KR102031530B1

KR102031530B1 - 광 경화계 이방성 도전 접착제, 접속체의 제조 방법 및 전자 부품의 접속 방법

Info

Publication number: KR102031530B1
Application number: KR1020177009751A
Authority: KR
Inventors: 게이스께 이나세
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2019-10-14
Also published as: JP6639874B2; TWI715542B; WO2016076398A1; CN107001865A; KR20170057322A; JP2016103634A; CN107001865B; TW201634637A

Abstract

본 발명은 광 경화형의 접착제를 사용함으로써, 저온, 단시간에 전자 부품의 접속을 행함과 함께, 바인더 수지의 유동성을 높여, 도통성을 향상시킬 수 있는 광 경화계 이방성 도전 접착제를 제공하는 것이다. 본 발명에서는 막 형성 수지와, 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 도전성 입자를 함유하는 도전성 접착제층(5)과, 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하는 절연성 접착제층(6)을 구비한다. 도전성 접착제층(5)에는 절연성 접착제층(6)이 함유하는 광 흡수제의 양보다 적은 양의 광 흡수제를 추가로 함유시킬 수도 있다.

Description

광 경화계 이방성 도전 접착제, 접속체의 제조 방법 및 전자 부품의 접속 방법{PHOTOCURABLE ANISOTROPIC CONDUCTIVE ADHESIVE AGENT, METHOD FOR MANUFACTURING CONNECTED BODY, AND METHOD FOR CONNECTING ELECTRONIC PART}

본 발명은 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유한 광 경화계 이방성 도전 접착제, 이것을 사용한 접속체의 제조 방법, 및 전자 부품의 접속 방법에 관한 것이다.

최근, 대화면 TV로 대표되는 바와 같이 액정 화면의 대형화, 박형화에 수반해, 각종 IC 칩이나 플렉시블 기판 등의 전자 부품이 접속되는 투명 기판의 박형화, 협프레임화가 진행되고 있다. 그 때문에, 열 경화형의 이방성 도전 필름(ACF : Anisotropic Conductive Film)을 사용한 투명 기판과 전자 부품의 접속에 있어서는, 높은 열가압 온도에 의한 투명 기판이나 전자 부품에 대한 열응력의 영향이 염려된다. 또, 이방성 도전 필름에 의한 접속이 행해진 후 상온까지 온도가 저하할 때에, 그 열압착 툴과 접촉하는 전자 부품과 투명 기판의 온도차에서 기인해 투명 기판에 휨이 생기고, 접속부 주변의 액정 화면에 발생하는 표시 불균일이나 전자 부품의 접속 불량 등의 문제를 일으킬 우려가 있었다.

이와 같은 영향에 더해, 생산성의 향상을 도모하기 위해 택트 타임의 단축화와 같은 요구를 만족시키는 위해, 최근에는 자외광에 의해 바인더 수지를 경화시킴으로써 저온, 단시간으로의 접속이 가능한 광 경화계 이방성 도전 접착제가 이용되고 있다.

일본 특허공개 평7-1751호 공보 일본 특허공개 평8-292517호 공보

광 경화계 이방성 도전 접착제를 사용한 접속 방법에 있어서는, 광 조사에 의해 발생하는 카티온이나 라디칼의 발생 영역 파장 이외의 파장역의 광은 특별히 이용되지 않아 필터에 의해 컷되고, 이용되고 있지 않다.

또, 광 경화계 이방성 도전 접착제를 연화시켜 유동시키기 위해서 고열의 열압착 툴을 접촉시키고 있기 때문에, 바인더 수지의 전자 부품측의 부분에 있어서 열팽창이나 열변형이 커져, 기판이나 전자 부품에 휨이 발생하기 쉽다. 또, 열압착 툴의 열을 전자 부품을 개재하여 바인더 수지에게 전하기 위해 바인더 수지를 충분히 용융, 유동시켜, 도전성 입자를 충분히 압입하여 도통성을 확보하기 위해서는 열압착 툴에 의해 상당한 시간 열가압해야 하여, 택트 타임의 단축을 도모하는 데에도 한계가 있었다.

본 발명은 상기 서술한 과제를 해결하는 것으로, 광 경화형의 접착제를 사용함으로써 저온, 단시간에 전자 부품의 접속을 행함과 함께, 바인더 수지의 유동성을 높여 도통성을 향상시킬 수 있는 광 경화계 이방성 도전 접착제, 접속체의 제조 방법 및 전자 부품의 접속 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 접속체의 제조 방법으로서, 스테이지 상에 재치(載置)된 투명 기판 상에 광 경화계 이방성 도전 접착제를 개재하여 전자 부품을 배치하는 공정과, 압착 툴에 의해 상기 전자 부품을 상기 투명 기판에 대해 압박하면서, 광 조사기에 의해 상기 광 경화계 이방성 도전 접착제에 대해 광 조사를 행하는 공정을 갖고, 상기 광 경화계 이방성 도전 접착제는 막 형성 수지와, 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 도전성 입자를 함유하는 도전성 접착제층과, 막 형성 수지와, 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하는 절연성 접착제층을 구비하고, 상기 광 경화계 이방성 도전 접착제는, 상기 절연성 접착제층이 상기 투명 기판측이 되도록 상기 투명 기판 상에 형성되고, 상기 광 조사기에 의해 상기 스테이지의 이면측으로부터 상기 투명 기판 상의 상기 광 경화계 이방성 도전 접착제에 대해 자외선을 조사하는 접속체의 제조 방법이다.

본 발명에서는, 상기 도전성 접착제층은 상기 절연성 접착제층이 함유하는 광 흡수제의 양보다 적은 양의 광 흡수제를 추가로 함유하는 경우에도 효과적이다.

본 발명에서는, 상기 광 경화계 이방성 도전 접착제는 상기 전자 부품의 접속 단자의 높이보다 두꺼운 두께를 갖는 경우에도 효과적이다.

본 발명은, 상기 서술한 어느 하나의 접속체의 제조 방법에 사용되는 광 경화계 이방성 도전 접착제로서, 도전성 접착제층 및 절연성 접착제층을 갖고, 상기 도전성 접착제층은, 막 형성 수지와, 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 도전성 입자를 함유하고, 광 흡수제는 함유하지 않고, 상기 절연성 접착제층은, 막 형성 수지와, 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하는 광 경화계 이방성 도전 접착제이다.

본 발명에서는, 상기 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장이, 상기 절연성 접착제층이 함유하는 광 중합 개시제의 광 흡수 피크 파장보다 20㎚ 이상 큰 경우에도 효과적이다.

삭제

본 발명에 의하면, 광 경화계 이방성 도전 접착제의 절연성 접착제층에 예를 들어 자외광 등의 광이 조사되면 광 흡수제가 발열하고, 그 바인더 수지가 연화하여 유동하기 쉬워진다. 이것에 의해, 절연성 접착제층의 바인더 수지를 용융시키면서 전자 부품의 접속 단자를 절연성 접착제층 중에 압입할 수 있다. 또, 도전성 접착제층에 자외광 등의 광을 조사함으로써, 그 바인더 수지를 경화시키면서 전자 부품의 접속 단자를 도전성 접착제층 중에 압입할 수 있다. 이때, 도전성 접착제층은 바인더 수지의 유동성이 낮아 도전성 입자가 이동하기 어렵기 때문에, 전자 부품의 접속 단자의 꼭대기부의 접속 부분으로부터 도전성 입자가 유출되지 않아, 많은 도전성 입자를 포착할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면 저온, 단시간에 전자 부품의 접속을 행함과 함께, 바인더 수지의 유동성을 높여 도통성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 접속체의 일례로서 나타내는 액정 표시 패널의 단면도이다.
도 2는 액정 구동용 IC와 투명 기판과 이방성 도전 필름을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일례로서의 이방성 도전 필름을 나타내는 단면도이다.
도 4의 (a)(b)는 본 발명에 관련된 접속체의 접속 방법의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 관련된 광 경화계 이방성 도전 접착제의 광 중합 개시제와 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 및 비교예에 관련된 접속체 샘플의 접속 저항을 측정하는 공정을 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명이 적용된 광 경화계 이방성 도전 접착제, 접속체의 제조 방법 및 전자 부품의 접속 방법에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 변경이 가능한 것은 물론이다. 또, 도면은 모식적인 것이고, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작해 판단해야 할 것이다. 또, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.

