KR20190133645A

KR20190133645A - 커버레이 필름

Info

Publication number: KR20190133645A
Application number: KR1020190150068A
Authority: KR
Inventors: 사나에 다케야마; 타다히로 노무라; 타카노리 사쿠라기
Original assignee: 후지모리 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2019-12-03
Also published as: CN108624244A; KR20180106873A; TW201844066A; JP7012446B2; JP2018157056A; KR102161993B1; CN108624244B; TWI764998B; KR102049249B1

Abstract

박막이어도 가공 적성, 작업성이 양호하고, FPC에 대한 추종성이 우수한 커버레이 필름을 제공한다. 지지체 필름(11)의 한쪽 면에 제1 절연성층(12), 제2 절연성층(13), 열경화성 접착제층(14)이 순차로 적층되어 이루어지고, 제1 절연성층(12)이 난연성 수지를 함유하고, 지지체 필름(11)을 제거한 제1 절연성층(12), 제2 절연성층(13), 열경화성 접착제층(14)으로 이루어지는 적층체(15)의 인장 신도가 100％ 이상인 것을 특징으로 하는 커버레이 필름(10).

Description

커버레이 필름{COVERLAY FILM}

본 발명은 커버레이 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 기재를 제조하는 공정에서의 가공 적성, 및 첩합 작업성이 양호하고 플렉서블 프린트 기판(이하, FPC라고 부른다)의 요철이나 단차에 대한 추종성이 우수한 박막의 커버레이 필름에 관한 것이다.

휴대 전화 등의 휴대용의 전자 기기에 있어서는, 케이스의 외형 치수를 작고, 얇게 억제하여 휴대하기 쉽게 하기 위해, 프린트 기판 위에 전자 부품을 집적시키고 있다. 또한, 케이스의 외형 치수를 작게 하기 위해, 프린트 기판을 복수로 분할하고, 분할된 프린트 기판 간의 접속 배선에 가요성을 갖는 FPC를 사용함으로써, 프린트 기판을 접거나, 혹은 슬라이딩시키는 것이 행해지고 있다.

또한, 최근의 휴대 정보 단말(스마트폰이나 태블릿 등)은 지금까지의 휴대 전화보다도 보다 많은 전력을 소비하기 때문에, 전지의 유지가 나쁘게 되어 있다. 이 때문에, 가능한 전지의 용적 및 용량을 크게 할 필요가 있고, 전지 이외의 부재, 부품의 소형화, 박형화가 강력하게 요구되고, 예를 들면, 커버레이 필름을 첩합한 FPC 전체의 박형화가 요구되고 있다. 또한 최근에는 차광성, 의장성을 중시하게 되어, 커버레이 필름의 착색화가 요구되고 있다.

종래, FPC 전체의 박형화를 목적으로 사용되는 커버레이 필름으로는, 얇은 폴리이미드 필름에 접착제를 도포한 것이 사용되고 있다(특허문헌 1). 그러나, 얇은 폴리이미드 필름은 제조 공정에서의 가공 적성이 떨어지고, FPC에 첩부할 때에 작업성이 떨어진다고 하는 문제가 있었다.

또한, 종래의 커버레이 필름에서는 두께를 얇게 하는 것이 곤란한 것에 기인하여 유연성이 결여되기 때문에, FPC의 단차에 대한 추종성이 충분하지 않고, 간극이 생겨, 가열 공정에서의 팽창 등의 불량의 발생 원인이 되고 있었다. 이 때문에, 커버레이 필름을 첩합시킨 FPC 전체의 충분한 박형화는 곤란했다.

일본 공개특허공보 평9-135067호

본 발명은 상기 배경기술을 감안하여, 박막이어도 FPC 제조시의 가공 적성, 작업성이 양호하고, FPC의 단차에 대한 추종성이 우수한 커버레이 필름을 제공하는 것에 있다.

커버레이 필름을 FPC에 첩합할 때의 작업성을 양호하게 하기 위해, 본 발명의 커버레이 필름에서는, 지지체 필름의 한쪽 면에 절연성층과 열경화성 접착제층이 순차로 적층되어 있다. 또한, FPC에 접착제층을 개재하여 본 발명의 커버레이 필름을 중첩하여 열압착시킨 후, 지지체 필름을 박리함으로써, 적층체를 지지체 필름에서 FPC로 적층 전사할 수 있다.

또한, 가혹한 굴곡 동작에 견디고, FPC에 대한 추종성을 양호하게 하기 위해, 본 발명에서는 절연성층과 접착제층으로 이루어지는 적층체의 인장 신도를 높게 한다.

또한, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해, 지지체 필름의 한쪽 면에 제1 절연성층, 제2 절연성층, 열경화성 접착제층이 순차로 적층되어 이루어지고, 상기 제1 절연성층이 난연성 수지를 함유하며, 상기 지지체 필름을 제거한, 상기 제1 절연성층, 상기 제2 절연성층, 상기 열경화성 접착제층으로 이루어지는 적층체의 인장 신도가 100％ 이상인 것을 특징으로 하는 커버레이 필름을 제공한다.

상기 제1 절연성층이 난연성 수지와 고연신성 수지를 함유해도 된다.

상기 제1 절연성층의 막두께가 상기 제2 절연성층의 막두께보다 얇아도 된다.

상기 제1 절연성층 중에 함유되는 소재의 합계를 100중량％로 했을 때, 난연제가 5∼60중량％ 함유되도 된다.

상기 제2 절연성층의 단층에서의 인장 신도가 100％ 이상이어도 된다.

상기 제2 절연성층 중에 함유되는 소재의 합계를 100중량％로 했을 때, 난연제가 5∼60중량％ 함유되도 된다.

상기 열경화성 접착제층이 폴리우레탄 수지와 에폭시 수지를 함유해도 된다.

