KR100808419B1 - 탭 본딩 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탭 본딩 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 불투명 재질의 금속 기판과 드라이버 IC의 정확한 얼라인(Align)을 통한 탭(TAB) 본딩이 가능한 탭 본딩 방법에 관한 것이다.
탭, 본딩, 금속 기판, 스테인레스 스틸 기판, 드라이버 IC

Description

탭 본딩 방법 {Tab Bonding Method}
본 발명은 디스플레이 장치에 적용되는 탭 본딩 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 불투명 재질인 금속 기판과 드라이버 IC의 정확한 얼라인 (Align)을 통한 탭(TAB) 본딩이 가능한 탭 본딩 방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, 높은 휘도에도 불구하고 CRT의 자체 무게와 두께로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.
따라서, 각종 디스플레이 장치가 박형, 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 일정한 한계를 가지고 있으며 이를 대체하기 위해 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기전계 디스플레이 장치(AMOLED), 가스 방전을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(Electro Luminescence Display, ELD)등의 디스플레이 장치에 대한 연구가 활 발히 진행되고 있다.
종래의 디스플레이 장치는 박막화를 위해 탭 본딩 장치를 이용하여 유리 기판 상에 TFT(Thin Film Transistor)로 구성된 드라이브 IC를 본딩하는 방식을 사용하고 있다.
보다 구체적으로, 종래의 탭 본딩 방법은 접착필름이 접착된 본딩 영역이 상부를 향하도록 유리기판을 배치시키고, 상기 유리기판 상의 드라이브 IC의 본딩영역이 하부를 향하여 본딩영역이 맞닿도록 배치하고, 상부 또는 하부에서의 광원을 통해 본딩영역을 얼라인하여 본딩헤더가 열과 압력에 의해 압착하여 본딩하는 방식을 주로 사용하고 있다.
그러나, 디스플레이 장치의 플렉시블(Flexible)한 특성에 대한 연구가 진행되면서 유리기판이 아닌 플렉시블(Flexible)한 특성을 가지는 금속 기판의 사용이 활발히 진행되고 있으며, 종래의 유리 기판 탭 본딩 장치를 이용하여 금속 기판을 탭 본딩하기 위해서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
유리기판은 투명재질이므로 본딩 영역이 상부를 향하도록 배치하더라도, 하부의 광원이 유리기판을 투과하여 본딩영역을 모니터링할 수 있으므로 정확한 얼라인이 가능하지만, 금속 기판은 불투명 재질이므로 상기 유리기판과 동일하게 배치할 경우 하부의 광원이 금속 기판을 투과할 수 없으므로 본딩 영역의 모니터링이 불가능하여 정확한 얼라인이 어려운 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 불투명 재질인 금속 기판과 드라이버 IC를 본딩영역의 정확한 위치에 얼라인하여 탭 본딩할 수 있는 탭 본딩 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 탭 본딩 방법은 (a) 드라이버 IC의 본딩패드가 위로 향하게 정렬 스테이지 상에 올려놓는 단계와 (b) 금속 기판의 본딩 부위에 접착 필름을 바르고 본딩면이 아래를 향하게 셔틀 스테이지 상에 올려놓는 단계와 (c) 고배율 카메라를 이용한 모니터링을 통해 정열 스테이지를 이동 조작하여 금속 기판과 드라이버IC의 본딩 부위를 얼라인하는 단계와 (d) 셔틀 스테이지를 이동 조작을 통해 본딩 헤더 하부로 이동하는 단계와 (e) 상기 본딩 헤더가 압착하여 드라이버 IC를 금속 기판에 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 (c) 단계에서 고배율 카메라에 사용되는 광원은 고휘도를 위해 백색 LED 또는 백색 램프인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 (e)단계는 금속 기판과 드라이버 IC의 본딩 패드에 형성된 정렬 키를 일치시킴으로써 얼라인을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (e) 단계는 본딩 헤더에 설정된 온도와 압력, 시간에 따른 열 압 착을 가하는 단계와 금속 기판의 높은 열 전도율로 인해 상부에서 전달된 열이 하부의 본딩면에 전달되어 드라이버 IC의 본딩패드가 금속 기판에 본딩되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 금속 기판은 10um ~ 500um 두께의 스테인레스 스틸을 사용하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 드라이브 IC는 본딩영역의 본딩패드가 5um ~ 100um두께, 재질은 PI(polyimide)필름을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 탭 본딩 방법은 종래의 유리기판에 사용되는 탭 본딩 장치를 이용하여 불투명한 소재인 금속 기판과 드라이버 IC를 정확하게 얼라인하여 탭 본딩이 가능하므로 범용성 및 탭 본딩의 정확성과 효율성을 높일 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 대하여 도면 및 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 기판의 탭 본딩 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 사진도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 탭 본딩 장치는 본딩 영역 하부에 형성된 쿼츠(Quartz)(10)와 상기 쿼츠의 일측에 형성되어 3축(X,Y,Z) 이동이 가능한 정렬 스테이지(Align stage)(20)와 상기 쿼즈 타측에 형성되어 전 후 이동이 가능한 셔틀 스테이지(Shuttle stage)(30)와 상기 쿼츠 하부에서 형성된 고배율 카메라(40)와 상기 고배율 카메라를 통해 촬영된 본딩영역을 디스플레이시키는 모니터(60) 및 압착에 의해 본딩을 수행하는 본딩헤더(50)를 포함하여 구성된다.
