KR100871759B1 - 이방 도전성 접착용 도전볼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이방 도전성 접착용 도전볼에 관한 것이다. 본 발명의 이방 도전성 접착용 도전볼은, 안료를 포함하는 절연성 접착 폴리머로 이루어진 코어부 및 상기 코어부의 외면을 감싸는 도전층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 도전볼의 눌림 여부를 색의 변화를 통하여 육안으로 편리하게 확인할 수 있어 도전볼 눌림에 의한 불량 현상을 쉽게 판별할 수 있는 장점이 있다.

도전볼, 이방 도전성 접착제, 안료, 색 변화, 도전볼 눌림

Description

이방 도전성 접착용 도전볼{Conductive ball for anisotropic conductive adhesive}

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 종래 이방 도전성 접착용 도전볼을 나타낸 측면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이방 도전성 접착용 도전볼을 나타낸 측면도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도전볼을 포함하는 이방 도전성 접착제를 이용하여 피접착부재를 접합시킨 경우 도전볼 눌림 상태를 나타낸 단면도들이다.

도 5 내지 8은 본 발명의 일실시예에 따른 도전볼을 포함하는 이방 도전성 접착제들과 종래 이방 도전성 접착제들을 이용하여 피접착부재를 접합시킨 후 도전볼 눌림 상태를 관찰한 결과를 나타낸 사진들이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1: 절연성 접착 폴리머 2, 3: 도전층

10: 코어부 20: 도전층

21: 도전내층 23: 도전외층

30: 이방 도전성 접착제 31: 이방 도전성 접착용 도전볼

33: 절연성 접착성분 41, 43: 피접착부재

45: 전극

본 발명은 이방 도전성 접착용 도전볼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연성 접착 폴리머에 안료를 포함함으로써 도전볼의 눌림 여부를 색의 변화를 통하여 육안으로 편리하게 확인할 수 있어 도전볼 눌림에 의한 불량 현상을 쉽게 판별할 수 있는 이방 도전성 접착용 도전볼에 관한 것이다.

이방 도전성 접착제(antisotropic conductive film, ACF)는 미세한 간격의 전극을 갖는 회로들의 전기적 도통을 목적으로 열과 압력을 이용하여 접속시키는 일종의 커넥터이다. 이러한 이방 도전성 접착제는 일반적으로 단층 또는 다층의 고분자 수지에 전기적 도통을 할 수 있는 도전성 미립자를 포함하며, 이 혼합액을 PET 등과 같은 기재필름에 코팅하여 얻어진다.

상기 도전성 미립자는 도전볼의 형태로 사용되었으며, 이러한 도전볼을 이용하여 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF) 및 이방 도전 페이스트(anisotropic coonductive paste, ACP)를 제조할 경우 현미경 확인 검사방식에 따라서 도전볼의 눌림을 확인할 수밖에 없었다.

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

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 도전볼 눌림 확인을 용이하게 하여 도전볼 눌림에 의한 불량 현상을 쉽게 판별하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 이방 도전성 접착용 도전볼을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 이방 도전성 접착용 도전볼은, 안료를 포함하는 절연성 접착 폴리머로 이루어진 코어부 및 상기 코어부의 외면을 감싸는 도전층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 안료는, 염료계, 아조계 등의 유기안료와 크롬산염, 황산염 등의 무기안료 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 안료는 절연성 접착 폴리머 중량 대비 1 내지 3 중량%의 함량으로 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 도전층은, 니켈(Ni), 금(Au) 등의 도전성 화합물로 형성된 단일층일 수 있다.

또한 상기 도전층은, 니켈(Ni), 금(Au) 등의 도전성 화합물로 형성된 도전내층과 금(Au) 등으로 형성된 도전외층으로 이루어진 2층 구조의 복층일 수도 있다.

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 절연성 접착 폴리머에 유색의 안료를 첨가하여 도전볼이 열압착에 의하여 눌리면서 깨질 경우 그 색이 발현됨으로써 도전볼의 눌림 확인을 용이하게 하여 도전볼의 눌림에 의한 불량 현상을 쉽게 판별할 수 있음을 확인하였다.

본 발명의 이방 도전성 접착 도전볼은 안료를 포함하는 절연성 접착 폴리머로 이루어진 코어부와 상기 코어부의 외면을 감싸는 도전층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 코어부를 이루는 안료는 염료계, 아조계 등의 유기안료와 크롬산염, 황산염 등의 무기안료 등을 사용할 수 있으며, 특히 몰리브데이트오렌지, 페로시안화물, 인산염 등의 유색의 안료를 사용하는 것이 좋다.

