KR100543748B1 - Method Of Preparing Electroconductive Particles Contained Anisotropic Conductive Film - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법은 고분자 심재물질 미립자의 표면에 금속층을 도금하고, 건식 타원형 미립자 복합기의 회전용기에 금속층이 도금된 상기 고분자 심재물질 미립자와 절연층 형성을 위한 수지 미립자를 투입하고, 그리고 상기 회전용기 및 로터가 서로 반대방향으로 회전함으로써 금속층이 도금된 미립자의 표면에 절연층 형성을 위한 수지 미립자가 부착되어 절연층을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the method for producing conductive fine particles for anisotropic conductive films according to the present invention, a metal layer is plated on a surface of a polymer core material fine particle, and a resin for forming the polymer core material fine particle and an insulating layer plated with a metal layer in a rotary container of a dry oval fine particle composite machine. The fine particles are added, and the rotating container and the rotor are rotated in opposite directions to each other, and the fine particles for forming the insulating layer are attached to the surface of the fine metal plated metal layer, thereby forming an insulating layer.
이방도전성 필름, 도전성 미립자, 절연층, 건식 타원형 미립자 복합기Anisotropic conductive film, conductive fine particles, insulating layer, dry oval fine particle composite machine
Description
도 1은 본 발명의 구체예에 따라 제조되는 도전성 미립자의 단면을 나타낸 것이다.Figure 1 shows a cross section of the conductive fine particles prepared in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따라 제조되는 도전성 미립자의 단면을 나타낸 것이다.Figure 2 shows a cross section of the conductive fine particles prepared according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 도전성 미립자의 절연층을 형성하기 위한 건식 타원형 미립자 복합기의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a dry elliptical particulate composite device for forming an insulating layer of conductive fine particles according to the present invention.
도 4는 도 3의 A-A'의 절단면에 대한 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3.
도 5는 본 발명에 사용되는 건식 타원형 미립자 복합기를 사용하여 심재물질 미립자에 절연층을 형성하는 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically illustrating a process of forming an insulating layer on the core material fine particles using a dry elliptical fine particle composite machine used in the present invention.
도 6a는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 도전성 미립자 표면을 5,000 배의 배율로 확대한 주사 전자현미경(Scanning Electron Microscpoe: S.E.M.) 사진이다.Figure 6a is a scanning electron microscope (Scanning Electron Microscpoe: S.E.M.) photograph of the surface of the conductive fine particles prepared according to the manufacturing method of the present invention at a magnification of 5,000 times.
도 6b는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 도전성 미립자 표면을 15,000 배의 배율로 확대한 S.E.M.사진이다.6B is an enlarged S.E.M. photograph at a magnification of 15,000 times the surface of the conductive fine particles prepared according to the manufacturing method of the present invention.
* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *Brief description of the main symbols in the drawing
1: 도전성 미립자 2: 건식 타원형 미립자 복합기1: Conductive fine particles 2: Dry oval fine particle composite machine
11: 고분자 심재물질 미립자 11': 금속 심재물질 미립자11: Polymer core material particulate 11 ': Metal core material particulate
12: 금속층 13: 절연층12: metal layer 13: insulation layer
21: 회전용기 22: 로터(rotor)21: rotating container 22: rotor
23: 토크 미터(torque meter) 24: 축23: torque meter 24: axis
25: 간극25: gap
발명의 분야Field of invention
본 발명은 이방전도성 필름에 사용하는 도전성 미립자의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 도전성 미립자의 최외각 층에 건식 타원형 미립자 복합기를 사용하여 절연층을 형성함으로써 압궤에 의하여 z축 방향으로 통전성을 가지는 도전성 미립자의 제조방법에 관한 것이다.This invention relates to the manufacturing method of the electroconductive fine particle used for an anisotropically conductive film. More specifically, the present invention relates to a method for producing conductive fine particles having electrical conductivity in the z-axis direction by crushing by forming an insulating layer on the outermost layer of the conductive fine particles using a dry elliptical fine particle composite machine.
