KR20140103855A

KR20140103855A - 이방성 도전 필름, 접속 방법 및 접합체

Info

Publication number: KR20140103855A
Application number: KR1020140017046A
Authority: KR
Inventors: 다케시 다마키
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2014-08-27
Also published as: JP5956362B2; KR102193813B1; CN103996431B; JP2014160546A; CN103996431A

Abstract

기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서, 도전성 입자, 막형성 수지, 경화성 수지 및 경화제를 함유하는 도전성 입자 함유층과, 막형성 수지, 경화성 수지 및 경화제를 함유하는 절연성 접착층을 갖고, 상기 절연성 접착층만이 티올 화합물을 함유하고, 상기 도전성 입자가 표면에 Cu 를 갖는 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 접속시키는 수단으로서, 도전성 입자가 분산된 열경화성 수지를 박리 필름에 도포한 테이프 형상의 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 (Integrated Circuit) 칩의 단자와, LCD (Liquid Crystal Display) 패널의 유리 기판 상에 형성된 전극을 접속시키는 경우를 비롯하여, 각종 단자끼리를 접착시킴과 함께 전기적으로 접속시키는 경우에 사용되고 있다.

상기 이방성 도전 필름을 사용하여 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 전기적으로 접속시키는 이방성 도전 접속은, 통상적으로 상기 기판과 상기 전자 부품 사이에 상기 이방성 도전 필름을 끼우고 상기 이방성 도전 필름을 가열 및 가압함으로써 실행된다. 이 때의 가열 온도로는, 예를 들어 170 ℃ ∼ 200 ℃ 정도이다. 이 열이 기판 및 전자 부품에 영향을 미치는 경우가 있다. 또, 기판과 전자 부품의 열팽창 계수의 차이에서 기인하여 접속시에 위치 어긋남이 발생하는 경우가 있다.

그래서, 저온에서 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 방법이 요구되고 있다. 예를 들어, 중합성 아크릴계 화합물, 필름 형성 수지 및 중합 개시제를 함유하는 절연성 접착층과 중합성 아크릴계 화합물, 필름 형성 수지, 중합 개시제 및 도전성 입자를 함유하는 도전성 입자 함유층이 적층되어 이루어지는 이방성 도전 필름에 있어서, 그 절연성 접착층 및 그 도전성 입자 함유층이, 각각 티올 화합물을 함유하는 이방성 도전 필름이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

이 제안된 기술에서는, 130 ℃ 에서의 접속을 실시하고 있다. 그러나, 최근에는 더 저온에서 접속시키는 (예를 들어, 110 ℃) 것이 요구되고 있다. 이 제안된 기술에서는, 그러한 더 저온에서 접속시키고자 하면 접속 신뢰성이 저하된다는 문제가 있다.

또, 티올 화합물을 함유하는 이방성 도전 필름은, 일반적으로 보존 안정성이 저하된다는 문제가 있다.

따라서, 보존 안정성 및 저온에서 접속시켰을 때의 접속 신뢰성이 우수한 이방성 도전 필름, 그리고 그 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법 및 접합체의 제공이 요구되고 있는 것이 현상황이다.

일본 공개특허공보 2011-32491호

본 발명은, 종래의 상기 여러 문제를 해결하고, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은, 보존 안정성 및 저온에서 접속시켰을 때의 접속 신뢰성이 우수한 이방성 도전 필름, 그리고 그 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법 및 접합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로는 이하와 같다. 즉,

＜1＞ 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서,

도전성 입자, 막형성 수지, 경화성 수지 및 경화제를 함유하는 도전성 입자 함유층과,

막형성 수지, 경화성 수지 및 경화제를 함유하는 절연성 접착층을 갖고,

상기 절연성 접착층만이 티올 화합물을 함유하고,

상기 도전성 입자가 표면에 Cu 를 갖는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름이다.

＜2＞ 절연성 접착층에 있어서의 티올 화합물의 함유량이 0.25 질량％ ∼ 15 질량％ 인 상기 ＜1＞ 에 기재된 이방성 도전 필름이다.

