KR100642518B1 - 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로접속하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이방성 전도필름의 경화시간을 단축시켜 설비의 생산성을 향상시키고 제조비용을 절감할 수 있는 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 접속방법은, 제 1 전기부품의 전기적 접속부분에 이방성 전도필름의 박리스트립트가 부착되지 않은 면을 가압하여 부착하는 필름 부착공정과, 상기 부착된 이방성 전도필름의 박리스트립트를 제거하는 박리스트립트 제거공정과, 상기 제 2 전기부품의 전기적 접속부분을 상기 제 1 전기부품의 전기적 접속부분과 일치하도록 상기 박리스트립트가 제거된 면 상에 정렬시키는 정렬공정과, 상기 제 2 전기부품을 일정한 온도와 압력으로 가압하여 상기 이방성 전도필름이 반경화된 상태에서 제 1 전기부품과 제 2 전기부품이 전기적으로 접속되도록 하는 제 1 경화공정과, 상기 반경화된 이방성 전도필름에 의하여 접속된 제 1 전기부품과 제 2 전기부품을 오븐에서 일정한 온도를 유지하면서 일정한 압력으로 가압하여 완전 경화시키는 제 2 경화공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

범프; ACF; FPC

Description

이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법{METHOD FOR CONNECTING ELECTRIC PARTS WITH ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM}

도 1a 내지 도 1d 는 본 발명의 실시례에 의한 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법을 설명한 부분 확대도.

도 2 는 본 발명의 실시례에 의한 이방성 전도필름의 접속공정 중의 제 1 경화공정과 제 2 경화공정의 시간 프로파일.

도 3 은 본 발명의 실시례에 의한 오븐의 사시도.

도 4 는 종래의 이방성 전도필름의 개략적인 접속장치.

도 5a 내지 도 5e 는 종래의 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법을 설명한 부분 확대도.

도 6 은 종래의 이방성 전도필름의 접속공정 중 본압착공정의 시간 프로파일.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***

10 : 모터부 20 : 상부 구동플레이트

30 : 히터부 40 : 칩

41 : 범프(bump) 50 : ACF(Anisotropic Conductive Film)

51 : 박리스트립트 52 : 접착물질

53 : 전도성입자 54 : 제 1 경화상태

55 : 제 2 경화상태 60 : FPC(Flexible Printed Circuit)

61 : 패턴 70 : 하부 구동플레이트

본 발명은 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대폰이나 컴퓨터 등에 사용되는 액정표시장치용 드라이버 칩과 액정표시장치 패널을 연결하는 공정에서, 이방성 전도필름의 경화시간을 단축시켜 설비의 생산성을 향상시키고 제조비용을 절감할 수 있는 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법에 관한 것이다.

칩 온 필름(Chip On Film, 이하 'COF'라 한다.)이나 칩 온 글래스(Chip On Glass, 이하 'COG'라 한다.) 등의 접속(Bonding) 방식은 도전성입자 등의 도전재료가 함유된 접착제를 기판 상에 접착한 후 범핑(Bumping)된 집적회로를 가열 가압하여 접속하는 것을 말한다.

상기 도전재료가 함유된 접착제는 두께가 15 ~ 35㎛의 접착물질(Adhesive Material)에 지름이 3 ~ 15㎛를 갖는 전도성입자(Conductive Particle)를 흩뿌린 접착필름을 말하는 것으로 이방성 전도필름(Anisotropic Conductive Film, 이하 'ACF'라 한다.)이라 한다.

도 4 는 개략적인 이방성 전도필름의 접속장치를 도시한 것으로, 상기 ACF를 이용하여 FPC(Flexible Printed Circuit, 이하 'FPC'라 한다.)와 칩 또는 FPC와 유리(Glass) 등을 접속하는 장치이다.

