KR101705224B1 - 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
플라스틱 기판을 이용한 발광소자를 개시한다. 본 발명은 내열성이 약한 플라스틱 기판의 표면에 접착되는 발광소자의 접착력을 높일 수 있는 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 플라스틱 기판의 일면에서 전도성 잉크로 인쇄되는 전극층과, 전극으로 설정된 영역을 노출시키도록 상기 전극층의 상면에 수지 잉크로 인쇄되는 전극 보호층과, 전도성 금속 분말로서 제조되어 상기 전극에 도포되는 제1접착제와, 상기 제1접착제에 의하여 상기 전극에 접착되는 발광소자 및 상기 제1접착제와 발광소자에 도포 되어 상기 발광소자의 접착력을 강화시키는 제2접착제를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내열성이 약한 플라스틱 기판의 표면에 접착되는 발광소자의 접착력을 높일 수 있는 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
IT 산업이 발달하면서 전자기기의 다기능화와 소형화, 박막화의 진전에 의한 기기실장상의 기술적 요구가 고도화되고 있어 접착 문제에 대한 관심이 촉진되고 있다. 또한, 종래 접착에 사용되던 납땜이 지구 환경에 악영향을 끼치고 있어, 환경적 요구에 의해 최근에는 탈납에 대한 연구가 주목받고 있다.
이러한 탈납 접착으로, 납의 대체 금속(예를 들어, 은, 구리)은 융점이 납보다 높아 실장공정에서 기능 부품이 열적 손상을 받을 우려가 있다.
이에, 150℃ 정도의 저온 접합이 가능한 접합재로서 전도성 접착제가 관심을 끌고 있다. 이러한 전도성 접착제는 납을 사용하지 않으면서도, 세정 공정을 실시할 필요가 없어, 세정 공정에 따른 휘발성 유기 화합물이 잔존하지 않아, 내열 피로 특성이 납땜보다 우수한 특징이 있어 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
전도성 접착제는 고분자 바인더에 금속 분말을 분산시켜 놓은 것으로 금속 분말은 전기적 성질을, 고분자 매질은 물리적 그리고 기계적 성질을 나타낸다. 상기 금속 분말은 금, 백금, 은, 구리, 니켈 등의 금속 분말이 주로 사용되며 이 중에서, 가격과 신뢰성 등을 고려하여 은이 가장 널리 사용되고 있다.
이러한 전도성 접착제는 환경친화적 소재이며, 공정 조건의 단순화에 의한 비용 감소, 그리고 매우 미소한 크기의 전도성 입자 제조 기술이 정립되어 미세 피치 회로를 구성하는 경우에 충분히 대응할 수 있는 장점이 있다.
그러나 납땜보다 낮은 전기 및 열전도성, 전도도의 열화현상과 금속입자의 유출 및 엉김 그리고 열악한 내충격 강도 등의 문제점이 있다.
특히, 종래의 표면 실장용 발광소자는 롤투롤, 그라비아 인쇄방식을 통하여 패턴이 인쇄된 필름형 플라스틱 기판을 적용할 경우에 보다 얇고, 경량화되어 제조비용이 저렴해지는 장점이 있음에도 불구하고, 플라스틱 재질 자체가 내열 및 내충격성이 약하여 전도성 접착제로서 발광소자를 접착시키면 외부에서 가해지는 충격에 의하여 쉽게 접착이 떨어져 불량율이 높은 문제점이 있다.
또한, 종래에는 탄성력이 부족한 전도성 금속 분말을 분산시킨 전도성 접착제로 접착시킴에 따라 얇은 필름의 기판에 발광소자를 실장할 경우에 굽혀지거나 휘어질 경우에 발광소자가 쉽게 떨어지는 등의 충격에 취약한 문제점이 있었다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫 번째 목적은, 표면실장용 발광소자의 내충격 및 내열성이 강화되는 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 두 번째 목적은, 전도성 접착제의 내충격성을 강화시킬 수 있는 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
따라서, 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면실장용 발광소자는 플라스틱 기판과, 플라스틱 기판의 일면에서 전도성 잉크로 인쇄되는 전극층과, 전극으로 설정된 영역을 노출시키도록 상기 전극층의 상면에 수지 잉크로 인쇄되는 전극 보호층과, 전도성 금속 분말로서 제조되어 전극에 도포되는 제1접착제와, 제1접착제에 의하여 상기 전극에 접착되는 발광소자 및 제1접착제와 발광소자에 도포 되어 발광소자의 접착력을 강화시키는 제2접착제를 포함하는 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자를 제공할 수 있다.