＜3＞ 도전성 입자가 Cu 입자 및 Cu 피복 수지 입자 중 적어도 어느 것인 상기 ＜1＞ 내지 ＜2＞ 중 어느 하나에 기재된 이방성 도전 필름이다.

＜4＞ 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 접속 방법으로서,

상기 기판의 단자 상에 상기 ＜1＞ 내지 ＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 이방성 도전 필름을 배치하는 제 1 배치 공정과,

상기 이방성 도전 필름 상에 상기 전자 부품을, 상기 전자 부품의 단자가 상기 이방성 도전 필름과 접하도록 배치하는 제 2 배치 공정과,

상기 전자 부품을 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 가열 가압 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 방법이다.

＜5＞ 단자를 갖는 기판과, 단자를 갖는 전자 부품과, 상기 기판과 상기 전자 부품 사이에 개재하여 상기 기판의 단자와 상기 전자 부품의 단자를 전기적으로 접속시키는 이방성 도전 필름의 경화물을 갖고,

상기 이방성 도전 필름이 상기 ＜1＞ 내지 ＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 이방성 도전 필름인 것을 특징으로 하는 접합체이다.

본 발명에 의하면, 종래의 상기 여러 문제를 해결하고, 상기 목적을 달성할 수 있고, 보존 안정성 및 저온에서 접속시켰을 때의 접속 신뢰성이 우수한 이방성 도전 필름, 그리고 그 이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법 및 접합체를 제공할 수 있다.

도 1 은, 실시예에 있어서의 접속 신뢰성의 측정 방법을 나타내는 설명도이다.
도 2 는, 실시예에 있어서의 접착 강도의 측정 방법을 나타내는 설명도이다.

(이방성 도전 필름)

본 발명의 이방성 도전 필름은, 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서, 도전성 입자 함유층과 절연성 접착층을 적어도 갖고, 추가로 필요에 따라 그 밖의 층을 갖는다.

상기 이방성 도전 필름은, 상기 절연성 접착층만이 티올 화합물을 함유한다.

상기 도전성 입자는 표면에 Cu 를 갖는다.

＜도전성 입자 함유층＞

상기 도전성 입자 함유층은, 도전성 입자와, 막형성 수지와, 경화성 수지와, 경화제를 적어도 함유하고, 추가로 필요에 따라 그 밖의 성분을 함유한다.

－도전성 입자-

상기 도전성 입자로서는, 표면에 Cu 를 갖는 도전성 입자이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, Cu 입자, Cu 피복 수지 입자 등을 들 수 있다.

상기 Cu 피복 수지 입자로는, 수지 입자의 표면을 Cu 로 피복한 입자이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.

상기 수지 입자에 대한 Cu 의 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-디비닐 벤젠 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, 상기 도전성 입자의 표면에 절연 피막을 실시한 입자이더라도, 이방성 도전 접속시에 그 입자가 변형되고, 상기 도전성 입자가 노출되는 것이면, 상기 도전성 입자이다.

상기 도전성 입자의 평균 입자경으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 1 ㎛ ∼ 30 ㎛ 가 바람직하고, 2 ㎛ ∼ 25 ㎛ 가 보다 바람직하고, 3 ㎛ ∼ 10 ㎛ 가 특히 바람직하다.

상기 평균 입자경은, 임의로 10 개의 도전성 입자에 대해 측정한 입자경의 평균값이다.

상기 입자경은, 예를 들어 주사형 전자현미경 관찰에 의해 측정할 수 있다.

상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 도전성 입자의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 0.1 질량％ ∼ 30 질량％ 가 바람직하고, 2 질량％ ∼ 30 질량％ 가 보다 바람직하고, 2 질량％ ∼ 20 질량％ 가 더욱더 바람직하고, 2 질량％ ∼ 10 질량％ 가 특히 바람직하다.

－막형성 수지-

상기 막형성 수지로서는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 페녹시 수지, 불포화 폴리에스테르수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 부타디엔 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있다. 상기 막형성 수지는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 제막성, 가공성, 접속 신뢰성 면에서 페녹시 수지가 바람직하다.

상기 페녹시 수지로는, 예를 들어, 비스페놀 A 와 에피클로르하이드린으로부터 합성되는 수지 등을 들 수 있다.

