KR100559142B1 - 피씨비 본딩장치의 열압착툴 - Google Patents

Abstract

개시된 PCB 본딩장치의 열압착툴은, 액정표시장치와 구동회로가 형성된 PCB 사이에 TCP, COF, FPC 등을 장착시키기 위한 PCB 본딩장치의 열압착툴에 있어서, 상기 PCB 본딩장치에 승하강 가능하게 결합되는 냉각블럭과, 내부에 구비되어 발열되는 히터를 포함하며, 이 히터 일측에 구비되어 히터로 부터 전달되는 열을 이용하여 TCP, COF, FPC 등을 PCB 또는 액정표시장치에 압착시켜 연결하는 압착바가 구비되는 열압착부와, 상기 냉각블럭과 열압착부 사이에 구비되어 냉각블럭과 열압착부를 연결하며 히터로 부터 전달되는 열을 1차 냉각시키는 제1냉각수단과, 상기 냉각블럭 내부로 공기를 순환시켜 제1냉각수단으로 부터 전달되는 열을 2차 냉각시키는 제2냉각수단을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성의 열압착툴은 다단계로 구비되고 공기를 이용하여 히터의 열을 냉각시키는 냉각수단을 구비함으로써 냉각수단의 파손 또는 훼손에 의해 기밀이 누설되어 냉각매체로 인하여 주위의 부품 등이 고장 또는 훼손되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.

PCB, 액정표시장치, TCP, COF, FPC, 열압착, 냉각

Description

피씨비 본딩장치의 열압착툴{HOT PRESSING TOOL OF ANISOTROPIC CONDUCTING FILM FOR FLEXIBLE SUBSTRATE OF PCB}

도 1은 본 발명의 열압착툴이 채용된 PCB 본딩장치를 도시한 정면도,

도 2는 도 1에 도시된 열압착툴을 도시한 정면도,

도 3은 도 1에 도시된 열압착툴을 도시한 측면도,

도 4는 도 1에 도시된 열압착툴에 채용된 와류공급기의 작용을 개략적으로 도시한 개요도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : PCB 본딩장치 11 : 압착실린더

100 : 열압착툴 110 : 냉각블럭

120 : 열압착부 121 : 열압착부본체

122 : 히터 123 : 압착바

130 : 제1냉각수단 131 : 방열판

132 : 방열부재 140 : 제2냉각수단

141 : 공기유통관 142 : 와류공급기

본 발명은 액정표시장치와 구동회로가 형성된 PCB 사이에 TCP, COF, FPC 등을 장착시키기 위한 열압착툴에 관한 것으로, 특히 열압착툴 내부에 마련된 히터의 열을 공기를 이용하여 효과적으로 냉각할 수 있도록 한 냉각수단이 구비된 PCB 본딩장치의 열압착툴에 관한 것이다.

일반적으로 평판 디스플레이의 일종인 액정디스플레이(이하 LCD로 칭함)는 통상 2매의 도전성 판재를 평행하게 배치하고 그 사이에 도전이방성을 갖는 액정을 주입하여, 외부로부터 인가되는 전압 변화에 의해 상기 액정의 광반사 성질이 달라지는 것을 이용해 문자나 숫자 혹은 기타 임의의 화상을 표시하는 것이다.

이러한 형태의 LCD는 2매의 그라스기판을 서로 대향시키고 그 사이에 일정간격을 유지하도록 스페이서를 삽입하여 내부에 공간을 형성한 후, 이 공간에 상기 액정을 주입하고, 상기 그라스기판의 외측면에 실제적으로 디스플레이 효과를 얻기 위한 편광판을 부착하여 이루어진다.

여기서, 상기 LCD를 구동시키기 위해서는 전기적인 신호를 인가하여 LCD의 배선패턴을 제어하는 PCB를 필요로 하게 되는데, 이를 위하여 집적회로와 다수의 부품이 부착되어 있는 PCB의 인출 배선패턴과, LCD의 그라스기판에 형성된 배선패턴 예컨데 세그먼트전극 혹은 커먼전극과의 사이에는 TCP, COF, FPC 등을 이용하여 전기적으로 연결되어야 하는 것이다.

