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KR101414815B1 - 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물 및 이를 이용한커버레이 필름 - Google Patents

할로겐프리 커버레이 접착제 조성물 및 이를 이용한커버레이 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물 및 이를 이용한 커버레이 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 접착제 조성물보다 난연성 및 접착력이 우수한 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물 및 이를 이용한 커버레이 필름에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물은 (a) 에폭시 수지 100 중량부와 (b) 카르복실기 함유 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 50내지 250 중량부와 (c) 폴리에스테르 수지 또는 인 함유 폴리에스테르 수지 10 내지 100 중량부와 (d) 아민계 혹은 산무수물계 중 선택된 1종 이상의 경화제 1 내지 50 중량부와 (e) 인계 난연제 20 내지 100 중량부 및 (f) 무기계 난연제 20 내지 100 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
에폭시 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무, 폴리에스테르 수지, 경화제, 인계 난연제, 무기계 난연제

Description

할로겐프리 커버레이 접착제 조성물 및 이를 이용한 커버레이 필름{HALOGEN-FREE COVERLAY ADHESIVE COMPOSITION AND COVERLAY FILM USING THE SAME}
본 발명은 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물 및 이를 이용한 커버레이 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 접착제 조성물보다 난연성 및 접착력이 우수한 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물 및 이를 이용한 커버레이 필름에 관한 것이다.
일반적으로,전자 기기의 조립에 사용되는 연성회로기판은 접착제 층이 개재된 전기 절연성 기재 필름 및 금속 호일로 구성된 적층재인 기재 시트 상에 회로 패턴을 형성하고, 임시 보호를 위한 이형지 시트를 제거함으로써 커버레이 필름으로부터 얻어지는 다른 절연성 필름을 상기에 추가로 적층함으로써 제조된다.
반도체 밀봉 재료, 에폭시계 연성회로기판 등의 전자 재료에 사용되는 접착제는 종래 브롬을 함유한 에폭시 수지 및 페녹시 수지 등을 배합함으로써 우수한 난연성을 나타내는 것이다. 브롬 등의 할로겐을 포함하는 화합물을 연소시킨 경우 에는 다이옥신계 화합물 등의 유해 가스가 발생할 염려가 있기 때문에 최근 접착제에 사용되는 재료의 비할로겐화가 검토되고 있다.
상기 요구를 만족하는 것으로서 연성회로기판을 위한 기재 시트에 사용되는 접착제는 열경화성 수지 및 열가소성 수지 또는 엘라스토머 등의 여러 조합을 포함한다. 지금까지 제안된 접착제 조성물은 에폭시 수지와 NBR의 배합물, 에폭시 수지와 폴리에스테르의 배합물, 에폭시 수지와 아크릴 수지의 배합물 등을 포함하며, 이들 중 에폭시 수지/NBR 접착제 조성물이 에폭시 수지/ 아크릴 수지 접착제 조성물과 비교하여 접착 강도가 탁월하기 때문에 가장 널리 사용된다. 또한 할로겐을 포함하지 않는 난연제로서 인계 난연제와 무기계 난연제가 널리 사용되고 있다.
상기 연성회로기판 및 그를 위한 기재 시트는 접착 강도, 내열성, 내용제성, 전기 특성, 치수 안정성, 장기적인 열안정성 등을 포함하여 여러 특성에 대한 요구 조건을 만족시켜야 한다. 또한 연성회로기판은 우수한 접착 강도가 필요하지만 흡습 또는 내열에 의한 접착력 저하가 추가로 발생하기에 향상된 접착력을 가질 것도 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 접착제 조성물보다 난연성 및 접착력이 우수한 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물 및 이를 이용한 커버레이 필름을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적은, (a) 에폭시 수지 100 중량부와 (b) 카르복실기 함유 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 50 내지 250 중량부와 (c) 폴리에스테르 수지 또는 인 함유 폴리에스테르 수지 10 내지 100 중량부와 (d) 아민계 혹은 산무수물계 중 선택된 1종 이상의 경화제 1 내지 50 중량부와 (e) 인계 난연제 20 내지 100 중량부 및 (f) 무기계 난연제 20 내지 100 중량부를 포함하는 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물에 의해 달성된다.
여기서, 상기 (c) 폴리에스테르 수지는 수평균 분자량이 3,000 내지 20,000인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적은, 상기 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물을 이용한 커버레이 필름으로서, 전기 절연성 기재 필름과, 상기 전기 절연성 기재 필름 상에 상기 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물로 코팅된 접착제 층과, 상기 접착제 층 상에 라미네이션된 이형지를 포함하는 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물을 이용한 커버레이 필름에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 종래의 접착제 조성물보다 난연성 및 접착력이 우수한 등의 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에 서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명에 따른 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물은 균질한 혼합물이며, 다음 성분들 (a) 내지 (f)를 함유하는 것을 특징으로 한다.
(a) 에폭시 수지 100중량부,
(b) 카르복실기 함유 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 50 내지 250 중량부,
(c) 폴리에스테르 수지 또는 인 함유 폴리에스테르 수지 10 내지 100 중량부,
(d) 아민계 혹은 산무수물계 중 선택된 1종 이상의 경화제 1 내지 50 중량부,
(e) 인계 난연제 20 내지 100 중량부,
(f) 무기계 난연제 20 내지 100 중량부.
상기 조성물 중 (a) 에폭시 수지는 분자 내 2개 이상의 에폭시기를 가지는 다관능성 에폭시 수지인 것이 바람직하다. 예를 들어 비스페놀 A 기재 에폭시 수지, 비스페놀 노볼락 기재 에폭시 수지 및 글리시딜 아민 기재 에폭시 수지를 포함하여 여러 상이한 유형의 에폭시 수지가 있다.
