KR101050416B1 - 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이를 이용한 이방성 도전필름의 시험 방법 - Google Patents

이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이를 이용한 이방성 도전필름의 시험 방법 Download PDF

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Abstract

서로 다른 간격으로 배치된 테스트 패드를 구비한 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이를 이용한 이방성 도전필름의 시험 방법이 개시된다. 상기 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치는, 전기적 신호를 인가하는 다수의 접속 범프를 포함하는 집적회로칩; 이방성 도전필름을 매개하여, 상기 다수의 접속 범프와 각각 접속하여 전기적 신호를 인가받는 다수의 테스트 패드를 구비하며, 상기 다수의 테스트 패드 사이의 간격은 서로 다르도록 되어 있는 기판; 및 상기 다수의 테스트 패드 중, 인접하는 한 쌍의 테스트 패드 사이의 절연 저항을 측정할 수 있는 절연저항 측정기를 포함한다.
이방성 도전필름, 절연저항 측정장치, 집적회로칩, 접속 범프, 기판

Description

이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이를 이용한 이방성 도전필름의 시험 방법 {Apparatus for measuring insulation resistance of anisotropic conductive film and method for testing anisotropic conductive film}
본 발명은 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이를 이용한 이방성 도전필름의 시험 방법에 관한 것으로서, 서로 다른 간격으로 배치된 테스트 패드를 구비한 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이를 이용한 이방성 도전필름의 시험 방법에 관한 것이다.
고기능, 편리성에 대한 요구가 커지고, 정보화 사회로 급속히 진전함에 따라 경량화, 박형화, 저소비전력화가 가능한 평판 디스플레이 기술이 등장하였다. 평판 디스플레이기술은 음극선관(CRT)을 급속히 대체함은 물론 새로운 응용 분야를 개척하고 있는데, 특히 가전제품, 컴퓨터, 휴대폰 등에 사용되는 유망품목으로 성장발전하고 있다. 그 중 대표적으로 액정표시장치는 대면적화, 저소비 전력화, 광시각화를 추구하고 있으며, 성능면에서는 고휘도, 고대비 및 고응답 속도의 달성을 요 구하고 있다.
액정디스플레이(LCD)의 뒤를 이어 차세대 평판디스플레이 기기로서 주목을 받고 있는 플라즈마 디스플레이(PDP), 유기EL 등이 있으며, 이에 따른 집적회로의 성능향상과 새로운 실장기술의 발달이 요구되고 있다. 특히 최근의 LCD 등의 제품이 컬러화, 대형화, 박판화되고 고해상도, 저전압구동 등의 매우 높은 품질 및 성능 향상이 요구되고 있어, 극미세피치의 접속, 접속면적의 최소화, 고정밀/다단자 접속 등의 필요성이 부각되고 있다. 고해상도를 위한 픽셀수가 증가하는 디스플레이의 구동회로 실장방법이 극미세피치 접속, 실장평가의 용이성, 수리가능성, 높은 신뢰도, 저가격화 등이 요구되는 가운데, 기존의 실장방법인 탭방식에서, 구동회로 디스플레이 기판인 유리 기판(glass substrate)에 직접 접속시키는 칩온글라스(chip on glass) 방식, 탭 형 대신 극미세피치 회로 구성이 가능한 플라이미드 플렉스에 구동회로를 접속시키는 칩온플렉스(chip on flex) 방식이 점점 필요해지고 있다.
