KR20200017869A - 도전성 접착 필름 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름은 도전성 접착 필름은 대향하는 제1 및 제2 주(major) 표면들을 포함하는 접착 베이스 층, 및 상기 접착 베이스 층에 분산된 복수의 이산(discrete) 개별 입자들을 포함하고, 상기 입자들의 외부 표면들은 메탈 코팅들을 형성하기 위해 메탈로 적어도 부분적으로 코팅되고, 상기 메탈 코팅들은 서로 연결하고 상기 제1 및 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되어 상기 메탈의 전기적 및 기계적으로 연속적인 3차원적 다공성 네트워크를 형성한다.

Description

도전성 접착 필름 및 이의 제조 방법 {ELECTRICALLY CONDUCTIVE ADHESIVE FILM AND PRODUCING METHOD THEREOF}
본 발명은 도전성 접착 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
도전성 접착 필름의 경우, 도전성 접착 필름의 접착층 내에 복수의 도전성 입자들을 포함하고, 복수의 도전성 입자들이 서로 접촉하여 전도 경로가 형성된다. 전도 경로가 형성됨으로써 도전성 필름은 전기 전도 특성을 가지게 된다.
복수의 도전성 입자의 접촉 부분에서 접촉 저항이 형성되어 도전성 필름의 전기 전도성에 영향을 줄 수 있다.
본 발명은 도전성이 높은 도전성 접착 필름 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도전성 접착 필름은 대향하는 제1 및 제2 주(major) 표면들을 포함하는 접착 베이스 층, 및 상기 접착 베이스 층에 분산된 복수의 이산(discrete) 개별 입자들을 포함하고, 상기 입자들의 외부 표면들은 메탈 코팅들을 형성하기 위해 메탈로 적어도 부분적으로 코팅되고, 상기 메탈 코팅들은 서로 연결하고 상기 제1 및 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되어 상기 메탈의 전기적 및 기계적으로 연속적인 3차원적 다공성 네트워크를 형성한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도전성 접착 필름은 대향하는 제1 및 제2 주(major) 표면들을 포함하는 접착 베이스 층, 상기 접착 베이스 층 내에 내장되고 상기 제1 및 상기 제2 주 표면들 사이에 확장된 전기적 및 기계적으로 서로 연결된 속이 빈(hollow) 금속 관형 구조물들의 연속적인 단일(unitary) 3차원적 네트워크, 및 각 속이 빈 금속 관형 구조물 내에 배치된 적어도 하나의 이산 개별 입자를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도전성 접착 필름은 대향하는 제1 및 제2 주(major) 표면들을 포함하는 접착 베이스, 및 상기 접착 베이스 층 내에 분산된 이산 개별 입자들의 복수의 체인들을 포함하고, 상기 이산 개별 입자들의 각 체인에 대하여 상기 체인은 상기 제1 및 제2 주 표면들 사이를 연장하고, 바인더는 상기 체인 내에서 근접한 입자들을 결합하며, 상기 체인 내의 상기 바인더 및 상기 입자들은 연속적인 메탈 경로를 형성하기 위해 상기 제1 및 상기 제2 주 표면들 사이의 상기 체인을 따라 메탈로 코팅된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도전성 접착 필름은 대향하는 제1 및 제2 주(major) 표면들을 포함하는 접착 베이스 층, 및 상기 접착 베이스 층 내에 배치된 복수의 노드들에서 서로 연결되고 상기 제1 및 상기 제2 주 표면들 사이를 연장하는 길게 연장된 도전성 링크들(links)의 네트워크를 포함하고, 각 링크는 메탈 층에 의해 둘러싸인 길게 연장된 중심 입자를 포함하고, 상기 노드들 중 하나에 연결된 상기 링크들의 각 쌍에 대하여, 상기 링크들 중 하나의 상기 메탈 층은 상기 링크들 중 다른 하나의 상기 메탈 층으로 이음매 없이 확장하며, 각 링크들에 대해, 상기 링크의 상기 중심 입자는 상기 링크의 적어도 80 용량 백분율(volume percent)을 점유한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도전성 접착 필름을 제조하는 방법은 복수의 입자들을 제공하는 단계, 인접한 입자들은 접촉 영역 내에서 서로 접촉하고, 바인더로 인접 입자들을 대응 접촉 영역에서 서로 결합시키는 단계, 및 전기적 및 기계적으로 연속적인 메탈의 3차원 다공성 네트워크를 형성하기 위해 상기 입자들과 상기 바인더들을 메탈로 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 높은 도전성을 가지는 도전성 접착 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 도전성 접착 필름이 사용되는 일 실시예이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 단면도의 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 단면도의 다른 예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 도전성 입자로 구성된 링크를 나타내는 개념도이다.
도 6A 내지 도 6D는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 제조 방법의 예를 도시한다.
도 7A 내지 도 7C는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 제조 방법의 다른 예를 도시한다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 여기서, 도면은 설명의 편의를 위해 일정한 비율로 그려지지 않았음을 밝혀둔다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변 하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 문서의 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", " 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "연결되어", "접촉되어", 또는 "접착되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 또 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 상기 다른 구성 요소"에 연결될 수 있다.
