KR102207299B1 - Anisotropic conductive film, display device comprising the same and/or semiconductor device comprising the same - Google Patents
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Abstract
도전층 및 절연층이 순차적으로 적층되는 이방 도전성 필름이고, 상기 도전층은 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전층의 두께는 상기 도전성 입자 중 적어도 어느 하나의 평균 입경보다 작고, 상기 도전층의 경화율은 85% 내지 95%인 것인, 이방 도전성 필름, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및/또는 이를 포함하는 반도체 장치가 제공된다.An anisotropic conductive film in which a conductive layer and an insulating layer are sequentially laminated, the conductive layer includes conductive particles, the thickness of the conductive layer is smaller than the average particle diameter of at least one of the conductive particles, and the curing rate of the conductive layer It is 85% to 95%, the anisotropic conductive film, a display device including the same and / or a semiconductor device including the same is provided.
Description
본 발명은 이방 도전성 필름, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및/또는 이를 포함하는 반도체 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an anisotropic conductive film, a display device including the same, and/or a semiconductor device including the same.
이방 도전성 필름은 도전성 입자를 에폭시 수지 등에 분산시킨 필름 형상의 접착제를 말한다. 이방 도전성 필름은 필름의 막 두께 방향으로는 도전성을 띄고, 면 방향으로는 절연성을 띄는 전기 이방성 및 접착성을 갖는 고분자 막이다. 접속시키고자 하는 회로 사이에 이방 도전성 필름을 위치시킨 후 일정 조건의 가열 및 가압을 거치면, 회로 단자들 사이는 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되고, 인접하는 전극 사이에는 절연성 접착 수지가 충진되어 도전성 입자가 서로 독립하여 존재하게 됨으로써 높은 절연성을 부여하게 된다.The anisotropically conductive film refers to a film-like adhesive in which conductive particles are dispersed in an epoxy resin or the like. The anisotropic conductive film is a polymer film having electrical anisotropy and adhesiveness that exhibits conductivity in the film thickness direction and insulation in the plane direction. After placing an anisotropic conductive film between the circuits to be connected, after heating and pressing under certain conditions, the circuit terminals are electrically connected by conductive particles, and an insulating adhesive resin is filled between the adjacent electrodes to make conductive particles. The existence of each other independently gives high insulation.
최근 디스플레이 패널의 박형화, 고 해상도화가 진행됨에 따라 최소 접속 면적에 최대의 도전성 입자를 포착시키는 기술이 연구되어 왔다. 도전성 입자의 포착률을 향상시키기 위하여 도전층 내 도전성 입자의 밀도를 증가시키거나, 비 도전성인 무기 입자를 과량 포함함으로써 도전층 중 유체의 흐름을 억제시키는 방법이 연구되어 왔다. 이 경우 유체의 흐름이 없어 쇼트(short)를 대비할 수 없는 단점이 있다.In recent years, as display panels have become thinner and higher in resolution, a technique for capturing the largest conductive particles in the minimum connection area has been studied. In order to improve the trapping rate of the conductive particles, a method of suppressing the flow of a fluid in the conductive layer by increasing the density of the conductive particles in the conductive layer or by including an excessive amount of non-conductive inorganic particles has been studied. In this case, there is a disadvantage in that there is no flow of fluid, so that shorts cannot be prepared.
이방 도전성 필름에서 도전층 위에 절연층이 위치하게 된다. 이러한 구조의 이방 도전성 필름으로 칩 실장을 하게 되면 칩의 범프가 비도전층을 누르며 절연층이 흐름성을 띄게 되고, 도전층과 함께 흐름을 갖게 된다. 이런 구조의 문제점은 도전층이 절연층과 함께 흐르면서 도전성 입자의 뭉침이 생겨나 절연 특성이 안 좋아지거나 빠짐이 생기기도 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 종래 도전층 내에 비도전성 입자를 과량 투입하여 도전층의 움직임을 제한하여 절연층의 움직임과 별개로 움직이도록 설계를 하는 경우가 많았다. 하지만, 이 경우 도전성 입자의 포착률은 상승하지만 도전층 내 비도전성의 무기 입자의 영향으로 접속 저항이 높아지는 문제점이 발생했다.In the anisotropic conductive film, an insulating layer is positioned on the conductive layer. When the chip is mounted with the anisotropic conductive film of this structure, the bump of the chip presses the non-conductive layer, the insulating layer becomes flowable, and flows together with the conductive layer. The problem with this structure is that the conductive layer flows together with the insulating layer, resulting in aggregation of conductive particles, resulting in poor or missing insulating properties. In order to overcome this problem, there have been many cases of designing to move independently of the movement of the insulating layer by limiting the movement of the conductive layer by introducing an excessive amount of non-conductive particles into the conventional conductive layer. However, in this case, although the trapping rate of the conductive particles increases, there is a problem that the connection resistance increases due to the influence of the non-conductive inorganic particles in the conductive layer.
본 발명의 목적은 도전성 입자가 균일하게 분산되어 있고, 도전성 입자의 포착률이 우수하며, 접속 저항이 낮고, 신뢰성 후 접속 저항이 개선된 이방 도전성 필름을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an anisotropically conductive film in which electroconductive particles are uniformly dispersed, excellent trapping rate of electroconductive particles, low connection resistance, and improved connection resistance after reliability.
본 발명의 다른 목적은 절연 저항이 높은 이방 도전성 필름을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an anisotropically conductive film having high insulation resistance.
본 발명의 이방 도전성 필름은 도전층 및 절연층이 순차적으로 적층되는 이방 도전성 필름이고, 상기 도전층은 도전성 입자를 포함하고, 상기 도전층의 두께는 상기 도전성 입자 중 적어도 어느 하나의 평균 입경보다 작고, 상기 도전층의 경화율은 85% 내지 95%가 될 수 있다.The anisotropic conductive film of the present invention is an anisotropic conductive film in which a conductive layer and an insulating layer are sequentially laminated, the conductive layer includes conductive particles, and the thickness of the conductive layer is smaller than the average particle diameter of at least one of the conductive particles. , The curing rate of the conductive layer may be 85% to 95%.
본 발명의 디스플레이 장치 및/또는 반도체 장치는 본 발명의 이방 도전성 필름을 포함할 수 있다.The display device and/or semiconductor device of the present invention may include the anisotropically conductive film of the present invention.
본 발명은 도전성 입자가 균일하게 분산되어 있고, 도전성 입자의 포착률이 우수하며, 접속 저항이 낮고 신뢰성 후 접속 저항이 개선된 이방 도전성 필름을 제공하였다.The present invention provides an anisotropically conductive film in which electroconductive particles are uniformly dispersed, excellent trapping rate of electroconductive particles, low connection resistance, and improved connection resistance after reliability.
본 발명은 절연 저항이 높은 이방 도전성 필름을 제공하였다.The present invention provides an anisotropically conductive film having high insulation resistance.
도 1은 본 발명 일 실시예의 이방 도전성 필름의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an anisotropic conductive film according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성 요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성 요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다.With reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in more detail. However, the technology disclosed in the present application is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. However, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and the spirit of the present application may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. In the drawings, in order to clearly express the constituent elements of each device, the size of the constituent elements such as width or thickness is slightly enlarged.
본 명세서에서 도전층의 "경화율"은 도전층용 조성물에 대한 B stage 경화율을 의미한다. 경화율은 하기 식 A로 측정한다. 도전층용 조성물을 도포하고 70℃의 열풍 순환식 오븐에서 5분간 용매를 휘발시킨 후 얻은 도전층용 도막의 DSC 곡선 면적(A0)을 측정하고, 상기 도전층용 도막을 경화시켜 얻은 도전층의 DSC 곡선 면적(A1)을 측정하고 하기 식 A로 구할 수 있다:In the present specification, the "curing rate" of the conductive layer means a B stage curing rate for the composition for a conductive layer. The curing rate is measured by the following formula A. The DSC curve of the conductive layer obtained by measuring the area (A 0 ) of the conductive layer coating film obtained after applying the composition for the conductive layer and volatilizing the solvent in a hot air circulation oven at 70° C. for 5 minutes, and curing the conductive layer coating film The area (A 1 ) can be measured and calculated by the following formula A:
[식 A][Equation A]
경화율(%) = [(A0 - A1) / A0] × 100Curing rate (%) = [(A 0 -A 1 ) / A 0 ] × 100
구체적으로, 상기 면적(A0)은 용매를 휘발시킨 건조 공정만 거친 도전층의 반응이 시작되는 온도와 반응이 끝나는 시점의 온도까지를 x축으로 보았을 때 상기 x축과 DSC 상 heat flow 곡선에 의해 만들어지는 닫힌 공간 내 면적을 말한다.Specifically, the area (A 0 ) is the x-axis and the heat flow curve on the DSC when the temperature at which the reaction of the conductive layer undergoes only the drying process in which the solvent is volatilized and the temperature at which the reaction ends is viewed as an x-axis It refers to the area within a closed space created by it.
