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KR100835818B1 - 이방 도전성 필름 조성물 및 그로부터 제조되는 이방도전성 필름 - Google Patents

이방 도전성 필름 조성물 및 그로부터 제조되는 이방도전성 필름 Download PDF

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KR100835818B1
KR100835818B1 KR1020060134925A KR20060134925A KR100835818B1 KR 100835818 B1 KR100835818 B1 KR 100835818B1 KR 1020060134925 A KR1020060134925 A KR 1020060134925A KR 20060134925 A KR20060134925 A KR 20060134925A KR 100835818 B1 KR100835818 B1 KR 100835818B1
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KR
South Korea
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conductive film
anisotropic conductive
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resin
radical initiator
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윤강배
박경수
신경훈
남궁현희
김동윤
전병환
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제일모직주식회사
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Abstract

본 발명은 가교성 고무 수지, 라디칼 중합성 물질, 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시디카르보네이트 및 퍼옥시에스테르로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상의 제 1 라디칼 개시제, 퍼옥시케탈 및 디알킬퍼옥사이드 중 하나 이상의 제 2 라디칼 개시제 및 도전성 입자를 포함하는 것을 특징으로 이방 도전성 필름 조성물 및 그로부터 제조되는 이방 도전성 필름에 관한 것으로, 본 발명의 이방 도전성 필름 조성물은 가교성 고무 수지와 복합 경화 반응을 발현하는 라디칼 개시제 조합을 포함하므로, 본 발명의 이방 도전성 필름은 장기 신뢰성이 뛰어난 이점을 갖는다.
이방 도전성 필름, 가교성 고무 수지, 라디칼 중합성 수지, 라디칼 개시제, 반감기

Description

이방 도전성 필름 조성물 및 그로부터 제조되는 이방 도전성 필름{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM COMPOSITION AND ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM PREPARED THEREFROM}
본 발명은 이방 도전성 필름 조성물 및 그로부터 제조되는 이방 도전성 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가교성 고무 수지와 복합 경화 반응을 발현하는 라디칼 개시제 조합을 포함하여, 장기 신뢰성이 향상된 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물 및 그로부터 제조되는 이방 도전성 필름에 관한 것이다.
이방성 도전성 필름(ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM, 이하 "ACF"라 한다)은 도전성에 대하여 이방성을 나타내는 필름으로서, 필름의 x-y 평면상으로는 절연성이 유지되는 반면에, z축으로는 도전성을 나타내는 것이다. 이방 도전성 필름은 일반적으로 절연성 접착제에 금속 입자 또는 금속으로 코팅된 고분자 입자 등의 도전성 입자를 분산시켜 제조된다. 이러한 이방 도전성 필름을 접속시키고자 하는 회로 사이에 위치시킨 후 열압착시키면, 상하의 회로 단자들 사이는 도전성 입자가 접촉하여 전기적으로 접속되고, 좌우의 인접 회로간 공간에는 절연성 접착 수지가 충진되어 높은 절연성을 부여하게 된다.
최근 디스플레이 장치의 대형화 및 박형화 추세에 따라서 전극 및 회로들 간의 피치 또한 점차 미세화되고 있다. 이러한 미세 회로 단자들을 접속하기 위한 배선 기구 중의 하나로서 이방 도전성 필름은 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 그 결과 이방 도전성 필름은 칩 온 글래스(Chip On Glass) 실장이나 칩 온 필름(Chip On Film) 실장 등의 접속 재료로서 각광 받고 있다.
기존의 이방 도전성 필름으로는 필름 형성에 매트릭스 역할을 하는 바인더 수지부에 에폭시계 또는 페놀계 수지와 경화제로 이루어진 경화부를 혼합시킨 에폭시 타입, 및 바인더 수지부에 (메타)아크릴계 올리고머와 모노머 및 라디칼 개시제로 이루어진 경화부를 혼합시킨 (메타)아크릴레이트 타입이 있다.
