KR100643428B1 - 전자 패키징 필름의 본딩장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 패키징 필름의 본딩장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 접착층 및 상기 접착층의 일면에 부착된 이형필름을 구비하는 패키징 필름을 피접속부재에 부착시키는 본딩장치에 있어서, 상기 필름이 각각 권취된 적어도 두 개 이상의 공급릴; 상기 필름을 상기 피접속부재 상으로 이송시키는 이송수단; 상기 접착층을 피접속부재 크기에 맞도록 절단하는 커터부재; 상기 필름의 접착층을 상기 피접속부재 측으로 압착하는 압착수단; 및 상기 공급릴과 상응하는 개수가 구비되어, 상기 필름으로부터 분리된 이형필름을 회수하는 회수릴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치가 개시된다.
이방성 도전 필름, 본딩장치, LCD, TCP

Description

전자 패키징 필름의 본딩장치{A bonding device for packaging film}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일반적인 이방성 도전필름의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 본딩장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 본딩장치에 의해 피접속부재가 접속된 모습을 보여주는 측단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본딩장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본딩장치에 의하여 피접속부재가 접속된 모습을 보여주는 평면도.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 측단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 본딩장치에 의하여 피접속부재가 접속된 모습을 보여주는 측단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 본딩장치에 의하여 피접속부재가 접속된 모습을 보여주는 측단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110, 111...공급릴 120...이송수단
130...커터부재 140...압착수단
150, 151...회수릴 161, 162...고정수단
170...분리기 180...압착지그
본 발명은 필름용 본딩장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 특성이 다른 필름을 피접속부재에 동시에 접속시키기 위한 멀티 릴을 구비한 본딩장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이방성 도전 필름(Anistropic Conductive Film:ACF)은 피접속부재의 재질이 특수하거나 신호배선의 피치가 세밀하여 부재와 부재를 솔더링(soldering)의 방식으로 부착할 수 없을 경우 사용하는 접속재료이다.
이러한 이방성 도전 필름은 대표적으로 LCD 모듈에서 LCD 패널, 인쇄회로기판(PCB), 구동IC 등을 패키징하는 접속재료로 사용된다. 보다 상세하게, LCD 모듈에는 TFT(Thin Film Transistor)패턴들을 구동시키기 위해서는 다수개의 구동IC가 실장된다. 구동IC를 실장하는 방식은 크게, 별도의 구조물 없이 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 실장하는 방식인 COG(Chip On Glass) 마운팅 방식, 구동IC를 탑재한 TCP(Tape Carrier Package)를 통해 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 간접적으로 구동IC를 실장하는 방식인 TAB(Tape Automated Bonding) 마운팅 방식으로 나뉜다.
어느 실장방식을 채용한다 하더라도 구동IC 소자 측의 전극과 LCD 패널 측의 전극은 미소한 피치 간격으로 형성되어 있기 때문에 납땝 등의 수단을 사용하는 것이 곤란하다. 이와 같은 이유로, 구동 IC 측의 전극과 패널 측의 전극을 전기적으로 접속하기 위하여 이방성 도전 필름이 사용된다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름(30)은 절연성 접착제(30a)에 도전성 입자(30b)를 분산시킨 것으로서, 피접속부재(10, 20) 사이에 개재되어 열압착된다. 그러면 도전성 입자(30b)가 대향하는 전극(11, 21) 사이에 개재되어 전극들(11, 21)을 전기적으로 연결한다. 이때 이웃하는 전극들 사이에는 절연성이 유지된다. 즉, 이방성 도전 필름(30)은 x-y 평면상으로는 절연성이 유지되고 z축으로는 도전성을 갖는 접속재료이다.
