KR20010083236A - 접속재료 - Google Patents

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사까이리미끼오
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구리다 히데유키
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Abstract

(과제) 접착성, 전기적 접속성, 절연성이 우수하고, 한쌍의 피접속부재의 복수의 전극이 형성된 면끼리를 맞붙여, 각 피접속부재의 상대하는 전극간에 고전압 또는 고전류를 인가하여도 인접하는 전극간이 단락하지 않는 접속부재를 제공한다.
(해결수단) 본 발명의 접속재료 (5) 에 인가되어 있는 금속이온포착제 입자 (8) 는, 비스무트계 이온 교환체 또는 비닐트리디아닌 화합물로 이루어지고, 그 평균 입자직경이 도전성 입자 (7) 보다도 작기 때문에, 본 발명의 접속재료 (5) 를 사용하여 피접속부재 (20, 30) 를 맞붙인 경우, 상대하는 전극 (2, 4) 에 고전압을 인가한 경우라도 인접하는 전극 (2, 4) 이 단락하는 일이 없다.

Description

접속재료{BONDING MATERIALS}
본 발명은 상대하는 전극을 갖는 피접속부재를 접속하기 위한 접속재료, 특히 고전압, 고전류가 가해지는 전극을 갖는 피접속부재를 접속하기에 적합한 접속재료에 관한 것이다.
상대하는 전극을 갖는 피접속부재를 접속하기 위한 접속재료로서, 종래 사용되고 있던 납땜을 대신하여 이방성 도전막이 사용되게끔 되고 있다. 이 이방성 도전막은 열경화성 수지 중에 도전성 입자를 분산시킨 접속재료로서, 피접속부재의 사이에 존재시켜 열압착함으로써 전극간에서는 도전성 입자가 전극과 접촉하여 전기적 접속을 수행하고, 전극이 존재하지 않는 부분에서는 도전성 입자가 분산된 상태로 수지가 경화하여, 인접하는 전극간의 절연과 피접속부재끼리의 기계적 고착을 수행하도록 되어 있다.
이러한 이방성 도전막은 대향하는 전극간을 전기적으로 접속하고, 인접하는 전극간은 절연되는 이방 도전성을 가지고 있다. 프린트 기판에 반도체 소자를 실장하는 경우, 또는 프린트 기판에 다른 프린트 기판, 예를 들면 플렉시블 프린트 기판을 접속하는 경우 등에 사용되고 있으며, 통상의 액정표시장치에 프린트 기판을 접속하는 경우에도 채용되어 있다.
그런데, 이러한 이방성 도전막은 일반적으로 저전압, 저전류의 전극을 접속하는 경우에 적합하며, 고전압 또는 고전류가 전극에 인가되는 경우에는 전기적 접속성 내지 절연성을 확보할 수 없다고 되어 있다. 예를 들면 플라즈마 디스플레이 패널에서는 50 V 이상 500 V 이하, 500 mA 이상 2 A 이하의 고전압, 고전류가 인가되기 때문에, 플라즈마 디스플레이 패널과 플렉시블 프린트 기판의 접속의 경우는 이방성 도전막에 의한 접속이 곤란하며, 여전히 납땜에 의한 접속이 이루어지고 있었다.
고전압 또는 고전류인 경우에 이방성 도전막의 사용이 불가능한 원인을 조사한 결과, 통전중의 전극 금속이온의 마이글레이션에 의해 인접하는 전극간이 단락하는 것이 커다란 원인임을 알 수 있었다. 이러한 마이글레이션은 고전압, 또는 고전류일수록 크다는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 과제는, 접착성, 전기적 접속성 및 절연성이 우수하고, 고전압 또는 고전류가 인가되는 경우라도 인접하는 전극간이 단락하지 않아, 고전압 또는 고전류 용의 상대하는 전극을 갖는 피접속부재의 접속에 사용이 가능한 접속재료를 제공하는 것이다.