그러나, 이러한 기존의 이방 도전성 필름의 바인더부로는 주로 낮은 유리전이온도의 고분자 수지가 사용되므로, 바인더부는 필름 형성제로서의 역할만을 수행하고 초기 접착력 내지는 접속 신뢰성에 크게 기여하지 못할 뿐만 아니라, 접속 구조 내에 수축과 팽창이 반복되어 장기 접속 및 접착 신뢰성을 보장할 수 없는 한계를 가진다.
기존의 에폭시 타입 이방 도전성 필름은 점착성이 없어서 접속층에 가고정 하기가 어려워 작업성이 불량하고, 반응 온도가 매우 높아서 공정 컨트롤 및 접속 장치의 유지 보수가 어려운 단점이 있으며, 장기 신뢰성이 미흡한 문제가 있다.
또한 (메타)아크릴레이트 타입 이방 도전성 필름은, 도전성 입자와 회로 간 접촉을 보장해 주기 위해 반응 속도를 느리게 조절할 경우 바인더 수지부와 경화부 의 레올로지 특성차로 인해 흐름성 차이가 발생하여 접속 층 내에 다량의 기포가 발생함으로써 장기 신뢰성을 보장할 수 없는 문제점을 지니고 있으며, 반대로 반응 속도를 빠르게 조절할 경우에는 도전성 입자가 회로와 충분한 접촉이 일어나지 않아 양호한 접속 신뢰성을 보장할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 보완하기 위해 바인더 부에 열가소성 수지를 혼합하여 제조된 이방 도전성 필름은 낮은 접속저항과 높은 접착력을 가지지만 내수성(water resistance)이 약해 고온고습 등의 가혹 조건 하에서 시간이 경과함에 따라서 디라미네이션 등이 발생하여 신뢰성이 현저히 떨어지고, 또한 저온에서 물성 발휘가 어려워 경화반응 저해 요소로 작용할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 점착성이 우수하고 가열가압에 의해 높은 접착력을 발휘하는 가교성 고무 수지와 복합 경화 반응을 발현하는 라디칼 개시제의 조합을 포함하여 장기 신뢰성이 뛰어난 이방 도전성 필름 조성물 및 그로부터 제조되는 이방 도전성 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 짧은 가열가압 공정 시간에 의해 회로 접속을 완성할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 이방 도전성 필름을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
(a) 가교성 고무 수지;
(b) 라디칼 중합성 물질;
(c) 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시디카르보네이트 및 퍼옥시에스테르로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상의 제 1 라디칼 개시제;
(d) 퍼옥시케탈 및 디알킬퍼옥사이드 중 하나 이상의 제 2 라디칼 개시제 및
(e) 도전성 입자를 포함하는 것을 특징으로 이방 도전성 필름 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 이방 도전성 필름 조성물은
가교성 고무 수지 20 내지 60 중량%;
라디칼 중합성 물질 36 내지 76 중량%;
제 1 라디칼 개시제 및 제 2 라디칼 개시제 0.8 내지 4.0 중량% ;
도전성 입자 0.2 내지 20 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 이방 도전성 필름 조성물에서 가교성 고무 수지는 올레핀 수지, 부타디엔 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체, 카르복실말단 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체, 폴리비닐부티랄 수지, 페녹시 수지 및 이들의 임의의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 라디칼 중합성 물질은 아크릴레이트계를 사용할 수 있으며, 라디칼 중합이 가능한 모노머, 올리고머, 인산 에스테르를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 퍼옥시케탈 및 디알킬퍼옥사이드 중에서 하나 이상을 포함하는 제 2 라디칼 개시제의 반감기 10시간 온도는 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시디카르보네이트, 퍼옥시에스테르 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 제 1 라디칼 개시제의 반감기 10시간 온도 보다 10℃ 상 높은 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 본 발명의 이방 도전성 수지 조성물을 박리용 시트에 도포 건조하여 형성된 이방 도전성 필름에 관한 것이다.
