(72) 발명자 강경구 박영우 신영주 정광진 최현민 황자영 - 2 -

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영규 서
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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) H01B 1/22 ( ) H01B 5/00 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2014 년 10 월 30 일 심사청구일자 2015 년 10 월 28 일 (65) 공개번호 (43) 공개일자 2016 년 05 월 11 일 (56) 선행기술조사문헌 JP A* JP B2* KR A* KR B1* * 는심사관에의하여인용된문헌 (45) 공고일자 2017년08월14일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2017년08월08일 (73) 특허권자 삼성에스디아이주식회사 경기도용인시기흥구공세로 ( 공세동 ) (72) 발명자 김지연 박경수 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 특허법인아주 전체청구항수 : 총 13 항심사관 : 오지영 (54) 발명의명칭이방도전성필름및이를이용한반도체장치 (57) 요약 본발명은융점이 140 이하인금속합금입자, 및절연처리된도전입자를포함하는이방도전성필름및이에의해접속된반도체장치에관한것이다. 대표도 - 도 1-1 -

2 (72) 발명자 강경구 박영우 신영주 정광진 최현민 황자영 - 2 -

3 명세서청구범위청구항 1 융점이 140 이하인금속합금입자, 및절연처리된도전입자를포함하는이방도전성필름. 청구항 2 제1항에있어서, 상기금속합금입자는 1 내지 10μm의입경크기를갖는, 이방도전성필름. 청구항 3 제1항에있어서, 상기금속합금입자는 Sn, Sb, Pb, Ag, Bi, In, An, Cd, Mn, Fe, Zn, Al, 및 As로이루어진군에서선택된 2개이상의금속을합금하여제조된것인, 이방도전성필름. 청구항 4 제1항에있어서, 상기금속합금입자가이방도전성필름중 5 내지 30중량 % 로포함되는, 이방도전성필름. 청구항 5 제1항에있어서, 상기절연처리는, 절연성수지로도전입자표면의적어도일부를코팅하거나, 절연성미립자가도전입자의표면의적어도일부에연속적혹은불연속적으로고정되거나, 고분자수지를포함하는코어층을금속성분으로피복하고, 상기금속피복층의적어도일부를, 절연성수지로코팅하거나절연성미립자로연속적혹은불연속적으로고정화하는것을포함하는, 이방도전성필름. 청구항 6 제1항에있어서, 상기도전입자의입경크기가 1 내지 20μm인, 이방도전성필름. 청구항 7 제1항에있어서, 상기이방도전성필름은바인더수지및경화부를추가로포함하는, 이방도전성필름. 청구항 8 제7항에있어서, 상기경화부가 ( 메트 ) 아크릴레이트계라디칼중합성물질및라디칼중합개시제를포함하는경화시스템인, 이방도전성필름. 청구항 9 제7항에있어서, 상기경화부가에폭시수지및상기에폭시수지의경화제를포함하는경화시스템인, 이방도전성필름. 청구항 10 제1항내지제9항중어느한항에있어서, 상기이방도전성필름이 1층혹은 2층구조이고, 상기금속합금입자및상기절연처리된도전입자가동일층에포함되는, 이방도전성필름. 청구항 11 제1 전극을함유하는제1 피접속부재 ; 제2 전극을함유하는제2 피접속부재 ; 및상기제1 피접속부재와상기제2 피접속부재사이에위치하여상기제1 전극및상기제2전극을접속시키는, 제 - 3 -

4 1항내지제9항중어느하나의항의이방도전성필름에의해접속된반도체장치. 청구항 12 제11항에있어서, 상기전극의피치가미세피치 (fine pitch) 인, 반도체장치. 청구항 13 제12항에있어서, 상기미세피치 (fine pitch) 가 5 내지 50μm인, 반도체장치. 발명의설명 [0001] 기술분야 본발명은이방도전성필름및이를이용한반도체장치에관한것이다. [0002] [0003] [0004] 배경기술이방도전성필름 (Anisotropic conductive film, ACF) 이란일반적으로도전입자를에폭시등의수지에분산시킨필름형상의접착제를말하는것으로, 필름의막두께방향으로는도전성을띠고면방향으로는절연성을띠는전기이방성및접착성을갖는고분자막을의미한다. 이방도전성필름을접속시키고자하는회로사이에상기필름을위치시킨후일정조건의가열, 가압공정을거치면, 회로단자들사이는도전성입자에의해전기적으로접속되고, 인접하는전극사이에는절연성접착수지가충진되어도전입자가서로독립하여존재하게됨으로써높은절연성을부여하게된다. 미세피치 (fine pitch) 를갖는전극의접속시미세피치로인해전극에쇼트가발생할가능성이높다. 이를방지하기위해절연처리된도전입자를사용하는방법이제안되었다. 이러한절연처리에의해전극간쇼트발생은줄일수있으나절연화처리로인해접속저항이증가되는문제가있다. 따라서미세피치를갖는전극접속용이방도전성필름에서절연저항과접속저항특성모두를만족시킬만한새로운이방도전성필름의개발이요구된다. 선행기술문헌 [0005] 특허문헌 ( 특허문헌 0001) 대한민국등록특허공보 B1 제 호 ( 공고 ) 발명의내용 [0006] 해결하려는과제 본발명의목적은절연처리된도전입자및융점이 140 이하인금속합금입자를포함함으로써, 미세피치 (fine pitch) 에서도우수한접속특성을나타내는이방도전성필름을제공하고자한다. [0007] [0008] 과제의해결수단본발명의일예에서, 융점이 140 이하인금속합금입자, 및절연처리된도전입자를포함하는이방도전성필름이제공된다. 본발명의다른예에서, 제1 전극을함유하는제1 피접속부재 ; 제2 전극을함유하는제2 피접속부재 ; 및상기제1 피접속부재와상기제2 피접속부재사이에위치하여상기제1 전극및상기제2 전극을접속시키는, 본원에기재된이방도전성필름에의해접속된반도체장치가제공된다. [0009] 발명의효과 본발명의일예들에따른이방도전성필름은, 절연처리된도전입자및융점이 140 이하인금속합금입자를 포함함으로써, 미세피치에서도절연저항이우수하고초기및신뢰성평가후접속저항이낮으며, 전극간쇼 - 4 -

