KR20110106313A - 필름 형상 접착제 및 이방 도전성 접착제 - Google Patents

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KR20110106313A
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resin
film
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film adhesive
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KR1020117014454A
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히데아키 도시오카
야스히로 오쿠다
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스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

분자량이 30,000 이상인 비스페놀 A형 페녹시 수지, 분자량이 500 이하인 에폭시 수지, 메타크릴산글라이시딜 공중합체, 고무 변성 에폭시 수지, 및 잠재성 경화제를 필수 성분으로 하여, 바람직하게는, 메타크릴산글라이시딜 공중합체의 에폭시 당량은, 1000 이하로 하는 것에 의해, 혼합이 용이하고, 가요성이 높아 접착력을 높일 수 있는 필름 형상 접착제를 제공한다.

Description

필름 형상 접착제 및 이방 도전성 접착제{FILM ADHESIVE AND ANISOTROPIC CONDUCTIVE ADHESIVE}
본 발명은 전극, 회로 등을 마련한 기판이나 전자 부품 등을 접착하고, 또한 전기적으로 접속하기 위한 필름 형상 접착제에 관한 것이다.
최근의 전자 기기의 소형화, 고기능화의 흐름 가운데에서, 구성 부품에 있어서의 접속 단자의 협소화가 진행되고 있다. 이 때문에, 전자 패키징(electronic packaging) 분야에서는, 그와 같은 단자 사이의 접속을 용이하게 행할 수 있는 여러 가지의 필름 형상 접착제가 사용되고 있다. 예컨대 IC 칩과 연성 프린트 배선판(FPC), IC 칩과 ITO(Indium-Tin-Oxide) 전극 회로가 형성된 유리 기판, 등의 접합에 사용되고 있다.
필름 형상 접착제로서는, 수지 조성물 내에 도전성 입자를 함유하는 이방 도전성 접착제(ACF : Anisotropic Conductive Film)와 도전성 입자를 함유하지 않는 비도전성 필름(NCF : Non Conductive Film)이 있다. 양쪽 모두 접속 대상의 사이에서, 가열, 가압되어 접속 대상을 접착한다. 이방 도전성 접착제가 사용되면, 가열, 가압에 의해 접착제 내의 수지가 유동하여, 각각의 접속 대상상의 서로 대치하는 전극 사이의 간극을 밀봉하는 동시에 도전성 입자의 일부가 대치하는 전극 사이에 가둬져 전기적 접속이 달성된다. 비도전성 필름의 경우는, 가열, 가압에 의해 수지 성분이 유동하는 것에 의해 접속 대상인 전극끼리가 직접 접촉하여 전기적 접속이 달성된다. 이들 필름 형상 접착제에 대해서는, 두께 방향으로 서로 대치하는 전극 사이의 저항(접속 저항)을 낮게 한다고 하는 도통 성능과, 면 방향으로 이웃하는 전극 사이의 저항(절연 저항)을 높게 한다고 하는 절연 성능이 필요하게 되어 있다.
또한, 필름 형상 접착제는, 액정 표시 장치(LCD) 등의 정밀 기기 주변의 접속에 사용되기 때문에 높은 접속 신뢰성이 요구되고 있다. 그래서 도통/절연 성능에 더하여, 내환경성이 요구되고 있고, 예컨대 고온 고습 시험이나 열 순환 시험(heat cycle test) 등에 의해 그 성능을 평가하고 있다.
필름 형상 접착제를 구성하는 절연성의 수지 조성물로서는, 주로 에폭시계의 열 경화성 수지 조성물이 이용되고 있다. 예컨대 에폭시 수지, 페녹시 수지 등의 열 경화성 수지와 경화제를 조합한 수지 조성물이 널리 사용되고 있다.
에폭시 수지는, 내열성, 내습성이 우수하지만, 이 경화물은, 매우 무르고 인성(靭性)(가요성)을 결하고 있다. 그 때문에, 크랙의 발생에 의해 박리가 생기는 경우가 있어, 접착력이 낮아진다. 또한, 에폭시 수지는, 접속시의 열에 의해 경화 수축하는 것에 의해 접착력을 발현하지만, 이 경화 수축에 의해 접착 계면이나 접착제 내부에 응력이 발생한다. 경화 수축시의 응력은, 접착제의 저장 탄성률에 비례하여 증대하지만, 에폭시 수지는, 경화 후의 저장 탄성률이 높아 경화 수축시의 응력이 높아져, 접착 계면이나 접착제 내부에 잔류 응력이 남고, 그 후 고온 고습 상태에 해방되면 계면 박리가 생기게 된다.
