KR0149721B1

KR0149721B1 - 이방성 도전 접착제를 사용한 집적회로 실장 방법

Info

Publication number: KR0149721B1
Application number: KR1019940015223A
Authority: KR
Inventors: 김철수; 홍성제; 박수훈; 한정인
Original assignee: 김정덕
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1998-10-15
Also published as: KR960001811A

Abstract

본 발명은 액정 표시 소자 구동용 IC 칩을 액정 표시 소자 패널에 실장하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 패턴의 파인 피치(fine pitch)화에 따른 패턴간의 전기적 단락(short)을 방지하기 위해 이방성 도전 접착제(anisotropic conductive adhesive)를 사용하여 액정 표시 소자 구동용 IC 칩을 패널에 실장하는 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명에 따른 액정표시 소자 구동용 IC 실장 방법은 금속 패드 패턴을 형성한 다음 절연막을 유리 기판 전면에 걸쳐 형성하고, 사진 식각법으로 금속 패드 패턴만을 노출 시켜 이방성 도전 접착제를 전면에 걸쳐 도포한 후, 액정표시소자 구동 IC 칩을 어라인하여 압착하고 자외선을 조사하여 상기 이방성 도전 접착제를 경화시킴으로써, 전자 부품의 경박 단소화에 따른 금속 패드의 세밀(fine)화에 의한 단락(short)을 방지할 수 있을뿐 아니라 전극 접속의 신뢰성을 한 층 높일수 있는 효과가 있다.

또한 패턴 전극의 범프 재료를 Au에서 Au를 도금한 Ni로 사용하면 비용의 절감 효과를 가져올 수도 있다.

Description

이방성 도전 접착제를 사용한 집적회로 실장 방법.

제1도 내지 제7도는 칩형 소자 실장 공정도 단계별 수직 단면도로서,

제1도는 패드 패턴 형성후의 수직 단면도이고,

제2도는 절연막 형성후의 수직 단면도이고,

제3도는 포토레지스트 도포후 패드부 노출을 위해 마스크를 사용하여 절연막 상에 도포된 포토레지스트에 노광하는 공정의 단면도이고,

제4도는 제3도의 공정에 의해 패드가 노출된 모습을 보여주는 수직단면도이고,

제5도는 이방성 도전 접착제 도포후의 수직 단면도이고,

제6도는 금속 패드상에 액정표시소자 구동용 IC의 접속단자(범프)를 어라인하는 공정의 수직 단면도이며,

제7도는 자외선 조사에 의한 이방성 도전 접착제의 경화 공정의 수직 단면도이다.

그리고 제8도는 제1도의 패드 패턴 형성후 패드 패턴 상면에 범프를 형성한 후의 수직 단면도이고,

제9도는 금속 패드 상에 액정표시소자 구동용 IC의 접속단자(범프)를 어라인하는 공정의 수직 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유리 패널 2 : 금속 패드 패턴

3 : 외부 전극 패턴 4 : 절연막

5 : 포토레지스트 6 : 이방성 도전 접착제

7 : 액정표시소자 구동 IC 8 : 액정표시소자 구동 IC 칩의 전극 범프

9 : 액정표시소자 전극 패드 범프

본 발명은 액정표시소자 구동용 IC 칩을 액정표시소자 패널에 실장하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 패턴의 파인 피치(fine pitch)화에 따른 패턴간의 전기적 단락(short)을 방지하기 위해 이방성 도전 접착제(anisotropic conductive adhesive)를 사용하여 액정 표시소자 구동용 IC칩을 패널에 실장하는 방법에 관한 것이다.

현재 이방성 도전 접착제를 사용한 실장 방법으로는 샤프(Sharp)사의 미국 특허US 4.963,002, 쉐이코(Seikosha)사의 미국 특허 US 4,113,981 쉐이코-엡슨(Seiko-Epson)사, 미쯔비시(Mitsubishi)사, 그리고 카시오(Casio)사 등의 것이 알려져 있다.