상기 폴리우레탄 수지가 인 함유 폴리우레탄 수지여도 된다.

상기 제1 절연성층, 상기 제2 절연성층, 상기 열경화성 접착제층 중 적어도 어느 한 층이 광 흡수제를 포함해도 된다.

또한, 본 발명은 상기 커버레이 필름이 FPC 보호 부재로서 사용되어 이루어지는 휴대 전화를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 커버레이 필름이 FPC 보호 부재로서 사용되어 이루어지는 전자 기기를 제공한다.

상기 본 발명의 커버레이 필름에 의하면, 단차를 갖는 배선판 등을 피복한 경우에 간극 없이 추종하고, 이후의 땜납 리플로우 공정이나 도금 공정 등의 공정에 있어서, 팽창이나 도금액의 침투에 의한 불량이 발생하지 않는 박막 커버레이 필름을 제조할 수 있다.

또한, 절연성층 또는 접착제층이 광 흡수제를 함유함으로써, 커버레이 필름의 한쪽 면측에 특정의 착색이 가능해진다.

이상의 점에서, 본 발명에 의하면, 배선판 등을 피복한 후의 땜납 리플로우 공정 등의 가열 공정에 있어서, 팽창이나 도금액의 침투에 의한 불량이 발생하는 것을 저감할 수 있는 유연성이 풍부하고 박형이며, 또한 가혹한 굴곡 동작이 반복적으로 행해져도 FPC 보호 성능의 저하가 생기지 않는 굴곡 특성이 우수한 커버레이 필름을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 커버레이 필름의 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다. 본 발명은 본 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 개변이 가능하다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 지지체 필름(11)의 한쪽 면에, 제1 절연성층(12), 제2 절연성층(13), 열경화성 접착제층(14)이 순차로 적층되어 있다. 제1 절연성층(12), 제2 절연성층(13), 열경화성 접착제층(14)으로 이루어지는 적층체(15)는, 지지체 필름(11)으로부터 일체적으로 박리하여, FPC 등에 첩합시키는 것이 가능하다.

본 실시형태의 커버레이 필름(10)은 피착체인 FPC 등에 첩합시켰을 때에, 외표면이 유전체로서, FPC의 배선이나 회로 부품 등을 전기 절연적으로 보호할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 커버레이 필름은 굴곡 동작에 대한 굴곡 특성을 향상시키기 위해, 전체 두께를 얇게 할 수 있다.

(지지체 필름)

본 실시형태의 커버레이 필름(10)에 사용하는 지지체 필름(11)의 기재로는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름, 나일론 등의 폴리아미드 필름, 그 밖의 수지 필름 등을 들 수 있다. 이들 지지체 필름은 마스킹 필름으로서 사용 가능한 필름이어도 된다.

지지체 필름(11)의 기재가, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 기재 자체에 어느 정도의 박리성을 가지고 있는 경우에는, 지지체 필름(11) 위에 박리 처리를 실시하지 않고 직접 적층체(15)를 적층해도 되고, 적층체(15)를 지지체 필름(11)으로부터 박리하기 쉽게 하기 위한 박리 처리를 지지체 필름(11)의 표면에 실시해도 된다.

또한, 상기 지지체 필름(11)으로서 사용하는 기재 필름이 박리성을 갖고 있지 않을 경우에는, 아미노알키드 수지나 실리콘 수지 등의 박리제를 도포한 후, 가열 건조함으로써 박리 처리가 실시된다. 본 실시형태의 커버레이 필름(10)이 FPC에 사용되는 경우, 이 박리제에는 실리콘 수지를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 실리콘 수지를 박리제로서 사용하면, 지지체 필름(11)의 표면에 접촉한 절연성층(12, 13)의 표면으로 실리콘 수지의 일부가 이행하고, 추가로 적층체(15)의 내부를 통해 열경화성 접착제층(14)의 표면까지 이행할 우려가 있다. 이 열경화성 접착제층(14)의 표면으로 이행된 실리콘 수지가 열경화성 접착제층(14)의 접착력을 약화시키거나 할 우려가 있다.

지지체 필름(11)의 두께는 FPC에 피복하여 사용할 때의 적층체(15)의 전체의 두께에서는 제외되기 때문에, 특별히 한정되지 않지만, 통상 12∼150㎛ 정도이다. 지지체 필름(11)을 사용함으로써, 절연성층(12, 13)이나 열경화성 접착제층(14)을 형성할 때의 가공성, FPC에 대한 첩합시의 작업성을 향상시킬 수 있다.

지지체 필름(11)의 색은 무색(무착색)이어도 유색이어도 된다. 지지체 필름(11)에 착색하는 경우에는, 지지체 필름(11)을 제거한 적층체(15)의 색에 대해 콘트라스트가 큰 색인 것이 바람직하다. 예를 들면, 적층체(15)가 흑색 등의 어두운 색인 경우에는, 지지체 필름(11)은 백색, 황색 등의 밝은 색인 것이 바람직하다. 이로써, 지지체 필름(11)으로부터 적층체(15)를 박리하는 등의 취급성이나, 지지체 필름(11)이 박리되어 있는지 여부의 확인성을 향상시킬 수 있다. 지지체 필름(11)의 착색은 공지의 안료, 염료 등을 사용하여 행할 수 있다. 지지체 필름(11)으로서, 예를 들면, 두께가 30㎛ 이상 60㎛ 이하인 백색의 PET 필름을 들 수 있다.

