KR101176425B1 - 도전성 접착제 조성물, 그를 이용한 이형필름 및 회로기판 - Google Patents

도전성 접착제 조성물, 그를 이용한 이형필름 및 회로기판 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 평균길이가 0.01 내지 20㎛인 CNT가 바인더 수지에 분산된 것을 특징으로 하는 회로기판용 도전성 접착제 조성물, 이를 이용한 이형필름 및 회로기판을 제공한다.
본 발명의 도전성 접착제 조성물은, 도전성 접착필름의 도전성을 구현하기 위한 물질인 도전성 입자로서 CNT를 사용한 결과, 동일한 무게의 Ag, Au 등의 금속계 입자를 사용했을 때보다 도전성이 매우 우수하고 CNT의 밀도가 작아, 소량으로도 목표로 하는 도전성을 구현할 수 있으며, 특히 다습한 조건하에서도 납땜내열성이 우수하다. 이에 의하여, 회로기판 본체와 금속제 보강판이 도전성 접착체층을 매개로 전기적으로 상호 접속되어 있는 회로기판을 제조하는 것이 가능하다.

Description

도전성 접착제 조성물, 그를 이용한 이형필름 및 회로기판{Composition for Conductive Adhesive, Release Film and Circuit Board Using the Same}
본 발명은 도전성 접착제 조성물, 그를 이용한 이형필름 및 회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는, CNT가 바인더 수지에 분산되어 우수한 도전성과 특히 다습한 조건하에서도 납땜내열성이 우수한 회로기판용 도전성 접착제 조성물, 그를 이용한 이형필름 및 회로기판에 관한 것이다.
일반적으로 종래, 회로기판의 보강판으로는, 유리 에폭시 (glass epoxy) 수지로 이루어지는 것이 사용되어 왔지만, 소형화하기 위해 얇은 보강판에 대한 개발의 필요성이 있어왔고, 이 목적으로 스테인리스 (stainless) 보강판이 사용되어지고 있다.
이와 같은 보강판을 연성회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)에 접착시키기 위해 전기적 절연성을 가지는 접착시트, 예를 들어, 보강판 접착용 필름이 종래로부터 사용되고 있다.
그러나 스테인리스 보강판을 사용하는 경우, 보강 효과에 더하고, 스테인리스 판을 연성회로 기판과 접속하는 것에 의해, 전자파 차폐(EMI shield) 효과를 발현시키는 것이 가능케 하기 위해 스테인리스 판과 연성회로기판 전극을 접속하는 것이 고안되었다.
그러나, 종래의 접착성 시트는 전기적인 절연성 때문에 보강판으로서 금속을 사용하더라도 전기적 접속이 이루어지지 않아 보강효과는 얻어지지만, 이 금속의 보강판에 전류를 흘리는 것은 할 수 없고, 전자파 차폐효과 및 그로 인한 회로 신호의 안정화를 발현시키는 일은 가능하지 않았다.
이에, 본 발명자들은 카본 나노튜브를 사용하여 접착제를 제조하고, 연성회로기판 본체와 금속제의 보강판과 같은 회로부품 등을 전기적으로 상호 접속하는 데에 사용하면, 도전성 접착필름과, 회로기판 본체와 금속제 보강판이 전기적으로 상호 접속되어 있는 회로기판을 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르렀다.
본 발명의 목적은 CNT가 바인더 수지에 분산되어 우수한 도전성과 특히 다습한 조건하에서도 납땜내열성이 우수한 회로기판용 도전성 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 조성물을 이용한 이형필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 접착제 조성물을 이용하여 제조되는 회로기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 회로기판용 도전성 접착제 조성물은 평균길이가 0.01 내지 20㎛의 CNT가 바인더 수지에 분산된 것을 특징으로 한다.
상기 CNT는 단일벽 CNT (Single Wall CNT) 또는 다중벽 CNT (Multi Wall CNT)에서 선택되는 하나 이상이다.
상기 CNT의 함량이 전체 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 2 중량부인 것이 바람직하다.
