KR20190126266A - 전자파 차폐필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 전자파 차폐필름 - Google Patents

전자파 차폐필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 전자파 차폐필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자파 차폐필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 전자파 차폐필름에 관한 것으로, 제1 이형필름 상에 절연층을 형성하는 절연층 형성단계; 상기 절연층 상에 금속 패턴을 인쇄하는 금속 패턴 형성단계; 제2 이형필름 상에 도전성 접착제층을 형성하는 도전성 접착제층 형성단계; 및 상기 금속 패턴과 상기 도전성 접착제층이 맞닿도록 상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름을 합지하여 전자파 차폐필름을 형성하는 이형필름 합지단계를 포함하여 제조될 수 있다.
본 발명의 전자파 차폐필름의 제조방법에 따르면, 차폐필름을 구성하는 각 층 간의 부착력이 향상되어 내구성이 우수하며, 제조 공정의 효율을 높일 수 있다.

Description

전자파 차폐필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 전자파 차폐필름{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SHIELDING FILM AND ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE SHIELDING FILM MANUFACTURED THEREOF}
본 발명은 전자파 차폐필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 전자파 차폐필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄 회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 또는 플렉시블 인쇄 회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB) 등의 회로기판에 사용되어 전자 기기에서 발생하는 전자파를 차폐할 수 있는 전자파 차폐필름에 관한 것이다.
최근 전자기기의 소형화, 경량화 등의 추세를 보이고 있는 PC나 휴대폰, 디지털 기기의 급속한 보급은 직장이나 가정에 까지도 전자파의 홍수를 초래하고 있어, 일렉트로닉스 산업의 발전과 함께 전자파 장해(Electromagnetic interference, EMI)의 위협이 더욱 높아지고 있다.
이러한 전자파 장해는 전자기기의 오동작에서부터 공장의 전소 사고에 이르기까지 다양하게 나타나고 있으며, 나아가 전자파가 인체에 부정적인 영향을 미치는 연구 결과가 속속 발표되면서 건강에 대한 우려와 관심도 높아지고 있는 가운데, 선진국을 중심으로 전자파 장해에 대한 규제 강화와 대책 마련에 부심하고 있는 실정이다. 따라서 다양한 전자·전기 제품에 대한 전자파 차폐 기술은 일렉트로닉스 산업의 핵심 기술 분야로 떠오르고 있다.
전자파 차폐 기술은 크게 두 가지 방법으로 대별할 수 있는데, 전자파 발생원 주변을 차폐하여 외부 장비를 보호하는 방법과 차폐 물질 내부에 장비를 보관하여 외부의 전자파 발생원으로부터 보호하는 방법이 있다. 그 중, 공정 작업성, 신뢰성 및 고성능화 등을 감안하면 필름 형태가 유리하다.
종래의 전자파 차폐필름은 절연층, 금속 박막층 및 접착성 수지로 이루어진다. 금속 내로 전자파는 들어가지 않고, 전자파를 차폐하는 것은 널리 알려져 있는데, 전기 도체에 전자파가 닿으면 일부는 흡수·통과하지만 대부분 표면에서 반사된다. 이것은 전자파가 도체에 닿으면 도체 내에 전자 유도에 의해 와전류가 생기고, 이것이 전자파를 반사하기 때문이다.
일반적으로 금속층은 증착(deposition)하거나 스퍼터링(sputtering)하는 방법을 통하여 형성되는데 이러한 방법으로 형성된 전자파 차폐필름은 금속층의 리지드(rigid)한 성질로 인하여 굴곡성이 떨어져 전자파 차폐필름의 내구성에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 증착 또는 스퍼터링하여 금속층을 형성하면 금속의 두께가 균일하지 않고 부착력에 차이가 발생하여 전자파 차폐성이 저하되며, PCB 또는 FPCB와 같은 회로기판을 제조하는 공정 중에 필름을 접착시키기 어렵다는 문제가 발생할 수 있다.
이에 따라, 전자파 차폐필름을 제조함에 있어 필름을 구성하는 각 층 간의 부착력을 향상시키면서 유연한 특성을 가지는 전자파 차폐필름에 대한 개발이 필요하다.
대한민국 특허공개공보 제10-2008-0114606호 대한민국 특허공개공보 제10-2008-0015447호 대한민국 특허공개공보 제10-2007-0110369호
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차폐필름의 절연층, 금속층, 도전성 접착제층 간의 부착력을 향상시켜 내구성이 우수하고 장기간 사용에도 박리되지 않는 전자파 차폐필름의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 금속층의 리지드한 성질에 불구하고 전자폐 차폐필름의 굴곡성을 향상시켜 유연한 특성이 우수한 전자파 차폐필름의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐필름의 제조방법은 제1 이형필름 상에 절연층을 형성하는 절연층 형성단계; 상기 절연층 상에 금속 패턴을 인쇄하는 금속 패턴 형성단계; 제2 이형필름 상에 도전성 접착제층을 형성하는 도전성 접착제층 형성단계; 및 상기 금속 패턴과 상기 도전성 접착제층이 맞닿도록 상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름을 합지하여 전자파 차폐필름을 형성하는 이형필름 합지단계를 포함할 수 있다.
