KR100816992B1

KR100816992B1 - 이방성도전필름을 이용하는 본딩장치 및 본딩작업방법

Info

Publication number: KR100816992B1
Application number: KR1020070112406A
Authority: KR
Inventors: 성창환
Original assignee: 주식회사 디엠티
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2008-03-26

Abstract

본 발명은 평판디스플레이(Flat Panel Display, FPD)의 모듈(Module) 생산 공정 중에서, 미세한 전기적 회로결합 및 접착을 위한 소재인 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용한 COG(Chip on Glass) 본딩(Bonding), COF(Chip on film)본딩, 패널유리(Panel Glass)와 TAB(Tape Automated Bonding)을 부착하는 필름본딩 및 필름과 PCB(Printed Circuit Board)를 부착하는 PCB본딩 등의 작업을 수행할 때, 히팅장치의 히팅툴(Heating Tool)에 직접 부착하여 완충작용을 할 수 있도록 하는, 실리콘 패드(Silicone Pad)를 이용한 본딩 장치 및 이 실리콘 패드를 이용한 본딩 작업 공정에 관한 것으로서, 실리콘 패드는 히팅툴의 하단부에 설치된 히팅툴팁(Tip)을 감싸거나, 팁내부에 체결되도록 형성된다.

또한, 본 발명의 실리콘 패드는 그 재질을 알루미나(Al₂O₃), 고강도용 실리콘고무, 경화제 등이 함유된 실리콘 폴리머(Silicone Polymer)로 형성하여 압착 시 히팅툴로부터 전달되는 열을 이방성 도전필름으로 도달시키는 열전도율이 뛰어나고, 고온의 열에도 잘 견디며, 반복 압착 작업 시 패드의 쿠션성 및 복원능력이 탁월하여 본딩평형도를 유지할 수 있다.

히팅 툴, LCD, 패널, 실리콘 패드

Description

이방성도전필름을 이용하는 본딩장치 및 본딩작업방법{Bonding device using an Anisotropic Conductive Film and Bonding Method}

평판디스플레이(Flat Panel Display, FPD)의 모듈(Module) 생산 공정

본 발명은 평판디스플레이(Flat Panel Display, FPD)의 모듈(Module) 생산 공정 중에서, 미세한 전기적 회로결합 및 접착을 위한 소재인 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용한 COG(Chip on Glass) 본딩(Bonding), COF(Chip on film)본딩, 패널유리(Panel Glass)와 TAB(Tape Automated Bonding, 이하 ‘탭’이라 한다)등과 같은 필름을 부착하는 필름본딩 및 필름과 PCB(Printed Circuit Board)를 부착하는 PCB본딩 등의 작업을 수행할 때, 히팅장치의 히팅 툴(Heating Tool)에 직접 부착하여 완충작용을 할 수 있도록 하는 실리콘 패드를 이용하는 본딩 장치 및 평판디스플레이(Flat Panel Display, FPD)의 모듈(Module) 생산 공정 중에서, 상기 실리콘 패드를 이용한 본딩 작업 공정에 관한 것이다.

종래에는 평판디스플레이의 모듈 생산 공정에서 이방성 도전필름을 이용한 각종 본딩 작업 시, 두께가 얇은 완충용 시트를 축에 감아 롤(Roll) 형태로 만들고, 이것을 유니트에 거치하여 사용하였다. 그러나 이러한 시트 형태의 완충제는 별도의 거치장치 및 회수장치를 필요로 하여 설치 공간을 많이 필요로 하는 점, 시트를 피딩 장치에 거치하는 교체시간이 소요되는 점, 외부에서 외력이 가해질 경우 시트가 찢어질 가능성 있는 점 및 시트 자체가 고가인 점 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 별도의 거치장치를 필요로 하지 않으며, 히팅 툴에 직접 탈부착이 가능하고, 또한 열을 전달하는 능력과 열에 대한 저항성이 강하여 오랜 기간 사용할 수 있도록 기존의 완충용 시트를 대체할 수 있는 실리콘 패드를 제공하여 평판디스플레이의 모듈 생산 공정에서 본딩 공정의 능력을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 첫째, 히팅 툴의 하단부에 형성된 히팅 툴 팁에 탈부착이 가능하도록 형성된 실리콘 패드를 포함하는 본딩 장치를 제공하며, 둘째 종래의 본딩 공정이 가지는 문제를 해결하기 위하여 평판디스플레이(Flat Panel Display, FPD) 모듈(Module) 생산 공정 상에서, 상기 본딩 장치를 이용한 본딩 작업 공정에 관한 사항을 제공한다.

