KR102422077B1 - 도전성 접착 필름 및 이를 이용한 전자기기의 접착 방법 - Google Patents

도전성 접착 필름 및 이를 이용한 전자기기의 접착 방법 Download PDF

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Abstract

도전성 접착 필름은 제1 접착부재 및 제2 접착부재를 포함한다. 상기 제1 접착부재는 제1 점도를 갖는 제1 절연성 접착층 및 상기 제1 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제1 도전볼들을 포함한다. 상기 제2 접착부재는 상기 제1 점도보다 더 큰 제2 점도를 갖는 제2 절연성 접착층 및 상기 제2 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제2 도전볼들을 포함한다.

Description

도전성 접착 필름 및 이를 이용한 전자기기의 접착 방법{CONDUCTIVE ADHESIVE FILM AND METHOD OF ATTACHING USING THE SAME}
본 발명은 도전성 접착 필름에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 도전볼들 및 서로 다른 점성을 가지는 접착부재들을 포함하는 도전성 접착 필름에 관한 것이다.
본 발명은 도전성 접착 필름을 사용하여 전자기기를 접착하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자기기는 2개 이상의 전자부품들을 포함한다. 예컨대, 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, 텔레비전과 같은 전자기기는 영상을 생성하는 표시 패널, 메인 배선기판, 및 플렉서블 배선기판 등을 포함한다.
2개의 전자부품들은 서로 전기적으로 연결된다. 패드부들의 결합을 통해서, 2개의 전자부품들은 전기적으로 연결된다. 2개의 전자부품들의 패드부들을 전기적으로 연결하는 공정(이하, 접착 공정)은 2개의 전자부품들의 패드부들을 정렬 및 결합시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 목적은 접속저항이 작고, 도전볼들에 의한 유효압흔 수 산포가 적은 도전성 접착 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접속저항이 작고, 도전볼들에 의한 유효압흔 수 산포가 적은 도전성 접착 필름을 이용하여 전자기기를 접착하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름은 제1 접착부재 및 제2 접착부재를 포함한다. 상기 제1 접착부재는 제1 점도를 갖는 제1 절연성 접착층 및 상기 제1 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제1 도전볼들을 포함한다. 상기 제2 접착부재는 상기 제1 점도보다 더 큰 제2 점도를 갖는 제2 절연성 접착층 및 상기 제2 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제2 도전볼들을 포함한다. 상기 제1 접착부재는 상기 제2 접착부재와 인접하게 배치된다.
상기 제2 절연성 접착층의 두께는 상기 복수 개의 제2 도전볼들 각각의 지름의 길이와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제1 절연성 접착층의 두께는 약 4.5μm 내지 5.5μm이고, 상기 제2 절연성 접착층의 두께는 약 2.5μm 내지 3.5μm 일 수 있다. 상기 복수 개의 제1 도전볼들 및 상기 복수 개의 제2 도전볼들 각각의 지름의 길이는 약 2.5μm 내지 3.5μm 일 수 있다.
상기 제1 점도는 약 15,000Pa.s 내지 20,000Pa.s이고, 상기 제2 점도는 약 30,000Pa.s 내지 50,000Pa.s 일 수 있다.
상기 제1 절연성 접착층 및 상기 제2 절연성 접착층 각각은 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름은 제3 접착부재를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 접착부재는 상기 제1 점도보다 작은 제3 점도를 갖는 제3 절연성 접착층을 포함한다.
상기 제3 절연성 접착층의 두께는 약 11.5μm 내지 12.5μm 일 수 있다. 상기 제3 점도는 약 800Pa.s 내지 1,000Pa.s 일 수 있다.
상기 도전 입자는 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속은 니켈(Ni), 코발트(Co), 크롬(Cr), 철(Fe) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
각각의 상기 복수 개의 제2 도전볼들은 일정한 간격으로 이격되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기의 접착방법은 제1 전자부품의 패드부, 도전성 접착 필름, 및 제2 전자부품의 패드부를 순서대로 정렬하는 단계; 압력을 가하여, 상기 제1 전자부품의 패드부, 상기 도전성 접착 필름, 및 상기 제2 전자부품의 패드부를 부착하는 단계; 및 상기 도전성 접착 필름에 열을 가하여 경화시키는 단계를 포함한다.
상기 도전성 접착 필름은 제1 접착부재 및 제2 접착부재를 포함한다. 상기 제1 접착부재는 제1 점도를 갖는 제1 절연성 접착층 및 상기 제1 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제1 도전볼들을 포함한다. 상기 제2 접착부재는 상기 제1 점도보다 더 큰 제2 점도를 갖는 제2 절연성 접착층 및 상기 제2 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제2 도전볼들을 포함한다.
상기 제1 전자부품은 이미지를 표시하는 표시패널이고, 상기 제2 전자부품은 플렉서블 배선기판 및 데이터 구동회로를 포함하는 연결 배선기판 일 수 있다.