도 1(a) 는 본 실시형태의 필름상 접속재료에 의한 접속중의 상태를 나타내는 모식적 단면도, 도 1(b) 는 접속후의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2(a) 는 본 실시형태의 페이스트상 접속재료에 의한 접속중의 상태를 나타내는 모식적 단면도, 도 2(b) 는 접속후의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 …유리 기판
2,4 …전극
3 …수지 필름
5 …접속재료 (필름상의 접속재료)
6, 16 …수지
7, 17 …도전성 입자
8, 18 …금속이온포착제
9 …간극 (유리 기판, 플렉시블 기판사이의 전극이 존재하지 않는 부분)
10, 50 …접속체
15 …접속재료 (페이스트상 접속재료로 이루어지는 도포층)
20 …패널 (피접속부재)
30 …플렉시블 기판 (피접속부재)
본 발명은 상대하는 전극을 갖는 피접속부재를 접속하기 위한 접속재료로서, 도전성 입자와, 상기 전극에서 유리되는 금속이온을 포착하는 금속이온포착제 입자와, 열경화성 수지를 주성분으로 하는 수지 성분을 가지며, 상기 금속이온포착제의 평균 입자직경이 상기 도전성 입자의 평균 입자직경보다도 작은 접속재료이다.
본 발명은, 상기 금속이온포착제 입자가 비스무트계 이온 교환체 또는 비닐트리디아닌 화합물 중 하나 이상을 포함하는 접속재료이다.
본 발명은, 상기 금속이온포착제 입자가, 상기 수지 성분 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 이상 60 중량부 이하의 범위에서 첨가된 접속재료이다.
본 발명은, 상기 금속이온포착제 입자가 상기 수지 성분 100 중량부에 대하여 3 중량부 이상 50 중량부 이하의 범위에서 첨가된 접속재료이다.
본 발명은, 상기 도전성 입자의 평균 입자직경이 1 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하 범위이고, 상기 금속이온포착제 입자의 평균 입자직경이 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 미만의 범위에 있는 접속재료이다.
본 발명은, 상기 금속이온포착제 입자의 비표면적이 0.8 m2/g 이상 100 m2/g 이하의 범위에 있는 접속재료이다.
본 발명은, 상대하는 전극과, 상기 전극간에 배치된 상태에서, 열경화되어 상기 전극끼리를 적어도 전기적으로 접속하는 접속재료를 갖는 접속체로서, 상기 접속재료는, 도전성 입자와, 상기 전극에서 유리되는 금속이온을 포착하는 금속이온포착제 입자와, 열경화성 수지를 주성분으로 하는 수지 성분을 가지며, 상기 금속이온포착제 입자의 평균 입자직경이 상기 도전성 입자의 평균 입자직경보다도 작고, 상기 상대하는 전극에 인가되는 전압이 50 V 이상 500 V 이하의 범위인 접속체이다.
본 발명에서 접속의 대상이 되는 피접속부재는, 상대하는 전극, 특히 다수의전극을 갖는 부재가 모두 대상이 되지만, 50 V 이상 500 V 이하의 범위, 특히 70 V 이상 300 V 이하의 범위의 고전압 또는 100 mA 이상 10 A 이하의 범위, 특히 200 mA 이상 5 A 이하의 범위의 고전류가 인가되는 전극을 갖는 접속부재의 접속에 적합하다. 이러한 피접속부재의 접속으로는 전술한 플라즈마 디스플레이 패널 또는 그 구동용 프린트 기판과 이들을 연결하는 플렉시블 프린트 기판의 접속 등을 들 수 있다.
이들 피접속부재를 구성하는 기판으로는 유리 기판, 수지 기판 등을 들 수 있고, 플렉시블 프린트 기판에는 폴리이미드 수지로 이루어지는 수지 기판이 사용되는 경우가 많다. 이들 기판에 형성되는 전극으로 은, 구리, 니켈, 크롬 등, 금속이온으로 해리하는 금속을 포함하는 전극을 들 수 있으나, 해리하지 않는 금속이 포함될 수도 있다.
본 발명의 접속재료는 열경화성 수지, 도전성 입자 및 금속이온포착제를 포함하고, 이 접속재료를 피접속부재 사이에 존재시켜 양측에서 가압하여 상대하는 전극에 눌러붙여 도전성 입자와 접촉시키고, 수지를 전극이 존재하지 않는 부분으로 모으며, 이 부분에서는 도전성 입자를 분산시킨 상태에서 경화시켜 접착함으로써 전기적 접속과 기계적 고착을 수행하도록 구성된다.
본 발명의 접속재료에 사용하는 열경화성 수지의 주제 수지로는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 수산기함유 폴리에스테르 수지, 수산기함유 아크릴 수지 등, 경화제를 병용하여 가열하 또는 UV 등의 광조사하에 경화되는 수지를 제한없이 사용할 수 있으며, 특히 그 경화온도, 시간, 보존안정성 등의 밸런스의 관점에서 에폭시수지가 바람직하다.
