KR100777255B1 - 이방성 도전 필름 및 이를 이용한 전자부품의 실장방법 - Google Patents

이방성 도전 필름 및 이를 이용한 전자부품의 실장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이방성 도전 필름 및 이를 이용한 전자부품의 실장방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이방성 도전 필름은 접합을 요하는 전극패드 사이에 삽입되어 소정 온도로 가열/가압되는 도전성 도전 필름에 있어서, 적어도 하나의 도전층; 및 상기 도전층의 융점에서 경화가 완료되지 않는 적어도 하나의 절연성 접착층을 포함하고; 상기 도전층과 상기 접착층이 교번하여 적층되며, 상기 소정 온도는 상기 도전층의 융점보다 높고 상기 접착층의 경화가 완료되지 않는 온도이고, 상기 가압시 상기 도전층의 성분이 상기 전극패드 표면에 퍼져 상기 전극패드 간 금속 결합에 의한 접합이 가능하게 한다. 이로 인해, 도전층의 응집에 의해 서로 대향하는 전극패드 간의 충분한 전기적 접속을 확보하고, 도전층의 용융에 의한 전극패드와의 금속학적 결합에 의해 낮은 전기 저항을 얻을 수 있으며, 인접 전극패드 간의 절연성도 충분히 확보하여 초미세 피치화가 가능하다. 또한, 접합부의 미세균열, 파단 등에 기인한 기계적, 전기적 특성의 열화 발생시, 접합부의 재가열을 통한 뛰어난 리페어(Repair) 특성을 가진다.
이방성 도전 필름

Description

이방성 도전 필름 및 이를 이용한 전자부품의 실장방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM AND PACKAGING METHOD OF ELECTRONIC PARTS USING THE SAME}
도 1은 종래 이방성 도전 필름 및 이를 사용한 최종 접합부의 모식도이고,
도 2의 (a), (b), (c), 및 (d)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름 및 이를 사용한 최종 접합부의 모식도이며,
도 3의 (a), (b), 및 (c)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이방성 도전 필름 및 이를 사용한 최종 접합부의 모식도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 이방성 도전 필름 11 : 도전층
13 : 절연성 접착층 20 : 회로기판
21 : 기판전극패드 30 : 전자부품
31 : 부품전극패드
본 발명은 이방성 도전 필름, 전자 디바이스 및 전자부품의 실장방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다층 구조를 갖는 이방성 도전 필름과, 이를 사용하여 제작된 전자 디바이스 및 전자부품의 실장방법에 관한 것이다.
일반적으로 이방성 도전 필름(ACF : Anisotropic Conductive Film)은 반도체와 같은 전자부품, 예를 들어, LCD, PDP, EL 등의 평판표시소자(FPD: Flat Panel Display)의 실장에 사용된다. 이방성 도전 필름은 도전성분과 열에 의해 경화되는 접착성분을 갖고 있으며, 주로 LCD 패널과 TCP(Tape Carrier Package) 또는 PCB(Printed Circuit Board)와 TCP 등의 전기적인 접속에 널리 이용되고 있다.
종래 이방성 도전 필름에 관한 구체적인 내용은 도 1을 참조하여 설명하기로 한다. 도 1의 (a) 및 (b)는 종래 단층 구조의 이방성 도전 필름(1) 및 이를 사용한 최종 접합부의 모식도를 도시한 것이다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래 단층 구조의 이방성 도전 필름(1)은 접착성분인 수지(3)에 금속 또는 금속 코팅된 플라스틱 등의 도전성 입자(2)를 분산시킨 형태를 갖는다. 이러한 종래 단층 구조의 이방성 도전 필름을 회로기판(6)상의 전극패드(6a)와 전자 칩(5)의 전극패드(5a) 사이에 두고 고온의 압력을 가하게 되면, 도 1의 (b)와 같이, 고온의 압력에 의해 전극패드(5a, 6a)가 맞닿는 부분의 도전성 입자(2)가 구속되면서 도전성 성분이 전극패드(5a, 6a)간을 통전시켜 대향 전극패드(5a, 6a) 간에는 도전성을 얻을 수 있고, 나머지 부분에는 수지성분이 충진/경화되어 인접 전극패드 간에는 절연성을 얻게 됨과 동시에 회로기판(6)과 전자 칩(5)을 접착하게 된다.
