KR20170113622A - 이방성 도전 접속 구조체, 이방성 도전 접속 방법 및 이방성 도전 접착제 - Google Patents

이방성 도전 접속 구조체, 이방성 도전 접속 방법 및 이방성 도전 접착제 Download PDF

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Abstract

보다 간단한 공정에 의하여 제작 가능하면서도 높은 신뢰성을 갖는, 신규이고 개량된 이방성 도전 접속 구조체, 이방성 도전 접속 방법 및 이방성 도전 접착제를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 어느 관점에 의하면, 베이스 기판과, 베이스 기판에 설치된 제1 단자와, 플렉시블 기판과, 플렉시블 기판에 설치된 배선 패턴과, 배선 패턴을 덮는 절연성 보호막과, 배선 패턴에 접속된 제2 단자와, 제1 단자와 제2 단자를 이방성 도전 접속하는 이방성 도전 접착제층을 구비하고, 절연성 보호막은 베이스 기판의 면 방향 외측에 배치되고, 이방성 도전 접착제층은 제2 단자로부터 절연성 보호막의 베이스 기판측의 단부까지 신장되어 있는, 이방성 도전 접속 구조체가 제공된다.

Description

이방성 도전 접속 구조체, 이방성 도전 접속 방법 및 이방성 도전 접착제
본 발명은 이방성 도전 접속 구조체, 이방성 도전 접속 방법 및 이방성 도전 접착제에 관한 것이다.
예를 들어 특허문헌 1, 2에는, 표시 패널을 모듈화하기 위하여, 베이스 기판(표시 패널측을 구성하는 기판)측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열을 이방성 도전 접착제에 의하여 이방성 도전 접속하는 것이 개시되어 있다. 이 기술에 있어서는, 베이스 기판측의 단자 열 상에 이방성 도전 접착제를 개재하여 플렉시블 기판측의 단자를 설치한다. 즉, 베이스 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열로 이방성 도전 접착제를 협지한다. 이어서, 베이스 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열을 열 압착한다. 이것에 의하여 베이스 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열을 이방성 도전 접속한다.
그런데 플렉시블 기판에는, 플렉시블 기판측의 단자에 접속된 배선 패턴이 형성되어 있다. 이 때문에, 플렉시블 기판의 절곡 시에 배선 패턴이 기판(특히 기판의 코너부)에 접촉하여 배선 패턴이 단선될 가능성이 있다. 그래서 특허문헌 1, 2에 개시된 기술에서는, 배선 패턴 상에 절연성 보호막(솔더 레지스트)을 형성하고, 이 절연성 보호막을 베이스 기판 상의 영역까지 형성한다. 이것에 의하여, 플렉시블 기판의 절곡 시에 배선 패턴이 베이스 기판에 접촉하는 것을 방지하고 있다.
일본 특허 공개 제2002-358026호 공보 일본 특허 공개 제2009-135388호 공보
그러나 특허문헌 1, 2에 개시된 기술에서는, 베이스 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열을 열 압착할 때 절연성 보호막이 베이스 기판에 접촉해 버리는 경우가 있었다. 이 경우, 베이스 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열 사이에 충분한 압력이 가해지지 않게 되어 버린다. 달리 말하면, 절연성 보호막이 베이스 기판에 접촉하면, 절연성 보호막에 의하여 베이스 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열의 근접이 저해되어 버린다. 이 때문에, 베이스 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열이 접속 불량을 일으키는 경우가 있었다.
또한 베이스 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열을 열 압착할 때 이방성 도전 접속에 관여하지 않는 이방성 도전 접착제는, 각 단자 열을 구성하는 단자끼리의 간극으로 유동하고, 그 후, 각 단자 열의 외부로 유동한다. 여기서, 절연성 보호막이 베이스 기판에 접촉해 버리면, 베이스 기판측의 단자끼리의 간극으로부터 외부로 유동하고자 하는 이방성 도전 접착제가 절연성 보호막에 의하여 막혀 버린다. 이 경우, 많은 이방성 도전 접착제가 베이스 기판측의 단자 사이에 잔류해 버린다. 즉, 베이스 기판측의 단자 사이에는, 이방성 도전 접착제를 구성하는 도전 입자가 많이 체류해 버린다. 그리고 이들 도전 입자는 베이스 기판측의 단자끼리를 도통시켜 버리는(즉 단자 사이가 쇼트되는) 경우가 있었다. 이와 같이 특허문헌 1, 2에 개시된 기술에서는, 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열을 이방성 도통 접속한 구조체, 즉 이방성 도전 접속 구조체의 신뢰성이 낮다는 문제가 있었다.
상기 문제를 해결하기 위한 기술로서, 절연성 보호막을 기판의 면 방향(기판의 두께 방향에 수직인 방향) 외측에 배치하는 기술이 제안되어 있다. 그러나 이 기술에서는, 절연성 보호막과 이방성 도전 접착제층(기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열을 이방성 도전 접속하는 접착제층) 사이에 간극이 형성되는 경우가 있었다. 이 경우, 당해 간극에 존재하는 배선 패턴은 노출되어 버린다. 이와 같이 배선 패턴의 일부가 노출되면, 이 부분에 이물이 부착되어 배선 패턴이 쇼트되는 경우가 있었다. 또한 플렉시블 기판을 절곡했을 때 배선 패턴의 노출 부분이 파단되는 경우가 있었다. 따라서 이 기술에 의하더라도 이방성 도전 접속 구조체의 신뢰성을 향상시킬 수 없었다.
그래서 배선 패턴의 노출 부분을 밀봉제로 보호하는 기술이 제안되어 있다. 그러나 이 기술에서는, 배선 패턴의 노출 부분을 밀봉제로 덮는 공정이 별도로 필요해진다. 이 공정에서는, 기판측의 단자 열과 플렉시블 기판측의 단자 열을 열 압착한 후, 베이스 기판과 플렉시블 기판의 접속 구조체를 뒤집는다. 이것에 의하여 배선 패턴의 노출 부분을 상방을 향하게 한다. 그리고 당해 배선 패턴의 노출 부분에 밀봉제를 주입하고, 밀봉제에 광원으로부터 광을 조사한다. 이것에 의하여 밀봉제를 경화시킨다. 이와 같이 배선 패턴의 노출 부분을 밀봉제로 덮는 공정은 매우 수고스러우므로, 표시 패널과 플렉시블 기판의 접착에 요하는 수고가 증대되어 버린다.
그래서 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 보다 간단한 공정에 의하여 제작 가능하면서도 높은 신뢰성을 갖는, 신규이고 개량된 이방성 도전 접속 구조체, 이방성 도전 접속 방법 및 이방성 도전 접착제를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 어느 관점에 의하면, 베이스 기판과, 베이스 기판에 설치된 제1 단자와, 플렉시블 기판과, 플렉시블 기판에 설치된 배선 패턴과, 배선 패턴을 덮는 절연성 보호막과, 배선 패턴에 접속된 제2 단자와, 제1 단자와 제2 단자를 이방성 도전 접속하는 이방성 도전 접착제층을 구비하고, 절연성 보호막은 베이스 기판의 면 방향 외측에 배치되고, 이방성 도전 접착제층은 제2 단자로부터 절연성 보호막의 베이스 기판측의 단부까지 신장되어 있는, 이방성 도전 접속 구조체가 제공된다.
