KR101716551B1 - 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치 - Google Patents

이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101716551B1
KR101716551B1 KR1020140167165A KR20140167165A KR101716551B1 KR 101716551 B1 KR101716551 B1 KR 101716551B1 KR 1020140167165 A KR1020140167165 A KR 1020140167165A KR 20140167165 A KR20140167165 A KR 20140167165A KR 101716551 B1 KR101716551 B1 KR 101716551B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive film
anisotropic conductive
weight
heating
axis length
Prior art date
Application number
KR1020140167165A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160063655A (ko
Inventor
서현주
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020140167165A priority Critical patent/KR101716551B1/ko
Priority to US14/950,231 priority patent/US9899122B2/en
Priority to CN201510836264.5A priority patent/CN105647404B/zh
Priority to TW104139530A priority patent/TWI592948B/zh
Publication of KR20160063655A publication Critical patent/KR20160063655A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101716551B1 publication Critical patent/KR101716551B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
    • H01L23/4827—Materials
    • H01L23/4828—Conductive organic material or pastes, e.g. conductive adhesives, inks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • H05K3/323—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives by applying an anisotropic conductive adhesive layer over an array of pads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H01L2224/83851—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester being an anisotropic conductive adhesive

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

본 발명은 하기 식 1에 따른, 열기계분석기(Thermo Mechanical Analyzer)에서 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이와 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율이 10 내지 90 %인 이방 도전성 필름에 관한 것이다.
[식 1]
(L1-L0)/L0 ×100 (%)
상기 식 1에서, L0는 열기계분석기에서 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이고, L1은 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이이다.
본 발명의 일 예들에 따른 이방 도전성 필름은 경화 시 Z축 방향으로 수축거동이 제어되거나 혹은 팽창하여, 전극 사이의 스페이스 부의 버블이 감소되고 접착력 및 신뢰성이 우수한 장점이 있다.

Description

이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM AND THE SEMICONDUCTOR DEVICE USING THEREOF}
본 발명은 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치에 관한 것이다.
이방 도전성 필름(Anisotropic conductive film, ACF)이란 일반적으로 도전 입자를 에폭시 등의 수지에 분산시킨 필름 형상의 접착제를 말하는 것으로, 필름의 막 두께 방향으로는 도전성을 띠고 면 방향으로는 절연성을 띠는 전기 이방성 및 접착성을 갖는 고분자 막을 의미한다. 이방성 도전 필름을 접속시키고자 하는 회로 사이에 상기 필름을 위치시킨 후 일정 조건의 가열, 가압 공정을 거치면, 회로 단자들 사이는 도전성 입자에 의해 전기적으로 접속되고, 인접하는 전극 사이에는 절연성 접착 수지가 충진되어 도전성 입자가 서로 독립하여 존재하게 됨으로써 높은 절연성을 부여하게 된다.
최근 패널이 대형화되고 배선 또한 넓어지는 경향이 확대되고 있다. 이에 따라 전극과 전극 사이의 스페이스가 넓어지게 되어, 본딩 시 열과 압력에 의한 압착으로 접속 기판이 팽창되었다가 본딩 후 접속 기판이 다시 수축하면서 접착 조성물의 팽창 및 수축의 정도가 심하게 발생하여 버블이 다량 발생하게 되고 접착 조성물의 충진 효과가 떨어지는 문제가 있다. 특히 전극 피치(pitch)가 200μm 이상의 PCB(Printed Circuit Board) 혹은 TSP(Touch Screen Panel)용 ITO(Indium-Tin Oxide) 필름의 경우, COF(Chip On Film) 및 FPC(Flexable Printed Circuit)와 압착 시 전극과 전극 사이의 스페이스 부위 눌림 현상이 심화되며 필름이 접착제와 붙었다가 떨어지면서 발생하는 스프링백 버블이 발생하기 쉽다.
이를 방지하기 위하여, 미립자를 적용하여 ACF 수축팽창에 의한 열변형을 적게 하여 버블을 줄이고 접착력을 높이는 기술이 알려져 있다(대한민국 특허 출원 공개 제2013-0068892호).
대한민국 특허 출원 공개 제2013-0068892호 (2013.06.26 공개)
본 발명의 일 목적은 경화 시 위/아래 전극방향으로 수축이 적은 모노머인 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트를 적정 함량 적용하여 경화 후 필름 내 버블이 없고 신뢰성 평가 이후에도 버블이 발생하지 않아 신뢰성이 우수한 이방 도전성 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 예에서, 하기 식 1에 따른 열기계분석기(Thermo Mechanical Analyzer)에서 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이와 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율이 10 내지 90 %인, 이방 도전성 필름이 제공된다.
[식 1]
(L1-L0)/L0×100 (%)
상기 식 1에서, L0는 열기계분석기에서 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이고, L1은 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이이다.
본 발명의 다른 예에서, 제1 전극을 함유하는 제1 피접속부재; 제2 전극을 함유하는 제2 피접속부재; 및 상기 제1 피접속부재와 상기 제2 피접속부재 사이에 위치하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 접속시키는, 본원에 기재된 이방 도전성 필름에 의해 접속된 반도체 장치가 제공된다.
본 발명의 일 예들에 따른 이방 도전성 필름은, 경화 시 Z축 방향으로 수축거동이 제어되거나 혹은 팽창하여, 전극 사이의 스페이스 부의 버블이 감소되고 접착력 및 신뢰성이 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이방 도전성 필름의 열기계분석기(Thermomechanical Analyzer)에서의 가열 및 냉각에 따른 이방 도전성 필름의 길이 L0 내지 L2를 보여주는 그래프이다.
도 2는 제1 전극(70)을 함유하는 제1 피접속부재(50)와, 제2 전극(80)을 포함하는 제2 피접속부재(60), 및 상기 제1 피접속부재와 상기 제2 피접속부재 사이에 위치하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 접속시키는 본원에 기재된 이방 도전성 필름을 포함하는, 본 발명의 일 예에 따른 반도체 장치(30)의 단면도이다.
본 발명의 일 예는, 하기 식 1에 따른 열기계분석기(Thermo Mechanical Analyzer)에서 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이와 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율이 10 내지 90 %인, 이방 도전성 필름에 관한 것이다.
[식 1]
(L1-L0)/L0×100 (%)
상기 식 1에서, L0는 열기계분석기에서 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이고, L1은 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이이다.
