WO2016105131A1 - 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름의 제조방법 - Google Patents

연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름의 제조방법 Download PDF

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WO2016105131A1
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copper foil
insulating layer
layer
electromagnetic shielding
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박한성
조경운
김우정
유정섭
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주식회사 두산
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Definitions

  • the present invention is a novel novel shielding film for shielding electromagnetic waves generated from electronic components such as printed circuit boards used in electronic products such as computers, communication equipment, printers, mobile phones, video cameras, communication equipment such as cables and wires, or communication components. It relates to a manufacturing method.
  • the electromagnetic noise generated from various electric, electronic and communication devices should be reduced as much as possible, and the electromagnetic resistance of the device itself should be strengthened by reducing the electromagnetic sensitivity to the external electromagnetic environment.
  • the most important characteristics required for electromagnetic compatibility products inserted in various electrical, electronic and communication equipment are that the electromagnetic shielding rate and absorption rate should be large, and the electromagnetic compatibility products should be small and thin according to the trend of light and small size of devices.
  • a shielding film in which a metal layer and a conductive adhesive layer are sequentially provided on one or more insulating layers is frequently used.
  • Such a shielding film is generally manufactured by repeating a coating process at least twice to form a plurality of coating layers such as an insulating layer, a metal layer, a conductive adhesive layer, and the like on a base film.
  • the loss of the primary coated raw material is necessarily generated, which results in a problem that the yield and physical properties of the final product are lowered.
  • the present inventors have been made to solve the above-described problems, when manufacturing the conventional electromagnetic shielding film, by minimizing material loss by changing the multi-coating process is repeatedly performed to form a plurality of coating layers to the lamination process after the first coating It was conceived that the manufacturing process can be simplified.
  • an electromagnetic shielding film including a copper metal layer when manufacturing an electromagnetic shielding film including a copper metal layer, by using a detachable double-layer copper foil produced by a continuous process, not only to achieve the above-mentioned effect but also to the existing copper foil production line and coating
  • By linking the process line it is possible to shorten a part of the manufacturing process of the existing electromagnetic wave shielding film and to improve productivity.
  • an object of the present invention is to provide a novel method for manufacturing an electromagnetic shielding film which can simultaneously provide the aforementioned material loss minimization, simplifying the manufacturing process, and improving productivity.
  • the present invention comprises the steps of (i) forming an insulating layer by coating the thermosetting resin composition for forming an insulating layer on the first surface of the first base film; (ii) stacking a peelable double layer copper foil composed of a second copper foil, an adhesive layer and a carrier first copper foil on the insulating layer, wherein the carrier first copper foil is detached after bonding the insulating layer and the second copper foil.
  • the insulating layer formed in step (i) is preferably semi-cured (B-stage), and the conductive adhesive layer formed in step (iii) is preferably semi-cured (B-stage).
  • the thickness of the second copper foil is in the range of 1 to 12 ⁇ m, and the thickness of the carrier first copper foil may be larger than the second copper foil.
  • the second copper foil of step (ii) is preferably attached to the first surface of the insulating layer is used as a metal layer of the electromagnetic shielding film.
  • the first base film and the second base film is preferably a release treated film, respectively.
  • the first base film disposed on the insulating layer side is preferably matte treatment, corona treatment or contain beads therein.
  • the present invention when manufacturing the conventional electromagnetic shielding film, not only minimizes material loss caused by repeating the coating process to form a plurality of coating layers, but also can simplify the manufacturing process to increase the economics.
  • FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of the electromagnetic shielding film according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of an electromagnetic shielding film according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is one shape of a coupon produced for evaluating the shielding rate of the electromagnetic shielding film.
  • first substrate film 20 insulating layer
  • the electromagnetic shielding film refers to a film laminated on the outermost portion of a flexible printed circuit board to shield electromagnetic interference (EMI) noise.
  • EMI electromagnetic interference
  • the electromagnetic shielding film is required for a variety of physical properties, greatly excellent electromagnetic shielding effect, bending characteristics, excellent thermal stability, chemical resistance, wear resistance, low resistance change is required.
  • the film of the form in which the metal layer and the conductive adhesive layer were provided sequentially on one or more insulating layers is used.
  • the electromagnetic shielding film has to be repeatedly performed a multi-coating process to form a plurality of layers, which causes a loss of the primary coated raw material, a problem that the yield and physical properties of the final product is lowered.
  • a multi-coating process that is repeatedly performed to form the plurality of coating layers described above is changed to a process of laminating them after the first coating.
  • the present invention was intended to examine the overall fairness according to the application of the metal layer for the development of high-frequency materials.
  • an electromagnetic shielding film including a metal layer of copper material using a peelable double-layer copper foil produced by a continuous process as the metal layer, it is possible to minimize the above-described material loss, simplifying the manufacturing process
  • the existing copper foil production line and the coating process line are interlocked to enable the in-line continuous process.
  • interlocking with the existing copper foil production line as described above it is appropriate to interlock the insulating layer forming process.
  • by interlocking with the copper foil production line it is possible to shorten some manufacturing processes of the existing electromagnetic wave shielding film, such as an additional surface treatment (Matt treatment) process of copper foil, thereby increasing productivity.
  • Matt treatment additional surface treatment
  • the conductive adhesive layer can be configured for each unit process, an independent manufacturing line constituting the conductive adhesive layer may be separately configured. Therefore, investment in facilities can be minimized and economic efficiency can be improved.
  • a method of manufacturing the electromagnetic shielding film may include: (i) forming an insulating layer by coating a thermosetting resin composition for forming an insulating layer on a first surface of the first substrate film; (ii) stacking a peelable double layer copper foil composed of a second copper foil, an adhesive layer and a carrier first copper foil on the insulating layer, wherein the carrier first copper foil is detached after bonding the insulating layer and the second copper foil.
  • a resin composition for forming a conductive adhesive layer including a conductive filler and a thermosetting resin on the first surface of the second substrate film and drying the same to form a conductive adhesive layer
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating the operation of manufacturing the electromagnetic shielding film of the present invention.
  • the manufacturing method will be described by dividing each step as follows.
  • the insulating layer forming resin composition may be formed by curing a thermosetting composition including a conventional thermosetting resin and a curing agent known in the art.
  • the insulating layer formed may be in a semi-cured (B-stage) state or a fully-cured state (C-stage), and is preferably a semi-cured (B-stage).
  • thermosetting resins that can be used in the present invention include epoxy resins, phenol resins, vegetable oil-modified phenol resins, xylene resins, guanamine resins, diallyl phthalate resins, vinyl ester resins, unsaturated polyester resins, furan resins, It may be at least one selected from the group consisting of polyimide resin, polyurethane resin, cyanate resin, maleimide resin and benzocyclobutene resin.
  • it is an epoxy resin, a phenol resin, or a vegetable oil modified phenol resin.
  • a double epoxy resin is preferable because it is excellent in reactivity and heat resistance.
  • the epoxy resin may be used without limitation to conventional epoxy resins known in the art, it is preferable that two or more epoxy groups are present in one molecule.
  • Non-limiting examples of the epoxy resins that can be used include bisphenol A / F / S resins, novolak type epoxy resins, alkylphenol novolak type epoxy, biphenyl type, aralkyl type and naphthol ( Naphthol) type, dicyclopentadiene type, or a mixed form thereof.
  • More specific examples include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, anthracene epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, tetramethyl biphenyl type epoxy resins, and phenol novolacs.
  • the above-mentioned epoxy resins may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • conventional curing agents known in the art may be used without limitation, and may be appropriately selected and used depending on the type of epoxy resin to be used.
  • hardeners that can be used include phenolic, anhydride, dicyanamide, and hardeners, of which phenolic hardeners are preferred because they can further improve heat resistance and adhesion.
  • Non-limiting examples of the phenol-based curing agent include phenol novolak, cresol novolak, bisphenol A novolak, naphthalene type, and the like, these may be used alone or in combination of two or more.
  • the insulating layer according to the present invention may further include conventional electrically nonconductive fillers known in the art in order to effectively exhibit mechanical properties and low resistance change of the final product.
  • Such an electrically nonconductive filler may be used by mixing an organic filler, an inorganic filler, or both.
  • an electrically nonconductive carbon black, a black dye, or a mixture of one or more thereof is preferable to use.
  • the content of the electrically non-conductive filler may be appropriately adjusted in consideration of the mechanical properties, low resistance change, and other physical properties of the insulating layer described above, and may be, for example, in a range of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the insulating layer. .
  • the insulating layer of this invention contains a flame retardant, it is preferable to contain a flame retardant in the above-mentioned thermosetting resin and hardening
  • a conventional flame retardant known in the art may be used without limitation, but an organic phosphorus flame retardant, an organic nitrogen-containing phosphorus compound, a nitrogen compound, a flame retardant such as a silicon flame retardant, a metal hydroxide, and the like are preferable.
  • a triaryl isopropyl phosphate a tris (3-hydroxypropyl) phosphine oxide, a 1, 3- phenylene- screw (jikisylenyl) phosphate, or a 2, 2- screw ( phosphate condensates of p-hydroxyphenyl) propane trichloro phosphine oxide polymerized products (polymerization degree 1 to 3), phosphate composites, aromatic esters such as aromatic condensed phosphates, or polyphosphoric acid ammonium, Polyphosphoric acid ammonium acid, butyl acid phosphate, butoxyethyl acid phosphate, melamine phosphate, red phosphorus and the like.
  • melamine derivatives such as melamine, a melamine cyanurate, a meram, a merem, or a melon
  • the flame retardant mentioned above can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the content of the flame retardant is not particularly limited and may be appropriately adjusted within conventional ranges known in the art.
  • the first base film to be coated with the above-described insulating layer forming composition may use a conventional plastic film known in the art without limitation, and examples thereof include polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and the like.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET polybutylene terephthalate
  • polyethylene naphthalate polyethylene naphthalate
  • Polyester film polyethylene film, polypropylene film, cellophane, diacetylcellulose film, triacetylcellulose film, acetylcellulose butyrate film, polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, ethylene-vinyl acetate aerial Copolymer film, polystyrene film, polycarbonate film, polymethylpentene film, polysulfone film, polyether ether ketone film, polyether sulfone film, polyetherimide film, polyimide film, fluororesin film, polyamide film , Acrylic resin film, norbornene-based resin film, cycloolefin resin There are such names. These plastic films may be either transparent or semitransparent, may be colored, or may be non-colored, and may be appropriately selected depending on the intended use.
