KR20150031147A - 복합 기능시트 - Google Patents

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KR20150031147A
KR20150031147A KR20130135876A KR20130135876A KR20150031147A KR 20150031147 A KR20150031147 A KR 20150031147A KR 20130135876 A KR20130135876 A KR 20130135876A KR 20130135876 A KR20130135876 A KR 20130135876A KR 20150031147 A KR20150031147 A KR 20150031147A
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pressure
adhered
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KR20130135876A
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이승진
김선기
정병선
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조인셋 주식회사
김선기
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Abstract

일정한 온도와 압력이 제공되는 열과 압력의 경화 공정에 의해 두께가 얇아지면서 기능성이 향상되어 인쇄회로기판 위에 접착되고 솔더링 시 솔더링 온도를 만족하는 단일체의 복합 기능시트가 개시된다. 상기 복합 기능시트는, 전자파 흡수나 정전기 방지를 위한 연자성 파우더 또는 열 전도성 세라믹 파우더가 중량 대비 70% 이상 혼합된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 기능성 시트; 및 상기 기능성 시트의 적어도 한 면에 적층되어 가 접착된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트로 구성되며, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 고상의 상태이고, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 외부로부터 기설정 온도과 압력에 의해 두께가 30% 이상 얇아지면서 열 경화되어 서로 완전 접착되어 단일체를 이루며 상기 기능성 시트의 다른 면이 매끄러워지고, 상기 기설정 온도와 압력에 의해 상기 단일체의 상기 접착제 시트는 상기 열 경화에 의해 대향하는 대상물에 열 접착되고, 상기 단일체는 솔더링의 온도 조건을 만족하며, 상기 기능성 시트는 상기 두께가 얇아짐으로서 상기 기능성이 향상된다.

Description

복합 기능시트{COMPOSITE FUNCTIONAL SHEET}
본 발명은 복합 기능시트에 관한 것으로, 특히 일정한 온도와 압력이 제공되는 경화 공정에 의해 두께가 얇아지면서 기능성이 향상되고 대상물에 접착되는 복합 기능시트에 관련한다.
종래에는 자기 점착력이 없는 열 전도성 시트 또는 전자파 흡수체 시트의 경우, 열 전도성 시트 또는 전자파 흡수체 시트의 한 면에 손으로 가압하여 점착되는 열 가소성 폴리머 수지로 된 자기 점착성의 양면 점착테이프(PSA)를 부착하여 열 전도성 시트 또는 전자파 흡수체 시트를 회로기판(PCB)에 점착하였다.
이렇게 열 가소성 폴리머 수지로 된 열 전도성 시트 또는 전자파 흡수체 시트를 가압에 의해 점착되는 자기 점착력을 갖는 양면 점착테이프를 사용하여 회로기판에 점착하는 경우, 회로기판과 신뢰성 있게 밀착되어 점착되기 어렵다는 단점과 인쇄회로기판을 솔더링할 때 제공되는 고온에 의해 점착 테이프가 용융되어 신뢰성 있는 점착력을 갖기 어렵다는 단점이 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판을 리플로우 솔더링하는 경우, 여기에 점착된 양면 점착테이프는 열에 의해 변형되거나 박리된다는 단점이 있다.
또한, 열 전도성 시트 또는 전자파 흡수체 시트가 회로기판에 신뢰성 있게 밀착이 되지 않는 경우, 정전 용량 및 인덕턴스 값 등이 변하여 전기적 성능이 균일하지 않고, 성능이 저하된다는 단점이 있다.
또한, 양면 점착테이프는 상온에서 자기 점착력을 갖기 때문에 취급이 어렵고 제조 공정의 작업성이 불편하다는 단점이 있다.
또 다른 종래의 기술로 자기 점착력이 없는 열 전도성 시트 또는 전자파 흡수체 시트를 별도의 액상의 열 경화성 접착제를 도포하여 경화하여 대상물에 접착할 수 있다. 그러나 이러한 경우 압력을 지속적으로 균일하게 제공하기 어렵다는 단점이 있다.
또 다른 종래의 기술로 자기 점착력이 있는 열 전도성 시트 또는 전자파 흡수체 시트를 대상물에 접착할 수 있다. 이 경우에 폴리머 수지에 포함된 전자파 흡수성 파우더 또는 열 전도성 파우더에 의해 점착력이 저하되고 신뢰성 있게 밀착하여 점착하기 어렵고, 솔더링 시 제공되는 열에 의해 점착력이 저하된다는 단점이 있다.
