KR101538834B1 - 이방성 도전 재료, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법 - Google Patents

이방성 도전 재료, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법 Download PDF

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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 재료로서, 전극 사이의 전기적인 접속에 이용된 경우에 도통 신뢰성을 높일 수 있는 이방성 도전 재료, 및 상기 이방성 도전 재료를 이용한 접속 구조체를 제공한다. 본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 경화성 화합물과, 열경화제와, 광경화 개시제와, 도전성 입자를 함유한다. 본 발명에 따른 이방성 도전 재료 100 중량％ 중, 상기 도전성 입자의 함유량은 1 내지 19 중량％의 범위 내이다. 본 발명에 따른 접속 구조체는 제1 접속 대상 부재 (2)와, 제2 접속 대상 부재 (4)와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재 (2, 4)를 전기적으로 접속하고 있는 접속부 (3)을 구비한다. 접속부 (3)이 상기 이방성 도전 재료를 경화시킴으로써 형성되어 있다.

Description

이방성 도전 재료, 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE MATERIAL, CONNECTION STRUCTURE, AND CONNECTION STRUCTURE PRODUCING METHOD}
본 발명은 복수의 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 재료로서, 예를 들면 플렉시블 인쇄 기판, 유리 기판 및 반도체칩 등의 여러가지 접속 대상 부재의 전극 사이의 전기적인 접속에 사용할 수 있는 이방성 도전 재료, 및 상기 이방성 도전 재료를 이용한 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.
이방성 도전 페이스트, 이방성 도전 잉크 및 이방성 도전 점적착제 등의 이방성 도전 재료가 널리 알려져 있다. 이들 이방성 도전 재료에서는 페이스트, 잉크 또는 수지 중에 복수의 도전성 입자가 분산되어 있다.
상기 이방성 도전 재료는, 예를 들면 플렉시블 인쇄 기판과 유리 기판의 접속(FOG(유리 상 필름; Film on Glass)), 반도체칩과 플렉시블 인쇄 기판의 접속(COF(필름 상 칩; Chip on Film)), 또는 반도체칩과 유리 기판의 접속(COG(유리 상 칩; Chip on Glass)) 등에 사용되고 있다.
상기 이방성 도전 재료의 일례로서, 하기의 특허문헌 1에는 에폭시 수지와, 고무상 중합체 입자와, 열 활성인 잠재성 에폭시 경화제와, 고연화점 중합체 입자와, 도전성 입자를 함유하는 이방성 도전 재료가 개시되어 있다.
또한, 하기의 특허문헌 2에는 25℃ 및 2.5 pm에서의 점도를 η1, 25℃ 및 20rpm에서의 점도를 η2로 했을 때에, 하기 수학식 A 및 B를 만족시키는 이방성 도전 접착제가 개시되어 있다.
<수학식 A>
50 Pa·s≤η2≤200 Pa·s
<수학식 B>
1.5≤η1/η2≤4.3
일본 특허 공개 제2000-345010호 공보 일본 특허 공개 제2003-064330호 공보
상기 이방성 도전 재료에 의해, 예를 들면 반도체칩의 전극과 유리 기판의 전극을 전기적으로 접속할 때에는, 유리 기판 상에, 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 재료를 배치한다. 다음으로, 반도체칩을 적층하고, 가열 및 가압한다. 이에 의해, 이방성 도전 재료를 경화시키며, 도전성 입자를 통해 전극 사이를 전기적으로 접속하여, 접속 구조체를 얻는다.
특허문헌 1, 2에 기재된 것과 같은 종래의 이방성 도전 재료에서는, 상기 전극 사이의 전기적인 접속시에, 유리 기판 상에 도포된 이방성 도전 재료 및 상기 이방성 도전 재료에 포함되어 있는 도전성 입자가, 경화 전에 크게 유동하는 경우가 있다. 이 때문에, 이방성 도전 재료에 의해 형성된 경화물층 및 도전성 입자를 특정한 영역에 배치할 수 없는 경우가 있다. 또한, 접속되어야 할 상하의 전극 사이에 도전성 입자를 배치할 수 없거나, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극 사이가 복수의 도전성 입자를 통해 전기적으로 접속되거나 하는 경우가 있다. 이 때문에, 얻어진 접속 구조체의 도통 신뢰성이 낮은 경우가 있다.
본 발명의 목적은 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 재료로서, 전극 사이의 전기적인 접속에 이용된 경우에 도통 신뢰성을 높일 수 있는 이방성 도전 재료, 및 상기 이방성 도전 재료를 이용한 접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 경화성 화합물과, 열경화제와, 광경화 개시제와, 도전성 입자를 함유하며, 상기 도전성 입자의 함유량이 1 내지 19 중량％의 범위 내인 이방성 도전 재료가 제공된다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료가 있는 특정한 국면에서는, 상기 경화성 화합물은 에피술피드 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료의 다른 특정한 국면에서는, 상기 경화성 화합물은 에폭시기 및 티이란기 중의 적어도 1종의 기와, (메트)아크릴로일기를 갖는 경화성 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료의 25℃ 및 2.5 rpm에서의 점도는 20 내지 200 Pa·s의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료의 다른 특정한 국면에서는 광의 조사에 의해 경화가 진행되고, B 스테이지화한 후의 점도가 2000 내지 3500 Pa·s의 범위 내이다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료에서는 25℃ 및 2.5 rpm에서의 점도를 η1로 하고, 25℃ 및 5 rpm에서의 점도를 η2로 했을 때에, 상기 η2가 20 Pa·s 이상 200 Pa·s 이하이고, 상기 η1의 상기 η2에 대한 비(η1/η2)가 0.9 이상 1.1 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료의 별도의 특정한 국면에서는, 상기 경화성 화합물은 결정성 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 접속 구조체는 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 전기적으로 접속하고 있는 접속부를 구비하며, 상기 접속부가 본 발명에 따라 구성된 이방성 도전 재료를 경화시킴으로써 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 넓은 국면에 따르면, 제1 접속 대상 부재의 상면에 이방성 도전 재료를 도포하여 이방성 도전 재료층을 형성하는 공정과, 상기 이방성 도전 재료층에 광을 조사함으로써 상기 이방성 도전 재료층의 경화를 진행시켜, 점도가 2000 내지 3500 Pa·s의 범위 내가 되도록 상기 이방성 도전 재료층을 B 스테이지화하는 공정과, B 스테이지화된 이방성 도전 재료층의 상면에 제2 접속 대상 부재를 추가로 적층하는 공정을 구비하며, 상기 이방성 도전 재료로서, 경화성 화합물과, 열경화제와, 광경화 개시제와, 도전성 입자를 함유하고, 상기 도전성 입자의 함유량이 1 내지 19 중량％의 범위 내인 이방성 도전 재료를 이용하는, 접속 구조체의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 경화성 화합물과 열경화제와 광경화 개시제와 도전성 입자를 함유하기 때문에, 광의 조사 및 가열에 의해 이방성 도전 재료를 경화시킬 수 있다. 예를 들면, 이방성 도전 재료를 광의 조사 또는 가열에 의해 반경화시킨 후에, 열경화 또는 광경화시킴으로써 이방성 도전 재료를 경화시킬 수 있다. 이 때문에, 도포 후의 적절한 시기에 이방성 도전 재료에 광을 조사 또는 열을 부여함으로써, 이방성 도전 재료 및 상기 이방성 도전 재료에 포함되어 있는 도전성 입자의 유동을 억제할 수 있다. 따라서, 이방성 도전 재료에 의해 형성된 경화물층 및 도전성 입자를 특정한 영역에 배치할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 경화성 화합물과 열경화제와 광경화 개시제와 도전성 입자를 함유하고, 또한 상기 도전성 입자의 함유량이 1 내지 19 중량％의 범위 내이기 때문에, 전극 사이의 전기적인 접속에 이용된 경우에 도통 신뢰성을 높일 수 있다. 예를 들면, 접속되어야 할 상하의 전극 사이를 도전성 입자에 의해 용이하게 접속할 수 있고, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극 사이가 복수의 도전성 입자를 통해 접속되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 접속 구조체의 제조 방법에서는 이방성 도전 재료층에 광을 조사함으로써 상기 이방성 도전 재료층의 경화를 진행시켜, 점도가 2000 내지 3500 Pa·s의 범위 내가 되도록 상기 이방성 도전 재료층을 B 스테이지화하기 때문에, 이방성 도전 재료층 및 상기 이방성 도전 재료층에 포함되어 있는 도전성 입자의 유동을 억제할 수 있다. 따라서, 이방성 도전 재료에 의해 형성된 경화물층 및 도전성 입자를 특정한 영역에 배치할 수 있다. 이 때문에, 제1, 제2 접속 대상 부재의 전극 사이를 전기적으로 접속한 경우에 도통 신뢰성을 높일 수 있다. 예를 들면, 접속되어야 할 상하의 전극 사이를 도전성 입자에 의해 용이하게 접속할 수 있고, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극 사이가 복수의 도전성 입자를 통해 접속되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 이방성 도전 재료를 이용한 접속 구조체를 모식적으로 나타내는 부분 절결 정면 단면도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일실시 형태에 따른 이방성 도전 재료를 이용한 접속 구조체의 제조 방법의 각 공정을 설명하기 위한 부분 절결 정면 단면도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시 형태에 따른 이방성 도전 재료를 이용한 접속 구조체의 제조 방법에 있어서, 디스펜서와 광 조사 장치를 구비하는 복합 장치를 이용하여, B 스테이지화된 이방성 도전 재료층을 형성하는 방법을 설명하기 위한 모식적인 정면도이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 B 스테이지화된 이방성 도전 재료층을 형성하는 방법의 변형예를 설명하기 위한 모식적인 정면도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 경화성 화합물과, 열경화제와, 광경화 개시제와, 도전성 입자를 함유한다. 본 발명에 따른 이방성 도전 재료 100 중량％ 중, 상기 도전성 입자의 함유량은 1 내지 19 중량％의 범위 내이다.
우선, 본 발명에 따른 이방성 도전 재료에 포함되어 있는 각 성분의 상세를 설명한다.
(경화성 화합물)
상기 경화성 화합물은 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화성 화합물로서, 종래 공지된 경화성 화합물을 사용할 수 있다. 상기 경화성 화합물은 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 경화성 화합물로서는 광 및 열경화성 화합물, 광경화성 화합물, 및 열경화성 화합물을 들 수 있다. 상기 광 및 열경화성 화합물은 광경화성과 열경화성을 갖는다. 상기 광경화성 화합물은, 예를 들면 광경화성을 가지며 열경화성을 갖지 않는다. 상기 열경화성 화합물은, 예를 들면 광경화성을 갖지 않으며 열경화성을 갖는다.
상기 경화성 화합물은 광 및 열경화성 화합물을 포함하거나, 또는 광경화성 화합물과 열경화성 화합물을 포함한다. 상기 경화성 화합물이 상기 광 및 열경화성 화합물을 포함하는 경우에는, 상기 경화성 화합물은 광경화성 화합물 및 열경화성 화합물 중의 적어도 1종을 포함하지 않을 수도 있고, 상기 광 및 열경화성 화합물에 더하여 광경화성 화합물 및 열경화성 화합물 중의 적어도 1종을 추가로 포함할 수도 있다. 상기 경화성 화합물이 상기 광 및 열경화성 화합물을 포함하지 않는 경우에는, 상기 경화성 화합물은 광경화성 화합물과 열경화성 화합물을 포함한다.
