KR20190073605A

KR20190073605A - 이방성 도전 필름 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20190073605A
Application number: KR1020197017590A
Authority: KR
Inventors: 고우이치 사토
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2019-06-26
Also published as: TW201435919A; KR101843226B1; JP6024623B2; JP2018186090A; CN107189562B; KR20170081295A; KR20150048667A; CN104541417A; TW201730896A; TWI604467B; JP2017017039A; JP2020057611A; CN104541417B; US10412837B2; TWI661435B; TW201905936A; CN107189562A; KR20180049207A; HK1205365A1; JP2014063729A

Abstract

도전성 입자가 단층으로 균일하게 배치되고, 파인 피치의 접속에 대응할 수 있는 이방성 도전 필름은, 건조에 의해 피막을 형성하는 열가소성 수지 희석액 (2) 중에 도전성 입자 (3) 가 분산되어 있는 입자 분산액 (1) 의 도막을 건조시킴으로써, 그 건조 도막 (6a) 에 그 열가소성 수지 희석액 (2) 의 건조 피막으로 피복된 피복 도전성 입자 (4) 가 단층으로 고착되어 있는 도전성 입자 함유층 (7) 을 형성하고, 도전성 입자 함유층 (7) 을 절연성 수지층 (8) 과 적층하여 제조한다.

Description

이방성 도전 필름 및 그 제조 방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 이방성 도전 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

IC 칩 등의 전자 부품의 실장에 이방성 도전 필름은 널리 사용되고 있다. 최근에는, 파인 피치의 접속에 대응시키기 위하여, 파인 피치의 회로의 전기적 접속을 양호하게 하고, 또한 인접하는 회로 간의 절연성을 향상시키는 것이 과제가 되고 있다. 이와 같은 과제에 대하여, 필름의 2 축 연신을 이용하여 도전성 입자를 특정 간격으로 배치하고, 도전성 입자 간에 절연성 입자를 배치한 이방성 도전 필름이 제안되어 있다 (특허문헌 1).

일본 공개특허공보 2010-9804호 명세서

그러나, 특허문헌 1 의 이방성 도전 필름의 제조 공정에서는, 2 축 연신 가능한 필름 상에 점착층을 형성하고, 그 위에 도전성 입자를 복수 층으로 전면에 깔고, 여분의 도전성 입자를 스크레이퍼로 긁어내어 단층으로 배치하기 때문에, 도전성 입자에 데미지를 줄 우려가 있어, 공법적으로도 난이도가 높다. 또, 도전성 입자를 단층으로 배치함에 있어서, 도전성 입자에 균일한 입자 간격을 확보하는 것도 어려워, 파인 피치의 접속에 대응할 수 있는 이방성 도전 필름을 안정 생산하는 것이 곤란해진다.

이와 같은 종래 기술의 문제점에 대하여, 본 발명은, 도전성 입자가 단층으로 균일하게 배치되고, 파인 피치의 접속에 대응할 수 있는 이방성 도전 필름을 공업적으로 용이한 방법으로 안정 생산할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 건조에 의해 피막을 형성하는 열가소성 수지의 희석액 중에 도전성 입자가 분산되어 있는 입자 분산액의 도포층을 건조시키면, 그 건조 도막 상에, 그 열가소성 수지의 피막으로 피복된 도전성 입자가 단층으로 균일하게 분산된 상태로 고착되는 것, 이와 같은 수지 희석액의 건조막화를 이용함으로써, 도전성 입자가 단층이고, 도전성 입자의 입자 간 거리가 제어된 이방성 도전 필름을 용이하게 제조할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은, 건조에 의해 피막을 형성하는 열가소성 수지 희석액 중에 도전성 입자가 분산되어 있는 입자 분산액의 도막을 건조시킴으로써, 그 건조 도막에 그 열가소성 수지 희석액의 건조 피막으로 피복된 피복 도전성 입자가 단층으로 고착되어 있는 도전 입자 함유층을 형성하고, 도전 입자 함유층을 절연성 수지층과 적층하는 이방성 도전 필름의 제조 방법을 제공한다. 여기서, 도전성 입자 함유층은, 규칙적인 패턴을 갖는 전사형 (型) 을 사용하여 형성할 수 있다.

또, 본 발명은, 열가소성 수지 희석액의 건조 도막에, 그 열가소성 수지 희석액의 건조 피막으로 피복된 피복 도전성 입자가 단층으로 고착되어 있는 도전성 입자 함유층과, 절연성 수지층이 적층되어 있는 이방성 도전 필름을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 서술한 이방성 도전 필름을 사용하여 제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속하는 접속 방법으로서,

제 2 전자 부품 상에, 상기 서술한 이방성 도전 필름을 임시 접착하고,

임시 접착한 이방성 도전 필름 상에 제 1 전자 부품을 임시 설치하고,

이어서, 제 1 전자 부품과 이방성 도전 필름과 제 2 전자 부품을 가열 가압하는 접속 방법을 제공하며, 이 접속 방법에 의한 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품의 접속체를 제공한다.

