KR102088558B1 - Flexible composite substrate and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일면에 제1접착제층이 배치된 제1절연필름; 및 일면에 제2접착제층 및 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체가 순차적으로 배치된 제2절연필름을 포함하고, 상기 제1절연필름의 제1접착제층과, 상기 제2절연필름의 금속 도체가 배치된 면이 일체로 합지된 연성 복합기판 및 이의 제조방법을 제공한다.The present invention is a first insulating film having a first adhesive layer on one side; And a second insulating film on which a second adhesive layer and a metal conductor patterned in a predetermined shape are sequentially disposed on one surface, a first adhesive layer of the first insulating film, and a metal conductor of the second insulating film. Provided is a flexible composite substrate in which the faces on which are disposed are integrally laminated, and a manufacturing method thereof.
Description
본 발명은 회로 설계의 자유도가 높고, 가혹 조건 하에서도 신뢰성 확보가 가능하며, 생산성이 우수한 연성 복합 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a flexible composite substrate having a high degree of freedom in circuit design, ensuring reliability under severe conditions, and having excellent productivity, and a method for manufacturing the same.
최근 소프트웨어 및 전자 부품 기술이 발전함에 따라 자동차 산업은 자율주행차, 전기자동차, 커넥티드카 등의 새로운 트렌드로 진화하는 추세이다. 자동차 시장이 전장화됨에 따라 자동차의 전력 및 신호 전달에 사용되는 와이어(Wire)의 역할 또한 다양화되고 고집적화되고 있다. 현재 자동차 배선에 사용되는 wire harness는 배선이 집적화될수록(많아 질수록) 제품의 무게와 부피가 증가하여 배선이 자유롭지 못하다는 단점이 있다. 이러한 Wire harness를 대체하는 소재로서, 보다 얇고 가벼우면서 배선이 간단한 플렉서블 플랫 케이블(Flexible Flat Cable, 이하 'FFC'라 함)이 대두되는 추세이다.With the recent development of software and electronic component technology, the automobile industry is evolving into new trends such as autonomous vehicles, electric vehicles, and connected cars. As the automotive market is becoming electronic, the role of wires used for power and signal transmission of automobiles is also diversifying and highly integrated. Currently, the wire harness used in automobile wiring has a disadvantage that the more the wiring is integrated (the more it is), the greater the weight and volume of the product, so that the wiring is not free. As a material to replace such a wire harness, a flexible flat cable (hereinafter referred to as 'FFC'), which is thinner, lighter, and simpler to wire, is emerging.
FFC 전선은 열접착성 소재로 이루어진 절연필름의 상부와 하부 사이에 도체를 일정한 간격으로 배열하여 순간적인 열과 압력으로 합지하는 공정을 통해 제조된다. 도체와 절연필름이 각각 기계 방향에 따라 연속적으로 합지되는 공정에 의해 이루어지므로, 공정이 매우 단순하여 생산효율성이 높은 장점을 가지고 있다. 그러나 순간적인 접착을 필요로 하는 열접착 소재의 특성상 내열도가 105 ~ 125℃ 수준으로 낮고, 또한 배선의 수량, 두께, 폭, 소재 등이 변경되는 경우 복수의 도체 라인을 전부 교체해줘야 한다는 번거로움이 있다. 그리고 너무 얇은 도체를 사용하게 될 경우 생산 중 도체가 끊어질 우려가 있으므로 적용 가능한 도체의 폭과 두께도 제한적이다. 또한, 일직선 형태의 배선만 가능하기 때문에 다양한 형태의 배선으로 설계하는데 한계가 있다. 낮은 회로 설계의 자유도로 인해 높은 생산 효율성에도 불구하고, 다양한 응용 분야로 확대하기 어려운 단점이 있다. FFC wires are manufactured through a process of arranging conductors at regular intervals between the upper and lower parts of an insulating film made of a heat-adhesive material and bonding them with instantaneous heat and pressure. Since the conductor and the insulating film are made by a process in which lamination is continuously performed according to the machine direction, the process is very simple and has high production efficiency. However, due to the nature of the heat-adhesive material that requires instantaneous adhesion, the heat resistance is low to the level of 105 to 125 ° C. In addition, when the quantity, thickness, width, and material of the wiring are changed, it is cumbersome to replace all the conductor lines. There is this. In addition, if too thin a conductor is used, the conductor may be cut during production, so the applicable conductor width and thickness are limited. In addition, since only straight-type wiring is possible, there are limitations in designing various types of wiring. Despite the high production efficiency due to the low degree of freedom in circuit design, there is a disadvantage that it is difficult to expand to various application fields.
아울러 상기 공정에서 커넥터와의 접촉을 위한 단자부를 형성할 경우, 합지하기 전 상부 또는 하부의 절연필름의 전면에 단자부용 구멍을 뚫게 되는데, 생산 속도를 높이거나 공정조건 제어를 위해 필름의 텐션을 높여주는 경우(예, 필름을 팽팽하게 당기는 경우) 절연필름이 끊어질 수 있으므로, 생산 속도를 일정 속도 이상 올리기가 어려우며, 절연필름의 폭을 넓히는데도 한계가 있다. 일례로, 현재 절연필름의 폭은 120 mm에서 생산되고 있고, 단자부 구멍은 좌우 10 mm 정도씩 남기고 절연필름 중심부를 100 mm(폭)×8 mm(너비) 정도의 사각형 구멍을 뚫게 되는데, 이때 남아있는 좌우 10mm를 당겨서 생산하게 된다. 상기 절연 필름의 텐션을 팽팽하게 하기 위해 당기더라도, 좌우 10mm의 필름이 끊어지지 않은 범위 내에서 텐션 제어를 할 수 있기 때문에, 생산속도를 높이는 데 한계가 있다.In addition, when forming a terminal portion for contact with the connector in the above process, a hole for the terminal portion is drilled on the front surface of the upper or lower insulating film before lamination, to increase the production speed or increase the tension of the film to control the process conditions. In the case of giving (eg, when the film is pulled tightly), the insulating film may be cut off, so it is difficult to increase the production speed by a certain speed or more, and there is a limit to widening the width of the insulating film. As an example, the width of the insulation film is currently produced at 120 mm, and the terminal hole is left 10 mm left and right, and the center of the insulation film is drilled into a square hole of 100 mm (width) x 8 mm (width). It is produced by pulling the left and right 10mm. Even if the tension of the insulating film is pulled to be tight, tension control can be performed within a range in which the left and right 10 mm films are not broken, thereby limiting the speed of production.
한편 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, 이하 'FPCB'라 함)은 유연한 배선기판이라는 점에서 FFC와 비슷한 특징을 갖고 있다. 그러나 식각공정을 통해 회로패턴을 형성하기 때문에 FFC보다 회로 설계의 자유도가 높고, 폭이 좁은 미세회로의 선폭에 대응이 가능하다. 또한 FPCB는 폴리이미드(PI) 계열의 레진이 사용되는데, 폴리에스터 계열이 주로 사용되는 FFC 대비 높은 신뢰성을 갖고 있다. 이에 비해, FPCB는 노광/현상/에칭 공정 등을 통해 원하는 회로 패턴으로 형성한 후 회로를 보호하기 위한 커버레이 부착 공정을 거치게 된다. 이러한 공정은 커버레이와 FPCB 회로간의 정합을 맞춰 커버레이를 적층하는 단계, 커버레이의 위치가 흔들리지 않도록 하는 가접단계, 및 커버레이를 제품에 잘 부착시키는 프레스(Press) 단계를 거치게 된다. 고내열성을 요구하는 FPCB에 에폭시계 접착제를 적용하는 커버레이 필름의 특성상 고온 프레스 단계에서 제품 경화를 위해 장시간을 소요하게 된다. 또한 프레스 공정을 거쳐야 하기 때문에 전술한 모든 공정은 시트(sheet) 형태로 진행하게 된다.On the other hand, flexible printed circuit boards (hereinafter referred to as 'FPCB') have similar characteristics to FFC in that they are flexible wiring boards. However, since the circuit pattern is formed through the etching process, the degree of freedom of circuit design is higher than that of FFC, and it is possible to cope with the line width of a narrow microcircuit. In addition, polyimide (PI) -based resin is used for FPCB, which has higher reliability than FFC, which is mainly used for polyester series. On the other hand, the FPCB is formed into a desired circuit pattern through an exposure / development / etching process, etc., and then subjected to a coverlay attachment process to protect the circuit. This process undergoes a step of stacking the coverlays in accordance with the matching between the coverlays and the FPCB circuits, a welding step to prevent the position of the coverlays from shaking, and a press step of attaching the coverlays to the product well. Due to the nature of the coverlay film that applies an epoxy adhesive to FPCB that requires high heat resistance, it takes a long time to cure the product in a hot press step. In addition, all processes described above are performed in a sheet form because a press process is required.
본 발명자들은 전술한 두 제품, 예컨대 플렉서블 플랫 케이블(FFC)과 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 문제점을 해결하고자, 회로설계의 자유도가 높은 단면 FPCB와 내열특성이 우수한 FFC 절연필름을 FFC의 생산방식을 통해 합지하여 생산성과 신뢰성을 동시에 만족하고자 한다. In order to solve the problems of the two products described above, for example, a flexible flat cable (FFC) and a flexible printed circuit board (FPCB), the production method of the FFC is a single-sided FPCB with high degree of freedom in circuit design and an FFC insulating film with excellent heat resistance. Through this, we want to satisfy both productivity and reliability at the same time.
