KR100747336B1 - 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판의 접속 구조체, 이를위한 제조 방법 및 이를 이용한 접속 상태 평가방법 - Google Patents

이방성 도전 필름을 이용한 회로기판의 접속 구조체, 이를위한 제조 방법 및 이를 이용한 접속 상태 평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체는, 절연성 접착제를 기재로 하여 도전성 입자가 분산된 이방성 도전 필름을 이용하여 열 압착된 피접속 부재를 구비하는 회로기판 접속 구조체에 있어서, 상기 피접속 부재 중 적어도 어느 하나는 유연성을 가지며, 상기 피압착 부재의 열 압착에 의한 압흔으로 유연성을 가진 피접속 부재의 표면 조도값(Ra)이 0.1 내지 5.0㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체는 단면 측정 검사 또는 도전 입자의 눌림 검사를 하지 않고도 피접속 부재의 상호 접속 상태를 용이하게 확인할 수 있다.
이방성 도전 필름, 도전 입자, 조도, 압흔

Description

이방성 도전 필름을 이용한 회로기판의 접속 구조체, 이를 위한 제조 방법 및 이를 이용한 접속 상태 평가방법{Connecting structure of PCB using anisotropic conductive film, manufacturing method thereof and estimating method of connecting condition thereof}
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 일반적인 LCD 모듈을 도시하는 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선에 따른 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체의 구성을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체를 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200..피접속 부재 110, 210..전극
300..이방성 도전 필름 310..절연성 접착제
320..도전 입자
본 발명은 이방성 도전 필름(ACF;Anistropic Conductive Film)을 이용한 회로기판 접속 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피접속 부재의 접착시, 피접속 부재의 전극간 접촉 상태를 용이하게 파악할 수 있는 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체, 이를 위한 제조 방법 및 접속 상태 평가방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이방성 도전 필름은 피접속 부재의 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), 드라이버 IC회로 등을 패키징하는 접속 재료로 사용된다.
일 예로, LCD 모듈에는 TFT(Thin Film Transistor) 패턴들을 구동시키기 위해서 다수개의 드라이버 IC가 실장 된다. 드라이버 IC를 실장하는 방식은 크게, 별도의 구조물 없이 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 실장하는 방식인 COG(Chip on glass)마운팅 방식, 드라이버 IC를 탑재한 TCP(Tape carrier package)를 통해 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 간접적으로 드라이버 IC 를 실장하는 방식인 TAB(Tape Automated Bonding) 마운팅 방식으로 나뉜다.
그런데, 드라이버 IC 소자 측의 전극과 LCD 패널 측의 전극은 미소한 피치 간격으로 형성되어 있기 때문에 어느 실장 방식을 채용한다 하더라도 납땜 등의 수단을 사용하는 것은 곤란하다. 이와 같은 이유로, 드라이버 IC 측의 전극과 패널 측의 전극을 전기적으로 접속하는 공정에서는 이방성 도전 필름이 주로 사용된다.
도 1은 일반적인 TAB 방식을 채용한 LCD 모듈을 도시하는 평면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, LCD패널(20)의 행방향에는 외부 신호를 LCD 패널(20)에 전송하기 위한 소스측 인쇄회로기판(10)이 위치하고, 구동 IC(31)가 실장된 TCP(30)가 패널(20)과 인쇄회로기판(10) 사이를 전기적으로 연결한다. 이때 LCD 패널(20)과 TCP(30)의 사이 및 TCP(30)와 인쇄회로기판(10)은 이방성 도전 필름(40)으로 접속된다.
