KR20130072156A - 회로 접속 재료, 접속체 및 접속체를 제조하는 방법 - Google Patents

회로 접속 재료, 접속체 및 접속체를 제조하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130072156A
KR20130072156A KR1020120149105A KR20120149105A KR20130072156A KR 20130072156 A KR20130072156 A KR 20130072156A KR 1020120149105 A KR1020120149105 A KR 1020120149105A KR 20120149105 A KR20120149105 A KR 20120149105A KR 20130072156 A KR20130072156 A KR 20130072156A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
circuit
circuit member
electroconductive particle
connection material
Prior art date
Application number
KR1020120149105A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102036230B1 (ko
Inventor
겐고 시노하라
미사오 고구치
야스시 고토우
도루 후지나와
가즈야 마츠다
다카시 다츠자와
Original Assignee
히타치가세이가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히타치가세이가부시끼가이샤 filed Critical 히타치가세이가부시끼가이샤
Publication of KR20130072156A publication Critical patent/KR20130072156A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102036230B1 publication Critical patent/KR102036230B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
    • C09J9/02—Electrically-conducting adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/04—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36—Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361—Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0137—Materials
    • H05K2201/0154—Polyimide
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203—Fillers and particles
    • H05K2201/0206—Materials
    • H05K2201/0212—Resin particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

본 발명은 절연성 접착제와, 상기 절연성 접착제 중에 분산된 도전성 입자를 함유하고, 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하기 위해서 이용되는 회로 접속 재료에 관한 것이다. 제1 기판 및/또는 제2 기판이 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판이고, 도전성 입자가 플라스틱 입자 및 상기 플라스틱 입자를 피복하는 금속층을 갖고, 도전성 입자를 그 직경의 20％ 압축 변위했을 때의 K값이 0.20 내지 3.2 GPa이다.

Description

회로 접속 재료, 접속체 및 접속체를 제조하는 방법{CIRCUIT CONNECTING MATERIAL, CONNECTION STRUCTURE AND METHOD FOR PRODUCING CONNECTION STRUCTURE}
본 발명은 회로 접속 재료, 접속체 및 접속체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근에, 전자 부품의 소형화, 박형화 및 고성능화가 진행하고, 그와 더불어 경제적인 고밀도 실장 기술의 개발이 활발히 행해지고 있다. 전자 부품과 미세 회로 전극의 접속을, 종래의 땜납 및 고무 커넥터에 의해서 대응하는 것은 곤란하다. 따라서, 분해능이 우수한 이방 도전성의 접착제 및 그의 필름을 이용하는 접속 방법이 다용되고 있다. 예를 들면, 액정 디스플레이(Liquid Cristal Display)의 유리와, TAB(Tape Automated Bonding) 및 FPC(Flexible Print Circuit)와 같은 회로 부재를 접속하는 데 있어서, 도전성 입자를 함유하는 이방 도전성 접착 필름을 대향하는 전극 사이에 끼우고, 가열 및 가압함으로써, 동일한 기판 상에서 인접하는 전극끼리의 절연성을 유지하면서, 양 기판의 전극끼리를 전기적으로 접속하여, 미세 전극을 갖는 전자 부품과 회로 부재가 접착 고정된다.
모듈의 경량화 및 박형화의 요구로부터, 액정 표시 장치 및 전자 페이퍼 등의 표시 모듈의 기판으로서, 종래의 유리 기판을 대신하여, 플라스틱 기판 등의 플렉시블 기판을 사용하기 위한 검토가 행하여지고 있다.
일본 특허 공개(평)08-148213호 공보 일본 특허 공개(평)08-124613호 공보 일본 특허 공개(평)11-50032호 공보
플렉시블 배선판은, 일반적으로, 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판과, 플렉시블 기판 상에 형성된 전극을 갖는다. 플렉시블 배선판의 전극은 주로 금속 등의 박막이다.
고정밀한 회로의 접속을 행하기 위해서는 도전성 입자를 함유하는 이방 도전성 접착제가 회로 접속 재료로서 이용되는 경우가 많다. 그러나, 종래의 회로 접속 재료를 이용하면, 회로 접속을 위한 가열 및 가압에 의해, 플렉시블 기판 상의 전극이 파단하거나, 균열을 발생시키거나 하기 쉽다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 주된 목적은, 플렉시블 기판을 갖는 회로 부재를, 도전성 입자를 함유하는 회로 접속 재료에 의해서 접속하는 경우에 있어서, 플렉시블 기판 상의 전극의 손상을 충분히 방지하는 데에 있다.
본 발명은 절연성 접착제와, 상기 절연성 접착제 중에 분산된 도전성 입자를 함유하는 회로 접속 재료에 관한 것이다. 본 발명에 따른 회로 접속 재료는 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하기 위해서 이용된다. 제1 기판 및/또는 제2 기판은, 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판이다. 도전성 입자는 플라스틱 입자 및 상기 플라스틱 입자를 피복하는 금속층(금속 피복)을 갖는다. 도전성 입자를 그 직경의 20％ 압축 변위했을 때의 압축 경도 K값은 예를 들면 0.20 내지 3.2 GPa이다.
본 발명에 따른 회로 접속 재료에 따르면, 플렉시블 기판 상의 전극의 손상을 방지하면서, 회로 부재끼리가 전기적으로 접속된 접속체를 얻을 수 있다.
제1 기판이 IC칩 또는 플렉시블 기판이고, 제2 기판이 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판일 수도 있다.
도전성 입자를 그 직경의 40％ 압축 변위했을 때의 압축 경도 K값은 0.29 내지 3.4 GPa일 수도 있다.
도전성 입자의 압축 회복률은 1 내지 90％일 수도 있다.
도전성 입자는 금속층의 외측에 설치된 절연성 수지층을 더 가질 수도 있다.
170℃ 이하에서 10초간 가열된 후의 40℃에서의 회로 접속 재료의 주파수 10 Hz의 저장 탄성률 E'은 0.5 내지 2.5 GPa일 수도 있다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제1 회로 부재와 대향하여 배치되고, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재와, 제1 회로 부재와 제2 회로 부재 사이에 설치되고, 제1 회로 부재와 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하는 접착층를 구비하는 접속체에 관한 것이다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제1 회로 부재와 대향하여 배치되고, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재와의 사이에 회로 접속 재료를 배치하고, 그 상태에서 전체를 가열 및 가압하여, 회로 접속 재료로 형성된 접착층에 의해 제1 회로 부재와 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하는 공정을 구비하는 회로 부재가 접속된 접속체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기한 제1 기판 및/또는 제2 기판은 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판이다. 상기 접착층은 본 발명에 따른 회로 접속 재료로 형성된 층이다.
도 1은 실시예 및 비교예의 접속체의 접속 부분을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 참고예의 접속체의 접속 부분을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 기재되는 모든 구성은 본 발명의 취지를 일탈하지 않은 범위에서 임의로 조합할 수 있다. 예를 들면, 본 명세서에 기재되는 수치 범위의 상한치 및 하한치 및 실시예에 기재되는 수치로부터 임의로 선택되는 수치를 상한치 또는 하한치로서 이용하여, 각종 특성에 관한 수치 범위를 규정할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 회로 접속 재료는 절연성 접착제와, 도전성 입자를 함유하는 조성물이다.
