KR100979728B1 - Anisotropic conductive film having a optimum elastic restitution property and circuit board using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아래의 식으로 정의되는 탄성 회복 지수(ε)가 0.04≤ε≤0.15 사이의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 아크릴레이트계 이방도전필름에 관한 것이다. The present invention relates to an acrylate-based anisotropic conductive film, characterized in that the elastic recovery index (ε) defined by the following formula has a value between 0.04≤ε≤0.15.
ε = (L2/L1) ε = (L 2 / L 1 )
(여기서, L1 : 경화가 60%~80% 진행된 이방도전필름을 5kgf/㎠의 인장력으로 잡아당겼을때 늘어나는 길이, L2 : 상기 5kgf/㎠의 인장력을 제거하였을때 줄어드는 길이)(L 1 : length of stretching when pulling the anisotropic conductive film 60% to 80% of the curing proceeds with a tensile force of 5kgf / ㎠, L 2 : length to decrease when removing the tensile force of 5kgf / ㎠)
탄성 회복율, 이방도전필름, ACFElastic recovery, anisotropic conductive film, ACF
Description
본 발명은 회로기판끼리 또는 IC 칩 등의 전자부품과 배선기판과의 접속에 사용되는 이방도전필름 및 이를 이용한 회로접속구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 탄성 회복 특성이 조절된 이방도전필름에 관한 것이다. The present invention relates to an anisotropic conductive film used for connecting circuit boards or electronic components such as IC chips and wiring boards, and a circuit connection structure using the same, and more particularly, to an anisotropic conductive film in which elastic recovery characteristics are controlled. It is about.
회로기판끼리 또는 IC 칩 등의 전자부품과 회로기판을 전기적으로 접속하기 위해서, 접착제에 도전입자가 분산되어 있는 이방도전필름이 사용되고 있다. 이 경우, 이방도전필름을 서로 대치하는 전극 사이에 배치하고, 가열, 가압에 의해 전극 끼리 접속한 후, 가압 방향으로 도전성을 갖게 하는 것에 의해 전기적 접속을 행한다. 이러한 이방도전필름은 대표적으로 LCD 모듈에서 LCD 패널, 인쇄회로기판(PCB), 드라이버 IC 등의 패키징을 위해 사용된다. In order to electrically connect circuit boards or electronic components, such as an IC chip, and a circuit board, the anisotropic conductive film in which the electroconductive particle is disperse | distributed to the adhesive agent is used. In this case, the anisotropic conductive film is disposed between the electrodes facing each other, and the electrodes are connected by heating and pressurization, and then electrically connected by making the conductive in the pressing direction. Such anisotropic conductive film is typically used for packaging LCD panels, printed circuit boards (PCBs), and driver ICs in LCD modules.
현재 LCD는 노트북 PC나 모니터 및 텔레비젼 대상의 대형 패널로부터 휴대전화나 PDA(Personal Digital Assistant), 게임 등의 모바일 기기 대상의 중,소형 패널까지 다양한 용도에 적용되고 있으며, 이들의 LCD에는 이방도전필름에 의한 드라이버 IC의 실장이 채용되고 있다. LCD에서의 드라이버 IC 실장은, 드라이버 IC를 테이프 캐리어 패키지(TCP : Tape Carrier Package)화 하거나 COF(Chip On Film)화하고, 이것을 LCD 패널에 접착시키는 OLB(Outer Lead Bonding) 방식이나 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)에 접착시키는 PCB 방식이 채용되고 있다. 또한, 휴대전화 등의 중,소형 LCD에서는, 드라이버 IC를 이방도전필름에 의해 직접 LCD 패널에 실장하는 COG(Chip On Glass) 방식이 채용되고 있다. Currently, LCDs are applied to a wide range of applications from large panels for notebook PCs, monitors, and TVs to medium and small panels for mobile devices such as mobile phones, personal digital assistants, and games. Driver IC mounting is adopted. Driver IC mounting in LCDs uses an outer lead bonding (OLB) method or a printed circuit board (PCB) in which a driver IC is formed into a tape carrier package (TCP) or a chip on film (COF) and bonded to the LCD panel. PCB: PCB type is attached to the printed circuit board. In addition, in small and medium-sized LCDs such as mobile phones, a COG (Chip On Glass) method in which a driver IC is directly mounted on an LCD panel by an anisotropic conductive film is adopted.
이와 같이, 회로기판끼리 또는 IC 칩 등의 전자부품과 회로기판을 이방도전필름을 이용하여 접속함에 있어서, 가장 문제가 되는 것은 접속 신뢰성이다. 즉, 이방도전필름에 있어서는 높은 접착성과 더불어 우수한 도통 신뢰성이 요구된다. As described above, connection reliability between the circuit boards and electronic components such as IC chips and the circuit board using an anisotropic conductive film is the most problematic. That is, in the anisotropic conductive film, excellent conduction reliability is required along with high adhesiveness.
