KR20030086451A - 회로 접속용 접착 필름 및 이를 사용하여 접속된 회로판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 대치되는 회로 전극을 가열, 가압하여 가압 방향의 전극 사이를 전기적으로 접속하는 가열 접착성 접착제에 있어서, 상기 접착제가 평균 입경 10 ㎛ 이하의 분산된 고무 입자 및 열에 의해 경화되는 반응성 수지를 함유하고, 상기 접착제의 DSC (시차 주사 열분석)에서의 발열 개시 온도가 60 ℃ 이상이면서 경화 반응의 80 ％가 종료되는 온도가 260 ℃ 이하인 회로 접속용 접착제를 제공한다.

Description

회로 접속용 접착 필름 및 이를 사용하여 접속된 회로판 {Adhesive Film for Bonding Circuit and Circuit Board Connected by Using the Same}

본 발명은 회로 기판들 또는 IC칩 등의 전자 부품과 배선 기판과의 접속에 사용되는 회로 접속용 접착제에 관한 것이다.

회로 기판들 또는 IC칩 등의 전자 부품과 회로 기판을 전기적으로 접속할 경우, 접착제 또는 도전 입자를 분산시킨 이방 도전 접착제가 사용되고 있다. 즉, 이러한 접착제를 서로 대치되는 전극 사이에 배치하고, 가열, 가압에 의해 전극들을 접속한 후, 가압 방향으로 도전성을 갖게 함으로써 전기적 접속을 행할 수 있다. 예를 들면, 일본 특개평 3-16147호 공보에는 에폭시 수지를 베이스로 한 회로 접속용 접착제가 제안되어 있다.

그러나, 에폭시 수지를 베이스 수지로 한 종래의 접착제는 열충격 시험 및 PCT 시험 등의 신뢰성 시험에 있어서, 접속 기판의 열팽창율차에 기초한 내부 응력에 의해 접속부에서의 접속 저항의 증대 및 접착제의 박리가 발생하기 쉬웠다.

또한, 접착제를 통해 칩을 직접 기판에 탑재하는 경우 접속 기판으로서 FR4 기재 등을 사용한 프린트 기판, 폴리이미드 및 폴리에스테르 등의 고분자 필름을기재로 하는 가요성 배선판 또는 유리 기판을 사용하면, 접속한 후 칩과의 열팽창율차에 기초한 내부 응력에 의해 칩 및 기판이 휘어지기 쉬웠다. 또한, 칩의 기판으로의 압착시에 접착제를 유동시키면 다수의 보이드가 접속 계면에 발생하고, 내습성이 저하되는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 열팽창율차에 기초한 내부 응력에 의한 접속부에서의 접속 저항의 증대, 접착제 박리 및 칩이나 기판의 휘어짐이 억제된 회로 접속용 접착제를 제공한다.

본 발명의 회로 접속용 접착제는 서로 대치되는 회로 전극을 가열, 가압하여 가압 방향의 전극 사이를 전기적으로 접속하는 가열 접착성 접착제에 있어서, 상기 접착제는 평균 입경 10 ㎛ 이하의 분산된 고무 입자 및 열에 의해 경화되는 반응성 수지를 함유하고, 이 접착제의 DSC (시차 주사 열분석)에서의 발열 개시 온도가 60 ℃ 이상이면서 경화 반응의 80 ％가 종료되는 온도가 260 ℃ 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 접착제는 발열 개시 온도에서 경화 반응의 80 ％가 종료되는 온도까지의 DSC에서의 발열량이 50 내지 140 J/g인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 접착제는 DSC에서의 경화 반응의 60 ％가 종료되는 온도가 160 ℃ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 반응성 수지는 에폭시 수지 및 잠재성 경화제를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 잠재성 경화제는 술포늄염인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 접착제는 0.1 내지 30 체적％의 도전 입자를 분산시킨 상태로 포함할 수도 있다.

본 발명의 접착제는 필름형 접착제 및 페이스트형 접착제를 모두 포함하는 것이며, 그 중 필름형 접착제가 바람직하다.

