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KR102634747B1 - 전자파 차폐 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

전자파 차폐 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR102634747B1
KR102634747B1 KR1020180121099A KR20180121099A KR102634747B1 KR 102634747 B1 KR102634747 B1 KR 102634747B1 KR 1020180121099 A KR1020180121099 A KR 1020180121099A KR 20180121099 A KR20180121099 A KR 20180121099A KR 102634747 B1 KR102634747 B1 KR 102634747B1
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Abstract

본 발명은 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성된 2층 이상의 전도층;을 포함하며, 상기 2층 이상의 전도층 중 적어도 하나는, 당해 층의 전체 중량 대비 1 내지 30 중량%의 중공(中空) 도전성 입자를 포함하고, ASTM 4935-1법에 따른 주파수 1GHz에서의 전자파 차폐율이 50 내지 65 dB인 전자파 차폐 필름을 제공한다.
본 발명에서는 전도층의 성분으로 가압에 의해 파쇄(破碎)되어 두께를 감소시킬 수 있는 중공 도전성 입자를 사용함으로써, 우수한 전자파 차폐 성능을 나타냄과 동시에 얇은 두께를 구현할 수 있다.

Description

전자파 차폐 필름 및 이의 제조방법{ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING FILM FOR FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD AND THE PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 컴퓨터, 통신 기기, 프린터, 휴대 전화기, 비디오 카메라 등 전자제품에 사용되는 인쇄회로기판 등의 전자부품, 케이블, 전선 등의 통신기기 또는 통신 부품에서 발생하는 전자파를 차폐하는 차폐 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상, 전자 기기의 소형화, 평면화 및 고기능화에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 요구를 맞추기 위해 다른 사용 주파수 영역의 부품들을 같은 전자 기기에 구현함으로써 복합적인 전자파 노이즈가 발생하고 있으며, 이러한 복합적인 전자파 노이즈에 대한 대책을 세우는 것이 힘들어지고 있다. 한편, 데이터 전송 케이블도 박형화와 적은 전자파 노이즈 방출에 대한 요구가 증가하고 있다. 대량 데이터를 전송하는 경우에 전자파 노이즈에 의한 데이터의 간섭으로 데이터에 오류가 발생하고 데이터가 손실되는 등의 경우가 자주 발생하고 있다.
전자파 적합성을 만족시키기 위해서는 각종 전기·전자 및 통신 기기로부터 발생되는 전자파 노이즈를 가급적 줄이고, 외부 전자파 환경에 대하여 전자파 감수성을 줄여 기기 자체의 전자파 내성을 강화하여야 한다. 각종 전기·전자 및 통신 기기에 삽입되는 전자파 적합성 제품에 요구되는 가장 중요한 특성은 전자파 차폐율과 흡수율이 커야 한다는 것과 기기의 경박단소화 추세에 따라 전자파 적합성 제품이 작고 얇아야 한다는 것이다.
상술한 전자파 노이즈 문제를 해결하기 위한 대책으로서, 1층 이상의 절연층 상에 금속층과 전도층이 순차적으로 마련된 차폐 필름이 자주 사용되고 있다. 이러한 차폐필름의 차폐율을 높이기 위해서는 전도층에 포함되는 도전성 필러의 함량을 증대시켜야 한다. 그러나 도전성 필러의 함량이 증가할 경우 차폐필름의 두께 상승이 필수적으로 발생하여 이를 구비하는 전자기기의 경박 단소화 추세에 역행하게 된다.
전술한 문제점을 해결하고자, 종래 구형, 판상형, 침상형 등의 다양한 형상의 도전성 필러를 사용하기도 하였으나, 이 경우 차폐율 향상 및 두께 감소 면에서 모두 만족스럽지 못하는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명자는 전술한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 전자파 차폐 필름의 전도층을 2층 이상의 다층 구조로 구성하되, 상기 전도층 중 적어도 하나에 중공 도전성 입자를 사용함으로써, 가압 공정에 의해 파괴되어 두께를 감소시킴과 동시에 파괴된 입자의 판상체로 이루어진 도전막을 형성하여, 우수한 전자파 차폐 성능과 얇은 두께를 동시에 구현할 수 있는 전자파 차폐 필름을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성된 2층 이상의 전도층;을 포함하며, 상기 2층 이상의 전도층 중 적어도 하나는, 당해 층의 전체 중량 대비 1 내지 30 중량%의 중공(中空) 도전성 입자를 포함하고, ASTM 4935-1법에 따른 주파수 1GHz에서의 전자파 차폐율이 50 내지 65 dB인 전자파 차폐 필름을 제공한다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 전도층은 중공 도전성 입자와 수지를 함유하는 제1전도층; 및 비(非)중공 도전성 입자와 수지를 함유하는 제2전도층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 제1전도층과 상기 절연층은 직접 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 중공 도전성 입자는 구형이며, 상기 비중공 도전성 입자는 비(非)구형 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 비중공 도전성 입자는 판상형, 침상형, 섬유형, 가지형, 원뿔형, 피라미드형 및 무정형(無定形)으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 중공 도전성 입자는 평균 입경(d50)이 1 내지 30 ㎛이며, 평균 중공율이 70 내지 95 부피%일 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 비(非)중공 도전성 입자의 함량은, 당해 제2전도층의 전체 중량 대비 1 내지 30 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 제1전도층과 제2전도층에 포함되는 수지는 각각, 열경화성 수지 또는 열경화성 수지와 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 절연층은 폴리이미드(PI) 필름, 또는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴라아미드이미드 및 폴리아믹산 수지로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 수지 조성물을 기재 필름상에 액상 도포한 후 경화하여 형성된 열가소성 폴리이미드층일 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 절연층은 당해 절연층의 전체 중량을 기준으로 3 내지 30 중량부의 전기 비전도성 필러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 전도층은 가압(press)에 의해 파괴된 중공 도전성 입자의 판상체가 밀집된 도전막을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 판상체는 평균 어스펙트비(장경/단경)가 3.0 이상이고 어스펙트비의 표준 편차가 0.15 내지 0.50 일 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 35 내지 80 kgf/cm2의 압력 조건 하에서 가압 후, 하기 식 1에 따른 전도층의 두께 감소율이 30 내지 80% 일 수 있다:
[식 1]
전도층의 두께 감소율 (%) =
Figure 112018100109015-pat00001
상기 식에서,
T1은 가압 전 전도층의 두께이고, T2는 가압 후 전도층의 두께이다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 전자파 차폐 필름은 가압 후 전도층의 두께가 4~7 ㎛일 때, ASTM 4935-1법에 따른 주파수 1GHz에서의 전자파 차폐율이 54 내지 65 dB일 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 전자파 차폐 필름은, 상기 절연층 상에 배치되는 제1기재; 및 상기 전도층 상에 배치되는 제2기재 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 제1기재와 제2기재는 각각, 보호필름 및 이형필름 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 절연층과 접하는 제1기재의 제1면과, 상기 전도층과 접하는 제2기재의 제1면에는 각각 소정의 표면 조도가 형성될 수 있다.
또한 본 발명은 1층 이상의 회로패턴을 포함하는 인쇄회로기판; 및 상기 기재의 일면 또는 양면 상에 배치되는 전술한 전자파 차폐 필름을 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판(FPCB)을 제공한다.
본 발명에서는 가압에 의해 파쇄(破碎)되어 두께를 유의적으로 감소시킬 수 있는 중공형 도전성 입자를 전도층의 성분으로 채용함으로써, 우수한 전자파 차폐 성능을 나타냄과 동시에 얇은 두께를 구현할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 전자파 차폐 필름은, 높은 전자파 차폐 성능과 경박단소화를 필요로 하는 각종 전기·전자 및 통신 기기에 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 필름의 단면 구조를 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자파 차폐 필름의 가압 이후 단면 구조를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전자파 차폐 필름의 단면 구조를 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전자파 차폐 필름의 가압 이후 단면 구조를 나타내는 모식도이다.
도 6는 본 발명의 전자파 차폐 필름에 사용되는 중공 도전성 입자의 전자 현미경(SEM) 사진이다.
도 7은 가압 이후 파괴된 중공 도전성 입자가 포함된 전도층의 단면 구조를 나타내는 전자 현미경(SEM) 사진이다.
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.
본 명세서에 있어서, 도면에 도시된 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 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.
전자파 차폐 필름은 전자파 장해(electromagnetic interference, EMI) 노이즈 차폐를 위해 연성 인쇄회로기판의 최외각(coverlay 상부)에 적층되는 필름을 지칭한다. 이러한 전자파 차폐 필름은 다양한 물성이 요구되는데, 크게 우수한 전자파 차폐 효과, 굴곡특성, 우수한 난연성, 열적 안정성, 내화학성, 내마모성, 낮은 저항변화 등이 필요하다.
종래 전자파 차폐 필름으로는, 1층 이상의 절연층 상에 전도층이 적층된 형태의 필름을 사용한다. 이러한 차폐 필름의 차폐효과를 높이기 위해서, 전도층을 구성하는 도전성 필러의 함량을 증대시켜 사용하기도 한다. 이 경우 차폐 특성이 향상되기는 하나, 증대된 도전성 필러의 함량만큼 전도층의 두께가 증가하여 얇은 두께를 구현하기 어려웠다.