상기 절연층 형성단계는, 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 하나의 수지와 난연성 필러 및 내마모성 필러 중 적어도 하나의 필러를 포함하는 절연성 수지 조성물을 코팅하는 단계; 및 코팅된 상기 절연성 수지 조성물이 반경화 상태가 되도록 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 난연성 필러는 수산화알루미늄, 인화합물, 수산화아연 또는 수산화칼슘 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 내마모성 필러는 수산화티탄, 실리카, 산화지르코늄 또는 산화아연 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 금속 패턴은 제1 방향을 따라 형성되는 제1 라인 및 제1 방향과 교차하는 방향인 제2 방향을 따라 형성되는 제2 라인을 포함할 수 있다.
상기 금속 패턴은 복수의 단위 도형이 상호 연결된 형태이고, 상기 단위 도형은 원, 타원 또는 다각형일 수 있다.
상기 금속 패턴은 선폭이 100 내지 500㎛이고, 두께가 0.05 내지 2.0㎛일 수 있다.
상기 금속 패턴은 은(Ag) 잉크 조성물을 이용하여 인쇄함으로써 형성되고, 상기 은 잉크 조성물은 하기 화학식 1로 표현되는 하나 이상의 은 화합물과 하기 화학식 2 내지 화학식 4로 표현되는 화합물 중 적어도 하나의 암모늄 카바메이트계 화합물 또는 암모늄 카보네이트계 화합물을 반응시켜 얻어지는 은 착체 화합물을 함유할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
(상기 화학식에서,
X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 니트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 카복실레이트 및 그들의 유도체로부터 선택되는 치환기이고, n은 1 내지 4의 정수이고, R1 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, C1 내지 C30의 지방족이나 지환족 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬(aralkyl)기, 관능기가 치환된 알킬 및 아릴기 그리고 헤테로고리 화합물과 고분자화합물 및 그 유도체로부터 선택되는 치환기이며, 단, R1 내지 R6가 모두 수소인 경우는 제외함)
상기 금속 패턴은 다이렉트 그라비아 프린팅법, 플렉소 프린팅법, 옵셋 프린팅법, 그라비아 옵셋 프린팅법, 리버스 옵셋 프린팅법, 디스펜싱, 스크린 프린팅법, 로터리 스크린 프린팅법 또는 잉크젯 프린팅법으로 상기 절연층 상에 인쇄될 수 있다.
상기 도전성 접착제층은 은 구형 입자 또는 은 플레이크상 중 적어도 하나의 도전성 필러를 포함할 수 있다.
상기 도전성 접착제층 형성단계는, 도전성 접착 조성물을 상기 제2 이형필름 상에 코팅하는 단계; 및 코팅된 상기 도전성 접착 조성물이 반경화 상태가 되도록 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 이형필름의 점착력은 상기 제1 이형필름의 점착력에 대하여 1.05 내지 1.5일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐필름은 상술한 방법에 의해 제조됨으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자파 차폐필름은, 절연성 수지를 포함하는 절연층; 상기 절연층 상에 형성되며, 금속 잉크 조성물을 포함하는 금속 패턴; 및 상기 금속 패턴 상에 형성되며, 도전성 접착 조성물을 포함할 수 있다.
상기 전자파 차폐필름의 적어도 일면에 이형필름을 더 포함할 수 있다.
상기 금속 패턴은 선폭은 100 내지 500㎛이고, 두께는 0.05 내지 2.0㎛일 수 있다.
본 발명의 전자파 차폐필름의 제조방법에 의하면 금속 기반의 전도성 잉크 조성물을 이용하여 패턴 형태로 인쇄함으로써 반경화 상태의 절연층에도 용이하게 금속층을 구현할 수 있다.
또한, 금속층으로 박막 형태가 아닌 일정한 패턴을 형성함으로써 각 층의 부착력이 향상되고 굴곡성이 높아져 내구성이 우수하면서도 유연한 특성을 가지며, 금속 패턴의 형성으로 고가의 금속의 사용량을 줄일 수 있어 경제적이다.
또한, 금속 패턴의 형태를 조절함으로써 우수한 차폐 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 각 이형필름에 절연층과 금속 패턴, 도전성 접착제층을 별도로 형성하여 합지함으로써 순차로 절연층, 금속 패턴, 도전성 접착제층을 형성하던 종래의 공정에 비하여 공정 시간을 단축할 수 있으며 공정이 효율적이고, 생산 수율을 높일 수 있다.
