KR20100072545A - 속경화형 이방 도전성 접착제 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

코어-쉘 구조의 고무(rubber) 및 열활성화형 양이온 중합 개시제를 포함하여, 빠른 경화속도와 우수한 접착력, 치수 안정성, 신뢰성 및 절연성을 갖는 이방 도전성 접착제 수지 조성물 및 이를 포함하는 이방 도전성 접착제가 개시된다. 상기 이방 도전성 접착제 수지 조성물은, 1종 이상의 에폭시 수지; 열활성화형 양이온 중합 개시제; 가압 변형성 도전 입자; 및 코어-쉘 구조의 고무(rubber)를 포함한다. 여기서, 상기 열활성화형 양이온 중합 개시제는 음이온과 결합된 형태의 오늄염 유도체이고, 그 함량은 상기 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 0.1 내지 20중량부인 것이 바람직하다.
이방 도전성 접착제, 이방 도전성 필름, 양이온 중합 개시제, 코어-쉘 고무

Description

속경화형 이방 도전성 접착제 수지 조성물{Resin composition for rapid curable anisotropic conductive adhesive}
본 발명은 이방 도전성 접착제 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코어-쉘 구조의 고무(rubber) 및 열활성화형 양이온 중합 개시제를 포함하여, 경화속도가 빠르고, 접착력, 치수 안정성, 신뢰성 및 절연성이 우수한 이방 도전성 접착제 수지 조성물에 관한 것이다.
최근 수년간 이방 도전성 접착제는 반도체 소자와 같은 전자 부품 및 회로판을 전기적으로 접속시키기 위한 재료로서 널리 사용되어 왔다. 이방 도전성 접착제는 액정표시장치(LCD)를 비롯한 각종 디스플레이 장치 및 반도체 장치의 회로 접속 시에 회로 단자 간의 접속재료로서 유용하다. 이방 도전성 접착제는 기본적으로 전기적 통로를 형성하는 도전성 입자와 도전성 입자를 고정하여 전기 접속 신뢰성을 유지시키며, 전극과 이웃 전극 사이의 절연성을 부여하는 절연성 수지부로 구성된다. 최근에는, 도전성 입자로서, 탄성을 갖는 금속 코팅 입자를 절연화하여 사용하 고 있다. 절연성 수지는 이방 도전성 접착제에서 많은 부분을 차지하고 이방 도전성 접착제의 신뢰성 및 절연성을 발현하는 역할을 한다. 이러한 절연성 수지로는 상온에서 반응 없이 안정하게 유지되다가, 가열 시 경화되어 구조가 치밀해지는 열경화성 수지가 주로 사용되고 있다. 종래에는 상온에서 안정한 열경화성 수지의 경화제로 마이크로 캡슐형 경화제를 사용하였고, 마이크로 캡슐이 일정 온도 이하에서 경화제와 열경화성 수지의 접촉을 차단시켜 경화를 막는 역할을 하였다. 마이크로 캡슐이 열경화성 수지의 상온 안정성을 높이지만, 열경화성 수지의 경화 반응의 시작을 지연시켜 경화속도가 저하되는 문제가 있다. 또한 열경화성 수지는 가열 경화 시 발열을 하게 되고, 경화가 종료된 후에는 가해진 온도와 발열에 의해 올라간 온도가 제거되어 온도가 낮아지며, 이때 온도에 따른 부피 변화에 따라 경화 수축된다. 이방 도전성 접착제는 경화 수축되면, 치수 안정성이 불량해져서, 신뢰성 평가와 같이 온도가 바뀌는 조건에서 불량 발생률이 높아지게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 경화속도가 빠르고, 접착력, 치수 안정성, 신뢰성 및 절연성이 우수한 이방 도전성 접착제 수지 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 1종 이상의 에폭시 수지; 열활성 화형 양이온 중합 개시제; 가압 변형성 도전 입자; 및 코어-쉘 구조의 고무(rubber)를 포함하는 이방 도전성 접착제 수지 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 열활성화형 양이온 중합 개시제는 음이온과 결합된 형태의 오늄염 유도체로서, 그 함량은 상기 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 0.1 내지 20중량부인 것이 바람직하다. 또한, 상기 에폭시 수지는 분자량 200 이상의 지방족, 지환족, 방향족계의 환상 또는 선상의 주쇄를 갖는 분자로서, 1분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 가지는 2가 이상의 에폭시 수지인 것이 바람직하고, 상기 가압 변형성 도전 입자의 함량은, 상기 에폭시 수지 및 양이온 중합 개시제 100중량부에 대하여, 1 내지 40중량부이고, 크기는 2 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 상기 코어-쉘 구조의 고무는 유리전이온도(Tg) 20℃ 이하의 중합체로 이루어지는 코어 10 내지 90중량%와 유리전이온도가 코어보다 20℃ 이상 높은 중합체로 이루어지는 쉘 90 내지 