본 명세서에서 도전층의 "도전성 입자의 표면 돌출 비율"은 도전층 중 도전성 입자의 전체 함량에 대하여 도전층의 표면으로부터 적어도 일부분이 돌출된 도전성 입자의 함량에 대한 비율의 퍼센트 값이다. 도전성 입자의 표면 돌출 비율은 광학 현미경으로 도전층 표면을 확대하여 측정할 수 있다.In the present specification, the "surface protrusion ratio of conductive particles" of the conductive layer is a percentage value of the ratio of the content of the conductive particles protruding from the surface of the conductive layer to the total content of the conductive particles in the conductive layer. The surface protrusion ratio of the conductive particles can be measured by enlarging the surface of the conductive layer with an optical microscope.
본 명세서에서 "평균 입경"은 D50을 의미한다. D50은 입자의 입경을 측정하고 입경에 따른 질량의 누적 곡선을 그렸을 때 통과 질량 백분율이 50중량%에 해당되는 입경을 의미한다. 입자의 입경은 입도 분석계를 사용하여 측정할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.In the present specification, "average particle diameter" means D50. D50 measures the particle diameter of the particle and When the cumulative mass curve is drawn, it means the particle diameter corresponding to 50% by weight of the passing mass percentage. The particle diameter of the particles can be measured using a particle size analyzer, but is not limited thereto.
본 발명의 일 실시예의 이방 도전성 필름을 도 1을 참고하여 설명한다. 도 1은 본 발명 일 실시예의 이방 도전성 필름의 개략적인 단면도이다.An anisotropic conductive film according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. 1 is a schematic cross-sectional view of an anisotropic conductive film according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 이방 도전성 필름(100)은 도전층(110), 도전층(110)에 직접적으로 형성된 절연층(120)을 포함할 수 있다. 도전층(110)은 도전성 입자(130)를 포함하고, 도전성 입자 중 적어도 하나의 평균 입경은 도전층(110)의 두께보다 크고, 도전층(110)의 경화율은 85% 내지 95%가 될 수 있다.Referring to FIG. 1, the anisotropic
이방 도전성 필름은 도전성 입자 중 적어도 하나의 평균 입경을 도전층의 두께보다 크게 함으로써 도전성 입자의 일부 또는 전부가 도전층의 일측 표면 또는 양측 표면으로부터 돌출되어 있다. 따라서, 이방 도전성 필름을 열 및/또는 압력에 의해 피접속 부재와 압착시켰을 때 도전성 입자와 피접속 부재 간의 접속을 좋게 할 수 있다.In the anisotropically conductive film, by making the average particle diameter of at least one of the conductive particles larger than the thickness of the conductive layer, part or all of the conductive particles protrude from one or both surfaces of the conductive layer. Therefore, when the anisotropically conductive film is press-bonded with the member to be connected by heat and/or pressure, the connection between the conductive particles and the member to be connected can be improved.
이방 도전성 필름은 도전층의 경화율을 85% 내지 95%가 되도록 함으로써, 이방 도전성 필름을 열 및/또는 압력에 의해 경화시켰을 때 도전층의 수지가 도전성 입자의 Z 축면으로 덮이지 않도록 하고 도전층 중 도전성 입자의 유동을 억제하여 무 유동 상태로 만듦으로써, 접속 저항의 증가와 쇼트 발생을 억제할 수 있다. 또한, 도전층으로부터 절연층이 박리되는 현상을 막을 수 있다.The anisotropic conductive film has a curing rate of 85% to 95% of the conductive layer, so that when the anisotropic conductive film is cured by heat and/or pressure, the resin of the conductive layer is not covered with the Z-axis surface of the conductive particles. By suppressing the flow of the conductive particles and making it a non-flowing state, an increase in connection resistance and occurrence of a short circuit can be suppressed. In addition, it is possible to prevent the insulating layer from peeling off from the conductive layer.
종래에는 비도전성 입자를 과량 사용함으로써 도전층의 최저 용융점도를 높여 도전성 입자의 유동을 억제하였다. 이 경우 도전성 입자의 포착률이 약 40%가 되었다. 그러나, 본원 발명의 이방 도전성 필름은 비도전성 입자를 소량 사용하면서도 도전층의 경화율을 제어하여 비도전성 입자로 인한 접속 저항의 증가를 막으면서 도전성 입자를 무 유동 상태로 하여 도전성 입자의 포착률을 70% 이상, 바람직하게는 75% 내지 95%까지 상승시킬 수 있다.Conventionally, by using an excessive amount of non-conductive particles, the lowest melt viscosity of the conductive layer is increased to suppress the flow of the conductive particles. In this case, the trapping rate of the electroconductive particle was about 40%. However, the anisotropic conductive film of the present invention uses a small amount of non-conductive particles, while controlling the curing rate of the conductive layer to prevent an increase in connection resistance due to non-conductive particles, while making the conductive particles in a non-flowing state to increase the capture rate of the conductive particles. % Or more, preferably 75% to 95%.
또한, 이방 도전성 필름은 도전층을 위한 도막에서 도전성 입자를 균일하게 분산시킨 후 경화율을 85% 내지 95%로 올림으로써 경화 전부터 도전층의 최저 용융점도를 높임으로 인하여 발생할 수 있는 도전성 입자가 뭉쳐지거나 분산성이 떨어지게 되는 가능성을 막아 도전층 내 도전성 입자의 균일한 분산과 도전성 입자의 유동성 억제를 동시에 얻을 수 있다.In addition, the anisotropic conductive film uniformly disperses the conductive particles in the coating for the conductive layer, and then increases the curing rate to 85% to 95%, so that the conductive particles that may occur due to increasing the minimum melt viscosity of the conductive layer before curing are aggregated. By preventing the possibility of loss or deterioration in dispersibility, uniform dispersion of the conductive particles in the conductive layer and suppression of the fluidity of the conductive particles can be obtained at the same time.
구체적으로, 도전층의 경화율은 90% 내지 95%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 접속 저항을 낮추고, 도전성 입자의 입자 포착률을 더 높일 수 있다. 도전층의 경화율은 도전층용 조성물로 도포하여 소정 두께로 도전층용 도막을 형성한 후 경화 온도 및 경화 시간을 조절하여 얻을 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 상술한다.Specifically, the curing rate of the conductive layer may be 90% to 95%. In the above range, the connection resistance can be lowered and the particle capture rate of the electroconductive particle can be further increased. The curing rate of the conductive layer can be obtained by applying a composition for a conductive layer to form a coating film for a conductive layer with a predetermined thickness, and then adjusting the curing temperature and curing time. This will be described in detail below.
도전층 중 도전성 입자의 표면 돌출 비율은 90% 이상, 바람직하게는 90% 내지 98%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 접속 구조체와 도전성 입자 간의 접속이 좋아서 접속 저항이 낮아지고, 신뢰성 평가 후의 접속 저항도 낮아질 수 있다. 도전성 입자의 표면 돌출 비율은 도전성 입자의 평균 입경을 도전층의 도막 두께 대비 크게 하고, 경화율을 조절함으로써 얻을 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 상술한다.The surface protrusion ratio of the conductive particles in the conductive layer may be 90% or more, preferably 90% to 98%. In the above range, the connection between the connection structure and the conductive particles is good, so that the connection resistance is lowered, and the connection resistance after the reliability evaluation can be lowered. The surface protrusion ratio of the conductive particles can be obtained by increasing the average particle diameter of the conductive particles compared to the thickness of the coating film of the conductive layer and adjusting the curing rate. This will be described in detail below.
