KR100819490B1 - 이형 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR100819490B1
KR100819490B1 KR1020070028725A KR20070028725A KR100819490B1 KR 100819490 B1 KR100819490 B1 KR 100819490B1 KR 1020070028725 A KR1020070028725 A KR 1020070028725A KR 20070028725 A KR20070028725 A KR 20070028725A KR 100819490 B1 KR100819490 B1 KR 100819490B1
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김성환
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율촌화학 주식회사
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Abstract

본 발명에서는 종이, 상기 종이의 일측 또는 양측면에 형성된 접착층 및 상기 접착층을 사이에 두고 상기 종이의 일측 또는 양측면에 존재하는 폴리프로필렌계 필름으로 이루어지는 이형 필름이고, 상기 폴리프로필렌계 필름은 메틸기를 가지는 폴리프로필렌계 수지층의 단층 또는 2층 이상의 복층으로 이루어지며, 상기 폴리프로필렌계 수지층의 하나 이상은 유백색 폴리프로필렌계 수지층이고, 상기 폴리프로필렌계 필름은 이형 필름이 보호하는 점착제와 직접 접하는 것을 특징으로 하는 이형 필름 및 그 제조 방법을 제공한다.
커버레이, 본딩시트, 이형필름, 폴리프로필렌, 유백색, 이물질, 은폐성

Description

이형 필름 및 그 제조 방법{Releasing film and method for preparing the same}
도 1은 종래의 이형 필름 구조의 하나의 예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이형 필름 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 사용된 폴리프로필렌계 필름의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이형 필름의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이형 필름의 구조를 나타내는 개략도이다.
1 : 종이 2 : 압출 코팅된 고분자 필름
3 : 실리콘 코팅 10 : 종이
21 : 유백색 폴리프로필렌계 필름 30 : 접착제
35 : 접착제와 안료의 혼합층 40 : 잉크층
M : 중간층 S : 스킨층
본 발명은 연성인쇄회로기판의 커버레이 또는 본딩시트 등에 사용될 수 있는 이형 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)에는 회로 패턴이 형성된 도체면을 보호할 목적으로 커버레이(coverlay)를 형성하는데, 상기 커버레이는 통상적으로 폴리이미드 필름에 예를 들어 반경화된 에폭시의 점착제층이 형성되고, 그 위에 이형 필름(이형 라이너)이 형성된다.
본딩시트(bonding sheet)는 다층 연성인쇄회로기판에 있어서 각각의 연성인쇄회로기판을 부착할 때 사용되는 것으로서, 본딩시트의 양면에 각각 점착제층이 형성되고 그 위에 이형 필름이 형성된다.
그런데 이러한 이형 필름을 제조함에 있어서 이형 필름을 이루는 기재와 고분자 필름 사이에 불가피하게 이물질이 혼입되거나 기타 오염이 발생하게 되며, 이로 인하여 이형 필름의 불량이 발생한다는 문제점이 있었다.
더욱이, 이물질이 삽입된 이형 필름을 커버레이에 부착한 경우 커버레이나 본딩시트에 삽입된 이물질과 구분하기 어려워 품질 관리가 용이하지 않다는 문제도 있었다.
따라서 이형 필름의 제조 중 기재와 고분자 필름 사이에 존재하게 되는 이물질이나 기타 오염 물질로 인한 불량을 방지할 수 있는 이형 필름이 요구된다.
한편, 이형 필름으로서 종래에 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌과 같 은 고분자 필름에 이형력을 높이기 위한 실리콘 코팅액을 도포한 이형 필름이 사용되거나, 폴리디메틸실록산 등의 실리콘 화합물을 상기 고분자 필름용 조성물 자체에 함유시켜 제조한 이형 필름이 사용되었다.
도 1은 종래의 연성인쇄회로기판의 커버레이 또는 본딩시트용 이형 필름 구조의 하나의 예를 나타내는 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 이형 필름은 종이(1)를 사이에 두고 폴리에틸렌과 같은 고분자 필름(2)이 압출 코팅되고, 그 일측 필름(2)의 상부에는 실리콘 코팅층(3)이 형성된다.
상기 실리콘은 통상 -Si-O-Si- 결합을 주쇄로 하고 측쇄에 메틸기(-CH3) 등의 유기기를 가지는 오가노폴리실록산으로서, 상기와 같이 메틸기의 유기 측쇄를 가지므로 메틸기 간의 낮은 분자력으로 인하여 낮은 표면 에너지를 가지며 이는 분자의 표면 장력을 낮게 한다. 따라서, 이형 필름에 상기와 같은 표면 특성을 갖는 실리콘 코팅층을 형성하면 이형성을 높일 수 있다.
그러나, 고분자 필름상에 실리콘 코팅층이 형성된 이형 필름 또는 실리콘 화합물을 고분자 필름 내부에 함유한 이형 필름에는 다음과 같은 문제점이 있었다.
먼저, 상기 고분자 필름에 도포된 실리콘 화합물 또는 고분자 필름 내의 실리콘 화합물은 에폭시 점착층에 전이됨으로써 결과적으로 커버레이 및 본딩 시트 등의 점착성을 저하시키는 큰 문제점이 발생하였다.
더욱이, 고분자 필름에 실리콘 화합물이 도포된 경우, 이형 필름상에 형성된 요철 등으로 인하여 커버레이 필름의 점착제가 고르지 못하게 되고 이에 따라 FPCB 공정 중 균일한 압력을 충족하지 못하여 기공 등이 유입되고 후공정 시에도 회로의 도금 부착성이 저하되는 문제가 있었다.