에폭시 수지로는, 비스페놀형 에폭시 수지, 에폭시노보락 수지 또는 분자내에 2 개 이상의 옥실란기를 갖는 에폭시 화합물 등을 사용할 수 있다. 이들 수지로는 시판품을 그대로 사용할 수 있다.
상기 열경화성 수지의 주제 수지는 일반적으로 경화제와 병용함으로써 경화반응을 행할 수 있지만, 주제 수지에 경화반응에 기여하는 관능기가 결합되어 있는 경우는 경화제를 생략할 수 있다. 경화제로서는 이미다졸, 아민, 산무수물, 히드라지드, 디시안디아미드, 이들의 변성물 등, 가열, 광조사 등에 의해 주제 수지와 반응하여 경화 반응을 수행하는 것을 사용할 수 있으며, 시판품이라도 상관없다. 이러한 경화제로는 잠재성 경화제가 바람직하다.
잠재성 경화제는 상온에서의 제조, 보존 및 40 ℃ 이상 100 ℃ 이하 범위의 비교적 저온의 온도 조건에 의한 건조시에는 경화 반응을 수행하지 않고, 경화 온도에서의 가열가압 (열압착) 또는 UV 등의 광조사에 의해 경화 반응을 수행하는 경화제이다. 이러한 잠재성 경화제로서는 이미다졸, 아민 등의 상기 경화제 성분을 마이크로 캡슐화한 것 등이 특히 바람직하며, 시판품을 그대로 사용할 수도 있다. 열활성의 경우, 경화 개시 온도로서는 80 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
도전성 입자로는, 납땜, 니켈 등의 금속입자, 고분자의 유기 화합물로 이루어지는 핵재 입자를 도금 등에 의해 도전재로 피복한 도전재 피복입자, 또는 이들 도전성 입자를 절연성 수지로 피복한 절연재피복 도전성 입자 등을 사용할 수 있다. 이들 도전성 입자의 평균 입자직경은 1 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하, 바람직하게는 3 ㎛ 이상 10 ㎛ 미만의 범위에 있는 것이 좋다. 또, 본 발명에서 평균 입자직경이란 입자직경의 평균을 의미한다.
금속이온포착제는 전극으로부터 구성재료가 금속이온으로서 해리되었을 때 이 금속이온을 포착하여 마이글레이션을 방지하는 화합물로서, 이온 교환체, 착화제(錯化劑) 등을 이용할 수 있으며, 무기질일 수도 유기질일 수도 있다. 무기질의 것으로는, 예를 들면 비스무트계 이온 교환체, 안티몬계 이온 교환체, 비스무트·안티몬계 이온 교환체 등, 또 유기질의 것으로는 비닐트리아딘 화합물 등을 들 수 있다.
비스무트계 이온 교환체는 비스무트를 구성성분으로 포함하는 이온 교환체로서 BiO(OH), BiO(OH)0.7(NO3)0.3, BiO(OH)0.74(NO3)0.15(HSiO3)0.11등을 들 수 있다. 안티몬계 이온 교환체는 안티몬을 구성성분으로 포함하는 이온 교환체로서 Sb2O2·2H2O 등을 들 수 있다. 비스무트·안티몬계 이온 교환체는 비스무트와 안티몬을 구성성분으로 포함하는 이온 교환체로서, 상기 비스무트계 이온 교환체와 안티몬계 이온 교환체를 임의의 비율, 예를 들면 5:5 이상 7:3 이하의 비율로 배합한 조성물 등을 들 수 있다.
이들 이온 교환체는 양이온 교환에 의해 금속이온을 포착하는 것으로 추측된다.
비닐트리아딘 화합물은 비닐트리아딘, 그 유도체, 또는 이들의 산부가물 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 하기 식 (1) 으로 나타내는 2,4-디아미노-6-비닐-s-트리아딘, 식 (2) 로 나타내는 2,4-디아미노-6-비닐-s-트리아딘·이소시아누르산 부가물, 및 식 (3) 으로 나타내는 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-s-트리아딘·이소시아누르산 부가물이 바람직하다. 이들 트리아딘 화합물은 해리한 금속이온을 착체 형성에 의해 포착하는 것으로 추측된다.
상기 금속이온포착제는 도전성 입자보다 작은 입자직경의 것을 사용한다. 이러한 금속이온포착제로는, 그 평균 입자직경이 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 미만의 범위, 특히 0.1 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하의 범위에 있는 것이 바람직하며, 금속이온포착제의 평균 입자직경을 도전성 입자의 평균 입자직경보다 작게 함으로써 접속시의 전기적 접속성을 양호하게 할 수 있다.
