KR100589586B1 - Insulated Conductive Particles and an Anisotropic Conductive Film Using the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 절연 전도성 미립자는 (A) 고분자 미립자 표면에 금속층이 피복된 전도성 미립자(33) 및 (B) 관능성 단량체를 포함하는 가교 공중합체로 구성된 절연 고착성 미립자(34)로 이루어지고, 상기 전도성 미립자와 절연 고착성 미립자는 상호 물리적 / 화학적 친화력에 의하여 불연속적으로 고정되어 복합화된 구조를 이루면서, 이방 전도성 필름(4)에 분산 함유되어 가압에 의한 회로 접속 시 가압 방향에 있는 절연성 미립자가 이동/제거되어 가압 방향(z축 방향)으로만 전기적 접속이 이루어지고, 가압에 대한 수직 방향(x축과 y축 방향)은 절연성이 유지되는 것을 특징으로 한다. The insulating conductive fine particles according to the present invention comprises (A) insulating fine particles (34) composed of a crosslinked copolymer including conductive fine particles (33) and (B) functional monomers coated with a metal layer on the surface of the polymer fine particles. The conductive fine particles and the insulating adherent fine particles are discontinuously fixed by a mutual physical / chemical affinity to form a complex structure, and are dispersed and contained in the anisotropic conductive film 4 so that the insulating fine particles in the pressing direction in the circuit connection by pressing are moved / The electrical connection is made only in the pressing direction (z-axis direction), and the direction perpendicular to the pressing (x-axis and y-axis directions) is maintained.
절연 전도성 미립자, 이방 전도성 접착 필름, 고정화, 표면 관능성, LCD 패키징Insulating Conductive Fine Particles, Anisotropic Conductive Adhesive Film, Immobilized, Surface Functionality, LCD Packaging
Description
도 1은 종래의 피복 절연성 미립자를 이용한 이방 전도성 필름의 전기 접속 단면도이다.1 is an electrical connection cross-sectional view of an anisotropic conductive film using conventional coated insulating fine particles.
도 2는 본 발명의 절연 전도성 미립자의 개략적인 단면도 및 정면도이다.2 is a schematic cross-sectional view and a front view of the insulating conductive fine particles of the present invention.
도 3은 본 발명의 절연 전도성 미립자를 이용한 이방 전도성 필름의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of the anisotropic conductive film using the insulating conductive fine particles of the present invention.
도 4는 본 발명의 절연 전도성 미립자를 이용한 이방 전도성 필름의 전기 접속 단면도이다.It is sectional drawing of the electrical connection of the anisotropic conductive film using the insulating conductive fine particle of this invention.
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *Brief description of the main symbols in the drawings
1: 피복 절연성 미립자 2: 회로 기판1: coating insulating fine particle 2: circuit board
3: 절연 전도성 미립자 4: 이방 전도성 필름3: insulating conductive fine particles 4: anisotropic conductive film
5: 액정 표시 기판 11: 전도성 입자5: liquid crystal display substrate 11: conductive particles
12: 피복된 절연층 21: 범프 전극12: coated insulation layer 21: bump electrode
31: 기재 미립자층 32: 금속층31: substrate fine particle layer 32: metal layer
33: 전도성 미립자 34: 절연 고착성 미립자33: conductive fine particles 34: insulating adherent fine particles
41: 절연성 접착제 51: 배선 패턴41: insulating adhesive 51: wiring pattern
발명의 분야Field of invention
본 발명은 절연 전도성 미립자 및 이를 이용한 이방 전도성 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 전도성 미립자의 표면에 절연 고착성 미립자를 물리적 접착력 및 화학적 친화력에 의해 고정시켜 제조한 절연 전도성 미립자와 이를 적용하여 제조한 이방 전도성 필름에 관한 것으로서 액정표시장치 기판 등의 접착제로 사용되어 회로 접속시 열 압착에 의하여 가압 방향(z축 방향)으로만 전도성을 띠고 x축과 y축 방향으로는 전도성을 띠지 않는 이방성 도전성 필름에 관한 것이다. The present invention relates to an insulating conductive fine particles and an anisotropic conductive film using the same. More specifically, the present invention relates to insulating conductive particles prepared by fixing insulating fixed particles on the surface of the conductive particles by physical adhesion and chemical affinity, and anisotropic conductive films prepared by applying the same, and used as an adhesive such as a liquid crystal display substrate. The present invention relates to an anisotropic conductive film which is electrically conductive only in the pressing direction (z-axis direction) and not conductive in the x-axis and y-axis directions by thermal compression during circuit connection.
발명의 배경Background of the Invention
일반적으로 IC 회로 기판의 접속 전극과 LCD(Liquid Crystal Display) 패널과 같이 회로 기판에 탑재하는 기판의 단자를 서로 전기적으로 접속하기 위해서는 이방 전도성 접속이 이루어져야 한다. 이러한 이방 전도성 접속 재료로는 금속 코 팅된 수지 미립자 또는 금속 입자 등의 전도성 입자를 에폭시, 우레탄, 아크릴 등의 절연성 수지에 분산시킨 필름상의 접착제가 널리 사용되고 있다. 제조된 이방 전도성 접속 재료를 접속하고자 하는 전극과 단자 사이에 위치시키고, 가열 및 압착하여 접착시키면, 전극과 단자 사이에 전도성 입자가 끼워지는 방식으로 z축 방향으로 전기적 통전이 발생하게 되며, xy 평면 방향으로는 절연성 접착제의 절연 성분에 의해 절연 상태가 유지된다. In general, in order to electrically connect the connection electrode of the IC circuit board and the terminals of the board mounted on the circuit board, such as an LCD (Liquid Crystal Display) panel, anisotropic conductive connection should be made. As the anisotropic conductive connection material, a film adhesive in which conductive particles such as metal-coated resin fine particles or metal particles are dispersed in an insulating resin such as epoxy, urethane, or acrylic is widely used. When the prepared anisotropic conductive connection material is positioned between the electrode and the terminal to be connected, and heated and pressed, the electrically conductive material is generated in the z-axis direction in such a manner that conductive particles are sandwiched between the electrode and the terminal. In the direction, the insulating state is maintained by the insulating component of the insulating adhesive.