이방성 도전 재료의 경화를 용이하게 제어하는 관점에서는, 상기 경화성 화합물은 상기 광 및 열경화성 화합물과, 광경화성 화합물 및 열경화성 화합물 중의 적어도 1종을 포함하거나, 또는 광경화성 화합물과 열경화성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 경화성 화합물은 광경화성 화합물과 열경화성 화합물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 경화성 화합물은 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화성 화합물로서는 에폭시 화합물, 에피술피드 화합물, (메트)아크릴화합물, 페놀 화합물, 아미노 화합물, 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리우레탄 화합물, 실리콘 화합물 및 폴리이미드 화합물 등을 들 수 있다. 상기 (메트)아크릴은 아크릴 또는 메타크릴을 의미한다.
광경화성 화합물과 열경화성 화합물을 병용하는 경우에는, 광경화성 화합물과 열경화성 화합물의 사용량은 광경화성 화합물과 열경화성 화합물의 종류에 따라서 적절하게 조정된다. 본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 광경화성 화합물과 열경화성 화합물을 중량비로, 1:99 내지 90:10으로 포함하는 것이 바람직하고, 5:95 내지 60:40으로 포함하는 것이 보다 바람직하고, 20:80 내지 40:60으로 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 η2 및 상기 비(η1/η2)를 상기 범위 내에 용이하게 제어하는 관점에서는, 상기 경화성 화합물은 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 결정성 수지는 특별히 한정되지 않으며, 결정성을 갖고 있을 수 있다. 상기 결정성 수지로서는, 예를 들면 나프탈렌 골격 구조에 상기 광 및 열경화성의 관능기를 갖는 수지, 및 레조르신 골격 구조에 상기 광 및 열경화성의 관능기를 갖는 수지 등을 들 수 있다.
상기 η2 및 상기 비(η1/η2)를 상기 범위 내에 용이하게 제어하는 관점에서는 상기 경화성 화합물 100 중량부 중, 상기 결정성 수지의 함유량의 바람직한 하한은 80 중량부, 보다 바람직한 하한은 90 중량부이다.
[열경화성 화합물]
이방성 도전 재료의 경화를 용이하게 제어하거나, 접속 구조체의 도통 신뢰성을 보다 한층 높이기도 하는 관점에서는, 상기 경화성 화합물은 에폭시 화합물 및 에피술피드 화합물(티이란기 함유 화합물) 중의 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 에피술피드 화합물을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이방성 도전 재료의 경화성을 높이는 관점에서는 상기 경화성 화합물 100 중량부 중, 상기 에피술피드 화합물의 함유량의 바람직한 하한은 10 중량부, 보다 바람직한 하한은 20 중량부, 바람직한 상한은 50 중량부, 보다 바람직한 상한은 40 중량부이다.
상기 에폭시 화합물 및 상기 에피술피드 화합물은 각각, 방향족환을 갖는 것이 바람직하다. 상기 방향족환으로서는 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 페난트렌환, 테트라센환, 크리센환, 트리페닐렌환, 테트라펜환, 피렌환, 펜타센환, 피센환 및 페릴렌환 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 방향족환은 벤젠환, 나프탈렌환 또는 안트라센환인 것이 바람직하고, 벤젠환 또는 나프탈렌환인 것이 보다 바람직하다.
에피술피드 화합물은 에폭시기가 아닌 티이란기를 갖기 때문에, 저온에서 빠르게 경화시킬 수 있다. 즉, 티이란기를 갖는 에피술피드 화합물은 에폭시기를 갖는 에폭시 화합물과 비교하여, 티이란기에서 유래하여 보다 한층 낮은 온도에서 경화 가능하다.
저온에서보다 한층 빠르게 경화시키는 관점에서는, 상기 에피술피드 화합물은 하기 화학식 1, 2, 5, 7 또는 8로 표시되는 구조를 갖는 것이 바람직하고, 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다.
Figure 112012006351664-pct00001
상기 화학식 1 중, R1 및 R2는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R3, R4, R5 및 R6의 4개의 기 중의 2 내지 4개의 기는 수소를 나타내고, R3, R4, R5 및 R6 중의 수소가 아닌 기는 하기 화학식 3으로 표시되는 기를 나타낸다.
상기 화학식 1 중의 R3, R4, R5 및 R6의 4개의 기 모두가 수소일 수도 있다. R3, R4, R5 및 R6의 4개의 기 중의 1개 또는 2개가 하기 화학식 3으로 표시되는 기이고, R3, R4, R5 및 R6의 4개의 기 중의 하기 화학식 3으로 표시되는 기가 아닌 기는 수소일 수도 있다.
Figure 112012006351664-pct00002
상기 화학식 3 중, R7은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
Figure 112012006351664-pct00003
상기 화학식 2 중, R51 및 R52는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R53, R54, R55, R56, R57 및 R58의 6개의 기 중의 4 내지 6개의 기는 수소를 나타내고, R53, R54, R55, R56, R57 및 R58 중의 수소가 아닌 기는 하기 화학식 4로 표시되는 기를 나타낸다.
상기 화학식 2 중의 R53, R54, R55, R56, R57 및 R58의 6개의 기 모두가 수소일 수도 있다. R53, R54, R55, R56, R57 및 R58의 6개의 기 중의 1개 또는 2개가 하기 화학식 4로 표시되는 기이고, R53, R54, R55, R56, R57 및 R58 중의 하기 화학식 4로 표시되는 기가 아닌 기는 수소일 수도 있다.
Figure 112012006351664-pct00004
상기 화학식 4 중, R59는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
Figure 112012006351664-pct00005
상기 화학식 5 중, R101 및 R102는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다. R103, R104, R105, R106, R107, R108, R109 및 R110의 8개의 기 중의 6 내지 8개의 기는 수소를 나타낸다.
상기 화학식 5 중의 R103, R104, R105, R106, R107, R108, R109 및 R110 중의 수소가 아닌 기는 하기 화학식 6으로 표시되는 기를 나타낸다. R103, R104, R105, R106, R107, R108, R109 및 R110의 8개의 기 모두가 수소일 수도 있다. R103, R104, R105, R106, R107, R108, R109 및 R110의 8개의 기 중의 1개 또는 2개가 하기 화학식 6으로 표시되는 기이고, R103, R104, R105, R106, R107, R108, R109 및 R110 중의 하기 화학식 6으로 표시되는 기가 아닌 기는 수소일 수도 있다.
Figure 112012006351664-pct00006
상기 화학식 6 중, R111은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
Figure 112012006351664-pct00007
상기 화학식 7 중, R1 및 R2는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
Figure 112012006351664-pct00008
상기 화학식 8 중, R3 및 R4는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물은 티이란기(에피술피드기)를 적어도 2개 갖는다. 또한, 티이란기를 갖는 기가 벤젠환 또는 나프탈렌환에 결합되어 있다. 이러한 구조를 갖기 때문에, 이방성 도전 재료를 가열함으로써, 이방성 도전 재료를 저온에서 빠르게 경화시킬 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 저온이란 200℃ 이하의 온도를 의미한다.
상기 화학식 1, 2, 5, 7 또는 8로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물은 상기 화학식 1, 2, 5, 7 또는 8 중의 티이란기가 에폭시기인 화합물에 비교하여, 반응성이 높다. 이것은, 티이란기는 에폭시기보다도 개환하기 쉬워, 반응성이 높기 때문이다. 상기 화학식 1, 2, 5, 7 또는 8로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물은 반응성이 높기 때문에, 이방성 도전 재료를 저온에서 빠르게 경화시킬 수 있다. 특히, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물은 반응성이 꽤 높기 때문에, 이방성 도전 재료를 저온에서 빠르게 경화시킬 수 있다.
상기 화학식 1 중의 R1 및 R2, 상기 화학식 2 중의 R51 및 R52, 상기 화학식 3 중의 R7, 및 상기 화학식 4 중의 R59, 상기 화학식 5 중의 R101 및 R102, 상기 화학식 6 중의 R111, 상기 화학식 7 중의 R1 및 R2, 상기 화학식 8 중의 R3 및 R4는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이다. 상기 알킬렌기의 탄소수가 5를 초과하면, 상기 에피술피드 화합물의 경화 속도가 늦어지는 경향이 있다.
상기 화학식 1 중의 R1 및 R2, 상기 화학식 2 중의 R51 및 R52, 상기 화학식 3 중의 R7, 및 상기 화학식 4 중의 R59, 상기 화학식 5 중의 R101 및 R102, 상기 화학식 6 중의 R111, 상기 화학식 7 중의 R1 및 R2, 상기 화학식 8 중의 R3 및 R4는 각각, 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 메틸렌기인 것이 보다 바람직하다. 상기 알킬렌기는 직쇄 구조를 갖는 알킬렌기일 수도 있고, 분지 구조를 갖는 알킬렌기일 수도 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 구조는 하기 화학식 1A로 표시되는 구조인 것이 바람직하다. 하기 화학식 1A로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물은 경화성이 우수하다.
<화학식 1A>
Figure 112012006351664-pct00009
상기 화학식 1A 중, R1 및 R2는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
상기 화학식 1로 표시되는 구조는 하기 화학식 1B로 표시되는 구조인 것이 보다 바람직하다. 하기 화학식 1B로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물은 경화성이 보다 한층 우수하다.
<화학식 1B>
Figure 112012006351664-pct00010
상기 화학식 2로 표시되는 구조는 하기 화학식 2A로 표시되는 구조인 것이 바람직하다. 하기 화학식 2A로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물은 경화성이 우수하다.
<화학식 2A>
Figure 112012006351664-pct00011
상기 화학식 2A 중, R51 및 R52는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
상기 화학식 2로 표시되는 구조는 하기 화학식 2B로 표시되는 구조인 것이 보다 바람직하다. 하기 화학식 2B로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물은 경화성이 보다 한층 우수하다.
<화학식 2B>
Figure 112012006351664-pct00012
상기 에폭시 화합물은 특별히 한정되지 않는다. 에폭시 화합물로서, 종래 공지된 에폭시 화합물을 사용할 수 있다. 상기 에폭시 화합물은 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 에폭시 화합물로서는 에폭시기를 갖는 페녹시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 비페놀형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지, 페놀아르알킬형 에폭시 수지, 나프톨아르알킬형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 안트라센형 에폭시 수지, 아다만탄 골격을 갖는 에폭시 수지, 트리시클로데칸 골격을 갖는 에폭시 수지, 및 트리아진핵을 골격에 갖는 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
상기 에폭시 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 에피클로로히드린과, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지 또는 비스페놀 D형 에폭시 수지 등에서 유도되는 비스페놀형 에폭시 수지, 및 에피클로로히드린과, 페놀 노볼락 또는 크레졸 노볼락에서 유도되는 에폭시 노볼락 수지를 들 수 있다. 글리시딜아민, 글리시딜에스테르, 및 지환식 또는 복소환식 등의 1분자 내에 2개 이상의 옥시란기를 갖는 각종 에폭시 화합물을 이용할 수도 있다.
상기 경화성 화합물은 상기 화학식 1, 2, 5, 7 또는 8로 표시되는 구조에 있어서의 티이란기를 에폭시기로 치환한 구조를 갖는 에폭시 화합물을 포함할 수도 있다. 이 경우에, 상기 화학식 3, 4 및 6으로 표시되는 구조도, 티이란기를 에폭시기로 치환한 구조인 것이 바람직하다. 상기 경화성 화합물은 하기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물을 포함할 수도 있다. 상기 경화성 화합물은 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 에피술피드 화합물과, 하기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
Figure 112012006351664-pct00013
상기 화학식 11 중, R11 및 R12는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R13, R14, R15 및 R16의 4개의 기 중의 2 내지 4개의 기는 수소를 나타내고, R13, R14, R15 및 R16 중의 수소가 아닌 기는 하기 화학식 13으로 표시되는 기를 나타낸다.