또, 금속이온포착제는, 비표면적이 0.8 m2/g 이상 100 m2/g 이하의 범위, 특히 1 m2/g 이상 50 m2/g 이하의 범위에 있는 것이 바람직하며, 이것에 의해 금속이온과의 접촉의 기회가 많아져 마이글레이션을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명에서는 상기 각 성분 외에 접속재료에 도포성 또는 필름성형성을 부여하기 위해 열가소성 수지를 배합할 수 있다. 이러한 열가소성 수지로는 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지 등을 사용할 수 있다.
이 외에 본 발명의 접속재료에는 필요에 따라 다른 첨가제를 배합할 수 있다. 다른 첨가제로는, 예를 들면 유리 기판과의 친화성을 높이기 위해 실란커플링제, 계면활성제, 노화방지제 등을 들 수 있다.
열경화성 수지에 대한 열가소성 수지의 배합비율은 0 중량 % 이상 100 중량 % 이하, 바람직하게는 0 중량 % 이상 99 중량% 이하로 할 수 있다. 금속이온포착제는 이들 수지 성분의 합계량에 대해 1 중량 % 이상 60 중량 % 이하, 바람직하게는 3 중량 % 이상 50 중량 % 이하 배합된다. 다른 첨가제의 배합 비율은 접착제 성분 중 10 중량 % 이하, 바람직하게는 5 중량 % 이하로 할 수 있다. 도전성 입자의 배합 비율은 상기 각 성분으로 이루어지는 접속재료에 대해 1 vol % 이상 50 vol % 이하, 바람직하게는 1 vol % 이상 30 vol % 이하로 할 수 있다.
본 발명의 접속재료는 페이스트상 또는 필름상의 형태를 갖는 제품으로 할 수 있다. 페이스트상으로 하는 경우에는, 재료의 선택에 의해 무용매로 페이스트상으로 할 수 있으나, 일반적으로는 상기 각 성분을 용매에 용해 또는 분산시켜 페이스트상으로 할 수 있다. 용매로는, 알콜류, 케톤류, 에스테르류, 에테르류, 페놀류, 아세탈류, 질소함유 탄화수소와 같은 용매를 사용할 수 있으며, 예를 들면 톨루엔, 메틸에틸케톤, 아세트산에틸, 셀로솔브아세테이트 등을 들 수 있다. 용매의 사용량은 수지 성분에 대해 20 중량 % 이상 40 중량 % 이하 정도이다.
필름상으로 하는 경우는 상기 페이스트를 박리 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 박리 시트에 필름상으로 도포하고, 용매를 휘발시킴으로써 성형할 수 있다.
본 발명의 접속재료를 사용하여, 플라즈마 디스플레이의 패널 및 플렉시블 프린트 기판과 같은 피접속부재를 접속시킨 경우에, 이들 피접속부재 사이에 본 발명의 접속재료를 존재시킨 상태에서 피접속부재의 양측에서 가압, 가열하여 수지를 경화시킴으로써 접속을 수행한다. 접속재료가 페이스트상인 경우는 피접속부재의 전극을 포함하는 접속영역에 접속재료를 도포하고, 건조후 또는 건조하지 않고 피접속부재를 겹쳐서 압착하여, 경화시킨다. 접속재료가 필름상인 경우는 접속재료를 피접속부재 사이에 존재시켜 가압, 가열 및 경화를 행한다.
상기의 접속 공정에서는, 피접속부재 사이에 접속재료를 존재시킨 상태에서가열하여 접속재료의 수지를 용해시키고 가압하면, 접속재료의 수지는 전극의 대향하는 부분에서 전극이 없는 부분으로 흘러, 도전성 입자가 전극사이에서 남아 전극간에 접촉하여 압착한다. 전극이 없는 부분에 흐른 수지 성분은 그 부분에서 도전성 입자를 분산시킨 상태로 경화하여 피접속부재 사이를 고착한다. 이것에 의해 전극간의 전기적 접속과 피접속부재 사이의 기계적 고착이 이루어진다.
접속재료를 경화시키는 방법으로는, 가열 외에 UV 등의 광조사에 의해 행할 수도 있다. 이 경우는, 접속재료의 수지 성분으로, 열경화성 수지가 아니라 광중합성 수지를 주성분으로 하는 것을 사용하면 된다.
