KR20140091055A - 이방성 도전 필름, 접속 방법 및 접합체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름이며, 도전성 입자 및 광 경화성 수지를 함유하는 도전성 입자 함유층과, 광 경화성 수지를 함유하는 절연성 접착층을 갖고, 상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층 중 적어도 어느 하나가, 광 산란성 미립자를 함유하는 이방성 도전 필름이다.

Description

이방성 도전 필름, 접속 방법 및 접합체{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM, CONNECTION METHOD AND CONNECTOR}
본 발명은 전자 부품을 전기적이고 기계적으로 접속 가능한 이방성 도전 필름, 및 상기 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법 및 접합체에 관한 것이다.
종래부터, 전자 부품을 기판과 접속하는 수단으로서, 도전성 입자가 분산된 열 경화성 수지를 박리 필름에 도포한 테이프상의 접속 재료(예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF; Anisotropic Conductive Film))가 사용되고 있다.
이 이방성 도전 필름은, 예를 들면 플렉시블 프린트 기판(FPC)이나 IC(집적 회로, Integrated Circuit) 칩의 단자와, LCD(액정 디스플레이, Liquid Crystal Display) 패널의 유리 기판 상에 형성된 전극을 접속하는 경우를 비롯하여, 다양한 단자끼리를 접착함과 함께 전기적으로 접속하는 경우에 사용되고 있다.
상기 이방성 도전 필름을 사용하여 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 전기적으로 접속하는 이방성 도전 접속은, 통상 상기 기판과 상기 전자 부품으로 상기 이방성 도전 필름을 끼워 상기 이방성 도전 필름을 가열 및 가압함으로써 행해진다. 이때의 가열 온도로서는, 예를 들면 170℃ 내지 200℃ 정도이다. 이 열이 기판 및 전자 부품에 영향을 미치는 경우가 있다. 또한, 기판과 전자 부품과의 열 팽창 계수의 차이에 기인하여 접속시에 위치 어긋남이 발생하는 경우가 있다.
따라서, 저온에서 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속하는 방법으로서, 광을 사용한 접속이 제안되어 있다. 이 접속에서는, 유리 기판 등의 광을 투과하는 기판과, 광 경화성 수지를 함유하는 이방성 도전 필름이 사용된다. 그리고, 상기 기판 너머로 자외선 등의 광이 상기 이방성 도전 필름에 조사되어 이방성 도전 접속이 행해진다. 이 접속에 사용하는 이방성 도전 필름으로서는, 예를 들면 광 양이온 중합성 화합물, 광 양이온 중합 개시제, 광 라디칼 중합성 화합물 및 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 이방성 도전 필름이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 그러나, 이 경우, 상기 기판의 단자가 광을 투과하지 않는 단자이면, 상기 단자에 접촉하는 이방성 도전 필름의 부위는, 상기 단자에 의해 광 조사원으로부터의 광이 차단되기 때문에, 충분히 경화할 수 없어, 기판의 단자와 전자 부품의 단자와의 도통 저항이 충분하지 않다는 문제가 있다.
또한, 필름에 입사한 광을 다방향으로 확산시키기 위해서, 광을 산란하는 입자를 필름 중에 함유시키는 기술이 알려져 있지만(예를 들면, 특허문헌 2 및 3 참조), 이 기술을 상기 이방성 도전 필름에 적용해도, 충분한 경화성 및 도통 저항을 얻을 수는 없다.
따라서, 광을 사용한 이방성 도전 접속에 있어서, 광을 투과하지 않는 단자를 기판의 단자로서 사용한 경우에서도, 우수한 경화성, 및 우수한 도통 저항을 얻을 수 있는 이방성 도전 필름, 및 해당 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법 및 접합체의 제공이 요구되고 있는 것이 현 상황이다.
국제 공개 2000/46315호 팸플릿 일본 특허 공개 평 10-226773호 공보 일본 특허 공개 평 9-178910호 공보
본 발명은 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하고, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은 광을 사용한 이방성 도전 접속에 있어서, 광을 투과하지 않는 단자를 기판의 단자로서 사용한 경우에도, 우수한 경화성, 및 우수한 도통 저항을 얻을 수 있는 이방성 도전 필름, 및 해당 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법 및 접합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제의 해결 수단으로서는, 이하와 같다. 즉,
<1> 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름이며,
도전성 입자 및 광 경화성 수지를 함유하는 도전성 입자 함유층과, 광 경화성 수지를 함유하는 절연성 접착층을 갖고,
상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층 중 적어도 어느 하나가, 광 산란성 미립자를 함유하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름이다.
<2> 도전성 입자 함유층 및 절연성 접착층 중, 상기 절연성 접착층만이 광 산란성 미립자를 함유하는 상기 <1>에 기재된 이방성 도전 필름이다.
