KR20160037161A - 도전성 접착 필름의 제조 방법, 도전성 접착 필름, 접속체의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

개구부에 충전된 도전성 입자를 확실히 바인더 수지층에 전착시킨다. 기판 (11) 의 표면에 소정의 패턴으로 형성된 복수의 개구부 (12) 에 용매 (13) 및 도전성 입자 (3) 를 충전시키는 공정과, 기판 (11) 의 개구부 (12) 가 형성된 표면 상에, 베이스 필름 (4) 에 바인더 수지층 (7) 이 형성된 접착 필름 (8) 의 바인더 수지층 (7) 이 형성된 면을 첩착시키는 공정과, 기판 (11) 을 가열하면서 접착 필름 (8) 을 기판 (11) 의 표면으로부터 박리시키고, 개구부 (12) 내에 충전된 도전성 입자 (3) 를 바인더 수지층 (7) 에 전착시키는 공정을 갖는다.

Description

도전성 접착 필름의 제조 방법, 도전성 접착 필름, 접속체의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING CONDUCTIVE ADHESIVE FILM, CONDUCTIVE ADHESIVE FILM, AND METHOD FOR PRODUCING CONNECTION BODY}

본 발명은, 도전성 접착제에 관한 것으로, 특히 이방성 도전 접속에 사용하기에 바람직한 도전성 접착 필름의 제조 방법, 이 제조 방법을 이용하여 제조된 도전성 접착 필름 및 이 도전성 접착 필름을 사용한 접속체의 제조 방법에 관한 것이다.

본 출원은, 일본국에서 2013년 7월 29일에 출원된 일본 특허 출원 번호 특원 2013-157100호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것으로, 이들의 출원은 참조됨으로써, 본 출원에 원용된다.

종래, 유리 기판이나 유리 에폭시 기판 등의 리지드 기판과 플렉시블 기판이나 IC 칩을 접속시킬 때나, 플렉시블 기판끼리를 접속시킬 때에, 접착제로서 도전성 입자가 분산된 바인더 수지를 필름상으로 성형한 이방성 도전 필름이 사용되고 있다. 플렉시블 기판의 접속 단자와 리지드 기판의 접속 단자를 접속시키는 경우를 예로 들어 설명하면, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 플렉시블 기판 (51) 과 리지드 기판 (54) 의 두 접속 단자 (52, 55) 가 형성된 영역의 사이에 이방성 도전 필름 (53) 을 배치하고, 적절히 완충재 (50) 를 배치하고 가열 가압 헤드 (56) 에 의해 플렉시블 기판 (51) 위에서부터 열 가압한다. 그러면, 도 5(B) 에 나타내는 바와 같이, 바인더 수지는 유동성을 나타내고, 플렉시블 기판 (51) 의 접속 단자 (52) 와 리지드 기판 (54) 의 접속 단자 (55) 의 사이로부터 유출됨과 함께, 이방성 도전 필름 (53) 안의 도전성 입자는, 두 접속 단자 사이에 협지되어 눌러 찌부러진다.

그 결과, 플렉시블 기판 (51) 의 접속 단자 (52) 와 리지드 기판 (54) 의 접속 단자 (55) 는, 도전성 입자를 통해 전기적으로 접속되고, 이 상태에서 바인더 수지가 경화된다. 두 접속 단자 (52, 55) 사이에 없는 도전성 입자는, 바인더 수지에 분산되어 있고, 전기적으로 절연된 상태를 유지하고 있다. 이로써, 플렉시블 기판 (51) 의 접속 단자 (52) 와 리지드 기판 (54) 의 접속 단자 (55) 사이에서만 전기적 도통이 도모되게 된다.

일본 공표특허공보 2009-535843호

최근, 주로 휴대 전화나 스마트 폰, 태블릿 PC, 노트 PC 등의 소형 휴대형 전자 기기에 있어서는, 소형화, 박형화에 수반되어 전자 부품의 고밀도 실장이 진행되고, 플렉시블 기판을 메인 기판에 접속하는 소위 FOB (Film on Board) 접속이나, 플렉시블 기판끼리를 접속하는 소위 FOF (Film on Film) 접속에 있어서, 접속 단자의 미소화와 인접하는 접속 단자간의 협소화가 진행되고 있다. 또한, 액정 화면의 제어용 IC 를 유리 기판의 ITO 배선 상에 접속하는 것 등의, 이른바 COG (Chip on Glass) 접속에 있어서도, 화면의 고정세화에 수반되는 다단자화와 제어용 IC 의 소형화에 따른 접속 단자의 미소화와 인접하는 접속 단자간의 협소화가 진행되고 있다.

이와 같은 고밀도 실장의 요구에 수반되는 접속 단자의 미소화 및 접속 단자간의 협소화의 진행에 대해, 종래의 이방성 도전 필름에 있어서는, 도전성 입자를 바인더 수지 중에 랜덤으로 분산시키고 있기 때문에, 미소 단자 사이에 있어서 도전성 입자가 연결되어 단자간 쇼트가 발생할 우려가 있다.

여기서, 도전성 입자의 소 (小) 직경화나 입자 표면에 절연 피막을 형성하는 방법도 제안되었지만, 도전성 입자의 소직경화에서는 미소화된 접속 단자에 있어서의 입자 포착률이 저하될 우려가 있고, 또한 절연 피막을 형성한 경우에도 단자간 쇼트를 완전히 방지할 수는 없다.