본 명세서의 도전성 접착 필름은 전자 부품, 전자 회로가 사용된 제품 등 다양한 대상물 사이를 접착시키되 접착되는 대상물 사이에 전기가 흐르도록 하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 도전성 접착 필름이 사용되는 일 실시예이다.
도 1을 참조하면, 도전성 접착 필름(100)은 접착시키고자 하는 제1 접착 대상 물질(1)과 제2 접착 대상 물질(2) 사이에 배치될 수 있다. 도전성 접착 필름(100)은 접착시키고자 하는 제1 접착 대상 물질(1)과 제2 접착 대상 물질(2) 사이에 배치되어 제1 접착 대상 물질(1)과 제2 접착 대상 물질(2)을 밀착하게 접착시킨다.
도전성 접착 필름(100)은 대향하는 제1 주 표면(major surface)(11) 및 제2 주 표면(12)을 포함할 수 있다. 제1 주 표면(11)은 제1 접착 대상 물질(1)과 접착되고, 제2 주 표면(12)은 제2 접착 대상 물질(2)과 접착될 수 있다. 이에 따라, 제1 접착 대상 물질(1)과 제2 접착 대상 물질(2)은 도전성 접착 필름(100)을 사이에 두고 서로 접착 연결될 수 있다.
설명의 편의를 위해 도 1에서는 본 실시예의 도전성 접착 필름(100)의 제1 주 표면(11)에 제1 접착 대상 물질(1)이 제2 주 표면(12)에는 제2 접착 대상 물질(2)이 배치되어 접착된 경우를 예로 들었으나, 도전성 접착 필름(100)은 복수의 접착 대상 물질들의 사이에 배치될 수 있음을 밝혀 둔다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름을 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 도전성 접착 필름(100)은 접착 베이스 층(10), 복수의 이산 개별 입자들(discrete individual particles)(이하 복수의 입자)(30)을 포함할 수 있다. 또는, 도 3에 도시된 것과 같이, 도전성 접착 필름(100)은 기판(substrate)(60)을 더 포함할 수 있다.
접착 베이스 층(10)은 기재(60)의 상부에 적층(laminate)되거나 배치(dispose)될 수 있다. 접착 베이스 층(10)은 대향하는 제1 표면(11), 및 제2 표면(12)을 포함할 수 있다. 접착 베이스 층(10)은 접착제로 충전되어 접착력을 가질 수 있다. 접착 베이스 층(10)은 예를 들어, 감압 접착제(pressure sensitive adhesive, PSA), 핫멜트 접착제(hot melt adhesive), 열경화성 접착제(thermoset adhesive), 용매계 접착제(solvent based adhesive), 및 수성 접착제(water based adhesive) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
복수의 입자(30)는 접착 베이스 층(10)에 분산되어 배치된다. 복수의 입자(30)는 접착 베이스 층(10) 내에서 서로 연결될 수 있다. 복수의 입자(30)는 서로 연결되어 체인을 형성할 수 있다. 복수의 입자(30)는 체인이 형성된 후 외부 표면이 적어도 부분적으로 메탈로 코팅되어 메탈 코팅을 형성할 수 있다.
체인을 형성하는 복수의 입자(30)는 접착 베이스 층(10)을 상하로 가로 지르는 형태로 위치될 수 있다. 다시 말해, 도 2와 같이 복수의 입자는 서로 연결되어 체인을 형성하며 접착 베이스 층(10)의 접착 베이스 층(10)의 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12) 사이를 가로 질러 배치될 수 있다. 본 명세서 상에서 이처럼 서로 연결되는 복수의 입자(30)는 체인으로 지칭될 수 있다. 다만 이러한 용어에 본 발명의 사상이 제한되지 않음은 밝혀둔다.
체인이 형성됨으로써, 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12) 사이에 전도 경로(20)가 형성될 수 있다. 즉, 접착 베이스 층(10)의 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12)을 연결하는 체인의 경로를 따라 전도 경로(20)가 형성될 수 있다. 여기서, 전도 경로(20)는 전하가 이동하는 경로, 즉 전기가 전도되는 경로를 지칭할 수 있다.
복수의 입자(30)가 서로 연결됨에 따라 3차원적 다공성 네트워크(3-dimensional network)가 형성될 수 있다. 3차원적 다공성 네트워크는 복수의 체인을 포함할 수 있다. 복수의 체인 각각은 3차원적 다공성 네트워크를 구성하며 개별적으로 접착 베이스 층(10)의 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12)을 연결하는 제1 체인(21)와 제2 체인(22)을 포함할 수 있다.
3차원적 다공성 네트워크는 복수의 노드에서 서로 연결되고 전도성 메탈로 코팅된 링크의 네트워크를 형성할 수 있다. 메탈 코팅된 링크들 중 적어도 두 개를 연결하는 노드들 중 적어도 하나에 대해, 메탈 코팅은 메탈 코팅된 링크들 중 하나로부터 상기 메탈 코팅된 링크들 중 다른 하나로 이음매 없이(seamlessly) 확장할 수 있다.