이방도전필름의 접속 신뢰성은 주로 압흔 특성을 통해 관찰되는데, 이 압흔 특성은 피접착부재 사이에 개재된 이방도전필름의 도전 입자가 피접착부재의 전극 사이에 눌려 있는 상태를 나타낸다. 따라서, 압흔 특성이 양호하다는 것은 도전 입자가 전극 사이에 잘 눌려져서 가압 방향으로의 전기적 접속 특성이 우수하다는 것을 나타내고, 압흔 특성이 나쁘다는 것은 도전 입자가 전극 사이에서 충분히 눌리지 않아 전기적 접속이 불량하다는 것을 나타낸다. The connection reliability of the anisotropic conductive film is mainly observed through the indentation characteristic, which indicates that the conductive particles of the anisotropic conductive film interposed between the members to be pressed are pressed between the electrodes of the members to be bonded. Therefore, good indentation characteristics indicate that the conductive particles are well pressed between the electrodes, so that the electrical connection characteristics in the pressing direction are excellent, and bad indentation characteristics indicate that the conductive particles are not sufficiently pressed between the electrodes, resulting in poor electrical connection. Indicates.
지금까지 이방도전필름의 압흔 특성은 주로 이방도전필름의 경화율과 밀접한 관련을 갖는 것으로 보고되어 왔다. 하지만, 본 압착시에는 압흔 특성이 좋았으나 본 압착 직후에 이방도전필름이 탄성 회복되어 압흔 특성이 다시 나빠질 수 있다. Until now, indentation properties of anisotropic conductive films have been reported to be closely related to the curing rate of anisotropic conductive films. However, in this crimping, the indentation characteristics were good, but immediately after the crimping, the anisotropic conductive film may be elastically recovered, and the indentation characteristics may deteriorate again.
즉, 경화율과 탄성 모듈러스가 우수한 이방도전필름은 기본적인 압흔 특성의 우수성을 보장할 수는 있지만, 본 압착 후의 압흔 특성의 우수성까지 담보하는 것은 아니다. That is, the anisotropic conductive film excellent in curing rate and elastic modulus can guarantee the superiority of the basic indentation characteristics, but does not guarantee the superiority of the indentation characteristics after the main compression.
따라서, 본 발명은 본 압착 후에도 우수한 압흔 특성을 그대로 유지할 수 있는 이방도전필름을 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, an object of the present invention is to provide an anisotropic conductive film that can maintain excellent indentation properties even after the main compression.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
본 발명에 따른 이방도전필름은 필름 형성을 위한 열가소성 수지, 바인더로 사용되는 아크릴레이트계 열경화성 단량체, 경화개시제, 도전입자 및 이형 필름으로 이루어지는 것으로서, 서로 대치하는 회로부재 사이에 개재된 후 열압착에 의해 대향하는 회로부재를 서로 접착시킬 뿐만 아니라 전기적으로 접속시킨다. The anisotropic conductive film according to the present invention is composed of a thermoplastic resin for forming a film, an acrylate-based thermosetting monomer used as a binder, a curing initiator, conductive particles, and a release film, and is interposed between circuit members opposing to each other. By doing so, the opposing circuit members are not only bonded to each other but also electrically connected.
또한, 이방도전필름의 베이스 수지(특히, 열경화성 단량체)는 수지 자체의 특성으로 인해 소정의 탄성 회복력을 갖는다. 따라서, 회로부재 사이에서 이방도전필름이 본 압착된 후, 상기 탄성 회복력으로 인해 회로부재의 전극 사이가 들뜨게 되어 압흔 특성이 나빠질 수 있다. In addition, the base resin (particularly, the thermosetting monomer) of the anisotropic conductive film has a predetermined elastic recovery force due to the properties of the resin itself. Therefore, after the anisotropic conductive film is compressed between the circuit members, the elastic recovery force may cause the electrode between the circuit members to be lifted up, resulting in poor indentation characteristics.
이러한 이방도전필름의 탄성 회복력으로 인한 압흔 특성의 문제점이 도 1 및 도 2에 잘 나타나 있다. 도 1은 본 압착후 압력이 제거되기 전의 회로 접속 상태도이고, 도 2는 본 압착후 압력이 제거된 후의 회로 접속 상태도이다. Problems of indentation characteristics due to the elastic recovery force of the anisotropic conductive film are well shown in FIGS. 1 and 2. Fig. 1 is a circuit connection state diagram before the pressure after the main compression is removed, and Fig. 2 is a circuit connection state diagram after the pressure after the main compression is removed.
