KR20070077087A - 복합 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리콘 겔 시트층과, 실리콘 겔 시트층의 적어도 한쪽 주면 상에 설치된 이형 시트층을 포함하며, 이형 시트층이 불소 수지를 포함하고, 이형 시트층의 한쪽 주면이 노출되어 있는 복합 시트를 제공한다. 본 발명에 따르면, 이형성, 쿠션성 및 열전도성이 우수한 복합 시트를 제공할 수 있다.

실리콘 겔 시트층, 불소 수지, 복합 시트, 이형성, 쿠션성, 열전도성

Description

복합 시트 {Composite Sheet}

도 1은 본 발명의 복합 시트의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 2는 ACF를 이용한 압착 접합에 대하여 설명하기 위한 개념도이다.

도 3은 ACF를 이용한 압착 접합에 대하여 설명하기 위한 개념도이다.

도 4는 종래 기술로서 ACF를 이용한 압착 접합에 대하여 설명하기 위한 개념도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 실리콘 겔 시트층 2: 이형 시트층

10: 복합 시트 101: 테이프 캐리어 패키지

102: 전극 103a: 전도성 입자

103b: 결합제 103: ACF

104: 전극 105: 액정 패널

106: 이형 시트 107: 스테이지

108: 가열 헤드

본 발명은 전자 부품의 압착 접합 작업 등에 이용되는 복합 시트에 관한 것이다.

전자 부품의 기판 실장이나 배선 접속 등을 자동화, 고속화하기 위해 테이프 자동화 본딩(Tape Automated Bonding: TAB)법을 이용한 압착 접합 기술의 개발이 활발하다. TAB법에서 이용되는 본딩 테이프로서는, 예를 들면 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Flim: ACF)이 있다. 이 ACF는 액정계, 플라즈마계, 전계 발광계 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조시에 이용되는 경우가 많다. 예를 들면, FPD에서의 유리 기판과 구동용 IC와의 접속이나, 구동용 IC와 인쇄 회로 기판과의 접속에 이용된다.

ACF를 이용한 압착 접합은, 예를 들면 다음과 같이 행해진다. 우선, 도 2에 나타낸 바와 같이 액정 패널 (105) 상에 설치된 전극 (104)와, 액정 구동용 반도체 칩을 내장한 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package: TCP) (101) 상에 설치된 전극 (102) 사이에 ACF (103)을 배치한다. 또한, 이 ACF (103)은 열경화성 에폭시 수지 등의 결합제 (103b) 중에 전도성 입자 (103a)가 분산된 것이다. 그 후, 도 4에 나타낸 바와 같이 스테이지 (107) 상에 ACF (103)을 통해 적층한 액정 패널 (105) 및 TCP (101)을 배치하고, 가열 헤드 (108)을 이용하여 TCP (101)을 위쪽에서 가압한다. 이에 따라, ACF (103)을 용융시켜, 도 3에 나타낸 바와 같이 액정 패널 (105)와 TCP (101)을 열 용착시킬 수 있고, ACF (103) 중의 전도성 입자 (103a)에 의해 전극 (102)와 전극 (104) 사이를 통전시킬 수 있다.

그런데, 압착 접합시에 용융한 ACF (103)이 새어나와 가열 헤드 (108)을 오 염시키는 경우가 있다. 따라서, 일반적으로는 도 4에 나타낸 바와 같이 TCP (101)과 가열 헤드 (108) 사이에 이형 시트 (106)을 배치함으로써, ACF (103)이 가열 헤드 (108)로 부착되는 것을 방지하고 있다.

압착 접합을 원활하게 행하기 위해서는, 가열 헤드의 열이 ACF에 양호하게 전달되어야만 한다. 따라서, 이형 시트에는 이형성이 우수할 뿐만 아니라, 열전도성도 우수할 것이 요구되고 있다.

이형 시트의 이형성을 향상시키는 측면에서, 그 재료로서 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 불소계 수지가 주목받고 있다. 그러나, 불소계 수지의 열전도성은 다른 시트 재료에 비하여 떨어지기 때문에, 이형 시트로서 사용하는 경우에는 충분한 열전도성을 얻기 위해 그 두께를 극단적으로 얇게 해야만 한다.

그런데, 최근의 FPD 모듈의 대형화에 따라 TCP, COF(Chip 0n Film), FPC(Flexible Print Circuit) 등의 접속 작업에서의 요철이나 평행도의 불균일이 늘어나고 있다. 따라서, 충분한 열전도성을 얻을 수 있을 정도까지 불소계 수지를 포함하는 이형 시트의 두께를 얇게 하면, 압착 접합시에 균일한 압력 분포를 얻기 어렵고, 가압 작업에 따른 충격으로 접속 작업이나 FPD의 유리 기판이 파손되는 경우가 있다.

