KR102325435B1 - 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판 - Google Patents

유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판 Download PDF

Info

Publication number
KR102325435B1
KR102325435B1 KR1020170148610A KR20170148610A KR102325435B1 KR 102325435 B1 KR102325435 B1 KR 102325435B1 KR 1020170148610 A KR1020170148610 A KR 1020170148610A KR 20170148610 A KR20170148610 A KR 20170148610A KR 102325435 B1 KR102325435 B1 KR 102325435B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit board
printed circuit
flexible
flexible printed
flexible sensor
Prior art date
Application number
KR1020170148610A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190052840A (ko
Inventor
박준식
김동순
황태호
Original Assignee
한국전자기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020170148610A priority Critical patent/KR102325435B1/ko
Publication of KR20190052840A publication Critical patent/KR20190052840A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102325435B1 publication Critical patent/KR102325435B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • H05K3/323—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives by applying an anisotropic conductive adhesive layer over an array of pads
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/189—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components characterised by the use of a flexible or folded printed circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3431—Leadless components
    • H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0137—Materials
    • H05K2201/0145—Polyester, e.g. polyethylene terephthalate [PET], polyethylene naphthalate [PEN]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0137—Materials
    • H05K2201/0154—Polyimide
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10151—Sensor

Abstract

유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판이 개시된다. 본 발명에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법은, 유연센서의 표면에 제1전극층을 형성하고, 유연인쇄회로기판의 표면에 제2전극층을 형성하는 단계; 유연센서와 유연인쇄회로기판의 사이에 제3전극층이 도포된 고분자 볼(ball)이 함유된 ACF(Anisotropic Conductive Film)을 적층하는 단계; 및 유연센서와 유연인쇄회로기판을 서로 압착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판{METHOD FOR BONDING FLEXIBLE SENSOR ON FPCB, AND FPCB BONDED FLEXIBLE SENSOR}
본 발명은 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유연인쇄회로기판 또는 유연센서의 표면에 손상을 주는 일 없이 안정적으로 접합할 수 있으며, 유연인쇄회로기판에 반복적인 굽힘이나 곡률조절이 발생하더라도 접합의 내구성 및 신뢰성을 확보할 수 있는, 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법에 관한 것이다.
온도는 인체의 가장 중요한 생체신호 또는 생리학적 파라미터(parameter) 중의 하나이다. 따라서, 급성 또는 만성적인 병이 들었을 경우, 전형적으로 체온이 필수적으로 측정된다. 특히, 노약자의 경우, 체온이 급격하게 변화되는지의 여부를 감시하기 위하여, 노약자의 신체에 온도센서를 고정하고 상시적으로 체온을 측정할 필요가 있다.
한편, 신체의 표면은 다양한 곡률로 굴곡되기 때문에 온도센서와 같이 신체에 부착하여 신체의 변화를 측정하는 센서는, 자체가 유연한 유연센서로 이루어져야 할 뿐만 아니라 해당 유연센서가 장착되는 인쇄회로기판도 유연인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)으로 이루어져야 한다.
