KR100615831B1 - 인쇄회로기판 및 이를 채용한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

인쇄회로기판 및 이를 채용한 액정표시장치가 개시되어 있다. 부품들이 실장되어질 패드 영역이 형성된 인쇄회로기판에 있어서, 인쇄회로기판의 패드 영역을 제외한 전 영역에 솔더 레지스트가 도포되고, 솔더 레지스트에는 각 부품들 간의 구분을 위한 제1 개구부가 형성된다. 실크스크린 공정을 생략함으로써 공정 불량율을 감소시킬 수 있다.

Description

인쇄회로기판 및 이를 채용한 액정표시장치{PRINTED CIRCUIT BOARD AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

도 1은 종래 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 액정표시장치의 사시도이다.

도 3은 도 2의 인쇄회로기판의 표면을 도시한 사시도이다.

도 4는 도 2의 AA'선에 따른 인쇄회로기판의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100 : LCD 패널 110 : TFT 기판

120 : 게이트 라인 125 : 게이트 입력패드

130 : 데이터 라인 135 : 데이터 입력패드

150 : 컬러필터 기판 210 : 소오스 인쇄회로기판

220 : 게이트 인쇄회로기판 230 : 비아 홀

240 : 출력패드 260 : 솔더 레지스트

270 : 부품 300 : TCP

310 : 입력리드 320 : 출력리드

350 : 구동 드라이브 IC

400 : 에폭시 수지판 410 : 회로패턴

420 : 패드 영역 430 : 제1 개구부

440 : 제2 개구부

본 발명은 인쇄회로기판 및 이를 채용한 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔더 레지스트(solder resist)를 이용하여 각각의 실장부품들을 서로 구분할 수 있는 인쇄회로기판 및 이를 채용한 액정표시장치에 관한 것이다.

최근들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 소형, 경량화되면서 성능은 더욱 강력해진 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 정보 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)가 성능이나 가격적인 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만, 소형화 또는 휴대성의 측면에서는 단점을 갖고 있다. 이에 반하여, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 저전력소비화 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.

일반적으로, 액정표시장치는 박막 트랜지스터(thin film tra`sistor; 이하 TFT라 한다) 기판, 상기 TFT 기판을 마주보고 있는 컬러필터 기판 및 상기 양 기판 사이에 주입되는 액정으로 구성되는 액정표시 패널(이하 LCD 패널)을 포함하며, 상기 액정의 광학적 특성 변화에 의한 광 변조를 이용하여 정보를 디스플레이하는 장 치이다.

상기 TFT 기판에는 다수의 게이트 라인 및 다수의 데이터 라인이 서로 교차되어 형성되고, 교차된 영역 각각에 스위칭 소자인 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성된다.

상기 데이터 라인은 소오스 구동드라이브 IC에서 선택한 계조전압을 입력받아 액정에 상기 계조전압을 전달하는 역할을 한다. 상기 게이트 라인은 게이트 구동드라이브 IC에서 출력된 온(ON)/오프(OFF) 신호에 따라 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 개방 또는 폐쇄하는 역할을 한다.

여기서, 상기 데이터 라인과 게이트 라인에 구동신호를 인가하기 위해서는 그 표면에 각종 반도체 소자들 및 부품들이 실장된 인쇄회로기판(PCB)과, 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호를 전달하는 구동드라이브 IC 및 정보를 표시하는 LCD 패널을 상호 연결시켜야 한다.

상기 LCD 패널, 인쇄회로기판 및 구동드라이브 IC를 상호 연결하는 방식은 크게 COG(chip on glass) 실장방식과 TAB(tape automated bonding) 실장방식으로 구분된다.

상기 COG 실장방식은 구동드라이브 IC를 LCD 패널에 실장하고 플렉시블 인쇄회로(flexible printed circuit; FPC)와 같은 커넥터를 이용하여 LCD 패널과 인쇄회로기판을 연결하는 방식이다. 상기 TAB 실장방식은 신호 전송 필름인 테이프에 구동드라이브 IC가 탑재된 테이프 캐리어 패키지(TCP)를 이용하여 LCD 패널과 인쇄회로기판을 연결하는 방식이다.

상술한 TAB 실장방식에 대해 개략적으로 설명하면, 먼저 LCD 패널에 형성된 입력리드들에 이방성 도전필름(anisotropic conductive film; ACF)을 부착하고 상기 이방성 도전필름의 상부면에 TCP의 출력측을 위치시킨 후 열압착 방식으로 TCP의 출력측과 LCD 패널을 전기적으로 연결시킨다. 이어서, TCP의 입력리드들과 인쇄회로기판의 출력패드들을 본딩하는데, 인쇄회로기판의 이면에 형성된 출력패드들 간의 피치가 세밀할 경우에는 이방성 도전필름을 이용한 열압착 방식으로 TCP의 입력리드들과 출력패드들을 본딩한다. 반면에, 상기 출력패드들 간의 피치가 넓을 경우에는 TCP의 입력리드들과 출력패드들을 솔더링으로 본딩한다.