이하에서 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 이방 도전성 필름 조성물은 점착성이 우수하여 높은 가압 접착성을 발휘하는 가교성 고무 수지와 저온속경화성 및 에이징 효과를 발현하는 복합 라디칼 개시제 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 양상에서, 본 발명의 구현예의 이방 도전성 필름 조성물은
(a) 가교성 고무 수지;
(b) 라디칼 중합성 물질;
(c) 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시디카르보네이트 및 퍼옥시에스테르로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상의 제 1 라디칼 개시제;
(d) 퍼옥시케탈 및 디알킬퍼옥사이드 중 하나 이상의 제 2 라디칼 개시제 및
(e) 도전성 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 가교성 고무 수지는 올레핀 수지, 부타디엔 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체, 카르복실말단 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체, 폴리비닐부티랄 수지, 페녹시 수지 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다. 이러한 가교성 고무 수지는 높은 가압 접착성을 발휘하므로 이방 도전성 필름의 가열가압 회로 접속 공정에 의해 우수한 접착력 및 밀착성을 발현하여 회로 단자의 양호한 접속을 제공할 수 있다.
본 발명의 이방 도전성 필름 조성물에 있어서 가교성 고무 수지의 함량은 20 내지 60중량%이고, 바람직하게는 30 내지 50중량%이다. 가교성 고무 수지의 함량이 20중량% 미만인 경우에는 접착력 발현이 부족하게 될 우려가 있고, 60중량%를 초과하는 경우에는 라디칼 경화반응의 부족으로 경화성능이 떨어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 가교성 고무 수지는 중량평균분자량이 10,000 ~ 1,000,000 범위 내인 것이 좋다. 이는 가교성 고무 수지의 중량평균분자량이 10,000 미만인 경우에는 필름 강도가 발현되지 않고, 점착성이 과도하여 필름 성형이 제대로 되지 않을 수 있고, 분자량이 1,000,000을 초과하는 경우에는 혼화성이 악화되어 이방 도전성 필름 조성물 제조 시 상분리가 일어날 수 있다.
본 발명에서는 경화 반응이 일어나 접속층 간의 접착력 및 접속 신뢰성을 보장해주는 경화부로 라디칼 중합성 물질을 사용한다. 본 발명에서 사용가능한 라디칼 중합성 물질은 특별히 제한되지 않고, 라디칼 중합성 물질이라면 어느 것이나 사용할 수 있다. 라디칼 중합성 물질의 예들은 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 말레이미드 화합물 및 이들의 혼합물을 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아 니다. 라디칼 중합성 물질로는 폴리머는 물론이고, 모노머 또는 올리고머를 단독으로 사용하거나 모노머와 올리고머를 병용하는 것도 가능하다.
또한 본 발명의 이방 도전성 필름 조성물은 접착 강도 및 상온 안정성을 향상시키기 위해 라디칼 중합성 물질로서 인산 에스테르를 0.5 ~ 8중량% 포함할 수 있다. 인산 에스테르 구조를 가지는 라디칼 중합성 물질의 예들은 2-메타크릴로일옥시에틸 에시드 포스페이트, 2-아크릴로일옥시에틸 포스페이트 등을 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
아크릴레이트(메타크릴레이트)의 구체적인 예로는, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 이소 부틸 아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리아크릴레이트, 테트라 메틸올 메탄 테트라아크릴레이트, 2－히드록시-1,3－디아크릴록시프로판, 2,2－비스〔4－(아크릴록시폴리메톡시) 페닐〕프로판, 2,2－비스〔4－(아크릴록시폴리에톡시) 페닐〕프로판, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리시클로데카닐아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸) 이소시아노레이트로 구성되는 군에서 선택되는 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
말레이미드 화합물로서는, 분자 중에 말레이미드기를 적어도 2개 이상 함유하는 것을 사용할 수 있다. 이러한 말레이미드 화합물로는 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'－디페닐술폰비스말레이미드, 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'－시클로헥실리덴비스(1－(4 말레이미드페녹시)－2－시클로 헥실 벤젠, 2,2－비스(4－(4 말레이미드페녹시) 페닐) 헥사 플루오르 프로판으로 구성되는 군에서 선택되는 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 라디칼 중합성 물질은 36 ~ 76중량% 범위의 양으로 사용할 수 있다. 여기서 라디칼 중합성 물질의 함량이 36중량% 미만이면 가열가압 공정 후 경화 밀도 저하로 인해 신뢰성 및 전체적으로 흐름성이 저하되어, 접착시의 도전성 입자와 회로 기재의 접촉이 나빠지고, 접속저항의 상승 또는 이로 인한 접속 신뢰성이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 이에 비해서, 라디칼 중합성 물질의 양이 80중량%를 초과하는 경우에는 이방 도전성 필름 형성에 어려움이 있고 접착 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서는 고온고습의 가혹 조건 하에서도 에이징 효과에 의한 접착력 유지를 위해 복합 경화 반응을 발현하는 라디칼 개시제 시스템을 사용한다. 라디칼 개시제는 가열에 의해 유리 라디칼을 발생하는 유기 과산화물로서, 본 발명의 이방 도전성 필름 조성물에서는 두 종류의 라디칼 개시제를 사용하는데, 제 1 라디칼 개시제는 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시디카르보네이트, 퍼옥시에스테르 및 이들의 혼합물로부터 선택되고, 제 2 라디칼 개시제는 퍼옥시케탈 및 디알킬퍼옥사이드 가운데 어느 하나 또는 양자를 포함한다.