본 발명의 접속재료는 도전성 입자보다도 작은 입자직경의 금속포착제를 사용하기 때문에 전극의 피치, 면적 및 간격이 좁은 경우라도 기계적 고착 및 전기적 접속이 양호하게 이루어진다.
(발명의 실시형태)
다음에서, 본 발명의 실시 형태를 도면에 의해 설명한다.
도 1(a) 는 실시형태의 접속재료에 의한 접속중의 상태를 나타낸 모식적 단면도, (b) 는 접속후의 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 1 에서, 부호 (20) 는 플라즈마 디스플레이 패널 등의 플랫 디스플레이 장치에 사용되는 패널을 나타내고 있다.
이 패널 (20) 은 유리 기판 (1) 을 가지고 있으며, 유리 기판 (1) 의 뒷면에는 소정 형상으로 패터닝된 은박막으로 이루어지는 전극 (2) 이 형성되어 있다.
또, 도 1 의 부호 (30) 는 플렉시블 프린트 기판을 나타내고 있으며, 이 플렉시블 프린트 기판 (30) 은 폴리이미드로 이루어지는 수지 필름 (3) 을 가지고 있다.
플렉시블 프린트 기판 (30) 의 수지 필름 (3) 표면에는, 소정 형상으로 패터닝된 구리박막과, 그 구리박막 표면에 형성된 니켈 도금층과, 니켈 도금층 표면에 형성된 금 도금층으로 이루어지는 전극 (4) 이 형성되어 있다.
상기와 같은 패널 (20) 과 플렉시블 프린트 기판 (30) 을 접속하기 위해서는, 도 1(a) 에 나타낸 바와 같이 필름상으로 형성된 본 발명의 접속재료 (5) 를 사이에 끼운 상태로, 패널 (20) 의 전극 (2) 이 형성된 면과 플렉시블 프린트 기판 (30) 의 전극 (4) 이 형성된 면을 마주보게하여 배치한다.
패널 (20) 의 전극 (2) 과 플렉시블 프린트 기판 (30) 표면의 전극 (4) 은 서로 상대하는 위치에 형성되어 있으며, 이들 전극 (2,4) 이 서로 마주보도록 위치매칭을 하면서 패널 (20) 과 플렉시블 프린트 기판 (30) 에 접속재료 (5) 를 끼워 넣어, 전체를 가열하면서 누른다.
접속재료 (5) 는, 열경화성 수지를 주성분으로 하는 수지 (6) 와, 도전성 입자 (7) 와, 도전성 입자 (7) 보다도 입자직경이 작은 금속이온포착제 (8) 를 가지고 있으며, 접속재료 (5) 의 수지 (6) 는 가열에 의해 용융하여, 패널 (20) 과 플렉시블 프린트 기판 (30) 사이의 전극 (2,4) 이 존재하지 않는 부분 (간극: 9) 으로 흘러들어간다.
이어서 전체를 냉각하면, 접속재료 (5) 의 수지 (6) 가 경화되어, 도 1(b) 에 나타낸 바와 같은 접속체 (10) 가 얻어진다.
접속체 (10) 는 전극 (2,4) 사이에 도전성 입자 (7) 가 잔류하여 접촉하고, 이 상태에서 수지 (6) 가 경화 수축하여 전극 (2) 과 전극 (4) 이 도전성 입자 (7) 를 압착하고, 전기적 접속상태를 유지한다. 접속재료 (5) 에 금속이온포착제 (8) 로서 도전성 입자 (7) 보다도 입자직경이 작은 것을 사용함으로써 전극 (2,4) 과 도전성 입자 (7) 의 접촉이 양호하게 유지되어, 우수한 접착강도와 전기적 접속신뢰성을 얻을 수 있다.
상기 실시형태는 플라즈마 디스플레이의 패널 (20) 과 플렉시블 프린트 기판 (30) 을 접속하는 경우를 나타내고 있으나, 플라즈마 디스플레이 패널 구동용 프린트 기판과 상기와 같은 플렉시블 프린트 기판 (30) 의 접속, 기타 피접속부재 사이의 접속에도 적용할 수 있다.