상기 제1 전자부품은 표시 패널에 영상 데이터, 제어신호, 또는 전원전압을 제공하는 메인회로 기판이고, 상기 제2 전자부품은 플렉서블 배선기판 및 데이터 구동회로를 포함하는 연결 배선기판 일 수 있다.
상술한 바에 따르면, 접속저항을 줄이고 유효압흔 수 산포를 줄일 수 있는 도전성 접착 필름을 제공할 수 있다.
또한, 상술한 바에 따르면, 전자기기를 접착하는 과정에서 도전성 접착 필름에 의한 접속 저항을 줄이고, 도전볼들에 의한 유효압흔 수 산포를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전자부품의 측면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전자부품의 평면도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 2개의 전자부품들의 분리된 패드부들을 도시한 평면도이다.
도 4b는 도 1에 도시된 2개의 전자부품들의 결합된 패드부들을 도시한 평면도이다.
도 4c는 도 4b에 도시된 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 전자부품들을 접착하는 방법을 간략히 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 접착 방법에 대한 순서도이다.
도 7a, 7b, 7c, 및 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기(100)를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전자부품(120)의 측면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전자부품(120)의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기(100)는 제1 내지 제3 전자부품들(110, 120, 130)을 포함한다. 제1 내지 제3 전자부품들(110, 120, 130)은 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서, 제1 전자부품(110)은 전기 광학 패널, 제2 전자부품(120)은 연결 배선기판, 제3 전자부품(130)은 메인 회로기판일 수 있다. 본 실시예는 3개의 제2 전자부품들(120)을 포함하는 전자기기(100)를 예시적으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 용도 또는 크기에 따라 전자기기(100)는 하나의 제2 전자부품(120)을 포함할 수도 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 전기 광학 패널(110, 이하, 표시패널)은 복수 개의 화소들(PX)에 구동 신호를 인가함으로써 원하는 영상을 표시하는 표시패널일 수 있다. 복수 개의 화소들(PX)은 직교하는 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)을 따라 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 화소들(PX)은 레드 컬러(R), 그린 컬러(G) 및 블루 컬러(B)를 각각 표시하는 제1 내지 제3 화소들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 화소들(PX)은 화이트, 시안, 마젠타를 각각 표시하는 화소들(미 도시) 중 일부를 더 포함할 수 있다. 복수 개의 화소들(PX)은 표시패널(110)의 표시부로 정의될 수 있다.
복수 개의 화소들(PX)의 종류에 따라서 표시패널(110)은 액정표시패널, 유기발광 표시패널, 전기습윤 표시패널 등으로 구분될 수 있다. 본 실시예에서 표시패널(110)은 유기발광 표시패널일 수 있다.
평면상에서, 표시패널(110)은 복수 개의 화소들(PX)이 배치된 표시 영역(DA), 표시 영역(DA)을 감싸는 비표시 영역(BA), 및 제2 전자부품(120)이 결합되는 실장 영역(MA)으로 구분될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 비표시 영역(BA)과 실장 영역(MA)은 구분되지 않을 수 있다. 비표시 영역(BA)은 생략되거나, 실장 영역(MA)은 비표시 영역(BA)의 일부분일 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 표시패널(110)은 표시기판(112), 표시기판(112) 상에 배치된 표시소자층(114), 및 표시소자층(114) 상에 배치된 봉지층(116)을 포함할 수 있다. 표시기판(112)은 베이스 기판, 베이스 기판 상에 배치된 절연층, 기능층, 및 도전층을 포함할 수 있다. 도전층은 게이트 배선들(미 도시), 데이터 배선들(미 도시), 및 기타 신호배선들을 포함할 수 있다. 또한, 도전층은 배선들에 연결된 패드부(미 도시)를 포함할 수 있다. 배선들은 복수 개의 화소들(PX)에 구동신호를 제공한다.
표시소자층(114)은 복수 개의 화소들(PX)을 구성하는 복수 개의 절연층, 기능층, 도전층을 포함할 수 있다. 기능층은 유기발광층을 포함할 수 있다. 봉지층(116)은 표시소자층(114) 상에 배치된다. 봉지층(116)은 표시소자층(114)을 보호한다. 구체적으로 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에서, 봉지층(116)은 표시소자층(114)의 측면까지 커버할 수 있다. 또한, 표시패널(110)의 종류에 따라 봉지층(116)은 생략되거나, 또 다른 표시기판으로 대체될 수 있다.