그뿐만 아니라, 고분자 필름과 도포된 실리콘 화합물 간의 저하된 밀착성을 향상하기 위해서 고분자 필름 기재 위에 프라이머 처리 등의 추가적인 공정을 수행하는 경우가 있는데, 이 경우 공정 효율성 및 경제성이 저하되는 문제가 발생하였고, 상기 프라이머 자체가 점착층에 전이될 우려가 있었으며, 밀착성 향상을 위해 가교제를 증가시킬 경우에는 에이징 공정에 의해 경박리화가 야기되는 문제점도 발생하였다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 연성인쇄회로기판의 커버레이 또는 본딩시트에 사용되는 이형 필름으로서, 종이 상의 이물 입자 또는 이형 필름의 제조 과정 중 발생하는 이물질이나 오염으로 인한 이형 필름의 불량을 방지할 수 있고, 이에 따라 품질 관리가 용이하게 되는 이형 필름 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은, 충분한 이형성을 가지면서도, 이형 필름이 부착되어 보호하는 커버레이나 또는 본딩시트 상의 점착제에 대한 실리콘 화합물 및 기타 첨가제의 전이 현상이 발생하지 않으며, 가공성이 우수하여 펀칭 공정 시 제품의 가루 발생 현상이 없고 파단 현상이 일어나지 않고, 고온에서의 수축의 문제점이나 저온 보관시 깨짐 발생의 문제점이 없으며, 종래의 이형 필름과 대비하여 저렴한, 이형 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 이형 필름에 있어서, 종이, 상기 종이의 일측 또는 양측면에 형성된 접착층 및 상기 접착층을 사이에 두고 상기 종이의 일측 또는 양측면에 존재하는 폴리프로필렌계 필름으로 이루어지는 이형 필름이고, 상기 폴리프로필렌계 필름과 상기 종이 사이에 존재하는 이물질 또는 오염 물질에 대한 은폐력을 제공하도록, 상기 폴리프로필렌계 필름 자체를 유백색 폴리프로필렌계 필름으로 하거나, 상기 폴리프로필렌계 필름과 상기 종이 사이에 잉크층을 형성하거나, 상기 접착층을 안료와 접착제의 혼합층으로 하는 것을 특징으로 하는 이형 필름 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 이형 필름은, 종이, 상기 종이의 일측 또는 양측면에 형성된 접착층 및 상기 접착층을 사이에 두고 상기 종이의 일측 또는 양측면에 존재하는 폴리프로필렌계 필름으로 이루어지는 이형 필름이고, 상기 폴리프로필렌계 필름은 메틸기를 가지는 폴리프로필렌계 수지층의 단층 또는 2층 이상의 복층으로 이루어지며, 상기 폴리프로필렌계 수지층의 하나 이상은 유백색 폴리프로필렌계 수지층이고, 상기 폴리프로필렌계 필름은 이형 필름이 보호하는 점착제와 직접 접하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 폴리프로필렌계 필름은 스킨층, 중간층, 스킨층의 3층으로 이루어지고, 상기 양측 스킨층은 각각 폴리프로필렌계 수지 층이고, 상기 중간층은 이산화티타늄 10~40중량% 및 폴리프로필렌계 수지 60~90 중량%로 이루어지는 유백색 폴리프로필렌계 수지층인 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 스킨층, 상기 중간층, 상기 스킨층의 두께비는 각각 1~2:6~8:1~2인 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 스킨 층 중 최외각층인 스킨층에는 첨가제인 블로킹 방지제가 스킨층의 총 중량에 대하여 0중량% 초과 0.2중량% 이하로 첨가된 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 스킨 층 두께는 3㎛ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 유백색 폴리프로필렌계 필름은 헤이즈가 98% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 종이와 상기 폴리프로필렌계 필름 사이에는 접착층 외에 잉크층이 더 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 종이와 상기 폴리프로필렌계 필름 사이에는 접착제와 안료가 혼합된 접착제 및 안료의 혼합층이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 접착제 및 안료의 혼합층에서 안료의 함량은 접착제 및 안료의 전체 100중량%에 대하여 10 내지 30중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 종이의 양측 면에 폴리프로필렌계 필름이 형성되고, 그 형성되는 폴리프로필렌계 필름의 두께가 동일하며, 각 폴리프 로필렌계 필름의 두께는 15 내지 60㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 종이가 그라싱지인 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 종이의 두께가 20~200㎛가 바람직하고, 50~100㎛가 더욱 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 종이의 밀도가 0.5 ~1.5g/cm3 가 바람직하고, 1.0 ~ 1.2g/cm3가 더욱 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 상기 접착제가 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 이형 필름 및 그 제조 방법을 상술한다.
본 발명에서는 이형 필름 중 고분자 필름으로서 폴리에틸렌이나 폴리에틸렌테레프랄레이트 필름을 사용하는 것이 아니라 특히 메틸기가 있는 폴리프로필렌계 수지 필름을 사용함으로써 별도의 실리콘 화합물을 이용(내부에 첨가 또는 표면에 코팅)하지 않고도 폴리프로필렌계 수지의 메틸기에 의하여 표면 장력이 낮게 되어, 점착제와 같은 다른 분자와의 결합력을 저하할 수 있으며, 이에 따라 충분한 이형성을 달성할 수 있게 되고 또한 무극성이므로 우수한 발수성을 가지도록 할 수 있다.