상기 바인더 수지는 우레탄 수지 또는 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
본 발명의 이형필름의 제조방법은, CNT를 유기용제에 분산시켜 CNT 분산액을 준비하는 단계; 상기 CNT 분산액을 바인더 수지와 혼련하는 단계; 상기 혼련물을 이형기재 상에 도포하는 단계; 및 상기 도포물을 건조하여 유기용제를 제거하는 단계;를 포함한다.
상기 이형기재 상의 접착제 조성물은 10 내지 100㎛의 두께로 도포되는 것이 바람직하다.
본 발명의 회로기판은 회로기판 본체와 회로부품이, 평균길이가 0.01 내지 20㎛인 CNT를 포함하는 도전성 접착제 층에 의하여 접착되고, 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
상기 회로 부품이 금속제 보강판인 것이 바람직하다.
본 발명의 도전성 접착제 조성물은, 도전성 접착필름의 도전성을 구현하기 위한 물질인 도전성 입자로서 CNT를 사용한 결과, 동일한 무게의 Ag, Au등의 금속계 입자를 사용했을 때보다 도전성이 매우 우수하고 CNT의 밀도가 작아, 소량으로도 목표로 하는 도전성을 구현할 수 있으며, 특히 다습한 조건하에서도 납땜내열성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 이형필름의 단면층 구조를 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 도전성 접착제를 이용하여 제조된 회로기판의 단면층 구조를 보여주기 위한 도면이다.
본 발명의 회로기판용 도전성 접착제 조성물은 평균길이가 0.01 내지 20㎛인 CNT가 바인더 수지에 분산된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 카본 나노튜브(carbon nanotube, 이하, "CNT"라 함)라 함은 직경 2 내지 20㎚의 원통형 탄소원자 결정을 말한다. 상기 CNT가 단일벽 나노튜브 (Single Wall nanotube, SWNT) 및 다중벽 나노튜브 (Multi Wall nanotube, MWNT)에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 CNT는, 본 발명의 도전성 접착제가 회로 기판 본체와 회로 부품의 접착용으로 사용되는 경우, 전극 사이를 CNT 입자를 이용하여 확실하게 전기 접속하는 것이 가능하도록 하는 역할을 한다
상기 CNT의 평균길이는 0.01 내지 20㎛인 것이 바람직하다. CNT의 평균길이가 0.01㎛ 미만인 경우에는 물리적인 점에서 전기접속의 확실성이 떨어지고, 20㎛를 초과하는 경우에는 접착 필름으로서 사용된 뒤에, 핫프레스 가공시에 CNT 입자끼리의 엉킴이 발생하게 되어 오히려 전기 도전성에 악영향을 미치게 된다.
상기 CNT의 함량은 전체 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 2 중량부인 것이 바람직하다. 여기서 CNT의 함량이 전체 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.01중량부 이하면 CNT간의 전기적 단락이 일어나 바인더수지 내에서의 도전로를 형성하지 못하므로 전기 접속성이 떨어지고, 2중량부를 초과하는 경우에는 CNT간의 엉킴이 형성되어 도전 시 CNT의 저항이 높아지는 원인이 되어 바람직하지 않다.
본 발명의 회로기판용 도전성 접착제 조성물에 있어서, 상기 바인더 수지는 우레탄 수지 또는 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
상기 바인더 수지용 우레탄 수지로서는 특별히 제한되지는 않으나, 폴리카보네이트계 혹은 폴리에스테르계 폴리올을 이용한 폴리우레탄 수지 등이 있으며, 바람직하게는, 폴리카보네이트계 폴리올을 사용하는 것이 도전성 접착제의 우수한 내열성을 발현하는데 유리하다.
상기 바인더 수지용 에폭시 수지로서는 특별히 한정되지 않으나, 환경 및 인체 건강문제를 유발하지 않는 원료로서 분자 내에 브롬 등의 할로겐 원자를 포함하지 않는 비할로겐계 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
본 발명에 적용 가능한 비할로겐계 에폭시 수지로서는, 예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 등이 사용될 수 있다.