또한, 금속 패턴을 인쇄하는 경우 증착 또는 스퍼터링하는 종래의 방법에 비하여 인쇄 속도가 높아 생산성이 우수하다. 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파 차폐필름을 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파 차폐필름을 제조하는 방법의 공정 흐름을 개략적으로 도시한 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파 차폐필름의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파 차폐필름의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파 차폐필름의 제조방법에 의해 제조된 전자파 차폐필름의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파 차폐필름의 제조방법에 대해 도면을 참고하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전자파 차폐필름은 도 1을 참고하면, 절연층 형성단계(S10), 금속 패턴 형성단계(S20), 도전성 접착제층 형성단계(S30) 및 이형필름 합지단계(S40)를 포함하여 제조할 수 있다.
절연층 형성단계(S10)는 제1 이형필름 상에 절연층을 형성하는 단계이다.
본 명세서에서, '제1' 및 '제2' 용어는 이형필름을 구별하기 위하여 사용되었다.
상기 제1 이형필름은 무광의 이형필름을 사용할 수 있으며, 통상의 이형필름으로 무광이라면 본 발명에 다양하게 적용될 수 있으며, 이와 같이 무광의 이형필름을 사용하게 되면 절연층의 소광 효과를 제공할 수 있다.
상기 제1 이형필름의 한 예로서는 비실리콘계 무광 이형필름, 즉 비실리콘계 매트(matt) 이형필름을 들 수 있는데, 이 필름은 절연층과의 사이가 쉽게 박리가 되지 않도록 하고, 그 상부에 절연층 조성물을 코팅하였을 때, 절연층의 매트(matt) 효과를 부여하여 소광 효과를 제공할 수 있고 마찰에 의한 열 발생을 최소화할 수 있어 굴곡성이 우수하다.
또한, 절연층의 매트(Matt)효과로서, 절연층 상에 금속층 형성을 위해 한 예로 은(Ag) 잉크 조성물을 코팅 시, 절연층-금속층 간의 필(Peel) 값을 향상시키는데 기여할 수 있다.
비실리콘계 매트(matt) 이형필름을 사용하는 경우, 그 상부에 절연층을 코팅한 후 발생하는 수축문제를 해소하고, 또한 FPCB 작업성을 개선하는 측면에서, 35 내지 90㎛의 두께를 가지는 것이 바람직할 수 있다.
제1 이형필름은 절연층과의 점착력이 180gf/in 이상일 수 있고, 좋게는 200gf/in 이상이 바람직하고, 더욱 좋게는 200 이상 250gf/in 미만인 것이 바람직하다.
상기 점착력보다 낮은 경우에는 도전성 접착제층에 부착된 제2 이형필름보다 박리가 쉽게 되어 인쇄회로기판에 탈부착이 가능하도록 임시로 접합하여 두는 가접 작업을 할 수가 없고 상기 점착력보다 높을 경우에는 열 프레스로 인쇄회로기판에 부착 후 이형필름을 제거하기 어려운 문제가 발생한다.
상기 절연층은 절연성 수지 조성물로 이루어질 있으며, 상기 절연성 수지 조성물은 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 하나의 수지와 난연성 필러 및 내마모성 필러 중 적어도 하나의 필러를 포함할 수 있다.
절연성 수지로, 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지를 사용할 수 있다. 바람직하게는 내열성 폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지를 사용할 수 있는데 이 경우 금속 패턴과의 부착력 향상 및 우수한 굴곡성을 제공할 수 있다. 또한 내열성이 우수한 에폭시 수지를 사용하는 경우 무연땜납 리플로우성도 우수할 수 있고 또한 FPCB 가공 작업시 쉽게 찢어지지도 않는 장점을 제공할 수 있다. 또한 내열성 폴리에스테르수지와 폴리우레탄 수지를 함께 사용할 수도 있다.
상기 난연성 필러는 수산화알루미늄, 인화합물, 수산화칼슘, 또는 수산화아연 중 적어도 하나일 수 있으며, 상기 내마모성 필러는 수산화티탄, 실리카, 산화지르코늄 또는 산화아연 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 난연성 필러와 상기 내마모성 필러는 절연성 수지 조성물 100중량%에 대하여 2 내지 20중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 절연성 수지 조성물은 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 본 발명이 속하는 분야에 알려진 일반적인 기능 향상 첨가제들을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 유기변성 실리콘 습윤제, 비이온성 레벨링제, 인산염 화합물, 아미노트리메틸 실란폴리티올, 커플링제 등의 부착 증진제 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 절연층 형성단계는, 절연성 수지 조성물을 코팅하는 단계 및 코팅된 상기 절연성 수지 조성물이 반경화 상태가 되도록 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 절연성 수지 조성물은, 콤마(comma) 코팅, 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 및 마이크로 그라비아 코팅 등의 방법으로 코팅할 수 있으며, 본 발명에서는 한 예로, 마이크로 그라비아 코팅법으로 코팅할 수 있다.