상기 에폭시 수지의 결점을 보충하기 위해, 아크릴 고무, NBR 등의 고무계 재료나 아크릴 수지 등의 열 가소성 수지를 에폭시 수지와 병용하여, 필름 형상 접착제에 가요성을 부여하고 있다. 예컨대 특허 문헌 1에서는, 가요성을 부여하는 성분으로서 에폭시화 폴리뷰타다이엔을 이용하고, 나프탈렌계 에폭시 수지, 페녹시 수지와 병용한 이방 도전성의 회로 접속용 부재가 개시되어 있다.
(특허 문헌 1) 일본 특허 공보 제 4110589 호
가요성을 부여하기 위한 상기 재료는, 에폭시 수지와의 상용성이 매우 낮아, 이러한 재료를 이용한 필름 형상 접착제는, 에폭시 수지와 고무 재료 등이 완전히 용해된 상태가 아닌, 고무 재료 등의 내에 에폭시 수지가 분산된, 이른바 해도구조(sea-island structure)라고 불리는 상태로 되어 있다. 이러한 분산 상태를 만들기 위해서는, 필름 형상 접착제를 구성하는 성분을 충분히 혼합할 필요가 있어, 특수한 교반 장치를 사용하여 혼합하거나, 제조 조건을 엄역히 관리할 필요가 있다.
특허 문헌 1에서는, 가요성을 부여하는 성분에 작용기(에폭시기)를 부여한 에폭시화 폴리뷰타다이엔을 이용하여 에폭시 수지와의 상용성을 높이고 있지만, 그 분자량에 비하여 작용기의 비율이 낮기 때문에, 그 효과는 낮다.
본 발명은 상기 문제를 해결하여, 가요성이 높아 접착력을 높일 수 있고, 그 구성 성분의 혼합이 용이한 필름 형상 접착제를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 분자량이 30,000 이상인 비스페놀 A형 페녹시 수지, 분자량이 500 이하인 에폭시 수지, 메타크릴산글라이시딜 공중합체, 고무변성 에폭시 수지, 및 잠재성 경화제를 필수 성분으로 하는 필름 형상 접착제이다(본원 제 1 발명).
메타크릴산글라이시딜 공중합체는, 메타크릴산글라이시딜과 다른 공중합 모노머를 공중합시킨 폴리머이며, 폴리머 주쇄(main chain)에 대하여 가지 형상으로 에폭시기를 갖고 있다. 그 때문에, 에폭시 수지와의 상용성이 높아져, 상분리가 일어나기 어렵게 되기 때문에 에폭시 수지와의 혼합이 용이하다. 또한, 유연한 성분이기 때문에, 필름 형상 접착제에 가요성을 부여할 수 있어, 접착력을 향상시킬 수 있다.
메타크릴산글라이시딜 공중합체의 에폭시 당량은, 1000 이하로 하는 것이 바람직하다(본원 제 2 발명). 에폭시 당량이 크면, 즉 분자쇄(molecular chain) 중의 에폭시기의 수가 적으면 에폭시 수지와의 상용성이 낮아진다. 또한, 분자쇄 중의 에폭시기는, 경화시에 에폭시 수지와 반응하여 네트워크 구조(network structure)를 만들 수 있고, 그 결과, 고온 고습 조건하에서의 열팽창을 억제할 수 있어, 장기 접속 신뢰성이 우수하다. 에폭시 당량이 1000보다 크면, 에폭시 수지와의 반응점이 적어 효과적인 네트워크 구조를 만들 수 없게 되어, 내열, 내습성이 떨어진다.
메타크릴산글라이시딜 공중합체의 유리 전이 온도(Tg)는, 비스페놀 A형 페녹시 수지의 유리 전이 온도보다 낮은 것이 바람직하다(본원 제 3 발명). 일반적으로, 내열성 및 내습성의 향상을 위해서는, 필름 형상 접착제에 포함되는 수지 성분의 경화 후의 유리 전이 온도를 높게 하는 것이 필요하다. 유리 전이 온도가 높으면 고온역에서의 열팽창률이 저감되어, 고온ㆍ고습 환경에서의 특성 변화가 적어지기 때문이다.