일반적으로 온도센서와 같은 부품들은 솔더링(soldering) 방법을 이용하여 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)에 접합된다. 그런데, 유연인쇄회로기판은 그 특성상 곡률조절이 가능하며 반복적으로 굽힘이 발생할 수 있는데, 솔더링 방법을 이용하여 유연센서를 유연인쇄회로기판에 접합하는 경우에는 유연인쇄회로기판의 곡률을 조절하거나 반복 굽힘을 하는 과정에서 기 접합된 부품들이 떨어질 수 있어 접합의 내구성과 신뢰성을 확보하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 솔더링 방법으로 유연센서를 유연인쇄회로기판에 접합하는 경우, 솔더링 시에 국부적으로 발생하는 높은 열로 인해 유연센서 또는 유연인쇄회로기판의 표면에 손상을 줄 수 있는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2002-0081592호 (공개일자: 2002.10.28.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 유연인쇄회로기판 또는 유연센서의 표면에 손상을 주는 일 없이 안정적으로 접합할 수 있으며, 유연인쇄회로기판에 반복적인 굽힘이나 곡률조절이 발생하더라도 접합의 내구성 및 신뢰성을 확보할 수 있는, 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법은, 유연센서의 표면에 제1전극층을 형성하고, 유연인쇄회로기판의 표면에 제2전극층을 형성하는 단계; 유연센서와 유연인쇄회로기판의 사이에 고분자 볼(ball)이 함유된 ACF(Anisotropic Conductive Film)을 적층하는 단계; 및 유연센서와 유연인쇄회로기판을 서로 압착하는 단계를 포함하되, 고분자 볼은 그 표면에 제3전극층이 도포된 도전 볼(ball)로 형성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법은, 제1전극층의 표면과 유연센서의 표면 사이의 단차 및 제2전극층의 표면과 유연인쇄회로기판의 표면 사이의 단차를 측정하는 단계; 및 제1전극층의 표면과 유연센서의 표면 사이의 단차 및 제2전극층의 표면과 유연인쇄회로기판의 표면 사이의 단차 중의 적어도 하나의 단차를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제3전극층은 고분자 볼의 표면에 니켈(Ni)과 금(Au)이 순차적으로 적층되어 전도 볼을 형성한다.
유연센서 및 유연인쇄회로기판은 각각 폴리이미드(polyimide), PET(Polyethylene Terephthalate), PMMA(Polymethyl Methacrylate), PDMS(Polydimethylsiloxane) 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이때, 제1전극층은 유연센서의 표면에 설정된 깊이로 홈을 형성한 후, 홈 내에 백금(Pt) 및 금(Au)을 순차적으로 적층하여 형성될 수 있다.
또한, 제2전극층은 유연인쇄회로기판의 표면에 설정된 깊이로 홈을 형성한 후, 홈 내에 금(Au)을 적층하여 형성될 수 있다.
여기서, 제거단계는, 제1전극층의 표면과 유연센서의 표면 사이의 단차를 제거할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 유연센서가 접합된 유연인쇄회로기판은, 표면에 홈이 형성되며, 해당 홈 내에 백금(Pt)과 금(Au)이 순차적으로 적층된 유연센서; 표면에 홈이 형성되며, 해당 홈 내에 금(Au)이 적층된 유연인쇄회로기판; 및 유연센서의 표면과 유연센서 홈 내의 금 사이의 단차를 제거한 후, 유연센서와 유연인쇄회로기판의 사이에 적층되어 유연센서와 유연인쇄회로기판을 서로 접합하는 ACF 접합층을 포함하며, ACF 접합층은 고분자 볼을 함유하고, 고분자 볼은 그 표면에 니켈(Ni)과 금(Au)이 순차적으로 적층되어 도전 볼을 형성하며, 유연센서와 유연인쇄회로기판을 서로 압착할 경우, 유연센서와 유연인쇄회로기판을 전기적으로 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 유연인쇄회로기판 또는 유연센서의 표면에 손상을 주는 일 없이 유연인쇄회로기판과 유연센서를 안정적으로 접합할 수 있다.
또한, 유연인쇄회로기판에 반복적인 굽힘이나 곡률조절이 발생하더라도 유연센서가 유연인쇄기판에 안정적으로 고정되어 접합의 내구성 및 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
또한, 그 표면에 니켈(Ni)과 금(Au)이 순차적으로 적층되어 도전 볼로 형성된 고분자 볼을 이용하여 유연인쇄회로기판의 전극과 유연센서의 전극 사이에 안정적으로 전류가 흐를 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 유선센서 및 유연인쇄회로기판의 각각의 전극 사이의 단차의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 전극과의 단차에 해당하는 유연센서가 제거된 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법에 이용되는 ACF의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 유연센서와 유연인쇄회로기판의 사이에 ACF를 적층한 후, 유연센서와 유연인쇄회로기판을 서로 압착하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법에 의해 형성된, 유연센서가 접합된 유연인쇄회로기판의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 3D 프로파일러에 의해 측정된 유연센서와 금속 박막 사이의 단차를 나타내는 도면이다.
도 8은 3D 프로파일러에 의해 측정된 유연인쇄회로기판과 금속 박막 사이의 단차를 나타내는 도면이다.
도 9는 ACF를 이용하여 유연센서와 유연인쇄회로기판을 접합한 후의 안전성을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법을 나타낸 흐름도이다.
