KR20190065229A - 커버레이 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막임에도 불구하고 가공 적성, 작업성이 양호하고, 플렉시블 프린트 기판(FPC)에 대한 추종성이 우수한 커버레이 필름을 제공하는 것을 과제로 한다. 상기 과제를 해결하기 위해, 지지체 필름(11)의 한쪽 면 위에, 도포된 유전체의 박막 수지층으로 이루어지는 기재(12), 열경화성 접착제층(13)이 순서대로 적층되어 이루어지고, 기재(12)의 JIS-K-7127의 방법에 의한 인장 신도가 100% 이상인 것을 특징으로 하는 커버레이 필름(10)을 제공한다.
Description
본 발명은 굴곡 동작을 반복적으로 받는 플렉시블 프린트 기판(이하, FPC라고 한다)을 피복하여 보호하는 박막의 커버레이 필름에 관한 것이다.
휴대 전화 등의 휴대용 전자 기기에서는, 케이스의 외형 치수를 작고 얇게 억제하여 가지고 다니기 쉽게 하기 위해, 프린트 기판 상에 전자 부품을 집적시키고 있다. 또한, 케이스의 외형 치수를 작게 하기 위해 프린트 기판을 복수로 분할하고, 분할된 프린트 기판 간의 접속 배선에 가요성을 갖는 FPC를 사용함으로써, 프린트 기판을 절첩하거나 혹은 슬라이드시키는 것이 행해지고 있다.
또한, 근래의 휴대 정보 단말(스마트 폰이나 태블릿 등)은 지금까지의 휴대 전화보다 더 많은 전력을 소비하기 때문에, 전지의 유지성이 나빠지고 있다. 이 때문에, 가능한 전지의 용적 및 용량을 크게 할 필요가 있어, 전지 이외의 부재, 부품의 소형화, 박형화가 강하게 요구되고 있다.
나아가, 근래에는 차광성, 의장성이 중시되어, 착색한 커버레이 필름이 요구되고 있다.
종래, 이러한 박형화의 목적으로 사용되는 커버레이 필름으로는 얇은 폴리이미드 필름에 접착제를 도포한 것이 사용되고 있지만(특허문헌 1), 얇은 폴리이미드 필름은 가공 적정이 나쁘고, FPC에 첩부할 때 작업성이 나빴다. 또한, 종래의 얇은 커버레이 필름에서는 FPC의 단차에 대한 추종성이 충분하지 않아 간극이 생겨, 가열 공정에서의 팽창 등의 문제의 원인이 되고 있었다. 이 때문에, FPC의 충분한 박형화는 곤란하였다.
또한, 차광성, 의장성을 향상시키는 목적으로, 흑색 안료나 염료를 함유시킨 폴리이미드 필름이나 전기 절연 필름과 열경화성 접착제의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 흑색 안료를 함유시킨 커버레이 필름이 제안되어 있으나(특허문헌 1), 상기 박형화에 대해서는 전혀 고려되어 있지 않다.
본 발명은 상기 배경 기술을 감안하여, 박막임에도 불구하고 가공 적정, 작업성이 양호하고, FPC에 대한 추종성이 우수한 커버레이 필름을 제공하는 것에 있다.
취급성을 양호하게 하기 위해, 본 발명에서는 지지체 필름의 한쪽 면 위에 유전체 수지의 박막으로 이루어지는 기재와 접착제층이 순차적으로 적층되어 이루어진다. 또한, FPC에 접착제층을 중첩하여 열압착시킨 후, 지지체 필름을 박리함으로써 FPC에 전사할 수 있다.
또한, 과혹한 굴곡 동작을 견디고, FPC에 대한 추종성을 양호하게 하기 위해, 본 발명에서는 인장 신도가 높은 유전체 수지의 박막으로 이루어지는 기재를 사용한다. 본 발명에서는 적어도 유전체의 박막 수지층으로 이루어지는 기재 위에, 접착제층이 적층된 적층체를 제조하는 것을 기술 사상으로 하고 있다.
또한, 본 발명에서는 유전체 수지의 박막으로 이루어지는 기재로서, 유연성을 고려하여, 도포된 유전체의 박막 수지층을 사용해, 지지체 필름 및 박리 필름을 제외한 커버레이 필름 전체의 두께를 15㎛ 이하로 얇게 하는 것을 가능하게 하고 있다.
또한, 본 발명에서는 FPC에 첩합되는 접착제층을 열경화성 수지층으로 하고, 폴리이미드 등의 박막 수지층으로 이루어지는 기재와 열경화성 수지층의 밀착력을 증가시키기 위해, 기재와 열경화성 접착제층 사이에 접착제층을 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 문제점을 해결하기 위해, 지지체 필름의 한쪽 면 위에, 도포된 유전체의 박막 수지층으로 이루어지는 기재, 열경화성 접착제층이 순서대로 적층되어 이루어지고, 상기 기재의 JIS-K-7127의 방법에 의한 인장 신도가 100% 이상인 것을 특징으로 하는 커버레이 필름을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 상기 문제점을 해결하기 위해, 지지체 필름의 한쪽 면 위에, 도포된 유전체의 박막 수지층으로 이루어지는 기재, 박막의 접착제층, 열경화성 접착제층이 순서대로 적층되어 이루어지고, 상기 기재의 JIS-K-7127의 방법에 의한 인장 신도가 100% 이상인 것을 특징으로 하는 커버레이 필름을 제공한다.
상기 기재, 박막의 접착제층, 열경화성 접착제층의 적어도 어느 쪽에 광흡수제를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 기재가 용제 가용성 폴리이미드를 사용하여 형성된 절연층으로 이루어지고, 두께가 1∼9㎛인 것이 바람직하다.