또한, 이때 종이에 형성되는 폴리프로필렌계 필름으로서 유백색 폴리프로필렌계 필름을 사용함으로써, 상기 폴리프로필롄계 필름을 종이와 합지 시 이물질이 혼입되거나 오염이 발생하는 경우 또는 종이 상에 이물질이 존재한 경우에도 은폐력을 높여 커버레이 및 본딩 시트와의 합지 후에도 불량 여부를 정확히 파악할 수 있고, 커버레이나 본딩시트의 이물질 존재를 파악하는 것이 가능하므로 품질 관리가 용이하게 된다. 이러한 은폐력을 높이기 위하여 본 발명에서는 폴리프로필렌계 필름과 종이 사이에 별도의 잉크층을 형성할 수도 있으며, 접착층의 접착제에 잉크를 혼합한 접착제 및 잉크의 혼합층을 형성할 수도 있다.
한편, 상기 폴리프로필렌계 필름의 최외각부의 표면에는 어떠한 코팅층도 형성하지 않고 상기 최외각부가 상기 이형 필름이 부착될 영역에 존재하는 점착제와 직접 접하도록 함으로써 코팅층의 코팅 성분이 점착제로 전이되는 것을 처음부터 방지하도록 한다.
나아가, 본 발명에서는 폴리프로필렌계 필름에 불가피하게 첨가제가 존재하는 경우 첨가제의 첨가량이나 첨가 위치를 조절함으로써 첨가제의 점착제로의 전이의 우려가 없도록 한다.
구체적으로 폴리프로필렌계 필름의 각 층이 폴리프로필렌계 수지로 된 2층 이상의 복층인 경우 점착제와 접하는 최외각층을 제외한 내부 층에 첨가제가 첨가되도록 한다(첨가 위치 조절).
또는, 첨가제에 따라서는 점착제와 접하는 폴리프로필렌계 수지층에 존재하여야 그 첨가 효과가 높아지는 경우가 있으므로, 이때는 점착제와 접하는 폴리프로필렌계 수지층에 첨가제를 넣어주되 전이를 방지하도록 그 첨가량의 상한을 제한한다(첨가량 조절).
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이형 필름의 구조를 나타내는 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에서 사용된 폴리프로필렌계 필름의 구조의 하나의 예를 나타내는 개략도이다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연성인쇄회로기판의 커버레이 또는 본딩시트용 이형 필름은 종이(10)를 중심으로 일측 또는 양측에 메틸기를 가지는 폴리프로필렌계 필름(21)이 압출 코팅이 아니라 접착제(30)를 매개로 하여 각각 직접 접착되어 적층되는 구조를 가진다.
상기 종이로는 가공성 및 치수 안정성이 우수한 클린 용지나 특히 그라싱지를 사용한다.
본 발명에 있어서 이와 같이 종이를 상기 폴리프로필렌계 필름과 병행하여 사용하는 경우 폴리프로필렌계 필름을 단독으로 사용하는 경우와 대비하여 치수 안정성이 훨씬 높고 펀칭 가공시 필름에 크랙이 발생하지 않게 된다.
상기 종이의 두께로는 20~200㎛가 바람직하고, 50~100㎛가 더욱 바람직하다. 상기 종이의 두께가 20㎛ 미만일 경우 종이의 두께가 너무 얇아서 가공시 종이의 찢김 현상이 많이 발생하며 굳음도(stiffness)가 약하여 작업성이 떨어지게 되며, 상기 종이의 두께가 200㎛를 초과하는 경우 원가의 상승 및 작업성의 저하가 발생하게 된다. 상기 종이의 두께가 특히 50~100㎛인 경우에는 굳음도가 우수하여 작업이 용이하다.
상기 종이의 밀도는 작업성 등의 측면에서 0.5 ~1.5g/cm3 가 바람직하다. 즉, 그 밀도가 0.5g/cm3 미만이 되는 경우에는 지분이 많이 날리므로 다이 컷팅 가공에 있어서 바람직하지 않다. 상기 밀도가 1.5g/cm3을 초과하는 경우에는 종이의 인장 강도, 파열 강도, 내절도가 저하되는 문제점이 있다.
상기 종이의 밀도는 1.0 ~ 1.2g/cm3가 더욱 바람직한데, 본 발명에 있어서 특히 밀도가 1g/cm3 이상인 종이를 폴리프로필렌계 필름과 합지하여 사용하는 경우 펀칭 가공시의 파단 현상을 크게 완화할 수 있고, 타발성과 저온 보관시의 깨짐 발생을 더욱 완화하는 효과를 가지게 된다.
상기 종이에는 메틸기를 가지는 폴리프로필렌계 필름이 형성된다. 그리고 상기 종이 상에 형성되는 폴리프로필렌계 필름은 유백색 폴리프로필렌계 필름인 것이 바람직하다.
상기 유백색 폴리프로필렌계 필름은 종이 상에 존재하는 이물질 또는 공정 중 발생하게 되는 이물질이나 기타 오염물질에 대한 은폐력을 주는 것이며, 충분한 은폐력을 달성하기 위하여는 유백색 폴리프로필렌계 필름의 헤이즈가 98% 이상인 것이 바람직하다.
