KR100345380B1 - Composition of low temperature curable anisotropic conductive film - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저온 경화용 이등방 전도 필름의 조성물에 관한 것으로서, 경화제를 가하여 고온 고압에서 중합하여 경화시켜 주는 에폭시 수지를 포함한 활성 접착제, 아크릴 산 및 그 유도체를 포함하는 열경화성 수지인 아크릴 활성 접착제와 에폭시 수지를 경화시킬 수 있는 내열성을 강화시킨 아민 유도체, 아크릴 수지를 경화시킬 수 있는 과산화물 및 아조 화합물, 그리고 도전성을 부여하는 금속 분말의 조성물로 구성되어 있다.The present invention relates to a composition of an isotropic conductive film for low temperature curing, and an active adhesive including an epoxy resin which is cured by adding a curing agent at a high temperature and high pressure, and an acrylic active adhesive and an epoxy which is a thermosetting resin including acrylic acid and derivatives thereof. It consists of the composition of the amine derivative which strengthened the heat resistance which can harden resin, the peroxide and azo compound which can harden an acrylic resin, and the metal powder which gives electroconductivity.

위의 조성물을 소정 무게비로 혼합하여 톨루엔 용액을 만들고, 만든 용액을 PET 필름 상에 코팅한 후 소정 온도 및 시간에서 건조시키고 평가하며, 상기 필름의 일정 무게를 달아 DSC 상에 단위 시간 당 소정 온도의 속도로 상승시켜 발열량의 피크온도를 얻음으로써, 낮은 온도에서 경화 반응이 진행되면서 발생하는 반응열로 하여금 에폭시의 경화반응에 필요한 열량을 제공하여 발열량의 피크온도를 낮춤으로써, 낮은 온도와 짧은 시간에 상·하 회로의 전기적 접속, 물리적 접착을 제공할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The toluene solution was mixed by mixing the above composition at a predetermined weight ratio, and the resulting solution was coated on a PET film, dried and evaluated at a predetermined temperature and time, and weighed by a predetermined weight of the film to provide a predetermined temperature per unit time on a DSC. By increasing the speed to obtain the peak temperature of the calorific value, the heat of reaction generated during the curing reaction at a low temperature provides the heat required for the curing reaction of the epoxy to lower the peak temperature of the calorific value, thereby reducing the image The effect of providing electrical connection and physical adhesion of the lower circuit can be obtained.

Description

저온 경화용 이등방 전도 필름의 조성물{Composition of low temperature curable anisotropic conductive film}Composition of low temperature curable anisotropic conductive film

본 발명은 아크릴 수지 및 에폭시 수지를 포함하는 이등방 전도 필름의 조성물에 관한 것으로서, 전자 부품의 상·하 회로를 결합하여 물리적으로 고정시키고 전기적으로 접속시켜 주는 도전성 접착 필름 조성에 관한 것이다.The present invention relates to a composition of an isotropic conductive film containing an acrylic resin and an epoxy resin, and relates to a conductive adhesive film composition which physically fixes and electrically connects upper and lower circuits of an electronic component.

근래 들어 전자부품의 크기와 두께가 점점 작아지고 얇아짐에 따라 회로의 밀도와 정교함은 더욱 높아지고 있다.In recent years, as the size and thickness of electronic components become smaller and thinner, the density and sophistication of circuits become higher.

이러한 전자부품의 상·하 회로를 물리적으로 접속, 고정시키기 위하여 처음에는 접착제로써 스티렌-부타디엔-스티렌 블럭 혼성 중합체 또는 기준 중합체 같은 것들로 구성된 열가소성 수지 구성물이 접착 필름으로써 간편하게 사용되어 왔다.In order to physically connect and fix the upper and lower circuits of these electronic components, a thermoplastic resin composition composed of styrene-butadiene-styrene block copolymers or reference polymers as an adhesive has been conveniently used as an adhesive film.