또한, 상기에서 설명한 열 전도성 시트 또는 전자파 흡수체 시트가 고온 및 고압에 의해 충분히 눌리지 않은 경우에 전자파 흡수 성능 및 열 전도 성능이 떨어진다는 단점이 있다.
또한, 상기에서 설명한 열 전도성 시트 또는 전자파 흡수체 시트의 열 전도 성능이나 전자파 흡수 성능을 좋게 하기 위하여 자성 파우더 또는 열 전도성 파우더를 많이 넣어야 되는데 이 경우 표면이 매끄럽지 않아 마찰 시 파우더가 잘 떨어져 나온다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 고온과 고압에 의해 회로기판 등의 대상물에 신뢰성 있게 밀착하여 접착할 수 있는 내열성을 갖는 복합 기능시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고온과 고압에 의해 전기적 또는 열적 성능이 균일화 되고 향상된 복합 기능시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표면이 매끄러워 마찰 시 파우더가 떨어져 나오는 현상을 줄인 복합 기능시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 솔더링 시 솔더링 온도를 수용할 수 있는 내열성을 갖는 복합 기능시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 솔더링 조건에서 열에 의해 용융되지 않는 복합 기능시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상온에서 취급이 용이하고 작업성이 편리한 복합 기능시트를 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 전자파 흡수나 정전기 방지를 위한 연자성 파우더 또는 열 전도성 세라믹 파우더가 중량 대비 70% 이상 혼합된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 기능성 시트; 및 상기 기능성 시트의 적어도 한 면에 적층되어 가 접착된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트로 구성되며, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 고상의 상태이고, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 외부로부터 기설정 온도과 압력에 의해 두께가 30% 이상 얇아지면서 열과 압력에 의해 경화되어 서로 완전 접착되어 단일체를 이루고, 상기 단일체는 솔더링의 온도 조건을 만족하며, 상기 기설정 온도와 압력에 의해 상기 단일체의 상기 접착제 시트는 상기 경화에 의해 대향하는 대상물에 접착되고, 상기 기능성 시트의 다른 면이 매끄러워지고, 상기 기능성 시트는 상기 두께가 얇아짐으로써 상기 기능성이 향상되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트의 가 접착은, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트에 대응하는 액상의 내열 에폭시 수지를 각각 상대 시트에 인쇄 또는 캐스팅한 후 상기 기설정 온도보다 낮은 온도의 건조 공정에 의해 이루어진다.
바람직하게, 상기 건조 공정의 온도는 100℃ 전후이고 상기 기설정 온도는 200℃ 전후일 수 있다.
바람직하게, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트 사이, 또는 상기 기능성 시트의 다른 면에 상기 솔더링 온도 조건을 만족하는 내열 폴리머 필름이나 금속박이 개재될 수 있다.
바람직하게, 상기 솔더링은 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링이다.
바람직하게, 상기 기설정 온도와 압력은 오토 클레이버(Auto claver) 또는 핫 프레스(Hot press)의 등압, 등온 압착에 의해 인가될 수 있다.
바람직하게, 상기 대상물은 전기적 신호를 전달해주거나 처리하는 역할을 하는 연성(flexible), 반연성(semi-flexible) 및 경성(rigid)의 인쇄회로기판, 플랫 케이블 또는 전자부품 중 어느 하나일 수 있다.
바람직하게, 상기 복합 기능시트의 두께는 0.03㎜ 내지 0.2㎜일 수 있다.
바람직하게, 상기 연자성 금속 파우더는 플레이크(Flake) 형상이고, 상기 세라믹 파우더는 구상일 수 있다.
상기의 목적은, 전자파 흡수나 정전기 방지를 위한 연자성 파우더 또는 열 전도성 세라믹 파우더가 중량 대비 70% 이상 혼합된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 기능성 시트; 및 상기 기능성 시트의 적어도 한 면에 적층되어 가 접착된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트로 구성되며, 상기 접착제 시트는 외부로부터 상기 기설정 온도과 압력에 의해 두께가 얇아지면서 열과 압력에 의해 경화되어 상기 기능성 시트에 완전 접착되어 단일체를 이루며 상기 기능성 시트의 다른 면이 매끄러워지고, 상기 기설정 온도와 압력에 의해 상기 단일체의 상기 접착제 시트는 상기 경화에 의해 대향하는 대상물에 접착되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트에 의해 달성된다.
