KR20170127355A

KR20170127355A - 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물 및 그 수지 조성물을 포함하는 전자 장치

Info

Publication number: KR20170127355A
Application number: KR1020170036023A
Authority: KR
Inventors: 유키 요시오카; 히로히사 히노; 야스히로 스즈키; 아라타 기시
Original assignee: 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2017-11-21
Also published as: TW201807054A; CN107365491A; JP2017203109A

Abstract

본 발명은 땜납 입자 등의 도전성 입자를 포함함과 아울러, 100℃~150℃의 저온에서도 경화할 수 있고, 또한 충분한 접착 강도, 도전성을 부여할 수 있는 수지 조성물을 제공한다.
도전성 입자를 포함하는 수지 조성물로서, 상기 도전성 입자로서 땜납 입자(성분 A)를 포함하고, 또 에폭시 수지(성분 B), 페녹시 수지(성분 C), 및 경화제(성분 D)를 포함하고, 상기 경화제는, 제 1 경화제로서 시아네이트에스테르 수지와, 제 2 경화제로서 산무수물, 페놀 수지, 이미다졸 화합물 및 디시안디아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 경화제를 포함하고, 상기 땜납 입자의 함유량은 상기 수지 조성물의 전체 질량을 기준으로 하여 1질량%~40질량%의 범위내인 수지 조성물.

Description

도전성 입자를 포함하는 수지 조성물 및 그 수지 조성물을 포함하는 전자 장치{RESIN COMPOSITION COMPRISING CONDUCTIVE PARTICLE AND ELECTRONIC APPARATUS COMPRISING THE SAME}

본 발명은 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물에 관한 것으로, 특히 배선 기판끼리나, 전자 부품과 배선 기판의 접속에 이용되는 이방성 도전 접착제로서 사용할 수 있는 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물에 관한 것이다.

최근, 플렉서블(flexible) 기판과 리지드(rigid) 기판의 접합이나, 전자 부품과 배선 기판의 전기적 접속에는 이방성 도전 접착제(예를 들면, 페이스트 상태, 필름·시트 상태)를 이용한 접속 방식이 이용되고 있다.

이방성 도전 접착제는, 예를 들면 전기적인 절연성과 접착 강도를 확보하기 위한 열강화성 수지에, 금, 은, 니켈 등의 금속 피막이나 땜납 재료 등의 도전성 입자를 배합한 것 등이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 이러한 이방성 도전 접착제를 이용하여, 예를 들면 전자 부품과 배선 기판을 압착시키는 것에 의해, 그 전극끼리가 도전성 입자 등에 의해 접촉하여 접합함으로써 도전성이 확보될 수 있다. 한편, 전자 부품이나 배선 기판의 전극간의 간극에는, 상술한 수지 내에 도전성 입자 등이 매립된 상태로 존재하기 때문에, 인접하는 전극 간에서, 절연성이나, 전극간의 접착성 등이 확보될 수 있다.

특허문헌 1: 일본 공개 특허 제2006-108523호 공보

그러나, 종래의 이방성 도전 접착제의 구성에서는, 도전성 입자로서, 예를 들면 땜납 입자를 사용하는 경우, 이러한 입자의 용해에 의해, 저하중으로 그 접속을 확보할 수 있지만, 수지의 경화에는 비교적 높은 반응 온도(예를 들면, 200℃)나, 비교적 긴 반응 시간(예를 들면, 30초)이 필요하였다.

그 때문에, 기판(유리 기판, 유리 에폭시 기판, 플렉서블 프린트 기판 등)의 비틀림, 휨의 양이 커져, 대형화, 협프레임화, 박형화가 진행되는 LCD 모듈의 실장에서는, 이러한 비틀림, 휨에 기인하여 표시 품위가 저하한다고 하는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명에서는, 땜납 입자 등의 도전성 입자를 포함함과 아울러, 100℃~150℃의 저온에서도 경화할 수 있고, 또한 충분한 접착 강도, 도전성을 부여할 수 있는 수지 조성물의 제공을 과제로 한다.