필름 형상 접착제에는, 도전성 입자를 더 함유하면 바람직하다(본원 제 4 발명). 도전성 입자를 함유한 필름 형상 접착제는, 이방 도전성 접착제로서 사용 가능하다.
상기 종횡비(aspect ratio)가 5 이상인 도전성 입자가 필름의 두께 방향으로 배향되어 있으면, 이방 도전성이 더욱 향상되기 때문에 바람직하다(본원 제 5 발명). 또, 두께 방향으로의 배향이란, 도전성 입자의 긴 방향이 필름의 면에 대하여 수직인 상태로 되어 있는 것을 말한다.
본 발명에 의해, 가요성이 높아 접착력을 높일 수 있고, 그 구성 성분의 혼합이 용이한 필름 형상 접착제를 얻을 수 있다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명에 사용하는 도전성 입자의 종횡비의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 도전성 입자가 필름의 두께 방향으로 배향되어 있는 상태를 나타내는 단면 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 설명한다. 또, 실시예는, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. 도면의 설명에 있어서는, 동일 요소에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 도면의 치수 비율은, 설명하는 것과 반드시 일치하지 않고 있다.
본 발명은, 분자량이 30,000 이상이 비스페놀 A형 페녹시 수지, 분자량이 500 이하인 에폭시 수지, 메타크릴산글라이시딜 공중합체, 고무 변성 에폭시 수지, 및 잠재성 경화제를 필수 성분으로 하는 필름 형상 접착제이다.
메타크릴산글라이시딜 공중합체는, 메타크릴산글라이시딜과 다른 공중합 모노머를 공중합시킨 폴리머이며, 폴리머 주쇄에 대하여 가지 형상으로 에폭시기를 갖고 있다. 그 때문에, 에폭시 수지와의 상용성이 높아져, 상분리가 일어나기 어렵게 되기 때문에 에폭시 수지와의 혼합이 용이하다. 또한, 유연한 성분이기 때문에, 필름 형상 접착제에 가요성을 부여할 수 있어, 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 성분에 더하여, 필름 형상 접착제는, 고무 변성 에폭시 수지를 더 함유한다. 고무 변성 에폭시 수지는, 상기 메타크릴산글라이시딜 공중합체와 마찬가지로 유연한 성분이며, 고무 변성 에폭시 수지와 메타크릴산글라이시딜 공중합체를 조합하여 사용하는 것으로, 필름 형상 접착제의 가요성을 더 높일 수 있다. 고무 변성 에폭시 수지의 배합량은, 에폭시 수지 및 페녹시 수지의 합계량에 대하여 1중량% 이상 30중량% 이하인 것이 바람직하다.
고무 변성 에폭시 수지는, 골격에 고무 및/또는 폴리에테르를 갖는 에폭시 수지이면 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는, 예컨대, 카복시기 변성 뷰타다이엔-아크릴로나이트릴 엘라스토머와 분자 내에서 화학적으로 결합한 에폭시 수지(CTBN 변성 에폭시 수지), 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔 고무 변성 에폭시 수지(NBR 변성 에폭시 수지), 우레탄 변성 에폭시 수지, 실리콘 변성 에폭시 수지 등의 고무 변성 에폭시 수지가 예시된다. 이들은 단독으로 사용하더라도 좋고, 2종 이상을 병용하더라도 좋다.
상기 고무 변성 에폭시 수지 중에서도 NBR 변성 에폭시 수지를 이용하면, 에폭시 수지 및 페녹시 수지와의 상용성이 우수하여 바람직하다.
메타크릴산글라이시딜 공중합체의 에폭시 당량은 1000 이하로 하는 것이 바람직하다. 에폭시 당량이 크면, 즉 분자쇄 중의 에폭시기의 수가 적으면 에폭시 수지와의 상용성이 낮아진다. 또한, 분자쇄 중의 에폭시기는, 경화시에 에폭시 수지와 반응하여 네트워크 구조를 만들 수 있고, 그 결과, 고온 고습 조건하에서의 열팽창을 억제할 수 있어, 장기 접속 신뢰성이 우수하다. 에폭시 당량이 1000보다 크면, 에폭시 수지와의 반응점이 적어 효과적인 네트워크 구조를 만들 수 없게 되어, 내열, 내습성이 떨어진다.