구체적으로 상기 식 1에 따른 길이 변화율은 20 내지 85 %일 수 있으며, 보다 구체적으로 30 내지 85 %일 수 있다.
상기 식 1에 따른 Z축 길이의 변화율이 10% 미만일 경우 전극과 전극 사이 이방 도전성 필름의 충진이 충분하지 않아 압착 후 혹은 신뢰성 이후 버블이 발생하기 쉬우며, 90%를 초과할 경우 이방 도전성 필름이 경화 시 Z축 방향으로 부풀어오르면서 전극과 전극 사이에 도전 입자가 제대로 접촉되지 않아 접속저항이 상승하여 이방 도전성 필름으로서의 기능을 발휘하기 어렵다.
열기계분석기로 필름의 상기 길이 변화율을 측정하는 방법은 특별히 제한되지 아니하고, 비제한적인 예로는 TA社 Q20 model을 이용하여 압축방식(compression mode)으로 25℃에서 220℃로 가열하면서, 10℃/min 의 속도로 0.05N의 압력을 가하여 측정할 수 있다.
일 예에서, 상기 가열이 시작되는 온도는 20 내지 25℃일 수 있고, 보다 구체적으로는 25℃일 수 있다.
본원에서 이방 도전성 필름의 Z축 길이는, 전극과 전극 사이에서 압착되는 방향으로의 필름의 두께를 말한다.
또한 상기 이방 도전성 필름은, 하기 식 2에 따른, 열기계분석기에서 220℃까지 가열하고 20℃까지 냉각했을 때 25℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이와 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율이 -10 내지 +60 %일 수 있다.
[식 2]
(L2-L0)/L0 ×100 (%)
상기 식 2에서, L0는 열기계분석기에서 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이고, L2는 이방 도전성 필름을 220℃까지 가열하고 20℃까지 냉각했을 때 25℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이다.
구체적으로 상기 식 2에 따른 길이 변화율은 -8 내지 +58 %일 수 있으며, 보다 구체적으로 +10 내지 +60 % 일 수 있다. 상기 범위에서 가열 및 냉각에 따른 팽창 및 수축의 열변형이 적어 버블이 감소하고 접착력이 상승되어, 결과적으로 필름의 신뢰성이 향상될 수 있다.
상기 이방 도전성 필름은 70℃, 1.0MPa, 1초의 조건에서 가압착 및 150℃, 3.0MPa, 5초의 조건에서 본압착한 후 측정한 스페이스부의 버블 면적이 전극과 전극 간 스페이스부의 전체 면적을 기준으로 10% 이하일 수 있다. 구체적으로 9% 이하, 보다 구체적으로는 8% 이하일 수 있다. 또한, 상기 조건으로 압착된 이방 도전성 필름을 온도 85℃ 및 상대 습도 85%의 조건하에서 500시간 동안 방치하여 측정한 신뢰성 평가 후의 스페이스 부의 버블 면적이 전극과 전극 간 스페이스부의 전체 면적을 기준으로 15% 이하일 수 있다. 구체적으로 12% 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로 9% 이하일 수 있다.
상기 스페이스부의 버블 면적을 측정하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다. 비제한적인 예로, 이방 도전성 필름을 70℃, 1.0MPa, 1초의 조건에서 가압착 및 150℃, 3.0MPa, 5초의 조건에서 본압착한 후, 전극 간 스페이스를 현미경으로 관찰(또는 사진 촬영)하고 이미지 아날라이져 또는 눈금 격좌표 등을 이용하여, 전극과 전극 간 스페이스부의 전체 면적을 기준으로 스페이스부의 버블 면적을 계산할 수 있다.
본 발명의 이방 도전성 필름은 최저 용융 점도가 20,000Pa·sec 이하일 수 있고, 구체적으로 10,000Pa·sec 이하일 수 있다. 상기 범위의 최저 용융 점도를 갖는 이방 도전성 필름은 우수한 흐름성을 나타내고 접속 신뢰성 또한 우수하다. 일반적으로 접착제의 온도를 올리면서 점도를 측정하면 초기에는 온도 상승에 의해 점도가 점차 감소하게 되며, 어느 순간에 이르면 접착제는 용융되어 최저의 점도를 나타내게 된다. 본 발명에서의 최저 용융 점도는 이 때의 점도를 의미한다. 이후 온도를 더 올리게 되면 경화가 진행되어 점도가 점차 상승하게 되며, 경화가 완료되면 점도는 대체로 일정하게 유지된다.
상기 최저 용융 점도 측정 방법의 비제한적인 예로는, ARES G2 레오미터(TA Instruments)를 이용하여, 승온속도 10℃/min, 스트레인 5%, 프리퀀시 1rad/s로 30 내지 200℃ 구간에서 패러럴플레이트 및 알루미늄디스포져블플레이트(직경8mm)를 사용하여 측정할 수 있다.
또한 본 발명에 의해 제공되는 이방 도전성 필름은 70℃, 1.0MPa, 1초의 조건에서 가압착 및 150℃, 3.0MPa, 5초의 조건에서 본압착한 후 측정한 접착력이 500 gf/cm 이상일 수 있으며, 구체적으로 600 gf/cm 이상일 수 있다. 보다 구체적으로는 800 내지 2000 gf/cm일 수 있다. 상기 접착력을 측정하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다.
상기 접착력 측정 방법의 비제한적인 예로는, 70℃, 1.0MPa, 1초의 조건에서 가압착 및 150℃, 3.0MPa, 5초의 조건에서 본압착 후, 필강도(Peel strength) 측정기(H5KT, Tinius Olsen社)로 필 각도(Peeling angle) 90°및 필 속도(Peeling speed) 50mm/min의 조건하에서 측정할 수 있다.
접착력이 500 gf/cm 미만인 이방 도전성 필름의 경우, 이를 이용한 반도체 장치의 장기간 사용이 어려워 수명이 단축되는 문제가 있다.
본 발명의 다른 예는, 상기 식 1에 따른 열기계분석기(Thermo Mechanical Analyzer)에서 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이와 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율이 10 내지 90 %이고, 바인더 수지; 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트; 경화 개시제; 및 도전 입자를 함유하는 이방 도전성 필름에 관한 것이다.
상기 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율에 관하여는 앞에서 설명한 바와 같다.