상기의 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물(이하, 「수지 조성물」이라고 약기하는 경우도 있음)은 상기 도전성 입자로서 땜납 입자(이하, 「성분 A」)를 포함하고, 수지 성분으로서 에폭시 수지(이하, 「성분 B」)와, 페녹시 수지(이하, 「성분 C」)와, 경화제(이하, 「성분 D」)를 더 포함하고, 상기 경화제는 제 1 경화제로서 시아네이트에스테르 수지와, 제 2 경화제로서 산무수물(酸無水物), 페놀 수지, 이미다졸(imidazole) 화합물 및 디시안디아미드(dicyandiamide)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 경화제를 포함하고, 상기 땜납 입자의 함유량은 상기 수지 조성물의 전체 질량을 기준으로 하여, 1질량%~40질량%의 범위 내인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 땜납 입자는 Bi-In계의 합금으로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 상기 땜납 입자에서의 Bi의 함유량은 Bi 및 In의 합계 100질량%에 대해, 33질량% 이상 85질량% 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 에폭시 수지, 상기 페녹시 수지 및 상기 경화제의 합계 100질량부에 대해, 약 15질량부~약 30질량부의 범위 내에서 상기 페녹시 수지가 포함되는 것이 바람직하고, 약 25질량부~약 45질량부의 범위 내에서 상기 제 1 경화제가 포함되는 것이 바람직하고, 약 1.0질량부~약 7.0질량부의 범위 내에서 상기 제 2 경화제가 포함되는 것이 바람직하고, 약 30질량부~약 50질량부의 범위 내에서 상기 에폭시 수지가 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기의 수지 조성물을 포함하는 전자 장치도 제공할 수 있다.

본 발명의 도전성 입자로서 땜납 입자를 포함하는 수지 조성물은 100℃~150℃의 저온에서도 경화될 수 있고, 또한 충분한 접착 강도, 도전성을 제공할 수 있다. 또한, 100℃~150℃의 저온에서 경화할 수 있으므로, LCD 모듈 등의 제조에서, 기판의 비틀림이나 휨량이 저하해, 변형이 적은 양호한 전기적 접속이 가능해지므로, 고품질의 제품을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 조제한 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물을 사용하여 제작한 유리 기판과 플렉서블 기판의 접합체의 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 박리 접착 강도 시험의 개요를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

본 발명은 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물에 관한 것으로, 도전성 입자로서 땜납 입자(성분 A)를 포함하고, 에폭시 수지(성분 B)와, 페녹시 수지(성분 C)와, 경화제(성분 D)를 더 포함하며, 상기 성분 D의 경화제는 제 1 경화제로서 시아네이트에스테르 수지와, 제 2 경화제로서 산무수물, 페놀 수지, 이미다졸 화합물 및 디시안디아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 경화제를 포함하고, 상기 성분 A의 땜납 입자의 함유량은 당해 수지 조성물의 전체 질량을 기준으로 하여, 1질량%~40질량%의 범위 내인 것을 특징으로 한다. 또, 본 명세서 중에 있어서, 상기의 성분 B, C 및 D를 총칭하여 「수지 성분」이라고 칭하는 경우도 있으며, 이러한 수지 성분에 의해 절연성, 접착성 등을 확보할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태로서, 예를 들면 도 1에 도전성 입자(2)를 포함하는 수지 조성물(1)을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 당해 수지 조성물은 필름 모양 또는 시트 모양의 형상을 가지는 것이 바람직하다. 수지 조성물(1)은 도전성 입자(2)와 수지 성분(3)을 포함하고, 도전성 입자(2)는 수지 성분(3) 중에 분산되어 있다. 또, 도전성 입자(2)는 균일하게 분산되어 있는 것이 바람직하다. 이하, 각 성분 A~D에 대해 상세히 설명한다.

[성분 A]

성분 A의 「땜납 입자」는 도전성을 가지는 한, 그 재료에 특별히 제한은 없으며, 예를 들면 Sn, In, Bi 등의 원소를 포함하는 금속이나 합금 등을 들 수 있다. 땜납 입자로서, 적어도 Sn과 In을 포함하는 Sn-In계의 합금이나, 적어도 Bi와 In을 포함하는 Bi-In계의 합금으로 구성되는 땜납 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 그 중에서도 85℃ 이상 100℃ 이하의 융점을 가지는 것, 제조 비용 등의 관점에서, Bi-In계의 합금으로 구성되는 땜납 입자를 사용하는 것이 바람직하다.

Bi-In계의 합금으로 구성되는 땜납 입자에 있어서, Bi의 함유량은 Bi 및 In의 합계 100질량%에 대해, 예를 들면 33질량% 이상 85질량% 이하의 범위 내이고, 바람직하게는 40질량% 이상 85질량% 이하의 범위 내이다. 상기의 범위 내이면, 땜납 입자는 수지 성분의 경화 온도 이하의 온도에서 용해될 수 있다. 또한, LCD 모듈 등의 제조시, 수지 조성물에 부가하는 하중을 저감할 수 있어, 나아가서는 기판에의 스트레스를 대폭 저감할 수 있다.