5 트발생가능성이낮은이점이있다. [0010] 도면의간단한설명도 1은제1 전극 (70) 을함유하는제1 피접속부재 (50) 와, 제2 전극 (80) 을포함하는제2 피접속부재 (60), 및상기제1 피접속부재와상기제2 피접속부재사이에위치하여상기제1 전극및상기제2 전극을접속시키는본원에기재된이방도전성필름을포함하는, 본발명의일예에따른반도체장치 (30) 의단면도이다. [0011] 발명을실시하기위한구체적인내용 이하, 본발명에대하여보다상세히설명한다. 본명세서에기재되지않은내용은본발명의기술분야또는 유사분야에서숙련된자이면충분히인식하고유추할수있는것이므로그설명을생략한다. [0012] 본발명의일예는, 융점이 140 이하인금속합금입자, 및절연처리된도전입자를포함하는이방도전성필 름에관한것이다. [0013] [0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] 금속합금입자본발명에서사용될수있는금속합금입자는융점이 140 이하인것으로서, Sn, Sb, Pb, Ag, Bi, In, An, Cd, Mn, Fe, Zn, Al, 및 As로이루어진군으로부터 2개이상선택된금속을합금하여제조된것일수있다. 구체적으로는 Sn, Bi, In, An 및 Sb로이루어진군으로부터선택된 2개이상의금속을합금하여제조될수있다. 구체예에서, 상기금속합금입자는 Sn-Bi, Sn-In, An-Bi, 또는 Sn-An일수있다. 상기금속합금입자의융점은구체적으로 70 내지 140, 보다구체적으로는 80 내지 140 의범위일수있다. 전극부의온도는스페이스부의온도보다높은경향이있으며금속합금입자의융점이 140 이하인것은, 상기전극부와스페이스부인근의온도차이로인해전극부부근에서는용융되는반면스페이스부부근에서는상대적으로덜용융됨으로써접속특성및절연특성을모두개선시키는것과관련이있다. 전극부부근에서금속합금입자가용융되면절연처리된도전입자와연결되어접속특성이개선되는반면, 스페이스부부근에서는상대적으로적게용융되므로절연성면에서유리할수있다. 상기금속합금입자의형상은구상, 판상또는침상일수있으며, 구체적으로는구상또는판상일수있다. 상기금속합금입자의입경은 1 내지 10μm일수있다. 구체적으로, 3 내지 6μm의크기일수있다. 상기범위에서접속개선특성및절연성이모두양호할수있다. 상기금속합금입자는이방도전성필름중 5 내지 30중량 % 로포함될수있으며, 구체적으로는 10 내지 20중량 % 로포함될수있다. 상기범위에서전극간쇼트가방지될수있고접속특성이우수하다. 절연처리된도전입자본발명에서사용되는도전입자는특별히제한되지아니하며, 절연처리된것이라면제한없이사용할수있다. 본원발명에서절연처리되어사용될수있는도전입자의비제한적인예로는 Au, Ag, Ni, Cu, 땜납등을포함하는금속입자를들수있다. 상기절연처리는절연성수지로도전입자표면의적어도일부를코팅하거나, 절연성미립자가도전입자의표면의적어도일부에연속적혹은불연속적으로고정되거나, 고분자수지를포함하는코어층을금속성분으로피복하고이후상기언급한바와같이절연성수지혹은절연성미립자로절연처리하는것을포함할수있다. 상기절연성수지의비제한적인예로는고형에폭시수지, 페녹시수지, 비닐중합체, 폴리에스테르수지, 알킬화셀룰로오스수지, 플럭스수지등을들수있다. 상기절연성수지를도전입자에코팅하는방법은특별히제한되지아니하며, 목적에따라적절히선택할수있다. 비제한적인예로, 도전입자를수지용액중에분산시키고, 얻어진분산체를미세한액적으로서분무하면서가온한후, 용제를건조하는방법등을들수있다. 상기절연성미립자는가교중합성미립자를예로들수있으며, 이러한가교중합성미립자로는라디칼중합이 - 5 -

6 가능한것으로서, 디비닐벤젠, 1,4-디비닐옥시부탄, 디비닐술폰, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 트리알릴 ( 이소 ) 시아누레이트, 트리알리트리멜리테이트등의알릴화합물과, ( 폴리 ) 에틸렌글리콜디 ( 메타 ) 아크릴레이트, ( 폴리 ) 프로필렌글리콜디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 펜타에릴트리톨테트라 ( 메타 ) 아크릴레이트, 펜타에릴트리톨트리 ( 메타 ) 아크릴레이트, 펜타에릴트리톨디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리 ( 메타 ) 아크릴레이트, 디펜타에릴트리톨헥사 ( 메타 ) 아크릴레이트, 디펜타에릴트리톨펜타 ( 메타 ) 아크릴레이트, 글리세롤트리 ( 메타 ) 아크릴레이트등의아크릴레이트계가교제화합물을포함할수있다. [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] 상기절연성수지미립자를제조하는방법은특별히한정되지않고, 예를들어유화중합법, 무유화 (soap-free) 유화중합법, 시드중합법등이사용가능하다. 