비표시 영역(BA)에는 광을 차단하는 블랙 매트릭스(미 도시)가 배치될 수 있다. 비표시 영역(BA)에는 복수 개의 화소들(PX)에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로(미 도시)가 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 비표시 영역(BA)에는 데이터 구동 회로(미 도시)가 더 구비될 수도 있다. 실장 영역(MA)에는 제2 전자부품(120)으로부터 공급되는 신호를 수신하기 위한 패드부(미 도시)가 배치된다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 제2 전자부품(120)은 플렉서블 배선기판(122) 및 데이터 구동회로(125)를 포함한다. 데이터 구동회로(125)는 적어도 하나의 구동칩을 포함할 수 있다. 데이터 구동회로(125)는 플렉서블 배선기판(122)의 배선들에 전기적으로 연결된다. 데이터 구동회로(125)와 플렉서블 배선기판(122)는 도전성 접착 필름(140)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전자부품(120)이 데이터 구동회로(125)를 포함하는 경우, 표시패널(110)의 패드부(미 도시)는 데이터 배선들에 전기적으로 연결되는 데이터 패드들 및 제어신호 배선들과 전기적으로 연결되는 제어신호 패드들을 포함할 수 있다. 데이터 배선들은 화소들(PX)에 연결되고, 제어신호 배선들은 게이트 구동 회로에 연결될 수 있다. 본 실시예에서 제2 전자부품(120)은 칩 온 필름(Chip On Film) 구조를 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여 제2 전자부품(120)에 대해 좀더 상세히 설명한다. 플렉서블 배선기판(122)은 절연층(미 도시), 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120), 및 복수 개의 배선들(SL-120)을 포함한다. 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120) 및 복수 개의 배선들(SL-120)은 절연층 상에 배치된다. 절연층은 폴리 이미드를 포함할 수 있다.
복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120)은 데이터 구동회로(125)의 접속 단자들(미 도시)에 접속되는 접속 패드들(CPD), 제3 전자부품(130)에 접속되는 입력 패드들(IPD-120), 및 표시패널(110)에 접속되는 출력 패드들(OPD-120)을 포함할 수 있다. 입력 패드들(IPD-120)은 플렉서블 배선기판(122)의 일측에 배치된 입력 패드부(IPP-120)로 정의되고, 출력 패드들(OPD-120)은 플렉서블 배선기판(122)의 타측에 배치된 출력 패드부(OPP-120)로 정의될 수 있다. 본 실시예에서 접속 패드들(CPD)은 데이터 구동회로(125)의 양측에 중첩하게 정렬되어 있으나, 도 3b에 도시된 것과 달리 접속 패드들(CPD)은 데이터 구동회로(125)의 접속 단자들에 대응하게 랜덤하게 배열될 수 있다.
본 실시예에서 하나의 패드행을 포함하는 입력 패드부(IPP-120) 및 출력 패드부(OPP-120)를 예시적으로 도시하였다. 패드행은 제1 방향(DR1)을 따라 나열된 복수 개의 패드들을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 입력 패드부(IPP-120) 및 출력 패드부(OPP-120) 각각은 복수 개의 패드행들을 포함할 수도 있다.
배선들(SL-120) 중 일부는 접속 패드들(CPD)과 입력 패드들(IPD-120)을 연결하고, 다른 일부는 접속 패드들(CPD)과 출력 패드들(OPD-120)을 연결한다. 미 도시되었으나, 배선들(SL-120)은 입력 패드들(IPD-120) 중 일부와 출력 패드들(OPD-120) 중 일부를 직접 연결할 수도 있다.
플렉서블 배선기판(122)은 절연층 상에 배치되어 적어도 복수 개의 배선들(SL-120)을 커버하는 솔더 레지스트층을 더 포함할 수 있다. 솔더 레지스트층은 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120) 주변을 더 커버할 수 있되, 적어도 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120) 각각을 노출시킨다. 솔더 레지스트층에는 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120)에 대응하는 개구부들이 형성될 수 있다.
또한, 플렉서블 배선기판(122)은 후술하는 본딩 공정시 이용되는 얼라인 마크(AM2, AM20)를 포함할 수 있다. 도 3b에는 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120)과 이격된 4개의 제1 얼라인 마크들(AM2)과 입력 패드들(IPD-120)과 출력 패드들(OPD-120)에 연결된 4개의 제2 얼라인 마크들(AM20)을 예시적으로 도시하였다. 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM2, AM20) 중 어느 하나 이상은 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 입력 패드들(IPD-120) 및 출력 패드들(OPD-120)이 노출된 면은 플렉서블 배선기판(122)의 결합면(CS)으로 정의되고, 결합면에 마주하는 면은 비결합면(NCS)으로 정의된다. 본 실시예에서, 데이터 구동회로(125)는 결합면(CS) 상에 배치되는 것으로 도시하였으나 이에 제한되지 않고, 데이터 구동회로(125)는 비결합면(NCS) 상에 배치될 수도 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제3 전자부품(130)은 표시패널(110) 또는 데이터 구동회로(125)에 영상 데이터, 제어신호, 전원전압 등을 제공한다. 제3 전자부품(130)은 플렉서블 배선기판(122)과 다른 배선 기판으로, 능동소자 및 수동소자들을 포함할 수 있다. 제3 전자부품(130)은 플렉서블 배선기판 또는 리지드 배선기판으로, 플렉서블 배선기판(122)에 연결되는 패드부(미 도시)를 포함한다.
