KR101004087B1 - Apparatus and method for ACF packaging using laser - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치 및 방법에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명은 이방전도성필름을 사용하여 시료와 기판을 본딩하는 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치에 있어서, 설정된 파장을 갖는 레이저를 발생하는 광원부와; 상기 광원부로부터 발생된 레이저를 상기 기판의 상부면에 조사하는 조사부 및 레이저 조사가 완료된 상기 기판 상부면에 압력을 인가하는 가압부를 포함하는 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an anisotropic conductive film packaging apparatus and method using a laser, the present invention for this purpose is an anisotropic conductive film packaging apparatus using a laser bonding a sample and a substrate using an anisotropic conductive film, a laser having a set wavelength A light source unit generating a; The present invention relates to an anisotropic conductive film packaging apparatus using a laser including an irradiation unit for irradiating a laser beam generated from the light source unit to an upper surface of the substrate and a pressing unit for applying pressure to the upper surface of the substrate on which laser irradiation is completed.
상술한 바와 같이, 본 발명의 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치 및 방법은 레이저를 사용하여 이방전도성필름 본딩을 함으로써 공정의 신뢰성, 정확성을 향상시키는 효과가 있으며, 또한 공정시간을 단축시키는 효과가 있다.As described above, the anisotropic conductive film packaging device and method using the laser of the present invention has the effect of improving the reliability and accuracy of the process by the anisotropic conductive film bonding using a laser, and also has an effect of shortening the process time. .
ACF, 이방전도성필름, 패키징, 본딩, 레이저, 광조사 ACF, Anisotropic Conductive Film, Packaging, Bonding, Laser, Light Irradiation
Description
본 발명은 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저를 사용하여 이방전도성필름 본딩함으로써 공정의 신뢰성, 정확성 향상을 제공하고, 공정시간을 단축시키는 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an anisotropic conductive film packaging apparatus and method using a laser, and more particularly anisotropic conductive using a laser to provide an improved process reliability and accuracy by shortening the process time by bonding an anisotropic conductive film using a laser. A film packaging apparatus and method.
일반적으로 이방전도성필름(ACF: Anisotropic Conductive Film)은 열에 의해 경화되는 접착제와 그 안에 미세한 전도성입자(도전볼)를 혼합시킨 양면테이프 상태의 재료로서, 엘씨디(LCD: Liquid Crystal Display) 실장분야에서의 엘씨디 패널(LCD Panel)과 연성회로기판(FPC: Flexible Printed Circuit) 또는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)과 연성회로기판(FPC) 등의 전기적 접속에 널리 이용되고 있다. In general, anisotropic conductive film (ACF) is a double-sided tape in which an adhesive cured by heat and fine conductive particles (conductive balls) are mixed therein, and is used in the field of liquid crystal display (LCD). BACKGROUND ART It is widely used for electrical connection of LCD panels, flexible printed circuits (FPCs) or printed circuit boards (PCBs), and flexible printed circuit boards (FPCs).
상기 이방전도성필름의 특성을 살펴보면, 상기 이방전도성필름에 고온고압을 가하면 회로패턴의 패드가 맞닿는 부분의 전도성입자가 파괴되면서 파괴된 전도성입자가 상기 패드와 통전하게 되고, 상기 패드부분 외의 부분에서 나머지 접착제가 충진 및 경화되어 서로 접착되도록 한다.Looking at the characteristics of the anisotropic conductive film, when the high temperature and high pressure is applied to the anisotropic conductive film, the conductive particles in the portion where the pad of the circuit pattern is in contact with each other is destroyed, the conductive particles are energized with the pad, the rest of the portion outside the pad portion The adhesive is filled and cured to bond to each other.