절연성미립자를도전입자에고정하는방법은물리 / 기계적마찰을이용한건식법, 또는분무건조법, 진공증착피복법, 코어쉘패션법, 습식처리에의한고정등을들수있다. 상기절연성미립자는경화성수지와조액상에서금속표면층으로부터이탈되지않아야하며, 가열압착시변형되어분쇄될수있어야한다. 절연성미립자의고정방법의일예로상기미립자표면의미소한변형에의해금속표면에물리적인접착력을부여하고, 동시에미립자표면의관능기에의해화학적결합력을부여하는것을들수있다. 따라서, 절연성미립자는금속친화성관능기인, 친핵성기, 예를들어, 카르복시기, 히드록시기, 글리콜기, 알데히드기, 옥사졸기, 실란 (silane) 기, 실라놀 (silanol) 기, 아민기, 암모늄기, 아미드기, 이미드기, 니트로기, 니트릴기, 피롤리돈 (pyrrolidone) 기, 티올 (thiol) 기, 술폰기, 술폰산기, 설포늄 (sulfonium) 기, 설파이드 (sulfide) 기, 이소시아네이트 (isocyanate) 기등을포함할수있다. 도전입자에고정되는절연성미립자의입경은코어미립자입경의 0.5 내지 15% 정도를크기를가질수있으며, 구체적으로 1 내지 10% 에해당하는입경크기를가질수있다. 상기절연성미립자의일예로, 고분자심재의표면에에폭시반응성작용기를결합시켜그말단에에폭시반응성작용기를갖는것을사용할수있다. 상기고분자심재는고가교유기고분자입자, 실리카입자, 이산화티탄입자를포함하는무기입자, 유기 / 무기복합체입자, 금속산화물입자중어느하나일수있다. 상기고가교유기고분자입자는가교중합성단량체를단독으로사용한중합체또는가교중합성단량체와 1종이상의일반중합성단량체와의공중합체를중합성단량체총량대비 30 중량 % 이상사용하여제조할수있다. 상기가교중합성단량체로는, 위에서언급한가교중합미립자와동일한것을사용할수있다. 또한상기일반중합성단량체는라디칼중합이가능한것으로서, 스타이렌, α-메틸스타이렌, m-클로로메틸스타이렌, 에틸비닐벤젠등의스타이렌계단량체, 메틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, 에틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, 프로필 ( 메타 ) 아크릴레이트, n-부틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, 이소부틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, t-부틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, 2-에틸헥실 ( 메타 ) 아크릴레이트, n-옥틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, 라우릴 ( 메타 ) 아크릴레이트, 스테아릴 ( 메타 ) 아크릴레이트등의아크릴레이트계단량체, 염화비닐, 비닐아세테이트, 비닐에테르, 비닐프로피오네이트, 비닐부티레이트등을포함할수있다. 상기와같은고분자심재에결합되는에폭시반응성작용기로는에폭시기를갖는고분자수지이면제한없이사용할수있으며, 구체적으로글리시딜메타아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 ; 에폭시메타크릴레이트 ; 또는 3 염기산및 / 또는 4염기산의산무수물 (a-i) 과불포화기함유모노알코올 (a-ii) 을반응시켜얻어지는불포화기함유디카르본산화합물에, 1분자중 2개의에폭시기를가지는에폭시화합물을반응시켜얻어지는 1분자중 2개의에폭시기를가지는불포화기함유의에폭시화합물과불포화기함유모노카르본산을반응시켜얻어지는반응생성물에, 다염기산무수물을반응시켜얻어지는산변성에폭시 ( 메타 ) 아크릴레이트화합물및상기산변성에폭시 ( 메타 ) 아크릴레이트화합물 ; 1분자중 2개이상의에폭시기를가지는에폭시화합물등을사용할수있다. 상기코어층제조에사용될수있는고분자수지는구형의미립자형태로존재할수있으며, 사용될수있는고분자수지로는페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 불소수지, 폴리에스테르수지, 에폭시수지, 실리콘수지, 폴리이미드수지, 폴리우레탄수지, 프로필렌수지, 폴리올레핀수지등과같은열경화성고분자수지 ; 및폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 폴리부틸렌수지, 폴리메타크릴산수지, 메틸렌수지, 폴리스티렌수지, 아크릴로니트릴-스티렌수지, 아크릴로니트릴-스티렌- 부타디엔수지, 비닐수지, 디비닐벤젠수지, 폴리아미드수지, 폴리에스테르수지, 폴리카보네이트수지, 폴리아세탈수지, 피오노마수지, 폴리에테르설폰수지, 폴리페닐옥사이드수지, 폴리페닐렌설파이드수지, 폴리설폰수지, 폴리우레탄수지등의열가소성고분자수지를들수있다. 혹은다른예에서, 상술한절연성미립자의조성이코어층의고분자수지로사용될수있다. 상기 - 6 -