이에, 본 발명은 회로 설계의 자유도가 높은 연성 인쇄회로기판과 가혹 조건 하에서도 제품 신뢰성이 우수한 플렉서블 플랫 케이블의 적어도 일부가 혼성화된(hybrid) 연성 복합기판을 구성하되, 종래 시트형 대신 롤형을 이용하는 롤루톨 인라인(In-Line) 공정을 적용함으로써, 설계 자유도가 높고, 고온고습 조건 하에서도 기계적 특성, 열적 특성 및 전기적 특성이 우수하여 신뢰성 확보가 가능하며, 생산성이 우수한 연성 복합기판 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention constitutes a flexible printed circuit board having a high degree of freedom in circuit design and a flexible flexible composite board having at least a portion of a flexible flat cable having excellent product reliability under severe conditions, but a roll using a roll type instead of a conventional sheet type By applying the Rutol In-Line process, design flexibility is high, and mechanical properties, thermal properties, and electrical properties are excellent even under high temperature and high humidity conditions to ensure reliability, and a flexible composite board with excellent productivity and a method for manufacturing the same It aims to provide.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 일면에 제1접착제층이 배치된 제1절연필름; 및 일면에 제2접착제층과 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체가 순차적으로 배치된 제2절연필름을 포함하고, 상기 제1절연필름의 제1접착제층과, 상기 제2절연필름의 금속 도체가 배치된 면이 일체로 합지된 연성 복합기판을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is a first insulating film having a first adhesive layer on one surface; And a second insulating film on which a second adhesive layer and a metal conductor patterned in a predetermined shape are sequentially arranged on one surface, a first adhesive layer of the first insulating film, and a metal conductor of the second insulating film. It provides a flexible composite substrate is integrally laminated surface is disposed.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 연성 복합기판은 제1절연필름과 제2절연필름이 롤투롤(roll-to-roll) 방식을 통해 일체화되는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the flexible composite substrate may be a first insulating film and a second insulating film are integrated through a roll-to-roll method.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 연성 복합기판은, 제2절연필름; 상기 제2절연필름 상에 형성된 제2접착제층; 상기 제2접착제층 상에 배치되고, 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체; 상기 제2접착제층 상에 형성되고, 상기 금속 도체를 둘러싸는 제1접착제층; 및 상기 제1접착제층 상에 배치된 제1절연필름을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the flexible composite substrate, the second insulating film; A second adhesive layer formed on the second insulating film; A metal conductor disposed on the second adhesive layer and patterned in a predetermined shape; A first adhesive layer formed on the second adhesive layer and surrounding the metal conductor; And it may include a first insulating film disposed on the first adhesive layer.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 도체는 당해 복합기판의 일 방향에 따라 복수 개의 금속 도체라인이 직선형 패턴 또는 소정 형상의 회로패턴이 연속적으로 배열될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the metal conductor may have a plurality of metal conductor lines in a linear pattern or a predetermined pattern of circuit patterns continuously arranged in one direction of the composite substrate.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 회로패턴은 습식 또는 건식 식각 공정을 통해 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the circuit pattern may be formed through a wet or dry etching process.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제2절연필름은 폴리이미드 필름일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the second insulating film may be a polyimide film.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1절연필름은, 수지층 또는 중간층과 수지층을 포함하는 절연필름일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first insulating film may be a resin layer or an insulating film including an intermediate layer and a resin layer.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1접착제층과 제2접착제층은 서로 상이하며, 상기 제1접착제층은 가교형 접착제이며, 상기 제2접착제층은 열경화형 접착제일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first adhesive layer and the second adhesive layer are different from each other, the first adhesive layer is a crosslinkable adhesive, and the second adhesive layer may be a thermosetting adhesive.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1접착제층은 2종 이상의 폴리에스터 수지를 포함하고, 상기 폴리에스터 수지는 분자량이 1,000 내지 15,000인 제1폴리에스터 수지와 분자량이 20,000 내지 35,000인 제2폴리에스터 수지를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first adhesive layer includes two or more types of polyester resin, and the polyester resin has a first polyester resin having a molecular weight of 1,000 to 15,000 and a second having a molecular weight of 20,000 to 35,000. Polyester resin.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1접착제층은 적어도 1종 이상의 경화제를 포함하고, 상기 경화제는 이소시아네이트기, 블록이소시아네이트기, 에폭시기 및 카르보디이미드기 중 적어도 하나의 작용기를 포함하는 화합물일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the first adhesive layer comprises at least one curing agent, the curing agent is a compound comprising at least one functional group of an isocyanate group, a block isocyanate group, an epoxy group and a carbodiimide group You can.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제1접착제층은 1종 이상의 난연제 필러를 더 포함하고, 상기 난연제 필러는 할로겐 난연계, 인계 난연제, 질소계 난연제, 금속계 난연제 및 안티몬계 난연제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the first adhesive layer further comprises at least one flame retardant filler, and the flame retardant filler is a halogen flame retardant, phosphorus flame retardant, nitrogen-based flame retardant, metal flame retardant and antimony flame retardant It may be one or more selected.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제2접착제층은 에폭시계, 폴리이미드계, 폴리아마이드이미드계, 폴리아믹에시드계, 폴리페닐렌 옥사이드(PPO)계 및 아크릴계 접착제 중 어느 하나일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the second adhesive layer may be any one of an epoxy-based, polyimide-based, polyamide-imide-based, polyamic acid-based, polyphenylene oxide (PPO) -based and acrylic-based adhesive.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제2절연필름의 타면에 배치되는 보강 기재를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the second insulating film may further include a reinforcing substrate disposed on the other surface.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 연성 복합기판은 당해 복합기판의 적어도 일부에 금속 도체가 노출된 단자부를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the flexible composite substrate may further include a terminal portion where a metal conductor is exposed on at least a portion of the composite substrate.
또한 본 발명은 롤투롤 공정에 의한 전술한 연성 복합기판의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for manufacturing the aforementioned flexible composite substrate by a roll-to-roll process.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제조방법은 (i) 일면에 제2접착제층과 금속 도체가 순차적으로 배치된 제2절연필름을 이송경로로 이동시킴과 동시에, 일면에 제1접착제층이 배치된 제1절연필름을 상기 제2절연필름의 상부에서 이송경로로 투입하는 단계; (ii) 상기 이송경로를 따라 투입되는 제1절연필름의 적어도 일부를 상하로 펀칭하여 단자부와 얼라인부를 형성하는 단계; (iii) 상기 제1절연필름과 제2절연필름을 이송경로를 따라 이동시키면서 가열 및 가압을 통해 합지하되, 상기 단자부로 금속 도체가 노출되도록 하는 단계; 및 (iv) 상기 단자부가 형성된 롤형의 연성 복합기판을 단위 복합기판으로 절단하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the manufacturing method (i) the second adhesive layer and the metal conductor on one side sequentially move the second insulating film sequentially arranged, and at the same time, the first adhesive layer on one side Inputting the disposed first insulating film from the upper portion of the second insulating film to a transport path; (ii) forming a terminal portion and an alignment portion by punching at least a portion of the first insulating film injected along the transport path up and down; (iii) laminating the first insulating film and the second insulating film through heating and pressing while moving along the transport path, such that a metal conductor is exposed to the terminal portion; And (iv) cutting the roll-shaped flexible composite substrate on which the terminal portion is formed into a unit composite substrate.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (i) 내지 (iii)에서, 제1절연필름과 제2절연필름은 각각 당해 필름의 길이방향으로 연속하는 롤(roll) 형태일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the above steps (i) to (iii), the first insulating film and the second insulating film may each be in the form of a roll continuous in the longitudinal direction of the film.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (i)는 상부롤과 하부롤에 각각 제1절연필름과 제2절연필름을 공급하되, 상기 상부롤에 제1접착제층이 하부롤을 향하도록 제1절연필름을 배치하고, 상기 하부롤에 금속 도체가 상부롤을 향하도록 제2절연필름을 배치한 후 이송하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the step (i) is to supply a first insulating film and a second insulating film to the upper roll and the lower roll, respectively, wherein the first adhesive layer on the upper roll is directed toward the lower roll. One insulating film may be disposed, and a second insulating film may be disposed on the lower roll so that the metal conductor faces the upper roll and then transferred.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (ii)에서, 상기 단자부는 제1절연필름의 중앙에 형성되고, 상기 얼라인부는 제1절연필름의 가장자리에 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in step (ii), the terminal portion may be formed at the center of the first insulating film, and the alignment portion may be formed at the edge of the first insulating film.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (ii)에서, 상기 얼라인부는 적어도 하나의 얼라인홀을 포함하고, 상기 적어도 하나의 얼라인홀은 상기 제2절연필름에 마련된 얼라인마크, 얼라인핀 및 얼라인홀 중 적어도 하나와 평면 상에서 정합되는 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the step (ii), the alignment portion includes at least one alignment hole, and the at least one alignment hole is an alignment mark or alignment provided on the second insulating film. It may include the step of matching in plane with at least one of the in-pin and the alignment hole.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제조방법은, 상기 (i) 단계 이전, 상기 (i)과 (ii) 단계 사이, 및 상기 (ii) 단계 중 어느 하나에, 제2절연필름의 일면에 배치된 도체를 소정의 형상으로 회로 패턴화하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the manufacturing method is before the step (i), between the steps (i) and (ii), and in any one of the steps (ii), on one side of the second insulating film The method may further include circuit patterning the disposed conductors in a predetermined shape.
본 발명에 따른 연성 복합기판은, 종래 직선으로 배선되는 금속 도체의 패턴이나 크기 등을 다양하게 변형시킬 수 있으므로, 회로 설계의 자유도를 증가시키고 종래 플렉서블 플랫 케이블 대비 1/10 정도의 미세 선폭을 구현할 수 있다. The flexible composite substrate according to the present invention can variously modify the pattern or size of a metal conductor wired in a conventional straight line, thereby increasing the degree of freedom of circuit design and realizing a fine line width of about 1/10 of that of a conventional flexible flat cable. You can.
또한 본 발명에서는 대면적 연성 복합기판의 제조가 가능하며, 연속적인 롤투롤 공정을 통해 제조되므로 생산성과 경제성을 증대시킬 수 있다. In addition, in the present invention, it is possible to manufacture a large-area flexible composite substrate, and it is manufactured through a continuous roll-to-roll process, thereby increasing productivity and economic efficiency.
아울러, 본 발명에서는 고온/고습 환경 조건하에서 기계적 특성 및 전기적 특성이 매우 우수하고, 열에 의한 수축성, 변성 등의 내열 특성이 매우 우수한 연성 복합기판을 제공함으로써 제품 신뢰성을 증대시킬 수 있다. In addition, in the present invention, product reliability can be increased by providing a flexible composite substrate having excellent mechanical and electrical properties under high temperature / humidity environmental conditions, and excellent heat resistance such as shrinkage and degeneration due to heat.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 복합기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연성 복합기판의 단면도이다.
도 3은 도 1의 연성 복합기판의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다. 1 is a cross-sectional view of a flexible composite substrate according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a flexible composite substrate according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing the flexible composite substrate of FIG. 1.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
본 명세서의 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "위에" 또는 "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 위쪽에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Throughout this specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not exclude other components, unless otherwise stated. In addition, throughout the specification, "above" or "on" means that not only is located above or below the target part, but also when there is another part in the middle, and the direction of gravity must be determined. It does not mean that it is located above the standard.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referred to as "planar", it means when the target portion is viewed from above, and when referred to as "cross-section", it means when viewed from the side of the cross section cut vertically.
아울러, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to what is illustrated.