상기 유백색 폴리프로필렌계 필름으로서는 특히 폴리프로필렌계 수지에 이산화티탄을 함유하여 유백색을 가지도록 한 것이 바람직하다. 그런데, 이산화티탄도 첨가제이므로 앞서 설명한 바와 같이 폴리프로필렌계 필름에 첨가된 경우에 점착제로의 전이의 우려를 배제할 수 없다.
따라서 본 발명에서는 폴리프로필렌계 필름(21)을 도 3에 도시된 바와 같이 중간층(M)과 양측의 스킨층(S)의 3층의 폴리프로필렌계 수지층으로 구성하고, 상기 중간층이 이산화티타늄 10 내지 40중량% 및 폴리프로필렌계 수지(바람직하게는 호모 폴리프로필렌) 60 내지 90중량%로 이루어지는 유백색 폴리프로필렌계 필름을 사용한다.
상기 중간층에 존재하는 상기 이산화티탄이 10 중량% 미만인 경우 은폐력을 갖지 못하며, 40중량%를 초과하는 경우 원가 상승의 문제와 함께 중간층과 스킨층이 떨어지고 이에 따라 이산화티탄의 점착제로의 전이 문제가 발생할 우려도 있다.
한편, 이산화티탄의 점착제로의 전이의 우려를 방지하기 위한 목적이라면 종이측의 스킨층("내측 스킨층")에 이산화티탄을 첨가하는 것도 가능하지만, 이와 같이 내측 스킨층에 이산화티탄을 첨가하는 것은 중간층에 이산화티탄을 첨가하는 것보다 은폐력이 다소 떨어진다. 따라서 이산화티탄은 내측 스킨층 보다 중간층에 첨가하는 것이 바람직하다. 일단 중간층에 이산화티탄을 첨가한 후 내측 스킨층에도 이산화티탄을 첨가하는 것을 생각해 볼 수 있지만, 이는 은폐력을 크게 상승하시키지 못하고 불필요한 원가 상승을 야기하므로 바람직하지 않다.
상기 폴리프로필렌계 필름 중 양측 스킨층의 두께는 3㎛ 이상인 것이 바람직하다. 스킨층의 두께를 3㎛ 이하로 하면 스킨층이 너무 얇아 압출 시 어느 부분에서는 스킨층이 전혀 압출되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 한편, 스킨층은 중간층과의 합지 및 적층 시 필요한 것으로서 최소한의 두께만 갖추면 된다. 따라서 양측 스킨층의 두께는 3㎛인 것이 더욱 바람직하다.
나아가, 상기 폴리프로필렌계 필름의 스킨층, 중간층, 스킨층의 두께비는 각각 1~2:6~8:1~2인 것이 바람직하다. 즉, 중간층에 이산화티탄이 함유되어 유백색을 형성하게 되는데, 폴리프로필렌계 필름의 헤이즈를 98% 이상으로 하려면 스킨층, 중간층, 스킨층의 두께비를 1~2:6~8:1~2로 하는 것이 바람직하다.
한편, 작업성이나 단가의 측면에서 상기 폴리프로필렌계 필름의 전체 두께는 15 내지 60㎛로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 두께가 15㎛ 미만일 경우에는 합지 공정(SDL; solvent dry lamination)의 작업이 어렵게 되고, 그 두께가 60㎛을 초과할 경우 단가 상승을 초래하는 한편 굳음도를 증가시켜 작업을 어렵게 만든다.
상기 폴리프로필렌계 필름에는 필름 연신 후 권취시의 블로킹 현상 방지 및 주름 발생의 불량을 방지하고자 블로킹 방지제(AB agent; anti-blocking agent)를 첨가할 수 있다. 이때 블로킹 방지제는 블로킹 현상 방지 및 주름 발생의 불량 방지의 측면에서 스킨층(점착제측인 최외각 스킨층)에 첨가되는 것이 바람직하지만, 점착제로의 전이 현상이 방지되도록 그 상한은 제한되어야 한다.
이에 따라 스킨층에 첨가되는 블로킹 방지제의 함량은 스킨층의 총 수지 조성물 100중량에 대하여 0.2 중량% 이하가 바람직하다. 상기 블로킹 방지제로는 2~4㎛의 실리카를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 점착제와 접하게 되는 측의 필름의 컬링 현상 방지라는 관점에서 종이의 양측 면으로 폴리프로필렌계 필름을 형성하는 것이 바람직하다. 그러나 종이의 일측 면에서 폴리프로필렌계 필름을 형성하는 것도 가능함은 물론이다. 상기 종이의 양측 면에 합지되는 폴리프로필렌계 필름은 폴리프로필렌계 필름인 한 동일한 것일 수도 있고 다른 것일 수도 있지만, 합지되는 필름의 두께에 차이가 생기는 경우 두께가 두꺼운 쪽으로 컬링 현상이 발생하게 되고 나아가 컬링 현상을 방지하기 위하여는 제조 시 장력 조절을 수행하여야 하므로 종이의 양측 면에 각각 합지되는 필름의 두께는 동일하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 종이와 폴리프로필렌계 필름은 압출 코팅에 의하여 접합되지 않고 별도의 접착제를 사용하여 접합되며 이에 따라 추후 종이와 폴리프로필렌계 필름의 박리 현상을 방지할 수 있다. 상기 접착제로서는 아크릴계 수지나 우레탄계 수지를 사용하되, 아크릴계 수지를 사용하는 것이 내열성이 우수하므로 바람직하다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이형 필름의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 종이와 상기 폴리프로필렌계 필름 사이에는 접착제에 의한 접착층 외에 잉크층(40)이 더 형성될 수 있다. 이러한 잉크층(40)은 공정 중 종이와 폴리프로필렌계 필름 사이에 개재되는 이물질이나 기타 오염 물질을 은폐하기 위한 것이다.