이에, 본 발명에서는 전자파 차폐필름의 전도층을 구성하는 일 성분으로 가압(Press) 공정에 의해 파쇄(破碎)되어 두께를 감소시킬 수 있는 중공(中空) 도전성 입자를 사용하는 것을 특징으로 한다.
중공 도전성 입자는 당해 입자의 중심부가 비어있는(void) 구조이다. 이러한 중공 도전성 입자를 이용하여 전자파 차폐 필름을 구성한 후, 소정의 압력을 가하는 압착공정을 실시할 경우, 도전성 중공입자 내 비어있는 면적만큼 전도층의 두께가 감소하여 전자파 차폐 필름의 박막화를 구현할 수 있다. 이에 따라, 얇은 두께로 높은 차폐효과를 도모할 수 있다.
또한 상기 중공 도전성 입자는 가압에 의해 파괴되어 판상체 형태의 도전성 피막(conductive layer)을 형성하게 되므로, 동일한 두께 조건 하에서 보다 높은 전자파 차폐 효율을 구현할 수 있다. 따라서 본 발명의 전자파 차폐 필름은, 우수한 전자파 차폐 효과와 경박단소화를 요구하는 각종 분야에 적용될 수 있다.
<전자파 차폐 필름>
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 인쇄회로기판(FPCB) 형성용 전자파 차폐 필름에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자파 차폐 필름(100)의 단면 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
상기 도 1을 참조하여 설명하면, 전자파 차폐 필름(100)은, 절연층(10); 및 상기 절연층 상에 형성된 적어도 2층 이상의 다층 전도층(CL1)을 포함하고, 상기 전도층(CL1)의 적어도 하나는 중공 도전성 입자(21)를 포함한다.
<절연층>
본 발명의 전자파 차폐 필름(100)에 있어서, 절연층(10)은 최종적으로 필름의 최외각에 위치하면서, 전자파 차폐 필름의 기계적 강도와 굴곡 특성을 나타냄과 동시에 열적 안정성, 내화학성, 내스크래치성 등을 발휘하는 역할을 한다.
절연층(10)은 코팅층 또는 필름 형태로서, 당 업계에 알려진 통상적인 열경화성 수지 및 열가소성 수지 중 적어도 하나를 포함하는 조성물을 경화시켜 형성될 수 있다. 일례로, 절연층(10)은 당 분야에 알려진 통상적인 폴리이미드계 수지를 사용하거나 또는 상기 폴리이미드계 수지에 열경화성 수지를 더 포함하여 구성될 수 있다.
폴리이미드(polyimide, PI) 수지는 이미드(imide) 고리를 가지는 고분자 물질로서, 이미드 고리의 화학적 안정성을 기초로 하여 우수한 난연성, 내열성, 연성, 내화학성, 내마모성과 내후성 등을 발휘하며, 그 외에도 낮은 열팽창율, 낮은 통기성 및 뛰어난 전기적 특성 등을 나타낸다. 따라서 본 발명의 절연층(10)으로서 폴리이미드 필름을 사용할 경우, 난연제를 비함유하더라도 폴리이미드(PI) 고유의 난연성에 기인하여 전자파 차폐 필름의 난연성을 충분히 확보할 수 있다. 또한 에폭시 또는 기타 수지에 비해 표면 경도가 증가하여 내스크래치성이 상승하게 되며, 높은 유리전이온도에 의한 내열성 증가, 및 에폭시 수지 대비 높은 굴곡성을 확보할 수 있다.
일 실시예를 들면, 폴리이미드계 수지는 상용화된 폴리이미드(PI) 필름을 사용할 수 있다. 이러한 폴리이미드 필름은 자기 지지성을 가지는 필름 내지 시트 형상으로서, 시판되는 범용의 폴리이미드(PI) 필름을 사용하거나, 상용화된 용해성 폴리이미드(soluble PI)를 사용할 수 있다. 그 외, 당 업계에 공지된 디아민 화합물과 산이무수물(예, 방향족 디안하이드라이드)을 축합반응한 후, 상기 반응물을 기재(substrate) 상에 도포 및 건조/경화하여 제조될 수도 있다. 상기 폴리이미드 필름은 매트 처리, 코로나 처리 등의 표면처리가 실시된 것일 수 있다.
다른 일 실시예를 들면, 폴리이미드계 수지는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴라아미드이미드 및 폴리아믹산 수지로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 폴리이미드층 형성용 조성물을 기재 필름상에 액상 도포한 후 경화시켜 형성된 열가소성 폴리이미드층일 수 있다.
본 발명에서 전술한 폴리이미드 필름, 용해성(soluble) 폴리이미드 또는 폴리아믹산 조성물을 사용할 경우, 당 분야에 알려진 통상적인 열경화성 수지, 예컨대 인(P) 함유형 열경화성 수지, 및/또는 인(P) 비함유형 열경화성 수지를 사용할 수 있다.
사용 가능한 열경화성 수지의 비제한적인 예로는, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 페놀 수지, 식물성유 변성 페놀수지, 크실렌 수지, 구아나민 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 비닐에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 푸란 수지, 폴리이미드 수지, 시아네이트 수지, 말레이미드 수지 및 벤조시클로부텐 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 바람직한 일례를 들면, 에폭시 수지, 페놀 수지 및 식물성유 변성 페놀수지 중 적어도 하나일 수 있다. 이중에서 에폭시 수지는 반응성, 내열성이 우수하여 바람직하다.
에폭시 수지는 당 업계에 알려진 통상적인 에폭시 수지를 제한 없이 사용할 수 있으며, 1분자 내에 에폭시기가 2개 이상 존재하는 것이 바람직하다. 사용 가능한 에폭시 수지의 비제한적인 예를 들면, 비스페놀A형/F형/S형 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 알킬페놀 노볼락형 에복시, 바이페닐형, 아랄킬(Aralkyl)형, 나프톨(Naphthol)형, 디시클로펜타디엔형 또는 이들의 혼합 형태 등이 있다. 보다 구체적인 예를 들면, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 안트라센 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 테트라메틸 비페닐형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 S 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 페놀 공축 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 코레졸 공축 노볼락형 에폭시 수지, 방향족 탄화수소 포름알데히드 수지 변성 페놀 수지형 에폭시 수지, 트리페닐 메탄형 에폭시 수지, 테트라 페닐에탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 페놀 부가반응형 에폭시 수지, 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 다관능성 페놀 수지, 나프톨 아랄킬형 에폭시 수지 등이 있다. 이때 전술한 에폭시 수지를 단독 사용하거나 또는 2종 이상 혼용할 수도 있다.
본 발명에서는 당 업계에 알려진 통상적인 경화제를 제한 없이 사용할 수 있으며, 사용하고자 하는 에폭시 수지의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 사용 가능한 경화제의 비제한적인 예로는 페놀계, 무수물계, 디시안아미드계, 경화제가 있으며, 이중에서 페놀계 경화제가 내열성 및 접착성을 더 향상시킬 수 있어 바람직하다. 상기 페놀계 경화제의 비제한적인 예로는 페놀노볼락, 크레졸노볼락, 비스페놀 A 노볼락, 나프탈렌형 등이 있으며, 이때 이들을 단독으로 또는 2종 이상이 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 절연층(10)은 최종 제품의 기계적 물성, 낮은 저항변화, 적당한 가요성을 효과적으로 나타내기 위해서, 당 업계에 알려진 통상적인 전기 비전도성 필러와 열가소성 수지 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
사용 가능한 열가소성 수지의 예를 들면, 페녹시 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 폴리에테르설폰, 폴리설폰 등을 들 수 있다. 이들의 열가소성 수지는 어느 1종만을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다.
전기 비전도성 필러는 유기 필러, 무기 필러 또는 이들 모두를 혼합하여 사용할 수 있다. 사용 가능한 전기 비전도성 필러의 비제한적인 일례를 들면, 천연 실리카(natural silica), 용융 실리카(Fused silica), 비결정질 실리카(amorphous silica), 결정 실리카(crystalline silica) 등과 같은 실리카류; 보에마이트(boehmite), 알루미나, 탈크(Talc), 구형 유리, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 마그네시아, 클레이, 규산칼슘, 산화티탄, 산화안티몬, 유리섬유, 붕산알루미늄, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 티탄산칼슘, 티탄산마그네슘, 티탄산비스무스, 산화티탄, 지르콘산바륨, 지르콘산칼슘, 질화붕소, 질화규소, 활석(talc), 운모(mica) 등이 있다. 이러한 무기 필러는 단독 또는 2개 이상으로 혼용하여 사용될 수 있다. 또는 카본 블랙(carbon black), 그래핀(grapheme), 카본 나노튜브(CNT) 또는 이들의 1종 이상 혼합물 등을 사용할 수도 있다. 본 발명에서 전기 비전도성 필러의 함량은, 절연층(10)의 기계적 물성, 낮은 저항변화, 기타 물성 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 전기 비전도성 필러의 함량은 당해 절연층의 전체 중량(예, 100 중량부)을 기준으로 3 내지 30 중량부이며, 바람직하게는 5 내지 20 중량부일 수 있다.