최근에, 이러한 이방 전도성 접속이 요구되는 LCD 패키징에 있어서는, LCD 기술의 발전에 따라 접속 신뢰성의 향상과 접속 피치(pitch)의 미세화, IC bump의 미소화가 요구되고 기판 위에 인쇄된 리드(lead) 수가 증가하고 있는 추세이다. 이러한 기술적 요구에 따라 이방 전도성 필름 중에 함유되는 전도성 입자의 입경을 작게 할 필요가 있고, 또한 접속 신뢰성을 향상시키기 위해 도전성 입자의 배합량을 증가시키려는 연구개발이 계속 되고 있다. 그러나 사용되는 전도성 입자의 입경 감소 및 증가된 입자 밀도에 의하여 입자의 응집 또는 브리지(bridge)가 발생하게 되었고, 이로 인하여 접속의 불균일이나 패턴 간의 단락이 빈번히 발생하는 문제점이 나타났다.Recently, in LCD packaging requiring such anisotropic conductive connection, the development of LCD technology requires the improvement of connection reliability, miniaturization of connection pitch, and miniaturization of IC bump, and the number of leads printed on the substrate. The trend is increasing. In accordance with such technical requirements, it is necessary to reduce the particle size of the conductive particles contained in the anisotropic conductive film, and research and development to increase the compounding amount of the conductive particles in order to improve the connection reliability has been continued. However, due to the reduced particle size and the increased particle density of the conductive particles used, the aggregation or bridge of the particles occurs, which results in frequent nonuniformity of the connection or short circuit between the patterns.
이와 같이 단락 현상이 발생하는 문제를 해결하기 위해 다양한 방법들이 제시되어 왔다. 일본 특허 특개소62-40183호, 특개소62-176139호, 특개평3-46774호, 특개평4-174980호, 특개평7-105716호, 제2001-195921호 및 제2003-313459호 등에서는 마이크로캡슐(microcapsule)화법, 스프레이 드라잉(spray-drying)법, 코아세르베이션(coacervation)법, 정전기적 합체법, 치환(metathesis) 중합법, 물리/기계적 복합화(hybridization)법 등을 이용하여, 전도성 입자의 표면을 절연성 피복 물질, 예컨대 절연성 고분자 수지 등으로 부분적 또는 연속적으로 피복하는 방법 등에 대하여 개시하고 있다. 또한, 일본특허공개 평2-204917호에서는 전도성 입자의 전 표면을 전기 절연성 금속 산화물로 피막하여, 전도성 입자를 절연화 하는 기술에 대해 개시하고 있다.As such, various methods have been proposed to solve the problem in which a short circuit occurs. In Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-40183, JP-A 62-176139, JP-A 3-46774, JP-A 4-174980, JP-A 7-105716, 2001-195921, 2003-313459, and the like. Using microcapsule, spray-drying, coacervation, electrostatic coalescing, metathesis polymerization, physical / mechanical hybridization, etc. Disclosed is a method of partially or continuously covering the surface of conductive particles with an insulating coating material such as an insulating polymer resin. In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 2-204917 discloses a technique for insulating the conductive particles by coating the entire surface of the conductive particles with an electrically insulating metal oxide.
그러나 상기 일본 특허 특개소 제62-40183호 등과 같이 절연성 수지로 전도성 미립자의 표면을 피복한 피복 절연 전도성 미립자의 경우, 이방 전도성 필름을 가열 압착할 때 절연층의 붕괴에 의해 전도성 입자의 전도층이 드러나 전기적 접속을 이루게 된다. 이 때, 범프와 전도성 입자 사이 또는 패턴과 전도성 입자 사이에서 절연층이 붕괴되더라도 붕괴된 절연층이 용이하게 제거되지 않으므로, 충분한 양의 전도성 입자가 범프 또는 패턴 상에 접속되어 있지 않을 경우에는 장기적인 통전 신뢰성이 확보되기 어렵다. 더욱이, 열경화성 절연 수지로 피복한 미립자의 경우, 절연층이 붕괴될 때, 미세 범프 또는 패턴의 손상이 야기될 수 있다. 한편, 최근에는 전극 및 모듈에 무리를 주지 않으면서, 공정시간을 단축하고 비용을 절감시키기 위하여 저온 속경화 타입의 이방 전도성 필름 및 접착공정을 채용하고 있는 추세이다. 이 경우, 낮은 온도에서 짧은 시간 동안 가압함으로 인해 피복된 절연층의 충분한 붕괴 및 제거가 더욱 어려워지게 되고, 결국 접속 신뢰성을 저하시키는 문제점이 발생된다.However, in the case of the coated insulating conductive fine particles coated with the insulating resin with an insulating resin such as Japanese Patent Laid-Open No. 62-40183, the conductive layer of the conductive particles is formed by collapse of the insulating layer when the anisotropic conductive film is thermally compressed. Exposed electrical connections. At this time, even if the insulating layer collapses between the bumps and the conductive particles or between the pattern and the conductive particles, the collapsed insulating layer is not easily removed, so that long-term energization is performed when a sufficient amount of conductive particles are not connected on the bumps or the patterns. It is difficult to secure reliability. Furthermore, in the case of the fine particles coated with the thermosetting insulating resin, fine bumps or damage to the pattern may be caused when the insulating layer collapses. On the other hand, in recent years, a low temperature fast curing type anisotropic conductive film and bonding process have been adopted in order to shorten the process time and reduce the cost while not burdening the electrode and the module. In this case, pressurization at a low temperature for a short time makes it more difficult to sufficiently collapse and remove the coated insulating layer, which results in a problem of deteriorating connection reliability.
일본 특허 특개소 제58-223953호, 특개평 제6-333965호, 특개평 제6-349339호 및 제2001-164232호 등에서는 전도성 입자 외에, 절연성 유기 또는 무기입자, 절연성 섬유상 충진제 등을 별도로 첨가하여, 입자간의 응집을 방지하고, 나아가 이방 전도성 접착제의 접속 신뢰성을 향상시키기 위한 방법에 대해 개시하고 있다.In Japanese Patent Laid-Open No. 58-223953, Japanese Patent Laid-Open No. 6-333965, Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-349339, 2001-164232, etc., in addition to conductive particles, insulating organic or inorganic particles, insulating fibrous fillers, etc. are separately added. Thus, a method for preventing agglomeration between particles and further improving connection reliability of an anisotropic conductive adhesive is disclosed.
위 일본 특허 특개소 제58-223953호 등과 같이, 전도성 입자 외에 별도의 절연성 유기 또는 무기입자나 섬유상의 충진제를 첨가하여 전도성 입자의 응집을 방지하기 위한 경우에는, 전도성 미립자의 배합량을 증가시키는 경우 첨가량의 한계에 부딪히게 되고, 나아가 이방 전도성 접착제의 필름화 공정에서 여러 가지 문제점에 노출되며, 접속 후에도 장기적인 접속 신뢰성이 저하되는 문제가 발생한다.As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-223953 and the like, in order to prevent aggregation of conductive particles by adding additional insulating organic or inorganic particles or fibrous fillers in addition to the conductive particles, the amount of addition of the conductive particles is increased. To meet the limitation of the, further exposed to various problems in the film forming process of the anisotropic conductive adhesive, there is a problem that long-term connection reliability is lowered even after the connection.