상기 화학식 11 중의 R13, R14, R15 및 R16의 4개의 기 모두가 수소일 수도 있다. R13, R14, R15 및 R16의 4개의 기 중의 1개 또는 2개가 하기 화학식 13으로 표시되는 기이고, R13, R14, R15 및 R16의 4개의 기 중의 하기 화학식 13으로 표시되는 기가 아닌 기는 수소일 수도 있다.
Figure 112012006351664-pct00014
상기 화학식 13 중, R17은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
Figure 112012006351664-pct00015
상기 화학식 12 중, R61 및 R62는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R63, R64, R65, R66, R67 및 R68의 6개의 기 중의 4 내지 6개의 기는 수소를 나타내고, R63, R64, R65, R66, R67 및 R68 중의 수소가 아닌 기는 하기 화학식 14로 표시되는 기를 나타낸다.
상기 화학식 12 중의 R63, R64, R65, R66, R67 및 R68의 6개의 기 모두가 수소일 수도 있다. R63, R64, R65, R66, R67 및 R68의 6개의 기 중의 1개 또는 2개가 하기 화학식 14로 표시되는 기이고, R63, R64, R65, R66, R67 및 R68의 6개의 기 중의 하기 화학식 14로 표시되는 기가 아닌 기는 수소일 수도 있다.
Figure 112012006351664-pct00016
상기 화학식 14 중, R69는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
상기 화학식 11 중의 R11 및 R12, 상기 화학식 12 중의 R61 및 R62, 상기 화학식 13 중의 R17, 및 상기 화학식 14 중의 R69는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이다. 상기 알킬렌기의 탄소수가 5를 초과하면, 상기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물의 경화 속도가 늦어지기 쉽다.
상기 화학식 11 중의 R11 및 R12, 상기 화학식 12 중의 R61 및 R62, 상기 화학식 13 중의 R17, 및 상기 화학식 14 중의 R69는 각각, 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 메틸렌기인 것이 보다 바람직하다. 상기 알킬렌기는 직쇄 구조를 갖는 알킬렌기일 수도 있고, 분지 구조를 갖는 알킬렌기일 수도 있다.
상기 화학식 11로 표시되는 구조는 하기 화학식 11A로 표시되는 구조인 것이 바람직하다. 하기 화학식 11A로 표시되는 구조를 갖는 에폭시 화합물은 시판되어 있고, 용이하게 입수할 수 있다.
<화학식 11A>
Figure 112012006351664-pct00017
상기 화학식 11A 중, R11 및 R12는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
상기 화학식 11로 표시되는 구조는 하기 화학식 11B로 표시되는 구조인 것이 보다 바람직하다. 하기 화학식 11B로 표시되는 구조를 갖는 에폭시 화합물은 레조르시놀디글리시딜에테르이다. 레조르시놀디글리시딜에테르는 시판되어 있고, 용이하게 입수할 수 있다.
<화학식 11B>
Figure 112012006351664-pct00018
상기 화학식 12로 표시되는 구조는 하기 화학식 12A로 표시되는 구조인 것이 바람직하다. 하기 화학식 12A로 표시되는 구조를 갖는 에폭시 화합물은 용이하게 입수할 수 있다.
<화학식 12A>
Figure 112012006351664-pct00019
상기 화학식 12A 중, R61 및 R62는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
상기 화학식 12로 표시되는 구조는 하기 화학식 12B로 표시되는 구조인 것이 보다 바람직하다. 하기 화학식 12B로 표시되는 구조를 갖는 에폭시 화합물은 용이하게 입수할 수 있다.
<화학식 12B>
Figure 112012006351664-pct00020
상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물과, 상기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물의 혼합물(이하, 혼합물 A라고 약기하는 경우가 있음)의 합계 100 중량％ 중, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물의 함유량이 10 내지 50 중량％, 상기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물의 함유량이 90 내지 50 중량％인 것이 바람직하고, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물의 함유량이 20 내지 30 중량％, 상기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물의 함유량이 80 내지 70 중량％인 것이 보다 바람직하다.
상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물의 함유량이 너무 적으면, 상기 혼합물 A의 경화 속도가 늦어지는 경향이 있다. 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물의 함유량이 너무 많으면, 상기 혼합물 A의 점도가 너무 높아지거나, 상기 혼합물 A가 고체가 되거나 하는 경우가 있다.
상기 혼합물 A의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 이 제조 방법으로서, 예를 들면 상기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물을 준비하고, 상기 에폭시 화합물의 일부의 에폭시기를 티이란기로 변환하는 제조 방법을 들 수 있다.
상기 혼합물 A의 제조 방법은 황화제를 포함하는 제1 용액에, 상기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물 또는 상기 에폭시 화합물을 포함하는 용액을 연속적 또는 단속적으로 첨가한 후, 황화제를 포함하는 제2 용액을 연속적 또는 단속적으로 추가로 첨가하는 방법이 바람직하다. 이 방법에 의해, 상기 에폭시 화합물 일부의 에폭시기를 티이란기로 변환할 수 있다. 이 결과, 상기 혼합물 A를 얻을 수 있다. 상기 황화제로서는 티오시안산염류, 티오요소류, 포스핀술피드, 디메틸티오포름아미드 및 N-메틸벤조티아졸-2-티온 등을 들 수 있다. 상기 티오시안산염류로서는 티오시안산나트륨, 티오시안산칼륨 및 티오시안산나트륨 등을 들 수 있다.
상기 경화성 화합물은 하기 화학식 21로 표시되는 구조를 갖는 에폭시 화합물의 단량체, 상기 에폭시 화합물이 적어도 2개 결합된 다량체, 또는 상기 단량체와 상기 다량체의 혼합물을 포함할 수도 있다.
Figure 112012006351664-pct00021
상기 화학식 21 중, R1은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R3은 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 하기 화학식 22로 표시되는 구조를 나타내고, R4는 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 하기 화학식 23으로 표시되는 구조를 나타낸다.
Figure 112012006351664-pct00022
상기 화학식 22 중, R5는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
Figure 112012006351664-pct00023
상기 화학식 23 중, R6은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.
상기 화학식 21로 표시되는 구조를 갖는 에폭시 화합물은 불포화 이중 결합과, 적어도 2개의 에폭시기를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 화학식 21로 표시되는 구조를 갖는 에폭시 화합물의 사용에 의해, 이방성 도전 재료를 저온에서 빠르게 경화시킬 수 있다.
상기 경화성 화합물은 하기 화학식 31로 표시되는 구조를 갖는 화합물의 단량체, 상기 화합물이 적어도 2개 결합된 다량체, 또는 상기 단량체와 상기 다량체의 혼합물을 포함할 수도 있다.
Figure 112012006351664-pct00024
상기 화학식 31 중, R1은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 하기 화학식 32로 표시되는 구조를 나타내고, R2는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R3은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, X1은 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, X2는 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다.
Figure 112012006351664-pct00025
상기 화학식 32 중, R4는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, X3은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다.
상기 화학식 31로 표시되는 구조를 갖는 화합물에 상당하는 에폭시 화합물은, 예를 들면 이하와 같이 하여 합성할 수 있다.
원료 화합물인 수산기를 갖는 플루오렌 화합물과, 에피클로로히드린과, 수산화나트륨과, 메탄올을 혼합하고, 냉각하고, 반응시킨다. 그 후, 수산화나트륨 수용액을 적하한다. 적하 후, 추가로 반응시켜, 반응액을 얻는다. 다음으로, 반응액에 물과 톨루엔을 가하고, 톨루엔층을 취출한다. 톨루엔층을 물로 세정한 후, 건조하여, 물과 용매를 제거한다. 이와 같이 하여, 상기 화학식 31로 표시되는 구조를 갖는 화합물에 상당하는 에폭시 화합물을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 원료 화합물인 수산기를 갖는 플루오렌 화합물은, 예를 들면 JFE 케미컬사 등으로부터 시판되고 있다.
또한, 상기 화학식 31로 표시되는 구조를 갖는 화합물에 상당하는 티이란기 함유 화합물은 상기 화학식 31로 표시되는 구조를 갖는 화합물에 상당하는 에폭시 화합물의 에폭시기를, 티이란기로 변환함으로써 합성할 수 있다. 예를 들면, 상기 황화제를 포함하는 용액에, 원료 화합물인 에폭시 화합물 또는 상기 에폭시 화합물을 포함하는 용액을 첨가한 후, 상기 황화제를 포함하는 용액을 추가로 첨가함으로써, 에폭시기를 티이란기로 용이하게 변환할 수 있다.
상기 경화성 화합물은, 질소 원자를 포함하는 복소환을 갖는 에폭시 화합물을 포함할 수도 있다. 상기 질소 원자를 포함하는 복소환을 갖는 에폭시 화합물은 하기 화학식 41로 표시되는 에폭시 화합물, 또는 하기 화학식 42로 표시되는 에폭시 화합물인 것이 바람직하다. 이러한 경화성 화합물의 사용에 의해, 이방성 도전 재료의 경화 속도를 보다 한층 빠르게 하고, 이방성 도전 재료의 경화물의 내열성을 보다 한층 높일 수 있다.
Figure 112012006351664-pct00026
상기 화학식 41 중, R1 내지 R3은 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, Z는 에폭시기 또는 히드록시메틸기를 나타낸다. R21 내지 R23은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
Figure 112012006351664-pct00027
상기 화학식 42 중, R1 내지 R3은 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, p, q 및 r은 각각 1 내지 5의 정수를 나타내고, R4 내지 R6은 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다. R1 내지 R3은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. p, q 및 r은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. R4 내지 6은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
상기 질소 원자를 포함하는 복소환을 갖는 에폭시 화합물은 트리글리시딜이소시아누레이트 또는 트리스히드록시에틸이소시아누레이트트리글리시딜에테르인 것이 바람직하다. 이들의 경화성 화합물의 사용에 의해, 이방성 도전 재료의 경화 속도를 더욱 한층 빠르게 할 수 있다.
상기 경화성 화합물은 방향족환을 갖는 에폭시 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 방향족환을 갖는 에폭시 화합물의 사용에 의해, 이방성 도전 재료의 경화 속도를 보다 한층 빠르게 하고, 이방성 도전 재료를 도포하기 쉽게 할 수 있다. 이방성 도전 재료의 도포성을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 방향족환은 벤젠환, 나프탈렌환 또는 안트라센환인 것이 바람직하다. 상기 방향족환을 갖는 에폭시 화합물로서는 레조르시놀디글리시딜에테르 또는 1,6-나프탈렌디글리시딜에테르를 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 화학식 11B로 표시되는 구조를 갖는 레조르시놀디글리시딜에테르가 특히 바람직하다. 레조르시놀디글리시딜에테르의 사용에 의해, 이방성 도전 재료의 경화 속도를 빠르게 하고, 이방성 도전 재료를 도포하기 쉽게 할 수 있다.
[광경화성 화합물]
본 발명에 따른 경화성 화합물은 광의 조사에 의해서도 경화되도록, 광경화성 화합물을 함유할 수도 있다. 광의 조사에 의해 경화성 화합물을 반경화시켜, 경화성 화합물의 유동성을 저하시킬 수 있다.
상기 광경화성 화합물로서는 특별히 한정되지 않으며, (메트)아크릴 수지 및 환상 에테르기 함유 수지 등을 들 수 있다.
상기 (메트)아크릴 수지로서, 예를 들면 (메트)아크릴산과 수산기를 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 에스테르 화합물, (메트)아크릴산과 에폭시 화합물을 반응시켜 얻어지는 에폭시(메트)아크릴레이트, 이소시아네이트에 수산기를 갖는 (메트)아크릴산 유도체를 반응시켜 얻어지는 우레탄(메트)아크릴레이트 등이 바람직하게 이용된다.
상술한 광경화성 화합물 이외의 광경화성 화합물이 포함되는 경우에는, 이 광경화성 화합물은 가교성 화합물일 수도 있고, 비가교성 화합물일 수도 있다.