본 발명의 절연층(10)을 형성하는 조성물은 상기 수지 조성물의 고유 특성을 해하지 않는 한, 필요에 따라 당 업계에 일반적으로 알려진 난연제나, 상기에서 기재되지 않은 다른 열경화성 수지나 열가소성 수지 및 이들의 올리고머와 같은 다양한 고분자, 고체상 고무 입자 또는 자외선 흡수제, 항산화제, 중합개시제, 염료, 안료, 분산제, 증점제, 레벨링제 등과 같은 기타 첨가제 등을 더 포함할 수 있다. 일례로, 실리콘계 파우더, 나일론 파우더, 불소수지 파우더 등의 유기충전제, 오르벤, 벤톤 등의 증점제; 실리콘계, 불소수지계 등의 고분자계 소포제 또는 레벨링제; 이미다졸계, 티아졸계, 트리아졸계, 실란계 커플링제 등의 밀착성 부여제; 프탈로시아닌, 카본 블랙(carbon black) 등의 착색제 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 절연층(10)은 폴리이미드계 수지, 또는 폴리이미드계 수지와 에폭시 수지를 혼용하되, 여기에 전기비전도성 필러와 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 절연층을 구성하는 조성물의 바람직한 일례를 들면, 당해 조성물의 전체 100 중량부를 기준으로 용해성(soluble) 폴리이미드 수지 60 내지 80 중량부; 에폭시 수지 5 내지 10 중량부; 전기비전도성 필러 3 내지 30 중량부; 및 착색제 2 내지 5 중량부를 포함할 수 있다. 여기서, 용해성(soluble) 폴리이미드 수지는 내화학성 및 굴곡성을 구현할 수 있으며, 비스페놀 노볼락 에폭시 수지는 내화학성 및 강성 효과를 발휘한다. 또한 전기비전도성 필러는 내마모 특성과 연필경도를 확보할 수 있고, 카본 블랙 등의 착색제는 사용자가 원하는 색상을 구현할 수 있다.
본 발명의 전자파 차폐 필름(100)에 있어서, 절연층(10)의 두께는 필름의 취급성, 물리적 강성, 기판의 박형화 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로 5 내지 20 ㎛ 일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 6 ㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 절연층(10)은 종래 복수의 절연층이 아니라 폴리이미드(PI) 소재의 단일 절연층을 구성함으로써, 폴리이미드 자체의 난연 특성을 바탕으로 난연성, 굴곡성 및 내화학성을 확보할 수 있다. 그 외, 첨가되는 전기비전도성 필러에 의하여 내마찰특성 3,000회 이상 및 연필경도 8~9H 이상의 특성을 나타낼 수 있다.
<전도층>
본 발명의 전자파 차폐 필름(100)에 있어서, 전도층(CL1)은 상기 절연층(10) 상에 형성되는 것으로서, 전도성 물질을 포함하여 전자파 차폐 효과를 발휘함과 동시에 접착력, 굴곡성 및 층간 접착력을 발휘하는 역할을 한다.
또한 전자파 차폐 필름(100)이 피착체에 고정되도록 하는 기능도 담당하므로, 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 붙여서 사용시, 상기 인쇄회로기판의 전기 회로와 안정하게 접속하고, 발생한 전기 잡음이 외부에 방출되거나 또는 상기 인쇄회로기판에 침입하는 것을 유효하게 차폐할 수 있다.
전도층(CL1)은 적어도 2층 이상을 포함하는 다층 구조로서, 이중 적어도 하나에 중공 도전성 입자(21)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 상기 2층 이상의 전도층(CL1)은 중공(中空) 도전성 입자(21)와 수지를 함유하는 제1전도층(20)과 비(非)중공 도전성 입자(31)와 수지를 함유하는 제2전도층(30)을 포함한다.
제1전도층(20)은 전술한 절연층(10)과 직접 접촉하는 부분으로서, 중공 도전성 입자(21)와 수지(미도시)를 포함한다.
상기 중공 도전성 입자(21)는, 당해 입자 내 빈 공간(void)을 갖는 중공형 구조를 갖기만 한다면, 이의 형상, 크기, 중공율 등에 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 상기 중공 도전성 입자는 평균 입경(d50)이 30 ㎛ 이하인 구형의 입자일 수 있으며, 구체적으로 평균 입경이 1 내지 30 ㎛일 수 있다. 또한 상기 중공 도전성 입자의 평균 중공율은 70 부피% 이상일 수 있으며, 바람직하게는 70 내지 95 부피%, 보다 바람직하게는 75 내지 90 부피%일 수 있다. 평균 중공율의 상한에는 특별히 제약은 없지만, 95 부피%를 초과하면 입자의 껍질 두께가 얇아져 입자 강도가 너무 약해져, 제1전도층(20)을 형성하기 전에 입자가 파괴할 우려가 있다. 이에 따라 상기 중공 도전성 입자의 평균 중공율은 75 내지 90 부피%가 바람직하다.
본 발명에서, '평균 중공율'이란, 입자의 이론 밀도에 대한 입자 밀도의 실측값의 비라고 정의된다. 일례로, 실리카 중공 입자의 밀도의 실측값이 1.1 g/cm3인 경우, 그 평균 중공율은 비정질 실리카의 이론 밀도 2.2 g/cm3로 나누어 50 부피%로 산출된다. 밀도는 피크노메타법 진밀도 측정기로 측정된다.
상기 중공 도전성 입자(21)는 내부에 빈 공간을 가지며, 그 표면에 전도성을 나타내는 당 업계에 공지된 통상의 도전성 필러를 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로 Ag, Cu, Ni, Al, Ag으로 코팅된 구리 필러, 니켈 필러일 수 있다. 또는 고분자 필러, 수지 볼 및 유리 비즈 중 적어도 하나에 금속 도금을 실시한 필러 또는 이들의 혼합체 등일 수 있다. 여기서 은(Ag)은 고가이고, 구리(Cu)는 내열의 신뢰성이 부족하고, 알루미늄(Al)은 내습의 신뢰성이 부족하므로, 은(Ag), 은으로 코팅된 구리(Cu) 필러 또는 니켈(Ni) 필러를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 중공 도전성 입자(21)의 함량은 전자파 차폐 효과를 발휘한다면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 제1전도층(20)의 전체 중량(예, 100 중량부)을 기준으로 하여 1 내지 30 중량부일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 10 중량부일 수 있다.
제2전도층(30)은 전술한 제1전도층(20)과 인접하는 부분으로서, 비중공 도전성 입자(31)와 수지(미도시)를 포함한다.
상기 비중공 도전성 입자(31)는 전술한 중공 도전성 입자(21)의 형상과 상이한 형상, 예컨대 비(非)구형 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 비중공 도전성 입자(31)는 판상형, 침상형, 섬유형, 가지형, 원뿔형, 피라미드형 및 무정형(無定形)으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 전도층(CL1)의 높은 차폐율과 패킹밀도, 얇은 두께를 고려하여, 상기 비중공 도전성 입자(31)는 판상형, 침상형, 섬유형 및 가지형 중 어느 하나의 형상인 것이 바람직하다. 또한 전도층(CL1)의 패킹밀도와 두께감소 효과를 고려하여, 서로 다른 형상을 갖는 2종 이상의 비중공 도전성 입자(31)를 혼용할 수 있다. 이와 같이 형상이 상이한 비중공 도전성 입자를 제2전도층(30) 성분으로 혼용하는 경우, 종래 동일 형상의 도전성 필러를 사용하는 것에 비해, 전도층(CL1)의 패킹밀도 값이 높아지고 비저항 값이 감소하게 되므로, 종래기술 대비 소량의 전도성 필러를 사용하더라도 우수한 전기적/전자파 차폐 특성과 접촉저항 감소를 도모할 수 있다.
상기 비중공 도전성 입자(31)의 크기는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일 실시예를 들면, 가지(branch)형 비중공 도전성 입자의 길이는 5 내지 20 ㎛일 수 있으며, 평균 종횡비는 1.5 내지 6.0일 수 있다. 또한 상기 비(非)중공 도전성 입자의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 제2전도층(30)의 전체 중량(예, 100 중량부) 대비 50 내지 80 중량부일 수 있으며, 바람직하게는 60 내지 70 중량부일 수 있다.
본 발명에 따른 전도층(CL1), 구체적으로 제1전도층(20)과 제2전도층(30)에 포함되는 수지는 당 업계에 공지된 열경화성 수지를 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 제1전도층(20)과 제2전도층(30)에 포함되는 수지는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 전술한 절연층(10)을 구성하는 열경화성 수지와 동일한 성분으로 구성될 수 있다. 일례로 인(P)을 함유하거나 및/또는 비함유하는 열경화성 수지를 사용할 수 있다.