10중량%로 구성되며, 그 함량은 상기 에폭시 수지 및 양이온 중합 개시제 100중량부에 대하여 10 내지 200중량부인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이방 도전성 접착제는, 코어-쉘 구조의 고무(rubber) 및 열활성화형 양이온 중합 개시제를 포함하여, 빠른 경화 속도에 의해 디스플레이 회로 구성시의 생산성을 증가시킬 수 있고, 접착 과정에서 발생하는 이방 도전성 접착제의 경화 수축률을 줄여, 접착 후 제품의 변형을 감소시킴으로써 치수안정성, 신뢰성, 접착력, 절연성 등을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 이방 도전성 접착 제는 높은 접속 신뢰성이 요구되는 액정표시장치 및 영상표시장치에 유용하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 이방 도전성 접착제 수지 조성물은, 1종 이상의 에폭시 수지, 열활성화형 양이온 중합 개시제, 가압 변형성 도전 입자 및 코어-쉘 구조의 고무(rubber)를 포함한다.
본 발명에 사용되는 에폭시 수지는, 경화제 등에 의해 경화되어 접착제 기능 및 도전성 입자의 매트릭스(matrix) 역할을 하는 것으로, 1종 이상의 에폭시 수지를 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지는 않으나, 분자량 200 이상의 지방족, 지환족, 방향족계의 환상 또는 선상의 주쇄를 갖는 분자로서, 1분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 가지는 2가 이상의 에폭시 수지인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 분자량 300 내지 20,000의 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 AD형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지와 상기 에폭시 수지들의 알킬렌옥시드 부가물, 할로겐화물(예를 들면, 테트라브로모 비스페놀형 에폭시), 수소 반응물(예를 들면, 하이드로제네이티드 비스페놀형 에폭시), 지환족 에폭시 수지, 지환족 쇄상 에폭시 수지 및 이들의 할로겐화물, 수소 반응물, 페놀노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 나프탈렌계 에폭시 수지, 플로렌계 에폭시 수지, 이미드계 에폭시 수지 등과 같이 단일 주쇄에 글리시딜기를 갖는 에폭시 수지와 에피할로 히드린 변성 에폭시 수지, 아크릴 변성 에폭시 수지, 비닐 변성 에폭시 수지, 엘라스토머 변성 에폭시 수지 또는 아민 변성 에폭시 수지 등과 같이 주쇄에 다른 물성의 수지 또는 고무를 반응시켜 얻어낸 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
상기 에피할로 히드린 변성 에폭시 수지는 에폭시계 수지 분자 내에 존재하는 수산기와 에피할로 히드린을 반응시켜 얻을 수 있고, 상기 아크릴 변성 에폭시 수지는 분자 내의 수산기를 아크릴계 단량체와 반응시켜 얻을 수 있다. 상기 비닐 변성 에폭시 수지는 분자 내의 수산기를 비닐계 단량체와 반응시켜 얻을 수 있다. 상기 엘라스토머 변성 에폭시 수지의 변성에 사용된 엘라스토머의 종류는 부타디엔계 중합체, 아크릴 중합체, 폴리에테르계 고무, 폴리에스테르계 고무, 폴리아마이드계 고무, 실리콘계 고무, 다이머 산 또는 실리콘 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 에피할로 히드린으로 변성이 가능한 에폭시 수지는 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 AD형, 비스페놀 S형과 이들의 알킬렌옥시드 부가물, 할로겐화물(예를 들어, 테트라브로모 비스페놀형 에폭시), 수소 반응물(예를 들어, 하이드로제네이티드 비스페놀형 에폭시), 또는 지환족 에폭시 수지, 지환족 쇄상 에폭시 수지 및 이들의 할로겐화물 또는 수소 반응물 등을 예로 들 수 있다. 상기 에피할로 히드린에는 에피클로로 히드린, 에피브로모히드린, 에피요오드 히드린 등을 예로 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 열활성화형 양이온 중합 개시제는 가열에 의해 활성화되어 개환 중합성기의 개환 중합을 개시하는 것으로, 상기 에폭시 수지의 글리시딜기와 반응하여 접착제 성분인 상기 에폭시 수지를 경화시키는 경화제 역할을 한다. 상기 열활성화형 양이온 중합 개시제는 상온에서 상기 에폭시 수지와 혼합하여 사용되므로, 상온에서 상기 에폭시 수지와 반응성을 갖지 않아야 하고, 일정 온도 이상에서 루이스산 등의 양이온 활성종을 생성함으로써 활성을 가지게 되고, 상기 에폭시 수지와 반응이 활발하게 이루어져 물성이 발현되어야 한다.