본 발명의 접착제를 필름 형상으로 하는 경우에는, 필름 형성성 고분자를 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명의 필름은 25 ℃에서의 탄성률이 50 내지 1000 MPa인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 열충격이나 PCT 시험 등의 신뢰성 시험에 있어서 발생되는 내부 응력을 흡수할 수 있고, 신뢰성 시험 후에도 접속부에서의 접속 저항의 증대 및 접착제의 박리가 없고, 접속 신뢰성이 향상된 접착제를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 LCD 패널로의 칩 실장에 있어서 기판의 휘어짐을 감소시키기 때문에 표시 품질에 대한 악영향을 억제할 수 있다. 즉, 휘어짐 발생에 의해 표시면의 갭이 변화하여 표시 얼룩이 되는 현상을 억제할 수 있다.

따라서, 본 발명의 회로 접속용 접착제는 LCD 패널과 TAB, TAB와 프린트 기판, LCD 패널과 IC칩, IC칩과 프린트 기판을 접속시의 가압 방향으로만 전기적으로 접속하기 때문에 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 접착제는 평균 입경 10 ㎛ 이하의 고무 입자를 접착제 중에 분산시킨 상태로 포함한다. 고무 입자를 포함시키는 것은 신뢰성 시험에서 발생하는 내부 응력을 완화하고, 접착제의 박리를 방지하여 기판의 휘어짐을 감소시키기 위해서이다.

고무 입자의 평균 입경은 0.1 내지 10 ㎛가 바람직하고, 0.1 내지 5 ㎛가 보다 바람직하다. 또한, 평균 입경 이하의 입자가 입경 분포의 80 ％ 이상을 차지하는 고무 입자가 특히 바람직하다.

본 발명에 사용하는 고무 입자로서는 유리 전이 온도가 25 ℃ 이하인 고무 입자이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 스티렌 -부타디엔-스티렌 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 실리콘 고무를 사용할 수 있다.

상기 고무 입자 중에서도 실리콘 고무 입자는 내용제성이 우수한 것 외에, 분산성도 우수하기 때문에 바람직하다. 실리콘 고무 입자는 실란 화합물이나 메틸트리알콕시실란 및(또는) 그의 부분 가수 분해 축합물을 가성 소다 및 암모니아 등의 염기성 물질에 의해 pH를 9 이상으로 조정한 알콜 수용액에 첨가한 후, 가수 분해시켜 중축합시키는 방법 및 오르가노실록산을 공중합시키는 방법에 의해 얻을 수 있다. 또한, 분자 말단 또는 분자내 측쇄에 수산기나 에폭시기, 케티민, 카르복실기, 머캅토기 등의 관능기를 함유한 실리콘 미립자는 반응성 수지로의 분산성이 향상되기 때문에 바람직하다.

고무 입자의 표면을 커플링제로 처리한 경우에는 반응성 수지에 대한 분산성이 향상되기 때문에 보다 바람직하다.

고무 입자의 실온 (25 ℃)에서의 탄성률은 0.1 내지 100 MPa이 바람직하며, 고무 입자의 분산성이나 접속시의 계면 응력 감소를 고려하면 1 내지 30 MPa이 보다 바람직하다. 단, 반응성 수지의 선택에 있어서는 접착제의 반응성 및 발열량을 고려하여 결정한다.

고무 입자의 접착제 조성물에 대한 배합량은 접착제 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 100 중량부가 바람직하다.

본 발명에 사용하는 반응성 수지로서는, 예를 들면 에폭시 수지와 잠재성 경화제의 혼합물, 라디칼 반응성 수지와 유기 과산화물의 혼합물일 수도 있다.

에폭시 수지로서는 이하의 예로 한정되지는 않지만, 예를 들면 에피크롤히드린과 비스페놀 A, F 또는 AD로부터 유도되는 비스페놀형 에폭시 수지; 에피크롤히드린과 페놀 노볼락 또는 크레졸 노볼락으로부터 유도되는 에폭시 노볼락 수지; 나프탈렌환을 포함한 골격을 갖는 나프탈렌계 에폭시 수지; 및 글리시딜아민, 글리시딜에테르, 비페닐 또는 지환식 등의 1 분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 갖는 에폭시 화합물을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

이러한 에폭시 수지로서 불순물 이온, 예를 들면 Na⁺, Cl^-또는 가수 분해성 염소의 농도를 300 ppm 이하로 감소시킨 고순도품을 사용하는 것이 전자 마이그레이션 방지를 위해 바람직하다.