코팅된 절연성 수지 조성물을 120℃에서 5분 동안 건조하여 반경화 상태의 절연층으로 제조할 수 있다.
여기서, 경화 상태(C-Stage)가 아닌 반경화 상태(B-Stage)로 제조하게 되면, 가열, 압착 시에 충분한 플로우(flow)가 발생하여 쿠션성을 발휘할 수 있어, FPCB의 단차가 있는 부위에 유입되어 매울 수 있음에 따라 FPCB와의 접착력도 높일 수 있다.
상기 상기 절연층은 3 내지 20㎛의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 15㎛일 수 있다. 상기 두께보다 얇으면 절연층의 수지흐름(레진 플로어)성이 낮아 인쇄회로기판의 회로 단차에 찢겨질 수 있고, 상기 두께 보다 두꺼운 경우에는 절연층의 연성이 낮아져 슬라이드 굴곡성이 낮아질 수 있다.
금속 패턴 형성단계(S20)는, 상기 절연층 형성단계(S10)에서 형성된 절연층 상에 금속 패턴을 인쇄하는 공정이다.
상기 금속 패턴은 전도성 잉크 조성물을 이용하여 인쇄될 수 있으며, 바람직하게는 은(Ag) 잉크 조성물일 수 있다.
은(Ag)은 낮은 전기 저항과 60dB정도의 높은 감쇠율을 나타내어 전자파 차폐 재료로서 매우 효과적이다.
상기 은 잉크 조성물은 하기 화학식 1로 표현되는 하나 이상의 은 화합물과 하기 화학식 2 내지 화학식 4로 표현되는 화합물 중 적어도 하나의 암모늄 카바메이트계 화합물 또는 암모늄 카보네이트계 화합물을 반응시켜 얻어지는 은 착체 화합물을 함유할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00005
[화학식 2]
Figure pat00006
[화학식 3]
Figure pat00007
[화학식 4]
Figure pat00008
(상기 화학식에서,
X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 니트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 카복실레이트 및 그들의 유도체로부터 선택되는 치환기이고, n은 1 내지 4의 정수이고, R1 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, C1 내지 C30의 지방족이나 지환족 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬(aralkyl)기, 관능기가 치환된 알킬 및 아릴기 그리고 헤테로고리 화합물과 고분자화합물 및 그 유도체로부터 선택되는 치환기이며, 단, R1 내지 R6가 모두 수소인 경우는 제외함)
R1 내지 R6은 구체적으로 예를 들면, 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 아밀, 헥실, 에틸헥실, 헵틸, 옥틸, 이소옥틸, 노닐, 데실, 도데실, 헥사데실, 옥타데실, 도코데실, 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실, 알릴, 히드록시, 메톡시, 히드록시에틸, 메톡시에틸, 2-히드록시 프로필, 메톡시프로필, 시아노에틸, 에톡시, 부톡시, 헥실옥시, 메톡시에톡시에틸, 메톡시에톡시에톡시에틸, 헥사메틸렌이민, 모폴린, 피페리딘, 피페라진, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 피롤, 이미다졸, 피리딘, 카르복시메틸, 트리메톡시실릴프로필, 트리에톡시실릴프로필, 페닐, 메톡시페닐, 시아노페닐, 페녹시, 톨릴, 벤질 및 그 유도체, 그리고 폴리알릴아민이나 폴리에틸렌이민과 같은 고분자 화합물 및 그들의 유도체에서 선택될 수 있는데 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 화합물로서 구체적으로 예를 들면, 암모늄 카바메이트(ammonium carbamate), 암모늄 카보네이트(ammonium carbonate), 암모늄 바이카보네이트(ammonium bicarbonate), 에틸암모늄 에틸카바메이트, 이소프로필암모늄 이소프로필카바메이트, n-부틸암모늄 n-부틸카바메이트, 이소부틸암모늄 이소부틸카바메이트, t-부틸암모늄 t-부틸카바메이트, 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카바메이트, 옥타데실암모늄 옥타데실카바메이트, 2-메톡시에틸암모늄 