KR101150116B1 - 회로 접속용 접착 필름, 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 방법 - Google Patents

회로 접속용 접착 필름, 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 회로 접속용 접착 필름은 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재 및 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를, 제1 및 제2 회로 전극을 대향 배치시킨 상태에서 접속시키기 위한 회로 접속용 접착 필름이며, 도전 입자 (1) 및 접착제 (2)를 함유하는 도전성 접착제층 (3), 도전성 접착제층 (3)의 한쪽면에 형성된 절연성의 제1 절연성 접착제층 (4), 및 도전성 접착제층 (3)의 제1 절연성 접착제층 (4)가 형성된 면과는 반대측의 면에 형성된 절연성의 제2 절연성 접착제층 (5)를 적어도 갖고, 제1 및 제2 절연성 접착제층 (4), (5) 중의 적어도 한쪽의 층의 두께가 0.1 내지 5.0 ㎛인 것이다.

Description

회로 접속용 접착 필름, 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 방법{CIRCUIT CONNECTING ADHESIVE FILM, CIRCUIT MEMBER CONNECTING STRUCTURE AND CIRCUIT MEMBER CONNECTING METHOD}
본 발명은 회로 접속용 접착 필름, 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 회로 기판끼리 또는 IC 칩 등의 전자 부품과 배선 기판의 접속 등에 이용되는 회로 접속용 접착 필름, 그것을 이용한 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 방법에 관한 것이다.
회로 기판끼리 또는 IC 칩 등의 전자 부품과 회로 기판을 전기적으로 접속할 때에, 접착제에 도전 입자를 분산시킨 이방 도전 접착제가 이용되고 있다. 즉, 이 이방 도전 접착제를 상기한 바와 같은 서로 대치하는 회로 부재의 전극 사이에 배치하고, 가열 및 가압에 의해서 전극끼리를 접속시킴으로써, 가압 방향으로 도전성을 갖게 하며, 인접하여 형성되어 있는 전극끼리에는 절연성을 부여하여, 대향하는 전극 사이만의 전기적 접속을 행할 수 있다. 이러한 이방 도전 접착제로는, 예를 들면, 에폭시 수지를 기재로 한 회로 접속용 접착제가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
상기 회로 접속용 접착제를 고 분해능화하기 위한 기본적인 개념은, 도전 입자의 입경을 인접하는 전극 사이의 절연 부분보다도 작게 함으로써 인접 전극 간에서의 절연성을 확보하고, 아울러 도전 입자의 함유량을 입자끼리가 접촉하지 않을 정도로 하고, 또한 전극 상에는 확실하게 도전 입자를 존재시킴으로써, 대향하는 전극 간의 도통성을 얻는 것이다.
그러나, 상기 종래의 방법에서는, 도전 입자의 입경을 작게 하면, 도전 입자의 표면적의 현저한 증가에 의해 입자가 2차 응집을 일으켜서 연결되어, 인접 전극 간의 절연성이 유지될 수 없게 된다는 문제가 생기기 쉽다. 또한, 도전 입자의 함유량을 감소시키면, 전극 상의 도전 입자의 수도 감소하기 때문에 접촉점수가 부족하여, 접속하여야 할 전극 사이에서의 도통이 충분히 얻어지지 않게 된다는 문제가 생기기 쉽다. 이와 같이, 종래의 방법에서는 장기간 접속 신뢰성을 유지하면서 회로 접속용 접착제를 고 분해능화하는 것이 곤란하였다.
특히 최근의 회로 기판의 현저한 고 분해능화, 즉 전극 면적 또는 인접 전극 사이의 스페이스의 미세화에 따라, 전극 상의 도전 입자가 접속 시의 가열 가압에 의해서 접착제와 함께 인접 전극 사이에 유출되기 쉽고, 그것이 회로 접속용 접착제의 고 분해능화의 방해가 되고 있었다.
이러한 문제를 개선하기 위해서, 도전 입자 함유층과 절연성 접착제층을 분리한 다층 구조의 접착 필름을 제조하여, 전극 상에 있어서의 도전 입자의 포착 효율을 높이는 것에 의해 인접 전극 사이에의 도전 입자의 유출을 억제하여, 고 분해능화하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 내지 5 참조).
또한, 상기한 바와 같이 미세화한 전극 또는 회로의 접속을 가능하게 하고, 또한 접속 신뢰성이 우수한 회로 접속용 접착제를 실현하기 위해서, 면 방향의 필요한 부분에 도전 입자의 밀집 영역을 형성한 회로 접속용 접착제의 제안도 이루어져 있다(예를 들면, 특허 문헌 6 참조).
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (평)3-16147호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 (평)1-236588호 공보
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 (평)2-18809호 공보
특허 문헌 4: 일본 특허 공개 (평)4-366630호 공보
특허 문헌 5: 일본 특허 공개 (평)8-279371호 공보
특허 문헌 6: 일본 특허 공개 제2002-76607호 공보
그러나, 상기 특허 문헌 2에 기재된 방법에서는, 한쪽의 전극측에서의 도전 입자의 밀도가 높아져서, 최근의 현저한 고 분해능화의 요구에는 충분히 대응하지 못하게 되어 있다. 또한, 한쪽의 전극측에서의 도전 입자의 밀도가 높아지는 것에 의해, 전극과 회로 접속용 접착제의 계면의 접착력이 저하되어, 계면 박리 또는 접속 신뢰성의 악화가 생기기 쉬워진다.
또한, 상기 특허 문헌 3 내지 5에 기재된 방법에서는, 전극과 도전 입자의 접촉이 반드시 충분히 확보되는 것은 아니어서, 접속 저항치가 높아지기 때문에 접속 신뢰성이 악화한다는 문제점이 있다.
또한, 상기 특허 문헌 6에 기재된 회로 접속용 접착제에서는, 도트형의 미세 전극의 접속이 가능해지지만, 접착제의 제조 방법이 번거로우며, 전극 간의 접속을 행할 때에 도전 입자의 밀집 영역과 전극의 정확한 위치 정렬이 필요하여, 작업성이 떨어진다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 회로 부재끼리의 접속 시에 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 적고, 고 분해능 및 장기간 접속 신뢰성이 우수하여, 도전 입자와 전극의 정확한 위치 정렬이 불필요하기 때문에 작업성이 우수한 회로 접속용 접착 필름, 그것을 이용한 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재 및 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 회로 접속용 접착 필름이며, 도전 입자 및 접착제를 함유하는 도전성 접착제층, 상기 도전성 접착제층의 한쪽면에 형성된 절연성의 제1 절연성 접착제층, 및 상기 도전성 접착제층의 상기 제1 절연성 접착제층이 형성된 면과는 반대측의 면에 형성된 절연성의 제2 절연성 접착제층을 적어도 갖고, 상기 제1 절연성 접착제층 및 상기 제2 절연성 접착제층 중의 적어도 한쪽의 층의 두께가 0.1 내지 5.0 ㎛인 회로 접속용 접착 필름을 제공한다.
