KR20090073365A - 재작업성이 향상된 2층 구조의 이방성 도전 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전성 입자와 열방성 액정고분자를 포함하는 이방 전도성 필름층과 비전도성 필름층(Non-Conductive Film)을 라미네이트한 2층 구조의 이방성 도전 필름에 관한 것으로서, 상기 이방전도성 필름에 의하면, 액정패널의 손상 없이 이방전도성 필름을 제거하는 시간이 단축되어 재작업성이 우수하다.

이방성 도전필름, 도전입자, 재작업성, 열방성 액정 고분자

Description

재작업성이 향상된 2층 구조의 이방성 도전 필름{MULTILAYERED ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM IMPROVING REWORKING PROPERTY}

본 발명은 재작업성이 향상된 2층 구조의 이방성 도전 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도전성 입자와 열방성 액정고분자를 포함하는 이방 전도성 필름층과 비전도성 필름층(Non-Conductive Film)을 라미네이트한 재작업성이 향상된 2층 구조의 이방성 도전 필름에 관한 것이다.

LCD 패키징 접속재료로서 사용되는 이방성 도전필름은 열경화형 접착제 중에 도전성 미립자를 분산시켜 이형 처리한 PET 필름상에 코팅하는 방법으로 접착필름 형태로 제조한 z-축 도전성접착제 필름을 의미하며, X-Y 평면방향으로는 절연성을 지닌다. 이러한 이방성 도전필름은 지난 10년간 일본의 히다찌 화성사 (일본특허공개 5-21094, 5-226020, 7-3026666 등) 및 소니케미칼사 (일본특허공개 7-211374, 9-199206, 9-115335 등) 등에 의해 많은 연구 및 상품화가 진행되어 오고 있으나 아직까지 LCD 공정상 많은 개선이 요구되고 있다.

그러나, 점점 미세피치화가 진행됨에 따라 첨가하는 도전 입자수가 증가하게 되었으며 절연성 향상 및 원가절감을 위하여 도전입자를 함유하지 않은 NCF (Non-Conductive Film, 이하 NCF) 층을 새로이 만들어 기존의 도전입자를 포함하는 ACF (ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM, 이하 ACF)층에 라미네이팅 한 복층 구조의 ACF상품이 개발되어 왔다. 또한, 미세피치화에 따라 범프 면적이 작아지게 되고 접합 공정시 IC Chip과 ITO Glass 간에 패턴이 맞지 않아서 생기는 불량이 많아지게 된다. 특히 최근에는 액정 패널이 점점 두께가 얇아지고 있는 경향을 보임에 따라 액정 패널의 단가가 올라가고 있으며 이러한 ACF의 재작업성이 중요한 물성 중에 하나로 대두되고 있다.

따라서, 액정 패널을 재활용하기 위해서는 ACF를 제거하여야 하는데, 종래에는 액정 패널이나 기판에 부착되어 있는 드라이브 IC를 인위적인 힘을 가하여 제거한 후 드라이브 IC가 부착되어 있던 기판이나 패널에 세척제를 도포한 후 기판이나 패널에 남아있는 ACF를 금속성의 칼 같은 종류의 날카로운 도구나 작업중인 기판과 동일한 재질의 기판(PCB)을 잘라서 ACF를 긁어내어 제거하였다. 이러한 방법은 액정 패널과 기판에 긁힘 (Scractch)이 발생하여 제품에 손상을 가하게 되어 재생의 어려움이 많았다.

또한 상기한 물리적인 제거방법 이외에 화학약품을 이용하여 ACF를 제거하는 방법이 개시되어 있으나, 화학 약품의 취급에 따른 위험 요소가 많으며, 특히 화학 약품이 다른 영역으로 침투하여 손상시키는 새로운 문제점을 유발시키게 되며, 특히 에폭시계 Binder의 경우에 효율적으로 제거하는 방법을 찾지 못한 상황이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은 기판이나, 패널로부터 효율적으로 제거되어 재작업성이 향상된 2층 구조의 이방성 도전 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 양상은 도전성 입자와 열방성 액정고분자를 포함하는 이방 전도성 필름층과 비전도성 필름층(Non-Conductive Film)을 라미네이트한 것을 특징으로 하는 2층 구조의 이방성 도전 필름에 관한 것이다.

