화학뉴스

불소수지 필름이 5G(5세대 이동통신) 소재로 주목받고 있다.
PTFE(Polytetrafluoroethylene)는 유전정접, 유전율 등 저유전특성이 우수해 불소수지 중에서도 고주파 기판의 절연층으로 주로 사용되고 있다.
그러나 기판 회로 성형에 사용되는 동박 등 다른 소재와 접착성이 좋지 않아 성형가공이 어려운 단점이 있으며 다층 기판을 제작하기 어려워 PTFE와 동박 간 접착성을 높이기 위해 동박 표면을 조정하면 기판의 저유전특성이 저하되는 점이 과제로 지적되고 있다.
이에 따라 일본 다이킨(Daikin)은 비PTFE계 소재로 저유전 수지 필름을 개발해 2024년경 상업화하는 것을 목표로 하고 있다.
현재까지 불소 함유량을 최대한으로 높일 수 있도록 폴리머 설계를 실시하고 유전정접은 0.0003, 유전율은 2.1을 실현하는 등 PTFE와 동등한 저유전특성을 부여하는데 성공한 것으로 알려졌다.
비PTFE계이기 때문에 필름 가공이 용이하며 독자적인 표면처리 기술을 통해 동박 표면을 처리하지 않고도 실용화 가능한 수준의 접착강도를 확보했다.
개발제품과 무처리 동박을 접합시킨 플렉서블(Flexible) 기판으로 동장적층판을 제조해 시험한 결과 절연층에 LCP(Liquid Crystal Polymer)를 사용한 기존 동장적층판보다 50GHz대에서 전송손실을 50% 줄일 수 있었다. 불소수지는 저유전특성상 온도, 습도 의존성이 작아 고주파수 대역에서 수치에 차이가 날 수 있다.
5G 등 무선통신은 고주파수대 밀리파 이용이 확대되고 자동차는 주변을 감지하기 위한 밀리파 레이더 채용이 본격화될 것으로 예상되고 있다.
최근에는 데이터센터 통신 속도가 빨라지면서 프린트 기판 전반에서 전송손실을 낮추기 위한 연구개발이 적극적으로 진행되고 있다.
다이킨은 개발제품을 오사카(Osaka) 공장의 기존 불소수지 필름 생산설비를 통해 양산하고 다층기판, 플렉서블 기판, 안테나 기판 용도로 제안해 2024년경 상업화하는 것을 목표로 하고 있다.
제안 활동과 동시에 불소수지 필름의 과제로 지적되고 있는 열팽창‧수축을 억제하고 치수안정성을 높이기 위해 다른 수지 소재와 적층시키거나 필러(충진재)를 복합화하는 등의 신기술 개발도 추진할 방침이다.
다이킨은 고주파 기판용 불소계 소재로 PTFE 및 모노머, 첨가제 등을 공급하고 있으며 앞으로 새로 개발한 필름을 포함해 저유전 특성을 갖춘 소재들의 솔루션 사업을 확대함으로써 통신 고속화 및 대용량화 니즈를 충족시킬 예정이다. (K)