KR20120022655A - 회로 접속 재료, 이것을 이용한 회로 부재의 접속 방법, 회로 접속 구조체, 및 회로 접속 구조체의 제조 방법, 및 접속 재료의 용도 - Google Patents

회로 접속 재료, 이것을 이용한 회로 부재의 접속 방법, 회로 접속 구조체, 및 회로 접속 구조체의 제조 방법, 및 접속 재료의 용도 Download PDF

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다까시 다쯔자와
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마사히데 구메
고따로 세끼
요우스께 아이자와
아끼히로 이또
도루 후지나와
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히다치 가세고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재 사이에 개재시키고, 가열 및 가압에 의해 제1 회로 전극 및 제2 회로 전극을 대향 배치된 상태에서 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료이며, 가압은 1.5 MPa 이하에서 행해지고, 필름성 부여 중합체, 라디칼 중합성 물질, 라디칼 중합 개시제 및 도전 입자를 함유하고, 필름성 부여 중합체는 유리 전이 온도 70℃ 미만의 중합체를 포함하고, 그의 배합량이 필름성 부여 중합체 및 라디칼 중합성 물질의 총량을 기준으로 하여 30 내지 70 질량％인 회로 접속 재료에 관한 것이다.

Description

회로 접속 재료, 이것을 이용한 회로 부재의 접속 방법, 회로 접속 구조체, 및 회로 접속 구조체의 제조 방법, 및 접속 재료의 용도{CIRCUIT CONNECTING MATERIAL, METHOD FOR CONNECTING CIRCUIT MEMBER USING THE SAME, CIRCUIT CONNECTING STRUCTURE, AND METHOD FOR MANUFACTURING CIRCUIT CONNECTING STRUCTURE, AND USE OF CONNECTING MATERIAL}
본 발명은 회로 접속 재료, 이것을 이용한 회로 부재의 접속 방법, 회로 접속 구조체, 및 회로 접속 구조체의 제조 방법, 및 접속 재료의 용도에 관한 것이다.
종래, 서로 대향하는 회로를 가열, 가압하여 가압 방향의 전극 사이를 전기적으로 접속하는 회로 접속 재료로서 이방 도전성 접착 필름이 알려져 있다. 예를 들면, 에폭시계 접착제나 아크릴계 접착제에 도전 입자를 분산시킨 이방 도전성 접착 필름이 알려져 있다. 이러한 이방 도전성 접착 필름은, 주로 액정 디스플레이(이하, 「LCD」로 함)를 구동시키는 반도체가 탑재된 TCP(Tape Carrier Package; 테이프 캐리어 패키지) 또는 COF(Chip On Flex; 칩 온 플렉스)와 LCD 패널과의 전기적 접속, 또는 TCP 또는 COF와 인쇄 배선판과의 전기적 접속에 널리 사용되고 있다.
또한, 최근에는, 반도체를 페이스다운으로 직접 LCD 패널이나 인쇄 배선판에 실장하는 경우에도, 종래의 와이어본딩법이 아니고, 박형화나 협피치 접속에 유리한 플립 칩 실장이 채용되고 있다. 플립 칩 실장에 있어서도, 이방 도전성 접착 필름이 회로 접속 재료로서 이용되고 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 (소)59-120436호 공보, 일본 특허 공개 (소)60-191228호 공보, 일본 특허 공개 (평)01-251787호 공보, 및 일본 특허 공개 (평)07-090237호 공보를 참조).
이방 도전성 접착 필름을 이용한 회로 부재의 접속에서는, 가열 및 가압에 의해, 대향 배치된 전극 사이에 도전 입자가 끼워져서, 전극 사이의 도통이 확보된다. 회로 부재의 접속 공정에서는, 접착제 성분을 유동시키기 위한 충분한 열과, 도전 입자를 전극에 밀착시키기 위한 충분한 압력이 필요해진다. 열 경화 수지계의 회로 접속 재료에서는, 경화제가 충분히 반응하기 위한 온도까지 가열하기 위해서, 비교적 높은 접속 온도가 필요하다. 또한, 회로 부재의 접속에는, 접착제 성분의 경화에 필요한 열적 스트레스와, 입자를 전극 사이에서 압궤하기 위한 압력 스트레스를 요한다. 그 때문에, 회로 접속 재료의 접속은 통상 3 MPa 이상의 압력으로 행해진다. 이들의 스트레스는 피착체에 손상을 부여하여 표시 불량이나 신뢰성의 저하의 원인이 되기 쉽다. 특히, 피착체에 PET 필름을 이용하는 터치패널 용도 등에서는, 압력 스트레스를 감소할 것이 요구되고 있다.
라디칼 경화계의 회로 접속 재료의 등장에 의해, 저온?단시간에서의 접속이 가능해지고 있다. 그러나, 종래의 라디칼 경화계의 회로 접속 재료에서는, 1.5 MPa 이하의 저압 조건에서 접속한 경우에, 접착제 성분의 유동성이 부족하여, 도통 불량이나 압흔 불량이 발생하기 쉽다.
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여, 회로 접속시의 압력을 종래보다도 낮게 한 경우에도, 압흔의 형성 및 접속 저항이 양호한 접속을 가능하게 하는 회로 접속 재료, 그 회로 접속 재료를 이용한 회로 부재의 접속 방법, 회로 접속 구조체, 및 회로 접속 구조체의 제조 방법, 및 접속 재료의 용도를 제공하는 것을 목적으로 한다.
회로 접속 재료를 이용한 회로 접속에서는, 접속을 행하는 회로 전극으로 회로 접속 재료를 사이에 끼우고, 피착재 측으로부터 고온으로 가열한 압착 막대를 가압한다. 압착 막대에 의해 가열된 회로 접속 재료는 유동성을 나타내고, 접속 회로 사이에서의 불필요한 접착제 성분이 접속부 밖으로 압출된다. 그리고, 대향하는 전극 사이의 스페이스가 도전 입자의 직경보다도 좁게 되면, 도전 입자가 대항하는 전극에 압궤되어, 전극 사이의 도통이 확보된다. 따라서, 보다 낮은 압력 조건에서 회로 접속을 행하는 경우, 충분히 높은 유동성을 나타내는 회로 접속 재료를 선택할 필요가 있다.
본 발명자들은, 라디칼 중합계의 회로 접속 재료의 구성 성분인 필름성 부여 중합체에 주목하여, 예의 검토를 거듭한 결과, 회로 접속시의 압력이 낮더라도 압흔의 형성 및 접속 저항이 양호한 접속을 가능하게 하는 회로 접속 재료를 발견하였다.
즉, 본 발명은 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재 사이에 개재시키고, 가열 및 가압에 의해 제1 회로 전극 및 제2 회로 전극을 대향 배치된 상태에서 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료이며, 가압은 1.5 MPa 이하에서 행해지고, 필름성 부여 중합체, 라디칼 중합성 물질, 라디칼 중합 개시제 및 도전 입자를 함유하고, 필름성 부여 중합체는 유리 전이 온도 70℃ 미만의 중합체를 포함하고, 유리 전이 온도 70℃ 미만의 중합체의 배합량이 필름성 부여 중합체 및 라디칼 중합성 물질의 총량을 기준으로 하여 30 내지 70 질량％인 회로 접속 재료를 제공한다.
