KR101063710B1 - 이방 도전성 접착제 조성물, 이방 도전성 필름, 회로 부재의 접속 구조, 및 피복 입자의 제조 방법 - Google Patents

이방 도전성 접착제 조성물, 이방 도전성 필름, 회로 부재의 접속 구조, 및 피복 입자의 제조 방법 Download PDF

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노부아끼 다까네
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히다치 가세고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물은, 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를, 상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극을 대향 배치시킨 상태에서 접속하기 위한 이방 도전성 접착제 조성물로서, 접착제와, 도전 입자의 표면의 적어도 일부가 고분자 전해질 및 무기 산화물 미립자를 포함하는 절연성 재료로 피복된 피복 입자를 함유하는 것이다.
제1 기판, 제2 기판, 제1 회로 전극, 제2 회로 전극, 제1 회로 부재, 제2 회로 부재, 이방 도전성 접착제 조성물, 접착제, 도전 입자, 고분자 전해질, 무기 산화물 미립자, 절연성 재료

Description

이방 도전성 접착제 조성물, 이방 도전성 필름, 회로 부재의 접속 구조, 및 피복 입자의 제조 방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE ADHESIVE COMPOSITION, ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM, CIRCUIT MEMBER CONNECTING STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING COATED PARTICLES}
본 발명은 이방 도전성 접착제 조성물, 이방 도전성 필름, 회로 부재의 접속 구조, 및 피복 입자의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회로 기판끼리 또는 IC칩 등의 전자 부품과 배선 기판의 접속에 이용되는 이방 도전성 접착제 조성물, 그것을 이용한 이방 도전성 필름, 회로 부재의 접속 구조, 및 피복 입자의 제조 방법에 관한 것이다.
회로 기판끼리 또는 IC칩 등의 전자 부품과 회로 기판을 전기적으로 접속할 때에는, 도전 입자를 접착제 조성물 중에 분산시킨 이방 도전성 접착제 조성물이 이용되고 있다. 즉, 이 이방 도전 접착제 조성물을 상기한 바와 같은 상대하는 회로 부재의 전극 사이에 배치하고, 가열 및 가압함으로써 전극끼리를 접속함으로써, 가압 방향으로 도전성을 갖게 하여, 대향하는 전극 사이의 전기적 접속과 회로 부재끼리의 고정을 행할 수 있다(예를 들면, 하기 특허 문헌 1 및 2 참조).
또한, 액정 표시용 유리 패널에는, COG(Chip-On-Glass) 실장 또는 COF(Chip- On-Flex) 실장 등에 의해서 액정 구동용 IC가 실장된다. COG 실장으로서는, 도전 입자를 포함하는 이방 도전성 접착제 조성물을 이용하여 액정 구동용 IC를 직접 유리 패널 상에 접합한다. COF 실장으로서는, 금속 배선을 갖는 연성 테이프에 액정 구동용 IC를 접합하고, 도전 입자를 포함하는 이방 도전성 접착제 조성물을 이용하여 이들을 유리 패널에 접합한다.
그런데, 최근의 액정 표시의 고정밀화에 수반하는, IC칩의 회로 전극인 금범프는 협피치화, 협면적화하고 있고, 그 밖의 전자 부품도 고정밀화가 진전되고 있고, 그 때문에, 이방 도전성 접착제 조성물 중의 도전 입자가 인접하는 회로 전극 사이에 유출하여, 쇼트를 발생시키기 쉽다고 하는 문제가 있다.
이 문제를 해결하는 방법으로서, 회로 접속 부재의 적어도 한쪽면에 절연성의 접착층을 형성함으로써, COG 실장 또는 COF 실장에 있어서의 접합 품질의 저하를 막는 방법(예를 들면, 하기 특허 문헌 3 참조)이나, 도전 입자의 전체 표면을 절연성의 피막으로 피복하는 방법(예를 들면, 하기 특허 문헌 4 참조)이 개발되어 있다. 또한, 도전 입자의 표면의 일부가 절연성 미립자에 의해 피복된 피복 입자를 이용하는 방법도 제안되어 있다(예를 들면, 하기 특허 문헌 5, 6 참조). 또한, 이러한 절연성 피복의 방법으로서, 폴리 음이온 박막과 폴리 양이온 박막의 고분자 전해질 박막을 교대로 적층하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 하기 특허 문헌 7 참조).
특허 문헌 1: 일본 특허 제3581618호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 제3679618호 공보
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 (평)8-279371호 공보
특허 문헌 4: 일본 특허 제2794009호 공보
특허 문헌 5: 일본 특허 공개 제2005-197089호 공보
특허 문헌 6: 국제 공개 WO2003/025955호 공보
특허 문헌 7: 일본 특허 공개 제2003-317827호 공보
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그러나, 상기 특허 문헌 3에 기재된, 회로 접속 부재의 한쪽면에 절연성의 접착층을 형성하는 방법에서는, 예를 들면 범프 면적이 3000 ㎛2 이하이며, 안정된 접속 저항을 얻기 위해서 도전 입자수를 늘리는 경우에는, 인접하는 회로 전극 사이의 절연성에 관해서 아직 개량의 여지가 있었다. 또한, 상기 특허 문헌 4에 기재된, 도전 입자의 전체 표면을 절연성의 피막으로 피복하는 방법에서는, 대향하는 회로 전극 사이의 접속 저항이 상승하여, 안정된 전기 저항이 얻어지지 않는다는 문제가 있다. 또한, 상기 특허 문헌 5에 기재된, 도전 입자의 표면의 일부가 절연성 미립자에 의해 피복된 피복 입자를 이용한 경우에도, 신뢰성 시험을 반복하면 저항치가 상승하여 버린다는 문제가 남아 있다. 또한, 상기 특허 문헌 6에 기재된 피복 입자의 형성 방법은 도전 입자 상 및 절연 입자 상에 관능기를 도입하는 공정이 필요한 것, 또한 각각의 관능기와의 사이의 상호 작용이 약하기 때문에, 절연 입자가 도전 입자 상에 응집하기 어렵고, 수율이 나쁜 데다가, 절연성에 변동이 생 긴다는 과제가 있었다. 