KR20150098483A - 회로 보호용 접착제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회로 보호용 접착제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회로보호용 접착 필름에 요구되는 물성인 난연성, 접착력, 내열성 및 흐름성 등이 우수한 회로 보호용 접착제 조성물에 관한 것이다.

Description

회로 보호용 접착제 조성물{ADHESIVE COMPOSITION FOR PROTECTING CIRCUIT}
본 발명은 회로 보호용 접착제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회로보호용 접착 필름에 요구되는 물성인 난연성, 접착력, 내열성 및 흐름성 등이 우수한 회로 보호용 접착제 조성물에 관한 것이다.
근래에 들어 스마트폰 및 태블릿 PC 등의 수요가 폭발적으로 늘어나면서 전자 제품의 소형화, 박형화 및 고집적화 등의 경향에 따라 연성 회로 기판의 적용이 폭발적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 회로 보호용 접착 테이프의 사용도 증가하고 있다.
이러한 회로 보호용 접착 테이프는 내열 기재의 단면에 반경화 상태의 접착제 층이 코팅되어 있고, 이 접착제를 보호하기 위한 보호 필름으로 구성된다. 회로 보호용 접착 테이프는 인쇄된 회로를 보호하기 위해 연성 인쇄회로 기판에 접착되기 때문에 내열성, 접착성, 난연성 및 흐름성 등의 주요 물성을 모두 충족하여야 한다.
종래의 회로 보호용 접착 테이프를 위한 접착제 조성물로는 NBR계, 아크릴 수지계, 페놀 수지계, 폴리에스테르계, 에폭시계, 폴리이미드계, 폴리아미드이미드계 등의 혼합을 통하여 요구되는 물성을 달성하고자 하였다.
그러나 상기 목적을 달성하고자 서로 다른 특성을 갖는 2종 이상의 물질의 배합 과정에서 물질 간의 불균일한 혼합이 발생하며, 또한 균일하게 배합된 조성물이더라도 코팅 및 건조 과정 동안 상분리 현상이 발생하여 불안정한 물성을 갖는 제품이 제조되는 단점이 있다.
따라서 이러한 불안정한 물성을 갖는 회로 보호용 접착 테이프는 내열성, 접착성, 난연성 및 흐름성 등의 요구 물성 저하 및 편차가 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 에폭시와 러버와의 상용성 향상을 통한 접착제 조성물의 물성 안정화를 통하여 접착제의 응집력(cohesive)의 향상시킴으로써 난연성, 접착력, 내열성 및 흐름성 등이 우수한 회로 보호용 접착제 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 상용화 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연제 및 무기 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 보호용 접착제 조성물에 의해 달성된다.
여기서, 상기 열가소성 수지 100 중량에 대하여, 상기 열경화성 수지 100 ~ 300 중량부, 상기 상용화 수지 5 ~ 40 중량부와 상기 난연제 및 상기 무기 입자 10 ~ 100 중량부를 포함하며, 상기 열경화성 수지 100중량부에 대하여 상기 경화제 10 ~ 30 중량부와 상기 경화촉진제 0.1 ~ 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 열가소성 수지는 하이드록시기와 카르복실기를 포함하고, 중량평균분자량이 300,000 ~ 800,000인 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR)인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 열경화성 수지는 1분자당 2개 이상의 에폭시기를 가지는 다관능 에폭시 수지인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 열경화성 수지는 크레졸 노볼락계 에폭시 수지가 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량 대비 50중량부 내지 200중량부로 혼합한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 상용화 수지는 러버 변성 에폭시 수지인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 경화제는 아민(Amine)계 경화제, 페놀(Phenol)계 경화제 또는 산무수물(Anhydride)계 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 에폭시와 러버와의 상용성 향상을 통한 접착제 조성물의 물성 안정화를 통하여 접착제의 응집력(cohesive)의 향상시킴으로써, 회로보호용 접착 필름에서 요구되는 난연성, 접착력, 내열성 및 흐름성 등이 우수한 등의 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다.
본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
달리 기술되지 않는다면, 모든 백분율, 부, 비 등은 중량 기준이다. 또한 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한치와 바람직한 하한치의 목록 중 어느 하나로 주어질 경우, 이것은 범위가 별도로 개시되는 지에 관계없이 임의의 상한 범위 한계치 또는 바람직한 값과 임의의 하한 범위 한계치 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 값의 범위가 본 명세서에서 언급될 경우, 달리 기술되지 않는다면, 그 범위는 그 종점 및 그 범위 내의 모든 정수와 분수를 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 범주는 범위를 정의할 때 언급되는 특정 값으로 한정되지 않는 것으로 의도된다.
용어 "약"이라는 용어가 값 또는 범위의 종점을 기술하는 데 사용될 때, 본 개시 내용은 언급된 특정의 값 또는 종점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "포함하다(comprise)", "포함하는(comprising)", "구비하다(include)", "구비하는(including) ", "함유하는(containing)", "~을 특징으로 하는(characterized by)", "갖는다(has)", "갖는(having)"이라는 용어들 또는 이들의 임의의 기타 변형은 배타적이지 않은 포함을 커버하고자 한다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 용품, 또는 기구는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 용품, 또는 기구에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 또한, 명백히 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 '또는'을 말하며 배타적인 '또는'을 말하는 것은 아니다.
