KR100718726B1 - 폴리디비닐벤젠 구형 입자와 금속을 이용한 코어/쉘도전입자 및 이의 제조방법 - Google Patents

폴리디비닐벤젠 구형 입자와 금속을 이용한 코어/쉘도전입자 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100718726B1
KR100718726B1 KR1020050127633A KR20050127633A KR100718726B1 KR 100718726 B1 KR100718726 B1 KR 100718726B1 KR 1020050127633 A KR1020050127633 A KR 1020050127633A KR 20050127633 A KR20050127633 A KR 20050127633A KR 100718726 B1 KR100718726 B1 KR 100718726B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particles
coating layer
conductive
hard particles
anisotropic conductive
Prior art date
Application number
KR1020050127633A
Other languages
English (en)
Inventor
이영관
남재도
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020050127633A priority Critical patent/KR100718726B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100718726B1 publication Critical patent/KR100718726B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24Electrically-conducting paints
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 폴리디비닐벤젠 구형 입자와 금속을 이용한 코어/쉘 도전입자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 이방 전도성 접착제에서 사용되는 도전입자에 있어서, 고분자 미립자로 이루어진 경질입자; 경질입자와 금속과의 접착력을 증가시키기 위해 경질입자 표면을 작용기로 개질시킨 제 1 피복층; 및 상기 제 1 피복층을 둘러싸는 Au 코팅층으로 이루어진 제 2 피복층으로 구성됨을 특징으로 하는 도전입자, 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 도전입자는 입자의 크기 조절이 가능하며, 동시에 전도성 입자로 전기전도도가 양호하여 접속신뢰성이 높은 효과를 나타낼 수 있으며, 또한 경질입자에 금속층을 직접 코팅하므로써, 원가 절감 및 공정 향상의 효과를 얻을 수 있어 액정디스플레이 패널과 인쇄회로기판 등의 접착에 사용되는 이방성 도전필름의 구성요소로서 유용하게 이용할 수 있다.

Description

폴리디비닐벤젠 구형 입자와 금속을 이용한 코어/쉘 도전입자 및 이의 제조방법{CORE/SHELL TYPE CONDUCTIVE PARTICLE COMPRISING POLYDIVINYLBENZENE SPHERICAL PARTICLE AND METAL, AND THE PREPARATION THEREOF}
도 1은 이방성 전도 필름의 개략적인 구조를 나타낸 그림이다.
도 2는 종래 이방성 전도성 미립자의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전도성 미립자의 개략적인 단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 전도성 미립자의 전자 현미경 사진이며,
도 4b는 금(Au)이 코팅된 전도성 미립자의 전자 현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 코어-쉘 도전입자의 제조방법을 개략적으로 도식한 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
1: 도전입자 10: 경질입자
20: 제 1 피복층 30: 제 2 피복층
본 발명은 이방성 전도성 잉크 및 이방성 전도필름과 같은 이방 전도성 접착제에서 사용되는 코어/쉘 형태의 도전입자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 디스플레이 기능은 그 기술이 발달함에 따라, 디스플레이의 고해상도 및 칼라화가 진행되어 픽셀 피치(pixel pitch)가 감소되고 기판 위에 인쇄된 리드(lead) 수가 증가되고 있는 추세이다. 이러한 기술적 요구에 따라, LCD 패널(panel)과 구동 집적회로(driver IC) 및 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 접속하는 LCD 패키징(packaging) 기술도 발전해 오고 있는데, 회로가 점점 미세화되면서 이에 따른 패키징 기술도 여러 방법으로 발달하고 있다.
특히, 여러 가지 LCD 패키징 기술 중에서도 가장 많이 사용되고 있는 것으로 COF(chip on film)법에 의한 액정 디스플레이 패널과 인쇄회로기판의 전기적 접속을 이방성 전도 필름을 이용하여 패키징하는 법이 있으며, 또한 차세대 LCD 패키징법으로 구동 IC 베어 칩(driver IC bare chip)을 LCD 패널 위에 직접 IC접속법으로 접속시키고 인쇄회로기판과의 접속은 연성회로기판(flexible printed circuit board, FPC)를 이용하여 이방성 전도 필름(anisotropic conductive film, ACF)으로 접속시키는 패키징법이 이용되고 있다.