본 발명은 별도의 거치장치를 필요로 하지 않으며, 히팅 툴에 직접 탈부착이 가능하고, 또한 열을 전달하는 능력과 열에 대한 저항성이 강하여 오랜 기간 사용할 수 있도록 기존의 완충용 시트를 대체할 수 있는 실리콘 패드를 이용하는 본딩 장치를 제공하여 평판디스플레이의 모듈생산 공정에서 본딩 공정 능력을 향상시키게 된다.

본 발명의 본딩장치는 압력장치, 히팅장치, 프레스장치 및 실리콘 패드로 이루어지며, 상기 히팅장치는 히팅툴과 히팅툴팁으로 구성된다. 또한 압력장치는 공압에 의해서 압착을 할 수 있도록 구성하고, 레귤레이터(미도시)에 의해 압력조절이 가능하도록 하며, 히팅툴 또한 그 내부에 열선(미도시)이 배치되어 온도조절이 가능하도록 한다.

이하에서는 종래의 완충용 시트와 이를 이용한 본딩 공정을 먼저 기술한 후, 종래기술과 대별되는 본 발명의 구성은 도면을 이용하여 소개한다.

도 1은, 평판디스플레이(LCD, PDP 등) 모듈의 생산 공정을 일반화한 흐름도이다. 모듈 생산의 첫 번째 공정은 패널 글래스를 투입하여 세정한 후, 편광판 혹은 필터 등을 부착한 다음으로 본 발명이 적용되는 이방성 도전필름을 이용한 COG본딩이나 COF본딩, 혹은, IC를 장착한 탭 등과 같은 필름을 부착하는 필름본딩의 과정을 거치게 되며, 그 다음 필름과 PCB를 부착하는 PCB본딩을 거친 후, 마지막으로 케이스를 조립하고 검사하는 순서로 진행된다.

도 2는 종래의 완충용 시트를 이용한 LCD 모듈의 본딩 공정을 나타내는 것으로, 도 2에서와 같이 패널(4) 단부의 본딩이 이루어지는 부분에 이방성 도전필름(5)이 놓여지며, 상기 이방성 도전필름(5)의 상부에 상기 패널(4)과 본딩을 하는 대상체인 탭(7)을 위치시킨 후, 완충용 시트 거치장치(3)에 롤 형태로 감겨진 완충용 시트(2)를 연속적으로 상기 탭(7)의 상부에 위치시킨 후 종래의 히팅툴(1)을 하방으로 낙하시켜 상기 이방성 도전필름(5)을 매개로 상기 패널(4)과 상기 탭(7)을 소정의 압력과 온도로 열압착시켜 상기 패널(4)과 상기 탭(7)을 본딩한 후, 상기 완충 용 시트(2)를 완충용 시트 회수장치(6)로 회수시키는 작업을 반복해서 본딩 공정이 이루어지게 된다. 또한 도 2에서는 패널(4)과 탭(7)을 본딩시키는 공정에 대해서 설명하였지만, 상기 종래 공정에서 평판디스플레이의 종류 및 회로의 형식에 따라 탭을 대신하여 COG, COF 등을 본딩할 수도 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 본딩 공정은 완충용 시트를 위하여 별도의 거치장치 회수장치가 필요하기 때문에 설비의 공간을 많이 필요로 하고, 완충용 시트를 피딩 장치에 거치하는 교체시간이 소요되며, 외부에서 외력이 가해질 경우 시트가 찢어질 가능성 있는 점 및 시트 자체가 고가인 점 등의 문제점이 있었다.