여기서, 베이스 기판의 절연성 보호막측의 단부에서 절연성 보호막의 베이스 기판측의 단부까지의 거리는 0.3㎜ 이하여도 된다.
또한 이방성 도전 접착제층의 30℃ 탄성률은 4.0㎬ 이하여도 된다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 제1 단자가 설치된 베이스 기판을 준비하는 공정과, 배선 패턴과, 배선 패턴을 덮는 절연성 보호막과, 배선 패턴에 접속된 제2 단자가 설치된 플렉시블 기판을 준비하는 공정과, 미경화된 중합성 화합물과 열경화 개시제와 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 접착제를 준비하는 공정과, 제1 단자와 제2 단자로 이방성 도전 접착제를 협지하고, 또한 절연성 보호막을 베이스 기판의 면 방향 외측에 배치하는 공정과, 베이스 기판과 플렉시블 기판을 열 압착함으로써 제1 단자와 제2 단자를 이방성 도전 접속함과 함께, 이방성 도전 접착제를 절연성 보호막의 베이스 기판측의 단부까지 유동시키는 공정을 포함하는, 이방성 도전 접속 방법이 제공된다. 각 재료를 준비하는 공정의 순서는 불문한다.
여기서, 이방성 도전 접착제는 광경화 개시제를 더 포함하고, 이방성 도전 접착제를 절연성 보호막의 베이스 기판측의 단부까지 유동시킨 후, 베이스 기판의 면 방향 외측으로 유동한 이방성 도전 접착제에 광을 조사해도 된다.
또한 플렉시블 기판은 베이스 기판의 상방에 배치되어 있고, 이방성 도전 접착제의 하방으로부터 이방성 도전 접착제에 광을 조사해도 된다.
또한 이방성 도전 접착제는 이방성 도전 필름이고, 이방성 도전 필름의 두께는 제1 단자와 제2 단자의 합계 높이의 적어도 1.4배 이상이어도 된다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 미경화된 중합성 화합물과 열경화 개시제와 도전성 입자를 포함하고, 미경화 상태에서의 최저 용융 점도가 100 내지 1000㎩·s이고, 완전 경화 후의 30℃ 탄성률이 4.0㎬ 이하인, 이방성 도전 접착제가 제공된다.
여기서, 이방성 도전 접착제는 광경화 개시제를 더 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 상기 관점에 의하면, 절연성 보호막은 베이스 기판의 면 방향 외측에 배치된다. 따라서 절연성 보호막은 제1 단자와 제2 단자의 근접을 저해하지 않으므로 제1 단자와 제2 단자의 접속 불량이 발생하기 어렵다. 또한 제1 단자끼리의 간극으로 유동한 이방성 도전 접착제는 제1 단자 열의 외부로 원활히 유동할 수 있다. 따라서 제1 단자끼리가 쇼트되기 어려워진다. 따라서 이방성 도전 접속 구조체의 신뢰성이 향상된다.
또한 본 발명의 상기 관점에서는, 접착제층이 절연성 보호막까지 도달해 있다. 이 때문에 접착제층과 절연성 보호막 사이에는 간극이 형성되지 않는다. 따라서 배선 패턴의 노출 부분이 형성되지 않으므로, 배선 패턴의 노출 부분을 밀봉제에 의하여 밀봉하는 공정이 불필요해진다. 이로 인하여 이방성 도전 접속 구조체를 보다 간단한 공정에 의하여 제작할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 높은 신뢰성을 갖는 이방성 도전 접속 구조체를 보다 간단한 공정에 의하여 제작 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 이방성 도전 접속 구조체의 구성을 모식적으로 도시하는 측단면도이다.
도 2는 이방성 도전 접속 구조체의 제조 공정의 일부를 도시하는 측단면도이다.
도 3은 이방성 도전 접속 구조체의 제조 공정의 일부를 도시하는 측단면도이다.
도 4는 수지 플로우양의 측정 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 수지 플로우양의 측정 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 수지 플로우양의 측정 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 이방성 도전 접착제층과 절연성 보호막 사이에 간극이 형성되어 있는 형태의 예를 모식적으로 도시하는 측단면도이다.
도 8은 이방성 도전 접착제층과 절연성 보호막 사이에 간극이 형성되어 있는 형태의 다른 예를 모식적으로 도시하는 측단면도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다. 또한 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 번호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
<1. 이방성 도전 접속 구조체의 구성>
먼저 도 1에 기초하여, 본 실시 형태에 따른 이방성 도전 접속 구조체(1)의 구성에 대하여 설명한다.
이방성 도전 접속 구조체(1)(이하, 간단히 「접속 구조체(1)」라고도 칭함)는 베이스 기판(10), 제1 단자(11), 제1 배선 패턴(12), 플렉시블 기판(20), 제2 단자(21), 제2 배선 패턴(22), 절연성 보호막(30) 및 이방성 도전 접착제층(40)(이하, 간단히 「접착제층(40)」이라고도 칭함)을 구비한다.
베이스 기판(10)은, 예를 들어 표시 패널을 구성하는 유리 기판이지만, 플렉시블 기판(20)과 이방성 도전 접속되는 기판이면 특별히 제한되지 않는다. 또한 베이스 기판(10)의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 두께가 0.7㎜ 이하이더라도 접착제층(40)이 베이스 기판(10)의 이면(제1 단자 열 및 배선 패턴(12)이 형성되는 면과 반대측의 면)에 돌아 들어가기 어렵다. 또한 베이스 기판(10)의 단부(10a)에는 모따기부(10b)가 형성되어 있어도 된다.
제1 단자(11)는 베이스 기판(10)의 단부(10a) 상에 복수 설치된다. 제1 단자(11)끼리는 서로 평행으로 되어 있으며, 복수의 제1 단자(11)에 의하여 제1 단자 열이 형성된다. 또한 단부(10a) 상에 모따기부(10b)가 형성되는 경우, 제1 단자(11)는 모따기부(10b)보다도 베이스 기판(10)의 중심측(내측)에 형성되면 된다. 제1 단자(11)의 각각은 제2 단자(21)와 이방성 도전 접속된다.
제1 단자(11)를 구성하는 재료는, 도전성을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 제1 단자(11)를 구성하는 재료로서는, 예를 들어 알루미늄, 은, 니켈, 구리 및 금 등의 금속, 산화인듐 주석(ITO), 산화인듐 아연(IZO), 산화인듐, 도전성 산화주석, 안티몬 주석 산화물(ATO) 및 도전성 산화아연 등의 도전성 금속 산화물, 폴리아닐린, 폴리피롤 및 폴리티오펜 등의 도전성 고분자 등을 들 수 있다. 제1 단자(11)를 구성하는 금속은 각종 금속(예를 들어 금, 주석 등)에 의하여 도금되어 있어도 된다. 또한 베이스 기판(10)이 표시 패널의 기판이 되는 경우, 표시 패널에 표시되는 화상의 시인성을 확보할 필요가 있다. 따라서 이 경우, 제1 단자(11)는 투명 도전성 물질(ITO, IZO 등)로 형성되는 것이 바람직하다.
