KR100646068B1 - 이방성 도전 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이방성 도전 필름에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 접착성이 있는 전기 절연물질로 이루어진 절연성 접착제; 상기 절연성 접착제 내에 분산되어 있는 다수의 도전성 입자; 및 상기 절연성 접착제 내에 분산되어 있으며, 열에 의해 용융되는 다수의 비전도성 입자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름이 개시된다. 이로써, 이방성 도전 필름을 피접속부재 상에 압착하는 공정, 특히 본압착공정에서 절연성 접착제가 경화반응하는 온도에 충분히 도달하였는지 용이하게 확인할 수 있다.

이방성 도전 필름, 본딩, 가압착, 본압착, 비전도성 입자

Description

이방성 도전 필름{Anisotropic conductive film}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.

도 1은 종래기술에 따른 이방성 도전 필름이 피접속부재를 접속시키는 모습을 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 도시하는 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 이방성 도전 필름이 피접속부재에 가압착되는 모습을 도시하는 단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름이 피접속부재에 본압착되는 모습을 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름이 피접속부재를 접속시키는 모습을 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...이방성 도전 필름 110...절연성 접착제

120...도전성 입자 140...비전도성 입자

본 발명은 이방성 도전 필름에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 피접속부재에 본딩시 본딩 공정상태를 확인할 수 있는 이방성 도전 필름에 관한 것이다.

일반적으로, 이방성 도전 필름(Anistropic Conductive Film:ACF)은 피접속부재의 재질이 특수하거나 신호배선의 피치가 세밀하여 부재와 부재를 솔더링(soldering)의 방식으로 부착할 수 없을 경우 사용하는 접속재료이다.

이러한 이방성 도전 필름은 대표적으로 LCD 모듈에서 LCD 패널, 인쇄회로기판(PCB), 구동IC 회로 등을 패키징하는 접속재료로 사용된다. 보다 상세하게, LCD 모듈에서는 TFT(Thin Film Transistor)패턴들을 구동시키기 위해서는 다수개의 구동IC가 실장된다. 구동IC를 실장하는 방식은 크게, 별도의 구조물 없이 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 실장하는 방식인 COG(Chip On Glass) 마운팅 방식, 구동IC를 탑재한 TCP(Tape Carrier Package)를 통해 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 간접적으로 구동IC를 실장하는 방식인 TAB(Tape Automated Bonding) 마운팅 방식으로 나뉜다.

어느 실장방식을 채용한다 하더라도 구동IC 소자 측의 전극과 LCD 패널 측의 전극은 미소한 피치 간격으로 형성되어 있기 때문에 납땝 등의 수단을 사용하는 것이 곤란하다. 이와 같은 이유로, 구동 IC 측의 전극과 패널 측의 전극을 전기적으 로 접속하기 위하여 이방성 도전 필름이 사용된다.

도 1은 종래기술에 따른 이방성 도전 필름을 도시하는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 이방성 도전 필름은 절연성 접착성분(40) 및 절연성 접착성분(40)에 분산된 다수의 도전성 입자(50)를 포함하는 것으로써, 상부기판(10)과 하부기판(20) 사이에 개재된다. 그런 후 소정의 온도와 압력으로 압착되고, 상부 및 하부기판(10, 20)에 구비된 전극(11, 21) 사이에 도전성 입자(50)를 개재시켜 대향하는 전극들을 전기적으로 접속시킨다. 반면, 이웃하는 전극들 사이에는 절연성을 유지하게 된다. 즉, x-y 평면상으로는 절연성이 유지되고 z축으로는 도전성을 갖는 접속재료이다.