본 발명에서 제 2 라디칼 개시제의 반감기 10시간 온도는 제 1 라디칼 개시제의 반감기 10시간 온도보다 10℃ 이상 높은 것이 바람직하다. 라디칼 개시제의 반감기란 라디칼 개시제의 분해 속도를 나타내는 지표로, 라디칼 개시제가 발생시킬 수 있는 자유 라디칼 양이 특정 온도에서 분해에 의해 초기의 절반으로 되는데 걸리는 시간을 말한다. 이를 상업적인 편이를 위해 반감기가 10시간이 되는 온도를 지표화하여 라디칼 개시제를 비교한다. 본 발명에서는 제 1 라디칼 개시제와 반감기 10시간 온도가 상기 1 라디칼 개시제 보다 10℃ 이상 높은 제 2 라디칼 개시제를 함께 사용하여 복합 경화 반응을 구현함으로써, 본 발명의 조성물로부터 제조되는 이방 도전성 필름은 고온고습의 가혹 조건 하에서도 우수한 접착력을 유지할 수 있어 장기신뢰성이 우수하다.
본 발명에서 제 1 개시제의 구체적인 예들은 이소부티릴 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸헥사노일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 스테아로일 퍼옥사이드, 숙신 퍼옥사이드, m-톨루오일/벤조일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 디-n-프로필 퍼옥시 디카르보네이트, 디이소프로필 퍼옥시 디카르보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시 디카르보네이트, 디-2-에톡시에틸 퍼옥시 디카르보네이트, 디-2-에틸헥실 퍼옥시 디카르보네이트, 디메톡시부틸 퍼옥시 디카르보네이트, 비스(3-메틸-3-메톡시부틸)퍼옥시 디카르보네이트, t-부틸 퍼옥시피발레이트, t-부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시이소부티레이트, t-부틸 퍼옥시라우레이트, t-부틸 퍼옥시 이소프로필 모노카르보네이트, t-부틸 퍼옥시 2-에틸헥실 모노카르보네이트, t-부틸 퍼옥시 아세테이트, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, α,α'-비스(네오데카노일 퍼옥시)디이소프로필 벤젠, 큐밀 퍼옥시네오데카노에이트, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, 1-시클로헥실-1-메틸 에틸 퍼옥시 네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시 네오데카노에이트, t-헥실 퍼옥시 피발레이트, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 퍼옥시 2-에틸헥사노에이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(2-에틸헥사노일 퍼옥시) 헥산, 1-시클로헥실-1-메틸에틸 퍼옥시-2-에틸 헥사노네이트, t-헥실 퍼옥시-2-에틸 헥사노에이트, t-헥실 퍼옥시 이소프로필 모노카르보네이트, t-부틸 퍼옥시-3,5,5-트리메틸 헥사노에이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(m-톨루오일 퍼옥시) 헥산, t-헥실 퍼옥시 벤조에이트, 2,5-디메틸-2,5-비스(벤조일 퍼옥시) 헥산 등을 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
제 2 라디칼 개시제의 예들은 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 시클로 헥산, 1,1-비스(t-헥실 퍼옥시) 시클로 헥산, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 시클로 헥산, 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시) 시클로 헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸 퍼옥시) 발러레이트, α,α'-비스(t-부틸 퍼옥시) 디이소프로필 벤젠, 디큐밀 퍼옥사이드, t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-비스(t-부틸 퍼옥시) 헥신-3 등을 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 이방 도전성 필름 조성물에서 두 종류의 라디칼 개시제를 합한 전체 라디칼 개시제의 함량은 이방 도전성 필름의 저온속경화 성능과 보관 안정성을 균형있게 구현하는 범위로 조절되는데, 본 발명에서는 0.8 ~ 4.0중량% 범위가 바람 직하다. 