이러한 잉크층(40)을 본 발명이 채용하는 유백색 폴리프로필렌계 필름과 병행하여 채용하는 경우 이형 필름의 은폐성이 더욱 증가된다.
이러한 은폐성이라는 관점에서 잉크층(40)은 이형 필름이 접하게 될 점착제 측 폴리프로필렌계 필름 상에 형성되는 것도 가능하지만, 점착제로의 전이의 문제와 메틸기를 가지는 폴리프로필렌계 필름을 직접 점착제 측과 접하게 함으로써 이 형성을 높일 수 있다는 점을 고려하면 잉크층(40)은 도 4에 도시된 바와 같이 종이와 폴리프로필렌계 필름 사이에 존재하도록 해야 한다.
상기 잉크층의 색은 커버레이 및 본딩 시트와 합지 시 커버레이 및 본딩시트의 이물질 존재 여부를 파악할 수 있도록 백색이나 밝은 색으로 한다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이형 필름의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 종이와 상기 폴리프로필렌계 필름 사이에는 접착제와 안료가 혼합된 접착제 및 안료의 혼합층(35)을 형성할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 잉크층(40)은 종이와 폴리프로필렌계 필름의 사이에 존재하는 것이 바람직한데, 종이와 폴리프로필렌계 필름 사이에는 접착제에 의하여 형성되는 접착제층이 존재하는 것이므로, 잉크층과 접착제층을 두 층으로 형성하는 것은 압출 과정을 하나 더 늘리게 하는 등 공정 효율, 제조 원가의 측면에서 바람직하지 않고, 또한 제품 자체의 두께도 증가시키므로 바람직하지 않다.
따라서 안료와 접착제를 혼합한 하나의 층(35)을 형성하도록 하면 공정 효율의 저하나 제조 원가의 상승, 제품 두께의 증가의 문제점 없이 은폐성을 더욱 향상할 수 있게 된다.
상기 접착제 및 안료의 혼합층(35)에서 예컨대 아크릴계 접착 수지와 안료의 배합비는 아크릴계 접착 수지 및 안료 100중량%에 대하여 안료 10 내지 30중량%로 한다. 안료가 10중량% 미만일 경우에는 은폐력이 떨어지며 30중량% 초과일 경우에는 접착제와의 상용성이 좋지 않다. 상기 안료로는 이산화티탄과 같은 무기 안료를 사용하거나 또한 유기 안료를 사용하는 것도 가능하다.
<실험 1 - 은폐성 및 층간 박리성 실험>
실시예 1의 이형 필름으로서, 이산화티탄 10중량% 및 호모 폴리프로필렌 90중량%로 이루어진 수지층을 유백색 폴리프로필렌 필름의 중간층으로 하고 양측 스킨층을 호모 폴리프로필렌만으로 이루어진 필름으로 한 폴리프로필렌계 필름을 아크릴계 수지를 접착제로 사용하여 그라이싱지에 합지하였다.
상기 폴리프로필렌계 필름에는 다른 첨가제를 첨가하지 않았고 어떠한 코팅층도 형성하지 않았다. 접착을 위한 상기 아크릴계 수지의 이용시 직접 그라비아 코팅 방식을 이용하였다.
실시예 2의 이형 필름은 실시예 1의 이형 필름과 동일하게 하되 중간층의 이산화티탄 함량을 20중량%로 하였다(나머지는 호모 폴리프로필렌 80중량%임).
실시예 3의 이형 필름은 실시예 1의 이형 필름과 동일하게 하되 중간층의 이산화티탄 함량을 40중량%로 하였다(나머지는 호모 폴리프로필렌 60중량%임).
비교예 1의 이형 필름은 실시예 1의 이형 필름과 동일하게 하되, 중간층에서 이산화티탄의 함량을 9중량%로 하였다(나머지는 호모 폴리프로필렌 91중량%임).
비교예 2의 이형 필름은 실시예 1의 이형 필름과 동일하게 하되, 중간층에서 이산화티탄의 함량을 45중량%로 하였다(나머지는 호모 폴리프로필렌 55중량%임).
비교예 3의 이형 필름은 실시예 1의 이형 필름과 동일하게 하되, 중간층에서 이산화티탄 10중량%가 아니라 탄산칼슘 15중량%를 첨가하였다(나머지는 호모 폴리프로필렌 수지 75중량%임).
비교예 4의 이형 필름은 실시예 1의 이형 필름과 동일하게 하되, 중간층에서 이산화티탄 10중량% 외에 탄산칼슘 5중량%를 더 첨가하였다(나머지는 호모 폴리프로필렌 수지 85중량%임).
(상기 비교예 1~4는 이산화티탄의 함량 및 탄산 칼슘 성분의 함량의 관점에서 특히 실시예 1~3과 대비하고자, "비교"라는 용어를 사용한 것일 뿐이다. 따라서 "비교"라는 용어의 사용으로 인하여 비교예 1~4가 본 발명의 권리 범위로부터 배제되는 것이 아니다.)
