KR20140064651A - 이방성 도전 필름, 접속 방법, 및 접합체 - Google Patents

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Abstract

제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서, 막형성 수지와, 경화성 수지와, 경화제와, 도전성 입자를 함유하고, 상기 막형성 수지가, 결정성 수지와 비정성 수지를 함유하는 이방성 도전 필름이다.

Description

이방성 도전 필름, 접속 방법, 및 접합체{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM, CONNECTING METHOD, AND JOINED STRUCTURE}
본 발명은 이방성 도전 필름, 접속 방법, 및 접합체에 관한 것이다.
종래부터 전자 부품을 기판과 접속하는 수단으로서, 도전성 입자가 분산된 열경화성 수지를 박리 필름에 도포한 테이프상의 접속 재료 (예를 들어, 이방성 도전 필름 (ACF ; Anisotropic Conductive Film)) 가 사용되고 있다.
이 이방성 도전 필름은, 예를 들어, 플렉시블 프린트 기판 (FPC) 이나 IC 칩의 단자와, LCD 패널의 유리 기판 상에 형성된 전극을 접속하는 경우를 비롯하여, 여러 가지 단자끼리를 접착시킴과 함께 전기적으로 접속하는 경우에 사용되고 있다.
그런데, 최근, 전자 부품끼리의 접속에는, 저온에서의 접속이 요구되고 있다. 저온에서의 접속은, 전자 부품의 열적 데미지를 저감시키는 점, 접속시의 가열 온도의 편차 (전극부에 접속한 배선의 끝에 부품이 연결되어 있는지 여부에 따라, 전극부에 있어서의 가열 온도가 바뀌어 편차가 된다. 실장 밀도가 고밀도가 되면 편차는 특히 현저해진다) 를 방지하는 점, 및 실장 설비에 대한 부하의 저감 면에서 요구되고 있다.
그러나, 저온에서의 접속에 있어서, 종래의 이방성 도전 필름은, 충분히 용융되지 않아 유동성이 낮다. 그 때문에, 충분한 접속을 할 수 없고, 도통 저항 및 도전성 입자의 찌부러짐이 불충분해진다는 문제가 있다.
한편, 저온에서의 접속에 있어서의 유동성을 양호하게 하고자 하여, 이방성 도전 필름에 있어서 저온에서 용융되는 저분자 재료 등을 증가시키면, 상기 이방성 도전 필름을 릴에 권취하였을 때에, 단부 (端部) 로부터 상기 이방성 도전 필름이 비어져 나온다는 문제가 있다.
그런데, 이방성 도전 접속에 사용하는 액상의 이방성 도전 접착제로서, 사용전 및 접속시의 유동성을 제어하기 위하여, 결정성 폴리에스테르 수지를 사용하는 이방성 도전 접착제가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
그러나, 이 제안의 기술을 이방성 도전 필름에 적용해도, 저온에서의 접속에 있어서 도통 저항 및 도전성 입자의 찌부러짐이 불충분해진다는 문제, 및 이방성 도전 필름을 릴에 권취했을 때에, 단부로부터 상기 이방성 도전 필름이 비어져 나온다는 문제의 전부를 해결할 수 없다.
따라서, 저온에서의 접속에 있어서 충분한 도통 저항 및 도전성 입자의 찌부러짐을 얻을 수 있으며, 또한 이방성 도전 필름을 릴에 권취했을 때에, 단부로부터 상기 이방성 도전 필름이 비어져 나오는 것을 방지할 수 있는 이방성 도전 필름, 그리고 그 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법, 및 상기 이방성 도전 필름을 사용한 접합체의 제공이 요구되고 있는 것이 현 상황이다.
일본 공개특허공보 2006-152233호
본 발명은, 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하고, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은, 저온에서의 접속에 있어서 충분한 도통 저항 및 도전성 입자의 찌부러짐을 얻을 수 있으며, 또한 이방성 도전 필름을 릴에 권취했을 때에, 단부로부터 상기 이방성 도전 필름이 비어져 나오는 것을 방지할 수 있는 이방성 도전 필름, 그리고 그 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법, 및 상기 이방성 도전 필름을 사용한 접합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로는, 이하와 같다. 즉,
＜1＞ 제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서,
막형성 수지와, 경화성 수지와, 경화제와, 도전성 입자를 함유하고,
상기 막형성 수지가, 결정성 수지와 비정성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름이다.