<3> 광 산란성 미립자의 함유량이 상기 광 산란성 미립자가 함유되는 층 중의 수지에 대하여 0.05질량％ 내지 10.00질량％인 상기 <1> 내지 <2> 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름이다.
<4> 광 산란성 미립자가 산화티타늄인 상기 <1> 내지 <3> 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름이다.
<5> 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 접속 방법이며,
상기 기판의 단자 상에 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름을 부착하는 부착 공정과,
상기 전자 부품이 적재된 상기 이방성 도전 필름에 대하여 상기 기판측으로부터 광을 조사하는 광 조사 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 방법이다.
<6> 상기 <5>에 기재된 접속 방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 접합체이다.
본 발명에 따르면, 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하고, 상기 목적을 달성할 수 있고, 광을 사용한 이방성 도전 접속에 있어서, 광을 투과하지 않는 단자를 기판의 단자로서 사용한 경우에도, 우수한 경화성, 및 우수한 도통 저항을 얻을 수 있는 이방성 도전 필름, 및 해당 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법, 및 접합체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 이방성 도전 필름의 일례의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 이방성 도전 필름의 일례의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 이방성 도전 필름의 일례의 개략 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 접속 방법을 설명하기 위한 개략도(그의 1)이다.
도 4b는 본 발명의 접속 방법을 설명하기 위한 개략도(그의 2)이다.
도 4c는 본 발명의 접속 방법을 설명하기 위한 개략도(그의 3)이다.
(이방성 도전 필름)
본 발명의 이방성 도전 필름은, 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름이며, 도전성 입자 함유층과, 절연성 접착층을 적어도 갖고, 또한 필요에 따라, 그 밖의 층을 갖는다.
상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층 중 적어도 어느 하나는, 광 산란성 미립자를 함유한다.
<광 산란성 미립자>
상기 광 산란성 미립자로서는, 상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층을 경화시키는 광을 산란시키는 미립자라면, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 금속 산화물 등을 들 수 있다.
상기 금속 산화물로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 산화티타늄, 산화아연 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층에 있어서 광 산란성이 우수한 점에서, 산화티타늄이 바람직하다.
상기 산화티타늄은 아나타제형, 루틸형, 브루카이트형 중 어느 것일 수도 있지만, 루틸형인 것이 광 산란의 점에서 바람직하다.
상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층을 경화시키는 광으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 자외선이 바람직하다.
상기 광 산란성 미립자의 평균 입경으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 10nm 내지 5,000nm가 바람직하고, 20nm 내지 1,000nm가 보다 바람직하고, 100nm 내지 800nm가 특히 바람직하다. 상기 평균 입경이 10nm 미만이면, UV광을 흡수하는 경우가 있고, 5,000nm를 초과하면, 광 산란하기 어려운 경우가 있다. 상기 평균 입경이 상기 특히 바람직한 범위 내이면, 광 산란 효율의 점에서 유리하다.
상기 평균 입경은, 예를 들면 입도 분포 측정 장치(FPAR-1000, 오츠카 덴시 가부시끼가이샤 제조) 등에 의해 측정할 수 있다.
상기 광 산란성 미립자는, 상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층 중, 상기 절연성 접착층에만 함유되어 있는 것이 도통 저항, 압흔 및 경화성의 점에서 바람직하다.
상기 광 산란성 미립자의 함유량으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 상기 광 산란성 미립자가 함유되는 층 중의 수지에 대하여 0.01질량％ 내지 15.00질량％가 바람직하고, 0.05질량％ 내지 10.00 질량％가 보다 바람직하다.
여기서, 상기 층 중의 수지이란, 막 형성 수지, 광 경화성 수지, 및 경화제, 및 이들의 경화물 등의 층을 형성하는 수지를 가리킨다.
<도전성 입자 함유층>
상기 도전성 입자 함유층은, 도전성 입자 및 광 경화성 수지를 적어도 함유하고, 또한 필요에 따라, 그 밖의 성분을 함유한다.
상기 도전성 입자 함유층은, 상기 광 산란성 미립자를 함유하고 있을 수도 있다.
-도전성 입자-
상기 도전성 입자로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 금속 입자, 금속 피복 수지 입자 등을 들 수 있다.
상기 금속 입자로서는, 예를 들면 니켈, 코발트, 은, 구리, 금, 팔라듐 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 이들 중에서도, 니켈, 은, 구리가 바람직하다. 이들의 표면 산화를 방지하는 목적에서, 이들의 표면에 금, 팔라듐을 실시한 입자를 사용할 수도 있다. 또한, 이들의 표면에 금속 돌기나 유기물로 절연 피막을 실시한 것을 사용할 수도 있다.