상기 이방전도성필름 개발 초기에는 접착제로서, 재작업성이 우수한 열가소성수지를 사용하였으나, 내열성이 약하고, 융해온도가 높아 접속저항이 높은 어려움으로 인하여 열가소성수지 대신 높은 접속신뢰율을 갖는 열경화성수지를 접착제로서 사용하게 되었다. In the initial development of the anisotropic conductive film, as an adhesive, a thermoplastic resin having excellent reworkability was used, but due to the difficulty of high heat resistance and high melting temperature, a thermosetting resin having a high connection reliability as an adhesive was used as an adhesive. It was used.
통상적으로 상기 이방전도성필름을 이용하여 디스플레이와 구동 드라이버 기판을 본딩(Bonding)하는데 있어서, 열원으로 핫바(Hot bar)를 사용하였다. 접착제로 사용되는 상기 열경화성수지의 특성으로 인하여, 상기 이방전도성필름에 일정한 온도, 가압 및 시간이 공급되어야 했으나, 상기 핫바를 이용한 열융착공정 및 장치는 핫바 전체의 온도를 균일하게 하는 것이 어렵고, 접속 부위 이외에 열소모성이 크므로 열전환 효율이 떨어지는 문제점이 발생하였다. Typically, in bonding the display and the driving driver substrate using the anisotropic conductive film, a hot bar was used as a heat source. Due to the characteristics of the thermosetting resin used as an adhesive, a constant temperature, pressure and time had to be supplied to the anisotropic conductive film, but in the heat fusion process and apparatus using the hot bar, it is difficult to make the temperature of the entire hot bar uniform, The heat dissipation efficiency was lowered because the heat dissipation was great in addition to the part.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 레이저를 사용하여 이방전도성필름을 본딩함으로써, 기판에 레이저 조사 시 열전환 효율의 향상 및 본딩조건의 최적화를 가능하도록 하는 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been proposed to solve the above problems, by bonding the anisotropic conductive film using a laser, anisotropic conductivity using a laser to enable the improvement of the thermal conversion efficiency and the optimization of the bonding conditions when the laser irradiation on the substrate. It is an object to provide a film packaging apparatus and method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 이방전도성필름을 사용하여 시료와 기판을 본딩하는 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치에 있어서, 설정한 파장을 갖는 레이저를 발생하는 광원부와; 상기 광원부로부터 발생된 레이저를 상기 기판의 상부면에 조사하는 조사부 및 레이저 조사가 완료된 상기 기판 상부면에 압력을 인가하는 가압부를 포함한다. In order to achieve the above object, an anisotropic conductive film packaging device using a laser for bonding a sample and a substrate using the anisotropic conductive film according to the present invention, comprising: a light source unit for generating a laser having a set wavelength; And a pressurizing unit for irradiating a laser generated from the light source unit to the upper surface of the substrate and a pressurizing unit for applying pressure to the upper surface of the substrate where laser irradiation is completed.
보다 바람직한 본 발명의 특징에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치는 상기 기판의 상부면에 레이저를 조사하기 위한 갈바노미터 스캐너(Galvanometer Scanner) 및 폴리곤 스캐너(Polygon Scanner) 중 적어도 하나를 포함하는 조사부를 포함함을 특징으로 한다. An anisotropic conductive film packaging device using a laser according to a feature of the present invention is more preferably irradiating portion including at least one of a galvanometer scanner and a polygon scanner for irradiating a laser to the upper surface of the substrate Characterized by including.
보다 바람직한 본 발명의 특징에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치는 상기 광원부로부터 발생한 레이저를 상기 기판 상부면에 조사 시, 다수의 지점으로 조사되도록 분할하는 분할헤드 또는 상기 레이저를 일직선형태로 상기 기판 상부면에 조사하는 라인헤드를 포함하는 조사부를 포함함을 특징으로 한다. An anisotropic conductive film packaging apparatus using a laser according to a feature of the present invention is a split head for dividing the laser generated from the light source unit to be irradiated to a plurality of points when irradiating the upper surface of the substrate or the substrate in a straight form And an irradiation part including a line head irradiating the upper surface.