그러나, 접착 재료가 사용되는 분야가 점점 확산됨에 따라 내열, 내습에 대한 요구와 미세회로의 적용성 및 접착 강도를 향상시켜 신뢰성을 개선하는 것이 요구되어 왔다.However, as the field where adhesive materials are used has been gradually spread, there has been a demand for improving the reliability by improving the demand for heat resistance and moisture resistance, the applicability of microcircuits and the adhesive strength.

이와 같은 요구는 열 가소성 수지 구성물로 조성된 접착 필름으로는 만족될수 없기 때문에 경화 작용이 가능한 열 가소성 수지 구성물로 이루어진 접착 필름이 사용되고 있다.Since such a requirement cannot be satisfied with an adhesive film composed of a thermoplastic resin constituent, an adhesive film made of a thermoplastic resin constituent capable of curing can be used.

일반적으로 열 경화성 필름은 열 경화성 수지인 에폭시 수지와 경화를 시켜주는 경화제로 이루어져 있다.Generally, a thermosetting film is composed of an epoxy resin which is a thermosetting resin and a curing agent for curing.

그러나 이러한 열 경화성 에폭시 수지는 경화가 충분히 일어나서 일반적인 도전성 접착 필름의 역할을 하기 위해서는 충분한 열량을 가하여 주어야만 하는데, 이렇게 충분한 열량을 가하기 위해서는 접착 시 접착 온도를 높게 하거나 시간을 길게 하는 방법이 있을 수 있다.However, such a heat curable epoxy resin should be given enough heat in order to fully cure to serve as a general conductive adhesive film. In order to apply such sufficient heat amount, there may be a method of increasing the adhesion temperature or lengthening time during adhesion.

하지만 상기와 같은 방법으로 전자부품의 상·하 회로의 전기적 접속, 물리적 접착에 너무 높은 온도나 긴 시간을 가했을 경우 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.However, if too high a temperature or a long time is applied to the electrical connection and physical adhesion of the upper and lower circuits of the electronic component, the following problems occur.

첫째, 너무 높은 온도에서의 접착 조건은 열을 가해 주는 히팅 바에 무리를 초래하여 히팅 바가 뒤틀리는 등 내구성에 영향을 미친다.First, adhesion conditions at too high a temperature cause the heating bar that heats up and affect the durability, such as distortion of the heating bar.

둘째, 높은 온도에서의 접착 조건은 상·하 회로를 포함하는 접착하고자 하는 전자부품 자체에 무리가 가서 제품의 불량률을 높게 가져갈 수 있다.Second, the adhesion conditions at high temperatures can lead to a high failure rate of the product to go to the electronic component itself to be bonded, including the upper and lower circuits.