본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 방법에 의하면, 도전성 입자가 단층으로 균일한 입자 간 거리로 배치된 이방성 도전 필름을 용이하게 제조할 수 있고, 또, 그 입자 간 거리를 용이하게 제어할 수 있기 때문에, 파인 피치에 대응한 이방성 도전 필름을 공업적으로 안정 생산하는 것이 가능해진다.

그리고, 이 제조 방법으로 얻어진 이방성 도전 필름은, 예를 들어, 접속해야 하는 도체 단자 간의 스페이스가 5 ㎛ ∼ 15 ㎛ 라는 파인 피치라 하더라도, 전기적 접속을 양호하게 하고, 또한 인접하는 단자 간의 절연성을 향상시킬 수 있다. 또, 도전 입자의 배열을 패턴화시킴으로써, 파인 피치의 도체 단자 간의 전기적 접속을 보다 양호하게 실시할 수 있다. 또한, 설계에 따라서는 보다 넓은 피치의 도체 단자 간의 전기적 접속에 적용할 수 있다.

도 1 은, 실시예의 이방성 도전 필름의 제조 방법의 공정 설명도이다.
도 2 는, 비교예의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 3a 는, 이방성 도전 필름의 제조시에 사용할 수 있는, 선상의 패턴을 갖는 전사형의 평면도이다.
도 3b 는, 이방성 도전 필름의 제조시에 사용할 수 있는, 도상 (島狀) 의 패턴을 갖는 전사형의 평면도이다.
도 3c 는, 도 3a 및 도 3b 의 전사형의 A-A 선 단면도이다.
도 4a 는, 전사형을 사용하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법의 공정 설명도이다.
도 4b 는, 전사형을 사용하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법의 공정 설명도이다.
도 4c 는, 전사형을 사용하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법의 공정 설명도이다.
도 4d 는, 전사형을 사용하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법의 공정 설명도이다.
도 4e 는, 전사형을 사용하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법의 공정 설명도이다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

<<본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 방법 A>>

도 1 은, 본 발명의 일 실시예의 이방성 도전 필름의 제조 방법의 공정 설명도이다. 이하에 공정별로 설명한다.

<입자 분산액의 조제 공정>

먼저, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 이 실시예에서는, 먼저, 건조에 의해 피막을 형성하는 열가소성 수지 희석액 (2) 중에, 도전성 입자 (3) 가 분산되어 있는 입자 분산액 (1) 을 조제한다.

여기서, 도전성 입자 (3) 로는, 예를 들어, 공지된 이방성 도전 필름에 사용되는 도전성 입자로 할 수 있고, 수지제의 코어에 니켈·금 등의 도금을 실시한 금속 피복 수지 입자, 니켈, 코발트, 금, 은, 구리, 팔라듐 등의 금속 입자 등을 들 수 있으며, 이들의 1 종 또는 복수 종을 조합하여 사용할 수 있다. 또, 도전성 입자 (3) 의 크기로는, 금속 입자의 경우, 바람직하게는 입경 0.2 ∼ 5 ㎛ 의 구상 (球狀) 입자, 또는 두께 0.2 ∼ 0.4 ㎛ 이고 직경 1 ∼ 10 ㎛ 인 플레이크상 입자 등을 사용할 수 있고, 금속 피복 수지 입자의 경우, 바람직하게는 입경 1 ∼ 20 ㎛, 보다 바람직하게는 3 ∼ 10 ㎛ 의 구상, 플레이크상, 럭비볼 모양 등으로 할 수 있다.

입자 분산액 (1) 에 있어서의 도전성 입자 (3) 의 배합량은, 1 ∼ 20 wt％ 가 바람직하다. 도전성 입자의 배합량이 지나치게 많으면, 파인 피치의 이방성 도전 접속에 대응한 이방성 도전 필름을 얻는 것이 어려워진다. 반대로, 배합량이 지나치게 적으면, 입자 포착률이 저하되어, 단자 간을 확실하게 접속하는 것이 어려워진다.

한편, 열가소성 수지 희석액 (2) 은 열가소성 수지와 용매를 함유한다. 열가소성 수지 희석액 (2) 에 있어서, 열가소성 수지는 팽윤, 용해 또는 현탁되어 있다. 열가소성 수지로는, 용매의 건조에 의해 석출되어 피막을 형성하기 쉽고, 또, 도전성 입자 (3) 를 용이하게 피복할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 열가소성 수지로는, 이방성 도전 필름으로 단자 간을 접속하는 경우의 도통성 확보의 관점에서, 열가소성 수지는 연화점이 50 ∼ 90 ℃ 이고, 단자 간 접속시의 가열에 의해 유동성을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 열가소성 수지로는, 예를 들어, 에틸렌·아세트산비닐 공중합 수지 (EVA), 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴산에스테르 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는 EVA 이다.

