KR20180109674A - 전도성 직물을 갖는 다층의 이방 전도성 접착물 및 이의 제조 - Google Patents

전도성 직물을 갖는 다층의 이방 전도성 접착물 및 이의 제조 Download PDF

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KR20180109674A
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Abstract

본원은 상부 전도성 접착층, 2개의 측면을 갖는 전도성 직물층 및 하부 전도성 접착층을 포함하는 다층의 이방 전도성 접착물을 제공하며, 여기서 상기 전도성 직물층의 일 측면은 금속으로 도금되며, 다층의 이방 전도성 접착물의 총 두께는 40 내지 60 ㎛이다. 연성 인쇄 회로의 적용에 있어서, 다층의 이방 전도성 접착물을 강철 또는 폴리이미드-타입 보강재와 함께 적층시켜 형성된 보강부는 뒤틀림에 기인한 설치부의 변형을 효과적으로 방지하고 우수한 홀 채움, 우수한 직접 접지 효과 및 우수한 차폐 성능을 보장할 수 있다. 따라서, 본원의 다층의 이방 전도성 접착물은 우수한 전기적 특성, 우수한 접착 강도, 뛰어난 주석 납땜, 신뢰성 및 방염성을 갖는다. 본원은 또한 다층의 이방 전도성 접착물을 제조하는 방법을 제공한다.

Description

전도성 직물을 갖는 다층의 이방 전도성 접착물 및 이의 제조 {MULTI-LAYERED ANISOTROPIC CONDUCTIVE ADHESIVE HAVING CONDUCTIVE FABRIC AND PREPARATION THEREOF}
본 개시내용은 인쇄 회로 기판을 위한 전도성 접착물, 특히, 전도성 직물을 갖는 다층의 이방 전도성 접착물(multi-layered anisotropic conductive adhesive)에 관한 것이다.
전기 및 통신 제품이 발전함에 따라서, 회로 기판 요소는 중량이 더 가볍고, 두께가 더 얇고, 길이가 더 짧고, 크기가 더 작고, 신호 전송을 위한 점점 더 넓은 주파수 대역을 갖는 통합이 더 높은 쪽으로 발전 되어서, 점점 더 심각한 전자기 간섭을 초래하고 있다. 또한, 전자 회로 요소의 적용 안전성이 고려되고 있으며, 전자 제품 내의 회로 요소의 접지 연결의 신뢰성 및 회로 기판 설계의 변화에 대한 새로운 요구가 발생하고 있다. 현재, 일반적으로 판매되는 전도성 접착 제품은 흔히 전도성 접착제 과충전 접지 구멍에 의해서 야기되는 박리의 문제를 가지고 있어서, 다른 요소의 설계 및 장착에 영향을 준다, 대안적으로, 그에 의해서 유발되는 비효과적인 마스킹의 결함이 전도성 접착물이 완전히 충전되지 않게 하여, 리플로우 솔더링(reflow soldering) 동안에 연결 부분에서 갭을 초래한다.
또한, 현재 판매되는 전도성 접착 제품의 대부분은 전도성 입자를 접착제에 직접적으로 분산시킴으로써 형성되고, 접착층이 비교적 두껍다. 따라서, 경화가 불충분하면, 입자의 비-균일 분산이 인쇄 회로 기판에 대한 제품의 접착 동안에 발생할 것이고, 접착은 비-균일 압력하에 수행되어, 전도성 특성에 추가로 영향을 준다.
따라서, 본 개시내용은 복수의 형태의 복수의 금속 입자 및 전도성 직물층으로 이루어진 고도의 전도성의 다층의 이방 전도성 접착물을 제공한다.
기술적인 문제를 해결하기 위해서, 본 개시내용은 전도성 직물을 갖는 다층의 이방 전도성 접착물로서, 전도성 접착물은 우수한 전기적 특성, 접착제 강도, 주석 솔더링(tin soldering), 신뢰도 및 방염성을 가지며, 일반적인 전도성 접착물에 비해서 더 우수한 전도 효과 및 접착 강도를 가지고, 광범위한 적용의 전망으로 더욱 용이하게 생산되는 다층의 이방 전도성 접착물을 제공한다. 가요성 인쇄 회로 기판에서의 주된 적용의 관점에서, 다층의 전도성 접착물을 강철 시트 또는 폴리이미드로 제조된 보강된 기판에 접착시킴으로써 형성되는 보강된 어셈블리가 굽힘으로 인한 장착 위치에서의 변형을 효과적으로 방지할 수 있고, 우수한 구멍 충전을 확실히 하여, 외부 신호 간섭을 차폐하는 직접적인 접지의 효과를 가질 수 있다.