메타크릴산글라이시딜 공중합체의 유리 전이 온도(Tg)는, 비스페놀 A형 페녹시 수지의 유리 전이 온도보다 낮은 것이 바람직하다. 일반적으로, 내열성 및 내습성의 향상을 위해서는, 필름 형상 접착제에 포함되는 수지 성분의 경화 후의 유리 전이 온도를 높게 하는 것이 필요하다. 유리 전이 온도가 높으면 고온역에서의 열팽창율이 저감되어, 고온ㆍ고습 환경에서의 특성 변화가 적어지기 때문이다.
경화 후의 유리 전이 온도를 높게 하기 위한 방법으로서, 유리 전이 온도가 높은 페녹시 수지가 수지 성분으로서 사용되는 경우가 많다. 필름 형상 접착제는, 접속 대상의 사이에서, 가열, 가압되어 접속 대상을 접착하지만, 유리 전이 온도가 높은 페녹시 수지는, 가열, 가압시에 충분한 유동 특성을 갖지 않기 때문에, 접속 대상인 전극 사이에 수지 성분이 필요량 이상으로 잔류하고, 잔류한 수지 성분이 경화된 것이 절연 피막을 형성하여 접속 불량의 원인이 되는 경우가 있다. 그래서, 페녹시 수지의 유리 전이 온도보다 유리 전이 온도가 낮은 메타크릴산글라이시딜 공중합체를 사용하면, 필름 형상 접착제 전체의 유동 특성을 향상시킬 수 있다. 또, 유리 전이 온도는, 동적 점탄성 측정 장치(DMA)를 이용하여 측정한 값으로 한다.
메타크릴산글라이시딜 공중합체는, 메타크릴산글라이시딜과 다른 공중합 모노머를 공중합시킨 폴리머이지만, 다른 공중합 모노머로서는, 아크릴산, 아크릴산메틸, 아크릴산에스터 등의 아크릴산 유도체, 푸마르산다이메틸, 푸마르산다이에틸 등의 푸마르산 유도체, 또는, 스타이렌, α-메틸스타이렌 등의 스타이렌 유도체 등을 예시할 수 있다. 다른 공중합체 모노머로서 아크릴산 유도체를 사용하면, 메타크릴산글라이시딜 공중합체와 에폭시 수지 및 페녹시 수지와의 상용성을 높일 수 있어 바람직하다.
메타크릴산글라이시딜 공중합체의 분자량은, 특별히 제한되지 않지만, 에폭시 수지와의 상용성을 고려하면, 중량 평균 분자량이 10만 이하인 것이 바람직하다.
메타크릴산글라이시딜 공중합체의 함유량은, 에폭시 수지 및 페녹시 수지의 합계량에 대하여 1중량% 이상 30중량% 이하인 것이 바람직하다. 메타크릴산글라이시딜 공중합체 수지의 함유량이 30%를 초과하면 경화 후의 내열성이 불충분하게 되기 때문이다. 또한, 1중량% 미만이면, 충분한 가요성 향상 효과가 얻어지지 않아, 접착력이 저하된다. 또, 여기서 말하는 수지 성분이란, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 메타크릴산글라이시딜 공중합체, 고무 변성 에폭시 수지 등의 열 경화성 수지 및 열 가소성 수지를 가리키는 것으로 한다.
본 발명에 사용하는 에폭시 수지는, 가열시에 빠르게 경화제와 반응하여 접착 성능을 발현하는 것이다. 에폭시 수지의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 비스페놀 A, F, S, AD 등을 골격으로 하는 비스페놀형 에폭시 수지 등의 외에, 노볼락형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지, 다이사이클로펜타다이엔형 에폭시 수지 등이 예시된다.
에폭시 수지의 분자량은, 500 이하로 한다. 저분자량의 에폭시 수지를 사용하는 것으로, 가교 밀도가 높아져 접착 성능을 높일 수 있다. 또한, 가열시에 경화제와 빠르게 반응하기 때문에 접착력이 높아진다.