이하에서는, 액정 표시 패널의 유리 기판 상에, 전자 부품으로서 액정 구동용의 IC 칩을 실장하는 이른바 COG(chip on glass) 방식을 예로 들어 설명한다. 이 액정 표시 패널(10)은, 예를 들어 도 1에 나타내는 바와 같이 유리 기판 등으로 이루어지는 2장의 평판상의 투명 기판(11, 12)이 대향 배치되고, 이들 투명 기판(11, 12)이 프레임상의 시일(13)에 의해 서로 첩합(貼合)되어 있다. 그리고, 액정 표시 패널(10)은 투명 기판(11, 12) 및 시일(13)에 의해 둘러싸인 공간 내에 액정 재료(14)가 봉입됨으로써 패널 표시부(15)가 형성되어 있다.

투명 기판(11, 12)은 서로 대향하는 양 내측 표면에, ITO(산화인듐주석) 등으로 이루어지는 호상(縞狀)의 한 쌍의 투명 전극(16, 17)이 서로 교차하도록 형성되어 있다. 그리고, 양 투명 전극(16, 17)은 이들 양 투명 전극(16, 17)의 당해 교차 부위에 의해 액정 표시의 최소 단위로서의 화소가 구성되도록 되어 있다.

양 투명 기판(11, 12) 중 일방의 투명 기판(12)은 타방의 투명 기판(11)보다 평면 치수가 크게 형성되어 있고, 이 크게 형성된 부분을 패널 표시부(15)로부터 측방으로 돌출시키고, 이것에 의해 가장자리부(12a)가 형성되어 있다.

투명 기판(12)의 가장자리부(12a)의 투명 기판(11)측의 표면에는, 액정 구동용 IC(18)(전자 부품)가 실장되는 COG 실장부(20)가 패널 표시부(15)의 근방에 설치되고, 또 이 COG 실장부(20)의 투명 기판(12)의 가장자리부(12a)의 선단부측의 근방에는, 액정 구동 회로가 형성된 플렉시블 기판(21)(전자 부품)이 실장되는 FOG 실장부(22)가 설치되어 있다.

이들 COG 실장부(20), FOG 실장부(22) 상에는 각각 투명 전극(17)의 단자부(17a)가 예를 들어 복수 형성되어 있다(도 2 참조).

또한, COG 실장부(20)에는 투명 전극(17)의 단자부(17a), 및 기판측 얼라인먼트 마크(23)가 형성되어 있다(도 2 참조).

또한, 액정 구동용 IC(18)는 화소에 대해 액정 구동 전압을 선택적으로 인가함으로써, 액정의 배향을 부분적으로 변화시켜 소정의 액정 표시를 행할 수 있도록 되어 있다. 또, 도 2에 나타내는 바와 같이 액정 구동용 IC(18)의 일방의 면에 형성된 실장면(18a)에는, 후술하는 이방성 도전 필름(1)을 개재하여 투명 전극(17)의 단자부(17a)와 도통 접속되는 전극 단자(19)가 복수 형성되어 있다. 전극 단자(19)는, 예를 들어 구리 범프나 금 범프, 혹은 구리 범프에 금 도금을 실시한 것 등이 바람직하게 사용된다.

또, 액정 구동용 IC(18)의 실장면(18a)에는 상기 서술한 기판측 얼라인먼트 마크(23)와 중첩시킴으로써, 투명 기판(12)에 대한 얼라인먼트를 행하는 IC측 얼라인먼트 마크(24)가 형성되어 있다. 또한, 투명 기판(12)의 투명 전극(17)의 배선 피치나 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)의 파인 피치화가 진행되고 있는 점에서, 액정 구동용 IC(18)와 투명 기판(12)은 고정밀도의 얼라인먼트 조정이 요구되고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 투명 기판(12)의 가장자리부(12a)의 각 실장부(20, 22)이고, 투명 전극(17)의 단자부(17a) 상에는 본 발명에 관련된 광 경화계 이방성 도전 접착제인 이방성 도전 필름(1)을 사용하여 액정 구동용 IC(18)나 플렉시블 기판(21)이 접속된다.

이방성 도전 필름(1)은 후술하는 바와 같이 도전성 입자(4)를 함유하고 있고, 액정 구동용 IC(18)나 플렉시블 기판(21)의 전극과, 투명 기판(12)의 가장자리부(12a)에 형성된 투명 전극(17)의 단자부(17a)를, 도전성 입자(4)를 개재하여 전기적으로 접속시키는 것이다.

이 이방성 도전 필름(1)은 자외선 경화형의 필름상의 접착제이고, 후술하는 자외선 조사기(35)에 의해 자외광이 조사됨과 함께 열압착 툴(33)에 의해 압박됨으로써, 유동화한 바인더 수지 중에 있어서 도전성 입자(4)가 단자부(17a)와 액정 구동용 IC(18)나 플렉시블 기판(21)의 각 전극 사이에서 눌려 찌부러져, 도전성 입자(4)가 눌려 찌부려진 상태로 경화한다. 이것에 의해, 이방성 도전 필름(1)은 투명 기판(12)과 액정 구동용 IC(18)나 플렉시블 기판(21)을 전기적, 기계적으로 접속한다.

또, 상기 서술한 양 투명 전극(16, 17) 상에는 각각 소정의 러빙 처리가 실시된 배향막(27)이 형성되어 있고, 이들 배향막(27)에 의해 액정 재료(14)의 액정 분자의 초기 배향이 규제되도록 되어 있다. 또한, 양 투명 기판(11, 12)의 외측에는 1쌍의 편광판(25, 26)이 배치 형성되어 있고, 이들 양 편광판(25, 26)에 의해 백라이트 등의 광원(도시 생략)으로부터의 투과광의 진동 방향이 규제되도록 되어 있다.

[광 경화계 이방성 도전 필름]

본 발명에서는 광 경화계의 이방성 도전 필름(ACF : Anisotropic Conductive Film)(1)이 사용된다. 이방성 도전 필름(1)은 광 카티온계, 또는 광 라디칼계 중 어느 것이어도 되고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.

이방성 도전 필름(1)은, 예를 들어 도 3에 나타내는 바와 같이 도전성 접착제층(5)과, 절연성 접착제층(6)을 구비한다. 이방성 도전 필름(1)은 기재가 되는 박리 필름(2) 상에 도전성 접착제층(5)이 지지되고, 도전성 접착제층(5) 상에 절연성 접착제층(6)이 적층되어 있다.

박리 필름(2)으로서는 공지된 이방성 도전 필름에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등으로 이루어지는 기재를 사용할 수 있다.

이방성 도전 필름(1)은, 예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같이 액정 표시 패널(10)의 투명 기판(12) 상에 형성된 투명 전극(17)의 단자부(17a)와 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19) 사이에 개재된다. 이때, 이방성 도전 필름(1)은 투명 기판(12)측에 절연성 접착제층(6)이 배치되고, 액정 구동용 IC(18)측에 도전성 접착제층(5)이 배치된다.