즉, 칩온글라스 방식은 기판에 집적 회로를 접착시키는 방식으로, 응용 발전된 초박형, 경량화로 인해 접속피치의 미세화에 대응하는 실장 방식이다. 공개 특허 2006-0112521호에는, 액정 구동칩 접속 범프와 기판 도전막 패턴 간의 안정적인 접촉 저항을 갖는 액정구동회로 및 접속 범프의 구조 설계가 개시되어 있으며, 이는 구동칩 내에서 입출력단자의 비대칭성에 의해 접속 범프와 기판도전막 사이에서 변형되는 도전입자의 변형차이를 해결하여, 실장 불량을 해결할 수 있고, 외부 단자에 인가되는 표시장치의 오동작을 방지할 수 있고, 극미세 간격을 갖는 접속 범프간 전기적 단락을 해결할 수 있는 접속 펌프의 구조에 관한 것이다. 도 1은 통상적인 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치의 개략 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치는 전기적 신호를 인가하는 접속 범프(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)를 구비한 집적회로칩(10) 및 상기 접속 범프(12a 내지 12e)에 상응하는 테스트 패드(22a, 22b, 22c, 22d, 22e)를 구비한 기판(20)을 포함하며, 상기 집적회로칩(10)은 이방성 도전필름(미도시)에 의하여 상기 기판(20)에 접착된다. 특히, 상기 접속 범프(12a 내지 12e)는 동일한 간격으로 배치되며, 예를 들면, 통상적으로 20㎛의 간격으로 배치되며, 상기 테스트 패드(22a 내지 22e)도 상기 접속 범프(12a 내지 12e)와 동일한 간격으로 배치된다. 또한, 상기 접속 범프(12a 내지 12e)는 제조 공정상 간격을 20㎛ 미만으로 좁히는데 기술적인 한계가 있다. 따라서 접속 범프 간격이 20㎛ 미만일 때의 절연 저항을 측정할 수 없으므로, 상기 이방성 도전필름의 최소 절연저항을 보장하는 간격을 찾아낼 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 이방성 도전필름의 절연저항 특성을 발휘하는 전극의 최소간격을 확인 및 검출할 수 있는, 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이를 이용한 이방성 도전필름의 시험 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 다양한 전극 간격에 대하여, 이방성 도전필름의 절연특성을 측정할 수 있는 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이를 이용한 이방성 도전필름의 시험 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전기적 신호를 인가하는 다수의 접속 범프를 포함하는 집적회로칩; 이방성 도전필름을 매개하여, 상기 다수의 접속 범프와 각각 접속하여 전기적 신호를 인가받는 다수의 테스트 패드를 구비하며, 상기 다수의 테스트 패드 사이의 간격은 서로 다르도록 되어 있는 기판; 및 상기 다수의 테스트 패드 중, 인접하는 한 쌍의 테스트 패드 사이의 절연 저항을 측정할 수 있는 절연저항 측정기를 포함하는, 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치를 제공한다. 또한 본 발명은, 전기적 신호를 인가하는 다수의 접속 범프를 포함하는 집적회로칩과, 상기 다수의 접속 범프와 각각 접속하여 전기적 신호를 인가받는 다수의 테스트 패드를 구비하며, 상기 다수의 테스트 패드 사이의 간격은 서로 다르도록 되어 있는 기판을, 이방성 도전필름을 이용하여 서로 접속시키는 단계; 상기 다수의 테스트 패드 중, 인접하는 테스트 패드 사이의 절연 저항을 각각 측정하는 단계; 및 상기 측정된 절연 저항이 소정치 이하로 되는, 인접하는 테스트 패드 사이의 거리를 상기 이방성 도전필름을 사용할 수 없는 전극 간격으로 판단하는 단계를 포함하는, 이방성 도전필름의 시험방법을 제공한다.
본 발명에 따른 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이방성 도전필름의 시험 방법은 서로 다른 간격으로 배치된 테스트 패드를 구비하여, 이방성 도전필름의 절연저항 특성을 발휘할 수 있는 전극간 최소 간격을 용이하게 찾아낼 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치 및 이방성 도전필름의 시험 방법은 간격 배열에 제한이 있는 집적회로칩의 접속 범프 대신 기판에 장착된 테스트 패드를 다양한 간격으로 배치하므로, 비용 및 제조면에서 경제적인 장점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치를 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치의 개략 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치는, 집적회로칩(110), 기판(120) 및 절연저항 측정기(140)를 포함하며, 상기 직접회로칩(110)은 이방성 도전필름(130)을 이용하여 상기 기판(120)에 접속된다. 상기 집적회로칩(110)은 중심부에 위치하는 내부 회로(미도시) 및 상기 내부 회로와 연결되어 전기적 신호를 입출력하는 다수의 접속 범프(112a, 112b, 112c, 112d, 112e)를 포함할 수 있다. 상기 접속 범프(112a 내지 112e)는 상기 기판(120)과 연결되어 전기적 신호를 인가하는 돌출 단자로서, 복수개의 접속 범프로 이루어진다. 상기 접속 범프(112a 내지 112e)는 접촉 저항을 감소시키기 위하여, 면적을 크게 하는 것이 바람직하며, 통상적으로 상기 접속 범프(112a 내지 112e)의 폭(a)은 20 내지 60㎛이다. 다만, 접속 범프 간의 단락을 방지하기 위하여, 접속 범프 사이의 간격이 제한되며, 통상적으로 접속 범프의 최소 간격(c)은 20㎛이다. 또한, 상기 접속 범프(112a 내지 112e)는 균일한 간격으로 배치되어 있는 것이 제조 및 작동 측면에서 바람직하다.