또 다른 종래의 방법으로는, 이방 전도성 필름을 다층화 함으로써 접속을 할 때에 전극으로부터 전도성 입자가 유출하는 것을 방지하기 위한 방법도 시도되고 있다. 그러나 이러한 방법은 제조 시간이 많이 드는 문제와 기타 제조 공정 변수가 난립하여 절연 처리된 미립자를 사용한 경우와 비교해 볼 때, 그 이점이 매우 제한적이다.As another conventional method, a method for preventing the conductive particles from flowing out from the electrode when the connection is made by multilayering the anisotropic conductive film is also tried. However, this method is very limited compared to the case of using the insulated fine particles due to the time-consuming problem of manufacturing and other manufacturing process variables.
이에 본 발명자들은 상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 전도성 미립자 각각의 표면에, 압착 시 위치 이탈이 가능한 절연 고착성 미립자를 고정화함에 있어, 접착제 수지성분 내에서의 내용제성 및 분산 안정성을 향상시키기 위하여 물리적인 접착 및 화학적 결속이 동시에 부여된 절연 전도성 미립자를 개발하고, 상기 절연 전도성 미립자를 이용하여 통전 및 절연 신뢰성을 높인 이방 전도성 필름을 개발하기에 이른 것이다.In order to solve the above problems, the inventors of the present invention physically improve the solvent resistance and dispersion stability in the adhesive resin component in immobilizing the insulation-fixed fine particles, which can be displaced during compression, on the surfaces of the conductive fine particles. It is to develop an insulating conductive fine particles imparted simultaneously with adhesion and chemical binding, and to develop an anisotropic conductive film having high current conduction and insulation reliability using the insulating conductive fine particles.
본 발명의 목적은 이방 도전성 필름의 압착 시 쉽게 절연층이 분해 제거되어 z축 방향으로 우수한 통전 신뢰성을 가지는 절연 전도성 미립자를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide an insulating conductive fine particles having an excellent conduction reliability in the z-axis direction by the decomposition of the insulating layer easily when the anisotropic conductive film is pressed.
본 발명의 다른 목적은 절연 전도성 미립자 사이에서 발생하는 2차 응집현상을 방지하여 인접하는 범프 또는 배선 패턴 사이에서 단락이 일어나는 것을 방지함으로써 xy 평면 방향으로는 우수한 절연 신뢰성을 가지는 절연 전도성 미립자를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to prevent secondary agglomeration occurring between the insulating conductive particles to prevent short circuits between adjacent bumps or wiring patterns to provide insulating conductive particles having excellent insulation reliability in the xy plane direction. It is for.
본 발명의 또 다른 목적은 접착제 수지 조성물 내에서 우수한 내용제성을 가지는 절연 전도성 미립자를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide insulating conductive fine particles having excellent solvent resistance in the adhesive resin composition.
본 발명의 또 다른 목적은 배선 패턴의 파인-피치화와 이방 전도성 접착제의 저온 속경화에 적합한 절연 전도성 미립자를 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide insulating conductive fine particles suitable for fine-pitching of wiring patterns and low temperature rapid curing of anisotropic conductive adhesives.
본 발명의 또 다른 목적은 우수한 절연 신뢰성과 통전 신뢰성을 가지는 절연 전도성 미립자를 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for producing insulating conductive fine particles having excellent insulation reliability and current carrying reliability.
본 발명의 또 다른 목적은 우수한 절연 신뢰성과 통전신뢰성을 가지는 절연 전도성 미립자를 함유하는 이방 전도성 필름을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide an anisotropic conductive film containing insulating conductive fine particles having excellent insulation reliability and conduction reliability.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명에 따른 절연 전도성 미립자는 (A) 고분자입자 표면에 금속층이 피복된 전도성 미립자(33) 및 (B) 관능성 중합성 단량체를 포함하는 가교 공중합체로 구성된 절연 고착성 미립자(34)로 이루어지고, 상기 전도성 미립자와 절연 고착성 미립자는 상호 물리적 / 화학적 친화력에 의하여 불연속적으로 고정되어 복합화된 구조를 이루면서, 이방 전도성 필름(4)에 분산 함유되어 가압에 의한 회로 접속시 가압 방향에 있는 절연성 미립자가 이동/제거되어 가압 방향(z축 방향)으로만 전기적 접속이 이루어지고, 가압에 대한 수직 방향(x축과 y축 방향)은 절연성이 유지되는 것을 특징으로 한다. The insulating conductive fine particles according to the present invention comprises (A) insulating
이하 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 참조로 하여 하기에 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the contents of the present invention will be described in detail.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명 Detailed Description of the Invention