이방성 도전 필름(40)은 절연성 접착제에 도전입자를 분산시킨 것으로서, 피접속물 사이에 개재시켜 열 압착함으로써 대향하는 단자 사이에 도전입자가 접촉하여 전기적 접속을 이루게 된다. 이 때, x-y 평면상으로는 절연성이 유지되고 z축 방향으로는 도통이 이루어진다. 보다 상세하게, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도인 도 2를 참조하면, TCP(30)와 인쇄회로기판(10) 사이에, 절연성 접착성분(41) 및 절연성 접착성분(41)에 분산된 다수의 도전성 입자(42)를 포함하는 이방성 도전 필름(40)이 개재된다. 그런 후 소정의 온도와 압력으로 압착하면, TCP(30)의 전극(32)과 인쇄회로기판(10)의 전극(14) 사이에 개재된 도전성 입자(42)가 대향되는 전극(32, 14)을 전기적으로 접속시킨다. 이러한 접속 방식은 TCP(30)와 LCD 패널(20)의 전기적 접속에도 동일하게 적용된다.
한편, 이방성 도전 필름(40)에 의한 피접속 부재 간의 전기적 접속 상태를 확인하기 위해서는 도전성 입자(42)의 깨짐이나 눌림 형태를 현미경으로 관찰하는 것이 가장 일반적이다.
그러나 이러한 방법은 별도의 검사 과정이 필요하므로 공정을 지연시키고, 시료의 한정된 부분만 검사를 하게 되는 한계점이 있다. 또한, 도전성 입자의 눌림을 관찰하려면 기판 중 적어도 어느 하나 이상이 투명한 성질을 가져야만 하므로 범용적인 적용에 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 미세화된 전극을 구비한 피접속 부재를 접속시키는데 있어서, 별도의 검사 과정 없이 피접속 부재의 상호 접속 상태를 용이하게 평가할 수 있는 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체, 그 제조방법 및 접속 상태 평가방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체는, 절연성 접착제를 기재로 하여 도전성 입자가 분산된 이방성 도전 필름을 이용하여 열 압착된 피접속 부재를 구비하는 회로기판 접속 구조체에 있어서, 상기 피접속 부재 중 적어도 어느 하나는 유연성을 가지며, 상기 피압착 부재의 열 압착에 의한 압흔으로 유연성을 가진 피접속 부재의 표면 조도값(Ra)이 0.1 내지 5.0㎛인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 피접속 부재 중 적어도 어느 하나는 연성회로 기판(FPC;Flexible Printed Circuit)이다.
바람직하게, 상기 유연성을 가지는 피접속 부재의 표면 조도 값은 0.5 내지 3.0㎛이다.
더 바람직하게, 상기 유연성을 가지는 피접속 부재의 표면 조도 값은 0.8 내지 2.0㎛이다.
한편, 본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체의 제조방법은, 제 1피접속 부재의 일면에 이방성 도전 필름을 부착하는 단계와, 상기 이방성 도전 필름에 열과 압력을 가하여 가 압착 하는 단계와, 제 1피접속 부재와 접촉된 이방성 도전 필름의 반대 면에 유연성을 갖는 제 2피접속 부재를 제 2피접속 부재의 전극이 제 1피접속 부재의 전극에 정렬되로록 위치시키는 단계와, 상기 이방성 도전 필름에 열과 압력을 가하여 본 압착하되, 본 압착 이후의 상기 제 2피접속 부재의 표면 조도값이 0.3 내지 5.0㎛가 되도록 압착 압력, 압착 온도 및 압착 시간을 조절하는 단계를 포함하는 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 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체는, 피접속 부재(100, 200) 및 피접속 부재(100, 200) 사이에 개재된 이방성 도전 필름(300)을 포함한다.
상기 이방성 도전 필름(300)은, 절연성 접착제(310)와 절연성 접착제(310)를 기재로 하여 분산되어 있는 도전 입자(320)를 포함한다.
절연성 접착제(310)는 피접속 부재(100, 200) 사이를 견고하게 접착 고정시킨다. 또한 절연성 접착제(310)는 이방성 도전 필름(300)의 x-y 평면상으로 절연성을 유지시킨다. 즉, 절연성 접착제(310)는 인접하는 도전 입자(320)를 이격시켜 미세한 배선을 갖는 피접속 부재(100, 200)에서 인접하는 도전 입자(320)가 상호 접촉하여 x-y 평면상의 도통이 일어나는 것을 방지한다.