복수의 입자(30)는 다양한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 입자(30)는 도전성 물질로 구성되거나 비전도성 물질(또는 절연성 물질)로 구성될 수 있다.
도전성 물질은 예를 들어 탄소(carbon), 금속 섬유, 금속이 코팅된 유리 및 고분자 섬유 중 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 물질은 도전성 물질의 예에 해당하며, 이외에도 일반적으로 도전성을 나타내는 물질을 포함할 수 있다.
비전도성 물질은 예를 들어 폴리에스터 섬유, 올레핀계열 섬유 등의 고분자 계 섬유, 유리섬유 등의 세라믹계의 섬유 중 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 경우에 따라, 복수의 입자(30)는 도전성 물질과 절연성 물질의 조합으로도 구성될 수 있다. 이러한 물질은 절연성 물질의 예에 해당하며, 이외에도 일반적으로 절연성을 나타내는 물질을 포함할 수 있다.
체인을 형성하는 복수의 입자(30)는 메탈로 코팅될 수 있다. 이에 따라, 복수의 입자(30)의 외부 표면에는 코팅 표면(40)이 형성될 수 있다. 코팅 표면(40)을 구성하는 메탈은, 예를 들어, 금, 구리, 니켈, 은, 알루미늄 등 또는 이들의 합금 중 하나 또는 이상을 포함할 수 있다.
복수의 입자(30) 중 다수는 길게 늘어난(elongate) 형상을 가질 수 있다. 한편, 복수의 입자(30)의 모양과 관련하여, 도 2에서는 복수의 입자(30)를 사각 기둥의 형태로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 원기둥형, 구형, 필라멘터리, 판상형, 덴드라이트형 등 다양한 형태로 존재할 수 있음을 밝혀둔다.
코팅 표면(40)을 따라 접착 베이스 층(10)의 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12) 사이에 전하의 이동이 일어날 수 있고, 이에 따라, 도전성 접착 필름(100)은 전기가 통하는 성질인 도전성을 나타낼 수 있다. 전하의 이동이 일어나는 경로는 전도 경로(20)라 할 수 있다. 만약 복수의 입자(30)가 도전성인 경우, 코팅 표면(40)뿐만 아니라 도 2에 도시된 전도 경로(20)와 같이 복수의 입자(30)를 통해 전하의 이동이 일어날 수 있다.
기재(60)는 도전성 접착 필름(100)의 제조 과정에서 복수의 입자(30)를 배치하고 접착 베이스 층(10)을 형성하기 위한 구조적 틀이 되는 구성을 지칭할 수 있다. 기재(60)는 다양한 물질로 형성될 수 있으며, 경우에 따라 기재(60)는 접착 베이스 층(10)의 생성 후 제거될 수도 있다. 이에 따라 도전성 접착 필름(100)의 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12) 각각에 접착 대상 물질들이 접착되어, 도전성 접착 필름(100)이 양면 테이프로서의 기능을 수행할 수 있다.
기재(60)는 예를 들어, 이형처리가 된 고분자 필름 물질로 구성될 수도 있다.
또한, 도 2의 제2 단일 네트워크(22) 부분을 참조하면, 복수의 입자(30)는 서로 어긋나게 배치될 수도 있으며, 이에 따라 복수의 입자(30) 사이의 공간 또는 그 주변의 공간은 접착제로 충전되어 있을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 단면도의 예를 도시한다. 도 3은 도전성 접착 필름(100)의 단면도를 도시한다. 도 1과 도 2에 도시된 도전성 접착 필름(100)과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙였다.
도 3을 참조하면, 도전성 접착 필름(100')은 기재(60), 복수의 입자(30), 접착 베이스 층(10)을 포함할 수 있다.
기재(60), 접착 베이스 층(10)은 순차적으로 적층(laminate)되거나 배치(dispose)될 수 있다. 구체적으로, 기재(60)이 배치되고, 기재(60)의 상측에 접착 베이스 층(10)이 배치될 수 있다.
접착 베이스 층(10) 내에는 메탈로 코팅된 복수의 입자(30)가 포함될 수 있다. 복수의 입자(30)는 접착 베이스 층(10) 내에서 접착 베이스 층(10)을 상하로 관통하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 입자(30)는 서로 접촉하여 연결된 채로 접착 베이스 층(10)의 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12)을 가로 지르도록 배치될 수 있다.
복수의 입자(30)는 적어도 일부가 접촉하여 연결됨으로써 체인을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 입자(30)의 적어도 일부 각각은 접촉 표면(31)에서 직접적으로 맞닿아 전도 경로(20)를 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 입자(30)의 적어도 일부 각각은 근접 접촉 표면(31a)에서 근접하여 접촉함으로써, 즉 소정 거리만큼 떨어져서 접촉함으로써 전도 경로(20)를 형성할 수 있다. 이러한 경우, 복수의 입자(30) 사이의 근접 접촉 표면(31a)은 바인더(70)를 통해 서로 결합할 수 있다.
이와 같이, 바인더(70)는 복수의 입자(30) 사이에 배치될 수 있다. 경우에 따라, 바인더(70)는 복수의 입자(30)의 외부 표면의 적어도 일부분에 배치될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 단면도의 다른 예를 도시한다.