사용 가능한 열경화성 수지의 비제한적인 예로는, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 페놀 수지, 식물성유 변성 페놀수지, 크실렌 수지, 구아나민 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 비닐에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 푸란 수지, 폴리이미드 수지, 시아네이트 수지, 말레이미드 수지 및 벤조시클로부텐 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는 폴리에스터계 변성 우레탄 수지와 에폭시 수지를 사용하는 것이다. 여기서, 폴리에스터계 변성 우레탄 수지는 다른 기재층과의 적층 특성을 향상시키고 굴곡성을 확보하기 위해서이며, 에폭시 수지는 폴리우레탄의 경화성, 반응성, 내열성이 우수하기 때문이다.
본 발명의 전도층(CL1, 20, 30)은 전술한 우레탄 수지와 에폭시 수지 이외에, 그 외의 당 분야에 알려진 통상적인 열경화성 수지나 열가소성 수지를 더 포함할 수 있다. 사용 가능한 열가소성 수지의 일례를 들면, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트 수지 및 변성 폴리페닐렌옥사이드 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있다.
본 발명의 전도층(CL1, 20, 30)은 당 업계에 알려진 통상적인 경화제를 추가로 포함할 수 있는데, 이들은 사용하고자 하는 수지의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 사용 가능한 경화제의 비제한적인 예로는 페놀계, 무수물계, 디시안아미드계, 경화제가 있다. 이때, 상기 열경화성 수지가 에폭시 수지인 경우, 폴리아민계 경화제, 산 무수물계 경화제, 삼불화붕소아민 착염, 이미다졸계 경화제, 방향족 디아민계 경화제, 카르복실산계 경화제, 페놀 수지 등이 사용될 수 있으며, 이중에서 페놀계 경화제가 내열성 및 접착성을 더 향상시킬 수 있어 바람직하다.
전술한 성분 이외에, 본 발명에 따른 전도층(CL1, 20, 30)은 당해 층의 고유한 특성을 해하지 않는 한, 필요에 따라 당 업계에 공지된 난연제, 상기에서 기재되지 않은 다른 열경화성 수지나 열가소성 수지 및 이들의 올리고머와 같은 다양한 고분자, 고체상 고무 입자 또는 자외선 흡수제, 항산화제, 중합개시제, 염료, 안료, 분산제, 증점제, 레벨링제, 착색제 등과 같은 기타 첨가제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 전자파 차폐 필름(100)에 있어서, 상기 전도층(CL1)의 두께는 필름의 전자파 차폐력, 굴곡성, 접착력, 층간 접착력 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 가압 전 전도층(CL1)의 전체 두께는 10 내지 40 ㎛일 수 있으며, 제1전도층(20)의 두께는 1 내지 10 ㎛이고, 제2전도층(30)의 두께는 10 내지 30 ㎛일 수 있다.
또한 본 발명의 전자 차폐 필름(100)은 우수한 차폐율을 나타낼 수 있다. 이러한 전자파 차폐력은 ASTM 4935-1법에 있어서 주파수 1GHz에서의 전자파 차폐율이 50 내지 65 dB일 수 있으며, 바람직하게는 52 내지 65 dB일 수 있다. 여기서, 전술한 전자파 차폐율은 가압 후 측정된 차폐율을 의미한다.
도 2는 도 1에 도시된 전자파 차폐 필름(100)의 가압(Press) 이후 단면 구조를 나타내는 모식도이다.
이하, 도 2에 도시된 전자파 차폐필름(110)에 대하여 설명한다. 도 2에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 도 2에 대한 설명에서는 도 1과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 차이점에 대해서만 설명한다.
전도층(CL1), 구체적으로 제1전도층(20)에 중공 도전성 입자(21)가 원래 형상대로 포함되는 도 1의 제1실시예와 달리, 도 2의 전도층(CL2), 구체적으로 제1전도층(20)에서는 소정의 압력을 가하는 가압(Press) 공정에 의해 중공 도전성 입자(21)가 파괴되어 형성된 복수의 판상체가 서로 밀집된 형태의 도전막(22)이 형성된다. 이에 따라, 제1전도층(20)을 포함하는 전도층(CL2)의 전체 두께가 유의적으로 감소하여, 전자파 차폐필름(110)의 박막화가 가능하다.
구체적으로 도 2를 참조하면, 전자파 차폐필름(110)은 절연층(10); 상기 절연층(10) 상에 배치되고, 가압에 의해 파괴된 중공(中空) 도전성 입자의 판상체가 밀집된 도전막(22)을 포함하는 제1전도층(20); 및 상기 제1전도층(20) 상에 배치되고, 비(非)중공 도전성 입자(31)와 수지를 함유하는 제2전도층(30)이 배치된 구조이다.
상기 전도층(CL2)은, 가압(press)에 의해 중공 도전성 입자가 파괴되어 형성된 판상체가 밀집된 도전막(22)을 포함한다. 이러한 도전막(22)을 형성하는 판상체는 전술한 중공 도전성 입자의 파괴로부터 형성된 것이라면 이의 형상, 크기 등에 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 상기 판상체의 평균 어스펙트비(장경/단경)는 3.0 이상일 수 있으며, 어스펙트비의 표준 편차가 0.15 내지 0.50 일 수 있다.
본 발명의 일 구현예를 들면, 35 내지 80 kgf/cm의 압력 조건 하에서 가압 후, 상기 전도층은 하기 식 1에 따른 두께 감소율이 30 내지 80 %, 바람직하게는 50 내지 70 %를 나타낼 수 있다.
[식 1]
전도층의 두께 감소율 (%) =
상기 식에서, T1은 가압 전 전도층의 두께이고, T2는 가압 후 전도층의 두께이다. 여기서, 전도층은 제1전도층과 제2전도층을 합한 것을 지칭한다.
일례로, 가압 전 전도층(CL1)의 두께는 10 내지 40 ㎛이며, 가압 후 전도층(CL2)의 두께는 5 내지 20 ㎛ 일 수 있다. 또한 가압 전 제1전도층(20)의 두께는 1 내지 10 ㎛이며, 가압 후 제1전도층(20)의 두께는 0.2 내지 5 ㎛ 일 수 있다. 제2전도층(30)은 가압 전과 후의 두께가 거의 동일할 수 있으며, 일례로 가압 전과 후의 제2전도층(30)의 두께 차이는 대략 1 내지 20 ㎛일 수 있다.
본 발명에서는 적어도 2층 이상의 전도층(CL1)을 구성하되, 이중 적어도 하나, 바람직하게는 제1전도층(20)에 중공 도전성 입자(21)를 적용한 후 가압 공정을 실시함으로써, 중공 도전성 입자(21)의 비어있는 면적만큼 전도층의 두께 감소가 도모되고, 이와 동시에 패킹밀도가 높은 판상형의 도전성 피막(22)이 형성되어, 동일 두께 하에서 더 높은 차폐 효율을 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예를 들면, 가압 후 전도층(CL2)의 두께가 4 ~ 7㎛일 때, ASTM 4935-1법에 따른 주파수 1GHz에서의 전자파 차폐율이 54 내지 65 dB일 수 있으며, 바람직하게는 가압 후 전도층(CL2)의 두께가 5 ㎛일 때, 전자파 차폐율이 56 내지 65 dB이며, 보다 바람직하게는 58 내지 65 dB일 수 있다.
이하, 도 3에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(200)에 대하여 설명한다. 도 3에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타내며, 하기 도 3에 대한 설명에서는 도 1과의 차이점에 대해서만 설명한다.
도 3의 전자파 차폐 필름(200)은, 절연층(10)과 전도층(CL1) 상에 각각 제1기재(40)와 제2기재(50)가 추가 적층된 구조를 나타낸다.
구체적으로 도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 전자파 차폐 필름(200)은 제1기재(40); 상기 제1기재(40) 상에 배치된 절연층(10); 상기 절연층(10) 상에 배치되고, 중공 도전성 입자(21)와 수지를 포함하는 제1전도층(20); 상기 제1전도층(20) 상에 배치되고, 비중공 도전성 입자(31)와 수지를 포함하는 제2전도층(30); 및 상기 제2전도층(30) 상에 배치되는 제2기재(50)를 포함한다.
제1기재(40)와 제2기재(50)는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 당 분야에 공지된 보호필름 및 이형필름 중 적어도 하나일 수 있다.
구체적으로, 제1기재(40)는 절연층(10) 상에 배치되는 부분으로, 상기 절연층(10)이 외부환경의 이물질로부터 오염되는 것을 방지하고, 공정의 취급성 및 가공성을 개선할 수 있다. 또한 가열/가압에 의한 압착공정 이후 필요에 따라 박리되어 제거될 수 있다.
상기 제1기재(40)는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 알려진 보호필름 등의 플라스틱 필름을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 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(PI) 필름, 불소수지 필름, 폴리아마이드 필름, 아크릴수지 필름, 노보넨계 수지 필름, 사이클로올레핀 수지 필름 등이 있다. 구체적인 일례를 들면, 폴리이미드(PI) 필름, PET (polyethylene terephthalate) 필름, PEN (polyethylene naphthalate) 필름, 보호 필름, 캐리어 필름 및 이형필름 중 적어도 하나일 수 있다.