종래 다층 구조의 이방성 도전 필름(1a)은 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 단층 구조의 이방성 도전 필름(1)에 비해, 별도의 접착층(4)이 하나 더 형성되어 있다. 이러한 종래 다층 구조의 이방성 도전 필름(1a)을 사용하는 경우, 도 1의 (d) 같이, 도 1의 (b)에 비해 전극패드(5a, 6a) 간에 구속된 도전성 입자들의 수가 증가되어 양호한 전기적인 접속을 얻을 수 있다.
그런데, 이러한 도전성 입자(2)를 사용하는 종래 이방성 도전 필름(1, 1a)에 의한 전극패드 간의 전기적인 접속은 도전성 입자(2)의 기계적, 물리적 접촉에 의해 이루어지는 것으로, 적어도 하나 이상의 도전성 입자(2)가 전극패드(5a, 6a) 간에 구속되도록 패드의 크기, 피치(Pitch), 도전성 입자(2)의 분산성, 입자의 크기, 함유량 등을 면밀히 고려해야 한다. 때에 따라서는, 도전성 입자(2)들의 함유량에 따라 대향 전극패드(5a, 6a) 사이에 개방(Open) 또는 인접 패드 사이에 단락(Short)이 발생할 수도 있다.
또한, 종래 이방성 도전 필름(1, 1a)에 의한 도전성 입자(2)와 전극패드(5a, 6a) 간의 결합은 금속학적(Metallurgical) 결합이 아닌 기계적, 물리적 결합으로 이루어지므로, 도전성 입자(2)와 전극패드(5a, 6a) 간의 계면에서 발생하는 저항(Interfacial resistance) 에 크게 영향을 받게 된다. 따라서, 전기적 특성을 향상시키기 위해 수지성분과 도전성 입자(2)의 유동특성, 패드 간에 구속된 도전성 입자(2)의 수, 도전성 입자(2)에 가해지는 압축의 정도, 전극패드(5a, 6a)의 높이, 회로기판(6)및 전자부품(5)의 패드의 평탄도, 도전성 입자의 분산성, 경화온도 및 경화시간, 상하 패드의 위치 정밀도(Alignment accuracy) 등의 프로세스에 영향을 미치는 변수들에 세심한 주의가 필요하다.
특히, 접착제의 수지성분으로 열경화성 수지를 사용하는 경우, 외부의 충격 이나 하중에 기인한 접합부분의 미세균열, 파단 등에 기인한 기계적, 전기적 특성의 열화를 개선하기 위한 리페어(Repair) 특성이 없다는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 서로 대향하는 전극패드 간의 충분한 전기적 접속을 확보하고, 도전층의 용융에 의한 전극패드와의 금속학적 결합에 의해 낮은 전기 저항을 얻을 수 있으며, 인접 전극패드 간의 절연성도 충분히 확보하여 초미세 피치화가 가능한 이방성 도전 필름과 이를 사용한 전자 디바이스 및 전자부품의 실장방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 리페어 특성을 갖는 이방성 도전 필름과 이를 사용한 전자 디바이스 및 전자부품의 실장방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 접합을 요하는 전극패드 사이에 삽입되어 소정 온도로 가열/가압되는 도전성 도전 필름에 있어서, 적어도 하나의 도전층; 및 상기 도전층의 융점에서 경화가 완료되지 않는 적어도 하나의 절연성 접착층을 포함하고; 상기 도전층과 상기 접착층이 교번하여 적층되며, 상기 소정 온도는 상기 도전층의 융점보다 높고 상기 접착층의 경화가 완료되지 않는 온도이고, 상기 가압시 상기 도전층의 성분이 상기 전극패드 표면에 퍼져 상기 전극패드 간 금속 결합에 의한 접합이 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 도전층은 용융 가능한 금속과 합금 중 적어도 어느 하나를 함유하는 적어도 하나의 서브층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 절연성 접착층은 수지혼합물을 함유하는 적어도 하나의 서브층을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 수지혼합물은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광반응성 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 수지혼합물은 상기 도전층의 표면을 활성화시키기 위한 표면활성화수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수지혼합물은 플럭스, 표면활성제, 경화제 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 