열가소성 수지 희석액 (2) 에 사용하는 용매로는, 열가소성 수지 희석액 (2) 의 도막의 건조에 의해 용이하게 그 건조 피막을 형성할 수 있도록, 당해 열가소성 수지의 빈용매를 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 당해 열가소성 수지의 종류에 따라서도 상이하지만, 톨루엔, MEK 등의 양용매와, 에탄올, IPA 등의 빈용매를 적절히 혼합한 것 등을 사용할 수 있다.

열가소성 수지 희석액 (2) 에 있어서의 열가소성 수지의 고형분 농도는, 이방성 도전 필름에 있어서의 도전성 입자의 입자 간 거리를 소정의 크기로 하기 위하여 적절히 설정할 수 있다. 본 발명의 이방성 도전 필름에 있어서, 도전성 입자 (3) 가 열가소성 수지의 건조 피막 (6b) 으로 피복된 피복 도전성 입자 (4) 의 입자 간 거리 (L2) (도 1(c)) 는, 절연성 확보 면에서 0.5 ∼ 10 ㎛ 가 바람직하고, 1 ∼ 6 ㎛ 가 보다 바람직하기 때문에, 열가소성 수지 희석액 (2) 에 있어서의 열가소성 수지의 고형분 농도는, 0.1 ∼ 30 wt％ 가 바람직하고, 2 ∼ 15 wt％ 가 보다 바람직하다.

한편, 열가소성 수지 희석액 (2) 에 있어서의 도전제 입자 (3) 의 농도의 관점에서 보면, 그 농도가 높아짐에 따라, 피복 도전성 입자 (4) 의 입자 간 거리 (L2) 가 커지는 경향이 있다. 따라서, 열가소성 수지 희석액 (2) 에 있어서의 도전성 입자 (3) 의 농도를 조정함으로써 피복 도전성 입자 (4) 의 입자 간 거리 (L2) 의 제어가 가능해진다.

입자 분산액 (1) 의 조제 방법으로는, 먼저, 열가소성 수지의 용액을 조제함과 함께, 열가소성 수지의 빈용매에 도전성 입자 (3) 를 분산시킨 분산액을 얻고, 그 분산액에 열가소성 수지의 용액을 서서히 첨가하여 분산시키는 것이 바람직하다. 이것에 대하여, 먼저 열가소성 수지 희석액을 얻고, 다음으로 이 희석액에 도전성 입자를 분산시키면, 도전성 입자가 응집된 상태가 된다. 여기서「응집된 상태」란, 개개의 입자의 거리가 적당히 유지된 집합체를 가리키며, 본 발명은, 입자 각각이 비접촉이고 또한 거리가 형성된 군이 된 상태인 것을 포함한다. 또, 간단하게는, 용매에 도전성 입자를 분산시키고, 그 분산액에, 건조에 의해 피막을 형성하는 열가소성 수지를 배합하여 입자 분산액을 조제해도 된다.

도 1 에 나타낸 실시예에서는, 상기 서술한 입자 분산액 (1) 을, PET 필름, PEN (폴리에틸렌나프탈레이트), OPP (2 축 연신 폴리프로필렌 필름) 등의 박리 기재 (5) 에 도포한다 (동 도면 (b)). 이 경우, 도포 방법은, 바 코터, 롤 코터 등을 사용하여, 도막의 두께 방향으로 피복 도전성 입자가 서로 겹치지 않고, 피복 도전성 입자가 단층이 되도록 도포하는 것이 바람직하다. 또, 이 경우의 도포량은, 건조, 막화 면에서, 도전성 입자 (3) 가 존재하는 부분의 도막의 두께 (L1) 로서, 1 ∼ 10 ㎛ 가 바람직하고, 1 ∼ 7 ㎛ 가 보다 바람직하다.

또한, 입자 분산액 (1) 을 박리 기재 (5) 에 도포했을 때, 입자 분산액 (1) 의 도막에, 다른 박리 필름을 라미네이트함으로써, 도막을 넓게 펴서, 입자의 피막이 원반상 등의 이방적인 형상이 됨으로써, 평면 방향으로의 도전성 입자의 이동을 억제할 수 있다. 이 다른 박리 필름은, 도막을 넓게 편 후에는 박리할 수 있다.

<입자 분산액의 도막 건조 공정>

다음으로, 박리 기재 (5) 상의 입자 분산액 (1) 의 도막을 건조시킨다. 이것에 의해 박리 기재 (5) 상의 열가소성 수지 희석액의 건조 도막 (6a) 에, 그 열가소성 수지 희석액의 건조 피막 (6b) 으로 도전성 입자 (3) 가 피복된 피복 도전성 입자 (4) 가, 입자끼리가 도막의 두께 방향으로 서로 겹치지 않는 단층으로 고착된 도전성 입자 함유층 (7) 이 형성된다 (동 도면 (c)). 이 도전성 입자 함유층 (7) 에 있어서는, 피복 도전성 입자 (4) 가 열가소성 수지 희석액의 건조 도막 (6a) 상에 균일하게 분산되어, 그들의 입자 간 거리의 편차가 현저하게 억제된 것이 된다.