또한, 상기 특허 문헌 7에 기재된 피복 입자의 형성 방법에서는, 도전 입자의 표면을 결함없이 균일하게 피복하는 것은 가능하지만, 대향하는 회로 전극 사이의 접속 저항이 상승하여, 안정된 전기 저항이 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 접속 피치가 협피치가 된 경우에도, 분산된 도전 입자의 응집에 의해 인접하는 회로 전극 사이에서 쇼트가 발생하는 것을 충분히 억제할 수가 있어, 우수한 장기간 접속 신뢰성을 얻을 수 있는 이방 도전성 접착제 조성물, 그것을 이용한 이방 도전성 필름, 회로 부재의 접속 구조, 및 피복 입자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를, 상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극을 대향 배치시킨 상태에서 접속하기 위한 이방 도전성 접착제 조성물로서, 접착제와, 도전 입자의 표면의 적어도 일부가 고분자 전해질 및 무기 산화물 미립자를 포함하는 절연성 재료로 피복된 피복 입자를 함유하는 이방 도전성 접착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물에 따르면, 통상의 도전 입자 대신에 상기한 피복 입자를 도전성 재료로서 이용하고 있기 때문에, 접속 피치가 협피치가 된 경우(예를 들면, 인접하는 전극 사이의 스페이스가 15 ㎛ 이하인 협스페이스가 된 경우)에 피복 입자가 응집하더라도, 고분자 전해질과 무기 산화물 미립자를 포함하는 절연성 재료를 포함하는 피막에 의해서 도전 입자 사이의 절연성이 유지되어, 전극 사이의 쇼트의 발생을 충분히 억제할 수 있다. 또한, 대향하는 전극 사이에서는, 회로 부재끼리를 접속할 때의 압력에 의해서 가압 방향의 도전성이 얻어져, 전기적 접속이 확보된다. 무기 산화물 미립자를 절연성 재료로서 이용하면, 접속 공정에서의 가압, 가열에 의한 변형이나 그 되돌아감이 적기 때문에 접속 부분의 저항의 상승이나 그 후의 저항치의 상승이 억제되어, 우수한 장기간 접속 신뢰성을 얻을 수 있다. 또한, 절연성 재료가 고분자 전해질을 포함함으로써, 도전 입자나 절연 입자 표면에 관능기를 도입하는 공정이 필요없기 때문에, 수율이 좋게 제조할 수 있는 데다가, 절연성에 변동이 생기기 어렵다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물에 있어서, 상기 피복 입자는 상기 도전 입자의 표면의 적어도 일부에 상기 고분자 전해질과 상기 무기 산화물 미립자가 교대로 정전적으로 흡착되어 이루어지는 것인 것이 바람직하다. 도전 입자의 표면에 고분자 전해질을 흡착시킴으로써, 고분자 전해질과 무기 산화물 미립자 사이에는 정전적 인력이 작용하기 때문에, 무기 산화물 미립자를 도전 입자 표면에 선택적으로 흡착시킬 수 있다. 이것은, 무기 산화물 미립자가 표면에 수산기 등의 극성기를 갖고 있기 때문이라고 생각된다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물에 있어서, 상기 무기 산화물 미립자는, 규소, 알루미늄, 지르코늄, 티탄, 니오븀, 아연, 주석, 세륨 및 마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 화학적, 열적으로 안정적인 절연성 입자로서 작용시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물에 있어서, 상기 무기 산화물 미립자의 평균 입경은 20 내지 500 nm의 범위 내인 것이 바람직하다. 무기 산화물 미립자의 평균 입경이 상기 범위 내인 것에 의해, 인접하는 전극 사이의 절연성을 충분히 확보할 수가 있음과 동시에, 접속 시의 가압 방향의 도전성을 충분히 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물에 있어서, 상기 고분자 전해질은, 알칼리 금속 이온, 알칼리 토류금속 이온 및 할로겐화물 이온을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이에 따라, 일렉트로마이그레이션이나 부식의 발생을 충분히 억제할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물을 필름 형상으로 형성하여 이루어지는 이방 도전성 필름을 제공한다.
이러한 이방 도전성 필름에 따르면, 상기 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물을 이용하고 있기 때문에, 접속 피치가 협피치가 된 경우에도, 분산한 도전 입자의 응집에 의해 인접하는 회로 전극 사이에서 쇼트가 발생하는 것을 충분히 억제할 수가 있어, 우수한 장기간 접속 신뢰성을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 이방 도전성 필름은 필름 형상이기 때문에 취급이 용이하다.
본 발명은 또한, 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재가, 상기 제1 및 제2 회로 부재의 사이에 설치된, 상기 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물의 경화물을 포함하는 회로 접속 부재에 의해서, 상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극이 대치함과 동시에 전기적으로 접속되도록 접속된 회로 부재의 접속 구조를 제공한다.
이러한 회로 부재의 접속 구조는 회로 접속 부재가 상기 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물의 경화물을 포함하기 때문에, 접속 피치가 협피치가 된 경우에도, 분산된 도전 입자의 응집에 의해 인접하는 회로 전극 사이에서 쇼트가 발생하는 것을 충분히 억제할 수가 있어, 우수한 장기간 접속 신뢰성을 얻을 수 있다.
여기서, 상기 제1 회로 부재에 있어서, 상기 제1 기판이 유리 기판이고, 또한, 상기 제1 회로 전극이 금속 전극 회로이고, 상기 제2 회로 부재에 있어서, 상기 제2 기판이 유기질 절연 기판인 것이 바람직하다. 이에 따라, 굴곡성이 풍부한 유기질 절연 기판과 유리 기판의 접속이 용이하게 가능해진다.
또한, 상기 제1 회로 부재에 있어서, 상기 제1 기판이 반도체칩이고, 상기 제2 회로 부재에 있어서, 상기 제2 기판이 유리 기판이고, 또한, 상기 제2 회로 전극이 금속 전극 회로인 것이 바람직하다. 이에 따라, 반도체칩을 직접 유리 기판 상에 실장하는 것이 용이하게 가능해진다.
본 발명은 또한, 도전 입자의 표면의 적어도 일부를 절연성 재료로 피복한 피복 입자의 제조 방법으로서, 상기 도전 입자를 상기 고분자 전해질을 포함하는 용액에 분산시키고, 상기 도전 입자의 표면의 적어도 일부에 상기 고분자 전해질을 흡착시킨 후 세정하는 제1 스텝과, 상기 고분자 전해질을 흡착시킨 상기 도전 입자 를 무기 산화물 미립자를 포함하는 분산액에 분산시키고, 상기 도전 입자 및 상기 고분자 전해질의 표면의 적어도 일부에 상기 무기 산화물 미립자를 흡착시킨 후, 세정하는 제2 스텝을 교대로 반복하는 흡착 공정을 포함하는 피복 입자의 제조 방법을 제공한다.
