KR20110090757A - 회로 접속용 도전 접착제 조성물, 회로 접속재료, 회로 접속구조체 및 회로 접속구조체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로 접속용 도전 접착제 조성물에 관한 것으로, (a) 유기금속화합물, (b) 열가소성 수지 및 (c) 경화성 수지와 경화제로 이루어지는 경화성 성분을 포함하는 회로 접속용 도전 접착제를 제공한다.
본 발명의 회로 접속용 도전 접착제는 절연 도전입자 대신에 유기금속화합물을 사용하여 비용이 저렴할 뿐만 아니라 맞닿은 회로 전극 사이에는 선택적으로 석출되어 전도성 통로가 균일하게 형성된 반면 다른 전극 간에는 절연특성이 뛰어나 극미세피치의 전극간 회로 접속용 도전 접착제로 사용되기에 적합하다.

Description

회로 접속용 도전 접착제 조성물, 회로 접속재료, 회로 접속구조체 및 회로 접속구조체의 제조방법{Conductive adhesive composition for connecting circuit electrodes, circuit connecting material including the conductive adhesive composition, connected circuit structure and method of the connected circuit structure using the circuit connecting material}

본 발명은 서로 대향하는 회로 전극을 전기적으로 접속하기 위한 이방성 회로 접속용 도전 접착제 조성물, 회로 접속재료, 회로 접속 구조체 및 회로 접속구조체의 제조방법에 관한 것이다.

디스플레이 소자 및 반도체 소자에서 소자의 각 부재들을 전기적으로 결합시킬 목적으로 다양한 전기 전도성 접착제가 사용되고 있다. 이러한 전기 전도성 접착제는 각 부재들의 전기적인 접속을 위하여 크기가 약 3~20 마이크로미터의 도전입자를 사용하고 있다. 근래에 들어 전자회로의 집적도가 증가할수록 전극간의 피치(pitch)가 점점 미세화되고 있으며 전극의 크기도 점차 소형화되고 있다. 이에 따라 신뢰성 있는 전기적 접속을 위해 도전입자의 크기를 작게 해야 함과 동시에 도전입자의 함량 또한 필수적으로 증가되어야 한다.

그러나 도전입자의 크기를 작게 하는 것은 2차 응집에 의해 접속 불량이 발생할 확률이 높아지고 도전입자 함량 증가도 회로패턴간의 단락을 일으키는 원인이 되어 신뢰성 있는 전기적 접속이 어려워진다.

이러한 문제의 해결방안 중 하나로 도전입자의 표면을 유기물질로 코팅한 절연 도전입자를 사용하는 방법이 개시된 바 있다. 일본특허공개공보 소 62-40183호 및 미국특허 제 6,632,532호에는 도전입자의 표면을 유기물질로 코팅한 절연 도전입자를 사용하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 절연 도전입자를 사용하는 경우는 일반 도전입자를 사용하는 경우 보다 단가 상승의 원인이 되며, 저온, 저압의 회로 접속 공정에서는 유기 절연막의 용융이 충분치 않아 잔류 절연막에 의한 접속저항이 큰 경향을 보이며, 고온, 고압의 회로 접속 공정에서는 유기 절연막이 쉽게 용융되어 일반 도전입자와 유사한 상태로 변하므로 회로 패턴간의 단락을 일으킬 수 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 대한민국 특허 등록 제 10-0793078호 및 대한민국 특허 공개 제 10-2010-0007690호에는 도전입자를 대신하여 저융점 솔더 금속을 적용한 기술을 개시하고 있다. 저융점 솔더 금속을 적용하는 기술은 접속 공정 시 솔더 금속의 용융점 이상으로 가열하게 되면 솔더 금속이 용융되어 젖음(Wetting) 현상에 의해 회로상에 형성되어 부재들이 전기적으로 접속되게 된다.

상기 저융점 솔더 금속을 사용하는 기술은 접속하고자 하는 전극간 회로 사이에 솔더 금속이 선택적으로 집중되어 접속안정성이 우수하며 인접한 회로간의 단락 문제가 상당히 감소하는 장점이 있다. 그러나 솔더 금속이 회로상에 충분히 젖을 수 있도록 저융점 솔더 금속의 용융온도 이상에서 충분한 시간 동안 가열이 필요하다는 단점이 있다. 그에 따라 최근의 저온 및 속경화 공정에 대해서는 적용할 수 없어 현재의 기술적 요구사항에 부합하지 못한다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 접속하고자 하는 전기적으로 연결하기 위한 회로 전극 사이에 도전역할을 하는 금속이 선택적으로 집중될 수 있어 전도성 통로가 균일하게 형성되고, 다른 전극 간에는 절연특성이 뛰어나 극미세피치의 전극간 도전 접착제로 유용하게 사용될 수 있을 뿐만 아니라 저온 및 속경화 공정에도 적용이 가능한 이방성의 회로 접속용 도전 접착제 조성물, 회로 접속재료 회로 접속 구조체 및 회로 접속 구조체의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

(a) 유기금속화합물,

(b) 열가소성 수지 및

(c) 경화성 수지와 경화제로 이루어지는 경화성 성분을 포함하여 이루어지며,

상기 유기금속화합물은 70 내지 300℃에서 분해되어 도전성분인 금속원자를 생성하며, 분해 온도가 서로 다른 적어도 2종의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물을 제공한다.

상기 유기금속화합물은 분해 온도가 낮은 제1유기금속화합물과, 상기 제1유기금속화합물에 비하여 분해 온도가 높은 제2유기금속화합물로 이루어진 것일 수 있다.

상기 제1유기금속화합물은 70∼120℃에서 분해되며, 상기 제2유기금속화합물은 120∼300℃에서 분해되는 것일 수 있다.

상기 제1유기금속화합물과 제2유기금속화합물은 1:99~20:80 중량비율로 이루어진 것일 수 있다.

상기 유기금속화합물은 금속이 헤테로 원자 C, P, S, O와 N를 통하여 유기물질과 결합된 것일 수 있다.

상기 유기금속화합물은 1∼3의 카르복실기를 가지는 탄소수 0∼12(단, 카르복실기의 탄소수는 제외한다)의 포화 또는 불포화 지방족, 방향족 또는 지환족 카르복실산 금속이며, 상기 금속은 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 금, 크롬, 망간, 인듐, 팔라듐, 티타늄, 몰리브덴 또는 백금인 것이 바람직하다.

상기 회로 접속용 도전 접착제 조성물은 열가소성 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 유기금속화합물 1~200 중량부 및 상기 경화성 성분으로 경화성 수지 50~220 중량부와 경화제 0.5~50 중량부를 포함하는 것일 수 있다.

상기 회로 접속용 도전 접착제 조성물은 고무입자 또는 액상고무, 부식방지제, 다면체 올리고머 실세스퀴녹산 화합물, 스피로 화합물, 이온교환제, 점착제 증진제, 안료, 인계접착력 증진제, 커플링제, 유기충진제, 무기충진제, 촉진제, 환원제 및 중합억제제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 회로 접속용 도전 접착제 조성물은 회로 접속용 도전 접착제 조성물 100중량부에 대하여 1 내지 30중량부의 전도성 입자를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 상기한 본 발명에 따른 회로 접속용 도전 접착제 조성물을 한층 이상의 필름상으로 형성하여서 된 것임을 특징으로 하는 회로 접속재료를 제공한다.

상기 필름상은 복층 구조를 갖는 것일 수 있다.

또한 본 발명은, 상기한 목적을 달성하기 위하여,

제1회로전극을 구비한 제1기판을 마련하는 단계;

상기 제1기판 상에 상기한 본 발명에 따른 회로 접속재료를 위치시키는 단계;

상기 회로 접속재료 상부에 제2회로전극을 구비한 제2기판을 상기 제1회로전극과 제2회로전극이 대향되도록 배치하는 단계; 및

상기 유기금속화합물에 소정의 분해 조건을 인가하면서 가압하여 제1기판과 제2기판이 접착되면서 금속성분이 제1회로전극과 제2회로전극 사이에서 선택적으로 석출되어 제1회로전극과 제2회로전극이 전기적으로 접속되도록 하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 회로 접속구조체의 제조방법을 제공한다.

상기 접속재료는 필름상으로 형성되며, 상기 필름상은 복층 구조를 갖는 것일 수 있다.

또한 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여,

제1회로전극을 구비한 제1기판;

제2회로전극을 구비한 제2기판; 및

상기 제1기판과 제2기판 사이에서 대향하는 제1회로전극과 제2회로전극을 전기적으로 접속시키는 회로 접속부재를 포함하여 이루어지며,

상기 회로 접속부재는 상기한 본 발명에 따른 회로 접속재료를 이용하여 형성된 것으로, 상기 제1회로전극과 제2회로전극은 상기 회로 접속재료의 유기금속화합물의 금속이 석출되어 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 회로 접속구조체를 제공한다.

상기 석출된 금속은 유기금속화합물의 분해로 형성된 금속이 응집되면서 연속상으로 형성된 것일 수 있다.

본 발명은 절연 도전입자 대신에 유기금속화합물을 사용하여 비용이 저렴할 뿐만 아니라 전기적 연결을 위한 회로 전극 사이에서 선택적으로 석출되어 전도성 통로가 균일하게 형성되고 다른 전극 간에는 절연특성이 뛰어나 극미세피치의 전극간 도전 접착제를 포함한 신뢰성 있는 회로 접속용 도전 접착제를 경제적으로 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1의 회로 접속재료로 제작된 COG 모듈의 단면 SEM이미지이다.
도 2는 도 1의 단면을 EDS를 사용하여 성분 분석을 진행한 결과 이미지이다.
도 3은 비교예 1의 회로 접속재료로 제작된 COG 모듈의 압흔을 광학현미경을 사용하여 분석한 이미지이다.
도 4는 실시예 1의 회로 접속재료로 제작된 COG 모듈의 압흔을 광학현미경을 사용하여 분석한 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따른 필름상으로 형성된 회로 접속재료의 일예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 필름상으로 형성된 회로 접속재료의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 필름상으로 형성된 회로 접속재료의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일예에 따른 회로 접속 구조체를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 9d는 본 발명에 따른 회로 접속 구조체의 형성과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 회로 접속용 도전 접착제는 (a) 유기금속화합물과 수지를 포함하여 이루어진다. 상기 수지는 (b) 열가소성 수지 및 (c) 경화성 수지와 경화제로 이루어지는 경화성 성분을 포함하여 이루어진 것일 수 있다.