또한, 저온속경화 성능의 안정적인 발현을 위해서는 제 1 라디칼 개시제 함량을 제 2 라디칼 개시제 함량이상으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 전체 라디칼 개시제의 함량이 0.8중량% 미만이면 경화반응 속도가 늦어 저온속경화 특성이 저하되며, 4.0중량%를 초과하면 상온 및 냉장 보관시 안정성이 현저히 떨어지고 경화물이 견고하여 불량에 대한 재작업(rework)시 이방 도전성 필름이 완전히 제거되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 이방 도전성 필름 조성물은 도전 성능을 향상시키기 위해 도전성 입자를 포함한다. 상기 도전성 입자로는 Au, Ag, Ni, Cu, 납 및 이들의 합금을 포함하는 금속 입자; 탄소; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올 등을 포함하는 전도성 고분자; Au, Ag, Ni, Cu, 납 등의 금속에 의해 표면 코팅된 전도성 고분자, 그 위에 절연입자를 추가하여 코팅한 절연화 처리된 도전성 입자 등을 1종 이상 사용할 수 있다. 상기 도전성 입자의 크기는, 적용되는 회로의 피치(pitch)에 의해 1 내지 30 ㎛ 범위에서 용도에 따라 선택하여 사용할 수 있고, 서로 다른 크기의 입자를 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에서 도전성 입자의 양은 0.2 ~ 20 중량% 범위인 것이 바람직하다. 여기서, 도전입자 함량이 0.2중량% 미만이면 도전 성능 향상이 미흡하게 되고, 20중량%를 초과하면 이방 도전성을 수득하기 어렵게 될 수 있다.
본 발명의 이방 도전성 필름 조성물은 이방 도전성 필름 조성물의 기본 물성을 저해하지 않으면서 부가적으로 물성을 개선하기 위해서 커플링제, 중합방지제, 산화방지제, 열안정제 등의 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 이방 도전성 필름 조성물에는 조성물 배합 시 구리, 유리와 같은 무기물질의 표면과 이방성 도전 필름의 수지들간의 접착력을 증진하고 내열성 및 내습성을 향상시켜 접속신뢰성을 향상시키는 역할을 하는 커플링제로서 실란 커플링제를 추가로 포함될 수 있다. 중합방지제로는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, p-벤조퀴논, 페노티아진 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 또한, 열에 의해 유도되는 조성물의 산화반응 방지 및 열안정성을 부여해 주기 위한 목적으로 가지친 페놀릭계 혹은 하이드록시 신나메이트계의 물질 등의 산화방지제를 첨가할 수 있으며, 그 예로 테트라키스-(메틸렌-(3,5-디-t-부틸-4-하이드로 신나메이트)메탄, 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시 벤젠 프로파노익 에시드 티올 디-2,1-에탄다일 에스터, 옥타데실 3,5-디-t-부틸-4-하이드록시 하이드로 신나메이트, 2,6-디-터셔리-p-메틸페놀 등이 있다. 이러한 기타 첨가제는 각각 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 기타 첨가제의 첨가량은 기본 이방 도전성 필름 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 조절될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 상술한 본 발명의 이방 도전성 수지 조성물을 박리용 시트에 도포 건조하여 형성된 이방 도전성 필름에 관계한다. 본 발명의 이방 도전성 필름은 특별한 장치나 설비 없이 용이하게 본 발명의 이방 도전성 필름 조성물을 이용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물을 톨루엔과 같은 유기용제에 용해시켜 액상화한 후 도전성 입자가 분쇄되지 않는 속도 범위 내에서 일정 시간 교반하고, 이를 박리 시트 위에 10 내지 50 ㎛의 두께로 도포한 다음 일정 시간 건조하여 톨루엔 등의 용매를 휘발시킴으로써 단층 구조를 가지는 이방 도전성 필름을 수득할 수 있다. 본 발명에서는 라미네이션 공정을 통해 2층 이상의 복층 구조의 이방 도전성 필름을 얻을 수도 있다.