상기 기재가 비도전성 카본 블랙, 흑연, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 티탄 블랙, 흑색 산화철, 산화크롬, 산화망간으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 흑색 안료, 또는 유색 안료의 1종 이상으로 이루어지는 광흡수제를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 박막의 접착제층이 비도전성 카본 블랙, 흑연, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 티탄 블랙, 흑색 산화철, 산화크롬, 산화망간으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 흑색 안료, 또는 유색 안료의 1종 이상으로 이루어지는 광흡수제를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 접착제층이 난연성 인 함유 폴리우레탄 수지와 에폭시 수지를 함유하여 이루어지는 난연성 열경화성 접착제인 것이 바람직하다.
상기 열경화성 접착제층이 비도전성 카본 블랙, 흑연, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 티탄 블랙, 흑색 산화철, 산화크롬, 산화망간으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 흑색 안료, 또는 유색 안료의 1종 이상으로 이루어지는 광흡수제를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 커버레이 필름이 FPC 보호 부재로서 사용되어 이루어지는 휴대 전화를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 커버레이 필름이 FPC 보호 부재로서 사용되어 이루어지는 전자 기기를 제공한다.
상기 본 발명의 커버레이 필름에 의하면, 인장 신도가 높고, 인장 강도가 적정한 박막 수지로 이루어지는 기재를 사용함으로써, 단차를 갖는 배선판 등을 피복한 경우에 간극 없이 추종하고, 이후의 땜납 리플로우 공정이나 도금 공정 등의 공정에 있어서, 팽창이나 도금액의 침투에 의한 문제가 발생하지 않는 박막 커버레이 필름을 제조할 수 있다.
또한, 기재로서 절연성을 갖는 폴리이미드 필름의 박막 수지 필름(두께 1∼9㎛)을 사용함으로써, 과혹한 굴곡 동작에 견딜 수 있는 우수한 굴곡 특성을 갖게 하는 것이 가능해진다. 이로 인해, 지지체 필름 및 박리 필름을 제외한 커버레이 필름의 전체 두께를 15㎛ 이하로 억제할 수 있고, 휴대 전화 및 전자 기기의 전체 두께를 얇게 하는 것에 기여할 수 있다.
기재 또는 접착제층 내에 1종 이상의 흑색 안료, 또는 유색 안료로 이루어지는 광흡수제를 혼합함으로써, 커버레이 필름의 한쪽 면측에 특정의 착색이 가능해진다.
이상으로부터 본 발명에 의하면, 배선판 등을 피복한 후의 땜납 리플로우 공정 등의 가열 공정에 있어서, 팽창이나 도금액의 침투에 의한 문제가 발생하지 않는 유연성이 풍부한 박형이며, 또한 과혹한 굴곡 동작이 반복되어 행해져도 FPC 보호 성능의 저하가 발생하지 않는 굴곡 특성이 우수한 커버레이 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 커버레이 필름의 제1 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 커버레이 필름의 제2 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 커버레이 필름의 제2 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 본 발명은 본 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 개변이 가능하다. 본 실시형태는 하기 제1 실시형태 및 제2 실시형태를 포함한다.
본 실시형태의 커버레이 필름은 피착체인 FPC 등에 첩합했을 때, 외표면이 유전체로서, FPC의 배선이나 회로 부품 등을 전기 절연적으로 보호할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 커버레이 필름은 굴곡 동작에 대한 굴곡 특성을 향상시키기 위해, 전체의 두께를 얇게 하고 있다.
도 1에 나타낸 제1 실시형태의 커버레이 필름(10)에 있어서, 기재(12)로는, 가요성을 갖고, 두께가 1∼9㎛, 인장 신도가 100% 이상이며, 예를 들면 용제 가용성 폴리이미드를 사용하여 형성된 폴리이미드 필름 등의 박막 수지 필름을 들 수 있다. 또한, 기재(12)의 일방의 면에 지지체 필름(11)이 적층되어 있고, 기재(12)의 타방의 면에 접착제층(13)이 적층되어 있다. 접착제층(13)은 FPC의 표면에 첩합되는 전기 절연성의 접착제층이고, 예를 들면 열경화성 접착제층이다. 접착제층(13)의 표면에는 접착제층(13)을 보호하기 위한 박리 필름(19)을 적층할 수 있다. 이 커버레이 필름(10)은 지지체 필름(11) 및 박리 필름(19)을 제거하여, 기재(12)의 한쪽 면에 접착제층(13)이 적층된 구성의 커버레이 필름(15)으로서 사용할 수 있다. 제1 실시형태에 있어서, 접착제층(13)은 기재(12)의 한쪽 면에 접하고 있어도 된다.
도 2에 나타낸 제2 실시형태의 커버레이 필름(20)에 있어서, 기재(12)로는, 가요성을 갖고, 두께가 1∼9㎛, 인장 신도가 100% 이상이며, 예를 들면 용제 가용성 폴리이미드를 사용하여 형성된 폴리이미드 필름 등의 박막 수지 필름을 들 수 있다. 또한, 기재(12)의 일방의 면에 지지체 필름(11)이 적층되어 있고, 기재(12)의 타방의 면에 접착제층(14), 접착제층(13)이 순서대로 적층되어 있다. 접착제층(14)은 접착제층(13)과 기재(12)의 밀착력을 향상시키는 박막의 접착제층이다. 접착제층(13)은 FPC의 표면에 첩합되는 전기 절연성의 접착제층이고, 예를 들면 열경화성 접착제층이다. 접착제층(13)의 표면에는 접착제층(13)을 보호하기 위한 박리 필름(19)을 적층할 수 있다. 이 커버레이 필름(20)은 지지체 필름(11) 및 박리 필름(19)을 제거하여, 기재(12)의 한쪽 면에 접착제층(13, 14)이 적층된 구성의 커버레이 필름(16)으로서 사용할 수 있다. 제2 실시형태에 있어서, 접착제층(13)은 접착제층(14)에 접하고 있고, 접착제층(14)은 기재(12)의 한쪽 면에 접하고 있어도 된다.
