KR0168981B1 - 실리콘수지 도포방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광다이오드 프린트헤드 및 밀착형이미지센서 등에 적용되는 실리콘수지 도포방법에 관한 것으로, 다이본딩 및 와이어본딩이 끝난 회로기판의 소자들을 실리콘수지로 상기 소자들의 돌출부만를 감쌀 정도로 얇게 스프레이분사하여 도포하는 과정으로 이루어짐에 의해, 반드시 필요로 하는 부분에만 효율적으로 실리콘수지를 분사하여 그 사용량을 최소로 할 수 있는 장점이 있으며, 그 제조공정이 간단화되는 잇점이 있다. 그래서 제품의 원가절감을 가져오는 효과가 있다.

Description

실리콘수지 도포방법
제1도는 일반적인 발광다이오드프린트헤드의 구성을 보여주는 도면.
제2도는 제1도에서 종래의 실리콘수지도포방법이 적용된 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
제3도는 제1도에서 종래의 보호캡이 적용된 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
제4도는 발광다이오드프린트헤드에서의 본 발명에 의한 박막실리콘수지도포방법을 보여주는 도면.
제5도는 밀착형이미지센서에서의 본 발명에 의한 박막실리콘수지도포방법을 보여주는 도면.
본 발명은 사무용기기인 복사기, 프린트 및 팩시밀리 등에 사용되는 전자사진방식을 이용한 발광다이오드(LED : Light Emission Diode) 프린트헤드에 관한 것으로, 특히 회로 기판상에서 구동집적회로 및 본딩와이어(bonding wire) 보호를 위한 실리콘수지 도포방법에 관한 것이다.
근래의 발광 다이오드 프린트헤드는 비충격프린팅(Non Impact Printing)방식으로 대부분 이루어지고 있다. 이러한 발광다이오드 프린트헤드의 기술적 원리는 다음과 같다.
즉, 기판중앙에 발광 다이오드 어레이(array) 다수개를 일렬로 정렬하여 발광인자로 하고, 발광다이오드 어레이 칩 중 구동된 발광다이오드에서 발생된 빛이 자기집속렌즈어레이(SLA: Self-focus Lens Array)를 통하여 드럼표면에 집속된다. 그리고 빛을 받은 드럼의 대전체 표면은 방전(discharge)되고, 드럼이 회전하면서 상기 방전된 부분이 현상기, 전사기 및 정착기 등을 거치면서 원고에 인쇄가 이루어지도록 하는 소자이다.
이와 같은 발광다이오드 프린트헤드의 외부구성이 제1도에 개략적으로 도시되어 있다. 제1도에 도시된 바와 같이, 발광다이오드 프린트헤드는, 프린트회로기판(1)상에 발광 다이온드 어레이(LED array)(2)와 구동집적회로(3)을 구성하고, 방열판(4)을 부착한 다음 빛의 집속을 위한 자기집속렌즈어레이(5)를 하우징(6)에 부착하며, 하우징(6)과 회로기판(1)의 결합을 위한 스프링(7)으로 구성된다.
상기 프린트회로기판(1)은 발광다이오드어레이(2)와 구동집적회로(3)를 서로 동일한 수량으로 2열로 나란히 실장시킨다. 이렇게 실장된 칩은 전기적인 연결을 위하여 본명 와이어(9)로 발광다이오드어레이(2)와 구동집적회로(3)를, 그리고 구동집적회로(3)와 회로기판(1)을 각각 연결하여 외부시스템과 전기적으로 연결되게 한다. 이렇게 연결되는 상태에서 전술한 바와 같은 발광다이오드 프린트헤드의 동작이 이루어진다.
한편 상기 제1도의 구성에서 발광다이오드어레이(2)와 구동집적회로(3) 그리고 본명와이어(9)의 보호를 위해 종래에는 제2도에 도시된 바와 같이 소정의 보호수단을 사용하게 되는데, 제2도에는 보호수단으로서 주로 사용되는 실리콘수지가 충진된 상태를 보여주고 있다. 즉, 제2도에서와 같이 종래의 실리콘 수지도포방법은, 프린트회로기판(1)위에 실장된 발광다이오드어레이(2)와 구동집적회로(3)소자가 각각 본딩와이어(9)로 연결된 구조에서 발광다이오드 어레이와 구동집적회로 및 본딩와이어를 외부의 환경으로부터 보호하기 위하여 실리콘수지 보호막(8a)을 형성한다. 이때 사용되는 실리콘수지 보호막(8a)의 목적은 외부의 환경으로부터 오염 및 부식을 방지하고 본명와이어(9)간의 간섭을 일으키지 않게 하는데 있다.
