KR20180043169A

KR20180043169A - 접속체의 제조 방법

Info

Publication number: KR20180043169A
Application number: KR1020170127074A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 이나세
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2018-04-27
Also published as: JP2018065916A; HK1254503A1; TW201828376A; CN107964375A

Abstract

(과제) 광 경화형 이방성 도전 접착제의 수지를 충분히 용융시켜, 우수한 도통성이 얻어지는 접속체의 제조 방법을 제공한다.
(해결수단) 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하는 광 경화형 이방성 도전 접착제 (30) 를 개재하여, 제 1 전자 부품 (10) 상에 제 2 전자 부품 (20) 을 배치하는 배치 공정과, 압착 툴 (40) 에 의해 제 2 전자 부품 (20) 을 제 1 전자 부품 (10) 에 가압하면서, 광 조사기로부터 광을 조사하는 조사 공정을 갖고, 조사 공정에서는, 광의 파장 범위를 제어하고, 광 흡수제를 활성화시킨 후에, 광 중합 개시제를 활성화시킨다.

Description

접속체의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING CONNECTED BODY}

본 발명은, 광 경화형 이방성 도전 접착제를 사용하여 전자 부품을 기판 등에 접속하는 접속체의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 전자 부품을 기판 등에 접속하는 수단으로서 이방성 도전 접착제가 사용되고 있다. 이와 같은 이방성 도전 접착제는, 일반적으로 열 경화성 에폭시 수지, 중합 개시제, 및 도전성 입자를 포함하는 열 경화성 수지 조성물로 형성되며, 이방성 도전 접착제를 경화시킬 때에는 고온에서 가열이 실시된다. 이 때문에, 특히 대화면 TV 등으로 대표되는 대형 제품의 경우에는, 접속 대상의 기판에 휨이나 변형이 발생하여, 그 결과, 표시 불균일이 발생하는 것 등의 문제가 있었다.

그래서, 저온, 단시간에 경화시키기 위해, 자외선 (UV : ultraviolet) 에 의한 경화가 가능한 광 경화형 이방성 도전 접착제가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조.).

일본 공개특허공보 평11-060899호 일본 공개특허공보 평11-279500호

그러나, 광 경화형 이방성 도전 접착제는, 경화시의 수지의 용융이 고열의 본더 헤드로부터의 전열에 의해 실시되기 때문에, 예를 들어 IC (Integrated Circuit) 의 열 팽창이나 열 변형이 일어나, 큰 휨이 발생하는 경우가 있었다. 또, 휨을 억제하기 위해 본더 헤드를 저온으로 한 경우, 수지가 충분히 용융되지 않는 경우가 있었다.

본 발명은, 상기 서술한 종래 기술에 있어서의 과제를 해결하는 것으로, 광 경화형 이방성 도전 접착제의 수지를 충분히 용융시켜, 우수한 도통성을 얻을 수 있는 접속체의 제조 방법을 제공한다.

본 발명자들은, 예의 검토를 실시한 결과, 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하는 광 경화형 이방성 도전 접착제를 사용하고, 광 흡수제를 활성화시킨 후에 광 중합 개시제를 활성화시킴으로써, 우수한 도통성이 얻어지는 것을 알아냈다.

즉, 본 발명에 관련된 접속체의 제조 방법은, 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하는 광 경화형 이방성 도전 접착제를 개재하여, 제 1 전자 부품 상에 제 2 전자 부품을 배치하는 배치 공정과, 압착 툴에 의해 상기 제 2 전자 부품을 상기 제 1 전자 부품에 가압하면서, 광 조사기로부터 광을 조사하는 조사 공정을 갖고, 상기 조사 공정에서는, 상기 광의 파장 범위를 제어하고, 상기 광 흡수제를 활성화시킨 후에, 상기 광 중합 개시제를 활성화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 광의 파장 범위를 제어하고, 광 흡수제를 활성화시킨 후에 광 중합 개시제를 활성화시킴으로써, 우수한 도통성을 얻을 수 있다. 이것은, 광 흡수제의 열에 의해 수지가 용융되고, 압착 툴이 확실히 압입된 후에, 수지 경화가 시작되기 때문이라고 생각된다.

도 1 은, 본 실시형태에 관련된 접속 구조체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 단면도로, 도 1(A) 는 배치 공정 (S1) 을 나타내고, 도 1(B) 는 조사 공정 (S2) 을 나타낸다.
도 2 는, 실시예 및 비교예에 관련된 접속체의 도통 저항의 측정 방법을 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 하기 순서로 상세하게 설명한다.