2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트는 하기 화학식 1의 구조를 가지며, 본 발명에서 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트의 함량은 이방 도전성 필름의 전체 고형 성분의 중량을 기준으로 10 내지 50중량%일 수 있다. 구체적으로, 10 내지 40중량%일 수 있다.
Figure 112014115037871-pat00001
2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트의 함량이 상기 범위이면 버블 발생 방지의 효과 및 접속저항의 감소 측면에서 유리하다.
2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트는 경화 시 위/아래 전극방향으로 수축이 적어, 유리전이온도가 -10 내지 90℃ 및/또는 중량 평균 분자량이 90,000 g/mol 이하인 바인더 수지와 이방 도전성 필름에 함께 사용시 전극과 전극 사이의 스페이스부에서 필름의 버블 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 예에서, 상기 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트 외에 당해 기술 분야에서 통상 사용되는 라디칼 중합성 물질이 추가로 포함될 수 있다. 그 예로는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 말레이미드 화합물 등이 있으며, 모노머, 올리고머 또는 폴리머 상태로 이용하거나 모노머, 올리고머, 폴리머를 병용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용 가능한 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트의 예로는, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 4-하이드록시 부틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리 아크릴레이트, 테트라 메틸올 메탄 테트라 아크릴레이트, 2-하이드록시-1,3-디아크릴록시프로판, 2,2-비스〔4-(아크릴록시폴리메톡시) 페닐〕프로판, 2,2-비스〔4-(아크릴록시폴리에톡시) 페닐〕프로판, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸) 이소시아노레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 2-메타아크릴로일록시 포스페이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 등을 들수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한 본 발명에서 사용 가능한 말레이미드 화합물로는 분자 중에 말레이미드기를 적어도 2 개 이상 함유하는 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 1-메틸-2,4-비스말레이미드벤젠, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드, N,N'-p-페닐렌비스말레이미드, N,N'-m-토일렌비스말레이미드, N,N'-4,4-비페닐렌비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸비페닐렌) 비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디메틸 디페닐 메탄) 비스말레이미드, N,N'-4,4-(3,3'-디에틸 디페닐 메탄) 비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐메탄비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐프로판비스말레이미드, N,N'-4,4-디페닐에테르비스말레이미드, N,N'-3,3'-디페닐스르혼비스말레이미드, 2,2-비스(4-(4-말레이미드페녹시) 페닐) 프로판, 2,2-비스(3-s-부틸-4-8(4-말레이미드페녹시) 페닐) 프로판, 1,1-비스(4-(4-말레이미드페녹시) 페닐) 데칸, 4,4'-시크로헤키시리덴비스(1-(4-말레이미드페노키시)-2-시클로 헥실 벤젠, 2,2-비스(4-(4-말레이미드페녹시) 페닐)헥사 플루오르 프로판 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 바인더 수지의 비제한적인 예로는 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 페녹시 수지, 폴리메타크릴레이트 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르우레탄 수지, 폴리비닐 부티랄 수지, 스타이렌-부티렌-스타이렌(SBS) 수지 및 에폭시 변성체, 스타이렌-에틸렌-부틸렌-스타이렌(SEBS) 수지 및 그 변성체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바인더 수지의 중량 평균 분자량은 90,000g/mol 이하일 수 있다. 바인더 수지의 중량 평균 분자량이 90,000g/mol을 초과하는 경우, 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트의 팽창 효과가 저해될 수 있다. 다른 구체예에서, 중량 평균 분자량이 상이한 90,000g/mol 이하의 바인더 수지를 2종 이상 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 중량 평균 분자량이 20,000 이상 50,000g/mol 이하인 바인더 수지 및 50,000 초과 90,000g/mol 이하인 바인더 수지를 2종 이상 포함할 수 있다. 상기와 같이 상이한 범위의 분자량을 갖는 바인더 수지를 2종 이상 사용함으로써 흐름성 및 팽창성을 모두 만족할 수 있다.
본 발명의 바인더 수지는 유리전이온도가 -10 내지 90℃ 일 수 있다. 구체적으로 0 내지 80℃일 수 있고, 보다 구체적으로 10 내지 70℃일 수 있다. -10℃ 미만일 경우 수축 및 팽창에 대한 견딤성이 낮고, 90℃를 초과하는 경우 수지의 흐름성이 저하되어 접속 신뢰성이 낮아질 수 있다. 상기 유리전이온도(Tg)를 측정하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 알려진 장치에 의해 알려진 방법으로 수행될 수 있다. 유리전이온도 측정방법의 비제한적인 일 예로, 바인더 수지의 용매를 증발시키고 고상으로 만든 후, 열기계분석기(Thermomechanical Analyzer, TA社)를 사용하여 10℃/min의 속도로 -40℃에서부터 200℃까지 온도를 상승시키면서 유리전이온도를 측정할 수 있다.
상기 바인더 수지는, 이방 도전성 필름의 전체 고형분 총 중량을 기준으로 20 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로, 30 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 이방 도전성 필름용 조성물의 흐름성 및 접착력이 향상될 수 있다.
상기 바인더 수지와 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트의 중량비는 8 : 1 내지 1 : 1 의 범위일 수 있다. 예를 들어 6 : 1 내지 1 : 1 의 범위일 수 있다. 더욱 구체적으로 3 : 1 내지 1 : 1 의 범위일 수 있다. 상기 범위에서 본압착 온도에서의 팽창 효과가 나타나면서도 접착력이 우수하다.
본 발명의 이방 도전성 필름은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 공중합체를 추가로 함유할 수 있다. 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체는 에틸렌과 비닐 아세테이트를 공중합한 열가소성 수지로 조성물의 흐름성 및 접착력을 개선하는 효과가 있다. 비닐 아세테이트는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 내 15 내지 35 중량%인 것이 바람직하다. 비닐 아세테이트 함량이 상기 범위일 때 흐름성이 증가되고 접착 성능도 우수하며 탄성율 및 신뢰성 측면에서 바람직하다.
본 발명의 경화 개시제는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술분야에서 통상적으로 사용하는 경화 개시제를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 경화 개시제는 가열 또는 광에 의해 유리 라디칼을 발생시키는 경화제로 작용하며, 유기 과산화물이 바람직하게 적용될 수 있다.
상기 유기 과산화물은 특별히 제한되지 않고, 케톤퍼옥사이드, 퍼옥시케탈, 하이드로퍼옥사이드, 디알킬퍼옥사이드, 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르, 퍼옥시카보네이트 등 여러 가지를 사용할 수 있고 접속 온도 및 시간, 제품의 보존안정성의 관점으로부터 선택하여 복수의 과산화물을 병용하여도 좋다.