이러한 피복 입자의 제조 방법에 따르면, 상기 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물에 이용되는 피복 입자를 효율적으로 제조할 수 있다.
<발명의 효과>
본 발명에 따르면, 접속 피치가 협피치가 된 경우에도 분산된 도전 입자의 응집에 의해 인접하는 회로 전극 사이에서 쇼트가 발생하는 것을 충분히 억제할 수가 있어, 우수한 장기간 접속 신뢰성을 얻을 수 있는 이방 도전성 접착제 조성물, 그것을 이용한 이방 도전성 필름, 회로 부재의 접속 구조, 및 피복 입자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 있어서의 피복 입자의 일례를 모식적으로 도시하는 외관도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 피복 입자의 제조 방법의 일 실시 형태를 도시하는 공정도이다.
도 3은 본 발명의 이방 도전성 필름의 바람직한 일 실시 형태를 도시하는 모식단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 회로 부재의 접속 구조가 바람직한 일 실시 형태를 도시하는 모식단면도이다.
<부호의 설명>
1: 피복 입자
2: 접착제
6: 도전 입자
7: 고분자 전해질
8: 무기 산화물 미립자
9: 절연성 재료
10: 제1 회로 부재
11: 제1 기판
12: 제1 회로 전극
20: 제2 회로 부재
21: 제2 기판
22: 제2 회로 전극
100: 이방 도전성 필름
100a: 회로 접속 부재
200: 회로 부재의 접속 구조
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 경우에 따라 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관해서 상세히 설명한다. 또한, 도면 중, 동일한 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙 여, 중복하는 설명은 생략한다.
본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물은 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를, 상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극을 대향 배치시킨 상태에서 접속하기 위한 이방 도전성 접착제 조성물로서, 접착제와, 도전 입자의 표면의 적어도 일부가 고분자 전해질 및 무기 산화물 미립자를 포함하는 절연성 재료로 피복되어 이루어지는 피복 입자를 함유하는 것이다.
본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물을 구성하는 접착제로서는 예를 들면 열반응성 수지와 경화제의 혼합물이 이용된다. 바람직하게 이용되는 접착제로서는, 에폭시 수지와 잠재성 경화제의 혼합물을 들 수 있다. 잠재성 경화제로서는, 이미다졸계, 히드라지드계, 3불화 붕소-아민 착체, 술포늄염, 아민이미드, 폴리아민의 염, 디시안디아미드 등을 들 수 있다. 이 외, 접착제로서는, 라디칼 반응성 수지와 유기 과산화물의 혼합물이나, 자외선 등의 에너지선의 조사에 의해 경화하는 광경화성 수지가 이용된다.
상기 에폭시 수지로서는, 에피클로로히드린과 비스페놀 A나 F, AD 등으로부터 유도되는 비스페놀형 에폭시 수지, 에피클로로히드린과 페놀노볼락이나 크레졸노볼락으로부터 유도되는 에폭시노볼락 수지, 나프탈렌환을 포함한 골격을 갖는 나프탈렌계 에폭시 수지, 글리시딜아민, 글리시딜에테르, 비페닐, 지환식 등의 1분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 갖는 각종 에폭시 화합물 등을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 이용하는 것이 가능하다. 이들 에폭시 수지는 불순물 이온(Na+, Cl- 등)이나, 가수분해성 염소 등을 300 ppm 이하로 감소시킨 고순도품을 이용하는 것이 일렉트로마이그레이션 방지 측면에서 바람직하다.
이방 도전성 접착제 조성물에는, 접착 후의 응력을 감소시키기 위해서, 또는 접착성을 향상시키기 위해서, 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌 고무, 니트릴-부타디엔 고무, 실리콘 고무 등을 혼합할 수 있다. 또한, 이방 도전성 접착제 조성물로서는 페이스트 형상 또는 필름 형상의 것이 이용된다. 이방 도전성 접착제 조성물을 필름 형상으로 하기 위해서는, 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지 등의 열가소성 수지를 필름 형성성 고분자로서 배합하는 것이 효과적이다. 이들 필름 형성성 고분자는, 반응성 수지의 경화 시의 응력 완화에도 효과가 있다. 특히, 필름 형성성 고분자가 수산기 등의 관능기를 갖는 경우, 접착성이 향상되기 때문에 보다 바람직하다. 필름 형성은, 이들 적어도 에폭시 수지, 아크릴고무, 잠재성 경화제를 포함하는 접착제 조성물을 유기 용제에 용해 또는 분산함으로써 액상화하고, 그것을 박리성 기재 상에 도포하고, 경화제의 활성 온도 이하에서 용제를 제거함으로써 행해진다. 이 때 이용하는 용제는, 방향족탄화수소계와 산소 함유계의 혼합 용제가 재료의 용해성을 향상시키기 때문에 바람직하다.
본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물을 구성하는 피복 입자는, 도전 입자의 표면의 적어도 일부가 고분자 전해질 및 무기 산화물 미립자를 포함하는 절연성 재 료로 피복되어 이루어지는 것이다. 여기서, 도 1은 본 발명에 있어서의 피복 입자의 일례를 모식적으로 도시하는 외관도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 피복 입자 (1)은 도전 입자 (6)의 표면의 적어도 일부가 고분자 전해질 (7)과 무기 산화물 미립자 (8)을 포함하는 절연성 재료 (9)로 피복된 구조를 갖고 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 도전 입자 (6) 표면의 적어도 일부가 피복되어 있는 상태란 현미경으로 확인했을 때에, 도 1에 도시된 바와 같이, 대입경의 입자 상에 소입경의 입자가 발라져 있는 상태의 것을 가리킨다.
본 발명에 있어서, 피복 입자 (1)을 구성하는 도전 입자 (6)은 예를 들면 Au, Ag, Ni, Cu나 땜납 등의 금속을 포함하는 입자이고, 폴리스티렌 등의 고분자를 포함하는 구 형상의 핵재의 표면에, Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등의 도전층을 형성하여 이루어지는 입자인 것이 보다 바람직하다. 또한, 도전 입자 (6)은 도전성을 갖는 입자의 표면에 Su, Au, 땜납 등의 표면층을 형성하여 이루어지는 것일 수도 있다.
