KR100823390B1 - 이방 도전성 필름용 조성물 및 이방 도전성 필름의제조방법 - Google Patents

이방 도전성 필름용 조성물 및 이방 도전성 필름의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물 및 이방 도전성 필름의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 이방 도전성 필름용 조성물은 조성물에 자기열 효과를 내는 Gd5Si2Ge2, Gd5(Si2Ge2), MnFeP0.45As0.55 및 MnAs1-xSbx로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 경화 후 피접착부재의 물리 화학적 특성의 변형 없이 피접착부재를 고정시킬 수 있는 동시에 전기적 도통을 할 수 있는 장점이 있다.
이방 도전성 필름, 자기열, 자기장, 접착제, ACF

Description

이방 도전성 필름용 조성물 및 이방 도전성 필름의 제조방법 {Composition for anisotropic conductive film and method for preparing it}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 이방 도전성 필름을 사용하여 피접착부재를 접착시킨 형상을 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
11: 이방 도전성 필름 12: 전도성 미립자
13: 자기열 효과를 내는 물질 14: 제1피접착부재
15: 제2피접착부재 16: 전극
본 발명은 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물 및 이방 도전성 필름의 제조방법에 관한 것으로, 조성물에 자기열 효과를 내는 물질을 첨가하여 사 용함으로써 경화 후 피접착부재의 물리 화학적 특성의 변형 없이 피접착부재를 고정시킬 수 있는 동시에 전기적 도통을 할 수 있는 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물 및 이방 도전성 필름의 제조방법에 관한 것이다.
이방 도전성 필름(antisotropic conductive film, ACF)은 미세한 간격의 전극을 갖는 회로들의 전기적 도통을 목적으로 열과 압력을 이용하여 접속시키는 일종의 커넥터이다. 이러한 이방 도전성 필름은 일반적으로 단층 또는 다층의 고분자 수지에 전기적 도통을 할 수 있는 도전성 미립자를 포함하며, 이 혼합액을 PET 등과 같은 기재필름에 코팅하여 얻어진다.
상기와 같은 이방 도전성 필름은 두 피접착부재를 고정시키는 동시에 전기적 접속을 반 영구적으로 지속하여야 한다.
종래에는 접속시 열을 가하는 방법이 사용되었는데, 이 방법은 피접착부재의 물리 화학적 특성을 저하 또는 변형시킬 수 있다는 문제점이 있었다.
한편, 현재 자기열 효과를 보이는 물질은 란탄족(lanthanoids)계, 악티늄족(actinoids)계, 금속, 비금속으로 이루어진 혼합물질이 있다. 자기열 효과는 자성체를 자화할 때 발열하거나 온도가 변화하는 현상으로 GdSiGe, NdBFe 등이 많이 연구되어 왔다.
따라서, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 노력이 관련 업계에서 지속되어 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출되었다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 경화 후 피접착부재의 물리 화학적 특성의 변형 없이 피접착부재를 고정시킬 수 있는 동시에 전기적 도통을 하게 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물 및 이방 도전성 필름의 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물은, 상기 이방 도전성 필름용 조성물에 자기열 효과를 내는 Gd5Si2Ge2, Gd5(Si2Ge2), MnFeP0.45As0.55 및 MnAs1-xSbx로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자기열 효과를 내는 물질은, 이방 도전성 필름용 조성물에 0.1 내지 6 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 자기열을 이용한 이방 도전성 필름의 제조방법은, 절연성 접착성분, 도전성 미립자 및 자기열 효과를 내는 물질을 혼합하여 이방 도전성 필름용 조성물을 준비하는 단계; 상기 이방 도전성 필름용 조성물을 기재필름에 코팅하는 단계; 및 상기 이방 도전성 필름용 조성물이 코팅된 기재필름에 자기열을 가하여 경화시키는 단계;를 포함하여 진행되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에서는 자기열 효과를 내는 물질을 이방 도전성 필름에 첨가하여 사용하고, 이러한 이방 도전성 필름을 자기열 효과를 이용하여 경화시켜 피접착부재를 접합함으로써 피접착부재의 변형없이 물리적으로 고정하고, 전기적 도통을 할 수 있다. 또한, 자기열 효과를 이용한 본 발명의 이방 도전성 필름은 자기열 효과에 의해 경화가 진행되는 것으로 종래의 접착 방법인 열 압착이 필요 없게 된다.