그리고, 이방성 도전 필름(1)은 후술하는 바와 같이 도 1에 나타내는 열압착 툴(33)에 의해 액정 구동용 IC(18)측으로부터 압박됨과 함께, 자외선 조사기(35)에 의해 투명 기판(12)측으로부터 자외광이 조사된다. 이때, 열압착 툴(33)에 의해 실온하에서 압박되거나, 혹은 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)의 바인더 수지(이하 적절히 「수지」라고 한다.)가 유동성을 나타내는 정도의 저온에서 가열 압박됨으로써 액정 구동용 IC(18)나 투명 기판(12)에의 열충격이 완화되도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)의 바인더 수지가 용융하여, 투명 전극(17)의 단자부(17a)와 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19) 사이에서 도전성 입자(4)가 끼어 유지된 상태로 경화되고, 이것에 의해 액정 표시 패널(10)의 투명 전극(17)과 액정 구동용 IC(18)가 전기적, 기계적으로 접속된다.

본 발명에 관련된 이방성 도전 필름(1)은 절연성 접착제층(6) 중에 막 형성 수지, 광 중합 개시제, 광 중합성 화합물, 및 광 흡수제를 함유한다. 절연성 접착제층(6)은 광 흡수제를 함유함으로써, 후술하는 액정 구동용 IC(18)의 접속 공정에 있어서 열압착 툴(33)에 의한 가열 압박에 더해, 투명 기판(12)측으로부터 자외광이 조사되면 광 흡수제가 발열하고, 연화 유동하기 쉬워진다. 이것에 의해, 절연성 접착제층(6)의 바인더 수지를 용융시키면서 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)를 절연성 접착제층(6) 중에 그 두께만큼 압입할 수 있다.

또한, 광 흡수제의 발열 온도는 도전성 입자(4)를 절연성 접착제층(6) 중에 압입하는 데에 충분한 정도로 바인더 수지를 연화시킴과 함께, 투명 기판(12)이나 액정 구동용 IC(18)에 대해 열충격의 영향도 없는 소정의 온도, 예를 들어 80∼90 ℃ 정도가 바람직하고, 광 흡수제의 재료 선택에 의해 적절히 설정할 수 있다.

또, 도전성 접착제층(5)이 열압착 툴(33)에 의해 가열 압박됨과 함께 자외광이 조사되면, 바인더 수지를 경화시키면서 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)를 도전성 접착제층(5)의 두께만큼 압입할 수 있다. 이때, 도전성 접착제층(5)은 바인더 수지의 유동성이 낮아 도전성 입자(4)가 이동하기 어렵기 때문에, 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)와 투명 기판(12)의 단자부(17a) 사이로부터 도전성 입자(4)가 유출되지 않아, 많은 도전성 입자(4)를 포착할 수 있다.

[광 카티온계 이방성 도전 필름]

광 카티온계의 이방성 도전 필름(1)은 도전성 접착제층(5) 중에 막 형성 수지, 광 카티온 중합 개시제, 및 광 카티온 중합성 화합물을 함유하고, 절연성 접착제층(6) 중에 막 형성 수지, 광 카티온 중합 개시제, 광 카티온 중합성 화합물, 및 광 흡수제를 함유한다.

막 형성 수지로서는 평균 분자량이 10000∼80000 정도인 수지가 바람직하다. 이와 같은 막 형성 수지로서는 페녹시 수지, 에폭시 수지, 변형 에폭시 수지, 우레탄 수지 등의 각종 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 균일한 막 형성 상태, 높은 접속 신뢰성을 확보하는 관점에서 페녹시 수지가 특히 바람직하다.

광 카티온 중합 개시제로서는, 예를 들어 요오드늄염, 술포늄염, 방향족 디아조늄염, 포스포늄염, 셀레노늄염 등의 오늄염이나, 금속 아렌 착체, 실란올/알루미늄 착체 등의 착체 화합물, 벤조인토실레이트, o-니트로벤질토실레이트 등을 사용할 수 있다. 또, 염을 형성할 때의 카운터 아니온으로서는 프로필렌카보네이트, 헥사플루오로안티모네이트, 헥사플루오로포스페이트, 테트라플루오로보레이트, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등이 사용된다.

광 카티온 중합 개시제는 1종만을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합해 사용해도 된다. 그 중에서도, 방향족 술포늄염은 300 ㎚ 이상의 파장 영역에서도 자외선 흡수 특성을 가져, 경화성이 우수하므로 바람직하게 사용할 수 있다.

광 카티온 중합성 화합물은 카티온종에 의해 중합하는 관능기를 갖는 화합물이고, 이와 같은 화합물로서는 에폭시 화합물, 비닐에테르 화합물, 환상 에테르 화합물 등을 들 수 있다.

에폭시 화합물은 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물이고, 이와 같은 화합물로서는 예를 들어 에피클로르하이드린과 비스페놀 A나 비스페놀 F 등으로부터 유도되는 비스페놀형 에폭시 수지나, 폴리글리시딜에테르, 폴리글리시딜에스테르, 방향족 에폭시 화합물, 지환식 에폭시 화합물, 노볼락형 에폭시 화합물, 글리시딜아민계 에폭시 화합물, 글리시딜에스테르계 에폭시 화합물 등을 들 수 있다.

광 흡수제는 액정 구동용 IC(18)의 접속 공정에 있어서 자외선광이 조사됨으로써 발열하여, 절연성 접착제층(6)의 바인더 수지를 용융시키는 것이다. 광 흡수제는 광 중합 개시제로서 광 카티온 중합 개시제를 사용하는 경우에는, 예를 들어 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조페논계 등의 자외선 흡수제를 바람직하게 사용할 수 있고, 광 카티온 중합 개시제의 흡수 피크 파장이나, 자외선 조사기(35)의 분광 분포, 바인더 수지의 다른 성분과의 상용성, 자외선 흡수능 등에 따라 적절히 선택된다. 또한, 광 중합 개시제로서 카티온계 중합 개시제를 사용하는 경우에는, 자외광을 흡수함으로써 발열하는 광 흡수제로서 광 라디칼 중합 개시제를 사용해도 된다.

[광 라디칼계 이방성 도전 필름]

광 라디칼계의 이방성 도전 필름(1)은 도전성 접착제층(5) 중에 막 형성 수지, 광 라디칼 중합 개시제, 및 광 라디칼 중합성 화합물을 함유하고, 절연성 접착제층(6) 중에 막 형성 수지, 광 라디칼 중합 개시제, 광 라디칼 중합성 화합물, 및 광 흡수제를 함유한다.

막 형성 수지로서는, 상기 서술한 광 카티온계 이방성 도전 필름과 동일한 것을 사용할 수 있다.

광 라디칼 중합 개시제로서는 벤조인에틸에테르, 이소프로필벤조인에테르 등의 벤조인에테르, 벤질, 하이드록시시클로헥실페닐케톤 등의 벤질케탈, 벤조페논, 아세토페논 등의 케톤류 및 그 유도체, 티오크산톤류, 비스이미다졸류 등을 들 수 있다. 이들 광 중합 개시제에 필요에 따라 아민류, 황 화합물, 인 화합물 등의 증감제를 임의의 비로 첨가해도 된다. 이때, 사용하는 광원의 파장이나 원하는 경화 특성 등에 따라 최적의 광 개시제를 선택할 필요가 있다.