＜2＞ 결정성 수지와 비정성 수지의 질량 비율 (결정성 수지 : 비정성 수지) 이, 90 : 10 ∼ 10 : 90 인 상기 ＜1＞ 에 기재된 이방성 도전 필름이다.
＜3＞ 결정성 수지가, 결정성 폴리에스테르 수지이고,
비정성 수지가, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지, 비정성 페녹시 수지, 및 비정성 폴리우레탄 수지 중 적어도 어느 것인 상기 ＜1＞ 내지 ＜2＞ 중 어느 하나에 기재된 이방성 도전 필름이다.
＜4＞ 비정성 수지가, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지인 상기 ＜1＞ 내지 ＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 이방성 도전 필름이다.
＜5＞ 제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 접속 방법으로서,
상기 제 2 전자 부품의 단자 상에 상기 ＜1＞ 내지 ＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 이방성 도전 필름을 배치하는 제 1 배치 공정과,
상기 이방성 도전 필름 상에 상기 제 1 전자 부품을, 상기 제 1 전자 부품의 단자가 상기 이방성 도전 필름과 접하도록 배치하는 제 2 배치 공정과,
상기 제 1 전자 부품을 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 가열 가압 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 방법이다.
＜6＞ 단자를 갖는 제 1 전자 부품과, 단자를 갖는 제 2 전자 부품과, 상기 제 1 전자 부품과 상기 제 2 전자 부품 사이에 개재하여 상기 제 1 전자 부품의 단자와 상기 제 2 전자 부품의 단자를 전기적으로 접속하는 이방성 도전 필름의 경화물을 갖고,
상기 이방성 도전 필름이, 상기 ＜1＞ 내지 ＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 이방성 도전 필름인 것을 특징으로 하는 접합체이다.
본 발명에 의하면, 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하고, 상기 목적을 달성할 수 있고, 저온에서의 접속에 있어서 충분한 도통 저항 및 도전성 입자의 찌부러짐을 얻을 수 있으며, 또한 이방성 도전 필름을 릴에 권취했을 때에, 단부로부터 상기 이방성 도전 필름이 비어져 나오는 것을 방지할 수 있는 이방성 도전 필름, 그리고 그 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법, 및 상기 이방성 도전 필름을 사용한 접합체를 제공할 수 있다.
(이방성 도전 필름)
본 발명의 이방성 도전 필름은, 막형성 수지와, 경화성 수지와, 경화제와, 도전성 입자를 적어도 함유하고, 추가로 필요에 따라, 그 밖의 성분을 함유한다.
상기 이방성 도전 필름은, 제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름이다.
＜막형성 수지＞
상기 막형성 수지는, 결정성 수지와 비정성 수지를 함유한다.
-결정성 수지-
상기 결정성 수지로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 결정성 폴리에스테르 수지, 결정성 폴리우레탄 수지, 결정성 폴리올레핀 수지, 결정성 폴리아미드 수지, 결정성 폴리스티렌 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 접착성 및 전기 절연성 면에서, 결정성 폴리에스테르 수지가 바람직하다.
이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
여기서, 상기 결정성 수지란, 결정 영역을 갖는 수지를 말하고, 상기 결정성 수지인지 여부는, 예를 들어, 시차주사 열량 분석에 있어서, 승온 과정에서 흡열 피크가 관찰됨으로써 확인할 수 있다.
상기 결정성 수지의 수평균 분자량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 8,000 ∼ 50,000 이 바람직하고, 10,000 ∼ 40,000 이 보다 바람직하고, 15,000 ∼ 30,000 이 특히 바람직하다.
상기 수평균 분자량은, 예를 들어, 겔 침투 크로마토그래피 측정 (GPC, 폴리스티렌 환산) 에 의해 구할 수 있다.
상기 결정성 수지의 융점으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 80 ℃ ∼ 110 ℃ 가 바람직하고, 90 ℃ ∼ 105 ℃ 가 보다 바람직하다.
상기 융점은, 예를 들어, 시차주사 열량 분석 (DSC) 에 의해 측정할 수 있다.