제1 배선 패턴(12)은 제1 단자(11)로부터 신장되는 배선 패턴이며, 베이스 기판(10) 상에 설치된다. 제1 배선 패턴(12)을 구성하는 재료는 제1 단자(11)와 마찬가지이면 된다.
플렉시블 기판(20)은 가요성 및 유연성이 높은 재료로 형성된 기판이다. 플렉시블 기판(20)을 구성하는 재료는 특별히 제한되지 않으며, 공지된 플렉시블 기판에 적용되는 재료는 본 실시 형태에도 적용 가능하다. 플렉시블 기판(20)을 구성하는 재료로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌, 폴리카르보네이트, 폴리이미드 및 아크릴 수지 등의 수지 외에, 박막화된 금속 또는 유리 등을 들 수 있다. 또한 베이스 기판(10)이 표시 패널의 기판이 되는 경우, 표시 패널에 표시되는 화상의 시인성을 확보할 필요가 있다. 따라서 이 경우, 플렉시블 기판(20)은 가시광의 투과율이 높은 투명 수지로 형성되는 것이 바람직하다.
제2 단자(21)는 플렉시블 기판(20)의 단부(20a) 상에 복수 설치된다. 제2 단자(21)끼리는 서로 평행으로 되어 있으며, 복수의 제2 단자(21)에 의하여 제2 단자 열이 형성된다. 제2 단자(21)의 각각은 제1 단자(11)와 이방성 도전 접속된다. 즉, 제1 단자 열과 제2 단자 열은 이방성 도전 접속된다. 제2 단자(21)를 구성하는 재료는 제1 단자(11)와 마찬가지이면 된다.
제2 배선 패턴(22)은 제2 단자 열로부터 신장되는 배선 패턴이며, 베이스 기판(10) 상에 설치된다. 제2 배선 패턴(22)을 구성하는 재료는 제1 단자(11)와 마찬가지이면 된다.
절연성 보호막(30)은 배선 패턴(22)을 덮는 막이다. 절연성 보호막(30)은 절연성을 갖는 막이며, 배선 패턴(22)을 보호한다. 절연성 보호막(30)은 솔더 레지스트라고도 칭해진다. 절연성 보호막(30)을 구성하는 재료는 특별히 제한되지 않으며, 종래의 플렉시블 기판에 적용되는 솔더 레지스트 재료이면 본 실시 형태에도 적합하게 적용 가능하다.
본 실시 형태에서는, 절연성 보호막(30)은 베이스 기판(10)의 면 방향(베이스 기판(10)의 두께 방향에 수직인 방향) 외측에 배치된다. 상술한 바와 같이, 절연성 보호막(30)이 베이스 기판(10) 상에 배치되는 경우, 제1 단자 열과 제2 단자 열의 접속 불량, 제1 단자(11)끼리의 쇼트 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 또한 베이스 기판(10)의 단부(10a)(절연성 보호막(30)측의 단부)에서 절연성 보호막(30)의 베이스 기판(10)측의 단부(30a)까지의 거리 L은 특별히 제한되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 제1 단자 열과 제2 단자 열을 열 압착할 때 이방성 도전 접착제를 절연성 보호막(30)까지 유동시킨다. 따라서 거리 L에 따라 이방성 도전 접착제의 최저 용융 점도를 조정하면 된다. 최저 용융 점도가 작을수록 이방성 도전 접착제의 유동량이 커진다. 단, 거리 L은 0.3㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 단자 열과 제2 단자 열의 열 압착 시에 이방성 도전 접착제를 보다 확실히 절연성 보호막(30)까지 유동시킬 수 있다. 이는, 거리 L이 0보다 큰 경우에 보다 현저하다. 또한 베이스 기판(10)의 두께가 과도하게 얇은 경우, 예를 들어 0.2㎛ 이하의 경우에는 거리 L은 0 이하로 해도 되며, 절연성 보호막(30)의 단부(30a)가 모따기부(10b) 상에 배치되는 범위이면 되고, 0 내지 -0.2㎜가 바람직하다. 접착제층(40)이 베이스 기판(10)의 이면에 돌아 들어오는 것을 억제하기 위함이다. 상세를 설명하자면, L이 마이너스의 값이 되는 것은, 절연성 보호막(30)의 베이스 기판(10)측의 단부(30a)가 베이스 기판(10) 상에 배치되는 것을 의미한다. 단, 이 경우에도 절연성 보호막(30)의 단부(30a)는, 베이스 기판(10)의 모따기부(10b) 상에 배치되면, 제1 단자 열과 제2 단자 열을 열 압착할 때 절연성 보호막(30)이 베이스 기판(10)에 접촉하기 어려워진다. 또한 절연성 보호막(30)은 열 압착 시에 이방성 도전 접착제의 유동을 저해하기 어려워진다.
접착제층(40)은 후술하는 이방성 도전 접착제가 경화된 것이다. 접착제층(40)은 제1 단자 열과 제2 단자 열을 이방성 도전 접속한다. 또한 접착제층(40)은 제2 단자 열로부터 절연성 보호막(30)의 베이스 기판측의 단부(30a)까지 신장되어 있다. 이 때문에 본 실시 형태에서는, 접착제층(40)과 절연성 보호막(30) 사이에 간극은 형성되지 않는다. 즉, 배선 패턴(22) 중, 절연성 보호막(30)으로 덮여 있지 않은 부분은 접착제층(40)에 의하여 보호된다. 또한 접착제층(40)은 절연성 보호막(30)까지 신장되어 있으면 되지만, 절연성 보호막(30)의 단부(30a)를 덮고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 접착제층(40)은 절연성 보호막(30)으로 덮여 있지 않은 부분을 보다 확실히 보호할 수 있다.
접착제층(40)의 상기 이외의 물성은 특별히 제한되지 않지만, 30℃ 탄성률이 4.0㎬ 이하인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 접착제층(40)은 베이스 기판(10)의 면 방향 외측까지 형성되어 있으므로, 플렉시블 기판(20)의 절곡 시에 접착제층(40)도 절곡된다. 따라서 30℃ 탄성률이 4.0㎬ 이하이면 플렉시블 기판(20)의 절곡이 용이해진다. 또한 접착제층(40)을 구성하는 재료에 대해서는, 후술하는 이방성 도전 접착제의 항에서 상세히 설명한다.
<2. 이방성 도전 접착제>
접착제층(40)은 이방성 도전 접착제를 경화시킨 것이다. 그래서, 여기서는 이방성 도전 접착제에 대하여 설명한다. 이방성 도전 접착제는 적어도 중합성 화합물, 열경화 개시제 및 도전성 입자를 포함한다.
