KR100727742B1 - 블럭화된 이소시아네이트를 이용한 접착제용 이방 도전성수지 조성물 및 이를 이용한 접속 구조체 - Google Patents

블럭화된 이소시아네이트를 이용한 접착제용 이방 도전성수지 조성물 및 이를 이용한 접속 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수산기 함유 필름 형성제 또는 카르복실 산 함유 필름 형성제를 사용하여 필름을 형성하고, 상기 필름형성제의 경화제로서 블럭화된 이소시아네이트를 사용함을 특징으로 하는 이방 도전성 수지 조성물 및 이를 이용한 접속 구조체에 관한 것으로서, 본 발명의 이방 도전성 수지 조성물로 제조된 접착제는 낮은 온도에서도 높은 접착력과 낮은 접속저항을 보이며 접속 신뢰성 평가 후에도 내열, 내습성이 높아 높은 접착력과 낮은 접속 저항이 유지되기 때문에 높은 접속 신뢰성이 지속적으로 요구되는 액정표시장치 및 영상표시장치에 적용될 수 있다.
이방도전성 필름, 이방 도전성 접착제, ACF, ACA, 접착력, 신뢰성, 블럭화된 이소시아네이트(Blocked Isocyanate)

Description

블럭화된 이소시아네이트를 이용한 접착제용 이방 도전성 수지 조성물 및 이를 이용한 접속 구조체{RESIN FORMULATION OF ANISOTROPIC CONDUCTIVE ADHESIVE USED BLOCKED ISOCYANATE AND CONNECTION STRUCTURE USING THE SAME}
본 발명은 이방 도전성 수지 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로는 수산기 함유 필름 형성제 또는 카르복실 산 함유 필름 형성제와 경화제로서 블럭화된 이소시아네이트(Blocked Isocyanate)를 사용하여 높은 접착력과 낮은 접속 저항을 가짐으로써 액정표시장치(LCD)를 비롯한 각종 디스플레이 장치 및 반도체 장치의 회로 접속 재료로서 적용될 수 있는 접착제용 이방 도전성 수지 조성물 및 이를 이용한 접속구조체에 관한 것이다.
최근 수년간 이방 도전성 조성물을 이용한 접착제는 반도체 소자와 같은 전자 부품 및 회로판을 전기적으로 접속시키기 위한 재료로서 널리 사용되어 왔다. 이방 도전성 접착제는 기본적으로 전기적 통로를 형성하는 도전성 입자와 도전성 입자를 고정하여 전기 접속 신뢰성을 유지시키는 절연성 수지로 구성되어 있으며, 상기 도전성 입자의 재료로는 초기의 탄소 섬유(carbon fiber)로부터 시작하여 솔 더볼(solder ball), 니켈입자(Nickel powder)를 거쳐 최근에는 탄성을 갖는 금속 코팅 입자가 사용되고 있다.
한편, 이방 도전성 접착제에서 많은 부분을 차지하고 이방 도전성 접착제 물성을 발현하는 상기 절연성 수지는 열에 따른 분자 구조 변경 유무에 따라 경화성 수지 및 가소성 수지로 나눌 수 있고, 경화성 수지는 경화 방식에 따라 열 경화성 수지와 광 경화성 수지로 나눌 수 있으며, 광 경화성 수지는 광의 종류에 따라 자외선 경화성 수지와 적외선 경화성 수지로 나눌 수 있다.
상기한 종류 중 이방 도전성 접착제에 가장 많이 사용되는 수지는 열 경화성 수지로서 에폭시계 수지와 아크릴계 수지가 주로 사용되고 있는데, 상기 에폭시계 수지는 여러 종류의 기재에 높은 접착력을 나타내고 내열, 내습성이 우수한 장점이 있으나, 높은 접착 온도 및 긴 접착 시간이 필요한 것 등의 단점이 있다. 반면, 상기 아크릴계 수지는 낮은 접착 온도 및 짧은 접착 시간의 장점과 낮은 접착력 및 낮은 내열, 내습성의 단점을 갖는다.
한편, 접착제용 이방 도전성 조성물은 페이스트상, 필름형상 등 임의의 형상으로 사용가능하나, 반도체 소자와 같은 분야에서는 통상적으로 필름형으로 이용되고 있다. 그러나, 상기한 에폭시계 수지 또는 아크릴계 수지를 열경화성 절연성 수지로서 이용하여 필름형 접착제를 제조하는 경우 필름 형성제를 반드시 사용해야 하는 문제점이 있다.
