KR100766181B1 - 다층 이방성 도전 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 다층 이방성 도전 필름은, 절연성 접착제를 기재로 하여 제 1 도전 입자가 분산된 제 1 도전성 접착층; 및 상기 제 1 도전성 접착층에 비해 상대적으로 좁은 폭을 가지고, 상기 제 1 도전성 접착층의 일면에 적층되며 절연성 접착제를 기재로 하여 제 2 도전 입자가 분산된 제 2 도전성 접착층을 포함한다.
본 발명에 따른 다층 이방성 도전 필름을 사용하면, 피접속 부재의 접착시 피접속 부재의 인접한 전극간의 단락을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 피접속 부재간 접착력을 향상시킬 수 있다.
이방성 도전 필름, 다층 이방성 도전 필름, 도전 입자, 단락

Description

다층 이방성 도전 필름{Multi-layered 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 일반적인 이방성 도전 필름이 피접속 부재 사이에 개재되는 모습을 도시한 단면도.
도 2는 일반적인 이방성 도전 필름이 피접속 부재를 접속시키는 모습을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 이방성 도전 필름을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 이방성 도전 필름을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 이방성 도전 필름을 이용하여 피접속 부재를 접속시키는 모습을 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 이방성 도전 필름의 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예와 변형예에 따른 다층 이방성 도전 필름의 제 1 도전 접착층과 제 2 도전 접착층의 부착 상태를 도시한 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100..비도전성 접착층 200..도전성 접착층
210..도전 입자 220..절연성 접착제
본 발명은 이방성 도전 필름(ACF;Anistropic Conductive Film)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 대향하는 전극을 가지는 접속부재를 접속하기 위한 다층 이방성 도전 필름에 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 LCD패널, 인쇄회로기판(PCB), 드라이버 IC 회로 등을 패키징하는 접속 재료로 사용된다.
일 예로, LCD 모듈에는 TFT(Thin Film Transistor) 패턴들을 구동시키기 위해서 다수개의 드라이버IC가 실장된다. 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.
어느 실장 방식을 채용한다 하더라도 드라이버 IC 소자 측의 전극과 LCD 패널측의 전극은 미소한 피치 간격으로 형성되어 있기 때문에 납땜 등의 수단을 사용하는 것이 곤란하다. 이와 같은 이유로, 드라이버 IC 측의 전극과 패널 측의 전극을 전기적으로 접속하기 위하여 이방성 도전 필름이 사용된다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름(30)은 절연성 접착제(40)에 도전 입자(50)를 분산시킨 것으로서, 피접속 부재(10, 20) 사이에 개재되어 열압착된다. 그러면 도 2에 도시된 바와 같이, 도전 입자(50)가 대향하는 전극(11, 21, 12, 22) 사이에 개재되어 이 전극들(11, 21, 12, 22)을 전기적으로 상호 연결하며, 이웃하는 전극들(11,12 및 21,22) 사이에는 절연성을 유지시킨다. 즉, 이방성 도전 필름(30)은 x-y 평면상으로는 절연성이 유지되고 z축으로는 도전성을 갖는다.
그러나, 상기한 이방성 도전 필름(30)으로는 미세 피치로 형성된 전극을 구비한 피접속 부재를 접속시키는데 한계가 있다. 즉, 이방성 도전 필름(30)을 이용한 접착 공정시, 인가되는 열에 의해 이방성 도전 필름을 이루는 수지가 유동성을 가지게 되고 이로 인해 이방성 도전 필름 내의 도전 입자들이 인접한 전극 사이로 흘러 들어가 전극간 단락이 유발될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 미세화된 전극을 구비한 피접속 부재를 접속시키는데 있어서, 도전 입자가 전극간 갭(gap)으 로 흘러들어가는 것을 방지하여 안정적이고 신뢰성 있는 접속을 가능하게 하는 다층 이방성 도전 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층 이방성 도전 필름은, 절연성 접착제를 기재로 하여 제 1 도전 입자가 분산된 제 1 도전성 접착층; 및 상기 제 1 도전성 접착층에 비해 상대적으로 좁은 폭을 가지고, 상기 제 1 도전성 접착층의 일면에 적층되며 절연성 접착제를 기재로 하여 제 2 도전 입자가 분산된 제 2도전성 접착층을 포함한다. 이때, 상기 제 2 도전 입자는 상기 제 1 도전 입자에 비해 상기 절연성 접착제내에 상대적으로 조밀하게 분포되고, 상기 제 2 도전 입자의 직경은 상기 제 1 도전 입자의 직경에 비해 상대적으로 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 도전성 접착층은, 상기 제 1 도전성 접착층의 상부면 또는 하부면에 부착될 수 있다.
상기 제 1 도전성 접착층과 접촉되는 상기 제 2 도전성 접착층의 반대 면에 제 2 도전성 접착층보다 상대적으로 폭이 큰 제 1 도전성 접착층이 더 적층되는 것도 가능하다.