쉐이코사의 미국 특허 US 4,113,981에서는 이방성 도전 접착제를 유리 패널의 금속 패드 위에 도포한 후 패드와 LSI의 범프들을 어라인 시켜 적당한 압력으로 LSI를 눌러 붙이는 기본적인 방법을 쓰고 있다. 이 방법으로는 파인 피치(fine pitch)화에 따른 좌, 우 단락의 발생 가능성이 증가하므로 도전성 입자들의 분포를 제어하기가 어렵다는 문제점이 있다.

샤프사의 미국 특허 US 4,963,002에서는 칩 패드부에 범프(bump)형성 대신 적당한 홈을 내고 도전입자들을 밀어넣어 이 홈에만 도전 입자를 부착시켜 유리 패드와 전기적 접촉을 이루는 방법을 쓰고 있다.

쉐이크-엡슨사의 개량형 이방성 도전 접착제형 COG의 구조에서는 유리 패널의 금속 패드 위에, 특히 LSI의 패드와 대응되는 부분에만 도전성 입자들을 스크린 프린팅 방식으로 선택적으로 프린트하여 도전성 입자들을 분포시켜 범프(Bump)대신 직접 LSI와 유리 패널위의 금속 패드와 전기적으로 접촉시키는 방법을 쓰고 있다. 결과적으로 샤프사의 구조와 동일하게 된다. 이와 같은 방법은 좌, 우 단락이 발생하지 않고, 접촉성 저항이 작으며, 범프가 필요치 않다는 장점이 있으나, 도전성 입자들을 프린팅 하기가 힘들다는 단점이 있다.

미쓰비시사의 개량성 이방성 도전 접착제형 COG의 구조에서는 수지에 포토에지스트를 일정하게 혼합한 후, 포토리소그래피 방법으로 유리 패널의 금속 패드 전부분에 도전성 입자들을 분포시키는 방법을 쓰고 있다. 이때 금속 패드를 마스크로 활용하며, 범프가 있는 LSI를 사용하게 된다. 이러한 방법은 좌, 우 단락이 발생하지 않고, 마스크가 필요없다는 장점이 있으나 포토리소그래피법과 같은 추가 공정이 필요하며, 패턴 형성에 대한 정밀도가 저하된다는 단점이 있다.

그리고 카시오의 구조는 도전 입자 표면에 절연박을 얇게 형성하여 본딩시 압력에 의해 절연막이 상하로 파괴되어 통전되고 그 좌, 우로는 절연막에 의해 통전이 불가능하게 되어 있다. 이러한 방법은 도전 입자 표면에 절연막을 균일하게 형성하기 어려운 동시에 본딩시 압력 조절이 상당히 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 제조공정이 단순하면서도 유리 기판의 패드 패턴이나 범프와 액정표시소자 구동 IC 칩과의 접촉을 확실히하여 접속 신뢰성을 높이고, 측방 도전 및 단락 현상을 방지할 수 있는 신뢰성이 한층 증가된 칩형 소자들의 실장 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유리 패널 위의 금속 패드 상에 칩형 소자 실장 방법은,

유리기판 상면에 패드 패턴을 형성하는 패드 패턴 형성 단계와,

상기 패드 패턴 형성 단계에서 패드 패턴이 형성된 상기 유리 기판상에 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계와,

상기 절연층 형성 단계에서 형성된 상기 절연층을 선택적으로 식각하여 상기 패드 패턴의 측면부를 제외한 상면부 만을 노출 시키는 패드 노출 단계와,

상기 패드 패턴 노출 단계에서 패드 패턴의 상면부가 노출된 상기 유리 기판 상에 이방성 도전 접착제를 도포시키는 이방성 도전 접착제 도포 단계와,

상기 이방성 도전 접착제 도포 단계에서 상기 유리 기판 상면에 도포된 이방성 도전 접착제 상면에 칩형 소자를 어라인하고 압착하여 접속하는 칩형 소자 접속 단계와,

상기 칩형 소자 접속 단계에서 어라인되어 압착된 칩형 소자를 견고하게 접속되도록 상기 이방성 도전 접착제에 유리 기판을 통하여 자외선을 조사하여 경화시키는 이방성 도전 접착제 경화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 이방성 도전 접착제는 Au 또는 Ni이 도금된 플래스틱 입자들이 포함된 자외선 경화 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 제조 방법은,