여기서, 입자 분산액 (1) 의 도막의 건조 온도는, 열가소성 수지의 연화점보다 높고, 또한 용매의 비점 이하의 온도로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 박리 기재 (5) 상의 열가소성 수지 희석액의 건조 도막 (6a) 에, 피복 도전성 입자 (4) 를 융착시킬 수 있고, 도전성 입자 함유층 (7) 에 있어서의 피복 도전성 입자 (4) 의 균질한 분산 상태를 안정화시킬 수 있다.

<절연성 수지층의 적층 공정>

다음으로, 도전성 입자 함유층 (7) 상에 절연성 수지층 (8) 을 적층함으로써, 도전성 입자 함유층 (7) 과 절연성 수지층 (8) 이 적층되어 있는 실시예의 이방성 도전 필름 (10) 을 얻을 수 있다 (동 도면 (d)).

이 절연성 수지층 (8) 은, 공지된 이방성 도전 필름에서 사용되고 있는, 막 형성 수지, 경화 성분, 경화제 등을 포함하는 절연성 수지층 형성용 도료로부터 형성할 수 있다. 또, 절연성 수지층 (8) 으로는, 점착성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 피복 도전성 입자의 피복물도 점착성 발현에 기여시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 기여시키는 데에는 용제나 친화성이 높은 모노머를 미량으로 잔존 내지는 혼합시키는 것 등을 하면 된다.

여기서, 막 형성 수지로는, 예를 들어, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 부타디엔 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있으며, 이들의 2 종 이상을 병용할 수 있다. 이들 중에서도, 제막성 (製膜性), 가공성, 접속 신뢰성의 관점에서, 페녹시 수지를 바람직하게 사용할 수 있다.

경화 성분으로는, 액상 에폭시 화합물, 아크릴 모노머 등을 들 수 있다. 이 중, 액상 에폭시 화합물로는, 비스페놀 A 형 에폭시 화합물, 비스페놀 F 형 에폭시 화합물, 노볼락형 에폭시 화합물, 그들의 변성 에폭시 화합물, 지환식 에폭시 화합물 등을 들 수 있으며, 이들의 2 종 이상을 병용할 수 있다. 이 경우, 경화제로는, 폴리아민, 이미다졸 등의 열 또는 광 아니온계 경화제나 술포늄염 등의 열 또는 광 카티온계 경화제, 페놀계 경화제 등의 열 또는 광 잠재성 경화제를 들 수 있다.

또, 아크릴 모노머로는, 에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이 경우, 경화제 (열 또는 광 라디칼 중합 개시제) 로는, 유기 과산화물, 아조비스이소부티로니트릴 등을 들 수 있다.

도전성 입자 함유층 (7) 과 절연성 수지층 (8) 의 적층 방법으로는, 예를 들어, 미리 절연성 수지 필름을 제작해 두고, 그것을 도전성 입자 함유층 (7) 에 라미네이트한다. 이 경우, 절연성 수지 필름으로는, 예를 들어, 상기 서술한 (ⅰ) 막 형성 수지, (ⅱ) 점착성을 발휘하는 경화 성분 및 (ⅲ) 경화 성분의 경화제를 포함하는 절연성 수지층 형성용 도료를 사용하여 도막을 형성하고, 그 도막을 경화시킨 것을 사용할 수 있다.

<<본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 방법 B>>

본 발명의 이방성 도전 필름은, 도전성 입자 함유층을 규칙적인 패턴을 갖는 전사형, 예를 들어, 도 3a 또는 도 3b 에 나타내는 바와 같은 전사형 (30A, 30B) 을 사용하여 형성함으로써 제조할 수도 있다. 입자 간 거리의 확보가 용이해지고, 또 입자 간 거리 피치를 넓게 하는 것이 가능해진다.

