KR101683821B1 - 무기재 타입의 커버레이 테이프 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무기재 타입의 커버레이 테이프 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제 1 이형 필름과, 상기 제 1 이형 필름의 일면에 코팅되는 접착제층과, 제 2 이형 필름과, 상기 제 2 이형 필름의 일면에 코팅되는 컬러 스킨층을 포함하되, 상기 제 1 이형 필름의 접착제층과 상기 제 2 이형 필름의 컬러 스킨층이 서로 맞닿은 상태로 열합지되며, 상기 컬러 스킨층은 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리이미드 중 1종의 것으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 무기재 타입의 커버레이 필름을 제공함으로써, 우수한 플렉시블의 구현이 용이한 장점이 있다. 아울러, 소형화, 박막화된 전기, 전자 표면의 보호, 절연, 은폐, 차광 및 컬러의 구현이 용이한 장점이 있다.

Description

무기재 타입의 커버레이 테이프 및 그 제조방법{No baking cover layer tape and method for producing thereof}

본 발명은 무기재 타입의 커버레이 테이프 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필름 타입의 기재가 없어 플렉시블(Flexible)의 구현이 용이한 커버레이 테이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근에 전기, 전자 산업분야에서 소형화, 고집적화, 간략화, 고성능화 등의 경향이 두드러지게 나타나고 있는데, 이러한 요구를 만족시키기 위해서는 굴곡성이 좋고 회로의 집적이 가능한 연성인쇄회로기판의 개발이 절대적으로 필요하다. 연성인쇄회로기판은 기판자체가 유연하여 제품의 내부구조에 맞게 접을 수 있으며, 매우 얇은 재질로 되어 있어서 적은 공간을 차지하면서도 회로기판으로서의 역할을 충분히 수행할 수 있는 장점이 있다.

일반적으로 연성인쇄회로기판은 기본적인 기재로서 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에스테르이미드 수지 등의 필름 위에 접착제를 사용하여 동박 또는 알루미늄 등을 붙인 것이다. 이들 필름이 기재로 사용되는 것은 열적, 기계적, 전기적 특성이 매우 우수하기 때문에, 이들 기재에 접착제를 도포하고 구리 또는 알루미늄 등의 도전체를 접착시키며, 금속 도전체 표면 위에 스크린 인쇄, 드라이필름 포토레지스터를 사용하여 회로를 인쇄하고 금속박을 에칭한다. 커버레이 필름은 인쇄된 회로를 보호하기 위하여 원판과 같은 재질의 필름에 접착제를 도포하고 반경화시킨 후에 이형성을 갖는 필름 또는 종이를 보호시트로 하여 접착제 면에 붙이고, 사용할 때에는 이형필름 또는 이형지를 떼어내고 연성인쇄회로기판 위에 인쇄된 회로 표면을 덮어서 보호한다.

이러한 연성인쇄회로기판과 커버레이 필름의 제조에 사용되는 접착제는 내열성, 내약품성, 내용제성, 전기절연성, 난연성, 내수성, 유연성 등이 우수하고 또 커버레이 필름의 경우에는 적층 가공시에 접착제가 필름 밖으로 흐름이 적으며 회로 사이의 틈을 잘 메꾸어 주어야 하고 반경화 상태에서의 보전수명이 길어야 한다. 이때 보전 수명은 대략 실온에서 3 개월, 5℃에서 6 개월 이상이 되어야 한다.

종래의 커버레이 필름은 폴리이미드 필름(Polyimide film) 상에 내열성, 내약품성, 내용제성, 전기절연성, 난연성, 내수성 및 유연성 등이 우수한 접착제를 코팅한 후, 상기 접착층을 이형 필름으로 보호하는 구성이었다.

그런데 회로 형성기술, 전자제품의 박막화, 다양한 기능의 추구에 따라 커버레이에 적용되는 질적 요구도 높아질 수밖에 없다.

예를 들어, 이물 관리 및 코팅 면의 균일성은 기본이며 핫(Hot) 프레스 이후의 크랙문제 및 내용제성, 무전해 도금 용액에서의 변색, 타발시 수반되는 크랙이나 버(burr), 반사율, 납땜시에 필요한 내열성 등의 조건을 만족시킬 필요가 있다. 또한, 기재로 사용되고 있는 플라스틱 필름의 종류가 다양화되었다.

이러한 선행기술로는 대한민국 공개특허 제10-2011-0034191호, 등록특허 제등록특허 제10-1169369호 등이 있다.