<연성 복합기판><Flexible composite board>
본 발명은 설계 자유도가 높고, 고온 및 고습 등의 가혹 조건 하에서 높은 기계적 특성, 우수한 내열특성 및 전기적 특성을 지속적으로 유지할 수 있는 연성 복합기판을 제공한다.The present invention provides a flexible composite substrate capable of continuously maintaining high mechanical properties, excellent heat resistance and electrical properties under severe conditions such as high design freedom and high temperature and high humidity.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 복합기판(100)의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a flexible
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 복합기판(100)은, 제1절연필름(10)과 상기 제1절연필름(10)과 마주보는 제2절연필름(50)을 포함하고, 이들 사이에 제1접착제층(20), 금속 도체(30), 제2접착제층(40)이 순차적으로 개재(介在)되어 구성된다. 1, the flexible
보다 구체적으로, 상기 연성 복합기판(100)은 일면에 제1접착제층(20)이 배치된 제1절연필름(10); 및 일면에 제2접착제층(40)과 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체(30)가 순차적으로 배치된 제2절연필름(50)을 포함하고, 상기 제1절연필름(10)의 제1접착제층(20)과, 상기 제2절연필름(50)의 금속 도체(30)가 배치된 면이 서로 접합되어 일체로 합지된 것일 수 있다. More specifically, the flexible
상기 연성 복합기판(100)은 롤투롤(roll-to-roll) 연속방식을 통해 제조될 수 있다. 일례로, 제1절연필름과 제2절연필름이 롤투롤 방식을 통해 일체화되어 길이방향으로 연속하는 롤(roll) 형태이거나, 또는 상기 롤 형태를 절단한 단위 복합기판 형태일 수 있다. The flexible
본 발명에 따른 연성 복합기판(100)에서, 제1절연필름(10)은 후술되는 제1접착제층(20)을 형성하기 위한 지지체 역할을 하며, 제2절연필름(50)과 합지되어 금속 도체(30)를 보호하는 역할을 한다. In the flexible
제1절연필름(10)은 하나의 절연필름으로 구성되는 단층 구조일 수 있으며, 또는 서로 상이한 2종 이상의 절연필름이 적층된 다층 구조일 수 있다. 일례로, 제1절연필름(10)은 당 분야에 공지된 통상의 플렉서블 플랫 케이블(FFC)을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 복수의 도체 선을 비포함하는 단면형 플렉서블 플랫 케이블(FFC)일 수 있다. 이와 같이 단면형 플렉서블 플랫 케이블을 사용하는 경우, 제1절연필름(10)은 고분자 수지를 포함하는 수지층, 또는 서로 상이한 중간층과 수지층이 적층된 다층의 절연필름 형태일 수 있다. 제1절연필름(10)이 중간층과 수지층을 모두 포함하는 다층 절연필름인 경우, 상기 중간층은 후술되는 제1접착제층(20)과 수지층 사이에 위치하여 제1접착제층(20)과 수지층이 직접 결합했을 때의 부족한 결합력을 보완해 주는 역할을 하며, 상기 수지층은 제1절연필름(10)의 최외각에 위치하며 금속 도체(30)가 외부와 절연이 될 수 있도록 한다. The first insulating
제1절연필름(10)은 당 분야에 공지된 통상적인 절연필름 기재를 제한 없이 사용할 수 있다. 이러한 제1절연필름(10)은 당 분야에 공지된 통상적인 고분자를 사용할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 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. 바람직한 일 구현예를 들면, 상기 제1절연필름(10)은 폴리이미드(PI), PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에스테르 술폰, 방향족 폴리아미드, 폴리카보네이트 및 폴리아릴레이트 중 적어도 하나를 포함하는 필름일 수 있다. 상기 제1절연필름(10)은, 투명 혹은 반투명의 어느 것이어도 되며, 또한 착색되어 있어도 되거나 혹은 무착색의 것이라도 되며, 용도에 따라서 적당히 선택하면 된다.The first insulating
상기 제1절연필름(10)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 일례로 10 내지 100㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 15 내지 80 ㎛ 범위이며, 보다 바람직하게는 25 내지 50 ㎛ 일 수 있다. The thickness of the first insulating
제1절연필름(10)은 일면 상에 제1접착제층(20)이 형성된 것일 수 있다. The first insulating
상기 제1접착제층(20)은 제1절연필름(10)과 제2절연필름(50), 구체적으로 제1절연필름(10)과 금속 도체(30)를 밀착시켜 안정적으로 결합하게 하는 역할을 한다. The first
제1접착제층(20)은 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 이때 사용 가능한 고분자 수지로는 폴리에스터계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리우레탄계 수지 및 폴리페닐렌설파이드계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는 폴리에스터 수지를 필수적으로 포함할 수 있다. The first
제1접착제층(20)을 구성하는 폴리에스터 수지로는, 2종 이상의 폴리에스터 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 분자량이 1,000 내지 15,000인 제1폴리에스터 수지, 분자량이 20,000 내지 35,000인 제2폴리에스터 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 2종 이상의 제1폴리에스터 수지, 2종 이상의 제2폴리에스터 수지 또는, 1종 이상의 제1폴리에스터 수지와 1종 이상의 제2폴리에스터 수지의 혼합물을 사용할 수 있다. 가장 바람직하게는 1종 이상의 제1폴리에스터 수지와 1종 이상의 제2폴리에스터 수지의 혼합물을 사용할 수 있다. As the polyester resin constituting the first
단, 본 발명에서 사용할 수 있는 폴리에스터 수지의 종류는 상기한 종류로 한정되는 것은 아니고, 구현하고자 하는 제품의 특성에 따라 선택적으로 사용할 수 있다. However, the type of the polyester resin that can be used in the present invention is not limited to the above type, and can be selectively used depending on the characteristics of the product to be implemented.
제1접착제층(20)은 후술되는 제2접착제층(40)과 성분이 상이하며, 가교형 경화제를 함유하는 가교형(cross-linked) 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명의 제1접착제층(20)은 당 분야에 공지된 1종 이상의 경화제를 포함할 수 있다. The first
사용 가능한 경화제의 종류로는 이소시아네이트기, 블록이소시아네이트기, 에폭시기 및 카르보디이미드기 중 적어도 하나의 작용기를 포함하는 화합물일 수 있다. 보다 상세하게는 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄-4, 4'-디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 폴리에틸렌 페닐 디이소시아네이트 및 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 다관능 이소시아네이트, 이들의 이소시아네이트의 폴리올 변성물, 카르보디이미드 변성물, 이들의 이소시아네이트를 알코올, 페놀, 락탐, 아민 등으로 마스크한 블록형 이소시아네이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The type of curing agent that can be used may be a compound containing at least one functional group from an isocyanate group, a block isocyanate group, an epoxy group and a carbodiimide group. More specifically, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4, 4'-diisocyanate, xylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, polyethylene phenyl diisocyanate and hexamethylene Polyfunctional isocyanates such as diisocyanate, polyol-modified products of these isocyanates, carbodiimide-modified products, block-type isocyanates which are masked with these isocyanates with alcohol, phenol, lactam, amine, etc. can be used, but are not limited thereto. no.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 경화제는 당해 제1접착제층(20)에 포함되는 고분자 수지 50 중량부에 대하여 6 ~ 60 중량부, 바람직하게는 6 ~ 26 중량부, 보다 바람직하게는 8 ~ 22 중량부, 더욱 바람직하게는 8 ~ 18 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 전술한 함량을 포함하는 경우 인장 강도, 신장율, 굴곡성 및 열 수축율 등의 기계적 물성과 내열성을 보다 향상시킬 수 있다. 고분자 수지의 함량이 100 중량부일 때는 경화제의 함량이 2배 증가할 수 있다. According to an example of the present invention, the curing agent is 6 to 60 parts by weight, preferably 6 to 26 parts by weight, more preferably 8 to 22 parts by weight based on 50 parts by weight of the polymer resin contained in the first
본 발명에서는 당해 제1접착제층(20)에 포함되는 고분자 수지 50 중량부 대비 경화제를 최소 6 중량부 이상 사용하여야 상기한 효과를 얻을 수 있고, 보다 바람직하게는 8 중량부 이상 사용하여야 경화제가 폴리에스테르 간에 가교 역할(Cross-Linking)을 충분히 하여 가혹 조건 하에서도 우수한 기계적 특성을 발휘할 수 있다. 다만, 상기 경화제를 26 중량부 초과하여 사용할 경우 제1접착제층(20)이 딱딱해져서 굴곡성과 유연성이 떨어지고 신장율도 낮아질 수 있다. In the present invention, at least 6 parts by weight of a curing agent is used compared to 50 parts by weight of a polymer resin contained in the first
또한, 본 발명에서는 상기 제1접착제층(20)에 난연성을 부여하기 위하여 1종 이상의 난연제 필러를 더 포함할 수 있다. In addition, in the present invention, in order to impart flame retardancy to the first
여기서 난연제 필러의 종류는 특별히 한정하지는 않으나, 상기한 난연제 필러의 첨가로 인하여 본 발명에 따르는 연성 복합기판(100)은 UL 규격의 수직 연소 시험(VW-1시험)에 합격하는 난연성을 부여하는 것이 바람직하다. Here, the type of the flame retardant filler is not particularly limited, but due to the addition of the above-described flame retardant filler, the flexible
보다 상세하게는, 상기 난연제 필러로는 할로겐 난연제, 인계 난연제, 질소계 난연제, 금속계 난연제 및 안티몬계 난연제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 1종 이상 7종 이하를 혼합하여 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 적절하게는 3종 이상 5종 이하의 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. More specifically, as the flame retardant filler, one or more selected from the group consisting of halogen flame retardant, phosphorus flame retardant, nitrogen flame retardant, metal flame retardant, and antimony flame retardant may be used, preferably 1 or more and 7 or less mixed Can be used, and more preferably, 3 or more and 5 or less compounds can be mixed and used.
