KR20040034536A - 적층 배선 기판, 터치 패널 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

적층되는 각 배선 기판 재료가 서로 다른 경우에도, 수율, 신뢰성 및 생산성의 저하를 초래하지 않는 적층 배선 기판 및 터치 패널의 제조 방법을 제공하여, 염가로 생산성이 양호한 적층 배선 기판 및 터치 패널을 제조한다. 전기적 회로 기판 중 적어도 일부를 구성하는 복수의 배선 기판의 배선면이 대향하도록 적층된 적층 배선 기판으로서, 이들 적층 배선 기판 사이의 전기적 접속부를, 배선 기판들중 하나의 배선 기판에 접착된 탄성 도전성 재료부를 통하여 접속하고, 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부를 양면 접착 재료부로 접착하여, 복수의 배선 기판을 밀봉한다.

Description

적층 배선 기판, 터치 패널 및 이들의 제조 방법{MULTILAYER WIRING BOARD, TOUCH PANEL AND MANUFACTURING OF THE SAME}
본 발명은, 적층 배선 기판, 터치 패널 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
전기적 회로 중 적어도 일부를 구성하는 복수의 배선 기판의 배선 접속 방법으로서는 두가지 방법이 제안되어 있다. 제1 방법은, 배선면이 대향하도록 적층하여 접속하는 방법이며, 제2 방법은 배선면이 대향하지 않도록 적층하여 접속하는 방법이다.
배선면이 대향하지 않도록 적층하는 방법에는, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 서로 다른 회로 기판 간의 전기적 접속을 행하기 위해서는, 적어도 한쪽의 기판에 스프링 등의 탄성체를 사용하여 접속하거나, 기판에 관통 홀을 형성하고 도전 페이스트 등을 충전하여 접속하는 방법을 들 수 있다. 탄성체로 기판을 접속하여 전기적 접속을 이루는 방법의 경우, 인청동 등의 탄성율이 높은 금속으로 접속하는 경우에는 회로 기판을 도전시키는 기술이 필요하게 되기 때문에 제조 단계가 길어져, 개별의 전용 부품이 필요하게 되고, 시간 및 비용의 증가를 초래한다는 문제가 있다. 또한, 시간에 따른 특성 변화에 따라 전기 회로의 접촉 불량이 발생한다고 하는 결점이 있었다.
관통 홀에 도전 페이스트나 도전성 접착제를 충전하여 전기적 접속을 이루는 경우에는, 기판의 두께 이상의 길이의 접속부에 도전성 페이스트나 도전성 접착제를 이용하기 때문에, 도통 저항이 높게 된다. 또한 건조 경화 시의 체적 수축에 의해 크랙이 발생하여 접속불량이 되기 쉽다.
또한, 도전성 수지를 열압착 접합에 의해 접속하여 전기 접속을 이루는 경우(예를 들면 일본 특허 제2797552호)는, 열 충격 및 기계적 특성이 떨어지기 때문에, 전기적 및 기계적 신뢰성이 낮은 것 등의 결점이 있다. 또한, 열압착 접합에 의해 회로가 접속되는 경우, 도전 페이스트나 도전성 접착제의 막 두께 컨트롤이 어렵고, 열압착 접합에 의해 야기되는 접합 변동에 의해 접착 강도의 안정화를 도모하기 어렵게 된다. 또한, 건조 경화 시의 체적수축에 의해 크랙이 발생하여 접속불량이 되기 쉽다.
이러한 결점을 해소하기 위해서, 배선면을 대향시켜 기판들간의 접속을 행하는 방법이 여러 가지 제안되어 있다. 예를 들면, 스크린 인쇄법에 의해 절연층을 배선면에 접착하고, 접착층을 형성하여 기판을 접착하는 방법이 있다. 이 경우에는, 절연층 및 접착층에 관통 홀을 형성하고 여기에 도전성 페이스트를 충전함으로써 전기적 접속을 행하고 있다.
그러나 이 경우, 먼지나 이물질의 혼입에 의해 절연층 및 접착층에 핀홀이 발생할 가능성이 있다 그러나, 절연 기능을 갖는 접착층의 두께가 얇기 때문에, 절연 신뢰성이 낮다고 하는 문제가 있다. 또한, 도전 페이스트나 핫멜트형의 도전 시트에 의한 전기적 접속은, 기판을 구성하는 재료에 따라 접착 강도가 낮고, 온도나 습도에 대한 영향에 의해서도 시간에 따른 특성 변화를 일으키기 쉽다.
이것에 대하여, 회로 기판 간의 전기적 접속을, 접착성을 갖는 도전성 재료와 양면 접착 시트로 행하는 방법이 예를 들면 일본 특허 제2532267호에 제안되어 있다. 이 방법에서는, 회로 기판 사이의 전기적 접속부는 접착성을 갖는 도전성 재료를 통하여 접속되고, 비 전기적 접속부는 양면 접착 시트를 통하여 접속된다.
그러나 이 방법에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다. 이 방법에서는, 전기적 접속부에 접착성을 갖는 도전성 재료를 접착함과 함께, 그 전기적 접속부를 둘러싸는 양면 접착 시트를 접착한 상태에서 기판의 배선면을 대향시켜 열경화 등에 의해 도전성 재료의 접착을 행한다. 따라서, 양면 접착 시트의 접착 강도가 가열 시에 열화할 가능성이 있어, 접착 강도의 열화에 의해서, 수명의 장기화를 도모하기 어렵다고 하는 문제가 있다.
또한, 예를 들면 터치 패널의 배선면과 같이, 유리 기판과 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등의 필름 기재로 이루어지는 배선 기판을 이용하는 경우, 즉 적층되는 기판의 내열성이 서로 다른 경우에는, 양면 접착 시트의 접착 강도가 부분적으로 저하될 가능성이 있다. 또한 기판의 팽창 계수의 차이에 의해 크랙, 박리가 발생될 수도 있어, 수율, 신뢰성의 저하를 초래하게 된다.