여기서, 필름성 부여 중합체는 유리 전이 온도 50℃ 이상 70℃ 미만의 중합체를 필름성 부여 중합체의 전량을 기준으로 하여 50 질량％ 이상 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 접속을 한층 양호하게 행할 수 있다.
또한, 라디칼 중합성 물질은 2 관능 이하의 라디칼 중합성 물질을 포함하고, 상기 2 관능 이하의 라디칼 중합성 물질의 배합량이 라디칼 중합성 물질의 전량을 기준으로 하여 50 질량％ 이상인 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 회로 접속 재료의 유동성을 보다 향상할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재와, 제1 회로 부재 및 제2 회로 부재 사이에 배치된 상기 회로 접속 재료를, 제1 회로 전극과 제2 회로 전극이 대향 배치된 상태에서 가열 및 가압하여, 제1 회로 전극과 제2 회로 전극을 전기적으로 접속하는 회로 부재의 접속 방법이며, 가압이 1.5 MPa 이하에서 행해지는, 회로 부재의 접속 방법을 제공한다. 이러한 방법으로 접속된 접속 구조는 압흔 및 접속 저항이 양호하다.
또한, 본 발명은 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재, 및 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재 사이에 상기 회로 접속 재료를 배치하는 공정과, 제1 회로 전극과 제2 회로 전극이 대향 배치된 상태에서 가열 및 가압하여, 제1 회로 전극과 제2 회로 전극을 전기적으로 접속하는 공정을 구비하며, 가압이 1.5 MPa 이하에서 행해지는, 회로 접속 구조체의 제조 방법을 제공한다. 이러한 제조 방법에 따르면, 압흔의 형성 및 접속 저항이 양호한 회로 접속 구조체를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 제조되는 회로 접속 구조체를 제공한다. 이러한 회로 접속 구조체는, 압흔의 형성 및 접속 저항이 양호하다.
또한, 본 발명은 필름성 부여 중합체, 라디칼 중합성 물질, 라디칼 중합 개시제 및 도전 입자를 함유하고, 필름성 부여 중합체가 유리 전이 온도 70℃ 미만의 중합체를 포함하고, 상기 유리 전이 온도 70℃ 미만의 중합체의 배합량이 필름성 부여 중합체 및 라디칼 중합성 물질의 총량을 기준으로 하여 30 내지 70 질량％인 접속 재료의, 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재 사이에 개재시키고, 가열 및 1.5 MPa 이하에서 행하는 가압에 의해 제1 회로 전극 및 제2 회로 전극을 대향 배치된 상태에서 전기적으로 접속하는, 회로 접속을 위한 용도를 제공한다. 상기 접속 재료를 이러한 회로 접속을 위해 사용하면, 회로 접속시의 압력이 낮더라도 압흔의 형성 및 접속 저항이 양호한 접속이 가능하다.
여기서, 필름성 부여 중합체는 유리 전이 온도 50℃ 이상 70℃ 미만의 중합체를, 필름성 부여 중합체의 전량을 기준으로 하여 50 질량％ 이상 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 접속 재료를 한층 양호하게 사용할 수 있다.
또한, 접속 재료를 회로 접속에 사용할 때, 라디칼 중합성 물질이 2 관능 이하의 라디칼 중합성 물질을 포함하고, 상기 2 관능 이하의 라디칼 중합성 물질의 배합량이 라디칼 중합성 물질의 전량을 기준으로 하여 50 질량％ 이상인 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 접속 재료의 사용 시에 접속 재료의 유동성이 향상된다.
본 발명에 따르면, 회로 접속시의 압력을 종래보다도 낮게 한 경우에도, 압흔의 형성 및 접속 저항이 양호한 접속을 가능하게 하는 회로 접속 재료, 그 회로 접속 재료를 이용한 회로 부재의 접속 방법, 회로 접속 구조체, 및 회로 접속 구조체의 제조 방법, 및 접속 재료의 용도를 제공할 수 있다.
도 1은 필름상의 회로 접속 재료의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 회로 접속 재료로 접속된 접속 구조가 바람직한 일 실시 형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 3은 본 발명의 회로 부재의 접속 방법의 일 실시 형태를 개략 단면도에 의해 도시하는 공정도이다.
도 4는 실시예에서 관찰한 회로 접속 구조체의 압흔의 사진이다.
도 5는 필름상 회로 접속 재료를 이용하여 회로 부재를 접속하기 전의 상태를 도시하는 평면도이다.
이하, 필요에 따라서 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면 중, 동일 요소에는 동일 부호를 붙이는 것으로 하여, 중복하는 설명은 생략한다. 또한, 상하좌우 등의 위치 관계는, 특별한 언급이 없는 한, 도면에 나타내는 위치 관계에 기초하는 것으로 한다. 또한, 도면의 치수 비율은 도시된 비율에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서의 「(메트)아크릴레이트」란, 「아크릴레이트」 및 그것에 대응하는 「메타크릴레이트」를 의미하고, 「(메트)아크릴옥시」란, 「아크릴옥시」 및 그것에 대응하는 「메타크릴옥시」를 의미한다.
(회로 접속 재료)
본 발명의 회로 접속 재료는 접착제 성분과 도전 입자를 함유하는 것이다. 본 발명에서 접착제 성분이란, 회로 접속 재료의 구성 재료 중, 도전 입자 이외의 모든 재료를 포함하는 것을 의미한다. 본 발명의 회로 접속 재료는 접착제 성분으로서, 필름성 부여 중합체, 라디칼 중합성 물질 및 라디칼 중합 개시제를 포함한다. 또한, 접착제 성분은 필요에 따라서 히드로퀴논, 메틸에테르히드로퀴논류 등의 중합 금지제를 포함할 수도 있다.
필름성 부여 중합체는 유리 전이 온도(이하, 「Tg」라고 약기함)가 70℃ 미만인 중합체를 포함한다. 이러한 중합체로서는, 예를 들면 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, (메트)아크릴 수지, 폴리에스테르우레탄 수지, 폴리우레탄 수지, 페녹시 수지, 폴리비닐부티랄 수지를 들 수 있다. 이들 중에서도, 바람직한 예로서는, 폴리에스테르우레탄 수지, 폴리우레탄 수지, 페녹시 수지를 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
중합체의 Tg는 구성하는 단량체의 구조나 공중합하는 단량체의 몰비를 조정함으로써 목적으로 하는 범위의 것을 합성할 수 있다. Tg를 높이기 위해서는 벤젠환이나 나프탈렌환 등의 강직한 골격을 갖는 단량체를 단량체 성분으로서 도입할 수 있다. Tg를 낮추기 위해서는, 지방족계의 단량체를 단량체 성분으로서 도입할 수 있다.