잠재성 경화제로서는 이하의 예로 한정되지는 않지만, 예를 들면 이미다졸계, 히드라지드계, 삼불화붕소-아민 착체, 술포늄염, 아민이미드, 폴리아민의 염 및 디시안디아미드를 들 수 있다.

이러한 잠재성 경화제 중에서도 술포늄염은 발열 개시 온도가 60 ℃ 이상이면서 경화 반응의 60 ％가 종료되는 온도가 160 ℃ 이하이며, 저온에서의 반응성이 우수하면서 가용 시간이 길기 때문에 바람직하게 사용된다. 술포늄염으로서는 화학식 1로 표시되는 술포늄염이 특히 바람직하게 사용된다.

단, 식 중 R¹은 전자 흡인성기, 예를 들면 니트로소기, 카르보닐기, 카르복실기, 시아노기, 트리알킬암모늄기, 플루오로메틸기, R²및 R³은 전자 공여성기, 예를 들면 아미노기, 수산기, 메틸기, Y^-는 비구핵성 음이온, 예를 들면 헥사플루오로아르세네이트, 헥사플루오로안티모네이트이다.

술포늄염의 에폭시 수지에 대한 배합량은 2 내지 20 중량부가 바람직하다.

본 발명의 접착제에는 칩의 범프나 기판 전극의 높이차를 흡수하기 위해서 이방 도전성을 적극적으로 부여할 목적으로 도전 입자를 혼입·분산시키는 것이 바람직하다.

반응성 수지의 접착제 조성물에 대한 배합량은 접착제 100 중량부에 대하여 20 내지 100 중량부가 바람직하다.

본 발명에 사용하는 도전 입자로서는 이하의 예로 한정되지는 않지만, 예를들면 Au, Ag, Cu, 땜납 등의 금속 입자를 사용할 수 있다. 바람직하게는 폴리스티렌 등의 고분자 구형 핵재에 Ni, Cu, Au, 땜납 등의 도전층을 설치한 것이 바람직하다. 또한, 도전 입자 표면에 Sn, Au, 땜납 등의 표면층을 더 형성할 수도 있다. 추가의 표면층을 형성하는 것은 베이스층 (도전층)과의 조합에 의해 도전성을 향상시키기 위해서이다. 도전 입자의 입경은 기판 상 전극의 최소 간격보다 작은 것이 필요하다. 또한, 전극에 높이차가 있는 경우에는 도전 입자의 입경은 높이차보다 큰 것이 바람직하며, 구체적으로는 1 내지 10 ㎛이다. 또한, 접착제에 분산되는 도전 입자량은 0.1 내지 30 체적％가 바람직하고, 0.2 내지 15 체적％가 보다 바람직하다.

본 발명의 접착제에는 무기질 충전재를 혼입·분산시킬 수 있다.

본 발명에 사용하는 무기질 충전재로서는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 용융 실리카, 결정질 실리카, 규산칼슘, 알루미나, 탄산칼슘 등의 분체를 들 수 있다.

무기질 충전재의 배합량은 접착제 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부가 바람직하다. 보다 바람직하게는 20 내지 90 중량부이다. 열팽창 계수를 저하시키기 위해서는 무기질 충전재의 배합량이 클수록 효과적이지만, 다량으로 배합하면 접착성 저하 및 전극간 통전 불량이 발생하는 경향이 있으며, 배합량이 지나치게 적으면 열팽창 계수를 충분히 저하시키지 못하는 경향이 있다.

무기질 충전재의 평균 입경은 접속부에서의 통전 불량을 방지하는 관점에서 3 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 접속시에 수지의 유동성이 저하되는 것을 방지하는 관점 및 칩의 패시베이션막에 대한 손상을 방지하는 관점에서 무기질 충전재로서 구형 필러를 사용하는 것이 바람직하다. 무기질 충전재는 접착제가 도전 입자를 함유하는지의 여부에 상관없이 혼입·분산시킬 수 있다.

본 발명의 접착제에는 필름 형성을 보다 쉽게 하기 위해서 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지 등의 열가소성 수지 (이하, 필름 형성성 고분자라고 함)를 배합할 수도 있다. 이러한 필름 형성성 고분자는 반응성 수지의 경화시응력 완화에 효과가 있다. 특히, 필름 형성성 고분자가 수산기 등의 관능기를 갖는 경우, 접착성이 향상되기 때문에 보다 바람직하다.