도면을 참조하면, 서로 대치하는 회로부재 사이에 이방도전필름을 개재하고, 가열, 가압하면, 회로부재의 양 전극 사이에 도전 입자가 개재된 상태로 눌리면서 본 압착이 이루어진다.(도 1 참조) 그러나, 도 2와 같이 본 압착이 완료된 후, 회로부재를 가압하고 있던 압력이 사라지게 되면, 이방도전필름에 화살표 방향의 탄성 회복력이 발생하여 전극과 전극 사이가 들뜨게 된다. Referring to the drawings, when the anisotropic conductive film is interposed between the circuit members facing each other, and heated and pressed, the main compression is performed while the conductive particles are interposed between the electrodes of the circuit member (see FIG. 1). After the pressing is completed, as shown in FIG. 2, when the pressure applied to the circuit member disappears, elastic recovery force in the direction of the arrow is generated on the anisotropic conductive film, and the electrode is excited between the electrodes.
따라서, 본 압착후에도 압흔 특성을 우수하게 유지하기 위해서는 이방도전필름의 탄성 회복 특성을 최적의 상태로 조절해야 한다. Therefore, in order to maintain the indentation characteristics excellent after the main compression, the elastic recovery characteristics of the anisotropic conductive film should be adjusted to an optimal state.
본 발명자들은 본 압착후에도 우수한 접속 신뢰성을 나타내기 위한 이방도전필름의 탄성 회복 특성을 하기 수학식으로 표현되는 탄성 회복 지수(ε)로 나타내었다. The present inventors have shown the elastic recovery index (ε) represented by the following equation for the elastic recovery characteristics of the anisotropic conductive film to exhibit excellent connection reliability even after the main compression.
ε = (L2/L1) ε = (L 2 / L 1 )
(여기서, L1 : 경화가 60%~80% 진행된 이방도전필름을 5kgf/㎠의 인장력으로 잡아당겼을때 늘어나는 길이, L2 : 상기 5kgf/㎠의 인장력을 제거하였을때 줄어드는 길이)(L 1 : length of stretching when pulling the anisotropic conductive film 60% to 80% of the curing proceeds with a tensile force of 5kgf / ㎠, L 2 : length to decrease when removing the tensile force of 5kgf / ㎠)
본 발명에 따른 아크릴레이트계 이방도전필름은 경화전 탄성 회복 지수(ε)가 0.04 ≤ε≤ 0.15의 값을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 제 1 회로부재와 제 2 회로부재 사이에 상기 이방도전필름을 개재하여 열압착함으로써 전기적으로 뿐만 아니라 기계적으로 접속된 회로접속구조체를 제공한다. 여기서, 상기 제 1 회로부재는 COF 또는 TCP이고, 상기 제 2 회로부재는 유리 기판 또는 인쇄회로기판인 것일 수 있다. The acrylate-based anisotropic conductive film according to the present invention is characterized in that the elastic recovery index (ε) before curing has a value of 0.04 ≦ ε ≦ 0.15.
The present invention also provides a circuit connection structure electrically connected as well as mechanically by thermocompression bonding between the first circuit member and the second circuit member via the anisotropic conductive film. Here, the first circuit member may be a COF or TCP, and the second circuit member may be a glass substrate or a printed circuit board.
본 발명에 따른 이방도전필름은 본 압착후 압력을 제거하여도 우수한 압흔 특성을 그대로 유지한다. 따라서, 기판끼리 또는 IC 칩 등의 전자부품과 회로기판을 전기적으로 접속함에 있어서, 높은 접착성과 도통 신뢰성을 구현할 수 있다. The anisotropic conductive film according to the present invention maintains excellent indentation properties even after the pressure is removed after the main compression. Therefore, in the electrical connection between the boards or electronic components such as IC chips and the circuit board, high adhesion and conduction reliability can be realized.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 각 도면 중에서 동일 부호는 동일 또는 동등한 구성요소를 나타내고 있다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the drawings, the same reference numerals denote the same or equivalent components.
도 3은 본 발명에 따른 이방도전필름(10)이 서로 대향하는 회로기판(20, 30) 사이에 개재된 상태를 도시하고 있다. 3 illustrates a state in which the anisotropic
상기 이방도전필름(10)은 필름 형성을 위한 열가소성 수지, 바인더로서 아크릴레이트계 열경화성 단량체, 경화개시제, 도전 입자 및 이형 필름으로 이루어지며, 필요에 따라 기타 첨가제가 포함될 수 있다.
상기 열가소성 수지로는 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 포르말, 폴리비닐 아세탈, 폴리아미드, 페녹시 수지, 스틸렌-부타디엔-스틸렌 블록 공중합체, 카르복실화 스틸렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 폴리 아크릴레이트 수지 등을 단독으로 또는 2가지 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 열가소성 수지는 30 ~ 60중량% 함유되는 것이 바람직하다. The anisotropic
Examples of the thermoplastic resin include polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl acetal, polyamide, phenoxy resin, styrene-butadiene-styrene block copolymer, carboxylated styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer, Polyacrylate resin etc. can be used individually or in mixture of 2 or more types. At this time, the thermoplastic resin is preferably contained 30 to 60% by weight.