본 발명에 사용하는 페녹시 수지는, 상기 에폭시 수지 중에서도 고분자량인 것이다. 본 발명에서는, 분자량 30,000 이상의 비스페놀 A형 페녹시 수지를 사용한다. 고분자량의 페녹시 수지를 사용하는 것으로 필름 성형성이 높아진다. 또한, 접속 온도에 있어서의 수지의 용해 점도를 높게 할 수 있어, 후술하는 도전성 입자의 배향을 방해하지 않고서 접속할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 저분자량의 에폭시 수지와 고분자량의 페녹시 수지를 조합시켜 사용함으로써, 필름 형상 접착제의 성능의 밸런스를 취하는 것이 가능해진다. 에폭시 수지와 페녹시 수지의 배합비는, 에폭시 수지/페녹시 수지=10/90~70/30으로 하면 바람직하다. 또, 분자량은, THF 전개의 겔 퍼미션 크로마토그래피(GPC)로부터 구해진 폴리스타이렌 환산의 중량 평균 분자량을 말한다.
본 발명에 사용하는 잠재성 경화제로서는, 에폭시 수지의 경화제로서 공지된 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 잠재성 경화제는 저온에서의 저장 안정성이 우수하고, 실온에서는 거의 경화 반응을 일으키지 않지만, 가열 등에 의해 소정의 조건으로 하면, 빠르게 경화 반응을 행하는 경화제이다. 잠재성 경화제로서는, 이미다졸계, 하이드라지드계, 3불화붕소-아민 착체, 아민이미드, 폴리아민계, 제 3급 아민, 알킬요소계 등의 아민계, 디시안디아미드 등, 및 이들의 변성물이 예시되고, 이들은, 단독 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
상기 잠재성 경화제 중에서도, 이미다졸계 잠재성 경화제가 바람직하게 사용된다. 이미다졸계 잠재성 경화제로서는, 공지된 이미다졸계 잠재성 경화제를 사용할 수 있어, 구체적으로는, 이미다졸 화합물의 에폭시 수지와의 부가물이 예시된다. 이미다졸 화합물로서는, 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-프로필이미다졸, 2-도데실이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 4-메틸이미다졸이 예시된다.
또한, 이들 잠재성 경화제를 폴리우레탄계, 폴리에스터계 등의 고분자 물질이나, 니켈, 구리 등의 금속 박막 및 규산칼슘 등의 무기물로 피복하여 마이크로 캡슐화한 것은, 장기 보존성과 고속 경화성이라는 모순된 특성의 양립을 보다 충분히 달성하기 때문에 바람직하다. 따라서, 마이크로 캡슐형 이미다졸계 잠재성 경화제가 특히 바람직하다.
상기 에폭시 수지, 페녹시 수지, 메타크릴산글라이시딜 공중합체 등의 수지 성분과 잠재성 경화제의 배합 비율은, 수지 성분의 합계 중량에 대하여, 5~90중량%로 하는 것이 바람직하다. 잠재성 경화제의 비율이 5중량%보다 적은 경우, 경화 속도가 저하되어, 경화가 불충분하게 되는 경우가 있다. 또한, 90중량%보다 많은 경우, 미반응 경화제가 잔류하기 쉽게 되어, 내열, 내습성을 저하시키는 경우가 있다.
필름 형상 접착제는, 도전성 입자를 더 함유하면 바람직하다. 도전성 입자를 함유한 필름 형상 접착제는, 이방 도전성 접착제로서 사용 가능하다. 도전성 입자로서는, 금, 은, 구리, 니켈 및 그들의 합금 등의 금속 입자, 카본 등을 들 수 있다. 또한, 비도전성의 유리, 세라믹, 플라스틱, 금속 산화물 등의 핵의 표면에, 금속이나 ITO 등을 피복하여 도전층을 형성한 것이라도 좋다. 도전성 입자의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 구 형상(spherical)의 입자나 가늘고 긴 바늘 형상의 입자를 사용할 수 있다.