셋째, 너무 긴 접착 시간은 공정상의 제품 수율을 낮게 한다.Third, too long adhesion times result in low product yields in the process.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 상기와 같은 문제 때문에 낮은 온도와 짧은 시간 하에서 전자부품의 상·하 회로를 전기적 접속, 물리적 접착이 가능한 접착 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an adhesive film capable of electrically connecting and physically connecting up and down circuits of electronic components under low temperature and short time.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 경화제를 가하여 고온 고압에서 중합하여 경화시켜 주는 에폭시 수지를 포함한 활성 접착제, 아크릴 산 및 그 유도체를 포함하는 열경화성 수지인 아크릴 활성 접착제와 에폭시 수지를 경화시킬 수 있는 내열성을 강화시킨 아민 유도체, 아크릴 수지를 경화시킬 수 있는 과산화물 및 아조 화합물, 그리고 도전성을 부여하는 금속 분말의 조성물을 소정 무게비로 혼합하여 톨루엔 용액으로 만드는 제 1 단계, 만든 용액을 PET 필름 상에 코팅한 후 소정 온도 및 시간에서 건조시키고 평가하는 제 2 단계 및 상기 필름의 무게를 달아 DSC 상에 단위 시간당 소정 온도의 속도로 상승시켜 발열량의 피크온도를 얻는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.그리고 상기 아민 유도체는 에폭시 수지의 0.1-30%의 무게함량을 가진 제 1 활성 접착제를 가지며, 상기 과산화물과 아조화합물은 0.1-30%의 무게함량을 가진 제 2 활성 접착제를 포함하고, 이때 제 2 활성 접착제는 모노, 디, 트리 구조로 된 아크릴 수지로 이루어지며, 상기 금속 분말은 20 미크론 이하의 크기를 갖는 니켈 분말로 이루어지고, 이러한 본 발명의 조성물은 발열량의 피크 온도가 80-130℃인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, an active adhesive including an epoxy resin that is cured by adding a curing agent at a high temperature and high pressure to cure the acrylic active adhesive and epoxy resin which is a thermosetting resin containing acrylic acid and its derivatives The first step of mixing the composition of the amine derivative with enhanced heat resistance, the peroxide and azo compound capable of curing the acrylic resin, and the metal powder imparting conductivity at a predetermined weight ratio to form a toluene solution, and coating the solution on the PET film. And then a second step of drying and evaluating at a predetermined temperature and time, and a third step of obtaining a peak temperature of the calorific value by weighing the film and raising the film at a rate of a predetermined temperature per unit time on a DSC. And the amine derivative has a weight content of 0.1-30% of the epoxy resin A first active adhesive, wherein the peroxide and azo compound comprise a second active adhesive having a weight content of 0.1-30%, wherein the second active adhesive consists of an acrylic resin of mono, di, and tri structure, The metal powder is made of nickel powder having a size of 20 microns or less, the composition of the present invention is characterized in that the peak temperature of the calorific value is 80-130 ℃.

상기 사항에 따라 다음 두 가지 실시 예를 들어 조성물의 제조 공정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the following two examples according to the above manufacturing process of the composition as follows.

먼저 실시 예 1로써, 베코폭스 이피 401(비스페놀 A형 에폭시 수지, 비아노바 레진스 회사), YD-128(비스페놀 A형 에폭시 수지, 국도화학), 에틸렌글리콜 디메트아크릴레이트(알드리치)를 무게 비로 60:20:20으로 혼합하고 톨루엔 중의 40% 용액으로 만든다.First, as Example 1, becopox ip 401 (bisphenol A epoxy resin, Vianova resin company), YD-128 (bisphenol A epoxy resin, Kukdo Chemical), ethylene glycol dimethacrylate (Aldrich) by weight ratio Mix 60:20:20 and make a 40% solution in toluene.

여기에 경화제인 HX-3742(변성 이미다졸을 가교된 폴리우레탄으로 코팅 및 마이크로 캡슐화하여 액체 에폭시 수지에 분산시켜 제조된 분산액, 아사히 케미컬 회사), 라우로일 퍼옥사이드(알드리치), 도전성을 부여하는 5미크론의 니켈 금속 분말을 넣고 잘 섞어준다.HX-3742 (dispersion prepared by coating and microencapsulating modified imidazole with crosslinked polyurethane and dispersed in liquid epoxy resin, Asahi Chemical Co., Ltd.), lauroyl peroxide (Aldrich) Add 5 microns of nickel metal powder and mix well.

이렇게 만든 용액을 PET 필름(50미크론) 상에 25미크론으로 코팅하고 80℃에서 3분간 건조시킨 후 평가한다.The solution thus prepared is coated with 25 microns on a PET film (50 microns), dried at 80 ° C. for 3 minutes and evaluated.

이때 4.5㎎의 접착 필름의 무게를 달아 DSC(퍼킨 엘머 DSC 7)상에 10℃/분의 속도로 상승시켜서 발열량의 피크 온도는 120℃이다.At this time, a 4.5 mg adhesive film was weighed and raised on a DSC (Perkin Elmer DSC 7) at a rate of 10 ° C / min, and the peak temperature of the calorific value was 120 ° C.