폴리에스테르우레탄 수지는, 예를 들면 폴리에스테르폴리올과, 디이소시아네이트와의 반응에 의해 얻어진다. 디이소시아네이트로서는, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI) 등의 방향족, 지환족, 또는 지방족의 디이소시아네이트가 바람직하게 이용된다.
폴리에스테르폴리올은, 예를 들면 디카르복실산과 디올과의 반응에 의해 얻어진다. 디카르복실산으로서는, 테레프탈산, 이소프탈산, 아디프산, 세박산 등의 방향족이나 지방족 디카르복실산이 바람직하다. 디올로서는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 헥산디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜과 같은 글리콜류가 바람직하다.
폴리에스테르우레탄 수지는 접착 강도를 향상시키기 위해서 음이온성을 가질 수도 있다. 음이온성을 갖는 폴리에스테르우레탄 수지는, 폴리에스테르폴리올과 디이소시아네이트와의 반응시에, 측쇄에 술폰산기나 카르복실기를 갖는 디올이나 디아민류를 공중합함으로써 얻어진다.
폴리에스테르우레탄 수지는 벤젠환 등을 포함하는 방향족기나, 시클로헥산환 등을 포함하는 환상 지방족기를 갖는 것이 바람직하다.
폴리에스테르우레탄 수지는 라디칼 중합성을 갖는 불포화 이중 결합 및/또는 에폭시기를 가질 수도 있다. 이에 따라, 회로 접속 재료를 경화할 때에, 접착제 조성물 중의 에폭시 수지나 라디칼 중합성 화합물과 반응하여, 회로 접속 재료의 경화물의 탄성률이나 내열성이 향상된다.
폴리에스테르우레탄 수지는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 방향족 폴리에스테르폴리올과 지방족 디이소시아네이트와의 반응에 의해 얻어지는 것과, 지방족 폴리에스테르폴리올과 방향족 디이소시아네이트와의 반응에 의해 얻어지는 것을 조합하여 이용할 수도 있다.
필름성 부여 중합체는 중량 평균 분자량이 5000 내지 100000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 5000 미만이면, 필름상으로 성형할 때의 필름 형성성이 저하되는 경향에 있고, 중량 평균 분자량이 100000을 초과하면, 용제에 대한 용해성이나 상용성이 저하되어, 필름상으로 성형하기 위한 도공액을 제조하는 것이 곤란해지는 경향에 있다.
본 실시 형태에서, 중량 평균 분자량이란, 하기 표 1에 나타내는 조건에 따라서 겔 침투 크로마토그래프(GPC)로부터 표준 폴리스티렌에 의한 검량선을 이용하여 측정한 값을 말한다.
Figure pat00001
Tg 70℃ 미만의 중합체의 배합량은, 필름성 부여 중합체와 라디칼 중합성 물질과의 총량을 기준으로 하여, 30 내지 70 질량％이고, 50 내지 70 질량％인 것이 바람직하고, 40 내지 70 질량％인 것이 보다 바람직하고, 55 내지 65 중량％인 것이 더욱 바람직하다.
상기 필름성 부여 중합체는 Tg 50℃ 이상 70℃ 미만의 중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 Tg 50℃ 이상 70℃ 미만의 중합체가 필름성 부여 중합체의 전량을 기준으로 하여 50 질량％ 이상 포함되는 것이 바람직하고, 60 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 75 질량％ 이상 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 필름성 부여 중합체는 Tg가 서로 다른 2종 이상의 중합체를 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, Tg가 50℃ 이상 70℃ 미만인 중합체와, Tg가 10℃ 이상 30℃ 미만인 중합체를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 실시 형태의 회로 접속 재료는 본 발명이 발휘하는 효과를 일탈하지 않는 범위에서, 필름성 부여 중합체로서 Tg 70℃ 이상의 중합체를 병용할 수 있다. 이 경우, 그의 배합량은 필름성 부여 중합체와 라디칼 중합성 물질의 총량을 기준으로 하여 15 질량％ 이하인 것이 바람직하다.
라디칼 중합성 물질은, 라디칼에 의해 중합하는 관능기를 갖는 물질로서, 예를 들면 (메트)아크릴레이트, 말레이미드 화합물 등을 들 수 있다.
라디칼 중합성 물질로서는, 2 관능 이하(즉 단관능 또는 2 관능)의 라디칼 중합성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 그의 구체예로서, (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면 우레탄(메트)아크릴레이트, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디(메트)아크릴옥시프로판, 2,2-비스〔4-((메트)아크릴옥시메톡시)페닐〕프로판, 2,2-비스〔4-((메트)아크릴옥시폴리에톡시)페닐〕프로판, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 트리시클로데카닐(메트)아크릴레이트, 비스((메트)아크릴옥시에틸)이소시아누레이트를 들 수 있다.
말레이미드 화합물로서는, 분자 중에 말레이미드기를 적어도 2개 이상 함유하는 것이 바람직하고, 예를 들면 1-메틸-2,4-비스말레이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, N,N'-p-페닐렌비스말레이미드, N,N'-m-톨루일렌비스말레이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸-비페닐렌)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'-4,4-디페닐에테르비스말레이미드, N,N'-3,3'-디페닐술폰비스말레이미드, 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'-시클로헥실리덴-비스[1-(4-말레이미드페녹시)-2-시클로헥실]벤젠, 2,2-비스[4-(4-말레이미드페녹시)페닐]헥사플루오로프로판을 들 수 있다. 이들은 알릴페놀, 알릴페닐에테르, 벤조산알릴 등의 알릴 화합물과 조합하여 이용할 수도 있다.
2 관능 이하의 라디칼 중합성 물질 중에서도, 우레탄(메트)아크릴레이트가 접착성의 관점에서 바람직하다. 또한, 내열성을 향상시키기 위해서, 후술하는 유기 과산화물(라디칼 중합 개시제의 1종)과의 가교 후의 중합물의 유리 전이 온도(Tg)가 단독으로 100℃ 이상이 되는 라디칼 중합성 물질을 병용하는 것이 바람직하다. 이러한 라디칼 중합성 물질로서는, 디시클로펜테닐기, 트리시클로데카닐기 및/또는 트리아진환을 갖는 것을 사용할 수 있다. 특히, 트리시클로데카닐기나 트리아진환을 갖는 라디칼 중합성 물질이 바람직하게 이용된다.
라디칼 중합성 물질로서는, 본 발명의 효과를 저해하지 않은 범위에서, 3 관능 이상의 라디칼 중합성 물질을 함유시킬 수도 있다. 그와 같은 라디칼 중합성 물질로서, 예를 들면 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, ε-카프로락톤 변성 트리스((메트)아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 트리스((메트)아크릴옥시에틸)이소시아누레이트를 들 수 있다.
또한, 라디칼 중합성 물질은 인산에스테르 구조를 가진 것일 수도 있다. 구체적으로는, 2-메타크릴로일옥시에틸애시드포스페이트, 2-아크릴로일옥시에틸애시드포스페이트 등을 들 수 있다. 또한, 인산에스테르 구조를 갖는 라디칼 중합성 물질은, 무수인산과 2-히드록실(메트)아크릴레이트와의 반응물로서 얻어진다.