상기 가교성 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트, 글리세린메타크릴레이트아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, (메트)아크릴산알릴, (메트)아크릴산비닐, 디비닐벤젠, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 및 우레탄(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 비가교성 화합물의 구체예로서는 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 헵틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 노닐(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 운데실(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트, 트리데실(메트)아크릴레이트 및 테트라데실(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
[광 및 열경화성 화합물]
상기 경화성 화합물이 예를 들면 열경화성 화합물 및 광중합성 화합물을 포함하는 경우에는, 이방성 도전 재료의 경화를 용이하게 제어하거나, 접속 구조체의 도통 신뢰성을 보다 한층 높이기도 하는 관점에서는, 상기 경화성 화합물은 에폭시기 및 티이란기 중의 적어도 1종의 기와, (메트)아크릴로일기를 갖는 광 및 열경화성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 경화성 화합물은 에폭시기와, (메트)아크릴로일기를 갖는 광 및 열경화성 화합물(이하, 부분 (메트)아크릴레이트화 에폭시 수지라고도 함)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 (메트)아크릴로일은 아크릴로일 또는 메타크릴로일을 의미한다. 상기 (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
상기 부분 (메트)아크릴레이트화 에폭시 수지는, 예를 들면 에폭시 수지와 (메트)아크릴산을 통상법에 따라서 염기성 촉매의 존재하에서 반응함으로써 얻어진다. 에폭시기의 20％ 이상이 (메트)아크릴로일기로 변환되고(전화율), 부분 (메트)아크릴화되어 있는 것이 바람직하다. 에폭시기의 50％가 (메트)아크릴로일기로 변환되어 있는 것이 보다 바람직하다.
이방성 도전 재료의 경화성을 높이는 관점에서는, 상기 경화성 화합물 100 중량％ 중, 상기 부분 (메트)아크릴레이트화 에폭시 수지의 함유량의 바람직한 하한은 0.1 중량％, 보다 바람직한 하한은 0.5 중량％, 바람직한 상한은 2 중량％, 보다 바람직한 상한은 1.5 중량％이다.
상기 에폭시(메트)아크릴레이트로서는 비스페놀형 에폭시(메트)아크릴레이트, 크레졸 노볼락형 에폭시(메트)아크릴레이트, 카르복실산 무수물 변성 에폭시(메트)아크릴레이트, 및 페놀 노볼락형 에폭시(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
(열경화제)
상기 열경화제는 특별히 한정되지 않는다. 상기 열경화제로서, 종래 공지된 열경화제를 사용할 수 있다. 상기 열경화제로서는 이미다졸 경화제, 아민 경화제, 페놀 경화제, 폴리티올 경화제 및 산 무수물 등을 들 수 있다. 상기 열경화제는 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
이방성 도전 재료를 저온에서 보다 한층 빠르게 경화시킬 수 있기 때문에, 상기 열경화제는 이미다졸 경화제, 폴리티올 경화제 또는 아민 경화제인 것이 바람직하다. 또한, 이방성 도전 재료의 보존 안정성을 높일 수 있기 때문에, 잠재성의 경화제가 바람직하다. 상기 잠재성의 경화제는 잠재성 이미다졸 경화제, 잠재성 폴리티올 경화제 또는 잠재성 아민 경화제인 것이 바람직하다. 상기 열경화제는 폴리우레탄 수지 또는 폴리에스테르 수지 등의 고분자 물질로 피복되어 있을 수도 있다.
상기 이미다졸 경화제로서는 특별히 한정되지 않으며, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진 및 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물 등을 들 수 있다.
상기 폴리티올 경화제로서는 특별히 한정되지 않으며, 트리메틸올프로판 트리스-3-머캅토프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캅토프로피오네이트 및 디펜타에리트리톨 헥사-3-머캅토프로피오네이트 등을 들 수 있다.
상기 아민 경화제로서는 특별히 한정되지 않으며, 헥사메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 3,9-비스(3-아미노프로필)-2,4,8,10-테트라스피로[5.5]운데칸, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 메타페닐렌디아민 및 디아미노디페닐술폰 등을 들 수 있다.
상기 열경화제의 함유량은 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화성 화합물의 합계 100 중량부에 대하여, 상기 열경화제의 함유량이 바람직한 하한은 5 중량부, 보다 바람직한 하한은 10 중량부, 바람직한 상한은 30 중량부, 보다 바람직한 상한은 20 중량부이다. 상기 열경화제의 함유량이 상기 바람직한 하한 및 상한을 만족시키면, 이방성 도전 재료를 충분히 열경화시킬 수 있다.
(광경화 개시제)
상기 광경화 개시제는 특별히 한정되지 않는다. 상기 광경화 개시제로서, 종래 공지된 광경화 개시제를 사용할 수 있다. 상기 광경화 개시제는 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 광경화 개시제로서는 특별히 한정되지 않으며, 아세토페논 광경화 개시제, 벤조페논 광경화 개시제, 티오크산톤, 케탈 광경화 개시제, 할로겐화 케톤, 아실포스피녹시드 및 아실포스포나이트 등을 들 수 있다.
상기 아세토페논 광경화 개시제의 구체예로서는 4-(2-히드록시에톡시)페닐 (2-히드록시-2-프로필)케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 메톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 및 2-히드록시-2-시클로헥실아세토페논 등을 들 수 있다. 상기 케탈 광경화 개시제의 구체예로서는 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다.
상기 광경화 개시제의 함유량은 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화성 화합물의 합계 100 중량부에 대하여, 상기 광경화 개시제의 함유량의 바람직한 하한은 0.1 중량부, 보다 바람직한 하한은 0.2 중량부, 바람직한 상한은 2 중량부, 보다 바람직한 상한은 1 중량부이다. 상기 광경화 개시제의 함유량이 상기 바람직한 하한 및 상한을 만족시키면, 이방성 도전 재료를 적절히 광경화시킬 수 있다. 이방성 도전 재료에 광을 조사하여 B 스테이지화함으로써, 이방성 도전 재료의 유동을 억제할 수 있다. 또한, 이방성 도전 재료에 광을 조사하여 반경화시킴으로써, 이방성 도전 재료의 유동을 억제할 수 있다.
(도전성 입자)
본 발명에 따른 이방성 도전 재료에 포함되어 있는 도전성 입자로서, 예를 들면 전극 사이를 전기적으로 접속할 수 있는 종래 공지된 도전성 입자가 이용된다. 상기 도전성 입자는 외표면에 도전층을 갖는 입자인 것이 바람직하다. 상기 도전성 입자는 도전층의 표면에 절연 입자가 부착하고 있거나, 도전층의 표면이 절연층에 의해 피복되어 있거나 할 수 있다. 이 경우에는 전극의 접속시의 가압에 의해, 절연 입자 또는 절연층이 제거된다.
상기 도전성 입자로서는, 예를 들면 유기 입자, 무기 입자, 유기 무기 혼성 입자, 또는 금속 입자 등의 표면이 도전층으로 피복된 도전성 입자, 및 실질적으로 금속만으로 구성되는 금속 입자 등을 들 수 있다. 상기 도전층은 특별히 한정되지 않는다. 상기 도전층으로서는 금층, 은층, 구리층, 니켈층, 팔라듐층 또는 주석을 함유하는 도전층 등을 들 수 있다.
상기 이방성 도전 재료 100 중량％ 중, 상기 도전성 입자의 함유량은 1 내지 19 중량％의 범위 내이다. 상기 도전성 입자의 함유량의 바람직한 하한은 5 중량％, 바람직한 상한은 15 중량％, 보다 바람직한 상한은 10 중량％이다. 상기 도전성 입자의 함유량이 상기 범위 내에 있는 경우에는, 접속되어야 하는 상하의 전극 사이에 도전성 입자를 용이하게 배치할 수 있다. 또한, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극 사이가 복수의 도전성 입자를 통해 전기적으로 접속되기 어렵게 된다. 즉, 인접하는 전극 사이의 단락을 방지할 수 있다.
(다른 성분)
본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 용제를 함유할 수도 있다. 상기 용제의 사용에 의해, 이방성 도전 재료의 점도를 용이하게 조정할 수 있다. 또한, 예를 들면 상기 경화성 화합물이 고형인 경우에, 고형의 경화성 화합물에 용제를 첨가하여 용해시킴으로써, 경화성 화합물의 분산성을 높일 수 있다. 상기 용제로서는, 예를 들면 아세트산에틸, 메틸셀로솔브, 톨루엔, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥산, n-헥산, 테트라히드로푸란 및 디에틸에테르 등을 들 수 있다.
이방성 도전 재료의 경화물의 접착력을 높일 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 접착력 조정제를 함유하는 것이 바람직하다. 접착력을 보다 한층 높이는 관점에서는, 상기 접착력 조정제는 실란 커플링제인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 충전재를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 충전재의 사용에 의해, 이방성 도전 재료의 경화물의 잠열 팽창을 억제할 수 있다.
상기 η2 및 상기 비(η1/η2)를 바람직한 범위로 제어하기 위해서, 충전재는 표면 처리되어 있는 것이 바람직하고, 친수성 충전재인 것이 바람직하다.
상기 충전재는 특별히 한정되지 않는다. 상기 충전재로서는 실리카, 질화알루미늄 및 알루미나 등을 들 수 있다. 상기 충전재는 1종만이 이용될 수도 있고, 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 친수성 충전재란, 표면이 친수기로 덮여 있는 충전재를 나타낸다. 상기 친수기로서는 수산기, 아미노기, 아미드기, 카르복실레이트기 및 카르복실기 등의 극성기, 및 카르복실레이트 이온기, 술폰산 이온기 및 암모늄 이온기 등의 이온성기 등을 들 수 있다. 상기 친수성 충전재로서는 종래의 상기 충전재가 친수성 표면 처리제로 표면 처리된 친수성 충전재를 들 수 있다.
상기 친수성 표면 처리제로서는, 예를 들면 실란 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 지르코알루미네이트계 커플링제, Al2O3, TiO2, ZrO2, 실리콘 및 스테아르산알루미늄 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 친수성 표면 처리제로서, 실란 커플링제가 바람직하게 이용된다.
상기 충전재의 함유량은 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화성 화합물의 합계 100 중량부에 대하여, 상기 충전재의 함유량이 바람직한 하한은 5 중량부, 보다 바람직한 하한은 15 중량부, 바람직한 상한은 70 중량부, 보다 바람직한 상한은 50 중량부이다. 상기 충전재의 함유량의 상기 바람직한 하한 및 상한을 만족시키면, 이방성 도전 재료의 경화물의 잠열 팽창을 충분히 억제할 수 있고, 또한 이방성 도전 재료 중에 충전재를 충분히 분산시킬 수 있다.