사용 가능한 난연제의 비제한적인 예를 들면, 염소화파라핀, 염소화폴리에틸렌, 염소화폴리페닐, 퍼클로로펜타시클로데칸 등의 염소계 난연제; 에틸렌비스펜타브로모벤젠, 에틸렌비스펜타브로모디페닐, 테트라브로모에탄, 테트라브로모비스페놀 A, 헥사브로모벤젠, 데카브로모비페닐에테르, 테트라브로모무수프탈산, 폴리디브로모페닐렌옥사이드, 헥사브로모시클로데칸, 브롬화암모늄 등의 브롬계 난연제; 트리알릴포스페이트, 알킬알릴포스페이트, 알킬포스페이트, 디메틸포스포네이트, 포스폴리네이트, 할로겐화포스폴리네이트에스테르, 트리메틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부톡시에틸포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 트리크레딜포스페이트, 크레딜페닐포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리스(클로로에틸)포스페이트, 트리스(2-클로로프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디클로로프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트, 트리스 (브로모클로로프로필)포스페이트, 비스(2,3디브로모프로필)2,3디클로로프로필포스페이트, 비스(클로로프로필)모노옥틸포스페이트, 폴리포스포네이트, 폴리포스페이트, 방향족폴리포스페이트, 디브로모네오펜틸글리콜, 트리스(디에틸포스핀산)알루미늄 등의 인산에스테르 또는 인 화합물; 포스포네이트형 폴리올, 포스페이트형 폴리올, 할로겐 원소 함유 폴리올 등의 폴리올류; 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 삼산화안티몬, 삼염화안티몬, 붕산아연, 붕산안티몬, 붕산, 몰리부 텐산안티몬, 산화몰리부텐, 인·질소 화합물, 칼슘·알루미늄 실리케이트, 티타늄 다이옥사이드, 지르코늄 화합물, 주석 화합물, 도오소나이트, 알루민산칼슘 수화물, 산화구리, 금속 구리분, 탄산칼슘, 메타붕산바륨 등의 금속분 또는 무기 화합물; 멜라민시아누레이트, 트리아진, 이소시아누레이트, 요소, 구아니딘 등의 질소 화합물; 및 실리콘계 폴리머, 페로센, 푸마르산, 말레산 등의 그 밖의 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 브롬계 난연제, 염소계 난연제 등의 할로겐계 난연제가 바람직하다. Non-limiting examples of flame retardants that can be used include chlorinated flame retardants such as chlorinated paraffin, chlorinated polyethylene, chlorinated polyphenyl, and perchloropentacyclodecane; Ethylene bispentabromobenzene, ethylene bispentabromodiphenyl, tetrabromoethane, tetrabromobisphenol A, hexabromobenzene, decabromobiphenyl ether, tetrabromohydrophthalic acid, polydibromophenylene oxide, Bromine flame retardants such as hexabromocyclodecane and ammonium bromide; Triallyl Phosphate, Alkyl Allyl Phosphate, Alkyl Phosphate, Dimethyl Phosphonate, Phosphonate, Halogenated Phosphonate Ester, Trimethyl Phosphate, Tributyl Phosphate, Trioctyl Phosphate, Tributoxyethyl Phosphate, Octyl Diphenyl Phosphate, Tricre Diphosphate, credilphenyl phosphate, triphenylphosphate, tris (chloroethyl) phosphate, tris (2-chloropropyl) phosphate, tris (2,3-dichloropropyl) phosphate, tris (2,3-dibromopropyl) Phosphate, tris (bromochloropropyl) phosphate, bis (2,3 dibromopropyl) 2,3 dichloropropyl phosphate, bis (chloropropyl) monooctyl phosphate, polyphosphonate, polyphosphate, aromatic polyphosphate, di Phosphoric acid esters such as bromonopentyl glycol and tris (diethylphosphinic acid) aluminum Is a compound; Polyols such as phosphonate-type polyols, phosphate-type polyols, and halogen-containing polyols; Aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, antimony trioxide, antimony trichloride, zinc borate, antimony borate, boric acid, antimony molybdate, molybbutene oxide, phosphorus / nitrogen compound, calcium aluminum silicate, titanium dioxide, zirconium compound, tin compound , Metal powders or inorganic compounds such as dosonite, calcium aluminate hydrate, copper oxide, metal copper powder, calcium carbonate, and barium metaborate; Nitrogen compounds such as melamine cyanurate, triazine, isocyanurate, urea and guanidine; And other compounds such as silicone polymers, ferrocene, fumaric acid, and maleic acid. Among them, halogen-based flame retardants such as bromine-based flame retardants and chlorine-based flame retardants are preferred.
본 발명에서 난연제 필러의 함량은 특별히 한정하지 않으며, 일례로 당해 제1접착제층(20)에 포함되는 고분자 수지 50 중량부에 대하여 5 중량부 이상, 바람직하게는 10 중량부 이상, 보다 바람직하게는 15 중량부 이상으로 포함될 수 있다. 전술한 함량으로 포함되는 경우, 제1접착제층(20)에 충분한 난연성을 부여할 수 있어 바람직하고, 그 상한으로는, 75 중량부, 바람직하게는 65 중량부, 보다 바람직하게는 60 중량부일 수 있다. 난연제 필러의 함량이 상기한 상한 값을 초과하는 경우, 첨가량 증가에 비하여 충분한 난연성 개선의 효과를 볼 수 없어 경제적으로 문제될 수 있고, 필러 함량 증가로 인해 유연성이 떨어지고 신장율도 낮아질 수 있다. In the present invention, the content of the flame retardant filler is not particularly limited, and for example, 5 parts by weight or more, preferably 10 parts by weight or more, more preferably 50 parts by weight of the polymer resin contained in the first
본 발명에서는 연성 복합기판(100)의 기계적 물성, 굴곡성 및 난연성 등의 특성을 손상시키지 않는 범위 내에서, 상기 제1접착제층(20)에 난연조제, 안료, 산화방지제, 은폐제, 윤활제, 가공 안정제, 가소제, 발포제 보강제, 착색제, 충전제, 과립제, 금속 불활성제, 실란 커플링제 등을 추가로 더 포함할 수 있다.In the present invention, flame retardant aids, pigments, antioxidants, concealing agents, lubricants, processing in the first
제1접착제층(20)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 일례로 3 내지 100㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 80 ㎛ 범위이며, 보다 바람직하게는 6 내지 50 ㎛ 일 수 있다. The thickness of the first
본 발명에 따른 연성 복합기판(100)에서, 제1접착제층(20)은 후술되는 제2접착제층(40)과 서로 접촉하면서 이들 사이에 배치된 금속 도체(30)를 감싸게 되어 도체를 보호하는 역할을 한다. In the flexible
금속 도체(30)는 제2절연필름(50)의 일면에 형성된 제2접착제층(40) 상에 배치되되, 소정의 폭과 두께를 가지는 복수의 평판 형상으로 패턴화되어 마련된다. 이러한 금속 도체(30)는 양면에 배치된 제1접착제층(20)과 제2접착제층(40)에 의해 피복된다. The
금속 도체(30)의 종류는 특별히 한정하지는 않으며, 당 분야에 공지된 전기전도성 도체 물질을 사용할 수 있다. 일례로, 구리, 주석 도금 구리, 니켈 도금 구리 등의 도전성 금속 또는 이들의 합금(alloy)으로 이루어질 수 있다. 도체로서는 박 형상의 도전성 금속이 바람직하며, 보다 바람직하게는 평각 동박일 수 있다. The type of the
금속 도체(30)의 두께나 형상은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에 알려진 통상적인 도체를 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 연성 복합기판(100)의 용도를 고려하여, 금속 도체(30)의 두께는 6 내지 35 ㎛ 범위일 수 있다.The thickness or shape of the
금속 도체(30)는 당해 연성 복합기판(100)의 일 방향에 따라 복수 개의 금속 도체 라인이 직선형 패턴 또는 소정의 회로패턴으로 연속적으로 배열되는 구조일 수 있다. 이때 회로패턴은 당 분야에 공지된 습식 또는 건식 식각 공정을 통해 형성될 수 있으며, 이의 형태는 특별히 제한되지 않는다. 또한 금속 도체가 배열되는 방향은 특별히 제한되지 않으며, 당해 연성 복합기판(100)의 길이방향에 따라 배열될 수 있으며, 또는 연성 복합기판(100)의 길이방향에 수직하는 방향으로 배열될 수도 있다. The
상기 금속 도체(30)가 반복적으로 배열하여 나타내는 패턴의 크기 또는 두께는 특별히 제한되지 않으며, 일례로 5 내지 50 ㎛T일 수 있으며, 바람직하게는 6 내지 35 ㎛T일 수 있다. The size or thickness of the pattern shown by repeatedly arranging the
금속 도체(30)가 배치되는 대상물인 제2접착제층(40)은, 제2절연필름(50)의 일면에 소정의 두께로 형성된다. The second
제2접착제층(40)은 당 분야에 알려진 통상적인 접착제 또는 점착제를 사용할 수 있으며, 구체적으로 열경화형 접착제일 수 있다. 상기 제2접착제층(40)은 에폭시계, 폴리이미드계, 폴리아마이드이미드계, 폴리아믹에시드계, 폴리페닐렌 옥사이드(PPO)계, 및 아크릴계 접착제 중 어느 하나일 수 있다. 제2접착제층(40)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 일례로 5 내지 50㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 6 내지 35 ㎛ 범위일 수 있다. The second
본 발명의 연성 복합기판(100)에 있어서, 제2절연필름(50)은 제1절연필름(10)과 합지되어 금속 도체(30)를 보호하는 역할을 한다. 또한 제2절연필름(20)은 그 일면에 제2접착제층(40)과 금속 도체(30)를 순차적으로 배치하기 위한 지지체 역할을 한다. In the flexible
제2절연필름(50)은 하나의 절연필름으로 구성되는 단층 구조일 수 있으며, 또는 서로 상이한 2종 이상의 절연필름이 적층된 다층 구조일 수 있다. The second insulating
일례로, 일면에 제2접착제층(40)과 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체(30)가 순차적으로 배치된 제2절연필름(50)은, 당 분야에 공지된 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 단면형 연성 인쇄회로기판일 수 있다. 또한, 일면에 제2접착제층과 동박층이 순차적으로 배치된 단면형 연성 동박 적층판(flexible copper clad laminate: FCCL)을 사용한 후, 상기 동박층을 패턴화하여 사용할 수도 있다. 이러한 연성 인쇄회로기판(FPCB)이나 연성 동박 적층판(FCCL)은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 것을 제한 없이 사용할 수 있다. For example, the second insulating
상기 제2절연필름(50)은 당 분야에 공지된 통상적인 고분자를 사용할 수 있으며, 폴리이미드(polyimide, PI) 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 폴리이미드 필름 이외의 다른 고분자 필름 기재, 예컨대 폴리에스테르, 폴리페닐렌 술파이드, 폴리에스테르술폰, 폴리에테르에테르 케톤, 방향족 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 및 폴리아믹에시드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것도 본 발명의 범주에 속한다. The second insulating
제2절연필름(50)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 일례로 3 내지 100㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 80 ㎛ 범위이며, 보다 바람직하게는 6 내지 50 ㎛ 일 수 있다. The thickness of the second insulating
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 연성 복합기판(100)은 당해 복합기판의 적어도 일부에 금속 도체(30)가 노출된 단자부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 단자부는 연성 복합기판(100)의 일 측부 또는 중앙에 위치할 수 있다. The flexible
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연성 복합기판(101)의 단면을 간략히 도시한 단면도이다. 도 2에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross-section of a flexible
이하 도 2에 대한 설명에서는 도 1과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 차이점에 대해서만 설명한다. Hereinafter, in the description of FIG. 2, contents overlapping with FIG. 1 will not be described again, and only differences will be described.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 연성 복합기판(101)는, 도 1과 비교하여 제2절연필름(50)의 타면, 즉, 제2접착제층(40)과 접촉하지 않는 비접촉면에 배치된 보강 기재(60)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the flexible
보강 기재(60)는 후술되는 연성 복합기판의 제조공정 중에서 두께 보강효과를 도모하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 보강 기재(60)는 당 분야에 공지된 보강필름 또는 보강판을 제한 없이 사용할 수 있다. 또한 필요에 따라 이형 고분자 필름(예, 이형 PET 필름)을 사용할 수도 있다. 상기 보강 기재(60)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 일례로 12 내지 300 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 25 내지 100㎛일 수 있다. The reinforcing
전술한 본 발명의 연성 복합기판(100, 101)은 총 두께가 30㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않으며, 적용되는 제품에 따라 다양한 두께를 가질 수 있다. The flexible
본 발명에서는 금속 도체(30)와 밀착되는 제1접착제층(20)의 배합 조절과 사용된 바인더 고분자 성분의 최적화를 통해 고온/고습 조건하에서 기계적 특성, 열적 특성 및 전기적 특성이 매우 우수하여 높은 신뢰성을 갖는 연성 복합기판(Flexible composite substrate)을 제공할 수 있다. In the present invention, high reliability due to excellent mechanical, thermal, and electrical properties under high temperature / high humidity conditions through adjustment of the blending of the first
본 발명의 일례에 따르면, 상기 연성 복합기판(100, 101)은 온도 85℃, 습도 85%의 조건 하에서 1000hr 유지한 후의 인장응력(TH)에 대한 상온에서의 인장응력 (TR)의 비율(TH /TR)은 0.9 ~ 1.0, 보다 바람직하게는 0.93 ~ 1.0이다. According to an example of the present invention, the flexible composite substrate (100, 101) is the ratio of the tensile stress (TR) at room temperature to the tensile stress (TH) after maintaining 1000hr under conditions of 85 ° C and 85% humidity / TR) is 0.9 to 1.0, more preferably 0.93 to 1.0.
