KR100241589B1 - Anisotropic conductive film - Google Patents

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    • H05K3/323Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives by applying an anisotropic conductive adhesive layer over an array of pads

Abstract

절연성 접착제 중에 도전성 입자로서 입자경이 작고 경도가 큰 금속 분말입자와 입자경이 크고 경도가 낮은 금속 입자 표면에 금속 박막을 피복시킨 금속 피복 금속 입자를 혼합한 것을 사용하여 제조한 이방도전성 필름은, 다수의 미세회로간의 접속을 접속 두께가 일정하고, 또한 각 접속회로간의 접속저항치의 편차가 극히 작으며, 높은 접속신뢰성을 보이는 우수한 이방도전성 필름이다.Many of the anisotropic conductive films produced by using a mixture of metal powder particles having a small particle diameter and a large hardness and metal coated metal particles coated with a metal thin film on the surface of the metal particle having a large particle diameter and low hardness as conductive particles in the insulating adhesive. It is an excellent anisotropic conductive film in which the connection thickness between the fine circuits is constant, the variation in the connection resistance value between the connection circuits is extremely small, and shows high connection reliability.

Description

이방도전성 필름Anisotropic conductive film

[발명이 속하는 기술분야][TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION]

본 발명은 미세한 회로기판의 전기적 접속, 특히 LCD(액정 디스플레이)와 플렉시블 회로기판(FPC)의 접속, 반도체 IC와 IC 탑재용 회로기판의 마이크로 접합 및 탭 등에 이용되는 이방도전성 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입경이 크고 경도가 낮으며 융점이 낮은 금속에 융점이 높고 경도가 높음 금속 피복을 입힌 금속 도전입자와 입경이 작고 경도가 높고 융점이 높은 금속 도전입자를 혼합 사용하여 접속 두께가 일정하고, 접속 단자간 접속저항치의 편차 분포가 작고, 접속 신뢰성이 높으며 내후성이 우수한 이방도전성 필름에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to anisotropic conductive films used for the electrical connection of fine circuit boards, in particular the connection of LCDs (liquid crystal displays) and flexible circuit boards (FPCs), micro bonding and tapping of semiconductor ICs and IC mounting circuit boards. In detail, the connection thickness is constant by using a metal particle having a large particle size, a low hardness, a low melting point, a high melting point, and a high hardness. This invention relates to an anisotropic conductive film having a small distribution of variation in connection resistance between connection terminals, high connection reliability, and excellent weather resistance.

[종래기술][Private Technology]

최근의 전자기기의 소형화, 박형화의 추세에 따라서, 미세 회로기판의 접속, 미소 부분과 미세 회로의 접속 등의 필요성이 증대되어 그 접속 방법으로 접합 기술의 진보와 함께 새로운 재료로서 이방성의 도전성 접착제와 필름이 개발되어 사용되기 시작하였다.With the recent trend of miniaturization and thinning of electronic devices, the necessity of the connection of the microcircuit board, the connection of the micro part and the microcircuit, etc. is increased. Films have been developed and started to be used.

이와 같은 이방도전성 필름은 접속되는 회로간에 입경이 작은 도전성 금속 입자를 소정량 함유하는 접착제 또는 필름을 끼워서 일정 온도, 일정 압력 및 일정시간하에서 열압착하여 회로간의 전기적 접속을 행하는 동시에 인접하는 회로간에 절연성을 유지하는데 사용하여 왔다. 이를 제3도와 함께 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 제3도는 액정 표시 장치에 이방도전성 필름을 이용하여 액정 표시 기판과 구동용 집적회로[일종의 탭(TAB)]간을 간단하게 접속한 것을 나타내는 도면으로 이들의 적용방법은, 필름상의 열경화성 수지 또는 열가소성 수지(1)에 직경 약 10μm의 도전성 입자(6)를 분산시킨 이방도전성 필름을 액정 표시 기판의 글라스 기판(7)과 탭(8)의 전극(9)(10) 사이에 끼우고, 이 상태에서 이방도전성 필름을 소정의 온도에서 가열한 후 글라스 기판(7) 및 탭(8)에 가압하여 제4도에서 보는 바와 같이 열경화성 수지 또는 열가소성 수지(1)를 글라스 기판(7)과 탭(8)간의 공간에 충전하고, 도전입자(6)에 의하여 전극(9)(10)간의 전기적 도전 통로가 제공되어진다.Such anisotropic conductive film is thermally crimped under constant temperature, constant pressure and constant time by inserting an adhesive or film containing a predetermined amount of conductive metal particles having a small particle size between the circuits to be connected to each other to perform electrical connection between circuits, and to insulate between adjacent circuits. It has been used to maintain. This will be described in more detail with reference to FIG. 3 as follows. 3 is a view showing a simple connection between a liquid crystal display substrate and a driving integrated circuit (a kind of tab (TAB)) using an anisotropic conductive film to a liquid crystal display device. The application method thereof is a film-type thermosetting resin or thermoplastic resin. The anisotropic conductive film which disperse | distributed the electroconductive particle 6 about 10 micrometers in diameter was sandwiched in resin 1 between the glass substrate 7 of a liquid crystal display substrate, and the electrodes 9 and 10 of the tab 8, and this state After heating the anisotropic conductive film at a predetermined temperature in the glass substrate 7 and the tab (8) by pressing the thermosetting resin or thermoplastic resin (1) as shown in Figure 4 the glass substrate 7 and the tab 8 Filled in the space between the electrodes, and an electrically conductive passage between the electrodes 9 and 10 is provided by the conductive particles 6.