상기 이방성 도전 필름에 있어서의 상기 결정성 수지의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 3 질량％ ∼ 50 질량％ 가 바람직하고, 7 질량％ ∼ 50 질량％ 가 보다 바람직하고, 15 질량％ ∼ 35 질량％ 가 특히 바람직하다.
-비정성 수지-
상기 비정성 수지로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 도전성 입자의 찌부러짐 면, 및 상기 이방성 도전 필름을 릴에 권취했을 때에, 단부로부터 상기 이방성 도전 필름이 비어져 나오는 것을 방지하는 점에서, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지, 비정성 페녹시 수지, 및 비정성 폴리우레탄 수지 중 적어도 어느 것이 바람직하고, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지가 보다 바람직하다.
상기 비정성 폴리에스테르우레탄 수지로는, 예를 들어, 우레탄 변성된 비정성 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다.
상기 비정성 수지의 수평균 분자량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 1,000 ∼ 70,000 이 바람직하고, 20,000 ∼ 60,000 이 보다 바람직하고, 30,000 ∼ 50,000 이 특히 바람직하다.
상기 수평균 분자량은, 예를 들어, 겔 침투 크로마토그래피 측정 (GPC, 폴리스티렌 환산) 에 의해 구할 수 있다.
상기 비정성 수지의 유리 전이 온도로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 60 ℃ ∼ 110 ℃ 가 바람직하고, 70 ℃ ∼ 100 ℃ 가 보다 바람직하다.
상기 유리 전이 온도는, 예를 들어, 시차주사 열량 분석 (DSC) 에 의해 측정할 수 있다.
상기 이방성 도전 필름에 있어서의 상기 비정성 수지의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 3 질량％ ∼ 50 질량％ 가 바람직하고, 7 질량％ ∼ 50 질량％ 가 보다 바람직하고, 15 질량％ ∼ 35 질량％ 가 특히 바람직하다.
상기 결정성 수지와 상기 비정성 수지의 질량 비율 (결정성 수지 : 비정성 수지) 로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 90 : 10 ∼ 10 : 90 이 바람직하고, 90 : 10 ∼ 20 : 80 이 보다 바람직하고, 60 : 40 ∼ 40 : 60 이 특히 바람직하다.
상기 막형성 수지는, 열가소성 수지로서, 상기 경화성 수지와는 상이한 것이다.
＜경화성 수지＞
상기 경화성 수지로는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 에폭시 수지, 아크릴레이트 등을 들 수 있다.
-에폭시 수지-
상기 에폭시 수지로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 그들의 변성 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
-아크릴레이트-
상기 아크릴레이트에는, 메타크릴레이트도 포함된다.
상기 아크릴레이트로는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 인산아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 디메틸올트리시클로데칸디아크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜테트라아크릴레이트, 2-하이드록시-1,3-디아크릴옥시프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시메톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 우레탄아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또, 이들 아크릴레이트를 메타크릴레이트로 한 것도 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 이방성 도전 필름에 있어서의 상기 경화성 수지의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 30 질량％ ∼ 80 질량％ 가 바람직하고, 40 질량％ ∼ 55 질량％ 가 보다 바람직하다.
＜경화제＞
상기 경화제로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 이미다졸류, 유기 과산화물, 아니온계 경화제, 카티온계 경화제 등을 들 수 있다.
상기 이미다졸류로는, 예를 들어, 2-에틸 4-메틸이미다졸 등을 들 수 있다.
상기 유기 과산화물로는, 예를 들어, 라우로일퍼옥사이드, 부틸퍼옥사이드, 벤질퍼옥사이드, 디라우로일퍼옥사이드, 디부틸퍼옥사이드, 퍼옥시디카보네이트, 벤조일퍼옥사이드 등을 들 수 있다.
상기 아니온계 경화제로는, 예를 들어, 유기 아민류 등을 들 수 있다.
상기 카티온계 경화제로는, 예를 들어, 술포늄염, 오늄염, 알루미늄 킬레이트제 등을 들 수 있다.
상기 경화성 수지와 상기 경화제의 조합으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 상기 에폭시 수지와 상기 이미다졸류의 조합, 상기 아크릴레이트와 상기 유기 과산화물의 조합이 바람직하다.
상기 이방성 도전 필름에 있어서의 상기 경화제의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 1 질량％ ∼ 10 질량％ 가 바람직하고, 3 질량％ ∼ 7 질량％ 가 보다 바람직하다.
