KR100683307B1 - 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름을 개시한다. 본 발명에 따른 이방성 도전 필름은, 상ㆍ하부 피접속 부재 상호간을 전기적으로 접속할 수 있도록, 소정의 길이, 폭 및 두께를 갖는 이방성 도전 필름에 있어서, 상기 이방성 도전 필름의 대칭하는 일측단의 두께(T)와 타측단의 두께(T')가 T＜T'의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이방성 도전 필름을 이용한 액정표시장치용 드라이버 집적회로칩(Driver IC Chip)과 액정표시장치 기판의 상호 전기적 접속시, 이방성 도전 필름이 기판측으로 확장 도포되어 기판에 형성된 전극 표면을 보호하고 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있다.

이방성, 도전, 필름, 두께, 편차

Description

두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름{Anisotropic conductive film that has differential thickness}

도 1은 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름을 도시하는 단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름이 피접속 부재간에 압착되는 공정을 도시하는 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 도시하는 사시도.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 선에 따른 단면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 도시하는 단면도.

도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름이 하부 피접속 부재에 가압착된 상태를 도시하는 단면도.

도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름이 피접속 부재간에 본압착된 상태를 도시하는 단면도.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>

10...이방성 도전 필름 20...하부 피접속 부재

30...상부 피접속 부재 40...가압 수단

본 발명은 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이방성 도전 필름을 이용한 피접속 부재간의 전기적 접속시 피접속 부재의 접속 표면에 이방성 도전 접착제의 확장 도포가 용이하도록 두께가 조정된 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

일반적으로, 이방성 도전 필름(Anistropic Conductive Film : ACF)은 기판의 재질이 특수하거나 신호 배선의 피치가 세밀하여 기판과 IC Chip을 솔더링(Soldering) 방식으로 부착할 수 없을 경우 사용하는 접속 재료이다. 즉, IC Chip의 전극과 기판 사이의 전극은 미소한 피치(Pitch) 간격으로 형성되어 있기 때문에 납땜 등의 수단을 사용하는 것이 곤란하며, 이러한 경우에 피접속 부재 상호간을 전기적으로 접속하는데에 이방성 도전 필름이 사용된다.

또한, 이방성 도전 필름의 접속 신뢰성은 접착 수지에 의해 향상되고, 접착 수지에 함유된 도전성 입자의 종류, 입경 및 첨가량을 최적화 함에 따라 양호한 접속 상태를 얻을 수 있다. 이러한 양호한 신뢰성을 갖는 이방성 도전 필름은 LCD 패널의 접속 재료로서 널리 사용되고 있으며, 휴대폰이나 컴퓨터에 사용되는 액정표시장치(LCD)용 드라이버 집적회로칩(Driver IC Chip)과 LCD 패널을 상호 접속시키는 실장 기술, 예컨데 COF(Chip On Film), COG(Chip On Glass), COB(Chip On Board), TAB(Tape Automated Bonding) 및 TCP(Tape Automated Bonding) 등에 널리 애용된다.

이러한 이방성 도전 필름은 최근 초박형 경량화로 인한 접속 피치(Fine Pitch≤40㎛) 대응력, 굴곡성 및 신뢰성의 미세화에 대응하기 위해서 고온 유동성을 높이는 방향으로 개발되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름을 도시하는 단면도이고, 도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름이 피접속 부재간에 압착되는 공정을 도시하는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 이방성 도전 필름(1)은 그 길이 방향 단면에 대한 대칭하는 일측단의 두께(d)와 타측단의 두께(d')가 d = d' 의 관계식을 만족한다. 즉, 상기 이방성 도전 필름(1)은 두께 편차가 없는 균등한 두께를 갖는다.

상기 이방성 도전 필름(1)은 피접속 부재간의 전기적 접속에 이용되는데, 도 2a에 도시된 바와 같이, 가압착(Pre-Bonding)에 의해 하부 피접속 부재인 기판(2)상의 소정 위치에 접착 및 적층된 이방성 도전 필름(1)상에 상부 피접속 부재인 마이크로칩(3)이 상기 기판(3)의 전극과 일치되도록 접착 및 적층되고, 가압 수단(4)에 의해 본압착(Post-Bonding)되어 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로칩(3)이 이방성 도전 필름(1)에 의해 기판(2)상에 견고하게 적층됨과 동시에 전기적으로 접속된다.

이때, 상기 이방성 도전 필름(1)은 압착 공정시 압착 수단(4)의 열에 의해 유동성이 증가하고, 수직 압력에 의해 유동성에 기인하는 수평 확장성이 증가하게 된다.