그러나 전자기기의 소형화, 박형화 추세에 따라 미세 회로가 요구가 증가되어, 전기회로간의 피치(Pitrh) 수가 증대되고 회로핀(Pin)의 수가 증가하면서 회로 핀간의 간격 또한 좁혀지고, 이와 같이 전극 면적이 작아지면서 그 분극(9)(10)에 끼워지는 도전입자(6)의 수 및 입자의 크기도 감소하고 있다. 그러나 종래의 이방도전성 필름에서 크기가 작은 도전입자를 사용하여 소형화, 박형화된 전자기기 예를 들면, 액정 표시 장치를 제조할 경우, 액정 표시 기판과 탭을 확실하게 접속시키지 못하고 제4도에 도시한 바와 같이 접속 불량(12)을 유발한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 방법으로 열경화성 수지 또는 열가소성 수지(1)에 분산된 도전입자의 수량을 증대시키는 방법이 있으나, 이는 제4도에 도시한 바와 같이 전극간의 단락 사고를 유발할 가능성이 높다. 또한 열압착에 의한 접속 조작에 의해서 신뢰성 높은 접속 두께를 제어하는 것이 어렵고, 다수 개의 회로간의 접속 두께에도 불균일이 발생되어, 다수 개의 회로단자에 있어서 접속저항치에 차이가 생기며, 접속 신뢰성이 나빠지는 문제점이 있다.However, with the trend toward miniaturization and thinning of electronic devices, the demand for microcircuits increases, the number of pitches between electric circuits increases, the number of circuit pins increases, and the spacing between circuit pins decreases. As it decreases, the number of the conductive particles 6 sandwiched in the polarization 9 and 10 and the size of the particles also decrease. However, in the case of manufacturing a miniaturized and thinned electronic device, for example, a liquid crystal display device using small conductive particles in a conventional anisotropic conductive film, the liquid crystal display substrate and the tab are not securely connected to each other. As a result, connection failure 12 is caused. As a method for solving such a problem, there is a method of increasing the quantity of the conductive particles dispersed in the thermosetting resin or the thermoplastic resin 1, but this is likely to cause a short circuit between the electrodes as shown in FIG. In addition, it is difficult to control the connection thickness with high reliability due to the connection operation by thermocompression, nonuniformity occurs in the connection thickness between a plurality of circuits, causing a difference in the connection resistance value in the plurality of circuit terminals, and worsening the connection reliability. There is this.

최근에는 온도 변화에 대한 확장·수축 현상에 의한 영향하에서도 회로와의 접촉 면적을 크게 하여 접속 신뢰성을 향상시키는 목적에서, 도전성 금속 입자 대신 고분자 재료에 금속 박막을 피막시킨 도전성 입자를 사용하는 기술이 개발되었다. 하지만 이와 같은 고분자 재료에 금속 박막을 피막시킨 도전성 입자 역시, 열압착에 의한 접속 조작에 의해서 신뢰성 높은 접속 두께를 제어하는 것은 어렵고, 다수 개의 회로간의 접속 두께에도 불균일이 발생되어, 다수 개의 회로단자에 있어서 접속저항치에 차이가 생기며, 접속 신뢰성이 나빠지는 문제가 여전히 남아 있다.Recently, in order to improve the connection reliability by increasing the contact area with a circuit even under the influence of expansion and contraction effects on temperature change, a technique using conductive particles in which a metal thin film is coated on a polymer material instead of conductive metal particles has been used. Developed. However, it is difficult to control highly reliable connection thickness by the connection operation by thermocompression bonding, and also the electroconductive particle which coat | covered the metal thin film in such a polymeric material, and the nonuniformity also arises in the connection thickness between many circuits, Therefore, there is still a problem that a difference occurs in the connection resistance value and the connection reliability deteriorates.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 첫째 미세 회로간의 접속 두께가 일정한 이방도전성 필름을 제공하고, 둘째 온도 및 습도의 변화 하에서도 접속회로간의 접속저항치의 편차가 적은 이방도전성 필름을 제공하고, 세째 접속 신뢰성이 높은 이방도전성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide an anisotropic conductive film having a constant connection thickness between the first fine circuit, and secondly between the connection circuit even under the change of temperature and humidity An object of the present invention is to provide an anisotropic conductive film having a small variation in connection resistance, and to provide an anisotropic conductive film having a high third connection reliability.