상술한 방법 대신에, 예를 들면 자외광을 투과하는 기판 재료를 이용하는 경우에는, 자외선 경화식의 도전성 접착 재료를 이용하는 방법도 생각되지만, 그 경우에는 자외선 조사 단계에 필요한 제조 장치가 필요하기 때문에, 비용 증가를 초래한다.
또한, 양 기판의 배선면을 대향시킨 상태에서 가열 등의 접착 단계를 행하는 경우, 배선 패턴의 미세화에 따라, 전기적 접속부가 미세한 패턴으로 되면, 고 정밀도로 기판의 위치정렬을 행하기 어렵고, 접속 불량을 초래하여 수율의 저하를 초래할 수도 있다.
본 발명은, 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 접착 강도의 열화를 회피하여 적층 배선 기판을 제조할 수가 있고, 또 배선 기판 중 적어도 한쪽이 내열성이 낮은 재료로 이루어진 경우에도 충분한 접착 강도를 유지할 수 있는 적층 배선 기판의 제조 방법을 제공한다. 특히, 적층되는 배선 기판 재료가 서로 다른 경우에도, 수율, 신뢰성 및 생산성의 저하를 초래하지 않는 적층 배선 기판, 터치 패널의 제조 방법을 제공한다. 또한 본 발명의 제조 방법은, 염가로 생산성이 양호한 적층 배선 기판 및 터치 패널을 제공할 수 있다.
도 1a는 적층 배선 기판의 일례의 주요부의 확대 단면도.
도 1b는 탄성 도전성 재료부와 양면 접착 재료부의 일례의 평면 블럭도.
도 2a는 적층 배선 기판의 제조 방법의 일례의 한 제조 단계의 설명도.
도 2b는 적층 배선 기판의 제조 방법의 일례의 한 제조 단계의 설명도.
도 3a는 터치 패널의 제조 방법의 일례의 한 제조 단계의 설명도.
도 3b는 터치 패널의 일례의 주요부의 확대 단면도.
도 4a는 터치 패널의 제조 방법의 일례의 한 제조 단계의 설명도.
도 4b는 터치 패널의 제조 방법의 일례의 한 제조 단계의 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 배선 기판
2 : 배선부
3 : 전기적 접속부
4 : 탄성 도전성 재료부
4t : 꼭대기부
5 : 양면 접착 재료부
5h : 개구부
6 : 도트 스페이서
7 : 접속부
11 : 배선 기판
12 : 배선부
13 : 전기적 접속부
30 : 터치 패널
31 : 제1 기판
41 : 제2 기판
51 : 접착재
52 : 기재
53 : 접착재
본 발명에 따르면 전기적 회로 기판 중 적어도 일부를 구성하는 복수의 배선 기판의 배선면이 대향하도록 적층된 적층 배선 기판이 제공되며, 이러한 적층 배선 기판은, 이들 배선 기판 사이의 전기적 접속부를, 배선 기판들중 하나의 배선 기판 위에만 접착된 탄성 도전성 재료부를 통하여 접속하고, 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부를, 양면 접착 재료부에 의해 접착하여 복수의 적층 배선 기판을 밀봉하여 구성한다.
또한 본 발명에 따른 적층 배선 기판은, 상술한 구성에 있어서, 탄성 도전성 재료부를 볼록형으로 형성하고, 이 탄성 도전성 재료부의 바닥부를 배선 기판들중 하나의 배선 기판에 접착하고, 다른 쪽의 배선 기판의 전기적 접속부에는, 탄성 도전성 재료부의 꼭대기부가 접착되어 전기적 접속이 이루어지는 구성으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 전기적 회로 기판 중 적어도 일부를 구성하는 복수의 배선 기판의 배선면이 대향하도록 적층된 적층 배선 기판의 제조 방법이 제공되며, 이러한 적층 배선 기판의 제조 방법은 배선 기판들중 하나의 배선 기판의 전기적 접속부에, 탄성 도전성 재료부를 접착하는 단계와, 양면 접착 재료부에, 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부를 둘러싸는 패턴의 개구부를 형성하는 단계와, 양면 접착 재료부를, 탄성 도전성 재료부를 접착한 배선 기판 또는 배선면이 상기 배선 기판과 대향되는 다른 쪽의 배선 기판에 접착하는 단계와, 배선면이 상기 배선면에 대향되는 다른 쪽의 배선 기판의 전기적 접속부에 탄성 도전성 재료부의 꼭대기부를 접촉시킨 상태에서, 양면 접착 재료부에 의해 양 배선 기판을 접착하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명에 따르면, 광 투과성의 제1 기판 위에 광 투과성의 도전층이 소정의 패턴으로 형성되고, 그 상부에 광 투과성의 도전층을 갖는 플렉시블 재료(flexible material)로 형성되는 광 투과성의 제2 기판이, 제1 기판과는 소정의 간격을 갖고 대향 배치되는 구조를 갖는 터치 패널이 제공되며, 제1 기판과 제2 기판간의 전기적 접속부를, 제1 기판 위에만 접착된 탄성 도전성 재료부를 통하여 접속하고, 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부가, 양면 접착 재료부에 의해 접착되어 제1 및 제2 기판을 밀봉하는 구성으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 광 투과성의 제1 기판 위에, 광 투과성 도전층이 소정의 패턴으로 형성되고, 광 투과성의 도전층을 상부에 갖는 플렉시블 재료로 이루어지는 광 투과성의 제2 기판이, 제1 기판과는 소정의 간격을 갖고 대향 배치되어 이루어지는 터치 패널의 제조 방법이 제공되며, 터치 패널의 제조 방법은 제1 기판의 전기적 접속부에, 탄성 도전성 재료부를 접착하는 단계와, 양면 접착 재료부에, 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부를 둘러싸는 패턴의 개구부를 형성하는 