여기서 실리콘수지를 형성하는 방법으로 디스펜서를 이용하여 실리콘수지를 도포하고자, 하는 주위에 1차로 댐(Dam)을 만들고 2차로 댐 내부에 보다 점도가 낮은 실리콘수지로 채워 넣는다. 댐 내부에 사용되는 실리콘수지의 점도는 도포시 본명와이어(9)에 손상을 주지 않을 정도의 낮은 점도의 것이어야 한다. 한편 본딩와이어(9)의 피치가 저밀도인 것에서는 댐을 형성하지 않고 1회의 도포로 실리콘.수지 보호막을 형성할 수는 있으나, 회로기판의 면적을 크게하는 요인이 발생한다. 이러한 구조를 갖는 구조에서 실리콘 수지의 형성은 최소한 본딩와이어가 노출되지 않을 정도의 두께로 도포하여야 하며, 색상은 빛의 진로를 방해하지 않도록 무색투명해야 한다.
그러나 이와 같은 실리콘수지 도포방법은, 실리콘수지가 발광다이오드어레이(2)와 구동집적회로(3) 그리고 본딩와이어(9)의 완전한 보호를 위해 어느 정도 이상으로 충분히 사용하여야 하는데, 여기서 특히 고가인 실리콘수지의 소모량이 커진다. 그래서 제품의 원가를 상승시키는 요인으로 작용한다.
한편, 제2도와 같이 실리콘수지를 과다하게 사용하지 않는 보호방법이 제3도에 도시되어 있다. 제3도는 종래에 있어서 보호캡을 갖는 구성도이다. 프린트회로기판(1) 위에 실장된 발광다이오드1레이(2)와 구동집적회로(3)소자를 각각 본명와이어(9)로 연결한 구조에서 발광다이오드어레이(2)와 구동집적회로(3) 및 본딩와이어(9)를 외부의 환경으로부터 보호하기 위하여 유리 또는 플라스틱 보호막(8b)을 접착제를 이용하여 부착한다.
이때 사용되는 유리 또는 플라스틱 보호막은 외부의 환경으로부터 오염 및 부식등을 방지하기 위하여 산화를 일으키는 산소의 농도를 줄이기 위하여 질소를 충전시켜 발광부의 수명을 늘리고 본딩 와이어를 보호하는 역할을 한다. 그러나 이와 같은 방법은 제작공정이 복잡화되는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하고, 보호할 회로의 안전을 보장하면서 제품의 원가상승을 최대한 억제하도록 하는 실리콘순지 도포방법을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 제품에 적용시 제작공정의 간단화가 이루어지도록 하는 실리콘수지 도포방법에 따른 발광다이오드 프린트헤드의 제조방법을 제공함에 있다
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스프레이분사로 도포가 이루어지는 실리콘 수지 도포방법임을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 발광다이오드어레이 및 구동집적회로를 각각 접착제를 이용하여 다이본딩하는 제1공정과, 상기 제1공정을 통해 다이본딩된 칩을 전기적인 연결을 위하여 발광다이오드와 구동집적회로의 출력부, 구동집적회로의 입력부와 회로기판간을 각각 와이어본딩하는 제2공정과, 상기 다이본딩 및 와이어본딩이 끝난 회로기판의 소자들을 실리콘수지로 상기 소자들의 돌출부만을 감쌀 정도로 얇게 스프레이분사하여 도포하는 제3공정을 포함하여 이루어지는 발광다이오드 프린트헤드의 제조방법임을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 목적은 제작공정을 간단히 하면서 실리콘소모량을 최소로 하는 실리콘수지 도포방법에 따른 밀착형 이미지센서의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 프린트회로기판 위에 1열로 포토트랜지스터(photo-transistor)를 접착제를 이용하여 다이본딩하는 제1공정과, 전기적인 연결을 위하여 포토트랜지스터 입력부와 프린트회로기판을 와이어로 본딩하는 제2공정과, 상기 다이본딩 및 와이어본명이 끝난 프린트회로기판의 소자들을 실리콘수지로 상기 소자들의 돌출부만을 감쌀 정도로 얇게 스프레이 분사하여 도포하는 제3공정을 포함하여 이루어지는 밀착형 이미지센서의 제조방법임을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 이루어질 것이다. 후술되는 설명은 본 발명에 의한 실리콘수지 도포방법을 발광다이오드 프린트헤드와 밀착형 이미지센서에 각각 적용한 예를 들어 설명하겠다. 그리고 종래와 동일한 구성요소에 대하여는 서로 동일한 부호를 부여하였다.