다시 말하면, 필름 형성제가 필요 없는 분자량이 큰 에폭시계 수지 또는 아크릴계 수지의 경우 반응 속도가 낮아 실제 적용이 매우 힘들며, 적절한 분자량 범 위의 에폭시계, 아크릴계 수지인 경우라도 필름 형성제를 사용하지 않을 경우 필름형 접착제 형성이 힘들어 진다. 또한, 상기한 필름 형성제는 에폭시 반응형, 라디칼 반응형을 제외하고는 경화성 수지의 경화 반응에 참여하지 않아 전체적인 물성을 떨어뜨리는 요인이 되게 된다.
따라서, 분자량 등에 구애되는 상기와 같은 열경화성 절연성 수지가 없이도 우수한 접착성 및 낮은 접속 저항을 구현할 수 있는 필름 형성제 및 경화제를 이용한 접착제용 이방 도전성 수지 조성물의 개발이 요구되어 왔다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 하나의 목적은 열경화성 절연성 수지가 없이도 수산기 함유 필름 형성제 또는 카르복실 산 함유 필름 형성제 및 상기 필름형성제의 경화제로서 블럭화된 이소시아네이트를 사용함으로써 뛰어난 내열, 내습성 및 높은 접착성을 가지며 이로 인하여 회로접속의 신뢰성 및 회로 사이의 절연성을 확보하는 접착제용 이방 도전성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 접착제용 이방 도전성 수지 조성물을 이용하여 기판과 회로기판의 전극간을 접속한 접속 구조체를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제의 해결을 위한 본 발명의 하나의 양상은
필름 형성제 10 ~ 90중량부;
블럭화된 이소시아네이트(Blocked Isocyanate) 0.5 ~ 40 중량부;
도전성 입자 1 ~ 40 중량부; 및
용제 10 ~ 100 중량부;를 포함하는 이방 도전성 수지 조성물로서,
상기 필름 형성제는 수산기 함유 수지, 수산기 함유 엘라스토머, 카르복실산 함유 수지, 카르복실산 함유 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 접착제용 이방 도전성 수지 조성물에 관계한다.
본 발명의 다른 양상은 상기의 수지 조성물에 다른 열경화성 절연성 수지로서 에폭시계 수지 및 에폭시 수지 경화제 또는 라디칼 중합성 아크릴계 수지 및 가열에 의하여 유기 라디칼을 발생하는 경화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 접착제용 이방 도전상 수지 조성물에 관계한다.
본 발명의 다른 하나의 양상은 상기의 수지 조성물을 이용하여 기판과 회로기판의 전극간을 접속한 접속 구조체에 관계한다.
이하에서는 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 수산기 함유 필름 형성제 또는 카르복실 산 함유 필름 형성제를 사용하여 필름을 형성하고, 상기 필름형성제의 경화제로서 블럭화된 이소시아네이트를 사용함을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 상기 수산기 함유 필름 형성제 또는 카르복실산 함유 필름 형성제는 필름형성에 필요한 수지로서 수산기 함유 수지, 수산기 함유 엘라스 토머, 카르복실산 함유 수지, 카르복실산 함유 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것이며, 다른 열경화성 절연성 수지 없이도 필름의 형성이 가능한 특징을 가진다.
상기수산기 함유 수지는 Tg(유리전이온도)= 30℃이상에서 분자량 500 이상의 범위를 가지는 것으로서, 특별히 한정되는 것은 아니나 예를 들면 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 폴리아미드, 폴리에스테르, 페놀수지, 에폭시 수지, 페녹시수지, 이미드수지, 2가 유기 지방산등의 카르복실산 2량체 등의 중합체를 사용할 수 있고, 각 중합체를 라디칼 반응성 관능기로 치환하거나 에폭시 반응성 관능기로 치환한 것을 사용할 수도 있다.