도1은 종래의 절연 전도성 미립자를 이용한 이방 전도성 필름의 전기 접속 단면도이다. 피복 절연성 미립자(1)는 전도성 입자(11)의 최외각층을 절연층(12)으로 피복한 것으로, 압착에 의하여 이방 전도성을 나타내도록 고안된 것이다. 그러나 가압에 의하여 절연층(12)이 충분히 붕괴 또는 제거되지 않고, 박막화 되거나 절연물이 잔존하게 되어 통전 신뢰성이 저하될 수 있다. 나아가, 통전 신뢰성을 확보하기 위해 더욱 많은 수의 피복 절연성 미립자(1)를 전극 사이에 포획되도록 해야 하는데, 그 경우 배선 패턴이 파인 피치화 되면 많은 수의 피복 절연성 미립자(1)를 포획하고 있도록 하는데 한계가 있으며, 절연 및 통전 신뢰성이 저하될 수 밖에 없다.1 is a cross-sectional view of an electrical connection of an anisotropic conductive film using conventional insulating conductive fine particles. The coated insulating
도2는 본 발명에 의한 절연 전도성 미립자(3)의 단면과 표면을 나타낸 것이다. 본 발명의 절연 전도성 미립자(3)는 전도성 미립자(33) 및 그 표면에 불연속적으로 고정화된 절연 고착성 미립자(34)로 이루어져 있다.Fig. 2 shows a cross section and a surface of the insulating conductive
본 발명에서 사용하는 전도성 미립자(33)는 고분자 수지 미립자(31) 표면에 하나 이상의 금속(32)을 코팅하여 제조한 전도성 미립자를 사용한다. 상기의 금속은 금, 니켈, 팔라듐(Pd)이나 은(Ag) 등과 같은 전도성 금속이면 적용가능하다. 본 발명의 전도성 미립자(33)는 크기가 2∼10 ㎛ 정도인 단분산 미립자가 바람직하며, 상기 각 전도성 미립자(33)의 입경은 전체 전도성 미립자(33)의 평균 입경의 90∼110 %의 범위의 입경을 가지는 미립자가 80 중량 % 이상인 것이 바람직하다. 전도성 미립자(33)의 입경이 평균 입경의 90∼110 % 범위에서 80 중량 % 미만인 경우에는 입경의 균일도가 너무 낮게 되어 전극 접속 시 접속의 불균일성을 높이게 되고 전기적인 통전 신뢰성을 급격히 저하시키게 되기 쉽다. The conductive
본 발명의 절연 고착성 미립자(34)는 절연 접착제 수지 성분에 불용인 경질의 유기 고분자 입자, 무기 미립자, 또는 유기/무기 복합입자로 구성된다. 본 발명에서 사용하는 경질의 의미는 물리적/기계적 복합화를 적용하는 경우에 외력, 충격력 및 마찰력 등에 의해 구형의 형태가 크게 변형되지 않고, 아울러 절연성 수지 접착제 및 기타 용제에 용해되지 않음을 의미한다.The insulating fixable
또한, 본 발명의 절연 고착성 미립자(34)는 경질의 성질을 지님과 동시에 금속과 강한 결합 및 친화성을 가지는 관능기를 포함하고 있다. 대표적인 금속 친화성 관능기로는 티올(-SH)기가 있으나, 티올기는 radical scavenger로 작용하기 때 문에, 이를 도입한 절연 전도성 미립자를 이방 전도성 접착 필름에 사용하기에는 필름 경화 등에 있어서 문제점을 야기할 수 있다. 따라서 티올(thiol)기 이외에 다른 친핵성 기를 포함한 여러 가지 관능기들이 금속 친화성 관능기로 유리하게 사용될 수 있는데, 예를 들면 카르복시기, 히드록시기, 글리콜기, 알데히드기, 옥사졸기, 아민기, 아미드기, 이미드기, 니트로기, 니트릴기, 술폰기 등이 포함된다.In addition, the insulating fixing
본 발명에 의한 절연 고착성 미립자(34)는 전도성 미립자(33)의 표면에 물리적/기계적 복합화에 의해 고정화되고, 아울러 접촉하는 두 미립자의 표면에서 금속 친화성 관능기에 의한 화학적인 결합도 이루어지면서 절연 전도성 미립자(3)를 제조한다. 본 발명에 의한 절연 고착성 미립자(34)의 고정화는, 기본적으로 물리/기계적 외력에 따른 미립자 표면의 미소한 변형에 의하여 금속 표면에 물리적인 접착력을 부여하고, 동시에 미립자 표면의 관능기에 의한 화학적 결합력으로 접착된 부분의 물리적 용해가 이루어지더라도 금속-입자간 계면을 결속시켜 줌으로써 입자의 고정화 부착이 제거되지 않는 것이 가능하다.Insulating adherent
본 발명의 상기 절연 고착성 미립자(34)는 직경이 상기 전도성 미립자(33)의 1/30∼1/5 이고, 상기 전도성 미립자(33)의 표면에 1∼550 개/㎛2 의 밀도로 불연속적으로 고정화된 것이 바람직하다. 여기서 전도성 미립자(직경 D)의 표면상에 구형의 절연 고착성 미립자(직경 d)가 규칙적으로 최밀 충진 상태로 고정 배열하는 경우의 절연 고착성 미립자 개수 Nmax 는 다음 식 (1)에 나타난 것과 같다.The insulating adherent
또한 대입경의 전도성 미립자(33) 표면상에 소입경의 절연 고착성 미립자(34)가 배열하는 때의 절연 미립자 고정화율을 최밀충진 상태의 고정화 개수 Nmax 대비 실제 단입자당 고정화 개수의 비율로 나타낸다. 본 발명에 있어서, 절연 도전성 미립자의 절연 입자 고정화율은 50 % 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 % 이상으로 균일하게 고정화 배열된 것이 좋다. Also represents a fixed number N max Contrast real-stage ratio of immobilized number per particle-filled state of the insulating fine particles fixed rate highest density when the insulating fixative particles (34) of small diameter arranged on the assigned surface of Sir conductive particle (33). In this invention, it is preferable that the insulation particle fixation rate of an insulating electroconductive fine particle is 50% or more, More preferably, it is good to arrange | position uniformly at 80% or more.
절연 전도성 미립자(3)의 절연 입자 고정화율이 50 % 미만인 경우에는, 절연성 미립자가 전도성 미립자(33)의 표면을 충분히 커버하지 못하므로 전도성 미립자(33)의 커버되지 않은 전도성 표면끼리의 브리지(bridge)에 의하여 패턴간 단락이 발생하게 되기 쉽다.When the insulating particle fixation rate of the insulating conductive
또한, 상기 절연 고착성 미립자(30)는 종횡비가 1.5 미만이고, 변동 계수가 30 % 이하로 적용해야 한다. 여기서, 종횡비는 단일 미립자의 최장축 직경 대 최단축 직경의 비율이고, 변동 계수는 입자 크기의 표준편차를 평균 입경으로 나눈 값을 말하는데, 종횡비가 1.5 이상 되는 경우 또는 변동 계수가 30 % 를 초과하는 미립자가 도전입자의 표면에 고정화될 경우, 압착에 의해 전극 사이에 위치하게 될 때, 절연 고착성 미립자의 제거가 불균일하게 되어 통전 신뢰성의 저하를 초래하는 문제를 발생시킬 수 있다.In addition, the insulating adherent fine particles 30 should have an aspect ratio of less than 1.5 and a coefficient of variation of 30% or less. Here, the aspect ratio is the ratio of the longest axis diameter to the shortest axis diameter of a single particle, and the coefficient of variation refers to the standard deviation of the particle size divided by the average particle diameter, where the aspect ratio is 1.5 or more or the coefficient of variation exceeds 30%. When the fine particles are immobilized on the surface of the conductive particles, when they are positioned between the electrodes by compression, the removal of the insulating adherent fine particles becomes uneven, which may cause a problem of deterioration of the energization reliability.