도 1 내지 도 3b를 참조하면, 플렉서블 배선기판(122)의 출력 패드부(OPP-120)와 표시패널(110)의 패드부는 도전성 접착 필름(140)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 플렉서블 배선기판(122)의 입력 패드부(IPP-120)와 제3 전자부품(130)의 패드부 또한, 도전성 접착 필름(140)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 접착 필름(140)은 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film: ACF)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 솔더 범프가 도전성 접착 필름(140)을 대체할 수도 있다.
표시패널(110)의 패드부는 플렉서블 배선기판(122)의 출력 패드들(OPD-120)에 대응하는 패드들을 포함할 수 있다. 또한, 제3 전자부품(130)의 패드부는 플렉서블 배선기판(122)의 입력 패드들(IPD-120)에 대응하는 패드들을 포함할 수 있다.
이하, 표시패널(110)의 패드부와 플렉서블 배선기판(122)의 출력 패드부(OPP-120)를 참조하여 제1 내지 제3 전자부품(110, 120, 130)의 전기적 연결 구조를 좀 더 구체적으로 설명한다. 제2 전자부품(120)과 제3 전자부품(130)의 전기적 연결 구조는 후술하는 표시패널(110)의 패드부와 플렉서블 배선기판(122)의 출력 패드부(OPP-120)의 전기적 연결 구조에 대응할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 전자기기(100)는 제1 내지 제3 전자부품들(110, 120, 130)을 포함하는 것으로 설명되었으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전자부품(110) 및 제3 전자부품(130) 중 어느 하나가 생략될 수 있다.
도 4a는 도 1에 도시된 2개의 전자부품들의 분리된 패드부들을 도시한 평면도이다. 도 4b는 도 1에 도시된 2개의 전자부품들의 결합된 패드부들을 도시한 평면도이다. 도 4c는 도 4b에 도시된 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 표시패널(110)은 플렉서블 배선기판(122)의 출력 패드부(OPP-120)에 대응하는 입력 패드부(IPP-110)를 포함한다. 입력 패드부(IPP-110)는 플렉서블 배선기판(122)의 출력 패드들(OPD-120)에 대응하는 입력 패드들(IPD-110)을 포함한다. 본 실시예에서, 입력 패드들(IPD-110)과 출력 패드들(OPD-120)은 1:1 대응되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 입력 패드부(IPP-110)와 출력 패드부(OPP-120)는 서로 다른 개수의 패드들 및 서로 다른 개수의 패드행을 포함할 수도 있다.
표시패널(110)은 플렉서블 배선기판(122)의 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM2, AM20)에 대응하는 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM1, AM10)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM1, AM10) 중 어느 하나는 생략될 수 있다.
도 4b에 도시된 것과 같이, 플렉서블 배선기판(122)의 출력 패드들(OPD-120)과 표시패널(110)의 입력 패드들(IPD-110)은 전기적으로 연결된다. 플렉서블 배선기판(122)의 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM2, AM20)과 표시패널(110)의 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM1, AM10)을 이용하여 출력 패드부(OPP-120)와 입력 패드부(IPP-110)를 정렬시키고, 제2 방향(DR2)을 따라 얼라인 보정을 실시한다. 이후, 툴(tool)을 이용해서 도전성 접착 필름(140)을 사이에 두고 출력 패드들(OPD-120)과 입력 패드들(IPD-110)을 결합시킨다.
도 4c에 도시된 것과 같이, 표시패널(110)의 베이스 기판(110-BS) 상에 신호 배선들(SL-110)이 배치된다. 베이스 기판(110-BS) 상에 절연층(110-IL)이 배치된다. 절연층(110-IL)은 배리어 층, 패시베이션 층들을 포함할 수 있다. 입력 패드들(IPD-110)은 절연층(110-IL) 상에 배치되고, 절연층(110-IL)에 정의된 관통홀들(110-ILOP)을 통해 신호 배선들(SL-110)에 연결된다.
플렉서블 배선기판(122)의 절연층(120-IL) 상에 배선들(SL-120, 도 4b 참조) 및 배선들(SL-120)에 연결된 출력 패드들(OPD-120)이 배치된다. 배선들(SL-120)과 출력 패드들(OPD-120)은 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 배선들(SL-120)과 출력 패드들(OPD-120)은 또 다른 절연층을 사이에 두고 다른 층 상에 배치될 수도 있다. 이때, 배선들(SL-120)과 출력 패드들(OPD-120)은 또 다른 절연층에 형성된 관통홀들을 통해 연결될 수 있다.
절연층(120-IL) 상에 솔더 레지스트층(120-SR)이 배치된다. 출력 패드들(OPD-120)은 솔더 레지스트층(120-SR)에 형성된 관통홀들(120-SROP)을 통해 노출된다. 본 발명의 일 실시예에서, 솔더 레지스트층(120-SR)은 배선들(SL-120)만을 커버하고, 출력 패드들(OPD-120)은 커버하지 않을 수 있다.