(a) 유기금속화합물

상기 유기금속화합물은 소정의 분해조건에서 분해되면서 회로상에서 석출되어 회로간의 전기적 접속되는 통로를 제공하는 화합물이다.

좀더 구체적으로 설명하면, 상기 유기금속화합물은 소정의 분해조건에 놓이게 되면 분해되어 금속이온을 생성하게 되고, 생성된 금속이온은 환원되어 금속원자를 생성시킨다. 생성된 금속원자는 서로 응집되어 회로상에서 석출되어 회로간의 전기적 접속을 제공하는 통로를 이루게 된다.

상기 분해 조건은 온도, 파장 및 진동수와 같은 에너지를 인가하는 것일 수 있다. 즉, 상기 유기금속화합물은 소정의 온도에서 분해되는 화합물이거나, 소정의 파장을 가하면 분해되는 감광성 화합물이거나 소정의 진동수를 가하면 분해되는 화합물일 수 있다.

상기 유기금속화합물은 분해조건이 다른 적어도 두종의 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. 즉, 상기 유기금속화합물로 분해 온도가 다른 적어도 두종의 화합물을 혼합하여 사용하거나, 분해파장이 다른 적어도 두종의 화합물을 혼합하여 사용하거나, 소정의 온도에서 분해되는 유기금속화합물과 소정의 파장에 의해 분해되는 유기금속화합물을 혼합 사용할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면 상기 유기금속화합물은 분해조건이 낮은 에너지를 필요로 하는 유기금속화합물과 분해조건이 높은 에너지를 필요로 하는 유기금속화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. 이 경우 분해 조건이 낮은 에너지를 필요로 하는 유기금속화합물은 분해조건이 높은 에너지를 필요로 하는 유기금속화합물에 비하여 먼저 분해되어 금속이 석출됨으로써 시드 역할을 수행하게 되고, 이후 분해조건이 높은 에너지를 필요로 하는 유기금속화합물이 분해되면서 환원된 금속원자가 상기 시드를 기반으로 빠르게 석출되어 벌크 역할을 수행하게 된다. 그에 따라 전기적 연결을 위한 회로 전극 사이에서 금속이 빠르고 용이하게 석출되면서 전도성 통로가 균일하게 형성되게 된다.

본 발명의 일 예에 따르면 상기 유기금속화합물은 소정의 온도에서 분해되는 유기금속화합물과 소정의 파장에 의해 분해되는 유기금속화합물을 혼합사용할 수 있다. 이 경우 어느 한 쪽의 유기금속화합물을 분해시켜 금속이 석출되도록 하여 시드역할을 수행하게 하고, 이후 다른 한쪽의 유기금속화합물을 분해시켜 환원된 금속원자가 상기 시드를 기반으로 빠르게 석출되어 벌크 역할을 수행하도록 할 수 있다. 또한 유기금속화합물의 분해시 가열 및 파장을 동시에 조사할 수 있다. 그에 따라 전자나 후자 모두 전기적 연결을 위한 회로 전극 사이에서 금속이 빠르고 용이하게 석출되면서 전도성 통로가 균일하게 형성되게 된다.

본 발명의 일 예에 따르면 상기 유기금속화합물의 분해조건은 온도일 수 있다. 즉, 상기 유기금속화합물은 금속 용융 온도보다 낮은 온도에서 분해되면서 회로상에서 금속으로 석출되어 회로간의 전기적 접속되도록 하는 화합물일 수 있다.

상기 유기금속화합물은 금속이 원자 C, P, S, O와 N를 통하여 유기물질과 결합하여 형성된 것일 수 있다.

예를 들면, 상기 유기금속화합물은 유기물질이 금속과 케톤기, 머캅토기, 카르복실기, 아닐린기, 에테르기 또는 아황산기 등으로 결합되어 연결되어 있는 것일 수 있다.

상기 금속은 리튬과 마그네슘처럼 화학적으로 활성이 큰 주기율표의 1족 및 2족 금속; 은, 금, 백금 및 팔라듐 등과 같은 귀금속; 철, 아연, 주석, 니켈, 인듐, 납, 안티몬 및 구리 등과 같은 전통적인 금속; 규소와 붕소처럼 부분적으로 금속인 준금속 원소;로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게 상기 금속은 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 금, 크롬, 망간, 인듐, 팔라듐, 티타늄, 몰리브덴 또는 백금인 것이 좋다.

상기 유기금속화합물은 1∼3의 카르복실기를 가지는 탄소수 0∼12(단, 카르복실기의 탄소수는 제외한다)의 포화 또는 불포화 지방족, 방향족 또는 지환족 카르복실산 금속일 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 유기금속화합물은 1 내지 3의 카르복실기를 갖는 카르복실산 금속이며, 여기서 금속은 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 금 또는 백금이다. 이러한 유기금속화합물은 예를 들면, 말레산 은, 말론산 은, 숙신산 은, 아세트산 은, 말린산 은, 메타크릴산 은, 프로피온 산 은, 소르브산 은, 시트르산 은, 운데실렌산 은, 네오-데칸산 은, 올레산 은, 옥살산 은, 포름산 은, 글루콘산 은, 인산 은, 트리메틸포스핀(헥사플루오르 아세틸아세토네이트)은(I), 비닐트리에틸실란 (헥사플루우르아세틸아세토네이트)은(I), 말레산 구리, 말론산 구리, 숙신산 구리, 아세트산 구리, 말린산 구리, 메타크릴산 구리, 프로피온 산 구리, 소르브산 구리, 시트르산구리, 운데실렌산 구리, 네오-데칸산 구리, 올레산 구리, 옥살산 구리, 포름산 구리, 글루콘산 구리, 구리(II) 아세틸아세토네이트, 구리(II) 트리플루오르아세틸아세토네이트, 아세트산 니켈, 비스(사이클로옥타디엔)니켈, 비스(사이클로펜타디에닐)니켈, 니켈(II) 사이클로헥산부티레이트, 프로피온산 아연, 디에틸 아연, 디페닐 아연, 아세트산 백금, 비스(아세틸아세토네이토) 백금(II), 백금(II) 헥사플루오르아세틸아세토네이트, 디메틸(아세틸아세토네이트) 금(II), 메틸(트리플루오르포스핀) 금(I), 아세트산 주석, 테트라부틸 주석, 테트라프로필 주석, 테트라페닐주석, 주석(II) 아세틸아세토네이트일 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 유기금속화합물의 분해온도는 70∼300℃이다.

상기 유기금속화합물은 분해 온도가 서로 다른 두종의 화합물을 혼합 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게 상기 유기금속화합물은 70∼120℃ 미만에서 분해되는 제1유기금속화합물과 120∼300℃에서 분해되는 제2유기금속화합물을 혼합하여 사용할 수 있다.

이와 같이 낮은 온도에서 분해되는 제1유기금속화합물과 높은 온도에서 분해되는 제2유기금속화합물을 혼합하여 사용하게 되면, 낮은 온도에서 분해되는 제1유기금속화합물이 먼저 분해되어 석출되어 시드 역할을 수행하게 되고, 이후 높은 온도에서 분해되는 제2유기금속화합물이 분해되어 생성된 금속원자가 상기 시드를 기반으로 빠르게 석출되면서 성장하여 벌크 역할을 수행하게 된다.

유기금속화합물로 상기한 바와 같은 제1유기금속화합물과 제2유기금속화합물을 혼합 사용하는 경우 상기 제1유기금속화합물과 제2유기금속화합물의 혼합비율은 0.5:99~30:70 중량비율로 혼합 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 비율로 혼합되는 경우 금속이 빠르게 석출되는 이점이 있다.

본 발명의 일 예에 따르면, 상기 유기금속화합물의 분해조건은 파장일 수 있다. 즉, 상기 유기금속화합물은 소정의 파장에 노출시 분해되면서 회로상에서 금속화되어 회로간의 전기적 접속되도록 하는 감광성 유기금속화합물일 수 있다.

상기 감광성 유기금속화합물은 금속이 원자 C, S, O와 N를 통하여 유기물질과 결합하여 형성된 것일 수 있다.

예를 들면, 상기 감광성 유기금속화합물은 금속과 머캅토기, 아미드기, 아민기, 에스테르기유기물과 결합되어 있는 것일 수 있다.

상기 감광성 유기금속화합물에서 금속은 백금, 팔라듐, 구리, 로듐, 텅스텐, 이리듐, 은, 금 및 탄탈륨에서 선택된 것일 수 있다.

예를 들어 상기 감광성 유기금속화합물은 비스-(퍼플루오로프로필)-1,5-사이클로옥타디엔 백금(II); 비스-(퍼플루오로프로필)-1-메틸-1,5-사이클로옥타디엔 백금(II); 및 비스-(퍼플루오로프로필)-1-플루오로메틸-1,5-사이클로옥타디엔 백금(II)을 예시할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 감광성 유기금속화합물은 150∼700nm서 분해 및 금속화되는 것에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 유기금속화합물은 150∼300nm 미만에서 분해 및 금속화되는 유기금속화합물과 300∼700nm에서 분해 및 금속화되는 유기금속화합물을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 예에 따르면 상기 유기금속화합물은 금속과 결합되는 유기물질에 기능성을 부여한 것이 사용될 수 있다.

유기물질에 기능성을 부여하는 것은 접착제의 적용조건 등을 고려하여 적절한 기능을 부가할 수 있는 것이다. 예를 들어 기판상에 수지 성분이 배어나오는 것을 막기 위하여 유기물질 부분에 불소 성분을 포함시키거나 인을 포함시킬 수 있다. 즉, 인이나 불소 성분을 포함하는 유기금속화합물을 사용하는 경우 기판상에 수지 성분이 배어나오는 것을 방지하여 신뢰성 향상에 도움을 줄 수 있다.

본 발명의 다른 예에 따르면 상기 유기금속화합물은 그 표면에 피복층이 형성된 캡슐화된 형태의 것을 사용할 수 있다.