또한, 위 실시예에서, 제2접착제는 언더필 레진인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면실장용 발광소자의 제조방법은 플라스틱 기판의 일면에 전도성 잉크로서 전극을 인쇄하는 전극층 인쇄단계와, 전극층을 경화시키는 제1경화단계와, 전극층 인쇄단계에서 인쇄된 전극중 발광소자가 실장되도록 설정된 영역을 제외한 나머지 영역에 전극 보호층을 인쇄하는 전극 보호층 인쇄단계와, 전극 보호층 인쇄단계 이후에 경화시키는 제2경화단계와, 전극 보호층 인쇄단계에서 노출된 전극에 전도성 금속 분말로 제조되는 제1접착제를 도포하는 제1접착제 도포단계와, 제1접착제 도포단계 이후에 발광소자를 실장하는 발광소자 실장단계와, 발광소자 실장단계 이후에 제1접착제를 경화시키는 제3경화단계와, 제3경화단계 이후에 상기 발광소자에 도포되는 제2접착제를 도포하는 제2접착제 도포단계 및 수지접착제 도포단계 이후에 제2접착제를 경화시키는 제4경화단계;를 포함하는 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조방법을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명은 첫 번째 목적을 달성함에 따라 저렴한 필름형 플라스틱 기판으로 표면 실장용 발광소자를 제조할 있어 제조원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 두 번째 목적을 달성함에 따라 전도성 접착제의 내충격성 을 보강할 수 있도록 언더필 레진을 추가함에 따라 필름형 플라스틱 기판에 접착되는 발광소자의 내충격성을 강화시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면실장용 발광소자의 제조장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자를 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조단계를 순차 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자를 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조단계를 순차 도시한 단면도이다.
이하, 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현 예 및 실시 예를 들어 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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.
또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…수단"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면실장용 발광소자의 제조장치를 도시한 블럭도, 도 2는 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자를 도시한 측단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조장치는 플라스틱 기판(210)을 공급하는 기판 공급부(110)와, 기판 공급부(110)에서 공급된 플라스틱 기판(210)에 전도성 잉크로 전극층(220)을 인쇄하는 전극 인쇄부(120)와, 전극층(220)이 인쇄된 플라스틱 기판(210)에 전극 보호층(230)을 인쇄하는 보호층 인쇄부(140)와, 제1접착제(240)를 도포하는 제1접착부(150)와, 제2접착제(260)를 도포하는 제2접착부(170)와, 발광소자(250)를 실장시키는 소자 실장부(160)와, 플라스틱 기판(210)에 방열수단을 접착시키는 방열 접착부(190)를 포함한다.
기판 공급부(110)는 플라스틱 기판(210)을 공급한다. 여기서 플라스틱 기판(210)은 PET(Polyethylene terephthalate), PI(Polyimide), PEN(Polyethylene Naphthalate) 재질의 필름중에서 선택된 어느 하나이다. 즉, 기판 공급부(110)는 필름을 공급하기 위하여, 예를 들면, 회전롤러(도시되지 않음)의 외면에 권취된 필름을 다 수개의 이동롤러(도시되지 않음)를 회전시켜 회전롤러에 권취된 플라스틱 기판(210)을 공급한다.
전극 인쇄부(120)는 기판 공급부(110)에서 공급된 플라스틱 기판(210)에 전도성 잉크로 전기적 신호가 통전되는 전극층(220)을 인쇄한다. 여기서 전극층(220)은 전기적 신호를 전달하는 전원 라인의 패턴(도면번호 부여되지 않음)과, 발광소자(250)가 실장되는 전극(221)의 패턴을 포함하며, 이하에서는 전극층(220)으로 총칭한다.
아울러 전도성 잉크는 전도성 금속 분말, 예를 들면, 은(Ag), 구리(Cu), 주석-비스무트(Sn-Bi), 인듐(In), 비스무트(Bi), 백금(Pt)중 적어도 하나로서 제조되어 스크린, 롤투롤, 그라비아 인쇄 방식중 선택된 어느 하나로서 플라스틱 기판(210)에 도포되어 회로패턴을 인쇄한다.
