KR20180124250A - 적층 구조체, 이를 포함하는 흑색 커버레이 필름 및 동박 적층판 - Google Patents

적층 구조체, 이를 포함하는 흑색 커버레이 필름 및 동박 적층판 Download PDF

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Abstract

적층 구조체, 이를 포함하는 흑색 커버레이 필름 및 동판 적층판을 개시한다.

Description

적층 구조체, 이를 포함하는 흑색 커버레이 필름 및 동박 적층판 {Laminate structure, black coverlay film and copper-clad laminate comprising the same}
적층 구조체, 이를 포함하는 흑색 커버레이 필름 및 동판 적층판에 관한 것이다.
전자제품의 집적화, 소형화, 고밀도화 및 고굴곡화 추세에 맞추어 협소한 공간에서도 내장이 용이한 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)에 대한 필요성이 증대되었다. 나아가 소형화, 고밀도화가 가능하고, 반복적인 굴곡성을 갖는 연성인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)이 개발되었다.
이러한 연성인쇄회로기판(FPCB)은 휴대폰, DVD, 디지털 카메라 또는 PDP 등의 기술적 발전으로 인해 그 사용이 급격하게 증가하고 있다.
연성인쇄회로기판(FPCB)은 예를 들어, 무선충전기술이 적용되는 휴대폰의 무선충전효율을 높이기 위해 박막화되어야 할 필요성이 대두되고 있다. 그 중에서, 연성인쇄회로기판(FPCB)의 회로를 보호하기 위해 적용되는 커버레이 필름의 두께의 박막화에 대한 요구가 있다.
일 측면은 절연성 필름, 탄소재 안료를 포함하는 접착층 및 보호 필름을 포함하고, 상기 절연성 필름과 상기 접착층의 총 두께가 10 마이크로미터(㎛) 이하인 적층 구조체를 제공하는 것이다.
다른 측면은 상기 적층 구조체를 포함하는 흑색 커버레이 필름을 제공하는 것이다.
또다른 측면은 상기 흑색 커버레이 필름을 포함하는 동박 적층판을 제공하는 것이다.
일 측면에 따라,
절연성 필름;
상기 절연성 필름의 일 면에 배치된 탄소재 안료를 포함하는 접착층(bonding layer); 및
상기 접착층의 일 면에 배치된 박리 가능한 보호 필름;을 포함하며,
상기 절연성 필름과 상기 접착층의 총 두께가 10 마이크로미터(㎛) 이하인 적층 구조체가 제공된다.
다른 측면에 따라,
전술한 적층 구조체를 포함하는 흑색 커버레이 필름이 제공된다.
또다른 측면에 따라,
전술한 흑색 커버레이 필름의 일 면에 배치된 동박을 포함하는 동박 적층판이 제공된다.
일 측면에 따른 적층 구조체는 절연성 필름과 접착층의 총 두께가 10 마이크로미터(㎛) 이하를 가짐으로써 이를 포함하는 흑색 커버레이 필름 및 동박 적층판은 연성회로기판의 박막화를 가능하게 할 수 있다. 또한 일 측면에 따른 적층 구조체는 상기 절연성 필름의 일 면에 캐리어 필름(carrier film)을 추가로 배치 및 일체화시켜 작업성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 흑색 커버레이 필름의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 실시예 1 및 비교예 2에 의해 제작된 흑색 커버레이 필름의 광학현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 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 정의하지 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.
본 명세서에서 "포함"이라는 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 추가 또는/및 개재할 수 있음을 나타내도록 사용된다.
본 명세서에서 “감압 접착 필름(pressure sensitive adhesive; PSA)”은 접착면과 접착시키기 위해 압력이 가해질 때 접착물질이 작용하는 필름을 나타낸다.
본 명세서에서 “합지된(laminated)”은 동박 또는 접착층 또는 필름을 접착제 또는 열접착방법으로 접착시켜 적층된 형태 또는 그 공정을 나타낸다.
커버레이 필름은 일반적으로 절연성 필름으로서 폴리이미드계 필름 및 재료 본연의 색상을 갖도록 하는 에폭시계 접착제를 포함하는 접착층이 사용되어 왔다. 그러나 커버레이 필름이 박막화되는 경우, 상기 폴리이미드계 필름 및 에폭시계 접착제를 포함하는 접착층에 대한 가시광선의 투과율이 향상되어 커버레이 필름 하부의 회로 패턴에서 발생하는 외관 결점 등이 노출되는 문제가 나타났다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 회로 패턴의 외관 결점의 노출을 차단할 수 있는 차광성이 우수한 흑색 커버레이 필름이 요구되고 있다. 흑색 커버레이 필름은 일반적으로 절연성 필름으로서 흑색 폴리이미드계 필름이 사용되어왔다. 그런데 상기 흑색 폴리이미드계 필름은 상용화된 제품들 중에서 가장 얇은 제품의 두께가 10 마이크로미터(㎛)이다. 따라서 이러한 흑색 폴리이미드 필름을 포함하는 흑색 커버레이 필름은 절연성 필름과 접착층의 총 두께를 10 마이크로미터(㎛) 이하로 제작하기에 어려움이 있다.
본 발명의 발명자들은 상기 어려움을 해결하고자 다음과 같은 적층 구조체를 제안하고자 한다.
일 구현예에 따른 적층 구조체는 절연성 필름; 상기 절연성 필름의 일 면에 배치된 탄소재 안료를 포함하는 접착층(bonding layer); 및 상기 접착층의 일 면에 배치된 박리 가능한 보호 필름;을 포함할 수 있으며, 상기 절연성 필름과 상기 접착층의 총 두께가 10 마이크로미터(㎛) 이하일 수 있다.
상기 절연성 필름과 상기 접착층의 총 두께는 2.5 내지 10 마이크로미터(㎛)일 수 있고, 예를 들어, 2.5 내지 9 마이크로미터(㎛)일 수 있고, 예를 들어, 2.5 내지 8 마이크로미터(㎛)일 수 있고, 예를 들어 2.5 내지 7.5 마이크로미터(㎛)일 수 있다.
상기 접착층의 두께는 2.5 내지 7 마이크로미터(㎛)일 수 있고, 예를 들어, 2.5 내지 6.5 마이크로미터(㎛)일 수 있고, 예를 들어, 2.5 내지 6.0 마이크로미터(㎛)일 수 있고, 예를 들어, 2.5 내지 5.5 마이크로미터(㎛)일 수 있고, 예를 들어, 2.5 내지 5.5 마이크로미터(㎛)일 수 있다.