본 발명에서 상기 박리 시트로는 이형처리된 폴리에스터 필름을 사용할 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
이러한 이방 도전성 필름은 LCD 패널과 COF 필름, TCP 필름(Tape Carrier Package), 또는 인쇄회로기판과 COF 필름, TCP 필름 등의 전기적 접속에 광범위하게 이용될 수 있다.
이하에서 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나, 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
카르복실말단 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(1072CGX, Zeon Chemicals) 100g을 톨루엔/메틸에틸케톤이 50/50의 중량비로 혼합되는 용제에 용해시켜 고형분이 25%인 용액을 제조하였다. 라디칼 중합성 수지로 에폭시 아크릴레이트 폴리머(SP1509, 쇼화 폴리머) 90g, (메타)아크릴레이트 모노머(TMPTMA, 미원상사 제조사 기재 요망) 20g, 2-메타크릴로일옥시에틸 에시드 포스페이트를 6g, 벤조일 퍼옥사이드 5g, 디큐밀 퍼옥사이드 2g, Ni 입자를 10g 첨가하여 이방 도전성 필름 조성 물을 수득하였다.
실시예 2
페녹시 수지(YP50, 동도화성) 45g을 메틸에틸케톤에 용해시켜 고형분이 40%인 용액을 제조하여 추가로 첨가한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 이방 도전성 필름 조성물을 수득하였다.
비교예 1
라디칼 개시제로서 벤조일 퍼옥사이드 5g만을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 이방 도전성 필름 조성물을 수득하였다.
비교예 2
에틸렌 비닐아세테이트 공중합체(EVA 700, 바이엘사) 100g을 톨루엔/메틸에틸케톤 2:1의 혼합 용제에 용해하여 고형분 35%의 용액을 제조하였다. 라디칼 중합성 수지로 에폭시 아크릴레이트 폴리머(SP1509, 쇼화 폴리머) 90g, (메타)아크릴레이트 모노머(TMPTMA) 20g, 2-메타크릴로일옥시에틸 에시드 포스페이트를 6g, 라디칼 개시제로서 벤조일 퍼옥사이드 5g, Ni 입자를 10g 첨가하여 이방 도전성 필름 조성물을 수득하였다.
이방 도전성 필름의 제조
실시예 1-2 및 비교예 1-2에서 수득된 이방 도전성 필름 조성물을 도전성 입 자가 분쇄되지 않는 속도 범위 내에서 상온(25℃)에서 60 분간 교반하였다. 상기의 조성물을 실리콘 이형 표면 처리된 폴리에틸렌 베이스 필름에 45 ㎛의 두께의 필름으로 형성시켰다. 이때 필름 형성을 위해서 캐스팅 나이프(Casting knife)를 사용하였고, 필름의 건조 시간은 80 ℃에서 5 분으로 하였다. 이를 1.5mm 폭으로 슬리팅하여 회로 접속 성능을 평가하였다.