땜납 입자의 직경은, 예를 들면 1㎛~20㎛, 바람직하게는 3㎛~10㎛의 범위 내이다. 땜납 입자의 직경이 1㎛ 미만이면, 전기적 접속이 곤란하게 되는 경우가 있고, 20㎛를 넘으면, 예를 들면, 인접하는 전극간에 땜납 입자가 개재되어, 쇼트 등을 일으킬 가능성이 있다.

땜납 입자의 함유량은 수지 조성물의 전체 질량(100질량%)을 기준으로 하여, 예를 들면 1질량%~40질량%, 바람직하게는 3질량%~30질량%의 범위 내이다. 땜납 입자의 함유량이 1질량% 미만이면, 전기적 접속의 신뢰성을 확보할 수 없을 우려가 있고, 40질량%를 넘으면, 예를 들면, 인접하는 땜납 입자끼리의 접촉이나, 인접하는 전극간에 땜납 입자가 개재되어, 쇼트 등을 일으킬 가능성이 있다.

[성분 B]

성분 B의 「에폭시 수지」는 당해 수지 조성물의 접착성이나, 형성시의 취급의 용이성(핸들링)의 향상을 목적으로 하여 배합될 수 있는 것이다.

에폭시 수지로서, 예를 들면, 비스페놀 A형, 비스페놀 F형의 에폭시 수지, 나트탈렌형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 글리시딜에테르기 함유형 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기의 에폭시 수지에는, 그 전구체(예를 들면, 페닐글리시딜에테르 등의 글리시딜에테르류) 등도 포함된다. 이들 에폭시 수지는 단독으로 또는 필요에 따라 복수 종류의 에폭시 수지를 임의로 조합하여 사용해도 좋다. 상온(常溫)에서 액체이거나, 유동성을 나타내는 것이 바람직하고, 그 중에서도 비스페놀 A형, 비스페놀 F형의 에폭시 수지, 글리시딜에테르기 함유형의 에폭시 수지가 특히 바람직하다.

에폭시 수지의 당량은, 예를 들면 150 이상, 바람직하게는 160~250, 보다 바람직하게는 170~200의 범위 내이다. 상기의 범위 내이면, 당해 수지 조성물의 접착성이나, 필름이나 시트에의 형성성 등이 향상된다.

에폭시 수지의 함유량은 수지 성분 100질량부에 대해, 예를 들면 30질량부~50질량부, 보다 바람직하게는 35질량부~45질량부의 범위 내이다. 이러한 범위 내로 함으로써, 수지 조성물의 접착성이나, 필름이나 시트에의 성형성의 향상 등의 효과가 얻어진다.

[성분 C]

성분 C의 「페녹시 수지」는 가요성의 부여를 목적으로 하여 배합되는 것이며, 예를 들면 기재와의 접착성을 확보할 수 있다.

페녹시 수지는, 예를 들면 비스페놀 A형의 골격, 비스페놀 F형의 골격, 비스페놀 S형의 골격, 바이페닐 골격, 노볼락 골격, 나트탈렌 골격, 이미드 골격 등의 골격을 가지는 페녹시 수지 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 1종 내지 2종 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

페녹시 수지의 중량 평균 분자량은, 예를 들면 30000 이상, 바람직하게는 35000~100000, 바람직하게는 38000~70000의 범위 내이다. 또한, 연화점은 약 80℃~약 160℃이며, 상온에서 고체를 나타내고, 열가소성 수지로서 기능하기 때문에, 필름이나 시트에의 형성성이 우수하다.

페녹시 수지의 함유량은 수지 성분 100질량부에 대해, 예를 들면 15질량부~30질량부, 바람직하게는 20질량부~25질량부의 범위 내이다. 상기의 범위 내이면, 고형(固形)의 이방성 도전 재료의 제작이 간편하게 되어, 예를 들면 시트, 필름 등으로의 성형이 간편해진다. 또한, 수지 성분의 경화 부족에 의한 접착 강도의 저하를 억제할 수도 있다.

[성분 D]

성분 D의 「경화제」는 이하에서 상세하게 설명하는 「제 1 경화제」와 「제 2 경화제」를 포함한다.