도 3a 는, 선상의 홈 (31) 이 형성되어 있는 전사형 (30A) 의 평면도이고, 도 3b 는, 정방형의 도상의 오목부 (32) 가 형성되어 있는 전사형 (30B) 의 평면도이다. 이들 전사형의 A-A 단면의 홈 (31) 또는 오목부 (32) 의 형상은, 도 3c 에 나타내는 바와 같이, 전사형 (40) (전사형 3A 와 3B 를 합하여 전사형 (40) 이라고 한다) 의 편면에 예를 들어 폭 5 ∼ 200 ㎛ 이고 깊이 5 ∼ 40 ㎛ 인 사각형 형상 (이하 패임 (41) 이라고 한다) 이다. 이와 같은 전사형을 사용하여 이방성 도전 필름을 제조하는 경우에는, 바람직하게는 이하에 설명하는 바와 같은 공정을 거친다. 단면도를 베이스로 설명한다. 또한, 전사형의 형상은 임의로 설계할 수 있지만, 단락 방지를 보다 확실하게 하기 위하여, 복수의 도전성 입자로부터 도전성 입자군을 구성하고, 그러한 도전성 입자군을 선상·도상·점상 등의, 불연속적인 독립된 패턴 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 또, 이 형상은 직선에 한정되는 것은 아니다. 패턴 형상에 있어서의 최단 거리는, 피막 입자가 1 ∼ 2 개 존재할 수 있는 스페이스이면 된다. 피막 입자가 1 개 들어갈 정도의 스페이스에서는, 입자가 존재하지 않게 되는 결락 영역의 출현 빈도가 높아지기 때문이다. 이와 같이 패턴을 사용하는 것은, 확실한 절연 영역을 확보할 뿐만 아니라 신뢰성의 향상에 효과적으로 작용하게 된다. 또, 생산상의 관점에서도, 패턴을 사용함으로써 검사 그 자체가 실시하기 쉬워져, 불량 추출이 용이해짐으로써 품질 향상으로 이어지는 장점이 있다.

<입자 분산액의 조제 공정>

먼저, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 이 실시예에서도, 먼저, 건조에 의해 피막을 형성하는 열가소성 수지 희석액 (2) 중에, 도전성 입자 (3) 가 분산되어 있는 입자 분산액 (1) 을 조제한다.

<전사형에 대한 입자 분산액의 도포 공정>

전사형 (40) 상에, 소정 두께의 입자 분산액 (1) 의 도막을 형성하고, 공지된 와이퍼로 전사형 (40) 의 표면 상의 입자 분산액 (1) 을 긁어낸다 (도 4a). 이것에 의해, 패임 (41) 중에 도전성 입자 (3) 가 분산되어 있는 열가소성 수지 희석액 (2) 이 충전된다. 패임 (41) 중에 유입되는 도전성 입자 (3) 의 수는, 도전성 입자 (3) 의 사이즈, 패임 (41) 의 폭이나 깊이, 입자 분산액 중의 도전성 입자 (3) 의 농도 등에 따라 상이하지만, 통상적으로는 복수의 도전성 입자 (3) 가 단층으로 충전되어, 도전성 입자군 (43) 이 구성된다.

<도전성 입자군 (43) 의 박리 필름에 대한 전사, 건조 공정>

다음으로, 전사형 (40) 의 패임 (41) 형성면에 박리 필름 (50) 을 올려놓고 가압하여 (도 4b), 피복 도전 입자군 (43) 을 박리 필름 (50) 상에 전사하고 (도 4c), 건조시킨다. 이것에 의해 박리 필름 (50) 상에, 도전성 입자 (3) 가 열가소성 수지 (44) 에 의해 고정된 선상 또는 도상의 피복 도전성 입자군 패턴 (45) 이 형성된다 (도 4d).

<절연성 수지층의 적층 공정>

다음으로, 피복 도전성 입자군 패턴 (45) 상에 절연성 수지층 (8) 을 적층하고, 박리 필름 (50) 을 제거함으로써, 피복 도전성 입자군 패턴 (45) 과 절연성 수지층 (8) 이 적층되어 있는 실시예의 이방성 도전 필름 (46) 을 얻을 수 있다 (도 4e).

<<본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 방법 C>>

본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 방법은 더욱 다양한 양태를 취할 수 있다. 예를 들어, 도전성 입자 함유층 (7) 의 형성에 있어서, 미리 절연성 수지층 (8) 을 형성해 두고, 그 절연성 수지층 (8) 상에 입자 분산액 (1) 을 도포하고, 건조시켜 도전성 입자 함유층 (7) 을 형성해도 된다. 이것에 의해, 박리 기재 (5) 를 사용하지 않고, 도전성 입자 함유층 (7) 과 절연성 수지층 (8) 이 적층된 이방성 도전 필름 (10) 을 얻을 수 있다.

이 외에, 도 1 에 나타낸 바와 같이 도전성 입자 함유층 (7) 을 형성한 후, 절연성 수지층 형성용 도료를, 도전성 입자 함유층 (7) 에 직접 도포하여 건조 또는 경화시킴으로써 이방성 도전 필름 (10) 을 제조해도 된다.