에폭시 수지를 기본으로 하는 접착제를 바인더로 이용하는 경우에 있어, 열가소성 수지가 추가로 사용될 수 있는바, 예를 들어, 폴리에스테르 수지, (메타)아크릴산 수지, 아크릴산 에스테르 수지, 카르복실기 변성 아크릴 고무 등이 있으며, 이들 중, 카르복실기 변성 아크릴 고무, 특히, 말단 카르복실기에 의한 에폭시 수지와의 상용성을 위해 카르복실기를 함유하는 아크릴로니트릴-부타디엔 고무를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 회로기판용 도전성 접착제 조성물에 있어서, 상기 바인더 수지는 우레탄 수지 또는 에폭시 수지에 필요에 따라 경화제를 사용하는 것이 가능하며, 이 목적으로는, 바인더 수지의 경화제로서 통상 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는, 폴리아민계 경화제, 산 무수물계 경화제, 삼불화 붕소아민 착염, 페놀 수지 등이 1종 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용된다.
또한, 본 발명의 회로기판용 도전성 접착제 조성물에 있어서, 상기 바인더 수지는 우레탄 수지 또는 에폭시 수지에는 경화 촉진제가 선택적으로 사용될 수 있다. 이 목적으로 사용되는 경화촉진제로서는 특별히 한정되지는 않으나 에틸이소시아네이트 화합물; 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물; 트리페닐포스핀; 및 루이스산;으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 경화촉진제가 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 이형필름 제조방법은, CNT를 유기용제에 분산시켜 CNT 분산액을 준비하는 단계; 상기 CNT 분산액을 바인더 수지와 혼련하는 단계; 상기 혼련물을 이형기재 상에 도포하는 단계; 및 상기 도포물을 건조하여 유기용제를 제거하는 단계;를 포함한다.
상기 첫번째 단계에서, CNT를 분산시키는 유기용제로서는 극성이 높은 유기용매, 예를 들어, 디메틸포름아미드(DMF),에틸렌글리콜, 디메틸설폭사이드(DMSO), 등의 용제를 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 CNT의 분산액을 제조하기 위한 방법으로 두 가지가 사용하고 있다. 첫번째로 분산제를 이용하여 분산시키는 화학적인 방법과, 초음파 분산과 같은 물리적 분산법이 있으며, 상기 두 방법을 병행하여 사용하여도 무관하다.
상기 화학적인 분산방법은 소듐도데실설페이트(sodium dodecyl sulfate)나 또는 폴리옥시에틸렌 tert-옥틸페닐 에테르와 같이 CNT의 도전성에는 영향을 미치지 않고 단지 CNT의 분산을 도와주는 역할을 하는 분산제를 사용하는 방법이다.
상기 물리적인 분산방법으로서는 초음파 분산법이 널리 사용되는 바, 사용되는 초음파로는 장파장 또는 단파장의 초음파가 모두 사용될 수 있으나, 장파장의 경우 진폭이 너무 작아 큰 에너지를 내기가 어려운 단점이 있으므로, 단파장이면서도 진폭이 큰 프로브 타입 초음파(probe type ultrasonic)를 사용하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 화학적 및 물리적인 분산방법을 병행하여 사용한다.
본 발명의 이형필름 제조방법에 있어서 두 번째 단계는, 상기 수득된 CNT 분산액을 바인더 수지와 혼련하는 단계이다. 이때, 바인더 수지에 관해서는 앞서 설명한 바와 같으며, 혼련 방법에 대해서는 CNT 분산이 확보될 수 있는 것이면 특별한 제한이 없다.
상기 CNT 분산액과 바인더 수지의 배합비율은 바인더 수지 100 중량부에 대하여, CNT 분산액 0.01 내지 5중량부, 바람직하게는 0.05 내지 2중량부 이다. 0.01 중량부 미만일 경우 도전성 접착제 용액과 혼합 시 접착제 용액의 점도를 너무 떨어뜨리는 단점이 있고, 5 중량부를 초과하는 경우 분산액의 점도가 매우 높아져 분산성이 떨어진다는 단점이 있다.
