KR100621463B1 - 절연 전도성 미립자 및 이를 함유하는 이방 전도성 필름 - Google Patents

절연 전도성 미립자 및 이를 함유하는 이방 전도성 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 절연 전도성 미립자는 평균입경 1∼10 ㎛ 크기의 기재수지 미립자(41)의 표면에 0.01∼0.1 ㎛ 두께의 니켈 층(42) 및 0.03∼0.3 ㎛ 두께의 금 층(43)이 순차적으로 도금되어 있고, 상기 금 층 표면에 0.05∼1 ㎛ 두께의 무기절연층(44, 45)이 연속적 또는 불연속적으로 피복된 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 이방전도성 필름은 상기 절연 전도성 미립자를 10,000∼80,000 개/㎟ 함유하는 것을 특징으로 한다.
절연 전도성 미립자, 무기 절연층, 이방 전도성 필름

Description

절연 전도성 미립자 및 이를 함유하는 이방 전도성 필름 {Insulated Conductive Particles and an Anisotropic Conductive film Containing the Particles}
도 1은 종래의 도전입자를 함유한 이방전도성 필름을 부착하여 액정 표시 기판과 구동용 집적회로를 접속하였을 때의 개략적인 단면도이다.
도 2(a)는 본 발명에 따른 완전피복 절연 전도성 미립자의 단면도이며, 도2(b)는 부분피복 절연 전도성 미립자의 단면도이다.
도 3(a)은 본 발명에 따른 완전피복 절연 전도성 미립자의 전자 현미경 (Scanning Electron Microscope, S.E.M) 사진이며, 도3(b)는 부분피복 절연 전도성 미립자의 전자 현미경 (Scanning Electron Microscope, S.E.M) 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 완전 피복 절연 전도성 미립자를 함유한 이방전도성 필름을 액정 표시 기판과 구동용 집적회로 사이에 접합시키기 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 완전 피복 절연 전도성 미립자를 함유한 이방전도성 필름을 액정 표시 기판과 구동용 집적회로 사이에 접합하여 회로를 접속시켰을 때의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 부분 피복 절연 전도성 미립자를 함유한 이방전도성 필름을 액정 표시 기판과 구동용 집적회로 사이에 접합시키기 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 부분 피복 절연 전도성 미립자를 함유한 이방전도성 필름을 액정 표시 기판과 구동용 집적회로 사이에 접합하여 회로를 접속시켰을 때의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *
1: 액정 표시 기판 2: 구동용 집적회로
3: 도전입자를 함유한 이방전도성 필름
4: 완전 피복형 절연 전도성 미립자
5: 부분 피복형 절연 전도성 미립자
6: 완전 피복형 절연 전도성 미립자를 함유한 이방전도성 필름
7: 부분 피복형 절연 전도성 미립자를 함유한 이방전도성 필름
11: 배선 패턴 21: 범프(bump) 전극
31: 절연성 접착제 32: 도전입자
41: 수지 미립자 42: 니켈(Ni) 층
43: 금(Au) 층 44: 완전 피복 무기절연층
45: 부분 피복 무기절연층
발명의 분야
본 발명은 절연 전도성 미립자 및 이를 함유한 이방전도성 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 LCD 실장 (packaging) 접속재료로 사용되는 이방전도성 필름에 통상적인 전도성 미립자 대신 무기 절연층이 도입된 절연 전도성 미립자를 적용시킴으로써 높은 통전신뢰성과 절연신뢰성을 갖는 이방전도성 필름에 관한 것이다.
발명의 배경
액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD)는 그 기술이 발달함에 따라, 표시 품질의 고해상도화가 진행되어 픽셀 피치(pixel pitch)가 감소되고 이에 따라, 기판 상의 단위 면적당 인쇄된 리드(lead) 수가 증가하고 있는 추세이다. 이러한 기술적 요구에 따라, LCD 패널(panel)과 구동 집적회로 (driver IC) 및 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 접속하는 회로의 실장 (packaging) 기술도 발전해 오고 있는데, 회로의 미세화, fine-pitch화에 따라 여러 방법으로 발전하고 있다.