절연성 접착제는 절연 시트 등에 이용되고 있는 열가소성 재료일 수도 있고, 열 또는 광에 의해 경화하는 경화성 수지일 수도 있다. 접속 후의 내열성 및 내습성이 우수한 점에서, 경화성 수지를 절연성 접착제로서 사용할 수 있다. 그 중에서도 에폭시계 접착제는 단시간 경화가 가능하고 접속 작업성이 좋고, 또한 분자 구조상 접착성이 우수하다는 등의 특징을 갖고 있다.
에폭시계 접착제는, 예를 들면 고분자 에폭시 수지, 고형 에폭시 수지 및 액상 에폭시 수지 등의 에폭시 수지를 주로 함유한다. 에폭시계 접착제는 임의로 페녹시 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르, NBR 및 고무 등의 수지, 경화제 및 커플링제 등의 각종 변성제 및 촉매 등의 첨가제를 함유하고 있을 수도 있다.
에폭시 수지는 에피클로로히드린과 비스페놀 A, F, AD 등으로부터 유도되는 비스페놀형 에폭시 수지, 에피클로로히드린과 페놀노볼락 또는 크레졸노볼락으로부터 유도되는 에폭시노볼락 수지, 나프탈렌환을 포함하는 나프탈렌계에폭시 수지, 글리시딜아민, 글리시딜에스테르, 비페닐형 에폭시 수지 및 지환식 에폭시 수지 등의, 1분자 내에 2개 이상의 글리시딜기를 갖는 각종 에폭시 화합물일 수도 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다. 에폭시 수지는 불순물이온(Na+, Cl- 등) 및 가수분해성 염소 등의 농도가 300 ppm 이하로 감소된 고순도품인 것이 일렉트론마이그레이션 방지를 위해 바람직하다.
경화제는, 예를 들면 이미다졸계, 히드라지드계, 3불화 붕소-아민 착체, 술포늄염, 아민이미드, 디아미노말레오니트릴, 멜라민 및 그의 유도체, 폴리아민염 또는 디시안디아미드일 수도 있고, 이들의 변성물일 수도 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용된다. 이들은 음이온 또는 양이온 중합성의 촉매형 경화제로서 속경화성을 얻기 쉽다. 또한, 이들 경화제의 경우, 화학당량적인 고려의 필요성이 작다. 경화제로서는 기타, 폴리아민류, 폴리머캅탄, 폴리페놀, 산 무수물 등의 중부가형의 경화제를 들 수 있다. 중부가형의 경화제와 촉매형 경화제의 병용도 가능하다.
음이온 중합형의 촉매형 경화제인 제2 아민류, 이미다졸류 또는 이들 모두와, 에폭시 수지를 함유하는 절연성 접착제는 160℃ 내지 200℃ 정도의 중온에서 수10초 내지 수시간 정도의 가열에 의해 경화하는 점에서, 사용 가능 시간(가용 시간)이 비교적 길다. 양이온 중합형의 촉매형 경화제로서는 에너지선 조사에 의해 수지를 경화시키는 감광성 오늄염, 예를 들면 방향족 디아조늄염 및 방향족 술포늄염 등이 주로 이용될 수 있다. 열에 의해서 활성화하여 에폭시 수지를 경화시키는 촉매형 경화제로서 지방족 술포늄염 등이 있다. 이 종류의 경화제는 속경화성이라는 특징을 갖는다.
이들 경화제를, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 물질, Ni, Cu 등의 금속 박막, 또는 규산칼슘 등의 무기물로 피복하여 얻어지는 마이크로캡슐화된 경화제는 사용 가능 시간을 연장할 수 있다.
절연성 접착제는, 예를 들면 충전제, 연화제, 촉진제, 노화 방지제, 착색제, 난연제, 유전 재료, 틱소트로픽제, 커플링제, 페놀 수지, 멜라민 수지 및 이소시아네이트류 등의 경화제로부터 선택되는 추가의 성분을 함유할 수도 있다.
회로 접속 재료는 취급성의 면에서 필름상일 수도 있다. 회로 접속 재료가 함유할 수 있는 필름 형성재로서, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 및 고무 등을 들 수 있다. 회로 접속 재료로서 높은 신뢰성을 얻기 위해서 페녹시 수지를 사용할 수 있다. 페녹시 수지는 고속 액체 크로마토그래피(HLC)로부터 구해진 중량 평균 분자량이 10000 이상의 고분자량 에폭시 수지에 상당한다. 페녹시 수지에는 에폭시 수지와 같이, 비스페놀 A형, AD형 및 AF형 등의 종류가 있다. 페녹시 수지는 에폭시 수지와 구조가 유사한 점에서 상용성이 좋고, 또한 접착성도 양호하다. 필름 형성재의 분자량이 클수록 필름 형성성이 용이하게 얻어지고, 또한 접속시의 유동성에 영향을 주는 용융 점도를 광범위하게 설정할 수 있다. 용융 점도 및 다른 수지와의 상용성 등의 점에서, 중량 평균 분자량은, 10000 내지 80000, 또는 20000 내지 60000일 수도 있다. 필름 형성재로서의 수지는 수산기 및 카르복실기 등의 극성기 등을 갖는 것에 의해, 에폭시 수지와의 상용성이 향상하여, 균일한 외관이나 특성을 갖는 필름이 얻어지고, 또한 경화 시의 반응 촉진에 의한 단시간 경화를 얻는 것도 할 수 있다. 필름 형성재의 양은, 필름 형성성, 경화 반응의 촉진의 점에서, 절연성 접착제 전체에 대하여 20 내지 80 질량％일 수도 있다. 용융 점도 조정 등을 위해 스티렌계 수지 및 아크릴 수지 등을 적절하게 혼합할 수도 있다.
필름 형성재는, 예를 들면 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리페닐렌옥시드, 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 크실렌 수지, 에폭시 수지, 폴리이소시아네이트 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지 및 폴리에스테르우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 적어도 1종의 수지일 수도 있다. 수산기 등의 관능기를 갖는 수지에 의해 접착성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 이들 수지(고분자)가 라디칼 중합성의 관능기로 변성되어 있을 수도 있다.
절연성 접착제는 가열 또는 광에 의해서 유리 라디칼을 발생하는 경화제와, 라디칼 중합성 물질을 함유할 수 있다.
가열 또는 광에 의해 유리 라디칼을 발생하는 경화제(이하, 「유리 라디칼 발생제」라고도 함)는 가열에 의해 분해되어 유리 라디칼을 발생한다. 유리 라디칼 발생제는 예를 들면 과산화 화합물 또는 아조계 화합물이다. 유리 라디칼 발생제는 목적으로 하는 접속 온도, 접속 시간, 가용 시간 등에 따라서 적절하게 선정된다. 고반응성 및 가용 시간의 점에서, 유리 라디칼 발생제는 반감기 10시간의 온도가 40℃ 이상 또한, 반감기 1분의 온도가 180℃ 이하인 유기 과산화물일 수도 있다. 이 경우, 가열 또는 광에 의해 유리 라디칼을 발생하는 경화제의 배합량은 절연성 접착제의 질량을 기준으로 하여 0.05 내지 10 질량％ 정도, 또는 0.1 내지 5 질량％일 수도 있다.