유리 기판 상면에 패드 패턴을 형성하는 패드 패턴 형성 단계와,

상기 패드 패턴 형성 단계에서 형성된 패드 패턴 상에 범프를 형성하는 범프 형성 단계와,

상기 범프 형성 단계에서 범프가 형성된 상기 유리 기판 상에 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계와,

상기 절연층 형성 단계에서 형성된 상기 절연층을 선택적으로 식각하여 상기 범프의 측면부를 제외한 상면부 만을 노출시키는 범프 노출 단계와,

상기 범프 노출 단계에서 범프의 상면부가 노출된 상기 유리 기판상에 이방성 도전 접착제를 도포시키는 이방성 도전 접착제 도포 단계와,

본 발명에 있어서, 이방성 도전 접착제는 Au 또는 Ni이 도금된 플래스틱 입자들이 포함된 자외선 경화 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범프는 Au 또는 Au가 도금된 Ni로 이루어진 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 칩형 소자 실장 방법을 설명한다.

제1도 내지 제7도는 제1실시예의 칩형 소자 실장 공정 단계별 수직 단면도이다. 이 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 제1실시예를 설명한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 유리 기판(1) 상면에 금속 패드 패턴(2)을 형성한다. 여기서 외부 전극 패턴(3)도 동시에 형성하며, 금속 패드 패턴의 재료로는 Au를 쓰거나 Ni등을 써서 패드 패턴을 형성한 다음 Au 도금을 한다.

다음에 제2도에 도시된 바와 같이, SiO₂, Si₃N₄절연막(4)을 형성한다. 다음, 제3도에 도시된 바와 같이, 절연막(4)이 형성된 유리 기판 및 금속 패드 상에 포토레지스트(5)를 균일하게 도포하고 마스크(6)를 통하여 노광을 실시한다.

다음으로 노광된 부분의 절연막을 식각하여, 제4도에 도시된 바와 같이, 금속 패드 패턴(2)의 상면부 만을 노출 시킨다. 그리고 노출된 금속 패드를 중심으로, 제5도에 도시된 바와 같이, 이방성 도전 접착제(6)를 기판 전면에 걸쳐 도포한다. 이 이방성 도전 접착제(6)의 재료로는 Au나 Au 대신 Ni 등의 보다 싼 값의 금속이 도금된 플라스틱 입자들이 도전 재료로 포함된 자외선 경화 수지를 사용함으로써 제조 단가를 내릴 수 있다. 따라서 이 이방성 도전 접착제(6)는 도전성을 가지는 동시에 접착성을 함께 가진다. 그래서 금속 패드(2)를 세밀(fine)화 하더라도, 이 금속 패드(2)만을 노출시켜 도전성 접착제(6)를 도포하므로 패드의 파인 피치(fine pitch)화에 의한 단락(short)을 방지할 수 있는 효과가 있다.

다음으로 제6도에 도시된 바와 같이, 액정표시소자 구동 IC 칩(7)을 어라인하여 압착한다음, 제7도에 도시된 바와 같이, 액정 표시 소자 구동용 IC 칩(7)가 어라인된 유리 패널을 통하여 자외선 조사하여 이방성 도전 접착제를 경화시켜 접속을 견고히 하여 본 접착 공정을 완료한다.