제1경화부(131)는 전극 인쇄부(120)에 의하여 인쇄된 전극층(220)을 경화시킨다. 여기서 제1경화부(131)는, 예를 들면, 열처리 오븐으로서 5~10분간 120~220℃의 온도로 열처리하여 보호층 인쇄부(140)로 출력한다.
보호층 인쇄부(140)는 전극층(220)이 인쇄된 플라스틱 기판(210)의 상면에 수지 조성물(예를 들면, 아크릴계 수지 또는 에폭시 수지)을 전극층(220)의 상면에 도포하여 전극 보호층(230)을 형성한다. 여기서 보호층 인쇄부(140)는 전극층(220)에서 설정된 영역을 제외한 나머지 영역에만 수지 조성물을 도포한다. 이를 위하여 보호층 인쇄부(140)는 설정된 영역(예를 들면, 발광소자(250)가 실장되는 전극(221))을 차폐시킬 수 있도록 패턴이 형성된 마스크를 플라스틱 기판(210)의 상면에 적층시킨 뒤에 수지 잉크를 분사 및/또는 도포하여 발광소자(250)가 실장되는 전극(221)을 제외한 나머지 영역에 전극 보호층(230)을 인쇄한다.
따라서, 전극 보호층(230)은 전극층(220)에서 발광소자(250)가 실장되는 전극(221)을 노출시키는 노출홈(231)이 형성된다.
제2경화부(132)는, 예를 들면, UV 램프 또는 열처리 오븐으로 120~170℃의 온도로 5~15분간 열을 가하여 보호층 인쇄부(140)에서 인쇄된 전극 보호층(230)을 경화시켜 제1접착부(150)로 출력한다.
제1접착부(150)는 전도성 금속 분말로서 제조된 제1접착제(240)를 전극 보호층(230)에서 노출되는 전극(221)에 도포한다. 여기서 제1접착제(240)는 전도성 금속 분말, 예를 들면, 은(Ag), 구리(Cu), 주석-비스무트(Sn-Bi), 인듐(In), 비스무트(Bi), 백금(Pt)중 적어도 하나와, 용제와, 아크릴계 수지 또는 에폭시 수지로 이루어진 접착성 혼합물질과 경화제와 첨가제로서 제조된다.
예를 들면, 전도성 금속 분말은 상기 용제를 100중량부로 하였을 경우에 250중량부, 접착성 혼합물질은 75~100중량부, 경화제는 10~25중량부, 첨가제는 25중량부로서 구성된다. 바람직하게로는 전도성 금속분말은 서로 다른 입자크기(예를 들면, 10~100nm, 100~500nm, 0.5~10um)를 갖고 혼합된다.
첨가제는 유기물과, 무기물의 결합력을 강화시키는 커플링제와, 열을 방출시키는 방열제가 포함되고, 커플링제는 상기 용제 100중량부에 대비하여 0.25중량부, 방열제는 0.5~25중량부가 첨가된다.
커플링제는 실란(Silane) 계열 커플링제로 3-아미노프로필트리에톡실란(3-Aminopropyltriethoxysilane), 3-메르카토프로필 트리메톡실란(3-Mercaptopro pyl trimethoxysilane), 3-클로로프로필 트리에톡실란(3-Chloropropyl triethoxy silane), 비닐트리에톡실란(Vinyltriethoxysilane), 비틸트리메톡실란(Vinyltrime thoxysilane), 3-메타크릴로시프로필 트리메톡실란(3-Methacryloxypropyl tri methoxysilane), 헥사데실트리메톡실란 (Hexadecyltri methoxysilane), 3-그리시도시프로필 트리메톡실란(3-Glycidoxypropyl trimethoxysilane), n-옥틸트리에톡실란 (n-Octyltriethoxysilane) 중 하나 이상을 포함한다.
경화제는 아민계(Diethylenetriamine), N-aminoethyl piperazine, triethylenetetramine), 이소시아네이트(NCO), 블럭된 이소시아네이트(Blocked NCO), 이미다졸(imidazole), 폴리아미드(polyamide)중 하나 이상을 포함한다.
