KR101453179B1 - 이방성 도전 필름, 접합체의 제조 방법 및 접합체 - Google Patents

이방성 도전 필름, 접합체의 제조 방법 및 접합체 Download PDF

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Abstract

기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서, 아크릴 수지를 함유하는 절연성 접착층과 도전성 입자, 아크릴 수지 및 중합 개시제를 함유하는 도전성 입자 함유층을 갖고, 상기 절연성 접착층과 상기 도전성 입자 함유층 중 상기 도전성 입자 함유층만이 상기 중합 개시제를 함유하는 이방성 도전 필름이다.

Description

이방성 도전 필름, 접합체의 제조 방법 및 접합체 {ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM, METHOD FOR PRODUCING CONNECTED BODY, AND CONNECTED BODY}
본 발명은 IC 칩, 액정 디스플레이 (LCD) 에 있어서의 액정 패널 (LCD 패널) 등의 전자 부품을 전기적이면서 또한 기계적으로 접속 가능한 이방성 도전 필름, 그리고 그 이방성 도전 필름을 사용한 접합체의 제조 방법, 및 그 제조 방법에 의해 얻어지는 접합체에 관한 것이다.
종래부터 전자 부품을 기판과 접속하는 수단으로서, 도전성 입자가 분산된 열경화성 수지를 박리 필름에 도포한 테이프상의 접속 재료 (예를 들어, 이방성 도전 필름 (ACF ; Anisotropic Conductive Film)) 가 사용되고 있다.
이 이방성 도전 필름은, 예를 들어 플렉시블 프린트 기판 (FPC) 이나 IC 칩의 단자와 LCD 패널의 유리 기판 상에 형성된 ITO (Indium Tin Oxide) 전극을 접속하는 경우를 비롯하여, 각종 단자끼리를 접착시키는 것과 함께 전기적으로 접속하는 경우에 사용되고 있다.
상기 이방성 도전 필름으로는, 도전성 입자를 분산시킨 층 (ACF) 과 분산시키지 않은 층 (NCF ; Non Conductive Film) 의 2 층 구조로 한 것이 제안되어 있다. 이 이방성 도전 필름을 사용하면, IC 칩 등의 전자 부품의 단자가 도전성 입자를 함유하지 않은 층으로 들어가고, 또 도전성 입자가 분산된 층으로 도전성 입자를 사이에 끼워 ITO 전극과 전기적으로 접속된다. 이 때문에, 전자 부품의 단자 사이로 유입되는 도전성 입자수가 감소하여, 단층 구조인 것과 비교해서, 도전성 입자가 소량이라도 접속 단자에 실리는 도전성 입자의 비율 (입자 포착률) 을 향상시키는 것을 기대할 수 있다.
이러한 2 층 구조의 이방성 도전 필름으로는, 예를 들어, 제 1 층은 적어도 필름 형성용 수지 및 열경화성 수지를 갖고, 또한 상기 제 1 층 중의 상기 필름 형성용 수지의 유리 전이점이 80 ℃ 이상이며, 제 2 층은 적어도 필름 형성용 수지, 경화제를 갖고, 또한 상기 제 2 층 중의 상기 필름 형성용 수지의 유리 전이점이 -20 ℃ ∼ 65 ℃ 인 이방성 도전 필름이 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조). 이 제안의 기술에서는 구체예로서, 도전성 입자 함유층에는 경화제를 함유하지 않으면서 절연성 접착층에는 경화제를 함유한, 2 층 구조의 이방성 도전 필름이 검토되고 있다.
그러나, 이 제안의 기술에서는, 압착시에 도전성 입자가 장시간 유동하기 때문에 입자 포착률이 불충분하다는 문제가 있다.
또한, 에폭시 수지 (A) 와 에폭시 수지 경화제를 함유하는 제 1 접착제층과 에폭시 수지 (B) 를 함유하는 제 2 접착제층의 2 층을 구비하고, 에폭시 수지 (A) 는 에폭시 수지 (B) 보다 겔 타임이 긴 것으로, 상기 제 2 접착제층에는 에폭시 수지 경화제가 혼입되어 있지 않거나 상기 제 1 접착제층보다 혼입량이 적은 이방성 도전 필름이 제안되어 있다 (특허문헌 2 참조).
그러나, 이 제안의 기술에서는, 단시간 압착에 있어서 충분한 경화가 일어나지 않기 때문에, 접속 저항이 높아진다는 문제가 있다.
따라서, 2 층 구조의 이방성 도전 필름에 있어서, 입자 포착률이 우수하고 또한 단시간 압착에서도 충분히 낮은 접속 저항이 얻어지는 이방성 도전 필름, 그 이방성 도전 필름을 사용한 접합체의 제조 방법, 및 그 제조 방법에 의해 얻어지는 접합체의 제공이 요구되고 있는 것이 현실이다.