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 이방도전성 필름의 개략적인 단면도를 나타낸 것이고,1 is a schematic cross-sectional view of an anisotropic conductive film according to an embodiment of the present invention,

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 이방도전성 필름을 적용한 상태의 회로기판의 개략적인 단면도를 나타낸 것이고,2 is a schematic cross-sectional view of a circuit board in which an anisotropic conductive film is applied according to an embodiment of the present invention.

제3도는 종래의 이방도전성 필름을 적용한 회로기판의 개략적인 분해 단면도를 나타낸 것이고,3 is a schematic exploded cross-sectional view of a circuit board to which a conventional anisotropic conductive film is applied.

제4도는 제3도에 따른 이방도전성 필름을 적용한 상태의 회로기판의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.4 is a schematic cross-sectional view of a circuit board in which an anisotropic conductive film according to FIG. 3 is applied.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 접착제 수지 2 : 고경도 고융점 도전입자1: adhesive resin 2: high hardness, high melting point conductive particles

3 : 저경도 저융점 도전입자 4 : 고경도 고융점 금속 메끼층3: low hardness low melting point conductive particles 4: high hardness high melting point metal layer

6 : 도전입자 7 : 액정 표시 기판6: conductive particle 7: liquid crystal display substrate

8 : 탭 9 : 액정 표시 기판의 전극8: tab 9: electrode of liquid crystal display substrate

10 : 탭전극 11 : 전기적 단락10: tap electrode 11: electrical short

12 : 접속 불량12: Poor connection

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이형 필름과 상기 이형 필름위에 절연성 접착제와 도전성 입자를 포함하는 도전층을 포함하는 이방성 도전 필름에 있어서, 상기 도전성 입자는 (a) 입경이 7 내지 15μm이고, 금, 은, 철, 구리, 니켈, 카드늄, 비스무스, 인듐, 알루미늄, 팔라듐 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1금속 입자; 와 (b) 비스무스-주석-납 합금, 비스무스-주석-아연 합금, 주석-납 합금, 주석-아연 합금, 주석-안티몬 합금, 주석-은 합금, 구리-아연 합금 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 입자 표면에 금속 박막을 피복시키며, 상기 피복된 금속 입자의 크기는 상기 제1금속 입자의 반경에 비하여 20 내지 40% 큰 반경을 가지는 제2금속 입자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방도전성 필름을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention is an anisotropic conductive film comprising a release film and a conductive layer comprising an insulating adhesive and conductive particles on the release film, wherein the conductive particles (a) particle size is 7 A first metal particle selected from the group consisting of gold, silver, iron, copper, nickel, cadmium, bismuth, indium, aluminum, palladium, and mixtures thereof; And (b) from the group consisting of bismuth-tin-lead alloys, bismuth-tin-zinc alloys, tin-lead alloys, tin-zinc alloys, tin-antimony alloys, tin-silver alloys, copper-zinc alloys and mixtures thereof Coating a metal thin film on the surface of the selected metal particles, wherein the size of the coated metal particles has a radius of 20 to 40% greater than that of the first metal particles; It provides an anisotropic conductive film comprising a.

상기한 본 발명에 있어서, 상기한 도전성 입자는 접착제에 대하여 5∼10체적% 첨가되는 것이 바람직하며, 입도분포에서 입자경의 편차가 ±0.2μm인 것이 바람직하다.In the present invention described above, the conductive particles are preferably added in an amount of 5 to 10% by volume with respect to the adhesive, and a deviation of the particle diameter in the particle size distribution is preferably ± 0.2 μm.

그리고 상기한 본 발명에 있어서, 상기한 제1금속 입자와 금속 박막을 피복한 제2금속 입자는 20 내지 40% 범위의 반경 차이를 갖는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the first metal particles and the second metal particles coated with the metal thin film have a radius difference of 20 to 40%.