소자 실장부(160)는 제1접착제(240)가 도포된 전극(221)에 발광소자(250)를 실장하며,이는 일반적으로 공지된 장치를 이용함에 따라 그 구체적인 설명을 생략한다.
제3경화부(133)는, 예를 들면, 열처리 오븐으로 120~170℃의 온도로 5~15분간 열을 가하여 발광소자(250)가 실장된 플라스틱 기판(210)에 도포된 제1접착제(240)를 경화시켜 플라스틱 기판(210)에 발광소자(250)를 접착시킨다.
제2접착부(170)는 언더필 레진으로 이루어진 제2접착제(260)를 제1접착제(240)와 발광소자(250)의 접착부위에 도포한다. 여기서, 발광소자(250)는 전극 보호층(230)에 형성되는 노출홈(231)을 통하여 노출된 전극(221)에 실장된다. 이때 발광소자(250)의 측면과 노출홈의 단면 사이로 이격된 공간이 형성된다. 따라서 제2접착부(170)는 미세노즐을 통하여 상술한 이격공간으로 제2접착제(260)를 주입한다. 제2접착제(260)는 이격된 공간사이로 주입되어 제1접착제(240)와 발광소자(250)의 접착 부위와, 전극 보호층(230)의 상면으로 누출되어 발광소자(250)의 측면과 전극 보호층(230)의 상면에 도포 된다.
제4경화부(134)는 제2접착부(170)에 의하여 도포된 제2접착제(260)를 경화시킨다. 여기서 제4경화부(134)는, 예를 들면, UV램프 또는 열처리 오븐으로서 120~170℃의 온도로 5~15간 가열하여 제2접착제를 도포한다.
상술한 제 1 내지 제4경화부(131~134)는, 예로서 UV램프 또는 열처리 오븐을 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 사업자나 설계자의 선택에 따라서 다른 방식의 경화장치로 구성됨도 가능하다.
방열공급부(180)는 플라스틱 기판(210)에서 발생된 열을 방열시키는 방열수단(270)을 공급한다. 여기서 방열수단은 열전도도가 높은 금속판(예를 들면, 구리판, 알루미늄판), 카본 소재의 방열판 및 실리콘중 선택된 어느 하나로서 플라스틱 기판(210)에서 발광소자(250)가 실장 되지 않은 반대면에 적층된다.
방열 접착부(190)는 방열공급부(180)에서 공급되는 방열수단(270)을 플라스틱 기판(210)의 반대면에 접착시킨다. 예를 들면, 방열접착부(190)는 금속판, 카본 및 실리콘 소재의 방열수단(270)을 접착제로서 플라스틱 기판(210)의 반대면에 접착시키거나, 열접착 방식으로서 플라스틱 기판(210)의 반대면에 접착시킨다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 통하여 이루어지는 표면 실장용 발광소자의 제조방법을 이하에서 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조방법을 도시한 순서도, 도 4는 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조방법을 순차 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자(250)의 제조방법은 플라스틱 기판(210)을 공급하는 기판공급단계(S111)와, 플라스틱 기판(210)에 전극층(220)을 인쇄하는 전극층 인쇄단계(S112)와, 전극층(220)을 경화시키는 제1경화단계(S113)와, 전극층(220)의 상면에 전극 보호층(230)을 인쇄하는 전극 보호층 인쇄단계(S114)와, 전극 보호층(230)을 경화시키는 제2경화단계(S115)와, 전극(221)에 제1접착제(240)를 도포하는 제1접착제 도포단계(S116)와, 제1접착제(240)가 도포된 전극(221)에 발광소자(250)를 실장 하는 발광소자 실장단계(S117)와, 제1접착제(240)를 경화시키는 제3경화단계(S118)와, 제2접착제(260)를 도포하는 제2접착제 도포단계(S119)와, 제2접착제(260)를 경화시키는 제4경화단계(S120)와, 플라스틱 기판(210)의 반대면에 방열수단(270)을 적층시키는 방열수단 적층단계(S121)를 포함한다.
기판 공급단계(S111)는, 도 4의 (a)를 참조하면, 기판 공급부(110)에 의하여 필름형 플라스틱 기판(210)을 공급하는 단계이다. 작업자가 기판 공급부(110)의 구동스위치를 온하면, 회전 롤러의 외면에 권취된 필름형 기판은 회전 롤러 및 다 수개의 이동롤러의 회전에 의하여 전극 인쇄부(120)로 공급된다. 여기서 회전롤러 및 이동롤러의 회전에 의한 기판의 공급 방식은 일반적으로 공지된 기술을 적용함에 따라 그 상세한 설명을 생략한다.
