KR20050072693A - 회로접속용 접착 필름 및 회로접속 구조체 - Google Patents

회로접속용 접착 필름 및 회로접속 구조체 Download PDF

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KR20050072693A
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후쿠시마나오키
쿠메마사히데
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히다치 가세고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 서로 대치하는 회로전극 사이에 개재되어, 회로전극끼리를 전기적으로 접속하는 회로접속용 접착 필름으로, 가열에 의해 유리 라디칼을 발생하는 경화제와, 라디칼 중합성 물질과, 필름 형성성 고분자를 포함하고, 회로전극을 갖는 플렉시블 기판에 대한 가고정력이 40~180N/m인 회로접속용 접착 필름에 관한 것이다.

Description

회로접속용 접착 필름 및 회로접속 구조체{ADHESIVE FILM FOR CIRCUIT CONNECTION, AND CIRCUIT CONNECTION STRUCTURE}
본 발명은 회로접속용 접착 필름 및 회로접속 구조체에 관한 것이다.
서로 대향하는 회로전극을 전기적으로 접속하는 회로접속용 필름, 예컨대, 에폭시계 접착제에 도전성 입자를 분산시킨 이방(異方) 도전 접착 필름(에폭시 수지계 이방 도전 접착 필름)은, 주로 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)를 구동시키는 반도체가 탑재된 TCP(Tape Carrier Package)와 LCD 패널, 또는 TCP와 프린트 배선판과의 전기적 접속에 널리 사용되고 있다.
또한, 최근에는 반도체를 페이스 다운으로 직접 LCD 패널이나 프린트 배선판에 실장하는 경우에도, 종래의 와이어 본딩법이 아닌, 박형화나 협(狹)피치 접속에 유리한 플립칩 실장이 채용되고 있고, 여기에서도 이방 도전 접착 필름이 회로접속용 접착 필름으로서 사용되고 있다.
그러나, 상기 에폭시 수지계 이방 도전 접착 필름은 작업성이 우수하지만, 20초 정도의 접속 시간에서 160~180℃ 정도의 가열이 필요하고, 10초에서는 180~210℃ 정도의 가열이 필요하였다.
이와 같이, 가열이 필요한 이유는 단시간 경화성(속경화성)과 저장 안정성(보존성)의 양립에 의해 양호한 안정성을 얻는 것을 목적으로 하여, 상온에서 불활성인 촉매형 경화제를 사용하고 있기 때문에, 경화시에 충분한 반응이 얻어지지 않기 때문이다.
최근, LCD 모듈의 대형화·협액연화(狹額緣化)에 수반하여, 회로접속용 접착 필름을 사용한 접속시에 LCD 패널에의 열적 영향의 증대나 프린트 기판의 휘어짐 증대가 문제화하고 있다. 또한, 경량화라고 하는 관점으로부터 LCD 패널 기판을 유리 대신에 플라스틱으로 치환하고자 하는 검토도 이루어지고 있지만, 플라스틱은 내열성이 낮고, TCP의 실장이 곤란하다고 하는 문제를 갖고 있다.
여기에서, 그 대응책으로서 회로접속용 접착 필름의 저온 접속화가 요구되고 있다. 또한, 생산효율 향상을 위하여, 접속 시간의 10초 이하로의 단축화가 요구되어 오고 있고, 저온 속경화성이 필요불가결하게 되고 있다. 이 때문에, 10초의 접속 시간에서 160℃ 정도의 가열로 접속할 수 있는 라디칼 중합성 물질을 이용한 회로접속용 접착 필름이 제안(예를 들면, 일본특허 제3344886호 참조)되어 있다.
본 발명자들은, 상술한 라디칼 중합성 물질을 이용한 회로접속용 접착 필름에는, 회로접속용 접착 필름을 기판의 회로전극에 전사하는 가압착시, 그 기판의 회로전극상에 깔끔히 전사할 수 없고, 또는 접속하는 회로부재를 회로접속용 접착 필름에 가고정한 후, 본압착 프로세스로 이행할 때의 반송시에 진동으로 인해 회로부재가 회로접속용 접착 필름으로부터 박리되어 떨어지는 등, 접속 프로세스성이 떨어진다고 하는 문제가 있는 것을 발견해내었다.
본 발명의 목적은, 회로부재끼리를 접속할 때의 접속 프로세스성이 우수한 회로접속용 접착 필름 및 회로접속 구조체를 제공하는 것이다.
발명의 개요
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 대치하는 회로전극 사이에 개재되어, 상기 회로전극끼리를 전기적으로 접속하는 회로접속용 접착 필름으로서, 가열에 의해 유리 라디칼을 발생하는 경화제와, 라디칼 중합성 물질과, 필름 형성성 고분자를 포함하고, 상기 회로전극을 갖는 플렉시블 기판에 대한 가고정력이 40~180N/m인 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름이다.
이 회로접속용 접착 필름은, 회로부재의 회로전극끼리를 접속할 때의 접속 프로세스성이 우수하다. 구체적으로는, 회로부재로서의 플렉시블 기판에의 전사성이 향상한다. 또한 회로부재로서의 플렉시블 기판이, 다음 프로세스로 반송할 때의 진동으로 인해 낙하하기 어려워진다. 또한 회로접속용 접착 필름을 플렉시블 기판에 전사한 후, 통상은 회로접속용 접착 필름과 함께 붙어서 사용되는 기재 필름(박리성 지지 필름이라고도 함)으로부터 회로접속용 접착 필름이 박리되기 어려워진다. 또한 수10m 이상의 회로접속용 접착 필름이 릴(reel)에 감겨서 장시간 실온에서 방치되어도, 기재 필름에의 회로접속용 접착 필름의 배면 전사가 충분히 방지되어, 회로접속용 접착 필름을 릴로부터 인출할 수 없다고 하는 문제가 충분히 해소된다.