본 발명에서, 상기 연성 복합기판(100, 101)은 온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 접촉저항(ΩPCT) 값이 10 mΩ 이하를 나타내어 고온, 고압, 고습도 상태의 가혹 조건에서도 상온 조건과 거의 동일하거나 유사한 전기적 특성과 기계적 특성이 유지될 수 있다. In the present invention, the flexible composite substrate (100, 101) has a contact resistance (Ω PCT ) value after maintaining 48 hrs under conditions of temperature 121 ° C.,
또한 상기 연성 복합기판(100, 101)은 온도 121℃, 습도 100%, 및 2기압의 조건 하에서 48hrs 유지한 후의 상기 제2절연필름, 예컨대 폴리이미드 필름에 대한 당해 복합기판의 박리 강도(Peel Strength) 값이 1.00 내지 5.00 kgf/cm, 바람직하게는 1.00 내지 3.00 kgf/cm를 가질 수 있다. In addition, the flexible composite substrate (100, 101) is the temperature of 121 ℃,
이러한 연성 복합기판은 종래 연성 인쇄회로기판이 적용되는 용도에 모두 적용 가능하다. 특히 가요성, 얇은 두께 및 초미세 패턴을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 설계 자유도가 높으므로 이동 단말기의 내부에 실장될 수 있다. Such a flexible composite substrate can be applied to all applications where a conventional flexible printed circuit board is applied. In particular, it is possible to implement flexibility, thin thickness, and ultra-fine patterns, as well as high design freedom, so that it can be mounted inside the mobile terminal.
<연성 복합기판의 제조방법><Method of manufacturing flexible composite substrate>
또한 본 발명은 전술한 고내열성, 기계적 물성 및 우수한 전기적 특성을 갖는 연성 복합기판의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method of manufacturing a flexible composite substrate having the above-described high heat resistance, mechanical properties and excellent electrical properties.
상기 연성 복합기판은 당 분야에 공지된 통상의 방법, 예컨대 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정에 따라 제조될 수 있다. 일례로, 일면에 제2접착제층과 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체가 순차적으로 배치된 제2절연필름과, 일면에 제1접착제층이 배치된 제1절연필름을 서로 대향하도록 배치한 후, 가열과 가압방식을 통한 연속적인 롤라미네이션(Roll Lamination)을 적용하여 일체화(一體化)할 수 있다. The flexible composite substrate may be prepared according to a conventional method known in the art, such as a roll-to-roll process. For example, after the second adhesive layer on one surface and the second insulating film in which the metallic conductor patterned in a predetermined shape is sequentially arranged, and the first insulating film on which the first adhesive layer is disposed on one surface are disposed to face each other. , It can be integrated by applying continuous roll lamination through heating and pressurization.
이하, 본 발명에 따른 연성 복합기판의 제조방법에 대해서 설명한다. 그러나 하기 방법에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다.Hereinafter, a method for manufacturing the flexible composite substrate according to the present invention will be described. However, it is not limited only by the following method, and the steps of each process may be modified or selectively mixed as necessary.
상기 제조방법의 바람직한 일 실시형태를 들면, (i) 일면에 제2접착제층과 금속 도체가 순차적으로 배치된 제2절연필름을 이송경로로 이동시킴과 동시에, 일면에 제1접착제층이 배치된 제1절연필름을 상기 제2절연필름의 상부에서 이송경로로 투입하는 단계('S10 단계'); (ii) 상기 이송경로를 따라 투입되는 상기 제1절연필름의 적어도 일부를 상하로 펀칭하여 단자부와 얼라인부를 형성하는 단계('S20 단계'); (iii) 상기 제1절연필름과 제2절연필름을 이송경로를 따라 이동시키면서 가열 및 가압을 통해 합지하되, 상기 단자부로 금속 도체가 노출되도록 하는 단계('S30 단계'); 및 (iv) 상기 단자부가 형성된 롤형의 연성 복합기판을 단위 복합기판으로 절단하는 단계('S40 단계')를 포함하여 구성될 수 있다. For one preferred embodiment of the manufacturing method, (i) the second adhesive film and the second conductor film sequentially arranged on the one side of the metal conductor are moved to the transport path, and at the same time, the first adhesive layer is arranged on one side. Introducing a first insulating film from the upper portion of the second insulating film into a transport path ('S10 step'); (ii) forming a terminal portion and an alignment portion by punching at least a portion of the first insulating film injected along the transport path up and down ('step S20'); (iii) laminating the first insulating film and the second insulating film through heating and pressing while moving along the transport path, so that a metal conductor is exposed to the terminal part ('S30 step'); And (iv) cutting the roll-shaped flexible composite substrate on which the terminal portion is formed into a unit composite substrate ('S40 step').
선택적으로, 본 발명에서는 제2절연필름의 일면에 배치된 도체를 소정의 형상으로 회로 패턴화하는 단계를 더 포함하되, 상기 회로패턴화 단계는 전술한 (i) 단계 이전, 상기 (i)과 (ii) 단계 사이, 또는 상기 (ii) 단계 중 어느 하나에 실시될 수 있다. Optionally, the present invention further includes the step of circuit patterning the conductors arranged on one surface of the second insulating film in a predetermined shape, wherein the circuit patterning step is performed before (i) and (i). It may be carried out between steps (ii) or any one of steps (ii) above.
한편 본 발명에 따른 연성 복합기판의 제조방법에서, S20 단계는 펀칭시 설비에 미세진동을 발생시키므로, 이러한 미세진동에 의해 제1절연필름과 제2절연필름의 얼라인 정확도가 저하될 수 있다. 이에 따라, 일체화된 설비가 아닌 다른 설비에서 펀칭가공하여 단자부와 얼라인부가 이미 형성된 제1절연필름을 사용하여, 전술한 S10 단계(i)와 S30 단계(iii)를 이어서 실시하고 합지하는 방법도 본 발명의 범주에 속한다. On the other hand, in the manufacturing method of the flexible composite substrate according to the present invention, step S20 generates micro-vibration in the equipment during punching, and thus the alignment accuracy of the first and second insulating films may be reduced by the micro-vibration. Accordingly, a method of subsequently performing and laminating the above steps S10 (i) and S30 (iii) using a first insulating film in which the terminal portion and the alignment portion are already formed by punching in a facility other than the integrated equipment is also formed. It belongs to the scope of the present invention.
하기 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 복합기판의 제조공정을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하, 도 3을 참조하여 각 공정 단계별로 나누어 설명하면 다음과 같다.3 is a view schematically showing a manufacturing process of a flexible composite substrate according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, referring to FIG. 3, each process is divided and described as follows.
먼저, 제1절연필름과 제2절연필름을 각각 준비한 후 롤투롤 공정에 따라 제2절연필름을 이송경로를 따라 이동시키면서, 상기 제2절연필름의 상부에서 제1절연필름을 이송경로에 투입하여 이동시킨다('S10 단계'). First, after preparing the first insulating film and the second insulating film, the second insulating film is moved along the transport path according to the roll-to-roll process, and the first insulating film is introduced into the transport path from the top of the second insulating film. Move it ('Step S10').
상기 제1절연필름은 그 일면에 제1접착제층이 소정의 두께로 형성되어 있다. 또한, 제2절연필름은 그 일면에 제2접착제층과 금속 도체가 순차적으로 배치된다. 본 발명에서는 롤투롤 공정을 이용하므로, 상기 제1절연필름과 제2절연필름은 각각 길이방향으로 연속하는 롤(roll) 형태이다. 그러나 전술한 공정을 이용하지 않을 경우, 시트-투-시트(sheet to sheet) 합지, 롤-투-시트(roll to sheet) 합지 등을 이용할 수도 있다.In the first insulating film, a first adhesive layer is formed on one surface of a predetermined thickness. In addition, the second insulating film has a second adhesive layer and a metal conductor sequentially disposed on one surface. In the present invention, since the roll-to-roll process is used, the first insulating film and the second insulating film are in the form of rolls that are continuous in the longitudinal direction, respectively. However, if the above-described process is not used, sheet-to-sheet lamination, roll-to-sheet lamination, or the like may be used.
여기서, 제1접착제층과 제2접착제층은 각각 당 분야에 통상적인 도포 방법에 의해 코팅 및 경화시켜 형성될 수 있다. 일례로, 딥 코트법, 에어나이프 코트법, 커튼 코트법, 와이어 바 코트법, 그라비아 코트법, 콤마 코트법, 슬롯 코트법, 익스트루전 코트법, 스핀 코트 방법, 슬릿 스캔법, 잉크젯법 등을 들 수 있다. 상기 건조공정은 당 분야에 알려진 통상적인 조건 내에서 적절히 실시할 수 있다. 일례로, 건조는 100 내지 200℃에서 수행될 수 있다.Here, the first adhesive layer and the second adhesive layer may each be formed by coating and curing by a conventional coating method in the art. For example, deep coat method, air knife coat method, curtain coat method, wire bar coat method, gravure coat method, comma coat method, slot coat method, extrusion coat method, spin coat method, slit scan method, inkjet method, etc. Can be mentioned. The drying process can be carried out appropriately within ordinary conditions known in the art. In one example, drying may be performed at 100 to 200 ° C.