또한, 인산에스테르 구조를 갖는 라디칼 중합성 물질을 접착제 성분의 고형분 전량을 기준(100 질량％)으로 하여 0.1 내지 10 질량％ 이용한 경우, 금속 등의 무기물 표면에서의 접착 강도가 향상하기 때문에 바람직하고, 0.5 내지 5 질량％ 이용하면 보다 바람직하다.
이상의 라디칼 중합성 물질은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
라디칼 중합성 물질로서는, 회로 접속 재료를 경화하기 전의 회로 부재의 가(假)고정을 쉽게 한다는 관점에서, 25℃에서의 점도가 100000 내지 1000000 mPa?s인 라디칼 중합성 물질을 적어도 1종 함유하는 것이 바람직하고, 100000 내지 500000 mPa?s의 점도 25℃를 갖는 라디칼 중합성 물질을 함유하는 것이 보다 바람직하다. 라디칼 중합성 물질의 점도는 시판되고 있는 E형 점도계를 이용하여 측정할 수 있다.
본 실시 형태의 회로 접속 재료는 2 관능 이하의 라디칼 중합성 물질을 포함하는 경우, 라디칼 중합성 물질의 전량을 기준으로 하여 50 내지 100 질량％ 포함하는 것이 바람직하고, 65 내지 100 질량％ 포함하는 것이 보다 바람직하고, 80 내지 100 질량％ 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 회로 접속시의 압착에서 수지의 유동성이 높아진다.
라디칼 중합 개시제(유리 라디칼 발생제)로서는, 과산화 화합물, 아조계 화합물 등의 가열 또는 광에 의해 분해하여 유리 라디칼을 발생하는 것을 들 수 있다. 라디칼 중합 개시제는 목적으로 하는 접속 온도, 접속 시간, 가용 시간 등에 따라서 적절하게 선정되는데, 고반응성과 가용 시간의 관점에서, 반감기 10 시간의 온도가 40℃ 이상, 또한 반감기 1 분의 온도가 180℃ 이하인 유기 과산화물이 바람직하다.
라디칼 중합 개시제의 배합량은 접착제 성분의 고형분 전량을 기준으로 하여0.05 내지 10 질량％ 정도인 것이 바람직하고, 0.1 내지 5 질량％인 것이 보다 바람직하다.
라디칼 중합 개시제로서는, 구체적으로는 디아실퍼옥시드류, 퍼옥시디카보네이트류, 퍼옥시에스테르류, 퍼옥시케탈류, 디알킬퍼옥시드류, 히드로퍼옥시드류 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 회로 부재의 회로 전극의 부식을 억제하는 관점에서, 퍼옥시에스테르류, 디알킬퍼옥시드류, 히드로퍼옥시드류가 바람직하다. 또한, 고반응성이 얻어지는 관점에서, 퍼옥시에스테르류가 보다 바람직하다.
디아실퍼옥시드류로서는, 예를 들면 이소부틸퍼옥시드, 2,4-디클로로벤조일퍼옥시드, 3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥시드, 옥타노일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, 스테아로일퍼옥시드, 숙시닉퍼옥시드, 벤조일퍼옥시톨루엔, 벤조일퍼옥시드를 들 수 있다.
퍼옥시디카보네이트류로서는, 예를 들면 디-n-프로필퍼옥시디카보네이트, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, 디-2-에톡시메톡시퍼옥시디카보네이트, 디(2-에틸헥실퍼옥시)디카보네이트, 디메톡시부틸퍼옥시디카보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시부틸퍼옥시)디카보네이트를 들 수 있다.
퍼옥시에스테르류로서는, 예를 들면 쿠밀퍼옥시네오데카노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시네오데카노에이트, 1-시클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(2-에틸헥사노일퍼옥시)헥산, 1-시클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-헥실퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시이소부티레이트, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, t-헥실퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(m-톨루오일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카보네이트, t-헥실퍼옥시벤조에이트, t-부틸퍼옥시아세테이트를 들 수 있다.
퍼옥시케탈류로서는, 예를 들면 1,1-비스(t-헥실퍼옥시)-3,5,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-비스(t-헥실퍼옥시)시클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,5,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-(t-부틸퍼옥시)시클로도데칸, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)데칸을 들 수 있다.
디알킬퍼옥시드류로서는, 예를 들면 α,α'-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠, 디쿠밀퍼옥시드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, t-부틸쿠밀퍼옥시드를 들 수 있다.
히드로퍼옥시드류로서는, 예를 들면 디이소프로필벤젠히드로퍼옥시드, 쿠멘히드로퍼옥시드를 들 수 있다.
이상의 라디칼 중합 개시제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 라디칼 중합 개시제는 분해 촉진제나 억제제 등을 혼합하여 이용할 수도 있다.
본 실시 형태의 회로 접속 재료는 도전 입자를 함유한다. 도전 입자로서는, Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등의 금속 입자나 카본 등을 들 수 있다. 또한, 비도전성의 유리, 세라믹, 플라스틱 등을 핵으로 하고, 이 핵에 상기 금속, 금속 입자나 카본을 피복한 것일 수도 있다. 도전 입자가 플라스틱을 핵으로 하고 이 핵에 상기 금속, 금속 입자나 카본을 피복한 것인 경우, 또는 땜납 등의 열용융 금속 입자인 경우에는, 가열 가압에 의한 변형성을 갖기 때문에 회로 접속시에 전극의 두께 변동을 흡수하거나, 전극과의 접촉 면적이 증가하거나 하여 신뢰성이 향상하기 때문에 바람직하다.
또한, 이들 도전 입자의 표면을 고분자 수지 등으로 더 피복한 미립자는, 도전 입자의 배합량을 증가시킨 경우의 입자끼리의 접촉에 의한 단락을 억제하여, 전극 회로 사이의 절연성을 향상할 수 있기 때문에, 적절하게 이것을 단독 또는 도전 입자와 혼합하여 이용할 수도 있다.
이 도전 입자의 평균 입경은, 분산성, 도전성의 면에서 1 내지 18 ㎛인 것이 바람직하다. 이러한 도전 입자를 함유하는 경우, 회로 부재끼리의 접속에 본 실시 형태의 회로 접속 재료를 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
이상에 나타낸 회로 접속 재료에 의해, 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재를 전기적으로 접속할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 두개의 전극이 대향 배치된 상태에서 본 실시 형태의 회로 접속 재료를 개재시키고, 가열 및 가압하여, 상기 두개의 회로 전극끼리를 전기적으로 접속한다. 이 때의 가압은 1.5 MPa 이하이다. 본 실시 형태의 회로 접속 재료에 따르면, 가압시의 압력이 1.5 MPa 이하로 낮은 경우에도, 접속 구조에 있어서의 압흔 및 접속 저항은 양호하다.