7 고분자수지를유화중합법에의해코어미립자를형성할수있다. 상기형성된코어미립자를금속도금하고, 이후금속도금된층의적어도일부에전술한바와같은절연성수지혹은절연성미립자로절연처리를실시할수있다. 상기금속도금은무전해도금법을사용하여실시할수있으며, 금속도금층은 Au, Ag, Ni 또는 Cu 등의층일수있으나, 일예에서, 니켈도금층, 혹은금도금층일수있다. 이후상기금속도금층은본원에서기재된바와같은절연성수지혹은절연성미립자로추가로절연처리되거나, 다른예에서, 상기금속도금층은가교유기입자층으로박막처리될수있다. 이러한박막은하이브리다이저를이용하여도금된고분자수지입자와가교유기입자의복합화에의해미립자상에연속적혹은불연속적인피막을형성할수있다. 상기가교유기입자는스틸렌과아크릴로니트릴의유화중합에의해수득할수있으며, 이때이관능에폭시아크릴레이트를적당량첨가함으로써최종유기미립자의구조를가교또는하이퍼브랜치구조로조절할수있다. 미세피치의전극에서도전입자를그대로사용하면쇼트가발생할우려가있기때문에, 본발명에서는도전입자를절연처리하여사용함으로써쇼트발생가능성을줄일수있다. [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] 상기절연처리된도전입자의직경은 1 내지 20μm의범위일수있고, 구체적으로 1 내지 10μm의범위일수있으며, 보다구체적으로 1 내지 5μm일수있다. 상기범위에서미세피치에서도우수한접속특성을얻을수있다. 상기도전입자는이방도전성필름중 5 내지 50중량 % 로포함될수있으며, 구체적으로는 5 내지 40중량 % 로포함될수있고, 보다구체적으로는 5 내지 38중량 % 로포함될수있다. 상기범위에서도전입자가단자간에용이하게압착되어안정적인접속신뢰성을확보할수있으며, 통전성향상으로접속저항을감소시킬수있다. 바인더수지다른예에서, 상기이방도전성필름은상기절연처리된도전입자와금속합금입자외에바인더수지를추가로포함할수있다. 본발명에서사용될수있는바인더수지의비제한적인예로는폴리이미드수지, 폴리아미드수지, 페녹시수지, 폴리메타크릴레이트수지, 폴리아크릴레이트수지, 폴리우레탄수지, 폴리에스테르수지, 폴리에스테르우레탄수지, 폴리비닐부티랄수지, 스타이렌-부티렌-스타이렌 (SBS) 수지및에폭시변성체, 스타이렌-에틸렌-부틸렌-스타이렌 (SEBS) 수지및그변성체, 또는아크릴로니트릴부타디엔고무 (NBR) 및그수소화체등을들수있다. 이들은단독으로또는 2종이상을혼합하여사용할수있다. 구체적으로, 상기바인더수지는페녹시수지를사용할수있다. 본발명의바인더수지는이방도전성필름중 10 내지 60중량 % 로포함될수있고, 구체적으로는 15 내지 50중량 % 로포함될수있다. 상기범위에서이방도전성필름용조성물의흐름성및접착력이향상될수있다. 경화부또다른예에서, 본발명의이방도전성필름은경화부를추가로포함할수있다. 상기경화부의예로 ( 메트 ) 아크릴레이트계라디칼중합성물질및라디칼중합개시제를포함하는경화시스템, 혹은에폭시수지및상기에폭시수지의경화제를포함하는경화시스템을들수있다. 구체적으로는에폭시수지및상기에폭시수지의경화제를포함하는경화시스템을사용할수있다. 상기 ( 메트 ) 아크릴레이트계라디칼중합성물질및라디칼중합개시제를포함하는경화시스템에있어서, ( 메트 ) 아크릴레이트계중합성물질은라디칼에의해중합하는 ( 메트 ) 아크릴레이트를갖는물질이면특별히제한없이사용할수있으며, 예를들어, ( 메타 ) 아크릴레이트올리고머또는 ( 메타 ) 아크릴레이트모노머가있다. 상기 ( 메타 ) 아크릴레이트올리고머로는종래알려진 ( 메타 ) 아크릴레이트올리고머군으로부터선택된 1종이상의올리고머를제한없이사용할수있으며, 바람직하게는우레탄계 ( 메타 ) 아크릴레이트, 에폭시계 ( 메타 ) 아크릴레이트, 폴리에스테르계 ( 메타 ) 아크릴레이트, 불소계 ( 메타 ) 아크릴레이트, 플루오렌계 ( 메타 ) 아크릴레이트, 실리콘계 ( 메타 ) 아크릴레이트, 인산계 ( 메타 ) 아크릴레이트, 말레이미드개질 ( 메타 ) 아크릴레이트, 아크릴레이트 ( 메타크릴레이트 ) 등의올리고머를각각단독으로또는 2종이상조합하여사용할수있다. 본원에서사용될수있는 ( 메타 ) 아크릴레이트모노머로는종래알려진 ( 메타 ) 아크릴레이트모노머군으로부터선택된 1종이상의모노머를제한없이사용할수있다. 바람직하게는 1,6-헥산디올모노 ( 메타 ) 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 ( 메타 ) 아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페닐옥시프로필 ( 메타 ) 아크릴레이트, 1,4-부탄디올 ( 메타 ) 아크릴레이트, 2-하이드록시알킬 ( 메타 ) 아크릴로일포스페이트, 4-하이드록시사이클로헥실 ( 메타 ) 아크릴레이트, 네오펜틸글리콜모노 ( 메타 ) 아크릴레이트, 트리메틸올에판디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 트리메틸올프로판디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 펜타 - 7 -

8 에리스리톨트리 ( 메타 ) 아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타 ( 메타 ) 아크릴레이트, 펜타에리스리톨헥사 ( 메타 ) 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사 ( 메타 ) 아크릴레이트, 글리세린디 ( 메타 ) 아크릴레이트, t-하이드로퍼퓨릴 ( 메타 ) 아크릴레이트, 이소-데실 ( 메타 ) 아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시 ) 에틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, 스테아릴 ( 메타 ) 아크릴레이트, 라우릴 ( 메타 ) 