혼련 후 접착제 조성물의 점도는 100 내지 5,000cps, 바람직하게는 500 내지 4000cps인 것이 바람직하다. 접착제 조성물의 점도가 100cps 미만이면 접착 조성물 코팅시 접착시트의 두께를 조절할 수가 없고, 이형기재 위에 코팅시 코팅면이 매우 불균일한 문제점을 초래할 수 있다. 또한, 5,000cps를 초과하면 접착제 조성물 교반시 기포가 지나치게 발생하여, 코팅시 코팅두께 제어에 매우 어려운 점이 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 이형필름 제조방법에 있어서 세 번째 단계는, 상기 혼련물을 이형기재 상에 도포하는 단계이다.
이때 사용되는 이형 기재로서는 PET, PP 소재의 필름이 사용되며, 특히, 상기 필름위에 실리콘 혹은 불소계 코팅이 되어있는 것이 이형력이 우수하여 바람직하다.
한편, 상기 도포 방법으로서는 통상의 접착제 도포에 사용될 수 있는 것이면 어느 것이나 사용이 가능하며, 예를 들어, 그라비아 코트(gravure coat)법, 블레이드 코트(blade coat)법, 와이어 바 코트(wire bar coat)법, 리버스 코트(reverse coat)법, 콤마 코트(comma coat)법 등이 사용될 수 있다. 이들 중, 콤마 코트법이 콤마코터와 기재 표면과의 거리로서 도포두께를 용이하게 조절할 수 있어 바람직하다.
본 발명의 이형필름 제조방법에 있어서 네 번째 단계는, 상기 도포물을 건조하여 유기용제를 제거하는 단계이다. 이때, 상기 건조는 100 내지 160℃에서 2 내지 10 분간에 걸쳐 수행되며, 그에 의하여 유기 용제가 제거되어 반경화 상태의 조성물이 이형기재상에 도포된 이형필름이 제조된다.
상기 제조된 이형기재 상의 접착제 조성물은 그 두께가 10 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 여기서 도포두께가 10㎛ 미만이면 FPCB제품에 접착제로 적용 시 접착력이 낮거나 제품의 단차를 충분히 메우기 어렵다는 문제가 있고, 100㎛를 초과하면 FPCB제품의 전체적인 두께관리가 어려운 단점이 있어 바람직하지 않다.
도1은 이상의 방법으로 제조된 본 발명의 이형필름의 단면층 구조를 보여주는 도면이다. 도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조되는 이형필름은 이형기재(10)상에 도전성 접착제층(20)이 적층된 구조를 갖는다.
본 발명의 회로기판은, 회로기판 본체와 회로부품이, 평균길이가 0.01 내지 20㎛인 CNT를 포함하는 도전성 접착제 층에 의하여 접착되고, 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다. 상기 구성에 의하여, 보강판에 따라서 회로기판 본체가 보강되고 회로 신호의 안정화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 회로 기판 본체와 회로 부품 사이의 전기적 신뢰성이 높아진다.
상기 회로부품은 금속제 보강판일 수 있다, 이 경우에는 회로부품이 금속제 보강판인 경우에는, 금속제 보강판에 전자파 차폐(shield) 효과를 발현시킬 수 있다.
본 발명의 회로 기판은, 상기 회로 기판 본체가 표면에 홈부 바닥을 가지고, 상기 홈부 바닥의 바닥부에 전극이 형성되어 있을 수 있다. 이 경우에는 표면에 홈부 바닥을 가지는 회로 기판 본체와, 상기 홈부 바닥의 바닥부에 형성 되어 있는 전극이, 높은 신뢰성으로 전기적으로 접속되는 회로 기판을 제공할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
조액 제조에 앞서 먼저, CNT분산액을 제조해야 하는데 분산액의 경우, 직경 10㎚, 평균길이 10㎛인 SWNT(CNT社)를 사용하여 분산액의 고형분(solid contents)을, SWNT분산액 100중량부에 대하여 1중량부로 설정하고 극성 용매인 DMF에 CNT를 첨가하여 분산제(소듐도데실설페이트(sodium dodecyl sulfate) ) 를 고형분 대비 0.1중량부의 비율로 첨가 후, 프로브형 초음파(probe type ultrasonic)를 60분간 가하여 CNT 분산액을 준비하였다.