상기 열활성화형 양이온 중합 개시제는 음이온과 결합된 형태의 오늄염 유도체, 바람직하게는 BF4 -, PF6 -, AsF6 -, SbF6 -, (C6F5)4B- 등의 음이온과 결합된 디아조늄염, 요오드늄염 또는 술포늄 등의 오늄염 유도체를 사용할 수 있다. 상기 열활성화형 양이온 중합 개시제의 대표적인 예로는 하기 화학식 1a 내지 1d를 예시할 수 있다.
Figure 112008087780013-PAT00001
Figure 112008087780013-PAT00002
Figure 112008087780013-PAT00003
Figure 112008087780013-PAT00004
상기 화학식 1a 내지 1d에서, R은 탄소수 1 내지 15, 바람직하게는 1 내지 6의, 선형, 분지형, 환형의 포화 또는 불포화 탄화수소, 더욱 바람직하게는 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 프로필(propyl), 사이클로헥실(cyclohexyl), 페닐(phenyl)이고, M은 금속 원소, 바람직하게는 붕소(B), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb)이고, X는 할로겐원자 또는 탄소수 1 내지 15, 바람직하게는 1 내지 8의 할로겐화 알킬기이며, n은 1 이상의 정수이다. 상기 MXn-의 구체적인 예로는 BF4 -, PF6 -, AsF6 -, SbF6 -, (C6F5)4B- 등을 예시할 수 있다.
상기 열활성화형 양이온 중합 개시제의 함량은, 상기 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 0.1 내지 20중량부, 바람직하게는 1 내지 10중량부이다. 상기 열활성화형 양이온 중합 개시제의 함량이 상기 에폭시 수지 100중량부에 대하여 0.1중량부 미만이면, 접착제의 경화 반응이 늦게 일어나게 되어 경화속도가 늦어지고, 전체적인 물리적 성질이 저하될 우려가 있으며, 20중량부를 초과하면, 경화속도가 너무 빨라 발열량이 많아지고 접착제의 경화 수축이 심해져 접착제의 물리적 성질이 저 하될 우려가 있다.
본 발명에 사용되는 가압 변형성 도전 입자는 가압에 의해 입자 형태가 변형될 수 있는 통상의 도전 입자를 광범위하게 사용할 수 있으며, 예를 들어, 유기 입자에 금속을 코팅한 것 또는 금, 은 등의 금속을 사용할 수 있다. 코팅되는 금속 성분은 1종 이상을 사용할 수 있고, 최종적으로 코팅되는 금속 성분은 금이나 은을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 가압 변형성 도전 입자를 과량 사용 시의 도전입자 간의 전기적 절연성을 확보하기 위해서는, 상기 가압 변형성 도전입자를 절연화 코팅 처리하고, 가압에 의해 입자 형태가 변형되어 절연 처리된 막이 깨짐으로써 도전성을 나타내도록 하는 것이 바람직하다.
상기 가압 변형성 도전 입자의 크기는 적용되는 회로의 폭 및 스페이스의 폭에 따라 적당한 것을 선택하여 사용할 수 있으며, 2 내지 30㎛, 바람직하게는 3 내지 20㎛의 것을 적용되는 회로의 폭에 따라 사용할 수 있다. 상기 가압 변형성 도전성 입자의 크기가 상기 범위 내인 경우에는 접속 면적이 넓어져 전도성 접착제로 사용할 때 본래의 목적인 전기적 접속이 우수해지고, 절연성이 우수하게 된다.