일본 공개특허공보 2005-197032호 일본 공개특허공보 평10-273628호
본 발명은 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하여, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은, 입자 포착률이 우수하고, 또한 단시간 압착에서도 충분히 낮은 접속 저항이 얻어지는 이방성 도전 필름, 그 이방성 도전 필름을 사용한 접합체의 제조 방법, 및 그 제조 방법에 의해 얻어지는 접합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로는 다음과 같다. 즉,
<1> 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서,
아크릴 수지를 함유하는 절연성 접착층과,
도전성 입자, 아크릴 수지 및 중합 개시제를 함유하는 도전성 입자 함유층을 갖고,
상기 절연성 접착층과 상기 도전성 입자 함유층 중 상기 도전성 입자 함유층만이 상기 중합 개시제를 함유하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름이다.
<2> 중합 개시제가 유기 과산화물인 상기 <1> 에 기재된 이방성 도전 필름이다.
<3> 유기 과산화물의 1 분간 반감기 온도가 90.0 ℃ ∼ 154.0 ℃ 인 상기 <2> 에 기재된 이방성 도전 필름이다.
<4> 도전성 입자 함유층에 있어서의 유기 과산화물의 함유량이, 상기 도전성 입자 함유층 중의 수지 성분에 대하여 3 질량％ ∼ 8 질량％ 인 상기 <2> 내지 <3> 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름이다.
<5> 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름을, 기판의 단자 상에, 상기 이방성 도전 필름의 도전성 입자 함유층이 상기 기판의 단자에 접촉하도록 첩부 (貼付) 하는 첩부 공정과,
상기 이방성 도전 필름 상에 전자 부품을 재치 (載置) 하는 재치 공정과,
상기 전자 부품을 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 가열 가압 공정을 포함하고,
상기 기판의 단자와 상기 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 것을 특징으로 하는 접합체의 제조 방법이다.
<6> 상기 <5> 에 기재된 접합체의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 접합체이다.
본 발명에 의하면, 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하여 상기 목적을 달성할 수 있어, 입자 포착률이 우수하고, 또한 단시간 압착에서도 충분히 낮은 접속 저항이 얻어지는 이방성 도전 필름, 그 이방성 도전 필름을 사용한 접합체의 제조 방법, 및 그 제조 방법에 의해 얻어지는 접합체를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 이방성 도전 필름의 일례의 개략도이다.
도 2A 는, 본 발명 접합체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2B 는, 본 발명 접합체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2C 는, 본 발명 접합체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
(이방성 도전 필름)
본 발명의 이방성 도전 필름은 절연성 접착층과 도전성 입자 함유층을 적어도 갖고, 추가로 필요에 따라서 그 밖의 부재를 갖는다.
상기 절연성 접착층과 상기 도전성 입자 함유층 중 상기 도전성 입자 함유층만이 중합 개시제를 함유한다.
상기 이방성 도전 필름은, 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름이다.
상기 이방성 도전 필름의 구조로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 상기 절연성 접착층과 상기 도전성 입자 함유층으로 이루어지는 2 층 구조가 바람직하다.
<절연성 접착층>
상기 절연성 접착층은 아크릴 수지를 적어도 함유하고, 추가로 필요에 따라서 그 밖의 성분을 함유한다. 단, 상기 절연성 접착층은 중합 개시제를 함유하지 않는다.
-아크릴 수지-
상기 아크릴 수지로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어, 아크릴 화합물, 액상 아크릴레이트 등이 예시되고, 구체적으로는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 인산기 함유 아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 디메틸올트리시클로데칸디아크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜테트라아크릴레이트, 2-하이드록시-1,3-디아크릴옥시프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시메톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또, 상기 아크릴레이트를 메타크릴레이트로 한 것을 사용할 수도 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 절연성 접착층에 있어서의 상기 아크릴 수지의 함유량으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
-그 밖의 성분-
상기 그 밖의 성분으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 막형성 수지, 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
--막형성 수지--
상기 막형성 수지로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 부타디엔 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있다. 상기 막형성 수지는 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 제막성, 가공성, 접속 신뢰성의 면에서 페녹시 수지가 특히 바람직하다.
상기 페녹시 수지란, 비스페놀 A 와 에피클로로하이드린으로부터 합성되는 수지로서, 적절히 합성한 것을 사용해도 되고, 시판품을 사용해도 된다.
상기 절연성 접착층에 있어서의 상기 막형성 수지의 함유량으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
--실란 커플링제--
상기 실란 커플링제로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 에폭시계 실란 커플링제, 아크릴계 실란 커플링제, 티올계 실란 커플링제, 아민계 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 실란 커플링제의 함유량으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 절연성 접착층의 평균 두께로는 특별히 제한은 없고, 후술하는 도전성 입자 함유층의 두께와의 관계에서 적절히 선택할 수 있지만, 5 ㎛ ∼ 25 ㎛ 가 바람직하고, 8 ㎛ ∼ 20 ㎛ 가 보다 바람직하다. 상기 평균 두께가 5 ㎛ 미만이면, 단자 사이에서의 수지 충전율이 감소하는 경우가 있고, 25 ㎛ 를 초과하면, 접속 불량의 발생 원인이 되는 경우가 있다.
