KR19990063922A - 입자의 단층 형성방법 및 이것으로 형성된 제품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입자 및 리세스의 불규칙 및 규칙 배열, 뿐만 아니라 그러한 배열 및 리세스를 함유하는 막을 제조하는 많은 관련 방법에 제공하고 있다. 또한 본 발명은 이로부터 제조한 입자 및 막의 불규칙 및 규칙 배열에 관한 것이다. 입자 배열은 경화성, 고화성 또는 비경화성/비고화성일 수 있는 강자성유체 조성물의 사용으로 얻어진다. 배열 및 막은 납 또는 패드사이를 접촉시키는 전자 사용에 유용한 도전 입자를 함유할 수 있다.

Description

입자의 단층 형성방법 및 이것으로 형성된 제품
강자성유체의 "자기구멍"의 규칙성과 이방성 전도 접착제는 그 개시가 명백하게 본문에 참고로 포함되는 WO 95/20820에 논의되어 있다.
Fujikura Cable Works KK의 JP 62-127 194에는 지지막상에서의 두께가 10μm미만인 접착제 코팅을 형성하고, 입도가 10-50μm인 연질의 납땜분말을 접착제 코팅에 적용하고, 납땜 입자들 사이의 공간을 가소성 재료로 충전하는 이방성 전도 납땜판의 제조가 기술되어 있다. 연질의 납땜 입자를 막상에서 가소성 재료에 고르게 분산시킬 수 있다는 것이 언급되어 있다. 그러나, 입자가 접촉할 때 접착되는 접착제 막으로의 입자 적용이 막의 평면에서 입자의 규칙성 또는 분산성을 만족스럽게 이룬다고는 생각되지 않는다.
Hitachi Chemical Co. Ltd.의 EP 0 691 660 A1에는 도전 입자를 지지물상에 형성된 접착층에 접착하고 그 안의 입자를 고정시킨 다음에 도전 입자들 사이의 접착재료와 상용성이 없는 막 형성 수지를 도입하여 이방성 도전막 재료를 제조하고, 막 재료는 평면 방향으로 균일하게 분산된 도전 입자를 통해 막 두께 방향으로만 도전성을 갖는다는 것이 기술되어 있다. 입자는 그 안에 구멍이 있는 막, 그물 또는 스크린("스크린")에 의한 평면에 격자 또는 지그재그 패턴으로 배열될 수 있고, 이를 통해 입자는 접착층에 고정된다. 입자 및 스크린은 상이한 전기 하전으로 정전기적으로 하전을 띨 수 있다. 그러나 얇은 스크린을 제조하고 취급하고, 구멍의 원하는 패턴을 만드는 데 어려움이 있어 그러한 스크린의 사용에는 문제가 있다. 각각의 스크린은 각각의 패턴을 필요로 할 것이다. 또한 (1) 모든 구멍을 입자로 충전하는 것을 확보하고 (2) 접착제 재료에 의해 적어도 어떤 구멍의 막힘을 방지하는 데서 어려움이 있을 것이다. 또한 스크린의 제거는 패턴의 붕괴를 일으킬 것이다. 정전기 하전의 사용은 큰 전장을 포함하는 복잡한 방법일 것이다.
미국특허번호 5,221,417(바사반헐리)에는 상호 분리된 강자성 소자의 매트릭스 배열을 형성하기 위한 포토리소그래피 마스킹 및 에칭의 사용이 기술되어 있다. 이들 소자는 자화되고 전도 강자성 입자의 단일층은 각각의 강자성 소자의 상부 표면에 접착되어 전도 입자가 배열된다. 다음에 입자층은 연질의 접착제 폴리머층과 접촉되어 폴리머로 입자가 침투하게 된다. 다음에 접착제 폴리머는 경화되어 폴리머에 입자가 포함되게 된다. 전도 입자를 함유하는 접착제 폴리머는 도체 배열을 상호연결하는데 사용된다. 그러나, 이 기술은 강자성인 전도 입자에만 사용될 수 있다고 생각된다. 그러한 입자는 특정 형상, 크기 및 유형(예를들면, 단순분산 구체)을 얻기가 어려울 수 있다.
JP 3-95298에는 캐리어 유기 용매에 분산된 전도 입자 및 콜로이드 강자성 입자로 이루어지는 전도 및 자기유체 조성물이 기술되어 있다.
미국특허번호 4,737,112에는 비전도 매트릭스중의 도전 자기입자로 이루어지는 이방성 전도 구성층 매질이 기술되어 있다. 입자는 적용된 자기장과 도전 입자사이의 상호작용을 통해 배열된다. 본 발명은 도체로서의 자기입자의 사용에 관한 것이고, 비자기 및 실질적으로 비자기 입자의 규칙배열의 제조 또는 규칙 배열이 한 기판에서 다른 기판으로 전달되는 시스템의 제조에는 무익하다.
WO 95/20820에는 (i) 비자기 캐리어 액체중의 강자성 입자의 콜로이드 현탁액의 강자성유체 (ii) 강자성유체에 분산된 실질적으로 균일한 크기와 형상을 갖는 도전 입자를 포함하는 조성물이 기술되어 있다.
도전 입자의 평균 입도는 콜로이드 강자성 입자의 것보다 적어도 10배는 더 크다. 비자기 캐리어 액체는 경화성 또는 비경화성일 수 있다. 액체의 예로는 경화성 액체 조성물, 강자성 입자가 현탁된 액체 캐리어와 경화성 액체 조성물의 혼합물, 또는 비경화성 캐리어액을 들 수 있는데, 단 도전 입자는 잠재 접착제 특성을 갖는다.
본원에서 두 세트의 도체사이의 이방성 전도 결합의 제조방법도 기술되어 있다. 이 방법은 상기한 조성물의 접착제 조성물층을 한 세트의 도체에 적용하고; 접착제 조성물층에 대해 제2세트의 도체를 다리결합하고; 강자성유체와 도전입자 사이의 상호작용으로 도전 입자가 하나 또는 두 세트의 인접 입자 및/또는 도체와 각각 전기적으로 접촉할 때 입자의 규칙적 패턴이 형성되어 이로써 하나이상의 도전입자를 포함하는 각각의 전도 통로는 한 세트의 도체를 다른 세트로 제공하도록 실질적으로 균일한 자기장에 접착제 조성물층을 노출하고; 그리고 제자리에서 패턴을 유지하고 도체를 결합하기 위해 조성물을 경화하는 것을 포함한다.
그러나 두 세트의 도체의 조립위치에서 자기장을 생기게 하는 수단을 설치하는 것이 항상 용이할 수 없다. 따라서, 그 개시가 참고로 본문에 포함되는 EP 757,407에는 WO 95/20820의 발명 이점을 달성하는 다른 방법이 기술되어 있다.
EP 757407에는 이방성 전도 코팅으로 표면 코팅된 기판 또는 이방성 전도막이 기술되어 있다. 막 또는 코팅은 강자성유체에 분산된 도전 입자 및 고화성 강자성유체 조성물을 포함하는 조성물을 고화함으로써 형성된다. 강자성유체는 비자기성 캐리어중의 강자성 입자의 콜로이드 현탁액을 포함한다. 도전 입자는 액체 상태의 조성물에 실질적으로 균일한 자기장을 적용하여 규칙 패턴으로 배열하고 조성물을 고화하여 그 자리에서 유지시켰다.
또한 EP 757407에는 고형 이방성 전도코팅으로 표면 코팅된 기판 또는 고형 이방성 전도막이 기술되어 있고 막 또는 코팅은 규칙 패턴으로 배열된 도전 입자 및 콜로이드 강자성 입자를 함유하는 조성물을 포함한다.
본문에 사용된 용어 "강자성"이란 페라이트와 같은 페리자성체를 포함한다.
본문에 사용된 용어 "고화성"이란 주위온도(예를들면, 약 40℃ 미만, 통상 약 20-30℃의 온도)에서 고체로서 존재할 수 있는 것을 의미한다. 고화성 조성물은 열처리 또는 다른 식으로 고형으로 경화되는 경화성 조성물을 포함한다. EP 757407 및 본문에 사용된 "고체"는 형상이 안정하고 겔 또는 폴리머 망상조직을 포함한다.
WO 95/20820 및 EP 757407의 발명은 전도 입자의 균일한 분산의 현저한 약진이고 입자의 응집 발생 및 미세한 피치 전자 상호연결의 결과를 기술하고 있다[참고, 미국특허번호 5,221,417(바사반헐리)]. 그러나, 경화성 입자 적재된 강자성유체 접착제 조성물의 제조는 입자의 신속한 규칙성을 위해 실온에서는 저점도이고 높은 자화포화를 포함하는 조성물의 강자성유체 특성과, 비교적 고점도인 고분자량 시스템으로 매질의 사용을 포함하는 조성물의 접착제 특성 사이에서 절충하여 양호한 기계적 특성과 경화된 접착제에 대한 기능을 부여한다.
따라서, 입자의 분산 또는 규칙 배열의 단층 뿐만 아니라 이로부터 쉽고 신속하게 제조되고 쉽게 구입가능하고 구성부분 제조가 용이하고 그외의 고가 및/또는 국영 재료의 재사용/회수가 가능한 막을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
또한 입자의 단층 및 입자의 배열 및 막을 안정하게 제조하고 이로부터 강자성 입자가 없거나 또는 실질적으로 없고 개선된 물성 및 성능특성, 예를들면 개선된 강도 및/또는 접착성 뿐만 아니라 투명성 또는 반투명성등을 갖는 입자의 불규칙 및 규칙 배열을 함유하는 것을 제조하는 것이 바람직할 것이다.
발명의 개요
본 발명은 경화된 점착층의 사용으로 제자리에서 유지되는 입자의 단층화된 불규칙 및 규칙 배열을 제조하는 방법을 제공한다. 이들 방법은 입자가 분산되는 경화성 매트릭스를 사용하고 경화성 매트릭스는 부분적으로 경화되어 제자리에서 입자를 유지하는 박막을 형성하지만 실질적으로 입자를 에워싸지는 않는다.
또한 본 발명은 입자가 유지되고 막내에 포함되는, 그러한 입자 함유 경화성 매트릭스로부터 막을 제조하는 방법을 제공한다. 이들 방법에서 입자의 단층은 입자를 제자리에서 확실하게 유지하고 실질적으로 에워싸는 막형성 재료로 재충전(backfilling)된다.
본 발명은 자기장에 노출된 경화성 강자성유체의 사용으로 그러한 규칙 배열 및 이로부터 제조된 막을 제조하는 방법을 더 제공하고 이렇게 형성된 배열 및 막에는 강자성유체 또는 강자성 입자가 없거나 또는 실질적으로 없다. 입자는 경화된 강자성유체에서 강자성 입자가 없는 접착제 또는 잠재 접착제로 전달될 수 있다.
또 본 발명은 표준 강자성유체 또는 강자성유체 왁스의 사용으로 입자의 규칙 배열을 함유하는 막 및 규칙 배열을 제조하는 방법을 더 제공하고, 규칙 배열은 (1) 규칙 배열을 강자성유체 또는 강자성유체 왁스로 가압하고 (2) 다음에 압력하에서, 임의로 가열하에서 입자를 접착제, 잠재 접착제 또는 막형성 재료로 전달하여 제자리에서 유지시킨다.
게다가, 본 발명은 본문에 개시된 방법에 따라 입자의 단층 불규칙 및 규칙 배열 및 이로부터 제조된 막을 제공한다.
또한 본 발명은 지지테이프 기판 및 여기에 임시로 결합된 전달가능한 입자의 규칙 단층 배열을 갖는 제품 뿐만 아니라 제1기판, 입자의 규칙 단층배열을 갖는 접착제 매트릭스 및 접착제 매트릭스에 의해 제1기판에 결합된 제2기판의 순차적 적층체를 갖는 제품을 제공한다.
본 발명은 제1세트의 도체와 제2세트의 도체 사이에 이방성 전도결합의 형성방법을 제공한다.
또한 본 발명은 그 표면에 리세스의 규칙 배열을 갖는 접착제 막 형성방법 및 그러한 방법으로 제조한 제품을 제공한다. 그러한 접착제 막은 한 접착제 막에서 다른 막으로 입자의 규칙 배열을 운반한다.
본 발명은 도면과 함께 "본 발명의 상세한 설명"을 읽음으로써 보다 완전하게 이해될 것이다.
본 발명은 입자의 단층 형성방법 및 이것으로 형성된 제품에 관한 것이다. 특히 막에 포함될 수 있는 단층으로 입자의 규칙 배열을 형성하는 것에 관한 것이다. 본 발명에 의해 형성된 막은 전도 입자의 규칙 배열로 형성된 이방성 전도 통로를 갖고, 특히 전자 산업에서 상호연결 기술에 유용하다.
또한 본 발명은 다른 기술분야에서도 유용하고 도전성이 아닌 입자에 적용될 수도 있다.
도 1은 실시예 1에서 기술한 경화된 "점착층"상에 직경이 25μm인 입자의 800배 전자현미경 사진이다. 기호 "+"사이의 길이는 23.6μm이다.
도 2는 실시예 2에서 기술한 압력 민감 접착제 테이프로 전달된 유사한 입자의 350배 전자현미경 사진이다.
도 3은 압력 민감 접착제에 싸인 특히 한 입자를 나타내는, 도 2의 것과 유사한 입자의 2,500배 확대 도면이다.
도 4는 경화된 점착층상 입자의 400배 전자 현미경 사진이다.
도 5는 동일한 경화된 점착층의 100배 전자 현미경 사진이다.
도 6a는 실시예 7의 코팅 방법을 실행하기 위한 장치의 선도(측면도)이다.
도 6b는 도 6a의 장치의 평면 선도이다.
도 7은 다음 치수: 730×490μm, 직경이 약 10μm인 입자의 투과 장으로 100배에서의 실시예 6의 코팅의 광학 현미경 사진이다.
도 8은 자기장에 노출되지 않고 제조된 코팅의 도 7에 유사한 광학 현미경 사진이다.
도 9는 실시예 7에 기술된 자화 곡선이다.
도 10은 센티포이즈로 측정한 점도(Nm-2s×103), 실시예 7에 기술된 점도-온도 프로파일이다.
도 11a는 이방성 전도 통로를 갖는 막을 제조하기 위해 설계되고 세워진 장치의 측면 선도이다.
도 11b는 도 11a에서 A-A선을 따라 취한 도 11a의 장치의 정면 선도이다.
본 발명은 일반적으로 입자의 단층을 형성하는 방법을 제공한다. 그러한 한 방법("방법 A")은 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 입자를 함유하는 경화성 조성물을 기판에 적용하고; 입자 함유 경화성 조성물을, 최대 입자 높이의 약 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하는 것을 포함하고 ; 임의로 비경화된 경화성 조성물이 잔존한다면, 이것을 제거하는 것도 방법에 포함된다.
경화 또는 중합을 행하기 위한 에너지 공급원은 적당하게 자외선(UV), 적외선, 가시광선, X선 또는 감마선, E-빔 또는 마이크로파를 포함하는 전자기 열복사선 또는 특히 화학선 복사선중의 어느 공급원일 수 있다. 노출 시간은 에너지 공급원, 노출 조건, 원하는 경화 두께, 경화성 조성물의 특성(예, 선택한 에너지를 흡수하는 능력) 및 조성물을 제한하는 구조에 따라 본 기술분야에서 숙련된 자들에 의해 선택되어야 한다. UV광의 경우에 노출시간은 약 0.1 내지 약 1초면 충분하다. 바람직하게는 노출시간은 입자를 유지하는 경화재료의 층 또는 막을 제조하는 데 필요한 최소치이어야 한다. 이러한 층 또는 막은 "점착층"으로 언급되고, 여기에 부착된 입자가 있는 점착층은 "점착된 배열"로 언급되고 두 경우는, 일부일수 있지만 본 발명 방법에 따라 제조되는 "막"으로 언급되는 입자 함유 막과 구분된다.
본 발명에 사용된 막은 적어도 한 치수에 대해 적어도 1μm의 입도를 가져야 한다. 이들 입자는 "실체 입자"로 언급된다.
여러 양태에 있어서, 본 발명은 다음을 제공한다. 즉,
B. 입자를 함유하는 단층을 갖는 막의 형성방법. 이 방법은 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 경화성 조성물 입자를 기판에 적용하고; 입자 함유 경화성 조성물을, 최대 입자 높이의 약 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하고; 비경화된 경화성 조성물을 제거하고; 그리고 입자들 사이의 격자간 공간을 충전하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 것을 포함한다. 이렇게 적용한 막 형성 재료는 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 입자가 접하는 기판 면적을 피복할 수 있다. 게다가, 막 형성 재료는 적어도 부분적으로 고화될 수 있고, 또한 이렇게 형성된 막은 기판으로부터 제거될 수 있다.
C. 입자의 단층 형성방법. 이 방법은 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 경화성 조성물 입자를 기판에 적용하고; 입자 함유 경화성 조성물을, 최대 입자 높이의 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하고; 경화된 조성물층에서 떨어져 있는 입자 표면위에 접착제 막을 적용하고; 접착제 막을 입자위로 가압하고; 그리고 경화된 조성물층으로부터 접착제 막과 여기에 접착하는 입자를 분리하는 것을 포함한다. 상기 막의 입자에 대한 접착성은 경화된 조성물의 것보다 적어도 커야 한다. 게다가, 어느 정도까지 경화성 조성물이 경화되지 않은 채로 남아 있으면, 이 비경화 조성물은 기판으로부터 제거될 수 있다. 또한 접착제 막 또는 여기에 접착된 입자상에 잔존하는 어떤 실질적인 양의 비경화 및/또는 경화 조성물은 제거될 수 있다.
D. 입자의 단층을 함유하는 막의 형성방법. 이 방법은 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 경화성 조성물 입자를 기판에 적용하고; 입자 함유 경화성 조성물을, 최대 입자 높이의 약 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하고; 경화된 조성물층에서 떨어져 있는 입자 표면위에 접착제 막을 적용하고; 접착제 막을 입자위로 가압하고; 경화된 조성물층으로부터 접착제 막과 여기에 접착하는 입자를 분리하고; 그리고 임의로, 접착제 막 또는 여기에 접착된 입자상에 잔존하는 어떤 실질적인 양의 비경화 및/또는 경화된 경화성 조성물을 제거하고; 그리고 입자들 사이의 격자간 공간을 충전하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 것을 포함한다. 이 막의 입자에 대한 접착성은 경화된 조성물의 것보다 적어도 커야 한다. 게다가, 어느 또는 최대 한도까지 경화성 조성물이 경화되지 않으면, 이 비경화 조성물은 기판으로부터 제거될 수 있다. 이렇게 적용한 막 형성 재료를 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 입자가 접하는 접착제 막의 면적을 피복할 수 있다. 막 형성 재료는 적어도 부분적으로 고화될 수 있다.
상기 A 내지 D의 방법에서, 입자는 바람직하게는 예를들면, 그 개시가 참고로 본문에 포함되는 EP 0 691 660 A1에 기술된 바와같은 분산 기술에 의해 또는 조성물에 입자를 혼합하는 결과로서 경화성 조성물에 분산된다. 그러나, 몇몇 입자는 조성물중에서 응집될 수 있다. 단층으로 배열되는 입자가 특히 바람직하다. 본 발명은 또 다른 양태를 제공한다:
E. 입자의 단층 규칙배열의 형성방법. 이 방법은 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 입자를 함유하는 경화성 강자성유체 조성물을 기판에 적용하고; 입자 함유 경화성 강자성유체 조성물을, 조성물중의 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 자기장에 적용하고; 그리고 입자가 배열된 조성물을, 최대 입자 높이의 약 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 강자성유체 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 강자성유체 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하는 것을 포함한다. 임의로, 만일 비경화된 강자성유체 조성물이 잔존한다면, 이것을 제거하는 것도 방법에 포함된다.
F. 입자의 단층 규칙 배열을 갖는 막의 형성방법. 이 방법은 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 입자를 함유하는 경화성 강자성유체 조성물을 기판에 적용하고; 입자 함유 경화성 강자성유체 조성물을, 조성물중의 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 자기장에 적용하고; 입자가 배열된 조성물을, 최대 입자 높이의 약 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 강자성유체 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 강자성유체 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하고; 비경화된 경화성 강자성유체 조성물을 제거하고; 그리고 입자의 이렇게 형성된 배열사이의 격자간 공간을 충전하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 것을 포함한다. 이렇게 적용한 막 형성 재료는 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 입자가 접하는 기판의 면적을 피복할 수 있다. 게다가, 적어도 부분적으로 고화될 수 있다. 또한 이렇게 형성된 막은 기판에서 제거될 수 있다.
G. 입자의 규칙 배열의 단층 형성방법. 이 방법은 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 입자를 함유하는 경화성 강자성유체 조성물을 기판에 적용하고; 입자 함유 경화성 강자성유체 조성물을, 조성물중의 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 자기장에 적용하고; 입자가 배열된 조성물을, 최대 입자 높이의 약 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 강자성유체 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 강자성유체 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하고; 경화된 조성물층과 마주 보도록, 배열된 입자의 표면위에 접착제 막을 적용하고; 접착제 막을 입자위로 가압하고; 그리고 경화된 강자성유체 조성물층으로부터 접착제 막과 여기에 접착된 배열 입자를 분리하는 것을 포함한다. 막의 입자에 대한 접착성은 경화된 조성물의 것보다 적어도 커야 한다. 게다가, 비경화된 경화성 강자성유체 조성물이 어느 또는 최대 한도까지 경화되지 않으면, 이 비경화된 경화성 강자성유체 조성물은 기판에서 제거될 수 있다.