기판전극패드가 형성된 회로기판에, 상기 복수의 부품전극패드에 각각 대응하는 복수의 부품전극패드를 갖는 전자부품을 실장하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 도전층과, 상기 도전층의 융점에서 경화가 완료되지 않는 적어도 하나의 절연성 접착층을 포함하며, 상기 도전층과 상기 접착층이 교번하여 적층되는 이방성 도전 필름을 사이에 두고 상기 기판전극패드와 상기 부품전극패드를 대향시켜 배치하는 단계; 상기 도전층의 융점보다 높고 상기 접착층의 경화가 완료되지 않는 온도까지 상기 이방성 도전 필름을 가열/가압하는 단계로서, 상기 도전층이 용융되어 복수의 도전체로 분리, 형성되며, 상기 가압시 상기 도전층이 상기 복수의 기판전극패드 표면 및 대향되는 상기 복수의 부품전극패드 표면에 퍼져 패드 간 금속 결합에 의한 전기적으로 접속을 가능하게 하고, 상기 절연성 접착제가 경화가 완료되지 않은 상태에서 유동되어, 상기 회로기판과 상기 전자부품 사이에 충진되어 상기 기판전극패드, 상기 부품전극패드 및 상기 도전체로 이루어지는 전기적 접합부분들 간을 절연하는 단계; 및 상기 절연성 접착층을 경화시켜 상기 회로기판과 상기 전자부품을 접착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 실장방법에 의해 달성될 수 있다.
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또한, 상기 접착이 완료된 상기 이방성 도전 필름을 상기 도전층의 융점보다 높은 온도로 부분적 또는 전체적으로 재가열하여, 상기 도전체를 재용융시켜 대향되는 상기 복수의 기판전극패드와 상기 복수의 부품전극패드 간의 전기적인 접속을 리페어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도전층은 용융 가능한 금속과 합금 중 적어도 하나를 함유하는 적어도 하나의 서브층을 포함하며, 상기 절연성 접착층은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광반응성 수지 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 서브층을 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(10) 및 이를 사용한 최종 접합부의 모식도를 도시한 것이다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(10)은 용융 가능한 도전층(11)과, 도전층(11)의 일면에 접하는 절연성 접착층(13)으로 이루어진다.
여기서, 도전층(11)은 저온 또는 고온에서 용융 가능하며, 도전성 성분의 금속 또는 합금을 함유하는 적어도 하나의 서브층을 포함한다. 예를 들어, 도전층(11)은 주석(Sn), 인지움(In), 비스머스(Bi), 은(Ag), 동(Cu), 아연(Zn), 납(Pb), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 은(Ag), 타리움(Tl) 등의 금속을 함유한 하나 또는 두개 이상의 서브층이나, 이러한 금속으로부터 이루어지는 합금을 함유한 하나 또는 두개 이상의 서브층으로 이루어질 수 있다.
저온에서 용융 가능한 도전층(11)에 사용되는 합금으로는 예를 들어, Sn/48In, Sn/57Bi/1Ag, Sn/9Zn, Sn/8Zn/3Bi, Sn/3.5Ag 등을 들 수 있고, 고온에서 용융 가능한 도전층(11)에 사용되는 합금으로는 Sn/3Cu, Bi/5Sb, In/82Au, Au/12Ge, Sn/80Au 등을 들 수 있다.
예를 들어, 도전층(11)이 합금, 예를 들어, Sn과 In의 합금으로 이루어지는 경우, 합금을 구성하는 각 원소의 층 즉, Sn 층과 In 층으로 도전층(11)을 형성할 수 있다.
이때, 도전층(11)의 두께에 대해서는 특별히 한정되지 않으나, 후술할 절연성 접착층의 두께와 접속을 위한 전극패드 간의 간격 등을 함께 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.
또한, 도전층(11)의 융점은 특별히 한정되는 것은 아니지만 기판에 탑재하는 반도체 칩을 비롯한 전자 부품 등의 열화를 방지하기 위해서, 250℃이하의 융점을 가지는 금속 또는 합금으로 도전층(11)을 만드는 것이 바람직하다. 또한, 특별한 고온영역에서의 구동 장치용 접착제 필름으로 250℃이상의 융점을 가지는 금속 또는 합금으로 도전층(11)을 만들 수도 있다.