상기 금속 피복 수지 입자로서는, 예를 들면 수지 코어의 표면을 니켈, 구리, 금 및 팔라듐 중 어느 하나의 금속으로 피복한 입자 등을 들 수 있다. 또한, 상기 수지 코어의 표면에 금속 돌기나 유기물로 절연 피막을 실시한 것을 사용할 수도 있다.
상기 수지 코어에의 금속의 피복 방법으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 무전해 도금법, 스퍼터링법 등을 들 수 있다.
상기 수지 코어의 재료로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 스티렌-디비닐벤젠 공중합체, 벤조구아나민 수지, 가교 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 스티렌-실리카 복합 수지 등을 들 수 있다.
상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 도전성 입자의 함유량으로서는, 특별히 제한은 없고, 회로 부재의 배선 피치나, 접속 면적 등에 의해 적절히 조정할 수 있다.
-광 경화성 수지-
상기 광 경화성 수지로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 광 라디칼 경화성 수지, 광 양이온 경화성 수지 등을 들 수 있다.
상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 광 경화성 수지의 함유량으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
--광 라디칼 경화성 수지--
상기 광 라디칼 경화성 수지로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 디메틸올트리시클로데칸디아크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜테트라아크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디아크릴옥시프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시메톡시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(아크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 아크릴레이트 올리고머 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
또한, 상기 광 라디칼 경화성 수지로서는, 상기 아크릴레이트를 메타크릴레이트로 한 것을 들 수 있다.
이들은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
--광 양이온 경화성 수지--
상기 광 양이온 경화성 수지로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 지환식 에폭시 수지 및 이들의 변성 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
또한, 광 라디칼 경화성 수지, 광 양이온 경화성 수지를 혼합 등 하여, 병용할 수도 있다.
--그 밖의 성분--
상기 그 밖의 성분으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 막 형성 수지, 경화제, 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
--막 형성 수지--
상기 막 형성 수지로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 페녹시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 부타디엔 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있다. 상기 막 형성 수지는 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 이들 중에서도, 제막성, 가공성, 접속 신뢰성의 점에서 페녹시 수지가 특히 바람직하다.
상기 페녹시 수지란, 비스페놀 A와 에피클로로히드린으로부터 합성되는 수지이며, 적절히 합성한 것을 사용할 수도 있고, 시판품을 사용할 수도 있다.
상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 막 형성 수지의 함유량으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
--경화제--
상기 경화제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 파장 영역 200nm 내지 750nm의 광에 의해 활성의 양이온종 또는 라디칼종을 발생시키는 경화제 등을 들 수 있다.
양이온종을 발생시키는 광 양이온 경화제로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 술포늄염, 오늄염 등을 들 수 있고, 다양한 에폭시 수지를 양호하게 경화시킬 수 있다.
라디칼종을 발생시키는 광 라디칼 경화제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 알킬페논계 광 중합 개시제, 아실포스핀옥시드계 광 중합 개시제, 티타노센계 광 중합 개시제, 옥심에스테르계 광 중합 개시제 등을 들 수 있고, 다양한 아크릴레이트를 양호하게 경화시킬 수 있다.
또한, 상기 파장 영역 200nm 내지 750nm의 광에 의해 활성의 양이온종 또는 라디칼종을 발생시키는 경화제로서는, 예를 들면 광 라디칼 경화제(상품명: 이르가큐어 651, 바스프(BASF)사 제조), 광 양이온 경화제(상품명: 이르가큐어 369, 바스프사 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 광 라디칼 경화제, 광 양이온 경화제를 혼합 등 하여, 병용할 수도 있다.
상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 경화제의 함유량으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
--실란 커플링제--
상기 실란 커플링제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 에폭시계 실란 커플링제, 아크릴계 실란 커플링제, 티올계 실란 커플링제, 아민계 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 실란 커플링제의 함유량으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 도전성 입자 함유층의 평균 두께로서는 특별히 제한은 없고, 상기 도전성 입자의 평균 입경, 상기 절연성 접착층의 두께와의 관계에서 적절히 선택할 수 있지만, 1㎛ 내지 10㎛가 바람직하고, 4㎛ 내지 8㎛가 보다 바람직하고, 5㎛ 내지 7㎛가 특히 바람직하다. 상기 평균 두께가 1㎛ 미만이면, 기판의 단자와 전자 부품의 단자 사이에 도전성 입자가 충분히 충전되지 않는 경우가 있고, 10㎛를 초과하면, 접속 불량의 원인이 되는 경우가 있다.
여기서, 상기 평균 두께는 임의로 상기 도전성 입자 함유층의 5군데의 두께를 측정했을 때의 평균값이다.
