KR0135937B1 - 인쇄 회로 기판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

인쇄 회로 기판 및 액정 표시 장치

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윌리엄 티.엘리스
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Abstract

본 발명은 녹아 나온 땜납의 서로 이웃한 입력 전극으로의 유동을 방지하고, 또 입력 전극에 가해지는 전단 방향의 응력의 집중을 회피하는 가공이 실시되어 전극 사이의 쇼트나 단선을 방지하는 것을 목적으로 한다.
입력 전극(28)에 대응하는 슬릿 구멍(26)의 장벽은 요철 형상으로 되어 있다. 입력 전극(28)은 기판전극(30)과 중합되어 가열함으로써 땜납(32)가 녹아 양 전극(28 및 30)을 고정한다. 녹아 나온 땜납(32)는 베이스(22)와 기판(18A) 사이를 모세관 현상으로 유동한다. 이 땜납의 유동을 슬릿 구멍(26)의 장변에 철부(26A)를 형성하여 요철로 함으로써, 서로 이웃하는 입력 전극(28)을 접속하는 베이스(22)를 비직선으로 함으로써, 서로 이웃하는 입력 전극(28)로의 유동을 저지하고 있다. 또, 액정 셀(16)과 기판(18A 및 18B)가 상대 이동한 경우, 철부(26A)과 개개의 입력 전극(28)과의 접합부로, 각각 독립한 변형이 가능하게 되고 전단 방향의 응력의 집중이 회피되어 강도가 증가하고 있다.

Description

인쇄 회로 기판 및 액정 표시 장치
제1도는 본 발명이 적용된 실시예를 도시하는 액정 표시 장치의 평면도.
제2(A)도는 본 실시예에 관한 X 기판측 TAB에 형성된 슬릿 구멍 근방을 도시하는 확대 평면도이고, 제2(B)도는 IIB-IIB선 단면도이며, 제2(C)도는 Y기판측 TAB에 형성된 슬릿 구멍 근방을 도시하는 확대 평면도.
제3도는 본 실시예에 관한 TBA와 기판과의 연결 상태를 도시하는 분해 사시도.
제4도는 본 실시예에 관한 TAB를 도시하는 확대 평면도.
제5도는 액정 셀과 기판이 상대 이동할 때의 TAB의 변형 상태를 도시하는 제4도의 일부 확대도.
제6도는 TAB 변형예를 도시하는 확대 평면도.
제7도는 종래의 TAB 근방을 도시하는 평면도.
제8(A)도는 종래의 TAB의 개구부 근방을 도시하는 확대 평면도이고, 제8(B)도는 개구부 근방을 도시하는 VIIIB-VIIIB선 단면도.
제9도는 종래의 TAB에서의 입력 전극의 단선 상태를 도시하는 제8(A)도의 일부 확대도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 액정 표시 장치16 : 액정 셀(액정표시셀)
18A,18B,18C : 기판(배선 기판) : (배선기판)
20 : TAB(인쇄 회로 기판)26 : 슬릿구멍
본 발명은 기판 개구부에 설치된 길고 가느다란 형태의 전극이 상대 전극과 중합됨과 동시에, 이들 전극 사이가 땜납에 의해 연결되는 필름 형태의 인쇄 회로 기판 및 액정 셀과 배선 기판이 필름 형태의 인쇄 회로 기판을 통해 접속된 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치에서는 한쌍의 글라스 기판 및 이들 글라스 기판 사이에 밀봉된 액정으로 구성되는 액정 셀로부터 복수의 데이타선 및 게이트선이 집적 회로에 접속되어 이 집적 회로에 의해 온오프가 제어되어 화상이 표시되고 있다.
집적 회로는 액정 셀과 배선 기판을 연결하는 배선 회로 기판으로서의 TAB(Tape Automated Bonding)에 장착되어 있다. TAB는 필름 형태의 베이스(예를 들면, 폴리이미드)에 집적 회로를 포함하는 회로 패턴이 인쇄되어 있고, 집적 회로의 출력측 전극이 상기 액정 패널 본체의 전극과 접속되어 있다. 또, 배선 회로 기판으로서는 PFC(Flexible Printed Circuit)등이 고려된다.