또한, 상기의 목적은, 한 쌍의 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트; 및 상기 접착제 시트 사이에 개재되어 가 접착되며, 전자파 흡수나 정전기 방지를 위한 연자성 파우더 또는 열 전도성 세라믹 파우더가 중량 대비 70% 이상 혼합된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 기능성 시트로 구성되며, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 외부로부터 기설정 온도과 압력에 의해 두께가 30% 이상 얇아지면서 열과 압력에 의해 경화되고 서로 완전 접착되어 단일체를 이루고 상기 단일체는 솔더링의 온도 조건을 만족하며, 상기 기설정 온도와 압력에 의해 상기 단일체의 상기 접착제 시트 중 적어도 어느 하나의 노출면은 상기 경화에 의해 대향하는 대상물에 열 접착되고, 상기 기능성 시트는 상기 두께가 얇아짐으로써 상기 기능성이 향상되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트에 의해 달성된다.
바람직하게, 상기 대상물에 접착되지 않는 접착제 시트의 노출면에는 내열 폴리머 필름이나 금속박이 적층되어 가 접착될 수 있다.
상기의 목적은, 한 쌍의 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트; 상기 접착제 시트 사이에 개재되어 가 접착되는 내열 폴리머 필름이나 금속박; 및 상기 접착제 시트 중 어느 하나 위에 적층되어 가 접착되며, 전자파 흡수나 정전기 방지를 위한 연자성 파우더 또는 열 전도성 세라믹 파우더가 중량 대비 70% 이상 혼합된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 기능성 시트로 구성되며, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 외부로부터 기설정 온도과 압력에 의해 두께가 30% 이상 얇아지면서 열과 압력에 의해 경화되고 서로 완전 접착되어 단일체를 이루고, 상기 단일체는 솔더링의 온도 조건을 만족하며, 상기 기능성 시트의 표면이 매끄러워지고, 상기 기설정 온도와 압력에 의해 상기 단일체의 상기 내열 폴리머 필름이나 상기 금속박이 적층되지 않은 접착제 시트의 노출면은 상기 경화에 의해 대향하는 대상물에 접착되고, 상기 기능성 시트는 상기 두께가 얇아짐으로써 상기 기능성이 향상되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트에 의해 달성된다.
상기한 구조에 의하면, 열과 압력에 의해 접착성을 갖는 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트와 전자파 흡수성이나 정전기 방지 또는 열 전도성을 갖는 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 기능성 시트를 적층하여 사용하여 고온과 고압에 의해 인쇄회로기판 등의 대상물에 신뢰성 있게 밀착하여 접착되어 신뢰성 있는 열적, 전기적 성능을 가질 수 있다.
또한, 고온과 고압에 의해 B-스테이지 가능형 접착제 시트와 B-스테이지 가능형 기능성 시트가 두께가 얇아지므로 결과적으로 열적, 전기적 성능이 균일화 되고 향상된다.
또한, 고온과 고압에 의해 표면이 매끄럽게 되어 마찰 시 파우더가 적게 떨어진다는 이점이 있다.
또한, 내열성을 갖는 열 경화성 폴리머를 사용하기 때문에 솔더링 시 솔더링 온도를 만족할 수 있고, 열에 의해 용융되지 않는다.
또한, 상온에서는 자기 점착력이 없기 때문에 취급이 용이하고 작업이 편리하다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 기능시트를 보여주는 사시도이다.
도 2는 복합 기능시트를 FPCB 위에 완전 접착하는 것을 보여준다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 기능시트를 보여주는 사시도이다.
도 4(a)와 (b)는 각각 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 기능시트를 보여주는 사시도이다.
도 5(a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 기능시트를 보여주는 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 복합 기능시트를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 기능시트(100)를 보여주는 사시도이다.
복합 기능시트(100)는 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 그 위에 적층되어 가 접착된 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)로 이루어진다.
여기서, B-스테이지 가능형(B-stageable)이란, 에폭시 수지와 경화제의 반응에 의한 교차 결합이 시작되지 않은 온도와 시간 및 조건에서 포함된 희석제를 증발시켜 상온에서 자기 점착력이 거의 없어 끈적이지 않으나 일정 온도와 압력(고온 및 고압)에서는 끈적이며 접착성을 가질 수 있는 상태를 말한다.