여기서 상기 평균 두께는, 임의로 상기 절연성 접착층의 5 군데의 두께를 측정했을 때의 평균값이다.
<도전성 입자 함유층>
상기 도전성 입자 함유층은 도전성 입자와 아크릴 수지와 중합 개시제를 적어도 함유하고, 추가로 필요에 따라서 그 밖의 성분을 함유한다.
-도전성 입자-
상기 도전성 입자로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 금속 입자, 금속 피복 수지 입자 등을 들 수 있다.
상기 금속 입자로는, 예를 들어, 니켈, 코발트, 은, 구리, 금, 팔라듐 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도 니켈, 은, 구리가 바람직하다. 이들의 표면 산화를 방지할 목적에서, 표면에 금, 팔라듐을 입힌 입자를 사용해도 된다. 또, 표면에 금속 돌기나 유기물로 절연 피막을 입힌 것을 사용해도 된다.
상기 금속 피복 수지 입자로는, 예를 들어, 수지 코어의 표면을 니켈, 구리, 금 및 팔라듐 중 어느 금속으로 피복한 입자 등을 들 수 있다. 마찬가지로, 최외 표면에 금, 팔라듐을 입힌 입자를 사용해도 된다. 또한, 표면에 금속 돌기나 유기물로 절연 피막을 입힌 것을 사용해도 된다.
상기 수지 코어에 대한 금속의 피복 방법으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 무전해 도금법, 스퍼터링법 등을 들 수 있다.
상기 수지 코어의 재료로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 스티렌-디비닐벤젠 공중합체, 벤조구아나민 수지, 가교폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 스티렌-실리카 복합 수지 등을 들 수 있다.
상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 도전성 입자의 함유량으로는 특별히 제한은 없으며, 회로 부재의 배선 피치나, 접속 면적 등에 의해서 적절히 조정할 수 있다.
-아크릴 수지-
상기 아크릴 수지로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 상기 절연성 접착층의 설명에 있어서 기재한 상기 아크릴 수지와 동일한 것 등을 들 수 있다.
상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 아크릴 수지의 함유량으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
-중합 개시제-
상기 중합 개시제로는 상기 아크릴 수지를 중합시킬 수 있는 것이면 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 열 또는 광에 의해서 유리 라디칼을 발생하는 중합 개시제가 바람직하다.
상기 열 또는 광에 의해서 유리 라디칼을 발생하는 중합 개시제로는 유기 과산화물이 바람직하고, 접속 저항과 입자 포착률이 보다 우수한 점에서 1 분간 반감기 온도가 90.0 ℃ ∼ 154.0 ℃ 인 유기 과산화물이 보다 바람직하다.
10 초간 이하로 접합을 실시하기 위해서는 1 분간 반감기 온도가 154.0 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 1 분간 반감기 온도가 90.0 ℃ 미만이면 보관이 곤란해지는 경우가 있다.
열에 의해서 유리 라디칼을 발생하는 중합 개시제로는, 예를 들어, 유기 과산화물, 아조 화합물 등을 들 수 있다. 상기 유기 과산화물로는, 예를 들어, 과산화벤조일, 터셔리-부틸퍼옥사이드, 디-2-에틸헥실퍼옥시디카보네이트, 디라우로일퍼옥사이드, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산 등을 들 수 있다. 상기 아조 화합물로는, 예를 들어, 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) (V-65), 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 (AIBN), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 1,1-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스[2-메틸-N-[1,1-비스(하이드록시메틸)-2-하이드록시에틸]프로피온아미드], 디메틸 2,2'-아조비스(2-메톡시프로피오네이트) 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
광에 의해 유리 라디칼을 발생하는 중합 개시제로는, 예를 들어, 알킬페논, 벤조인, 벤조페논, 디카르보닐 화합물, 티오크산톤, 아실포스핀옥사이드, 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 중합 개시제의 함유량으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있는데, 상기 도전성 입자 함유층의 수지 성분에 대하여 1 질량％ ∼ 12 질량％ 가 바람직하고, 1 질량％ ∼ 10 질량％ 가 보다 바람직하며, 3 질량％ ∼ 8 질량％ 가 특히 바람직하다. 상기 함유량이 1 질량％ 미만이면, 이방성 도전 필름의 경화율이 저하되는 경우가 있고, 12 질량％ 를 초과하면, 상기 절연성 접착층이 효율적으로 유동하지 않게 되어, 입자 포착률이 저하되는 경우가 있다.
여기서 수지 성분이란, 상기 도전성 입자 함유층에 있어서 도전성 입자를 제외한 성분을 말하고, 예를 들어, 상기 아크릴 수지, 상기 중합 개시제, 후술하는 막형성 수지, 실란 커플링제 등의 유기 성분을 들 수 있다.
