KR100291662B1

KR100291662B1 - Composite powder for anisotropic conductive film

Info

Publication number: KR100291662B1
Application number: KR1019980043204A
Authority: KR
Inventors: 김태성; 이덕훈; 안평수; 김동철; 최대영; 문혁수
Original assignee: 권문구; 엘지전선주식회사
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1998-10-15
Publication date: 2001-06-01
Also published as: KR20000025907A

Abstract

본 발명은 이방성 도전필름용 복합 분말에 관한 것으로, 특히 폴리머볼의 탄성력을 조절하여 이방성 도전 필름 압착 직후에 나타나는 접촉저항의 증가인 바운스-업(bounce-up) 현상을 감소시킨 도전성 분말을 제공하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름용 복합 분말에 관한 것이다.The present invention relates to a composite powder for an anisotropic conductive film, and in particular, to control the elastic force of the polymer ball to provide a conductive powder that reduces the bounce-up phenomenon that is an increase in contact resistance that appears immediately after the compression of the anisotropic conductive film It relates to a composite powder for an anisotropic conductive film, characterized in that.

Description

Composite powder for anisotropic conductive film

최근 전자 패키징에서는 회로의 미세간극화와 접속밀도의 증가에 따라 많은 수의 좁은 간격을 가진 전극을 한 번에 접속시킬 필요성이 점점 증가하고 있다. 이에 따라 LCD 패키징에 있어서, 다중접속 회로라인(flex circuit)과 표시장치(glassdisplay)와의 기계적, 전기적 접속용으로 이방성 전도필름(ACF)이 사용되고 있으며, 이에 대한 연구가 활발한 편이다.In recent years, in electronic packaging, the necessity of connecting a large number of narrow-gap electrodes at one time is increasing as the circuit becomes smaller and the connection density increases. Accordingly, in the LCD packaging, anisotropic conductive film (ACF) is used for the mechanical and electrical connection between a multiple connection circuit line (flex circuit) and a display (glass display), and studies on this are being actively conducted.

상기 이방성 도전필름은 도전입자와 절연성 접착제로 구성되어 있는데, 전기적 전도현상에 가장 큰 역할을 하는 도전 입자로는 초기에 카본 파이버(cabon fiber)를 사용하였으며, 그후 솔더볼이 쓰였다가 니켈볼이나 은이 그 뒤를 이어 현재까지 쓰이고 있다.The anisotropic conductive film is composed of conductive particles and an insulating adhesive. The conductive particles that play the greatest role in electrical conduction are initially carbon fiber, and then solder balls are used, and then nickel balls or silver are used. It is used until now.

상기에서 은이 사용되는 이유는 가격이 적당하고 전기 전도도가 높으며 화학안정성이 좋아서 도전입자로 사용하기 용이한점이 많으나 전기적 이온이동의 문제를 수반하고 있다.The reason why silver is used in the above is that it is easy to use as conductive particles due to its price, high electrical conductivity and good chemical stability, but it is accompanied with the problem of electrical ion migration.

그리고, 니켈은 낮은 가격과 비교적 좋은 전기전도도를 가지고 있으나 고온 고습한 상태에 노출될 경우 표면에서 부식이일어나거나 산화가 되는 등의 문제가 있다.In addition, nickel has a low price and relatively good electrical conductivity, but when exposed to high temperature and high humidity, there is a problem such as corrosion or oxidation on the surface.

이러한 문제에 대한 해결을 위해 표면에 금을 코팅하여 전도입자의 특성을 향상시키기도 한다.In order to solve this problem, the surface may be coated with gold to improve the properties of the conductive particles.

금이 코팅된 니켈 입자는 디비닐벤젠(divinyl-benzene) 형태의 폴리스티렌(polystyrene)볼에 니켈을 코팅하고 그 위에 다시 금을 코팅한 형태로 발전되었으나 이렇게 제조할 경우 탄성력이 너무 높아져서 이방성 도전필름용 분말로서의 특성에 좋지 않는 악영향을 끼치게 된다.Gold-coated nickel particles were developed by coating nickel on a polystyrene ball in the form of divinyl-benzene and then coating gold on the same. However, in this case, the elastic force is too high for anisotropic conductive films. It adversely affects the properties as a powder.

따라서 이러한 종래제품의 문제점을 해결하기 위하여 적절한 탄력성을 가지면서 내식성을 함께 가질 수 있는 분말 개발의 필요성이 대두되고 있다.Therefore, in order to solve the problems of the conventional products, there is a need to develop a powder that can have corrosion resistance with appropriate elasticity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 스티렌과 디비닐벤젠을 분산 공중합체로 하여 만든 분말위에 니켈을 코팅시켜 이방성 도전필름의 도전입자를 제조하는 것을 특징으로 한다.The present invention is to solve the above problems, it characterized in that the conductive particles of the anisotropic conductive film is prepared by coating nickel on a powder made of styrene and divinylbenzene as a dispersion copolymer.

제1도는 본 발명에 있어서의 복합 분말의 단면도.1 is a cross-sectional view of a composite powder in the present invention.