(이방성 도전 재료의 다른 상세)
본 발명에 따른 이방성 도전 재료의 제조 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 상기 경화성 화합물과, 상기 열경화제와, 상기 광경화 개시제와, 상기 도전성 입자와, 필요에 따라서 첨가되는 다른 성분을 배합하고, 유성식 교반기 등을 이용하여 충분히 혼합하는 제조 방법을 들 수 있다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료의 25℃ 및 2.5 rpm에서의 점도는 20 내지 200 Pa·s의 범위 내인 것이 바람직하다. 즉, 도포 전의 상기 이방성 도전 재료의 25℃ 및 2.5 rpm에서의 점도는 20 내지 200 Pa·s의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 예를 들면 기판 등의 도포 대상 부재(제1 접속 대상 부재) 상에 이방성 도전 재료를 도포한 후에, 경화 전의 이방성 도전 재료의 유동을 보다 한층 억제할 수 있다. 또한, 전극과 도전성 입자 사이의 수지 성분을 용이하게 제거할 수 있어, 전극과 도전성 입자의 접촉 면적을 크게 할 수 있다. 또한, 도포 대상 부재(제1 접속 대상 부재)의 표면이 요철인 경우에, 상기 요철의 표면에 이방성 도전 재료를 충분히 충전시킬 수 있어, 경화 후에 공극이 생기기 어렵게 된다. 또한, 이방성 도전 재료 중에 있어서 도전성 입자가 침강하기 어렵게 되어, 도전성 입자의 분산성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료에 대해서, 광의 조사에 의해 경화가 진행되어 B 스테이지화한 후의 점도(이하, η3'이라고 약기하는 경우가 있음)는 2000 내지 3500 Pa·s의 범위 내인 것이 바람직하다. 이방성 도전 재료층 및 도전성 입자의 유동을 보다 한층 억제하는 관점에서는, 상기 점도 η3'의 보다 바람직한 하한은 2250 Pa·s, 보다 바람직한 상한은 3250 Pa·s이다. 상기 점도 η3'의 측정 온도의 바람직한 하한은 20℃, 바람직한 상한은 30℃이다. 상기 점도 η3'의 측정 온도는 25℃인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 25℃ 및 2.5 rpm에서의 점도를 η1로 하고, 25℃ 및 5 rpm에서의 점도를 η2로 했을 때에, 상기 η2가 20 Pa·s 이상 200 Pa·s 이하이고, 상기 η1의 상기 η2에 대한 비(η1/η2)가 0.9 이상 1.1 이하인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 따른 이방성 도전 재료는 하기 수학식 X 및 Y를 모두 만족시키는 것이 바람직하다.
<수학식 X>
20 Pa·s≤η2≤200 Pa·s
<수학식 Y>
0.9≤η1/η2≤1.1
일본 특허 공개 제2003-064330호 공보에 기재된 것과 같은 종래의 이방성 도전 재료를 디스펜서 등에 의해 도포 대상 부재에 도포할 때에, 안정적으로 도포할 수 없는 경우가 있다. 특허문헌 2에 기재된 것과 같은 점도 특성을 나타내는 이방성 도전 재료로서는 도포의 개시 직후에 점도가 크게 저하되어, 이방성 도전 재료가 부분적으로 다량으로 도포되는 경우가 있다. 이 때문에, 도포 폭이 일정하게 되지 않고, 결과로서 이방성 도전 재료에 의해 형성된 경화물층의 폭 또는 두께에 변동이 생기기 쉽다. 이에 비하여, 본 발명에 따른 이방성 도전 재료에 있어서, 상기 η2 및 상기 비(η1/η2)가 특정한 상기 범위 내에 있음으로써, 이방성 도전 재료를 디스펜서 등에 의해 도포 대상 부재에 도포할 때에 보다 한층 안정적으로 균일하게 도포할 수 있다. 또한, 도포의 개시 직후에 점도가 크게 저하하는 것 없이, 이방성 도전 재료가 부분적으로 다량으로 도포되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 도포 폭을 일정하게 할 수 있어, 결과로서 이방성 도전 재료에 의해 형성된 경화물층의 폭 또는 두께에 변동이 생기기 어렵게 된다.
이방성 도전 재료를 보다 한층 균일하게 도포하는 관점에서는, 상기 η2의 바람직한 하한은 50 Pa·s, 보다 바람직한 하한은 100 Pa·s, 바람직한 상한은 180 Pa·s, 보다 바람직한 상한은 150 Pa·s이다.
상기 η2 및 상기 비(η1/η2)는 경화성 화합물로서 결정성 수지를 이용하거나, 친수성을 높이기 위해서 표면 처리된 충전재를 이용하거나 함으로써, 조정 가능하다. 상기 η2 및 상기 비(η1/η2)를 상기 범위 내에 용이하게 제어하는 관점에서는, 상기 경화성 화합물은 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료를 경화시키는 방법으로서는 이방성 도전 재료에 광을 조사한 후, 이방성 도전 재료를 가열하는 방법, 및 이방성 도전 재료를 가열한 후, 이방성 도전 재료에 광을 조사하는 방법을 들 수 있다. 또한, 광경화의 속도 및 열경화의 속도가 다른 경우 등에는, 광의 조사와 가열을 동시에 행할 수도 있다. 그 중에서도, 이방성 도전 재료에 광을 조사한 후, 이방성 도전 재료를 가열하는 방법이 바람직하다. 광경화와 열경화의 병용에 의해, 이방성 도전 재료를 단시간에 경화시킬 수 있다.
(접속 구조체 및 접속 구조체의 제조 방법)
본 발명에 따른 이방성 도전 재료를 이용하여 접속 대상 부재를 접속함으로써, 접속 구조체를 얻을 수 있다.
상기 접속 구조체는 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 전기적으로 접속하고 있는 접속부를 구비하고 있으며, 상기 접속부가 상기 이방성 도전 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 접속부는 상기 이방성 도전 재료가 경화한 경화물층이다.
다음으로, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이방성 도전 재료를 이용한 접속 구조체, 및 상기 접속 구조체의 제조 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 1에, 본 발명의 일실시 형태에 따른 이방성 도전 재료를 이용한 접속 구조체의 일례를 모식적으로 부분 절결 정면 단면도로 나타낸다.
도 1에 나타내는 접속 구조체 (1)은 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에, 경화물층 (3)을 통해 제2 접속 대상 부재 (4)가 접속된 구조를 갖는다. 경화물층 (3)은 접속부이다. 경화물층 (3)은 경화성 화합물과 열경화제와 광경화 개시제와 도전성 입자 (5)를 포함하는 이방성 도전 재료를 경화시킴으로써 형성되어 있다. 상기 이방성 도전 재료는 복수의 도전성 입자 (5)를 포함한다. 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에는 복수의 전극 (2b)가 설치되어 있다. 제2 접속 대상 부재 (4)의 하면 (4a)에는 복수의 전극 (4b)가 설치되어 있다. 전극 (2b)와 전극 (4b)가, 1개 또는 복수의 도전성 입자 (5)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
접속 구조체 (1)에서는 제1 접속 대상 부재 (2)로서 유리 기판이 이용되고 있고, 제2 접속 대상 부재 (4)로서 반도체칩이 이용되고 있다. 제1, 제2 접속 대상 부재는 특별히 한정되지 않는다. 제1, 제2 접속 대상 부재로서는, 구체적으로는 반도체칩, 컨덴서 및 다이오드 등의 전자 부품, 및 인쇄 기판, 플렉시블 인쇄 기판 및 유리 기판 등의 회로 기판 등을 들 수 있다.
도 1에 나타내는 접속 구조체 (1)은, 예를 들면 이하와 같이 하여 얻을 수 있다.
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 전극 (2b)를 상면 (2a)에 갖는 제1 접속 대상 부재 (2)를 준비한다. 다음으로, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에, 복수의 도전성 입자 (5)를 포함하는 이방성 도전 재료를 도포하여, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에 이방성 도전 재료층 (3A)를 형성한다. 이때, 전극 (2b) 상에, 1개 또는 복수의 도전성 입자 (5)가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 이방성 도전 재료층 (3A)에 광을 조사함으로써, 이방성 도전 재료층 (3A)의 경화를 진행시킨다. 이방성 도전 재료층 (3A)의 경화를 진행시켜, 이방성 도전 재료층 (3A)를 B 스테이지화한다. 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에, B 스테이지화된 이방성 도전 재료층 (3B)를 형성한다.
이방성 도전 재료층 (3A)의 경화를 진행시켜 이방성 도전 재료층 (3A)를 B 스테이지화할 때에는, B 스테이지화된 이방성 도전 재료층 (3B)의 점도(이하, η3이라고 약기하는 경우가 있음)가 2000 내지 3500 Pa·s의 범위 내이도록, 이방성 도전 재료층 (3A)를 B 스테이지화하는 것이 바람직하다. 상기 점도 η3을 상기 범위 내로 함으로써, 이방성 도전 재료층의 유동을 충분히 억제할 수 있다. 이 때문에, 전극 (2b, 4b) 사이에, 도전성 입자 (5)가 배치되기 쉽게 된다. 또한, 제1 접속 대상 부재 (2) 또는 제2 접속 대상 부재 (4)의 외주면보다도 측방의 영역으로, 이방성 도전 재료층이 의도하지 않게 유동하는 것을 억제할 수 있다.
이방성 도전 재료층 및 도전성 입자 (5)의 유동을 보다 한층 억제하는 관점에서는, 상기 점도 η3의 보다 바람직한 하한은 2250 Pa·s, 보다 바람직한 상한은 3250 Pa·s이다. 상기 점도 η3의 측정 온도의 바람직한 하한은 20℃, 바람직한 상한은 30℃이다. 상기 점도 η3의 측정 온도는 25℃인 것이 특히 바람직하다.
제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에, 이방성 도전 재료를 도포하면서, 이방성 도전 재료층 (3A)에 광을 조사하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에의 이방성 도전 재료의 도포와 동시에, 또는 도포의 직후에, 이방성 도전 재료층 (3A)에 광을 조사하는 것도 바람직하다. 도포와 광의 조사가 상기한 바와 같이 행해진 경우에는, 이방성 도전 재료층의 유동을 보다 한층 억제할 수 있다. 이 때문에, 얻어진 접속 구조체 (1)의 도통 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다. 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에 이방성 도전 재료를 도포하고 나서 광을 조사하기까지의 시간은 0 내지 3초의 범위 내인 것이 바람직하고, 0 내지 2초의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에, 이방성 도전 재료를 도포하면서, 이방성 도전 재료층 (3A)에 광을 조사하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에의 이방성 도전 재료의 도포와 동시에, 또는 도포의 직후에, 이방성 도전 재료층 (3A)에 광을 조사하는 것도 바람직하다. 도포 및 광의 조사가 상기한 바와 같이 행해진 경우에는 이방성 도전 재료층의 유동을 보다 한층 억제할 수 있다. 이 때문에, 얻어진 접속 구조체 (1)의 도통 신뢰성을 보다 한층 높일 수 있다. 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에 이방성 도전 재료를 도포하고 나서 광을 조사하기까지의 시간은 0 내지 3초의 범위 내인 것이 바람직하고, 0 내지 2초의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
광의 조사에 의해 이방성 도전 재료층 (3A)를 B 스테이지화시키는 경우에는 이방성 도전 재료층 (3A)의 경화를 적절히 진행시키기 위한 광 조사 강도는, 예를 들면 0.1 내지 100 mW/cm2 정도이다.
광을 조사할 때에 이용하는 광원은 특별히 한정되지 않는다. 이 광원으로서는, 예를 들면 파장 420 nm 이하에 충분한 발광 분포를 갖는 광원 등을 들 수 있다. 또한, 광원의 구체예로서는, 예를 들면 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 및 메탈할라이드 램프 등을 들 수 있다.
다음으로, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, B 스테이지화된 이방성 도전 재료층 (3B)의 상면 (3a)에, 제2 접속 대상 부재 (4)를 적층한다. 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)의 전극 (2b)와, 제2 접속 대상 부재 (4)의 하면 (4a)의 전극 (4b)가 대향하도록, 제2 접속 대상 부재 (4)를 적층한다.
또한, 제2 접속 대상 부재 (4)의 적층시에, 이방성 도전 재료층 (3B)에 열을 부여함으로써, 이방성 도전 재료층 (3B)를 추가로 경화시켜 경화물층 (3)을 형성한다. 다만, 제2 접속 대상 부재 (4)의 적층 전에, 이방성 도전 재료층 (3B)에 열을 부여할 수도 있다. 또한, 제2 접속 대상 부재 (4)의 적층 후에, 이방성 도전 재료층 (3B)에 열을 부여하여 완전히 경화시키는 것이 바람직하다.