구체적으로, 상기 S10 단계에서는 상부롤과 하부롤에 각각 제1절연필름과 제2절연필름을 공급하되, 상기 상부롤에 제1접착제층이 하부롤을 향하도록 제1절연필름을 배치하고, 상기 하부롤에 금속 도체가 상부롤을 향하도록 제2절연필름을 배치한 후 이송하는 것이 바람직하다. Specifically, in step S10, a first insulating film and a second insulating film are respectively supplied to the upper roll and the lower roll, but a first insulating film is disposed on the upper roll so that the first adhesive layer faces the lower roll, and the It is preferable that the second insulating film is disposed on the lower roll so that the metal conductor faces the upper roll.
상기 제2절연필름의 상면에 배치된 금속 도체를 소정의 형상으로 패턴화할 수 있다. The metal conductor disposed on the upper surface of the second insulating film may be patterned into a predetermined shape.
상기 도체의 회로패턴화 공정은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 패턴방법을 실시할 수 있다. 일례로, 인쇄법을 사용하거나 또는 포토레지스트법, 습식 또는 건식 에칭법 등을 사용할 수 있다. 또한 상기 회로 패턴화 공정은 상기 S10 단계 이전, 상기 S10과 S20 단계 사이, 또는 상기 S20 단계 중에 실시될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.The circuit patterning process of the conductor is not particularly limited, and a pattern method known in the art can be implemented. As an example, a printing method may be used, or a photoresist method, a wet or dry etching method, or the like may be used. In addition, the circuit patterning process may be performed before the S10 step, between the S10 and S20 steps, or during the S20 step, and is not particularly limited.
또한 제2절연필름의 적어도 일부에는 후술되는 제1절연필름의 얼라인부, 즉 얼라인홀과 평면 상에 정합하기 위한 얼라인 홀 또는 얼라인핀이 배치될 수 있다. Also, at least a portion of the second insulating film may be provided with an alignment portion of the first insulating film, which will be described later, that is, an alignment hole or an alignment pin to match the alignment hole and the plane.
다음으로, 이송경로를 따라 이동하는 제1절연필름의 적어도 일부를 펀칭유닛(미도시)을 이용하여 상하로 펀칭하여 단자부와 얼라인부를 형성한다('S20 단계'). Next, at least a part of the first insulating film moving along the transport path is punched up and down using a punching unit (not shown) to form a terminal portion and an alignment portion ('step S20').
단자부와 얼라인부는, 각각 당해 제1절연필름의 두께 방향에 따라 수직하게 관통하여 형성될 수 있으며, 그 크기, 형상 및 개수 등은 특별히 제한되지 않는다. The terminal portion and the alignment portion may be formed to penetrate vertically along the thickness direction of the first insulating film, respectively, and the size, shape, number, etc. are not particularly limited.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 단자부는 제1절연필름의 중앙에 형성되고, 상기 얼라인부는 제1절연필름의 가장자리에 형성될 수 있다. 이러한 제1절연필름의 얼라인부는 적어도 하나의 얼라인홀을 포함하고, 상기 적어도 하나의 얼라인홀은 상기 제2절연필름에 마련된 얼라인핀, 얼라인마크 또는 얼라인홀과 평면 상에서 정합하는 단계를 포함할 수 있다. According to an example of the present invention, the terminal portion may be formed at the center of the first insulating film, and the alignment portion may be formed at the edge of the first insulating film. The alignment portion of the first insulating film includes at least one alignment hole, and the at least one alignment hole is matched on the plane with the alignment pin, alignment mark or alignment hole provided in the second insulating film. It may include steps.
이어서, 이송경로를 따라 이동하는 제1절연필름과 제2절연필름을 열압착 라미네이션 공정을 통해 합지한다('S30 단계').Subsequently, the first insulating film and the second insulating film moving along the transport path are laminated through a thermocompression lamination process ('step S30').
이때, 제1절연필름의 일면에 도포된 제1접착제층에 의해 제1절연필름과 제2절연필름이 서로 부착된다. 구체적으로, 제1절연필름의 제1접착제층과, 제2절연필름 상에 배치된 제2접착제층 및 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체가 서로 대향한 채로 합지되되, 제2절연필름의 상면에 배치된 금속 도체가 단자부를 통해 외부로 노출되도록 한다.At this time, the first insulating film and the second insulating film are attached to each other by the first adhesive layer applied to one surface of the first insulating film. Specifically, the first adhesive layer of the first insulating film, the second adhesive layer disposed on the second insulating film, and the metal conductors patterned in a predetermined shape are laminated while facing each other, but the top surface of the second insulating film The metal conductor disposed in the terminal is exposed to the outside through the terminal portion.
상기 가열 가압에 의한 열압착 공정 조건은 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 열압착 Lami. 공정(롤투롤)시 조건은 50~250℃의 온도, 3~200 kgf/cm2의 압력, 및 압착속도 0.1m/min 내지 20m/min 조건 하에서 수행될 수 있다. 그러나 이에 특별히 제한되지 않는다.The conditions of the heat-pressing process by the heating pressurization can be appropriately adjusted within a conventional range known in the art. As an example, thermocompression Lami. The conditions during the process (roll-to-roll) can be performed under conditions of a temperature of 50-250 ° C, a pressure of 3-200 kgf / cm 2 , and a compression rate of 0.1 m / min to 20 m / min. However, it is not particularly limited.
구체적으로, 상기 S30 단계의 열압착 공정은 하기 3단계로 진행될 수 있다. 상기 열압착 공정의 바람직한 일 실시형태를 들면, (a) 제1절연필름의 얼라인부와 제2절연필름의 얼라인마크의 위치를 조정하여 일치화하는 단계, (b) 공정 중 떨림에 의해 제1절연필름과 제2절연필름의 위치가 흐트러지지 않도록 낮은 온도(예, 50~120℃)에서 가접하는 단계, 및 (c) 가접된 제1절연필름과 제2절연필름을 열압착하는 단계를 포함하여 실시될 수 있다. 그러나 전술한 공정에 특별히 한정되지 않으며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 생략되거나 또는 선택적으로 변형 가능하다. 일례로, 상기 가접단계 (b)는 필요에 따라 생략될 수 있다. Specifically, the thermocompression process of step S30 may be performed in the following three steps. For one preferred embodiment of the thermocompression bonding step, (a) adjusting and aligning the alignment marks of the first insulating film and the alignment mark of the second insulating film, and (b) removing it by shaking during the process. The step of welding at a low temperature (eg, 50 to 120 ° C) so that the positions of the first insulating film and the second insulating film are not disturbed, and (c) thermally compressing the first and second bonded insulating films. Including. However, it is not particularly limited to the above-described process, and the steps of each process may be omitted or selectively modified as necessary. In one example, the tacking step (b) may be omitted if necessary.
또한 얼라인하는 공정은 하기 두 가지의 실시형태로 실시될 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다. In addition, the alignment process may be performed in the following two embodiments, but is not particularly limited thereto.
첫번째 실시형태는, 제1절연필름과 제2절연필름 모두에 얼라인 홀이 가공된 경우 적용될 수 있다. 일례로, 얼라인 홀이 가공된 제2절연필름이 가이드롤러의 톱니에 의해 이송되고, 제1절연필름에 가공된 얼라인홀이 제2절연필름의 가이드롤러의 톱니로 이전되면서, 2개의 절연필름의 위치 정합을 맞추는 방법이다. The first embodiment can be applied when alignment holes are processed in both the first insulating film and the second insulating film. As an example, the second insulating film having an aligned hole is transferred by the teeth of the guide roller, and the aligned hole processed by the first insulating film is transferred to the teeth of the guide roller of the second insulating film, and the two insulating films It is a method of aligning the position of the film.
두 번째 실시형태는 얼라인 홀과 얼라인마크를 일치시켜 정합하는 방법이다. 일례로, 제1절연필름의 얼라인홀이 제2절연필름의 얼라인마크 위에 얹어지고, 상기 제1절연필름의 얼라인홀을 통해 제2절연필름의 얼라인마크가 보여져 홀과 마크의 원심이 일치하도록 하는 방법일 수 있다. 그 외에, 당 분야에 공지된 다양한 얼라인 공정을 실시할 수도 있다. The second embodiment is a method of matching alignment holes and alignment marks. For example, the alignment hole of the first insulation film is placed on the alignment mark of the second insulation film, and the alignment mark of the second insulation film is seen through the alignment hole of the first insulation film, thereby centrifuging the hole and mark It could be a way to make this match. In addition, various alignment processes known in the art may be performed.
상기와 같이 합지된 연성 복합기판을 단위 복합기판으로 완전히 절단하는 공정은 당 분야에 알려진 통상적인 공정을 이용할 수 있다. 일례로 필름 커팅기, 롤 필름 커팅기, 또는 레이저 커팅(laser cutting) 등을 사용할 수 있다. The process of completely cutting the laminated flexible composite substrate into a unit composite substrate as described above may use a conventional process known in the art. For example, a film cutting machine, a roll film cutting machine, or laser cutting may be used.
한편 도 3에서는 제1절연필름에 단자부를 형성하고, 이후 제2절연필름의 상면에 배치된 도체를 패턴화하는 공정을 각각 순차적으로 진행하는 것으로 예시하고 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 전술한 제1절연필름의 단자부 형성공정과, 제2절연필름의 도체의 패턴화 공정의 순서가 필요에 따라 적절히 변형되는 것도 본 발명의 범주에 속한다. Meanwhile, FIG. 3 illustrates that a process of forming a terminal portion on the first insulating film and patterning the conductors disposed on the upper surface of the second insulating film is sequentially performed. However, the present invention is not limited to this, and it is also within the scope of the present invention that the order of the above-described process of forming the terminal portion of the first insulating film and the patterning process of the conductor of the second insulating film is appropriately modified as necessary.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples are merely examples to help understanding of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6] [Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6]
<제1절연필름 제조><Production of the first insulating film>
반응형 폴리에스터 수지 (분자량 8,000 / 유리전이온도 61℃)와 반응형 폴리에스터 수지 (분자량 30,000 / 유리전이온도 80℃) 각각 25 중량부를 톨루엔 80, 메틸에틸케톤 90 중량부로 구성되는 용제 중에 용해시켜 수지 용액을 제조하고, 난연 특성 개선을 위한 난연제 필러 50 중량부를 첨가하여 혼합한 후, 이소시아네이트 경화제를 하기 표 1에 나타난 함량으로 첨가하여 2,000cps 이상의 제1접착제층용 조성물을 제조하였다. 이소시아네이트 경화제는 수지 조성물의 경시에 영향을 미치는 인자로 코팅하기 직전에 투입하여 혼합물을 제조하였다. 25 parts by weight of a reactive polyester resin (molecular weight 8,000 / glass transition temperature of 61 ° C) and a reactive polyester resin (molecular weight 30,000 / glass transition temperature of 80 ° C) are dissolved in a solvent composed of 80 parts by weight of 80 toluene and 90 parts by weight of methyl ethyl ketone. After preparing a resin solution and adding and mixing 50 parts by weight of a flame retardant filler for improving flame retardant properties, an isocyanate curing agent was added at a content shown in Table 1 below to prepare a composition for a first adhesive layer of 2,000 cps or more. The isocyanate curing agent was introduced immediately before coating with a factor affecting the aging of the resin composition to prepare a mixture.