<<본 발명의 이방성 도전 필름을 사용한 이방성 도전 접속 그리고 접속체>>

본 발명의 이방성 도전 필름은, 제 1 전자 부품 (예를 들어, IC 칩, IC 모듈 등의 실장 부품) 과, 제 2 전자 부품 (예를 들어, 플렉시블 기판, 유리 기판 등의 기판류) 을 이방성 도전 접속할 때 바람직하게 적용할 수 있다. 이 경우, 제 2 전자 부품에 이방성 도전 필름을 임시 접착하고, 제 2 전자 부품 상에 임시 접착한 이방성 도전 필름 상에 제 1 전자 부품을 임시 설치하고, 이어서, 제 1 전자 부품과 이방성 도전 필름과 제 2 전자 부품을 가열 가압 혹은 광 조사하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 가열 가압을 제 1 전자 부품의 위에서부터 실시하거나, 혹은 광 조사를 제 2 전자 부품의 아래에서부터 실시한다. 이들 가열 가압과 광 조사는 동시에 실시할 수도 있지만, 가열 가압 개시 후, 늦게 광 조사를 실시할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 이방성 도전 필름을 사용하는 접속 방법이나, 이 접속 방법에 의해 얻어진 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품의 접속체도 본 발명은 포함한다.

실시예

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 실시예에 의해 설명한다.

실시예 1 ∼ 5, 비교예 1, 2

(1) 입자 분산액의 조제

도전성 입자로서, 평균 입자경 4 ㎛ 의 수지 코어 NiAu 도금 입자 (세키스이 화학 공업 주식회사, AUL704) 를 사용하여, 이 도전성 입자 1.5 g 을 에탄올 50 ㎖ 에 분산시켰다. 한편, 건조에 의해 피막을 형성하는 열가소성 수지로서 에틸렌·아세트산비닐 공중합 수지 (EVA) (스미토모 화학 주식회사, 에버테이트, 형번 : D2045, 비캣 연화 온도 83 ℃) 를 사용하여, EVA 의 톨루엔 용액을 표 1 에 나타내는 바와 같이 3 종류의 고형분 농도로 조제하고 (2 wt％, 8 wt％, 15 wt％), 이 EVA 의 톨루엔 용액 5 ㎖ 를, 상기 서술한 도전성 입자의 분산액에 적하하면서 초음파 호모게나이저로 10 분간 분산시켜, 입자 분산액을 얻었다.

(2) 도전성 입자 함유층의 형성

(1) 에서 얻은 입자 분산액을, PET 필름에 바 코터로, 표 1 에 나타내는 도막의 두께 (건조 전) (L1) (도 1(b) 참조) 로 도포하고, 100 ℃ 에서 3 분간 열풍 건조시켜, 도전성 입자 함유층을 형성하였다. 건조 후 도전성 입자 함유층에 있어서의, EVA 로 피복된 도전성 입자의 입자 간 거리 (L2) (도 1(c) 참조) 를 표 1 에 나타낸다. 또한, 건조 전 입자 분산액의 도막의 두께 (L1) 와, 건조 후 입자 간 거리 (L2) 는, 금속 현미경 (배율 × 100) 을 사용하여, 가로 세로 100 ㎛ 의 임의의 영역 내에 있어서의 도전성 입자 (N ＝ 20) 에 대해서 도막의 두께 (L1) 와 입자 간 거리 (L2) 를 측정하고, 그 평균값으로 하였다.

(3) 이방성 도전 필름의 제작

표 1 에 나타내는 절연성 수지층의 원료 성분을 혼합하여, 그것을 PET 필름에 바 코터로 도포하고, 70 ℃ 에서 5 분 열풍 건조시켜 절연성 수지 필름을 제작하고, 이 절연성 수지 필름을 상기 서술한 도전성 입자 함유층에 라미네이터 (롤 표면 온도 45 ℃) 로 라미네이트하여, PET 필름 상에, 층두께 (L3) (도 1(d) 참조) 가 20 ㎛ 인 이방성 도전 필름 (10) 을 제작하였다 (실시예 1 ∼ 5).

한편, 표 1 에 나타내는 절연성 수지층의 원료 성분의 혼합물 100 질량부에 대하여, 실시예와 동일한 도전성 입자 20 질량부를 사용하고, 일본 특허 제4789738호에 기재된 2 축 연신법에 준하여, 도전성 입자를 단층으로 배치한, 층두께 20 ㎛ 의 이방성 도전 필름을 제작하였다 (비교예 1).

또, 표 1 에 나타내는 절연성 수지층의 원료 성분의 혼합물 100 질량부에, 실시예와 동일한 도전성 입자 20 질량부를 첨가한 것을 조제하여, 이것을 PET 필름에 바 코터로 도포하고, 70 ℃ 에서 5 분 열풍 건조시켜, 층두께 20 ㎛ 의 이방성 도전 필름을 제작하였다 (비교예 2).

도 2 에 나타내는 바와 같이, 비교예 2 의 이방성 도전 필름에서는, PET 필름 (5) 상의 절연성 수지층 (8) 에 도전성 입자 (3) 가 랜덤하게 복수 층으로 분산되어 있으며, 그 층두께 (L3) 가 20 ㎛ 이다.