전극층 인쇄단계(S111)는, 도 4의 (b)를 참조하면, 전극 인쇄부(120)에서 그라비아, 롤투롤, 스크린 중 적어도 하나의 인쇄방식에 의하여 전도성 잉크로서 플라스틱 기판(210)의 일면에 전극층(220)을 인쇄하는 단계이다. 전도성 잉크는 상술한 바와 같이 전도성 금속 분말로서 플라스틱 기판(210)에서 전극(221)과, 전극(221)과 전극(221) 사이가 연결되는 회로 패턴을 포함하는 전극층(220)을 형성한다.
제1경화단계(S113)는 전극층 인쇄단계(S111)에서 인쇄된 전극층(220)을 설정된 온도와 시간으로 경화시키는 단계이다. 여기서 제1경화부(131)는 전극층(220)이 경화된 플라스틱 기판(210)을 보호층 인쇄부(140)로 출력한다.
전극 보호층 인쇄단계(S114)는, 도 4의 (c)를 참조하면, 보호층 인쇄부(140)가 전극층(220)이 인쇄된 플라스틱 기판(210)의 상면에서 스크린, 그라비아, 롤투롤 중 어느 하나의 인쇄 방식으로 발광소자(250)가 실장되는 전극(221)을 제외한 나머지 영역에 아크릴계 또는 에폭시 계열의 혼합물로 제조되는 수지 잉크로 전극 보호층(230)을 인쇄하는 단계이다.
여기서 전극 보호층(230)은 발광소자(250)가 실장되는 전극(221)을 노출시키도록 노출홈(231)이 형성된다. 노출홈(231)은 상술한 바와 같이 전극층(220)에서 발광소자(250)가 실장되는 전극(221)을 제외한 나머지 영역을 차폐시키는 마스크를 이용하여 형성될 수 있다.
제2경화단계(S115)는 전극 보호층(230)을 경화시키는 단계이다. 제2경화부(132)는 보호층 인쇄부(140)에서 인쇄된 전극 보호층(230)에, 예를 들면, 설정된 시간동안 UV 램프 또는 히터에 의하여 가열된 공기를 송풍팬으로 순환시켜 경화시킬 수 있다.
제1접착제 도포 단계(S116)는, 도 4의 (d)를 참조하면, 제2경화부(132)에 경화된 전극 보호층(230)에서 노출되는 전극(221)에 제1접착제(240)를 도포하는 단계이다. 제1접착부(150)는 제2경화부(132)에서 이송된 플라스틱 기판(210)에서 전극 보호층(230)의 노출홈(231)을 통하여 노출된 전극(221)에 제1접착제(240)를 도포한다. 여기서 제1접착제(240)는 전도성 금속 분말을 포함하여 제조된다.
발광소자 실장단계(S117)는, 도 4의 (e)를 참조하면, 제1접착제(240)가 도포된 노출홈(231)에 발광소자(250)를 실장하는 단계이다. 소자 실장부(160)는 제1접착제(240)가 도포된 노출홈(231)의 내측으로 발광소자(250)를 실장한다.
제3경화단계(S118)는 소자 실장부(160)에 의하여 발광소자(250)가 실장된 플라스틱 기판(210)에 설정된 시간 동안 UV 또는 열을 가하여 제1접착제(240)를 경화시키는 단계이다.
제2접착제 도포단계(S119)는 제3경화부(133)에서 경화된 제1접착제(240)에 제2접착제(260)를 도포하는 단계이다. 여기서 제2접착제(260)는 노출홈(231)을 통하여 돌출된 발광소자(250)의 측면과, 노출홈의 단면 사이로 주입되어 제1접착제(240)에 의하여 접착된 발광소자(250)의 접착력을 보강한다. 즉, 제2접착제(260)는 도 4의 (f)에 도시된 바와 같이 발광소자(250)의 측면과 노출홈(231) 사이의 이격된 공간에 충진되도록 주입되어 제1접착제(240)의 접착력을 보강한다. 여기서 제2접착제(260)는 언더필 레진(UNDERFILL RESIN)인 것이 바람직하다.