- 제 1 경화제

제 1 경화제는 시아네이트에스테르 수지이며, 예를 들면 노볼락형(페놀 노볼락형, 알킬페놀노볼락형 등) 시아네이트에스테르 수지, 디시클로펜타디엔형 시아네이트에스테르 수지, 비스페놀형(비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형 등) 시아네이트에스테르 수지, 및, 그 일부가 트리아진(triazine)화(化)한 프리폴리머(prepolymer) 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 1종 내지 2종 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 제 1 경화제를 사용함으로써, 150℃ 이하의 온도에서의 경화성을 확보할 수 있다.

시아네이트에스테르 수지의 분자량은, 예를 들면 230g/mol 이상, 바람직하게는 240g/mol~280g/mol, 보다 바람직하게는 250g/mol~270g/mol의 범위 내이다. 상기의 범위 내면, 150℃ 이하의 온도에서의 경화성을 확보할 수 있다.

제 1 경화제의 함유량은 수지 성분 100질량부에 대해, 예를 들면 25질량부~45질량부, 바람직하게는 30질량부~40질량부의 범위 내이다. 상기의 범위 내이면, 고형 모양의 이방성 도전 재료의 제작이 간편하게 되어, 예를 들면 시트나 필름 등으로의 성형이 간편해진다. 또한, 수지 성분의 경화 부족에 의한 접착 강도의 저하를 억제할 수도 있다.

- 제 2 경화제

제 2 경화제는 산무수물, 페놀 수지, 이미다졸 화합물 및 디시안디아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 경화제이다. 제 2 경화제를 사용하는 것에 의해, 땜납 입자의 융점 전후에서, 상술한 수지를 경화시킬 수 있다. 제 2 경화제로서, 산무수물을 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 환상(環狀) 산무수물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

환상 산무수물로서 예를 들면 프탈산 무수물, 메틸프탈산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 헥사하이드로프탈산 무수물, 석신산 무수물, 말레산 무수물, 안식향 산무수물, 에틸렌글리콜비스아나이드로트리메릴테이트 등의 다가 카복실산 무수물 등을 들 수 있다.

페놀 수지로서, 예를 들면 노볼락형, 비스페놀형, 나트탈렌형, 디시클로펜타디엔형, 페놀아랄킬형, 트리스하이드록시페닐메탄형의 페놀 수지 등을 들 수 있다.

이미다졸 화합물로서, 예를 들면, 2-메틸 이미다졸, 2-에틸-4-메틸 이미다졸, 2-페닐-4-메틸 이미다졸, 1-벤질-2-메틸 이미다졸 등을 들 수 있다.

제 2 경화제의 함유량은 수지 성분 100질량부에 대해, 예를 들면 1.0질량부~7.0질량부, 바람직하게는 1.2 질량부~5.0질량부의 범위 내이다. 상기의 범위 내이면, 고형의 이방성 도전 재료의 제작이 간편하게 되어, 예를 들면 시트, 필름 등으로의 성형이 간편해진다. 또한, 수지 성분의 경화 부족에 의한 접착 강도의 저하를 억제할 수 있다.

[도전성 입자를 포함하는 수지 조성물의 제조 방법 및 사용 방법]

본 발명의 상기 실시 형태의 수지 조성물은, 예를 들면 상술한 성분 A~D를 믹서 등으로 혼합하는 것에 의해 제조할 수 있다. 이 때, 성분 B의 페녹시 수지는 미리 용제 중에 용해시킨 후에 다른 성분과 혼합해도 좋다. 페녹시 수지를 용해할 수 있으면, 사용하는 용제에 특별히 제한은 없고, 예를 들면 성형성의 관점에서, 증기압이 낮고, 비점이 100℃ 이하인 용제, 예를 들면 톨루엔이나 메틸에틸케톤, 아세트산 에틸 등을 단독 또는 복수를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 바코터(bar-coater) 등을 이용하여, 수지 조성물을 필름 모양이나 시트 모양 등의 형상으로 성형해도 좋다. 이 때, 수지 조성물의 성형 후의 두께는 특별히 제한은 없지만, 통상 5㎛~30㎛이다. 또, 본 발명의 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물의 형상은 필름 모양이나 시트 모양 등의 형상으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 수지 조성물은 가열하는 것에 의해 경화시킬 수가 있으며, 그것과 동시에 가압하는 것에 의해, 도전성을 제공할 수 있다.

가열 온도는, 예를 들면 70℃~150℃, 바람직하게는 80℃~140℃, 보다 바람직하게는 80℃~130℃이다. 또한, 가하는 압력은, 예를 들면 0.5㎫~5㎫, 바람직하게는 0.5㎫~3㎫이다. 가열 및/또는 가압의 시간은, 예를 들면 5초~20초, 바람직하게는 8초~15초이다.