도전성 접착 필름(140)을 통해 출력 패드들(OPD-120)과 입력 패드들(IPD-110)이 전기적으로 연결된다. 미 도시되었으나, 도전성 접착 필름(140)에 포함된 복수 개의 도전볼들을 통해 출력 패드들(OPD-120)과 입력 패드들(IPD-110) 중 대응하는 출력 패드와 입력 패드가 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 전자부품들(110, 120)을 접착하는 방법을 간략히 도시한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기(100) 접착 방법에 대한 순서도이다.
도 5a 내지 도 5c에서는, 설명의 편의를 위해 제1 전자부품(110) 중에서 베이스 기판(110-BS)과 입력 패드들(IPD-110)만 예시적으로 도시하였고, 제2 전자부품(120) 중에서 절연층(120-IL)과 출력 패드들(OPD-120)만 예시적으로 도시하였다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 베이스 기판(110-BS)과 입력 패드들(IPD-110)은 도 4a에 도시된 입력 패드부(IPP-110)와 대응된다. 또한, 도 5a 내지 도 5c에 도시된절연층(120-IL)과 출력 패드들(OPD-120)은 도 4a에 도시된 출력 패드부(OPP-120)와 대응된다.
도 5a 및 도 6에서는, 제1 전자부품(110), 도전성 접착 필름(140), 및 제2 전자부품(120)을 순서대로 정렬하는 단계(S10)를 도시하였다. 각각의 입력 패드들(IPD-110)은 제3 방향(DR3) 상에서 대응하는 출력 패드들(OPD-120)에 중첩하게 배치된다.
도 5b 및 도 6에서는, 압력을 가하여, 입력 패드들(IPD-110), 도전성 접착 필름(140), 및 출력 패드들(OPD-120)을 부착하는 단계(S20)를 도시하였다. 본 발명의 일 실시예에서, 도전성 접착 필름(140)은 입력 패드들(IPD-110)에 먼저 부착될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 도전성 접착 필름(140)은 출력 패드들(OPD-120)에 먼저 부착될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서 도전성 접착 필름(140)은 입력 패드들(IPD-110)과 출력 패드들(OPD-120)에 동시에 부착될 수 있다.
도 5c 및 도 6에서는 제1 전자부품(110)과 제2 전자부품(120)을 압착하고 가열하는 단계(S30)에 대해 도시하였다. 제3 방향(DR3) 상에서 제1 전자부품(110)과 제2 전자부품(120)이 더 가까워지도록 압력을 더 가하면, 점성을 갖고 있는 도전성 접착 필름(140)은 압력에 의해 형상이 변하게 된다. 즉, 도전성 접착 필름(140)의 형상은 제1 전자부품(110)과 제2 전자부품(120) 각각의 형상에 대응하게 변한다.
도전성 접착 필름(140)에 의해 제1 전자부품(110)과 제2 전자부품(120)이 접착되면, 각각의 입력 패드들(IPD-110)은 대응하는 출력 패드들(OPD-120)과 도전성 접착 필름(140)에 분산되어 있는 복수 개의 도전볼들(미도시)에 의해 전기적으로 접속된다.
입력 패드들(IPD-110) 간에는 도전성 접착 필름(140)에 포함된 절연성 접착층(미도시)에 의해 절연된다. 출력 패드들(OPD-120) 간에는 도전성 접착 필름(140)에 포함된 절연성 접착층(미도시)에 의해 절연된다. 입력 패드들(IPD-110) 각각은 제3 방향(DR3)에서 중첩하지 않는 출력 패드들(OPD-120)과 도전성 접착 필름(140)에 포함된 절연성 접착층(미도시)에 의해 절연된다.
도전성 접착 필름(140)에 열을 가하면, 점성을 갖고 있던 도전성 접착 필름(140)이 단단하게 굳는다. 즉, 열에 의하여 도전성 접착 필름(140)이 경화된다. 도전성 접착 필름(140)이 경화되면, 제1 전자부품(110)과 제2 전자부품(120)의 접착이 완료된다.
도 7a, 7b, 7c, 및 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름(140, 140-1, 140-2, 140-3)의 단면도이다. 도 7a 내지 도 7d의 도전성 접착 필름(140, 140-1, 140-2, 140-3)은 도 5a 및 도 5b에서 도시된 것과 같이 열에 의해 경화되기 전의 상태를 도시한 것이다.
도 7a에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름(140)은 제1 접착부재(141)와 제2 접착부재(142)를 포함한다. 제2 접착부재(142)는 제3 방향(DR3) 상에서 제1 접착부재(141)의 하부에 인접하게 배치된다.