본 발명의 이방 도전성 필름용 조성물은 자기열 효과를 내는 Gd5Si2Ge2, Gd5(Si2Ge2), MnFeP0.45As0.55 및 MnAs1-xSbx(여기서 x는 As와 Sb의 함량이 상보적임을 의미하는 것임)로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자기열 효과를 내는 물질은 이방 도전성 필름용 조성물에 0.1 내지 6 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 자기열 효과를 내는 물질의 함량범위에 있어서, 상기 하한가 미만일 경우에는 자기열 효과가 부족하여 미경화되어 바람직하지 않으며, 상기 상한가를 초과할 경우에는 열 이력에 의한 문제 발생으로 바람직하지 않다.
상기와 같이 자기열 효과를 내는 물질을 포함하는 이방 도전성 필름용 조성물은 상기 성분 이외에 통상의 이방 도전성 필름에 사용되는 절연성 접착성분 및 도전성 미립자를 포함할 수 있다.
상기 절연성 접착성분은 단층 또는 다층의 고분자 수지로서 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 라디칼 중합성 수지 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 열가소성 수지로는 스티렌 부타디엔 수지, 에틸렌 비닐 수지, 에스테르계 수지, 실리콘 수지, 페녹시 수지, 아크릴계 수지, 아미드계 수지, 아크릴레이트계 수지, 또는 폴리비닐부티랄 수지 등이 있으며; 상기 열경화성 수지로는 에폭시 수지, 페놀수지, 또는 멜라민 수지 등이 있다. 상기 라디칼 중합성 수지는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 비스페놀A에티렌글리콜변성디아크릴레이트, 이소시아눌산에티렌글변성디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸글리콜디아크릴레이트, 펜타에리스톨트리아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 트리메티롤프로판프로필렌글리콜트리아크릴레이트, 트리메티롤프로판에틸렌글리콜트리아크릴레이트, 이소시아눌산에티렌글리콜변성트리아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라아크릴레이트, 디시클 로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트 등의 아크릴레이트계, 메타크릴레이트계, 말레이미드 화합물, 불포화폴리에스테르, 아크릴산, 비닐아세테이트, 또는 아크릴로니트릴, 메타르릴로니트릴 화합물 등이 사용될 수 있다.
상기 절연성 접착성분은 이방 도전성 필름용 조성물에 80 내지 95 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 절연성 접착성분의 함량범위에 있어서, 상기 하한가 미만일 경우에는 접착력이 부족하여 물리적으로 피접착제를 고정할 수 없기 때문에 바람직하지 않으며, 상기 상한가를 초과할 경우에는 도전성 및 자기열 효과를 낼 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
또한 상기 접착성분에는 필요에 따라 충전재, 연화제, 촉진제, 착색제, 난연화제, 광안정제, 커플링제, 또는 중합금지제 등이 더 첨가될 수 있다.
상기 도전성 미립자는 전기적 도통을 할 수 있는 것으로, 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 주석, 아연, 크롬, 코발트, 은, 금 등의 금속 또는 금속산화물, 땜납, 카본 등 도전성이 있는 입자 자체를 사용하거나, 유리, 세라믹, 고분자 등의 핵제 표면에 무전해 도금법 등의 박층형성방법을 통하여 금속박층을 형성시킨 입자 또는 상기 도전성 입자 자체나 핵재 표면에 금속박층이 형성된 입자 표면에 절연성 수지로 피복한 입자를 도전성 입자로 사용할 수 있다.