발명의 배경Background of the Invention
일반적으로 이방도전성 필름은 접속 부품 사이에 위치되어 가열 및 압착된 다. 이 경우, 기판과 평행한 방향(x-y 평면 방향)으로 인접한 단자들은 전기를 통하지 않지만 수직방향(z축 방향)으로 인접한 단자들은 전도성을 가진다. 이러한 전도기능은 필름 내의 접착 물질에 분산되어 있는 도전성 미립자에 의하여 수행되는 것으로, 이러한 도전성 미립자는 통상적으로 심재물질(core)에 금속물질을 코팅하여 제조한다.In general, anisotropic films are positioned between the connecting parts and heated and pressed. In this case, terminals adjacent in the direction parallel to the substrate (x-y plane direction) do not conduct electricity, but terminals adjacent in the vertical direction (z-axis direction) have conductivity. This conductive function is performed by the conductive fine particles dispersed in the adhesive material in the film, the conductive fine particles are usually prepared by coating a metal material on the core (core).
일본 공개특허공보 소52-147797호, 소61-277104호, 소61-277105호, 소62-185749호, 소63-190204호, 평1-225776호, 평1-247501호, 평4-147513호 등에서는 상기와 같은 도전성 미립자에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 심재물질(core) 위에 도금층 만으로 이루어진 도전성 미립자의 경우 정밀 회로 내에서 인접한 단자 사이가 단락이 될 위험성에 항상 노출되어 있는 단점이 있다.Japanese Patent Laid-Open Nos. 52-147797, 61-277104, 61-277105, 62-185749, 63-190204, 1-225776, 1-247501, 44-147513 In such a case, the conductive fine particles described above are disclosed. However, in the case of the conductive fine particles consisting only of a plating layer on the core material (core), there is a disadvantage in that a precision circuit is always exposed to a risk of short circuit between adjacent terminals.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 특허출원 제2003-78506호 및 제2003-76446호에서 도전성 미립자의 최외각 층에 절연층을 형성하여 전극 사이에서 입자가 압궤되는 경우에만 z축 방향으로 통전되는 절연 전도성 미립자 및 그 제조방법에 대한 발명을 출원한 바 있다. 그러나, 상기 특허출원에서 최외각 절연층을 형성하는 공정은 하이브리다이제이션 시스템의 고속 기류를 이용한 건식 공정이기 때문에 반응 시 로터 내부의 미반응 잔존 입자로 인해 성막률이 저하되는 단점과, 기류를 이용하기 때문에 기기의 상당한 RPM과 전력이 필요하다는 단점이 있다.In order to solve this problem, the present inventors formed an insulating layer in the outermost layers of the conductive fine particles in patent applications 2003-78506 and 2003-76446 so that they are energized in the z-axis direction only when the particles are collapsed between the electrodes. The invention has been applied for insulating conductive fine particles and a method of manufacturing the same. However, since the process of forming the outermost insulating layer in the patent application is a dry process using the high speed air flow of the hybridization system, the film forming rate is lowered due to the unreacted residual particles inside the rotor during the reaction, and the air flow is used. This requires a significant RPM and power from the device.
이에 본 발명자들은 하이브리다이제이션 시스템 공정의 단점을 개선하기 위하여 해결하기 위하여 건식 타원형 미립자 복합기(theta-composer)를 이용하여 금 속 심재물질 입자 또는 고분자 심재물질 입자에 금속이 코팅된 입자의 최외각에 절연층을 건식 타원형 미립자 복합기를 이용하여 형성함으로써 성막화율을 높이면서 최외각 절연층을 보다 균일하게 형성할 수 있는 도전성 미립자의 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.In order to solve the drawbacks of the hybridization system process, the present inventors use a dry elliptical particulate composite device (theta-composer) to fix the metal core material particles or the polymer core material particles to the outermost surface of the metal-coated particles. By forming the insulating layer by using a dry elliptic fine particle composite machine, it is to develop a method for producing conductive fine particles which can form the outermost insulating layer more uniformly while increasing the film formation rate.