상기 FPC의 구성은, 통상 내열성 플라스틱필름을 베이스 소재로 하여, 상측에 동박으로 되는 회로패턴과 커버레이필름을 적층하여 이루어진다. 아울러, FPC의 양단에는 상기 LCD와 PCB와의 접착을 위해, 상기 동박의 상측에 LCD 및 PCB와 동일한 배선패턴을 갖는 단자가 도금되어 있다.

또한, 상기 TCP는 탭 테이프를 이용하는 반도체 칩 패키지로써 탭(TAB;Tape Automated Bonding)기술은 구리 재질의 빔리드(Beam lead)가 형성된 탭 테이프 상에 드라이버 IC를 실장한 후 빔 리드를 드라이버 IC에 연결하는 기술을 의미한다.

한편, 상기 LCD는 그 배면에 백라이트를 설치하고, 상기 PCB와 함께 베젤로서 일체로 결합시킴으로써 액정모듈을 구성하게 된다.

이와 같은 구성의 액정모듈에 있어서, TCP, COF, FPC 등은 LCD 및 PCB의 배선패턴에 상기 단자를 열압착됨으로써 전기적으로 연결되는 바, 상기 열압착을 위해서는 열압착툴을 필요로 하게 되는 것이다.

상기 TCP, COF, FPC 등을 열압착시키기 위한 열압착툴은 내부에 마련되는 히터와 이 히터에서 발생되는 열이 원활히 냉각되어 여타 다른 부품에 영향을 미치는 것을 방지하는 냉각수단과 상기 히터의 저면에 설치되어 히터로 부터 전달된 열을 이용하여 TCP, COF, FPC 등을 PCB 또는 LCD에 압착함으로써 열압착하는 압착바 등으로 구비된다.

그런데 종래의 열압착툴은 냉각수를 열압착툴 내부에 순환시킴으로써 히터에서 발생되는 열을 냉각하는 수냉식 냉각수단이 채용되어 사용되었다.

이러한 수냉식 냉각수단은 파손 또는 훼손에 의해 기밀이 누설될 경우 냉각수가 누설되어 주위에 마련된 부품의 고장 또는 훼손의 원인을 제공할 수 있으며, 외부에서 공급되는 전기에 의해 발열되는 히터의 전기배선에 영향을 주어 안전사고의 위험을 초래할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 냉각수를 순환시키는 별도의 냉각수단을 별도로 구비해야 했음으로 냉각수단의 설치비가 발생하며 공간이용 효율 또한 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 열압착툴의 냉각수단 을 다단계의 공냉식으로 구비함으로써 히터의 열을 단계적으로 원활히 냉각시킬 수 있으며, 냉각수단의 기밀이 누설되더라도 히터나 주위의 부품에 영향을 주지 않도록 개선된 열압착툴를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 간단한 구성의 공냉식 냉각수단을 구비함으로써 설치 비용의 감소와 공간이용 효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 열압착툴을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 액정표시장치와 구동회로가 형성된 PCB 사이에 TCP, COF, FPC 등을 장착시키기 위한 PCB 본딩장치의 열압착툴에 있어서, 상기 PCB 본딩장치에 승하강 가능하게 결합되는 냉각블럭과, 내부에 구비되어 발열되는 히터를 포함하며, 이 히터 일측에 구비되어 히터로 부터 전달되는 열을 이용하여 TCP, COF, FPC 등을 PCB 또는 액정표시장치에 압착시켜 연결하는 압착바가 구비되는 열압착부와, 상기 냉각블럭과 열압착부 사이에 구비되어 냉각블럭과 열압착부를 연결하며 히터로 부터 전달되는 열을 1차 냉각시키는 제1냉각수단과, 상기 냉각블럭 내부로 공기를 순환시켜 제1냉각수단으로 부터 전달되는 열을 2차 냉각시키는 제2냉각수단을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 열압착툴이 채용된 PCB 본딩장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 열압착툴을 도시한 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 열압착툴을 도시한 측면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 열압착툴에 채용된 와류공급기의 작용을 개략적으로 도시한 개요도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 열압착툴(100)은 PCB 본딩장치(10)의 압착실린더(11)와 연결되게 결합되는 냉각블럭(110)과, 내부에 구비되는 히터(122)를 포함하며, 이 히터(122) 일측에 구비되어 히터(122)로 부터 전달되는 열을 이용하여 TCP, COF, FPC 등을 PCB 또는 액정표시장치에 압착시켜 연결하는 압착바(122)가 구비되는 열압착부(120)와, 상기 냉각블럭(110)과 열압착부(120) 사이에 구비되어 냉각블럭(110)과 열압착부(120)를 연결하며 히터(122)로 부터 전달되는 열을 1차 냉각시키는 제1냉각수단(130)과, 상기 냉각블럭(110) 내부로 공기를 순환시켜 제1냉각수단(130)으로 부터 전달되는 열을 2차 냉각시키는 제2냉각수단(140)으로 대분된다.