이러한 적층 구조체는 상기 절연성 필름의 일 면에 배치된 탄소재 안료를 포함하는 접착층(bonding layer)을 포함할 수 있다. 이러한 탄소재 안료를 포함하는 접착층은 절연성 필름의 일 면에 상기 두께의 범위 내로 적용됨으로써 절연성 필름과 접착층의 총 두께가 10 마이크로미터(㎛) 이하가 될 수 있다. 또한 상기 탄소재 안료를 포함하는 접착층을 포함한 적층 구조체는 현재 상용화된 흑색 커버레이 필름과 동등한 수준의 차광성을 구현할 수 있다.
상기 탄소재 안료는 레이저회절법에 의해 측정된 체적입도분포에 있어서 가장 작은 입자로부터 누적한 90%에 해당하는 입경과 10%에 해당하는 입경의 비(D90/D10)가 1.2 내지 15.0일 수 있다. 상기 탄소재 안료는 레이저회절법에 의해 측정된 체적입도분포에 있어서 가장 작은 입자로부터 누적한 90%에 해당하는 입경과 10%에 해당하는 입경의 비(D90/D10)가 예를 들어, 1.2 내지 12.5일 수 있고, 예를 들어, 1.2 내지 12일 수 있고, 예를 들어, 1.2 내지 11일 수 있다. 상기 탄소재 안료가 상기 입경의 비(D90/D10)를 갖는 경우에 접착층 내에서 분산성이 향상될 수 있으며 동시에 착색력 및 차광성이 향상될 수 있다.
상기 적층 구조체는 가시광선의 전체 투과율이 10% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 적층 구조체는 가시광선의 전체 투과율이 9% 이하일 수 있고, 예를 들어 8% 이하일 수 있고, 예를 들어 7% 이하일 수 있고, 예를 들어 6% 이하일 수 있고, 예를 들어 5% 이하일 수 있고, 예를 들어 4.5% 이하일 수 있다.
상기 탄소재 안료의 함유량은 상기 접착층 1m2 단위면적당 0.1 내지 0.6g일 수 있다. 상기 탄소재 안료의 함유량은 예를 들어, 1m2 단위면적당 0.1 내지 0.5g일 수 있고, 예를 들어, 1m2 단위면적당 0.2 내지 0.45g일 수 있다. 이러한 탄소재 안료의 함유량은 탄소재 안료의 종류, 평균입경(D50), 및 D90/D10의 비 등에 따라 달라질 수 있으나 상기 가시광선의 전체 투과율의 범위 내에서 조절이 가능하다. 상기 탄소재 안료는 상기 함유량 범위 내에서 차광성이 향상될 뿐만 아니라 박리(peeling) 강도, 납땜내열성, 및 표면저항과 같은 전기적 특성이 향상될 수 있다.
상기 절연성 필름의 두께는 3 내지 7.5 마이크로미터(㎛)일 수 있다. 상기 절연성 필름의 두께는, 예를 들어, 3 내지 6.0 마이크로미터(㎛)일 수 있고, 예를 들어, 3 내지 5.6 마이크로미터(㎛)일 수 있다.
상기 절연성 필름은 폴리이미드계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리페닐렌설파이드계 필름, 폴리에스테르설폰계 필름, 폴리에틸케톤계 필름, 아라미드(aramid)계 필름, 폴리카보네이트계 필름, 및 폴리아릴레이트계 필름으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 절연성 필름은 폴리이미드계 필름일 수 있다. 또한 필요에 따라 상기 절연성 필름은 가수분해, 코로나 방전, 저온 플라즈마, 요철과 같은 물리적 처리, 및 이접착 코팅 처리 등과 같은 표면 처리가 된 절연성 필름일 수 있다.
상기 보호 필름은 이형지 또는 이형필름일 수 있다. 예를 들어, 상기 보호 필름은 이형지일 수 있다. 또한 필요에 따라 상기 보호 필름은 폴리에틸렌 수지 또는 실리콘 수지로 코팅하여 박리성이 부여될 수 있다.
상기 절연성 필름의 일 면에 캐리어 필름(carrier film)이 추가로 배치될 수 있다.
상기 캐리어 필름은 상기 절연성 필름의 일 면에 배치된 감압 접착 필름(pressure sensitive adhesive film), 및 상기 감압 점착 필름의 일 면에 배치된 고분자 필름을 포함할 수 있다. 상기 캐리어 필름은 상기 절연성 필름과 상기 접착층의 총 두께가 10 마이크로미터(㎛) 이하인 적층 구조체의 제작으로 인해 발생하는 작업성 문제를 개선하고자 상기 절연성 필름의 일 면에 감압 접착 필름을 배치하여 캐리어 필름이 일체화되도록 한다.
상기 감압 접착 필름은 아크릴계 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA-based)계 필름, 니트릴계 필름, 스티렌계 블록 공중합체 필름, 및 비닐 에테르계 필름으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
예를 들어, 상기 감압 접착 필름은 아크릴계 필름일 수 있다.
예를 들어, 상기 아크릴계 감압 접착 필름은 하기와 같이 형성될 수 있다.
상기 아크릴계 감압 접착 필름은 아크릴계 수지 100중량부를 기준으로 하여 이소시아네이트 경화제 2 내지 10중량부 및 가소제 0.1 내지 10중량부가 유기용매에 함유된 아크릴계 접착 필름용 조성물에 의해 형성될 수 있다.
아크릴계 수지의 중량평균분자량(Mw)은 10만 내지 300만일 수 있고, 예를 들어 20만 내지 150만일 수 있고, 예를 들어 30만 내지 110만일 수 있다. 상기 아크릴계 수지의 중량평균분자량(Mw)이 상기 범위 내인 경우에 응집력 저하로 인한 접착제 잔존현상이 발생하지 않고 적절한 점도를 유지하여 작업성이 향상될 수 있다.
여기서, 상기 중량평균분자량은 겔 투과·크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된 것을 의미한다.
상기 아크릴계 수지는 아크릴계 단량체를 공중합한 수지일 수 있다.