본 발명에 따른 복층구조의 이방성 도전 필름에 의하면, 열방성 액정고분자를 에폭시계 바인더에 첨가한 이방 전도성 필름층과 비전도성 필름층(Non-Conductive Film)을 라미네이트 함으로써 재작업성 (액정패널에서 ACF를 제거하는 공정) 이 향상된 이방성 도전 필름을 제공할 수 있다.

이하에서 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 이방성 도전필름의 모식적 단면도이다. 도 1을 참조 하면, 본 발명에 의한 2층 구조의 이방성 도전 필름은 도전성 입자(2)와 열방성 액정고분자(3)를 포함하는 이방 전도성 필름층(4)과 비전도성 필름층(Non-Conductive Film)(5)을 라미네이트한 것을 특징으로 한다.

이방전도성 필름층 ( ACF 층)

본 발명의 이방전도성 필름층(4)이 열경화성 에폭시기 수지 성분을 함유하는 접착제 성분(1), 도전성 입자(2) 및 열방성 액정고분자(3)를 포함할 수 있다.

상기 접착제 성분(1)은 열경화성 에폭시기 수지 및 잠재성 경화제를 포함할 수 있다.

상기 열방성 액정고분자의 융점이 200~280℃이고, 그 함량이 1~40중량%인 것이 바람직하다.

상기 열경화성 에폭시기 수지로는 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노블락형 에폭시수지를 예로서 들 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.

상기 잠재성경화제는 상온에서 반응을 일으키지 않고 경화온도에서의 가열가압에 의해 경화반응을 일으키는 경화제로 이미다졸, 아민 등의 상기 경화제 성분을 마이크로 캡슐화한 것으로 시판품을 사용한다.

본 발명에 사용되는 도전성 입자(2)는 고분자에 니켈, 금, 백금 등으로 도금된 입자를 사용하거나, 니켈, 금, 백금, 동 등의 금속입자를 그 크기는 1~8㎛를 사 용하고 바람직하게는 2~5㎛ 크기의 입자를 사용한다. 그 크기가 1㎛ 미만인 경우에는 2차 응집에 의해 접속 불균일이나 패턴간의 쇼트가 문제가 되며 크기가 8㎛ 초과인 경우에는 미세피치에서 단락이 되거나 필름 평활성이 문제가 된다.

본 발명의 열방성 액정고분자(3)는 용융상태에서 액정을 나타내는 고분자로 액정폴리에스테르, 방향족 아조 메탄 등 주쇄에 메조젠을 갖고 있는 것을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 열방성 액정고분자는 용융온도가 200~280^oC 이며 바람직하게는 220~260^oC 인 열방성 액정고분자를 사용한다. 용융온도가 200^oC 보다 아래이면 일반적인 ACF의 본딩 온도에도 열방성 액정고분자의 점도가 급격히 하락하여 본딩 공정이 제대로 이루어 지지 않으며, 280^oC 이상에서는 재작업 과정에서 액정 패널의 열화현상을 일으킬 수 있다.

상기 이방성 도전 필름이 열경화성 에폭시기 수지 20~90중량%, 바람직하게는 30~60중량%, 잠재성 경화제 1~40중량%, 바람직하게는 5 내지 20중량%, 도전성 입자 1~30중량%, 바람직하게는 2~10 중량% 및, 열방성 액정 고분자 1~40중량%, 바람직하게는 5~30 중량%를 포함할 수 있다.

열경화성 에폭시 수지가 20중량% 미만일 경우에는 경화제의 과량으로 접착력에 문제가 있고, 90중량%초과이면 미반응성 물질의 잔존으로 경화가 완벽히 일어나 지 않는 문제가 있다.

도전성입자가 1 중량% 미만일 경우에는 회로의 전기적 도통 성질이 떨어지고 30 중량% 초과일 때에는 합선이 될 수 있다.

열방성 액정고분자 물질이 1 중량% 미만일 때에는 승온시에 흐름성 효과가 무시되며, 40 중량부를 초과할 시에는 바인더의 기본 특성을 너무 많이 변화시키므로 예상치 못한 문제를 발생할 수 있다.

본 발명에 의한 이방성 도전 필름은 필름형성수지로서 열가소성 수지를 0 내지 60중량%, 바람직하게는 10~30중량% 추가로 포함할 수 있다.