이 상태에서, 집적 회로의 입력측 전극과 상기 배선 기판의 전극을 납땜에 의해 전기적으로 접속하고 있다.
제7도에 도시하는 바와 같이, 종래의 TAB(100)의 입력측 전극(102)는 땜납 인두의 열이 충분히 전달되도록 TAB(100)에 설치된 슬릿 형태의 개구부(104)(장변 치수 L, 단변 치수 W)의 대향 장변 사이에 인쇄에 따라 서로 평행하게 다수 가로지르는 길고 가느다란 형태로 되어 있다. 제8(B)도에서는 개구부(104)내에만 입력 전극(102)가 도시되어 있지만, 실제로는 TAB(100)의 하면으로 입력 전극(102)의 연장부가 인쇄되어 있다. 이 입력 전극(102)의 피치 치수는 액정 표시 장치의 소형화, 고기능화에 따라 고정밀하고 세밀한 피치로 되고, 입력 전극(102)의 폭 치수가 0.25mm, 입력 전극(102) 사이의 틈이 0.25mm 정도인 것도 실현되어 있다.
배선 기판(106)의 표면에는 상기 입력 전극(102)와 마찬가지 형상의 다수의 기판 전극(108)이 입력 전극(102)와 각각 대향하여 배열되어 있고, 이들 기판 전극(108) 상에는 미리 땜납(110)이 도설되어 있다.
이 상태에서, TAB(100)과 배선 기판(106)을 중합시키면, 입력 전극(102)과 기판 전극(108)이 땜납(110)을 통해 중합된 후 가열함으로써, 땜납(110)이 녹아 양 전극(102 및 108)을 서로 전기적으로 접속한다.
그러나, 상기 종래의 접속(납땜)에서는 입력 전극(102) 사이의 피치가 대단히 좁고(0.25mm), 녹아 나온 땜납(110)이 개구부(104)의 주변과 배선 기판(106)과의 틈[기판 전극(108)의 두께 치수에 상당]을 모세관 현상으로 인접하는 입력전극(102)로 유동하여(제8도의 화살표 F방향), 전극 사이를 쇼트시키는 것이 있다(제8도 참조). 또, 제8(A)도에서는 땜납(110)의 유동 상태를 설명하기 위해 땜납(110)을 흑색으로 도포하여 도시하지만, 실제로는 TAB(100)과 배선 기판(106)사이이기 때문에 볼 수 없다.
또, TAB(100)과 배선 기판(106)이 제7도의 화살표 A방향으로 상대 이동하도록 외력이 발생하면, 제9도에 도시하는 바와 같이 입력 전극(102)의 개구부(104)로의 접합 부분에 전단 응력이 집중하고, 이 입력 전극(102)의 개구부(104)로의 접합 부분으로 단선을 발생하는 것이 있다.
이들 불량은 보수하기가 곤란하고, 이 때문에 이 납땜 부분의 쇼트 또는 단선은 각 회사들의 불량률을 상승시키는 최대의 과제이지만, 따라서, 이 불량률을 떨어뜨리는 것이 생산률을 향상하고, 이익의 손실을 감소시키는 최대의 과제이지만, 그 대책을 아직 얻들 수 없다.
본 발명은 상기 사실을 고려하여 녹아 나온 땜납의 서로 이웃하는 전극으로의 유동을 방지하고, 또 전극에 가해지는 전단 방향의 응력의 집중을 회피하는 가공이 실시되어 전극 사이의 쇼트나 단선을 방지할 수 있는 인쇄 회로 기판 및 액정 표시 장치를 얻는 것이 목적이다.
