KR100652305B1 - 요철부를 구비하는 압착툴바 및 이를 이용한 본딩장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이방성 도전 필름의 압착툴바 및 이를 이용한 본딩장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 이방성 도전 필름을 피접속부재에 압착시키는 압착 툴바에 있어서, 상기 압착툴바는 상기 피접속부재와 접촉하는 표면에 피접속부재에 구비된 전극들 사이 공간에 대응되는 다수의 돌기가 패터닝되는 요철부를 구비하는 것을 특징으로 하는 압착툴바가 개시된다. 이로써 이방성 도전 필름을 피접속부재에 압착시킬 때 이방성 도전 필름 내에 포함되는 도전성 입자를 전극 사이에 집중시킬 수 있다.

이방성 도전 필름, 압착툴바, 도전성 입자, 돌기

Description

요철부를 구비하는 압착툴바 및 이를 이용한 본딩장치{pressing tool bar having unevenness and bonding device using the same}

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 도전 필름이 피접속부재 사이에 개재되는 모습을 도시하는 단면도.

도 2는 일반적인 이방성 도전 필름이 피접속부재를 접속시키는 모습을 도시하는 단면도.

도 3는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본딩장치를 개략적으로 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압착툴바를 개략적으로 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압착툴바가 이방성 도전 필름을 압착하는 모습을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110...공급릴 120...회수릴

130...압착툴바 131...요철부

132...돌기 133...요홈부

140...이송수단 150...분지롤러

160...클램프

본 발명은 이방성 도전 필름의 압착툴바 및 이를 이용한 본딩장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게 이방성 도전 필름을 피접속부재에 압착할 때 피접속부재의 전기적 연결을 보다 원활하게 하는 압착툴바 및 이를 이용한 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), 드라이버IC 회로 등을 패키징하는 접속재료로 사용된다. 보다 상세하게, LCD 모듈에는 TFT(Thin Film Transistor)패턴들을 구동시키기 위해서 다수개의 드라이버IC가 실장된다. 드라이버IC를 실장하는 방식은 크게, 별도의 구조물 없이 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 실장하는 방식인 COG(Chip On Glass) 마 운팅 방식, 드라이버IC를 탑재한 TCP(Tape Carrier Package)를 통해 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 간접적으로 드라이버IC를 실장하는 방식인 TAB(Tape Automated Bonding) 마운팅 방식으로 나뉜다.

어느 실장방식을 채용한다 하더라도 드라이버IC 소자 측의 전극과 LCD 패널 측의 전극은 미소한 피치 간격으로 형성되어 있기 때문에 납땝 등의 수단을 사용하는 것이 곤란하다. 이와 같은 이유로, 드라이버 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(40)에 도전성 입자(50)를 분산시킨 것으로서, 피접속부재(10, 20) 사이에 개재되어 열압착된다. 그러면 도 2에 도시된 바와 같이 도전성 입자(50)가 대향하는 전극(11a, 21a) 사이에 개재되어 전극들(11a, 21a)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 본딩장치를 이용하여 피접속부재(10, 20)에 접착된다. 보다 상세하게, 종래기술에 따른 본딩장치는 이방성 도전 필름(30)을 공급릴에 권취한 상태에서 순차적으로 권출하고, 그후 피접속부재(10, 20) 상으로 이송한다. 그런 후 이방성 도전 필름(30)은 압착부에 의해 피접속부재(10, 20)의 소정 위치에 압착된다. 이때 상기 압착부에 마련된 압착툴바는 이방성 도전 필름(30)에 열과 압력을 직접적으로 전달하며 누른다.

그러나 실제로 이러한 공정에서는 압착툴바의 온도와 압력이 항상 일정하게 유지되기 힘들다. 이 때문에 이방성 도전 필름은 피접속부재 사이에 접착된 후, 필름 내부에 포함되는 도전성 입자(50)가 전극(11a, 21a) 사이에 충분히 개재되지 않고 전극 주변이외의 곳에 위치하여 낭비되기 쉽다. 따라서, 전극들이(11a, 21a) 전기적으로 충분히 연결되지 못하는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위하여 이방성 도전 필름(30)내에 도전성 입자(50)의 밀도를 증가시키면, 도전성 입자(50)가 인접하는 전극(10, 20) 사이를 전기적으로 연결할 수 있어 x-y 평면상의 절연성을 파괴하여 단락(short)이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이방성 도전 필름을 피접속부재에 압착시킬 때 이방성 도전 필름 내에 포함되는 도전성 입자를 전극 사이에 집중시켜 피접속부재의 전극들의 전기적 연결이 보다 효과적이게 하는 압착툴바를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 이와 같은 압착툴바를 이용하는 이방성 도전 필름의 본딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압착툴바는, 이방성 도전 필름을 피접속부재에 압착시키는 압착 툴바에 있어서, 상기 압착툴바는 피접속부재에 구비된 전극들 사이의 공간에 대응되는 위치에 다수의 돌기가 패터닝되어 있는 요철부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 돌기는 그 돌출된 부분의 세로 및 가로 길이가 상기 전극 의 폭방향의 길이보다 3 내지 500μm작은 것으로 한다.