  • PI film When the polyimide (PI) film is used as the release film, a high temperature press of about 220 ° C. is possible after sequentially stacking on a flexible printed circuit board (FPCB). In the case of a polyethylene terephthalate (PET) film, a low-temperature press of about 180 ° C. may be used. Alternatively, release maps can be used.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the first base film and the following second base film are each treated with a release agent, and a release layer is preferably disposed between the first base film and the insulating layer and between the second base film and the conductive adhesive layer.
  • thermosetting resin composition when the resin composition for forming the insulating layer is applied on the first base film, for example, a roll coater, bar coater, coater coater, blade coater, lip coater, rod coater, squeeze coater, reverse coater, transfer roll
  • the thermosetting resin composition may be applied onto the substrate with a coater, a gravure coater, a spray coater, or the like, and may be dried by drying at a temperature of 50 to 130 ° C. for 1 to 30 minutes.
  • organic solvents examples include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • acetic acid esters such as carbitol acetate, carbitols such as cellosolve and butyl carbitol, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like. You may use an organic solvent 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the detachable double layer copper foil usable in the present invention may include a carrier copper foil, a release laver, and a second copper foil.
  • the carrier first copper foil and the second copper foil each have a metal thin film form made of a copper material.
  • the carrier first copper foil protects the second copper foil, which is relatively thin, and serves to physically support it. It also functions to be easily separated from the second copper foil.
  • the second copper foil is attached to the first surface of the insulating layer serves to serve as a metal layer, for example, a copper foil layer of the electromagnetic shielding film.
  • the said carrier 1st copper foil and the 2nd copper foil contain an adhesion layer between them, it has heat resistance and rustproof property.
  • the adhesive component included in the adhesive layer while being able to be stably attached in a general state, in the desorption process, the carrier first copper foil and the second copper foil can be easily separated from each other.
  • the thickness of the said carrier 1st copper foil is larger than a 2nd copper foil.
  • the thickness of the second copper foil is in the range of 1 to 12 ⁇ m, and the thickness of the carrier first copper foil is not particularly limited as long as it is larger than the second copper foil.
  • the separate double layer copper foil or the carrier first copper foil and the second copper foil included therein it is preferable to use a copper foil (copper foil) formed by a conventional continuous in-line (In-Line) process.
  • the coating process line can be linked to the copper foil manufacturing line to form an in-line that can be continuously produced, thereby reducing the additional surface treatment of the copper foil, for example, a matting process. .
  • FIG. 1 and 2 are diagrams showing a process of laminating, desorption, and primary lamination of the insulating layer and the separated double-layer copper foil in the manufacturing process of the electromagnetic wave shielding film of the present invention.
  • a separate double-layer copper foil is laminated on the first surface of the insulating layer, and the insulating layer and the second copper foil are disposed so as to contact each other, and then the carrier copper foil and the adhesive layer are detached and primary crimped. do.
  • the insulating double layer is a separate double layer copper foil separately manufactured in a B-stage state [eg, a carrier 1st copper foil-adhesion layer-2nd copper foil] It is a process of crimping
  • the insulating layer is formed on the copper foil by a continuous process with the copper foil production line, dried in a semi-cured state, and then removed from the carrier copper foil. In both of the above processes, it is preferable to proceed with the insulating layer semi-cured (B-stage).
  • a conductive adhesive layer is formed by coating and drying the composition for forming a conductive adhesive layer on the first surface of the second base film.
  • the second substrate film may also use a conventional plastic film known in the art without limitation, a release may also be used.
  • the second base film may be the same as or different from the components of the first base film described above.
  • the composition for forming a conductive adhesive layer to be coated on the second substrate film may be formed by curing a thermosetting composition including a conventional thermosetting resin component and a conductive filler known in the art.
  • the formed conductive adhesive layer is preferably semi-cured (B-stage) in consideration of the adhesive strength and adhesion of the first base film to the second copper foil.
  • the conductive filler may be a conventional conductive filler known in the art without limitation, and may be, for example, a copper filler coated with Ag, Cu, Ni, Al, Ag, nickel filler. Or a filler in which metal plating is performed on a polymer filler, a resin ball, glass beads, or the like, or a mixture thereof.
  • the content of the conductive filler is not particularly limited as long as it exhibits an electromagnetic shielding effect.
  • the conductive filler may be in a range of 30 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition for forming a conductive adhesive.
  • Resin usable in the conductive adhesive layer of the present invention may be used without limitation to conventional thermosetting resin known in the art.
  • it may be the same component as the thermosetting resin constituting the above-described insulating layer.
  • it may further include a curing agent, a flame retardant, or both, the components thereof may also be the same as or different from the components constituting the above-described insulating layer.
  • thermosetting resin composition when the resin composition for forming the conductive adhesive layer is applied on the second base film, for example, a roll coater, bar coater, coater coater, blade coater, lip coater, rod coater, squeeze coater, reverse coater, transfer roll
  • the thermosetting resin composition may be applied onto the substrate with a coater, a gravure coater, a spray coater, or the like, and may be dried by drying at a temperature of 50 to 130 ° C. for 1 to 30 minutes.
  • the first base film and the second base film is laminated, and the second copper foil of the first base film and the conductive adhesive layer of the second base film is arranged to contact each other and then compressed through a pressing process.
  • the crimping process conditions can be appropriately adjusted within the conventional range known in the art.
  • Thermocompression Lami. Conditions during the process (roll-to-roll) are not particularly limited, but may be carried out under, for example, a temperature of room temperature to 130 ° C., a pressure of 3 to 50 kgf / cm 2 , and a compression rate of 3 m / min to 30 m / min.
  • the sheet-shaped first base film, the insulating layer, and the second copper foil may be laminated in a continuous manner, and the first base film and the second base film on which the conductive adhesive layer is formed may be rolled up and laminated continuously. Lamination may be performed after both the roll-shaped sheets are cut.
  • the above-described electromagnetic shielding film may be used by slitting to an appropriate size.
  • Electromagnetic shielding film of the present invention prepared as described above may have a structure as shown in FIG.
  • the present invention also provides an electromagnetic shielding film produced by the above-described method.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the electromagnetic shielding film according to the present invention.
  • the electromagnetic wave shielding film of the present invention can be largely divided into an insulating layer 10 and a conductive layer, wherein the conductive layer includes a copper foil layer 40 and a conductive adhesive layer 30.
  • the electromagnetic shielding film 100 includes a first base film 10, an insulating layer 20, a copper foil layer 40, a conductive adhesive layer 30, and one surface of the insulating layer.
  • the second base film 50 is included, and they have a structure in which they are sequentially stacked.
  • the first base film 10 and the second base film 50 may be a release film, each release treatment.
  • the film of the present invention while the insulating layer is finally present at the outermost portion of the film, while providing mechanical strength of the electromagnetic wave shielding film, the film exhibits thermal stability, chemical resistance, scratch resistance, and the like, along with bending characteristics of the film. Do it.
  • the insulating layer may be formed by curing a thermosetting composition including a conventional thermosetting resin and a curing agent in the form of a coating layer or a film.
  • the thickness of the insulating layer can be appropriately adjusted in consideration of the handleability of the film, physical rigidity, thinning of the substrate, and the like. For example, it may be in the range of 5 to 20 ⁇ m, and preferably in the range of 5 to 7 ⁇ m.
  • the insulating layer according to the present invention may exhibit the same flexibility as that of the conventional flexible copper clad laminate (FCCL), and may simultaneously exhibit scratch resistance and excellent chemical resistance of 1H or more.
  • the conductive adhesive layer includes a conductive material to exert an electromagnetic shielding effect and at the same time exert an adhesive force, flexibility and interlayer adhesion.
  • the electromagnetic shielding film is also responsible for the fixing to the adherend, and when used to attach to a flexible printed circuit board (FPCB), it is connected to the electrical circuit of the printed circuit board stably, the generated electrical noise is emitted to the outside or the Intrusion into a printed circuit board can be effectively shielded.
  • the conductive adhesive layer includes a thermosetting resin component and a conductive filler, respectively, in order to exhibit an adhesive force and an electromagnetic shielding effect.
  • the thickness of the conductive adhesive layer can be appropriately adjusted in consideration of the electromagnetic wave shielding force, flexibility, adhesion, interlayer adhesion of the film. For example, it may be in the range of 2 to 30 ⁇ m, and preferably in the range of 3 to 15 ⁇ m.
  • the total thickness of the conductive layer in which the metal layer and the conductive adhesive layer are combined may be appropriately adjusted according to the ultra-bending use or the high step corresponding application.
  • the thickness of the conductive layer may be a thin plate in the range of 3 to 5 ⁇ m, and in the case of a high step corresponding application, it may be in the range of 13 to 15 ⁇ m.
  • the conductive layer according to the present invention can secure a high adhesive strength with the flexible printed circuit board (FPCB) coverlay, for example may be 1.0 kgf / cm or more.
  • the flexibility of the conductive layer may exhibit the same flexibility as the conventional flexible copper clad laminate (FCCL).
  • the electromagnetic shielding force of the conductive layer may represent 60 dB or more.
  • the copper foil layer is formed on one surface of the insulating layer and includes a conductive material to play an electromagnetic wave shielding effect.
  • the copper foil layer may use any conventional copper foil known in the art without limitation, and includes all copper foils produced by, for example, a rolling method and an electrolytic method. It may be preferably a copper foil formed by a continuous in-line process. Here, the copper foil may be subjected to rust prevention treatment in order to prevent the surface from being oxidized and corroded.
  • the thickness of the copper foil layer can be appropriately adjusted in consideration of the electromagnetic wave shielding force of the film. For example, it may be in the range of 1 to 12 ⁇ m, and preferably in the range of 1 to 6 ⁇ m.
  • the electromagnetic shielding film may include a release film on the insulating layer and the conductive adhesive layer, respectively.
  • the first release film and the second release film are disposed on the insulating layer and the conductive adhesive layer, respectively.
  • positioned on an insulating layer performs surface treatment to one side or both surfaces by an oxidation method, an uneven
  • the oxidation method include corona discharge treatment, plasma treatment, chromic acid treatment (wet), flame treatment, hot air treatment, ozone and ultraviolet irradiation treatment, and the like. (sand blast) method, solvent treatment method and the like.
  • these surface treatment methods are suitably selected according to the kind of base film, generally, a mat process and a corona discharge treatment method are preferable at the point of an effect and operability.
  • beads may be included in the release film.
  • the thickness of the release film is not particularly limited, but can be adjusted within a conventional range known in the art.