또한 본 발명에 있어서, 상기한 입경이 큰 제2금속 입자의 재료로는 비스무스-주석-납 합금, 비스무스-주석-아연 합금, 주석-납 합금, 주석-아연 합금, 주석-안티몬 합금, 주석-은 합금, 은-아연 합금, 구리-아연 합금, 및 이들의 둘 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the material of the second metal particles having a large particle size is bismuth-tin-lead alloy, bismuth-tin-zinc alloy, tin-lead alloy, tin-zinc alloy, tin-antimony alloy, tin- Preference is given to using those selected from the group consisting of silver alloys, silver-zinc alloys, copper-zinc alloys, and mixtures of two or more thereof.

[실시예]EXAMPLE

본 발명의 일례를 제1도 및 제2도를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.An example of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.

본 발명은 절연성 접착제 중에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 성분에 대하여 5∼10체적%의 도전입자를 분산시켜 만든 것으로, 그 도전입자는 두 종류의 입자경을 가지며, 입도 분포에 입자경 ±0.2μm의 범위에 있는 것이 바람직하다. 그리고 상기한 두 종류의 입자는 20∼50% 범위의 반경의 차이가 있는 금속 분말이 바람직하다. 입자 반경이 작은 금속 입자(2)는 경도가 높으며 높은 융점을 갖는 금속 입자이며, 입자경이 큰 금속 입자는 입자경이 작은 금속 입자보다 경도가 작으며 낮은 융점을 갖는 합금(alloy)(3)에 도전성이 우수하며 융점이 높고 경도가 합금보다 훨씬 높은 금속(4)을 메끼하여 만든 도전입자이다.The present invention is made by dispersing 5 to 10% by volume of conductive particles in a thermosetting resin or a thermoplastic resin component in an insulating adhesive, the conductive particles having two kinds of particle diameters, in the particle size distribution in the range of particle diameter ± 0.2μm. It is preferable. In addition, the above two kinds of particles are preferably metal powder having a difference in radius in the range of 20 to 50%. The metal particles 2 having a small particle radius are metal particles having a high hardness and a high melting point, and the metal particles having a large particle diameter are smaller in hardness than the metal particles having a small particle diameter and are conductive to an alloy 3 having a lower melting point. It is a conductive particle made of metal (4) which is excellent in melting point and has a higher hardness than the alloy.

제1도는 본 발명에 의한 이방도전성 필름의 단면도이다. 이 이방도전성 필름에서, 입자 반경이 작은 금속 입자(2)는 경도가 높으며 높은 융점을 갖는 금속 입자이며, 입자경이 큰 금속 입자는 입자경이 작은 금속 입자 보다 경도가 작으며 낮은 융점을 갖는 합금(3)체 도전성이 우수하며 융점이 높고 경도가 합금보다 훨씬 높은 금속(4)을 메끼시켜 만든 도전입자의 2종류의 도전입자를 절연 접착제(1)에 소정량을 분산시켜 구성된 조액을 이형필름 위에 코팅, 건조하여 두께를 20∼150μm 이하의 필름상으로 성형시킨다. 입자경이 작은 금속 도전입자(2)는 입자경이 큰 도전입자의 합금 재료(3)에 비해 경도에서 크누프값(Knoop value)으로 볼 때 2배 이상의 높은 값을 갖는 금속이 바람직하다. 또한 각 도전입자는 그 각각의 입자경에서 ±0.2μm 이내의 입도 편차를 지니는 균일한 입도 분포를 가지는 금속 입자와 금속 메끼 합금 입자가 사용되는 것이 바람직하다.1 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film according to the present invention. In this anisotropic conductive film, the metal particles 2 having a small particle radius are metal particles having a high hardness and a high melting point, and the metal particles having a large particle diameter have an alloy having a lower melting point and a lower melting point than metal particles having a small particle diameter (3). Coated liquid solution formed by dispersing a predetermined amount of conductive particles in the insulating adhesive 1 onto two types of conductive particles made of metal (4) having excellent body conductivity, high melting point, and much higher hardness than the alloy. It dries and shape | molds to the film form of 20-150 micrometers or less. The metal conductive particles 2 having a small particle size are preferably metals having a value higher than twice as high as the Knoop value in hardness compared to the alloy material 3 of the conductive particles having a large particle size. In addition, each conductive particle is preferably used metal particles and metal matrix alloy particles having a uniform particle size distribution having a particle size deviation within ± 0.2 μm of their respective particle diameters.

경도가 큰 금속 입자는 가온 가압의 접속시 접속 두께를 결정하여 주며 큰 입자경을 갖는 도전입자는 가온 가압에 의해 경도가 크며 작은 입자가 제공한 접속 두께까지 접속 면적이 넓어지면서 높이가 감소하여 제2도에서 보는 바와 같이 높은 접속 신뢰성을 제공하며, 넓은 접속 면적을 제공하여 접속저항치 또한 감소시키는 작용을 한다.Metal particles with high hardness determine the connection thickness during the heating pressurization.Conductive particles with a large particle diameter have a high hardness due to the heating pressurization and the height decreases as the connection area increases to the connection thickness provided by the small particles. As shown in the figure, high connection reliability is provided and a wide connection area also serves to reduce connection resistance.