(기재)
본 실시형태에 따른 커버레이 필름(10, 15, 16, 20)의 기재(12)는 유전체의 박막 수지층으로 이루어지는 절연층이다. 용제 가용성 폴리이미드를 사용하여 형성된 폴리이미드 필름의 박막 수지 필름은 폴리이미드 수지의 특징인 높은 기계적 강도, 내열성, 절연성, 내용제성을 가지며, 260℃ 정도까지는 화학적으로 안정하다고 여겨지고 있으므로, 기재(12)로서 바람직하다.
폴리이미드로는 폴리아믹산의 가열에 따른 탈수 축합 반응으로 생기는 열경화형 폴리이미드와, 비탈수 축합형인 용제에 가용인 용제 가용성 폴리이미드가 있다.
일반적인 폴리이미드 필름의 제조 방법으로서 일반적으로 알려져 있는 방법은 극성 용매 내에서 디아민과 카르복실산 이무수물을 반응시킴으로써 이미드 전구체인 폴리아믹산을 합성하고, 폴리아믹산을 열 혹은 촉매를 이용함으로써 탈수 고리화하여 대응하는 폴리이미드로 하는 것이다. 그러나, 이 이미드화하는 공정에 있어서 가열 처리의 온도는 200℃∼300℃의 온도 범위가 바람직하다고 여겨지며, 이 온도보다 가열 온도가 낮은 경우에는 이미드화가 진행되지 않을 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않고, 상기 온도보다 가열 온도가 높은 경우에는 화합물의 열분해가 생길 우려가 있기 때문에 바람직하지 않은 것으로 여겨진다.
본 실시형태의 커버레이 필름(10, 15, 16, 20)은 기재(12)의 가요성을 보다 향상시키는 것을 의도하여, 두께 10㎛ 미만인 극히 얇은 폴리이미드 필름을 사용하는 것이다.
본 실시형태에서는 강도상의 보강재로서 사용하는 지지체 필름(11)의 한쪽 면 위에 얇은 폴리이미드 필름을 적층하여 형성한 기재, 혹은 지지체 필름(11)을 사용하지 않고 얇은 폴리이미드 필름만으로 이루어지는 기재 모두를 사용할 수 있다.
사용하는 폴리이미드 필름의 두께가 약 7㎛보다 얇은 경우에는, 강도상의 보강재로서 사용하는 지지체 필름(11)의 한쪽 면 위에 얇은 폴리이미드 필름을 적층하여 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리아믹산을 포함하는 도포액을 지지체 필름(11)의 한쪽 면에 유연(流延)시키고, 가열하여 폴리이미드를 성막할 수 있다.
그런데, 폴리이미드 필름 자체는 가열 온도 200℃∼250℃에서의 가열 처리에 대한 내열성을 갖고 있지만, 지지체 필름(11)으로서 가격과 내열 온도 성능의 균형으로부터 범용의 내열성 수지 필름, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지 필름 등의 내열성이 높지 않은 필름을 사용하는 경우에는, 종래의 이미드 전구체인 폴리아믹산으로부터 폴리이미드를 형성하는 방법을 채용할 수 없다.
용제 가용성 폴리이미드는 그 폴리이미드의 이미드화가 완결되어 있으며, 또한 용제에 가용이기 때문에, 용제에 용해시킨 도포액을 도포한 후, 200℃ 미만의 저온에서 용제를 휘발시킴으로써 성막할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 커버레이 필름에 사용되는 기재(12)는 지지체 필름(11)의 한쪽 면 위에 비탈수 축합형인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 도포한 후, 온도를 200℃ 미만의 가열 온도로 건조시키고, 용제 가용성 폴리이미드를 사용하여 형성된 폴리이미드 필름의 박막 수지 필름을 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 범용의 내열성 수지 필름으로 이루어지는 지지체 필름(11)의 한쪽 면 위에 두께 1∼9㎛의 극히 얇은 폴리이미드 필름을 적층할 수 있다. 접착제층(13, 14)과 동일하게, 도포(코팅)에 의해 기재(12)를 형성함으로써, 지지체 필름(11)을 그 길이 방향을 따라 반송하면서, 그 위에 기재(12), 접착제층(13, 14) 등을 연속적으로 형성할 수 있으므로, 롤 to 롤에서의 생산도 가능하고, 가공성, 생산성이 우수하다.
본 실시형태의 기재(12)에 사용 가능한 비탈수 축합형인 용제 가용성 폴리이미드는 특별히 한정되지 않지만, 시판되고 있는 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 사용하는 것이 가능하다. 시판되는 용제 가용성 폴리이미드의 도포액으로는, 구체적으로는 소르피 6,6-PI(소르피 공업), Q-IP-0895D(피아이 기술연구소), PIQ(히타치 화성공업), SPI-200N(신닛테츠 화학), 리카코트 SN-20, 리카코트 PN-20(신닛폰 이화) 등을 들 수 있다. 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 지지체 필름(11) 위에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 다이 코터, 나이프 코터, 립 코터 등의 코터로 도포하는 것이 가능하다.