본 발명의 목적은 압궤에 의하여 z축 방향으로 전기전도성을 띄는 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing conductive fine particles for anisotropic conductive films exhibiting electrical conductivity in the z-axis direction by crushing.
본 발명의 다른 목적은 건식 타원형 미립자 복합기를 이용하여 심재물질 입자의 최외각에 절연층을 형성함으로써 절연층의 도막 두께를 균일하게 형성할 수 있는 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing conductive fine particles for anisotropic conductive film that can form a uniform thickness of the coating layer of the insulating layer by forming an insulating layer on the outermost portion of the core material particles using a dry oval fine particle composite machine. will be.
본 발명의 또 다른 목적은 절연층을 형성하는 공정을 건식으로 처리하기 때문에 종래의 습식 공정에서의 용매제거 과정이 필요 없는 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for producing conductive fine particles for anisotropic conductive films that does not require a solvent removal process in a conventional wet process because the process of forming the insulating layer is dry.
본 발명의 또 다른 목적은 하이브리다이제이션 시스템을 사용하는 경우보다 심재입자의 안정성 및 절연층의 균일성이 우수한 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for producing conductive fine particles for anisotropic conductive films having better stability of core particles and uniformity of insulating layer than when using a hybridization system.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명에 따른 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법은 고분자 심재물질 미립자의 표면에 금속층을 도금하고, 건식 타원형 미립자 복합기의 회전용기에 금속층이 도금된 상기 고분자 심재물질 미립자와 절연층 형성을 위한 수지 미립자를 투입하고, 그리고 상기 회전용기 및 로터가 서로 반대방향으로 회전함으로써 금속층이 도금된 미립자의 표면에 절연층 형성을 위한 수지 미립자가 부착되어 절연층을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the method for producing conductive fine particles for anisotropic conductive films according to the present invention, a metal layer is plated on a surface of a polymer core material fine particle, and a resin for forming the polymer core material fine particle and an insulating layer plated with a metal layer in a rotary container of a dry oval fine particle composite machine. The fine particles are added, and the rotating container and the rotor are rotated in opposite directions to each other, and the fine particles for forming the insulating layer are attached to the surface of the fine metal plated metal layer, thereby forming an insulating layer.
한편, 본 발명에 따른 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법은 고분자 심재물질 미립자를 사용하지 않고 금속입자를 사용하는 경우도 포함하는데, 이 경우의 제조방법은 건식 타원형 미립자 복합기의 회전용기에 금속 심재물질 미립자와 절연층 형성을 위한 수지 미립자를 투입하고, 그리고 상기 회전용기 및 로터가 서로 반대방향으로 회전함으로써 상기 금속 심재물질 미립자의 표면에 절연층 형성을 위한 수지 미립자가 부착되어 절연층을 형성하는 단계로 이루어진다.On the other hand, the manufacturing method of the conductive fine particles for the anisotropic conductive film according to the present invention includes the case of using the metal particles without using the polymer core material fine particles, the manufacturing method in this case is a metal core material in the rotary container of the dry oval fine particle composite machine Injecting the material fine particles and the resin fine particles for forming the insulating layer, and by rotating the rotating vessel and the rotor in the opposite direction to each other, the resin fine particles for forming the insulating layer is attached to the surface of the metal core material fine particles to form an insulating layer Consists of steps.