H. 입자의 단층 규칙 배열을 갖는 막의 형성방법. 이 방법은 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 입자를 함유하는 경화성 강자성유체 조성물을 기판에 적용하고; 입자 함유 경화성 강자성유체 조성물을, 조성물중의 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 자기장에 적용하고; 입자가 배열된 조성물을, 최대 입자 높이의 약 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 강자성유체 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 강자성유체 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하고; 비경화된 경화성 강자성유체 조성물을 제거하고; 경화된 조성물층과 마주 보도록, 배열된 입자의 표면위에 접착제 막을 적용하고; 접착제 막을 입자위로 가압하고; 경화된 강자성유체 조성물층으로부터 접착제 막과 여기에 접착된 배열 입자를 분리하고; 그리고 입자의 배열에서의 격자간 공간을 충전하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 것을 포함한다. 막의 입자에 대한 접착성은, 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 입자가 접하는 기판의 면적을 피복하는 경화된 조성물의 것보다 적어도 커야 한다. 게다가, 접착제 막 또는 여기에 접착된 입자상에 잔존하는 비경화된 경화성 조성물의 어떤 실질적 양은 어느 한도까지 제거될 수 있다. 또한, 막 형성 재료는 적어도 부분적으로 고화될 수 있다.
임의로, 잠재 촉매는 접착제 막에 적용하기 전에 배열된 입자 및 경화된 경화성 강자성유체 조성물의 표면에 분산될 수 있다. 입자를 접착제 막으로 가압시, 배열된 입자는 잠재 촉매를 수반해야 한다.
I. 상기 A 내지 H중 어느 하나에 따른 방법에서, 경화성 조성물을 에너지 공급원에 노출하는 동안에 마스크는 공급원과 경화성 조성물 사이에 위치된다. 마스크는 에너지의 통과를 허용하는 어떤 면적과 에너지의 통과를 차단하는 다른 면적을 갖는다.
대안으로, 적절한 경화성 조성물 또는 경화성 강자성유체 조성물을 적용한 기판은 에너지의 통과를 허용하는 면적과 에너지의 통과를 차단하는 면적을 가질 수 있다. 따라서, 에너지 공급원이 경화성 조성물에 대해 기판의 반대쪽에 있으면 기판이 마스크로서 작용한다.
본 발명에 따라서, 경화성 조성물 또는 경화성 강자성유체 조성물은, 예를들면 스크린 또는 스텐실 인쇄에 의한 패턴으로 기판에 적용될 수 있거나, 또는 종래의 코팅 기술에 의해 적용될 수 있다.
입자는 도전 입자와 같은 전도 입자여야 한다. 그러나, 열전도 또는 광학 투과 입자도 사용될 수 있다.
상기 E 내지 H중 어느 하나에 따른 방법에서 경화성 강자성유체 조성물은 적당하게 다음 중 어느 하나로 이루어진다:
(a) 경화성 액체 조성물중의 강자성 입자의 콜로이드 분산액(예를들면, 강자성유체의 캐리어로서 작용하는 경화성 조성물); 또는
(b) 액체 캐리어중의 강자성 입자의 콜로이드 분산액과 경화성 액체 조성물의 혼합물.
B, D, F 및 H의 방법에서, 막 형성 재료는 유기 또는 무기일수 있고 열경화(열경화성) 및/또는 열가소성과 같은 열변형성 코팅에서 선택될 수 있다. 막 형성 재료는 접착제 재료여야 한다. 단일 막 형성 재료는 본 발명에 따른 막을 제조하는데 충분해야 한다. 게다가, 접착제(예를들면, 엘라스토머)일 수 있는 막 형성 재료의 제1층 및 접착체 막 형성 재료의 제2층과 같은 둘 이상의 상이한 막 형성 재료층이 입자를 적용하는데 적당할 수도 있다. 제2층은, 중합시킨 경화성 조성물 층인 점착층으로부터 입자를 가진 막 형성 재료의 고화로 형성된 막을 분리한 다음에 이렇게 노출된 막 표면위에 접착제 재료층을 적용하는 추가의 단계로 형성될 수 있다.
본 발명은 열경화성 재료층 및 열가소성 재료층을 포함하는 이층 막을 제공한다. 열경화성 재료층은 2차 또는 잠재 접착제 경화 시스템을 갖는 점착층(B스테이지 메카니즘), 또는 최대입자 높이의 약 50% 이하의 두께를 갖는 열경화성 재충전 재료층중 어느 하나일 수 있다. 열가소성 재료층은 최대 입자 높이의 약 50% 이상의 두께를 갖는 재충전 재료일 수 있으므로, 막의 전체 두께는 최대 입자 높이와 대략 동일해진다. 열경화성층은 배열된 입자를 제자리에서 유지하는 반면에 열가소성층은 열을 사용하여 재가공할 수 있다. 예를들면, 이층 막이 전자 디바이스에 접착하는 열경화성층 및 인쇄 회로기판에 접착하는 열가소성층으로 적용되면, 열가소성층은, 배열된 입자의 규칙성을 유지하면서 그 부분을 복구 또는 재위치 또는 재사용하기 위해 분해할 필요가 있으면 재가공 기능을 한다. 재사용 조작에서, 새로운 열가소성 재료층은 훨씬 소형 크기의, 전자 디바이스가 아닌 회로기판에만 적용할 필요가 있다. 대안으로, 추가의 재사용성을 원하지 않으면, 제2의 열경화성 재료를 열가소성 재료 대신에 적용할 수 있다.
또한 본 발명은 열경화성 재료층과 두 열가소성 재료층을 포함하는 삼층 막을 제공한다. 이 경우에, 두 열가소성 층에 입자가 제자리에서 유지되는 열경화성 층을 삽입하고 점착층을 제거하였다. 특히, 비경화된 재료를 제거한 후에 열가소성의 제1층을 재충전한 다음에 순차적으로 열경화성 재료층과 열가소성의 제2층으로 재충전할 수 있다. 대안으로, 비경화된 재료를 제거한 후에 열경화성 재료층을 재충전한 다음에 열가소성층을 적용할 수 있다. 다음에 점착층은 제거될 수 있고 열가소성의 제2층으로 대체될 수 있다. 이것은 재가공성 및/또는 막 자체의 회수 뿐만 아니라 막에 적합한 기판 부분의 회수도 가능하게 한다.
막 두께는 통상 최대 입자의 높이, 즉 막의 평면에 대해 수직인 치수의 약 125% 이하, 바람직하게는 약 110%이어야 한다. 막이 최대 입자의 높이보다 두꺼우면, 막 재료는, 막의 최종사용 적용동안에 입자가 접촉하게 되는 소자(특히 도체)및/또는 입자에 의한 침투를 허용하거나 촉진한다.
점착층의 높이는 기판에 대해 수직인 최대 입자 치수의 약 25%, 바람직하게는 10% 이하이다.
최대 입자(실체 입자)는 통상 적어도 2μm의 직경을 갖는 실질적으로 균일한 크기이다(단순분산). 대안으로, 보다 큰 크기군에서 실질적으로 균일한 크기를 제외한 둘 이상의 상이한 크기군의 입자를 사용할 수 있다. 본 발명에 따라서, 경화성 조성물은 0.1 내지 약 1μm의 범위에서 입도를 갖는 하나이상의 충전제를 함유할 수 있다.
C, D, G 또는 H의 방법에서, 입자의 접착제 막으로의 침투 깊이는 통상 최대 입자의 높이, 즉 접착제 막의 평면에 대해 수직인 치수의 약 25% 이하, 바람직하게는 약 10%이다.
입자가 실질적으로 균일한 크기이면, 경화층의 높이는 입자의 평균직경에 대해 측정한다. 비구형 입자에 대해 본문에 사용된 용어 "직경"은 기판에 대해 수직인 치수로 언급된다.
상기 B, D, F 또는 H의 방법에서, 막 형성 재료는 입자함유 면적이 접하는 면적에 적용될 수 있다. 입자 함유 면적에서 접착제 재료와 동일한 접착제일 수 있는 접착제의 측면 스트립은 전도 접착제 막에서 과잉의 강도를 제공하는데 유용하다. 따라서, 예를들면 액정표시장치에 대한 가장자리 연결에서, 박리 강도는 표시장치에 부착된 플렉시블 결선이 조작동안에 박리되지 않는 한도까지 특히 중요한 특성이다.
A 또는 E의 방법에서, 입자의 단층을 따라서, 그리고 임의로 그 반대쪽에 고체 구조물을 형성하는 추가의 단계가 제공된다. 이와 관련하여, 고체 구조물에서 미세채널을 따라 입자가 배열되는 것이 특히 유용하다. 화학제 또는 생화학제로 코팅된 입자는 크로마토그래피 칼럼 또는 패턴화된 시험 쿠폰으로서 기능하는 미세채널에 위치될 수 있다.
본 발명은 추가로 다음을 제공한다:
J. 입자의 단층 규칙 배열의 형성방법. 이 방법은 강자성유체 조성물 및 입자로 이루어지는 조성물을 접착제 재료의 표면을 갖는 기판에 적용하고; 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하고; 입자를 기판의 접착제 표면으로 가압하고; 그리고 강자성유체 조성물을 제거하는 것을 포함한다.
K. 입자의 단층 규칙 배열의 형성방법. 이 방법은 강자성유체 조성물 및 입자로 이루어지는 조성물을 잠재 접착제 재료의 표면을 갖는 기판에 적용하고; 조성물중의 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하고; 기판 표면 재료의 잠재 접착제 특성을 활성화하고; 입자를 기판의 접착제 표면으로 가압하고; 그리고 강자성유체 조성물을 제거하는 것을 포함한다.
L. 입자의 단층 규칙 배열을 갖는 막의 형성방법. 이 방법은 강자성유체 조성물 및 입자의 조성물을 접착제 재료의 표면을 갖는 기판에 적용하고; 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하고; 입자를 기판의 접착제 표면으로 가압하고; 강자성유체 조성물을 제거하고; 그리고 입자들 사이의 격자간 공간을 충전하고 임의로 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 입자가 접하는 접착제 재료의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 것을 포함한다. 게다가, 막 형성 재료는 적어도 부분적으로 고화될 수 있다. 또한 이렇게 형성된 막은 접착제 재료로부터 제거될 수 있다.
M. 입자의 단층 규칙 배열을 갖는 막의 형성방법. 이 방법은 강자성유체 조성물 및 입자의 조성물을 잠재 접착제 재료의 표면을 갖는 기판에 적용하고; 조성물중의 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하고; 기판 표면재료의 잠재 접착제 특성을 활성화하고; 입자를 기판의 접착제 표면으로 가압하고; 강자성유체 조성물을 제거하고; 그리고 입자들 사이의 격자간 공간을 충전하고 임의로 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 입자가 접하는 접착제 표면의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 것을 포함한다. 게다가, 막 형성 재료는 적어도 부분적으로 고화될 수 있다. 또한 이렇게 형성된 막은 접착제 표면으로부터 제거될 수 있다.
J, K, L 및 M의 방법에서, 종래의 강자성유체 조성물은, 조성물이 경화성이든 아니든 사용자의 선택에 따라서 사용될 수 있다.
또한 본 발명은 다음을 제공한다:
N. 입자의 단층 규칙 배열을 함유하는 왁스 막의 형성방법. 이 방법은 강자성유체 왁스 조성물 및 입자로 이루어지는 조성물을 기판에 적용하고; 강자성유체 왁스 조성물을 그 융점 이상의 온도로 증가시키고 또는 유지하고; 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하고; 그리고 조성물을 그 융점 미만의 온도로 냉각시키는 것을 포함한다. 게다가, 왁스 막은 기판에서 제거될 수 있다.
O. 입자의 단층 규칙 배열 형성방법. 이 방법은 상기 방법 N에 따라 제조한 왁스 막을 접착제 재료의 표면 또는 잠재 접착제 재료의 표면을 갖는 제2기판에 적용하고; 잠재 접착제가 제공되면, 이를 활성화하고 강자성유체 왁스의 연화점 이상의 온도로 제2기판 및/또는 왁스 막의 온도를 증가시키고; 입자를 기판의 접착제 표면으로 가압하고; 그리고 강자성유체 왁스 조성물을 제거하는 것을 포함한다. 게다가, 제1기판은 이미 제거되어 있지 않으면 제거될 수 있다.
P. 입자의 단층 규칙 배열을 갖는 막의 형성방법. 이 방법은 상기 방법 N에 따라 제조한 왁스 막을 접착제 재료의 표면 또는 잠재 접착제 재료의 표면을 갖는 제2기판에 적용하고; 잠재 접착제가 제공되면, 이를 활성화하고 강자성유체 왁스의 연화점 이상의 온도로 제2기판 및/또는 왁스 막의 온도를 증가시키고; 입자를 기판의 접착제 표면으로 가압하고; 이미 제거되어 있지 않으면, 제1기판 및 강자성유체 왁스 조성물을 제거하고;그리고 입자들 사이의 격자간 공간을 충전하고 임의로 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 입자가 접하는 접착제 재료의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 것을 포함한다. 게다가, 막 형성 재료는 적어도 부분적으로 고화될 수 있다. 또한 이렇게 형성된 막은 접착제 재료로부터 제거될 수 있다.
상기 N, O 및 P의 방법에서, 강자성유체 왁스 조성물은 왁스; 고분자량 지방산, 지방에스테르등; 로진등과 같은 화합물 또는 저융점 유기 혼합물에 분산된 강자성 입자 및/또는 종래의 강자성유체를 포함한다. 그러한 변형된 강자성유체는 이하 강자성유체 왁스로 언급된다. 이들 재료는 전형적으로 융점 또는 연화점이 적어도 바람직하게는 30℃, 바람직하게는 적어도 40℃이고, 융점이 100℃ 미만과 같은 약 125℃ 미만, 바람직하게는 약 60℃ 미만인, 실온에서는 고체 또는 반고체이다. O 및 P의 방법중 단계 (b)에서, 입자의 전달 및 강자성유체 왁스 조성물의 제거/회수를 촉진하기 위해 강자성유체 왁스의 적어도 융점의 온도로 증가시키는 것이 바람직할 수 있다.
강자성유체 왁스 제조에 사용하는데 적당한 왁스는 파라핀, 에틸렌계 폴리머, 폴리올 에테르에스테르 및 염소화된 나프탈렌과 같은 천연 및 합성 왁스를 포함한다. 접착제, 잠재 접착제 또는 막 형성 재료로 포함되는 관능화된 왁스도 또한 사용될 수 있다.
입자의 단층 규칙 배열을 갖는 막은, 접착제 또는 잠재 접착제가 고화성 막 형성 재료이고 입자를 접착제로 가압하는 기판을 사용함으로써 J, K 및 O의 방법으로부터 제조될 수 있다. 막 형성 재료는 액체 또는 침투성 상태이므로 막 형성 재료로 입자들 사이의 격자간 공간을 충전하면서 입자를 막 형성 재료에 침투하게 한다. 막 형성 재료의 두께는 최대 입자 높이의 적어도 약 50%, 바람직하게는 최대 입자 높이의 적어도 약 95%이고, 최대 입자 높이의 약 200%보다 두껍지 않은, 최대 입자 높이의 약 125%이어야 한다. 최대 입자 높이의 95% 내지 100%와 같은 최대 입자 높이의 약 95% 내지 약 105%의 범위에 있는 두께가 일반적으로 유리한 결과를 제공한다. 입자는 막 형성 재료로서 사용되는 접착제 또는 잠재 접착제 재료로 완전히 또는 실질적으로 침투하도록 의도된다. 이것은 본 발명의 다른 양태와 비교되는데 접착제 또는 잠재 접착제는 막 형성 재료가 아니고 또는 입자를 그 표면에 점착하도록만 의도된다. 그러한 경우에 입자는 최대 입자 높이의 약 25% 이하의 두께로 침투해야만 한다.
O 및 P의 방법에서, 강자성유체 왁스와 접착제, 잠재 접착제 또는 막 형성 재료가 지나치게 서로 혼합되는 것을 방지하기 위해서, 강자성유체 왁스는 입자가 접착제, 잠재 접착제 또는 막 형성 재료로 가압됨에 따라 제거될 수 있다. 대안으로, 강자성유체 왁스의 연화 또는 용융 온도, 실질적으로 입자가 침투하는데 어렵지 않도록 강자성유체 왁스의 온도보다 높은 온도하에서 점도를 갖는 접착제, 잠재 접착제 또는 막 형성 재료를 사용할 수 있다. 그러나, 온도는 실질적으로 강자성유체의 "연화점" 또는 융점과 실질적으로 동일한 온도에서 잠재 접착제의 접착제 특성을 활성화하기 위해 다양해질 수 있다. 본문에 사용된 바와같이, 연화점은, 적당한 강자성유체 왁스에서 접착제, 잠재 접착제 또는 막 형성 재료로 입자를 쉽고 간편하게 전달하게 하는 최소의 압력하에서 강자성유체 왁스가 충분히 연성이 있고 또는 유동성이 있는 온도이다.
J 내지 P의 방법에서, 강자성유체 및 강자성유체 왁스는 후속 사용을 위해 재사용되거나 또는 재활용될 수 있다. 게다가, 강자성유체는 막에 포함되지 않기 때문에, 막은 의도된 최종 사용에서 기판상에 형성된 막을 쉽게 위치하도록 투명 또는 반투명하게 제조될 수 있다. 또한 이것은 D 및 H의 방법 뿐만 아니라 점착층이 충분히 얇거나 또는 재충전후에 제거된다면 B 및 F의 방법으로 확보될 수 있다.
본 발명 방법으로 형성된 막 또는 점착된 배열은, 예를들면 전자 복합체에 사용된 기판상에서 제자리에서 형성될 수 있다. 그러한 경우에 본 발명에 따라 제조한 막 또는 점착된 배열은 복합체 또는 다른 기판상에서 코팅을 형성한다. 따라서, 본문에 사용된 용어 막 및 점착된 배열은 "코팅"을 포함한다.
어떤 경우에 막은 접착제 특성을 필요로 하지 않을 수도 있다. 예를들면, 막이 시험 목적을 위해 임시로 조립하는 두 세트의 도체사이에 사용된다면, 결합되지 않아도 된다. 그러나, 일반적으로 막 형성 재료가 2차 또는 잠재 접착제/경화 시스템을 함유하여 막의 최종사용 적용에 활성화되는 것이 바람직하다.
일반적으로 막 형성 재료(및 임의로 경화성 점착층 조성물)의 고화는 두 스테이지, A스테이지 및 B스테이지를 포함한다. A스테이지 또는 1차 고화는 취급할 수 있는 자리에서 유지되는 입자를 갖는 막을 제조하는 기능을 갖는다. A스테이지는 1차 경화, 예를들면 광경화, 열 또는 E-빔을 포함할 수 있다. 또한 용매 증발, 냉각(특히 용융물로부터), 화학반응(예를들면, 중합반응), 물리적 연합현상등은 효과적으로 고체 A스테이지 상태로 점도를 증가시키기 위한 허용가능한 수단이다. 막의 최종사용 적용동안에 발생하는 B스테이지는 A스테이지 막 또는 코팅의 열가소성을 사용할 수 있지만 바람직하게는, 예를들면 열경화성 상태로의 경화를 포함한다. A스테이지 고화가 1차 경화에 의해 영향을 받으면, B스테이지 경화는 A스테이지와 동일 또는 상이한 경화 메카니즘을 사용할 수 있는 2차 경화이다.
E 내지 H의 방법에서 경화성 강자성유체 조성물을 기판에 적용할 수 있고, 또는 J 내지 P의 방법에서 강자성유체 또는 강자성유체 왁스 조성물을 자기장에 노출할 수 있다. 조성물을 자기장에 노출할 수 있고, 한편 조성물을 기판에 적용할 수 있다. 조성물은 연속적으로 또는 단계식으로 적용할 수 있다. 유사하게 기판은 장치를 자기장에 적용하기 전에 연속적으로 또는 단계식으로 통과될 수 있다.
조성물은 하나이상 장착된 자석을 갖는 스텐실 또는 스크린 인쇄 장비를 사용하여 스텐실 또는 스크린 인쇄를 함으로써 기판에 적용될 수 있다.
조성물이 적용될 수 있는 기판은 단단하거나 유연할 수 있다. 방출층은 기판을 형성할 수 있고 또는 점착층이 막 형성 재료와 결합되는 것을 방지하기 위해 점착층에 적용될 수 있다. 유사하게 기판으로부터 떨어져 있는, 막의 표면에 적용하여 막을 스태킹 또는 롤링할 수 있다. 방출층 자체는 단단하거나 또는 유연할 수 있고 또는 적당한 방출 재료의 코팅 또는 막을 포함할 수 있다.
입자의 단층 규칙배열을 운반하는 접착제 막은 방출 코팅된 기판상일 수 있다. 투명 또는 반투명중 어느 하나인 접착제 막에 적어도 부분적으로 UV 복사선이 투과하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 입자의 단층화된 불규칙 및 규칙 배열 및 이에 따라 제조한 동일물을 함유하는 막에 관한 것이다. 적용된 상기한 막을 갖는 기판 또는 막이나 그 위에 형성된 점착된 배열을 포함한다. 또한 지지테이프 기판 및 전달가능한 입자의 규칙적인 단층 배열, 1μm 내지 약 500μm의 범위에 있는 입자 및 약 50% 이하의 전달가능한 입자의 표면적과 접촉하는 기판과 기판에 임시로 결합된 입자를 포함하는 제품을 포함한다. 더욱이, 입자와 지지테이프의 결합강도는 실질적으로 모든 전달가능한 입자의 점착 강도미만이어야 한다. 한 그러한 구체예에서, 지지테이프 기판은 방출 코팅 종이로 이루어진다.
이들 제품은 한 경화 메카니즘보다 많은 접착제 매트릭스를 더 포함한다. 이들 제품은 실리콘 웨이퍼 기판, 인듐주석산화물 코팅된 유리기판, 또는 그 위에 도전체의 패턴식 설계가 있는 어떤 기판을 더 포함할 수 있고, 전달가능한 실체 입자의 배열은 실체 입자와 지지테이프 사이의 접착제 결합강도를 초과하는 실체 입자와 기판 사이의 접착제 결합강도를 갖도록 접착결합될 수 있다. 임의로, 지지테이프 기판은 강자성 입자 또는 콜로이드 강자성 입자를 함유할 수 있다.