(절연성층)

커버레이 필름(10)의 절연성층(12, 13)은 유전체의 박막 수지층 등으로 이루어지는 절연성층이다. 절연성층(12, 13)의 소재로서는 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아릴렌에테르 수지, 스티렌계 수지 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 폴리이미드 수지가 가장 바람직하다. 용제 가용성 폴리이미드를 사용하여 형성된 폴리이미드 필름의 박막 수지 필름은, 폴리이미드 수지의 특징인 높은 기계적 강도, 내열성, 절연성, 내용제성을 갖고, 260℃ 정도까지는 화학적으로 안정하다고 여겨지고 있기 때문에, 절연성층(12, 13)으로서 바람직하다.

폴리이미드로는 폴리아믹산을 가열하는 것에 의한 탈수 축합 반응으로 생기는 열경화형 폴리이미드와, 비탈수 축합형인 용제에 가용인 용제 가용성 폴리이미드가 있다.

일반적인 폴리이미드 필름의 제조 방법은, 극성 용매 중에서 디아민과 카르복실산 이무수물을 반응시킴으로써 이미드 전구체인 폴리아믹산을 합성하고, 폴리아믹산을 탈수 고리화에 의해 폴리이미드로 변환하는 것이다. 그러나, 이 이미드화하는 공정에 있어서의 가열 처리의 온도는 200℃∼300℃의 온도 범위가 바람직한 것으로 여겨지고, 이 온도보다 가열 온도가 낮은 경우에는, 이미드화가 진행되지 않을 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않고, 상기 온도보다 가열 온도가 높은 경우에는 화합물의 열분해가 발생할 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.

본 실시형태의 커버레이 필름(10)에서는 절연성층(12, 13)의 가요성을 보다 향상시키는 것을 의도하여, 절연성층(12, 13)의 합계의 두께가 10㎛ 이하인 극히 얇은 폴리이미드 필름을 사용할 수 있다. 사용하는 폴리이미드 필름의 두께가 약 7㎛보다도 얇은 경우에는, 강도 상의 보강재로서 사용하는 지지체 필름(11)의 한쪽 면에 얇은 폴리이미드 필름을 적층하여 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리아믹산을 포함하는 도포액을 지지체 필름(11)의 한쪽 면에 유연(流延)하고 가열하여, 폴리이미드를 성막할 수 있다.

그러나, 폴리이미드 필름 자체에는 가열 온도 200℃∼250℃에서의 가열 처리에 대한 내열성을 가지고 있으나, 지지체 필름(11)으로서 가격과 내열 온도 성능의 균형이라는 점에서, 범용의 내열성 수지 필름, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지 필름 등의 내열성이 높지 않은 필름을 사용하는 경우에는, 종래의 이미드 전구체인 폴리아믹산으로부터 폴리이미드를 형성하는 방법을 채용할 수 없다.

용제 가용성 폴리이미드는 그 폴리이미드의 이미드화가 완결되어 있고, 또한 용제에 가용이기 때문에, 용제에 용해시킨 도포액을 도포한 후, 200℃ 미만의 저온에서 용제를 휘발시킴으로써 성막할 수 있다. 이 때문에, 절연성층(12, 13)은 지지체 필름(11)의 한쪽 면 위에, 비탈수 축합형인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 도포한 후, 온도를 200℃ 미만의 가열 온도로 건조시켜 폴리이미드 수지의 박막 필름을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 범용의 내열성 수지 필름으로 이루어지는 지지체 필름(11)의 한쪽 면 위에, 두께가 1∼10㎛인 극히 얇은 폴리이미드 필름을 적층할 수 있다. 열경화성 접착제층(14)과 마찬가지로, 도포(코팅)에 의해 절연성층(12, 13)을 형성함으로써, 지지체 필름(11)을 그 길이 방향을 따라 반송하면서 그 위에 절연성층(12, 13), 열경화성 접착제층(14) 등을 연속적으로 형성할 수 있기 때문에, 롤 투 롤에서의 생산도 가능하고, 가공성, 생산성이 우수하다.

본 실시형태의 절연성층(12, 13)에 사용 가능한 비탈수 축합형인 용제 가용성 폴리이미드는 특별히 한정되지 않지만, 시판되고 있는 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 사용하는 것이 가능하다. 시판의 용제 가용성 폴리이미드의 도포액으로는, 구체적으로는 소루피 6,6-PI(소루피 공업), Q-IP-0895D(피아이 기연), PIQ(히타치 화성 공업), SPI-200N(신닛테츠 화학), 리카코트 SN-20, 리카코트 PN-20(신닛폰 이화) 등을 들 수 있다. 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 지지체 필름(11) 위에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 다이 코터, 나이프 코터, 립 코터 등의 코터로 도포하는 것이 가능하다.

본 실시형태의 절연성층(12, 13)의 합계의 두께(예를 들면, 폴리이미드 필름의 두께)는 1∼10㎛인 것이 바람직하다. 폴리이미드 필름의 두께를 0.8㎛ 미만으로 제막하는 것은 제막된 막의 기계적인 강도가 약하다는 점에서 기술적으로 곤란하다. 또한, 폴리이미드 필름 등의 절연성층(12, 13)의 두께가 10㎛를 초과하면 박형이고, 또한 우수한 굴곡 성능을 갖는 적층체(15)를 얻는 것이 곤란하게 된다. 또한, 절연성층(12, 13)의 합계의 두께가 약 7㎛보다 얇은 경우에는 롤에 권취할 때의 텐션 조정이 어렵기 때문에, 강도 상의 보강재로서 지지체 필름(11)을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 절연성층(12, 13)으로 사용 가능한 폴리이미드 필름의 수증기 투과도는 500g/㎡·day 이상인 것이 바람직하다. 이보다도 수증기 투과도가 낮은 경우에는, FPC를 피복한 후의 땜납 리플로우와 같은 가열 공정에 있어서, 각층의 잔류 용제나 접착제로부터의 아웃 가스, 필름 중의 수분이 급격하게 뜨거워짐으로써 발생하는 수증기에 의해 각 층간이 박리될 가능성이 있다. 수증기 투과도에는 특별히 상한을 설정하지 않지만, 동일한 재료를 사용하는 한 수증기 투과도는 두께에 반비례하기 때문에, 두께를 얇게 하여 수증기 투과도를 높일 경우에는 상술한 두께의 범위 내인 것이 바람직하다.