상기 아크릴계 단량체의 예로는 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 아밀아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 벤질아크릴레이트 등과 같은 아크릴산 알킬에스테르 단량체; 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 벤질헥실메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트 등과 같은 메타크릴산 알킬에스테르 단량체; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 비닐아세테이트, 스티렌, 아크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 이타콘산과 같은 카르복실산기를 함유하는 단량체; 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트와 같은 히드록시기를 함유하는 단량체; N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 글리시딜아미드 등과 같은 아미드 단량체;일 수 있다. 상기 아크릴계 수지는 상기 단량체를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
또한 추가적인 아크릴계 단량체의 예로는, 라우릴아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸릴아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시아크릴레이트 등과 같은 단일 작용기 아크릴레이트 단량체; 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리틀테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판아크릴산벤조에이트 등의 다작용기 아크릴레이트 등과 같은 아크릴산 유도체 단량체; 2-에틸헥실메타아크릴레이트, n-스테아릴메타아크릴레이트, 시클로헥실메타아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타아크릴레이트 등의 단일 작용기 메타아크릴레이트 단량체; 1,6-헥산디올디메타아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트 등의 다작용기 메타아크릴레이트 등과 같은 메타아크릴산 유도체 단량체; 글리세린디메타아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 우레탄 아크릴레이트 등과 같은 단량체일 수 있다. 상기 아크릴계 수지는 상기 단량체 또는 이들 올리고머를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 수지와 함께 사용되는 중합개시제로는 아조계 중합개시제를 들 수 있다. 상기 아조계 중합개시제는 통상의 라디칼 중합에서 사용하는 아조계 중합개시제라면 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 아조계 중합개시제의 예로는 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴)(AMBN), 2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)(ADMVN), 1,1'-아조비스(1-시클로헥산카르보니트릴)(ACHN), 디메틸 2,2'-아조비스이소부티레이트(MAIB), 4,4'-아조비스(4-시아노발레릭산)(ACVA), 1,1'-아조비스-(1-아세톡시-1-페닐에탄), 2,2'-아조비스(2-메틸부틸아미드), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸아미디노프로판)이염산염, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판], 2,2'-아조비스[2-메틸-N-(2-히드록시에틸)프로피온아미드], 2,2'-아조비스(2,4,4-트리메틸펜탄), 2-시아노-2-프로필아조포름아미드, 2,2'-아조비스(N-부틸-2-메틸프로피온아미드), 2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드) 등이 있다. 상기 아조계 중합개시제는 반응조건에 따라 적절히 선택할 수 있다.
상기 아크릴계 접착 필름용 조성물에 사용되는 가소제로서 프탈레이트계, 포스페이트계, 트리메틸레이트계, 폴리에스테르계, 에폭사이드계, 글리콜에스테르계, 및 파라핀계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다. 이 때, 가소제는 아크릴계 수지와 상용성이 있는 가소제를 선택 사용하여야 하며, 상용성이 부족할 경우 아크릴계 접착 필름의 건조 후에 접착 필름 표면으로 이행되어 잔사의 가능성이 있다. 상기 가소제의 함량은 아크릴계 수지 100중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 10 중량부가 사용될 수 있으며, 10 중량부를 초과하면 표면으로 용출되어 연성회로기판표면을 오염시킬 수 있다.
상기 아크릴계 접착 필름용 조성물에 사용되는 경화제의 예로서 톨루엔디이소시아네이트(TDI)계 경화제가 사용될 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화제의 함량은 아크릴계 수지 100중량부를 기준으로 하여 이소시아네이트계 경화제 2 내지 5 중량부가 사용될 수 있다. 상기 경화제는 상기 범위 내에서 충분히 가교가 이루어져 필름 표면의 전사가 발생하지 않으며, 부반응이 일어나지 않는다.
상기 아크릴계 점착 필름용 조성물에 사용되는 유기용매의 예로는 자일렌, 아세톤, 메탈올, 톨루엔, 에탄올, 이소부탄올, n-부탄올, 메틸에틸케톤, 아세트산에틸 또는 테트라하이트로푸란 등을 들 수 있다. 상기 유기용매는 상기 유기용매를 단일 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 접착 필름용 조성물은 상기 절연성 필름의 적어도 일면에 직접 도포함으로써 감압 접착 필름(pressure sensitive adhesive film)을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 아크릴계 접착 필름용 조성물은 투입 후 1시간 이상 교반기를 이용하여 교반하고, 상기 절연성 필름 상에 다이 코트법, 그라비아 코트법, 나이프 코트법, 바 코트법 등의 도포 방법으로 도포하고, 70℃ 이상의 온도에서 3분 이상 건조하여 감압 접착 필름을 형성할 수 있다.
상기 감압 접착 필름의 도포 두께는 예를 들어 1㎛ 내지 30㎛일 수 있으며, 예를 들어, 5㎛ 내지 15㎛일 수 있다.
상기 고분자 필름은 폴리에스테르계 중합체 필름, 아크릴계 중합체 필름, 폴리올레핀계 중합체 필름, 스티렌계 중합체 필름, 폴리카보네이트계 중합체 필름, 염화비닐계 중합체 필름, 아미드계 중합체 필름, 이미드계 중합체 필름, 설폰계 중합체 필름, 폴리에테르설폰계 중합체 필름, 폴리에테르-에테르케톤계 중합체 필름, 폴리페닐렌 설파이드계 중합체 필름, 비닐알콜계 중합체 필름, 비닐리덴 클로라이드계 중합체 필름, 비닐 부티랄계 중합체 필름, 폴리옥시메틸렌계 중합체 필름, 에폭시계 중합체 필름, 우레탄계 중합체 필름, 실리콘계 중합체 필름, 이들 블렌드 중합체 필름, 및 이들 공중합체 필름으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 폴리에스테르계 중합체 필름은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 중합체 필름은 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀계 중합체 필름은 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보르넨 구조를 갖는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체 등을 포함할 수 있다. 상기 스티렌계 중합체 필름은 예를 들어, 폴리스티렌 또는 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(AS 수지) 등을 포함할 수 있다. 상기 아미드계 중합체는 예를 들어, 나일론 또는 방향족 폴리아미드 등을 포함할 수 있다. 상기 고분자 필름은 전술한 중합체, 이들 블렌드 중합체, 및 이들 공중합체를 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 고분자 필름은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름일 수 있다. 이 때, 상기 고분자 필름의 두께는 10 내지 200㎛일 수 있고, 예를 들어 25 내지 120㎛일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 접착층은 비할로겐계 에폭시기 함유 수지, 열가소성 수지, 경화제, 무기 충전제, 및 탄소재 안료를 포함한 조성물을 포함할 수 있다.