도전 입자 (6)의 입경은 이방 도전성 접착제 조성물을 이용하여 접속하는 회로 부재의 전극의 최소의 간격보다도 작을 필요가 있고, 또한 전극의 높이에 변동이 있는 경우, 그 높이의 변동보다도 큰 것이 바람직하다. 도전 입자 (6)의 평균 입경은 1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하고, 2 내지 4 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 평균 입경이 1 ㎛ 미만이라면 입자의 분급이 곤란해지는 경향이 있고, 10 ㎛를 초과하면 협피치의 전극간 접속에 있어서 쇼트가 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.
본 발명에 있어서의 피복 입자 (1)은 상기 도전 입자 (6)의 표면이 고분자 전해질 (7) 및 무기 산화물 미립자 (8)을 포함하는 절연성 재료 (9)를 포함하는 절 연성 피막으로 피복되어 이루어지는 것이다. 여기서, 절연성 재료 (9)로서는 고분자 전해질 (7)과 무기 산화물 미립자 (8)이 교대로 적층된 것인 것이 바람직하다.
피복 입자 (1)의 구체적인 제조 방법으로서는, (1) 도전 입자 (6)을, 고분자 전해질 (7)을 포함하는 고분자 전해질 용액에 분산하고, 도전 입자 (6)의 표면의 적어도 일부에 고분자 전해질 (7)을 흡착시킨 후, 세정(린스)하는 제1 스텝과, (2)고분자 전해질 (7)을 흡착시킨 도전 입자 (6)을, 무기 산화물 미립자 (8)을 포함하는 분산액에 분산하고, 도전 입자 (6) 및 고분자 전해질 (7)의 표면의 적어도 일부에 무기 산화물 미립자 (8)을 흡착시킨 후, 세정(린스)하는 제2 스텝을 교대로 반복하는 흡착 공정을 포함하는 방법이 바람직하게 이용된다.
상기 흡착 공정에서, 제1 및 제2 스텝은 적어도 1회씩 행하면 되고, 2회 이상 교대로 행할 수도 있다. 제1 및 제2 스텝을 2회 이상 반복하는 경우에는, 1회째의 제1 및 제2 스텝 후의 고분자 전해질 (7) 및 무기 산화물 미립자 (8)을 흡착시킨 도전 입자 (6)에 대하여, 재차, 제1 및 제2 스텝에 의해 고분자 전해질 (7) 및 무기 산화물 미립자 (8)을 흡착시킨다. 이 제1 및 제2 스텝을 교대로 반복하는 흡착 공정을 포함함으로써, 도전 입자 (6)의 표면이 고분자 전해질 (7)과 무기 산화물 미립자 (8)이 교대로 적층된 절연성 재료 (9)로 피복된 피복 입자 (1)을 효율적으로 제조할 수 있다. 여기서, 도 2는 본 발명에 있어서의 피복 입자 (1)의 제조 방법의 일 실시 형태를 도시하는 공정도이다. 도 2의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 스텝에 의해, 도전 입자 (6)의 표면의 적어도 일부에 고분자 전해질 (7)을 흡착시키고, 제2 스텝에 의해, 도전 입자 (6) 및 고분자 전해질 (7)의 표 면의 적어도 일부에 무기 산화물 미립자 (8)을 흡착시킴으로써, 피복 입자 (1)을 얻을 수 있다.
이러한 방법은, 교대 적층법(Layer-by-Layer assembly)이라고 불린다. 교대 적층법은, G.Decher 등에 의해서 1992년에 발표된 유기 박막을 형성하는 방법이다(Thin Solid Films, 210/211, p831(1992)). 이 방법에서는, 플러스 전하를 갖는 중합체 전해질(폴리 양이온)과 마이너스 전하를 갖는 중합체 전해질(폴리 음이온)의 수용액에 기재를 교대로 침지함으로써 기판 상에 정전적 인력에 의해서 흡착한 폴리 양이온과 폴리 음이온의 조가 적층되어 복합막(교대 적층막)이 얻어지는 것이다.
교대 적층법에서는 정전적인 인력에 의해서 기재 상에 형성된 재료의 전하와, 용액 내의 반대 전하를 갖는 재료가 서로 끌어 당기는 것에 의해 막성장하기 때문에, 흡착이 진행하여 전하의 중화가 발생하면 그 이상의 흡착이 발생하지 않게 된다. 따라서, 어느 포화점까지 이르면, 그 이상 막두께가 증가하지 않는다. Lvov 등은 교대 적층법을 미립자에 응용하여, 실리카나 티타니아, 세리아의 각 미립자 분산액을 이용하여, 미립자의 표면 전하와 반대 전하를 갖는 고분자 전해질을 교대 적층법으로 적층하는 방법을 보고하고 있다(Langmuir, Vol.13, (1997) p6195-6203). 이 방법을 이용하면, 부의 표면 전하를 갖는 실리카의 미립자와 그 반대 전하를 갖는 폴리 양이온인 폴리디알릴디메틸암모늄클로라이드(PDDA) 또는 폴리에틸렌이민(PEI) 등을 교대로 적층함으로써, 실리카 미립자와 고분자 전해질이 교대로 적층된 미립자 적층 박막을 형성하는 것이 가능하다.
도전 입자 (6)을 고분자 전해질 용액 또는 무기 산화물 미립자의 분산액에 침지한 후, 반대 전하를 갖는 미립자 분산액 또는 고분자 전해질 용액에 침지하기 전에, 용매만의 린스에 의해서 잉여의 고분자 전해질 용액 또는 무기 산화물 미립자의 분산액을 씻어 버리는 것이 바람직하다. 이러한 린스에 이용하는 용매로서는, 물, 알코올, 아세톤 등이 있는데, 통상, 지나친 고분자 전해질 용액 또는 무기 산화물 미립자의 분산액의 제거 면에서, 비저항치가 18 MΩ·cm 이상인 이온 교환수(이른바 초순수)가 이용된다. 도전 입자 (6)에 흡착된 고분자 전해질 (7) 및 무기 산화물 미립자 (8)은, 서로 또한, 도전 입자 (6) 표면에 정전적으로 흡착하고 있기 때문에, 이 린스의 공정에서 박리하는 경우는 없다. 또한, 무기 산화물 미립자 (8) 표면의 극성기(주로 수산기)의 분극에 의해, 도전 입자 (6) 표면의 예를 들면 금속이나 부분적인 금속산화물과의 정전적인 상호 작용(인력)도 작용하고 있다. 또한, 반대 전하의 용액에, 흡착하지 않은 고분자 전해질 (7) 또는 무기 산화물 미립자 (8)을 가지고 들어 가는 것을 막기 위해서 린스를 행하는 것이 바람직하다. 이 린스를 행하지 않는 경우에는, 가지고 들어감에 의해서 용액 내에서 양이온, 음이온이 혼합되어, 고분자 전해질 (7)과 무기 산화물 미립자 (8)의 응집이나 침전을 일으키는 경우가 있다.