(고연신성 수지)

또한, 본 실시형태의 절연성층(12, 13)은 FPC의 단차에 대한 추종성을 향상시키기 위해, 인장 신도가 큰 것이 바람직하다. 한쪽 또는 양쪽의 절연성층(12, 13)의 단층에서의 인장 신도가 100％ 이상인 것이 바람직하고, 또한, 250％ 이하가 바람직하다. 여기서, 인장 신도는 필름이 정속 인장에 의해 절단된 시점의 신장을％로 나타낸 것이지만, 이 인장 신도가 클수록 인장력에 대해 유연한 필름이다. 이 때문에, 상기 적층체(15)가 충분한 유연성을 갖고, FPC의 요철이나 단차에 대한 우수한 추종성을 발현하기 위해서는 상기 인장 신도가 100％ 이상인 것이 바람직하다.

인장 신도가 높은 절연성층(12, 13)은 고연신성 수지를 포함하는 층으로서 구성할 수 있다. 인장 신도가 높은 절연성층(12, 13)을 폴리이미드 필름으로 구성하는 경우, 예를 들면 탄소수가 3개 이상의 지방족 유닛을 방향족 유닛 사이에 갖는 고연신성인 폴리이미드 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 지방족 유닛은 탄소수가 1∼10 정도의 알킬렌기를 갖는 폴리알킬렌옥시기를 포함하는 것이 바람직하다.

제2 절연성층(13)의 단층에서의 인장 신도가 100％ 이상인 것이 바람직하고, 또한, 250％ 이하가 바람직하다. 적층체(15)를 FPC 등에 첩합했을 때에 열경화성 접착제층(14)측이 되는 제2 절연성층(13)은 고연신성 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 제2 절연성층(13)이 수지 성분으로서 고연신성 수지만을 함유해도 된다. 제2 절연성층(13)이 난연성 수지를 함유하지 않아도 된다. 제2 절연성층(13)이 고연신성 수지와 난연성 수지를 함유해도 된다. 고연신성 수지는 난연성 수지보다 인장 신도가 높은 수지인 것이 바람직하다.

(난연성 수지)

적층체(15)의 난연성을 확보하기 위해, 한쪽 또는 양쪽의 절연성층(12, 13)이 난연성 수지를 함유할 수 있다. 난연성 수지로는 고분자의 수지 성분 자체가 난연성을 갖는 수지가 선택되고, 폴리이미드 수지인 것이 바람직하다. 난연성인 폴리이미드 수지로서는 소마르(주) 제조의 스피크세리어(등록상표), 우베 흥산(주) 제조의 유피아(등록상표), 도요보(주) 제조의 바이로맥스(등록상표) 등을 사용할 수 있다. 난연성인 폴리이미드 수지는 용제 가용성 폴리이미드이어도 된다. 난연성이 높은 절연성층(12, 13)을 폴리이미드 필름으로 구성하는 경우, 예를 들면 탄소수가 3개 이상의 지방족 유닛을 방향족 유닛 간에 갖지 않고, 방향족 유닛 간이 단결합 또는 탄소수가 2개 미만의 지방족 유닛에 의해 연결된, 난연성의 폴리이미드 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 탄소수가 2개 미만인 지방족 유닛이 탄소 원자를 포함하지 않는 에테르 결합(-O-) 등의 연결기여도 된다.

적층체(15)를 FPC 등에 첩합했을 때에 최외층이 되는 제1 절연성층(12)은 난연성 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 제1 절연성층(12)이 수지 성분으로서 난연성 수지만을 함유해도 된다. 제1 절연성층(12)이 고연신성 수지를 함유하지 않아도 된다. 제1 절연성층(12)이 난연성 수지와 고연신성 수지를 함유해도 된다. 난연성 수지는 고연신성 수지보다 난연성이 높은 수지인 것이 바람직하다.

(난연제)

적층체(15)의 난연성을 보다 양호하게 하기 위해, 한쪽 또는 양쪽의 절연성층(12, 13)이 난연제를 함유할 수 있다. 난연제로는 금속 수산화물계, 안티몬계, 적린계 등의 무기계 난연제, 할로겐계(염소계, 브롬계 등), 인계, 구아니딘계 등의 유기계 난연제를 들 수 있다. 폴리이미드 등의 절연성 수지와의 분산성이 우수하다는 점에서는 인계, 브롬계 등의 유기계 난연제가 바람직하다. 인계 난연제로는 지방족 인산에스테르, 방향족 인산에스테르, 방향족 축합인산에스테르, 비스페놀 인산에스테르, 할로겐함유 인산에스테르, 할로겐함유 축합인산에스테르, 포스파겐 화합물 등을 들 수 있다.

난연제가 수지와 반응하지 않는 첨가형의 난연제인 경우, 난연제의 첨가량에 따라서는 절연성층(12, 13)의 인장 신도가 저하될 우려가 있다. 이 때문에, 적층체(15)를 FPC 등에 첩합시켰을 때에 최외층이 되는 제1 절연성층(12)이 난연제를 함유하고, 제2 절연성층(13)이 제1 절연성층(12)보다 저농도의 난연제를 포함하거나, 또는, 제2 절연성층(13)이 난연제를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 제1 절연성층(12)이 도포에 의해 형성되는 경우에는, 추종성의 관점에서, 제1 절연성층(12)의 두께가 제2 절연성층(13)의 두께보다 얇은 것이 바람직하다. 제1 절연성층(12)의 두께로는, 0.5∼5㎛가 바람직하고, 1∼4㎛가 더욱 바람직하다. 제2 절연성층(13)의 두께로는, 1∼10㎛가 바람직하고, 2∼10㎛인 것이 더욱 바람직하다.