가열 또는 광에 의해 유리 라디칼을 발생하는 경화제는, 예를 들면 디아실퍼옥시드, 퍼옥시디카보네이트, 퍼옥시에스테르, 퍼옥시케탈, 디알킬퍼옥시드 및 히드로퍼옥시드로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물일 수도 있다. 회로 부재의 접속 단자의 부식을 억제하기 위해서, 퍼옥시에스테르, 디알킬퍼옥시드 및 히드로퍼옥시드로부터 선택되는 유리 라디칼 발생제를 사용할 수 있다. 고반응성이 얻어지는 퍼옥시에스테르를 이용할 수도 있다.
디아실퍼옥시드로서는, 예를 들면 이소부틸퍼옥시드, 2,4-디클로로벤조일퍼옥시드, 3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥시드, 옥타노일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, 스테아로일퍼옥시드, 숙시닉퍼옥시드, 벤조일퍼옥시톨루엔 및 벤조일퍼옥시드를 들 수 있다.
퍼옥시디카보네이트로서는, 예를 들면 디-n-프로필퍼옥시디카보네이트, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, 디-2-에톡시메톡시퍼옥시디카보네이트, 디(2-에틸헥실퍼옥시)디카보네이트, 디메톡시부틸퍼옥시디카보네이트 및 디(3-메틸-3-메톡시부틸퍼옥시)디카보네이트를 들 수 있다.
퍼옥시에스테르로서는, 예를 들면 쿠밀퍼옥시네오데카노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시네오데카노에이트, 1-시클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(2-에틸헥사노일퍼옥시)헥산, 1-시클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, t-헥실퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시이소부티레이트, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, t-헥실퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(m-톨루오일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카보네이트 및 t-헥실퍼옥시벤조에이트, t-부틸퍼옥시아세테이트를 들 수 있다.
퍼옥시케탈로서는, 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 및 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)데칸을 들 수 있다.
디알킬퍼옥시드로서는, 예를 들면 α,α'-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠, 디쿠밀퍼옥시드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 및 t-부틸쿠밀퍼옥시드를 들 수 있다.
히드로퍼옥시드로서는, 예를 들면 디이소프로필벤젠히드로퍼옥시드 및 쿠멘히드로퍼옥시드를 들 수 있다.
이들 가열 또는 광에 의해 유리 라디칼을 발생하는 경화제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 분해 촉진제, 억제제 등을 유리 라디칼 발생제와 조합하여도 된다.
라디칼 중합성 물질은 라디칼에 의해 중합하는 관능기를 갖는 물질이다. 라디칼 중합성 물질은, 예를 들면 아크릴레이트, 메타크릴레이트 및 말레이미드 화합물로부터 선택된다.
아크릴레이트 및 메타크릴레이트로서는, 예를 들면 우레탄아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리 아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디아크릴옥시프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시메톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시폴리에톡시)페닐]프로판, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트, 비스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, ε-카프로락톤 변성 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트 및 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트를 들 수 있다.
이들 라디칼 중합성 물질은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 본 실시 형태에 따른 절연성 접착제는 25℃에서의 점도가 100000 내지 1000000 mPa·s인 라디칼 중합성 물질을 적어도 1종 함유하고 있을 수도 있다. 절연성 접착제는 100000 내지 500000 mPa·s의 점도(25℃)를 갖는 라디칼 중합성 물질을 함유할 수도 있다. 라디칼 중합성 물질의 점도는 시판되고 있는 E형 점도계를 이용하여 측정할 수 있다.
라디칼 중합성 물질 중에서도 우레탄아크릴레이트 또는 우레탄메타아크릴레이트를 이용함으로써 특히 우수한 접착성을 얻을 수 있다. 내열성을 향상시키기 위해서 이용하는 유기 과산화물에 의해 가교된 후, 단독으로 100℃ 이상의 유리 전이 온도(Tg)를 나타내는 라디칼 중합성 물질을, 우레탄아크릴레이트 또는 우레탄메타아크릴레이트와 병용할 수도 있다. 이러한 라디칼 중합성 물질로서는 디시클로펜테닐기, 트리시클로데카닐기, 트리아진환 또는 이들의 조합을 갖는 화합물이 있다. 보다 한층 양호한 특성을 얻기 위해서 트리시클로데카닐기 또는 트리아진환을 갖는 라디칼 중합성 물질을 이용할 수도 있다.
절연성 접착제는, 필요에 따라서 히드로퀴논, 메틸에테르히드로퀴논류 등의 중합 금지제를 함유할 수도 있다.
절연성 접착제가 인산에스테르 구조를 갖는 라디칼 중합성 물질을 라디칼 중합성 물질의 합계량 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부 함유하면, 금속 등의 무기물 표면에 대한 접착 강도가 향상될 수 있다. 같은 관점에서, 이 양은 0.5 내지 5 중량부일 수도 있다. 인산에스테르 구조를 갖는 라디칼 중합성 물질은, 예를 들면 무수인산과 2-히드록실(메트)아크릴레이트와의 반응물로서 얻어진다. 구체적으로는 2-메타크릴로일옥시에틸애시드포스페이트 및 2-아크릴로일옥시에틸애시드포스페이트를 들 수 있다. 이들은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
말레이미드 화합물은, 예를 들면 말레이미드기를 2개 이상 갖는다. 말레이미드 화합물은, 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 및 2,2-비스[4-(4-말레이미드페녹시)페닐]헥사플루오로프로판으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물일 수도 있다. 이들은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용된다. 말레이미드 화합물과, 알릴페놀, 알릴페닐에테르 및 벤조산알릴 등의 알릴 화합물을 병용할 수도 있다.
회로 접속 재료는 충전재, 연화제, 촉진제, 노화 방지제, 착색제, 난연화제, 틱소트로픽제, 커플링제, 페놀 수지, 멜라민 수지, 이소시아네이트류 등을 함유할 수도 있다.
회로 접속 재료가 충전재를 함유하면, 접속 신뢰성 등이 더욱 향상될 수 있다. 충전재의 최대 직경이 도전성 입자의 입경 미만일 수도 있다. 충전재의 양은, 5 내지 60 부피％일 수도 있다. 충전재의 양이 60 부피％를 초과하면, 신뢰성 향상의 효과가 포화할 가능성이 있다.
커플링제는, 예를 들면 비닐기, 아크릴기, 아미노기, 에폭시기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 기를 갖는 화합물일 수도 있다. 이들 기를 갖는 화합물에 따르면, 절연성 접착제의 접착성이 향상될 수 있다.
회로 접속 재료가 함유하는 도전성 입자를 그 직경의 20％ 압축 변위했을 때의 K값(K20), 다시 말해서, 도전성 입자를, 변형률이 20％가 될 때까지 압축 변형시켰을 때의 K값(K20)(변형률은 도전성 입자의 직경에 관한 변위의 비율임)은 0.20 내지 3.2 GPa(20 내지 320 kgf/mm2)일 수도 있다. K20은 0.29 내지 2.4 GPa(30 내지 240 kgf/mm2)일 수도 있다.