이러한 회로 접속용 접착 필름에 따르면, 회로 부재끼리의 접속에 이용한 경우에, 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 적어서 입자 포착성이 양호하고, 이에 따라, 미소한 회로 전극에 대해서도, 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도통성을 충분히 확보할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 회로 접속용 접착 필름은 고 분해능 및 장기간 접속 신뢰성을 고 수준으로 달성할 수 있다. 또한, 본 발명의 회로 접속용 접착 필름은 도전 입자와 전극의 정확한 위치 정렬이 불필요하기 때문에, 회로 부재끼리의 접속 시의 작업성이 우수하다.
여기서, 본 발명의 회로 접속용 접착 필름에 의해 상기 효과가 발휘되어지는 것은 이하의 이유에 의한 것이라고 생각된다. 즉, 도전 입자를 도전성 접착제층 중에만 배치함으로써, 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 적어서 입자 포착 효율이 향상된다. 이에 따라 도전 입자를, 이 도전 입자끼리가 접촉하지 않도록 하고, 또한 전극 상에는 확실하게 존재시킬 수 있어, 접속 부분에 있어서의 도전성을 충분히 얻을 수 있다. 또한, 도전성 접착제층의 양면에 절연성 접착제층을 형성함으로써, 절연성 접착제층이 인접하는 회로 전극 사이에 배치되어, 인접 전극 간의 절연성을 충분히 확보할 수 있다. 더불어, 적어도 한쪽의 절연성 접착제층의 두께를 0.1 내지 5 ㎛로 함으로써, 인접 전극 간의 절연성을 충분히 확보하면서, 전극과 도전 입자의 접촉을 충분히 확보할 수가 있어, 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도전성을 충분히 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 회로 접속용 접착 필름에 있어서, 상기 접착제가 열 경화성 수지를 함유하는 것이고, 상기 도전성 접착제층이 상기 제1 절연성 접착제층 및 상기 제2 절연성 접착제층보다도, 상기 제1 회로 부재와 상기 제2 회로 부재의 접속 시의 용융 점도가 높은 것이 바람직하다. 이에 따라, 접속 시의 가열 가압에 의해 도전 입자가 접착제와 함께 인접하는 회로 전극 사이에 유출되는 것을 감소시킬 수 있고, 그에 따라 입자 포착수가 향상되어, 미소한 회로 전극에 대해서도 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도전성을 충분히 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 회로 접속용 접착 필름에 있어서, 상기 도전성 접착제층은 필름 형성성 고분자를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 도전성 접착제층의 필름 형성성을 양호한 것으로 할 수 있으며, 도전 입자를 균일하게 분산시킨 상태로 유지할 수 있다. 그리고, 이러한 회로 접속용 접착 필름은 도전 입자와 전극의 정확한 위치 정렬이 불필요하기 때문에 작업성이 우수하고, 접속부에 기포가 함유되기 어렵기 때문에 장기간 접속 신뢰성이 우수하다.
본 발명은 또한, 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재 및 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재가, 상기 제1 및 제2 회로 부재 사이에 설치된 상기 본 발명의 회로 접속용 접착 필름의 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 본 발명의 회로 접속용 접착 필름의 경화물을 포함하기 때문에, 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 적어서 입자 포착성이 양호하여, 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도통성을 충분히 확보할 수가 있어, 고 분해능 및 장기간 접속 신뢰성을 고 수준으로 달성할 수 있다.
또한, 상기 회로 부재의 접속 구조에 있어서, 상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극 중의 적어도 한쪽의 회로 전극의 높이가 3.0 ㎛ 이하이고, 상기 회로 접속용 접착 필름에서의 두께가 0.1 내지 5.0 ㎛인 상기 제1 절연성 접착제층 또는 상기 제2 절연성 접착제층이, 높이가 3.0 ㎛ 이하인 상기 회로 전극측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 회로 부재의 접속 구조는, 미소한 회로 전극에 대하여, 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도전성을 충분히 확보할 수가 있기 때문에, 최근의 현저한 고 분해능화의 요구를 고 수준으로 달성할 수 있다.
본 발명은 또한, 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재, 상기 본 발명의 회로 접속용 접착 필름, 및 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를, 상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극이 대치되도록 상기 순서로 적층하고 가열 및 가압함으로써, 상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극이 전기적으로 접속되도록 상기 제1 회로 부재와 상기 제2 회로 부재를 접속시키는 회로 부재의 접속 방법을 제공한다.
이러한 회로 부재의 접속 방법에 따르면, 본 발명의 회로 접속용 접착 필름을 이용함으로써, 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출을 억제하여 입자 포착성을 양호한 것으로 할 수가 있어, 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도통성을 충분히 확보할 수 있다. 그 때문에, 고 분해능 및 장기간 접속 신뢰성이 고 수준으로 달성된 회로 부재의 접속 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 회로 부재의 접속 방법에 있어서, 상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극 중의 적어도 한쪽의 회로 전극의 높이가 3.0 ㎛ 이하이고, 상기 회로 접속용 접착 필름에서의 두께가 0.1 내지 5.0 ㎛인 상기 제1 절연성 접착제층 또는 상기 제2 절연성 접착제층을, 높이가 3.0 ㎛ 이하인 상기 회로 전극측에 배치하여 가열 및 가압함으로써, 상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극이 전기적으로 접속되도록 상기 제1 회로 부재와 상기 제2 회로 부재를 접속시키는 것이 바람직하다.
이러한 회로 부재의 접속 방법에 따르면, 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도전성을 충분히 확보할 수가 있기 때문에, 고 분해능 및 장기간 접속 신뢰성이 고 수준으로 달성된 회로 부재의 접속 구조를 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 회로 부재끼리의 접속 시에 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 적어, 고 분해능 및 장기간 접속 신뢰성이 우수하고, 도전 입자와 전극의 정확한 위치 정렬이 불필요하기 때문에 작업성이 우수한 회로 접속용 접착 필름, 그것을 이용한 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 회로 접속용 접착 필름의 바람직한 하나의 실시 형태를 도시한 모식단면도이다.
도 2는 본 발명의 회로 접속용 접착 필름의 다른 바람직한 하나의 실시 형태를 도시한 모식단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 회로 부재의 접속 구조의 바람직한 하나의 실시 형태를 도시한 모식단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관해서 상세히 설명한다. 한편, 도면 중, 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도면의 치수 비율은 도시된 비율에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 회로 접속용 접착 필름(이방 도전성 접착 필름)의 바람직한 하나의 실시 형태를 도시한 모식단면도이다. 도 1에 도시된 회로 접속용 접착 필름 (100)은 도전 입자 (1) 및 접착제 (2)를 포함하는 도전성 접착제층 (3), 및 도전성 접착제층 (3)의 양면에 형성된 절연성의 절연성 접착제층 (4), (5)를 구비하는 것으로서, 절연성 접착제층 (5)의 두께가 0.1 내지 5.0 ㎛의 범위 내로 되어있다.