상기 페녹시 수지는, 적절히 합성한 것을 사용해도 되고, 시판품을 사용해도 된다.

상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 막형성 수지의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 30 질량％ ∼ 60 질량％ 가 바람직하고, 35 질량％ ∼ 55 질량％ 가 보다 바람직하다.

-경화성 수지-

상기 경화성 수지로는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 에폭시 수지, 중합성 아크릴 화합물 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. 이것들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

--중합성 아크릴 화합물--

상기 중합성 아크릴 화합물로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 인산 에스테르형 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌디아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산, 라우릴아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트트리아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴아크릴레이트, o-프탈산디글리시딜에테르아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 비스페놀 A 형 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등 및 이것들에 상당하는 메타크릴레이트를 들 수 있다. 이것들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 경화성 수지의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 30 질량％ ∼ 80 질량％ 가 바람직하고, 35 질량％ ∼ 65 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.

이들 중에서도 보존 안정성이 우수하다는 점에서, 유기 과산화물이 바람직하고, 디라우로일퍼옥사이드가 보다 바람직하다.

상기 경화성 수지와 상기 경화제의 조합으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 상기 에폭시 수지와 상기 카티온계 경화제의 조합, 상기 중합성 아크릴 화합물과 상기 유기 과산화물의 조합이 바람직하다.

상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 경화제의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 1 질량％ ∼ 10 질량％ 가 바람직하고, 2 질량％ ∼ 5 질량％ 가 보다 바람직하다.

-그 밖의 성분-

상기 그 밖의 성분으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 실란 커플링제, 충전제, 연화제, 경화 촉진제, 노화 방지제, 착색제 (안료, 염료), 유기 용제, 이온 캐처제 등을 들 수 있다.

상기 그 밖의 성분의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.

상기 도전성 입자 함유층의 평균 두께로는, 특별히 제한되지 않고, 상기 도전성 입자의 평균 입자경, 상기 절연성 접착층의 평균 두께와의 관계에서 적절히 선택할 수 있지만, 5 ㎛ ∼ 30 ㎛ 가 바람직하고, 10 ㎛ ∼ 25 ㎛ 가 보다 바람직하다. 상기 평균 두께가 5 ㎛ 미만이면, 기판의 단자와 전자 부품의 단자 사이에 도전성 입자가 충분히 충전되지 않는 경우가 있고, 30 ㎛ 를 초과하면, 접속 불량의 원인이 되는 경우가 있다.

여기서, 상기 평균 두께는, 임의로 상기 도전성 입자 함유층의 5 지점의 두께를 측정했을 때의 평균값이다.

＜절연성 접착층＞

상기 절연성 접착층은, 티올 화합물과 막형성 수지와 경화성 수지와 경화제를 적어도 함유하고, 추가로 필요에 따라 그 밖의 성분을 함유한다.

-티올 화합물-

상기 티올 화합물로는, 티올기 (메르캅토기) 를 함유하는 화합물이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 반응성 및 보존 안정성 면에서 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트) (PEMP), 트리스[(3-메르캅토프로피오닐옥시)-에틸]-이소시아누레이트 (TEMPIC), 트리메틸롤프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트) (TMMP), 디펜타에리트리톨헥사키스(3-메르캅토프로피오네이트) (DPMP), 2-에틸헥실-3-메르캅토프로피오네이트 (EHMP), 테트라에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트) (EGMP-4) 가 바람직하다. 이것들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 절연성 접착층에 있어서의 상기 티올 화합물의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 0.25 질량％ ∼ 15 질량％ 가 바람직하고, 0.25 질량％ ∼ 10 질량％ 가 보다 바람직하고, 0.5 질량％ ∼ 10 질량％ 가 더욱 바람직하고, 2 질량％ ∼ 7 질량％ 가 특히 바람직하다.

-막형성 수지-

상기 막형성 수지로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 상기 도전성 입자 함유층의 설명에서 예시한 상기 막형성 수지 등을 들 수 있다. 바람직한 양태도 마찬가지다.

상기 절연성 접착층에 있어서의 상기 막형성 수지의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 30 질량％ ∼ 60 질량％ 가 바람직하고, 35 질량％ ∼ 55 질량％ 가 보다 바람직하다.

