KR20110076173A - 접착 신뢰성이 우수한 이방성 도전 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 이방성 도전 필름은 도전 입자가 분산되어 있는 이방성 도전층과 은나노 입자가 분산되어 있는 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 절연층에 은나노 입자를 분산시켜, 절연층의 물성을 변화시킴으로써 접착 신뢰성이 향상되는 특성을 가지며, 상기 이방성 도전 필름은 이방성 도전층의 코팅용 조성물을 제조하는 단계, 은나노 입자가 포함된 절연층의 코팅용 조성물을 제조하는 단계, 상기 이방성 도전층의 코팅용 조성물에 도전 입자를 혼합하는 단계, 상기 각 코팅용 조성물을 이형 필름 위에 도포하는 단계 및 상기 도포된 코팅용 조성물을 건조하는 단계로 제조된다.

이방성 도전층, 절연층, 은나노 입자, 도전 입자

Description

접착 신뢰성이 우수한 이방성 도전 필름 및 그 제조방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM HAVING A GOOD ADHESIVE PROPERTY AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 이방성 도전층과 절연층으로 구성된 이방성 도전 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절연층에 은나노 입자를 분산시켜 접착 신뢰성을 향상시킨 이방성 도전 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이방성 도전 필름(Anistropic Conductive Film : ACF)은 열경화형 접착제 중에 도전성 미립자를 분산시켜 이형 처리한 PET 필름상에 코팅하는 방법으로 접착 필름 형태로 제조한 X-Y 평면방향으로는 절연성을 지니고 Z-축 방향으로는 도전성을 지닌 접착제 필름을 의미하는 것으로, 기판의 재질이 특수하거나 신호 배선의 피치가 세밀하여 기판과 IC Chip을 솔더링(Soldering) 방식으로 부착할 수 없을 경우 사용하는 접착 재료로, 최근 LCD, PDP 등의 디스플레이에 대한 고해상도에 요구의 증가로 디스플레이 모듈의 전극과 인쇄회로기판(PCB)의 전극이 미세화(fine pitch)됨에 따라 이방성 도전 필름이 다양하게 개발되어 사용되고 있다.

이러한 이방성 도전 필름은 미세피치화가 진행됨에 따라 첨가하는 도전 입자수가 증가하게 되었고, 이에 따라 인접 전극 사이에서 단락이 생기는 문제가 발생하였다.

이에 따라 최근에는 절연성 향상 및 원가절감을 위하여 도전 입자를 함유하지 않은 절연층을 새로이 만들어 기존의 도전입자를 포함하는 이방성 도전층에 라미네이팅 한 복층 구조의 이방성 도전 필름 상품이 개발되고 있다.

다층 구조의 이방성 도전 필름은 도전 입자가 없는 층의 접착 물성이 떨어지는 단점이 있다. 특히, FOG(Film On Glass) 용 실장에서 피착제인 연성 인쇄회로기판(FPCB)이 3층 구조에서 2층 구조로 변화하면서 접착력이 떨어진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 접착력이 떨어지는 절연층의 접착력을 향상시켜 접착 신뢰성이 우수한 이방성 도전 필름 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이방성 도전 필름은 도전 입자가 분산된 이방성 도전층과 은나노 입자가 분산된 절연층으로 구성되며, 본 발명의 이방성 도전 필름은 도전 입자가 포함된 이방성 도전층의 코팅용 조성물을 제조하는 단계, 은나노 입자가 포함된 절연층의 코팅용 조성물을 제조하는 단계, 상기 이방성 도전층의 코팅용 조성물을 이형 필름 위에 도포하는 단계, 상기 절연층의 코팅용 조성물을 상기 이방성 도전층 위에 도포하는 단계로 제조된다.

본 발명은 이방성 도전층과 절연층으로 구성된 이방성 도전 필름의 절연층에 은나노 입자를 분산시켜 접착 신뢰성이 우수한 이방성 도전필름 및 그 제조방법을 제공하는 효과를 갖는다.

이하, 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 이방성 도전 필름은 이방성 도전층과 절연층으로 구성되고, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 이방성 도전층은 절연성 접착제와 도전 입자를 포함하고, 상기 절연층은 절연성 접착제와 은나노 입자를 포함할 수 있다.

상기 절연성 접착제는 접착성이 있는 전기 절연물질로 이루어져 피착제 사이 를 견고하게 접착 고정시킨다. 또한 이방성 도전 필름의 X-Y 평면상으로 절연성을 유지시키는 것으로, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 기본 수지로 하여 이에 첨가되는 경화제 또는 경화 물질로 이루어진다.

상기 기본 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지와 폴리에스테르 수지, 비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리 폴리올레핀 수지, PVA 수지, 폴리카보네이트 수지, 셀룰로스 수지, 케톤 수지, 스티렌 수지 등이 사용되며, 상기 수지들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 절연성 접착제의 경화제 또는 경화물질은 상온에서 반응을 일으키지 않고 경화 온도에서의 가열가압에 의해 경화반응을 일으키는 경화제로 이미다졸, 아민 등의 상기 경화제 성분을 마이크로 캡슐화한 시판 제품을 사용한다.

이 밖에, 본 발명의 절연성 접착제 성분에 계면활성제, 커플링제 등의 첨가제를 배합할 수 있다. 또한, 분산성 및 필름 형성을 돕는 각종 첨가제를 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 도전 입자는 고분자에 니켈, 금, 백금 등으로 도금된 입자를 사용하거나, 니켈, 금, 백금, 동 등의 금속입자를 사용할 수 있다. 상기 도전 입자는 그 크기가 2~10㎛인 것을 사용하고, 바람직하게는 4~5㎛인 것을 사용한다.