본 발명의 접착제를 필름 형상으로 하는 것은, 적어도 이러한 반응성 수지, 잠재성 경화제로 이루어지는 접착제 조성물을 유기 용제에 용해 또는 분산시켜 액형화하고, 박리성 기재 상에 도포하여 경화제의 활성 온도 이하로 용제를 제거함으로써 행해진다. 이 때 사용하는 용제는 재료의 용해성을 향상시키는 관점에서 방향족 탄화수소계와 산소 함유계 혼합 용제가 바람직하다.

본 발명의 접착 필름은 필름의 탄성률 (25 ℃)이 50 내지 1000 MPa, 바람직하게는 70 내지 500 MPa이 되도록 반응성 수지, 고무 입자, 필름 형성성 고분자재 등의 배합량이 조정된다. 접착 필름의 탄성률이 1000 MPa을 초과하면 필름을 회로판에 전사할 수 없고, 필름을 소정 폭으로 절단 가공할 때 기재 필름으로부터 접착 필름이 박리되어 버리는 경향이 있다. 또한, 탄성률이 50 MPa 미만이면, 기재 필름과 함께 10 m 이상의 권취형으로 가공했을 때 접착 필름이 기재 필름 뒷면에 전사되어 접착 필름을 회로 기판에 전사하는 작업이 어려워지는 경향이 있다. 또한,이 경우에는 저분자 반응성 수지의 함유량이 많아지기 때문에 압착시 보이드가 많이 발생하는 경향이 있다. 또한, 접착 필름의 탄성률 (저장 탄성률: 측정용 필름막 두께: 100 ㎛)은 점탄성 측정 장치 (승온 속도: 10 ℃/min, 주파수: 1 Hz)에 의해 구할 수 있다.

접착제의 반응성은 DSC (승온 속도: 10 ℃/min)로 측정할 수 있다. 본 발명접착제의 DSC에 의한 발열 개시 온도는 60 ℃ 이상으로서, 접착제 경화 반응의 80 ％가 종료되는 온도는 260 ℃ 이하이다. 이러한 온도가 되도록 접착제에 첨가하는 반응성 수지를 선택하여 제조한다. 또한, 경화 반응의 60 ％가 종료되는 온도는 160 ℃ 이하가 바람직하다.

본 발명 접착제의 경화 반응에 기초한 발열량도 DSC (승온 속도: 10 ℃/min)에 의해 구할 수 있다. 발열량이 바람직하게는 50 내지 140 J/g, 보다 바람직하게는 60 내지 120 J/g, 특히 바람직하게는 60 내지 100 J/g가 되도록 반응성 수지, 고무 입자, 필름 형성성 고분자 등의 배합량이 조정된다. 접착제의 발열량이 140 J/g을 초과하면 접착제의 경화 수축력 및 탄성률 증대 등에 의해 내부 응력이 증대되고, 회로들을 접속할 때 회로 기판이 휘어지고, 접속 신뢰성 저하 및 전자 부품의 특성 저하를 초래하는 경향이 있다. 또한, 발열량이 50 J/g 미만에서는 접착제의 경화성이 불충분하고, 접착성 및 접속 신뢰성의 저하를 초래하는 경향이 있다.

DSC는 측정 온도 범위 내에서 발열, 흡열이 없는 표준 시료와의 온도차를 끊임없이 상쇄하도록 열량을 공급 또는 제거하는 제로법을 측정 원리로 하는 것이며, 시판되고 있는 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있다. 접착제의 반응은 발열 반응이며, 일정한 승온 속도로 시료를 승온해 가면 시료가 반응하여 열량이 발생한다. 그 발열량을 차트에 출력하고, 베이스 라인을 기준으로서 발열 곡선과 베이스 라인에 의해 둘러싸인 면적을 구하여 이것을 발열량으로 한다. 실온 (25 ℃)에서 300 ℃ 정도까지 10 ℃/분의 승온 속도로 측정하고, 상기의 발열량을 구한다. 이는 전자동으로 행하는 것도 있으며, 전자동을 이용하면 쉽게 행할 수 있다. 또한, 경화 반응의 80 ％가 종료되는 온도는 발열량의 면적으로부터 구할 수 있다.

