KR100782233B1 - 독립형 툴바를 구비하는 압착수단 및 이를 이용한 본딩장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압착수단 및 이를 이용한 본딩장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이방성 도전필름을 통해 접합되는 피 접속부재의 형태나 크기에 따라 능동적으로 툴바를 변형할 수 있는 압착수단 및 이를 이용한 본딩장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 압착수단은 본딩장치에 구비되어 이방성 도전필름을 피 접속부재에 압착시키는 장치에 있어서, 외부로부터 소정의 압력을 인가받아 제공하는 구동축; 상기 구동축에 연결되어 압착 대기 중인 상기 이방성 도전필름과 평행하게 마련되는 지그; 및 상기 지그에 이방성 도전필름이 개재되는 방향으로 돌출되어 독립적으로 장착되는 복수의 툴바;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 피 접속부재가 위치하는 부분으로 개별적으로 구비되는 툴바를 집중시킴으로써, 피 접속부재의 형태나 크기에 능동적으로 대응할 수 있는 툴바를 제공할 수 있다.

압축, 툴바, 본딩, 이방성 도전필름, ACF

Description

독립형 툴바를 구비하는 압착수단 및 이를 이용한 본딩장치{Independent pressing tool bar and bonding device using the same}

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 아니된다.

도 1은 종래기술에 따른 압착수단의 구성을 도시하는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본딩장치의 구성을 도시하는 개략도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압착수단의 구성을 도시하는 개략도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축수단을 이용하여 이방성 도전필름을 압착하는 과정을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

1, 10...상부 피 접속부재 2, 20...하부 피 접속부재

3, 30...이방성 도전필름 5...압착수단

11, 12...전극 32...이형필름

50...도전볼 110...공급릴

120...회수릴 130...압착수단

131...구동축 132...지그

133...툴바 134...히터

140...이송수단 150...분지롤러

160...클램프 170...압착구동부

본 발명은 압착수단 및 이를 이용한 본딩장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이방성 도전필름을 통해 접합되는 피 접속부재의 형태나 크기에 따라 능동적으로 툴바를 변형할 수 있는 압착수단 및 이를 이용한 본딩장치에 관한 것이다.

일반적으로, 이방성 도전필름(ACF: Anistropic Conductive Film)은 열에 의해 경화되는 접착제와 그 안에 미세한 도전볼을 혼합시킨 양면 테이프 상태의 재료로 고온의 압력을 가하면 회로패턴의 패드(범프)가 맞닿는 부분의 도전볼이 파괴되면서 파괴된 도전볼이 패드(범프)와 통전을 하게 되고, 패드(범프)부분 외의 요철면에 나머지 접착제가 충진/경화되어 서로 접착하게 해주는 것이다. 즉, ACF는 금속 코팅된 플라스틱 또는 금속입자 등의 전도성 입자(이를 도전볼이라 한다)를 분산시킨 필름상의 접착제로서, LCD(Liquid Crystal Display) 실장분야에서의 LCD 패널과 TCP(Tape Carrier Package) 또는 PCB(Printed Circuit Board)와 TCP 등의 전 기적 접속에 널리 이용되고 있다. 최근의 LCD 기술의 발전에 따라 ACF는 접속 신뢰성의 향상과 접속 피치(Pitch)의 미세화도 급속하게 진행되고 있고, 그 결과 베어 칩(Bare Chip)을 LCD 패널에 직접 접속하여 실장하는 COG(Chip On Glass) 실장 등이 가능하게 되었다.

ACF의 접속원리는 접속할 두 매체 사이에 ACF를 위치시킨 후, 가열(온도 160∼180℃, 접속시간 10∼20sec) 및 가압(2∼3MPa)하면, ACF의 접착제가 용융되고 분산되어 있는 도전볼이 대치하는 전극 사이를 연결하여 도전성이 얻어지는 한편, 인접하는 전극 사이에는 접착제가 충진 되도록 하는 것이다. 이때 도전 입자가 서로 독립적으로 존재하기 때문에 수평 방향으로는 높은 절연성이 얻어지나 패드(범프) 사이의 수직방향으로는 도전성이 얻어지며, 도전 입자와 전극간의 기계적 접융은 접착제의 높은 접착력에 의하여 유지된다. 따라서, 접착제의 성능이 이방성 도전필름의 접속 신뢰성에 부여하는 영향이 크다.