이하 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 참조로 하여 하기에 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the contents of the present invention will be described in detail.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명Detailed Description of the Invention
도 1은 본 발명에 따른 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법에 따라 제조되는 도전성 미립자의 단면을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따라 제조되는 도전성 미립자의 단면을 나타낸 것이다.1 is a cross-sectional view of the conductive fine particles prepared according to the method for producing conductive fine particles for the anisotropic conductive film according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the conductive fine particles prepared according to another embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 따라 제조되는 도전성 미립자(1)는 고분자 심재물질 미립자(11)에 금속층을 형성한 다음, 금속층의 표면에 절연층을 형성함으로써 제조된다. 한편, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 구체예로서 도전성 미립자(1')는 상기 고분자 심재물질 미립자에 금속층을 코팅하는 대신에 금속 심재물질 미립자(11')를 사용하여 표면에 절연층(13)을 형성함으로써 제조하는 것도 가능하다. 이하, 각 단계에 대한 설명은 다음과 같다.As shown in FIG. 1, the conductive
심재물질 미립자와 금속층 형성Formation of core material particles and metal layer
본 발명에 사용되는 고분자 심재물질 미립자는 구형의 미립자로서 평균 입자직경이 0.1∼10 ㎛인 범위에서 적정하게 선택이 가능하다. 상기 고분자 심재물질의 구체적인 예로는 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불소 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 프로필렌 수지, 폴리올레핀 수지 등과 같은 열경화성 고분자 수지, 또는 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리메타크릴계 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 수지, 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔 수지, 비닐 수지, 디비닐벤젠 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐옥사이드 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 폴리설폰 수지, 폴리우레탄 수지 등의 열가소성 고분자를 들 수 있다. 상기 고분자 수지를 유화 중합법에 의하여 심재물질 미립자를 합성할 수 있다.Polymeric core material fine particles used in the present invention can be appropriately selected in the range of 0.1 to 10 ㎛ average particle diameter as spherical fine particles. Specific examples of the polymer core material include thermosetting polymer resins such as phenol resins, urea resins, melamine resins, fluorine resins, polyester resins, epoxy resins, silicone resins, polyimide resins, polyurethane resins, propylene resins, polyolefin resins, or the like. Polyethylene resin, polypropylene resin, polybutylene resin, polymethacrylic resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene resin, acrylonitrile-styrene-butadiene resin, vinyl resin, divinylbenzene resin, polyamide resin, poly Thermoplastic polymers such as ester resins, polycarbonate resins, polyacetal resins, polyethersulfone resins, polyphenyloxide resins, polyphenylene sulfide resins, polysulfone resins, and polyurethane resins. The polymer resin may be synthesized from the core material fine particles by an emulsion polymerization method.
상기의 고분자 심재물질 미립자(11)의 표면에 금속층(12)을 코팅시켜 줌으로써, 도전체의 역할을 할 수 있도록 한다. 도금되는 금속의 구체적인 예로는 금, 은, 동, 니켈, 구리, 알루미늄, 크롬, 철, 망간 등을 사용하는데, 이들 물질의 2개 이상의 혼합층으로 형성하는 것도 가능하다.By coating the
도금되는 금속층의 두께는 단층일 경우 50∼150 ㎚, 두 층 이상의 혼합층으로 하는 경우 100∼300 ㎚로 형성할 수 있는데, 바람직하게는 두 층 100 ㎚로 형성한다.The thickness of the metal layer to be plated may be 50 to 150 nm in the case of a single layer, or 100 to 300 nm in the case of a mixed layer of two or more layers, preferably two layers of 100 nm.
금속층(12)을 도금하는 방법으로는 무전해 도금법을 사용할 수 있다. 무전해 도금법을 사용하여 금속층을 형성하는 기술은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자로부터 용이하게 실시될 수 있다.As the method of plating the
한편, 본 발명의 다른 구체예로서 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 고분자 심재물질 미립자에 금속층을 코팅하는 대신에 금속 심재물질 미립자(11')를 사용하는 것도 가능하다.On the other hand, as shown in Figure 2 as another embodiment of the present invention, instead of coating the metal layer on the polymer core material fine particles it is also possible to use the metal core material fine particles (11 ').