특히, LCD 실장 기술 중에서도 가장 많이 적용되고 있는 것으로는, COF (chip on film)법에 의한 액정 패널과 인쇄회로기판의 전기적 접속을 이방전도성 접착 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용하여 접속하는 방법이 있으며, 인쇄회로기판과의 접속은 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPC)를 이용하여 ACF로 접속시키는 실장법이 이용되고 있다. 또한 차세대 LCD 실장법으로는, LCD Glass 패널상에 형성된 ITO pattern 위에 ACF를 이용, 구동 IC 베어 칩(Driver IC Bare Chip)을 pattern과 직접 접속시키는 방법도 제안되고 있다.
이러한 LCD 실장에 접속재료로 사용되는 이방 전도성 필름은 열가소성, 열경화성 또는 열가소성 및 열경화성이 혼합된 수지를 사용할 수 있으나, 이방 전도성 필름의 개발 초기의 스티렌계 블록공중합체 등의 열가소성 수지는 내열성이 약하고 용융온도가 높아 접속저항이 커지는 문제점이 있기 때문에, 최근에는 접속신뢰성의 향상을 위해 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지를 사용한다.
이러한 열경화성 이방 전도성 필름은, 먼저 수지와 도전입자 및 용매를 혼합한 후, 이를 이형 처리한 PET 필름 상에 코팅하는 방식으로서 접착용 필름 형태로 제조된다. 이 필름은 전극 사이에 위치하여 가열가압 후, 도전 입자의 전극 접속에 의해 z-축 방향으로 상하 통전되어 전극간의 전기적 접속 상태를 유지하지만, x-y 평면방향으로는 절연성을 갖게 된다. 일본특허공개 평5-21094호, 평5-226020호, 평7-211374호, 평8-311420호, 평9-199206호, 평9-199207호, 평9-31419호, 평9-63355호, 평9-115335호 등에서 이러한 접착용 이방전도성 필름에 대하여 개시하고 있다.
최근에는 LCD panel의 fine-pitch화 및 IC 범프(bump) 면적의 미세화에 따라, 이방전도성 필름 중에 함유되는 도전입자의 입경을 작게 할 필요가 있고, 또한 통전 신뢰성을 향상시키기 위해서 도전입자의 배합량을 증가시키기 위한 연구가 계 속 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.
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.
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.
일본 특허 특개소 제60-117504호, 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.
그러나, 상기 일본 특허 특개소 제60-117504호 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.
이에 본 발명자들은 상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 입자의 최외각 전도층 면적의 0.1 내지 100%을 피복하는 절연성 실리카층을 전도성 입자 개개에 부여함으로써, 전도성 입자의 2차 응집을 방지하고 전도필름의 통전 및 절연 신뢰성을 개선한 이방전도성 필름을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 수지 미립자에 니켈 및 금이 순차적으로 도금된 전도성 미립자의 표면에 무기절연층을 연속적 또는 불연속적으로 형성함으로써, 회로가 미세화 되더라도 입자의 2차 응집을 방지하여 통전 및 절연 신뢰성이 높은 절연 전도성 미립자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 이방전도성 필름에 사용되는 도전입자 대신에 절연 전도성 미립자를 사용함으로써 통전 및 절연 신뢰성이 높은 이방전도성 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명에 따른 절연 전도성 미립자는 평균입경 1∼10 ㎛ 크기의 기재수지 미립자(41)의 표면에 0.01∼0.1 ㎛ 두께의 니켈 층(42) 및 0.03∼0.3 ㎛ 두께의 금 층(43)이 순차적으로 도금되어 있고, 상기 금 층 표면에 0.05∼1 ㎛ 두께의 무기절연층(44, 45)이 피복된 것을 특징으로 한다. 상기 무기절연층은 금 층 표면적 대비 0.1∼100%로 피복된다. 또한, 본 발명에 따른 이방전도성 필름은 상기 절연 전도성 미립자를 10,000∼80,000 개/㎟ 함유하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 내용을 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
도 1은 종래의 도전입자를 함유한 이방전도성 필름(3)을 부착하여 액정 표시 기판(1)과 구동용 집적회로(2)를 접속하였을 때, 미립자의 응집(32)에 의해 발생할 수 있는 전극 간 단락의 개략적인 단면도이다.