도 1은 종래기술에 따른 압착수단의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 압착수단은 일체형의 툴바(5) 및 상기 툴바(5)에 소정의 열과 압력을 인가하는 압착구동부(6)를 구비한다. 압착수단은 이방성 도전필름(3)을 이용하여 피 접속부재(2,3)를 접속하는 장치로서, 툴바(5)를 구비한 압착 장치를 이용하여, 피 접속부재(2,3) 사이에 이방성 도전필름(3)을 위치시킨 후 가열된 툴바(5)를 화살표 방향으로 가압 구동시켜 피 접속부재(2,3)를 동시 접속하였다.

그런데 기존의 일체형 툴바(5)를 이용한 압착수단은 상기 툴바(5)에 연결되는 히터(미도시)를 통해 상기 툴바(5)를 고온으로 가열한다. 이 경우, 상기 툴바 (5)의 히터가 연결되는 부분과 연결되지 않는 부분의 온도가 국부적으로 다르게 분포하게 되므로 툴바(5) 전체의 온도를 균일하게 유지하기 어렵다. 이러한 현상이 지속되면, 고온으로 가열된 툴바(5)는 국부적으로 변형이 발생하고, 정확한 편평도와 본딩 위치를 제공할 수 없게 된다.

또한, 상기 툴바(5) 전체를 다른 본딩온도로 재 설정할 경우, 상기 툴바(5) 전체가 재설정된 본딩온도까지 도달하는데 많은 시간이 소요되어 공정 진행 시간이 증가하고, 제조 효율이 저하되는 문제가 있다.

나아가, 패널의 크기는 페널의 종류에 따라 다양하게 변화하지만, 일체형 툴바의 크기는 고정되어 있다. 패널의 크기가 상기 툴바의 크기보다 상대적으로 작을 경우, 상기 패널은 툴바의 일부분에만 접촉한다. 그러나, 이러한 경우에도 일체형 툴바의 전체가 가열되므로 비 접촉부분의 가열에 따른 전력이 소모되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 피 접속부재의 형태나 크기에 따라, 그에 대응되는 부분에 유동적으로 툴바를 집중시킬 수 있는 압착수단 및 이를 이용한 본딩장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 이방성 도전필름의 열 융착에 필요한 온도까지 빠른 시간안에 상승시킬 수 있는 압착수단 및 이를 이용한 본딩장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 압착수단은 본딩장치에 구비되어 이방성 도전필름을 피 접속부재에 압착시키는 장치에 있어서, 외부로부터 소정의 압력을 인가받아 제공하는 구동축; 상기 구동축에 연결되어 압착 대기 중인 상기 이방성 도전필름과 평행하게 마련되는 지그; 및 상기 지그에 이방성 도전필름이 개재되는 방향으로 돌출되어 독립적으로 장착되는 복수의 툴바;를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 본딩장치는 압착 툴바를 구비하여 이방성 도전필름을 피 접속부재에 압착시키는 본딩장치에 있어서, 외부로부터 소정의 압력을 인가받아 제공하는 구동축; 상기 구동축에 연결되어 압착 대기 중인 상기 이방성 도전필름과 평행하게 마련되는 지그; 및 상기 지그에 이방성 도전필름이 개재되는 방향으로 돌출되어 독립적으로 장착되는 복수의 툴바;를 포함한다.

본 발명에 따른 압착수단 및 본딩장치에 있어서, 상기 툴바는 상기 지그에 착탈이 가능하게 구비되거나, 상기 지그에 장착된 상태로 피 접속부재 또는 이방성 도전필름의 진행 방향 또는 상기 지그의 이동 방향으로 이동 및 고정 가능하도록 구비된다. 여기서, 상기 툴바는 유압장치를 구비하며, 상기 툴바는 상기 유압장치를 통해 이동 및 고정될 수 있다.

또한, 상기 압착수단은 히터를 구비하며, 상기 히터는 각각의 상기 툴바의 내부에 독립적으로 구비되거나, 각각의 상기 툴바에 독립적으로 연결될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 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 본딩장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 본딩장치는 이방성 도전필름(30)이 권취되어 있는 공급릴(110), 이방성 도전필름(30)을 피 접속부재(20) 상으로 이송시키는 이송수단(140), 이송된 이방성 도전필름(30)을 압착하는 압착수단(130), 상기 압착수단(130)을 구동시키는 압착구동부(170), 및 압착된 이방성 도전필름(30)의 이형필름(32)을 회수하는 회수릴(120)을 포함한다.