상기 도전성 입자 함유층의 평균 두께로는 특별히 제한은 없으며, 상기 도전성 입자의 평균 입경, 상기 절연성 접착층의 두께와의 관계에서 적절히 선택할 수 있는데, 2 ㎛ ∼ 10 ㎛ 가 바람직하고, 4 ㎛ ∼ 10 ㎛ 가 보다 바람직하다. 상기 평균 두께가 2 ㎛ 미만이면, 기판의 단자와 전자 부품의 단자 사이에 도전성 입자가 충분히 충전되지 않는 경우가 있고, 10 ㎛ 를 초과하면 접속 불량의 원인이 되는 경우가 있다.
또한, 상기 도전성 입자 함유층의 평균 두께는 상기 절연성 접착층의 평균 두께보다 얇은 것이, 입자 포착률이 보다 우수한 점에서 바람직하다.
여기서 상기 평균 두께는, 임의로 상기 도전성 입자 함유층의 5 군데의 두께를 측정했을 때의 평균값이다.
-그 밖의 성분-
상기 그 밖의 성분으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 막형성 수지, 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 상기 막형성 수지 및 상기 실란 커플링제로는, 상기 절연성 접착층의 설명에 있어서 기재한 상기 막형성 수지 및 상기 실란 커플링제와 동일한 것 등을 들 수 있다.
<기판>
상기 기판으로는, 상기 이방성 도전 필름을 사용한 이방성 도전성 접속의 대상이 되는 단자를 갖는 기판이면 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, ITO 유리 기판, 플렉시블 기판, 리지드 기판 등을 들 수 있다.
상기 기판의 크기, 형상, 구조로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
<전자 부품>
상기 전자 부품으로는, 상기 이방성 도전 필름을 사용한 이방성 도전성 접속의 대상이 되는 전자 부품이면 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, IC 칩, TAB 테이프, 액정 패널 등을 들 수 있다. 상기 IC 칩으로는, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 에 있어서의 액정 화면 제어용 IC 칩 등을 들 수 있다.
본 발명의 이방성 도전 필름은 상기 절연성 접착층에 중합 개시제를 함유하고 있지 않으므로, 이방성 도전 접속에 있어서, 상기 이방성 도전 필름 상에 재치된 전자 부품을 밀어누를 때에, 상기 절연성 접착층이 단시간에 효율적으로 유동한다. 그러면, 전자 부품의 단자 사이로 상기 절연성 접착층이 유입되어, 전자 부품의 단자 사이로 유입되는 도전성 입자의 수가 감소한다. 그 결과, 단자와 접촉하는 도전성 입자의 수가 늘어나 입자 포착률이 향상된다. 또한, 상기 절연성 접착층이 중합 개시제를 함유하지 않기 때문에, 가열 및 가압을 저속으로 밀어누를 때에도 상기 절연성 접착층이 경화되지 않고, 상기 도전성 입자 함유층의 도전성 입자를 충분히 밀어누를 수 있어, 충분한 접속 저항을 얻을 수 있다. 또, 전자 부품의 단자 사이로 유입되는 도전성 입자의 수가 감소함으로써, 파인 피치 (협피치) 의 이방성 도전 접속에도 대응할 수 있다.
(접합체의 제조 방법 및 접합체)
본 발명의 접합체의 제조 방법은 첩부 공정과 재치 공정과 가열 가압 공정을 적어도 포함하고, 추가로 필요에 따라서 그 밖의 공정을 포함한다.
상기 접합체의 제조 방법은, 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시킴으로써 접합체를 제조한다.
본 발명의 접합체는, 본 발명의 접합체의 제조 방법에 의해 제조된다.
<첩부 공정>
상기 첩부 공정으로는, 이방성 도전 필름을 기판의 단자 상에, 상기 이방성 도전 필름의 도전성 입자 함유층이 상기 기판의 단자에 접촉하도록 첩부하는 공정이면 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 기판으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 본 발명의 상기 이방성 도전 필름의 설명에 있어서 기재한 상기 기판과 동일한 것 등을 들 수 있다.
상기 이방성 도전 필름은 본 발명의 상기 이방성 도전 필름이다.
<재치 공정>
상기 재치 공정으로는, 상기 이방성 도전 필름 상에 전자 부품을 재치하는 공정이면 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 재치 공정에 있어서는, 상기 이방성 도전 필름의 절연성 접착층 상에 상기 전자 부품이 재치된다.
이 때, 이방성 도전 접속은 실시되어 있지 않다.
<가열 가압 공정>
상기 가열 가압 공정으로는, 상기 전자 부품을 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 공정이면 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 가열 가압 부재로는, 예를 들어 가열 기구를 갖는 가압 부재 등을 들 수 있다. 상기 가열 기구를 갖는 가압 부재로는, 예를 들어 히트 툴 등을 들 수 있다.