도전성 입자는 도전층 중 20 중량% 내지 60 중량%, 바람직하게는 20 중량% 내지 50 중량%, 더 바람직하게는 20 중량% 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 도전성 입자가 피접속 부재 간에 용이하게 압착되어 접속 신뢰성을 확보할 수 있고, 통전성을 높여 접속 저항을 감소시킬 수 있다.The conductive particles may be included in an amount of 20 wt% to 60 wt%, preferably 20 wt% to 50 wt%, and more preferably 20 wt% to 40 wt% of the conductive layer. In the above range, the conductive particles are easily pressed between the members to be connected, so that connection reliability can be secured, and the connection resistance can be reduced by increasing the electric conductivity.
도전층은 비도전성 입자를 포함할 수도 있다. 비도전성 입자는 도전층 중 10 중량% 이하, 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 비도전성 입자의 과량 사용으로 인한 접속 저항 증가를 막을 수 있다.The conductive layer may contain non-conductive particles. The non-conductive particles may be included in an amount of 10 wt% or less, preferably 1 wt% to 10 wt% of the conductive layer. In the above range, it is possible to prevent an increase in connection resistance due to excessive use of non-conductive particles.
도전층은 도막 두께가 3㎛ 이하, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 3㎛이고, 도전성 입자의 평균 입경은 1㎛ 내지 20㎛, 바람직하게는 1㎛ 내지 5㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 접속 구조체와 도전성 입자의 접속을 좋게 할 수 있다.The conductive layer may have a coating thickness of 3 μm or less, preferably 0.1 μm to 3 μm, and the average particle diameter of the conductive particles may be 1 μm to 20 μm, preferably 1 μm to 5 μm. In the above range, the connection between the connection structure and the conductive particles can be improved.
도전층 중 도전성 입자의 평균 입경은 비도전성 입자의 평균 입경 대비 클 수 있다. 이러한 경우, 비도전성 입자가 도전성 입자의 표면 돌출을 방해하지 않아서 접속 저항을 낮출 수 있다.The average particle diameter of the conductive particles in the conductive layer may be larger than the average particle diameter of the non-conductive particles. In this case, the non-conductive particles do not interfere with the protrusion of the surface of the conductive particles, so that the connection resistance can be lowered.
절연층은 비도전성 입자를 절연층 중 20 중량% 이하, 예를 들면 1 중량% 내지 20 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 상대적으로 비도전성 입자를 소량 포함하는 도전층과 절연층의 압착 시 흐름을 분리함으로써 도전성 입자의 접속 구조체와의 접속을 좋게 할 수 있다.The insulating layer may include non-conductive particles in an amount of 20% by weight or less, for example, 1% to 20% by weight of the insulating layer. In the above range, by separating the flow when the conductive layer containing a relatively small amount of non-conductive particles and the insulating layer are compressed, the connection of the conductive particles with the connection structure can be improved.
절연층은 도막 두께가 20㎛ 이하, 바람직하게는 1㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 접속 신뢰성과 절연 신뢰성을 유지하는 효과가 있을 수 있다. The insulating layer may have a coating thickness of 20 μm or less, preferably 1 μm to 20 μm. Within the above range, there may be an effect of maintaining connection reliability and insulation reliability.
절연층은 도막 두께가 도전층 대비 클 수 있다. 이를 통해, 박층의 도전층이 적층되더라도 이방 도전성 필름을 안정적으로 유지하고, 접속 후 인접 회로 간에 수지가 충분히 충진되어 양호한 절연성과 접착성을 확보할 수 있다.The insulating layer may have a larger coating thickness than the conductive layer. Through this, even if a thin conductive layer is laminated, the anisotropic conductive film is stably maintained, and after connection, the resin is sufficiently filled between adjacent circuits to secure good insulation and adhesion.
이하, 도전층과 절연층에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the conductive layer and the insulating layer will be described in detail.
도전층은 바인더 수지, 에폭시 수지, 경화제, 도전성 입자, 비도전성 입자를 포함하는 도전층용 조성물로 형성될 수 있다. 절연층은 바인더 수지, 에폭시 수지, 경화제, 비도전성 입자를 포함하는 절연층용 조성물로 형성될 수 있다.The conductive layer may be formed of a composition for a conductive layer including a binder resin, an epoxy resin, a curing agent, conductive particles, and non-conductive particles. The insulating layer may be formed of a composition for an insulating layer including a binder resin, an epoxy resin, a curing agent, and non-conductive particles.
바인더 수지Binder resin
바인더 수지는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 수지를 사용할 수 있다. 바인더 수지의 비 제한적인 예로는 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 페녹시 수지, 폴리메타크릴레이트 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴레이트 변성 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르우레탄 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 스타이렌-부티렌-스타이렌(SBS) 수지 및 에폭시 변성체, 스타이렌-에틸렌-부틸렌-스타이렌 (SEBS) 수지 및 그 변성체, 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR) 및 그 수소화체 등을 들 수 있다. 바인더 수지는 단독으로 사용되거나 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 바람직하게는, 바인더 수지는 페녹시 수지, 더 바람직하게는 바이페닐 플루오렌형 페녹시 수지를 사용할 수 있다.The binder resin is not particularly limited, and a resin commonly used in the art may be used. Non-limiting examples of the binder resin include polyimide resin, polyamide resin, phenoxy resin, polymethacrylate resin, polyacrylate resin, polyurethane resin, acrylate-modified urethane resin, polyester resin, polyester urethane resin, Polyvinyl butyral resin, styrene-butyrene-styrene (SBS) resin and epoxy modified product, styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) resin and modified product thereof, or acrylonitrile butadiene rubber (NBR ) And the hydrogenated product thereof. The binder resin may be used alone or may be used in combination of two or more. Preferably, the binder resin may be a phenoxy resin, more preferably a biphenyl fluorene-type phenoxy resin.
바인더 수지는 고형분 기준 도전층용 조성물 중 10 중량% 내지 75 중량%, 바람직하게는 30 중량% 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 막 형성이 잘 되고, 접속 신뢰성이 좋은 효과가 있을 수 있다.The binder resin may be included in an amount of 10% to 75% by weight, preferably 30% to 60% by weight of the composition for a conductive layer based on solid content. Within the above range, the anisotropically conductive film can be well formed and the connection reliability can be good.
바인더 수지는 고형분 기준 절연층용 조성물 중 10 중량% 내지 75 중량%, 바람직하게는 30 중량% 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 막 형성이 잘 되고, 접속 신뢰성이 좋은 효과가 있을 수 있다.The binder resin may be included in an amount of 10% to 75% by weight, preferably 30% to 60% by weight of the composition for an insulating layer based on solid content. Within the above range, the anisotropically conductive film can be well formed and the connection reliability can be good.
에폭시 수지Epoxy resin
에폭시 수지는 비스페놀형, 노볼락형, 글리시딜형, 지방족 및 지환족으로 이루어진 군으로부터 선택된 에폭시 모노머, 에폭시 올리고머 및 에폭시 폴리머를 하나 이상 포함할 수 있다. 이러한 에폭시 수지로는 종래 알려진 에폭시계 중 비스페놀형, 노볼락형, 글리시딜형, 지방족, 지환족 등의 분자 구조 내에서 선택될 수 있는 1종 이상의 결합 구조를 포함하는 물질이면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.The epoxy resin may include one or more epoxy monomers, epoxy oligomers, and epoxy polymers selected from the group consisting of bisphenol-type, novolac-type, glycidyl-type, aliphatic and alicyclic. As such an epoxy resin, any material containing one or more bonding structures that can be selected within molecular structures such as bisphenol-type, novolac-type, glycidyl-type, aliphatic, and alicyclic among conventionally known epoxy resins can be used without particular limitation. have.