ACF를 접속하는 장치는, 모터부(10), 상부 구동플레이트(20), 히터부(30), 하부 구동플레이트(70)가 포함되어 구성된다. 상기 상부 구동플레이트(20)와 하부 구동플레이트(70)는 상하 좌우 및 경사를 조절할 수 있고, 상부 구동플레이트(20)에는 범프(41)가 형성된 칩(40)이 장착되며, 하부 구동플레이트(70)에는 일정한 금속으로 패턴(61)이 형성된 FPC(60)가 장착된다. 상기 모터부(10)는 모터의 회전운동으로 상부 구동플레이트(20)가 상하 운동되도록 하여 상기 칩(40)과 FPC(60) 사이에 접착된 ACF(50)에 소정의 압력을 가하며, 상기 히터부(30)는 소정의 온도를 상기 ACF(50)에 가한다.

도 5a 내지 도 5e 는 상기와 같은 본딩장치를 이용하여 ACF를 이용하여 칩과 FPC를 접속하는 공정을 설명한 부분 확대도이다. 먼저, 도 5a 는 일정한 금속으로 패턴(61)이 형성된 FPC(60)를 도시한 것으로, 상기 하부 구동플레이트(70)에 장착 또는 흡착되는 방식으로 고정된다. 다음으로, 도 5b 에 도시한 바와 같이, 접착물질(52)과 박리스트립트(51)로 구성된 ACF(50)를 상기 FPC(60)의 패턴(61) 위에 접착하는 가압착공정을 실시한다. 그리고, 도 5c 에 도시한 바와 같이, 상기 가압착된 ACF(50)에서 박리스트립트를 제거하는데, 이는 상기 본딩장치에 도시되지는 않았지만 복수의 릴(REEL)을 구동시켜 자동적으로 수행하게 된다. 다음으로, 상기 상부 구동플레이트(20)를 구동시켜, 도 5d 와 같이 상기 칩(40)의 범프(41)와 상기 FPC(60)의 패턴(61)을 정렬(alignment)시킨다. 그리고, 도 5e 와 같이 상기 히터부(30)와 상부 구동플레이트(20)를 통해 소정의 온도와 압력을 ACF(50)의 접착물질(52)에 본압착을 하여 접속공정을 수행하게 된다. 이때 상기 본압착공정을 수행하는 시간의 프로파일은 도 6 에 도시되어 있다.

상기와 같이 ACF를 이용한 접속공정에서는 약 3 내지 5초의 가압착과정과 5 내지 25초의 본압착공정이 수행되어야 ACF의 경화가 이루어진다. 즉, 상기 본압착공정에서 ACF를 일정 경도 이상으로 경화시키기 위해서는 소정의 압력과 온도 조건에서 일정시간 이상 동안 경화시켜야 하기 때문에, 작업 소요시간이 많아져 생산설비의 생산성이 떨어지고, 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로서, 본 발명의 목적은 접속되는 전기부품 사이의 ACF가 반경화상태로 경화되는 제 1 경화공정과 이를 오븐을 이용하여 완전히 경화시키는 제 2 경화공정을 분리되게 수행하여, 본압착공정 전체에 소요되는 작업시간을 대폭 단축시켜 제조설비의 생산성을 향상시키고 제조원가를 절감할 수 있는 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법은, 전기적 접속부분을 갖는 제 1 전기부품과 전기적 접속부분을 갖는 제 2 전기부품을, 일정 두께를 갖는 접착물질에 전도성입자가 포함되어 형성되고 제 1 면에는 박리스트립트가 부착되는 이방성 전도필름을 이용하여 전기적으로 접속하는 방법에 있어서, 제 1 전기부품의 전기적 접속부분에 이방성 전도필름 중 박리스트립트가 부착되지 않은 제 2 면을 가압하여 부착하는 제 1 단계와, 이방성 전도필름의 박리스트립트를 제거하는 제 2 단계와, 제 2 전기부품의 전기적 접속부분이 제 1 전기부품의 전기적 접속부분과 대향하며 동일 연장선상에 위치하도록 제 2 전기부품을 이방성 전도필름의 상부에 배치하는 제 3 단계와, 박리스트립트가 제거된 이방성 전도필름의 제 1 면에 제 2 전기부품의 전기적 접속부분을 접촉시키는 제 4 단계와, 제 2 전기부품에 일정한 온도 및 압력을 가하여, 이방성 전도필름의 접착물질이 반경화된 상태에서 제 1 전기부품과 제 2 전기부품의 각 전기적 접속부분을 전도성입자를 통해 전기적으로 상호 접속시키는 제 5 단계와, 전기적으로 접속된 제 1 전기부품 및 제 2 전기부품을 오븐으로 이송 및 투입하는 제 6 단계, 그리고 오븐에 투입된 제 1 전기부품 및 제 2 전기부품에 일정한 온도 및 압력을 가하여 이방성 전도필름의 접착물질을 완전 경화시키는 제 7 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 제 7 단계에서, 오븐에 투입된 제 1 전기부품 및 제 2 전기부품에 가해지는 온도가 210℃ 내지 220℃가 되도록 한다.
본 발명에 따르면, 제 1 경화공정을 거친 제품을 일정한 오븐에서 제 2 경화공정을 거쳐 제품을 완성하기 때문에 본압착공정에 소요되는 시간을 대폭 감소시켜 생산성을 향상시키고, 제품의 경쟁력을 높이게 된다.