또한, 가고정력이 40N/m을 하회하면, 점착성이 너무 약하여, 플렉시블 기판을 회로접속용 접착 필름에 가고정한 후, 다음 프로세스로 반송할 때의 진동으로 인해 플렉시블 기판이 낙하하기 쉬워, 접속 프로세스성, 즉 생산성이 저하한다. 한편, 접착 필름의 가고정력이 180N/m을 상회하면 점착성이 너무 강하여, 접착 필름을 플렉시블 기판에 전사후, 접착 필름이 기재 필름으로부터 박리되기 어려워져, 마찬가지로 생산성의 저하를 초래한다고 하는 문제가 발생한다. 또한, 점착성이 지나치게 강하기 때문에, 수10m 이상의 회로접속용 접착 필름이 릴에 감겨서 장시간 실온에서 방치된 경우, 회로접속용 접착 필름이 기재 필름에 배면 전사되어, 원하는 회로접속용 접착 필름을 릴로부터 인출할 수 없다고 하는 문제가 발생하기 쉬워진다.
또한, 본 발명의 회로접속 구조체는, 제1의 회로전극을 갖는 제1의 회로부재 또는 제2의 회로전극을 갖는 제2의 회로부재의 적어도 한쪽을 플렉시블 기판으로 하고, 이 플렉시블 기판에 상기 회로접속용 접착 필름을 가고정하고, 상기 제1의 회로부재와 상기 제2의 회로부재를 제1의 회로전극과 제2의 회로전극을 대향시킨 상태로 하여 배치하고, 상기 대향 배치한 제1의 회로전극과 제2의 회로전극 사이에 상기 회로접속용 접착 필름을 개재시키도록 하고, 상기 회로접속용 접착 필름을 가열 및 가압하여, 상기 제1의 회로전극과 제2의 회로전극을 전기적으로 접속시키는 것에 의해 얻어지는 것이다.
또한, 본 발명은 제1의 회로기판상에 제1의 회로전극이 형성된 제1의 회로부재와, 제2의 회로기판상에 제2의 회로전극이 형성된 제2의 회로부재와, 상기 제1의 회로전극과 상기 제2의 회로전극 사이에 설치되어, 상기 제1 및 제2의 회로부재끼리를 접속하는 회로접속부재를 구비하고, 상기 회로접속부재는 상술한 회로접속용 접착 필름의 경화물로 이루어지고, 상기 제1의 회로전극과 상기 제2의 회로전극이, 상기 회로접속부재를 개재하여 전기적으로 접속되어 있는 회로접속 구조체이다.
이들 회로접속 구조체에 의하면, 상기 접착 필름이 회로부재끼리를 접속할 때의 접속 프로세스성이 우수하다. 이 때문에, 생산성이 향상하고, 회로접속 구조체에 관한 저코스트화를 도모하는 것이 가능해진다.
적합한 실시예의 설명
이하, 본 발명의 회로접속용 접착 필름에 대해서 설명한다.
본 발명의 회로접속용 접착 필름은, 서로 대치하는 회로전극 사이에 개재되어, 상기 회로전극끼리를 전기적으로 접속하는 회로접속용 접착 필름으로서, 가열에 의해 유리 라디칼을 발생하는 경화제와, 라디칼 중합성 물질과, 필름 형성성 고분자를 포함하고, 회로전극을 갖는 플렉시블 기판에 대한 가고정력은 40~180N/m으로 되어 있다.
이 회로접속용 접착 필름은, 회로부재인 플렉시블 기판과의 접속 프로세스성이 우수하다. 구체적으로는, 회로전극을 갖는 플렉시블 기판에의 전사성이 향상한다. 또한 플렉시블 기판이 다음 프로세스로 반송할 때의 진동으로 인해 낙하하기 어려워진다. 더욱이 회로접속용 접착 필름을 플렉시블 기판에 전사후, 회로접속용 접착 필름이 기재 필름으로부터 박리되기 어려워진다. 또한 수10m 이상의 회로접속용 접착 필름이 릴에 감겨서 장시간 실온에 방치되어도, 기재 필름에의 회로접속용 접착 필름의 배면 전사가 충분히 방지되어, 원하는 회로접속용 접착 필름을 릴로부터 인출할 수 없다고 하는 문제가 충분히 해소된다.
또한, 가고정력이 40N/m을 하회하면, 점착성이 너무 약하여, 플렉시블 기판을 회로접속용 접착 필름에 가고정한 후, 다음 프로세스로 반송할 때의 진동으로 인해 플렉시블 기판이 낙하하기 쉬워, 접속 프로세스성, 즉 생산성이 저하한다. 한편, 접착 필름의 가고정력이 180N/m을 상회하면 점착성이 너무 강하여, 접착 필름을 플렉시블 기판에 전사후, 접착 필름이 기재 필름으로부터 박리되기 어려워져, 마찬가지로 생산성의 저하를 초래한다고 하는 문제가 발생한다. 또한, 점착성이 지나치게 강하기 때문에, 수10m 이상의 회로접속용 접착 필름이 릴에 감겨서 장시간 실온에서 방치되었을 경우, 회로접속용 접착 필름이 기재 필름에 배면 전사되어, 원하는 회로접속용 접착 필름을 릴로부터 인출할 수 없다고 하는 문제가 발생하기 쉬워진다.