건식 타원형 미립자 복합기를 이용한 절연층 형성Insulation Layer Formation Using Dry Oval Fine Particle Composite Machine
상기의 방법으로 제조한 금속층이 코팅된 미립자(11, 12) 또는 금속 심재물질 미립자(11')의 표면에 절연층을 형성하는 과정을 설명하면 다음과 같다.A process of forming an insulating layer on the surface of the metal layer coated fine particles (11, 12) or the metal core material particles (11 ') prepared by the above method is as follows.
도 3은 본 발명에 따른 도전성 미립자의 절연층을 형성하기 위한 건식 타원형 미립자 복합기의 개략적인 단면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'의 절단면에 대한 개 략적인 단면도이며, 도 5는 본 발명에 사용되는 건식 타원형 미립자 복합기를 사용하여 심재물질 미립자에 절연층을 형성하는 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a dry elliptical particulate composite device for forming an insulating layer of conductive fine particles according to the present invention, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a cutting plane taken along the line A-A 'of FIG. A cross-sectional view schematically illustrating a process of forming an insulating layer on core material fine particles using a dry elliptical fine particle composite machine used in the present invention.
도 3 및 도 4 도시된 바와 같이, 본 발명의 절연층을 형성하는 과정은 건식 타원형 미립자 복합기(2)를 사용한다. 본 발명에 사용되는 건식 타원형 미립자 복합기(2)는 종래에는 금속의 산화방지를 위한 표면개질 등에 사용되는 미세입자를 개질하는 경우에 사용되었던 것으로, 본 발명에서는 입자의 최외각 층에 절연층을 형성하기 위해 도입한 것이다. 상기 건식 타원형 미립자 복합기(2)는 타원(theta)형의 내부 공간을 가진 회전용기(vessel)(21) 내에 크기가 작은 동일한 타원 모양의 로터(rotor)(2)가 있고, 구동부(도시되지 않음)로부터 동력을 전달받은 축(24)에 의하여 회전하는 원리로 작동한다.As shown in Figures 3 and 4, the process of forming the insulating layer of the present invention uses a dry elliptical particulate composite device (2). The dry elliptical fine
작동과정을 살펴보면, 회전용기(21)의 내부에 금속층이 코팅된 미립자(또는 금속입자) 및 절연층 형성을 위한 수지 미립자를 함께 투입하고, 건식 타원형 미립자 복합기(2)를 작동시킨다. 이 때, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 회전용기(21)와 로터(22)는 서로 반대 방향으로 회전을 하게 되고, 간극(25) 사이로 금속층이 코팅된 미립자(또는 금속입자) 및 절연층 형성을 위한 수지 미립자가 통과할 때 서로의 전단력에 의하여 금속층이 코팅된 미립자(또는 금속입자)의 표면에 절연층 형성을 위한 수지 미립자가 부착된다. 입자들 간에 지속적으로 작용하는 마찰력에 의하여 입자의 표면이 활성화되고, 기계적 작용에 의해 입자들 간의 소결연결 현상이 일어나 최외각 층에 절연층이 형성된 도전성 미립자를 제조하게 된다.Looking at the operation process, the fine particle (or metal particles) coated with a metal layer and the resin fine particles for forming the insulating layer are put together in the inside of the
이와 같이, 건식 타원형 미립자 복합기(2)를 이용하여 회전용기(21)와 로터(22) 사이의 간극(25)을 조절하고, 회전속도, 투입량, 금속 코팅 입자(또는 금속입자)와 절연층 형성을 위한 수지 미립자의 혼합비를 적절하게 조절하여 필요에 따른 도전성 미립자를 제조할 수 있다. 본 발명에서는 회전용기(21)의 속도를 50∼250 rpm, 로터(22)의 경우는 100∼5,000 rpm의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.As such, the
상기 절연층 형성을 위한 수지 미립자에 사용되는 고분자 수지의 구체적인 예로는 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불소 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 프로필렌 수지, 폴리올레핀 수지 등과 같은 열경화성 고분자 수지, 또는 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리메타크릴계 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 수지, 아크릴로니트릴-스티렌-부타디엔 수지, 비닐 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐옥사이드 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 폴리설폰 수지, 폴리우레탄 수지 등의 열가소성 고분자를 들 수 있다.Specific examples of the polymer resin used for the resin fine particles for forming the insulating layer include phenol resin, urea resin, melamine resin, fluorine resin, polyester resin, epoxy resin, silicone resin, polyimide resin, polyurethane resin, propylene resin, Thermosetting polymer resins such as polyolefin resins, or polyethylene resins, polypropylene resins, polybutylene resins, polymethacrylic resins, polystyrene resins, acrylonitrile-styrene resins, acrylonitrile-styrene-butadiene resins, vinyl resins, poly And thermoplastic polymers such as amide resins, polyester resins, polycarbonate resins, polyacetal resins, polyethersulfone resins, polyphenyloxide resins, polyphenylene sulfide resins, polysulfone resins and polyurethane resins.