도 4를 참조하면, 도전성 접착 필름(100'')은 기재(60), 복수의 속이 빈 관형 구조물(hollow tubular structure)(50), 접착 베이스 층(10)을 포함할 수 있다.
기재(60)과 접착 베이스 층(10)은 순차적으로 적층(laminate)되거나 배치(dispose)될 수 있다. 예를 들어, 기재(60)이 배치되고, 기재(60)의 상측에 접착 베이스 층(10)이 배치될 수 있다.
접착 베이스 층(10) 내에는 속이 빈 관형 구조물(50)이 포함될 수 있다. 다시 말해, 속이 빈 관형 구조물(50)은 접착 베이스 층(10) 내에 내장(embed) 될 수 있다. 속이 빈 관형 구조물(50)은 길게 연장되고(elongated) 속이 비워져 있는 기둥 형태의 구조물일 수 있다. 이러한 형태에 의해 속이 빈 관형 구조물(50)은 종료 영역(56)에서 개구부를 가질 수 있다.
한편, 도 4에서, 속이 빈 관형 구조물(50)은 사각형의 형태로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 원형, 원기둥형, 마름모형, 구형, 필라멘터리, 판상형, 덴드라이트형 등 다양한 형태로 존재할 수 있음을 밝혀둔다.
속이 빈 관형 구조물(50)은 도전성 물질로 구성될 수 있다. 도전성 물질의 구체적인 예와 관련하여서는 도 2에서 설명한 복수의 입자(30)를 구성할 수 있는 도전성 물질의 경우와 동일한 바, 생략하겠다.
속이 빈 관형 구조물(50)은 복수일 수 있고, 속이 빈 관형 구조물(50)의 적어도 일부분이 각각 서로 접촉되어 연장됨으로써 체인이 형성될 수 있다. 이에 따라, 체인의 길이 방향으로 전도 경로(20)가 형성될 수 있다. 이 때, 복수의 속이 빈 관형 구조물(50) 각각은 직접 접촉할 수도 있고, 소정의 간격을 두고 근접 접촉할 수도 있다.
복수의 속이 빈 관형 구조물(50)이 직접 접촉하는 경우, 직접 접촉되는 표면은 접촉 표면(31)으로 지칭될 수 있다. 접촉 표면은 복수의 속이 빈 관형 구조물(50) 각각의 적어도 일부분일 수 있다. 또한, 복수의 속이 빈 관형 구조물(50) 각각이 접촉하는 접촉 표면(31)이 위치되는 부분은 노드(51)로 지칭될 수 도 있다. 복수의 속이 빈 관형 구조물(50)은 복수의 노드(51)를 가질 수 있다.
복수의 속이 빈 관형 구조물(50)이 소정의 간격을 두고 근접하여 접촉하는 경우, 복수의 속이 빈 관형 구조물(50)을 결합시키기 위해 그 사이에 바인더(70)가 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 바인더(70)는 복수의 속이 빈 관형 구조물(50) 외부 표면의 적어도 일부에 배치될 수도 있다.
복수의 속이 빈 관형 구조물(50)의 결합은 다양한 형태로 나타날 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 제1 속이 빈 관형 구조물(50a)은 제2 속이 빈 관형 구조물(50b)과 소정의 간격을 두고 바인더(70)를 이용하여 결합할 수 있다. 구체적으로, 제1 속이 빈 관형 구조물(50a)의 일단(52a)은 제2 속이 빈 관형 구조물(50b)의 중앙 부분(52b)과 접촉하여 결합할 수 있다. 도 6에서는 소정의 간격을 두고 근접 접촉하여 결합된 경우를 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 직접적으로 접촉하여 결합할 수도 있음을 밝혀둔다.
한편, 경우에 따라, 제1 속이 빈 관형 구조물(50a)의 일단(52a)이 위치되는 부분은 종료 영역(56)으로 지칭될 수도 있다. 종료 영역(56)은 제1 속이 빈 관형 구조물(50a)의 말단 부분으로서, 제1 속이 빈 관형 구조물(50a)이 제2 속이 빈 관형 구조물과 결합하는 부분이자 바인더(70)가 충전되는 영역일 수 있다.
적어도 두 개의 속이 빈 금속 관형 구조물들(50a, 50b)에 대하여, 속이 빈 금속 관형 구조물들(50a, 50b) 중 제1 속이 빈 관형 구조물(50a)의 일단(52a)은 종료 영역(56) 내에서 상기 속이 빈 금속 관형 구조물들(50a, 50b) 중 제2 속이 빈 관형 구조물(50b)의 중앙 부분(52b)와 접촉 또는 가까이 접촉할 수 있다. 속이 빈 금속 관형 구조물들(50a, 50b)은 종료 영역(56)에서 두 개의 속이 빈 금속 관형 구조물들(50a, 50b) 사이에 속이 빈 개구부를 정의하고, 상기 속이 빈 개구부는 접착 베이스 층과 다른 바인더로 적어도 부분적으로 충전될 수 있다.