그래서, 이와 같은 문제에 대해, 도전성 입자를 미리 균등 간격으로 정렬시킴으로써, 미소화된 접속 단자 상에 있어서의 입자 포착률의 향상 및 협소화된 인접하는 접속 단자간의 쇼트 방지를 도모하는 방법이 고려된다. 도전성 입자를 균등 간격으로 정렬시키는 방법으로는, 예를 들어 기판 상에 소정의 패턴으로 형성된 무수한 개구부 (마이크로 캐비티) 에 도전성 입자를 충전시키고, 바인더 수지층에 전착 (轉着) 시킴으로써, 개구부 내에 충전된 도전성 입자를 해당 개구부의 배열 패턴으로 바인더 수지층에 배열하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 1).

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 방법에서는, 도전성 입자가 바인더 수지층에 전착되지 않고, 마이크로 캐비티 내에 잔존하는 경우가 있다. 이로써, 바인더 수지층에는, 도전성 입자가 배열되어 있지 않은 결손 영역이 발생하고, 해당 결손 영역이 접속 단자 상에 첩부되면, 입자 포착률이 떨어져 도통 저항의 상승을 초래시킨다.

또, 보다 많은 도전성 입자를 마이크로 캐비티 내로부터 취출하기 위해서, 마이크로 캐비티가 형성된 기판 상에 바인더 수지층을 첩부할 때에, 바인더 수지층의 라미네이트 압력을 높이면, 박리할 때에, 마이크로 캐비티 내에 바인더 수지가 들어감으로써 밀착력이 향상되고, 이른바 앵커 효과가 발생하여 바인더 수지층을 깨끗하게 박리할 수 없게 되고, 또한 바인더 수지와 함께 도전성 입자가 마이크로 캐비티 내에 잔존한다.

그래서, 본 발명은, 마이크로 캐비티에 충전된 도전성 입자를 확실히 바인더 수지층에 전착시키고, 소정의 패턴으로 배열시킬 수 있는 도전성 접착 필름의 제조 방법, 이를 사용하여 형성된 도전성 접착 필름 및 접속체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 도전성 접착 필름의 제조 방법은, 기판의 표면에 도전성 입자의 배열 패턴에 따른 소정의 패턴으로 형성된 복수의 개구부에 용매 및 상기 도전성 입자를 충전시키는 공정과, 상기 기판의 상기 개구부가 형성된 표면 상에, 베이스 필름에 바인더 수지층이 형성된 접착 필름의 상기 바인더 수지층이 형성된 면을 첩착 (貼着) 시키는 공정과, 상기 기판을 가열하면서 상기 접착 필름을 상기 기판의 표면으로부터 박리시키고, 상기 개구부 내에 충전된 상기 도전성 입자를 상기 바인더 수지층에 전착시키는 공정을 갖는 것이다.

또, 본 발명에 관련된 도전성 접착 필름은, 상기 서술한 제조 방법에 의해 제조된 것이다.

또한, 본 발명에 관련된 접속체의 제조 방법은, 도전성 입자가 배열된 이방성 도전 필름에 의해 복수 병렬된 단자끼리가 접속된 접속체의 제조 방법에 있어서, 상기 이방성 도전 필름은, 기판의 표면에 소정의 패턴으로 형성된 복수의 개구부에 용매 및 도전성 입자를 충전시키는 공정과, 상기 기판의 상기 개구부가 형성된 표면 상에, 베이스 필름에 바인더 수지층이 형성된 접착 필름의 상기 바인더 수지층이 형성된 면을 첩착시키는 공정과, 상기 기판을 가열하면서 상기 접착 필름을 상기 기판의 표면으로부터 박리시키고, 상기 개구부 내에 충전된 상기 도전성 입자를 상기 바인더 수지층에 전착시키는 공정에 의해 제조되는 것이다.

본 발명에 따르면, 가열에 의한 용매의 체적 팽창에 의해, 개구부로부터 확실히 도전성 입자를 취출하여 바인더 수지층에 전착시킬 수 있고, 또한 바인더 수지층의 앵커 효과를 방지함으로써 바인더 수지층의 박리를 순조롭게 실시하여, 개구부의 패턴에 따른 소정의 패턴으로 도전성 입자를 바인더 수지층에 배열시킬 수 있다. 이로써, 접속 단자의 미소화 및 접속 단자간의 협소화의 진행에 의해서도, 단자간 쇼트를 방지함과 함께 미소화된 접속 단자에 있어서도 도전성 입자를 포착할 수 있어, 고밀도 실장의 요구에 응할 수 있는 도전성 접착 필름을 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 발명이 적용된 이방성 도전 필름을 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 본 발명이 적용된 이방성 도전 필름의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 도전성 입자가 전착된 후, 라미네이트하는 공정을 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 복수의 접속 단자가 병렬되어 있는 리지드 기판에 이방성 도전 필름이 첩부되는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5 는, 종래의 이방성 도전 필름을 사용한 접속체의 제조 공정을 나타내는 단면도이고, (A) 는 압착 전, (B) 는 압착 후의 상태를 나타낸다.

이하, 본 발명이 적용된 도전성 접착 필름의 제조 방법, 도전성 접착 필름, 접속체의 제조 방법에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또, 본 발명은, 이하의 실시 형태에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경이 가능한 것은 물론이다. 또한, 도면은 모식적인 것이고, 각 치수의 비율 등은 현실적인 것과는 다른 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 하는 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.

[이방성 도전 필름]

본 발명이 적용된 도전성 접착 필름은, 접착제가 되는 바인더 수지 중에 도전성 입자가 소정의 패턴으로 균등하게 분산 배치되고, 서로 대향하는 접속 단자 사이에 도전성 입자가 협지됨으로써 해당 접속 단자 사이의 도통을 도모하는 이방성 도전 필름 (1) 으로서 바람직하게 사용된다. 또한, 본 발명이 적용된 도전성 접착 필름을 사용한 접속체로서는, 예를 들어 이방성 도전 필름 (1) 을 사용하여 IC 나 플렉시블 기판이 COG 접속, FOB 접속 혹은 FOF 접속된 접속체, 그 밖의 접속체로서, 텔레비전이나 PC, 휴대 전화, 게임기, 오디오 기기, 태블릿 단말 혹은 차재용 모니터 등의 모든 기기에 바람직하게 사용할 수 있다.