본 발명의 회로접속용 접착 필름의 가고정력을 측정하기 위한 시료는, 다음과 같이 하여 제작한다. 즉 우선, 2.5mm 폭의 PET 기재부착 회로접속용 접착 필름을 ITO 코트 유리(표면저항 15~20Ω/□, 1.1mm 두께) 기판상에 70℃, lMPa, 3s의 조건에서 가압착후, PET 기재를 박리하고, 회로접속용 접착 필름상에 75μm 두께의 폴리이미드 필름을 기재로 하는 200μm 피치 플렉시블 배선판(18μm Cu박, Sn 도금)을 20~24℃, 0.5MPa, 5s로 압착하여 가고정용 시료를 제작한다.
가고정력의 측정은 다음과 같이 하여 행한다. 즉, 상기한 바와 같이 하여 제작한 시료를 사용하여, 200μm 피치 플렉시블 배선판(FPC)과 회로접속용 접착 필름의 접착력(폭 1cm의 FPC에 대한 접착력)을, 인장 방향 90도(인장속도:50mm/분)의 박리(FPC의 회로에 대하여 평행 방향으로의 박리)에 의해 측정(측정온도:23±2℃)하고, 이 때의 접착력을 가고정력(N/m)으로 한다.
본 발명의 회로접속용 접착 필름의 가고정력의 특히 바람직한 범위는, 60N/m~150N/m이다.
본 발명에 사용하는 가열에 의해 유리 라디칼을 발생하는 경화제는, 가열에 의해 분해하여 유리 라디칼을 발생하는 것으로, 라디칼 중합성 물질 및 필름 형성성 고분자와 함께 회로접속용 접착 필름의 플렉시블 기판에 대한 가고정력을 40~180N/m으로 할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 이와 같은 경화제로서는, 과산화 화합물, 아조계 화합물 등의 경화제를 들 수 있지만, 목적하는 접속 온도, 접속 시간, 포트 라이프 등에 의해 적절히 선정된다. 상기 과산화 화합물로서는, 고반응성과 포트 라이프의 관점으로부터, 반감기 10시간의 온도가 40℃ 이상이고, 반감기 1분의 온도가 180℃ 이하인 유기과산화물이 바람직하다. 이 경우, 유기과산화물의 배합량은 0.05~10중량%인 것이 바람직하고, O.1~5중량%가 보다 바람직하다. 유기과산화물의 배합량이 0.05중량% 미만에서는, 0.05중량% 이상인 경우에 비하여, 반응성이 뒤떨어지는 경향이 있다. 한편, 유기과산화물의 배합량이 10중량%를 넘으면, 10중량% 이하인 경우에 비하여, 보존 안정성이 뒤떨어지는 경향이 있다. 경화제는, 구체적으로는, 디아실퍼옥사이드류, 퍼옥시디카보네이트류, 퍼옥시에스테르류, 퍼옥시케탈류, 디알킬퍼옥사이드류, 하이드로퍼옥사이드류 등으로부터 선정할 수 있다. 또한, 회로부재의 회로전극의 부식을 억제하기 위해서, 퍼옥시에스테르, 디알킬퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드로부터 선정되는 것이 바람직하고, 고반응성을 얻을 수 있는 퍼옥시에스테르로부터 선정되는 것이 보다 바람직하다.
디아실퍼옥사이드류로서는, 이소부틸퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, 옥타노일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, 스테아로일퍼옥사이드, 숙시닉퍼옥사이드, 벤조일퍼옥시톨루엔, 벤조일퍼옥사이드 등이 있다.
퍼옥시디카보네이트류로서는, 디-n-프로필퍼옥시디카보네이트, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, 디-2-에톡시메톡시퍼옥시디카보네이트, 디(2-에틸헥실퍼옥시)디카보네이트, 디메톡시부틸퍼옥시디카보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시부틸퍼옥시)디카보네이트 등이 있다.
퍼옥시에스테르류로서는, 쿠밀퍼옥시네오데카노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시네오데카노에이트, 1-시클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시2-에틸헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(2-에틸헥사노일퍼옥시)헥산, 1-시클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, t-헥실퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시이소부티레이트, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, t-헥실퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(m-톨루오일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카보네이트, t-헥실퍼옥시벤조에이트, t-부틸퍼옥시아세테이트 등이 있다.
퍼옥시케탈류로서는, 1,1-비스(t-헥실퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(t-헥실퍼옥시)시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-(t-부틸퍼옥시)시클로도데칸, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)데칸 등이 있다.
디알킬퍼옥사이드류로서는, α,α'-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠, 디쿠밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, t-부틸쿠밀퍼옥사이드 등이 있다.
하이드로퍼옥사이드류로서는, 디이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드 등이 있다. 이들 유리 라디칼 발생제는 단독 또는 혼합하여 사용할 수가 있고, 분해 촉진제, 억제제 등을 혼합하여 사용해도 좋다.
본 발명에서 사용하는 라디칼 중합성 물질은, 라디칼에 의해 중합하는 관능기를 갖는 물질로서, 이러한 라디칼 중합성 물질로서는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 말레이미드 화합물 등을 들 수 있다.