본 발명은 제1기판, 적어도 1μm 내지 약 500μm의 실체 입자의 규칙적인 단층 배열을 갖는 접착제 매트릭스 및 접착제 매트릭스에 의해 제1기판에 결합된 제2기판의 순차적 적층품을 지향하고, 접착제 매트릭스에는 실질적으로 약 1μm보다 작은 강자성 입자는 없다. 규칙적인 단층 배열은 자속장을 통해 연장되는 평면, 바람직하게는 상기 자속장에서 자속선으로 통상 연장되는 평면, 보다 더욱 바람직하게는 자속선이 수직인 평면에서 취한 연속적으로 이동하는 기판상에 지지되는 실체 입자에 작용하는 자속선의 패턴에 의해 유도될 수 있다. 접착제 매트릭스는 상이한 접착제 조성물의 추가의 별도층을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 지지테이프 기판, 및 접착제에 의해 결합된 적어도 1μm 내지 약 500μm의 전달가능한 실체 입자의 규칙적인 단층 배열을 갖는 제품을 지향하고, 접착제에는 실질적으로 강자성 입자가 없고 접착제의 접착 강도는 입자의 점착 강도보다 작고 전달가능한 입자에 대한 것보다 지지테이프 기판에 대해 더 크다.
본 발명은 제1과 제2세트의 도체사이의 이방성 전도결합을 형성하는 방법을 지향하고 있다. 이 방법은 제1접착제를 제1세트의 도체에 적용하고 지지테이프 기판에 결합된 입자의 단층 규칙배열을 함유하는 제품을, 전달가능한 실체 입자의 규칙적인 단층 배열의 적어도 일부가 제1세트의 도체와 접촉할 정도로 제1세트의 도체에 적용하는 단계를 포함한다. 다음에 제1기판을 적어도 부분적으로 경화시킨다. 지지테이프를 제1세트의 도체에 접착하는 전달가능한 실체 입자의 규칙적인 단층 배열로 제거한다. 임의로 제1접착제와 동일한 제2접착제를 규칙적인 단층 배열의 전달가능한 실체 입자에 적용하고 제2세트의 도체를 규칙적인 단층 배열의 전달가능한 실체 입자에 적용한다. 다음에 제2접착제를 활성화시킨다.
한 구체예에서, 제1접착제는 UV 경화성이고 지지테이프는 적어도 부분적으로 UV 투과성이다. 다른 유형의 접착제는 이하의 여러 실시예에서 사용될 뿐만 아니라 논의될 수 있다.
제1세트의 도체는 유리상의 인듐주석산화물 코팅, 반도체상의 금속피복물 및 절연체상의 금속피복물과 같은 기판상에서 생성할 수 있다.
본 발명은 표면 또는 원주상에 도체를 갖고 도체 또는 막 또는 그 위에 형성된 점착된 배열에 적용된 도전 입자를 함유하는 상기한 막을 갖는 활성 또는 비활성 전자 복합체를 포함한다.
막 또는 점착된 배열은 회로를 포함하는 실리콘 웨이퍼와 같은 전기적 주소지정 기판 또는 그 위에 패턴식 설계된 전도 점착물을 갖는 인듐주석산화물(ITO) 코팅된 유리와 같은 전도 유리상에 형성될 수 있고 또는 대안으로 접착제를 통해 그러한 기판에 부착될 수 있다. 세라믹, 에폭시 복합체, 폴리이미드 막등은 전도 점착물을 포함할 수 있는 다른 형태의 기판을 나타낸다.
ITO 코팅된 유리 기판의 경우에, 경화성 조성물의 점착층은 적당하게 광중합반응을 할 수 있고 화학선(UV) 복사선으로 투명한 기판을 통해 조사에 의해 경화된다. 노출 조건은 경화성 조성물층만이 고화될 정도로 선택될 수 있다. 비경화 재료의 제거후에 재충전 재료는 적용되고 경화된다(1차 경화 또는 A스테이지).
대안으로, 막 형성 재료가 중간체로 결합 전에 또는 동시에 결합되는 기판 및 ITO 코팅된 유리 기판에 적용된다면 또는 제2기판이 그 표면상에 고화성 막 형성 재료의 미리 적용된 코팅을 갖는다면 재충전할 필요는 없다. 고화성 막 형성 재료는 기판이 함께 결합되고 가압될 정도로 액체 또는 연화 또는 유연한 상태중 어느 하나이어야 하고 입자는 제2기판의 표면과 접촉될 때까지 고화성 막 형성 재료를 통해 침투된다.
유사한 방법은 UV 또는 가시광선 복사선으로 투과되지 않지만 다른 유형의 전자기 복사선으로 투과되는 기판의 경우에 적당하다. 그러한 경우에, 경화성 조성물중의 개시제 시스템은 변형을 필요로 할 수 있다. 대안으로, 본 발명에 따른 막의 미리 형성된 "패치"는 전기적으로 주소 지정 기판에 적용될 수 있다. 다른 경우에 재충전 조성물은 잠재 접착성을 가지기 위해 잠재 열 경화제 또는 다른 B스테이지 경화 시스템을 함유한다. 결과 제품은 여러 유형의 편평한 패널 표시장치에 상호연결하는 디바이스에 사용할 수 있고 또는 코팅되고 세분된 웨이퍼의 경우에 "플립 칩" 기술을 사용하여 직접 다이 부착을 할 수 있다.
실체 입자의 평균 입도는 콜로이드 크기의 강자성 입자의 적어도 약 10배, 보다 구체적으로 적어도 약 100배, 유리하게 적어도 약 500배이어야 한다. 실체 입자는 적어도 약 2μm의 평균 입도(비대칭 입자의 경우에 최소 치수로 측정)를 갖고 한편, 콜로이드 강자성 입자는 약 0.01μm와 같은 약 0.1μm보다 크지 않은 평균 입도를 갖는다.
전자 상호연결에 사용하기 위해, 상호연결 패드는 폭이 일반적으로 약 10 내지 약 500μm의 범위, 적당하게 약 100μm이다. 일반적으로 패드 사이의 거리는 약 150μm 미만, 약 100μm이다. 본 발명은 약 100μm 미만, 더욱이 약 10μm 이하의 피치 또는 거리 감소를 촉진한다.
실체 입자는 단층의 규칙 패턴으로 배열될 수 있다. 기판상 비경화된 경화성 조성물의 두께는 바람직하게는 경화전에 조절되어야 하며(예를들면, 압착, 스퀴지등) 본질적으로 모든 입자(또는 적어도 최대의 입자)는 실질적으로 동일한 평면에 있다.
실체 입자는 실질적으로 균일한 크기와 형상을 가져야 한다. 실질적 균일성은 평균 입자보다 작거나(막에서 전도 입자로서 작용할 수 없는) 또는 평균 입자보다 큰(압착 및/또는 막 또는 코팅제조 조건에서 크기감소할 수 있는, 예를들면 용융 또는 변형할 수 있는 납땜 입자) 존재에 의해 영향을 받지 않는다. 납땜 분말 입자용 크기분포는 Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits, Lincolnwood, IL 60646-1705, U.S.A.의 시험 방법에 따라 정해진다. 예를들면, 시험 방법 IPC-TM-650으로부터 표 1 분포를 이하에 나타낸다:
시료 중량% - 공칭 치수(μm)
이하 1% 미만 최소 90% 최대 10%
유형 4 40 38 초과 38-20 사이 20 미만
유형 5 30 25 초과 25-15 사이 15 미만
유형 6 20 15 초과 15-5 사이 5 미만
E 내지 H의 방법에서, 자기장에 적용할 때 또는 자기장으로부터 제거한 직후에 경화성 조성물은 경화되거나 그렇지 않으면 고화될 수 있다.
압력은 1차 경화 또는 다른 고화단계 전 및/또는 동안에 막 형성 재료의 층에 적용될 수 있다.
실체 입자는 막의 제조동안 또는 최종 사용 적용동안중 어느 하나로 가압시 유연하여야 한다. 그러한 유연성은 단일점 접촉보다 크게 촉진하고 입도 또는 기판 편평에서 작은 변이를 보상할 수 있다. 이것은 도전막의 제조에 바람직하다.
막 두께는 실체 입자의 평균 직경과 실질적으로 동일해야 한다. 상이한 크기의 둘이상의 군중의 입자경우에 큰 입자군에 속하는 입자는 실질적으로 균일한 크기여야 하고 막 두께는 최대 입자군의 평균 직경과 관련되어야 한다. 자기장에 노출되는 동안, 경화성 강자성유체 조성물의 층 두께는 실체 입자의 평균 직경보다 클 수 있지만 통상 두께는 평균 직경의 두배 미만이어야 한다. 이런 식으로 각각의 입자는 캐리어 액체로 포위될 수 있고 조성물층으로 확산될 수 있다.
재충전후에 압력을 두께를 감소시키기 위해 재료에 가할 수 있어 실체 입자는 막의 두 표면에서 유지되거나 또는 이로부터 약간 돌출되어 있다. 대안으로, 막 두께는 예를들면, 경화 또는 건조의 결과로서, A스테이지 동안에 수축으로 감소될 수 있다.
입자가 압착가능한 구형이라면, 막 두께는 도전 입자의 평균 직경 미만으로 압착에 의해 감소될 수 있다. 이렇게 하는 동안 입자는 비원형 단면형상으로 압착될 수 있고 이로써 각 입자의 표면상 전기접촉 면적은 증가될 수 있다. 각각의 입자의 상이한 압착도로의 압착은 기판의 입도와 편평도에서 몇몇 변이를 보상할 수 있다. 도전 금속으로 코팅된 폴리머 재료의 핵을 갖는 도전 입자의 압착성은 폴리머의 가교 정도에 의존할 것이다. 3.3 MPa 압력하에서 Z축상으로 압착된 금 코팅된 구형 폴리스티렌 입자[상표명 AU 212하의 일본 오사카에 있는 Sekisui Fine Chemical Co제(평균 입도가 11.5μm로 알려짐)]는 10.5μm의 Z축 치수, 즉 Z축상의 8.7% 수축에 대응하는 0.79의 아스펙트비(Z/X)를 갖는 것으로 알려졌다.
일반적으로, 균일한 자기장은 경화성 조성물층(즉, Z방향)에 통상 적용되고 실체 입자는 단층에서의 규칙 배열의 입자를 형성한다. 단층으로 두 세트의 도체사이의 Z방향으로 다리결합하는 1차 단일 입자가 있다(막이 두 세트의 도체사이에 사용될 때). 규칙 패턴은 전기 접촉의 신뢰성을 개선한다. 자기장은 경화성 조성물층(즉, Z방향)에 대해 평행하게 적용될 수 있고 실체 입자는 입자의 평행한 사슬을 형성하고 각각은 동일한 사슬의 입자 또는 인접 입자와 접촉한다. 사슬은 두 세트의 도체 핀 또는 트랙의 길이방향 축에 평행하게 형성된다. 다시 Z방향으로 다리결합하는 단일 입자는 두 세트의 도체사이에서 이루어진다. 그러나, 입자는 동일한 사슬에서의 인접 입자와 전기 접촉하여 신뢰성이 더 개선된다.
두 별도의 세트의 도체 핀 또는 트랙이 집적 회로 또는 다른 성분의 반대쪽 끝에 위치되는 경우에, 조성물 층은 통상 성분의 중심 면적에서 간섭되어 입자의 전도 사슬은 동일한 성분상의 두 세트의 도체를 연결하는 성분 폭을 따라 연장되지 않는다(원하지 않으면).
다른 두 세트와 수직인 두 세트를 가진 네 모서리상의 도체 핀을 갖는 "쿼드" 성분의 경우에 조성물층을 적용하고 자기장에 노출하고 두 공정으로 점착층에서 경화하여 전도 입자의 사슬은 각각의 면적에서 적당한 배열 및 간섭으로 X방향 및 Y방향으로 형성된다. 조성물의 스크린 인쇄 및/또는 마스크의 사용은, 예를들면 이 조작을 촉진할 수 있다. 한 방향의 입자 사슬을 원하는 면적을 스크린 인쇄하고 경화한 다음에 다른 방향으로 입자를 제2스크린 인쇄공정 및 경화한다. 대안으로, 입자 사슬의 상이한 방향 또는 배향을 원하는 면적을 후속의 경화를 하면서 경화 또는 중합동안에 마스킹할 수 있고 또는 미리 면적을 마스킹할 수 있다.
자기장이 통상의 조성물 층으로 적용되면 X방향 또는 Y방향에서 현저한 배열이 발생하지 않아 조성물 층의 간섭이 없거나 또는 이중 배열 공정을 필요로 하지 않는다.
강자성유체의 콜로이드 강자성 입자는 자철광일 수 있지만 다른 강자성 입자는 그 개시가 참고로 본문에 명백하게 포함되는 미국특허번호 4,946,613(이시카와)에 기술된 대로 사용할 수 있다. 강자성 입자의 예로는 (i) 자철광 이외에 망간 페라이트, 코발트 페라이트, 바륨 페라이트, 금속 혼합 페라이트(예를들면, 아연, 니켈 및 그 혼합물) 및 그 혼합물과 같은 강자성 산화물; 및 (ii) 철, 코발트, 희토류 금속 및 그 혼합물에서 선택된 강자성 금속을 포함한다. 페라이트는 일반식 MFe2O4로 강자성을 갖는 세라믹 산화철 화합물이고, 여기서 M은 일반적으로 코발트, 니켈 또는 아연과 같은 금속이다[Chambers Science and Technology Dictionary, W.R.Chambers Ltd. and Cambridge University Press, England, 1988]. 강자성 현상은 페라이트 및 유사 금속에서 관찰된다.
강자성 입자 직경은 평균 입도가 약 0.01μm인 약 2nm 내지 0.1μm의 범위에 있을 수 있다. 강자성 입자 함량은 경화성 강자성유체 조성물의 약 1 내지 약 30 부피%의 범위에 있을 수 있다. 모노머가 강자성유체의 캐리어를 형성하는 경우에 모노머중의 강자성 입자의 현탁액은 입자 함량이 약 2 내지 약 10부피%일 수 있다.
계면활성제는 일반적으로 캐리어, 특히 경화성 캐리어중의 강자성 입자의 안정한 분산액을 제조하는데 사용될 수 있다. 계면활성제는 불포화 지방산 및 그 염에서 선택될 수 있고, 지방산 또는 염은 COOH, SO3H, PO3H와 같은 하나이상의 극성기 및 그 혼합물을 갖는다. 실리콘계 계면활성제, 플루오르계 계면활성제등과 같은 본 기술분야에서 공지된 다른 계면활성제도 사용될 수 있다. 적당한 계면활성제는 올레산나트륨 또는 올레산, Toray Silicone Co.Ltd.로부터 상표명 SH-6040, Nikko Chem. Co.Ltd,로부터 Saloosinate LH, Toshiba Silicone Co.Ltd.로부터 플루오르 함유 계면활성제 XC95-470하로 구입할 수 있는 실란 커플링제를 포함한다.
1차 계면활성제는 강자성 입자의 표면상에 흡착된 코팅을 형성한다. 2차 계면활성제는, 특히 음이온 계면활성제, 예를들면 포스페이트 에스테르의 산형, 특히 GAF(대영제국) Limited, Wythenshawe, Manchester, U.K.로부터 GAFAC RE610 또는 Rhone-Poulenc, Chimie, France로부터 RHODAFAC RE610과 같은 방향족 포스페이트 에스테르계 계면활성제를 분산성을 이루기 위해 사용할 수 있다.
종래의 강자성유체 조성물은 적당한 비자기 캐리어 액체중의 강자성 입자의 콜로이드를 포함한다. 그러한 비자기 캐리어 액체는 각각의 개시가 참고로 본문에 명백하게 포함되는 미국특허번호 4,946,613(이시카와), 미국특허번호 3,843,540(레이머스) 및 WO 95/20820에 기술된 것들 중에서 선택될 수 있다. 캐리어는 (a) 케로센과 연료오일, n-펜탄, 시클로헥산, 석유 에테르, 석유 벤진, 벤젠, 크실렌, 톨루엔 및 그 혼합물과 같은 탄화수소; (b) 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 브로모벤젠 및 그 혼합물과 같은 할로겐화된 탄화수소; (c) 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, 벤질알코올 및 그 혼합물과 같은 알코올; (d) 디에틸에테르, 디이소프로필에테르 및 그 혼합물과 같은 에테르; (e) 푸르푸랄 및 그 혼합물과 같은 알데히드; (f) 아세톤, 에틸메틸케톤 및 그 혼합물과 같은 케톤; (g) 아세트산, 아세트산 무수물 및 그 혼합물 및 그 유도체와 같은 지방산; 및 (h) 페놀 뿐만 아니라 다양한 용매의 혼합물에서 선택된 유기 용매일 수 있다. Ferrofluidics Corp., New Hampshire, USA에서 시중 구입가능한 강자성유체는 물, 에스테르, 탄화플루오르, 폴리페닐에테르 및 탄화수소와 같은 적당한 캐리어중의 분산된 자화성 입자를 포함한다. 강자성유체의 보다 상세한 설명을 위해 Ferromagnetic Materials, Wohlfarth E.P.(Ed), Vol.2, Ch.8, p.509, North Holland Publishing Co.(1980); Aggregation Processes in Solution, Wyn-Jones, E., Gormally, J., Ch.18, p.509, Martinet A Elsevier Sci. Publishing Co.(1983); R.E.Rosensweig, Ann.Rev.Fluid Mech.19, 437-63,(1987)을 참조한다.
강자성유체는 통상 효과적인 절연체이다. 강자성유체 접착제 조성물의 고유저항은 경화후에 더 증가될 것이다. 원한다면, 탄소 또는 금속분말과 같은 도전 충전제는 강자성유체에 포함될 수 있다(EP A 0 208 391 참조). 구체예에서 그러한 도전 충전제는 도전 입자의 보다 낮은 표면을 피복하고 전도율을 유지시키는 최종 제품에 점착층이 있게 한다. 통상, 충전제 자체는 "자기 구멍"의 방식으로 그 자체가 규칙적으로 될 것이다. 추가의 전도 충전제는 점착층에 적재되어 약간의 μm보다 큰 길이만큼 점착층의 평면에서 전기 연속성을 유지하지 못한다.
경화성 강자성유체 조성물은 접착제 조성물일 수 있다. 보다 구체적으로, 콜로이드 강자성유체는 혼합될 수 있거나 또는 강자성 입자는 분산될 수 있어 콜로이드를 형성하는 어떤 적당한 모노머 조성물일 수 있다. 아크릴레이트, 에폭시드, 실록산, 스티릴옥시, 비닐에테르 및 다른 모노머, 올리고머와, 폴리이미드 및 시아네이트 에스테르수지 및/또는 폴리머 및 그 혼성체와 같은 프레폴리머에 근거하여 광범위한 중합성 시스템이 경화성 점착층 조성물 및/또는 막 형성 재료로서 사용될 수 있다. 종래의 이방성 전도 접착제막은 열가소성 수지 첨가제와 결합하는 시아네이트 에스테르 수지에 근거하여 국제공개공보 WO 93/01248에 기술되었다. 접착제는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 스티렌, 말레에이트 에스테르, 푸마레이트 에스테르, 불포화 폴리에스테르 수지, 알킬 수지, 티올-엔 조성물 및 아크릴레이트 메타크릴레이트와 같은 올레핀계 불포화 시스템, 실리콘 및 우레탄과 같은 비닐-말단 수지에서 선택될 수 있다. 적당한 아크릴레이트 및 메타크릴레이트는 미국특허번호 4,963,220(바크만) 및 4,215,209(레이-쇼드허리)에 기술된 바와같은 중합성 시스템에 사용된다. 본문에서 유용한 다른 아크릴레이트 함유 재료는 접착제를 제조하는데 유용하다고 공지된 유형의 메틸메타크릴레이트, 다관능성 메타크릴레이트, 실리콘 디아크릴레이트 및 다관능성 아크릴화된 우레탄(예를들면, 미국특허번호 4,092,376(듀크)에 개시된 바와같음) 또는 티올-엔 또는 티올-넨(예를들면, 미국특허번호 3,661,744, 3,898,349, 4,008,341 및 4,808,638에 개시된 바와같음)이다. 적당한 에폭시 시스템은 F.T.Shaw,ed."Chemistry and Technology of Epoxy Resins", B.Ellis, Blackie Academic and Professional, London, 7, P.206ff.(1993)에 기술된 것을 포함한다. 적당한 스티릴옥시 시스템은 미국특허번호 5,543,397, 5,084,490 및 5,141,970에 기술되어 있다. 이들 서류의 개시는 참고로 본문에 포함된다. 고화 공정이 용융 매트릭스 재료의 재고화를 포함하는 경우에 적당한 매트릭스는, Union Camp Corporation, Savannah, Georgia에서 시판되는 Uni-Rez(R) 2642 및 Uni-Rez(R) 2665와 같은 폴리아미드 고온 용융 접착제 폴리머, 및 Shell Chemical Co., Akron, OH.에서 시판되는 Vitel(R) 1870 및 Vitel(R) 3300과 같은 폴리에스테르 폴리머를 포함한다. 이들 재료는 종래의 납땜성 이방성 전도 조성물 및 이것을 사용하는 방법의 문맥에서 미국특허번호 5,346,558(마티어스)에 개시되어 있다. 점착층에 대한 접착제 시스템은 시판용 강자성유체와 상용적이거나 또는 강자성유체의 마스킹에 사용되는 적당히 처리된 자기 극성 입자에 대한 캐리어로서 작용할 수 있는 것중의 하나이어야 한다.
