KR100787718B1

KR100787718B1 - 가압착 공정성이 우수한 이방전도성 필름용 조성물, 그에 의한 이방 전도성 필름, 이를 이용한 가압착 방법

Info

Publication number: KR100787718B1
Application number: KR1020060138645A
Authority: KR
Inventors: 김동윤; 박경수; 윤강배; 전병환
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2007-12-21

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판(PCB)용, 연성회로기판(FPC)용 이방전도성 필름의 가압착 공정에서 고열을 사용하지 않고 가압착 공정이 가능한 이방전도성 필름용 조성물, 그에 의한 이방 전도성 필름, 이를 이용한 가압착 공정에 관한 것이다. 본 발명에 의한 이방전도성 필름은 가압착 공정에서 고열을 사용하지 않고 이방전도성 필름을 기재에 부착할 수 있어, 접착력 및 전기저항 등 신뢰성이 우수한 이방전도성 필름을 제공한다.

이방전도성 필름, 가압착, 본압착, 점착력, 접착력, 접속저항

Description

가압착 공정성이 우수한 이방전도성 필름용 조성물, 그에 의한 이방 전도성 필름, 이를 이용한 가압착 방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM COMPOSITION FOR HIGH PRECOMPRESSION PROCESS, THE ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM THEREOF AND PRECOMPRESSION METHOD USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 조성물이 사용되는 이방전도성 필름을 나타내고,

도 2는 점착성 측정방법을 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

10 : 점착성 측정 프로브(probe)

20 : 이방전도성 필름

30 : 이형필름

40 : 접착양면 테이프

50 : 핫 플레이트(hot plate)

본 발명은 가압착 공정성이 우수한 이방전도성 필름용 조성물, 그에 의한 이방 전도성 필름, 이를 이용한 가압착 공정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아크릴레이트 타입의 이방전도성 필름에 에폭시계의 경화첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방전도성 필름 조성물, 그에 의한 이방 전도성 필름, 이를 이용한 가압착 방법에 관한 것이다.

이방 전도성 필름이란 일반적으로 니켈(Ni)이나 금(Au) 등의 금속 입자, 또는 그와 같은 금속들로 코팅된 고분자 입자 등의 전도성 입자를 분산시킨 필름상의 접착제를 말하는 것으로, 이를 접속시키고자 하는 회로 사이에 위치시킨 후 일정 조건의 가열, 가압 공정을 거치면, 회로 단자들 사이는 전도성 입자에 의해 전기적으로 접속되고, 인접 회로와의 사이인 피치(pitch)에는 절연성 접착 수지가 충진 되어 전도성 입자가 서로 독립하여 존재하게 되기 때문에 높은 절연성을 부여하게 되는 것이다. 이러한 이방 전도성 필름은 LCD 패널과 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; 이하 TCP라 부른다), 또는 인쇄회로기판과 TCP 등의 전기적 접속에 널리 이용되고 있다.

한편 최근 대형화 및 박형화 추세에 있는 디스플레이 산업의 경향에 따라 전극 및 회로들 간의 피치 또한 점차 미세화되고 있으며, 이러한 미세 회로 단자들을 접속하기 위한 배선 기구 중의 하나로서 이방 전도성 필름은 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 그 결과 이방 전도성 필름은 칩 온 글래스(Chip On Glass) 실장이나 칩 온 필름(Chip On Film) 실장 등의 접속 재료로서도 많은 주목을 받고 있 다.

종래의 이방 전도성 필름으로는 (ⅰ) 필름 형성에 매트릭스 역할을 하는 바인더 수지부에 에폭시계 또는 페놀계 수지와 경화제로 이루어진 경화부를 혼합시킨 에폭시 타입, 및 (ⅱ) 바인더 수지부에 (메타)아크릴계 올리고머와 모노머 및 라디칼 개시제로 이루어진 경화부를 혼합시킨 (메타)아크릴레이트 타입이 있다.

최근 전자 패키징 기술에서는 회로의 미세한 전극들을 한 번에 접속시키기 위한 기술이 필요하며, 평판 디스플레이(FPD) 분야에서는 소형화 및 생산성 향상을 위하여 공정조건이 간단한 이방전도성 필름(ACF ; anisotropic conductive film)을 많이 사용하고 있다. 특히 생산성 향상을 위하여 속경화에 대한 관심이 높아지고 있는 추세이지만, 속경화 성능이 향상됨에 따라, 보관안정성이 상대적으로 떨어지는 결과가 초래할 수도 있다.