상온에서 고상인 에폭시 수지와 상온에서 액상인 에폭시 수지를 병용할 수 있으며, 여기에 추가적으로 가요성 에폭시 수지를 병용할 수 있다. 상온에서 고상인 에폭시 수지로서는 페놀 노볼락(phenol novolac)형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락(cresol novolac)형 에폭시 수지, 디사이클로 펜타디엔(dicyclo pentadiene)을 주 골격으로 하는 에폭시 수지, 비스페놀(bisphenol) A형 혹은 F형의 고분자 또는 변성한 에폭시 수지 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. A solid epoxy resin at room temperature and a liquid epoxy resin at room temperature may be used in combination, and a flexible epoxy resin may be used in addition to this. Epoxy resins that are solid at room temperature include phenol novolac-type epoxy resins, cresol novolac-type epoxy resins, dicyclo pentadiene-based epoxy resins, and bisphenol A. Or F-type polymer or modified epoxy resin, but are not necessarily limited thereto.
상온에서 액상의 에폭시 수지로는 비스페놀 A형 혹은 F형 또는 혼합형 에폭시 수지 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The liquid epoxy resin at room temperature may include a bisphenol A-type or F-type or mixed-type epoxy resin, but is not limited thereto.
상기 가요성 에폭시 수지의 비 제한적인 예로는 다이머산(dimer acid) 변성 에폭시 수지, 프로필렌 글리콜(propylene glycol)을 주골격으로 한 에폭시 수지, 우레탄(urethane) 변성 에폭시 수지 등을 들 수 있다.Non-limiting examples of the flexible epoxy resin include dimer acid-modified epoxy resin, propylene glycol-based epoxy resin, urethane (urethane)-modified epoxy resin, and the like.
이외에도 방향족 에폭시 수지로 나프탈렌계, 안트라센계, 피렌계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, one or more selected from the group consisting of naphthalene-based, anthracene-based, and pyrene-based resins may be used as the aromatic epoxy resin, but is not limited thereto.
에폭시 수지는 고형분 기준 도전층용 조성물 중 1 중량% 내지 40 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 필름 형성력과 접착력이 우수하고, 절연 신뢰성을 개선할 수 있는 효과가 있을 수 있다.The epoxy resin may be included in an amount of 1% to 40% by weight, preferably 10% to 30% by weight of the composition for a conductive layer based on solid content. In the above range, the anisotropic conductive film has excellent film-forming power and adhesion, and may have an effect of improving insulation reliability.
에폭시 수지는 고형분 기준 절연층용 조성물 중 20 중량% 내지 60 중량%, 바람직하게는 30 중량% 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 필름 형성력과 접착력이 우수하고, 절연 신뢰성을 개선할 수 있는 효과가 있을 수 있다.The epoxy resin may be included in an amount of 20% to 60% by weight, preferably 30% to 60% by weight of the composition for an insulating layer based on solid content. In the above range, the anisotropic conductive film has excellent film-forming power and adhesion, and may have an effect of improving insulation reliability.
경화제Hardener
경화제는 상기 바인더 수지를 경화시켜 이방 도전 필름을 형성할 수 있는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 경화제의 비 제한적인 예로 산무수물계, 아민계, 암모늄계, 이미다졸계, 이소시아네이트계, 아미드계, 히드라지드계, 페놀계, 양이온계 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 경화제의 형태는 마이크로 캡슐 형상을 가질 수도 있다.A curing agent may be used without particular limitation as long as it is capable of forming an anisotropic conductive film by curing the binder resin. Non-limiting examples of the curing agent may be acid anhydride-based, amine-based, ammonium-based, imidazole-based, isocyanate-based, amide-based, hydrazide-based, phenol-based, cationic, etc., and these can be used alone or in combination of two or more. Can be used. In addition, the form of the curing agent may have a microcapsule shape.
경화제는 고형분 기준 도전층용 조성물 중 1 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 경도가 지나치게 높아져 접착력이 저하되는 것을 방지하고, 잔류 경화제에 의한 안정성 저하와 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.The curing agent may be included in an amount of 1% to 30% by weight, preferably 1% to 20% by weight of the composition for a conductive layer based on solid content. In the above range, the hardness of the anisotropically conductive film is too high to prevent a decrease in adhesive strength, and decrease in stability and reliability due to a residual curing agent can be prevented.
경화제는 고형분 기준 절연층용 조성물 중 1 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 경도가 지나치게 높아져 접착력이 저하되는 것을 방지하고, 잔류 경화제에 의한 안정성 저하와 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.The curing agent may be included in an amount of 1% to 30% by weight, preferably 1% to 20% by weight of the composition for an insulating layer based on solid content. In the above range, the hardness of the anisotropically conductive film is too high to prevent a decrease in adhesive strength, and decrease in stability and reliability due to a residual curing agent can be prevented.
도전성 입자Conductive particles
도전성 입자는 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 도전 입자를 사용할 수 있다. 도전성 입자의 비 제한적인 예로는 Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등을 포함하는 금속 입자; 탄소; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스타이렌, 폴리비닐알코올 등을 포함하는 수지 및 그 변성 수지를 입자로 하여 Au, Ag, Ni 등을 포함하는 금속으로 도금 코팅한 입자; 그 위에 절연 입자를 추가로 코팅한 절연화 처리된 도전성 입자 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.As the conductive particles, conductive particles commonly used in the art can be used. Non-limiting examples of the conductive particles include metal particles including Au, Ag, Ni, Cu, solder, and the like; carbon; Resins containing polyethylene, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinyl alcohol, and the like, and particles coated with metals containing Au, Ag, Ni, etc. using the modified resin as particles; Insulation-treated conductive particles, etc., which are further coated with insulating particles thereon, may be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
비도전성Non-conductive 입자 particle
비도전성 입자는 절연성을 제공하는 절연 입자를 포함할 수 있다. 절연 입자로는 무기 입자, 유기 입자 또는 유/무기 혼합형 입자를 사용할 수 있다. 무기 입자의 비 제한적인 예로, 실리카(SiO2), Al2O3, TiO2, ZnO, MgO, ZrO2, PbO, Bi2O3, MoO3, V2O5, Nb2O5, Ta2O5, WO3 또는 In2O3 등을 들 수 있다.The non-conductive particles may include insulating particles that provide insulation. As the insulating particles, inorganic particles, organic particles, or mixed organic/inorganic particles may be used. Non-limiting examples of inorganic particles, silica (SiO 2 ), Al 2 O 3 , TiO 2 , ZnO, MgO, ZrO 2 , PbO, Bi 2 O 3 , MoO 3 , V 2 O 5 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , WO 3 or In 2 O 3 , and the like.
본 발명에서는 구체적으로 실리카를 사용할 수 있다. 상기 실리카는 졸겔법, 침전법 등 액상법에 의한 실리카, 화염산화(flame oxidation)법 등 기상법에 의해 생성된 실리카일 수 있으며, 실리카겔을 미분쇄한 비분말 실리카를 사용할 수도 있고, 건식 실리카(fumed silica), 용융 실리카(fused silica)를 사용할 수도 있으며 그 형상은 구형, 파쇄형, 에지리스(edgeless)형 등일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, silica may be specifically used. The silica may be silica produced by a liquid phase method such as a sol-gel method or a precipitation method, or a gas phase method such as a flame oxidation method, and a non-powdered silica obtained by finely pulverizing silica gel may be used, or fumed silica ), fused silica may be used, and the shape may be spherical, crushed, edgeless, etc., but is not limited thereto.
도전층 중 비도전성 입자는 평균 입경이 1nm 내지 1,000nm, 바람직하게는 1nm 내지 100nm, 1nm 내지 20nm, 1nm 내지 15nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 도전성 입자와 단자 간의 접속을 방해하지 않으면서 접속 저항 증가를 막는 효과가 있을 수 있다. The non-conductive particles in the conductive layer may have an average particle diameter of 1 nm to 1,000 nm, preferably 1 nm to 100 nm, 1 nm to 20 nm, and 1 nm to 15 nm. In the above range, there may be an effect of preventing an increase in connection resistance without disturbing the connection between the conductive particles and the terminal.
절연층 중 비도전성 입자는 평균 입경이 10nm 내지 1,000nm, 바람직하게는 20nm 내지 100nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 이방 도전성 필름의 인식성을 좋게 하고 접속 신뢰성을 높일 수 있다. Non-conductive particles in the insulating layer may have an average particle diameter of 10 nm to 1,000 nm, preferably 20 nm to 100 nm. Within the above range, the recognizability of the anisotropically conductive film can be improved and the connection reliability can be improved.