상기 열가소성 수지로는 폴리에스테르 수지, 비닐 수지, 아크릴 수지, 폴리올레핀 수지, PVA 수지, 폴리카보네이트 수지, 셀룰로스 수지, 케톤 수지, 스티렌 수지 등을 예로 들 수 있고, 이들을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 접착제 성분으로는 계면활성제, 커플링제 등의 첨가제를 배합할 수 있다. 또한, 분산성 및 필름 형성을 돕는 각종 첨가제를 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 극성용매로는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트 등의 에스테르계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 이소부틸케톤, 사이클로핵사논 등의 케톤계 용매, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올계 용매 등을 사용하고 비극성 용매로는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 등을 사용한다.

본 발명에서 에폭시계 바인더에 결정성을 갖는 열방성 액정고분자를 포함시켜 ACF를 제조한다. 이와 같이 제조된 ACF는 본딩 후 ACF를 제거할 경우에, 패턴의 불일치로 인하여, 열을 가해줌으로써 액정고분자의 유동성을 향상시켜서 ACF를 용이하게 제거할 수 있도록 한다. 열방성 액정 고분자는 용융점 이상으로 가열하였을 경우에 일반적인 열가소성 수지에 비하여 용융점도가 낮아 흐름성을 좋게 만들므로 ACF 제거를 용이하게 한다.

비전도성 필름층( Non - Conductive Film )

비전도성 필름층(5)은 도전성 입자를 포함하지 않는 층으로서, 열경화성 에폭시기 수지성분 및 경화제를 포함할 수 있다.

상기 열경화성 에폭시기 수지성분 및 경화제는 앞에서 상술된 이방전도성 필름층에 사용된 것을 이용할 수 있다,

상기 비전도성 필름층이 열경화성 에폭시기 수지 20~90중량%, 바람직하게는 30~60중량%, 경화제 10~80중량%, 바람직하게는 40 내지 70중량%를 포함할 수 있다.

상기 비전도성 필름층이 필름형성수지로서 열가소성 수지를 0 내지 60중량%, 바람직하게는 10~30중량% 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 접착제 성분으로는 계면활성제, 커플링제 등의 첨가제를 배합할 수 있다. 또한, 분산성 및 필름 형성을 돕는 각종 첨가제를 사용할 수 있다.

상기와 같이 제조된 2층 구조의 이방성 도전필름을 30㎛ 피치인 IC Chip과 액정 표시장치의 유리기판상에 설계된 ITO 패턴이 서로 접속하는 사이에 서로 겹치도록 넣어 200^oC에서 가열 압착시켜 제조한다. 이를 다시 분리시키기 위하여 250^oC로 승온시켜 열방성 액정고분자를 용융시켜 흐름성을 증가하여 IC Chip과 ITO glass 사이에 있는 ACF를 제거하며 이 때 걸리는 시간을 측정하여 재작업성 평가를 수행하였다.

이하 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다.

실시예1

NCF (5) 층은 東都化成 제품의 페녹시 수지YP-50을 45g, 셀화학 제품의 에폭시 수지 에비코트 630을 45g, 잠재성 경화제로는 HX3741 10g을 혼합하여 제조하였다.

ACF (4) 층은 東都化成 제품의 페녹시 수지YP-50을 42.5g, 셀화학 제품의 에폭시 수지 에비코트 630을 42.5g, 잠재성 경화제로는 HX3741 10g을 혼합하고 열방성 액정고분자 5g을 혼합 후 혼합된 수지와 동량의 톨루엔에 용해시켜 절연성 접착제를 제조한 후 4㎛ 크기의 금 도금된 도전 입자 8g을 분산시켜 25㎛ 두께의 이방성 도전 필름을 제조하였다. 상기 열방성 액정고분자는 미쯔비시카세이의 E310을 사용하였다. 제조된 이방성 도전필름을 30㎛ 피치인 IC Chip과 액정 표시장치의 유리기판상에 설계된 ITO 패턴이 서로 접속하는 사이에 서로 겹치도록 넣어 200℃, 50 MPa로 6초간 10set를 가열 압착하였다.

재작업성 평가 ( ACF 를 제거하는 데에 걸리는 소요 시간 측정)

위와 같이 제조된 액정판넬을 본딩기에서 다시 250℃, 50 MPa로 3초간 가압한 후 액정 판넬에 스크레치가 나지 않는 연성 재질로 제작된 나이프를 사용하여 제거하는 데에 걸리는 시간을 측정하였다.