<절연성 접착층>
상기 절연성 접착층은 광 경화성 수지를 적어도 함유하고, 또한 필요에 따라서, 그 밖의 성분을 함유한다.
상기 절연성 접착층은 상기 광 산란성 미립자를 함유하는 것이 바람직하다.
-광 경화성 수지-
상기 광 경화성 수지로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 상기 도전성 입자 함유층의 설명에 있어서 예시한 상기 광 경화성 수지 등을 들 수 있다.
상기 절연성 접착층에 있어서의 상기 광 경화성 수지의 함유량으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
-그 밖의 성분-
상기 그 밖의 성분으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 막 형성 수지, 경화제, 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
상기 막 형성 수지, 상기 경화제, 상기 실란 커플링제로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 상기 도전성 입자 함유층의 설명에 있어서 예시한 상기 막 형성 수지, 상기 경화제, 상기 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
상기 절연성 접착층에 있어서의 상기 막 형성 수지, 상기 경화제, 상기 실란 커플링제의 함유량으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 절연성 접착층의 평균 두께로서는 특별히 제한은 없고, 상기 도전성 입자 함유층의 두께와의 관계에서 적절히 선택할 수 있지만, 5㎛ 내지 20㎛가 바람직하고, 10㎛ 내지 14㎛가 보다 바람직하고, 11㎛ 내지 13㎛가 특히 바람직하다. 상기 평균 두께가 5㎛ 미만이면, 단자 간에 있어서의 수지 충전율이 감소하는 경우가 있고, 20㎛를 초과하면, 접속 불량의 발생 원인이 되는 경우가 있다.
여기서, 상기 평균 두께는 임의로 상기 절연성 접착층의 5군데의 두께를 측정했을 때의 평균값이다.
상기 이방성 도전 필름의 두께로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
본 발명의 이방성 도전 필름의 일례를 도면을 사용하여 설명한다. 도 1 내지 도 3은, 본 발명의 이방성 도전 필름의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1의 이방성 도전 필름(1)은 도전성 입자 함유층(2)과 절연성 접착층(3)을 갖고 있고, 도전성 입자 함유층(2)은 도전성 입자(4)를 함유하고 있고, 절연성 접착층(3)은 광 산란성 미립자(5)를 함유하고 있다. 도 2의 이방성 도전 필름(1)은 도전성 입자 함유층(2)과 절연성 접착층(3)을 갖고 있고, 도전성 입자 함유층(2)은 도전성 입자(4) 및 광 산란성 미립자(5)를 함유하고 있다. 도 3의 이방성 도전 필름(1)은 도전성 입자 함유층(2)과 절연성 접착층(3)을 갖고 있고, 도전성 입자 함유층(2)은 도전성 입자(4) 및 광 산란성 미립자(5)를 함유하고 있고, 절연성 접착층(3)은 광 산란성 미립자(5)를 함유하고 있다.
(접속 방법, 및 접합체)
본 발명의 접속 방법은 부착 공정과, 광 조사 공정을 적어도 포함하고, 또한 필요에 따라, 그 밖의 공정을 포함한다.
상기 접속 방법은 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 접속 방법이다.
본 발명의 접합체는 본 발명의 상기 접속 방법에 의해 제조된다.
<기판>
상기 기판으로서는, 이방성 도전 접속이 대상이 되는 단자를 갖는 기판이고, 본 발명의 상기 이방성 도전 필름을 경화시키는 광을 투과하는 기판이라면, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 유리 기판, 플라스틱 기판 등을 들 수 있다.
상기 기판의 크기, 형상, 구조로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 단자는 상기 이방성 도전 필름을 경화시키는 광을 투과하지 않는 단자이다.
상기 단자의 재질로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 금, 은, 구리, 알루미늄 등의 금속을 들 수 있다.
상기 단자의 크기, 형상, 구조로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
<전자 부품>
상기 전자 부품으로서는, 이방성 도전 접속이 대상이 되는 단자를 갖는 전자 부품이라면, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 IC칩, TAB(Tape Automated Bonding; 테이프 자동 접합) 테이프, 액정 패널 등을 들 수 있다. 상기 IC칩으로서는, 예를 들면 플랫 패널 디스플레이(FPD)에 있어서의 액정 화면 제어용 IC칩 등을 들 수 있다.
<부착 공정>
상기 부착 공정으로서는, 상기 기판의 단자 상에 이방성 도전 필름을 부착하는 공정이라면, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 이방성 도전 필름은 본 발명의 상기 이방성 도전 필름이다.
상기 부착 공정에 있어서는, 통상 상기 이방성 도전 필름의 상기 도전성 입자 함유층이 상기 기판의 단자에 접촉하도록, 상기 이방성 도전 필름을 상기 기판의 단자 상에 부착한다.