절연성층(12, 13)에 포함되는 수지와 난연제의 비율은 적당히 설정할 수 있다. 제1 절연성층(12)에서는 제1 절연성층(12) 중에 함유되는 소재의 합계를 100중량％로 했을 때, 난연제의 비율이 60중량％ 이하인 것이 바람직하다. 제1 절연성층(12)이 난연제를 함유하지 않아도 되고, 함유하는 경우의 난연제의 비율은 5중량％ 이상 60중량％ 이하인 것이 바람직하고, 5중량％ 이상 30중량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

제2 절연성층(13)에서는 제2 절연성층(13) 중에 함유되는 소재의 합계를 100중량％로 했을 때, 난연제의 비율이 하한을 5중량％ 이상으로 할 수 있으며, 상한은 60중량％ 이하인 것이 바람직하고, 30중량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제2 절연성층(13)이 난연제를 함유하지 않아도 되고, 함유하는 경우의 난연제의 비율은 하한을 5중량％ 이상으로 할 수 있으며, 상한은 60중량％ 이하인 것이 바람직하고, 30중량％ 이하가 더욱 바람직하다. 난연제가 절연성층의 두께 방향으로 농도 분포를 가져도 된다.

제1 절연성층(12)과 제2 절연성층(13)의 사이는 수지나 첨가제의 조성 등의 상이에 의해 계면을 나타내는 경우도 있고, 조성 등의 연속적인 변화에 의해 명료한 계면을 나타내지 않는 경우도 있다. 수지 성분의 효과로서, 신도와 난연성을 저해하지 않을 정도로, 필러 등의 첨가제를 절연성층(12, 13)에 사용해도 된다.

(열경화성 접착제층)

커버레이 필름(10)의 적층체(15)를 FPC에 첩합시키기 위해 사용되는 접착제층으로서, 열경화성 접착제층(14)이 바람직하다. 열경화성 접착제층(14)에 사용되는 열경화성 접착제는 전기 절연성의 접착제이면 되고, 구체예로서, 아크릴계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 고무계 접착제, 실리콘계 접착제 등의 일반적으로 사용되고 있는 열경화형 접착제를 들 수 있다. 추가로 인계, 브롬계 등의 난연제 등을 혼합하여 난연성을 갖게 한 열경화형 접착제가 바람직하게 사용되지만, 특별히 한정되지 않는다. 폴리우레탄의 원료가 되는 폴리올 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물로서 인 함유의 화합물을 사용하고, 수지의 분자 구조 중에서 인을 함유하는 폴리우레탄 수지를 열경화성 접착제로서 사용할 수도 있다. 열경화성 접착제층(14)이 폴리우레탄 수지와 에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직하고, 폴리우레탄 수지가 인 함유 폴리우레탄 수지인 것이 보다 바람직하다.

열경화성 접착제층(14)의 두께는, 예를 들면 1∼8㎛가 바람직하다. 열경화성 접착제층(14)은, 예를 들면 도포에 의해 형성할 수 있다.

열경화성 접착제층(14)의 접착력은 특별히 제한되지 않지만, 그 측정 방법은 JIS-C-6471 「플렉서블 프린트 배선판용 동장 적층판 시험 방법」의 8.1.1의 방법 A(90°방향 박리)에서 5∼30N/인치의 범위가 바람직하다. 접착력이 5N/인치 미만에서는, 예를 들면, FPC에 첩합시킨 적층체(15)가 열이나 굴곡으로 박리되거나 뜨는 경우가 있다.

열경화성 접착제층(14)은 상온에서 감압 접착성을 나타내는 점착제층이 아니라 가열 가압에 의해 접착성을 나타내는 접착제층이면, 반복적인 굴곡에 대해 접착력이 저하되기 어려워져 바람직하다. FPC에 대한 가열 가압 접착 조건은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 온도를 160℃, 가압력을 4.5MPa로 하여 60분간 열프레스하는 조건을 예시할 수 있다.

적층체(15)를 FPC에 대해 가열 가압할 때, 미리 지지체 필름(11)이 적층체(15)로부터 박리 제거되어 있어도 된다. 또한, 지지체 필름(11)이 적층체(15)에 적층된 채, FPC에 대해 가열 가압하는 것도 가능하다. 이 경우는, FPC에 대한 가열 가압 접착의 처리 후에 지지체 필름(11)을 적층체(15)로부터 박리 제거해도 된다.

(앵커층)

적층체(15)의 기재가 되는 절연성층(12, 13)과, 열경화성 접착제층(14) 사이의 밀착력을 향상시키기 위해, 제2 절연성층(13)과 열경화성 접착제층(14)의 사이에 앵커층(도시하지 않음)을 형성해도 된다. 앵커층은 열경화성 접착제층(14)의 가열 가압에 의한 접착 온도가 150∼250℃이어도 견뎌낼 수 있기 때문에, 내열성이 우수한 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 절연성층(12, 13) 및 열경화성 접착제층(14)에 대한 접착력이 우수한 앵커층이 바람직하다. 한편, 밀착력이 충분한 경우에는 앵커층을 생략하고, 제2 절연성층(13)과 열경화성 접착제층(14)이 직접 접하고 있어도 된다.

앵커층에 사용되는 접착성 수지 조성물로는 바람직하게는, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, (메타)아크릴 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지 등의 열가소성 수지가 사용된다. 또한, 에폭시 수지, 아미노 수지, 폴리이미드 수지, (메타)아크릴 수지 등의 열경화형이어도 된다.

