KR950004575B1 - Anistropic and electro-conductive adhesives - Google Patents
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Abstract
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Description
본 발명은 이방 도전성 접착제 조성물에 관한 것이며, 보다 특별하게는, 한 쌍의 단자 전극을 두개의 회로 기판상에, 아니면 하나는 회로 기판에, 다른 하나는 전자 소자 상에 두개의 회로기판이나 회로기판과 전자 소자 사이에 삽입시키고 그 다음 가압가열하여 그들의 동시 접착 결합으로 전기 접속시키는 이방 도전성 접착 조성물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an anisotropic conductive adhesive composition, and more particularly, to a pair of terminal electrodes on two circuit boards, one on a circuit board, and the other on an electronic device. And an anisotropic conductive adhesive composition which is inserted between the electronic device and then pressurized and electrically connected to their simultaneous adhesive bond.
도전성 과립상 또는 섬유상 물질이 분산 혼합된 절연 접착제 조성물이 도전성을 나타낸다는 것이 공지이다. 또한, 이러한 종류의 이방 도전성 접착제 조성물이 집적 회로, 각종 표시 장치 및 그외 전자 소자를 전자 소자 구동용 회로 기판과 접속시키기 위해 사용되고 있는 것도 공지이다. 각종 도전성 과립상 및 섬유상 물질이 공지되어 있고, 일본국 특허 공보 제58-56996호의 금, 은, 니켈, 알루미늄, 철 등의 금속 입자들, 일본국 특허 출원 공개 제51-135938호의 그 표면에 귀금속 등의 도금층을 가진 금속 또는 플래스틱 입자들, 일본국 특허 공보 제60-52187호의 카아본 블랙, 일본국 특허 공보 제61-9342호의 그래파아트 파우더, 일본국 특허 공보 제59-64685호의 카아본 섬유 또는 세라믹 등은 포함한 종래 기술의 이방 도전성 접착제 조성물의 성분으로서 사용되고 있다.It is known that the insulating adhesive composition in which the conductive granular or fibrous material is dispersed and mixed shows conductivity. Moreover, it is also known that this kind of anisotropic conductive adhesive composition is used for connecting an integrated circuit, various display apparatuses, and other electronic elements with the circuit board for electronic element drive. Various conductive granular and fibrous materials are known, and metal particles of gold, silver, nickel, aluminum, iron, etc. of Japanese Patent Publication No. 58-56996, precious metals on the surface of Japanese Patent Application Publication No. 51-135938 Metal or plastic particles having a plating layer of the back, carbon black of Japanese Patent Publication No. 60-52187, grapha art powder of Japanese Patent Publication No. 61-9342, and carbon fiber of Japanese Patent Publication No. 59-64685 Or ceramics are used as a component of the anisotropically conductive adhesive composition of the prior art containing.
그러나, 이들 공지된 도전성 과립상 및 섬유상 물질들은 각각 그 자신의 단점 및 문제점을 가지고 있다. 예를들면, 금속 입자들은 화학적으로 불안정하여 시간 경과에 따른 내 접촉성의 증가가 필연적이어서 입자를 싸고 있는 절연 접착 수지와의 경계부 또는 결합된 기판과 접착제 사이의 인터페이스를 따라 투과하는 습윤 또는 오염 대기와 접하기 때문에 산화 또는 황화에 의해 결국 장기 사용시 회로 단로를 유도한다. 귀금속으로 도금된 과립상 물질들은 상술된 결점들이 전혀없는 화학적으로 안정되긴 하나, 고가이므로 산업상 실용적이지 못하다. 카아본 블랙, 카아본 섬유, 그래파아트 파우더 및 세라믹 파우더도 화학적으로 안정하다. 그러나, 3mm이하의 극히 미세한 입경을 가진 카아본 블랙 입자를 통해 한 쌍의 전극들 사이에 전기 접속을 이룰수 있다. 카아본 섬유는 5내지 15μm의 충분히 작은 직경에도 불구하고 인접 전극들 사이의 브리지까지의 길이를 갖는 섬유들에 의한 누출에 기인하여 0.6mm이하의 전극단자들을 지지하는 회로 기판들을 접속하는 도전성 접착 조성물 내의 분산상으로서 사용될 수 없다. 그래파아트 입자들은 300 내지 1000kg/cm2의 저 압축 강도때문에 본딩 작업 도중 가열이나 압축력의 영향에 의해 아주 부서져 버리는 부서짐성(brittleness)에 기인하여 도전성 물질로서 사용하는 데는 부적당하다.However, these known conductive granular and fibrous materials each have their own disadvantages and problems. For example, metal particles are chemically unstable and inevitably increase in contact resistance over time, with a wet or contaminated atmosphere that penetrates along the interface with the insulating adhesive resin surrounding the particle or the interface between the bonded substrate and the adhesive. Oxidation or sulfidation eventually leads to circuit disconnection in long-term use. Granular materials plated with precious metals are chemically stable without any of the above-mentioned drawbacks, but are expensive and are not industrially practical. Carbon black, carbon fiber, graphaart powder and ceramic powder are also chemically stable. However, it is possible to make an electrical connection between a pair of electrodes through carbon black particles having an extremely fine particle diameter of 3 mm or less. Carbon fibers have a conductive adhesive composition that connects circuit boards supporting electrode terminals of 0.6 mm or less due to leakage by fibers having a length to the bridge between adjacent electrodes despite a sufficiently small diameter of 5 to 15 μm. It can not be used as a dispersed phase in the. Graphaart particles are unsuitable for use as conductive materials due to their low compressive strength of 300 to 1000 kg / cm 2 due to brittleness that breaks down greatly during the bonding operation under the influence of heating or compressive forces.
