KR102370245B1

KR102370245B1 - 이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR102370245B1
Application number: KR1020167024383A
Authority: KR
Inventors: 마사키 하토리; 레이지 츠카오
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2022-03-04
Also published as: CN106063043B; KR20160130768A; TW201543751A; TWI671953B; JP6241326B2; CN106063043A; US20170079141A1; JP2015170529A; WO2015133221A1

Abstract

본 발명의 이방성 도전 필름(100)은, 절연성 결합제층(1)에 도전 입자(2)가 분산 혹은 규칙적 패턴으로 배열되어 있는 구조를 갖는다. 이방성 도전 필름(100)의 편면의 일부에는 절연성 결합제층(1)보다 밀착 강도가 낮은 저밀착성 영역(3)이 형성되어 있다. 저밀착성 영역(3)은, 절연성 결합제층(1)에 형성된 오목부(10)에 저밀착성 수지가 충전되어 있는 영역이다.

Description

이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법 {ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

IC 칩을 기판에 플립 칩 실장할 때 이방성 도전 필름이 널리 이용되고 있다. 이러한 플립 칩 실장에서는, IC 칩의 접합면 단부 영역에 높이가 10 내지 20㎛인 범프가 형성되어 있기 때문에, 이방성 도전 접속 시에 IC 칩을 기판에 압입하고, 그 상태 그대로 이방성 도전 필름을 경화시키고 있었다. 이로 인해, 범프가 형성되어 있지 않은 IC 칩의 중앙부 영역이 기판측으로 휜 채 경화시키게 되어, 치수 정밀도의 저하나 접합면의 괴리 등의 문제를 야기할지도 모르는 휨의 상태를 완화할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 이 문제의 해결을 위해, 기판의 이면에 휨에 저항하는 보강재로서의 지지 부재를 설치하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1).

일본 특허 공개 제2008-294396호 공보

그러나, 특허문헌 1의 경우, 고단가의 기판을 가공하거나, 혹은 완전히 신규로 기판을 제작해야만 하여, 제조 비용의 앙등은 피할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또한, 기판의 이면에 배선을 형성하는 경우에 지지 부재를 피하여 형성해야만 하여, 기판의 설계 자유도가 저하된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 이상의 종래의 기술의 문제점을 해결하는 것이며, 종래의 IC 칩이나 기판에 변경을 가하지 않고, 이방성 도전 접속 시에 발생하는 IC 칩이나 기판에 발생하는 휨의 문제를 해결할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명자는 IC 칩 및 기판과 별도 부재인 이방성 도전 필름에서 휨의 문제를 해결하는 것을 목표로 하여, 여러가지 검토를 행해 온 바, 이방성 도전 접속 시에 IC 칩을 기판에 압입하였을 때 휘어 버리는 부분, 즉 IC 칩의 범프가 형성되어 있지 않은 중앙부 영역과 이방성 도전 필름이 밀착 고정되지 않으면, 이방성 도전 접속 시에 발생한 휨이 이방성 도전 접속 후에 완화되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 절연성 결합제층에 도전 입자가 분산 혹은 규칙적 패턴으로 배열되어 있는 이방성 도전 필름이며, 편면의 일부에 절연성 결합제층보다 밀착 강도가 낮은 저밀착성 영역이 형성되어 있는 이방성 도전 필름을 제공한다. 바람직한 저밀착성 영역의 형태는, 절연성 결합제층에 형성된 오목부에, 저밀착성 수지가 충전되어 있는 영역이다.

또한, 본 발명은 절연성 결합제층의 편면의 일부에 저밀착성 영역 형성 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름의 제조 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 저밀착성 영역이, 절연성 결합제층에 형성된 오목부에, 저밀착성 수지가 충전되어 있는 영역인 이방성 도전 필름의 제조 방법으로서, 이하의 공정 (A) 내지 (C)를 갖는 제조 방법을 제공한다.

공정 (A)

저밀착성 영역에 대응한 볼록부가 형성된 몰드에, 도전 입자를 함유하는 절연성 결합제층 형성용 조성물을 도포하고 가열 또는 자외선 조사에 의해 건조 혹은 성막화함으로써, 편면에 오목부가 형성된 절연성 결합제층을 형성하는 공정.

공정 (B)

몰드로부터 절연성 결합제층을 떼어내는 공정.

공정 (C)

절연성 결합제층의 오목부에, 저밀착성 영역 형성 재료를 충전하는 공정.

또한, 본 발명은 상술한 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속하여 이루어지는 접속 구조체를 제공한다.

또한, 본 발명은 상술한 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속하는 접속 방법이며,

제2 전자 부품에 대하여, 이방성 도전 필름을 그의 절연성 결합제층측으로부터 가부착하고, 가부착된 이방성 도전 필름에 대하여, 제1 전자 부품을 탑재하고, 제1 전자 부품측으로부터 압착하는 접속 방법을 제공한다. 이 압착 시, 가열 또는 광(자외선 등) 조사를 행할 수도 있고, 혹은 가열과 광 조사를 동시에 행할 수도 있다.