막 형성 조성물과 같은 경화성 점착층 조성물은 1단계 또는 2단계 경화 또는 고화(또는 가역으로 고화할 수 있는)를 진행하는 것일 수 있다. 제1단계에서, 점착층은 입자를 접착하고 제자리에서 유지하는데 충분하다. 제2단계에서, 특히 이렇게 형성된 점착된 배열 또는 막을 기판에 접착하는 것이 바람직하고 완전 경화 또는 고화 또는 재고화를 하게 된다. 그러한 결과는 둘 이상의 중합성 시스템, 1차 경화 시스템 및 2차 또는 잠재 경화 시스템을 포함하는 경화성 조성물, 또는 둘 이상의 반응기 또는 관능기를 그 위에 갖는 모노머, 예를들면 에폭시 및 아크릴레이트의 사용으로 이루어질 수 있다.
적당한 고화성 재충전 또는 막 형성 재료는 유기 또는 무기일 수 있고 고화는 다양한 메카니즘을 통해 발생할 수 있다. 바람직한 재충전 재료는 열경화성 또는 열가소성과 같은 유기물이고, 후자는 폴리올레핀, 폴리스티렌 및 폴리비닐클로라이드와 같은 종래의 "상품" 열가소성 뿐만 아니라 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르에테르케톤등과 같은 "강화된" 열가소성을 포함한다. 열경화성 재료는 점착층에 적당한 상기한 이들 재료를 포함하지만 여기에 제한되지 않고 강자성유체 또는 강자성 입자를 갖고 있다. 막 형성 재료의 경화 또는 중합은 자유라디칼, 혐기성, 광활성화, 공기 활성화, 양이온성, 음이온성, 열 활성화, 수분 활성화, 즉시 또는 수지에 경화제를 첨가하는 다른 경화 시스템을 통해 발생할 수 있다. 게다가, 한 경화 시스템은 A스테이지 또는 1차 고화에 사용될 수 있고, 제2의 다른 경화 시스템은 B스테이지에서 사용될 수 있다. 본 기술분야에서 숙련된 자들에게 다른 경화성 또는 고화성 모노머, 올리고머, 프레폴리머 및 폴리머재료 및 시스템이 막 형성 재료로서 사용될 수 있다는 것이 인정되어야 한다.
재충전은 막 형성 재료를 점착층 또는 접착제 막에 주입하거나 분배함으로써 이루어질 수 있다. 추가로, 재충전은 막 형성 재료를 점착층 또는 접착제 막으로 스퀴즈함으로써 이루어질 수 있다. 대안으로, 재충전은 배치된 막 형성 재료층을 갖는 캐리어 막 또는 기판과 배치된 입자를 갖는 점착된 배열 또는 접착제 막을 함께 가압함으로써 이루어질 수 있다. 막 형성 재료는 액체 또는 쉽게 침투할 수 있는 상태에 있어야 한다. 이런 식으로, 입자는 최대 입자높이의 적어도 약 95%와 같은 최대 입자높이의 적어도 약 50%의 두께로 침투할 수 있다. 막 형성 재료층을 재충전하기 위해 최대입자 높이의 약 125% 미만, 바람직하게는 최대 입자 높이의 약 95% 내지 약 110%의 범위내의 두께가 바람직하고, 예를들면 최대입자 높이의 약 95% 내지 약 100%이다. 이 비는 입자가 점착층 또는 접착제 막을 침투하는 두께에 의존하여 다양할 수 있다.
경화 또는 A스테이지 경화 후에, 캐리어 막 또는 기판은 제거될 수 있다. 대안으로 캐리어 섬유 또는 기판은 의도된 최종 사용 적용시 이렇게 형성된 막의 사용 바로 직전에 제거될 수 있다.
캐리어 막은 잠재 접착제일 수 있고 또는 막 형성 재료의 반대면상에 접착제 또는 잠재 접착제 재료층을 가져 사용할 때 접착제 또는 잠재 접착제는 막이 제2기판에 결합되도록 활성화되고 캐리어막 자체는 충분히 연성 또는 침투성이어서 입자를 디바이스, 특히 막을 갖는 전자 디바이스를 조립하는데 침투할 수 있게 한다.
강자성유체를 이루는 모노머 조성물은 두 중합성 시스템을 포함할 수 있고, 하나는 A스테이지 또는 1차 고화에서 전체 또는 부분적으로 경화되고, 두 번째는 B스테이지(적당하다면 제1시스템에서 더 경화하여 달성함)에서 경화된다. 대안으로 또는 추가로, 모노머 자체는 에폭시아크릴레이트와 같은 한 반응성 또는 경화성 관능기보다 많게 혼성화될 수 있다.
또한 실체 입자는 자성을 띨수 있다.
본 발명 제품의 최종 사용 적용에 의존하여 입자는 전도 또는 비전도일 수 있다. 입자는 열적으로 또는 전기적으로 전도 또는 광학적으로 투과되든지 전도될 수 있다. 본 기술분야에서 숙련된 자들에게 본 발명의 광범위한 이용가능성이 인정되어 있고 의도된 결과, 예를들면 광학투과를 위해 유리 또는 투명/반투명 폴리머 입자; 열전도율을 위해 탄소, 카본블랙, 알루미나, 산화아연, 산화마그네슘 및 산화제2철; 도전율을 위해 은, 구리, 금, 니켈등에 대해 적당한 입자를 선택해야 한다. 합금 입자, 특히 납땜은 도전 입자로서 사용될 수 있다. '558 특허는 입도가 37μm 미만, 바람직하게는 15μm 미만인 납땜 분말을 기술하고 있다. 국제특허공개 WO 93/1248에는 Nippon Atomizer에서 구입가능한 평균 직경 10μm인 초미세 납땜 분말을 기술하고 있다.
그러나, 전자적 적용에서, 실체 입자는 도전성과 실질적으로 비자기성이어야 한다. 본문에서 사용된 용어 비자기성은 각각의 입자가 현저한 순 자기쌍극자를 갖지 않는 것을 의미한다. "비자기성" 핵을 가진 입자는 자연에서 강자성인 금속(예, 니켈)의 코팅을 갖는다. 그러나 소부피의 코팅의 관점에서 입자의 부피당 순 자기모멘트는 현저하지 않다. 실질적으로 비자기성 입자는 비강자성 액체 매질과 같은 자기장에 영향 받지 않는 환경하에서 자기장에 전형적으로 반응하지 않는다. 적당한 입자는 전체 전도재료로 구성될 수 있고 또는 니켈, 은 또는 금과 같은 도전 금속으로 코팅된, 폴리스티렌과 같은 가소재료 또는 유리와 같은 비자기성 비전도핵을 가질 수 있다. 그래파이트 또는 금속과 같은 전도 재료의 핵도 또한 사용될 수 있다. 핵은 임의의 전도 재료의 외부코팅이 있는 공동 유리 구형과 같은 공동일 수 있다. 탄소 섬유 또는 납땜 입자도 사용될 수 있다.
실체 입자는 약 1 내지 약 300μm의 범위에서 적당한 크기를 가질 수 있다. 구형 입자가 바람직하지만 다른 타원형, 신장형, 원통형, 입방구조 또는 섬유구조와 같은 정각형이 사용될 수도 있다. 구형 입자에 대해, 직경은 약 2 내지 약 100μm의 범위에서 약 2 내지 약 50μm, 특히 약 5 내지 약 30μm 또는 약 5 내지 약 20μm가 바람직하다.
긴 치수 및 짧은 치수를 갖는 입자에 대해, 긴 치수는 약 2 내지 약 300μm의 범위에서가 바람직하고 짧은 치수는 약 2 내지 약 100μm의 범위에서 2-50μm, 특히 5-30μm 또는 5-20μm가 바람직하고, 아스펙트비는 약 15/1 내지 약 1/1, 보다 구체적으로 10/1 내지 1/1의 범위에 있다.
섬유 구조의 경우에, 약 50/1까지의 아스펙트비가 허용될 수 있다. 사용된다면, 섬유는 실질적으로 균일한 길이여야 하고(예를들면, 원통형의 형태) 그 장축이 기판에 대해 수직이 되도록 배열해야 한다.
강자성유체의 자기장 적용시 콜로이드 강자성 입자와 비자기성 실체 입자 사이에 상호작용이 발생한다. 이들 상호작용은 입자들 사이의 인력과 사슬들 사이의 반발력으로 인해 규칙 구조 패턴(적당한 조성물층 치수가 허용되는 사슬 형성으로)에서 상호 안정화시킨다[Skjeltorp, One- and Two-Dimensional Crystallization of Magnetic Holes, Physical Review Letters, 51(25)2306-2309, (1983.12.19) 참조].
조성물중의 실체 입자의 농도는 규칙 배열에서의 입자와 다른 인자 사이의 원하는 공간에 따라 선택되어야 한다. 약 2μm 직경의 구형 입자로, ㎠당 약 107입자의 단층에서의 농도가 적당할 수 있다. 조성물의 0.5-60중량%의 범위에서 정량적 농도가 적당할 수도 있다(160,000-6,000,000비드/㎠와 같은 약 600-6,000,000마이크로비드/㎠의 평균밀도를 기술하는, 그 개시가 참고로 명백하게 본문에 포함되는 미국특허번호 5,366,140, 특히 2번째 칸, 24-28줄 참조).
실체 입자의 바람직한 농도는 통상의 실험 및/또는 수학적 계산을 통해 본 기술분야에서 숙련된 자들에 의해 측정될 수 있는 인자수에 의존된다. 미국특허번호 4,846,988(Skjeltorp)은 자기장으로 인해 극성화된 강자성유체중의 자기 구멍의 농도는 이들 사이의 거리를 측정한다는 것을 주목한다. Shiozawa et.al. 1st International Conference on Adhesive Joining Technology in Electronics Manufacturing, Berlin(1994.11)은 전통적인 이방성 전도 접착제에서의 접촉 저항은 입자 계수(단위 면적당)가 증가함에 따라 감소된다는 것을 가리키고 있다. 전도 입자의 증가수는 전류전달 용적을 증가시킨다. 전류전달 용적은 농도의존 뿐만 아니라 입자형 의존이다[Lyons and Dahringer in Handbook of Adhesives Technology, Pizzi and Mittal, eds., Marcel Dekker Inc., p.578,(1994)].
따라서, 전도 입자의 실제 농도는 입자유형, 밀도, 직경, 전기패턴, 최소로 필요한 접촉 저항 측정치, 반대 및 인접 도체사이의 공간, 도체의 표면적등에 의존되어야 한다.
Li and Morris, 1st International Conference on Adhesive Joining Technology in Electronics Manufacturing, Berlin(1994.11)은 상이한 적재 밀도에 대한 최소의 패드 크기 및 도체 접착제에서의 전도 입자의 상이한 입도에 대한 최소의 패드 공간을 계산하는 컴퓨터 프로그램을 기술하고 있다. 입자배열의 규칙성에서, 자기장은 영구자석 또는 전자기 수단에 의해 적용될 수 있다. 자기장은 0.5 내지 5분과 같은 0.1 내지 10분의 범위에서의 시간동안 적용된 10mT 내지 100mT와 같은 10mT 내지 1000mT의 범위에서 기술되어 있다. 강자성유체 조성물의 자기포화는 자기장 강도의 선택에 영향을 줄 것이다.
도전 입자를 함유하는 본 발명에 따른 막 또는 코팅은 활성 및/또는 비활성 전자 복합체, 예를들면 보드상 칩, 플렉스상 칩, 유리 및 보드/플렉스 및 플렉스/유리상 칩의 전기적 상호연결에 사용하도록 의도된다. 특히 본 발명은 도체의 미세 피치 세트의 상호연결 및 플립 칩 기술에 매우 적당하다.
또한 본 발명은 입자를 제거한 후의 점착층 형태의 제품을 제공한다. 입자가 없는 점착층은 각각 상기 C 또는 G의 방법으로 경화된 경화성 조성물 또는 경화된 경화성 강자성유체 조성물 층이 없이 접착하는 입자로 접착제 막을 분리시킬수 있다. 이렇게 형성된 제품은 배열된 입자와 같은 입자의 위치에 대응하는 구멍 또는 리세스를 갖는 경화된 조성물 층을 포함한다.
또한 본 발명은 상기 C 또는 G의 방법으로 이미 접착된 입자를 제거하여 얻은 접착제 표면층에 리세스를 갖는 접착제 막을 제공한다. 접착제 막으로부터의 입자의 제거는, 입자에 대한 접착성이 제1접착제 막의 것보다 큰 제2접착제 막을 입자에 적용함으로써 시행될 것이다. 대안으로, 리세스는 제2접착제보다 입자에 대해 더욱 강한 접착성을 갖는 제3접착제 막을 적용함으로써 이로부터 입자의 제거에 의해 제2접착제 막에서 형성할 수 있다. 이 방법은 한 접착제 막에서 보다 큰 접착성이 있는 다른 막으로의 마스터링 조작을 반복할 수 있다. 접착제 막은 압력 민감 접착제 테이프의 형태일 수 있다.
제1(또는 후속)접착제 막에서의 크레이터 배열은 비경화된 경화성 조성물의 제거후에 점착층에서 가능한 조도로 인해 경화된 점착층에서보다 고품질일 수 있다.
제1접착제 막상의 입자 배열은 매끄러운 표면을 제거하고 입자에 의해 생긴 리세스 형상을 보유할 수 있는 기판에 스탬핑등으로 패턴을 만드는 마스터로서 사용될 수 있다.
리세스 또는 "크레이터"는 입자의 단면에 따라 외형이 원형일 수 있고 또는 정사각형 또는 육변형과 같은 비원형일 수 있다. 크레이터는 입자의 형상에 따라 포물선 모양 또는 편평한 기부를 가질 수 있다.
크레이터는 금속과 같은 성형성 재료의 박층으로 과코팅될 수 있고, 예를들면 포물선모양의 거울 또는 유리의 리플렉터 배열 제조, 예를들면 그 위에 포함되는 지오데식 광학 소자를 갖는 도파관을 제조하는 것이다.
또한 본 발명은 상기 C, D, G 또는 H의 방법으로 제조한 막으로부터 입자를 제거함으로써 얻은, 배열된 패턴과 같은 입자의 위치에 대응하는 구멍을 가진 막을 제공한다. 입자는, 예를들면 막이 아닌 입자를 용해하는 용매, 예를들면 폴리스티렌 구형 입자를 용해하기 위한 THF 또는 아세톤으로 처리하여 막으로부터 제거될 수 있다.
또한 크레이터된 배열은 세라믹 또는 금속, 및 매우 내성이 있는 폴리머를 포함하는 다른 재충전 재료로부터 제조될 수 있다. 입자는 용해, 열분해등에 의해 제거될 수 있어 막의 배열된 배치에서 보이드가 남고, 예를들면 액정, 광크롬 재료, 염료, 감광성 또는 방사재료와 같은 다른 종을 제한하는 표시장치 또는 표시장치소자, 또는 에어로졸 제조를 위한 플레이트 구멍 디바이스를 진동하기 위한 막 멤브레인 적용, 마스터그리드 적용에서 유용할 수 있다[Berglund, R.N., Environmental Science and Technology,7,2,147.(1973)].
추가로 본 발명은 A 또는 E의 방법에 따라 경화성 조성물의 경화된 층에서 입자의 단층을 형성하고, 비경화된 경화성 조성물을 제거하고, 제2성분을 입자와 접촉시키고, 임의로 조립동안 유체 접착제 재료를 성분들 사이의 공간에 적용하는 것을 포함하는 두 성분의 조립 형성방법을 제공한다. 방법은 특히 보드와 같은 기판에 전자 디바이스의 "공모양의" 조립을 형성하는데 적당하다. 배열된 입자를 가진 경화된 점착층은 기판상에서 제조하고 디바이스는 입자배열로 조립한다. 임의로 소량의 "칩결합제" 접착제에 의해 제자리에서 유지될 수 있고 또는 입자 자체가 WO '820 공보에 기술된 바와같은 접착제 특성을 가질수 있다. 다음에 조립을 공모양으로 하고 동시에 디바이스위에 그리고 입자들사이의 격자간 공간을 포함하는 두 성분들 사이의 공간에 접착제를 적용함으로써 재충전할 수 있다. 이 방법은 입자에 대한 전기접촉과 환경보호를 최대화한다.
다음 실시예들은 결코 본 발명의 유효한 범위를 제한하지 않는 수단으로 본 발명의 이해를 더하기 위해 사용된다.
실시예들에서, 다음 약기가 사용된다:
Ms=자기포화
G=가우스
T=테슬러
mPaㆍs=(10-3Nm-2s)=센티포이즈
실시예 1
경화성 강자성 접착제 조성물을 하기한 제조물로부터 제조하였다:
참고번호 성분 w/w %
1 에폭시아크릴레이트, 수지 IRR 282 36.71
ucb Chemicals, Drogenbos, Belgium
2 비스페놀 F.Dow, US 10.84
3 Irgacure 1700, Ciga-Geigy, UK 3.85
4 부탄디올 디아크릴레이트 26.92
5 DICY(디시안디아미드) 5.24
6 벤질디메틸아민 0.35
7 Au-코팅된 구체, Sekisui KK, 16.08
Osaka, Japan
제조물의 점도와 자기 강도를 최적화하기 위해 항목 1을 IRR282계 강자성유체(Ms115G; 27℃에서의 점도 115mPaㆍs)에서 유도되고 항목 4의 29.8%는 부탄디올 디아크릴레이트계 강자성유체(Ms116G; 27℃에서의 점도 12mPaㆍs)에서 유도되었다. 강자성유체를 Liquids Research Limited, Unit 3, Mentech, Deinol Road, Bangor, Gwynedd, U.K.에 의해 제조하였다.
항목 4의 잔존 나머지를 순수한 부탄디올 디아크릴레이트 모노머에서 유도하였다. 모든 성분을 혼합하였을 때 제조물은 안정한 콜로이드를 형성하였다. 결과 저점도 제조물의 자기강도는 약 50G이었다. 금 코팅된 구체는 직경이 단지 12 또는 단지 25μm중 어느 하나였다.
이 입자 함유 강자성 접착제 조성물을 현미경 슬라이드에 바르고 액체 제조물 위에 유리 피복슬립을 놓았다. 액체막을 대등한 압력으로 서서히 스퀴징하여 두께가 2입자 직경 미만인 균일한 막을 얻었다. 할바흐 자기 실린더에서 시료를 실온에서(약 26℃) 약 30초간 0.6T의 균일한 자기장으로 자극화(poling)하였다. 자기장 방향을 기판면에 대해 수직으로 하였다. 시료를 자극화 장에서 제거하고 0.2초동안 현미경 슬라이드 쪽으로부터 UV광으로 조사하였다. 다음에 유리 피복슬립을 블레이드로 열고 시료의 상부가 실질적으로 비경화된 액체형태라는 것을 확인하였다. 그러나 현미경하에서의 검사로 규칙 입자 배열이 여전히 그대로이며 최상 피복슬립에 분열이 있고 금 입자가 완전히 재료에 의해 피복되지 않았음을 알았다. 그럼에도 몇몇 유리된 액체 재료는 입자를 에워싸고 있었다. 유리된 액체 재료를 아세톤의 분출로 시료로부터 세척하였다. 세척물을 강자성유체로 착색하였다. 시료를 현미경하에서 다시 검사하여 건조 표면상 밝은 금색 입자의 배열이 그대로임을 확인하였다. 입자 격자간 공간에서 미량의 액체재료가 없음을 관찰하였다. 전자 현미경으로 25μm 직경의 23.6μm 입자를 도 1에 나타낸 강자성 접착제 조성물의 경화층상에 방치하고 경화층은 입자 직경의 5.6%인 1.4μm 두께를 가졌다. 이 거리는 강자성유체 조성물, 제한구조물 및 조명 조건의 흡광에 관련한 척도를 조정함으로써 제어될 수 있었다.
표면상에 방치한 규칙 배열의 입자를 상기 정제화한 조성물, 즉 강자성 접착제가 자철광이나 분산에 필요한 성분중 어느것도 함유하지 않은 것만 제외하고 유도된 동일한 조성물의 막 형성 접착제로 재충전하였다. 재충전 재료를 입자 사이의 격자간 공간에 충전하였다. 이 재충전 시스템은 피복 슬립에 의해 제한되고 다시 10초간 슬라이드쪽으로부터 조사되어 실시예 7, 두 번째 특허출원에 기술된 A스테이지 경화를 야기하였다. A스테이지 막을 제한 피복슬립에 이어서 기판이 없게 박리하고 전기 및 기계 시험에 사용하였다.
기계시험을 상기한 막이 있는 FR4 기판상에 36㎟ 실리콘 다이를 결합시켰다. 재충전 및 점착층 둘다를 위한 결합조건(B스테이지 경화)은 결합라인에서 90초, 100N 및 약 180℃이었다. 시료를 다이 전단시험을 하기 전에 실온에서 1시간동안 방치하였다. 다이 전단강도평균은 13mPa로 기록되었다. 순수한 강자성 접착제에 대한 동일한 시험에서 얻은 전형적인 값은 약 4mPa이었다.
본 발명에 따라 제조한 시료의 전기 시험은 350mOhm의 Z축 접촉저항을 나타냈다. 재충전 재료는 200kOhm을 초과하는 접촉저항을 가진 절연체였다.
실시예 2
실시예 1에 기술한 바와 동일한 실험을 시행하여 규칙배열을 세척하고 강자성 접착제 조성물의 경화층에 접착하도록 방치하였다. 다음에 시판용 압력민감 접착제(PSA) 테이프(셀로테이프-등록된 상표명)를 사용하여 전자현미경으로 나타내고 도2 및 도 3에 예시한 규칙성을 유지하면서 경화된 강자성 접착제 층에서의 입자의 규칙배열을 PSA로 직접 전달하였다. 이렇게 입자를 경화시킨 강자성 접착제 또는 점착층이 없게 경화시켰다. 도 2에 나타낸 구체의 최상부는 도 1에 나타낸 구체의 저부 또는 점착부에 대응한다. 가한 압력에 의존하여 입자는 상이한 두께로 PSA로 전달될 수 있다. PSA상에 지지된 입자를 재충전하고 상기 실시예에 기술된 바와 동일한 효과를 위해 동일한 방법으로 부분 경화하였다(A스테이지). PSA테이프상의 라이너는 시험목적을 위해 제거하지만 그외에는 막을 지지하고 취급을 촉진하였다. 전달 조작은 기판상에 남아 있는 강자성 접착제 층 또는 점착층에서 크레이터의 배열뒤에 하였다. 크레이터의 배열이 있는 강자성 접착제 층은 다른 목적을 위해 사용할 수 있었다.