상기 기재된 기술적인 문제를 해결하기 위해서, 본 개시내용은, 20 내지 40 μm의 두께를 갖는 상부 전도성 접착층; 20 내지 40 μm의 두께를 갖는 하부 전도성 접착층; 및 5 내지 30 μm의 두께를 갖는 상부 면과 하부 면이 있는 전도성 직물층을 포함하는, 전도성 직물을 갖는 다층의 이방 전도성 접착물로서, 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층의 둘 모두가 2 내지 50 μm의 입자 크기를 갖는 복수의 금속 전도성 입자를 포함하며, 복수의 금속 전도성 입자는 수지상(dentritic), 침상형(needle-like), 편상(flaky) 및 구형(spherical) 형태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 두 가지 모양이고, 전도성 직물층이 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층 사이에 형성되어, 다층의 이방 전도성 접착물이 40 내지 60 μm의 전체 두께를 지니게 하고, 전도성 직물층의 적어도 한 면이 금속층으로 도금되는 다층의 이방 전도성 접착물을 제공한다.
일 실시형태에서, 복수의 금속 전도성 입자가 5 내지 45 μm의 범위의 입자 크기를 가진다.
또 다른 실시형태에서, 복수의 금속 전도성 입자가 10 내지 45 μm의 범위의 입자 크기를 가진다.
일 실시형태에서, 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층의 둘 모두가 열경화성 접착층들이고, 이들의 각각은 접착 수지 및 복수의 금속 전도성 입자를 포함하며, 여기서, 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층의 각각은 20 내지 75 중량%의 양의 접착 수지, 25 내지 70 중량%의 양의 복수의 금속 전도성 입자를 함유하며, 복수의 금속 전도성 입자 대 접착 수지의 중량 비율이 1:1 내지 4:1이다.
일 실시형태에서, 전도성 직물층은 섬유 천이고, 섬유 천은 그리드 천(gridding cloth), 플레인 위빙 직물(plain weaving fabric) 및 부직포(non-woven fabric)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있고, 여기서, 섬유 천은 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층 내의 가장 작은 금속 전도성 입자가 섬유 천을 통해서 통과되게 하는 크기를 갖는 복수의 미세공을 갖는다.
또 다른 실시형태에서, 전도성 직물층 내의 미세공의 각각이 5 μm 또는 그 초과의 크기를 갖는다.
일 실시형태에서, 전도성 직물층의 표면 상의 금속층이 구리 니켈 도금층, 구리 코발트 도금층, 구리 주석 도금층, 구리 은 도금층, 구리 철 니켈 도금층, 구리 금 도금층 또는 구리 도금층일 수 있다.
일 실시형태에서, 복수의 금속 전도성 입자는 복수의 수지상 금속 전도성 입자를 복수의 침상형 금속 전도성 입자 및 복수의 편상 금속 전도성 입자와 혼합함으로써 형성되고, 여기서, 복수의 수지상 금속 전도성 입자 대 복수의 침상형 금속 전도성 입자의 중량 비율은 1:5 내지 5:1이고, 복수의 침상형 금속 전도성 입자 대 복수의 편상 금속 전도성 입자의 중량 비율이 1:4 내지 4:1이다.
일 실시형태에서, 복수의 금속 전도성 입자를 형성시키는 물질은 전도성 합금 입자를 포함한다.
일 실시형태에서, 접착 수지는 에폭시 수지, 아크릴계 수지, 우레탄 수지, 실리콘 고무 수지, 폴리-p-자일렌 수지, 비스말레이미드-기반 수지, 페놀계 수지, 멜라민 수지, 및 폴리이미드 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다.
일 실시형태에서, 각각 25 내지 100 μm의 두께를 갖는 두 개의 이형 가능한 층은 각각 하부 전도성 접착층의 아래에 그리고 상부 전도성 접착층 상에 형성되고, 여기서, 이형층의 각각은 단면 이형 필름 또는 양면 이형 가능한 필름일 수 있고, 이형층은 불소-코팅된 폴리에스테르 이형 필름, 실리콘 오일-코팅된 폴리에스테르 스트리핑 가능한 필름(silicone oil-coated polyester strippable film), 매트 폴리에스테르 이형 필름(matte polyester release film), 폴리에틸렌 이형 필름 또는 폴리에틸렌 적층된 페이퍼 층일 수 있다.
본 개시내용은 추가로 다층의 이방 전도성 접착물을 제조하는 방법으로서, 2 내지 22 μm의 범위의 입자 크기를 갖는 복수의 금속 전도성 입자를 접착 수지와 1:1 내지 4:1의 중량 비율로 혼합하여 혼합물을 형성시키는데, 복수의 금속 전도성 입자가 수지상, 침상형, 편상 및 구형 형태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 두 가지의 모양을 갖게 하여, 혼합물을 형성시키고; 혼합물을 이형층의 특정된 이형 표면상에 코팅하여 하부 전도성 접착층을 형성시키고; 전도성 직물층을 하부 전도성 접착층의 표면에 접착시키고; 2 내지 22 μm의 입자 크기를 갖는 복수의 금속 전도성 입자를 접착 수지와 1:1 내지 4:1의 중량 비율로 혼합함으로써 형성된 또 다른 혼합물을 전도성 직물층의 다른 면 상에 코팅하여 상부 전도성 접착층을 형성시키고; 이형층을 상부 전도성 접착층의 표면에 접착시킴을 포함하는 방법을 제공한다.