  • the release film may be disposed on the insulating layer and the conductive adhesive layer, respectively, in which the thickness of the upper release film (first release film) in contact with the insulating layer may range from 50 to 75 ⁇ m, the lower release film in contact with the conductive adhesive layer
  • the thickness of the (second release film) may range from 75 to 150 ⁇ m.
  • a release layer may be included on the above-described release film.
  • the release layer has a function of easily separating the release film from the insulating layer and the conductive adhesive layer so that the insulating layer and the conductive adhesive layer can be maintained in shape without being damaged.
  • the release layer may be a film type release material that is generally used.
  • the conventional mold release agent component known in the art can be used.
  • Non-limiting examples thereof include an epoxy-based release agent, a release agent made of a fluororesin, a silicone release agent, an alkyd resin release agent, a water-soluble polymer, and the like.
  • the thickness of the release layer is not particularly limited, and considering the bonding process between the printed circuit board and the electromagnetic shielding film, the interlayer adhesion between the insulating layer and the first release film is controlled to be higher than the interlayer adhesion between the conductive adhesive layer and the second release film. It is preferable.
  • the release force of the release film may range from 50 to 500 gf / inch.
  • the release force of the first release film may range from 50 to 200 gf / inch
  • the release force of the second release film may range from 30 to 50 gf / inch.
  • the method for forming the release layer is not particularly limited, and known methods such as hot press, hot roll laminate, extrusion laminate, coating liquid coating and drying can be adopted.
  • the above-mentioned electromagnetic wave shielding film may be laminated on a printed circuit board, preferably a flexible printed circuit board (FPCB), and then bonded to each other.
  • a printed circuit board preferably a flexible printed circuit board (FPCB)
  • the bonding of the flexible printed circuit board and the electromagnetic shielding film may be performed by conventional methods known in the art.
  • the manufacturing process of the EMI shielding film for the flexible printed circuit board (I) laminating the electromagnetic shielding film on the flexible printed circuit board coverlay, after removing the first substrate film provided on the conductive adhesive layer side Stacking and thermally compressing the exposed conductive adhesive layer on the coverlay of the flexible printed circuit board; And (II) removing the second base film positioned on the uppermost part of the compressed material.
  • the flexible printed circuit board may be a flexible copper foil laminate (FCCL) with a coverlay, for example, a copper foil layer and a coverlay may be sequentially stacked on a polyimide (PI).
  • FCCL flexible copper foil laminate
  • PI polyimide
  • the printed circuit board refers to a printed circuit board laminated in a single layer or two or three or more layers by a plating through hole method, a build-up method, etc., and may be a single-sided type or a double-sided type.
  • the conditions in the thermocompression process are not particularly limited, but may be performed under a temperature of 150 to 170 ° C., a pressure of 30 to 80 kgf / cm 2 , and a 50 to 60 minute condition.
  • Non-retardant halogen flame-retardant epoxy resin KDO555
  • 9.1 wt% bisphenol A epoxy resin Dow DER383
  • 3.5 wt% low dielectric epoxy resin Nippon XD1000
  • bisphenol novolac epoxy resin Kukdo Chemical KPBN110
  • Carbon Black Cold (Columbian Chemicals) 0.9% by weight
  • Phosphorus-based flame retardant Otsuka Chemical SPB-100
  • Thermoplastic rubber Kelho Petrochemical KNB 40H
  • Polyvinyl butyral 12.1% by weight of resin Unochem KS23Z
  • 10.7% by weight of dicyamide as a latent curing agent
  • 0.6% by weight of imidazole derivatives IlO Chem. 2E4MZ
  • imidazole derivatives IlO Chem. 2E4MZ
  • halogen-free flame retardant epoxy resin KD555
  • thermosetting resin bisphenol A epoxy resin Dow DER383
  • low dielectric epoxy resin Nippon XD1000
  • bisphenol novolac epoxy resin Kukdo Chemical KPBN110
  • GGP CuAg10 CHL5 UF Dendrite-shaped powder coated with copper with conductive filler, 21.9% by weight of rubber with Kumho Petrochemical KNB 40H, and dicyan as a latent curing agent
  • a coating solution for forming a conductive adhesive layer was prepared by mixing and dissolving amide 6.4 wt%, 0.3 wt% imidazole derivative (IlO Chem. 2E4MZ) as a catalytic curing agent, and 4.9 wt% propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent.
  • the insulating layer coating composition prepared in 1-1 was formed with a microgravure coating on the first surface of the prepared first substrate film, and dried at 130 ° C. for 3 minutes 30 seconds in a semi-cured state of 5-6 ⁇ m. An insulating layer was formed.
  • Peelable double layer copper foil (electrolytic copper foil (1 ⁇ m) + separation layer + carrier copper foil (35 ⁇ m), Olin Brass (US), 1 ⁇ m electrolytic copper foil) was used on the insulating layer of the first base film. After bonding the second copper foil, the carrier first copper foil was detached.
  • a conductive adhesive layer was formed by comma coating the conductive adhesive layer coating composition prepared in 1-2 above, and dried at 130 ° C. for 3 minutes 30 seconds to radius 4 to 5 ⁇ m. A conductive adhesive layer in a state was formed.
  • the second copper foil formed on the first substrate film and the conductive adhesive layer formed on the second substrate film are disposed to contact each other, and then pressed under a heating and pressing process under a condition of 80 ° C. and 10 kgf / cm, thereby shielding the electromagnetic shielding film for the flexible printed circuit board.
  • a heating and pressing process under a condition of 80 ° C. and 10 kgf / cm, thereby shielding the electromagnetic shielding film for the flexible printed circuit board.
  • An electromagnetic wave shielding film for a flexible printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the electrolytic copper foil of the separate double layer copper foil was changed as shown in Table 1 below.
  • Examples 2 to 3 2 ⁇ m electrolytic copper foil (Mitsui, 2 ⁇ m electrolytic copper foil) and 3 ⁇ m electrolytic copper foil (Mitsui, 3 ⁇ m electrolytic copper foil) composed of a separate double layer were used, respectively.
  • the insulating layer coating composition prepared in Example 1-1 was formed with a microgravure coating on the first surface of the prepared first substrate film and dried at 130 ° C. for 3 minutes 30 seconds to have a radius of 5 to 6 ⁇ m.
  • the insulating layer of the state was formed.
  • the conductive adhesive layer composition prepared in Example 1-2 was formed on the first surface of the prepared second substrate film by using a comma coating to form a conductive adhesive layer and dried at 130 ° C. for 3 minutes 30 seconds to conduct a semi-cured state of 14 to 15 ⁇ m. A layer was formed.
  • Peelable double layer copper foil (electrolytic copper foil (1 ⁇ m) + separation layer + carrier copper foil (35 ⁇ m), Olin Brass (US), 1 ⁇ m electrolytic copper foil) was used on the insulating layer of the first base film. After bonding the second copper foil, the carrier first copper foil was detached.
  • the second copper foil formed on the first base film and the conductive adhesive layer formed on the second base film are disposed to be in contact with each other, and then pressed under a heating and pressing process under a condition of 80 ° C. and 10 kgf / cm to shield electromagnetic waves for the flexible printed circuit board.
  • a film was prepared.
  • An electromagnetic wave shielding film for a flexible printed circuit board was manufactured according to the same method as Example 5 except for changing the thickness of the electrolytic copper foil of the separate double layer copper foil as shown in Table 1 below.
  • Examples 6 to 7 2 ⁇ m electrolytic copper foil (Mitsui, 2 ⁇ m electrolytic copper foil) and 3 ⁇ m electrolytic copper foil (Mitsui, 3 ⁇ m electrolytic copper foil) composed of separate double layers were used, respectively. 6 micrometer rolled copper foil (Mitsui, 6 micrometers electrolytic copper foil) comprised with the copper single layer was used, respectively.
  • an electromagnetic shielding film for a flexible printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 1.
  • the insulating layer formed on the first base film and the conductive adhesive layer formed on the second base film are disposed to contact each other, and then compressed under a heating and pressing process under a condition of 80 ° C. and 10 kgf / cm to shield electromagnetic waves of Comparative Example 1.
  • a film was prepared.
  • an electromagnetic shielding film for a flexible printed circuit board was manufactured in the same manner as in Example 5.
  • the insulating layer formed on the first base film and the conductive adhesive layer formed on the second base film are disposed to contact each other, and then compressed under a heating and pressing process under a condition of 80 ° C. and 10 kgf / cm to shield the electromagnetic waves of Comparative Example 2.
  • a film was prepared.
  • the conductive adhesive layer was disposed to contact 50 ⁇ m PI film (SKC Kolon), and after laminating at 80 to 100 ° C., the upper first substrate film was removed.
  • a bonding sheet and a prepreg impregnated with a resin in a glass fiber matrix were laminated on the bottom of the 50 ⁇ m PI film, and a bonding sheet and a 25 ⁇ m PI film (SKC) were placed on the upper insulating layer.
  • Kolon was laminated and completely cured in an insulating layer and a conductive adhesive layer through a pressing process at 150 ° C. for 60 minutes under a pressure of 35 kgf per unit area.
  • the film After removing the second base film of the prepared electromagnetic shielding film, the film is placed in contact with a 25 ⁇ m PI film (SKC Kolon) and a conductive adhesive layer, and then pressed under a pressure of 35 kgf per unit area for 60 minutes at 150 ° C. to form an insulating layer and a conductive adhesive layer It was completely cured and the upper first base film was removed.
  • a 25 ⁇ m PI film (SKC Kolon) and a conductive adhesive layer
  • the electromagnetic wave shielding film from which the upper first base film was removed was immersed in a 300 ° C. bath for 10 seconds to observe appearance defects such as lifting and cracking of the electromagnetic wave shielding film and color change of the insulating layer.
  • appearance defects such as lifting and cracking
  • the case of appearance defects such as lifting and cracking was determined as NG, and the case of appearance defects such as lifting and cracking was judged as Pass.
  • a coupon was produced by lamination and compression processes to remove the upper first substrate film.
  • a coupon in which the electromagnetic wave shielding film from which the upper first base film was removed was immersed in an aqueous HCl (2 mol / L) solution for 10 minutes was prepared.
  • the coupons were prepared by immersing the electromagnetic wave shielding film from which the upper first base film was removed in HCl (3%), H2SO4 (5%, and NaOH (5%) aqueous solution for 30 minutes each step by step.
  • the coupon was evaluated for chemical resistance of the insulating layer according to ASTM D 3359. The evaluation method and the criterion of determination are the same as in FIG.
  • ASTM Class: 5B is smooth and has no facets, 4B has 5% facets, 3B has 5-15% facets, and 2B has 15-35% facets. 1B fell 35-65%, while 0B fell 65% and exceeded 65%.