도 3은 본 발명의 본딩장치를 나타내는 도면이다. 이방성도전필름이 반응을 하기 위해서는 소정의 온도와 압착압력을 필요로 하기 때문에 도 3에서 도시된 바와 같이, 본딩 작업을 위해서는 상부에 압력장치(100)가 구비되며, 상기 압력장치(100)의 하부에 히팅툴(200)이 결합된다. 히팅툴팁(500)은 상기 히팅툴(200)의 내부 공간에서 외부로 돌출되는 형태로 형성되며, 상기 히팅툴팁(500)의 하단부에는 종래의 완충용 시트를 대체할 수 있는 실리콘 패드(300)가 구비된다. 상기 압력장치는 공압에 의해서 압착을 할 수 있도록 구성하여, 압력조절이 가능하도록 하며, 히팅툴 또한 그 내부에 열선(미도시)이 배치되어 온도조절이 가능하도록 한다.

압력장치와 히팅툴은 프레스 장치(400)를 매개로 연결되며, 상하로 작동이 가능하도록 하여 상부에서 발생되는 열과 압력이 이방성 도전필름으로 잘 전달되도록 하며, 본딩작업이 연속적으로 이루어지도록 한다.

도 3a 및 도 3b는 히팅툴팁의 형상에 따른 실리콘 패드의 형상을 나타낸 것으로 히 팅툴팁의 형상에 따라서 실리콘 패드가 히팅툴팁을 감싸서 끼워지는 형상으로 형성될 수도 있고(도 3a), 히팅툴팁의 내부에서 외부로 돌출되는 형상(도 3b)으로도 형성될 수 있다. 즉, 히팅툴팁의 형상과 그에 대응되는 실리콘 패드의 형상은 서로가 끼워 맞춰져 탈부착이 가능한 형태이면 무방하다. 실리콘 패드의 형상은 히팅툴팁의 형상에 따라 다양한 형상으로 적용이 가능하며, 히팅툴의 길이에 맞추어 절단하여 손쉽게 적용이 가능하다.

도 4는 본 발명의 실리콘 패드를 히팅툴에 직접 장착한 방식을 적용한 탭 본딩의 공정도로서, 패널(40)의 단부에 이방성 도전필름(50)이 놓여지며, 상기 이방성 도전필름(50)의 상부에 상기 패널(40)과 본딩을 하는 대상체인 탭(60)을 위치시킨 후, 압력장치(30)를 이용하여, 실리콘 패드(20)가 장착된 히팅툴(10)을 하방향으로 이동시켜 상기 이방성 도전필름(50)을 매개로 상기 패널(40)과 상기 탭(60)을 소정의 압력과 온도로(이방성 도전필름의 종류 및 부착 대상에 따라 압력과 온도 값이 변함) 열압착시켜 상기 패널(40)과 상기 탭(60)를 본딩한 후, 상기 히팅장치는 다시 상방향으로 원위치하게 된다.

한편, 통상 현장에서 사용되는 이방성 도전필름에는 여러 규격 및 종류의 것이 있으며, 각각의 이방성 도전필름마다 본딩 작업시 최적인 압력과 온도가 다르나, 본딩 작업에 적절한 온도 및 압력은 당업자가 현장에 설치된 장치와 사용하고자 하는 이방성 도전필름의 종류에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 실리콘 패드를 히팅툴에 직접 장착한 방식을 이용한 PCB 본딩 공정도로서, 상기 PCB 본딩 공정은 탭 본딩 후 필요에 따라 연속적으로 이루어질 수 있다.

도 5에서와 같이 탭(60)과 PCB(70)를 본딩하기 위하여 상기 탭(60)과 상기 PCB(70)와의 사이에 이방성 도전필름(50)을 위치시킨 후, 압력장치(30)를 이용하여 실리콘 패드가 장착된 히팅툴(10)을 상방향에서 하방향으로 이동시켜 상기 이방성 도전필름(50)을 매개로 상기 탭(60)과 상기 PCB(70)를 소정의 압력과 온도로 열압착시켜 상기 탭(60)과 상기 PCB(70)를 본딩한 후, 상기 히팅장치는 다시 상방으로 원위치하게 된다.