다음 실시 예 2로 베코폭스 이피 401(비스페놀 A형 에폭시 수지, 비아노바 레진스 회사), YD-128(비스페놀 A형 에폭시 수지, 국도화학) 디에틸렌 글리콜 디메트아크릴레이트(알드리치)를 무게 비로 50:20:30으로 혼합하고 톨루엔 중의 40% 용액으로 만든다.In Example 2, becopox ip 401 (bisphenol A type epoxy resin, Vianova resin company) and YD-128 (bisphenol A type epoxy resin, Kukdo Chemical) diethylene glycol dimethacrylate (Aldrich) were used in a weight ratio of 50. Mix in 20:30 and make a 40% solution in toluene.

여기에 경화제인 HX-2742(변성 이미다졸을 가교된 폴리우레탄으로 코팅 및 마이크로 캡슐화하여 액체 에폭시 수지에 분산시켜 제조된 분산액, 아사히 케미컬 회사), 벤조일 퍼옥사이드(알드리치), 도전성을 부여하는 5미크론의 니켈 금속 분말을 넣고 잘 섞어준다.이렇게 만든 용액을 PET 필름(50미크론) 상에 25미크론으로 코팅하고 80℃에서 3분간 건조시킨 후 평가한다.HX-2742 (dispersion prepared by coating and microencapsulating modified imidazole with crosslinked polyurethane and dispersed in liquid epoxy resin, Asahi Chemical Co., Ltd.), benzoyl peroxide (Aldrich), 5 micron to impart conductivity The nickel metal powder is added and mixed well. The resulting solution is coated with 25 microns on a PET film (50 microns), dried at 80 ° C. for 3 minutes, and evaluated.

이때, 4.8㎎의 접착 필름의 무게를 달아 DSC(퍼킨 엘머 DSC 7) 상에 10℃/분의 속도로 상승시켜서 얻은 발열량의 피크 온도는 105℃이다.At this time, the peak temperature of the calorific value obtained by weighing a 4.8 mg adhesive film and raising it on the DSC (Perkin Elmer DSC 7) at a rate of 10 ° C / min is 105 ° C.

이에 따른 비교 예를 보면, 에피코테(Epikote) 1002(비스페놀형 에폭시 회사), 니폴(Nipol) 1072(카르복실-변성 니크릴 고무, 니뽄 게온 회사)를 무게 비로 70:30으로 혼합하고 톨루엔 중의 40℃ 용액으로 만든 후, 여기에 경화제인 HX-3742(변성 이미다졸을 가교된 폴리우레탄으로 코팅 및 마이크로 캡슐화하여 액체 에폭시 수지에 분산시켜 제조된 분산액, 아사히 케미컬 회사), 도전성을 부여하는 구형인 유연성 에폭시 수지의 경화 생성물의 표면을 무전해 도금하여 얻은 5.2 미크론의 도전 볼을 잘 섞어준다.As a comparative example, Epikote 1002 (bisphenol-type epoxy company) and Nipol 1072 (carboxyl-modified nitrile rubber, Nippon Keion Company) were mixed in a weight ratio of 70:30 and 40 in toluene. After the solution was made into a solution, HX-3742 (a dispersion prepared by coating and microencapsulating the modified imidazole with a crosslinked polyurethane and dispersed in a liquid epoxy resin), a spherical flexibility that imparts conductivity. The 5.2 micron conductive balls obtained by electroless plating the surface of the cured product of the epoxy resin are mixed well.

이렇게 만든 용액을 폴리프로필렌 필름(50미크론)상에 코팅하고 90℃에서 15분간 건조시킨 후 평가한다.The resulting solution is coated on a polypropylene film (50 microns) and dried at 90 ° C. for 15 minutes before evaluation.