또, 광 조사에 의해 활성 라디칼을 발생하는 화합물로서 유기 과산화물계 경화제를 사용할 수 있다. 유기 과산화물로서는 디아실퍼옥사이드, 디알킬퍼옥사이드, 퍼옥시디카보네이트, 퍼옥시에스테르, 퍼옥시케탈, 하이드로퍼옥사이드, 실릴퍼옥사이드 등으로부터 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

광 라디칼 중합성 화합물은 활성 라디칼에 의해 중합하는 관능기를 갖는 물질이고, 이와 같은 화합물로서는 아크릴산에스테르 화합물, 메타크릴산에스테르 화합물, 말레이미드 화합물 등을 들 수 있다.

광 라디칼 중합성 화합물은 모노머, 올리고머 어느 상태로 사용할 수 있고, 모노머와 올리고머를 병용할 수도 있다.

아크릴산에스테르 화합물, 메타크릴산에스테르 화합물로서는, 에폭시아크릴레이트 올리고머, 우레탄아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르아크릴레이트 올리고머 등의 광 중합성 올리고머 ; 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리알킬렌글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨아크릴레이트, 2-시아노에틸아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 디시클로벤테닐옥시에틸아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸아크릴레이트, 2-에톡시에틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, n-라우릴아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴아크릴레이트, 네오틸글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 등의 광 중합성 단관능 및 다관능 아크릴레이트 모노머 등을 들 수 있다. 이들은 1종 혹은 2종류 이상을 혼합해 사용해도 된다.

광 흡수제는, 예를 들어 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조페논계 등의 자외선 흡수제를 바람직하게 사용할 수 있고, 광 라디칼 중합 개시제의 흡수 피크 파장이나, 자외선 조사기(35)의 분광 분포, 절연성 접착제층(6)의 다른 성분과의 상용성, 자외선 흡수능 등에 따라 적절히 선택된다.

그 외, 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)은 실란 커플링제 등의 첨가제나 무기 필러를 함유시켜도 된다. 실란 커플링제로서는 에폭시계, 아미노계, 메르캅토·술파이드계, 우레이도계 등을 들 수 있다. 실란 커플링제를 첨가함으로써, 유기 재료와 무기 재료의 계면에 있어서의 접착성이 향상된다.

도전성 입자(4)로서는, 일반의 이방성 도전 필름에 있어서 사용되고 있는 공지된 어느 도전성 입자를 사용할 수 있다. 도전성 입자(4)로서는 예를 들어 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 주석, 납, 크롬, 코발트, 은, 금 등의 각종 금속이나 금속 합금의 입자, 금속 산화물, 카본, 그라파이트, 유리, 세라믹, 플라스틱 등의 입자의 표면에 금속을 코트한 것, 혹은 이들 입자의 표면에 추가로 절연 박막을 코트한 것 등을 들 수 있다. 수지 입자의 표면에 금속을 코트한 것인 경우, 수지 입자로서는 예를 들어 에폭시 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴·스티렌(AS) 수지, 벤조구아나민 수지, 디비닐벤젠계 수지, 스티렌계 수지 등의 입자를 들 수 있다.

또한, 상기 서술한 이방성 도전 필름(1)은 도전성 접착제층(5)에 광 흡수제를 함유시키고 있지 않지만, 도전성 접착제층(5)에도 광 흡수제를 함유시켜, 자외광의 조사에 의해 연화를 촉진시켜도 된다. 단, 도전성 접착제층(5)에 함유시키는 광 흡수제의 양(바인더 수지의 질량에 대한 비율)은, 절연성 접착제층(6)에 함유시킨 광 흡수제의 양(바인더 수지의 질량에 대한 비율)보다 적게 해, 상대적으로 절연성 접착제층(6)의 유동성을 높이는 것이 바람직하다.

또, 이방성 도전 필름(1)은 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장이 광 중합 개시제의 광 흡수 피크 파장과 상이한 것이 바람직하다. 광 흡수제와 광 중합 개시제의 각 광 흡수 피크 파장이 상이함으로써, 자외선 조사기(35)에 의해 자외광이 조사되면, 광 흡수제와 광 중합 개시제가 함께 효율적으로 자외광과 반응해, 발열 반응과 경화 반응을 동시에 진행시킬 수 있다.

[광 중합 개시제와 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장]

본 발명에 관련된 광 경화계의 이방성 도전 필름(1)은 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장이 광 중합 개시제의 광 흡수 피크 파장보다 크고, 또한 20 ㎚ 이상 떨어져 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 이방성 도전 필름(1)은 자외선 조사기(35)로부터 자외광이 조사되면, 광 중합 개시제는 자외광을 흡수해 산이나 라디칼을 발생시킨다. 또, 광 흡수제도 동일하게 자외광을 흡수하고, 발열한다.

여기서, 광 중합 개시제의 광 흡수 피크와 광 흡수제의 광 흡수 피크가 근접해 있으면 자외광의 흡수가 서로 저해되어, 경화 반응이나 발열이 불충분해진다. 그 결과, 바인더 수지가 용융하지 않고, 도전성 입자(4)의 압입 부족 상태에서 바인더 수지의 경화가 진행하고, 또 접속 후의 시간 경과적 변화나 환경 변화에 의해 도통 저항이 상승할 우려가 있다.

또, 광 흡수제 및 광 중합 개시제의 각 광 흡수 피크 파장은, 일반적으로 도 5에 나타내는 바와 같이 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장이 복수의 극대값을 나타내고 소정의 폭을 갖는데 대해, 광 중합 개시제의 광 흡수 피크 파장은 하나의 극대값을 나타내는 프로파일을 갖는 점에서, 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장이 광 중합 개시제의 광 흡수 피크 파장보다 작으면, 20 ㎚ 이상 떨어져 있어도 피크 이외에 있어서의 흡수 파장의 중복 범위가 커져, 자외광의 흡수가 서로 저해되어, 경화 반응이나 발열이 불충분해진다.

한편, 광 흡수제 및 광 중합 개시제로서 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장이 광 중합 개시제의 광 흡수 피크 파장보다 20 ㎚ 이상 큰 것을 사용함으로써, 광 중합 개시제와 광 흡수제의 각 자외광의 흡수를 저해하는 일 없이, 각각 바인더 수지의 경화 반응의 진행과, 발열에 의한 바인더 수지의 용융을 행할 수 있다.

또, 본 발명에 사용하는 광 중합 개시제의 광 흡수 피크 파장은 구체적으로는 290 ㎚∼330 ㎚이고, 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장은 320 ㎚∼360 ㎚인 것이 바람직하다.

예를 들어, 자외광의 광 흡수 피크 파장이 310 ㎚인 광 카티온 중합 개시제를 사용하고, 자외광의 광 흡수 피크 파장이 340∼360 ㎚인 자외선 흡수제를 사용함으로써, 광 카티온 중합 개시제와 자외선 흡수제가 서로 자외광의 흡수를 서로 저해하는 일 없이, 경화 반응이나 발열을 촉진할 수 있다.

[이방성 도전 필름의 두께]

본 발명에 관련된 이방성 도전 필름(1)은 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19) 등의 전자 부품의 접속 단자의 높이보다 두꺼운 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이방성 도전 필름(1)은 열압착 툴(33)에 의해 압박됨과 함께 자외광이 조사되면 용융한 수지가 유동하는 점에서, 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)의 높이보다 두꺼운 두께를 구비함으로써, 액정 구동용 IC(18)와 투명 기판(12) 사이에 전극 단자(19)의 높이만큼의 충분한 수지를 충전시킬 수 있다. 이것에 의해, 액정 표시 패널(10)은 액정 구동용 IC(18)와 투명 기판(12)의 접속 신뢰성을 확보할 수 있다.