이러한 이방성 도전 필름(30)은 도 2와 같은 본딩장치를 이용하여 피접속부재(10, 20)에 접착된다. 보다 상세하게, 종래기술에 따른 본딩장치는 이방성 도전 필름(30)이 권취된 공급릴(1)에 권취된 상태에서 순차적으로 권출되고, 그후 피접속부재(10) 상으로 이송된다. 그런 후 이방성 도전 필름(30)은 압착부(4)에 의해 피접속부재(10, 20)의 소정 위치에 압착된다. 이때 이방성 도전 필름(30)의 배면에 부착되어 있는 이형필름(30')은 회수릴(5)에 의하여 회수된다.
도 3은 종래 기술에 따른 본딩장치에 의해 이방성 도전 필름(30)이 피접속부 재, 예컨대 LCD 패널(10)과 TCP(20)를 접속시키는 모습을 도시한 측단면도이다. 도 3을 참조하면, LCD 패널(10)에서 게이트 및 데이터 입력패드가 형성된 ITO 전극부분(10a)에 이방성 도전 필름(30)이 부착된 후 ITO 전극의 일부(10b)는 노출되어 부식, 기계적인 안정성 위험 등의 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여 노출된 ITO층(10b)에는 실리콘 등의 보호재료가 도포된다. 그러나 이러한 보호재료는 통상적으로 페이스트 상태로 도포되기에 도포공정에 있어서 재료의 유량을 조절하고 위치를 얼라인하는 것이 용이하지 않다. 또한 보호재료의 잔유물을 남기 쉬우며, 페이스트 잔유물이 장치의 바닥에 떨어져 쌓이게 되어 지속적인 청소 및 관리가 필요하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이방성 도전 필름이 피접속부재에 압착되는 공정과 동시에, 노출되는 전극부분 보호층의 형성공정을 진행시킬 수 있는 패키징 필름의 본딩장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 본딩장치는 접착층 및 상기 접착층의 일면에 부착된 이형필름을 구비하는 패키징 필름을 피접속부재에 부착시키는 본딩장치에 있어서, 상기 필름이 각각 권취된 적어도 두 개 이상의 공급릴; 상기 필름을 상기 피접속부재 상으로 이송시키는 이송수단; 상기 접착층을 피접속부재 크기에 맞도록 절단하는 커터부재; 상기 필름의 접착층을 상기 피접속부재 측으로 압착하는 압착수단; 및 상기 공급릴과 상응하는 개수가 구비되어, 상기 필름으로부터 분리된 이형필름을 회수하는 회수릴;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 두 개 이상의 공급릴 및 이에 상응하는 회수릴은, 각각의 필름이 피접속부재에 각각 다른 위치에 압착되도록 이에 상응하는 라인을 형성한다.
여기서, 상기 두 개 이상의 공급릴은 서로 다른 특성을 갖는 필름을 권취할 수 있다.
바람직하게, 상기 두 개 이상의 공급릴 중 하나의 공급릴은 이방성 도전 필름을 권취하며, 적어도 하나 이상의 공급릴은 보호 필름이 권취할 수 있다.
상기 보호필름은 비전도성 필름 또는 도전성 입자의 밀도가 낮은 이방성 도전 필름으로 할 수 있다.
한편, 상기 압착부는 상기 필름에 직접적으로 열과 압력을 전달하여 피접속부재 상으로 압착하는 압착툴바; 및 상기 압착툴바를 상하로 이동시키는 업/다운 실린더;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 필름의 이송을 안정적으로 유지시켜주는 고정클램프;및 상기 피접속부재 상에 압착된 필름에서 이형필름을 접착층과 분리시키는 분지롤러;를 더 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본딩장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 본딩장치는 필름을 공급하는 공급릴(110), 필름을 이송시키는 이송수단(120), 필름을 절단하는 커터부재(130), 필름을 압착하는 압착수단(140) 및 압착된 필름(30) 일면에 부착되어 있던 이형필름을 회수하는 회수릴(150)을 포함한다.