고분자 전해질 (7)로서는, 수용액 속에서 전리하여, 하전을 갖는 관능기를 주쇄 또는 측쇄에 갖는 고분자(폴리 음이온 또는 폴리 양이온)을 사용할 수 있다. 이 경우, 폴리 음이온으로서는, 일반적으로, 술폰산, 황산, 카르복실산 등 마이너스 전하를 띨 수 있는 관능기를 갖는 것이고, 예를 들면 폴리스티렌술폰산(PSS), 폴리비닐황산(PVS), 덱스트란황산, 콘드로이틴황산, 폴리아크릴산(PAA), 폴리메타크릴산(PMA), 폴리말레산, 폴리푸마르산 등이 이용된다. 또한, 폴리 양이온으로서는, 일반적으로, 4급 암모늄기, 아미노기 등의 플러스 하전을 띨 수 있는 관능기를 갖는 것, 예를 들면 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리알릴아민염산염(PAH), 폴리디알릴디메틸암모늄클로라이드(PDDA), 폴리비닐피리딘(PVP), 폴리리신, 폴리아크릴아미드, 및 이들을 1종 이상 포함하는 공중합체 등을 사용할 수 있다.
이들 고분자 전해질 (7) 중에서도, 일렉트로마이그레이션이나 부식의 발생을 피하기 위해서, 알칼리 금속(Li, Na, K, Rb, Cs) 이온, 알칼리 토류금속(Ca, Sr, Ba, Ra) 이온, 및 할로겐화물 이온(불소 이온, 클로라이드 이온, 브롬 이온, 요오드 이온)을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
이들 고분자 전해질 (7)은 모두 수용성 또는 물과 유기 용매의 혼합액에 가용인 것이다. 고분자 전해질 (7)의 분자량으로서는, 이용하는 고분자 전해질 (7)의 종류에 따라 일률적으로는 정할 수 없지만, 일반적으로, 300 내지 200,000 정도의 것이 바람직하다. 또한, 용액 내의 고분자 전해질 (7)의 농도는, 일반적으로, 0.01 내지 10 질량％ 정도가 바람직하다. 또한, 고분자 전해질 용액의 pH는 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용하는 고분자 전해질 용액은, 일반적으로, 물 또는 물과 수용성의 유기 용매의 혼합 용매에 고분자 전해질 (7)을 용해한 것이다. 사용할 수 있는 수용성의 유기 용매로서는 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 아세톤, 디메틸포름아미드, 아세토니트릴 등을 들 수 있다.
이들 고분자 전해질 (7)을 이용함으로써, 도전 입자 (6)의 표면에 결함 없이 균일하게 고분자 전해질 박막을 형성할 수가 있어, 회로 전극 간격이 협피치라도 절연성을 충분히 확보할 수가 있어, 전기적으로 접속하여야 할 대향하는 전극 사이에서는 접속 저항이 낮고 양호한 전기적 접속을 얻을 수 있다.
무기 산화물 미립자 (8)로서는, 규소, 알루미늄, 지르코늄, 티탄, 니오븀, 아연, 주석, 세륨 및 마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 산화물을 포함하는 것이 바람직하고, 이들은 단독으로 또는 두종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 이들 중에서도 절연성이 우수한 점에서, 입경을 제어한 수분산 콜로이달 실리카(SiO2)가 가장 바람직하다. 이러한 무기 산화물 미립자 (8)의 시판품으로서는 예를 들면 스노텍스, 스노텍스 UP(이상, 닛산 가가꾸 고교사 제조), 쿼트론 PL 시리즈(후소 가가꾸 고교사 제조) 등을 들 수 있다. 충분한 절연 신뢰성을 얻는 관점에서는, 분산 용액 내의 알칼리 금속 이온 및 알칼리 토류금속 이온의 합계의 농도가 100 ppm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 금속 알콕시드의 가수분해 반응, 이른바 졸겔법에 의해 제조되는 무기 산화물 미립자가 바람직하게 이용된다.
무기 산화물 미립자 (8)의 크기는 BET법에 의한 비표면적 환산법 또는 X선 소각 산란법으로 측정된 평균 입경이 20 nm 내지 500 nm인 것이 바람직하다. 무기 산화물 미립자 (8)의 평균 입경이 20 nm 미만이면, 도전 입자 (6)에 흡착된 무기 산화물 미립자 (8)이 절연막으로서 충분히 기능하지 않고, 일부에 쇼트가 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 평균 입경이 500 nm를 초과하면, 접속 시의 가압 방향의 도전성이 불충분해지는 경향이 있다.
또한, 이방 도전성 접착제 조성물에 있어서의 피복 입자 (1)의 함유량은, 이방 도전성 접착제 조성물 중의 고형분의 전체 부피를 기준으로 하여 0.1 내지 30부피％인 것이 바람직하고, 0.2 내지 15부피％인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 0.1부피％ 미만이면 도전성이 저하되는 경향이 있고, 30부피％를 초과하면 절연성이 저하되는 경향이 있다.