이 도전성 입자를 그 직경의 40％ 압축 변위했을 때의 K값(K40)은 0.29 내지 3.4 GPa(30 내지 350 kgf/mm2) 또는 0.39 내지 1.9 GPa(40 내지 190 kgf/mm2)일 수도 있다.
압축 경도 K값은 도전성 입자의 유연도의 지표이다. 도전성 입자의 K값은 미소 압축 시험기를 이용하여, 스테이지 온도 200℃로 설정하고, 평면 압자를 이용하여, 도전성 입자를 0.33 mN/초의 속도로 압축하고, 그때의 응력-왜곡선으로부터, 하중 F(kgf), 변위 S(mm), 입자의 반경(mm) R, 탄성률 E( kgf/mm2), 포아슨비 σ로 했을 때 탄성구의 압축식(F=(21/2/3))·(S3 /2)·(E·R1 /2)/(1-σ2))으로부터 식: K=E/(1-σ2)=(3/21/2)·F·(S-3/2)·(R-1/2)를 이용하여 구할 수 있다. 또한, 변형률 X(％), 구의 직경 D(㎛)로 하면 식: K=3000F/(D2·X3 /2)*106에 의해 K값을 구할 수 있다. 변형률 X는 식: X=(S/D)×100에 의해 계산된다. K값 측정용의 평면 압자로서, 1변 50 ㎛의 정방형의 저면을 갖는 각기둥상의 다이아몬드제의 압자를 사용할 수 있다. 압축 시험에 있어서의 최대 시험 하중은 예를 들면 50 mN로 설정된다.
도전성 입자의 압축 회복률은 1 내지 90％, 또는 10 내지 60％일 수도 있다. 도전성 입자의 압축 회복률은 미소 압축 시험기를 이용하여 측정된다. 압축 회복률은 압축 시험기가 입자의 접촉을 검지하고 나서 5 mN의 하중을 가하기까지의 변위량의, 그 후 하중을 해방한 후의 변위량에 관한 비율로서 정의된다. 회복률의 측정 시의 스테이지 온도는 200℃로 설정된다.
이상과 같은 K값 및 압축 회복률을 갖는 도전성 입자는, 예를 들면 이하에 설명하는 실시 형태에 따른 구성을 갖는다.
본 실시 형태에 따른 도전성 입자는 플라스틱 입자 및 상기 플라스틱 입자를 피복하는 금속층을 갖는다. 금속층은 플라스틱 입자의 표면을 전부 피복하고 있을 필요는 없고, 플라스틱 입자의 표면의 일부를 피복하고 있을 수도 있다.
금속층은, 예를 들면 Ni, Ni/Au, Ni/Pd, Cu 및 NiB로 이루어지는 군에서 선택되는 각종 금속을 포함한다. 금속층은 도금, 증착, 스퍼터 등으로 제작되는 박막일 수도 있다. 절연성 향상의 관점에서, 도전성 입자는 금속층의 외측에 금속층을 덮는 실리카, 아크릴 수지 등의 절연성 재료의 층을 가질 수도 있다.
플라스틱 입자의 직경은, 평균으로 1 내지 15 ㎛일 수도 있다. 고밀도 실장의 관점에서, 플라스틱 입자의 직경은 평균으로 1 내지 5 ㎛일 수도 있다. 전극의 표면 요철의 변동이 있는 경우에 보다 안정적으로 접속 상태를 유지하는 관점에서는 플라스틱 입자의 직경은 평균으로 2 내지 5 ㎛일 수도 있다.
플라스틱 입자는, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리메틸아크릴레이트와 같은 아크릴 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌 및 폴리부타디엔과 같은 폴리올레핀 수지 및 폴리스티렌 수지로부터 선택되는 수지를 포함한다.
압축 경도 K값 및 압축 회복률의 제어의 용이함의 관점에서, 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체의 1 종류를 중합시켜 얻어지는 수지를 포함하는 플라스틱 입자, 또는 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체의 2종 이상을 공중합시켜 얻어지는 수지를 포함하는 플라스틱 입자를 사용할 수 있다. 에틸렌성 불포화기를 갖는 2종 이상의 중합성 단량체를 공중합시켜 플라스틱 입자를 얻는 경우, 비가교성 단량체와 가교성 단량체를 병용하여, 이들의 공중합 비율, 종류를 적절하게 조정함으로써, 플라스틱 입자의 압축 경도 K값 및 압축 회복률을 용이하게 제어할 수 있다. 상기 비가교성 단량체 및 상기 가교성 단량체로서는, 예를 들면 일본 특허 공개 제2004-165019호 공보에 기재되는 단량체를 사용할 수 있다.
회로 접속 재료에 포함되는 도전성 입자의 밀도는 접속하는 전극의 정밀도 등에 따라서 결정된다. 도전성 입자의 밀도는, 통상 절연성 접착제 100 부피％에 대하여 1 내지 50 부피％이다. 절연성 및 제조 비용의 관점에서, 도전성 입자의 밀도는 1 내지 30 부피％일 수도 있다.
필름상의 회로 접속 재료(이방 도전성 접착제 필름)는, 예를 들면 상술한 절연성 접착제 및 도전성 접착제를 용제에 용해하거나 또는 분산매에 분산시켜 도공액을 제조하는 공정과, 이 도공액을 이형지 등의 박리성 기재 상에 도포하거나 또는 부직포 등의 기재에 함침시키고, 도공액을 경화제의 활성 온도 이하에서 건조하여, 용제 또는 분산액을 제거하는 공정을 갖는 방법에 의해 얻을 수 있다. 용제로서, 방향족 탄화수소계와 산소 함유계의 혼합 용제를 이용함으로써 재료의 용해성을 향상시킬 수 있다. 산소 함유계 용제의 SP값이 8.1 내지 10.7인 것에 의해, 잠재성 경화제를 특히 효과적으로 보호할 수 있다. 이 산소 함유계 용제는 예를 들면 아세트산에스테르이다. 용제의 비점은 150℃ 이하일 수도 있다. 비점이 150℃를 초과하면, 건조를 위해 고온을 요한다. 건조 온도가 잠재성 경화제의 활성 온도에 가까운 점에서 잠재성의 저하를 초래하여, 저온에서는 건조 시의 작업성이 저하되는 경향이 있다. 이 때문에 용제의 비점은 60 내지 150℃, 또는 70 내지 130℃일 수도 있다.
필름상의 회로 접속 재료는 다층의 접착제층을 가질 수도 있다. 예를 들면, 이방 도전성을 부여하기 위해서 도전성 입자(도전 패턴층)를 포함하는 접착 필름과, 도전성의 재료를 포함하지 않는 절연성층으로 구성되는 2층 구성의 이방 도전성 접착제 필름, 또는 도전성 입자(도전성 패턴)를 포함하는 접착 필름과, 그의 양측에 설치되고 도전성의 재료를 포함하지 않는 절연성층으로 구성되는 3층 구성의 이방 도전성 접착제 필름을 회로 접속 재료로서 사용할 수 있다. 도전성 입자(도전 패턴)는 복수의 층에 존재할 수 있다.