상기 가압 변형성 도전 입자는, 상기 에폭시 수지 및 양이온 중합 개시제 100중량부에 대하여, 1 내지 40중량부, 바람직하게는 2 내지 30중량부를 사용한다. 상기 가압 변형성 도전 입자의 함량이 상기 에폭시 수지 및 양이온 중합 개시제 100중량부에 대하여 1중량부 미만이면, 본 발명의 조성물로부터 형성된 접착제가 충분한 전기 전도성을 나타낼 수 없으며, 40중량부를 초과하면, 접속회로간의 절연 신뢰성이 확보되기 힘들어 이방 도전성을 나타내지 못할 우려가 있다.
본 발명에 사용되는 코어-쉘 구조의 고무는, 이방 도전성 접착제의 접착 과정에서 발생하는 경화 수축률을 줄여, 접착 후 제품의 변형을 줄임으로써, 치수안정성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 것으로, 유리전이온도(Tg) 20℃ 이하의 중합체로 이루어지는 코어 10 내지 90중량%, 바람직하게는 20 내지 80중량%와 유리전이온도가 코어보다 20℃이상 높은 중합체로 이루어지는 쉘 90 내지 10중량%, 바람직하게는 80 내지 20중량%로 구성되는, 평균입경이 0.1 내지 4㎛인 코어를 이용하여 얻어지는 분말상 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 코어에 사용되는 중합체는 유리전이온도(Tg)가 상온보다 낮은 아크릴, 우레탄, 부타디엔계 고무를 사용할 수 있으며, 이외에 유리전이온도가 낮은 탄성 고분자를 사용할 수 있다. 상기 쉘에 사용되는 중합체는 상기 코어보다 유리전이온도가 높은 아크릴 수지 등을 사용 할 수 있으며, 이외에 유리전이온도가 코어보다 높은 기능성 고분자가 사용이 가능하다. 상기 코어의 함량이 10중량% 미만이고, 쉘의 함량이 90중량%를 초과하면, 경화 후 제품이 변형될 우려가 있고, 코어의 함량이 90중량%를 초과하고, 쉘의 함량이 10중량% 미만이면, 경화 후의 유리전이온도가 낮아 접착력 등의 물성이 저하될 우려가 있다.
상기 코어의 크기가 0.1 내지 4㎛의 범위인 경우 전도성 접착제를 적용 시에 도전성 입자가 범프(bump) 또는 리드(lead)와 만나는 것을 방해하지 않아 우수한 접속 저항을 나타내고, 도전성 입자의 뭉침을 방해하여 절연성을 증진시킨다.
상기 코어-쉘 구조의 고무는, 상기 에폭시 수지 및 상기 열활성화형 양이온 중합 개시제 100중량부에 대하여, 10 내지 200중량부, 바람직하게는 20 내지 150중량부를 사용한다. 상기 코어-쉘 구조의 고무의 함량이 상기 에폭시 수지 및 양이온 중합 개시제 100중량부에 대하여 10중량부 미만이면, 이방 도전성 접착제의 접착 과정에서 발생하는 경화 수축률을 충분히 줄이지 못하여 원하는 치수안정성 및 신뢰성을 얻지 못할 우려가 있고, 200중량부를 초과하면, 본 발명에 따른 접착제의 경화시 경화 부족이 발생할 우려가 있고, 도전성 입자와 범프, 리드와의 접속을 방해할 우려가 있다.
본 발명의 이방 도전성 접착제 수지 조성물을 사용하여 이방 도전성 접착제로 사용하는 데는 특별한 장치나 설비가 필요하지 않으며, 용제를 추가하거나, 용제 및 필름 형성용 수지 등의 성분을 추가하여 액상 또는 필름상으로 사용할 수 있다.