여기서, 상기 보호필름과 캐리어 필름은 당 분야에 알려진 통상적인 것을 사용할 수 있으며, 일례로 폴리이미드 필름, PET 필름, PEN 필름의 일면에 점착층이 형성된 것일 수 있다. 이러한 점착층은 당 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 성분으로서, 일례로 에폭시계 점착제, 실리콘계 점착제, 아크릴계 점착제 및 이들의 혼합 성분이 함유될 수 있다. 바람직하게는 실록산계 폴리머(siloxane polymer)를 바인더로 하는 액상 수지 형태의 PSA일 수 있다.
제1기재(40)는 후술되는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판의 일면, 구체적으로 전자파 차폐필름의 제2전도층(30)과 인쇄회로기판의 일면이 접합된 적층체 구조에서 최외각(예, 최상면)에 위치하게 된다. 이러한 제1기재(40)는 전자파 차폐형 인쇄회로기판에 굽힘력이나 외력 충격에 대한 스트레스가 가해졌을 때 해당 스트레스를 흡수하고 크랙(Crack) 발생 등을 막아 주는 역할을 할 수 있다. 또한 제1기재(40)는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판을 형성한 이후 필요에 따라 박리되며, 그 탈착면인 절연층(10) 상에 그라운드 보강필름이나 보호필름 등이 부착될 수 있다.
상기 제1기재(40)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 일례로 30 내지 100 ㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 70 ㎛일 수 있다.
제2기재(50)는 전도층(CL2), 구체적으로 제2전도층(30) 상에 배치되는 부분으로, 고온 프레스(가열 및 가압) 공정을 통해 전자파 차폐 필름(210)이 인쇄회로기판에 적용되기 전에 박리되어 제거될 수 있다.
상기 제2기재(50)는 당 분야에 공지된 통상의 플라스틱 필름으로서 박리 가능한 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 또한 이형지도 사용 가능하다.
사용 가능한 플라스틱 필름의 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. 이러한 플라스틱 필름은 투명 혹은 반투명일 수 있고, 또는 착색되어 있거나 혹은 무착색된 것일 수도 있다. 일례에 따르면, 이형 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)일 수 있다. 다른 일례에 따르면, 이형 필름은 폴리이미드(PI)일 수 있다.
이러한 플라스틱 필름 상에는 이형층이 배치되어 있을 수 있다. 이형층은 이형 필름이 접하고 있는 층, 예컨대 제2전도층(30)이 손상되지 않고 쉽게 분리시키는 기능을 갖는다. 여기서, 이형층은 일반적으로 사용되는 필름 타입의 이형 물질일 수 있다. 이형층에 사용되는 이형제의 성분으로는 당 업계에 알려진 통상의 이형제 성분을 사용할 수 있다. 사용 가능한 이형제의 비제한적인 예로는, 에폭시 기반 이형제, 불소 수지로 이루어진 이형제, 실리콘계 이형제, 알키드 수지계 이형제, 수용성 고분자 등을 들 수 있다. 일 실시예를 들면, 제2기재(50)의 이형력은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 약 10 내지 500 gf/inch일 수 있고, 구체적으로 약 30 내지 200 gf/inch 범위일 수 있다.
또한 제2기재(50)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 통상적인 범위 내에서 조절 가능하며, 예컨대 약 50 내지 150 ㎛일 수 있고, 구체적으로 약 65 내지 100 ㎛일 수 있고, 더 구체적으로 약 65 내지 80 ㎛일 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 전자파 차폐 필름(200)의 가압(Press) 이후 단면 구조를 나타내는 모식도이다.
이하, 도 4에 도시된 전자파 차폐필름(210)에 대하여 설명한다. 도 4에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타내며, 도 4에 대한 설명에서는 도 1과의 차이점에 대해서만 설명한다.
도 2와 마찬가지로, 도 4의 전도층(CL2), 구체적으로 제1전도층(20)에서는 소정의 압력을 가하는 가압(Press) 공정에 의해 중공 도전성 입자(21)가 파괴되어 형성된 복수의 판상체가 밀집된 형태의 도전막(22)이 형성된다. 이로 인해 전도층(CL2)의 전체 두께가 유의적으로 감소하여 전자파 차폐필름(110)의 박막화가 가능하다.
구체적으로 도 4를 참조하면, 전자파 차폐필름(210)은 제1기재(40); 상기 제1기재(40) 상에 배치된 절연층(10); 상기 절연층(10) 상에 배치되고, 가압에 의해 파괴된 중공(中空) 도전성 입자의 판상체가 밀집된 도전막(22)을 포함하는 제1전도층(20); 상기 제1전도층(20) 상에 배치되고, 비(非)중공 도전성 입자(31)와 수지를 함유하는 제2전도층(30); 및 상기 제2전도층(30) 상에 배치된 제2기재(50)가 적층된 구조이다.
한편 본 발명에서는 전술한 4가지 실시형태를 예시적으로 설명하고 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 상기 전자파 차폐 필름(100, 110, 200, 210)을 구성하는 각 층의 개수와 이들의 적층 순서를 용도에 따라 자유롭게 선택하여 구성하는 것도 본 발명의 범주에 속한다. 일례로, 중공 도전성 입자(21)가 도입되는 제1전도층(20)의 위치를 제2전도층(30)으로 변경하거나 또는 당 분야의 통상적인 다른 층을 도입하여 예시된 구조 보다 다층 구조를 가질 수도 있다.
<전자파 차폐 필름의 제조방법>
본 발명은 전술한 전자파 차폐필름의 제조방법을 제공한다. 이러한 차폐필름은 당 업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 제한 없이 제조될 수 있다.
이하, 상기 제조방법의 바람직한 2가지 실시예를 하기에 기재하나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다.
상기 전자파 차폐 필름을 제조하는 일 실시예를 들면, (i) 제1기재의 제1면 상에 절연층을 형성하는 단계('S10 단계'); (ii) 제2기재의 제1면 상에 제2전도층 조성물을 코팅한 후 건조하여 제2전도층을 형성하는 단계('S20 단계'); (iii) 상기 제1기재의 절연층 상에 중공 도전성 입자 수지를 포함하는 제1전도층 조성물을 코팅한 후 건조하여 제1전도층을 형성하는 단계('S30 단계'); 및 (iv) 상기 제1기재의 제1전도층과, 제2기재의 제2전도층을 서로 접하도록 배치한 후, 상기 중공 도전성 입자가 파괴되는 압력 조건 하에서 가압하여 압착하는 단계('S40 단계')를 포함하여 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 차폐 필름의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다. 이하, 도 5를 참조하여 상기 제조방법을 각 공정 단계별로 나누어 설명하면 다음과 같다.
1) 절연층 형성 단계('S10 단계'라 함)
S10 단계에서는, 제1기재(40)의 제1면 상에 절연층 조성물을 코팅 및 건조하여 절연층을 형성한다(도 5의 (a) 참조)
제1기재(40)는 당 업계에 알려진 통상적인 플라스틱 필름을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 보호필름이나 이형필름과 동일한 구성일 수 있으며, 바람직하게는 투명 PET 필름일 수 있다.
절연층(10)을 코팅하기 전에, 제1기재(40)의 제1면 상에 표면 조도를 형성하여 제1기재(40)와 절연층(10)과의 접착력을 확보하는 것이 바람직하다. 상기 표면조도를 형성하는 방법은, 당 분야에 알려진 통상적인 요철화 방법에 따라 소정의 표면조도를 형성할 수 있다. 일례로, 제1기재(40)의 제1면 상에 샌드블라스트(sand blast)법을 실시한 후, 소정의 표면조도가 형성된 제1면 상에 이형제를 코팅한다. 여기서, 이형제는 당 분야에 알려진 통상적인 조성을 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴 우레탄(주제), 실리콘 바니쉬, 및 이소시아네이트계 경화제를 포함할 수 있다. 그 외, 표면 조도면을 전사(傳寫)시켜 소정의 표면 조도면을 형성하는 방법도 실시할 수 있다. 제1기재(40)의 제1면상에 형성되는 표면 조도(Ra)는 접착력을 높일 수 있는 범위라면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 0.2 ㎛ 내지 3.0 ㎛ 범위일 수 있다.
절연층을 형성하는 수지 조성물은 당 분야의 공지된 통상의 유기 용제를 포함할 수 있다. 사용 가능한 유기 용제의 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 카비톨아세테이트 등의 아세트산 에스테르류, 셀로솔브, 부틸카비톨 등의 카비톨류, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다. 유기 용제는 1종을 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용하여도 좋다.