<실시예 1>

페녹시 수지 (유니온 카바이드사 제조, PKHC) 50 g을 아세트산에틸 115 g에 용해하여 30 중량％ 페녹시 수지 용액을 얻었다.

실리콘 미립자로, 20 ℃에서 메틸트리메톡시실란을 300 rpm으로 교반한 pH 12의 알콜 수용액에 첨가하고 가수 분해, 축합시켜 25 ℃에서의 저장 탄성률이 8 MPa이고 평균 입경이 2 ㎛인 구형 미립자를 얻었다.

페녹시 수지 용액 (고형 중량비로 페녹시 수지 45 g), 실리콘 미립자 30 g, 마이크로 캡슐형 잠재성 경화제를 함유하는 액상 에폭시 수지 (에폭시 당량 185, 아사히 가세이 고교 가부시끼 가이샤 제조, 노바큐어 HX-3941) 20 g, 비스페놀 A형 에폭시 수지 (에폭시 당량 180) 5 g을 배합하고, 폴리스티렌계 핵체 (직경 5 ㎛) 표면에 Au층을 형성한 도전 입자를 6 체적％ 분산시켜 필름 도공용 용액을 얻었다. 이어서, 이 용액을 두께 50 ㎛의 한쪽면을 표면 처리한 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트; 기재 필름, 세퍼레이터) 필름에 도공 장치를 사용하여 도포하고, 70 ℃에서 10분간 열풍 건조하여 접착제층의 두께가 45 ㎛인 필름형 접착제를 얻었다. 이 접착제에 대하여 반응 개시 시간, 반응 종료 시간, 경화 반응의 60 ％ 및 80 ％가 종료되는 온도, 경화 반응의 80 ％가 종료되기까지의 DSC의 발열량, 경화 반응이 종료되기까지의 DSC의 발열량 및 탄성률을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

이어서, 제작한 필름형 접착제를 사용하여 금 범프 (면적: 80×80 ㎛, 스페이스: 30 ㎛, 높이: 15 ㎛, 범프 수: 288)가 부착된 칩 (10×10 mm, 두께: 500 ㎛)과 칩의 전극에 대응한 회로 전극을 갖는 Ni/Au 도금 Cu 회로 프린트 기판과의 접속을 이하에 나타낸 바와 같이 행하였다.

필름형 접착제 (12×12 mm)를 Ni/Au 도금 Cu 회로 프린트 기판 (전극 높이: 20 ㎛, 두께: 0.8 mm)에 80 ℃, 1.0 MPa (10 kgf/cm²)로 접착한 후, 세퍼레이터를 박리하여 칩의 범프와 Ni/Au 도금 Cu 회로 프린트 기판 (두께: 0.8 mm)과의 위치 맞춤을 행하였다. 이어서, 180 ℃, 75 g/범프, 20초의 조건으로 칩 위쪽에서 가열, 가압하여 본 접속을 행하였다.

본 접속 후 칩의 휘어짐 정도는 3.1 ㎛ (칩측으로 볼록하게 휘어짐)였다. 또한, 본 접속 후의 접속 저항은 1 범프 당 최고 15 mΩ, 평균 8 mΩ, 절연 저항은 10⁸Ω 이상이었고, 이러한 값은 -55 내지 125 ℃의 열충격 시험 1000 사이클 처리, PCT 시험 (121 ℃, 0.2 MPa (2 기압)) 200시간, 260 ℃의 땜납 배스 침지 10초 후에도 변화 없이 양호한 신뢰성을 나타내었다.

<실시예 2>

도전 입자를 10 체적％ 분산시킨 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 필름도공용 용액을 얻었다.

이어서, 이 용액을 두께 50 ㎛의 한쪽면을 표면 처리한 PET 필름에 도공 장치를 사용하여 도포하고, 70 ℃에서 10분간 열풍 건조하여 접착제층의 두께가 10 ㎛인 필름형 접착제 a를 얻었다.

이어서, 상기 필름 도공용 용액 제작 중에 Au층을 형성한 도전 입자를 분산시키지 않은 것 이외는 동일한 방법으로 제작한 필름 도공용 용액을 두께 50 ㎛의 한쪽면을 표면 처리한 PET 필름에 도공 장치를 사용하여 도포하고, 70 ℃에서 10분간 열풍 건조하여 접착제층의 두께가 15 ㎛인 필름형 접착제 b를 얻었다.