복합 기능시트(100)의 두께는 0.03㎜ 내지 0.2㎜일 수 있으며, 일 예로, B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)의 두께는 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)의 두께보다 두껍게 형성하여 기능성 시트의 기능을 최대화 할 수 있다.
B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)는 열 경화성 내열 에폭시 수지로 이루어지며, 고온 및 고압에서 완전히 경화된 후 단일체를 이루고 각각 솔더링, 가령 리플로우 솔더링의 온도 조건을 만족한다.
따라서, B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)는 외부로부터의 일정한 온도와 압력에 의해 두께가 얇아지면서 열과 압력에 의해 경화되어 서로 접착하여 단일체를 이루며, B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)는 열과 압력에 의한 경화에 의해 대향하는 대상물, 가령 전기적 신호를 전달해주거나 처리하는 역할을 하는 연성(flexible), 반연성(semi-flexible) 및 경성(rigid)의 인쇄회로기판, 플랫 케이블 또는 전자부품 중 어느 하나에 신뢰성 있게 밀착하여 접착되어 열적, 전기적 성능이 향상되며, 특히 압착되어 얇아진 두께에 의해 균일하고 향상된 전기적 또는 열적 특성을 가질 수 있다.
결론적으로, 열과 압력에 의해 기능성 시트(120)의 두께가 얇아지므로 기능성 시트(120) 내부에 포함된 기능성 파우더, 예를 들어 연자성 금속 파우더 등의 전자파 흡수성 파우더 또는 알루미나 등의 열 전도성 파우더의 밀도는 얇아진 두께에 비례하여 높아져 전자파 흡수나 정전기 방지 또는 열 전도성이 향상되는 효과를 갖는다.
예들 들어, 바람직하게, 0.1㎜ 두께의 복합 기능시트(100)가 전자파 흡수체인 경우 투자율은 80% 이상이고 열 전도성인 경우 1W/mK 이상이다.
상기한 것처럼, B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)는 내열 에폭시 수지이며, 바람직하게 내열 에폭시 수지가 적용될 수 있다.
B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)는 각각 상대 시트에 액상의 내열 에폭시 수지를 인쇄 또는 캐스팅한 후 건조하여 적층 구조로 형성할 수 있다. 이때, 건조 공정에서 제공되는 온도에 의해 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)는 가 접착(임시 접착)을 이루며 적층된다.
B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)를 제조하는 과정에서 건조 시의 온도는, 상기와 같이 단일체를 형성하기 위해 인가한 온도보다 낮은데, 가령 건조 시의 온도는 100℃ 전후이고 단일체를 형성하기 위해 인가하는 온도는 200℃ 전후일 수 있다. 그러나, 상기의 인가 온도는 내열 에폭시 수지의 종류, 경화제 및 희석제 등의 첨가제의 종류 및 이의 함유량과 작업 시간을 고려하면 이에 한정되지 않는다.
B-스테이지 가능형 기능성 시트(110)는, 플레이크(Flake) 형상의 연자성 금속 파우더가 혼합되어 전자파 흡수성을 갖거나 정전기를 방지하고, 구상의 열 전도성 세라믹 파우더가 혼합되어 열 전도성을 가질 수 있다.
한편, 변형 예로, B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)는 사전에 고온과 고압에 의해 충분히 눌린 완전 경화된 내열성의 폴리머 수지로 구성되고, 여기에 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)가 적층되어 가 접착될 수 있다.
이 경우, B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)는 사전에 고온과 고압에 의해 충분히 눌린 완전 경화되기 때문에 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)에 비해 얇은 두께를 갖는다.
변형 예의 구성에 의하면, B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)는 이후 제공되는 고온과 고압에 의해 접착력을 갖고 완전 경화되어 FPCB나 인쇄회로기판 또는 기구물에 접착된다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 복합 기능시트(100)의 제조와 사용방법에 대해 도 1과 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 복합 기능시트를 FPCB 위에 완전 접착하는 것을 보여준다.
액상의 내열 에폭시 수지를 얇은 두께로 캐스팅 한 후 건조하여 제조된 열 경화성의 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110) 위에 낙엽 모양의 연자성 금속 파우더(Fe 합금, Ni 합금) 또는 열 전도성 세라믹 파우더(보론, 알루미나)가 총 무게 대비 70% 이상 혼합된 액상의 열 경화성 에폭시 수지를 인쇄 또는 캐스팅하고 열로 건조하여 열 경화성의 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)를 적층하여 가 접착한다.