또한, 본 실시 형태의 회로 접속 재료는 접속 재료로서, 회로 접속을 위한 사용에 적합하다. 즉, 필름성 부여 중합체, 라디칼 중합성 물질, 라디칼 중합 개시제 및 도전 입자를 함유하고, 필름성 부여 중합체가 유리 전이 온도 70℃ 미만의 중합체를 포함하고, 상기 유리 전이 온도 70℃ 미만의 중합체의 배합량이 필름성 부여 중합체 및 라디칼 중합성 물질의 총량을 기준으로 하여 30 내지 70 질량％인 접속 재료의, 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재 사이에 개재시키고, 가열 및 1.5 MPa 이하에서 행하는 가압에 의해 제1 회로 전극 및 제2 회로 전극을 대향 배치된 상태에서 전기적으로 접속하는, 회로 접속을 위한 용도에 적합하다.
또한, 본 발명의 회로 접속 재료는 필름상으로 할 수 있다. 도 1은 회로 접속 재료 및 지지 기재를 구비하는 접착 시트의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시하는 접착 시트 (100)은 지지 기재 (8)과, 지지 기재 (8) 상에 박리 가능하게 적층된 필름상의 회로 접속 재료 (10)을 구비한다. 회로 접속 재료 (10)은 절연성의 접착제 성분 (5)와, 접착제 성분 (5) 내에 분산한 도전 입자 (7)을 포함한다.
지지 기재 (8)은 회로 접속 재료 (10) 필름상으로 유지할 수 있는 것이면 그 형상이나 소재는 임의이다. 구체적으로는, 불소 수지 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET), 이축 연신 폴리프로필렌 필름(OPP) 또는 부직포 등을 지지 기재로서 사용할 수 있다.
(회로 부재의 접속 구조)
도 2는 본 발명에 따른 회로 부재의 접속 구조(회로 접속 구조체)의 일 실시 형태를 도시하는 개략 단면도이다. 도 2에 도시하는 회로 부재의 접속 구조(회로 접속 구조체) (1)은 서로 대향하는 제1 회로 부재 (20) 및 제2 회로 부재 (30)을 구비하고 있고, 제1 회로 부재 (20)과 제2 회로 부재 (30) 사이에는, 이들을 접속하는 회로 접속 재료 (10)이 설치되어 있다.
제1 회로 부재 (20)은 제1 기판 (21)과, 제1 기판 (21)의 주면 (21a) 상에 형성된 제1 접속 단자 (22)를 갖는다. 제2 회로 부재 (30)은 제2 기판 (31)과, 제2 기판 (31)의 주면 (31a) 상에 형성된 제2 접속 단자 (32)를 갖는다. 제1 기판 (21)의 주면 (21a) 상, 및/또는 제2 기판 (31)의 주면 (31a) 상에는, 경우에 따라 절연층(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수도 있다. 즉, 필요에 따라서 형성되는 절연층은, 제1 회로 부재 (20) 및 제2 회로 부재 (30) 중 적어도 하나와 회로 접속 재료 (10) 사이에 형성된다.
제1 및 제2 기판 (21), (31)로서는, 반도체, 유리, 세라믹 등의 무기물, TCP, COF 등의 플렉시블 인쇄 배선판으로 대표되는 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 에폭시 수지, 아크릴 수지 등의 유기물, 이들 무기물이나 유기물을 복합화한 재료로 이루어지는 기판을 들 수 있다. 회로 접속 재료 (10)과의 접착 강도를 더욱 높이는 관점에서, 제1 및 제2 기판 중의 적어도 하나는, 폴리에스테르테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 및 유리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지를 포함하는 재료로 이루어지는 기판인 것이 바람직하다.
또한, 회로 부재의, 회로 접속 재료 (10)과 접하는 면에 절연층이 코팅되어 있는 경우 또는 부착되어 있는 경우, 절연층은 실리콘 수지, 아크릴 수지 및 폴리이미드 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지를 포함하는 층인 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 절연층이 형성되어 있지 않은 것에 비교하여, 제1 기판 (21) 및/또는 제2 기판 (31)과 회로 접속 재료 (10)과의 접착 강도가 보다 한층 향상된다.
제1 접속 단자 (22) 및 제2 접속 단자 (32) 중 적어도 하나는, 그의 표면이 금, 은, 주석, 백금족의 금속 및 인듐-주석 산화물(ITO)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 동일 회로 부재 (20) 또는 (30) 상에서 인접하는 접속 단자 (22) 또는 (32)끼리의 사이에서 절연성을 유지하면서, 대향하는 접속 단자 (22) 및 (32) 사이의 저항치를 보다 한층 감소시킬 수 있다.
제1 및 제2 회로 부재 (20), (30)의 구체예로서는, 액정 디스플레이에 이용되고 있는, ITO 등으로 접속 단자가 형성된 유리 기판 또는 플라스틱 기판이나, 인쇄 배선판, 세라믹 배선판, 플렉시블 인쇄 배선판, 반도체 실리콘칩 등을 들 수 있다. 이들 중에서 플라스틱 기판은, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)로 대표되는 것이며, 터치 패널이나 전자 페이퍼 등에 이용된다. 특히 이러한 플라스틱 기판은 기계적 강도가 비교적 낮은 재질이기 때문에 저압 조건에서의 접속이 효과적이다. 이들은 필요에 따라서 조합하여 사용된다.
본 실시 형태에 있어서 효과적인 회로 부재의 조합으로서는, 예를 들면
TCP, COF 등의 플렉시블 인쇄 배선판과 유리 기판의 접속,
TCP, COF 등의 플렉시블 인쇄 배선판과 플라스틱 기판의 접속,
TCP, COF 등의 플렉시블 인쇄 배선판과 인쇄 배선판의 접속, 및
TCP, COF 등의 플렉시블 인쇄 배선판과 세라믹 배선판의 접속을 들 수 있다.
회로 접속 재료 (10)은 도전 입자 (7)을 함유하는 상기 본 실시 형태의 회로 접속 재료의 경화물로 형성되어 있다. 회로 접속 재료 (10)은 접착제 성분 (11)과, 상기 접착제 성분 (11) 내에 분산하고 있는 도전 입자 (7)로 구성된다. 회로 접속 재료 (10) 중의 도전 입자 (7)은, 대향하는 제1 접속 단자 (22)와 제2 접속 단자 (32) 사이 뿐만아니라, 주면 (21a), (31a) 끼리 사이에도 배치되어 있다. 회로 부재의 접속 구조 (1)에 있어서는, 도전 입자 (7)이 제1 및 제2 접속 단자 (22), (32)의 둘다에 직접 접촉하고 있음과 동시에, 제1 및 제2 접속 단자 (22), (32) 사이에서 편평상으로 압축되어 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 접속 단자 (22), (32)가 도전 입자 (7)을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 이 때문에, 제1 접속 단자 (22) 및 제2 접속 단자 (32) 사이의 접속 저항이 충분히 감소된다. 따라서, 제1 및 제2 접속 단자 (22), (32) 사이의 전류의 흐름을 원활하게 할 수 있어, 회로가 갖는 기능을 충분히 발휘할 수 있다.