본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물에는, 상기 피복 입자 (1)과는 달리 무기질 충전재를 혼입·분산할 수 있다. 무기질 충전재로서는 특별히 한정되는 것이 아니고 예를 들면 용융 실리카, 결정질 실리카, 규산칼슘, 알루미나, 탄산칼슘 등의 분체를 들 수 있다. 무기질 충전재의 배합량은 접착제 100 질량부에 대하여 10 내지 200 질량부인 것이 바람직하다. 이방 도전성 접착제 조성물의 열팽창 계수를 저하시키기 위해서는, 무기질 충전재의 배합량이 클수록 효과적이지만, 너무 다량으로 배합하면 접착성이나 접속부에서의 접착제의 배제성 저하에 기초하여 도통 불량이 발생하기 쉬워지는 경향이 있고, 배합량이 너무 적으면 열팽창 계수를 충분히 저하시킬 수 없기 때문에, 배합량은 접착제 100 질량부에 대하여 20 내지 90 질량부인 것이 보다 바람직하다. 또한, 무기질 충전재의 평균 입경은 접속부에서의 도통 불량을 방지하는 관점에서 3 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 접속 시의 수지의 유동성의 저하 및 칩의 패시베이션막의 손상을 막는 관점에서, 구 형상 충전재를 이용하는 것이 바람직하다. 무기질 충전재는 피복 입자 (1)과 함께 이용하는 것도 가능하고, 또한 이방 도전성 접착제 조성물을 이용하여 이방 도전성 필름을 형성하고, 접착제층을 다층화한 경우에, 피복 입자 (1)이 사용되지 않는 층에 혼입·분산할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 이방 도전성 필름(회로 접속용 접착 필름)의 바람직한 일 실시 형태를 도시하는 모식 단면도이다. 도 3에 도시되는 이방 도전성 필름 (100)은, 피복 입자 (1)과 접착제 (2)를 포함하는 이방 도전성 접착제 조성물을 필름 형상으로 형성하여 이루어지는 것이다.
이방 도전성 필름 (100)은 예를 들면 액상의 이방 도전성 접착제 조성물을 이형성 필름 상에 롤코터 등으로 도포하고, 건조시킨 후, 이형성 필름으로부터 박리함으로써 얻을 수 있다. 이형성 필름으로서는, 이형성을 갖도록 표면 처리된 PET 필름 등이 바람직하게 이용된다.
또한, 이방 도전성 필름 (100)에서는 접착제층을 다층화할 수도 있다. 예를 들면, 이방 도전성을 부여하기 위해서 피복 입자를 함유시킨 접착제층과, 피복 입자나 도전 입자를 포함하지 않는 접착제층을 라미네이트하여 이루어지는 2층 구성의 이방 도전성 필름이나, 피복 입자를 함유시킨 접착제층의 양측에 피복 입자나 도전 입자를 포함하지 않는 접착제층을 라미네이트한 3층 구성의 이방 도전성 필름으로 할 수 있다. 이들 다층 구성의 이방 도전성 필름은 접속 전극 상에서 효율 좋게 도전 입자를 포획할 수 있기 때문에, 협피치 접속에 유리하다. 또한, 회로 부재와의 접착성을 고려하여, 대향하는 회로 부재의 각각에 대하여 접착성이 우수한 접착 필름을 라미네이트하고 나서, 회로 부재끼리의 접속을 행할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 회로 부재의 접속 구조의 바람직한 일 실시 형태를 도시하는 모식단면도이다. 도 4에 도시하는 회로 부재의 접속 구조 (200)은 제1 기판 (11) 및 그 주면 상에 형성된 제1 회로 전극 (12)를 갖는 제1 회로 부재 (10)과, 제2 기판 (21) 및 그 주면 상에 형성된 제2 회로 전극 (22)를 갖는 제2 회로 부재 (20)이, 상기 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물 또는 이방 도전성 필름 (100)이 경화한 경화물을 포함하고 제1 및 제2 회로 부재 (10), (20)의 사이에 형성된 회로 접속 부재 (100a)에 의해서 접속된 것이다. 회로 부재의 접속 구조 (200)에 있어서는, 제1 회로 전극 (12)와 제2 회로 전극 (22)가 대치함과 함께 전기적으로 접속되어 있다.
회로 접속 부재 (100a)는 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물 또는 이방 도전성 필름 (100)이 경화한 경화물을 포함하는 것으로, 상술한 접착제 (2)의 경화물 (2a) 및 이것에 분산되어 있는 피복 입자 (1)을 포함하고 있다. 그리고, 제1 회로 전극 (12)와 제2 회로 전극 (22)는 피복 입자 (1)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.
제1 및 제2 회로 부재 (10), (20)으로서는, 전기적 접속을 필요로 하는 전극이 형성되어 있는 것이면 특별히 제한은 없다. 구체적으로는, 액정 디스플레이에 이용되고 있는 ITO 등으로 전극이 형성되어 있는 유리 또는 플라스틱 기판, 인쇄 배선판, 세라믹 배선판, 연성 배선판, 반도체 실리콘칩 등을 들 수 있으며, 이들은 필요에 따라서 조합하여 사용된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 인쇄 배선판이나 폴리이미드 등의 유기물을 포함하는 재질을 비롯하여, 구리, 알루미늄 등의 금속이나 ITO(indium tin oxide), 질화규소(SiNx), 이산화규소(SiO2) 등의 무기재질과 같이 다종다양한 표면 상태를 갖는 회로 부재를 사용할 수 있다.
회로 부재의 접속 구조 (200)은 예를 들면 제1 회로 부재 (10)과, 상기 본 발명의 이방 도전성 필름 (100)과, 제2 회로 부재 (20)을, 제1 회로 전극 (11)과 제2 회로 전극 (21)이 대치하도록 이 순으로 적층하고 가열 및 가압함으로써, 제1 회로 전극 (11)과 제2 회로 전극 (21)이 전기적으로 접속되도록 제1 회로 부재 (10)과 제2 회로 부재 (20)을 접속하는 방법에 의해서 얻어진다.
이 방법에서는, 우선, 박리성 기재 상에 형성되어 있는 이방 도전성 필름 (100)을 제2 회로 부재 (20) 상에 접합시킨 상태에서 가열 및 가압하여 이방 도전성 필름 (100)을 가접착하고, 박리성 기재(이형성 필름)을 박리하고 나서, 제1 회로 부재 (10)을 회로 전극을 위치 정렬하면서 싣고, 제2 회로 부재 (20), 이방 도전성 필름 (100) 및 제1 회로 부재 (10)이 이 순으로 적층된 적층체를 준비할 수 있다.