상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지는 내열성, 고온에서의 절연성, 내약품성을 가지며 접착층으로 제조시 강도 등의 물성 발란스를 실현할 수 있게 하는 수지로서, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 함유하는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지는 예를 들어, 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지, 및 인 결합형 에폭시 수지로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 또한, 추가적인 상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지의 예로 선상 지방족 에폭시 수지, 지방환식 에폭시 수지, 및 복소환식 에폭시 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지는 접착층용 조성물을 시트화 또는 필름화할 때 제막성에 뛰어난 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는/및 인 결합형 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다. 이 중에서도, 상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 인 결합형 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지로서 비스페놀 A형 에폭시와 인 결합형 에폭시 수지를 함께 사용하는 경우, 비스페놀 A형 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 하여 인 결합형 에폭시 수지 40 내지 100중량부를 포함할 수 있다. 인 결합형 에폭시 수지는 상기 함량의 범위 내에서 난연성을 유지될 수 있으며 경제적이며 접착력 및 내열성이 향상될 수 있다.
상기 열가소성 수지는 접착성 및 가요성(Flexibility)의 향상 및 열응력을 완화시킬 수 있게 하는 수지로서, 비할로겐계 에폭시기 함유 수지와 반응이 가능한 관능기를 함유할 수 있다. 이러한 관능기의 예로는 아미노기, 카르복실(carboxyl)기, 에폭시기, 수산기, 메톡시기, 또는 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 이러한 관능기에 의해 상기 열가소성 수지와 에폭시 수지와의 결합이 강하게 되어, 내열성을 향상시킬 수 있다.
상기 열가소성 수지는 예를 들어, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체(NBR), 아크릴로니트릴-부타디엔고무-스티렌 수지(ABS), 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔-에틸렌 수지(SEBS), 탄소수 1 내지 8의 측쇄를 함유하는 아크릴산(acrylic acid) 및/또는 메타크릴산 에스테르 수지(아크릴 고무), 폴리비닐부티랄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 또는 폴리우레탄 등을 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지는 접착성 및 가요성의 향상 및 열응력을 완화시키는데 뛰어난 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체(NBR)가 사용될 수 있다. 상기 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체(NBR)는 에폭시 수지와의 반응이 가능한 관능기를 함유할 수 있다. 이러한 관능기의 예로는 전술한 바와 같으며 이 중에서 카르복실기를 함유할 수 있다. 카르복실기를 함유하는 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체의 예로는 PNR-1H(JSR(주)제), Nipol 1072J, 또는 Nipol DN631(carboxylated nitrile elastomers)(이상 일본제온(주)제)등을 들 수 있다.
상기 열가소성 수지의 함량은 상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지 100중량부를 기준으로 하여 50 내지 60중량부일 수 있다. 상기 열가소성 수지는 상기 함량 범위 내에서 충분한 접착성을 얻을 수 있으며 내열성이 유지 또는 향상될 수 있다.
상기 경화제는 에폭시 수지용 다관능성 경화제를 포함할 수 있다. 상기 경화제의 예로는 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3',5,5'-테트라에틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디메틸-5,5'-디에틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 2,2',3,3'-테트라클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술피도, 3,3'-디아미노벤조페논, 3,3'-디아미노디페닐설폰, 4,4'-디아미노디페닐설폰, 3,4'-디아미노디페닐설폰, 4,4'-디아미노벤조페논, 3,4,4'-트리아미노디페닐설폰 등의 방향족 아민류; 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 나프톨 노볼락 수지 등의 노볼락 수지; 트리스(히드록시페닐)메탄, 1,1,2-트리스(하이드록시페닐)에탄, 1,1,3-트리스(히드록시페닐)프로판; 텔펜(terpene)과 페놀의 축합물, 디시클로펜타디엔 골격 함유 페놀 수지, 페놀아랄킬수지, 나프톨알킬수지 등의 페놀성 수산기를 함유하는 화합물; 무수말레인산, 무수프탈산, 무수피로메리트산 등의 무수탄산; 디시안디아미드 등을 들 수 있다. 이들을 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있다.
상기 경화제는 예를 들어, 3,3', 5,5'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3', 5,5'-테트라에틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디메틸-5,5'-디에틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 2,2',3,3'-테트라클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술피도, 3,3'-디아미노벤조페논, 3,3'-디아미노디페닐설폰, 4,4'-디아미노디페닐설폰, 3,4'-디아미노디페닐설폰, 4,4'-디아미노벤조페논, 3,4,4'-트리아미노디페닐설폰 등의 방향족 아민류; 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 나프톨 노볼락 수지등의 노볼락 수지; 트리스(히드록시페닐)메탄, 1,1,2-트리스(히드록시페닐)에탄, 1,1,3-트리스(히드록시페닐)프로판; 텔펜(terpene)과 페놀의 축합물, 디시클로펜타디엔 골격 함유 페놀 수지, 페놀아랄킬수지, 나트톨알킬수지등의 페놀성 수산기를 함유하는 화합물; 무수말레인산, 무수프탈산, 무수피로메리트산 등의 무수탄산; 디시안디아미드 등을 들 수 있다. 이것들은 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있다.
상기 경화제의 함량은 에폭시 수지와의 배합비에 의해 조정될 수 있다. 비할로겐계 에폭시기 함유 수지와 경화제의 배합비는 관능기수로 1.5 내지 0.4일 수 있다. 여기서, 배합비는 에폭시 수지의 관능기 수에 대한 경화제의 관능기 수의 비를 의미한다. 또한 상기 경화제의 함량은, 비할로겐계 에폭시기 함유 수지 100중량부를 기준으로 하여 5 내지 20중량부일 수 있다. 경화제는 상기 함량 범위 내에서 열압착 공정시 접착층의 경화가 충분히 이루어져 내열성 및 접착력이 향상될 수 있으며 미반응 경화제 잔류가 최소화될 수 있다.