상기 도전성 미립자의 지름은 접속하고자 하는 회로의 피치 등에 따라 달리할 수 있다.
상기 도전성 미립자는 이방 도전성 필름용 조성물에 대하여 3 내지 8 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 도전성 미립자의 함량범위에 있어서, 상기 하 한가 미만일 경우에는 도전성이 약하여 저항이 커지기 때문에 바람직하지 않으며, 상기 상한가를 초과할 경우에는 이웃한 전극과의 전기적 쇼트 가능성이 있어 바람직하지 않다.
상기 이방 도전성 필름용 조성물은 조성물내 자기열 효과를 내는 물질을 포함함으로써 피접착부재의 접합시 자기열에 의해 경화가 진행되게 된다.
상기와 같은 본 발명의 이방 도전성 필름용 조성물을 이용한 제조방법은 절연성 접착성분, 도전성 미립자 및 자기열 효과를 내는 물질을 혼합하여 이방 도전성 필름용 조성물을 준비하는 단계; 상기 이방 도전성 필름용 조성물을 기재필름에 코팅하는 단계; 및 상기 이방 도전성 필름용 조성물이 코팅된 기재필름에 자기열을 가하여 경화시키는 단계;를 포함하여 진행된다.
상기 이방 도전성 필름용 조성물에 사용되는 각 성분은 전술한 바와 동일한 의미로 해석할 수 있다.
상기 기재필름은 당업계에서 사용되는 통상의 필름이면 그 종류가 제한되지 않으며, 예를 들어 PET 필름 등을 사용할 수 있다. 또한 상기 코팅방법 또한 당업계에서 사용되는 통상의 방법으로 실시할 수 있음은 물론이다.
그 다음, 상기 이방성 도전 필름용 조성물이 코팅된 기재필름에 자기열을 가하여 경화시킴으로써 피접착부재를 접합할 수 있다.
상기 자기열은 고정 또는 연속적으로 변하는 자기장을 주는 방법으로 가할 수 있다.
상기 자기열을 이용하여 경화시킨 이방 도전성 필름을 이용하여 피접착부재 를 접합시킬 수 있는데, 이때 상기 피접착부재로는 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO) 유리, 연성인쇄회로(flexible printed circuit, FPC) 등을 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 이방 도전성 필름을 사용하여 피접착부재를 접합시키는 방법을 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 이방 도전성 필름을 사용하여 피접착부재를 접착시킨 형상을 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 각각의 일면에 전극(16)이 구비된 제1피접착부재(14)와 제2접착부제(15) 사이에 이방 도전성 필름(11)이 위치하며, 상기 이방 도전성 필름(11)은 절연성 접착성분 내에 전도성 미립자(12)와 자기열 효과를 내는 물질(13)이 혼재되어 있으며, 상기 이방 도전성 필름(11)으로 접합된 피접착부재(14, 15)의 외면으로는 자기장에 의한 자기열이 가해지게 된다.
상기 전극(16)은 제1피접착부재(14) 또는 제2접착부제(15)의 일면에 소정의 간격으로 형성되게 되는데, 이때 상기 전극(16)의 간격은 당업자가 목적하는 바에 따라 적절히 조절할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 이방 도전성 필름(11), 제1피접착부재(14) 및 제2접착부제(15)은 전술한 바와 동일한 의미로 해석할 수 있다.