-경화성 수지-

상기 경화성 수지로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 에폭시 수지, 중합성 아크릴 화합물 등을 들 수 있다.

상기 에폭시 수지로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 상기 도전성 입자 함유층의 설명에서 예시한 상기 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

상기 중합성 아크릴 화합물로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 상기 도전성 입자 함유층의 설명에서 예시한 상기 중합성 아크릴 화합물 등을 들 수 있다.

상기 절연성 접착층에 있어서의 상기 경화성 수지의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 30 질량％ ∼ 80 질량％ 가 바람직하고, 35 질량％ ∼ 65 질량％ 가 보다 바람직하다.

-경화제-

상기 경화제로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 상기 도전성 입자 함유층의 설명에서 예시한 상기 경화제 등을 들 수 있다. 바람직한 양태도 마찬가지다.

상기 절연성 접착층에 있어서의 상기 경화제의 함유량으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 1 질량％ ∼ 10 질량％ 가 바람직하고, 2 질량％ ∼ 5 질량％ 가 보다 바람직하다.

-그 밖의 성분-

상기 절연성 접착층의 평균 두께로는, 특별히 제한되지 않고, 적절히 선택할 수 있지만, 5 ㎛ ∼ 30 ㎛ 가 바람직하고, 10 ㎛ ∼ 25 ㎛ 가 보다 바람직하다. 상기 평균 두께가 5 ㎛ 미만이면, 기판 사이에서의 수지 충전률이 감소되는 경우가 있고, 30 ㎛ 를 초과하면, 접속 불량의 발생 원인이 되는 경우가 있다.

여기서, 상기 평균 두께는, 임의로 상기 절연성 접착층의 5 지점의 두께를 측정했을 때의 평균값이다.

＜기판＞

상기 기판으로는, 단자를 갖고, 상기 이방성 도전 필름을 사용한 이방성 도전 접속의 대상이 되는 기판이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 단자를 갖는 유리 기판, 단자를 갖는 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 상기 기판은, 프린트 배선판 (PWB) 이어도 된다.

상기 단자를 갖는 유리 기판으로는, 예를 들어, ITO (Indium Tin Oxide) 유리 기판, IZO (Indium Zinc Oxide) 유리 기판, 그 밖의 유리 패턴 기판 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 ITO 유리 기판, IZO 유리 기판이 바람직하다.

상기 단자를 갖는 플라스틱 기판의 재질, 구조로는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 단자를 갖는 리지드 기판, 단자를 갖는 플렉시블 기판 등을 들 수 있다.

상기 기판의 평균 두께로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 0.1 ㎜ ∼ 1.0 ㎜ 가 바람직하고, 0.2 ㎜ ∼ 0.8 ㎜ 가 보다 바람직하다.

상기 평균 두께는 상기 기판의 임의의 10 지점의 두께를 측정했을 때의 평균값이다.

＜전자 부품＞

상기 전자 부품으로는, 단자를 갖고, 상기 이방성 도전 필름을 사용한 이방성 도전 접속의 대상이 되는 전자 부품이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, IC (Integrated Circuit), TAB (Tape Automated Bonding) 테이프, COF (Chip-on-Flex, 칩 온 플렉스), TCP (Tape carrier package, 테이프ㆍ캐리어ㆍ패키지), 액정 패널 등을 들 수 있다. 상기 IC 로는, 예를 들어, 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 에 있어서의 액정 화면 제어용 IC 칩 등을 들 수 있다.

상기 전자 부품의 형상으로는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 상면에서 보았을 경우에 장방형, 정방형 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, 기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 방법이다.

상기 기판 및 상기 전자 부품으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 본 발명의 상기 이방성 도전 필름의 설명에서 예시한 상기 기판 및 상기 전자 부품을 각각 들 수 있다.

＜제 1 배치 공정＞

상기 제 1 배치 공정으로는, 상기 기판의 단자 상에 본 발명의 상기 이방성 도전 필름을 배치하는 공정이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.