상기 적층체를 가열 및 가압하는 조건은 이방 도전성 필름 (100) 중의 접착제 (2) 경화성 등에 따라서, 이방 도전성 필름이 경화하여 충분한 접착 강도가 얻어지도록 적절하게 조정된다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
(피복 입자의 제조)
수지 입자(평균 입경 3 ㎛의 폴리스티렌계 구 형상 수지 입자, Merck Chime사 제조, 상품명: 에스타폴 L300)의 표면에, 무전해 니켈 도금에 의해 두께 90 nm의 니켈 피막을 설치하고, 추가로 그 니켈 피막 상에 치환 금도금에 의해 두께 30 nm의 금 피막을 설치함으로써, 도전 입자로서의 금속막 피복 도전 수지 입자를 얻었다.
다음으로, 얻어진 도전 입자의 표면을 이하의 방법으로 절연성 재료에 의해 피복하였다. 고분자 전해질로서는 양이온성 중합체인 폴리에틸렌이민을, 무기 산화물 미립자로서는 실리카를 각각 이용하였다. 우선, 폴리에틸렌이민 수용액(농도30 질량％, 니혼쇼쿠바이사 제조, 상품명: 에포민 P1000)을 초순수(18 MΩ·cm)로 희석하고, 농도 0.3 질량％로 조정하였다. 또한, 콜로이달 실리카 분산액(농도 20 질량％, 후소 가가꾸 고교사 제조, 상품명: 쿼트론 PL-13, 평균 입경 130 nm)도 초순수(18 MΩ·cm)로 희석하고, 농도 0.1 질량％로 조정하였다. 또한, 이 콜로이달 실리카 분산액 내의 실리카 미립자의 표면 전위(제타 전위)는 -20 mV였다.
상기 도전 입자 2 g을 상기 폴리에틸렌이민 수용액(농도 0.3 질량％) 200 g 중에 첨가하고 15분간 교반함으로써, 도전 입자의 표면에 폴리에틸렌이민을 흡착시킨 고분자 전해질 피복 입자를 제조하였다. 그 후, 공경 1 ㎛의 멤브레인 필터(밀리포어사 제조)로 고분자 전해질 피복 입자를 여과 분리하고, 이것을 멤브레인 필터 상에서 200 g의 초순수에 의해 2회 세정함으로써, 흡착되어 있지 않은 폴리에틸 렌이민을 제거하였다. 다음으로, 멤브레인 필터로부터 회수한 고분자 전해질 피복 입자를, 상기 콜로이달 실리카 분산액(농도 0.1 질량％) 200 g 중에 첨가하고 15분간 교반함으로써, 고분자 전해질 피복 입자의 표면에 실리카 미립자를 흡착시킨 피복 입자를 제조하였다. 그 후, 상기와 마찬가지의 공경 1 ㎛의 멤브레인 필터로 피복 입자를 여과 분리하고, 이것을 멤브레인 필터 상에서 200 g의 초순수에 의해 2회 세정함으로써, 흡착되어 있지 않은 콜로이달 실리카 미립자를 제거하였다. 또한, 물을 제거하기 위해서, 이소프로필알코올 200 g으로 피복 입자의 세정을 행하였다. 그 후, 멤브레인 필터로부터 회수한 피복 입자를 80℃의 오븐 내에 1시간 보관하여, 이소프로필알코올을 증발시켰다. 이 결과, 도전 입자의 표면에 절연성 재료로서 폴리에틸렌이민과 평균 입경 130 nm의 콜로이달 실리카가 교대로 흡착되어 이루어지는 피복 입자를 얻었다.
(이방 도전성 접착제 조성물의 제조)
접착제 용액을 이하의 절차로 제조하였다. 우선, 페녹시 수지(유니온카바이드사 제조, 상품명: PKHC) 100 g과, 아크릴 고무(부틸아크릴레이트 40 질량부, 에틸아크릴레이트 30 질량부, 아크릴로니트릴 30 질량부 및 글리시딜메타크릴레이트 3 질량부의 공중합체, 중량 평균 분자량: 85만) 75 g을 아세트산에틸 400 g에 용해하여, 고형분 30 질량％의 수지 용액을 얻었다. 이어서, 마이크로 캡슐형 잠재성 경화제를 함유하는 액상 에폭시 수지(에폭시 당량 185, 아사히 카세이 에폭시 가부시끼가이샤 제조, 상품명 노바큐어 HX-3941) 300 g를 상기 수지 용액에 첨가하여 교반함으로써 접착제 용액을 제조하였다.
다음으로, 상기 피복 입자를 상기 접착제 용액에, 상기 접착제 용액 내의 고형분 100 부피부에 대하여 피복 입자가 9 부피부가 되도록 분산하여, 이방 도전성 접착제 조성물의 용액을 얻었다.
(이방 도전성 필름의 제조)
얻어진 용액을 세퍼레이터(실리콘 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 두께 40 ㎛) 상에 롤코터로 도포하고, 90℃에서 10분간 건조하여, 두께 25 ㎛의 이방 도전성 접착제층을 형성하였다. 이에 따라, 이방 도전성 필름을 얻었다.
(회로 부재의 접속 구조의 제조)
금범프(면적: 30×90 ㎛, 스페이스: 10 ㎛, 높이: 15 ㎛, 범프수: 362) 부착 칩(1.7×1.7 mm, 두께: 0.5 ㎛)과, Al 회로 부착 유리 기판(두께: 0.7 mm)의 접속을 이하에 나타내는 절차로 행하였다. 우선, 상기 이방 도전성 필름(2×19 mm)을 Al 회로 부착 유리 기판에, 80℃, 0.98 MPa(10 kgf/cm2)의 조건으로 가열 및 가압함으로써 접착한 후, 이방 도전성 필름으로부터 세퍼레이터를 박리하여, 칩의 금범프와 Al 회로의 위치 정렬을 행하였다.
이어서, 190℃, 40 g/범프, 10초간의 조건으로, 칩 상측으로부터 가열 및 가압을 행하여, 본 접속을 행하였다. 이에 따라, 회로 부재의 접속 구조를 제조하였다. 얻어진 회로 부재의 접속 구조에 있어서, 접속 저항은 1범프당 최고로 100 mΩ, 평균으로 30 mΩ이고, 인접하는 범프 사이의 절연 저항은 전부 1×108 Ω 이상이었다. 또한, 이들 값은 -40℃에서 30분간 유지한 후에 100℃까지 승온하고 100 ℃에서 30분간 유지하는 열충격 시험을 1000 사이클 행한 후에도 변화가 없고, 양호한 장기간 접속 신뢰성을 나타내는 것이 확인되었다.