1. 접속체의 제조 방법

2. 실시예

＜1. 접속체의 제조 방법＞

본 실시형태에 관련된 접속체의 제조 방법은, 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하는 광 경화형 이방성 도전 접착제를 개재하여, 제 1 전자 부품 상에 제 2 전자 부품을 배치하는 배치 공정과, 압착 툴에 의해 제 2 전자 부품을 제 1 전자 부품에 가압하면서, 광 조사기로부터 광을 조사하는 조사 공정을 갖고, 조사 공정에서는, 광의 파장 범위를 제어하고, 광 흡수제를 활성화시킨 후에, 광 중합 개시제를 활성화시키는 것이다. 이로써, 광 흡수제의 열에 의해 수지가 용융되고, 압착 툴이 확실히 압입된 후에 수지 경화가 시작되기 때문에, 우수한 도통성을 얻을 수 있다. 여기서, 활성화란, 분자가 광 그 밖의 에너지를 흡수하여 높은 에너지 상태로 여기되어, 화학 반응을 일으키기 쉬운 상태를 의미한다.

또, 광 경화형 이방성 도전 접착제가 광 증감제를 함유하는 경우, 조사 공정 (S2) 에서는, 광의 파장 범위를 제어하고, 광 흡수제, 광 증감제, 광 중합 개시제의 순서로 활성화시키는 것이 바람직하다. 이로써, 광 증감제가 광 중합 개시제에 에너지를 전파시킬 수 있기 때문에, 광 중합 개시제의 에너지 부족을 해소하고, 경화 부족을 방지할 수 있다.

또, 광 중합 개시제의 흡수 피크 파장은, 광 흡수제의 흡수 피크 파장보다 단파장측에 있는 것이 바람직하다. 이로써, 광 중합 개시제가 에너지가 높은 단파장의 광에 의해 활성화되기 때문에, 속경화성 (速硬化性) 이 우수하여, 높은 생산성을 얻을 수 있다.

또, 광 중합 개시제의 흡수 피크 파장은, 광 증감제의 흡수 피크 파장보다 단파장측에 있는 것이 바람직하다. 이로써, 광 중합 개시제가 수지 내부까지 도달하기 어려운 단파장의 광에 의해 활성화되는 경우에도, 광 증감제가 비교적 수지 내부까지 침투하기 쉬운 장파장의 광에 의해 활성화되어 광 중합 개시제에 에너지를 전파시킬 수 있기 때문에, 광 중합 개시제에 대한 에너지 부족을 해소하고, 수지 내부의 경화 부족을 방지할 수 있다.

광 조사기로부터 조사되는 광으로는, 자외선 (UV : ultraviolet), 가시광선 (visible light), 적외선 (IR : infrared) 등의 파장 대역으로부터 광 경화 이방성 도전 접착제의 경화 시스템에 따라 선택할 수 있다. 이것들 중에서도, 광 조사기로부터 조사되는 광은, 에너지가 높은 자외선을 포함하는 것이 바람직하다.

자외선은, 10 ㎚ ∼ 400 ㎚ 의 파장이며, 파장이 짧은 자외선은 에너지가 큰 반면, 수지 내부까지 도달하기 어려운 성질이 있고, 한편, 파장이 긴 자외선은, 에너지는 약간 작긴 하지만 비교적 수지 내부까지 침투하기 쉬운 성질이 있다. 또, 파장이 200 ㎚ 이하가 되면 산소를 분해하는 데에 소비되거나, 산소에 흡수되거나 하기 쉽다. 이 때문에, 광 조사기로부터 조사되는 광은, 파장이 200 ㎚ 이상의 근자외선을 포함하는 것이 바람직하다. 근자외선을 포함하는 광을 조사하는 광원으로는, 예를 들어, 파장 248 ㎚, 313 ㎚, 334 ㎚, 365 ㎚, 405 ㎚, 436 ㎚ 를 고출력하는 고압 수은 램프 등을 들 수 있다.

이하, 자외선 경화형의 이방성 도전 접착제, 및 자외선을 포함하는 광을 조사하는 광원을 사용한 배치 공정 (S1), 및 조사 공정 (S2) 에 대해 설명한다. 도 1 은, 본 실시형태에 관련된 접속체의 제조 방법을 모식적으로 나타내는 단면도로, 도 1(A) 는 배치 공정 (S1) 을 나타내고, 도 1(B) 는 조사 공정 (S2) 을 나타낸다.

[배치 공정 (S1)]

도 1(A) 에 나타내는 바와 같이, 배치 공정 (S1) 에서는, 광 중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하는 광 경화형 이방성 도전 접착제 (30) 를 개재하여, 제 1 전자 부품 (10) 상에 제 2 전자 부품 (20) 을 배치한다.