이러한 회로 부재의 접속 구조(회로 접속 구조체) (1)은 다음 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 즉, 제1 기판 (21)의 주면 (21a) 상에 제1 접속 단자(제1 회로 전극) (22)가 형성된 제1 회로 부재 (20), 및 제2 기판 (31)의 주면 (31a) 상에 제2 접속 단자(제2 회로 전극) (32)가 형성된 제2 회로 부재 (30) 사이에, 상기 회로 접속 재료 (10)을 배치하는 공정과, 제1 접속 단자 (22)와 제2 접속 단자 (32)가 대향 배치된 상태에서 가열 및 가압하여, 제1 접속 단자 (22)와 제2 접속 단자 (32)를 전기적으로 접속하는 공정을 구비하고, 가압이 1.5 MPa 이하에서 행해지는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
(회로 부재의 접속 방법)
도 3의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 회로 부재의 접속 방법의 일 실시 형태를 개략 단면도에 의해 도시하는 공정도이다.
본 실시 형태에서는, 우선 상술한 제1 회로 부재 (20)과, 필름상 회로 접속 재료 (40)을 준비한다.
필름상 회로 접속 재료 (40)의 두께는 5 내지 50 ㎛인 것이 바람직하다. 회로 접속 재료 (40)의 두께가 5 ㎛ 미만이면, 제1 및 제2 접속 단자 (22), (32) 사이에의 회로 접속 재료 (40)의 충전이 불충분해지는 경향이 있다. 다른 한편, 50 ㎛을 초과하면, 제1 및 제2 접속 단자 (22), (32) 사이의 도통의 확보가 곤란해지는 경향이 있다.
다음으로, 필름상 회로 접속 재료 (40)을 제1 회로 부재 (20)의 접속 단자 (22)가 형성되어 있는 면 상에 얹는다. 그리고, 필름상 회로 접속 재료 (40)을, 도 3의 (a)의 화살표 A 및 B 방향으로 가압하여, 필름상 회로 접속 재료 (40)을 제1 회로 부재 (20)에 가접착한다(도 3의 (b)).
이 때의 압력은, 회로 부재에 손상을 제공하지 않는 범위이면 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로는 0.1 내지 30 MPa로 하는 것이 바람직하고, 0.5 내지 1.5 MPa로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 가열하면서 가압할 수도 있고, 가열 온도는 회로 접속 재료 (40)이 실질적으로 경화하지 않은 온도로 한다. 가열 온도는 일반적으로는 50 내지 190℃에서 하는 것이 바람직하다. 이들 가열 및 가압은 0.5 내지 120 초간의 범위에서 행하는 것이 바람직하다.
이어서, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제2 회로 부재 (30)을, 제2 접속 단자 (32)를 제1 회로 부재 (20) 측으로 향하도록 하여 필름상 회로 접속 재료 (40) 상에 얹는다. 또한, 필름상 회로 접속 재료 (40)이 지지 기재(도시하지 않음) 상에 밀착하여 설치되어 있는 경우에는, 지지 기재를 박리하고 나서 제2 회로 부재 (30)을 필름상 회로 접속 재료 (40) 상에 얹는다. 그리고, 회로 접속 재료 (40)을 가열하면서, 도 3의 (c)의 화살표 A 및 B 방향으로 전체를 가압한다.
가열 온도는 예를 들면 90 내지 200℃로 하고, 접속 시간은 예를 들면 1 초 내지 10 분으로 한다. 압력은 1.5 MPa 이하로 한다. 가열 온도 및 접속 시간은 사용하는 용도, 회로 접속 재료, 회로 부재에 따라서 적절하게 선택되고, 필요에 따라서 후경화를 행할 수도 있다. 예를 들면, 회로 접속 재료가 라디칼 중합성 물질을 함유하는 경우의 가열 온도는 라디칼 중합 개시제가 라디칼을 발생 가능한 온도로 한다. 이에 따라, 라디칼 중합 개시제에 있어서 라디칼이 발생하여, 라디칼 중합성 물질의 중합이 개시된다.
본 실시 형태의 회로 접속 재료를 이용함으로써, 상술한 1.5 MPa 이하와 같은 저압 조건에서의 접속이 가능하다. 이 압력의 하한은 0.5 MPa 정도이며 0.8 MPa 정도인 것이 바람직하고, 0.9 MPa 정도인 것이 보다 바람직하다. 양산성의 관점에서는, 0.8 내지 1.5 MPa의 압력인 것이 바람직하고, 0.9 내지 1.3 MPa인 것이 보다 바람직하고, 0.9 내지 1.2 MPa인 것이 특히 바람직하다.
도 5는, 필름상 회로 접속 재료를 이용해서 회로 부재(FPC, TCP, COF 등의 플렉시블 기판 인쇄 배선판)을 접속하기 전의 상태를 도시하는 평면도이다. 상술한 접속시의 가압력은 접속부의 총면적에 대한 압력을 의미한다. 「접속부의 총면적」이란, 회로 접속 재료에 의해 접속되는 접속 단자 (22) 및 접속 단자 (22) 사이의 간극을 포함하는 영역의 면적의 합계를 의미하고, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 접속 단자 (22)가 병설된 폭 x와, 그 폭에 수직한 방향의 접속 단자의 길이 y의 곱에 의해 구해진다. 이 계산 방법은 접속부와 필름상 회로 접속 재료 (40)의 크기가 거의 같은 경우(도 5의 (a))나, 필름상 회로 접속 재료 (4O)이 접속부보다도 넓은 영역에 걸치는 경우(도 5의 (b))에도 동일하다.
가압력은 구체적으로는 다음과 같이 하여 구할 수 있다. 예를 들면, 접속부의 폭이 30 mm, 이 폭에 수직한 방향의 접속 단자의 길이가 2 mm인 경우에, 접속부에 있어서의 압력을 1.O MPa(≒10 kgf/cm2)로 하기 위해서는, 가압 장치에 설정하는 가압력은 다음에 나타내는 계산에 의해 구할 수 있다. 대응하는 압착 헤드에 하기의 가압력이 가해지도록 하면 된다.
목표 압력=1.O MPa(10 kgf/cm2)
접속부의 총면적=0.2 cm×3.0 cm=0.6 cm2
가압력=(접속부의 총면적)×(목표 압력)=0.6 cm2×10 kgf/cm2=6 kgf
또, 상기 예에 있어서, 접속부가 복수(예를 들면 10개) 존재하고, 각 부분을 동시에 가압할 경우, 가압력은 다음과 같아진다.
목표 압력=1.O MPa(10 kgf/cm2)
접속부의 총면적=0.2 cm×3.0 cm×10=6 cm2
가압력=(접속부의 총면적)×(목표 압력)=6 cm2×10 kgf/cm2=60 kgf
필름상 회로 접속 재료 (40)의 가열에 의해, 제1 접속 단자 (22)와 제2 접속 단자 (32) 사이의 거리를 충분히 작게 한 상태에서 필름상 회로 접속 재료 (40)이 경화하여, 제1 회로 부재 (20)과 제2 회로 부재 (30)이 회로 접속 재료 (10)을 통해 견고하게 접속된다.
