KR20100060173A - 이방 전도성 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 필름 - Google Patents

이방 전도성 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이방 전도성 필름용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 및 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지를 포함함으로써 사용하여 바인더부와 경화부의 역할을 동시에 수행할 수 있으며, 이로 인해 압착시 수반되는 압력조건에서 반응 전 흘려 나가는 버블이 생성되지 않을 뿐 아니라, 반응 후 압력이 제거되었을 때 발생하는 PI 계면에서 발생하는 버블(Spring-Back Bubble)이 생기지 않으며, 동시에 고온/고습 및 열충격 하에서 접착 신뢰성을 유지할 수 있는 이방 전도성 필름용 조성물에 관한 것이다.
이방 전도성 필름, 폴리우레탄 아크릴레이트 수지, 유기 미립자 수지

Description

이방 전도성 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 필름 {ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM COMPOSITION AND ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM USING }
본 발명은 이방 전도성 필름용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴 수지 및 코어-셀 구조의 유기 미립자 수지를 포함하는 이방 전도성 필름용 조성물에 관한 것이다.
이방 전도성 필름이란 일반적으로 니켈(Ni)이나 금(Au) 등의 금속 입자, 또는 그와 같은 금속들로 코팅된 고분자 입자 등의 도전성 입자를 분산시킨 필름상의 접착제를 말하는 것으로, 이를 접속시키고자 하는 회로 사이에 위치시킨 후 일정 조건의 가열, 가압 공정을 거치면, 회로 단자들 사이는 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되고, 인접 회로와의 사이인 피치(pitch)에는 절연성 접착 수지가 충진되어 도전성 입자가 서로 독립하여 존재하게 됨으로써, 높은 절연성을 부여하게 되는 것이다. 이러한 이방 전도성 필름은 일반적으로 LCD 패널과 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; 이하 TCP라 부른다) 또는 인쇄회로기판과 TCP 등의 전기 적 접속에 널리 이용되고 있다.
그런데 최근 대형화 및 박형화 추세에 있는 디스플레이 산업의 경향에 따라 전극 및 회로들 간의 피치 또한 점차 미세화되고 있으며, 이러한 미세 회로 단자들을 접속하기 위한 배선 기구 중의 하나로서 이방 전도성 필름이 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 그 결과, 이방 전도성 필름은 COG 실장이나 COF 실장 등의 접속 재료로서도 많은 주목을 받고 있다.
종래의 이방 전도성 필름으로는 일반적으로 (ⅰ) 필름 형성에 매트릭스 역할을 하는 바인더 수지부에 에폭시계 또는 페놀계 수지와 경화제로 이루어진 경화부를 혼합시킨 에폭시 타입, 및 (ⅱ) 바인더 수지부에 (메타)아크릴계 올리고머와 모노머 및 라디칼 개시제로 이루어진 경화부를 혼합시킨 (메타)아크릴레이트 타입이 있다.
그러나, 종래의 이방 전도성 필름의 바인더부는 필름 형성제로서의 역할 만을 수행할 뿐 초기 접착력 및 고온 고습 하에서의 장기 접착 신뢰성 및 접속 신뢰성에 크게 기여하지 못하는 문제점이 있으며, 주로 사용되는 바인더 수지들의 낮은 유리전이온도, 피착제에 대한 젖음성 부족으로 인하여 접속 구조시 들뜸 현상이 발생하여 기포가 발생하기 쉬우며, 수축과 팽창이 반복되는 장기적인 신뢰성 상황에서 볼 때 초기의 접속 구조 및 접착 신뢰성을 보장할 수 없는 문제점이 있다.
구체적으로, 에폭시 타입의 이방 전도성 필름은 점착성이 없어서 접속층에 가고정 하기가 어려워 작업성이 나쁘고, 반응 온도가 매우 높아서 공정 컨트롤 및 접속 장치의 유지 보수가 어려운 단점이 있으며, 장기 신뢰성이 미흡한 문제가 있다.
또한 기존의 (메타)아크릴레이트 타입의 이방 전도성 필름은, 도전성 입자와 회로 간 접촉을 보장해 주기 위해 반응 속도를 느리게 조절할 경우, 바인더 수지부와 경화부의 레올로지 특성차로 인해 흐름성 차이가 발생하여 접속층 내에 다량의 기포가 발생함으로써 장기 신뢰성을 보장할 수 없는 문제점이 있으며, 반대로 반응 속도를 빠르게 조절할 경우에는, 도전성 입자와 회로 간에 충분한 접촉이 일어나지 않아 양호한 접속 신뢰성을 보장할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 최근 이방 전도성 필름 분야에서는 피착제에 대한 젖음성이 좋고, 높은 유리전이온도를 가지면서 초기의 높은 접속 구조 및 접착력 뿐 아니라, 고온/고습 하에서 접속 구조 내에 수축과 팽창이 반복되어도 장기 접속 및 접착 신뢰성을 보장할 수 있는 새로운 타입의 바인더부 개발에 대한 요구가 계속 있어 왔다.
한편, COF(Chip on film) 필름의 베이스가 되는 PI(polyimide) 필름의 변화는 최근 대형화 및 박형화 추세에 있는 디스플레이 산업의 경향에 따라 전극 및 회로들 간의 피치 또한 점차 미세화되는 상황에 기인한다.