절연성 접작제(310)로는 열경화성 수지 예컨대, 에폭시 수지, 페놀 수지가 사용되고, 또는 열가소성 수지 예컨대, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 이들이 혼합된 폴리머 수지 등이 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적 내에서 다양한 변형예가 채용될 수 있음은 물론이다.
도전 입자(320)는, 피접속 부재(100, 200)에 형성된 전극(110, 210)을 전기적으로 연결시킨다. 바람직하게, 도전 입자(320)는 금, 은, 구리, 니켈 또는 이들의 화합물 중 선택된 어느 하나 이상의 금속으로 이루어진다.
한편, 도전 입자(320)는 배선의 피치가 미세한 피접속 부재(100, 200)를 전기적으로 충분히 연결하기 위해 1 내지 15㎛의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명이 이러한 수치에 한정되는 것은 아니며 피접속 부재의 특성에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
피접속 부재(100, 200)에 소정 간격으로 구비된 전극(110, 210)은 이방성 도전 필름(300)에 포함된 도전 입자(320)에 의해 상호 접속된다.
이때, 피접속 부재(100, 200)중 적어도 어느 하나는 유연성을 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 하부 피접속 부재(100)가 인쇄회로기판(PCB;Printed Circuit Board) 이라면, 상부 피접속 부재(200)는 연성회로기판(FPC;Flexible Printed Circuit)을 사용한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 발명에 목적에 따라 유연성을 갖는 피접속부재의 위치 및 개수는 다양하게 변형될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 상부 피접속 부재(200)가 연성을 가지는 경우를 가정하고 설명하기로 한다.
상기 피접속 부재(100, 200)의 열 압착 공정 시, 상부 피접속 부재(200)의 상부면에는 열 압착 공정에서 유발된 요철 구조(소위, 압흔)가 발현된다.
구체적으로, 상부 피접속 부재(200)는 압착 공정 시, 압력에 의해 전극의 대향 면에 요철 구조가 형성된다. 바람직하게, 상기 압흔의 높낮이를 측정한 표면 조 도 값은 0.1 내지 5.0㎛이다. 더 바람직하게, 상기 표면 조도 값은 0.3 내지 5.0㎛이다. 더욱더 바람직하게, 상기 표면 조도 값은 0.8 내지 2.0㎛이다.
상부 피접속 부재(200)에 형성된 압흔은 피접속 부재(100, 200)의 전극(110, 210)들이 정확히 맞물려서 압착되었는지를 나타내는 척도가 된다. 이를 통해, 이방성 도전 필름(300) 내에 포함되어 피접속 부재(100, 200)의 전극(110, 210) 사이를 전기적으로 연결하는 도전 입자(320)의 눌림 상태, 피접속 부재(100, 200)의 접속 상태를 용이하게 파악할 수 있다. 상부 피접속 부재(200)의 표면 조도 값이 0.1㎛ 미만인 경우, 압착 압력, 압착 온도 및 압착 시간이 적절하지 않아서 피접속 부재(100, 200) 간 접속이 잘 이루어지지 않아 접촉 저항이 커지는 문제점이 있다. 또한, 연성회로 기판(200)의 표면 조도 값이 5.0㎛를 초과할 경우, 도전 입자(320)가 파쇄되거나, 연성회로 기판(200)이 손상되는 문제점이 있다. 이에 대해서는 실험예를 통하여 후술하기로 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체의 제조과정을 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 제조과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 일정한 간격으로 전극이 구비된 제 1피접속 부재(100)의 일면에 이방성 도전 필름(300)을 부착한다. 그리고 이방성 도전 필름(300)에 열과 압력을 가하여 제 1피접속 부재(100)와 이방성 도전 필름(300)을 가 압착 시킨다(도 4의 a참조). 이어서, 제 1피접속 부재(100)와 접촉된 이방성 도전 필름(300)의 반대 면의 커버 필름(미도시)을 제거한 뒤 그 면에 제 2피접속 부재(200) 를 부착한다(도 4의 b참조). 그런 다음, 제 2피접속 부재(200)를 매개로 하여 이방성 도전 필름(300)에 열과 압력을 가하여 제 1피접속 부재(100)와 제 2피접속 부재(200)를 본 압착 한다(도 4의 c참조). 이때, 제 2피접속 부재(200)는 유연성을 갖는 예컨대, 연성회로 기판(200)이므로, 압착 공정 시 전극(210) 패턴에 상응하는 압흔이 표면에 남게 된다. 즉, 전극(210)에 대향되는 연성회로 기판(200)의 일부는 압력에 의해 요철부(220)가 형성되고, 인접한 전극(210) 사이의 공간에는 요철부(220)에 비해 상대적으로 인입된 요홈부(230)가 형성된다.