또한, 상기 돌기 사이의 간격은 10μm 내지 1mm로 하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게, 상기 돌기 사이의 요홈부는 자성을 갖도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 압착 툴바를 구비하여 이방성 도전 필름을 피접속부재에 압착시키는 본딩장치에 있어서, 상기 압착툴바는 피접속부재에 구비된 전극들 사이의 공간에 대응되는 위치에 다수의 돌기가 패터닝되어 있는 요철부를 구비하는 것을 특징으로 하는 본딩장치가 제시된다.

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 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본딩장치를 도시하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 본딩장치는 이방성 도전 필름(30)이 권취되어 있는 공급릴(110), 이방성 도전 필름(30)을 피접속부재(20) 상으로 이송하는 이송수단(140), 이송된 이방성 도전 필름(30)을 피접속부재(20) 측으로 압착하는 압착툴바(130) 및 압착된 이방성 도전 필름(30)의 이형필름(32)을 회수하는 회수릴(120)을 포함한다.

상기 공급릴(110)은 이방성 도전 필름(30)이 권취된 상태로 본딩장치에 장착되어 이방성 도전 필름(30)을 순차적으로 권출시켜 압착툴바(130) 쪽으로 공급한다.

상기 회수릴(120)은 이방성 도전 필름(30)이 피접속부재(20)에 압착된 후에 이방성 도전 필름(30)의 배면에 부착된 이형필름(32)을 회수한다.

상기 이송수단(140)은 이방성 도전 필름(30)의 경로 중 소정 부분에 위치하여 이방성 도전 필름(30)을 압착 위치로 이송시킨다.

상기 압착툴바(130)는 열과 압력으로 이방성 도전 필름(30)을 피접속부재(20)의 전극 피치에 맞추어 압착한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압착툴바(130)를 보다 상세하게 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압착툴바(130)가 이방성 도전 필름(30)을 압착하는 모습을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 압착툴바(130)는 다수의 돌기(132)가 패터닝된 요철부(131)를 구비한다. 상기 돌기(132)는 피접속부재(10, 20)의 전극과 이웃하는 전극 사이의 공간(11', 21')에 상응하도록 위치한다. 따라서 압착툴바(130)가 이방성 도전 필름(30)을 직접 압착하거나 또는 피접속부재(10)를 사이에 두고 간접 압착할 때, 전극 사이 부분(11', 21')에 해당하는 이방성 도전 필름(30)을 먼저 압착하여 그 부분에 분산되어 있는 도전성 입자(50)를 양측으로 이동시킨다.

바람직하게, 돌기(132)는 그 돌출된 부분의 세로 길이(D1) 및 가로길이(D2)가 전극(11a, 21a)의 폭방향 길이보다 3 내지 500μm 작도록 구성한다. 이는 보통 전극과 전극 사이 공간이 일정하게 형성된 전극 피치에서 전극 사이 공간(11') 보다 충분히 작게 설계하여 돌기(132)가 전극 사이 공간에 압력을 효과적으로 전달하기 위함이다. 또한, 돌기(132) 사이 요홈부(133)의 길이는 10μm 내지 1mm인 것이 바람직하다. 이는 후술하는 바와 같이 도전성 입자(50)가 압착툴바(130)의 돌기(132)로 인해 전극 주변 공간으로 밀려날 때, 전극 주변 공간을 충분히 확보하기 위함이다. 그러나 본 발명이 이러한 수치에 한정되는 것은 아니며, 접속하고자 하는 피접속부재의 전극 피치에 따라 다양하게 변형되어 채용될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 돌기 사이 부분(133)은 자성을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 이로써 전극(11a, 21a)의 위치에 상응하는 홈(133)이 이방성 도전 필름(30) 내의 도전성 입자(50)를 더욱 효과적으로 전극(11a, 21a) 주변으로 유인할 수 있다.

한편, 상기 본딩장치는 피접속부재(20)에 이방성 도전 필름(30)이 압착된 이후에 이방성 도전 필름(30)의 배면에 부착되어 있는 이형필름(32)을 이방성 도전 필름(30)으로부터 분리하는 분지롤러(150)를 더 포함할 수 있다. 또한, 공급릴(110)에서 권출된 이방성 도전 필름(30)의 이송을 안정적으로 유지시키는 클램프(160)를 더 포함할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 5를 참조하여 상기 압착툴바(130)의 작용을 설명한다.