다음으로, 비할로겐 에폭시로서 비스페놀A형 100중량부에 대하여, 카르복실기 함유 아크릴로니트릴부타디엔 고무(JER社, PNR-1H 제품, -COOH : 8중량%) 80중량부, 에폭시 경화제로서 4개의 반응기를 가진 4,4`-디아미노디페닐설폰(4,4`-diamino diphenyl sulfone, 이하 “4,4`-DDS”) 20중량부, 벤족사진(Benzoxazine ,Huntsman社) 20중량부, SWNT분산액 (분산액 자체의 고형분이 0.01wt%이므로) 1중량부, 경화 촉진제로서 2-에틸-4-메틸-이미다졸(이하 “2E4MZ”)을 혼합하여 접착제 조성물을 제조하고 이를 메틸이소부틸케톤(MIBK)에 녹여 도전성 접착제 조성물을 제조하였다.
상기 조성물을 실리콘이 코팅되어 있는 PET형 이형기재 위에 도포한 후, 접착제 조성물이 도포된 기재를 인라인 드라이어에 통과시켜, 130℃에서 5분간에 걸쳐 유기 용제를 제거함으로써 건조시켜 반경화 상태로 만들고, 상기 반경화 상태의 조성물층을 그대로 리와인딩(rewinding) 하거나 롤 라미네이터를 이용하여 별도의 이형필름과 압착 후 리와인딩하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<실시예 2>
SWNT 분산액의 양을 5중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<실시예 3>
SWNT 분산액의 양을 10중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<실시예 4>
MWNT 분산액의 양을 5중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<실시예 5>
MWNT 분산액의 양을 10중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<실시예 6>
MWNT 분산액의 양을 20중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<실시예 7>
교반기, 온도센서, 증류냉각기, 적하장치 및 질소공급장치를 갖춘 반응기에 아디픽산과 3-메틸-1,5-펜탄디올로 이루어진 폴리에스테르 폴리올 (수평균 분자량 1,000) 100중량부와 디메틸올부탄산 15중량부, 이소포론 디이소시아네이트 60중량부 및 용매인 톨루엔을 사용하여 90℃에서 6시간 반응시켜 말단이 NCO인 폴리에스테르 우레탄 프리폴리머를 얻었다.
위에서 제조한 수지용액에 이소포론 디아민 10중량부, 디부틸아민 1중량부, 2-프로판올 80중량부 및 톨루엔을 반응기에 첨가하여 50℃에서 6시간 반응시켜 폴리우레탄 우레아 수지 용액을 제조하였다. 여기에 톨루엔과 2-프로판올의 용매를 추가하였다. 다음으로 합성된 우레탄 수지를 이용하여 우레탄 수지 100중량부와 MEK 용매에 녹아있는 실란변성 비스페놀 A형 에폭시 (EEW483) 용액 30중량부 및 10중량부의 페놀수지(EEW107), SWNT 분산액 (0.01wt%) 1중량부를 혼합하여 접착제 조성물을 만든다.
상기 조성물을 실리콘이 코팅되어 있는 PET형 이형기재 위에 도포 후, 접착제 조성물이 도포된 기재를 인라인 드라이어에 통과시켜, 130℃에서 5분간에 걸쳐 유기 용제를 제거함으로써 건조시켜 반경화 상태로 만들고, 상기 반경화 상태의 조성물층을 그대로 리와인딩 (rewinding) 하거나 롤 라미네이터를 이용하여 별도의 이형필름과 압착 후 리와인딩하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<실시예 8>
SWNT 분산액의 양을 5중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 7과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<실시예 9>
MWNT 분산액의 양을 5중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 7과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<실시예 10>
MWNT 분산액의 양을 10중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 7과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<비교예 1>
CNT분산액의 첨가 대신에 은(Silver) 입자의 양을 0.05중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<비교예 2>
CNT분산액의 첨가 대신에 은입자의 양을 1중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<비교예 3>
CNT분산액의 첨가 대신에 은입자의 양을 2중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<비교예 4>
CNT분산액의 첨가 대신에 은입자의 양을 5중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<비교예 5>
CNT분산액의 첨가 대신에 은입자의 양을 8중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<비교예 6>
CNT분산액의 첨가 대신에 은입자의 양을 5중량부 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 7과 동일하게 실시하여 도전성 접착 필름을 제조 하였다.