상기와 같은 절연성 접착성분(40)은 주로 열경화성 수지로 이루어져 열로 인해 경화반응이 일어나 피접속부재의 전극을 상호간에 견고하게 고정하는 역할을 한다. 그러나 이러한 열경화성 수지는 경화반응이 일어나더라도 외관상 그 반응의 정도를 확인하기가 용이하지 않다. 그러므로 LCD 등의 평판 디스플레이 제조공정에서는 이방성 도전 필름의 접속 신뢰성을 확인하기 위하여 도전성 입자(50) 변형상태를 관찰하거나, 전기를 도통시켜 디스플레이 구동검사를 실시하거나, 또는 피접속부재(10, 20) 접착면 외관을 관찰하는 등의 간접적인 방법을 사용하여 왔다. 그러나 이러한 방법으로는 정확하게 공정상태를 확인하는 것이 곤란하였다. 이에 따라, 이방성 전도 필름에 감열성 염료를 첨가하여 열에 의한 필름의 발색에 의하여 경화반응을 확인하는 방법이 제안되었다. 그러나 이러한 방법은 감열성 염료 자체가 시간이 흐름에 따라 변성할 염려가 있고 감열성 염료가 희망하는 온도에서 발색하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이방성 도전 필름을 피접속부재 상에 압착하는 공정, 특히 본압착공정에서 절연성 접착제가 경화반응하는 온도에 충분히 도달하였는지 확인할 수 있는 이방성 도전 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이방성 도전 필름은 전자 패키징에 사용되는 이방성 도전 필름에 있어서, 접착성이 있는 전기 절연물질로 이루어진 절연성 접착제; 상기 절연성 접착제 내에 분산되어 있는 다수의 도전성 입자; 및 상기 절연성 접착제 내에 분산되어 있으며, 열에 의해 용융되는 다수의 비전도성 입자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 비전도성 입자는 상기 이방성 도전 필름의 가압착공정 온도와 본압착 온도 사이에서 용융되는 열가소성수지로 할 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 비전도성 입자는 섭씨 80 내지 150 도에서 용융되는 것으로 할 수 있다.

한편, 상기 비전도성 입자는 올레핀계 결정성 고분자 수지로 할 수 있다.

또한, 상기 비전도성 입자는 이방성 도전 필름 전체 대비 0.1 내지 10 중량%로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 비전도성 입자의 크기는 상기 도전성 입자의 크기와 다르 게 구성되어 도전성 입자와 구별되도록 할 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 비전도성 입자의 크기는 상기 도전성 입자의 크기보다 작게 구성할 수 있다.

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 아니되며, 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 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 도시하는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 이방성 도전 필름(100)은 절연성 접착제(110), 절연성 접착제(110)에 분산되어 있는 다수의 도전성 입자(120), 및 절연성 접착제(110)에 분산되어 있는 다수의 비전도성 입자(130)를 포함한다.

상기 절연성 접착제(110)는 열을 받아 경화반응을 일으킴으로써 피접속부재 예컨대 기판 사이를 견고하게 접착 고정시킨다. 또한 절연성 접착제(110)는 절연성을 가져 이방성 도전 필름의 x-y 평면상으로 절연성을 유지시킨다. 절연성 접착제 (110)는 열경화성 또는 열가소성 수지가 사용될 수 있는데 예컨데, 1분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 다가 에폭시수지가 사용될 수 있다. 그러나 본 발명이 이러한 재질에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 목적내에서 다양한 변형예가 채용될 수 있다.

상기 도전성 입자(120)는 절연성 접착제(110) 내에 분산되어 피접속부재를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 일반적으로 도전성 입자(120)는 내부에 폴리머 수지를 중심부에 배치하고 그 외표면을 도전성 물질로 피복한 형태를 갖는다. 그러나 본 발명에서 도전성 입자(120)의 구체적인 구성이 이러한 형태에 한정되는 것은 아니며 종래의 다양한 기술이 채용될 수 있음은 물론이다.

상기 비전도성 입자(130)는 절연성 접착제(110) 내에 분산되어 열에 의해 용융되도록 구성된다. 즉 비전도성 입자(130)는 소정의 용융점을 갖도록 구성되어 이방성 도전 필름(100)이 본딩장치의 압착툴바에 의하여 열을 전달받으면 절연성 접착제(110) 내에서 용융됨으로써 이방성 도전 필름(100)의 온도를 확인할 수 있도록 한다.

바람직하게, 비전도성 입자(130)의 용융점은 이방성 도전 필름의 가압착공정의 온도와 본압착공정의 온도 사이가 되도록 함이 바람직하다. 이는 상호 접속되는 피접속부재 중 하나의 피접속부재 상에 이방성 도전 필름(100)을 일차적으로 압착시켜 놓는 가압착공정보다 실제로 두 개의 피접속부재 사이를 압착시키는 본압착공정의 이상상태를 보다 정확히 파악하기 위함이다.

일반적으로, 가압착공정은 섭씨 50 내지 80도 정도에서 이루어지고, 본압착 공정은 섭씨 150 내지 200도 정도에서 이루어지므로 비전도성 입자(130)의 용융점은 그 사이 범위인 섭씨 80도 내지 150도가 되는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명이 이러한 온도범위에 한정되는 것은 아니며 실제로 행해지는 공정조건에 따라 다양하게 변형되어 채택될 수 있다.