도전층 및 절연층은 각각 바인더 대비 도전성 입자 또는 비도전성 입자 간의 화학적 결합으로 인한 접착력을 증진시키기 위해 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다.Each of the conductive layer and the insulating layer may further include a silane coupling agent to improve adhesion due to chemical bonding between conductive particles or non-conductive particles compared to the binder.
실란Silane 커플링제Coupling agent
실란 커플링제는 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 아니한다. 실란 커플링제의 비 제한적인 예로는, 에폭시가 함유된 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 아민기가 함유된 N-2(아미노에틸)3-아미토프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 머캅토가 함유된 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이트가 함유된 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들을 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The type of the silane coupling agent is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. Non-limiting examples of the silane coupling agent include epoxy-containing 2-(3,4 - epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxytrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltrie. Oxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-amitopropylmethyldimethoxysilane containing amine groups, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-amino Propyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethylbutylidene)propylamine, N-phenyl- 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane containing mercapto, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatepropyltriethoxysilane containing isocyanate, and the like. have. These may be used alone or in combination of two or more.
실란 커플링제는 고형분 기준 도전층용 조성물 중 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 실란 커플링제는 고형분 기준 절연층용 조성물 중 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 접착 신뢰성을 얻을 수 있다.The silane coupling agent may be included in an amount of 0.01% to 10% by weight, preferably 0.1% to 5% by weight of the composition for a conductive layer based on solid content. The silane coupling agent may be included in an amount of 0.01 wt% to 10 wt%, preferably 0.1 wt% to 5 wt%, of the composition for an insulating layer based on solid content. In the above range, excellent adhesion reliability can be obtained.
첨가제additive
도전층 및 절연층은 각각 이방 도전성 필름의 기본적인 물성을 저해하지 않으면서 필름에 부가적인 물성을 추가로 부여하기 위하여, 전술한 성분들 이외에 중합 방지제, 점착 부여제, 산화 방지제, 열 안정제, 경화 촉진제, 커플링제 등의 기타 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 상기 기타 첨가제의 첨가량은 필름의 용도나 목적하는 효과 등에 따라 다양할 수 있으며, 그 함량은 특별히 제한되지 아니한다.The conductive layer and the insulating layer, in addition to the aforementioned components, are polymerization inhibitors, tackifiers, antioxidants, heat stabilizers, and curing accelerators in order to additionally impart additional physical properties to the film without impairing the basic physical properties of the anisotropic conductive film, respectively. , May further contain other additives such as coupling agents. The amount of the other additives added may vary depending on the use of the film or desired effect, and the content is not particularly limited.
본 발명의 이방 도전성 필름을 제1 피접속 부재와 제2 피접속 부재 사이에 위치시키고, 50℃ 내지 70℃, 1 내지 2 초간 및 1 내지 2MPa 압력 조건 하의 가압착; 및 130℃ 내지 170℃, 5 내지 7 초간 및 50 내지 90MPa 압력 조건 하의 본압착 조건에서 압착한 후 측정한 도전성 입자의 포착률은 70% 이상, 바람직하게는 75% 내지 95%가 될 수 있다.Placing the anisotropically conductive film of the present invention between the first to-be-connected member and the second to-be-connected member and pressing under pressure conditions of 50°C to 70°C for 1 to 2 seconds and 1 to 2 MPa; And 130° C. to 170° C., 5 to 7 seconds, and the capture rate of the conductive particles measured after compression under the pressure conditions of 50 to 90 MPa under pressure conditions may be 70% or more, preferably 75% to 95%.
도전성 입자의 포착률은 압착 전후의 단자 상에 있는 도전성 입자의 수를 백분율로 나타낸 것이며, 이를 측정하는 비 제한적인 예는 다음과 같다: 압착 전 단자 상에 있는 도전성 입자의 개수(압착 전 도전성 입자의 개수)를 하기 수학식 1에 의해 산출한다.The trapping rate of conductive particles is expressed as a percentage of the number of conductive particles on the terminal before and after crimping, and a non-limiting example of measuring this is as follows: The number of conductive particles on the terminal before crimping ( Number) is calculated by Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
압착 전 도전성 입자의 개수 = 도전층의 도전성 입자의 입자 밀도(개/mm2) × 단자의 면적(mm2)Number of conductive particles before compression = particle density of conductive particles in the conductive layer (pcs/mm 2 ) × area of terminals (mm 2 )
또한, 압착 후 단자 상에 있는 도전성 입자의 개수(압착 후 도전성 입자의 개수)를 금속 현미경으로 카운트하여 측정한다. 하기의 수학식 2에 의해 도전성 입자의 포착률을 산출한다.In addition, the number of conductive particles on the terminal after pressing (the number of conductive particles after pressing) is counted and measured with a metallurgical microscope. The trapping rate of electroconductive particles is calculated by the following equation (2).
[수학식 2][Equation 2]
도전성 입자의 포착률 = (압착 후 도전성 입자의 개수/압착 전 도전성 입자의 개수) × 100(%)Capturing rate of conductive particles = (number of conductive particles after compression/number of conductive particles before compression) × 100 (%)
상기 가압착 및 본압착 조건은 하기와 같다:The compression bonding and main compression conditions are as follows:
1) 가압착 조건: 60℃, 1초, 1MPa1) Pressure bonding condition: 60℃, 1 second, 1MPa
2) 본압착 조건: 150℃, 5초, 70MPa2) Main compression conditions: 150℃, 5 seconds, 70MPa
본 발명의 이방 도전성 필름을 제1 피접속 부재와 제2 피접속 부재 사이에 위치시키고, 50℃ 내지 70℃, 1 내지 2 초간 및 1 내지 2MPa 압력 조건 하의 가압착; 및 130℃ 내지 170℃, 5 내지 7 초간 및 50 내지 90MPa 압력 조건 하의 본압착 후, 85℃ 및 상대 습도 85%에서 100 시간 동안 방치한 후에 측정한 신뢰성 후의 접속 저항은 1Ω 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서, 고온 고습 조건 하에서도 낮은 접속 저항을 유지할 수 있어 접속 신뢰성을 개선시킬 수 있다. 상기 신뢰성 후의 접속 저항이란, 전술한 가압착 및 본압착 후, 85℃ 및 상대 습도 85%의 조건 하에서 100 시간 동안 방치한 후의 접속 저항을 말한다. 상기 신뢰성 후의 접속 저항의 측정 방법은 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 측정될 수 있다. 신뢰성 후의 접속 저항을 측정하는 방법의 비제한적인 예는 다음과 같다: 복수 개의 필름 시편을 가압착 및 본압착시킨 후, 온도 85℃ 및 상대 습도 85%의 조건 하에서 100 시간 동안 방치한 후, 시험 전류 1mA를 인가하여 각각의 접속 저항을 측정(Keithley社, 2000 Multimeter 이용, 4-probe 방식)한 후에 그 평균값을 계산하는 방식으로 측정한다.Placing the anisotropically conductive film of the present invention between the first to-be-connected member and the second to-be-connected member and pressing under pressure conditions of 50°C to 70°C for 1 to 2 seconds and 1 to 2 MPa; And after main compression under pressure conditions of 130° C. to 170° C., 5 to 7 seconds, and 50 to 90 MPa, and left for 100 hours at 85° C. and 85% relative humidity, the connection resistance after reliability may be 1Ω or less. Within the above range, low connection resistance can be maintained even under high temperature and high humidity conditions, thereby improving connection reliability. The connection resistance after the reliability refers to the connection resistance after the above-described compression bonding and main compression bonding, and then allowed to stand for 100 hours under conditions of 85°C and 85% relative humidity. The method of measuring the connection resistance after the reliability is not particularly limited, and may be measured according to a method commonly used in the art. A non-limiting example of a method of measuring the connection resistance after reliability is as follows: After pressing and bonding a plurality of film specimens, they are left for 100 hours under conditions of 85°C and 85% relative humidity, and then tested. Measure each connection resistance by applying a current of 1mA (Keithley, 2000 Multimeter, 4-probe method), and then measure the average value.