(실시예)
다음에서, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
실시예 1 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 4
(접속재료의 조제)
수지 성분의 하나로서, 열경화성 수지인 비스페놀 A 형 에폭시 수지 (유카셀샤 제조의 상품명 「828」), 경화제로서 이미다졸 경화제 (시코쿠카세이고우교샤 제조의 상품명 「2E4MZ」), 수지 성분의 하나로서 열가소성 수지인 페녹시 수지 (도우토카세이샤 제조의 상품명 「YP50」), 도전성 입자 (세끼스이화인케미칼샤 제조의 상품명 「AU-205」평균 입자직경 5 ㎛), 커플링제로서 에폭시실란 (니뽄유니카샤 제조의 상품명 「A187」), 금속이온포착제 A 로서 비스무트·안티몬계 이온교환체 (도우아고우세이가부시키가이샤 제조의 상품명 「IXE-633」), 금속이온포착제 B 로서 비닐트리아딘 화합물인 2,4-디아미노-6-비닐-s-트리아딘·이소시아누르산 부가물 (시코쿠카세이고우교샤 제조의 상품명 「VT·OK」), 금속이온포착제 C 로서 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-s-트리아딘·이소시아누르산 부가물 (시코쿠카세이고우교샤 제조의 상품명 「MAVT·OK」) 를 각각 하기 표 1, 2 의 조성으로 사용하여, 톨루엔에 용해시키고, 11 종류의 페이스트상 접속재료를 얻었다.
이어서, 이들 페이스트상의 접속재료를 폴리에틸렌테레프탈레이트제 박리 필름 상에 건조막 두께 40 ㎛ 가 되도록 각각 코팅하고, 80 ℃ 의 열풍순환식 오븐 중에 5 분간 방치하여 톨루엔을 증발시켜, 실시예 1 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 4 의 필름상 접속재료를 얻었다.
또, 하기 표 1, 2 에 나타낸 바와 같이, 접속재료의 조성으로 실시예 1 ∼ 7, 및 비교예 1 ∼ 4 에서는 각각 비스페놀 A 형 에폭시 수지 50 중량부에 대해, 경화제 4 중량부, 페녹시 수지 50 중량부, 커플링제 2 중량부를 각각 사용하여, 도전성 입자의 첨가량을 접속재료 전체의 3 vol % 로 하였다.
또, 하기 표 1 에 나타낸 바와 같이 실시예 1 ∼ 3 에서는, 금속이온포착제로서 비스무트·안티몬계 이온 교환체 (금속이온포착제 A) 를 사용하고, 비스페놀 A 형 에폭시 수지와 페녹시 수지로 이루어지는 수지 성분 100 중량부에 대한 금속이온포착제의 첨가량을 실시예 1 에서는 3 중량부, 실시예 2 에서는 25 중량부, 실시예 3 에서는 50 중량부로 하였다.
실시예 4 ∼ 6 에서는, 금속이온포착제로서 비닐트리아딘 화합물인 2,4-디아미노-6-비닐-s-트리아딘·이소시아누르산 부가물 (금속이온포착제 B) 을 사용하여, 비스페놀 A 형 에폭시 수지와 페녹시 수지로 이루어지는 수지 성분 100 중량부에 대한 금속이온포착제의 첨가량을 실시예 4 에서는 3 중량부, 실시예 5 에서는 25 중량부, 실시예 6 에서는 50 중량부로 하였다.
실시예 7 에서는, 금속이온포착제로서 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-s-트리아딘·이소시아누르산 부가물 (금속이온포착제 C) 을 사용하여, 비스페놀 A 형 에폭시 수지와 페녹시 수지로 이루어지는 수지 성분 100 중량부에 대한 금속이온포착제의 첨가량을 25 중량부로 하였다.
(접속체의 작성)
유리 기판 (아사히가라스샤 제조의 상품명 「PD200」) 의 표면에, 막두께 8 ㎛, 폭 0.1 ㎜ 의 은으로 이루어지는 전극을 0.1 ㎜ 의 간격으로 복수개 형성하여, 유리 기판과 전극으로 이루어지는 패널을 11 장 제조했다.
이것과는 별도로, 폴리이미드 수지로 이루어지는 수지 필름 표면에, 막두께 18 ㎛, 폭 0.1 ㎜ 의 전극을 0.1 ㎜ 의 간격으로 복수개 형성하고, 수지 필름과 전극으로 이루어지는 플렉시블 프린트 기판을 11 장 제조했다.
여기서는, 플렉시블 프린트 기판의 전극으로, 수지 필름 표면에 형성된 구리 박막과, 구리 박막 표면에 형성된 니켈 피막과, 니켈 피막 표면에 형성된 금도금 피막으로 이루어지는 것을 사용했다.