제 1 전자 부품 (10) 은 제 1 단자열 (11) 을 구비하고, 제 2 전자 부품 (20) 은 제 1 단자열 (11) 에 대향하는 제 2 단자열 (21) 을 구비한다. 제 1 전자 부품 (10) 및 제 2 전자 부품 (20) 은 특별히 제한은 없으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 제 1 전자 부품 (10) 으로는, 예를 들어, LCD (Liquid Crystal Display) 패널, 유기 EL (OLED) 등의 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 용도, 터치 패널 용도 등의 투명 기판, 프린트 배선판 (PWB) 등을 들 수 있다. 프린트 배선판의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, FR-4 기재 등의 글래스 에폭시여도 되고, 열가소성 수지 등의 플라스틱, 세라믹 등도 사용할 수 있다. 또, 투명 기판은, 투명성이 높은 것이면 특별히 한정은 없으며, 유리 기판, 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또, 제 2 전자 부품 (20) 으로는, 예를 들어, IC (Integrated Circuit), 플렉시블 기판 (FPC : Flexible Printed Circuits), 테이프 캐리어 패키지 (TCP) 기판, IC 를 FPC 에 실장한 COF (Chip On Film) 등을 들 수 있다.

이방성 도전 접착제 (30) 는, 필름상의 이방성 도전 필름 (ACF : Anisotropic Conductive Film), 또는 페이스트상의 이방성 도전 페이스트 (ACP : Anisotropic conductive paste) 중 어느 것이어도 된다. 취급 용이성으로부터는 이방성 도전 필름이 바람직하고, 비용 면에서는 이방성 도전 페이스트가 바람직하다. 또, 이방성 도전 접착제 (30) 는 광 중합형이면 되고, 광 카티온 중합형, 광 아니온 중합형, 또는 광 라디칼 중합형 중 어느 것이어도 되고, 또 특별히 지장을 초래하지 않으면 병용해도 된다. 광 중합형의 병용예로는, 광 카티온 중합형과 광 라디칼 중합형의 병용 등을 들 수 있다.

[광 카티온 중합형의 이방성 도전 접착제]

이하, 광 카티온 중합형의 이방성 도전 접착제를 예로 들어 설명한다. 광 카티온 중합형의 이방성 도전 접착제는, 막 형성 수지와, 중합성 화합물과, 광 중합 개시제로서의 광 카티온 중합 개시제와, 광 흡수제로서의 광 카티온 흡수제와, 도전 입자 (31) 를 함유한다.

막 형성 수지는, 예를 들어 평균 분자량이 10000 이상인 고분자량 수지에 상당하며, 필름 형성성의 관점에서 10000 ∼ 80000 정도의 평균 분자량인 것이 바람직하다. 막 형성 수지로는, 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 부티랄 수지 등의 여러 가지 수지를 들 수 있으며, 이것들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이것들 중에서도, 막 형성 상태, 접속 신뢰성 등의 관점에서 페녹시 수지를 적절히 사용하는 것이 바람직하다. 시장에서 입수 가능한 구체예로는, 신닛테츠 스미킨 화학 (주) 의 상품명 「YP-70」등을 들 수 있다. 막 형성 수지의 함유량은, 중합성 화합물 50 질량부에 대해, 바람직하게는 5 ∼ 50 질량부, 보다 바람직하게는 10 ∼ 30 질량부이다.

중합성 화합물로는, 카티온 중합 가능한 화합물이면 특별히 한정되지 않지만, 경화성, 경화 수지의 물리 특성, 광학 특성 등의 관점에서, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 비닐에테르 화합물 등을 사용하는 것이 바람직하고, 특히, 에폭시 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

에폭시 화합물로는, 3 차원 망목 구조를 형성하고, 양호한 내열성, 접착성을 부여 가능한 것이 바람직하고, 고형 에폭시 화합물과 액상 에폭시 화합물을 병용하는 것이 바람직하다. 여기서, 고형 에폭시 화합물이란, 상온에서 고체인 에폭시 화합물을 의미한다. 또, 액상 에폭시 화합물이란, 상온에서 액상인 에폭시 화합물을 의미한다. 또, 상온이란, JIS Z 8703 에서 규정되는 5 ∼ 35 ℃ 의 온도 범위를 의미한다.

고형 에폭시 화합물로는, 액상 에폭시 화합물과 상용하고, 상온에서 고체상이면 특별히 한정되지 않으며, 비스페놀 A 형 에폭시 화합물, 비스페놀 F 형 에폭시 화합물, 다관능형 에폭시 화합물, 디시클로펜타디엔형 에폭시 화합물, 노볼락페놀형 에폭시 화합물, 비페닐형 에폭시 화합물, 나프탈렌형 에폭시 화합물 등을 들 수 있고, 이것들 중에서 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이것들 중에서도, 비스페놀 A 형 에폭시 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 시장에서 입수 가능한 구체예로는, 신닛테츠 스미킨 화학 (주) 의 상품명 「YD-014」등을 들 수 있다.

액상 에폭시 화합물로는, 상온에서 액상이면 특별히 한정되지 않으며, 비스페놀 A 형 에폭시 화합물, 비스페놀 F 형 에폭시 화합물, 노볼락페놀형 에폭시 화합물, 나프탈렌형 에폭시 화합물 등을 들 수 있고, 이것들 중에서 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 특히, 필름의 택성, 유연성 등의 관점에서, 비스페놀 A 형 에폭시 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 시장에서 입수 가능한 구체예로는, 미츠비시 화학 (주) 의 상품명 「EP828」등을 들 수 있다.