청구항 1에 기재한 발명은 개구부가 형성된 필름 형태의 베이스와 상기 베이스 상에 인쇄되고 상기 개구부 근방에 인출된 배선과 상기 배선에 접속되고 상기 베이스 상에 상기 개구부를 가로질러 형성된 길고 가느다란 형태의 전극을 갖고 있는 인쇄 회로 기판에 있어서, 상기 개구부 주위의 상기 베이스는 상대적으로 상기 길고 가느다란 형태의 전극의 양측의 베이스 영역이 상기 길고 가느다란 형태의 전극부의 베이스 영역보다 깊고 절단된 형상을 하고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재한 발명은 액정 표시 셀과 배선 기판이 필름 형태의 인쇄 회로 기판을 통해 접속된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판은 개구부가 형성된 필름 형태의 베이스와 상기 베이스상에 인쇄되고 상기 개구부 근방에 인출된 배선과, 상기 배선에 접속되고 상기 베이스 상에 상기 개구부를 가로질러 형성된 길로 가느다란 형태의 전극을 갖고 있고, 상기 개구부 주위의 상기 베이스는 상대적으로 상기 길고 가느다란 형태의 전극의 양측의 베이스 영역이 상기 길고 가느다란 형태의 전극부의 베이스 영역보다 깊게 절단된 형상으로 형성되어 있으며, 상기 배선 기판의 전극과 상기 길고 가느다란 형태의 전극이 땜납에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재한 발명에 의하면, 길고 가느다란 형태의 전극과 베이스 상에 인쇄된 배선을 납땜하는 경우, 개구부 주위의 길고 가느다란 형태의 전극의 양측의 베이스 영역이 이 길고 가느다란 형태의 전극 하부의 베이스 영역보다 깊게 절단되어 있기 때문에, 예를 들면 길고 가느다란 형태의 전극을 땜납을 이용하여 상대 전극과 접속할 때에, 녹아 나온 땜납의 인접한 길고 가느다란 형태의 전극으로 도달하는 유동 경로가 길게 되어(비직선적으로 되어) 인접하는 길고 가느다란 형태의 전극 사이의 쇼트를 방지할 수 있다.
청구항 2에 기재한 발명에 의하면, 청구항 1에 기재한 인쇄 회로 기판을 이용하여 액정 표시 장치를 작성할 때, 길고 가느다란 형태의 전극과 기판 전극을 결합하는 땜납의 유동 경로 길이가 길어지기 때문에, 길고 가느다란 형태의 전극 사이의 쇼트를 방지할 수 있다. 또, 개구부 주위는 깊게 절단됨에 따라 요철 형상으로 되고, 가느다란 형태의 전극이 이 요철 형상의 철부로부터 개구부에 돌출하고 있기 때문에, 예를 들면, 외력에 의해 액정 표시 셀과 배선 기판이 상대 이동한 경우에 이 기판 연장부가 유연하여 탄성 변형 가능해지기 때문에, 전극의 접합 부분으로의 전단이나 굴곡 응력의 집중이 완화되어 이 길고 가느다란 형태의 전극의 단성을 방지할 수 있다.
제1도 및 제2도에는 본 실시예에 관한 액정 표시 장치(10)이 도시되어 있다.
이 액정 표시 장치(10)은 한쌍의 투명 글라스 기판(12)와 이 투명 글라스 기판(12) 사이에 밀봉된 액정(14)로 구성되는 액정 셀(16)상에 도트 패턴의 화상을 표시할 수 있도록 되어 있다.
액정 셀(16)의 제1도의 상하변의 양변에 대응하여 X상부 기판(18A)와 X하부 기판(18B)가 배열되어 있다. 또, 이 액정 셀(16)의 제1도의 우변에 대응하여 Y기판(18C)가 배열되어 있다[이하, 필요에 따라 단지 기판(18A 내지 18C)라 한다]. 이들 기판(18A 내지 18C)는 도시하지 않은 입력 장치로부터의 신호에 따라 액정 셀(16)상의 서브 픽셀 단위의 액정마다의 개폐(통전, 비통전)을 제어하는 신호를 액정 셀(16)의 데이타선 및 게이트선에 출력하는 역할을 갖고 있다.