상기 절연층 형성을 위한 수지 미립자는 유리 전이 온도가 50∼130 ℃인 것이 바람직하다. 이 범위를 벗어나는 온도의 유리 전이 온도를 갖는 경우에는 절연처리를 할 때에 응집 및 코팅의 불균일 현상 등의 문제가 생길 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법에 사용되는 절연층 형성을 위한 수지 미립자는 평균 입자직경이 0.1∼10 ㎛의 범위에서 적정하게 선택이 가능하다.The resin fine particles for forming the insulating layer preferably have a glass transition temperature of 50 to 130 ° C. When having a glass transition temperature of a temperature outside this range, problems such as agglomeration and unevenness of the coating may occur during the insulation treatment. In addition, the resin fine particles for forming the insulating layer used in the production method of the present invention can be appropriately selected in the range of 0.1 to 10 탆 in average particle diameter.
상기 건식 타원형 미립자 복합기(2)를 통해 형성된 절연층(13)의 두께는 200 ∼500 ㎚의 범위가 바람직하다. 이 범위를 벗어난 경우에는 고분자 심재물질과 금속과의 결합력에 영향을 주지 못한다.The thickness of the insulating
본 발명의 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법에 따라 제조된 도전성 미립자는 최외각 층이 절연층으로 되어 있기 때문에, 인접하는 단자 사이가 단락되는 것을 방지할 수 있으며, 기판 사이에 압궤되는 경우 z축 방향으로만 통전되는 성질을 갖기 때문에, 절연신뢰성 및 통전신뢰성이 높은 이방도전성 필름을 제작하는데 적합하다.In the conductive fine particles produced according to the method for producing conductive fine particles for anisotropic conductive films of the present invention, since the outermost layer is an insulating layer, it is possible to prevent a short circuit between adjacent terminals, and when collapsed between substrates, z Since it has the property of energizing only in the axial direction, it is suitable for producing an anisotropic conductive film having high insulation reliability and conduction reliability.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be further illustrated by the following examples, which are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit or limit the scope of the present invention.
실시예Example
본 발명의 실시예에서는 유화중합법에 의하여 입경이 균일한 디비닐벤젠 수지로 이루어진 구형의 고분자 심재물질 미립자를 합성하였다. 이 때, 심재물질 미립자의 입경은 5 ㎛이었다.In the embodiment of the present invention, the spherical polymer core material fine particles made of divinylbenzene resin having a uniform particle size were synthesized by emulsion polymerization. At this time, the particle diameter of the core material fine particles was 5 µm.
다시 심재물질 미립자의 표면에 무전해 도금법을 이용하여 전도성 금속층을 형성하였는데, 니켈층과 금층의 두 개의 층으로 형성하였다. 이 때, 니켈 및 금의 혼합층의 두께는 100∼200 ㎜이었다.Again, the conductive metal layer was formed on the surface of the core material fine particles by using an electroless plating method, and formed of two layers, a nickel layer and a gold layer. At this time, the thickness of the mixed layer of nickel and gold was 100 to 200 mm.
