KR20190023797A - 인쇄회로기판용 다층이형필름 및 이의 제조 방법 - Google Patents

인쇄회로기판용 다층이형필름 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20190023797A
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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판용 다층이형필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 인쇄회로기판용 다층이형필름은 내열성, 추종성, 이형성이 우수하며, 특히 OXIDE처리된 동표면과의 이형성이 우수하며, 본 발명의 제조방법에 따르면, 인쇄회로기판용 이온마이그레이션 커버필름 열 압착업시 발생하는 기판오염문제를 해결할 수 있으며, 추종성, 이형성이 뛰어난 이형필름을 제조하여, 원가절감 및 품질이 향상된 인쇄회로기판용 다층이형필름을 경제적으로 제공할 수 있다.

Description

인쇄회로기판용 다층이형필름 및 이의 제조 방법{Multi-layered Film for Printed Circuit Board and Processes of Manufacturing}
본 발명은 인쇄회로기판용 다층이형필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
인쇄회로기판은 TV, 컴퓨터, 휴대폰, 디스플레이, 통신네트워크, 반도체 모듈 등 다양한 전자제품에 널리 사용되고 있다. 특히 인쇄회로기판의 일종으로서 플렉서블한 성질을 가진 연성인쇄회로기판의 시장이 최근 급속도로 확대되고 있다. 인쇄회로기판의 수요가 급증함에 따라 이의 제조에 필요한 부품의 수요 역시 더불어 급증하고 있다. 그 중 하나가 인쇄회로기판 라미네이션 공정용 이형필름이다. 상기 인쇄회로기판 라미네이션 공정에 부합한 소재로서 테프론과 같은 불소계 수지 필름이 사용될 수 있다. 그러나 이러한 불소계 수지 필름은 극히 고가인 관계로 경제성이 매우 열악하고 폐기 소각처리에 있어서 연소하기 어렵고 유독가스를 발생한다는 문제점으로 이에 대한 해결이 지속적으로 요청되어왔다. 이러한 단점을 해결하는 수단으로서 등장한 것은 폴리-4-메틸펜텐-1 필름(Mitsui Chemiclas사 상품명 TPX)이다. 이 필름은 친유성인 관계로 친수성이 큰 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등 열경화성 접착제나 폴리이미드 필름과의 접촉시 이형성이 뛰어나고 내열성도 매우 우수할 뿐만 아니라 프레스 후에 폴리이미드 필름으로 전이되는 물질이 없어서 가장 널리 사용되어 왔다. 그러나 앞선 불소계 수지 필름 보다는 다소 저렴하지만 아직도 매우 고가이며, 공급수량마저 한정적이기 때문에 사용에 제한이 있다는 큰 문제점이 있어 이의 대한 대책이 절실히 요구되어 왔다. 이를 극복하는 다른 방법으로서 저렴하면서도 내열성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 연신필름에 실리콘을 코팅한 필름이 제안되었는데, 프레스 공정시 실리콘 코팅층의 탈락, 열경화성 실리콘의 미반응물이 커버레이어로 전이되어 불량을 일으키는 등 큰 문제가 있어 현재는 거의 채택되지 않고 있다.
최근 낮은 온도에서 경화되는 접착제의 개발에 힘입어 130 ~ 160℃ 범위의 낮은 온도 조건하에서도 프레스로 가압함으로서 인쇄회로기판 라미네이션 공정을 완료시킬 수 있는 길이 열림에 따라 종래만큼 높은 내열성이 필요하지 않고 보다 저렴한 소재로 된 이형필름이 사용될 수 있게 되었다. 그 일환으로 개발된 이형필름으로서 대한민국특허출원 2006-0117078호에서와 같이 폴리프로필렌계 연신필름을 외층으로 하고 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 등으로 된 필름을 중층으로 한 적층필름이 제안되었는데, 경제성 면에서는 매우 우수하나 이형성이 부족하여 그 개선이 요청되었다.