유기금속화합물은 일반적으로 열 및 자외선에 민감하여 장시간 보관이 요하는 경우 안정성 확보가 중요하다. 따라서 유기금속화합물을 캡슐의 형태로 제조하여 사용하게 되면 열이나 압력에 의해 캡슐이 깨어지는 시점에서 내부 유기금속화합물이 방출되어 환원됨으로서 원하는 시점에서 원하는 형태의 접속이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

상기 피복층은 열가소성 수지 또는 결정성 중합체를 이용하여서 된 것일 수 있다.

상기 열가소성 수지로는 스티렌계, 스티렌 아크릴로니트릴, 저분자량 염소화 폴리에틸렌, 가용성 셀룰로즈계, 아크릴계, 예를 들면, 메틸 메타크릴레이트 또는 지환족 아크릴레이트에 기초한 것을 사용할 수 있다.

상기 결정성 중합체는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 페녹시 수지, 폴리락트산, 폴리에테르, 폴리알킬렌 글리콜 또는 측쇄 결정성 중합체이다. 보다 바람직하게는, 결정성 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에테르, 폴리에틸렌글리콜, 페녹시 수지, 폴리락트산 또는 측쇄 결정성 중합체이다.

캡슐화된 형태의 유기금속화합물은 다양한 방법으로 형성할 수 있으며, 일 예로 유화중합이나 분산중합 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어 유기금속화합물을 열가소성 수지 등에 유화 또는 분산시킨 후 중합시키는 방법에 의해 용이하게 제조할 수 있다. 이러한 중합방법에 의하여 캡슐화시키는 방법은 공지된 기술을 적용하면 용이하게 실시할 수 있다.

상기와 같이 캡슐화된 형태의 유기금속화합물은 보관 안정성이 뛰어나면, 전기적 연결을 필요로 하지 않는 다른 전극간의 절연특성을 높일 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 예에 따르면 상기 유기금속화합물은 제1금속을 포함하는 유기금속화합물과, 제2금속을 포함하는 유기금속화합물을 혼합하여서 된 것일 수 있다.

전기적으로 연결하기 위한 회로 전극 사이(이하에서는 설명 상의 편의를 위하여 제1회로전극과 제2회로전극이라고도 한다)의 재질이 상이한 경우 각 전극 재질과 친화성이 있는 금속을 포함하는 유기금속화합물을 혼합하여 사용하면 전극 상호간의 접착을 용이하게 할 수 있다.

즉, 제1회로전극과 제2회로전극의 재질이 상이한 경우 단일의 유기금속화합물을 사용하게 되면 전극 상호간의 전기적 연결에 있어 신뢰성이 떨어질 수 있다. 특히 제1회로전극 또는 제2회로전극의 재질 중 어느 하나와 친화력이 떨어지는 유기금속화합물을 사용하는 경우 접착성이 떨어져 신뢰성이 크게 떨어질 수 있다. 따라서 제1회로전극과 제2회로전극의 재질이 상이한 경우 유기금속화합물은 제1회로전극의 재질과 친화력이 큰 제1금속을 포함하는 유기금속화합물과, 제2회로전극의 재질과 친화력이 큰 제2금속을 포함하는 유기금속화합물을 혼합하여 사용하는 것이 좋다.

제1회로전극과 제2회로전극의 재질이 결정되면, 상기 회로전극들의 재질을 기초로 하여 이들과 친화력이 큰 금속을 포함하는 유기금속화합물을 선택할 수 있으며, 이는 당업자에게 용이한 것이다.

이와 같이 유기금속화합물로 제1회로전극의 재질과 친화력이 큰 제1금속을 포함하는 유기금속화합물과, 제2회로전극의 재질과 친화력이 큰 제2금속을 포함하는 유기금속화합물을 혼합하여 사용하는 경우 그 혼합비율은 1:99~99:1 중량비율로 혼합사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 비율로 혼합되는 경우 서로 다른 재질의 제1회로전극과 제2회로전극 상호간을 견고하게 접착할 수 있다.

본 발명에 따른 유기금속화합물은 열가소성 수지 100중량부에 대하여 1 내지 200중량부 첨가되는 것이 바람직하고, 5 내지 50중량부를 첨가하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 유기금속화합물의 첨가량이 1중량부 미만일 경우 대향하는 회로간의 신뢰성 있는 전기적 접속이 어려우며, 200중량부를 초과할 경우 다량의 금속이 석츨되어 대향하는 회로 전극 사이에만 금속이 선택적으로 석출되지 않고 이웃하는 회로 전극 사이에도 석출되어 절연 특성면에서 좋지 않은 문제점을 나타낸다.

(b) 열가소성 수지

상기 열가소성 수지는 바인더 역할을 수행하는 것으로서 특별한 제한 없이 공지의 것을 사용할 수 있다.

예를 들면, 수산기를 함유한 수지 또는 엘라스토머, 카르복시기를 함유한 수지 또는 엘라스토머, 에폭시기를 함유한 수지 또는 엘라스토머, 및 아크릴기를 함유한 수지 또는 엘라스토머 등이 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 열가소성 수지로는 구체적으로 에폭시수지, 멜라민수지, 페녹시수지, 폴리우레탄수지, 폴리이미드수지, 폴리아미드수지, 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 폴리(메타)아크릴레이트수지, 폴리비닐부티랄수지 등이 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

열가소성 수지의 분자량은 특별히 제한이 되는 것은 아니지만 일반적으로 중량평균분자량이 3,000~5,000,000 사이이면 적당하고, 보다 바람직하게는 15,000~1,000,000 정도인 것이 상용성 면에서 특히 바람직하다.

바람직하게 상기 열가소성 수지는 분자량이 상이한 둘 이상의 열가소성 수지를 혼합 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게 상기 열가소성 수지는 중량평균분자량이 3,000~30,000인 제1열가소성수지와 30,000~5,000,000인 제2열가소성수지를 혼합하여 사용할 수 있다. 이와 같이 분자량이 상이한 제1열가소성수지와 제2열가소성수지를 혼합사용하게 되면 상용성이 증대되어 기포 발생을 억제하여 준다.

분자량이 상이한 제1열가성수지와 제2열가소성수지를 혼합 사용하는 경우 상기 제1열가소성수지와 제2열가소성수지는 1:99~20:80 중량비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기한 혼합비율로 제1열가소성수지와 제2열가소성수지를 혼합 사용하게 되면 상용성이 극대화되어 기포 발생을 억제화하여 줄 수 있다.

본 발명의 일예에 따르면 상기 열가소성 수지는 보수가 필요한 부분의 회로 접속재료를 용이하게 제거할 수 있도록 하기 위하여, 상기 열가소성 수지로 특정 용매에 용이하게 용해 또는 팽윤될 수 있는 것을 사용할 수도 있다. 예를 들어 상기 열가소성 수지로 에폭시계 열가소성 수지를 사용할 수 있다.

상기 열가소성 수지로 에폭시계 열가소성 수지를 사용하는 경우 디아세톤알콜, 아세토닐아세톤, 디이소부틸케톤, 포론, 이소포론, 2-헥사논, 2-헵타논, 4-헵타논, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논, 아세토페논 등의 케톤류 유기용매에 용이하게 용해 또는 팽윤되어 용이하게 제거될 수 있다. 또한, 상기 에폭시계 열가소성 수지는 상기 케톤류 외에 에스테르류, 에테르류, 페놀이 적용 가능하다.

(c) 경화성 성분

상기 경화성 성분은 경화성 수지와 경화제를 포함하여 이루어진다. 즉, 상기 (c) 경화성 성분은 1개 이상의 반응기를 가지는 모노머 또는 올리고머 등과 같은 경화성 수지와 상기 반응기와 반응하여 경화 또는 가교시키는 역할을 하는 경화제로 이루어진다.

상기 경화성 수지의 반응기는 중합성 이중결합을 포함한다. 또한 본 발명에서 “경화제”라는 의미는 중합성 이중결합을 가교시키는 개시제를 포함하는 의미로 정의한다.

상기 경화성 수지는, 예를 들면 열경화형수지와 광경화형수지를 들 수 있다. 상기 열경화형수지와 광경화형수지는 당해분야에서 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 열경화형수지는 예를 들어 반응기로 에폭시기를 포함하는 것을 사용할 수 있으며, 광경화형수지는 반응기로 (메타)아크릴기를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이외에도 상기 경화성 수지는 반응기로 옥세탄기, 우레탄기 또는 우레아기 등의 포함하는 것을 사용할 수 있다. 상기 경화성 수지는 모노머 또는 올리고머 형태로 사용될 수 있다.

상기 경화성 수지는 필요에 따라 각각 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 경화성 수지를 혼합 사용하는 경우 모노머 및 올리고머 당 평균 반응기 개수는 1 보다, 바람직하게는, 1.5보다 커야 한다.

특히, 상기 경화성 수지를 둘 이상 혼합하여 사용하는 경우 수지 간에 IPN(Inter-penetration network)가 형성되어 저온에서의 경화를 가능하게 하여 접착이 용이하게 이루어질 수 있도록 도와주므로, 상기 경화성 수지는 둘 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 경화성 수지는 경화조건이 서로 다른 두종을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 경화조건은 온도와 파장일 수 있다. 구체적으로 상기 경화성 수지는 경화온도가 서로 다른 두종을 혼합하여 사용하거나, 경화되는 파장의 범위가 서로 다른 두종을 혼합하여 사용할 수 있다. 또 다른 예로 상기 경화성 수지는 반응기로 에폭시기를 포함하는 열경화형 수지와 반응기로 (메타)아크릴기를 포함하는 자외선 경화형 수지를 혼합 사용할 수 있다. 바람직하게 상기 경화성 수지는 열경화형 수지와 자외선 경화형 수지를 혼합하여 사용할 수 있다.

통상 경화성수지로 단일의 경화조건을 가진 경화성 수지만을 사용하게 되면 후술하는 회로 접속 구조체 형성시 고온에서 단시간에 경화시키는 과정에서 기포가 쉽게 발생하게 되고, 발생된 기포는 접착력 및 신뢰성을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다. 그러나 경화조건이 서로 다른 두종을 혼합하여 사용하는 경우 회로 접속 구조체 형성시 먼저 한종의 경화를 진행하여 조성물의 점도를 상승시킨 후 나머지 종의 경화를 진행하게 되면 기포 발생 없이 회로 접속 구조체의 형성이 가능하게 된다.