열의 부여에 의해 이방성 도전 재료층 (3B)를 경화시키는 경우에는, 이방성 도전 재료층 (3B)를 충분히 경화시키기 위한 가열 온도의 바람직한 하한은 160℃, 바람직한 상한은 250℃, 보다 바람직한 상한은 200℃이다.
이방성 도전 재료층 (3B)를 경화시킬 때에, 가압하는 것이 바람직하다. 가압에 의해서 전극 (2b)와 전극 (4b)에서 도전성 입자 (5)를 압축함으로써, 전극 (2b, 4b)과 도전성 입자 (5)의 접촉 면적을 크게 할 수 있다. 이 때문에, 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
이방성 도전 재료층 (3B)를 경화시킴으로써, 제1 접속 대상 부재 (2)와 제2 접속 대상 부재 (4)가 경화물층 (3)을 통해 접속된다. 또한, 전극 (2b)와 전극 (4b)가 도전성 입자 (5)를 통해 전기적으로 접속된다. 이와 같이 하여, 도 1에 나타내는 접속 구조체 (1)을 얻을 수 있다. 본 실시 형태에서는 광경화와 열경화가 병용되어 있기 때문에, 이방성 도전 재료를 단시간에 경화시킬 수 있다.
접속 구조체 (1)을 얻을 때에, 이방성 도전 재료층 (3A)에 광을 조사하여 B 스테이지화된 이방성 도전 재료층 (3B)를 형성한 후, 이방성 도전 재료층 (3B)에 열을 부여하는 것이 바람직하다.
이방성 도전 재료층 (3A)를 형성하여, 상기 이방성 도전 재료층 (3A)를 B 스테이지화할 때에, 도 3의 (a)에 나타내는 복합 장치가 바람직하게 이용된다.
도 3의 (a)에 나타내는 복합 장치 (11)은 디스펜서 (12)와, 상기 디스펜서 (12)에 접속된 광 조사 장치 (13)을 구비한다. 디스펜서 (12)는 내부에 이방성 도전 재료를 충전하기 위한 시린지 (12a)와, 상기 시린지 (12a)의 외주면을 파지(把持)하고 있는 파지부 (12b)를 구비한다. 광 조사 장치 (13)은 광 조사 장치 본체 (13a)와, 광 조사부 (13b)를 구비한다. 복합 장치 (11)에서는 파지부 (12b)와 광 조사 장치 본체 (13a)가 접속되어 있다. 따라서, 디스펜서 (12)와 광 조사 장치 (13)의 거리를 작게 할 수 있고, 즉 디스펜서 (12)의 토출부와, 광 조사부 (13b)의 거리를 작게 할 수 있다. 또한, 디스펜서 (12)와 광 조사 장치 (13)을 동일 속도로 용이하게 이동시킬 수 있다. 또한, 시린지 (12a)와 광 조사 장치 본체 (13a)가 직접 접속되어 있을 수도 있다.
도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 도포 및 광의 조사시에는 복합 장치 (11)을 화살표 (A)의 방향으로 이동시키면서, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에, 시린지 (12a)로부터 이방성 도전 재료를 도포하여 이방성 도전 재료층 (3A)를 형성한다. 또한, 도포하면서, 디스펜서 (12)에 접속된 광 조사 장치 (13)의 광 조사부 (13b)에서, 화살표 (B)에서 나타낸 바와 같이 이방성 도전 재료층 (3A)에 광을 조사한다.
제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에 형성된 이방성 도전 재료층 (3A) 및 상기 이방성 도전 재료층 (3A)에 포함되어 있는 도전성 입자 (5)의 유동을 보다 한층 억제하는 관점에서는, 디스펜서 (12)와 광 조사 장치 (13)을 이동시키면서, 도포와 광의 조사가 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 광의 조사까지의 시간을 고정밀도로 제어하는 관점에서는, 디스펜서 (12)와 광 조사 장치 (13)은 동일 속도로 이동되는 것이 바람직하다. 다만, 복합 장치 (11)을 이동시키지 않고서, 받침대 (31)을 화살표 (A)의 방향으로 이동시킬 수도 있다.
도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 디스펜서 (12)와, 상기 디스펜서 (12)에 접속되어 있지 않은 광 조사 장치 (21)을 이용할 수도 있다. 광 조사 장치 (21)은 광 조사 장치 (13)과 같이, 광 조사 장치 본체 (21a)와, 광 조사부 (21b)를 구비한다. 광 조사 장치 (21)은 광 조사 장치 (13)보다도, 넓은 영역에 광을 조사할 수 있도록 구성되어 있다.
디스펜서 (12)와, 상기 디스펜서 (12)에 접속되어 있지 않은 광 조사 장치 (21)을 이용하는 경우에는, 예를 들면 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상측에 광 조사 장치 (21)을 배치한다. 다음으로, 제1 접속 대상 부재 (2)와 광 조사 장치 (21) 사이에서 디스펜서 (12)를 화살표 (A)의 방향으로 이동시키면서, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에, 시린지 (12a)로부터 이방성 도전 재료를 도포하여 이방성 도전 재료층 (3A)를 형성한다. 다음으로, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 이방성 도전 재료의 도포가 종료한 후, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상측에 배치된 광 조사 장치 (21)의 광 조사부 (21b)로부터 이방성 도전 재료층 (3A)에 광을 조사한다. 광의 조사는, 예를 들면 이방성 도전 재료의 도포와 동시 또는 도포의 직후에 행해진다.
광 조사 장치 (21)은 도포시에, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 도포 후에, 광을 빠르게 조사할 수 있다. 도포 후에, 이방성 도전 재료층 (3A)의 전체 영역에 일괄해서 광을 조사하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 이방성 도전 재료층 (3A)를 보다 한층 균일하게 B 스테이지화할 수 있다.
도 3의 (a) 또는 도 4의 (a)에 나타내는 장치의 사용에 의해, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에의 이방성 도전 재료의 도포와 동시에, 또는 도포의 직후에, 이방성 도전 재료층 (3A)에 광을 용이하게 조사할 수 있다.
본 발명에 따른 접속 구조체의 제조 방법으로 이용되는 이방성 도전 재료는 경화성 화합물과, 열경화제와, 광경화 개시제와, 도전성 입자를 함유하기 때문에, 제1 접속 대상 부재 (2)의 상면 (2a)에 도포된 이방성 도전 재료 또는 상기 이방성 도전 재료에 포함되어 있는 도전성 입자의 유동을 충분히 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 이방성 도전 재료 및 접속 구조체의 제조 방법은, 예를 들면 플렉시블 인쇄 기판과 유리 기판의 접속(FOG(유리 상 필름)), 반도체칩과 플렉시블 인쇄 기판의 접속(COF(필름 상 칩)), 또는 반도체칩과 유리 기판의 접속(COG(유리 상 칩)) 등에 사용할 수 있다. 그 중에서도, 본 발명에 따른 이방성 도전 재료 및 접속 구조체의 제조 방법은 COG 용도에 바람직하다. 본 발명에 따른 이방성 도전 재료 및 접속 구조체의 제조 방법은 반도체칩과 유리 기판의 접속에 바람직하게 이용된다. 다만, 본 발명에 따른 이방성 도전 재료 및 접속 구조체의 제조 방법의 용도는 상술한 용도로 한정되지 않는다.
COG 용도에서는, 특히 반도체칩과 유리 기판의 전극 사이를, 이방성 도전 재료의 도전성 입자에 의해 확실하게 접속하는 것이 곤란한 경우가 많다. 예를 들면, COG 용도의 경우에는 반도체칩이 인접하는 전극 사이, 및 유리 기판이 인접하는 전극 사이의 간격이 10 내지 20 ㎛ 정도인 것이 있고, 미세한 배선이 형성되어 있는 것이 많다. 미세한 배선이 형성되어 있더라도, 본 발명에 따른 이방성 도전 재료 및 접속 구조체의 제조 방법에 의해, 반도체칩과 유리 기판의 전극 사이를 고정밀도로 접속할 수 있어, 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, COG 용도의 경우에는 이방성 도전 재료 중의 도전성 입자의 함유량을 많게 해야만 하는 경우가 있다. 따라서, 압착시에 도통 접점이 많아져 도전성 입자의 반발력이 커져서, 압착시의 압력을 높게 할 필요가 있는 경우가 있다. 이 때문에, 전극 또는 도전성 입자가 흔들려서, 도통 신뢰성이 낮아지기 쉽다. 그러나, 본 발명에 따른 이방성 도전 재료 및 접속 구조체의 제조 방법의 사용에 의해, 도통 신뢰성을 충분히 높일 수 있다.
이하, 본 발명에 대해서, 실시예 및 비교예를 들어 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예에만 한정되지 않는다.
(실시예 1)
(1) 에피술피드 화합물 함유 혼합물의 제조
교반기, 냉각기 및 온도계를 구비한 2L의 용기 내에, 에탄올 250 mL와, 순수 250 mL와, 티오시안산칼륨 20 g을 가하고, 티오시안산칼륨을 용해시켜, 제1 용액을 제조하였다. 그 후, 용기 내의 온도를 20 내지 25℃의 범위 내로 유지하였다. 다음으로, 20 내지 25℃로 유지된 용기 내의 제1 용액을 교반하면서, 상기 제1 용액 내에 레조르시놀디글리시딜에테르 160g을 5 mL/분의 속도로 적하하였다. 적하 후, 30분간 추가로 교반하여, 에폭시 화합물 함유 혼합액을 얻었다.
다음으로, 순수 100 mL와 에탄올 100 mL를 포함하는 용액에 티오시안산칼륨 20 g을 용해시킨 제2 용액을 준비하였다. 얻어진 에폭시기 함유 혼합액에 얻어진 제2 용액을 5mL/분의 속도로 첨가한 후, 30분 교반하였다. 교반 후, 순수 100 mL와 에탄올 100 mL를 포함하는 용액에 티오시안산칼륨 20 g을 용해시킨 제2 용액을 또한 준비하고, 상기 제2 용액을 5 mL/분의 속도로 용기 내에 추가로 첨가하고, 30분간 교반하였다. 그 후, 용기 내의 온도를 10℃로 냉각하고, 2시간 교반하여 반응시켰다.
다음으로, 용기 내에 포화식염수 100 mL를 가하고, 10분간 교반하였다. 교반 후, 용기 내에 톨루엔 300 mL를 추가로 가하고, 10분간 교반하였다. 그 후, 용기 내의 용액을 분액 로트에 옮기고, 2시간 정치하고, 용액을 분리시켰다. 분액 로트 내의 하측의 용액을 배출하여, 상청액을 취출하였다. 추출된 상청액에 톨루엔 100 mL를 가하고, 교반하고, 2시간 정치하였다. 또한, 톨루엔 100 mL를 추가로 가하고, 교반하고, 2시간 정치하였다.
다음으로, 톨루엔이 가해진 상청액에 황산마그네슘 50 g을 가하고, 5분간 교반하였다. 교반 후, 여과지에 의해 황산마그네슘을 제거하여, 용액을 분리하였다. 진공 건조기를 이용하여 분리된 용액을 80℃에서 감압 건조함으로써, 잔존하고 있는 용제를 제거하였다. 이와 같이 하여, 에피술피드 화합물 함유 혼합물을 얻었다.
클로로포름을 용매로 하여, 얻어진 에피술피드 화합물 함유 혼합물의 1H-NMR의 측정을 행하였다. 이 결과, 에폭시기의 존재를 나타내는 6.5 내지 7.5 ppm의 영역의 시그널이 감소하고, 에피술피드기의 존재를 나타내는 2.0 내지 3.0 ppm의 영역에 시그널이 나타났다. 이에 따라, 레조르시놀디글리시딜에테르의 일부의 에폭시기가 에피술피드기로 변환되어 있는 것을 확인하였다. 또한, 1H-NMR의 측정 결과의 적분치로부터, 에피술피드 화합물 함유 혼합물은 레조르시놀디글리시딜에테르 70 중량％와, 상기 화학식 1B로 표시되는 구조를 갖는 에피술피드 화합물 30 중량％를 함유하는 것을 확인하였다.