상기 공급릴(110)은 필름이 권취되어 있는 상태로 본딩장치에 장착되어 필름을 제공하는 것으로써, 상호 소정의 간격을 두고 설치된 제1 공급릴(111) 및 제2 공급릴(112)을 구비한다.
제1 공급릴(111)에는 예컨대, LCD 패널, TPC, 또는 인쇄회로기판 등의 피접속부재를 전극을 전기적으로 연결하는 이방성 도전 필름(30)이 권취된다. 제2 공급릴(112)에는 예컨대, 피접속부재의 소정 위치에 이방성 도전 필름(30)이 압착된 후 피접속부재 상에 노출되는 전극부분을 덮어 보호하는 보호필름(31)이 권취된다. 상기 보호필름(31)은 비전도성 필름(non conductive film: NCF) 또는 도전성 입자의 밀도가 낮은 이방성 도전 필름 등이 채택될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 노출된 전극을 보호할 수 있는 다양한 변형예가 채용될 수 있다.
상기에서 공급릴(110)은 두 개가 구비된 것으로 설명하였으나 이방성 도전 필름을 권취하는 공급릴을 포함하여 다른 보호 필름을 권취하는 또 다른 복수의 공급릴이 채용될 수 있다. 또한 복수의 공급릴에 권취되는 필름의 종류는 다양하게 채택될 수 있다. 예컨대, 공급릴은 세개가 구비되어 하나는 이방성 도전 필름이 권취되어 피접속부재를 접속시키며 나머지 두 개의 공급릴에는 비전도성 필름 또는 도전성 입자의 밀도가 낮은 이방성 도전 필름 등의 보호필름이 권취되며, 세개의 공급릴이 필름의 압착위치에 따라 소정의 간격을 두고 설치될 수 있다.
상기 이송수단(120)은 공급릴(110)로부터 권출된 필름(30, 31)을 피접속부재(10) 상으로 이송시킨다. 이송수단(120)은 동력을 제공하는 업/다운 실린더(121) 및 업/다운 실린더(121)로부터 이송력을 전달받아 필름(30, 31)을 이송시키는 이송클램프(122)를 구비할 수 있다. 그러나 본 발명을 이에 한정되지 않고 필름(30, 31)에 이송력을 제공할 수 있는 다양한 구성이 채용될 수 있다.
상기 커터부재(130)는 이송수단(120)에 의해 피접속부재(10) 상으로 이송되어 온 필름(30, 31)을 피접속부재(10)의 부착 크기에 맞도록 절단한다. 보다 상세하게, 접착층(30a, 31a) 및 상기 접착층(30a, 31a)의 일면에 부착된 이형필름(30b, 31b)으로 이루어진 필름들(30, 31)에 있어서, 접착층(30a, 31a)만을 절단한다. 따라서 이후 설명하는 바와 같이 필름(30, 31)의 접착층(30a, 30b)만이 피접속부재(10)에 압착되고 이형필름(30b,31b)은 후술하는 바와 같이 회수된다.
상기 압착수단(140)은 필름(30, 31)에 열과 압력을 전달하며 피접속부재(10) 상에 압착한다. 압착수단(140)은 필름(30, 31)에 직접적으로 접촉하는 압착 툴바(141) 및 상기 압착툴바(141)의 상하운동을 가능케하는 업/다운 실린더(142)를 구비한다.
상기 회수릴(150)은 제1 공급릴(111)에 상응하는 제1 회수릴(151) 및 제2 공급릴(112)에 상응하는 제2 회수릴(152)을 포함한다. 제1 회수릴(151)은 제1 공급릴(111)에서 권출된 필름(30)의 이형필름(30a)을 회수하며, 제2 회수릴(152)은 제2 공급릴(112)에서 권출된 필름(31)의 이형필름(31a)을 회수한다. 바람직하게, 제1 및 제2 회수릴(151, 152)은 공급릴(111, 112) 각각에 권취된 필름(30, 31), 예컨대 이방성 도전필름 및 보호필름이 피접속부재의 다른 위치에 압착되도록 소정의 간격을 두고 설치된 제1 공급릴(111) 및 제2 공급릴(112)의 위치와 상응하는 라인을 형성한다.