앵커층의 접착성 수지 조성물로서 특히 바람직한 것은, 에폭시기를 갖는 폴리에스테르계 수지 조성물을 가교시키는 접착성 수지 조성물이나, 폴리우레탄계 수지에 경화제로서 에폭시 수지를 혼합한 접착성 수지 조성물이다. 이 때문에, 앵커층은 폴리이미드 필름 등의 박막으로 이루어지는 절연성층(12, 13)보다도 단단한 물성을 갖고 있다. 에폭시기를 갖는 폴리에스테르계 수지 조성물은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 1분자에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지(그 미경화 수지)와, 1분자에 2개 이상의 카르복실기를 갖는 다가 카르복실산과의 반응 등에 얻을 수 있다. 에폭시기를 갖는 폴리에스테르계 수지 조성물의 가교는 에폭시기와 반응하는 에폭시 수지용의 가교제를 사용할 수 있다.

앵커층의 두께는 0.05∼1㎛ 정도가 바람직하고, 이 정도의 두께이면, 열경화성 접착제층(14)과의 충분한 밀착력이 얻어진다. 앵커층의 두께가 0.05㎛ 이하인 경우에는 절연성층(12, 13)과 열경화성 접착제층(14)의 밀착력이 저하될 우려가 있다. 또한, 앵커층의 두께가 1㎛를 초과하여도, 절연성층(12, 13)과 열경화성 접착제층(14)의 밀착력의 증가에는 효과가 없고, 적층체(15)의 두께나 비용이 증대되기 때문에 바람직하지 않다. 앵커층은, 예를 들면 도포에 의해 형성될 수 있다.

(광 흡수제)

FPC에 첩합시킨 상태로 적층체(15)에 차광성을 부여하고, 또는 의장성을 향상시키기 위해, 적층체(15)를 구성하는 어느 층에 광 흡수제를 포함하고 있어도 된다. 이를 목적으로 광 흡수제를 포함할 수 있는 층은, 절연성층(12, 13)의 한쪽 또는 양쪽, 열경화성 접착제층(14), 또는 절연성층(12, 13)과 열경화성 접착제층(14) 사이에 형성할 수 있는 임의의 층이며, 예를 들면, 절연성층(12, 13), 예를 들면, 열경화성 접착제층(14), 앵커층 등의 적어도 어느 하나의 1층 또는 2층 이상을 들 수 있다. 열경화성 접착제층(14)이 광 흡수제를 함유해도 되고, 용제 가용성 폴리이미드로 구성되는 절연성층(12, 13)이 광 흡수제를 함유해도 된다. 광 흡수제를 포함하는 층(광 흡수층)이 절연성층(12, 13) 또는 열경화성 접착제층(14)의 적어도 어느 한 층 이상을 겸할 경우, 별도로 광 흡수층을 적층한 경우에 비해, 적층체(15)의 두께 증가를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

광 흡수제로는 비도전성 카본 블랙, 흑연, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 티타늄 블랙, 흑색 산화철, 산화 크롬, 산화 망간으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 흑색 안료 또는 착색 안료를 들 수 있다. 광 흡수제의 종류나 배합량 등은 광 흡수층이 전기 절연성을 유지하도록 선택되는 것이 바람직하다.

흑색 안료 또는 착색 안료로 이루어지는 광 흡수제는, 어느 층 중에 0.1∼30중량％로 함유시키는 것이 바람직하다. 흑색 안료 또는 착색 안료는 SEM 관찰에 의한 1차 입자의 평균 입경이 0.02∼0.1㎛ 정도인 것이 바람직하다. 광 흡수층의 두께는 광 흡수제의 미립자가 표출되지 않도록 광 흡수제의 입경보다 두꺼운 것이 바람직하다.

지지체 필름(11)을 제거한, 적층체(15)의 광 투과율은 5％ 이하가 바람직하다. 광 투과율로는 가시광선 투과율, 전광선 투과율 등을 들 수 있다.

광 투과율을 효과적으로 저하시키고, 차광성을 향상시키기 위해서는, 광 흡수제 중에서도, 카본 블랙 등의 흑색 안료가 바람직하다. 흑색 안료로는 실리카 입자 등을 흑의 색재에 침지시켜 표층부만을 흑색으로 해도 되고, 흑색의 착색 수지 등으로 형성하여 전체에 걸쳐 흑색이 되도록 해도 된다. 또한, 흑색 안료는 진흑색 이외에 회색, 거무스름한 갈색, 또는 거무스름한 녹색 등의 흑색에 근사한 색을 나타내는 입자를 포함하고, 광을 반사하기 어려운 어두운 색이면 사용할 수 있다.

(박리 필름)

커버레이 필름(10)은 열경화성 접착제층(14)을 보호하기 위해, 열경화성 접착제층(14) 위에 박리 필름(19)을 첩합시킬 수 있다. 박리 필름(19)의 기재로는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름을 들 수 있다. 이들 기재 필름에 아미노알키드 수지나 실리콘 수지 등의 박리제를 도포한 후, 가열 건조함으로써, 박리 처리가 실시된다. 본 실시형태의 커버레이 필름(10)은 박리 필름(19)을 제거한 상태로, FPC에 첩합되기 때문에, 이 박리제에는 실리콘 수지를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면 실리콘 수지를 박리제로서 사용하면, 박리 필름(19)의 표면에 접촉한 열경화성 접착제층(14)의 표면으로, 실리콘 수지의 일부가 이행하여, 열경화성 접착제층(14)의 접착력을 약화시킬 우려가 있기 때문이다.

박리 필름(19)의 두께는 FPC에 피복하여 사용할 때의 적층체(15)의 전체의 두께에서는 제외되기 때문에, 특별히 한정되지 않지만, 통상 12∼150㎛ 정도이다.