따라서 이형성이 우수하고 전이에 의한 오염발생이 없으면서도 경제성이 탁월한 획기적인 인쇄회로기판 라미네이션 공정용 이형필름이 절실히 요청되고 있다.
본 출원에서 임의의 참조 문헌의 언급은, 참조 문헌이 본 출원에 대한 관련 선행 기술이라는 것을 허용하는 것은 아니다.
선행기술문헌
-특허문헌
(특허문헌 1) KR 2006-0083561
(특허문헌 2) KR 2010-0082872
본 발명은 인쇄회로기판용 다층이형필름 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 인쇄회로기판용 다층이형필름 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 코어층; 상기 코어층 상부의 제 1 수지층; 및 상기 코어층 하부의 제 2 수지층을 포함하며, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층은 연신폴리프로필렌(BOPP) 수지이며, 상기 코어층은 우레탄 접착성 수지인 것을 특징으로하는 인쇄회로기판용 다층이형필름을 제공한다. 본 발명의 인쇄회로기판용 다층이형필름은 제 1 수지층 및 제 2 수지층으로 모두 내외 양면이 연화 온도가 낮고, 결정화도가 높은 연신폴리프로필렌(BOPP) 수지를 사용함으로써 열압착시 OXIDE 처리부 필름의 융착문제로 인한 기판오염을 방지할 수 있다. 또한, 코어층으로 우레탄 접착성 수지를 사용함으로써 열경화성 접착제의 흐름을 효과적으로 억제하고, 필름의 추종성을 향상시켜 기판오염문제를 방지할 수 있다. 따라서 본 발명의 인쇄회로기판용 다층이형필름은 내열성, 인쇄회로기판에 대한 추종성, 이형성이 우수하며, 특히 OXIDE 처리된 동표면과의 이형성이 우수한 것을 특징으로 한다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께는 8 내지 50 ㎛, 바람직하게는 15 내지 45 ㎛ 또는 20 내지 35 ㎛, 더욱 바람직하게는 25 내지 30 ㎛일 수 있다. 상기와 같은 범위로 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께를 조절함으로써 내열성 및 이형성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께가 8 ㎛ 미만일 경우에는 상기 수지층이 열에 의해 융해되고, 기판에 융착되어 뜯김현상이 발생함으로써 제조되는 다층이형필름의 내열성 및 이형성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께가 50 ㎛를 초과할 경우에는 상기 수지층의 경도가 상승함에 따라 쿠션성이 저하될 수 있으며, 다층이형필름의 기판에 대한 굴곡부 추종성이 저하되어 접착제의 유출로 인해 인쇄회로기판의 오염이 발생할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 코어층의 두께는 1 내지 10 ㎛, 바람직하게는 1 내지 8 ㎛ 또는 1 내지 6 ㎛, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 ㎛일 수 있다. 상기와 같은 범위로 코어층의 두께를 조절함으로써 제조되는 다층이형필름의 기판에 대한 굴곡부 추종성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 코어층의 두께가 2 ㎛ 미만일 경우에는 상기 수지와의 접착성 및 쿠션성이 저하됨으로써 제조되는 다층이형필름의 인쇄회로기판에 대한 굴곡부 추종성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 코어층의 두께가 10 ㎛를 초과할 경우에는 코어층 수지의 흐름으로 인해 인쇄회로기판의 오염이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 인쇄회로기판용 다층이형필름에 있어서, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 융점이 130℃ 내지 220℃인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 상기 인쇄회로기판용 다층이형필름의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명 제조방법의 일 구현예에 있어서, 인쇄회로기판용 다층이형필름의 제조 방법은,
제 1 수지층에 코어층을 코팅하는 단계;
상기 코어층이 코팅된 제 1 수지층을 열풍으로 건조시키는 단계;
상기 코어층의 일면에 제 2 수지층을 압착시키는 단계를 포함하여 이루어지며,
상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층은 연신폴리프로필렌(BOPP) 수지이며,
상기 코어층은 우레탄 접착성 수지인 것을 특징으로 한다.