본 실시형태의 기재(12)의 두께(예를 들면, 폴리이미드 필름의 두께)는 1∼9㎛인 것이 바람직하다. 폴리이미드 필름의 두께를 0.8㎛ 미만으로 제막하는 것은 제막된 막의 기계적인 강도가 약하다는 점에서 기술적으로 곤란하다. 또한, 폴리이미드 필름 등의 기재(12)의 두께가 10㎛를 초과하면, 박형이며, 또한 우수한 굴곡 성능을 갖는 커버레이 필름(15, 16)을 얻는 것이 곤란해진다.
또한, 사용하는 폴리이미드 필름의 두께가 약 7㎛보다 얇은 경우에는 롤에 감을 때의 텐션 조정이 어렵기 때문에, 강도상의 보강재로서 사용하는 지지체 필름(11)의 한쪽 면 위에 얇은 폴리이미드 필름을 적층하여 형성되어 있는 것이 바람직하다.
지지체 필름(11)을 사용하지 않고, 얇은 폴리이미드 필름만으로 이루어지는 기재(12)를 사용하는 경우의 두께는 약 1∼9㎛인 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 기재(12)는 FPC에 대한 추종성을 향상시키기 위해, 인장 신도가 높은 것이 바람직하다. 기재(12)의 인장 신도는 100% 이상이 바람직하고, 또한 250% 이하가 바람직하다. 기재(12)의 탄성률이 1.0GPa 이상 2.5GPa 이하인 것이 바람직하다. 인장 신도가 높은 기재(12)를 폴리이미드 필름으로 구성하는 경우, 예를 들면 탄소수 3개 이상의 지방족 유닛을 방향족 유닛 사이에 갖는 폴리이미드 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 지방족 유닛은 탄소수 1∼10 정도의 알킬렌기를 갖는 폴리알킬렌옥시기를 포함하는 것이 바람직하다.
기재의 인장 신도는 JIS-K-7127의 기재에 기초하여 플라스틱의 인장 변형으로서 측정을 행한다. 기재의 탄성률은 JIS-K-7161의 기재에 기초하여 플라스틱의 인장 탄성률로서 측정을 행한다.
또한, 본 실시형태의 기재(12)로 사용하는 폴리이미드 필름의 수증기 투과도는 500g/㎡·day 이상인 것이 바람직하다. 500g/㎡·day보다 수증기 투과도가 낮은 경우에는, FPC를 피복한 후의 땜납 리플로우와 같은 가열 공정에 있어서, 각 층의 잔류 용제나 접착제로부터의 아웃 가스, 필름 내의 수분이 급격하게 가열됨으로써 발생하는 수증기에 의해 각 층간이 박리될 가능성이 있다. 수증기 투과도에는 특별히 상한을 두지 않지만, 동일한 재료를 사용하는 한 수증기 투과도는 두께에 반비례하므로, 두께를 얇게 하여 수증기 투과도를 올리는 경우에는 상술한 두께 범위에 포함되는 것이 바람직하다.
(지지체 필름)
본 실시형태에 사용되는 지지체 필름(11)의 기재로는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름을 들 수 있다.
지지체 필름(11)의 기재가 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 기재 자체에 어느 정도의 박리성을 갖고 있는 경우에는, 지지체 필름(11) 위에 박리 처리를 실시하지 않고, 직접 도포된 유전체의 박막 수지 필름으로 이루어지는 기재(12)를 적층해도 되고, 기재(12)를 보다 박리하기 쉽게 하기 위한 박리 처리를 지지체 필름(11)의 표면에 실시해도 된다.
또한, 상기 지지체 필름(11)으로 사용되는 기재 필름이 박리성을 갖지 않는 경우에는, 아미노알키드 수지나 실리콘 수지 등의 박리제를 도포한 후, 가열 건조시킴으로써 박리 처리가 실시된다. 본 실시형태의 커버레이 필름(10, 15, 16, 20)은 FPC에 첩합되므로, 이 박리제에는 실리콘 수지를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면 실리콘 수지를 박리제로 사용하면, 지지체 필름(11)의 표면에 접촉한 기재(12)의 표면에 실리콘 수지의 일부가 이행되고, 커버레이 필름(10, 15, 16, 20)의 내부를 통해 기재(12)로부터 접착제층(13)의 표면까지 더욱 이행될 우려가 있다. 이 접착제층(13)의 표면으로 이행된 실리콘 수지가 접착제층(13)의 접착력을 약화시킬 우려가 있기 때문이다.
본 실시형태에 사용되는 지지체 필름(11)의 두께는 FPC에 피복하여 사용할 때의 커버레이 필름(15, 16) 전체의 두께에서는 제외되므로 특별히 한정되지 않지만, 통상 12∼150㎛ 정도이다. 지지체 필름(11)을 사용함으로써, 기재(12)나 접착제층(13, 14)을 형성할 때의 가공성, FPC에 대한 첩합시의 작업성을 향상시킬 수 있다.
지지체 필름(11)의 색은 무색(무착색)이어도 되고 유색이어도 된다. 지지체 필름(11)에 착색하는 경우에는, 지지체 필름(11) 및 박리 필름(19)을 제외한 커버레이 필름(15, 16)의 색에 대해 콘트라스트가 큰 색인 것이 바람직하다. 예를 들면, 커버레이 필름(15, 16)이 흑색 등의 어두운 색인 경우에, 지지체 필름(11)은 백색, 황색 등의 밝은 색인 것이 바람직하다. 이로 인해, 지지체 필름(11)으로부터 커버레이 필름(15, 16)을 박리하는 등의 취급성이나, 지지체 필름(11)이 박리되어 있는지 여부의 확인성을 향상시킬 수 있다. 지지체 필름(11)의 착색은 공지의 안료, 염료 등을 사용하여 행할 수 있다. 지지체 필름(11)으로서 예를 들면, 두께 30㎛ 이상 60㎛ 이하인 백색의 PET 필름을 들 수 있다.