여기서, 액상의 열 경화성 에폭시 수지는 메틸에틸케톤(MEK) 또는 알코올 등의 액상의 희석제가 대략 40% 전후로 많이 섞인 상태로 캐스팅하고 희석제가 증발할 수 있는 정도의 열, 예를 들어 100℃ 전후로 건조하여 희석제를 증발시키면 액상의 열 경화성 에폭시 수지에 포함된 희석제는 건조되어 자기 점착력이 거의 없어 끈적이지 않고 기계적 강도를 갖는 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)가 된다.
이때, 미리 제조된 열 경화성의 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)는 대략 200℃ 정도에서 완전 경화되기 때문에, 100℃ 전후의 건조과정에서는 경화되지 않고 B-스테이지 가능형 상태를 유지할 수 있다.
한편, 이와 반대의 제조 공정으로, 미리 제조된 열 경화성의 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120) 위에, 액상의 열 경화성 에폭시 수지 접착제를 인쇄 또는 캐스팅하고 열로 건조하여 열 경화성의 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)를 적층하여 가 접착한다.
상기와 같이, 가 접착된 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)를 오토 클레이버(Auto-claver) 또는 핫 프레스를 통하여 일정한 열과 압력으로 FPCB(10) 위에 접착한다.
이 예에서는 대상물로 FPCB(10)를 예로 들었지만, 이에 한정되지 않고 전자기기에 장착된 전자부품, 케이스, 프레임 또는 표시장치 등의 기구물일 수 있다.
도 2를 참조하면, B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)가 회로패턴(20)이 형성된 FPCB(10)의 표면에 대향하도록 복합 기능시트(100)를 위치시키고, 오토 클레이버를 사용하여 약 150℃ 전후의 온도와 22㎏/㎠ 이상의 압력을 2시간 40분 정도 인가하여 FPCB(10) 위에 접착시킨다.
그 결과, 인가된 고온의 열과 고압의 압력에 의하여 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)가 완전 경화에 의해 접착되어 단일체를 이루며 열 경화성의 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)는 FPCB(10) 위에 신뢰성 있게 밀착되어 접착된다.
이때, 복합 기능시트(100)가 매우 얇기 때문에 회로패턴(20)에 의해 형성되는 FPCB(10)의 표면 굴곡을 따라 FPCB(10)에 접착되며, 경우에 따라서는 FPCB(10)의 회로패턴(20)의 형상이 복합 기능시트(100)에 새겨질 수 있다. 이와 같이, 복합 기능시트(100)가 FPCB(10)의 회로패턴(20)을 덮도록 밀착되기 때문에 접착 신뢰성이 향상되며, 그 결과 기능성 시트(120)가 전자파 흡수성인 경우에 내외부의 전자파 방해 요소로부터 FPCB(10)을 보호할 수 있고, 기능성 시트(120)가 열 전도성인 경우에 FPCB(10)에 열 전도성 물질이 추가되는 효과에 의해 FPCB(10)의 열 전도 및 열 방출의 효과가 좋게 된다는 이점이 있다.
다시 말해, 복합 기능시트(100)의 밀착에 의해 전기적 또는 열적 성능이 균일해짐과 동시에 향상된다. 가령, 회로패턴(20)이 형성된 FPCB(10)가 안테나로 사용될 경우 신뢰성 있는 안테나 성능을 제공하기 위하여 정전 용량 또는 인덕턴스의 값이 일정해야 하는데 상기와 같이 복합 기능시트(100)가 균일하게 밀착되어 부착된 경우 이와 같은 조건을 만족할 수 있다.
오토 클레이버 또는 핫 프레스로 복합 기능시트(100)를 가압하는 경우, B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)가 묻어 나는 것을 방지하기 위해서, B-스테이지 가능형 기능성 시트(120) 위에 보호 필름을 대고 가압할 수 있다. 이 경우, 보호 필름에 의해 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)의 표면조도가 낮아져 매끄러운 표면을 얻을 수 있다.