이들 다층 구성의 이방 도전성 접착제 필름은, 접속되는 전극 상에 효율 좋게 도전성 입자(도전 패턴)을 배치할 수 있기 때문에, 좁은 피치로 배치된 전극 접속에 유리하다. 회로 부재와의 접착성을 고려하여, 접속되는 각각의 회로 부재에 대하여 접착성이 우수한 접착 필름을 라미네이트하여 회로 접속 재료를 다층화할 수도 있다.
본 실시 형태에 따른 회로 접속 재료는, 예를 들면 170℃ 이하에서 10초간의 가열에 의해 저점도화하여, 도전성 입자를 통해 전극을 전기적으로 접속하기 위해서 사용할 수 있다. 본 실시 형태에 따른 회로 접속 재료를 120℃ 이상 170℃ 이하에서 10초간 가열하여 형성되는 경화체(접착층)의 40℃에서의 주파수 10 Hz의 저장 탄성률 E'은 0.5 내지 2.5 GPa일 수도 있다.
본 실시 형태에 따른 회로 접속 재료는 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제1 회로 부재와 대향하여 배치되고, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재와의 사이에 해당 회로 접속 재료를 배치하고, 그 상태에서 전체를 가열 및 가압하여, 회로 접속 재료로 형성된 접착층에 의해 제1 회로 부재와 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하는 공정을 구비하는 회로 부재를 접속하는 방법에 이용된다.
상기한 제1 기판, 제2 기판 또는 이들 양쪽은, 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판이다. 플렉시블 기판의 굽힘 탄성률은 예를 들면 10 GPa 이하이다.
플렉시블 기판은, 예를 들면 비교적 내열성이 높은 폴리이미드(PI) 및 비교적 내열성이 낮은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)로부터 선택되는 열가소성 수지를 포함하는 유기 기재를 갖는다.
플렉시블 기판은 유기 기재의 표면 상에 형성된, 광학 및 기계적 특성을 향상하기 위한 하드 코팅 등의 개질 처리막 및 보호막 등으로부터 선택되는 1 또는 2 이상의 층을 더 가질 수도 있다. 기판의 취급 및 반송을 쉽게 하기 위한 보강재로서, 접합 또는 도포 등에 의해 배치된, 유리 기재 및 SUS 등을 갖는 복합 재료를 플렉시블 기판으로서 이용할 수 있다.
단체로 필름으로서의 강도를 유지하고, 또한 가곡성을 확보하는 점에서, 플렉시블 기판의 두께는 10 내지 200 ㎛ 정도, 또는 10 내지 125 ㎛ 정도일 수도 있다.
플렉시블 기판 상에 설치되는 접속 단자를 형성하는 전극 재료로서는 Ni, Al, Au, Cu, Ti 및 Mo 등의 금속 및 ITO 및 IZO 등의 투명 도전체를 들 수 있다.
제2 기판이 플렉시블 기판일 때, 제1 기판은 IC칩일 수도 있고, 플렉시블 기판일 수도 있다. 제1 기판이 IC칩이고, 제2 기판이 플렉시블 기판일 때, COP(Chip on Plastic substrate) 접속을 위해 회로 접속 재료가 이용된다. 제1 기판 및 제2 기판이 플렉시블 기판일 때, FOP(Film on Plastic substrate) 접속을 위해 회로 접속 재료가 이용된다.
플렉시블 기판을 갖는 제2 회로 부재와 접속되는 제1 회로 부재로서는 반도체칩, 트랜지스터, 다이오드, 사이리스터 등의 능동 소자, 컨덴서, 저항체, 코일 등의 수동 소자 등의 전자 부품, 인쇄 기판, ITO 등이 회로 형성된 유리 기판을 들 수 있다. 반도체칩이나 기판의 전극 패드 상에는 도금으로 형성되는 범프나 금 와이어의 선단을 토치 등에 의해 용융시켜 금볼을 형성하고, 이 볼을 전극 패드 상에 압착한 후, 와이어를 절단하여 얻어지는 와이어 범프 등의 돌기 전극을 설치하여 접속 단자로서 사용할 수 있다.
회로 부재의 접속 단자는 단수여도 되지만, 통상은 다수 설치되어 있다. 적어도 일조의 회로 부재를, 이들 회로 부재의 접속 단자의 적어도 일부를 대향 배치하고, 대향 배치한 접속 단자 사이에 회로 접속 재료를 개재시킨다. 이 상태에서 가열 및 가압함으로써, 대향 배치한 접속 단자끼리를 전기적으로 접속하여 접속체를 얻는다. 대향 배치한 접속 단자끼리는 도전성 입자를 통해 전기적으로 접속된다.
[실시예]
이하, 실시예를 예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
라디칼 중합성 물질인 우레탄아크릴레이트(제품명: UA-5500T, 신나카무라 가가꾸 고교사 제조) 20 중량부, 비스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트(제품명: M-215, 도아 고세이사 제조) 15 중량부, 디메틸올트리시클로데칸디아크릴레이트(제품명: DCP-A, 교에이샤 가가꾸사 제조) 5 중량부 및 2-메타크릴로일옥시에틸애시드포스페이트(제품명: P-2M, 교에이샤 가가꾸사 제조) 1 중량부와, 벤조일퍼옥시드(제품명: 나이퍼 BMT-K, 닛본 유시 제조) 8 중량부와, 폴리에스테르우레탄 수지(제품명: UR4800, 도요보세끼사 제조)를 톨루엔/메틸에틸케톤=50/50의 혼합 용제에 용해하여 얻은 40 질량％의 폴리에스테르우레탄 수지 용액 60 중량부를 혼합하고, 교반하여, 결합제 수지(절연성 접착제)의 용액을 얻었다. 이 결합제 수지의 용액에, 핵으로서의 폴리스티렌 입자와, 폴리스티렌 입자의 표면을 덮어 내측에서부터 순서대로 설치된 두께 0.2 ㎛의 니켈층 및 두께 0.04 ㎛의 금층을 갖는 평균 입경 3 ㎛의 도전성 입자를, 절연성 접착제에 대하여 10 부피％의 비율로 분산시켰다. 도전성 입자의 20％ 압축 변형 시의 K값(K20)은 0.74 GPa(75 kgf/mm2), 40％ 압축 변형 시의 K값(K40)은 0.66 GPa(67 kgf/mm2), 압축 회복률은 30％였다. 또한, 평균 입경 2 ㎛의 실리콘 미립자(제품명: KMP-605, 신에쓰 가가꾸사 제조)를 결합제 수지 100 중량부에 대하여 20 중량부의 비율로 분산시켜, 결합제 수지, 도전성 입자 및 실리콘 미립자를 포함하는 회로 접속 재료의 도공액을 얻었다. 이 도공액을 한쪽면을 표면 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(두께 50 ㎛)에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 도막을 70℃의 열풍에 의해 건조하여, 회로 접속 재료로서의 이방 도전성 접착제 필름(두께 20 ㎛)를 형성시켰다. 도전성 입자의 K값은 1변 50 ㎛의 정방형의 저면을 갖는 각기둥상의 다이아몬드제 평면 압자를 이용하여, 최대 시험 하중 50 mN, 압축 속도 0.33 mN/초로 압축 시험을 행함으로써 측정하였다.