<광 조사 공정>
상기 광 조사 공정으로서는, 상기 전자 부품이 적재된 상기 이방성 도전 필름에 대하여 상기 기판측으로부터 광을 조사하는 공정이라면, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 광 조사 공정 전에, 상기 전자 부품은 상기 이방성 도전 필름 상에 적재된다. 이때, 상기 이방성 도전 필름의 상기 절연성 접착층이 상기 전자 부품의 단자와 접하고 있다.
상기 이방성 도전 필름에의 광의 조사는, 상기 기판측으로부터 행해진다. 즉, 상기 이방성 도전 필름에의 광의 조사는, 상기 기판 너머에서 행해진다. 이때, 상기 기판의 단자는, 광을 투과하지 않는 단자이기 때문에, 상기 기판의 단자의 광 조사원측과 반대측에 있는 상기 이방성 도전 필름의 부위에는, 상기 광 조사원으로부터의 광이 직접적으로는 미치지 않는다. 그러나, 상기 이방성 도전 필름의 상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층 중 적어도 어느 하나가, 상기 광 산란성 미립자를 함유함으로써, 상기 기판 너머로 상기 이방성 도전 필름에 입사한 광은, 상기 광 산란성 미립자에 의해 산란되어, 상기 광 조사원으로부터의 광이 직접적으로는 도달하지 않는 부위에도 광이 널리 퍼지고, 상기 광 조사원으로부터의 광이 직접적으로는 도달하지 않는 상기 이방성 도전 필름의 부위도 우수한 경화성을 얻을 수 있다. 그 결과, 우수한 도통 저항을 얻을 수 있다.
상기 광으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 입자 함유층의 광 경화성 수지를 경화시키기 쉬운 점에서, 자외선이 바람직하다. 상기 자외선의 파장으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 200nm 내지 400nm 등을 들 수 있다.
상기 광의 조사원(광 조사원)으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드) 램프, YAG(Yttrium Aluminum Garnet; 이트륨 알루미늄 가넷) 레이저, 크세논 램프, 할로겐 램프 등을 들 수 있다.
상기 광의 조사량으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
상기 광 조사 공정시에는, 상기 이방성 도전 필름을 가열 및 가압하는 처리를 병용하는 것이 바람직하다.
상기 가열 및 가압하는 처리는, 상기 광 조사를 행하기 전에 개시하고, 상기 광 조사가 종료할 때까지 행하는 것이 바람직하다.
상기 가열 및 가압하는 처리로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 가열 가압 부재를 사용하여 행할 수 있다.
상기 가열 가압 부재로서는, 예를 들면 가열 기구를 갖는 가압 부재 등을 들 수 있다. 상기 가열 기구를 갖는 가압 부재로서는, 예를 들면 히트 툴 등을 들 수 있다.
상기 가열의 온도로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 80℃ 내지 140℃가 바람직하다.
상기 가압의 압력으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 0.1MPa 내지 100MPa가 바람직하다.
상기 가열 및 가압의 시간으로서는 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들면 0.5초간 내지 120초간을 들 수 있다.
본 발명의 접속 방법의 일례에 대하여 도면을 사용하여 설명한다. 도 4a 내지 도 4c는, 본 발명의 접속 방법을 설명하기 위한 개략도이다. 우선, 단자(7)를 갖는 기판(6)에, 이방성 도전 필름(1)을 상기 이방성 도전 필름(1)의 도전성 입자 함유층(2)이 단자(7)에 접하도록 부착한다(도 4a). 계속해서, 그 부착한 이방성 도전 필름(1)의 절연성 접착층(3) 상에 단자(8)를 갖는 전자 부품(9)을 적재한다. 이 시점에서는, 기판(6)과 전자 부품(9)은 아직 이방성 도전 접속되어 있지 않다(도 4b). 그리고, 전자 부품(9) 위로부터 가열 가압 부재(도시하지 않음)에 의해 전자 부품(9)을 가열 및 가압하면서, 광 조사원(10)으로부터 기판(6) 너머로 도전성 입자 함유층(2) 및 절연성 접착층(3)에 광 조사함으로써, 기판(6)과 전자 부품(9)을 이방성 도전 접속한다(도 4c). 이때에, 상기 도전성 입자 함유층(2) 및 상기 절연성 접착층(3) 중 적어도 어느 하나가 광 산란성 미립자(5)를 함유함으로써, 기판(6) 너머로 상기 이방성 도전 필름(1)에 입사한 광은, 광 산란성 미립자(5)에 의해 산란되어, 광 조사원(10)으로부터의 광이 직접적으로는 도달하지 않는 부위에도 광이 널리 퍼져, 광 조사원(10)으로부터의 광이 직접적으로는 도달하지 않는 이방성 도전 필름(1)의 부위도 우수한 경화성을 얻을 수 있다. 그 결과, 우수한 도통 저항을 얻을 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 어떠한 한정이 되는 것은 아니다.