[실시예 1: 발광다이오드 프린트헤드에서의 박막실리콘수지 도포방법]
제4도는 발광다이오드 프린트헤드에서의 본 발명에 의한 박막실리콘수지 도포방법을 보여주는 도면이다. 제4도의 발광다이오드 헤드는, 프린트회로기판(1)에 발광다이오드 어레이(2)를 40개 설치한 것을 나타낸다. 발광다이오드 어레이(2) 하나는 64개의 발광다이오드로 이루어져 64도트의 크기를 갖고, 이 발광다이오드 어레이(2)를 40개 설치하였기 때문에 총 2560도트(64×40)의 크기가 된다. 이러한 크기는 A4용지의 폭(210㎜≒8.3inch)에 300dpi(dots per inch)의 해상도로 화상을 나타낼 수 있는 크기이다.
제4도를 참조하여 본 발명에 의한 실리콘수지 도포방법을 설명하면 아래와 같다. 먼저, 발광다이오드 어레이 및 구동집적회로 40개를 각각 접착제를 이용하여 다이본딩한다. 이렇게 다이본딩된 칩을 전기적인 연결을 위하여 발광다이오드(2)와 구동집적회로(3)의 출력부, 구동집적회로(3)의 입력부와 회로기판(1) 간을 각각 알루미늄 또는 금 와이어로 와이어본딩(9)한다. 다이본딩 및 와이어본딩이 끝난 회로기판(1)의 소자들을 실리콘수지(8c)로 얇게 도포한다. 이때 실리콘을 얇게 도포하는 방법으로 점도가 낮은 무색투명한 실리콘을 준비하여 스프레이(spray) 장치로 적정 압력으로 분사하여 도포한다. 이때 분사되는 실리콘수지는 안개모양의 작은 입자로 분사되기 때문에 고밀도로 형성된 본딩와이어(9)에도 손상을 주지 않으며 표면에 돌출부분이 있는 곳이라도 어느곳이나 도포된다.
이때 실리콘수지의 두께는 수십 미크론(micron) 이하로 도포되며 전체적으로 균일한 막을 형성하게 된다. 또한 본딩와이어(9)가 돌출되지 않은 안쪽에는 표면 위쪽에 묻어있던 실리콘수지가 흘러내려 막을 형성하게 된다.
이와 같은 방법으로 제작된 발광다이오드 프린트헤드를 신뢰성시험한 결과 종래의 방법과 동일하게 양호한 결과가 나타남이 확인되었다.
즉, 신뢰성시험의 항목으로 열충격시험과 고온고습 동작시험을 각각 실시하였다.
열충격시험의 조건으로 온도 -25℃ 내지 80℃에서 저온방치 10분, 고온방치 10분을 수행 했으며, 온도변화시간을 1분으로 하여 1사이클당 21분씩, 총 20사이클을 시험하였다. 그리고, 고온고습 동작시험의 조건으로 온도 60℃, 상대습도(Rh) 90%의 환경에 250시간 동안 방치하였다. 이때의 발광다이오드헤드의 동작조건은 일반 프린트헤드의 구동조건과 동일하게 인자속도 2.0msec/line, 총효율(duty) 25%, 혹백비율 50%로 설정하여 실시하였다.
상기와 같은 방법으로 실리콘 보호막을 형성한 결과 외부의 환경으로부터 오염 및 부식 등을 충분히 방지할 수 있으며, 실리콘두께에 따른 광량편차 또한 최소화되었다.