상기 경화성 수지가 반응기로 에폭시기를 포함하는 경우 상기 에폭시 수지는 구체적으로 비스페놀A 또는 비스페놀F에피할로히드린으로부터 제조된 비스페놀계 에폭시수지, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸-3′,4′-에폭시사이클로헥산카복실레이트 및 유사 지환족에폭시수지, 노볼락계 에폭시 수지, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 부틸글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르 및 유사 글리시딜에테르계에폭시수지 및 네오산글리시딜에스테르, 헥사하이드로프탈산디글리시딜에스테르, 테트라하이드로프탈산디글리시딜에스테르 및 유사 글리시딜에스테르계에폭시수지 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 경화성 수지가 반응기로 (메타)아크릴레이트기를 포함하는 경우 상기 (메타)아크릴레이트 수지는 구체적으로 예를 들면, (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴아미드, 비닐피롤리돈 및 아즈락톤과 같은 단량체 및/또는 올리고머일 수 있다. 상기 단량체는 모노-, 디-, 또는 폴리아크릴레이트 및 메타크릴레이트(예, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 아크릴산, n-헥실아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 글리세롤디아크릴레이트, 글리세롤트리아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-프로판디올디아크릴레이트, 1,3-프로판디올디메크릴레이트, 트리메탄올트리아크릴레이트, 1,2,4-부탄트리올트리메틸아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 소르비톨헥사크릴레이트, 비스[l-(2-아크릴옥시)]-p-에톡시페닐디메틸메탄, 비스[1-(3-아크릴옥시릴-2-히드옥시)]-p-프로폭시페닐-디메틸메탄, 트리스-히드록시에틸 이소시아누레이트트리메타크릴레이트), 폴리에틸렌글리콜의 비스-아크릴레이트 및 비스-메타크릴레이트, 아크릴화 단량체의 공중합성 혼합물, 아크릴화 올리고머이다.

상기 경화성 수지가 반응기로 우레탄기를 포함하는 경우 상기 우레탄 수지로는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수있다. 또한 말단에 반응기로 에폭시기 또는 아크릴기가 결합되어 있는 우레탄 변성 아크릴레이트 또는 우레탄 변성 에폭시 등을 사용할 수도 있다.

본 발명의 일예에 따르면 상기 열경화성 수지는 보수가 필요한 부분의 회로 접속재료를 용이하게 제거할 수 있도록 하기 위하여, 상기 열경화성 수지로 특정 용매에 용이하게 용해 또는 팽윤될 수 있는 것을 사용할 수도 있다. 예를 들어 상기 열경화성 수지로 에폭시계 열경화성 수지를 사용할 수 있다.

상기 열경화성 수지로 에폭시계 열경화성 수지를 사용하는 경우 디아세톤알콜, 아세토닐아세톤, 디이소부틸케톤, 포론, 이소포론, 2-헥사논, 2-헵타논, 4-헵타논, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논, 아세토페논 등의 케톤류 유기용매에 용이하게 용해 또는 팽윤되어 용이하게 제거될 수 있다. 또한, 상기 에폭시계 열경화성 수지는 상기 케톤류 외에 에스테르류, 에테르류, 페놀이 적용 가능하다.

본 발명의 경화성 성분에 포함되는 경화제로는 열경화성수지의 경화를 개시할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다.

예를 들어 상기 경화제로는 70~200 ℃의 온도로 가열 또는 150~750nm 파장의 광조사에 의하여 활성화되는 경화제로서 잠재성 에폭시 경화제를 포함하여 열 또는 광조사에 의해 라디칼을 발생하는 개시제, 아조화합물, 오늄염 등의 광 또는 열 활성화가 가능한 양이온 개시제 등 특별히 제한되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있다.

이와 같은 경화제의 예를 들면, 에폭시 수지 경화제로는 캡슐화된 이미다졸계, 폴리아이소시아네이트계, 디시안디아미드계, 고상 아민계, 고상 산무수물계, 고상 아미드계 및 유기산 디히드라지드 화합물이 있다.

열 또는 광에 의해 활성화되는 양이온 개시제로는 헥사플루오르안티모테이트 화합물, 오늄염, 포스포늄 화합물 등을 사용할 수 있다.

열 또는 광에 의해 활성화되는 라디칼 중합 개시제로는 디아실퍼옥사이드 유도체, 퍼옥시디카보네이트 유도체, 퍼옥시에스테르 유도체, 퍼옥시케탈 유도체, 디알킬퍼옥사이드 유도체, 하이드로퍼옥사이드 유도체, 벤조인계 화합물, 아세토페논류, 벤조페논류, 티옥산톤류, 안트라퀴논류, α-아실옥심에스테르류, 페닐글리옥시레이트류, 벤질류, 아조계 화합물, 디페닐술피드계 화합물, 아실포스핀옥시드계 화합물, 유기 색소계 화합물, 철-프탈로시아닌계 화합물 등을 들 수 있다.

이들 경화제는 필요에 따라 단독으로 또는 2가지 이상의 성분을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면 상기 경화제는 광을 조사하면 염기를 생성하는 광염기 발생제를 더 포함할 수 있다.

광염기 발생제가 포함되는 경우 발생된 염기가 다른 경화제, 특히 라디칼 중합 개시제의 분해를 촉진함으로써 저온 속경화성이 향상된다.

상기 광발생제로는 광을 조사하여 염기를 생성하는 화합물이면 특별한 제한하지 않고 사용될 수 있다. 예를 들어 상기 광발생제는 카바민산에스테르 유도체, 옥심에스테르 유도체, 아민이미도유도체, 이미다졸륨염 유도체, 4급 암모늄염 유도체, α-아미노 케톤 유도체 등을 들 수 있다.

상기 경화성 성분에서 경화성 수지의 첨가량은 열가소성 수지 100 중량부에 대해 50~220 중량부가 바람직하며, 보다 바람직하게는 70~140 중량부를 사용하는 것이 좋다. 상기 범위내에서 경화성 수지를 첨가할 경우 경화 후 물성, 열-기계적 특성 및 접착력 등을 안정적으로 확보할 수 있으며, 특히 경화성 수지가 220 중량부를 초과할 경우 경화 시 내부 응력의 과다 발생으로 인하여 접착력의 저하를 초래할 수 있다.

상기 경화성 성분에서 경화제의 첨가량은 열가소성 수지 100 중량부에 대해 0.5~50 중량부가 바람직하다. 상기 겨오하제의 첨가량이 0.5중량부 미만일 경우 경화밀도가 낮아져 경화 후의 물성, 기계적특성, 열-기계적 특성의 확보가 충분하지 못하며, 50중량부를 초과할 경우 보관 안정성이 저하하는 등의 문제가 있다.

또한, 상기 경화제에 광염기발생제를 첨가할 경우 상기 광염기발생제는 경화성 수지 100중량부에 대하여 0.01~200중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 범위내로 광염기발생제가 포함되는 경우 저온 속경화성이 우수하면서 필름 물성이 양호하게 된다.

본 발명에 따른 회로 접속용 접착제 조성물은 상술한 성분들 이외에 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면, 회로전극이 ITO 전극을 포함하는 경우, 상기 첨가제로 ITO 전극의 부식을 방지하기 위한 부식방지제를 포함할 수 있다.

상기 부식방지제는 아다만틸(메타)아크릴레이트 화합물을 사용할 수 있다. 상기 아다만틸(메타)아크릴레이트 화합물은 소수성 지환식 구조를 포함하고 있어 ITO 전극의 부식을 방지 할 수 있다.

상기 아다만틸(메타)아크릴레이트 화합물는 아크릴산 또는 메타아크릴산의 아다만틸에스테르를 사용할 수 있고, 아다만틸은 메틸, 에틸기 등의 알킬기, 히드록실기, 할로겐기, 실릴기 등의 치환기가 있어도 좋다. 상기 아디만틸(메타)아크릴레이트 화합물의 구체적인 예로서는, 2-메틸-2-아다만틸아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸메타아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸메타아크릴레이트, 3-히드록시-1-아다만틸아크릴레이트, 3-히드록시-1-아다만틸메타아크릴레이트 등을 예시할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 접근의 용이성 등의 측면에서, 2-메틸-2-아다만틸아크릴레이트가 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 부식방지제는 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.1~50중량부, 보다 바람직하게는 5~20중량부 첨가할 수 있다. 상기 범위로 부식방지제가 함유될 경우 양호한 ITO 전극의 부식 방지 특성을 얻을 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면 상기 첨가제로 고무입자를 포함할 수 있다. 고무입자가 더 포함되는 경우 열가소성 수지의 경우 용융점을 낮추어 주며, 특히 고무입자는 접착 후 형태불량인 버(Burr) 발생을 감소시키며, 접착제의 박리에 의하여 기판이 휘어지는 것을 감소시켜 준다.

상기 고무 입자로서는 부타디엔 고무, 스틸렌 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 등과 같은 부타디엔계 고무, 폴리(아크릴산부틸) 등의 아크릴 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 폴리(디메틸 실록산) 등의 실리콘계 고무를 예시할 수 있다.

여기서 고무 입자는 통상의 중합방법에 의하여 제조된 것을 사용할 수 있으며, 상기 고무 입자의 크기는 상용성과 작업성을 고려하여 30㎛이하, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 15um 인 것이 바람직하다.

필요에 따라서 상기 고무입자 대신 액상 고무가 첨가될 수 있으며, 일부를 대체하는 것도 가능하다. 상기 액상 고무는 내부 응력을 완화시켜주는 작용을 한다. 상기 액상 고무는 고무 입자화하기 이전의 형태를 사용할 수 있다.

상기 고무입자 또는 액상고무는 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0.01 내지 100중량부 첨가할 수 있다. 상기 범위 내에서 고무입자 또는 액상고무가 첨가될 경우 용융점을 낮추어 주며, 버 발생 감소 또는 충격흡수 효과가 충분하게 발현될 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면 유기금속화합물의 사용량을 줄이고 도전 접착제의 도전성을 증가시키기 위하여 전도성 입자를 추가적으로 첨가할 수 있다.