따라서, 불소계 수지를 이용한 이형 시트의 쿠션성을 높이는 것을 목적으로, 불소 수지 시트와 실리콘 고무 시트를 적층 일체화하여 이형 시트를 구성하는 기술이 있다(일본 특허 공개 제2001-315248호 공보 참조). 이 기술에서는 실리콘 고무 시트의 두께를 0.2 내지 5 mm의 범위로 함으로써 쿠션성의 향상이 도모되고 있다.

그러나, 본 발명자들이 검토한 바, 일본 특허 공개 제2001-315248호 공보에 기재된 이형 시트는 열전도성이 떨어진다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이형성, 쿠션성 및 열전도성 모두가 우수한 복합 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 예의 검토를 거듭한 결과, 불소 수지를 포함하는 시트층과, 실리콘 겔(silicone gel)을 포함하는 시트층을 적층함으로써, 이형성, 쿠션성 및 열전도성 모두가 우수한 복합 시트가 얻어진다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 실리콘 겔 시트층과, 상기 실리콘 겔 시트층의 적어도 한쪽 주면 상에 설치된 이형 시트층을 포함하며, 상기 이형 시트층이 불소 수지를 포함하고, 상기 이형 시트층의 한쪽 주면이 노출되어 있는 복합 시트를 제공한다.

본 발명에 따르면, 이형성, 쿠션성 및 열전도성 모두가 우수한 복합 시트를 제공할 수 있다.

본 발명의 복합 시트 (10)은, 도 1에 나타낸 바와 같이 실리콘 겔 시트층 (1)과, 이형 시트층 (2)를 포함하고 있다. 이형 시트층 (2)의 한쪽 주면은 노출되어 있으며, 복합 시트 (10)의 한쪽 주면을 구성하고 있다.

본 명세서에 있어서, 실리콘 겔 시트층이란, 일본 공업 규격(JIS) A 5759에 규정된 유리에 대한 점착력이 35 g/cm 이상의 범위에 있고, JIS K 6253에 규정된 JIS-A 경도가 10 미만의 범위에 있는, 오르가노폴리실록산을 주성분으로 하는 조성물을 포함하는 층을 의미한다. 상기 실리콘 겔 시트층은, 상기 유리에 대한 점착력의 범위 및 상기 JIS-A 경도 범위에 추가하여, JIS K 2207에 규정된 침입도가 150 내지 20 mm/10의 범위에 있는, 오르가노폴리실록산을 주성분으로 하는 조성물을 포함하는 층이 바람직하다.

상기 오르가노폴리실록산의 분자 구조는 직쇄상, 일부 분지를 갖는 직쇄상, 환상, 분지쇄상 등일 수 있다. 상기 조성물은 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 그 밖의 성분을 포함할 수 있으며, 석영, 알루미나, 질화붕소 등의 공지된 열전도성 충전제를 포함할 수도 있다.

상기 실리콘 겔 시트층은, 예를 들면 공지된 실리콘 겔 페이스트를 경화시켜 성형함으로써 얻을 수 있다. 이러한 실리콘 겔 페이스트는, 예를 들면 도레이ㆍ다우코닝사 제조의 SE4440LP, GE 도시바 실리콘사 제조의 TSE3081, 신에츠 실리콘사 제조의 X-32-2129로서 입수할 수 있다.

상기 실리콘 겔 시트층은, 예를 들면 그 두께를 100 ㎛ 이상 300 ㎛ 이하의 범위로 할 수 있다. 해당 두께가 100 ㎛ 미만이면 복합 시트의 쿠션성이 극도로 저하하는 경우가 있다. 한편, 300 ㎛를 초과하면 충분한 압착 접합이 곤란해질 정도로까지 복합 시트의 열전도성이 저하하는 경우가 있다.

상기 이형 시트층은, 예를 들면 그 두께를 20 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하의 범위로 할 수 있다. 해당 두께가 20 ㎛ 미만이면 이형 시트층이 파손되어 복합 시트를 반복 사용할 수 있는 회수가 극도로 저하되는 경우가 있다. 한편, 100 ㎛를 초과하 면 충분한 압착 접합이 곤란해질 정도로까지 복합 시트의 열전도성이 저하하는 경우가 있다. PTFE 함침 유리 크로스를 이용하는 경우에는, 그 두께를 50 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 상기 범위의 두께를 갖는 이형 시트층을 복수층 적층하여 사용할 수도 있다. 이 경우에도 그 총 두께가 100 ㎛ 이하의 범위가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘 겔 시트층의 양면 상에 이형 시트층을 배치할 수도 있다.