(커버레이 필름)

본 실시형태의 커버레이 필름(10)은 반복적인 굴곡 동작을 받는 FPC에 첩합시켜서 사용하는 것이 가능한, 굴곡 특성이 우수한 커버레이 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 커버레이 필름을 첩합시킨 FPC는 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 휴대 단말, 등의 각종 전자 기기에 사용할 수 있다.

본 실시형태의 커버레이 필름(10)의 제조 방법으로는 지지체 필름(11) 위에, 절연성층(12, 13)과 열경화성 접착제층(14)을 지지체 필름(11)에 가까운 측에서 순차로 재료의 도포에 의해 적층하는 방법을 들 수 있다. 추가로, 상술한 바와 같이, 열경화성 접착제층(14) 위에, 박리 필름(19)을 첩합시켜도 된다.

본 실시형태의 커버레이 필름(10)은 FPC가 굴곡 동작을 할 때에는, 적층체(15)의 상태로 FPC에 첩합시켜 사용되는 것이 바람직하다. 여기서, 적층체(15)란, 커버레이 필름(10)이 박리 필름(19)을 갖는 경우에는, 커버레이 필름(10)으로부터 지지체 필름(11) 및 박리 필름(19)을 제거한 적층체이며, 커버레이 필름(10)이 박리 필름(19)을 가지지 않는 경우에는 지지체 필름(11)을 제외한 적층체이다. 적층체(15)는 상술한 앵커층, 광 흡수층 등을 포함해도 된다.

적층체(15)의 전체의 두께는 30㎛ 이하가 바람직하고, 15㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 예를 들면 5∼15㎛, 12㎛ 이하를 들 수 있다. 적층체(15)의 인장 신도는 100％ 이상이 바람직하고, 150％ 이상 또는 150％ 이하여도 된다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

한쪽 면에 박리 처리를 실시한, 두께가 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 지지체 필름(11)으로 사용하였다.

지지체 필름(11)의 한쪽 면에 난연성 폴리이미드 수지(지방족 유닛을 포함하지 않는 폴리이미드 수지)로 이루어지고, 인계 난연제를 포함하지 않는 용제 가용성 폴리이미드 수지의 도포액을 건조 후의 두께가 1㎛가 되도록 유연 도포, 건조시켜, 제1 절연성층(12)을 형성하였다.

제1 절연성층(12) 위에 고연신성 폴리이미드 수지(디아민 중에 지방족 유닛으로서 (CH₂CH₂CH₂CH₂-O-)₁₀을 포함하는 폴리이미드 수지)로 이루어지고, 난연제를 포함하지 않고, 건조 후의 인장 신도가 170％인 용제 가용성 폴리이미드 수지의 도포 액을 건조 후의 두께가 3㎛가 되도록 유연 도포, 건조시켜, 제2 절연성층(13)을 형성하였다.

제2 절연성층(13) 위에, 인 함유 폴리우레탄 수지 용액(도요보 제조: UR3575) 100중량부에 다관능 에폭시 수지(도요보 제조: HY-30) 2.4중량부, 흄드 실리카(니혼 에어로실 제조: R972) 4.7중량부를 순차로 첨가하고 교반하여 생성된 열경화성 접착제를 건조 후의 두께가 8㎛가 되도록 도포, 건조시켜, 열경화성 접착제층(14)을 형성하고, 실시예 1의 커버레이 필름을 얻었다.

(실시예 2, 3)

제1 절연성층(12)에 포함되는 폴리이미드 수지를 상기 고연신성 폴리이미드수지 및 상기 난연성 폴리이미드 수지의 병용으로 하고, 수지의 중량비를 실시예 2에서는 20:80, 실시예 3에서는 50:50으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2, 3의 커버레이 필름을 얻었다.

(실시예 4)

제2 절연성층(13)을 형성하기 위한 도포액을 수지 100중량부에 대해 20중량부의 인계 난연제를 포함하는 용제 가용성 폴리이미드 수지의 도포액으로 하는 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여, 실시예 4의 커버레이 필름을 얻었다.

(실시예 5)

제1 절연성층(12)을 형성하기 위한 도포액을 인계 난연제를 포함하는 용제 가용성 폴리이미드 수지의 도포액으로 하는 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여, 실시예 5의 커버레이 필름을 얻었다.

(실시예 6)

제1 절연성층(12)에 포함되는 폴리이미드 수지를 상기 고연신성 폴리이미드 수지 및 상기 난연성 폴리이미드 수지의 병용으로 하고, 수지의 중량비를 80:20으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 6의 커버레이 필름을 얻었다.

(실시예 7)

제1 절연성층(12)의 두께를 2㎛, 제2 절연성층(13)의 두께를 5㎛, 열경화성 접착제층(14)의 두께를 15㎛로 하는 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여, 실시예 7의 커버레이 필름을 얻었다.

(실시예 8)

제1 절연성층(12)의 두께를 3㎛, 제2 절연성층(13)의 두께를 1㎛로 하는 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여, 실시예 8의 커버레이 필름을 얻었다.

(비교예 1)

제1 절연성층(12)에 포함되는 폴리이미드 수지를 상기 고연신성 폴리이미드수지로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 커버레이 필름을 얻었다.

(비교예 2)

제1 절연성층(12)의 막두께를 4㎛로 하고, 제2 절연성층(13)을 적층하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 2의 커버레이 필름을 얻었다.

(인장 신도의 측정 방법)

IPC-TM-650 2.4.19에 따라, 샘플 사이즈를 15㎜ 폭, 척 간 거리를 100㎜, 측정 속도를 50㎜/min으로 측정했다(샘플 수 N＝5로 측정을 행하고, 그 평균값을 취했다).

적층체의 인장 신도는 지지체 필름을 제거한 적층체를 샘플로 하여 측정하였다.