이들 패널의 전극이 형성된 면과 플렉시블 프린트 기판의 전극이 형성된 면을 각각 대향시키고, 상기 공정에서 제조한 실시예 1 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 4 의 필름상 접속재료를 각각 사이에 끼워 200 ℃, 40 kgf/㎠ 에서 10 분간 열압착하여, 실시예 1 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 4 의 접속체를 얻었다.
이들 실시예 1 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 4 의 접속체를 사용하여 하기에 나타내는 「도통시험」, 「절연시험」을 실시했다.
(도통시험)
실시예 1 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 4 의 각 접속체의 패널과 플렉시블 프린트 기판의 전극에 통전하여, 접속체의 전기저항을 측정했다. 검출되는 전기저항치가 5 Ω미만의 것을, 5 Ω이상 10 Ω미만을 △, 10 Ω이상을 ×로 판정했다. 이들 결과를 하기 표 1, 2 에 나타낸다.
(절연시험)
실시예 1 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 4 의 각 접속체의 접속재료를 떨어뜨려 서로 인접하는 패널과 플렉시블 프린트 기판의 전극의 절연저항치를 측정하고, 이들 측정치를 초기 절연저항치로서 하기 표 1, 2 에 기재했다.
이어서, 실시예 1 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 4 의 각 접속체를 60 ℃, 상대습도 85 % 의 고온고습 조건에 각각 두고, 이 고온고습 조건하에서 플렉시블 프린트 기판과 패널의 인접하는 전극간에 100 VDC 의 전압을 각각 인가하면서, 각 접속체의 접속재료를 떨어뜨려 서로 인접하는 패널과 플렉시블 프린트 기판의 전극의 절연 저항치를 시간의 경과에 따라 측정했다.
고온고습 하에서 100 VDC 의 전압을 100 시간 인가한 경우라도, 절연저항치가 106Ω 이상인 경우를 합격으로 하고, 100 시간이 경과하기 전에 106Ω 미만이 된 경우를 불합격으로 하였다. 이들 결과를 고온고습 전압 인가시험으로 하고, 이 시험의 결과가 합격인 경우는로 하기 표 1, 2 에 기재하며, 불합격인 경우는 106Ω 미만이 되었을 때의 시간을 하기 표 1, 2 에 기재했다.
표 1, 2 의 결과로부터, 금속이온포착제의 첨가량이 수지 성분 100 중량부에 대해 0 중량부인 비교예 1 에서는 절연저항치의 저하가 현저하고, 금속이온포착제의 첨가량이 수지 성분 100 중량부에 대해 70 중량부 이상인 비교예 2, 3 에서는 「도통시험」에서 접속체의 전기저항치가 커, 전기적 접속성이 떨어지는 것을 알수 있다.
한편, 금속이온포착제의 첨가량이 수지 성분 100 중량부에 대해 3 중량부 이상 50 중량부 이하의 범위에 있는 실시예 1 ∼ 7 에서는, 「도통시험」 및 「절연시험」에서의 결과가 우수하다.
이들 사실에서 알 수 있듯이, 수지 성분 100 중량부에 대한 금속이온포착제의 첨가량은 그 하한이 0 중량부를 넘으면서 3 중량부 이하의 범위에 있으며, 그 상한은 50 중량부 이상 70 중량부 미만의 범위에 있다.
따라서, 본 발명의 접속재료에서는, 금속이온포착제의 첨가량이 그 하한 범위의 중간 이상 그 상한 범위의 중간 이하, 즉 수지 성분 100 중량부에 대해 1.5 중량부 이상 60 중량부 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다고 추측된다.
또, 금속이온포착제의 평균 입자직경이 도전성 입자의 평균 입자직경보다 큰 비교예 4 에서는 전기적 접속성이 떨어진다는 것을 알 수 있다.
이상은 접속재료 (5) 를 필름상으로 형성하여 플렉시블 프린트 기판과 패널의 접속에 이용하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 접속재료로서 페이스트상의 것을 사용할 수도 있다.
도 2(a) 를 참조하여, 도 2(a) 의 부호 (20) 와 부호 (30) 는, 각각 도 1 에 나타낸 것과 동일한 패널과 플렉시블 프린트 기판을 나타내고 있으며, 이들 패널 (20) 과 플렉시블 프린트 기판 (30) 을 접속하기 위해서는 우선 패널 (20) 의 전극 (2) 이 형성된 면에 페이스트상으로 된 본 발명의 접속재료를 도포하고, 페이스트상의 접속재료로 이루어지는 도포층 (15) 을 형성한다.