위와 같이, 제 2피접속 부재(200)의 표면에 압흔이 발생되는 것은 이방성 도전 필름(300)이 경화되는 과정에서 피접속 부재(100, 200)에 인가된 압력이 응력으로 잔류하기 때문이다. 따라서, 제 2피접속 부재(200)의 표면에 형성된 요철부(220) 및 요홈부(230)의 높낮이를 별도의 조도계를 이용하여 측정(도 5 참조)함으로써, 피접속 부재(100, 200) 간의 접속 상태를 간접적으로 확인할 수 있다. 표면 조도 값은 조도계를 이용하여 측정 가능할 뿐 아니라, 육안으로도 확인이 가능하다.
<표면 조도와 압착 압력과의 관계>
압착 공정 시 압착 압력이 2MPa보다 낮으면, 전극(210)의 대향 면에 형성된 요철부(220)와 인접한 전극(210) 사이의 요홈부(230) 간 높이 차가 작게 나타난다. 또한, 압착 공정 시 압착 압력이 12MPa보다 높으면, 고압에 의해 전극(210)이 손상되어 전극(210)의 대향 면에 형성된 요철부(220)가 붕괴되고 압흔이 불규칙적으로 나타난다. 따라서, 압착 온도와 압착 시간에 문제가 없다는 것을 전제로, 압착 압 력이 너무 작으면 이방성 도전 필름(300)을 이용하여 피접속 부재(100, 200)를 접속할 때, 도전 입자(320)가 완전히 눌리지 않아 안정된 접속이 이루어지지 않았다고 판정할 수 있고, 압착 압력이 너무 크면 도전 입자(320)가 파쇄되어 접속 불량이 유발되었다고 판정할 수 있다.
<표면 조도와 압착 온도와의 관계>
압착 공정 시, 압착 온도가 120℃보다 낮으면, 이방성 도전 필름(300)의 경화가 완전히 이루어지지 않아서 압력이 제거된 후 원래의 형상으로 복귀되어 압흔이 사라진다. 또한, 압착 온도가 220℃보다 높으면, 열분해에 의해 이방성 도전 필름(300)에서 기포가 발생하여 압흔이 불균일하게 발생한다. 따라서, 압착 압력과 압착 시간에 문제가 없다는 것을 전제로, 압흔이 발생되지 않았다면 압착 온도가 너무 낮아 피접속 부재(100, 200)의 전극(110, 210)이 제대로 접속되지 않았다고 판정할 수 있고, 압흔이 불규칙하다면 압착 온도가 너무 높아 기포가 발생되어 피접속 부재(100, 200)의 전극(110, 210)간에 접속 불량이 유발되었다고 판정할 수 있다.
<표면 조도와 압착 시간과의 관계>
압착 공정 시, 압착 시간이 3초보다 짧으면, 인접한 전극(210) 사이의 연성회로 기판(200)이 완전히 변형되지 않아서 요철부(220) 및 요홈부(230)의 높이 차가 작게 나타난다. 또한, 압착 시간이 30초보다 길면, 인접한 전극(210) 사이의 연성회로 기판(200)이 과도하게 변형되어 요철부(220) 및 요홈부(230)의 높이 차가 크게 나타난다. 따라서, 압착 압력과 압착 온도에 문제가 없다는 것을 전제로, 압 흔이 발생되지 않았다면 압착 시간이 너무 짧아 피접속 부재(100, 200)의 전극(110, 210)이 재대로 접속되지 않았다고 판정할 수 있고, 압흔이 불규칙하다면 압착 시간이 너무 길어 피접속 부재(100, 200)의 전극(110, 210)간에 접속 불량이 유발되었다고 판정할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 보다 구체적인 실험예를 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실험예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있다.