이방성 도전 필름 (1) 은, 열경화형 혹은 자외선 등의 광경화형 접착제이고, 도시되지 않은 압착 툴에 의해 열 가압됨으로써 유동화되어 도전성 입자가 서로 대향하는 접속 단자 사이에서 눌러 찌부러지고, 가열 혹은 자외선 조사에 의해 도전성 입자가 눌러 찌부러진 상태로 경화된다. 이로써, 이방성 도전 필름 (1) 은, IC 나 플렉시블 기판을 유리 기판 등의 접속 대상에 전기적, 기계적으로 접속시킨다.

이방성 도전 필름 (1) 은, 예를 들어 도 1 에 나타내는 바와 같이, 막형성 수지, 열경화성 수지, 잠재성 경화제, 실란 커플링제 등을 함유하는 통상적인 바인더 수지 (2) (접착제) 에 도전성 입자 (3) 가 소정의 패턴으로 배치되어 이루어지고, 이 열경화성 접착재 조성물이 상하 1 쌍의 제 1, 제 2 베이스 필름 (4, 5) 에 지지되고 있는 것이다.

제 1, 제 2 베이스 필름 (4, 5) 은, 예를 들어 PET (Poly Ethylene Terephthalate), OPP (Oriented Polypropylene), PMP (Poly-4-methylpentene-1), PTFE (Polytetrafluoroethylene) 등에 실리콘 (silicone) 등의 박리제를 도포하여 이루어진다.

바인더 수지 (2) 에 함유되는 막형성 수지로서는, 평균 분자량이 10000 ∼ 80000 정도의 수지가 바람직하다. 막형성 수지로서는, 에폭시 수지, 변형 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페녹시 수지 등의 각종 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 막형성 상태, 접속 신뢰성 등의 관점에서 페녹시 수지가 특히 바람직하다.

열경화성 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 시판되는 에폭시 수지, 아크릴 수지 등을 들 수 있다.

에폭시 수지로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 페놀아르알킬형 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이것들은 단독이어도 되고, 2 종 이상의 조합이어도 된다.

아크릴 수지로서는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 아크릴 화합물, 액상 아크릴레이트 등을 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 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, 에폭시아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또, 아크릴레이트를 메타크릴레이트로 한 것을 사용할 수도 있다. 이것들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

잠재성 경화제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 가열 경화형, UV 경화형 등의 각종 경화제를 들 수 있다. 잠재성 경화제는, 통상적으로는 반응하지 않고, 열, 광, 가압 등의 용도에 따라 선택되는 각종 트리거에 의해 활성화되어 반응을 개시한다. 열활성형 잠재성 경화제의 활성화 방법에는, 가열에 의한 해리 반응 등에서 활성종 (카티온이나 아니온, 라디칼) 을 생성하는 방법, 실온 부근에서는 에폭시 수지 중에 안정적으로 분산되어 있고 고온에서 에폭시 수지와 상용·용해시켜 경화 반응을 개시하는 방법, 몰레큘러시브 봉입 타입의 경화제를 고온에서 용출시켜 경화 반응을 개시하는 방법, 마이크로 캡슐에 의한 용출·경화 방법 등이 존재한다. 열활성형 잠재성 경화제로서는, 이미다졸계, 하이드라지드계, 삼불화 붕소-아민 착물, 술포늄염, 아민이미드, 폴리아민염, 디시안디아미드 등이나 이것들의 변성물이 있고, 이것들은 단독이어도 되고, 2 종 이상의 혼합체여도 된다. 그 중에서도, 마이크로 캡슐형 이미다졸계 잠재성 경화제가 바람직하다.

실란 커플링제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 에폭시계, 아미노계, 메르캅토·술파이드계, 우레이도계 등을 들 수 있다. 실란 커플링제를 첨가함으로써, 유기 재료와 무기 재료의 계면에 있어서의 접착성이 향상된다.

[도전성 입자]

도전성 입자 (3) 로서는, 이방성 도전 필름 (1) 에 있어서 사용되고 있는 공지된 어느 도전성 입자를 들 수 있다. 도전성 입자 (3) 로서는, 예를 들어 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 주석, 납, 크롬, 코발트, 은, 금 등의 각종 금속이나 금속 합금의 입자, 금속 산화물, 카본, 그래파이트, 유리, 세라믹, 플라스틱 등의 입자 표면에 금속을 코팅한 것, 혹은 이들 입자 표면에 추가로 절연 박막을 코팅한 것 등을 들 수 있다. 수지 입자의 표면에 금속을 코팅한 것인 경우, 수지 입자로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴·스티렌 (AS) 수지, 벤조구아나민 수지, 디비닐벤젠계 수지, 스티렌계 수지 등의 입자를 들 수 있다.

이방성 도전 필름 (1) 은, 후술하는 바와 같이, 도전성 입자 (3) 가 소정의 배열 패턴으로 규칙적으로 배열되고, 도전성 입자의 응집에 의한 거칠고 촘촘함의 발생이 방지되었다. 따라서, 이방성 도전 필름 (1) 에 의하면, 접속 단자간의 협소화의 진행에 의해서도 도전성 입자의 응집체에 의한 단자간 쇼트를 방지할 수 있고, 또한 미소화된 접속 단자에 있어서도 도전성 입자를 포착할 수 있어, 고밀도 실장의 요구에 응할 수 있다.