아크릴레이트(메타크릴레이트)의 구체예로서는, 우레탄아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 테트라메티롤메탄테트라아크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디아크릴록시프로판, 2,2-비스〔4-(아크릴록시메톡시)페닐〕프로판, 2,2-비스〔4-(아크릴록시폴리에톡시)페닐〕프로판, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트, 비스(아크릴록시에틸)이소시아누레이트, ε-카프로락톤변성트리스(아크릴록시에틸)이소시아누레이트, 트리스(아크릴록시에틸)이소시아누레이트 등이 있다.
말레이미드 화합물로서는, 분자중에 말레이미드기를 적어도 2개 이상 함유하는 것으로, 예컨대, 1-메틸-2,4-비스말레이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, N,N'-p-페닐렌비스말레이미드, N,N'-m-톨루일렌비스말레이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸비페닐렌)비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸디페닐메탄)비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디에틸디페닐메탄)비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐메탄비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐프로판비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐에테르비스말레이미드, N,N'-3,3'-디페닐술폰비스말레이미드, 2,2-비스〔4-(4-말레이미드페녹시)페닐〕프로판, 2,2-비스〔3-s-부틸-4,8(4-말레이미드페녹시)페닐〕프로판, 1,1-비스〔4-(4-말레이미드페녹시)페닐〕데칸, 4,4'-시클로헥실리덴-비스〔1-(4-말레이미드페녹시)-2-시클로헥실〕벤젠, 2,2-비스〔4-(4-말레이미드페녹시)페닐〕헥사플루오로프로판 등을 들 수 있다. 이것들은, 단독 또는 병용해서 사용하거나, 알릴페놀, 알릴페닐에테르, 벤조산알릴 등의 알릴 화합물과 병용해서 사용해도 좋다.
본 발명에서는, 상기와 같은 라디칼 중합성 물질을 단독 또는 병용해서 사용할 수 있지만, 본 발명에서는 25℃에서의 점도가 100,000~1,000,000mPa·s인 라디칼 중합성 물질을 적어도 함유하는 것이 바람직하고, 특히 100,000~500,000mPa·s의 점도(25℃)를 갖는 라디칼 중합성 물질을 함유하는 것이 바람직하다. 라디칼 중합성 물질의 점도의 측정은 시판되는 E형 점도계를 사용하여 측정할 수 있다. 25℃ 에서의 점도가 100,000mPa·s 미만에서는, 100,OO0mPa·s 이상인 경우에 비하여 점착성이 지나치게 강하거나, 테이프상으로 했을 때, 스며나옴이 발생해버리는 경향이 있고, 25℃에서의 점도가 1,000,000mPa·s를 넘으면, 1,000,000mPa·s 이하인 경우에 비하여 필름이 경화되고, 슬릿하기 어려워지는 경향이 있다.
라디칼 중합성 물질중에서도 우레탄아크릴레이트 또는 우레탄메타아크릴레이트가 접착성의 관점으로부터 바람직하고, 또한 내열성을 향상시키기 위해서 사용하는 유기과산화물과의 가교후, 단독으로 100℃ 이상의 Tg를 나타내는 라디칼 중합성 물질을 병용해서 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 라디칼 중합성 물질로서는, 디시클로펜테닐기 및/또는 트리시클로데카닐기 및/또는 트리아진 고리를 갖는 것을 사용할 수 있다. 특히, 내열성이 향상한다고 하는 이유로부터, 트리시클로데카닐기를 갖는 라디칼 중합성 물질이 바람직하다. 더욱이, 트리시클로데카닐기를 갖는 라디칼 중합성 물질이 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 회로접속용 접착 필름은, 필요에 따라서는 하이드로퀴논, 메틸에테르하이드로퀴논류 등의 중합 금지제를 적절히 포함해도 좋다.
또한, 본 발명에 사용하는 라디칼 중합성 물질은 트리아진 고리를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 더욱이 필름 형성성 고분자와 라디칼 중합성 물질의 합 100중량부에 대하여, 인산에스테르 구조를 갖는 라디칼 중합성 물질을 0.1~10중량부 사용하는 것이 바람직하고, 0.5~5중량부가 보다 바람직하다. 이 경우, 금속 등의 무기물 표면에서의 접착 강도가 향상한다. 인산에스테르 구조를 갖는 라디칼 중합성 물질은, 무수인산과 2-히드록실(메타)아크릴레이트의 반응물로서 얻을 수 있다. 구체적으로는, 2-메타크릴로일록시에틸애시드포스페이트, 2-아크릴로일록시에틸애시드포스페이트 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로도, 또한 조합하여도 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 필름 형성성 고분자에는, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리페닐렌옥사이드, 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 크실렌 수지, 에폭시 수지, 폴리이소시아네이트 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지 등을 사용할 수 있고, 이들중에서도 수산기 등의 관능기를 갖는 수지는 접착성이 향상하기 때문에 보다 바람직하다. 또한, 이들 고분자를 라디칼 중합성의 관능기로 변성 한 것도 사용할 수 있다. 이들 고분자의 분자량은 10,000~1,000,000인 것이 바람직하다. 10,000 미만에서는 필름 형성성이 뒤떨어지는 경향이 있고, 분자량이 1,000,000을 넘으면 혼합성이 나빠진다.
또한, 필름 형성성 고분자는 라디칼 중합성 물질 100중량부에 대하여 80~180중량부 포함되는 것이 바람직하다. 80중량부 미만에서는, 80중량부 이상일 경우에 비하여 필름 형성성이 뒤떨어지는 경향이 있고, 180중량부를 넘으면, 180중량부 이하인 경우에 비하여 혼합성이 나빠지는 경향이 있다.