중합성 화합물은 열경화 개시제 또는 광경화 개시제와 함께 경화되는 수지이다. 경화된 중합성 화합물은 접착제층(40) 중에서 제1 단자 열과 제2 단자 열을 접착함과 함께, 도전성 입자를 접착제층(40) 중에 유지한다. 중합성 화합물은, 후술하는 물성을 만족시키는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 중합성 화합물로서는, 예를 들어 에폭시 중합성 화합물 및 아크릴 중합성 화합물 등을 들 수 있다. 에폭시 중합성 화합물은 분자 중에 하나 또는 2개 이상의 에폭시기를 갖는 단량체, 올리고머, 또는 예비 중합체이다. 에폭시 중합성 화합물로서는, 각종 비스페놀형 에폭시 수지(비스페놀 A형, F형 등), 노볼락형 에폭시 수지, 고무 및 우레탄 등의 각종 변성 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 및 이들의 예비 중합체 등을 들 수 있다.
아크릴 중합성 화합물은 분자 중에 하나 또는 2개 이상의 아크릴기를 갖는 단량체, 올리고머, 또는 예비 중합체이다. 아크릴 중합성 화합물로서는, 예를 들어 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 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)이소시아네이트 및 우레탄아크릴레이트 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에서는, 상기에서 열거한 중합성 화합물 중 어느 1종을 사용해도 되고, 2종 이상을 임의로 조합하여 사용해도 된다.
열경화 개시제는 열에 의하여 상기 중합성 화합물과 함께 경화되는 재료이다. 열경화 개시제의 종류도 특별히 제한되지 않는다. 열경화 개시제로서는, 예를 들어 에폭시 중합성 화합물을 경화시키는 열 음이온 또는 열 양이온 경화 개시제, 아크릴 중합성 화합물을 경화시키는 열 라디칼 중합형 경화제 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는, 중합성 화합물에 따라 적절한 열경화 개시제를 선택하면 된다.
도전성 입자는 접착제층(40) 중에서 제1 단자 열과 제2 단자 열을 이방성 도전 접속하는 재료이다. 구체적으로는, 접착제층(40) 중에서 제1 단자 열과 제2 단자 열로 협지된 도전성 입자는 제1 단자 열과 제2 단자 열을 도통시킨다. 한편, 다른 도전성 입자(예를 들어 제1 단자(11)끼리의 간극에 들어간 도전성 입자, 제2 단자(21)끼리의 간극에 들어간 도전성 입자 등)는, 접착제층(40) 중에서 분산되어 있기 때문에 서로 도통하고 있지 않다. 따라서 도전성 입자는 접착제층(40) 중에서 제1 단자(11)끼리 및 제2 단자(21)끼리의 절연성을 유지하면서 제1 단자 열과 제2 단자 열을 도통시킬 수 있다. 즉, 도전성 입자는 접착제층(40) 중에서 제1 단자 열과 제2 단자 열을 이방성 도전 접속한다.
도전성 입자의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 도전성 입자로서는, 예를 들어 금속 입자 및 금속 피복 수지 입자 등을 들 수 있다. 금속 입자로서는, 예를 들어 니켈, 코발트, 구리, 은, 금, 또는 팔라듐 등의 금속 입자 등을 들 수 있다. 금속 피복 수지 입자로서는, 예를 들어 스티렌-디비닐벤젠 공중합체, 벤조구아나민 수지, 가교 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 또는 스티렌-실리카 복합 수지 등의 코어 수지 입자의 표면을 니켈, 구리, 금, 또는 팔라듐 등의 금속으로 피복한 입자 등을 들 수 있다. 도전성 입자의 표면에는, 금 혹은 팔라듐 박막, 또는 압착 시에는 파괴될 정도로 얇은 절연 수지 박막 등이 형성되어도 된다.
본 실시 형태의 이방성 도전 접착제는 광경화 개시제를 더 포함하고 있는 것이 바람직하다. 상세는 후술하겠지만, 본 실시 형태에서는 제1 단자 열 및 제2 단자 열로 이방성 도전 접착제를 협지하고, 이어서, 히트 툴 등의 가열 가압 부재를 사용하여 제1 단자 열 및 제2 단자 열을 열 압착한다. 이때, 이방성 도전 접착제의 일부는 제1 단자 열 및 제2 단자 열로부터 베이스 기판(10)의 면 방향 외측으로 유동하여 절연성 보호막(30)까지 도달한다. 제1 단자 열 및 제2 단자 열 사이에 존재하는 이방성 도전 접착제에는 가열 가압 부재로부터 충분한 열량이 공급된다. 이로 인하여, 제1 단자 열 및 제2 단자 열 사이에 존재하는 이방성 도전 접착제는 가열 가압 부재로부터의 열량만으로 경화 가능하다. 그러나 제1 단자 열 및 제2 단자 열로부터 베이스 기판(10)의 면 방향 외측으로 유동한 이방성 도전 접착제에는 가열 가압 부재로부터의 열량이 충분히 공급되지 않을 가능성이 있다. 이 때문에, 제1 단자 열 및 제2 단자 열로부터 베이스 기판(10)의 면 방향 외측으로 유동한 이방성 도전 접착제는 가열 가압 부재로부터의 열량만으로는 충분히 경화되지 않을 가능성이 있다. 그래서 본 실시 형태의 이방성 도전 접착제는 광경화 개시제를 더 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 단자 열 및 제2 단자 열로부터 베이스 기판(10)의 면 방향 외측으로 유동한 이방성 도전 접착제에 광을 조사함으로써, 당해 이방성 도전 접착제도 충분히 경화시킬 수 있다.
또한 광경화 개시제의 종류도 특별히 제한되지 않는다. 광경화 개시제로서는, 예를 들어 에폭시 중합성 화합물을 경화시키는 광 음이온 또는 광 양이온 경화 개시제, 아크릴 중합성 화합물을 경화시키는 광 라디칼 중합형 경화제 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는, 중합성 화합물에 따라 적절한 광경화 개시제를 선택하면 된다. 제1 단자 열 및 제2 단자 열로부터 베이스 기판(10)의 면 방향 외측으로 유동한 이방성 도전 접착제가 가열 가압 부재로부터의 열량만으로 충분히 경화되는 경우, 광경화 개시제는 이방성 도전 접착제에 첨가되지 않아도 된다.
또한 이방성 도전 접착제에는 상기 성분 외에, 막 형성 수지, 각종 첨가제 등을 포함해도 된다. 막 형성 수지는 이방성 도전 접착제를 필름상으로 하려는 경우에 이방성 도전 접착제에 첨가된다. 막 형성 수지의 종류는 후술하는 특성을 만족시키는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 막 형성 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 페녹시 수지, 폴리에스테르우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 부티랄 수지 등의 다양한 수지를 사용할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는, 이들 막 형성 수지 중 어느 1종만을 사용할 수도 있고, 2종 이상을 임의로 조합하여 사용할 수도 있다. 또한 막 형성 수지는, 막 형성성 및 접착 신뢰성을 양호하게 한다는 관점에서는 페녹시 수지인 것이 바람직하다.
이방성 도전 접착제에 첨가 가능한 첨가제로서는 실란 커플링제, 무기 필러, 착색제, 산화 방지제 및 방청제 등을 들 수 있다. 실란 커플링제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 실란 커플링제로서는, 예를 들어 에폭시계, 아미노계, 머캅토·술피드계, 우레이드계의 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 이방성 도전 접착제에 이들 실란 커플링제가 첨가된 경우, 유리 기판 등의 무기 기판에 대한 접착성을 향상시킬 수 있다.