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 이방도전성 필름을 회로기판에 적용한 예로서, 회로의 접속 상황을 나타내는 단면도이다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 열압착에 의해서 접속시킨 경도가 큰 도전입자가 접속 두께를 결정하며, 또한 단자간의 높이 편차가 있어 제4도에서 보는 바와 같이 작은 금속 입자가 도전 통로를 제공하치 못하여 접속 불량이 발생할 수 있는 상황에서도 큰 입자가 그 높이 만큼 변형을 통해서 접속 도전 통로를 제공할 수 있음을 알 수 있다.2 is a cross-sectional view illustrating an example of a connection state of a circuit by applying an anisotropic conductive film to a circuit board according to an embodiment of the present invention. As can be seen from this figure, the conductive particles having a high hardness connected by thermocompression determine the connection thickness, and there is a height variation between the terminals, and as shown in FIG. 4, small metal particles provide a conductive passage. It can be seen that even in a situation in which a poor connection can occur, a large particle can provide a connection conductive path through deformation as much as its height.

입자경이 작으며 경도가 높은 금속 입자(2)의 금속으로는 이방도전성 필름에 의하여 회로간 등을 접속하는데 열압착 조건 100∼200℃, 5.0Kg/cm2의 압력에서 5% 이내의 변형률을 보이는 재료로서 특히 상기한 금, 은, 철, 구리, 니켈, 카드늄, 비스무스, 인듐, 알루미늄, 팔라듐 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 그리고 이들의 입자경은 접속하는 회로간의 절연성을 확보하는 것과 접속의 신뢰성을 확보하는 수준인 7∼15μm가 바람직하다.Particle size is small and the hardness is shown a strain of less than 5% at a pressure of high metal particle (2) is a metal or the like to connect between the circuit by the anisotropic conductive film thermocompression bonding conditions 100~200 ℃, 5.0Kg / cm 2 The material is particularly preferably selected from the group consisting of the above-mentioned gold, silver, iron, copper, nickel, cadmium, bismuth, indium, aluminum, palladium and mixtures thereof. And these particle diameters are preferable 7-15 micrometers which is the level which ensures the insulation between the circuits to connect, and the reliability of a connection.

또한 경도가 낮은 도전입자(3)의 합금으로는 비스무스-주석-납 합금, 비스무스-주석-아연 합금, 주석-납 합금, 주석-아연 합금, 주석-안티몬 합금, 주석-은 합금, 은-아연 합금, 구리-아연 합금 등이 사용되어 질 수 있으며, 입자경은 메끼 처리를 하여 도전입자(2)의 1.5∼2.5배 정도의 입자경이면 양호하다. 메끼 처리에 사용할 수 있는 금속으로는 니켈, 알루미늄, 카드뮴, 팔라듐, 인듐 등이 있다.In addition, alloys of the conductive particles 3 having low hardness include bismuth-tin-lead alloys, bismuth-tin-zinc alloys, tin-lead alloys, tin-zinc alloys, tin-antimony alloys, tin-silver alloys, and silver-zinc. An alloy, a copper-zinc alloy, or the like may be used, and the particle size may be about 1.5 to 2.5 times as large as that of the conductive particles 2 by a meticulous treatment. Metals that can be used for bait treatment include nickel, aluminum, cadmium, palladium and indium.

상기한 합금(3)에 피복되는 금속박층(4)의 종류는 특히 산화등에 비교적 안정한 니켈, 알루미늄, 카드뮴, 팔라듐, 인듐 등이며, 무전해 도금법에 의해 균일한 두께의 피복층을 얻는 것이 용이하다. 피복충은 0.1∼1.5μm, 더욱 바람직하게는 0.2∼0.8μm가 양호하다. 상기한 피복충의 두께가 0.2μm 미만이면, 도전신뢰성이 저하되며, 1.5μm를 초과하는 경우에는 변형성 입자의 경도에 영향을 주어 변형이 잘 일어나지 않는 문제가 발생한다.The kind of the metal foil layer 4 coated on the alloy 3 is nickel, aluminum, cadmium, palladium, indium and the like which are relatively stable to oxidation and the like, and it is easy to obtain a coating layer having a uniform thickness by the electroless plating method. The coating insect is preferably 0.1 to 1.5 µm, more preferably 0.2 to 0.8 µm. If the thickness of the above-mentioned covering insect is less than 0.2 µm, the conductivity is lowered, and if it exceeds 1.5 µm, the hardness of the deformable particles is affected and deformation does not occur easily.