상기에서 회수릴(150)은 두 개가 구비된 것으로 설명하였으나 본딩장치에 설치되는 공급릴(110) 개수에 맞추어 복수의 공급릴이 채용될 수 있다.
바람직하게, 상기 본딩장치는 필름(30, 31)의 이송경로에 설치되어 이송수단(140)에 의하여 이송되는 필름(30, 31)의 이송을 안정적으로 유지시켜 주는 고정부재(161, 162)를 더 포함한다. 상기 고정부재(161, 162)는 적어도 하나 이상이 설치될 수 있으며 예컨대, 고정클램프가 채용될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 필름(30, 31)을 고정시킬 수 있는 다양한 변형예가 채택될 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 본딩장치는 피접속부재(10) 상에 압착된 필름(30, 31)의 접착층(30a, 31a)에서 이형필름(30b, 31b)을 분리시키는 분리기(170)를 더 포함할 수 있다. 이로써, 회수릴(150)에 의한 이형필름(30b, 31b)의 회수가 더욱 원활하게 진행될 수 있다. 또한 상기 본딩장치는 피접속부재(10)를 거치하는 압착지그(180)를 더 포함할 수 있다.
이하 상기와 같은 구성을 갖는 본딩장치의 작동에 대해 설명한다.
먼저, 제1 공급릴(111)에 권취되어 있는 이방성 도전 필름(30)과 제2 공급릴(112)에 권취되어 있는 보호필름(31)이 순차적으로 권출되어 이송수단(120)에 의해 피접속부재(10) 상으로 이송된다. 이때 필름(30, 31)은 고정부재(161, 162)에 의해 그 이송이 안정적으로 유지될 수 있다.
피접속부재(10) 상으로 이송되는 경로에 마련된 커터부재(130)는 필름(30, 31)이 피접속부재(10) 상으로 이송되기 전에 피접속부재(10)의 크기에 맞도록 필름(30, 31)을 절단한다. 이때 커터부재(130)는 필름(30, 31)의 접착층(30a, 31a)만을 절단하고 이형필름(30b, 31b)은 절단하지 않아 이 후 설명하는 바와 같이 이형필름(30b, 31b)의 연속적인 회수가 가능하도록 한다.
피접속부재(10) 상에 이송된 이방성 도전 필름(30)과 보호필름(31)은 압착수단(140)에 의하여 동시에 피접속부재(10)의 소정 위치에 압착된다. 즉 업/다운 실린더(142)에 의하여 하부로 이동하는 압착툴바(141)가 이방성 도전 필름(30) 및 보호필름(31)에 열과 압력을 전달하면서 압착시킨다. 이때 이방성 도전 필름(30)은 접속시키고자 하는 전극 부위에 압착되며 보호필름(31)은 이방성 도전 필름(30)이 압착된 후 노출되는 전극 부분에 압착된다. 이로써, 별도의 실리콘 페이스트 등을 도포하는 공정을 생략할 수 있어 페이스트 형태의 보호재료를 이용함으로써 발생하는 문제점들의 발생을 방지할 수 있다.
그런 후 분리기(170)가 압착된 필름(30, 31)의 접착층(30a, 31a)과 이형필름(30b, 31b)을 분리시킨다. 이렇게 분리된 이형필름(30b, 31b)은 제1 및 제2 공급릴(111, 112)에 상응하도록 설치된 제1 및 제2 회수릴(151, 152)에 권취되어 연속적으로 회수된다.
한편, 상기에서는 접속되는 두개의 피접속부재(10, 20) 중 하나의 피접속부재(10) 상에 압착하는 가압착 공정을 설명하였다. 이러한 가압착공정 후에는 다른 피접속부재(20)를 가압착된 필름(30, 31) 상에 두고 압착수단(140)에 의한 본 압착공정을 하여 필름의 본딩공정이 마무리된다.