또한, 상기 카르복실산 함유 수지로서는 상기 수산기 함유 수지를 카르복실산 관능기로 치환한 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기의 중합체 외에도 필름형성제로서 사용할 수 있는 상기 수산기 함유 엘라스토머 또는 카르복실산 함유 엘라스토머로서는 특별히 한정되는 것은 아니나 예를 들면, 부타디엔계 공중합체, 아크릴계 공중합체, 폴리에스테르 우레탄 엘라스토머, 폴리아미드 우레탄 엘라스토머, 실리콘 엘라스토머 등을 수산기 또는 카르복실산으로 치환한 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 이방 도전성 접착제 수지 조성물을 봉지용 반도체용 접착제로 사용하는 경우, 재료 중의 이온성 불순물을 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하므로, 이들 공중합체 또는 엘라스토머에 함유되어 있는 Na+ 및 K+등의 알칼리 금 속 이온의 함량은 바람직하게는 10ppm이하, 보다 바람직하게는 5ppm 이하이며, Cl- 등의 이온은 100ppm이하가 바람직하다.
본 발명에서 상기 수산기 함유 필름 형성제 또는 카르복실산 함유 필름형성제의 함량은 10 - 90 중량부가 바람직하다. 10 중량부 미만의 양으로는 충분한 필름 형성 효과를 얻을 수 없는 반면, 90 중량부를 초과하는 과도한 사용은 도전입자의 양을 감소시키므로 접속저항 값이 높아지며, 접착력이 저하된다.
본 발명에서 사용되는 블럭화된 이소시아네이트(Blocked Isocyanate)는 상기 수산기 함유 필름형성제 또는 카르복실산 함유 필름 형성제와 반응하여 형성된 필름을 경화시키기 위한 것으로서, 이소시아네이트계를 유기물 또는 무기물로 반응시켜 일정온도 이하에서 반응성을 현저하게 줄여 놓은 물질이다.
즉, 활성화 온도이상에서 반응된 유기물 또는 무기물이 떨어져 나가면 이소시아네이트(Isocyanate)가 활성화되어 수산기 또는 카르복실산기와 급격하게 반응을 이루어 경화가 진행되게 된다.
본 발명에서 상기 블럭화된 이소시아네이트는 활성화 온도에 따라 여러 제품이 상용화 되어 있으므로 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있고, 그 함량은 0.5 - 40 중량부가 바람직하다. 함량이 0.5 중량부 미만으로 부족하면 접착제 경화 시 경화반응이 늦어져 접속 신뢰성 불량의 문제가 있고, 40 중량부 초과로 과다하면 잔류 이소시아네이트가 과량이 되어 물성이 급격하게 저하되는 문제가 있다.
본 발명에서 사용되는 상기 도전성 입자는 금속 입자를 사용하거나, 유기, 무기 입자 위에 금속으로 코팅한 것을 사용하며, 코팅용 금속성분으로는 금이나 은을 사용한 것이 바람직하다. 과량 사용시에도 전기적 절연성을 확보하기 위해서는 도전성 입자를 절연화 처리하여 사용하는 것이 보다 바람직하며, 그 크기는 적용되는 회로의 크기에 따라 적당한 것을 선택하여 사용하는 것이 바람직하나, 2 ~ 30㎛ 범위의 것을 용도에 따라 선택하여 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서는 상기 도전성 입자는 1 - 40 중량부의 함량으로 사용된다. 그 함량이 1 중량부 미만으로 부족하면 본 발명의 조성물로부터 형성된 접착제가 충분한 전기 전도도를 나타낼 수 없으며, 그 함량이 40 중량부를 초과하여 과도하면 접속회로 간의 절연 신뢰성이 확보되기 힘들어 이방 도전성을 나타내지 못하는 문제가 있다.