보다 바람직한 본 발명의 특징에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치는 상기 시료 및 이방전도성필름이 적층된 기판의 상부면에 공기를 조사하여 상기 이방전도성필름을 상기 기판에 접합하는 가압부를 포함함을 특징으로 하는 한다. An anisotropic conductive film packaging device using a laser according to a feature of the present invention more preferably comprises a pressing unit for bonding the anisotropic conductive film to the substrate by irradiating air to the upper surface of the substrate on which the sample and the anisotropic conductive film is laminated. It is characterized by.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 이방전도성필름을 사 용하여 시료와 기판을 본딩하는 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 방법에 있어서, 설정한 파장을 갖는 레이저를 발생하는 제1단계와; 상기 발생된 레이저를 상기 기판의 상부면에 조사하는 제2단계 및 레이저 조사가 완료된 상기 기판 상부면에 압력을 가하는 제3단계를 포함한다. In order to achieve the above object, an anisotropic conductive film packaging method using a laser for bonding a sample and a substrate using an anisotropic conductive film according to the present invention, comprising: a first step of generating a laser having a set wavelength; And a third step of irradiating the generated laser to an upper surface of the substrate and a third step of applying pressure to the upper surface of the substrate on which the laser irradiation is completed.
보다 바람직한 본 발명의 특징에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 방법은 상기 기판 상부면에 레이저 조사 시, 다수의 지점으로 조사되도록 상기 발생된 레이저를 분할하여 조사하는 제1과정 또는 상기 기판 상부면에 상기 레이저를 라인형태로 조사하는 제3과정을 포함하는 제2단계를 포함함을 특징으로 한다. In the method of packaging an anisotropic conductive film using a laser according to a feature of the present invention, when the laser is irradiated to the upper surface of the substrate, the first process or the upper surface of the substrate is divided and irradiated to generate a plurality of points. And a second step including a third process of irradiating the laser in a line form.
보다 바람직한 본 발명의 특징에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 방법은 상기 시료 및 이방전도성필름이 적층된 기판의 상부면에 공기를 조사하여 압력을 인가하는 제3단계를 포함함을 특징으로 한다. A method for packaging an anisotropic conductive film using a laser according to a feature of the present invention is characterized in that it comprises a third step of applying pressure to the upper surface of the substrate on which the sample and the anisotropic conductive film are laminated.
상술한 바와 같이, 본 발명의 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치 및 방법은 레이저를 사용하여 이방전도성필름을 본딩함으로써 공정의 신뢰성, 정확성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the anisotropic conductive film packaging device and method using the laser of the present invention has the effect of improving the reliability and accuracy of the process by bonding the anisotropic conductive film using a laser.
또한 공정시간을 단축시킴으로써, 생산성을 향상시키는 효과가 있다. In addition, by shortening the process time, there is an effect of improving the productivity.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치 및 방법에 대 한 예는 다양하게 적용될 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다. Examples of an apparatus and method for packaging an anisotropic conductive film using a laser according to the present invention may be variously applied, and hereinafter, a preferred embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of an anisotropic conductive film packaging apparatus using a laser according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치는 레이저를 발생하는 광원부(100)와 레이저를 기판에 조사하는 조사부(200) 및 상기 기판에 압력을 가하는 가압부(300)를 포함한다. As shown in FIG. 1, an anisotropic conductive film packaging apparatus using a laser includes a
광원부(100)는 설정한 대역의 파장을 갖는 레이저를 발생하고, 조사부(200)로 레이저를 출력한다. The
조사부(200)는 광원부(100)로부터 발생된 레이저를 이방전도성필름(12)이 도포된 기판(10) 상부면으로 조사한다.The
가압부(300)는 레이저가 조사된 상기 기판(10) 상부면으로 공기를 조사하여 상기 이방전도성필름(12)이 도포된 기판(10)에 압력을 가한다. The pressurizing
도 2를 통해, 조사부(200)의 내부구성을 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다. With reference to Figure 2, looking at the internal configuration of the
조사부(200)는 스캐너(220) 및 헤드(240) 중 적어도 하나를 포함한다. The
스캐너(220)는 갈바노미터스캐너(222)와 폴리곤 스캐너(224) 중 적어도 하나일 수 있다. The
헤드(240)는 분할헤드(242) 또는 라인헤드(244)를 포함한다.