상기 제 1 배치 공정에 있어서는, 통상적으로 상기 이방성 도전 필름의 상기 도전성 입자 함유층이 상기 기판의 단자에 접촉하도록, 상기 이방성 도전 필름을 상기 기판의 단자 상에 배치한다.

상기 배치시에는, 임시 고정을 위한 가열 및 가압을 실시해도 된다. 이 때의 가열 온도는, 상기 이방성 도전 필름을 경화시키지 않는 가열 온도가 바람직하다.

＜제 2 배치 공정＞

상기 제 2 배치 공정으로는, 상기 이방성 도전 필름 상에 상기 전자 부품을, 상기 전자 부품의 단자가 상기 이방성 도전 필름과 접하도록 배치하는 공정이면, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.

상기 제 2 배치 공정에 있어서는, 통상적으로 상기 이방성 도전 필름의 상기 절연성 접착층이 상기 기판의 단자에 접촉하도록, 상기 전자 부품을 상기 이방성 도전 필름 상에 배치한다.

＜가열 가압 공정＞

상기 가열 가압 공정으로는, 상기 기판을 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 있지만, 110 ℃ ∼ 140 ℃ 가 바람직하다.

상기 가압의 압력으로는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 0.5 ㎫ ∼ 10 ㎫ 이 바람직하다.

상기 가열 및 가압의 시간에서는, 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 0.5 초간 ∼ 10 초간이 바람직하다.

(접합체)

본 발명의 접합체는, 기판과 전자 부품과 이방성 도전 필름의 경화물을 적어도 갖고, 추가로 필요에 따라 그 밖의 부재를 갖는다.

상기 이방성 도전 필름은, 본 발명의 상기 이방성 도전 필름이다.

상기 이방성 도전 필름의 경화물은, 상기 기판과 상기 전자 부품 사이에 개재하여 상기 기판의 단자와 상기 전자 부품의 단자를 전기적으로 접속시키고 있다.

상기 접합체는, 예를 들어, 본 발명의 상기 접속 방법에 의해 제조할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되지는 않는다.

(실시예 1)

＜이방성 도전 필름의 제조＞

-도전성 입자 함유층의 제조-

페녹시 수지 (품명：YP50, 신닛테츠 화학 주식회사 제조) 40 질량부, 2 관능 아크릴모노머 (폴리에틸렌글리콜 ＃200 디아크릴레이트, 품명：A-200, 신나카무라 화학공업 주식회사 제조) 30 질량부, 우레탄아크릴레이트 (품명：U-2PPA, 신나카무라 화학공업 주식회사 제조) 20 질량부, 인산 에스테르형 아크릴레이트 (품명：PM-2, 닛폰 화약 주식회사 제조) 2 질량부, 유기 과산화물 (디라우로일퍼옥사이드) 3 질량부 및 도전성 입자 (Cu 입자, 평균 입자경 5 ㎛) 5 질량부를, 교반 장치 (자전 공전 믹서, 아와토리 렌타로, 싱크사 제조) 를 사용하여 균일하게 혼합하였다. 혼합 후의 배합물을 실리콘 처리한 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 상에 건조 후의 평균 두께가 17 ㎛ 가 되도록 도포하고, 70 ℃ 에서 5 분간 건조시키고, 도전성 입자 함유층을 제조하였다.

-절연성 접착층의 제조-

페녹시 수지 (품명：YP50, 신닛테츠 화학 주식회사 제조) 45 질량부, 2 관능 아크릴모노머 (폴리에틸렌글리콜 ＃200 디아크릴레이트, 품명：A-200, 신나카무라 화학공업 주식회사 제조) 30 질량부, 우레탄아크릴레이트 (품명：U-2PPA, 신나카무라 화학공업 주식회사 제조) 20 질량부, 인산 에스테르형 아크릴레이트 (품명：PM-2, 닛폰 화약 주식회사 제조) 2 질량부, 유기 과산화물 (디라우로일퍼옥사이드) 3 질량부 및 티올 화합물 (펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 표 1 에 나타내는 함유량이 되는 양) 을, 교반 장치 (자전 공전 믹서, 아와토리 렌타로, 싱크사 제조) 를 사용하여 균일하게 혼합하였다. 혼합 후의 배합물을 실리콘 처리한 PET (폴리에틸렌테레프탈레이트) 상에 건조 후의 평균 두께가 18 ㎛ 가 되도록 도포하고, 70 ℃ 에서 5 분간 건조시켜 절연성 접착층을 제조하였다.