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상기 열경화성 단량체로는 아크릴계 모노머, 메타크릴계 모노머와 같이 라디칼에 의해 중합하는 관능기를 갖는 라디칼 중합성 수지가 사용되는데, 구체적으로는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소 아밀 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 부톡시 에틸 아크릴레이트, 에톡시 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시 트리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시 폴리에스틸렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시 디프로필렌 글리콜 아크릴레이트, 페녹시 에틸 아크릴레이트, 페녹시 폴리에스틸렌 글리콜 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 2-히드록시 에틸 아크릴레이트, 2-히드록시 프로필 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 트리데실 메타크릴레이트, 메톡시 디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 메톡시 폴리에스틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 퍼프릴 메타크릴레이트, 퍼프릴 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소보닐 메타크릴레이트, 메톡시 트리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 등이 단독으로 또는 2가지 이상 혼합되어 사용될 수 있다. 이때, 상기 열경화성 단량체는 30 ~ 70중량% 함유되는 것이 바람직하다. As the thermosetting monomer, a radical polymerizable resin having a functional group that is polymerized by a radical such as an acrylic monomer or a methacryl monomer may be used. Specifically, methyl acrylate, ethyl acrylate, iso amyl acrylate, and lauryl acrylate. , Stearyl acrylate, butoxy ethyl acrylate, ethoxy diethylene glycol acrylate, methoxy triethylene glycol acrylate, methoxy polystyrene glycol acrylate, methoxy dipropylene glycol acrylate, phenoxy ethyl acrylate , Phenoxy polystyrene glycol acrylate, isobornyl acrylate, 2-hydroxy ethyl acrylate, 2-hydroxy propyl acrylate, methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tridecyl methacrylate, methoxy Diethylene glycol methacrylate, Methoxy polystyrene glycol methacrylate, perryl methacrylate, perryl acrylate, isobutyl acrylate, isobornyl methacrylate, methoxy triethylene glycol methacrylate, etc., alone or in combination of two or more Can be used. At this time, the thermosetting monomer is preferably contained 30 to 70% by weight.
상기 경화개시제로는 아조계 화합물 또는 유기과산화물이 사용 가능한데, 구체적으로는 디큐밀퍼옥사이드(dicumylperoxide), 티-부틸-큐밀퍼옥사이드(t-butyl-cumylperoxide), 비스(알파-티-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 2,5-디(티-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥산, 2,5-디(티-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥신-3, 디테르부틸퍼옥사이드(diterbutylperoxide), 1,1-디-테르부틸퍼옥시시클로헥산, 이소프로필큐밀테르부틸퍼옥사이드, 비스(알파-테르아밀퍼옥시이소프로필)벤젠 등을 단독으로 또는 2가지 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 경화개시제는 0.1 ~ 10중량% 함유되는 것이 바람직하다. As the curing initiator, an azo compound or an organic peroxide may be used. Specifically, dicumyl peroxide, t-butyl-cumylperoxide, and bis (alpha-thi-butylperoxyiso) Propyl) benzene, 2,5-di (thi-butylperoxy) -2,5-dimethylhexane, 2,5-di (thi-butylperoxy) -2,5-dimethylhexine-3, diterbutylper Oxide (diterbutylperoxide), 1,1-di-terbutyl peroxycyclohexane, isopropyl cumylterbutyl peroxide, bis (alpha-teramyl peroxy isopropyl) benzene can be used alone or in combination of two or more have. At this time, the curing initiator is preferably contained 0.1 to 10% by weight.
상기 도전 입자로는, OLB 방식이나 COG 방식의 이방도전필름의 경우는, 금-니켈 코팅된 폴리머볼이나 금 코팅된 니켈볼이 사용되고, PCB 방식의 이방도전필름의 경우는 니켈볼이 사용될 수 있다. As the conductive particles, in the case of an anisotropic conductive film of an OLB method or a COG method, a gold-nickel coated polymer ball or a gold coated nickel ball may be used, and in the case of a PCB type anisotropic conductive film, a nickel ball may be used. .
기타, 첨가제로서 실란 커플링제(접착력 증진제), 접착력 부여제 등이 부가적으로 사용될 수 있다. In addition, a silane coupling agent (adhesion enhancer), an adhesion imparting agent, or the like may additionally be used as an additive.
상기와 같은 구성을 갖는 이방도전필름은 열가소성 수지의 종류나 함량, 열경화성 단량체의 종류나 함량, 경화개시제의 종류나 함량 및 첨가제의 종류 등을 변경하는 것에 의해 아래에서 상세하게 설명하는 탄성 회복 지수(ε)를 다양하게 조절할 수 있다. The anisotropic conductive film having the above-described configuration may be described in detail below by changing the type or content of the thermoplastic resin, the type or content of the thermosetting monomer, the type or content of the curing initiator, and the type of the additive. ε) can be adjusted in various ways.