일 실시형태에서, 방법은 추가로 전도성 직물층이 접착된 후에 하부 전도성 접착층을 예비-경화시키고, 이형층을 상부 전도성 접착층의 표면에 접착시킨 후에 상부 전도성 접착층을 예비-경화시킴을 포함한다.
일 실시형태에서, 혼합물은 다른 혼합물과 동일하다.
일 실시형태에서, 방법은 추가로 제품을 얻기 위한 롤링 단계(rolling step) 및 스트립-형성 단계(strip-forming step)를 포함한다.
본 개시내용은 적어도 두 가지 모양의 복수의 금속 전도성 입자를 포함하는 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층을 갖는 다층의 이방 전도성 접착물을 제공한다. 따라서, 복수의 금속 전도성 입자는, 프로세싱(processing) 동안에 열적 압력하에 변형이 발생하는 때에, 이의 많은 모양으로 인해서 많은 방향으로 흐르는 경향이 있어서, 적층 후에 전도성 접착층 내의 복수의 금속 전도성 입자의 다방향의 고도로 분산된 분포를 생성시킨다. 따라서, 전도성 회로는 가요성 기판 내의 접지 구멍과 함께 형성되어 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층이 우수한 이방 전도성을 부여하게 하여, 전도성 특성을 크게 향상시키고 가요성 기판의 접지 저항 값을 감소시킨다.
또한, 본 개시내용의 전도성 직물층의 섬유 또는 네트 구조는 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층 내의 복수의 금속 전도성 입자가 이의 미세공을 통해서 통과되는 것을 용이하게 하여, 상부 및 하부 전도성 접착층 사이의 전도를 달성시킨다. 한편, 전도성 직물층의 우수한 가스 투과성으로 인해서 가요성 인쇄 회로 기판의 표면 접착 프로세스 동안에 박리가 발생하지 않아서, 현재의 전도성 접착물 및 도입된 금속층을 갖는 전도성 접착물의 박리의 문제를 효과적으로 해결할 것이다.
섬유 천을 기재로서 사용함으로써, 본 개시내용의 전도성 직물층은, 가요성 회로 기판이 전도성 접착물의 높은 강성으로 인해서 열적으로 압박되는 때에, 변형을 피하기 위한 우수한 가요성 및 내구성을 지녀서, 특성에 대한 영향을 피한다. 한편, 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층 내의 복수의 금속 전도성 입자가 열적으로 압박되어 접착 수지를 흐르게 하여 이방 전도성을 달성시켜서, 통상의 전도성 접착물 및 도입된 금속 박층(들)을 갖는 전도성 접착물의 낮은 전도성의 단점을 효과적으로 회피한다.
추가로, 본 개시내용의 전도성 직물층의 표면이 금속으로 전기 도금되어 금속층을 형성시키기 때문에, 동일한 전도성의 조건에서, 비교적 적은 양의 복수의 금속 전도성 입자가 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층에 사용될 수 있어서, 분진 오염을 감소시키고, 비용을 감소시키며, 제품의 접착 강도를 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 일정한 기간 동안 고온도에서 경화되고 적층된 후에, 이방성의 복수의 금속 전도성 입자가 접착 수지를 개선시켜서, 완전한 가교 및 경화 후에 달성되는 것과 동일한 전기 및 기계적 특성을 달성시킬 수 있다.
본 개시내용의 전도성 접착층 및 금속 부품, 예컨대, 강철 기판이 인쇄 회로 기판 상에 피복되고 접착되어 보강된 부품을 형성시키는 때의 우수한 접지 안정성(grounding stability) 때문에, 외부 전자기파 간섭이 또한 효과적으로 차폐될 수 있다.
추가적으로는, 본 개시내용의 금속 입자는 우수한 항산화 및 전도성을 지니며 제품의 물리적 및 화학적 특성에 영향을 주지 않으면서 저장 및 전달에 유익한 복수의 전도성 합금 입자를 함유한다. 따라서, 제품은 높은 안정성 및 신뢰성의 특성을 지닌다.
상기 설명은 단지 본 개시내용의 기술을 개괄하는 것이며, 본 개시내용의 기술적 수단을 더욱 명확하게 이해하고 본 명세서의 내용에 따라서 실행하게 하기 위해서, 본 개시내용이 도면을 수반한 하기 실시예에 의해서 상세히 기재될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 다층의 이방 전도성 접착물의 전도를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 다층의 이방 전도성 접착물의 스트리핑력(stripping force)을 나타내는 개략도이다.
본 개시내용의 실시형태는 이하 기재된 특정의 실시예에 의해서 예시될 것이며, 본 분야에서의 전문가는 본 명세서의 내용을 기반으로 하여 본 개시내용의 이점 및 효과를 용이하게 이해할 수 있다.