또한, 도 2는 본 발명의 회로 접속용 접착 필름의 다른 바람직한 하나의 실시 형태를 도시한 모식단면도이다. 도 2에 도시된 회로 접속용 접착 필름 (110)은 도전 입자 (1) 및 접착제 (2)를 포함하는 도전성 접착제층 (3), 및 도전성 접착제층 (3)의 양면에 형성된 절연성의 절연성 접착제층 (5)를 구비하는 것으로서, 양면의 절연성 접착제층 (5)의 두께가 모두 0.1 내지 5.0 ㎛의 범위 내로 되어있다. 한편, 도 1 및 2에는 도시하지 않지만, 회로 접속용 접착 필름 (100), (110)의 표면에는 작업성 향상 또는 먼지 부착 방지를 위해, 박리 가능한 박리성 기재(지지 필름)가 존재할 수도 있다. 이하, 도 1에 도시된 회로 접속용 접착 필름 (100)을 이용하여, 그 회로 접속용 접착 필름 (100)을 구성하는 각 층에 관해서 상세히 설명한다.
도전성 접착제층 (3)은 상술한 바와 같이 도전 입자 (1) 및 접착제 (2)를 함유하여 이루어지는 층이고, 회로 전극을 갖는 회로 부재끼리의 접속 시에, 대향하는 회로 전극끼리를 연결하는 방향으로 도전성을 나타내고, 그 대향하는 회로 전극끼리만을 전기적으로 접속시키는 것이 가능한 이방 도전성을 갖는 층이다. 여기서, 접착제 (2)는 열에 의해 경화되는 반응성 수지(열 경화성 수지)를 포함하는 것이 바람직하다. 열 경화성 수지로는 에폭시 수지와, 이미다졸계, 히드라지드계, 삼불화 붕소-아민 착체, 술포늄염, 아민이미드, 폴리아민의 염, 디시안디아미드 등의 잠재성 경화제와의 혼합물, 또는 라디칼 반응성 수지와 유기 과산화물의 혼합물 등이 이용된다.
상기 에폭시 수지로는, 에피클로로히드린과 비스페놀 A, F 또는 AD 등으로부터 유도되는 비스페놀형 에폭시 수지, 에피클로로히드린과 페놀노볼락 또는 크레졸노볼락으로부터 유도되는 에폭시노볼락 수지, 나프탈렌환을 포함한 골격을 갖는 나프탈렌계 에폭시 수지, 글리시딜아민, 글리시딜에테르, 비페닐, 지환식 등의 1분자내에 2개 이상의 글리시딜기를 갖는 각종 에폭시 화합물 등을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 이용하는 것이 가능하다.
이들 에폭시 수지는 불순물 이온(Na+, Cl- 등) 또는 가수분해성 염소 등의 함유량을 300 ppm 이하로 감소시킨 고 순도 제품을 이용하는 것이 전자 이동(electron migration) 방지 측면에서 바람직하다.
도전성 접착제층 (3)에는, 회로 접속용 접착 필름 (100)에 의해 접속되는 칩의 범프 또는 기판 전극 등의 높이의 변동을 흡수하기 위해서, 이방 도전성을 적극적으로 부여할 목적으로 도전 입자 (1)이 혼입?분산되어 있다. 도전 입자 (1)은, 예를 들면, Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등의 금속을 포함하는 도전성을 갖는 입자이고, 폴리스티렌 등의 고분자를 포함하는 구형의 핵 재료의 표면에, Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등의 금속을 포함하는 도전층을 형성하여 이루어지는 입자인 것이 보다 바람직하다. 또한, 도전 입자 (1)은 도전성을 갖는 입자의 표면에 Su, Au, 땜납 등의 표면층을 형성하여 이루어지는 것일 수도 있다.
도전 입자 (1)의 입경은 회로 접속용 접착 필름 (100)에 의해 접속되는 회로 부재의 전극의 최소의 간격보다도 작을 필요가 있고, 또한, 전극의 높이에 변동이 있는 경우, 그 높이의 변동보다도 큰 것이 바람직하다. 도전 입자 (1)의 평균 입경은 1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하고, 2 내지 5 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 평균 입경이 1 ㎛ 미만이면, 전극의 높이의 변동에 대응할 수 없어 전극 간의 도전성이 저하되기 쉬운 경향이 있고, 10 ㎛를 초과하면, 인접하는 전극 간의 절연성이 저하되기 쉬운 경향이 있다.
도전성 접착제층 (3)에 있어서의 도전 입자 (1)의 함유량은, 도전성 접착제층 중의 고형분의 전체 부피를 기준으로 하여, 0.1 내지 30 부피％인 것이 바람직하고, 0.2 내지 20 부피％인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 0.1 부피％ 미만이면, 접속하여야 할 전극 상의 도전 입자의 수가 감소하기 때문에 접촉점수가 부족하여, 접속 전극 간의 도전성이 저하되기 쉬운 경향이 있고, 30 부피％를 초과하면, 입자 표면적의 현저한 증가에 의해 입자가 2차 응집을 일으켜서 연결되기 쉬워, 인접 전극 간의 절연성이 저하되기 쉬운 경향이 있다.
도전성 접착제층 (3)에는 그의 필름 형성성을 보다 양호한 것으로 하는 관점에서, 필름 형성성 고분자를 배합할 수도 있다. 필름 형성성 고분자로는 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다. 이들 필름 형성성 고분자는 열 경화성 수지의 경화 시의 응력 완화에 효과가 있다. 특히, 필름 형성성 고분자가 수산기 등의 관능기를 갖는 경우, 접착성이 향상되기 때문에 보다 바람직하다.
또한, 회로 접속용 접착 필름 (100)을 구성하는 절연성 접착제층 (4), (5)는 절연성을 갖는 층이다. 절연성 접착제층 (4), (5)는 회로 부재에 있어서의 인접하는 회로 전극 사이에 배치되었을 때에, 그 인접하는 전극 간의 절연성을 충분히 확보하는(바람직하게는, 인접하는 전극 간의 절연 저항치를 1×108 Ω 이상으로 함) 것이 가능한 것이라면, 그 조성은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 상술한 도전성 접착제층 (3)으로부터 도전 입자 (1)을 제거한 조성과 동일한 조성으로 할 수 있다.
또한, 도전성 접착제층 (3) 및 절연성 접착제층 (4), (5)에는, 추가로 무기질 충전재 또는 고무 입자를 혼입?분산시킬 수 있다. 이들은, 도전 입자 (1)과 함께 도전성 접착제층 (3)에 혼입?분산될 수 있고, 도전 입자 (1)이 사용되지 않는 절연성 접착제층 (4), (5)에 혼입?분산시키는 것도 가능한데, 특히 도전 입자 (1)을 사용하는 도전성 접착제층 (3)에 혼입?분산시키는 것이 바람직하다. 이들 무기질 충전재 또는 고무 입자를 도전성 접착제층 (3)에 첨가함으로써, 도전성 접착제층 (3)의 회로 부재끼리의 접속 시의 용융 점도를, 절연성 접착제층 (4), (5)의 접속 시의 용융 점도보다도 용이하게 또한 충분히 높게 할 수 있다.
무기질 충전재로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 용융 실리카, 결정질 실리카, 규산칼슘, 알루미나, 탄산칼슘 등의 분체를 들 수 있다. 무기질 충전재의 평균 입경은 접속부에서의 도통 불량을 방지하는 관점에서, 3 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
무기질 충전재를 이용하는 경우의 배합량은, 도전성 접착제층 (3) 및 절연성 접착제층 (4), (5) 중 어디에 있어서도, 접착제 (2) 배합량을 100 질량부로 하여 5 내지 100 질량부인 것이 바람직하다. 한편, 용융 점도를 높이기 위해서는, 상기 배합량이 클수록 효과적이다.