  • the hardness of the coating film was measured using the strength of graphite, which is the core of the pencil.
  • a coupon was manufactured by lamination and compression processes in the same manner as a method of manufacturing a heat resistance evaluation coupon, thereby removing the upper first substrate film.
  • the pencils were blunted by the strength of the pencil cores, and the bottom of the core was rubbed with fine sandpaper to make it flat. Thereafter, the insulating layer was pushed three times with a weight of 500 g so that the pencil core touched the surface of the insulating layer of the electromagnetic shielding film from which the upper first base film was removed at a 45 degree angle, and thus the insulating layer was peeled off or scratched.
  • a coupon was produced by lamination and compression processes to remove the upper first substrate film.
  • the removed electromagnetic shielding film was produced in the coupon as shown in Figure 5 to measure the electromagnetic shielding rate for the frequency range 30MHz ⁇ 1GHz in accordance with ASTM 4935-1.
  • the tester used an Agilent 8719C Network Analyzer.
  • FCCL Two inner layer circuits were formed in the prepared cross-section FCCL with an inter-circuit spacing of 10 mm having a width of 5 mm and a length of 50 mm.
  • the coverlay of PI film 12.5 ⁇ m and 15 ⁇ m adhesive layer is placed in the center of inner circuit and 0.15mm diameter and 5mm ⁇ 5mm square is placed at the end of inner circuit, and then welded to inner circuit and 35kgf per unit area
  • the thermocompression process was carried out at 150 ° C. for 60 minutes. After the thermocompression bonding process, electroless gold plating was performed on the inner layer circuit in which copper was exposed to 0.15 mm and 5 mm x 5 mm in size by punched coverlay.
  • the electromagnetic shielding film was cut and laminated with a width of 10mm in the area of 0.15mm located in the center of the inner layer circuit, and thermally crimped at 150 ° C for 60 minutes at 35kgf per unit area. The contact resistances of the two inner layer circuits exposed to a size of 5 mm were measured.
  • the electromagnetic wave shielding film according to the present invention not only exerts excellent electron shielding rate, adhesive strength, heat resistance and adhesive resistance at the same time, but also can minimize the multi-coating process that is repeatedly performed in the past, thereby simplifying the manufacturing process could.

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Abstract

본 발명은 (i) 제1기재필름의 제1면 상에 절연층 형성용 열경화성 수지 조성물을 코팅하여 절연층을 형성하는 단계; (ii) 상기 절연층 상에 제2동박, 점착층 및 캐리어 제1동박으로 구성되는 분리형(peelable) 이중층 동박을 적층하되, 절연층과 제2동박을 접합한 후 상기 캐리어 제1동박을 탈착하는 단계; (iii) 제2기재필름의 제1면 상에 도전성 필러 및 열경화성 수지를 포함하는 전도성 접착층 형성용 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 전도성 접착층을 형성하는 단계; 및 (iv) 제1기재필름과 제2기재필름을 적층하되, 상기 제1기재필름의 제2동박과 제2기재필름의 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후 가압 공정을 통해 압착하는 단계를 포함하는 전자파 차폐 필름의 제조방법을 제공한다. 본 발명에서는 종래 전자파 차폐필름 제조시, 복수의 코팅층을 형성하기 위해 멀티코팅 공정을 반복 수행함에 따라 초래되는 원재료의 손실을 최소화할 뿐만 아니라 제조공정의 단순화를 도모하여 경제성을 높일 수 있다.

Description

연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름의 제조방법
본 발명은 컴퓨터, 통신 기기, 프린터, 휴대 전화기, 비디오 카메라 등 전자제품에 사용되는 인쇄회로기판 등의 전자부품, 케이블, 전선 등의 통신기기 또는 통신 부품에서 발생하는 전자파를 차폐하는 차폐 필름의 신규 제조방법에 관한 것이다.
통상, 전자 기기의 소형화, 평면화 및 고기능화에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 맞추기 위해 다른 사용 주파수 영역의 부품들을 같은 전자 기기에 구현함으로써 복합적인 전자파 노이즈가 발생하고 있으며, 이러한 복합적인 전자파 노이즈에 대한 대책을 세우는 것이 힘들어지고 있다. 한편, 데이터 전송 케이블도 박형화와 적은 전자파 노이즈 방출에 대한 요구가 증가하고 있다. 대량 데이터를 전송하는 경우에 전자파 노이즈에 의한 데이터의 간섭으로 데이터에 오류가 발생하고 데이터가 손실되는 등의 경우가 자주 발생하고 있다.
전자파 적합성을 만족시키기 위해서는 각종 전기·전자 및 통신 기기로부터 발생되는 전자파 노이즈를 가급적 줄이고, 외부 전자파 환경에 대하여 전자파 감수성을 줄여 기기 자체의 전자파 내성을 강화하여야 한다. 각종 전기·전자 및 통신 기기에 삽입되는 전자파 적합성 제품에 요구되는 가장 중요한 특성은 전자파 차폐율과 흡수율이 커야 한다는 것과 기기의 경박단소화 추세에 따라 전자파 적합성 제품이 작고 얇아야 한다는 것이다.
상술한 전자파 노이즈 문제를 해결하기 위한 대책으로서, 1층 이상의 절연층 상에 금속층과 도전성 접착층이 순차적으로 마련된 차폐 필름이 자주 사용되고 있다. 이러한 차폐 필름은 일반적으로 기재 필름 상에 절연층, 금속층, 도전성 접착층 등과 같은 복수의 코팅층을 형성하기 위해 코팅 공정을 최소 2회 이상 반복 수행하여 제조된다. 이와 같은 2차 멀티코팅을 수행시, 1차 코팅된 원재료의 손실이 필수적으로 발생하게 되며, 이로 인해 최종물의 수율 및 물성이 저하되는 문제점이 초래된다.
본 발명자는 전술한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 종래 전자파 차폐필름 제조시, 복수의 코팅층을 형성하기 위해 반복 수행되는 멀티코팅 공정을 1차 코팅 후 라미네이션 공정으로 변경 실시함으로써 재료 손실을 최소화하고 제조공정의 단순화를 도모할 수 있다는 것을 착안하였다.
특히, 본 발명에서는 구리(copper) 재질의 금속층을 포함하는 전자파 차폐 필름을 제조시, 연속 공정에 의해 생산된 분리 가능한 이중층 동박을 사용함으로써, 전술한 효과를 도모할 뿐만 아니라 기존 동박 생산라인과 코팅공정 라인을 연동시켜 기존 전자파 차폐 필름의 제조공정의 일부를 단축시키고 생산성 향상을 도모할 수 있다.
이에, 본 발명은 전술한 재료손실 최소화, 제조공정 단순화, 생산성 향상을 동시에 부여할 수 있는 전자파 차폐 필름의 신규 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (i) 제1기재필름의 제1면 상에 절연층 형성용 열경화성 수지 조성물을 코팅하여 절연층을 형성하는 단계; (ii) 상기 절연층 상에 제2동박, 점착층 및 캐리어 제1동박으로 구성되는 분리형(peelable) 이중층 동박을 적층하되, 절연층과 제2동박을 접합한 후 상기 캐리어 제1동박을 탈착하는 단계; (iii) 제2기재필름의 제1면 상에 도전성 필러 및 열경화성 수지를 포함하는 전도성 접착층 형성용 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 전도성 접착층을 형성하는 단계; 및 (iv) 제1기재필름과 제2기재필름을 적층하되, 상기 제1기재필름의 제2동박과 제2기재필름의 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후 가압 공정을 통해 압착하는 단계를 포함하는 전자파 차폐 필름의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 단계 (i)에서 형성된 절연층은 반경화(B-stage)된 것이 바람직하며, 상기 단계 (iii)에서 형성된 전도성 접착층은 반경화(B-stage)된 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일례에 따르면, 상기 단계 (ii)의 분리형 이중층 동박에서, 제2동박의 두께는 1 내지 12 ㎛ 범위이며, 상기 캐리어 제1동박의 두께는 제2동박 보다 큰 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일례에 따르면, 상기 단계 (ii)의 제2동박은 절연층의 제1면 상에 부착되어 전자파 차폐 필름의 금속층으로 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일례에 따르면, 상기 제1기재필름 및 제2기재필름은 각각 이형처리된 필름인 것이 바람직하다. 또한, 상기 절연층 측에 배치되는 제1기재필름은 매트 처리, 코로나 처리되거나 또는 내부에 비드를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 종래 전자파 차폐필름 제조시, 복수의 코팅층을 형성하기 위해 코팅 공정을 반복 수행함에 따라 초래되는 재료 손실을 최소화할 뿐만 아니라 제조공정의 단순화를 도모하여 경제성을 높일 수 있다.
또한 기존 동박 생산라인과 코팅 공정 라인을 연동시켜 인-라인(In-Line)화 연속공정이 가능할 뿐만 아니라 기존 전자파 차폐 필름의 제조공정을 단축시켜 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 필름의 제조공정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 전자파 차폐 필름의 제조 공정에서, 절연층과 분리형 이중층 동박과의 1차 압착(lamination)의 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 필름의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명에서 사용된 분리형 이중층 동박의 이미지이다.
도 5는 전자파 차폐 필름의 차폐율 평가를 위해 제작된 쿠폰의 일 형상이다.
도 6은 전자파 차폐 필름의 내화학성 평가 방법과 평가 기준을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 연성 회로 기판 형성용 전자파 차폐 필름
10 : 제1기재필름 20: 절연층
30: 전도성 접착층 40: 구리 금속층
50: 제2기재필름
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
전자파 차폐 필름은 전자파 장해(electromagnetic interference, EMI) 노이즈 차폐를 위해 연성 인쇄회로기판의 최외각(coverlay 상부)에 적층되는 필름을 지칭한다. 이러한 전자파 차폐 필름은 다양한 물성이 요구되는데, 크게 우수한 전자파 차폐 효과, 굴곡특성, 우수한 열적 안정성, 내화학성, 내마모성, 낮은 저항변화 등이 필요하다.
종래 전자파 차폐 필름으로, 1층 이상의 절연층 상에 금속층과 도전성 접착층이 순차적으로 마련된 형태의 필름을 사용하고 있다. 이러한 전자파 차폐 필름은 복수의 층을 형성하기 위해 멀티 코팅공정을 반복 수행하여야 하는데, 이로 인해 1차 코팅된 원재료의 손실이 필수로 초래되고, 최종물의 수율 및 물성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
이에, 본 발명에서는 전술한 복수의 코팅층을 형성하기 위해 반복 수행되는 멀티코팅(multi-coating) 공정을 1차 코팅 후 이들을 라미네이션(lamination)하는 공정으로 변경하여 실시하고자 한다. 상기와 같이 제조공정을 변경함으로써, 1차 코팅된 원재료의 손실(20~100m)을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 라미네이션(lamination) 공정 도입에 따른 전자파 차폐 제조공정의 생산 속도를 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 고주파용 소재 개발을 위한 금속층 적용에 따른 전반적인 공정성을 전체적으로 검토하고자 하였다.