기존에는 주행성을 향상시키기 위해 1.0 ㎛ 이상의 인산수소칼슘과 같은 무기 입자를 사용하는 PI 필름이 사용되었으나, 점차적으로 입자를 사용하지 않거나, 0.5 ㎛ 이하의 무기 입자를 사용하는 PI 필름이 사용되었고, 이로 인하여 COF 필름의 스페이스(space) 계면의 조도가 낮아져서 접착력이 저하되고 버블이 발생할 가능성이 높아졌다. 따라서, 높은 접착력을 발현할 수 있는 이방 도전성 필름용 조성물에 대한 연구가 더욱 필요하다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 양말단이 아크릴레이트로 구성되어 있고, 유리전이온도(Tg)가 0℃ 이상이며, 중량평균분자량(Mw)이 15,000~30,000인 폴리우레탄 아크릴레이트 수지를 사용하여 바인더 역할과 경화부의 역할을 동시에 수행할 수 있으며, 이로 인해 압착시 수반되는 압력조건에서 반응 전 흘려 나가는 버블이 생성되지 않을 뿐 아니라, 반응 후 압력이 제거되었을 때 발생하는 PI 계면에서 발생하는 버블(Spring-Back Bubble)이 생기지 않으며, 분자 사슬 내의 우레탄기에 의해 발현되는 접착력으로 충분한 접착 특성을 확보할 수 있는 이방 전도성 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 입자를 사용하지 않거나 0.5 ㎛ 이하의 무기 입자를 사용한 PI 필름이 사용된 COF 필름으로 열압착을 진행할 경우 경화 시 수반되는 열수축 하에서 높은 접착력을 발현하여 계면에서의 버블 발생을 제어함으로써 고온/고습 및 열충격 하에서 접착 신뢰성을 유지할 수 있는 이방 도전성 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 a) 열가소성 수지; b) 중량평균분자량이 15,000 내지 30,000이고, 유리전이온도(Tg)가 적어도 0℃이며, 양말단이 아 크릴레이트인 것을 특징으로 하여 바인더와 경화부의 역할을 동시에 갖는 폴리우레탄 아크릴레이트 수지; c)ⅰ) 아크릴 모노머의 단독 중합체 또는 공중합체의 낮은 유리전이 온도(20℃ 이하)를 가진 고무상 폴리머로 이루어진 코어층 및 ⅱ) 유리전이온도가 상기 코어층보다 20℃이상 높은 폴리머로 이루어진 쉘층을 포함하는 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지; d) 라디칼 중합성 물질; e) 라디칼 개시제; 및 f) 전도성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물을 제공한다.
구체적으로, 상기 조성물은 고형분 100 중량부에 대하여 a) 열가소성 수지 5 내지 20 중량부; b) 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 50 내지 70 중량부; c) 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지 3 내지 10 중량부; d) 라디칼 중합성 물질 5 내지 40 중량부; e) 라디칼 개시제 0.3 내지 5 중량부; 및 f) 전도성 입자 1.0 내지 10 중량부;를 포함한다.
상기 폴리우레탄 아크릴레이트 수지는 이소시아네이트; 폴리올; 다가알콜, 아민류 및 산무수물 중 선택된 어느 하나 이상의 성분; 또는 하이드록시 아크릴레이트 또는 아민 아크릴레이트;를 포함한다. 또한, 상기 폴리우레탄 아크릴레이트 수지의 구성성분 중 폴리올의 함량이 최대 70%인 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 아크릴레이트 수지는 평균분자량이 15,000 내지 30,000이고, 유리전이온도(Tg)가 적어도 0℃이며, 양말단이 아크릴레이트인 것이 바람직하다.
상기 코어-쉘 구조의 평균입경은 0.1 내지 1.0 ㎛인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기와 같은 조성물로 형성된 이방 전도성 필름을 제공한다.
본 발명의 이방 전도성 필름 조성물은 중량평균분자량(Mw)이 15,000~30,000이고, 유리전이온도(Tg)가 0℃ 이상이며, 양말단이 아크릴레이트로 이루어진 폴리우레탄 아크릴레이트 수지를 사용하여 바인더 역할과 경화부의 역할을 동시에 수행할 수 있으며, 이로 인해 압착시 수반되는 압력조건에서 반응 전 흘려 나가는 버블이 생성되지 않을 뿐 아니라, 반응 후 압력이 제거되었을 때 발생하는 PI 계면에서 발생하는 버블(Spring-Back Bubble)이 생기지 않으며, 분자 사슬 내의 우레탄기에 의해 발현되는 접착력으로 충분한 접착 특성을 확보할 수 있다. 뿐만 아니라, 압착 시 응력 완화 효과가 있는 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지로 인하여 입자를 사용하지 않거나 0.5 ㎛ 이하의 무기 입자를 사용한 PI 필름이 사용된 COF 필름으로 열압착을 진행할 경우 경화 시 수반되는 열수축 하에서 높은 접착력을 발현하여 계면에서의 버블 발생을 제어함으로써 고온/고습 및 열충격 하에서 접착 신뢰성을 유지할 수 있다.
이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물은 중량평균분자량(Mw)이 15,000~30,000이고, 유리전이온도(Tg)가 0℃ 이상이며, 양말단이 아크릴레이트로 이루어져 바인더와 경화부의 역할을 동시에 갖는 폴리우레탄 아크릴레이트 수지와 낮은 유리전이 온도(20℃ 이하)를 가진 고무상 폴리머로 이루어진 코어층과 유리전이온도가 상기 코어층보다 20℃이상 높은 폴리머로 이루어진 쉘층을 포함하는 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 이방 전도성 필름용 조성물은 열가소성 수지, 바인더와 경화부의 역할을 동시에 갖는 폴리우레탄 아크릴레이트 수지, 아크릴 모노머의 단독 중합체 또는 공중합체의 낮은 유리전이 온도(20℃ 이하)를 가진 고무상 폴리머로 이루어진 코어층과 유리전이온도가 상기 코어층보다 20℃이상 높은 폴리머로 이루어진 쉘층을 포함하는 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지, 라디칼 중합성 물질, 라디칼 개시제 및 전도성 입자를 포함한다.
본 발명에 사용되는 상기 열가소성 수지는 올레핀 수지, 부타디엔 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체, 카르복실말단 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체, 페녹시 수지, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이러한 열가소성 수지는 높은 가압 접착성을 발휘하므로 이방 도전성 필름의 가열가압 회로 접속 공정에 의해 우수한 접착력 및 밀착성을 발현하여 회로 단자의 양호한 접속을 얻을 수 있다.