구체예에서는 t-부틸 퍼옥시라우레이트, 1,1,3,3-t-메틸부틸퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일 퍼옥시) 헥산, 1-사이클로헥실-1-메틸에틸 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(m-톨루오일 퍼옥시) 헥산, t-부틸 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸헥실 모노카보네이트, t-헥실 퍼옥시 벤조에이트, t-부틸 퍼옥시 아세테이트, 디큐밀 퍼옥사이드, 2,5,-디메틸-2,5-디(t-부틸 퍼옥시) 헥산, t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, t-헥실 퍼옥시 네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시-2-2-에틸헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 이소부틸레이트, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)사이클로헥산, t-헥실 퍼옥시 이소프로필 모노카보네이트, t-부틸 퍼옥시-3,5,5-트리메틸 헥사노네이트, t-부틸 퍼옥시 피발레이트, 큐밀 퍼옥시 네오데카노에이트, 디-이소프로필 벤젠 하이드로퍼옥사이드, 큐멘 하이드로퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 라우릴 퍼옥사이드, 스테아로일 퍼옥사이드, 숙신 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥시 톨루엔, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, 1-사이클로헥실-1-메틸 에틸 퍼옥시 노에데카노에이트, 디-n-프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디-이소프로필 퍼옥시 카보네이트, 비스(4-t-부틸 사이클로헥실) 퍼옥시 디카보네이트, 디-2-에톡시 메톡시 퍼옥시 디카보네이트, 디(2-에틸 헥실 퍼옥시) 디카보네이트, 디메톡시 부틸 퍼옥시 디카보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시 부틸 퍼옥시) 디카보네이트, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시) 사이클로헥산, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 1,1-(t-부틸 퍼옥시) 사이클로도데칸, 2,2-비스(t-부틸 퍼옥시)데칸, t-부틸 트리메틸 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디메틸 실릴 퍼옥사이드, t-부틸 트리알릴 실릴 퍼옥사이드, 비스(t-부틸) 디알릴 실릴 퍼옥사이드, 트리스(t-부틸) 아릴 실릴 퍼옥사이드 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 상기 유기 과산화물은 40℃ 내지 100℃에서 5시간 내지 15시간 반감기 온도를 갖는 것을 사용하는 것이 좋다. 상기 범위에서 상온 보관성에 문제가 없으며, 속경화형에 적합하다.
상기 경화 개시제는 조성물 중 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1.5 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 압착특성 및 재작업성이 우수하고 버블이 발생하지 않는다.
본 발명의 이방 도전성 필름은 유기 입자를 추가로 포함할 수 있다. 유기 입자는 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체로 인한 조성물의 지나친 흐름성을 보완하는 역할을 한다. 또한, 유기 입자에 의해 경화시 수반되는 열수축 하에서 응력이 완화될 수 있고, 수축과 팽창에 의한 열변형을 낮출 수 있어 고온 고습 조건 하에서 접착 신뢰성을 필름에 부여할 수 있다.
상기 유기 입자는 스티렌-디비닐 벤젠(Styrene-Divinyl benzene), 염소화 폴리에틸렌(Chlorinated polyethylene), 디메틸 폴리실록산(Dimethyl polysiloxane), 메틸 메타크릴레이트-부틸아크릴레이트-디메틸실록산 공중합체(Methylmathacrylate-Butylacrylate-Dimethylsiloxane copolymer), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(Styrene-Butadiene-Styrene block copolymer), 스티렌-부타디엔 열가소성 탄성 중합체(Styrene-Butadiene Thermoplastic elastomer), 부타디엔 고무(Butadiene Rubber), 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene Rubber) 및 에틸렌 글리시딜 메타크릴레이트(Ethylene glycidyl methacrylate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 유기 입자는 단층 구조 혹은 복층 구조를 가질 수 있다. 단층 구조의 유기 입자로는 예를 들어 가교된 우레탄 수지로 된 구상의 유기 입자를 들 수 있다. 상기 폴리우레탄 유기 입자는 이온 교환 처리된 것일 수 있다. 폴리우레탄 유기 입자의 이온 교환 처리 방법에는 특별히 제한되지는 않지만, 용매 등을 통한 희석법, 이온 잔류물이 생성되지 않는 모노머 이용 등의 방법 등이 일반적이다. 폴리우레탄 유기입자가 이온 교환 처리될 경우, 폴리우레탄 유기 입자의 이온 함유량이 감소하게 되며, 바람직하게는 0 초과 10ppm 이하인 것이 좋다. 상기 범위 내에서, 필름의 전기전도도가 높아지지 않고 회로 접속시 부식이 발생하지 않는다. 복층 구조의 유기 입자는 코어와 쉘을 포함하는 2층 혹은 3층 구조로 이루어질 수 있으며, 2층 구조의 예로 코어를 이루는 고분자 수지의 유리전이온도가 쉘을 이루는 고분자 수지의 유리 전이 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 유기 입자를 들 수 있다. 보다 상세히는 유기 입자의 코어 부분은 아크릴 모노머의 단독 중합체 또는 공중합체의 낮은 유리전이 온도를 가진 고무상 폴리머로 구성되며, 쉘 부분은 높은 유리 전이 온도를 가진 폴리머로 구성된 유기 입자를 들 수 있다. 상기 유기 입자는 높은 유리전이 온도를 가진 쉘 부분이 입자끼리 융착을 제한해 주고, 매트릭스 수지와의 상용성을 향상시키기 때문에 입자의 분산이 용이하고 유기 입자에 의한 점도 제어가 가능해 조액 안정성을 확보할 수 있어 충분한 작업성을 확보할 수 있는 이점이 있다. 상기 복층 구조의 유기 미립자를 형성하기 위한 아크릴 모노머에는 제한이 없다.
본원 발명의 유기 입자의 직경은 특별히 제한되지 않고, 0.1 내지 10㎛, 바람직하게는 0.3 내지 5㎛가 될 수 있다. 유기 입자의 크기가 상기 범위일 때 유기 입자의 분산이 양호하고 도전입자의 도통 특성이 유기 입자로 인해 방해를 받지 않아 바람직하다.
상기 유기 입자는 이방 전도성 필름용 조성물의 총 고형 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 유기 입자의 함량이 1 중량% 미만이면 유기 입자의 효과를 내기 어려우며, 20 중량%를 초과하면 필름의 점착성이 저하되어 가압착성이 저하될 수 있다.