(열경화성 접착제층)
본 실시형태에 따른 커버레이 필름(10, 15, 16, 20)은 FPC에 첩합되는 접착제층(13)으로서, 열경화성 접착제층이 바람직하다. 접착제층(13)에 사용되는 열경화성 접착제로는, 아크릴계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 고무계 접착제, 실리콘계 접착제 등의 일반적으로 사용되고 있는 열경화형 접착제를 들 수 있다. 또한, 인계, 브롬계 등의 난연제 등을 혼합하여 난연성을 갖게 한 것이 바람직하게 사용되나, 특별히 한정되지 않는다. 폴리우레탄의 원료가 되는 폴리올 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물로서 인 함유의 화합물을 사용하여, 수지의 분자 구조 중에 인을 함유하는 폴리우레탄 수지를 열경화성 접착제로서 사용할 수도 있다. 열경화성 접착제층(13)이 인 함유 폴리우레탄 수지 조성물과 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
열경화성 접착제층(13)의 두께는, 예를 들면 1∼8㎛가 바람직하다. 열경화성 접착제층(13)은, 예를 들면 도포에 의해 형성할 수 있다. 열경화성 접착제층(13)이 난연제를 함유하는 경우, 기재(12)에 난연제를 첨가하지 않아도 지지체 필름(11) 및 박리 필름(19)을 제외한 커버레이 필름(15, 16)에 난연성을 부여할 수 있다.
열경화성 접착제의 접착력은 특별히 제한을 받지 않지만, 그 측정 방법은 JIS-C-6471 「플렉시블 프린트 배선판용 동장 적층판 시험 방법」의 8. 1. 1의 방법 A(90°방향 박리)로, 5∼30N/인치의 범위가 바람직하다. 접착력이 5N/인치 미만이면, 예를 들면, FPC에 첩합한 커버레이 필름(15, 16)이 열이나 굴곡으로 박리되거나 들뜨는 경우가 있다.
열경화성 접착제는 상온에서 감압 접착성을 나타내는 점착제가 아니라 가열 가압에 의한 접착제이면, 반복적인 굴곡에 대해 접착력이 저하되기 어려워져 바람직하다. FPC에 대한 가열 가압 접착의 조건은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 온도를 160℃, 가압력을 4.5MPa로 하여 60분간 열프레스하는 것이 바람직하다. 지지체 필름(11) 및 박리 필름(19)을 제외한 커버레이 필름(15, 16)을 FPC에 대해 가열 가압할 때, 지지체 필름(11)이 커버레이 필름(15, 16)에서 제거되어 있어도 되고, 지지체 필름(11)을 포함하여 가열 가압하는 것도 가능하다.
(접착제층)
제2 실시형태의 커버레이 필름(16, 20)에 사용되는 접착제층(14)은 기재(12)인 폴리이미드 필름 등의 박막과 열경화성 접착제층인 접착제층(13)의 밀착력 향상을 도모하기 위해, 앵커층으로서 형성하는 것이다. 제1 실시형태에 나타내는 바와 같이, 접착제층(14)은 생략 가능하다.
접착제층(14)은 그 위에 적층되는 열경화성 접착제층(13)의 가열 가압에 의한 접착 온도가 150∼250℃이기 때문에, 내열성이 우수한 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 기재(12)가 되는 폴리이미드 필름 등의 절연 수지와 열경화성 접착제층(13)에 대한 접착력이 우수한 것이 바람직하다.
접착제층(14)에 사용되는 접착성 수지 조성물로는, 바람직하게는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, (메타)아크릴 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지 등의 열가소성 수지가 사용된다. 또한, 에폭시 수지, 아미노 수지, 폴리이미드 수지, (메타)아크릴 수지 등의 열경화형이어도 된다.
접착제층(14)의 접착성 수지 조성물로서 특히 바람직한 것은, 에폭시기를 갖는 폴리에스테르계 수지 조성물을 가교시키는 접착성 수지 조성물이나, 폴리우레탄계 수지에 경화제로서 에폭시 수지를 혼합한 접착성 수지 조성물이다. 이 때문에, 접착제층(14)은 폴리이미드 필름 등의 박막으로 이루어지는 기재(12)보다 단단한 물성을 갖고 있다. 에폭시기를 갖는 폴리에스테르계 수지 조성물은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 1분자에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지(그 미경화 수지)와, 1분자에 2개 이상의 카르복실기를 갖는 다가 카르복실산과의 반응 등에 의해 얻을 수 있다. 에폭시기를 갖는 폴리에스테르계 수지 조성물의 가교는 에폭시기와 반응하는 에폭시 수지용 가교제를 사용할 수 있다.
접착제층(14)의 두께는 0.05∼1㎛ 정도인 것이 바람직하고, 이 정도의 막 두께이면 열경화성 접착제층(13)과의 충분한 밀착력이 얻어진다. 접착제층(14)의 두께가 0.05㎛ 이하인 경우에는, 기재(12)와 열경화성 접착제층(13)의 밀착력이 저하될 우려가 있다. 또한, 접착제층(14)의 두께가 1㎛를 초과해도, 폴리이미드 필름 등으로 이루어지는 기재(12)나 열경화성 접착제층(13)에 대한 접착력의 증가에는 효과가 없기 때문에, 접착제층(14)의 두께가 1㎛를 초과하는 것은 비용이 증대하므로 바람직하지 않다. 접착제층(14)은 예를 들면 도포에 의해 형성할 수 있다.