상기 열가소성 수지는 중량평균분자량이 30,000~1,000,000인 것이 바람직하다. 상기 열가소성 수지의 중량평균분자량이 30,000 미만일 경우에는 코어-쉘 구조 의 유기 미립자에 의해서도 필름 강도가 발현되지 않으며, 점착성이 과도하여 필름 성형이 제대로 되지 않고, 1,000,000을 초과할 혼화성이 악화되어 이방 도전성 필름 조성물 제조 시 상분리가 일어날 수 있고, 코팅성이 불량하다.
상기 열가소성 수지는 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물 중 고형분 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 도전입자 분산 공정에서 충분한 분산력을 확보할 수 없으며, 20 중량부를 초과할 경우에는 흐름성이 저해되어 안정한 접속 상태를 유지할 수 없다.
본 발명에 사용되는 상기 폴리우레탄 아크릴레이트 수지는 바인더와 경화부의 역할을 동시에 수행하며, 제1구성 성분인 디이소시아네이트, 제2성분인 폴리올, 제3성분인 다가 알콜, 아민류, 산무수물 및 제4성분인 아크릴레이트를 포함하여 이루어진다.
상기 제1구성 성분인 이소시아네이트로는 방향족, 지방족, 지환족 디이소시아네이트 및 이들의 조합물 등이 사용될 수 있고, 구체적으로는 테트라메틸렌-1,4-디이소시아네이트, 헤사메틸렌-1,6-디이소시아네이트, 시클로헥실렌-1,4-디이소시아네이트, 메틸렌비스(4-시클로헥실 이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트, 4-4 메틸렌비스(시클로헥실 디이소시아네이트) 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
제2구성성분인 폴리올로는 분자쇄내에 2개 이상의 수산기를 가지는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 폴리카보네이트 폴리올이 있다. 적절한 폴 리올로는 디카르복실산 화합물과 디올 화합물의 축합 반응에 의하여 수득되는 것이 바람직하며, 여기에서 디카르복실산 화합물로는 숙신산, 글루타르산, 이소프탈산, 아디프산, 수베린산, 아젤란산, 세바스산, 도데칸디카르복실산, 헥사히드로프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 오르토-프탈산, 테트라클로로프탈산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 푸마르산, 말레인산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산, 테트라히드로프탈산 등이 있으며, 디올 화합물로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 2,2,4-트리메틸-1,3펜탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등이 있다. 또한 적절한 폴리에테르 폴리올로는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라에틸렌글리콜 등이 있다. 이 경우 폴리올의 중량평균분자량은 400 내지 10,000으로 다양하고 분자쇄내에 수산기가 2개 이상이지만, 특히 중량평균분자량이 400 내지 3,000이고 수산기를 2개 이상 함유하는 것이 바람직하다.
제3구성성분인 다가 알콜, 아민류, 산무수물로는 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 2-메틸-1,3-펜탄디올, 2,2,4-트리메틸-1,3펜탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등이 있다.
그리고 마지막 구성 성분으로는 하이드록시 아크릴레이트 또는 아민 아크릴레이트가 사용되어 진다.
상기와 같은 4가지 구성성분 중 하이드록시 아크릴레이트 또는 아민 아크릴레이트를 제외한 3 성분 전체의 디이소시아네이트기(NCO)/하이드록시기의 몰비는 1.04~1.6이며, 이 3가지 구성성분 중 폴리올의 함량은 70% 이하인 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 아크릴레이트는 이소시아네이트; 폴리올; 다가 알콜, 아민류, 산무수물 중 선택된 어느 하나; 및 하이드록시 아크릴레이트를 합성하여 제조한다.
구체적으로, 상기 폴리우레탄 아크릴레이트는 상기 구성성분 중 폴리올의 함량이 70% 이하이고 상기 하이드록시 아크릴레이트 또는 아민 아크릴레이트를 제외한 상기 구성성분 중 디이소시아네이트기(NCO)/하이드록시기(OH)를 1.04 내지 1.6의 몰비로 중부가 중합 반응시키는 단계, 및 상기 중부가 중합 반응에 의해 합성된 폴리우레탄의 이소시아네이트기 중 하나 이상에 하이드록시 아크릴레이트 또는 아민 아크릴레이트를 0.1 내지 2.1 몰비로 반응시키는 단계로 제조할 수 있다. 여기에 추가로 잔류 이소시아네이트기를 알콜류를 사용하여 반응 종결시켜서 최종 폴리우레탄 아크릴레이트를 제조할 수 있다.
상기 중부가 중합단계는 공지된 중부가 중합방법을 사용할 수 있다. 상기 단계에서 반응온도는 90℃, 반응압력은 1기압, 시간은 5시간 및 촉매는 틴계열 촉매를 사용하여 제조할 수 있으나, 반드시 이에 제한되지 않는다.
이렇게 제조된 폴리우레탄 아크릴레이트 수지의 구성성분 중 폴리올의 함량은 70% 이하인 것이 바람직하며, 폴리올 함량이 70% 이상이면 내흡습성으로 인하여 고온고습 신뢰성이 좋지 않게 된다. 또한 폴리우레탄 아크릴레이트 수지의 양말단은 아크릴레이트로 이루어진 것이 바람직한데, 이는 바인더의 역할 뿐만 아니라 경화 반응에도 참여하기 때문에 경화 반응 중에 수반되는 수축과 팽창 정도를 감소시킬 수 있어서 높은 접착력을 발현시킬 수 있고, 신뢰성도 좋아지기 때문이다. 상기 양말단의 아크릴레이트는 말단 관능기인 디이소시아네이트에 하이드록시 아크릴레이트 또는 아민 아크릴레이트를 0.1 내지 2.1의 몰비로 반응시켜 관능기에 결합된다.