단계와, 양면 접착 재료부를, 제1 및 제2 기판에 접착하는 단계와, 제2 기판의 전기적 접속부에 탄성 도전성 재료부의 꼭대기부를 접촉시킨 상태에서, 양면 접착 재료부에 의해 제1 기판과 제2 기판을 접착하는 단계를 포함하는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기판의 한쪽의 기판의 전기적 접속부에만, 탄성 도전성 재료부를 접착하고, 다른 쪽의 기판의 전기적 접속부에는, 탄성도전성 재료부의 꼭대기부를 접촉시키는 구성으로 전기적 접속을 행하는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기판 재료의 내열성 등의 특성이 다른 경우에도, 전기적 특성을 손상시키지 않고 확실하게 접착되는 기판 측에만 탄성 도전성 재료부를 접착하고, 각 기판의 접착은 양면 접착 재료부에 의해서 행함으로써, 전기적 접속을 확실하게 행함과 함께, 접착부의 박리나 크랙이 발생하지 않도록 하여, 접착부가 양호한 기계적인 강도를 유지할 수 있다. 따라서, 수율, 신뢰성 및 생산성이 우수한 적층 배선 기판 및 터치 패널과 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 탄성 도전성 재료부를 접착하는 단계와, 양면 접착 재료부를 기판에 접착하는 단계를 각각 설치하여, 말하자면 전기적 접속 단계와 기계적 접착 단계를 분리할 수 있다. 따라서, 적층되는 기판의 재료가 서로 다른 경우에, 가열 등 재료의 특성의 열화를 초래할 가능성이 있는 단계, 내지는 가공 위치를 최적화할 수 있다. 따라서, 신뢰성, 수율이 높은 적층 배선 기판 및 터치 패널을 제조할 수가 있어, 수율, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
이에 따라, 전기적 접속부의 접착 공정으로서 가장 염가로 생산성이 뛰어난 열경화에 의한 접착 공정을 행할 수 있어, 적층 배선 기판 및 터치 패널의 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
특히, 탄성 도전성 재료부를 볼록형으로 형성하고, 이 탄성 도전성 재료부의 바닥부를 배선 기판들중 하나의 배선 기판에 접착하고, 다른 쪽의 배선 기판의 전기적 접속부에는, 탄성 도전성 재료부의 꼭대기부를 접촉하여 전기적 접속이 이루어지는 구성으로 함으로써, 적층되는 다른 배선 기판의 인장 응력을 이용하여, 적절한 접속 저항을 갖고 전기적인 접속을 행할 수 있다. 즉, 시간에 따른 특성 변화를 억제하여, 특성의 안정화를 도모하여 적층 배선 기판 및 터치 패널의 수명의 장기화를 도모할 수 있다.
또한, 탄성 도전성 재료부의 높이를 200 ㎛ ∼ 400 ㎛ 로 설정함으로써, 불량품의 발생을 억제하고, 또한 외관 상의 문제점도 생기지 않고 특성이 양호한 적층 배선 기판 및 터치 패널을 제공할 수 있다.
<발명의 실시 형태>
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 예에 한정되지 않고, 기타 다양한 변형, 변경이 가능한 것은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 적층 배선 기판은, 배선 기판들간의 전기적 접속부를, 배선 기판들중 하나의 배선 기판에 접착된 탄성 도전성 재료부를 통하여 접속하고, 이 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부를 양면 접착 재료부에 의해 접착하여 배선 기판을 밀봉하는 구성을 갖는다.
도 1a는, 본 발명에 따른 적층 배선 기판의 일례의 주요부의 단면도를 도시하는 것으로, 다음의 참조부호는 각부를 나타낸다. 1은 배선 기판, 2는 소정의 패턴의 도전층으로 이루어지는 배선부, 3은 배선부(2)의 전기적 접속부, 4는 은 페이스트 등으로 이루어지는 탄성 도전성 재료부, 5는 양면 접착 재료부, 5h는 양면 접착 재료부의 개구부, 11은 배선 기판(1)과 배선면이 대향하도록 적층되는 또 다른 배선 기판들중 하나의 배선 기판, 12는 배선 기판(11) 상에 소정의 배선 패턴으로서 형성되는 배선부, 13은 전기적 접속부를 각각 나타낸다.
이 예에서는 기판(1)의 전기적 접속부(3)는 배선부(2) 상의 소정 위치로서 도시하지만, 상측의 배선 기판(11)의 전기적 접속부(13)는 배선부(12)의 소정 위치에, 접속부의 전기 전도도를 양호하게 유지하기 위한, 예를 들면, 은 페이스트 등으로 이루어지는 도전층을 형성하는 구성이지만, 충분히 양호한 접속 저항이 얻어지는 경우에는 도전층은 불필요하다. 한편, 상측의 배선 기판(11)과 마찬가지로 기판(1) 측에 도전층을 형성하여 전기적 접속부(3)를 형성할 수 있다.
양면 접착 재료부(5)는, 예를 들면 PET로 이루어지는 기재(52)로 구성되며, 접착층(51 및 53)이 개재되어 접착된다.
도 1b는 탄성 도전성 재료부(4) 및 양면 접착 재료부(5)의 평면 구성의 일례를 도시한다. 탄성 도전성 재료부(4)의 꼭대기부(4t)에서 도 1a에서의 상부의 배선 기판(11)의 전기적 접속부(13)와의 전기적 접속이 이루어진다. 또한 양면 접착 재료부(5)에는, 탄성 도전성 재료부(5)의 주변 가장자리부의 적어도 일부를 둘러싸는 형상, 도면에서는 거의 원형의 개구부(5h)를 형성한 경우를 도시한다. 양면 접착 재료부(5)의 개구부의 형상 및 그 외형은, 도시된 예에 한정되지 않고, 배선 기판(1 및 11)의 배선 패턴의 조건에 따라, 즉 절연을 필요로 하는 부분의 형상 등에 따라 적절하게 선택 가능한 것은 물론이다.