본 실험예에서는 인쇄회로 기판과 연성회로 기판 사이에 직경이 5㎛인 니켈 파우더를 포함한 도전 입자가 분산된 이방성 도전 필름을 개재하고, 여러 가지 조건에서 열 및 압력을 가하여 압착한 뒤, 연성회로 기판에 형성된 압흔을 조도계를 이용하여 측정함으로써, 양호한 접속 상태를 추정할 수 있는 압흔의 조도 범위를 구체화한다.
[실시예 1]
전극의 폭이 200㎛, 인접하는 전극간 간격이 150㎛로 전극간 피치가 350㎛인 인쇄회로 기판에 에폭시 수지로 이루어진 이방성 도전 필름을 부착한 후, 80℃에서 1.5MPa의 압력을 가하여 2초간 가 압착하였다. 그리고 나서, 이방성 도전 필름의 커버 필름을 제거한 뒤 상기 인쇄회로 기판의 전극과 연성회로 기판의 전극이 정렬되도록 연성회로 기판을 위치시켰다. 그런 다음, 180℃에서 3MPa의 압력을 가하여 20초간 본 압착하였다. 그 이후에, 조도계를 이용하여 연성회로 기판의 일면에 대하여 표면 조도 값을 측정하고, 인쇄회로 기판 및 연성회로 기판의 전극간 접촉 저 항을 측정하였다.
[실시예 2]
전극의 폭이 200㎛, 인접하는 전극간 간격이 150㎛로 전극간 피치가 350㎛인 인쇄회로 기판에 아크릴 수지로 이루어진 이방성 도전 필름을 부착한 후, 80℃에서 1.5MPa의 압력을 가하여 2초간 가 압착하였다. 그리고 나서, 이방성 도전 필름의 커버 필름을 제거한 뒤 상기 인쇄회로 기판의 전극과 연성회로 기판의 전극이 정렬되도록 연성회로 기판을 위치시켰다. 그런 다음, 180℃에서 3MPa의 압력을 가하여 10초간 본 압착하였다. 그 이후에, 조도계를 이용하여 연성회로 기판의 일면에 대하여 표면 조도 값을 측정하고, 인쇄회로 기판 및 연성회로 기판의 전극간 접촉 저항을 측정하였다.
[실시예 3]
전극의 폭이 230㎛, 인접하는 전극간 간격이 220㎛로 전극간 피치가 450㎛인 인쇄회로 기판에 에폭시 수지로 이루어진 이방성 도전 필름을 부착한 후, 80℃에서 1.5MPa의 압력을 가하여 2초간 가 압착하였다. 그리고 나서, 이방성 도전 필름의 커버 필름을 제거한 뒤 상기 인쇄회로 기판의 전극과 연성회로 기판의 전극이 정렬되도록 연성회로 기판을 위치시켰다. 그런 다음, 180℃에서 3MPa의 압력을 가하여 20초간 본 압착하였다. 그 이후에, 조도계를 이용하여 연성회로 기판의 일면에 대하여 표면 조도 값을 측정하고, 인쇄회로 기판 및 연성회로 기판의 전극간 접촉 저항을 측정하였다.
[실시예 4]
전극의 폭이 230㎛, 인접하는 전극간 간격이 220㎛로 전극간 피치가 450㎛인 인쇄회로 기판에 아크릴 수지로 이루어진 이방성 도전 필름을 부착한 후, 80℃에서 1.5MPa의 압력을 가하여 2초간 가 압착하였다. 그리고 나서, 이방성 도전 필름의 커버 필름을 제거한 뒤 상기 인쇄회로 기판의 전극과 연성회로 기판의 전극이 정렬되도록 연성회로 기판을 위치시켰다. 그런 다음, 180℃에서 3MPa의 압력을 가하여 10초간 본 압착하였다. 그 이후에, 조도계를 이용하여 연성회로 기판의 일면에 대하여 표면 조도 값을 측정하고, 인쇄회로 기판 및 연성회로 기판의 전극간 접촉 저항을 측정하였다.
