KR100828238B1 - 이방 도전성 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이방 도전성 필름에 관한 것이다. 본 발명의 이방 도전성 필름은 절연성 접착성분 및 도전성 미립자를 포함하는 이방 도전성 필름에 있어서, 상기 절연성 접착성분과 도전성 미립자 중 수분과 반응성이 우수한 화합물을 캡슐화하여 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 이방 도전성 필름의 보관성을 향상시켜 장기간 보관 후 사용하여도 연성회로기판(FPC)과 패널 등 피접착부재간의접착력 및 접속 신뢰성이 우수한 장점이 있다.

이방 도전성 필름, 캡슐화, 보관성, 접착력, 접속 신뢰성

Description

이방 도전성 필름 {Anisotropic conductive film}

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>

10: 이방 도전성 필름 11: 절연성 접착성분

12: 전도성 미립자 13: 캡슐

14: 제1피접착부재 15: 제2피접착부재

16: 전극

본 발명은 이방 도전성 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이방 도전성 필름의 보관성을 향상시켜 장기간 보관 후 사용하여도 연성회로기판(FPC)과 패널 등 피접착부재간의 접착력 및 접속 신뢰성이 우수한 이방 도전성 필름에 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.

이방 도전성 필름은 열, UV 또는 압력을 이용하여 피접착제를 접합하게 되는데, 이때 이방 도전성 필름은 두 피접착제를 고정시키는 동시에 전기적 접속을 반 영구적으로 지속하여야 한다.

종래 이방 도전성 필름의 경우 장기간 보관 후 사용하게 되면 연성회로기판과 패널과의 접착력 및 접속 신뢰성이 크게 저하되게 된다는 문제점이 있다. 이같은 경시 문제는 이방 도전성 필름을 구성하는 물질에 기인하게 된다.

일반적으로 이방 도전성 필름 중 경시의 원인이 되는 물질은 대부분 공기 속의 수분과 접촉하여 반응이 일어나는 물질이다. 즉, 수분과 반응성이 뛰어난 이소시아네이트(isocynate)계 화합물, 나이트릴(nitrile)계 화합물, 알데히드(aldehyde)계 화합물, 시아노(cyano)계 화합물 및 금속 알콕사이드(metal alcoxide) 화합물 전구체 등이 경시의 원인이 되는 물질이다.

따라서, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 노력이 관련 업계에서 지속되어 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출되었다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 이방 도전성 필름의 보관성을 향상시켜 장기간 보관 후 사용하여도 연성회로기판(FPC)과 패널 등 피접착부재간의 접착력 및 접속 신뢰성을 개선하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 이방 도전성 필름을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 이방 도전성 필름은, 절연성 접착성분 및 도전성 미립자를 포함하는 이방 도전성 필름에 있어서, 상기 절연성 접착성분과 도전성 미립자 중 수분과 반응성이 우수한 이소시아네이트(isocynate)계 화합물, 나이트릴(nitrile)계 화합물, 알데히드(aldehyde)계 화합물, 시아노(cyano)계 화합물, 금속 알콕사이드(metal alcoxide) 화합물 및 이의 전구체로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물을 캡슐화하여 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 반응성이 우수한 화합물은, 멜라민 포름알데히드 등으로 캡슐화하는 것이 바람직하다.

상기 캡슐화는, 수분과 반응성 우수한 물질을 0.01 내지 2 ㎛의 두께로 캡슐화하는 것이 바람직하다.

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 발명은 수분과 반응성이 뛰어나 장기간 보관시 경시 문제의 원인이 되는 물질의 일부 또는 전체를 특정한 크기 및 두께로 캡슐화하여 이방 도전성 필름에 사용하는데 특징이 있다.

본 발명의 이방 도전성 필름은 절연성 접착성분 및 도전성 미립자를 포함하는 이방 도전성 필름에 있어서, 상기 절연성 접착성분과 도전성 미립자 중 수분과 반응성이 우수한 이소시아네이트(isocynate)계 화합물, 나이트릴(nitrile)계 화합물, 알데히드(aldehyde)계 화합물, 시아노(cyano)계 화합물 또는 금속 알콕사이드(metal alcoxide) 화합물 및 이의 전구체 등을 캡슐화하여 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 수분과 반응성이 우수한 물질은 이방 도전성 필름의 물성에 영향을 주지 않는 통상의 캡슐화(capsulation)에 사용되는 성분으로 캡슐화할 수 있다. 예를 들어, 상기 캡슐화하는 물질로는 멜라민 포름알데히드 등의 물질을 사용할 수 있다.