도면에서 나타낸 구조, 비율, 및 크기 등의 모두는, 본 개시내용을 실행하기 위한 조건을 제한하는 것이 아니라, 본 기술분야의 전문가에 의한 이해 및 해석을 위해서 제공되는, 본 명세서의 내용의 예시 목적으로 사용됨을 주지해야 한다. 따라서, 이들은 기술적 관점에서 실질적인 의미가 아니다. 본 개시내용의 효과 및 목적에 영향을 주지 않는, 구조의 어떠한 변화, 비율의 변경 또는 크기의 조정이 본 개시내용에 기재된 기술적 내용에 의해서 포함되는 범위 내에 있을 것이다. 한편, 단수의 표현, "상부" 및 "하부"와 같은 본원에서 사용되는 용어는 단지 명확한 설명을 위해서 사용되며, 본 개시내용의 실행 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 기술적 내용에서의 어떠한 실질적인 변화 없이 상대적인 관계에 대한 변경 또는 조절은 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 여겨져야 한다.
또한, 본원에서 사용된 범위 및 값의 모두는 포괄적이며 조합 가능하다. 어떠한 정수와 같은 본원에서 기재된 범위 내의 어떠한 값 또는 점은 최소 또는 최대 값으로서 사용되어 서브 범위 등을 유도할 수 있다.
도 1을 참조하면, 다층의 이방 전도성 접착물(100)은 20 내지 40 μm의 두께를 갖는 상부 전도성 접착층(101); 20 내지 40 μm의 두께를 갖는 하부 전도성 접착층(102); 및 5 내지 30 μm의 두께 및 상부 면 및 하부 면을 가지며 상부 전도성 접착층(101)과 하부 전도성 접착층(103) 사이에 형성되는 전도성 직물층(102)을 포함하며; 여기서, 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층 둘 모두가 복수의 금속 전도성 입자(1011)를 포함하고, 복수의 금속 전도성 입자 각각은 2 내지 50 μm의 크기를 가지며 수지상, 침상형, 편상 및 구형 형태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 두 가지 모양의 금속 전도성 입자를 함유하고; 전도성 직물층의 적어도 한 면이 금속층으로 도금되고, 다층의 이방 전도성 접착물이 40 내지 60 μm의 전체 두께를 갖는다.
전형적으로는, 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층 내의 전도성 입자가 단지 하나의 모양이고, 분산 및 적층시에 한 방향으로 흐르고 분배되는 경향이 있어 전도성 접착층의 전도성을 한 방향으로 가능하게 하여, 전도성 접착층의 불량한 전체 전도성을 초래하고, 그에 따라서, 전도성 접착물의 차폐 효과에 영향을 준다. 본 개시내용에서 사용되는 많은 모양의 복수의 금속 전도성 입자는 접착층 내로의 이들의 분배 동안에 열적 압박 하에 변형되어, 전도성 접착층이 우수한 이방 전도성을 부여하게 하고 차폐 효율을 향상시킨다.
전도성 직물층(102)은 5 내지 30 μm의 두께를 지니며, 이러한 두께는 전도성 직물층이 우수한 가요성 및 내구성 및 개선된 신뢰성 및 차폐 효율을 지니게 한다. 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층 내의 복수의 금속 전도성 입자는, 너무 두꺼운 경우에는, 서로 접촉되어 존재할 수 없어서, 상부 층 내의 전도성 입자와 하부 층 내의 그것 사이의 불량한 접촉을 초래하고; 너무 얇으면 생산 비용이 크게 증가될 것이다.
다층의 이방 전도성 접착물은 40 내지 60 μm의 전체 두께를 갖는다. 차폐 효과는, 전도성 접착층이 너무 얇으면, 불량할 것이고, 전도성 접착층이 너무 두꺼우면, 더 얇은 제품에 대한 요건이 충족될 수 없고 코팅 프로세싱에 유익하지 않아서, 증가된 생산 비용을 초래한다.
상부 전도성 접착층(101) 및 하부 전도성 접착층(103)의 둘 모두는 열경화성 접착층이고, 이들의 각각은 접착 수지(1012) 및 복수의 금속 전도성 입자를 포함하고, 여기서, 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층의 각각은 20 내지 75 중량%의 양의 접착 수지 및 25 내지 70 중량%의 양의 복수의 금속 전도성 입자를 함유하고, 복수의 금속 전도성 입자 대 접착 수지의 중량 비율이 1:1 내지 4:1이다. 비율이 1:1 미만이면, 전도성이 불량하고, 많은 양의 접착물이 후속 작업 동안에 점착성 기판을 쉽게 생성시키는 문제를 유발시킬 것이다. 비율이 4:1을 초과하면, 분말의 비율이 너무 높아서 분산되기 어렵고, 밀접한 접착 및 접착 강도에 영향을 유발시킬 수 있다. 또한, 본 개시내용의 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층은 추가로 일부 보조제(예, 경화제, 및 점도 증가제(thickener) 등) 및 비-금속 전도성 입자(예, 그라파이트, 및 전도성 화합물 등)를 포함한다.