2-메톡시에틸카바메이트, 2-시아노에틸암모늄 2-시아노에틸카바메이트, 디부틸암모늄 디부틸카바메이트, 디옥타데실암모늄 디옥타데실카바메이트, 메틸데실암모늄 메틸데실카바메이트, 헥사메틸렌이민암모늄 헥사메틸렌이민카바메이트, 모폴리늄 모폴린카바메이트, 피리디늄 에틸헥실카바메이트, 트리에틸렌디아미늄 이소프로필바이카바메이트, 벤질암모늄 벤질카바메이트, 트리에톡시실릴프로필암모늄 트리에톡시실릴프로필카바메이트, 에틸암모늄 에틸카보네이트, 이소프로필암모늄 이소프로필카보네이트, 이소프로필암모늄 바이카보네이트, n-부틸암모늄 n-부틸카보네이트, 이소부틸암모늄 이소부틸카보네이트, t-부틸암모늄 t-부틸카보네이트, t-부틸암모늄 바이카보네이트, 2-에틸헥실암모늄 2-에틸헥실카보네이트, 2-에틸헥실암모늄 바이카보네이트, 2-메톡시에틸암모늄 2-메톡시에틸카보네이트, 2-메톡시에틸암모늄 바이카보네이트, 2-시아노에틸암모늄 2-시아노에틸카보네이트, 2-시아노에틸암모늄 바이카보네이트, 옥타데실암모늄 옥타데실카보네이트, 디부틸암모늄 디부틸카보네이트, 디옥타데실암모늄 디옥타데실카보네이트, 디옥타데실암모늄 바이카보네이트, 메틸데실암모늄 메틸데실카보네이트, 헥사메틸렌이민암모늄 헥사메틸렌이민카보네이트, 모폴린암모늄 모폴린카보네이트, 벤질암모늄 벤질카보네이트, 트리에톡시실릴프로필암모늄 트리에톡시실릴프로필카보네이트, 피리디늄 바이카보네이트, 트리에틸렌디아미늄 이소프로필카보네이트, 트리에틸렌디아미늄 바이카보네이트 및 그 유도체로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 화학식 1에 나타낸 바와 같은 최소한 1개 이상의 은 화합물과 상기 화학식 2 내지 4에 나타낸 바와 같은 최소한 1개 이상의 암모늄 카바메이트 또는 암모늄 카보네이트 유도체 및 이들의 혼합물을 질소 분위기의 상압 또는 가압 상태에서 용매 없이 직접 반응하거나 용매를 사용하는 경우 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올과 같은 알코올류, 에틸렌글리콜, 글리세린과 같은 글리콜류, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 카비톨아세테이트와 같은 아세테이트류, 디에틸에테르, 테트라히드로퓨란, 디옥산과 같은 에테르류, 메틸에틸케톤, 아세톤과 같은 케톤류, 헥산, 헵탄과 같은 탄화수소계, 벤젠, 톨루엔과 같은 방향족, 그리고 클로로포름이나 메틸렌클로라이드, 카본테트라클로라이드와 같은 할로겐 치환 용매 또는 이들의 혼합용매 등을 사용할 수 있다.
상기 금속 패턴은 제1 방향을 따라 형성되는 제1 라인 및 제1 방향과 교차하는 방향인 제2 방향을 따라 형성되는 제2 라인을 포함할 수 있다.
제1 라인 및 제2 라인이 복수 개 형성되어 메쉬 패턴을 구현할 수 있으며, 바람직하게 허니컴(honeycomb) 형상, 사각 형상, 마름모 형상일 수 있다.
또한, 상기 금속 패턴은 상기 금속 패턴은 복수의 단위 도형이 상호 연결된 형태이고, 상기 단위 도형은 원, 타원 또는 다각형일 수 있다.
상기 금속 패턴은 100 내지 500㎛의 선폭을 가질 수 있으며, 바람직하게는 200 내지 300㎛일 수 있다. 상기 금속 패턴이 상기 범위보다 선폭이 500㎛보다 크면 전자파 차폐 효과의 향상 효과가 미미하고 100㎛ 미만인 경우에는 금속층의 리지드한 성질로 인하여 차폐필름의 굴곡 내구성 및 층간 부착력이 낮아지게 된다.
상기 금속 패턴은 0.05 내지 2.0㎛의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.15 내지 1.0㎛일 수 있다. 상기 금속 패턴이 상기 범위보다 얇으면 전자파 차폐 성능이 저하될 수 있고, 금속 패턴의 높이가 두꺼우면 차폐 성능은 향상될 수 있으나 금속층의 연성저하로 굴곡성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 금속 패턴의 개구율은 인쇄 선폭의 15 내지 50%일 수 있으며, 바람직하게는 25 내지 40%일 수 있다.
상기 금속 패턴은 전도성 잉크 조성물을 이용하여 다이렉트 그라비아 프린팅법, 플렉소 프린팅법, 옵셋 프린팅법, 그라비아 옵셋 프린팅법, 리버스 옵셋 프린팅법, 디스펜싱, 스크린 프린팅법, 로터리 스크린 프린팅법 또는 잉크젯 프린팅법으로 절연층 상에 인쇄되어 형성될 수 있다.