한 바람직한 양태에서, 메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌 및 디비닐벤젠의 공중합체 또는 메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌 및 부타디엔의 공중합체를 가진 유기 입자가 본 발명에 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 도전 입자는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술분야에서 통상적으로 사용하는 도전 입자를 사용할 수 있다. 본원 발명에서 사용 가능한 도전 입자의 비제한적인 예로는 Au, Ag, Ni, Cu, 땜납 등을 포함하는 금속 입자; 탄소; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스타이렌, 폴리비닐알코올 등을 포함하는 수지 및 그 변성 수지를 입자로 하여 Au, Ag, Ni 등을 포함하는 금속으로 도금 코팅한 입자; 그 위에 절연 입자를 추가로 코팅한 절연화 처리된 도전 입자 등을 들 수 있다. 상기 도전 입자의 크기는, 적용되는 회로의 피치(pitch)에 따라, 예를 들어 5 내지 25㎛ 범위, 구체적으로 6 내지 23㎛의 범위일 수 있다.
도전 입자는 고형분 기준으로 이방 전도성 필름 중 1 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 쇼트 등의 전기적 특성을 감안할 경우 안정적인 전기적 특성 발현이 가능하다. 구체적으로 2 내지 15중량%로 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로, 3 내지 10중량%로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 이방 전도성 필름은 기본 물성을 저해하지 않으면서 부가적인 물성을 제공하기 위해, 중합방지제, 산화방지제, 열안정제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 첨가제는 특별히 제한되지 않지만, 고형분 기준으로 이방 도전성 필름 중 0.01 내지 10중량%로 포함될 수 있다.
중합방지제는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, p-벤조퀴논, 페노티아진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 산화방지제는 페놀릭계 또는 하이드록시 신나메이트계 물질 등을 사용할 수 있다. 예로 테트라키스-(메틸렌-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록신나메이트)메탄, 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시 벤젠 프로판산 티올 디-2,1-에탄다일 에스테르 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 이방 도전성 필름을 형성하는 데에는 특별한 장치나 설비가 필요하지 않다. 예를 들면, 이방 도전성 필름 조성물을 톨루엔과 같은 유기 용매에 용해시켜 액상화한 후 도전성 입자가 분쇄되지 않는 속도 범위 내에서 일정 시간 동안 교반하고, 이를 이형 필름 위에 일정한 두께 예를 들면 10 내지 50㎛의 두께로 도포한 다음 일정시간 건조시켜 톨루엔 등을 휘발시킴으로써 이방 도전성 필름을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 예에서, 유리전이온도가 -10 내지 90℃이고, 중량 평균 분자량이 90,000g/mol 이하인 바인더 수지; 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트를 포함하는 라디칼 중합성 물질; 경화 개시제; 및 도전 입자를 함유하고, 상기 식 2에 따른 열기계분석기에서 220℃까지 가열하고 20℃까지 냉각했을 때 25℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이와 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율이 -10 내지 +60 %인, 이방 도전성 필름이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 예는, 제1 전극을 함유하는 제1 피접속부재; 제2 전극을 함유하는 제2 피접속부재; 및 상기 제1 피접속부재와 상기 제2 피접속부재 사이에 위치하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 접속시키는, 본 명세서에 따른 이방 도전성 필름에 의해 접속된 반도체 장치에 관한 것이다.
상기 제1 피접속부재는 예를 들어, COF(chip on film) 또는 fPCB(flexible printed circuit board)일 수 있고, 상기 제2 피접속부재는 예를 들어, 유리 패널, PCB(printed circuit board) 또는 fPCB(flexible printed circuit board)일 수 있다.
도 2를 참조하여 반도체 장치(30)를 설명하면, 제1 전극(70)을 함유하는 제1 접속부재(50)와, 제2 전극(80)을 포함하는 제2 피접속부재(60)는, 상기 제1 피접속부재와 상기 제2 피접속부재 사이에 위치하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 접속시키는 본원에 기재된 도전 입자(3)을 포함하는 이방 도전성 접착층을 통해 상호 접착될 수 있다. 일 양태에서 상기 제 1 전극과 이와 이웃하는 전극 사이의 피치(pitch) 길이는 100μm 내지 1500μm, 구체적으로는 200μm 내지 500μm 의 범위일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
실시예 1: 이방 도전성 필름의 제조
우레탄 수지(중량 평균 분자량 20,000 내지 35,000g/mol, Tg:10℃), 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트, 유기 과산화물 1 및 2, 도전입자, 및 용매인 톨루엔을 자전공전식 믹서에 가하고 용해 분산시킨 후, 박리 처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 상에 도포한 후 60℃ 가열한 열풍 순환식 오븐으로 5분간 용제를 건조시켜 두께 35μm의 이방 도전성 필름을 수득하였다.
실시예 2: 이방 도전성 필름의 제조
실시예 1에 있어서, 바인더 수지로 상기 우레탄 수지 및 페녹시 수지(중량 평균 분자량 75,000g/mol, Tg:70℃) 2종을 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 실시예 2의 이방 도전성 필름을 제조하였다.
실시예 3: 이방 도전성 필름의 제조
실시예 1에 있어서, 바인더 수지로 상기 우레탄 수지 및 페녹시 수지(중량 평균 분자량 75,000g/mol, Tg:70℃) 2종을 포함하고, 라디칼 중합성 물질로 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트 이외에 트리사이클로데칸디메탄올디아크릴레이트(TCDDMA)(KARAYAD R-684, 일본화약)를 더 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 실시예 3의 이방 도전성 필름을 제조하였다.
실시예 4: 이방 도전성 필름의 제조
실시예 3에 있어서, 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트와 트리사이클로데칸디메탄올 디아크릴레이트의 함량이 하기 표 1에서와 같이 변경된 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 조건 및 방법으로 실시예 4의 이방 도전성 필름을 제조하였다.
비교예 1: 이방 도전성 필름의 제조
실시예 1에 있어서, 바인더 수지로 상기 우레탄 수지 대신 페녹시 수지(중량 평균 분자량 75,000g/mol, Tg:70℃)를 사용하고, 라디칼 중합성 물질로 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트 이외에 트리사이클로데칸디메탄올디아크릴레이트(TCDDMA)(KARAYAD R-684, 일본화약)를 더 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 비교예 1의 이방 도전성 필름을 제조하였다.