접착 수지가 너무 적으면, 점도가 너무 낮을 것이며; 접착 수지가 너무 많으면, 제품은 너무 점성일 것이고 복수의 금속 전도성 입자의 상대적인 함량이 감소하여 불량한 전도성을 초래한다.
일 실시형태에서, 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층의 각각에서, 복수의 금속 전도성 입자의 비율은 35 내지 55 중량%이다.
전도성 직물층은 그리드 천, 플레인 직포(plain woven cloth) 및 부직포(non-woven cloth)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 섬유 천이고, 여기서, 섬유 천은 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층 내의 가장 작은 금속 전도성 입자의 크기보다 더 작은 크기를 각각 지니는 미세공을 지녀서 금속 전도성 입자가 섬유 천을 통해서 통과되게 한다.
또 다른 실시형태에서, 전도성 직물층 내의 미세공의 각각은 5 μm 또는 그 초과의 크기를 갖는다.
전도성 직물층(102)의 표면 상의 금속층은 구리 니켈 도금층, 구리 코발트 도금층, 구리 주석 도금층, 구리 은 도금층, 구리 철 니켈 도금층, 구리 금 도금층 또는 구리 도금층일 수 있다.
일 실시형태에서, 전도성 직물층의 표면상의 금속층은 구리 니켈 도금층 또는 구리 은 도금층이다.
일 실시형태에서, 복수의 금속 전도성 입자 각각은 5 내지 45 μm의 크기를 가지며; 또 다른 실시형태에서, 복수의 금속 전도성 입자는 10 내지 45 μm의 크기를 갖고; 여기서, 복수의 금속 전도성 입자는 복수의 수지상 금속 전도성 입자, 복수의 침상형 금속 전도성 입자 및 복수의 편상 금속 전도성 입자를 혼합함으로써 형성되고, 복수의 수지상 금속 전도성 입자 대 복수의 침상형 금속 전도성 입자의 중량 비율은 1:5 내지 5:1이고, 복수의 침상형 금속 전도성 입자 대 복수의 편상 금속 전도성 입자의 중량 비율은 1:4 내지 4:1이다.
복수의 금속 전도성 입자를 형성시키기 위한 물질은 단일의 금속 전도성 입자 및 전도성 합금 입자 중 적어도 하나를 포함한다. 일 실시형태에서, 전도성 합금 입자는 복수의 금속 전도성 입자로서 바람직하다.
이들 중에, 단일의 금속 전도성 입자는 금(gold), 은(silver), 구리 및 니켈 입자로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 일 수 있지만, 이로 제한되는 것은 아니다. 전도성 합금 입자는 Ag-Cu 도금된 입자, Ag-Au 도금된 입자, Ag-Ni 도금된 입자, Au-Cu 도금된 입자 및 Au-Ni 도금된 입자로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다.
전도성 합금 입자는 우수하고 전도성을 지니며, 이의 제품은 이들의 물리적인 특성에 영향을 주지 않으면서 저장 및 전달될 수 있어서, 제품의 높은 안정성 및 신뢰성의 특성을 유도할 수 있다.
접착 수지는 에폭시 수지, 아크릴계 수지, 우레탄 수지, 실리콘 고무 수지, 폴리-p-자일렌 수지, 비스말레이미드-기반 수지, 페놀계 수지, 멜라민 수지, 및 폴리이미드 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다. 일 실시형태에서, 아크릴계 수지가 특히 바람직하다.
이형층(104)은 각각 하부 전도성 접착층(103)의 아래에 그리고 상부 전도성 접착층(101) 상에 형성될 수 있고, 이형층이 너무 두껍거나 너무 얇으면 후속 다이 컷팅(die cutting)에 유익하지 않다. 이형층은 단면 이형 필름 또는 양면 스트리핑 가능한 필름일 수 있고, 이형층은 불소-코팅된 폴리에스테르 이형 필름, 실리콘 오일-코팅된 폴리에스테르 이형 필름, 매트 폴리에스테르 이형 필름, 폴리에틸렌 이형 필름 또는 폴리에틸렌 적층된 페이퍼 층일 수 있다.
이형층의 이형 필름은 순백색, 유백색 또는 투명할 수 있다. 일 실시형태에서, 순백색 또는 유백색 이형층이 특히 바람직한데, 그 이유는 순백색 또는 유백색 이형 필름이 디지털-제어 자동 장비를 사용하여 회로를 새기는 때에 적외선과의 상호작용하의 광 반사의 문제가 없어서 로케이션(location) 및 오퍼레이션(operation)을 신속하고 정확하게 달성하기 때문이다. 또한, 순백색 또는 유백색은 작업자에 의해서 인식될 수 있어서, 수동 작업의 경우에 비스트리핑된 이형층을 남길 위험을 감소시킬 수 있다.