본 발명에 따른 절연 전도성 미립자(3)는 상기 절연 고착성 미립자(34)를 제조하여 전도성 미립자(33)의 표면에 물리적/화학적으로 고정화시킴으로써 제조하는데, 그 과정을 설명하면 다음과 같다.The insulating conductive
절연 고착성 미립자의 합성Synthesis of Insulating Adhesive Particulates
본 발명에 사용하는 절연 고착성 미립자(34)는 경질이면서 그 입자 표면에 금속 친화성 관능기를 포함하고 있다. 이러한 절연 고착성 미립자의 재료로는 유기 고분자 입자, 무기 미립자, 유기/무기 복합입자 등이 사용될 수 있고, 본 발명에서는 특히 유기 고분자 입자를 제조하여 절연 고착성 미립자(34)로 사용하였으며, 사용 가능한 고분자 수지 재료는 특정 종류로 한정되지 않는다.Insulating adherent microparticles | fine-
본 발명의 절연 고착성 미립자(34)로 사용되는 유기 고분자 재료는 경질성을 가지게 하기위해 가교 중합성 단량체를 단독으로 사용하거나, 또는 일정 함량의 가교 중합성 단량체와 1종 이상의 일반 중합성 단량체와의 공중합체로 구성될 수 있으나, 미립자 표면에 금속 친화성 관능기를 가지기 위해서 반드시 관능성 중합성 단량체를 1종 이상 상기 단량체들과 공중합하는 것이 바람직하다. 이러한 유기 고분자계 절연 고착성 미립자는 그 제조방법이 크게 한정되지 않으나, 대표적으로 유화 중합, 무유화 중합 또는 분산 중합 등에 의해 제조될 수 있다.The organic polymer material used as the insulating fixing
상기 가교 중합성 중합체는 라디칼 중합이 가능한 것으로서, 구체적인 예로는 디비닐벤젠, 1,4-디비닐옥시부탄, 디비닐술폰, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알리트리멜리테이트 등의 알릴 화합물과, (폴리)에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에릴트리톨 디(데타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리( 메타)아크릴레이트, 디펜타에릴트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에릴트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트 등의 아크릴 화합물 등을 사용할 수 있다.The crosslinkable polymerizable polymer is capable of radical polymerization, and specific examples thereof include divinylbenzene, 1,4-divinyloxybutane, divinylsulphone, diallyl phthalate, diallyl acrylamide, triallyl (iso) cyanurate, Allyl compounds such as trially trimellitate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerylyl Tritol tri (meth) acrylate, pentaaryl tritol di (de) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol Acrylic compounds, such as penta (meth) acrylate and glycerol tri (meth) acrylate, etc. can be used.
이러한 가교 중합성 단량체는, 경질의 절연 고착성 미립자(34)를 제공하기 위하여 전체 단량체 함량 대비 0.1 ~ 99.9 중량 % 범위 내에서 공중합되어 사용되고, 보다 바람직하게는 2 ~ 80 중량 % 공중합되어 사용된다.The crosslinkable polymerizable monomer is copolymerized and used within the range of 0.1 to 99.9% by weight with respect to the total monomer content, and more preferably 2 to 80% by weight in order to provide the hard insulating fixed
상기 일반 중합성 단량체는 역시 라디칼 중합이 가능한 것으로서, 구체적인 예로는 스티렌, 에틸 비닐 벤젠, α-메틸스티렌, m-클로로메틸스티렌, 등의 스티렌계 단량체와 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 부티레이트, 비닐 에테르, 알릴 부틸 에테르 등이 있다.The general polymerizable monomer is also capable of radical polymerization, and specific examples thereof include styrene monomers such as styrene, ethyl vinyl benzene, α-methyl styrene, and m-chloromethyl styrene, methyl (meth) acrylate, and ethyl (meth). Acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl ( Meta) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl ether, allyl butyl ether and the like.
상기 관능성 중합성 단량체는 역시 라디칼 중합이 가능한 것으로서, 구체적인 예로는 (메타)아크릴산, 말레익산, 이타코닉산 등을 포함하는 불포화 카르복시산, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 알릴 글리시딜 에테르, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린, 디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴아마이드, 4-비닐피리딘, N- 메틸올 아크릴아마이드, (메타)아크릴로일 클로라이드, (메타)아크릴로니트릴, 스티렌 술폰산, 소듐스티렌 술포네이트 및 그 술폰산 유도체 등을 포함한다.The functional polymerizable monomer is also capable of radical polymerization, and specific examples thereof include unsaturated carboxylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (including (meth) acrylic acid, maleic acid, itaconic acid, and the like). Meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, Allyl glycidyl ether, 2-isopropenyl-2-oxazoline, diethylaminoethyl (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylamide, 4-vinylpyridine, N-methylol acrylamide, (meth) acrylic Loyl chloride, (meth) acrylonitrile, styrene sulfonic acid, sodium styrene sulfonate and sulfonic acid derivatives thereof and the like.
또한, 상기 관능성 중합성 단량체는, 절연 고착성 미립자(34)의 경질성을 유지시키면서 금속과의 접착성을 부여하기 위해, 전체 단량체 대비 약 0.1∼50 중량 % 범위 내에서 공중합되어 사용된다.In addition, the functional polymerizable monomer is copolymerized and used within the range of about 0.1 to 50% by weight relative to the total monomers in order to impart adhesion to the metal while maintaining the rigidity of the insulating fixing
이와 같은 방법으로 얻은 절연 고착성 미립자(34)는 완전 구형, 코어/쉘(core/shell), 라즈베리(raspberry) 또는 반구형 등의 다양한 형태(morphology)를 나타낼 수 있는데, 이러한 형태 모두를 본 발명에 따른 절연 전도성 미립자(3)를 제조하는데 적용할 수 있다.Insulating