또한 무기 필러는, 이방성 도전 접착제의 유동성 및 막 강도, 특히 후술하는 최저 용융 점도를 조정하기 위한 첨가제이다. 무기 필러의 종류도 특별히 제한되지 않는다. 무기 필러로서는, 예를 들어 실리카, 탈크, 산화티타늄, 탄산칼슘, 산화마그네슘 등을 들 수 있다.
이방성 도전 접착제의 최저 용융 점도는 100 내지 1000㎩·s이다. 이 조건이 만족되는 경우에, 이방성 도전 접착제는 제1 단자 열과 제2 단자 열을 열 압착할 때 절연성 보호막(30)까지 도달할 수 있다. 여기서, 이방성 도전 접착제의 최저 용융 점도는 중합성 화합물의 종류를 변경함으로써 조정할 수도 있지만, 상기 무기 필러의 첨가량에 의하여 조정할 수도 있다. 무기 필러의 첨가량이 적을수록 이방성 도전 접착제의 최저 용융 점도가 작아지는 경향이 있다. 따라서 무기 필러의 첨가량을 조정함으로써 이방성 도전 접착제의 최저 용융 점도를 용이하게 조정할 수 있다. 또한 이방성 도전 접착제의 최저 용융 점도는 100 내지 800㎩·s인 것이 바람직하고, 200 내지 600㎩·s인 것이 보다 바람직하다. 이러한 조건이 만족되는 경우에 이방성 도전 접착제는 절연성 보호막(30)까지 보다 확실히 도달할 수 있다.
또한 이방성 도전 접착제의 완전 경화 후의 30℃ 탄성률은 4.0㎬ 이하인 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 완전 경화 후의 이방성 도전 접착제, 즉 접착제층(40)은 베이스 기판(10)의 면 방향 외측까지 형성되어 있으므로, 플렉시블 기판(20)의 절곡 시에 접착제층(40)도 절곡된다. 따라서 30℃ 탄성률이 4.0㎬ 이하이면 플렉시블 기판(20)의 절곡이 용이해진다. 또한 30℃ 탄성률이 4.0㎬ 이하이면 플렉시블 기판(20)의 절곡 시에 접착제층(40)이 박리되기 어려워진다. 즉, 접착제층(40)의 접착 강도가 충분히 높아진다. 이방성 도전 접착제의 30℃ 탄성률은, 예를 들어 막 형성 수지 및 중합성 화합물의 종류, 배합량을 변경함으로써 조정할 수 있다.
또한 이방성 도전 접착제의 수지 플로우양은 1.3 내지 2.5인 것이 바람직하고, 1.5 내지 2.3인 것이 보다 바람직하다. 수지 플로우양의 값이 이들 범위 내의 값이 되는 경우에 이방성 도전 접착제는 절연성 보호막(30)까지 보다 확실히 도달할 수 있다.
이방성 도전 접착제는 페이스트상의 이방성 도전 페이스트여도 되고, 막 형성 수지를 더 함유함으로써 필름상으로 형성된 이방성 도전 필름이어도 된다. 여기서, 이방성 도전 필름을 이방성 도전 접착제로서 사용하는 경우, 이방성 도전 필름은 박리 필름 상에 설치되는 것이 바람직하다. 박리 필름은, 예를 들어 PET[폴리 에틸렌 테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate)], OPP[배향 폴리프로필렌(Oriented Polypropylene)], PMP[폴리-4-메틸펜텐-1(Poly-4-methylpentene-1)], PTFE[폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene)] 등에 실리콘 등의 박리제를 도포한 것이다. 박리 필름은 이방성 도전 필름의 건조를 방지함과 함께, 이방성 도전 필름의 형상을 유지한다.
<3. 이방성 도전 접속 방법>
다음으로, 도 2 및 도 3에 기초하여 접속 구조체(1)의 제조 방법, 즉 이방성 도전 접속 방법에 대하여 설명한다. 또한 여기서는, 이방성 도전 접착제로서, 광경화 개시제를 포함하는 이방성 도전 필름을 사용하는 경우를 일례로 하여 제조 방법을 설명한다. 먼저 제1 단자 열이 설치된 베이스 기판(10)을 준비한다. 또한 제2 단자 열, 배선 패턴(22), 절연성 보호막(30)이 설치된 플렉시블 기판(20)을 준비한다. 또한 상술한 특성을 갖는 이방성 도전 필름(50)을 준비한다.
이어서, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 단자 열과 제2 단자 열로 이방성 도전 필름(50)을 협지한다. 예를 들어 베이스 기판(10)을 어떠한 시료대에 설치한다. 이어서, 이방성 도전 필름(50)을 제1 단자 열 상에 설치하고 가압착한다. 여기서 가압착은, 예를 들어 가열 가압 부재를 이방성 도전 필름(50)에 압박함으로써 행해진다. 가압착 시의 온도는 본압착 시의 온도보다도 낮아 이방성 도전 필름(50)이 경화되지 않는 정도의 온도가 된다. 이어서, 제2 단자 열이 제1 단자 열에 대향하도록 플렉시블 기판(20)을 베이스 기판(10) 상에 설치한다. 여기서, 절연성 보호막(30)은 베이스 기판(10)의 면 방향 외측에 배치한다. 또한 이방성 도전 필름(50)의 두께는 제1 단자 열과 제2 단자 열의 합계 높이의 1.4배 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 이방성 도전 필름(50)은 보다 확실히 절연성 보호막(30)으로 유동할 수 있다.
이어서, 제1 단자 열과 제2 단자 열을 열 압착(본압착)한다. 예를 들어 제1 단자 열 및 제2 단자 열의 전역을 가열 가압 가능한 가열 가압 부재(100)를 준비하고, 이 가열 가압 부재(100)를 플렉시블 기판(20)의 상방으로부터 플렉시블 기판(20)에 압박한다. 가열 가압 부재(100)에 의한 가압 위치는 제1 단자 열 및 제2 단자 열 바로 위로 한다. 가열 가압 부재(100)의 가압력, 온도, 가압 시간은 이방성 도전 필름(50)의 재질 등에 따라 적절히 조정하면 된다. 즉, 이들 파라미터는, 이방성 도전 필름(50)이 절연성 보호막(30)까지 유동하여 그 상태에서 경화되도록 조정되면 된다.
이것에 의하여 이방성 도전 필름(50)의 일부는 제1 단자 열 및 제2 단자 열 사이에 잔류하고, 나머지는 제1 단자(11)끼리의 간극, 제2 단자(21)끼리의 간극, 또는 제1 단자 열 및 제2 단자 열의 외측으로 유동한다. 유동 후의 이방성 도전 필름(50)은 도 3에 도시한 바와 같이, 이방성 도전 접속 부분(40a), 제1 유동 부분(40b), 제2 유동 부분(40c)으로 구분된다. 이방성 도전 접속 부분(40a)은 제1 단자 열과 제2 단자 열 사이에 잔류하여, 이들을 도통한다. 제1 유동 부분(40b)은 제1 단자 열 및 제2 단자 열로부터 면 방향 내측으로 유동한 부분이다. 제2 유동 부분(40c)은 제1 단자 열 및 제2 단자 열로부터 면 방향 외측으로 유동하여 절연성 보호막(30)에 도달한 부분이다. 제1 유동 부분(40b), 제2 유동 부분(40c)은 절연성을 유지하고 있다. 따라서 본압착에 의하여 제1 단자 열 및 제2 단자 열이 이방성 도전 접속된다.