이때 구리(copper) 재질의 금속층을 포함하는 전자파 차폐 필름을 제조시, 상기 금속층으로서 연속공정에 의해 생산된 분리 가능한(peelable) 이중층 동박을 사용하면, 전술한 재료손실 최소화, 제조공정 단순화 효과를 도모할 뿐만 아니라 기존 동박 생산라인과 코팅공정 라인을 연동시켜 인-라인(In-Line)화 연속공정이 가능하게 된다. 상기와 같이 기존 동박 생산라인과 연동할 경우 절연층 형성공정을 연동하는 것이 적합하다. 또한 동박 생산라인과의 연동에 의해, 기존 전자파 차폐 필름의 일부 제조공정, 예컨대 동박의 추가 표면 처리(Matt 처리) 공정을 단축시킬 수 있으므로, 생산성을 높일 수도 있다.
아울러, 단위 공정별로 전도성 접착층 구성이 가능해지므로, 전도성 접착층을 구성하는 독립 제조라인을 별도로 구성할 수 있다. 따라서 설비투자가 최소화되어 경제성을 높일 수 있다.
<연성 인쇄회로기판 형성용 전자파 차폐 필름의 제조방법>
이하, 본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판 형성용 전자파 차폐 필름의 제조방법에 대해 설명한다. 그러나 하기 제조방법에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다.
상기 전자파 차폐 필름의 제조방법의 바람직한 일 실시예를 들면, (i) 제1기재필름의 제1면 상에 절연층 형성용 열경화성 수지 조성물을 코팅하여 절연층을 형성하는 단계; (ii) 상기 절연층 상에 제2동박, 점착층 및 캐리어 제1동박으로 구성되는 분리형(peelable) 이중층 동박을 적층하되, 절연층과 제2동박을 접합한 후 상기 캐리어 제1동박을 탈착하는 단계; (iii) 제2기재필름의 제1면 상에 도전성 필러 및 열경화성 수지를 포함하는 전도성 접착층 형성용 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 전도성 접착층을 형성하는 단계; 및 (iv) 제1기재필름과 제2기재필름을 적층하되, 상기 제1기재필름의 제2동박과 제2기재필름의 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후 가압 공정을 통해 압착하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 전자파 차폐 필름을 제조하는 작업 순서도이다. 이하, 도 1을 참고하여 상기 제조방법을 각 단계별로 나누어 설명하면 다음과 같다.
우선, 1) 제1기재필름의 제1면 상에 절연층 형성용 수지 조성물을 코팅하여 절연층을 형성한다.
상기 절연층 형성용 수지 조성물은 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 수지 및 경화제를 포함하는 열경화성 조성물을 경화시켜 형성될 수 있다. 이때 형성된 절연층은 반경화(B-stage) 상태 또는 완전 경화 상태(C-stage)일 수 있으며, 바람직하게는 반경화(B-stage)된 것이다.
본 발명에서 사용 가능한 열경화성 수지의 비제한적인 예로는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 식물성유 변성 페놀수지, 크실렌 수지, 구아나민 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 비닐에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 푸란 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 시아네이트 수지, 말레이미드 수지 및 벤조시클로부텐 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는 에폭시 수지, 페놀 수지 또는 식물성유 변성 페놀수지이다. 이중 에폭시 수지는 반응성, 내열성이 우수하여 바람직하다.
상기 에폭시 수지는 당 업계에 알려진 통상적인 에폭시 수지를 제한없이 사용할 수 있으며, 1분자 내에 에폭시기가 2개 이상 존재하는 것이 바람직하다.
사용 가능한 에폭시 수지의 비제한적인 예를 들면, 비스페놀A형/F형/S형 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 알킬페놀 노볼락형 에복시, 바이페닐형, 아랄킬(Aralkyl)형, 나프톨(Naphthol)형, 디시클로펜타디엔형 또는 이들의 혼합 형태 등이 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 안트라센 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 테트라메틸 비페닐형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 S 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 페놀 공축 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 코레졸 공축 노볼락형 에폭시 수지, 방향족 탄화수소 포름알데히드 수지 변성 페놀 수지형 에폭시 수지, 트리페닐 메탄형 에폭시 수지, 테트라 페닐에탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 페놀 부가반응형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 다관능성 페놀 수지, 나프톨 아랄킬형 에폭시 수지 등이 있다. 이때 전술한 에폭시 수지를 단독 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수도 있다.
본 발명에서는 당 업계에 알려진 통상적인 경화제를 제한 없이 사용할 수 있으며, 사용하고자 하는 에폭시 수지의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 사용 가능한 경화제의 비제한적인 예로는 페놀계, 무수물계, 디시안아미드계, 경화제가 있으며, 이중에서 페놀계 경화제가 내열성 및 접착성을 더 향상시킬 수 있어 바람직하다.
상기 페놀계 경화제의 비제한적인 예로는 페놀노볼락, 크레졸노볼락, 비스페놀A노볼락, 나프탈렌형 등이 있으며, 이때 이들을 단독으로 또는 2종 이상이 혼합하여 사용할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 절연층은 최종 제품의 기계적 물성, 낮은 저항변화를 효과적으로 나타내기 위해서, 당 업계에 알려진 통상적인 전기 비전도성 필러를 더 포함할 수 있다.
이러한 전기 비전도성 필러는 유기 필러, 무기 필러 또는 이들 모두를 혼합하여 사용할 수 있으며, 일례로 전기 비전도성 카본 블랙(carbon black), 블랙 염료 또는 이들의 1종 이상 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전기 비전도성 필러의 함량은 전술한 절연층의 기계적 물성, 낮은 저항변화, 기타 물성 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있으며, 일례로 당해 절연층 100 중량부 기준으로 0.5 내지 5 중량부 범위일 수 있다.
본 발명의 절연층은 난연제를 함유하는 것이 바람직하므로, 전술한 열경화성 수지와 경화제 성분에 난연제를 함유시켜 경화하는 것이 바람직하다.
상기 난연제로는 당업계에 알려진 통상적인 난연제를 제한 없이 사용할 수 있으나, 유기 인계 난연제, 유기계 질소 함유 인화합물, 질소 화합물, 실리콘계 난연제, 금속 수산화물 등의 난연제 등이 바람직하다.
상기 인 화합물 계 난연제의 구체적인 예로서는, 트리아릴·이소프로필 포스페이트, 트리스(3-히드록시프로필) 포스핀 옥시드, 1,3-페닐렌-나사(지키시레닐) 포스페이트, 혹은 2,2-나사(p-히드록시 페닐) 프로판·트리클로로 포스핀 옥시드 중합 물건(중합도 1~3)의 페놀 응축물, 인산염 복합 물건, 방향성 족축합 인에스테르 등의 인에스테르계 화합물, 혹은 폴리포스포린산 암모늄, 폴리포스포린산 암모늄 애시드, 부틸 애시드 포스페이트, 부톡시에틸 애시드 포스페이트, 멜라민 인산염, 또는 적색인 등을 들 수 있다.
또한, 질소화합물계 난연제의 구체적인 예로서는, 멜라민, 멜라민·시아누레이트, 메람, 메렘, 또는 멜론 등의 멜라민 유도체를 들 수 있다. 전술한 난연제를 단독으로, 또는 2종 이상 혼용할 수 있다.
상기 난연제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.
전술한 절연층 형성용 조성물이 코팅될 제1기재필름은, 당 업계에 알려진 통상적인 플라스틱 필름을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 셀로판, 다이아세틸셀룰로스 필름, 트라이아세틸셀룰로스 필름, 아세틸셀룰로스부티레이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알코올 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름, 폴리스타이렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터에터케톤 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리에터이미드 필름, 폴리이미드 필름, 불소수지 필름, 폴리아마이드 필름, 아크릴수지 필름, 노보넨계 수지 필름, 사이클로올레핀 수지 필름 등이 있다. 이들 플라스틱 필름은, 투명 혹은 반투명의 어느 것이어도 되며, 또한, 착색되어 있어도 되거나 혹은 무착색의 것이라도 되며, 용도에 따라서 적당히 선택하면 된다.
상기 이형필름으로서 폴리이미드(PI) 필름을 사용하면 이후 연성 인쇄회로기판(FPCB) 상에 순차적으로 적층한 후 220℃ 정도의 고온 프레스가 가능하다. 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 경우는 180℃ 정도의 저온 프레스를 사용할 수 있다. 또는 이형지도 사용 가능하다.
상기 제1기재필름과 하기 제2기재필름은 각각 이형제 처리된 것으로, 상기 제1기재필름과 절연층 사이, 제2기재필름과 전도성 접착층 사이에 각각 이형층이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 절연층 형성용 수지 조성물을 제1기재필름 상에 도포하는 경우, 일례로 롤 코터, 바 코터, 코머 코터, 블레이드 코터, 립 코터, 로드 코터, 스퀴즈 코터, 리버스 코터, 트랜스퍼 롤 코터, 그라비아 코터, 분무 코터 등으로 기재 상에 열경화성 수지 조성물을 도포하고, 50 내지 130℃의 온도에서 1 내지 30분간 건조하여 수행할 수 있다.
상기 절연성 수지층을 형성하는 수지 조성물을 조제시 사용 가능한 유기 용제의 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 카비톨아세테이트 등의 아세트산 에스테르류, 셀로솔브, 부틸카비톨 등의 카비톨류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다. 유기 용제는 1종을 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다.
2) 상기 절연층의 제1면 상에 분리형 이중층 동박(peelable double layer copper foil)을 적층한 후, 상기 분리형 이중층 동박에서 절연층과 제2동박을 서로 접합하고 캐리어 제1동박을 탈착한다.
본 발명에서 사용 가능한 분리형 이중층 동박은, 캐리어 제1동박(carrier copper foil), 점착층(release laver) 및 제2동박(ultrathin copper foil)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 분리형 이중층 동박에서, 캐리어 제1동박과 제2동박은 각각 구리 재질로 구성되는 금속 박막 형태를 가진다.