절연층(10)을 형성하는 수지 조성물의 바람직한 일례를 들면, 당해 수지 조성물 전체 100 중량부를 기준으로 용해성(soluble) 폴리이미드 수지 60 내지 80 중량부; 에폭시 수지 5 내지 10 중량부; 전기비전도성 필러 3 내지 30 중량부; 및 착색제 2 내지 5 중량부를 포함하는 조성일 수 있다. 여기서, 용해성(soluble) 폴리이미드 수지는 내화학성 및 굴곡성을 구현하며, 에폭시 수지는 내화학성 및 강성 효과를 발휘하는 역할을 한다. 또한 전기비전도성 필러는 내마모 특성과 연필경도를 확보하고, 카본 블랙 등의 착색제는 사용자가 원하는 색상을 구현할 수 있다.
전술한 절연층 형성용 수지 조성물을 제1기재(40) 상에 도포하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 당 분야에 알려진 통상적인 코팅방법을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 캐스팅(Casting) 방식, 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 슬롯다이, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 혼합 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다. 상기 건조공정은 당 분야에 알려진 통상적인 조건 내에서 적절히 실시할 수 있다. 일례로, 건조는 100 내지 200℃에서 5분 내지 2시간 동안 수행될 수 있다. 상기 단계에서 형성된 절연층은 경화 상태(C-stage)인 것이 바람직하다.
2) 제2전도층 형성 단계('S20 단계'라 함)
S20 단계에서는, 제2기재(50) 상에 비중공형 도전성 입자(31)와 수지를 포함하는 제2전도층 조성물을 코팅 및 건조하여 제2전도층(30)을 형성한다(도 5의 (a) 참조).
제2기재(50) 역시 당 업계에 알려진 통상적인 플라스틱 필름을 제한 없이 사용할 수 있으며, 이형필름 또는 이형지를 사용할 수 있다. 상기 제2기재(50)는 전술한 제1기재(40)와 동일하거나 또는 상이할 수 있으며, 바람직하게는 투명 PET 필름일 수 있다.
제2기재(50) 상에 제2전도층(30)을 코팅하기 전에, 제2기재(50)의 제1면 상에 표면 조도를 형성하여 제2기재(50)와 제2전도층(30)과의 접착력을 확보하는 것이 바람직하다. 상기 표면조도를 형성하는 방법은, 당 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 소정의 표면조도를 형성할 수 있다. 일례로, 실리카 등의 미립자를 함유하는 이형제를 제2기재(50)의 제1면 상에 도포함으로써 미립자에 의해 소정의 표면 조도를 형성할 수 있다. 상기 이형제의 조성은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 아크릴 우레탄(주제), 실리콘 바니쉬, 이소시아네이트계 경화제 및 분말형 필러, 예컨대 실리콘, 실리카 등을 포함할 수 있다. 이때 미립자 형태의 분말 필러는 2 타입의 분말 필러를 혼용할 수 있으며, 이때 이들의 평균 입도는 형성되는 표면조도를 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 그 외, 표면조도면을 전사(傳寫)시켜 소정의 표면 조도면을 형성하는 방법도 실시할 수 있다. 제2기재(50)의 제1면상에 형성되는 표면 조도(Ra)는 접착력을 높일 수 있는 범위라면 특별히 제한되지 않으며, 일례로 0.2 ㎛ 내지 3.0 ㎛ 범위일 수 있다.
제2전도층(30)을 구성하는 수지 조성물의 바람직한 일례를 들면, 당해 수지 조성물 전체 100 중량부를 기준으로 폴리우레탄 10 내지 25 중량부; 에폭시 수지 4 내지 20 중량부; 및 비중공 도전성 입자 60 내지 80 중량부를 포함할 수 있다. 이때 비중공형 도전성 입자의 함량은 당해 제2전도층(30)을 구성하는 수지 100 중량부 대비 150 중량부 초과, 400 중량부 이하일 수 있다. 또한 상기 에폭시 수지는 2종 이상을 혼용할 수 있으며, 이때 각각의 에폭시 수지의 함량은 2 내지 10 중량부일 수 있다. 여기서, 폴리우레탄 수지는 상동 및 피착체에 대한 접착력을 확보하기 위한 것이며, 에폭시 수지는 폴리우레탄을 경화시키는 역할을 한다. 또한 비중공 도전성 입자(31)는 전도성 구현 및 차폐율 구현을 확보하는 역할을 한다.
전술한 제2전도층 조성물을 제2기재(50) 상에 도포하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 당 분야에 알려진 통상적인 코팅방법을 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로, 캐스팅(Casting) 방식, 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 슬롯다이, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 혼합 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다. 상기 건조공정은 당 분야에 알려진 통상적인 조건 내에서 적절히 실시할 수 있다. 일례로, 건조는 100 내지 200℃에서 5분 내지 2시간 동안 수행될 수 있다.
제2전도층(30)은 반경화되거나 또는 완전경화된 상태일 수 있다. 이때, 반경화는 이미 경화과정을 거쳐 일정수준 이상 경화된(cured) 상태를 의미한다. 일례로 경화도(degree of cure, D)가 약 40% 내지 80%일 수 있다.
3) 제1전도층 형성 단계('S30 단계'라 함)
S30 단계에서는, 제1기재(40) 상의 절연층(10) 상에 중공 도전성 입자(21)와 수지를 포함하는 제1전도층 조성물을 코팅 및 건조하여 제1전도층(20)을 형성한다(도 5의 (b) 참조).
제1전도층(20)을 형성하는 수지 조성물의 바람직한 일례를 들면, 당해 수지 조성물 전체 100 중량부를 기준으로 폴리우레탄 30 내지 70 중량부; 에폭시 수지 10 내지 40 중량부; 및 중공 도전성 입자 1 내지 30 중량부일 수 있다. 이때 중공 도전성 입자(21)의 함량은 제1전도층(20)을 구성하는 수지 100 중량부 대비 1 내지 30 중량부일 수 있다.
여기서, 폴리우레탄 수지는 폴리에스터계 변성 우레탄 수지로서, 제2전도층(30)과의 적층(Lami.) 특성을 향상시키고 굴곡성을 확보하기 위한 것이며, 에폭시 수지는 폴리우레탄을 경화시키는 역할을 한다. 또한 중공 도전성 입자(21)는 가압에 의해 파쇄(破碎)되어 전도층의 두께를 유의적으로 감소시키는 역할을 한다. 이에 따라, 종래 전도층 대비 얇은 두께를 구현하면서 우수한 전자파 차폐 성능을 나타낼 수 있다. 또한 가압시 판상형으로 파괴되어 밀집된 도전막을 형성하므로, 패킹밀도(packing density) 상승을 통해 높은 전도도와 낮은 비저항 특성을 발현할 수 있다.
제1전도층(20)은 상술한 제2전도층(30)과 동일하게 실시하여 형성될 수 있다.
4) 가압 단계('S40 단계'라 함)
S40 단계는 제1기재(40)의 제1전도층(20)과 제2기재(50)의 제2전도층(30)이 서로 접하도록 배치한 후 가압 공정을 통해 압착하되, 상기 중공 도전성 입자(21)가 파괴되는 압력 조건 하에서 가압하여 압착한다(도 5의 (c) 참조).
이때 압착 공정은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에 알려진 통상의 방법을 제한 없이 실시할 수 있다. 일 실시예를 들면, 제1기재(40)와 제2기재(50)를 적층한 후, 상기 적층체의 상부를 중공 도전성 입자(21)가 파괴되는 압력 조건 하에서 1회 가압공정을 통해 압착할 수 있다.
상기 중공 도전성 입자가 파괴되는 압력 조건은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 35 내지 80 kgf/cm2 일 수 있으며, 바람직하게는 35 내지 70 kgf/cm2 일 수 있다.
다른 일 실시예를 들면, 제1기재와 제2기재를 적층하고 1차 압착하여 적층체를 형성한 후, 상기 적층체의 상부를 중공 도전성 입자를 파괴하는 압력 조건 하에서 2차 가압 공정을 통해 압착할 수 있다.
여기서, 1차 압착공정 조건은 당 업계에 공지된 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다. 일례로, 열압착 Lami. 공정(롤투롤)시 조건은, 50~130℃의 온도, 3~50 kgf/cm2의 압력, 및 압착속도 3m/min 내지 20m/min 조건 하에서 수행될 수 있다.
본 발명에서, 제1기재(40) 및 제2기재(50)는 각각 시트 형상일 수 있으며, 또는 롤투롤(roll-to-roll) 방식에 따라 연속식으로 라미네이트된 후 롤형으로 권취될 수 있다. 그 외에, 시트-투-시트(sheet to sheet) 합지, 롤-투-시트(roll to sheet) 합지 등을 이용할 수도 있다. 일례로, 시트 형상의 절연층(10)과 제1전도층(20)이 순차적으로 적층된 제1기재(40)와, 제2전도층(30)이 형성된 제2기재(50)를 각각 롤형으로 권취하고 연속식으로 라미네이트하여도 좋고, 또한 롤형의 양 시트를 재단한 후 라미네이트를 수행하여도 무방하다.