이방 도전성 접착제를 액상으로 사용하기 위해서는, 이방 도전성 접착제 수지 조성물의 에폭시 수지로서 상온에서 10 내지 50,000cps의 저점도 에폭시 수지를 사용하거나, 용제를 전체 조성물(에폭시 수지, 양이온 중합 개시제, 도전 입자 및 코어-쉘 고무) 100중량부에 대하여 0 내지 5중량부, 바람직하게는 1 내지 4중량부 더욱 포함시켜 액상의 이방 도전성 접착제 수지 조성물을 만들 수 있다. 상기 용제의 함량이 전체 조성물 100중량부에 대하여 5중량부를 초과하면, 추후 용제의 제거 에 과도한 시간이 소요될 뿐 특별한 장점은 없다. 액상의 이방 도전성 접착제 수지 조성물은 점도가 낮아 도포가 용이하고, 액상으로 도포된 조성물을 경화시켜 이방 도전성 접착제를 제조할 수 있다. 상기 용제는, 상기 에폭시 수지, 열활성화형 양이온 중합 개시제, 가압 변형성 도전 입자 및 코어-쉘 구조의 고무를 균일하게 혼합시키는 역할을 하며, 접착 후 용제 휘발에 따른 기포 발생이나 접착력 약화를 방지할 수 있으면 바람직하다. 상기 용제는 통상의 용제를 광범위하게 사용할 수 있으며, 바람직하게는 벤젠(bezene), 톨루엔(toluene) 자일렌(xylene) 등의 비극성 용제, 아세테이트(acetate)계 용제, 에테르(ether)계 용제 등을 사용할 수 있고, 상기 용제를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이방 도전성 접착제를 필름상으로 사용하기 위해서는, 전체 조성물(에폭시 수지, 양이온 중합 개시제, 도전 입자 및 코어-쉘 고무) 100중량부에 대하여, 용제 5 내지 90중량부, 바람직하게는 10 내지 80중량부, 필름 형성용 수지 5 내지 90중량부를 더욱 포함시켜, 액상화된 이방 도전성 접착제 수지 조성물로 만들고, 상기 조성물을 이형 필름 위에 도포하고 70℃의 건조기를 통과시켜, 10 내지 50㎛의 박막(필름상 이방 도전성 접착제)을 제조할 수 있다. 상기 용제의 함량이 전체 조성물 100중량부에 대하여 5중량부 미만이면, 상기 이방 도전성 접착제용 조성물의 성분(및 필름 형성용 수지가)들이 균일하게 혼합되지 못하여, 필름 형성이 어렵거나 코팅면이 불균일할 우려가 있고, 90중량부를 초과하면, 추후 용제의 제거에 과도한 시간이 소요될 뿐 특별한 장점은 없다. 상기 필름 형성용 수지의 함량이 조성물의 함량에 대하여 5중량부 미만이면, 필름 형성이 어려울 우려가 있고, 90중량부를 초과하면, 조성물 중에 경화 성분이 충분하지 못하여 경화가 어렵고, 접착력이 떨어질 우려가 있다.
상기 용제는 상기 에폭시 수지 및 열활성화형 양이온 중합 개시제를 잘 녹일 수 있는 것이 바람직하나, 열활성화형 양이온 중합 개시제와 반응하여 경화 반응을 저해할 수 있는 알코올계, 케톤계, 질소함유계 용제는 피하는 것이 좋다.
상기 필름 형성용 수지는 도전성 입자의 결합제로서 작용하며 필름으로 성형될 수 있다. 상기 필름 형성용 수지는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 상온에서 유리전이온도(Tg)가 30℃보다 높아 고체상으로 존재하는 에폭시 수지, 페녹시수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 비닐 수지, 멜라민 수지, 폴리올레핀 및 이들의 혼합물을 사용한다.
이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 필름상 이방 도전성 접착제의 제조
에폭시 수지(Epikote-154, 제조원: JER사, 일본) 36g, 열활성화형 양이온 중합 개시제(SI-100, 제조원: 삼신화학공업사, 일본) 2g, 가압 변형성 도전 입자(AUL-704, 평균입경: 4㎛, 제조원: SEKISUI사, 일본) 7g, 코어-쉘 고무(AC-3355, 제조원: Ganz사, 일본) 25g, 용제로서, 자일렌 50g 및 초산에틸 50g 및 필름 형성용 수지(PKHH, 제조원: Inchemrez사, 미국) 30g을 혼합하여 이방 도전성 접착용 수지 조성물을 제조한 후, 백색의 이형 필름 위에 도포한 후, 80℃의 건조기에서 용제를 휘발시켜 20㎛ 두께의 건조된 필름상 이방 도전성 접착제(이방 도전성 접착 필름)을 얻었다.