이와 같이, 도전층(11)은 하나 또는 다수의 층으로 구성되는 판 형태를 취하기 때문에, 종래 입자의 형태로 분산되어 형성되는 경우에 비해 용융 시 그 응집성이 뛰어난 효과가 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 접착층(13)은 도전층(11)의 일면에 접하는 수지혼합물을 함유하는 적어도 하나의 서브층을 포함할 수 있는데, 수지혼합물은 도전층(11)의 용융 온도에서 경화가 완료하지 않는 수지를 사용하는 것 이외에는 본 발명이 속하는 기술 분야에 널리 알려져 있는 수지성분을 사용할 수 있다.
예를 들어, 절연성 접착제(13)에 사용되는 수지혼합물은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 등 한종류 또는 2종류 이상의 단층 또는 다층 구조로 구성될 수 있다.
여기서, 열가소성 수지로는, 초산비닐계 수지, 폴리비닐 부티날계 수지, 염화 비닐계 수지, 스틸렌계 수지, 비닐 메틸 에테르계 수지, 우레탄계 수지, 그리브틸 수지, 에틸렌-초산비닐 공중합계 수지, 스틸렌-부타디엔 공중합계 수지, 폴리 부타디엔 수지, 폴리비닐 알코올계 수지 등을 들 수가 있으며, 열경화성 수지로서는, 엑폭시계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 페놀계 수지, 멜라민계 수지, 알키드계 수지, 요소수지, 아크릴계 수지, 불포화 폴리에스테르수지 등을 사용할 수 있다.
또한, 광경화성 수지는 광중합성 모노머나 광중합성 올리고머와 광중합 개시제등을 혼합한 것으로, 광조사에 의해 중합 반응이 개시되는 특성을 갖는다. 이러한 광중합성 모노머나 광중합성 올리고머로는 아크릴산 에스테르류 모노머, 메타크릴산 에스테르류 모노머, 에테르 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 엑폭시 아크릴레이트, 아미노 수지 아크릴레이트, 불포화 폴리에스텔, 실리콘계 수지 등을 사용할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 수지혼합물로서 도전층(11)의 표면이나 전극패드의 표면을 활성화시키는 표면활성화효과를 가지는 표면활성화수지를 사용할 수도 있다. 표면활성화수지는 도전성 성분의 표면이나 전극패드의 표면을 환원시키는 환원성을 가지는 것으로, 예를 들어, 가열하여 유기산을 유리(遊離)시키는 수지를 사용할 수 있다. 이러한 표면화성화수지를 이용하면 도전성 성분의 표면이나 전극패드의 표면을 활성화시켜 전극패드의 도전성 성분의 젖음 (wetting) 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 절연성 접착층(13)의 경화방법으로는, 열경화성 수지를 이용했을 경우에는 수지의 경화 온도까지 가온하여 경화하게 되고, 열가소성 수지를 이용했을 경우에는 수지의 경화하는 온도까지 냉각하여 경화하며, 광경화성 수지를 이용했을 경우에는, 광조사를 실시해 중합 반응을 개시시켜 경화하게 된다.
특히, 열가소성 수지를 사용하였을 경우에는 접속부의 미세 크렉, 파단 및 불량 시 재가열을 통한 보수성이 우수한 특성을 기대할 수 있으며, 광경화성 수지를 사용하는 경우에는 도전성 성분이 용융될 때까지만 가열을 하면 되므로 융점이 낮은 것을 사용하면 내열성이 좋지 않은 디바이스에 적용할 수 있는 특성을 기대할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(10)은 주 구성물질 이외에 절연성 접착층(13)에 플럭스, 표면활성제, 경화제 등을 더 함유할 수 있다.
플럭스는 특별히 한정하지는 않지만 예를 들어, 수지, 무기산, 아민, 유기산 등의 환원제를 들 수 있다. 플럭스는 용융된 도전성 성분의 표면이나 상하 전극패드의 표면의 산화물 등의 표면 이물질을 환원시켜 가용성 및 가융성의 화합물로 변화시켜 제거한다. 또한, 표면 이물질이 제거되어 청정하게 된 상기 도전성 성분의 표면 및 상하 전극패드 표면을 덮어 재산화를 방지한다.
그리고, 표면활성제는 특별히 한정하지 않지만 예를 들어, 에틸렌 글리콜이나 글리세린 등의 글리콜, 마레인산이나 아지핀산 등의 유기산, 아민, 아미노산, 아민의 유기산염, 아민의 할로겐염 등의 아민계 화합물, 무기산이나 무기산염 등으로, 용융된 도전성 성분의 표면이나 대향되는 상하 전극패드 표면의 산화물 등의 표면의 이물질을 용해시켜 제거한다.