또한 상기 폴리우레탄 아크릴레이트는 중량평균분자량(Mw)이 약 15,000~30,000 이며, 폴리우레탄 아크릴레이트의 소프트 세그먼트인 폴리올과 하드 세그먼트인 디이소시아네이트의 상혼합(phase mixing)에 의해 0℃ 이상의 단일 유리전이온도(Tg) 또는 최소한 한 개 이상이 0℃ 이상에서 유리전이온도(Tg)를 나타내게 되어서 상온에서 필름 형성 역할을 하는 바인더로서의 기능을 나타내게 되고, 또한 말단에 존재하는 아크릴레이트기를 통하여 경화부의 아크릴들과 함께 경화 반응이 진행되어 경화부로서의 역할도 수행하게 되어 우수한 접착력과 높은 접속 신뢰성을 나타내게 된다.
상기 폴리우레탄 아크릴레이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 15,000~30,000인 것이 바람직하다. 상기 폴리우레탄 아크릴레이트 수지의 중량평균분자량이 15,000 미만일 경우에는 액점도가 낮아서 충분한 조액 안정성을 확보할 수 없으며, 30,000을 초과할 경우에는 흐름성이 저해되어 미세 피치에서 안정한 접속 상태를 유지할 수 없다.
또한 상기 폴리우레탄 아크릴레이트 수지가 나타내는 두 개의 유리전이온도(Tg) 중 적어도 하나는 0℃ 이상인 것이 바람직하다.
상기와 같은 폴리우레탄 아크릴레이트 수지는 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물 중 고형분 100 중량부에 대하여 50 내지 70 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 50 중량부 미만일 경우에는 접착력이 분자 사슬 내의 우레탄기에 의해 발현되기 때문에 충분한 접착 특성을 나타낼 수 없고, 70 중량부를 초과할 경우에는 흐름성이 저해되어 안정한 접속 상태를 유지할 수 없게 된다.
본 발명에 사용되는 상기 코어-쉘 구조의 유기 미립자는 경화 시 수반되는 열수축 하에서 응력이 완화되어 높은 접착력을 발현하는데 영향을 주며, 응력 완화에 따른 경화 후 기계적 특성이 향상 되고, 유기 미립자에 의해 수축과 팽창에 의한 열변형을 낮출 수 있어, 특히 고온/고습 조건 하에서 접착 신뢰성을 유지할 수 있게 한다. 또한 높은 유리전이 온도를 가진 쉘 부분이 입자끼리의 융착을 제한해 주고, 매트릭스 수지와의 상용성을 향상시키기 때문에 입자의 분산이 용이하고 유기 미립자에 의한 점도 제어가 가능해 조액 안정성을 확보할 수 있어 충분한 작업성을 확보할 수 있다. 또한 필름상에 분산된 유기 미립자에 의해 필름 강도가 증가하여 제조 공정 중 슬리팅 작업성이 향상된다.
상기 2층 또는 3층의 복층 구조를 가지는 유기 미립자의 코어는 아크릴 모노머의 단독 중합체 또는 공중합체의 낮은 유리전이 온도(20℃ 이하)를 가진 고무상 폴리머로 이루어지고, 쉘 부분은 유리 전이 온도가 코어보다 20℃ 이상 높은 유리 전이 온도를 가진 폴리머로 이루어 지는 것이 바람직하다. 복층 구조의 유기 미립 자를 형성하기 위한 아크릴 모노머에는 제한이 없다.
상기 코어-쉘 구조의 유기 미립자는 평균입경이 0.1 내지 1.0 ㎛인 것이 바람직하다. 그 평균입경이 0.1 ㎛ 미만일 경우에는 유기 미립자의 분산에 어려움이 있으며, 1.0 ㎛를 초과할 경우에는 유기 미립자에 의해 점착성이 떨어져서 가압착 특성이 저하되고, 도전입자에 의한 접속을 방해할 수 있다.
상기 코어-쉘 구조의 유기 미립자는 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물 중 고형분 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 3 중량부 미만일 경우에는 코어-쉘 구조의 유기 미립자 또는 파우더의 효과를 나타내기 어려우며, 10 중량부를 초과할 경우에는 필름의 점착성이 저하되어 가압착성 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에 사용되는 상기 라디칼 중합성 수지는 이방 전도성 필름용 조성물의 경화부 성분으로, 경화 반응에 의하여 접속층 간의 접착력 및 접속 신뢰성을 보장해주는 역할을 한다.
상기 라디칼 중합성 물질은 특별히 제한되는 것은 아니고, 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 어떤 것이라도 사용 가능하다. 예를 들어, 상기 라디칼 중합성 물질로는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 말레이미드 화합물 등이 있으며, 모노머, 올리고머 또는 모노머와 올리고머를 병용하여 사용할 수도 있다.
상기 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트의 구체적인 예로는, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디 아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디 아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리 아크릴레이트, 테트라 메틸올 메탄 테트라 아크릴레이트, 2－히드록시-1,3－디아크릴록시프로판, 2,2－비스〔4－(아크릴록시폴리메톡시) 페닐〕프로판, 2,2－비스〔4－(아크릴록시폴리에톡시) 페닐〕프로판, 디시크로펜테닐아크릴레이트, 트리시크로데카닐아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸) 이소시아노레이트 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 종류가 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 말레이미드 화합물로는, 분자중에 말레이미드기를 적어도 2개 이상 함유하는, 예를 들어 1－메틸-2,4－비스말레이미드벤젠, N, N'－m－페닐렌비스말레이미드, N, N'－p－페닐렌비스말레이미드, N, N'－m－토일렌비스말레이미드, N, N'－4,4－비페닐렌비스말레이미드, N, N'－4,4－(3,3'－디메틸비페닐렌) 비스말레이미드, N, N'－4,4－(3,3'－디메틸 디페닐 메탄) 비스말레이미드, N, N'－4,4－(3,3'－디에틸 디페닐 메탄) 비스말레이미드, N, N'－4,4－디페닐메탄비스말레이미드, N, N'－4,4－디페닐프로판비스말레이미드, N, N'－4,4－디페닐에테르비스말레이미드, N, N'－3,3'－디페닐스르혼비스말레이미드, 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'－시크로헤키시리덴비스(1－(4 말레이미드페노키시)－2－시클로 헥실 벤젠, 2,2－비스(4－(4 말레이미드페녹시) 페닐) 헥사 플루오르 프로판 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 종류가 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 라디칼 중합성 물질은 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물 중 고형분 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 본 공정 압착 후 경화 밀도 저하로 인한 신뢰적 특성 저하 및 전체적으로 흐름성이 저하되어, 접착시의 도전성 입자와 회로 기재의 접촉이 나빠지고, 접속저항의 상승 또는 이로 인한 접속 신뢰성이 저하될 수 있으며, 40 중량부를 초과할 경우에는 이방 전도성 필름 형성성에 어려움이 있고, 접착 특성이 저하될 수 있다.