상기 금속 패턴을 형성한 후, 0 내지 200℃에서 약 10초 내지 20분 정도 방치하여 소성할 수 있다. 금속 패턴을 형성한 후, 소성하는 단계를 거침으로써 전도성 잉크 조성물을 금속으로 변환시킬 수 있다.
이와 같이 증착 또는 스퍼터링 방법으로 금속층을 형성하는 한편 부착력 향상을 위한 Anchor층 등 2층 구조의 절연층을 구비하여야 했던 종래와 달리, 전자파 차폐 효율이 높은 은(Ag) 잉크를 인쇄하는 방식을 이용하여 차폐층을 형성함에 따라 단일 절연층으로도 내마모성과 부착력, 굴곡성이 우수한 제품을 제조할 수 있게 된다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 기존 금속층 형성방식인 증착 또는 스퍼터링의 경우, 절연층과 낮은 필(Peel)값을 가지게 되어 FPCB 굴곡 시 절연층과 금속층이 박리(Delamination)되는 문제, 금속 입자에 의한 굴곡성 저하 문제, 및 금속층 균열 및 파손의 위험이 있어, 단차 즉 PCB의 배선 두께가 높은 FPCB작업이나 굴곡성이 요구되는 제품에는 한계가 있었다.
이와 달리, 본 발명에서는 반경화 상태의 절연층 상에 착화합물 형태의 전도성 잉크 조성물이 인쇄되면서, 절연층에 침투되어 물리적 고착 효과와 동시에 금속에 카르복실기(-COOH), 아민기(-NH2), 하이드록시기(-OH) 등의 수지 관능기와 반응을 하게 되어 화학적 결합을 통하여 필(Peel)값을 향상시킬 수 있다.
또한 증착 또는 스퍼터링 방식에 의해 형성된 단일 금속층이 아닌 본 발명에서는 미세 은(Ag) 입자 연결 구조로 다층과 같은 구조가 형성되어 굴곡 시 금속층의 크랙(Crack) 전이가 훨씬 느려서 우수한 차폐성능을 유지할 수 있게 되는 것이다.
뿐만 아니라, 금속층이 절연층 전체를 도포하는 박막 형태가 아닌 패턴을 형성함으로써 금속 패턴이 형성되지 않은 부분은 절연층과 도전성 접착제층을 구성하는 동종의 물질이 직접 맞닿게 되어 부착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
도전성 접착제층 형성단계(S30)는 제2 이형필름 상에 도전성 접착제층을 형성하는 공정이다.
제2 이형필름은 제1 이형필름과 별도로 마련된 이형필름으로, 상기 제2 이형필름은 실리콘 이형 코팅된 PET필름일 수 있다.
제2 이형필름의 점착력은 200 내지 300gf/in의 범위일 수 있으며, 점착력이 200gf/in 미만이면 가접 작업 중 쉽게 벗겨져 오염될 수 있으며, 300gf/in를 초과하는 경우에는 제1 이형필름보다 먼저 박리되어 FPCB 상에 구현하기 어렵다.
상기 도전성 접착제층 형성단계(S30)는, 도전성 접착 조성물을 상기 제2 이형필름 상에 코팅하는 단계 및 코팅된 상기 도전성 접착 조성물이 반경화 상태가 되도록 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
도전성 접착 조성물은 도전성 필러를 포함할 수 있으며, 바람직하게 도전성과 연성이 우수한 구형 또는 플레이크(flake) 상의 은(Ag) 분말을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 도전성 접착 조성물은 도전성 필러 외에, 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 하나의 수지, 용매와 열경화제, 난연성 인화합물 또는 금속 밀착성 향상제와 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 금속 밀착성 향상제로는 알루미늄계 커플링제, 티타늄계 커플링제, 티 올 화합물을 사용할 수 있다. 상기 금속 밀착성 향상제의 구체적인 예로는 트리 메톡시 프로필 실란, 비닐 트리 에톡시 실란, 메르캅토 트리메톡시 실란 등과 같은 유기변성 실란계 부착 증진제와 티올화합물, 설폰기를 함유한 알킬 화합물 등과 킬레이트 화합물 등을 사용할 수 있으나 이로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전성 접착층은 도전성 접착 조성물을 이용하여 콤마(comma) 코팅, 또는 슬롯다이 코터를 사용하여 코팅할 수 있다.
상기 도전성 접착제층 형성단계(S30)에서 도전성 접착 조성물의 건조는 60 내지 200℃의 온도에서 10초 내지 20분간 수행될 수 있다.
반경화 상태의 도전성 접착제층은 가요성이 우수하여 단차가 높은 제품에 적용 시 가열에 의해 연화된(softened) 도전성 접착제층이 단차를 메울 수 있고 FPCB의 그라운드회로와 안정적으로 접속하여 발생한 전자파 노이즈가 외부로 방출되는 것을 유효하게 차폐할 수 있다.