제4경화단계(S120)는 수지접착제 도포 단계에서 도포된 제2접착제(260)를 경화시키는 단계이다. 제4경화부(134)는 제2접착부(170)에서 도포된 제2접착제(260)에 설정된 시간 동안 UV 또는 열을 가하여 경화시킨다.
이때 제2접착제(260)는 제1접착제(240)의 접착력을 보강시킬 수 있고, 탄성력을 갖도록 아크릴계 또는 에폭시 계열의 접착성 혼합물로서 제조됨에 따라 내열 및 내충격성을 보강할 수 있어 종래의 문제점을 해결하였다.
방열수단 적층단계(S121)는 제4경화부(134)에서 출력된 플라스틱 기판(210)의 반대면에 방열수단(270)을 적층시키는 단계이다. 방열접착부(190)는 이송되는 플라스틱 기판(210)을 반전시킨 뒤에 접착제를 도포하여 열전도도가 높은 금속판, 카본 소재 및 실리콘 소재중 적어도 하나로 이루어진 방열수단(270)을 플라스틱 기판(210)의 반대면에 적층시킨다.
여기서 방열수단 적층단계(S121)는 설명의 편의를 위하여 제4경화단계(S120) 이후에 진행되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니라 사업자 또는 설계자의 의도에 따라서 상술한 기판 공급단계 내지 제4경화단계(S111~S120)중에 선택적으로 진행될 수 있다.
상기와 같은 과정을 통하여 제조된 본 발명에 따른 표면실장용 발광소자에 대한 접착력을 테스트하였다.
접착력 테스트는 본 발명이 적용된 실시예와, 도전성 접착제에 의해 제조된 비교예1과, 솔더 페이스트에 의해 제조된 비교예 2를 각각 100개의 샘플을 제작하여 동일한 장치와 방법으로 최대값과 최소값의 범위를 산출하였다. 그 결과는 하기의 표 1을 통하여 정리하였다.
| 실시예 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 접착력 | 3.5~4.5 Kgf | 1.2~2 Kgf | 3.4~4.4Kgf |
먼저, 본 발명의 기술적 사상이 적용된 실시예의 최소값은 3.5Kgf로서 도전성 접착제만 적용된 비교예 1의 최대값(2 Kgf)에 비하여 높고, 솔더 페이스트가 적용된 비교예 2의 최소값에 비하여 약간 높은 것으로 측정되었다.
또한, 실시예의 최대값(4.5 Kgf)은 비교예 1에 비하여 큰 차이를 보였고, 비교예 2에 약간 높은 것으로 측정되었다.
즉, 본 발명은 솔더 페이스트를 적용할 경우의 작업자의 건강이나 환경오염의 문제점과, 도전성 접착제의 접착력 약화에 따른 문제점을 해소할 수 있어 작업자의 건강이나 환경오염의 염려 없이 솔더페이스트 이상의 접착력을 갖는다.
또한, 본 발명은 필름형 플라스틱 기판(210)에서 전도성 잉크로서 인쇄되는 전극층(220)에 실장된 발광소자(250)를 제1접착제(240)와 제2접착제(260)로서 이중 접착시킬 수 있어 접착력이 강화됨에 따라 저온에서의 경화가 가능함과 동시에 발광소자(250)의 접착력을 강화시킬 수 있어 종래보다 저렴한 비용으로 표면실장용 발광소자를 제공할 수 있다.