＜도전성 입자＞
상기 도전성 입자로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 금속 입자, 금속 피복 수지 입자 등을 들 수 있다.
상기 금속 입자로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 니켈, 코발트, 은, 구리, 금, 팔라듐, 땜납 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
이들 중에서도 니켈, 은, 구리가 바람직하다. 이들 금속 입자는, 표면 산화를 방지할 목적으로, 그 표면에 금, 팔라듐을 입히고 있어도 된다. 또한, 표면에 금속 돌기나 유기물로 절연 피막을 입힌 것을 사용해도 된다.
상기 금속 피복 수지 입자로는, 수지 입자의 표면을 금속으로 피복한 입자이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 수지 입자의 표면을 니켈, 은, 땜납, 구리, 금, 및 팔라듐 중 적어도 어느 금속으로 피복한 입자 등을 들 수 있다. 또한, 표면에 금속 돌기나 유기물로 절연 피막을 입힌 것을 사용해도 된다. 저저항을 고려한 접속의 경우, 수지 입자의 표면을 은으로 피복한 입자가 바람직하다.
상기 수지 입자에 대한 금속의 피복 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 무전해 도금법, 스퍼터링법 등을 들 수 있다.
상기 수지 입자의 재질로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 스티렌-디비닐벤젠 공중합체, 벤조구아나민 수지, 가교 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 스티렌-실리카 복합 수지 등을 들 수 있다.
상기 도전성 입자는, 이방성 도전 접속시에 도전성을 갖고 있으면 된다. 예를 들어, 금속 입자의 표면에 절연 피막을 입힌 입자여도, 이방성 도전 접속시에 상기 입자가 변형되고, 상기 금속 입자가 노출되는 것이면, 상기 도전성 입자이다.
상기 도전성 입자의 평균 입자경으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 1 ㎛ ∼ 50 ㎛ 가 바람직하고, 2 ㎛ ∼ 25 ㎛ 가 보다 바람직하고, 2 ㎛ ∼ 10 ㎛ 가 특히 바람직하다.
상기 평균 입자경은, 임의로 10 개의 도전성 입자에 대해 측정한 입자경의 평균치이다.
상기 입자경은, 예를 들어, 주사형 전자현미경 관찰에 의해 측정할 수 있다.
＜그 밖의 성분＞
상기 그 밖의 성분으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 실란 커플링제, 충전제, 연화제, 촉진제, 노화 방지제, 착색제 (안료, 염료), 유기 용제, 이온 캐처제 등을 들 수 있다. 상기 그 밖의 성분의 첨가량은, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
＜제 1 전자 부품 및 제 2 전자 부품＞
상기 제 1 전자 부품 및 상기 제 2 전자 부품으로는, 상기 이방성 도전 필름을 사용한 이방성 도전 접속의 대상이 되는, 단자를 갖는 전자 부품이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 유리 기판, 플렉시블 기판, 리지드 기판, IC (Integrated Circuit) 칩, TAB (Tape Automated Bonding), 액정 패널 등을 들 수 있다. 상기 유리 기판으로는, 예를 들어, Al 배선 형성 유리 기판, ITO (산화인듐주석) 배선 형성 유리 기판 등을 들 수 있다. 상기 IC 칩으로는, 예를 들어, 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 에 있어서의 액정 화면 제어용 IC 칩 등을 들 수 있다.
상기 이방성 도전 필름의 평균 두께로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 5 ㎛ ∼ 100 ㎛ 가 바람직하고, 10 ㎛ ∼ 60 ㎛ 가 보다 바람직하고, 20 ㎛ ∼ 50 ㎛ 가 특히 바람직하다.
상기 이방성 도전 필름의 제조 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 상기 결정성 수지와 상기 비정성 수지와 상기 경화성 수지와 상기 경화제와 상기 도전성 입자를 혼합하여 얻은 이방성 도전 조성물을, 박리 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름 상에 도포하는 방법 등을 들 수 있다.
(접속 방법)
본 발명의 접속 방법은, 제 1 배치 공정과 제 2 배치 공정과 가열 가압 공정을 적어도 포함하고, 추가로 필요에 따라 그 밖의 공정을 포함한다.