제2 절연성층의 인장 신도는 지지체 필름과 동일한 박리 필름의 한쪽 면에, 제2 절연성층을 형성하기 위한 도포액을 도포하고, 건조 후에 박리 필름을 박리 제거하여 얻어진 제2 절연성층의 단체를 샘플로 하여 측정하였다.

(추종성의 평가 방법)

두께가 12.5㎛의 폴리이미드 필름 위에, 두께 75㎛, L/S＝75㎛/75㎛의 구리 배선 패턴을 형성한 테스트 패턴에 커버레이 필름의 열경화 접착제면을 중첩하고, 온도 140℃, 속도 1m/min으로 열라미네이트에 의해 라미네이트하였다. 지지체 필름(11)을 박리한 후, 160℃, 4.5MPa, 65분의 조건으로 열프레스하여 추종성 평가 샘플을 얻었다.

얻어진 샘플의 단면을 관찰하여, 배선 패턴에 매우 잘 추종하고, 또한 외관이 양호한 경우는 「◎」, 배선 패턴에 잘 추종하고 있으며, 외관이 대체로 양호한 경우는 「○」, 배선 패턴에 잘 추종하고 있지만 배선 엣지가 얇아진 경우는 「△」, 추종하지 않고 배선 패턴으로부터 뜬 경우나 배선 엣지 부분의 도막이 절단된 경우를 「×」로 하였다.

(난연성의 평가 방법)

얻어진 커버레이 필름을 두께가 12.5㎛의 폴리이미드 필름에 전술한 방법(추종성의 평가 방법을 참조)으로 열프레스하고, 난연성의 평가용 샘플을 얻었다. UL-94의 박수 재료 수직 연소 시험(ASTM D4804)의 방법에 따라 난연성을 평가하여, 불꽃이 오르지 않는 것과 같은 난연을 하는 경우는 「◎」, 표선까지의 연소가 없는 난연을 하는 경우는 「○」, 표선 정도까지의 연소를 나타내는 경우는 「△」, 표선 이상까지 연소되어 난연성을 갖지 않는 경우는 「×」로 하였다.

(시험 결과)

실시예 1∼8 및 비교예 1에 대해, 상기 평가 방법으로 커버레이 필름의 평가를 행하여, 얻어진 평가 결과를 표 1에 나타내었다.

「제1 절연성층」란에서, 「비율」은 고연신성 폴리이미드 수지 및 난연성 폴리이미드 수지의 비율을 의미한다. 「유무」는 난연제의 유무를 의미한다. 실시예 5에 있어서의 난연제의 비율은 30중량％로 했다. 「제2 절연성층」란에서, 「중량부」는 수지 100중량부에 대한 난연제의 중량부를 의미한다. 「PI1」은 실시예 1의 제2 절연성층에서 사용한 고연신성 폴리이미드 수지를 의미하고, 「PI2」는 실시예 1의 제1 절연성층에서 사용한 난연성 폴리이미드 수지를 의미한다.

「열접착성 접착제층」의 재료 란에서, 「PU1」은 실시예 1에서 사용한 난연성 폴리우레탄을 포함하는 열접착성 접착제를 의미한다.

적층체의 두께는 지지체 필름을 제거한 커버레이 필름 전체의 두께를 의미하고, 「합계의 두께」는 지지체 필름을 포함하는 커버레이 필름 전체의 두께를 의미한다.

한편, 절연성층(12, 13)에 난연제를 첨가하는 경우의 인계 난연제로서는 후시미 제약소 제조의 상품명 FP-110(포스파겐계 난연제)을 사용했다.

표 1에 나타낸 평가 결과에 의하면, 적층체의 인장 신도가 100％ 이상인 경우, 추종성이 양호해지는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 2와 같이, 적층체의 인장 신도가 낮은 경우, 단차에 대한 추종성이 악화되었다. 제2 절연성층의 인장 신도가 낮은 경우, 적층체의 인장 신도도 저하되는 경향이 보였다.

또한, 제1 절연성층에 난연성 수지를 사용하지 않고, 제2 절연성층에 난연제를 첨가하고 있지 않은 비교예 1에서는, 열경화성 접착제층에 난연성을 갖게 한 열경화형 접착제를 사용했지만, 지지체 필름을 박리한 샘플에 있어서 최외층이 되는 제1 절연성층의 난연성이 낮기 때문에, 적층체 전체로서도 난연성이 악화되었다.

10…커버레이 필름, 11…지지체 필름, 12…제1 절연성층, 13…제2 절연성층, 14…열경화성 접착제층, 15…적층체, 19…박리 필름

Claims

지지체 필름의 한쪽 면에 제1 절연성층, 제2 절연성층, 열경화성 접착제층이 순차로 적층되어 이루어지고,
상기 제1 절연성층이 난연성 수지를 함유하며,
상기 제2 절연성층이 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아릴렌에테르 수지, 스티렌계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 함유하고,
상기 지지체 필름을 제거한 상기 제1 절연성층, 상기 제2 절연성층, 상기 열경화성 접착제층으로 이루어지는 적층체의 인장 신도가 100％ 이상인 것을 특징으로 하는 커버레이 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 절연성층이 난연성 수지와 고연신성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 절연성층의 막두께가 상기 제2 절연성층의 막두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 커버레이 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 절연성층 중에 함유되는 소재의 합계를 100중량％로 했을 때, 난연제가 5∼60중량％ 함유되는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제2 절연성층의 단층에서의 인장 신도가 100％ 이상인 것을 특징으로 하는 커버레이 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제2 절연성층 중에 함유되는 소재의 합계를 100중량％로 했을 때, 난연제가 5∼60중량％ 함유되는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 열경화성 접착제층이 폴리우레탄 수지와 에폭시 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름.
제 1 항 또는 제 2 항의 커버레이 필름이 FPC 보호 부재로서 사용되어 이루어지는 전자 기기.