도전성 입자로서, 직경과 길이의 비(종횡비)가 5 이상인 도전성 입자를 이용하면, 도전성 입자의 함유량을 늘리지 않고서 접속 저항을 낮게 할 수 있어, 양호한 전기적 접속을 달성할 수 있고, 면 방향의 절연 저항을 보다 높게 유지할 수 있어 바람직하다. 도전성 입자의 종횡비는, CCD 현미경 관찰 등의 방법에 의해 직접 측정하는 도 1(a)에 나타내는 바와 같이 도전성 입자(1)의 직경 R과 길이 L의 비이다. 도전성 입자는, 반드시 일직선 형상을 가질 필요는 없고, 다소 구부러지거나 분기되어 있더라도 문제없이 사용할 수 있다. 이 경우는, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 도전성 입자의 최대 길이(도면 중의 화살표의 길이)를 길이 L로 하여 종횡비를 구한다. 또한, 도전성 입자의 직경이란, 길이 방향에 수직한 단면의 직경이다. 단면이 원이 아닌 경우는, 단면의 최대 길이를 도전성 입자의 직경으로 한다.
종횡비가 5 이상인 도전성 입자로서는, 시판되는 바늘 형상 도전성 입자를 사용할 수 있다. 또한, 미세한 금속 입자를 다수 연결하여 바늘 형상으로 형성한 것도 바람직하게 사용할 수 있다. 종횡비가 10~100이면 더 바람직하다. 또한, 도전성 입자의 직경이 1㎛ 이하이면, 이른바 미세 피치 전극(fine pitch electrode)의 접속이 가능해져 바람직하다.
미세한 금속 입자를 형성하는 금속으로서는, Fe, Ni, Co 등의 강자성을 갖는 금속의 단체(單體) 또는 강자성을 포함하는 금속을 포함하는 복합체를 들 수 있다. 강자성을 갖는 금속을 이용하면, 그 자체가 갖는 자성에 의해 배향되고, 또한, 후술하는 바와 같이 자장을 이용하여 도전성 입자의 배향을 행할 수 있다.
상기 종횡비가 5 이상인 도전성 입자가 필름의 두께 방향으로 배향되어 있으면, 이방 도전성이 더 향상되기 때문에 바람직하다. 또, 두께 방향으로 배향이란, 도전성 입자의 긴 방향이 필름의 면에 대하여 수직 방향인 상태로 되어 있는 것을 말한다. 도 2는 도전성 입자가 필름의 두께 방향으로 배향되어 있는 상태를 나타내는 단면 모식도이다. 바늘 형상의 도전성 입자(1)는, 필름 형상 접착제의 수지 성분(2) 중에서, 필름의 두께 방향(도면 중의 화살표 방향)으로 배향되어 있다. 도전성 입자를 필름의 두께 방향으로 배향시키는 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 상기와 같은 강자성을 갖는 도전성 입자를 이용하는 경우는, 도전성 입자를 수지 용액 중에 분산시켜, 얻어진 분산 용액을 기판의 표면과 교차하는 방향으로 자장을 인가한 기판상에 도포하여, 그 도전성 입자를 배향시키고, 기판상에서 용매의 제거 등에 의해 고화, 경화시켜 배향을 고정하는 방법이 바람직하게 예시된다.
도전성 입자의 함유량은, 필름 형상 접착제의 전체 용적에 대하여 0.01~30체적%의 범위로부터 선택되고, 용도에 따라 가려 쓴다. 과잉 도전성 입자에 의한 면 방향의 절연 성능 저하를 막기 위해서는, 0.01~10체적%로 하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 필름 형상 접착제에는, 본 발명의 취지를 손상시키지 않는 범위에서, 상기 필수 성분에 더하여, 다른 열 경화성 수지, 열 가소성 수지 등을 첨가하는 것이 가능하다. 또한, 경화 촉진제, 중합 억제제, 증감제, 실레인커플링제, 난연화제, 요변성제(thixotropic agent) 등의 첨가제를 함유하더라도 좋다.