또한, 얻어진 필름형 접착제 a와 b를 40 ℃로 가열하면서 롤 라미네이터로 적층한 2층 구성의 이방 도전 필름을 제작하였다.

이 접착제에 대하여 실시예 1과 동일하게 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

이어서, 제작한 이방 도전 필름을 사용하여 금 범프 (면적: 50×50 ㎛, 스페이스: 20 ㎛, 높이: 15 ㎛, 범프 수: 362)가 부착된 칩 (1.7×17 mm, 두께: 500 ㎛)과 ITO 회로가 부착된 유리 기판 (두께: 1.1 mm)과의 접속을 이하에 나타낸 바와 같이 하여 행하였다. 이방 도전 필름 (2×20 mm)을 ITO 회로가 부착된 유리 기판에 80 ℃, 1 MPa (10 kgf/cm²)로 접착한 후, 세퍼레이터를 박리하고 칩의 범프와 ITO 회로가 부착된 유리 기판과의 위치 맞춤을 행하였다. 이어서, 190 ℃, 40 g/범프, 10초의 조건으로 칩 위쪽에서 가열, 가압하여 본 접속을 행하였다. 본 접속 후 칩의 휘어짐 정도는 2.5 ㎛였다. 또한, 접속 저항은 1 범프 당 최고 80 mΩ,평균 30 mΩ, 절연 저항은 10⁸Ω 이상이었고, 이러한 값은 -40 내지 100 ℃의 열충격 시험 1000 사이클 처리, 고온·고습 (85 ℃, 85 ％RH, 1000 h) 시험 후에도 변화 없이 양호한 접속 신뢰성을 나타내었다.

<실시예 3>

페녹시 수지 (유니온 카바이드사 제조, PKHC) 50 g을 아세트산에틸 115 g에 용해하여 30 ％ 용액을 얻었다.

고형 중량비로 페녹시 수지 60 g, 평균 입경 0.2 ㎛의 아크릴 입자 (저장 탄성률 3 MPa)가 20 중량％ 분산된 비스페놀 A형 에폭시 수지 (에폭시 당량 180) 25 g, 비스페놀 A형 고형 에폭시 수지 (에폭시 당량 185) 5 g, p-아세톡시페닐벤질메틸술포늄염 (비구핵성 음이온: 헥사플루오로안티모네이트) 3 g을 배합하고, 폴리스티렌계 핵체 (직경: 3 ㎛) 표면에 Au층을 형성한 도전 입자를 10 체적％ 배합 분산시켜 필름 도공용 용액을 얻었다.

이어서, 이 용액을 두께 50 ㎛의 한쪽면을 표면 처리한 PET 필름에 도공 장치를 사용하여 도포하고, 70 ℃에서 10분간 열풍 건조하여 접착제층의 두께가 10 ㎛인 필름형 접착제 c를 얻었다.

이어서, 상기 필름 도공용 용액 제작 중에 Au층을 형성한 도전 입자를 분산시키지 않은 것 이외는 동일한 방법으로 제작한 필름 도공용 용액을 두께 50 ㎛의 한쪽면을 표면 처리한 PET 필름에 도공 장치를 사용하여 도포하고, 70 ℃에서 10분간 열풍 건조하여 접착제층의 두께가 15 ㎛인 필름형 접착제 d를 얻었다.

또한, 얻어진 필름형 접착제 c와 d를 40 ℃로 가열하면서 롤 라미네이터로적층한 2층 구성의 이방 도전 필름을 제작하였다. 이 접착 필름에 대하여 실시예 1과 동일하게 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