(2) 이방성 도전 페이스트의 제조
얻어진 에피술피드 화합물 함유 혼합물 30 중량부에, 열경화제로서의 아민 어덕트(아지노모또 파인테크노사 제조 「PN-23J」) 5 중량부와, 광경화성 화합물로서의 에폭시아크릴레이트(다이셀·사이텍사 제조 「에베크릴(EBECRYL) 3702」) 5 중량부와, 광 중합 개시제로서의 아실포스핀옥시드계 화합물(시바·재팬사 제조 「다로큐어(DAROCUR) TPO」) 0.1 중량부와, 경화 촉진제로서의 2-에틸-4-메틸이미다졸 1 중량부와, 충전재로서의 평균 입경 0.25 ㎛의 실리카 20 중량부 및 평균 입경 0.5 ㎛의 알루미나 20 중량부를 배합하고, 추가로 평균 입경 3 ㎛의 도전성 입자를 배합물 100 중량％ 중에서의 함유량이 10 중량％가 되도록 첨가한 후, 유성식 교반기를 이용하여 2000 rpm에서 5분간 교반함으로써, 배합물을 얻었다.
또한, 이용한 상기 도전성 입자는 디비닐벤젠 수지 입자의 표면에 니켈 도금 층이 형성되어 있고, 상기 니켈 도금층의 표면에 금 도금층이 형성되어 있는 금속층을 갖는 도전성 입자이다.
얻어진 배합물을 나일론제 여과지(공경 10 ㎛)를 이용하여 여과함으로써, 도전성 입자의 함유량이 10 중량％인 이방성 도전 페이스트를 얻었다.
(3) 접속 구조체의 제작
L/S가 30 ㎛/30 ㎛의 ITO 전극 패턴이 상면에 형성된 투명 유리 기판을 준비하였다. 또한, L/S가 30 ㎛/30 ㎛의 구리 전극 패턴이 하면에 형성된 반도체칩을 준비하였다.
상기 투명 유리 기판 상에, 얻어진 이방성 도전 페이스트를 두께 30 ㎛가 되도록 도공하여, 이방성 도전 페이스트층을 형성하였다. 다음으로, 이방성 도전 페이스트층에 자외선 조사 램프를 이용하여 자외선을 조사하여, 광 중합에 의해서 이방성 도전 페이스트층을 반경화시켜, B 스테이지화하였다. 다음으로, 이방성 도전 페이스트층 상에 상기 반도체칩을, 전극끼리가 대향하도록 적층하였다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 185℃가 되도록 헤드의 온도를 조정하면서, 반도체칩의 상면에 가압 가열 헤드를 놓고, 3MPa의 압력을 가하여 이방성 도전 페이스트층을 185℃에서 완전 경화시켜, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 2)
이방성 도전 페이스트의 제조시에, 도전성 입자를 상기 배합물 100 중량％ 중에서의 함유량을 5 중량％가 되도록 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 도전성 입자의 함유량이 5 중량％인 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 3)
이방성 도전 페이스트의 제조시에, 도전성 입자를 상기 배합물 100 중량％ 중에서의 함유량을 15 중량％가 되도록 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 도전성 입자의 함유량이 15 중량％인 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 4)
이방성 도전 페이스트의 제조시에, 도전성 입자를 상기 배합물 100 중량％ 중에서의 함유량을 1 중량％가 되도록 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 도전성 입자의 함유량이 1 중량％인 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 1)
이방성 도전 페이스트의 제조시에, 광경화성 화합물로서의 에폭시아크릴레이트와, 광 중합 개시제로서의 아실포스핀옥시드계 화합물을 이용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트 100 중량％ 중, 도전성 입자의 함유량은 10 중량％였다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 2)
이방성 도전 페이스트의 제조시에, 도전성 입자를 상기 배합물 100 중량％ 중에서의 함유량을 20 중량％가 되도록 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 도전성 입자의 함유량이 20 중량％인 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 3)
이방성 도전 페이스트의 제조시에, 도전성 입자를 상기 배합물 100 중량％ 중에서의 함유량을 0.1 중량％가 되도록 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 도전성 입자의 함유량이 0.1 중량％인 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 평가)
(1) 점도
E형 점도계(도끼 산교사 제조)를 이용하여 25℃ 및 2.5 rpm의 조건으로, 얻어진 이방성 도전 페이스트(도포 전의 이방성 도전 페이스트의 점도)의 점도를 측정하였다.
(2) 누설의 유무
얻어진 접속 구조체를 이용하여, 인접하는 전극 20개에 있어서 누설이 생겨 있는지의 여부를 테스터로 측정하였다.
(3) 공극의 유무
얻어진 접속 구조체에 있어서, 이방성 도전 페이스트층에 의해 형성된 경화물층에 공극이 생겨 있는지의 여부를, 투명 유리 기판의 하면측에서 육안에 의해 관찰하였다.
결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
Figure 112012006351664-pct00028
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 이방성 도전 페이스트에서는 누설이 없고, 공극도 보이지 않았다.
비교예 1의 이방성 도전 페이스트에서는 자외선의 조사시에 광 중합에 의해 반경화하지 않았기 때문에, 가압 및 가열시에 이방성 도전 페이스트가 반도체칩의 외주면보다도 측방으로 많이 흘렀다. 이 때문에, 유리 기판과 반도체칩 사이에서의 이방성 도전 페이스트의 충전이 불충분하여, 공극이 보였다.
비교예 2에서는 도전성 입자의 함유량이 너무 많기 때문에, 접속되어서는 안되는 인접하는 전극 사이가 복수의 도전성 입자를 통해 접속되어, 누설이 발생했다고 생각된다.
비교예 3의 이방성 도전 페이스트에서는 누설이 없고, 공극도 보이지 않았다. 그러나, 도전성 입자의 함유량이 너무 적기 때문에, 전극 사이에 도전성 입자가 배치되어 있지 않은 개소를 많이 볼 수 있었다.
(실시예 5)
실시예 1에서 얻어진 이방성 도전 재료를 준비하였다.
L/S가 30 ㎛/30 ㎛의 ITO 전극 패턴이 상면에 형성된 투명 유리 기판을 준비하였다. 또한, L/S가 30 ㎛/30 ㎛의 구리 전극 패턴이 하면에 형성된 반도체칩을 준비하였다.
또한, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같은 디스펜서와, 상기 디스펜서에 접속된 광 조사 장치로서의 자외선 조사 램프를 구비하는 복합 장치를 준비하였다.
복합 장치를 이동시키면서, 상기 투명 유리 기판의 상면에, 디스펜서의 시린지로부터, 얻어진 이방성 도전 페이스트를 두께 30 ㎛가 되도록 도포하여, 이방성 도전 페이스트층을 형성하였다. 또한, 복합 장치를 이동시켜, 이방성 도전 페이스트를 도포하면서, 이방성 도전 페이스트층에 자외선 조사 램프를 이용하여 420 nm의 자외선을 광 조사 강도가 50 mW/cm2가 되도록 조사하여, 광 중합에 의해서 이방성 도전 페이스트층을 B 스테이지화하였다. 도포하고 나서, 즉 도포된 이방성 도전 페이스트가 상기 투명 유리 기판에 접했을 때부터, 이방성 도전 페이스트층에 광이 조사되기까지의 시간 T는 0.5초였다.
다음으로, B 스테이지화된 이방성 도전 페이스트층의 상면에 상기 반도체칩을, 전극끼리가 대향하도록 적층하였다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 185℃가 되도록 헤드의 온도를 조정하면서, 반도체칩의 상면에 가압 가열 헤드를 놓고, 3MPa의 압력을 가하여, B 스테이지화된 이방성 도전 페이스트층을 185℃에서 완전 경화시켜, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 6)
이방성 도전 페이스트의 제조시에, 에폭시아크릴레이트를 우레탄아크릴레이트(다이셀·사이텍사 제조 「에베크릴 8804」)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이방성 도전 페이스트를 얻었다.
얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 7)
실시예 1에서 얻어진 이방성 도전 재료를 준비하였다.
도 3의 (a)에 나타내는 복합 장치 대신에, 도 4의 (a)에 나타내는 디스펜서와, 상기 디스펜서에 접속되지 않은 광 조사 장치로서의 자외선 조사 램프를 이용하여 이방성 도전 페이스트의 도포가 종료한 직후에 광을 조사한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다. 도포하고 나서 광이 조사되기까지의 시간 T는 2초였다.
(비교예 4)
비교예 1에서 얻어진 이방성 도전 재료를 준비하였다.
L/S가 30 ㎛/30 ㎛의 ITO 전극 패턴이 상면에 형성된 투명 유리 기판을 준비하였다. 또한, L/S가 30 ㎛/30 ㎛의 구리 전극 패턴이 하면에 형성된 반도체칩을 준비하였다.
상기 투명 유리 기판의 상면에, 디스펜서의 시린지로부터, 얻어진 이방성 도전 페이스트를 두께 30 ㎛가 되도록 도포하여, 이방성 도전 페이스트층을 형성하였다. 도포시 및 도포 후에 광을 조사하지 않았다.
다음으로, 이방성 도전 페이스트층의 상면에 상기 반도체칩을, 전극끼리가 대향하도록 적층하였다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 185℃가 되도록 헤드의 온도를 조정하면서, 반도체칩의 상면에 가압 가열 헤드를 놓고, 3MPa의 압력을 가하여 이방성 도전 페이스트층을 185℃에서 완전 경화시켜, 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 5)
이방성 도전 페이스트의 제작시에, 에폭시아크릴레이트를 나프탈렌형 에폭시 수지(결정성 수지, DIC사 제조 「HP-4032」)로 변경한 것, 및 광 중합 개시제로서의 아실포스핀옥시드계 화합물을 이용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이방성 도전 페이스트를 얻었다.
L/S가 30 ㎛/30 ㎛의 ITO 전극 패턴이 상면에 형성된 투명 유리 기판을 준비하였다. 또한, L/S가 30 ㎛/30 ㎛의 구리 전극 패턴이 하면에 형성된 반도체칩을 준비하였다.
상기 투명 유리 기판의 상면에, 디스펜서의 시린지로부터, 얻어진 이방성 도전 페이스트를 두께 30 ㎛가 되도록 도포하여, 이방성 도전 페이스트층을 형성하였다. 도포시 및 도포 후에 광을 조사하지 않고, 열 중합하지 않고, 이방성 도전 재료층을 B 스테이지화하지 않았다.
다음으로, B 스테이지화하지 않은 이방성 도전 페이스트층의 상면에 상기 반도체칩을, 전극끼리가 대향하도록 적층하였다. 그 후, 이방성 도전 페이스트층의 온도가 185℃가 되도록 헤드의 온도를 조정하면서, 반도체칩의 상면에 가압 가열 헤드를 놓고, 3MPa의 압력을 가하여 이방성 도전 페이스트층을 185℃에서 완전 경화시켜, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 5 내지 7 및 비교예 4 내지 5의 평가)
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3과 마찬가지로, 상기 (1) 점도, 상기 (2) 누설의 유무 및 상기 (3) 공극의 유무에 대해서 평가를 실시하였다. 또한, 하기의 (4) B 스테이지화된 이방성 도전 페이스트층의 점도에 대해서도 평가를 실시하였다.