또한, 외부로 노출된 기능성 시트(120)의 표면은 고온과 고압에 의해 기능성 시트(120)에 포함된 에폭시 수지가 외부로 삐져 나와 파우더를 덮게 되어 결과적으로 복합 기능시트(120)의 표면이 매끄러워져 기능성 시트(120) 내부에 포함된 파우더는 외부의 마찰에 의해 잘 떨어지지 않는다.
이와 같은 원리에 의해 연자성 파우더가 포함된 기능성 시트(120)인 경우 기능성 시트(120) 표면의 절연 저항이 커진다는 이점도 있다.
복합 기능시트(100)의 열 경화성의 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)는 FPCB(10)의 반대 쪽 또는 도전 패턴이 위치한 쪽에 위치하여 전기적 또는 열적 기능을 수행한다.
여기서, 오토 클레이버 또는 핫 프레스에서 제공되는 온도와 압력은 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)를 가 접착할 때 건조 공정에서 제공되는 온도와 압력보다 높다.
상기의 고온과 고압이 가해지는 시간은 일 예에 지나지 않으며, 작업 방법 이나 폴리머 수지의 재료의 종류에 따라 달라질 수 있는바, B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)가 완전 경화하는 시간이면 충분하다. 예를 들어, 롤-투-롤(Roll to roll) 공정에 의해 고온과 고압을 제공하는 경우, 제공되는 온도 및 압력은 커지고 작업 시간은 짧아진다.
상기와 같은 과정에서, 인가된 고열과 고압에 의해 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)는 완전히 경화되고 접착력을 가지며, 두께가 얇아져 전기적 또는 열적 성능이 균일해지고 전기적 또는 열적 성능이 향상된다.
바람직하게, 전기적 또는 열적 성능을 향상시키기 위해 기능성 시트(120)의 두께는 열과 압력에 의해 30% 이상 얇아질 수 있다.
다시 말해, 액상의 열 경화성 에폭시 수지 또는 액상의 실리콘 고무를 MEK 또는 알코올 등의 액상의 희석제가 대략 40% 전후로 많이 섞인 상태로 캐스팅하고 희석제를 건조하여 B-스테이지 가능형 접착제 시트(110)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(120)를 제조하면 희석제가 증발한 부위에 공간이 생겨 전기적 및 열적 성능이 떨어지는데, 상기와 같이, 고온과 고압이 가해지는 완전 경화공정에서 이들 공간이 메워져 결과적으로 두께가 얇아져 전기적 또는 열적 성능이 향상된다.
또한, 200℃ 전후에서 실시되는 솔더링, 특히 리플로우 솔더링 조건을 만족할 수 있으며, 상기의 가압 과정에서 두께는 최초 두께를 기준으로 30% 이상 얇아질 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 기능시트(200)를 보여주는 사시도이다.
이 실시 예에 의하면, 복합 기능시트(200)는 한 쌍의 B-스테이지 가능형 접착제 시트(210, 212)와, 이들 사이에 개재되어 접착된 B-스테이지 가능형 기능성 시트(220)로 이루어진다.
도 4(a)와 (b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 기능시트(300)를 보여주는 사시도이다.
도 4(a)를 참조하면, 복합 기능시트(300)는 B-스테이지 가능형 접착제 시트(310)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(320) 사이에 개재되어 접착된 내열 폴리머 필름(330)으로 이루어진다. 여기서, 내열 폴리머 필름(330)은 솔더링, 특히 리플로우 솔더링의 온도조건을 만족한다.
이러한 구조에 의하면, 개재된 폴리머 필름(330)에 의해 기계적 강도가 향상된다.
내열 폴리머 필름(330) 대신에 금속박이 사용될 수 있으며, 이 경우 기계적 강도가 증가하는 외에 열 전도성이 향상되고 전자파 차폐의 효과가 추가된다.
바람직하게, 내열 폴리머 필름(330) 또는 금속 박의 두께는 0.008㎜ 내지 0.05㎜ 일 수 있다.
또한, 도 4(b)를 참조하면, 복합 기능시트(300)는 B-스테이지 가능형 접착제 시트(310)와, 그 위에 적층되어 가 접착된 B-스테이지 가능형 기능성 시트(320), 및 그 위에 가 접착된 폴리이미드 등과 같은 내열 폴리머 필름(330)으로 이루어진다.
이러한 구성에 의하면, 최상부면에 적층된 폴리머 필름(330)에 의해 전기적 절연이 신뢰성있게 보장되고 기계적 강도가 향상된다.