본 발명의 이방성 도전 필름은, 절연성 결합제층에 도전 입자가 분산 혹은 규칙적 패턴으로 배열되어 있고, 편면의 일부에 절연성 결합제층보다 밀착 강도가 낮은 저밀착성 영역이 형성되어 있다. 이로 인해, IC 칩의 범프가 형성되어 있지 않은 중앙부 영역과 이방성 도전 필름이 밀착 고정되지 않도록 할 수 있어, 이방성 도전 접속 시에 발생한 휨을 완화할 수 있다.

도 1a는, 본 발명의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 1b는, 본 발명의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 3은, 이방성 도전 필름으로 IC 칩과 유리 기판을 이방성 도전 접속하는 경우의 설명도이다.
도 4는, 본 발명의 이방성 도전 필름의 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 이방성 도전 필름의 평면도이다.

이하, 본 발명의 이방성 도전 필름을 상세하게 설명한다.

<<이방성 도전 필름>>

도 1a에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 이방성 도전 필름(100)은, 절연성 결합제층(1)에 도전 입자(2)가 분산 혹은 규칙적 패턴으로 배열되어 있는 이방성 도전 필름이며, 적어도 편면의 일부에 절연성 결합제층(1)보다 밀착 강도가 낮은 저밀착성 영역(3)이 형성되어 있는 구조를 갖는다.

도전 입자(2)가 규칙적 패턴으로 배열되어 있는 경우에는, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 절연성 결합제층(1)은, 도전 입자(2)를 유지하고 있는 도전 입자 유지층(1a)과 그 위에 적층된 절연성 접착층(1b)으로 구성할 수도 있다. 이 절연성 접착층(1b)에 저밀착성 영역(3)이 형성되게 된다.

또한, 저밀착성 영역(3)의 저밀착성을 실현하는 방법으로서는, 저밀착성 재료를 적용하거나, 절연성 결합제층(1)에 미세 격자 구조, 미세 요철 구조 등을 공지된 방법을 이용하여 형성하는 것을 들 수 있다.

이방성 도전 필름 전체의 총 두께는 10㎛ 이상 60㎛ 이하인 것이 바람직하다.

<저밀착성 영역>

저밀착성 영역(3)의 바람직한 형태는 저밀착성 재료를 적용하는 것이며, 구체적으로는 도 1a, 1b에 도시하는 바와 같이, 절연성 결합제층(1) 또는 절연성 접착층(1b)에 형성된, 바람직하게는 깊이 2㎛ 이상 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상 15㎛ 이하의 오목부(10)에 저밀착성 수지가 충전되어 있는 형태이다. 오목부(10)는 필름 층 두께의 10％ 이상 50％ 이하가 바람직하고, 20％ 이상 50％ 이하가 보다 바람직하다. 이 경우, 도 2에 도시하는 바와 같이, 편면에 오목부(10)가 형성된 절연성 결합제층(1)의 당해 편면의 저밀착성 영역(3) 이외의 영역에도, 절연성 결합제층(1)의 밀착 강도를 손상시키지 않는 범위에서(환언하면, 이방성 도전 접속 시에 접속 영역으로부터 배제되는 범위에서), 절연성 결합제층(1)과 마찬가지의 재료에 의해 오목부(10)보다 얇은 층이 형성될 수도 있다. 구체적으로는 당해 저밀착성 수지의 바람직하게는 0.2㎛ 이상 6㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.3㎛ 이상 4㎛ 이하의 박막(3a)이 형성될 수도 있다. 오목부(10)에만 저밀착성 수지를 충전하는 것보다 제조 조건이 완화되는 효과가 얻어진다. 또한, 저밀착성 수지는 전기적 접속에 관여하지 않으므로, 도전 입자를 함유하지 않는 것이 경제적인 이유에서도 바람직하다. 또한, 박막(3a)은 오목부(10)의 깊이에 대하여, 3％ 이상 20％ 이하인 것이 바람직하다. 이 이상 두꺼운 경우에는 휨을 해소하기 위한 접착력의 면 내 방향에서의 차가 발생하기 어려워지고, 얇은 경우에는 도포 두께의 균일성을 확보할 수 없어, 장척화한 경우의 품질에 영향을 미치기 때문이다.

저밀착성 영역(3)은, 이방성 도전 필름의 전체 폭의 바람직하게는 20％ 이상 80％ 이하, 보다 바람직하게는 30％ 이상 70％ 이하의 범위에 존재하는 것이 바람직하다. 이 범위는 폭 방향의 중앙부에 존재하는 것이 바람직하다.