실시예 4의 이형 필름은 실시예 1의 이형 필름과 달리 이산화티탄의 첨가 없는 폴리프로필렌의 필름을 구성하였다. 다만, 상기 폴리프로필렌계 필름과 종이 사이에 백색 잉크층을 2㎛ 두께로 인쇄하고 이를 그라싱지에 접착제로 합지시켰다. 나머지는 실시예 1과 같이 하였다.
실시예 5의 이형 필름은 실시예 1의 이형 필름과 달리 이산화티탄의 첨가 없는 폴리프로필렌 필름을 그라싱지에 접착제로 합지시켰다. 상기 접착제에는 백색 안료를 혼합하였다. 안료는 전체 접착제 및 안료 100중량%에 대해서 안료를 10중량%로 첨가하였다.
실시예 6의 이형 필름은 실시예 5의 이형 필름과 같지만, 안료를 30중량%로 하였다.
비교예 5의 이형 필름은 실시예 5의 이형 필름과 같지만, 안료를 9중량%로 하였다.
비교예 6의 이형 필름은 실시예 5의 이형 필름과 같지만, 안료를 35중량%로 하였다.
(상기 비교예 5 및 6은 백색 안료의 함량의 관점에서 특히 실시예 5 및 6과 대비하고자, "비교"라는 용어를 사용한 것일 뿐이다. 따라서 "비교"라는 용어의 사용으로 인하여 비교예 5 및 6이 본 발명의 권리 범위로부터 배제되는 것이 아니다.)
은폐성 측정은 다음과 같이 하였다. 즉, 색농도 측정기(color desnity tester)와 민무늬 흑색 필름을 준비하였다. 실시예 및 비교예의 필름의 각각의 이형 라이너 아래에 민무늬 흑색 필름을 밀착시키고 상기 색농도 측정기로 각각의 파우치 농도 값을 5회 이상 측정하여 평균값을 구하였다.
층간 박리성은 다음과 같이 측정하였다. 즉, 스킨층에 일반적인 테이프(3M 사의 점착 테이프)로 부착 후 박리 시 층간의 분리현상 여부를 육안으로 관찰하였다. 층간 박리 현상이 관찰되지 않은 경우를 "×"로 표시하였고, 층간 박리 현상이 관찰된 경우를 "○"로 표시하였다.
표 1은 측정 결과를 나타내는 것이다. 표 1의 색농도 측정 결과와의 대비를 위한 참고로서 순백색 A4 종이의 색농도 값은 0.11이며, 민무늬 흑색 필름의 농도 값은 2.10이었다. 따라서 농도 값이 0.11에 가까울수록 은폐성이 우수하고 농도 값이 2.10에 가까울수록 은폐성이 불량하다.
농도값 층간박리성
실시예1 0.19 ×
실시예2 0.17 ×
실시예3 0.13 ×
비교예1 0.53 ×
비교예2 0.12 ○
비교예3 0.14 ○
비교예4 0.15 ○
실시예4 0.14 ×
실시예5 0.21 ×
실시예6 0.22 ×
비교예5 0.42 ×
비교예6 0.17 ×
표 1로부터 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 3은 은폐성이 우수하고, 층간 박리성도 양호하였다. 그러나 비교예1에서는 이산화티타늄 함량이 9중량%로 떨어지자 은폐성이 저조하였으며, 비교예2에서는 이산화티타늄 함량이 26중량%로 증가하자 층간 박리가 되었다.
한편, 비교예 3, 4는 백색 효과를 발생하기 위하여 TiO2 대신 CaCO3를 사용하였는데, CaCO3를 첨가한 비교예 3, 4는 CaCO3가 발포하여 기계적 강도가 저하되었고 층간 분리가 나타나는 문제점이 있으므로 바람직하지 않은 것을 확인하였다.
한편, 실시예 4~6의 경우 은폐성은 양호하였으며, 층간 박리도 일어나지 않았다.
비교예 5에서는 안료의 함량이 9중량%가 되자 색농도 값이 많이 저하되었다. 비교예6에서는 안료의 함량이 35중량%가 되자 그라싱지 자체와 폴리프로필렌의 접착 강도가 약해져서 층간 박리 현상이 일어났다. 이는 접착제와의 상용성이 저하되었기 때문으로 생각되었다.
<실험 2 - 박리성, 잔류 점착률, 가공성, 열수축율, 치수 안정성 측정 실험>
본 실험의 실시예의 이형 필름은 실험 1의 실시예 1의 이형 필름으로 하였다.
본 실험의 비교예1의 이형 필름을 제조하기 위하여 그라싱지의 양측으로 폴리프로필렌 필름(호남석유화학사 제품; 상품명 SL270)을 접착제 없이 압출만으로 합지하였다. 상기 폴리프로필렌 필름용 조성물에는 첨가제로 중화제 및 산화방지제가 첨가되어 있다.
비교예2의 이형 필름을 제조하기 위하여 그라싱지의 양측으로 폴리에틸렌 필름(LG화학 제품; 상품명 LB5000)을 압출하여 코팅하고 상측 폴리에틸렌 필름에 실리콘[다우코닝사 제품; 상품명 SD7234; 상기 SD7234에 중박리 조절제(다우코팅사 제품; 상품명 SO7210)을 함께 사용함]을 코팅하였다.