이방성 도전 접속 부분(40a) 및 제1 유동 부분(40b)은 가열 가압 부재(100)로부터 부여되는 열량에 의하여 충분히 경화된다. 단, 제2 유동 부분(40c)은 가열 가압 부재(100)로부터 부여되는 열량만으로는 충분히 경화되지 않는 경우가 있다. 그래서, 도 3에 도시한 바와 같이 유동 부분(40c)의 하방으로부터 광(예를 들어 UV 광)을 조사한다. 광의 강도, 조사 시간은 제2 유동 부분(40c)이 충분히 경화되는 값이면 된다. 이것에 의하여 이방성 도전 필름(50)을 완전히 경화시킬 수 있다. 또한 광 조사에 의한 경화는 열 압착으로부터 시간이 경과하고 나서 행해져도 된다. 경화된 이방성 도전 필름(50)은 상술한 접착제층(40)이 된다.
이상에 의하여, 본 실시 형태에 의하면 접속 구조체(1)의 절연성 보호막(30)은 베이스 기판(10)의 면 방향 외측에 배치된다. 따라서 절연성 보호막(30)은 제1 단자 열과 제2 단자 열의 근접을 저해하지 않으므로, 제1 단자 열과 제2 단자 열의 접속 불량이 발생하기 어렵다. 또한 제1 단자(11)끼리의 간극으로 유동한 이방성 도전 접착제는 제1 단자 열의 외부로 원활히 유동할 수 있다. 따라서 제1 단자(11)끼리가 쇼트되기 어려워진다. 따라서 접속 구조체(1)의 신뢰성이 향상된다.
또한 본 실시 형태에서는, 접착제층(40)이 절연성 보호막(30)까지 도달해 있다. 이 때문에 접착제층(40)과 절연성 보호막(30) 사이에는 간극이 형성되지 않는다. 따라서 배선 패턴(22)의 노출 부분이 형성되지 않으므로, 배선 패턴의 노출 부분을 밀봉제에 의하여 밀봉하는 공정이 불필요해진다. 이로 인하여 접속 구조체(1)를 보다 간단한 공정에 의하여 제작할 수 있다.
또한 밀봉제를 사용하여 접속 구조체를 제작하는 기술에 있어서는, 가열 가압 부재 및 광원을 구비하는 제조 장치를 사용하여 접속 구조체를 제작한다. 한편, 본 실시 형태에 있어서도 가열 가압 부재 및 광원을 사용한다. 따라서 종래의 제조 장치를 거의 그대로(예를 들어 광원의 설치 위치를 바꾸는 등의 조정만으로) 본 실시 형태의 제조 장치로서 유용할 수 있다.
실시예
(이방성 도전 필름의 제작)
(실시예 1)
페녹시 수지(품명: PKHC, 도모에 고교사 제조) 50질량부, 우레탄아크릴올리고머(품명: EB-600, 다이셀사이텍사 제조) 40질량부, 아크릴 단량체(품명: A-DCP, 신나카무라 가가쿠사 제조) 5질량부, 실란 커플링제(품명: KBM-503, 신에쓰 실리콘사 제조) 2질량부, 열경화 개시제로서 퍼헥사 C(니혼 유시사 제조) 5질량부, 광경화 개시제로서 벤조페논 5질량부, 도전성 입자(품명: AUL704, 입경 4㎛ 세키스이 가가쿠 고교사 제조) 6질량부를 혼합함으로써, 접착제 조성물을 제작하였다. 그리고 별도로 준비한 두께 38㎛의 박리 처리 PET 필름에 접착제 조성물을 바 코터에 의하여 도공, 건조시킴으로써, 두께 20㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.
(실시예 2)
실시예 1에서 제작한 접착제 조성물에 증점제로서 소수성 실리카(품명: AEROSIL 972, EVONIK사 제조)를 4질량부 추가한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지의 처리를 행함으로써, 두께 20㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.
(실시예 3)
페녹시 수지(품명: PKHC, 도모에 고교사 제조) 50질량부, 우레탄아크릴올리고머(품명: EB-600, 다이셀사이텍사 제조) 35질량부, 아크릴 단량체(품명: A-DCP, 신나카무라 가가쿠사 제조) 15질량부, 실란 커플링제(품명: KBM-503, 신에쓰 실리콘사 제조) 2질량부, 열경화 개시제로서 퍼헥사 C(니혼 유시사 제조) 5질량부, 광경화 개시제로서 벤조페논 5질량부, 도전성 입자(품명: AUL704, 입경 4㎛ 세키스이 가가쿠 고교사 제조) 6질량부를 혼합함으로써, 접착제 조성물을 얻었다. 그리고 별도로 준비한 두께 38㎛의 박리 처리 PET 필름에 접착제 조성물을 바 코터에 의하여 도공, 건조시킴으로써, 두께 20㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.
(실시예 4)
실시예 1에서 제작한 접착제 조성물로부터 광경화 개시제인 벤조페논을 뺀 것 외에는 실시예 1과 마찬가지의 처리를 행함으로써, 두께 20㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.
(실시예 5)
실시예 1에서 제작한 접착제 조성물에 증점제로서 소수성 실리카(품명: AEROSIL 972, EVONIK사 제조)를 8질량부 추가한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지의 처리를 행함으로써, 두께 20㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.
(실시예 6)
페녹시 수지(품명: PKFE, 도모에 고교사 제조) 50질량부, 우레탄아크릴올리고머(품명: EB-600, 다이셀사이텍사 제조) 25질량부, 아크릴 단량체(품명: A-9300, 신나카무라 가가쿠사 제조) 25질량부, 실란 커플링제(품명: KBM-503, 신에쓰 실리콘사 제조) 2질량부, 열경화 개시제로서 퍼헥사 C(니혼 유시사 제조) 5질량부, 광경화 개시제로서 벤조페논(5질량부, 도전성 입자(품명: AUL704, 입경 4㎛ 세키스이 가가쿠 고교사 제조) 6질량부를 혼합함으로써, 접착제 조성물을 제작하였다. 그리고 별도로 준비한 두께 38㎛의 박리 처리 PET 필름에 접착제 조성물을 바 코터에 의하여 도공, 건조시킴으로써, 두께 20㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.
(비교예 1)
실시예 1에서 제작한 접착제 조성물에 증점제로서 소수성 실리카(품명: AEROSIL 972, EVONIK사 제조)를 12질량부 추가한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지의 처리를 행함으로써, 두께 20㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.