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이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1a 내지 도 1d 는 본 발명의 실시례에 의한 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법을 설명한 부분 확대도이고, 도 2 는 본 발명의 실시례에 의한 이방성 전도필름의 접속공정 중의 제 1 경화공정과 제 2 경화공정의 시간 프로파일이다.

본 발명의 실시례에 의한 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 접속하는 방법을 수행하는 장치는 종래의 접속장치와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하도록 한다. 또한, 상기 접속장치는 어느 특정한 장치에 한정되지 않음은 물론이다.

본 발명의 실시례에 의한 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 접속하기 위하여는, 도 1a 에 도시한 바와 같이 제 2 전기부품으로서 일정한 칩(chip, 40) 상에 범프(bump, 41)가 형성된 것과, 제 1 전기부품으로서 일정한 금속으로 패턴(61)이 형성된 FPC(Flexible Printed Circuit, 60)가 상기 접속장치에 장착된다. 상기 제 1 전기부품과 제 2 전기부품을 접속장치에 장착하는 방법은 이미 공지된 기술로서, 다양한 고정장치나 흡착장치에 의해 실시할 수 있음은 당업자라 하면 용이하게 알 수 있는 것이다. 또한 상기 제 1 전기부품은 LCD 패널의 유리(glass)가 될 수 있으며, 이에 한정되지 않음은 물론이다.

그리고, 상기 칩(40)과 FPC(60) 사이에는 전도성입자(53)를 포함한 ACF(Anisotropic Conductive Film, 50)가 배치된다. 먼저, ACF(50)의 양면 중 박리스트립트(51)가 부착되지 않은 면을 상기 FPC(60)에 가압하는 필름 부착공정을 수행한다. 다음으로, 상기 부착된 ACF(50)의 박리스트립트를 제거하는 박리스트립트 제거공정을 수행한 후, 도 1b 와 같이 상기 칩(40)의 전기적 접속부분인 범프(41)를 상기 FPC(60)의 패턴(61)과 일치하도록 상기 박리스트립트(51)가 제거된 면 상에 정렬시키는 정렬공정을 수행한다.

다음으로, 도 1c 와 같이 상기 칩(40)을 통해 ACF(50)의 첩착물질(52)에 일정한 온도와 압력을 가하여 상기 ACF(50)를 반경화(제 1 경화)시키는 제 1 경화공정을 수행한다. 따라서, ACF(50)가 제 1 경화된 상태(54)에서 FPC(60)의 패턴(61)과 칩(40)의 범프(41)가 전도성입자(53)를 통해 전기적으로 접속된다.
다음으로, 상기 반경화된 제품을 복수개 수집한 후 오븐으로 이동시켜 제 2 경화공정을 수행하게 된다. 구체적으로, 오븐에 상기 제품을 투입한 후 일정한 온도를 유지하면서 일정한 압력을 가함으로써, 도 1d 와 같이 상기 반경화된 ACF(50)의 접착물질(52)이 완전 경화된 상태(제 2 경화상태, 55)가 되도록 한다.