보다 바람직하게, 비전도성 입자(130)는 폴리에틸렌과 같은 올레핀계 결정성 고분자 수지를 채택할 수 있다. 상기 올레핀계 결정성 고분자 수지는 이방성 도전 필름 제조시 사용되는 용매 등에 충분한 내성을 가지며 용융점이 120 내지 130 도 이므로 가압착공정의 온도와 본압착공정의 온도 사이 범위에 해당하여 본 발명의 목적에 적합한 물질이다. 그러나 본 발명이 이러한 재료에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적내에서 다양한 변형예가 채택될 수 있다.

한편, 비전도성 입자(130)는 이방성 도전 필름(100) 전체 대비 0.1 내지 10 중량%로 하는 것이 바람직하다. 이방성 도전 필름(100) 내에 비전도성 입자(130)의 비율이 0.1 중량% 미만이면 압착공정상태를 확인하려는 본 발명의 목적이 달성되기 어렵고, 10중량% 초과이면 그 과도한 양으로 인해 충분히 용융되지 않을 수 있다.

또한, 비전도성 입자(130)의 크기는 도전성 입자(120)의 크기와 상이하게 구성되어 도전성 입자(120)와 용이하게 구별되도록 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게, 비전도성 입자(130)는 도전성 입자(120)의 전기적 도통에 방해되지 않고 원활한 용융을 위하여 도전성 입자(120)의 크기보다 충분히 작게 구성된다.

이하 상기와 같은 구성을 갖는 이방성 도전 필름의 작용을 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름(100)의 가압착 공정을 도시하는 도면이며 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름(100)의 본압착공정을 도시하는 도면이다.

먼저 도 3을 참조하면, 본딩장치의 이송수단(미도시)에 의하여 하부 피접속부재(20) 상으로 이송된 이방성 도전 필름(100)은 압착툴바(60)에 의하여 직접 열과 압력을 전달받아 하부 피접속부재(20) 상에 가압착된다. 이때 가압착온도는 이방성 도전 필름(100) 내에 분산되어 있는 비전도성 입자(130)의 용융점보다 낮기 때문에 비전도성 입자(130)는 용융되지 않고 이방성 도전 필름(100) 내에 그대로 존재한다. 이러한 비전도성 입자(130)의 존재는 현미경을 통하여 관찰할 수 있다.

그런 후 도 4와 같이, 하부 피접속부재(20) 상에 가압착된 이방성 도전 필름(100) 상에 상부 피접속부재(10)를 개재시켜 다시 압착툴바(60)로 압착하는 본압착공정을 수행한다. 그러면 도 5와 같이, 이방성 도전 필름(100)이 상부 및 하부 피접속부재(10, 20)를 접착시키면서, 이방성 도전 필름(100) 내에 분산되어 있는 도전성 입자(120)들은 피접속부재(10, 30)의 전극들 사이에 개재되어 전극을 전기적으로 연결하게 된다.

이때 본압착공정의 온도는 비전도성 입자(130)의 용융온도보다 높기 때문에 본압착공정이 수행되는 동안 비전도성 입자(130)는 절연성 접착제(110) 내에 용융된다. 따라서, 본압착공정 중 현미경을 통하여 이방성 도전 필름(100)을 관찰하면 비전도성 입자(130)를 관찰할 수 없고 이로써 본압착공정이 이방성 도전 필름의 절연성 접착제(110)가 경화하는 소정온도에 도달하였음을 확인할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

이상에서의 설명에서와 같이, 본 발명에 따르면 이방성 도전 필름을 피접속부재 상에 압착하는 공정, 특히 본 압착공정에서 절연성 접착제가 경화반응하는 온도에 충분히 도달하였는지 용이하게 확인할 수 있다. 따라서 이방성 도전 필름의 본딩공정에 보다 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (7)

1. 접착성이 있는 전기 절연물질로 이루어진 절연성 접착제;

   상기 절연성 접착제 내에 분산되어 있는 다수의 도전성 입자; 및

   상기 절연성 접착제 내에 분산되어 있으며, 열에 의해 용융되는 다수의 비전도성 입자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비전도성 입자는 상기 이방성 도전 필름의 가압착공정 온도와 본압착 온도 사이인 섭씨 80 내지 150 도에서 용융되는 열가소성수지인 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 비전도성 입자는 올레핀계 결정성 고분자 수지인 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
5. 제1항에 있어서,

   상기 비전도성 입자는 이방성 도전 필름 전체 중량 대비 0.1 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
6. 제1항에 있어서,

   상기 비전도성 입자의 크기는 도전성 입자와 구별되도록 상기 도전성 입자의 크기와 상이하게 구성되는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
7. 제6항에 있어서,

   상기 비전도성 입자의 크기는 상기 도전성 입자의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.

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