출원인이 "포함하는"과 같은 개방형 용어로 발명 또는 그 일부를 정의한 경우, 달리 명시되지 않는다면 그 설명이 "본질적으로 이루어진"이라는 용어를 이용하여 그러한 발명을 설명하는 것으로도 해석되어야 함이 쉽게 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 회로 보호용 접착제 조성물은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 상용화 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연제 및 무기 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
열가소성 수지는 하이드록시기와 카르복실기를 포함하는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR)이며, 중량평균분자량이 300,000 ~ 800,000인 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 300,000 보다 작으면 열안정성이 떨어지고, 800,000 보다 크면 접착력이 저하되게 된다.
열경화성 수지는 1분자당 2개 이상의 에폭시기를 가지는 다관능성 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 비스페놀 A형 에폭시 수지와 크레졸 노볼락계 에폭시 수지를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 열경화성 수지의 함량은 열가소성 수지 100 중량 대비 100 ~ 300 중량부인 것이 바람직하다. 열경화성 수지의 함량이 100 중량부 미만일 경우에는 접착 내구성이 취약하게 되고, 300 중량부를 초과할 경우에는 접착제 취성(brittle)의 저하로 기재필름과의 계면 접착력의 저하와 함께 접착제 자체가 쉽게 깨지게 된다.
또한 혼합물의 경우 크레졸 노볼락계 에폭시 수지의 함량은 비스페놀 A형 에폭시 수지 100 중량 대비 50~200 중량부가 바람직하다. 노볼락형 에폭시 수지의 함량이 50 중량부 미만일 경우에는 접착제의 내열성이 충분하여 못하여, 200 중량부를 초과할 경우에는 접착제의 취성 저하로 기재필름과의 계면 접착력의 저하가 발생하게 된다.
또한 상용화 수지는 열가소성 수지인 아크닐로니트릴 부타디엔 고무와 열경화성 수지인 에폭시 수지간의 상용화를 위하여 두 물질의 특성을 동시에 갖는 러버 변성 에폭시 수지인 것이 바람직하다. 일반적으로 접착제에는 2종 이상의 이질적인 물질의 배합이 이루어지고 있으며, 이러한 이유로 상분리와 같은 물질간의 불균일한 혼합이 발생할 수 있게 된다. 상용화 수지의 함량은 열가소성 수지 100중량부 대비 5~40 중량부인 것이 바람직하다. 상용화 수지의 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 상용화의 기능을 충분히 달성할 수 없으며, 40 중량부를 초과할 경우에는 접착제의 택 (Tack)이 증가하게 되어 작업성의 저하를 일으키게 된다.
또한 경화제는 아민(Amine)계, 페놀(Phenol)계, 산무수물(Anhydride)계 등을 사용하며, 이를 단독 혹은 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 경화제의 함량은 열경화성 수지 100 중량 대비 10 ~ 30 중량부가 바람직하다. 경화제의 함량이 10 중량부 미만일 경우에는 열경화성 수지를 충분히 경화시키지 못하여 접착제의 응집내열성이 저하되고, 30중량부를 초과할 경우 접착제의 과경화로 인하여 취성이 증가하게 된다.
또한 경화 촉진제는 에폭시 수지와 경화제의 반응을 촉진시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 대표적인 경화촉진제로는 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등의 이미다졸계 화합물과 트리페닐포스핀, 테트라페닐포스핀, 테트라페닐보레이트 등의 포스핀계 등을 사용할 수 있다. 상기의 경화촉진제의 함량은 열경화성 수지 100 중량 대비 0.1 ~ 1 중량부가 바람직하다.
또한 본 발명에서의 난연제로는 인계, 멜라민계, 플로린계 화합물 등이 사용되며, 무기 입자로는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 산화 아연, 산화 마그네슘, 삼산화 안티몬, 실리카 등이 사용된다. 이들 난연제와 무기 입자는 단돈 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 난연제 및 무기 입자의 함량은 열가소성 수지 대비 10 ~ 100 중량부인 것이 바람직하다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3]
하기 표 1과 같이 각각의 성분들과 메틸에틸케톤 용제를 고형분 30%로 혼합한 후 회로 보호용 접착제 조성물을 제조하였다. 이 회로 보호용 접착제 조성물을 두께가 12.5㎛인 폴리이미드 필름 위에 건조 후의 두께가 25㎛가 되도록 도포하고, 170℃에서 3분 동안 건조시킨 다음, 이형지를 합지하여 회로기판용 접착 필름을 제조하였다.