본 발명의 필름 형상 접착제는, 상기 각 성분을 혼합하는 것에 의해 얻을 수 있다. 본 발명에 사용하는 메타크릴산글라이시딜 공중합체는, 에폭시 수지, 페녹시 수지와의 상용성이 우수하기 때문에, 특별한 교반 장치를 사용하지 않더라도 용이하게 혼합 가능하다. 예컨대 상기 에폭시 수지, 페녹시 수지, 메타크릴산글라이시딜 공중합체, 잠재성 경화제 등과 용매를 용기에 넣고, 원심 교반 믹서에 의한 단순 혼합을 몇 분간 행하는 것으로 용이하게 수지 성분의 용액을 작성할 수 있다. 이 용액을 롤코터 등으로 도공하여 얇은 막을 형성하고, 그 후 용매를 건조 등에 의해 제거하는 것에 의해 필름 형상 접착제를 얻을 수 있다.
도전성 입자를 이용하는 경우는, 수지 성분의 용액 중에 도전성 입자를 가하여 분산시킨 분산액을 이용하여 마찬가지로 도공하여 막을 형성하고, 그 후 용매를 건조 등에 의해 제거하여 필름 형상 접착제를 제작할 수 있다. 도전성 입자를 배향시키기 위해서는, 막의 형성시에, 필름 형상 접착제의 두께 방향으로 가한 자장 내를 통과시키면 된다. 자장 내를 통과할 때에 도전성 입자가 배향되고, 그 후 용매를 제거하는 공정에서 배향된 도전성 입자의 상태가 고정화된다. 필름 형상 접착제의 막 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 통상 10~50㎛이다.
(실시예)
(실시예 1)
(도공 용액의 제작)
페녹시 수지로서 비스페놀 A형의 에폭시 수지[저팬 에폭시 레진(주)제 에피코트(Epikote) 1256(분자량 약 5만, Tg 약 98℃)], 에폭시 수지로서 비스페놀 F형의 액상 에폭시 수지[저팬 에폭시 레진(주)제 에피코트 806(분자량 약 350)], 메타크릴산글라이시딜 공중합체로서, 메타크릴산글라이시딜의 스타이렌계 공중합체[일본 유지(주)제 마프루프(Marproof) G-0250S(에폭시 당량 310, 분자량 약 2만, Tg 약 74℃)], 고무 변성 에폭시로서 NBR 변성 에폭시[DIC(주) TSR960], 잠재성 경화제로서 마이크로 캡슐형 이미다졸계 경화제[아사히 화성 에폭시(주)제, 노바큐어(NOVACURE) HX3932]를, 중량비로 50/20/15/15/30의 비율로 이용하고, 이들 재료에 카비톨아세테이트와 아세트산뷰틸의 혼합 용매(혼합 비율은, 중량비로 1:1)를 가한 후, 원심 교반 믹서에 의한 단순 혼합을 3분 행하여 고체 함유량 60%의 수지 용액을 제작했다. 이 수지 용액에, 도전성 입자로서, 1㎛로부터 12㎛까지의 길이 분포를 갖는 바늘 형상 니켈 입자(종횡비 : 5~60)를, 고형분의 총량(수지 조성물+니켈 분말)에 대하여 0.2체적%가 되도록 첨가하여, 또한 원심 교반 믹서r를 이용하여 3분간 교반하는 것으로 균일 분산시켜, 접착제용의 도공 용액을 조제했다.
(필름 형상 접착제의 제작)
상기와 같이 조정한 도공 용액을, 이형 처리한 PET 필름상에 닥터블레이드를 이용하여 도포한 후, 자속 밀도 100mT의 자장 중에서, 60℃로 30분간 건조, 고화시키는 것에 의해, 두께 20㎛의 필름 형상의 필름 형상 접착제를 얻었다.
(접속 저항 평가)
폭 50㎛, 높이 16㎛의 금도금한 구리 회로가 50㎛ 간격으로 124개 배열된 FPC와, 폭 150㎛의 ITO 회로가 50㎛ 간격으로 형성된 유리 기판을 준비했다. 그 후 양자를, 연속하는 124부분의 접속 저항이 측정 가능한 데이지 체인을 형성하도록 서로 대향하도록 배치하고, FPC와 유리 기판의 사이에 상기에서 얻어진 필름 형상 접착제를 위치시켜, 190℃로 가열하면서 5㎫의 압력으로 12초간 가압하여 접착시켜, FPC와 유리 기판의 접합체를 얻었다. 이 접합체에 있어서, ITO 전극, 필름 형상 접착제, 및 금도금 구리 회로를 통해 접속된 연속하는 124부분의 저항치를 4단자법에 의해 구하고, 그 값을 124로 나눔으로써 1부분당 접속 저항을 구했다.