실시예에 있어서, 광 산란성 미립자의 평균 입경은, 입도 분포 측정 장치(FPAR-1000, 오츠카 덴시 가부시끼가이샤 제조)에 의해 측정하였다.
(비교예 1)
<이방성 도전 필름의 제작>
-도전성 입자 함유층의 제작-
페녹시 수지(품명: YP70, 신닛테쯔 가가꾸 가부시끼가이샤 제조), 액상 에폭시 수지(품명: EP828, 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤 제조), 고형 에폭시 수지(품명: YD014, 신닛테쯔 가가꾸 가부시끼가이샤 제조), 도전성 입자(품명: AUL704, 세끼스이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조) 및 양이온계 경화제(광 양이온 경화제, 품명: LW-S1, 산아프로 가부시끼가이샤 제조)를 표 1-1에 나타내는 배합으로, 교반 장치(자전 공전 믹서, 아와토리 넨타로우, 가부시끼가이샤 신키 제조)를 사용하여 균일하게 혼합하였다. 혼합 후의 배합물을 박리 처리한 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름) 상에 건조 후의 평균 두께가 6㎛가 되도록 도포하여, 도전성 입자 함유층을 제작하였다.
-절연성 접착층의 제작-
페녹시 수지(품명: YP70, 신닛테쯔 가가꾸 가부시끼가이샤 제조), 액상 에폭시 수지(품명: EP828, 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤 제조), 고형 에폭시 수지(품명: YD014, 신닛테쯔 가가꾸 가부시끼가이샤 제조) 및 양이온계 경화제(광 양이온 경화제, 품명: LW-S1, 가부시끼가이샤 산아프로 제조)를 표 1-1에 나타내는 배합으로, 교반 장치(자전 공전 믹서, 아와토리 넨타로우, 가부시끼가이샤 신키 제조)를 사용하여 균일하게 혼합하였다. 혼합 후의 배합물을 박리 처리한 PET 상에 건조 후의 평균 두께가 12㎛가 되도록 도포하여, 절연성 접착층을 제작하였다.
상기에서 얻어진 도전성 입자 함유층과 절연성 접착층을 롤 라미네이터를 사용하여, 롤 온도 45℃에서 라미네이트하여, 이방성 도전 필름을 얻었다.
<접속 방법(접합체의 제조)>
주연부에 3열 지그재그 배치(staggered arrangement)된 금 범프를 갖는 시험용 IC칩(범프 사이즈 2,550㎛2, 범프 높이 15㎛, 피치 15㎛(외측 범프 열과 중앙 범프 열 및 중앙 범프 열과 내측 범프 열 사이의 각각의 거리 15㎛, 각 열 내의 범프 사이의 거리 15㎛))과, 상기 시험용 IC칩의 범프에 대응하는 Al 배선(평균 두께 0.5㎛)을 갖는 유리 기판(유리 두께 0.7mm)을 사용하여, 이방성 도전 접속을 행하였다.
구체적으로는, 비교예 1에서 제작한 이방성 도전 필름을 1.5mm 폭으로 슬릿하여, 도전성 입자 함유층이 상기 유리 기판에 접하도록, 이방성 도전 필름을 상기 유리 기판에 부착하였다.
그 위에, 상기 시험용 IC칩을 두고 임시 고정한 후, 히트 툴 1.5mm 폭으로 완충재(두께 70㎛의 테플론(등록 상표))를 사용하여, 압착 조건 120℃, 80MPa, 10초간(툴 스피드 25mm/초간, 스테이지 온도 30℃)으로 가열 가압을 개시하고, 개시부터 5초간 후에, 상기 유리 기판측에서 360nm에 최대 발광 파장을 갖는 LED 램프(컨트롤러: ZUV-C20H, 헤드 유닛: ZUV-H20MB, 렌즈 유닛: ZUV-212L, 옴론 가부시끼가이샤 제조)를 사용하여 400W/㎠에서 5초간, UV 조사를 행하였다. 또한, UV 조사시, 가열 가압은 유지하고 있었다.
<평가>
제작한 접합체에 대해서, 이하의 평가를 행하였다. 결과를 표 1-1에 나타내었다.
〔도통 저항〕
각 접합체에 대해서, 30군데의 단자 사이의 저항값(Ω)을 4 단자법을 사용하여 전류 1mA를 흘려 측정하였다. 그때의 최댓값(max) 및 평균값(ave.)을 구하였다.