제1 접착부재(141)는 제1 점도를 갖는 제1 절연성 접착층(141-R)과 제1 절연성 접착층(141-R)에 분산된 복수 개의 제1 도전볼들(141-B)을 포함한다. 제2 접착부재(142)는 제2 점도를 갖는 제2 절연성 접착층(142-R)과 제2 절연성 접착층(142-R)에 분산된 복수 개의 제2 도전볼들(142-B)을 포함한다. 제2 점도는 제1 점도보다 크다. 제1 점도는 약 15,000Pa.s 내지 20,000Pa.s 일 수 있다. 제2 점도는 약 30,000Pa.s 내지 50,000Pa.s 일 수 있다. 여기서 1Pa.s는 1Ns / m 2 과 동일하다.
제1 절연성 접착층(141-R)과 제2 절연성 접착층(142-R) 각각은 절연성 고분자를 포함할 수 있다. 절연성 고분자로는 예를 들어, 에폭시(epoxy) 수지, 아크릴(acryl) 수지 등이 사용될 수 있다. 에폭시(epoxy) 수지는 비스페놀A(bisphenol A)와 에테르(ether,-C-O-C-)결합의 반복 구조를 갖고, 말단부에 에폭시(epoxy) 반응기를 가지는 페녹시 중합체(Phenoxy polymer)로 구성될 수 있다. 아크릴(acryl) 수지는 우레탄(urethane)결합(-NHCO-O) 연결구조를 갖고, 말단부에 아크릴레이트(acrylate)나, 메타아크릴레이트(methacrylate) 반응기의 우레탄 (메타)아크릴레이트 중합체(urethane (meta)acrylate polymer)로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 점도와 제2 점도의 차이는 제1 및 제2 절연성 접착층(141-R, 142-R)이 포함하는 절연성 고분자의 분자량을 조절하여 조절할 수 있다. 예를들어, 제2 절연성 접착층(142-R)이 포함하는 절연성 고분자의 분자량이 제1 절연성 접착층(141-R)이 포함하는 절연성 고분자의 분자량보다 크다면, 제2 점도가 제1 점도보다 클 수 있다.
또한 제1 절연성 접착층(141-R)과 제2 절연성 접착층(142-R) 각각은 필요에 따라, 충전제, 연화제, 촉진제, 착색제, 난연화제, 광안정제, 가교제, 중합금지제, 또는 경화제 등이 더 첨가될 수 있다.
제1 도전볼들(141-B)과 제2 도전볼들(142-B) 각각은 도전성 미립자일 수 있다. 도전성 미립자는 전기적 도통을 할 수 있는 것으로 금속, 금속의 산화물과 같은 도전성 입자, 또는 절연성 물질을 핵으로 하여 표면에 금속이나 금속의 산화물을 피복시킨 입자 등을 사용할 수 있다. 금속으로는 니켈(Ni), 철(Fe), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 크롬(Cr), 코발트(Co), 은(Ag), 또는 금(Au) 등이 사용될 수 있다.
제1 절연성 접착층(141-R)의 두께(TN1, 이하 제1 두께)는 약 4.5μm 내지 5.5μm 일 수 있다. 제2 절연성 접착층(142-R)의 두께(TN2, 이하 제2 두께)는 약 2.5μm 내지 3.5μm 일 수 있다. 제1 도전볼들(141-B)과 제2 도전볼들(142-B) 각각의 지름의 길이(DM1, DM2)는 약 2.5μm 내지 3.5μm 일 수 있다.
제1 두께(TN1)는 제1 도전볼들(141-B) 각각의 지름의 길이(DM1)보다 크므로 제1 도전볼들(141-B)은 제1 절연성 접착층(141-R)에 불규칙적으로 분산되어 있다. 제1 절연성 접착층(141-R)의 점도는 상대적으로 낮으므로, 제1 도전볼들(141-B)은 제1 절연성 접착층(141-R) 내에서 비교적 자유롭게 움직일 수 있다.
제1 절연성 접착층(141-R)은 낮은 점도를 가져서 압력에 의해 옆으로 잘 퍼지므로, 제1 전자부품(110)과 제2 전자부품(120)을 접착시킬 때, 완전한 접속면을 형성하여 접속 저항을 줄일 수 있다.
제1 두께(TN1)는 제1 도전볼들(141-B) 각각의 지름의 길이(DM1)보다 크므로, 제1 절연성 접착층(141-R)이 갖고 있는 점성에 의해 2개의 전자부품들(110, 120)이 더 잘 부착될 수 있다.
제2 두께(TN2)는 제2 도전볼들(142-B) 각각의 지름의 길이(DM2)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 제2 도전볼들(142-B)은 제2 절연성 접착층(142-R)에 규칙적으로 분산되어 있다. 각각의 제2 도전볼들(142-B)은 제3 방향(DR3) 상에서 일정한 간격(LL)으로 이격될 수 있다. 제2 절연성 접착층(142-R)의 점도는 상대적으로 높으므로, 제2 도전볼들(142-B)은 제2 절연성 접착층(142-R) 내에서 거의 움직이지 않고 고정될 수 있다.