무기 유리, 알루미나 등의 세라믹 미립자 또는 금속 파우더, 또는 플래스틱의 입자들 상에 귀금속의 도금층을 입혀 제조된 도전성 과립상 물질들은 그 입자들이 혼합 또는 접착 본딩 작업 도중에 받게되는 역학적응력에 의해 도금층의 박리 또는 입자의 부서짐 및 도금층에서 흔히 발견되는 구멍등의 여러 가지 결점을 가져 결국은 인접 단자들 간의 전기 접속에 고장 또는 단로를 유도한다.Electroconductive granular materials prepared by coating a ceramic metal or metal powder such as inorganic glass, alumina, or the like with a plating layer of a noble metal on the particles of the plastic are separated from the plating layer by the mechanical stress that the particles are subjected to during mixing or adhesive bonding. It has several drawbacks, such as breakage of particles and holes commonly found in plating layers, which eventually leads to failure or disconnection of the electrical connections between adjacent terminals.
화학적으로 안정하다 해도, 세라믹 파우더들은 또한 10-2Ωcm이상의 높은 비저항과 접착제로 결합되어 뿌옇게 되는, 투명전극과 같은, 기판의 표면에 대한 연마성과 함께 자 전기전도도를 포함한 결점들을 제거할 수 없다.Although chemically stable, ceramic powders also cannot eliminate defects, including magnetoelectric conductivity, with abrasiveness on the surface of the substrate, such as transparent electrodes, which are combined with a high resistivity of 10 −2 Ωcm and combined with adhesive.
종래 기술에 사용된 도전성 입자들의 구성은 다양화되어 있고 둥근입자, 과립형 입자, 모수석상 입자, 눈송이형 입자, 바늘모양 입자, 다각형 입자, 스펀지형 입자, 불규칙하게 성형된 입자등의 많은 종류를 포함한다. 그러나, 이들 여러 종류 중, 등방성 구조를 가진 것들이 접촉 안정성 및 차단(screening)의 용이성을 고려할때 바람직하며 입경 분포가 균일한 것을 얻을수 있으며, 보다 특별하게는, 둥근 입자들이 필름 두께와 입경의 관계를 추가 고려하면 가장 적합하다. 크게 바람직하다고는 해도, 시장성 있는 둥근 입자의 도전성 파우더는 은, 구리, 구리-주석 합금, 땜납 합금 등의 금속 분말과 에폭시 수지와 폴리스티렌 수지를 포함한 플래스틱, 알루미나 및 무기 유리등의 비 도전성 물질의 금속 도금 입자들로 제한된다. 이들도전성의 둥근입자들은 상술한 바와 같이 화학적 및 기계적 불안정성이 수반되어 불량 전기 접속이 일어난다.The composition of the conductive particles used in the prior art is diversified and includes many kinds of round particles, granular particles, dendritic particles, snowflake particles, needle-shaped particles, polygonal particles, sponge particles, irregularly shaped particles, and the like. Include. However, of these various types, those having an isotropic structure are preferable considering the contact stability and the ease of screening, and a uniform particle size distribution can be obtained. More specifically, the round particles have a relationship between the film thickness and the particle diameter. Additional considerations are most appropriate. Although highly preferred, the marketable round particle conductive powder is a metal powder such as silver, copper, a copper-tin alloy, a solder alloy, and a metal of a non-conductive material such as plastic, alumina, and inorganic glass including epoxy resin and polystyrene resin. Limited to plated particles. These conductive round particles are accompanied by chemical and mechanical instability as described above, resulting in poor electrical connection.