상기 전도성 입자는 당해분야에서 일반적으로 사용되는 은과 같은 금속의 분말을 사용할 수 있다. 상기 전도성 입자는 평균 입경이 1~30 마이크로미터인 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 전도성 입자는 회로 접속용 도전 접착제 조성물 100중량부에 대하여 1~30중량부 포함되도록 첨가할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 회로 접속용 접착제 조성물은 유기금속화합물에서 분리되는 금속의 선택적인 젖음성 향상을 위해 유기 충전제 또는 무기 충전제를 더 포함할 수 있다.

상기 유기 충전제 또는 무기 충전제는 평균 입경이 1~30 마이크로미터인 것을 용도에 따라 적용할 수 있으며, 회로 접속용 접착제 조성물 100중량부에 대하여 1~30중량부 포함되도록 사용할 수 있다. 예를 들어 상기 무기 충전제는 실리콘 입자, 안티몬 산화물 등을 들 수 있다.

본 발명의 일예에 따르면 보수가 필요한 부분의 회로 접속재료를 용이하게 제거할 수 있도록 하기 위하여, 상기 열가소성 수지 또는 열경화성 수지로 특정 용매에 용이하게 용해 또는 팽윤될 수 있는 것을 사용하는 경우, 상기 첨가제로 케톤류 유기 용매가 더 포함 될 수 있다.

예를 들어 상기 열가소성 수지로 에폭시계 열가소성 수지를 사용하거나, 상기 경화성 수지로 에폭시계 경화성 수지를 사용하는 경우 디아세톤알콜, 아세토닐아세톤, 디이소부틸케톤, 포론, 이소포론, 2-헥사논, 2-헵타논, 4-헵타논, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논, 아세토페논 등의 케톤류 유기용매를 더 포함할 수 있다.

이들 유기용매를 더 포함하는 경우 보수가 필요한 부분의 회로 접속 구조체를 용이하게 제거 및 보수가 가능하다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 회로 접속용 접착제 조성물은 이온교환제를 더 포함할 수 있다. 상기 이온교환제는 양이온교환제 또는 음이온교환제 일 수 있다.

본 발명에 따른 회로 접속용 접착제 조성물은 유기금속화합물을 사용하는데, 상기 유기금속화합물은 금속 양이온과 비금속 음이온이 결합된 형태이다. 또한 통상의 회로 접속용 접착제 조성물에는 불순물 이온 (특히 Cl-, SO42-)을 포함하고 있는데, 이들은 전극의 부식을 유발하여 신뢰성을 떨어뜨린다. 그에 따라 유기금속화합물의 환원작용을 촉진시켜줄 수 있도록 하면서 불순물 이온을 환원시켜 고체로 석출되게 함유로서 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하기 위하여 양이온 교환제 또는 음이온 교환제를 더 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 양이온 교환제 또는 음이온 교환제로는 일반적으로 널리 알려진 것을 제한 없이 사용할 수 있다.

예를 들어 상기 이온교환제는 α,β-인산금속산화물들, 보다 구체적으로 ZP: Zr(HPO₄)₂, TP: Ti(HPO₄)₂, ZTP: ZrTi(HPO₄)₄, Z1TP3: Zr_{0 .25}Ti_{0 .75}(HPO₄)₄, Z3T1P: Zr_0.75Ti_0.25(HPO₄)₄과 H-Y 제올라이트 등의 무기 이온교환제 및 술폰산기, 카르복시기, 페놀성히드록시기, 제4암모늄염기 및 1,2,3차 아민 등을 포함하는 고분자 이온교환체 등이 있을 예시할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 회로 접속용 접착제 조성물은 낮은 열팽창계수와 높은 기계적 물성을 확보하기 위하여 첨가제로 다면체 올리고머 실세스퀴녹산 화합물을 더 포함할 수 있다.

상기 다면체 올리고머 실세스퀴녹산 화합물은 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물로 1~5nm의 크기의 실리카 케이지(Silica cage) 구조를 가지고 있으며, 무기물인 실리카 (SiO2) 와 유기물인 실리콘 (R2SiO)의 양쪽 성질을 다 가진 유-무기 중간체 또는 하이브리드 화합물이다.

<화학식 1>

상기 다면체 올리고머 실세스퀴녹산 화합물은, 구체적으로 예를 들면, 1,3,5,7,9,11,14-헵타-아이소옥틸트리싸이클로[7.3.3.15,11헵타실록산-엔도-3,7,14-트리올(트리실라놀아이소옥틸-POSS, C56H122O12Si7), 1,3,5,7,9,11,14-헵타싸이클로펜틸트리싸이클로 [7.3.3.1 5,11]헵타실록산-엔도-3,7,14-트리올(트리실라놀-POSS, C35H66O12Si7), 1,3,5,7,9,11,14-헵타아이소부틸트리싸이클로[7.3.3.15,11]헵타실록산-엔도-3,7,14-트리올(아이소부틸트리실라놀-POSS, C28H66O12Si7), 1,3,5,7,9,11-옥타싸이클로펜틸테트라싸이클로[7.3.3.15,11]옥타실록산-엔도-3,7-다이올(싸이클로펜틸다이실라놀-POSS, C40H74O13Si8), 3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산-1-올(실라놀-POSS, C35H64O13Si8), 3,7,14-트리스{[3-(에폭시프로폭시)프로필]다이메틸실릴옥시}-1,3,5,7,9,11,14-헵타싸이클로펜틸트리싸이클로[7.3.3.15,11]헵타실록산(트리스[(에폭시프로폭시프로필)다이메틸실릴옥시]-POSS, C59H114O18Si10), 3-[(3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산-1-일옥시)디메틸실릴]프로필-메타아크릴레이트(디메틸실릴옥시(프로필)메타아크릴레이트-POSS, C44H80O15Si9), 9-{디메틸[2-(5-노보넨-2-일)에틸]실릴옥시}-1,3,5,7,9,11,14-헵타싸이클로펜틸트리싸이클로[7.3.3.15,11]헵타실록산-1,5-다이올([(디메틸(노보넨일에틸)실릴옥시)다이하이드록시]-POSS, C46H84O12Si8), 에틸-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산-1-운데카노에이트(에틸운데카노에이트-POSS, C48H88O14Si8), 메틸-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산-1-프로피오네이트(메틸프로피오네이트-POSS, C39H70O14Si8), 1-[2-(3,4-에폭시싸이클로헥실)에틸]-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산(에폭시싸이클로헥실에틸-POSS, CH76O13Si8), 1-(2-(3,4-에폭시싸이클로헥실)에틸)-3,5,7,9,11,13,15-아이소부틸펜타싸이클로-[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산(에폭시싸이클로헥실아이소부틸-POSS, C36H76O13Si8), 1-[2-(3-싸이클로헥센-1-일)에틸]-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.13,9.15,15.17,13]옥타실록산(싸이클로헥센일에틸-POSS, C43H76O12Si8), 1-[2-(5-노보넨-2-일)에틸]-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산(노보넨일에틸-POSS, C44H76O12Si8), 1-(2-트랜스-싸이클로헥산다이올)에틸-3,5,7,9,11,13,15-아이소부틸펜타싸이클로-[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산 (트랜스-싸이클로헥산다이올아이소부틸-POSS, C36H78O14Si8), 1-(3-(2-아미노에틸)아미노)프로필-3,5,7,9,11,13,15-아이소부틸펜타싸이클로-[9.5.1.1(3,9).1(5,15).1 (7,13)]옥타실록산(아미노에틸아미노프로필아이소부틸-POSS, C33H76N2O12 Si8), 1-(3-클로로프로필)-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13 ]옥타실록산(3-클로로프로필-POSS, C38H69ClO12Si8), 1-(3-싸이클로헥센-1-일)-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13 ]옥타실록산(싸이클로헥센일-POSS, C41H72O12Si8), 3-(3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산-1-일)프로필메타아크릴레이트(메타아크릴레이트프로필-POSS, C41H72O14Si8), 1-(4-비닐페닐-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산(비닐페닐-POSS, C43H70O12Si8), 1-(하이드리오디메틸실릴옥시)-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산 (하이드리도디메틸실릴옥시-POSS, C37H70O13Si9), 1-알릴-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13 ]옥타실록산(알릴-POSS, C38H68O12Si8), 1-(알릴디메틸실릴옥시)-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산(알릴디메틸실릴옥시-POSS, C40H74O13Si9), 3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산-1-부틸로니트릴(3-시아노프로필-POSS, C39H69NO12Si8), 1-클로로-3,5,7,9,11,13,15-헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로[9.5.1.1(3,9).1(5,15).1(7,13)]옥타실록산(클로로-POSS,C35H63ClO12Si8), (글리시독시프로필디메틸실릴옥시)헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로옥타실록산(글리시독시프로필디메틸실릴옥시-POSS, C43H80O15 Si9), (메틸페닐비닐실릴옥시)헵타싸이클로펜틸펜타싸이클로옥타실록산(메틸페닐비닐실릴옥시-POSS, C44H74O13Si9), 1-비닐-3,5,7,9,11,13,15-아이소부틸펜타싸이클로-[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산(모노비닐아이소부틸-POSS, C30H66O12Si8) 등이 있다.

상기 POSS는 회로 접속용 접착제 조성물 100중량부에 대하여 1~30중량부 포함되도록 사용할 수 있으며, 상기 범위내에 포함되는 경우 양호한 열적 특성 및 기계적 물성을 얻을 수 있다.

또한 본 발명에 따른 회로 접속용 접착제 조성물은 경화수축 및 잔류응력을 완화시키기 위하여 하기 화학식 2 및 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물에서 선택되는 하나 이상의 스피로 화합물을 더 포함할 수 있다.

<화학식 2>

<화학식 3>

상기 식1에서 R 1 과 R 2 는 각각 2 개 이상의 브릿지 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌렌 또는 치환된 히드로카르빌렌 브릿지기이고 치환되는 관능기로는, 예를 들면 할로, 에테르 포함 알콕시, 히드록실 등이다. R1 및 R2 는, 바람직하게는, 각각 독립적으로 화학식 -CR3R4-CR5R6-(CR7R8)n- (여기서, n은 0 또는 1이고, 각각의 R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 은 수소, 히드로카르빌 또는 치환된 히드로카르빌이고, 단, 서로 인접하거나 또는 쌍을 이루는 R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 중 두 기는 함께 고리를 형성할 수 있음)을 가진다. R1 및 R2는, 보다 바람직하게는, 동일하다. R3, R4, R5, R6, R7 및 R8는 보다 바람직하게는 독립적으로 수소, 알킬, 특히, 1 내지 10 개의 탄소 원자를 포함하는 알킬, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸 또는 히드록시알킬, 특히 히드록시메틸이다.