상기 가열의 온도로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있는데, 140 ℃ ∼ 200 ℃ 가 바람직하다.
상기 가압의 압력으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있는데, 0.1 ㎫ ∼ 10 ㎫ 가 바람직하다.
상기 가열 및 가압의 시간으로는 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 0.5 초간 ∼ 120 초간을 들 수 있다.
이상의 공정에 의해, 상기 기판의 단자와 상기 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시킬 수 있어, 접합체를 제조할 수 있다.
본 발명의 이방성 도전 필름, 접합체의 제조 방법 및 접합체에 관해서, 그 일례를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 이방성 도전 필름의 일례의 개략도이다. 이방성 도전 필름 (1) 은 도전성 입자 함유층 (2) 과 절연성 접착층 (3) 으로 이루어지고, 도전성 입자 함유층 (2) 은 도전성 입자 (4) 를 함유하고 있다.
도 2A ∼ 도 2C 는, 본 발명의 접합체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다. 먼저, 단자 (6) 를 갖는 기판 (5) 에, 이방성 도전 필름을 상기 이방성 도전 필름의 도전성 입자 함유층 (2) 이 단자 (6) 에 접하도록 첩부한다 (도 2A). 계속해서, 그 첩부된 이방성 도전 필름의 절연성 접착층 (3) 위에, 단자 (7) 를 갖는 전자 부품 (8) 을 재치한다. 이 시점에서는, 기판 (5) 과 전자 부품 (8) 은 아직 이방성 도전 접속되어 있지 않다 (도 2B). 그리고, 전자 부품 (8) 위에서부터 가열 가압 부재 (도시 생략) 에 의해 전자 부품 (8) 을 가열 및 가압함으로써, 기판 (5) 과 전자 부품 (8) 을 이방성 도전 접속시킨다 (도 2C). 이 때, 본 발명의 이방성 도전 필름의 절연성 접착층 (3) 은 중합 개시제를 함유하고 있지 않으므로, 단시간에 효율적으로 유동한다. 그러면, 전자 부품 (8) 의 단자 (7) 사이로 절연성 접착층 (3) 이 유입되어, 전자 부품 (8) 의 단자 (7) 사이로 유입되는 도전성 입자 (4) 의 수가 감소한다. 그 결과, 단자 (6) 및 단자 (7) 사이의 도전성 입자 (4) 의 수가 늘어나, 입자 포착률이 향상된 접합체를 제조할 수 있다. 또한, 절연성 접착층 (3) 이 중합 개시제를 함유하지 않으므로, 가열 및 가압을 저속으로 밀어누를 때에도 절연성 접착층 (3) 이 경화되지 않고, 도전성 입자 함유층 (2) 의 도전성 입자 (4) 를 충분히 밀어누를 수 있어, 충분한 접속 저항을 얻을 수 있다. 그리고, 전자 부품 (8) 의 단자 사이로 유입되는 도전성 입자 (4) 의 수가 감소함으로써, 파인 피치 (협피치) 의 접합체를 제조할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예를 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 하등 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1)
<이방성 도전 필름의 제작>
-도전성 입자 함유층의 제작-
페녹시 수지 (품명 : YP50, 신닛테츠 화학사 제조) 60 질량부와, 아크릴 수지 (품명 : EB-600, 다이셀·사이텍사 제조) 35 질량부와, 실란 커플링제 (품명 : KBM-503, 신에츠 화학 공업사 제조) 2 질량부와, 중합 개시제 (품명 : 퍼헥사 C, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 니치유사 제조) 1 질량부로 구성된 접착제 중에 도전성 입자 (품명 : AUL704, 세키스이 화학 공업사 제조) 를 입자 밀도 8,000 개/㎟ 가 되도록 분산시켰다. 분산 후의 배합물을 박리 처리한 PET 상에 건조 후의 평균 두께가 8 ㎛ 가 되도록 도포하여, 도전성 입자 함유층을 제작하였다.
-절연성 접착층의 제작-
페녹시 수지 (품명 : YP70, 신닛테츠 화학사 제조) 60 질량부와, 아크릴 수지 (품명 : EB-600, 다이셀·사이텍사 제조) 35 질량부와, 실란 커플링제 (품명 : KBM-503, 신에츠 화학 공업사 제조) 2 질량부로 구성된 배합물을, 박리 처리한 PET 상에 건조 후의 평균 두께가 16 ㎛ 가 되도록 도포하여, 절연성 접착층을 제작하였다.
상기에서 얻어진 도전성 입자 함유층과 절연성 접착층을 롤 라미네이터를 사용해서, 롤 온도 45 ℃ 로 라미네이트하여, 이방성 도전 필름을 얻었다.
<평가>
얻어진 이방성 도전 필름에 관해서 이하의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-1 에 나타낸다.