이어서, 제작한 이방 도전 필름을 사용하여 금 범프 (면적: 50×50 ㎛, 스페이스: 20 ㎛, 높이: 15 ㎛, 범프 수: 362)가 부착된 칩 (1.7×17 mm, 두께: 500 ㎛)과 ITO 회로가 부착된 유리 기판 (두께: 1.1 mm)과의 접속을 이하에 나타낸 바와 같이 하여 행하였다. 이방 도전 필름 (2×20 mm)을 ITO 회로가 부착된 유리 기판에 80 ℃, 1 MPa (10 kgf/cm²)로 접착한 후, 세퍼레이터를 박리하고 칩의 범프와 ITO 회로가 부착된 유리 기판과의 위치 맞춤을 행하였다. 이어서, 150 ℃, 40 g/범프, 10초의 조건으로 칩 위쪽에서 가열, 가압하여 본 접속을 행하였다. 본 접속 후 칩의 휘어짐 정도는 1.5 ㎛였다. 또한, 접속 저항은 1 범프 당 최고 50 mΩ, 평균 20 mΩ, 절연 저항은 10⁸Ω 이상이었고, 이러한 값은 -40 내지 100 ℃의 열충격 시험 1000 사이클 처리, 고온·고습 (85 ℃/85 ％RH, 1000 h) 시험 후에도 변화 없이 양호한 접속 신뢰성을 나타내었다.

<비교예 1>

고무 입자가 배합되지 않은 이방 도전 필름 FC-110A (히따찌 가세이 고교 가부시끼 가이샤 제조, 막 두께: 45 ㎛)를 사용하여 실시예 1에 대한 비교 시험을 행하였다. 이 결과를 표 1에 나타낸다.

이어서, 상기한 필름형 접착제를 사용하여 금 범프 (면적: 80×80 ㎛, 스페이스: 30 ㎛, 높이: 15 ㎛, 범프 수: 288)가 부착된 칩 (10×10 mm, 두께: 500 ㎛)과 Ni/Au 도금 Cu 회로 프린트 기판과의 접속을 이하에 나타낸 바와 같이 행하였다. 필름형 접착제 (12×12 mm)를 Ni/Au 도금 Cu 회로 프린트 기판 (전극 높이: 20 ㎛, 두께: 0.8 mm)에 80 ℃, 1 MPa (10 kgf/cm²)로 접착한 후, 세퍼레이터를 박리하고 칩의 범프와 Ni/Au 도금 Cu 회로 프린트 기판과의 위치 맞춤을 행하였다. 이어서, 190 ℃, 75 g/범프, 10초의 조건으로 칩 위쪽에서 가열, 가압하여 본 접속을 행하였다. 본 접속 후 칩의 휘어짐 정도는 7.2 ㎛ (칩측으로 볼록하게 휘어짐)였다. 또한, 본 접속 후의 접속 저항은 1 범프 당 최고 20 mΩ, 평균 10 mΩ, 절연 저항은 10⁸Ω 이상이었고, 접속 저항은 -55 내지 125 ℃의 열충격 시험 1000 사이클 처리, PCT 시험 (121 ℃, 2 MPa (2 기압)) 200시간, 260 ℃의 땜납 배스 침지 10초 후에 증대되는 것 외에 일부 접속 불량이 발생하였다.

<비교예 2>

두께 8 ㎛의 도전 입자를 함유한 층과 두께 15 ㎛의 도전 입자를 함유하지 않는 층으로 이루어지는 2층 구성의 고무 입자를 포함하지 않는 이방 도전 필름 AC-8401 (히따찌 가세이 고교 가부시끼 가이샤 제조, 막 두께: 23 ㎛)을 사용하여 실시예 2에 대한 비교 시험을 행하였다. 이 결과를 표 1에 나타낸다.

이어서, 이 이방 도전 필름을 사용하여 금 범프 (면적: 50×50 ㎛, 스페이스: 20 ㎛, 높이: 15 ㎛, 범프 수: 362)가 부착된 칩 (1.7×17 mm, 두께: 500 ㎛)과 ITO 회로가 부착된 유리 기판 (두께: 1.1 mm)과의 접속을 이하에 나타낸 바와 같이 행하였다. 이방 도전 필름 (2×20 mm)을 ITO 회로가 부착된 유리 기판에 80℃, 1 MPa로 접착한 후, 세퍼레이터를 박리하고 칩의 범프와 ITO 회로가 부착된 유리 기판과의 위치 맞춤을 행하였다. 이어서, 190 ℃, 40 g/범프, 10초의 조건으로 칩 위쪽에서 가열, 가압하여 본 접속을 행하였다. 본 접속 후 칩의 휘어짐 정도는 8.2 ㎛로 실시예 2와 비교하여 휘어짐 정도가 컸다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
반응 개시 온도(℃)	90	90	80	90	90
반응 종료 온도(℃)	190	200	240	206	205
경화 반응의 80%가 종료되는 온도(℃)	160	160	230	180	180
경화 반응의 60%가 종료되는 온도(℃)	145	145	160	150	150
경화 반응의 80%가 종료되기까지의 DSC의 발열량(J/g)	75	70	120	180	160
경화 반응의 60%가 종료되기까지의 DSC의 발열량(J/g)	90	85	150	200	200
탄성률(25 ℃, MPa)	600	600	200	2000	2000

본 발명에서는 열팽창율차에 기초한 내부 응력에 의한 접속부에서의 접속 저항의 증대, 접착제 박리 및 칩이나 기판의 휘어짐이 억제된 회로 접속용 접착제를 제공하였다.