본 발명에서 용제는 일반적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 다만, 휘발성이 강한 용제의 경우 필름 상의 접착제 혼합 시에는 피하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이방 도전성 수지 조성물은 상기한 조성 성분 이외에 다른 열경화성 절연성 수지 및 경화제를 추가로 포함할 수 있는바, 특별히 한정되는 것은 아니나 예를 들면 에폭시 수지 및 에폭시 수지 경화제 또는 라디칼 중합성 물질 및 가열에 의하여 라디칼을 발생하는 경화제를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 상기 에폭시 수지로는 1분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 가지는 다가의 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 바람직하게 는 분자량 300 이상의 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 AD형, 비스페놀 S형, 이들의 알킬렌옥시드 부가물, 할로겐화물(예를 들어, 테트라브로모 비스페놀형 에폭시), 수소 반응물(예를 들어, 하이드로제네이티드 비스페놀형 에폭시), 지환식 에폭시 수지, 지환족 쇄상 에폭시 수지 및 이들의 할로겐화물, 수소 반응물, 노볼락형 에폭시 수지, 에폭시 수지 분자내의 수산기가 타 관능기로 치환되어 있는 에폭시 수지, 예를 들어 에피할로 히드린 변성 에폭시계 수지, 아크릴 변성 에폭시계 수지, 비닐 변성 에폭시계 수지, 에피할로 히드린 변성 페녹시계 수지, 아크릴 변성 페녹시계 수지, 비닐 변성 페녹시계 수지 등을 사용할 수 있으며, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 에피할로 히드린 변성 에폭시계 수지는 에폭시계 수지 분자 내에 존재하는 수산기와 에피할로 히드린을 반응시켜 얻을 수 있고, 수산기를 치환하는 에피할로 히드린으로서는 에피클로로 히드린, 에피브로모히드린, 에피요오드 히드린 등이 사용되며, 상기 에피할로 히드린으로 변성이 가능한 에폭시계 수지는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 AD형, 비스페놀 S형, 이들의 알킬렌옥시드 부가물, 할로겐화물(예를 들어, 테트라브로모 비스페놀형 에폭시), 수소 반응물(예를 들어, 하이드로제네이티드 비스페놀형 에폭시), 지환식 에폭시 수지, 지환족 쇄상 에폭시 수지 및 이들의 할로겐화물, 수소 반응물 등을 사용할 수 있다.
상기 에피할로히드린 변성 에폭시계 수지에 대해 보다 자세하게 설명하면, 2관능 페놀류와 에피할로히드린을 고분자량까지 반응시킨것으로서, 구체적으로는 2관능 페놀류 1 몰과 에피할로히드린 0.985 내지 1.015 몰을 알칼리 금속 수산화물의 존재 하에서 비반응성 용매 중에 40 내지 120 ℃의 온도에서 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 2관능 페놀류는 2개의 페놀성 수산기를 갖는 화합물이면 어떠한 것이라도 좋으나, 예를 들어 히드로퀴논, 2-브로모히드로퀴논, 레졸시놀, 카테콜 등의 단환 2관능 페놀류, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S 등의 비스페놀류, 4,4'-디히드록시비페닐 등의 디히드록시비페닐류, 비스(4-히드록시페닐)에테르 등의 디히드록시페닐에테르류 및 이들의 페놀 골격의 방향환에 직쇄 알킬기, 분지 알킬기, 아릴기, 메틸올기, 알릴기, 환상 지방족기, 할로겐(테트라브로모비스페놀 A 등), 니트로기 등을 도입한 것, 이들의 비스페놀 골격의 중앙에 있는 탄소 원자에 직쇄 알킬기, 분지 알킬기, 알릴기, 치환기가 붙은 알릴기, 환상 지방족기, 알콕시카르보닐기 등을 도입한 다환 2관능 페놀류가 예시될 수 있으며,이들 화합물은 몇 종류를 병용할 수 있다.
또한 상기 다환 2관능 페놀류는 분자 구조가 하기의 화학식 1 또는 화학식 2으로 표시되는 2종 이상의 구성단위를 갖는 공중합체로 이루어질 수 있다. 이 경우 화학식 1의 구성비가 5 몰% 이상 함유되어있는 것이 바람직하고 보다 바람직한 것은 구성비가 화학식 1 : 화학식 2 = 20:80 내지 80:20으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
Figure 112005073901627-pat00001
Figure 112005073901627-pat00002
상기 화학식 1,2에서 R1, R2, R3, R4는 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기(메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 이소부틸기 등) 및 할로겐 원자 중에서 독립적으로 선택되고, 하나 이상은 할로겐 원자이다. 할로겐 원자는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등이 사용되며 바람직하기로는 브롬원자를 사용한다. 또 R'1, R'2, R'3, R'4는 수소 원자 및 탄소수 1 내지 4의 알킬기(메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소프로필기, 이소부틸기 등) 중에서 독립적으로 선택되는 것이다. X1, X2는 2가의 유기 관능기 또는 결합을 나타내는 것이다. 이 X1, X2는 예를 다음과 같은 것을 사용할 수 있다.
Figure 112005073901627-pat00003
,
Figure 112005073901627-pat00004
,
Figure 112005073901627-pat00005
,
Figure 112005073901627-pat00006
상기 아크릴 변성 에폭시계 수지는 분자내의 수산기를 아크릴계 단량체와 반응시켜 얻을수 있으며, 상기 비닐 변성 에폭시계 수지는 분자내의 수산기를 비닐계 단량체와 반응 시켜 얻을 수 있다.