폴리이미드 필름(25℃에서의 탄성률: 5800 MPa)과, 폴리이미드 필름 상에 형성된 SiO2막(두께 1000Å)와, SiO2막 상에 설치된 전극으로서의 두께 2500Å의 ITO막을 갖는 플렉시블 기재를 준비하였다. 이 플렉시블 기재와, 12 ㎛×100 ㎛의 범프를 갖는 IC칩 사이에 이방 도전성 접착제 필름을 끼웠다. 이 상태에서, 이방 도전성 접착제 필름의 도달 온도가 160℃가 되도록 가열하면서, 총 접속 면적당 100 MPa의 압력으로 5초간 전체를 가압하여, 플렉시블 기재와 IC칩을 접속한 접속체를 얻었다.
얻어진 접속체의 단면을 관찰하여, 도전성 입자와 접촉하고 있는 부분의 접속 단자(ITO막)의 변형량을 측정한 바, 0.5 ㎛ 이하였다. 도 1의 (a)는 실시예 1의 접속체의 접속 부분을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 플렉시블 기판(폴리이미드 필름) (10) 상의 접속 단자(ITO막) (1)에는 도전성 입자 (5)와의 접촉에 의해 압흔이 형성되어, 접속 단자 (1)과 ITO 칩의 범프 (3)의 사이의 도통이 확보되어 있는 것이 확인되었다. 도전성 입자와의 접촉에 의해 형성된 ITO막의 오목부의 깊이를 전극의 변형량으로 하였다. 이 변형량은 오목부 중, 도전성 입자와 접촉하지 않은 부분(오목부 이외의 부분)의 전극 표면으로부터의 변위가 가장 큰 부분의 깊이이다.
실시예 2
비스페놀 F형 페녹시 수지 100 g을 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸과의 혼합 용제에 용해시켜, 농도 60 질량％의 비스페놀 F형 페녹시 수지 용액을 얻었다. 또한, 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지 50 g을 질량비 50:50의 톨루엔과 아세트산에틸과의 혼합 용제에 용해시켜, 농도 45 질량％의 비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지 용액을 얻었다.
얻어진 2개의 페녹시 수지 용액을 혼합하여 혼합 용액을 얻었다. 이 혼합 용액에 액상 에폭시 수지를 가하였다. 액상 에폭시 수지의 양은 비스페놀 F형 페녹시 수지:비스페놀 A·F 공중합형 페녹시 수지:액상 에폭시 수지가 질량비로 30:30:40이 되도록 조정하였다.
얻어진 용액 100 g에 실시예 1과 같은 도전성 입자를 절연성 접착제에 대하여 10 부피％의 비율로 분산시켰다. 거기에, 잠재성 경화제로서의 방향족 술포늄염 2.4 g을 더 첨가하여 도공액을 얻었다. 이 도공액을 한쪽면을 표면 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(두께 50 ㎛)에 도공 장치를 이용하여 도포하고, 70℃에서 5분간의 열풍 건조에 의해, 회로 접속 재료로서의 이방 도전성 접착제 필름(두께 20 ㎛)을 형성시켰다.
제작한 이방성 도전 접착제 필름을 이용하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 플렉시블 기재와 IC칩이 접속된 접속체를 제작하였다. 얻어진 접속체의 단면을 관찰하여, 도전성 입자와 접촉하고 있는 부분의 접속 단자(ITO막)의 변형량을 측정한 바, 0.5 ㎛ 이하였다. 회로의 파단 및 균열 등은 관찰되지 않았다. 도전성 입자와의 접촉에 의해 압흔이 접속 단자(ITO막)에 형성되어 있는 것이 관찰되었다.
비교예 1
핵으로서의 폴리스티렌 입자와, 폴리스티렌 입자의 표면을 덮어 내측에서부터 순서대로 설치된 두께 0.2 ㎛의 니켈층 및 두께 0.04 ㎛의 금층을 갖는 평균 입경 3 ㎛의 도전성 입자를 준비하였다. 이 도전성 입자의 20％ 압축 변형 시의 K값은 3.43 GPa(350 kgf/mm2), 40％ 압축 변형 시의 K값은 4.02 GPa(410 kgf/mm2), 압축 회복률은 40％였다. 이 도전성 입자를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이방 도전성 접착제 필름을 제작하고, 이것을 이용하여 플렉시블 기재와 IC칩의 접속체를 제작하였다.
얻어진 접속체의 단면을 관찰하였다. 도 1의 (b)는 비교예 1의 접속체의 접속 부분을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도전성 입자 (5)와 접촉하고 있는 부분의 접속 단자(ITO막) (1)의 변형량을 측정한 바, 1.0 ㎛ 이상으로서, 회로의 파단이 관찰되었다.
비교예 2
핵으로서의 폴리스티렌 입자와, 폴리스티렌 입자의 표면을 덮어 내측에서부터 순서대로 설치된 두께 0.2 ㎛의 니켈층 및 두께 0.04 ㎛의 금층을 갖는 평균 입경 3 ㎛의 도전성 입자를 준비하였다. 이 도전성 입자의 20％ 변형 시의 K값은 350 kgf/mm2, 40％ 변형 시의 K값은 410 kgf/mm2, 회복률은 40％였다. 이 도전성 입자를 사용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여, 이방 도전성 접착제 필름을 제작하고, 이것을 이용하여 플렉시블 기재와 IC칩의 접속체를 제작하였다.
얻어진 접속체의 단면을 관찰하여, 도전성 입자와 접촉하고 있는 부분의 접속 단자(ITO막)의 변형량을 측정한 바, 1.0 ㎛ 이상으로서, 회로의 파단이 관찰되었다.
참고예 1
실시예 1에서 제작한 이방 도전성 접착제 필름을, 유리판(두께 0.5 mm, OA-10) 및 유리판 상에 형성된 알루미늄의 스퍼터막 전극(두께 2500Å)을 갖는 유리 기재와, 12 ㎛×100 ㎛의 범프를 갖는 IC칩과의 사이에 끼우고, 이방 도전성 접착제 필름의 도달 온도가 160℃가 되도록 가열하면서, 총 접속 면적당 100 MPa의 압력으로 5초간 전체를 가압하여, 유리 기재와 IC칩을 접속한 접속체를 얻었다.
얻어진 접속체의 단면을 관찰하였다. 도 2의 (a)는 참고예 1의 접속체의 접속 부분을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도전성 입자 (5)와 접촉하고 있는 부분의 접속 단자(ITO막) (1)의 변형량을 측정한 바, 0.1 ㎛ 이하로서, 회로의 파단 및 균열 등은 관찰되지 않았다. 또한, 유리 기재의 접속 상태의 합격 여부의 판정에 이용되는 도전성 입자에 의해 형성되는 전극의 압흔은 관찰할 수 없었다.
참고예 2
실시예 2에서 제작한 이방 도전성 접착제 필름을 이용한 것 외에는 참고예 1과 동일하게 하여, 유리 기재와 IC칩의 접속체를 제작하고, 그의 단면을 관찰하였다. 도전성 입자와 접촉하고 있는 부분의 전극의 변형량은 0.1 ㎛ 이하로서, 회로의 파단은 관찰되지 않았다. 도전성 입자에 의해 형성되는 전극의 압흔은 관찰할 수 없었다.