상기 접속 방법은, 제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 방법이다.
상기 제 1 전자 부품, 및 상기 제 2 전자 부품으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 본 발명의 상기 이방성 도전 필름의 설명에서 예시한 상기 제 1 전자 부품, 및 상기 제 2 전자 부품을 각각 들 수 있다.
＜제 1 배치 공정＞
상기 제 1 배치 공정으로는, 상기 제 2 전자 부품의 단자 상에 본 발명의 상기 이방성 도전 필름을 배치하는 공정이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
＜제 2 배치 공정＞
상기 제 2 배치 공정으로는, 상기 이방성 도전 필름 상에 상기 제 1 전자 부품을, 상기 제 1 전자 부품의 단자가 상기 이방성 도전 필름과 접하도록 배치하는 공정이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
＜가열 가압 공정＞
상기 가열 가압 공정으로는, 상기 제 1 전자 부품을 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 공정이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
상기 가열 가압 부재로는, 예를 들어, 가열 기구를 갖는 가압 부재 등을 들 수 있다. 상기 가열 기구를 갖는 가압 부재로는, 예를 들어, 히트 툴 등을 들 수 있다.
상기 가열의 온도로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 100 ℃ ∼ 140 ℃ 가 바람직하다.
상기 가압의 압력으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 0.5 ㎫ ∼ 10 ㎫ 이 바람직하다.
상기 가열 및 가압의 시간으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 0.5 초간 ∼ 10 초간이 바람직하다.
(접합체)
본 발명의 접합체는, 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품과 이방성 도전 필름의 경화물을 적어도 갖고, 추가로 필요에 따라 그 밖의 부재를 갖는다.
상기 제 1 전자 부품, 및 상기 제 2 전자 부품으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 본 발명의 상기 이방성 도전 필름의 설명에서 예시한 상기 제 1 전자 부품, 및 상기 제 2 전자 부품을 각각 들 수 있다.
상기 이방성 도전 필름은, 본 발명의 상기 이방성 도전 필름이다.
상기 이방성 도전 필름의 경화물은, 상기 제 1 전자 부품과 상기 제 2 전자 부품 사이에 개재하여 상기 제 1 전자 부품의 단자와 상기 제 2 전자 부품의 단자를 전기적으로 접속하고 있다.
상기 접합체는, 예를 들어, 본 발명의 상기 접속 방법에 의해 제조할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예를 설명하는데, 본 발명은, 이들 실시예에 전혀 한정되지 않는다.
(실시예 1)
＜이방성 도전 필름의 제작＞
결정성 폴리에스테르 수지 (상품명 : SP-185, 닛폰 합성 화학 공업 주식회사 제조, 막형성 수지) 45 질량부, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지 (상품명 : UR-1400, 토요보 주식회사 제조, 막형성 수지) 5 질량부, 우레탄아크릴레이트 (상품명 : M-1600, 토아 합성 주식회사 제조, 경화성 수지) 28 질량부, 다관능 아크릴레이트 (상품명 : M-315, 토아 합성 주식회사 제조, 경화성 수지) 20 질량부, 인산아크릴레이트 (상품명 : PM-2, 닛폰 화약 주식회사 제조, 경화성 수지) 2 질량부, 디라우로일퍼옥사이드 (상품명 : 퍼로일 L, 니치유 주식회사 제조, 경화제) 5 질량부, Ni 금속 입자 (파레인코사 제조, 평균 입자경 : 4 ㎛, 도전성 입자) 2 질량부, 및 톨루엔을 혼합하여, 고형분 50 질량％ 의 이방성 도전 조성물을 얻었다.
얻어진 이방성 도전 조성물을, 50 ㎛ 두께의 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름 상에 건조 후의 평균 두께가 20 ㎛ 가 되도록 도포하고, 80 ℃ 에서 10 분간 건조시켜, 이방성 도전 필름을 제작하였다.
＜비어져 나옴의 유무＞
이방성 도전 필름이 형성된 PET 필름을 폭 2.0 ㎜×길이 100 m 로 슬릿하고, 코어의 직경이 2.54 ㎜ 인 릴에 0.2 N/㎟ 의 텐션으로 권취하고, 실온에서 1 일 방치하였다. 외관 관찰에 의해 이하의 평가 기준으로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[평가 기준]
◎ : 이방성 도전 필름의 비어져 나옴이 확인되지 않는다.