여기서, 유연인쇄회로기판은 인체와 같이 다양한 굴곡을 갖는 면에 부착하기 위하여 다양한 곡률로 굽힐 수 있는 유연성을 갖는 인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)을 말하며, 유연센서는 유연인쇄회로기판에 장착되는 센서로서 유연인쇄회로기판과 같이 다양한 곡률로 굽힘이 가능한 센서를 말한다.
유연인쇄회로기판 및 유연센서의 제조방법은 본 발명의 논지를 벗어나는 것이므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법에 의해, 유연인쇄회로기판과 유연센서를 접합하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유연인쇄회로기판(20)에 유연센서(10)를 접합하기 위하여, 먼저 유연센서(10)의 표면에 제1전극을 형성하고, 유연인쇄회로기판(20)의 표면에 제2전극을 형성한다(S110).
이때, 유연센서(10) 및 유연인쇄회로기판(20)은 다양한 곡률로 굽힐 수 있는 유연성을 확보하기 위하여, 각각 폴리이미드(polyimide), PET(Polyethylene Terephthalate), PMMA(Polymethyl Methacrylate), PDMS(Polydimethylsiloxane) 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 유연센서(10) 및 유연인쇄회로기판(20)은 그 각각의 표면에 설정된 깊이의 홈이 형성되며, 유연센서(10)의 표면에 형성된 홈 내에 백금(Pt)(12) 및 금(Au)(14)을 순차적으로 적층하여 제1전극을 형성하고, 유연인쇄회로기판(20)의 표면에 형성된 홈 내에 금(Au)(22)을 적층하여 제2전극을 형성할 수 있다.
즉, 제1전극은 백금(12) 및 금(14)의 이중 적층구조로 이루어지며, 제2전극은 금(14)의 적층구조로 이루어질 수 있다. 그러나, 제1전극(12, 14) 및 제2전극(14)의 적층구조 및 재질은 기재된 구조 및 재질에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조 및 재질로 변형될 수 있다.
또한, 유연센서(10)의 표면 및 유연인쇄회로기판(20)의 표면에 형성되는 홈의 크기 및 깊이는 적층하고자 하는 전극박막의 크기 및 두께를 고려하여 설정될 수 있다.
이와 같이, 유연센서(10)의 표면 및 유연인쇄회로기판(20)의 표면에 각각 홈을 형성하고, 형성된 홈 내에 제1전극 및 제2전극을 적층함으로써, 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)의 접촉 면적을 넓혀 접착 강도를 증가시킬 수 있다.
한편, 유연센서(10) 및 유연인쇄회로기판(20)을 안정적으로 접합할 뿐만 아니라, 유연센서(10)의 제1전극(12, 14)과 유연인쇄회로기판(20)의 제2전극(22) 사이에 통전이 원활하게 이루어지도록 하기 위해서는 유연센서(10)의 표면과 제1전극(12, 14)의 표면 사이의 단차(16), 및 유연인쇄회로기판(20)의 표면과 제2전극(22)의 표면 사이의 단차(24)를 측정할 필요가 있다(S120).
본 발명의 실시예에서는, 백금 박막 및 금 박막의 두께를 고려하여 유연센서(10)의 표면에 설정된 깊이의 홈을 형성하였으며, 금 박막의 두께를 고려하여 유연인쇄회로기판(20)의 표면에 설정된 깊이의 홈을 형성하였다. 또한, 형성된 유연센서(10)의 홈 내에 제1전극(12, 14)을 적층하고, 형성된 유연인쇄회로기판(20) 내에 제2전극(22)을 적층한 후, 3차원 광학현미경을 이용하여 각각의 단차를 측정한 결과, 유연센서(10)의 표면과 금박막(14)의 표면 사이의 단차는 공정설계 값이었던 6㎛ 보다 큰 값인 15㎛ 인 것으로 측정되었으며, 또한, 유연인쇄회로기판(20)의 표면과 금박막(22)의 표면 사이의 단차는 평균 약 7㎛ 인 것으로 측정되었다.
따라서, 유연센서(10)의 제1전극(12, 14)의 표면과 유연인쇄회로기판(20)의 제2전극(22)의 표면 사이에는 약 22㎛ 정도의 갭(gap)이 존재하는 것을 알 수 있다.
유연센서(10)의 제1전극(12, 14)과 유연인쇄회로기판(20)의 제2전극(22) 사이의 갭은 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)의 접합을 불안정하게 하거나 제1전극(12, 14)과 제2전극(22) 사이의 통전을 방해하는 요인으로 작용할 수 있다.
이와 같은 문제를 방지하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법은, 제1전극(12, 14)의 표면과 유연센서(10)의 표면 사이의 단차(16), 및 제2전극(22)의 표면과 유연인쇄회로기판(20)의 표면 사이의 단차(24) 중의 적어도 하나의 단차를 제거한다(S130).
이때, 제거되는 제1전극(12, 14)의 표면과 유연센서(10)의 표면 사이의 단차(16), 또는 제2전극(22)의 표면과 유연인쇄회로기판(20)의 표면 사이의 단차(24)의 정도(두께)는 이후에서 설명하는 ACF(Anisotropic Conductive Film)에 함유된 미세 도전 볼(ball)의 크기를 고려하여 결정될 수 있다.
도 3에는 유연센서(10)의 표면과 제1전극(12, 14)의 표면 사이의 단차(16)를 제거한 것으로 도시하였다. 그러나 유연센서(10) 또는 유연인쇄회로기판(20)의 단차 제거는 기재된 내용에 한정되는 것은 아니며, 유연센서(10) 및 유연인쇄회로기판(20)의 각각에 대하여, 각각의 단차보다 작은 값으로 제거할 수도 있다.