이방성 전도 필름은 도 1에서 보는 바와 같이, 접착을 위한 중합체 및 전기적 전도를 위한 이방성 전도입자로 구성되어 있다(필요한 경우, 이형지 필름을 포 함할 수 있다).
중합체는 접합강도 유지 외에 도전성 입자 간의 수평 통전을 방지하는 역할을 하는 것으로, 열가소성 및 열경화성 수지 모두 사용되나 최근에는 강한 접합강도와 신뢰성을 위해 열경화성 수지, 특히 에폭시가 많이 사용되고 있는 실정이다.
전도성 입자는 이방성 전도 필름 전체 부피의 0.5 내지 5%를 차지하는데, 고체 금속 분말 및 표면이 금속 코팅된 고분자 입자가 사용되고 있다. 전도성 입자는 최근 고해상도 디스플레이 미세 피치의 접합에 대한 요구가 증가함에 따라 고분자 입자 표면을 Ni, Au로 코팅한 입자가 많이 사용되고 있다(도 2 참조).
서로 대치하는 회로를 전기적으로 접속하는 동시에 접착 고정하기 위해 사용되는 회로접촉용 이방성 전도 필름에서 전기전도도는 전도성 입자에 의해서 이루어진다. 일반적으로 이방성 전도 필름에서 사용되는 전도성 입자를 에폭시 수지와 같은 중합체에 분산시켜 가열 압착함으로써 압착된 부분에서 전기가 통하게 된다. 전도성 피치가 점차 미세해지고, 전극 면적이 미소화됨에 따라, 이방성 전도 필름 중에 함유되는 전도성 입자의 크기를 작게 할 필요가 있고, 또한 전기전도성을 향상시키기 위해 전도성 입자의 배합량을 증가시키고 있다. 그러나 전도성 입자의 크기를 작게 하면 2차 응집에 의해 접속의 불균일이나 패턴 간의 단락이 문제가 된다.
대안으로서, 도전입자의 표면을 절연층으로 피복한 절연 피복입자를 사용하는 시도가 이루어지고 있다.
일본 소니사에서는 소62-40183에서 나타난 바와 같이 도전성 금속입자에 대하여 접착제에 불용하는 수지로 피복하였고, 일본 카시오(Cacio)사에서는 미국 특허 제5,123,986호에서 나타난 바와 같이 금속 도금된 고분자입자에 절연층을 피복하였다. 일본 특개평 4(1992)-174980호에는 가열에 의해 변형되는 도전입자의 표면을 열가소성 절연층으로 피복한 절연 피복입자와 절연 피복입자보다 경질인 두께제어입자를 가열에 의해 소성유동성을 나타내는 절연성 접착제 중에 함유시켰다. 그러나 절연 피복입자를 사용할 경우, 경도, 탄성에 의해 장기간의 전기전도성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 이 경우 접속할 때의 프레스 정밀도를 엄격하게 관리할 필요가 있는 등 비용이 증가된다. 즉, 저온과 저압력의 접착 조건에서는 도전입자 표면의 절연층의 박리가 충분하지 않아서 접속저항이 크고, 전극과 도전입자의 접촉이 불완전하여 접속신뢰성이 악화된다. 반면에, 온도와 압력이 과도한 경우에는 도전입자의 표면에 존재하는 절연층이 쉽게 용해되어, 인접 도전입자가 접촉하여 절연층 형성의 효과를 얻을 수 없고, 따라서 인접입자와 접촉에 의해 분해능이 저하되고 미세회로의 접속에서 단락이 생기는 문제점이 발생한다.
적절한 접착조건을 유지시키기 위해서 절연 피복입자보다 경질인 두께제어입자를 가열에 의해 소성유동성을 나타내는 절연성 접착제 중에 함유시킨다. 그러나, 이 경우에는 두께제어 입자의 불균일한 분포에 의해서 패널과 접착시 전기전도가 발생하지 않는 문제점이 종종 발생한다.
한편, 국내특허공개번호 제2003-0038147호 및 제2005-0044010호에서는 두께제어 기능을 갖는 전도성 입자와 관련된 기술을 기재하고 있다.