이때, 1.5㎎의 접착 필름의 무게를 달아 DSC(듀퐁 1090)상에 10℃/분의 속도로 상승시켜서 얻은 발열량의 피크 온도는 148℃이다.At this time, the peak temperature of the calorific value obtained by weighing an adhesive film of 1.5 mg and raising on a DSC (Dupont 1090) at a rate of 10 ° C / min is 148 ° C.

상술한 바와 같이 본 발명은, 낮은 온도에서의 경화 반응이 진행되면서 발생하는 반응열로 하여금 에폭시의 경화반응에 필요한 열량을 제공하여 발열량의 피크온도를 낮춤으로써, 낮은 온도와 짧은 시간에 상·하 회로의 전기적 접속, 물리적 접착을 제공할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the present invention provides the heat of reaction generated as the curing reaction proceeds at a low temperature to provide the amount of heat required for the curing reaction of the epoxy to lower the peak temperature of the calorific value, thereby reducing the upper and lower circuits at a low temperature and a short time. Has the effect of providing electrical connection, physical adhesion.

Claims (7)

전자부품의 상·하 회로를 결합하여 물리적으로 고정시키고 전기적으로 접속시켜주기 위한 도전성 접착 필름 조성물에 있어서,In the conductive adhesive film composition for physically fixing and electrically connecting the upper and lower circuits of the electronic component, 경화제를 가하여 고온 고압에서 중합하여 경화시켜주는 에폭시 수지를 포함한 제 1 활성 접착제;A first active adhesive including an epoxy resin which is cured by adding a curing agent at a high temperature and high pressure; 아크릴 산 및 그 유도체를 포함하는 열경화성 수지인 아크릴 수지를 포함한 제 2 활성 접착제;A second active adhesive comprising an acrylic resin which is a thermosetting resin comprising acrylic acid and derivatives thereof; 에폭시 수지를 경화시킬 수 있는 내열성을 강화시킨 아민 유도체;Amine derivatives having enhanced heat resistance capable of curing the epoxy resin; 아크릴 수지를 경화시킬 수 있는 과산화물과 아조 화합물; 및Peroxide and azo compound which can harden acrylic resin; And 도전성을 부여하는 금속 분말의 구성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 경화용 이등방 전도 필름의 조성물.The composition of the anisotropic conductive film for low temperature hardening characterized by including the structure of the metal powder which gives electroconductivity. 제 1 항에 있어서, 상기 아민 유도체는The method of claim 1, wherein the amine derivative is 에폭시 수지의 0.1-30%의 무게함량을 가진 상기 제 1 활성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 경화용 이등방 전도 필름의 조성물.A composition of a low temperature hardening isotropic conductive film comprising the first active adhesive having a weight content of 0.1-30% of the epoxy resin. 제 1 항에 있어서, 상기 과산화물과 아조 화합물은The method of claim 1, wherein the peroxide and azo compound 0.1-30%의 무게함량을 가진 제 2 활성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 경화용 이등방 전도 필름의 조성물.A composition of a low temperature hardening isotropic conductive film comprising a second active adhesive having a weight content of 0.1-30%. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은The method of claim 1, wherein the composition 발열량의 피크 온도가 80-130℃인 것을 특징으로 하는 저온 경화용 이등방 전도 필름의 조성물.The composition of the anisotropic conductive film for low-temperature curing characterized in that the peak temperature of the calorific value is 80-130 ° C. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 활성 접착제는The method of claim 1 wherein the second active adhesive is 모노, 디, 트리의 구조를 갖는 아크릴 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 저온 경화용 이등방 전도 필름의 조성물.The composition of the anisotropic conductive film for low-temperature curing characterized by consisting of an acrylic resin having a mono, di, tri-structure. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 금속 분말은The method of claim 1, wherein the metal powder 20 미크론 이하의 크기를 갖는 니켈 분말로 이루어진 것을 특징으로 하는 저온 경화용 이등방 전도 필름의 조성물.Composition of anisotropic conductive film for low temperature curing, characterized in that the nickel powder having a size of less than 20 microns.
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