본 발명의 상기 실시 형태의 수지 조성물은 상술한 가열, 가압 후에, 우수한 접착 강도, 도전성을 제공할 수 있다. 예를 들면, 이하의 실시예에서 상세히 설명하는 평가 방법에 따라, 예를 들면 0.35N/㎜ 이상, 바람직하게는 1.5N/㎜ 이상의 박리 접착 강도를 가지며, 예를 들면 60㏀ 미만, 바람직하게는 10㏀ 미만의 접속 저항값을 가진다.

[전자 장치]

본 발명의 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물은, 예를 들면 LCD 모듈, 카메라 모듈, 하드디스크, 전자 페이퍼, 터치 패널, 프린터 헤드, IC 카드, 태그, 휴대전화 내부 등의 전자 장치에 사용할 수 있다.

(실시예)

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1~11 및 비교예 1~6]

본 발명의 실시예 1~11 및 비교예 1~6의 수지 조성물을 이하의 표 1, 표 2에 나타내는 배합량으로 조제하였다. 구체적인 조제 방법은 이하와 같다.

이하의 표 1, 2에 나타내는 배합량으로 각 성분을 혼합하고, 자전·공전 믹서에서 혼련해서, 페이스트를 조제하였다.

페녹시 수지는 톨루엔 및 아세트산 에틸을 이용하여 미리 용해해 두고, 소정의 고형 분량이 되도록 상기의 페이스트에 첨가해서 혼련하였다.

상기에서 작성한 페이스트를, 바코터를 이용하여, 막 두께 15㎛~20㎛로 도포하고, 상온에서 건조시키는 것에 의해 시트 모양의 수지 조성물을 얻었다.

실시예 및 비교예에서 사용한 각 성분은 이하와 같다.

비스페놀 A형 에폭시 수지: jER828 미츠비시 화학(주) 제품

페닐글리시딜에테르: 나카라이테스크(주) 제품

페녹시 수지: PKHC 토모에 공업(주) 제품

시아네이트에스테르 수지: 프리마세트 LECY 론더(주) 제품

산무수물: 리카싯드 MH 신일본 이화(주) 제품

땜납 입자: Bi-In계(55Bi45In)

입자 지름 3㎛~5㎛

[박리 접착 강도 및 접속 저항값의 평가]

실시예 및 비교예에서 조제한 수지 조성물이 초래하는 박리 접착 강도 및 접속 저항값의 평가를 목적으로 하여, ITO를 증착한 유리 기판과, Au 도금을 실시한 폴리이미드제 플렉서블 기판을 준비하였다. 유리 기판의 사이즈는 30㎜×30㎜×0.3㎜이며, ITO의 막 두께는 2000~2500Å(옴스트롬)이었다. 폴리이미드제 플렉서블 기판의 사이즈는 35㎜×16㎜×0.08㎜이며, Au 도금의 막 두께는 0.03~0.5㎛이었다.

실시예 및 비교예에서 조제한 시트 모양의 수지 조성물(1.5㎜×15㎜)을 각각 유리 기판과 플렉서블 기판의 사이에 배치하고, 130℃로 가열하면서, 1㎫의 압력으로 10초간 가압하여 접착시킴으로써 접합체를 얻었다(도 2).

이하의 평가 방법에 따라, 박리 접착 강도 및 접속 저항값을 평가하고, 그 결과를 표 3, 표 4에 나타낸다.

<박리 접착 강도 평가 방법>

인장 시험기(시마즈 AGS-X)를 사용하여, 박리 각도 90°로, 박리 속도 1㎜/min로 각 접합체에서의 박리 접착 강도를 측정하였다(도 3).

박리 접착 강도가 1.5N/㎜ 이상을 ○으로 하고, 0.35N/㎜ 이상 1.5N/㎜ 미만을 △로 하고, 0.35N/㎜ 미만을 ×로서 평가하였다.

여기서, 박리 접착 강도가 1.5N/㎜ 이상이면, 힘을 가해도 접합 상태는 유지될 수 있지만, 박리 접착 강도가 0.35N/㎜ 미만이면, 접합 상태는 유지될 수 없어, 그 핸들링은 곤란해진다.

<접속 저항값 평가 방법>

각 접합체의 접속 저항값을 테스터(멀티 계측기(주), MCD008)로 측정하였다.