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

1 : 스티렌과 디비닐벤젠의 공중합체 2 : 니켈1: copolymer of styrene and divinylbenzene 2: nickel

3 : 금3: gold

이하에서 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 있어서의 복합 분말의 단면도는 제1도에 나타내었다.Sectional drawing of the composite powder in this invention is shown in FIG.

먼저 본 발명에 이르는 주변기술을 간략하게 설명하기로 한다.First, the peripheral technology leading to the present invention will be briefly described.

분말이 분산되어 있는 필름이 열과 압력을 받음에 따라 도전입자의 변형에 의하여 접속단자의 표면과 기계적인 접촉이 있게 되는바, 도전입자는 여러 가지 형태를 가질 수 있는데 적은 양을 사용하더라도 전극단자와 좋은 접촉을 이루고 접착제와도 좋은 접촉을 이뤄야 한다.As the film in which the powder is dispersed is subjected to heat and pressure, there is a mechanical contact with the surface of the connection terminal by deformation of the conductive particles. The conductive particles may have various forms. Make good contact and make good contact with the adhesive.

이때의 좋은 접촉이란 접촉저항의 증가를 최대한 억제하고 접촉면적을 넓힐 수 있는 접촉을 말한다. 접촉저항의 증가는전도파괴기구를 촉진시키는 인자와 이를 저해하는 인자와의 경쟁효과에 의존한다. 전도파괴인자로서는 대표적으로 도전입자의 표면에서의 산화와 필름 압착시의 압력에 의해 인가되는 탄성스트레스가 있다.Good contact at this time refers to a contact that can suppress the increase in contact resistance as much as possible and increase the contact area. The increase in contact resistance depends on the competitive effect of the factors that promote the conduction breakdown mechanism and the factors that inhibit it. Representative conductive failure factors typically include elastic stress applied by oxidation at the surface of the conductive particles and pressure during film compression.

이러한 전도파괴인자중 탄성 스트레스에 의한 바운스-업(bounce-up) 현상을 완화시키고자, 본 발명에서는 폴리머볼 제조시 디비닐벤젠(divinyl benzene)만을 사용하는 기존의 방법 대신 디비닐벤젠과 스티렌을 공중합하여 폴리머볼의 탄성력을조절하였다. 제1도에서 1은 스테렌과 디비닐벤젠의 공중합체를 나타낸다.In order to alleviate the bounce-up phenomenon caused by elastic stress among the conductive fracture factors, in the present invention, divinylbenzene and styrene may be used instead of the conventional method using only divinyl benzene when producing polymer balls. The copolymer was adjusted to adjust the elastic force of the polymer ball. In FIG. 1, 1 represents a copolymer of styrene and divinylbenzene.

기존의 발명이 디비닐벤젠만을 사용하여 폴리머볼을 제조하기 때문에 완전가교된 형태가 되고, 결과적으로 너무 과도한 탄성력을 가지게 되어 이방성 전도필름으로 제조하여 압착하면 바운스-업 현상을 나타내게 되는데 반하여,Existing inventions produce polymer balls using only divinylbenzene, which results in full crosslinking, resulting in too much elasticity, resulting in a bounce-up phenomenon when manufactured and compressed with anisotropic conductive films.

본 발명에서와 같이 디비닐벤젠과 스티렌을 공중합하여 폴리머볼을 제조하게 되면 가교도가 조절되어 바운스-업 현상이나타나지 않고 적절한 탄성력을 가지는 폴리머볼의 제조가 가능하게 된다.When the polymer ball is produced by copolymerizing divinylbenzene and styrene as in the present invention, the degree of crosslinking is controlled, thereby making it possible to manufacture a polymer ball having an appropriate elasticity without bounce-up phenomenon.

또한, 이와 함께 탄성 스트레스를 낮춤으로써 접촉면적을 늘려주는 효과도 함께 기대할 수 있다.In addition, it is also possible to expect the effect of increasing the contact area by lowering the elastic stress.

이때 디비닐벤젠과 스티렌의 비율을 조절함으로써 폴리머볼에 원하는 탄성력을 부여할 수 있다.At this time, by adjusting the ratio of divinylbenzene and styrene can give a desired elastic force to the polymer ball.

제조된 폴리머볼에는 다시 니켈(2)을 코팅하고 그 위에 금 코팅(3)을 하게 된다.The prepared polymer ball is again coated with nickel (2) and the gold coating (3) thereon.

금 코팅에 의해 니켈의 산화를 막아주어 전도성을 높여주게 된다.The gold coating prevents the oxidation of nickel and increases the conductivity.

[실시예]EXAMPLE

이러한 도전성 복합분말의 제조과정은 다음과 같다.The manufacturing process of such a conductive composite powder is as follows.