두께가 25 ㎛인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름의 일면에 슬롯다이 코트 방식으로 제1접착제층용 조성물을 100g/m2의 코팅량으로 코팅하고 건조하여 두께 20㎛의 제1접착제층을 형성함으로써 제1절연 필름을 제조하였다. The first adhesive layer having a thickness of 20 µm was formed by coating the composition for the first adhesive layer with a coating amount of 100 g / m 2 on one side of a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 25 µm with a coating amount of 100 g / m 2 and drying it. One insulating film was prepared.
<연성 복합기판 제조><Production of flexible composite board>
먼저, 제2절연필름은 단면 FCCL을 별도의 R2R 가공설비를 통해, Dry Film 을 부착하고, 원하는 패턴의 모양으로 노광한뒤 에칭하여 회로 패턴을 형성하였다.First, the second insulating film was formed by attaching a dry film through a separate R2R processing facility, and exposing the cross-section FCCL to a desired pattern to form a circuit pattern.
한편 제1절연필름은 언와인딩을 통해 롤에 거치되어 있는 필름을 풀어 이송한 후 로터리 금형 펀처를 이용하여 일정한 간격과 패턴으로 펀칭을 진행하였다. 이때 제1절연필름의 중심부에 단자부를 펀칭하고, 제1절연필름의 가장자리에 얼라인 홀을 펀칭하였다. 펀칭이 완료된 후 제1절연필름의 얼라인홀을 제2절연필름의 얼라인마크 위에 얹은 후, 비전현미경을 통해 홀과 마크의 원심이 일치하는지 확인하고, 얼라인이 정합하도록 필름의 텐션 및 위치를 조정한 후 고온 고압 열압착롤을 통해 100℃에서 가접을 진행한 후 200℃에서 본접을 진행하였다. 전술한 방법을 통해 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6의 연성 복합기판을 각각 제조하였다. On the other hand, the first insulating film was released and transferred to the roll-mounted film through unwinding, and then punched at regular intervals and patterns using a rotary mold puncher. At this time, a terminal portion was punched in the center of the first insulating film, and an alignment hole was punched at the edge of the first insulating film. After punching is completed, the alignment hole of the first insulation film is placed on the alignment mark of the second insulation film, and then the vision and the centrifugation of the mark are matched through a vision microscope, and the tension and position of the film to align the alignment. After adjusting the temperature, the welding was performed at 100 ° C through a high-temperature high-pressure thermocompression roll, and then the main welding was performed at 200 ° C. The flexible composite substrates of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 were manufactured through the above-described methods, respectively.
(분자량 1,000~15,000)1st polyester
(Molecular weight 1,000 ~ 15,000)
(분자량 20,000~35,000)2nd polyester
(Molecular weight 20,000 ~ 35,000)
[실험예 1] [Experimental Example 1]
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 제1절연필름에 대하여 상온 조건(TR) 및 온도 85℃, 습도 85%의 조건(TH) 하에서 1000hr 유지한 후 각 샘플의 절연필름을 인장 시험기로 인장응력을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때 경화제 함량은 폴리에스터 50 중량부를 기준으로 한다. With respect to the first insulating films prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5, the insulating films of each sample were maintained at 1000 hr under room temperature conditions (TR), temperature 85 ° C., and humidity 85% (TH). The tensile stress was evaluated by a tensile tester and the results are shown in Table 2 below. The curing agent content is based on 50 parts by weight of polyester.
(TR)Room temperature tensile stress
(TR)
(TH)High temperature and high humidity tensile stress
(TH)
(TH/TR)Curing agent content and tensile stress ratio
(TH / TR)
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 제1절연필름은 TH/TR이 0.90 ~ 0.96의 범위로 상온 조건 대비 가혹 조건에서의 특성이 매우 우수한 것을 볼 수 있다. 하지만, 비교예 1 내지 5는 상온 조건 대비 가혹 조건에서의 기계적 특성이 매우 저하된 것을 볼 수 있다. As shown in Table 2, the first insulating films of Examples 1 to 6 according to the present invention can be seen that TH / TR has a range of 0.90 to 0.96, which is very excellent in harsh conditions compared to room temperature conditions. However, it can be seen that Comparative Examples 1 to 5 had very low mechanical properties under harsh conditions compared to room temperature conditions.
[실험예 2] Experimental Example 2
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 제1절연필름에 대하여 상온 조건에서의 신장율(ER) 및 온도 85℃, 습도 85%에서 1000hr 유지한 후의 신장율(EH)을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때 경화제 함량은 폴리에스터 50 중량부를 기준으로 한다.For the first insulating films prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5, the elongation rate (ER) at room temperature conditions and the elongation rate (EH) after maintaining 1000hr at 85 ° C and 85% humidity were evaluated to evaluate the results. It is shown in Table 3 below. The curing agent content is based on 50 parts by weight of polyester.
(ER)Room temperature elongation
(ER)
(EH)High temperature and high humidity elongation
(EH)
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 절연필름은 온도 85℃, 습도 85%에서 1000hr 유지한 후의 신장율(EH)이 85 ~ 105%로 높은 값을 갖는 것을 볼 수 있다. 반면, 비교예 1 내지 5의 절연 필름은 온도 85℃, 습도 85%에서 1000hr 유지한 후의 가혹 조건에서의 신장율(EH)이 75 ~ 82% 정도의 수준에 불과한 것을 볼 수 있다. As shown in Table 3, the insulating films of Examples 1 to 6 according to the present invention can be seen that the elongation (EH) after maintaining 1000hr at 85 ° C and 85% humidity has a high value of 85 to 105%. have. On the other hand, it can be seen that the insulating films of Comparative Examples 1 to 5 had an elongation (EH) under severe conditions of 75 to 82% after maintaining 1000hr at 85 ° C and 85% humidity.
[실험예 3] [Experimental Example 3]
실시예 2 및 비교예 4에서 제조된 연성 복합기판을 이용하여 하기와 같이 실시하였다. The flexible composite substrates prepared in Example 2 and Comparative Example 4 were used as follows.
보다 구체적으로, 실시예 2 및 비교예 4에서 제조된 연성 복합기판을 접촉 저항 및 박리 강도(Peel strength, P/S), Reflow 특성을 각각 측정하고, 이들의 외관을 평가하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. More specifically, the flexible composite substrates prepared in Example 2 and Comparative Example 4 measured contact resistance, peel strength (P / S), and reflow characteristics, respectively, and evaluated their appearance to show the results in the following table. It is shown in 4.
이때 실험예 3의 평가 방법 및 평가 기준은 하기와 같다. At this time, the evaluation method and evaluation criteria of Experimental Example 3 are as follows.
1) 연성 복합기판의 접촉저항은 Keysight B2901A Source Meter를 이용하여 측정하였다. 1) The contact resistance of the flexible composite substrate was measured using a Keysight B2901A Source Meter.
2) 박리강도는 제2절연필름인 폴리이미드 필름을 인장속도 300mm/min의 속도로 연성 복합기판에 대하여 90도(수직) 접착력(kgf/cm)을 측정하였으며, Instron 8942 UTM을 이용하였다. 2) Peel strength was measured for 90 degrees (vertical) adhesion (kgf / cm) to the flexible composite substrate at a rate of 300 mm / min of the polyimide film, which is the second insulating film, and Instron 8942 UTM was used.
3) 외관은 온도 280℃, 30초 컨베이어 벨트의 조건 하에서 3회 통과시킨 후의 층간 박리(Delamination) 발생 여부로 평가하였다. (OK: 층간박리 없음, Dela.: 층간박리 발생)3) The appearance was evaluated by whether or not interlayer delamination occurred after passing three times under the conditions of a temperature of 280 ° C. and a 30 second conveyor belt. (OK: No interlayer peeling, Dela .: Interlayer peeling occurs)
(mΩ)Contact resistance
(mΩ)
(Peel Strength)
(kgf/cm)Peel strength
(Peel Strength)
(kgf / cm)
본 발명에 따른 연성 복합기판은 가혹 조건하에서도 종래 핫멜트 타입 비교예 4에 비해 현저히 낮은 10 mΩ 이하의 접촉저항을 유지하였으며, 우수한 박리 강도 및 외관특성을 갖는 것을 볼 수 있다. The flexible composite substrate according to the present invention maintains a contact resistance of 10 mΩ or less, which is significantly lower than that of the conventional hot-melt type comparative example 4 even under severe conditions, and can be seen to have excellent peel strength and appearance characteristics.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.
100, 101: 연성 복합기판
10: 제1절연필름
20: 제1접착제층
30: 금속 도체
40: 제2접착제층
50: 제2절연필름
60: 보강 기재100, 101: flexible composite substrate
10: 1st insulating film
20: first adhesive layer
30: metal conductor
40: second adhesive layer
50: second insulating film
60: reinforcement substrate
Claims (20)
일면에 제2접착제층과 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체가 배치된 제2절연필름을 포함하고,
상기 제1절연필름의 제1접착제층과, 상기 제2절연필름의 금속 도체가 배치된 면이 일체로 합지된 연성 복합기판으로서,
상기 제1접착제층은, 2종 이상의 폴리에스터 수지, 및 경화제를 포함하는 가교형(crosslinked) 접착제이며,
상기 2종 이상의 폴리에스터 수지는 분자량이 1,000 내지 15,000인 제1 폴리에스터 수지와 분자량이 20,000 내지 35,000인 제2 폴리에스터 수지를 포함하고,
상기 경화제는 당해 제1 접착제층에 포함되는 고분자 수지 50 중량부에 대하여 8~26 중량부로 포함되며,
상기 제2접착제층은 에폭시계, 폴리이미드계, 폴리아마이드이미드계, 폴리아믹에시드계, 폴리페닐렌 옥사이드(PPO)계, 및 아크릴계 접착제 중 어느 하나를 포함하며,
온도 85℃ 및 습도 85%의 조건 하에서 1,000 hrs 유지한 후의 인장응력(TH)에 대한 상온에서의 인장응력(TR)의 비율(TH/TR)은 0.9 내지 1.0인, 연성 복합기판. A first insulating film having a first adhesive layer on one surface; And
A second insulating film is disposed on one surface of the second adhesive layer and a metal conductor patterned in a predetermined shape,
A flexible composite substrate in which the first adhesive layer of the first insulating film and the surface on which the metal conductor of the second insulating film are disposed are integrally laminated,
The first adhesive layer is a crosslinked adhesive comprising two or more polyester resins and a curing agent,
The two or more polyester resins include a first polyester resin having a molecular weight of 1,000 to 15,000 and a second polyester resin having a molecular weight of 20,000 to 35,000,
The curing agent is included in 8 to 26 parts by weight based on 50 parts by weight of the polymer resin contained in the first adhesive layer,
The second adhesive layer includes any one of an epoxy-based, polyimide-based, polyamide-imide-based, polyamic acid-based, polyphenylene oxide (PPO) -based, and acrylic adhesive,
A flexible composite substrate having a ratio (TH / TR) of tensile stress (TR) at room temperature to tensile stress (TH) after maintaining 1,000 hrs under conditions of temperature 85 ° C and humidity 85% is 0.9 to 1.0.