Claims (17)

1. 서로 대치되는 회로 전극을 가열, 가압에 의해 가압 방향의 전극 사이를 전기적으로 접속하는 가열 접착성 접착 필름에 있어서, 상기 접착 필름이 열에 의해 경화되는 반응성 수지를 함유하고, 25 ℃에서의 탄성율이 50 내지 1000 MPa이고, DSC (시차 주사 열분석)에서의 발열 개시 온도가 60 ℃ 이상이면서 경화 반응의 80 ％가 종료되는 온도가 260 ℃ 이하인 것을 특징으로 하는 회로 접속용 접착 필름.
2. 제1항에 있어서, 적어도 평균 입경 10 ㎛ 이하의 고무 입자 및 열에 의해 경화되는 반응성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 회로 접속용 접착 필름.
3. 제1항에 있어서, DSC에서의 발열량이 50 내지 140 J/g인 것을 특징으로 하는 회로 접속용 접착 필름.
4. 제1항에 있어서, DSC에서의 발열 개시 온도가 60 ℃ 이상이면서 경화 반응의 60 ％가 종료되는 온도가 160 ℃ 이하인 것을 특징으로 하는 회로 접속용 접착 필름.
5. 제1항에 있어서, 반응성 수지가 에폭시 수지 및 잠재성 경화제를 포함하는 회로 접속용 접착 필름.
6. 제5항에 있어서, 잠재성 경화제가 술포늄염인 것을 특징으로 하는 회로 접속용 접착 필름.
7. 제1항에 있어서, 반응성 수지가 라디칼 반응성 수지 및 유기 과산화물을 포함하는 회로 접속용 접착 필름.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제에 0.1 내지 30 체적％의 도전 입자가 분산되어 있는 회로 접속용 접착 필름.
9. 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를 제1 접속 단자가 제2 접속 단자에 대향되게 배치하고, 상기 대향 배치된 제1 접속 단자와 제2 접속 단자 사이에 접착 필름을 개재시키며, 가열 가압하여 상기 대향 배치된 제1 접속 단자와 제2 접속 단자를 전기적으로 접속시킨 회로판에 있어서, 상기 접착 필름은 열에 의해 경화되는 반응성 수지를 함유하고, 25 ℃에서의 탄성율이 50 내지 1000 MPa이며, DSC에서의 발열 개시 온도가 60 ℃ 이상이면서 경화 반응의 80 ％가 종료되는 온도가 260 ℃ 이하인 것을 특징으로 하는 회로판.
10. 제9항에 있어서, 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재가 반도체 칩이고, 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재가 제2 접속 단자를 갖는 유리 기판인 회로판.
11. 제9항에 있어서, 접착 필름이 적어도 평균 입경 10 ㎛ 이하의 고무 입자 및 열에 의해 경화되는 반응성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 회로판.
12. 제9항에 있어서, 접착 필름의 DSC에서의 발열량이 50 내지 140 J/g인 것을 특징으로 하는 회로판.
13. 제9항에 있어서, 접착 필름의 DSC에서의 발열 개시 온도가 60 ℃ 이상이면서 경화 반응의 60 ％가 종료되는 온도가 160 ℃ 이하인 것을 특징으로 하는 회로판.
14. 제9항에 있어서, 접착 필름의 반응성 수지가 에폭시 수지 및 잠재성 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로판.
15. 제14항에 있어서, 잠재성 경화제가 술포늄염인 것을 특징으로 하는 회로판.
16. 제9항에 있어서, 반응성 수지가 라디칼 반응성 수지 및 유기 과산화물을 포함하는 회로판.
17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제에 0.1 내지 30 체적％의 도전 입자가 분산되어 있는 회로판.