또한, 접착제 수지에 분말을 영구접착시키므로 절연 접착수지의 매트릭스에 도전성이 부여된 균일하게 분산된 상으로서 금속이나 세라믹 파우더를 함유한 도전성 접착제 조성물을 얻기는 어려우며 결론적으로 상대적으로 비중이 큰 매트릭스 내의 입자분포가 불균일해진다. 특히, 전극 단자들의 배열 피치를 0.4mm이하로 할때, 전기 접속 고장 또는 누전의 문제점이 때때로 발생한다.In addition, since the powder is permanently bonded to the adhesive resin, it is difficult to obtain a conductive adhesive composition containing a metal or ceramic powder as a uniformly dispersed phase in which conductivity is imparted to the matrix of the insulating adhesive resin. The distribution becomes uneven. In particular, when the arrangement pitch of the electrode terminals is 0.4 mm or less, a problem of an electrical connection failure or a short circuit sometimes occurs.
상술된 바와 같이 종래 기술의 도전성 접착제 조성물의 각종 문제점들에 있어서, 본 발명은 종래 기술의 상기 문제점 및 결점을 제거한 이방 도전성 접착제를 얻는 것을 완성시켰다. 본 발명의 이방 도전성 접착 조성물은 매트릭스로서 절연 접착수지와 구형 구조를 가진 무정형 탄소입자들로 이루어지며, 그 평균 입경은 5 내지 50μm 범위내, 비중은 1.4 내지 1.7 범위 내이고, 선형 열팽창 계수는 2×10-6내지 5×10-6/℃ 범위내이며 열경화성 플래스틱 수지의 구형 입자들의 소성 및 탄화에 의해 제조되며, 매트릭스 수지에 분산된다.As described above, with respect to various problems of the prior art conductive adhesive composition, the present invention has completed obtaining an anisotropic conductive adhesive which eliminates the above problems and drawbacks of the prior art. The anisotropic conductive adhesive composition of the present invention is composed of amorphous carbon particles having an insulating adhesive resin and a spherical structure as a matrix, the average particle diameter is in the range of 5 to 50μm, specific gravity is in the range of 1.4 to 1.7, the linear coefficient of thermal expansion is 2 It is in the range of x 10 -6 to 5 x 10 -6 / ° C. and is prepared by firing and carbonizing spherical particles of thermosetting plastic resin and dispersed in a matrix resin.
절연 접착 수지는 경화에 전에는 0.8이상의 비중을 가진다.The insulating adhesive resin has a specific gravity of 0.8 or more before curing.
본 발명은 상기 문제점들이 제기된 이방 도전성 접착제 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물은 절연 접착제 수지와 구형 구조를 가진 무정형 탄소입자들로 이루어지며, 그 입자의 평균 직경은 5 내지 50μm 범위내, 비중은 1.4 내지 1.7 범위내, 선형 열 팽창 계수는 2×10-6내지 5×10-6/℃ 범위 내이고, 열 경화성 플래스틱(가소)수지의 구형 입자들의 소성 및 탄화에 의해 제조되며, 절연 접착성 수지에 배합 및 분산된다.The present invention relates to an anisotropic conductive adhesive composition that addresses the above problems. The anisotropic conductive adhesive composition of the present invention consists of amorphous carbon particles having an insulating adhesive resin and a spherical structure, the average diameter of the particles in the range of 5 to 50μm, specific gravity in the range of 1.4 to 1.7, linear coefficient of thermal expansion is 2 It is in the range of x10 -6 to 5x10 -6 / deg. C, prepared by firing and carbonizing spherical particles of a thermosetting plastic (plastic) resin, and blended and dispersed in an insulating adhesive resin.