필름상 회로 접속 재료 (40)의 경화에 의해 회로 접속 재료 (10)이 형성되어, 도 2에 도시한 바와 같은 회로 부재의 접속 구조 (1)이 얻어진다.
본 실시 형태에 따르면, 얻어지는 회로 부재의 접속 구조 (1)에 있어서, 도전 입자 (7)을 대향하는 제1 및 제2 접속 단자 (22), (32)의 둘다에 접촉시키는 것이 가능해져, 제1 및 제2 접속 단자 (22), (32) 사이의 접속 저항을 충분히 감소시킬 수 있음과 동시에, 인접하는 제1 또는 제2 접속 단자 (22), (32) 사이의 절연성을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 회로 접속 재료 (10)이 상기 회로 접속 재료의 경화물에 의해 구성되어 있는 것으로부터, 제1 및 제2 회로 부재 (20) 또는 (30)에 대한 회로 접속 재료 (10)의 접착력이 충분히 높은 것으로 된다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명의 내용을 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(우레탄아크릴레이트의 합성)
평균 분자량 800의 폴리카프로락톤디올 400 질량부와, 2-히드록시프로필아크릴레이트 131 질량부와, 촉매로서의 디부틸주석디라우레이트 0.5 질량부와, 중합 금지제로서의 히드로퀴논모노메틸에테르 1.0 질량부를 교반하면서 50℃로 가열하고 혼합하였다. 이어서, 이소포론디이소시아네이트 222 질량부를 적하하여, 더욱 교반하면서 80℃로 승온하여 우레탄화 반응을 행하였다. 이소시아네이트기의 반응율이 99％ 이상으로 된 것을 확인한 후, 반응 온도를 낮추어 우레탄아크릴레이트를 얻었다.
(폴리에스테르우레탄 수지 A의 합성)
디카르복실산으로서 테레프탈산을, 디올로서 프로필렌글리콜을, 이소시아네이트로서 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 이용하여, 테레프탈산/프로필렌글리콜/4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트의 몰비가 1.0/2.0/0.25가 되는 폴리에스테르우레탄 수지 A를 합성하였다. 상기 폴리에스테르우레탄 수지 A를 메틸에틸케톤(이하, 「MEK」라고 약기함)에 20 질량％가 되도록 용해하였다. 이 폴리에스테르우레탄 수지 A의 20 질량％ MEK 용액을 두께 80 ㎛의 한쪽면을 표면 처리한 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃, 10 분간의 열풍 건조에 의해, 두께가 35 ㎛인 필름을 제작하였다. 이 필름의 탄성률의 온도 의존성을, 광역 동적 점탄성 측정 장치(측정 조건: 인장 하중 5 g, 주파수 10 Hz)를 이용하여 측정하였다. 탄성률의 온도 의존성으로부터 산출되는 폴리에스테르우레탄 수지 A의 유리 전이 온도는 65℃였다. 또한, 폴리에스테르우레탄 수지 A의 중량 평균 분자량은 24000이었다.
(폴리에스테르우레탄 수지 B의 합성)
테레프탈산/프로필렌글리콜/4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트의 몰비를1.0/1.3/0.25로 변경한 것 이외에는, 폴리에스테르우레탄 수지 A의 합성과 동일하게 조작하여 폴리에스테르우레탄 수지 B의 20 질량％ MEK 용액을 제조하였다. 이 폴리에스테르우레탄 수지 B의 20 질량％ MEK 용액을 두께 80 ㎛의 한쪽면을 표면 처리한 PET 필름에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃, 10 분간의 열풍 건조에 의해 두께가 35 ㎛인 필름을 제작하였다. 이 필름의 탄성률의 온도 의존성을 광역 동적 점탄성 측정 장치(측정 조건: 인장 하중 5 g, 주파수 10 Hz)를 이용하여 측정하였다. 탄성률의 온도 의존성으로부터 산출되는 폴리에스테르우레탄 수지 B의 유리 전이 온도는 105℃였다. 또한, 폴리에스테르우레탄 수지 B의 중량 평균 분자량은 26000이었다.
[실시예 1]
(접착 시트의 제작)
라디칼 중합성 물질로서, 상기 우레탄아크릴레이트 25 질량부, 이소시아누레이트형 아크릴레이트(제품명: M-325, 도아 고세이사 제조) 20 질량부, 및 2-메타크릴로일옥시에틸애시드포스페이트(제품명: P-2M, 교에이샤 가가꾸사 제조) 1 질량부, 및 라디칼 중합 개시제로서 벤조일퍼옥시드(제품명: 나이퍼 BMT-K40, 닛본 유시 제조) 4 질량부를, 필름성 부여 중합체인 폴리에스테르우레탄 수지 A의 20 질량％ MEK 용액 275 질량부(폴리에스테르우레탄 수지 A:55 질량부)와 혼합하고, 교반하여 결합제 수지를 제조하였다. 이어서, 도전 입자로서, 폴리스티렌을 핵으로 하여, 최외층이 Au로 덮인 도전 입자를 상기 결합제 수지에 대하여 2.0 부피％를 분산시켜 접착제 바니시를 제조하였다. 이 바니시를 두께 50 ㎛의 한쪽면을 표면 처리한 PET 필름(지지 기재)에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃, 10 분의 열풍 건조에 의해 접착 시트(폭 15 cm, 길이 70 m)를 얻었다. 지지 기재 상에 형성된 필름상 회로 접속 재료의 두께는 16 ㎛였다.
(회로 접속 구조체의 제작)
상기 접착 시트를 폭 1.5 mm의 크기로 잘라내어, 필름상 회로 접속 재료면을 ITO 전극 및 Al 전극이 형성된 유리 기판에, 70℃, 1 MPa, 2초간의 조건에서 가접착하였다. 이어서, 지지 기재를 박리한 후, COF(전극 사이 피치:50 ㎛, 전극폭 25 ㎛, 스페이스 25 ㎛)를 적층하고, 170℃, 1 MPa, 5 초간의 조건에서 본접속을 행하여 회로 접속 구조체를 얻었다. 또한, 비교를 위해 본접속의 조건을 170℃, 3 MPa, 5 초간에 변경한 것 이외에는, 동일하게 조작하여 회로 접속 구조체를 얻었다.
[실시예 2]
라디칼 중합성 물질로서 우레탄아크릴레이트를 35 질량부, M-325를 25 질량부 및 P-2M을 1 질량부 배합하고, 필름성 부여 중합체로서 폴리에스테르우레탄 수지 A를 30 질량부 및 폴리에스테르우레탄 수지 C(제품명: UR8300, 도요보사 제조, 유리 전이 온도 20℃, 중량 평균 분자량 30000)을 10 질량부 배합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 회로 접속 구조체를 얻었다.
[실시예 3]
라디칼 중합성 물질로서 우레탄아크릴레이트를 45 질량부 및 P-2M을 1 질량부를 배합하고, 필름성 부여 중합체로서 폴리에스테르우레탄 수지 A를 55 질량부로 배합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 회로 접속 구조체를 얻었다.