(비교예 2)
에폭시 수지(품명: jER4004, 미쓰비시 가가쿠사 제조) 50질량부, 우레탄아크릴올리고머(품명: EB-600, 다이셀사이텍사 제조) 40질량부, 아크릴 단량체(품명: A-DCP, 신나카무라 가가쿠사 제조) 5질량부, 실란 커플링제(품명: KBM-503, 신에쓰 실리콘사 제조) 2질량부, 열경화 개시제로서 퍼헥사 C(니혼 유시사 제조) 5질량부, 광경화 개시제로서 벤조페논 5질량부, 도전성 입자(품명: AUL704, 입경 4㎛ 세키스이 가가쿠 고교사 제조) 6질량부를 혼합함으로써, 접착제 조성물을 제작하였다. 그리고 별도로 준비한 두께 38㎛의 박리 처리 PET 필름에 접착제 조성물을 바 코터에 의하여 도공, 건조시킴으로써, 두께 20㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.
(최저 용융 점도의 측정)
제작한 이방성 도전 필름의 최저 용융 점도를 측정하였다. 먼저 이방성 도전 필름을 중첩시켜 두께 300㎛의 적층 시트를 제작하였다. 이어서, 용융 점도계(Thermo Fisher Scientific사 제조)에 적층 시트를 세트하였다. 그리고 승온 속도 10℃/min, 주파수 1㎐, 가압력 1N, 측정 온도 범위 30 내지 180℃의 조건에서 용융 점도계를 구동함으로써, 이방성 도전 필름의 최저 용융 점도를 측정하였다. 측정 결과를 표 1에 정리하여 나타낸다.
(수지 플로우양의 측정)
다음으로, 수지 플로우양을 측정하였다. 여기서, 수지 플로우양의 측정 방법을 도 4 내지 도 6에 기초하여 설명한다. 제작한 이방성 도전 필름을 2.0㎜ 폭으로 커트하였다. 이어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 커트가 완료된 이방성 도전 필름(50)을 무알칼리 유리(두께 0.7㎛)(150) 사이에 끼웠다. 이어서, 2.0㎜ 폭의 히트 툴로 180℃-4㎫-6sec의 가열 가압 조건에서 무알칼리 유리(150)의 상방으로부터 이방성 도전 필름(50)을 가압하였다. 가압 부분은 이방성 도전 필름(50) 바로 위로 하였다. 그리고 가압 전후의 수지 퍼짐양을 측정하고, 그 결과로부터 수지 플로우양을 측정하였다. 즉, 도 6에 나타내는 가압 후의 폭 B(여기서의 폭 B는 이방성 도전 필름(50)의 폭의 최댓값으로 함)를, 도 5에 나타내는 가압 전의 폭 A(=2.0㎜)로 제산함으로써 수지 플로우양을 측정하였다. 결과를 표 1에 정리하여 나타낸다.
(탄성률의 측정)
제작한 이방성 도전 필름을 200℃의 오븐에서 완전 경화시킨 뒤, 완전 경화된 필름을 폭 2㎜, 길이 50㎜로 커트하였다. 그리고 필름을 DMA(SII사 제조)에 세트하고, DMA를 인장 모드로 구동하였다. 그리고 30℃ 탄성률 E'의 측정을 행하였다. 결과를 표 1에 정리하여 나타낸다.
(평가용 접속 구조체의 제작)
베이스 기판으로서 ITO 패턴 유리를 준비하였다. 이 ITO 패턴 유리에는, ITO를 포함하는 제1 단자가 50㎛ 피치로 형성되어 있다. 또한 제1 단자의 높이는 200㎚이고, 유리 부분의 두께는 0.7㎛였다.
또한 플렉시블 기판으로서 폴리이미드제의 플렉시블 기판을 준비하였다. 플렉시블 기판의 두께는 38㎛였다. 또한 이 플렉시블 기판에는, 주석 도금된 구리를 포함하는 제2 단자가 50㎛ 피치로 형성되어 있다. 제2 단자의 높이는 8㎛였다. 따라서 이방성 도전 필름의 두께는 제1 단자와 제2 단자의 합계 높이의 1.4배 이상이 된다. 또한 제2 단자로부터는, 제2 단자와 동일한 재료로 구성되는 제2 배선 패턴이 형성되어 있으며, 제2 배선 패턴은 절연성 보호막(SN9000, 히타치 가세이 가부시키가이샤)으로 덮여 있었다.
이어서, 미리 준비한 시료대에 베이스 기판을 설치하였다. 그리고 제1 단자 상에 상기에서 제작한 이방성 도전 필름을 가부착하고, 박리 처리 PET 필름을 이방성 도전 필름으로부터 떼어냈다. 이어서, 제2 단자가 제1 단자에 대향하도록 플렉시블 기판을 베이스 기판 상에 설치하였다. 여기서, 절연성 보호막은 베이스 기판의 면 방향 외측에 배치하였다. 베이스 기판의 절연성 보호막측의 단부에서 절연성 보호막의 베이스 기판측의 단부까지의 거리는 0.3㎜로 하였다.
이어서, 완충재로서 두께 150㎛의 테플론(등록 상표)막을 플렉시블 기판 상에 설치하였다. 이어서, 1.2㎜ 폭의 히트 툴을 플렉시블 기판의 상방으로부터 플렉시블 기판에 압박하였다. 히트 툴에 의한 가압 위치는 제1 단자 열 및 제2 단자 열 바로 위로 하였다. 가열 가압 조건은 180℃-4㎫-6sec로 하였다. 이어서, 제1 단자 및 제2 단자로부터 베이스 기판의 면 방향 외측으로 유동한 이방성 도전 필름에 하방으로부터 자외선을 조사하였다. 자외선의 조사는 LED 타입의 자외선 조사 장치(우시오 덴키 가부시키가이샤 제조)를 사용하여 행하였다. 조사 시간은 5초로 하였다. 또한 조사 강도를 100㎽/㎠, 파장을 365㎚로 하였다. 이상의 공정에 의하여 접속 구조체를 제작하였다.
(접착제층의 비어져 나옴양 평가)
접착제층의 베이스 기판의 면 방향 외측으로의 비어져 나옴양을 광학 현미경 관찰에 의하여 평가하였다. 결과를 표 1에 정리하여 나타낸다. 접착제층이 절연성 보호막까지 도달해 있는 경우를 OK로 평가하였다. 또한 접착제층이 절연성 보호막까지 도달해 있지 않은 경우를 NG로 평가하였다. 여기서 NG의 형태로서는, 이방성 도전 접착제의 최저 용융 점도가 지나치게 높기 때문에 접착제층이 절연성 보호막에 도달해 있지 않은 형태와, 이방성 도전 접착제의 최저 용융 점도가 지나치게 낮기 때문에 접착제층이 절연성 보호막에 도달하지 않고 베이스 기판의 이면측에 돌아 들어가 버리는 형태의 2가지가 상정된다. 본 실시예에서는, 전자의 형태를 NG1, 후자의 형태를 NG2로 평가하였다. NG1의 예를 도 7에, NG2의 예를 도 8에 도시한다. 어느 예에서도 접착제층(40)과 절연성 보호막(30) 사이에 간극(22a)이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 간극(22a)에서는 배선 패턴(22)이 노출되어 버린다.