상기 압착단계 이후, 전술한 전자파 차폐 필름을 적당한 크기로 슬릿(slit)하여 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 전자파 차폐 필름을 제조하는 다른 일 실시예를 들면, (i) 제1기재의 제1면 상에 절연층을 형성하는 단계; (ii) 상기 절연층 상에 중공 도전성 입자와 수지를 포함하는 제1전도층 조성물을 코팅한 후 건조하여 제1전도층을 형성하는 단계; (iii) 상기 제1전도층 상에 비중공 도전성 입자와 수지를 포함하는 제2전도층 조성물을 코팅한 후 건조하여 제2전도층을 형성하는 단계; 및 (iv) 상기 제2전도층 상에 제2기재를 배치한 후 상기 중공 도전성 입자가 파괴되는 압력 조건 하에서 가압하여 압착하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 전자파 차폐 필름 및 그 변형예들은, 우수한 차폐율과 박막 특성이 요구되는 다양한 분야, 예컨대 전자기기 제품에 적용 가능하다.
<전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판>
본 발명은 전술한 전자파 차폐 필름을 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판(FPCB)을 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 인쇄회로기판은 1층 이상의 회로패턴을 포함하는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 일면 또는 양면 상에 배치되는 전자파 차폐 필름을 포함한다.
인쇄회로기판은 당 분야에 알려진 통상적인 회로 배선기판을 제한 없이 사용할 수 있다.
본 발명에서, 인쇄회로기판은 도금 스루홀법이나 빌드업법 등에 의해 단층, 또는 적어도 2층 이상의 다층 구조로 적층된 인쇄회로기판을 지칭한다. 이러한 인쇄회로기판은 단면형 또는 양면형이거나, 코어리스(coreless)형 인쇄회로기판을 모두 포함한다. 그 외, 동박층으로 이루어지거나 또는 절연성 접착층과 동박층이 적층된 형태를 갖는 당 분야의 통상적인 기판, 수지 부착 동박, 동박 적층판(CCL), 연성 동박 적층판(FCCL) 등을 사용할 수도 있다. 구체적으로, 상기 인쇄회로기판은 적어도 1층의 회로패턴을 포함하는 연성 인쇄회로기판(FPCB)인 것이 바람직하다.
인쇄회로기판은 1층 이상의 회로패턴 상부에 커버레이(coverlay)가 적층된 구조일 수 있다. 일례로, 연성 인쇄회로기판은 폴리이미드(PI) 상에 1층 이상의 회로 패턴 및 커버레이가 순차적으로 적층된 형태일 수 있다. 여기서, 커버레이(coverlay)는 고분자 필름층, 예컨대 폴리이미드(polyimide) 필름에 접착제가 코팅된 복합 필름, 또는 이에 더하여 이형필름까지 합친 것을 일컫는다. 이러한 커버레이층은 주로 에칭된 FPCB(flexible Printed Circuit Board) 회로의 노출면을 보호하고 절연하기 위한 용도로 사용된다.
본 발명에서는 전술한 전자파 차폐 필름을 1층 이상의 회로패턴을 포함하는 인쇄회로기판, 바람직하게는 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 커버레이 상부에 적층한 후 접합하여 사용할 수 있다. 상기 연성 인쇄회로기판과 전자파 차폐 필름과의 접합은, 당 업계에 공지된 방법에 의해 이루어질 수 있으며, 일례로 접착제에 의해서 접착해도 좋고, 접착제를 이용하지 않는 무접착 형태와 같이 접합할 수도 있다.
상기 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판을 제조하는 방법의 일 실시예를 들면, (i) 연성 인쇄회로기판 커버레이의 제1면(상부)에 전자파 차폐 필름을 적층하되, 제2전도층 측에 마련된 제2기재(예, 이형필름)를 제거한 후 노출된 제2전도층을 연성 인쇄회로기판의 커버레이 상부에 적층하고 열 압착하는 단계; 및 (ii) 상기 압착물의 최상부에 위치하는 제1기재(예, 보호필름)를 제거하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 열압착 공정시 조건은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 150~170℃의 온도, 30~60 kgf/cm2의 압력 및 50 내지 60분 조건하에서 수행될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에서는 연성 인쇄회로기판 상에 전자파 차폐 필름을 접합함으로써, 다양한 주파수 영역에서 우수한 전자파 차폐성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 얇은 두께로 인해 경박 단소화를 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 인쇄회로기판은 다양한 전자·통신기기에 이용되어 전송 품질을 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[제조예]
1-1. 절연층 조성물 제조
액상의 Soluble 폴리이미드 수지 (Arakawa Chemical PIAD-100) 75 중량%, 비스페놀 노볼락 에폭시 수지 (국도화학 YDCN-500 90P) 6 중량%를 1차로 혼합하였다. 1차로 혼합된 폴리이미드와 에폭시 수지에 착색제로 카본블랙 (컬럼비안케미컬즈) 4 중량%, 비전기전도성 필러 (Admatec SC2050) 15 중량%를 혼합 분산하여 절연층 조성물을 제조하였다.
1-2. 제1전도층 조성물 제조 [1A~1C]
하기 표 1에 기재된 조성에 따라 제1전도층 조성물을 제조하였다. 구체적으로, 열가소성 수지로 폴리우레탄 수지 (나눅스 NPE-2200), 제1전도성 필러, 열경화성 수지 및 폴리우레탄 경화제로 비스페놀 A형 에폭시 수지 (나눅스 NH-E220)를 Planetary Mixer를 이용하여 혼합 및 분산하여 제1전도층 조성물을 제조 하였다. 이때 제1전도성 필러로는, 구형 전도성 필러 (㈜문무 MCS30C-10P, 평균 입경 3㎛), 중공형 전도성 필러(㈜문무 P30, 평균 입경: 3㎛, 평균 중공율: 85 부피%) 또는 판상형 전도성 필러(㈜문무 Cu@10Ag, 평균 입경 5.5 ㎛)를 각각 사용하였다.
이때 구형과 판상형 전도성 필러의 탭밀도(Tap density)는 각각 3 g/cm3이며, 중공형 전도성 필러의 탭밀도는 0.5 g/cm3이다. 따라서, 동일 부피로 조액(제1전도층 조성물)을 구성할 경우, 중공형 전도성 필러의 함량은 구형 및 판상형 전도성 필러의 함량 대비 대략 1/6배의 적은 함량이 사용되게 된다.
No. 제1전도성 필러 (wt.%) 폴리우레탄
(wt.%)		 에폭시
(wt.%)		 Total
(wt.%)
1A 30 (구형) 56.6 13.4 100
1B 5 (중공) 76.8 18.2 100
1C 30 (판상) 56.6 13.4 100
1-3. 제2전도층 조성물 제조 (2A-2D)
하기 표 2에 기재된 조성에 따라 제2전도층 조성물을 제조하였다.
구체적으로, 열가소성 수지로 폴리우레탄 수지 (나눅스 NPE-2200), 전도성 필러(㈜문무 MCS30C-10P), 열경화성 수지 및 폴리우레탄 경화제로 비스페놀 A형 에폭시 수지 (나눅스 NH-E220), 할로겐 난연성 에폭시 수지 (국도화학 KDP555)를 Planetary Mixer를 이용하여 혼합 및 분산하여 제2전도층 조성물을 제조하였다. 이때 제2전도성 필러로는, 구형 전도성 필러 (㈜문무 MCS30C-10P, 평균 입경 3㎛), 중공형 전도성 필러(㈜문무 P30, 평균 입경 3㎛, 평균 중공율 85 부피%), 판상형 전도성 필러 (㈜문무 Cu@10Ag, 평균 입경 5.5 ㎛), 침상형 전도성 필러 Mitsui ACBY-2, 종횡비 3.0)를 각각 사용하였다.
No. 제2전도성 필러 (wt.%) 폴리우레탄 (wt.%) BPA 에폭시 (wt.%) BPF 에폭시 (wt.%) Total (wt.%)
2A 93 (구형) 5.7 0.6 0.6 100
2B 40 (중공) 49.2 5.4 5.4 100
2C 90 (판상) 8.2 0.9 0.9 100
2D 80 (침상) 16.4 1.8 1.8 100
[실시예 1~5 및 비교예 1~3: 전자파 차폐 필름 제조]
상기 1-1에서 제조된 절연층 코팅 조성물을 준비된 제1기재의 제1면 상에 콤마코팅으로 절연층을 형성하고 최대온도 160℃에서 3분 30초간 건조하여 5~6 ㎛의 경화 상태의 절연층을 형성하였다.
이후 준비된 제2기재의 제1면 상에 1-3에서 제조된 제2전도층 조성물을 콤마 코팅으로 제2전도층을 형성하고 최대 온도 150℃에서 3분 30초간 건조하여 15~17㎛의 반경화 상태의 제2전도층을 형성하였다. 이후 1-2에서 제조된 제1전도층 조성물을 제1기재에 형성된 절연층 상에 그라비아 코팅으로 제1전도층을 형성하고 건조하여 두께 1~3㎛의 제1전도층을 형성하였다.
이후 절연층에 형성된 제1전도층과 제2전도층이 서로 접하도록 배치하고 가열 가압 공정을 통해 1차 압착한 후, 35 kgf/cm2로 2차 가압하여 연성 인쇄회로기판용 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
한편 도 6은 본원 실시예에서 사용된 중공 도전성 입자 (평균 입도: 20 ㎛)의 전자현미경 사진이다.