성분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
열가소성 수지 30 30 30 30 30 30
열경화성 수지1 15 0 12 24 12 15
열경화성 수지2 0 15 24 0 24 0
열경화성 수지3 30 27 30 0 30 30
상용화 수지 3 3 3 3 18 0
경화제1 1.5 1.5 3.6 2.4 3.6 1.5
경화제2 3.0 2.7 3.0 0.0 3.0 0.0
경화촉진제 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18
난연제 15 15 15 15 15 15
무기입자 12 12 12 12 12 12
열가소성 수지: 아크릴로 니트릴 부타디엔 고무 (NBR) (니폰제온, N-34)
열경화성 수지1: 비스페놀 A형 에폭시 수지 (국도화학 YD-128, 당량: 184g/eq, 액상)
열경화성 수지2: 비스페놀 A형 에폭시 수지 (국도화학 YD-011, 당량: 450g/eq, 연화점: 70℃)
열경화성 수지3: 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 (국도화학 YDCN-500-90P, 당량: 200g/eq, 연화점: 90℃)
상용화 수지: 러버 변성 에폭시 수지 (국도화학 KR-208, 당량 300g/eq)
경화제1: 4,4'-다이아미노 다이페닐 설폰 (4,4'-DDS)
경화제2: 페놀 수지 (코오롱 화학 KPH-F2000, 당량: 106g/eq, 연화점: 66℃)
경화촉진제1: 2E4MZ (2-에틸-4-메틸이미다졸)
난연제: 포스피산염 화합물 (클라리안트 OP-935, 인함유량: 25중량%)
무기입자: 수산화알루미늄 (평균 입자 지름: 1㎛)
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 따른 접착필름을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
[실험예]
(1) 작업성
크기가 15cm x 15cm의 접착 필름을 크기가 15cm x 15cm인 동박 위에 1시간 동안 올려 놓은 다음, 접착 필름을 들었을 때 박리 가능 여부를 측정하여 박리 가능한 경우 "O"로 표시하였고, 박리가 불가능한 경우에는 "X"로 표시하였다.
(2) 난연성
핫프레스를 사용하여 160℃ x 40 kgf x 30분 조건으로 접착제 면이 서로 붙게 하여 샘플을 제조하고, UL94 V-0의 규격으로 난연성을 평가하여 그 결과가 합격일 경우 "O"로 표시하였고, 불합격일 경우에는 "X"로 표시하였다.
(3) 접착력
접착 필름을 핫프레스를 사용하여 160℃ x 40 kgf x 1시간 조건으로 전해 동박에 부착하여 폭 1cm, 길이 10cm로 자른 후, 폴리이미드 필름을 90도 각도로 50mm/min의 속도로 당기며 접착력을 측정하였다.
(4) 납땜 내열성
상기 접착력 평가 방법과 동일한 방법으로 제조된 샘플을 5cm x 10cm의 크기로 자른 후 상온에서 24시간 방치 한 후 290℃ 납땜조에서 1분간 띄운 후 꺼내어 표면에 기포 발생 여부를 확인하였다. 기포가 발생하지 않을 경우는 "O"로 표시하였고, 기포가 발생할 경우에는 "X"로 표시하였다.
(5) 흐름성
접착필름을 2cm x 2cm 크기로 자른 후 크기가 5cm x 5cm인 PET 필름상에 접착 필름을 올려 놓은 후 상기 접착력 평가 방법과 동일한 조건으로 프레스 한 후 접착필름 상에 도포된 접착제가 옆으로 흘러나온 정도를 측정하였다. 흐름성이 150㎛ 이하로 합격일 경우는 "O"로 표시하였고, 150㎛ 를 초과할 경우에 "X"로 표시하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
작업성 O O O X X O
난연성 O O O O O O
접착력 (N/cm) 11 10 9 11 14 6
납땜내열성 O O O X O X
흐름성(㎛) O O O O X X
상기 표 2의 결과로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 회로 보호용 접착제 조성물을 이용한 접착필름은 난연성, 접착력, 내열성 및 흐름성이 모두 우수함을 알 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (7)

  1. 열가소성 수지, 열경화성 수지, 상용화 수지, 경화제, 경화촉진제, 난연제 및 무기 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 보호용 접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 100 중량에 대하여, 상기 열경화성 수지 100 ~ 300 중량부, 상기 상용화 수지 5 ~ 40 중량부와 상기 난연제 및 상기 무기 입자 10 ~ 100 중량부를 포함하며, 상기 열경화성 수지 100중량부에 대하여 상기 경화제 10 ~ 30 중량부와 상기 경화촉진제 0.1 ~ 1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 보호용 접착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 하이드록시기와 카르복실기를 포함하고, 중량평균분자량이 300,000 ~ 800,000인 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR)인 것을 특징으로 하는, 회로 보호용 접착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 1분자당 2개 이상의 에폭시기를 가지는 다관능 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는, 회로 보호용 접착제 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 크레졸 노볼락계 에폭시 수지가 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량 대비 50중량부 내지 200중량부로 혼합한 것을 특징으로 하는, 회로 보호용 접착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상용화 수지는 러버 변성 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는, 회로 보호용 접착제 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화제는 아민(Amine)계 경화제, 페놀(Phenol)계 경화제 또는 산무수물(Anhydride)계 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 회로 보호용 접착제 조성물.
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