상기 냉각블럭(110)은 소정길이 연장된 사각 또는 다각형의 바형상으로 상기 PCB 본딩장치(10)에 구비된 압착실린더(11)의 로드(11a)와 연결되게 결합됨으로써 압착실린더(11)에 의해 상,하로 이송된다.

이러한 냉각블럭(110) 내부에는 공기가 유통될 수 있도록 공기유통공(110a)이 마련된다.

상기 열압착부(120)는 냉각블럭(110) 하부에 구비되고 전체 또는 일부가 알루미늄 또는 세라믹재질로 형성된 중공의 열압착부본체(121)와, 이 압착부본체(121) 내부에 소정길이 연장되어 구비되며 외부에서 공급되는 전기를 이 용하여 발열되는 히터(122)와, 이 히터(122) 하부에 구비되어 히터(122)의 열을 전달받아 TCP, COF, FPC 등을 압착하는 바 형상의 압착바(123)로 구비된다.

이러한 열압착부(120)는 히터(122)에 의해 가열된 압착바(123)가 상기 PCB 본딩장치(10)의 압착실린더(11)에 의해 냉각블럭(110)이 하강함에 따라 하강하여 하부에 위치된 TCP, COF, FPC 등과 PCB 또는 액정회로기판의 적층부를 가압함으로써 이를 열압착하는 것이다.

상기 제1냉각수단(130)은 상기 냉각블럭(110)과 열압착부(120) 사이에 구비되어 연결하는 방열판(131)및 방열부재(132)의 적층체로 히터(122)에서 발생되어 전달되는 열을 1차 냉각하게 된다.

이러한 제1냉각수단(130)은 표면적을 넓히기 위하여 알루미늄금속 재질로 형성된 판형상의 방열판(131)과 세라믹 재질로 형성된 다각 기둥 형상의 방열부재(132) 다수를 적층시킨 적층체로 냉각블럭(110)의 길이방향을 따라 다수가 구비된다.

즉, 열전도성이 높은 재질로 형성된 방열판(131) 및 방열부재(132)를 적층시켜 표면적을 넓힘으로써 히터(122)에서 전달되는 열을 조속히 공기 중으로 방열할 수 있도록 한 것이다.

상기 제2냉각수단(140)은 상기 냉각블럭(110) 내부에 형성된 공기유통홀(110a) 내부와 연통되게 결합된 공기유통관(141)과 이 공기유통관(141)에 와류를 공급하는 와류공급기(142)로 구비된다.