고무 입자로는, 유리 전이 온도가 25℃ 이하의 고무 입자이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌 고무, 니트릴-부타디엔 고무, 실리콘 고무 등을 사용할 수 있다. 고무 입자로는, 평균 입경이 0.1 내지 10 ㎛의 것을 이용하는 것이 바람직하고, 평균 입경 이하의 입자가 입경 분포의 80％ 이상을 차지하는 고무 입자가 보다 바람직하다. 고무 입자의 평균 입경은, 0.1 내지 5 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 고무 입자의 표면을 실란 커플링제로 처리한 경우, 반응성 수지에 대한 분산성이 향상되기 때문에 보다 바람직하다.
고무 입자 중에서도 실리콘 고무 입자는 내 용제성이 우수한 것 외에, 분산성도 우수하기 때문에, 효과적인 고무 입자로서 바람직하게 사용할 수 있다. 한편, 실리콘 고무 입자는 실란 화합물 또는 메틸트리알콕시실란 및/또는 그의 부분 가수분해 축합물을, 가성소다, 암모니아 등의 염기성 물질에 의해 pH 9 이상으로 조정한 알코올 수용액에 첨가하여, 가수분해, 중축합시키는 방법, 또는 오르가노실록산의 공중합 등으로 얻을 수 있다. 또한, 분자 말단 또는 분자내 측쇄에 수산기, 에폭시기, 케티민, 카르복실기, 머캅토기 등의 관능기를 함유한 실리콘 미립자는 반응성 수지에 대한 분산성이 향상되기 때문에 바람직하다.
고무 입자를 이용하는 경우의 배합량은 도전성 접착제층 (3) 및 절연성 접착제층 (4), (5) 중 어디에 있어서도, 접착제 (2) 배합량을 100 질량부로 하여 5 내지 50 질량부인 것이 바람직하다.
도전성 접착제층 (3) 및 절연성 접착제층 (4), (5)의 형성은, 적어도 상기 접착제 (2)(반응성 수지 및 잠재성 경화제 등)를 포함하고, 도전성 접착제층 (3)에 관해서는 추가로 도전 입자 (1)을 포함하는 접착 조성물을 유기 용제에 용해 또는 분산시킴으로써 액상화하여 도포액을 제조하고, 이 도포액을 박리성 기재(지지 필름) 상에 도포하고, 경화제의 활성 온도 이하에서 용제를 제거함으로써 행할 수 있다. 이 때 이용하는 용제로는, 방향족 탄화수소계 용제와 산소 함유계 용제의 혼합 용제가 재료의 용해성을 향상시키는 관점에서 바람직하다. 또한, 박리성 기재로는 이형성을 갖도록 표면 처리된 PET 필름 등이 바람직하게 이용된다.
한편, 도시하지 않지만, 절연성 접착제층 (4), (5)의 외측에 추가로 도전성 접착제층 또는 절연성 접착제층을 설치할 수도 있다.
그리고, 회로 접속용 접착 필름 (100)의 제조 방법으로는, 예를 들면, 상기한 바와 같이 하여 형성한 도전성 접착제층 (3) 및 절연성 접착제층 (4), (5)를 적층시키는 방법, 또는 각 층을 순차 도공하는 방법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어지는 회로 접속용 접착 필름 (100)에 있어서, 도전성 접착제층 (3)의 두께는 3 내지 15 ㎛인 것이 바람직하고, 5 내지 10 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 이 두께가 3 ㎛ 미만이면, 바람직한 평균 입경인 도전 입자를 적용한 경우에 있어서, 도전성 접착제층의 형성성이 저하되는 경향이 있고, 15 ㎛를 초과하면, 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 많아져, 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도전성을 충분히 확보하기 어려워지는 경향이 있다.
또한, 절연성 접착제층 (5)의 두께는 0.1 내지 5.0 ㎛인 것이 필요한데, 1.0 내지 5.0 ㎛인 것이 바람직하고, 2.0 내지 4.0 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 이 두께가 0.1 ㎛ 미만이면, 회로 부재에 있어서의 인접하는 회로 전극 사이에 배치되었을 때에, 그 인접하는 전극 간의 절연성을 충분히 확보할 수 없고, 5 ㎛를 초과하면, 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 많아져, 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도전성을 충분히 확보할 수 없다.
또한, 절연성 접착제층 (4)의 두께는, 제1 기판의 주면 상에 형성된 제1 회로 전극의 두께와 제2 기판의 주면 상에 형성된 제2 회로 전극의 두께의 총합 이하인 것이 바람직하다. 절연성 접착제층 (4)의 두께가 제1 회로 전극의 두께와 제2 회로 전극의 두께의 총합보다도 크면, 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 많아져, 인접하는 전극 간의 절연성 및 접속하여야 할 전극 간의 도전성을 충분히 확보하기 어려워지는 경향이 있다.
또한, 회로 접속용 접착 필름 (100)에 있어서, 도전성 접착제층 (3)은 절연성 접착제층 (4), (5)보다도, 회로 부재끼리의 접속 시의 용융 점도가 높은 것이 바람직하다. 여기서, 상기 접속 시의 용융 점도란 회로 접속용 접착 필름 (100)을 이용하여 회로 부재끼리를 접속시킬 때의 가열 온도에 있어서의 용융 점도이다. 한편, 회로 부재끼리를 접속시킬 때의 가열 온도는, 회로 접속용 접착 필름 (100) 중의 접착제의 경화성 등에 따라 적절하게 조정되는데, 통상, 120℃ 내지 220℃의 범위이다. 따라서, 그 온도 범위 내에서, 도전성 접착제층 (3)의 용융 점도가 절연성 접착제층 (4), (5)의 용융 점도보다도 높은 것이 보다 바람직하다.
또한, 도전성 접착제층 (3)의 접속 시의 용융 점도는 구체적으로는, 예를 들면 120℃에서, 5.0×102 내지 5.0×106 pa?s인 것이 바람직하고, 5.0×103 내지 5.0×105 Pa?s인 것이 보다 바람직하다.
또한, 절연성 접착제층 (4), (5)의 접속 시의 용융 점도는 구체적으로는, 예를 들면 120℃에서 1.0×102 내지 1.0×106 Pa?s인 것이 바람직하고, 1.0×103 내지 1.0×105 Pa?s인 것이 보다 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 회로 접속용 접착 필름 (110)을 이용한 본 발명의 회로 부재의 접속 구조에 관해서 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 회로 부재의 접속 구조의 바람직한 하나의 실시 형태를 도시한 모식단면도이다. 도 3에 도시된 회로 부재의 접속 구조 (200)은 제1 기판 (11) 및 그 주면 상에 형성된 제1 회로 전극 (12)를 갖는 제1 회로 부재 (10), 및 제2 기판 (21) 및 그 주면 상에 형성된 제2 회로 전극 (22)를 갖는 제2 회로 부재 (20)이, 상기 본 발명의 회로 접속용 접착 필름 (110)이 경화된 경화물을 포함하고 제1 및 제2 회로 부재 (10), (20) 사이에 형성된 회로 접속 부재 (110a)에 의해서 접속된 것이다. 회로 부재의 접속 구조 (200)에 있어서는, 제1 회로 전극 (12)와 제2 회로 전극 (22)가 대치됨과 동시에 전기적으로 접속되어 있다.