즉, 본 발명자들은 화학 안정성, 접착 본딩 강도 안정성 및 누전 문제가 거의 없는 전기 접속 신뢰도를 지닌 이방 도전성 접착조성물을 개발하기 위해 광범위하게 연구했다. 그 결과, 본 발명자들은 열경화성 가소 수지의 구형 입자들을 소성 및 탄화시켜 제조된 구형 입자 구성을 가진 무정형 탄소 입자들이 5내지 50μm의 작은 입자 범위, 1.4 내지 1.7의 비중, 2×10-6내지 5×10-6/℃ 범위 내의 선형 열 팽창 계수를 가지는 이러한 탄소입자들은 화학 안정성이 있고 절연 접착제 수지와 혼합하는 도중에 또는 본딩 작업중 기계적 압축력을 수용하여 부서지지 않으므로 절연 접착 수지에 배합 및 분산시켜 도전성 접착제들에 만족스럽게 사용될 수 있으며, 1.4 내지 1.7 범위내의 작은 비중에 기인하여 절연 접착 수지에 마지막까지 정착하는 문제점도 제거할수 있다는 발견에 도달하였다. 또한, 접착 본딩 강도의 양호한 내구성이 5 내지 50μm 범위내의 작은 평균 입경으로써 구형 입자구성에 기인하여 얻어질 수 있다. 본 발명자들은 상기 발견에 근거하며, 매트릭스로서 사용된 절연 접착제 수지의 종류, 도전성 입자들의 출발 물질로서 열경화성 가소 수지의 종류, 탄화 조건등에 대하여 광범위하게 연구하여 본 발명을 완성하였다.That is, the present inventors studied extensively to develop an anisotropic conductive adhesive composition having chemical stability, adhesive bonding strength stability, and electrical connection reliability with little leakage problem. As a result, the present inventors found that amorphous carbon particles having a spherical particle configuration prepared by firing and carbonizing spherical particles of a thermosetting plastic resin have a small particle range of 5 to 50 μm, a specific particle range of 1.4 to 1.7, a specific gravity of 2 × 10 −6 to 5 × These carbon particles with a linear coefficient of thermal expansion in the range of 10 -6 / ° C are chemically stable and do not break up during mechanical mixing or during bonding to the insulating adhesive resin. It has been found that it can be used satisfactorily, and also eliminates the problem of fixing to the insulating adhesive resin to the end due to a small specific gravity in the range of 1.4 to 1.7. In addition, good durability of the adhesive bonding strength can be obtained due to the spherical particle structure with a small average particle diameter in the range of 5 to 50 µm. Based on the above findings, the present inventors have extensively studied the type of insulating adhesive resin used as the matrix, the type of thermosetting plastic resin as the starting material of the conductive particles, the carbonization conditions and the like to complete the present invention.
본 명세서에서 "평균 입경"은 액상 침전법에 따른 정착하에 입자들을 함유하는 분산에 광투과법이 응용되는 입경 측정기구로 측정하여 얻어질 수 있는 분포 함수의 윤곽으로 부터 계산하여 간접적으로 얻은 "중간 직경"을 의미한다. 시마즈 원심침전 입자 크기 분석기(Shimadzu Centrifugal Sedimentation Particle Size Analyzer) 모델을 포함하여 이러한 기구들은 여러가지가 있다.In the present specification, the "average particle diameter" is the "medium diameter obtained indirectly by calculating from the contour of the distribution function which can be obtained by measuring with a particle size measuring instrument in which light transmission is applied to dispersion containing particles under the liquid phase precipitation method. "Means. There are several such instruments, including a Shimadzu Centrifugal Sedimentation Particle Size Analyzer model.
본 발명의 접착제 조성물의 상세한 설명은 하기에 주어진다.Detailed description of the adhesive composition of the present invention is given below.
본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물의 매트릭스 성분으로서 절연 접착 수지는 특별히 제한되지 않으며 종래 접착제들에 사용된 열경화성 또는 열가소성중 하나인 여러가지 중합체들로 부터 선택될 수 있다. 이러한 중합체의 예로는 폴리스티렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 폴리 아미드, 폴리 에스테르, 폴리비닐 부티랄, 폴리클로로프렌, SBR, 아크릴레이트 고무, 니트릴 고무, 실리콘 고무 등이 있다. 그들은 단독이나 용제, 점착제, 노화 방지제, 가소제, 가교제, 분산 보조제, 착색제, 유기 또는 무기 강화 또는 확장 충전제등을 임의로 2종류 이상 혼합한 혼합물 형태로 사용된다.The insulating adhesive resin as the matrix component of the anisotropic conductive adhesive composition of the present invention is not particularly limited and may be selected from various polymers which are either thermosetting or thermoplastic used in conventional adhesives. Examples of such polymers include polystyrene, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, polyamides, polyesters, polyvinyl butyral, polychloroprene, SBR, acrylate rubbers, nitrile rubbers, silicone rubbers and the like. They are used alone or in the form of a mixture of two or more solvents, pressure-sensitive adhesives, anti-aging agents, plasticizers, crosslinking agents, dispersion aids, colorants, organic or inorganic reinforcing or expansion fillers.
도전성 접착 수지는 도전성 입자들과 혼합된 후 본 발명의 이방 도전성 접착 조성물로서 사용되는 소망 두께를 가진 시이트 또는 필름형으로 제작된다. 도전성 필름들을 얻기 위한 시이팅 작업은 캘린더링 로울러(calendering roller), 닥터 나이프 코우터(doctor knife coater) 또는 그러뷰어 로울러(gravure roller)를 사용하는 공지된 방법 또는 스크린 인쇄법으로 실행될 수 있다.The conductive adhesive resin is produced in the form of a sheet or film having a desired thickness to be used as the anisotropic conductive adhesive composition of the present invention after being mixed with the conductive particles. The sheeting operation to obtain conductive films can be carried out by a known method or screen printing method using a calendering roller, a doctor knife coater or a graver roller.