예시적인 상기 제조방법에 의해 인쇄회로기판용 다층이형필름을 제조하는 경우에는, 열압착작업 진행 후, 후공정 진행시 커버레이 들뜸현상에 따른 도금액 침투, 220℃ 이상의 고온에서 칩실장 작업시 커버필름과 동박이 분리되는 현상이 발생하여 기판불량율이 매우 높은 기존의 방식에 비해 안정적으로 인쇄회로기판을 제조할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 제조방법에 따르면, 인쇄회로기판용 이온마이그레이션 커버필름 열 압착작업시 발생하는 기판오염문제를 해결할 수 있으며, 추종성, 이형성이 뛰어난 이형필름을 제조하여, 원가절감 및 품질이 향상된 인쇄회로기판용 다층이형필름을 경제적으로 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 인쇄회로기판용 다층이형필름의 제조방법에 따르면, 상기 제 1 수지층, 제 2 수지층 및 코어층을 통상의 그라비아롤을 사용한 드라이 라미네이션 방법에 의해 적층하여 3층 구조의 이형필름을 제조할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 코어층이 코팅된 제 1 수지층을 열풍으로 건조시키는 단계의 온도는 70 내지 120℃, 바람직하게는 70 내지 80 ℃ 일 수 있다. 상기와 같은 범위로 건조단계의 온도를 조절하면, 접착성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 건조단계가 70℃ 미만에서 이루어지는 경우에는 잔류용제가 잔존함으로써 다층이형필름의 기판성형 시 잔류용제 용출로 인한 기판오염이 발생할 수 있으며, 접착성이 저하될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 수지층에 코어층을 코팅하는 단계, 상기 코어층이 코팅된 제 1 수지층을 열풍으로 건조시키는 단계 및 상기 코어층의 일면에 제 2 수지층을 압착시키는 단계의 라인스피드는 120 내지 130 m/min, 바람직하게는 123 내지 128 m/min 일 수 있다. 상기와 같은 범위로 라인스피드를 조절하면, 코어층의 두께를 1 내지 10 ㎛로 용이하게 조절할 수 있다. 상기 라인스피드가 120 m/min 미만인 경우에는 코어층의 두께가 10 ㎛를 초과하여 형성됨으로써, 경화시간이 길어지고, 잔류용제의 양도 증가하여 초기 접착력의 불안과 터널현상이 일어날 수 있으며, 코어층 수지의 흐름으로 인해 인쇄회로기판의 오염이 발생할 수 있다. 또한, 상기 라인스피드가 130 m/min를 초과할 경우에는 코어층의 두께가 2 ㎛미만으로 형성됨으로써 수지와의 접착성 및 쿠션성이 저하되고, 기포 발생확률이 높아짐에 따라 제조되는 다층이형필름의 인쇄회로기판에 대한 굴곡부 추종성이 저하될 수 있다.
본 발명은 인쇄회로기판용 다층이형필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 인쇄회로기판용 다층이형필름은 내열성, 추종성, 이형성이 우수하며, 특히 OXIDE처리된 동표면과의 이형성이 우수하며, 본 발명의 제조방법에 따르면, 인쇄회로기판용 이온마이그레이션 커버필름 열 압착업시 발생하는 기판오염문제를 해결할 수 있으며, 추종성, 이형성이 뛰어난 이형필름을 제조하여, 원가절감 및 품질이 향상된 인쇄회로기판용 다층이형필름을 경제적으로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 구현예에 따라 제조된 다층 필름의 단면도를 나타내는 도면이다.
이하 본 발명에 따르는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공하는 것이다.