〔압흔의 관찰〕
접합체의 유리 기판측에서, 이방성 도전 필름의 이방성 도전 접속부에 있어서의, 3열 지그재그 배열 범프의 길이 방향 중앙 위치, 범프 열의 길이 방향 전체 길이 L의 0.1L 및 0.9L의 위치에 3군데를 배율 10배로 현미경 관찰하고, 압흔의 균일성에 대하여 이하의 평가 기준으로 평가하였다.
-평가 기준-
◎: 3개의 관찰 위치에 대하여 각각 10군데 관찰한 결과, 어느 쪽의 관찰 위치에 있어서도 9군데 이상에서 압흔이 관찰된 경우
○: 3개의 관찰 위치에 대하여 각각 10군데 관찰한 결과, 어느 쪽인가의 관찰 위치에 있어서 7군데 또는 8군데에서 압흔이 관찰되고, 그 이외에서는 9군데 이상에서 압흔이 관찰된 경우
△: 3개의 관찰 위치에 대하여 각각 10군데 관찰한 결과, 어느 쪽인가의 관찰 위치에 있어서 5군데 또는 6군데에서 압흔이 관찰되고, 그 이외에서는 9군데 이상에서 압흔이 관찰된 경우
×: 3개의 관찰 위치에 대하여 각각 10군데 관찰한 결과, 어느 쪽인가의 관찰 위치에서 압흔을 관찰할 수 있었던 것이 5군데 미만인 경우
〔경화율〕
접합체에 있어서의 Al 배선 상의 도전성 입자 함유층 및 유리 기판 상의 도전성 입자 함유층 각각에 대해서, 경화율을 측정하였다. 경화율은 도전성 입자 함유층 중의 수지의 에폭시기 감소율에 의해 구하였다. 즉, 이방성 도전 접속 전의 도전성 입자 함유층 중의 수지의 에폭시기가 이방성 도전 접속에 의해 얼마나 감소했는지를, 적외 흡수 스펙트럼의 914cm-1의 흡수를 측정함으로써 구하였다.
(실시예 1 내지 13)
<이방성 도전 필름 및 접합체의 제작>
비교예 1에 있어서, 도전성 입자 함유층 및 절연성 접착층의 배합 및 평균 두께를, 표 1-1 내지 표 1-2에 나타내는 배합 및 평균 두께로 변경한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 하여, 이방성 도전 필름을 얻었다.
또한, 비교예 1과 동일하게 하여, 접합체를 제작하였다.
비교예 1과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1-1 내지 표 1-2에 나타내었다.
(비교예 2)
<이방성 도전 필름 및 접합체의 제작>
-이방성 도전 필름의 제작-
페녹시 수지(품명: YP70, 신닛테쯔 가가꾸 가부시끼가이샤 제조), 액상 에폭시 수지(품명: EP828, 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤 제조), 고형 에폭시 수지(품명: YD014, 신닛테쯔 가부시끼가이샤 제조), 도전성 입자(품명: AUL704, 세끼스이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조), 양이온계 경화제(광 양이온 경화제, 품명: LW-S1, 가부시끼가이샤 산아프로 제조) 및 산화티타늄 1(R820, 이시하라 산교 가부시끼가이샤 제조)을 표 1-2에 나타내는 배합으로, 교반 장치(자전 공전 믹서, 아와토리 넨타로우, 가부시끼가이샤 신키 제조)를 사용하여 균일하게 혼합하였다. 혼합 후의 배합물을 박리 처리한 PET 상에 건조 후의 평균 두께가 20㎛가 되도록 도포하여, 도전성 입자 함유층만을 포함하는 이방성 도전 필름을 제작하였다.
-접합체의 제작-
비교예 1에 있어서, 이방성 도전 필름을 상기에서 제작한 이방성 도전 필름으로 변경한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 하여, 접합체를 제작하였다.
비교예 1과 동일한 평가에 제공하였다. 결과를 표 1-2에 나타내었다.
<표 1-1>
Figure pct00001
<표 1-2>
Figure pct00002
표 1-1 내지 표 1-2 중의 각 성분의 배합량의 단위는, 질량부이다. 광 산란성 미립자의 함유량(질량％)은 도전성 입자 함유층 및 절연성 접착층의 각각의 층 중의 수지에 대한 함유량(질량％)이다.
산화티타늄 1(R820, 이시하라 산교 가부시끼가이샤 제조, 루틸형)의 평균 입경은 200nm이다.
산화티타늄 2(MC-50, 이시하라 산교 가부시끼가이샤 제조, 아나타제형)의 평균 입경은 240nm이다.