본 발명은 상기 이방성 도전 필름이 압착 공정시 압착 수단의 열에 의해 유동성 및 수평 확장성이 증가하는 특성을 고려하여 창안된 것으로서, 상ㆍ하부 피접속 부재의 접속면 사이에 개재되는 이방성 도전 필름의 두께를 선형적으로 증가시켜, 필름의 확산 도포에 의한 피접속 부재의 접속면 및 전극 노출면의 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름은, 상ㆍ하부 피접속 부재 상호간을 전기적으로 접속할 수 있도록, 소정의 길이, 폭 및 두께를 갖는 이방성 도전 필름에 있어서, 상기 이방성 도전 필름의 대칭하는 일측단의 두께(T)와 타측단의 두께(T')가 T＜T'의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 이방성 도전 필름의 길이 방향에 대한 단면의 일측단에서 타측단에 이르는 두께가 선형적으로 증가한다.

또한, 상기 이방성 도전 필름은 스트랩(Strap) 형상이고, 접착성이 있는 절연물질로 이루어진 절연성 접착제 및 상기 절연성 접착제 내에 분산되어 있는 다수의 도전성 입자를 구비한다.

본 발명에 따르면, 상기 타측단은 하부 피접속 부재의 노출 표면으로 확장 도포되어 절연 코팅된다.

바람직하게, 상기 상부 피접속 부재는 탭(Tab) 및 집적회로칩(IC Chip)을 포함하는 연성 회로(FPC)이고, 상기 하부 피접속 부재는 ITO(Induim Tim Oxide) 박막 처리된 유리 기판(Glass Substrate)이다.

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. 따러서, 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.

본 발명에 따른 이방성 도전 필름은 적어도 하나의 이방성 도전 접착층을 포함하는 단일층 또는 다층으로 형성된 접착층 및 상기 접착층의 일면 또는 타면에 부착되는 박리(剝離) 필름을 포함한다.

이때, 상기 이방성 도전 필름의 구성 요소인 박리 필름은 전기적 접속을 위한 가압착(Pre-Bonding) 및 본압착(Post-Bonding) 공정에서 제거되고, 상기 접착층이 최종적으로 기판(Substrate) 및 마이크로칩(Micro-Chip) 간의 전극면에 개재되는 개념에 입각하여 본 명세서에서는 접착층을 이방성 도전 필름으로 정의한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 도시하는 사 시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 선에 따른 단면도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 도시하는 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이방성 도전 필름(10)은 소정의 길이, 폭 및 두께를 갖는 사각 플레이트(Plate) 또는 스트랩(Strap) 형상이며, 절연성 접착제(Adhesive) 및 상기 절연성 접착제에 분산되어 있는 다수의 도전성 입자(Conductive Particle)를 포함한다.

여기서, 상기 절연성 접착제는 PMMA, YP50, BPEH, Epoxy Acrylate 및 AUL705 를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 예컨데, PP(Poly Ethylene)계 또는 PP(Poly Propylene)계의 열가소성 수지, PU(Poly Uretane)계 또는 아크릴(Acrlyl)계의 열경화성 수지, 열경화성 수지 및 열가소성 수지의 혼합 수지를 선택적으로 채택할 수 있다. 또한, 상기 도전성 입자는 특성에 따라 금속 입자, 카본(Carbon), 금속막 피복 플라스틱 입자 또는 절연막 피복 입자를 선택적으로 채택할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 이방성 도전 필름(10)은 길이 방향으로 대칭하는 일측단과 타측단의 두께가 다른데, 도 4를 참조로 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 일측단의 두께(t)가 타측단의 두께(t')와 비교하여 t＜t' 의 관계식을 만족하고, 상기 일측단에서 타측단에 이르는 두께가 선형적으로 증가한다.

여기서, 상기 이방성 도전 필름(10)의 상면은 소정의 기울기를 갖는 경사면을 이루고, 하면은 기울기가 없는 평면을 이루는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이방성 도전 필름의 일측단에서 타측단에 이르는 두께가 선형적으로 증가하고, 상기 두께의 편차에 대응하는 상ㆍ하면이 대칭하는 소정의 기울기를 갖는 구조의 단면을 형성할 수 있다.

또한, 상기 구조에 따른 이방성 도전 필름(10)은 차후에 기술되는 가압 수단의 열 및 수직 압력이 가해질 경우, 상기 일측단은 타측단에 비하여 소량으로 확장 도포가 진행되고, 상기 타측단은 일측단에 비하여 다량으로 확장 도포가 진행된다.

본 발명에 따른 이방성 도전 필름(10)은 길이 방향에 따른 두께가 선형적으로 증가하는 두께 편차를 갖는다. 하부 피접속 부재에 상부 피접속 부재를 장착하는 COG(Chip On Glass) 실장 공정에서 하부 피접속 부재의 소정 위치에 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름(10)을 적층시키고, 상기 하부 피접속 부재와 대응하는 상부 피접속 부재를 전기적으로 접속시키기 위해 가압 수단을 이용하여 180℃의 본압착 온도에서 3MPa의 압력으로 13 내지 20초간 본압착한 후 상기 필름의 확장 도포 상태를 시험하였는데, 도 6 내지 도 9를 참조로 설명하면 다음과 같다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이방성 도전 필름(10)이 하부 피접속 부재(20)의 전극 위치상에 적층되고, 상기 이방성 도전 필름(10)을 매개로 상부 피접속 부재(30)가 하부 피접속 부재(20)에 장착될 수 있도록, 상기 하부 피접속 부재(20)의 전극과 상부 피접속 부재(30)의 전극을 일치 및 정렬한 후, 가압 수단(40)에 의해 본압착된다.