그러나 상기한 선행기술들은 접착제의 특성을 개선하여 상기한 핫(Hot) 프레스 이후의 크랙문제 및 내용제성, 무전해 도금 용액에서의 변색, 타발시 수반되는 크랙이나 버(burr), 반사율, 납땜시에 필요한 내열성 등의 조건을 만족시켰으나, 모두 기재가 있는 타입의 것으로서 플렉시블의 구현에 제한이 있었다.

KR 10-2011-0034191 A KR 10-1169369 B1

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 커버레이 필름이 갖는 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, 우수한 플레시블을 구현하기 위하여 무기재 타입의 커버레이 테이프를 제공하는 것이다.

즉, 이형 필름, 접착제 및 컬러 스킨층, 이형 필름으로 되는 무기재 타입의 커버레이 테이프를 제공하여, 소형 및 박막화된 전기, 전자 소재의 표면 보호, 절연, 은폐, 차광 및 컬러 구현이 가능토록 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커버레이 필름은, 제 1 이형 필름과, 상기 제 1 이형 필름의 일면에 코팅되는 접착제층과, 제 2 이형 필름과, 상기 제 2 이형 필름의 일면에 코팅되는 컬러 스킨층을 포함하되, 상기 제 1 이형 필름의 접착제층과 상기 제 2 이형 필름의 컬러 스킨층이 서로 맞닿은 상태로 열합지되며, 상기 컬러 스킨층은 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리이미드 중 1종의 것으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 이형 필름은 매트 타입의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 실리카를 코팅하여 매트 효과를 부여한 것임을 특징으로 한다.

상기 접착제층은 에폭시수지와 변성 폴리우레탄 또는 에폭시수지와 변성 나일론 엘라스토머를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 그 제조방법은 제 2 이형 필름의 일면에 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리이미드 중 1종의 것으로 되는 컬러 스킨층을 형성하는 단계와, 제 1 이형 필름의 일면에 접착층을 형성하는 단계와, 상기 접착층과 상기 컬러 스킨층을 서로 맞닿도록 하여 열합지하는 단계를 포함한다.

상기 열합지 단계는 60~120℃의 온도 및 1~5kgf/㎠의 압력으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 무기재 타입의 커버레이 필름을 제공함으로써, 우수한 플렉시블의 구현이 용이한 장점이 있다. 아울러, 소형화, 박막화된 전기, 전자 표면의 보호, 절연, 은폐, 차광 및 컬러의 구현이 용이한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 무기재 타입의 커버레이 테이프의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 무기재 타입의 커버레이 테이프의 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 무기재 타입의 커버레이 테이프의 제조순서를 나타낸 도면.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

종래의 커버레이(coverlay)의 경우 폴리이미드 혹은 다른 재질로 되는 필름에 접착제를 도포하고, 보호층, 즉 이형 필름으로서 상기 접착제를 보호하도록 제작되었다. 이러한 커버레이 필름은 동박적층판(CCL, copper clad laminate)에 접착되어 회로를 보호하면서, 절연 등의 기능을 하였다.

그러나, 상기한 커버레이의 경우 기재로서 필름을 사용하고 있어, 그 플렉시블에 한계가 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 커버레이 필름이 갖는 단점을 해소하기 위하여, 기재를 사용하지 않는 즉, 무기재 타입의 커버레이 테이프를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 커버레이 테이프는 도 1 및 도 2와 같이, 제 1 이형 필름(1)과, 상기 제 1 이형 필름(1)의 일면에 코팅되는 접착제층(2)과, 제 2 이형 필름(4)과, 상기 제 2 이형 필름(4)의 일면에 코팅되는 컬러 스킨층(3)을 포함하되, 상기 제 1 이형 필름(1)의 접착제층(2)과 상기 제 2 이형 필름(4)의 컬러 스킨층(3)이 서로 맞닿은 상태로 열합지된다.

즉, 최종적으로, 제 1 이형 필름(1), 접착제층(2), 컬러 스킨층(3), 제 2 이형 필름(4)이 순차적으로 적층된 형태가 된다. 그리고 상기 컬러 스킨층(3)은 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리이미드 중 1종의 것으로 구성된다.