상기 가압착 및 본압착 조건은 하기와 같다:The compression bonding and main compression conditions are as follows:
1) 가압착 조건: 60℃, 1초, 1MPa1) Pressure bonding condition: 60℃, 1 second, 1MPa
2) 본압착 조건: 150℃, 5초, 70MPa2) Main compression conditions: 150℃, 5 seconds, 70MPa
상기 범위에서 단자 상에 도전 입자가 충분히 위치하여 통전성이 개선되고 스페이스 부로의 도전 입자 유출을 감소시켜 단자 간 쇼트를 감소시킬 수 있다. In the above range, conductive particles are sufficiently located on the terminals to improve conduction and reduce leakage of conductive particles to the space, thereby reducing short circuits between terminals.
본 발명의 이방 도전 필름은 절연 저항이 109Ω 이상, 바람직하게는 109Ω 내지 1015Ω인 이방 도전성 필름일 수 있다. The anisotropic conductive film of the present invention may be an anisotropic conductive film having an insulation resistance of 10 9 Ω or more, preferably 10 9 Ω to 10 15 Ω.
본 발명의 이방 도전성 필름은 제1 피접속 부재가 형성된 제1 기판과 제2 피접속 부재가 형성된 제2 기판 사이에 이방 도전성 필름을 배치시키고, 가열 압착될 수 있다. 제1 기판은 LCD, PD 패널 등의 유리 기판이고, 전자 부품과 접속하기 위한 단자로서 제1 피접속 부재가 형성되어 있을 수 있다. 제2 피접속 부재는 예를 들어 FPC(flexible printed circuits), COF(chip on film), TCP(tape carrier package) 등이 될 수 있다.The anisotropically conductive film of the present invention may be heat-pressed by placing an anisotropically conductive film between the first substrate on which the first member to be connected is formed and the second substrate on which the second member to be connected is formed. The first substrate is a glass substrate such as an LCD and a PD panel, and a first member to be connected may be formed as a terminal for connecting to an electronic component. The second member to be connected may be, for example, flexible printed circuits (FPC), chip on film (COF), tape carrier package (TCP), or the like.
본 발명의 이방 도전성 필름을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다. 이방 도전 필름을 형성하는 방법은 특별한 장치나 설비가 필요하지 아니하며, 바인더 수지를 유기 용제에 용해시켜 액상화한 후 나머지 성분을 첨가하여 일정 시간 교반하여 도전층용 조성물을 제공하고, 도전층용 조성물을 이형 필름 위에 소정의 두께로 도포한 다음, 80℃ 내지 130℃에서 5분 내지 10분 동안 경화시켜 도전층을 얻을 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 경화율에 도달할 수 있다. 얻은 도전층 일면에 절연층용 조성물을 소정의 두께로 도포한 다음 건조하여 유기 용제를 휘발시킴으로써 이방 도전성 필름을 얻을 수 있다. The method of forming the anisotropically conductive film of the present invention is not particularly limited, and a method commonly used in the art may be used. The method of forming the anisotropic conductive film does not require any special equipment or equipment. After dissolving the binder resin in an organic solvent to liquefy, the remaining components are added and stirred for a certain period of time to provide a composition for a conductive layer, and the composition for a conductive layer is used as a release film. After coating to a predetermined thickness on the top, it can be cured at 80 ℃ to 130 ℃ for 5 minutes to 10 minutes to obtain a conductive layer. In the above range, the curing rate of the present invention can be reached. An anisotropically conductive film can be obtained by applying the composition for an insulating layer to one surface of the obtained conductive layer to a predetermined thickness and then drying to evaporate an organic solvent.
본 발명의 디스플레이 장치는 드라이버 회로; 패널; 및 본 발명의 일 예에 따른 이방 도전성 필름을 포함하고, 구체적으로 상기 패널은 액정표시(LCD) 패널인 액정디스플레이(LCD) 장치일 수 있다. 또한, 상기 패널은 유기발광다이오드(OLED) 패널인 유기발광다이오드 디스플레이(OLED) 장치일 수 있다.The display device of the present invention comprises a driver circuit; panel; And an anisotropic conductive film according to an exemplary embodiment of the present invention, and specifically, the panel may be a liquid crystal display (LCD) device that is a liquid crystal display (LCD) panel. In addition, the panel may be an organic light emitting diode display (OLED) device which is an organic light emitting diode (OLED) panel.
본 발명의 디스플레이 장치를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 알려진 방법으로 수행될 수 있다.The method of manufacturing the display device of the present invention is not particularly limited, and may be performed by a method known in the art.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 전술한 본 발명의 이방 도전 필름 중 어느 하나로 접속된 반도체 장치를 제공한다. 상기 반도체 장치는, 배선 기판; 반도체 칩을 포함할 수 있으며, 상기 배선 기판, 반도체 칩은 특별히 한정되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 알려진 것을 사용할 수 있다. 상기 배선 기판에는 ITO 또는 금속 배선에 의해 회로 또는 전극들이 형성될 수 있으며, 상기 회로 또는 전극들과 대응되는 위치에 본 발명의 실시예들에 따른 이방 도전성 필름을 이용하여 IC 칩 등이 탑재될 수 있다.According to yet another aspect of the present invention, a semiconductor device connected to any one of the anisotropic conductive films of the present invention described above is provided. The semiconductor device includes: a wiring board; A semiconductor chip may be included, and the wiring board and the semiconductor chip are not particularly limited, and those known in the art may be used. Circuits or electrodes may be formed on the wiring board by ITO or metal wiring, and an IC chip or the like may be mounted at a position corresponding to the circuit or electrodes using an anisotropic conductive film according to embodiments of the present invention. have.
이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through embodiments of the present invention. However, the following examples are for aiding understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example 1 One
도전층용For conductive layer 조성물의 제조 Preparation of the composition
도전층용 조성물은 하기 표 1의 페녹시 수지, 에폭시 수지, 경화제, 도전성 입자, 비도전성 입자를 사용하여 하기 표 1의 함량(단위:중량부)으로 제조하였다.The composition for a conductive layer was prepared using the phenoxy resin, epoxy resin, curing agent, conductive particles, and non-conductive particles of Table 1 below in the amount (unit: parts by weight) of Table 1 below.
페녹시 수지, 에폭시 수지를 하기 표 1의 함량으로 배합하여 C-믹서를 이용해 5분간 교반하고, 이후 경화제를 하기 표 1의 함량으로 투입한 후 추가로 실리카, 도전성 입자를 하기 표 1의 함량으로 첨가하여, C-믹서를 이용해 1 분간 교반하여(단, 교반액 내 온도가 40℃를 넘지 않도록 한다), 도전층용 조성물을 형성하였다.Phenoxy resin and epoxy resin were mixed in the contents of Table 1 and stirred for 5 minutes using a C-mixer, and then a curing agent was added in the contents of Table 1, and then silica and conductive particles were added to the contents of Table 1 below. It was added and stirred for 1 minute using a C-mixer (however, the temperature in the stirring liquid was not allowed to exceed 40°C) to form a composition for a conductive layer.
절연층용For insulation layer 조성물의 제조 Preparation of the composition
하기 표 1의 페녹시 수지, 에폭시 수지, 경화제, 비도전성 입자를 사용하여 하기 표 1의 함량으로 사용하고, 도전층용 조성물과 동일한 방법으로 절연층용 조성물을 제조하였다.Using the phenoxy resin, epoxy resin, curing agent, and non-conductive particles of Table 1 below, the contents of Table 1 were used, and a composition for an insulating layer was prepared in the same manner as the composition for a conductive layer.
이방 도전성 필름의 제조Preparation of anisotropic conductive film
상기 제조한 도전층용 조성물을 도전성 입자가 분쇄되지 않는 속도 범위 내에서 상온(25℃)에서 60분간 교반하였다. 교반한 도전층용 조성물을 실리콘 이형 표면 처리된 폴리에틸렌 베이스 필름에 도막 두께 3㎛로 도포하고, 80℃에서 5분 동안 경화시켰다. 도전층은 하기 표 1의 경화율과 도전성 입자의 표면 돌출 비율을 나타내었다.The prepared composition for a conductive layer was stirred at room temperature (25° C.) for 60 minutes within a speed range at which conductive particles were not pulverized. The stirred composition for a conductive layer was applied to a polyethylene base film subjected to a silicone release surface treatment with a coating thickness of 3 μm, and cured at 80° C. for 5 minutes. The conductive layer shows the curing rate of Table 1 and the protrusion ratio of the surface of the conductive particles.