실시예 3
강자성 접착제 조성물의 기능은 점착 입자를 규칙적이게 하는 것이므로 2기 경화 또는 어떤 특정 강도특성을 부여하기 위해 이 재료를 제조할 필요는 없다. 그러나 강자성 접착제는 막 형성 재료의 재충전한 매트릭스에보다 기판에 접착하는 것이 더 유리하다. 이 최종 아크릴산에 10% 광개시제 IC 1700(Ciba-Geigy, UK)와 함께 1:1 혼합비로 시판용 강자성유체 APG 511A(Ferrofluidics Inc., NH, USA)와 혼합하였다(WO 95/20820 실시예 18-19 참조). 이것은 거의 90G의 자기포화를 갖고 실온에서 40mPaㆍs 미만의 상당한 점도를 갖는 중합성 유체를 얻고(APG 511A 단독은 40mPaㆍs의 실온 점도를 갖고 반면에 아크릴산은 저점도이다) 이것은 실온에서 1 내지 3초동안 자기장에 매우 반응성이고 자기구멍이 포함된 규칙성(즉 입자)일 수 있다. 다양한 다른 비의 아크릴산 및 APG511A를 사용하여 보다 큰 자기강도 또는 보다 큰 중합을 얻었다. 규칙배열을 실시예 1에 기술된 방법으로 확립하였다(0.2초동안 광경화). 규칙 입자를 아세톤으로 경화한 폴리아크릴산층상에서 세척하고 점착층은 그대로 잔존하였다.
입자의 골격 배열을 실시예 1에서 정제화한 경화성 조성물의 비강자성 접착제 대등물로 재충전하였다. 재충전한 접착제를 상기한대로(A스테이지) 10초간 경화하고 풍부한 극성 구조로 인해 기판에 단단하게 접착된 경화된 폴리아크릴산 막층이 없게 스트리핑하였다. 자유 방치 시험막은 완전히 투명하고 강자성유체에 의해 착색되지 않고 밝은 금색 구체 배열로 이루어졌다. 이것에 이미 기술한 방법에 따라 기계 및 전기 시험을 행하였다. 기계시험은 10mPa의 다이 전단강도를, 전기시험은 500mOhm의 Z축 접촉저항을 나타냈다. 입자가 없는 재충전한 매트릭스는 전기 절연체였다.
실시예 4
시판용 양면 PSA 테이프(셀로테이프-등록된 상표명)를 사용하여 시험 기판을 제조하였다. 일면을 유리 현미경 슬라이드에 접착하고 위로 향한 타면을 실리콘화한 그 후막에서 스트리핑하였다. 약 10% w/w에서 25μm Au-코팅된 균일한 가소성 구체를 함유하는 시판용(비중합성) 강자성유체(Ferrofluidics Inc, NH, USA로부터 APG 511A)를 제조하고 PSA 테이프위에 적용하였다. 실리콘화한 방출 종이위에 압착되지 않도록 조심하면서 강자성유체 방울을 놓아 입자가 규칙적이기 전에 PSA에 고착시켰다. 이것은 실리콘화한 종이위에 유리 피복슬립을 놓음으로써 달성하여 주어진 면적에 대해 압력을 소모하는 저질량중량으로서 작용하였다. 시료를 두 번째 특허출원에서 기술된 대로 균일한 자기장에서 자극화하였다. 1 내지 3초간 자극화한 후에 시료를 제거하고 압력을 균일하게 조립에 적용하여 PSA표면상에 입자를 운전하였다. 실리콘화한 종이를 제거하고 시료를 간편한 아세톤 세척액으로 강자성유체가 없게 세척하였다. 광학 검사로 입자의 규칙 배열이 잔존하고 상기 실시예에 기술된 방법에 의해 재충전되었음을 알았다.
실시예 5-11은 본 발명에 유용한 강자성유체 접착제 조성물 및 자기장에서 입자의 배향에 대한 기술을 더 예시한다.
실시예 5
평균 입경 9.7nm의 자철광 입자(Liquids Research Limited, Unit 3, Mentech, Deiniol Road, Bangor, Gwynedd, U.K.)를 올레산으로 코팅하고 하기한 자기포화 100G 및 250G를 갖는 유체를 제조하기 위해 자철광을 부피에 의해 적당한 함량(3.5% 및 8.4%)으로 헵탄에 분산하였다. 상기한 헵탄계 재료 5ml를 부탄디올 디메틸아크릴레이트 5ml에 가하고 2차 계면활성제를 2ml 더 가하고 이것은 GAF(대영제국) Limited에 의해 상표명 GAFAC RE610으로 판매되고 현재 Rhone Poulenc Chimie, France로부터 RHODAFAC RE610=GAFAC RE610으로 구입가능한 방향족 포스페이트 에스테르의 산 형태였다. 이것은 논옥시놀-9-포스페이트로서 기술되어 있다.
양호한 품질의 강자성유체는 양호한 안정성을 얻었다. 100G 및 250G의 자기포화를 갖는 유체를 제조하였다. 포화 자기 곡선은 급경사이고 전형적인 초강자성 시스템이며 히스테리시스를 나타내지 않았다. 라디칼 개시제로 제조될 때에도 이들 유체는, 본 기술분야에서 숙련된 자에 의해 전통적인 혐기성 접착제의 보관에 사용된 바와 같은 공기 침투성 폴리에틸렌 병에서 보관하면 1년동안 실온에서 안정하였다.
부탄디올 디메타크릴레이트 강자성유체를 표준 라디칼 광 및/또는 열 개시제 시스템으로 괴상으로 중합하였다.
100G의 부탄디올 디메타크릴레이트계 강자성유체에 직경이 11μm인 10%중량/중량 구형의 금도금된 가교 폴리스티렌 미소입자 및 6%w/w 광개시제 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논을 가하였다.
상기 입자는 본질적으로 단순분산이고(즉, 실질적으로 균일한 형상 및 직경) 일본 오사카에 있는 Sekisui Fine Chemical Co Ltd제의 제품이다.
실시예 6
(a) 강자성유체 코팅에서의 자기구멍의 제자리 규칙성을 입증하기 위해 다음 실험을 시행하였다. DEK 245 고성능 다목적 스크린 인쇄기를 실질적으로 균일한 자기장이 자기장의 방향을 기판 및 이른바 '작업대' 인쇄기(DEK Printing Machines LTD, Dorset, England)에 대해 수직이 되게 겹쳐있는 기판의 특정 면적에 적용되도록 변형시켰다. 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같은 종래의 작업대 DEK 245를, 표준 유리 현미경 슬라이드(약 76mm×25mm)(3)를 조절하는 데 충분한 중앙 분쇄 저압부(2)가 있는 광택 알루미늄 표면판(320mm×240mm)(1)으로 이루어진 주문품 작업대로 대체하였다.
광택판을 170mm길이×50mm폭인 줄이 그어진 자기 재료(4)가 판에서의 분쇄 저압부 바로 밑에 있도록 배열된 편평한 영구 자석의 배열위에 장착하고, 상기 저압부는 끝에 줄이 그어진 스퀴지(5)로부터 약 70mm에 위치하여 자기장을 인쇄의 방향에 대해 기판(슬라이드 3)에 앞서 전개하고 인쇄의 방향은 도 6a(A스테이지)의 왼쪽에서 도 6b(B스테이지)의 오른쪽으로 스퀴지 블레이드(5)를 이동하는 쪽이었다. 자기 스트라이프를 각각 40mm×25mm×8mm(길이×폭×두께)인 일련의 편평한 페라이트 자석으로 구성하였다. 이것은 그 두께에 따라 자극화하고 집합적으로 약 400 Oe장 강도로 전달하고 겹쳐있는 광택판의 표면상에서 바로 측정하였다. 각각의 자석은 광택 작업대 상판(1)의 면에 대해 평행한 편평한 면을 가졌고 각각의 자석의 길이 치수가 상판의 길이축에 대해 평행하도록 배열하였다. 어느 한 쪽의 중앙 자석 스트라이프 측면은 중앙 스트라이프에 대해 반대 방향으로 자극화한 두 유사한 스트라이프였다. 모든 세 스트라이프는 함께 결합되어 상판(1)에서 분쇄 저압부(2)와 일치한 기판을 통해 상승하는 수직 자속선이 있는 자기 회로를 완성시켰다.
자기장이 필요하지 않은 비교 실험에서, 동일한 광택 상판을 사용하나, 밑에 있는 자석의 배열은 임시로 제거하였다.
입자 충전된 강자성유체 제조물을 1500mPaㆍs(1.5Nm-2s)점도를 갖는 시판용 강자성유체(Ferrofluids, Inc, NH, USA로부터 구입가능한 APG 057) 및 10중량%의 투명한 11μm 가교된 폴리스티렌 구체(Sekisui Fine Chemical Co., Osaka, Japan)에 근거하여 제조하였다. 구체를 격렬하게 혼합함으로써 제조물에 완전하게 분산시켰다. 제조물을 이제 표준 실험실 현미경 슬라이드(3)를 함유한 분쇄 저압부(2)보다 약 20mm 앞에 위치한 20mm 스트라이프로 자기 작업대(1)에 적용하였다. 작업대를 강자성유체의 얇은 코팅의 인쇄를 할 수 있는 위치로 상승시켰다. 작업대 위치, 인쇄 속도, 인쇄 압력, 및 스퀴지 유형을 독립된 실험으로 조정하여 고려중의 특정 제조물에 대한 코팅을 최적화하였다. 전동화한 스퀴지 블레이드는 현미경 슬라이드의 길이에 따라 제조물을 끌어 들였다. 이 코팅 작용동안에 충전한 유체를 자기장에 적용하였다. 인쇄 주기후에 스퀴지 블레이드를 작업대 표면에서 떨어지게 상승시키고 다른 조작을 대비하여 원래의 위치로 복귀시켰다.
코팅 기판(3)을 광학 화상 분석기에 연결된 현미경을 사용하여 광학적으로 검사하였다. 후자의 장비는 화상 처리를 할 수 있고 강자성유체중의 입자의 장 유도된 규칙성의 품질을 평가할 수 있다. 입자는 유체 매트릭스중의 자기구멍으로서 작용하기 때문에 강자성유체 코팅에서 규칙적이다. 자기구멍 현상은 두 단단한 기판에 의해 형성된 공동으로 제한되는 유체 막에서 Skjeltorp(예를들면, Physical Review Letter, 51(25), 2306, 1983에서 "One and Two Dimensional Crystallization of Magnetic Holes" 참조). 이 경우에, 코팅은 제한되지 않았다.
코팅한 기판의 화상 분석은 그 안에 분산된 별개의 입자를 갖는 실질적으로 균일한 막이 도 7에 예시된 대로 결과되었음을 나타냈다.
비교 실험을, 자석의 배열을 작업대 밑에서 제거한 것만 제외하고 상기한 제조물 및 방법을 사용하여 시행하였다. 이 실험의 결과는 도 8에 표시하고 입자가 별개의 입자 실재물로서 균일하게 분산되지도 않고 또는 분리되지 않음을 명백하게 나타내고 있다.
본 실시예는 비경화성 강자성유체 조성물 및 비전도 입자를 사용하여 시행하지만, 실시예는 본문의 다른 부분에서 기술된 대로 본 발명에 따른 코팅을 얻는데 사용될 수 있는 방법을 예시한다.
(b) 폴리머계 시스템으로 인한 효과를 입증하기 위해, 에폭시-노볼락 강자성유체 용액을 전개하였다. 이것들은 본질적으로 메틸에틸케톤(MEK) 및 톨루엔에서 유도된 휘발성 강자성유체에 용해한 수지 재료로 이루어졌다.
MEK 및 톨루엔 중에서 각각 112 및 166G의 포화 자화(Ms)값을 갖는 강자성유체 용매를 제조하였다. 이것들을 사용하여 에폭시-노볼락 DEN 438 EK85(Dow Deutschland, Werk Rheinmuenster) 및 비스페놀 F 에폭시 모노머를 20w/w의 전체 농도로 용해하였다. 각각의 성분과 경화제의 상대 중량%를 이하에 나열한다. 이들 용액의 농도, Ms및 점도는 용매 증발로 조정할 수 있었다.
에폭시 비스페놀 F Dow, US 78%
DEN 438 EK85(강자성유체 용매중) 13.9%
DICY(디시안디아미드) 7.0%
BDMA(벤질 디메틸아민) 1.0%
25μm 직경의 전도 입자를 상기한 주조액에 10%w/w로 적재하고 구리 또는 금 클래드 FR4 보드와 같은 전도 기판에서 연신하였다. 보드를 ACCU-LABTM연신 코팅기(Industry-Tech., Oldsmar, Florida)상에 제자리에서 테이프로 매고 제조물을 마이어 로드로 연신하여 약 40μm의 습식 두께를 얻었다. 코팅 기판을 시료면에 대해 통상 배치된 0.6테슬러의 균일한 장으로 할바흐 자기 실린더에 놓았다. 막이 여전히 습식성일 때 자극화를 시행하고 점착성 막을 얻을 때까지 시료를 자기장에 잔존시키면서 용매 증발을 시행하였다. 광학 현미경하에서 이것을 검사하고 입자 규칙성을 확인하였다. 막을 이어서 여러 시간동안 80℃에서 가온함으로써 건조시켰다(A스테이지 건조).
실시예 7
에폭시계 제조물을 다음 조성에 근거하여 제조하였다:
성분 상표명/공급처 중량%
트리글리시딜 지방족 HELOXY 5048(Shell Chemicals) 38%
에테르수지
고리지방족 에폭시수지 CYRACURE UVR6351(Union Carbide) 10%
비스페놀 A 디글리시딜 ARALDITE 6010 50%
에테르 폴리머
열 및/또는 광개시제1 IRGACURE 261(Ciba) 2%*
광개시제2 GE1014(General Electric) 2%*
* 두 경우에 개시제는 프로필렌카보네이트중의 50% 용액이었다. 따라서 상기 2%는 1% 실제 개시제로 언급된다(즉, 50% 용액).
2×60초 노출후에(한 면당) 'A'기(1차 경화)에서 광경화된 상기 조성물의 액체막이 유연한 고체막이 되었다. 이 막을 금속 랩전단으로 전달하고 접착제 결합은 추가의 금속 랩전단으로 겹쳐짐으로써 형성할 수 있었다. 이 '샌드위치'구조를 고정시키고 30분간 약 115℃로 가열할 때, 금속 랩전단 표본은 강력하게 결합하였다(2차 경화).
상기한 조성물은 본 강자성유체 분야에서 숙련된 자들에게 공지되고 본원 및 모원의 실시예 5로 언급된 기술을 사용하여 예비코팅된 자철광의 첨가로 강자성유체에 제공하였다. 에폭시 강자성유체에 대한 자화 곡선은 도 9에 나타낸다. 이 유체에 대한 자화 포화는 97가우스였다. 이 유체(지정된) LOC 22에 대한 점도-온도 프로파일은 도 10에 나타낸다.
강자성유체의 점도를 10%의 CYRACURE UVR6351 고리지방족 에폭시수지로 용해하여 더 변형시켰다. 이 조성물의 액체 박막을 광경화시켜 상기한 유연한 막을 형성하였다. 그러나 강자성유체 버전은 광개시제의 수준을 더욱 증가함에 따라 노출시간(한 면당 2.5분)을 증가시켰다.
액체 에폭시 강자성유체 조성물에 SEKISUI KK, Osaka, Japan으로부터 구입할 수 있는 15%(w/w) 11.5μm 금 코팅된 폴리머 단일구체를 가하였다.
실시예 8
코팅 또는 막에서 유도된 접착제는 예비주조 재료를 B스테이지를 적용하여 제조할 수 있다. 그러한 경우에, 1차 고화 또는 A스테이지는 용매증발 및/또는 부분적으로 유도된 열 경화에서 초래될 수 있다. 도체 입자를 제자리에서 고정하는 기능을 갖는 A스테이지는 디시안디아미드(DICY)의 경우에 후속의 B스테이지를 활성화하기 위해 사용된 잠재 중합 촉매를 발사하는데 필요한 열 한계온도 미만인 온도, 예를들면 <120℃에서 부분 겔화를 일으키는 화학 반응에 의해 대등하게 시행될 수 있다. 실온에서 조작하는 시스템의 예는 다관능성 이소시아네이트 및 폴리올 사이의 반응을 포함하여 폴리우레탄을 얻었다. 그러한 제조물중의 강자성유체 함량은 강자성유체 폴리올, 강자성유체 이소시아네이트에서 유도될 수 있고 또는 폴리우레탄 형성에는 도입되지 않지만 존재하는 어떤 다른 모노머 시스템에서 유도될 수 있어 후속의 열경화, 예를들면 강자성유체 에폭시 또는 아크릴계 모노머를 제공한다. 이하의 제조물을 사용하여 전도 입자를 규칙화하고 광의 도움을 받지 않은 실온에서 화학반응에 의해 제자리에서 이들을 고정시켰다(폴리우레탄 형성).
헥사메틸렌 디이소시아네이트 1.1g
히드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA) 0.7g
강자성유체-부탄디올 디글리시딜에테르(Ms=343G) 1.47g
DICY 0.07g
벤질디메틸아민 0.015g
25μm Au코팅된 폴리스티렌 구체 0.1g
강자성유체 접착제중의 규칙 배열로 입자를 고정하기 위한 다른 접근은 광화학을 포함한다. 따라서 A스테이지는 광유도된 양이온성 또는 라디칼 경화일 수 있다. 이렇게 반응하는 제조물은단지 광에 의해 부분적으로 경화될 수 있고 또는 독립적으로 작용하는 두 상이한 유형의 반응 시스템(동일 또는 상이한 모노머)으로 이루어질 수 있다. 전자의 경우에 혼합한 고리지방족 및 비고리지방족 시스템은 광양이온성 개시제로 부분적으로 경화되고 이어서 B스테이지 공정에서 열경화할 수 있다. 후자의 경우에 혼합한 아크릴-에폭시 시스템이 설계될 수 있고 규칙 도체를 제자리에서 고정하기 위해 아크릴 관능기상에서 작용하는데 사용된 광유도된 라디칼 경화일 수 있다. 다음의 실시예에서 상세하게 이들 접근을 기술한다.
실시예 9
고품질의 이방성 전도 접착제 또는 막(각각 ACA 또는 ACF)을 제조하기 위해 특정 제조물 및 특정 장비를 설계하는 것이 필요하였다. 막 제조장비는 도 5, 도 11a 및 도 11b에 예시되고 면적이 약 20㎠까지인 막을 제공하지만 통상 사용된 시험편은 면적이 약 7.5㎠였다. 본 실시예는 막을 제조하기 위한 장치 및 관련된 공정단계를 상세하게 기술한다.
도 11a에 나타낸 바와같이 광택 비자기 강으로 구성된 편평한 플랫폼인 전달대(10)는 시료를 유지하는데 사용한다. 전달대는 기판을 제자리에서 유지하기 위한 진공 척 뿐만 아니라 약 100℃로 플랫폼 온도를 상승시킬 수 있는 운반대 가열기 및 온도를 감지하기 위한 열전지로 이루어진다. 운반대는 그 위에 놓여 있는 구조물로 어떤 열 전달을 방지하기 위해 투프날(Tufnal) 기부상에 장착되어 있다. 운반대는 단일 트랙(11)상에 있으며 다시 비자기 재료로 구성된다. 배열은 장치의 가장 왼쪽에서 오른쪽으로 특정 위치로 이동시킬수 있도록 한다. 이렇게 할 때 큰 자기(할바흐)실린더(17)의 중앙면에 통과시킬 수 있다. 처리가 끝나면 운반대를 넣을 수 있고 장치의 오른쪽에서 왼쪽으로 이동시킬 수 있다.
여러 도체를 함유하는 강자성유체 접착제 제조물은 운반대(10)의 상부에 장착된 방출 코팅된 기판에 적용한다. 상기 기판은 편평하고 반사될 수 있다. 유사하게 처리한 기판을 강자성유체 접착제 막의 상부 위에 놓는다. 이 기판은 UV가 투과된다.
여러 도체로 이루어지는 강자성유체 접착제 조성물을 두 기판으로 제한할 때, 도체 입자의 배열은 초기에는 세 치수에서 불규칙하다. 제한된 유체를 취하고 막제조공정에의 다음 단계에서 위치를 고정한다. 초기 막 조립을 공정의 단계 1로 생각하면, 두 번째 단계는 '습식막 두께 측정'으로 기술될 수 있다. 이 두 번째 단계에서, 조립한 막은 도 11a에서 숫자 12-14로 나타낸 장치에 의해 압착된다. 이 압착 스테이지의 목적은 과잉의 액체를 기판 상부의 전체 원주둘레에 스퀴징하면서 제한 기판 상부의 전체 면적을 차지하는 균질한 유체막을 제조하는 것이다. 압착으로 실질적으로 균일한 유체막을 이룰 뿐 아니라 압력을 가하여 액체 층의 두께가 두 전도입자 직경보다 작게 기판 사이의 유체층을 제조하는 것이다. 이 상태는 전도입자의 단층으로서 언급된다. 그러나 유체막은 입자직경보다 두꺼워 각각의 입자는 시료의 XY면에서 이동하기가 자유로워진다.