상기 안료는 절연성 접착 폴리머 중량 대비 1 내지 3 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 안료의 함량한정에 있어서, 상기 하한치 미만일 경우에는 안료 효과가 미비하여 바람직하지 않으며, 상기 상한치를 초과할 경우에는 접착성능이 떨어져 바람직하지 않다.

상기 절연성 접착 폴리머는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 니트릴 수지, 아이소시아네이트 수지 등을 사용할 수 있다.

상기와 같은 코어부는 그 외면을 도전층이 감싸게 된다.

상기 도전층은 필요에 따라 단일층으로 형성될 수도 있으며, 2층 구조의 복층으로 형성될 수도 있다.

상기 도전층이 단일층으로 형성될 경우, 상기 도전층은 니켈(Ni), 금(Au) 등의 도전성 화합물로 형성될 수 있다.

상기 도전층이 단일층으로 형성될 경우, 그 두께는 50 ㎚ 내지 200 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 도전층의 두께 한정에 있어서, 상기 하한치 미만일 경우에는 도전성이 떨어져 바람직하지 않으며, 상기 상한치를 초과할 경우에는 생산비 측면에서 바람직하지 않다.

또한 상기 도전층이 2층 구조의 복층으로 형성될 경우에는, 상기 도전층은 니켈(Ni), 금(Au) 등의 도전성 화합물로 이루어진 코어부를 감싸는 도전내층과; 상기 도전내층을 감싸며, 금(Au) 등으로 이루어진 도전외층;으로 형성될 수 있다.

상기와 같이 안료를 내부에 포함하는 도전볼은 절연성 접착 성분과 함께 사용되어 이방 도전성 접착제를 형성한다.

상기 절연성 접착 성분은 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.

이하 본 발명의 일실시예에 따른 이방 도전성 접착용 도전볼을 종래 도전볼(도 1)과 비교하여 도 2를 참조하여 설명한다.

도 1은 종래 이방 도전성 접착용 도전볼을 나타낸 측면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 이방 도전성 접착용 도전볼은 절연성 접착 폴리머(1)와, 상기 절연성 접착 폴리머(1)를 감싸는 도전층(2, 3)으로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이방 도전성 접착용 도전볼을 나타낸 측면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이방 도전성 접착용 도전볼(31)은 안료 및 절연성 접착 폴리머로 이루어진 코어부(10)와, 상기 코어부의 외면을 감싸는 도전층(20)으로 이루어지며, 상기 도전층(20)은 필요에 따라 단일층 또는 2층 구조의 복층(21, 23)으로 이루어질 수 있다.

상기 안료, 절연성 접착 폴리머 및 도전층은 전술한 바와 동일한 의미로 해석될 수 있다.

이하 상기와 같은 본 발명의 도전볼을 포함하는 이방 도전성 접착제를 사용하여 피접착부재를 접합할 경우 열압착에 의한 도전볼 눌림 정도를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도전볼을 포함하는 이방 도전성 접착제를 이용하여 피접착부재를 접합시킨 경우 도전볼 눌림이 양호한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도전볼 눌림이 불량인 상태를 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 각각의 일면에 전극(45)이 구비된 제1피접착부재(41)와 제2피접착부재(43) 사이에 이방 도전성 접착제(30)가 위치하며, 상기 이방 도전성 접착제(30)은 절연성 접착성분(33) 내에 도전볼(31)을 포함한다. 또한, 상기 도전볼(31)은 안료를 포함하는 코어부와 상기 코어부의 외면을 감싸는 도전층으로 이루어진다.

상기 이방 도전성 접착제(30)로 접합된 피접착부재(41, 43)는 외부로부터 이방 도전성 접착제(30)를 경화시키기 위하여 열과 압력이 가해지게 되면, 이방 도전 성 접착제(30) 내에 함유된 도전볼(31)이 눌리게 된다. 이때 도전볼(31)의 눌림 현상으로 도전볼(31) 내에 함유되어 있는 유색의 안료가 퍼져 색을 띄게 되며, 전극(45)상에서 도전볼(31)의 밝기가 선명함을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명의 안료를 코어부에 함유하는 도전볼(31)을 포함하는 이방 도전성 접착제(30)는 피접착부재(41, 43) 접합시 열압착에 의하여 도전볼(31)이 눌려지고, 눌림으로 인해 도전볼(31) 내 안료가 퍼져나와 선명한 색을 띄게 되로, 이로써 도전볼(31) 눌림 여부를 육안으로 용이하게 관찰할 수 있다.