또, 이방성 도전 필름 (1) 의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 도 1 에 나타내는 바와 같이, 권취 릴 (6) 에 권회 가능한 장척 테이프 형상으로 하고, 소정의 길이만큼 커팅하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시 형태에서는, 이방성 도전 필름 (1) 으로서, 바인더 수지 (2) 에 도전성 입자 (3) 를 함유한 열경화성 수지 조성물을 필름상으로 성형한 접착 필름을 예로 들어 설명했는데, 본 발명에 관련된 접착제는, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 바인더 수지 (2) 만으로 이루어지는 절연성 접착제층과 도전성 입자 (3) 를 함유한 바인더 수지 (2) 로 이루어지는 도전성 입자 함유층을 적층시킨 구성으로 할 수 있다.

[이방성 도전 필름의 제조 공정]

이어서, 이방성 도전 필름 (1) 의 제조 공정에 대해서 설명한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이방성 도전 필름 (1) 의 제조 공정은, 먼저, 기판 (11) 의 표면에 개구부 (마이크로 캐비티) (12) 가 형성된 배열판 (10) 배열판 (10) 을 사용하여 해당 개구부 (12) 내에 도전성 입자 (3) 가 용매 (13) 와 함께 충전됨으로써, 개구부 (12) 의 패턴에 도전성 입자 (3) 를 배열시킨다. 이어서, 제 1 베이스 필름 (4) 에 바인더 수지 (2) 로 이루어지는 접착제층 (7) 이 형성된 절연성 접착 필름 (8) 의 접착제층 (7) 이 형성된 면을, 기판 (11) 의 개구부 (12) 가 형성된 표면 상에 첩착시킨다. 그리고, 기판 (11) 을 가열하면서 절연성 접착 필름 (8) 을 기판 (11) 의 표면으로부터 박리시키고, 개구부 (12) 내에 충전된 도전성 입자 (3) 를 접착제층 (7) 에 전착시킨다.

[배열판 (10)]

배열판 (10) 은, 도전성 입자 (3) 를 미리 이방성 도전 필름 (1) 의 바인더 수지 (2) 에 배열시키는 패턴으로 정렬시키는 것으로, 기판 (11) 의 표면에 도전성 입자 (3) 의 배열 패턴에 따른 소정의 패턴으로 형성된 복수의 개구부 (12) 가 형성되어 있다.

기판 (11) 은, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리이미드, 폴리아미드, 액정성 폴리머 및 이것들의 혼합물, 합성물, 적층체, 혹은 SUS 등의 철강이나 알루미늄 등의 비철금속을 사용하여 형성할 수 있다.

또한, 기판 (11) 은, 바인더 수지 (2) 의 박리 성능을 높이기 위해서, 개구부 (12) 가 형성되는 표면에 박리 처리를 실시해도 된다. 박리층은, 코팅, 인쇄, 분무, 증착, 열전사, 플라즈마 중합, 가교에 의해 개구부 (12) 의 형성 전후 어느쪽에 적용할 수 있다. 박리층에 적합한 재료는, 불소 중합체 또는 올리고머, 실리콘유, 플루오로실리콘류, 폴리올레핀, 왁스, 폴리(에틸렌 산화물), 폴리(프로필렌 산화물), 소수성의 블록 또는 분기의 장쇄를 포함하는 계면활성제, 또는 이것들의 공중합체 혹은 혼합물 등을 포함하지만, 반드시 이것들에 한정되지 않는다.

개구부 (12) 는, 이방성 도전 필름 (1) 의 바인더 수지 (2) 에 배열되는 도전성 입자 (3) 의 배열 패턴과 동 패턴으로 기판 (11) 표면에 형성되고, 예를 들어 격자상이며 또한 균등하게 배열되어 있다. 개구부 (12) 는, 예를 들어 레이저 어블레이션, 엠보싱, 스탬핑 또는 포토레지스트를 사용한 리소그래피 공정 그 밖의 에칭 공정, 전기 주조법 등에 의해 형성할 수 있다.

또, 개구부 (12) 는, 사용하는 도전성 입자 (3) 의 평균 입자 직경에 따른 개구 직경 및 깊이를 갖는다. 개구부 (12) 의 개구 직경은, 도전성 입자 (3) 가 1 개만 들어가는 크기, 즉 도전성 입자 (3) 의 평균 입자 직경보다 크고, 도전성 입자 (3) 의 평균 입자 직경의 2 배 미만의 크기로 형성된다. 또한, 개구부 (12) 의 깊이는, 충전된 도전성 입자 (3) 를 유지함과 함께, 후술하는 절연성 접착 필름 (8) 이 첩착되었을 때에 바인더 수지 (2) 가 도전성 입자 (3) 와 밀착될 수 있는 깊이로 형성되고, 예를 들어 도전성 입자 (3) 의 반지름보다 깊은 깊이, 바람직하게는 도전성 입자 (3) 의 평균 입자 직경과 거의 동일한 깊이로 형성된다.

또, 개구부 (12) 는, 도전성 입자 (3) 의 충전 및 전착을 용이하게 하기 위해서, 개구 직경이 하부보다 상부에서 보다 넓어지도록 형성해도 된다.

[용매]

개구부 (12) 에는, 도전성 입자 (3) 가 용매 (13) 와 함께 충전된다. 용매 (13) 는, 절연성 접착 필름 (8) 의 박리 공정에 있어서 가열됨으로써 기화되고, 체적 팽창에 의해 도전성 입자 (3) 를 개구부 (12) 보다 바인더 수지 (2) 에 전착시키기 쉽게 함과 함께, 바인더 수지 (2) 의 기판 (11) 으로부터의 박리를 촉진시키는 것이다.

용매 (13) 는 액체 또는 고체여도 된다. 액체의 용매 (13) 로서는, 물이나 에탄올 등, 임의의 용매를 사용할 수 있다. 고체의 용매로서는, 예를 들어 드라이 아이스를 사용할 수 있다.