실시예 6 ∼ 11

(1) 입자 분산액의 조제

실시예 1 에서 조제한 것과 동일한 입자 분산액을 조제하였다.

(2) 피복 도전성 입자군 패턴의 형성

(1) 에서 얻은 입자 분산액을, 깊이 10 ㎛ 이고 표 1 에 나타내는 패턴 폭 (홈 폭 또는 오목부 폭) 을 갖는 도 3a (실시예 6 ∼ 8) 또는 도 3 의 전사형에 바 코터로, 표 1 에 나타내는 도막의 두께 (건조 전) (L1) (도 1(b) 참조) 가 되도록 도포하고, 또한, 홈 또는 오목부에 들어가지 않았던 입자 분산액을 와이퍼로 제거한 후, 박리 PET 필름에 홈 또는 오목부에 충전된 입자 분산액을 전사하였다. 이것을 100 ℃ 에서 3 분간 열풍 건조시켜, 피복 도전성 입자군 패턴을 형성하였다. 건조 후 피복 도전성 입자군에 있어서의, EVA 로 피복된 도전성 입자의 입자 간 거리 (L2) (도 1(c) 참조) 를 표 1 에 나타낸다. 또한, 건조 전 입자 분산액의 도막의 두께 (L1) 와, 건조 후 입자 간 거리 (L2) 는, 금속 현미경 (배율 × 100) 을 사용하여, 가로 세로 100 ㎛ 의 임의의 영역 내에 있어서의 도전성 입자 (N ＝ 20) 에 대해서 도막의 두께 (L1) 와 입자 간 거리 (L2) 를 측정하고, 그 평균값으로 하였다.

(3) 이방성 도전 필름의 제작

표 1 에 나타내는 절연성 수지층의 원료 성분을 혼합하여, 그것을 PET 필름에 바 코터로 도포하고, 70 ℃ 에서 5 분 열풍 건조시켜 절연성 수지 필름을 제작하고, 이 절연성 수지 필름을 상기 서술한 피복 도전성 입자군 패턴에 라미네이터 (롤 표면 온도 45 ℃) 로 라미네이트하여, PET 필름 상에, 층두께 (L3) (도 1(d) 참조) 가 20 ㎛ 인 이방성 도전 필름을 제작하였다 (실시예 6 ∼ 11).

<<이방성 도전 필름의 특성 평가>>

(가) 쇼트 발생률

실시예 및 비교예의 각 이방성 도전 필름을 각각 35 ㎜ × 20 ㎜ 로 커트하여, ITO 유리 (t ＝ 0.7 ㎜) 에 첩부하고, 얼라인먼트 실장 설비로, IC (1.5 ㎜ × 13 ㎜, t ＝ 0.5 ㎜, Au-도금 범프 25 ㎛ × 140 ㎛, h ＝ 15 ㎛, 범프 간 스페이스 7.5 ㎛) 를 압착하였다 (압착 조건 : 180 ℃, 70 Mpa 5 초, 완충재 폴리테트라플루오로에틸렌 t ＝ 50 ㎛). 이렇게 하여 얻어진 접속체를, 85 ℃, 85 ％ RH 로 250 시간 보관하여, 보관 전후의 쇼트의 발생률을 구하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 실용상, 100 ppm 이하인 것이 바람직하다. 쇼트 발생률은,「쇼트의 발생수/7.5 ㎛ 스페이스 총수」로 산출된다.

(나) 도통 저항

실시예 및 비교예의 각 이방성 도전 필름을 각각 35 ㎜ × 24 ㎜ 로 커트하여, ITO 유리 (t ＝ 0.7 ㎜) 에 첩부하고, 얼라인먼트 실장 설비로, IC (1.8 ㎜ × 20 ㎜, t ＝ 0.5 ㎜, Au-도금 범프 30 ㎛ × 85 ㎛, h ＝ 15 ㎛) 를 압착하였다 (압착 조건 : 180 ℃, 70 Mpa 5 초, 완충재 폴리테트라플루오로에틸렌 t ＝ 50 ㎛). 이렇게 하여 얻어진 접속체를, 85 ℃, 85 ％ RH 로 250 시간 보관하여, 보관 전후의 도통 저항을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 실용상, 10 Ω 이하인 것이 바람직하다. 도통 저항은, IC 의 범프와 패널 전극 사이의 저항을 측정하였다.

표 1 로부터, 실시예 1 ∼ 11 의 이방성 도전 필름이, 2 축 연신법에 의해 도전성 입자를 단층으로 배치한 비교예 1 의 이방성 도전 필름이나, 도전성 입자가 랜덤하게 복수 층으로 분산되어 있는 비교예 2 의 이방성 도전 필름과 동일하게 도통 저항이 낮고, 또한, 이들보다 쇼트의 발생률이 낮은 것을 알 수 있다. 이것은, 실시예의 이방성 도전 필름은, 입자 간 거리의 편차가 적은 것을 나타내고 있다. 이상에 의해, 본 발명의 실시예에 의하면, 쇼트 발생률을 저감시키면서, 낮은 도통 저항을 얻을 수 있다.