비교예 2: 이방 도전성 필름의 제조
실시예 1에 있어서, 라디칼 중합성 물질로 트리사이클로데칸디메탄올 디아크릴레이트(TCDDMA)(KARAYAD R-684, 일본화약)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 비교예 3의 이방 도전성 필름을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2 에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다:
1) 우레탄 수지
폴리올(폴리테트라메틸렌글리콜)을 60중량%, 1,4-부탄디올 13.53중량%, 톨루엔디이소시아네이트 26.14중량%, 하이드록시에틸메타크릴레이트의 0.3중량% 및 촉매로 사용되는 디부틸틴디라우레이트 0.03중량%를 사용하여 합성한다. 먼저 폴리올과 1,4-부타디올 그리고 톨루엔디이소시아네이트를 반응시켜 말단에 이소시아네이트기를 갖는 프리폴리머를 합성한다. 이렇게 합성한 말단에 이소시아네이트기를 갖는 프리폴리머와 하이드록시에틸메타크릴레이트를 추가로 반응시켜 폴리우레탄 아크릴레이트 수지를 제조하였으며, 이때 하이드록시에틸 메타아크릴레이트/말단에 이소시아네이트기를 갖는 프리폴리머 몰비 = 0.5로 진행하였다. 구체적인 반응 조건은 온도 90℃, 압력 1기압, 반응 시간 5시간, 디부틸틴디라우릴레이트를 촉매로 사용하여 중부가 중합 반응시켜, 중량 평균 분자량 20,000 내지 35,000g/mol인 폴리우레탄 아크릴레이트(Tg:10℃)를 제조하였다.
2) 페녹시 수지
비스페놀-A type 페녹시 수지를 80g을 중량비로 톨루엔/메틸에틸케톤 2:1의 혼합 용제에 용해하여 고형분 40중량%의 용액으로 제조하였다(Tohdo Kasei, YP-50, 분자량 75,000g/mol, Tg:70℃)
3) 라디칼 중합성 물질 1
2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트 (KARAYAD R-128H, 일본화약)
4) 라디칼 중합성 물질 2
트리사이클로데칸디메탄올 디아크릴레이트(TCDDMA) (KARAYAD R-684, 일본화약)
5) 유기 과산화물 1
벤조일 퍼옥사이드(한솔)
6) 유기 과산화물 2
라우릴 퍼옥사이드(한솔)
7) 도전 입자
10㎛ 크기의 도전 입자(13GNR10MX NCI社)
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 함량은 각각 다음 표 1과 같으며, 하기 함량은 중량%로 나타낸 것이다:
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
우레탄 수지(중량 평균 분자량 20,000 내지 35,000g/mol, Tg:10℃) 62 31 31 31 62
페녹시 수지(중량 평균 분자량 75,000g/mol, Tg:70℃) 31 31 31 77
2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트 30 30 20 10 5
트리사이클로데칸디메탄올 디아크릴레이트 10 20 10 30
유기 과산화물 1 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
유기 과산화물 2 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
도전 입자 5 5 5 5 5 5
합계 100 100 100 100 100 100
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2에서 제조된 이방 도전성 필름을 이용하여 하기와 같은 방법으로 실험하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실험예 : 이방 도전성 필름의 열기계분석기 ( Thermomechanical Analyzer ) 측정
상기 제조된 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2의 이방 도전성 필름에 대해, 열기계분석기(TA社, Q20model)에서 0.05N의 압력 하에 10℃/min의 속도로 이방 도전성 필름을 가열하면서, 하기 식 1에 따른 필름의 길이 변화율(%)을 표 2에 나타내었다.
[식 1]
(L1-L0)/L0 ×100 (%)
상기 식 1에서, L0는 열기계분석기에서 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이고, L1은 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이이다.
또한 열기계분석기에서 0.05N의 압력 하에 10℃/min의 속도로 220℃까지 가열하고 이후 20℃까지 냉각했을 때, 하기 식 2에 따른 필름의 길이 변화율(%)을 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[식 2]
(L2-L0)/L0 ×100 (%)
상기 식 2에서, L0는 열기계분석기에서 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이고, L2는 이방 도전성 필름을 220℃까지 가열하고 20℃까지 냉각했을 때 25℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
(L1-L0)/L0 ×100 (%) 53.4 82.5 42.1 35.7 -15.3 -7.6
(L2-L0)/L0 ×100 (%) 21.4 57.1 11.3 -7.3 -27.7 -16.5
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 식 1의 필름의 길이 변화율(%)이 10 내지 90%의 범위이고 식 2의 필름의 길이 변화율(%)이 -10 내지 +60%의 범위로 나타나, 가열에 따라 필름이 Z축 방향으로 팽창하고 냉각시에도 두께 변화율이 낮은 반면, 비교예 1은 식 1의 필름의 길이 변화율(%)이 10% 미만, 식 2의 필름의 길이 변화율(%)이 -10% 미만으로 나타나, 경화 시 필름이 Z축 방향으로 수축이 심하고 냉각시에도 두께 변화율이 큰 것으로 나타났다. 비교예 2는 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트를 포함하지 않아 경화 시 팽창이 없고 수축만 존재하여 식 1의 필름의 길이 변화율(%)이 -7.6 값을 가지며, 식 2의 필름의 길이 변화율(%)도 -10% 미만으로 나타났다.
실험예 : 이방 도전성 필름의 물성 평가
상기 제조된 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2의 이방 도전성 필름에 대해 하기 방법으로 최저용융점도 및 접착력, 스페이스부의 버블 면적을 측정하고 그 결과를 아래 표 3에 나타내었다.
최저 용융 점도의 측정
ARES G2 레오미터(TA Instruments)를 이용하여 승온속도 10℃/min, 스트레인 5%, 프리퀀시 1rad/s로 30 내지 200℃ 구간에서 최저 용융 점도를 측정하였으며, 패러럴플레이트 및 알루미늄디스포져블플레이트(직경 8mm)를 사용하였다.
접착력의 측정
상기 제조된 6개의 이방 도전성 필름 각각을 PCB(printed circuit board, 피치 300㎛, 단자 폭 150㎛, 단자 간 거리 150㎛, 단자 높이 35㎛)와 COF(chip on film, 피치 300㎛, 단자 폭 150㎛, 단자 간 거리 150㎛, 단자 높이 8㎛)를 이용하여 아래와 같은 조건으로 접속하였다.