상기 제 1 도전 입자 또는 제 2 도전 입자는 금, 은, 철, 구리, 니켈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 물질이다.
또한, 상기 절연성 접착제는 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜 및 나일론으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 그 조합이 혼합된 폴리머 수지인 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설며하기로 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 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 이방성 도전 필름을 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다층 이방성 도전 필름은, 비도전성 접착층(100)과 도전성 접착층(200)을 포함한다.
상기 비도전성 접착층(100)은 피접속 부재(미도시) 예컨대, 기판 사이를 견고하게 접착 고정시키는 역할을 한다. 또한 비도전성 접착층(100)은 절연성을 가져 다층 이방성 도전 필름의 x-y 평면상으로 절연성을 유지시킨다. 비도전성 접착층(100)으로는 열경화성 또는 열가소성 수지가 사용될 수 있다. 그러나 본 발명이 이러한 재질에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 목적내에서 다양한 변형예가 채용될 수 있음은 물론이다.
도전성 접착층(200)은, 절연성 접착제(미도시)를 기재로 하여 도전 입자(미 도시)가 분산된다. 절연성 접착제는 인접하는 도전 입자를 이격시키는 작용을 한다. 따라서, 미세한 배선을 갖는 기판에서, 인접하는 도전 입자가 상호 접촉하여 x-y평면 상의 도통이 일어나는 것을 방지한다. 절연성 접착제는 절연성을 갖는 폴리머 수지로 이루어진다. 바람직하게 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜, 나일론 또는 이들이 혼합된 폴리머 수지로 이루어질 수 있다.
도전 입자는, 기판 등에 형성된 전극을 전기적으로 연결시킨다. 바람직하게, 도전 입자는 금, 은, 구리, 니켈 또는 이들의 혼합물 중 선택된 어느 하나 이상의 금속으로 이루어진다.
한편, 도전 입자는 배선의 피치가 미세한 피접속 부재를 전기적으로 충분히 연결하기 위하여 1 내지 15㎛ 의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명이 이러한 수치에 한정되는 것은 아니며 피접속 부재의 특성에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
상기한 도전성 접착층(200)은, 비도전성 접착층(100)의 일면에 부착된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 비도전성 접착층(100)의 상면 좌측(b) 또는 우측(c)으로 치우쳐 배치되거나 또는 비도전성 접착층(100)의 상면 중앙(a)에 배치될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 도전성 접착층(200)이 비도전성 접착층(100)의 상면에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 비도전성 접착층(100)의 하면에 도전성 접착층(200)이 부착될 수도 있다.
여기서, 도전성 접착층(200)의 폭은 비도전성 접착층(100)의 폭에 비해 좁은 것이 바람직하다. 도전성 접착층(200)은 피접속 부재의 접착 공정시 가압에 의해 원래의 형태에서 변형되어 퍼진다. 이때, 종래에는 도전성 접착층(200) 내에 함유된 도전 입자들이 뭉치거나 피접속 부재의 전극간 갭으로 흘러들어가 단락이 유발될 수 있었다. 하지만, 본 실시예에서는 비도전성 접착층(100)의 폭에 비해 도전성 접착층(200)의 폭을 작게 함으로써, 도전 입자간의 뭉침을 방지한다. 또한, 적은 양의 도전성 접착층(200)을 사용하여 피접속 부재의 전극을 접촉시킴으로써, 생산 원가를 절감시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 이방성 도전 필름을 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 다층 이방성 필름은 상, 하로 배치된 비도전층 접착층(100, 100')과 두 개의 비도전성 접착층 사이에 개재된 도전성 접착층(200)을 포함한다.
이때, 도전성 접착층(200)의 폭은 상, 하면의 비도전성 접착층(100, 100')의 폭에 비해 상대적으로 좁다. 따라서, 피접속 부재의 접착 공정시 가압을 하더라도 도전 입자들이 균일하게 분산되며, 그 결과 도전 입자들 간의 단락을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 비도전성 접착층(100, 100')은, 상부 피접속 부재(미도시) 및 하부 피접속 부재(미도시)에 각각 접촉되는데 접촉되는 부재의 물성을 감안하여 다른 종류의 물질로 구성하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상부의 피접속 부재가 FPC(Flexible Printed Circuit board)라면, 비도전성 접착층(100)은 폴리이미드(polyimide)와 접착력이 뛰어난 수지로 구성한다. 하부의 피접속 부재가 유리 기판이라면 비도전성 접착층(100')은 유리와 접착력이 뛰어난 수지로 구성한다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 비도전성 접착층(100, 100')은 도전성이 없는 절연성 접착제로 이루어진 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예의 구성이 도 6 및 도 7(a)에 도시되어 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다층 이방성 도전 필름은, 절연성 접착제(552)를 기재로 하여 제 1 도전 입자(551)가 분산된 제 1 도전성 접착층(550)과, 상기 제 1 도전성 접착층(550)에 비해 상대적으로 좁은 폭을 가지고, 상기 제 1 도전성 접착층(550)의 일면에 적층되며 절연성 접착제(652)를 기재로 하여 제 2 도전 입자(651)가 분산된 제 2 도전성 접착층(650)을 포함한다.