각 기판(18A 내지 18C)와 액정 셀(16)과는 제3도 및 제4도에 도시되어 있는 TAB(20)에 의해 연결되어 있다. TAB(20)은 Tap Automated Bonding의 약칭으로, 폴리이미드로 형성된 박막형의 베이스(22)(제4도에 도시되는 바와 같이 예를 들면, 외형 사이즈 A×B=28.19×16.54mm)에 배선 패턴이 인쇄된 구성으로 되어 있고, 중앙에 상기 기판(18A 내지 18C)로부터의 신호에 따라 서브 픽셀 단위의 액정의 개폐(통전, 비통전)을 집적 제어하는 집적 회로(24)가 부착되어 있다. TAB(20)은 이 집적 회로(24)의 각 단자와 액정 셀(16)측 및 기판(18A 내지 18C)측에 각각 배선 패턴(도시 생략)이 인쇄되어 있고, 미리 액정 셀(16)측에 부착되어 그 후의 공정에 따라 기판(18A 내지 18C)의 연결(전기적인 접속을 포함한다)되도록 되어 있다.
제3도 및 제4도에 도시되는 바와 같이, X상부 기판(18A) 및 X하부 기판(18B)에 대응하는 TAB(20)에는 이 기판(18A 및 18B)와 대향하는 위치에 구형형태의 관통 구멍인 슬릿 구멍(26)(장변 치수 L, 단변 치수 W)이 설치되어 있다. 이 슬릿 구멍(26)의 단변 치수 즉, 슬릿 폭 W는 예를 들면 2mm이고 상기 집적 회로(24)로부터 배선되는 패턴의 단말부[이하, 입력 전극(28)이라 함]이 노출되어 서로 평행하게 슬릿 구멍(26)의 장변 사이를 가로질러 설치되어 있다. 이 입력 전극(28) 사이의 틈 G는 예를 들면, 0.25mm이고 서로 이웃하는 입력 전극(28)끼리가 접촉하지 않게 정밀하고 세밀하게 배열되어 있다.
상기 입력 전극(28)에 대응하는 상기 슬릿 구멍(26)의 장변 내주(內周)는 이 입력 전극(28)의 폭 치수 Wc(0.25mm)와 거의 동일한 치수의 폭으로 입력 전극(28)의 길이 방향에 따라 폭 치수 Wc 이상의 길이만큼 돌출된 철부(26A)가 각 입력 전극(28)의 길이 방향 단부에 대응하여 각각 설치되어 폭 치수 W를 실질적으로 좁힐 수 있다. 이들 철부(26A)는 TAB(20)의 단부면이 구형 형태로 절단된 절결부(26B)로 되어 실질적으로 폭 치수 W를 확대하고 있다고도 말할 수 있다. 이것에 따라, 슬릿 구멍(26)의 장변 내주는 요철 형태로 되어 있다.
이 슬릿 구멍(26) 내로 노출된 입력 전극(28)에 각각 대응하여 기판(18A 및 18B)에는 기판 전극(30)(제3도 참조)이 설치되어 제2(B)도에 도시되는 바와 같이, 각각 입력 전극과 거의 동일한 치수로 되어 있다. 이 기판 전극(30)의 수는 상기 입력 전극(28)의 수와 일치하고, 입력 전극(28)과 기판 전극(30)이 중합됨으로써, 기판(18A 및 18B)와 TAB(20)이 전기적으로 접속된다.
또, TAB(20)과 기판(18A 내지 18C)의 위치 결정은 TAB(20)에 설치된 한 쌍의 원형 구멍(20A)에 기판(18A 내지 18C)상에 제공된 도시하지 않은 위치 결정 핀이 삽입됨으로써 실행된다.
기판 전극(30)상에는 미리 땜납(32)가 도설되어 있고, 상기 입력 전극(28)과 기판 전극(30)이 중합된 상태에서 이 양 전극(28 및 30) 사이에 삽입되게 되어 있다. 이 상태에서, 가열함으로써 땜납(32)가 녹아 양 전극(28 및 30)을 고정할 수 있다. 이 녹아 나온 땜납(32)는 상기 철부(26A)를 따라 유동하게 된다.