제1전극(12, 14)의 표면과 유연센서(10)의 표면 사이의 단차(16), 및 제2전극(22)의 표면과 유연인쇄회로기판(20)의 표면 사이의 단차(24) 중의 적어도 하나의 단차가 제거되면, 도 4에 도시한 바와 같이, 도전 볼(40)을 함유하는ACF(30)가 선정된다(S135). 이때, ACF(30)는 이하에서 설명하는 바와 같이, ACF(30) 내에 함유된 도전 볼(40)의 크기에 기초하여 선정되는 것이 바람직하다. 또한, 선정된 ACF(30)는 유연센서(10) 및 유연인쇄회로기판(20)의 사이에 적층된다(S140).
여기서, ACF(30)는 도 4에 도시한 바와 같이, 미세 고분자 볼(ball)(40)이 함유된 접착수지를 필름 상태로 형성한 이방성 도전막으로서, 미세 고분자 볼(40)의 표면에는 제3전극층이 도포되어 고분자 볼을 도전 볼로 형성한다.
이때, 제3전극층은 고분자 볼의 표면에 니켈(Ni)(42)과 금(Au)(44)이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 그러나, ACF(30)에 함유된 미세 도전 볼(40)의 구조는 기재된 구성에 한정되는 것은 아니며, 유연센서(10)의 제1전극과 유연인쇄회로기판(20)의 제2전극 사이에서 전류를 흐르게 할 수 있는 구조라면 어떠한 구조라도 무방하다.
또한, 유연센서(10) 및 유연인쇄회로기판(20)의 사이에 적층되는 ACF(30)는, 해당 ACF(30)에 함유된 도전 볼의 직경이 유연센서(10)의 제1전극층과 유연인쇄회로기판(20)의 제2전극층 사이의 간극 이상인 것을 선정하는 것이 바람직하다.
이와 같은 ACF(30)를 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)의 사이에 적층한 후, 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)은 도 5에 도시한 바와 같이, 서로 압착된다(S150). 이때, 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)의 사이에 적층된 ACF(30)에는 소정 온도의 열이 가해질 수 있으며, 이를 통해 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 이때, 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)는 200℃ 이하에서 10초 이내로 1 kgf 이하의 힘을 가하여 압착하는 것이 바람직하다. 또한, 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)의 압착 시에 시편 표면의 손상을 방지하기 위하여, 시편과 압착 장비 사이에 수백 ㎛ 두께의 고분자 물질(실리콘 고무 등)의 완충재를 설치하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법에 의해 형성된, 유연센서가 접합된 유연인쇄회로기판의 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, ACF(30)를 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)의 사이에 적층한 후에 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)를 서로 마주하는 방향으로 압착하면, ACF(30)의 접착수지(30)는 유연센서(10)의 표면과 유연인쇄회로기판(30)의 표면에 접착하게 되며, ACF(30)에 함유된 미세 도전 볼(ball)은 압착되어 타원형의 형태로 변형된다.
이때, 제1전극과 제2전극 사이에 위치하는 미세 도전 볼(40)은 양측으로부터의 압력에 의해 그 표면에 도포된 금박막(44)이 제1전극의 금 박막(14)과 제2전극의 금 박막(22)에 접촉하게 된다. 이를 통해, 제1전극과 제2전극은 중간의 미세 도전 볼(40)의 금 박막(44)을 통하여 전류가 흐를 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 유연센서의 제1전극과, 유연인쇄회로기판의 제2전극이 금 박막으로 이루어지기 때문에, ACF와의 접합 강도를 높일 수 있으며, 또한 ACF 내부에 함유된 미세 도전 볼을 통하여 원활하게 전류를 통전할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 유연인쇄회로기판상 유연센서의 접합을 확인하기 위하여, 3D 프로파일러를 이용하여 각각 유연센서(10)와 금 박막(14)의 단차(도 7 참조), 및 유연인쇄회로기판(20)과 금 박막(22)의 단차(도 8 참조)를 측정하였다.
또한, 측정된 유연센서(10)와 금 박막(14)의 단차, 및 유연인쇄회로기판(20)과 금 박막(22)의 단차 중, 유연센서(10)와 금 박막(14) 사이의 단차에 해당하는 15㎛를 제거하였다. 이를 통해, 직경이 7㎛보다 큰 미세 고분자 볼을 함유하는 ACF를 선정할 수 있게 되어 ACF의 선정 범위가 넓어져 용이하게 ACF를 선정할 수 있었다. 이때, ACF는 200℃ 이하에서 10초 이하의 시간 동안 1 kgf 이하의 힘으로 접합 공정을 수행하였다.
또한, 유연센서(10)와 유연인쇄회로기판(20)을 도 9에 도시한 바와 같이 ACF(30)로 접합한 후, 90도 peel test를 통해 유연센서와 유연인쇄회로기판 간의 접합력을 측정하였다.
그 결과, 유연센서(10)는 유연인쇄회로기판(20)에서 떨어지지 않고 안정적으로 고정되었으며, 접합 강도는 약 275 gF/cm의 값을 나타내었다.
또한, 접합에 사용된 유연센서의 상온 저항 값은 1000 Ω으로 설계되었으며, 전술한 실험을 거친 결과 저항 값은 999 Ω으로 설계 값에 근사한 값을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 ACF를 이용한 유연인쇄회로기판상의 유연센서의 접합은 성공적으로 수행되었음을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 유연센서 12: 백금(Pt) 박막
14, 22, 44: 금(Au) 박막 16, 24: 단차
20: 유연인쇄회로기판 30: ACF
40: 미세 도전 볼 42: 니켈(Ni) 박막