상기 제1절연필름과 제2절연필름이 롤투롤(roll-to-roll) 방식을 통해 일체화되는 연성 복합기판. According to claim 1,
A flexible composite substrate in which the first insulating film and the second insulating film are integrated through a roll-to-roll method.
상기 연성 복합기판은,
제2절연필름;
상기 제2절연필름 상에 형성된 제2접착제층;
상기 제2접착제층 상에 배치되고, 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체;
상기 제2접착제층 상에 형성되고, 상기 금속 도체를 둘러싸는 제1접착제층; 및
상기 제1접착제층 상에 배치된 제1절연필름을 포함하는, 연성 복합기판. According to claim 1,
The flexible composite substrate,
A second insulating film;
A second adhesive layer formed on the second insulating film;
A metal conductor disposed on the second adhesive layer and patterned in a predetermined shape;
A first adhesive layer formed on the second adhesive layer and surrounding the metal conductor; And
A flexible composite substrate comprising a first insulating film disposed on the first adhesive layer.
상기 도체는 당해 복합기판의 일 방향에 따라 복수 개의 금속 도체 라인이 직선형 패턴 또는 소정 형상의 회로패턴이 연속적으로 배열되는 연성 복합기판. According to claim 1,
The conductor is a flexible composite substrate in which a plurality of metal conductor lines are arranged in a linear pattern or a circuit pattern of a predetermined shape continuously in one direction of the composite substrate.
상기 회로패턴은 습식 또는 건식 식각 공정을 통해 형성되는 연성 복합기판. According to claim 4,
The circuit pattern is a flexible composite substrate formed through a wet or dry etching process.
상기 제2절연필름은 폴리이미드 필름인 연성 복합기판. According to claim 1,
The second insulating film is a polyimide film, a flexible composite substrate.
상기 제1절연필름은, 수지층 또는 중간층과 수지층을 포함하는 절연필름인 연성 복합기판. According to claim 1,
The first insulating film is a flexible composite substrate which is an insulating film comprising a resin layer or an intermediate layer and a resin layer.
상기 제1접착제층과 제2접착제층은 서로 상이하며,
상기 제2접착제층은 열경화형 접착제인 연성 복합기판. According to claim 1,
The first adhesive layer and the second adhesive layer are different from each other,
The second adhesive layer is a flexible composite substrate that is a thermosetting adhesive.
상기 경화제는 이소시아네이트기, 블록이소시아네이트기, 에폭시기, 및 카르보디이미드기 중 적어도 하나의 작용기를 포함하는 화합물인 연성 복합기판. According to claim 1,
The curing agent is a compound comprising at least one functional group of an isocyanate group, a block isocyanate group, an epoxy group, and a carbodiimide group.
상기 제1접착제층은 1종 이상의 난연제 필러를 더 포함하고,
상기 난연제 필러는 할로겐 난연계, 인계 난연제, 질소계 난연제, 금속계 난연제 및 안티몬계 난연제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 연성 복합기판.According to claim 1,
The first adhesive layer further includes at least one flame retardant filler,
The flame retardant filler is one or more flexible composite substrates selected from the group consisting of halogen flame retardant, phosphorus flame retardant, nitrogen flame retardant, metal flame retardant and antimony flame retardant.
상기 제2절연필름의 타면에 배치되는 보강 기재를 더 포함하는 연성 복합기판.According to claim 1,
A flexible composite substrate further comprising a reinforcing substrate disposed on the other surface of the second insulating film.
상기 연성 복합기판은 당해 복합기판의 적어도 일부에 금속 도체가 노출된 단자부를 더 포함하는 연성 복합기판.According to claim 1,
The flexible composite substrate further includes a terminal portion in which a metal conductor is exposed on at least a portion of the composite substrate.
(i) 일면에 에폭시계, 폴리이미드계, 폴리아마이드이미드계, 폴리아믹에시드계, 폴리페닐렌 옥사이드(PPO)계, 및 아크릴계 접착제 중 어느 하나를 포함하는 제2접착제층과, 소정의 형상으로 패턴화된 금속 도체가 배치된 제2절연필름을 이송경로로 이동시킴과 동시에, 일면에 제1접착제층이 배치된 제1절연필름을 상기 제2절연필름의 상부에서 이송경로로 투입하는 단계;
(ii) 상기 이송경로를 따라 투입되는 제1절연필름의 적어도 일부를 상하로 펀칭하여 단자부와 얼라인부를 형성하는 단계; 및
(iii) 상기 제1절연필름과 제2절연필름을 이송경로를 따라 이동시키면서 가열 및 가압을 통해 상기 제1절연필름의 제1접착제층과 상기 제2절연필름의 금속 도체가 배치된 면을 합지하되, 상기 단자부로 금속 도체가 노출되도록 하여 단자부가 형성된 롤형의 연성 복합기판을 제조하는 단계;를 포함하는 연성 복합기판의 제조방법으로서,
상기 단계 (i) 내지 (iii)에서, 제1절연필름과 제2절연필름은 각각 길이방향으로 연속하는 롤(roll) 형태로 실시되고,
상기 제1접착제층은, 2종 이상의 폴리에스터 수지, 및 경화제를 포함하는 가교형(crosslinked) 접착제이며,
상기 2종 이상의 폴리에스터 수지는 분자량이 1,000 내지 15,000인 제1 폴리에스터 수지와 분자량이 20,000 내지 35,000인 제2 폴리에스터 수지를 포함하고,
상기 경화제는 당해 제1 접착제층에 포함되는 고분자 수지 50 중량부에 대하여 8~26 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는, 연성 복합기판의 제조방법. In the method for manufacturing a flexible composite substrate by a roll-to-roll process,
(i) a second adhesive layer comprising any one of an epoxy-based, polyimide-based, polyamide-imide-based, polyamic-acid-based, polyphenylene oxide (PPO) -based, and acrylic adhesive on one side, and a predetermined shape. Moving the second insulating film on which the patterned metal conductor is disposed to the transfer path, and simultaneously introducing the first insulating film on which the first adhesive layer is disposed on one surface from the top of the second insulating film to the transfer path;
(ii) forming a terminal portion and an alignment portion by punching at least a portion of the first insulating film injected along the transport path up and down; And
(iii) While moving the first insulating film and the second insulating film along the transport path, laminating the surfaces on which the first adhesive layer of the first insulating film and the metal conductor of the second insulating film are disposed through heating and pressing. A method of manufacturing a flexible composite substrate, comprising: manufacturing a roll-type flexible composite substrate with a terminal portion formed by exposing a metal conductor to the terminal portion;
In the above steps (i) to (iii), the first insulating film and the second insulating film are respectively implemented in the form of a continuous roll in the longitudinal direction,
The first adhesive layer is a crosslinked adhesive comprising two or more polyester resins and a curing agent,
The two or more polyester resins include a first polyester resin having a molecular weight of 1,000 to 15,000 and a second polyester resin having a molecular weight of 20,000 to 35,000,
The curing agent is characterized in that contained in 8 to 26 parts by weight relative to 50 parts by weight of the polymer resin contained in the first adhesive layer, a method of manufacturing a flexible composite substrate.
상기 제조방법은, (iv) 상기 단자부가 형성된 롤형의 연성 복합기판을 단위 복합기판으로 절단하는 단계;를 포함하는 연성 복합기판의 제조방법.The method of claim 15,
The manufacturing method comprises the steps of: (iv) cutting the roll-shaped flexible composite substrate on which the terminal part is formed into a unit composite substrate;
상기 단계 (i)는 상부롤과 하부롤에 각각 제1절연필름과 제2절연필름을 공급하되,
상기 상부롤에 제1접착제층이 하부롤을 향하도록 제1절연필름을 배치하고, 상기 하부롤에 금속 도체가 상부롤을 향하도록 제2절연필름을 배치한 후 이송하는 것인 연성 복합기판의 제조방법.The method of claim 15,
In step (i), a first insulating film and a second insulating film are respectively supplied to the upper roll and the lower roll,
On the upper roll, a first insulating film is disposed so that the first adhesive layer faces the lower roll, and a second insulating film is disposed on the lower roll so that the metal conductor faces the upper roll, and then transported. Manufacturing method.
상기 단계 (ii)에서, 상기 단자부는 제1절연필름의 중앙에 형성되고, 상기 얼라인부는 제1절연필름의 가장자리에 형성되는 연성 복합기판의 제조방법. The method of claim 15,
In step (ii), the terminal portion is formed in the center of the first insulating film, and the alignment portion is formed on the edge of the first insulating film.
상기 단계 (ii)에서, 상기 얼라인부는 적어도 하나의 얼라인홀을 포함하고,
상기 적어도 하나의 얼라인홀은 상기 제2절연필름에 마련된 얼라인마크, 얼라인핀 및 얼라인홀 중 적어도 하나와 평면 상에서 정합되는 단계를 포함하는 연성 복합기판의 제조방법. The method of claim 18,
In step (ii), the alignment portion includes at least one alignment hole,
The at least one alignment hole is a method of manufacturing a flexible composite substrate comprising the step of matching on at least one of the alignment mark, alignment pin and alignment hole provided on the second insulating film.
상기 (i) 단계 이전, 상기 (i)과 (ii) 단계 사이, 및 상기 (ii) 단계 중 어느 하나에, 제2절연필름의 일면에 배치된 도체를 소정의 형상으로 회로 패턴화하는 단계를 더 포함하는 연성 복합기판의 제조방법. The method of claim 15,
Before the step (i), between the steps (i) and (ii), and in any one of the steps (ii), circuit patterning the conductor disposed on one surface of the second insulating film in a predetermined shape. Method for manufacturing a flexible composite substrate further comprising.
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