절연 고착성 미립자의 고정화Immobilization of Insulating Adhesive Particulates
상기한 방법으로 제조한 절연 고착성 미립자(34)를 전도성 미립자(33)의 표면에 고정화시키는 단계이다. 고정화시키는 방법으로는 물리적/기계적 복합화(hybridization) 법을 사용하는데, 자세한 물리적/기계적 복합화법은 Microcapsule(제 3판, 일본 삼공출판주식회사, 1995. 01. 20 발행)에 개시되어 있다.It is a step of fixing the insulating fixing
본 발명에서는 물리적/기계적 복합화법을 이용하여 전도성 미립자(33)의 표면에 절연 고착성 미립자(34)를 고정화시키는데, 이 방법은 재료를 건식으로 고속기류 중에서 혼합하여 물리/화학적인 에너지에 의해 가공하는 것으로, 실제적으로는 장치의 로타 회전수, 처리시간, 재료의 혼합비 및 재질 등에 관계하고, 습식 복 합화법에 비해 훨씬 짧은 시간 내에 피복 또는 고정화 형태의 균일한 표면처리를 행할 수 있다는 장점이 있다.The present invention immobilizes the insulating fixed
상기의 방법으로 고정화를 행한 절연 고착성 미립자(34)는 전체적으로는 크게 본래의 형태(morphology)를 그대로 유지하면서, 도전성 미립자(33)의 금속 표면과 접촉한 부분에서, 부분적인 미소 변형/융합에 의한 물리적 접착이 이루어지고 동시에 관능기에 의한 금속과의 강한 화학적 인력으로 접착을 하고 있다. 이러한 입자간 계면의 물리적/화학적 결속력에 의하여 절연 고착성 미립자(34)는 상기 전도성 미립자(33)의 표면에 고착화된다. 최종적으로 본 발명의 절연 전도성 미립자(3)는 전도성 미립자(33)의 표면에, 본래의 구형 형태를 유지하는 절연 고착성 미립자(34)가 균일하게 고정화된 형태를 갖게 된다.The insulating fixing
본 발명에 의한 절연 전도성 입자(3)는 상기 전도성 미립자(33)의 표면에 절연 고착성 입자(34)가 1∼550 개/㎛2 의 밀도로 불연속적으로 고정화되어 있고, 절연 고정화율은 50 % 이상이며, 상기 절연 고착성 미립자(34)의 직경은 상기 전도성 미립자(31)의 직경의 1/100∼1/5인 것이 바람직하다. 절연 고착성 미립자(34)의 직경이 전도성 미립자(31)의 직경의 1/100 미만인 경우에는, 전도성 미립자(31)의 응집 시 절연성 미립자가 전기적인 절연성을 부여할 만큼 전도성 미립자(31) 사이의 간격을 충분히 유지시킬 수 없게 되어 접속 구조체의 전기적 절연 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 반면, 상기 미립자간의 직경 비율이 1/5를 초과하는 경우에는, 절연 고착성 미립자(34)가 전도성 미립자(31)에 균일하게 고정되는 것이 어렵게 되어 최 종적으로는 절연 신뢰성을 저하시키게 되기 쉽다.The insulating
도3은 본 발명에 따른 절연 전도성 미립자(3)가 절연성 접착제(41) 성분 중에 분산되어 있는 이방 전도성 접착 필름(4)을 개략적으로 나타낸 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of the anisotropic conductive
도3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이방 전도성 접착 필름(4)은 절연성 접착제(41) 성분 중에, 본 발명에 의한 절연 전도성 미립자(3)가 고르게 분산되어 있다. 상기 절연 전도성 미립자(3)가 절연성 접착제(41) 성분 중에 분산된 후에도 물리적/화학적 결속력에 의해 절연 고착성 미립자(34)가 전도성 미립자(33)의 표면에 고정화되어 있기 때문에, 상기 절연 전도성 미립자(3)는 안정적으로 그 형태(morphology)를 유지하게 된다.As shown in Fig. 3, in the anisotropic conductive
본 발명에 따른 이방 전도성 필름(4)에 함유되는 절연 전도성 미립자(3)의 함량은 5,000∼80,000 개/㎟가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10,000∼ 50,000 개/㎟ 이다. The content of the insulating conductive
이방 전도성 필름(4) 내에 절연 전도성 미립자(3)의 함량이 5,000 개/㎟ 미만인 경우에는, 전극 접속 시 전극 또는 범프에 잔존하는 미립자의 개수가 너무 적게 되어 전체적으로 접속 구조체의 통전 신뢰성 및 접속 신뢰성을 저하시키게 되기 쉽다. 또한 절연 전도성 미립자(3)의 함량이 80,000 개/㎟를 초과하는 경우에는, 가열 압착에 의한 전극 접속 시 이방 전도성 필름(4)의 열적 유동특성에 크게 영향을 미치게 되어 접속의 불균일성을 높일 수 있고, 또 한편으로는 패턴 간에 절연 전도성 미립자(3) 끼리의 브리지를 형성하게 되기 쉽고 전도성 표면끼리 접촉할 수 있는 확률이 크게 증가하게 되어 전기적 절연 신뢰성을 저하시킬 수 있다.When the content of the insulating conductive
도 4는 본 발명에 따른 절연 전도성 미립자(3)를 함유하고 있는 이방 전도성 접착 필름(4)을 기판(2, 5) 사이에 압착시켜, 전극(21)과 배선 패턴(51) 간에 통전되고 있는 전기적 접속 구조체를 나타낸 개략적인 단면도이다.FIG. 4 shows an anisotropic conductive
도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 절연 전도성 미립자(3)를 함유한 이방 전도성 접착 필름(4)을 범프 전극(21)이 형성되어 있는 회로 기판(2)과 배선 패턴(51)이 형성되어 있는 액정 디스플레이 패널(5) 사이에 압착시킴으로써 상기 회로 기판(2)과 액정 디스플레이 패널(5) 사이의 전기적 접속을 이루게 된다. 본 발명에 따른 절연 전도성 미립자(3)는 범프 전극(21)과 배선 패턴(51) 사이에 압착되는 경우에, 상기 절연 전도성 미립자(3)의 표면에 고정화되어 있는 절연 고착성 미립자(34)가 압착하는 작용에 의해 본래의 위치에서 이동/제거됨으로써 전도성 미립자(33)가 범프 전극(21) 과 배선 패턴(51)에 전기적으로 접속되도록 한다. 따라서 z축 방향으로의 높은 통전 신뢰성을 얻을 수 있다. 상기 절연 전도성 미립자는(3) 가열·가압하는 작용에 의해서도 본래의 위치에서 이동/제거가 가능하다.As shown in Fig. 4, the
또한 도4에 도시한 바와 같이, 상기 이방 전도성 접착 필름(4)을 기판(2, 5) 사이에 압착한 후에, 절연 전도성 미립자(3)가 응집에 의해 이웃하는 전극 간에 브리지가 형성되더라도, 전도성 미립자(33)의 표면에 고정화되어 있는 절연 고착성 미립자(34)의 공간 점유에 의해 절연 전도성 미립자(3) 사이의 전기적 접촉이 방지된다. 그 결과, 이웃하는 전극 사이의 단락 발생의 가능성이 차단되어 xy 평면 방향으로의 통전이 방지되므로, xy 평면 방향의 높은 절연 신뢰성을 나타낸다.Further, as shown in Fig. 4, even after the anisotropic conductive
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be further illustrated by the following examples, which are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit or limit the scope of the present invention.
실시예 1Example 1
절연 고착성 미립자의 제조Preparation of Insulating Adhesive Particulates
본 발명의 실시예 1에서는 무유화 중합법으로 경질의 관능성 절연 고착성 미립자를 제조한 다음, 전도성 미립자의 표면에 상기 제조된 절연 고착성 미립자를 고정화시켜 절연 전도성 미립자를 제조하였다.In Example 1 of the present invention, hard functional insulating fixed particles were prepared by the emulsion-free polymerization method, and then the insulating conductive fine particles were immobilized on the surface of the conductive fine particles to prepare insulating conductive fine particles.