이 제2 스테이지에서 사용된 하드웨어는 ㎠당 20Kg까지 연속적으로 다양한 압력을 전달할 수 있는 공기구동 실린더(12), 압력 측정디바이스(13) 및 최후에 압력을 막 조립에 가하는 특별히 설계된 큐브(14)로 이루어진다. 큐브(14)를 그 수직면중 하나를 개방하여 UV 빔에 대해 광학적으로 접근하게 한다. UV반사를 최적화하기 위해 튜닝된 큐브 사선의 고품질 거울(15)에 대략적으로 대응하는 위치에서 밑에 있는 시료에 대해 아래로 광을 편향하도록 45도이하의 각도로 장착되어 있다. 시료면에 대해 평행한 큐브의 바닥면은 각각이 약 5cm이고 두께가 1cm인 고품질 융합 실리카의 광학 플랫이다. 이 성분은 녹색의 Ar이온 레이저선에서 측정한 25㎟에 대해 λ/4이상으로 편평하다. 큐브 조립상에 장착한 후에 이 성분으로 생긴 큐브 기부중의 광학창은 3cm×3cm이다. 광학 플랫은 큐브구조틀의 기부에서 새로 고정되고 5cm×5cm의 면적을 따라 압력을 가한다. 실린더(12)에 부착된 전체 조립을 제작하여 박스(18)에서 정밀제어로 조절된 실린더로 상이한 압력 제어에 의해 무중력으로 나타날 수 있다. 이들 제어로 시료밑에 조립을 매우 부드럽게 착륙시킬 수 있다. 제어 박스(18)는 가열기 제어 및 운반대 카트리지 가열기에 대한 피드백을 더 포함한다. 큐브 구조틀의 잔존면은 그 외면상에 열 흡수장치가 임의로 장착된 광택 금속이다. 열 흡수장치는 큐브내의 거울 뒷면에 결합되어 램프에 의해 생성된 어떤 열이라도 제거할 수 있다.
두께가 약 1 전도입자 직경인 습식막을 형성하기 위해, 압력제어를 조절하여 막 조립을 압착할 수 있다. 이것은 ㎠당 몇 Kg의 순서로 전형적으로 압력을 요구한다. 다음에 압력을 제거하고 막은 본질적으로 압착된 두께로 잔존한다. 압착막을 가진 운반대(10)를 단계 3에서 검사한다. 검사는 통상 200배로 조작하는 반사모드 현미경(16)으로 시행한다. 막 길이를 스캐닝할 수 있다. 화상을 현미경의 3안 현미경 헤드에 부착된 비디오 카메라에 의해 모니터로 중계한다. 조작자가 막이 두께에 대해 단층으로 만족할 때, 조립을 다음 공정단계로 보낼 수 있다. 막이 단층이 아니라면, 만족스런 결과를 관찰할 때까지 상이한 조건하에서 단계로 되돌리고 재압착할 수 있다. 일단 단층 배열에서 막은 극 게이트(17) 앞에 있고 약 55mm의 원형구멍 및 약 140mm의 길이인 큰 할바흐 자기 실린더로 이루어진다. 이 영구자석을 설계하고 광범위한 길이에 대해 실질적으로 균일한 자기장으로 운반하도록 구성하였다. 할바흐 실린더는 0.6T의 장을 운반하고 그 배향은 컵 모양의 하우징내에서 회전함으로써 제어될 수 있다. 자기장의 강도는 사용된 강자성유체 조성물을 실질적으로 포화하도록 선택하였다. 도 7에 나타낸 바와같이 전도입자의 균일한 분산을 이루기 위해 자기장을 통상 시료에 적용할 것이다. 그러나 시료에 평행한 자기장 방향으로 시료를 먼저 자극화한 다음에 시료에 대해 통상의 위치로 다시 배향하여 매우 고도한 규칙성을 이루는데 조력한다는 것을 알았다. 자극화에 필요한 시간은 자성 재료, 적용된 특정 장에서 유체의 자화 포화, 제조물의 점도, 시료의 온도등과 관련하여 유체의 조성물과 같은 척도수에 의존한다. 시료온도는 장착 플랫폼(10)을 가열함으로써 조절될 수 있다.
자극화의 제4단계 후에, 시료를 자석에서 떼어내고 도체입자의 규칙성을 확인하기 위해 다시 검사한다. 규칙성이 만족스럽지 않으면, 시료를 다시 자극화시킨다. 이 제5단계 또는 제3검사 단계에서, 비디오 카메라 출력을 규칙성 공정의 품질 제어를 제공하는 광학 화상 분석기에 연결할 수 있다. 규칙화한 유체막을 다음에 압착위치로 다시 단계 6으로 되돌린다. 규칙화한 시료를 유체막에 압력을 가하거나 또는 가하지 않을 때 광경화시킬 수 있다. 이 공정에서 광경화를 유도하고 배열된 도체를 제자리에서 고정하기 위해 시료에 도 11a에서 항목 19인 UV광으로 조사한다. 이색성 거울 및 전자 셔터가 장착되고 50mm 빔 직경인 Oriel 1kW XeHg 아크램프(LOT ORIEL, Leatherhead, Surry, UK)를 막제조설비에 세우고 부분경화 또는 A스테이지, ACF에 사용한다. UV를 조사하고 적용한다면 압력을 조립에서 해제하고 경화된 막을 조심스럽게 기판에서 떼어내었다. 면적이 약 7.5㎠인, 이렇게 제조한 ACF의 중앙부를 물리 시험에 사용하였다.
기판을 세정하거나 대체하여 조작을 반복할 수 있었다. 장치를 도체 입자의 상이한 유형과 크기 및 상이한 점도 제조물을 수용하도록 설계하였다. 공정 척도로 연속적인 막 제조장비를 얻을 수 있었다.
실시예 10
ACF에 적당한 촉매화된 제조물의 예를 하기한다.
성분 공급처 기술 %w/w
에베크릴 수지 604 ucb Chemical, Drogenbos, Belgium 아크릴화 에폭시 16.8
디히드로디시클로펜타디에닐옥시에틸 메타크릴레이트 Tohm & Hass, Germany 아크릴레이트 23.6
부탄디올 디글리시딜 에테르(BDDGE) Aldrich, US 에폭시 15.8
비스페놀 F Dow, US 에폭시 15.8
나드산 무수물 Aldrich, US 잠재 경화제 21.5
Irgacure 1700 Ciba-Geigy, UK 광개시제 3.0
HX 3722 Ashai, Japan 촉매 3.9
그러한 제조물을 약 25μm의 막 두께에서 평균 압력 UV 아크램프에 의해 20초간 조사후에 광경화한다. 36㎟의 Si다이를 광경화된(A스테이지) 막위에 놓고 약 180℃에서 90초 열처리 및 100N 힘을 가진 FR4 보드에 결합하였다. 약 450N의 평균 다이 전단력을 이 다이크기에 대해 기록하였다.
상기 제조물의 버전을 하기한 표준 모노머와 강자성유체 접착제 모노머를 혼합함으로써 증강시켰다.
참고번호 성분 퍼센트 w/w
1 FF*-에베크릴 수지 604 7.3
2 FF-디히드로디시클로펜타디에닐옥시에틸 3.0
메타크릴레이트
3 FF-비스페놀 F 14.8
4 부탄디올 디글리시딜 에테르(BDDGE) 15.0
5 에베크릴 수지 604 9.5
6 디히드로디시클로펜타디에닐옥시에틸 19.5
메타크릴레이트
7 나드산 무수물 24.5
8 Irgacure 1700 3.0
9 HX3722 3.5
FF*는 Liquids Research Limited에서 제조한 강자성유체 모노머로 언급된다-실시예 1참조.
이것은 이미 강자성유체로 전환된 세 번째에 두 모노머를 가하거나 또는 단일 중합 캐리어로서 모노머의 블렌드를 사용하는 것중의 어느 하나를 시행할 수 있다. 전자의 경우에, 저점도 모노머 디히드로디시클로펜타디에닐옥시에틸 메타크릴레이트에 근거한 전형적인 강자성유체의 생성물(상기 참고번호 2)을 하기한다.
헵탄 중간체:
순수에 질산제2철 404g을 용해하여 500ml을 구성한다. 물에 황산제1철 7수화물 150g을 용해하고 500ml을 구성한다. 상기 용액을 함께 혼합하고 암모니아 용액(비중 0.88) 450ml을 가한다. 올레산 150ml을 가한다. 용액을 산성화하고 고체 자철광을 분리한다. 고체를 물로 여러번 세척하고 헵탄에 재분산한다. 모 헵탄을 사용하여 디히드로디시클로펜타디에닐옥시에틸 메타크릴레이트를 제조:
필요한 양의 헵탄 유체를 침전시키고 고체를 분리한다. GAFAC RE610과 같은 포스페이트 에스테르 계면활성제 0.3ml/100emu*및 Byk-chemie GmbH, D-4230 Wesel, Germany로부터 분산제 Bykanol-N 0.3ml/100emu를 가한다. 필요한 양의 모노머를 가하고 잔류용매를 가열증발시킨다.
*emu는 자기포화의 표현으로 다른 단위인 "전자 자기 단위"이다. 4xPix강자성유체 밀도는 가우스 단위로 emu/g로 전환한다.
상기 방법으로부터 결과되는 적당한 성분 %는 다음과 같다:
디히드로디시클로펜타디에닐옥시에틸 메타크릴레이트=80%
올레산=5%
자철광=5%
Bykanol-N=<5%
포스페이트 에스테르=5%
상기 조성물은 약 100가우스의 자기포화를 가진 디히드로디시클로펜타디에닐옥시에틸 메타크릴레이트의 강자성유체를 제조한다. 보다 강한 유체는 추가의 자철광의 적재를 요구한다. 완전히 제조한 접착제 조성물의 최종 강도는 보다 점성인 비강자성유체 모노머로 비교적 쉽게 제조하는 고강도의 모노머 강자성유체의 희석으로 측정한다. 상기한 제조물의 3가지 성분, 참고번호 1-3은 적당한 비율로 이들 성분으로 구성된 단일 강자성유체에서 유도하였다. 안정한 콜로이드 블렌드는 27℃에서 점도가 1800mPaㆍs(1.8Nm-2s)이고 Ms가 135가우스였다.
상기한 표에 나타낸 강자성유체 접착제 제조물을 경화하고 제조물의 비강자성유체 버전과 동일한 방법으로 기계적으로 시험하였다. 약 260N의 평균 다이전단강도를 기록하였다. 추가로 제조물을 10% w/w 25μm Au-코팅된 폴리스티렌 구체로 적재하고 자기장에 배열할 때, 본 발명에 따른 A 및 B스테이지, 4점 프로브 방법을 사용하여 Z축 접촉 저항 측정을 상부 Cu 기판과 Au 코팅된 FR4 하부기판으로 10mOhm을 기록하였다.
강자성유체 접착제 조성물에서 계면활성제의 이동 또는 분비를 최소화하기 위해 Monomer-Polymer and Dajac Laboratories Inc. Trevose, PA 19047, U.S.A.(Wu, H.F.et al., Polymer Composites, 12(4), 281, 199; Rao, A.V.et al., Paint and Ink International, 15, 1995; Holmberg, K, Surface Coatings International, (12), 481, 1993 참조)로부터 구입가능한 반응성 또는 폴리머 계면활성제를 사용하는 것이 유리할 수 있다.
실시예 11
본 실시예에서, 광화학은 A스테이지 경화를 일으키는데 사용하지만, 광경화에 반응하는 제조물의 성분은 에폭시보다 아크릴계 모노머에서 유도된다. 기본 제조물을 하기한다:
참고번호 성분 w/w %
1 에폭시아크릴레이트, 수지 IRR 282 36.71
ucb Chemicals, Drogenbos, Belgium
2 비스페놀 F.Dow, US 10.84
3 Irgacure 1700, Ciga-Geigy, UK 3.85
4 부탄디올 디아크릴레이트 26.92
5 DICY(디시안디아미드) 5.24
6 벤질디메틸아민 0.35
7 Au-코팅된 구체, Sekisui KK, 16.08
Osaka, Japan
제조물의 점도 및 자기강도를 최적화하기 위해 항목 1은 IRR282계 강자성유체에서 유도되고(Ms115G; 27℃에서 점도 115mPaㆍs=0.115Nm-2s) 29.86%의 항목 4는 부탄디올 디아크릴레이트게 강자성유체에서 유도하였다(Ms116G; 27℃에서 점도 12mPaㆍs=0.012Nm-2s). 강자성유체를 Liquids Research Limited에 의해 제조하였다-실시예 1 및 10 참조. 항목 4의 잔존 나머지는 순수한 부탄디올 디아크릴레이트 모노머에서 유도하였다. 모든 성분을 혼합할 때 제조물을 안정한 콜로이드로 얻었다. 결과 저점도의 제조물의 자기 강도는 약 50G였다. 금 코팅된 구체는 직경이 단지 12 또는 단지 25μm중 어느 하나였다.
이 유형의 제조물을 지지할 수 있거나 또는 지지할 수 없는 것중 어느 하나인 취급성 고체형으로 A스테이지 경화로 설계하였다. 이 경우에 막은 지지되지 않거나 또는 자유 방치하였다.
실시예 12
실시예 11에서 기술한 바와 유사한 제조물을 하기한 대로 제조하였다:
참고번호 성분 w/w %
1 FF*-에폭시아크릴레이트 26.8
수지 IRR 282, ucb Chemicals,
Drogenbos, Belgium
2 비스페놀 F, Dow, US 12.5
3 Irgacure 1700, Ciga-Geigy, UK 4.5
4 부탄디올 디아크릴레이트 20.4
5 나드산 무수물, Aldrich, UK 18.36
6 HX3722 2.5
7 Au-코팅된 구체, Sekisui KK, 15.0
Osaka, Japan
FF*는 Liquids Research Limited에 의한 강자성유체 모노머로 언급된다-실시예 1 및 10 참조.
제조물의 자기강도는 약 31G였다. 도체 입자의 배열을 광경화전에 온화하게 가열함으로써 촉진하였다. 자유 방치 25μm 막을 20초간 UV조사한 후에 제조하였다. 면적이 36㎟인 Si 다이를, 180℃에서 90초간 열처리하고 플립칩 결합 장비('Fineplacer', FINETECH electronic, Berlin, Germany)를 갖춘 다이에 100N힘을 가한 광경화막상에 B스테이지 조작으로 결합시켰다. 140N의 평균 다이 전단강도를 기록하였다. Z축상의 전기 측정은 B스테이지 적용후에 120mOhm 저항을 갖는 막을 나타낸다.
실시예 13-27은 본 발명을 더 예시한다.
실시예 13
일련의 강자성 접착제를 제조하였다. 상세한 제조물을 하기한다:
유형 I 제조물
번호 제조물조성 %w/w 특성
APG511A APG513A 아크릴산 IC1700 KR-55 Ms(G) 약η(mPa.s)＠RT
1 75 - 10 10 5 150 30
2 60 - 20 15 5 120 24
3 50 - 30 15 5 100 20
4 - 60 20 15 5 240 90
5 - 50 30 15 5 200 75
6 - 40 30 20 10 160 60
주: APG511A 및 APG513A는 Ferrofluidics Inc.에서 구입가능한 강자성유체 제품이다.
유형 II 제조물
번호 제조물조성 %w/w 특성
LOC249 LOC259 HDDA 아크릴산 IC1700 KR-55 Ms(G) 약η(mPa.s)＠RT
1 70 - - 20 10 - 95 18
2 60 - 10 15 10 5 81 15
3 80 - - 10 10 - 108 20
4 - 50 30 10 10 - 148 35
5 - 60 - 17.5 12.5 10 177 42
6 - 40 25 20 10 5 118 28
주: LOC 249 및 259는 헥산디올디아크릴레이트(HDDA) 중합가능한 캐리어로 제조한 주문품 강자성 접착제이다.
상기한 제조물은 두 일반 종류, 즉 종래의 강자성유체는 자체가 중합할 수 없지만 중합가능한 여러 레벨 및 유형의 모노머(들)로 제조되는 것(유형 I) 및 100% 중합가능한 강자성유체 캐리어에서 유도된 것(유형 II)으로 분류할 수 있다. 각각의 경우에 제조물은 광개시제(IC 1700)와 같은 여러 레벨의 개시제 시스템을 함유하였다. 제조물은 특정 기판에 대한 특정화된 접착 프로모터를 더 함유할 수 있고, 예를들면, KR-55는 유형 I 또는 II중의 어느 하나인 강자성 콜로이드와 상용성인, Kennrich Petrochemicals, Inc., NJ에서 구입가능한 폴리에스테르에 대한 접착 프로모터이다.
전형적인 방법에서, 약 10% w/w의 18미크론의 Au 코팅된 가교 폴리스티렌 구체(Sekisui KK, Japan)를 함유하는 제조물을 폴리에스테르막에 적용하였다. 액체 시료를 제2의 폴리에스테르막 또는 얇은 유리 피복슬립으로 적층하였다. 폴리에스테르막이 적층체의 양면에 형성되는 경우에 현미경 슬라이드와 같은 견고한 기판을 폴리에스테르막 상하에 적용하여 전체 조립의 편평함을 유지하고 취급하기 용이하게 하였다. 할바흐 실린더 배열에서 배치된 영구자석에 의해 생성된 0.6T 균일한 자기장에서 시료를 극성화하였다. 장의 방향을 시료의 면에 대해 평행하게 하였다. 극성화 시간은 수초 동안이었다. 장을 자극화하여 시료를 한면, 예를들면 아랫면을 약 0.3초이하동안 조사하였다. 따라서 적층체를 상부의 폴리에스테르막을 박리함으로써 분리하여 단지 부분적으로 경화된 재료가 드러났다. 시료를 세척하거나 또는 유기용매로 '전개'시켜 램프에 노출된 면적이 균일하게 피복된 얇은 카펫의 경화된 강자성 접착제에 의해 저 기판에 접착된 밝은 금색 구체의 배열이 드러났다. 유기용매는 얇은 경화층의 강자성 접착제를 손상하지 않도록 선택하였다. 세척은 전부 경화되지 않은 강자성 접착제를 제거하고 최종 경화층의 전자 현미경 검사로 점착성 구체가 약 1.5미크론의 두께로 경화된 강자성 접착제 층에 의해 제자리에서 유지된다는 것을 알았다.
또한 실험을 입자의 상이한 농도 뿐만 아니라 입자의 상이한 크기, 유형으로 시행하였다. 실시예 7에서, Au 코팅된 가교 폴리스티렌 구체를 15% w/w로 얇은 경화된 강자성 접착제의 표면상 배열로 고정하였다. 비전도 25미크론 비코팅된 폴리스티렌 구체를 15미크론 정육각형 제올라이트 결정등의 표면에 유사하게 접착하였다. 납땜 입자를 상기한 방법을 사용하여 표면에 고정하였다.
실시예 14
점착된 배열 시료를 방출특성을 갖는 저 플렉시블 기판으로 실시예 13의 일반 기술에 따라 제조하였다. 적당한 기판은 배향된 폴리프로필렌(OPP) 막 실리콘화된 OPP 및 Sterling Coated Materials Ltd, Cheshire, UK에서 구입가능한 폴리에스테르를 포함하였다. 경화는 너무 이른 점착 배열의 탈결합을 피하기 위해 방출특성을 갖는 기판상에 접착된 점착 배열 시료의 전개에 사용하였다. 그럼에도 불구하고 강한 시료를 OPP기판으로 특히 노출 조건을 최적화함으로써 제조할 수 있었다. 실리콘화된 폴리에스테르 기판은 접착제 조성물 주조위에 점착 배열의 입자에서 용매제거를 목적으로 하는 하류 건조조작에서 중요할 수 있는 OPP에 대해 상승 온도에서 큰 치수 안정성의 이점을 가졌다.
실시예 15
방출제공 플렉시블 기판상에서 제조한 점착 배열 시료를 상이한 유형의 접착제 조성물로 재충전하여 최종 전달 테이프 구체예를 얻었다. 이들 구체예에서 입자 배열로 종료된 전체 접착제 막을 그 지지기판에서 예를들면 조립되는 디바이스로 이루어지는 것과 같은 기판으로 전달할 수 있다. 모든 경우에, 접착제 전달 테이프는 B스테이지 가능 출력에서 증강하여; 잠재 열경화제를 함유하였다. 후자는 최종 사용에서 후속 경화를 행하는데 필수적이었다.
제1예에서 전달할 수 있는 테이프를 형성하기 위해 접착제를 제조하여 초기 고형 제품을 얻었다. 이 소위 A스테이지 막은 주조용매로부터 증발시킨 후에 고체막 형성 수지혼합물에서 유도된 것 이외에 완전히 경화되지 않거나, 또는 예를들면 광화학에 의해 초기에 부분적으로 고체유사형 제품으로 경화되는 것중 어느 하나였다. 전자의 접근은 최종 사용자에 의해 완전히 경화될 수 있는 막이 존재한다는 이점이 있고, 반면에 후자의 접근은 완전히 무용매라는 것이다. 시료의 각 유형으로부터 점착 배열 시료를 재충전하는데 적당한 전형적인 접착제 제조물을 하기한다:
전형적인 용매주조 시스템은 다음 성분으로 이루어졌다:
비스페놀 A Epikote 1001(예, Shell) 57%w/w
비스페놀 F YDF-170(예, Tohto Kasei) 28%
에폭시 희석제 Heloxy 505(예, Dow) 10%
습식제 FC-430(예, 3M) 2%
흄드 실리카 (예, Degussa) 3%
이 제조물에 잠재 에폭시 경화제를 가할 수 있었다. 잠재 경화제의 양은 경화 테이프 뿐만아니라 B스테이지에서 필요한 최종 경화 프로파일에 의존하여 가하고 본 기술분야에서 숙련된 자에 의해 쉽게 조정된다. B스테이지 경화의 최적화를 Differential Scanning Calorimetry(DSC) 분석, 고온 단계 광학 현미경 및 최종 경화 코팅의 Dynamic Mechanical Thermal Analysis(DMTA)를 사용하여 시행하였다. 주조 제조물은 전형적으로 50% 고체였다. 막을 약 40미크론 건조막 두께로 제조하였다. 표준 연신 기술 및 마이어 로드 어플리케이터 바(Industry Tech Inc. USA)를 사용하여 재충전 조작동안에 유리판상에 테이프를 맨 점착 배열 기판에 막을 적용하였다. 톨루엔 및 또는 MEK를 주조 용매 시스템으로 사용하였다. 막을 팬이 딸린 실험실 오븐에서 건조시켰다.