도 1은 종래의 인쇄회로기판의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 인쇄회로기판(14)이 될 에폭시 수지판(10)에 동박막을 소정 온도 및 압력으로 압출하여 원하는 두께로 성형한다. 이어서, 통상의 사진식각 공정을 통해 상기 동박막을 패터닝하여 회로패턴들(12)을 형성한 후, 소정 패턴이 형성되어 있는 마스크를 이용하여 상기 인쇄회로기판(14)의 패드 영역(30)을 제외한 전 영역에 솔더 레지스트(16)를 도포한다.

상기 패드 영역(30)은 액정표시장치의 경우, TCP가 본딩되는 출력패드 및 각종 부품들이 실장되어질 패드들을 포함한다. 상기 솔더 레지스트(16)는 인쇄회로기판(14)에 형성된 회로패턴들(12)을 보호하고, 인쇄회로기판(14)의 표면에 부품들을 실장할 때 서로 인접한 회로패턴으로 납이 번지는 것을 방지하는 역할을 한다.

이와 같이 인쇄회로기판(14)에 솔더 레지스트(16)를 도포한 후, 각 부품들 간의 구분, 전극 표기 및 부품 명칭(reference value) 표기 등을 위해 실크스크린(silkscreen)(20) 공정을 수행한다. 실크스크린 공정은 스크린에 설치된 필름의 패턴에 따라 인쇄물의 상면에 프린트가 이루어지는 단계와, 상기 프린트된 인쇄물을 건조시키는 단계를 포함한다.

상기 실크스크린 공정은 실장 부품들의 구분 및 생산성 향상을 위해 거의 모든 인쇄회로기판에 적용되고 있으나, 인쇄회로기판의 불량 중에서 대다수를 차지하는 것이 바로 실크스크린 공정에 의한 불량들이다. 따라서, 실크스크린 공정을 제거할 수 있다면 인쇄회로기판의 제작 불량율을 줄이고 원가 절감을 구현할 수 있게 된다.

본 발명의 제1 목적은 솔더 레지스트를 이용하여 실크스크린 공정과 동일한 효과를 구현할 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는데 있다.

본 발명의 제2 목적은 상기 인쇄회로기판을 채용한 액정표시장치를 제공하는데 있다.

상기 제1 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 부품들이 실장되어질 패드 영역이 형성된 인쇄회로기판에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 상기 패드 영역을 제외한 전 영역에 솔더 레지스트가 도포되고, 상기 솔더 레지스트에는 각 부품들 간의 구분을 위한 제1 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 제공한다.

상기 제2 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, TFT 기판과, 상기 TFT 기판에 액정을 개재하여 부착된 컬러필터 기판으로 이루어진 LCD 패널; 상기 LCD 패널과 전기적으로 연결되고, 그 이면에는 출력패드들이 형성되며 그 표면에는 부품들이 실장되어질 패드 영역이 형성된 인쇄회로기판; 및 상기 LCD 패널과 상기 인쇄회로기판의 출력패드들을 전기적으로 연결시켜 상기 LCD 패널을 구동시키는 신호 전송 필름을 구비하며, 상기 인쇄회로기판의 상기 출력 패드들과 상기 부품들이 실장되어질 패드 영역을 제외한 전 영역에 솔더 레지스트가 도포되고, 상기 솔더 레지스트에는 각 부품들 간의 구분을 위한 제1 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 인쇄회로기판의 전면에 도포되는 솔더 레지스트에 각 실장부품들 간의 구분, 전극 표기 및 부품 명칭 표기를 위한 개구부들을 형성함으로써 실크스크린 공정을 생략할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 의한 액정표시장치의 사시도이다. 일반적으로, 액정표시장치는 정보를 디스플레이하는 디스플레이 유닛, 상기 디스플레이 유닛에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리, 상기 디스플레이 유닛과 백라이트 어셈블리를 수납하는 수납용기, 및 상기 디스플레이 유닛의 일부를 고정하고 상기 수납용기와 결합된 샤시로 구성되는데, 편의상 도 2에는 상기 디스플레이 유닛만을 도시하였다.

도 2를 참조하면, 액정표시장치의 디스플레이 유닛은 외부에서 전기적 신호를 입력받아 정보를 디스플레이하는 LCD 패널(100), 상기 LCD 패널(100)에 전기적 신호를 전달하는 인쇄회로기판(200), 및 상기 LCD 패널(100)과 인쇄회로기판(200)을 연결하여 상기 LCD 패널(100)을 구동시키는 TCP(300)를 포함한다.