오목부(10)의 형상은, 도 1a, 1b에 도시하는 경우에는, 이방성 도전 필름 표면과 오목부의 내측 측면이 이루는 각이 직각이고, 오목부의 내측 측면과 저면이 이루는 각도 직각이지만, 저부로부터 개구부를 향하여 넓어지는 오목부 형상일 수도 있다. 또한, 오목부의 내측 측면은 두께 방향으로 직선적으로 형성될 수도 있지만, 곡선적으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 오목부가 반원구 형상일 수도 있다. 이에 의해, 저밀착성 수지의 형상을 고정밀도로 간이하게 제조하는 것이 가능하게 된다. 또한, 접착력을 국소적으로 조정하는 것도 가능하게 된다. 면 방향에서 접착력의 급준한 변화를 발생시키지 않도록 하기 위해서이다.

여기서, 절연성 결합제층(1)보다 밀착 강도가 낮은 저밀착성 영역(3)은, 절연성 결합제층(1)의 편면의 일부에 설치되어 있다. 낮은 밀착 강도의 정도로서는, 이방성 도전 접속 시에 IC 칩에 발생한 휨을 이방성 도전 접속 후에 완화할 수 있을 정도로 낮다고 하는 의미이다. 저밀착성 영역(3)은, 그 영역 이외의 절연성 결합제층(1)의 접착 강도의 5％ 이상 50％ 이하가 바람직하고, 20％ 이상 40％ 이하가 보다 바람직하다. 각각의 접착 강도는, 다이 전단 측정기(품명: 데이지(Dage) 2400, 데이지사제)를 사용하여 실온 하에서 측정할 수 있다. 통상, 저밀착성 영역(3)의 접착 강도는 300N 이하인 것이 바람직하며, 그 영역 이외의 절연성 결합제층(1)의 접착 강도는 600N 이상인 것이 바람직하다.

또한, 저밀착 영역(3)과 그 이외의 영역이 동일 조성인 경우, 미경화 상태에서의 저밀착 영역(3)에 있어서의 특정한 관능기의 FT-IR의 검출 피크의 절댓값이, 그 이외의 영역에 있어서의 검출 피크에 대하여 바람직하게는 80％ 미만, 보다 바람직하게는 70％ 이하, 보다 더 바람직하게는 50％ 이하이다. 이 검출 피크의 상대비는, 에폭시 화합물이나 아크릴 단량체의 중합에 있어서 관능기의 감소율로부터 반응률을 구할 때 사용하는 공지 방법과 마찬가지로 구할 수 있다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같은 오목부(10)에 충전하는 저밀착성 수지로서는, 경화 성분을 함유하지 않고, 점착성을 발현하지 않는 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 저밀착성 수지로서는, 유리 전이점이 -30℃ 이상 70℃ 이하인 성막성 수지를 들 수 있다. 구체적으로는, 페녹시 수지나 아크릴 고무 등 ACF에 사용되고 있는 공지된 수지를 들 수 있다. 또한, 에폭시 화합물이나 아크릴 화합물 등의 중합성 수지를 포함할 수도 있지만, 오목부의 함유량은 오목부 이외의 영역의 함유량의 바람직하게는 50％ 이하, 보다 바람직하게는 5％ 이상 50％ 이하, 보다 더 바람직하게는 10％ 이상 40％ 이하이다. 경화 성분이 함유되어 있지 않거나, 혹은 지나치게 적은 경우, 경화 후의 필름 내에서 접착 강도가 급준하게 변화하는 부위가 생김으로써, 들뜸 등의 다른 문제가 발생할 것이 우려된다. 이러한 변화를 억제시키기 위해, 오목부의 형상은, 오목부 저부보다 필름 표면측이 넓어지도록 경사를 갖게 하는 것이 바람직하다.

또한, 저밀착성 영역(3)은, 그 밖의 영역과 마찬가지의 재료를 사용하여 구성할 수 있지만, 에폭시 화합물이나 아크릴 중합물 등의 경화 성분의 배합량을 그 밖의 영역의 80％ 이하로 하거나, 반응 개시제를 포함하지 않도록 함으로써, 저밀착성 영역으로서 기능시킬 수 있다. 저밀착성 영역과 그 이외의 영역은, FT-IR 측정에서의 관능기의 감소 비율의 변화 비율로 구별할 수 있으며, 저밀착성 영역은 상대적으로 그 변화 비율이 작은 영역이다.

또한, 저밀착성 영역(3)이 설치되는 위치는, 이방성 도전 접속 시에 이방성 도전 필름에 발생하는 잔류 응력을 감소시키기 위해 설치되는 것이기 때문에, 이방성 접속에 직접 기여하는 영역으로부터 벗어난 영역이며, 응력 변화가 가장 큰 영역에 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3에 도시하는 바와 같이, 단부에 범프(B)를 갖는 IC 칩(30)을 유리 기판(31)의 배선에 이방성 도전 필름(100)을 사용하여 이방성 도전 접속할 때, 휨이 발생하는 부분(예를 들어, 단부에 범프(B)가 형성된 IC 칩(30)의 당해 범프(B)에 둘러싸인 중앙 부분(R))에 대응한 영역이다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 저밀착성 영역(3)은, 이방성 도전 필름(100)의 길이 방향(화살표 방향)으로 연장 설치(바람직하게는 폭 15㎛ 이상, 보다 바람직하게는 50㎛ 이상, 특히 바람직하게는 150㎛ 내지 5mm)될 수도 있고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 이방성 도전 필름(100)의 길이 방향(화살표 방향)으로 징검돌 형상으로 불연속으로 설치될 수도 있다.

<절연성 결합제층, 도전 입자 유지층>

본 발명의 이방성 도전 필름(100)을 구성하는 절연성 결합제층(1)(도 1a) 또는 도전 입자 유지층(1a)(도 1b)은, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 부타디엔 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지 등의 막 형성 수지와, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지 등의 열 또는 광 중합성 수지와의 혼합물을 성막한 것, 혹은 그의 중합막이다. 특히 바람직한 절연성 결합제층(1) 또는 도전 입자 유지층(1a)은, 아크릴레이트 화합물과 광 라디칼 중합 개시제를 포함하는 혼합물을 성막한 것, 또는 그의 중합막이다. 이하, 절연성 결합제층(1) 또는 도전 입자 유지층(1a)이 광 라디칼 중합 수지를 포함하고, 중합시킨 경우에 대하여 설명한다.

(아크릴레이트 화합물)

아크릴레이트 단위가 되는 아크릴레이트 화합물로서는, 종래 공지된 광 라디칼 중합성 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 단관능 (메트)아크릴레이트(여기서, (메트)아크릴레이트에는 아크릴레이트와 메타크릴레이트가 포함됨), 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 접착제를 열 경화성으로 하기 위해, 아크릴계 단량체의 적어도 일부에 다관능 (메트)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.

절연성 결합제층(1) 또는 도전 입자 유지층(1a)에서의 아크릴레이트 화합물의 함유량은, 오목부의 형상 안정성의 관점에서 바람직하게는 2질량％ 이상 70질량％ 이하, 보다 바람직하게는 10질량％ 이상 50질량％ 이하이다.

(광 라디칼 중합 개시제)

광 라디칼 중합 개시제로서는, 공지된 광 라디칼 중합 개시제 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 아세토페논계 광 중합 개시제, 벤질케탈계 광 중합 개시제, 인계 광 중합 개시제 등을 들 수 있다.

광 라디칼 중합 개시제의 사용량은, 충분한 광 라디칼 중합 반응의 진행과, 필름 강성 저하의 억제의 관점에서, 아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1질량부 이상 25질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.5질량부 이상 15질량부 이하이다.

절연성 결합제층(1)의 층 두께는, 도전 입자 포착 효율의 저하 억제와, 도통 저항의 상승 억제의 관점에서, 바람직하게는 5㎛ 이상 60㎛ 이하, 보다 바람직하게는 7㎛ 이상 40㎛ 이하이다. 또한, 도전 입자 유지층(1a)의 층 두께도, 동일한 관점에서, 바람직하게는 1㎛ 이상 20㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상 15㎛ 이하이다.

절연성 결합제층(1) 또는 도전 입자 유지층(1a)에는, 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 더 함유시킬 수도 있다. 이 경우, 후술하는 바와 같이, 절연성 접착층(1b)에도 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 층간 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제에 대해서는, 후술한다.

절연성 결합제층(1)의 형성은, 예를 들어 광 라디칼 중합성 아크릴레이트와 광 라디칼 중합 개시제와 도전 입자를 함유하는 광 라디칼 중합성 조성물을, 저밀착성 영역(3)을 형성하기 위해 필요한 구조를 갖는 몰드에 도포하고, 가열 혹은 자외선 조사에 의해 건조(혹은 성막)함으로써 형성할 수 있다. 또한, 도전 입자 유지층(1a)은, 광 라디칼 중합성 조성물을 사용하여, 필름 전사법, 금형 전사법, 잉크젯법, 정전 부착법 등의 방법에 의해 도전 입자를 부착시키고, 자외선을 도전 입자측, 그의 반대측, 혹은 양측으로부터 조사함으로써 형성할 수 있다.

<절연성 접착층>

도전 입자 유지층(1a)에 적층되는 절연성 접착층(1b)은, 도전 입자 유지층(1a)과 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다.

절연성 접착층(1b)의 층 두께는, 오목부를 유지하고, 또한 충분한 접착 강도를 얻는다고 하는 관점에서, 바람직하게는 2㎛ 초과 30㎛ 미만, 보다 바람직하게는 5㎛ 초과 15㎛ 미만이다.

(에폭시 화합물)

절연성 접착층(1b)이 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층인 경우, 에폭시 화합물로서는, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물 혹은 수지를 바람직하게 들 수 있다. 이들은 액상일 수도 있고, 고체상일 수도 있다.

(열 양이온 중합 개시제)

열 양이온 중합 개시제로서는, 에폭시 화합물의 열 양이온 중합 개시제로서 공지된 것을 채용할 수 있으며, 예를 들어 열에 의해 양이온 중합성 화합물을 양이온 중합시킬 수 있는 산을 발생시키는 것이며, 공지된 요오도늄염, 술포늄염, 포스포늄염, 페로센류 등을 사용할 수 있고, 온도에 대하여 양호한 잠재성을 나타내는 방향족 술포늄염을 바람직하게 사용할 수 있다.

열 양이온 중합 개시제의 배합량은, 경화 불량을 억제하고, 제품 수명의 저하를 억제하는 관점에서, 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 2 내지 60질량부, 보다 바람직하게는 5 내지 40질량부이다.

(열 음이온 중합 개시제)

열 음이온 중합 개시제로서는, 에폭시 화합물의 열 음이온 중합 개시제로서 공지된 것을 채용할 수 있으며, 예를 들어 열에 의해 음이온 중합성 화합물을 음이온 중합시킬 수 있는 염기를 발생시키는 것이며, 공지된 지방족 아민계 화합물, 방향족 아민계 화합물, 2급 또는 3급 아민계 화합물, 이미다졸계 화합물, 폴리머캅탄계 화합물, 삼불화붕소-아민 착체, 디시안디아미드, 유기산 히드라지드 등을 사용할 수 있으며, 온도에 대하여 양호한 잠재성을 나타내는 캡슐화 이미다졸계 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.

열 음이온 중합 개시제의 배합량은, 지나치게 적어도 경화 불량이 되는 경향이 있고, 지나치게 많아도 제품 수명이 저하되는 경향이 있으므로, 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 2질량부 이상 60질량부 이하, 보다 바람직하게는 5질량부 이상 40질량부 이하이다.

(광 양이온 중합 개시제 및 광 음이온 중합 개시제)

에폭시 화합물용의 광 양이온 중합 개시제 또는 광 음이온 중합 개시제로서는, 공지된 것을 적절히 사용할 수 있다.

(아크릴레이트 화합물)

절연성 접착층(1b)이 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 라디칼 중합성 수지층인 경우, 아크릴레이트 화합물로서는, 절연성 결합제층(1)에 관하여 설명한 것 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

(열 라디칼 중합 개시제)

또한, 열 라디칼 중합 개시제로서는, 예를 들어 유기 과산화물이나 아조계 화합물 등을 들 수 있지만, 기포의 원인이 되는 질소를 발생시키지 않는 유기 과산화물을 바람직하게 사용할 수 있다.

열 라디칼 중합 개시제의 사용량은, 지나치게 적으면 경화 불량이 되고, 지나치게 많으면 제품 수명이 저하하게 되므로, 아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 2질량부 이상 60질량부 이하, 보다 바람직하게는 5질량부 이상 40질량부 이하이다.

(광 라디칼 중합 개시제)

아크릴레이트 화합물용의 광 라디칼 중합 개시제로서는, 공지된 광 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다.

광 라디칼 중합 개시제의 사용량은, 지나치게 적으면 경화 불량이 되고, 지나치게 많으면 제품 수명이 저하하게 되므로, 아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 1질량부 이상 60질량부 이하, 보다 바람직하게는 3질량부 이상 40질량부 이하이다.

또한, 절연성 결합제층(1)의 다른 면에, 별도의 절연성 접착층이 적층될 수도 있다. 이에 의해, 층 전체의 유동성을 보다 정교하고 치밀하게 제어하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과가 얻어진다. 여기서, 별도의 절연성 접착층으로서는, 전술한 절연성 접착층(1b)과 동일한 구성으로 할 수도 있다.

<도전 입자>

도전 입자(2)로서는, 종래 공지된 이방성 도전 필름에 사용되고 있는 것 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어 니켈, 코발트, 은, 구리, 금, 팔라듐 등의 금속 입자, 금속 피복 수지 입자 등을 들 수 있다. 2종 이상을 병용할 수도 있다.

도전 입자(2)의 평균 입경으로서는, 배선 높이의 불균일에 대응할 수 있도록 하고, 또한 도통 저항의 상승을 억제하고, 또한 쇼트의 발생을 억제하기 위해, 바람직하게는 1㎛ 이상 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상 6㎛ 이하이다. 평균 입경은, 일반적인 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있다.

도전 입자(2)의 절연성 결합제층(1) 중의 존재량은, 도전 입자 포착 효율의 저하를 억제하고, 또한 쇼트의 발생을 억제하기 위해, 바람직하게는 1㎟당 50개 이상 40000개 이하, 보다 바람직하게는 200개 이상 20000개 이하이다.

「도전 입자(2)의 규칙적 패턴의 배열」

도전 입자(2)의 규칙적 패턴의 배열에서의 규칙적 패턴이란, 이방성 도전 필름(100)의 표면으로부터 도전 입자(2)를 투시하였을 때 인식할 수 있는 도전 입자(2)가, 장방형 격자, 정방 격자, 육방 격자, 마름모형 격자 등의 격자점에 존재하고 있는 배열을 의미한다. 이들 격자를 구성하는 가상선은 직선뿐만 아니라, 곡선, 굴곡선일 수도 있다.

전체 도전 입자(2)에 대한, 규칙적 패턴으로 배열되어 있는 도전 입자(2)의 비율은, 도전 입자수 기준으로 이방성 접속의 안정화를 위해 바람직하게는 90％ 이상이다. 이 비율의 측정은, 광학 현미경 등에 의해 행할 수 있다.

또한, 도전 입자(2)의 입자간 거리, 즉 도전 입자간의 최단 거리는, 도전 입자(2)의 평균 입자 직경의 바람직하게는 0.5배 이상, 보다 바람직하게는 1배 이상 5배 이하이다.

<<이방성 도전 필름의 제조 방법>>

이어서, 본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 방법의 일례를 설명한다.

본 발명의 이방성 도전 필름은, 절연성 결합제층의 편면의 일부에 저밀착성 영역 형성 처리를 행함으로써 제조할 수 있다. 저밀착성 영역 형성 처리로서는, 저밀착성 영역 형성 재료를 포팅하고, 공지된 방법에 의해 평활 처리하는 것이나, 레이저에 의해 격자 가공을 실시하는 것이나, 포토리소그래프법에 의해 미세 요철 가공을 실시하는 것 등을 들 수 있다.

본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 방법의 바람직한 일례는, 이하의 공정 (A) 내지 (C)를 갖는 제조 방법이다. 이하, 공정마다 설명한다.

공정 (A)

우선, 저밀착성 영역에 대응한 볼록부가 형성된 몰드에, 도전 입자를 함유하는 절연성 결합제층 형성용 조성물을 도포하고 가열 또는 자외선 조사에 의해 건조 혹은 성막화함으로써, 편면에 오목부가 형성된 절연성 결합제층을 형성한다. 몰드로서는 유리, 경화 수지, 금속 등으로 형성된 것을 사용할 수 있다.

공정 (B)

이어서, 공지된 방법을 이용하여 몰드로부터 절연성 결합제층을 떼어낸다. 이 공정에서는 미리 전사 시트를 절연성 결합제층에 가부착해 두고, 전사 시트를 지지체로 하여 몰드로부터 절연성 결합제층을 떼어내는 것이 바람직하다.

공정 (C)

계속해서, 절연성 결합제층의 오목부에, 저밀착성 영역 형성 재료를 공지된 방법을 이용하여 충전한다. 이에 의해, 본 발명의 바람직한 형태의 이방성 도전 필름이 얻어진다.

필요에 따라 전사 시트를 박리하고, 그 면에(절연성 결합제층의 다른 면)에 별도의 절연성 접착층을 적층할 수도 있다.

<<이방성 도전 필름의 용도>>

이와 같이 하여 얻어진 이방성 도전 필름은, IC 칩, IC 모듈, 플렉시블 기판 등의 제1 전자 부품과, 플렉시블 기판, 리지드 기판, 유리 기판 등의 제2 전자 부품을 열 또는 광에 의해 이방성 도전 접속할 때 바람직하게 적용할 수 있다(COG 이외에도 COF, COB, FOG, FOB 등에 적용 가능). 이와 같이 하여 얻어지는 접속 구조체도 본 발명의 일부이다. 이 경우, 배선 기판 등의 제2 전자 부품에 대하여, 이방성 도전 필름을 그 절연성 결합제층측으로부터 가부착하고, 가부착된 이방성 도전 필름에 대하여, IC 칩 등의 제1 전자 부품을 탑재하고, 제1 전자 부품측으로부터 열 압착하는 것이 접속 신뢰성을 높이는 점에서 바람직하다. 또한, 광 경화를 이용하여 접속할 수도 있다.

<실시예>

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.

<실시예 1 내지 5>

페녹시 수지(YP-50, 신닛떼쯔 스미낑 가가꾸(주)) 60질량부, 아크릴레이트(EP600, 다이셀ㆍ올넥스(주)) 40질량부, 광 라디칼 중합 개시제(이르가큐어(IRGACURE) 369, 미쯔비시 가가꾸(주)) 2질량부 및 평균 입경 4㎛의 도전 입자(Ni/Au 도금 수지 입자, AUL 704, 세끼스이 가가꾸 고교(주)) 10질량부를, 톨루엔으로 수지 고형분이 50질량％가 되도록 혼합액을 제조하였다.

이 혼합액과, 소정의 볼록부(실시예 1 내지 4의 경우에는 도 4에 대응한 연속적으로 연장 설치된 형태, 실시예 5의 경우에는 도 5에 대응한 징검돌 형상으로 불연속된 형태)가 형성된 시트형의 몰드를 사용하여, 슬릿 후에 폭 2mm의 절연성 결합제층을 제작하였다. 이 절연성 결합제층을 몰드로부터 떼어내고, 오목부가 형성된 면에, 저밀착성 수지 조성물을 오목부 이외의 건조 두께가 3㎛가 되도록 도포하고, 파장 365nm, 적산 광량 4000mL/㎠의 자외선을 조사함으로써 절연성 결합제층을 형성하였다.

얻어진 절연성 결합제층의 오목부측 표면의 전체에, 상기 페녹시 수지 94질량부, 아크릴레이트 6질량부, 광 라디칼 중합 개시제 0.3질량부를 톨루엔으로 희석시킨 저밀착성 수지 조성물을, 오목부 이외의 건조 두께가 3㎛가 되도록 도포하고, 건조함으로써, 전체 두께 25㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.

또한, 얻어진 이방성 도전 필름의 오목부측 표면에서의 오목부의 면적 비율(％), 총 두께에 대한 오목부 깊이(㎛)의 깊이 비율(％), 한쪽 필름측 단부로부터 오목부 단부까지의 거리(㎛)와 다른쪽 필름측 단부로부터 오목부 단부까지의 거리(㎛)의 합계는 광학 현미경을 사용하여 측정하였다. 깊이는, 초점의 조정으로부터 산출하여 구하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

<실시예 6>

(도전 입자가 배열된 절연성 결합제층의 제작)

페녹시 수지(YP-50, 신닛떼쯔 스미낑 가가꾸(주)) 60질량부, 아크릴레이트(EP600, 다이셀ㆍ올넥스(주)) 40질량부 및 광 라디칼 중합 개시제(이르가큐어(IRGACURE) 369, 미쯔비시 가가꾸(주)) 2질량부를, 톨루엔으로 고형분이 50질량％가 되도록 혼합액을 제조하였다. 이 혼합액을, 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에, 건조 두께가 8㎛가 되도록 도포하고, 80℃의 오븐 내에서 5분간 건조함으로써 광 라디칼 중합성 수지층을 형성하였다.

이어서, 얻어진 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, 평균 입자 직경 4㎛의 도전 입자(Ni/Au 도금 수지 입자, AUL 704, 세끼스이 가가꾸 고교(주))를 서로 4㎛ 이격하여 단층으로 배열시켰다. 또한, 이 도전 입자측으로부터 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, LED 광원으로부터 파장 365nm, 적산 광량 4000mJ/㎠의 자외선을 조사함으로써, 표면에 도전 입자가 고정된 절연성 결합제층을 형성하였다.

(오목부를 갖는 절연성 접착층의 형성)

상기 페녹시 수지 60질량부, 아크릴레이트 40질량부, 광 라디칼 중합 개시제 2질량부를 함유하는 절연성 접착층 형성용 조성물과, 소정의 볼록부(도 4에 대응한 연속적으로 연장 설치된 형태)가 형성된 시트형의 몰드를 사용하여, 슬릿 후에 폭 2mm이며, 중앙에 오목부가 형성된 절연성 접착층을 형성하였다.

(이방성 도전 필름의 제작)

얻어진 절연성 접착층 상에 절연성 결합제층을 겹치고, 40℃, 0.1Pa이라고 하는 조건에서 라미네이트하였다. 얻어진 적층체를 몰드로부터 떼어내고, 절연성 접착층의 오목부측 표면의 전체에, 상기 페녹시 수지 80질량부, 아크릴레이트 20질량부, 광 라디칼 중합 개시제 1질량부를 톨루엔으로 희석시킨 저밀착성 수지 조성물을, 오목부 이외의 건조 두께가 3㎛가 되도록 도포하고, 건조함으로써, 전체 두께 28㎛의 이방성 도전 필름을 얻었다.

또한, 얻어진 이방성 도전 필름의 오목부측 표면에서의 오목부의 면적 비율(％), 총 두께에 대한 오목부 깊이(㎛)의 깊이 비율(％), 한쪽 필름 단부로부터 오목부 단부까지의 거리(㎛)와 다른쪽 필름 단부로부터 오목부 단부까지의 거리(㎛)의 합계는 광학 현미경을 사용하여 측정하였다. 깊이는, 초점의 조정으로부터 산출하여 구하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

<비교예 1>

오목부가 설치되어 있지 않은 시트상 몰드를 사용하고, 또한 비밀착성 수지층을 설치하지 않는 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 전체 두께 25㎛의 이방성 도전 필름을 제작하였다.

<평가>

각 실시예 및 비교예의 이방 도전성 필름에 대하여, 이방성 도전 접속하였을 때의 (a) 쇼트 발생률과 (b) 휨량을, 각각 이하와 같이 시험 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(a) 쇼트 발생률

각 실시예 및 비교예의 이방 도전성 필름을, 쇼트 발생률의 평가용 IC와 유리 기판의 사이에 끼우고, 가열 가압(180℃, 80MPa, 5초)하여 각 평가용 접속물을 얻고, 이 평가용 접속물의 쇼트 발생률을 구하였다. 쇼트 발생률은 「쇼트의 발생수/7.5㎛ 스페이스 총 수」에 의해 산출된다.

쇼트 발생률의 평가용 IC(7.5㎛ 스페이스의 빗살 TEG(test element group))

외경 1.5×13mm

두께 0.5mm

범프 사양 금 도금, 높이 15㎛, 사이즈 25×140㎛, 범프 사이 갭 7.5㎛

유리 기판

유리 재질 코닝사제

외경 30×50mm

두께 0.5mm

전극 ITO 배선

(b) 휨량

(a)에서 제작한 평가용 접속물에서의, IC 칩이 실장되어 있지 않은 측의 유리 배선 기판의 표면의 폭 20mm의 휨을, 3차원 측장기((주)키엔스)를 사용하여 측정하였다. 휨은 실용상 15㎛ 미만인 것이 바람직하다. 또한, 이 폭 20mm는 이면에 실장된 IC 칩의 폭에 상당한다.

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 6의 이방성 도전 필름에 대해서는, 쇼트 발생률을 상승시키지 않고, 비교예 1에 비하여 휨량을 작게 할 수 있었다. 또한, 총 두께에 대한 오목부 깊이의 비율이 20 내지 50％의 범위에서 큰 변화는 없었다(실시예 1, 2). 필름 표면적에 대한 오목부 면적이 커지면 휨량이 감소하는 경향이 있었다(실시예 2 내지 4). 오목부가 연속적으로 연장 설치된 경우에도, 점재되어 있는 경우에도, 휨량에 큰 차이는 없었다(실시예 2, 5). 또한, 도전 입자가 무작위로 분산되어 있는 경우에도, 배열되어 있는 경우에도, 휨량에 큰 차이는 없었다.

<산업상 이용가능성>

본 발명의 이방성 도전 필름은, 절연성 결합제층에 도전 입자가 분산 혹은 규칙적 패턴으로 배열되어 있고, 편면의 일부에 절연성 결합제층보다 밀착 강도가 낮은 저밀착성 영역이 형성되어 있다. 이로 인해, IC 칩의 범프가 형성되어 있지 않은 중앙부 영역과 이방성 도전 필름이 밀착 고정되지 않도록 할 수 있어, 이방성 도전 접속 시에 발생한 휨을 완화할 수 있다. 따라서, IC 칩 등의 전자 부품의 배선 기판에 대한 이방성 도전 접속에 유용하다.

1: 절연성 결합제층
1a: 도전 입자 유지층
1b: 절연성 접착층
2: 도전 입자
3: 저밀착성 영역
10: 오목부
30: IC 칩
31: 유리 기판
B: 범프
100: 이방성 도전 필름

Claims

절연성 결합제층에 도전 입자가 분산 혹은 규칙적 패턴으로 배열되어 있는 이방성 도전 필름이며, 편면의 일부에 절연성 결합제층보다 밀착 강도가 낮은 저밀착성 영역이 형성되어 있고, 저밀착성 영역이, 절연성 결합제층에 형성된 오목부에, 저밀착성 수지가 충전되어 있는 영역을 갖는 이방성 도전 필름.
제1항에 있어서, 편면에 오목부가 형성된 절연성 결합제층의 당해 편면의 저밀착성 영역 이외의 영역에도, 오목부보다 얇은 저밀착성 수지층이 형성되어 있는 이방성 도전 필름.
제1항에 있어서, 해당 저밀착성 영역이 되는 저밀착성 수지층이, 편면에 오목부가 형성된 절연성 결합제층에 의해 단면으로 보아 볼록형이 되도록 형성되어 있는 이방성 도전 필름.
제1항에 있어서, 해당 오목부의 깊이가, 필름 층 두께의 10％ 이상 50％ 이하인 이방성 도전 필름.
제1항에 있어서, 저밀착성 영역은 도전 입자를 함유하고 있지 않은 이방성 도전 필름.
제1항에 있어서, 저밀착성 영역이, 이방성 도전 필름의 길이 방향으로 연장 설치되어 있는 이방성 도전 필름.
제1항에 있어서, 저밀착성 영역이, 이방성 도전 필름의 길이 방향으로 단속 설치되어 있는 이방성 도전 필름.
제1항에 기재된 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 절연성 결합제층의 편면의 일부에 저밀착성 영역 형성 처리를 행하는 제조 방법.
제1항에 기재된 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 이하의 공정 (A) 내지 (C):
공정 (A)
저밀착성 영역에 대응한 볼록부가 형성된 몰드에, 도전 입자를 함유하는 절연성 결합제층 형성용 조성물을 도포하고 가열 또는 자외선 조사에 의해 건조 혹은 성막화함으로써, 편면에 오목부가 형성된 절연성 결합제층을 형성하는 공정;
공정 (B)
몰드로부터 절연성 결합제층을 떼어내는 공정; 및
공정 (C)
절연성 결합제층의 오목부에, 저밀착성 영역 형성 재료를 충전하는 공정
을 갖는 제조 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속하여 이루어지는 접속 구조체.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속하는, 접속 구조체의 제조 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속하는 접속 방법이며,
제2 전자 부품에 대하여, 이방성 도전 필름을 그 절연성 결합제층측으로부터 가부착하고, 가부착된 이방성 도전 필름에 대하여, 제1 전자 부품을 탑재하고, 제1 전자 부품측으로부터 압착하는 접속 방법.
삭제