여기서, 드라이버 IC(2)는 상기 정렬 스테이지(20) 상에 본딩면이 위로 향하게 배치되고, 금속 기판(1)은 본딩 영역에 접착필름을 접착시킨 후 상기 셔틀 스테이지(30) 상에 본딩면이 하부를 향하게 배치된다.
상기 금속 기판(1)은 불투명한 금속 재질의 기판을 모두 포함하며, 바람직한 실시예로 스테인레스 스틸 기판이 사용될 수 있다.
상기 스테인레스 스틸 기판은 플렉시블한 성질을 위한 두께로 제작될 수 있으며, 바람직하게는 10um ~ 500um 두께로 제작될 수 있다.
그리고, 상기 드라이버 IC(2)의 본딩영역에는 본딩패드가 형성되고, 본딩패드는 5um ~ 100um 두께, 재질은 PI(polyimide)필름을 사용하여 제작될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탭 본딩 방법을 개략적으로 도시 한 순서도이고, 도 4a 내지 도 4f는 도 3에 따른 공정도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 먼저 드라이버 IC(2)의 본딩면(본딩패드)이 위로 향하게 정렬 스테이지(20) 상에 올려놓는다.(S110, 도4a)) 이 때, 상기 드라이버 IC(2)는 얼라인을 위해 본딩면이 쿼츠(10) 상부에 놓여지도록 올려놓는다.
다음으로, 금속 기판(2)의 본딩 부위에 접착필름을 접착하고 본딩면이 아래를 향하게 셔틀 스테이지(30) 상에 올려놓는다.(S120, 도4b) 여기서, 상기 접착필름은 열에 의해 경화되는 열경화성 접착필름인 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)이 사용될 수 있다.
이어서, 쿼츠(10) 하부에 형성된 고배율 카메라(40)를 조정하여 모니터(60)를 조정한다. (S130, 도 4c) 여기서, 고배율 카메라(40)에 사용되는 광원은 불투명한 금속 기판(1) 표면을 모니터링하기 위해 휘도가 높은 광원을 사용하여야 하며, 바람직하게는 백색 LED(White LED) 또는 백색 램프를 사용하는 것이 좋다.
이 후, 상기 조정된 모니터(60)를 보면서 정렬 스테이지(20)를 이동 조작하여 금속 기판(1)과 드라이버IC(2)의 본딩 부위를 얼라인한다.(S140, 도 4d))
보다 구체적으로, 정렬 스테이지(Align stage)(20)는 X,Y,Z 축의 3축 이동 가능한 구성이므로 정렬 스테이지의 3축 이동을 조절하여 금속 기판(1)과 드라이브 IC(2)를 정확한 위치에 정렬시킬 수 있다.
또한, 정렬의 편의를 위해 금속 기판(1)과 드라이브 IC(2)의 본딩 영역상에 형성된 정렬 키(Align Key)를 이용할 수 있으며, 상기 정렬 키가 정확하게 일치하도록 하여 정확한 위치에 얼라인 되도록 조절할 수 있다.
다음으로, 셔틀 스테이지(30)를 이동 조작을 통해 본딩 헤더(50) 하부로 이동한다. (S150, 도4e) 여기서, 상기 셔틀 스테이지(30)는 전 후 이동이 가능한 구성이므로, 정렬 스테이지(20)를 통해 얼라인이 완료되면 본딩 영역이 본딩 헤더(50) 하부에 위치되도록 셔틀 스테이지(30)를 조절하여 탭 본딩을 위한 사전 준비 단계가 마무리된다.