광 카티온 중합 개시제로는, 예를 들어, 요오드늄염, 술포늄염, 방향족 디아조늄염, 포스포늄염, 셀레노늄염 등의 오늄염이나 금속 아렌 착물, 실란올/알루미늄 착물 등의 착물 화합물, 벤조인토실레이트, o-니트로벤질토실레이트 등을 들 수 있다. 또, 염을 형성할 때의 카운터 아니온으로는, 프로필렌카보네이트, 헥사플루오로안티모네이트, 헥사플루오로포스페이트, 테트라플루오로보레이트, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 들 수 있다.

광 카티온 중합 개시제는, 이것들 중에서 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 방향족 술포늄염은, 300 ㎚ 이상의 파장 영역에서도 자외선 흡수 특성을 갖고, 경화성이 우수하기 때문에 바람직하게 사용할 수 있다. 시장에서 입수 가능한 구체예로는, ADEKA (주) 의 상품명 「SP-170」등을 들 수 있다. 광 카티온 중합 개시제의 함유량은, 중합성 화합물 50 질량부에 대해, 바람직하게는 0.1 ∼ 20 질량부, 보다 바람직하게는 1 ∼ 10 질량부이다.

광 카티온 흡수제로는, 자외선을 열 에너지로 변환하는 자외선 흡수제, 광 라디칼 중합 개시제 등을 들 수 있고, 광 카티온 중합 개시제의 흡수 피크 파장, 자외선 조사기의 분광 분포, 바인더 수지의 다른 성분과의 상용성, 자외선 흡수능 등에 따라 적절히 선택된다.

자외선 흡수제로는, 예를 들어, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조페논계 등을 들 수 있고, 시장에서 입수 가능한 구체예로는, ADEKA (주) 의 상품명 「LA-31」등을 들 수 있다. 또, 광 라디칼 중합 개시제로는, 벤조페논계, 티오크산톤계, 아세토페논계, 아실포스핀계 등을 들 수 있다. 광 카티온 흡수제의 함유량은, 중합성 화합물 50 질량부에 대해, 바람직하게는 0.1 ∼ 20 질량부, 보다 바람직하게는 1 ∼ 10 질량부이다.

도전 입자 (31) 로는, 이방성 도전 필름에 있어서 사용되고 있는 공지된 도전성 입자를 사용할 수 있다. 예를 들어, 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 주석, 납, 크롬, 코발트, 은, 금 등의 각종 금속이나 금속 합금의 입자, 금속 산화물, 카본, 그라파이트, 유리, 세라믹, 플라스틱 등의 입자의 표면에 금속을 코트한 것, 이들 입자의 표면에 추가로 절연 박막을 코트한 것 등을 들 수 있다. 수지 입자의 표면에 금속을 코트한 것인 경우, 수지 입자로는, 예를 들어, 에폭시 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴·스티렌 (AS) 수지, 벤조구아나민 수지, 디비닐벤젠계 수지, 스티렌계 수지 등의 입자를 사용할 수 있다. 수지 미립자에 니켈과 금 도금을 실시한 시장에서 입수 가능한 구체예로는, 세키스이 화학 (주) 의 상품명 「AUL704」등을 들 수 있다.

도전 입자 (31) 의 평균 입경으로는, 통상 1 ∼ 30 ㎛, 바람직하게는 2 ∼ 20 ㎛, 보다 바람직하게는 2.5 ∼ 15 ㎛ 이다. 또, 도전 입자 (31) 의 함유량은, 중합성 화합물 50 질량부에 대해, 바람직하게는 10 ∼ 50 질량부, 보다 바람직하게는 20 ∼ 40 질량부이다.

또, 도전 입자 (31) 는, 절연성 수지 중에 분산되어 있어도 되고, 필름을 평면에서 보았을 때에 있어서 개개로 독립되어 있어도 되고, 또 임의로 배치되어 존재하고 있어도 된다. 도전 입자가 배치되는 경우, 이방성 접속되는 전극의 사이즈나 레이아웃에 따라, 개수 밀도나 도전 입자간 거리 등을 설정할 수 있다. 이 때문에, 포착 향상, 쇼트 억제 등에 효과가 있으며, 수율 향상 등 비용 삭감 효과도 전망된다.

또, 이방성 도전 접착제는, 광 카티온 중합 개시제에 에너지를 전파하는 광 카티온 증감제를 함유하는 것이 바람직하다. 이로써, 광 카티온 중합 개시제의 에너지 부족을 해소하고, 경화 부족을 방지할 수 있다.

광 카티온 증감제로는, 벤조인계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 안트라퀴논계, 아크리돈계 등을 들 수 있고, 시장에서 입수 가능한 구체예로는, 카와사키 화성 공업 (주) 의 상품명 「UVS-1331」등을 들 수 있다. 이들 광 카티온 증감제는, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 광 카티온 증감제의 함유량은, 중합성 화합물 50 질량부에 대해, 바람직하게는 0.1 ∼ 20 질량부, 보다 바람직하게는 1 ∼ 10 질량부이다.