참고예 3
비교예 1에서 제작한 이방 도전성 접착제 필름을 이용한 것 이외에는 참고예 1과 동일하게 하여, 유리 기재와 IC칩의 접속체를 제작하고, 그의 단면을 관찰한 도 2의 (b)는 참고예 3의 접속체의 접속 부분을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도전성 입자 (5)와 접촉하고 있는 부분의 접속 단자(전극) (1)의 변형량은 0.1 ㎛ 이하로서, 회로의 파단은 관찰되지 않았다. 도전성 입자 (5)에 의해 형성되는 전극의 압흔이 관찰되었다.
참고예 4
비교예 2에서 제작한 이방 도전성 접착제 필름을 이용한 것 이외에는 참고예 1과 동일하게 하여, 유리 기재와 IC칩의 접속체를 제작하고, 그의 단면을 관찰하였다. 도전성 입자와 접촉하고 있는 부분의 전극의 변형량은 0.1 ㎛ 이하로서, 회로의 파단은 관찰되지 않았다. 도전성 입자에 의해 형성되는 전극의 압흔이 관찰되었다.
표 1에, 제작한 각 접속체의 구성 및 평가 결과를 나타낸다. 표에 나타낸 바와 같이, 실시예에 따르면, 회로의 파단 및 균열을 발생시키지 않고, 압흔을 형성하면서 플렉시블 기재의 회로 접속을 행할 수 있었다.
Figure pat00001
본 발명에 따르면, 플렉시블 기판을 갖는 회로 부재를, 도전성 입자를 함유하는 회로 접속 재료에 의해서 접속하는 경우에 있어서, 플렉시블 기판 상의 전극의 손상을 충분히 방지할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따르면, 회로 접속 시의 플렉시블 기판 상의 전극의 파단 및 균열의 발생을 경감할 수 있다. 또한, 도전성 입자의 크기 및 밀도를 최적화함으로써, 고분해능의 회로 접속을, 양호한 접속 상태 및 접속 신뢰성을 확보하면서 행할 수 있다.

Claims (20)

  1. 절연성 접착제와, 상기 절연성 접착제 중에 분산된 도전성 입자를 함유하고, 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하기 위해서 이용되는 회로 접속 재료로서,
    상기 제1 기판 및/또는 상기 제2 기판이 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판이고,
    상기 도전성 입자가 플라스틱 입자 및 상기 플라스틱 입자를 피복하는 금속층을 갖고, 상기 도전성 입자를 그 직경의 20％ 압축 변위했을 때의 압축 경도 K값이 0.20 내지 3.2 GPa인
    회로 접속 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판이 IC칩 또는 상기 플렉시블 기판이고,
    상기 제2 기판이 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지를 포함하는 상기 플렉시블 기판인
    회로 접속 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전성 입자를 그 직경의 40％ 압축 변위했을 때의 압축 경도 K값이 0.29 내지 3.4 GPa인 회로 접속 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 압축 회복률이 1 내지 90％인 회로 접속 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자가 상기 금속층의 외측에 설치된 절연성 수지층을 더 갖는 회로 접속 재료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 170℃ 이하에서 10초간 가열된 후의 40℃에서의 주파수 10 Hz의 저장 탄성률 E'이 0.5 내지 2.5 GPa인 회로 접속 재료.
  7. 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와,
    상기 제1 회로 부재와 대향하여 배치되고, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재와,
    상기 제1 회로 부재와 상기 제2 회로 부재 사이에 설치되고, 상기 제1 회로 부재와 상기 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하는 접착층
    을 구비하며,
    상기 제1 기판 및/또는 상기 제2 기판이 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판이고,
    상기 접착층이 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 회로 접속 재료로 형성된 층인 접속체.
  8. 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 상기 제1 회로 부재와 대향하여 배치되고, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재와의 사이에 회로 접속 재료를 배치하고, 그 상태에서 전체를 가열 및 가압하여, 상기 회로 접속 재료로 형성된 접착층에 의해 상기 제1 회로 부재와 상기 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하는 공정을 구비하며,
    상기 제1 기판 및/또는 상기 제2 기판이 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판이고,
    상기 회로 접속 재료가 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 회로 접속 재료인, 회로 부재가 접속된 접속체를 제조하는 방법.
  9. 절연성 접착제와, 상기 절연성 접착제 중에 분산된 도전성 입자를 함유하는 조성물의, 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하기 위해서 이용되는 회로 접속 재료로서의 용도로서,
    상기 제1 기판 및/또는 상기 제2 기판이 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판이고,
    상기 도전성 입자가 플라스틱 입자 및 상기 플라스틱 입자를 피복하는 금속층을 갖고, 상기 도전성 입자를 그 직경의 20％ 압축 변위했을 때의 압축 경도 K값이 0.20 내지 3.2 GPa인
    용도.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 기판이 IC칩 또는 상기 플렉시블 기판이고,
    상기 제2 기판이 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지를 포함하는 상기 플렉시블 기판인
    용도.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 도전성 입자를 그 직경의 40％ 압축 변위했을 때의 압축 경도 K값이 0.29 내지 3.4 GPa인 용도.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 압축 회복률이 1 내지 90％인 용도.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자가 상기 금속층의 외측에 설치된 절연성 수지층을 더 갖는, 용도.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 170℃ 이하에서 10초간 가열된 후의 40℃에서의 주파수 10 Hz의 저장 탄성률 E'이 0.5 내지 2.5 GPa인 용도.
  15. 절연성 접착제와, 상기 절연성 접착제 중에 분산된 도전성 입자를 함유하는 조성물의, 제1 기판 및 상기 제1 기판 상에 설치된 제1 접속 단자를 갖는 제1 회로 부재와, 제2 기판 및 상기 제2 기판 상에 설치된 제2 접속 단자를 갖는 제2 회로 부재를 전기적으로 접속함과 함께 접착하기 위해서 이용되는 회로 접속 재료의 제조를 위한 용도로서,
    상기 제1 기판 및/또는 상기 제2 기판이 열가소성 수지를 포함하는 플렉시블 기판이고,
    상기 도전성 입자가 플라스틱 입자 및 상기 플라스틱 입자를 피복하는 금속층을 갖고, 상기 도전성 입자를 그 직경의 20％ 압축 변위했을 때의 압축 경도 K값이 0.20 내지 3.2 GPa인
    용도.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 기판이 IC칩 또는 상기 플렉시블 기판이고,
    상기 제2 기판이 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지를 포함하는 상기 플렉시블 기판인
    용도.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 도전성 입자를 그 직경의 40％ 압축 변위했을 때의 압축 경도 K값이 0.29 내지 3.4 GPa인 용도.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 압축 회복률이 1 내지 90％인 용도.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 입자가 상기 금속층의 외측에 설치된 절연성 수지층을 더 갖는 용도.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 170℃ 이하에서 10초간 가열된 후의 40℃에서의 주파수 10 Hz의 저장 탄성률 E'이 0.5 내지 2.5 GPa인 용도.