회로 접속 부재 (110a)는 본 발명의 회로 접속용 접착 필름 (110)이 경화된 경화물을 포함하는 것으로서, 상술한 접착제 (2)의 경화물 (2a) 및 이것에 분산되어 있는 도전 입자 (1)을 포함하는 도전성 접착제층 (3)의 경화물 (3a), 및 그 양면에 형성된 절연성 접착제층 (5)의 경화물 (5a)로 구성되어 있다. 그리고, 제1 회로 전극 (12)와 제2 회로 전극 (22)는 도전 입자 (1)을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 절연성 접착제층 (5)의 경화물 (5a)는 제1 및 제2 회로 전극 (12), (22)의 적어도 제1 및 제2 기판 (11), (21) 측의 주위를 덮도록 형성되어 있다. 이것은, 제1 및 제2 회로 부재 (10), (20)의 접속 시에, 절연성 접착제층 (5)가 제1 및 제2 회로 전극 (12), (22) 상(서로 대향하고 있는 면 상)으로부터 그 주위로 유출되기 때문이다.
제1 및 제2 회로 부재 (10), (20)로는, 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 따라 조합되어 사용된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는 인쇄 배선판 또는 폴리이미드 등의 유기물을 포함하는 재질을 비롯하여, 구리, 알루미늄 등의 금속 또는 ITO(산화 인듐 주석, indium tin oxide), 질화규소(SiNX), 이산화규소(SiO2) 등의 무기 재질과 같이 다종다양한 표면 상태를 갖는 회로 부재를 사용할 수 있다.
회로 부재의 접속 구조 (200)은, 예를 들면, 제1 회로 부재 (10), 상기 본 발명의 회로 접속용 접착 필름 (110), 및 제2 회로 부재 (20)을, 제1 회로 전극 (12)와 제2 회로 전극 (22)가 대치되도록 상기 순서로 적층하고 가열 및 가압함으로써, 제1 회로 전극 (12)와 제2 회로 전극 (22)가 전기적으로 접속되도록 제1 회로 부재 (10)과 제2 회로 부재 (20)을 접속하는 방법에 의해서 얻어진다.
이 방법에 있어서는, 우선, 박리성 기재 상에 형성되어 있는 회로 접속용 접착 필름 (110)을 제2 회로 부재 (20) 상에 접합시킨 상태에서 가열 및 가압하여 회로 접속용 접착 필름 (110)을 가접착하고, 박리성 기재를 박리하고 나서, 제1 회로 부재 (10)을 회로 전극을 위치 정렬하면서 얹어서, 제2 회로 부재 (20), 회로 접속용 접착 필름 (110) 및 제1 회로 부재 (10)이 상기 순서로 적층된 적층체를 준비할 수 있다.
상기 적층체를 가열 및 가압하는 조건은 회로 접속용 접착 필름 중의 접착제의 경화성 등에 따라, 회로 접속용 접착 필름이 경화되어 충분한 접착 강도가 얻어지도록 적절하게 조정된다.
한편, 상기 회로 부재의 접속 구조 (200) 및 그의 제조 방법의 설명에 있어서는, 회로 접속용 접착 필름 (110)을 이용한 경우를 설명했지만, 회로 접속용 접착 필름 (110) 대신에 회로 접속용 접착 필름 (100)을 이용할 수도 있다.
<실시예>
이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
페녹시 수지(유니온카바이드사 제조, 상품명: PKHC) 32 질량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 중에 평균 입경 0.2 ㎛의 아크릴 수지 입자가 20 질량％ 분산되어 이루어지는 아크릴 입자 함유 수지(니혼쇼쿠바이사 제조, 상품명: BPA328) 10 질량부, 비스페놀 A형 고형 에폭시 수지(유까 쉘 에폭시사 제조, 상품명: YL980) 20 질량부, 이미다졸계 경화제(아사히 가세이 고교사 제조, 상품명: 노바큐어 HX-3941) 35 질량부 및 실란 커플링제(닛본 유니카사 제조, 상품명: A187) 3 질량부를 용제인 톨루엔에 용해시켜서 고형분 50 질량％의 절연성 접착제층 형성용 도포액을 얻었다.
이어서, 이 도포액을 한쪽면(도포액을 도포하는 면)에 이형 처리가 실시된 두께 50 ㎛의 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃에서 10분간 열풍 건조시킴으로써, PET 필름 상에 두께 11 ㎛의 절연성 접착제층 (a)를 형성하였다. 이 절연성 접착제층 (a)의 용융 점도를, 점탄성 측정 장치(레오메트릭스사 제조)를 이용하여 승온 속도 10℃/분, 주파수 10 Hz, 25℃ 내지 200℃의 조건으로 측정한 바, 120℃에서의 용융 점도는 1.0×103 Pa?s였다.
또한, 상기 절연성 접착제층 형성용 도포액을, 한쪽면(도포액을 도포하는 면)에 이형 처리가 실시된 두께 25 ㎛의 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃에서 10 분간 열풍 건조시킴으로써, PET 필름 상에 두께 2 ㎛의 절연성 접착제층 (b)를 형성하였다. 이 절연성 접착제층 (b)의 용융 점도를 점탄성 측정 장치(레오메트릭스사 제조)를 이용하여 승온 속도 10℃/분, 주파수 10 Hz, 25℃ 내지 200℃의 조건으로 측정한 바, 120℃에서의 용융 점도는 1.0×103 Pa?s 였다.
다음으로, 페녹시 수지(유니온카바이드사 제조, 상품명: PKHC) 32 질량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 중에 평균 입경 0.2 ㎛의 아크릴 수지 입자가 20 질량％ 분산되어 이루어지는 아크릴 입자 함유 수지(니혼쇼쿠바이사 제조, 상품명: BPA328) 20 질량부, 이미다졸계 경화제(아사히 가세이 고교사 제조, 상품명 노바큐어 HX-3941) 35 질량부, 실란커플링제(닛본 유니카사 제조, 상품명: A187) 3 질량부 및 실리콘 고무(도레이다우코닝사 제조, 상품명: E604) 30 질량부를 용제인 톨루엔에 용해시켜서 고형분 50 질량％의 접착제 용액을 제조하였다. 이 접착제 용액 100 질량부에, 폴리스티렌계 핵체(직경: 3 ㎛)의 표면에 Au층을 형성하여 이루어지는 도전 입자(평균 입경: 3.2 ㎛) 20 질량부를 분산시켜서 도전성 접착제층 형성용 도포액을 얻었다.