상기 LCD 패널(100)은 TFT 기판(110), 상기 TFT 기판(110)과 마주보도록 부착되는 컬러필터 기판(150), 및 상기 양 기판 사이에 주입되는 액정(도시하지 않음)으로 구성된다. 상기 컬러필터 기판(150)은 상기 TFT 기판(110)의 크기보가 작게 형성되어 TFT 기판(110)의 폭방향 및 길이방향 일단의 소정 영역이 상기 컬러필터 기판(150)의 외부로 노출된다.

상기 TFT 기판(110) 상에는 복수개의 게이트 라인들(120)이 폭방향을 따라 일렬로 배열되고, 상기 게이트 라인들(120)과 교차되도록 TFT 기판(110)의 길이방향을 따라 복수개의 데이터 라인들(130)이 일렬로 배열된다. 상기 게이트 라인들(120)과 데이터 라인들(130)의 교차 영역 각각에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터 및 화소 전극(도시하지 않음)이 형성된다. 상기 컬러필터 기판(150)의 외부로 노출된 게이트 라인들(120) 및 데이터 라인들(130)의 일단에는 게이트 및 데이터 입력패드들(125, 135)이 형성된다.

상기 컬러필터 기판(150)에는 광이 통과하면서 소정 색이 발현되는 RGB 화소가 형성되며, 그 전면에 인듐 틴 옥사이드 재질의 공통 전극(도시하지 않음)이 도포된다.

상기 인쇄회로기판(200)은 신호 전송 필름인 TCP(300)에 의해 게이트 입력패드들(125)과 전기적으로 연결되는 게이트 인쇄회로기판(220) 및 TCP(300)에 의해 데이터 입력패드들(135)과 전기적으로 연결되는 소오스 인쇄회로기판(210)으로 구 성된다.

신호 전송 필름인 상기 TCP(300)의 표면에는 게이트 라인들(120)과 데이터 라인들(130)을 구동시켜 상기 TFT 기판(110)의 화소 전극과 상기 컬러필터 기판(150)의 공통 전극의 사이에 주입된 액정의 배열을 제어하는 게이트 구동드라이브 IC 및 소오스 구동드라이브 IC(350)가 형성된다.

또한, 상기 TCP(300)의 이면에는 게이트 및 소오스 인쇄회로기판(220, 210)의 출력패드들(240)과 전기적으로 연결되는 입력리드들(320)과, 게이트 및 데이터 입력패드들(125, 135)과 전기적으로 연결되는 출력리드들(310)이 형성된다.

상기 게이트 및 소오스 인쇄회로기판(220, 210)은 통상적으로, 그 상면에 회로패턴이 형성된 경질의 에폭시 수지판들을 여러 층으로 겹쳐서 적층하고, 각 층에 형성된 회로패턴들을 비아홀(230)에 의해 전기적으로 상호 연결한 다층 인쇄회로기판으로 형성된다.

게이트 및 소오스 인쇄회로기판(220, 210)의 이면에는 출력패드들(240)이 소오스 및 게이트 인쇄회로기판들(210, 220)의 길이방향을 따라 형성된다.

도 3은 소오스 인쇄회로기판(210)의 표면을 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3의 AA'선에 따른 단면도로서, 편의상 다층 인쇄회로기판의 최상층만을 도시하였다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 인쇄회로기판(210)이 될 에폭시 수지판(400)에 동박막을 소정 온도 및 압력으로 압출하여 원하는 두께로 성형한다. 이어서, 통상의 사진식각 공정을 통해 상기 동박막을 패터닝하여 회로패턴들(410)을 형성한 후, 소정 패턴이 형성되어 있는 마스크를 이용하여 상기 인쇄회로기판(210)의 각종 부품 들(270)이 실장되어질 패드 영역(420)을 제외한 전 영역에 솔더 레지스트(260)를 도포한다. 또한, 도시하지는 않았으나, 상기 솔더 레지스트(260)는 인쇄회로기판(210)의 이면 중 출력패드들(도 2의 참조부호 240)을 제외한 전 영역에 도포된다. 상기 출력패드들(240)이 형성된 영역에 솔더 레지스트(260)를 형성하지 않는 이유는 출력패드들(240)과 TCP(300)를 전기적으로 연결시키기 위함이다.

상기 솔더 레지스트(260)는 인쇄회로기판(210)에 형성된 회로패턴들(410)을 보호하고, 인쇄회로기판(210)의 표면에 부품들(270)을 실장할 때 서로 인접한 회로패턴들(410)로 납이 번지는 것을 방지하는 역할을 한다.

본 발명에 의하면, 상기 솔더 레지스트(260)에 각 부품들(270) 간의 구분을 위한 제1 개구부(430)가 형성된다. 또한, 상기 솔더 레지스트(260)에는 전극 표기 및 부품 명칭 표기를 위한 제2 개구부(440)가 형성된다. 바람직하게는, 상기 제1 개구부(430)는 각 부품을 둘러싸는 사각 고리 형태로 형성된다.