[비교예 1]
전극의 폭이 200㎛, 인접하는 전극간 간격이 150㎛로 전극간 피치가 350㎛인 인쇄회로 기판에 에폭시 수지로 이루어진 이방성 도전 필름을 부착한 후, 80℃에서 1.5MPa의 압력을 가하여 2초간 가 압착하였다. 그리고 나서, 이방성 도전 필름의 커버 필름을 제거한 뒤 상기 인쇄회로 기판의 전극과 연성회로 기판의 전극이 정렬되도록 연성회로 기판을 위치시켰다. 그런 다음, 180℃에서 2MPa의 압력을 가하여 20초간 본 압착하였다. 그 이후에, 조도계를 이용하여 연성회로 기판의 일면에 대하여 표면 조도 값을 측정하고, 인쇄회로 기판 및 연성회로 기판의 전극간 접촉 저항을 측정하였다.
[비교예 2]
전극의 폭이 200㎛, 인접하는 전극간 간격이 150㎛로 전극간 피치가 350㎛인 인쇄회로 기판에 아크릴 수지로 이루어진 이방성 도전 필름을 부착한 후, 80℃에서 1.5MPa의 압력을 가하여 2초간 가 압착하였다. 그리고 나서, 이방성 도전 필름의 커버 필름을 제거한 뒤 상기 인쇄회로 기판의 전극과 연성회로 기판의 전극이 정렬되도록 연성회로 기판을 위치시켰다. 그런 다음, 180℃에서 3MPa의 압력을 가하여 10초간 본 압착하였다. 그 이후에, 조도계를 이용하여 연성회로 기판의 일면에 대하여 표면 조도 값을 측정하고, 인쇄회로 기판 및 연성회로 기판의 전극간 접촉 저항을 측정하였다.
하기 표 1은 상기 실험예에 따라 측정된 연성회로 기판의 표면 조도값 및 인쇄회로 기판과 연성회로 기판의 전극간 접촉 저항값이다.
절연성 접착제 종류 전극 폭 (㎛) 전극간 간격 (㎛) 압착 조건 조도 Ra (㎛) 전극간 저항 (Ω)
가압착/본압착온도 (℃) 가압착/본압착압력 (MPa) 가압착/본압착시간 (sec)
실험예 1 에폭시수지 200 150 80 / 180 1.5 / 3 2 / 20 0.8 1.2
실험예 2 아크릴수지 200 150 80 / 180 1.5 / 3 2 / 10 0.6 1.5
실험예 3 에폭시수지 230 220 80 / 180 1.5 / 3 2 / 20 1.5 1.5
실험예 4 아크릴수지 230 220 80 / 180 1.5 / 3 2 / 10 1.3 1.5
실험예 5 에폭시수지 200 150 80 / 180 1.5 / 2 2 / 20 0.3 2.5
실험예 6 아크릴수지 200 150 80 / 180 1.5 / 2 2 / 10 0.2 3.2
표 1을 참조하면, 실험예 1 및 실험예 2, 실험예 3 및 실험예 4, 실험예 5 및 실험예 6을 비교한 경우, 이방성 도전 필름의 절연성 접착제로 아크릴 수지를 사용했을 때, 에폭시 수지에 비하여 상대적으로 경화속도가 빨라서 도전 입자가 충분히 압착되기 전에 경화되는 경향이 있고, 따라서 요철 구조의 높낮이 차이가 크지 않으며(표면 조도 값이 상대적으로 작으며) 이에 따라 인쇄회로 기판과 연성회로 기판의 전극간 접속 저항도 에폭시 수지를 사용할 때에 비해 상대적으로 컸다.