먼저, 상기 제 1 이형 필름(1)은 통상 이형 필름으로서 많이 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 더욱 바람직하게는 이축연신 PET 필름 등을 사용할 수 있다. 아울러, 상기 PET 필름이 아닌, 폴리올레핀계 필름 등을 사용할 수도 있으며, 상기 PET 필름에 실리콘 혹은 불소화합물의 코팅을 하여 사용할 수 있음은 당연하다. 그리고 PET 필름 중 이축연신이 아닌 일축연신, 무연신의 제품을 사용할 수도 있는 것으로, 그 종류를 제한하는 것은 아니다.

상기 제 1 이형 필름(1)은 23~100㎛의 두께를 갖는 것을 사용할 수 있는데, 상기 제 1 이형 필름(1)의 두께가 너무 얇으면 취급이 불편하고, 너무 두꺼우면 코스트(cost)가 증가하기 때문이나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다. 즉, 상기 제 1 이형 필름(1)은 커버레이의 사용시 제거될 것이므로, 그 두께를 크게 제한하지 않는 것이다.

그리고 상기 제 1 이형 필름(1)의 표면에 코팅되어 형성되는 접착제층(2)은 프레스를 통해 회로면에 직접 접하여서 접착되는 부분으로써, 프레스 공정에서 적당한 접착제의 흐름을 통해 회로를 감싸는 역할을 한다. 이러한 접착제는 프레스 후에 분자 간의 가교를 통해 경화되는 기능을 할 수 있도록 가교 가능한 기능기를 가진 열경화성 수지(에폭시계)가 포함되어 있고, 또한 흐름성을 제어할 수 있는 열가소성 수지, 예를 들어 변성 폴리우레탄, 변성 나일론 엘라스토머 등이 포함되어 있다. 또한, 전자 부품으로써 만족되어야 하는 수준의 난연성을 갖도록 하기 위해 브롬계 난연제 또는 인계 난연제 등이 포함될 수 있으며, 유기 또는 무기 입자를 포함시켜 기계적 특성이나, 난연성을 향상시킬 수도 있다.

본 발명에서는 그 일례로서 변성 폴리우레탄(Polyurethan)과 에폭시 수지로 되는 접착제 또는 변성 나일론 엘라스토머(nylon Elastomer)와 에폭시 수지로 되는 접착제를 사용할 수 있으며, 이에 추가적으로 브롬계 또는 인계 난연제를 포함하여 구성될 수 있고, 기타 접착제의 물성을 좋게 하는 공지된 다양한 첨가제의 혼합 역시 가능하다. 상기한 접착제를 사용할 경우 변성 폴리우레탄과 에폭시 수지를 1:0.1~3중량비, 변성 나일론 엘라스토머와 에폭시 수지를 1:0.1~3중량비 정도로 혼합함이 그 접착제층(2)의 물성을 구현하는데 가장 바람직하다.

상기 접착제층(2)의 두께는 CCL으로부터 형성된 회로 패턴의 두께에 따라 결정하는데, 바람직하기로는 2~30㎛ 범위 내에서 용도에 맞게 적용할 수 있다. 이는 접착제층(2)의 두께가 너무 얇을 경우 회로를 충분히 보호하지 못해 커버레이로서의 역할을 할 수 없고, 30㎛를 초과할 경우 너무 두꺼워 박막형의 전자제품 구현에 어려움이 있으며, 플렉시블 구현의 효과 역시 떨어지기 때문이다.

다음으로, 상기 컬러 스킨층(3)은 다른 이형 필름인 제 2 이형 필름(4)에 코팅되어 형성되는 것으로, 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스터 및 변성 폴리이미드 중 선택된 1종의 것을 이용하여, 고절연, 고내열, 내화학성, 내후성, 우수한 인쇄적성의 제품을 구현한다. 아울러, 상기 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스터 및 변성 폴리이미드에 블랙, 화이트, 레드, 옐로우, 블루 등의 다양한 컬러를 부여하여, 다양한 색감의 컬러 스킨층(3)을 실현한다.

여기서, 상기 색상의 구현은 컬러 스킨층(3) 전체 100중량%를 기준으로, 무기계 착색안료를 1~20중량%만큼 포함하여서 된다. 즉, 상기한 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스터 및 변성 폴리이미드에 무기계 착색안료를 혼합하는 방식으로 이루어질 수 있는데, 상기 무기계 착색안료로는 이 분야에서 공지된 다양한 제품의 사용이 가능하다.

그리고 상기 컬러 스킨층(3)은 3~50㎛의 두께를 갖도록 함이 바람직한데, 상기 컬러 스킨층(3)의 두께가 3㎛ 미만일 경우 접착층을 충분히 보호할 수 없고, 50㎛를 초과할 경우 필요 이상 두꺼워 코스트(cost)가 증가함은 물론, 플렉시블 구현의 효과 역시 떨어지기 때문이다.