상기 도전성 접착제층은 3 내지 20㎛의 두께로 코팅될 수 있다. 상기 두께보다 얇을 경우 단차를 메울 수 없어 도막이 찢어질 수 있고, 상기 두께보다 두꺼운 경우 굴곡성이 저하되는 문제가 있다.
이형필름 합지단계(S40)는 제1 이형필름 및 제2 이형필름을 합지하는 공정이다.
제1 이형필름과 제2 이형필름을 합지할 때, 제1 이형필름이 금속 패턴과 제2 이형필름의 도전성 접착제층이 맞닿도록 하여, 절연층, 금속 패턴, 도전성 접착제층의 순으로 적층되도록 할 수 있다.
상기 제2 이형필름의 점착력은 상기 제1 이형필름의 점착력에 대하여 1.05 내지 1.5일 수 있으며, 이형필름이 상기 범위의 점착력 비를 가질 때 합지 공정 및 FPCB 기판 상에 공정이 용이하다.
구체적으로, 제2 이형필름을 권출기에 넣어 전도성 접착제층을 코팅하고, 금속층이 인쇄된 제1 이형필름을 또 다른 권출기에 넣어 건조기에서 나온 제2 이형필름과 합지부에서 약 80℃의 온도, 약 5kg/cm2의 압력으로 합지하여 권취할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 전자파 차폐필름은 상술한 방법에 의해 제조될 수 있다.
상술한 방법으로 제조된 전자파 차폐필름은, 박막 형태가 아닌 일정한 패턴을 가지는 금속층을 형성하여 각 층 간의 부착력이 향상되고 굴곡성이 높아져 내구성이 우수하면서도 유연하다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 전자파 차폐필름의 제조방법에 대해 설명한다.
먼저, 이형필름(10)이 마련되며 이형필름(10)은 제1 이형필름(11)과 제2 이형필름(12)이 각각 준비된다.
제1 이형필름(11) 상에 절연성 수지가 포함된 절연성 수지 조성물을 코팅하여 절연층(20)을 형성한다. 절연성 수지 조성물은 절연성 수지 10 내지 80중량%, 난연성 필러 또는 내마모성 필러 중 적어도 어느 하나의 필러 2 내지 20중량%, 용매 5 내지 80중량% 및 첨가제 0.5 내지 10중량%로 이루어질 수 있다.
상기 절연층(20) 상에 전도성 잉크 조성물을 이용하여 메쉬 형태로 금속 패턴(30)을 형성한다. 전도성 잉크 조성물의 인쇄는 절연층(20)이 반경화 상태(B-stage)일 때 이루어질 수 있으며, 박막 형태로 제조할 때에 비하여 부착력이 좋고, FPCB에 가열 압착시에 단차가 있는 부위를 매울 수 있어 기판과의 접착력도 향상된다.
메쉬 형태의 금속 패턴은 다이렉트 그라비아 프린팅, 플렉소 프린팅, 로타리 스크린, 그라이바 옵셋 프린팅, 리버스옵셋 프린팅 등을 이용하여 인쇄할 수 있으며, 메쉬 형태에 한정되는 것은 아니다.
제2 이형필름(12) 상에는 도전성 접착 조성물이 코팅되어 도전성 접착제층(40)을 형성한다.
도전성 접착 조성물은 수지 10 내지 60중량%, 도전성 필러 10 내지 30중량%, 용매 29 내지 60중량%, 및 추가 첨가제 1 내지 7중량%로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 필러로 도전성이 연성이 좋은 은(Ag) 분말을 사용할 수 있다.
도전성 접착제층(40) 형성시에, 도전성 접착 조성물을 코팅하고 반경화 상태가 되도록 건조할 수 있으며, 반경화 상태는 이형필름 간의 합지를 용이하게 만들어 준다. 또한, 도전성 접착 조성물이 FPCB의 그라운드 회로와 안정적으로 접속하여 발생한 전자파 노이즈가 외부로 방출되는 것을 유효하게 차폐할 수 있다.
다음으로, 금속 패턴(30)과 도전성 접착제층(40)이 마주보는 방향으로 하여 맞닿도록 이형필름(11, 12)을 합지시킴으로써 전자파 차폐필름이 구현된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파 차폐필름의 단면도로, 도 4는 절연층(20), 금속 패턴(30). 도전성 접착제층(40)이 적층된 형태를 보여주며, 도 5는 양면에 이형필름(11, 12)이 부착된 형태이다.