또한 도 7은 전술한 중공 도전성 입자가 포함된 전자파 차폐필름의 가압 후 전자 현미경 사진이다. 가압 공정 이전 제1전도층의 두께가 23 ㎛이고, 전도층의 총 두께가 30 ㎛ 이었던 것에 비해, 가압 공정 이후 제1전도층의 두께는 약 4.8 ㎛를 나타내어 대략 80% 정도의 두께 감소율을 나타내었으며, 전도층의 총 두께는 약 8 ㎛을 나타내어 대략 70% 정도의 두께 감소율을 갖는다는 것을 알 수 있었다.
[비교예 4]
하기 표 3과 같이 제1전도층(판상형 전도성 필러: 1C)과 제2전도층(침상형 전도성 필러: 2D)을 구성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 비교예 4의 전자파 차폐 필름을 제조하였다.
[비교예 5]
침상형 도전성 필러로 구성된 단일층 형태의 전도층을 구비하는 상용화된 전자파 차폐 필름[Tatsuta社, PC6000-U1]을 사용하였다.
한편, 본 발명의 실시예 1~5 및 비교예 1~5에서 제조된 전자파 차폐 필름의 적층 구조 및 각 층의 코팅 두께는 하기 표 3과 같다.
　 절연층
(코팅두께)		 제1전도층
(코팅두께)		 제2전도층
(코팅두께)		 Press 전
전도층 두께 (㎛)		 Press 후
전도층 두께 (㎛)
실시예1 5㎛ 1B
(3㎛)		 2A (15㎛) 18 7
실시예2 2B (15㎛) 18 4
실시예3 2C (15㎛) 18 7
실시예4 2D (15㎛) 18 5
실시예5 1A
(3㎛)		 2B (15㎛) 18 6
비교예1 2A (15㎛) 18 17
비교예2 2C (15㎛) 18 17
비교예3 2D (15㎛) 18 9
비교예4 1C
(3㎛)		 2D (15㎛) 18 9
비교예5 N/A 2D (20㎛) 20 10
* Press 전과 후의 전도층 두께 = 제1전도층+제2전도층의 두께의 합
참고로, 가압공정(press)시 구형 전도성 필러(A)와 판상형 전도성 필러(C)가 각각 포함된 전도층의 두께 변화율은 각각 약 10% 이하로 감소하며, 중공형 전도성 필러(B)가 포함된 전도층의 두께 변화율은 대략 80% 이하로 감소하고, 침상형 전도성 필러(D)가 포함된 전도층의 두께 변화율은 약 50% 이하로 감소되는 것을 알 수 있었다.
[평가예 1: 전자파 차폐 필름의 평가]
실시예 1~5 및 비교예 1~5에서 제조된 전자파 차폐 필름을 이용하여 하기와 같은 물성 평가를 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
전자파 차폐율 평가: ASTM 4935-1법에 의거하여 주파수 1GHz 에 대한 전자파 차폐 필름의 전자파 차폐율을 측정하였다. 이때 테스터기는 Agilent 8719C Network Analyzer를 사용하였다.
　 제1전도층 제2전도층 차폐효율
(dB)		 Press 후
전도층 두께 (㎛)
실시예1 1B
(중공)		 2A (구형) 56~58 7
실시예2 2B (중공) 59~61 4
실시예3 2C (판상) 56~58 7
실시예4 2D (침상) 61~63 5
실시예5 1A
(구형)		 2B (중공) 58~60 6
비교예1 2A (구형) 47~49 17
비교예2 2C (판상) 48~50 17
비교예3 2D (침상) 53~55 9
비교예4 1C
(판상)		 2D (침상) 53~55 9
비교예5 N/A 2D (침상) 52~54 10
전자파 차폐 필름은 일반적으로 전도층의 두께가 두꺼울수록 보다 우수한 차폐율을 나타낸다.
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 탭 밀도(tap density)가 높은 구형 및 판상형 전도성 필러는 가압공정(press) 이후 두께 감소율이 각각 10% 이하를 나타내므로, 중공형 및 침상형 필러에 비해 분말의 컨택 면적이 작아 차폐율이 저조할 뿐만 아니라 전도층의 얇은 두께를 구현하는데 한계가 있다는 것을 알 수 있었다. 이에 따라, 제1전도층 성분으로 판상형 전도성 필러를 사용할 경우 프레스 이후 도전막 형성이 불가하다는 것을 확인할 수 있었다.
이에 비해, 도전성 중공입자를 포함하는 실시예 2, 4~5는 전도층의 두께가 상대적으로 얇음에도 불구하고, 전자파 차폐율 면에서 보다 우수한 특성을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다. 특히 단일 형상의 분말 대비 이종 형상의 전도성 필러를 혼용하는 경우(실시예 4), 전자파 차폐효율이 보다 증가한다는 것을 알 수 있었다.
결과적으로, 본 발명의 전자파 차폐 필름은 우수한 전자파 차폐율과 동시에 경박 단소화를 동시에 발휘할 수 있음을 알 수 있었다.
100, 110, 200, 210: 전자파 차폐 필름
10: 절연층
CL1: 전도층 (가압 전)
CL2: 전도층 (가압 후)
20: 제1전도층
21: 중공 도전성 입자
22: 도전막
30: 제2전도층
31: 비(非)중공 도전성 입자
40: 제1기재
50: 제2기재

Claims (18)

  1. 절연층; 및
    상기 절연층 상에 형성된 2층 이상의 전도층;을 포함하며,
    상기 2층 이상의 전도층 중 적어도 하나는, 당해 층의 전체 중량 대비 1 내지 30 중량%의 중공(中空) 도전성 입자를 포함하고,
    ASTM 4935-1법에 따른 주파수 1GHz에서의 전자파 차폐율이 50 내지 65 dB이며,
    35 내지 80 kgf/cm2의 압력 조건 하에서 가압 후, 하기 식 1에 따른 전도층의 두께 감소율이 30 내지 80 %인 전자파 차폐 필름:
    [식 1]
    전도층의 두께 감소율 (%) =
    상기 식에서,
    T1은 가압 전 전도층의 두께이고,
    T2는 가압 후 전도층의 두께이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전도층은,
    중공 도전성 입자와 수지를 함유하는 제1전도층; 및
    비(非)중공 도전성 입자와 수지를 함유하는 제2전도층;을 포함하는 전자파 차폐 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1전도층과 상기 절연층은 직접 접촉하는 전자파 차폐 필름.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 중공 도전성 입자는 구형이며,
    상기 비중공 도전성 입자는 비(非)구형 형상을 갖는 전자파 차폐 필름.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비중공 도전성 입자는 판상형, 침상형, 섬유형, 가지형, 원뿔형, 피라미드형 및 무정형(無定形)으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 형상을 갖는 전자파 차폐 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 중공 도전성 입자는 평균 입경(d50)이 1~30 ㎛이며, 평균 중공율이 70~ 95 부피%인 전자파 차폐 필름.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 비(非)중공 도전성 입자의 함량은, 당해 제2전도층의 전체 중량 대비 50 내지 80 중량부인 전자파 차폐 필름.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1전도층과 제2전도층에 포함되는 수지는 각각, 열경화성 수지, 또는 열경화성 수지와 열가소성 수지를 포함하는 전자파 차폐 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 폴리이미드(PI) 필름, 또는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴라아미드이미드 및 폴리아믹산 수지로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 수지 조성물을 기재 필름상에 액상 도포한 후 경화하여 형성된 열가소성 폴리이미드층인 전자파 차폐 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 당해 절연층의 전체 중량을 기준으로 3 내지 30 중량부의 전기 비전도성 필러를 더 포함하는 전자파 차폐 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전도층은, 가압(press)에 의해 파괴된 중공 도전성 입자의 판상체가 밀집된 도전막을 포함하는 전자파 차폐 필름.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 판상체는 평균 어스펙트비(장경/단경)가 3.0 이상이고 어스펙트비의 표준 편차가 0.15 내지 0.50 인 전자파 차폐 필름.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    가압 후 전도층의 두께가 4~7 ㎛일 때, ASTM 4935-1법에 따른 주파수 1GHz에서의 전자파 차폐율이 54 내지 65 dB인 전자파 차폐 필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 차폐 필름은,
    상기 절연층 상에 배치되는 제1기재; 및
    상기 전도층 상에 배치되는 제2기재 중 적어도 하나를 더 포함하는 전자파 차폐 필름.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1기재와 제2기재는 각각, 보호필름 및 이형필름 중 적어도 하나인 전자파 차폐 필름.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 절연층과 접하는 제1기재의 제1면과,
    상기 전도층과 접하는 제2기재의 제1면에는 각각 소정의 표면 조도가 형성되는 전자파 차폐 필름.
  18. 1층 이상의 회로패턴을 포함하는 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판의 일면 또는 양면 상에 배치되는 제1항 내지 제12항, 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 전자파 차폐 필름
    을 포함하는 전자파 차폐형 연성 인쇄회로기판(FPCB).
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