이 도포액을 한쪽면(도포액을 도포하는 면)에 이형 처리가 실시된 두께 50 ㎛의 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃에서 10분간 열풍 건조시킴으로써, PET 필름 상에 두께 10 ㎛의 도전성 접착제층 (c)를 형성하였다. 이 도전성 접착제층 (c)의 용융 점도를 점탄성 측정 장치(레오메트릭스사 제조)를 이용하여 승온 속도 10℃/분, 주파수 10 Hz, 25℃ 내지 200℃의 조건으로 측정한 바, 120℃에서의 용융 점도는 1.0×104 Pa?s였다.
상기에서 얻어진 절연성 접착제층 (a) 및 도전성 접착제층 (c)를 40℃에서 가열하면서 롤 라미네이터로 적층시켜 적층 필름을 얻었다. 이어서, 얻어진 적층 필름의 도전성 접착제층 (c)측에, 도전성 접착제층 (c) 상의 PET 필름을 박리한 후, 상기에서 얻어진 절연성 접착제층 (b)를 40℃에서 가열하면서 롤 라미네이터로 적층시켜, 절연성 접착제층 (a)의 두께가 11 ㎛, 도전성 접착제층 (c)의 두께가 10 ㎛, 절연성 접착제층 (b)의 두께가 2 ㎛인 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름을 얻었다.
(실시예 2)
절연성 접착제층 (a)의 두께를 8 ㎛로 하고, 절연성 접착제층 (b)의 두께를 5 ㎛로 하고, 또한 도전성 접착제층 (c)의 두께를 10 ㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름을 얻었다.
(실시예 3)
절연성 접착제층 (a)의 두께를 12 ㎛로 하고, 절연성 접착제층 (b)의 두께를 0.1 ㎛로 하고, 또한 도전성 접착제층 (c)의 두께를 10 ㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름을 얻었다.
(실시예 4)
절연성 접착제층 (a)의 두께를 3 ㎛로 하고, 절연성 접착제층 (b)의 두께를 3 ㎛로 하고, 또한 도전성 접착제층 (c)의 두께를 10 ㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름을 얻었다.
(실시예 5)
페녹시 수지(유니온카바이드사 제조, 상품명: PKHC) 32 질량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 중에 평균 입경 0.2 ㎛의 아크릴 입자가 20 질량％ 분산되어 이루어지는 아크릴 입자 함유 수지(니혼쇼쿠바이사 제조, 상품명: BPA328) 20 질량부, 이미다졸계 경화제(아사히 가세이 고교사 제조, 상품명: HX-3941) 35 질량부, 실란 커플링제(닛본 유니카사 제조, 상품명: A187) 3 질량부 및 실리콘 고무(도레이 다우코닝사 제조, 상품명: E604) 30 질량부를 용제인 톨루엔에 용해시켜서 고형분 50 질량％의 절연성 접착제층 형성용 도포액을 얻었다.
이어서, 이 도포액을 한쪽면(도포액을 도포하는 면)에 이형 처리가 실시된 두께 50 ㎛의 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃에서 10분간 열풍 건조시킴으로써, PET 필름 상에 두께 11 ㎛의 절연성 접착제층 (a)를 형성하였다. 이 절연성 접착제층 (a)의 용융 점도를, 점탄성 측정 장치(레오메트릭스사 제조)를 이용하여 승온 속도 10℃/분, 주파수 10 Hz, 25℃ 내지 200℃의 조건으로 측정한 바, 120℃에서의 용융 점도는 1.0×104 Pa?s였다.
또한, 상기 절연성 접착제층 형성용 도포액을, 한쪽면(도포액을 도포하는 면)에 이형 처리가 실시된 두께 25 ㎛의 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃에서 10 분간 열풍 건조시킴으로써, PET 필름 상에 두께 2 ㎛의 절연성 접착제층 (b)를 형성하였다. 이 절연성 접착제층 (b)의 용융 점도를 점탄성 측정 장치(레오메트릭스사 제조)를 이용하여 승온 속도 10℃/분, 주파수 10 Hz, 25℃ 내지 200℃의 조건으로 측정한 바, 120℃에서의 용융 점도는 1.0×104 Pa?s 였다.
다음으로, 페녹시 수지(유니온카바이드사 제조, 상품명: PKHC) 32 질량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 중에 평균 입경 0.2 ㎛의 아크릴 입자가 20 질량％ 분산되어 이루어지는 아크릴 입자 함유 수지(니혼쇼쿠바이사 제조, 상품명: BPA328) 10 질량부, 비스페놀 A형 고형 에폭시 수지(유카 쉘 에폭시사 제조, 상품명: YL980) 20 질량부, 이미다졸계 경화제(아사히 가세이 고교사 제조, 상품명: HX-3941) 35 질량부, 실란 커플링제(닛본 유니카사 제조, 상품명: A187) 3 질량부를 용제인 톨루엔에 용해시켜서 고형분 50 질량％의 접착제 용액을 제조하였다. 이 접착제 용액 100 질량부에, 폴리스티렌계 핵체(직경: 3 ㎛)의 표면에 Ni 및 Au 층을 형성하여 이루어지는 도전 입자(평균 입경: 3.2 ㎛) 20 질량부를 분산시켜서 도전성 접착제층 형성용 도포액을 얻었다.
이 도포액을 한쪽면(도포액을 도포하는 면)에 이형 처리가 실시된 두께 50 ㎛의 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃에서 10분간 열풍 건조시킴으로써, PET 필름 상에 두께 10 ㎛의 절연성 접착제층 (c)를 형성하였다. 이 도전성 접착제층 (c)의 용융 점도를, 점탄성 측정 장치(레오메트릭스사 제조)를 이용하여 승온 속도 10℃/분, 주파수 10 Hz, 25℃ 내지 200℃의 조건으로 측정한 바, 120℃에서의 용융 점도는 1.0×103 Pa?s였다.
상기에서 얻어진 절연성 접착제층 (a) 및 도전성 접착제층 (c)를 40℃에서 가열하면서 롤 라미네이터로 적층시켜 적층 필름을 얻었다. 이어서, 얻어진 적층 필름의 도전성 접착제층 (c)측에, 도전성 접착제층 (c) 상의 PET 필름을 박리한 후, 상기에서 얻어진 절연성 접착제층 (b)를 40℃에서 가열하면서 롤 라미네이터로 적층시켜, 절연성 접착제층 (a)의 두께가 11 ㎛, 도전성 접착제층 (c)의 두께가 10 ㎛, 절연성 접착제층 (b)의 두께가 2 ㎛인 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름을 얻었다.
(비교예 1)
절연성 접착제층 (a)의 두께를 7 ㎛로 하고, 절연성 접착제층 (b)의 두께를 7 ㎛로 하고, 또한 도전성 접착제층 (c)의 두께를 9 ㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름을 얻었다.
(비교예 2)
페녹시 수지(유니온카바이드사 제조, 상품명: PKHC) 32 질량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 중에 평균 입경 0.2 ㎛인 아크릴 수지 입자가 20 질량％ 분산되어 이루어지는 아크릴 입자 함유 수지(니혼쇼쿠바이사 제조, 상품명: BPA328) 10 질량부, 비스페놀 A형 고형 에폭시 수지(유카 쉘 에폭시사 제조, 상품명: YL980) 20 질량부, 이미다졸계 경화제(아사히 가세이 고교사 제조, 상품명: 노바큐어 HX-3941) 35 질량부 및 실란 커플링제(닛본 유니카사 제조, 상품명: A187) 3 질량부를 용제인 톨루엔에 용해시켜서 고형분 50 질량％의 절연성 접착제층 형성용 도포액을 얻었다.