[접속 저항]
이하의 「통상 평가」 또는 「밀어누름 평가」에 의해 제작한 접합체에 관해서 디지털 멀티미터 (품번 : 디지털 멀티미터 7555, 요코가와 전기사 제조) 를 사용하여 4 단자법으로 전류 1 mA 를 흘렸을 때의 접속 저항을 측정하였다.
-통상 평가-
평가 기재로서, COF (평가용 기재, 50 ㎛ 피치, Cu 8 ㎛ 두께-Sn 도금, 38 ㎛ 두께-S'perflex 기재) 와 ITO 코팅 유리 (평가용 기재, 전체 표면 ITO 코트, 유리 두께 0.7 ㎜) 를 사용하여, 이방성 도전 접속을 실시하였다.
구체적으로는, 실시예 1 에서 제작한 이방성 도전 필름을 1.5 ㎜ 폭으로 슬릿하여, 도전성 입자 함유층이 ITO 코팅 유리에 접하도록 ITO 코팅 유리에 첩부하였다.
그 위에 상기 COF 를 올리고 가고정시킨 후, 히트 툴 1.5 ㎜ 폭으로 완충재 (두께 100 ㎛ 의 테플론 (등록상표)) 를 사용하여, 압착 조건 180 ℃, 3.5 ㎫, 6 초 동안 (툴 스피드 10 ㎜/sec, 스테이지 온도 40 ℃) 이방성 도전 접속을 실시하여, 접합체를 제작하였다.
-밀어누름 평가-
상기 통상 평가에 있어서, 압착시의 툴 스피드를 1 ㎜/sec, 스테이지 온도 100 ℃ 로 하고 압착 조건 180 ℃, 3.5 ㎫, 6 초 동안 이방성 도전 접속을 실시한 것 이외에는 상기 통상 평가와 동일하게 하여, 접합체를 제작하였다.
[입자 포착률]
입자 포착률은 하기 방법에 의해 측정하였다.
(1) 먼저, 상기 COF 와 상기 ITO 코팅 유리의 압착 전의 도전성 입자 함유층에 있어서의 도전성 입자의 수를 현미경을 사용하여 세었다.
(2) 이어서, 상기 COF 와 상기 ITO 코팅 유리를, 상기 통상 평가와 동일한 조건으로 압착한 후, 단자 상에 포착된 상기 도전성 입자의 수를 현미경을 사용하여 세었다. 이 때, 분명히 도통에 관여하고 있는 것으로 판단되는 도전성 입자만을 카운트하고, 상기 단자의 단부에 존재하고만 있을 뿐인 도전성 입자나, 그 일부가 상기 단자로부터 불거져 나온 도전성 입자, 또한 입자의 찌부러짐이 불충분한 도전성 입자의 수는 카운트하지 않는다.
(3) 그리고, 상기 (1) 및 (2) 에 의해 구한, 상기 COF 와 상기 ITO 코팅 유리의 압착 전후에 있어서의 상기 단자의 단위 면적당 상기 도전성 입자의 수의 비를 산출하였다. 이 비를 상기 입자 포착률로 하였다.
(실시예 2)
<이방성 도전 필름의 제작>
실시예 1 에 있어서, 도전성 입자 함유층의 중합 개시제 (품명 : 퍼헥사 C, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 니치유사 제조) 를 3 질량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-1 에 나타낸다.
(실시예 3)
<이방성 도전 필름의 제작>
실시예 1 에 있어서, 도전성 입자 함유층의 중합 개시제 (품명 : 퍼헥사 C, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 니치유사 제조) 를 8 질량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-1 에 나타낸다.
(실시예 4)
<이방성 도전 필름의 제작>
실시예 1 에 있어서, 도전성 입자 함유층의 중합 개시제를 퍼로일 L (디라우로일퍼옥사이드, 니치유사 제조) 로 바꾸고, 또한 중합 개시제의 양을 4 질량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-1 에 나타낸다.
(실시예 5)
<이방성 도전 필름의 제작>
실시예 4 에 있어서, 도전성 입자 함유층의 중합 개시제를 퍼로일 OPP (디-2-에틸헥실퍼옥시디카보네이트, 니치유사 제조) 로 변경한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-2 에 나타낸다.
(실시예 6)
<이방성 도전 필름의 제작>
실시예 1 에 있어서, 도전성 입자 함유층의 중합 개시제 (품명 : 퍼헥사 C, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 니치유사 제조) 를 12 질량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-2 에 나타낸다.
(실시예 7)
<이방성 도전 필름의 제작>
실시예 1 에 있어서, 절연성 접착층의 아크릴 수지를 아크릴 수지 (품명 : U-4HA, 신나카무라 화학 공업사 제조) 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-2 에 나타낸다.
(실시예 8)
<이방성 도전 필름의 제작>
실시예 1 에 있어서, 도전성 입자 함유층의 아크릴 수지를 아크릴 수지 (품명 : U-4HA, 신나카무라 화학 공업사 제조) 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-2 에 나타낸다.