이하에서, 아크릴레이트계 이방도전필름의 탄성 회복 특성을 나타내는 지표로서 탄성 회복 지수(ε)를 소개한다. Hereinafter, the elastic recovery index ε is introduced as an index indicating the elastic recovery characteristics of the acrylate-based anisotropic conductive film.
도 4는 이방도전필름의 스트레스에 따른 길이 변화를 나타내는 그래프이고, 도 5는 이방도전필름의 인장강도 테스트를 수행하는 테스트 흐름도이다. Figure 4 is a graph showing the change in length according to the stress of the anisotropic conductive film, Figure 5 is a test flow chart for performing a tensile strength test of the anisotropic conductive film.
먼저, 도 5의 (a)와 같이 다수의 경화전 이방도전필름을 제작하고, 이들을 적층한 후 압축 롤러를 통과시켜 도 5의 (b)와 같은 두께(t) 1mm의 이방도전필름판을 제작한다. 이렇게 제작된 이방도전필름판을 이용하여 도 5의 (c)와 같이 두께(d) 5mm, 길이(ℓ) 20mm를 갖는 시편(13)을 제작한다. 그리고, 이 시편을 오븐에 넣고 160℃~180℃의 온도로 8초~15초 동안 가열하여 경화율이 60%~80%가 되도록 경화를 진행시킨다. 이렇게 경화가 60%~80% 진행된 시편의 양 끝단을 도 5의 (d)에 도시된 UTM 장치의 지그에 물린 다음 크로스헤드 스피드(Crosshead speed)가 100mm/min이 되도록 잡아당긴다. 이때, 스트레스(stress)가 5kgf/㎠에 도달하면, 시편의 인장을 중단하고, 인가된 스트레스를 제거한다. 여기서, 인장력 5kgf/㎠는 상기 이방도전필름 시편의 파단이 발생하는 최대 인장력 이하의 값에서 선택한 것이다. First, as shown in FIG. 5 (a), a plurality of anisotropic conductive films before curing are prepared, and after laminating them, a compression roller is passed through to produce an anisotropic conductive film plate having a thickness (t) of 1 mm as shown in FIG. 5 (b). do. Using the anisotropic conductive film plate thus produced, as shown in Figure 5 (c) to prepare a
이와 같이, UTM 장치를 이용하여 경화율이 60%~80%인 이방도전필름의 양 끝단에 스트레스가 5kgf/㎠가 될 때까지 인장력을 가하면, 도 4와 같이 이방도전필름의 길이가 L1 만큼 늘어난다. 그후, 이방도전필름의 양 끝단에 인가된 스트레스를 제거하면, 이방도전필름의 길이는 다시 L2 만큼 축소된다. As such, when a tensile force is applied to both ends of the anisotropic conductive film having a curing rate of 60% to 80% using a UTM device until the stress becomes 5 kgf / cm 2, the length of the anisotropic conductive film is L 1 as shown in FIG. 4. Increases. Then, when the stress applied to both ends of the anisotropic conductive film is removed, the length of the anisotropic conductive film is again reduced by L 2 .
이때, 이방도전필름의 탄성 회복 특성을 나타내는 탄성 회복 지수(ε)는 아래의 수학식과 같이 정의된다. At this time, the elastic recovery index (ε) representing the elastic recovery characteristics of the anisotropic conductive film is defined as in the following equation.
ε = (L2/L1) ε = (L 2 / L 1 )
(여기서, L1 : 경화가 60%~80% 진행된 이방도전필름을 5kgf/㎠의 인장력으로 잡아당겼을때 늘어나는 길이, L2 : 상기 5kgf/㎠의 인장력을 제거하였을때 줄어드는 길이)(L 1 : length of stretching when pulling the anisotropic conductive film 60% to 80% of the curing proceeds with a tensile force of 5kgf / ㎠, L 2 : length to decrease when removing the tensile force of 5kgf / ㎠)
본 발명에 따른 아크릴레이트계 이방도전필름은 상기 탄성 회복 지수(ε)가 0.04 이상이고, 0.15 이하인 것을 특징으로 한다. The acrylate-based anisotropic conductive film according to the present invention is characterized in that the elastic recovery index (ε) is 0.04 or more and 0.15 or less.