이어서, 이 도포액을 한쪽면(도포액을 도포하는 면)에 이형 처리가 실시된 두께 50 ㎛의 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃에서 10분간 열풍 건조시킴으로써, PET 필름 상에 두께 13 ㎛의 절연성 접착제층 (a)를 형성하였다. 이 절연성 접착제층 (a)의 용융 점도를, 점탄성 측정 장치(레오메트릭스사 제조)를 이용하여 승온 속도 10℃/분, 주파수 10 Hz, 25℃ 내지 200℃의 조건으로 측정한 바, 120℃에서의 용융 점도는 1.0×103 Pa?s였다.
다음으로, 상기 절연성 접착제층 형성용 도포액 100 질량부에 폴리스티렌계 핵체(직경: 3 ㎛)의 표면에 Au 층을 형성하여 이루어지는 도전 입자(평균 입경: 3.2 ㎛) 20 질량부를 분산시켜서 도전성 접착제층 형성용 도포액을 얻었다. 이 도포액을, 한쪽면(도포액을 도포하는 면)에 이형 처리가 실시된 두께 50 ㎛의 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃에서 10분간 열풍 건조시킴으로써, PET 필름 상에 두께 10 ㎛의 도전성 접착제층 (c)를 형성하였다. 이 도전성 접착제층 (c)의 용융 점도를, 점탄성 측정 장치(레오메트릭스사 제조)를 이용하여 승온 속도 10℃/분, 주파수 10 Hz, 25℃ 내지 200℃의 조건으로 측정한 바, 120℃에서의 용융 점도는 1.0×103 Pa?S였다.
상기에서 얻어진 절연성 접착제층 (a) 및 도전성 접착제층 (c)를, 40℃에서 가열하면서 롤 라미네이터로 적층시켜, 2층 구조의 회로 접속용 접착 필름을 얻었다.
(비교예 3)
절연성 접착제층 (a)의 두께를 12 ㎛로 하고, 절연성 접착제층 (b)의 두께를 0.08 ㎛로 하고, 또한 도전성 접착제층 (c)의 두께를 10 ㎛로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름을 얻었다.
[입자 포착수의 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 회로 접속용 접착 필름을 이용하고, 금 범프(면적: 30×50 ㎛, 범프 높이: 15 ㎛, 범프 수: 300)가 있는 칩(1.2×19 mm, 두께: 500 ㎛)과, ITO 회로가 있는 유리 기판(두께: 0.7 mm, 전극 높이: 0.15 ㎛)의 접속을 이하에 나타낸 바와 같이 행하였다.
우선, 회로 접속용 접착 필름(1.5×20 mm)을, ITO 회로가 있는 유리 기판에, 80℃, 0.98 MPa(10 kgf/㎠)의 조건으로 2초간 가열 가압함으로서 접착시켰다. 이 때, 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름은 절연성 접착제층 (b)를 해당 절연성 접착제층 (b) 상의 PET 필름을 박리한 후에 유리 기판에 접착시키고, 2층 구조의 회로 접속용 접착 필름은 도전성 접착제층 (c)를 해당 도전성 접착제층 (c) 상의 PET 필름을 박리한 후에 유리 기판에 접착시켰다.
이어서, 회로 접속용 접착 필름으로부터 PET 필름을 박리하고, 칩의 범프와 ITO 회로가 있는 유리 기판과의 위치 정렬을 행한 후, 190℃, 40 g/범프, 10초간의 조건으로 칩 상방으로부터 가열, 가압을 행하여, 회로 접속용 접착 필름을 개재한 칩과 유리 기판의 본 접속을 행하였다.
이 때, 금 범프(면적: 30×50 ㎛)에 포착되는 도전 입자의 수를 배율이 200 내지 500배인 현미경을 이용하여 측정하였다. 이에 따라, 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 회로 접속용 접착 필름에 있어서의 금 범프의 입자 포착수의 최소치를 구하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
[절연 저항치의 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 회로 접속용 접착 필름을 이용하여, 금 범프(면적: 30×100 ㎛, 범프 사이 스페이스 10 ㎛, 높이: 15 ㎛, 범프수: 472)가 있는 칩(1.9×15 mm, 두께: 500 ㎛)과, ITO 회로가 있는 유리 기판(두께: 0.7 mm, 전극 높이: 0.15 ㎛)의 접속을 이하에 나타낸 바와 같이 행하였다.
우선, 회로 접속용 접착 필름(2.0×20 mm)을 ITO 회로가 있는 유리 기판에 80℃, 0.98 MPa(10 kgf/㎠)의 조건으로 2초간 가열 가압함으로써 접착시켰다. 이 때, 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름은 절연성 접착제층 (b)를 해당 절연성 접착제층 (b) 상의 PET 필름을 박리한 후에 유리 기판에 접착시키고, 2층 구조의 회로 접속용 접착 필름은 도전성 접착제층 (c)를, 해당 도전성 접착제층 (c) 상의 PET 필름을 박리한 후에 유리 기판에 접착시켰다.
이어서, 회로 접속용 접착 필름으로부터 PET 필름을 박리하고, 칩의 범프와 ITO 회로가 있는 유리 기판과의 위치 정렬을 행한 후, 190℃, 40 g/범프, 10초간의 조건으로 칩 상방으로부터 가열, 가압을 행하여, 회로 접속용 접착 필름을 개재한 칩과 유리 기판의 본 접속을 행하였다.
이와 같이 하여 얻어진 접속 샘플에 관해서, 이하의 통전 내습 시험을 행하였다. 즉, 접속 샘플에 대하여, 85℃, 85％ RH의 환경 하에서 DC 15V를 500시간 인가하는 처리를 행하였다.
통전 내습 시험 후의 접속 샘플의 절연 저항치에 관해서, 절연 저항계를 이용하여 인접하는 범프 간의 절연 저항을 실온 중에서 측정 전압 50 V, 전압 인가 시간 60초의 조건으로 측정하였다. 이에 따라, 인접하는 범프 간의 절연 특성이 양호하게 되어 있는지를 판단하였다. 이 경우의 양호한 절연 특성이란, 절연 저항치로 1×108Ω 이상으로 하고, 모든 인접하는 범프 간의 절연 저항치가 1×108Ω 이상의 것을 A, 인접하는 범프 간의 절연 저항치가 1×108Ω 미만인 개소를 포함하는 것을 B로서 평가하였다. 그 결과 및 절연 저항치의 최소치를 표 1에 나타내었다.
[접속 저항치의 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 회로 접속용 접착 필름을 이용하여, 금 범프(면적: 30×50 ㎛, 범프 높이: 15 ㎛, 범프 수: 300)가 있는 칩(1.2×19 mm, 두께: 500 ㎛)과, ITO 회로가 있는 유리 기판(두께: 0.7 mm, 전극 높이: 0.15 ㎛)과의 접속을 이하에 기술한 바와 같이 행하였다.