여기서, 상기 캐리어 제1동박은 상대적으로 두께가 얇은 제2동박을 보호하며, 이를 물리적으로 지지하는 역할을 한다. 또한 이후 제2동박으로부터 용이하게 분리되는 기능을 한다.
또한 상기 제2동박은 절연층의 제1면 상에 부착되어 전자파 차폐 필름의 금속층, 일례로 동박층으로 사용되는 역할을 한다.
상기 캐리어 제1동박과 제2동박은 이들 사이에 점착층을 포함하기 때문에, 내열성 및 방청성을 갖는다. 특히, 상기 점착층에 포함된 점착 성분으로 인해, 일반적인 상태에서는 안정적으로 부착될 수 있는 반면, 탈착 과정에서는 물리적 손상 없이 캐리어 제1동박과 제2동박이 서로 용이하게 분리될 수 있다.
제2동박을 보호하기 위해서, 상기 캐리어 제1동박의 두께는 제2동박 보다 큰 것이 바람직하다. 일례로, 제2동박의 두께는 1 내지 12 ㎛ 범위이며, 상기 캐리어 제1동박의 두께는 제2동박 보다 크기만 하면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에서, 상기 분리형 이중층 동박 또는 이에 포함되는 캐리어 제1동박, 제2동박은 기존 연속 인라인(In-Line) 공정에 의해 형성된 동박 호일(copper foil)을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 동박 제조 라인에 코팅 공정 라인을 연동시켜 연속적으로 생산 가능한 인-라인(In-Line)화할 수 있으며, 이로 인해 동박의 추가 표면처리, 일례로 매트(matt) 처리 공정을 단축할 수 있다.
한편 도 1~2는 본 발명의 전자파 차폐 필름의 제조 공정에서, 절연층과 분리형 이중층 동박과의 적층, 탈착 및 1차 압착(lamination)이 이루어지는 공정을 나타내는 도면이다.
상기 단계 (ii)의 바람직한 일례를 들면, 절연층의 제1면 상에 분리형 이중층 동박을 적층하되, 절연층과 제2동박이 접하도록 배치한 후 상기 캐리어 동박과 점착층을 탈착하고 1차 압착한다.
일례로, 도 1을 참고하여 설명하면, 제1기재필름의 제1면 상에 절연층을 형성한 후 상기 절연층이 반경화(B-stage) 상태에서 별도로 제조된 분리형 이중층 동박 [예, 캐리어 제1동박 - 점착층 - 제2동박]을 압착하고, 이후 캐리어 동박을 제거하는 공정이다.
또한 도 2를 참고하여 설명하면, 동박 생산라인과의 연속공정에 의해 동박 상에 절연층을 형성한 후 반경화 상태로 건조하고, 이후 캐리어 동박을 제거하는 공정이다. 상기 2가지 공정 모두 절연층이 반경화(B-stage)된 상태에서 진행하는 것이 바람직하다.
상기 2단계를 거친 후, 제1기재필름 상에 절연층과 제2동박층이 순차적으로 적층된 구조가 형성된다.
3) 제2기재필름의 제1면 상에 전도성 접착층 형성용 조성물을 코팅 및 건조하여 전도성 접착층을 형성한다.
상기 제2기재필름 역시 당 업계에 알려진 통상적인 플라스틱 필름을 제한 없이 사용할 수 있으며, 이형지도 사용 가능하다. 이때 상기 제2기재필름은 전술한 제1기재필름의 성분과 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
제2기재 필름 상에 코팅될 전도성 접착층 형성용 조성물은, 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 수지 성분과 도전성 필러를 포함하는 열경화성 조성물을 경화시켜 형성될 수 있다. 이때 형성된 전도성 접착층은, 이후 공정에서 제1기재필름의 제2동박과의 접착력 및 부착성 등을 고려하여, 반경화(B-stage)된 것이 바람직하다.
상기 도전성 필러는 당 업계에 알려진 통상적인 도전성 필러를 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 Ag, Cu, Ni, Al, Ag으로 코팅된 구리 필러, 니켈 필러일 수 있다. 또는 고분자 필러, 수지 볼이나 유리 비즈 등에 금속 도금을 실시한 필러 또는 이들의 혼합체 등일 수 있다.
여기서 은(Ag)은 고가이고, 구리(Cu)는 내열의 신뢰성이 부족하고, 알루미늄(Al)은 내습의 신뢰성이 부족하므로, 은(Ag), 은으로 코팅된 구리(Cu) 필러 또는 니켈(Ni) 필러를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 필러의 함량은 전자파 차폐 효과를 발휘한다면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 전도성 접착제 형성용 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 30 내지 70 중량부 범위일 수 있다.
본 발명의 전도성 접착층에서 사용 가능한 수지는 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 수지를 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로 전술한 절연층을 구성하는 열경화성 수지와 동일한 성분일 수 있다. 이때 추가로 경화제, 난연제, 또는 이들 모두를 추가로 포함할 수 있으며, 이들의 성분 역시 전술한 절연층을 구성하는 성분과 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에서, 상기 전도성 접착층 형성용 수지 조성물을 제2기재필름 상에 도포하는 경우, 일례로 롤 코터, 바 코터, 코머 코터, 블레이드 코터, 립 코터, 로드 코터, 스퀴즈 코터, 리버스 코터, 트랜스퍼 롤 코터, 그라비아 코터, 분무 코터 등으로 기재 상에 열경화성 수지 조성물을 도포하고, 50 내지 130℃의 온도에서 1 내지 30분간 건조하여 수행할 수 있다.
4) 상기 제1기재필름과 제2기재필름을 적층하되, 상기 제1기재필름의 제2동박과 제2기재필름의 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후 가압 공정을 통해 압착한다.
본 발명에서, 상기 압착 공정 조건은 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 열압착 Lami. 공정(롤투롤)시 조건은 특별히 제한되지 않으나, 일례로 상온~130℃의 온도, 3~50 kgf/cm2의 압력, 및 압착속도 3m/min 내지 30m/min 조건하에서 수행될 수 있다.
이때 상기 시트 형상의 제1기재필름, 절연층, 제2동박이 순차적으로 적층된 제1기재필름과, 전도성 접착층이 형성된 제2기재필름을 각각 롤형으로 권취하고 연속식으로 라미네이트하여도 좋고, 또한 롤형의 양 시트를 재단한 후 라미네이트를 수행하여도 무방하다.
상기 단계 이후에, 전술한 전자파 차폐 필름을 적당한 크기로 슬릿(slit)하여 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이 제조된 본 발명의 전자파 차폐 필름은 하기 도 3과 같은 구조를 가질 수 있다.
<연성 인쇄회로기판(FPCB) 형성용 전자파 차폐 필름>
또한 본 발명은 전술한 방법에 의해 제조된 전자파 차폐 필름을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 인쇄회로기판(FPCB) 형성용 전자파 차폐 필름에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 전자파 차폐 필름의 바람직한 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 전자파 차폐 필름은 크게 절연층(10)과 전도층으로 구분될 수 있으며, 여기서 전도층은 동박층(40)과 전도성 접착층(30)을 포함한다.
도 3을 참조하여 설명하면, 상기 전자파 차폐 필름(100)은 제1기재필름(10), 절연층(20), 상기 절연층의 일면 상에 동박층(40), 전도성 접착층(30), 및 제2기재필름(50)을 포함하며, 이들이 순차적으로 적층되는 구조를 갖는다. 이때, 상기 제1기재필름(10) 및 제2기재필름(50)은 각각 이형처리된 이형필름일 수 있다.
<절연층>
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 절연층은 최종적으로 필름의 최외각에 존재하면서, 전자파 차폐 필름의 기계적 강도를 주면서 필름의 굴곡 특성과 더불어 열적 안정성, 내화학성, 내스크래치성 등을 발휘하는 역할을 한다.
상기 절연층은 코팅층 또는 필름 형태로서, 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 수지 및 경화제를 포함하는 열경화성 조성물을 경화시켜 형성될 수 있다.
상기 절연층의 두께는 필름의 취급성, 물리적 강성, 기판의 박형화 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로 5 내지 20 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 7 ㎛ 범위일 수 있다.
본 발명에 따른 절연층은 종래 연성 동박 적층판(FCCL)과 동등한 굴곡성을 나타낼 수 있으며, 1H 이상의 내스크래치성 및 우수한 내화학성을 동시에 나타낼 수 있다.
<전도성 접착층>
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 상기 전도성 접착층은 전도성 물질을 포함하여 전자파 차폐 효과를 발휘함과 동시에 접착력, 굴곡성 및 층간 접착력을 발휘하는 역할을 한다. 또한 전자파 차폐 필름이 피착체에 고정되도록 하는 기능도 담당하므로, 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 붙여서 사용시, 상기 인쇄회로기판의 전기 회로와 안정하게 접속하고, 발생한 전기 잡음이 외부에 방출되거나 또는 상기 인쇄회로기판에 침입하는 것을 유효하게 차폐할 수 있다.
상기 전도성 접착층은 접착력과 전자파 차폐 효과를 나타내기 위해서 각각 열경화성 수지 성분과 도전성 필러를 포함한다.
상기 전도성 접착층의 두께는 필름의 전자파 차폐력, 굴곡성, 접착력, 층간 접착력 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로 2 내지 30 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 3 내지 15 ㎛ 범위일 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 금속층과 전도성 접착층을 합한 전도층의 총 두께는 초 굴곡용도 또는 고단차 대응용도에 따라 적절히 조절될 수 있다. 일례로 초 굴곡용도일 경우 전도층의 두께는 3~5 ㎛ 범위의 박판일 수 있으며, 고단차 대응용도일 경우 13~15㎛ 범위일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전도층은 연성 인쇄회로기판(FPCB) 커버레이와의 높은 접착력을 확보할 수 있는데, 일례로 1.0 kgf/cm 이상일 수 있다. 그리고 상기 전도층의 굴곡성은 종래 연성 동박 적층판(FCCL)과 동등한 굴곡성을 나타낼 수 있다. 아울러 상기 전도층의 전자파 차폐력은 60 dB 이상을 나타낼 수 있다.
<동박층>
본 발명의 전자파 차폐 필름에 있어서, 상기 동박층은 절연층의 일면 상에 형성되는 것으로서, 전도성 물질을 포함하여 전자파 차폐 효과를 발휘하는 역할을 한다.
상기 동박층은 당 분야에 알려진 통상적인 동박을 제한없이 사용할 수 있으며, 일례로 압연법 및 전해법으로 제조되는 모든 동박을 포함한다. 바람직하게는 연속 인라인(In-Line) 공정에 의해 형성된 동박 호일(copper foil)일 수 있다. 여기서, 동박은 표면이 산화 부식되는 것을 방지하기 위해서, 녹방지 처리되어 있을 수 있다.