종래의 도전입자는 절연성 접착제(31)에 독립적으로 분산되어 있다. 최근 기술이 발달함에 따라 범프 전극(21)이나 회로기판의 패턴(11)이 점차 미세화되어, 이방성 전도 필름의 기능을 향상시키기 위해, 도전입자의 크기를 작게 하고, 아울러 그 함량을 증가시키는 연구가 진행되고 있다. 그러나, 입자의 크기가 너무 작고, 투입량이 증가할수록 입자간에 2차 응집 현상이 발생에 의한 전극 간에 단락 현상이 발생하여, 통전 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생하였다.
도 2는 본 발명에 따른 절연 전도성 미립자의 단면도이며, (a)는 완전피복 절연 전도성 미립자를, (b)는 부분피복 절연 전도성 미립자를 나타낸다.
본 발명에 따른 절연 전도성 미립자는 평균입경 1∼10 ㎛ 크기의 기재수지 미립자(41)의 표면에 0.01∼0.1 ㎛ 두께의 니켈 층(42) 및 0.03∼0.3 ㎛ 두께의 금 층(43)이 순차적으로 도금되어 있고, 전도성의 최외각 금 층에, 연속적으로 무기절연층이 도입된 경우 완전피복 절연 전도성 미립자(4)가 형성되며, 불연속적으로 무기절연층이 도입된 경우 부분피복 절연 전도성 미립자(5)가 형성된다.
본 발명에서는 무기 절연층을 완전히 피복하지 않고 부분적으로 피복하여도 높은 통전 및 절연 신뢰성을 얻을 수 있다. 즉, 부분피복 절연 전도성 미립자는 미피복된 도전층의 직접적인 접촉에 의해 전기 접속을 이룰 수 있는 것이다. 절연 전도성 미립자는 금 층 표면에 표면적 대비 0.1∼100%로 도입된다. 0.1 % 미만일 경우, 절연신뢰성이 떨어진다. 상기 완전피복 또는 부분피복 절연 전도성 미립자는 무기 절연층으로 도입되는 물질인 실란계 화합물과 전도성 미립자의 반응 조건에 의해 달라진다.
본 발명의 기재수지 미립자(41)는 단분산성의 스티렌계 또는 아크릴계 가교 고분자 미립자를 사용하며, 평균 입경이 1 내지 10 ㎛를 갖는다.
상기 절연 전도성 미립자에 사용되는 수지 미립자는 라디칼 중합이 가능한 단량체로 구성되어 있으며, 구체적으로는 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, 이펜타에릴트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트 등의 (폴리)알킬렌클리콜 디(메타)아크릴레이트 화합물을 1 또는 2이상의 포함한다.
상기 기재수지 미립자의 표면에는 니켈층(42) 및 금(43)이 순차적으로 도금된다. 상기 니켈층의 두께는 0.01∼0.1 ㎛ 이 바람직하며, 금 도금을 용이하게 하기 위하여 도금된다. 상기 니켈 도금층 표면에 0.03∼0.3 ㎛ 두께로 금 도금이 형성된다. 상기 금 도금층은 높은 통전신뢰성을 얻기 위해 반드시 필요하다.