제2 도전볼들(142-B)은 제2 절연성 접착층(142-R) 내에서 고정되므로, 도 5a 내지 도 5c에서와 같이, 2개의 전자부품들(110, 120)을 접착하는 과정에서 제2 도전볼들(142-B)이 움직이지 않아 유효압흔(valid indentation impression) 수의 산포(dispersion)가 낮아질 수 있다. 여기서 유효압흔이란, 2개의 전자부품들(110, 120)을 압착하는 과정에서 도전볼들(141-B, 142-B)에 의해 입력 패드들(IPD-110, 도 5a 참조)과 출력 패드들(OPD-120, 도 5a 참조)에 생기는 흔적이다.
만약, 본 발명과 달리 제1 절연성 접착층(141-R)과 제2 절연성 접착층(142-R)의 점도가 같다면 다음과 같은 문제점이 발생한다. 만약, 제1 절연성 접착층(141-R)과 제2 절연성 접착층(142-R)의 점도가 모두 저점도를 갖는다면, 제2 도전볼들(142-B)이 잘 고정되지 않아서 유효압흔 수의 산포가 높아지는 문제점이 발생한다. 반대로, 제1 절연성 접착층(141-R)과 제2 절연성 접착층(142-R)의 점도가 모두 고점도를 갖는다면, 2개의 전자부품들(110, 120)을 접착하는 과정에서 제1 및 제2 절연성 접착층(141-R, 142-R)이 입력 패드들(IPD-110)과 출력 패드들(OPD-120) 옆으로 잘 퍼져나가지 않아, 접착 성능이 낮아지는 문제점이 발생한다. 또한, 제1 및 제2 절연성 접착층(141-R, 142-R)이 모두 고점도를 갖는다면, 접속저항(Contact resistance)이 높아지는 문제점이 있다.
도 7b에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름(140-1)은 제1 접착부재(141), 제2 접착부재(142), 및 제3 접착부재(143)를 포함한다.
제1 접착부재(141)와 제2 접착부재(142)에 대한 설명은 도 7a에서 설명한 것과 동일한바 생략한다.
제3 접착부재(143)는 제3 방향(DR3) 상에서 제1 접착부재(141)의 상부에 인접하게 배치된다. 제3 접착부재(143)는 제3 점도를 갖는 제3 절연성 접착층(143-R)을 포함한다. 제3 점도는 제1 점도보다 작으며, 바람직하게는 약 800Pa.s 내지 1,000Pa.s 일 수 있다.
제3 접착부재(143)는 제1 접착부재(141) 및 제2 접착부재(142)와 달리 도전볼들(141-B, 142-B)을 포함하지 않을 수 있다.
제3 절연성 접착층(143-R)은 제1 및 제2 절연성 접착층(141-R, 142-R)과 마찬가지로 절연성 고분자를 포함할 수 있다. 절연성 고분자에 대한 설명은 도 5a에서 설명한 것과 동일한바 생략한다.
제3 절연성 접착층(143-R)의 두께(TN3, 이하 제3 두께)는 약 11.5μm 내지 12.5μm 일 수 있다. 따라서, 제3 두께(TN3)는 제1 두께(TN1) 또는 제2 두께(TN2)보다 클 수 있다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 제3 절연성 접착층(143-R)은 도전성 접착 필름(140-1)의 두께를 두껍게 해주어, 절연층(120-IL)에서 출력 패드들(OPD-120)이 배치되지 않은 영역과 베이스 기판(110-BS)에서 입력 패드들(IPD-110)이 배치되지 않은 영역이 도전성 접착 필름(140-1)에 의해 용이하게 부착되도록 한다.
도 7c에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름(140-2)은 제1 접착부재(141)와 제2 접착부재(142)를 포함한다.
도 7a에 도시된 도전성 접착 필름(140)과 달리, 제2 접착부재(142)는 제3 방향(DR3) 상에서 제1 접착부재(141)의 상부에 인접하게 배치된다.
제1 접착부재(141)와 제2 접착부재(142)의 상하 배치 관계를 제외한, 제1 접착부재(141)와 제2 접착부재(142) 각각에 대한 설명은 도 7a에서 설명한 것과 동일한바 생략한다.
도 7d에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 접착 필름(140-3)은 제1 접착부재(141), 제2 접착부재(142), 및 제3 접착부재(143)를 포함한다.
도 7b에 도시된 도전성 접착 필름(140-1)과 달리, 제3 접착부재(143)는 제3 방향(DR3) 상에서 제2 접착부재(142)의 상부에 인접하게 배치된다.