먼저 반응기에 탈이온수를 정량하여 넣고 질소 분위기에서 70℃, 30분간 교반한 후, 단량체로 메틸메타크릴레이트(MMA), 디비닐벤젠(DVB), 아크릴산(Acrylic acid, AA)을 각각 중량비 70:20:10으로 정량하여 첨가하고 10분간 교반하였다. 이후 과황산칼륨염(potassium persulfate, KPS) 수용액을 투입하여 중합반응을 개시하고, 70℃, 250 ~ 400 rpm 으로 10시간 동안 무유화 중합하였다. 얻어진 고분자 미립자는 탈이온수로 수 회 세척하여 동결 건조하였다. 합성된 고분자 미립자의 평균 입경은 광산란 입도분석기를 통해 측정하였다. 상기의 방법으로 얻어진 절연 고착성 미립자의 성분 및 평균 입경을 표1에 나타내었다.First, deionized water was quantified in a reactor, stirred at 70 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere, and methyl methacrylate (MMA), divinylbenzene (DVB), and acrylic acid (Acrylic acid, AA) were respectively used as monomers. 20:10 was added quantitatively and stirred for 10 minutes. Thereafter, an aqueous solution of potassium persulfate (potassium persulfate, KPS) was added thereto to initiate a polymerization reaction, and the emulsion-free polymerization was performed at 70 ° C. and 250 to 400 rpm for 10 hours. The obtained polymer fine particles were washed several times with deionized water and lyophilized. The average particle diameter of the synthesized polymer microparticles was measured by light scattering particle size analyzer. Table 1 shows the components and average particle diameters of the insulating fixed particles obtained by the above method.
절연 전도성 미립자의 제조Preparation of Insulating Conductive Fine Particles
이렇게 제조한 절연 고착성 미립자를 단분산의 유기고분자 미립자 표면에 Ni/Au 도금 처리된 평균입경 4.3 ㎛ 의 전도성 미립자의 표면에 일본 나라 기계제 작소의 복합화기기(Hybridizer NHS-0)를 이용하여 물리적/기계적 방법으로 고정화시켰다. 제조된 절연 전도성 미립자의 표면 고정화 밀도 (E.A/㎛2) 및 고정화율(%)을 주사 전자 현미경 사진을 이용하여 측정하고, 그 결과를 표1에 나타내었다.Thus prepared insulating adherent fine particles were prepared on the surface of conductive fine particles having an average particle diameter of 4.3 μm by Ni / Au plating on the surface of monodispersed organic polymer fine particles using a hybridizer NHS-0 manufactured by a Japanese machine tool. Immobilized by mechanical method. Surface fixation density (E.A / µm 2) and fixation rate (%) of the prepared insulating conductive fine particles were measured using a scanning electron micrograph, and the results are shown in Table 1.
상기 제조된 절연 전도성 미립자의 내용제성 평가는 톨루엔 및 메틸에틸케톤의 혼합용매에 절연 전도성 미립자를 일정량 정량하여 분산시키고 5시간 동안 교반한 후, 미립자만 따로 회수하고 건조하여, 용매 처리 전의 미립자 중량 대비 용매 처리 후의 미립자 중량비를 측정함으로써 얻을 수 있다. 이와 같이 얻어진 절연 전도성 미립자의 내용제성 평가 결과를 표1에 나타내었다.To evaluate the solvent resistance of the prepared insulating conductive fine particles, a predetermined amount of insulating conductive fine particles were dispersed in a mixed solvent of toluene and methyl ethyl ketone, and stirred for 5 hours, and then only the fine particles were recovered and dried, compared to the fine particle weight before the solvent treatment. It can obtain by measuring the microparticle weight ratio after a solvent process. Table 1 shows the results of evaluating the solvent resistance of the insulating conductive fine particles thus obtained.
이방 전도성 접속 구조체의 제조 및 평가Fabrication and Evaluation of Anisotropic Conductive Junctions
에폭시당량 6000의 비스페놀 A형 에폭시수지 15 중량부 및 경화제인 2-메틸이미다졸 7 중량부를 톨루엔 및 메틸에틸케톤의 혼합용매에 용해시킨 후, 상기 제조한 절연 전도성 미립자를 25,000 개/㎟ 의 함량으로 실란계 커플링제와 함께 잘 분산시킨 다음 이형 PET 필름 위에 코팅하고 건조시켜 두께 25 ㎛ 필름을 제조하였다. 이렇게 제조된 이방 전도성 접착 필름을 범프(bump) 높이 40 ㎛, IC 칩 크기 6 ㎜ × 6 ㎜, 구리 및 금 도금으로 8 ㎛ 두께의 배선패턴을 형성한 BT 수지 0.7 ㎜ 두께의 기판, 피치(pitch) 150 ㎛으로 하고, IC 칩과 기판 사이에 본 발명에 따른 이방 전도성 필름을 기재시킨 상태에서, 온도 180 ℃, 압력 3 MPa 하에서 10초간 가열 및 가압하여 압착시킴으로써 전기적 접속 구조체를 제조하였다.15 parts by weight of bisphenol A epoxy resin having an epoxy equivalent of 6000 and 7 parts by weight of 2-methylimidazole as a curing agent were dissolved in a mixed solvent of toluene and methyl ethyl ketone, and then the insulating conductive fine particles prepared were 25,000 pieces /
이어서 상기 접속 샘플의 상하 전극간의 전기저항을 측정하는 경우, 20개의 각각의 인접하는 상하 전극간 전기저항을 측정하고 그 평균치를 계산하여 접속저항으로 나타내고, 그 결과를 표2에 나타내었다.Subsequently, when measuring the electrical resistance between the upper and lower electrodes of the said connection sample, the electrical resistance between 20 adjacent upper and lower electrodes was measured, the average value was computed, and it represented as connection resistance, and the result is shown in Table 2.
또한, 범프(bump) 규격 35 ㎛ × 75 ㎛, 범프 높이 20 ㎛, IC 칩 크기 6 ㎜ × 6 ㎜, 유리상의 투명 전도성 전극(Indium Tin Oxide)으로 배선패턴을 형성한 투명기판, 피치 65 ㎛ 및 라인 70 ㎛ 로 하여 절연신뢰성 평가를 하였다. 쇼트(short) 발생의 유무를 현미경으로 확인하기 위하여 투명기판을 사용하였다. 인접하는 20개의 전극간 전기저항을 각각 측정하여, 그 저항치가 1010 Ω이상인 경우에 ◎, 109∼1010 Ω인 경우에 △, 109 Ω 미만인 경우에 ×로 하여, 그 결과를 표1에 나타내었다.In addition, a bump substrate having a thickness of 35 μm × 75 μm, a bump height of 20 μm, an IC chip size of 6 mm × 6 mm, a transparent substrate having a wiring pattern formed of glass indium tin oxide, a pitch of 65 μm, and Insulation reliability evaluation was carried out at a line of 70 µm. A transparent substrate was used to confirm the occurrence of a short under a microscope. Measure the electrical resistance between 20 adjacent electrodes, and measure ◎ when the resistance is 10 10 Ω or more, △ when 10 9 to 10 10 Ω, and X when the resistance is less than 10 9 Ω. Shown in
실시예 2Example 2
실시예 2의 절연 고착성 미립자는 미립자의 직경을 0.39 ㎛ 로 달리한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였고, 상기 제조한 절연 고착성 미립자를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 절연 전도성 미립자 및 이방 전도성 접착 필름을 제조하여, 내용제성, 통전 시 접속저항 및 절연 신뢰성 평가를 수행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타내었다.Insulating adherent fine particles of Example 2 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the fine particles was changed to 0.39 μm, and the insulating conductivity was the same as in Example 1 using the prepared insulating adherent fine particles. Fine particles and anisotropic conductive adhesive films were prepared to evaluate solvent resistance, connection resistance at the time of energization, and insulation reliability. The evaluation results are shown in Table 1.