또, 이방성 도전 필름은, 그 밖의 성분으로서, 필요에 따라 아크릴 고무, 각종 아크릴 모노머 등의 희석용 모노머, 충전제, 연화제, 착색제, 난연화제, 틱소트로픽제, 실란커플링제 등을 목적에 따라 적절히 배합해도 된다.

이와 같은 광 카티온 중합형의 이방성 도전 접착제에 있어서, 광 카티온 중합 개시제의 흡수 피크 파장은, 광 카티온 흡수제의 흡수 피크 파장보다 단파장측에 있는 것이 바람직하다. 이로써, 광 카티온 중합 개시제가 에너지가 높은 단파장의 광에 의해 활성화되기 때문에, 속경화성이 우수하여, 높은 생산성을 얻을 수 있다.

또, 광 카티온 중합 개시제의 흡수 피크 파장은, 광 카티온 증감제의 흡수 피크 파장보다 단파장측에 있는 것이 바람직하다. 이로써, 광 카티온 중합 개시제가 수지 내부까지 도달하기 어려운 단파장의 광에 의해 활성화되는 경우에도, 광 카티온 증감제가 비교적 수지 내부까지 침투하기 쉬운 장파장의 광에 의해 활성화되어 광 카티온 중합 개시제에 에너지를 전파시킬 수 있기 때문에, 광 카티온 중합 개시제에 대한 에너지 부족을 해소하고, 수지 내부의 경화 부족을 방지할 수 있다.

보다 구체적으로는, 광 카티온 중합 개시제의 흡수 피크 파장은 290 ㎚ ∼ 330 ㎚ 인 것이 바람직하고, 광 카티온 흡수제의 흡수 피크 파장은 340 ㎚ ∼ 380 ㎚ 인 것이 바람직하다. 또, 광 카티온 증감제의 흡수 피크 파장은 390 ㎚ ∼ 450 ㎚ 인 것이 바람직하다. 이로써, 근자외선을 포함하는 광을 조사하는 광원과, 밴드 패스 필터, 단파장 컷 필터, 장파장 컷 필터 등의 필터를 사용하고, 조사 광의 파장 범위를 제어함으로써, 광 카티온 중합 개시제, 광 카티온 흡수제, 및 광 카티온 증감제를 선택적으로 활성화시키는 것이 가능해진다.

[조사 공정 (S2)]

도 1(B) 에 나타내는 바와 같이, 조사 공정 (S2) 에서는, 압착 툴 (40) 에 의해 제 2 전자 부품 (20) 을 제 1 전자 부품 (10) 에 가압하면서, 광 조사기로부터 광을 조사한다. 압착 공정 (S2) 에서는, 압착 툴 (40) 을 사용하여, 바람직하게는 80 ℃ 이하의 온도, 보다 바람직하게는 50 ℃ 이하의 온도, 더욱 바람직하게는 실온의 온도에서 가압시킨다. 이와 같은 낮은 온도로 가압함으로써, 제 1 전자 부품 (10) 및 제 2 전자 부품 (20) 에 대한 열의 영향을 억제할 수 있다.

또, 조사 공정 (S2) 에서는, 광의 파장 범위를 제어하고, 광 카티온 흡수제를 활성화시킨 후에, 광 카티온 중합 개시제를 활성화시킨다. 이로써, 광 카티온 흡수제의 열에 의해 수지가 용융되고, 압착 툴 (40) 이 확실히 압입된 후에 수지 경화가 시작되기 때문에, 우수한 도통성을 얻을 수 있다.

또, 이방성 도전 접착제가 광 카티온 증감제를 함유하는 경우, 조사 공정 (S2) 에서는, 광의 파장 범위를 제어하고, 광 카티온 흡수제, 광 카티온 증감제, 광 카티온 중합 개시제의 순서로 활성화시키는 것이 바람직하다. 이로써, 광 카티온 증감제가 광 카티온 중합 개시제에 에너지를 전파시킬 수 있기 때문에, 광 카티온 중합 개시제의 에너지 부족을 해소하고, 경화 부족을 방지할 수 있다.

광 조사기는, 조사 시간에 따라 광의 파장 범위를 변경함으로써, 광 카티온 흡수제를 활성화시켜 발열시키고, 바인더를 용융시킨 후, 제 1 전자 부품 (10) 의 제 1 단자열 (11) 과, 제 2 전자 부품 (20) 과 제 2 단자열 (21) 에 의해 도전 입자 (31) 를 협지한 상태로 광 카티온 중합 개시제를 활성화시켜 바인더를 경화시키고, 단자 사이를 도통 접속시킨다.