여기서, 상기 하부 피접속 부재(20)는 기판(Substrate)으로써, ITO(Induim Tim Oxide) 박막 처리된 유리 기판(Glass Substrate)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 상부 피접속 부재(30)는 탭 및 마이크로칩을 포함하는 연성 회로(FPC)인 것이 바람직하다. 예컨데, 상기 하부 피접속 부재(20)는 LCD 투명 전극이 형성된 ITO Glass 이고, 상기 상측 피접속 부재(30)는 Drive IC 이다.

이때, 상기 이방성 도전 필름(10)은 도 7에 도시된 바와 같이, 길이 방향에 대한 일측단에서 타측단에 이르는 두께가 증가되는 구조이며, 상기 타측단에 비해 상대적으로 두께가 얇은 일측단은 전극의 노출면이 없는 방향으로, 상기 일측단에 비해 상대적으로 두께가 두꺼운 타측단은 전극의 노출면이 있는 방향으로 부착된다.

상기 본압착 후, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 상ㆍ하측 피접속 부재(20, 30)의 전극(21, 31)은 본압착에 의해 전기적으로 접속되는데, 상기 피접속 부재(20, 30)의 전극(21, 31)이 맞닿는 도통 영역에서 이방성 도전 필름(10)의 구성 요소인 도전성 입자가 개재되어 전극(21, 31)간의 통전을 이룰 수 있도록 하고, 상기 전극(21, 31)이 맞닿지 않는 비도통 영역에서의 도전성 입자는 분산되어 절연을 이룰 수 있도록 한다.

이때, 상기 이방성 도전 필름(10)은 압착 수단(40)의 열 및 수직 압력에 의해 유동성 및 확장성을 구비하게 되며, 상기 필름(10)의 일측단은 확장 도포가 소폭 증가되고, 상기 일측단에서 타측단에 이를수록 확장 도포가 대폭 증가된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 이방성 도전 필름(10)은 본압착 후, 하부 피접속 부재(20)의 노출된 표면을 도포한다. 이때, 상기 노출된 표면에 형성된 이방성 도전 필름(10)의 구성 요소인 도전성 입자는 분산됨으로써, 상기 노출된 표면이 절연 코팅될 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름(10)은 압착 공정시 상기 필름(10)의 두께가 두꺼운 영역의 절연성 접착제가 피접속 부재의 노출 표면으로 다량 확장 도포될 수 있도록 함으로써, 전극이 맞닿는 통전 영역에는 도통할 수 있도록 하고, 전극이 맞닿지 않는 비통전 영역은 절연 접착 및 절연 코팅될 수 있도록 한다.

본 발명의 실험예에서는 본압착에 따른 이방성 도전 필름(10)의 확장 도포를 설명하였으나, 압착 공정의 조건에 따라 가압착시 상기 필름(10)의 확장 도포가 완료될 수 있음은 자명하다.

이상에서 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 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 이방성 도전 필름을 이용한 액정표시장치용 드라이버 집적회로칩(Driver IC Chip)과 액정표시장치 기판의 상호 전기적 접속시, 이방성 도전 필름이 기판측으로 확장 도포되어 기판에 형성된 전극 표면을 보호하고 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 상ㆍ하부 피접속 부재 상호간을 전기적으로 접속할 수 있도록, 소정의 길이, 폭 및 두께를 갖는 이방성 도전 필름에 있어서,

   상기 이방성 도전 필름의 대칭하는 일측단의 두께(T)와 타측단의 두께(T')가 T＜T'의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이방성 도전 필름의 길이 방향에 대한 단면의 일측단에서 타측단에 이르는 두께가 선형적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름.
3. 제1항에 있어서,

   상기 이방성 도전 필름은 스트랩(Strap) 형상인 것을 특징으로 하는 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름.
4. 제1항에 있어서,

   상기 이방성 도전 필름은 접착성이 있는 절연물질로 이루어진 절연성 접착제 및 상기 절연성 접착제 내에 분산되어 있는 다수의 도전성 입자를 구비하는 것을 특징으로 하는 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름.
5. 제1항에 있어서,

   상기 타측단은 하부 피접속 부재의 노출 표면으로 확장 도포되어 절연 코팅되는 것을 특징으로 하는 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름.
6. 제1항에 있어서,

   상기 상부 피접속 부재는 탭(Tab) 및 집적회로칩(IC Chip)을 포함하는 연성 회로(FPC)인 것을 특징으로 하는 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름.
7. 제1항에 있어서,

   상기 하부 피접속 부재는 ITO(Induim Tim Oxide) 박막 처리된 유리 기판(Glass Substrate)인 것을 특징으로 하는 두께 편차를 갖는 이방성 도전 필름.

Images