상기와 같이 자기열 효과를 내는 물질(13)을 포함하는 이방 도전성 필름(11)을 이용하여 피접착부재(14, 15)들을 접합시킬 경우, 종래 접착방법인 열 압착의 필요 없이 자기열 효과에 의해 이방 도전성 필름(11)이 경화됨으로써 열에 의한 피 접착부재(14, 15)의 물리 화학적 변형 없이 피접착부재(14, 15)를 고정시킬 수 있으며, 이로써 반 영구적인 전기적 접속이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예와 이에 대비되는 비교예를 통하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
실시예 1
고분자 수지로 에폭시 수지 89 중량%, 전도성 미립자로 세이수키 AUEL 704 5 중량% 및 Gd5Si2Ge2 6 중량%를 혼합하여 일정한 점도를 가지는 액상의 이방 도전성 필름용 조성물을 준비하였다. 상기 준비된 이방 도전성 필름용 조성물을 PET 필름에 일정한 두께로 코팅한 후, 이를 Tape automated bonding 방식으로 고정시킨 다음, 연속적으로 변하는 자기장을 가하여 경화시켰다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 사용한 Gd5Si2Ge2을 대신하여 Gd5(Si2Ge2)를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 사용한 Gd5Si2Ge2을 대신하여 MnFeP0.45As0.55를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 사용한 Gd5Si2Ge2을 대신하여 MnAs0.5Sb0.5를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 사용한 Gd5Si2Ge2을 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제조한 이방 도전성 필름을 경화시킨 후의 경화율과 접착력을 90 도 peel tester에 의하여 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
자기열 효과를 내는 물질 Gd5Si2Ge2 Gd5(Si2Ge2) MnFeP0.45As0.55 MnAs0.5Sb0.5 -
경화율 (%) 65 79 97 89 0
접속저항 (Ω) 2 0.5 0.4 0.5 -
접착력 (gf/㎝) 800 870 700 1100 0
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 자기열 효과를 내는 물질을 포함하는 이방 도전성 필름용 조성물을 이용하여 제조한 실시예 1 내지 4의 이방 도전성 필름은 열 압착 방식이 아닌 자기장에 의한 자기열 효과만으로도 경화가 이루어지며, 또한 자기열 효과를 내는 물질을 포함하지 않는 비교예 1과 비교하여 경화율, 접속저항 및 접착력이 우수함을 알 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따른 이방성 도전 필름은 경화 후 피접착부재의 물리 화학적 특성의 변형 없이 피접착부재를 고정시킬 수 있는 동시에 전기적 도통을 할 수 있다.

Claims (7)

  1. 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물에 있어서,
    상기 이방 도전성 필름용 조성물은, 자기열 효과를 내는 Gd5Si2Ge2, Gd5(Si2Ge2), MnFeP0.45As0.55 및 MnAs1-xSbx로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기열 효과를 내는 물질은, 이방 도전성 필름용 조성물에 0.1 내지 6 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이방 도전성 필름용 조성물은,
    절연성 접착성분 89 내지 95 중량%;
    도전성 미립자 3 내지 8 중량%; 및
    Gd5Si2Ge2, Gd5(Si2Ge2), MnFeP0.45As0.55 및 MnAs1-xSbx로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물인 자기열 효과를 나타내는 물질 0.1 내지 6 중량%;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연성 접착 성분은, 열가소성 수지, 열경화성 수지 및 라디칼 중합성 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 도전성 미립자는, 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 주석, 아연, 크롬, 코발트, 은, 및 금으로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 금속 또는 금속산화물;
    땜납 및 카본으로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 도전성 입자;
    유리, 세라믹, 및 고분자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 핵제 표면에 금속박층이 형성된 입자; 및
    상기 핵제 표면에 금속박층이 형성된 입자를 절연성 수지로 피복한 입자;로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 입자 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물 입자인 것을 특징으로 하는 자기열 효과를 이용한 이방 도전성 필름용 조성 물.
  6. 절연성 접착성분, 도전성 미립자 및 자기열 효과를 내는 물질을 혼합하여 이방 도전성 필름용 조성물을 준비하는 단계;
    상기 이방 도전성 필름용 조성물을 기재필름에 코팅하는 단계; 및
    상기 이방 도전성 필름용 조성물이 코팅된 기재필름에 자기열을 가하여 경화시키는 단계;를 포함하여 진행되는 것을 특징으로 하는 자기열을 이용한 이방 도전성 필름의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기재필름은, PET 필름인 것을 특징으로 하는 자기열을 이용한 이방 도전성 필름의 제조방법.
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