반면, 도 4에 도시한 바와 같이 도전볼 눌림이 불량할 경우에는 전극(45)상에서 도전볼(31)의 밝기가 선명하지 않게 나타남을 확인할 수 있다. 이는 도전볼(31) 내 안료가 빠져나오지 않아 밝기가 선명하게 나타나지 않는 것으로, 이같은 상태에서는 도전볼(31) 눌림 불량 상태임을 육안으로 쉽게 판별할 수 있다.

본 발명에 따른 코어부에 안료를 포함하는 이방 도전성 접착용 도전볼은 도전볼의 눌림으로 인해 도전볼 내 함유된 안료가 빠져나와 퍼지게 됨으로써 색상 변화를 일으켜 종래 현미경 확인 검사방식으로 판단하던 도전볼의 눌림 여부를 육안으로 용이하게 관찰할 수 있게 된다.

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

실시예 1

안료인 몰리브데이트오렌지 3 중량%로 이루어진 코어부를 형성하고, 절연성 접착 폴리머로 에폭시 레진 45 중량%을 이용하여 상기 코어부를 감싸도록 코어외층 을 형성하였다. 그 다음, 상기 코어외층을 감싸도록 Ni을 이용하여 도전내층을 형성하고, 상기 도전내층 외부에 Au를 이용하여 도전외층을 형성하여 도전볼을 제조하였다.

아크릴 모노머 25 중량%, 우레탄 50 중량% 및 점착제 20 중량%가 혼합된 절연성 접착성분과 상기 제조한 도전볼 5 중량%를 혼합하여 이방 도전성 접착제를 제조하였다.

비교예 1

종래 도전볼을 이용하여 이방 도전성 접착제를 사용하였다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 안료를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1 또는 2에서 제조한 이방 도전성 접착제를 피접착부재인 FPC와 ITO 유리에 접착시켰다. 그 다음, 상기 피접착부재의 외부로부터 열과 압력을 가하여 접합시킨 후 도전볼 눌림을 관찰하고, 그 결과를 도 3 내지 4에 나타내었다.

도 3 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1(도 3)의 경우 비교예 1(도 4)과 비교하여 눌렸을 경우 안료 때문에 현미경을 이용하여 육안으로 확연히 구분할 수 있었다. 반면, 비교예 1의 경우에는 도전볼 코어부의 탄성에 의해 도전볼 눌림 현상이 약하고 현미경 관찰시 눌림이 확실하지 않았다. 한편, 비교예 2의 경우에는 실시예 1과 비슷하였으나, 단지 안료의 색깔 차이로 인해 현미경 관찰시 색깔이 다르게 나타났다.

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 따르면 도전볼의 눌림 여부를 색의 변화를 통하여 육안으로 편리하게 확인할 수 있어 도전볼 눌림에 의한 불량 현상을 쉽게 판별할 수 있다.

Claims (5)

1. 안료를 포함하는 절연성 접착 폴리머로 이루어진 코어부; 및

   상기 코어부의 외면을 감싸는 도전층;을 포함하여 이루어지되,

   상기 안료는 염료계 유기안료, 아조계 유기안료, 크롬산염계 무기안료 및 황산염계 무기안료로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 둘 이상의 혼합물로서, 상기 절연성 접착 폴리머 중량 대비 1 내지 3 중량%의 함량으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 접착용 도전볼.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 절연성 접착 폴리머는, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 니트릴 수지 및 아이소시아네이트 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일물 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 접착용 도전볼.
4. 제1항에 있어서,

   상기 도전층은, 니켈(Ni) 또는 금(Au)의 도전성 화합물로 형성되어, 상기 코어부의 외면을 감싸는 단일층인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 접착용 도전볼.
5. 제1항에 있어서,

   상기 도전층은, 니켈(Ni) 또는 금(Au)의 도전성 화합물로 형성되어, 상기 코어부의 외면을 감싸는 도전내층; 및

   금(Au)으로 형성되어, 상기 도전내층을 감싸는 도전외층;을 포함하여 구비되는 2층 구조의 복층으로 형성된 것을 특징으로 하는 이방 도전성 접착용 도전볼.

Images