산화아연(나노텍(Nanotek) ZnO, CIK 나노텍 가부시끼가이샤 제조)의 평균 입경은 30nm이다.
실시예 1 내지 13의 이방성 도전 필름은 경화성이 우수하고, 압흔도 양호하고, 또한 도통 저항도 우수하였다.
특히, 절연성 접착층에만 광 산란성 미립자를 함유시킨 이방성 도전 필름을 사용한 경우(예를 들면, 실시예 2)에는 도전성 입자 함유층에 광 산란성 미립자를 함유시킨 이방성 도전 필름을 사용한 경우(예를 들면, 실시예 1 및 3)에 비해, 도통 저항, 압흔 및 배선 상의 경화율 모두가 더욱 우수하였다. 이것은, 도전성 입자 함유층에 광 산란성 미립자를 함유하면, 기판 또는 기판의 단자와 도전성 입자 함유층과의 계면에서 광이 산란해버려, 이방성 도전 필름에 입사하는 광량이 감소하기 때문이라고 생각된다.
광 산란성 미립자의 함유량이 층 중의 수지에 대하여 0.05질량％ 내지 10.00질량％인 경우(실시예 2, 5 및 6)에는 광 산란성 미립자의 함유량이 상기 범위 외의 경우(실시예 4 및 7)에 비하여, 압흔 및 배선 상의 경화율이 더욱 우수하였다.
광 산란성 미립자로서의 산화티타늄이 루틸형인 경우(실시예 2)에는, 아나타제형인 경우(실시예 8)에 비하여, 도통 저항, 압흔 및 배선 상의 경화율이 더욱 우수하였다.
광 산란성 미립자에 산화아연을 사용한 경우(실시예 13)에는 압흔 및 배선 상의 경화율 모두 우수하지만, 압흔 및 배선 상의 경화율이 실시예 2보다는 약간 떨어지고 있었다.
도전성 입자 함유층의 평균 두께를 4㎛로 한 경우(실시예 9)에는 실시예 2와 동일 정도로 우수하였다. 도전성 입자 함유층의 평균 두께를 8㎛로 한 경우(실시예 10)에는 도통 저항, 압흔 및 배선 상의 경화율이 모두 우수하지만, 실시예 2보다는 약간 떨어지고 있었다.
절연성 접착층의 평균 두께를 10㎛로 한 경우(실시예 11) 및 14㎛로 한 경우(실시예 12)에는 도통 저항, 압흔 및 배선 상의 경화율이 모두 우수하지만, 실시예 2보다는 약간 떨어지고 있었다.
한편, 광 산란성 미립자를 함유하지 않은 경우(비교예 1)에는 도통 저항, 압흔 및 배선 상의 경화율 모두가, 실시예 1 내지 13보다도 떨어지고 있었다.
도전성 입자 함유층만을 포함하는 이방성 도전 필름에 광 산란성 미립자를 함유한 경우(비교예 2)에는, 압흔이 실시예 1 내지 13보다도 떨어지고 있었다.
<산업상 이용 가능성>
본 발명의 이방성 도전 필름 및 접속 방법은, 광을 사용한 이방성 도전 접속에 있어서, 광을 투과하지 않은 단자를 기판의 단자로서 사용한 경우에도, 우수한 경화성, 및 우수한 도통 저항을 얻을 수 있는 점에서, 광을 사용한 접합체의 제조에 적절하게 사용할 수 있다.
1 이방성 도전 필름
2 도전성 입자 함유층
3 절연성 접착층
4 도전성 입자
5 광 산란성 미립자
6 기판
7 단자
8 단자
9 전자 부품
10 광 조사원

Claims (6)

  1. 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름이며,
    도전성 입자 및 광 경화성 수지를 함유하는 도전성 입자 함유층과, 광 경화성 수지를 함유하는 절연성 접착층을 갖고,
    상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층 중 적어도 어느 하나가, 광 산란성 미립자를 함유하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  2. 제1항에 있어서, 도전성 입자 함유층 및 절연성 접착층 중, 상기 절연성 접착층만이 광 산란성 미립자를 함유하는 이방성 도전 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광 산란성 미립자의 함유량이 상기 광 산란성 미립자가 함유되는 층 중의 수지에 대하여 0.05질량％ 내지 10.00질량％인 이방성 도전 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 광 산란성 미립자가 산화티타늄인 이방성 도전 필름.
  5. 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 접속 방법이며,
    상기 기판의 단자 상에 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름을 부착하는 부착 공정과,
    상기 전자 부품이 적재된 상기 이방성 도전 필름에 대하여 상기 기판측으로부터 광을 조사하는 광 조사 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 방법.
  6. 제5항에 기재된 접속 방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 접합체.


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