서로 접촉 또는 근접 접촉된 복수의 속이 빈 관형 구조물(50)은 접착 베이스 층(10) 내에서 접착 베이스 층(10)을 상하로 관통하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 입자(30)는 서로 접촉하여 연결된 채로 접착 베이스 층(10)의 대향하는 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12)을 가로 지르도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 속이 빈 관형 구조물(50) 내에는 복수의 입자(30) 중 적어도 하나가 배치될 수 있다. 예를 들어, 속이 빈 관형 구조물(50a, 50b) 내에는 복수의 입자(30) 중 하나가 배치될 수도 있고, 복수의 입자(30) 중 적어도 두개가 배치될 수도 있다. 속이 빈 관형 구조물(50a, 50b) 내에 배치되는 복수의 입자(30)는 상당하게(substantially) 속이 빈 관형 구조물(50)을 충전할 수 있다.
도 4에서는 일부의 속이 빈 관형 구조물(50)에 대해 입자가 포함되어 있는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 모든 속이 빈 관형 구조물(50) 내에 입자가 포함될 수도 있고, 일부의 속이 빈 관형 구조물(50) 내에 입자가 포함될 수도 있다.
이처럼, 복수의 속이 빈 관형 구조물(50)가 물리적으로 접촉되어 체인을 형성하고, 전도 경로(20)가 형성됨으로써, 속이 빈 관형 구조물(50)에 의해 3차원 다공성 네트워크가 형성될 수 있다. 3차원 다공성 네트워크는 전기적 및 기계적으로 연속적인 특성을 가질 수 있다.
도 3과 도 4에서는 각각 다른 실시예의 도전성 접착 필름(100)을 설명하였으나 도 3과 도 4의 일부 구성들은 서로 조합하여 하나의 도전성 접착 필름(100)을 형성할 수도 있음은 물론이다. 예를 들어, 도전성 접착 필름(100)은 도 3의 코팅 표면(40) 및 복수의 입자(30)로 구성된 체인과, 도 4의 속이 빈 관형 구조물(50) 및 복수의 입자(30)로 구성된 체인을 모두 포함할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 도전성 입자로 구성된 링크를 나타내는 개념도이다.
링크(501)는 복수의 입자(30)와 복수의 입자(30)를 둘러싸는 코팅 표면(40)을 포함할 수 있다. 링크(501)가 가지는 부피 또는 용량을 기준(이하 링크 용량)으로, 복수의 입자(30)의 용량은 링크(501) 용량의 적어도 80 용량 백분율을 점유할 수 있다. 링크(501) 용량의 80 용량 백분율은 링크 용량의 80 퍼센트를 의미할 수 있다.
도 6A 내지 도 6D는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 제조 방법의 예를 도시한다.
도 6A를 참조하면, 복수의 입자(30)를 형성하기 전의 초기 섬유(fiber)(30a)는 길게 연장된 하나의 섬유일 수 있다. 초기 섬유(30a)는 도전성 물질 또는 절연성 물질일 수 있다. 초기 섬유(30a)는 분할될 수 있다. 초기 섬유(30a)는 소정의 간격으로 분할될 수도 있고, 임의의 간격으로 분할될 수 있다.
도 6B를 참조하면, 초기 섬유(30a)가 분할됨으로써 복수의 입자(30)가 형성될 수 있다. 복수의 입자(30)는 분할 되어 개별 이산 입자가 됨으로써 분산될 수 있다. 복수의 입자(30)는 분산되는 과정에서 적어도 일부분이 서로 접촉할 수 있다. 복수의 입자(30)의 서로 접촉되는 부분은 접촉 표면(31)이 될 수 있고, 접촉 표면을 통해 복수의 입자(30)가 서로 연결되어 체인이 형성될 수 있다.
도 6C를 참조하면, 체인이 형성된 복수의 입자(30)의 외부 표면은 메탈로 코팅될 수 있고, 이에 따라 코팅 표면(40)이 형성될 수 있다. 코팅 표면(40)은 복수의 입자(30)의 외부 표면을 이음매 없이(seamlessly) 코팅할 수 있다. 예를 들어, 복수의 입자(30)의 외부 표면에 형성되는 코팅 표면(40)은 균일하며 매끈한 형태로 복수의 입자(30)를 코팅하도록 형성될 수 있다.
이와 다르게, 각각의 메탈로 코팅된 개별 입자가 접촉하여 복수의 입자로 이루어진 전도 경로를 형성하는 경우, 상기 개별 입자의 접촉 부분은 이음매가 존재하고 이에 따른 접촉 저항이 존재한다. 다만, 코팅 표면(40)의 형태는 상술된 예에 제한되지 않고 이음매가 없이 다양한 형태, 예를 들어 특정 부분이 다른 부분에 비해 두껍거나, 비균일한 형태를 가질 수 있음을 밝혀둔다.