상기 이형 시트층의 재료로서는, 예를 들면 PTFE, 퍼플루오로알콕시알칸(PFA), 퍼플루오로에틸렌프로펜 공중합체(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틴(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE), 폴리불화비닐(PVF) 등을 사용할 수 있다. PTFE 시트에 의해 이형 시트층을 구성하면, 복합 시트의 유연성이 높아진다. 이러한 PTFE 시트로서는, 예를 들면 스카이브 시트(skive sheet), PTFE 함침 유리 크로스, PTFE 다공체 필름 등을 들 수 있다. 스카이브 시트로서는, 예를 들면 PTFE 필름의 한쪽 주면이 나트륨 처리 등에 의해 접착 처리된 접착 처리 PTFE 필름을 사용할 수 있다. 이러한 필름은, 예를 들면 닛본 발카 고교사 제조의 No.7991, 닛또 덴꼬사 제조의 No.901로서 입수할 수 있다. PTFE 함침 유리 크로스로서는, 예를 들면 PTFE 함침 유리 크로스의 한쪽 주면이 접착 처리된 접착 처리 PTFE 함침 유리 크로스를 사용할 수 있다. 이러한 유리 크로스는, 예를 들면 닛본 발카 고교사 제조의 No.7921, 닛또 덴꼬사 제조의 No.971로서 입수할 수 있다. PTFE 다공체 필름은, 예를 들면 스미또모 덴꼬 파인 폴리머사 제조의 포어플론 멤 브레인 HP-045-30, 닛또 덴꼬사 제조의 NTF1026으로서 입수할 수 있다.

실리콘 겔 시트층과 이형 시트층을 적층하는 방법으로서는, 예를 들면 성형한 이형 시트 상에 상기 실리콘 겔 페이스트를 도포한 후, 실리콘 겔의 경화 온도 이상으로 가열하는 방법을 이용할 수도 있고, 각각의 시트를 성형하여 얻은 후, 공지된 접착제로 양 시트를 접합시키는 방법을 이용할 수도 있다.

<실시예>

이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않는다.

<실시예 1>

실리콘 겔 페이스트(신에츠 실리콘사 제조의 X-32-2129)를, 한쪽 주면에 접착 처리가 실시된 PTFE 필름인 접착 처리 PTFE 필름(닛또 덴꼬사 제조의 No.901, 두께: 25 ㎛)의 접착 처리면 상에 도포하였다. 그 후, 120 ℃에서 1 시간 가열하고, 도포한 실리콘 겔 페이스트를 경화시켜 두께 200 ㎛의 실리콘 겔 시트층을 형성하여 총 두께 225 ㎛의 복합 시트를 얻었다. 본 예에서는 상기 PTFE 필름이 이형 시트층에 해당한다.

<실시예 2>

접착 처리 PTFE 필름(닛또 덴꼬사 제조의 No.901) 대신에 한쪽 주면에 접착 처리가 실시된 PTFE 함침 유리 크로스인 접착 처리 PTFE 함침 유리 크로스(닛또 덴꼬사 제조의 No.971, 두께: 50 ㎛)를 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일하게 하여 총 두께 250 ㎛의 복합 시트를 얻었다. 본 예에서는 상기 PTFE 함침 유리 크로스가 이형 시트층에 해당한다.

<실시예 3>

접착 처리 PTFE 필름(닛또 덴꼬사 제조의 No.901) 대신에 PTFE 다공체 필름(닛또 덴꼬사 제조의 NTF1026, 두께: 25 ㎛)을 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일하게 하여 총 두께 225 ㎛의 복합 시트를 얻었다. 본 예에서는 상기 PTFE 다공체 필름이 이형 시트층에 해당한다.

상기 실시예 1 내지 3의 복합 시트에서의 실리콘 겔 시트층은 모두 JIS A 5759에 규정된 유리에 대한 점착력이 35 g/cm 이상의 범위에 있고, JIS K 6253에 규정된 JIS-A 경도가 10 미만의 범위에 있었다. 또한, JIS K 2207에 규정된 침입도가 150 내지 20 mm/10의 범위에 있었다.

<비교예 1>

이형 시트층만으로 이루어지는 시트를 준비하였다. 이 이형 시트층에는 PTFE 필름(닛또 덴꼬사 제조의 No.900, 두께: 50 ㎛)을 사용하였다.