비교예3의 이형 필름으로서 폴리프로필렌 필름(삼성토탈사 제품; 상품명 HF11 HPT1)만을 단독으로 사용하였다. 비교예 3의 폴리프로필렌 필름용 조성물에는 비교예1의 폴리프로필렌 필름의 경우와 달리 어떠한 첨가제도 첨가되어 있지 않다.
비교예4의 이형 필름으로서 그라싱지 양측으로 저밀도 폴리에틸렌(도소(주) 제품 : 상품명 페트로센 213) 99.5중량% 및 에폭시기를 가지는 폴리디메틸실록산(신에쓰 카가쿠고교(주) 제품 : 상품명 신에쓰 실리콘 KF-1001) 0.5중량%로 이루어지는 필름을 압출하여 합지하였다.
상기 비교예들의 이형 필름과 실시예의 이형 필름을 대비하기 위하여, 박리성, 잔류 점착률, 가공성, 열수축율, 치수 안정성 시험을 각각 수행하였다. 시험 장소의 온도는 23±3℃, 상대습도는 65±5%였다.
박리성(시험 방법 : FINAT No.10)
2kgf 하중 롤을 사용하여 실시예 및 비교예들 각각의 이형 필름과 기재인 폴리이미드 필름을 일반적인 커버레이용 점착제인 반경화 에폭시 점착제로 10m/min 속도로 합지한 후 60℃의 온도에서 72 시간 숙성시켰다. 이형 필름으로부터 폴리이미드 필름을 180°의 각도에서 3M/min의 속도로 벗기는데 필요한 강도(박리력; 단위 : gf/50mm)를 측정하였다.
잔류 점착률(시험 방법 : FINAT No.11)
실시예 및 비교예들의 이형 필름이 점착제와 접하는 경우 이형 필름의 일부분이 점착제로 전이되어 점착력이 저하되는지 여부를 측정하였다.
실시예 및 비교예들의 이형 필름과 불소 필름에 점착제가 처리된 표준 테이프(Nitto 31B)를 각각 점착한 후 70℃ 오븐에서 70g/cm2의 압력하에 20 시간 유지 후 4 시간 상온을 유지하였다. 불소 필름에 점착되었던 표준 테이프의 점착력(A)에 대한 각각의 실시예 및 비교예들의 이형 필름에 점착되었던 표준 테이프의 점착력(B)의 비율(%)을 측정하여 잔류 점착률을 평가하였다. 다음 [수학식1]은 잔류 점착률(%)을 나타내는 식이다.
잔류 점착률(%) = 이형 필름에 점착되었던 표준 테이프의 점착력(B)/불소 기재 필름과 점착되었던 표준 테이프의 점착력(A)×100
가공성
연성인쇄회로기판의 커버레이용 이형 필름의 경우 다이 컷팅 시 이물질이 발생하지 않아야 가공성이 우수하다. 가공성을 측정하고자 다이 컷팅 시의 표면 상태를 육안으로 판정하였다. 판정 결과는 다음과 같이 구분하였다.
◎ : 컷팅 시 표면 상태 우수
△ : 컷팅 시 표면 상태 양호
× : 컷팅 시 표면 상태 나쁨
열수축율
연성인쇄회로기판의 커버레이 및 본딩시트와 이형 필름을 합지하는 경우, 커버레이 및 본딩시트의 에폭시 점착제가 고온 상태의 프리프레그(pre-preg) 상태이므로 이형 필름에 있어서 고온 치수 안정성은 매우 중요한 항목이다. 따라서 본 실험에서는 50℃, 120℃, 140℃에서 15분 후 치수 변화를 각각 측정하였다.
우선, 실시예 및 비교예들의 각각의 이형 필름을 폭 20mm × 길이 220mm로 자르고 폭 방향의 중앙 위치에 바늘 끝으로 200mm 간격(α)으로 확인점을 찍었다. 성기 이형 필름을 일정 온도로 설정된 오븐(oven)에 넣고 15 분간 유지한 후 확인점 간의 거리(β)를 측정하여 열수축율을 측정하였다. 다음 [수학식 2]는 열수축율을 나타내는 수식이다.
열수축율(%) = [(α-β)/α]×100
치수 안정성
실시예 및 비교예들 각각의 이형필름을 폭 100mm × 길이 100mm 로 자르고 항온항습기에서 -20℃에서 1일 방치해 둔 후, 파단 가공을 실시하여 크랙이 발생하는 것을 육안으로 확인하는 방법으로 치수 안정성을 측정하였다. 실시예 및 비교예의 이형 필름의 각각에 대해서 10회씩 실시하였다. 다음은 측정 결과를 표기하는 것이다.
◎ : 10개 중 하나도 크랙이 발생하지 않음.
△ : 10개 중 1 ~ 2개 크랙 발생
× : 10개 중 3개 이상 크랙 발생
다음 표 2는 상기 각각의 항목에 대한 측정 결과를 나타낸다.
실시예 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
박리력(gf/50mm) 12 ~ 14 7 ~ 9 13 ~ 15 12 ~ 15 12~13
잔류 점착률(%) 100 96 97 100 96.5
가공성 ◎ △ × △ △
열수축율(%)(50℃ /120℃ /140℃) MD 0/0.5/0.5 0/0.5/0.5 0/0.5/0.5 0/1.0/4.0 0/0.5/0.65
TD 0/0.5/0.5 0/0.5/0.5 0/0.5/0.5 0/2.5/8.0 0/0.6/0.75
치수안정성 ◎ ◎ ◎ △ ◎
상기 표 1로부터 확인할 수 있듯이, 비교예 1, 2 및 4의 경우 잔류 점착률이 좋지 않음을 알 수 있는데, 비교예 1의 이형필름은 점착제와 점착하는 면에 첨가제가 전이되어 있기 때문이다. 비교예 2 및 4의 이형 필름은 실리콘이 표준 테이프로 전이됨으로써 표준 테이프의 점착력이 떨어졌다.
