 제2기재필름을 제거하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연성 인쇄회로기판은 커버레이 부착된 연성 회로 기판(FPCB)일 수 있으며, 일례로 폴리이미드(PI) 상에 동박층 및 커버레이가 순차적으로 적층된 형태일 수 있다. 본 발명에서 인쇄회로기판이란, 도금 스루홀법이나 빌드업법 등에 의해 단층, 또는 2~3층 이상으로 적층된 인쇄회로기판을 지칭하며, 단면형 또는 양면형일 수 있다.
또한 열압착 공정시 조건은 특별히 제한되지 않으나, 일례로 150~170℃의 온도, 30~80 kgf/cm2의 압력, 및 30 내지 60분 조건하에서 수행될 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 연성 인쇄회로기판 상에 전자파 차폐 필름을 접합함으로써, 우수한 전자파 차폐성을 발휘할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
1-1. 절연층 코팅액 제조
열경화성 수지로 난 할로겐 난연성 에폭시 수지(국도화학 KDP555) 9.1 중량%, 비스페놀 A형 에폭시 수지 (Dow DER383) 8.1 중량%, 저유전 에폭시 수지 (Nippon XD1000) 3.5 중량%, 비스페놀 노볼락 에폭시 수지 (국도화학 KPBN110) 6.1 중량%, 카본블랙 (컬럼비안케미컬즈) 0.9 중량%, 인계 난연제 (오츠카케미컬 SPB-100) 4.8 중량%, 열가소성 수지로 고무 (금호석유화학 KNB 40H) 24.2 중량%, 폴리비닐부티랄 수지 (우노켐 KS23Z) 12.1 중량%, 잠재성 경화제로 디시안아마이드 10.7 중량%, 촉매형 경화제로 이미다졸 유도체 (일동화학 2E4MZ) 0.6 중량%, 용매로 메틸셀루솔브 9.8 중량%를 혼합 용해하여 절연층 코팅액을 제조하였다.
1-2. Mesh 형성용 은(Ag) 나노 코팅액 제조
은 나노입자 55 중량%, 비스페놀 A계 에폭시 수지(헥시온 EPIKOTE1009, 당량 1,000) 7 중량% 촉매형 경화제로 이미다졸 유도체 2.8 중량%, 혼합 에테르계 용매 (메톡시 벤젠 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트가 7:3 중량 비율로 혼합된 용매) 32.2 중량%, 분산제로 인산 에스테르계 화합물 (BYK BYK-111)을 3 중량%를 고점도 믹서로 1차 혼합한 후 3본밀을 통해 2차 혼합 및 분산하여 Mesh 형성용 잉크를 제조하였다.
1-3. 전도성 접착층 형성용 코팅액 제조
열 경화성 수지로 난 할로겐 난연성 에폭시 수지(국도화학 KDP555) 5.5 중량%, 비스페놀 A형 에폭시 수지 (Dow DER383) 4.9 중량%, 저유전 에폭시 수지 (Nippon XD1000) 2.1 중량%, 비스페놀 노볼락 에폭시 수지 (국도화학 KPBN110) 3.6 중량%, 전도성 필러로 구리에 은이 코팅된 Dendrite 형상의 분말(GGP社 CuAg10 CHL5 UF) 48.6 중량%, 열 가소성 수지로 고무 (금호석유화학 KNB 40H) 21.9 중량%, 잠재성 경화제로 디시안아마이드 6.4 중량%, 촉매형 경화제로 이미다졸 유도체 (일동화학 2E4MZ) 0.3 중량%, 용매로 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 4.9 중량%를 혼합 용해하여 전도층 코팅액을 제조하였다.
1-4. 전자파 차폐 필름 제조
상기 1-1에서 제조된 절연층 코팅 조성물을 준비된 제1기재필름의 제1면 상에 마이크로그라이아 코팅으로 절연층을 형성하고 130℃에서 3분 30초간 건조하여 5~6㎛의 반경화 상태의 절연층을 형성하였다.
이후 준비된 제2기재필름의 제1면 상에 1-3에서 제조된 전도성 접착층 코팅 조성물을 콤마 코팅으로 전도성 접착층을 형성하고 130℃에서 3분 30초간 건조하여 14~15㎛의 반경화 상태의 전도성 접착층을 형성하였다.