마지막으로, 상기 본딩 헤더(50)가 하부로 이동 압착하여 드라이버 IC(2)를 금속 기판(1)에 본딩하여 탭 본딩이 완료된다.(S160, 도4f))
보다 구체적으로, 탭 본딩은 온도와 압력에 의한 압착에 의해 본딩하는 방식이므로 먼저 본딩 헤더에 설정된 온도와 압력 및 시간에 따른 열 압착을 가하게 된다.
여기서, 금속 기판의 높은 열 전도율로 인해 상부에서 전달된 열이 하부의 본딩면에 전달되며, 금속 기판 상의 ACF가 열 경화되어 드라이버 IC가 금속 기판에 본딩되게 된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본딩시 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 탭 본딩시 상면에 본딩영역이 형성된 드라이버 IC(2) 상에 금속 기판(1)의 열경화성 접착필름(3)이 부착된 본딩영역이 하면에 위치하도록 배치된다. 즉, 금속 기판(1)은 종래의 유리기판 탭 본딩 방법과 달리 상하를 뒤집어서 셔틀 스테이지(30)에 올려놓게 되고, 불투명한 재질의 금속 기판의 정렬 키를 확인할 수 있도록 고휘도의 광원인 백색LED 또는 백색 램프를 고배율 카메라의 광 원으로 사용한다.
유리기판의 경우 기판을 뒤집어서 본딩을 실시할 경우 열전도율이 낮기 때문에 본딩이 불가능하지만, 금속 기판은 열전도율이 높기 때문에 뒤집어서 본딩을 하더라도 상부의 열이 하부로 전달되어 하부 본딩영역의 ACF를 경화시켜 드라이버 IC와 탭 본딩이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테인레스 스틸 기판의 탭 본딩 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 사진도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탭 본딩 방법을 개략적으로 도시한 순서도이고, 도 4a 내지 도 4g는 도 3에 따른 공정도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본딩시 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 스테인레스 스틸 기판 2: 드라이버 IC
3 : ACF 10 : 쿼츠
20 : 정렬 스테이지 30 : 셔틀 스테이지
40 : 고배율 카메라 50 : 본딩헤드
60 : 모니터

Claims (6)

  1. (a) 드라이버 IC의 본딩패드가 위로 향하게 정렬스테이지 상에 올려놓는 단계와;
    (b) 상기 드라이버 IC의 본딩패드와 본딩되는 금속 기판의 본딩 부위에 접착필름을 접착하고 상기 본딩 부위가 아래를 향하게 셔틀 스테이지 상에 올려놓는 단계와;
    (c) 상기 정렬스테이지와 셔틀스테이지 사이 상기 드라이버 IC의 본딩패드와 금속 기판의 본딩 부위가 위치하는 쿼츠 하부에 형성된 고배율 카메라를 이용한 모니터링을 통해 정렬스테이지를 이동 조작하여 상기 금속 기판의 본딩부위와 드라이버 IC의 본딩 패드를 얼라인하는 단계와;
    (d) 셔틀 스테이지 이동 조작을 통해 상기 셔틀 스테이지와 정렬스테이지를 이동시켜, 상기 얼라인된 금속 기판의 본딩부위와 드라이버 IC의 본딩 패드를 본딩헤더 하부에 위치시키는 단계와;
    (e) 상기 본딩 헤더가 상기 쿼츠 상에서 본딩영역인 상기 금속 기판의 본딩부위와 드라이버 IC의 본딩 패드를 압착하여 드라이버 IC를 금속 기판에 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판의 탭 본딩 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 고배율 카메라에 사용되는 광원은 고휘도를 위해 백색 LED 또는 백색 램프인 것을 특징으로 하는 금속 기판의 탭 본딩 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (c)단계는
    상기 금속 기판의 본딩부위와 드라이버 IC의 본딩 패드에 형성된 정렬 키를 일치시킴으로써 얼라인을 수행하는 것을 특징으로 하는 금속 기판의 탭 본딩 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (e) 단계는
    본딩 헤더에 설정된 온도와 압력, 시간에 따른 열 압착을 가하는 단계와;
    금속 기판의 높은 열 전도율로 인해 상부에서 전달된 열이 하부의 본딩면에 전달되어 드라이버 IC의 본딩패드가 금속 기판에 본딩되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 기판의 탭 본딩 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 선택된 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 금속 기판은
    10um ~ 500um 두께의 스테인레스 스틸을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 기판의 탭 본딩 방법.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 선택된 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 드라이브 IC의 본딩패드는
    5um ~ 100um두께, 재질은 PI(polyimide)필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 기판의 탭 본딩 방법.
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