KR20080100988A - 이방성 전도 필름의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

이방성 전도 필름의 제조 방법이 개시된다. 이방성 전도 필름의 제조 방법은 잉크젯 방식을 이용하여 기재 상에 금속 잉크를 적하하는 단계, 및 기재 상에 절연성 접착 수지를 형성하는 단계를 포함한다.
이방성 전도 필름, 잉크젯, 금속 잉크, 금속 나노 파우더

Description

이방성 전도 필름의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 전도 필름의 제조 공정을 개략적으로 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 전도 필름의 제조 공정을 개략적으로 설명하기 위한 공정 단면도이다.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}
100: 잉크젯 장비 102: 헤드
104: 노즐 110a: 금속 잉크
110b: 금속 입자 112: 기재
114: 절연성 접착 수지 120: 이방성 전도 필름
본 발명은 이방성 전도 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Film: ACF)은 기판 상에 형성된 신호 배선의 피치(pitch)가 세밀하여 상기 신호 배선을 구동하기 위한 구동 집적 회로(Driving Integrated Circuit: D-IC)의 범프(bump)를 솔더링(soldering) 방식으로 상기 신호 배선에 부착할 수 없을 경우에 사용되는 접속 재료이다.
이러한 이방성 전도 필름은, 예를 들어, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)의 액정 패널 및 액정 패널을 구동하기 위한 구동 집적 회로의 접속 재료로서 널리 사용되고 있다.
상기 이방성 전도 필름은 절연성 접착 수지 및 절연성 접착 수지 내에 분산되어 있는 전도성 입자로 이루어질 수 있다. 이때, 이방성 전도 필름의 접속 신뢰성은 절연성 접착 수지에 의해 확보될 수 있으며, 이방성 전도 필름의 전도성은 전도성 입자에 의해 확보될 수 있다.
종래의 이방성 전도 필름은 상기 절연성 접착 수지 내에 상기 전도성 입자를 분산시킨 후, 상기 전도성 입자가 분산된 절연성 접착 수지를 기재 상에 다이 캐스팅(die casting)하는 방식을 통해 제조되고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 이방성 전도 필름의 제조 방법은 전도성 입자의 분산이 양호하지 못한 경우 전도성 입자끼리 접촉하게 될 수 있다.
이로 인해, 접속의 횡방향, 즉, 이방성 전도 필름의 면 방향으로 단락이 일어나는 문제점이 발생할 수 있다.
이 때문에, 종래의 이방성 전도 필름으로는 미세 접속 피치에 대응하는 데 많은 어려움이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 미세 접속 피치에 대응 가능한 이방성 전도 필름의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 전도 필름의 제조 방법은 잉크젯 방식을 이용하여 기재 상에 금속 잉크를 적하하는 단계; 및 상기 기재 상에 절연성 접착 수지를 형성하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이방성 전도 필름의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 전도 필름의 제조 공정을 개략적으로 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 전도 필름의 제조 공정을 개략적으로 설명하기 위한 공정 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 전도 필름을 제조하기 위해, 먼저, 도 1 에 도시된 바와 같이, 잉크젯 방식을 이용하여 기재 상에 금속 잉크를 적하한다(S100).
구체적으로, 먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 잉크젯 장비(100)에 금속 잉크(110a)를 충전한다. 상기 잉크젯 장비(100)는, 예를 들어, 헤드(head: 102) 및 상기 헤드(102)와 접속된 노즐(nozzle: 104)을 구비할 수 있으며, 상기 헤드(102)가 일방향으로 이동함에 따라 상기 헤드(102)에 임시 충전된 금속 잉크(110a)가 노즐(104)을 통해 기재(112) 상에 적하될 수 있다.