상기 캡슐화하는 물질은 전극의 크기 및 높이, 셀 갭 등에 따라 그 크기를 달리할 수 있다.

또한, 상기 캡슐화하는 물질은 그 두께가 0.01 내지 2 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 캡슐화하는 물질의 두께범위에 있어서, 상기 하한가 미만일 경우에는 절연성 접착성분과 도전성 미립자 및 캡슐화한 물질을 물리적으로 혼련하는 과정에서 캡슐이 깨질 수 있어 바람직하지 않으며, 상기 상한가를 초과할 경우에는 너무 두꺼워져 일정 압력에서 깨지지 않을 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

상기 캡슐화는 수분과 반응성이 우수한 물질을 하나씩 캡슐화할 수도 있으며, 2 개 이상 혼합하여 캡슐화할 수도 있다. 이때, 상기 캡슐화 방법은 당업계에서 사용하는 통상의 방법에 따라 실시할 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 수분과 반응성이 우수한 물질을 캡슐화한 캡슐은 이후 이방 도전성 필름의 경화를 위해 가해지는 열과 압력에 의해 쉽게 깨질 수 있어 피접착부재의 접합시에는 이방 도전성 필름이 가지는 본연의 특성은 다 나타낼 수 있게 된다.

상기와 같이 수분과 반응성이 우수한 물질을 캡슐화하여 포함하는 본 발명의 이방 도전성 필름은 상기 성분 이외에 통상의 이방 도전성 필름에 사용되는 절연성 접착성분 및 도전성 미립자를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에서 캡슐화되는 수분과 반응성이 우수한 물질은 상기 절연성 접착성분 및 도전성 미립자 중 수분과 반응성이 우수한 물질을 캡슐화할 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 사용 할 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, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트 등의 아크릴레이트계, 메타크릴레이트계, 말레이미드 화합물, 불포화폴리에스테르, 아크릴산, 비닐아세테이트, 또는 아크릴로니트릴, 메타르릴로니트릴 화합물 등이 사용될 수 있다.

상기 절연성 접착성분은 이방 도전성 필름에 80 내지 95 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 절연성 접착성분의 함량범위에 있어서, 상기 하한가 미만일 경우에는 접착력이 부족하여 피접착제간의 물리적 고정이 쉽지 않을 수 있어 바람직하지 않으며, 상기 상한가를 초과할 경우에는 도전성 물질의 함량이 부족하여 저항이 높아질 수 있어 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 필름에 대하여 2 내지 8 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 도전성 미립자의 함량범위에 있어서, 상기 하한가 미만일 경우에는 전기적 도통이 어려워 저항이 높아질 수 있어 바람직하지 않으며, 상기 상한가를 초과할 경우에는 이웃한 전극과의 전기적 쇼트가 발생할 수 있어 바람직하지 않다.

상기와 같은 성분으로 이루어진 본 발명의 이방 도전성 필름은 상기 성분을 혼합한 후 기재필름에 코팅하고 이를 경화시키는 통상의 방법에 따라 최종 이방 도전성 필름으로 제조할 수 있다.

상기 기재필름은 당업계에서 사용되는 통상의 필름이면 그 종류가 제한되지 않으며, 예를 들어 PET 필름 등을 사용할 수 있다. 또한 상기 코팅방법 또한 당업 계에서 사용되는 통상의 방법으로 실시할 수 있음은 물론이다.

또한 상기 이방 도전성 필름을 이용하여 피접착부재를 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(10)이 위치하며, 상기 이방 도전성 필름(11)은 절연성 접착성분(11) 내에 전도성 미립자(12)와 수분과 반응성이 우수한 물질을 캡슐화한 캡슐(13)이 혼재되어 있다. 또한, 상기 이방 도전성 필름(10)으로 접합된 피접착부재(14, 15)의 외부에는 이방 도전성 필름(10)을 경화시키기 위한 열과 압력이 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(10), 제1피접착부재(14) 및 제2접착부제(15)은 전술한 바와 동일한 의미로 해석할 수 있다.