상기 서술한 바와 같은 2층 구조의 이방성 도전 필름(1)은 다음과 같이 형성할 수 있다. 먼저, 도전성 접착제층(5)을 구성하는 접착제 수지 조성물을 박리 필름(2) 상에 도포, 건조시키고, 절연성 접착제층(6)을 구성하는 접착제 조성물을 다른 박리 필름 위에 도포, 건조시킨다. 이어서, 박리 필름(2) 상에 지지된 도전성 접착제층(5)과 다른 박리 필름 상에 지지된 절연성 접착제층(6)을 첩합함으로써, 2층 구조의 이방성 도전 필름(1)을 형성할 수 있다.

또한, 이방성 도전 필름(1)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 도 3에 나타내는 바와 같이 권취 릴(8)에 권회 가능한 박리 필름(2)이 형성된 장척 테이프 형상으로 함으로써, 이 접착 테이프(1A)를 소정의 길이만큼 컷해 사용할 수 있다.

[접속 장치]

이어서, 상기 서술한 이방성 도전 필름(1)을 개재하여 액정 구동용 IC(18)가 투명 기판(12)에 접속된 접속체를 제조하는 공정에 사용하는 접속 장치(30)에 대해 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 이 접속 장치(30)는 스테이지(31)와, 열압착 툴(압착 툴)(33)과, 자외선 조사기(35)를 갖는다.

스테이지(31)는, 예를 들어 석영 등의 광 투과성을 갖는 재료에 의해 형성된다. 또, 스테이지(31)는 그 표면에 상기 서술한 투명 기판(12)의 가장자리부(12a)가 재치되도록 배치됨과 함께, 그 표면의 상방에 열압착 툴(33)이 배치되고, 그 이면의 하방에는 자외선 조사기(35)가 배치되어 있다.

열압착 툴(33)은 투명 기판(12)의 가장자리부(12a)에 이방성 도전 필름(1)을 개재하여 탑재된 액정 구동용 IC(18)를 압박하는 것이고, 도시하지 않은 헤드 이동 기구에 유지됨으로써, 스테이지(31)에 대해 근접 및 이간 가능하게 되어 있다.

자외선 조사기(35)는 스테이지(31)의 이면측으로부터 투명 전극(17)의 단자부(17a) 상에 형성된 이방성 도전 필름(1)에 대해 자외광을 조사함으로써 광 흡수제를 발열시킴과 함께, 투명 전극(17)의 단자부(17a)와 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)에서 도전성 입자(4)를 사이에 두고 유지한 상태에서 이방성 도전 필름(1)을 경화시켜, 액정 구동용 IC(18)를 투명 전극(17)의 단자부(17a)에 도통 접속하는 것이다.

자외선 조사기(35)는 광 중합 개시제의 흡수 피크 파장역에 최대 발광 파장을 갖는 자외선 램프를 사용할 수 있다. 또, 자외선 조사기(35)는 광 중합 개시제의 흡수 피크 파장역 및 광 흡수제의 흡수 피크 파장역에 피크를 갖는 분광 분포를 갖는 수은 램프나, 광 중합 개시제 및 광 흡수제의 양 흡수 피크 파장을 포함하는 파장역에 걸쳐서 자외광을 조사하는 메탈 할라이드 램프 등을 사용할 수 있다. 또, 자외선 조사기(35)는 광 중합 개시제의 흡수 피크 파장역에 피크를 갖는 LED 램프와 광 흡수제의 흡수 피크 파장역에 피크를 갖는 LED 램프를 병용해도 된다.

[접속 공정]

이어서, 상기 서술한 접속 장치(30)를 사용한 액정 구동용 IC(18)의 접속 공정에 대해 설명한다.

먼저, 투명 기판(12)을 가부착용의 스테이지(도시 생략) 상에 재치하고, 이방성 도전 필름(1)을 투명 전극(17)의 단자부(17a) 상에 가압착한다. 이방성 도전 필름(1)을 가압착하는 방법은 투명 기판(12)의 투명 전극(17)의 단자부(17a) 상에, 절연성 접착제층(6)이 투명 전극(17)측이 되도록 이방성 도전 필름(1)을 배치한다.

그리고, 이방성 도전 필름(1)을 투명 전극(17)의 단자부(17a) 상에 배치한 후, 박리 필름(2)측으로부터 이방성 도전 필름(1)을 가부착용의 열압착 헤드(도시 생략)로 가열 및 가압하고, 박리 필름(2)을 도전성 접착제층(5)으로부터 박리함으로써, 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)만이 투명 전극(17)의 단자부(17a) 상에 가부착된다. 가부착용의 열압착 헤드에 의한 가압착은, 박리 필름(2)의 상면을 약간의 압력(예를 들어 0.1 ㎫∼2 ㎫ 정도)으로 투명 전극(17)측에 압박하면서 가열(예를 들어 70∼100℃ 정도)한다.

다음으로, 도 1에 나타내는 바와 같이 투명 기판(12)의 가장자리부(12a)를 스테이지(31) 상에 재치하고, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 투명 기판(12) 상의 투명 전극(17)의 단자부(17a)와 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)가 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)을 개재하여 대향하도록 액정 구동용 IC(18)를 배치한다.

다음으로, 도 1 및 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 스테이지(31)의 이면측으로부터 자외선 조사기(35)에 의해 소정의 자외광 UV를 조사함과 함께, 액정 구동용 IC(18)의 상면을 열압착 툴(33)에 의해 소정의 압력으로 압박한다.

이때, 열압착 툴(33)은 실온(가열 없음) 또는 이방성 도전 필름(1)의 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)이 유동성을 나타내는 정도의 저온(예를 들어 70 ℃∼100 ℃ 정도)에서 압박한다.

자외선 조사기(35)에 의해 조사된 자외광 UV는 스테이지(31), 투명 기판(12)을 투과해 이방성 도전 필름(1)의 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)으로 입사하고, 광 중합 개시제 및 광 흡수제에 흡수된다.

여기서, 광 중합 개시제는 자외광 UV를 흡수함으로써, 산 또는 라디칼을 발생하고, 이것에 의해 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)의 경화 반응이 진행한다. 또, 광 흡수제는 자외광 UV를 흡수함으로써 소정의 온도에서 발열하고(예를 들어 80∼90 ℃), 절연성 접착제층(6)을 용융시킨다.

즉, 본 접속 공정에서는 광 흡수제의 발열에 의해 이방성 도전 필름(1)의 절연성 접착제층(6)의 바인더 수지를 용융시키고, 이 상태에서 열압착 툴(33)에 의해 이방성 도전 필름(1)을 압박함으로써, 투명 전극(17)의 단자부(17a)와 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19) 사이로부터 절연성 접착제층(6)의 용융한 수지를 유출시킬 수 있고, 이것에 의해 전극 단자(19)와 투명 전극(17)의 단자부(17a) 사이에서 도전성 입자(4)를 단자부(17a)측으로 충분히 압입할 수 있다.

또, 본 접속 공정에서는 광 중합 개시제의 반응에 의해 이방성 도전 필름(1)의 도전성 접착제층(5)의 경화 반응을 진행시키면서, 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)를 투명 전극(17)의 단자부(17a)를 향해 압입한다. 이때, 도전성 접착제층(5)의 바인더 수지의 유동성이 낮은 점에서, 도전성 입자(4)가 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)의 접속 부분인 예를 들어 하부(꼭대기부)로부터 유출되지 않아, 전극 단자(19)와 투명 전극(17)의 단자부(17a) 사이에서 많은 도전성 입자(4)를 포착할 수 있다.