더욱이, 본 발명의 회로접속용 접착 필름은, 충전재, 연화제, 촉진제, 노화 방지제, 착색제, 난연화제, 틱소트로픽제, 커플링제 및 페놀 수지나 멜라민 수지, 이소시아네이트류 등을 함유할 수도 있다.
본 발명의 회로접속용 접착 필름이 충전재를 함유한 경우, 접속 신뢰성 등의 향상을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 충전재는 충전재의 최대 직경이 도전성 입자의 입경 미만이면 사용할 수 있고, 5~60부피%의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 5부피% 미만에서는, 5부피% 이상의 경우에 비하여 도통(導通) 신뢰성이 뒤떨어지는 경향이 있고, 60부피%를 넘으면, 60부피% 이하인 경우에 비하여 신뢰성 향상의 효과가 포화한다. 커플링제로서는, 비닐기, 아크릴기, 아미노기, 에폭시기 및 이소시아네이트기의 함유물이, 접착성의 향상면에서 바람직하다.
본 발명의 회로접속용 접착 필름은 도전성 입자를 더 함유하는 것이 바람직하다. 이 경우, 회로접속용 접착 필름이 회로부재끼리의 접속에 사용되는 경우에, 도전성 입자를 함유하지 않는 회로접속용 접착 필름을 사용하는 경우에 비하여, 회로전극끼리의 접속 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다. 도전성 입자로서는, Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등의 금속입자나 카본 등이 있고, 충분한 포트 라이프를 얻기 위해서는, 표층은 Ni, Cu 등의 전이금속류가 아닌, Au, Ag, 백금족의 귀금속류가 바람직하고, Au가 보다 바람직하다. 또한, Ni 등의 전이금속류의 표면을 Au 등의 귀금속류로 피복한 것이어도 좋다. 또한, 비도전성의 유리, 세라믹, 플라스틱 등에 상기한 도통층을 피복 등에 의해 형성하고, 최외층을 귀금속류, 플라스틱을 핵으로 한 경우나 열용융 금속입자의 경우, 가열 및 가압에 의해 변형성을 가지므로, 접속시에 전극과의 접촉 면적이 증가하여, 신뢰성이 향상하므로 바람직하다. 귀금속류의 피복층의 두께는 양호한 저항을 얻기 위해서는, 100Å 이상이 바람직하다. 그러나, Ni 등의 전이금속상에 귀금속류의 층을 설치하는 경우에는, 귀금속류층의 결손이나 도전성 입자의 혼합 분산시에 생기는 귀금속류층의 결손 등에 의해 생기는 산화환원 작용으로 유리 라디칼이 발생하여, 포트 라이프 저하를 야기하기 때문에, 300Å 이상이 바람직하다. 도전성 입자는, 접착제 성분 100부피%에 대하여 0.1~30부피%의 범위에서 용도에 따라 구별하여 사용한다. 과잉의 도전성 입자에 의한 인접 회로의 단락(短絡) 등을 방지하기 위해서는, 0.1~10부피%로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 구성의 회로접속용 접착 필름을 2층 이상으로 분할하고, 유리 라디칼을 발생하는 경화제를 함유하는 층과 도전성 입자를 함유하는 층으로 분리한 경우, 종래의 고정밀화 가능 효과에 더하여, 포트 라이프의 향상을 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 회로접속 구조체의 실시 형태에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 회로접속 구조체의 적합한 실시 형태를 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 회로접속 구조체(100)는, 제1의 회로부재(20)와, 제2의 회로부재(30)와, 제1의 회로부재(20)와 제2의 회로부재(30) 사이에 설치되는 회로접속부재(10)를 구비하고 있다. 제1의 회로부재(20)는, 제1의 회로기판(21)과, 제1의 회로기판(21)의 일면(21a)상에 설치되는 제1의 회로전극(22)을 갖고 있다. 제2의 회로부재(30)는, 제2의 회로기판(31)과, 제2의 회로기판(31)의 일면(31a)상에 설치되는 제2의 회로전극(32)을 갖고 있다. 한편, 회로접속부재(10)는 제1의 회로부재(20)와 제2의 회로부재(30)를 접속하고 있고, 경화체(11)를 함유한다. 여기에서, 회로접속부재(10)는 회로접속용 접착 필름을 가열 및 가압하여 경화 처리를 실시하는 것에 의해 얻어진다. 즉, 회로접속부재(10)는 회로접속용 접착 필름의 경화물이다. 또한, 회로접속부재(10)는 도전성 입자(7)를 함유하고 있어도 좋다.
본 실시 형태의 회로접속 구조체(100)는, 이하의 제조 방법에 의해 얻을 수 있다.
즉, 우선 도 2중의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제1의 회로전극(22)을 갖는 제1의 회로부재(20)와, 제2의 회로전극(32)을 갖는 제2의 회로부재(30)를 준비한다. 이때, 예컨대 제1의 회로부재(20)를 플렉시블 기판으로 한다. 또한, 제2의 회로부재(30)는 (a)에는 나타나 있지 않지만, (c)에 나타나 있다.