국내특허공개번호 제2003-0038147호는 금속입자, 합금 입자 또는 고분자입자로 이루어지는 경질입자; 상기 경질입자를 피복하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 또는 아크릴로니트릴스티렌의 공중합체로 이루어지는 제 1 피복층; 상기 제 1 피복층을 감싸는 도금 또는 스퍼터링된 Au/Ni층으로 이루어지는 제 2 피복층; 및 상기 제 2 피복층을 감싸는 열가소성수지로 이루어진 제 3 피복층으로 구성되는 도전입자에 관한 것으로, 이러한 상기 도전입자에 의하여 두께제어 기능과 전기전도 기능이 갖추어진 이방성 도전필름을 제공함을 특징으로 한다.
또한, 국내특허공개번호 제2005-0044010호는 기재수지 미립자의 표면에 니켈 층 및 금 층이 순차적으로 도금되어 있고, 최외각에는 가교 유기 미립자 층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전도성 미립자 및 절연 전도성 미립자가 20,000∼80,000개/㎟ 함유하는 이방성 전도 필름에 관한 것이다.
상술된 바와 같이, 국내특허 둘 모두는 고분자 수지 미립자의 표면에 니켈층 및 금층이 순차적으로 도금되어 있고(도 2 참조), 최외각에는 가교 유기 미립자층이 형성되어 있는 것이 특징이다. 이때, 니켈층은 금이 고분자 수지 미립자의 표면에 도금되도록 접착력 강화를 위해 부가되는 층으로 사용된다.
본 발명자들은 전도성 입자와 관련하여, 두께제어 기능과 전기전도 기능을 동시에 갖출 뿐만 아니라, 니켈층의 부가 없이 고분자층에 금이 직접적으로 코팅된 코어/쉘 형태의 신규한 전도성 입자를 개발하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 두께제어 기능과 전기전도 기능을 동시에 갖출 수 있는 코어/쉘 형태의 전도성 입자 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 고분자층에 니켈층의 부가없이 금속이 직접적으로 코팅된 코어/쉘 형태의 전도성 입자 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 본 발명의 전도성 입자를 포함하는 이방성 도전용 잉크 및 이방성 도전 필름과 같은 이방성 도전 접착제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 이방성 도전 접착제를 포함하는 반도체 소자 및 인쇄회로 기판을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 도 3에서 보는 바와 같이, 고분자 미립자로 이루어진 경질입자(10); 경질입자와 금속과의 접착력을 증가시키기 위해 경질입자 표면을 작용기로 개질시킨 제 1 피복층(20); 및 상기 제 1 피복층을 둘러싸는 Au 코팅층으로 이루어진 제 2 피복층(30)으로 구성됨을 특징으로 하는 도전입자를 제공한다.
본 발명의 경질입자(10)는 도전입자(1)의 코어(core)를 구성하는 것으로, 고 분자 미립자로 구성된다. 본 발명에서 사용가능한 고분자 미립자는 폴리디비닐벤젠(polydivinylbenzene) 또는 플라스틱 수지를 포함하며, 바람직하게는 폴리디비닐벤젠을 포함한다. 폴리디비닐벤젠은 가교도가 증가하여 기계적 강도가 보완된 구형의 미립자를 이룰 수 있다.
본 발명의 경질입자는 두께 제어기능을 포함하는 것으로, 이는 경질입자 제조시 반응 용매, 반응온도 및 반응시간 등을 조절하므로써 용이하게 제어할 수 있다. 경질입자의 입경은 이를 이용하는 범프 전극이나 회로기판의 패턴의 미세화에 따라 작을 수록 바람직하나, 통전신뢰성의 저하 및 전극간의 단락현상 등을 고려하여, 이의 평균 입경은 2 내지 5 ㎛인 것이 바람직하다(예를 들어, 도 4a 참조).
제 1 피복층(20)은 경질입자 표면이 개질된 작용기로 구성된 층으로서, 구체적으로 경질입자 표면을 개질시켜 -SO3 및 -SH 중 선택된 하나 이상의 작용기로 구성된 층으로 구성되어 있다. 제 1 피복층(20)은 경질입자와 이후 무전해 도금법으로 형성되는 금속과의 접착력을 증가시키기 위한 기능을 하여, 종래기술에서 Ni층을 대신할 수 있음을 특징으로 한다. 참고로, 제 1 피복층은 본원발명에서 층으로 기술되었으며, 도 3에서는 Au 층과 유사한 입경을 갖는 것으로 나타내었으나, 이는 표면의 개질된 작용기를 보다 명확하게 기술하기 위한 것으로, 실질적으로 그 입경은 도전입자의 평균 입경에 대해 무시할 수 있는 수준이며, 따라서 도전입자의 평균 입경에 포함되지 않는다.