이때, 이방도전필름의 탄성 회복 지수(ε)가 0.04를 하회하게 되면, 이방도전필름의 탄성 회복력이 너무 약해서 고온, 고습 환경에서 도전 입자와 회로부재가 서로 수축, 팽창할 때 접착제 수지와 비동조화되면서 계면 박리가 발생하는 뒤틀림(Warpage) 현상이 발생한다. 반면에, 이방도전필름의 탄성 회복 지수(ε)가 0.15를 상회하면, 이방 도전필름의 탄성 회복력이 너무 강해서 본 압착후 이방도전필름에 본딩 방향(또는 가압 방향)과 반대 방향으로 리바운싱이 발생해 압흔 특성에 불량을 초래한다. At this time, if the elastic recovery index (ε) of the anisotropic conductive film is less than 0.04, the elastic recovery power of the anisotropic conductive film is so weak that when the conductive particles and the circuit member shrink and expand each other in a high temperature and high humidity environment, it is incompatible with the adhesive resin. As a result, warpage phenomenon occurs in which interfacial peeling occurs. On the other hand, if the elastic recovery index (ε) of the anisotropic conductive film exceeds 0.15, the elastic recovery force of the anisotropic conductive film is so strong that rebounding in the opposite direction to the bonding direction (or pressing direction) occurs after the main compression. This will cause poor indentation properties.
따라서, 본 압축 후에도 우수한 접속 신뢰성을 유지하기 위해서는 경화가 60%~80% 진행된 이방도전필름의 탄성 회복 지수(ε)가 0.04 이상, 0.15 이하의 값을 가져야 한다. Therefore, in order to maintain excellent connection reliability even after the present compression, the elastic recovery index (ε) of the anisotropic conductive film that has undergone 60% to 80% of hardening should have a value of 0.04 or more and 0.15 or less.
상기 탄성 회복 지수(ε)는 이방도전필름을 구성하는 열가소성 수지, 열경화성 단량체, 경화개시제 및 첨가제의 종류와 양을 변경하는 것에 의해 조절 가능하다.The elastic recovery index (ε) can be adjusted by changing the type and amount of the thermoplastic resin, the thermosetting monomer, the curing initiator and the additive constituting the anisotropic conductive film.
이하에서, 여러 가지 탄성 회복 지수(ε)를 갖는 다수의 이방도전필름을 제조하고, 이렇게 제조된 이방도전필름에 대하여 압흔 특성 및 접속 저항 특성치를 측정하고 이를 테이블로 정리하였다. Hereinafter, a plurality of anisotropic conductive films having various elastic recovery index (ε) were prepared, and the indentation characteristics and the connection resistance characteristics of the anisotropic conductive films thus prepared were measured and summarized in a table.
[이방도전필름의 제조][Production of Anisotropic Conductive Film]
필름 형성을 위한 열가소성 수지, 바인더로서의 아크릴레이트계 열경화성 수지, 경화제 및 각종 첨가제를 포함하는 접착제 조성물을 유기용제에 용해 또는 분산하고, 또한 도전 입자를 분산하여 필름 도공용 용액을 제조한다. 이때, 사용되는 유기용제는 방향족 탄화수소계와 함산소계의 혼합 용제가 재료의 용해성을 향상시키기 때문에 바람직하다. 뒤이어, 이 용액을 편면을 표면 처리한 투명 PET 필름에 도공장치를 이용하여 도포하고, 70℃, 10분의 열풍 건조에 의하여 경화전 이방도전필름을 얻는다. 이때, 이방도전필름을 구성하는 열가소성 수지, 열경화성 단량체, 경화개시제, 첨가제 등의 종류와 양을 적절히 변경하여 아래의 실시예 및 비교예와 같이 다양한 탄성 회복 지수(ε)를 갖는 이방도전필름을 제조하였다. An adhesive composition containing a thermoplastic resin for film formation, an acrylate thermosetting resin as a binder, a curing agent, and various additives is dissolved or dispersed in an organic solvent, and conductive particles are dispersed to prepare a solution for film coating. The organic solvent used at this time is preferable because the mixed solvent of an aromatic hydrocarbon type and an oxygen type improves the solubility of a material. Subsequently, this solution is apply | coated to the transparent PET film which surface-treated the single side | surface using a pottery tool, and the anisotropic conductive film before hardening is obtained by 70 degreeC and hot air drying for 10 minutes. At this time, by changing the type and amount of the thermoplastic resin, thermosetting monomer, curing initiator, additives, etc. constituting the anisotropic conductive film appropriately to prepare an anisotropic conductive film having a variety of elastic recovery index (ε) as shown in the following Examples and Comparative Examples It was.
[회로접속구조체][Circuit Connection Structure]
도 6은 이방도전필름을 개재하여 COF 또는 TCP를 유리 기판 또는 PCB 기판에 본딩하는 OLB 방식 또는 PCB 방식의 접속 공정을 설명하고 있다. FIG. 6 illustrates an OLB method or a PCB method connection process of bonding COF or TCP to a glass substrate or a PCB substrate through an anisotropic conductive film.