도 6은 평판디스플레이(Flat Panel Display, FPD)의 일반적인 모듈(Module) 생산 공정 중에서, 실리콘 패드를 이용한 본딩 작업 방법의 각 단계를 나타낸 것으로, 본 발명에서 개발한 실리콘 패드를 이용한 본딩 작업은 우선, 실리콘 패드를 히팅툴팁의 하단부에 탈부착되도록 장착하여 본딩장치를 셋팅하는 단계(S 1), 다음으로 유리패널 또는 PCB 단부에 이방성 도전필름을 부착하는 단계(S 2), 이어서 이방성 도전필름의 상부로유리패널 또는 PCB 단부에 본딩하고자 하는 대상체를 위치시키는 단계(S 3), 그리고 본딩장치를 하강시켜 본딩하고자 하는 대상체의 위에서 열압착하는 단계(S 4) 및 본딩장치를 원위치 시키는 단계(S 5)로 이루어져 있으며, 반복 작업의 경우 S 5단계에서 S 2단계로 이동하여 연속적으로 작업이 이루어질 수 있게 된다.

도 1은 평판디스플레이(LCD, PDP 등) 모듈의 생산 공정을 일반화한 흐름도이다.

도 2는 종래의 완충용 시트를 이용한 LCD 모듈의 본딩 공정도이다.

도 3은 본 발명의 본딩장치를 나타내는 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실리콘 패드를 히팅툴에 직접 장착한 방식을 적용한 탭 본딩의 공정도이다.

도 5는 본 발명의 실리콘 패드를 히팅툴에 직접 장착한 방식을 이용한 PCB 본딩 공정도이다.

도 6은 실리콘 패드를 이용한 본딩 작업 방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.

Claims

평판디스플레이 모듈생산 공정에서 미세한 전기적 회로결합 및 접착을 위한 소재인 이방성 도전필름 사용하는 본딩 장치에 있어서, 상기 본딩 장치는 상부에 압력장치(100)가 구비되며, 상기 압력장치(100)의 하부에 히팅툴(200)이 결합되며, 히팅툴팁(500)은 상기 히팅툴(200)의 내부 공간에서 외부로 돌출되는 형태로 형성되며, 상기 히팅툴팁(500)의 하단부에는 종래의 완충용 시트를 대체하도록 상기 히팅툴팁(500)에 부착되는 실리콘 패드(300)가 구비되는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름을 사용하는 본딩장치.
제1항에 있어서, 상기 압력장치는 압력원으로서 공압을 이용하고, 상기 압력장치는 레귤레이터가 부착되어 압력조절이 가능하며, 상기 히팅툴은 온도조절이 가능한 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름 사용하는 본딩 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력장치(100)와 히팅툴(200)은 프레스 장치(400)를 매개로 연결되어, 상하로 작동이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름 사용하는 본딩 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 히팅툴팁(500)의 하단부에 구비되는 상기 실리콘패드(300)는 상기 히팅툴팁(500)에 탈부착되도록 끼워지는 것을 특징으로 하 는 이방성 도전필름을 사용하는 본딩 장치.
평판디스플레이 모듈생산 공정에서 미세한 전기적 회로결합 및 접착을 위한 소재인

이방성 도전필름 사용하는 본딩 작업 방법은

실리콘 패드를 히팅툴팁의 하단부에 탈부착되도록 장착하여 본딩장치를 셋팅하는 단계(S 1);

유리패널 또는 PCB 단부에 이방성 도전필름을 부착하는 단계(S 2);

이방성도전필름의 상부로 유리패널 또는 PCB 단부에 본딩하고자 하는 대상체를 위치시키는 단계(S 3);

본딩장치를 하강시켜 본딩하고자 하는 대상체의 위에서 열압착하는 단계(S 4); 및 본딩장치를 원위치 시키는 단계(S 5);로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름 사용하는 본딩 작업 방법