(광흡수제)
FPC에 첩합한 상태로 커버레이 필름(15, 16)에 차광성을 부여하고, 또는 의장성을 향상시키기 위해, 지지체 필름(11) 및 박리 필름(19)을 제외한 커버레이 필름(15, 16)을 구성하는 어느 층에 광흡수제를 포함하고 있어도 된다. 이 목적으로 광흡수제를 포함할 수 있는 층은 기재(12), 열경화성 접착제층(13), 또는 기재(12)와 열경화성 접착제층(13) 사이에 형성할 수 있는 임의의 층이며, 예를 들면, 기재(12), 열경화성 접착제층(13), 접착제층(14)의 적어도 어느 1층 또는 2층 이상을 들 수 있다. 광흡수제로는, 비도전성 카본 블랙, 흑연, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 티탄 블랙, 흑색 산화철, 산화크롬, 산화망간으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 흑색 안료 또는 착색 안료를 들 수 있다. 광흡수제의 종류나 배합량 등은 광흡수제를 포함하는 층이 전기 절연성을 유지할 수 있도록 선택되는 것이 바람직하다.
도 1에 나타낸 제1 실시형태에 있어서는, 기재(12)와 열경화성 접착제층(13)의 어느 한 쪽 또는 양쪽 모두에 광흡수제를 배합할 수 있다. 기재(12)에만 광흡수제를 배합해도 되고, 열경화성 접착제층(13)에만 광흡수제를 배합해도 되며, 기재(12)와 열경화성 접착제층(13)에 광흡수제를 배합해도 된다.
도 2에 나타낸 제2 실시형태에 있어서는, 기재(12), 접착제층(14), 열경화성 접착제층(13)의 어느 1층 또는 2층 이상에 광흡수제를 배합할 수 있다. 예를 들면, 열경화성 접착제층(13)과 접착제층(14)에 광흡수제를 배합해도 되고, 기재(12)와 접착제층(14)에 광흡수제를 배합해도 되며, 접착제층(14)에만 광흡수제를 배합해도 되고, 기재(12)와 접착제층(14), 열경화성 접착제층(13)의 전체 층에 광흡수제를 배합해도 되며, 기재(12)에만 광흡수제를 배합해도 되고, 열경화성 접착제층(13)에만 광흡수제를 배합해도 되며, 기재(12)와 열경화성 접착제층(13)에 광흡수제를 배합해도 된다.
지지체 필름(11) 및 박리 필름(19)을 제외한 커버레이 필름(15, 16)의 광투과율은 5% 이하가 바람직하다. 광투과율로는, 가시광선 투과율, 전광선 투과율 등을 들 수 있다. 기재(12)가 용제 가용성 폴리이미드로 구성되는 경우에는, 광흡수제를 함유하는 기재(12)를 형성할 수 있다.
광투과율을 효과적으로 저하시키고 차광성을 향상시키기 위해서는, 광흡수제 중에서도 카본 블랙 등의 흑색 안료가 바람직하다. 흑색 안료 또는 착색 안료로 이루어지는 광흡수제는 어느 층 내에 0.1∼30중량%로 함유시키는 것이 바람직하다. 흑색 안료 또는 착색 안료는 SEM 관찰에 의한 1차 입자의 평균 입경이 0.02∼0.1㎛ 정도인 것이 바람직하다. 광흡수제를 함유하는 층의 두께는 광흡수제의 미립자가 표출되지 않도록, 광흡수제의 입경보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 흑색 안료로는, 실리카 입자 등을 흑색 색재에 침지시켜 표층부만을 흑색으로 해도 되고, 흑색의 착색 수지 등으로 형성하여 전체적으로 흑색으로 이루어지도록 해도 된다. 또한, 흑색 안료는 진흑색 이외에 회색, 흑갈색, 또는 흑녹색 등 흑색에 가까운 색을 띠는 입자를 포함하고, 광을 반사하기 어려운 어두운 색이면 사용할 수 있다.
(박리 필름)
상술한 바와 같이, 커버레이 필름(10, 20)은 열경화성 접착제층(13)을 보호하기 위해, 박리 필름(19)을 가질 수 있다. 박리 필름(19)의 기재로는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름을 들 수 있다. 이들 기재 필름에 아미노알키드 수지나 실리콘 수지 등의 박리제를 도포한 후 가열 건조시킴으로써, 박리 처리가 실시된다. 본 실시형태의 커버레이 필름(10, 15, 16, 20)은 박리 필름(19)을 제거한 상태로 FPC에 첩합되므로, 이 박리제에는 실리콘 수지를 사용하지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면 실리콘 수지를 박리제로서 사용하면, 박리 필름(19)의 표면에 접촉한 열경화성 접착제층(13)의 표면에 실리콘 수지의 일부가 이행되어, 열경화성 접착제층(13)의 접착력을 약화시킬 우려가 있기 때문이다. 본 실시형태에 사용되는 박리 필름(19)의 두께는 FPC에 피복하여 사용할 때의 커버레이 필름(15, 16)의 전체 두께에서는 제외되므로 특별히 한정되지 않지만, 통상 12∼150㎛ 정도이다.
(커버레이 필름)
본 실시형태의 커버레이 필름(10, 15, 16, 20)은 반복적인 굴곡 동작을 받는 FPC에 첩합하여 사용하는 것이 가능한, 굴곡 특성이 우수한 커버레이 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 커버레이 필름은 FPC 보호용의 부재로서 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 휴대 단말 등의 각종 전자 기기에 사용할 수 있다. 본 실시형태의 커버레이 필름(10, 15, 16, 20)의 제조 방법으로는 지지체 필름(11) 위에, 기재(12)와 접착제층(13, 14)을 지지체 필름(11)에 가까운 측으로부터 순차적으로 재료를 도포함으로써 적층하는 방법을 들 수 있다.