(4) B 스테이지화된 이방성 도전 페이스트층의 점도
광 중합에 의해서 이방성 도전 페이스트층을 B 스테이지화시킨 후로서, B 스테이지화된 이방성 도전 페이스트층의 상면에 반도체칩을 적층하기 직전의 B 스테이지화된 이방성 도전 페이스트층의 점도를, 레오미터(안톤 파르(Anton Paar)사 제조)를 이용하여, 25℃ 및 2.5 rpm의 조건으로 측정하였다.
결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
Figure 112012006351664-pct00029
(실시예 8)
레조르시놀형 에폭시 수지(결정성 수지, 나가세 켐텍스사 제조 「EX-201」) 16 중량부에, 나프탈렌형 에폭시 수지(결정성 수지, DIC사 제조 「HP-4032」) 14 중량부와, 열경화제로서의 아민 어덕트(아지노모또 파인테크노사 제조 「PN-23J」) 5 중량부와, 광경화성 수지로서의 에폭시아크릴레이트(다이셀·사이텍사 제조 「에베크릴 3702」) 5 중량부와, 광경화 개시제로서의 아실포스핀옥시드계 화합물(시바·재팬사 제조 「다로큐어 TPO」) 0.1 중량부와, 경화 촉진제로서의 2-에틸-4-메틸이미다졸 1 중량부와, 충전재로서의 평균 입경 0.25 ㎛의 실리카 30 중량부를 배합하고, 또한 평균 입경 3 ㎛의 도전성 입자를 배합물 중에서의 함유량이 10 중량％가 되도록 첨가한 후, 유성식 교반기를 이용하여 2000rpm에서 5분간 교반함으로써, 배합물을 얻었다.
또한, 이용한 상기 도전성 입자는 디비닐벤젠 수지 입자의 표면에 니켈 도금층이 형성되어 있고, 상기 니켈 도금층의 표면에 금 도금층이 형성되어 있는 금속층을 갖는 도전성 입자이다.
얻어진 배합물을 나일론제 여과지(공경 10 ㎛)를 이용하여 여과함으로써, 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 9)
레조르시놀형 에폭시 수지의 첨가량을 16 중량부 내지 25 중량부로 변경하고, 나프탈렌형 에폭시 수지 14 중량부를 비스페놀 A형 에폭시 수지(JER사 제조 「에피코트 1001」) 5 중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여, 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다.
(비교예 6)
비스페놀 A형 에폭시 수지(JER사 제조 「jER1001」) 30 중량부에, 폴리글리시딜아민(도토 가세이사 제조 「YH-434」) 30 중량부와, 열경화제로서의 디시안디아미드(JER사 제조 「DICY-7」) 10 중량부와, 경화 촉진제로서 2-에틸-4-메틸이미다졸 1 중량부와, 충전재로서의 실리카(닛본 아에로질 고교사 제조 「아에로질 RY200」) 5 중량부를 배합하고, 추가로 실시예 8과 동일 도전성 입자를 배합물 중에서의 함유량이 10 중량％가 되도록 첨가한 후, 유성식 교반기를 이용하여 2000 rpm에서 5분간 교반함으로써, 배합물을 얻었다.
얻어진 배합물을 나일론제 여과지(공경 10 ㎛)를 이용하여 여과함으로써, 이방성 도전 페이스트를 얻었다. 얻어진 이방성 도전 페이스트를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 접속 구조체를 얻었다.
(실시예 8 내지 9 및 비교예 6의 평가)
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3과 동일하게, 상기 (2) 누설의 유무 및 상기 (3) 공극의 유무에 대해서 평가를 실시하였다. 또한, 하기의 (1A) 점도, (5) 도포 폭의 변동 및 (6) 경화물층의 두께에 대해서도 평가를 실시하였다.
(1A) 점도
E형 점도계(도끼 산교사 제조)를 이용하여, 얻어진 이방성 도전 페이스트의 25℃ 및 2.5 rpm에서의 점도 η1과, 25℃ 및 5 rpm에서의 점도 η2를 측정하였다.
(5) 도포 폭의 변동
얻어진 이방성 도전 페이스트를 노즐 직경 1.1mm의 시린지에 충전하고, 디스펜서를 이용하여 압력 300 Pa, 도포 두께 30 ㎛, 이동 스피드 10 mm/s, 도포 라인 거리 20 mm 및 도포 폭 1 mm의 조건으로, 이방성 도전 페이스트를 유리 기판 상에 도포하였다.
이방성 도전 페이스트의 도포 개시 지점에서 2 mm의 거리, 5 mm의 거리, 10 mm의 거리의 각 지점에서의 도포 폭을, 길이 측정 기능이 있는 현미경으로 측정하였다.
(6) 경화물층의 높이(두께)
상기 (5)의 평가와 동일하게 하여, 이방성 도전 페이스트를 유리 기판 상에 도포하였다. 도포 직후에 자외선을 조사하여, 이방성 도전 페이스트의 광 경화를 시작시켰다. 또한, 자외선의 조사로부터 10초 후에, 이방성 도전 페이스트가 도포된 유리 기판을 150℃의 오븐 내에 5분간 넣고, 이방성 도전 페이스트를 열경화시켰다. 이방성 도전 페이스트의 경화에 의해 형성된 경화물층의 높이를, 마이크로 미터로 측정하였다.
결과를 하기의 표 3에 나타내었다.
Figure 112012006351664-pct00030
실시예 8 내지 9의 이방성 도전 페이스트는 안정적으로 도포할 수 있고, 도포 폭은 거의 일정하였다. 또한, 실시예 8의 이방성 도전 페이스트에서는 도포시에 이방성 도전 페이스트의 흐름이 억제되었기 때문에, 얻어진 경화물층의 두께가 30 ㎛였다.
비교예 6의 이방성 도전 페이스트에서는 도포 압력이 일정함에도 불구하고, 도포량이 변화하여, 도포 폭에 변동이 생겼다.
1…접속 구조체
2…제1 접속 대상 부재
2a…상면
2b…전극
3…경화물층(접속부)
3a…상면
3A…이방성 도전 재료층
3B…B 스테이지화된 이방성 도전 재료층
4…제2 접속 대상 부재
4a…하면
4b…전극
5…도전성 입자
11…복합 장치
12…디스펜서
12a…시린지
12b…파지부
13…광 조사 장치
13a…광 조사 장치 본체
13b…광 조사부
21…광 조사 장치
21a…광 조사 장치 본체
21b…광 조사부
31…받침대

Claims (10)

  1. 경화성 화합물과, 열경화제와, 광경화 개시제와, 도전성 입자를 함유하며,
    상기 경화성 화합물이 에폭시기와 (메트)아크릴로일기를 갖는 광 및 열경화성 화합물을 포함하고,
    상기 에폭시기와 (메트)아크릴로일기를 갖는 광 및 열경화성 화합물이, 에폭시 수지의 에폭시기의 일부를 (메트)아크릴로일기로 변환하는 것에 의해 얻어지는 부분 (메트)아크릴레이트화 에폭시 수지이고,
    상기 경화성 화합물이 하기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물을 포함하고,
    상기 도전성 입자의 함유량이 1 내지 19 중량％의 범위 내인 이방성 도전 재료.
    <화학식 11>
    Figure 112015021718380-pct00035

    (상기 화학식 11 중, R11 및 R12는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R13, R14, R15 및 R16의 4개의 기 중의 2 내지 4개의 기는 수소를 나타내고, R13, R14, R15 및 R16 중의 수소가 아닌 기는 하기 화학식 13으로 표시되는 기를 나타낸다.
    <화학식 13>
    Figure 112015021718380-pct00036

    상기 화학식 13 중, R17은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.)
    <화학식 12>
    Figure 112015021718380-pct00037

    (상기 화학식 12 중, R61 및 R62는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R63, R64, R65, R66, R67 및 R68의 6개의 기 중의 4 내지 6개의 기는 수소를 나타내고, R63, R64, R65, R66, R67 및 R68 중의 수소가 아닌 기는 하기 화학식 14로 표시되는 기를 나타낸다.
    <화학식 14>
    Figure 112015021718380-pct00038

    상기 화학식 14 중, R69는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.)
  2. 제1항에 있어서, 상기 경화성 화합물이 에피술피드 화합물을 포함하는 이방성 도전 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 25℃ 및 2.5 rpm에서의 점도가 20 내지 200 Pa·s의 범위 내인 이방성 도전 재료.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광의 조사에 의해 경화가 진행되고, B 스테이지화한 후의 점도가 2000 내지 3500 Pa·s의 범위 내인 이방성 도전 재료.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 25℃ 및 2.5 rpm에서의 점도를 η1로 하고, 25℃ 및 5 rpm에서의 점도를 η2로 했을 때에, 상기 η2가 20 Pa·s 이상 200 Pa·s 이하이고, 상기 η1의 상기 η2에 대한 비(η1/η2)가 0.9 이상 1.1 이하인 이방성 도전 재료.
  6. 제5항에 있어서, 상기 경화성 화합물이 결정성 화합물을 포함하는 이방성 도전 재료.
  7. 제1 접속 대상 부재와, 제2 접속 대상 부재와, 상기 제1, 제2 접속 대상 부재를 전기적으로 접속하고 있는 접속부를 구비하며,
    상기 접속부가 제1항 또는 제2항에 기재된 이방성 도전 재료를 경화시킴으로써 형성되어 있는 접속 구조체.
  8. 제1 접속 대상 부재의 상면에 이방성 도전 재료를 도포하여 이방성 도전 재료층을 형성하는 공정과,
    상기 이방성 도전 재료층에 광을 조사함으로써 상기 이방성 도전 재료층의 경화를 진행시켜, 점도가 2000 내지 3500 Pa·s의 범위 내가 되도록 상기 이방성 도전 재료층을 B 스테이지화하는 공정과,
    B 스테이지화된 이방성 도전 재료층의 상면에 제2 접속 대상 부재를 추가로 적층하는 공정을 구비하며,
    상기 이방성 도전 재료로서, 경화성 화합물과, 열경화제와, 광경화 개시제와, 도전성 입자를 함유하고, 상기 경화성 화합물이 에폭시기와 (메트)아크릴로일기를 갖는 광 및 열경화성 화합물을 포함하고, 상기 에폭시기와 (메트)아크릴로일기를 갖는 광 및 열경화성 화합물이 에폭시 수지의 에폭시기의 일부를 (메트)아크릴로일기로 변환하는 것에 의해 얻어지는 부분 (메트)아크릴레이트화 에폭시 수지이고, 상기 경화성 화합물이 하기 화학식 11 또는 12로 표시되는 에폭시 화합물을 포함하고, 상기 도전성 입자의 함유량이 1 내지 19 중량％의 범위 내인 이방성 도전 재료를 이용하는, 접속 구조체의 제조 방법.
    <화학식 11>
    Figure 112015021718380-pct00039

    (상기 화학식 11 중, R11 및 R12는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R13, R14, R15 및 R16의 4개의 기 중의 2 내지 4개의 기는 수소를 나타내고, R13, R14, R15 및 R16 중의 수소가 아닌 기는 하기 화학식 13으로 표시되는 기를 나타낸다.
    <화학식 13>
    Figure 112015021718380-pct00040

    상기 화학식 13 중, R17은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.)
    <화학식 12>
    Figure 112015021718380-pct00041

    (상기 화학식 12 중, R61 및 R62는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타내고, R63, R64, R65, R66, R67 및 R68의 6개의 기 중의 4 내지 6개의 기는 수소를 나타내고, R63, R64, R65, R66, R67 및 R68 중의 수소가 아닌 기는 하기 화학식 14로 표시되는 기를 나타낸다.
    <화학식 14>
    Figure 112015021718380-pct00042

    상기 화학식 14 중, R69는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기를 나타낸다.)
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