앞서 설명한 것처럼 라디칼 중합성 물질은 모노머 또는 올리고머 어느 상태로 이용하거나, 모노머와 올리고머를 병용하는 것도 가능하다.
따라서 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물은 경화성, 가열시의 유동성, 작업성 개량을 위해 라티칼 중합성 물질 및 라디칼 개시제의 함량 100 중량부 대비 0.8~20 중량부의 모노머 또는 올리고머를 추가로 포함할 수 있다. 여기서 모노머 또는 올리고머의 함량이 0.8 중량부 미만일 경우에는 경화 반응속도가 저하되어 경화 밀도가 낮아질 수 있고, 20 중량부를 초과할 경우에는 초기 점착력(Tack) 증가로 인해 공정 특성이 나빠질 수 있다.
또한 본 발명은 상기의 라디칼 중합성 물질에 접착강도 및 상온 안정성을 향상시키는 인산 에스테르 구조를 가지는 라디칼 중합성 물질을 라티칼 중합성 물질 및 개시제 함량 100 중량부 대비 0.3~9 중량부 추가로 포함할 수 있다. 상기 인산 에스테르 구조를 가지는 라디칼 중합성 물질은 무수 인산과 2－히드록시 에틸(메타) 아크릴레이트의 반응물로서 얻을 수 있다.
본 발명에 사용되는 상기 라디칼 개시제는 경화부의 또 다른 성분으로, 광중 합형 개시제 또는 열경화형 개시제를 1 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합형 개시제의 구체적인 예로는 벤조페논, o-벤조일 안식향산 메틸, 4-벤조일-4-메틸 디페닐 황화물, 이소프로필 티오크산톤, 디에틸 티오크산톤, 4-디에틸 안식향산 에틸, 벤조인 에테르, 벤조일 프로필 에테르, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐 프로판-1-온, 디에톡시 아세토페논 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 열경화형 개시제로는 퍼옥사이드계와 아조계를 사용할 수 있다. 상기 퍼옥사이드계 개시제의 구체적인 예로는 t-부틸 퍼옥시라우레이트, 1,1,3,3-t-메틸부틸퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일 퍼옥시) 헥산, 1-사이클로헥실-1-메틸에틸 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(m-톨루오일 퍼옥시) 헥산, t-부틸 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸헥실 모노카보네이트, t-헥실 퍼옥시 벤조에이트, t-부틸 퍼옥시 아세테이트, 디큐밀 퍼옥사이드, 2,5,-디메틸-2,5-디(t-부틸 퍼옥시) 헥산, t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, t-헥실 퍼옥시 네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시-2-2-에틸헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 이소부틸레이트, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)사이클로헥산, t-헥실 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-3,5,5-트리메틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 피발레이트, 큐밀 퍼옥시 네오데카노에이트, 디-이소프로필 벤젠 하이드로퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 스테아로일 퍼 옥사이드, 숙신 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥시 톨루엔, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, 1-사이클로헥실-1-메틸 에틸 퍼옥시 노에데카노에이트, 디-n-프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-이소프로필 퍼옥시 카보네이트, 비스(4-t-부틸 사이클로헥실) 퍼옥시 디카보네이트, 디-2-에톡시 메톡시 퍼옥시 디카보네이트, 디(2-에틸 헥실 퍼옥시) 디카보네이트, 디메톡시 부틸 퍼옥시 디카보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시 부틸 퍼옥시) 디카보네이트, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시) 사이클로헥산, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-(t-부틸 퍼옥시) 사이클로도데칸, 2,2-비스(t-부틸 퍼옥시)데칸, t-부틸 트리메틸 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디메틸 실릴 퍼옥사이드, t-부틸 트리알릴 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디알릴 실릴 퍼옥사이드, 트리스(t-부틸) 아릴 실릴 퍼옥사이드 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아조계 개시제의 구체적인 예로는 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸 발레로니트릴), 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸 프로피오네이트), 2,2'-아조비스(N-사이클로헥실-2-메틸 프로피오네미드), 2,2-아조비스(2,4-디메틸 발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸 부틸로니트릴), 2,2'-아조비스[N-(2-프로페닐)-2-메틸프로피오네미드], 2,2'-아조비스(N-부틸-2-메틸 프로피오네미드), 2,2'-아조비스[N-(2-프로페닐)-2-메틸 프로피오네미드], 1,1'-아조비스(사이클로헥산-1-카보니트릴), 1-[(시아노-1-메틸에틸)아조] 포름아미드 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 개시제들은 1 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 라디칼 개시제의 함량은 접착제 중 경화하려는 성질과 접착제의 보존성을 균형있게 구현하는 범위로 결정되는데, 본 발명에서는 이방 전도성 필름용 조성물 중 고형분 100 중량부에 대하여 0.3 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.3 중량부 미만일 경우에는 경화반응 속도가 저하로 인해 본 압착 특성이 저하될 수 있으며, 5 중량부를 초과할 경우에는 필름이 가열에 의해 경화한 후 이방 전도성 필름의 깨지려는(brittle) 특성 증가로 인하여 재작업 시 이방 전도성 필름이 완전히 제거되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 사용되는 상기 전도성 입자는 이방 전도성 필름에 도전 성능을 부여해주기 위한 필러로 적용된다.