접속 저항값이 10㏀ 미만을 ○으로 하고, 10㏀ 이상 60㏀ 미만을 △로 하고, 60㏀ 이상을 ×로서 평가하였다.

접속 저항값이 10㏀ 미만이면, 접합 상태는 매우 양호하여, 안정된 도통성을 제공할 수 있지만, 접속 저항값이 60㏀ 이상이면, 불안정한 도통 상태로 되어, 신뢰성이 부족해진다.

<종합 판정>

박리 접착 강도 및 접속 저항값의 평가 결과로부터 종합적으로 수지 조성물을 판단한다.

박리 접착 강도 및 접속 저항값의 평가는 모두 ○＞△＞×의 순이며, 어느 한쪽이 ×인 경우에는 ×로 하고, 양쪽 모두가 △인 경우에는 △로 하고, 양쪽 모두가 ○인 경우에는 ◎으로 하며, 그들 이외의 경우는 ○으로서 판정하였다.

또, 본 발명에 있어서, 상기의 종합 판정에서 ◎ 또는 ○으로 판정된 것은 박리 접착 강도 및 초기 접속 저항값을 충분히 확보할 수 있어, 우수한 효과를 얻는 것이었다.

[배합량에 관한 고찰]

실시예 1에서는, 수지 성분 전체 질량에 대해, 에폭시 수지의 배합량을 41.4질량부, 페녹시 수지의 배합량을 22.6질량부, 시아네이트에스테르 수지의 배합량을 34.5질량부, 산무수물의 배합량을 1.5질량부로 하고, 땜납 입자의 배합량을, 수지 조성물 전체 질량에 대해 7.4질량%로 하였다(표 1).

그 결과, 페녹시 수지에 의한 가요성, 경화제인 시아네이트에스테르 수지 및 산무수물에 의한 저온 경화성에 의해, 박리 접착 강도 평가의 결과는 ○이고, 접속 저항값 평가의 결과도 ○이어서, 모두 양호하였다(표 3).

실시예 2에서는, 실시예 1의 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 1.0질량%로 변경하였다(표 1).

그 결과, 땜납 입자의 배합량이 적어졌기 때문에 접속 저항값 평가의 결과는 △이었지만, 실시예 1과 마찬가지로 박리 접착 강도 평가의 결과는 ○이었다(표 3).

실시예 3에서는, 실시예 1의 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 40질량%로 변경하였다(표 1).

그 결과, 땜납 입자의 배합량이 많아, 접합체의 전기적 접속이 안정되었기 때문에 접속 저항값 평가의 결과는 ○이었지만, 수지 조성물 중의 수지 성분의 배합량이 적기 때문에 박리 접착 강도 평가의 결과는 △이었다(표 3).

실시예 4에서는, 수지 성분 중의 시아네이트에스테르 수지의 배합량을 25질량부로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 1).

그 결과, 시아네이트에스테르 수지의 배합량이 적어졌기 때문에 저온 경화성이 저하해서, 박리 접착 강도 평가의 결과는 △이었지만, 수지의 경화가 진행되었기 때문에 접속 저항값 평가의 결과는 ○이었다(표 3).

실시예 5에서는, 수지 성분 중의 시아네이트에스테르 수지의 배합량을 45질량부로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 1).

그 결과, 시아네이트에스테르 수지의 배합량이 증가했기 때문에 저온 경화성은 있지만, 경화 저해를 초래했기 때문에 박리 접착 강도 평가의 결과는 △인 반면, 수지의 경화가 진행되었기 때문에 접속 저항값 평가의 결과는 ○이었다(표 3).

실시예 6에서는, 수지 성분 중의 산무수물의 배합량을 1.0질량부로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4로 하였다(표 1).

그 결과, 산무수물의 배합량이 저감했기 때문에 저온 경화성이 저하해서, 박리 접착 강도 평가의 결과는 △이었지만, 수지의 경화가 진행되었기 때문에 접속 저항값 평가의 결과는 ○이었다(표 3).

실시예 7에서는, 수지 성분 중의 산무수물의 배합량을 7.0질량부로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 1).

그 결과, 박리 접착 강도 평가의 결과는 △이고, 접속 저항값 평가의 결과는 ○이었다(표 3). 이것은 수지 조성물 중의 경화제인 산무수물의 배합량의 증가에 의해 경화 불량이 초래되어, 박리 접착 강도의 저하는 발생하지만, 전기적 접속은 충분히 얻어졌기 때문이라고 생각된다.