상기 절연 전도성 미립자의 최외각에 형성되어 있는 무기절연층(44, 45)은 다음과 같은 방법으로 도입될 수 있다. 우선 수분이 완전히 배제된 적당한 유기 용매에, 니켈 및 금 도금이 된 기재수지 미립자를 분산시킨 후, 3-머캡토프로필트리 메톡시실란 또는 3-머캡토프로필 트리에톡시실란과 혼합한다. 이 때, 혼합되는 물질과 금 도금층 간의 상호작용에 의하여 단층 자기조립체 막이 형성되는데, 이 자기조립체 막이 형성된 후 졸-겔(sol-gel) 반응을 거치면서 금 도금층 표면에 실리카 층을 형성할 수 있게 된다. 무기절연층의 두께는 도입되는 실란계 화합물의 양과 분산되는 최외각이 금도금층인 전도성 미립자의 도입량에 따라 조절이 가능하며, 절연성의 부여를 위해서는 약 0.05∼1 ㎛의 두께가 바람직하며 0.1∼0.5 ㎛의 두께가 더욱 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 완전(4) 또는 부분 피복(5)의 무기 절연 층을 갖는 절연 전도성 미립자의 전자 현미경 (Scanning Electron Microscopy, S.E.M) 사진이다.
본 발명에 의한 연속 또는 불연속의 피복 무기 절연층은 3-머캡토프로필트리메톡시실란 또는 3-머캡토프로필 트리에톡시실란과 전도성 미립자의 반응 조건에 의해 달라질 수 있는데, 예컨대 반응에 소요되는 전도성 미립자 또는 상기 실란 계열의 양을 조절함으로서 피복의 정도 및 피복 두께를 조절할 수 있게 된다.
도 4는 완전히 피복된 무기절연 전도성 미립자를 함유한 이방전도성 필름을 액정 표시 기판과 구동용 집적회로 사이에 접합시키기 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 이방전도성 필름을 액정 표시 기판과 구동용 집적회로 사이에 접합하여 회로를 접속시켰을 때의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
또한, 도 6은 부분 피복된 무기절연 전도성 미립자를 함유한 이방전도성 필 름을 액정 표시 기판과 구동용 집적회로 사이에 접합시키기 전의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6의 이방전도성 필름을 액정 표시 기판과 구동용 집적회로 사이에 접합하여 회로를 접속시켰을 때의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 이방전도성 필름은 에폭시기를 가지는 수지성분 및 필름형성을 위한 수지성분으로 이루어지는 절연성 접착제, 경화제, 절연 전도성 미립자, 및 첨가제로 이루어진다. 첨가제는 주로 분산성이나 필름형성을 돕는 기능을 한다.
본 발명에 따른 절연 전도성 미립자를 함유하는 이방전도성 필름은 도 4 및 도6에 도시된 바와 같이 액정 표시 기판(1)과 구동용 집적회로(2)의 배선패턴(11) 및 전극(21) 간의 접속을 위해 두 기판 사이에 접합한 후 가열, 가압시켜 열경화성 수지의 경화에 의하여 접착하게 되고, 절연 전도성 미립자는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 범프 전극과 패턴 간에 압궤(crushing, 4') 또는 미피복된 도전층의 직접적인 접촉 (5')에 의해 전기 접속을 이루게 되는 것이다. 따라서, 절연 전도성 미립자는 최외각에 절연층이 있기 때문에 전극간 단락 발생 가능성이 현저히 감소되고, 절연신뢰성이 높으며, 절연 전도성 미립자(4', 5')는 전극 사이에서 그 피복 절연 층이 압궤 또는 직접적인 통전이 유도되므로, 통전신뢰성 또한 높다.