제 2 피복층(30)은 도전입자(1)의 쉘(shell)층을 구성하는 것으로, 제 1 피복층을 둘러싸는 Au 코팅층으로 이루어진다. 본원발명의 Au 코팅층은 종래 Ni층에 의해 경질입자에 코팅되어 있는 것과는 달리, 상술된 작용기에 의해 경질입자에 직접적으로 형성될 수 있음을 특징으로 한다. 제 1 피복층의 제 2 피복층(20)은 전도성을 나타내는 층으로서, 전도성 및 바람직한 도전입자의 평균 입경을 고려하여, 평균 입경은 0.03 내지 0.3 ㎛가 바람직하다(예를 들어, 도 4b 참조).
본원발명의 도전입자는 신규한 고분자 입자로 이루어진 경질입자를 사용하여, 이의 표면에 Au와 용이하게 접착이 가능한 개질된 층을 가짐으로써, Ni 등 다른 부가적인 층 없이도 용이하게 Au 층을 직접적으로 코팅할 수 있는 장점을 지니고 있다. 이로 인해, 종래 기술에 비해 보다 작은 입경을 갖는 도전입자를 제공할 수 있으며, 또한 보다 경제적인 도전입자를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 본원발명의 도전입자는 전기전도도가 양호하여 접속신뢰성이 높은 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은 고분자 미립자로 이루어진 경질입자를 제공하는 단계(단계 1); 경질입자의 표면을 개질시켜 제 1 피복층을 제조하는 단계(단계 2); 및 제 1 피복층 상에 Au 착물을 환원반응시켜 Au층으로 코팅된 제 2 피복층을 제조하는 단계(단계 3)를 포함하는 도전입자의 제조방법을 제공한다.
단계 1에서는, 고분자 미립자로 이루어진 경질입자를 제공한다. 사용가능한 고분자 미립자는 폴리디비닐벤젠(polydivinylbenzene) 또는 플라스틱 수지를 포함한다. 보다 구체적으로, 단계 1은 디비닐벤젠을 침전중합시켜 경질입자를 제조한다.
침전중합은 단량체 용액의 침전상이 섞이지 않는 침전용액 내에 침전되면서 부분적으로 중합이 이루어지는 공정으로, 침전중합에 의하여 제조되어진 입자는 침전 동안에 침전상이 서로 서로가 분리되어진 채 중합이 이루어지므로 좀 더 좁은 크기 분포를 갖는 장점이 있다. 그 침전 액적은 침전 용액 내에 서서히 가라앉으면서 부분적으로 중합반응이 진행되고 구형의 모폴로지를 유지하고 유리 컬럼 바닥에 응집되지 않으면서 개별적으로 쌓이게 된다. 이러한 방법에 의해 제조된 경질입자는 2 내지 5 ㎛의 평균 입경을 갖는다. 특히, 경질입자의 입경은 반응 용매, 반응온도 및 반응시간 등을 조절하므로써 용이하게 제어할 수 있다.
단계 2에서는, 경질입자의 표면을 개질시켜 제 1 피복층을 제조한다. 보다 구체적으로는 경질입자의 표면을 -SO3 및 -SH 중 선택된 하나 이상의 작용기로 개질시켜 제 1 피복층을 제조한다. 표면 개질 방법은 당업계에서 사용될 수 있는 임의의 방법을 사용할 수 있다.
예를 들어, 도 5에서는 경질입자의 표면을 -SO3 및 -SH 둘모두의 작용기로 개질시킴을 기술하고 있는데, 경질입자를 -SO3 제공 물질과 함께 술폰화 반응시켜 이의 표면에 -SO3 작용기를 도입할 수 있다. 또한, 경질입자를 클로로메탄화 반응시키고, 이렇게 수득된 -Cl기를 -SH기로 전환시켜 이의 표면에 -SH 작용기를 도입할 수 있다.