여기서 상기 와류공급기(142)는 펌프본체(142-1) 내부에 서로 간섭되지 않도 록 크기가 다른 내,외륜스크류(142-2, 142-3)을 동축선상에 구비한 후 서로 상반되는 방향으로 회전시킴으로써 와류공급기본체(142-1) 내부에 수용된 공기들 중 온도가 높은 공기는 와류공급기본체(142-1) 일측 외부로 배출시키고 온도가 낮은 공기는 타측 공기유통관(131)으로 유통시키게 되는 것이다.

즉, 상기 와류공급기(142)는 공기가 온도에 따라 밀도가 변하여 가벼워지거나 무거워지는 현상에 의해 무거운 공기는 회전반경이 커져 외륜스큐류(142-3)을 따라 회전하게 되고 가벼운 공기는 무거운 공기의 회전반경에 의해 비교적 회전반경이 작아져 내륜스크류(142-2)을 따라 회전함으로써 무거운 공기와 차가운 공기가 서로 상반되는 방향으로 와류되어 이송되는 작용을 이용한 것이다.

여기서 상기 와류공급기(142)의 내,외륜스크류(142-2, 142-3)는 구별된 공기를 서로 다른 방향으로 이송시키기 위하여 각 스크류의 각도가 서로 반대방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 열압착장치(100)는 히터(122)에서 발생되는 열을 냉각블럭(110)과 열압착부(120)를 연결하는 제1냉각수단(130)을 통해 발열하여 1차 냉각시킨 후 제2냉각수단(140)을 통해 찬공기를 이용하여 2차 냉각시킴으로써 히터(122)의 열을 원활히 냉각시킬 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 PCB 본딩장치의 열압착툴은, 다단계로 구비되고 공기를 이용하여 히터의 열을 냉각시키는 냉각수단을 구비함으로써 냉각수 단의 파손 또는 훼손에 의해 기밀이 누설되어 냉각매체로 인하여 주위의 부품 등이 고장 또는 훼손되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.

또한, 간단한 구성의 공냉식 냉각수단을 구비함으로써 별도의 냉각수단을 설치함에 있어 필요한 설치 비용의 감소와 냉각수단의 공간이용효율을 향상시키는 효과를 제공한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (6)

1. 액정표시장치와 구동회로가 형성된 PCB 사이에 TCP, COF, FPC 등을 장착시키기 위한 PCB 본딩장치의 열압착툴에 있어서,

   상기 PCB 본딩장치에 승하강 가능하게 결합되는 냉각블럭과;

   전체 또는 적어도 일부가 알루미늄 금속 또는 세라믹 재질로 형성된 본체와, 이 본체 내부에 구비되어 발열되는 히터를 포함하며, 이 히터 일측에 구비되어 히터로 부터 전달되는 열을 이용하여 TCP, COF, FPC 등을 PCB 또는 액정표시장치에 압착시켜 연결하는 압착바가 구비되는 열압착부와;

   알루미늄 금속 또는 세라믹 재질로 형성된 다수의 방열판과 방열부재의 적층체로 형성되고 상기 냉각블럭과 열압착부 사이에 구비되어 냉각블럭과 열압착부를 연결하며 히터로부터 전달되는 열을 1차 냉각시키는 제1냉각수단과;

   상기 냉각블럭 내부와 연통되게 연결되는 공기유통관과, 크기가 다른 내측팬 및 외측팬을 동축선상에 축결합시켜 서로 반대되는 방향으로 회전시킴으로써 공기를 와류시켜 온도별로 구별하고, 구별된 공기중 온도가 높아 가벼운 공기는 펌프 외부로 배출하고 온도가 낮아 무거운 공기는 공기유통관으로 유통시키는 와류형 공기펌프인 와류공급기를 포함하여 상기 냉각블럭 내부로 차가운 공기를 공급함으로써 제1냉각수단으로 부터 전달되는 열을 2차 냉각시키는 제2냉각수단을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 PCB 본딩장치의 열압착툴.
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