또한 전체 도전입자 배합에 있어서는 입자경이 작은 도전입자(2)는 10 내지 50체적%, 보다 바람직하게는 10∼20체적% 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 도전입자(2)의 첨가량이 10체적% 미만이면 충분한 접속 두께의 제어 효과를 회로 단자와 접속 면적이 얻기가 힘들며, 50체적%를 초과하는 경우에는 회로단자와 접속면적이 저하하여 접속저항치가 높아져 신뢰성이 저하된다.In addition, it is preferable to add 10-50 volume%, More preferably, 10-20 volume% of the electrically-conductive particle 2 with a small particle diameter in all electroconductive particle mix | blending. If the addition amount of the conductive particles 2 is less than 10% by volume, it is difficult for the circuit terminal and the connection area to obtain a sufficient control thickness control effect, and when the amount of the conductive particles 2 exceeds 50% by volume, the circuit terminal and the connection area are lowered and the connection resistance value is reduced. It becomes high and reliability falls.

절연성 접착제인 열경화성 수지 또는 열가소성 수지에 대하여 도전입자의 배합량은 5∼10체적%가 바람직하다. 상기 도전입자의 배합량이 5체적% 미만이면 안정한 도전 통로를 얻기가 힘들며, 10체적%를 초과하는 경우에는 접속회로간의 절연 신뢰성을 얻기가 힘들다.As for the compounding quantity of electroconductive particle with respect to the thermosetting resin or thermoplastic resin which is an insulating adhesive agent, 5-10 volume% is preferable. If the amount of the conductive particles is less than 5% by volume, it is difficult to obtain a stable conductive path, and when it exceeds 10% by volume, it is difficult to obtain insulation reliability between the connection circuits.

본 발명에서 이용되는 접속성 접착제 고분자 수지(1)는 절연성을 보이는 열가소성, 열경화성, 또는 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 일례로서 스티렌-부타디엔 수지, 스티렌 수지, 에틸렌-비닐 수지, 아크릴로니트릴부타디엔고무, 실리콘 수지, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 아미드계 수지, 아크릴레이트계 수지 등을 적당히 선택하여 사용하여 필요에 따라서는 2종 이상의 수지를 함께 사용할 수도 있다. 또한 필요에 따라서는 로진, 터빈 수지, 구마로인딘 수지 등으로 대표되는 점착 부여제, 가교제, 노화방지제, 커플링제 등을 겸용할 수도 있다.As the adhesive adhesive polymer resin 1 used in the present invention, thermoplastic, thermosetting, or photocurable resins exhibiting insulating properties can be used. As an example, styrene-butadiene resin, styrene resin, ethylene-vinyl resin, acrylonitrile butadiene rubber, silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, phenol resin, amide resin, acrylate resin, etc. may be appropriately selected and used. Therefore, you may use together 2 or more types of resin as needed. Moreover, if necessary, a tackifier, a crosslinking agent, an anti-aging agent, a coupling agent, etc. which are represented by rosin, a turbine resin, a gumarodine resin, etc. can also be used.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 일실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the following examples are merely examples of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예 1∼3][Examples 1-3]

에폭시계 열가소성수지(YD-128, 국도화학) 100중량부, 고무변성에폭시(KR-208, 국도화학) 60중량부, 페놀 수지 20중량부를 용해시켜 접착제 용액을 조액하였다. 상기 용액에 입자경 10±0.2μm의 니켈 입자(대주정밀화학 뿐)와 입자경 13.0±0.2μm인 주석-아연 합금재료에 후막 0.3μm의 니켈을 무전해 메끼법으로 얻은 도전입자를, 수지 고형분에 대하여 7체적%을 혼합하여 분산시켰다. 또한 입자경이 큰 도전입자, 즉 주석-아연 합금을 재료로 한 도전입자를 전체 입자 배합량에 대해 30, 50, 70중량%로 변화시키면서 이방도전성 필름을 제조하였다. 이것을 이용하여, 라인폭 0.1mm, 피치 0.2mm, 후막 35μm 단자수 160개의 동회로가 있는 플렉시블 회로기판(FPC)과 투명 도전회로 글라스기판(ITO 회로)을 열압착에 의해 접속시켰다.An adhesive solution was prepared by dissolving 100 parts by weight of epoxy-based thermoplastic resin (YD-128, Kukdo Chemical), 60 parts by weight of rubber modified epoxy (KR-208, Kukdo Chemical), and 20 parts by weight of phenol resin. In the solution, conductive particles obtained by electroless bonding method of nickel particles having a particle diameter of 10 ± 0.2 μm (only Daeju Fine Chemicals) and a tin-zinc alloy material having a particle diameter of 13.0 ± 0.2 μm with a thick film of 0.3 μm by electroless bonding method, were used for the resin solid content. 7 volume% was mixed and dispersed. In addition, anisotropic conductive films were prepared while changing the conductive particles having a large particle diameter, that is, the conductive particles made of tin-zinc alloy to 30, 50, and 70% by weight based on the total particle amount. Using this, a flexible circuit board (FPC) having a line width of 0.1 mm, a pitch of 0.2 mm, and a thick film of 35 μm terminal number of 160 copper circuits and a transparent conductive circuit glass substrate (ITO circuit) were connected by thermocompression bonding.