실시예 1
제 1 수지층 및 제 2 수지층: 연신폴리프로필렌(BOPP) / 30 ㎛
코어층: 우레탄접착제 / 2 ㎛
용융지수(230℃, 2.16Kg) 2.160g/10min인 연신폴리프로필렌(BOPP)을 준비하였다. 폴리프로필렌으로서 용융지수(230℃, 2.16Kg) 3.2g/10분, 밀도 0.91g/cm3, 압출압력 80~150kgf/cm2, 압출기온도 210~240℃ 1차연신 130~150℃, 2차연신 160~180℃ 용융점 160~168℃의 프로필렌 단독 중합체를 준비하였다. 연신폴리프로필렌(BOPP) 수지 30 ㎛를 외층인 제 1 수지층 및 제 2 수지층으로 하고, 우레탄 수지 2 ㎛를 중층인 코어층으로 사용하였다. 그라비아롤을 사용한 드라이 라미네이션(드라이온도 80℃, 라인스피드 125m/min)을 수행하여 65㎛ 두께의 3층 필름을 제조하였다.
상기 3층 필름을 이형필름으로 사용하고, 염화비닐수지 필름을 완충재로 사용하여 프레스 작업을 행하되 프레스 온도 150℃, 프레스 압력 50Kgf/cm2 조건하에서 60분간 가열한 후, 20분간 냉각하고 이형하여 인쇄회로 기판 라미네이션 공정을 완료하였다.
상기 제조방법에 의해 제조된 다층이형필름의 추종성, 동박오염(칩실장 작업시 커버필름과 동박이 분리되는 현상) 발생여부 및 이형성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 2
제 1 수지층 및 제 2 수지층: 연신폴리프로필렌(BOPP) / 25 ㎛
코어층: 우레탄접착제 / 2 ㎛
제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께를 25 ㎛ 로 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 다층이형필름을 제조하였다. 상기 제조방법에 의해 제조된 다층이형필름의 추종성, 동박오염(칩실장 작업시 커버필름과 동박이 분리되는 현상) 발생여부 및 이형성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 1
제 1 수지층 및 제 2 수지층: 무연신PBT / 15 ㎛
코어층: LDPE / 20 ㎛
비교예 2
제 1 수지층: BOPP(단면 연신폴리프로필렌수지) / 15 ㎛
제 2 수지층: BOPP(단면 연신폴리프로필렌수지) / 15 ㎛
코어층: 양면코로나 무연신폴리프로필렌수지(열변형온도 115℃) / 25 ㎛
비교예 3
제 1 수지층: BOPP(단면 연신폴리프로필렌수지) / 12 ㎛
제 2 수지층: BOPP(단면 연신폴리프로필렌수지) / 12 ㎛
코어층: 양면코로나 무연신폴리프로필렌수지(열변형온도 115℃) / 25 ㎛
상기 실시예에 따라 제조한 다층이형필름 및 비교예 다층이형필름의 추종성, 동박오염 발생여부 및 이형성을 하기 표 1에 나타내었으며, 실시예 및 비교예에서 필름의 각 물성은 다음과 같은 방식으로 측정하였으며, 두께 50㎛의 연신폴리프로필렌(BOPP) 단층필름을 표준시료로 하여 필름의 물성을 비교 평가하였다.
1. 추종성
FPCB 기판을 제작하여 150 내지 160℃에서 30 내지 50kgf/cm2로 1시간 동안 핫프레스 작업진행 후 기판외층 커버필름 내 에폭시 접착제의 흐름정도를 측정하였으며, 상기 기판외층 커버필름 내 에폭시 접착제의 두께를 관찰하여 기판에 대한 추종성을 4단계로 평가하였다.
80㎛이하(우수), 80~120㎛(양호), 120~150㎛(보통), 150㎛이상(불량)
2. 동박오염 발생여부
프레스작업 후 이형필름의 제거한 다음 무전해금도금 진행 후 표면상태 확인 수지(에폭시 접착제), 금도금 표면 거침정도, 필름에의한 미도금 유무를 확인하였다. 오염발생이 일어나는 빈도(개/m2)를 육안으로 관찰하여 전이 내오염성을 4단계로 평가하였다.