전기적 절연이 문제가 되지 않는다면, 도 4(a)와 마찬가지로, 폴리머 필름(330) 대신에 금속박이 사용될 수 있다.
도 5(a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 기능시트를 보여주는 사시도이다.
도 5(a)를 참조하면, B-스테이지 가능형 접착제 시트(310)와 B-스테이지 가능형 기능성 시트(320) 사이에 내열 폴리머 필름(330)이나 금속박이 개재되어 접착되고, B-스테이지 가능형 기능성 시트(320) 위에 B-스테이지 가능형 접착제 시트(312)가 적층되어 가 접착된다.
리플로우 솔더링의 온도조건을 만족하는 내열 폴리머 필름(330)이나 금속박에 의해 기계적 강도가 증가하고, 특히 금속박에 의해 열 전도성이 향상되고 전자파가 차폐된다.
도 5(b)를 참조하면, 한 쌍의 B-스테이지 가능형 접착제 시트(310, 312) 사이에 B-스테이지 가능형 기능성 시트(320)이 개재되고, 상부에 위치한 B-스테이지 가능형 접착제 시트(312)의 상면에 내열 폴리머 필름(330)이나 금속박이 가 접착된다.
리플로우 솔더링의 온도조건을 만족하는 내열 폴리머 필름(330)에 의해 기계적 강도가 증가하고, 외부에 노출되는 상면에서 전기적 절연을 유지할 수 있다. 금속박이 적층되는 경우, 기계적 강도 이외에 열 전도성이 향상되고 전자파가 차폐된다.
도 5(c)를 참조하면, 한 쌍의 B-스테이지 가능형 접착제 시트(310, 312) 사이에 내열 폴리머 필름(330)이나 금속박이 개재되고, 상부에 위치한 B-스테이지 가능형 접착제 시트(312)의 상면에 B-스테이지 가능형 기능성 시트(320)가 적층되어 가 접착된다.
리플로우 솔더링의 온도조건을 만족하는 내열 폴리머 필름(330)에 의해 기계적 강도가 증가하고, 금속박이 적층되는 경우, 기계적 강도 이외에 열 전도성이 향상되고 전자파가 차폐된다.
상기의 실시 예를 종합하면, B-스테이지 가능형 접착제 시트와 이에 적층되어 가 접착되는 B-스테이지 가능형 기능성 시트를 사용하거나, 또는 완전 경화된 내열성의 폴리머 수지로 된 기능성 시트에 적층되어 가 접착된 B-스테이지 가능형 접착제 시트를 사용함으로써, 이후 제공되는 고온 및 고압에 의해 완전 경화하면서 두께가 얇아지고 접착력을 가지면서 전기적 또는 열적 성능이 균일하게 향상된다는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100, 200, 300: 복합 기능시트
110, 210, 310, 312: B-스테이지 가능형 접착제 시트
120, 220, 320: B-스테이지 가능형 접착제 시트
230, 330: 내열 폴리머 필름

Claims (14)

  1. 전자파 흡수나 정전기 방지를 위한 연자성 파우더 또는 열 전도성 세라믹 파우더가 중량 대비 70% 이상 혼합된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 기능성 시트; 및
    상기 기능성 시트의 적어도 한 면에 적층되어 가 접착된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트로 구성되며,
    상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 고상의 상태이고,
    상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 외부로부터 기설정 온도과 압력에 의해 두께가 30% 이상 얇아지면서 열과 압력에 의해 경화되어 서로 완전 접착되어 단일체를 이루고, 상기 단일체는 솔더링의 온도 조건을 만족하며,
    상기 기설정 온도와 압력에 의해 상기 단일체의 상기 접착제 시트는 상기 경화에 의해 대향하는 대상물에 접착되고, 상기 기능성 시트의 다른 면이 매끄러워지고,
    상기 기능성 시트는 상기 두께가 얇아짐으로써 상기 기능성이 향상되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트의 가 접착은, 상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트에 대응하는 액상의 내열 에폭시 수지를 각각 상대 시트에 인쇄 또는 캐스팅한 후 상기 기설정 온도보다 낮은 온도의 건조 공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 건조 공정의 온도는 100℃ 전후이고 상기 기설정 온도는 200℃ 전후인 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트 사이, 또는 상기 기능성 시트의 다른 면에 상기 솔더링 온도 조건을 만족하는 내열 폴리머 필름이나 금속박이 개재된 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  5. 청구항 1 또는 4에 있어서,