그리고, 투명 전극(17)의 단자부(17a)와 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19) 사이에 도전성 입자(4)가 끼어 유지된 상태에서 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)의 바인더 수지가 경화된다. 따라서, 본 접속 공정에서는 실온 또는 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)의 바인더 수지가 유동성을 나타내는 정도의 저온에서 액정 구동용 IC(18)를 압박함으로써, 휨의 영향이나 액정 구동용 IC(18) 등의 전자 부품에 대한 열충격의 영향을 억제하면서, 액정 구동용 IC(18)와의 전기적 도통성 및 기계적 접속성이 양호한 접속체를 제조할 수 있다.

이때, 상기 서술한 바와 같이 이방성 도전 필름(1)은 광 중합 개시제 및 광 흡수제로서 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장이 광 중합 개시제의 광 흡수 피크 파장보다 20 ㎚ 이상 큰 것을 사용하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 광 중합 개시제와 광 흡수제의 각 자외광의 흡수를 서로 저해하는 일 없이, 각각 바인더 수지의 경화 반응의 진행과, 발열에 의한 바인더 수지의 용융을 행할 수 있다.

또, 광 흡수제의 발열은 투명 기판(12)과 액정 구동용 IC(18)에 동일하게 전달되기 때문에, 열압착 툴(33)에 의해 가열 용융시키는 경우와 달리, 투명 기판(12)과 액정 구동용 IC(18) 사이에 열구배가 발생하는 일도 없어, 가열 온도차에서 기인하는 휨의 발생, 휨에 수반하는 표시 불균일이나 전자 부품의 접속 불량 등의 문제가 대폭 개선된다.

또한, 자외선 조사기(35)에 의한 조사 시간이나, 조도, 총 조사량은 바인더 수지의 조성이나, 열압착 툴(33)에 의한 압력 및 시간을 고려해, 바인더 수지의 경화 반응의 진행과 열압착 툴(33)에 의한 압입에 의한 접속 신뢰성, 접착 강도의 향상을 도모할 수 있는 조건을 적절히 설정한다.

그 후, 접속 장치(30)의 열압착 툴(33)을 스테이지(31)의 상방으로 이동시킴으로써, 액정 구동용 IC(18)의 본 압착 공정이 종료된다.

액정 구동용 IC(18)를 투명 기판(12)의 투명 전극(17)의 단자부(17a)에 접속한 후, 상기 액정 구동용 IC(18)의 접속 공정과 동일한 공정에 의해, 플렉시블 기판(21)을 투명 기판(12)의 투명 전극(17) 상에 실장하는 이른바 FOG(film on glass) 방식의 접속 공정을 행한다. 이때도, 상기 동일하게 본 발명에 관련된 이방성 도전 필름(1)을 사용함으로써, 자외선 조사기(35)로부터의 자외광 UV를 흡수해, 광 흡수제의 발열에 의해 바인더 수지의 용융과, 산 또는 라디칼의 발생에 의한 경화 반응을 진행시킬 수 있다.

이것에 의해, 이방성 도전 필름(1)을 개재하여 투명 기판(12)과 액정 구동용 IC(18)나 플렉시블 기판(21)이 접속된 접속체를 제조할 수 있다. 또한, 이들 COG 방식과 FOG 방식에 의한 접속 공정은 동시에 행해도 된다.

이상, 액정 구동용 IC를 직접 액정 표시 패널의 유리 기판 상에 실장하는 COG 방식, 및 플렉시블 기판을 직접 액정 표시 패널의 기판 상에 실장하는 FOG 방식을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 광 경화형의 접착제를 사용한 접속체의 제조 공정이면, 투명 기판 상에 전자 부품을 실장하는 이외의 각종 접속에도 적용할 수 있다.

[기타]

또, 본 발명은 상기 서술한 자외선 경화형의 도전성 접착제를 사용하는 외, 예를 들어 적외광 등의 다른 파장의 광선에 의해 경화하는 광 경화형의 도전성 접착제를 사용할 수도 있다.

또한, 본 접속 공정에서는 스테이지(31)에 히터 등의 가열 기구를 설치하고 광 흡수제에 의한 발열 온도 이하의 온도에서 투명 기판(12)을 가열해도 된다. 이것에 의해, 광 흡수제의 발열과 함께 도전성 접착제층(5) 및 절연성 접착제층(6)의 바인더 수지를 용융시켜, 투명 전극(17)의 단자부(17a)와 액정 구동용 IC(18)의 전극 단자(19)로 확실하게 도전성 입자(4)를 사이에 두어 유지해, 접속체의 접속성을 향상시킬 수 있다.

실시예

이어서, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예에서는 이방성 도전 필름의 층 구조 및 각 층의 배합 조건을 다르게 해 제조한 투명 기판과 IC 칩의 접속체 샘플에 대해, 도전성 입자의 평균 포착수(pcs) 및 도통 저항값(Ω)에 의해 IC 칩과 투명 기판의 접속 상태를 평가했다.

접속에 사용하는 접착제로서 광 카티온 중합 개시제와 카티온 중합성 화합물을 함유하는 바인더 수지층으로 이루어지는, 폭 4.0 ㎜×길이 40.0 ㎜의 필름상으로 성형한 이방성 도전 필름을 준비했다.

도전성 입자 포착수 확인용의 평가용 소자로서 높이 15㎛의 IC 범프를 형성한 두께 0.5 ㎜의 평가용 IC(A)를 준비했다. 또, 도통 저항 측정용의 평가 소자로서 외형 ; 1.8 ㎜×34 ㎜, 두께 0.5 ㎜이고, 도통 측정용 배선 및 높이 10 ㎛의 IC 범프를 형성한 평가용 IC(B)를 준비했다.

평가용 IC(A)가 접속되는 평가 기재(A)로서 두께 0.5 ㎜의 블랭크 유리를 준비했다. 또, 평가용 IC(B)가 접속되는 평가 기재(b)로서 도통 측정용 배선을 형성한 두께 0.5 ㎜의 측정용 ITO 코팅 글라스를 사용하였다.

이 평가 기재(A)(B)에 이방성 도전 필름을 개재하여 평가용 IC(A)(B)를 배치하고, 열압착 툴(10.0 ㎜×40.0 ㎜)에 의해 가압함과 함께, 자외선 조사에 의해 접속함으로써 접속체의 샘플을 형성했다. 열압착 툴은 가압면에 두께 0.05 ㎜의 불소 수지 가공이 실시되어 있다. 열압착 툴의 압박 조건은 실온하에서 70 ㎫, 5초이다. 또, 자외선 조사기(SP-9 : 우시오덴키가부시키가이샤 제조)에 의한 자외광의 조사는 열압착 툴의 압박과 동시에 개시하고, 조사 시간은 5초이다. 자외선 조사기의 조도는 365 ㎚이고 300 mW/㎠, 자외광의 조사 영역의 크기는 폭 약 4.0 ㎜×길이 약 44.0 ㎜로 했다.

[실시예 1]

실시예 1에서는 10 ㎛ 두께의 도전성 접착제층(ACF층) 및 10 ㎛ 두꼐의 절연성 접착제층(NCF층)이 적층된 20 ㎛ 두께의 바인더 수지층을 구비한 이방성 도전 필름을 사용하였다.

실시예 1에 관련된 도전성 접착제층은 이하의 배합 성분을 혼합시킨 수지 용액을 제작하고, 이 수지 용액을 PET 필름 상에 도포, 건조시킴으로써 형성했다.

페녹시 수지(YP-70 : 신닛테츠스미킹카가쿠가부시키가이샤 제조) ; 20질량부

액상 에폭시 수지(EP828 : 미츠비시카가쿠가부시키가이샤 제조) ; 30질량부

고형 에폭시 수지(YD014 : 신닛테츠스미킹카가쿠가부시키가이샤 제조) ; 20질량부

도전성 입자(AUL704 : 세키스이카가쿠코교가부시키가이샤 제조) ; 30질량부

광 카티온 중합 개시제(SP-170 : ADEKA 가부시키가이샤 제조) ; 5질량부

실시예 1에 있어서의 절연성 접착제층은 이하의 배합 성분을 혼합시킨 수지 용액을 제조하고, 이 수지 용액을 PET 필름 상에 도포, 건조시킴으로써 형성했다.