상기 무기 충전제는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 산화 아연, 산화 마그네슘, 실리카, 알루미나, 산화 지르코늄, 삼산화 안티몬, 오산화 안티몬, 산화 티타늄, 산화철, 산화 코발트, 산화 크롬, 탈크, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 및 철로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 또는 상기 무기 충전제는 칼슘 알루미네이트 수화물 등의 금속 수산화물 등을 포함할 수 있다. 이들을 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있다. 상기 무기 충전제는 예를 들어, 수산화 알루미늄 또는 실리카일 수 있다.
상기 무기 충전제의 일차입자의 평균입경은 투명성과 분산안정성의 관점에서 0.2 내지 5㎛일 수 있다. 여기서, 평균입경은 볼 밀 등의 분산기를 이용해서 입자를 완전히 일차입자에 분산되게 한 뒤 레이저 회절 산란법 등으로 분석한 입도분포에 있어서, 누적중량이 50%가 되는 입경(D50)을 의미한다. 무기 충전제는 일차입자의 평균입경이 상기 범위 내에 있어도 일차입자끼리 응집할 수 있다. 이러한 응집한 무기 충전제를 그대로 혼합하거나, 분산이 불충분한 상태로 혼합하면 난연성 접착층용 조성물을 절연성 폴리이미드 필름에 코팅할 때에 무기 충전제의 응집물질이 원인이 되어 외관상 불균일이 발생하거나 내열성이 저하되는 등의 불량이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 응집한 무기 충전제 일차입자를 유기용매에 분산하는 공정 이후 상기 분산된 무기 충전제를 다른 성분과 혼합하는 공정이 수행될 수 있다. 응집한 무기 충전제 일차입자를 유기용매에 분산하는 공정에서는 분산 후의 입경분포가 하기 범위가 될 때까지 무기 충전제를 충분히 분산되게 할 수 있다. 이러한 분산 후의 입경분포는 실리카의 경우, 실리카 D10=1㎛이하, D50=1~3㎛, D90=4~8㎛일 수 있고, 수산화 알루미늄의 경우, D10=2~4㎛, D50=3~6㎛, D90=4~8㎛일 수 있다. D10, D50, D90은 입경분포 곡선에서 각각 크기 백분율의 10%, 50%, 90%에 해당하는 입경을 의미한다.
무기 충전제를 유기용매에 분산하는 공정으로 이용할 수 있는 분산방법은 제한되지 않으나, 예를 들어 호모게나이저, 샌드 블라스트, 비즈밀, 콘밀, 또는 초음파 분산 등을 이용할 수 있다.
상기 무기 충전제는 충전제의 산화 및 가수분해 등의 변질을 방지하거나 충전제와 접착층용 조성물 중의 그 밖의 유기성분과의 젖음성 향상 또는 난연성 접착층용 조성물의 물성 향상을 위해 표면처리가 수행될 수 있다.
이러한 표면처리의 예로는 실리카, 인산 등에서의 코팅이나, 산화막 부여 처리, 실란커플링제, 티타네이트계 커플링제, 또는 실란화합물 등에 의한 표면처리를 들 수 있다. 표면처리의 용이성 측면에서 실란커플링제가 사용될 수 있다. 표면처리에 사용되는 실란커플링제의 예로는, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미로프로필트리에톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시시릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 실란커플링제는 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용될 수 있다.
표면처리에 사용되는 실란커플링제의 함량은 상기 무기 충전제 100중량부를 기준으로 하여 0.3 내지 3중량부일 수 있다. 접착층용 조성물에 상기 무기 충전제 이외의 충전제를 함유하여 표면처리할 경우, 표면처리에 사용되는 실란커플링제의 함량은 충전제의 전체 100중량부를 기준으로 하여 0.3 내지 3중량부일 수 있다.
상기 무기 충전제 함량은 상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지 100중량부를 기준으로 하여 10 내지 50중량부일 수 있다. 상기 무기 충전제는 상기 함량 범위 내에서 충분히 난연성을 확보할 수 있고 열압착 후에도 접착력이 유지 또는 향상될 수 있다.
상기 탄소재 안료는 그 종류에 대하여는 전술한 바와 동일하다. 상기 탄소재 안료는 상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지 100 중량부를 기준으로 하여 5 중량부 초과 내지 60 중량부 미만일 수 있다. 상기 탄소재 안료는 상기 함량 범위 내에서 차광성이 향상될 뿐만 아니라 박리(peeling) 강도, 납땜내열성, 및 표면저항과 같은 전기적 특성이 향상될 수 있다.
상기 조성물은 흑색 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 흑색 안료는 산화철계 안료, 안트라퀴논계 안료, 산화코발트계 안료, 산화구리계 안료, 망간계 안료, 산화안티몬계 안료, 산화니켈계 안료, 페릴렌계 안료, 황화몰리브덴계 안료 및 황화비스무트계 안료로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 흑색 안료의 배합량은 흑색 안료의 종류 및 평균 입경 등에 따라 다양하게 배합될 수 있다.
다른 일 구현예에 따른 흑색 커버레이 필름은 전술한 적층 구조체를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버레이 필름의 단면도이다.
도 1에서 보이는 바와 같이, 흑색 커버레이 필름(100)은 보호 필름(이형지 또는 이형 필름)(10), 접착층(bonding layer)(20), 절연성 필름(30), 감압 접착 필름(pressure sensitive adhesive film)(40), 고분자 필름(50)이 순차적으로 적층된 적층 구조체이다.
상기 흑색 커버레이 필름(100)은 예를 들어, 하기와 같이 제작될 수 있다. 아크릴계 수지를 포함하는 감압 접착 필름용 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(50)에 도포한 후, 이를 폴리이미드 절연성 폴리이미드 필름(30)과 합지시켜 감압 접착 필름(40) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(50)으로 구성된 캐리어 필름(60)이 합지된 절연성 폴리이미드 필름(30)을 일차로 제작한다. 다음으로, 상기 캐리어 필름(60)이 합지된 절연성 폴리이미드 필름(30)의 반대면에 탄소재 안료를 포함하는 흑색 접착층용 조성물 용액을 도포 및 건조한 후, 상기 접착층(20)의 일 면에 이형지 또는 이형 필름 등의 박리 가능한 보호 필름(10)을 합지하여 절연성 폴리이미드 필름(30)과 접착층(20)의 총 두께가 10㎛인 흑색 커버레이 필름(100)을 제작한다. 이 때, 상기 탄소재 안료를 포함하는 접착층용 조성물 용액이 도포된 절연성 폴리이미드 필름(30)을 인라인 드라이어에 통과시켜, 100 내지 170℃에서 2 내지 10분에 걸쳐 유기용매를 제거함으로써 건조시켜 반경화 상태로 만들고, 상기 반경화 상태의 접착층용 조성물을 롤 라미네이터를 이용하여 이형지 또는 이형 필름(10)과 압착 및 적층하여 흑색 커버레이 필름(100)을 제작할 수 있다. 그 후 40 내지 60℃ 컨벡션 오븐에서 24시간 내지 96시간 동안의 숙성을 통하여 접착층(20)의 경화도를 조정할 수 있다. 상기 접착층용 조성물을 도포하는 방법으로는 예를 들어, 콤마(comma) 코팅, 립(Lip) 코팅, 롤(Roll) 코팅, 그라비어(Gravure) 코팅, 블레이드(Blade) 코팅, 와이어 바(Wire bar) 코팅, 또는 리버스(Reverse) 코팅 등이 사용될 수 있다.