분할헤드(242)는 광원부(100)로부터 발생된 단일 레이저를 분할(Split)하여, 이방전도성필름(12)이 도포된 기판(10) 상부면의 다수의 지점(Point)으로 조사한다. The
라인헤드(246)는 광원부로부터 발생된 레이저를 상기 기판 상부면에 일직선의 형태로 조사함으로써, 상기 기판의 지점이 아닌 면적으로 조사한다. The line head 246 irradiates the laser generated from the light source unit in a straight line to the upper surface of the substrate, thereby irradiating the area instead of the point of the substrate.
이하, 도 3을 참조로 하여 본 발명의 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 방법에 대하여 살펴보도록 한다. Hereinafter, an anisotropic conductive film packaging method using the laser of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
도 3에 도시된 바와 같이, 접착하고자 하는 유리(Glass)와 같은 투명한 소재의 기판(10)을 형성하고(S410), 상기 기판(10)의 상부 일측으로 이방전도성필름(12)을 적층한다(S420). 상기 기판(10) 상부 일측으로 적층된 이방전도성필름(12) 상부 일측으로 상기 기판(10)과 접착하고자 하는 시료(14)를 적층한다(S430).As shown in Figure 3, to form a
이 때, 상기 기판(10)과 시료(14)의 도전볼을 포함하는 범프(10a, 14a)가 서로 접속이 이루어지도록 정확하게 위치를 맞추는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable to accurately position the
상기 기판(10)과 시료(14)의 범프(10a, 14a) 위치를 동일시킨 후, 광원으로부터 발생된 레이저를 조사하는 방법을 선택하도록 한다(S440).After the
(제1과정)(1st course)
상기 S440과정의 선택결과에 따라, 광원으로부터 발생된 단일 레이저를 입력받은 헤드가 상기 레이저를 분할하여, 상기 기판(10)의 상부면에 다수의 지점을 동시에 조사한다(S442).According to the selection result of the step S440, the head receiving a single laser generated from the light source divides the laser, and simultaneously irradiates a plurality of points on the upper surface of the substrate 10 (S442).
이러한 경우, 레이저를 조사하는 헤드를 하나만 사용하여 상기 기판(10) 상 부면의 다수의 지점으로 동시에 레이저를 조사할 수 있으므로, 공정시간을 줄일 수 있다. In this case, since only one head for irradiating the laser can be irradiated to a plurality of points on the upper surface of the
(제2과정)(2nd course)
상기 S440과정의 선택결과에 따라, 광원으로부터 발생된 레이저를 헤드로 입력받아 상기 기판의 상부면에 라인 (일직선)형태로 레이저를 조사한다(S444). According to the selection result of the step S440, the laser generated from the light source is input to the head to irradiate the laser in the form of a line (straight line) to the upper surface of the substrate (S444).
이러한 경우, 제조공정상 연속되는 기판에 대하여, 상기 기판 상부면에 점이 아닌 면적으로 레이저를 조사할 수 있어, 공정시간을 크게 줄일 수 있다. In this case, the laser can be irradiated to the substrate that is continuous in the manufacturing process with an area other than a dot on the upper surface of the substrate, thereby greatly reducing the process time.
상술한 제1과정과 제2과정에서 레이저 조사 시, 상기 레이저는 780 ~ 1200nm 의 파장을 갖고, 0.1 ~ 10 sec 의 조사시간을 갖는 것이 바람직하다. When the laser irradiation in the first process and the second process described above, the laser has a wavelength of 780 ~ 1200nm, it is preferable to have a irradiation time of 0.1 ~ 10 sec.