본 개시내용은 추가로 하기 단계를 포함하여 다층의 이방 전도성 접착물을 제조하는 방법을 제공한다:
단계 I: 요망되는 입자 직경을 지닌 입자를 얻기 위해서 다양한 모양의 금속 전도성 입자를 스크리닝하고, 다양한 모양으로 얻은 금속 전도성 입자를 균일하게 혼합하여 복수의 금속 전도성 입자로 이루어진 혼합물을 형성시키고, 여기서, 혼합은 볼 밀링에 의해서 수행될 수 있고, 밀링 속도는 너무 높지 않아야 하고(바람직하게는 200 내지 300 rpm의 밀링 속도로 수행해야 하고), 그렇지 않으면, 금속 입자의 표면 합금 층이 파괴될 것이다. 대안적으로는, 혼합은 (바람직하게는 700 내지 2,000 rpm의 속도로) 교반시킴으로써 수행될 수 있지만, 더 높은 속도에서의 혼합은 더 우수한 혼합 균일성을 갖는 복수의 금속 전도성 입자를 생성시킬 것이다.
단계 II: 단계 I에서의 조건과 동일한 혼합 조건하에, 복수의 금속 전도성 입자의 혼합물을 첨가하면서, 접착 수지와 복수의 금속 전도성 입자의 상기 언급된 혼합물을 완전히 혼합한다.
단계 III: 단계 II에서 얻은 혼합물을 이형층의 특정된 이형 표면 상에 코팅하여 하부 전도성 접착층을 형성시킨다.
단계 IV: 하부 전도성 접착층을 지지체로서 전도성 직물층에 부착시키고, 접착 수지 자체의 경화 온도보다 더 높지 않은 온도에서 하부 전도성 접착층을 예비-경화시키고, 본 개시내용은 80℃ 내지 100℃의 예비-경화 온도를 사용하며, 예비-경화 후에 지지체를 제거하여 전도성 직물층을 형성시킨다.
단계 V: 단계 II에서 제조된 혼합물을 얇은 금속층의 다른 면 상에 코팅시켜 상부 전도성 접착층을 형성시킨다. 물론, 다른 조성 및 비율로 포뮬레이션(formulation)된 또 다른 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
단계 VI: 단계 IV에서의 예비-경화 조건하에 상부 전도성 접착층을 경화시키고, 이어서, 롤링시켜 최종 제품을 생성시킨다.
실시예
시험 방법 1: 전도성에 대한 분석
전도성 시험은 이형 필름을 제거한 후에 하이 브릿지 테스터(high bridge tester)를 사용하여 다층의 이방 전도성 접착물에 대해서 수행되었다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 니켈 강철 도금 시트(200) 및 인쇄 회로 기판(300)을 각각 상부 전도성 접착층(101) 및 하부 전도성 접착층(103)의 표면상에 의사-접착(pseudo-adhering)시킨 후에, 압박(100 kgw의 압력 및 180℃의 온도에서, 10초 동안 예비-압박하고 120초 동안 압박함)하고, 경화(160℃의 온도에서 1시간 동안)시키고, 리플로우 솔더링(reflow soldering) 전에 및 3회의 리플로우 솔더링 후의 샘플의 전도성 저항 값이 각각 검사되었다. 본 개시내용을 실시예로서 하였고, 동일한 방법에 의한 일반적인 제품의 전기 전도성에 대한 시험을 비교예로서 하였고, 검사된 전도성 결과를 표 1에 기록한다.
솔더링 동안의 내열성: 니켈 강철 도금 시트(200) 및 인쇄 회로 기판(300)을 각각 상부 전도성 접착층(101)과 하부 전도성 접착층(103)의 표면 상에 의사-접착시킨 후에, 압박(100 kgw의 압력 및 180℃의 온도에서, 10초 동안 예비-압박하고 120초 동안 압박함)하고, 경화(160℃의 온도에서 1시간 동안)시키고, 샘플을 고온 솔더링 노(soldering furnace)에 넣었고, 그곳에서, 기포, 스트리크(streak), 및 용융 등을 포함하는 현상의 발생이 IPC-TM650 2.4.13 솔더링 시험 방법을 참조로 하여 관찰되었다.
시험 방법 2: 박리 강도에 대한 분석
스트리핑 가능한 필름(strippable film)이 제거된 후의 다층의 이방 전도성 접착물이 만능 인장 강도 시험기(universal tensile strength tester)를 사용하여 이의 박리 강도에 대해서 시험되었다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 니켈 강철 도금 시트(200) 및 단면 구리 코일-코팅된 기재(400)를 각각 상부 전도성 접착층 및 하부 전도성 접착층의 표면상에 의사-접착시킨 후에, 압박하고, 경화시키고, 이의 박리 강도에 대한 시험을 위한 샘플을 얻었다. 본 개시내용을 실시예로서 하였고, 동일한 방법에 의한 일반적인 제품의 박리 강도에 대한 시험을 비교예로서 하였고, 시험된 전도성 결과를 표 1에 기록한다.