여기서, 플럭스 또는 표면활성제는 도전층(11)의 융점보다 높고 수지혼합물의 최고 경화온도 보다 낮은 비점을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 이방성 도전 필름(10)의 플럭스 또는 표면활성제의 함유량은 20wt% 이하가 되도록 하며 10 wt% 이하가 바람직하다.
또한, 경화제는 특별히 한정하지 않지만 예를 들어, 지시안지아미드나 이미다졸 등으로 에폭시 수지의 경화를 촉진시킬 수 있다.
이하에서는, 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(10)을 이용한 전자부품의 실장 방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에서는 이방성 도전 필름(10)을 이용하여 회로기판(20)상에 형성된 기판전극패드(20a)와 이에 실장되는 전자부품(30)의 부품전극패드(30a)를 접속하는 것을 일예로 한다.
도 2의 (b) 및 (c)를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이방성 도전 필름(10)을 사이에 두고, 회로기판(20)상에 형성된 복수의 기판전극패드(20a)와 이에 실장되는 전자부품(30)의 복수의 부품전극패드(30a)를 대향시켜 배치한다.
이때, 도 2의 (b)와 같이, 이방성 도전 필름(10)의 도전층(11)이 전자부품(30)의 부품전극패드(30a)에 접하고, 절연성 접착층(13)이 회로기판(20)의 기판전극패드(20a)에 접하도록 배치할 수 있다. 또한, 이와는 반대로, 도 2의 (c)와 같이, 이방성 도전 필름(10)의 절연성 접착층(13)이 전자부품(30)의 부품전극패드(30a)에 접하고, 도전층(11)이 회로기판(20)의 기판전극패드(20a)에 접하도록 배치할 수도 있다.
이렇게 전극패드(20a, 30a)를 대향시켜 배치한 후에, 도전층(11)이 용융될 수 있도록 소정 온도로 가열하고, 회로기판(20)과 전자부품(30)의 간격이 좁아지도 록 가압한다.
도 2의 (d)는 최종접합부의 모식도로서, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 열에 의해 용융된 도전층(11)은 복수개의 도전체(11a)로 분리 형성되며, 각각 복수의 부품전극패드(30a)와 이에 대향되는 복수의 기판전극패드(20a)에서 금속학적 결합을 하여 대향되는 전극패드(20a, 30a) 간을 전기적으로 도통시킨다.
이와 같이, 도전성 성분이 용융되어 도전성 성분과 대향하는 전극패드(20a, 30a) 사이에 금속학적 결합 등의 화학적인 결합을 형성할 수가 있다. 이에 따라, 대향 전극패드 간의 전기저항을 솔더링과 동등한 정도의 낮은 전기저항을 얻을 수 있어 대향하는 단자 간에 전기적 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 도전층(11)이 하나 또는 다수의 서브층으로 이루어진 판 형태를 갖기 때문에 용융 시 높은 응집성을 갖게 되어, 전기적인 접속 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.
그리고, 절연성 접착층(13)을 이루는 수지혼합물은 열과 압력에 의해 경화가 왼료되지 않은 상태에서 유동되고, 회로기판(20)과 전자부품(30) 사이에 충진되어 인접되는 전극패드 간을 절연시킨다. 즉, 대향되는 기판전극패드(20a), 부품전극패드(30a) 및 도전체(11a)로 이루어지는 전기적인 접합부분들 간을 절연시킨다.
이때, 가열 온도는 도전층(11)을 이루는 도전성분의 융점에 따라 달라지나, 전술한 바와 같이, 반도체 장치에서는 기판에 탑재하는 반도체 칩이나 전자 부품 등의 열화를 방지하기 위해서, 가열 처리는 250℃이하로 행해지는 것이 바람직하다. 따라서, 250℃이하의 융점을 가지는 금속 또는 합금으로 도전층(11)을 만드는 것이 바람직하다.