또한 본 말명의 제2실시에서는 제1실시예에서의 제1도의 금속 패드 패턴(2) 형성 공정이 끝난 다음 금속 패드 패턴(2) 상면에 도전성 범프(9)를 형성하고, 그 다음은 제1실시예와 똑같은 공정으로 액정표시소자 구동 IC 칩 실장을 하면 된다. 제9도는 범프(9)가 형성된 금속 패드 상에 액정표시소자 구동용 IC의 접속단자(범프)를 어라인하는 공정을 나타낸다. 이 경우 (제2실시예)패드부 범프가 형성되지 않은 칩을 실장하여도 상하 도전이 가능하므로, 이렇게 하면 제조 비용이 절감될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 소자 구동용 IC 실장 방법은 금속 패드 패턴을 형성한 다음 절연막을 유리 기판 전면에 걸쳐 형성하고, 사진 식각법으로 금속 패트 패턴 만을 노출시켜 이방성 도전 접착제를 전면에 걸쳐 도포한 후, 액정표시소자 구동IC 칩 어라인하여 압착하고 자외선을 조사하여 상기 이방성 도전 접착제를 경화시킴으로써, 전자 부품의 경박 단소화에 따른 금속 패드의 세밀(fine)화에 의한 단락(short)을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라 전극 접속의 신뢰성을 한 층 높일수 있는 효과가 있다.

또한 패턴 전극의 범프 재료를 Au에서Au를 도금한 Ni로 사용하면 비용의 절감 효과를 가져올 수도 있다.

Claims

유리 기판 상면에 패드 패턴을 형성하는 패드 패턴 형성 단계와, 상기 패드 패턴 형성 단계에서 패드 패턴이 형성된 상기 유리 기판상에 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계와, 상기 절연층 형성 단계에서 형성된 상기 절연층을 선택적으로 식각하여 상기 패드 패턴의 측면부를 제외한 상면부 만을 노출시키는 패드 노출 단계와, 상기 패드 패턴 노출 단계 패드 패턴의 상면부가 노출된 상기 유리 기판 상에 Au이 도금된 플래스틱 입자들이 포함된 자외선 경화 수지로 이루어진 이방성 도전 접착제를 도포시키는 이방성 도전 접착제 도포 단계와, 상기 이방성 도전 접착제 도포 단계에서 상기 유리 기판 상면에 도포된 이방성 도전 접착제 상면에 칩형 소자를 어라인하고 압착하여 접속하는 칩형 소자 접속 단계와, 상기 칩형 소자 접속 단계에서 어라인되어 압착된 칩형 소자를 견고하게 접속되도록 상기 이방성 도전 접착제에 유리 기판을 통하여 자외선을 조사하여 경화시키는 이방성 도전 접착제 경화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩형 소자 실장 방법.
제1항에 있어서, 상기 이방성 도전 접착제는 Ni이 도금된 플래스틱 입자들이 포함된 자외선 경화 수지인 점에 특징 있는 칩형 소자 실장 방법.
유리 기판 상면에 패드 패턴을 형성하는 패드 패턴 형성 단계와, 상기 패드 패턴 형성 단계에서 형성된 패드 패턴 상에 범프를 형성하는 범프 형성 단계와, 상기 범프 형성 단계에서 범프가 형성된 상기 유리 기판 상에 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계와, 상기 절연층 형성 단계에서 형성된 상기 절연층을 선택적으로 식각하여 상기 범프의 측면부를 제외한 상면부 만을 노출기키는 범프 노출 단계와, 상기 범프 노출 단계에서 범프의 상면부가 노출된 상기 유리 기판상에 Au이 도금된 플래스틱 입자들이 포함된 자외선 경화 수지로 이루어진 이방성 도전 접착제를 도포시키는 이방성 도전 접착제 도포 단계와, 상기 이방성 도전 접착제 도포 단계에서 상기 유리 기판 상면에 도포된 이방성 도전 접착제 상면에 칩형 소자를 어라인하고 압착하여 접속하는 칩형 소자 접속 단계와, 상기 칩형 소자 접속 단계에서 어라인되어 압착된 칩형 소자를 견고하게 접속되도록 상기 이방성 도전 접착제에 유리 기판을 통하여 자외선을 조사하여 경화시키는 이방성 도전 접착제 경화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩형 소자 실장 방법.
제3항에 있어서, 상기 이방성 도전 접착제는 Ni이 도금된 플래스틱 입자들이 포함된 자외선 경화 수지인 점에 특징이 있는 칩형 소자 실장 방법.
제3항에 있어서, 상기 범프는 Au 또는 Au가 도금된 Ni로 이루어진 것을 특징으로 하는 협형 소자 실장 방법.