용매 (13) 로서는, 도전성 입자 (3) 와 함께 개구부 (12) 에 충전이 용이해지기 때문에 액체가 바람직하다. 또한, 액체의 용매를 사용함으로써, 도전성 입자 (3) 와 함께 배열판 (10) 에 분무하여, 개구부 (12) 내에 충전할 수 있다.

또, 고체의 용매 (13) 를 사용하는 경우, 예를 들어 미리 드라이 아이스로 덮인 도전성 입자 (3) 를 사용함으로써, 개구부 (12) 내에 충전할 수 있다.

또한 용매 (13) 는, 바인더 수지 (2) 의 용해도가 낮은 (예를 들어 5 ％ 이하) 것을 사용하는 것이 바람직하다. 용매 (13) 와 접촉된 바인더 수지 (2) 가 용해되면, 도전성 입자 (3) 를 바인더 수지 (2) 에 전착시키는 것이 곤란해지고, 또한 용해가 진행되면 필름 형상을 유지할 수 없게 되기 때문이다.

[절연성 접착 필름]

배열판 (10) 에 첩부되고 개구부 (12) 내의 도전성 입자 (3) 를 전착시키는 절연성 접착 필름 (8) 은, 이방성 도전 필름 (1) 을 구성하는 제 1 베이스 필름 (4) 에, 바인더 수지 (2) 로 이루어지는 접착제층 (7) 이 형성된 것이다. 절연성 접착 필름 (8) 은, 접착제층 (7) 에 도전성 입자 (3) 가 전착된 후, 제 2 베이스 필름 (5) 이 첩합 (貼合) 된다.

[충전·첩부 공정]

배열판 (10) 의 개구부 (12) 내로의 도전성 입자 (3) 의 충전 공정에서는, 배열판 (10) 이 복수의 반송 롤러 (14) 에 반송됨과 함께, 액체의 용매 (13) 에 분산된 도전성 입자 (3) 를 배열판 (10) 에 산포하고, 스퀴지 (15) 를 사용하여 각 개구부 (12) 내에 하나의 도전성 입자 (3) 를, 액체의 용매 (13) 와 함께 충전시킨다. 도전성 입자 (3) 의 충전 공정은 개구부 (12) 내에 도전성 입자 (3) 가 결락되어 있지 않음을 확인할 수 있을 때까지 반복한다. 잉여의 도전성 입자 (3) 는, 예를 들어 와이퍼, 닥터 블레이드, 에어 나이프 등에 의해 제거된다. 이로써, 도전성 입자 (3) 가 개구부 (12) 의 패턴에 배열된다.

이어서, 절연성 접착 필름 (8) 의 접착제층 (7) 이 형성된 면을, 기판 (11) 의 개구부 (12) 가 형성된 면 상에 첩착시킨다. 절연성 접착 필름 (8) 의 첩착은 롤 라미네이트 등에 의해 실시한다.

[박리·전착 공정]

이어서, 기판 (11) 을 가열하면서 절연성 접착 필름 (8) 을 기판 (11) 의 표면으로부터 박리시키고, 개구부 (12) 내에 충전된 도전성 입자 (3) 를 접착제층 (7) 에 전착시킨다. 기판 (11) 을 가열함으로써, 개구부 (12) 내에 도전성 입자 (3) 와 함께 충전된 용매 (13) 는 기화되고, 체적 팽창에 의해 도전성 입자 (3) 를 개구부 (12) 보다 바인더 수지 (2) 에 전착시키기 쉽게 함과 함께, 개구부 (12) 에 의한 앵커 효과를 억제하여 바인더 수지 (2) 의 기판 (11) 으로부터의 박리를 촉진시킬 수 있다.

또, 용매 (13) 는, 기화에 의한 체적 팽창이 발현되면 되고, 증발, 비등, 승화 중 어느 상태 변화에 의해서도 된다. 그 중에서도, 순간적으로 체적 팽창을 충분히 발현시켜 도전성 입자 (3) 를 확실히 전착시키고, 또한 바인더 수지 (2) 에 대한 가열 시간도 짧게 함에 있어서, 액체 용매 (13) 의 비등 온도 이상으로 가열하는 것이 바람직하다.

기판 (11) 의 가열 수단은 불문한다. 예를 들어 도 2 에 나타내는 바와 같이, 히터 (16) 를 내장한 가열 롤러 (17) 를 절연성 접착 필름 (8) 의 박리 지점에 배치하고, 기판 (11) 을 반송하면서 가열을 실시해도 된다.

또, 기판 (11) 의 가열 온도는, 바인더 수지 (2) 의 최저 용융 점도를 나타내는 온도보다 낮은 것이 바람직하다. 바인더 수지 (2) 는, 그 이상으로 가열되면, 유동성이 늘어나 필름 형상을 유지할 수 없고, 또한 도전성 입자 (3) 를 전착시킬 수 없게 되기 때문이다.

배선판 (10) 으로부터 박리된 절연성 접착 필름 (8) 은, 접착제층 (7) 의 표면에 도전성 입자 (3) 가, 개구부 (12) 의 패턴에 따라 도전성 입자 (3) 가 격자상이며 또한 균등하게 전사된다 (도 3(A)).

또, 도전성 입자 (3) 가 개구부 (12) 로부터 배출된 배열판 (10) 은, 적절히 클리닝 및 박리 처리가 실시된 후, 재차, 도전성 입자 (3) 의 충전, 배열에 이용된다. 또한, 배열판 (10) 은, 가요성을 가짐과 함께 고리상으로 형성되고, 반송 롤러에 의해 주회됨으로써, 도전성 입자 (3) 의 충전, 절연성 접착 필름 (8) 의 첩부, 도전성 입자 (3) 의 전착 및 절연성 접착 필름 (8) 의 박리를 연속해서 실시할 수 있어 제조 효율을 향상시킬 수 있다.