그러나, 이 양면 접착 재료부(5)의 형상으로서는, 탄성 도전성 재료부(4)를 지지점으로 하여 2개소 이상의 주변 가장자리를 지지하는 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 양면 접착 재료부(5)를 형성함으로써, 상측의 배선 기판(11)의전기적 접속부에, 양면 접착 재료부(5)의 인장 응력에 의해서 충분히 가압되어, 양호한 접속을 행할 수 있다.
탄성 도전성 재료부(4)는, 도면에서는 예를 들면 원추형의 볼록형으로 형성되고, 그 바닥부가 배선 기판(1)의 전기적 접속부(3)에 접착되어 있지만, 꼭대기부(4t)는, 배선 기판(11)의 전기적 접속부(13)에 접착되지 않고, 접촉하기만 한 구성으로 되어 있다.
여기서, 양면 접착 재료부(5)의 높이 t를 탄성 도전성 재료부(4)의 높이 h에 비해 작게 함으로써, 배선 기판(11)을 양면 접착 재료부(5)에 의해 배선 기판(1)에 접착하면, 배선 기판(11)의 전기적 접속부(13) 및 주변부가 굽어지고, 충분한 응력에 의해 가압되어, 배선 기판(1)의 전기적 접속부(3)와 배선 기판(11)의 전기적 접속부(13)간에 양호한 접속이 유지된다.
이 경우, 양면 접착 재료부(5)와 탄성 도전성 재료부(4)의 높이가 상이한 경우에는, 상부의 배선 기판(11)의 굴곡을 이용하고 있기 때문에, 배선 기판(11)과 전기적 접속부의 탄성 도전성 재료부(4)와의 사이에 응력이 생겨, 전기적 특성 및 기계적 특성이 양호한 접속 상태를 유지할 수 있다.
다음에, 이러한 적층 배선 기판의 제조 방법의 일례를, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 배선 기판(1)에 소정의 패턴의 도전층(2)을, 예를 들면 포토리소그래피의 적용에 의해서, 즉 포토레지스트의 도포, 패턴 노광, 현상 및 레지스트 패턴을 마스크로 한 스퍼터링 등에 의해서 접착한다. 그 후, 이 도전층(2)의 소정의 전기적 접속부(3)에, 탄성 도전성 재료부(4)를 접착한다. 즉, 예를 들면, 은 페이스트를 디스펜서 등의 사출기에 의해서 원추형 등의 볼록형으로 패터닝 형성한다. 이 때, 디스펜서로부터 사출되는 페이스트양을 조정함으로써, 후술하는 양면 접착 재료부(5)의 두께에 비해, 이 탄성 도전성 재료부(4)의 높이를 높게 형성할 수 있다.
이 배선 기판(1) 상에 적층되는 다른 쪽의 배선 기판(11)에도 마찬가지로 소정의 패턴을 갖는 포토리소그래피 등의 적용에 의해서 배선층(12)을 형성한다. 도 2a의 예에서는, ITO(인듐-주석 산화물) 등으로 이루어지는 도전층을 소정의 패턴으로 패터닝하여 배선부(12)를 형성한 후, 배선부(12) 상의 전기적 접속부(13)에, 은 페이스트 등의 도전층을 패턴 형성한 경우를 도시한다.
양면 접착 재료부(5)는, 예를 들어 PET로 이루어지는 기재(52)로 구성되며 접착재(51 및 53)가 개재되어 접착되며, 탄성 도전성 재료부(4)의 주변 가장자리부의 적어도 일부를 둘러싸도록 개구부가 형성된다. 이 경우, 양면 접착 재료부(5)에 원형의 개구부(5h)가 형성된다.
그리고, 양면 접착 재료부(5)를, 배선 기판(1) 또는 배선 기판(11)에 접착된다. 도 2a에서, 화살표 a 및 b로 방향을 도시한 바와 같이, 우선, 상측의 배선 기판(11)의 전기적 접속부(13)에 개구부(5h)를 위치 정렬하여 접착한다.
또한, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상측의 배선 기판(11)의 전기적 접속부(13)와, 하측의 배선 기판(1)의 전기적 접속부(3) 상의 탄성 도전성 재료부(4)의 꼭대기부를 접촉시킨 상태에서, 양면 접착 재료부(5)에 의해 양 배선 기판(1 및 11)을 접착한다. 즉, 탄성 도전성 재료부(4)의 꼭대기부와 개구부(5h)와의 위치 정렬을 행하고, 배선 기판(11)을 화살표 c로 방향을 도시한 바와 같이, 배선 기판(1)에 소정의 압력으로 압박한다. 양면 접착 재료부(5)의 접착재에 의해서, 배선 기판(1 및 11)이 소정의 기계적 강도를 유지하여 접착된다.
이 접착 단계에서는, 가열 단계를 전혀 포함하지 않기 때문에, 예를 들면 배선 기판(1과 11)의 재료들간의 내열성이나, 팽창 계수 등이 크게 상이한 경우에도, 배선 기판 재료가 가열에 의해 열화하든지, 또한 팽창, 수축에 의해서 크랙이 생기든지, 접착재의 박리 등이 생기는 것을 회피할 수 있다.
다음에, 본 발명에 따른 터치 패널 및 그 제조 방법을, 도 3a 및 도 3b의 제조 단계 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3a에서, 참조부호 31은 유리 등의 광 투과성의 제1 기판이며, 이 위에 예를 들면 IT0 등의 광 투과성 도전층으로 이루어지는 배선부(2)가, 예를 들면 도 3a에서 가로방향으로 연장하는 스트라이프형 패턴으로서 형성된다.
그리고, 이 배선부(2)의 전기적 접속부(3)에는, 탄성 도전성 재료부(4)가 예를 들면 원추형의 볼록형으로 형성된다. 참조부호 6은, 하부 제1 기판(31)과 상부의 제2 기판(41)간에 소정 간격을 유지하기 위한 아크릴계 수지 등으로 이루어지는 도트 스페이서를 나타낸다. 탄성 도전 재료부(4)의 높이 h는 양면 접촉 재료부(5)의 두께 t에 비해 크게 형성될 수 있으며 이는 후술된다.