상기 인쇄회로기판(210)에 솔더 레지스트(260)를 도포하는 방법은 공지 기술로 알려진 스텐실 프린트 장치에 인쇄하고자 하는 재료를 장착하고, 소정의 패턴이 형성된 마스크 및 스퀴지를 이용하여 원하는 패턴의 솔더 레지스트(260)를 형성하는 것이다. 따라서, 마스크 패턴을 변경하는 방법으로 솔더 레지스트(260)에 상기 제1 개구부(430) 및 제2 개구부(440)를 형성할 수 있다.

상기 솔더 레지스트(260)에 형성된 각 부품들 간의 구분을 위한 제1 개구부(430)와, 전극 표기 및 부품 명칭 표기를 위한 제2 개구부(440)는 종래의 실크스크린 공정과 동일한 용도를 수행한다. 따라서, 실크스크린 공정을 생략하고 단 지 솔더 레지스트(260)의 설계 변경만으로 실크스크린의 용도와 동일한 효과를 구현할 수 있으므로, 공수 절감, 불량율 감소 및 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.

즉, 종래의 실크스크린 공정으로는 다수의 파티클(particle)들이 발생되어, 신호전송필름인 TCP의 열압착공정시 불량이 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명에 따르면 실크스크린 공정을 생략함으로서, 상기 파티클들이 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 상술한 불량이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.

상술한 방법으로 제작된 소오스 인쇄회로기판(210)에 신호 전송 필름인 TCP(300)를 열압착하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 이 방법은 게이트 인쇄회로기판(220)에도 동일하게 적용됨은 물론이다.

먼저, 이방성 도전필름을 이용하여 LCD 패널(100)과 TCP(300)를 열압착 방식으로 연결한 후, 소오스 인쇄회로기판(210)의 이면에 형성되어 있는 출력패드들(240)의 표면에 이방성 도전필름을 부착한다. 이어서, 각각의 출력패드들(240)과 TCP(300)의 입력리드들(320)이 대응되도록 소오스 인쇄회로기판(210)과 TCP(300)의 입력측을 얼라인시킨다.

이어서, TCP(300)의 입력측으로 열 가압장치를 하강시켜 TCP(300)의 입력측과 소오스 인쇄회로기판(210)의 이면을 부착한다. 그러면, 열 가압장치에서 가해지는 힘과 열 가압장치의 표면에서 발생되는 고온의 열에 의해 이방성 도전필름이 경화되면서 TCP(300)의 입력리드들(320)과 소오스 인쇄회로기판(210)의 출력패드들(240)이 전기적으로 연결된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 인쇄회로기판의 전면에 도포되는 솔더 레지스트에 각 실장부품들 간의 구분, 전극 표기 및 부품 명칭 표기를 위한 개구부들을 형성함으로써 종래의 실크스크린 공정과 동일한 효과를 얻는다. 따라서, 실크스크린 공정을 생략할 수 있어 공수 절감, 불량율 감소 및 원가 절감을 구현할 수 있다.

즉, 실크스트린 공정을 생략함으로써, 종래의 실크스크린 공정시 파티클들(particles)이 발생하는 것을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 TCP의 열압착공정시 발생되는 불량률을 최소화할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 부품들이 실장되어질 패드 영역이 형성된 인쇄회로기판에 있어서,

   상기 인쇄회로기판의 상기 패드 영역을 제외한 전 영역에 솔더 레지스트가 도포되고, 상기 솔더 레지스트에는 각 부품들 간의 구분을 위한 제1 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서, 상기 솔더 레지스트에는 전극 표기 및 부품 명칭 표기를 위한 제2 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구부는 각 부품을 둘러싸는 사각 고리 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
4. TFT 기판과, 상기 TFT 기판에 액정을 개재하여 부착된 컬러필터 기판으로 이루어진 LCD 패널;

   상기 LCD 패널과 전기적으로 연결되고, 그 이면에는 출력패드들이 형성되며 그 표면에는 부품들이 실장되어질 패드 영역이 형성된 인쇄회로기판; 및

   상기 LCD 패널과 상기 인쇄회로기판의 출력패드들을 전기적으로 연결시켜 상기 LCD 패널을 구동시키는 신호 전송 필름을 구비하며,

   상기 인쇄회로기판의 상기 출력 패드들과 상기 부품들이 실장되어질 패드 영 역을 제외한 전 영역에 솔더 레지스트가 도포되고, 상기 솔더 레지스트에는 각 부품들 간의 구분을 위한 제1 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 솔더 레지스트에는 전극 표기 및 부품 명칭 표기를 위한 제2 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 제1 개구부는 각 부품을 둘러싸는 사각 고리 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

Images