우선, 회로 접속용 접착 필름(1.5×20 mm)을 ITO 회로가 있는 유리 기판에 80℃, 0.98 MPa(10 kgf/㎠)의 조건으로 2초간 가열 가압함으로써 접착시켰다. 이 때, 3층 구조의 회로 접속용 접착 필름은 절연성 접착제층 (b)를 해당 절연성 접착제층 (b) 상의 PET 필름을 박리한 후에 유리 기판에 접착시키고, 2층 구조의 회로 접속용 접착 필름은 도전성 접착제층 (c)를 해당 도전성 접착제층 (c) 상의 PET 필름을 박리한 후에 유리 기판에 접착시켰다.
이어서, 회로 접속용 접착 필름으로부터 PET 필름을 박리하고, 칩의 범프와 ITO 회로가 있는 유리 기판과의 위치 정렬을 행한 후, 190℃, 40 g/범프, 10초간의 조건으로 칩 상방으로부터 가열, 가압을 행하여, 회로 접속용 접착 필름을 개재한 칩과 유리 기판의 본 접속을 행하였다.
이와 같이 하여 얻어진 접속 샘플에 관해서, 이하의 내습 시험을 행하였다. 즉, 접속 샘플을 85℃, 85％RH의 환경 하에서 1000시간 방치하는 처리를 행하였다.
내습 시험 후의 접속 샘플의 접속 저항치에 관해서, 디지탈 멀티미터를 이용하여 1범프 마다의 접속 저항을 4 단자법으로 측정하였다. 이에 따라, 도통이 양호하게 되어 있는지를 판단하였다. 이 경우의 양호한 도통이란, 접속 저항치로 20Ω 이하로 하고, 모든 범프의 접속 저항치가 20Ω 이하인 것을 A, 접속 저항치가 20Ω을 넘는 범프를 포함하는 것을 B로서 평가하였다. 그 결과 및 접속 저항치의 최대치를 표 1에 나타내었다.
Figure 112011035435286-pat00001
표 1에 나타낸 결과로부터 분명한 바와 같이, 적어도 한쪽면의 절연성 접착제층의 두께가 0.1 내지 5.0 ㎛의 범위 내인 실시예 1 내지 5의 회로 접속용 접착 필름에서는, 전극 사이의 입자 포착수가 충분하고, 통전 내습 시험 후의 절연 저항치 및 내습 시험 후의 접속 저항치가 모두 양호한 것으로 확인되었다. 한편, 절연성 접착제층의 두께가 양면 모두 7 ㎛인 비교예 1의 회로 접속용 접착 필름에서는, 통전 내습 시험 후의 절연 저항치, 내습 시험 후의 접속 저항치 및 입자 포착수 모두가 떨어지는 것이 확인되었다. 또한, 도전성 접착제층과 절연성 접착제층으로 이루어지는 2층 구조의 회로 접속용 접착 필름(비교예 2)에서는, 통전 내습 시험 후의 절연 저항치가 떨어지는 것이 확인되었다. 또한, 절연성 접착제층의 두께가 0.1 ㎛ 미만인 0.08 ㎛인 비교예 3에서는, 인접 전극 간의 절연성을 충분히 확보할 수 없는 것에 의해 통전 내습 시험 후의 절연 저항치가 악화하는 것이 확인되었다. 이상으로부터, 본 발명의 회로 접속용 접착 필름에 따르면, 회로 부재끼리의 접속 시에 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 적고, 고 분해능 및 장기간 접속 신뢰성이 우수한 것이 확인되었다.
<산업상 이용 가능성>
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 회로 부재끼리의 접속 시에 전극 상으로부터의 도전 입자의 유출이 적고, 고 분해능 및 장기간 접속 신뢰성이 우수하고, 도전 입자와 전극의 정확한 위치 정렬이 불필요하기 때문에 작업성이 우수한 회로 접속용 접착 필름, 그것을 이용한 회로 부재의 접속 구조 및 회로 부재의 접속 방법을 제공할 수 있다.
1: 도전 입자
2: 접착제
3: 도전성 접착제층
4: 절연성 접착제층
5: 절연성 접착제층
10: 제1 회로 부재
11: 제1 기판
12: 제1 회로 전극
20: 제2 회로 부재
21: 제2 기판
22: 제2 회로 전극
100, 110: 회로 접속용 접착 필름
110a: 회로 접속 부재
200: 회로 부재의 접속 구조

Claims (11)

  1. 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재 및 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를, 상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극을 대향 배치시킨 상태에서 접속시키기 위한 회로 접속용 접착 필름이며,
    도전 입자 및 접착제를 함유하는 도전성 접착제층,
    상기 도전성 접착제층의 한쪽면에 형성된 절연성의 제1 절연성 접착제층, 및
    상기 도전성 접착제층의 상기 제1 절연성 접착제층이 형성된 면과는 반대측의 면에 형성된 절연성의 제2 절연성 접착제층
    을 적어도 갖고,
    상기 제1 절연성 접착제층 및 상기 제2 절연성 접착제층 중의 적어도 한쪽의 층의 두께가 1.0 내지 4.0 ㎛이며,
    상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극 중의 적어도 한쪽의 회로 전극의 높이가 3.0 ㎛ 이하이고, 상기 회로 접속용 접착 필름에서의 두께가 1.0 내지 4.0 ㎛인 상기 제1 절연성 접착제층 또는 상기 제2 절연성 접착제층이, 높이가 3.0 ㎛ 이하인 상기 회로 전극측에 배치되는 회로 접속용 접착 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착제가 열 경화성 수지를 함유하는 것이고,
    상기 도전성 접착제층이 상기 제1 절연성 접착제층 및 상기 제2 절연성 접착제층보다도, 상기 제1 회로 부재와 상기 제2 회로 부재의 접속시의 용융 점도가 높은 회로 접속용 접착 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전성 접착제층이 필름 형성성 고분자를 추가로 함유하는 회로 접속용 접착 필름.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연성 접착제층 및 상기 제2 절연성 접착제층 중의 적어도 한쪽의 층의 두께가 2.0 내지 4.0 ㎛인 회로 접속용 접착 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연성 접착제층 및 상기 제2 절연성 접착제층 중의 적어도 한쪽의 층의 두께가 2.0 내지 3.0 ㎛인 회로 접속용 접착 필름.
  8. 제2항에 있어서, 상기 도전성 접착제층의 120℃에서의 용융 점도가 5.0×102 내지 5.0×106 Pa?s인 회로 접속용 접착 필름.
  9. 제2항에 있어서, 상기 도전성 접착제층의 120℃에서의 용융 점도가 5.0×103 내지 5.0×105 Pa?s인 회로 접속용 접착 필름.
  10. 제2항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 절연성 접착제층 및 상기 제2 절연성 접착제층의 120℃에서의 용융 점도가 1.0×102 내지 1.0×106 Pa?s인 회로 접속용 접착 필름.
  11. 제2항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 절연성 접착제층 및 상기 제2 절연성 접착제층의 120℃에서의 용융 점도가 1.0×103 내지 1.0×105 Pa?s인 회로 접속용 접착 필름.
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