상기 제1기재필름에 형성된 절연층 상에 선폭 50㎛의 개구 면적 30%의 메쉬 금속층을 플렉소 프린팅으로 형성하고 150℃에서 5분간 경화하였다. 이후 절연층의 메쉬가 형성된 면과 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후, 가열 가압 공정을 통해 압착하여 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 형성된 금속 메쉬층을 50㎛의 선폭에서 80㎛의 선폭으로 개구 면적 50%의 메쉬를 형성하고 경화한 후, 전도성 접착층과 서로 접하도록 배치하고 가열 가압 공정을 통해 압착하여 실시예 2의 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름 제조하였다.
[실시예 3]
실시예 1에서 형성된 금속 메쉬층을 50㎛의 선폭에서 150㎛의 선폭으로 개구 면적 15%의 메쉬를 형성하고 경화한 후, 전도성 접착층과 서로 접하도록 배치하고 가열 가압 공정을 통해 압착하여 실시예 3의 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름 제조하였다
[실시예 4]
상기 실시예 1-1에서 제조된 절연층 코팅 조성물을 준비된 제1기재필름의 제1면 상에 마이크로 그라이아 코팅으로 절연층을 형성하고 130℃에서 3분 30초간 건조하여 5~6㎛의 반경화 상태의 절연층을 형성하였다.
이후, 상기 실시예 1과 같이 제1기재 필름에 형성된 절연층 상에 50㎛의 선폭으로 개구 면적 70%의 메쉬 금속층을 형성하고 경화하였다. 준비된 제2기재필름의 제1면 상에 30㎛의 개구 면적 70%의 메쉬층을 형성한 후, 실시예 1과 같이 전도성 접착층을 형성하였다. 이어서, 제1기재필름 상의 메쉬 금속층과 제2기재필름의 전도성 접착층을 서로 접하도록 배치한 후, 가열 가압공정을 통해 압착하여 실시예 4의 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다(도 4 참조).
[실시예 5]
제2기재필름 상에 형성된 금속 메쉬층의 개구면적을 70%에서 85%로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 4와 동일한 방법을 수행하여 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
보다 구체적으로, 실시예 1에서 금속 메쉬층을 50㎛의 선폭으로 개구 면적 70%의 메쉬층을 형성하였다. 또한 준비된 제2기재필름의 제1면 상에 30㎛의 개구 면적 85%의 메쉬층을 형성한 후 실시예 1과 같이 전도성 접착층을 형성하였다. 이어서, 제1기재필름 상의 메쉬 금속층과 제2기재필름의 전도성 접착층을 서로 접하도록 배치한 후, 가열 가압공정을 통해 압착하여 실시예 5의 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다(도 4 참조).
[비교예 1]
메쉬형 금속층을 형성하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하엿다.
보다 구체적으로, 제1기재필름에 형성된 절연층과 제2기재필름에 형성된 전도성 접착층을 서로 접하도록 배치한 후, 80℃, 10kgf/cm 조건하에서 가열 가압 공정으로 통해 압착하여 비교예 1의 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[비교예 2]
메쉬형 금속층을 형성하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 4와 동일한 방법에 따라 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
보다 구체적으로, 제1기재필름에 형성된 절연층과 제2기재필름에 형성된 전도성 접착층을 서로 접하도록 배치한 후, 80℃, 10kgf/cm 조건하에서 가열 가압 공정으로 통해 압착하여 비교예 1의 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[평가예] 전자파 차폐 필름의 평가
실시예 1~5 및 비교예 1~2에서 각각 제조된 전자파 차폐 필름을 이용하여 하기와 같은 물성 평가를 각각 수행하였으며, 이들의 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
1) 접착력
준비된 제2기재필름을 제거한 뒤 전도성 접착층면에 50㎛ PI Film (SKC 코오롱)을 접하도록 배치하고, 80~100℃에서 라미네이팅을 실시한 후 상부 제1기재필름을 제거하였다.
라미네이팅된 접착력 평가 쿠폰의 지지층을 형성하기 위해, 50㎛ PI Film 하부에 본딩시트와 유리섬유 메트릭스에 수지를 함침한 프리프레그를 적층하고, 상부의 절연층에는 본딩시트와 25㎛의 PI Film (SKC 코오롱)을 적층한 뒤 단위면적당 35kgf의 압력하에 150℃ 60분간 압착공정을 거쳐 절연층과 전도성 접착층을 완전경화시켰다.