KR1020120149105A 2011-12-21 2012-12-20 회로 접속 재료, 접속체 및 접속체를 제조하는 방법 KR102036230B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-279887 2011-12-21
JP2011279887 2011-12-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130072156A true KR20130072156A (ko) 2013-07-01
KR102036230B1 KR102036230B1 (ko) 2019-10-24

Family

ID=48637591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120149105A KR102036230B1 (ko) 2011-12-21 2012-12-20 회로 접속 재료, 접속체 및 접속체를 제조하는 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5737278B2 (ko)
KR (1) KR102036230B1 (ko)
CN (2) CN109949968B (ko)
TW (1) TWI629691B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111357041A (zh) * 2017-11-30 2020-06-30 株式会社半导体能源研究所 显示面板、显示装置、输入输出装置及数据处理装置
KR20200110393A (ko) * 2018-03-30 2020-09-23 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 도전 재료, 및 접속체의 제조 방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6364191B2 (ja) * 2012-12-06 2018-07-25 積水化学工業株式会社 導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法
JP2015179732A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 デクセリアルズ株式会社 異方性導電接着剤
US20170110806A1 (en) * 2014-03-20 2017-04-20 Dexerials Corporation Anisotropic conductive film and production method of the same
JP6329144B2 (ja) * 2014-05-14 2018-05-23 積水化学工業株式会社 導電ペースト及び導電ペーストの製造方法
TWI740807B (zh) * 2014-10-29 2021-10-01 日商迪睿合股份有限公司 導電材料、連接構造體、及連接構造體之製造方法
SG11201705711QA (en) 2015-01-13 2017-08-30 Dexerials Corp Anisotropic conductive film
JP6579309B2 (ja) * 2015-05-01 2019-09-25 味の素株式会社 硬化性組成物
CN111640528B (zh) 2015-05-27 2022-06-28 迪睿合株式会社 各向异性导电性膜及连接构造体
JP2017183239A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 デクセリアルズ株式会社 異方性導電接続構造体
JP6735652B2 (ja) * 2016-10-21 2020-08-05 デクセリアルズ株式会社 半導体装置の製造方法
CN115298231A (zh) * 2020-03-26 2022-11-04 积水化学工业株式会社 树脂粒子、导电性粒子、导电材料和连接结构体

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08124613A (ja) 1994-10-24 1996-05-17 Hitachi Chem Co Ltd 電気部材の接続構造及び接続方法
JPH08148213A (ja) 1994-11-25 1996-06-07 Hitachi Chem Co Ltd 接続部材、該接続部材を用いた電極の接続構造及び接続方法
JPH1150032A (ja) 1997-08-04 1999-02-23 Hitachi Chem Co Ltd 回路用接続部材及び回路板
JPH1173818A (ja) * 1997-08-28 1999-03-16 Ricoh Co Ltd 導電性粒子および異方導電性接着材および液晶表示装置
JPH11241054A (ja) * 1997-10-28 1999-09-07 Sony Chem Corp 異方導電性接着剤および接着用膜
JP2011105861A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Hitachi Chem Co Ltd 回路接続材料及び接続構造体

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010046021A1 (en) * 1997-08-28 2001-11-29 Takeshi Kozuka A conductive particle to conductively bond conductive members to each other, an anisotropic adhesive containing the conductive particle, a liquid crystal display device using the anisotropic conductive adhesive, a method for manufacturing the liquid crystal display device
EP0996321B1 (en) * 1998-10-22 2007-05-16 Sony Chemicals Corporation Anisotropically electroconductive adhesive and adhesive film
WO2006109556A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Nisshinbo Industries, Inc. 球状ポリマー微粒子およびその製造方法
CA2748744A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 International Marketing, Inc. Composition for correcting tire-wheel assembly imbalances, force variations, and vibrations
JP4640531B2 (ja) * 2009-07-02 2011-03-02 日立化成工業株式会社 導電粒子
JP2012174358A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Sekisui Chem Co Ltd 接続構造体及び接続構造体の製造方法
JP2012209097A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Sekisui Chem Co Ltd 異方性導電材料及び接続構造体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08124613A (ja) 1994-10-24 1996-05-17 Hitachi Chem Co Ltd 電気部材の接続構造及び接続方法
JPH08148213A (ja) 1994-11-25 1996-06-07 Hitachi Chem Co Ltd 接続部材、該接続部材を用いた電極の接続構造及び接続方法
JPH1150032A (ja) 1997-08-04 1999-02-23 Hitachi Chem Co Ltd 回路用接続部材及び回路板
JPH1173818A (ja) * 1997-08-28 1999-03-16 Ricoh Co Ltd 導電性粒子および異方導電性接着材および液晶表示装置
JPH11241054A (ja) * 1997-10-28 1999-09-07 Sony Chem Corp 異方導電性接着剤および接着用膜
JP2011105861A (ja) * 2009-11-18 2011-06-02 Hitachi Chem Co Ltd 回路接続材料及び接続構造体

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111357041A (zh) * 2017-11-30 2020-06-30 株式会社半导体能源研究所 显示面板、显示装置、输入输出装置及数据处理装置
CN111357041B (zh) * 2017-11-30 2023-06-13 株式会社半导体能源研究所 显示面板、显示装置、输入输出装置及数据处理装置
KR20200110393A (ko) * 2018-03-30 2020-09-23 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 도전 재료, 및 접속체의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW201330008A (zh) 2013-07-16
TWI629691B (zh) 2018-07-11
CN109949968A (zh) 2019-06-28
JP2013149966A (ja) 2013-08-01
CN109949968B (zh) 2021-09-21
CN103177795A (zh) 2013-06-26
JP5737278B2 (ja) 2015-06-17
KR102036230B1 (ko) 2019-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102036230B1 (ko) 회로 접속 재료, 접속체 및 접속체를 제조하는 방법
JP4293187B2 (ja) 回路接続材料、これを用いたフィルム状回路接続材料、回路部材の接続構造及びその製造方法
KR101020469B1 (ko) 회로 접속 재료 및 회로 부재의 접속 구조
KR101205170B1 (ko) 회로 접속 재료 및 회로 부재의 접속 구조
JP2010034045A (ja) 回路接続材料及び回路接続構造体
KR20090075749A (ko) 회로 접속 구조체
JP2013055058A (ja) 回路接続材料、及び回路部材の接続構造
JP6337630B2 (ja) 回路接続材料及び回路接続構造体
JP2022173198A (ja) 導電粒子の選別方法、回路接続材料、接続構造体及びその製造方法、並びに導電粒子
JP4154919B2 (ja) 回路接続材料及びそれを用いた回路端子の接続構造
JP4844461B2 (ja) 回路接続材料及びそれを用いた回路端子の接続構造
JP2019065062A (ja) 導電性接着フィルム
JP2010100840A (ja) 接着剤フィルム及び回路接続材料
JP4400674B2 (ja) 回路接続材料及びそれを用いた回路端子の接続構造
WO2021230212A1 (ja) 導電性接着剤、回路接続構造体の製造方法及び回路接続構造体
JP2009182365A (ja) 回路板の製造方法及び回路接続材料

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right