상기 전도성 입자로는 Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등을 포함하는 금속 입자 ; 탄소; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올 등을 포함하는 수지 및 그 변성 수지를 입자로 하여 Au, Ag, Ni 등을 포함하는 금속으로 코팅한 입자; 그 위에 절연입자를 추가하여 코팅한 절연화 처리된 전도성 입자 등을 1종 이상 사용할 수 있으며, 특히 본 발명에서는 3~6 ㎛의 니켈 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 본 발명에 사용되는 코어-쉘 구조의 유기 미립자의 크기가 0.1~1 ㎛이기 때문에 전도성 입자의 크기가 3 ㎛ 이하일 경우에는 유기 미립자에 의한 접속 방해할 수 있는 가능성이 있고, 6 ㎛를 초과할 경우에는 오히려 도전입자에 의한 단자간의 접속면적이 작아질 수 있어 신뢰성 이후 문제가 발생할 수 있다.
상기 전도성 입자는 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물 중 고형분 100 중 량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 접속 과정에서 단자간 Mis-Align이 발생할 경우 접속 면적 감소로 인한 접속 불량을 일으키기 쉽고, 10 중량부를 초과할 경우에는 절연 불량을 일으키기 쉽다.
상기와 같은 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물은 조성물 배합 시 구리, 유리와 같은 무기물질의 표면과 이방성 도전 필름의 수지들간의 접착력을 증진하고 내열성 및 내습성을 향상시켜 접속신뢰성을 향상시키는 역할을 하는 커플링제로서 실란 커플링제를 추가로 사용할 수 있다. 상기 커플링제는 라디칼 중합성 물질 및 개시제 함량 100 중량부 대비 0.2~10 중량부로 첨가될 수 있고, 그 함량이 0.2 중량부 미만이면 커플링제로서의 역할을 하기에 미미하며, 10 중량부 초과할 경우에는 수지의 응집력이 저하되고, 그 결과로서 접착력이나, 신뢰성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
또한 본 발명의 이방 전도성 필름용 조성물은 기본 물성을 저해하지 않으면서 부가적인 물성을 추가시켜주기 위해 중합방지제, 산화방지제, 열안정제 등의 기타 저해제를 라디칼 중합성 물질 및 개시제 함량 100 중량부 대비 0.03~0.3 중량부로 추가로 포함할 수 있다.
상기 중합방지제로는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, p-벤조퀴논, 페노티아진 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택할 수 있다. 또한, 열에 의해 유도되는 조성물의 산화반응 방지 및 열안정성을 부여해 주기 위한 목적으로 가지친 페놀릭계 혹은 하이드록시 신나메이트계의 물질 등의 산화방지제를 첨 가할 수 있으며, 그 예로 테트라키스-(메틸렌-(3,5-디-t-부틸-4-하이드로 신나메이트)메탄, 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시 벤젠 프로파노익 에시드 티올 디-2,1-에탄다일 에스터, 옥타데실 3,5-디-t-부틸-4-하이드록시 하이드로 신나메이트 (이상 Ciba사 제조), 2,6-디-터셔리-p-메틸페놀 등이 있다. 상기 기타 첨가제는 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이하에서는 합성예 및 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나. 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
필름 형성을 위한 매트릭스 역할의 바인더 수지부로 25 부피%로 톨루엔/메틸 에틸 케톤에 용해된 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(1072CGX, Zeon Chemical) 10 중량부; 50 부피%로 메틸 에틸 케톤을 용제로 사용하여 폴리올 함량 60%, 하이드록시 아크릴레이트/이소시아네이트 몰비=1로 하여 온도 90℃, 압력 1기압, 반응시간 5시간, 다이부틸틴다이라우릴레이트를 촉매로 사용하여 중부가 중합 반응시켜 합성한 분자량(Mw)이 20,000인 폴리우레탄 아크릴레이트 55 중량부; 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지(AC3364, Ganz) 3 중량부; 경화부로서는 에폭시 아크릴레이트 폴리머(SP1509, 쇼와폴리머) 20 중량부; 아크릴레이트 모노머로서 (메타)아크릴레이트 모노머인 TMPTMA 0.5 중량부; 에폭시 아크릴레이트 모노모로서 (메타)아크릴레이트 모노머인 2-메타아크릴로일록시에틸 포스페이트 0.5 중량부; 열경화형 개시제로서 벤조일 퍼옥사이드 3.0 중량부; 커플링제로서 3-메타실록시프로필 트리메톡시실란 0.19 중량부; 저해제로서 하이드로퀴논 모노메틸에테르 0.01 중량부; 그리고, 이방 전도성 필름에 도전 성능을 부여해주기 위한 필러로서 5㎛의 크기인 전도성 입자(Ni) 7.8 중량 %를 첨가하여 필름 형성용 조성물을 제조하였다.
실시예 2
필름 형성을 위한 매트릭스 역할의 바인더 수지부로 25 부피%로 톨루엔/메틸 에틸 케톤에 용해된 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(1072CGX, Zeon Chemical) 10 중량부; 50 부피%로 메틸 에틸 케톤을 용제로 사용하여 폴리올 함량 60%, 하이드록시 아크릴레이트/이소시아네이트 몰비= 1로 합성한 분자량(Mw)이 28,000인 폴리우레탄 아크릴레이트 55 중량부; 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지(AC3364, Ganz) 3 중량부; 그 외 경화부 및 첨가물은 실시예 1과 동일하게 하여 필름 형성용 조성물을 제조하였다.