<평가>
1. 체적 저항 측정
CNT가 포함된 도전성 접착 필름을 3cm x 3cm로 절단 후, 메탈계 보강재 (예로, SUS)와 100℃에서 4mpm(meter per minute)의 속도로 열라미네이션 (Heat lamination) 실시 후 도전성 접착제 반대 면의 이형기재를 제거한 후 동박라미네이트 필름과 타발된 커버레이 필름을 적층하여 150℃, 30분, 10Mpa의 조건으로 열압착(Hot Press)한 다음 메탈계 보강재와 동박라미네이트 필름과의 저항을 측정하였다.
도 2는 본 발명의 도전성 접착제를 이용하여 제조된 회로기판의 단면 층구조를 보여주기 위한 도면이다. 도2에서 금속층(30)은 SUS와 같이 연성회로기판의 전자파차폐(EMI Shielding) 기능을 수행하는 층이고, 상기 금속층 아래에 접속하기 위한 CNT가 포함된 도전성 접착제층(20) 적층된다. 상기 접착제층(20) 아래에 동박으로 이루어진 회로 형성층(40)이고, 그 아래에 연성회로 기판의 절연성 접착제층(40)과 폴리이미드 필름과 같은 절연필름층(50)이 적층된다.
2. 접착력 (90° Peel )측정
CNT가 포함된 도전성 접착 필름을 10cm x 10cm로 절단 후, 메탈계 보강재 (예로, SUS)와 100℃에서 4mpm(meter per minute)의 속도로 열라미네이션 (Heat lamination) 실시 후 도전성 접착제 반대 면의 이형기재를 제거한 후 동박라미네이트 필름과 타발된 커버레이 필름을 적층하여 150℃, 30분, 10Mpa의 조건으로 열압착한 다음 동박라미네이트 필름과 커버레이 면을 1cm 폭으로 절단하여 커버레이 면과 메탈계 보강재 사이의 접착력을 측정하였다.
3. 납땜내열성 ( Solder Resistance )측정
CNT가 포함된 도전성 접착 필름을 5cm x 5cm로 절단 후, 메탈계 보강재(SUS)와 100℃에서 4mpm(meter per minute)의 속도로 열라미네이션(Heat lamination) 실시 후 도전성 접착제 반대면의 이형기재를 제거하고, 동박라미네이트 필름과 타발된 커버레이 필름을 적층하여 150℃, 30분, 10Mpa의 조건으로 열압착한 다음, 만들어진 시편을 각 온도에 해당하는 납땜조 위에 띄워 10초 경과 후 커버레이면과 메탈계 보강재 사이에 박리 혹은 기포가 발생하였는지 확인하여 발생하지 않은 온도를 기록하였다.
평가 조건으로는 각 샘플을 열압착한 후 10분 이내에 평가하거나, 85℃/85%RH/24hr 조건으로 항온?항습처리 후 평가하여 각각 납땜 내열성을 측정하였다.
이상의 평가 결과를 표1에 정리하였다.