이렇게 제조한 금속 코팅된 미립자의 표면을 절연처리하기 위하여, 하기 표 1의 조성에 따라 건식 타원형 미립자 복합기(일본 Tokuju사의 θ-composer 사용)에 니켈/금속층이 코팅된 미립자 및 입경 200 ㎚의 절연층 형성을 위한 고분자 수지 미립자를 5:1 의 비율로 용량의 60 %를 투입한 뒤, 회전용기를 100 rpm, 로터를 4,000 rpm의 회전속도로 20∼30 분 동안 회전시켜 최외각 절연층을 형성하였다. 이렇게 형성된 미립자의 표면을 S.E.M.으로 관찰하여 그 결과를 도 6a 및 도 6b에 나타내었다.In order to insulate the surface of the metal-coated fine particles thus prepared, according to the composition of Table 1 below, the dry elliptical fine particle composite machine (using θ-composer manufactured by Tokuju, Japan) coated fine particles with a nickel / metal layer and an insulating layer having a particle diameter of 200 nm The polymer resin fine particles for the formation were added 60% of the capacity at a ratio of 5: 1, and then the rotating container was rotated at a rotational speed of 100 rpm and the rotor at a rotational speed of 4,000 rpm for 20 to 30 minutes to form an outermost insulating layer. . The surface of the fine particles thus formed was observed with S.E.M., and the results are shown in FIGS. 6A and 6B.
그 다음, 제조된 미립자를 이용하여 이방도전성 필름을 제조하기 위해 NBR 고무 65 중량부, 에폭시 당량이 7000인 비스페놀 A형 에폭시수지 25 중량부 및 경화제로 2-메틸이미다졸 4 중량부를 톨루엔 및 메틸에틸케톤의 혼합용매에 용해시킨 후, 제조된 도전성 미립자를 실란 커플링제와 함께 각각 잘 분산시킨 다음 이형 PET필름 위에 코팅하여 건조시킨 후 두께 27 ㎛의 이방도전성 필름을 제조하였다. 단위 면적당의 필름 중에 함유된 도전성 미립자의 개수는 25,000 개/㎟였다. 이렇게 제조한 이방도전성 접착용 필름을 사용하여 다음과 같이 IC칩의 절연평가를 실시하였다.Next, to prepare an anisotropic conductive film using the prepared microparticles, 65 parts by weight of NBR rubber, 25 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 7000, and 4 parts by weight of 2-methylimidazole as a curing agent, toluene and methyl After dissolving in a mixed solvent of ethyl ketone, the prepared conductive fine particles were well dispersed with a silane coupling agent, and then coated and dried on a release PET film to prepare an anisotropic conductive film having a thickness of 27 μm. The number of electroconductive fine particles contained in the film per unit area was 25,000 piece / mm <2>. Using the anisotropic conductive adhesive film thus prepared, insulation evaluation of the IC chip was performed as follows.
사용된 평가용 IC칩의 범프(bump) 높이는 약 40 ㎛, IC칩의 크기는 6㎜×㎜였다. BT수지 0.8 ㎜ 두께의 기판 상에 8 ㎛ 두께의 구리 및 금도금으로 배선패턴을 형성한 기판을 사용하였다. 상기 IC칩과 기판과의 사이(이 경우, 범프(bump) 높이와 배선패턴 높이와의 합계는 약 58 ㎛임)에 상기 이방도전성 접착용 필름을 기재시킨 상태에서 온도 50 ℃, 압력 10 MPa-bump의 조건으로 15초간 가압하고, 압착하여 접속시켰다. The bump height of the evaluation IC chip used was about 40 µm and the size of the IC chip was 6 mm x mm. The board | substrate which formed the wiring pattern by copper and gold plating of 8 micrometer thickness on the board | substrate of 0.8 mm thick BT resin was used. A temperature of 50 ° C. and a pressure of 10 MPa − in the state where the anisotropic conductive adhesive film is described between the IC chip and the substrate (in this case, the sum of the bump height and the wiring pattern height is about 58 μm). It was pressurized for 15 seconds under conditions of a bump, and it crimp | bonded and connected.