그리고 제4도의 구성을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 실리콘수지 도포방법은 스프레이 방식을 사용함에 의해, 실리콘량을 제2도와 같은 종래의 방법에 비하여 큰 폭으로 줄임으로서 원가절감을 가져 왔다.
[실시예 2: 밀착형 이미지센서에서의 박막실리콘수지 도포방법]
제5도는 밀착형 이미지센서에서의 본 발명에 의한 박막실리콘수지 도포방법을 보여주는 도면으로서, 박막실리콘수지를 도포한 형태에서의 회로기판의 구성도이다. 이는 프린트회로기판(11)에 밀착형 이미지센서를 27개 설치한 것을 나타낸다. 밀착형 이미지센서 하나는 64개의 포토트랜지스터로 이루어져 64도트의 크기를 갖고, 이 밀착형 이미지 센서를 27개 설치하였기 때문에 총 1728도트(64×27)의 크기가 된다 이러한 크기는 A4 용지의 폭(210㎜≒8.3inch)을 2006pi(dots per inch)의 해상도로 읽어들일 수 있는 크기이다. 프린트회로기판(11) 위에 1열로 포토트랜지스터 27개를 접착제를 이용하여 다이본딩한 다음, 전기적 연결을 위하여 포토트랜지스터(10) 입력부와 프린트회로기판(11)을 금선으로 본딩한다. 다이본딩 및 와이어본명이 끝난 프린트회로기판(11)의 소자들을 실리콘수지(8d)로 실시예 1과 같이 스프레이방식으로 얇게 도포한다. 그래서 실시예 1에서와 같이 실리콘수지의 최소사용을 달성할 수 있다.
한편 광소자에서는 실리콘 내부에 기포가 발생할 때는 광 진로를 차단하거나 굴절 현상 등이 일어나기 때문에 기포를 제거하는 탈포공정이 반드시 필요로 된다. 본 발명에서와 같이 스프레이 방식으로 실리콘수지를 도포하는 경우에는 실리콘수지의 두께가 얇기 때문에 탈포공정과 실리콘 경화공정을 동시에 진행할 수 있는 장점을 가지게 된다.
그리고 본 발명에서의 실리콘수지 도포방법은, 보다 낮은 점도의 실리콘수지를 안개모양의 작은 입자로 분사하여 프린트회로기판 전면에 도포하거나 또는 마스크를 이용하여 부분적으로 도포할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 실리콘수지 도포방법에 따르면, 스프레이방식에 따라 실리콘수지를 분사하여 도포함에 의해 반드시 필요로 하는 부분에만 효율적으로 실리콘수지를 분사하여 그 사용량을 최소로 할 수 있는 장점이 있으며, 그 제조공정이 간단화되는 잇점이 있다. 그래서 제품의 원가절감을 가져오는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 발광다이오드 프린트헤드의 제조방법에 있어서, 발광다이오드어레이 및 구동집적회로를 각각 접착제를 이용하여 다이본딩하는 제1공정과, 상기 제1공정을 통해 다이본딩된 칩을 전기적 연결을 위하여 발광다이오드와 구동 집적회로의 출력부, 구동집적회로의 입력부와 회로기판간을 각각 와이어본딩하는 제2공정과, 상기 다이본딩 및 와이어본딩이 끝난 회로기판의 소자들의 표면 및 본명와이어의 표면을 실리콘수지로 스프레이 분사하여 얇게 도포하는 제3공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 프린트헤드의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3공정에서 소자들의 표면 및 본명와이어의 표면에 도포되는 실리콘수지의 두께는 수십 미크론 이하임을 특징으로 하는 프린트헤드의 제조방법.
  3. 밀착형 이미지센서의 제조방법에 있어서, 프린트회로기판 위에 1열로 포토트랜지스터를 접착제를 이용하여 다이본딩하는 제1공정과, 전기적인 연결을 위하여 포토트랜지스터 입력부와 회로기판을 와이어로 본딩하는 제2공정과, 상기 다이본딩 및 와이어본딩이 끝난 회로기판의 소자들의 표면 및 본딩와이어 표면를 실리콘 수지로 스프레이 분사하여 얇게 도포하는 제3공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀착형이미지센서 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제3공정에서 소자들의 표면 및 본딩와이어에 도포되는 실리콘수지의 두께는 수십 미크론 이하임을 특징으로 하는 밀착형이미지센서의 제조방법.
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