다음으로, 제1의 회로부재(20)에 회로접속용 접착 필름(40)을 전사해서 가고정한다. 회로접속용 접착 필름(40)은 상술한 회로접속용 접착 필름으로 이루어진다. 본 실시 형태에서는, 회로접속용 접착 필름(40)은 예컨대 1개의 층으로 구성되어 있고, 상기 경화제, 상기 라디칼 중합성 물질, 상기 필름 형성성 고분자 및 도전성 입자(7)를 함유하고 있다. 이때, 릴에 감긴 상태로부터 회로접속용 접착 필름(40)을 인출한다.
다음으로, 회로접속용 접착 필름(40)을 가고정한 상태에서, 제1의 회로부재(20)(도 2중의 (b) 참조)를 제1의 회로부재(20)와 제2의 회로부재(30)를 접속하기 위한 장소로 반송한다.
그리고, 도 2중의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제1의 회로부재(20)와 제2의 회로부재(30)를, 제1의 회로전극(22)과 제2의 회로전극(32)을 대향시킨 상태로 하여 배치하고, 대향 배치한 제1의 회로전극(22)과 제2의 회로전극(32) 사이에 상기 회로접속용 접착 필름(40)을 개재시키도록 한다. 계속해서, 회로접속용 접착 필름(40)을 가열 및 가압해서 경화 처리를 실시한다. 이렇게 하여, 제1의 회로부재(20) 및 제2의 회로부재(30) 사이에 회로접속부재(10)를 형성한다. 경화 처리는 일반적인 방법에 의해 하는 것이 가능하고, 그 방법은 접착제 조성물에 따라 적절히 선택된다. 이렇게 하여, 제1의 회로전극(22)과 제2의 회로전극(32)이 전기적으로 접속되도록 한다.
상기 제조 방법에 의해 얻어지는 회로접속 구조체(100)에 의하면, 상기 접착 필름(40)이, 플렉시블 기판인 제1의 회로부재(20)와의 접속 프로세스성이 뛰어나다. 구체적으로는, 플렉시블 기판인 제1의 회로부재(20)에의 전사성이 향상한다. 또한 플렉시블 기판이 다음 프로세스로 반송될 때의 진동으로 인해 낙하하기 어려워진다. 또한 회로접속용 접착 필름(10)을 플렉시블 기판인 제1의 회로부재(20)에 전사한 후, 회로접속용 접착 필름(10)이 기재 필름으로부터 박리되기 어려워진다. 또한 수10m 이상의 회로접속용 접착 필름(10)이 릴에 감겨서 장시간 실온에서 방치되어도, 회로접속용 접착 필름(10)의 기재 필름에의 배면 전사가 충분히 방지되어, 원하는 회로접속용 접착 필름을 릴로부터 인출할 수 없다고 하는 문제가 충분히 해소된다. 이 때문에, 생산성이 향상하고, 회로접속 구조체(100)에 대해서 저코스트화를 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 회로접속 구조체(100)의 제조 방법에 있어서는, 제1의 회로부재(20)를 플렉시블 기판으로 하고 있지만, 제1의 회로부재(20) 대신 제2의 회로부재(30)를 플렉시블 기판으로 해도 좋고, 제1의 회로부재(20)와 함께 제2의 회로부재(30)를 플렉시블 기판으로 해도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 회로접속용 접착 필름(40)은 1개의 층으로 구성되고, 그 1개의 층이 상기 경화제, 상기 라디칼 중합성 물질, 상기 필름 형성성 고분자 및 도전성 입자(7)를 함유하고 있지만, 본 발명의 회로접속용 접착 필름은 도 3에 나타낸 바와 같이, 도전성 입자(7)를 함유하는 제1의 층(50)과, 유리 라디칼을 발생하는 경화제를 함유하는 제2의 층(60)을 함유해도 좋다. 이 경우, 고정밀화가 가능해지고, 또한 포트 라이프가 향상한다. 또한, 회로접속용 접착 필름은 2층 이상으로 구성되어 있어도 좋다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 근거하여 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
라디칼 중합성 물질로서, 25℃에서의 점도가 250,000mPa·s인 우레탄아크릴레이트 10중량부, 25℃에서의 점도가 8,000mPa·s인 비스(아크릴록시에틸)이소시아누레이트 25중량부, 25℃에서의 점도가 150mPa·s인 디메티롤트리시클로데칸디아크릴레이트 10중량부, 2-메타크릴로일록시에틸애시드포스페이트 3중량부, 유리 라디칼 발생제로서 2,5-디메틸-2,5-비스(2-에틸헥사노일퍼옥시)헥산의 50중량% 탄화수소 희석용액 4중량부를, 페녹시 수지(중량 평균분자량 45,000)를 톨루엔/초산에틸=50/50의 혼합 용제에 용해하여 얻어진 40중량%의 용액 130중량부에 혼합한 후, 이 혼합액을 균일하게 교반하였다. 또한, 이 혼합액에 대하여, 폴리스티렌을 핵으로 하는 입자의 표면에 두께 0.2μm의 니켈층을 설치하고, 이 니켈층의 외측에 두께 0.04μm의 금층을 설치한 평균 입경 5μm의 도전성 입자를 3부피% 배합 분산시켰다. 이렇게 하여 얻어진 도포액을, 두께 80μm의 편면을 표면처리한 PET 필름에 도공장치를 이용해서 도포하고, 70℃, 10분 열풍건조하였다. 이렇게 하여, 접착제층의 두께가 20μm인 회로접속용 접착 필름(폭 15cm, 길이 60m)을 얻었다. 얻어진 접착 필름을 1.5mm 폭으로 재단하고, 내경 40mm, 외경 48mm의 플라스틱제 릴의 측면(두께 1.5mm)에 접착 필름면을 내측으로 하여 50m 말아, 테이프상의 회로접속용 접착 필름을 얻었다. 얻어진 회로접속용 접착 필름의 플렉시블 기판에 대한 가고정력은 110N/m이었다. 또한, 회로접속용 접착 필름의 플렉시블 기판에 대한 가고정력의 측정 방법은 상술한 바와 같다.