(내열ㆍ내습 시험)
상기 FPC와 유리 기판의 접합체를 온도 85℃, 습도 85%로 설정한 항온 항습기 내에 투입하고, 100시간 경과 후에 꺼내어, 다시 상기와 같이 하여 접속 저항치를 측정했다.
(접착력 평가)
상기 FPC와 유리 기판의 접합체에 있어서, 오토그래프(Autograph) AG-500G[(주)시마즈 제작소제]를 사용하여, FPC를 벗겨, 90° 박리 강도를 측정했다. 또 접착력은, 초기와, 내열ㆍ내습 시험 후의 양쪽에서 행했다.
(비교예 1)
고무 변성 에폭시 수지를 첨가하지 않고, 각 성분의 배합 비율을 페녹시 수지/에폭시 수지/메타크릴산글라이시딜 공중합체/잠재성 경화제=50/20/30/30으로 한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여, 두께가 20㎛인 필름 형상 접착제를 제작하여, 일련의 평가를 행했다.
(비교예 2)
메타크릴산글라이시딜 공중합체를 첨가하지 않고, 각 성분의 배합 비율을 페녹시 수지/에폭시 수지/고무 변성 에폭시 수지/잠재성 경화제=50/20/30/30으로 한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여, 두께가 20㎛인 필름 형상 접착제를 제작하여, 일련의 평가를 행했다.
(비교예 3)
메타크릴산글라이시딜 공중합체 대신에, OH 말단을 갖는 아크릴 고무[네가미 공업(주)제 AS-3000E]를 사용한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여, 필름 형상 접착제의 제작을 시도했지만, 3분간의 원심 교반으로는, 에폭시 수지와 아크릴 고무가 잘 혼합되지 않고, 수지 용액이 분리되어 시트의 제작은 할 수 없었다. 이상의 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001

본 발명의 필름 형상 접착제를 이용한 실시예 1에서는, 접속 저항이 낮고, 또한, 고온 고습의 환경에서 100시간 경과 후도 저항치는 그다지 상승하지 않고 있었다. 또한, 접착력도 초기, 고온 고습 후 모두 양호했다.
비교예 1에서는, 고무 변성 에폭시를 첨가하지 않고 있기 때문에, 반응 속도가 저하되어, 경화가 충분히 진행하지 않았다고 생각된다. 따라서 접속 저항, 접착력 모두 초기의 특성은 좋지만, 고온 고습 시험 후에는, 특성이 저하되어 있다. 비교예 2는, 메타크릴산글라이시딜 코폴리머를 첨가하지 않고 있기 때문에, 접착제의 가요성이 충분히 얻어지지 않는다. 따라서 실시예 1에 비하면, 초기, 고온 고습 시험 후 모두 접착력이 낮아져 있다.
이번에 개시된 실시의 형태 및 실시예는, 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아닌 특허청구의 범위에 의해서 정의되고, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
(산업상이용가능성)
본 발명의 필름 형상 접착제는, 전자 기기의 소형화, 고기능화가 요구되는 분야에서, 구성 부품의 접속 단자의 협소화를 행하기 위해, 기판이나 전자 부품 등을 접착하고, 또한 전기적으로 접속하기 위해 적합하게 이용된다.
1 : 도전성 입자
2 : 수지 성분

Claims (5)

  1. 분자량이 30,000 이상인 비스페놀 A형 페녹시 수지, 분자량이 500 이하인 에폭시 수지, 메타크릴산글라이시딜 공중합체, 고무 변성 에폭시 수지, 및 잠재성 경화제를 필수 성분으로 하는 필름 형상 접착제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메타크릴산글라이시딜 공중합체의 에폭시 당량이 1000 이하인 것을 특징으로 하는 필름 형상 접착제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 메타크릴산글라이시딜 공중합체의 유리 전이 온도가, 상기 비스페놀 A형 페녹시 수지의 유리 전이 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 필름 형상 접착제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전성 입자를 더 함유하는 필름 형상 접착제.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 도전성 입자는, 직경과 길이의 비(종횡비)가 5 이상이며, 필름의 두께 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 필름 형상 접착제.
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