경화율은 DSC 열량 비교 방법으로 측정하였다.The curing rate was measured by DSC calorific value comparison method.
도전성 입자의 표면 돌출 비율을 측정하였다. 도전성 입자의 표면 돌출 비율은 도전층 중 도전성 입자의 전체 함량에 대하여 도전층의 표면으로부터 적어도 일부분이 돌출된 도전성 입자의 함량에 대한 비율의 퍼센트 값이다. 도전성 입자의 표면 돌출 비율은 광학 현미경으로 도전층 표면을 확대하여 측정할 수 있다. The surface protrusion ratio of the electroconductive particle was measured. The surface protrusion ratio of the conductive particles is a percentage value of the ratio of the content of the conductive particles protruding from the surface of the conductive layer with respect to the total content of the conductive particles in the conductive layer. The surface protrusion ratio of the conductive particles can be measured by enlarging the surface of the conductive layer with an optical microscope.
상기 제조한 절연층용 조성물을 실리콘 이형 표면 처리된 폴리에틸렌 베이스 필름에 35㎛의 두께의 필름으로 형성시키며, 60℃에서 5분 동안 건조시켜 절연층을 제조하였다.The prepared insulating layer composition was formed into a film having a thickness of 35 μm on a polyethylene base film treated with a silicone release surface, and dried at 60° C. for 5 minutes to prepare an insulating layer.
제조한 절연층과 도전층을 합지하여, 이방 도전성 필름을 제조하였다. The prepared insulating layer and the conductive layer were laminated to prepare an anisotropic conductive film.
제조한 이방 도전성 필름에 대해 ARES G2 레오미터(TA Instruments)를 이용하여, 승온 속도 10℃/분, strain 5%, frequency 1rad/sec로 30℃ 내지 200℃에서 최저 용융점도를 측정하였으며, 알루미늄 디스포져블 플레이트(직경 8mm)를 사용하였다.Using an ARES G2 rheometer (TA Instruments) for the prepared anisotropic conductive film, the lowest melt viscosity was measured at 30°C to 200°C at a heating rate of 10°C/min, strain 5%, and frequency 1rad/sec Sposable plate (diameter 8mm) was used.
실시예Example 2 내지 2 to 실시예Example 3 3
실시예 1에서, 도전층의 제조를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 이방 도전성 필름을 제조하였다.In Example 1, an anisotropic conductive film was prepared in the same manner, except that the preparation of the conductive layer was changed as shown in Table 1 below.
비교예Comparative example 1 내지 1 to 비교예Comparative example 5 5
실시예 1에서, 도전층의 제조를 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 이방 도전성 필름을 제조하였다.In Example 1, an anisotropic conductive film was prepared in the same manner, except that the preparation of the conductive layer was changed as shown in Table 2 below.
(중량%)Insulating layer
(weight%)
(중량%)Conductive layer
(weight%)
(Pa.s)Minimum melting viscosity
(Pa.s)
(중량%)Insulating layer
(weight%)
(중량%)Conductive layer
(weight%)
(Pa.s)Minimum melting viscosity
(Pa.s)
*페녹시 수지: 바이페닐 플루오렌형 페녹시 수지(FX-293, 신일철社)*Phenoxy resin: Biphenyl fluorene-type phenoxy resin (FX-293, Shin Il-cheol)
*에폭시 수지: 지환식 에폭시 수지(Celloxide 2021P, 다이셀社)*Epoxy resin: alicyclic epoxy resin (Celloxide 2021P, Daicel)
*경화제: 4급 암모늄 화합물(CXC-1821, King Industry社)* Hardener: Quaternary ammonium compound (CXC-1821, King Industry Co.)
*실리카: 구형 50 Nano (아드마나노, 아드마텍社, 일본)*Silica: Old 50 Nano (Admanano, Admatech, Japan)
*도전성 입자: 도전 입자(AUL-704F, 평균 입경 4㎛, SEKISUI社, 일본)*Conductive particles: Conductive particles (AUL-704F, average particle diameter 4㎛, SEKISUI, Japan)
실시예와 비교예에서 제조한 이방 도전성 필름에 대하여 하기 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The following physical properties were evaluated for the anisotropic conductive films prepared in Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 3 below.
(1)도전성 입자의 포착률: 상기 실시예 및 비교예들에서 제조된 이방 도전성 필름의 도전성 입자의 포착률을 측정하기 위하여 하기의 방법을 수행하였다.(1) Capturing rate of conductive particles: In order to measure the capturing rate of conductive particles of the anisotropic conductive films produced in the above Examples and Comparative Examples, the following method was performed.
이방 도전성 필름 압착 전 단자 상에 있는 도전성 입자의 개수(압착 전 입자 수)를 하기 수학식 1에 의해 산출한다.The number of conductive particles on the terminal before the anisotropic conductive film crimp (the number of particles before the crimp) is calculated by the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
압착 전 도전성 입자의 개수 = 도전층의 도전성 입자의 입자 밀도(개/mm2) × 단자의 면적(mm2)Number of conductive particles before compression = particle density of conductive particles in the conductive layer (pcs/mm 2 ) × area of terminals (mm 2 )
또한, 압착 후 단자 상에 있는 도전성 입자의 개수(압착 후 도전성 입자의 개수)를 금속 현미경으로 카운트하여 측정한다. 하기의 수학식 2에 의해 도전성 입자의 포착률을 산출한다.In addition, the number of conductive particles on the terminal after pressing (the number of conductive particles after pressing) is counted and measured with a metallurgical microscope. The trapping rate of electroconductive particles is calculated by the following equation (2).
[수학식 2][Equation 2]
도전성 입자의 포착률 = (압착 후 도전성 입자의 개수/압착 전 도전성 입자의 개수) × 100(%)Capturing rate of conductive particles = (number of conductive particles after compression/number of conductive particles before compression) × 100 (%)
상기 가압착 및 본압착 조건은 하기와 같다.The compression bonding and main compression bonding conditions are as follows.
1) 가압착 조건: 60℃, 1초, 1.0MPa1) Pressure bonding condition: 60℃, 1 second, 1.0MPa
2) 본압착 조건: 150℃, 5초, 70MPa2) Main compression conditions: 150℃, 5 seconds, 70MPa
(2)초기 접속 저항: 상기 실시예 및 비교예들에서 제조된 이방 도전성 필름의 초기 접속 저항을 측정하기 위하여 하기의 방법을 수행하였다.(2) Initial connection resistance: The following method was performed to measure the initial connection resistance of the anisotropic conductive films prepared in the above Examples and Comparative Examples.
상기 실시예 및 비교예들에서 제조한 이방 도전 필름을 하기 조건에서 가압착 및 본압착 후, 측정기(Keithley社, 2000 Multimeter)를 이용하여 4-probe 방식으로 시험 전류 1mA를 인가하여 초기 접속 저항을 측정하여 그 평균값을 계산하였다. After pressing and bonding the anisotropic conductive film prepared in the above Examples and Comparative Examples under the following conditions, the initial connection resistance was determined by applying a test current of 1 mA in a 4-probe method using a measuring instrument (Keithley, 2000 Multimeter). It was measured and the average value was calculated.
1) 가압착 조건: 60℃, 1초, 1.0MPa1) Pressure bonding condition: 60℃, 1 second, 1.0MPa
2) 본압착 조건: 150℃, 5초, 70MPa2) Main compression conditions: 150℃, 5 seconds, 70MPa
(3)신뢰성 후의 접속 저항: 상기 실시예 및 비교예들에서 제조된 이방 도전성 필름의 신뢰성 후의 접속 저항을 측정하기 위하여 하기의 방법을 수행하였다. 초기 접속 저항 측정과 동일한 방법으로, 가압착 및 본압착한 후, 온도 85℃ 및 상대 습도 85%의 조건 하에서 100 시간 동안 방치하여 고온ㆍ고습 신뢰성 평가를 진행한 후, 이들 각각의 신뢰성 후의 접속 저항을 접속 저항과 동일한 방법으로 측정하였다.(3) Reliability Subsequent connection resistance: The following method was performed to measure the connection resistance after reliability of the anisotropic conductive films prepared in the above Examples and Comparative Examples. In the same method as the initial connection resistance measurement, after pressing and bonding, leaving for 100 hours under conditions of 85°C and 85% relative humidity to conduct high-temperature and high-humidity reliability evaluation, and then connection resistance after each of these reliability Was measured by the same method as the connection resistance.