제1 기판(31)과 대향하는 제2 기판(41)은, 예를 들면 PET 등의 광 투과성의 플렉시블 재료로 이루어지고, 그 위에, ITO 등의 광 투과성 도전층으로 이루어지는 배선부(12)가, 이 예에서는 도 3a의 지면과 직교하는 방향으로 스트라이프형 패턴으로 형성된다. 즉, 배선부(12)가 제1 기판(31) 상의 배선층(2)과는 직교하는 스트라이프형 패턴으로 포토리소그래피 등의 적용에 의해서 형성된다.
그 후, 제1 기판(31) 또는 제2 기판(41) 상에 양면 접착 재료부(5)를 접착한다. 도면에서는, 제2 기판(41)의 배선부(12)의 전기적 접속부(13)의 주변 가장자리부에 양면 접착 재료부(5)를 접착한다. 양면 접착 재료부(15)는, 도 1a, 도 1b, 도 2a 및 도 2b에서 설명한 적층 배선 기판의 예와 마찬가지 방식으로, 예를 들어 PET로 이루어지며 층(51 및 53)간에 접착되며 원형의 개구부(5h)를 갖는다.
이 상태에서, 제2 기판(41)의 전기적 접속부(13)는 제1 기판의 전기적 접속부(3) 상의 탄성 도전성 재료부(4)와 위치 정렬되어 화살표 d로 도시한 바와 같이, 제1 기판(31) 상에 제2 기판(41)이 접착된다. 양 기판(31 및 41)은, 양면 접착 재료부(5)의 접착재에 의해서 충분한 기계적 강도를 갖고 접착되어, 본 발명의 구성에 따른 터치 패널(30)을 얻을 수 있다.
이러한 구성을 갖는 터치 패널(30)은, 통상의 터치 패널과 같이 사용될 수 있다. 제2 기판(41)의 외측으로부터 펜 또는 손가락 등의 지지체(support medium)에 의해 소정 위치가 가압되면, 그 가압 위치의 배선부(2 및 12)가 도통함으로써, 각 배선부(2 또는 12)의 도통 위치에 따라서 변화하는 인가 전위의 변화량을 측정하여, 가압 위치를 검지할 수 있는 것이다.
특히, 본 발명에 따른 터치 패널은, 가압측의 필름 기재로 이루어지는 제2 기판과, 유리로 이루어지는 제1 기판간의 내열성, 팽창 계수 등이 다른 경우에도, 한쪽의 기판에 탄성 도전성 재료부를 열경화 등에 의해서 접착하는 것만으로, 그리고 다른 쪽의 필름 기재로 이루어지는 비교적 내열성이 낮은 기판 측에는 인장 응력에 의한 접촉만으로 도통을 도모할 수 있다. 따라서, 전기적 접속부의 접착 부분의 박리나 크랙이 생기는 것을 확실하게 회피할 수 있다.
따라서, 탄성 도전성 재료부의 접착 방법으로서, 예를 들면 자외선 경화 처리를 위한 백라이트 등의 고가의 장치가 불필요하기 때문에, 비용 증가를 초래하지 않고, 또한 제조 방법의 간이화를 도모할 수 있다.
그리고, 본 발명은 전기적 접속부의 접속 특성을 유지하면서 기계적인 접속 강도를 유지하며, 수율, 신뢰성이 뛰어난 터치 패널을 제공할 수 있다.
<실시예>
다음에, 본 발명을 적층 배선 기판, 터치 패널 및 그 제조 방법에 적용한 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예1]
이 예에서는, 플렉시블 프린트형 배선 기판을, ITO로 이루어지는 광 투과성의 도전층을 갖는 유리 배선 기판 위에 적층한 적층 배선 기판을 제조하였다.
우선, 도 2a에서 설명한 예와 마찬가지 방식으로, 188 ㎛ 두께의 PET 필름으로 이루어지고, IT0로 이루어진 소정의 배선 패턴으로 구성된 배선부(12)가 형성된 배선 기판(11)을 준비한다. 이 배선 기판(11) 상의 전기적 접속부에, 은 페이스트(아사히 화학(주) 사제 #LS-504J(M-2))를 스크린 인쇄에 의해 접착하고, 145℃에서 30분간 건조, 열경화시켜 전기적 접속부(13)를 형성하여, 플렉시블 프린트형 구성의 배선 기판(11)을 형성하였다.
다음에, 0.7 ㎜ 두께의 소다 유리로 이루어지는 배선 기판(1) 상에, 증착법에 의해서 IT0 등으로 이루어지는 도전층(2)을 소정의 패턴으로 형성한 후, 적층할 배선 기판(11)에 접속된 전기적 접속부(3)에, 은 페이스트(아사히 화학사제 #2000-D1)를 디스펜서 등에 의해서 소정의 높이를 유지하는 원추형 등의 볼록형으로 사출하고, 그 후 120℃에서 20분간 열경화시켜, 탄성 도전성 재료부(4)를 형성하였다.
다음에, 40 ㎛ 또는 60 ㎛의 두께의 양면 접착 시트(니토 전공사제)에, 금형으로 직경 1.4 ㎜의 구멍을 뚫어, 원형의 개구부(5h)를 갖는 양면 접착 재료부(5)를 형성하였다.
그리고 배선 기판(11)의 전기적 접속부(13)에, 양면 접착 재료부(5)의 개구부(5h)를 위치 정렬하고 양면 접착 재료부(5)의 이형지(離型紙;release paper))를 떼어내어 접착한다. 그 후, 배선 기판(11)의 전기적 접속부(13)에, 배선 기판(1)의 탄성 도전성 재료부(4)를 접촉시키도록 위치 정렬을 행하고, 양면 접착 재료부(5)의 다른 한쪽의 이형지를 떼어내고 배선 기판(1)을 배선 기판(11)에 접착하여, 적층 배선 기판을 형성하였다.