이방 도전성 필름의 접착력 및 접속저항 평가
상기의 예로부터 제조된 이방 도전성 필름의 회로 접속 성능을 평가하기 위해 PCB와 COF 필름을 사용하였다. 이를 위해, 각각의 필름을 상온에서 1시간 방치시킨 후 80℃, 1초, 1.0MPa의 조건으로 가압착하여 이형필름을 제거하였으며, 160℃ 10초 3.0MPa의 본압착 조건으로 접속하였다. 이와 같이 제조된 시편을 이용하여 초기 접속저항 및 90° 접착력을 측정하였으며, 온도 85 ℃, 상대습도 85%에서 250 시간 및 500 시간 조건으로 고온고습 방치후 접속저항 및 접착력을 측정하여 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
접착력(gf/cm) 접속저항(Ω)
초기 250시간 500시간 초기 250시간 500시간
실시예1 987 1011 1148 1.08 1.14 1.45
실시예2 845 941 923 1.13 1.23 1.37
비교예1 862 605 543 1.21 1.97 4.57
비교예2 654 347 284 1.26 1.58 3.13
일반적으로 폭 1.5mm규격의 이방 도전성 필름은 600gf/cm이상의 접착력이 요구되며, 고온고습 등의 가혹조건 방치 후에도 접착력에 큰 감소가 없어야 한다. 본 발명의 실시예 1및 실시예 2는 가교성 고무 수지, 라디칼 중합성 수지, 복합 경화 반응을 발현하는 라디칼 개시제를 적용함에 따라, 초기 접착력이 높을 뿐만 아니라 고온고습의 가혹 조건 하에서도 에이징 효과에 의해 접착력 유지가 우수함을 알 수 있다. 이에 따라, 접속저항의 신뢰성도 충분한 도전성이 확보되는 2Ω 이하를 나타내었다.
반면, 비교예 1은 가교성 고무 수지를 적용하여 초기 접착력과 전기저항은 양호하였으나, 고온고습의 가혹 조건 하에서 접착력이 크게 감소하였고 500시간에서 접속저항이 불량하게 나타났다. 비교예 2는 고온고습 조건에서 접착력이 불량하며 500시간에서는 디라미네이션 현상이 나타났다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 당업자들은 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 가하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 이러한 모든 가능한 수정이나 변형은 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의하면 점착성이 우수하여 높은 가압 접착성을 발휘하는 가교성 고무 수지와 복합 경화 반응을 발현하는 라디칼 개시제 시스템을 사용함으로써 가열가압에 의해 높은 접착력을 발휘하고 고온고습의 가혹 조건 하에서도 에이징 효과에 의해 접착력 유지가 우수하므로, 장기 신뢰성이 뛰어난 이방 도전성 필름 조 성물 및 이방 도전성 필름을 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명의 이방 도전성 필름은 짧은 가열가압 공정 시간에 의해 회로 접속을 완성할 수 있으므로 높은 생산성을 얻을 수 있다.

Claims (12)

  1. (a) 가교성 고무 수지 20 내지 60 중량%;
    (b) 라디칼 중합성 물질 36 내지 76 중량%;
    (c) 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시디카르보네이트 및 퍼옥시에스테르로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상의 제 1 라디칼 개시제와 (d) 퍼옥시케탈 및 디알킬퍼옥사이드 중 하나 이상의 제 2 라디칼 개시제 0.8 내지 4.0 중량%; 및
    (e) 도전성 입자 0.2 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 이방 도전성 필름 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 가교성 고무 수지는 올레핀 수지, 부타디엔 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체, 카르복실말단 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체 폴리비닐부티랄 수지, 페녹시 수지 및 이들의 혼합 수지로 구성되는 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 가교성 고무 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 1,000,000인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질은 모노머, 올리고머, 폴리머 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 라디칼 중합성 물질은 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 말레이미드 화합물 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 조성물이 라디칼 중합성 물질로서 인산 에스테르를 0.5 ~ 8중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물.
  8. 제 1항에 있어서, 제 2 라디칼 개시제의 반감기 10시간 온도는 제 1 라디칼 개시제의 반감기 10시간 온도보다 10℃ 이상 높은 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 입자는 금, 은, 니켈, 구리, 납 및 이들의 합 금으로 구성되는 군에서 선택되는 금속입자; 탄소; 전도성 고분자; 금속에 의해 표면 코팅된 전도성 고분자; 및 절연화 처리된 도전성 입자 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 입자의 평균 입경은 1 내지 30 ㎛인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 조성물이 실란 커플링제 또는 라디칼 중합 저해제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 필름 조성물.
  12. 제 1항 및 제 3항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 기재된 이방 도전성 필름 조성물을 박리용 시트에 도포 건조하여 형성된 이방 도전성 필름.
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