(비교예 1)
<이방성 도전 필름의 제작>
-도전성 입자 함유층의 제작-
페녹시 수지 (품명 : YP50, 신닛테츠 화학사 제조) 60 질량부와, 아크릴 수지 (품명 : EB-600, 다이셀·사이텍사 제조) 35 질량부와, 실란 커플링제 (품명 : KBM-503, 신에츠 화학 공업사 제조) 2 질량부와, 중합 개시제 (품명 : 퍼헥사 C, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 니치유사 제조) 2 질량부로 구성된 접착제 중에 도전성 입자 (품명 : AUL704, 세키스이 화학 공업사 제조) 를 입자 밀도 8,000 개/㎟ 가 되도록 분산시켰다. 분산 후의 배합물을 박리 처리한 PET 상에 건조 후의 평균 두께가 8 ㎛ 가 되도록 도포하여, 도전성 입자 함유층을 제작하였다.
-절연성 접착층의 제작-
페녹시 수지 (품명 : YP70, 신닛테츠 화학사 제조) 60 질량부와, 아크릴 수지 (품명 : EB-600, 다이셀·사이텍사 제조) 35 질량부와, 실란 커플링제 (품명 : KBM-503, 신에츠 화학 공업사 제조) 2 질량부와, 중합 개시제 (품명 : 퍼헥사 C, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 니치유사 제조) 2 질량부로 구성된 배합물을, 박리 처리한 PET 상에 건조 후의 평균 두께가 16 ㎛ 가 되도록 도포하여, 절연성 접착층을 제작하였다.
상기에서 얻어진 도전성 입자 함유층과 절연성 접착층을 롤 라미네이터를 사용해서, 롤 온도 45 ℃ 로 라미네이트하여, 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-3 에 나타낸다.
(비교예 2)
<이방성 도전 필름의 제작>
비교예 1 에 있어서, 도전성 입자 함유층의 중합 개시제 (품명 : 퍼헥사 C, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 니치유사 제조) 를 6 질량부로 변경한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-3 에 나타낸다.
(비교예 3)
<이방성 도전 필름의 제작>
비교예 1 에 있어서, 도전성 입자 함유층과 절연성 접착층의 중합 개시제 (품명 : 퍼헥사 C, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 니치유사 제조) 를 중합 개시제 (품명 : 퍼로일 L, 디라우로일퍼옥사이드, 니치유사 제조) 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-3 에 나타낸다.
(비교예 4)
<이방성 도전 필름의 제작>
비교예 1 에 있어서, 도전성 입자 함유층에는 중합 개시제를 함유하지 않고, 또한 절연성 접착층의 중합 개시제 (품명 : 퍼헥사 C, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, 니치유사 제조) 를 4 질량부로 변경한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-3 에 나타낸다.
(비교예 5)
<이방성 도전 필름의 제작>
-도전성 입자 함유층의 제작-
페녹시 수지 (품명 : YP50, 신닛테츠 화학사 제조) 50 질량부와, 에폭시 수지 (품명 : EP-828, 미츠비시 화학사 제조) 20 질량부와, 실란 커플링제 (품명 : KBM-503, 신에츠 화학 공업사 제조) 2 질량부와, 이미다졸 경화제 (품명 : 노바큐어 3941HP, 아사히 화성 케미컬즈사 제조) 30 질량부로 구성된 접착제 중에 도전성 입자 (품명 : AUL704, 세키스이 화학 공업사 제조) 를 입자 밀도 8,000 개/㎟ 가 되도록 분산시켰다. 분산 후의 배합물을 박리 처리한 PET 상에 건조 후의 평균 두께가 8 ㎛ 가 되도록 도포하여, 도전성 입자 함유층을 제작하였다.
-절연성 접착층의 제작-
페녹시 수지 (품명 : YP70, 신닛테츠 화학사 제조) 50 질량부와, 에폭시 수지 (품명 : EP-828, 미츠비시 화학사 제조) 20 질량부와, 실란 커플링제 (품명 : KBM-503, 신에츠 화학 공업사 제조) 2 질량부로 구성된 배합물을, 박리 처리한 PET 상에 건조 후의 평균 두께가 16 ㎛ 가 되도록 도포하여, 절연성 접착층을 제작하였다.
상기에서 얻어진 도전성 입자 함유층과 절연성 접착층을 롤 라미네이터를 사용해서, 롤 온도 45 ℃ 로 라미네이트하여, 이방성 도전 필름을 얻었다.
실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였다. 결과를 표 1-3 에 나타낸다.
[표 1-1]
Figure 112012091356214-pct00001
[표 1-2]
Figure 112012091356214-pct00002
[표 1-3]
Figure 112012091356214-pct00003
표 1-1 및 표 1-2 중, 각 중합 개시제의 1 분간 반감기 온도 (℃) 는, 다음과 같다.