전형적인 UV A-단계 시스템은 다음 성분으로 이루어졌다:
비스페놀 A Epikote 828(예, Shell) 46%w/w
에폭시-아크릴레이트 Ebercryl 3201(예, Ucb) 46%
습식제 FC-430(예, 3M) 2%
광개시제 IC1700(예, Ciba-Geigy) 2%
잠재 경화제 Casamid 783(예, Swan) 4%
상기한 실시예에서 특정 DICY형 경화제(Casamid 783)가 바람직하다. 이것은 실시예를 제한되게 의미하지는 않는다. 다른 잠재 경화제도 사용하였다.
이 경우에 용매를 사용하지 않고 상기한 두께에 비교할만한 막을 연신으로 제조할 수 있었다. 어떤 경우에는 몇몇 플렉시블 방출 코팅된 재료로 경화하기 전에 액체 막위에 적층하는데 조력한다는 것을 알았다. 약 100mW/㎠에서 약 5초이하로 노출하여 A스테이지 경화를 행하였다. 두 금속 랩전단 표본 사이에 경화된 (A스테이지) 재충전제 자체(즉, 점착 배열 시료와는 독립적)를 놓은 다음에 10분동안 150℃를 초과하는 온도에서 조립을 열경화함으로써 제조한 랩 전단결합의 후속 기계적 시험은 많은 추가의 경화가 발생하고 강한 결합을 결과한다는 것을 가리켰다.
실시예 16
고온 용융 접착제 막(Sika Werke GmbH, Liepzig, Germany에서 구입가능한 활성형 및 Sarnatech-Xiro Ltd., CH-3185, Schmitten, Switzerland에서 구입가능한 비활성형)을 각각 실시예 13 및/또는 14에서 기술한 점착된 배열 시료 위에 놓았다. 점착된 배열-접착제 막 조립을 Membership 또는 Visitor card badges(Ibico ML-4)를 제조하기 위해 사용된 유형의 탁상형 적층기의 롤러사이에 놓았다. 기계는 조립을 가열하고 압력을 가하였다. 기계를 통과시킨 후에 구체의 규칙 배열을 박리제거할 수 있는 고온 용융막으로 완전히 전달하였다. 필요하다면 두 방출 코팅 기판 사이에 있는 막을 적층화함으로써 그 구체들을 고온 용융막으로 더욱 압착시킬 수 있었다. 이 실험들에서, 실시예 13에서의 폴리에스테르와 같은 초기 기판에 대한 점착된 층과, 상부에 적용한 접착제 막사이의 상대적인 접착을 다양하게 처리함으로써 제어하였다. 따라서 초기의 강자성 접착제 제조물에서의 폴리에스테르 접착 프로모터(실시예 13 참조)는, 고온 용융막에서 전달 조작후에 초기 기판상에 점착층이 잔존하도록 하였다. 고온 용융 막에 대한 점착층의 접착은 과잉의 강자성유체를 세척하기 위해 사용된 전개 용매내에 방출제를 포함시킴으로써 방해를 받았다(실시예 13 참조). 적당한 방출제에는 Mayzo Inc., Georgia, USA 및 SilwetR(ex. Witco)등으로부터 구입가능한 RA10 계열과 RA-95H가 포함된다. 대안으로 하나 이상의 방출제를 고온 용융막으로 적층화하기 전에 점착된 배열위에 분무하였다. 어떤 경우에는 강자성 접착제와 상용적인 방출제가 이 방법으로 제조한 초기 제조물에 포함하였다. 강자성 접착제와 상용적인 방출제는 Tego Chemie Service GmbH, Essen, Germany로부터 구입가능한 RAD 2200을 포함하고, 이것은 디아크릴레이트(유형 II) 강자성유체와 상용적이었다.
점착층으로부터 경화된 강자성유체를 적층의 결과로서 접착제 막으로 전달하고 강자성 접착제층이 최종 제품에 필요하지 않는 경우에서, 강자성 접착제층을 축축한 티슈로 시료를 문지름으로써 최종 접착제 막으로부터 쉽게 제거할 수 있다. 아크릴산으로부터 유도한 강자성 접착제를 수용액으로 적셔주는 것은 특히 효과적이다. 디아크릴레이트계 강자성 접착제를 주로 사용하는 경우에는 아세톤 용액으로 적셔주는 것이 특히 효과적이다. 세정 용매는, 접착제 매트릭스 형성 재료의 표면층과 전혀 또는 거의 반응하지 않아야 한다는 데 바탕을 두고 선택하였다. 어느 경우든지, 강자성 접착제 막이 매우 얇다(약 1.5미크론)는 사실은 이것이 쉽고 빨리 제거될 수 있음을 의미한다. 상기 막과 연관된 착색을 제거하는 것은 세정과정이 완전히 끝났을 때 계량을 하기 위한 간단한 방법을 제공하였다. 이 방법은 결과 ACF의 광학적 명료성을 더욱 강화하였다.
반응하지 않는 고온 용융막의 사용은 열가소성 전달 접착제를 제조하는 수단을 제공한다. 그 막은 또한 결합능력이 활성화되지 않았을 때 이방성 전도 시험막으로도 사용할 수 있다. 후자는 또, 완전히 경화된 재충전 매트릭스 또는 고의로 B스테이지 능력을 갖지 않는 재충전 UV 경화 매트릭스에 적용한다.
실시예 17
실시예 15에서 기술한 바와 유사한 제조물을 사용하여 어떤 입자도 포함되지 않은 방출 코팅한 플렉시블 기판상에 B스테이지 전달테이프 또는 막을 형성하였다. 다음에 점착층 시료로부터의 입자 배열을 실시예 16에서처럼 적층을 거쳐 이러한 테이프로 전달하였다. 막의 점착성은 에폭시 희석용 모노머(Heloxy 505) 농도, 및/또는 본 기술분야의 숙련자에게 공지된 종래의 점착제(예를 들면, Union Camp로부터 구입가능한 Unitac형, Exxon으로부터 구입가능한 Vistanex, Toyobo로부터 구입가능한 Vylon)의 사용을 포함하거나 조정함으로써 배열 전달을 촉진하도록 조절하였다. 따라서 재충전 매트릭스는, 습식 제조물(실시예 15) 또는 건조 혹은 미리 적용한 막중의 어느 하나로 입자 배열 샤시에 적용할 수 있었고, 이 경우에 점착을 위해 변형된 본질적으로 동일한 제조물로부터 유도하였다.
시중 구입가능한 B스테이지 전달 테이프를 이미 형성한 점에서 유리한 건조 적층 옵션을 매트릭스로서 사용할 수 있다. 이것은 사용자로 하여금 특정한 입자 유형, 농도, 크기, 매트릭스 유형, 제품 형식을 지정하게 하는 ACF형 제품의 제조에 있어 목록관리에 대한 제어를 더 큰 폭으로 할 수 있게 한다. 입자 배열을 미리 형성한 막으로 전달하는 방법은 규칙적인 ACF의 형성에 있어 두가지 핵심 공정을 분리하게 한다: (1) 강자성 접착제 코팅, 일시적인 적층화, 장 배열, UV 노출, 탈적층화 및 용매전개를 포함하는 점착된 배열 형성공정, 및 (2) 고형 전달 테이프를 제조하기 위해 접착제 매트릭스의 A스테이지 형성 및 적용을 수반하는 재충전 조작. 이러한 공정들이 통합되는 곳에서 처리공정의 율속 단계는 장 배열 단계인데, 이것은 기본적으로 습식 재충전조작의 코팅 속도를 지정한다. 어떤 경우엔 점착된 배열 형성과는 독립적으로 재충전율을 제어하는 것이 바람직하다.
실시예 18
점착된 배열 시료를 실시예 13에서 기술한 대로 폴리에스테르 기판상에서 제조하였다. 이것은 실시예 16에 기술된 장비와 방법을 사용하는 적층 실험에서 사용하였다. 그러나, 폴리에틸렌 코팅된 종이를 제2기판으로서 사용하였다. 점착된 배열 시료를 배열면을 아래로 하여, 금 구체 배열쪽으로 향한 폴레에틸렌면을 폴리에틸렌 코팅된 종이(Sterling Coated Materials Ltd. Cheshire, UK) 위에 갖도록 놓았다. 이렇게 배치한 기판을 실시예 13에서와 같이 적층하고 적층 직후에 더 낮게 위치한 종이 기판으로부터 박리된 구체의 원래 배열, 즉 점착층 기판으로부터 금 구체의 전체 배열을 갖는 폴리에스테르 기판을 원래대로와 완전히 들어 맞게 종이 기판으로 전달하였다. 이 실험은 따라서 점착된 배열 시료를, 예를 들면 열에 의해 표면을 점착성으로 하는 기판을 사용하는 전달-복제 공정내에서 지배적인 요소로 기술한다. 이 실험에서 입자들을 적층공정 동안 가열 및 가압의 처리를 통해 폴리에틸렌 코팅 종이 기판으로 전달하였다. 유사한 실험을 투명한 폴리에틸렌 코팅 폴리에스테르 기판과 저밀도 폴리에틸렌 막, 왁스 코팅 폴리에스테르 및 고온 용융(에틸렌 비닐 아세테이트) 코팅 폴리에스테르 상에서 시행하였다.
이렇게 제조한 시료들을 다양한 방법으로 사용하였다. 상기한 기판은 방출기판이기 때문에, 폴리에틸렌 코팅 종이상의 입자배열은 전달 이방성 전도 접착제 테이프를 조립하는데 용이한 구조를 형성한다. 배열된 입자들의 격자간 공간은 방출기판 상에 이미 형성된 ACF를 제조하기 위해 각각 실시예 15와 16에서 기술한 습식 또는 건조 방법으로 재충전하였다. 이렇게 해서 형성한 ACF는 유리 현미경 슬라이드, ITO 쿠폰 또는 금속판 같은 데 열을 가해 분리시키는데, 예를 들면 종이 방출 라이너의 뒷면을 온화하게 가열함으로써 이루어지고, 포함된 입자배열로 완성되는 활성접착제 매트릭스 재료가 얇은 접착제 폴리머막을 실제 물리적으로 취급하지 않고도 수용한 기판위에 깨끗하게 부착하였다.
실시예 19
점착배열 시료를 실시예 13에서 기술한 방법에 따라 제조하며 실시예 18에 기술한 방법에 따라 폴리에틸렌 코팅 종이 위에 복제배열을 제조하는데 사용하였다. 액정 표시장치(LCD) 제조에 사용된 유형과 같은 인듐주석산화물(ITO) 코팅 유리기판 쿠폰에 대해, 위로 향해 있는 ITO 면으로 배향하였다. Loctite 358 몇방울과 UV 경화 접착제를 인듐주석산화물(ITO)에 가하였다. 방출코팅 종이 기판상의 금 구체 배열을 ITO 기판상의 액체 접착제에 아래로 방출하고 제자리에서 단단히 유지하였다. 조립을 유리기판면으로부터 잠시 UV 광으로 조사한 데 이어서 종이층을 제거하였다. 자세히 살펴보면 금 구체 배열을 종이 기판으로부터 ITO기판으로 전달한 것을 알 수 있는데 경화된 접착제에 의해 제자리에 고정시켰지만, 그럼에도 불구하고 이것은 구체를 완전히 피복하지는 못하였다. 액체 접착제를 몇 방울 더 가하면 ITO기질 상에 위치한 구체 배열 위로 분산되며 플렉시블 가장자리 커넥터 회로를 이것과 접촉시켜 접착제를 밑면으로부터 UV 경화한 위치에 단단히 고정시켰다. 이 방법은 금 구체가 두 전도 기질 사이의 부분에 위치할 수 있게 한다. 더욱이 조립방법은 두 단계 기부상 경화 방법의 제1단계에서 제자리에 고정시킬 수 있기 때문에 입자배열을 대체할 수 없었다. 접촉저항 측정을 플렉스회로와 제자리에 형성된 ACF를 통해 연결된 ITO 간의 신뢰성 있는 전기적 연결을 입증하기 위해 시행하였다.
실시예 20
실시예 13과 18에 기술된 대로 점착 배열 시료를 제조하고 이로부터 복제품을 준비한다. 실시예 15에서 기술한 제2제조물과 같은 B스테이지 능력을 지닌 UV 경화성 접착제 몇 방울을 금속피복한 유리같은 불투명한 기판위에 놓는데, 이 접착제는 금속과 직접적으로 접촉하였다. 그 위에 입자배열을 지닌 방출코팅 종이기판을 액체 접착제 상에 놓고 조립도 함께 묶었다. 조립은 종이를 통과하는 복사선에 의해 종이면으로부터 조사되며 접착제를 경화 또는 부분 경화시켰다. 방출코팅 종이를 제거하자마자, 접착제는 불투명한 기판위에 접착되며 금 구체 배열 또한 종이에서 불투명한 기판으로 전달하였다. 미리 적용한 ACF로 완성된 기판을 사용하여 열과 압력의 작용으로 결합라인을 통한 이방성 도전성을 나타내는 연결과 또 다른 금속을 입힌 기판상에 연결을 형성하였다.
동일한 실험을 폴리에틸렌 코팅 종이 대신 폴리에틸렌 및 왁스 코팅한 폴리에스테르상에서도 시행하였다. 이들 기판은 종이 시료보다 나은 광학적 투명성을 가졌다. 본 실시예에서 기술한 실험들은 충돌하지 않는 집적회로, 플렉스 커넥터 및 금속 기판과 같은 부분 또는 불투명한(UV 광에 대해) 전자 디바이스에 대해 미리 적용한 ACF를 제조하는 가능성을 나타내었다.
실시예 21
점착배열 시료를 상기 실시예에서 기술한 대로 방출코팅 종이위에 복제시료를 제조하는데 사용하였다. 폴리에틸렌 코팅 종이상의 시료를 상기 두 실시예에서 기술한 바와 같은 UV 또는 UV와 열, 경화 접착제를 대신하여 바로 시아노아크릴레이트 접착제를 사용함으로써 순간적인 이방성 전도 연결을 형성하는데 사용하였다. 시아노아크릴레이트 결합은 그 특정 내구성에 대해 잘 알려지지 않았으나, 덜 요구되는 환경 또는 일시적인 ACF연결에 사용될 수 있다.
실시예 22
입자를 ITO 기판상의 배열에 제자리에 고정시킨 시점까지 실시예 19에서 기술한 대로 실험을 시행하였다(LCD를 시뮬레이트함). 입자를 부분에 접착시키기 위해 사용한 동일한 액체 접착제를 적용하는 대신에, 상이한 접착제를 부분에 있는 구조위에 가하였다. 즉 예를 들면, 고온 용융막을 적용하고 플렉시블 회로를 압력 및 증가 온도를 사용하여 상기 막상에 포함시켜 조립하였다. 낮은 접촉저항 측정과 ITO유리 기판을 통한 광학적 검사는 양호한 전기적 연속성 및 결합 후에도 그 부분에서 입자이동이 없음을 나타내었다. 연결은 고온 용융막을 다시 용융시킴으로써 후속적으로 재가공시킬 수 있었다.
연결은 그 부분에 고정시킨 배열 위로 페이스트 접착제 및 제2 액체의 적용으로 영구적으로 될 수 있었다. 적당한 접착제의 예에는 높은 내구성 및 구조성의 아크릴인 두 부분으로 구성된 에폭시와 높은 박리 강도를 갖는 폴리에틸렌 접착제를 들수 있다. 접착제 선택은 적용 유형에 기반을 두는데, 예로 가장자리 결선 또는 칩 장착, 뿐만아니라 재가공이 바람직한지의 여부등이 있다.
유사한 실험을 실시예 19와 20에서 기술한 방법을 사용하여 금속피복한 Si 웨이퍼, FR4 회로판등 불투명한 기판상에서 시행하였다.
실시예 23
주문에 따라 만든 시험 회로 기판을 단일 시험용 칩에 맞추어 설계하였다. 시험용 칩은, 전극이 없이 부착된 구리 과층에의 접착을 촉진하기 위해 사용된 금속 종자층을 그 위에 적재한 약 5X5 mm2의 실리콘 기판으로 이루어졌다. 시험다이는 구리층에서 성장한 54범프의 원주 배열을 가졌다. 사각 범프는 가장자리가 약 100미크론이고 높이가 약 14미크론이며 금 도금하였다. 범프간격은 약 80미크론이었다. 회로 기판은 금 도금된 금속피복물과 매칭되는 전극 패턴을 가졌다. 기판 트랙은 숙련된 기술자들에게 알려진 4점 프로브 시험방법을 사용하는 전기 프로브로 직접 시험하기 편하게 사각판의 원주상 패드 배열로 퍼져나갔다. 사용한 측정장치는 GenRad precision digibridge였다. 칩들은 'Finetec' Flip Chip 기계 상에서 조립하였다.
결합조건은 사용한 접착제에 의존하나 일반적으로 180도의 결합라인 온도를 약 60초 동안 가하였다. 연결 부위는 전체 시험대에 걸쳐 약 100N의 압력하에서 조립하였다. 실시예 15, 16, 17, 19, 20 및 21에 기술된 방법대로 제조한 이방성 전도 접착제 막을 플립 칩 조립에 사용하였다. 전반적인 전기적 측정은 실험실 시험에서 연결당 약 300-700 mΩ의 전형적인 평균치였다.
전기 측정은 비교할만한 연결 저항을 입증하는 기판상의 칩, 유리상의 칩, 플렉스상의 칩, 기판상의 플렉스, 유리상의 플렉스 그리고 플렉스 상의 플렉스 조립들에 대해서 실시하였다.
실시예 24
다층 이방성 전도 접착제 막을, 유연한 또는 단단한 기판중 어느 하나, 그리고 비활성(도전성의 관점에서) 또는 상기한 실시예(실시예 13, 14, 16, 18, 19, 20 및 22)에서 요약된 방법에 따라 기판을 형성하는 디바이스중 어느 한 상에서 제조하였다. 따라서 입자 배열을 점착배열 형성과 압력과 열을 통한 배열 전달 그리고 배열을 기판으로 가압함으로써 상기한 기판상에 확립하였다. 이층 구조는 UV 복사선으로 막을 조사하거나, 부분적으로 실시예 15에서 기술된 것과 같은 재충전 매트릭스를 경화함으로써 막의 두께를 통해 확립하였다. 부분적으로 접착제 구성으로 피복한 입자배열의 최상부 위에 제1과 상이한 유형의 접착제 제조물의 제2피복을 가하였다. 상기한 제2의 피복은 액체 또는 건조 형태중 어느 하나로, 부분과 같은 유연한 기판 또는 단단한 기판중 어느 한 상에 가할 수 있었다. 제2 액체 코팅 옵션에서 액체는 이층 테이프 형식으로 고화되거나 부분상에서 경화함으로써 고화할 수 있다. 이층 구조는 제조장치가 기판 유형에 따라 적용한 막의 각 면의 접착성에 튜닝할 수 있다는 데서 유용하다.
실시예 25
복합구성 이방성 전도막을 상기 실시예에 기술된 방법으로 입자 배열을 확립하고 실시예 15에 기술된 대로 상기 배열을 제조물로 재충전함으로써 제조하였다. 그러나, 본 실시예에서, 입자를 함유하지 않는 B스테이지 제조물의 사선 또는 사선들을 배열된 재료에 병렬로 형성하였다.
본질적으로 나란히 있는 상이한 접착제가 생기는 유사한 실험을 마스킹 기술을 사용하여 보다 복잡하게 시행하였다. 예를들면, 실시예 15에서 광경화성, B스테이지 조성물을 가압만 하거나 또는 가열 및 가압을 함께 하는 것중 어느 하나에 의해 점착성 배열을 전달함으로써 확립된 입자의 정사각형 패턴을 포위하는데 사용하였다. 정사각형 면적을 이어서 상이한 매트릭스로 재충전하였다. 이들 방법으로 입자 배열이 재충전되지 않은 구조물이 생성하였지만, 완전히 경화된 재료의 벽을 상기 비경화된 배열주위에 확립시켰다.
실시예 26
입자 배열 시료를 실시예 13, 14 및 18에 기술한 방법에 따라 여러 기판상에서 제조하였다. 실시예 14에 기술된 바와 유사한 용매 주조 제조물을 제조하고, 잠재 B스테이지 에폭시 촉매를 포함시키지 않은 것이 상이하였다. 상기 부족한 제조물의 전달 테이프 구체예를 제조하고 실시예 17에 기술된 적층 조작에 사용하였다. 점착 배열로 적층화되기 전에(가열을 하거나 또는 하지 않음) DICY와 같은 잠재 에폭시 촉매는 시료위에 자유롭게 분사하였다. 이미 제조한 전달 테이프로 적층화한 후에 편광 광학 현미경으로 막 검사를 하여 (birefringent)잠재 촉매가 입자를 따라 막의 본체를 가로질러 전달되었음을 나타내었다. 이 기술은 가공처리 동안에 막의 열 관리를 촉진한다.
실시예 27
시료를, 0.6T 할바흐 실린더의 중심구멍을 통해 여러 속도에서 구동시킬수 있는 플랫폼상에 놓은 것만 제외하고 실시예 13 및 14에 기술한 방법에 따라 제조하였다. 강자성 접착제 제조물의 입자를 임의로 배치한 후에 자석만 남은 다음의 시료를 통해 균일하게 분포된 것만 제외하고 자석의 주된 가장자리에 도입하였다. 게다가, 자기구멍 배열의 일반 원리에 따라 입자 분리를 균일하게 하기 위해, 추가의 규칙성 치수(축 치수)를 시료의 이동방향에 평행한 라인으로 분리 입자의 규칙성을 더 일으키게 의도하는 정장에서의 시료의 이동 역학을 통해 이루었다. 규칙성이 보다 분명할 수록 시료는 장을 통해 신속하게 이동하였다. 예를들면 시료의 이동방향으로의 축 규칙성을 유형 I, 실시예 13으로부터의 제조물 4에 대해 약 4m/분의 속도로 관찰하였다. 고도의 규칙성을 자기장에서 제자리에서 광경화시킴으로써, 즉 광의 빔을 따라 규칙적인 시료를 통과시켜 얻었다.