○ : 이방성 도전 필름의 비어져 나옴이 있지만, 평균 0.5 층 미만
△ : 이방성 도전 필름의 비어져 나옴이 평균 0.5 층 이상 평균 1.0 층 미만
× : 이방성 도전 필름의 비어져 나옴이 평균 1. 0 층 이상
또한, 비어져 나옴의 평균 층수란, 비어져 나옴이 보이는 평균의 층수를 나타내고, 릴에 있어서의 비어져 나옴의 수를, 권취했을 때의 층수로 나누어 산출하였다. 비어져 나옴의 평균 층수가 적을수록, 비어져 나옴이 적어 우수한 것을 나타낸다. 예를 들어, 층수가 10 층이고, 비어져 나옴이 10 개 지점인 경우, 비어져 나옴의 평균 층수는 1.0 층이고, 층수가 10 층이고 비어져 나옴이 5 개 지점인 경우, 비어져 나옴의 평균 층수는 0.5 층이다.
＜접합체의 제조, 및 접합체의 평가＞
이하의 방법에 의해 접합체를 제조하고, 이하에 나타내는 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
제 2 전자 부품으로서, 프린트 배선판 [0.4 ㎜ 피치 (라인/스페이스=0.2 ㎜/0.2 ㎜), 구리 패턴 두께 35 ㎛, 니켈/금 도금 처리, 기재 두께 1.0 ㎜] 을 사용하였다.
제 1 전자 부품으로서, 플렉시블 프린트 기판 [0.4 ㎜ 피치 (라인/스페이스=0.2 ㎜/0.2 ㎜), 폴리이미드 두께 25 ㎛, 구리 패턴 두께 12 ㎛, 니켈/금 도금 처리] 을 사용하였다.
상기 제 2 전자 부품의 단자 상에, 상기에서 얻어진 이방성 도전 필름 (필름 폭 2.0 ㎜) 을 배치하였다. 계속해서, 상기 이방성 도전 필름 상에, 상기 제 1 전자 부품을 배치하였다. 계속해서, 완충재 (실리콘 러버, 두께 0.2 ㎜) 를 개재하여, 가열 툴 (폭 2.0 ㎜) 에 의해 130 ℃, 4 ㎫, 5 초간의 조건에서, 상기 제 1 전자 부품을 가열 및 가압하여, 접합체를 얻었다.
＜＜도통 저항＞＞
얻어진 접합체의 초기 저항값을 이하의 방법으로 측정하여, 평가를 실시하였다.
디지털 멀티미터 (품번 : 디지털 멀티미터 34401A, 애질런트사 제조) 를 사용하여 4 단자법으로 전류 1 ㎃ 를 흘렸을 때의 저항값을 측정하였다. 30 채널에 대해 저항값을 측정하고, 최대의 저항값을 이하의 평가 기준으로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[평가 기준]
○ : 저항값이 2 Ω 미만
△ : 저항값이 2 Ω 이상 10 Ω 미만
× : 저항값이 10 Ω 이상
＜＜외관 (도전성 입자의 찌부러짐 상태)＞＞
이방성 도전 필름에 함유되는 도전성 입자에 대해, 금속 현미경 (올림푸스 주식회사 제조, 상품명 : MX51) 을 사용하여, 이방성 도전 접속전의 상기 도전성 입자의 직경을 측정하고, 다음으로 이방성 도전 접속 후의 상기 도전성 입자의 폭 방향의 길이를 측정하고, 하기 식 (1) 로부터 도전성 입자의 찌부러짐 상태를 구하였다.
도전성 입자의 찌부러짐 상태 (％)=(이방성 도전 접속 후의 도전성 입자의 폭 방향의 길이/이방성 도전 접속 전의 도전성 입자의 직경)×100 … 식 (1)
또한, 이방성 도전 접속 후의 도전성 입자의 폭 방향의 길이는, 이방성 도전 접속시에 있어서의 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품에 직교하는 방향 (접속 방향) 의 상기 도전성 입자의 길이로 하였다.