코팅 표면(40)은 복수의 입자(30)가 맞닿는 부분, 즉 접촉 표면(31)에는 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 복수의 입자(30)가 가로 질러(across) 서로 접촉하는 경우, 복수의 입자(30) 사이의 접촉 표면에는 코팅 표면(40)이 형성되지 않을 수 있다. 다시 말해, 복수의 입자(30)가 교차되는 형태로 서로 접촉하는 경우 복수의 입자(30) 사이의 접촉 표면(31)에는 코팅 표면(40)이 형성되지 않을 수 있다.
복수의 입자(30)가 서로 근접하여 접촉하는 경우 복수의 입자(30) 사이의 접촉 표면은 코팅 표면(40)이 형성되지 않을 수 있다. 이처럼 간격을 두고 떨어져서 근접하여 접촉되는 복수의 입자(30) 사이의 접촉 표면은 근접 접촉 표면으로 지칭될 수 있다.
도 6D를 참조하면, 코팅 표면(40)이 형성된 복수의 입자(30)는 접착 베이스 층(10)에 침지(immerse)될 수 있다. 접착 베이스 층의 상단은 제1 주 표면(11)이 되고, 접착 베이스 층의 하단은 제2 주 표면(12)이 될 수 있다. 복수의 입자(30)는 접착 베이스 층(10)의 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12)을 가로 지르도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 접착 베이스 층(10) 내에서 복수의 입자(30)의 코팅 표면(40)을 따라 접착 베이스 층(10)의 제1 주 표면(11)과 제2 주 표면(12) 사이에 전하가 이동 되는 전도 경로(20)가 형성될 수 있다.
복수의 입자(30)가 전도성 물질인 경우, 전도 경로(20)는 코팅 표면(40)뿐만 아니라 복수의 입자(30)로 확장될 수 있다. 예를 들어, 코팅 표면(40)뿐만 아니라 복수의 입자(30)도 전하의 이동 통로가 될 수 있다. 다시 말해, 전도성 물질인 복수의 입자(30) 및 코팅 표면(40)이 전체적으로 전도 경로(20)로서 작용할 수 있다.
이처럼, 복수의 입자(30)가 물리적으로 접촉되어 체인을 형성하고, 복수의 입자(30)의 코팅 표면(40)이 생성되어 전도 경로(20)가 형성됨으로써, 복수의 입자(30)로 구성되는 3차원 다공성 네트워크는 전기적 및 기계적으로 연속적인 특성을 가질 수 있다.
접착 베이스 층(10)은 도 2의 기재(60) 상에서 형성될 수 있다. 여기서, 기재(60)는 이형필름을 지칭하는 용어일 수 있으며, 이러한 경우, 이형필름에 접착 베이스 층(10)을 코팅시키는 방식으로 도 2의 도전성 접착 필름(100)이 형성될 수 있다.
도 7A 내지 도 7C는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 제조 방법의 다른 예를 도시한다. 도 2에 도시된 도전성 접착 필름(100)과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙였다.
도 7A를 참조하면, 복수의 입자(30) 각각의 일부가 서로 맞닿는 부분인 접촉 표면(51)을 통해 서로 접촉될 수 있다. 이에 따라 복수의 입자(30)로 이루어지는 3차원적 다공성 네트워크가 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 입자(30)는 초기 섬유(30a)가 분할되어 형성된 것일 수 있다.
복수의 입자(30)의 접촉 표면(51)에 바인더(70)가 배치될 수 있다. 바인더(70)는 접촉 표면(51)에서 복수의 입자(30) 각각을 서로 결합시킬 수 있다. 복수의 입자(30) 사이에 바인더(70)가 배치됨으로써 복수의 입자(30)가 밀접하게 접촉될 수 있다.
구체적으로, 바인더(70)는 복수의 입자(30)의 접촉 표면 사이에 배치되어 복수의 입자(30)의 접촉을 연장하여 서로 결합시킬 수 있다. 경우에 따라, 바인더(70)는 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 입자(30)의 접촉 표면의 주변부에도 배치될 수 있다. 즉, 바인더(70)는 복수의 입자(30)의 외부 표면의 적어도 일부분을 덮도록 배치될 수 있다.
바인더(70)를 이용하여 복수의 입자(30) 각각은 서로 연결되어 체인을 형성할 수 있고, 이에 따라 복수의 입자(30) 및 바인더(70)로 구성되는 3차원적 다공성 네트워크가 형성될 수 있다.
도 7B를 참조하면, 복수의 입자(30)와 바인더(70)의 외부 표면은 메탈로 코팅되어 코팅 표면(40)을 형성할 수 있다. 코팅 표면(40)은 복수의 입자(30) 와 바인더(70)의 외부 표면을 이음매 없이(seamlessly) 코팅할 수 있다.
복수의 입자(30)와 바인더(70)의 외부 표면에 코팅 표면(40)이 형성됨에 의해, 코팅 표면(40)을 따라 전도 경로(20)가 형성될 수 있다. 도 3에서 상술한 바와 같이, 복수의 입자(30)를 구성하는 물질에 따라 전도 경로가 확장될 수도 있다. 구체적인 설명은 도 3에서 서술하였기 때문에 생략하겠다.