제1 접착부재(141), 제2 접착부재(142), 및 제3 접착부재(143)의 상하 배치 관계를 제외한, 제1 내지 제3 접착부재(141, 142, 143) 각각에 대한 설명은 도 5a 및 도 5b에서 설명한 것과 동일한바 생략한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 전자기기 PX: 화소들
110: 제1 전자부품 120: 제2 전자부품
130: 제3 전자부품 140: 도전성 접착 필름
IPD-110: 입력 패드들 OPD-120: 출력 패드들
141: 제1 접착부재 141: 제2 접착부재
141-R: 제1 절연성 접착층 141-B: 제1 도전볼들
142-R: 제2 절연성 접착층 142-B: 제2 도전볼들
143: 제3 접착부재

Claims (20)

  1. 제1 점도를 갖는 제1 절연성 접착층 및 상기 제1 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제1 도전볼들을 포함하는 제1 접착부재;
    상기 제1 점도보다 더 큰 제2 점도를 갖는 제2 절연성 접착층 및 상기 제2 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제2 도전볼들을 포함하는 제2 접착부재; 및
    상기 제1 점도보다 작은 제3 점도를 갖는 제3 절연성 접착층을 포함하는 제3 접착 부재를 포함하는 도전성 접착 필름.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접착부재는 상기 제2 접착부재와 인접하게 배치되는 도전성 접착 필름.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 절연성 접착층의 두께는 상기 복수 개의 제2 도전볼들 각각의 지름의 길이와 실질적으로 동일한 도전성 접착 필름.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절연성 접착층의 두께는 4.5μm 이상 5.5μm 이하이고, 상기 제2 절연성 접착층의 두께는 2.5μm 이상 3.5μm 이하인 도전성 접착 필름.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 도전볼들 및 상기 복수 개의 제2 도전볼들 각각의 지름의 길이는 2.5μm 이상 3.5μm 이하인 도전성 접착 필름.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 점도는 15,000Pa.s 이상 20,000Pa.s 이하이고, 상기 제2 점도는 30,000 이상 50,000Pa.s 이하인 도전성 접착 필름.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절연성 접착층 및 상기 제2 절연성 접착층 각각은 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함하는 도전성 접착 필름.
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 절연성 접착층의 두께는 11.5μm 이상 12.5μm 이하인 도전성 접착 필름.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 점도는 800Pa.s 이상 1,000Pa.s 이하인 도전성 접착 필름.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 도전볼들 및 상기 복수 개의 제2 도전볼들 각각은 금속을 포함하는 도전성 접착 필름.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 금속은 니켈(Ni), 코발트(Co), 크롬(Cr), 철(Fe) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 도전성 접착 필름.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 도전볼들은 일정한 간격으로 이격되어 있는 도전성 접착 필름.
  14. 제1 전자부품의 패드부, 도전성 접착 필름, 및 제2 전자부품의 패드부를 순서대로 정렬하는 단계;
    압력을 가하여, 상기 제1 전자부품의 상기 패드부, 상기 도전성 접착 필름, 및 상기 제2 전자부품의 상기 패드부를 부착하는 단계; 및
    상기 도전성 접착 필름에 열을 가하여 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 도전성 접착 필름은,
    제1 점도를 갖는 제1 절연성 접착층 및 상기 제1 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제1 도전볼들을 포함하는 제1 접착부재;
    상기 제1 점도보다 큰 제2 점도를 갖는 제2 절연성 접착층 및 상기 제2 절연성 접착층에 분산된 복수 개의 제2 도전볼들을 포함하는 제2 접착부재; 및
    상기 제1 점도보다 작은 제3 점도를 갖는 제3 절연성 접착층을 포함하는 제3 접착 부재를 포함하는 전자기기의 접착 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 절연성 접착층의 두께는 4.5μm 이상 5.5μm 이하이고, 상기 제2 절연성 접착층의 두께는 2.5μm 이상 3.5μm 이하이며, 상기 복수 개의 제1 도전볼들 및 상기 복수 개의 제2 도전볼들 각각의 지름의 길이는 2.5μm 이상 3.5μm 이하인 전자기기의 접착 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 점도는 15,000Pa.s 이상 20,000Pa.s 이하이고, 상기 제2 점도는 30,000Pa.s 이상 50,000Pa.s 이하이고, 상기 제3 점도는 800Pa.s 이상 1,000Pa.s 이하인 전자기기의 접착 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 절연성 접착층 및 상기 제2 절연성 접착층 각각은 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함하는 전자기기의 접착 방법.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2 도전볼들은 일정한 간격으로 이격되어 있는 전자기기의 접착 방법.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 전자부품은 이미지를 표시하는 표시패널이고, 상기 제2 전자부품은 플렉서블 배선기판 및 데이터 구동회로를 포함하는 연결 배선기판인 전자기기의 접착 방법.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 전자부품은 표시 패널에 영상 데이터, 제어신호, 또는 전원전압을 제공하는 메인회로 기판이고, 상기 제2 전자부품은 플렉서블 배선기판 및 데이터 구동회로를 포함하는 연결 배선기판인 전자기기의 접착 방법.
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