◎ 0 (우수), ○ 1~2(양호), △ 3~5(보통), X 6이상(불량)
3. 이형성
프레스작업 후 이형필름의 제거 시 이형필름의 파괴정도를 관찰하되 표준 시료와 상대 비교하여 4등급으로 평가하였다.
◎ 표준시료 대비 우수, ○ 표준시료 대비 유사, △ 표준시료 대비 다소 부족, X 표준시료 대비 불량
구분 필름조성물 / 두께(㎛) 물성평가
제1수지층 제2수지층 코어층 추종성 동박오염 이형성
실시예1 BOPP / 30 BOPP / 30 우레탄접착제 / 2 ◎ ◎ ◎
실시예2 BOPP / 25 BOPP / 25 우레탄접착제 / 2 ◎ ◎ ◎
비교예1 PBT / 15 PBT / 15 LDPE / 20 ◎ X X
비교예2 OPP / 15 OPP / 15 PP / 25 ◎ ◎ ◎
비교예3 OPP / 12 OPP / 12 PP / 25 ◎ ◎ ◎
상기 표 1에 나타나듯이, 본 발명에 의한 실시예 1 및 실시예 2를 살펴보면, 이형성 및 추종성이 우수할 뿐만 아니라, 동박 오염성이 전혀 없는 탁월한 성능이 발현된 반면, 비교예 1의 경우처럼 PBT 및 PE40을 사용해 제조된 필름은 추종성은 우수하나, 동박오염 및 이형성이 불량한 결과를 보여주고있다. 또한, 비교예 2 및 3에서 볼 수 있듯이 OPP 및 PC를 사용하여 제조된 필름은 추종성, 동박오염 및 이형성이 모두 우수한 결과를 보여주고 있으나, 비교예 2 및 3에 따라 다층이형필름을 제조할 경우 본 발명의 다층이형필름 제조방법과 비교하여 제조원가가 상승하는 단점이 있다. 따라서 본 발명의 제조방법에 따라 인쇄회로기판용 다층이형필름을 제조할 경우, 추종성, 이형성이 뛰어난 이형필름을 제조할 수 있으며, 제조 원가 절감을 통해 공정의 경제성을 향상시킬 수 있다.
10: 다층이형필름
11: 제 1 수지층
12: 코어층
13: 제 2 수지층

Claims (7)

  1. 인쇄회로기판에 사용되는 이형필름에 있어서, 상기 이형필름은
    코어층;
    상기 코어층 상부의 제 1 수지층; 및
    상기 코어층 하부의 제 2 수지층을 포함하며,
    상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층은 연신폴리프로필렌(BOPP) 수지이며,
    상기 코어층은 우레탄 접착성 수지인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 다층이형필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께는 8 내지 50 ㎛인 다층이형필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 코어층의 두께는 1 내지 10 ㎛인 다층이형필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 융점이 130℃ 내지 220℃인 다층이형필름.
  5. 인쇄회로기판에 사용되는 이형필름의 제조방법에 있어서, 상기 제조방법은
    제 1 수지층에 코어층을 코팅하는 단계;
    상기 코어층이 코팅된 제 1 수지층을 열풍으로 건조시키는 단계;
    상기 코어층의 일면에 제 2 수지층을 압착시키는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층은 연신폴리프로필렌(BOPP) 수지이며,
    상기 코어층은 우레탄 접착성 수지인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 다층이형필름의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 수지층을 열풍으로 건조시키는 단계는 80 내지 100℃의 온도에서 수행하는 인쇄회로기판용 다층이형필름의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 수지층에 코어층을 코팅하는 단계, 상기 코어층이 코팅된 제 1 수지층을 열풍으로 건조시키는 단계 및 상기 코어층의 일면에 제 2 수지층을 압착시키는 단계의 라인스피드는 120 내지 130 m/min 인 인쇄회로기판용 다층이형필름의 제조방법.
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