실시예 8에서는, 수지 성분 중의 페녹시 수지의 배합량을 15질량부로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 1).

그 결과, 밀착력을 담보하는 가요성을 부여할 수 있는 페녹시 수지의 배합량이 적기 때문에 박리 접착 강도 평가의 결과는 △이었지만, 접속 저항값 평가의 결과는 ○이었다(표 3).

실시예 9에서는, 수지 성분 중의 페녹시 수지의 배합량을 30질량부로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 1).

그 결과, 페녹시 수지의 배합량이 많아졌기 때문에 밀착성은 향상하지만, 경화 부족으로 되었기 때문에 접속 저항값 평가의 결과는 △이었지만, 박리 접착 강도 평가의 결과는 ○이었다(표 3).

실시예 10에서는, 수지 성분 중의 에폭시 수지의 배합량을 30질량부로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 1).

그 결과, 에폭시 수지의 배합량이 적어, 시트 모양의 접합체를 얻는 것이 곤란했기 때문에 박리 접착 강도 평가의 결과는 △이었지만, 수지의 경화가 진행되었기 때문에 접속 저항값 평가의 결과는 ○이었다(표 3).

실시예 11에서는, 수지 성분 중의 에폭시 수지의 배합량을 50질량부로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 했다(표 1).

그 결과, 에폭시 수지 배합량이 많아졌기 때문에 시트 모양의 접합체를 얻는 것이 곤란해져, 박리 접착 강도 평가의 결과는 △이었지만, 수지의 경화가 진행되었기 때문에 접속 저항값 평가의 결과는 ○이었다(표 3).

상술한 실시예 1~11에 있어서, 표 3에 나타내는 종합 판정은 모두 ◎ 또는 ○이고, 본 발명의 수지 조성물은 150℃ 이하의 저온에서로 경화시킬 수 있고, 게다가 충분한 박리 접착 강도 및 접속 저항값을 제공할 수 있다.

이에 반해, 비교예 1에서는, 실시예 1의 수지 성분만으로 접합체를 제작하였다. 따라서, 땜납 입자는 전혀 배합되어 있지 않다(표 2).

그 결과, 수지 성분만으로 구성되기 때문에, 박리 접착 강도는 ○이었지만, 전기적 접속을 확보하기 위한 땜납 입자가 전혀 배합되어 있지 않기 때문에 접속 저항값은 측정 불능(-)이었다(표 4).

비교예 2에서는, 비교예 1의 수지 조성물 중의 땜납 입자 배합량을 50질량%로 하였다(표 2).

그 결과, 땜납 입자의 배합량이 많기 때문에 혼련될 수 없고, 또, 시트 모양으로 성형할 수 없어, 박리 접착 강도, 접속 저항값은 모두 측정 불능(-)이었다(표 4).

비교예 3에서는, 시아네이트에스테르 수지를 배합하지 않고, 즉 경화제를 산무수물만으로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 2).

그 결과, 접속 저항값 평가의 결과는 △이고, 박리 접착 강도 평가의 결과는 ×로 되었다(표 4). 이러한 결과는 경화제를 산무수물만으로 함으로써 정한 온도 및 가열 시간에 경화는 진행되지만, 경화 부족으로 되어, 박리 접착 강도가 상승되지 않았기 때문이라고 생각된다.

비교예 4에서는, 산무수물을 배합하지 않고, 즉 경화제를 시아네이트에스테르 수지만으로 하고, 수지 조성물 중의 땜납 입자 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 2).

그 결과, 접속 저항값 평가의 결과는 △이고, 박리 접착 강도 평가의 결과는 ×로 되었다(표 4). 이것은 경화제를 시아네이트에스테르 수지만으로 함으로써 정한 온도 및 가열 시간에 경화는 진행되지만, 경화 부족으로 되어, 박리 접착 강도가 상승되지 않았기 때문이라고 생각된다.

비교예 5에서는, 페녹시 수지를 배합하지 않고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 2).

그 결과, 시트 모양으로 성형할 수 없어, 페이스트 모양으로 각 평가를 행하였다.

에폭시 수지의 경화에 의해 접속 저항값 평가의 결과는 △이었지만, 가요성을 부여하기 위한 페녹시 수지가 배합되어 있지 않기 때문에, 박리 접착 강도 평가의 결과는 ×이었다(표 4).

비교예 6에서는, 에폭시 수지를 배합하지 않고, 수지 조성물 중의 땜납 입자의 배합량을 7.4질량%로 하였다(표 2).