그리고, 제 1 전자 부품의 단자 및 제 2 전자 부품의 단자가 접속된 접속 지점 100 개 지점에 대해, 모든 도전성 입자의 찌부러짐 상태를 측정하고, 찌부러짐 상태가 50％ 를 초과하는 (상기 식 (1) 로 얻어지는 「도전성 입자의 찌부러짐 상태 (％)」가 50 ％ 미만이 되는) 도전성 입자를 찌부러진 도전성 입자로 하여, 그 비율을 구하고, 이하의 평가 기준으로 평가하였다.
[평가 기준]
◎ : 찌부러진 도전성 입자의 수가 90 ％ 이상
○ : 찌부러진 도전성 입자의 수가 80 ％ 이상 90 ％ 미만
△ : 찌부러진 도전성 입자의 수가 50 ％ 이상 80 ％ 미만
× : 찌부러진 도전성 입자의 수가 50 ％ 미만
(실시예 2 ∼ 12, 비교예 1 ∼ 3)
실시예 1 에 있어서, 막형성 수지, 경화성 수지, 및 경화제의 조성, 및 배합량 (함유량과 동일) 을, 표 1 ∼ 표 3 에 기재된 조성 및 배합량으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 이방성 도전 필름을 제작하고, 평가에 제공하였다. 결과를, 표 1 ∼ 표 3 에 나타낸다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
표 1 ∼ 표 3 중의 배합량 (함유량) 의 단위는 질량부이다.
상기 배합량 (함유량) 은, 상품에 용제가 함유되어 있는 경우에는, 용제분을 제외한 배합량 (함유량) 이다.
표 1 ∼ 표 3 에 기재된 각종 품명의 상세한 것은 이하와 같다.
SP-185 : 결정성 폴리에스테르 수지, 닛폰 합성 화학 공업 주식회사 제조, 수평균 분자량 20,000, 융점 95 ℃
아론멜트 PES-111 : 결정성 폴리에스테르 수지, 토아 합성 주식회사 제조, 융점 110 ℃, 유리 전이 온도 0 ℃
UR-1400 : 비정성 폴리에스테르우레탄 수지, 토요보 주식회사 제조, 수평균 분자량 40,000, 유리 전이 온도 83 ℃
YP-50 : 비정성 페녹시 수지, 신닛테츠 화학 주식회사 제조, 수평균 분자량 10,000, 유리 전이 온도 100 ℃
닛폴란 5196 : 비정성 폴리우레탄 수지, 닛폰 폴리우레탄 공업 주식회사 제조, 수평균 분자량 20,000, 유리 전이 온도 -27 ℃
M-1600 : 우레탄아크릴레이트, 토아 합성 주식회사 제조
M-315 : 다관능 아크릴레이트, 토아 합성 주식회사 제조
PM-2 : 인산아크릴레이트, 닛폰 화약 주식회사 제조
지환식 에폭시 수지 : CEL2021P, 주식회사 다이셀 제조
퍼로일 L : 디라우로일퍼옥사이드, 니치유 주식회사 제조
카티온계 경화제 : SI-60L, 산신 화학 공업 주식회사 제조
Ni 금속 입자 : 도전성 입자, 바레인코사 제조, 평균 입자경 4 ㎛
실시예 1 ∼ 12 에서는, 130 ℃ 라는 저온에서 압착한 경우라도, 도통 저항, 및 외관 (입자 찌부러짐) 이 양호하였다. 또, 릴 권취에 있어서도 비어져 나옴이 적어 양호하였다.
결정성 수지와 비정성 수지의 질량비 (결정성 수지 : 비정성 수지) 가, 90 : 10 ∼ 20 : 80 에서는, 도통 저항 및 외관 (입자 찌부러짐) 이 보다 양호해지고, 60 : 40 ∼ 40 : 60 에서는, 또한 비어져 나옴이 보다 감소되었다 (예를 들어, 실시예 1 ∼ 7 참조).
비정성 수지로는, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지가, 비정성 페녹시 수지, 및 비정성 폴리우레탄 수지보다, 외관 (입자 찌부러짐) 및 비어져 나옴 면에서 보다 우수하였다 (예를 들어, 실시예 3, 8, 및 9 참조).
결정성 수지의 융점은, 90 ℃ ∼ 105 ℃ 의 범위 내인 쪽이 105 ℃ 를 초과하는 경우보다, 외관 (입자 찌부러짐) 면에서 우수하였다 (예를 들어, 실시예 3, 및 10 참조).