실시예 1: 전도성 섬유를 갖는 다층의 이방 전도성 접착물의 제조
상이한 모양의 금속 입자의 혼합물을 약 45 μm의 D90 입자 크기를 갖는 은 구리-도금된 구형 금속 전도성 입자 및 은 니켈 도금된 침상형 입자의 분말을 스크리닝하고, 진탕시키고, 250 rpm의 볼 밀링 조건 하에 상기 기재된 금속 전도성 입자를 혼합함으로써 제조하였고, 여기서, 복수의 구형 금속 입자 대 복수의 침상형 금속 전도성 입자의 중량 비율은 1:1이었다.
그 후에, 아크릴계 접착 수지(Asia Electronic Material Co., Ltd.에 의해서 제조된 RD0351 및 RD0352)를 상이한 모양의 금속 입자의 상기 언급된 혼합물에 첨가하고, 이어서, 상이한 모양의 금속 입자의 혼합물을 첨가하면서, 250 rpm의 볼 밀링 조건하에 완전히 혼합하여 균일한 혼합물을 형성시켜서, 55%의 아크릴계 접착 수지, 25%의 상이한 모양의 금속 입자의 상기 언급된 혼합물, 및 잔량의 보조제(Asia Electronic Material Co., Ltd.에 의해서 제조된 RD0223 및 RD0339)로 이루어진 코팅 혼합물을 형성시켰으며, 여기서, RD-0223은 분자간 결합력 및 접착 수지의 분산 균일성을 조절하는 반면에, RD-0339는 접착 수지 혼합물의 최종 점도를 조절하였고, RD-0223 대 RD-0339의 첨가 비율은 1:1이었다.
코팅 혼합물을 불소-코팅된 폴리에스테르 이형층의 지정된 면상에 코팅시켜 20 μm의 두께를 지니는 하부 전도성 접착층을 형성시켰고, 이어서, 하부 전도성 접착층을 지지체로서 구리 니켈 도금층을 갖는 전도성 직물층 상에 접착시키고, 80℃의 온도에서 예비-경화시키고, 예비-경화가 완료된 후에, 지지체를 제거하여 2 μm의 두께를 갖는 전도성 직물층을 형성시켰다.
하부 전도성 접착층과 동일한 조성 및 20 μm의 두께를 갖는 상부 전도성 접착층을 동일한 코팅 및 예비-경화 절차에 의해서 전도성 직물층의 다른 면 상에 형성시켰다.
다층의 이방 전도성 접착물의 물리적인 특성을 시험하고 표 1에 기록하였다.
실시예 2 내지 5 및 비교예 1 및 2의 다층의 이방 전도성 접착물의 제조 방법은, 금속 분말 대 접착 수지의 비율, 금속 분말의 혼합 중량 비율, 금속 분말의 유형, 전도성 직물의 금속층의 종류, 및 상부 및 하부 전도성 접착층의 두께가 표 1에 나타낸 바와 같이 변경됨을 제외하고는, 실시예 1의 방법과 동일하였다. 다층의 이방 전도성 접착물의 물리적인 특성을 시험하고 표 1에 기록하였다.
Figure pat00001
표 1에서, 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층은 동일한 조성을 갖는다.
상기 표 1로부터, 다층의 이방 전도성 접착물이 우수한 전도성 효과 및 내열 주석 솔더링뿐만 아니라, 우수한 접착 강도를 지님을 알 수 있다.
상기 실시예는 단지 예시 목적으로 제공되고 있으며, 본 개시내용을 제한하고자 하는 것이 아니다. 당업자는 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 상기 실시예에 대해서 변화 및 변경시킬 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서 정의되며, 본 개시내용에서 개시된 기술적 내용이 본 개시내용의 효과 및 목적에 영향을 주지 않는 한, 그러한 기술적 내용에 포함되어야 한다.

Claims (20)

  1. 다층의 이방 전도성 접착물로서,
    20 μm 내지 40 μm의 두께를 갖는 상부 전도성 접착층;
    20 μm 내지 40 μm의 두께를 갖는 하부 전도성 접착층;
    5 μm 내지 30 μm의 두께를 갖는 상부 면 및 하부 면을 갖는 전도성 직물층; 및
    전도성 직물층의 상부 면과 하부 면 중 적어도 하나 상에 코팅되는 금속층을 포함하고,
    상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층 각각이 2 μm 내지 50 μm의 범위의 입자 크기를 갖는 복수의 금속 전도성 입자를 포함하고, 복수의 금속 전도성 입자가 수지상, 침상형, 편상 및 구형 형태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 두 가지 모양을 가지며,
    전도성 직물층이 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층 사이에 형성되어 다층의 이방 전도성 접착물이 40 μm 내지 60 μm의 전체 두께를 지니는,
    다층의 이방 전도성 접착물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    복수의 금속 전도성 입자가 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층의 각각에 25 중량% 내지 70 중량%의 양으로 존재하는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층이 열경화성 접착물로 구성되고, 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층이 각각 접착 수지를 포함하는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    접착 수지가 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층의 각각에 20 중량% 내지 75 중량%의 양으로 존재하는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  5. 청구항 3에 있어서,
    복수의 금속 전도성 입자 대 접착 수지의 중량 비율이 1:1 내지 4:1인, 다층의 이방 전도성 접착물.