일반적으로 이방전도성 필름이 사용되는 공정은 가압착과 본압착 2개의 공정으로 구성되어 있는데, 가압착 공정에서는 릴(reel)로 감겨져 있는 이방전도성 필름을 기재에 맞게 배열시키고, 일정온도로 가열된 본더로 일정압력 및 일정시간 동안 본딩하고, 이형필름을 제거하여 일부 경화된 이방전도성 필름만 기재 위에 부착된 상태로 가압착 공정은 끝나게 된다. 한편 본압착 공정에서는 기재 위에 가압착 된 이방전도성 필름에 COF 를 고온으로 본딩하여 이방전도성 필름을 경화시키고 서로간에 강한 접착력을 가지게 만들어 줌으로써 회로의 미세한 전극들은 한 번에 접속이 이루어 지게 된다. 위에서 언급한 바와 같이 본압착 전에 가압착 공정에서 이형필름 제거시 이방전도성 필름의 들뜸 현상이 발생하여 불량이 발생한다. 들뜸 현상을 감소시키기 위해서 가압착 공정조건을 가혹하게 하는 경우, 이방전도성 필름 물성이 변질되어 본압착 물성 발현이 안되어 불량이 발생한다. 특히, 고신뢰성을 위하여 사용되는 열경화 시스템은 보관 조건에 따라 경화반응이 진행되는 단점을 가지고 있으므로 불필요한 공정조건에서 경화반응이 진행되지 않도록 조절하는 것이 가장 중요하다.

따라서, 가압착 공정에서의 이형필름 제거를 용이하게 하는 경우 생산성을 현저히 높일 수 있다. 종래의 공정기술 및 이방전도성 필름에 있어 가압착 공정 특성을 제어함에 적합한 내용은 아직 보고된 바 없다

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 가압착 공정에서 고열을 사용하지 않고 이방전도성 필름을 기재에 부착할 수 있고 접착력 및 전기저항 등 신뢰성이 우수한 이방전도성 필름용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 이방전도성 필름용 조성물에 의해 형성된 이형필름이 부착된 이방전도성 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 이방전도성 필름을 이용하여 우수한 가압착 공정성을 가지는 가압착 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은

(ⅰ) 경화첨가제로서 하기 화학식 1 및 2 중 선택된 1종 이상의 수지 5 내지 15 중량%

(ⅱ) 분자량 10,000 이상의 열가소성 수지 25 내지 50 중량%

(ⅲ) 라티칼 중합성 물질 25 내지 50 중량%

(ⅳ) 도전입자 2 내지 7중량 %

(ⅴ) 라디칼개시제 0.5 내지 3.5중량 %

를 포함하는 이방전도성 필름용 조성물에 관계한다.

상기 식에서, R1, R2는 각각 탄소수 2 내지 10인 에폭시기,

n1 내지 n3은 각각 1 내지 10의 정수이다.

a는 2 내지 4의 정수이다.

다른 양상에서, 본 발명은

상기 이방전도성 필름용 조성물에 의해 형성된 이방전도성 필름으로서, 상기 이방전도성 필름에 이형필름이 부착된 이방전도성 필름에 관계한다.

본 발명의 또 다른 양상은

이방 전도성 필름을 기재에 배열하고 압착하는 단계 및 상기 이방전도성 필름에 부착된 이형필름을 제거하는 단계를 포함하는 가압착 방법에 있어서, 상기 압착 단계는 제 5항의 이방 전도성 필름을 이용하여 30 내지 90℃, 0.5 내지 3.0 압력, 및 1 내지 3 초 동안 압착하는 가압착 방법에 관계한다.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 이방전도성 필름용 조성물은 (ⅰ) 경화첨가제로서 상기 화학식 1 및 2 중 선택된 1종 이상의 수지 5 내지 15 중량%, (ⅱ) 분자량 10,000 이상의 열가소성 수지 25 내지 50 중량%, (ⅲ) 라티칼 중합성 물질 25 내지 50 중량%, (ⅳ) 도전입자 2 내지 7중량 %, (ⅴ) 라디칼 개시제 0.5 내지 3.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 이방전도성 필름용 조성물은 아크릴레이트 타입의 이방전도성 물질에 에폭시계의 경화제를 혼합하여 구성된다.

이하 본 발명의 구성요소에 대해 상술한다.

본 발명에서는 (ⅰ) 경화첨가제로서 하기 화학식 1 및 2 중 선택된 1종 이상의 수지가 사용된다.