상기 동박층의 두께는 필름의 전자파 차폐력 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로 1 내지 12 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 6 ㎛ 범위일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일례에 따르면, 상기 전자파 차폐 필름은 상기 절연층과 전도성 접착층 상에 각각 이형 필름을 포함할 수 있다.
본 발명에서는 절연층과 전도성 접착층 상에 제1이형필름 및 제2이형필름을 각각 배치하게 된다. 이때 연성 인쇄회로기판과 전자파 차폐 필름간의 접합 공정을 고려하여, 절연층과 제1이형필름 간의 층간 접착력이 전도성 접착층과 제2이형필름 간의 층간 접착력 보다 높게 조절하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 절연층 상에 배치되는 제1이형 필름은, 그 표면에 설치되는 절연층과의 밀착성을 향상시킬 목적으로, 필요에 따라 한 면 또는 양면에, 산화법이나 요철화법 등에 의해 표면 처리를 실시할 수 있다. 상기 산화법으로서는, 예를 들어, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 크롬산처리(습식), 화염처리, 열풍처리, 오존·자외선 조사 처리 등을 들 수 있고, 또한, 요철화법으로서는, 예를 들어, 샌드 블라스트(sand blast)법, 용제처리법 등을 들 수 있다. 이들 표면처리법은 기재 필름의 종류에 따라서 적절하게 선택되지만, 일반적으로는 매트처리, 코로나 방전 처리법이 효과 및 조작성 면에서 바람직하다. 또는 이형 필름 내부에 비드를 포함할 수도 있다.
상기 이형 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 조절 가능하다. 상기 이형필름은 절연층과 전도성 접착층 상에 각각 배치될 수 있는데, 이때 절연층과 접하는 상부 이형필름(제1이형필름)의 두께는 50 내지 75㎛ 범위일 수 있으며, 전도성 접착층과 접하는 하부 이형필름(제2이형필름)의 두께는 75 내지 150㎛ 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 일례에 따르면, 전술한 이형필름 상에는 이형층이 포함될 수 있다. 이러한 이형층은 절연층과 도전성 접착층으로부터 각각 이형필름을 분리할 때 절연층과 도전성 접착층이 손상되지 않고 형상을 유지할 수 있도록 쉽게 분리시키는 기능을 갖는다. 여기서, 이형층은 일반적으로 사용되는 필름 타입의 이형물질일 수 있다.
이형층에 사용되는 이형제의 성분으로는 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 이형제 성분을 사용할 수 있다. 이의 비제한적인 예로는, 에폭시 기반 이형제, 불소 수지로 이루어진 이형제, 실리콘계 이형제, 알키드 수지계 이형제, 수용성 고분자 등을 들 수 있다. 상기 이형층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 인쇄회로기판과 전자파 차폐 필름간의 접합 공정을 고려하여, 절연층과 제1이형필름 간의 층간 접착력이 전도성 접착층과 제2이형필름 간의 층간 접착력 보다 높게 조절하는 것이 바람직하다. 상기 이형필름의 이형력은 50 내지 500 gf/inch 범위일 수 있다. 일례로, 제1이형필름의 이형력은 50 내지 200 gf/inch 범위일 수 있으며, 제2이형필름의 이형력은 30 내지 50 gf/inch 범위일 수 있다
상기 이형층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 열 프레스, 열 롤 라미네이트, 압출 라미네이트, 코팅액의 도포, 건조 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 전술한 전자파 차폐 필름을 인쇄회로기판, 바람직하게는 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 커버레이 상부에 적층한 후 접합하여 사용할 수 있다.
이때 연성 인쇄회로기판과 전자파 차폐 필름과의 접합은, 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 의해 이루어질 수 있다. 일례로, 접착제에 의해서 접착해도 좋고, 접착제를 이용하지 않는, 무접착 형태와 같이 접합할 수도 있다.
상기 연성 인쇄회로기판용 EMI 차폐 필름의 제조공정의 바람직한 일 실시예를 들면, (I) 전자파 차폐 필름을 연성 인쇄회로기판 커버레이 상부에 적층하되, 전도성 접착층 측에 마련된 제1기재필름을 제거한 후 노출된 전도성 접착층을 연성 인쇄회로기판의 커버레이 상부에 적층하고 열 압착하는 단계; 및 (Ⅱ) 상기 압착물의 최상부에 위치하는 제2기재필름을 제거하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연성 인쇄회로기판은 커버레이 부착된 연성 동박 적층판(FCCL)일 수 있으며, 일례로 폴리이미드(PI) 상에 동박층 및 커버레이가 순차적으로 적층된 형태일 수 있다. 본 발명에서 인쇄회로기판이란, 도금 스루홀법이나 빌드업법 등에 의해 단층, 또는 2~3층 이상으로 적층된 인쇄회로기판을 지칭하며, 단면형 또는 양면형일 수 있다.
또한 열압착 공정시 조건은 특별히 제한되지 않으나, 일례로 150~170℃의 온도, 30~80 kgf/cm2의 압력, 및 50 내지 60분 조건하에서 수행될 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 연성 인쇄회로기판 상에 전자파 차폐 필름을 접합함으로써, 우수한 전자파 차폐성을 발휘할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
1-1. 절연층 코팅액 제조
열경화성 수지로 난 할로겐 난연성 에폭시 수지(국도화학 KDP555) 9.1 중량%, 비스페놀 A형 에폭시 수지 (Dow DER383) 8.1 중량%, 저유전 에폭시 수지 (Nippon XD1000) 3.5 중량%, 비스페놀 노볼락 에폭시 수지 (국도화학 KPBN110) 6.1 중량%, 카본블랙 (컬럼비안케미컬즈) 0.9 중량%, 인계 난연제 (오츠카케미컬 SPB-100) 4.8 중량%, 열가소성 수지로 고무 (금호석유화학 KNB 40H) 24.2 중량%, 폴리비닐부티랄 수지 (우노켐 KS23Z) 12.1 중량%, 잠재성 경화제로 디시안아마이드 10.7 중량%, 촉매형 경화제로 이미다졸 유도체 (일동화학 2E4MZ) 0.6 중량%, 용매로 메틸셀루솔브 9.8 중량%를 혼합 용해하여 절연층 코팅액을 제조하였다.
1-2. 전도성 접착층 코팅액 제조
열경화성 수지로 난 할로겐 난연성 에폭시 수지(국도화학 KDP555) 5.5 중량%, 비스페놀 A형 에폭시 수지 (Dow DER383) 4.9 중량 %, 저유전 에폭시 수지 (Nippon XD1000) 2.1 중량%, 비스페놀 노볼락 에폭시 수지 (국도화학 KPBN110) 3.6 중량%, 전도성 필러로 구리에 은이 코팅된 Dendrite 형상의 분말(GGP社 CuAg10 CHL5 UF) 48.6 중량%, 열가소성 수지로 고무 (금호석유화학 KNB 40H) 21.9 중량%, 잠재성 경화제로 디시안아마이드 6.4 중량%, 촉매형 경화제로 이미다졸 유도체 (일동화학 2E4MZ) 0.3 중량%, 용매로 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 4.9 중량%를 혼합 용해하여 전도성 접착층 형성용 코팅액을 제조하였다.
1-3. 전자파 차폐 필름 제조
상기 1-1에서 제조된 절연층 코팅 조성물을 준비된 제1기재필름의 제1면 상에 마이크로그라비아 코팅으로 절연층을 형성하고 130℃에서 3분 30초간 건조하여 5~6 ㎛의 반경화 상태의 절연층을 형성하였다.
분리형(Peelable) 이중층 동박 [전해동박(1㎛) + 분리층 + 캐리어 동박(35㎛), Olin Brass(美), 1㎛ 전해동박)을 사용하여 상기 제1기재필름의 절연층 상에 분리형 이중층 동박의 제2동박을 접합한 후, 캐리어 제1동박을 탈착하였다.
이후 준비된 제2기재필름의 제1면 상에, 상기 1-2에서 제조된 전도성 접착층 코팅 조성물을 콤마 코팅으로 전도성 접착층을 형성하고, 130℃에서 3분 30초간 건조하여 4~5㎛의 반경화 상태의 전도성 접착층을 형성하였다.
상기 제1기재필름에 형성된 제2동박과 제2기재필름에 형성된 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후, 80℃, 10kgf/cm 조건하에서 가열 가압 공정으로 통해 압착하여 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
이때, 상기 분리형 이중층 동박[Olin Brass (1㎛) 전해동박]의 이미지는 도 4와 같다.
[실시예 2~4]
분리형 이중층 동박의 전해동박의 두께를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
이때 실시예 2~3에서는 분리형 이중층으로 구성된 2㎛ 전해 동박 (미쯔이(日), 2㎛ 전해 동박)과 3㎛ 전해 동박 (미쯔이(日), 3㎛ 전해 동박)을 각각 사용하였으며, 실시예 4에서는 구리 단일층으로 구성된 6㎛ 압연 동박 (미쯔이(日), 6㎛ 전해 동박)을 각각 사용하였다.
[실시예 5]
상기 실시예 1-1에서 제조된 절연층 코팅 조성물을 준비된 제1기재필름의 제1면 상에 마이크로그라비아 코팅으로 절연층을 형성하고 130℃에서 3분 30초간 건조하여 5~6㎛의 반경화 상태의 절연층을 형성하였다.
이후 준비된 제2기재필름의 제1면에 실시예 1-2에서 제조된 전도성 접착층 조성물을 콤마 코팅으로 전도성 접착층을 형성하고 130℃에서 3분 30초간 건조하여 14~15 ㎛의 반경화 상태의 전도층을 형성하였다.
분리형(Peelable) 이중층 동박 [전해동박(1㎛) + 분리층 + 캐리어 동박(35㎛), Olin Brass(美), 1㎛ 전해동박)을 사용하여 상기 제1기재필름의 절연층 상에 분리형 이중층 동박의 제2동박을 접합한 후, 캐리어 제1동박을 탈착하였다.
이후, 제1기재필름에 형성된 제2동박과 제2기재필름에 형성된 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후, 80℃, 10kgf/cm 조건하에서 가열 가압 공정으로 통해 압착하여 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[실시예 6~8]
분리형 이중층 동박의 전해동박의 두께를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 5와 동일한 방법에 따라 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
이때 실시예 6~7에서는 분리형 이중층으로 구성된 2㎛ 전해 동박 (미쯔이(日), 2㎛ 전해 동박)과 3㎛ 전해 동박 (미쯔이(日), 3㎛ 전해 동박)을 각각 사용하였으며, 실시예 8에서는 구리 단일층으로 구성된 6㎛ 압연 동박 (미쯔이(日), 6㎛ 전해 동박)을 각각 사용하였다.