    상기 솔더링은 솔더 크림에 의한 리플로우 솔더링인 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기설정 온도와 압력은 오토 클레이버(Auto claver) 또는 핫 프레스(Hot press)의 등압, 등온 압착에 의해 인가되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 대상물은 전기적 신호를 전달해주거나 처리하는 역할을 하는 연성(flexible), 반연성(semi-flexible) 및 경성(rigid)의 인쇄회로기판, 플랫 케이블 또는 전자부품 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 복합 기능시트의 두께는 0.03㎜ 내지 0.2㎜인 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 연자성 금속 파우더는 플레이크(Flake) 형상이고, 상기 세라믹 파우더는 구상인 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  10. 전자파 흡수나 정전기 방지를 위한 연자성 파우더 또는 열 전도성 세라믹 파우더가 중량 대비 70% 이상 혼합된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 기능성 시트; 및
    상기 기능성 시트의 적어도 한 면에 적층되어 가 접착된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트로 구성되며,
    상기 접착제 시트는 외부로부터 상기 기설정 온도과 압력에 의해 두께가 얇아지면서 열과 압력에 의해 경화되어 상기 기능성 시트에 완전 접착되어 단일체를 이루며 상기 기능성 시트의 다른 면이 매끄러워지고,
    상기 기설정 온도와 압력에 의해 상기 단일체의 상기 접착제 시트는 상기 경화에 의해 대향하는 대상물에 접착되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  11. 한 쌍의 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트; 및
    상기 접착제 시트 사이에 개재되어 가 접착되며, 전자파 흡수나 정전기 방지를 위한 연자성 파우더 또는 열 전도성 세라믹 파우더가 중량 대비 70% 이상 혼합된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 기능성 시트로 구성되며,
    상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 외부로부터 기설정 온도과 압력에 의해 두께가 30% 이상 얇아지면서 열과 압력에 의해 경화되고 서로 완전 접착되어 단일체를 이루고 상기 단일체는 솔더링의 온도 조건을 만족하며,
    상기 기설정 온도와 압력에 의해 상기 단일체의 상기 접착제 시트 중 적어도 어느 하나의 노출면은 상기 경화에 의해 대향하는 대상물에 열 접착되고,
    상기 기능성 시트는 상기 두께가 얇아짐으로써 상기 기능성이 향상되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 대상물에 접착되지 않는 접착제 시트의 노출면에는 내열 폴리머 필름이나 금속박이 적층되어 가 접착되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  13. 한 쌍의 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 접착제 시트;
    상기 접착제 시트 사이에 개재되어 가 접착되는 내열 폴리머 필름이나 금속박; 및
    상기 접착제 시트 중 어느 하나 위에 적층되어 가 접착되며, 전자파 흡수나 정전기 방지를 위한 연자성 파우더 또는 열 전도성 세라믹 파우더가 중량 대비 70% 이상 혼합된 열 경화성 내열 에폭시 수지의 B-스테이지 가능형 기능성 시트로 구성되며,
    상기 기능성 시트와 상기 접착제 시트는 외부로부터 기설정 온도과 압력에 의해 두께가 30% 이상 얇아지면서 열과 압력에 의해 경화되고 서로 완전 접착되어 단일체를 이루고, 상기 단일체는 솔더링의 온도 조건을 만족하며, 상기 기능성 시트의 표면이 매끄러워지고,
    상기 기설정 온도와 압력에 의해 상기 단일체의 상기 내열 폴리머 필름이나 상기 금속박이 적층되지 않은 접착제 시트의 노출면은 상기 경화에 의해 대향하는 대상물에 접착되고,
    상기 기능성 시트는 상기 두께가 얇아짐으로써 상기 기능성이 향상되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트.
  14. 청구항 1의 복합 기능시트; 및
    회로패턴이 형성된 회로기판이나 케이블을 포함하며,
    고온과 고압에 의해 상기 복합 기능시트는 상기 복합 기능시트의 접착제 시트에 상기 회로패턴에 의한 요철이 새겨지도록 상기 회로기판이나 상기 케이블에 밀착되어 접착되는 것을 특징으로 하는 복합 기능시트 어셈블리.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112235965A (zh) * 2019-07-15 2021-01-15 卓英社有限公司 哈巴机用导热性弹性保护部件

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