도 2 에 도시한 바와 같이, 제 1 경화공정은 2t 에서 10t의 약 8t 동안 ACF(50)를 반경화시키는 제 1 경화공정을 수행하며, 10t 이후인 'A' 구간 동안 완전 경화를 시키는 제 2 경화공정을 수행하게 된다(t=second). 따라서, 도 6 에 도시한 종래의 본압착공정의 프로파일과 비교하면 약 8t 동안만 접속장치에 의한 공정을 수행하고, 상기 제 2 경화공정은 따로 설치된 오븐에서 수행하게 되므로 상기 접속장치에서의 공정시간을 약 12t 이상 절감하게 된다.

도 3 은 본 발명의 실시례에 의한 오븐의 사시도로서, 상기 오븐은 상기 제 2 경화공정이 수행되도록 210℃ 내지 220℃ 범위 내에서 일정한 온도를 유지하도록 하며, 열풍순환 방식의 장치인 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법은, ACF가 접착되고 반경화되는 제 1 경화공정과 ACF가 완전히 경화되는 제 2 경화공정을 분리하여 수행함으로써, 본압착공정 전체에 소요되는 작업시간을 대폭 단축시켜 제조설비의 생산성을 향상시키고 제조원가를 절감하여 상품 경쟁력을 높일 수 있는 현저한 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해 되어져야 한다.

Claims (2)

1. 전기적 접속부분을 갖는 제 1 전기부품과 전기적 접속부분을 갖는 제 2 전기부품을, 일정 두께를 갖는 접착물질에 전도성입자가 포함되어 형성되고 제 1 면에는 박리스트립트가 부착되는 이방성 전도필름을 이용하여 전기적으로 접속하는 방법에 있어서,

   상기 제 1 전기부품의 전기적 접속부분에 상기 이방성 전도필름 중 상기 박리스트립트가 부착되지 않은 제 2 면을 가압하여 부착하는 제 1 단계;

   상기 이방성 전도필름의 상기 박리스트립트를 제거하는 제 2 단계;

   상기 제 2 전기부품의 전기적 접속부분이 상기 제 1 전기부품의 전기적 접속부분과 대향하며 동일 연장선상에 위치하도록 상기 제 2 전기부품을 상기 이방성 전도필름의 상부에 배치하는 제 3 단계;

   상기 박리스트립트가 제거된 상기 이방성 전도필름의 상기 제 1 면에 상기 제 2 전기부품의 전기적 접속부분을 접촉시키는 제 4 단계;

   상기 제 2 전기부품에 일정한 온도 및 압력을 가하여, 상기 이방성 전도필름의 상기 접착물질이 반경화된 상태에서 상기 제 1 전기부품과 상기 제 2 전기부품의 각 전기적 접속부분을 상기 전도성입자를 통해 전기적으로 상호 접속시키는 제 5 단계;

   상기 전기적으로 접속된 상기 제 1 전기부품 및 상기 제 2 전기부품을 오븐으로 이송 및 투입하는 제 6 단계; 및

   상기 오븐에 투입된 상기 제 1 전기부품 및 상기 제 2 전기부품에 일정한 온도 및 압력을 가하여 상기 이방성 전도필름의 상기 접착물질을 완전 경화시키는 제 7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 7 단계에서,

   상기 오븐에 투입된 상기 제 1 전기부품 및 상기 제 2 전기부품에 가해지는 상기 온도가 210℃ 내지 220℃인 것을 특징으로 하는 이방성 전도필름을 이용하여 전기부품을 전기적으로 접속하는 방법.

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