단계 3에서는, 제 1 피복층 상에 Au 착물을 환원반응시켜 Au층으로 코팅된 제 2 피복층을 제조한다. 보다 구체적으로는, 제 1 피복층을 지닌 경질입자 상에 하기 화학식 1의 [Au-페난트롤린-Cl2]Cl을 환원반응시켜 제 2 피복층을 제조한다.
Figure 112005075232053-pat00001
예를 들어, 금-나노입자를 개질된 경질입자의 표면에 증착시킨 후 이를 용액 중에서 성장시킴으로써 제 2 피복층을 제조할 수 있다(도 5 참조).
본 발명의 이방성 도전 입자를 통상의 기술에 따라 절연성 접착제 중에 균일하게 분산시킴으로써 필름 형상 또는 페이스트 형상(예를 들어, 잉크 형상)의 이방성 도전접속재료를 얻을 수 있다. 이때 절연성 접착제로는 공지의 접착제가 사용될 수 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 이방성 도전접속재료를 서로 대향하는 2개의 피접속체(반도체소자와 그 탑재용 기판, 유연성 배선기판과 투명전극 어레이 등) 사이에 놓고 가열, 가압시킴으로써, 양호한 통전특성, 절연특성 및 접속강도를 나타내는 접속구조체를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명하기로 한다. 단, 하기 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 폴리디비닐벤젠(PDVB)로 이루어진 경질입자의 제조
아세토니트릴 용매에 2 중량의 AIBN(azobisisobutylonitrile) 개시제를 첨가한 후 3 부피% 디비닐벤젠(DVB) 단량체를 첨가하여 70℃에서 60 rpm으로 24 시간 동안 중합반응시키고, 이후 여과하여 2.1 ㎛의 구형의 경질입자를 수득하였다.
상기와 동일한 용매, 개시제 및 반응조건에서 5 부피%의 DVB을 첨가하여 중합반응시킨 후 3.5 ㎛의 구형의 경질입자를 수득하였다.
상기와 동일한 용매, 개시제 및 반응조건에서 7 부피%의 DVB을 첨가하여 중합반응시킨 후 5.0 ㎛의 구형의 경질입자를 수득하였다.
이를 정리하면 하기 표 1과 같다.
디비닐벤젠의 양(부피%) 3 5 7
구형입자의 크기(㎛) 2.1 3.5 5.0
<실시예 2> 본 발명의 코어/쉘 도전입자의 제조
본 실시예는 코어-쉘 도전입자의 개략도를 나타낸 도 5를 기초로 하여 기술하였다.
(단계 1) 경질입자를 제공하는 단계
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 5 부피%의 DVB을 첨가하여 중합반응시킨 후 3.5 ㎛의 구형의 경질입자(PDVB)를 수득하였다.
(단계 2) 경질입자의 표면을 개질시키는 단계
PDVB 경질입자의 술폰화 반응
1 g의 PDVB 입자를 10 ml의 1,2-디클로로에탄 용매에 24시간 담가두어 팽윤시킨후에 이를 10 부피%의 클로로술폰산에 넣고 4시간 동안 반응시켜 표면에 술폰산기를 도입하였다. 술폰산기가 도입된 경질입자를 0.1 M 수산화나트륨 수용액, 0.1 M 염산 수용액, 및 증류수로 세척하였다.
PDVB 경질입자의 클로로메틸화 반응
1 g의 술폰화된 PDVB 입자를 100ml의 둥근 플라스크에 넣고 30 ml의 테트라히드로푸란(THF) 중에서 분산시킨 후, 0.9 g의 트리옥산, 7.2 ml의 클로로트리메틸실란을 첨가하고, 이후 얼음욕에 넣어서 0℃로 냉각시켰다. 이후 7.2 ml의 사염화주석(SnCl4)을 주사기로 적가하였다. 혼합물을 0℃에서 2시간 교반한 후 상온에서 30분간 교반하였다. 이렇게 수득된 반응물에 50 중량%의 메탄올 수용액을 소량 첨가하여 반응을 종결시킨 후에 메탄올에 침전시키고 물로 세척하였다. 수득된 입자를 테트라히드로퓨란 중에서 다시 분산시킨 후에 초음파로 미반응 물질을 제거하고, 50℃의 진공오븐에서 건조시켰다.