이방성 도전 필름(30)이 공급릴(110)로부터 권출된 후 이송수단(140)에 의하여 피접속부재(20) 상으로 이송되어 오면, 압착구동부(170)에 의해 구동되는 압착 툴바(130)는 열과 압력을 이방성 도전 필름(30)에 직접적으로 전달한다. 이때 압착툴바(130)에 구비된 돌기(132)는 피접속부재(20)의 전극 사이 위치(11', 21')에 상응하도록 구성되어 압착툴바(130)의 표면이 이방성 도전 필름(30) 전체에 접촉하여 압력을 전달하기 전에 상기 공간(11', 21')에 먼저 압력을 전달한다. 이로써, 이방성 도전 필름(30) 내에 존재하는 도전성 입자(50)는 도 5의 화살표와 같이 전극(11a, 21a) 주변으로 밀려나고, 이방성 도전 필름(30) 내에서 전극(11a, 21a) 사이 공간(11', 21')에 상응하는 위치로 분산된다. 따라서 이방성 도전 필름(30)이 피접속부재(10, 20)를 접속시킬 때 도전성 입자(50)가 전극(11a, 21a) 사이에 보다 많이 개재될 수 있다. 즉 전극(11a, 21a) 사이를 효과적으로 통전시킬 수 있고, 쓸모없이 낭비되는 도전성 입자(50)를 줄일 수 있다.

한편, 이방성 도전 필름(30)의 압착공정은 압착툴바(130)가 이방성 도전 필름(30)을 직접 압착하여 하부 피접속부재(20)에 가압착하는 공정과 이방성 도전 필름(30) 상에 상부 피접속부재(10)를 배치하고 상부 피접속부재(10)를 통하여 이방성 도전 필름(30)에 압력과 열을 전달하는 본 압착 공정으로 나뉜다. 도 5에서는 상부에 있는 피접속부재(10) 상에서 이방성 도전 필름(30)을 압착툴바(130)로 압착하는 본 압착공정을 도시하였다. 이때 상부 피접속부재(10)는 보통 FPC(Flexible printed circuit)로 구성되므로 상부 피접속부재(10)를 통해 이방성 도전 필름(30)에 압착력을 전달하여도 본 발명의 효과는 충분히 달성될 수 있다. 또한 이러한 본 압착과정 뿐만 아니라 압착툴바(130)와 이방성 도전 필름(30) 사이에 피접속부재(10)를 개재시키지 않고 이루어지는 가 압착과정에서도 본 발명에 따른 압착툴바 (130)가 도전성 입자(50)를 전극 주변으로 집중시킬 수 있음은 물론이다.

비록 상기 본딩장치의 구체적인 구성이 본 실시예에서 개시되었으나 본 발명의 기술적 사상은 이방성 도전 필름 내의 도전성 입자를 전극 측으로 유도하는 압착툴바에 있으므로, 이를 제외한 본딩장치의 다른 구체적인 구성은 본 기술이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 얼마든지 다양하게 변형되어 채용될수 있는 것으로 이해되어야 한다.

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.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 이방성 도전 필름을 피접속부재에 압착시킬 때 이방성 도전 필름 내에 포함되는 도전성 입자를 전극 사이에 집중시킬 수 있다. 따라서 이방성 도전 필름 내에 도전성 입자를 과도하게 증가시키지 않아 이웃하는 전극 사이의 단락을 방지하면서도 피접속부재의 전극들이 보다 효과적으로 전기적 연결될 수 있다.

Claims (8)

1. 이방성 도전 필름을 피접속부재에 압착시키는 압착 툴바에 있어서,

   상기 압착툴바는 피접속부재에 구비된 전극들 사이의 공간에 대응되는 위치에 다수의 돌기가 패터닝되어 있는 요철부를 구비하되,

   상기 돌기 사이의 요홈부는 자성을 갖는 것을 특징으로 하는 압착툴바.
2. 제1항에 있어서, 상기 돌기는

   그 돌출된 부분의 세로 및 가로 길이가 상기 전극의 폭방향의 길이보다 3 내지 500μm 작은 것을 특징으로 하는 압착툴바.
3. 제1항에 있어서,

   상기 돌기 사이의 간격은 10μm 내지 1mm인 것을 특징으로 하는 압착툴바.
4. 삭제
5. 압착 툴바를 구비하여 이방성 도전 필름을 피접속부재에 압착시키는 본딩장치에 있어서,

   상기 압착툴바는 피접속부재에 구비된 전극들 사이의 공간에 대응되는 위치에 다수의 돌기가 패터닝되어 있는 요철부를 구비하되,

   상기 돌기 사이의 요홈부는 자성을 갖는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 돌기는

   그 돌출된 부분의 세로 및 가로 길이가 상기 전극의 폭방향의 길이보다 3 내지 500μm 작은 것을 특징으로 하는 본딩장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 돌기 사이의 간격은 10μm 내지 1mm인 것을 특징으로 하는 본딩장치.
8. 삭제

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