양면 접착 재료부(5)의 두께를 고려하여 탄성 도전성 재료부(4)의 높이를 선정하는 것이 바람직하다. 그러나, 이하에 설명하는 두께가 40 ㎛ 및 60 ㎛의 양면 접착 재료부에서는, 두께의 차가 작기 때문에, 탄성 도전성 재료(4)의 높이는, 모두 200 ㎛ ∼ 400 ㎛로 설정할 때에 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
상술한 재료 구성을 갖는 적층 배선 기판에서는, 양면 접착 재료부(5)가 40 ㎛ 및 60 ㎛ 인 경우, 탄성 도전성 재료부(4)의 높이, 즉, 탄성 도전성 재료부(4)의 바닥부로부터 꼭대기부까지의 높이를 변화시켜, 초기 상태와 가속 시험(샘플을 70℃의 항온조에 240 시간 방치시킴) 후에, 6개의 샘플 중의 불도통 적층 배선 기판 샘플의 개수를 확인하였다. 양면 접착 재료부(5)의 두께가 40 ㎛ 인 경우를 하기의 표 1에, 두께가 60 ㎛ 인 경우를 하기의 표 2에 외관 상태와 함께 기술한다.
탄성 도전성 재료부의 높이 초기불도통 샘플 개수/총샘플 개수 가속 시험후 불도통 샘플 개수/총 샘플 개수 외관 상태
100 ㎛ 0/6 2/6 평탄
200 ㎛ 0/6 0/6 소 볼록형
300 ㎛ 0/6 0/6 소 볼록형
400 ㎛ 0/6 0/6 소 볼록형
500 ㎛ 0/6 0/6 대 볼록형므로 외관 상태 불량
탄성 도전성 재료부의 높이 초기불도통 샘플 개수/총샘플 개수 가속 시험후 불도통 샘플 개수/총샘플 개수 외관 상태
100 ㎛ 0/6 4/6 평탄
200 ㎛ 0/6 0/6 평탄
300 ㎛ 0/6 0/6 소 볼록형(小)
400 ㎛ 0/6 0/6 소 볼록형
500 ㎛ 0/6 0/6 대 볼록형이므로 외관 상태 불량
이들 결과로부터, 탄성 도전성 재료부(4)의 높이는, 200 ㎛ ∼ 400 ㎛로 설정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 200 ㎛ 미만인 경우에는, 기판 사이의 응력이 작아지고, 기판 전극 사이의 접속이 불안정하게 된다. 한편, 높이가 400 ㎛을 넘는 경우에는, 양면 접착 재료부(5)와의 접착력이 저하한다.
이와 같이 선정된 높이를 갖도록 제조한 적층 배선 기판을 항온조에서 70℃, 240 시간 방치한 가속도 시험을 행한다. 검사 후, 전기적 접속부(3 및 13) 간의도통에 변화가 생기지 않고, 또한 양면 접착 재료부(5)의 기계적 강도의 열화가 생기지 않는 것을 확인하였다.
[실시예2]
다음에, 본 발명의 구성에 따른 터치 패널을, 상술한 실시예1에서의 적층 배선 기판과 마찬가지의 재료 구성을 갖고, 즉, 제1 기판으로서 소다 유리를 이용하고, 제2 기판으로서 PET로 이루어지는 필름 기재를 이용하고, 터치 패널의 그 밖의 부분의 재료 구성은 실시예1과 동일한 재료를 사용하여 터치 패널을 작성하였다.
또한, 배선부(2 및 12)로서, 도 2a 및 도 2b에서 설명한 예와 같이, ITO로 이루어지는 광 투과성 도전 재료를 포토리소그래피의 적용에 의해서, 상호 직교하는 스트라이프형의 패턴으로 형성하였다. 또한, 제1 기판(31)의 배선부(2) 상에는, 아크릴계 수지로 이루어지는 도트 스페이서(6)를 스크린 인쇄에 의해 형성하였다.
도 4a에서, 제1 기판(31)측의 배선부(2)의 평면 구성을 모식적으로 도시한다. 터치 패널의 제1 및 제2 기판에 각각 직교하는 패턴으로서 형성되는 IT0 등의 배선부에는, 각각 가압 위치를 검지하기 위한 전위를 인가하는 배선 패턴이 형성된다. 도 4a에서는, 전기적 접속부를 구성하는 배선부(2)의 이해를 쉽게 하기 위해서, ITO 로 이루어지는 스트라이프형의 배선 패턴을 생략하여 도시하였다.
이 예에서는, 도 4a에 도시한 바와 같이, 배선부(2)를, 제1 기판(31)의 한 변(도시된 예에서는 상변)과, 이 변과는 대향하는 다른 변(도시된 예에서는 하변)을 따라서 띠처럼 연장하는 배선부(2A1및 2A2)와, 도면에서 우변 및 좌변을 따라서 각각 연장하는 배선부(2B1및 2B2)로 구성한다.
각 배선부(2A1, 2A2, 2B1및 2B2)에는, 사용자 접속용 커넥터와의 접속부(7)에 인출 전극이 형성된다. 배선부(2A1)에는, 상변측으로부터 우변을 따라서, 이 예에서는 배선부(2B2)의 내측을 따라서 하변의 접속부(7)로 연장하는 패턴으로 접속부(7)에 인출 전극이 형성된다.
이 예에서는, 배선부(2A1및 2A2)에, 제2 기판과의 전기적 접속부를 형성한다. 도시된 예에서는, 상변의 배선부(2A1)에 3개소, 하변의 배선부(2A2)에 2개소, 은 페이스트(아사히 화학사제 #2000-D1)를 디스펜서에 의해서 사출한 후, 120℃, 20분간의 열경화를 행하여 5개의 탄성 도전성 재료부(4)를 형성하였다.
한편, 두께 188 ㎛의 PET로 이루어지는 제2 기판(41)의 전기적 접속부에, 은 페이스트(아사히 화학사제 #LS-504J(M-2))를 스크린 인쇄 등에 의해서 접착한 후, 도 4b에 평면 구성의 일례를 도시한 바와 같이, 60 ㎛의 두께의 양면 접착 시트(니토 전공사제)로 이루어지는 양면 접착 재료부(5)를, 제2 기판(41)의, 배선부(2A1및 2A2)의 패턴에 대응하는 위치, 즉 상변과 하변을 따라 연장하는 위치에서, 이형지를 박리하여 접착하였다.