[화학식 1]

[화학식 2]

상기 식에서, R1, R2는 각각 탄소수 2 내지 10인 에폭시기,

n1 내지 n3은 각각 1 내지 10의 정수이다.

a는 2 내지 4이다.

상기 화학식 1 및 2로 표시되는 경화첨가제의 가장 바람직한 형태를 화학식 3 및 4에 표시하였다.

상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 에폭시계 수지는 가압착 특성에 있어 아크릴레이트 타입이 일반적으로 가지는 가압착 들뜸의 문제점을 해결할 수 있다. 상기 화학식 1 및 2 중 선택된 1종 이상의 에폭시계 수지는 5 내지 15 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 5중량 %미만이면 가압착 들뜸 문제가 있고, 15중량 %를 초과하면 필름형성에 문제가 있다.

본 발명에서는 바인더 수지로서 (ⅱ) 분자량 10,000 이상의 열가소성 수지를 포함한다. 본 발명의 조성물은 필름 형성 및 내열성에 도움을 제공하는 분자량 10,000 이상의 열가소성 수지를 필수적으로 포함하는데, 이러한 필름형성 고분자 수지로서 폴리비닐부티랄, 폴리비닐 포르말, 폴리에스테르, 페놀수지, 에폭시수지, 페녹시 수지, 아크릴계 중합성 수지 등을 사용할 수 있고, 이 또한 라디칼 중합성 물질일 수 있다.

바인더 수지로서 아크릴계 중합성 수지를 사용하는 경우, 30 내지 120℃의 높은 유리 전이 온도(Tg)를 가지며, 10 내지 150 mgKOH/g의 산가를 갖는 수지를 사용한다. 상기 아크릴계 중합형 수지는 30 내지 120℃ 범위의 유리 전이 온도를 갖는 1종 이상의 아크릴 모노머를 분자량 10,000 이상의 고분자량으로 중합하여 얻을 수 있다. 구체적으로 상기 아크릴계 중합형 수지는 에틸, 메틸, 프로필, 부틸, 헥실, 옥실, 도데실, 라우릴 아크릴레이트 및 메타 아크릴레이트와 이의 변성으로 이루어진 아크릴레이트, 아크릴릭 에시드, 메타 아크릴릭 에시드, 메틸 메타아크릴레이트, 비닐 아세테이트 및 이로부터 변성된 아크릴 모노머 등으로부터 선택된 1종 이상의 아크릴 모노머를 중합하여 만든 러버상 고분자 아크릴 수지이다. 또한 상기 아크릴계 중합형 수지는 수산기 또는 카르복시기를 필수적으로 함유하여 10 내지 150 mgKOH/g 범위의 산가를 가지며, 선택적으로 에폭시기 또는 알킬기를 추가로 함유할 수 있다. 이때, 10 mgKOH/g 이하의 산가를 갖는 아크릴계 수지를 사용하는 경우에는, 충분한 접착력이 발현되지 않는 문제점이 있다.

상기 필름형성 바인더 수지로는 평균 분자량이 10,000 내지 5,000,000의 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 아크릴계 중합성 수지를 사용하는 경우에는 50,000 내지 2,000,000 범위의 것을 사용할 수 있다. 이는 분자량이 너무 낮은 것을 사용할 경우에는 필름 성형에 불리한 택(Tack) 특성이 과도하여 필름 성형이 제대로 되지 않고, 분자량이 너무 높은 것을 사용할 경우에는 다른 경화반응에 참여하는 아크릴레이트 올리고머와의 혼화성이 악화되어 조성 혼합액 제조 시 상분리가 일어날 수 있기 때문이다.

상기 필름형성 고분자로서 분자량 10,000 이상의 열가소성 수지가 25 내지 50 중량% 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 경화 반응이 일어나 접속층 간의 접착력 및 접속 신뢰성을 보장해주는 경화부로 라디칼 중합성 수지를 사용하였다. 본 발명에서 사용된 라디칼 중합성 물질은 특별히 제한되는 것은 아니고, 라디칼 중합성 물질이라면 어떤 것이라도 가능하다. 라디칼 중합성 물질에는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 말레이미드 화합물등이 있으며, 모노머, 또는 올리고머 어느 상태로 이용하거나 모노머와 올리고머를 병용하는 것도 가능하다. 아크릴레이트(메타크릴레이트)의 구 체적인 예로서는, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 이소 부틸 아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디 아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디 아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리 아크릴레이트, 테트라 메틸올 메탄 테트라 아크릴레이트, 2－히드록시-1,3－디아크릴록시프로판, 2,2－비스〔4－(아크릴록시폴리메톡시) 페닐〕프로판, 2,2－비스〔4－(아크릴록시폴리에톡시) 페닐〕프로판, 디시크로펜테닐아크릴레이트, 트리시크로데카닐아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸) 이소시아노레이트 등이 있다. 이것들은 단독 또한 조합하여 사용할 수 있다.