클로로메틸기의 티올기로의 전환
1 g의 클로로메틸기가 치환된 PDVB 입자를 30 ml의 디메틸포름아미드에 넣고 0.2 g의 티오우레아를 첨가한 후 질소 분위기하, 100℃에서 24시간 동안 가열하였다. 0.8 ml의 3M 수산화나트륨 수용액을 적가한 후에 수득된 혼합물을 110℃에서 24시간 동안 가열하였다. 두 방울의 진한 황산을 0.5 ml의 물에 첨가하고, 이를 상기 수득된 혼합물에 첨가한 후 상온에서 5시간 동안 반응시켰다. 티올기가 치환된 PDVB 입자를 메탄올 중에 침전시켜 정제하였다.
(단계 3) 표면개질된 PDVB 입자에 금 무전해 도금
0.02 M 농도 금-페난트롤린(gold-phenanthroline) 수용액 10 ml에 표면개질된 PDVB 입자 1 g을 넣어 24시간 침전시켰다. 0.04 M 히드록실아민 수용액 10 ml를 첨가하여 금 입자(seed)를 제조하였다. 금이 소량 코팅(seeding)된 PDVB 입자를 4 중량% HAuCl4 수용액 10 ml에 분산시킨 후에 0.04 M 히드록실 아민 수용액 10 ml를 천천히 적가하고, 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 수득된 도전입자를 여과하여 충분한 양의 증류수로 여러 번 세척하였다. 금이 코팅된 피복층의 두께를 증가시키기 위하여, 마지막 반응은 여러 번 반복할 수도 있다.
결과는 도 4b의 사진을 통하여 확인할 수 있었다.
<실시예 3> 이방성 도전용 잉크의 제조
에폭시당량 6000의 비스페놀A형 에폭시 수지 15 중량부 및 경화제 2-메틸이미다졸 7 중량부를 톨루엔 및 메틸에틸케톤의 혼합용매에 용해시킨 후 실시예 2에서 제조된 전도입자를 25,000 개/㎟의 함량으로 실란계 커플링제와 함께 잘 분산시켰다.
<실시예 4> 이방성 도전 필름의 제조
실시예 3에서 제조된 도전성 잉크를 이형 PET 필름 위에 코팅하여 건조시켜 두께 25 ㎛의 필름을 제조하였다.
<실험예 1> 통전신뢰성 측정
범프(bump) 높이 40㎛, IC칩 크기 6㎜ × 6㎜, 구리 및 금 도금으로 8 ㎛ 두께의 배선패턴을 형성한 BT수지 0.8 ㎜ 두께의 기판, 피치(pitch) 150㎛으로 하여 통전신뢰성 평가를 하였다. IC칩과 기판 사이에 실시예 4에 따른 이방성 전도 필름을 기재시킨 상태에서, 온도 200℃, 압력 400 kg/㎠ 하에서 15초간 가열 및 가압하여 압착시킴으로써 회로를 접속하였다. 이 접속 샘플을 85℃, 상대습도 85%RH, 1,000시간 동안 에이징(aging)한 후, 저항상승치로 통전신뢰성을 측정하였다.
그 결과, 저항상승치는 0.1 Ω 이하로 통전신뢰성이 우수함을 알 수 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 도전입자는 입자의 크기 조절이 가능하며, 동시에 전도성 입자로 전기전도도가 양호하여 접속신뢰성이 높은 효과를 나타낼 수 있으며, 또한 경질입자에 금속층을 직접 코팅하므로써, 원가 절감 및 공정 향상의 효과를 얻을 수 있으며, 금, 백금 등 다양한 종류의 금속을 도금할 수 있다.

Claims (12)

  1. 이방 전도성 접착제에서 사용되는 도전입자에 있어서,
    고분자 미립자로 이루어진 경질입자;
    경질입자와 금속과의 접착력을 증가시키기 위해 경질입자 표면을 -SO3 및 -SH 중 선택된 하나 이상의 작용기로 개질시킨 제 1 피복층; 및
    상기 제 1 피복층을 둘러싸는 Au 코팅층으로 이루어진 제 2 피복층으로 구성됨을 특징으로 하는, 도전입자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 경질입자가 폴리디비닐벤젠(polydivinylbenzene)으로 이루어진 구형의 고분자 수지 미립자임을 특징으로 하는 전도성 입자.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 경질입자의 평균 입경이 2 내지 5 ㎛이며, 제 2 피복층이 0.03 내지 0.3 ㎛임을 특징으로 하는 이방 전도성 필름.