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 ( 메타 ) 아크릴레이트, 이소보닐 ( 메타 ) 아크릴레이트, 트리데실 ( 메타 ) 아크릴레이트, 에톡시부가형노닐페놀 ( 메타 ) 아크릴레이트, 에틸렌글리콜디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디 ( 메타 ) 아크릴레이트, t-에틸렌글리콜디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 에톡시부가형비스페놀-A 디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 사이클로헥산디메탄올디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 페녹시-t-글리콜 ( 메타 ) 아크릴레이트, 2-메타아크릴로일록시에틸포스페이트, 트리사이클로데칸디메탄올디 ( 메타 ) 아크릴레이트, 트리메틸올프로판벤조에이트아크릴레이트, 플루오렌계 ( 메타 ) 아크릴레이트및이들의혼합물로이루어지는군으로부터선택되는 1종이상을사용할수있다. [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] 또한, 본원에서사용될수있는라디칼중합개시제로는, 예를들어, 퍼옥사이드계혹은아조계를사용할수있다. 상기퍼옥사이드계개시제의구체적인예로는 t-부틸퍼옥시라우레이트, 1,1,3,3-t-메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디 (2-에틸헥사노일퍼옥시 ) 헥산, 1-사이클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, 2,5-디메틸-2,5-디 (m-톨루오일퍼옥시 ) 헥산, t-부틸퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카보네이트, t-헥실퍼옥시벤조에이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디큐밀퍼옥사이드, 2,5,-디메틸-2,5-디 (t-부틸퍼옥시 ) 헥산, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-헥실퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시-2-에틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시-2-2-에틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시이소부틸레이트, 1,1-비스 (t-부틸퍼옥시 ) 사이클로헥산, t-헥실퍼옥시이소프로필모노카보네이트, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노네이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, 큐밀퍼옥시네오데카노에이트, 디-이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드, 큐멘하이드로퍼옥사이드, 이소부틸퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, 옥타노일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, 스테아로일퍼옥사이드, 숙신퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, 벤조일퍼옥시톨루엔, 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시네오데카노에이트, 1-사이클로헥실-1-메틸에틸퍼옥시노에데카노에이트, 디-n-프로필퍼옥시디카보네이트, 디-이소프로필퍼옥시카보네이트, 비스 (4-t-부틸사이클로헥실 ) 퍼옥시디카보네이트, 디-2-에톡시메톡시퍼옥시디카보네이트, 디 (2-에틸헥실퍼옥시 ) 디카보네이트, 디메톡시부틸퍼옥시디카보네이트, 디 (3-메틸-3-메톡시부틸퍼옥시 ) 디카보네이트, 1,1-비스 (t-헥실퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 1,1-비스 (t-헥실퍼옥시 ) 사이클로헥산, 1,1-비스 (t-부틸퍼옥시 )-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 1,1-(t-부틸퍼옥시 ) 사이클로도데칸, 2,2-비스 (t-부틸퍼옥시 ) 데칸, t-부틸트리메틸실릴퍼옥사이드, 비스 (t-부틸) 디메틸실릴퍼옥사이드, t-부틸트리알릴실릴퍼옥사이드, 비스 (t-부틸) 디알릴실릴퍼옥사이드, 트리스 (t-부틸) 아릴실릴퍼옥사이드등이있다. 에폭시수지및에폭시수지의경화제를포함하는경화시스템을사용하는경우, 에폭시수지로는예를들면비스페놀 A형에폭시수지, 비스페놀 F형에폭시수지, 비스페놀 S형에폭시수지, 페놀노볼락형에폭시수지, 크레졸노볼락형에폭시수지, 비스페놀 A 노볼락형에폭시수지, 비스페놀 F 노볼락형에폭시수지, 지환식에폭시수지, 글리시딜에스테르형에폭시수지, 글리시딜아민형에폭시수지, 히단토인형에폭시수지, 이소시아누레이트형에폭시수지, 지방족쇄상에폭시수지등을들수있다. 이들에폭시수지는할로겐화되어있을수도있고, 수소첨가되어있을수도있다. 