[비교예 1]
분리형 이중층 동박을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
보다 구체적으로, 제1기재필름에 형성된 절연층과 제2기재필름에 형성된 전도성 접착층을 서로 접하도록 배치한 후, 80℃, 10kgf/cm 조건하에서 가열 가압 공정으로 통해 압착하여 비교예 1의 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[비교예 2]
분리형 이중층 동박을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 5와 동일한 방법에 따라 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
보다 구체적으로, 제1기재필름에 형성된 절연층과 제2기재필름에 형성된 전도성 접착층을 서로 접하도록 배치한 후, 80℃, 10kgf/cm 조건하에서 가열 가압 공정으로 통해 압착하여 비교예 2의 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[평가예] 전자파 차폐 필름의 평가
실시예 1~8 및 비교예 1~2에서 각각 제조된 전자파 차폐 필름을 이용하여 하기와 같은 물성 평가를 각각 수행하였으며, 이들의 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
1) 접착력
준비된 제2기재필름을 제거한 뒤 전도성 접착층면에 50㎛ PI Film (SKC 코오롱)을 접하도록 배치하고, 80~100℃에서 라미네이팅을 실시한 후 상부 제1기재필름을 제거하였다.
라미네이팅된 접착력 평가 쿠폰의 지지층을 형성하기 위해, 50㎛ PI Film 하부에 본딩시트와 유리섬유 메트릭스에 수지를 함침한 프리프레그를 적층하고, 상부의 절연층에는 본딩시트와 25㎛의 PI Film (SKC 코오롱)을 적층한 뒤 단위면적당 35kgf의 압력하에 150℃ 60분간 압착공정을 거쳐 절연층과 전도성 접착층을 완전경화시켰다.
완전경화된 쿠폰을 인장속도 50mm/min의 속도로 PI Film에 대하여 90도(수직) 접착력(kgf/cm)을 측정하였다.
2) 내열특성 (Solder Deeping)
준비된 전자파 차폐 필름의 제2기재필름을 제거한 뒤 25㎛의 PI Film(SKC 코오롱)과 전도성 접착층이 접하도록 배치한 뒤 단위면적당 35kgf의 압력하에 150℃ 60분간 압착공정을 거쳐 절연층과 전도성 접착층을 완전경화시키고 상부 제1기재필름을 제거하였다.
상부 제1기재필름을 제거한 전자파 차폐 필름을 300℃ 납조에 10초간 침지하여 전자파 차폐 필름의 들뜸 및 균열 그리고 절연층의 색상변화 등 외관 불량을 관찰하였다. 이때 들뜸 및 균열 등 외관불량이 발생한 경우를 NG로 판단하고, 들뜸 및 균열 등 외관불량이 없는 경우를 Pass로 판단하였다.
3) 절연층 내화학성 평가:
내열특성 평가 쿠폰 제작 방법과 동일하게 적층 및 압착공정으로 쿠폰을 제작하여 상부 제1기재필름을 제거하였다. 상부 제1기재필름을 제거한 전자파 차폐 필름을 HCl(2mol/L) 수용액에 10분간 침지한 쿠폰을 제작하였다.
상부 제1기재필름이 제거된 전자파 차폐 필름을 HCl(3%), H2SO4(5%, NaOH(5%) 수용액에 각각 단계별로 30분간 침지하여 쿠폰을 제작하였다. 각 해당하는 수용액에 침지한 평가용 쿠폰을 ASTM D 3359에 의거하여 절연층의 내화학성 평가를 진행하였다. 평가 방법과 판정 기준은 도 6과 같다.
참고로, ASTM Class: 5B는 떨어진 면이 없고 부드러운 상태이며, 4B는 떨어진 면이 5% 정도이며, 3B는 떨어진 면이 5~15% 범위이며, 2B는 떨어진 면이 15~35% 범위이며, 1B는 떨어진 면이 35~65%이며, 0B는 65%를 떨어진 면이 65%를 초과하는 것으로 판단하였다.
4) 연필경도
연필의 심재인 흑연의 강도를 이용하여 코팅막의 경도를 측정하였다. 먼저 내열특성 평가 쿠폰 제작 방법과 동일하게 적층 및 압착공정으로 쿠폰을 제작하여 상부 제1기재필름을 제거하였다.
연필심의 강도 별로 연필을 뭉툭하게 깎아놓고 심의 밑면을 고운 샌드페이퍼로 문질러 평탄하게 하였다. 이후 상부 제1기재필름이 제거된 전자파 차폐 필름의 절연층 표면에 45도 각도로 연필심이 닿도록 500g의 무게로 3번 밀어서 절연층이 벗겨지거나 긁힘을 기준으로 판정하였다.
5) 전자파 차폐율 평가
내열특성 평가 쿠폰 제작 방법과 동일하게 적층 및 압착공정으로 쿠폰을 제작하여 상부 제1기재필름을 제거하였다. 제거된 전자파 차폐 필름을 하기 도 5와 같은 형상의 쿠폰을 제작하여 ASTM 4935-1에 의거하여 주파수 범위 30MHz ~ 1GHz대한 전자파 차폐율을 측정하였다. 이때 테스터기는 Agilent 8719C Network Analyzer를 사용하였다.
6) 접촉저항 측정
준비된 단면 FCCL에 폭 5mm 길이 50mm의 회로간 간격 10mm로 2개의 내층 회로를 형성하였다.
PI Film 12.5㎛, 접착층 15㎛의 커버레이를 내층회로의 중앙에 위치하도록 직경 0.15mm 원형과 내층회로 끝부분에 5mm×5mm 면적의 사각형이 위치하도록 타발한 뒤 내층회로에 가접 및 단위면적 당 35kgf로 150℃에서 60분간 열 압착공정을 하였다. 열압착 공정 후 타발된 커버레이에 의하여 0.15mm와 5mm×5mm 크기로 구리가 노출된 내층회로에 무전해 금도금을 실시하였다.
준비된 전자파 차폐 필름의 제2기재필름을 제거한 뒤 내층회로 중앙에 위치한 0.15mm의 영역에 10mm의 폭으로 전자파 차폐 필름 제단 및 적층하여 단위면적당 35kgf로 150℃에서 60분간 열 압착공정을 한 뒤 5mm × 5mm 크기로 노출된 2개의 내층회로의 접촉저항을 측정하였다.
제2전해동박(㎛) 전도성 접착층 두께(㎛) 접착력 내열성(Solder) 내화학성(Cross cut) 연필경도 차폐율(dB) 접촉저항(Ω)
비교예 1 0 4~5 ≥1.2 Pass 5B 1H 38~39 1.3
실시예 1 1 ≥1.2 Pass 5B 1H 83 0.1
실시예 2 2 ≥1.2 Pass 5B 1H 84 0.1
실시예 3 3 ≥1.2 Pass 5B 1H 88 0.1
실시예 4 6 ≥1.2 Pass 5B 1H 99 0.1
비교예 2 0 14~15 ≥1.2 Pass 5B 1H 45~46 0.3
실시예 5 1 ≥1.2 Pass 5B 1H 85 0.1
실시예 6 2 ≥1.2 Pass 5B 1H 87 0.1
실시예 7 3 ≥1.2 Pass 5B 1H 92 0.1
실시예 8 6 ≥1.2 Pass 5B 1H 102 0.1
실험 결과, 본 발명에 따른 전자파 차폐 필름은 우수한 전자차폐율, 접착력, 내열성 및 접착저항 등을 동시에 발휘할 뿐만 아니라, 종래 반복 수행되는 멀티 코팅공정을 최소화여 제조 공정의 단순화를 도모할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims (12)

  1. (i) 제1기재필름의 제1면 상에 절연층 형성용 열경화성 수지 조성물을 코팅하여 절연층을 형성하는 단계;
    (ii) 상기 절연층 상에 제2동박, 점착층 및 캐리어 제1동박으로 구성되는 분리형(peelable) 이중층 동박을 적층하되, 절연층과 제2동박을 접합한 후 상기 캐리어 제1동박을 탈착하는 단계;
    (iii) 제2기재필름의 제1면 상에 도전성 필러 및 열경화성 수지를 포함하는 전도성 접착층 형성용 수지 조성물을 코팅한 후 건조하여 전도성 접착층을 형성하는 단계; 및
    (iv) 제1기재필름과 제2기재필름을 적층하되, 상기 제1기재필름의 제2동박과 제2기재필름의 전도성 접착층이 서로 접하도록 배치한 후 가압 공정을 통해 압착하는 단계
    를 포함하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (ii)의 분리형 이중층 동박에서, 제2동박의 두께는 1 내지 12 ㎛ 범위이며, 상기 캐리어 제1동박의 두께는 제2동박 보다 큰 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (ii)의 제2동박은 절연층의 제1면 상에 부착되어 전자파 차폐 필름의 금속층으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (i)의 절연층 형성용 열경화성 수지 조성물은 열화성 수지를 포함하며, 당해 조성물 100 중량부 기준으로 0.5 내지 5 중량부의 전기 비전도성 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (i)에서 형성된 절연층의 두께는 5~20 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (iii)에서 전도성 접착층 형성용 수지 조성물의 도전성 필러는 Ag, Cu, Ni, Al, Ag으로 코팅된 구리 필러, 니켈 필러 또는 고분자 필러인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 필러의 함량은 당해 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 30 내지 70 중량부 범위인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (i)에서 형성된 절연층은 반경화(B-stage)된 것이며,
    상기 단계 (iii)에서 형성된 전도성 접착층은 반경화(B-stage)된 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1기재필름 및 제2 기재필름은 각각 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 셀로판, 다이아세틸셀룰로스 필름, 트라이아세틸셀룰로스 필름, 아세틸셀룰로스부티레이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리비닐알코올 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 필름, 폴리스타이렌 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터에터케톤 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리에터이미드 필름, 폴리이미드 필름, 불소수지 필름, 폴리아마이드 필름, 아크릴수지 필름, 노보넨계 수지 필름, 사이클로올레핀 수지 필름 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 구성된 군으로부터 선택되는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1기재필름 및 제2기재필름은 각각 이형처리된 필름인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 절연층 측에 배치되는 제1기재필름은 매트 처리, 코로나 처리되거나 또는 내부에 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2동박과 전도성 접착층의 총 두께는 3~5 ㎛ 범위 또는 13~15㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐 필름의 제조방법.
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