접속저항치 값은 접속 초기와 고온고습도 방치후로 각각 4단자법(Four Probe Method)을 이용하여 측정하였으며, 접착력은 박리테스터로 그 값을 얻었다. 그 결과는 하기한 표 1에 나타내었다.The connection resistance value was measured by the four-terminal method (Four Probe Method) after the initial connection and after leaving the high temperature and high humidity, and the adhesive force was obtained by the peel tester. The results are shown in Table 1 below.

측정 결과 접속 두께의 제어효과가 뛰어났으며, 접속단자간의 접속저항치의 신뢰성도 우수하였다.As a result of the measurement, the control effect of the connection thickness was excellent, and the reliability of the connection resistance value between the connection terminals was also excellent.

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예 1∼3과 같은 접착제 용액에, 도전입자로서, 평균입자경이 8m, 최대입자경 18m, 최소입자경 2μm의 니켈 입자를 혼합하여 제조한 이방도전성 필름을 사용하여 같은 양식의 FPC와 ITO 회로를 접속 평가하였다. 그 결과는 하기한 표 1에 나타내었다.An FPC and an ITO circuit of the same form were connected to the same adhesive solution as Examples 1-3 using an anisotropic conductive film prepared by mixing nickel particles having an average particle diameter of 8 m, a maximum particle diameter of 18 m, and a minimum particle diameter of 2 μm as conductive particles. Evaluated. The results are shown in Table 1 below.

측정 결과, 실시예 1∼3에 비하여, 접속 두께의 편차가 심하고, 고온고습도 시험 후의 접속저항치가 상승하였다.As a result of the measurement, the variation in connection thickness was severe as compared with Examples 1 to 3, and the connection resistance value after the high temperature and high humidity test was increased.

[비교예 2]Comparative Example 2

도전입자로서 평균입자경 12μm, 최대입자경 23μm, 최소입자경 5μm의 멜라민 수지 고분자 입자에 니켈금속입자를 무전해 메끼법으로 피복시킨 도전입자를 사용하여 제조한 이방도전성 필름과 실시예 1∼3에서와 같은 양식으로 접속하여 비교하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.As the conductive particles, anisotropic conductive films prepared by using a conductive particle coated with nickel metal particles with an electroless bonding method on melamine resin polymer particles having an average particle diameter of 12 μm, a maximum particle diameter of 23 μm, and a minimum particle diameter of 5 μm, and the same as in Examples 1 to 3 A comparison was made with the form. The results are shown in Table 1 below.

측정 결과, 접속 두께의 효과가 약간 나타났으며, 초기 저항치는 낮아졌으나, 고온고습도시험 후 접속저항피가 상승하였다.As a result of the measurement, the effect of the connection thickness was shown slightly, and the initial resistance value was lowered, but the connection resistance skin increased after the high temperature and high humidity test.

[실시예 4∼6][Examples 4 to 6]

에폭시계 열가소성수지(YD-208, 국도화학) 100중량부, 고무변성에폭시 수지(KR-128) 60중량부, 페놀 수지 20중량부를 혼합하여 접착제 용액을 조액하였다. 그 용액에 입자경 8±0.2μm의 은 입자(대주정밀화학 제품)와, 입자경 13.0±0.2μm인 은-주석 합금을 재료로 후막 0.3μm의 니켈을 무전해 메끼법으로 얻은 도전입자를, 수지 고형분에 대하여 7체적%을 혼합하여 분산시켰다. 또한 입자경이 큰 도전입자, 즉 은-주석을 재료에 니켈 메끼처리한 도전입자를 전체 입자 배합량에 대해 50, 60, 70, 80, 90, 100중량%로 변화시키면서 이방도전성 필름을 제조하였다. 이것을 이용하여, 라인폭 0.1mm, 피치 0.2mm, 후막 35μm, 단자수 160개의 동회로가 있는 플렉시블회로기판(FPC)과 투명도전회로 글라스 기판(ITO 회로)을 열압착에 의해 접속시켰다.An adhesive solution was prepared by mixing 100 parts by weight of an epoxy-based thermoplastic resin (YD-208, Kukdo Chemical), 60 parts by weight of a rubber-modified epoxy resin (KR-128), and 20 parts by weight of a phenol resin. Resin solids were obtained by conducting the electrolytic particles obtained by electrolessly depositing a thick film of 0.3 μm of nickel with silver particles having a particle size of 8 ± 0.2 μm (from Daeju Fine Chemicals) and a silver-tin alloy having a particle size of 13.0 ± 0.2 μm. 7 vol% of the mixture was mixed and dispersed. In addition, anisotropic conductive films were prepared while changing conductive particles having a large particle diameter, that is, conductive particles obtained by subjecting nickel-tin to the material to 50, 60, 70, 80, 90, and 100% by weight based on the total particle amount. By using this, a flexible circuit board (FPC) having a line width of 0.1 mm, a pitch of 0.2 mm, a thick film of 35 μm, and 160 copper circuits and a transparent conductive circuit glass substrate (ITO circuit) were connected by thermocompression bonding.