상기 흑색 커버레이 필름(100)은 연성회로기판의 박막화를 가능하게 할 수 있다. 또한 흑색 커버레이 필름은 상기 절연성 필름(30)의 일 면에 캐리어 필름(carrier film)(60)이 추가로 배치 및 일체화됨으로써 작업성이 향상될 수 있다.
상기 흑색 커버레이 필름(100)은 최근 휴대폰에 무선충전 기술이 적용되면서 요구되는 무선충전 효율을 높이기 위해 요구되는 부품의 박막화에 대한 요구를 충족시킬 수 있다.
또다른 일 구현예에 따른 동박 적층판은 전술한 흑색 커버레이 필름(100)의 일 면에 배치된 동박을 포함할 수 있다.
동박은 압연 동박, 전해 동박 등 당해 기술분야에서 공지된 것을 사용할 수 있으며, 동박의 두께는 예를 들어 5~50㎛일 수 있다. 상기 동박 적층판은 상기 흑색 커버레이 필름의 이형지 또는 이형 필름을 제거한 뒤 상기 흑색 커버레이 필름의 접착층의 일 면을 예를 들어, 압연 동박의 광택면에 열압착하여 흑색 커버레이 필름이 접착된 동박 적층판을 제작할 수 있다. 상기 동박 적층판은 단면 또는 양면형일 수 있다. 양면형 동박 적층판일 경우 상기와 같이 동박을 제작한 후 흑색 커버레이 필름의 절연성 필름의 반대측 면에 접착층을 형성하고 그 접착층의 일 면을 전술한 바와 동일하게 압연 동박의 광택면에 열압착하여 흑색 커버레이 필름이 접착된 동박 적층판을 제작할 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 기재한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 흑색 커버레이 필름의 제작
1-1. 감압 접착 필름용 조성물
하기 조성 및 배합비로 혼합하여 감압 접착 필름용 조성물을 제조하였다.
·아크릴계 수지(CU 4253, 코스모텍㈜제) 100중량부
·메틸에틸케톤 50중량부
·이소시아네이트계 경화제(NA-40, 코스모텍㈜제) 50중량부
1-2. 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름
일 면에 코로나 방전처리기(AGI-030D, KASUGA DENKI INC., 방전전압:0.3 kW)로 코로나 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 제조하였다.
1-3. 캐리어 필름이 합지된 (laminated) 절연성 폴리이미드 필름
1-1에 의해 제조된 감압 접착 필름용 조성물을 1-2에 의해 제조된 코로나 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 일 면에 10㎛의 두께가 되도록 도포한 후 170℃에서 2분간 건조하여 감압 접착 필름을 형성하였다. 이후, 상기 감압 접착 필름의 일 면에 두께 5.60㎛의 절연성 폴리이미드 필름(20EN, 도레이듀폰㈜제)을 합지시켜 감압 접착 필름 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 구성된 캐리어 필름이 합지된 절연성 폴리이미드 필름을 제조하였다.
1- 4. 접착층(bonding layer)용 조성물
하기 조성 및 배합비로 혼합하여 접착층(bonding layer)용 조성물을 제조하였다.
·비할로겐계 에폭시기 함유 수지로서 비스페놀 A형 에폭시 수지(YD-128, 국도화학㈜제) 100중량부
·페놀노볼락형 에폭시 수지(YDPN-638A80, 국도화학㈜제) 33중량부
·열가소성 수지로서 카르복실기 함유 아크릴로니트릴부타디엔고무(PNR-1H, JSR㈜제) 90중량부
·무기 충전제로서 수산화 알루미늄 분말(하이디라이트 H-42I, 일차입자 평균입경 1.0㎛, 쇼와전공㈜제) 22중량부
·경화제로서 3,3`-디아미노디페닐술폰(아민 당량 62) 10중량부
·안료로서 카본블랙(SPECIAL SCHRARZ 4, EVONIK Industries제) 22중량부
여기서, 상기 카본 블랙 안료는 레이저회절법에 의해 측정된 체적입도분포에 있어서 가장 작은 입자로부터 누적한 90%에 해당하는 입경과 10%에 해당하는 입경의 비(D90/D10)가 약 5이었다.
1-5. 흑색 커버레이 필름
1-4에 의해 제조된 접착층(bonding layer)용 조성물을 메틸이소부틸케톤(MIBK)에 용해한 후 1-3에 의해 제조된 캐리어 필름이 합지된 절연성 폴리이미드 필름의 반대면에 건조 후 접착층의 두께가 4.37㎛가 되도록 상기 접착층용 조성물 용액을 도포하고, 150℃에서 2분간 건조하여 상기 절연성 폴리이미드 필름의 일 면에 접착층을 합지하였다.
이후, 상기 접착층의 일 면에 실리콘 이형제(린텍㈜)로 처리된 두께 120㎛의 이형지(EX-K815, 린텍㈜제)의 이형 처리면을 서로 합지하여 절연성 폴리이미드 필름과 접착층의 총 두께가 9.97㎛인 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
이렇게 제작된 흑색 커버레이 필름에 대해서, 접착제 흐름성을 측정하고, 접착제 흐름성이 50 ~ 150㎛의 범위에 들어갈 때까지 40℃의 조건으로 숙성을 실시하고, 흐름성을 조절하여 최종 결과물인 흑색 커버레이 필름을 제조하였다.