완전경화된 쿠폰을 인장속도 50mm/min의 속도로 PI Film에 대하여 90도(수직) 접착력(kgf/cm)을 측정하였다.
2) 내열특성 (Solder Deeping)
준비된 전자파 차폐 필름의 제2기재필름을 제거한 뒤 25㎛의 PI Film(SKC 코오롱)과 전도성 접착층이 접하도록 배치한 뒤 단위면적당 35kgf의 압력하에 150℃ 60분간 압착공정을 거쳐 절연층과 전도성 접착층을 완전경화시키고 상부 제1기재필름을 제거하였다.
상부 제1기재필름을 제거한 전자파 차폐 필름을 300℃ 납조에 10초간 침지하여 전자파 차폐 필름의 들뜸 및 균열 그리고 절연층의 색상변화 등 외관 불량을 관찰하였다. 이때 들뜸 및 균열 등 외관불량이 발생한 경우를 NG로 판단하고, 들뜸 및 균열 등 외관불량이 없는 경우를 Pass로 판단하였다.
3) 절연층 내화학성 평가:
내열특성 평가 쿠폰 제작 방법과 동일하게 적층 및 압착공정으로 쿠폰을 제작하여 상부 제1기재필름을 제거하였다. 상부 제1기재필름을 제거한 전자파 차폐 필름을 HCl(2mol/L) 수용액에 10분간 침지한 쿠폰을 제작하였다.
상부 제1기재필름이 제거된 전자파 차폐 필름을 HCl(3%), H2SO4(5%, NaOH(5%) 수용액에 각각 단계별로 30분간 침지하여 쿠폰을 제작하였다. 각 해당하는 수용액에 침지한 평가용 쿠폰을 ASTM D 3359에 의거하여 절연층의 내화학성 평가를 진행하였다. 평가 방법과 판정 기준은 도 10과 같다.
4) 연필경도
연필의 심재인 흑연의 강도를 이용하여 코팅막의 경도를 측정하였다. 먼저 내열특성 평가 쿠폰 제작 방법과 동일하게 적층 및 압착공정으로 쿠폰을 제작하여 상부 제1기재필름을 제거하였다.
연필심의 강도 별로 연필을 뭉툭하게 깎아놓고 심의 밑면을 고운 샌드페이퍼로 문질러 평탄하게 하였다. 이후 상부 제1기재필름이 제거된 전자파 차폐 필름의 절연층 표면에 45도 각도로 연필심이 닿도록 500g의 무게로 3번 밀어서 절연층이 벗겨지거나 긁힘을 기준으로 판정하였다.
5) 전자파 차폐율 평가
내열특성 평가 쿠폰 제작 방법과 동일하게 적층 및 압착공정으로 쿠폰을 제작하여 상부 제1기재필름을 제거하였다. 제거된 전자파 차폐 필름을 하기 도 9와 같은 형상의 쿠폰을 제작하여 ASTM 4935-1에 의거하여 주파수 범위 30MHz ~ 1GHz대한 전자파 차폐율을 측정하였다. 이때 테스터기는 Agilent 8719C Network Analyzer를 사용하였다.
6) 접촉저항 측정
준비된 단면 FCCL에 폭 5mm 길이 50mm의 회로간 간격 10mm로 2개의 내층 회로를 형성하였다.
PI Film 12.5㎛, 접착층 15㎛의 커버레이를 내층회로의 중앙에 위치하도록 직경 0.15mm 원형과 내층회로 끝부분에 5mm×5mm 면적의 사각형이 위치하도록 타발한 뒤 내층회로에 가접 및 단위면적 당 35kgf로 150℃에서 60분간 열 압착공정을 하였다. 열압착 공정 후 타발된 커버레이에 의하여 0.15mm와 5mm×5mm 크기로 구리가 노출된 내층회로에 무전해 금도금을 실시하였다.
준비된 전자파 차폐 필름의 제2기재필름을 제거한 뒤 내층회로 중앙에 위치한 0.15mm의 영역에 10mm의 폭으로 전자파 차폐 필름 제단 및 적층하여 단위면적당 35kgf로 150℃에서 60분간 열 압착공정을 한 뒤 5mm × 5mm 크기로 노출된 2개의 내층회로의 접촉저항을 측정하였다.