  5. 이방 전도성 접착제에서 사용되는 도전입자를 제조하는 방법에 있어서,
    고분자 미립자로 이루어진 경질입자를 제공하는 단계;
    경질입자의 표면을 -SO3 및 -SH 중 선택된 하나 이상의 작용기로 개질시켜 제 1 피복층을 제조하는 단계; 및
    제 1 피복층 상에 Au 착물을 환원반응시켜 Au층으로 코팅된 제 2 피복층을 제조하는 단계를 포함하는, 도전입자를 제조하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 디비닐벤젠을 침전중합시켜 경질입자를 제조함을 특징으로 하는 도전입자를 제조하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서, 제 1 피복층을 지닌 경질입자 상에 [Au-페난트롤린-Cl2]Cl을 환원반응시켜 제 2 피복층을 제조함을 특징으로 하는 도전입자를 제조하는 방법.
  9. 제 1항, 제 2항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 따른 도전입자를 포함함을 특징으로 하는 이방성 도전용 잉크.
  10. 제 1항, 제 2항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 따른 도전입자를 포함함을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  11. 제 9항에 따른 이방성 도전용 잉크를 포함함을 특징으로 하는 반도체 소자.
  12. 제 10항에 따른 이방성 도전 필름을 포함함을 특징으로 하는 인쇄회로 기판.
KR1020050127633A 2005-12-22 2005-12-22 폴리디비닐벤젠 구형 입자와 금속을 이용한 코어/쉘도전입자 및 이의 제조방법 KR100718726B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050127633A KR100718726B1 (ko) 2005-12-22 2005-12-22 폴리디비닐벤젠 구형 입자와 금속을 이용한 코어/쉘도전입자 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050127633A KR100718726B1 (ko) 2005-12-22 2005-12-22 폴리디비닐벤젠 구형 입자와 금속을 이용한 코어/쉘도전입자 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100718726B1 true KR100718726B1 (ko) 2007-05-16

Family

ID=38277321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050127633A KR100718726B1 (ko) 2005-12-22 2005-12-22 폴리디비닐벤젠 구형 입자와 금속을 이용한 코어/쉘도전입자 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100718726B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100888984B1 (ko) 2007-09-04 2009-03-19 성균관대학교산학협력단 나노 금속 입자가 중합체비드에 결합된 도전성 볼 및 이의제조 방법
KR101056435B1 (ko) * 2009-10-05 2011-08-11 삼성모바일디스플레이주식회사 이방성 도전 필름 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20170013927A (ko) * 2014-06-12 2017-02-07 알파 어?블리 솔루션 인크. 재료들의 소결 및 그를 이용하는 부착 방법들

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02125881A (ja) * 1988-11-01 1990-05-14 Kiyomiya Gijutsu Kenkyusho:Kk 金属皮膜を有する樹脂粉粒体
JPH06102830A (ja) * 1991-02-06 1994-04-15 Hitachi Vlsi Eng Corp 表示方法および装置
JPH09237517A (ja) * 1996-02-27 1997-09-09 Sony Chem Corp 異方性導電接着フィルム用導電粒子及びその製造方法並びに異方性導電接着フィルム
JP2000315425A (ja) 1999-05-06 2000-11-14 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子及び導電接続構造体
JP2003086020A (ja) 2001-09-10 2003-03-20 Natoko Kk 導電性粒子、導電性材料、帯電防止膜、異方性導電膜、および導電性粒子の製造方法
JP2005044518A (ja) 2003-07-22 2005-02-17 Natoko Kk 導電性粒子、導電性材料、異方性導電膜および導電接続構造
JP2005225687A (ja) 2004-02-10 2005-08-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The 導電性金属酸化物粒子及びそれを含む有機重合体組成物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02125881A (ja) * 1988-11-01 1990-05-14 Kiyomiya Gijutsu Kenkyusho:Kk 金属皮膜を有する樹脂粉粒体