말레이미드 화합물로서는, 분자중에 말레이미드기를 적어도 2개 이상 함유하는, 예를 들면, 1－메틸-2,4－비스말레이미드벤젠, N, N'－m－페닐렌비스말레이미드, N, N'－p－페닐렌비스말레이미드, N, N'－m－토일렌비스말레이미드, N, N'－4,4－비페닐렌비스말레이미드, N, N'－4,4－(3,3'－디메틸비페닐렌) 비스말레이미드, N, N'－4,4－(3,3'－디메틸 디페닐 메탄) 비스말레이미드, N, N'－4,4－(3,3'－디에틸 디페닐 메탄) 비스말레이미드, N, N'－4,4－디페닐메탄비스말레이미드, N, N'－4,4－디페닐프로판비스말레이미드, N, N'－4,4－디페닐에테르비스말레이미드, N, N'－3,3'－디페닐스르혼비스말레이미드, 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'－시크로헤키시리덴비스(1－(4 말레이미드페노키시)－2－시클로 헥실 벤젠, 2,2－비스(4－(4 말레이미드페녹시) 페닐) 헥사 플루오르 프로판 등이 있다. 이것들은 단독 또한 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물은 라디칼 중합성 물질 25 내지 50 중량%를 포함할 수 있다. 여기서 라디칼 중합성 물질의 함량이 25 중량% 미만이면 본 공정 압착 후 경화 밀도 저하로 인한 신뢰적 특성 저하 및 전체적으로 흐름성이 저하되어, 접착시의 도전성 입자와 회로 기재의 접촉이 나빠지고, 접속저항의 상승 또는 이로 인한 접속 신뢰성이 저하되는 문제가 있고, 50 중량% 초과하는 경우는 이방 전도성 필름 형성성에 어려움이 있고 접착 특성이 저하되는 문제가 발생하여 바람직하지 않다.

앞에서 설명한 것처럼 라디칼 중합성 물질에는 모노머 또는 올리고머 어느 상태로 이용하거나, 모노머와 올리고머를 병용하는 것도 가능하다.

본 발명에서 사용되는 경화부의 또 다른 성분인 라디칼 개시제로 광중합형 개시제 또는 열경화형 개시제를 1종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

상기 광중합형 개시제로는 벤조페논, o-벤조일 안식향산 메틸, 4-벤조일-4-메틸 디페닐 황화물, 이소프로필 티오크산톤, 디에틸 티오크산톤, 4-디에틸 안식향산 에틸, 벤조인 에테르, 벤조일 프로필 에테르, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐 프로판-1-온, 디에톡시 아세토페논 등이 사용될 수 있다.

상기 열경화형 개시제로는 퍼옥사이드계와 아조계를 사용할 수 있는데, 상기 퍼옥사이드계 개시제의 예로는 t-부틸 퍼옥시라우레이트, 1,1,3,3-t-메틸부틸퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일 퍼옥시) 헥산, 1-사이 클로헥실-1-메틸에틸 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(m-톨루오일 퍼옥시) 헥산, t-부틸 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸헥실 모노카보네이트, t-헥실 퍼옥시 벤조에이트, t-부틸 퍼옥시 아세테이트, 디큐밀 퍼옥사이드, 2,5,-디메틸-2,5-디(t-부틸 퍼옥시) 헥산, t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, t-헥실 퍼옥시 네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시-2-2-에틸헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 이소부틸레이트, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)사이클로헥산, t-헥실 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-3,5,5-트리메틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 피발레이트, 큐밀 퍼옥시 네오데카노에이트, 디-이소프로필 벤젠 하이드로퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 스테아로일 퍼옥사이드, 숙신 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥시 톨루엔, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, 1-사이클로헥실-1-메틸 에틸 퍼옥시 노에데카노에이트, 디-n-프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-이소프로필 퍼옥시 카보네이트, 비스(4-t-부틸 사이클로헥실) 퍼옥시 디카보네이트, 디-2-에톡시 메톡시 퍼옥시 디카보네이트, 디(2-에틸 헥실 퍼옥시) 디카보네이트, 디메톡시 부틸 퍼옥시 디카보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시 부틸 퍼옥시) 디카보네이트, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시) 사이클로헥산, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-(t-부틸 퍼옥시) 사이클로도데칸, 2,2-비스(t-부틸 퍼옥시)데칸, t-부틸 트리 메틸 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디메틸 실릴 퍼옥사이드, t-부틸 트리알릴 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디알릴 실릴 퍼옥사이드, 트리스(t-부틸) 아릴 실릴 퍼옥사이드 등을 들 수 있으며, 상기 아조계 개시제의 예로서는 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸 발레로니트릴), 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸 프로피오네이트), 2,2'-아조비스(N-사이클로헥실-2-메틸 프로피오네미드), 2,2-아조비스(2,4-디메틸 발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸 부틸로니트릴), 2,2'-아조비스[N-(2-프로페닐)-2-메틸프로피오네미드], 2,2'-아조비스(N-부틸-2-메틸 프로피오네미드), 2,2'-아조비스[N-(2-프로페닐)-2-메틸 프로피오네미드], 1,1'-아조비스(사이클로헥산-1-카보니트릴), 1-[(시아노-1-메틸에틸)아조] 포름아미드 등을 들 수 있다. 이들은 1종 이상을 혼합하여 사용 가능하다.

상기 라디칼 개시제의 함량은 접착제 중 경화하려는 성질과 접착제의 보존성을 균형있게 구현하는 범위로 결정되는데, 본 발명에서는 0.5 내지 3.5 중량%가 사용될 수 있다. 여기서 라디칼 개시제의 함량이 0.5 중량% 미만이면 경화반응 속도가 저하로 인해 본 압착 특성이 저하되며 3.5 중량% 초과하면 필름이 가열에 의해 경화한 후 이방 전도성 필름의 깨지려는(brittle) 특성 증가로 재작업(rework)시 이방 전도성 필름이 완전히 제거되지 않는 문제가 발생하여 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 전도성 입자는 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물의 조성으로서 도전 성능을 부여해주기 위한 필러로 적용된다. 상기 전도성 입자로는 Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등을 포함하는 금속 입자 ; 탄소; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올 등을 포함하는 수지 및 그 변성 수지를 입자로 하여 Au, Ag, Ni 등을 포함하는 금속으로 코팅한 것; 그 위에 절연입자를 추가하여 코팅한 절연화 처리된 전도성 입자 등을 1종 이상 사용할 수 있다. 상기 전도성 입자의 크기는, 적용되는 회로의 피치(pitch)에 의해 2 내지 30 ㎛ 범위에서 용도에 따라 선택하여 사용할 수 있고, 서로 다른 크기의 입자를 혼합하여 사용할 수도 있다. 본 발명에서 상기 전도성 입자는 2 내지 7중량%인 것이 바람직하다. 여기서 도전입자 함량이 2중량% 미만이면 접속 불량을 일으키기 쉽고, 7 중량% 초과하면 절연 불량을 일으키기 쉽기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에서는 조성물 배합 시 구리, 유리와 같은 무기물질의 표면과 이방성 도전 필름의 수지들간의 접착력을 증진하고 내열성 및 내습성을 향상시켜 접속신뢰성을 향상시키는 역할을 하는 커플링제로서 실란 커플링제가 추가로 사용될 수 있다. 커플링제는 라디칼 중합성 물질 100중량부 대비 0.5 내지 2 중량부 범위에서 첨가될 수 있고, 그 함량이 0.5 중량부 미만이면 커플링제로서의 역할을 하기에 미미하며, 2 중량부 초과시에는 수지의 응집력이 저하되고, 그 결과로서 접착력이나, 신뢰성이 떨어지는 문제가 발생한다.