실시예 2

하기 표1에 나타난 바와 같이 ACF층의 페녹시 수지YP-50을 40g, 셀화학 제품의 에폭시 수지 에비코트 630을 40g, 잠재성 경화제로는 HX3741 10g을 혼합하고 열방성 액정고분자 10g을 혼합 후 혼합된 수지와 동량의 톨루엔에 용해시켜 절연성 접착제를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 샘플을 제조하였다

실시예 3

하기 표1에 나타난 바와 같이 ACF층의 페녹시 수지YP-50 35g, 셀화학 제품의 에폭시 수지 에비코트 630 35g, 잠재성 경화제로는 HX3741 10g을 혼합하고 열방성 액정고분자 20g을 혼합 후 혼합된 수지와 동량의 톨루엔에 용해시켜 절연성 접착제를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 샘플을 제조하였다.

실시예 4

하기 표1에 나타난 바와 같이 ACF층의 페녹시 수지 YP-50 30g, 셀화학 제품의 에폭시 수지 에비코트 630 30g, 잠재성 경화제로는 HX3741 10g을 혼합하고 열방성 액정고분자 30g을 혼합 후 혼합된 수지와 동량의 톨루엔에 용해시켜 절연성 접착제를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 샘플을 제조하였다

　비교예

하기 표1에 나타난 바와 같이 ACF층의 페녹시 수지YP-50 45g, 셀화학 제품의 에폭시 수지 에비코트 630 45g, 잠재성 경화제로는 HX3741 10g을 혼합 후 혼합된 수지와 동량의 톨루엔에 용해시켜 절연성 접착제를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 샘플을 제조하였다.

하기 표 1에는 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 사용된 성분의 함량 및 ACF 제거시간을 측정하여 나타내었다.

실시예 1 내지 4 에 나타난 ACF 제거 소요 시간은 ACF를 250℃에서 2초간 본딩 후 유동성을 증가시켜 ACF를 제거하는 데에 소요되는 시간을 나타내며, 비교예 1에서 제시된 소요 시간은 액정 판넬을 알코올계 솔벤트를 사용하여 제거하는 시간을 나타낸다.

표 1을 참조하면, 열방성 액정고분자를 함유한 ACF 제거 시 소요시간이 비교예 1에 비하여 압도적으로 적게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 이러한 경향은 특히 열방성 액정고분자가 10% 이상 포함되어 있는 경우에 현저히 시간이 단축되었지만, 열방성 액정고분자를 과량 첨가한 경우에는 ACF의 물성을 변화시킬 수 있다. 따라서 다른 특성을 고려하여 볼 때 실시예 2의 결과가 다른 물성은 유지하면서도 제거 시간은 획기적으로 단축되는 최상의 결과를 보여 주었다.

도 1은 본 발명에 의한 이방성 도전필름의 모식적 단면도이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

(1) 접착제 성분, (2) 도전성 입자,

(3) 바인더 내에 있는 열방성 액정고분자

(4) ACF층, (5) NCF층

Claims (9)

1. 도전성 입자와 열방성 액정고분자를 포함하는 이방 전도성 필름층과 비전도성 필름층(Non-Conductive Film)을 라미네이트한 것을 특징으로 하는 2층 구조의 이방성 도전 필름.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비전도성 필름층이 열경화성 에폭시기 수지성분 및 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 2층 구조의 이방성 도전 필름.
3. 제 1항에 있어서, 상기 이방전도성 필름층이 열경화성 에폭시기 수지 성분을 함유하는 접착제 성분, 도전성 입자 및 열방성 액정고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 2층 구조의 이방성 도전 필름.
4. 제 1항에 있어서, 상기 열방성 액정고분자의 융점이 200~280℃인 것을 특징으로 하는 2층 구조의 이방성 도전 필름.
5. 제 1항에 있어서, 상기 열방성 액정고분자의 함량이 1~40중량%인 것을 특징으로 하는 2층 구조의 이방성 도전 필름.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 접착제 성분이 열경화성 에폭시기 수지 및 잠재성 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 2층 구조의 이방성 도전 필름.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 이방성 도전 필름이

   상기 열경화성 에폭시기 수지 20~90중량%

   상기 잠재성 경화제 1~40중량%

   상기 도전성 입자 1~30중량% 및,

   상기 열방성 액정 고분자 1~40중량%

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 2층 구조의 이방성 도전 필름.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 이방성 도전 필름이 필름형성수지로서 열가소성 수지를 0 내지 60중량% 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 입자의 크기가 1~8㎛인 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.

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