본 발명에서는 상기 컬러 스킨층(3)을 접착제층(2)과 합지함으로써, 별도의 필름형태의 기재를 사용하지 않을 수 있는 것이며, 상기 컬러 스킨층(3)은 제 2 이형 필름(4)에 코팅하여 구성하므로, 플렉시블을 더욱 용이하게 구현할 수 있는 것이다.

그리고 상기 컬러 스킨층(3)의 형성을 위한 제 2 이형 필름(4)은 앞서 설명한 제 1 이형 필름(1)과 같이, 이축연신, 일축연신 또는 무연신의 PET 필름을 이용할 수 있다.

또한, 상기 제 2 이형 필름(4)의 경우 내지문성의 효과를 높이기 위해, 매트(Matt) 타입의 필름을 사용할 수 있는데, 상기 매트 타입이란, 상기 PET 필름의 표면에 실리카를 코팅시켜 매트 효과를 부여한 것을 의미한다. 여기서, 상기 PET 필름 표면에 실리카를 코팅시키는 방법은 이미 이 기술이 속하는 분야에서 충분히 공지되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고 상기 실리카의 코팅은 일면 또는 양면 모두에 실시할 수 있다.

그리고 상기 제 2 이형 필름(4)의 두께는 25~120㎛일 수 있는데, PET 필름의 두께와 코팅된 실리카의 두께를 합한 두께이며, 앞서 제 1 이형 필름(1)과 같이 그 두께가 너무 얇으면 취급이 용이치 않고, 너무 두꺼울 경우 코스트가 증가하기 때문이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 커버레이 테이프는 CCL 상에 사용시 제 1 이형 필름(1)과 제 2 이형 필름(4)을 모두 제거하고 적용하는 것으로, CCL 상에 접착제층(2)과 컬러 스킨층(3)만이 남게 된다.

따라서, 본 발명의 커버레이 테이프는 기재 필름을 사용하지 않는 무기재 타입이므로, CCL의 플렉시블 구현이 용이하며, CCL 상에 절연층으로서 사용시 우수한 표면 보호, 절연, 은폐, 차광 및 컬러구현의 효과를 갖는다.

이하, 도 3을 참조하여 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 이하 제조방법을 설명함에 있어서, 상기 커버레이 테이프의 설명시에 기재된 사항은 생략한다.

제 2 이형 필름(4)의 일면에 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리이미드 중 1종의 것으로 되는 컬러 스킨층(3)을 형성하는 단계.

먼저, 도 3에서와 같이 제 2 이형 필름(4)을 준비한 후, 상기 제 2 이형 필름(4)의 일면에 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리이미드 중 1종을 포함하여서 되는 컬러 스킨층(3)을 코팅한다.

이때, 상기 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리이미드 중 1종의 것에는 색상표현을 위한 무기계 착색안료를 혼합하여 코팅하였다. 상기 코팅조건은 60~120℃의 온도에서 1~5kgf/㎠의 압력으로 열합지하였다.

제 1 이형 필름(1)의 일면에 접착층(2)을 형성하는 단계.

다음으로, 제 1 이형 필름(1)을 준비하고, 그 일면에 접착층(2)을 형성하였다. 이때, 상기 접착층(2)은 60~120℃의 온도에서 2분간 건조한 후, 60~120℃의 온도에서 1~5kgf/㎠의 압력으로 열합지하였다. 그리고 45~55℃에서 20~30시간 정도 숙성하였다.

상기 접착층(2)과 상기 컬러 스킨층(3)이 서로 맞닿도록 하여 열합지하는 단계.

그리고 상기 접착층(2)과 상기 컬러 스킨층(3)이 서로 맞닿도록 한 후, 이를 열합지하였다. 상기 열합지는 60~120℃의 온도에서 1~5kgf/㎠의 압력으로 하였다.

상기와 같은 방법으로 제조된 커버레이 테이프는 CCL 상에 적용시, 제 1 이형 필름(1)과 제 2 이형 필름(2)이 모두 제거된 상태로 적용되는 것으로, CCL 상에 커버레이 테이프가 위치된 후, 다시 별도의 이형 필름을 위치시키고, 이를 핫 프레스하는 것인바, CCL의 표면 보호, 절연, 은폐, 차광 및 컬러구현의 효과가 우수하며, 플렉시블의 구현이 가능한 것이다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 통해 설명한다.