도면에 도시된 바와 같이, 상기에서 제조한 이방도전필름들(10)을 유리 기판 또는 PCB 기판(31) 위에 놓고 65℃ ~ 90℃ 온도 범위에서 0.5초 ~ 3초간 1MPa ~ 3.5MPa의 압력으로 가압착 하고, 이 이방도전필름 위에 COF 또는 TCP(22)를 대향 배치한다. 그 후, COF 또는 TCP(22) 위에 0.15T의 테프론 시트로 이루어진 완충재(42)를 개재하고, 히팅바(41)를 이용하여 160℃~190℃, 2MPa ~ 4MPa의 조건에서 8초~15초 동안 가열, 가압하여 회로접속구조체를 제작한다. As shown in the figure, the anisotropic
이때, 상기 회로접속구조체에 사용되는 이방도전필름은 아래의 실시예 및 비교예와 같이 서로 다른 탄성 회복 지수(ε)[ε = (L2/L1), 여기서, L1 : 경화가 60%~80% 진행된 이방도전필름을 5kgf/㎠의 인장력으로 잡아당겼을때 늘어나는 길이, L2 : 상기 5kgf/㎠의 인장력을 제거하였을때 줄어드는 길이)를 갖는다. At this time, the anisotropic conductive film used in the circuit connection structure has a different elastic recovery index (ε) [ε = (L 2 / L 1 ), where L 1 : hardening 60% as shown in the following Examples and Comparative Examples ˜80% of the length of the anisotropic conductive film stretched when pulled with a tensile force of 5kgf / ㎠, L 2 : the length is reduced when removing the tensile force of the 5kgf / ㎠).
이때, 각 실시예 및 비교예 마다 동일한 샘플을 10개씩 제작하고, 각각에 대해 압흔 특성 및 접속 저항을 측정하고, 그 평균값을 구하여 테이블로 정리하였다. At this time, ten identical samples were produced for each Example and Comparative Example, the indentation characteristic and the connection resistance were measured about each, the average value was calculated | required, and it was put together in the table.
실시예Example 1 One
탄성 회복 지수(ε)가 0.04(L1=17mm, L2=0.68mm)인 이방도전필름을 제작하고, 이 이방도전필름을 상기 회로접속구조체에 적용하였다.An anisotropic conductive film having an elastic recovery index (ε) of 0.04 (L 1 = 17 mm, L 2 = 0.68 mm) was produced, and the anisotropic conductive film was applied to the circuit connection structure.
실시예Example 2 2
탄성 회복 지수(ε)가 0.10(L1=20mm, L2=2mm)인 이방도전필름을 제작하고, 이 이방도전필름을 상기 회로접속구조체에 적용하였다.An anisotropic conductive film having an elastic recovery index? Of 0.10 (L 1 = 20 mm, L 2 = 2 mm) was produced, and the anisotropic conductive film was applied to the circuit connection structure.
실시예Example 3 3
탄성 회복 지수(ε)가 0.15(L1=24mm, L2=3.6mm)인 이방도전필름을 제작하고, 이 이방도전필름을 상기 회로접속구조체에 적용하였다.An anisotropic conductive film having an elastic recovery index (ε) of 0.15 (L 1 = 24 mm, L 2 = 3.6 mm) was produced, and the anisotropic conductive film was applied to the circuit connection structure.
비교예Comparative example 1 One
탄성 회복 지수(ε)가 0.02(L1=15mm, L2=0.3mm)인 이방도전필름을 제작하고, 이 이방도전필름을 상기 회로접속구조체에 적용하였다.An anisotropic conductive film having an elastic recovery index? Of 0.02 (L 1 = 15 mm, L 2 = 0.3 mm) was produced, and the anisotropic conductive film was applied to the circuit connection structure.
비교예Comparative example 2 2
탄성 회복 지수(ε)가 0.17(L1=30mm, L2=5.1mm)인 이방도전필름을 제작하고, 이 이방도전필름을 상기 회로접속구조체에 적용하였다.An anisotropic conductive film having an elastic recovery index (ε) of 0.17 (L 1 = 30 mm, L 2 = 5.1 mm) was fabricated, and the anisotropic conductive film was applied to the circuit connection structure.
비교예Comparative example 3 3
탄성 회복 지수(ε)가 0.20(L1=35mm, L2=7mm)인 이방도전필름을 제작하고, 이 이방도전필름을 상기 회로접속구조체에 적용하였다.An anisotropic conductive film having an elastic recovery index? Of 0.20 (L 1 = 35 mm, L 2 = 7 mm) was produced, and the anisotropic conductive film was applied to the circuit connection structure.
상기한 실시예 및 비교예를 통해 제작된 이방도전필름을 개재한 회로접속구조체에 대하여 하기와 같이 (1) 압흔 특성 및 (2) 도통 신뢰성 테스트를 실시하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. (1) indentation characteristics and (2) conduction reliability tests were performed on the circuit connection structure via the anisotropic conductive film produced through the above-described Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 1.