또한, 실험예 1 및 실험예 5를 비교하면, 본 압착시 압력이 각각 3Mpa, 2Mpa 일 때, 표면 조도 값이 각각 0.8㎛, 0.3㎛로서, 압력이 낮은 비교예 1의 경우 도전 입자가 충분히 압착되지 않아 인쇄회로 기판과 연성회로 기판의 전극간 저항이 상대적으로 컸다.
또한, 실험예 1 및 실험예 3을 비교하면, 전극 피치가 각각 350㎛, 450㎛일 때, 표면 조도 값이 각각 0.8㎛, 1.5㎛로서, 전극 피치가 상대적으로 큰 경우 도전 입자가 과도하게 압착되면, 표면 조도가 균일하지 않고 인쇄회로 기판과 연성회로 기판의 전극간 저항도 컸다.
위와 같은 실험 결과를 통해, 압흔의 표면 조도와 피접속 부재 간의 전기적 접속 상태가 밀접한 관련이 있다는 것을 알 수 있었으며, 압흔의 표면 조도가 본 발명의 수치범위를 만족할 때, 피접속 부재 간의 전기적 접속 상태가 양호하다는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 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.
본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체는, 별도의 검사 과정 없이 상호 접속 상태를 용이하게 확인할 수 있다. 따라서, 피접속 부재의 접속 공정에 안정성을 확보하고 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 절연성 접착제를 기재로 하여 도전성 입자가 분산된 이방성 도전 필름을 이용하여 열 압착된 피접속 부재를 구비하는 회로기판 접속 구조체에 있어서,
    상기 피접속 부재 중 적어도 어느 하나는 유연성을 가지며, 상기 피압착 부재의 열 압착에 의한 압흔으로 유연성을 가진 피접속 부재의 표면 조도값(Ra)이 0.3 내지 5.0㎛인 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유연성을 가진 피접속 부재는 연성회로 기판(FPC;Flexible Printed Circuit)인 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체.
  3. (a) 제 1피접속 부재의 일면에 이방성 도전 필름을 부착하는 단계;
    (b) 상기 이방성 도전 필름에 열과 압력을 가하여 가 압착 하는 단계;
    (c) 상기 제 1피접속 부재와 접촉된 상기 이방성 도전 필름의 반대 면에 유연성을 갖는 제 2피접속 부재를 제 2피접속 부재의 전극이 제 1피접속 부재의 전극에 정렬되도록 위치시키는 단계; 및
    (d) 상기 이방성 도전 필름에 열과 압력을 가하여 본 압착하되, 본 압착 이후의 상기 제 1피접속 부재의 표면 조도 값이 0.3 내지 5.0㎛가 되도록 압착 압력, 압착 온도 및 압착 시간을 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 상기 압착 압력은 2MPa 내지 12MPa인 것을 특징으로 하는 회로기판 접속 구조체 제조방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 상기 압착 온도는 120℃ 내지 220℃인 것을 특징으로 하는 회로기판 접속 구조체 제조방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 (d)단계에서, 상기 압착 시간은 3초 내지 30초인 것을 특징으로 하는 회로기판 접속 구조체 제조방법.
  7. (a) 제 1피접속 부재의 일면에 이방성 도전 필름을 부착하는 단계;
    (b) 상기 이방성 도전 필름에 열과 압력을 가하여 가 압착 하는 단계;
    (c) 상기 제 1피접속 부재와 접촉된 상기 이방성 도전 필름의 반대 면에 유연성을 갖는 제 2피접속 부재를 제 2피접속 부재의 전극이 제 1피접속 부재의 전극에 정렬되도록 위치시키는 단계;
    (d) 상기 이방성 도전 필름에 열과 압력을 가하여 본 압착 하되, 본 압착 이후의 상기 제 2피접속 부재의 표면 조도 값이 0.3 내지 5.0㎛가 되도록 압착 압력, 압착 온도 및 압착 시간을 조절하는 단계; 및
    (e) 상기 제 2피접속 부재의 일면에 대하여 표면 조도 값을 측정하여 조도값이 0.3 내지 5.0㎛이면 제 1 및 제 2피접속 부재의 접속 상태를 정상으로 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름을 이용한 회로기판 접속 구조체의 접속 평가방법.
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