지지체 필름(11) 및 박리 필름(19)을 제외한 커버레이 필름(15, 16) 전체의 두께는 15㎛ 이하가 바람직하고, 예를 들면 5∼15㎛, 12㎛ 이하를 들 수 있다. 커버레이 필름(15, 16)의 두께는 제1 실시형태의 경우에는 기재(12)와 열경화성 접착제층(13)의 두께의 합계이며, 제2 실시형태의 경우에는 기재(12), 접착제층(14), 열경화성 접착제층(13)의 두께의 합계이다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
한쪽 면에 박리 처리를 실시한, 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 지지체 필름(11)으로 사용하였다. 이 지지체 필름(11)의 한쪽 면 위에 건조 후의 인장 신도가 170%인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 건조 후의 두께가 4㎛가 되도록 유연 도포, 건조시켜, 유전체의 박막 수지 필름으로 이루어지는 기재(12)를 적층하였다. 형성된 기재(12) 위에 광흡수제의 흑색 안료로서 비도전성 카본 블랙과 내열 온도가 260∼280℃인 폴리에스테르계 수지 조성물을 혼합한 접착제층(14)을 형성하기 위한 도공액을 사용하여, 건조 후의 두께가 1㎛가 되도록 도포해 접착제층(14)을 적층하였다. 접착제층(14) 위에 인 함유 폴리우레탄 수지 용액 100부(도요보 제조: UR3575)에 다관능 에폭시 수지(도요보 제조: HY-30) 2.4부, 흄드 실리카 4.7부(니혼 에어로실 제조: R972)를 순차적으로 첨가해 교반하여 이루어진 열경화성 접착제를 건조 후의 두께가 6㎛가 되도록 도포, 건조시켜 열경화성 접착제층(13)을 형성하고, 실시예 1의 커버레이 필름을 얻었다.
(실시예 2)
열경화성 접착제에 비도전성 카본 블랙을 혼합하여 열경화성 접착제층(13)을 형성한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 커버레이 필름을 얻었다.
(실시예 3)
접착제층(14)을 형성하기 위한 도공액에 비도전성 카본 블랙을 첨가하지 않고 접착제층(14)을 형성하고, 용제 가용성 폴리이미드의 도포액에 비도전성 카본 블랙을 첨가해 기재(12)를 형성한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 커버레이 필름을 얻었다.
(실시예 4)
건조 후의 인장 신도가 120%인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액에 비도전성 카본 블랙을 첨가해 기재(12)를 형성하고, 접착제층(14)을 생략하여, 기재(12) 위에 직접 열경화성 접착제층(13)을 형성한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 4의 커버레이 필름을 얻었다.
(비교예 1)
지지체 필름(11)을 사용하지 않고, 기재(12)로서 두께 10㎛인 열경화형 폴리이미드(Tg 없음)로 이루어지는 폴리이미드 필름을 사용하며, 열경화성 접착제에 비도전성 카본 블랙을 혼합하여 열경화성 접착제층(13)을 형성한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 커버레이 필름을 얻었다.
(비교예 2)
지지체 필름(11)을 사용하지 않고, 기재(12)로서 두께 12.5㎛인 열경화형 폴리이미드(Tg 없음)로 이루어지는 폴리이미드 필름을 사용하며, 열경화성 접착제에 비도전성 카본 블랙을 혼합하여 열경화성 접착제층(13)을 형성한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 2의 커버레이 필름을 얻었다.
(실시예 5)
탄성률이 3.2GPa인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 사용해 기재(12)를 형성하고, 인을 함유하지 않는 폴리우레탄 수지를 사용해 열경화성 접착제층(13)을 형성한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 5의 커버레이 필름을 얻었다.
(실시예 6)
건조 후의 인장 신도가 120%, 탄성률이 9.1GPa인 용제 가용성 폴리이미드의 도포액을 사용해 기재(12)를 형성하고, 접착제층(14)을 형성하기 위한 도공액에 비도전성 카본 블랙을 첨가하지 않고 접착제층(14)을 형성한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 6의 커버레이 필름을 얻었다.
(추종성의 평가 방법)
두께 12.5㎛인 폴리이미드 필름 위에 두께 75㎛, L/S=75㎛/75㎛의 구리 배선 패턴을 형성한 테스트 패턴에 커버레이 필름의 열경화 접착제면을 중첩하고, 온도 140℃, 속도 1m/min으로 열라미네이트에 의해 라미네이트하였다. 지지체 필름(11)을 박리한 후, 160℃, 4.5MPa, 65분의 조건에서 열프레스하여, 추종성의 평가 샘플을 얻었다. 얻어진 샘플의 단면을 관찰해, 배선 패턴에 추종하고 있는 경우에는 「○」, 추종하지 않으며 배선 패턴에서 들뜨는 경우를 「×」로 하였다.
(은폐성의 평가 방법)
얻어진 커버레이 필름을 상술한 구리 배선 패턴을 형성한 테스트 패턴(추종성 평가 방법을 참조)에 상술한 방법(추종성의 평가 방법을 참조)으로 열프레스하여, 은폐성 평가 샘플을 얻었다. 얻어진 샘플의 폴리이미드부와 구리 배선부(특히 단부)에 대해, 은폐성의 차이가 관찰되지 않는 경우는 「○」, 구리 배선 단부의 일부가 비쳐 보이고, 차이가 관찰되는 부분이 발생되어 있는 경우는 「△」, 구리 배선 단부의 대부분이 비쳐 보이고, 차이가 관찰되는 경우는 「×」로 하였다. 또한, 어느 층에도 광흡수제를 포함하지 않는 실시예 6에 대해서는 평가하지 않았다.