이처럼, 도전층(11)을 구성하는 금속 또는 합금에 비교적 융점이 낮은 것을 사용하면, 가열 온도를 낮게 설정할 수 있어 내열성이 낮은 광학 소자 등의 전자부품을 실장하는 경우 매우 적합하게 이용할 수 있다. 이와는 달리, 도전층(11)을 구성한 금속 또는 합금에 비교적 융점이 높은 것을 사용하면, 고온환경의 자동차, 항공, 발전소 용의 전자부품을 실장하는 경우에 적합할 수 있다.
여기서, 절연성 접착층(13)으로 광경화성 수지를 사용한 경우에는 경화가 완전히 이루어지지 않는 정도의 광만이 조사되도록 조절하여야 한다.
이후, 절연성 수지혼합물에 대한 경화단계를 수행하게 되며, 이에 따라 회로기판(20)과 전자부품(30)이 접착되어 고정된다. 이때, 수지혼합물의 경화 단계는 사용된 수지의 종류에 따라 적절하게 가열 내지 광 조사 등을 수행하면 된다.
한편, 접착 후에 외부의 충격이나 하중에 기인한 접합부에서의 미세균열 등이 발생하거나, 파단 등에 기인한 기계적, 전기적 특성의 열화가 발생하였을 경우, 접합부를 형성하고 있는 도전성 성분의 융점 이상으로 국부적 또는 전체적으로 재가열시는 리페어 프로세스를 진행할 수 있다. 이에 따라, 접합부의 도전성 성분을 재용융시켜 접합부를 재형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이방성 도전 필름(10a) 및 이를 사용한 최종 접합부의 모식도를 도시한 것이다. 이하, 전술한 제1 실시예와 중복되는 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이방성 도전 필름(10a)은 용융 가능한 도전층(11)과, 도전층(11)의 양면에 접하는 2개의 절연성 접착층(13, 15)으로 이루어진다.
도전층(11) 및 절연성 접착층(13)의 성분 등에 대해서는 전술한 제 실시예의 설명으로 대체하기로 한다. 이때, 2개의 절연성 접착층(13)은 동일한 성분 및 성분비로 구성될 수도 있고, 상이하게 구성될 수도 있다. 또한, 도전층(11) 및 절연성 접착층(13, 15)의 두께는 여러 가지 요인에 따라 다양하게 결정될 수 있음은 물론이다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이방성 도전 필름(10a)을 사이에 두고, 회로기판(20)상에 형성된 복수의 기판전극패드(20a)와 이에 실장되는 전자부품(30)의 복수의 부품전극패드(30a)를 대향시켜 배치한다.
이때, 도 3의 (b)와 같이, 이방성 도전 필름(10a)의 2개의 절연성 접착층(13, 15)이 전자부품(30)의 부품전극패드(30a) 및 회로기판(20)의 기판전극패드(20a)에 접하도록 배치된다. 만약, 2개의 절연성 접착층(13, 15)이 동일한 성분 및 두께라면 상하 구별이 없이 배치될 수 있으나, 그렇지 않은 경우에는 상하 구별에 따라 배치되게 된다.
이렇게 전극패드(20a, 30a)를 대향시켜 배치한 후에, 도전층(11)이 용융될 수 있도록 소정 온도로 가열하고, 회로기판(20)과 전자부품(30)의 간격이 좁아지도록 가압한다.
도 3의 (c)는 최종접합부의 모식도로서, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 열에 의해 용융된 도전층(11)은 복수개의 도전체(11a)로 분리 형성되며, 각각 복수의 부품전극패드(30a)와 이에 대향되는 복수의 기판전극패드(20a)에서 금속학적 결합을 하여 대향되는 전극패드(20a, 30a) 간을 전기적으로 도통시킨다. 그리고, 두개의 절연성 접착층(13, 15)을 이루는 수지혼합물은 열과 압력에 의해 경화가 완료되지 않은 상태에서 유동한다. 그리고, 이렇게 유동성을 갖는 수지혼합물은 회로기판(20)과 전자부품(30) 사이에 충진되어 인접되는 전극패드 간을 절연시킨다. 즉, 대향되는 기판전극패드(20a), 부품전극패드(30a) 및 도전체(11a)로 이루어지는 전기적인 접합부분 들 간을 절연시킨다.
이후, 절연성 수지혼합물에 대한 경화단계를 수행하게 되며, 이에 따라 회로기판(20)과 전자부품(30)이 접착되어 고정된다.