또한, 상기 R1, R2는 1개 이상이 폴리머 또는 올리고머 구조의 일부를 형성하거나 또는 폴리머 또는 올리고머 구조에 연결될 수 있다. “히드로카르빌렌”은 하나 이상의 수소원자 및 하나 이상의 탄소원자로 이루어지며, 이의 자유원자가가 이중 결합에 결합되어 있지 않은 2가 부분 (선택적으로 하나 이상의 다른 부분에 결합됨)을 나타낸다. 즉, 히드로카르빌렌은 히드로카본으로부터 2개의 수소원자를 제거함으로서 형성될 수 있다 (예를들어, 알칸으로부터 알킬렌 형성).

상기 식2에서 X 및 Y는 독립적으로 각각 반응성 기를 갖는 직쇄형 또는 측쇄형 히드로카르빌렌을 나타낸다. 바람직하게는, 상기 히드로카르빌렌은 2개 내지 80개의 탄소 원자, 바람직하게는 2개 내지 20개의 탄소 원자, 가장 바람직하게는 2개 내지 10개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 상기 히드로카르빌렌은 임의적으로 산소, 질소, 황 및 인으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 헤테로-원자, 및/또는 아미드, 티오아미드, 티오에스테르, 우레탄, 우레아, 설폰, 설폭시, 에테르, 에스테르, 에폭시, 시아노, 할로겐, 아미노, 티올, 히드록실, 니트로, 인, 설폭시, 아미도, 에테르, 에스테르, 우레아, 우레탄, 티오에스테르, 티오아미드, 아미드, 카르복실, 카르보닐, 아릴, 아실 및 올레핀계 불포화기로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 기로 치환될 수 있다. X와 Y는 각각 또는 X와 Y는 함께 폴리머 또는 올리고머 구조의 일부를 형성하거나 또는 폴리머 또는 올리고머 구조에 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 예에 따르면 상기 첨가제로 절연저항성을 높이기 위하여 이미드계 수지를 사용할 수 있다.

상기 이미드계 수지로는 말레이미드 화합물, 시트라콘이미드 화합물을 예시할 수 있다.

상기 말레이미드 화합물로는 예를 들면 1-메틸-2,4-비스말레이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, N,N'-p-페닐렌비스말레이미드, N,N'-m-톨루이렌비스말레이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸비페닐렌)비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸디페닐메탄)비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디에틸디페닐메탄)비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐메탄비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐프로판비스말레이미드, N,N'-3,3'-디페닐술폰비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐에테르비스말레이미드, 2,2-비스(4-(4-말레이미페녹시)페닐)프로판, 2,2-비스(3-s-부틸-4,8-(4-말레이미드페녹시)페닐)프로판, 1,1-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)데칸, 4,4'-시클로헥실리덴-비스(1-(4-말레이미드페녹시)-2-시클로헥실벤젠, 2,2-비스(4-(4-말레이미드페녹시)페닐)헥사플로로프로판 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

시트라콘이미드 화합물로는 예를 들면, 페닐시트라콘이미드, 1-메틸-2,4-비스시트라콘이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스시트라콘이미드, N,N'-p-페닐렌비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-(3,3-디메틸페닐렌)비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-(3,3-디메틸페닐메탄)비스시 토라콘이미도, N,N'-4,4-(3,3-디에틸디페닐메탄)비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-디페닐메탄비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-디페닐프로판비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-디페닐에틸비스시트라콘이미드, N,N'-4,4-디페닐술폰비스시트라콘이미드, 2,2-비스(4-(4-시트라콘이미드페녹시)페닐)프로판, 2,2-비스(3-s-부틸-3,4-(4- 시트라콘이미드페녹시)페닐)프로판, 1,1-비스(4-(4-시트라콘이미드페녹시)페닐)데칸, 4,4'-시클로헥실리덴-비스(1-(4-시트라콘이미드페녹시)페녹시)-2-시클로헥실벤젠, 2,2-비스(4-(4-시트라콘이미드페녹시)페닐)헥사플루오로프로판 등이 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 회로 접속용 접착제 조성물은 다양한 기판에 대하여 적합한 공정성 및 우수한 신뢰성을 가지는 회로 접속재료를 제공하기 위하여 특별히 제한되지 않는 공지의 점착력 증진제, 무기 안료 및 유기 염료 등의 공정성을 개선하기 위한 첨가제와 인계 접착력 증진제, 산화방지제, 커플링제, 촉진제, 환원제 및 중합억제제 및 환원제 등의 첨가제를 추가로 사용할 수 있다.

상기 첨가제의 사용량은 회로 접속용 접착제 조성물 100 중량부에 대해 5 중량부 미만으로 포함되도록 첨가할 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 회로 접속용 도전 접착제 조성물의 사용형태는 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 상기 회로 접속용 도전 접착제 조성물을 유기용매에 유기용매에 용해 및/또는 분산시킨 액상형태로 사용하거나, 또는 상기 액상을 필름상으로 형성하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 유기용매는 당해분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 톨루엔, 메틸에틸케톤, 아세트산에틸 등이 사용될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 회로 접속재료 및 회로접속구조체를 상세하게 설명하기로 하나, 첨부된 도면은 본 발명의 이래를 돕기 위하여 제시된 것으로서, 본 발명이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서는 상기한 본 발명에 따른 회로 접속용 도전 접착제 조성물을 한층 이상의 필름상으로 형성하여서 된 회로 접속재료를 제공한다.

즉, 본 발명에 따른 회로 접속재료는 (a) 유기금속화합물, (b) 열가소성 수지, 및 (c) 경화성 수지와 경화제로 이루어지는 경화성 성분을 포함하여 이루어지며, 각 성분들에 대해서는 전술한 바와 같으므로, 이에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기와 같이 필름상으로 형성된 회로 접속재료를 사용하게 되면, 취급이 용이하여 작업성이 향상된다.

도 5는 필름상으로 형성된 회로 접속재료의 일예를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이 회로 접속재료(30)는 필름상이 단층 구조로 형성된 것일 수 있다.

이러한 단층 구조의 회로 접속재료(30)는 이형 처리한 필름(도면에 도시하지 않음)에 본 발명에 따른 유기금속화합물(31)을 포함하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물을 도포한 후 건조시키면 용이하게 얻을 수 있다. 이때, 상기 회로 접속용 도전 접착제 조성물은 전술한 바와 같이 필요에 따라 용매에 용해 및/또는 분산시킨 액상을 사용할 수 있다.

여기서 이형 처리한 필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등이 사용될 수 있으며, 도포는 통상의 도공장치를 사용하여 이루어질 수 있으며, 도포 두께, 즉 상기 회로 접속재료의 두께는 사용 목적에 따라 달리할 수 있으나 바람직하게는 5~50um이다. 또한 상기 이형 처리한 필름은 필요에 따라 대전방지 처리가 되어 있는 것을 사용할 수도 있다.

도 6은 필름상으로 형성된 회로 접속재료의 다른 예를 나타낸 도면이고, 도 7은 필름상으로 형성된 회로 접속재료의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 회로 접속재료(30a, 30b)는 필름상이 복층 구조로 형성된 것일 수 있다. 이때 각 층은 본 발명에 따른 회로 접속용 도전 접착제 조성물에 포함되는 성분을 적어도 하나 포함할 수 있으며, 각 층 중 적어도 하나에는 유기금속화합물(31)이 포함된다.

바람직하게 상기 복층 구조는 유기금속화합물(31)을 포함하는 도전용층(32)과 상기 도전용층(32)의 상하 적어도 일면에 형성된 비도전용층(33)을 포함하여 이루어진 것일 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 도전용층(32)의 일면에만 비도전용층(33)을 형성하거나, 도 7에 도시된 바와 같이 도전용층(32)의 상면 및 하면 모두 비도전용층(33)을 형성할 수 있다.

상기 도전용층(32)은 유기금속화합물(31)과 열가소성 수지를 포함하여 이루어지며, 상기 비도전용층(33)은 경화성 수지와 경화제로 이루어지는 경화성 성분을 포함하여 이루어진 것일 수 있다. 또한 상기 도전용층(32)은 유기금속화합물(31)과 경화성 성분을 포함하여 이루어지고, 상기 비도전용층(33)은 열가소성 수지를 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 회로 접속재료(30)는 수리의 용이성을 고려하였을 때, 열가소성 수지가 기판에 접착되는 층에 포함되는 것이 바람직하다.

상기한 복층 구조의 회로 접속재료(30a, 30b)는 이형 처리한 필름(도면에 도시하지 않음)에 비도전용층(33), 도전용층(32)을 순차적으로 형성시키거나 상기 도전용층(32) 상에 다시 비도전용층(33)을 형성시킴에 의해 용이하게 얻을 수 있다. 상기 이형 처리한 필름은 회로 접속 구조체를 형성하기 전후 어느 과정에서라도 제거가능하며, 취급의 용이성을 고려하여 회로 접속 구조체를 형성하는 과정에서 제거하는 것이 바람직하다.

일예로 복층 구조의 회로 접속재료(30a)는 유기금속화합물(31)과 열가소성 수지(또는 경화성 성분)를 포함하는 액상을 이형 처리한 필름에 도포한 후 건조시켜 도전용층(32)을 형성한 다음, 상기 도전용층(32) 상측에 경화성 성분(또는 열가소성 수지)을 포함하는 액상을 도포한 후 건조시켜 비도전용층(33)을 형성시킴에 의해 용이하게 얻을 수 있다. 이 경우 도 6에 도시된 형태의 회로 접속재료(30a)를 얻을 수 있다. 이때 액상은 각 성분을 용매에 용해 및/또는 분산시켜 얻을 수 있다.

또 다른 예로 복층 구조의 회로 접속재료(30b)는, 이형 처리한 필름에 경화성 성분(또는 열가소성 수지)을 포함하는 액상을 도포한 후 건조시켜 비도전용층(33)을 형성하고, 상기 비도전용층(33) 상측에 유기금속화합물(31)과 열가소성 수지(또는 경화성 성분)를 포함하는 액상을 도포한 후 건조시켜 도전용층(32)을 형성한 다음, 상기 도전용층(32) 상측에 경화성 성분(또는 열가소성 수지)을 포함하는 액상을 도포한 후 건조시켜 비도전용층(33)을 형성시킴에 의해 용이하게 얻을 수 있다. 이 경우 도 7에 도시된 형태의 회로 접속재료(30b)를 얻을 수 있다.