상기 조성물 중 (b) 카르복실기 함유 아크릴로니트릴 부타디엔 고무는 카르복실기 변성 아크릴 고무이며, 이 때 카르복실기의 함량은 0.05 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2 중량% 범위이고, 이의 함량은 에폭시 수지 100 중량(이하 동일 기준임)에 대해 카르복실기 함유 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 50 내지 250 중량부인 것이 바람직하다.
상기 조성물 중 (c) 폴리에스테르 수지는 인을 함유하거나 또는 분자량이 서로 다른 폴리에스테르 수지로 경화물의 접착력 상승에 기여하는 것이다. 이때 폴리에스테르 수지의 함량은 10 내지 100 중량부이며 바람직하게는 10 내지 50 중량부이다.
상기 조성물 중 (d) 경화제는 에폭시 수지의 경화제이며, 방향족 아민계 경화제 또는 산무수물계 경화제 중 선택된 1종 이상의 경화제이다. 이때 경화제의 함량은 1 내지 50 중량부이다.
상기 조성물 중 (e) 인계 난연제는 질소함유 유기인산 화합물이다. 경화물의 우수한 난연성을 부여하는 성분이며 통상적으로 할로겐 원자를 함유하지 않는 것이다. 이때 인계 난연제의 함량은 20 내지 100 중량부이며, 바람직하게는 50 내지 100 중량부이다.
상기 조성물 중 (f) 무기계 난연제는 수산화 알루미늄 또는 수산화마그네슘을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 무기계 난연제의 함량은 20 내지 100 중량부이며, 바람직하게는 50 내지 100 중량부이다.
이상의 조성을 포함하는 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물로 이루어진 접착제 층은 점도가 100~2000 CPS, 바람직하게는 400~1500 CPS 이다.
또한 본 발명에 따른 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물을 이용한 커버레이 필름은 전기 절연성 기재 필름 및 그 위에 코팅된 접착제 층 그리고 접착제 층 위에 라미네이션된 이형지로 구성된다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버레이 필름의 단면도로서, 절연성 기재 필름인 폴리이미드 필름(10)에 접착제 층(20) 이 코팅되어 있고, 상기 접착제 층의 상부 면에 이형지(30)가 라미네이션되어 있다. 즉 본 발명의 커버레이 필름은 전기 절연성 기재 필름 및 상기 정의된 접착제 조성물의 반 경화 층의 개재에 의한 상기 기재 필름에 부착된 이형성의 보호 시트를 포함하는 적층 시트재이다. 또한 본 발명의 연성회로기판을 위한 기재 시트는 전기 절연 플렉서블 플라스틱 수지 필름, 및 상기 정의된 접착제 조성물의 경화 층의 개재에 의한 플렉서블 플라스틱 수지 필름에 부착된 금속 호일을 포함하는 적층 시트재이다.
본 발명에 따른 커버레이 필름에 있어서, 상기 이형지의 두께는 50~200μm이며, 바람직하게는 100~150μm이다. 이형지로 사용한 것은 폴리에틸렌이나 실리콘 수지로 코팅하여 박리성을 부여한 것이다.
본 발명에 따른 커버레이 필름은 전기절연 플라스틱 수지 필름 위에 건조 후의 두께가 10~30μm가 되도록 접착제 조성물를 도포하고 100~200℃에서 2~10분 동안 경화한 후에 이형지를 붙이는 과정을 거쳐 커버레이 필름을 얻는다.
보다 상세하게는 충분히 교반된 열경화성 에폭시계 접착제를 펌프로 이송하여 액 fan에서 연속 주행을 하는 기재 필름에 도포를 하는데, 이때의 도포액의 두께는 콤마코터와 기재필름 표면과의 거리로서 조절할 수 있다. 표면에 도포된 습식 도막은 드라이어 존을 지나면서 건조가 되고 이렇게 처리한 판형 처리물은 건조 후 코팅막의 두께가 10~30μm이다. 이 밖에 종래에 연속 주행하는 판형 피처리물에 도포액을 도포하는 방법으로서 그라비아 코트(gravure court)법, 블레이드 코트(blade court)법, 와이어 바 코트(wire bar court)법, 리버스 코트(reverse court)법, 콤마 코트(comma court)법 등이 있다. 이와 같이 여러 가지 도포액을 코팅하는 여러 장치를 통하여 전자재료용 접착필름을 제조할 수 있다.
[실시예 1]
비스페놀 A형 에폭시 100 중량에, 카르복실기를 함유한 NBR 160 중량부, 폴리에스테르 수지 (Vylon 220, Mn: 3k, Tg: 53℃, 도요보 제조) 40 중량부, 경화제로서 DDM (Diaminodiphenyl methane) 3 중량부, 인계 난연제로 SPB-100을 70 중량부, 무기계 난연제로서 H-42I를 40 중량부를 혼합하여 혼합액을 제조하여 이 혼합액을 메틸에틸케톤에 녹인 다음 밀링기로 밀링하여 폴리이미드 필름 위에 코팅한 다음 160도에서 3분간 건조하여 코팅 후 두께가 25um가 되는 커버레이 필름을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1의 조건에서 폴리에스테르 수지(Vylon 220)의 양을 80 중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.
[실시예 3]
실시예 1의 조건에서 폴리에스테르 수지인 Vylon 220 대신 Vylon 200(Mn: 17k, Tg: 67℃, 도요보 제조)을 40 중량부 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.
[비교예 1]
실시예 1의 조건에서 폴리에스테르 수지인 Vylon 220을 미적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.
상기 실시예 및 비교예들에 의해 제조된 커버레이 필름을 다음의 실험예를 사용하여 평가하였고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예 1]
본 실험은 본 발명의 실시 예들 및 비교 예에서 제조된 커버레이 필름을 도 2 에서와 같이 연성회로기판의 구리 호일 면 위에 올려 놓고 160도 40kgf의 힘으로 30분간 핫 프레스하여 접착한 후 커버레이(시료 폭: 1cm, 시료 길이: 12cm)의 박리강도를 측정하였는데, 이때의 시료와 접착력 측정기가 이루는 각도는 180도이고, 속력은 50mm/min으로 하여 각 조건별로 5번의 테스트를 거쳐 그 평균값을 구하였다.
[실험예 2]
본 실험에서는 본 발명의 실시 예들 및 비교 예에서 제조된 커버레이 필름을 UL-94의 VTM 측정법에 준거하여 난연 평가를 실시하였다.
[표 1]
평가항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
박리강도
(N/cm)		 16 11 11 9
난연성
(VTM-0)		 OK OK OK OK
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 적정량의 폴리에스테르 수지를 적용한 실시 예 1 내지 실시 예 3은 비교 예 1보다 접착력이 우수함을 알 수 있는 바, 연성 회로 기판에 사용되는 커버레이의 접착제로 사용하면 박리강도를 높일 수 있음을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버레이 필름의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버레이 필름을 3층 연성 회로기판에 접착하는 핫프레스의 개략도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10 : 폴리이미드 필름 20 : 접착제 층
30 : 이형지