전술한 제1 실시예에서는 이방성 도전 필름(10)이 도전층(11)과 절연성 접착층(13)이 각각 하나로 구성되며, 전술한 제2 실시예에서는 이방성 도전 필름(10a)이 도전층(11)의 양면에 절연성 접착층(13, 15)이 2개가 접하는 구조로 설명하였으나, 절연성 접착층 양면에 도전층 2개가 접하는 구조 또는 도전층 및 절연성 접착층이 교번하여 4개, 5개가 적층되어 이루는 구조 등, 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.
또한, 전술한 실시예에서는 회로기판(20)상에 형성된 기판전극패드(20a)와 전자부품(30)의 부품전극패드(30a)를 접속하는 것을 일예로 하였으나, 전자부품 간의 접속을 비롯하여 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 서로 대향하는 전극패드 간의 충분한 전기적 접속을 확보하고, 도전층의 용융에 의한 전극패드와의 금속학적 결합에 의해 낮은 전기 저항을 얻을 수 있으며, 인접 전극패드 간의 절연성도 충분히 확보하여 초미세 피치화가 가능한 이방성 도전 필름과 이를 사용한 전자 디바이스 및 전자부품의 실장방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 리페어 특성을 갖는 이방성 도전 필름과 이를 사용한 전자 디바이스 및 전자부품의 실장방법이 제공된다.

Claims (11)

  1. 접합을 요하는 전극패드 사이에 삽입되어 소정 온도로 가열/가압되는 이방성 도전 필름에 있어서,
    적어도 하나의 도전층; 및
    상기 도전층의 융점에서 경화가 완료되지 않는 적어도 하나의 절연성 접착층을 포함하고;
    상기 도전층과 상기 접착층이 교번하여 적층되며, 상기 소정 온도는 상기 도전층의 융점보다 높고 상기 접착층의 경화가 완료되지 않는 온도이고, 상기 가압시 상기 도전층의 성분이 상기 전극패드 표면에 퍼져 상기 전극패드 간 금속 결합에 의한 접합이 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전층은 용융 가능한 금속과 합금 중 적어도 어느 하나를 함유하는 적어도 하나의 서브층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절연성 접착층은 수지혼합물을 함유하는 적어도 하나의 서브층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수지혼합물은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광반응성 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수지혼합물은 상기 도전층의 표면을 활성화시키기 위한 표면활성화수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 수지혼합물은 플럭스, 표면활성제, 경화제 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 복수의 기판전극패드가 형성된 회로기판에, 상기 복수의 부품전극패드에 각각 대응하는 복수의 부품전극패드를 갖는 전자부품을 실장하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 도전층과, 상기 도전층의 융점에서 경화가 완료되지 않는 적어도 하나의 절연성 접착층을 포함하며, 상기 도전층과 상기 접착층이 교번하여 적층되는 이방성 도전 필름을 사이에 두고 상기 기판전극패드와 상기 부품전극패드를 대향시켜 배치하는 단계;
    상기 도전층의 융점보다 높고 상기 접착층의 경화가 완료되지 않는 온도까지 상기 이방성 도전 필름을 가열/가압하는 단계로서, 상기 도전층이 용융되어 복수의 도전체로 분리, 형성되며, 상기 가압시 상기 도전층이 상기 복수의 기판전극패드 표면 및 대향되는 상기 복수의 부품전극패드 표면에 퍼져 패드 간 금속 결합에 의한 전기적으로 접속을 가능하게 하고, 상기 절연성 접착제가 경화가 완료되지 않은 상태에서 유동되어, 상기 회로기판과 상기 전자부품 사이에 충진되어 상기 기판전극패드, 상기 부품전극패드 및 상기 도전체로 이루어지는 전기적 접합부분들 간을 절연하는 단계; 및
    상기 절연성 접착층을 경화시켜 상기 회로기판과 상기 전자부품을 접착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 실장방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접착이 완료된 상기 이방성 도전 필름을 상기 도전층의 융점보다 높은 온도로 부분적 또는 전체적으로 재가열하여, 상기 도전층이 용융되어 대향되는 상기 복수의 기판전극패드와 상기 복수의 부품전극패드 간의 전기적인 접속을 리페어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 실장방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 도전층은 용융 가능한 금속과 합금 중 적어도 하나를 함유하는 적어도 하나의 서브층을 포함하며,
    상기 절연성 접착층은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광반응성 수지 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 서브층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 실장방법.
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