복층구조에서 각 층의 두께는 사용목적에 따라, 달리할 수 있으나 바람직하게는 2~48um이며, 최종 회로 접속재료의 두께는 5~50um이 바람직하다.

본 발명에 따르면 상기한 회로 접속재료(30)를 사용하여 형성된 회로 접속 구조체를 제공한다.

도 8은 본 발명의 일예에 따른 회로 접속 구조체를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일예에 따른 회로 접속 구조체는 제1회로전극(110)을 구비한 제1기판(100)과, 제2회로전극(210)을 구비한 제2기판(200)과, 상기 제1기판(100)과 제2기판(200) 사이에서 형성된 회로 접속부재(40)를 구비한다.

상기 회로 접속부재(40)는 상기 제1기판(100)과 제2기판(200) 사이에서 대향하는 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210)을 전기적으로 접속시키는 연속상의 석출 금속(34)을 포함한다.

여기서, 제1기판(100)과 제2기판(200)은 전기적 접속을 필요로 하는 회로전극(110,210)이 형성되어 있는 것이면 특별히 제한은 없다. 구체적으로는, 액정 디스플레이에 사용되고 있는 ITO 등으로 전극이 형성되어 있는 유리 또는 플라스틱기판, 프린트배선판, 세라믹 배선판, 플렉시블 배선판, 반도체실리콘 칩 등을 들 수 있고, 이들은 필요에 따라서 조합시켜 사용될 수 있다. 특히, 프린트배선판이나 폴리이미드 등의 유기물로 이루어진 재질을 비롯해서, 구리, 알루미늄 등의 금속이나 ITO(indium tin oxide), 질화규소(SiNx), 이산화규소(SiO2) 등의 무기재질과 같이 다양한 표면상태를 갖는 기판이 사용될 수 있다.

회로 접속부재(40)는 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 회로 접속재료를 이용하여 형성된 것으로서, 상기 접속재료는 유기금속화합물(31)을 포함하여 이루어진다. 이에 대한 설명은 전술한 바와 같으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 아울러 도면에서는 단층의 필름 형상을 갖는 회로 접속재료를 사용한 것을 도시하고 있으나, 전술한 복층 구조의 필름 형상을 갖는 회로 접속재료 또한 동일하게 적용 가능한 것임을 밝혀둔다.

상기 유기금속화합물(31)은 열 또는 파장을 가하면서 가압시 분해되어 금속성분이 전기적으로 연결을 필요로 하는 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210) 사이에 선택적으로 석출되고, 석출된 금속(34)은 도전 특성을 나타내며, 전기적 연결을 필요로 하지 않는 다른 전극 사이에서는 우수한 절연특성을 나타낸다. 종래 도전볼을 사용하는 경우 불연속상의 도전볼들이 접촉되어 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210)이 전기적으로 연결되나, 본 발명에서는 유기금속화합물(31)이 분해되어 형성된 금속이 응집되면서 연속상을 형성하고, 이 연속상으로 형성된 석출 금속(34)은 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210)을 전기적으로 연결시켜 준다.

본 발명에서는 상기 회로 접속용 구조체를 용이하게 제조하기 위한 제조방법을 제공한다.

도 9a 내지 9d는 본 발명에 따른 회로 접속 구조체의 형성과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

본 발명의 일 예에 따른 회로 접속용 구조체의 제조방법은 제1회로전극(110)을 구비한 제1기판(100)을 마련하는 단계(도 9a 참조); 상기 제1기판(100) 상에 유기금속화합물(31)을 포함하는 회로 접속재료(30)를 위치시키는 단계(도 9b 참조); 상기 회로 접속재료(30) 상부에 제2회로전극(210)을 구비한 제2기판(200)을 상기 제1회로전극(110)과 제2회로 전극이 대향되도록 배치하는 단계(도 9c 참조); 및 상기 유기금속화합물(31)에 소정의 분해 조건을 인가하여 금속성분이 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210) 사이에서 선택적으로 석출되어 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210)이 전기적으로 접속되도록 하는 단계(도 9d 참조);를 포함하여 이루어진다.

여기서, 회로 접속재료(30)는 전술한 바와 같이 유기금속화물(31)을 포함하는 것으로서, 본 발명에 따른 회로 접속용 접착제 조성물을 이용하여서 제조된 것이 적용될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 제1기판(100)과 제2기판(200)은 전기적 접속을 필요로 하는 회로전극(110,210)이 형성되어 있는 것이면 특별히 제한은 없다.

좀더 구체적으로 본 발명에 따른 회로 접속 구조체를 제조하는 방법에 대하여 설명하면, 본 발명에서는 먼저 도 9a에 도시된 바와 같이 제1회로전극(110)을 구비한 제1기판(100)을 마련하는 단계를 거치게 된다.

이후 도 9b에 도시된 바와 같이 상기 제1기판(100) 상에 유기금속화합물(31)을 포함하는 회로 접속재료(30)를 위치시키는 단계를 거치게 된다.

이때, 회로 접속재료(30)가 도면에 도시된 바와 같이 필름상인 경우 제1기판(100)상에 회로 접속재료를 올려놓음에 의해 제1기판(100) 상에 회로 접속재료(30)를 위치시킬 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만 회로 접속재료가 액상인 경우 제1기판(100)상에 본 발명에 따른 회로 접속용 접착제 조성물을 도포한 후 건조시킴에 의해 제1기판(100) 상에 회로 접속재료를 위치시킬 수 있다. 취급성과 작업의 용이성을 고려하면 도면에 도시된 바와 같이 필름상의 회로 접속재료(30)를 사용하는 것이 바람직하다.

도면에서는 단층의 필름 형상을 갖는 회로 접속재료를 사용한 것을 도시하고 있으나, 전술한 복층 구조의 필름 형상을 갖는 회로 접속재료 또한 동일하게 적용 가능한 것임을 밝혀둔다. 이때, 상기 회로 접속재료가 필름상으로서 복층 구조를 갖는 경우 열가소성 수지가 포함된 층은 기판과 접촉되도록 위치시키는 것이 바람직하다. 이 경우 열을 가하는 것에 의해 용이하게 회로 접속재료를 분리시킬 수도 있으므로 수리가 용이하게 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면 도면에 도시하지는 않았지만 상기 회로 접속재료는 필요에 따라 미리 특정 부분에만 금속을 석출시킨 형태로 제공될 수 있다.

예를 들어 필름상으로 형성되 회로 접속재료에 포토마스크를 이용하여 특정부분에 광을 노출시켜 광에 노광된 부분의 유기금속화합물이 분해 되어 그 부분에만 금속이 석출된 형태로 존재하게 할 수 있다. 이 경우 원하는 위치에 원하는 크기와 모양으로 금속입자가 석출되도록 함으로서 접속하고자 하는 회로의 구조에 용이하게 대응이 가능하다는 이점이 있다. 특히 접속하고자 하는 회로의 구조와 석출된 금속입자의 구조 및 크기가 동일한 미세피치 대응이 가능하므로 극 미세피치 및 복잡한 전극을 용이하게 전기적으로 접속 가능하게 할 수 있다는 이점이 있다.

다음으로, 도 9c에 도시된 바와 같이 상기 회로 접속재료(30) 상부에 제2회로전극(210)을 구비한 제2기판(200)을 상기 제1회로전극(110)과 제2회로 전극이 대향되도록 배치하는 단계를 거치게 된다.

제2기판(200)의 대향 배치가 완료되면, 상기 유기금속화합물(31)에 소정의 분해 조건을 인가하여 금속성분이 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210) 사이에서 선택적으로 석출되어 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210)이 전기적으로 접속되도록 하는 단계를 거치게 된다.

이 단계를 거치면 석출된 금속(34)이 도 9d에 도시된 바와 같이 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210)을 전기적으로 연결하는 회로 접속 구조체를 얻을 수 있다.

이때, 상기 분해 조건은 전술한 회로 접속용 접착제 조성물의 유기금속화합물에 대한 설명에서 기재한 바와 같이 온도, 파장 및 진동수일 수 있으며, 바람직하게는 온도일 수 있다. 즉, 소정의 온도로 가열하여 상기 유기금속화합물(31)을 분해시켜 금속성분이 제1회로전극(110)과 제2회로전극(210) 사이에서 선택적으로 석출되도록 할 수 있다.

바람직하게 상기 가열과정에서 가압을 추가로 실시할 수 있으며, 가열은 70∼300℃의 범위내에서 실시할 수 있다.

상기와 같은 온도에서 가열을 하게 되면 상기 유기금속화합물(31)은 분해되면서 금속성분이 회로상에서 금속으로 석출되게 되며, 석출된 금속(34)은 회로전극(110,210)간의 전기적 접속되는 통로를 제공하게 된다. 유기금속화합물(31)로 분해온도가 다른 두 종을 혼합 사용하는 경우에는 낮은 온도에서 분해 및 금속화되는 유기금속화합물이 먼저 분해되어 석출되어 시드 역할을 수행하게 되고, 높은 온도에서 분해 및 금속화되는 유기금속화합물은 상기 시드를 기반으로 빠르게 석출되면서 성장하여 벌크 역할을 수행하게 된다.

본 발명에 따르면 회로 접속재료(30)는 경화성 성분을 포함하며, 상기 경화성 성분은 경화성 수지와 경화제로 이루어진다. 여기서 경화제는 광이나 열에 의하여 활성화되고, 그에 따라 경화성 수지를 중합에 의해 경화시키기게 된다. 예를 들어 유기금속화합물(31)을 분해시키기 위하여 열이나 파장을 가하게 되면 상기 경화제는 활성화되게 되게 되고, 경화에 의하여 제1기판(100)과 제2기판(200)의 접착이 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 경화성 수지로 경화조건이 서로 다른 두종을 혼합하여 사용하는 경우, 예를 들어 반응기로 에폭시기를 포함하는 열경화형 수지와 반응기로 (메타)아크릴기를 포함하는 자외선 경화형 수지를 혼합 사용하는 경우, 먼저 한종의 경화를 진행하여 조성물의 점도를 상승시킨 후 나머지 종의 경화를 진행시킬 수 있다. 이 경우 앞서 설명한 바와 같이 기포 발생 없이 회로 접속 구조체의 형성이 가능하게 된다.