본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물의 분산성분으로서 도전성 입자들은 구형입자 구성을 가진 무정형 탄소입자들이어야 한다. 입자들의 구형은 5μm 또는, 바람직하게는, 2μm 이내이어야 한다. 구형 입자들로된 이러한 탄소 분말은 열경화성 가소수지의 구형 입자들의 소성 및 탄화에 의해 제조된다. 이에 사용된 열경화성 가소 수지의 예로는 페놀-포름 알데히드 수지, 멜라민-포름 알데히드 수지 및 벤조구아나민-포름 알데히드 수지 등의 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지, 디알릴 프탈레이트 수지, 폴리우레탄 등이 포함된다. 그들은 중합체 물질의 가교에 의해 미리 얻은 경화체의 기계적 부서짐을 포함하여 보올을 형성하는 임의의 공지 방법들과 반응물이 표면 장력에 의해 방울 형태로 혼합할 수 없는 액체 매질에 분산 및 숙성되고 난 후 중합하여 직경 50μm 이하의 열경화성 가소 수지 구형입자들을 제공하는 인터페이스 중합법에 의해 구형 입자형으로 제조될 수 있다. 열경화성 가수 수지의 구형 입자는 다음 소성 및 탄화되어 구형입자 구조를 가진 무정형 탄소 입자들로 변환된다. 소성은 질소, 아르곤 등의 불활성 가스 분위기 중에 실행되어야 한다. 저질의 기계적 강도를 제외하고는 고도의 결정성을 가진 그래파이트화된 탄소 입자들이 2000℃이상의 과다하게 높은 온도에서 소성 제조되므로 소성온도는 800 내지 1200℃, 보다 바람직하게는 900 내지 1000℃ 범위여야 한다. 소성 시간 길이는 교반 상태와 노를 충전하는 열경화성 가소 수지량을 고려하여 설정해야 하며 수일 내지 일주일, 바람직하게는 5일 이하, 보다 바람직하게는 50시간 이내의 범위에서 선택되는 것이 통상이다.As the dispersion component of the anisotropic conductive adhesive composition of the present invention, the conductive particles should be amorphous carbon particles having a spherical particle configuration. The spherical shape of the particles should be within 5 μm or, preferably, 2 μm. These carbon powders made of spherical particles are produced by firing and carbonizing spherical particles of thermosetting plastics. Examples of the thermosetting plastic resin used therein include amino resins such as phenol-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins and benzoguanamine-formaldehyde resins, unsaturated polyesters, epoxy resins, diallyl phthalate resins, polyurethanes, and the like. do. They are polymerized by any known method of forming a bowl, including mechanical breakdown of the cured body previously obtained by crosslinking of the polymeric material, and the reactants are dispersed and aged in a liquid medium that cannot be mixed in droplet form by surface tension. It can be produced into spherical particles by the interface polymerization method to provide thermosetting plastic resin spherical particles having a diameter of 50 μm or less. The spherical particles of the thermoset hydrophilic resin are then calcined and carbonized and converted into amorphous carbon particles having a spherical particle structure. Firing should be carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon. The calcination temperature should be in the range of 800 to 1200 ° C, more preferably 900 to 1000 ° C, since graphite crystallized carbon particles having high crystallinity except for low quality mechanical strength are manufactured and fired at excessively high temperatures of 2000 ° C or higher. . The length of the firing time should be set in consideration of the stirring state and the amount of the thermosetting plastic resin filling the furnace, and is usually selected within a few days to a week, preferably 5 days or less, and more preferably within 50 hours.
소성하에 열경화성 가소 수지의 수지 입자들은 출발 수지 입자들을 기준으로 약 20% 가량의 직경 수축을 경험하는 것이 보통이다. 따라서, 출발 입자들이 스크리닝에 의한 입경 분류후 소망 구형 입자들의 직경보다 약 1.2배 더 큰 직경을 가지는 것이 중요하다. 소성 후 분말은 소성 후 가능한 2차 응집을 고려하여 입경에 대해 분류되는 것이 바람직하다.Under firing, the resin particles of the thermosetting plastic resin typically experience about 20% diameter shrinkage based on the starting resin particles. Therefore, it is important that the starting particles have a diameter about 1.2 times larger than the diameter of the desired spherical particles after particle size classification by screening. The powder after firing is preferably classified by particle size in view of possible secondary aggregation after firing.