(도통 저항 측정)
접속 구조체를 85℃/상대 습도 85%의 환경 하에서 500시간 방치하는 신뢰성 평가 시험을 행하였다. 이어서, 신뢰성 평가 시험 전후로 접속 구조체의 도통 저항을 측정하였다. 구체적으로는, 접속 구조체에 전류 1㎃를 흐르게 했을 때의 도통 저항값을 4단자법에 의하여 측정하였다. 측정에는 디지털 멀티미터(요코가와 덴키사 제조)를 사용하였다. 2Ω 미만을 A, 5Ω 미만을 B, 5Ω 이상을 C로 평가하였다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
(접착 강도 측정)
접속 구조체를 85℃/상대 습도 85%의 환경 하에서 500시간 방치하는 신뢰성 평가 시험을 행하였다. 이어서, 신뢰성 평가 시험 전후로 접속 구조체의 접착 강도를 측정하였다. 측정은 인장 시험기(AND사 제조)를 사용하여 행하였다. 즉, 접속 구조체의 베이스 기판을 시료대에 보유 지지하고, 플렉시블 기판을 상방으로부터 잡고 들어올렸다. 측정 속도(인장 속도)는 50㎜/sec로 하였다. 그리고 플렉시블 기판(상세하게는 제2 단자)이 제1 단자로부터 완전히 떼어내졌을 때의 인장 강도를 접착 강도로 하였다. 7N/cm 이상을 A, 5 내지 7N/cm를 B, 5N/cm 미만을 C로 평가하였다. 접착 강도가 낮은 경우, 플렉시블 기판의 굴곡 시에 접착제층이 박리될 가능성이 있다. 측정 결과를 표 1에 정리하여 나타낸다.
(쇼트 테스트)
접속 구조체의 베이스 기판과 플렉시블 기판의 경계 부분에 평균 입자 직경 3㎛(구 상당 직경의 산술 평균값)의 Ni 분말을 뿌리고, 접속 구조체에 균일하게 진동을 가하였다. 그 후, 제1 단자와 제2 단자 사이에 15V의 전압을 가하고 절연 저항을 측정하였다. 106Ω 이상의 경우를 OK, 106Ω 미만의 경우를 NG로 평가하였다. 측정 결과를 표 1에 정리하여 나타낸다.
Figure pct00001
실시예 1 내지 3에 대해서는 모두 양호한 결과가 되었다. 실시예 4는, 광경화제를 뺀 것에 의하여, 신뢰성 평가 시험 후의 접착 강도가 실시예 1 내지 3과 비교하여 약간 저하되는 경향이 보였다. 그러나 실용상으로는 문제없는 수준이었다. 실시예 5에서는 최저 용융 점도가 다른 실시예 1 내지 4보다도 높아져 있다. 이 때문에 접착제층의 비어져 나옴양이 불충분해져 접착제층이 절연성 보호막에 도달하지 않았다. 단, 절연성 보호막을 더 베이스 기판측에 근접시켜 양자의 거리를 0.2㎜로 한 경우에는 접착제층이 절연성 보호막에 도달하였다. 그 결과, 쇼트 테스트에서 OK의 결과가 얻어졌다. 실시예 6에서는 30℃ 탄성률이 다른 실시예 1 내지 5보다도 높아졌다. 이 때문에 접착제층이 물성적으로 단단해져 접착 강도가 저하되었다. 단, 실용상으로는 문제없는 수준이었다. 비교예 1에서는 최저 용융 점도가 1000을 초과하고 있다. 이 때문에 접착제층의 비어져 나옴양이 불충분해져 접착제층이 절연성 보호막에 도달하지 않았다. 비교예 2에서는 최저 용융 점도가 100 미만이 되어 있다. 이 때문에 접착제층이 베이스 기판의 이면에 돌아 들어가 절연성 보호막에 도달하지 않았다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세히 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자이면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
1: 접속 구조체
10: 베이스 기판
11: 제1 단자
12: 제1 배선 패턴
20: 플렉시블 기판
21: 제2 단자
22: 제2 배선 패턴
30: 절연성 보호막
40: 접착제층
50: 이방성 도전 필름

Claims (9)

  1. 베이스 기판과,
    상기 베이스 기판에 설치된 제1 단자와,
    플렉시블 기판과,
    상기 플렉시블 기판에 설치된 배선 패턴과,
    상기 배선 패턴을 덮는 절연성 보호막과,
    상기 배선 패턴에 접속된 제2 단자와,
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 이방성 도전 접속하는 이방성 도전 접착제층을 구비하고,
    상기 절연성 보호막은 상기 베이스 기판의 면 방향 외측에 배치되고,
    상기 이방성 도전 접착제층은 상기 제2 단자로부터 상기 절연성 보호막의 상기 베이스 기판측의 단부까지 신장되어 있는, 이방성 도전 접속 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 기판의 상기 절연성 보호막측의 단부로부터 상기 절연성 보호막의 상기 베이스 기판측의 단부까지의 거리는 0.3㎜ 이하인, 이방성 도전 접속 구조체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이방성 도전 접착제층의 30℃ 탄성률은 4.0㎬ 이하인, 이방성 도전 접속 구조체.
  4. 제1 단자가 설치된 베이스 기판을 준비하는 공정과,
    배선 패턴과, 상기 배선 패턴을 덮는 절연성 보호막과, 상기 배선 패턴에 접속된 제2 단자가 설치된 플렉시블 기판을 준비하는 공정과,
    미경화된 중합성 화합물과 열경화 개시제와 도전성 입자를 포함하는 이방성 도전 접착제를 준비하는 공정과,
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자로 상기 이방성 도전 접착제를 협지하고, 또한 상기 절연성 보호막을 상기 베이스 기판의 면 방향 외측에 배치하는 공정과,
    상기 베이스 기판과 상기 플렉시블 기판을 열 압착함으로써 상기 제1 단자와 상기 제2 단자를 이방성 도전 접속함과 함께, 상기 이방성 도전 접착제를 상기 절연성 보호막의 상기 베이스 기판측의 단부까지 유동시키는 공정을 포함하는, 이방성 도전 접속 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 이방성 도전 접착제는 광경화 개시제를 더 포함하고,
    상기 이방성 도전 접착제를 상기 절연성 보호막의 상기 베이스 기판측의 단부까지 유동시킨 후, 상기 베이스 기판의 면 방향 외측으로 유동한 상기 이방성 도전 접착제에 광을 조사하는, 이방성 도전 접속 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 플렉시블 기판은 상기 베이스 기판의 상방에 배치되어 있고,
    상기 이방성 도전 접착제의 하방으로부터 상기 이방성 도전 접착제에 광을 조사하는, 이방성 도전 접속 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이방성 도전 접착제는 이방성 도전 필름이고,
    상기 이방성 도전 필름의 두께는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자의 합계 높이의 적어도 1.4배 이상인, 이방성 도전 접속 방법.
  8. 미경화된 중합성 화합물과 열경화 개시제와 도전성 입자를 포함하고,
    미경화 상태에서의 최저 용융 점도가 100 내지 1000㎩·s이고,
    완전 경화 후의 30℃ 탄성률이 4.0㎬ 이하인, 이방성 도전 접착제.
  9. 제8항에 있어서, 광경화 개시제를 더 포함하는, 이방성 도전 접착제.
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