이어서, 도 2(a) 에 나타낸 바와 같이, 플렉시블 프린트 기판 (30) 의 전극 (4) 이 형성된 면과 패널 (20) 의 도포층 (15) 이 형성된 면을 서로 마주보게 하고, 플렉시블 프린트 기판 (30) 과 패널 (20) 의 전극 (2, 4) 이 서로 마주보도록 위치매칭을 실시하여, 플렉시블 프린트 기판 (30) 의 전극 (4) 을 도포층 (15) 의 표면에 누르고 있다.
이어서, 전체를 강하게 누르면서 가열하면 가열에 의해 도포층 (15) 중의 수지 (16) 의 점도가 내려가고, 수지는 패널 (20) 과 플렉시블 프린트 기판 (30) 의 사이의 전극 (2,4) 이 존재하지 않는 부분 (9) 으로 흘러들어간다.
이어서, 전체를 냉각하면, 수지 (16) 가 경화되어, 도 2(b) 의 부호 (50) 에 나타낸 바와 같은 접속체가 얻어진다.
도 1(b) 에 나타낸 접속체 (10) 와 마찬가지로, 도 2(b) 에 나타낸 접속체 (50) 는 전극 (2,4) 사이에 잔류한 도전성 입자 (17) 에 의해 전기적으로 접속되어 있고, 접속재료층 (15) 을 구성하는 접속재료에 도전성 입자 (17) 보다도 평균 입자직경이 작은 금속이온포착제 (18) 를 사용함으로써 전극 (2,4) 의 전기적 접속신뢰성이 높아진다.
상기 실시형태에 있어서도, 플라즈마 디스플레이 패널과 플렉시블 프린트 기판을 접속하는 경우 및, 플라즈마 디스플레이 패널 구동용 프린트 기판과 플렉시블 프린트 기판과의 접속, 기타 피접속부재간의 접속에도 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 열경화성 수지, 도전성 입자 및 이것보다도 직경이 작은금속이온포착제를 사용하기 때문에, 접착성, 전기적 접속성, 절연성이 우수하고, 고전압 또는 고전류가 인가되는 경우에도 인접하는 전극간이 단락하지 않아, 고전압, 또는 고전류용의 상대하는 전극을 갖는 피접속부재의 접속에 사용할 수 있다.
이렇게 접속된 플라즈마 디스플레이 패널과 플렉시블 프린트 기판의 접속체는 전극에 고전압 또는 고전류를 인가하여 사용되지만, 고전압 및 고전류가 인가됨으로써 전극에서 해리되는 금속이온은 금속이온포착제에 의해 포착되므로, 마이글레이션에 의해 인접하는 전극간이 단락하는일이 없다.

Claims (7)

  1. 상대하는 전극을 갖는 피접속부재를 접속하기 위한 접속재료로서, 도전성 입자와, 상기 전극에서 유리되는 금속이온을 포착하는 금속이온포착제 입자와, 열경화성 수지를 주성분으로 하는 수지 성분을 가지며, 상기 금속이온포착제의 평균 입자직경이 상기 도전성 입자의 평균 입자직경보다도 작은 접속재료.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속이온포착제 입자가, 비스무트계 이온 교환체 또는 비닐트리디아닌 화합물 중 하나 이상을 포함하는 접속재료.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 금속이온포착제 입자가, 상기 수지 성분 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 이상 60 중량부 이하의 범위에서 첨가된 접속재료.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 금속이온포착제 입자가, 상기 수지 성분 100 중량부에 대하여 3 중량부 이상 50 중량부 이하의 범위에서 첨가된 접속재료.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 평균 입자직경이 1 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하의 범위로서, 상기 금속이온포착제 입자의 평균 입자직경이 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 미만의 범위에 있는 접속재료.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 금속이온포착제 입자의 비표면적이 0.8 m2/g 이상 100 m2/g 이하의 범위에 있는 접속재료.
  7. 상대하는 전극과, 상기 전극간에 배치된 상태에서, 열경화되어 상기 전극끼리를 적어도 전기적으로 접속하는 접속재료를 갖는 접속체로서, 상기 접속재료는, 도전성 입자와, 상기 전극에서 유리되는 금속이온을 포착하는 금속이온포착제 입자와, 열경화성 수지를 주성분으로 하는 수지 성분을 가지며, 상기 금속이온포착제의 평균 입자직경이 상기 도전성 입자의 평균 입자직경보다도 작고, 상기 상대하는 전극에 인가되는 전압이 50 V 이상 500 V 이하의 범위인 접속체.
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