실시예 3
필름 형성을 위한 매트릭스 역할의 바인더 수지부로 25 부피%로 톨루엔/메틸 에틸 케톤에 용해된 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(1072CGX, Zeon Chemical) 10 중량부; 50 부피%로 메틸 에틸 케톤을 용제로 사용하여 폴리올 함량 60%, 하이드록시 아크릴레이트/이소시아네이트 몰비= 1로 합성한 분자량(Mw)이 28,000, 폴리우레탄 아크릴레이트 50 중량부; 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지(AC3364, Ganz) 8 중량부; 그 외 경화부 및 첨가물은 실시예 1과 동일하게 하여 필름 형성용 조성물을 제조하였다.
실시예 4
필름 형성을 위한 매트릭스 역할의 바인더 수지부로 40 부피%로 톨루엔/메틸 에틸 케톤에 용해된 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA 700, 바이엘사) 10 중량부; 50 부피%로 메틸 에틸 케톤을 용제로 사용하여 폴리올 함량 60%, 하이드록시 아크릴레이트/이소시아네이트 몰비= 1로 합성한 분자량(Mw)이 28,000인 폴리우레탄 아크릴레이트 50 중량부; 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지(AC3364, Ganz) 8 중량부; 그 외 경화부 및 첨가물은 실시예 1과 동일하게 하여 필름 형성용 조성물을 제조하였다.
비교예 1
필름 형성을 위한 매트릭스 역할의 바인더 수지부로 25 부피%로 톨루엔/메틸 에틸 케톤에 용해된 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(1072CGX, Zeon Chemical) 20 중량부; 20 부피%로 톨루엔에 용해된 아크릴 수지(SG-280, 나가세켐텍스) 48 중량부; 그 외 경화부 및 첨가물은 실시예 1과 동일하게 하여 필름 형성용 조성물을 제조하였다.
비교예 2
필름 형성을 위한 매트릭스 역할의 바인더 수지부로 40 부피%로 톨루엔/메틸 에틸 케톤에 용해된 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA 700, 바이엘사) 20 중량부; 20 부피%로 톨루엔에 용해된 아크릴 수지(SG-280, 나가세켐텍스) 48 중량부; 그 외 경화부 및 첨가물은 실시예 1과 동일하게 하여 필름 형성용 조성물을 제조하였다.
비교예 3
필름 형성을 위한 매트릭스 역할의 바인더 수지부로 40 부피%로 톨루엔/메틸 에틸 케톤에 용해된 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA 700, 바이엘사) 20 중량부; 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지(AC3364, Ganz) 8 중량부; 20 부피%로 톨루엔에 용해된 아크릴 수지(SG-280, 나가세켐텍스) 40 중량부; 그 외 경화부 및 첨가물은 실시예 1과 동일하게 하여 필름 형성용 조성물을 제조하였다.
하기 표 1의 단위는 중량부이다.
기준 실시례1 실시례2 실시례3 실시례4 비교례1 비교례2 비교례3
열가소성 수지1 10 10 10 20
열가소성 수지2 10 20 20
우레탄 아크릴레이트
수지1		 55
우레탄 아크릴레이트
수지2		 55 50 50
코어-쉘 구조
유기미립자 수지		 3 3 8 8 8
아크릴 수지 48 48 40
라디칼 중합성 물질 20 20 20 20 20 20 20
개시제 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
전도성 입자 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8
기타 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 이방 전도성 필름용 조성물을 각각 전도성 입자가 분쇄되지 않는 속도 범위 내에서 상온(25℃)에서 60 분간 교반하였다. 상기 조합물을 실리콘 이형 표면 처리된 폴리에틸렌 베이스 필름에 45 ㎛의 두께의 필름으로 형성시켰으며, 필름 형성을 위해서 캐스팅 나이프(Casting knife)를 사용하였고, 필름의 건조 시간은 80 ℃에서 5 분으로 하였다.
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 3에서 제조된 이방 전도성 필름의 초기 물성, 신뢰성 및 흐름성을 평가하기 위해서 각각의 필름을 PCB(피치 250㎛의 PCB, 단자 폭 150㎛, 단자간 거리 100㎛, 단자 높이 35㎛)와 입자가 함유되지 않은 PI 필름을 사용한 COF 필름 1 및 입자가 함유된 PI 필름을 사용한 COF 필름 2를 이용하여 70℃, 1초, 1.0MPa의 가압착 조건과 170℃, 5초, 4.0MPa의 본 압착 조건으로 접속하였다.
초기, 신뢰성 평가 후 접착력과 접속저항 및 버블발생유무를 하기와 같은 방법으로 평가하고, 그 결과를 하기 표 2 내지 4에 각각 나타내었다.
ⅰ) 각각의 시편은 5개씩 준비하였고, 이와 같이 제조된 시편을 이용하여 90° 접착력을 측정하였으며, 4 probe방법으로 접속저항을 측정하였다.
ⅱ) 온도 85 ℃, 상대습도 85%에서 250시간 및 500시간 조건으로 고온 고습 신뢰성 평가를 하였으며, －40~100℃, 1 cycle/hr 조건에서 250 내지 500 사이클 후 열충격 신뢰성 평가를 실시하였다.
ⅲ) 버블 발생 유무를 현미경으로 관찰하였다.
초기, 신뢰성 평가 후 접착력 평가 (단위 gf/cm)

초기
 고온고습 열충격
250hr 500hr 250cycle 500cycle



COF 1

 실시예 1 827 784 712 812 798
실시예 2 873 745 698 865 812
실시예 3 953 812 700 798 753
실시예 4 997 888 745 699 632
비교예 1 398 345 245 312 247
비교예 2 310 265 172 150 80
비교예 3 412 345 213 220 180



COF 2

 실시예 1 1123 1047 987 935 900
실시예 2 1321 1200 1128 1026 945
실시예 3 1432 1198 1032 987 931
실시예 4 1008 918 881 912 807
비교예 1 648 598 512 562 331
비교예 2 572 552 487 512 306
비교예 3 678 432 374 654 403
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 입자가 함유되지 않은 PI 필름을 사용한 COF 필름 1로 시료를 제작하여 접착력을 측정한 경우 본 발명의 실시예들의 경우 초기 600gf/cm 접착력을 확보하고 있으나. 비교예들의 경우 접착력이 300~400gf/cm 수준이었다. 또한 입자가 함유된 PI 필름을 사용한 COF 필름 2로 시료를 제작하여 접착력을 측정한 경우 본 발명의 실시예들의 경우 초기 1000gf/cm 접착력을 확보하고 있으나. 비교예들의 경우 접착력이 500~700gf/cm 수준이었다. 이같은 결과를 통해서, 접착력이 낮은 경우 입자가 함유되지 않은 PI 필름을 사용한 COF 필름에서 발생하는 버블의 원인이 낮은 접착력임을 알 수 있고, 이로 인하여 신뢰성 후 접속 신뢰성이 좋지 않음을 알 수 있다.