(4)절연 저항: 절연성 평가에 사용된 IC 칩의 범프 전극의 높이는 모두 약 40 ㎛, IC 크기는 6 mm × 6 mm였다. 기판은 0.8 mm 두께의 BT 수지 기판 상에 8 ㎛ 두께의 구리 및 금 도금으로 배선 패턴을 형성한 기판을 사용하였다. 상기 IC 칩과 기판 사이에 상기 이방 도전성 접착용 막을 기재시킨 상태에서, 50℃의 온도, 10 MPa-bump의 압력 하에서 15 초간 가압하고, 압착하여 IC 칩과 기판을 접속시켰다. 범프의 높이와 배선패턴 높이와의 합계는 대략 58㎛였다. 이렇게 이루어진 접속샘플의 인접하는 두 개의 핀에 50V의 전압을 10초간 인가하여 절연저항을 평가하였다.(4) Insulation resistance: The height of the bump electrodes of the IC chips used in the insulation evaluation were all about 40 μm, and the IC size was 6 mm×6 mm. As the substrate, a substrate in which a wiring pattern was formed by plating 8 µm thick copper and gold on a 0.8 mm thick BT resin substrate was used. In the state in which the anisotropically conductive adhesive film was provided between the IC chip and the substrate, the IC chip and the substrate were connected by pressing for 15 seconds under a pressure of 10 MPa-bump at a temperature of 50° C. and then pressed. The sum of the height of the bump and the height of the wiring pattern was approximately 58 mu m. Insulation resistance was evaluated by applying a voltage of 50V for 10 seconds to two adjacent pins of the connection sample thus made.
상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 이방 도전성 필름은 도전성 입자의 포착률이 우수하며 접속 저항이 낮고 신뢰성 후 접속 저항이 낮았으며, 절연 저항이 높았다.As shown in Table 3, the anisotropic conductive film according to the present embodiment has excellent trapping rate of conductive particles, low connection resistance, low connection resistance after reliability, and high insulation resistance.
반면에, 도전층의 경화율이 85% 미만이고 도전층의 두께가 도전성 입자 중 적어도 어느 하나의 평균 입경보다 작은 비교예 1은 도전성 입자의 포착률이 낮았고 신뢰성 후의 접속 저항이 좋지 않았다. 도전층의 두께가 도전성 입자 중 적어도 어느 하나의 평균 입경보다 작은 비교예 2는 초기 접속 저항과 신뢰성 후 접속 저항이 좋지 않았다. 경화율이 85% 미만인 비교예 3은 도전성 입자의 포착율이 낮았다. 경화율이 95% 초과인 비교예 4는 도전성 입자의 포착율이 낮았고 절연 저항이 좋지 않았다. 경화율이 85% 미만인 비교예 5는 도전성 입자의 포착률이 낮았고 접속 저항 및 신뢰성 후 접속 저항이 좋지 않았다.On the other hand, Comparative Example 1 where the curing rate of the conductive layer was less than 85% and the thickness of the conductive layer was smaller than the average particle diameter of at least any one of the conductive particles had a low electroconductive particle trapping rate and poor connection resistance after reliability. Comparative Example 2 in which the thickness of the conductive layer was smaller than the average particle diameter of at least one of the conductive particles had poor initial connection resistance and reliability after connection resistance. Comparative Example 3 in which the curing rate was less than 85% had a low trapping rate of electroconductive particles. In Comparative Example 4, in which the curing rate was more than 95%, the trapping rate of conductive particles was low and the insulation resistance was not good. Comparative Example 5, in which the curing rate was less than 85%, had a low trapping rate of electroconductive particles, and had poor connection resistance and reliability after connection resistance.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily implemented by those of ordinary skill in the art, and all such modifications or changes can be considered to be included in the scope of the present invention.
Claims (13)
상기 도전층은 도전성 입자 및 비 도전성 입자를 포함하고,
상기 도전층의 두께는 상기 도전성 입자 중 적어도 어느 하나의 평균 입경보다 작고,
상기 도전층의 경화율은 85% 내지 95%인 것인, 이방 도전성 필름으로서,
상기 이방 도전성 필름은 제 1 피접속 부재와 제 2 피접속 부재 사이에 위치시키고, 50℃ 내지 70℃, 1 내지 2 초간 및 1 내지 2 MPa 압력 조건하의 가 압착; 및 130℃ 내지 170℃, 5 내지 7 초간 및 50 내지 90MPa 압력 조건 하의 본 압착 조건에서 압착한 후 측정한 도전성 입자의 포착율이 75% 이상이고,
상기 도전층 중 상기 도전성 입자의 표면 돌출 비율은 90% 이상이고,
상기 비 도전성 입자는 구형의 절연 입자를 포함하고,
상기 도전성 입자는 상기 도전층 중 20 중량% 내지 60 중량%로 포함되고,
상기 비 도전성 입자는 상기 도전층 중 1 중량% 내지 10 중량%로 포함되고,
상기 도전층은 고형분 기준, 바이페닐 플루오렌형 페녹시 수지 10 중량% 내지 75 중량%, 지환식 에폭시 수지 1 중량% 내지 40 중량%, 경화제 1 중량% 내지 30 중량%, 상기 도전성 입자 20 중량% 내지 60 중량%, 상기 비 도전성 입자 1 중량% 내지 10 중량%를 포함하는 조성물로 형성되는 것인, 이방 도전성 필름.
The conductive layer and the insulating layer are sequentially stacked,
The conductive layer contains conductive particles and non-conductive particles,
The thickness of the conductive layer is smaller than the average particle diameter of at least any one of the conductive particles,
The curing ratio of the conductive layer is 85% to 95%, as an anisotropic conductive film,
The anisotropically conductive film is placed between the first to-be-connected member and the second to-be-connected member, and is pressed under pressure conditions of 50°C to 70°C for 1 to 2 seconds and 1 to 2 MPa; And a capture rate of the electroconductive particles measured after pressing in the present compression conditions under pressure conditions of 130°C to 170°C, 5 to 7 seconds and 50 to 90 MPa is 75% or more,
The surface protrusion ratio of the conductive particles in the conductive layer is 90% or more,
The non-conductive particles include spherical insulating particles,
The conductive particles are contained in an amount of 20% to 60% by weight of the conductive layer,
The non-conductive particles are included in 1% to 10% by weight of the conductive layer,
The conductive layer is based on solid content, biphenyl fluorene-type phenoxy resin 10% to 75% by weight, alicyclic epoxy resin 1% to 40% by weight, curing agent 1% to 30% by weight, 20% by weight of the conductive particles To 60% by weight, the anisotropic conductive film formed of a composition comprising 1% to 10% by weight of the non-conductive particles.
The anisotropic conductive film according to claim 1, wherein the conductive layer has a coating thickness of 3 μm or less.
The anisotropic conductive film according to claim 1, wherein the average particle diameter of the conductive particles is larger than the average particle diameter of the non-conductive particles.
The anisotropic conductive film according to claim 1, wherein the insulating layer contains non-conductive particles in an amount of 20% by weight or less of the insulating layer.
The anisotropic conductive film of claim 1, wherein the insulating layer has a coating thickness greater than that of the conductive layer.
The method according to claim 1, wherein the anisotropically conductive film is placed between the first to-be-connected member and the second to-be-connected member; And 130°C to 170°C, 5 to 7 seconds, and 50 to 90 MPa after main compression under pressure conditions, left at 85°C and 85% relative humidity for 100 hours, and the measured reliability after the connection resistance is 1Ω or less. Conductive film.
The anisotropic conductive film according to claim 1, wherein the anisotropic conductive film has an insulation resistance of 10 9 Ω or more.
A display device comprising the anisotropically conductive film of any one of claims 1, 5 to 8, 10 and 11.
A semiconductor device comprising the anisotropically conductive film of any one of claims 1, 5 to 8, 10, and 11.
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