[제 2 베이스 필름의 첩부 공정]

도전성 입자 (3) 가 전사된 절연성 접착 필름 (8) 은, 이방성 도전 필름 (1) 을 구성하는 제 2 베이스 필름 (5) 에 의해 라미네이트된다 (도 3(B)). 제 2 베이스 필름 (5) 은, 절연성 접착 필름 (8) 에 전착된 도전성 입자 (3) 를 바인더 수지 (2) 에 밀어 넣어, 위치 결정을 도모하는 것이다. 제 2 베이스 필름 (5) 은, 박리 처리된 면을 절연성 접착 필름 (8) 의 도전성 입자 (3) 가 전착된 면에 첩합됨으로써, 도전성 입자 (3) 를 제 1 베이스 필름 (4) 에 도포된 바인더 수지 (2) 중에 유지한다. 이로써, 도전성 입자 (3) 를 함유하는 바인더 수지 (2) 가 상하 1 쌍의 제 1, 제 2 베이스 필름 (4, 5) 에 지지된 이방성 도전 필름 (1) 이 형성된다.

도 3(C) 에 나타내는 바와 같이, 이방성 도전 필름 (1) 은, 적절히 라미네이트 롤 (21) 에 의해 가압됨으로써, 제 1 베이스 필름 (4) 에 도포된 바인더 수지 (2) 내에 밀어 넣어진다. 이어서, 이방성 도전 필름 (1) 은, 제 2 베이스 필름 (5) 측으로부터 자외선이 조사되거나 함으로써, 바인더 수지 (2) 의 도전성 입자 (3) 가 밀어 넣어진 면이 경화되고, 이로써 도전성 입자 (3) 가 전착된 패턴으로 고정되어 있다.

[함유율]

상기 서술한 제조 공정을 거쳐 제조된 이방성 도전 필름 (1) 은, 바인더 수지 (2) 내에 배열되어 있는 도전성 입자 (3) 의 주변부에 기화된 용제 (13) 가 부착되기 때문에, 바인더 수지 (2) 에 대한 용해도가 낮은 용매 (13) 가 일정한 비율 (0.1 ％ 미만) 로 함유되어 있다.

또, 본 발명에 관련된 제법에서 기인되는 것으로 생각되는, 미소한 기포도 동일하게 검출된다. 기포는, 도전성 입자 (3) 의 주변 (도전성 입자 (3) 의 평균 입자 직경의 2 배 이내의 범위) 에 검출되고, 크기는 개구부 (12) 의 등배 이하의 크기, 즉 도전성 입자 (3) 와 거의 동등 이하가 된다. 기포는, 접착제층 (7) 의 표면에 있어서 30 ％ 이하 정도의 비율로 존재한다.

또한, 기포는 극미소인 것으로서 존재하는 경우도 있고, 이와 같은 경우에는, 국소적인 광학 특성의 차이로서 나타나는 경우가 있다. 이 경우에도 도전성 입자 (3) 의 주변 (입자 직경의 2 배 이내의 범위) 에 존재하고 있기 때문에, 제법에서 기인되는 것으로 추찰할 수 있다.

또, 기포의 존재는, 신뢰성 시험에 있어서 특히 현저한 악화의 요인은 되지 않기 때문에, 이 기포는 반드시 용매가 휘발된 것이 아니라, 라미네이트시에 말려든 공기도 포함한다.

[접속체의 제조 공정]

이방성 도전 필름 (1) 은, IC 나 플렉시블 기판이 COG 접속, FOB 접속 혹은 FOF 접속된 접속체 등으로서, 텔레비전이나 PC, 휴대 전화, 게임기, 오디오 기기, 태블릿 단말 혹은 차재용 모니터 등의 모든 전자 기기에 바람직하게 사용할 수 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 이방성 도전 필름 (1) 을 개재하여 IC 나 플렉시블 기판이 접속되는 리지드 기판 (22) 은, 복수의 접속 단자 (23) 가 병렬로 형성되어 있다. 이들 접속 단자 (23) 는, 고밀도 실장의 요구 때문에 미소화 및 접속 단자간의 협소화가 도모되고 있다.

이방성 도전 필름 (1) 은, 실사용시에는, 폭방향의 사이즈를 접속 단자 (23) 의 사이즈에 따라 절단된 후, 접속 단자 (23) 의 병렬 방향을 길이 방향으로 하여 복수의 접속 단자 (23) 상에 첩부된다. 이어서, 접속 단자 (23) 상에는, 이방성 도전 필름 (1) 을 개재하여 IC 나 플렉시블 기판측의 접속 단자가 탑재되고, 그 위에서부터 도시되지 않은 압착 툴에 의해 열 가압된다.

이로써 이방성 도전 필름 (1) 은, 바인더 수지 (2) 가 연화되어 도전성 입자 (3) 가 서로 대향하는 접속 단자 사이에서 눌러 찌부러지고, 가열 혹은 자외선 조사에 의해 도전성 입자 (3) 가 눌러 찌부러진 상태로 경화된다. 이로써, 이방성 도전 필름 (1) 은, IC 나 플렉시블 기판을 유리 기판 등의 접속 대상에 전기적, 기계적으로 접속시킨다.

여기서, 이방성 도전 필름 (1) 은, 길이 방향에 걸쳐서 도전성 입자 (3) 가 격자상이며 또한 균등하게 전착되어 있다. 따라서, 이방성 도전 필름 (1) 은, 미소화된 접속 단자 (23) 상에도 확실히 포착되어 도통성을 향상시킬 수 있고, 또한 협소화된 접속 단자 사이에 있어서도 도전성 입자 (3) 가 연결되지 않고 인접하는 단자 사이에 있어서의 쇼트를 방지할 수 있다.