이와 같이, 상기 잉크젯 장비(100)는 노즐(104)을 통해 적하액, 예를 들어, 금속 잉크(110a)를 적하시키는 장치를 지칭하는 것으로, 상기 역할을 수행할 수 있으면 되므로, 잉크젯 장비(100)의 구성에는 특별한 제한이 없으나, 피에조(piezo) 압전 방식을 이용하는 잉크젯 장비(100)가 사용될 수 있다. 상기 피에조 압전 방식의 장점은 피에조 소자에 흘리는 전류를 제어하여 적하액의 적하를 매우 세밀하게 할 수 있다라는 장점이 있다.
상기 잉크젯 장비(100)의 노즐(104)의 내경은 수㎛ 내지 수백㎛일 수 있다. 이는 상기 노즐(104)을 통해 적하되는 금속 잉크(110a)의 크기가 상기 노즐(104)의 내경에 제한되기 때문이다. 즉, 상기 노즐(104)을 통해 적하되는 금속 잉크(110a)의 입경은, 예를 들어, 수㎛ 내지 수십㎛일 수 있다.
상기 금속 잉크(110a)는, 구체적으로, 금속 나노 파우더 및 유기 용매가 혼합된 혼합 물질일 수 있다. 이 때문에, 상기 금속 잉크(110a)는 잉크젯 장비(100)에 충전되었을 시, 슬러리(slurry) 상태로 존재할 수 있다.
상기 금속 잉크(110a)에 포함된 금속 나노 파우더는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 티타늄(Ti) 나노 파우더로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
상기 금속 나노 파우더는 금속을 나노 단위로 미세하게 분말화한 것으로, 일반적으로, 그 융해점이 상대적으로 낮아진다. 예를 들어, 고형의 알루미늄과 고형의 구리의 융해점이 각각 667℃, 1080℃인 것에 비해, 알루미늄 나노 파우더의 융해점은 300℃ 내지 400℃이고, 구리 나노 파우더의 융해점은 400℃ 내지 500℃를 나타내는 특징을 갖는다.
이에 따라, 후속되는 건조 공정 시, 상기 금속 나노 파우더의 융해점을 고려하여 건조할 필요가 있다.
상기 금속 잉크(110a)에 포함된 유기 용매로, 상온에서도 쉽게 휘발될 수 있는 유기 용매, 예를 들어, 에탄올 등을 채택하면, 낮은 온도에서도 쉽게 기재(112) 상에 금속 나노 파우더 만을 남게 할 수 있다.
상기 기재(112)는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질로 소정의 두께, 예를 들어, 수십㎛의 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 기재(112)의 적어도 어느 일면은 표면처리 되어 있을 수 있다. 이는 이방성 전도 필름을 접속 재료로서 사용 시, 기재(112)의 박리가 용이하도록 하기 위함이다.
상기 기재(112) 상에 금속 잉크(110a)를 적하 시 불연속적으로 적하할 필요가 있다. 이는 기재(112) 상에 적하된 금속 잉크(110a)가 서로 미접촉되도록 함으로써 이방성 전도 필름의 면 방향으로 절연성을 확보하기 위함이다.
한편, 잉크젯 방식을 이용하여 기재(112) 상에 금속 잉크(110a)를 적하(S100)한 후에, 기재(112)를 소정 온도 하에서 건조함으로써 금속 잉크(110a)에 포함된 유기 용매를 제거할 수 있다. 이와 같은 건조 공정에 의해 금속 나노 파우더는 응착될 수 있으며, 이로 인해 금속 입자가 형성될 수 있다. 그러나, 상기 건조 공정은 경우에 따라 생략될 수 있다.
다음으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 잉크젯 방식을 이용하여 기재 상에 금속 잉크를 적하(S100)한 후에, 상기 기재 상에 절연성 접착 수지를 형성한다(S110).
구체적으로, 먼저, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 절연성 접착 수지(114)를 상기 잉크젯 장비(100)에 충전시킨다. 이어, 상기 잉크젯 장비(100)의 헤드(102)를 일방향으로 이동시켜 상기 헤드(102)에 임시 충전된 절연성 접착 수지(114)를 노즐(104)을 통해 기재(112)의 전면에 적하한다. 이로써 기재(112) 상에 불연속적으로 형성된 금속 입자(110b)가 상기 절연성 접착 수지(114)에 의해 덮일 수 있다. 한편, 절연성 접착 수지(114)의 형성은 상술한 바에 국한되지 않는다. 예를 들어, 다이 캐스팅(die casting) 방식을 이용하여 상기 기재(112) 상에 절연성 접착 수지(114)를 형성할 수 있다.
상기 절연성 접착 수지(114)는 열경화성 수지, 열경화성 수지용 경화제 및 유기 용매를 포함할 수 있다. 이외에, 상기 절연성 접착 수지(114)는 열가소성 수지 및 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 절연성 접착 수지(114)에 포함된 열경화성 수지로는, 예를 들어, 에폭 시 수지를 사용할 수 있다. 상기 에폭시 수지로는, 에피클로로히드린과 비스페놀 A나 F, AD 등으로부터 유도되는 비스페놀형 에폭시 수지, 에피클로로히드린과 페놀노볼락이나 크레졸노볼락으로부터 유도되는 에폭시노볼락 수지나 나프탈렌 고리를 포함한 골격을 갖는 나프탈렌계 에폭시 수지, 글리시딜아민, 글리시딜에테르, 비페닐, 지환식 등의 1분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 갖는 각종 에폭시 화합물 등을 단독으로 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