본 발명에 따른 이방전도성 필름에 사용하는 절연성 접착제 중 에폭시기를 가지는 수지성분으로는 1분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 다가 에폭시수지가 바람직하다. 그 구체적인 예를 들면, 페놀노볼락, 크레졸노볼락과 같은 노볼락수지, 비스페놀A, 비스페놀F, 비스히드록시페닐에테르 등의 다가 페놀류, 에틸렌글 리콜, 네오펜틸글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 폴리프로필렌글리콜 등의 다가 알코올류, 에틸렌디아민, 트리에틸렌테트라아민, 아닐린 등의 폴리아미노화합물, 프탈산, 이소프탈산 등의 다가 카르복시화합물을 사용하는데, 이 성분들을 단독 혹은 2개 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에 사용되는 절연성 접착제 중, 필름형성을 위한 수지는 사용되는 경화제와 화학적인 반응을 하지 않으면서, 필름형성이 잘 될 수 있는 수지를 사용한다. 구체적인 예로는 아크릴레이트수지, 에틸렌아크릴레이트 공중합체, 에텔렌아크릴산 공중합체 등의 아크릴수지, 에틸렌수지, 에티렌프로필렌 공중합체 등의 올레핀 수지, 부타디엔수지, 아크릴로나이트릴부타디엔 공중합체, 스티렌부타디엔블록공중합체, 스티렌부타디엔스티렌블록공중합체, 카르복시화스티렌에틸렌부타디엔스티렌-블록공중합체, 에틸렌스티렌부틸렌블록공중합체, 나이트릴부타디엔고무, 스티렌부타디엔고무, 클로로프렌고무 등의 고무류, 비닐부티알수지, 비닐포름수지 등의 비닐류수지, 폴리에스터, 시아네이트에스터수지 등의 에스터수지류, 그 외에 페녹시수지, 실리콘 고무, 우레탄 수지 등이 있으며, 이 성분들 중 1 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 이방전도성필름에 사용되는 경화제는 1분자 내에 2개 이상의 활성수소를 가지는 것을 사용하는데, 그 예로는 이미다졸계, 이소시아네이트계, 아민계, 아미드계, 산무수물계가 있으며, 이 성분을 1 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 이방전도성 필름에 함유되는 절연 전도성 미립자의 함량은 10,000∼80,000 개/㎟ 가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30,000∼60,000 개/㎟ 이다. 또한, 절연 전도성 미립자의 배합량은 상기 절연성 접착제 전체 중량에 대하여 3∼20 중량%가 적당하다. 3 중량% 미만에서는 안정한 도전통로를 얻기가 어렵고, 20중량% 초과에서는 접속 회로간의 절연신뢰성을 얻기가 힘들다. 상기 절연 전도성 미립자의 열분해 온도는 300℃∼500℃이다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
본 발명에 따른 절연 전도성 미립자를 이용하여 이방전도성 필름을 하기의 성분 및 방법에 따라 제조하였다.
에폭시당량 6000의 비스페놀A형 에폭시수지 15 중량부 및 경화제 2-메틸이미다졸 7 중량부를 톨루엔 및 메틸에틸케톤의 혼합용매에 용해시킨 후 절연 전도성 미립자를 25,000 개/㎟ 의 함량으로 실란계 커플링제와 함께 잘 분산시킨 다음 이형 PET 필름 위에 코팅하여 건조시켜 두께 25 ㎛의 필름을 제조하였다. 상기 전도성 미립자는 입자크기가 5 ㎛ 정도 되는 폴리디비닐벤젠 미립자의 표면에 니켈 및 금 도금층, 실리카 절연층이 형성된 것을 사용하였다.
이렇게 제조한 이방전도성 필름을 사용하여 하기와 같이 IC칩의 통전 및 절 연신뢰성을 평가하였다.
실시예 1∼6
실시예 1∼6에서는 우선, 범프(bump) 높이 40㎛, IC칩 크기 6㎜×6㎜, 구리 및 금 도금으로 8㎛ 두께의 배선패턴을 형성한 BT수지 0.7㎜ 두께의 기판, 피치(pitch) 150㎛으로 하여 통전신뢰성 평가를 하였다. IC칩과 기판 사이에 본 발명에 따른 이방전도성 필름을 기재시킨 상태에서, 온도 200℃, 압력 400 kg/㎠ 하에서 20초간 가열 및 가압하여 압착시킴으로써 회로를 접속하였다. 이 접속 샘플을 80℃, 상대습도 85%RH, 1,000시간 동안 에이징(aging)한 후, 저항상승치로 통전신뢰성을 측정하였다.