(1) 압흔 테스트 (1) indentation test
칩과 결합되는 유리 기판의 전극이 ITO 투명 전극인 경우에는 광학 현미경을 통해 도전볼 눌림 현상을 관찰하고, 크롬 전극인 경우에는 미분 간섭 현미경을 이용하여 DIC 압흔을 관찰하였다. When the electrode of the glass substrate bonded to the chip is an ITO transparent electrode, the conductive ball pressing phenomenon was observed through an optical microscope, and in the case of a chromium electrode, the DIC indentation was observed using a differential interference microscope.
이때, ITO 투명전극에서 도전볼의 변형이 관찰되는 경우에는 ○, 도전볼의 변형이 없는 경우에는 ×로 표시하고, 크롬 전극에서 도전볼의 돌출이 관찰된 경우에는 ○, 도전볼의 돌출이 없는 경우에는 ×로 표시하였다. At this time, if the deformation of the conductive ball is observed in the ITO transparent electrode, ○, if there is no deformation of the conductive ball, it is indicated by ×, and if the protrusion of the conductive ball is observed in the chromium electrode, ○, there is no protrusion of the conductive ball. In the case, X was indicated.
(2) 도통 신뢰성 테스트(2) conduction reliability test
85℃의 온도 및 85% 상대습도에서 500시간 동안 에이징한 후의 저항치(Ωa)와 에이징전의 초기 저항치(Ωi)를 멀티미터를 이용하여 각각 측정하였다. The resistance after the aging for 500 hours at the temperature of 85 ° C. and the 85% relative humidity (Ω a ) and the initial resistance before aging (Ω i ) were measured using a multimeter, respectively.
이때, 에이징한 후의 저항치(Ωa)와 에이징 전의 초기 저항치(Ωi)가 모두 5 Ω 미만인 경우에는 ○, 5 Ω 이상인 경우에는 ×, 측정이 불가능한 경우에는 "OPEN"으로 표시하였다. At this time, when the resistance value ( a ) after aging and the initial resistance value ( i ) before aging were both less than 5 kV, it was represented as (circle), x when 5 kW or more, and "OPEN" when measurement was impossible.
상기 표 1로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3의 이방도전필름은 모두 우수한 압흔 현상과 도통 신뢰성을 나타내었다. 반면에, 비교예 1 및 비교예 3의 이방도전필름은 압흔 특성이 나쁠 뿐만 아니라 에이징한 후 도통 불량을 나타내었다. 또한, 비교예 2는 압흔 특성은 양호하지만 에이징후의 저항치가 에이징전의 초기 저항치에 비해 5배 이상을 나타내었다. As can be seen from Table 1, all of the anisotropic conductive films of Examples 1 to 3 exhibited excellent indentation phenomenon and conduction reliability. On the other hand, the anisotropic conductive films of Comparative Example 1 and Comparative Example 3 exhibited poor indentation characteristics as well as poor conduction after aging. In Comparative Example 2, the indentation characteristics were good, but the resistance value after aging was 5 times or more than the initial resistance value before aging.
따라서, 경화가 60%~80% 진행된 이방도전필름이 실시예 1 내지 실시예 3과 같은 탄성 회복 지수(0.04≤ε≤0.15)를 가질 때, 이방도전필름의 접속 신뢰성이 우수해짐을 확인할 수 있다. Therefore, when the anisotropic conductive film is cured 60% to 80% has the same elastic recovery index (0.04≤ε≤0.15) as in Examples 1 to 3, it can be confirmed that the connection reliability of the anisotropic conductive film is excellent. .
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다. The following drawings, which are attached to this specification, illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.
도 1은 본 압착후 압력이 제거되기 전의 회로 접속 상태도이다. 1 is a circuit connection state diagram before the pressure is removed after the main compression.
도 2는 본 압착후 압력이 제거된 후의 회로 접속 상태도이다.2 is a circuit connection state diagram after the pressure after the main compression is removed.
도 3은 대향하는 회로부재 사이에 이방도전필름이 개재된 상태도이다.3 is a state diagram in which an anisotropic conductive film is interposed between opposing circuit members.
도 4는 이방도전필름의 스트레스에 따른 길이 변화를 나타내는 그래프이다. Figure 4 is a graph showing the change in length according to the stress of the anisotropic conductive film.
도 5는 경화전 이방도전필름에 대해 인장강도 테스트를 수행하는 테스트 흐름도이다. 5 is a test flow chart for performing a tensile strength test for an anisotropic conductive film before curing.
도 6은 이방도전필름을 개재하여 COF 또는 TCP를 유리 기판 또는 PCB에 본딩하는 접속 공정도이다. 6 is a connection process diagram for bonding COF or TCP to a glass substrate or a PCB via an anisotropic conductive film.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 이방도전필름 31 : 유리 기판 또는 PCB10: anisotropic conductive film 31: glass substrate or PCB
22 : COF 또는 TCP 41 : 히팅바 22: COF or TCP 41: Heating bar
42 : 완충재 42: cushioning material
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