여기서, 상기 제 1 도전 입자(551)와 상기 제 2 도전 입자(651)는 절연성 접착제(552, 652) 내에 분산된 정도인 밀도, 도전 입자의 크기 및 종류가 각각 다른 특성을 갖는다. 구체적으로, 제 1 도전 입자(551)는 제 2 도전 입자(651)에 비해 상대적으로 절연성 접착제 내에 성기게 분산된다. 또한, 제 1 도전 입자(551)의 직경(d1)은 제 2 도전 입자(651)의 직경(d2)에 비해 상대적으로 작은 것이 바람직하다. 따라서, 피접속 부재(500, 600)의 접착 공정시 도전 입자들의 뭉침을 방지할 수 있고, 피접속 부재(500, 600)의 전극간(510, 610) 갭으로 흘러들어가는 도전 입자가 줄어들어 비도전성 접착층으로 구성된 것과 동일한 효과를 기대할 수 있다.
상기 제 2 도전성 접착층(650)은 제 1 도전성 접착층(550)의 상면 또는 하면 에 적층된다. 아울러, 도 7(b)와 같이 제 1 도전성 접착층(550)과 접촉되는 상기 제 2 도전성 접착층(650)의 반대 면에 제 2 도전성 접착층(650)보다 상대적으로 폭이 큰 제 1 도전성 접착층(550')이 더 적층될 수도 있다.
이하, 상기와 같은 다층 이방성 도전 필름을 사용하여 회로 등을 접속할 때필름의 작용에 대해 설명한다.
도 5는 도 4에 도시된 다층 이방성 도전 필름(1)을 상호 대향하는 회로 전극(310, 410)을 구비한 피접속 부재(300, 400) 사이에 개재하여 피접속 부재를 연결시키는 과정을 도시한 도면이다. 도 5에서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리키므로 그 상세한 설명은 생락한다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 다층 이방성 도전 필름(1)을 서로 대향하는 전극(310, 410)을 구비한 피접속 부재(300, 400) 사이에 개재시킨다.
이어서, 소정의 온도와 압력으로 가열, 가압하여 다층 이방성 도전 필름(1)에 대한 열압착 본딩과정을 거친다. 그러면 절연성 접착제(220)가 경화되기 전에 도전 입자(210)는 연화된다. 이에 따라, 전극(310)과 전극(410) 사이에 개재되는 도전 입자(210)는 가압에 의해 피접속 부재(300, 400)와 상호 접착되면서 대향하는 전극(310, 410)을 전기적으로 연결시킨다.
또한, 피접속 부재(300, 400)의 인접한 전극 사이로는 비도전성 접착층(100, 100')이 충진됨으로써 도전 입자(210)가 전극(310, 410) 사이로 흘러들어갈 확률을 낮춘다. 따라서, 절연성이 유지되어 인접하는 전극 사이에 단락이 유발되는 것을 방지할 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.
본 발명에 따른 이방성 도전 필름을 사용하면, 피접속 부재의 접착시, 피접속 부재의 전극들 사이로 흘러 들어가는 도전 입자의 양을 줄일 수 있어 인접한 전극간의 단락을 방지할 수 있다.
또한, 전극들 사이에 충진되는 접착층에 포함되는 도전 입자를 줄일 수 있어 피접속 부재간 접착력을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 절연성 접착제를 기재로 하여 제 1 도전 입자가 분산된 제 1 도전성 접착층; 및
    상기 제 1 도전성 접착층에 비해 상대적으로 좁은 폭을 가지고, 상기 제 1 도전성 접착층의 일면에 적층되며, 절연성 접착제를 기재로 하여 제 2 도전 입자가 분산된 제 2 도전성 접착층을 포함하는 다층 이방성 도전 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도전 입자는 상기 제 1 도전 입자에 비해 상대적으로 조밀하게 상기 절연성 접착제내에 분포되는 것을 특징으로 하는 다층 이방성 도전 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 도전 입자의 직경은 상기 제 1 도전 입자의 직경에 비해 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 다층 이방성 도전 필름.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 도전성 접착층은, 상기 제 1 도전성 접착층의 상부면 또는 하부면에 부착되는 것을 특징으로 하는 다층 이방성 도전 필름.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 접착층과 접촉되는 상기 제 2 도전성 접착층의 반대 면에 제 2 도전성 접착층보다 상대적으로 폭이 큰 제 1 도전성 접착층이 더 적층되는 것을 특징으로 하는 다층 이방성 도전 필름.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 도전 입자 또는 제 2 도전 입자는 금, 은, 철, 구리, 니켈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다층 이방성 도전 필름.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 절연성 접착제는 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜 및 나일론으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 그 조합이 혼합된 폴리머 수지인 것을 특징으로 하는 다층 이방성 도전 필름.
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