한편 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물은 기본 물성을 저해하지 않으면서 부가적인 물성을 추가시켜주기 위해 중합방지제, 산화방지제, 열안정제 등의 기타 저해제를 라디칼 중합성 물질 100중량부 대비 0.1 ~ 2.0 중량부 범위에서 추가 로 포함할 수 있다. 상기 중합방지제로는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, p-벤조퀴논, 페노티아진 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택할 수 있다. 또한, 열에 의해 유도되는 조성물의 산화반응 방지 및 열안정성을 부여해 주기 위한 목적으로 가지친 페놀릭계 혹은 하이드록시 신나메이트계의 물질 등의 산화방지제를 첨가할 수 있으며, 그 예로 테트라키스-(메틸렌-(3,5-디-t-부틸-4-하이드로 신나메이트)메탄, 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시 벤젠 프로파노익 에시드 티올 디-2,1-에탄다일 에스터, 옥타데실 3,5-디-t-부틸-4-하이드록시 하이드로 신나메이트 (이상 Ciba사 제조), 2,6-디-터셔리-p-메틸페놀 등이 있다. 상기의 기타 첨가제는 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물을 사용하여 이방 전도성 필름을 형성하는 데에는 특별한 장치나 설비가 필요치 않으며, 예를 들어, 본 발명의 조성물을 톨루엔과 같은 유기용제에 용해시켜 액상화한 후 전도성 입자가 분쇄되지 않는 속도 범위 내에서 일정시간 교반하고, 이를 이형 필름 위에 10 내지 50 ㎛의 두께로 도포한 다음 일정시간 건조하여 톨루엔 등을 휘발시킴으로써 단층 구조를 가지는 이방성 도전 필름을 얻을 수 있다.

또한 상기 이방전도성 필름에 이형필름이 부착된 이방전도성 필름을 제조하는데 있어 이방전도성 필름의 점착력(Tack)이 100~ 150gf 이고, 상기 이방전도성 필름과 이형필름과의 박리력이 30 ~ 60g/ 25mm이 되도록 제조하였다.

도 1은 본 발명의 조성물에 의한 이방전도성 필름(20) 이에 부착된 이형필름(30)을 나타낸 것이다. 상기 이형필름(30) 위에 본 발명의 조성물을 도포하여 점착력이 100 ~ 150gf인 이방전도성 필름을 얻었고, 이때 이형필름(Separator)의 박리력이 30 ~ 60 g/25mm이 되도록 제조함으로서 가압착 공정에서 40℃ 저온에서도 이방전도성 필름의 들뜸 현상이 없다. 이러한 특징은 점착성과 이형필름 박리력을 제어하는 Formulation(점착력 우수 Polymer 적용) 및 코팅을 함으로써 달성된다.

본 발명의 이방전도성 필름은 점착성(Tack)이 높아 이방전도성 필름과 기재면(PCB)의 부착성이 뛰어나며, 가압착후 이형필름 제거시 박리력이 낮은 이형필름을 적용함으로써 ACF 들뜸 없이 제거가 가능하다. 이방전도성 필름과 이형필름과의 점착성이 이방전도성 필름과 기재와의 점착성보다 약하기 때문에 고열을 가하지 않고도 가압착 공정이 가능하다.

본 발명은 이방 전도성 필름을 기재에 배열하고 압착하는 단계 및 상기 이방전도성 필름에 부착된 이형필름을 제거하는 단계를 포함하는 가압착 방법에 있어서, 상기 압착 단계는 본 발명의 이방 전도성 필름을 이용하여 30 내지 90℃, 0.5 내지 3.0 압력(MPa), 및 1 내지 3 초 동안 압착하는 가압착 방법을 포함한다. 상기 공정에서 이방전도성 필름과 이형필름과의 점착력이 이방전도성 필름과 기재와의 점착력 보다 약하고 바람직하게는 상기 이방전도성 필름과 이형필름과의 점착력이 10 내지 80gf이고, 이방전도성 필름과 기재와의 점착력이 90 내지 200gf이다.

상기 공정의 제거단계는 가압착된 이방전도성 필름에 어떤 영향도 미치지 말아야 한다는 것이다. 즉, 이방전도성 필름이 떨어지거나 흠집 등의 손상이 없도록 제거되어야 한다. 이를 위해서 보통 60~90℃에서 1~3초 가량 일정 압력을 가해 이형필름보다는 기재면에 접착력이 높도록 부착한 후, 이형필름을 제거함으로써 가압착 공정을 마무리하게 된다. 그러나 온도를 가하지 않을 경우에는 이형필름 제거시 이방전도성 필름과 이형필름과의 점착 성질로 인하여 이형필름 제거할 때 기재면에서 이방전도성 필름이 떨어지거나 들뜨는 현상이 발생할 수 있기 때문에 현재까지의 공정에서는 가압착시 온도를 가해 일정 수준의 경화를 시켜 기재면과의 접착력을 높게 만들어 주고 있다.