상기 공급릴(110)은 이방성 도전필름(30)이 권취된 상태로 본딩장치에 장착되어 이방성 도전필름(30)을 순차적으로 권출시켜 압착수단(130) 쪽으로 공급한다.

상기 회수릴(120)은 이방성 도전필름(30)이 피 접속부재(20)에 압착된 후에 이방성 도전필름(30)의 배면에 부착된 이형필름(32)을 권취하여 회수한다.

상기 이송수단(140)은 이방성 도전필름(30)의 경로 중 소정 부분에 위치하여 이방성 도전필름(30)을 압착 위치로 이송시킨다.

상기 압착수단(130)은 열과 압력으로 이방성 도전필름(30)을 피 접속부재 (20)의 전극 피치에 맞추어 압착한다.

한편, 상기 본딩장치는 피 접속부재(20)에 이방성 도전필름(30)이 압착된 이후에 이방성 도전필름(30)의 배면에 부착되어 있는 이형필름(32)을 이방성 도전필름(30)으로부터 분리하는 분지롤러(150)를 더 포함할 수 있다. 또한, 공급릴(110)에서 권출된 이방성 도전필름(30)의 이송을 안정적으로 유지시키는 클램프(160)를 더 포함할 수 있다.

압착구동부(170)는 압착수단(130)의 구동을 제어하다. 예컨대, 가압착 공정에서는 압착수단(130)을 통해 이방성 도전필름(30)으로 60∼90℃의 온도와 0.2∼0.29 MPa 압력을 3∼5초 정도 인가하고, 본압착 공정에서는 160∼210℃의 온도와 24.5∼58.5 MPa 압력을 5∼20초 정도의 시간 동안 이방성 도전필름(30)에 인가한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압착수단(130)의 구성을 도시한 개략도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압축수단(130)을 이용하여 이방성 도전필름(30)을 압착하는 과정을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 압착수단(130)은 외부로부터 소정의 압력을 인가받아 제공하는 구동축(131), 상기 구동축(131)에 연결되며 상기 이방성 도전필름(30)과 평행하게 마련되는 지그(132), 및 상기 지그(132)에 장착되는 복수의 툴바(133)를 구비한다.

구동축(131)의 일단은 압착구동부(도 2, 170)에 연결되고, 그 타단(즉, 이방성 도전필름(30)이 위치하는 방향의 단부)에는 지그(12)가 연결된다.

상기 지그(132)는 압착구동부(170)를 통해 인가되는 구동력을 상기 패널에 골고루 분배한다.

툴바(133)는 지그(132)의 일면, 구체적으로 이방성 도전필름(30)이 개재되는 방향에 형성되는 면에 돌출되어 장착된다.

툴바(133)가 지그(132)에 장착됨에 있어서, 툴바(133)는 지그(132)에 장착된 상태로 이방성 도전필름(30)의 이동방향(A,B) 또는 지그(132)의 구동방향(C,D)으로의 이동 및 고정이 가능하도록 구비된다.

또한, 툴바(133)는 고정부재(미도시)를 구비하여 필요에 따라 선택적으로 지그에 부착되거나, 지그(132)로부터 완전하게 분리될 수 있도록 장착될 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해 지그(132)에 장착되는 툴바(133)는 패널의 형태나 크기에 따라 선택적으로 착탈 또는 이동/고정할 수 있다.

바람직하게, 툴바(133)를 가열하는 히터(134)는 각각의 툴바(133)에 열을 전달하기 위하여 툴바(133)의 내부에 직접 구비되거나, 각각의 툴바(133)에 간접적으로 연결될 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 상기 압착수단(130)의 작동을 설명한다.

이방성 도전필름(30)의 압착공정은 압착툴바(130)가 이방성 도전필름(30)을 직접 압착하여 하부 피 접속부재(20)에 가압착하는 공정과 이방성 도전필름(30) 상에 상부 피 접속부재(10)를 배치하고 상부 피 접속부재(10)를 통하여 이방성 도전필름(30)에 압력과 열을 전달하는 본 압착 공정으로 나뉜다.

우선, 가압착공정을 살펴보면, 이방성 도전필름(30)이 공급릴(110)로부터 권 출된 후 이송수단(140)에 의하여 하부 피 접속부재(20) 상으로 이송되어 오면, 압착구동부(170)에 의해 구동되는 압착툴바(130)는 열과 압력을 이방성 도전필름(30)에 직접적으로 전달한다. 이때, 툴바(133)는 하부 피 접속부재(20)의 크기에 대응하도록, 그 일부가 착탈되거나 이동/고정된다.