상기와 같이 이방 도전성 필름(10) 내 공기 중 수분과 접촉하여 반응성이 우수한 물질, 즉 피접착부재의 접착력과 접속 신뢰성을 저하시키는 등 경시 원인이 되는 물질을 캡슐화하여 캡슐(13) 상태로 포함하는 본 발명의 이방 도전성 필름(10)은 장기간 보관 후 피접착부재(14, 15)를 접착하여도 피접착부재의 접착력과 접속 신뢰성을 우수하게 유지할 수 있다. 또한, 상기 이방 도전성 필름(10)을 이용하여 피접착부재(14, 15)를 접합시 캡슐화된 캡슐(13)은 가해지는 열과 압력에 의해 쉽게 깨질 수 있어 이방 도전성 필름(10)이 가지는 본연의 특성은 다 나타낼 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예와 이에 대비되는 비교예를 통하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

실시예 1

고분자 수지와 전도성 미립자 중 수분과 반응성이 우수한 이소시아네이트 화합물을 8∼10 ㎛의 직경을 가지며, 그 두께가 1 ㎛ 이하인 멜라민 포름알데히드로 캡슐화하였다. 상기 캡슐화한 캡슐과 나머지 고분자 수지 및 전도성 미립자를 혼합하여 일정한 점도를 가지는 액상의 이방 도전성 필름용 조성물을 준비하였다. 상기 준비된 이방 도전성 필름을 PET 필름에 18∼20 ㎛의 두께로 코팅하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 사용한 캡슐화한 이소시아네이트 화합물을 대신하여 금속 알콕시 화합물 전구체를 캡슐화하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 사용한 캡슐화한 이소시아네이트 화합물을 대신하여 시아 노 화합물을 캡슐화하여 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

비교예 1

상기 실시예 1에서 사용한 캡슐화한 이소시아네이트 화합물을 대신하여 캡슐화하지 않은 이소시아네이트 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조한 이방 도전성 필름의 평가는 30 ℃, 60 % RH 조건에서 3 주간 방치한 후 연성회로기판(FPC)과 패널 사이를 접합시켰다. 그 다음, 경화 후 접속 신뢰성과 접착력을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
접속저항 (Ω)	2	0.5	0.4	1 M 이상
접착력 (gf/㎝)	800	870	700	100

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 수분과 반응성이 우수한 물질들을 캡슐화하여 사용한 실시예 1 내지 3의 이방 도전성 필름은 3 주간 방치한 후 피접착부재를 접합할 경우에 이소시아네이트 화합물을 캡슐화하지 않고 그대로 사용한 비교예 1과 비교하여 접속저항 및 접착력이 우수함을 확인할 수 있었다. 이는 수분과 반응성이 우수한 화합물과 수분과의 물리적 접촉을 캡슐이 막아 주기 때문임을 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 이방 도전성 필름은 보관성을 향상시켜 장기간 보관 후 사용하여도 연성회로기판(FPC)과 패널 등 피접착부재간의 접착력 및 접속 신뢰성이 우수하다.

Claims (3)

1. 절연성 접착성분 및 도전성 미립자를 포함하는 이방 도전성 필름에 있어서,

   상기 이방 도전성 필름은, 상기 절연성 접착성분과 도전성 미립자 중 수분과 반응성이 우수한 이소시아네이트(isocynate)계 화합물, 나이트릴(nitrile)계 화합물, 알데히드(aldehyde)계 화합물, 시아노(cyano)계 화합물, 및 금속 알콕사이드(metal alcoxide) 화합물로 이루어지는 물질군으로부터 선택된 단일물 또는 이들 중 임의로 선택된 둘 이상의 혼합물을 캡슐화하여 포함하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름.
2. 제1항에 있어서,

   상기 반응성이 우수한 화합물은, 멜라민 포름알데히드로 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름.
3. 제1항에 있어서,

   상기 캡슐화는, 수분과 반응성 우수한 물질을 0.01 내지 2 ㎛의 두께로 캡슐화하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름.

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