(A) : 90.6 ℃, 퍼로일 OPP
(B) : 116.4 ℃, 퍼로일 L
(C) : 153.8 ℃, 퍼헥사 C
실시예 1 ∼ 8 의 결과로부터, 본 발명의 이방성 도전 필름은, 통상 평가 및 저속으로 밀어누름을 실시한 밀어누름 평가 어디에서도 접속 저항이 충분히 낮고, 또한 입자 포착률이 우수한 결과였다.
특히, 중합 개시제의 함유량이 3 질량％ ∼ 8 질량％ 인 실시예 2 ∼ 4 는, 접속 저항 및 입자 포착률 모두가 한층 더 우수하였다. 특히, 1 분간 반감기 온도가 116.4 ℃ 인 퍼로일 L 을 사용한 실시예 4 에서는, 접속 저항 및 입자 포착률 모두가 특히 우수하였다.
중합 개시제의 함유량이 8 질량％ 를 초과하는 실시예 6 은, 밀어누름시의 접속 저항이 실시예 2 ∼ 4 보다 약간 높은 결과가 되었다.
절연성 접착층 및 도전성 입자 함유층 모두에 중합 개시제를 함유하는 비교예 1 ∼ 3 은, 압착시의 절연성 접착층의 유동성이 낮아, 실시예와 비교하여 입자 포착률이 낮은 결과가 되었다. 또한, 비교예 3 에서는 밀어누름시의 접속 저항이 높은 결과가 되었다.
또한, 절연성 접착층에만 중합 개시제를 함유하는 비교예 4 는, 도전성 입자 함유층에 중합 개시제를 함유하지 않기 때문에 압착시에 도전성 입자가 유동하여, 입자 포착률이 낮은 결과가 되었다.
또한, 바인더가 에폭시 수지인 비교예 5 는, 단시간 압착에 있어서는 충분한 경화가 얻어지지 않고, 접속 저항이 높으며, 또한 입자 포착률이 낮은 결과가 되었다.
산업상 이용가능성
본 발명의 이방성 도전 필름은, 입자 포착률이 우수하고, 또한 단시간 압착에서도 충분히 낮은 접속 저항이 얻어지는 점에서, 기판과 전자 부품의 이방성 도전 접속 등에 바람직하게 사용된다.
1 … 이방성 도전 필름
2 … 도전성 입자 함유층
3 … 절연성 접착층
4 … 도전성 입자
5 … 기재
6 … 단자
7 … 단자
8 … 전자 부품

Claims (6)

  1. 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서,
    아크릴 수지를 함유하는 절연성 접착층과,
    도전성 입자, 아크릴 수지 및 중합 개시제를 함유하는 도전성 입자 함유층을 갖고,
    상기 절연성 접착층과 상기 도전성 입자 함유층 중 상기 도전성 입자 함유층만이 상기 중합 개시제를 함유하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    중합 개시제가 유기 과산화물인 이방성 도전 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    유기 과산화물의 1 분간 반감기 온도가 90.0 ℃ ∼ 154.0 ℃ 인 이방성 도전 필름.
  4. 제 2 항에 있어서,
    도전성 입자 함유층에 있어서의 유기 과산화물의 함유량이, 상기 도전성 입자 함유층 중의 수지 성분에 대하여 3 질량％ ∼ 8 질량％ 인 이방성 도전 필름.
  5. 이방성 도전 필름을, 기판의 단자 상에, 상기 이방성 도전 필름의 도전성 입자 함유층이 상기 기판의 단자에 접촉하도록 첩부하는 첩부 공정과,
    상기 이방성 도전 필름 상에 전자 부품을 재치 (載置) 하는 재치 공정과,
    상기 전자 부품을 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 가열 가압 공정을 포함하고,
    상기 이방성 도전 필름이, 아크릴 수지를 함유하는 절연성 접착층과, 도전성 입자, 아크릴 수지 및 중합 개시제를 함유하는 도전성 입자 함유층을 갖고, 상기 절연성 접착층과 상기 도전성 입자 함유층 중 상기 도전성 입자 함유층만이 상기 중합 개시제를 함유하고, 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름이며,
    상기 기판의 단자와 상기 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 것을 특징으로 하는 접합체의 제조 방법.
  6. 이방성 도전 필름을, 기판의 단자 상에, 상기 이방성 도전 필름의 도전성 입자 함유층이 상기 기판의 단자에 접촉하도록 첩부하는 첩부 공정과,
    상기 이방성 도전 필름 상에 전자 부품을 재치하는 재치 공정과,
    상기 전자 부품을 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 가열 가압 공정을 포함하고,
    상기 이방성 도전 필름이, 아크릴 수지를 함유하는 절연성 접착층과, 도전성 입자, 아크릴 수지 및 중합 개시제를 함유하는 도전성 입자 함유층을 갖고, 상기 절연성 접착층과 상기 도전성 입자 함유층 중 상기 도전성 입자 함유층만이 상기 중합 개시제를 함유하고, 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름이며,
    상기 기판의 단자와 상기 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 접합체의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 접합체.
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