상기 기판(120)의 일단에는, 상기 다수의 접속 범프(112a 내지 112e)와 상응하는 다수의 테스트 패드(122a, 122b, 122c, 122d, 122e)가 형성되어 있다. 상기 다수의 테스트 패드(122a 내지 122e)는, 상기 이방성 도전필름(130)을 매개하여, 상기 접속 범프(112a 내지 112e)와 각각 접속하여 전기적 신호를 인가받는 장치이다. 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)의 크기는 상기 접속 범프(112a 내지 112e)와 달리 제한되지 않으므로 필요에 따라 조절가능하다. 상기 테스트 패드(122a)의 폭(b)은, 필요에 따라 다르게 형성될 수 있다. 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)의 크기 변화로, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)의 간격(d1, d2, d3, d4)을 변경시킬 수 있다. 즉, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)의 크기가 점점 커지면, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)의 간격은 좁아지게 되며, 예를 들면, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)의 간격(d1, d2, d3, d4)은 각각 20㎛, 16㎛, 14㎛ 및 12㎛일 수 있다. 또한, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)가 상기 이방성 도전필름(130)을 매개하여, 상기 접속 범프(112a 내지 112e)에 접속하면, 상기 접속 범프(112a 내지 112e)와 테스트 패드(122a 내지 122e)는 하나의 전극으로 일체화된다. 따라서, 상기 접속 범프(112a 내지 112e)의 간격(c)이 일정하더라도, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)의 간격(d1, d2, d3, d4)이 서로 다른 경우, 일체화된 상기 접속 범프(112a 내지 112e) 사이의 절연 저항은 상기 테스트 패드(122a 내지 122e) 사이의 간격에 의하여 결정된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)의 간격이 상기 접속 범프(112a 내지 112e)의 간격보다 작은 경우, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)에 의하여 일체화된 전극의 간격이 결정된다. 이 경우, 절연저항 측정기(140)에 의하여, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)의 간격(d1, d2, d3, d4)에 각각 해당하는 상기 인접한 테스트 패드(122a 내지 122e) 사이의 절연 저항을 측정할 수 있으며, 이에 따라, 상기 이방성 도전필름(130)의 절연 저항 특성을 알아낼 수 있다. 즉, 측정된 인접한 테스트 패드(122a 내지 122e) 사이의 절연 저항이 특정치, 예를 들면, 절연 저항의 최소 기준값 109Ω 이하인 경우, 상기 이방성 도전필름(130)은 상기 측정된 전극 간격에서는 사용될 수 없음을 알 수 있다.
상기 절연저항 측정기(140)는 전극간의 저항을 측정하는 장치로서, 통상적인 절연저항 측정기가 사용될 수 있다. 또한, 상기 테스트 패드(122a 내지 122e)는 산 화 인듐 주석(indium tin oxide, ITO)이 사용될 수 있으며, 특히 상기 산화 인듐 주석은, 저항이 매우 높은 경우, 저항 측정 시 영향이 미치므로, 표면 저항이 1㎠ 당 10 ohm 미만인 전도성 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 이방성 도전필름(130, anisotropic conductive film)은 상기 집적회로칩(110)을 상기 기판(120)에 접속시키는 재료로서, 구체적으로 상기 테스트 패드(112a 내지 112e)를 상기 접속 범프(112a 내지 112e)에 접속시키는 매개 수단이다. 이방성이란 한쪽으로 전기가 통하지만, 다른 쪽은 절연상태가 되도록 하는 성질을 의미하는 것으로, 상기 이방성 도전필름(130)은 경화 가능한 접착 성분에 도전성 입자(132)를 분산시킨 뒤, 이를 필름화한 것이다. 따라서, 상기 이방성 도전필름(130)을 전극 사이에 넣고 압착하면, z 방향으로는 도전입자에 의해 전류가 흐르고, x, y 방향으로는 전류가 흐르지 않아 두 회로를 전기적으로 연결하는 기능을 담당한다. 따라서, 상기 집적회로칩(110)을 상기 이방성 도전필름(130)을 매개하여, 열과 압력을 가하며, 상기 기판(120)에 접속시키면, 상기 이방성 도전필름(130) 내에 위치한 도전성 입자(132)가 상기 접속 범프(112a 내지 112e) 및 테스트 패드(122a 내지 122e) 사이에 위치하여, 상기 접속 범프(112a 내지 112e) 및 테스트 패드(122a 내지 122e)는 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전필름의 시험 방법에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전필름의 시험 방법의 순서도이 다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전필름의 시험 방법은, 다수의 접속 범프를 포함하는 집적회로칩과 상기 다수의 접속 범프와 각각 접속하는 다수의 테스트 패드를 구비하는 기판을, 이방성 도전필름을 이용하여 접속시키는 단계(S 10), 인접하는 상기 테스트 패드 사이의 절연 저항을 측정하는 단계(S 20), 및 상기 측정된 테스트 패드 사이의 절연 저항이 소정치 이하인 경우, 상기 인접하는 테스트 패드 사이의 거리를 상기 이방성 도전필름을 사용할 수 없는 전극 간격으로 판단하는 단계(S 30)를 포함한다.