도 7C를 참조하면, 코팅 표면(40)이 형성된 복수의 입자(30)와 바인더(70)는 접착 베이스 층(10)에 침지(immerse)될 수 있다. 복수의 입자(30)는 접착 베이스 층(10)의 상부와 하부를 가로 지르도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 접착 베이스 층(10) 내에서 복수의 입자(30)의 코팅 표면(40)을 따라 접착 베이스 층(10)의 상부에서 하부를 향하는 또는 하부에서 상부를 향하는 전도 경로(20)가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 도전성 접착 필름(100,100',100'')은 전기적으로 연속적인 전도 경로를 제공할 수 있다. 즉, 도전성 접착 필름(100,100',100'')은 특별한 연결 지점이 없는 연속적인 전도 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 전도 경로를 따라 일정하고 균일하게 전기 전도가 일어날 수 있다.
즉, 도전성 접착 필름(100,100',100'')은 코팅 표면(40)을 통해 전도 경로가 형성됨으로써, 복수의 입자(30) 또는 속이 빈 관형 구조물(50)만을 통해 전도가 되는 경우 접촉 표면에 의해 발생가능한 저항이 최소화 됨으로써, 보다 높은 도전성을 가질 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 가지는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 여러 실시 형태를 용이하게 변경, 변형 또는 조합 할 수 있으며, 이러한 변경, 변형 또는 조합도 본 발명의 권리 범위에 속함은 명백하다.
100: 도전성 접착 필름 10: 접착 베이스 층
20: 전도 경로 30: 입자
40: 코팅 표면 50: 속이 빈 관형 구조물

Claims (24)

  1. 대향하는 제1 및 제2 주(major) 표면들을 포함하는 접착 베이스 층; 및
    상기 접착 베이스 층에 분산된 복수의 이산(discrete) 개별 입자들을 포함하고,
    상기 입자들의 외부 표면들은 메탈 코팅들을 형성하기 위해 메탈로 적어도 부분적으로 코팅되고, 상기 메탈 코팅들은 서로 연결하고 상기 제1 및 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되어 상기 메탈의 전기적 및 기계적으로 연속적인 3차원적 다공성 네트워크를 형성하는
    도전성 접착 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 이산 개별 입자들 내 적어도 두 개의 입자들에 대하여, 상기 두 개의 입자들은 상기 두 개의 입자들의 대응하는 접촉 표면들을 가로 질러 서로 접촉하고, 입자의 상기 접촉 표면은 상기 메탈로 코팅되지 않은
    도전성 접착 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이산 개별 입자들 내 적어도 두 개의 입자들에 대하여, 상기 두 개의 입자들은 상기 두 개의 입자들의 대응하는 근접 접촉 표면들을 가로 질러 서로 근접하여 접촉하고, 입자의 상기 근접 접촉 표면은 상기 메탈로 코팅되지 않은
    도전성 접착 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입자들은 도전성인
    도전성 접착 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입자들은 탄소(carbon)을 포함하는
    도전성 접착 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입자들은 전기적으로 절연성인
    도전성 접착 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접착 베이스 층은 감압 접착제(pressure sensitive adhesive), 핫멜트 접착제(hot melt adhesive), 열경화성 접착제(thermoset adhesive), 용매계 접착제(solvent based adhesive), 및 수성 접착제(water based adhesive) 중 하나 이상을 포함하는
    도전성 접착 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메탈의 전기적 및 기계적으로 연속적인 3차원적 다공성 네트워크는 상기 접착 베이스 층 내에서 접착제로 충전된(filled) 서로 연결된 공극의 3차원적 네트워크를 정의하는
    도전성 접착 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메탈의 상기 전기적 및 기계적으로 연속적인 3차원적 다공성 네트워크는 복수의 노드에서 서로 연결되고 전도성 메탈로 코팅된 링크의 네트워크를 형성하고, 상기 메탈 코팅된 링크들 중 적어도 두 개를 연결하는 상기 노드들 중 적어도 하나에 대해, 상기 메탈 코팅은 상기 메탈 코팅된 링크들 중 하나로부터 상기 메탈 코팅된 링크들 중 다른 하나로 이음매 없이(seamlessly) 확장하는
    도전성 접착 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 메탈의 상기 전기적 및 기계적으로 연속적인 3차원적 다공성 네트워크는 상기 메탈의 단일(unitary) 네트워크인
    도전성 접착 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 입자들 내의 입자들 중 다수는 길게 늘어난(elongated)
    도전성 접착 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    기판을 더 포함하고,
    상기 접착 베이스 층은 상기 기판 위에 배치되는
    도전성 접착 필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 메탈은 하나 또는 이상의 금, 구리, 니켈, 은, 및 알루미늄 중 하나 이상을 포함하는
    도전성 접착 필름.
  14. 제1항에 있어서,
    바인더(binder)를 더 포함하고,
    상기 복수의 이산 개별 입자들 내 적어도 두 개의 입자들에 대하여, 상기 두 개의 입자들은 노드에서 서로 접촉 또는 근접하여 접촉하고, 바인더는 상기 두 개의 입자들 및 상기 메탈 코팅 사이에 상기 바인더가 배치되도록 상기 노드에서 상기 두 개의 입자를 결합시키고 상기 메탈로 코팅된
    도전성 접착 필름.