이렇게 이루어진 접속 샘플의 인접하는 두 개의 핀에 50 V의 전압을 10초간 인가하여 절연저항을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다. 절연저항이 109 Ω 이상인 경우 ◎로, 109 Ω 이하인 경우 ×로 평가하였다. 또한, 미반응 심재입자의 확인 방법으로 압축경도기(Micro Compression Testing Machine, Shimadzu사 제작)fmf 이용하여 입자들의 전도도 측정을 시도하여 그 정도를 확인하였다.The insulation resistance was evaluated by applying a voltage of 50 V to the two adjacent pins of the connection sample thus made for 10 seconds. The results are shown in Table 1. In the case where the insulation resistance was 10 9 kPa or more, the evaluation was evaluated as ,, and in the case of 10 9 kPa or less. In addition, as a method of identifying unreacted core material particles, the degree of conductivity was confirmed by attempting to measure the conductivity of the particles using a compression hardness tester (Micro Compression Testing Machine, manufactured by Shimadzu).
비교실시예 1∼3Comparative Examples 1 to 3
최외각 층의 절연성 수지를 종래의 건식 공정(Hybridization System)으로 형성한 것 이외에는 상기 실시예 1∼3과 동일한 조건하에서 수행하였다.The insulating resin of the outermost layer was carried out under the same conditions as in Examples 1 to 3 except that the insulating resin was formed by a conventional hybridization system.
도 6a 및 도 6b에 나타낸 S.E.M. 사진으로부터, 본 발명에 따른 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법에 의해 제조된 도전성 미립자는 표면에 비교적 균일한 절연층이 형성됨을 알 수 있다.S.E.M. shown in FIGS. 6A and 6B. It can be seen from the photograph that the conductive fine particles produced by the method for producing conductive fine particles for anisotropic conductive films according to the present invention have a relatively uniform insulating layer formed on its surface.
또한, 상기 표 1 및 표 2에 나타난 결과를 보면, 본 발명에 따라 제조한 도전성 미립자를 이용하는 경우, 건식 타원형 미립자 복합기로 처리하였기 때문에 종래의 공정과 비교하였을 때, 최외각 층을 형성하는데 있어 낮은 전력으로 성막화율을 높일 수 있음을 알 수 있다.In addition, in the results shown in Table 1 and Table 2, when using the conductive fine particles prepared according to the present invention, because it was treated with a dry elliptical fine particle composite machine, compared with the conventional process, it is low in forming the outermost layer It can be seen that the deposition rate can be increased by electric power.
본 발명은 건식 타원형 미립자 복합기를 이용하여 심재물질 입자의 최외각에 절연층을 형성함으로써 절연층의 도막 두께를 균일하게 형성할 수 있고, 절연층을 형성하는 공정을 건식 타원형 미립자 복합기로 처리하기 때문에 종래의 공정에서의 용매제거 과정이 필요 없으며, 성막화율을 높일 수 있는 이방도전성 필름용 도전성 미립자의 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
According to the present invention, since the insulating layer is formed at the outermost part of the core material particles using the dry elliptical fine particle composite machine, the coating film thickness of the insulating layer can be uniformly formed, and the process of forming the insulating layer is treated with the dry oval fine particle composite machine. The solvent removal process in the conventional process is not necessary, and has the effect of providing the manufacturing method of the electroconductive fine particle for anisotropic conductive films which can raise a film-forming rate.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications and variations of the present invention can be readily used by those skilled in the art, and all such variations or modifications can be considered to be included within the scope of the present invention.
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