(회로의 접속)
실시예 1에서 제작한 테이프상의 회로접속용 접착 필름은 3일간 실온에 방치된 경우에도, 접착 필름층이 기재 필름에 배면 전사하는 일 없이, 원하는 접착 필름을 릴로부터 인출할 수 있었다.
그리고, 이 회로접속용 접착 필름(폭 1.5mm, 길이 3cm)의 접착제면을, 70℃, 1MPa에서 3초간 가열 및 가압해서 ITO 코팅 유리 기판상에 전사하고, PET 필름을 박리하였다. 샘플수는 20이고, 모두 회로접속용 접착 필름(폭 1.5mm, 길이 3cm)을 ITO 코팅 유리 기판상에 전사할 수 있었다. 그 다음에, 피치 50μm, 두께 18μm의 주석 도금 구리 회로를 600개 갖는 플렉시블 회로판(FPC)을 회로접속 필름상에 24℃, 0.5MPa에서 5초간 가압하여 가고정하였다. 가고정된 FPC(샘플수 20)는 모두 유리 기판과 함께 상하 좌우로 진동시켜도 낙하하지 않고, 다음의 프로세스인 본압착기에의 설치시의 반송이 문제 없었다. 그 다음에, 이 FPC가 회로접속 필름에 의해 가고정된 유리 기판을 본압착 장치에 설치하고, 플렉시블 배선판측으로부터 히트 툴에 의해 160℃, 3MPa에서 10초간 가열 및 가압하여, 폭 2mm에 걸쳐 접속했다.
(접속 저항의 측정)
회로의 접속후, 상기 접속부를 포함하는 FPC의 인접 회로간의 저항값을 초기와, 85℃, 85% RH의 고온고습조중에 1000시간 유지한 후에, 멀티-미터(multi-meter)로 측정하였다. 저항값은 인접 회로 사이의 저항 50지점을 측정하여, 평균값을 구하였다.
실시예 1에서 얻어진 회로접속용 접착 필름을 사용한 회로접속 구조체의 초기 접속 저항은 평균 1.5Ω이며, 1000시간의 고온고습(85℃, 85% RH) 시험후의 저항은 평균 2.5Ω으로 접속 저항 변화는 거의 없고, 높은 접속 신뢰성을 나타냈다.
(접착력의 측정)
회로의 접속후, 90도 박리, 박리 속도 50mm/분에서 접착력 측정을 행하였다. 실시예 1에서는 1000gf/cm 정도로 양호한 접착력을 얻을 수 있었다.
(비교예 1)
라디칼 중합 물질로서, 25℃에서의 점도가 8,000mPa·s인 비스(아크릴록시에틸)이소시아누레이트 45중량부, 2-메타크릴로일록시에틸애시드포스페이트 3중량부를 사용하는 것 외에는, 실시예 1과 같이 하여 접착제층의 두께가 20μm인 회로접속용 접착 필름을 얻었다. 얻어진 회로접속용 접착 필름의 가고정력은 20N/m이었다.
(회로의 접속)
비교예 1에서 제작한 테이프상의 회로접속용 접착 필름은 3일간 실온에 방치된 경우에도, 접착 필름층이 기재 필름에 배면 전사하는 일 없이, 원하는 접착 필름을 릴로부터 인출할 수 있었다.
그리고, 이 테이프상의 회로접속용 접착 필름(폭 1.5mm, 길이 3cm)의 접착제면을, 70℃, 1MPa에서 3초간 가열 및 가압해서 ITO 코팅 유리 기판상에 전사하고, PET 필름의 박리를 시도했다. 그러나, 샘플수 20중 8 샘플에서, 회로접속용 접착 필름의 ITO 코팅 유리 기판상에의 전사를 할 수 없었다. 계속하여, ITO 코팅 유리 기판상에 회로접속용 접착 필름을 전사할 수 있었던 12 샘플을 사용하여, 피치 50μm, 두께 18μm의 주석 도금 구리 회로를 600개 갖는 플렉시블 회로판(FPC)을 회로접속용 접착 필름상에 24℃, 0.5MPa에서 5초간 가압하여 가고정했다. 그 다음에, 이 FPC가 회로접속용 접착 필름에 의해 가고정된 유리 기판(샘플수 12)을 이동시켜, 본압착 장치에 설치하려고 했지만, 반송중의 진동에 의해 7개의 FPC가 회로접속용 접착 필름으로부터 박리되고, 본압착에 제공하는 것이 불가능하였다.
(비교예 2)
라디칼 중합성 물질로서, 25℃에서의 점도가 150mPa·s인 디메티롤트리시클로데칸디아크릴레이트 45중량부, 2-메타크릴로일록시에틸애시드포스페이트 3중량부를 사용하는 것 외에는, 실시예 1과 같이 하여 접착제층의 두께가 20μm인 회로접속용 접착 필름을 얻었다. 얻어진 회로접속용 접착 필름의 가고정력은 200N/m이었다.