상술한 과정을 통해, 레이저 조사가 완료된 기판의 상부면에 고압상태의 공기(Air)를 조사하여 상기 기판을 압착한다(S460). 이 때, 조사되는 공기의 압력은 10 ~ 50MPa 이 바람직하다. Through the above-described process, the substrate is compressed by irradiating air at high pressure to the upper surface of the substrate on which the laser irradiation is completed (S460). At this time, the pressure of the irradiated air is preferably 10 to 50 MPa.
따라서 열경화성수지와 도전볼의 혼합으로 형성된 이방전도성필름의 도전볼이 고온과 압력을 받음에 따라 상기 기판과 시료와 연결된 범프가 맞닿는 부분의 도전볼이 파괴된다. 상기 파괴된 도전볼은 상기 범프와 통전하게 되고, 범프 외에 다른 부분에는 접착제가 충진 및 경화됨으로써, 상기 기판과 시료는 본딩(Bonding)하게 된다. Therefore, as the conductive ball of the anisotropic conductive film formed by mixing the thermosetting resin and the conductive ball is subjected to high temperature and pressure, the conductive ball in the part where the bump connected to the substrate and the sample abuts is destroyed. The broken conductive balls are energized with the bumps, and the other parts of the bumps are filled and cured to bond the substrate and the sample.
상술한 바와 같이, 본 발명의 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치 및 방법을 사용함으로써, 핫바를 열원으로 사용할 때 접속부분과 비접속부분에서 온도차 발생을 방지하여 레이저가 조사된 부분의 온도를 균일하게 유지하는 장점이 있다. As described above, by using the anisotropic conductive film packaging device and method using the laser of the present invention, when using a hot bar as a heat source to prevent the temperature difference in the connection portion and the non-connection portion to uniform temperature of the laser irradiated portion There is an advantage to keep.
뿐만 아니라, 레이저가 조사된 기판 상부면의 전체에서 열전환이 이루어지므로, 열전환 효율이 향상되는 장점이 있다.In addition, since the heat conversion is made in the entire upper surface of the substrate irradiated with the laser, there is an advantage that the heat conversion efficiency is improved.
이와 더불어, 기판과 시료의 본딩시 본딩조건에 있어서, 레이저조사부에서 조사하는 레이저를 각각의 조건으로 제어할 수 있으므로, 본딩조건을 최적화시킬 수 있으므로, 핫바 사용 시 각각의 사용자에 따라 발생하는 공정오차를 줄여 공정시간을 향상시키는 장점이 있다. In addition, in bonding conditions when bonding the substrate and the sample, the laser irradiated by the laser irradiation unit can be controlled under each condition, so that the bonding conditions can be optimized. There is an advantage to improve the process time by reducing the.
이상 본 발명에 의한 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치 및 방법에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. The anisotropic conductive film packaging device and method using the laser according to the present invention have been described above. Such technical configuration of the present invention can be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Therefore, the embodiments described above are intended to be illustrative in all respects and not to be considered as limiting, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the foregoing description, and the meanings of the claims and All changes or modifications derived from the scope and the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치의 개념도이고,1 is a conceptual diagram of an anisotropic conductive film packaging apparatus using a laser according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 장치의 조사부의 내부구성도이고, 2 is an internal configuration diagram of an irradiation unit of the anisotropic conductive film packaging device using a laser according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저를 이용한 이방전도성필름 패키징 방법의 순서도이다. 3 is a flow chart of an anisotropic conductive film packaging method using a laser according to an embodiment of the present invention.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
100: 광원부 200: 조사부100: light source 200: irradiation unit
300: 가압부 10: 기판300: pressing unit 10: substrate
10a, 14a: 패드 12: 이방전도성필름10a, 14a: pad 12: anisotropic conductive film
14: 시료 14: sample
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|---|---|---|---|---|
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002261108A (en) * | 2000-12-28 | 2002-09-13 | St Microelectron Srl | Method for forming protective package and mold for forming protective package |
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2008
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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