또, 실시예 1 ∼ 3 의 결과로부터, EVA 의 고형분 농도를 변경함으로써, 도전성 입자 간의 입자 간 거리를 변경할 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 실시예 2, 4, 5 의 결과로부터, 절연성 수지의 경화계가 라디칼계, 아니온계, 카티온계인 것에 관계없이, 쇼트 발생률과 도통 저항에 대해서 동일한 결과가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 6 ∼ 11 의 결과로부터, 이방성 도전 필름 제조시에 선상 패턴 또는 도상 패턴의 전사형을 사용하는지 여부에 관계없이, 쇼트 발생률과 도통 저항에 대해서 동일한 결과가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 패턴 폭이 넓어지면 도통 저항값이 저하되는 경향이 있는 것을 알 수 있다. 또, 이방성 도전 필름 제조시에 선상 패턴 또는 도상 패턴의 전사형을 사용하면, 전사형을 사용하지 않는 실시예 2 의 경우에 비해, L1 과 L2 가 약간 증대되는 경향이 있는 것을 알 수 있다. 압력의 영향을 받기 쉬워지기 때문인 것으로 생각된다.

1 : 입자 분산액
2 : 열가소성 수지 희석액
3 : 도전성 입자
4 : 피복 도전성 입자
5 : 박리 기재 또는 PET 필름
6a : 박리 기재 상의 열가소성 수지의 건조 도막
6b : 도전성 입자를 피복하고 있는 열가소성 수지의 건조 피막
7 : 도전성 입자 함유층
8 : 절연성 수지층
10, 46 : 이방성 도전 필름
30A, 30B, 40 : 전사형
31 : 홈
32 : 오목부
41 : 패임
43 : 도전성 입자군
44 : 열가소성 수지
45 : 피복 도전성 입자군 패턴
50 : 박리 필름

Claims

복수의 도전성 입자로 형성된 규칙적인 패턴의 도전성 입자군이, 열가소성 수지를 포함하여, 절연성 수지층에 단층으로 유지되어 있는 이방성 도전 필름으로서,
임의의 도전성 입자군은 다른 도전성 입자군으로부터 이격되어 있고,
그 도전성 입자군 내에 있어서의 도전성 입자는 서로 이간되어 있고,
그 도전성 입자군 내에 있어서의 도전성 입자의 입자 간 거리가 0.5 ~ 10 ㎛ 인 이방성 도전 필름.
복수의 도전성 입자로 형성된 규칙적인 패턴의 도전성 입자군이, 열가소성 수지를 포함하여, 절연성 수지층에 단층으로 유지되어 있는 이방성 도전 필름으로서,
임의의 도전성 입자군은 다른 도전성 입자군으로부터 이격되어 있고,
열가소성 수지의 연화점이 50 ~ 90 ℃ 이고,
그 도전성 입자군 내에 있어서의 도전성 입자의 입자 간 거리가 0.5 ~ 10 ㎛ 인 이방성 도전 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
도전성 입자군이 단층으로 유지되어 있는 절연성 수지층에, 다른 절연성 수지층이 적층되어 있는 이방성 도전 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 도전성 입자군이 사각형 형상을 나타내고, 당해 사각형 형상의 폭이 5 ~ 200 ㎛ 인 이방성 도전 필름.
제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자를 이방성 도전 필름을 사용하여 이방성 도전 접속하는 접속 방법으로서,
제 2 전자 부품 상에, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 이방성 도전 필름을 임시 접착하고,
제 2 전자 부품 상에 임시 접착한 이방성 도전 필름 상에 제 1 전자 부품을 임시 설치하고,
이어서, 제 1 전자 부품과 이방성 도전 필름과 제 2 전자 부품을 가열 가압하는 접속 방법.
제 5 항에 있어서,
제 1 전자 부품이 실장 부품이고, 제 2 전자 부품이 기판류이고, 제 1 전자 부품과 이방성 도전 필름과 제 2 전자 부품의 가열 가압을, 제 1 전자 부품의 위에서부터 가열 툴로 실시하는 접속 방법.
제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자 간이 이방성 도전 필름으로 이방성 도전 접속되어 이루어지는 접속체로서,
그 이방성 도전 필름이 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 이방성 도전 필름인 것을 특징으로 하는 접속체.
제 1 전자 부품의 단자와 제 2 전자 부품의 단자 간을 이방성 도전 필름으로 이방성 도전 접속함으로써 접속체를 제조하는 방법으로서,
그 이방성 도전 필름이 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 이방성 도전 필름인 것을 특징으로 하는 접속체의 제조 방법.