  6. 청구항 3에 있어서,
    접착 수지가 에폭시 수지, 아크릴계 수지, 우레탄 수지, 실시콘 고무 수지, 폴리-p-자일렌 수지, 비스말레이미드-기반 수지, 페놀계 수지, 멜라민 수지, 및 폴리이미드 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인, 다층의 이방 전도성 접착물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    전도성 직물층이 그리드 천(gridding cloth), 플레인 위빙 직물(plain weaving fabric) 및 부직포(non-woven fabric)로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유 천로 구성되는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  8. 청구항 7에 있어서,
    섬유 천이 상부 전도성 접착층과 하부 전도성 접착층 내의 금속 전도성 입자의 가장 작은 입자가 통과되게 하는 크기를 갖는 복수의 미세공을 갖는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    전도성 직물층 상의 금속층이 구리 니켈 도금층, 구리 코발트 도금층, 구리 주석 도금층, 구리 은 도금층, 구리 철 니켈 도금층, 구리 금 도금층 또는 구리 도금층인, 다층의 이방 전도성 접착물.
  10. 청구항 1에 있어서,
    복수의 금속 전도성 입자의 입자 크기가 5 μm 내지 45 μm의 범위에 있는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  11. 청구항 1에 있어서,
    복수의 금속 전도성 입자가 복수의 수지상 금속 전도성 입자, 복수의 침상형 금속 전도성 입자 및 복수의 편상 금속 전도성 입자를 포함하는 혼합물로 구성되는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  12. 청구항 11에 있어서,
    복수의 수지상 금속 전도성 입자 대 복수의 침상형 금속 전도성 입자의 중량 비율이 1:5 내지 5:1인, 다층의 이방 전도성 접착물.
  13. 청구항 11에 있어서,
    복수의 침상형 금속 전도성 입자 대 복수의 편상 금속 전도성 입자의 중량 비율이 1:4 내지 4:1인, 다층의 이방 전도성 접착물.
  14. 청구항 1에 있어서,
    복수의 금속 전도성 입자가 전도성 합금 입자를 포함하는 물질로 구성되는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  15. 청구항 1에 있어서,
    각각 하부 전도성 접착층의 아래에 그리고 상부 전도성 접착층 상에 형성된 두 개의 이형층을 추가로 포함하는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  16. 청구항 15에 있어서,
    두 개의 이형층 각각이 25 μm 내지 100 μm의 두께를 갖는, 다층의 이방 전도성 접착물.
  17. 청구항 15에 있어서,
    이형층이 각각 단면 이형 필름 또는 양면 이형 필름이고, 이형층의 적어도 하나가 불소-코팅된 폴리에스테르 이형 필름, 실리콘 오일-코팅된 폴리에스테르 이형 필름, 매트 폴리에스테르 스트리핑 가능한 필름(matte polyester strippable film), 폴리에틸렌 이형 필름 또는 폴리에틸렌 적층된 페이퍼 층인, 다층의 이방 전도성 접착물.
  18. 청구항 1의 다층의 이방 전도성 접착물을 제조하는 방법으로서,
    2 μm 내지 22 μm의 범위의 입자 크기를 갖는 복수의 금속 전도성 입자를 접착 수지와 1:1 내지 4:1의 중량 비율로 혼합하여 혼합물을 형성시키는 단계로서, 복수의 금속 전도성 입자가 수지상, 침상형, 편상 및 구형 형태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 두 가지의 모양으로 존재하는, 단계;
    혼합물을 이형층의 특정된 이형 표면 상에 코팅하여 하부 전도성 접착층을 형성시키는 단계;
    전도성 직물층을 하부 전도성 접착층의 표면에 접착시키는 단계;
    2 μm 내지 22 μm의 범위의 입자 크기를 갖는 복수의 금속 전도성 입자를 접착 수지와 1:1 내지 4:1의 중량 비율로 혼합함으로써 형성된 또 다른 혼합물을 전도성 직물층의 다른 면 상에 코팅하여 상부 전도성 접착층을 형성시키는 단계; 및
    이형층을 상부 전도성 접착층의 표면에 접착시키는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    전도성 직물층을 하부 전도성 접착층의 표면에 접착시킨 후에 하부 전도성 접착층을 예비-경화시키는 단계, 및 이형층을 상부 전도성 접착층의 표면에 접착시킨 후에 상부 전도성 접착층을 예비-경화시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    혼합물이 또 다른 혼합물과 동일한 것인, 방법.
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