1) 가압착 조건 ; 70℃, 1초, 1 MPa
2) 본압착 조건 ; 150℃, 5초, 3.0 MPa
그 다음, 각각의 필름을 필강도(Peel Strength) 측정기(H5KT, Tinius Olsen
社)를 이용하여 필 각도 90° 및 필 속도 50mm/min인 조건으로 접착력을 측정하였다.
스페이스부의 초기 및 신뢰성 평가 후 버블 면적 측정
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2의 이방 도전성 필름 각각을 상온(25℃)에서 1 시간 동안 방치시킨 후, 0.5 t 글래스에 ITO(Indium-Tin Oxide)층을 1000Å으로 피막한, 패턴 없는 글래스에 4 단자 측정 가능한 패턴을 형성한 COF(chip on film, 삼성전자)를 이용하여 70℃, 1초, 1 MPa의 가압착 조건과, 150℃, 5초, 3.0 MPa의 본압착 조건으로 접속하여 상기 각각의 시편을 10개씩 준비하였다. 이를 광학 현미경을 이용하여 10 군데의 사진을 찍은 후 이미지 아날라이져를 이용하여 전극 간 스페이스부의 전체 면적을 기준으로 스페이스부의 버블 면적(%)을 측정하여 평균값을 계산하였다.
상기 각각의 10개씩의 시편을, 온도 85℃ 및 상대 습도 85%의 조건하에서 500 시간 동안 방치하여 고온ㆍ고습 신뢰성 평가를 진행한 후, 상기와 동일한 방법으로 스페이스부의 버블 면적(%)을 측정하여 평균값을 계산하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
1		 비교예 2
최저용융점도 (Pa·sec) 4,000 8,500 8,400 7,500 3,500 5,000
접착력(gf/cm) 1233 957 1035 979 835 615
스페이스부의 초기 버블 면적(%) 7 0 2 5 67 40
스페이스부의 신뢰성 평가 후 버블 면적(%) 7 5 7 9 97 85
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 이방 도전성 필름은 최저용융점도가 20,000Pa·sec 이하이고 접착력이 500gf/cm 이상이며, 스페이스부의 초기 버블 면적 및 신뢰성 평가 후 버블 면적이 낮게 나타난 반면, 비교예 1 및 2의 필름은 경화시 수축으로 인해 스페이스부의 초기 버블 면적 및 신뢰성 평가 후 버블 면적이 크게 증가하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (17)

  1. 하기 식 1에 따른, 열기계분석기(Thermo Mechanical Analyzer)에서 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이와 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율이 10 내지 90 %인, 이방 도전성 필름이고,
    [식 1]
    (L1-L0)/L0 ×100 (%)
    상기 식 1에서, L0는 열기계분석기에서 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이고, L1은 가열에 따라 130 내지 170℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 최대 길이이다,
    상기 이방 도전성 필름은
    바인더 수지,
    2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트,
    경화 개시제, 및
    도전 입자를 함유하고,
    상기 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트의 함량이 상기 이방 도전성 필름 중 10 내지 50중량%인, 이방 도전성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 하기 식 2에 따른, 열기계분석기에서 220℃까지 가열하고 20℃까지 냉각했을 때 25℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이와 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율이 -10 내지 +60 %인, 이방 도전성 필름.
    [식 2]
    (L2-L0)/L0 ×100 (%)
    상기 식 2에서, L0는 열기계분석기에서 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이고, L2는 이방 도전성 필름을 220℃까지 가열하고 20℃까지 냉각했을 때 25℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이다.
  3. 제1항에 있어서, 최저 용융 점도가 20,000 Pa·sec 이하인, 이방 도전성 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이방 도전성 필름을 70℃, 1.0MPa, 1초의 조건에서 가압착하고, 150℃, 3.0MPa, 5초의 조건에서 본압착한 후 측정한 접착력이 500 gf/cm 이상인, 이방 도전성 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이방 도전성 필름을 70℃, 1.0MPa, 1초의 조건에서 가압착한 후, 150℃, 3.0MPa, 5초의 조건에서 본압착하고, 온도 85℃ 및 상대 습도 85%의 조건하에서 500시간 동안 방치하여 측정한, 전극 간 스페이스부의 전체 면적을 기준으로 신뢰성 평가 후의 버블 면적의 백분율이 15% 이하인, 이방 도전성 필름.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 바인더 수지의 유리전이온도가 -10 내지 90℃인 이방 도전성 필름.
  9. 제1항에 있어서, 바인더 수지와 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트의 중량비가 8 : 1 내지 1 : 1인 이방 도전성 필름.
  10. 제1항에 있어서, 바인더 수지의 중량 평균 분자량이 90,000g/mol 이하인, 이방 도전성 필름.
  11. 제10항에 있어서, 분자량이 상이한 바인더 수지를 2종 이상 포함하는 이방 도전성 필름.
  12. 제11항에 있어서, 중량 평균 분자량이 20,000 이상 50,000g/mol 이하인 바인더 수지 및 50,000 초과 90,000g/mol 이하인 바인더 수지를 2종 이상 포함하는 이방 도전성 필름.
  13. 유리전이온도가 -10 내지 90℃이고, 중량 평균 분자량이 90,000g/mol 이하인 바인더 수지;
    2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트를 포함하는 라디칼 중합성 물질;
    경화 개시제; 및
    도전 입자를 함유하고,
    하기 식 2에 따른, 열기계분석기에서 220℃까지 가열하고 20℃까지 냉각했을 때 25℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이와 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이의 변화율이 -10 내지 +60 %인, 이방 도전성 필름이고,
    [식 2]
    (L2-L0)/L0 ×100 (%)
    상기 식 2에서, L0는 열기계분석기에서 가열이 시작되는 온도에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이고, L2는 이방 도전성 필름을 220℃까지 가열하고 20℃까지 냉각했을 때 25℃에서의 이방 도전성 필름의 Z축 길이이다,
    상기 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트의 함량이 이방 도전성 필름의 전체 고형분 총 중량에 대해 10 내지 50중량%인 이방 도전성 필름.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서, 바인더 수지와 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트의 중량비가 8 : 1 내지 1 : 1인 이방 도전성 필름.