[실시예 2] 필름상 이방 도전성 접착제의 제조
에폭시 수지를 Epikote-154 대신 Epikote-828(제조원: JER사, 일본)을 사용하고, 열활성화형 양이온 중합 개시제를SI-100 대신 CP-77(제조원: ADEKA사, 일본)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조성 및 방법으로 20㎛ 두께의 필름상 이방 도전성 접착제(이방 도전성 접착 필름)을 얻었다.
[비교예 1] 필름상 이방 도전성 접착제의 제조
에폭시 수지(Epikote-828, 제조원: JER사, 일본) 28g, 마이크로 캡슐형 경화제(HXA-3741, 평균입경: 5㎛, 제조원: Asahi Kasei사, 일본) 10g, 가압 변형성 도전 입자(AUL-704, 평균입경: 4㎛, 제조원: SEKISUI사, 일본) 7g, 코어-쉘 고무(AC-3355, 제조원: Ganz사, 일본) 25g, 용제로서,자일렌 50g 및 초산에틸 50g 및 필름 형성용 수지(PKHH, 제조원: Inchemrez사, 미국) 30g을 혼합하여 이방 도전성 접착용 수지 조성물을 제조한 후, 백색의 이형 필름 위에 도포한 후, 80℃의 건조기에서 용제를 휘발시켜 20㎛ 두께의 건조된 필름상 이방 도전성 접착제(이방 도전성 접착 필름)을 얻었다.
[비교예 2] 필름상 이방 도전성 접착제의 제조
코어-쉘 고무(AC-3355, 제조원: Ganz사, 일본)를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시 예 1과 동일한 조성 및 방법으로 20㎛ 두께의 필름상 이방 도전성 접착제(이방 도전성 접착 필름)을 얻었다.
필름상 이방 도전성 접착제의 물성 평가
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2에 의해 제조된 필름상 이방 도전성 접착제의 물성을 다음과 같이 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2에 의해 제조된 필름상 이방 도전성 접착제를 각각 상온(25℃), 건조 조건(데시케이터 내부)에서 1시간 방치 후, 이를 사용하여 범프 면적 2500㎛2, 두께 2000Å의 인듐틴옥사이드(ITO) 회로가 있는 유리기판과 범프 면적 2000㎛2, 두께 0.8mm의 칩을 사용하여 150℃의 온도 조건에서 70MPa의 압력으로 5초간 가압 가열하여 샘플당 시편을 5개 접착시켰다. 접착이 완료된 샘플의 접착력을 25℃에서 Dage사의 측정기(Dage-4000 Die Shear TESTER)를사용하여, 전단(shear) 접착력 측정법으로 측정하되, 각각의 샘플마다 5회씩 측정을 실시한 뒤 그 평균값을 취하여 값을 구하고, 실시예 1 내지 2와 비교예 1의 반응성을 비교하기 위해서 TA사의 Q-100 DSC를 사용하여 접착 전 필름상 이방 도전성 접착제의 발 열량과 접착 후 필름상 이방 도전성 접착제의 발열량을 측정하여 경화율을 측정하고, 각각의 데이터를 표 1에 정리하였다. 또한 실시예 1 내지 2와 비교예 2는 경화 수축률을 비교하기 위해서 KOSAKA사의 표면 조도계(ET-4000)를 사용한 표면 분석을 통해서 칩과 유리기판의 휨 정도를 각각의 샘플마다 3회씩 측정하고 그 평균값을 얻어 휨정도(warpage)를 측정하고, 각각의 결과를 표 2에 정리하였다.
접착 전 발열량 (J/g) 접착 후 발열량 (J/g) 경화율(%)
실시예 1 247.1 10.4 95.8
실시예 2 231.3 12.4 94.6
비교예 1 321.4 98.5 69.4
접착력(N/㎟) 휨정도(㎛, surface scan, 최고-최저값)
실시예 1 32.0 11.2
실시예 2 30.4 10.3
비교예 1 13.9 -
비교예 2 31.0 19.4
상기 표 1 및 2로부터, 마이크로 캡슐형 경화제를 사용한 비교예 1의 경우, 경화율이 70% 미만으로 물성이 발현되기 시작하는 80%에 미달되었고, 실시예 1 내지 2의 접착력에 비하여 접착력이 낮게 측정됨을 알 수 있다. 일반적으로 마이크로 캡슐형 경화제를 사용할 경우 경화 온도를 높이거나 또는 경화 시간을 늘려야 접착력이 높아진다. 따라서, 본 발명은 열활성화형 양이온 중합 개시제를 사용하여 경화율 및 접착력이 우수하고 경화속도가 빠른 이방 도전성 접착제를 얻었다.