실시예 2 : 흑색 커버레이 필름의 제작
1-4에 의해 제조된 접착층용 조성물 중 페놀노볼락형 에폭시 수지(YDPN-638A80, 국도화학㈜제)를 33중량부 대신 10중량부로 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
실시예 3 : 흑색 커버레이 필름의 제작
1-4에 의해 제조된 접착층용 조성물 중 무기 충전제로서 수산화 알루미늄 분말 대신 실리카 입자(아도마파인 SO25R, 구형 실리카, 일차 평균입경 0.5㎛, ㈜에드머텍스제) 22중량부를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
실시예 4: 흑색 커버레이 필름의 제작
1-4에 의해 제조된 접착층용 조성물 중 안료로서 카본 블랙을 22중량부 대신 10중량부로 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
실시예 5: 흑색 커버레이 필름의 제작
1-4에 의해 제조된 접착층용 조성물 중 안료로서 카본 블랙을 22중량부 대신 50중량부로 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
실시예 6: 흑색 커버레이 필름의 제작
1-3에 의해 제조된 캐리어 필름이 합지된(laminated) 5.60㎛ 두께를 갖는 절연성 폴리이미드 필름(20EN, 도레이듀폰㈜제) 대신 7.5um 두께를 갖는 절연성 폴리이미드 필름(30EN, 도레이듀폰㈜)을 사용하였고, 1-5에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름 중 접착층의 건조 후 두께가 4.37㎛ 대신 2.5um가 되도록 도포하여 절연성 폴리이미드 필름과 접착층의 총 두께가 10um인 흑색 커버레이 필름을 제작한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
실시예 7: 흑색 커버레이 필름의 제작
1-3에 의해 제조된 캐리어 필름이 합지된(laminated) 5.60㎛ 두께를 갖는 절연성 폴리이미드 필름(20EN, 도레이듀폰㈜제) 대신 3um 두께를 갖는 절연성 폴리이미드 필름(12EN, 도레이듀폰㈜)를 사용하여 절연성 폴리이미드 필름과 접착층의 총 두께가 7.37um인 흑색 커버레이 필름을 제작한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
실시예 8: 흑색 커버레이 필름의 제작
1-4에 의해 제조된 접착층용 조성물 중 페놀노볼락형 에폭시 수지(YDPN-638A80, 국도화학㈜제)를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
비교예 1: 흑색 커버레이 필름의 제작
1-4에 의해 제조된 접착층용 조성물 중 안료로서 카본 블랙을 22중량부 대신 4중량부로 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
비교예 2: 흑색 커버레이 필름의 제작
1-4에 의해 제조된 접착층용 조성물 중 안료로서 카본 블랙을 22중량부 대신 61중량부로 첨가하였고, 1-5에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름 중 접착층의 건조 후 두께가 4.37㎛ 대신 6.12um가 되도록 도포하여 절연성 폴리이미드 필름과 접착층의 총 두께가 11.72㎛인 흑색 커버레이 필름을 제작한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 흑색 커버레이 필름을 제작하였다.
분석예 1: 광학현미경 사진
실시예 1 및 비교예 2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름에 대한 광학현미경 분석을 실시하였다. 광학현미경 분석기로는 올림푸스사의 BX-51(배율: X200)을 이용하였다. 그 결과를 도 2a, 도 2b에 각각 나타내었다.
도 2a를 참조하면, 실시예 1에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름의 절연성 폴리이미드 필름("A” 표시) 및 접착층("B” 표시)의 두께가 각각 5.60㎛ 및 4.37㎛이고, 이들 총 두께("A + B” 표시)가 9.97㎛임을 확인할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 비교예 2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름의 절연성 폴리이미드 필름("C“ 표시) 및 접착층("D” 표시)의 두께가 각각 5.60㎛ 및 6.12㎛이고, 이들 총 두께("C + D” 표시)가 11.72㎛임을 확인할 수 있다.
평가예 1: 흑색 커버레이 필름의 물성
실시예 1~8 및 비교예 1~2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름을 이용하여 다음과 같은 물성을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1-1. 접착 강도 (박리(peeling) 강도)
실시예 1~8 및 비교예 1~2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름의 접착 강도를 다음과 같이 측정하였다.
즉, 상기 실시예 1~8 및 비교예 1~2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름의 이형지를 제거한 뒤, 상기 흑색 커버레이 필름의 접착층의 일 면을 두께 약 35um의 압연 동박(니꼬금속(日鑛金屬)(주)제, loz, BHY박(箔))의 광택면에 160도×4MPa×60분의 조건으로 프레스하여 흑색 커버레이 필름이 접착된 동박을 제작하였다. 이후, 상기 흑색 커버레이 필름에 포함된 캐리어 필름을 제거하였고 상기 흑색 커버레이 필름이 접착된 동박에 커터를 사용하여 흑색 커버레이 필름쪽에서 2mm 폭의 칼자국을 넣었다. 상기 칼자국을 인장속도 50mm/분, 90도의 방향으로 동박으로부터 박리할 때의 박리강도를 측정하였다.
1-2. 납땜내열성
1-1의 접착 강도 측정을 위해 제조된 흑색 커버레이 필름이 접착된 동박과 동일한 방법으로 실시예 1~8 및 비교예 1~2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름이 접착된 동박 시료를 제작하였다. 상기 시료를 가로, 세로 각각 50mm가 되도록 잘라 시편을 제작하고, 상기 시편을 23도, 55% RH의 분위기 하에서 24시간 처리한 후, 신속하게 280℃ 온도의 납땜조 위에 30초 간 띄우고, 상기 시편의 접착층 내부에 박리가 없는 최고 온도를 측정하였다.
1-3. 투과율
실시예 1~8 및 비교예 1~2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름의 캐리어 필름 및 이형지를 제거하고 절연성 폴리이미드 필름 및 접착층에 대한 가시광선의 투과율을 Haze meter(NDH-2000, NIPPON DENSHOKU제)를 이용하여 측정하였다.
1-4. 표면저항
실시예 1~8 및 비교예 1~2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름의 캐리어 필름 및 이형지를 제거하고 접착층에 대한 표면저항 측정기(R8340A. ADVANTEST제)를 이용하여 측정하였다.