경화성 수지로는, 에폭시 수지보다 아크릴레이트 쪽이, 외관 (입자 찌부러짐) 및 비어져 나옴 면에서 우수하였다 (예를 들어, 실시예 3, 및 11 참조).
경화성 수지의 함유량은, 이방성 도전 필름 100 질량부에 대해, 40 질량부 ∼ 55 질량부의 범위 내인 쪽이, 55 질량부를 초과하는 경우보다, 외관 (입자 찌부러짐) 및 비어져 나옴 면에서 우수하였다 (예를 들어, 실시예 3, 및 12 참조).
결정성 수지를 함유하지 않는 비교예 1 에서는, 압착시의 용융 점도의 저하가 느리고, 도통 저항, 및 외관 (입자 찌부러짐) 이 불충분하였다.
비정성 수지를 함유하지 않는 경우에는, 비어져 나옴 시험이 나쁜 결과가 되었다 (비교예 3 참조).
본 발명의 이방성 도전 필름은, 저온에서의 접속에 있어서 충분한 도통 저항 및 도전성 입자의 찌부러짐을 얻을 수 있으며, 또한 이방성 도전 필름을 릴에 권취했을 때에, 단부로부터 상기 이방성 도전 필름이 비어져 나오는 것을 방지할 수 있기 때문에, 저온에서의 접속에 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서,
    막형성 수지와, 경화성 수지와, 경화제와, 도전성 입자를 함유하고,
    상기 막형성 수지가, 결정성 수지와 비정성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정성 수지와 상기 비정성 수지의 질량 비율 (상기 결정성 수지 : 상기 비정성 수지) 이, 90 : 10 ∼ 10 : 90 인, 이방성 도전 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 결정성 수지가, 결정성 폴리에스테르 수지이고,
    상기 비정성 수지가, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지, 비정성 페녹시 수지, 및 비정성 폴리우레탄 수지 중 적어도 어느 것인, 이방성 도전 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    비정성 수지가, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지인, 이방성 도전 필름.
  5. 제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 접속 방법으로서,
    상기 제 2 전자 부품의 단자 상에 이방성 도전 필름을 배치하는 제 1 배치 공정과,
    상기 이방성 도전 필름 상에 상기 제 1 전자 부품을, 상기 제 1 전자 부품의 단자가 상기 이방성 도전 필름과 접하도록 배치하는 제 2 배치 공정과,
    상기 제 1 전자 부품을 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 가열 가압 공정을 포함하고,
    상기 이방성 도전 필름이, 막형성 수지와, 경화성 수지와, 경화제와, 도전성 입자를 함유하고,
    상기 막형성 수지가, 결정성 수지와 비정성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 접속 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 결정성 수지와 상기 비정성 수지의 질량 비율 (상기 결정성 수지 : 상기 비정성 수지) 이, 90 : 10 ∼ 10 : 90 인, 접속 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 결정성 수지가, 결정성 폴리에스테르 수지이고,
    상기 비정성 수지가, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지, 비정성 페녹시 수지, 및 비정성 폴리우레탄 수지 중 적어도 어느 것인, 접속 방법.
  8. 단자를 갖는 제 1 전자 부품과, 단자를 갖는 제 2 전자 부품과, 상기 제 1 전자 부품과 상기 제 2 전자 부품 사이에 개재하여 상기 제 1 전자 부품의 단자와 상기 제 2 전자 부품의 단자를 전기적으로 접속하는 이방성 도전 필름의 경화물을 갖고,
    상기 이방성 도전 필름이, 막형성 수지와, 경화성 수지와, 경화제와, 도전성 입자를 함유하고,
    상기 막형성 수지가, 결정성 수지와 비정성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 접합체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 결정성 수지와 상기 비정성 수지의 질량 비율 (상기 결정성 수지 : 상기 비정성 수지) 이, 90 : 10 ∼ 10 : 90 인, 접합체.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 결정성 수지가, 결정성 폴리에스테르 수지이고,
    상기 비정성 수지가, 비정성 폴리에스테르우레탄 수지, 비정성 페녹시 수지, 및 비정성 폴리우레탄 수지 중 적어도 어느 것인, 접합체.
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