하지만 이러한 경우, 본압착 전에 가압착 공정에서 경화반응이 일어나기 때문에 본압착 공정에서 이방전도성 필름의 흐름성이 떨어지고, 가압착 공정에 필요한 열을 공급함으로써 이방전도성 필름이 장착되어 있는 가압착 공정 설비의 온도가 높아져 릴(reel) 상태로 감겨져 있는 이방전도성 필름의 보관안정성을 떨어뜨리거나 혹은 기계적인 물성이 약화되어 릴(reel) 외관상 불량이 발생하기도 한다.

상기 제기된 문제는 상기 화학식 1 내지 2를 포함하는 이방전도성 필름용 조성물을 사용하여 가압착 공정에서 이방전도성 필름에 고열을 가하지 않고 인쇄회로기판에 부착시켜 극복할 수 있게 되었다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같으며, 하기 실시예는 본 발명의 일부 실시예일뿐 하기 실시예에 한정된 것은 아니다.

실시예 1

열가소성 고무(NBR, Zeon社) 100g을 톨루엔/메틸에틸케톤이 50/50의 중량비로 혼합되는 용제에 용해시키고 고형분이 25%인 용액을 제조하였다. 라디칼 중합성 수지로 에폭시 아크릴레이트 폴리머(SP4010, 쇼화 폴리머) 90g, (메타)아크릴레이트 모노머인 PETA 20g, 에시드 포스페이트를 6g, 라디칼 개시제로서 라우로일 퍼옥사이드 5g, 경화첨가제 펜타에리스리톨 폴리글리시딜 에테르(나가세캠텍, EX 411) 20g, Ni 입자를 10g 첨가하여 이방 도전성 필름 조성물을 얻었다.

실시예 2

경화첨가제 펜타에리스리톨 폴리글리시딜 에테르를 제외후 디글리시딜 오-프탈레이트(나가세캠텍, EX 721) 20g을 첨가한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 구성하였다.

실시예 3

경화첨가제 펜타에리스리톨 폴리글리시딜 에테르(나가세캠텍, EX 411) 10g과 디글리시딜 오-프탈레이트(나가세캠텍, EX 321) 10g을 첨가한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 구성하였다.

비교예 1

경화첨가제로서 실시예 1에 사용한 것을 제외 후 실시예 1과 동일하게 구성하였다.

비교예 2

경화첨가제로서 실시예 2에 사용한 것을 제외 후 실시예 1과 동일하게 구성하였다.

상기의 조합액을 전도성 입자가 분쇄되지 않는 속도 범위 내에서 상온(25℃)에서 60 분간 교반하였다. 상기의 조합액을 실리콘 이형 표면 처리된 폴리에틸렌 베이스 필름에 45 ㎛의 두께의 필름으로 형성시켰으며, 필름 형성을 위해서 캐스팅 나이프(Casting knife)를 사용하였고, 필름의 건조 시간은 80 ℃에서 5 분으로 하였다.

본 실시예에서 수득한 이방전도성 필름(실시예 1 내지 3 및 비교예 1 및 2)을 본딩 조건별로 칩 온 필름(COF)-인쇄회로기판(PCB)에 본딩하여 초기 접착력과 접속저항, 신뢰성 평가 후 접착력과 접속저항을 측정하였다. 사용된 기재의 피치(pitch)는 TCP(Tape Carrier Package)-PCB는 450㎛이며, COF-PCB는 410㎛ 정도이며, 가압착 본딩조건 30℃, 1sec, 1MPa 와 50℃, 1sec, 1MPa 2가지와 본압착 본딩조건은 160℃, 5초, 3MPa로 평가하였다. 접착력은 90˚peel 방식으로 측정하였으며, 전기저항은 디지털 멀티미터(igital multi-meter)를 이용하여 2-probe 방식으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1 내지 3에 나타내었다.

상기에 언급한 바와 같이, 상기 특성의 이방전도성 필름을 제조하면 저온에서 가압착을 하여도 이형필름 제거가 용이하여, 이방전도성 필름의 본딩 물성을 향상시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 즉, 저온에서 가압착을 할 경우에는 기존 방식과는 달리 본딩하는 과정에서 중요한 이방전도성 필름의 원 특성을 유지 시킬 수 있기 때문에 본압착후 물성에서안정적인 특성을 부여해주고, 공정 불량율 개선과 우수한 신뢰성 특성이 발현된다. 가압착 공정 설비부의 주위 온도가 낮아 짐으로써 릴(reel) 상태로 감겨져 있는 이방전도성 필름의 장시간 방치도 가능하게 해 주었다. 더욱이 기존 방식으로는 가압착 공정 설비부의 온도가 높아지므로써 이방전도성 필름의 릴(reel)에 가해지는 압력에 의해 이형필름으로부터 이탈하려는 단점들도 보완됨으로써 상당히 이상적인 가압착 공정이 실현됐다고 할 수 있다.