본 발명의 절연층은 절연성 접착제에 은나노 입자를 분산시켰는데, 은나노는 Nano-technology와 Silver로부터 유래된 나노 실버를 일컫는 말이고, 본 발명에서는 은이 가지고 있는 여러 특성 중 특히 기계적 물성 향상을 위해 충진제로 사용하며, 상기 은나노 입자의 크기는 1~10nm인 것을 사용하고, 바람직하게는 5~7nm인 것을 사용한다.

본 발명은 하기 실시예에 의하여 보다 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 및 비교실시예

실시예

도 1은 이방성 도전층, 은나노가 분산된 절연층으로 구성된 이방성 도전 필름을 나타내며, 이 절연성 접착제의 조성은 다음과 같다.

이방성 도전층의 절연성 접착제는 동도화성(東都化成) 제품의 페녹시 수지 YP-50을 40 중량부, 셀화학 제품의 에폭시 수지 에비코트 630을 40 중량부, 잠재성 경화제로는 HX3741 5 중량부를 혼합하여 제조하였다.

은나노가 분산된 절연층은 동도화성(東都化成) 제품의 페녹시 수지 YP-19을 45 중량부, 셀화학 제품의 에폭시 수지 에비코트 630을 45 중량부, 잠재성 경화제로는 HX3741 9 중량부를 혼합하고, 충진제로 은나노 실리카를 1 중량부로 제조하였다. 이 때 은나노는 나노폴리사의 MEX가 베이스로 은나노 7nm가 분산된 NanoMix(7nm) 제품을 사용하였다.

상기 코팅용 조성물에서 절연성 접착제 믹싱을 1500 내지 2000 rpm 이상으로 먼저 혼합하고 도전 입자를 톨루엔에 분산 후에 절연성 접착제 믹싱 공정에 투여하였고, 이방성 도전층과 은나노가 분산된 절연층의 두께는 각각 10㎛ 로 하고, 건조시간은 콤마코팅기를 6분으로 하고 온도는 3개의 존을 통과하여 80℃로 건조시켰으며, 이 때 코팅기의 장력은 25N으로 설정하고 라인 속도는 2.0m/s로 제조하였다.

제조된 다층 이방성 도전 필름에서 이방성 도전 필름의 분산도는 광학현미경과 프로그램을 통하여 촬영하였으며 이 때 표면 처리된 도전 입자의 수는 5000개로 확인하였다.

비교실시예 1

은나노 실리카 입자를 투입하지 않고 이방성 도전층 단층으로 이방성 도전 필름을 제조하였으며, 상기 이방성 도전층은 상기 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.

비교실시예 2

절연층에 은나노 실리카 입자를 투입하지 않고, 이방성 도전 필름을 제조하였으며, 은나노 입자을 투입여부를 제외한 나머지는 상기 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.

[접착강도 평가방법]

상기 실시예에서 제조된 이방성 도전 필름은 2층 FPCB(pitch 160㎛)와 ITO 유리 기판 사이에 도 2와 같이 가압착한 후, Bonder를 이용하여 185℃에서 3Mpa 압력으로 5초간 압착하여 시편을 제조하였다.

접착강도는 Tensilon을 이용하여 90°접착 강도법으로 측정하였다. 인장속도는 50mm/min으로 행하였다.

상기 실시예 시편은 고온, 저온, 항온항습, 열충격의 조건에서 일정 시간 방치 후 접착강도 평가하였다.

구체적으로 제조된 시편을 100℃, -40℃, 85℃ * 85%RH, 100℃/-40℃의 조건에서 0, 120, 250, 500, 1000시간 방치 후 동일한 방식으로 강도를 측정하였다

표 1. 실시예의 신뢰성 평가 항목별 접착력

표 2. 실시예와 비교실시예의 항온항습 평가 후 접착력

상기 표 2의 실험 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 이방성 도전 필름은 은나노가 충진제로 첨가함으로써 접착강도가 우수한 이방성 도전 필름을 제조할 수 있었으며, 신뢰성 평가 항온항습에 1000 시간 방치 후에도 접착강도를 10N/㎝이상을 유지할 수 있었다.

이상의 실시예와 비교실시예를 살펴본 결과 본 발명을 통하여 접착 신뢰성이 우수한 이방성 도전 필름을 얻을 수 있음을 확인하였다.

도 1은 본 발명에 의한 이방성 도전 필름의 모식적 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 시편의 모식적 단면도이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 절연층

11 : 은나노 입자

20 : 이방성 도전층

21 : 도전 입자

200 : ITO Glass

201 : FPCB

Claims (3)

1. 이방성 도전층과 절연층으로 구성된 이방성 도전 필름에 있어서,

   상기 절연층에 은나노 입자가 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 접착 신뢰성이 우수한 이방성 도전필름.
2. 제1항에 있어서,

   상기 은나노 입자는 1 내지 10nm의 평균입경을 가지는 것을 특징으로 하는 접착 신뢰성이 우수한 이방성 도전 필름.
3. i) 이방성 도전층의 코팅용 조성물을 제조하는 단계,

   ii) 은나노 입자가 포함된 절연층의 코팅용 조성물을 제조하는 단계,

   iii) 상기 이방성 도전층의 코팅용 조성물에 도전 입자를 혼합하는 단계,

   iv) 상기 도전 입자를 혼합한 이방성 도전층의 코팅용 조성물을 이형 필름 위에 도포하는 단계,

   v) 상기 절연층의 코팅용 조성물을 상기 이방성 도전층 위에 도포하는 단계,

   vi) 상기 도포된 코팅용 조성물을 건조하는 단계

   를 포함하는 이방성 도전 필름의 제조방법.

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