본 발명을 여러 바람직한 특징, 양태 및 구체예에 대해 본문에 예시적으로 기술하면서 본 발명은 제한되지 않고 다른 변이, 변형 및 다른 구체예와 관련하여 매우 다양해질 수 있고 청구된 본 발명의 정신 및 범위내에서 그러한 다른 변이, 변형 및 다른 구체예를 포함하도록 광범위하게 해석한다.

Claims (52)

  1. 실체 입자의 단층 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 실체 입자를 함유하는 경화성 조성물을 기판에 적용하는 단계;
    (b) 실체 입자 함유 경화성 조성물을, 최대 실체 입자 높이의 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하는 단계; 및
    (c) 임의로 비경화된 경화성 조성물을 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 실체 입자의 단층 형성방법은
    (d) 경화된 조성물층에서 떨어져 있는 실체 입자의 표면위에, 실체 입자에 대한 접착성이 경화된 조성물의 것보다 큰 접착제 막을 적용하는 단계;
    (e) 접착제 막을 실체 입자위로 가압하는 단계; 및
    (f) 경화된 조성물층으로부터 접착제 막과 여기에 접착하는 실체 입자를 분리하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 방법.
  3. 입자를 함유하는 단층을 갖는 막의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 입자를 함유하는 경화성 조성물을 기판에 적용하는 단계;
    (b) 입자 함유 경화성 조성물을, 최대 입자 높이의 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하는 단계; 및
    (I)
    (c) 비경화된 경화성 조성물을 제거하는 단계;
    (d) 입자들 사이의 격자간 공간을 충전하고 임의로 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 입자가 접하는 기판의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 단계;
    (e) 임의로, 적어도 부분적으로 막 형성 재료를 고화하는 단계; 및
    (f) 임의로, 이렇게 형성된 막을 기판으로부터 제거하는 단계;
    또는
    (II)
    (c) 임의로, 비경화된 경화성 조성물을 제거하는 단계;
    (d) 경화된 조성물층에서 떨어져 있는 입자의 표면위에, 입자에 대한 접착성이 경화된 조성물의 것보다 큰 접착제 막을 적용하는 단계;
    (e) 접착제 막을 입자위로 가압하는 단계;
    (f) 경화된 조성물층으로부터 접착제 막과 여기에 접착하는 입자를 분리하는 단계;
    (g) 임의로, 접착제 막 또는 여기에 접착된 입자상에 잔존하는 어떤 실질적인 양의 비경화 또는 경화된 경화성 조성물을 제거하는 단계;
    (h) 입자들 사이의 격자간 공간을 충전하고 임의로, 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 입자가 접하는 기판의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 단계;
    (i) 임의로, 적어도 부분적으로 막 형성 재료를 고화하는 단계; 및
    (j) 임의로, 이렇게 형성된 막을 기판으로부터 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 실체 입자의 단층 규칙 배열의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 실체 입자를 함유하고, 비자기 캐리어 액체중의 강자성 입자의 콜로이드 현탁액인 경화성 강자성유체 조성물을 기판상에 실체 입자의 단층을 형성하도록 기판에 적용하는 단계;
    (b) 실체 입자가 자기장의 적용 결과로서 규칙 패턴으로 배열될 때, 실체 입자 함유 강자성유체 조성물을, 최대 실체 입자 높이의 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 강자성유체 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 강자성유체 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하는 단계; 및
    (c) 임의로, 비경화된 경화성 강자성유체 조성물을 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 실체 입자의 단층 규칙 배열의 형성방법은
    (d) 경화된 조성물층과 마주 보도록, 배열된 실체 입자의 표면위에 접착제 막을 적용하는 단계;
    (e) 임의로 접착제 막을 가열하는 단계;
    (f) 실체 입자를 접착제 막위로 가압하는 단계; 및
    (g) 경화된 강자성유체 조성물로부터 접착제 막과 여기에 접착된 배열된 실체 입자를 분리하는 단계; 및
    (h) 임의로, 접착제 막 또는 실체 입자상으로부터 어떤 잔존하는 경화 또는 비경화된 강자성유체 조성물을 제거하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    (i) 임의로, 접착제 막 또는 여기에 접착된 실체 입자상에 잔존하는 어떤 실질적인 양의 비경화 또는 경화된 경화성 강자성유체 조성물을 제거하는 단계;
    (j) 실체 입자 배열에서의 격자간 공간을 충전하고, 임의로 실체 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 실체 입자가 접하는 접착제 막의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 단계; 및
    (k) 임의로, 적어도 부분적으로 막 형성 재료를 고화하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 접착제 막의 실체 입자에 대한 접착성이 경화된 조성물의 것보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 기판은 방출특성을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 접착제 막은 방출 코팅 기판상에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 5 항에 있어서, 접착제 막은 투명 또는 반투명인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 실체 입자의 단층 규칙배열을 갖는 막의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 실체 입자를 함유하고, 비자기 캐리어 액체중의 강자성 입자의 콜로이드 현탁액인 경화성 강자성유체 조성물을 실체 입자의 단층을 형성하도록 기판에 적용하는 단계;
    (b) 실체 입자가 자기장의 적용 결과로서 규칙 패턴으로 배열될 때, 실체 입자 함유 강자성유체 조성물을, 최대 실체 입자 높이의 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 강자성유체 조성물 층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 강자성유체 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하는 단계; 및
    (I) (c) 비경화된 경화성 강자성유체 조성물을 제거하는 단계;
    (d) 이렇게 형성된 실체 입자 배열 사이의 격자간 공간을 충전하고 실체 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 실체 입자가 접하는 기판의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 단계;
    (e) 임의로, 적어도 부분적으로 막 형성 재료를 고화하는 단계; 및
    (f) 임의로, 이렇게 형성된 막을 기판으로부터 제거하는 단계; 또는
    (II) (c) 임의로, 비경화된 경화성 강자성유체 조성물을 제거하는 단계;
    (d) 경화된 조성물층과 마주 보도록, 배열된 실체 입자의 표면위에, 실체 입자에 대한 접착성이 경화된 조성물의 것보다 큰 접착제 막을 적용하는 단계;
    (e) 접착제 막을 실체 입자위로 가압하는 단계;
    (f) 경화된 강자성유체 조성물층으로부터 접착제 막과 여기에 접착된 배열된실체 입자를 분리하는 단계;
    (g) 임의로, 접착제 막 또는 여기에 접착된 입자상에 잔존하는 어떤 실질적인 양의 비경화 또는 경화된 경화성 조성물을 제거하는 단계;
    (h) 실체 입자 배열에서의 격자간 공간을 충전하고 임의로, 실체 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 실체 입자가 접하는 접착제 막의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 단계; 및
    (i) 임의로, 적어도 부분적으로 막 형성 재료를 고화하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한항에 있어서, 경화성 조성물 또는 경화성 강자성유체 조성물은 기판에 패턴이 있게 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 경화성 조성물은 스크린 또는 스텐실 인쇄로 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 2 항, 제 4-6 항 및 제 11 항중 어느 한항에 있어서, 실체 입자는 도전 입자, 열전도 입자 및 임의로 투과 입자로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 4 항 내지 제 6 항 및 제 11 항중 어느 한항에 있어서, 경화성 강자성유체 조성물은
    (a) 경화성 액체 조성물중의 강자성 입자의 콜로이드 분산액; 또는
    (b) 액체 캐리어중의 강자성 입자의 콜로이드 분산액 및 경화성 액체 조성물의 혼합물
    중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 3 항, 제 6 항 및 제 11 항중 어느 한항에 있어서, 막 형성 재료는 열경화성, 열가소성 또는 상기의 둘다에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 2 항, 제 5 항 및 제 6 항중 어느 한항에 있어서, 접착제 막은 열경화성, 열가소성 또는 상기의 둘다에서 선택되는 열변형성 코팅인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 3 항 및 제 11 항중 어느 한항에 있어서, 실체 입자를 갖는 막 형성 재료의 고화로 형성된 막의 표면이 중합시킨 경화성 조성물층에서 막의 제거로 노출되고, 이렇게 노출된 막의 표면위에 접착제 재료층을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 실체 입자의 단층 규칙 배열의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 강자성 입자와 비자기 캐리어 액체로 이루어지는 강자성유체 조성물 및 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 실체 입자로 이루어지는 조성물을 실체 입자의 단층을 형성하도록 기판에 적용하는 단계;
    (b) 조성물중의 실체 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하는 단계;
    (c) 실체 입자를 기판의 접착제 표면위로 가압하는 단계; 및
    (d) 강자성유체 조성물을 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 실체 입자의 단층 규칙 배열의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 강자성 입자와 비자기 캐리어 액체로 이루어지는 강자성유체 조성물 및 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 실체 입자로 이루어지는 조성물을 실체 입자의 단층을 형성하도록 잠재 접착제 재료의 표면을 갖는 기판에 적용하는 단계;
    (b) 조성물중의 실체 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하는 단계;
    (c) 규칙적으로 배열된 실체 입자를, 기판의 접착제 표면위로 상기 실체 입자를 가압하고 잠재 접착제를 활성화함으로써 기판에 접착결합시키는 단계; 및
    (d) 강자성유체 조성물을 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 실체 입자의 단층 규칙 배열을 갖는 막의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 실체 입자와 강자성유체 조성물로 이루어지는 조성물을 실체 입자의 단층을 형성하도록 기판에 적용하는 단계;
    (b) 실체 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하는 단계;
    (c) 실체 입자를 기판의 접착제 표면위로 가압하는 단계;
    (d) 강자성유체 조성물을 제거하는 단계;
    (e) 실체 입자 사이의 격자간 공간을 충전하고 임의로 실체 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 실체 입자가 접하는 접착제 재료의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 단계;
    (f) 임의로, 적어도 부분적으로 막 형성 재료를 고화하는 단계; 및
    (g) 임의로, 이렇게 형성한 막을 접착제 재료로부터 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 실체 입자의 단층 규칙배열을 갖는 막의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 실체 입자와 강자성유체 조성물로 이루어지는 조성물을 실체 입자의 단층을 형성하도록 잠재 접착제 재료의 표면을 갖는 기판에 적용하는 단계;
    (b) 조성물중의 실체 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하는 단계;
    (c) 규칙적으로 배열된 실체 입자를, 기판의 접착제 표면위로 상기 실체 입자를 가압하고 잠재 접착제를 활성화함으로써 기판에 접착 결합시키는 단계;
    (d) 실체 입자 사이의 격자간 공간을 충전하고 임의로 실체 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 실체 입자가 접하는 접착제 표면의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 단계;
    (e) 임의로, 적어도 부분적으로 막 형성 재료를 고화하는 단계; 및
    (f) 임의로, 이렇게 제조한 막을 접착제 표면으로부터 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 실체 입자의 단층 규칙 배열을 함유하는 모 왁스막의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 실체 입자와, 강자성 입자로 이루어지는 강자성유체 왁스 조성물로 이루어지는 조성물을 제1기판에 적용하는 단계;
    (b) 강자성 왁스 조성물을 그 융점 이상의 온도로 제공하는 단계;
    (c) 강자성 왁스 조성물을 그 융점 이상의 온도로 유지하면서 실체 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 조성물을 자기장에 적용하는 단계;
    (d) 실체 입자가 상기 규칙적 패턴으로 배열될 때 강자성 왁스 조성물을 그 융점 미만의 온도로 냉각시키는 단계; 및
    (e) 임의로, 제1기판을 왁스막으로부터 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 실체 입자의 단층 규칙 배열의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 제 23 항에 따라 제조한 왁스 막을 임의로 잠재 접착제 재료의 표면을 갖는 제2기판에 적용하는 단계;
    (b) 실체 입자를, 제2기판의 접착제 표면위로 상기 실체 입자를 가압하고 잠재 접착제가 제공되면 이를 활성화하고 왁스막 및/또는 제2기판의 온도를 왁스막의 연화점 이상의 온도로 증가시킴으로써 제2기판에 접착 결합시키는 단계;
    (c) 강자성 왁스 조성물을 제거하는 단계; 및
    (d) 임의로, 이미 제거되어 있지 않으면, 제1기판을 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 접착제 또는 잠재 접착제는 막 형성 접착제이고 단계 (b)에서의 실체 입자는 최대 실체 입자 높이의 적어도 50%의 두께로 접착제 또는 잠재 접착제위로 가압되는 것을 특징으로 하는 실체 입자의 단층 규칙 배열의 형성방법.
  26. 실체 입자의 단층 규칙 배열을 갖는 막의 형성방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 제 23 항에 따라 제조한 왁스 막을 임의로 잠재 접착제 재료의 표면을 갖는 제2기판에 적용하는 단계;
    (b) 실체 입자를, 제2기판의 접착제 표면위로 상기 실체 입자를 가압하고 잠재 접착제가 제공되면 이를 활성화하고 왁스막 및/또는 제2기판의 온도를 왁스막의 연화점 이상의 온도로 증가시킴으로써 제2기판에 접착 결합시키는 단계;
    (c) 이미 제거되어 있지 않으면, 강자성 왁스 조성물 및 제1기판을 제거하는 단계;
    (d) 실체 입자 사이의 격자간 공간을 충전하고 임의로 실체 입자 함유 면적의 두께와 유사한 막 두께로 실체 입자가 접하는 접착제 재료의 면적을 피복하기 위해 막 형성 재료를 적용하는 단계;
    (e) 임의로, 적어도 부분적으로 막 형성 재료를 고화하는 단계; 및
    (f) 임의로, 이렇게 형성된 막을 접착제 재료로부터 제거하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 11 항의 방법에 따라 제조된 실체 입자의 단층 규칙 배열을 갖는 막.
  28. 제 5 항의 방법에 따라 형성된 도전성인 실체 입자의 단층 규칙 배열.
  29. 지지 테이프 기판 및 여기에 임시로 결합된 적어도 1μm 내지 500μm의 전달가능한 실체 입자의 규칙적인 단층 배열로 이루어지는 제품에 있어서, 기판은 전달가능한 실체 입자의 표면적의 50% 이하와 접촉하고 접착제의 접착강도는 실질적으로 모든 전달가능한 입자의 점착강도보다 작고 전달가능한 실체 입자에 대한 것보다 지지테이프 기판에 대해 큰 것을 특징으로 하는 제품.
  30. 제 29 항에 있어서, 지지 테이프 기판은 방출 코팅 종이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제품.
  31. 제 29 항에 있어서, 한 경화 시스템보다 많은 접착제 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
  32. 제 29 항에 있어서, 전달가능한 실체 입자의 배열을 접착 결합시키고, 실체 입자와 웨이퍼 사이의 접착제 결합강도가 실체 입자와 지지테이프사이의 접착제 결합강도를 초과하는 실리콘 웨이퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
  33. 제 29 항에 있어서, 전달가능한 실체 입자의 배열을 접착 결합시키고, 실체 입자와 인듐주석산화물 코팅된 유리기판 사이의 접착제 결합강도가 실체 입자와 지지테이프사이의 접착제 결합강도를 초과하는, 인듐주석산화물 코팅된 유리기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
  34. 제 29 항에 있어서, 전달가능한 실체 입자의 배열을 접착 결합시키고, 실체 입자와 도전체 사이의 접착제 결합강도가 실체 입자와 지지테이프 사이의 접착제 결합강도를 초과하는, 패턴식으로 도전체의 설계가 그 위에 있는 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
  35. 제 29 항에 있어서, 상기 기판은 강자성 입자가 없는 것을 특징으로 하는 제품.
  36. 제 29 항에 있어서, 상기 기판은 콜로이드 강자성 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 제품.
  37. 제 29 항에 있어서, 상기 지지테이프 기판은 적어도 부분적으로 UV투과성인 것을 특징으로 하는 제품.
  38. 제1기판, 적어도 1μm 내지 500μm의 실질적으로 비자기 실체 입자의 규칙 단층 배열을 갖는 접착제 매트릭스, 및 접착제 매트릭스에 의해 제1기판에 결합된 제2기판의 순차적 적층체로 이루어지는 제품에 있어서, 접착제 매트릭스는 약 1μm보다 작은 강자성 입자가 없는 것을 특징으로 하는 제품.
  39. 제 29 항 또는 제 38 항에 있어서, 상기 규칙 단층 배열은, 자속장을 통해 연장되는 평면에서 취한 연속적으로 이동하는 기판상에서 지지되는 실체 입자에 작용하는 자속선의 패턴에 의해 유도되는 것을 특징으로 하는 제품.
  40. 제 39 항에 있어서, 자속선은 수직인 것을 특징으로 하는 제품.
  41. 제 39 항에 있어서, 상기 평면은 상기 자속장에서의 자속선에 대해 통상 연장되는 것을 특징으로 하는 제품.
  42. 제 38 항에 있어서, 상기 접착제 매트릭스는 상이한 접착제 조성물중 적어도 두 별도의 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제품.
  43. 제1기판;
    적어도 1μm 내지 500μm의 실체 입자의 규칙 단층 배열을 갖는 약 1μm보다 작은 강자성 입자가 실질적으로 없고, 상이한 접착제 조성물중 적어도 두 별도의 층으로 이루어지고, 상기 별도의 접착제층중 하나는 열가소성 접착제로 형성되고 상기 별도의 접착제층중 적어도 하나는 열가소성이 아닌 접착제 매트릭스; 및
    접착제 매트릭스에 의해 제1기판에 결합된 제2기판
    의 순차적 적층체로 이루어지는 제품.
  44. 제 29 항 또는 제 38 항에 있어서, 상기 실체 입자는 도전 입자, 열전도 입자 및 임의로 투과 입자로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제품.
  45. 지지테이프 기판, 접착제에 의해 결합된 적어도 1μm 내지 500μm의 전달가능한 실체 입자의 규칙적인 단층 배열로 이루어지는 제품에 있어서, 접착제는 실질적으로 강자성 입자가 없고 접착제의 접착 강도는 입자의 점착 강도보다 작고 전달가능한 입자에 대한 것보다 지지테이프 기판에 대해 큰 것을 특징으로 하는 제품.
  46. 제1 및 제2 세트의 도체 사이의 이방성 전도결합의 형성방법에 있어서,
    a) 1) 제1접착제를 제1세트의 도체에 적용하고 제 45 항에 따른 제품을, 전달가능한 실체 입자의 적어도 어떤 규칙적인 단층 배열이 제1세트의 도체와 접촉할 정도로 제1세트의 도체에 더 적용하고;
    2) 적어도 부분적으로 제1접착제를 경화하고;
    3) 제1세트의 도체에 접착하는 전달가능한 실체 입자의 규칙적인 단층 배열, 지지테이프를 제거하고;
    4) 제2접착제를 전달가능한 실체 입자의 규칙적인 단층 배열에 적용하고;
    5) 제2세트의 도체를 전달가능한 실체 입자의 규칙적인 단층 배열에 적용하여 조립을 형성하는 단계;
    b) 임의로, 제2세트의 도체가 전달가능한 실체 입자의 규칙적인 단층 배열내에 함유된 적어도 어떤 실체 입자와 접촉하도록 제1 및 제2세트의 도체를 함께 가압하여 이로써 전도 통로를 한 세트의 도체에서 제2세트의 도체로 제공하고 각 통로는 하나이상의 실체 입자로 이루어지는 조립을 촉진하는 단계; 및
    c) 제2접착제를 활성화하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 46 항에 있어서, 제1 및 제2접착제는 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 46 항에 있어서, 제1접착제는 UV 경화성이고 지지테이프는 적어도 부분적으로 UV 투과성인 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 46 항에 있어서, 제1세트의 도체는, 유리상 인듐주석산화물 코팅, 반도체상 금속피복물 및 절연체상 금속피복물로 이루어지는 군에서 선택되는 기판상에서 발생하는 것을 특징으로 하는 제품.
  50. 제 5 항에 있어서, 접착제 막을 적용하는 단계 전에, 잠재 촉매를 배열된 실체 입자의 표면에 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 표면에 리세스의 규칙 배열을 갖는 접착제 막의 형성방법에 있어서, 이 방법은
    (a) 적어도 한 치수의 입도가 적어도 1μm인 실체 입자를 함유하는 경화성 강자성유체 조성물을 기판에 적용하는 단계;
    (b) 입자 함유 경화성 강자성유체 조성물을, 조성물중의 실체 입자를 규칙적으로 배열하는데 충분한 시간동안 자기장에 적용하는 단계;
    (c) 배열된 입자를 갖는 조성물을, 최대 실체 입자 높이의 약 50% 이하의 두께를 갖는 경화성 강자성유체 조성물층을 중합시키는데 충분한 시간동안 경화성 강자성유체 조성물을 중합시키는데 적당한 에너지 공급원에 노출하는 단계;
    (d) 경화된 조성물층과 마주 보도록, 배열된 실체 입자의 표면위에 입자에 대한 접착성이 경화된 조성물의 것보다 적어도 큰 접착제막을 적용하는 단계;
    (e) 접착제 막을 입자위로 가압하는 단계;
    (f) 경화된 강자성유체 조성물층으로부터 접착제 막과 여기에 접착된 배열된 실체 입자를 분리하는 단계;
    (g) 제2접착제 막의 입자에 대한 접착성이 제1접착제 막의 것보다 큰 접착제 막을 배열된 입자에 적용하는 단계; 및
    (h) 제2접착제 막을 제거하여 이로써 제1접착제 막이 그 표면상에 리세스의 규칙배열을 갖는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제 51 항의 방법에 따라 제조된 리세스의 규칙 배열이 표면위에 있는 접착제 막.
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