광 조사기의 광원으로는, 광 카티온 중합 개시제, 광 카티온 흡수제, 및 광 카티온 증감제의 흡수 피크 파장역에서 피크를 갖는 분광 분포를 갖는 수은 램프, 광 카티온 중합 개시제, 광 카티온 흡수제, 및 광 카티온 증감제의 흡수 피크 파장을 포함하는 파장역에 걸쳐서 자외선을 조사하는 메탈할라이드 램프 등을 사용해도 된다. 또, 광 조사기의 광원으로는, 광 카티온 중합 개시제, 광 카티온 흡수제, 및 광 카티온 증감제의 흡수 피크 파장역에 각각 최대 발광 파장을 갖는 복수의 LED 램프를 사용해도 된다. 이것들 중에서도, 광 조사기의 광원으로는, 파장이 200 ㎚ 이상의 근자외선을 포함하는 광을 조사하는 것이 바람직하다. 근자외선을 포함하는 광을 조사하는 광원으로는, 예를 들어, 파장 248 ㎚, 313 ㎚, 334 ㎚, 365 ㎚, 405 ㎚, 436 ㎚ 를 고출력하는 고압 수은 램프 등을 들 수 있다.

또, 밴드 패스 필터, 단파장 컷 필터, 장파장 컷 필터 등의 필터를 사용함으로써, 광의 파장 범위를 변경하는 것이 바람직하다. 이로써, 조사 시간에 따라 원하는 파장 대역의 광을 선택적으로 조사할 수 있다. 예를 들어, 광 카티온 중합 개시제의 흡수 피크 파장이, 광 카티온 흡수제의 흡수 피크 파장보다 단파장측에 있는 경우, 광 카티온 중합 개시제의 흡수 피크 파장을 컷하는 단파장 컷 필터를 온시킴으로써, 광 카티온 중합 개시제를 활성화시키지 않고 광 카티온 흡수제를 활성화시키고, 단파장 컷 필터를 오프시킴으로써, 광 카티온 중합 개시제 및 광 카티온 흡수제를 활성화시킬 수 있다.

또, 광 조사기에 의한 조사 시간, 조도, 총 조사량 등의 조건은, 바인더의 조성, 압착 툴 (40) 에 의한 압력, 시간 등으로부터, 바인더의 경화 반응의 진행과 압착 툴 (40) 에 의한 압입에 의한 접속 신뢰성, 접착 강도의 향상을 감안하여 적절히 설정할 수 있다.

또, 광의 조사 방향은, 이방성 도전 접착제에 조사할 수 있으면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 1 전자 부품 (10) 을 실은 스테이지 아래에서부터 광을 조사해도 된다. 또, 예를 들어 대형 패널과 같이 접착 면적이 큰 경우, 광 스폿을 이동시키면서, 혹은 선회 (요잉) 시키면서 이방성 도전 접착제에 조사해도 된다. 또, 광 조사기가 복수 존재해도 된다. 또, 전자 부품이 자외선을 투과하지 않아, 상측 또는 하측으로부터 자외선을 조사할 수 없는 경우, 이방성 도전 접착제 (접합부) 에 대해 비스듬한 방향 또는 가로 방향으로부터 조사해도 된다.

또, 압착 툴 (40) 과 제 2 전자 부품 (20) 사이에 완충재를 사용해도 된다. 완충재로는, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE : polytetrafluoroethylene), 폴리이미드, 유리 클로스, 실리콘 러버 등을 사용할 수 있다.

＜3. 실시예＞

실시예

이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 본 실시예에서는, 중합성 화합물과, 광 카티온 중합 개시제와, 광 카티온 흡수제를 배합한 이방성 도전 필름을 제조하였다. 그리고, 다양한 조건으로 자외선을 포함하는 광을 조사하여 접속체를 제조하고, 초기의 도통 저항 및 신뢰성 시험 후의 도통 저항을 측정하였다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[접속체의 제조]

이방성 도전 필름을 개재하여 유리 기판에 평가용 IC 를 배치하고, 압착 툴 (폭 10.0 ㎜, 길이 40.0 ㎜) 에 의해 가압함과 함께, 광 조사에 의해 이방성 도전 필름을 경화시켜, 접속체 샘플을 제조하였다.

이방성 도전 필름은, 두께 20 ㎛, 폭 4.0 ㎜, 길이 40.0 ㎜ 로 한 것을 사용하였다. 평가용 IC 칩은, 두께 0.5 ㎜, 폭 1.8 ㎜, 길이 34 ㎜ 이고, 도통 측정용 배선 (범프) 을 형성한 측정용 TEG (Test Element Group) 를 사용하였다. 유리 기판은, 두께 0.5 ㎜ 의 도통 측정용 배선을 형성한 측정용 TEG 를 사용하였다.

압착 툴에 의한 가압은, 두께 0.05 ㎜ 의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE : polytetrafluoroethylene) 으로 이루어지는 완충재를 개재하여 실시하였다. 또, 압착 조건은, RT-70 ㎫-5 sec 로 하였다.