액상 에폭시 수지(EP828 :미츠비시카가쿠가부시키가이샤 제조) ; 30질량부

고형 에폭시 수지(YD014 :신닛테츠스미킹카가쿠가부시키가이샤제) ; 20질량부

광 카티온 중합 개시제(SP-170 : ADEKA 주식회사 제조) ; 5질량부

광 흡수제(LA-31 : ADEKA 주식회사 제조) ; 5질량부

그리고, 이들 도전성 접착제층 및 절연성 접착제층을 라미네이트함으로써, 폭 4.0 ㎜×길이 40.0 ㎜의 필름상으로 성형된 실시예 1에 관련된 이방성 도전 필름을 얻었다.

실시예 1에 있어서의 광 카티온 중합 개시제(SP-170)의 흡수 피크 파장은 약 310 ㎚, 광 흡수제(LA-31)의 흡수 피크 파장은 약 340 ㎚이고, 그 차는 30 ㎚이다.

[실시예 2]

실시예 2에서는 10 ㎛ 두께의 도전성 접착제층 및 5 ㎛ 두께의 절연성 접착제층이 적층된 15 ㎛ 두께의 바인더 수지층을 구비한 이방성 도전 필름을 사용하였다. 실시예 2에 있어서의 도전성 접착제층 및 절연성 접착제층의 배합은 실시예 1과 동일하다.

[실시예 3]

실시예 3에서는 10 ㎛ 두께의 도전성 접착제층 및 5 ㎛ 두께의 절연성 접착제층이 적층된 15 ㎛ 두께의 바인더 수지층을 구비한 이방성 도전 필름을 사용하였다. 실시예 3에서는 도전성 접착제층에 광 흡수제(LA-31 : ADEKA 주식회사 제조)를 1질량부 배합했다. 그 외는, 도전성 접착제층 및 절연성 접착제층 모두 실시예 2와 동일한 층두께, 동일한 배합으로 했다.

[비교예 1]

비교예 1에서는 20 ㎛ 두께의 도전성 접착제층으로 이루어지는 20 ㎛ 두께의 바인더 수지층을 구비한 이방성 도전 필름을 사용하였다. 도전성 접착제층의 배합은 실시예 1의 도전성 접착제층과 동일하다.

[비교예 2]

비교예 2에서는 20 ㎛ 두께의 도전성 접착제층으로 이루어지는 20 ㎛ 두께의 바인더 수지층을 구비한 이방성 도전 필름을 사용하였다. 비교예 2에서는 도전성 접착제층에 광 흡수제(LA-31 : ADEKA 주식회사 제조)를 5질량부 배합했다. 그 밖의 배합은 실시예 1의 도전성 접착제층과 동일하다.

[비교예 3]

비교예 3에서는 10 ㎛ 두께의 도전성 접착제층 및 10 ㎛ 두께의 절연성 접착제층이 적층된 20 ㎛ 두께의 바인더 수지층을 구비한 이방성 도전 필름을 사용하였다. 도전성 접착제층의 배합은 실시예 1의 도전성 접착제층과 동일하다. 또, 절연성 접착제층에는 광 카티온 중합 개시제를 함유시키고 있지 않다. 절연성 접착제층의 기타 배합은 실시예 1의 절연성 접착제층과 동일하다.

[비교예 4]

비교예 4에서는 10 ㎛ 두께의 도전성 접착제층 및 10 ㎛ 두께의 절연성 접착제층이 적층된 20 ㎛ 두께의 바인더 수지층을 구비한 이방성 도전 필름을 사용하였다. 도전성 접착제층은 광 카티온 중합 개시제를 함유시키지 않고, 광 흡수제(LA-31 : ADEKA 주식회사 제조)를 5질량부 배합했다. 도전성 접착제층의 기타 배합은 실시예 1의 도전성 접착제층과 동일하다. 또, 절연성 접착제층에는 광 흡수제를 함유시키고 있지 않다. 절연성 접착제층의 기타 배합은 실시예 1의 절연성 접착제층과 동일하다.

[비교예 5]

비교예 5에서는 10 ㎛ 두께의 도전성 접착제층 및 10 ㎛ 두께의 절연성 접착제층이 적층된 20 ㎛ 두께의 바인더 수지층을 구비한 이방성 도전 필름을 사용하였다. 도전성 접착제층은 광 흡수제(LA-31 : ADEKA 주식회사 제조)를 5질량부 배합했다. 도전성 접착제층의 기타 배합은 실시예 1의 도전성 접착제층과 동일하다. 또, 절연성 접착제층에는 광 흡수제를 함유시키고 있지 않다. 절연성 접착제층의 기타 배합은 실시예 1의 절연성 접착제층과 동일하다.

[비교예 6]

비교예 6에서는 10 ㎛ 두께의 도전성 접착제층 및 1 ㎛ 두께의 절연성 접착제층이 적층된 11 ㎛ 두께의 바인더 수지층을 구비한 이방성 도전 필름을 사용하였다. 비교예 6에 있어서의 도전성 접착제층 및 절연성 접착제층의 배합은 실시예 1과 동일하다.

[평균 입자 포착수의 측정]

상기 각 실시예 및 각 비교예에 관련된 접속체 샘플의 IC 범프 상에 있어서의 찌그러진 도전성 입자의 포착수를 현미경을 사용하여 확인했다. 그리고, 범프수 30(N = 30)의 평균 입자 포착수를 산출했다.

[도통 저항의 측정]

상기 각 실시예 및 각 비교예에 관련된 접속체 샘플에 대해, 디지털 멀티 미터를 사용해, 접속 초기 및 신뢰성 시험 후에 있어서의 도통 저항(Ω)을 측정했다. 도통 저항값의 측정은 도 6에 나타내는 바와 같이 평가용 IC(B)의 범프(42)와 접속된 평가 기재(B)의 도통 측정용 배선(43)에 디지털 멀티 미터를 접속하고, 이른바 4단자법으로 도통 저항값을 측정했다(설정 전압 : 50 V). 또, 신뢰성 시험의 조건은 85 ℃, 85 ％ RH, 500 hr로 했다.

[평균 입자 포착수]

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼3, 비교예 3, 6에서는 평균 입자 포착수가 40개를 초과하여, 양호한 결과가 되었다. 이것은 절연성 접착제층에 광 흡수제를 함유시킴과 함께, 도전성 접착제층에는 광 흡수제를 배합하지 않거나, 혹은 절연성 접착제층에 함유시킨 광 흡수제의 양보다 적은 양의 광 흡수제를 배합한 것으로부터, 평가용 IC의 압박과 함께 자외광을 조사한 것에 의해, 절연성 접착제층의 광 흡수제가 반응하고, 발열함으로써 절연성 접착제층의 바인더 수지가 용융한 것, 및 도전성 접착제층의 광 중합 개시제가 반응하고, 그 바인더 수지가 경화하면서 압박된 것에 의한다.

즉, 실시예 1∼3, 비교예 3, 6에서는 IC 범프를 용융한 절연성 접착제층의 두께(5 ㎛, 10 ㎛ 또는 1 ㎛)만큼 압입할 수 있고, 또한 경화 반응이 진행하는 도전성 접착제층에서는 수지의 유동이 억제되어, 도전성 입자가 IC 범프의 접속 부분인 하부로부터 유출되는 것이 억제된다. 이것에 의해, 실시예 1∼3, 비교예 3, 6에 관련된 접속체 샘플에서는 많은 도전성 입자가 IC 범프에 의해 포착할 수 있었다.