초기, 신뢰성 평가 후 접속저항 평가 (단위 Ω,Ohm)

초기
 고온고습 열충격
250hr 500hr 250cycle 500cycle



COF 1

 실시예 1 0.025 0.027 0.030 0.028 0.030
실시예 2 0.028 0.028 0.032 0.031 0.033
실시예 3 0.026 0.027 0.028 0.027 0.029
실시예 4 0.030 0.031 0.035 0.031 0.033
비교예 1 0.027 0.130 0.310 0.098 0.214
비교예 2 0.028 0.123 0.210 0.213 0.365
비교예 3 0.024 0.154 0.178 0.163 0.254



COF 2

 실시예 1 0.025 0.026 0.026 0.028 0.030
실시예 2 0.026 0.027 0.030 0.026 0.028
실시예 3 0.026 0.028 0.031 0.027 0.027
실시예 4 0.025 0.026 0.028 0.030 0.031
비교예 1 0.027 0.029 0.032 0.031 0.032
비교예 2 0.028 0.032 0.033 0.029 0.031
비교예 3 0.025 0.025 0.026 0.027 0.280
이방 전도성 필름이 충분한 전도성을 확보하기 위해서는 상기 실험과 같은 조건 하에서 0.05Ψ 이하의 전기저항을 가져야 하는데, 상기 표 3의 접속 저항 측정 결과에서 나타난 것처럼 본 발명의 실시예들의 경우 COF 1과 2에서 초기 접속 저항과 신뢰성 평가 후의 접속 저항에서 모두 낮은 저항 값을 가짐을 알 수 있다. 반면에 비교예 1 내지 3의 경우 COF 2의 경우 초기 접속 저항과 신뢰성 평가 후의 접속 저항에서 모두 낮은 저항 값을 가지나, COF 1의 경우 신뢰성 진행 이후 0.2Ψ 정도로 전기저항이 사용 가능 영역인 0.05Ψ을 훨씬 상회하는 불안정한 접속 상태를 나타내었다. 이는 초기 본딩 과정에서 발생한 버블이 신뢰성에 영향을 주기 때문에 접속저항이 상승함을 알 수 있다.
버블 발생 유무(X: 발생하지 않음, ○: 발생함)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
COF 1 X X X X ○ ○ ○
COF 2 X X X X X X X
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예들의 경우 COF 1과 COF 2에서는 버블이 발생하지 않으나, 비교예들의 경우 COF 2에서는 버블이 발생하지 않으나 COF 1에서는 버블이 발생함을 확인할 수 있다.
비록 본 발명이 상기에 언급된 바람직한 실시예로서 설명되었으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 또한, 첨부된 청구 범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (9)

  1. a) 열가소성 수지;
    b) 중량평균분자량이 15,000 내지 30,000이고, 유리전이온도(Tg)가 적어도 0℃이며, 양말단이 아크릴레이트인 것을 특징으로 하여 바인더와 경화부의 역할을 동시에 갖는 폴리우레탄 아크릴레이트 수지;
    c)ⅰ) 아크릴 모노머의 단독 중합체 또는 공중합체의 낮은 유리전이 온도(20℃ 이하)를 가진 고무상 폴리머로 이루어진 코어층 및 ⅱ) 유리전이온도가 상기 코어층보다 20℃이상 높은 폴리머로 이루어진 쉘층을 포함하는 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지
    d) 라디칼 중합성 물질;
    e) 라디칼 개시제; 및
    f) 전도성 입자;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 고형분 100 중량부에 대하여
    a) 열가소성 수지 5 내지 20 중량부;
    b) 폴리우레탄 아크릴레이트 수지 50 내지 70 중량부;
    c) 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지 3 내지 10 중량부;
    d) 라디칼 중합성 물질 5 내지 40 중량부;
    e) 라디칼 개시제 0.3 내지 5 중량부; 및
    f) 전도성 입자 1.0 내지 10 중량부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 아크릴레이트 수지는 이소시아네이트, 폴리올, 다가알콜, 아민류 및 산무수물 중 선택된 어느 하나 이상의 성분 또는 하이드록시 아크릴레이트 또는 아민 아크릴레이트를 포함하며, 그 구성성분 중 폴리올의 함량이 최대 70%인 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코어-쉘 구조의 유기 미립자 수지의 평균입경이 0.1 내지 1.0 ㎛인 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 올레핀 수지, 부타디엔 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체, 카르복실말단 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체, 페녹시 수지 및 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 라디칼 중합성 물질은 아크릴레이트, 메타크릴레이트 및 말레이미드 화합물 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 라디칼 개시제는 광중합형 개시제 또는 열경화형 개시제인 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 입자가 Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등을 포함하는 금속 입자; 탄소; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌 및 폴리비닐알코올 중 선택 된 어느 하나 이상의 수지 및 그 변성 수지를 입자로 하여 Au, Ag, Ni 등을 포함하는 금속으로 코팅한 입자; 그 위에 절연입자를 추가하여 코팅한 절연화 처리된 전도성 입자 중 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이방 전도성 필름용 조성물.
  9. 제1항 기재의 조성물로 형성된 이방 전도성 필름.
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