(난연성의 평가 방법)
얻어진 커버레이 필름을 두께 12.5㎛인 폴리이미드 필름에 상술한 방법(추종성의 평가 방법을 참조)으로 열프레스하여, 난연성의 평가용 샘플을 얻었다. UL-94의 박형 재료 수직 연소 시험(ASTM D4804) 방법에 따라 난연성을 평가하고, VTM-0에 상당하는 난연성을 갖는 경우에는 「○」, 난연성을 갖지 않는 경우(VTM-2 부적합)를 「×」로 하였다.
(취급성의 평가 방법)
얻어진 커버레이 필름을 사방 50㎝로 샘플링하고, 플렉시블 프린트 배선판에 중첩시켰을 때, 신속하게 위치 맞춤이 가능하여 취급이 양호한 경우를 「○」로 하고, 구겨지거나 주름이 져서 위치 맞춤에 시간이 걸려, 취급성이 떨어지는 경우를 「×」로 하였다.
(내열성의 평가 방법)
얻어진 커버레이 필름을 두께 25㎛의 폴리이미드 필름에 상술한 방법(추종성의 평가 방법을 참조)으로 열프레스하여, 내열성의 평가용 샘플을 얻었다. 2.5㎝×3㎝의 치수로 시험편을 잘라내고, 290℃의 땜납욕에 10초간 침지한 후 끌어 올렸다. 땜납욕 침지 후의 커버레이 필름의 외관에 육안으로 들뜸이나 변형, 주름 등의 이상이 없는지를 관찰하여, 이상이 없고 양호한 경우를 「○」로 하고, 이상이 관찰된 경우를 「×」로 하였다.
(시험 결과)
실시예 1∼6 및 비교예 1∼2에 대하여, 상기의 평가 방법으로 커버레이 필름의 평가를 행하고, 얻어진 평가 결과를 표 1∼2에 나타내었다. 열접착성 접착제층의 재료의 란에서, 「PU1」은 실시예 1에서 사용한 난연성 폴리우레탄을 포함하는 열접착성 접착제를 의미하고, 「PU2」는 실시예 5에서 사용한 폴리우레탄을 포함하는 열접착성 접착제를 의미한다. 두께의 란에 「없음」으로 기입되어 있는 것은 그 층을 갖지 않는 것을 의미한다.
표 1, 표 2에 나타낸 평가 결과에 의하면, 기재(12)의 인장 신도가 100% 이상인 경우, 추종성과 내열성이 양호해지는 것을 알 수 있다. 즉, 기재(12)의 인장 신도가 낮은 경우, 단차에 대한 추종성이 악화되어, 내열성의 평가시에 이상이 발생하였다.
또한, 실시예 1∼4, 6에 의하면, 열경화성 접착제층(13)에 난연제를 배합함으로써, 기재(12)에 난연제를 배합하지 않아도 양호한 난연성을 확보할 수 있었다.
또한, 실시예 1∼6에 의하면, 지지체 필름에 의해 두께가 증가하여, 플렉시블 배선판에 첩합할 때의 취급성이 향상되었고, 열프레스 전 또는 후에 지지체 필름(11)을 제거할 수 있기 때문에 작업 효율의 향상과 박형화를 양립 가능하게 되었다.
또한, 실시예 1∼5에 의하면, 기재, 박막의 접착제층, 열경화성 접착제층의 적어도 어느 층에 광흡수제를 포함함으로써, 효과적으로 차광성, 의장성을 향상시킬 수 있었다.
본 발명의 커버레이 필름은 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 휴대 단말 등의 각종 전자 기기에 FPC의 보호용 부재로서 사용할 수 있다.
10, 15, 16, 20…커버레이 필름, 11…지지체 필름, 12…기재, 13, 14…접착제층, 19…박리 필름.
Claims (8)
- 지지체 필름의 한쪽 면 위에, 도포된 유전체의 박막 수지층으로 이루어지는 기재, 열경화성 접착제층이 순서대로 적층되어 이루어지고,
상기 기재의 JIS-K-7127의 방법에 의한 인장 신도가 100% 이상이며,
상기 열경화성 접착제층이 인 함유 폴리우레탄 수지 조성물과 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름. - 지지체 필름의 한쪽 면 위에, 도포된 유전체의 박막 수지층으로 이루어지는 기재, 박막의 접착제층, 열경화성 접착제층이 순서대로 적층되어 이루어지고,
상기 기재의 JIS-K-7127의 방법에 의한 인장 신도가 100% 이상이며,
상기 열경화성 접착제층이 인 함유 폴리우레탄 수지 조성물과 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름. - 제 2 항에 있어서,
상기 기재, 박막의 접착제층, 열경화성 접착제층의 적어도 어느 쪽에 광흡수제를 함유하는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기재가 용제 가용성 폴리이미드를 사용하여 형성된 절연층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기재가 비도전성 카본 블랙, 흑연, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 티탄 블랙, 흑색 산화철, 산화크롬, 산화망간으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 흑색 안료, 또는 유색 안료의 1종 이상으로 이루어지는 광흡수제를 포함하는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름. - 제 2 항에 있어서,
상기 박막의 접착제층이 비도전성 카본 블랙, 흑연, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 티탄 블랙, 흑색 산화철, 산화크롬, 산화망간으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 흑색 안료, 또는 유색 안료의 1종 이상으로 이루어지는 광흡수제를 포함하는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 열경화성 접착제층이 비도전성 카본 블랙, 흑연, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 티탄 블랙, 흑색 산화철, 산화크롬, 산화망간으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 흑색 안료, 또는 유색 안료의 1종 이상으로 이루어지는 광흡수제를 포함하는 것을 특징으로 하는 커버레이 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항의 커버레이 필름이 FPC 보호 부재로서 사용되어 이루어지는 전자 기기.
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