접착력 내열성
(Solder)		 내화학성
(Cross cut)		 연필
경도		 차폐율
(dB)		 접촉
저항(Ω)
비교예 1 ≥ 1.2 Pass 5B 1H 45~46 0.3
실시예 1 ≥ 1.2 Pass 5B 1H 54~55 0.2
실시예 2 ≥ 1.2 Pass 5B 1H 59~60 0.1
실시예 3 ≥ 1.2 Pass 5B 1H 61~62 0.1
실시예 4 0.8 Pass 5B 1H 60~61 0.1
실시예 5 1.1 Pass 5B 1H 59~60 0.1
비교예 2 ≥ 1.2 Pass 5B 1H 38~39 1.3
실험 결과, 본 발명에 따른 전자파 차폐 필름은 메쉬형 금속층을 포함하더라도, 우수한 전자차폐율, 접착력, 내열성, 내화학성 및 접착저항 등을 동시에 발휘한다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (21)

  1. 절연층;
    상기 절연층의 일면 상에 형성되고, 다수의 금속 패턴이 메쉬(mesh) 형태로 구성되는 메쉬 금속층; 및
    상기 메쉬 금속층을 덮으면서 상기 절연층 상에 형성되고, 도전성 필러 및 수지를 포함하는 전도성 접착층
    을 포함하는 연성 인쇄회로기판(FPCB)용 전자파 차폐 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 금속층의 패턴은 원형, 사선 형상, 삼각형 이상의 다각형 및 무정형 형상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 형태인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 금속층은 단층 또는 2층 이상의 복수층인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메쉬 금속층이 2층 이상의 복수층인 경우, 복수의 메쉬 금속층 사이에 전도성 접착층이 마련되며, 상기 전도성 접착층을 중심으로 상호 이격배치된 메쉬 금속층은 다수의 금속 패턴이 서로 대응되거나 또는 교차하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 메쉬 금속층이 2층 이상의 복수층인 경우, 절연층에 접하고 전도성 접착층의 상부에 위치하는 제1메쉬 금속층의 평균 선폭은 50 내지 500 ㎛ 범위이며, 전도성 접착층의 하부에 위치하는 제2메쉬 금속층의 평균 선폭은 20 내지 50 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1메쉬 금속층의 개구 면적 비율은 50% 미만이며, 제2메쉬 금속층의 개구 면적 비율은 50% 이상인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 금속층은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 및 알루미늄(Al)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 도전성 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 금속층의 두께는 0.1 내지 10 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 열경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 당해 절연층 100 중량부 기준으로 0.5 내지 5 중량부의 전기 비전도성 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 절연층의 두께는 5~20 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 접착층의 도전성 필러는 Ag, Cu, Ni, Al, Ag으로 코팅된 구리 필러, 니켈 필러 또는 고분자 필러인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 필러의 함량은 당해 전도성 접착제층 100 중량부를 기준으로 하여 30 내지 70 중량부 범위인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 접착제층의 수지는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 금속층과 전도성 접착층의 총 두께는 3~5 ㎛ 범위 또는 13~15㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 절연층과 전도성 접착층 상에 각각 이형 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 절연층 측에 배치되는 이형필름은 매트 처리, 코로나 처리되거나 또는 내부에 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름.
  18. (i) 제1기재필름의 제1면 상에 절연층 형성용 열경화성 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 절연층을 형성하는 단계;
    (ii) 상기 절연층 상에 전자파 차폐 필름을 함유하는 잉크 조성물을 인쇄하여 소정의 패턴이 메쉬 형태로 구성되는 메쉬 금속층을 형성하는 단계;
    (iii) 제2기재필름의 제1면 상에 도전성 필러 및 열경화성 수지를 포함하는 전도성 접착층 형성용 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 전도성 접착층을 형성하는 단계; 및
    (iv) 제1기재필름과 제2기재필름을 적층하되, 상기 제1기재필름의 메쉬 금속층과 제2기재필름의 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후, 가압공정을 통해 압착하는 단계
    를 포함하는 제1항의 연성 인쇄회로기판 형성용 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 단계 (i)에서 형성된 절연층은 반경화 상태(B-stage)인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 단계 (ii)에서, 메쉬 금속층은 스크린 인쇄법, 로터리 스크린, 마이크로 그라비어, 및 필렉소법으로 구성된 군으로부터 선택되는 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 단계 (iii)는 제2기재필름의 제1면 상에 메쉬 금속층을 형성한 후, 형성된 메쉬 금속층 상에 전도성 접착층을 형성하는 단계(iii-1)로 대체되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
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