[실시예 4]
라디칼 중합성 물질로서 우레탄아크릴레이트를 20 질량부, M-325를 15 질량부 및 P-2M을 1 질량부 배합하고, 필름성 부여 중합체로서 폴리에스테르우레탄 수지 A를 65 질량부 배합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 회로 접속 구조체를 얻었다.
[비교예 1]
폴리에스테르우레탄 수지 A를 폴리에스테르우레탄 수지 B에 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 회로 접속 구조체를 얻었다.
[비교예 2]
폴리에스테르우레탄 수지 A를 폴리에스테르우레탄 수지 D(제품명: UR1400, 도요보사 제조, 유리 전이 온도 83℃, 중량 평균 분자량 50000)로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 회로 접속 구조체를 얻었다.
[비교예 3]
라디칼 중합성 물질로서 우레탄아크릴레이트를 25 질량부, M-325를 25 질량부 및 P-2M을 1 질량부 배합하고, 필름성 부여 중합체로서 폴리에스테르우레탄 수지 A를 10 질량부, 폴리에스테르우레탄 수지 B를 30 질량부 및 폴리에스테르우레탄 수지 C를 10 질량부 배합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 회로 접속 구조체를 얻었다.
[비교예 4]
라디칼 중합성 물질로서 우레탄아크릴레이트를 10 질량부, M-325를 15 질량부 및 P-2M을 1 질량부 배합하고, 필름성 부여 중합체로서 폴리에스테르우레탄 수지 A를 75 질량부 배합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 회로 접속 구조체를 얻었다.
(접속 저항의 측정)
얻어진 회로 접속 구조체에 대해서, 디지탈 멀티미터(어드밴티스트사 제조, 상품명: TR-6845)을 이용하여, 측정 전류 1 mA의 정전류하에서의 인접 전극 사이의 저항을 37점 측정하였다. 측정의 평균치가 3Ω 미만인 경우 「A」, 3Ω 이상인 경우 「B」로 하였다.
(압흔의 평가)
회로 접속부의 압흔의 형상을 올림푸스사 제조의 BH3-MJL 액정 패널 검사용 현미경을 이용하여, 유리 기판측으로부터 노마르스키 미분 간섭 관찰에 의해 평가하였다. 도 4에 관찰한 압흔의 사진의 일례를 도시한다. 도 4의 (a)는 압흔의 강도가 충분히 강하고 얼룩이 없는 상태를 나타내는 사진이다. 도 4의 (b)는 압흔의 강도가 약한 경우나 얼룩이 있는 상태를 나타내는 사진이다. 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 압흔의 강도가 충분히 강하고 얼룩이 없는 경우에는 「A」, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 압흔의 강도가 약한 경우나 얼룩이 있는 경우에는 「B」로 하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 회로 접속 재료를 구성하는 필름성 부여 중합체 및 라디칼 중합성 물질의 배합 비율, 및 회로 접속 구조체의 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure pat00002
1 MPa에서 압착을 행한 경우, 실시예 1 내지 4에서 제작한 회로 접속 재료는 압흔의 형성 및 접속 저항 모두 양호한 결과를 나타내었다. 이에 비하여, Tg 70℃ 이상의 필름성 부여 중합체만을 함유하는 비교예 1 및 2, Tg 70℃ 미만의 필름성 부여 중합체의 함유량이 적은 비교예 3에서는, 회로 접속 재료의 유동성이 부족하여, 압흔의 형성이 불충분하고, 접속 저항도 높았다. 또한, Tg 70℃ 미만의 필름성 부여 중합체의 함유량이 많은 비교예 4에서는 접착성이 충분하지 않기 때문에, 압흔의 형성이 불충분하고, 접속 저항도 높았다. 또한, 3 MPa에서 압착을 행한 경우에도, 비교예 1, 2 및 4에서는 접속 저항이 높고, 비교예 4에서는 압흔의 형성도 불충분하였다.
본 발명의 회로 접속 재료는 종래 달성이 곤란하였던 1.5 MPa 이하의 낮은 압력 조건에서의 회로 접속을 양호하게 달성할 수 있고, 압착시에 피착체에의 부하를 감소하는 것이 가능하다.
1: 회로 부재의 접속 구조
5, 11: 접착제 성분
7: 도전 입자
8: 지지 기재
10: 회로 접속 재료
20: 제1 회로 부재
21: 제1 기판
21a: 제1 기판 주면
22: 제1 접속 단자
30: 제2 회로 부재
31: 제2 기판
31a: 제2 기판 주면
32: 제2 접속 단자
40: 필름상 회로 접속 재료
100: 접착 시트

Claims (6)

  1. 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와, 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재 사이에 개재시키고, 가열 및 가압에 의해 상기 제1 회로 전극 및 상기 제2 회로 전극을 대향 배치된 상태에서 전기적으로 접속하기 위한 회로 접속 재료이며,
    상기 가압은 1.5 MPa 이하에서 행해지고,
    필름성 부여 중합체, 라디칼 중합성 물질, 라디칼 중합 개시제 및 도전 입자를 함유하고,
    상기 필름성 부여 중합체가 유리 전이 온도 70℃ 미만의 중합체를 포함하고, 상기 유리 전이 온도 70℃ 미만의 중합체의 배합량이 상기 필름성 부여 중합체 및 상기 라디칼 중합성 물질의 총량을 기준으로 하여 30 내지 70 질량％인 회로 접속 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름성 부여 중합체가 유리 전이 온도 50℃ 이상 70℃ 미만의 중합체를, 상기 필름성 부여 중합체의 전량을 기준으로 하여 50 질량％ 이상 포함하는 것인 회로 접속 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질이 2 관능 이하의 라디칼 중합성 물질을 포함하고, 상기 2 관능 이하의 라디칼 중합성 물질의 배합량이 상기 라디칼 중합성 물질의 전량을 기준으로 하여 50 질량％ 이상인 회로 접속 재료.
  4. 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재와,
    제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재와,
    상기 제1 회로 부재 및 상기 제2 회로 부재 사이에 배치된 제1항 또는 제2항에 기재된 회로 접속 재료를, 상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극이 대향 배치된 상태에서 가열 및 가압하여, 상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극을 전기적으로 접속하는 회로 부재의 접속 방법이며,
    상기 가압이 1.5 MPa 이하에서 행해지는, 회로 부재의 접속 방법.
  5. 제1 기판의 주면 상에 제1 회로 전극이 형성된 제1 회로 부재, 및 제2 기판의 주면 상에 제2 회로 전극이 형성된 제2 회로 부재 사이에, 제1항 또는 제2항에 기재된 회로 접속 재료를 배치하는 공정과,
    상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극이 대향 배치된 상태에서 가열 및 가압하여, 상기 제1 회로 전극과 상기 제2 회로 전극을 전기적으로 접속하는 공정을 구비하며,
    상기 가압이 1.5 MPa 이하에서 행해지는, 회로 접속 구조체의 제조 방법.
  6. 제5항에 기재된 제조 방법으로 제조되는 회로 접속 구조체.
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