광 조사는, 파장 313 ㎚, 365 ㎚, 405 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 조사하는 광원을 구비하는 UV 조사 장치 (REX-250, 아사히 분광 주식회사 제조) 를 사용하고, 밴드 패스 필터, 단파장 컷 필터, 또는 장파장 컷 필터를 사용하여 원하는 파장 대역의 자외선을 조사하였다. 또, 자외선 조사의 크기는, 폭 약 4.0 ㎜ × 길이 약 44.0 ㎜ 로 하였다. 또, 자외선 조사 시간은, 전체로 5 sec 로 하였다.

[도통 저항의 측정]

평가용 IC 칩과 유리 기판의 접속 상태에 대해, 디지털 멀티미터를 사용하여, 접속 초기 및 신뢰성 시험 후에 있어서의 도통 저항 (Ω) 을 측정하였다. 도통 저항값의 측정은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 평가용 IC 칩의 범프 (51) 에 접속된 유리 기판의 배선 (52) 에 디지털 멀티미터를 접속하고, 50 V 의 전압 측정으로, 이른바 4 단자법에 의해 도통 저항값을 측정하였다. 또, 신뢰성 시험의 조건은, 온도 85 ℃, 습도 85 ％RH, 시간 500 hr 로 하였다.

＜실시예 1 ∼ 3, 비교예 1 ∼ 3＞

표 1 에 나타내는 재료를 배합하여, 두께 20 ㎛ 의 이방성 도전 필름을 제조하였다.

이방성 도전 필름을 개재하여 유리 기판에 평가용 IC 를 배치하고, 압착 툴에 의해 가압함과 함께, 파장 310 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선과, 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을, 표 2 에 나타내는 조사 타이밍으로 조사하여 이방성 도전 필름을 경화시키고, 실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 3 의 접속체 샘플을 제조하였다.

＜실시예 4＞

표 3 에 나타내는 재료를 배합하여, 두께 20 ㎛ 의 이방성 도전 필름을 제조하였다.

이방성 도전 필름을 개재하여 유리 기판에 평가용 IC 를 배치하고, 압착 툴에 의해 가압함과 함께, 파장 310 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선과, 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선과 파장 405 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을, 표 4 에 나타내는 조사 타이밍으로 조사하여 이방성 도전 필름을 경화시키고, 실시예 4 의 접속체 샘플을 제조하였다.

＜평가＞

비교예 1 에서는, 필터를 사용하지 않고 압착 툴이 떨어진 순간부터 파장 310 ㎚ 및 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 5 초간 조사하였다. 이 경우, 신뢰성 시험 후에 있어서의 저항값이 높아졌다. 이것은, 광 흡수제의 열에 의한 수지 용융과 동시에 광 중합 개시제에 의한 수지 경화가 시작되고, 용융에 의한 수지 배제가 불충분해져, 압착 툴이 확실히 압입된 상태가 되지 않았기 때문이라고 생각된다.

비교예 2 에서는, 필터를 사용하지 않고 압착 툴이 떨어진 순간부터 파장 310 ㎚ 및 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 2 초간 조사한 후, 파장 350 ㎚ 이하를 컷하는 단파장 컷 필터를 사용하여 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 3 초간 조사하였다. 이 경우, 신뢰성 시험 후에 있어서의 저항값이 높아졌다. 이것은, 비교예 1 과 동일하게, 광 흡수제의 열에 의한 수지 용융과 동시에 광 중합 개시제에 의한 수지 경화가 시작되고, 용융에 의한 수지 배제가 불충분해져, 압착 툴이 확실히 압입된 상태가 되지 않았기 때문이라고 생각된다.

비교예 3 에서는, 파장 350 ㎚ 이상을 컷하는 장파장 컷 필터를 사용하여 압착 툴이 떨어진 순간부터 파장 310 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 2 초간 조사한 후, 필터를 사용하지 않고 파장 310 ㎚ 및 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 3 초간 조사하였다. 이 경우, 초기 및 신뢰성 시험 후에 있어서의 저항값이 높아졌다. 이것은, 툴이 떨어진 순간부터 광 중합 개시제에 의한 수지 경화가 시작되고, 2 초 후의 광 흡수제의 열에 의한 수지 용융이 시작될 때에는 이미 수지 경화가 진행되고 있기 때문에, 수지 배제가 곤란해져, 압착 툴을 확실히 압입할 수 없었기 때문이라고 생각된다.

실시예 1 에서는, 파장 350 ㎚ 이하를 컷하는 단파장 컷 필터를 사용하여 압착 툴이 떨어진 순간부터 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 1 초간 조사한 후, 필터를 사용하지 않고 파장 310 ㎚ 및 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 4 초간 조사하였다. 이 경우, 초기 및 신뢰성 시험 후에 있어서의 저항값이 낮아졌다. 이것은, 최초의 1 초간에 있어서 광 흡수제의 기능이 메인이 되어, 흡수제의 열에 의한 수지 용융이 충분히 이루어지고, 압착 툴을 확실히 압입할 수 있고, 그 후, 광 중합 개시제에 의한 경화가 시작되었기 때문이라고 생각된다.