도 5는 본 발명에 따른 본딩장치에 의하여 필름(30, 31)이 피접속부재(10, 20)를 접속시키는 모습을 도시한 평면도이고 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 선에 따른 측단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 칼라기판(13) 및 TFT 기판(14)을 구비하는 LCD 패널(10)에서 게이트 및 데이터 입력패드가 형성된 전극 부분(10a)과 TPC(20) 사이에는 이방성 도전 필름(30)이 개재되어 압착된다. 이로써 구동 IC(21)가 장착된 TPC(20)와 LCD 패널(10)의 전극을 전기적으로 연결한다. 또한 이방성 도전 필름(30)이 부착되지 않은 부분에는 보호필름(31)이 부착되어 전극이 외부로 노출되어 부식, 손상되는 경우를 방지한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 본딩장치에 의해 필름(30, 31)이 피접속부재(10) 상에 압착된 모습을 도시하는 측단면도들이다. 도 7 및 도 8에서, 이전 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리키므로 그 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, TCP 측 LCD 패널의 전극 말단부분(10c)에 이방성 도전 필름(30)이 부착되지 않은 부분에는 보호필름(31)이 부착된다. 이로써 전극 말단부분(10c)에 출력패드와 신호선 간에 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 도 8을 참조하면, 공급릴 및 회수릴이 3개 구비되고 하나의 공급릴에는 이방성 도전 필름이 권취되고 나머지 두개의 공급릴에는 보호필름이 권취된 본 발명의 본딩장치를 사용하여, 이방성 도전 필름(30)을 부착한 후 이방성 도전 필름(30)이 부착되지 않은 부분 양 쪽에 모두 보호 필름(31)을 부착시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이상에서의 설명에서와 같이, 본 발명에 따르면 이방성 필름이 피접속부재에 부착된 후 노출되는 전극부분에 별도의 장비없이 이방성 필름의 압착공정과 동시에 보호층을 형성시킬 수 있다. 따라서, 보다 간략한 공정으로 피접속부재 간의 접속이 보다 신뢰성 있게 이루어질 수 있다.

Claims (6)

  1. 접착층 및 상기 접착층의 일면에 부착된 이형필름을 구비하는 패키징 필름을 피접속부재에 부착시키는 본딩장치에 있어서,
    상기 필름이 각각 권취되며, 피접속부재 상에 상기 필름을 압착하는 각각의 위치에 따라 간격을 두고 설치된 적어도 두 개 이상의 공급릴;
    상기 필름을 상기 피접속부재 상으로 이송시키는 이송수단;
    상기 접착층을 피접속부재 크기에 맞도록 절단하는 커터부재;
    상기 필름의 접착층을 상기 피접속부재 측으로 압착하는 압착수단; 및
    상기 공급릴과 상응하는 개수가 구비되어, 상기 필름으로부터 분리된 이형필름을 회수하는 회수릴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 공급릴 및 회수릴은,
    각각의 필름이 피접속부재의 각각 다른 위치에 압착되도록 이에 상응하는 라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 공급릴 중 하나의 공급릴은 이방성 도전 필름을 권취하며, 적어도 하나 이상의 공급릴은 보호필름을 권취하는 것을 특징으로 하는 본딩장 치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보호필름은,
    비전도성 필름 또는 도전성 입자의 밀도가 낮은 이방성 도전 필름인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 압착수단은,
    상기 필름에 직접적으로 열과 압력을 전달하여 피접속부재 상으로 압착하는 압착툴바; 및
    상기 압착툴바를 상하로 이동시키는 업/다운 실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름의 이송을 안정적으로 유지시켜주는 고정부재;및
    상기 피접속부재 상에 압착된 필름에서 이형필름을 접착층과 분리시키는 분리기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
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