실시예 3Example 3
실시예 3의 절연 고착성 미립자는 관능성 중합성 단량체를 아크릴산에서 메 타아크릴산(Methacrylic acid, MA)으로 달리한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였고, 상기 제조한 절연 고착성 미립자를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 절연 전도성 미립자 및 이방 전도성 접착 필름을 제조하여, 내용제성, 통전시 접속저항 및 절연 신뢰성 평가를 수행하였다. 그 결과를 표1에 나타내었다.Insulating adherent microparticles of Example 3 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the functional polymerizable monomer was changed from acrylic acid to methacrylic acid (MA). Insulating conductive fine particles and anisotropic conductive adhesive film were prepared in the same manner as in Example 1, and solvent resistance, connection resistance at the time of energization, and insulation reliability evaluation were performed. The results are shown in Table 1.
실시예 4Example 4
실시예 4의 절연 고착성 미립자는 관능성 중합성 단량체를 아크릴산에서 스티렌 술폰산(Styrene sulfonic acid, SSA)으로 달리한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였고, 상기 제조한 절연 고착성 미립자를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 절연 전도성 미립자 및 이방 전도성 접착 필름을 제조하여, 내용제성, 통전시 접속저항 및 절연 신뢰성 평가를 수행하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.Insulating adherent fine particles of Example 4 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the functional polymerizable monomer was changed from acrylic acid to styrene sulfonic acid (SSA). Insulating conductive fine particles and anisotropic conductive adhesive film were prepared in the same manner as in Example 1, and solvent resistance, connection resistance at the time of energization, and insulation reliability evaluation were performed. The results are shown in Table 1.
비교실시예 1Comparative Example 1
비교실시예 1의 절연 고착성 미립자는 표 1에 기재된 바와 같이 직경을 0.25 ㎛ 로 달리하고 관능성 가교성 단량체를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였고, 상기 제조한 종래의 절연 고착성 미립자를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 절연 전도성 미립자를 및 이방 전도성 접착 필름을 제조하여, 내용제성, 통전 시 접속저항 및 절연 신뢰성 평가를 수행하였다. 그 결과를 표1에 나타내었다.Insulating adherent microparticles of Comparative Example 1 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the diameter was 0.25 μm and the functional crosslinkable monomer was not used, as described in Table 1. The insulating conductive fine particles and the anisotropic conductive adhesive film were prepared in the same manner as in Example 1 using the insulating fixing fine particles of, to evaluate solvent resistance, connection resistance at the time of energization, and insulation reliability. The results are shown in Table 1.
비교실시예 2Comparative Example 2
비교실시예 2는 전도성 미립자 표면에 절연 고착성 미립자를 고정화 하는 방법에 있어서 실시예 1에서 사용한 물리적/기계적 방법으로 고정화시키는 방법을 제외하였으며 표 1에 기재된 바와 같이 관능성 가교성 단량체를 사용하지 않았다. 상기 절연 미립자가 분산된 물 또는 유기용매 분산액 중에 전도성 미립자를 첨가하고 교반하여 단순히 화학적인 흡착에 의한 고정화 방법에 의해 절연 전도성 미립자를 제조하였으며, 이를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 이방 전도성 접착 필름을 제조하여, 내용제성, 통전시 접속저항 및 절연 신뢰성 평가를 수행하였다. 그 결과를 표1에 나타내었다.Comparative Example 2 excludes the method of immobilization by the physical / mechanical method used in Example 1 in the method of immobilizing the insulating fixed particles on the surface of the conductive fine particles and did not use a functional crosslinkable monomer as shown in Table 1. Insulating conductive fine particles were prepared by adding and stirring conductive fine particles in water or organic solvent dispersion in which the insulating fine particles were dispersed, and simply immobilizing by chemical adsorption. Anisotropic conductive adhesive films were prepared in the same manner as in Example 1 Was prepared, and evaluation of solvent resistance, connection resistance at the time of energization, and insulation reliability was performed. The results are shown in Table 1.
상기 실시예 1∼4 및 비교실시예 1∼2 에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명 에 따른 절연 고착성 미립자를 이용하여 물리적/화학적으로 고정화시킨 절연 전도성 미립자를 함유한 이방 전도성 접착 필름은 표면의 단순한 물리적 고정화만에 의한 절연 전도성 미립자 및 화학적 흡착만에 의한 고정화 절연 전도성 미립자와 비교하여 우수한 내용제성과 절연 신뢰성을 나타내고 있었다.As can be seen from Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2, the anisotropic conductive adhesive film containing the insulating conductive fine particles physically and chemically immobilized using the insulating fixed fine particles according to the present invention has a simple surface. Compared with the insulating conductive fine particles only by physical immobilization and the immobilized insulating conductive fine particles only by chemical adsorption, excellent solvent resistance and insulation reliability were shown.
본 발명은 전도성 미립자의 표면에 다수개의 관능성 절연 고착성 미립자를 물리적/화학적으로 안정성 있게 고정화함으로써 우수한 내용제성을 가지게 하는 효과를 제공할 뿐만 아니라 전도성 미립자끼리의 직접적인 접촉을 방지하여 인접하는 범프 또는 배선 패턴 사이에서 단락을 방지하여 xy 평면 방향으로는 우수한 절연 신뢰성을 가지고 z 축 방향으로는 우수한 통전 신뢰성을 가지는 절연 전도성 미립자 및 이를 포함한 이방 전도성 접착 필름을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
The present invention not only provides the effect of having excellent solvent resistance by physically and chemically stably fixing a plurality of functional insulating adherent particles on the surface of the conductive fine particles, but also prevents direct contact between the conductive fine particles to prevent adjacent bumps or wiring. The present invention has the effect of providing an anisotropically conductive adhesive film and insulating conductive particles having the same, having excellent insulation reliability in the xy plane direction and excellent conduction reliability in the z-axis direction by preventing a short circuit between the patterns.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications and variations of the present invention can be readily used by those skilled in the art, and all such variations or modifications can be considered to be included within the scope of the present invention.
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