이와 같은 열경화성 수지는 이방성 전도 필름의 접속 초기에 있어서 열가소성 수지에 비해 상대적으로 용융점도의 저하게 빠르게 일어나는 특징이 있다.
그러므로, 절연성 접착 수지(114)로 열경화성 수지를 사용할 경우, 금속 입자(110b) 및 피접속체 간에 절연성 접착 수지(114)의 배제성이 우수하기 때문에 높은 전도 특성을 얻을 수 있다.
상기 절연성 접착 수지(114)에 포함된 열경화성 수지용 경화제로는, 예를 들어, 에폭시 수지용 경화제가 사용될 수 있다. 이외에 열경화성 수지용 경화제로 이미다졸계, 히드라지드계, 3불화붕소-아민 착체, 설포늄염, 아민이미드, 폴리아민의 염, 디시안디아미드 등이 사용될 수 있다.
상기 절연성 접착 수지(114)에 포함된 열가소성 수지로는 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지 등을 사용할 수 있다.
이와 같은 열가소성 수지는 열경화성 수지의 경화 시에 발생하는 응력을 완화하는 데 효과가 있다.
상기 절연성 접착 수지(114)에 포함된 유기 용매로는 방향족 탄화 수소를 사 용할 수 있다.
한편, 기재(112) 상에 절연성 접착 수지(114)를 형성(S110)한 후에, 상기 기재(112)를 소정 시간, 예를 들어, 10분 동안 소정 온도, 예를 들어, 70℃에서 열풍 건조하면, 도 2c에 도시된 바와 같이, 기재(112) 상에 불연속적으로 형성된 금속 입자(110b) 및 절연성 접착 수지(114)로 이루어진 이방성 전도 필름(120)이 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 전도 필름의 제조 방법을 통해서는 잉크젯 방식을 이용하여 금속 잉크를 불연속적으로 적하할 수 있으므로, 이방성 전도 필름의 면 방향으로 단락이 일어나는 문제점이 발생할 수 있다.
이 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 이방성 전도 필름은 미세 접속 피치에 대응할 수 있다.
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에 따르면, 잉크젯 방식을 이용하여 이방성 전도 필름을 제조할 수 있으므로, 미세 접속 피치에 대응 가능한 이방성 전도 필름을 제조할 수 있다.

Claims (8)

  1. 잉크젯 방식을 이용하여 기재 상에 금속 잉크를 적하하는 단계; 및
    상기 기재 상에 절연성 접착 수지를 형성하는 단계
    를 포함하는 이방성 전도 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 잉크를 적하하는 단계는 상기 금속 잉크를 불연속적으로 적하하는 단계인 것을 특징으로 하는 이방성 전도 필름의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 잉크는 금속 나노 파우더 및 유기 용매가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 이방성 전도 필름의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속 나노 파우더는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 티타늄(Ti) 나노 파우더로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이방성 전도 필름의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 접착 수지는 열경화성 수지 및 열경화성 수지용 경화제
    를 포함하는 이방성 전도 필름의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 에폭시 수지이며, 상기 열경화성 수지용 경화제는 에폭시 수지용 경화제인 것을 특징으로 하는 이방성 전도 필름의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 접착 수지를 형성하는 단계는 상기 잉크젯 방식을 이용하는 단계
    를 포함하는 이방성 전도 필름의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절연성 접착 수지를 형성하는 단계는 다이 캐스팅 방식을 이용하는 단계
    를 포함하는 이방성 전도 필름의 제조 방법.
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