JPH06102830A (ja) * 1991-02-06 1994-04-15 Hitachi Vlsi Eng Corp 表示方法および装置
JPH09237517A (ja) * 1996-02-27 1997-09-09 Sony Chem Corp 異方性導電接着フィルム用導電粒子及びその製造方法並びに異方性導電接着フィルム
JP2000315425A (ja) 1999-05-06 2000-11-14 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子及び導電接続構造体
JP2003086020A (ja) 2001-09-10 2003-03-20 Natoko Kk 導電性粒子、導電性材料、帯電防止膜、異方性導電膜、および導電性粒子の製造方法
JP2005044518A (ja) 2003-07-22 2005-02-17 Natoko Kk 導電性粒子、導電性材料、異方性導電膜および導電接続構造
JP2005225687A (ja) 2004-02-10 2005-08-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The 導電性金属酸化物粒子及びそれを含む有機重合体組成物

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100888984B1 (ko) 2007-09-04 2009-03-19 성균관대학교산학협력단 나노 금속 입자가 중합체비드에 결합된 도전성 볼 및 이의제조 방법
KR101056435B1 (ko) * 2009-10-05 2011-08-11 삼성모바일디스플레이주식회사 이방성 도전 필름 및 이를 포함하는 표시 장치
US8519549B2 (en) 2009-10-05 2013-08-27 Samsung Display Co., Ltd. Anisotropic conductive film and display device having the same
KR20170013927A (ko) * 2014-06-12 2017-02-07 알파 어?블리 솔루션 인크. 재료들의 소결 및 그를 이용하는 부착 방법들
JP2020056110A (ja) * 2014-06-12 2020-04-09 アルファ・アセンブリー・ソリューションズ・インコーポレイテッドAlpha Assembly Solutions Inc. 焼結材料、及びそれを用いる接着方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101403282B1 (ko) 접착제 조성물 및 이것을 이용한 회로 접속 재료, 및 회로 부재의 접속 방법 및 회로 접속체
CN102741943B (zh) 异向性导电膜、接合体以及粘结方法
KR100568491B1 (ko) 반도체부품 접착제
KR100597391B1 (ko) 절연 전도성 미립자 및 이를 함유하는 이방 전도성 접착필름
JP4669905B2 (ja) 導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体
KR101162890B1 (ko) 도전성 입자, 도전성 입자의 제조 방법, 이방성 도전 재료 및 접속 구조체
CN108806824A (zh) 导电性粒子、导电材料及连接结构体
CN110000372A (zh) 导电性粒子、导电材料及连接结构体
JP6057521B2 (ja) 異方性導電材料を用いた接続方法及び異方性導電接合体
KR100718726B1 (ko) 폴리디비닐벤젠 구형 입자와 금속을 이용한 코어/쉘도전입자 및 이의 제조방법
CN104584141A (zh) 带有绝缘性粒子的导电性粒子、导电材料及连接结构体
KR101090106B1 (ko) 전기 전도성 입자 및 그 제조 방법
CN113421698A (zh) 一种可牢固焊接的柔性导电薄膜及其制备方法和应用
KR20190081985A (ko) 이방 도전성 필름, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및/또는 이를 포함하는 반도체 장치
KR20070104742A (ko) 이방성 도전 필름 및 그 제조방법
JP5046689B2 (ja) 異方導電性接着フィルム
KR20050108521A (ko) 이방성 도전접속용 절연 도전성 입자와 그 제조방법 및이를 이용한 이방성 도전접속재료
KR20060065784A (ko) 돌기형 도전성 미립자 및 이를 포함하는 이방 도전성 필름
KR101534841B1 (ko) 돌기형 도전성 미립자 및 이를 포함하는 이방 도전성 필름
KR20050109160A (ko) 절연 도전성 미립자 조성물 및 이를 이용한 이방성 도전성필름
JP5147263B2 (ja) 回路接続用異方導電性接着フィルム
CN105917418B (zh) 背接触式太阳能电池模块用导电性粒子、导电材料及太阳能电池模块
JP5143329B2 (ja) 回路接続体の作製方法
JPH11204178A (ja) 異方導電性シート
KR100593848B1 (ko) 절연 전도성 미립자 및 이를 이용한 이방 전도성 필름

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120718

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee