KR20030037017A - 이방성 도전 접착필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 다수의 미세 단자부들을 전기 접속하기 위한 이방성 도전 필름에 관한 것으로, 열가소성 수지와, 열경화성 또는 광경화성 수지로 구성되는 접착 고분자 수지(10) 및 도전입자(20)로 구성되는 이방성 도전 접착필름에 있어서, 상기 열가소성 수지는 스티렌-부타디엔 수지, 에틸렌-비닐 수지, 에스테르계 수지, 실리콘 수지, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 아미드계 수지 및 아크릴레이트계 수지로부터 1종 이상 선택된 것을 특징으로 한다. 이에 따라 저온에서 전극 간의 접착이 가능하고 짧은 시간에 전극 간의 접착이 가능하며 접속 신뢰성이 높은 이방성 도전 접착필름이 제공된다.

Description

이방성 도전 접착필름{Anisotropic Conductive Adhesive Film}

본 발명은 이방성 도전 필름(ACF; anisotropic conductive film)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시장치의 다수의 미세 단자부들을 전기 접속하기 위한 이방성 도전 필름에 관한 것이다.

소형이고 고성능의 전자 장치에 있어서는 회로기판의 단자들을 접속하기 위해 미세하고 조밀한 배선 기구가 요구된다. 오늘날, 이방성 도전 필름은 그러한 배선 기구 중의 하나로서 유용하며, 접속 부재로서의 역할을 하고 있다. 이방성 도전 필름(ACF)은 열가소성 및 열경화성 수지부와, 상기 수지부 내에 충분한 양으로 분산된 금속, 흑연 또는 그와 유사한 도전 물질의 입자로 구성된다. 이방성 도전 필름을 접속하고자 하는 두 부분 사이에 위치시킨 후, 가열 및 가압하여 이방성 도전 필름으로 하여금 상기 두 부분을 서로 접착 시키도록 한다.

이 경우 도전입자는 서로 접촉하여 압력이 가해지는 방향으로 도전부를 형성한다. 이와 동시에 수지부는 경화하여 상기 두 부분을 접착시킨다. 상기 압력이 가해지는 방향의 수직 방향으로는 도전 입자가 서로 산만하게 위치되어 전기적 절연을 유지한다.

상기와 같은 특성에 의하여 이방성 도전 필름은 납땜이 곤란한 부분에 바람직하게 적용될 수 있다. 예컨대, 고밀도 인쇄 회로 기판의 단자부와 일군의 리드를 일시에 접속시키는 것이 요구되는 랜드 또는 다수의 미세한 단자부를 갖는 도트 매트릭스 타입의 표시장치 패널 등에 적용될 수 있다.

그러나, 종래의 이방성 도전 필름은 열압착시 접착제 수지를 경화시키기 위해 높은 온도와 압력이 요구되는데, 이러한 고온고압의 작업 조건에서는 접속 단자부의 열과 압력에 의한 변형이나 피로 현상이 일어나기 쉬운 문제점이 있다. 이러한 변형은 접속단자 간의 탈락이나 장시간 사용할 경우 신뢰성을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 저온에서 전극 간의 접착이 가능하고 짧은 시간에 전극 간의 접착이 가능하며 접속 신뢰성이 높은 이방성 도전 접착필름을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 열가소성 수지와, 열경화성 또는 광경화성 수지로 구성되는 접착 고분자 수지(10) 및 도전입자(20)로 구성되는 이방성 도전 접착필름에 있어서, 상기 열가소성 수지는 스티렌-부타디엔 수지, 에틸렌-비닐 수지, 에스테르계 수지, 실리콘 수지, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 아미드계 수지 및 아크릴레이트계 수지로부터 1종 이상 선택된 것을 특징으로 하는 이방성 도전 접착필름에 의하여 달성된다.

또한, 본 발명에서는 이방성 도전 접착필름 내에 도전성 입자와 함께 저온 접착성과 속경화성이 우수한 수지가 구성되므로써 저온접착의 특징 뿐만 아니라 액정표시 장치를 제조하는 공정에 있어 공정 시간을 단축시키는 효과도 갖추고자 한다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 발명의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전 접착필름의 개략적인 모식도이다.

도 2는 도 1의 이방성 도전 접착필름의 일면에 이형필름이 부착되어 있는 상태의 개략적인 모식도이다.

도 3은 도 1의 이방성 도전 접착필름의 양면에 유연성 회로기판과 인쇄회로기판이 부착되어 있는 상태의 개략적인 모식도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 접착 고분자 수지

20 : 도전입자

30 : 이형필름

40 : 유연성 회로기판

42 : 유연성 회로기판 전극

50 : 인쇄회로기판

52 : 인쇄회로기판 전극

이하 본 발명에 따른 이방성 도전 접착필름의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전 접착필름의 개략적인 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 이방성 도전 접착필름은 접착 고분자 수지(10)와 도전입자(20)로 구성되어 있다.

상기 도전입자(20)는 입경이 4 ~ 15㎛이고, 금, 은, 철, 구리, 니켈, 알루미늄, 팔라듐 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속입자이거나, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐 알콜, 나일론 등의 플라스틱 수지 및 이들의 변성 수지를 입자형태로 만들고, 상기 입자형태의 표면에 금, 은, 구리, 알루미늄 등과 같은 금속박막을 피복한 형태로 구성되어 있다. 상기 도전입자(20)는 상기 접착 고분자 수지(10)에 고르게 분산되어 있다.

상기 접착 고분자 수지(10)는 전기 절연성을 보이는 열가소성, 열경화성 또는 광경화성 수지를 사용한다. 예로서 스티렌-부타디엔 수지, 스티렌 수지, 에틸렌-비닐 수지, 에스테르계 수지, 실리콘 수지, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 아미드계 수지, 아크릴레이트계 수지 등을 적당히 선택하여 사용하며 필요에 따라서는 2종 이상 수지를 함께 사용할 수도 있다. 상기 접착 고분자 수지(10) 중 열가소성 수지는 상기 접착 고분자 수지(10) 부분에 대하여 20 ~ 80 체적%가 첨가되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 열가소성 수지는 연화점이 80~ 180℃인 것이 바람직 하다.

도 2는 도 1의 이방성 도전 접착필름의 일면에 이형필름(30)이 부착되어 있는 상태의 개략적인 모식도이다. 상기 이형필름(30)은 상기 이방성 도전 접착필름을 편리하게 사용하기 위한 부재료로서 도 2에서는 상기 접착필름의 일면에만 부착되어 있으나 상기 접착필름의 양면에 부착되어 사용될 수도 있다.

이하 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 이방성 도전 접착필름의 실시예 및 비교예에 관하여 설명하기로 한다. 그러나, 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1 ~ 2>

에스테르계 열가소성 수지(VYLON 240, Toyobo Co., Ltd. 연화점 160℃)와 에폭시 수지(KER-828, 금호피앤피화학)를 하기 표 1과 같이 용해시켜 접착제 용액을 조액하였다. 상기 용액에 입자경 10㎛의 니켈 입자(대주정밀화학社)를 수지 고형분에 대하여 5 체적%를 혼합하여 분산시킨 후 이방성 도전 접착필름을 제조하였다.

이것을 이용하여 라인폭 0.2mm, 피치 0.35mm, 후막 35㎛, 단자수 80개의 동회로가 있는 유연성 회로기판(FPC; Flexible printed circuit boards)(40)과 동일한 조건의 인쇄회로기판(PCB; Printed circuit boards)(50)을 150 ~ 180℃에서 각각 10초간 2.5MPa의 압력으로 열압착 하였다.

도 3은 도 1의 이방성 도전 접착필름의 양면에 상기 유연성 회로기판(40)과 인쇄회로기판(50)이 부착되어 있는 상태의 개략적인 모식도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유연성 회로기판(40)의 안쪽면에는 다수개의 유연성 회로기판전극(42)이 부착되어 있으며, 상기 인쇄회로기판(50)의 안쪽면에는 다수개의 인쇄회로기판 전극(52)이 부착되어 있다.

접속저항치 값은 접속 초기와 고온 고습도 방치 후로 각각 4단자법(four probe method)을 이용하여 측정하였으며, 접착력은 박리테스트로 그 값을 얻었다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

<실시예 3 ~ 4>

에스테르계 열가소성 수지(VYLON 500, Toyobo Co., Ltd. 연화점 114℃)와 에폭시수지(KER-828, 금호피앤피화학)를 하기 표 1과 같이 용해시켜 접착제 용액을 조액하여, 상기 실시예 1 ~ 2에서 설명한 것과 같은 방법으로 시편을 제작하여 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

<비교예 1 ~ 2>

에스테르계 열가소성 수지(ES 960, SK케미칼. 연화점 75℃)와 에폭시수지 (KER 828, 금호피앤피화학)를 하기 표 1과 같이 용해시켜 접착제 용액을 조액하여 상기 실시예 1 ~ 2에서 설명한 것과 같은 방법으로 시편을 제작하여 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

<비교예 3>

에폭시계 열경화성 수지(KER 773, 금호피앤피화학)와 고무변성 에폭시 수지(KER 790, 금호피앤피화학)를 하기 표 1과 같이 용해시켜 접착제 용액을 조액하여 상기 실시예 1 ~ 2에서 설명한 것과 같은 방법으로 시편을 제작하여 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

물성평가 결과

	배 합 비	압착온도(℃)	접착력(kgf/cm)	접속저항(Ω)
				초기	신뢰성평가후
실시예	1	70체적%(VYLON 240)+30체적%(KER 828)	150	1.3	2.1	4.0
			180	1.3	2.0	3.8
	2	30체적%(VYLON 240)+70체적%(KER 828)	150	1.1	3.2	6.6
			180	1.4	2.1	4.0
	3	70체적%(VYLON 500)+30체적%(KER 828)	150	1.3	2.0	4.2
			180	1.4	2.1	4.0
	4	30체적%(VYLON 500)+70체적%(KER 828)	150	1.2	2.8	5.1
			180	1.3	2.0	4.3
비교예	1	70체적%(ES 960)+30체적%(KER 828)	150	1.2	2.6	5.4
			180	1.1	3.5	6.3
	2	30체적%(ES 960)+70체적%(KER 828)	150	1.2	2.7	5.1
			180	1.3	2.3	4.3
	3	50체적%(KER 773)+50체적%(KER 790)	150	1.0	3.8	6.7
			180	1.3	2.3	4.2

표 1의 각 실시예의 물성평가 결과에서 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 열가소성 수지와 열경화성 수지를 함께 배합하여 만든 이방성 도전 접착필름은 종래의 제조방법인 비교예에 따라 제조된 이방성 도전 접착필름에 비하여 저온에서 접착력이 우수하고, 높은 접속신뢰성을 보이는 우수한 이방성 도전 접착필름임을 알 수 있다.

상기 언급한 바와 같이 본 발명에 따른 이방성 도전 접착필름에 의하면, 저온접착이 가능하고, 접착 시간이 단축되어 생산시간을 단축시킬 수 있으며, 고온에서 발생할 수 있는 불량 요인을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (2)

1. 열가소성 수지와, 열경화성 또는 광경화성 수지로 구성되는 접착 고분자 수지(10) 및 도전입자(20)로 구성되는 이방성 도전 필름(ACF)에 있어서,

   상기 열가소성 수지는 스티렌-부타디엔 수지, 에틸렌-비닐 수지, 에스테르계 수지, 실리콘 수지, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 아미드계 수지 및 아크릴레이트계 수지로부터 1종 이상 선택된 것을 특징으로 하는 이방성 도전 접착필름.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 상기 접착 고분자 수지(10)에 대하여 20 ~ 80 체적%이고, 연화점이 80 ~ 180℃인 것을 특징으로 하는 이방성 도전 접착필름.