실시예/비교예
[접착제 코팅 두께 : 40um]		 체적저항
(Ω/cm) 		접착력
(N/cm)		 납땜내열성[℃]
10분이내 85℃/85%RH
/24hr
실시예 1 에폭시 바인더, SWNT 0.01중량부 0.5 21 340 260
실시예 2 에폭시 바인더, SWNT 0.05 0.2 21.5 340 260
실시예 3 에폭시 바인더, SWNT 1 0.08 19.8 340 260
실시예 4 에폭시 바인더, MWNT 0.05 0.9 20.5 340 260
실시예 5 에폭시 바인더, MWNT 1 0.5 20.1 340 260
실시예 6 에폭시 바인더, MWNT 2 0.3 18.4 340 260
실시예 7 우레탄 바인더, SWNT 0.01 0.5 12.1 310 280
실시예 8 우레탄 바인더, SWNT 0.05 0.2 11.4 310 280
실시예 9 우레탄 바인더, MWNT 0.05 0.8 11.5 310 280
실시예 10 우레탄 바인더, MWNT 1 0.5 11.1 310 280
비교예 1 에폭시 바인더, 은입자 0.05 25 18 340 260
비교예 2 에폭시 바인더, 은입자 1 23 17.6 340 260
비교예 3 에폭시 바인더, 은입자 2 16 15.4 340 260
비교예 4 에폭시 바인더, 은입자 5 4 10.9 300 230
비교예 5 에폭시 바인더, 은입자 8 0.9 8.1 290 210
비교예 6 우레탄 바인더, 은입자 5 5 7.1 270 250
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 CNT를 포함하는 도전성 접착제의 경우 체적저항은 은입자 투입량 대비 1%의 소량으로도 1Ω/cm 이하의 값을 보임을 확인하였고, 특히 SWNT의 경우에는 매우 소량 (0.01중량부)으로도 충분한 도전성을 확보할 수 있었다. 또한 CNT의 경우 입자의 크기 자체가 매우 작기 때문에 기재와의 우수한 접착력을 확보할 수 있으며, 납땜내열성 또한 우수한 도전성을 보이는 조건(CNT 2 중량부 이하, 은입자 5중량부 이상)하에서는 금속입자를 투입한 경우 보다 훨씬 우수한 납땜내열성을 보이는 것을 확인 할 수 있다.
바인더 수지의 경우 에폭시 바인더와 우레탄 바인더 수지 모두 체적저항에는 영향을 미치지 못하지만, 접착력과 10분 이내에 평가된 납땜내열성의 경우 에폭시 바인더 수지가 더 우수한 물성을 나타냈으나, 항온?항습 조건에서 24시간 처리 후 평가된 납땜내열성의 경우에는 우레탄 바인더 수지가 더 우수한 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예들에 대해서 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
이에, 본 발명의 회로기판용 접착제 조성물은 연성회로기판(PCB) 제조용으로 사용되며, 제조된 연성회로기판은 휴대폰의 카메라 및 디지털 카메라 등의 부품으로 사용된다.
10.. 이형기재
20.. 도전성 접착제층
30.. 금속층
40.. 회로형성층
50.. 절연성 접착제층
60.. 절연필름층

Claims (8)

  1. 평균길이가 0.01 내지 20㎛인 CNT가 에폭시 바인더 수지에 분산된 것을 특징으로 하는 회로기판용 도전성 접착제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 CNT가 단일벽 CNT (Single Wall CNT) 또는 다중벽 CNT (Multi Wall CNT)에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 회로기판용 도전성 접착제 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 CNT의 함량이 전체 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.01내지 2 중량부인 것을 특징으로 하는 상기 회로기판용 도전성 접착제 조성물.
  4. 삭제
  5. CNT를 유기용제에 분산시켜 CNT 분산액을 준비하는 단계;
    상기 CNT 분산액을 에폭시 바인더 수지와 혼련하는 단계;
    상기 혼련물을 이형기재 상에 도포하는 단계; 및
    상기 도포물을 건조하여 유기용제를 제거하는 단계;를 포함하는 이형필름의 제조방법.
  6. 제 5항의 방법으로 제조되며, 이형기재 상의 접착제 조성물이 10 내지 100㎛의 두께로 도포된 것을 특징으로 하는 이형필름.
  7. 회로기판 본체와 회로부품이, 평균길이가 0.01 내지 20㎛인 CNT를 포함하는 제1항의 도전성 접착제 층에 의하여 접착되고, 전기적으로 접속되는 회로 기판.
  8. 제 7항에 있어서, 회로 부품이 금속제 보강판인 것을 특징으로 하는 상기 회로기판.
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