상기에서 얻어진 도전성 입자 함유층과 절연성 접착층을 롤라미네이터를 사용하며, 롤 온도 45 ℃ 에서 라미네이트하여 이방성 도전 필름 (ACF) 을 얻었다.

＜접합체의 제조＞

이하의 방법에 의해 접합체를 제조하였다.

COF (칩 온 플렉스) 로서, 평가용 COF (덱세리알즈 주식회사 평가용 기재, 200 ㎛P (피치), Cu 8 ㎛t (두께)-Sn 도금, 38 ㎛t (두께)-S'perflex 기재) 를 사용하였다.

PWB (프린트 배선판) 로서, 평가용 PWB (덱세리알즈 주식회사 평가용 기재, 200 ㎛P (피치), Cu 35 ㎛t (두께)-Au 도금, FR-4 기재) 를 사용하였다.

상기 평가용 PWB 상에, 폭 2 ㎜ 로 슬릿한 상기 이방성 도전 필름을, 상기 도전성 입자 함유층이 상기 평가용 PWB 에 접하도록 배치하였다. 배치할 때, 80 ℃, 1 ㎫, 1 초간에서 첩부하였다. 계속해서, 그 이방성 도전 필름 상에, 상기 평가용 COF 를 상기 이방성 도전 필름에서 비어져 나오지 않도록 배치하였다. 계속해서, 완충재 (실리콘 러버, 두께 0.25 ㎜) 를 개재하여, 가열 툴 (폭 2.0 ㎜) 에 의해 110 ℃, 3 ㎫, 5 초간의 조건에서 상기 평가용 COF 를 가열 및 가압하여 접합체를 얻었다.

＜평가＞

이하의 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

<<접속 신뢰성 (도통 저항)>>

얻어진 접합체의 초기 저항값, 그리고 85 ℃ 및 85 ％RH 에서 500 시간 방치한 후의 저항값을 이하의 방법으로 측정하였다.

구체적으로는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 하여 디지털 멀티 미터 (품번：디지털 멜티 미터 7555, 요코가와 덴키 주식회사 제조) 를 사용하여 4 단자법으로 전류 1 mA 를 흘렸을 때의 저항값을 측정하였다. 30 채널에 대해 저항값을 측정하고, 최대 저항값을 측정값으로 하였다. 측정 결과에 대해 하기 평가 기준으로 평가하였다.

[평가 기준]

A：2 Ω 미만

B：2 Ω 이상 5 Ω 미만

C：5 Ω 이상

<<접착 강도>>

제조된 접합체를, 도 2 에 나타내는 바와 같이 하여 박리 시험기 (주식회사 에이ㆍ앤드ㆍ데이 제조) 를 사용하여, 박리 속도 50 ㎜/분간에서 90 도 박리 시험 (JIS K6854-1) 을 실시하여 필 강도를 접착 강도로서 측정하였다. 측정 결과에 대해 하기 평가 기준으로 평가하였다.

[평가 기준]

A：8 N/㎝ 이상

B：5 N/㎝ 이상 8 N/㎝ 미만

C：5 N/㎝ 미만

<<보존 안정성>>

제조된 이방성 도전 필름을, 40 ℃ 의 오븐에 24 시간 방치하였다. 방치한 후의 이방성 도전 필름을 사용하여 상기 방법으로 접합체를 제조하고, 상기 접속 신뢰성 (초기) 및 접착 강도의 평가를 실시하였다.

<<절연성>>

이방성 도전 필름을 2 ㎜ 폭으로 슬릿하고, 50 ㎛ 피치의 전극을 갖는 COF 와 50 ㎛ 피치의 PWB 에, 110 ℃, 3 ㎫, 5 초간의 조건에서 가열 및 가압하여 샘플을 제조하였다. 동일한 샘플을 100 장 제조하고, 쇼트 발생률을 측정하였다.