다음으로, 압착툴바(130)가 이방성 도전필름(30)으로부터 이격되고, 이방성 도전필름(30)에서 이형필름(32)을 제거된 후, 본 압착 공정이 수행된다.

본 압착 공정을 살펴보면, 하부 피 접속부재(20)의 전극(21)부분에 상부 피 접속부재(10)의 전극(11)부분이 대응되도록 상부 피 접속부재(10)를 위치시킨다. 다음으로, 툴바(133)를 착탈 또는 이동/고정하여 상부 피 접속부재(10)에 대응되도록 조립한다. 마지막으로, 압착구동부(170)가 압착툴바(130)로 소정의 열과 압력을 인가하여 피 접속부재(10,20) 및 이방성 도전필름(30)에 전달한다.

상기와 같은 과정을 통해, 이방성 도전필름(30) 내에 존재하는 도전성 입자(50)를 피 접속부재(10,20)의 전극(11, 21)을 서로 연결하여 피 접속부재(10,20) 간의 통전이 가능하게 한다.

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 발명의 압착수단 및 이를 구비하는 본딩장치에 따르면, 피 접속부재가 위 치하는 부분으로 개별적으로 구비되는 툴바를 집중시킴으로써, 피 접속부재의 형태나 크기에 능동적으로 대응할 수 있는 툴바를 제공할 수 있다.

또한, 개별적으로 구비되는 툴바를 독립적으로 가열함으로써, 이방성 도전필름의 열 융착에 필요한 온도까지 빠른 시간안에 상승시킬 수 있으므로 공정 시간을 단축할 수 있다.

Claims (14)

1. 본딩장치에 구비되어 이방성 도전필름을 피 접속부재에 압착시키는 장치에 있어서,

   외부로부터 소정의 압력을 인가받아 제공하는 구동축;

   상기 구동축에 연결되어 압착 대기 중인 상기 이방성 도전필름과 평행하게 마련되는 지그; 및

   상기 지그에 이방성 도전필름이 개재되는 방향으로 돌출되어 독립적으로 장착되는 복수의 툴바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압착수단.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 툴바는 상기 지그에 착탈이 가능한 것을 특징으로 하는 압착수단.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 툴바는 상기 지그에 장착된 상태로 이방성 도전필름의 이동방향으로 이동 및 고정 가능한 것을 특징으로 하는 압착수단.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 툴바는 상기 지그에 장착된 상태로 상기 지그의 구동방향으로 이동 및 고정 가능한 것을 특징으로 하는 압착수단.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 툴바는 유압장치를 구비하며, 상기 유압장치를 통해 이동 및 고정되는 것을 특징으로 하는 압착수단.
6. 제 1항에 있어서,

   히터를 구비하며,

   상기 히터는 각각의 상기 툴바의 내부에 독립적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 압착수단.
7. 제 1항에 있어서,

   히터를 구비하며,

   상기 히터는 각각의 상기 툴바에 독립적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 압착수단.
8. 압착 툴바를 구비하여 이방성 도전필름을 피 접속부재에 압착시키는 본딩장치에 있어서,

   외부로부터 소정의 압력을 인가받아 제공하는 구동축;

   상기 구동축에 연결되어 압착 대기 중인 상기 이방성 도전필름과 평행하게 마련되는 지그; 및

   상기 지그에 이방성 도전필름이 개재되는 방향으로 돌출되어 독립적으로 장착되는 복수의 툴바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 툴바는 상기 지그에 착탈이 가능한 것을 특징으로 하는 본딩장치.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 툴바는 상기 지그에 장착된 상태로 이방성 도전필름의 이동방향으로 이동 및 고정 가능한 것을 특징으로 하는 본딩장치.
11. 제 8항에 있어서,

    상기 툴바는 상기 지그에 장착된 상태로 상기 지그의 구동방향으로 이동 및 고정 가능한 것을 특징으로 하는 본딩장치.
12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 툴바는 유압장치를 구비하며, 상기 유압장치를 통해 이동 및 고정되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
13. 제 8항에 있어서,

    히터를 구비하며,

    상기 히터는 각각의 상기 툴바의 내부에 독립적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
14. 제 8항에 있어서,

    히터를 구비하며,

    상기 히터는 각각의 상기 툴바에 독립적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.

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