한편, 상기 에폭시 수지로서 에폭시 분자 내에서 엘라스토머로 변성된 에폭시 수지를 사용할 수도 있다. 변성에 사용되는 엘라스토머의 종류는 부타디엔계 중합체, 아크릴 중합체, 폴리에테르 우레탄 고무, 폴리에스테르 우레탄 고무, 폴리아마이드 우레탄 고무, 실리콘 고무, 다이머 산, 실리콘 수지 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 상기 에폭시 수지 경화제는 에폭시계 수지의 경화 반응을 일으키는 성분으로 본 발명에서는 잠재성 경화제 및 고상 에폭시 경화제를 사용한다.
상온에서 안정하여 에폭시 관능기와 반응이 없고 일정온도 이상에서 에폭시 관능기와 반응이 시작되는 경화제가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상이 바뀌는 온도까지 활성이 없으므로 보관 안정성이 확보되고, 융점 이상의 온도에서는 활성이 매우 크므로 접착 온도가 낮고 경화속도가 빨라 접착 시간이 단축되는 고상의 에폭시 경화제이다.
상기 고상의 에폭시 경화제로서는 캡슐화된 이미다졸계, 디시안디아미드계, 고상 아민계, 고상 산무수물계, 고상 아마이드계, 고상 이소이사네이트계, 고상 이미다졸계 등을 예시할 수 있다.
액상 에폭시 경화제는 상온에서 에폭시 수지와 활성이 커서 보관안정성이 매우 불안하므로 사용할 수 없다.
본 발명의 이방 도전성 수지 조성물에 또한 추가적으로 포함될 수 있는 상기 라디칼 중합성 물질은 라디칼에 의해 중합하는 관능기를 갖는 물질로, 특별히 한정되는 것은 아니나, 비닐, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 말레이미드 화합물 등을 예시할 수 있으며, 상기 라디칼 중합성 물질은 단량체, 올리고머 중 어느 상태에서나 사용하는 것이 가능하고, 단량체와 올리고머 상태를 병용하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 구체적인 예로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디아크릴옥시프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시메톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시폴리에톡시)페닐]프로판, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트 등이 있으며, 특히 디시클로펜테닐기 및(또는) 트리시클로데카닐기 및(또는) 트리아진 고리를 갖는 화합물의 경우 내열성이 향상되므로 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 병용하여 사용할 수 있고, 필요에 따라서는 히드로퀴논, 메틸에테르히드로퀴논류 등의 중합 금지제를 함께 사용할 수 있다.
상기 말레이미드 화합물로서는, 분자 중에 말레이미드기를 적어도 2개 이상 함유하는 것으로, 구체적으로는 1-메틸-2,4-비스말레이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, N,N'-p-페닐렌비스말레이미드, N,N'-m-톨루일렌비스말레이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸-비페닐렌)비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸디페닐메탄)비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디에틸디페닐메탄)비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐메탄비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐프로판비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐에테르비스말레이미드, N,N'-3,3'-디페닐술폰비스말레이미드, 2,2-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)프로판, 2,2-비스(3-s-부틸-4-8(4-말레이미드페녹시)페닐)프로판, 1,1-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)데칸, 4,4'-시클로헥실리덴-비스(1-(4-말레이미드페녹시)-2-시클로헥실벤젠, 2,2-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)헥사플루오로프로판 등을 예시할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 상기 가열에 의하여 유기 라디칼을 발생하는 경화제는 라디칼 중합성 물질의 라디칼 관능기와 반응하여 본 발명의 조성으로 형성된 접착제의 경화도를 증가시키는 역할을 하는 것으로서, 과산화 화합물, 아조계 화합물 등의 가열에 의해 분해되어 유리 라디칼을 발생하는 것으로서, 목적으로 하는 접속 온도, 접속 시간, 가용 시간 등에 의해 적절히 선택되지만, 고반응성과 가용 시간의 관점에서 반감기 10시간의 온도가 40 ℃ 이상이고, 또한 반감기 1분의 온도가 180 ℃ 이하의 유기 과산화물이 바람직하며, 반감기 10시간의 온도가 60 ℃ 이상이고, 또한 반감기 1분의 온도가 170 ℃ 이하인 유기 과산화물이 더욱 바람직하다.