그렇게 수득된 탄소입자들을 무정형이고 5 내지 50μm의 평균 입경을 가진 구형 입자 구성을 가진다. 그의 비중은 1.4 내지 1.7의 범위이며 그것은 1.55 내지 1.9의 비중을 갖는 그래파아트 비중보다 더 작다. 선팽창 계수는 2×10-6내지 5×10-6/℃ 범위이다.The carbon particles thus obtained are amorphous and have a spherical particle configuration with an average particle diameter of 5 to 50 μm. Its specific gravity ranges from 1.4 to 1.7 and it is smaller than graphaart specific gravity with specific gravity of 1.55 to 1.9. The coefficient of linear expansion is in the range of 2 × 10 −6 to 5 × 10 −6 / ° C.
본 발명의 이방 도전성 접착제 조성물은 그에 분산된 절연접착 수지와 구형 입자 구성을 가진 무정형 탄소 입자들을 혼합시키고 나서 공지의 시이팅법으로 시이팅하여 수득된다. 무정형 탄소 입자들과 수지의 혼합 작업은 3중 로울러밀, 호우머제나이저(homogenizer) 또는 종래 믹서를 사용하여 실행된다. 탄소 입자들의 혼합량은 절연 접착 수지의 100체적부당 0.1내지 30체적부, 바람직하게는 2 내지 15체적부 범위이어야 한다. 도전성 입자들의 양이 너무 많으면, 전기 접속의 이방성이 인접입자들의 접촉을 이끌어 평면 내의 입자들의 밀도 증가에 기인하여 파괴될 확률이 있으며, 열 전극들의 배열 피치가 0.6mm이하정도로 작을때에는, 특히 더 하다. 반대로 도전성 입자들의 양이 너무 적으면, 도전성 입자 또는 입자들이 함께 전기 접속되는 전극들 사이에 전혀 끼워지지 않아서 접속불량 또는 저항증가에 의한 전기 접속 신뢰도의 감소를 이끄는 결점이 있을 수 있다.The anisotropically conductive adhesive composition of the present invention is obtained by mixing amorphous carbon particles having a spherical particle configuration with an insulating adhesive resin dispersed therein and then sheeting by a known sheeting method. The mixing operation of the amorphous carbon particles and the resin is carried out using a triple roller mill, a homogenizer or a conventional mixer. The mixing amount of the carbon particles should be in the range of 0.1 to 30 parts by volume, preferably 2 to 15 parts by volume, per 100 parts by volume of the insulating adhesive resin. If the amount of the conductive particles is too large, there is a possibility that the anisotropy of the electrical connection leads to the contact of adjacent particles and is destroyed due to the increase of the density of the particles in the plane, especially when the arrangement pitch of the column electrodes is small, such as 0.6 mm or less. . Conversely, if the amount of the conductive particles is too small, there may be a defect that the conductive particles or particles are not sandwiched at all between the electrodes to be electrically connected together, leading to a decrease in the electrical connection reliability due to poor connection or increased resistance.
이렇게 수득된 본 발명의 이방 도전성 접착 조성물은 두 개의 회로기판들 상의 열 전극들 사이에 끼워지고 난 다음 압축력 하에 가열하여 회로 기판들의 접착 결합과 전극들의 전기 접속을 동시에 결과시키며 그것은 이방 도전성 접착제 조성물에 포함된 구형 구성을 갖는 무정형 탄소 입자들이 접착 필름 평면에 수직인 방향에서만 전기 접속을 설정하도록 제공되기 때문이다. 또한, 무정형 탄소입자들의 유별나게 작은 선 팽창계수는 접착 필름의 열 팽창의 결과로서 접착 결합 강도를 넘어서는 힘에 의한 전극 표면과 접착 필름 사이의 접착 불량을 일으키는 종래 이방 도전성 접착제 조성물에서는 피할 수 없었던 일단 결합된 전극들의 강제 박리를 피할 수 있는 효과를 가져와서 전기 접속 불량 또는 회로 선단락의 문제점이 없으며 내성 및 접착 결합 강도의 안정성이 부여된다. 또한, 본 발명의 도전성 접착제 조성물은 도전성을 주기위해 분산된 성분으로서 탄소입자들의 화학 안정성, 도전성 입자의 작은 비중에 기인한 수지 매트릭스 내의 도전성 입자 분산의 균일성 및 수지 매트릭스 내의 입자들의 감소된 정착, 도전성 입자의 구형 구성에 기인한 누전 고장 없는 접촉상태의 양호한 안정성 및 입경 조절의 용이성 등의 각종 이익을 가진다. 따라서, 본 발명의 이방 도전성 접착제의 상업적 제조는 고 생산성으로 수행될 수 있다.The anisotropic conductive adhesive composition of the present invention thus obtained is sandwiched between column electrodes on two circuit boards and then heated under compressive force to simultaneously result in adhesive bonding of the circuit boards and electrical connection of the electrodes, which is applied to the anisotropic conductive adhesive composition. This is because amorphous carbon particles having an included spherical configuration are provided to establish electrical connection only in the direction perpendicular to the adhesive film plane. In addition, the unusually small coefficient of linear expansion of amorphous carbon particles is unavoidable in conventional anisotropic conductive adhesive compositions that cause poor adhesion between the electrode surface and the adhesive film due to a force beyond the adhesive bond strength as a result of thermal expansion of the adhesive film. It has the effect of avoiding forced peeling of the bonded electrodes, so that there is no problem of poor electrical connection or short circuit and impart stability of resistance and adhesive bond strength. In addition, the conductive adhesive composition of the present invention is a chemically dispersed carbon particles as a component dispersed to give conductivity, uniformity of conductive particle dispersion in the resin matrix due to the small specific gravity of the conductive particles and reduced fixation of the particles in the resin matrix, It has various advantages, such as good stability of the electrical leakage failure-free contact state resulting from the spherical structure of electroconductive particle, and ease of particle size adjustment. Therefore, commercial production of the anisotropic conductive adhesive of the present invention can be performed with high productivity.