상기 전자파 차폐필름은 회로의 전자파 차폐 효과가 좋고, 굴곡성 및 유연성이 우수하다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10: 이형필름
11: 제1 이형필름
12: 제2 이형필름
20: 절연층
30: 금속 패턴
40: 도전성 접착제층

Claims (4)

  1. 제1 이형필름 상에 절연층을 형성하는 절연층 형성단계;
    상기 절연층 상에 금속 패턴을 인쇄하는 금속 패턴 형성단계;
    제2 이형필름 상에 도전성 접착제층을 형성하는 도전성 접착제층 형성단계; 및
    상기 금속 패턴과 상기 도전성 접착제층이 맞닿도록 상기 제1 이형필름 및 제2 이형필름을 합지하여 전자파 차폐필름을 형성하는 이형필름 합지단계를 포함하는 전자파 차폐필름의 제조방법으로서,
    상기 절연층 형성단계는,
    열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 하나의 수지와 난연성 필러 및 내마모성 필러 중 적어도 하나의 필러를 포함하는 절연성 수지 조성물을 코팅하는 단계; 및
    코팅된 상기 절연성 수지 조성물이 반경화 상태가 되도록 건조하는 단계;를 포함하고,
    상기 난연성 필러는 수산화알루미늄, 인화합물, 수산화아연 또는 수산화칼슘 중 적어도 하나이고,
    상기 내마모성 필러는 수산화티탄, 실리카, 산화지르코늄 또는 산화아연 중 적어도 하나이고,
    상기 제2 이형필름의 점착력은 상기 제1 이형필름의 점착력에 대하여 1.05 내지 1.5이고,
    상기 도전성 접착제층 형성단계는,
    도전성 접착 조성물을 상기 제2 이형필름 상에 코팅하는 단계; 및
    코팅된 상기 도전성 접착 조성물이 반경화 상태가 되도록 건조하는 단계를 포함하며,
    상기 금속 패턴은,
    제1 방향을 따라 형성되는 제1 라인 및 제1 방향과 교차하는 방향인 제2 방향을 따라 형성되는 제2 라인을 포함하고, 상기 제1 라인 및 제2 라인이 복수 개 형성된 메쉬 패턴이거나; 또는
    복수의 단위 도형이 상호 연결된 형태이고, 상기 단위 도형은 원, 타원 또는 다각형인 패턴;이고,
    상기 금속 패턴은 선폭이 200 내지 300 ㎛이고, 두께가 0.15 내지 1.0 ㎛이고, 개구율이 선폭의 15 내지 50%이며,
    상기 금속 패턴은 다이렉트 그라비아 프린팅법, 플렉소 프린팅법, 옵셋 프린팅법, 그라비아 옵셋 프린팅법, 리버스 옵셋 프린팅법, 디스펜싱, 스크린 프린팅법, 로터리 스크린 프린팅법 또는 잉크젯 프린팅법으로 상기 절연층 상에 인쇄되고,
    상기 금속 패턴은 은(Ag) 잉크 조성물을 이용하여 인쇄함으로써 형성되고,
    상기 도전성 접착제층은 은 구형 입자 또는 은 플레이크상 중 적어도 하나의 도전성 필러를 포함하며,
    상기 은 잉크 조성물은 하기 화학식 1로 표현되는 하나 이상의 은 화합물과 하기 화학식 2 내지 화학식 4로 표현되는 화합물 중 적어도 하나의 암모늄 카바메이트계 화합물 또는 암모늄 카보네이트계 화합물을 반응시켜 얻어지는 은 착체 화합물을 함유하는 전자파 차폐필름의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00009

    [화학식 2]
    Figure pat00010

    [화학식 3]
    Figure pat00011

    [화학식 4]
    Figure pat00012

    (상기 화학식에서,
    X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 니트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 카복실레이트 및 그들의 유도체로부터 선택되는 치환기이고, n은 1 내지 4의 정수이고, R1 내지 R6는 서로 독립적으로 수소, C1 내지 C30의 지방족이나 지환족 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬(aralkyl)기, 관능기가 치환된 알킬 및 아릴기 그리고 헤테로고리 화합물과 고분자화합물 및 그 유도체로부터 선택되는 치환기이며, 단, R1 내지 R6가 모두 수소인 경우는 제외함)
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 패턴은 개구율이 선폭의 25 내지 40%인 것인, 전자파 차폐필름의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 절연성 수지 조성물은 절연성 수지 10 내지 80중량%, 난연성 필러 또는 내마모성 필러 중 적어도 어느 하나의 필러 2 내지 20중량%, 용매 5 내지 80중량% 및 첨가제 0.5 내지 10중량%로 이루어진 것인, 전자파 차폐필름의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도전성 접착 조성물은 수지 10 내지 60중량%, 도전성 필러 10 내지 30중량%, 용매 29 내지 60중량%, 및 추가 첨가제 1 내지 7중량%로 이루어진 것인, 전자파 차폐필름의 제조방법.
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