에폭시수지의경화제로는, 방향족디아조늄염, 방향족설포늄염, 지방족설포늄염, 방향족요오드알루미늄염, 포스포늄염, 피리디늄염, 세레노니움염등의오늄염화합물 ; 금속아렌 (arene) 착제, 실라놀 / 알루미늄착제등의착제화합물 ; 벤조인토시레토 (Benzoin tosylato-), o-니트로벤질토시레토 (ortho-nitrobenzyl tosylato-) 등의토시레이토기가포함되어전자포획 (capture) 작용을하는화합물등을사용할수있다. 보다구체적으로, 양이온발생효율이높은방향족설포늄염화합물또는지방족설포늄염화합물등의설포늄염화합물을사용할수있다. 또한이러한상기에폭시수지의경화제가염구조를이룰경우에는, 카운터 (counter) 이온으로서헥사플루오르안티모네이트, 헥사플루오르포스페이트, 테트라플루오르보레이트, 펜타플루오르페닐보레이트등을사용할수있다. 상기 ( 메트 ) 아크릴레이트계라디칼중합성물질혹은에폭시수지는이방도전성필름중 10 내지 40중량 % 로포함될수있다. 상기범위내에서, 접착력, 외관등의물성이우수하며신뢰성후안정적일수있다

9 [0050] [0051] [0052] [0053] 상기라디칼중합개시제또는상기에폭시경화제는이방도전성필름중 0.5 내지 15중량 % 로포함될수있다. 구체적으로 1 내지 10 중량 % 포함될수있다. 상기범위내에서, 경화에필요한충분한반응이일어나며적당한분자량형성을통해본딩후접착력, 신뢰성등에서우수한물성을기대할수있다. 무기입자본발명의이방도전성필름은무기입자를추가로포함할수있다. 무기입자를추가로포함함으로써, 이방도전성필름에인식성을부여하고도전입자간의쇼트를방지할수있다. 상기무기입자의비제한적인예로, 실리카 (silica, SiO 2 ), Al 2 O 3, TiO 2, ZnO, MgO, ZrO 2, PbO, Bi 2 O 3, MoO 3, V 2 O 5, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, WO 3 또는 In 2 O 3 등을들수있다. 구체적으로, 상기무기입자는실리카일수있다. 상기실리카는졸겔법, 침전법등액상법에의한실리카, 화염산화 (flame oxidation) 법등기상법에의해생성된실리카일수있으며, 실리카겔을미분쇄한비분말실리카를사용할수도있고, 건식실리카 (fumed silica), 용융실리카 (fused silica) 를사용할수도있으며그형상은구형, 판상형, 침상형, 파쇄형, 에지리스 (edgeless) 형등일수있으며, 단독또는 2종이상혼합되어사용할수있다. [0054] [0055] [0056] [0057] 상기무기입자는이방도전성필름중 1 내지 20중량 % 로포함될수있으며, 구체적으로 1 내지 10중량 % 로포함될수있다. 상기범위에서도전입자의스페이스부로의유출을막을수있다. 기타첨가제또한, 본발명의이방도전성필름은기본물성을저해하지않으면서부가적인물성을제공하기위해, 중합방지제, 산화방지제, 열안정제등의첨가제를추가로포함할수있다. 첨가제는특별히제한되지않지만, 이방도전성필름중 0.01 내지 10중량 % 로포함될수있다. 비제한적인예로, 중합방지제는하이드로퀴논, 하이드로퀴논모노메틸에테르, p-벤조퀴논, 페노티아진및이들의혼합물로이루어진군으로부터선택될수있다. 또한산화방지제는페놀릭계또는하이드록시신나메이트계물질등을사용할수있으며, 구체적으로테트라키스-( 메틸렌-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록신나메이트 ) 메탄, 3,5- 비스 (1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시벤젠프로판산티올디-2,1-에탄다일에스테르등을사용할수있다. [0058] [0059] [0060] [0061] 이방도전성필름의제조방법본발명의이방도전성필름을형성하는데에는특별한장치나설비가필요하지않다. 예를들면, 이방도전성필름조성물을톨루엔과같은유기용매에용해시켜액상화한후도전성입자가분쇄되지않는속도범위내에서일정시간동안교반하고, 이를이형필름위에일정한두께예를들면 10-50μm의두께로도포한다음일정시간건조시켜톨루엔등을휘발시킴으로써이방도전성필름을얻을수있다. 본발명의일양태에따른이방도전성필름은 1층구조이거나, 도전층상에절연성수지층이적층된다층구조일수있다. 예를들어, 도전층과절연성수지층이적층된 2층구조이거나, 도전층의양면에각각제1 절연성수지층및제2 절연성수지층이적층된 3층구조이거나, 도전층의양면에각각제1 절연성수지층및제2 절연성수지층이적층되고, 상기절연성수지층중어느하나에다른제3 절연성수지층이적층된 4층구조일수있다. 구체적으로는 1층혹은 2층구조일수있으며, 2층구조인경우절연처리된도전입자및금속합금입자가도전층에포함될수있다. 상기용어 적층 이란, 임의의층의일면에다른층이형성되는것을의미하며, 코팅또는라미네이션과혼용하여사용할수있다. 도전층과절연성수지층을별도로포함하는복층형구조의이방도전성필름의경우, 층이분리되어있으므로실리카등의무기입자의함량이높더라도, 도전입자의압착을방해하지않기때문에도전성에영향을주지않고, 이방도전성필름용조성물의흐름성에는영향을줄수있으므로, 유동성이제어된이방도전성필름을제조할수있다. [0062] [0063] 본발명의다른예는, 제1 전극을함유하는제1 피접속부재 ; 제2 전극을함유하는제2 피접속부재 ; 및상기제1 피접속부재와상기제2 피접속부재사이에위치하여상기제1 전극및상기제2 전극을접속시키는, 본명세서에따른이방도전성필름에의해접속된반도체장치에관한것이다. 상기제1 피접속부재는예를들어, COF(chip on film) 또는 fpcb(flexible printed circuit board) 일수있고, - 9 -