이하, 본 발명의 접착제 조성물은 실시예 및 비교예에 의해 보다 상세히 설명되며, 여기에서 "부"라 함은 다른 언급이 없으면 항상 "중량부"를 말한다.Hereinafter, the adhesive composition of the present invention will be described in more detail by Examples and Comparative Examples, where "parts" always refers to "parts by weight" unless stated otherwise.
실시예 1 및 비교예 1 내지 5Example 1 and Comparative Examples 1 to 5
이방 도전성 접착제 조성물이 무정형 탄소 입자 4.8체적부를 절연 접착 수지 100체적부에 가하고 호우마저나이저를 사용하여 그에 입자들을 균일하게 분산시켜 제조되었다. 무정형 탄소입자들은 구형 구조의 페놀-포름 알데히드 수지 입자들을 900℃에서 3일간 소성시켜 제조되어 평균 입경 33μm 비중 1.47 및 선팽창 계수 3×10-6/℃를 가졌다. 절연 접착 수지는 비중 0.94 및 용융 지수 6을 가진 스티렌-부타디덴-스티렌 블록 공중합체 100부로부터 연화점 145℃의 테르펜-페놀계 접합제(tackifier) 60부와 톨루엔 220부와 혼합물과 함께 제조되었다.(비중 0.97). 그렇게 수득한 접착제 조성물을 두께 50μm의 폴리테트라플루오로에틸렌수지 시이트위에 바아 코우터 펴 발라 건조된 상태로 30 m 두께를 가진 필름을 형성하였으며 이는 이방 도전성 접착제 필름으로 사용될 수 있다.An anisotropic conductive adhesive composition was prepared by adding 4.8 parts of amorphous carbon particles to 100 parts of insulating adhesive resin and uniformly dispersing the particles therein by using a heavy gas analyzer. Amorphous carbon particles were prepared by calcining spherical phenol-formaldehyde resin particles at 900 ° C. for 3 days to have an average particle size of 33 μm specific gravity of 1.47 and a linear expansion coefficient of 3 × 10 −6 / ° C. An insulating adhesive resin was prepared from 100 parts of a styrene-butadiene-styrene block copolymer having a specific gravity of 0.94 and a melt index of 6 with a mixture of 60 parts of a terpene-phenolic tackifier at a softening point of 145 ° C. and 220 parts of toluene. (Weight 0.97). The adhesive composition thus obtained was coated on a 50 μm-thick polytetrafluoroethylene resin sheet with a bar coater and dried to form a 30 m thick film, which can be used as an anisotropic conductive adhesive film.
다음 접착제 필름은 18μm 두께의 금 도금 구리 포일로 덮어씌운 25μm 두께의 폴리이미드 필름으로부터 각각 제조된 두개의 가요성 회로 기판들 사이에 삽입되었고, 그 도전성 선폭은 0.15mm이고 도전성 선들의 피치는 0.25mm이고, 이들 회로 기판들은 헤드에 실리콘 고무로 만든 쿠션패드가 부착된 가열 기구로 200℃에서 10초간 가열하고 20kg/cm2압력하에 한쪽을 가압하여 함께 결합되었다. 함께 결합된 전극들 간의 전기 저항과 인접선들 간의 절연성에 대한 측정을 결합된 채로 각각 실시하였고 -40℃ 내지 +80℃ 사이에서 열 충격 시험을 50회 반복후 결과를 표1에 도시한다.The adhesive film was then inserted between two flexible circuit boards, each made from a 25 μm thick polyimide film covered with 18 μm thick gold plated copper foil, with a conductive line width of 0.15 mm and a pitch of 0.25 mm of conductive lines. These circuit boards were joined together by heating the apparatus with a cushion pad made of silicone rubber on the head for 10 seconds at 200 ° C. and pressing one side under 20 kg / cm 2 pressure. Measurements of the electrical resistance between the electrodes bonded together and the insulation between adjacent lines were performed, respectively, and the results are shown in Table 1 after 50 repeated thermal shock tests between -40 ° C and + 80 ° C.