평가항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예8 비교예 1 비교예 2
접착강도
(N/cm)
5.5 5.6 5.3 5.8 5.2 5.1 5.3 5.5 6.1 4.3
납땜내열성
(℃)
300 300 300 300 300 300 300 300 300 290
투과율 (%) 1.0 1.1 0.9 4.1 0.2 1.8 1.2 1.1 15 0.1
표면저항 (Ω) 5.1Ⅹ
1014
5.3Ⅹ
1014
5.4Ⅹ
1014
5.4Ⅹ
1014
3.5Ⅹ
1014
5.5Ⅹ
1014
5.2Ⅹ
1014
4.8Ⅹ
1014
5.3Ⅹ
1014
1.6Ⅹ
1010
이형지
박리력
(mN/3cm)
100 50 80 90 60 90 90 30 70 60
상기 표 1에서 보이는 바와 같이, 실시예 1~8에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름과 비교하여 비교예 1에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름은 투과율(%)이 15%로 약 4배 ~ 15배 높았다. 즉, 차광성이 매우 떨어질 수 있다. 이는 비교예 1에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름이 실시예 1~8에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름과 비교하여 안료로서 카본블랙의 함량이 상대적으로 적은 것에 기인하는 것으로 여겨진다.
실시예 1~8에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름과 비교하여 비교예 2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름은 접착강도가 4.3N/cm으로 낮았다. 이로 인해, 비교예 2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름은 접착력 및 전기적 절연성이 저하될 수 있다. 이는 비교예 2에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름이 실시예 1~8에 의해 제조된 흑색 커버레이 필름과 비교하여 안료로서 카본블랙의 함량이 상대적으로 많은 것에 기인하는 것으로 여겨진다.
10: 보호 필름(이형지 또는 이형 필름)
20: 접착층(bonding layer) 30: 절연성 필름
40: 감압 접착 필름(pressure sensitive adhesive film)
50: 고분자 필름 60: 캐리어 필름
100: 흑색 커버레이 필름

Claims (20)

  1. 절연성 필름;
    상기 절연성 필름의 일 면에 배치된 탄소재 안료를 포함하는 접착층(bonding layer); 및
    상기 접착층의 일 면에 배치된 박리 가능한 보호 필름;을 포함하며,
    상기 절연성 필름과 상기 접착층의 총 두께가 10 마이크로미터(㎛) 이하인 적층 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착층의 두께가 2.5 내지 7 마이크로미터(㎛)인 적층 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄소재 안료는 카본 블랙 안료 및 아세틸렌 블랙 안료로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 적층 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄소재 안료는 레이저회절법에 의해 측정된 체적입도분포에 있어서 가장 작은 입자로부터 누적한 90%에 해당하는 입경과 10%에 해당하는 입경의 비(D90/D10)가 1.2 내지 15.0인 적층 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적층 구조체는 가시광선의 전체 투과율이 10% 이하인 적층 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 필름의 두께가 3 내지 7.5 마이크로미터(㎛)인 적층 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 필름은 폴리이미드계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리페닐렌설파이드계 필름, 폴리에스테르설폰계 필름, 폴리에틸케톤계 필름, 아라미드(aramid)계 필름, 폴리카보네이트계 필름, 및 폴리아릴레이트계 필름으로부터 선택된 1종 이상인 적층 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호 필름은 이형지 또는 이형필름인 적층 구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 필름의 일 면에 캐리어 필름(carrier film)이 추가로 배치된 적층 구조체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캐리어 필름은,
    상기 절연성 필름의 일 면에 배치된 감압 접착 필름(pressure sensitive adhesive film); 및
    상기 감압 점착 필름의 일 면에 배치된 고분자 필름;을 포함하는 적층 구조체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 감압 접착 필름은 아크릴계 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA-based)계 필름, 니트릴계 필름, 스티렌계 블록 공중합체 필름, 및 비닐 에테르계 필름으로부터 선택된 1종 이상인 적층 구조체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 고분자 필름은 폴리에스테르계 중합체 필름, 아크릴계 중합체 필름, 폴리올레핀계 중합체 필름, 스티렌계 중합체 필름, 폴리카보네이트계 중합체 필름, 염화비닐계 중합체 필름, 아미드계 중합체 필름, 이미드계 중합체 필름, 설폰계 중합체 필름, 폴리에테르설폰계 중합체 필름, 폴리에테르-에테르케톤계 중합체 필름, 폴리페닐렌 설파이드계 중합체 필름, 비닐알콜계 중합체 필름, 비닐리덴 클로라이드계 중합체 필름, 비닐 부티랄계 중합체 필름, 폴리옥시메틸렌계 중합체 필름, 에폭시계 중합체 필름, 우레탄계 중합체 필름, 실리콘계 중합체 필름, 이들 블렌드 중합체 필름, 및 이들 공중합체 필름으로부터 선택된 1종 이상인 적층 구조체.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 접착층은 비할로겐계 에폭시기 함유 수지, 열가소성 수지, 경화제, 무기 충전제, 및 탄소재 안료를 포함한 조성물을 포함하는 적층 구조체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지는 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지, 및 인 결합형 에폭시 수지로부터 선택된 1종 이상인 적층 구조체.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 무기 충전제는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 산화 아연, 산화 마그네슘, 실리카, 알루미나, 산화 지르코늄, 삼산화 안티몬, 오산화 안티몬, 산화 티타늄, 산화철, 산화 코발트, 산화 크롬, 탈크, 알루미늄, 금, 은, 니켈, 및 철로부터 선택된 1종 이상인 적층 구조체.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 탄소재 안료는 상기 비할로겐계 에폭시기 함유 수지 100중량부를 기준으로 하여 5 중량부 초과 내지 60 중량부 미만인 적층 구조체.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 조성물은 흑색 안료를 더 포함하는 적층 구조체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 흑색 안료는 산화철계 안료, 안트라퀴논계 안료, 산화코발트계 안료, 산화구리계 안료, 망간계 안료, 산화안티몬계 안료, 산화니켈계 안료, 페릴렌계 안료, 황화몰리브덴계 안료 및 황화비스무트계 안료로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 적층 구조체.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 적층 구조체를 포함하는 흑색 커버레이 필름.
  20. 제19항에 따른 흑색 커버레이 필름의 일 면에 배치된 동박을 포함하는 동박 적층판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024050710A1 (zh) * 2022-09-07 2024-03-14 深圳先进电子材料国际创新研究院 一种制备精细线路的绝缘胶膜材料及其制备方法

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