10 상기제 2 피접속부재는예를들어, 유리패널, PCB(printed circuit board) 또는 fpcb(flexible printed circuit board) 일수있다. [0064] [0065] 도 1을참조하여반도체장치 (30) 를설명하면, 제1 전극 (70) 을함유하는제1 접속부재 (50) 와, 제2 전극 (80) 을포함하는제2 피접속부재 (60) 는, 상기제1 피접속부재와상기제2 피접속부재사이에위치하여상기제1 전극및상기제2 전극을접속시키는본원에기재된도전입자 (3) 을포함하는이방도전성접착층을통해상호접착될수있다. 또한본발명에따른반도체장치의전극은미세피치 (fine pitch) 를갖는것일수있다. 구체적으로상기미세피치는 5 내지 50μm일수있으며, 보다구체적으로 5 내지 40μm일수있고, 더욱더구체적으로 9 내지 20μm 일수있다. [0066] [0067] 이하, 본발명의바람직한실시예를통해본발명의구성및작용을더욱상세히설명하기로한다. 다만, 이는본발명의바람직한예시로제시된것이며어떠한의미로도이에의해본발명이제한되는것으로해석될수는없다. 여기에기재되지않은내용은이기술분야에서숙련된자이면충분히기술적으로유추할수있는것이므로그설명을생략하기로한다. [0068] [0069] [0070] [0071] 실시예실시예 1: 이방도전성필름의제조 1. 절연화처리한도전입자의제조소듐라우릴설페이트 (sodium lauryl sulfate, SLS) 0.5g을 3,000g의초순수 (DI water) 에 10분간분산시켰다. 여기에스타이렌 (styrene, St) 30g을넣고 1 시간동안분산및유화시켰다. 이때, 질소 (N 2 ) 분위기를조성해주 었다. 그다음, 포타슘퍼설페이트 (potassium persulfate, KPS) 1g을물에용해시켜투입하고, 80 에서 1시간동안반응시켜고분자심재를형성하였다. 상기반응이완료된후스타이렌 45g, 디비닐벤젠 (divinylbenzene, DVB) 75g 및포타슘퍼설페이트 3.5g을순차적으로투입하면서동일온도에서 10시간동안반응시켰다. 반응종료후, 소듐라우릴설페이트 1.5g과포타슘퍼설페이트 0.5g을추가투입하여 20분간교반한후, 스타이렌 195g, 디비닐벤젠 25g 및글리시딜메타크릴레이트 (glycidyl methacrylate) 45g을순차적으로투입하면서 10시간동안반응시켰다. 반응이종결된유화체는원심분리기를이용하여중합체를분리한후동결건조하여최종절연성수지미립자를수득하였다. [0072] [0073] [0074] [0075] 도전입자 (AUL-704, 평균입경 4μm, SEKISUI 社, 일본 ) 의표면에상기절연성수지미립자를물리적충격법 (Hybridizer) 을이용하여피막을형성하여절연화처리된도전성입자를제조하였다 ( 도전볼대비함량 : 4중량 %, 피복율 68%, 절연층두께 50nm, 내전압 0.3kV). 2. 이방도전성필름용조성물의제조필름형성을위한매트릭스역할의바인더수지부로는 40부피 % 로자일렌 / 초산에틸공비혼합용매에용해된페녹시수지 (PKHH, Inchemrez 社, 미국 ) 32중량부, 경화반응이수반되는경화부로서는프로필렌옥사이드계에폭시수지 (EP-4000S, Adeka 社, 일본 ) 15중량부, 비스페놀 A계에폭시수지 (JER834, Mitsubishi Chemical 社, 일본 ) 20중량부, 무기입자로서나노실리카 (R812, 크기 7nm, Degussa 社, 독일 ) 8중량부, 열경화성양이온중합촉매 (SI-60L, SANSHIN CHEMICAL 社, 일본 ) 5중량부, 위에서절연화처리한도전입자 10중량부, 금속합금입자로서 solder ball(sn-bi합금, 평균입경 4μm, 융점 :132, MITSUI KINZOKU 社, 일본 ) 10중량부를혼합하여이방도전성필름용조성물을제조하였다. 상기이방도전성필름용조성물을이형필름위에도포한후, 60 건조기에서 5분간용제를휘발시켜 16μm 두께의건조된이방도전성필름을얻었다. [0076] 실시예 2: 이방도전성필름의제조

11 [0077] 실시에 1 에있어서, 절연화처리한도전입자를 7 중량부, 금속합금입자로서 solder ball 을 13 중량부사용한것 을제외하고는실시예 1 과동일한조건및방법으로실시예 2 의이방도전성필름을제조하였다. [0078] [0079] 실시예 3: 이방도전성필름의제조 실시예 1 에있어서, 절연화처리한도전입자를 13 중량부, 금속합금입자로서 solder ball 을 7 중량부사용한것 을제외하고는실시예 1 과동일한조건및방법으로실시예 3 의이방도전성필름을제조하였다. [0080] [0081] 비교예 1 : 이방도전성필름의제조 실시예 1 에있어서, 절연화처리한도전입자를 20 중량부사용하고, 금속합금입자로서 solder ball 을포함하지 않은것을제외하고는실시예 1 과동일한조건및방법으로비교예 1 의이방도전성필름을제조하였다. [0082] [0083] 비교예 2 : 이방도전성필름의제조실시예 1에있어서, 절연화처리한도전입자대신, 절연화처리되지않은도전입자 (AUL-704, 평균입경 4μm, SEKISUI 社, 일본 ) 를사용한것을제외하고는실시예 1과동일한조건및방법으로비교예 2의이방도전성필름을제조하였다. [0084] [0085] [0086] 비교예 3 : 이방도전성필름의제조실시예 1에있어서, 금속합금입자로 Sn-Pb( 평균입경 4μm, 융점 :183, MITSUI KINZOKU 社, 일본 ) 를사용한것을제외하고는실시예 1과동일한조건및방법으로실시하여비교예 3의이방도전성필름을제조하였다. 