(실시예 2 ∼ 20 및 비교예 1 ∼ 5)

실시예 1 에 있어서, 도전성 입자 함유층 (A 층) 중의 도전성 입자의 종류 및 함유량, 도전성 입자 함유층 중의 티올 화합물의 종류 및 함유량, 절연성 접착층 (N 층) 의 티올 화합물의 종류 및 함유량, 그리고, 도전성 입자 함유층 및 절연성 접착층 중의 유기 과산화물의 종류를, 표 1 ∼ 표 3 에 나타내는, 도전성 입자 함유층 중의 도전성 입자의 종류 및 함유량, 도전성 입자 함유층 중의 티올 화합물의 종류 및 함유량, 절연성 접착층 중의 티올 화합물의 종류 및 함유량, 그리고 도전성 입자 함유층 및 절연성 접착층 중의 유기 과산화물의 종류로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 얻었다.

얻어진 이방성 도전 필름을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 접합체를 제조함과 함께 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 ∼ 표 3 에 나타낸다.

표 1 ∼ 표 3 중에서, A 층은 도전성 입자 함유층을 나타낸다. N 층은 절연성 접착층을 나타낸다. 함유량은 그 층에서의 함유량 (질량％) 을 나타낸다.

표 1 ∼ 표 3 중에서, 실시예 및 비교예에 있어서의 「Cu 입자」는, 아토마이즈법으로 제조한 구리 입자 (평균 입자경 5 ㎛) 이다.

실시예 20 에 있어서의 「수지 입자」는, 평균 입자경 4.8 ㎛ 의 벤조구아나민 수지 입자를 무전해 구리도금함으로써 얻어진 구리도금 수지 입자이다.

비교예 4 에 있어서의 「Ni 입자」는, 아토마이즈법으로 제조한 니켈 입자 (평균 입자경 5 ㎛) 이다.

비교예 5 에 있어서의 「Au/Ni 입자」는, 니켈 입자를 무전해 금도금함으로써 얻어진 금도금 니켈 입자 (평균 입자경 5 ㎛) 이다.

표 1 ∼ 표 3 중에서, 「라우로일」은 디라우로일퍼옥사이드이다. 「BPO」는 벤조일퍼옥사이드이다.

표 1 ∼ 표 3 중에서, 티올 화합물의 종류는 이하와 같다.

PEMP：펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트)

TEMPIC：트리스-[(3-메르캅토프로피오닐옥시)-에틸]-이소시아누레이트

TMMP：트리메틸롤프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트)

DPMP：디펜타에리트리톨헥사키스(3-메르캅토프로피오네이트)

EHMP：2-에틸헥실-3-메르캅토프로피오네이트

EGMP-4：테트라에틸렌글리콜비스(3-메르캅토프로피오네이트)

상기 티올 화합물은 모두 SC 유기 화학 주식회사 제조이다.

실시예 1 ∼ 20 에서는, 절연성 접착층에 티올 화합물을 함유하고, 도전성 입자 함유층에 Cu 를 표면에 갖는 도전성 입자를 함유함으로써, 보존 안정성과 110 ℃ 라는 매우 저온에서 접속시켰을 때의 접속 신뢰성을 양립시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또, 접착 강도도 우수하였다.

110 ℃ 등의 온도 영역에서는 통상적으로 경화성이 악화되고 접속 신뢰성이 저하된다. 티올 화합물을 사용한 경우에도, 130 ℃ 에서 접속시켰을 때의 접속 신뢰성을 만족시킬 수 있어도, 110 ℃ 라는 더 저온에서 접속시켰을 때의 접속 신뢰성을 만족시키기는 어렵다.

본 발명의 이방성 도전 필름은, 티올 화합물을 함유함과 함께, Cu 를 표면에 갖는 도전성 입자를 함유하고 있다. 이와 같이 티올 화합물과 병용하여 Cu 를 표면에 갖는 도전성 입자를 사용함으로써, 110 ℃ 라는 저온에서 접속시켰을 때의 접속 신뢰성을 만족시키는 것으로 생각된다. 그러나, 티올 화합물과 Cu 를 표면에 갖는 도전성 입자를 단순히 병용하면, 보존 안정성이 저하된다. 이는 경화성이 높아지기 때문에 보존시에도 경화가 진행되기 때문으로 생각된다. 그래서, 본 발명과 같이 절연성 접착층에만 티올 화합물을 함유하고, 도전성 입자 함유층에 Cu 를 표면에 갖는 도전성 입자를 함유함으로써, 접속시에만 티올 화합물과 Cu 를 표면에 갖는 도전성 입자가 접촉하게 되고, 보존 안정성과, 110 ℃ 라는 매우 저온에서 접속시켰을 때의 접속 신뢰성을 양립시킬 수 있다.