한편, Y기판(18C)에 대응하는 TAB(20)에는 제2(C)도에 도시되는 바와 같이, 구형 형태의 슬릿 구멍(34)가 형성되어 있고, 상기 집적 회로(24)로부터 배선되는 패턴의 단말부인 입력 전극(28)이 노출되어 서로 평행하게 연장되어 슬릿 구멍(34)의 장변 사이를 가로질러 걸쳐져 있다. 이 입력 전극(28) 사이의 틈 G는 0.25mm이고 서로 이웃하는 입력 전극(28)끼리가 접촉하지 않게 정밀하고 세밀하게 배열되어 있다.
이 Y기판(18C)에 대응하는 TAB(20)의 입력 전극(28)에 대응하는 슬릿 구멍(34)의 액정 셀(16)측장벽은 이 입력 전극(28)의 폭 치수와 거의 동일한 치수의 폭으로 입력 전극(28)의 길이 방향을 따라 약간만 돌출된 및 또는 TAB(20)의 입력 전극(28)과 대응하지 않은 부분의 단부면이 구형 형태로 절단된 요철 형상[철부(34A), 요부(34B)]으로 되어있다. 즉, 이 요철 형상을 얻기 위해, 철부(34A), 요부(34B)의 적어도 어느 한쪽이 형성되면 좋다.
이와 같이 Y기판(18C)에서는 미리 기판 전극(30)에 도설하는 땜납(32)를 상기 슬릿 구멍(34)의 액정 셀(16)측 장변쪽으로 치우쳐 도설하고, 녹아 나온 땜납(32)는 철부(34A)측으로 흐르는 구성으로 되어 있다.
이하에, 본 실시예의 작용을 설명한다.
TAB(20)이 부착된 액정 셀(16)과 각 기판(18A 및 18B)를 접속하는 경우, 미리 기판(18A 및 18B)의 기판 전극(30)상에 땜납(32)가 도설되어 있고, 이 기판 전극(30)에 TAB(20)의 슬릿 구멍(26)으로 부터 노출된 입력 전극(28)을 대향시켜 중합시킨다.
그후, 양 전극을 가열함으로써, 땜납(32)가 녹아 나온다. 또, 가열함과 동시에, 가압하는 것이 일반적이지만, 레이저 빔 등에 의해 가열만을 실시하도록 해도 좋다.
땜납(32)가 녹아 나와 그 후 고화됨으로써, 양 전극이 접속되어 TAB(20)과 기판(18A 및 18B)가 연결된다.
여기에서, 종래의 땜납(32)에 의한 접속 구조에서는 서로 이웃하는 입력 전극(28)끼리의 TAB(20)의 베이스(22)가 직선으로 되어 있기 때문에, 이 베이스(22)와 기판(18A 및 18B)와의 틈에서 발생하는 모세관 현상에 의해 녹아 나온 땜납(32)가 인접하는 입력 전극(28)로 최단으로 유동하고, 입력 전극(28)사이에서 쇼트하는 경우가 있었다.
그러나, 본 실시예에서는 슬릿 구멍(26)의 장변에 철부(26A)를 형성하여 요철 형상으로 하고, 서로 이웃하는 입력 전극(28)끼리의 TAB(20)의 베이스(22)를 비직선적으로 했기 때문에, 제2(A)도의 화살표 F방향을 따른 땜납(32)의 유동 경로 길이가 연장되고 녹아 나온 땜납(32)는 서로 이웃하는 입력 전극(28)로 도달하지 않아 쇼트 불량을 방지할 수 있다.