본 발명에 유용한 상기 유기과산화물의 구체적인 예로는 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시디카보네이트, 퍼옥시에스테르, 퍼옥시케탈, 디알킬퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드 등을 예시할 수 있다.
본 발명에서는 상기한 조성성분 이외에도 에폭시 관능기를 갖는 에폭시 변성 라디칼 중합성 물질을 또한 추가로 포함할 수 있다. 상기 에폭시 변성 라디칼 중합성 물질은 분자 내에 에폭시 반응기와 라디칼 중합성 반응기를 모두 가지고 있는 물질로서, 바람직하게는 분자량 150 이상의 모노 글리시딜 변성 아크릴레이트, 모노 글리시딜 변성 비닐, 모노 글리시딜 변성 메타크릴레이트, 모노 글리시딜 변성 말레이미드 화합물 등을 사용할 수 있다. 또한 상기의 에폭시계 수지를 라디칼 중합성 관능기로 변성해서 사용할 수 있다. 이 경우 전체 에폭시 수지의 5-30 중량부를 변성해서 사용하는 것이 바람직하다. 에폭시계 수지 중 에피할로 히드린 변성을 하지 않은 일반 에폭시계 수지를 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에 의한 이방 도전성 수지 조성물은 필요에 따라 상기한 절연성 수지 및 경화제 이외에도 다양한 첨가제가 선택적으로 첨가될 수 있으며, 그 사용 형태에 있어서도 필름상 및 액상, 도료상 등 임의의 형태로 사용이 가능하다.
본 발명의 조성물을 이용하여 이방 도전성 접착제로 제조하는 데 있어서는 특별한 장치나 설비가 필요치 않으며, 본 발명의 조성 성분을 용제에 용해시켜 액상화하여 균일한 혼합물을 얻은 후 이형 필름 위에 도포하여 10 - 50㎛의 박막을 만들고, 이를 90℃의 건조기를 통과시켜 단층의 필름상 이방 도전성 접착제를 만 듦으로써 제조될 수 있다. 또한 점도가 낮은 수지를 기준으로 하여 혼합물을 만들어 액상으로 도포하여 경화시키는 액상 접착제로도 사용 가능하다. 이와 같이 제조된 접착제는 기판과 회로기판의 전극 간을 접속할 수 있다.
이하에서는 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하고자 하나, 이는 단지 설명을 위한 목적으로서 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
[실시예1]
(A) 수산기 함유 페녹시 수지 - 80 중량부
E-4275(JER사, 일본)
(B) 블럭화된 이소시아네이트(Blocked Isocyanate) - 14 중량부
MF-K60X(Asahi Chemical, 일본)
(C) 도전성 입자 - 6 중량부
AUL-704(평균입경 : 4㎛ SEKISUI사, 일본)
(D) 용제 - 100 중량부
톨루엔
상기 성분 (A) - (D)를 혼합하여 이방 도전성 접착 필름 제조용 수지 용액을 만들어 이를 백색 이형 필름 위에 도포한 후, 80℃의 건조기에서 용제를 휘발 시켜 20㎛두께의 건조된 이방 도전성 접착 필름을 수득하였다.
[실시예 2]
성분 (A)를 또 다른 수산기 함유 페녹시 수지인 YP-70(Tohto Kasei사, 일본)을 사용하고, 성분 (B)를 또다른 블록화된 이소시아네이트 Burnock D-660(애경화학, 한국)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 이방 도전성 접착 필름을 수득하였다.
[실시예 3]
(A) 수산기 함유 페녹시 수지 - 48 중량부
E-4275(JER사, 일본)
(B) 블럭화된 이소시아네이트 - 9중량부
MF-K60X(Asahi Chemical, 일본)
(C) 도전성 입자 - 6 중량부
AUL-704(평균입경 : 4㎛ SEKISUI사, 일본)
(D) 용제 - 100 중량부
톨루엔
(E) 에폭시 수지 - 29 중량부
Epokote - 828 (JER사, 일본)
(F) 캡슐형 이미다졸계 잠재성 경화제 - 8 중량부
HXA-3941HP(Asahi Kasei, 일본)
상기 성분 (A) - (F)를 혼합하여 이방 도전성 접착 필름 제조용 수지 용액을 만들어 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 이방 도전성 접착 필름을 수득하였다.