다음으로, 범프(bump) 규격 70㎛×100㎛, 범프 높이 20㎛, IC칩 크기 6mm×6mm, 유리상의 투명 전도성 전극(Indium Tin Oxide)으로 배선패턴을 형성한 투명기판, 피치(pitch) 80㎛ 및 라인 70㎛로 하여 절연신뢰성 평가를 하였다. 쇼트(short) 발생의 유무를 현미경으로 확인하기 위하여 투명기판을 사용하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
구 분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
절연 전도성 미립자의 함유량 (개/㎟) 20,000 30,000 30,000 40,000 40,000 50,000
절연 전도성 미립자의 크기 (㎛) 5.0 5.0 4.5 4.5 4.0 4.0
최외각 절연층의 두께 (최외각 층의 두께/기재수지 및 니켈, 금도금층 입자의 입경) 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
통전신뢰성 평가에 사용한 IC 범프의 면적 (㎛2) 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000 3,000
통전신뢰성 △ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
◎:저항상승치 0.1Ω이하, △: 저항 상승치 0.1Ω초과 0.3Ω이하, ×:저항상승 0.3Ω초과
절연신뢰성 ◎ ◎ × ◎ ◎ ◎
◎:1010Ω이상, ×:1010Ω이하
비교실시예 1∼3
비교실시예 1∼3에서는 종래의 도전입자와 도전입자의 표면에 아크릴 수지, PVA 수지층을 각각 형성한 입자를 함유한 이방전도성 필름의 통전 및 절연신뢰성을 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
구 분 비교실시예1 비교실시예2 비교실시예3
도전입자의 함유량 (개/㎟) 30,000 40,000 50,000
절연성 수지층의 종류 - 아크릴수지 PVA수지
최외각 절연층의 두께 (최외각 층의 두께/도전입자의 입경) - 0.05 0.05
통전신뢰성 평가에 사용한 IC 범프의 면적 (㎛2) 3,000 3,000 3,000
통전신뢰성 △ △ ×
◎:저항상승치 0.1Ω이하, △: 저항 상승치 0.1Ω초과 0.3Ω이하, ×:저항상승 0.3Ω초과
절연신뢰성 × × ◎
◎:1010Ω이상, ×:1010Ω이하
상기 실시예 1∼6 및 비교실시예 1∼3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 절연 전도성 미립자를 함유한 이방전도성 필름은 보다 높은 통전신뢰성과 절연신뢰성을 얻을 수 있었다.
본 발명은 기재수지 미립자에 니켈 및 금의 도금층과 최외각에 무기절연층을 연속적 또는 불연속적으로 형성함으로써 회로가 미세화 되더라도 입자의 응집을 방지하여, 통전 및 절연 신뢰성이 높은 절연 전도성 미립자 및 이를 함유하는 이방전도성 필름을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
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.

Claims (6)

  1. 평균입경 1∼10 ㎛ 크기의 기재수지 미립자(41)의 표면에 0.01∼0.1 ㎛ 두께의 니켈 층(42) 및 0.03∼0.3 ㎛ 두께의 금 층(43)이 순차적으로 도금되어 있고, 상기 금 층 표면에 0.05∼1 ㎛ 두께의 무기절연층(44, 45)이 피복되고, 상기 무기절연층은 졸-겔 프로세스로 형성된 것을 특징으로 하는 절연 전도성 미립자.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 무기절연층은 금 층의 표면적 대비 0.1∼100%로 피복된 것을 특징으로 하는 절연 전도성 미립자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기재 수지 미립자(41)는 디비닐벤젠, 1,4-디비닐옥시부탄, 디비닐술폰, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알리트리멜리테이트, (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, 이펜타에릴트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 및 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 전도성 미립자.
  5. 삭제
  6. 제1항의 절연 전도성 미립자를 10,000∼80,000 개/㎟ 함유하는 것을 특징으로 하는 이방전도성 필름.
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