이하 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이고, 특허청구범위에 한정되는 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1.

(a) 유기금속화합물: 실버 아세테이트 (알드리치) 20 중량부, (b)열가소성 수지: 페녹시 수지 (YP-50, 국도화학) 25 중량부 및 아크릴 고무 (SG-80H, 나가세 켐텍스) 15 중량부, (c) 열경화성 수지: 에폭시 수지 (RKB 4110, 레지나스 화성) 20 중량부, 경화제: 열활성 잠재성 경화제 (HX-3932HP, 아사히화학) 20중량부, 및 (d) 실리콘 입자 (T-120, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈) 10중량부를 톨루엔 (80%)과 메틸에틸케톤 (20%)에 고형분 60%로 균일하게 혼합하여 이형 및 대전방지 처리가 되어있는 PET 필름 위에 도포한 후, 80 ℃의 건조기에서 건조하여 두께 25마이크로미터의 회로 접속재료를 제작하였다.

비교예 1.

실시예 1에서 사용한 필름상 접착제의 유기금속화합물을 첨가하지 않고 일반적으로 사용하는 크기 4 마이크로미터의 절연 코팅된 도전입자를 사용한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 회로 접속재료를 제작하였다.

<실험예>

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 회로 접속재료는 극미세피치의 접속 가능성을 확인하기 위해 디스플레이 모듈의 제작 공정 중 COG (Chip-On-Glass) 접속공정에 적용하여 접착력, 접속저항 및 절연저항 및 압흔 (도전입자 눌림 정도) 등의 평가를 진행하였다. 특히, 제작된 회로 접속재료의 접착력 및 접속저항은 금으로 코팅된 회로를 가진 유리 기판과 실리콘 재질의 구동회로 IC (회로재질: 금, 회로면적: 1600um2, 회로간격: 10um)를 사용하여 평가를 진행하였으며, 접속 공정 조건은 먼저 회로 접속재료를 ITO 유리 위에 80 ℃, 2초, 1MPa로 가고정 시킨 후 170 ℃, 15초, 2 MPa의 조건으로 접속 공정을 진행하였다.

하기 표 1, 도 1, 도 2 도 3 및 도 4는 실시예와 비교예의 회로 접속재료의 평가결과를 요약한 것이다.

공정조건	실험예	접착력(kgf/cm2)	접속저항(Ω)	절연저항(Ω)
180℃, 10초, 3 MPa	실시예 1	53	0.32	1.2×1012
	비교예1	56	0.37	2×109

상기 표 1에서 나타낸 바와 같이 유기금속화합물을 포함하는 실시예 1의 경우, 유기금속화합물 대신 절연도전입자를 포함한 비교예 1과 비교하여 접착력은 유사한 경향을 보였으나, 접속저항 및 절연저항 면에서는 월등히 우수한 전기적 특성을 보임을 확인하였다.

도 1은 실시예 1의 성분으로 제조된 회로 접속재료를 사용하여 주어진 접속공정 조건 (170도, 15초)으로 구동회로 IC를 ITO 유리에 접속한 후, 접속 단면을 주사 전자 현미경(SEM, Carl Zeiss사, SUPRA 40 모델)를 이용하여 1,000배의 배율로 상부회로전극(제1회로전극) 및 하부회로전극(제2회로전극) 사이에 선택적으로 응집된 은의 상태를 확인한 사진이며, 도 2는 도 1에서 상부회로전극(제1회로전극) 및 하부회로전극(제2회로전극) 사이에 석출된 금속이 사용된 유기금속화합물에서 분리된 금속인 은인지를 확인하기 위해 도 1과 동일한 장비 및 조건으로 성분 분석 (EDS)를 진행한 사진이다.

사진에서 상부 및 하부 회로 전극 사이에 유기금속화합물에서 분리된 금속인 은이 회로 사이에 넓게 검출되고 있음을 확인하였다. 이러한 결과로부터 유기금속화합물로부터 금속이 분리되고 표면에너지를 최소화 하기 위해 금속이 응집되며 회로 전극 위에 선택적으로 석출되어 전도성 통로가 형성되는 일련의 반응이 주어진 회로 접속 조건 (170도, 15초)에서 완벽이 발생하였음을 확인하였다.

도 3은 비교예 1의 성분으로 제조된 회로 접속재료를 사용하여 주어진 접속공정 조건 (170도, 15초)으로 구동회로 IC를 ITO 유리에 접속한 후, 하부의 유리기판을 통하여 미분렌즈가 부착된 광학현미경 (Olympus사, MX61L 모델)을 사용하여200배의 배율로 압흔을 평가한 사진이며, 도 4는 실시예 1의 성분으로 제조된 회로 접속재료를 사용하여 주어진 접속공정 조건 (170도, 15초)으로 구동회로 IC를 ITO 유리에 접속한 후, 하부의 유리기판을 통하여 도 3과 동일한 장비 및 조건으로 압흔을 평가한 사진이다.

상기 도 3에 나타낸 비교예 1의 압흔 평가 사진에서는 상부 및 하부 회로 전극의 사이에 압착되어 있는 도전입자의 개수가 불규칙적이며 심지어 회로 전극 사이에 도전입자가 하나도 압착되어 있지 않는 현상이 발생하는 반면, 상기 도 4에 나타낸 실시예 1의 압흔 평가 사진에서는 모든 회로 전극에 유기금속 화합물에서 분리된 금속인 인이 균일하게 압착되어 있는 현상을 관찰할 수 있었다. 이러한 현상은 표 1에 나타낸 평가 결과와 잘 일치하고 있다.

이상과 같이, 본 발명은 디스플레이 또는 반도체 등의 산업에서 대향하는 회로를 전기적으로 접속하는데 사용 되는 접착제 조성물 및 이를 이용하여 제조할 수 있는 회로 접속재료에 사용된다.

30 : 회로 접속재료 31 : 유기금속화합물
32 : 도전용층 33 : 비도전용층
34 : 석출금속 40 : 회로 접속부재
100 : 제1기판 110 : 제1회로전극
200 : 제2기판 210 : 제2회로전극

Claims (15)

1. (a) 유기금속화합물,
   (b) 열가소성 수지 및
   (c) 경화성 수지와 경화제로 이루어지는 경화성 성분을 포함하여 이루어지며,
   상기 유기금속화합물은 80 내지 300℃에서 분해되어 도전성분인 금속원자를 생성하며, 분해 온도가 서로 다른 적어도 2종의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유기금속화합물은 분해 온도가 낮은 제1유기금속화합물과, 상기 제1유기금속화합물에 비하여 분해 온도가 높은 제2유기금속화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제1유기금속화합물은 80∼150℃에서 분해되며, 상기 제2유기금속화합물은 150∼300℃에서 분해되는 것임을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물.
4. 제 2항에 있어서, 상기 제1유기금속화합물과 제2유기금속화합물은 1:99~20:80 중량비율로 이루어진 것임을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 유기금속화합물은 금속이 헤테로 원자 C, P, S, O와 N를 통하여 유기물질과 결합된 것임을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 유기금속화합물은 1∼3의 카르복실기를 가지는 탄소수 0∼12(단, 카르복실기의 탄소수는 제외한다)의 포화 또는 불포화 지방족, 방향족 또는 지환족 카르복실산 금속이며, 상기 금속은 은, 구리, 니켈, 주석, 아연, 금, 크롬, 망간, 인듐, 팔라듐, 티타늄, 몰리브덴 또는 백금인 것을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물.
7. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 유기금속화합물 1~200 중량부 및 상기 경화성 성분으로 경화성 수지 50~220 중량부와 경화제 0.5~50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물.
8. 제 1항에 있어서, 상기 조성물이 고무입자 또는 액상고무, 부식방지제, 다면체 올리고머 실세스퀴녹산 화합물, 스피로 화합물, 이온교환제, 점착제 증진제, 안료, 인계접착력 증진제, 커플링제, 유기충진제, 무기충진제, 촉진제, 환원제 및 중합억제제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물.
9. 제 1항에 있어서, 상기 조성물이 회로 접속용 도전 접착제 조성물 100중량부에 대하여 1 내지 30중량부의 전도성 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 접속용 도전 접착제 조성물.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 회로 접속용 도전 접착제 조성물을 한층 이상의 필름상으로 형성하여서 된 것임을 특징으로 하는 회로 접속재료.
11. 제 10항에 있어서, 상기 필름상은 복층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 회로 접속재료.
12. 제1회로전극을 구비한 제1기판을 마련하는 단계;
    상기 제1기판 상에 제 10항에 기재된 회로 접속재료를 위치시키는 단계;
    상기 회로 접속재료 상부에 제2회로전극을 구비한 제2기판을 상기 제1회로전극과 제2회로전극이 대향되도록 배치하는 단계; 및
    상기 유기금속화합물에 소정의 분해 조건을 인가하면서 가압하여 제1기판과 제2기판이 접착되면서 금속성분이 제1회로전극과 제2회로전극 사이에서 선택적으로 석출되어 제1회로전극과 제2회로전극이 전기적으로 접속되도록 하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 회로 접속구조체의 제조방법
13. 제 12항에 있어서,
    상기 접속재료는 필름상으로 형성되며, 상기 필름상은 복층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 회로 접속구조체의 제조방법
14. 제1회로전극을 구비한 제1기판;
    제2회로전극을 구비한 제2기판; 및
    상기 제1기판과 제2기판 사이에서 대향하는 제1회로전극과 제2회로전극을 전기적으로 접속시키는 회로 접속부재를 포함하여 이루어지며,
    상기 회로 접속부재는 제 10항에 기재된 회로 접속재료를 이용하여 형성된 것으로, 상기 제1회로전극과 제2회로전극은 상기 회로 접속재료의 유기금속화합물의 금속이 석출되어 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 회로 접속구조체.
15. 제 14항에 있어서, 상기 석출된 금속은 유기금속화합물의 분해로 형성된 금속이 응집되면서 연속상으로 형성된 것을 특징으로 하는 회로 접속구조체.
    
    

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