실시예

이어서, 본 발명에 관련된 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는, 개구부가 소정의 패턴으로 형성된 배열판을 사용하여 도전성 입자를 충전시킨 후, 절연성 접착 필름을 첩부하고, 개구부 내의 도전성 입자를 접착제층에 전착시킴으로써, 이방성 도전 필름을 얻었다. 이방성 도전 필름은, 용매의 유무 혹은 가열의 유무나 가열 온도를 변경하여 복수의 샘플을 제조하였다. 배열판의 가열은, 히터가 내장된 반송 롤러를 사용하여 실시하였다.

그리고, 절연성 접착 필름을 박리시킨 후의 각 배열판에 대해서 도전성 입자의 취출률을 계측하였다. 또한, 각 이방성 도전 필름을 사용하여 유리 기판 상에 IC 를 접속시킨 접속체 샘플을 제조하고, 각 접속체 샘플에 대해서 신뢰성 시험 (고온 고습 시험 : 85 ℃ 85 ％ 1000 hr) 을 실시한 후, 도통 저항 (Ω) 을 구하였다.

실시예 및 비교예에 관련된 절연성 접착 필름은, 바인더 수지로서

페녹시 수지 (YP-50, 신닛테츠 스미킨 화학 주식회사 제조) 60 질량부

에폭시 수지 (jER828 미츠비시 화학 주식회사 제조) 40 질량부

카티온계 경화제 (SI-60L 산신 화학 공업 주식회사 제조) 2 질량부

를 배합한 수지 조성물을 사용하였다.

실시예 및 비교예에 관련된 절연성 접착 필름은, 이들 수지 조성물을 톨루엔으로 고형분 50 ％ 가 되도록 조정한 혼합 용액을 제조하고, 두께 50 ㎛ 의 PET 필름 상에 도포한 후, 80 ℃ 오븐에서 5 분간 건조시켰다. 이로써, 두께 20 ㎛ 의 바인더 수지 (2) 를 갖는 절연성 접착 필름을 얻었다.

또, 실시예 및 비교예에 관련된 이방성 도전 필름은, 도전성 입자로서 AUL704 (평균 입자 직경 : 4 ㎛ 세키스이 화학 공업 주식회사 제조) 를 사용하였다.

유리 기판으로는, IC 칩의 패턴에 대응된 알루미늄 배선 패턴이 형성된 유리 기판 (상품명 : 1737F, 코닝사 제조, 사이즈 : 50 mm × 30 mm, 두께 : 0.5 mm) 을 사용하였다.

이 유리 기판 상에, 실시예 및 비교예에 관련된 이방성 도전 필름을 배치하고, 이방성 도전 필름 상에 IC 칩 (사이즈 : 1.8 mm × 20.0 mm, 두께 : 0.5 mm, 금 범프 사이즈 : 30 ㎛ × 85 ㎛, 범프 높이 : 15 ㎛, 피치 : 50 ㎛) 을 배치하고, 가열 가압함으로써, IC 칩과 알루미늄 배선 패턴 유리 기판을 접속시켰다. 압착 조건은 180 ℃, 80 MPa, 5 sec 로 하였다.

[실시예 1]

실시예 1 에서는, 용매로서 물을 사용하였다. 또한, 배열판의 가열 온도는 100 ℃ 이다.

[실시예 2]

실시예 2 에서는, 용매로서 물을 사용하였다. 또한, 배열판의 가열 온도는 150 ℃ 이다.

[실시예 3]

실시예 1 에서는, 용매로서 물을 사용하였다. 또한, 배열판의 가열 온도는 200 ℃ 이다.

[실시예 4]

실시예 1 에서는, 용매로서 에탄올을 사용하였다. 또한, 배열판의 가열 온도는 150 ℃ 이다.

[비교예 1]

비교예 1 에서는, 용매를 사용하지 않고, 또한 배열판의 가열도 실시하지 않았다.

[비교예 2]

비교예 2 에서는, 용매로서 물을 사용하였다. 또한, 배열판의 가열 온도는 50 ℃ 이다.

[비교예 3]

비교예 3 에서는, 용매로서 물을 사용하였다. 또한, 배열판의 가열 온도는 250 ℃ 이다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 3 은 모두 배열판의 개구부로부터 도전성 입자를 90 ％ 이상의 비율로 취출할 수 있고, 또한 신뢰성 시험 후에 있어서의 IC 칩과 유리 기판에 형성된 접속 단자 사이의 도통 저항이 9 Ω 이하로 낮은 것이었다.

한편, 비교예 1 에서는, 입자 취출률이 80 ％ 로 낮고, 신뢰성 시험 후에 있어서의 도통 저항도 50 Ω 로 높은 것이 되었다. 또, 비교예 2 에서도, 입자 취출률이 83 ％ 로 낮고, 신뢰성 시험 후에 있어서의 도통 저항도 40 Ω 로 여전히 높은 것이 되었다. 또한, 비교예 3 에서는, 절연성 접착 필름의 접착제층이 용해되어 필름 형상을 유지할 수 없었기 때문에, 입자 취출률의 측정 및 신뢰성 시험 후에 있어서의 도통 저항의 측정을 실시할 수 없었다.