실시예 2 에서는, 파장 350 ㎚ 이하를 컷하는 단파장 컷 필터를 사용하여 압착 툴이 떨어진 순간부터 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 2 초간 조사한 후, 필터를 사용하지 않고 파장 310 ㎚ 및 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 3 초간 조사하였다. 이 경우, 초기 및 신뢰성 시험 후에 있어서의 저항값이 실시예 1 보다 낮아졌다. 이것은, 광 흡수제의 열 발생에 의한 수지 용융의 시간이 실시예 1 보다 길기 때문에, 압착 툴을 확실히 압입할 수 있었기 때문이라고 생각된다.

실시예 3 에서는, 파장 350 ㎚ 이하를 컷하는 단파장 컷 필터를 사용하여 압착 툴이 떨어진 순간부터 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 1 초간 조사한 후, 필터를 사용하지 않고 파장 310 ㎚ 및 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 1 초간 조사하고, 추가로 파장 350 ㎚ 이하를 컷하는 단파장 컷 필터를 사용하여 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 1 초간 조사한 후, 필터를 사용하지 않고 파장 310 ㎚ 및 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 2 초간 조사하였다. 이 경우, 초기 및 신뢰성 시험 후에 있어서의 저항값이 낮아졌다. 이것은, 실시예 1 과 동일하게, 최초의 1 초간에 있어서 광 흡수제의 기능이 메인이 되어, 흡수제의 열에 의한 수지 용융이 충분히 실시되고, 압착 툴을 확실히 압입할 수 있었기 때문이라고 생각된다.

실시예 4 에서는, 중심 파장이 365 ㎚ 인 밴드 패스 필터를 사용하여 압착 툴이 떨어진 순간부터 파장 365 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 2 초간 조사한 후, 파장 350 ㎚ 이하를 컷하는 단파장 컷 필터를 사용하여 파장 365 ㎚ 및 파장 405 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 1 초간 조사하고, 추가로 필터를 사용하지 않고 파장 310 ㎚, 파장 365 ㎚ 및 파장 405 ㎚ 에서 피크 탑을 갖는 자외선을 2 초간 조사하였다. 이 경우, 초기 및 신뢰성 시험 후에 있어서의 저항값이 보다 낮아졌다. 이것은, 최초의 2 초간에 있어서 광 흡수제의 기능이 메인이 되어, 흡수제의 열에 의한 수지 용융이 충분히 실시되고, 압착 툴을 확실히 압입할 수 있으며, 다음의 1 초간에 있어서 광 증감제에 의한 수지의 깊이 방향의 심부의 경화가 실시되고, 그 후 광 중합 개시제에 의한 수지의 표층부를 포함하는 경화가 실시되어, 충분한 수지 경화가 실시되었기 때문이라고 생각된다.

10 : 제 1 전자 부품,
11 : 제 1 단자열,
20 : 제 2 전자 부품,
21 : 제 2 단자열,
30 : 이방성 도전 접착제,
31 : 도전성 입자,
40 : 압착 툴,
51 : 범프,
52 : 배선

Claims

중합성 화합물과, 광 중합 개시제와, 광 흡수제를 함유하는 광 경화형 이방성 도전 접착제를 개재하여, 제 1 전자 부품 상에 제 2 전자 부품을 배치하는 배치 공정과,
압착 툴에 의해 상기 제 2 전자 부품을 상기 제 1 전자 부품에 가압하면서, 광 조사기로부터 광을 조사하는 조사 공정을 갖고,
상기 조사 공정에서는, 상기 광의 파장 범위를 제어하고, 상기 광 흡수제를 활성화시킨 후에, 상기 광 중합 개시제를 활성화시키는, 접속체의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 광 경화형 이방성 도전 접착제가 광 증감제를 함유하고,
상기 조사 공정에서는, 상기 광의 파장 범위를 제어하고, 상기 광 흡수제, 상기 광 증감제, 상기 광 중합 개시제의 순서로 활성화시키는, 접속체의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광 중합 개시제의 흡수 피크 파장이, 상기 광 흡수제의 흡수 피크 파장보다 단파장측에 있는, 접속체의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 광 중합 개시제의 흡수 피크 파장이, 상기 광 증감제의 흡수 피크 파장보다 단파장측에 있는, 접속체의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광 조사기로부터 조사되는 광이 자외선을 포함하고,
상기 조사 공정에서는, 조사 시간에 따라 광의 파장 범위를 변경하는, 접속체의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광 중합 개시제가 광 카티온 중합 개시제이고,
상기 광 흡수제가 자외선 흡수제 또는 광 라디칼 중합 개시제인, 접속체의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광 중합 개시제의 흡수 피크 파장이 290 ㎚ ∼ 330 ㎚ 이고,
상기 광 흡수제의 흡수 피크 파장이 340 ㎚ ∼ 380 ㎚ 인, 접속체의 제조 방법.