  16. 제13항에 있어서, 이방 도전성 필름의 전체 고형분 총 중량을 기준으로,
    상기 바인더 수지를 20 내지 70중량%;
    상기 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트를 포함하는 라디칼 중합성 물질을 10 내지 50중량%;
    상기 경화 개시제를 1 내지 10중량%; 및
    상기 도전 입자를 1 내지 20중량%로 포함하는, 이방 도전성 필름.
  17. 제1 전극을 함유하는 제1 피접속부재;
    제2 전극을 함유하는 제2 피접속부재; 및
    상기 제1 피접속부재와 상기 제2 피접속부재 사이에 위치하여 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 접속시키는, 제1항 내지 제5항, 제8항 내지 제13항, 제15항, 제16항 중 어느 한 항의 이방 도전성 필름에 의해 접속된 반도체 장치.
KR1020140167165A 2014-11-27 2014-11-27 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치 KR101716551B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140167165A KR101716551B1 (ko) 2014-11-27 2014-11-27 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치
US14/950,231 US9899122B2 (en) 2014-11-27 2015-11-24 Display device connected by anisotropic conductive film
CN201510836264.5A CN105647404B (zh) 2014-11-27 2015-11-26 各向异性导电膜及使用其的显示装置
TW104139530A TWI592948B (zh) 2014-11-27 2015-11-27 各向異性導電膜及使用其的顯示裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140167165A KR101716551B1 (ko) 2014-11-27 2014-11-27 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160063655A KR20160063655A (ko) 2016-06-07
KR101716551B1 true KR101716551B1 (ko) 2017-03-14

Family

ID=56079591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140167165A KR101716551B1 (ko) 2014-11-27 2014-11-27 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9899122B2 (ko)
KR (1) KR101716551B1 (ko)
CN (1) CN105647404B (ko)
TW (1) TWI592948B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6935702B2 (ja) * 2016-10-24 2021-09-15 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルム

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11236540A (ja) 1998-02-23 1999-08-31 Sumitomo Bakelite Co Ltd 異方導電性接着剤
KR100811430B1 (ko) 2005-12-20 2008-03-07 제일모직주식회사 속경화형 이방성 도전 접착 필름용 조성물 및 이를 이용한이방성 도전 접착 필름
KR100929593B1 (ko) * 2007-09-20 2009-12-03 제일모직주식회사 이방 도전성 접착 조성물 및 그를 포함하는 이방 도전성 필름
KR100920613B1 (ko) * 2007-11-15 2009-10-08 제일모직주식회사 미세패턴 회로접속이 가능한 고신뢰성 이방 전도성 필름용조성물 및 이를 이용하는 이방 전도성 필름
KR101351617B1 (ko) 2010-12-23 2014-01-15 제일모직주식회사 이방 도전성 필름
KR101385032B1 (ko) 2010-12-31 2014-04-14 제일모직주식회사 이방 전도성 필름 조성물 및 이로부터 제조된 이방 전도성 필름
KR101381118B1 (ko) * 2011-11-04 2014-04-04 제일모직주식회사 이방 전도성 접착 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 접착 필름
KR101355857B1 (ko) * 2011-12-16 2014-01-27 제일모직주식회사 이방 전도성 필름용 조성물, 이로부터 제조된 이방 전도성 필름 및 반도체 장치
KR101403865B1 (ko) 2011-12-16 2014-06-10 제일모직주식회사 이방성 도전 필름용 조성물, 이방성 도전 필름 및 반도체 장치
KR101535600B1 (ko) * 2012-11-06 2015-07-09 제일모직주식회사 이방성 도전 필름 및 반도체 장치
KR101594484B1 (ko) * 2012-11-20 2016-02-16 제일모직주식회사 이방성 도전 필름 및 반도체 장치
KR101551758B1 (ko) * 2012-12-11 2015-09-09 제일모직주식회사 이방 도전성 필름용 조성물 및 이방 도전성 필름
KR101526278B1 (ko) * 2012-12-21 2015-06-05 제일모직주식회사 경화 필름과 도전 필름을 포함하는 분리형 이방 도전성 필름
KR101554617B1 (ko) * 2013-01-25 2015-09-21 제일모직주식회사 이방성 도전 필름 및 반도체 장치
KR102334672B1 (ko) 2014-06-03 2021-12-06 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 경화성 조성물 및 전자 부품

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160063655A (ko) 2016-06-07
TW201619980A (zh) 2016-06-01
US20160155529A1 (en) 2016-06-02
US9899122B2 (en) 2018-02-20
CN105647404B (zh) 2019-03-05
TWI592948B (zh) 2017-07-21
CN105647404A (zh) 2016-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8163835B2 (en) Anisotropic conductive adhesive composition, anisotropic conductive film comprising the same, and associated methods
KR101097428B1 (ko) 이방 전도성 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 필름
JP5668636B2 (ja) 回路接続構造体の製造方法
KR101381118B1 (ko) 이방 전도성 접착 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 접착 필름
KR101551758B1 (ko) 이방 도전성 필름용 조성물 및 이방 도전성 필름
KR101554617B1 (ko) 이방성 도전 필름 및 반도체 장치
KR101403865B1 (ko) 이방성 도전 필름용 조성물, 이방성 도전 필름 및 반도체 장치
KR101526278B1 (ko) 경화 필름과 도전 필름을 포함하는 분리형 이방 도전성 필름
US9534154B2 (en) Semiconductor device using composition for anisotropic conductive adhesive film or anisotropic conductive adhesive film
KR101535600B1 (ko) 이방성 도전 필름 및 반도체 장치
KR101293788B1 (ko) 이방 전도성 필름용 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 필름
KR101403863B1 (ko) 이방성 도전 필름
KR101716551B1 (ko) 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 반도체 장치
KR101583691B1 (ko) 이방 전도성 접착 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 필름
KR101541115B1 (ko) 이방 전도성 접착 조성물 및 이를 이용한 이방 전도성 필름
KR101737173B1 (ko) 이방 도전성 필름, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 반도체 장치
KR101594484B1 (ko) 이방성 도전 필름 및 반도체 장치
KR101861896B1 (ko) 이방 도전성 필름, 이를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
KR101355854B1 (ko) 이방성 도전 필름
KR101861897B1 (ko) 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치
KR101933271B1 (ko) 이방 도전성 필름 및 이를 이용한 접속 구조체
JP4905502B2 (ja) 回路板の製造方法及び回路接続材料
KR20140096798A (ko) 이방 전도성 필름 및 반도체 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200110

Year of fee payment: 4