또한, 수지 용융한 절연성 접착제층의 바인더 수지가 유동할 때에, 유동하는 절연성 접착제층의 수지의 영향에 의해 도전성 접착제층의 바인더 수지도 유동해 도전성 입자가 유출될 우려, 즉 도전성 입자가 IC 범프의 측방으로 이동해 IC 범프에 포착되지 않을 우려가 있다. 그러나, 실시예 2, 3 및 비교예 6에서는 절연성 접착제층의 두께가 도전성 접착제층의 두께보다 얇게 형성되어 있으므로, 절연성 접착제층의 수지의 유동에 수반하는 도전성 입자의 유출도 일어나기 어려워, 도전성 입자의 평균 포착수의 저하를 방지할 수 있다.

한편, 비교예 1에서는 IC 범프가 두께 20 ㎛의 도전성 접착제층 중을 눌러 진행할 필요가 있기 때문에, 두께 10 ㎛의 도전성 접착제층 중을 눌러 진행하는 실시예 1∼3에 비해, 바인더 수지의 이동이 많아지고, 도전성 입자가 IC 범프의 하부로부터 유출된다. 이 때문에, 실시예 1∼3에 비해 IC 범프에 의한 입자 포착수 30개 정도까지 내려간다.

또, 비교예 2에서는 비교예 1과 동일한 현상에 더해, 도전성 접착제층에 광 흡수제를 배합한 것으로부터, 자외광의 조사에 의해 광 흡수제가 발열하고, 도전성 접착제층의 바인더 수지의 용융이 촉진되었다. 이 때문에, 비교예 1보다 더욱 도전성 접착제층의 바인더 수지가 크게 유동하고, IC 범프의 하부로부터의 도전성 입자의 유출이 더욱 진행되어, IC 범프에 의한 입자 포착수 15개 정도까지 내려간다.

또, 비교예 4에서는 도전성 접착제층에 광 흡수제를 배합한 것에 의한 발열에 더해, 광 중합 개시제를 배합하고 있지 않기 때문에 자외광의 조사에 의해서도 경화 반응하지 않고, 도전성 접착제층의 바인더 수지의 용융에 수반하는 수지의 유동이 커졌다. 이 때문에, IC 범프의 하부로부터의 도전성 입자의 유출이 진행되어, IC 범프에 의한 입자 포착수가 20개 미만까지 내려간다.

비교예 5에서도 도전성 접착제층에 광 흡수제를 배합한 것으로부터, 자외광의 조사에 의해 광 흡수제가 발열해, 도전성 접착제층의 바인더 수지의 용융이 촉진되었다. 이 때문에, IC 범프의 압입에 의해 도전성 접착제층의 바인더 수지가 크게 유동하고, 이것에 수반해 IC 범프의 하부로부터의 도전성 입자의 유출이 진행되어, IC 범프에 의한 입자 포착수가 20개 정도까지 내려간다.

[도통 저항값]

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼3에 관련된 접속체 샘플에서는 초기 및 신뢰성 시험 후의 도통 저항값 모두 양호한 결과가 되었다(초기 : 1 Ω 정도, 신뢰성 시험 후: 10 Ω 미만). 이것은 IC 범프에 의해 도전성 입자가 많이 보충 가능한 것에 더해, IC 범프의 높이(10 ㎛)분의 수지가 평가용 IC와 평가 기판 사이에 충전되어 경화된 것으로부터, 양호한 접속 신뢰성이 얻어진 것에 의한다.

이것에 대해, 비교예 1, 2, 5에 관련된 접속체 샘플에서는 실시예 1∼3에 비해 약간 접속 신뢰성이 열등한 결과가 되었다(초기: 1.5∼1.9 Ω, 신뢰성 시험 후: 11 Ω 정도). 이것은 IC 범프에 의한 도전성 입자의 포착수가 실시예 1∼3에 비해 약간 감소하고(15∼30개 정도), IC 범프의 높이분의 수지가 평가용 IC와 평가 기판 사이에 충전되어 경화된 것에 의한다.

비교예 3 및 비교예 4에 관련된 접속체 샘플은 비교예 1, 2, 5에 비해 더욱 접속 신뢰성이 악화되었다(초기: 1.2∼3.5 Ω, 신뢰성 시험 후: 20 Ω 정도). 이것은 비교예 3에서는 절연성 접착제층에 광 중합 개시제가 배합되어 있지 않은 것으로부터 경화하지 않고 유출되고, IC 범프의 높이분의 수지가 평가용 IC와 평가 기판 사이에 충전되지 않았던 것에 의한다. 마찬가지로, 비교예 4에서는 도전성 접착제층에 광 중합 개시제가 배합되어 있지 않은 것으로부터 바인더 수지가 경화하지 않고 유출되고, IC 범프의 높이분의 수지가 평가용 IC와 평가 기판 사이에 충전되지 않았던 것에 의한다.

비교예 6에 관련된 접속체 샘플은 절연성 접착제층의 두께가 1 ㎛, 도전성 접착제층의 두께를 더해도 11 ㎛로 얇고, 바인더 수지의 유동에 의한 유출분을 가미하면, IC 범프의 높이분의 바인더 수지를 평가용 IC와 평가 기판 사이에 충전해 경화시키려면 두께가 부족해, 도통 신뢰성이 악화되었다(초기: 1.9 Ω, 신뢰성 시험 후: 15.8 Ω 정도).

1 : 이방성 도전 필름(광 경화계 이방성 도전 접착제)
2 : 박리 필름
4 : 도전성 입자
5 : 도전성 접착제층
6 : 절연성 접착제층
10 : 액정 표시 패널
11, 12 : 투명 기판
13 : 시일
14 : 액정 재료
15 : 패널 표시부
16, 17 : 투명 전극
17a : 단자부
18 : 액정 구동용 IC(전자 부품)
19 : 전극 단자
20 : COG 실장부
21 : 플렉시블 기판(전자 부품)
22 : FOG 실장부
25, 26 : 편광판
27 : 배향막
30 : 접속 장치
31 : 스테이지
33 : 열압착 툴(압착 툴)
35 : 자외선 조사기

Claims

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접속체의 제조 방법에 사용되는 광 경화계 이방성 도전 접착제로서,
도전성 접착제층 및 절연성 접착제층을 갖고,
상기 도전성 접착제층은, 막 형성 수지와, 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 도전성 입자를 함유하고, 광 흡수제는 함유하지 않고,
상기 절연성 접착제층은, 막 형성 수지와, 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하고,
상기 광 흡수제의 광 흡수 피크 파장이, 상기 절연성 접착제층이 함유하는 광 중합 개시제의 광 흡수 피크 파장보다 20 ㎚ 이상 크고,
상기 접속체의 제조 방법은,
스테이지 상에 재치된 투명 기판 상에, 상기 광 경화계 이방성 도전 접착제를 개재하여 전자 부품을 배치하는 공정과,
압착 툴에 의해 상기 전자 부품을 상기 투명 기판에 대해 압박하면서, 광 조사기에 의해 상기 광 경화계 이방성 도전 접착제에 대해 광 조사를 행하는 공정을 갖고,
상기 광 경화계 이방성 도전 접착제는, 상기 절연성 접착제층이 상기 투명 기판측이 되도록 상기 투명 기판 상에 형성되고,
상기 광 조사기에 의해 상기 스테이지의 이면측으로부터 상기 투명 기판 상의 상기 광 경화계 이방성 도전 접착제에 대해 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는, 광 경화계 이방성 도전 접착제.