<비교예 2>

비교예 2는 불소 수지 시트와 실리콘 고무 시트를 적층 일체화하여 이루어지는 종래 기술에 관한 복합 시트이다. 이 복합 시트를 이하와 같이 하여 얻었다.

실리콘 고무 페이스트(신에츠 실리콘사 제조의 KE-1842)를, 접착 처리 PTFE 필름(닛또 덴꼬사 제조의 No.901, 두께: 25 ㎛)의 접착 처리면 상에 도포하였다. 그 후, 120 ℃에서 1 시간 가열하고, 도포한 실리콘 고무 페이스트를 경화시켜 두께 200 ㎛의 실리콘 고무 시트층을 형성하여 총 두께 225 ㎛의 복합 시트를 얻었 다. 본 예에서는 상기 PTFE 필름이 이형 시트층에 해당한다.

<비교예 3>

두께 50 ㎛의 실리콘 고무 시트층을 형성한 것 이외에는, 상기 비교예 2와 동일하게 하여 총 두께 75 ㎛의 복합 시트를 얻었다.

상기 비교예 2 및 3의 복합 시트에서의 실리콘 고무 시트층은 모두 JIS A 5759에 규정된 유리에 대한 점착력이 34 g/cm 이하의 범위에 있고, JIS K 6253에 규정된 JIS-A 경도가 10 이상 200 이하의 범위에 있었다.

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 시트에 대하여, 이하와 같이 하여 이형성, 쿠션성 및 열전도성을 검사하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[이형성의 검사 방법]

아니솔무 열압착기(닛까 세쯔비 엔지니어링사 제조의 AC-S50)에 유리 기판, ACF(히타치 가세이 고교 가부시끼가이샤 제조의 AC7206U-18), FPC, 검사 대상인 시트를 밑에서부터 상기의 순서로 적층한 후, 300 ℃로 가열한 가열 헤드를 검사 대상인 시트에 3 MPa의 압력으로 20 초간 가압하였다. 검사 대상인 각 시트는 크기를 25 mm×100 mm로 하고, 이형 시트층의 주면이 FPC와 접촉하도록 배치하였다. 가압 후, 검사 대상 시트와 FPC의 박리시에 양자간에 접착이 확인된 경우에는 이형성이 불량(×)하다고 하고, 접착이 확인되지 않으면 이형성이 양호(○)하다고 판단하였다.

[쿠션성의 검사 방법]

압착 접합시의 압력 분포의 균일성을 조사하기 위해, 상기 이형성의 검사 방법과 동일하게 하여 가압을 실시하였다. 가압 중, FPC 상에 설치된 높이가 다른 복수의 전극 각각과 유리 기판과의 사이에 배치된, ACF 중의 각각의 전도성 입자의 형상을 유리 기판측으로부터 현미경을 이용하여 관찰하였다. 각각의 전도성 입자가 변형된 형상의 불균일이 거의 없는 경우에는 쿠션성이 양호(○)하다고 하고, 변형된 형상의 불균일이 큰 경우에는 쿠션성이 불량(×)하다고 판단하였다. 또한, 가압을 실시하기 전의 상기 ACF 중에 함유된 각 전도성 입자의 형상은 거의 일치하였다.

[열전도성의 검사 방법]

FPC와 ACF 사이에 온도 센서(리까 고교사 제조의 DP-500)를 배치한 상태에서 상기 이형성의 검사 방법과 동일하게 하여 가압을 실시하고, 가압 개시로부터 20 초 후의 온도를 해당 온도 센서로 검출하였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 3은 모두 이형성 및 쿠션성이 우수하고, 모두 202 ℃ 이상의 검출 온도를 나타내어 열전도성이 우수하다는 것을 알았다. 한편, 비교예 1 내지 3은 모두 실시예 1 내지 3과 동일한 정도에서는 이형성, 쿠션성 및 열전도성을 동시에 충족할 수 없다는 것을 알았다.

본 발명에 따르면, 이형성, 쿠션성 및 열전도성이 우수한 복합 시트를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 실리콘 겔 시트층과, 상기 실리콘 겔 시트층의 적어도 한쪽 주면 상에 설치된 이형 시트층을 포함하며, 상기 이형 시트층이 불소 수지를 포함하고, 상기 이형 시트층의 한쪽 주면이 노출되어 있는 복합 시트.
2. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 겔 시트층의 두께가 100 ㎛ 이상 300 ㎛ 이하의 범위에 있는 복합 시트.
3. 제1항에 있어서, 상기 이형 시트층의 두께가 20 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하의 범위에 있는 복합 시트.
4. 제1항에 있어서, 상기 불소 수지가 폴리테트라플루오로에틸렌인 복합 시트.

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