[이방성 도전 필름의 물성 평가]
상기한 실시예 1,2,3에 의해 제조된 이방 도전성 접착 필름의 물성을 평가하기 위하여 각 필름을 상온(25℃), 건조 조건(데시케이터 내부)에서 1시간 방치 후, 이를 사용하여 리드 폭 30㎛, 피치 65㎛, 두께 5000Å의 인듐틴옥사이드(ITO) 회로가 있는 유리기판과 리드 폭 25㎛, 피치 65㎛, 두께 9㎛의 금도금된 구리회로를 갖는 칩온필름(Chip On Film, COF)을 사용하여 160℃, 180℃의 온도 조건에서 3MPa의 압력으로 8초간 가압 가열하여 샘플 당 시편을 15개 접착시키고 다음과 같이 각 샘플의 접착력 및 접속저항을 평가하였다.
(1) 접착력은 90 °필 접착력 측정법으로 측정하되, 각 샘플마다 5회의 측정을 실시한 후 그 평균값을 취하여 하기의 표 1에 나타내었다.
Figure 112005073901627-pat00007
(2) 접속저항은 4개의 프로브(probe)를 접속단자에 접속(contact)시키고, 1 mA의 전류를 인가하여 저항을 측정하는 4 포인트 메소드(4 Point Method)를 사용하였으며, 각 샘플의 160,180℃에서의 저항을 측정하여 하기의 표 2에 나타내었다. 사용된 자재는 테스트 칩(Test Chip)과 테스트용 ITO 유리 기판을 사용하였다.
Figure 112005073901627-pat00008
상기 표 1, 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 수산기 함유 수지와 블럭화된 이소시아네이트(Blocked Isocyanate)가 상기의 측정 조건에서 반응이 진행되어 일정 이상의 접착력과 일정 수준의 접속저항이 나타남을 알 수 있다. 수산기 함유수지와 블럭화된 이소시아네이트만을 사용했을 때 보다는 에폭시 수지와 경화제를 함께 사용했을 때 접착력이 더욱 상승하고, 접속저항 값은 저하되어 접속신뢰성이 급격하게 상승하는 것을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 이방 도전성 수지 조성물로 제조된 접착제는 낮은 온도에서도 높은 접착력과 낮은 접속저항을 보이며 접속 신뢰성 평가 후에도 내열, 내습성이 높아 높은 접착력과 낮은 접속 저항이 유지되기 때문에 높은 접속 신뢰성이 지속적으로 요구되는 액정표시장치 및 영상표시장치에 적용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 필름 형성제, 블럭화된 이소시아네이트, 도전성 입자 및 용제를 포함하는 이방 도전성 수지 조성물에 있어서, 상기 필름 형성제, 블럭화된 이소시아네이트 및 도전성 입자 100중량부에 대하여
    필름 형성제 20 ~ 90 중량부;
    블럭화된 이소시아네이트 0.5 ~ 40 중량부;
    도전성 입자 1 ~ 40 중량부; 및
    용제 10 ~ 100 중량부를 포함하며,
    상기 필름 형성제는 수산기 함유 수지, 수산기 함유 엘라스토머, 카르복실산 함유 수지, 카르복실산 함유 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 접착제용 이방 도전성 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수지 조성물은 열경화성 절연성 수지로서 1분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 가지며 그 분자 내의 수산기가 타 관능기로 치환되고 분자랑 300 이상인 에폭시계 수지 및 에폭시 수지 경화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 접착제용 이방 도전성 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 조성물이 열경화성 절연성 수지로서 라디칼에 의해 중합하는 관능기를 가지며 단량체 또는 올리고머의 단독 또는 병용 상태에서 사용할 수 있는 라디칼 중합성 아크릴계 수지 및 가열에 의하여 유기 라디칼을 발생하 는 경화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 접착제용 이방 도전성 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 상기 제 2항의 에폭시계 수지와 에폭시 수지 경화제 및 상기 제 3항의 라디칼 중합성 아크릴계 수지와 가열에 의하여 유기 라디칼을 발생하는 경화제를 함께 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 접착제용 이방 도전성 수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 열경화성 절연성 수지로서 에폭시 관능기 및 라디칼 중합성 관능기가 한 분자 내에 존재하는 에폭시 변성 라디칼 중합성 물질을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 접착제용 이방 도전성 수지 조성물.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 상기 접착제용 이방 도전성 수지 조성물을 이용하여 기판과 회로기판의 전극 간을 접속한 접속 구조체.
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