이 양면 접착 재료부(5)에는, 도 4a에서 설명한 탄성 도전성 재료부(4)의 패턴에 대응하도록 개구부, 예를 들면 직경 1.4 ㎜의 개구부(5h)가 금형으로 펀칭에 의해 형성된다.
이 후, 탄성 도전성 재료부(4)의 꼭대기부와, 양면 접착 재료부(5)의 개구부(5h)와의 위치 정렬을 행하고 양면 접착 재료부(5)의 또 다른 한쪽의 이형지를 떼어내어 제1 및 제2 기판(31 및 41)을 접착하여, 본 발명 구성에 따른 터치 패널을 제작하였다.
또, 이와 같이 하여 제작한 터치 패널에 있어서도 탄성 도전성 재료부(4)의 높이를 200 ㎛ ∼ 400 ㎛로 설정함으로써, 전기 접속부에서의 양호한 전기 접속 특성 및 접착부에서의 충분한 기계적 강도가 유지되는 것을 확인하였다.
또한, 동일한 재료로 이루어진 터치 패널의 샘플을 10개 제작하여, 다음의 시험을 수행하였다. 즉, 70℃의 항온조에 240 시간 방치하는 고온 보존 시험, -30℃의 항온조에 240 시간 방치하는 저온 보존 시험, 온도 60℃, 습도 90%의 항온조에 240 시간 방치하는 고온 다습 시험, -30℃에서 30분 및 70℃에서 30분의 온도 사이클을 100 사이클 반복하는 열 충격 시험을 행하고, 각 시험 후에, 다음의 조건에서 샘플의 측정을 행하였다. 즉,
·필름 팽창 치수(300 ㎛ 이하이면 만족)
·절연 저항(200 ㏁ 이상이면 만족)
·제1 기판측의 저항값(200Ω∼ 600Ω이면 만족)
·제2 기판측의 저항값(200Ω∼ 600Ω이면 만족)
·제1 기판측의 직선성(1.5% 이하이면 만족)
·제2 기판측의 직선성(1.5% 이하이면 만족)
·뉴튼링(관측되지 않으면 만족)
또, 직선성(linearity)이란, 제1 기판과 제2 기판이 서로 대향하는 코너부간에 직선으로 연결한 위치에서 저항값을 측정하여, 저항값이 1차 직선적으로 증대하는 것을 확인하는 방식이며, 이상적인 곡선으로부터의 편차량(%)을 갖고 판정하였다. 이 결과를 이하의 표 3에 기술한다.
고온 보존 검사 시험(70℃240 시간) 저온 보존 검사 시험(-30℃240 시간) 고온 고습 검사 시험(60℃, 습도 90%240 시간) 열 충격(-30℃~ 70℃)
필름 팽창 치수(㎛)[300㎛ 이하] Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
절연 저항(㏁)[200 ㏁ 이상] Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
제1 기판측의저항값 (Ω)[200Ω~ 600Ω] Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
제2 기판측의저항값 (Ω)[200Ω~ 600Ω] Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
제1 기판측의직선성 (%)[1.5% 이하] Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
제1 기판측의직선성 (%)[1.5% 이하] Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
뉴튼링(관측되지 않는 경우) Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
Ｏ는 만족 결과를 나타냄
이 결과로부터, 본 발명 구성에 따른 터치 패널이 양호한 전기적 특성을 보유하고, 또한 평탄성도 양호하고, 기계적 특성도 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 터치 패널은 45℃, 습도 80%의 항온조 내에서 8 시간 동작시키는 고온 고습 환경하 동작 시험, 또한 터치 패널은 -10℃에서 3 시간 동작시키는 저온 환경하 동작 시험을 행한 바, 터치 패널이 정상적으로 동작하는 것을 확인하였다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 적층하는 각각의 기판의 재료가 다른 경우에도, 양호한 기계적 강도를 갖고, 또한 전기 접속부의 도통을 확실하게 확보하고, 수율 및 신뢰성이 양호하고, 생산성이 우수한 적층 배선 기판 및 터치 패널을 얻을 수 있었다.
또, 본 발명은, 상술한 각 실시예에 한정되지 않고, 그 밖의 여러가지의 적층 배선 기판 및 그 제조 방법, 또한, 다른 각종 재료 구성을 갖는 터치 패널 및 그 제조 방법에 적용할 수 있는 것은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기판 재료의 내열성 등의 특성이 다른 경우에도, 전기적 특성을 손상시키지 않고 확실하게 접착되는 기판 측에만 탄성 도전성 재료부를 접착하고, 각 기판의 접착은 양면 접착 재료부에 의해서 행함으로써, 전기적 접속을 확실하게 행함과 함께, 접착부의 박리나 크랙이 발생하지 않도록 하여, 접착부가 양호한 기계적인 강도를 유지할 수 있다. 따라서, 수율, 신뢰성 및 생산성이 우수한 적층 배선 기판 및 터치 패널과 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 탄성 도전성 재료부를 접착하는 단계와, 양면 접착 재료부를 기판에 접착하는 단계를 각각 설치하여, 말하자면 전기적 접속 단계와 기계적 접착 단계를 분리할 수 있다. 따라서, 적층되는 기판의 재료가 서로 다른 경우에, 가열 등 재료의 특성의 열화를 초래할 가능성이 있는 단계, 내지는 가공 위치를 최적화할 수 있다. 따라서, 신뢰성, 수율이 높은 적층 배선 기판 및 터치 패널을 제조할 수가 있어, 수율, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
이에 따라, 전기적 접속부의 접착 공정으로서 가장 염가로 생산성이 뛰어난 열경화에 의한 접착 공정을 행할 수 있어, 적층 배선 기판 및 터치 패널의 비용의 저감화를 도모할 수 있다.