상기 표 2로부터, 열활성화형 양이온 중합 개시제를 사용하고 코어-쉘 구조의 고무를 사용하지 않은 비교예 2의 경우, 실시예 1 내지 2에 비하여 접착력은 크게 차이가 나지는 않으나, 접착 후 칩과 유리기판의 휨 정도를 측정하는 휨정도(warpage) 값은 크게 차이가 나는 것을 알 수 있다. 휨정도(warpage)가 크면 칩과 유리기판에 걸리는 에너지가 높아져 (신뢰성 평가 후) 물성이 급격히 저하될 가능성이 높다. 따라서, 본 발명은, 코어-쉘 구조의 고무를 사용하여, 경화 수축률(휨 정도)을 줄여 접착 후 제품의 변형을 줄임으로서, 치수안정성 및 신뢰성이 우수한 이방 도전성 접착제를 얻었다.

Claims (9)

1종 이상의 에폭시 수지;
열활성화형 양이온 중합 개시제;
가압 변형성 도전 입자; 및
코어-쉘 구조의 고무를 포함하는 이방 도전성 접착제 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 열활성화형 양이온 중합 개시제는 음이온과 결합된 형태의 오늄염 유도체인 것인 이방 도전성 접착제 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 열활성화형 양이온 중합 개시제는 하기 화학식 1a 내지 1d로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 이방 도전성 접착제 수지 조성물.
[화학식 1a]
Figure 112008087780013-PAT00005
[화학식 1b]
Figure 112008087780013-PAT00006
[화학식 1c]
Figure 112008087780013-PAT00007
[화학식 1d]
Figure 112008087780013-PAT00008
상기 화학식 1a 내지 1d에서, R은 탄소수 1 내지 15의, 선형, 분지형, 환형의 포화 또는 불포화 탄화수소이고, M은 금속원소이고, X는 할로겐원자 또는 탄소수 1 내지 15의 할로겐화 알킬기이며, n은 1 이상의 정수이다.
제1항에 있어서, 상기 열활성화형 양이온 중합 개시제의 함량은 상기 에폭시 수지 100중량부에 대하여, 0.1 내지 20중량부인 것인 이방 도전성 접착제 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 분자량 200 이상의 지방족, 지환족, 방향족계의 환상 또는 선상의 주쇄를 갖는 분자로서, 1분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 가지는 2가 이상의 에폭시 수지인 것이고, 상기 가압 변형성 도전 입자의 함량은 상기 에폭시 수지 및 양이온 중합 개시제 100중량부에 대하여 1 내지 40중량부이고, 크기는 2 내지 30㎛인 것인 이방 도전성 접착제 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 코어-쉘 구조의 고무는 유리전이온도(Tg) 20℃ 이하의 중합체로 이루어지는 코어 10 내지 90중량%와 유리전이온도가 코어보다20℃ 이상 높은 중합체로 이루어지는 쉘 90 내지 10중량%로 구성되며, 상기 에폭시 수지 및 양이온 중합 개시제 100중량부에 대하여 10 내지 200중량부인 것인 이방 도전성 접착제 수지 조성물.
제1항에 있어서, 전체 조성물 100중량부에 대하여 용제 0 내지 5중량부를 더욱 포함하는 이방 도전성 접착제 수지 조성물
제1항에 있어서, 전체 조성물 100중량부에 대하여 용제 5 내지 90중량부 및 필름 형성용 수지 5 내지 90중량부를 더욱 포함하며, 상기 필름 형성용 수지는, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스터 수지, 아크릴 수지, 비닐 수지, 멜라민 수지, 폴리올레핀 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 이방 도전성 접착제 수지 조성물.
상기 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 이용하여 제조된 액상 또는 필름상의 이방 도전성 접착제.
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