상기실시예및비교예에서사용된각성분의함량및사양을다음표 1에나타내었다 : [0087] 원료 상품명 제조사 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 페녹시수지 PKHH Inchemlez 에폭시수지 EP-4000S Adeka JER-834 Mitsubishi 경화제 SI-60L SANSHIN CHEMICAL 무기입자 실리카 Degussa 도전입자 AUL ( 절연화 O) AUL704 표 1 SEKISUI 10 ( 절연화 X) 금속합금입자 Sn-Bi MITSUI KINZOKU Sn-Pb MITSUI KINZOKU 10 합계 [0088] [0089] 실험예 : 이방도전성필름의물성평가 상기제조된실시예 1 내지 3 및비교예 1 내지 3 의이방도전성필름에대해하기조건및방법으로용융점도, 접속저항, 신뢰성후접속저항및절연저항을측정하고그결과를아래표 2 에나타내었다. [0090] [0091] 용융점도측정 상기실시예및비교예에서제조된이방도전성필름에대해 ARES G2 레오미터 (TA Instruments) 를이용하여, 샘

12 플두께 150μm, 승온속도 10 / 분, 스트레스 5%, 프리퀀시 10rad/ 초로 30 내지 200 구간에서용융점도를측 정하였다. [0092] [0093] 접속저항및신뢰성평가후접속저항측정 이방도전성필름의전기적특성을파악하기위하여범프면적 1200 μm 2, 두께 2000A 의인듐틴옥사이드 (ITO) 회 로가있는유리기판 (pitch:20μm), 및범프면적 1200μm 2, 두께 1.5mm의 IC(pitch:20μm) 를사용하여, 상기실시예및비교예들에따라제조한각각의이방도전성필름으로다음조건에의해상, 하계면간을압착한후, 상기본압착조건으로가압, 가열하여각샘플당 5개씩의시편을제조하였다. 이렇게제조된시편을아래방법으로접속저항을측정 (ASTM F43-64T 방법에준함 ) 하고, 이를초기접속저항 (T 0 ) 이라한다. [0094] 또한, 신뢰성평가를위해 85, 85% 의상대습도로유지되는고온고습챔버에상기회로접속물을 500 시간보 관한후동일한방법으로접속저항을측정 (ASTM D177 에준함 ) 하고이를신뢰성평가후의접속저항 (T 1 ) 으로한 다. [0095] 접속저항측정은 4 point probe 법이며, 이는저항측정기기를이용할수있는데기기에연결되어있는 4 개의 probe 를이용하여 4 point 사이에서의저항을측정한다. 저항측정기기는 1mA 를인가하며이때측정되는전압으 로저항을계산하여표시한다. [0096] [0097] 절연저항의측정상기형성된이방도전성필름을 2mm 25mm로잘라서절연저항평가자재에각각본딩하여평가하였다. 이때, 0.5mm두께유리기판상에 70, 1MPa, 1sec 조건으로이방도전성필름을가압착하고 PET필름을벗겨유리기판상에이방도전성필름을배치하였다. 그다음칩 ( 칩길이 19.5mm, 칩폭 1.5mm, 범프간격 8μm ) 을나란히배치한후, 150, 70MPa, 5sec 조건으로본압착하였다. 여기에 50V를인가하며 2 단자법으로총 100포인트에서쇼트발생여부를검사하였다. [0098] 물성 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 용융점도 (Pa s) 접속저항 (Ω)(T 0 ) 신뢰성접속저항 (Ω) (T 1 ) 표 절연저항 (short%) [0099] 상기표 2에서나타난바와같이실시예 1 내지 3의이방도전성필름은초기접속저항및신뢰성평가후접속저항이모두낮게나타났으며, 전극간쇼트가발생하지않은것으로나타났다. 반면, 금속합금입자를함유하지않은비교예 1의이방도전성필름은초기접속저항및신뢰성평가후접속저항이모두높게나타났으며, 도전입자에절연처리를실시하지않은비교예 2는쇼트가발생하였다. 또한, 융점이 140 를초과하는금속합금입자를사용한비교예 3의경우초기접속저항및신뢰성평가후접속저항이모두높게나타났다. [0100] 이상으로본발명의특정한부분을상세히기술하였는바, 당업계의통상의지식을가진자에게있어서, 이러한 구체적기술은단지바람직한실시예일뿐이며, 이에의해본발명의범위가제한되는것이아닌점은명백할것 이다. 따라서, 본발명의실질적인범위는첨부된청구항들과그것들의등가물에의하여정의된다고할것이다

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(52) CPC 특허분류 C08J 7/04 ( ) C08J 7/047 ( ) C08J 2323/08 ( ) C08J 2423/08 ( ) - 2 -

(52) CPC 특허분류 C08J 7/04 ( ) C08J 7/047 ( ) C08J 2323/08 ( ) C08J 2423/08 ( ) - 2 - (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) C08F 2/50 (2006.01) C08J 5/18 (2006.01) C08J 7/04 (2006.01) (52) CPC 특허분류 C08F 2/50 (2013.01) C08J 5/18 (2013.01) (21) 출원번호 10-2015-7028665 (22)