상기 집적회로칩을 상기 기판에 접속하는 단계(S 10)에 있어서, 상기 집적회로칩은 전기적 신호를 인가하는 다수의 접속 범프를 포함하며, 상기 접속 범프는 균일한 간격으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 기판은 상기 다수의 접속 범프와 각각 접속하여 전기적 신호를 인가받는 다수의 테스트 패드를 포함하며, 상기 테스트 패드는 상기 접속 범프와 달리, 서로 다른 간격으로 배치되며, 12㎛, 14㎛, 16㎛ 및 20㎛의 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 테스트 패드는 상기 접속 범프와 달리 간격 조절이 용이한 특징이 있다. 또한, 상기 이방성 도전필름은 도전성 입자를 포함하므로, 상기 집적회로칩이 상기 이방성 도전필름을 매개하여 상기 기판에 접속하는 경우, 상기 접속 범프와 테스트 패드는 접속되어, 나의 전극으로 일체화된다. 상기 인접하는 테스트 패드 사이의 절연 저항을 각각 측정하는 단계(S 20)는, 상기 이방성 도전필름에 의하여 상기 접속 범프와 접속된 상기 테스트 패드 사이의 절연 저항을 측정하는 단계로서, 상기 인접하는 테스트 패 드 사이의 절연 저항의 측정은 상기 인접하는 접속 범프 사이의 절연 저항의 측정하는 것과 동일한 결과를 얻는다. 측정 수단으로는 통상적인 절연저항 측정기가 사용될 수 있다. 상기 인접하는 테스트 패드 사이의 거리를 상기 이방성 도전필름을 사용할 수 없는 전극 간격으로 판단하는 단계(S 30)는, 상기 측정된 테스트 패드 사이의 절연 저항이 소정치 이하인 경우, 상기 측정된 인접하는 테스트 패드 사이의 거리는 상기 이방성 도전필름을 사용할 수 없는 전극 간격이라고 판단하는 단계이다. 따라서, 상기 이방성 도전필름이 특정 간격 미만으로 배치된 접속 범프를 구비한 집적회로칩에 사용될 수 있는지 여부를 판단할 수 있게 된다.