나아가, 비교예1의 이형 필름은 전이 현상이 심하게 발생하여 잔류 점착률뿐만 아니라 박리력 저하 또한 야기되었다. 이와 같이, 상기 첨가제는 에폭시 점착제로 전이됨으로써 추후 공정에서 연성인쇄회로기판의 커버레이 및 본딩시트가 동박 등으로부터 박리되는 현상을 야기한다.
한편, 비교예3의 경우 특히 120℃ 및 140℃에서의 수축률이 높아서 고온 치수 안정성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 본 실시예에 따른 이형 필름은 박리력 측정 결과 적정한 이형력을 보유하며 잔류 점착률 측정 결과 점착력 저하(낮은 잔류 점착력)가 없음을 확인하였다. 나아가, 본 실시예에 따른 이형 필름은 다이 컷팅 가공 시 표면 상태가 우수하여 가공성도 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 본 실시예에 따른 이형 필름은 고온 치수 안정성에서도 문제가 없었다.
이와 같이 본 발명에 의한 이형 필름은 커버레이용 이형 필름으로서 요구되는 낮은 열수축률, 다이 컷팅 시 양호한 가공성과 펀칭 시 양호성, 높은 박리력, 높은 잔류 점착률을 동시에 만족하는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 이형 필름은, 연성인쇄회로기판의 커버레이 또는 본딩시트에 사용되는 이형 필름으로서, 은폐력이 우수하여 이형 필름의 제조 과정 중 발생하는 이물질이나 오염으로 인한 이형 필름의 불량을 방지할 수 있고, 이형 필름 중의 이물질과 커버레이에 삽입된 이물질이 구분될 수 있으며, 품질 관리가 용이하다.
또한, 본 발명의 이형 필름은 충분한 이형성을 가지면서도, 점착제에 대한 실리콘 화합물 및 기타 첨가제의 전이 현상이 발생할 우려가 없고, 가공성이 우수하여 펀칭 공정 시 파단 현상이 일어나지 않고, 고온에서의 수축의 문제점이나 저온 보관시 깨짐 발생의 문제점이 없으며, 종래의 이형 필름과 대비하여 저렴하다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (11)

  1. 이형 필름에 있어서,
    종이;
    상기 종이의 일측 또는 양측면에 형성된 접착층; 및
    상기 접착층을 사이에 두고 상기 종이의 일측 또는 양측면에 존재하는 폴리프로필렌계 필름;으로 이루어지는 이형 필름이고,
    상기 폴리프로필렌계 필름은 메틸기를 가지는 폴리프로필렌계 수지층의 단층 또는 2층 이상의 복층으로 이루어지며,
    상기 폴리프로필렌계 수지층의 하나 이상은 유백색 폴리프로필렌계 수지층이고,
    상기 폴리프로필렌계 필름은 이형 필름이 보호하는 점착제와 직접 접하는 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌계 필름은 스킨층, 중간층, 스킨층의 3층으로 이루어지고, 상기 양측 스킨층은 각각 폴리프로필렌계 수지 층이고, 상기 중간층은 이산화티타늄 10~40중량% 및 폴리프로필렌계 수지 60~90중량%로 이루어지는 유백색 폴리프로필렌계 수지층인 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스킨 층 중 최외각층인 스킨층에는 첨가제인 블로킹 방지제가 스킨층의 총 중량에 대하여 0중량% 초과 0.2중량% 이하로 첨가된 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스킨층, 상기 중간층, 상기 스킨층의 두께비는 각각 1~2:6~8:1~2인 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 스킨 층 두께는 3㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유백색 폴리프로필렌계 필름은 헤이즈가 98% 이상인 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 종이와 상기 폴리프로필렌계 필름 사이에는 접착층 외에 잉크층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 종이와 상기 폴리프로필렌계 필름 사이에는 접착제와 안료가 혼합된 접착제 및 안료의 혼합층이 형성되는 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 접착제 및 안료의 혼합층에서 안료의 함량은 접착제 및 안료의 전체 100중량%에 대하여 10 내지 30중량%인 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 종이의 양측 면에 폴리프로필렌계 필름이 형성되고, 그 형성되는 폴리프로필렌계 필름의 두께가 동일하며, 각 폴리프로필렌계 필름의 두께는 15 내지 60㎛인 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  11. 이형 필름의 제조 방법에 있어서,
    폴리프로필렌계 필름을 접착제에 의하여 종이의 일측 또는 양측면에 접착하되,
    상기 폴리프로필렌계 필름을 메틸기를 가지는 폴리프로필렌계 수지층의 단층 또는 2층 이상의 복층으로 제조하고,
    상기 폴리프로필렌계 수지층의 하나 이상을 유백색 폴리프로필렌계 수지층으로 제조하며,
    상기 폴리프로필렌계 필름을 이형 필름이 보호하는 점착제와 직접 접하도록 하는 것을 특징으로 하는 이형 필름의 제조 방법.
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