(회로의 접속)
비교예 2에서 제작한 테이프상의 회로접속용 접착 필름은 점착성이 지나치게 강하여, 3일간 실온에 방치된 경우, 접착 필름층이 기재 필름에 배면 전사하여, 원하는 접착 필름을 릴로부터 인출할 수 없다고 하는 문제가 발생하여, 회로접속에 제공하는 것이 불가능하였다.
(비교예 3)
라디칼 중합성 물질로서, 25℃에서의 점도가 10mPa·s인 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트 45중량부, 2-메타크릴로일록시에틸애시드포스페이트 3중량부를 사용하는 것 외에는, 실시예 1과 같이 하여 접착제층의 두께가 20μm인 회로접속용 접착 필름을 얻었다. 얻어진 회로접속용 접착 필름의 가고정력은 230N/m이었다.
(회로의 접속)
비교예 3에서 제작한 테이프상의 회로접속용 접착 필름은 점착성이 지나치게 강하여, 3일간 실온에 방치된 경우, 접착 필름층이 기재 필름에 배면 전사하여, 원하는 접착 필름을 릴로부터 인출할 수 없다고 하는 문제가 발생하여, 회로접속에 제공하는 것이 불가능하였다.
이상의 실시예 1 및 비교예 1~3의 결과로부터, 본 발명의 회로접속용 접착 필름은 플렉시블 기판과의 접속 프로세스성이 뛰어나다는 것이 확인되었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 회로접속용 접착 필름에 의하면, 라디칼 경화계 회로접속용 접착 필름의 결점인 회로부재로서의 플렉시블 기판에의 전사성과 가고정력의 양립화를 실현하는 것이 가능해지기 때문에, 회로부재끼리를 접속할 때의 접속 프로세스성이 뛰어나다.
또한, 본 발명의 회로접속 구조체에 의하면, 상기 접착 필름이 플렉시블 기판과의 접속 프로세스성이 뛰어나기 때문에, 생산성이 향상하고, 저코스트화를 도모하는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명의 회로접속 구조체의 일실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 회로접속 구조체의 일련의 제조 공정을 나타내는 공정도이다.
도 3은, 본 발명의 회로접속용 접착 필름의 일실시형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

Claims (16)

  1. 서로 대치하는 회로전극 사이에 개재되어, 상기 회로전극끼리를 전기적으로 접속하는 회로접속용 접착 필름으로서,
    가열에 의해 유리 라디칼을 발생하는 경화제와,
    라디칼 중합성 물질과,
    필름 형성성 고분자를 포함하고,
    상기 회로전극을 갖는 플렉시블 기판에 대한 가고정력이 40~180N/m인 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질이 25℃에서 100,000mPa·s~1,000,000mPa·s의 점도를 갖는 라디칼 중합성 물질인 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 경화제가 반감기 10시간의 온도가 40℃ 이상이고, 반감기 1분의 온도가 180℃ 이하인 유기과산화물인 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유기과산화물의 배합량은 0.05~10중량%인 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  5. 제2항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질이 트리시클로데카닐기를 갖는 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질이 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  7. 제2항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질이 우레탄아크릴레이트 또는 우레탄메타아크릴레이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  8. 제2항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질이 트리아진 고리를 갖는 라디칼 중합성 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  9. 제2항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질 100중량부에 대하여 상기 필름 형성성 고분자가 80~180중량부 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  10. 제2항에 있어서, 상기 필름 형성성 고분자의 분자량이 10,000~1,000,000인 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  11. 제2항에 있어서, 도전성 입자를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  12. 제11항에 있어서, 상기 도전성 입자가 전이금속상에 귀금속류로 이루어지는 피복층을 갖고, 상기 피복층의 두께가 30nm 이상인 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  13. 제2항에 있어서, 충전재를 5~60부피%의 범위로 더 함유하는 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  14. 제11항에 있어서, 상기 경화제를 함유하는 제1의 층과, 상기 도전성 입자를 함유하는 제2의 층을 갖는 것을 특징으로 하는 회로접속용 접착 필름.
  15. 제1의 회로전극을 갖는 제1의 회로부재 또는 제2의 회로전극을 갖는 제2의 회로부재의 적어도 한쪽을 플렉시블 기판으로 하고, 이 플렉시블 기판에 제1항 또는 제2항 기재의 회로접속용 접착 필름을 가고정하고, 상기 제1의 회로부재와 상기 제2의 회로부재를 상기 제1의 회로전극과 상기 제2의 회로전극을 대향시킨 상태로 하여 배치하고, 상기 대향 배치한 제1의 회로전극과 상기 제2의 회로전극 사이에 상기 회로접속용 접착 필름을 개재시키도록 하고, 상기 회로접속용 접착 필름을 가열 및 가압하여 상기 제1의 회로전극과 상기 제2의 회로전극을 전기적으로 접속시키는 것에 의해 얻어지는 회로접속 구조체.
  16. 제1의 회로기판상에 제1의 회로전극이 형성된 제1의 회로부재와, 제2의 회로기판상에 제2의 회로전극이 형성된 제2의 회로부재와,
    상기 제1의 회로전극과 상기 제2의 회로전극 사이에 설치되어, 상기 제1 및 제2의 회로부재끼리를 접속하는 회로접속부재를 구비하고,
    상기 회로접속부재는 제1항 또는 제2항 기재의 회로접속용 접착 필름의 경화물로 이루어지고, 상기 제1의 회로전극과 상기 제2의 회로전극이 상기 회로접속부재를 통하여 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 회로접속 구조체.
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