Claims (7)

  1. 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물에 있어서,
    (a) 에폭시 수지 100중량부와,
    (b) 카르복실기 함유 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 50내지 250 중량부와,
    (c) 수평균 분자량이 3,000 내지 20,000인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 또는 인 함유 폴리에스테르 수지 10 내지 100 중량부와,
    (d) 아민계 혹은 산무수물계 중 선택된 1종 이상의 경화제 1 내지 50 중량부와,
    (e) 인계 난연제 51 내지 100 중량부 및
    (f) 무기계 난연제 20 내지 100 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (f) 무기계 난연제 61 내지 100 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    (b) 상기 카르복실기 함유 아크릴로니트릴 부타디엔 고무는 160 중량부로 하고,
    (c) 상기 폴리에스테르 수지 또는 인 함유 폴리에스테르 수지는 40 중량부로 하고,
    (d) 상기 경화제는 3 중량부로 하고,
    (e) 상기 인계 난연제는 70 중량부로 하고,
    (f) 상기 무기계 난연제는 40 중량부인 것을 특징으로 하는, 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물.
  6. 제 5항에 있어서,
    (c) 상기 폴리에스테르 수지는 바이론 220(Vylon220)으로 하고,
    (d) 상기 경화제는 DDM(diaminodiphenyl methane)으로 하고,
    (e) 상기 인계 난연제는 SPB-100으로 하고,
    (f) 상기 무기계 난연제는 H-42I인 것을 특징으로 하는, 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물.
  7. 제 1항 및 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 상기 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물을 이용한 커버레이 필름으로서,
    전기 절연성 기재 필름과, 상기 전기 절연성 기재 필름 상에 상기 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물로 코팅된 접착제 층과, 상기 접착제 층 상에 라미네이션된 이형지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 할로겐프리 커버레이 접착제 조성물을 이용한 커버레이 필름.
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