Claims (8)

  1. 유연센서의 표면에 제1전극층을 형성하고, 유연인쇄회로기판의 표면에 제2전극층을 형성하는 단계;
    상기 제1전극층의 표면과 상기 유연센서의 표면 사이의 단차 및 상기 제2전극층의 표면과 상기 유연인쇄회로기판의 표면 사이의 단차를 측정하는 단계;
    상기 제1전극층의 표면과 상기 유연센서의 표면 사이의 단차 및 상기 제2전극층의 표면과 상기 유연인쇄회로기판의 표면 사이의 단차 중의 적어도 하나의 단차를 제거하는 단계;
    상기 유연센서와 상기 유연인쇄회로기판의 사이에 고분자 볼(ball)이 함유된 ACF(Anisotropic Conductive Film)을 적층하는 단계; 및
    상기 유연센서와 상기 유연인쇄회로기판을 서로 압착하는 단계를 포함하되, 상기 고분자 볼은 그 표면에 제3전극층이 도포된 도전 볼(ball)로 형성되는 것을 특징으로 하는 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3전극층은 상기 고분자 볼의 표면에 니켈(Ni)과 금(Au)이 순차적으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유연센서 및 상기 유연인쇄회로기판은 각각 폴리이미드(polyimide), PET(Polyethylene Terephthalate), PMMA(Polymethyl Methacrylate), PDMS(Polydimethylsiloxane) 중의 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1전극층은 상기 유연센서의 표면에 설정된 깊이로 홈을 형성한 후, 상기 홈 내에 백금(Pt) 및 금(Au)을 순차적으로 적층하여 형성된 것을 특징으로 하는 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2전극층은 상기 유연인쇄회로기판의 표면에 설정된 깊이로 홈을 형성한 후, 상기 홈 내에 금(Au)을 적층하여 형성된 것을 특징으로 하는 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제거단계는,
    상기 제1전극층의 표면과 상기 유연센서의 표면 사이의 단차를 제거하는 것을 특징으로 하는 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법.
  8. 표면에 홈이 형성되며, 해당 홈 내에 백금(Pt)과 금(Au)이 순차적으로 적층된 유연센서;
    표면에 홈이 형성되며, 해당 홈 내에 금(Au)이 적층된 유연인쇄회로기판; 및
    상기 유연센서의 표면과 상기 유연센서 홈 내의 금 사이의 단차를 제거한 후, 상기 유연센서와 상기 유연인쇄회로기판의 사이에 적층되어 상기 유연센서와 상기 유연인쇄회로기판을 서로 접합하는 ACF 접합층을 포함하며,
    상기 ACF 접합층은 고분자 볼을 함유하고,
    상기 고분자 볼은 그 표면에 니켈(Ni)과 금(Au)이 순차적으로 적층되어 도전 볼을 형성하며,
    상기 유연센서와 상기 유연인쇄회로기판을 서로 압착할 경우, 상기 유연센서와 상기 유연인쇄회로기판을 전기적으로 서로 연결하는 것을 특징으로 하는, 유연센서가 접합된 유연인쇄회로기판.
KR1020170148610A 2017-11-09 2017-11-09 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판 KR102325435B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170148610A KR102325435B1 (ko) 2017-11-09 2017-11-09 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170148610A KR102325435B1 (ko) 2017-11-09 2017-11-09 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190052840A KR20190052840A (ko) 2019-05-17
KR102325435B1 true KR102325435B1 (ko) 2021-11-12