[비교예 1]
피복 입자 대신에, 절연성 재료로 표면을 피복하지 않은 실시예 1과 동일한 금속막 피복 도전 수지 입자를 도전 입자로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이방 도전성 필름을 제조하였다.
다음으로, 제조한 이방 도전성 필름을 이용하여, 금범프(면적: 40×90 ㎛, 스페이스: 10 ㎛, 높이: 15 ㎛, 범프수: 362) 부착 칩(1.7×1.7 mm, 두께: 0.5 ㎛)와, Al 회로 부착 유리 기판(두께: 0.7 mm)의 접속을 이하에 나타내는 절차로 행하였다.
우선, 이방 도전성 필름(2×19 mm)을 Al 회로 부착 유리 기판에, 80℃, 0.98 MPa(10 kgf/cm2)의 조건으로 가열 및 가압함으로써 접착한 후, 이방 도전성 필름으로부터 세퍼레이터를 박리하고, 칩의 금범프와 Al 회로의 위치 정렬을 행하였다.
이어서, 190℃, 40 g/범프, 10초간의 조건으로, 칩 상측으로부터 가열 및 가압을 행하여, 본 접속을 행하였다. 이에 따라, 회로 부재의 접속 구조를 제조하였다. 얻어진 회로 부재의 접속 구조에 있어서, 접속 저항은 1범프당 최고로 130 mΩ, 평균으로 80 mΩ이지만, 인접하는 범프 사이의 절연성이 충분히 확보되지 않고, 일부의 범프 사이에서 도전 입자의 응집에 수반하는 쇼트가 발생하였다.
본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물에 따르면, 도전 입자의 표면이 균일하 게 고분자 전해질 박막 및 무기 산화물 미립자에 의해 피복된 피복 입자를 이용하고 있기 때문에, 인접하는 전극 사이의 스페이스가 15 ㎛ 이하인 협스페이스에서 피복 입자가 응집하더라도, 고분자 전해질과 무기 산화물 미립자를 포함하는 절연성 피막에 의해서 도전 입자 사이의 쇼트 발생을 억제할 수 있어, 협피치 접속성을 향상시킬 수 있다. 또한, 필름 형상의 접착제로서는, 취급성도 우수하다.
따라서, 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물은 (1) LCD, 플라즈마 디스플레이나 유기 EL 패널과 TAB 또는 FPC, (2) TAB와 FPC, (3) LCD, 플라즈마 디스플레이나 유기 EL 패널과 IC칩, (4) IC칩과 인쇄 기판, 등을 접속할 때의 가압 방향으로만 전기적으로 접속하기 위해서 바람직하게 사용할 수 있고 접속 신뢰성도 우수하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 접속 피치가 협피치가 된 경우에도, 분산된 도전 입자의 응집에 의해 인접하는 회로 전극 사이에서 쇼트가 발생하는 것을 충분히 억제할 수가 있어, 우수한 장기간 접속 신뢰성을 얻을 수 있는 이방 도전성 접착제 조성물, 그것을 이용한 이방 도전성 필름, 회로 부재의 접속 구조, 및 피복 입자의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를, 상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극을 대향 배치시킨 상태에서 접속하기 위한 이방 도전성 접착제 조성물이며,
    접착제와, 도전 입자의 표면의 적어도 일부가 고분자 전해질 및 무기 산화물 미립자를 포함하는 절연성 재료로 피복된 피복 입자를 함유하고,
    상기 피복 입자가 상기 도전 입자의 표면의 적어도 일부에 서로 반대 전하를 갖는 상기 고분자 전해질과 상기 무기 산화물 미립자를 흡착시켜 이루어지는 것인 이방 도전성 접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피복 입자가 상기 도전 입자의 표면의 적어도 일부에 상기 고분자 전해질과 상기 무기 산화물 미립자가 교대로 정전적으로 흡착되어 이루어지는 것인 이방 도전성 접착제 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무기 산화물 미립자가 규소, 알루미늄, 지르코늄, 티탄, 니오븀, 아연, 주석, 세륨 및 마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 산화물을 포함하는 것인 이방 도전성 접착제 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무기 산화물 미립자의 평균 입경이 20 내지 500 nm의 범위 내인 이방 도전성 접착제 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고분자 전해질이 알칼리 금속 이온, 알칼리 토류금속 이온 및 할로겐화물 이온을 포함하지 않는 것인 이방 도전성 접착제 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 이방 도전성 접착제 조성물을 필름 형상으로 형성하여 이루어지는 이방 도전성 필름.
  7. 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와,
    제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재가,
    상기 제1 및 제2 회로 부재의 사이에 설치된, 제1항 또는 제2항에 기재된 이방 도전성 접착제 조성물의 경화물을 포함하는 회로 접속 부재에 의해서, 상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극이 대치함과 함께 전기적으로 접속되도록 접속된, 회로 부재의 접속 구조.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 회로 부재에서, 상기 제1 기판이 유리 기판이고, 또한 상기 제1 회로 전극이 금속 전극 회로이고,
    상기 제2 회로 부재에서, 상기 제2 기판이 유기질 절연 기판인, 회로 부재의 접속 구조.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 회로 부재에서, 상기 제1 기판이 반도체칩이고,
    상기 제2 회로 부재에서, 상기 제2 기판이 유리 기판이고, 또한 상기 제2 회로 전극이 금속 전극 회로인, 회로 부재의 접속 구조.
  10. 도전 입자의 표면의 적어도 일부를 절연성 재료로 피복한 피복 입자의 제조 방법이며,
    상기 도전 입자를 고분자 전해질을 포함하는 용액에 분산시켜, 상기 도전 입자의 표면의 적어도 일부에 상기 고분자 전해질을 흡착시킨 후, 세정하는 제1 스텝과,
    상기 고분자 전해질을 흡착시킨 상기 도전 입자를 상기 고분자 전해질에 대해 반대 전하를 갖는 무기 산화물 미립자를 포함하는 분산액에 분산시켜, 상기 도전 입자 및 상기 고분자 전해질의 표면의 적어도 일부에 상기 무기 산화물 미립자를 흡착시킨 후, 세정하는 제2 스텝
    을 교대로 반복하는 흡착 공정을 포함하는, 피복 입자의 제조 방법.
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