접속저항치값은 접속 초기와 고온고습도 방치후로 각각 4단자법(Four Probe Method)을 이용하여 측정하였으며, 접착력은 박리테스터로 그 값을 얻었다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.The connection resistance value was measured by the four-terminal method (Four Probe Method) after the initial connection and the high temperature and high humidity, respectively, and the adhesion was obtained by the peel tester. The results are shown in Table 1 below.

이상의 실시예 및 비교예의 결과를 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the results of the above examples and comparative examples.

이상에서 기술한 것과 같이, 본 발명에 따라 경도와 입경 크기가 다른 2종류의 도전입자를 사용하여 만든 실시예의 이방도전성 필름은, 종래의 제조방법인 비교예에 따라 제조된 이방도전성 필름에 비하여, 다수의 미세회로간의 접속 두께가 일정하고, 또한 각 접속회로간의 접속저항치의 편차가 극히 작으며, 높은 접속신뢰성을 보이는 우수한 이방도전성 필름이다.As described above, the anisotropic conductive film of the embodiment made by using two kinds of conductive particles having different hardness and particle size in accordance with the present invention, compared to the anisotropic conductive film produced according to the comparative example of the conventional manufacturing method, It is an excellent anisotropic conductive film having a constant connection thickness between a plurality of microcircuits, a very small variation in the connection resistance value between the connection circuits, and showing high connection reliability.

Claims (2)

이형 필름과 상기 이형 필름위에 절연성 접착제와 도전성 입자를 포함하는 도전층을 포함하는 이방성 도전 필름에 있어서, 상기 도전성 입자는 (a) 입경이 7 내지 15μm이고, 금, 은, 철, 구리, 니켈, 카드늄, 비스무스, 인듐, 알루미늄, 팔라듐 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1금속 입자; 와 (b) 비스무스-주석-납 합금, 비스무스-주석-아연 합금, 주석-납 합금, 주석-아연 합금, 주석-안티몬 합금, 주석-은 합금, 구리-아연 합금 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 입자 표면에 금속 박막을 피복시키며, 상기 피복된 금속 입자의 크기는 상기 제1금속 입자의 반경에 비하여 20 내지 40% 큰 반경을 가지는 제2금속 입자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방도전성 필름.In an anisotropic conductive film comprising a release film and a conductive layer comprising an insulating adhesive and conductive particles on the release film, the conductive particles (a) have a particle diameter of 7 to 15 μm, and include gold, silver, iron, copper, nickel, First metal particles selected from the group consisting of cadmium, bismuth, indium, aluminum, palladium and mixtures thereof; And (b) from the group consisting of bismuth-tin-lead alloys, bismuth-tin-zinc alloys, tin-lead alloys, tin-zinc alloys, tin-antimony alloys, tin-silver alloys, copper-zinc alloys and mixtures thereof Coating a metal thin film on the surface of the selected metal particles, wherein the size of the coated metal particles has a radius of 20 to 40% greater than that of the first metal particles; Anisotropic conductive film comprising a. 제1항에 있어서, 상기한 도전성 입자는 접착제에 대하여 5∼10체적% 첨가되는 것이며, 입도분포에서 입자경의 편차는 ±0.2μm인 이방도전성 필름.The anisotropic conductive film according to claim 1, wherein the conductive particles are added in an amount of 5 to 10% by volume with respect to the adhesive, and the variation in particle size in the particle size distribution is ± 0.2 μm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101025620B1 (en) * 2009-07-13 2011-03-30 한국과학기술원 Anisotropic Conductive Adhesives for UltraSonic Bonding and Electrical Interconnection Method of Electronic Components Using Thereof

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