특히, 탄성 도전성 재료부를 볼록형으로 형성하고, 이 탄성 도전성 재료부의 바닥부를 배선 기판들중 하나의 배선 기판에 접착하고, 다른 쪽의 배선 기판의 전기적 접속부에는, 탄성 도전성 재료부의 꼭대기부를 접촉하여 전기적 접속이 이루어지는 구성으로 함으로써, 적층되는 다른 배선 기판의 인장 응력을 이용하여, 적절한 접속 저항을 갖고 전기적인 접속을 행할 수 있다. 즉, 시간에 따른 특성 변화를 억제하여, 특성의 안정화를 도모하여 적층 배선 기판 및 터치 패널의 수명의 장기화를 도모할 수 있다.
또한, 탄성 도전성 재료부의 높이를 200∼400 ㎛로 설정함으로써, 불량품의 발생을 억제하고, 또한 외관 상의 문제점도 생기지 않고 특성이 양호한 적층 배선 기판 및 터치 패널을 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 전기 회로 기판 중 적어도 일부를 구성하며 복수의 배선 기판의 배선면이 대향하도록 적층된 적층 배선 기판에 있어서,
    상기 적층 배선 기판들간의 전기적 접속부가, 상기 배선 기판들중 하나의 배선 기판에 접착된 탄성 도전성 재료부를 통해 접속되고,
    상기 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부가, 양면 접착 재료부에 의해 접착되어 상기 복수의 적층 배선 기판을 밀봉하는 적층 배선 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 도전성 재료부는 볼록형으로 형성되고,
    상기 탄성 도전성 재료부의 바닥부는 상기 배선 기판들중 하나의 배선 기판 에 접착되고, 상기 탄성 도전성 재료부의 꼭대기부가 상기 배선 기판의 다른측의 전기적 접속부에 접착되어 전기적 접속이 이루어지는 적층 배선 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 도전성 재료부는 볼록형으로 형성되고,
    상기 탄성 도전성 재료부의 바닥부에서 꼭대기부까지의 높이가 200∼400 ㎛로 설정되는 적층 배선 기판.
  4. 전기 회로 기판 중 적어도 일부를 구성하며, 복수의 배선 기판의 배선면이 대향하도록 적층된 적층 배선 기판의 제조 방법에 있어서,
    상기 배선 기판중 하나의 배선 기판의 전기적 접속부에 탄성 도전성 재료부를 접착하는 단계와,
    양면 접착 재료부에, 상기 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부를 둘러싸도록 하는 개구부를 형성하는 단계와,
    상기 양면 접착 재료부를, 상기 탄성 도전성 재료부가 접착된 배선 기판 또는 배선면이 상기 배선 기판과 대향되는 다른 배선 기판에 접착하는 단계와,
    배선면이 상기 배선면에 대향되는 상기 다른 배선 기판의 전기적 접속부에 상기 탄성 도전성 재료부의 꼭대기부를 접촉시킨 상태에서, 상기 양면 접착 재료부에 의해 상기 양 배선 기판을 접착하는 단계를 포함하는 적층 배선 기판의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 탄성 도전성 재료부를 볼록형으로 형성하는 적층 배선 기판의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 탄성 도전성 재료부를 볼록형으로 형성하고,
    상기 탄성 도전성 재료부의 바닥부에서 꼭대기부까지의 높이를 200∼400 ㎛로 설정하는 적층 배선 기판의 제조 방법.
  7. 광 투과성의 제1 기판 위에, 광 투과성의 도전층이 소정의 패턴으로 형성되고, 광 투과성의 도전층을 상부에 갖는 플렉시블 재료로 이루어지는 광 투과성의 제2 기판이, 상기 제1 기판과는 소정의 간격을 갖고 대향 배치되어 이루어지는 터치 패널에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 전기적 접속부가, 상기 제1 기판 위에만 접착된 탄성 도전성 재료부를 통해 접속되고,
    상기 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부가, 양면 접착 재료부로 접착되어 상기 제1 및 제2 기판을 밀봉하는 터치 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성 도전성 재료부는 볼록형으로 형성되고,
    상기 탄성 도전성 재료부의 바닥부는 상기 제1 기판에 접착되고, 상기 탄성 도전성 재료부의 꼭대기부는 상기 제2 기판의 전기적 접속부에 접착되어 전기적 접속이 이루어지는 터치 패널.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 탄성 도전성 재료부는 볼록형으로 형성되고,
    상기 탄성 도전성 재료부의 바닥부에서 꼭대기부까지의 높이가 200∼400 ㎛ 이하로 설정되는 터치 패널.
  10. 광 투과성의 제1 기판 위에, 광 투과성 도전층이 소정의 패턴으로 형성되고, 광 투과성의 도전층을 상부에 갖는 플렉시블 재료로 이루어지는 광 투과성의 제2 기판이, 상기 제1 기판과는 소정의 간격을 갖고 대향 배치되어 이루어지는 터치 패널의 제조 방법에 있어서,
    상기 제1 기판의 전기적 접속부에, 탄성 도전성 재료부를 접착하는 단계와,
    양면 접착 재료부에, 상기 탄성 도전성 재료부의 주변 가장자리부의 적어도 일부를 둘러싸도록 하는 개구부를 형성하는 단계와,
    상기 양면 접착 재료부를, 상기 제1 및 제2 기판에 접착하는 단계와,
    상기 제2 기판의 전기적 접속부에 상기 탄성 도전성 재료부의 꼭대기부를 접촉시킨 상태에서, 상기 양면 접착 재료부에 의해 상기 제1 및 제2 기판을 접착하는 단계를 포함하는 터치 패널의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 탄성 도전성 재료부를 볼록형으로 형성하는 터치 패널의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 탄성 도전성 재료부를 볼록형으로 형성하고,
    상기 탄성 도전성 재료부의 바닥부에서 꼭대기부까지의 높이를 200∼400 ㎛ 로 설정하는 터치 패널의 제조 방법.
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