먼저, 스티렌(styrene)과, 디비닐벤젠(divinyl benzene)을 적절한 비율로 혼합하여 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol),이소-프로판올(iso-propanol), t-부탄올(t-butanol), sec-부탄올(sec-butanol), 펜타놀(pentanol), 톨루엔(toluene) 또는이들의 혼합물 용매에 녹인다.First, styrene and divinyl benzene may be mixed in an appropriate ratio, such as methanol, ethanol, iso-propanol, t-butanol, and sec. Dissolve in solvent with butanol, pentanol, toluene or mixtures thereof.

다음 이 용액에 히드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose), 폴리비닐 피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리메틸 메타크릴산(polymethyl methacrylic acid), 노닐페닐 폴리에테르 알코올(nonylphenyl polyether alcohol), 폴리비닐 메틸 에테르(polyvinyl methyl ether), 폴리비닐피롤리돈 비닐아세테이트 공중합체(poly vinylpyrrolidone vinylacetate copolymer, 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine) 또는 이들의 혼합물을 안정제로하여 적당량 첨가하여 교반하여 분산(dispersion)이 생성되는데, 이 상태에서 그대로 온도를 올려 분산 중합반응(dispwesion polymerization)을 진행시킨다.Then hydroxypropyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethyl methacrylic acid, nonylphenyl polyether alcohol ), Polyvinyl methyl ether (polyvinyl methyl ether), polyvinylpyrrolidone vinylacetate copolymer (polyethyleneimine) or a mixture of these as a stabilizer is added to the appropriate amount and stirred to disperse (dispersion) In this state, the temperature is raised as it is to proceed with dispersion polymerization.

이때 디비닐벤젠과 스티렌의 비율을 조절하여 폴리머볼의 탄성력을 조절하고, 단량체의 농도와 안정제의 종류 및 투입량을 조절하여 폴리머볼의 크기를 조절하였다.At this time, by controlling the ratio of divinylbenzene and styrene to control the elastic force of the polymer ball, the size of the polymer ball was controlled by controlling the concentration of monomer and the type and amount of stabilizer.

이 시료를 다시 스타늄(Sn)과 팔라듐(Pd)이 혼합된 용액에 침전시켜 활성화 전처리를 행하였다. 전처리후 니켈 무전해 도금을 실시하였다.This sample was again precipitated in a solution in which stanium (Sn) and palladium (Pd) were mixed to perform activation pretreatment. Nickel electroless plating was performed after the pretreatment.

니켈 무전해 도금시 안정제 투입시간에 따라 니켈 도금의 두께를 조절할 수 있었다.In nickel electroless plating, the thickness of nickel plating was controlled according to the stabilizer input time.

이 시료를 다시 내식성의 향상을 위하여 최종적으로 금 치환도금을 실시하였다.In order to improve corrosion resistance, this sample was finally subjected to gold substitution plating.

이렇게 하여 최종적으로 제조된 복합분말의 단면도는 제1도와 같다.The cross-sectional view of the finally prepared composite powder is shown in FIG.

이러한 과정을 거쳐 최종적으로 평균입도 5㎛이고 디비닐벤진의 함량이 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4 100mol%인 복합분말을 제조한 후 이들 분말을 사용하여 이방성 도전필름을 제조하였다.Through this process, finally, a composite powder having an average particle size of 5 μm and divinylbenzine content of 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, and 100 mol% was prepared. A film was prepared.

이 이방성 도전필름을 폭 2㎜, 길이 30㎜로 절단한후 ITO glass에 압착한후, 4-point probe법을 사용하여 접촉저항과 탄성스트레스에 의한 바운스-업 현상을 측정하였다.The anisotropic conductive film was cut into a width of 2 mm and a length of 30 mm, and then pressed onto ITO glass, and then bounce-up due to contact resistance and elastic stress was measured using a 4-point probe method.

이 측정을 10회 측정한 평균은 다음과 같다.The average of this measurement 10 times is as follows.

상기 과정에 의해 제조된 분말에 있어서 압축변형시험에 의한 탄성력의 크기를 측정한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.As a result of measuring the size of the elastic force by the compression deformation test in the powder prepared by the above process, the following results were obtained.

상술한 바와같이, 본 발명은 디비닐벤젠과 스티렌을 공중합하여 폴리머볼을 제조하게 되면 가교도가 조절되어 바운스-업현상이 나타나지 않고 적절한 탄성력을 가지는 폴리머볼의 제조가 가능하게 된다.As described above, when the polymer ball is produced by copolymerizing divinylbenzene and styrene, the degree of crosslinking is controlled so that a bounce-up phenomenon does not appear and a polymer ball having an appropriate elastic force can be manufactured.

Claims

A composite powder for anisotropic conductive films, characterized by producing conductive particles of an anisotropic conductive film by coating nickel on a powder made of styrene and divinylbenzene as a dispersion copolymer.

The composite powder for anisotropic conductive films according to claim 1, characterized by coating gold to improve the corrosion resistance of the nickel powder constituting the conductive particles.

According to claim 1, To reduce the stress applied to the nickel powder and to impart an appropriate elastic strain, to use a composite powder in which the content of divinylbenzene is maintained at 1 to 10 mol%, preferably 1.5 to 4 mol% Composite powder for anisotropic conductive film characterized in that.