이는, 실시예 1 ∼ 4 에서는, 절연성 접착 필름을 배열판으로부터 박리시킬 때에, 배열판을 가열함으로써, 개구부 내에 충전된 용매를 기화시키고 있기 때문에 용매의 체적 팽창을 이용하여 도전성 입자를 바인더 수지에 전착시킴과 함께, 접착제층의 배열판으로부터의 박리를 순조롭게 실시할 수 있었기 때문이다. 그리고, 실시예 1 ∼ 4 에서는, 도전성 입자를 99 ％ 이상의 비율로 개구부로부터 바인더 수지에 전착시킬 수 있고, 도전성 입자가 소정의 패턴으로 균등하게 분산 배치되어 있기 때문에, 미소화된 배선 패턴 및 범프 사이에 있어서도 많은 도전성 입자가 포착되어 신뢰성 시험을 거친 후에도 도통 저항 (Ω) 이 낮다.

한편, 비교예 1 에서는, 배열판의 개구부에 용매를 충전시키지 않기 때문에, 절연성 접착 필름의 바인더 수지가 개구부 내에 들어가는 앵커 효과가 발생하여, 접착제층을 깨끗하게 박리시킬 수 없게 되고, 또한 20 ％ 의 도전성 입자가 개구부 내에 잔존하였다. 그래서, 비교예 1 에 관련된 이방성 도전 필름은, 바인더 수지에 도전성 입자가 결손되는 영역이 발생하고, 해당 결손 영역에 있어서는 배선 패턴 및 범프 사이의 도통 저항이 악화되었다.

또한, 비교예 2 에서는, 배열판의 가열 온도가 용매인 물의 비점보다 대폭 낮고, 체적 팽창에 의한 효과가 불충분하였다. 따라서, 비교예 2 에 있어서도 바인더 수지에 의한 앵커 효과가 발현되어, 17 ％ 의 도전성 입자가 개구부 내에 잔존하였다. 그래서, 비교예 2 에 관련된 이방성 도전 필름은, 바인더 수지에 도전성 입자가 결손되는 영역이 발생하고, 해당 결손 영역에 있어서는 배선 패턴 및 범프 사이의 도통 저항이 악화되었다.

이상으로부터, 배열판의 가열 온도는 짧은 가열 시간 동안 체적 팽창에 의한 효과를 확실히 발휘하기 위해서, 용매의 비점 이상의 온도로 하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

비교예 3 에서는, 배열판의 가열 온도가 250 ℃ 로 매우 높아, 절연성 접착 필름의 바인더 수지가 용해되어, 필름 형상을 유지할 수 없었다. 이상으로부터, 배열판의 가열 온도는 바인더 수지의 최저 용융 점도를 나타내는 온도보다 낮은 온도로 하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

1 : 이방성 도전 필름
2 : 바인더 수지
3 : 도전성 입자
4 : 제 1 베이스 필름
5 : 제 2 베이스 필름
6 : 권취 릴
10 : 배열판
11 : 기판
12 : 개구부
13 : 용매
15 : 스퀴지
16 : 히터
17 : 반송 롤러
21 : 라미네이트 롤
22 : 리지드 기판
23 : 접속 단자

Claims (10)

1. 기판의 표면에 도전성 입자의 배열 패턴에 따른 소정의 패턴으로 형성된 복수의 개구부에 용매 및 상기 도전성 입자를 충전시키는 공정과,
   상기 기판의 상기 개구부가 형성된 표면 상에, 베이스 필름에 바인더 수지층이 형성된 접착 필름의 상기 바인더 수지층이 형성된 면을 첩착시키는 공정과,
   상기 기판을 가열하면서 상기 접착 필름을 상기 기판의 표면으로부터 박리시키고, 상기 개구부 내에 충전된 상기 도전성 입자를 상기 바인더 수지층에 전착시키는 공정을 갖는, 도전성 접착 필름의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 용매는 액체 또는 고체이고,
   상기 기판을 가열함으로써, 상기 용매가 기화되는, 도전성 접착 필름의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 기판의 가열 온도는 액상의 상기 용매의 비등 온도 이상인, 도전성 접착 필름의 제조 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 기판의 가열 온도는 상기 바인더 수지층의 최저 용융 점도를 나타내는 온도보다 낮은, 도전성 접착 필름의 제조 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   바인더 수지층은 상기 용매에 대한 용해도가 5 ％ 이하인, 도전성 접착 필름의 제조 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 바인더 수지층에 상기 도전성 입자가 전착된 후, 상기 바인더 수지층 상에 제 2 베이스 필름을 라미네이트하는, 도전성 접착 필름의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 2 베이스 필름 상을 가압 롤이 전동함으로써, 상기 도전성 입자가 상기 바인더 수지층의 내부에 매립되는, 도전성 접착 필름의 제조 방법.
8. 베이스 필름과,
   상기 베이스 필름 상에 적층된 바인더 수지와,
   상기 바인더 수지에 소정의 배열 패턴으로 규칙적으로 분산 배치된 도전성 입자를 구비하고,
   상기 도전성 입자의 주변에 상기 도전성 입자의 입자 직경과 동등 이하인 기포가 존재하는, 도전성 접착 필름.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 접착 필름의 제조 방법을 이용하여 제조된, 도전성 접착 필름.
10. 도전성 입자가 배열된 이방성 도전 필름에 의해 복수 병렬된 단자끼리가 접속된 접속체의 제조 방법에 있어서,
    상기 이방성 도전 필름은,
    기판의 표면에 소정의 패턴으로 형성된 복수의 개구부에 용매 및 도전성 입자를 충전시키는 공정과,
    상기 기판의 상기 개구부가 형성된 표면 상에, 베이스 필름에 바인더 수지층이 형성된 접착 필름의 상기 바인더 수지층이 형성된 면을 첩착시키는 공정과,
    상기 기판을 가열하면서 상기 접착 필름을 상기 기판의 표면으로부터 박리시키고, 상기 개구부 내에 충전된 상기 도전성 입자를 상기 바인더 수지층에 전착시키는 공정에 의해 제조되는, 접속체의 제조 방법.

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