이하에서, 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
[실시예] 테스트 패드의 간격이 12㎛, 14㎛ 및 16㎛인 경우, 이방성 도전필름의 절연저항 측정
집적회로칩에 장착된 다수의 접속 범프는 20㎛ 간격으로 배치하였고, 상기 다수의 접속 범프와 각각 접속하는 다수의 테스트 패드는 각각 12㎛, 14㎛ 및 16㎛ 간격으로 배치하였다. 또한, 상기 다수의 테스트 패드를 표면저항이 1㎠ 당 10 ohm 미만인 산화 인듐 주석으로 제작하였다. 상기 집적회로칩을 상기 다수의 테스트 패드를 구비한 기판 위에 이방성 도전필름을 이용하여 접속시켰다. 이 경우, 상기 접 속 범프와 테스트 패드 간의 접촉 면적을 계산하여, 열 및 압력을 가하였으며, 접착 시간은 5 내지 7초이었다. 특히, 평탄도가 확보된 상태에서 집적회로칩, 이방성 도전필름, 기판 순으로 적층한 후, 접착 장치를 사용하여 압력과 열을 가하여 접착하였다. 절연저항 측정기를 이용하여, 상기 인접하는 테스트 패드 사이의 절연 저항을 측정하였다. 측정된 절연 저항값을 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예] 테스트 패드의 간격이 20㎛ 인 경우, 이방성 도전필름의 절연저항 측정
접속 범프는 20㎛ 간격으로 배치하였으며, 테스트 패드는 20㎛ 간격으로 배치하였고, 이를 제외하고는 실시예와 동일하게 시행하였다. 절연저항 측정기로 측정된 절연 저항값을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
실시예 비교예
테스트 패드의 간격(㎛) 12 14 16 20
절연 저항(Ω) 8.5×108 6.5×1011 1.9×1012 3.5×1012
통상적으로 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치에 있어서, 절연 저항의 최소 기준값은 109 Ω 이상이다. 표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 및 비교예에 있어서, 접속 범프의 간격이 20㎛이며, 테스트 패드의 간격이 14㎛ 이상인 경우에, 테스트 패드의 간격을 좁게 하더라도, 측정된 절연 저항값이 기준 절연 저항값을 초 과하였다. 다만, 실시예에 나타난 바와 같이, 테스트 패드의 간격이 12㎛ 인 경우, 측정된 절연 저항값은 기준값 미만이었다. 따라서, 테스트 패드의 간격이 12㎛ 이하의 경우 또는 접속 범프의 간격이 12㎛ 이하의 경우, 상기 인접하는 테스트 패드 사이의 거리 또는 상기 인접하는 접속 범프 사이의 거리는 상기 이방성 도전필름을 사용할 수 없는 전극 간격임을 알 수 있다. 즉, 동일한 이방성 도전필름이라도, 12㎛ 이하의 간격으로 배치된 접속 범프를 구비한 집적회로칩에 사용할 수 없게 된다. 결국, 접속 범프의 간격을 변화시키지 않더라도, 기판 상의 테스트 패드의 간격 변화를 통하여, 특정 이방성 도전필름의 절연저항 특성을 검증할 수 있게 된다.
도 1은 통상적인 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치의 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이방성 도전필름의 시험 방법의 순서도.

Claims (5)

  1. 전기적 신호를 인가하는 다수의 접속 범프를 포함하는 집적회로칩;
    이방성 도전필름을 매개하여, 상기 다수의 접속 범프와 각각 접속하여 전기적 신호를 인가받는 다수의 테스트 패드를 구비하며, 상기 다수의 테스트 패드 사이의 간격은 서로 다르도록 되어 있는 기판; 및
    상기 다수의 테스트 패드 중, 인접하는 한 쌍의 테스트 패드 사이의 절연 저항을 측정할 수 있는 절연저항 측정기를 포함하며,
    여기서, 상기 다수의 테스트 패드의 크기가 서로 다르게 설정되어 상기 다수의 테스트 패드 사이의 간격이 서로 다르게 되며, 동시에 상기 접속 범프 전체에 상기 테스트 패드가 접속하여, 하나의 전극으로 일체화되는 것을 특징으로 하는, 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 접속 범프는 균일한 간격으로 배치되어 있는 것인, 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 테스트 패드의 간격은 12㎛, 14㎛, 16㎛ 및 20㎛인 것인, 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 테스트 패드는 산화 인듐 주석(indium tin oxide)으로 이루어진 것인, 이방성 도전필름의 절연저항 측정장치.
  5. 전기적 신호를 인가하는 다수의 접속 범프를 포함하는 집적회로칩과, 상기 다수의 접속 범프와 각각 접속하여 전기적 신호를 인가받는 다수의 테스트 패드를 구비하며, 상기 다수의 테스트 패드 사이의 간격은 서로 다르도록 되어 있는 기판을, 이방성 도전필름을 이용하여 서로 접속시키는 단계;
    상기 다수의 테스트 패드 중, 인접하는 테스트 패드 사이의 절연 저항을 각각 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 절연 저항이 소정치 이하로 되는, 인접하는 테스트 패드 사이의 거리를 상기 이방성 도전필름을 사용할 수 없는 전극 간격으로 판단하는 단계를 포함하며,
    여기서, 상기 다수의 테스트 패드의 크기가 서로 다르게 설정되어 상기 다수의 테스트 패드 사이의 간격이 서로 다르게 되며, 동시에 상기 접속 범프 전체에 상기 테스트 패드가 접속하여, 하나의 전극으로 일체화되는 것을 특징으로 하는, 이방성 도전필름의 시험방법.
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