그 결과, 시트 형성시의 점착성이 높고, 핸들링이 곤란한 시트로 되었지만, 페녹시 수지가 경화되었기 때문에, 박리 접착 강도 및 접속 저항값의 평가 결과는 모두 △이었다(표 4).

상술한 비교예 1~6에 있어서, 표 4에 나타내는 종합 판정은 모두 × 또는 △이고, 비교 예의 수지 조성물은 모두 충분한 박리 접착 강도, 접속 저항값을 제공ㅎ할 수 없다는 것을 알 수 있었다.

이상의 결과로부터, 소망하는 박리 접착 강도 및 접속 저항값을 만족시키기 위해서는, 적어도 수지 조성물의 전체 질량을 기준으로 하여, 1질량%~40질량%의 땜납 입자를 사용하고, 에폭시 수지와 가요성 부여재인 페녹시 수지와, 또 시아네이트에스테르 수지 및 5산무수물 등의 경화제를 사용함으로써, 저온(예를 들면 150℃ 이하, 바람직하게는 130℃ 이하), 단시간(예를 들면 20초 이하, 바람직하게는 10초 정도)에 양호한 경화물이 얻어지는 것을 알 수 있었다. 이것은 제 1 경화제인 시아네이트에스테르 수지의 반응성을 산무수물 등의 제 2 경화제가 억제한다(지연시키다)고 하는 특이한 효과에 의하는 것이라고 생각된다. 또한, 본 발명에서 사용하는 페녹시 수지는 그 관능기의 극성이 높기 때문에, 시아네이트에스테르 수지 등의 제 1 경화제와는 보다 저온에서 반응할 수 있지만, 산무수물 등의 제 2 경화제는 비교적 낮은 극성을 가지기 때문에, 시아네이트에스테르 수지의 3중 결합의 반응성을 저감하여, 마일드한 반응으로 바꿈으로서 땜납의 용해점 부근인 100℃~150℃, 바람직하게는 100℃~130℃의 온도에서 경화한다고 하는 효과가 얻어지는 것이라고 추측된다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 수지 조성물은, 예를 들면, 열압착에 의해 100℃~150℃의 저온에서 경화하여 양호한 전기적 접속을 형성할 수 있고, 또한 충분한 접착 강도, 도전성을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 수지 조성물은 이방성 도전 접착제로서 유익하고, 예를 들면, 전자 부품과 배선 기판을 접속하는 기술에 매우 적합하게 이용할 수 있으며, 보다 구체적으로는, LCD 모듈 등의 여러 가지 전자 장치에서 사용할 수 있다.

1: 도전성 입자를 포함하는 수지 조성물
2: 도전성 입자
3: 수지 성분
4: 플렉서블 기판
5: Au 도금부
6: ITO
7: 유리 기판

Claims

도전성 입자를 포함하는 수지 조성물로서,
상기 도전성 입자로서 땜납 입자를 포함하고, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 및 경화제를 더 포함하고, 상기 경화제는 제 1 경화제로서 시아네이트에스테르 수지와, 제 2 경화제로서 산무수물(酸無水物), 페놀 수지, 이미다졸 화합물 및 디시안디아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 경화제를 포함하고, 상기 땜납 입자의 함유량은 상기 수지 조성물의 전체 질량을 기준으로 하여 1질량%~40질량%의 범위 내인
수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 땜납 입자는 Bi-In계의 합금으로 구성되는 수지 조성물.
제 2 항에 있어서,
상기 땜납 입자에서의 Bi의 함유량은 Bi 및 In의 합계 100질량%에 대해, 33질량% 이상 85질량% 이하의 범위 내인 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에폭시 수지, 상기 페녹시 수지 및 상기 경화제의 합계 100질량부에 대해, 15질량부~30질량부의 범위 내에서 상기 페녹시 수지가 포함되는 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에폭시 수지, 상기 페녹시 수지 및 상기 경화제의 합계 100질량부에 대해, 25질량부~45질량부의 범위 내에서 상기 제 1 경화제가 포함되는 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에폭시 수지, 상기 페녹시 수지 및 상기 경화제의 합계 100질량부에 대해, 1.0질량부~7.0질량부의 범위 내에서 상기 제 2 경화제가 포함되는 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에폭시 수지, 상기 페녹시 수지 및 상기 경화제의 합계 100질량부에 대해, 30질량부~50질량부의 범위 내에서 상기 에폭시 수지가 포함되는 수지 조성물.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물을 포함하는 전자 장치.