Family

ID=66678274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170148610A KR102325435B1 (ko) 2017-11-09 2017-11-09 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102325435B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240000092A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 주식회사 센소메디 유연 센서 측정 모듈
KR20240000097A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 주식회사 센소메디 유연 센서 측정 회로 시스템
KR20240000099A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 주식회사 센소메디 어레이형 유연 센서 제어 시스템
KR20240000098A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 주식회사 센소메디 로봇 제어를 위한 유연 센서 어레이 제작 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014192337A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Dexerials Corp 接続体の製造方法、電子部品の接続方法、接続構造体

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999064199A1 (fr) 1998-06-10 1999-12-16 Showa Denko K.K. Poudre de soudage, fondant, pate de soudage, procede de soudage, carte a circuit soudee et produit de jonction soude
KR20150021832A (ko) * 2013-08-21 2015-03-03 삼성전기주식회사 터치센서 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014192337A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Dexerials Corp 接続体の製造方法、電子部品の接続方法、接続構造体

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240000092A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 주식회사 센소메디 유연 센서 측정 모듈
KR20240000097A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 주식회사 센소메디 유연 센서 측정 회로 시스템
KR20240000099A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 주식회사 센소메디 어레이형 유연 센서 제어 시스템
KR20240000098A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 주식회사 센소메디 로봇 제어를 위한 유연 센서 어레이 제작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190052840A (ko) 2019-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102325435B1 (ko) 유연인쇄회로기판상 유연센서 접합방법, 및 유연센서가 접합된 유연센서인쇄회로기판
Verplancke et al. Thin-film stretchable electronics technology based on meandering interconnections: fabrication and mechanical performance
JP4987880B2 (ja) 異方性導電フィルムを用いた回路基板接続構造体及び接着方法、及びこれを用いた接着状態評価方法
US20110148777A1 (en) Method for bonding fpc onto baseboard, bonding assembly, and touch screen
US9936581B1 (en) Mechanical and electrical interconnects between conductive threads in fabrics to PCB, FPC, and rigid-flex circuits
CN109076696A (zh) 伸缩性基板
JP2012247365A (ja) 感圧式指紋センサー用フィルム積層体及びこのフィルム積層体を用いた感圧式指紋センサー
JP5615765B2 (ja) 異方導電性コネクタおよび異方導電性コネクタの製造方法
US20230413428A1 (en) Extensible and contractible wiring board and method for manufacturing extensible and contractible wiring board
KR100694529B1 (ko) 전기전도성 입자 및 접착제
JP2005209491A (ja) 導電粒子及びこれを用いた異方導電性接着剤
KR102392740B1 (ko) 본질적으로 신장성 도체와 본질적으로 비-신장성 도체 사이의 전기적 상호접속 시스템
JP2000312058A (ja) フレキシブル配線板
KR20170126302A (ko) 압력 센서 소자 및 압력 센서 소자 제조 방법
WO2009057582A1 (ja) 電気的接続体及びその製造方法
CN107208999B (zh) 压电传感器
CN112292430A (zh) 含有填料的膜
WO2021100825A1 (ja) シートコネクタ、シートセット、電気検査装置および電気検査方法
JP4636419B2 (ja) 金属と同種金属クラッド材及び金属と異種材料クラッド材の９０°接着強度測定（Ｐｅｅｌｔｅｓｔ）のための試験片製造方法及び９０°接着強度測定方法
JP2004342539A (ja) 接点部材、押釦スイッチ用カバー部材
US20150146895A1 (en) Electroactive sound transducer foil having a structured surface
JP2003152301A (ja) プリント配線板およびその製造方法
JP2007190802A (ja) 複合シート
JP6324803B2 (ja) 感圧センサ及びその製造方法
Frisk et al. Reliability of ACF interconnections on FR-4 substrates

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right