Claims

(ⅰ) 경화첨가제, (ⅱ) 분자량 10,000 이상의 열가소성 수지, (ⅲ) 라티칼 중합성 물질, (ⅳ) 도전입자, 및 (ⅴ) 라디칼개시제를 포함하는 조성물로서, 상기 (ⅰ) 경화첨가제가 하기 화학식 1 및 화학식 2 중 선택된 하나 이상의 수지로서 상기 경화첨가제의 함량이 전체 조성물 대비 5 내지 15중량%인 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.

[화학식 1]

[화학식 2]

상기 식에서, R1, R2는 각각 탄소수 2 내지 8인 에폭시기,

n1 내지 n3은 각각 1 내지 10인 정수이다.

a는 2 내지 4이다.
제 1항에 있어서, 상기 분자량 10,000 이상의 수지는 폴리비닐부티랄, 폴리비닐 포르말, 폴리에스테르, 페놀수지, 에폭시수지, 페녹시 수지, 아크릴계 중합성 수지 중 하나 이상을 선택한 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 라티칼 중합성 물질이 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 이소 부틸 아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디 아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디 아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리 아크릴레이트, 테트라 메틸올 메탄 테트라 아크릴레이트, 2－히드록시-1,3－디아크릴록시프로판, 2,2－비스〔4－(아크릴록시폴리메톡시) 페닐〕프로판, 2,2－비스〔4－(아크릴록시폴리에톡시) 페닐〕프로판, 디시크로펜테닐아크릴레이트, 트리시크로데카닐아크릴레이트, 및 트리스 (아크릴로일옥시에틸) 이소시아노레이트 중 1종 이상을 선택한 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 라디칼 개시제는 광중합형 개시제 및 열경화형 개시제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이고, 상기 도전성 입자는 Au, Ag, Ni, Cu, 땜납을 포함하는 금속 입자; 탄소; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올을 포함하는 수지 및 그 변성 수지를 입자로 하여 Au, Ag, Ni를 포함하는 금속으로 코팅한 것; 및 그 위에 절연입자를 추가하여 코팅한 절연화 처리된 도전성 입자로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 의한 이방전도성 필름용 조성물에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 이방전도성 필름으로서, 상기 이방전도성 필름에 이형필름이 부착된 이방전도성 필름.
제 5항에 있어서, 상기 이방전도성 필름의 점착력(Tack)이 100~ 150gf 이고, 상기 이방전도성 필름과 이형필름과의 박리력이 30 ~ 60g/25mm인 것을 특징으로 하는 이방전도성 필름.
이방 전도성 필름을 기재에 배열하고 압착하는 단계 및 상기 이방전도성 필름에 부착된 이형필름을 제거하는 단계를 포함하는 가압착 방법에 있어서, 상기 압착 단계는 제 5항의 이방 전도성 필름을 이용하여 30 내지 90℃, 0.5 내지 3.0 압력(MPa), 및 1.0 내지 3.0 시간(초) 동안 압착하는 것을 특징으로 하는 가압착 방법.
제 7항에 있어서, 이방전도성 필름과 이형필름과의 점착력이 이방전도성 필름과 기재와의 점착력보다 약한 것을 특징으로 하는 가압착 방법.
제 8항에 있어서, 상기 이방전도성 필름과 이형필름과의 점착력이 10 내지 80gf이고, 이방전도성 필름과 기재와의 점착력이 90 내지 200gf인 것을 특징으로 하는 가압착 방법.
제 1항에 있어서, (ⅰ) 경화첨가제로서 상기 화학식 1 및 화학식 2 중 선택된 하나 이상의 수지 5 내지 15 중량%

(ⅱ) 분자량 10,000 이상의 열가소성 수지 25 내지 50 중량%

(ⅲ) 라티칼 중합성 물질 25 내지 50 중량%

(ⅳ) 도전입자 2 내지 7중량 % 및

(ⅴ) 라디칼개시제 0.5 내지 3.5중량 %

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방전도성 필름용 조성물.