  15. 제1항에 있어서,
    바인더를 더 포함하고,
    상기 복수의 이산 개별 입자들 내 적어도 한 개의 입자들에 대하여, 바인더는 상기 입자들 및 상기 메탈 코팅 사이에 상기 바인더가 배치되도록 상기 입자의 상기 외부 표면의 적어도 일부분을 덮고 메탈로 코팅된
    도전성 접착 필름.
  16. 대향하는 제1 및 제2 주(major) 표면들을 포함하는 접착 베이스 층;
    상기 접착 베이스 층 내에 내장되고 상기 제1 및 상기 제2 주 표면들 사이에 확장된 전기적 및 기계적으로 서로 연결된 속이 빈(hollow) 금속 관형 구조물들의 연속적인 단일(unitary) 3차원적 네트워크; 및
    각 속이 빈 금속 관형 구조물 내에 배치된 적어도 하나의 이산 개별 입자를 포함하는
    도전성 접착 필름.
  17. 제16항에 있어서,
    적어도 두 개의 속이 빈 금속 환형 구조물들에 대하여, 상기 속이 빈 금속 관형 구조물들 중 하나의 일단은 종료 영역 내에서 상기 속이 빈 금속 관형 구조물 중 다른 하나의 중앙부와 접촉 또는 가까이 접촉하고, 상기 적어도 두 개의 속이 빈 금속 관형 구조물들은 상기 종료 영역에서 상기 적어도 두 개의 속이 빈 금속 관형 구조물들 사이에 속이 빈 개구부를 정의하고, 상기 속이 빈 개구부는 상기 접착 베이스 층과 다른 바인더로 적어도 부분적으로 충전된
    도전성 접착 필름.
  18. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 이산 개별 입자는 길게 연장된 입자이고, 각 속이 빈 금속 관형 구조물은 내부에 배치된 길게 연장된 하나의 입자만을 포함하고, 상기 입자는 상기 속이 빈 금속 관형 구조물을 충전하는
    도전성 접착 필름.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 속이 빈 금속 관형 구조물들의 적어도 하나는 내부에 배치된 적어도 두 개의 이산 개별 입자들을 포함하는
    도전성 접착 필름.
  20. 대향하는 제1 및 제2 주(major) 표면들을 포함하는 접착 베이스 층; 및
    상기 접착 베이스 층 내에 분산된 이산 개별 입자들의 복수의 체인들을 포함하고,
    상기 이산 개별 입자들의 각 체인에 대하여:
    상기 체인은 상기 제1 및 제2 주 표면들 사이를 연장하고;
    바인더는 상기 체인 내에서 근접한 입자들을 결합하며;
    상기 체인 내의 상기 바인더 및 상기 입자들은 연속적인 메탈 경로를 형성하기 위해 상기 제1 및 상기 제2 주 표면들 사이의 상기 체인을 따라 메탈로 코팅된
    도전성 접착 필름.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 체인 내의 인접한 입자들은 그 사이의 접촉 저항을 정의하고, 상기 체인 내의 상기 접촉 저항의 합은 상기 체인의 총 접촉 저항을 형성하며, 상기 제1 및 상기 제2 주 표면들 사이의 상기 체인을 따르는 상기 메탈 경로는 적어도 5배만큼 상기 체인의 상기 총 접촉 저항보다 작은 경로 저항을 가지는
    도전성 접착 필름.
  22. 대향하는 제1 및 제2 주(major) 표면들을 포함하는 접착 베이스 층; 및
    상기 접착 베이스 층 내에 배치된 복수의 노드들에서 서로 연결되고 상기 제1 및 상기 제2 주 표면들 사이를 연장하는 길게 연장된 도전성 링크들(links)의 네트워크를 포함하고,
    각 링크는 메탈 층에 의해 둘러싸인 길게 연장된 중심 입자를 포함하고, 상기 노드들 중 하나에 연결된 상기 링크들의 각 쌍에 대하여, 상기 링크들 중 하나의 상기 메탈 층은 상기 링크들 중 다른 하나의 상기 메탈 층으로 이음매 없이 확장하며, 각 링크들에 대해, 상기 링크의 상기 중심 입자는 상기 링크의 적어도 80 용량 백분율(volume percent)을 점유하는
    도전성 접착 필름.
  23. 복수의 입자들을 제공하는 단계, 인접한 입자들은 접촉 영역 내에서 서로 접촉하고;
    바인더로 인접 입자들을 대응 접촉 영역에서 서로 결합시키는 단계; 및
    전기적 및 기계적으로 연속적인 메탈의 3차원 다공성 네트워크를 형성하기 위해 상기 입자들과 상기 바인더들을 메탈로 코팅하는 단계를 포함하는
    도전성 접착 필름을 제조하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 메탈의 상기 네트워크가 상기 접착 층의 대향하는 주 표면들 사이에서 확장하도록 상기 메탈의 상기 3차원적 다공성 네트워크를 상기 접착 층 내에 담그는(immerse) 단계를 더 포함하는
    도전성 접착 필름을 제조하는 방법.
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