상기 절연성 접착층에 있어서의 상기 티올 화합물의 함유량이 2 질량％ ∼ 7 질량％ 인 경우에는, 접속 신뢰성, 접착 강도 및 보존 안정성 모두가 매우 우수하였다 (예를 들어, 실시예 3 및 4).

상기 경화제로서는, 벤조일퍼옥사이드보다 디라우로일퍼옥사이드 쪽이 접속 신뢰성, 접착 강도 및 보존 안정성 모두가 우수하였다 (예를 들어, 실시예 3 및 10).

상기 도전성 입자의 평균 입자경을 3 ㎛ ∼ 10 ㎛ 의 범위 내에서 변동시켜도 거의 영향은 없었다.

상기 도전성 입자 함유층에 있어서의 상기 도전성 입자의 함유량이 2 질량％ ∼ 30 질량％ 인 경우에는, 접속 신뢰성, 접착 강도 및 보존 안정성 모두가 매우 우수하였다 (예를 들어, 실시예 12 및 19).

상기 티올 화합물을 함유하지 않은 경우에는 반응성이 불충분하였다 (예를 들어, 비교예 1).

상기 도전성 입자 함유층 및 상기 절연성 접착층의 양 층에 상기 티올 화합물을 함유하는 경우에는, 보존 안정성이 불충분하였다 (예를 들어, 비교예 2).

상기 도전성 입자 함유층에만 상기 티올 화합물을 함유하는 경우에는, 반응성 및 보존 안정성이 불충분하였다 (예를 들어, 비교예 3).

도전성 입자로서 Cu 를 표면에 갖는 도전성 입자 이외의 입자 (예를 들어, Ni 입자, Au/Ni 입자) 의 경우에는, 반응성이 불충분하였다 (예를 들어, 비교예 4 및 5).

본 발명의 이방성 도전 필름은, 보존 안정성 및 저온에서 접속시켰을 때의 접속 신뢰성이 우수하기 때문에, 저온에서의 기판의 단자와 전자 부품의 단자의 이방성 도전 접속에 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 이방성 도전 필름으로서,
도전성 입자, 막형성 수지, 경화성 수지 및 경화제를 함유하는 도전성 입자 함유층과,
막형성 수지, 경화성 수지 및 경화제를 함유하는 절연성 접착층을 갖고,
상기 절연성 접착층만이 티올 화합물을 함유하고,
상기 도전성 입자가 표면에 Cu 를 갖는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
제 1 항에 있어서,
절연성 접착층에 있어서의 티올 화합물의 함유량이 0.25 질량％ ∼ 15 질량％ 인, 이방성 도전 필름.
제 1 항에 있어서,
도전성 입자가 Cu 입자 및 Cu 피복 수지 입자 중 적어도 어느 것인, 이방성 도전 필름.
기판의 단자와 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속시키는 접속 방법으로서,
상기 기판의 단자 상에 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름을 배치하는 제 1 배치 공정과,
상기 이방성 도전 필름 상에 상기 전자 부품을, 상기 전자 부품의 단자가 상기 이방성 도전 필름과 접하도록 배치하는 제 2 배치 공정과,
상기 전자 부품을 가열 가압 부재에 의해 가열 및 가압하는 가열 가압 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 방법.
단자를 갖는 기판과, 단자를 갖는 전자 부품과, 상기 기판과 상기 전자 부품 사이에 개재하여 상기 기판의 단자와 상기 전자 부품의 단자를 전기적으로 접속시키는 이방성 도전 필름의 경화물을 갖고,
상기 이방성 도전 필름이 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름인 것을 특징으로 하는 접합체.