(실시예 1)

Matt 타입 PET 필름(두께 35㎛)에 변성 폴리우레탄으로 되는 컬러 스킨층을 형성시켰다. 이때, 상기 컬러 스킨층의 두께는 3㎛였다. 그리고 PET 필름(두께 35㎛)에 에폭시 수지와 변성 폴리우레탄을 1:5로 혼합한 접착층을 코팅한 후 이를 100℃에서 2분간 건조하였다. 그리고 상기 컬러 스킨층과 접착층을 2kgf/㎠의 압력과 70℃의 온도로 열합지한 후, 50℃에서 24시간 동안 숙성시켰다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일하게 하되, 상기 컬러 스킨층의 두께를 50㎛로 하였다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일하게 하되, 변성 폴리우레탄을 대신하여 변성 폴리에스터를 사용하였다.

(실시예 4)

실시예 2와 동일하게 하되, 변성 폴리우레탄을 대신하여 변성 폴리에스터를 사용하였다.

(실시예 5)

실시예 1과 동일하게 하되, 변성 폴리우레탄을 대신하여 변성 폴리이미드를 사용하였다.

(실시예 6)

실시예 2와 동일하게 하되, 변성 폴리우레탄을 대신하여 변성 폴리이미드를 사용하였다.

(비교예 1, 3, 5)

실시예 1 내지 6과 동일하게 실시하되, 컬러 스킨층이 형성된 제 2 이형필름을 대신하여 폴리이미드 필름(두께 12.5㎛)을 합지하였다.

(비교예 1, 3, 6)

실시예 1 내지 6과 동일하게 실시하되, 컬러 스킨층이 형성된 제 2 이형필름을 대신하여 폴리이미드 필름(두께 22.5㎛)을 합지하였다.

(내굴곡성의 측정)

내굴곡성을 측정하기 위해, 60℃에서 반복하여 굴곡시키면서 저항이 20% 상승하기까지의 횟수를 측정하였다. 구체적으로는 플렉시블 기판용 필름에 JISC-6481의 내굴곡성 시험 시료의 패턴을 제작하고, 이것에 커버레이 필름을 프레스하여 접착하였다. 그리고 이것을 FPC 고속 굴곡 시험기에 진동수 1500cpm, 스트로크 20㎜, 곡률 2.5㎜R, 커버레이를 바깥쪽을 향하게 하여 측정하는 조건으로 60℃에서의 저항치 변화를 측정하였다. 굴곡에 의하여 동박에 틈 등의 균열이 생긴다면 체적 감소가 생기고 저항이 오르는 것을 이용하여, 굴곡 특성을 확인하였다.

그리고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

테스트 결과.

구분	내굴곡성	구분	내굴곡성
실시예 1	1000회 이상	비교예 1	10회
실시예 2	1000회 이상	비교예 2	8회
실시예 3	1000회 이상	비교예 3	11회
실시예 4	1000회 이상	비교예 4	8회
실시예 5	1000회 이상	비교예 5	10회
실시예 6	1000회 이상	비교예 6	8회

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 6은 모두 비교예 1 내지 6에 비해 우수한 내굴곡성을 가짐을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 통상의 기술자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 제 1 이형 필름 2: 접착층
3: 컬러 스킨층 4: 제 2 이형 필름

Claims (5)

1. 제 1 이형 필름(1)과,
   상기 제 1 이형 필름(1)의 일면에 코팅되는 접착제층(2)과,
   제 2 이형 필름(4)과,
   상기 제 2 이형 필름(4)의 일면에 코팅되는 컬러 스킨층(3)을 포함하되,
   상기 제 1 이형 필름(1)의 접착제층(2)과 상기 제 2 이형 필름(4)의 컬러 스킨층(3)이 서로 맞닿은 상태로 열합지되며,
   상기 컬러 스킨층(3)은 변성 폴리우레탄, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리이미드 중 1종의 것으로 구성되고,
   상기 제 2 이형 필름(4)은 매트 타입의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름으로서,
   상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 실리카를 코팅하여 매트 효과를 부여한 것임을 특징으로 하는 무기재 타입의 커버레이 테이프.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 접착제층(2)은 에폭시수지와 변성 폴리우레탄 또는 에폭시수지와 변성 나일론 엘라스토머를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기재 타입의 커버레이 테이프.
4. 삭제
5. 삭제

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