110 : 기판 공급부 120 : 전극 인쇄부
131~134 : 제1 내지 제4경화부 140 : 보호층 인쇄부
150 : 제1접착부 160 : 소자 실장부
170 : 제2접착부 180 : 방열공급부
190 : 방열접착부 210 : 플라스틱 기판
220 : 전극층 230 : 전극 보호층
231 : 노출홈 240 : 제1접착제
250 : 발광소자 260 : 제2접착제
131~134 : 제1 내지 제4경화부 140 : 보호층 인쇄부
150 : 제1접착부 160 : 소자 실장부
170 : 제2접착부 180 : 방열공급부
190 : 방열접착부 210 : 플라스틱 기판
220 : 전극층 230 : 전극 보호층
231 : 노출홈 240 : 제1접착제
250 : 발광소자 260 : 제2접착제
Claims (7)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 회전롤러의 외면에 권취된 필름을 이동롤러의 회전에 의하여 공급하는 기판공급부;
기판 공급부에서 공급된 필름에 전도성 잉크로서 회로패턴 및 전극을 포함하는 전극층을 인쇄하는 전극인쇄부;
전극인쇄부에서 인쇄된 전극층을 경화시키는 제1경화부;
제1경화부에서 경화된 전극층에 전극 보호층을 인쇄하는 보호층 인쇄부;
보호층 인쇄부에서 인쇄된 전극 보호층을 경화시키는 제2경화부;
전극 보호층에 제1접착제를 도포하는 제1접착부;
제1접착제가 도포된 전극에 발광소자를 실장하는 소자실장부;
제1접착제를 경화시키는 제3경화부;
언더필 레진으로 이루어진 제2접착제를 주입하는 제2접착부;
제2접착부에 의하여 도포된 제2접착제를 경화시키는 제4경화부;
방열수단을 공급하는 방열공급부; 및
방열공급부에서 공급되는 방열수단을 필름의 반대면에 접착시키는 방열접착부;를 구비하고,
기판 공급부에서 공급된 PET(Polyethylene terephthalate), PI(Polyimide), PEN(Polyethylene Naphthalate) 재질의 필름중에서 선택된 어느 하나의 일면에 은(Ag), 구리(Cu), 주석-비스무트(Sn-Bi), 인듐(In), 비스무트(Bi), 백금(Pt)중 적어도 하나의 전도성 금속 분말로 제조되어 스크린, 롤투롤, 그라비아 인쇄 방식중 선택된 어느 하나로서 필름에 회로패턴 및 전극을 포함하는 전극층을 인쇄하는 전극인쇄부의 전극층 인쇄단계;
전극층을 5~10분간 120~220℃의 온도로 열처리하여 경화시키는 제1경화부의 제1경화단계;
설정된 패턴이 형성된 마스크를 제1경화단계에서 전극층이 경화된 필름의 상면에 적층시킨 후, 아크릴계 수지 또는 에폭시 수지중 어느 하나의 수지잉크를 도포하여 발광소자가 실장되는 전극을 노출시키는 노출홈을 제외한 나머지 영역에 전극 보호층을 인쇄하는 보호층 인쇄부의 전극 보호층 인쇄단계;
전극 보호층 인쇄단계 이후에 UV 램프 또는 열처리 오븐으로 120~170℃의 온도로 5~15분간 열을 가하여 전극 보호층을 경화시키는 제2경화부의 제2경화단계;
제2경화단계 이후, 전극 보호층 인쇄단계에서 노출홈을 통하여 노출된 전극에 은(Ag), 구리(Cu), 주석-비스무트(Sn-Bi), 인듐(In), 비스무트(Bi), 백금(Pt)중 적어도 하나의 전도성 금속 분말과, 용제와, 아크릴계 수지 또는 에폭시 수지로 이루어진 접착성 혼합물질과 경화제와 첨가제로서 제조된 제1접착제를 전극에 도포하는 제1접착부의 제1접착제 도포단계;
제1접착제 도포단계 이후에 발광소자를 실장하는 소자 실장부의 발광소자 실장단계;
발광소자 실장단계 이후에 120~170℃의 온도로 5~15분간 열을 가하여 발광소자가 실장된 필름에 도포된 제1접착제를 경화시키는 제3경화부의 제3경화단계;
제3경화단계 이후에 전극 보호층에 형성되는 노출홈에 실장된 발광소자의 측면과 노출홈의 단면 사이로 이격된 공간에 언더필 레진으로 이루어진 제2접착제를 미세노즐을 통하여 주입하는 제2접착부의 제2접착제 도포단계;
제2접착제 도포단계 이후에 제2접착제를 UV램프 또는 열처리 오븐으로 120~170℃의 온도로 5~15분간 가열하여 제2접착제를 경화시키는 제4경화부의 제4경화단계; 및
필름의 반대면에 방열공급부에 의해 공급된 금속, 카본 및 실리콘중 적어도 하나로 이루어진 방열수단을 적층시키는 방열 접착부의 방열수단 적층단계;를 포함하는 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조방법.
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2015
- 2015-11-03 KR KR1020150153832A patent/KR101705224B1/ko active IP Right Grant
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