또, 입력 전극(28)을 장변(26)의 철부(26A)로부터 돌출되도록 했기 때문에, TAB(20)과 기판(18A 및 18B)와의 외력에 의한 상대 이동이 발생한 경우에, 제5도에 도시되는 바와 같이, 이 철부(26A)가 각각 변형하고, 또 TAB(20)의 변형 허용량이 증가하기 때문에, 입력 전극(28)의 슬릿 구멍(26) 단부에 응력이 집중하는 것이 회피되어 단선을 억제할 수 있다
한편, 제2(C)도에 도시되는 바와 같이, Y기판(18)과 TAB(20)과의 접속도 상기와 마찬가지인 슬릿 구멍(34)의 액정 셀(16)측 장변을 요철로 하고[철부(34A), 요부(34B)], 그 철부(34A)로부터 입력 전극(28)을 노출시키도록 했기 때문에, 땜납(32)이 녹아 나올 때에 서로 이웃하는 입력 전극(28)로의 유동을 회피할 수 있어 응력의 집중도 억제할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 입력 전극(28)이 노출되는 슬릿 구멍(26)[또는 절결부(34)]의 입력 전극(28)의 돌출단에 대응하는 장변(또는 저변)을 요철 형상으로 함으로써, 녹아 나온 땜납(32)의 유동 경로 길이를 연장했기 때문에, 쇼트를 방지할 수 있다. 또, 이 요철에 의해 외력에 의한 TAB(20)과 기판(18A 내지 18C)와의 상대 이동(변형)시에, 입력 전극(28)로의 응력 집중을 완화할 수 있어 강도를 증가할 수 있다.
따라서, 불량률의 최대의 요인인 쇼트 불량 및 단선을 비약적으로 감소시킬 수 있어 생산률이 향상되고, 이익의 손실을 대폭 경감할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 슬릿 구멍(26) 및 절결부(34)에 구형 형태의 요철을 형성했지만, 제6에 도시되는 바와 같이, 입력 전극(28)과 대응하지 않은 부분을 원호 형태로 요함(凹陷)시킨 요부(36)을 형성하고, 서로 이웃하는 입력 전극 사이의 TAB(20)의 베이스(22)를 비직선적으로 해도 좋다. 또 서로 이웃하는 입력 전극 사이의 TAB(20)의 베이스(22)를 비직선적으로 하는 ㄷ는 요부(26B)을 삼각산 형태로 하는 등의 각종의 변형예를 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄 회로 기판 및 액정 표시 장치는 녹아 나온 땜납의 서로 이웃하는 입력 전극으로의 유동을 방지하고, 또 입력전극에 가해지는 전단 방향의 응력의 집중을 회피하는 가공이 행해지므로, 전극 사이의 쇼트나 단선을 방지할 수가 있다는 우수한 효과를 갖고 있다.

Claims (2)

  1. 개구부가 형성된 필름 형태의 베이스, 상기 베이스 상에 인쇄되고 상기 개구부 근방에 인출된 배선 및 배선에 접속되고 상기 베이스 상에 상기 개구부를 가로질러 형성된 길고 가느다란 형태의 전극을 갖고 있는 인쇄 회로 기판에 있어서, 상기 개구부 주위의 상기 베이스는 상대적으로 상기 길고 가느다란 형태의 전극의 양측의 베이스 영역이 상기 길고 가느다란 형태의 전극부의 베이스 영역보다 깊게 절단된 형상을 하고 있는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판.
  2. 액정 표시 셀과 배선 기판이 필름 형태의 인쇄 회로 기판을 통해 접속된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판은 개구부가 형성된 필름 형태의 베이스, 상기 베이스 상에 인쇄되고 상기 개구부 근방에 인출된 배선 및 상기 배선에 접속되고 상기 베이스 상에 개구부를 가로질러 형성된 길고 가느다란 형태의 전극을 갖고 있고, 상기 개구부 주위의 상기 베이스는 상대적으로 상기 길고 가느다란 형태의 전극의 양측의 베이스 영역이 상기 길고 가느다란 형태의 전극부의 베이스 영역보다 깊게 절단된 형상으로 형성되어 있으며, 상기 배선 기판의 전극과 상기 길고 가느다란 형태의 전극이 땜납에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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