비료를 위해, 도전성 접착제 조성물들은 상기에서 사용된 무정형 구형 탄소입자들의 도전성 분말 대신 비중 8.85 및 선 팽창 계수 1.33×10-5/℃를 갖는 니켈분말(비교예 1), 비중 1.9 및 선 팽창 계수 4.5×10-5/℃의 금 도금 구형 에폭시 수지 입자들(비교예 2), 비중 3.1 및 선 팽창 계수 4.8×10-6/℃의 불규칙한 입자 구성의 실리콘 카아바이드 입자들(비교예 3), 비중 1.78 및 선 팽창 계수 5×10-6/℃의 극미하게 쵸핑(chopping)된 탄소 섬유들(비교예 4), 또는 비중 1.75 및 선 팽창 계수 4×10-6/℃의 과립의 그래파이트 입자들(비교예 5)을 도전성 분산물질로서 사용하는 것을 제외하면 상기와 동일한 처방으로 각각 제조되었다. 이들 도전성 입자는 26μm 및 37μm의 그물 구멍을 갖는 두체를 사용한 수지와 혼합전에 스크리닝되었다. 도전성 접착 필름들은 실시예 1과 유사한 공정으로 제조되며 저항 측정도 실시예 1과 동일한 방식으로 실시되어 표1에 결과를 도시한다.For fertilizers, conductive adhesive compositions may be used instead of the conductive powders of the amorphous spherical carbon particles used above, nickel powder having a specific gravity of 8.85 and a linear expansion coefficient of 1.33 × 10 −5 / ° C. (Comparative Example 1), specific gravity 1.9 and linear expansion coefficient of 4.5 Gold plated spherical epoxy resin particles (Comparative Example 2) of 10 × 5 −5 / ° C., specific gravity 3.1 and silicon carbide particles of irregular particle composition of Comparative Line Expansion Coefficient of 4.8 × 10 −6 / ° C. (Comparative Example 3), specific gravity Slightly chopped carbon fibers (Comparative Example 4) of 1.78 and a linear expansion coefficient of 5 × 10 −6 / ° C., or graphite particles of granules having a specific gravity of 1.75 and a linear expansion coefficient of 4 × 10 −6 / ° C. Except that Comparative Example 5) was used as the conductive dispersion, each was prepared in the same formulation as above. These electroconductive particles were screened before mixing with resin using the head which has a net hole of 26 micrometers and 37 micrometers. The conductive adhesive films were prepared in a similar process to Example 1 and the resistance measurement was also performed in the same manner as in Example 1 to show the results in Table 1.
실시예 2 및 비교예 6 내지 10Example 2 and Comparative Examples 6 to 10
이방 도전성 접착제 필름은 톨루엔 및 메틸 에틸 케톤의 용제 혼합물에 고체 30중량%를 포함한 폴리클로로프렌계 접착제 50부, 약 20,000의 평균 분자량과 137℃의 융점을 가진 열가소성 폴리에스테르 수지 75부 및 톨루엔 200부를 실시예 1 및 비교예 1 내지 5에 사용된 것과 동일한 도전성 분말 중 1종과 혼합시켜 제조된 절연 접착제로부터 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다. 그렇게 제조된 이방 도전성 접착제 필름은 스크린 인쇄에 의해 선폭 0.2mm 및 피치 0.4mm의 은-탄소로 된 도전성 선 전극들의 패턴이 형성된 25μm 두께의 폴리 에스테르 필름과 그 폴리 에스테르 필름 상에 동일한 선 패턴으로 저항 30Ω/
[표 1]TABLE 1
*특별한 누출없이도 183Ω의 초기 저항으로 저질 분산* Distributes low quality with 183Ω initial resistance without special leaks
[표 2]TABLE 2
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019890010105A KR950004575B1 (en) | 1989-07-15 | 1989-07-15 | Anistropic and electro-conductive adhesives |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019890010105A KR950004575B1 (en) | 1989-07-15 | 1989-07-15 | Anistropic and electro-conductive adhesives |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR910003055A KR910003055A (en) | 1991-02-26 |
| KR950004575B1 true KR950004575B1 (en) | 1995-05-02 |
Family
ID=19288151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019890010105A KR950004575B1 (en) | 1989-07-15 | 1989-07-15 | Anistropic and electro-conductive adhesives |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR950004575B1 (en) |
-
1989
- 1989-07-15 KR KR1019890010105A patent/KR950004575B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910003055A (en) | 1991-02-26 |
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