KR20040079123A

KR20040079123A - 반도체 모듈 공정에서의 초음파 용접을 이용한 탭접착방법

Info

Publication number: KR20040079123A
Application number: KR1020030014052A
Authority: KR
Inventors: 안우영; 이경준; 유성현; 변정일; 임소연; 장종윤; 손호성; 이명규; 피터축신
Original assignee: 엘지전선 주식회사
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-14
Also published as: KR100528437B1

Abstract

본 발명은 탭(TAB: Tape Automated Bonding)을 초음파 용접을 이용하여 글라스 또는 인쇄회로기판에 바로 부착을 할 수 있도록 한 반도체 모듈 공정에서의 초음파 용접을 이용한 탭(TAB) 접착방법에 관한 것으로, 탭(TAB) 전극과 이 탭(TAB) 전극이 부착되고자 하는 글라스/PCB 전극을 일치시켜 정열하는 단계와, 이들 탭(TAB) 전극과 글라스/PCB 전극의 접촉면에 일정한 클램핑 압력을 형성시킴과 동시에 상기 탭(TAB) 전극을 초음파 진동시스템의 진동자와 연결하는 단계와, 상기 진동자를 전극 접촉면의 산화피막이 제거되고 양 전극간의 융합이 진행되어 통전 결합될 때까지 초음파 횡진동을 발생시키는 단계를 거쳐서 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 모듈 공정에서의 초음파 용접을 이용한 탭 접착방법{Supersonic waves welding used TAB attaching method of semiconductor module process}

본 발명은 탭(TAB: Tape Automated Bonding)을 초음파 용접을 이용하여 글라스 또는 인쇄회로기판에 바로 부착을 할 수 있도록 한 반도체 모듈 공정에서의 초음파 용접을 이용한 탭(TAB) 접착방법에 관한 것이다.

복수의 집적회로 소자로 이루어진 모듈(module) 공정 중 탭(TAB) 부착과정이 있다.

탭(TAB)은 고밀도 집적회로(LSI) 등 고집적 반도체 칩의 조립, 실장기술 중 와이어리스 본딩 방식의 한가지이다. 탭(TAB) 기술은 한 장의 기판상에 복수의 집적회로 소자를 고밀도로 탑재, 소자 상호간의 배선길이를 극단화하기 위해 멀티칩 패키징에서 많이 활용되는 기술이다.

또 탭(TAB)방식은 각종 기기에 탑재하는 부품의 하이브리드화에 적용되며 반도체 베어칩 실장에도 적용돼 고밀도집적회로의 고속, 고집적화와 더불어 많은 진전을 보이고 있는 기술이다.

종래의 탭(TAB)부착 과정을 살펴보면, 이방전도성필름(ACF : Anisotropic Conductive Film))(금속 코팅된 플라스틱 또는 금속입자 등이 전도성 입자를 분산시킨 필름상의 접착제)을 매개로 하여 글라스(glass)와 인쇄회로기판(PCB)에 부착하게 되어 있다.

이럴 경우 갖춰야 할 설비로는 탭(TAB)부착기로서 일정한 열과 압력을 이방성 전도성 필름(ACF)에 가해주는 역할을 한다.

그러나 이방성 전도성 필름(ACF)이 가압열과 압력, 시간에 민감한 관계로 초기 압착 조건을 잡을 경우 많은 시간과 비용을 소비된다. 더욱이 미세한 오차도 허용하지 않는 모듈 공정에서 이방성 전도성 필름(ACF)의 유동성은 많은 문제를 발생시킨다.

예로, 글라스 및 인쇄회로기판에 압착시키는 과정에서 툴 바(tool bar)에 이물질이 묻어 공정라인이 정지되거나, 이방성 전도성 필름(ACF)이 릴(reel)에서 풀려 나오면서 접촉부분에 이물질이 묻게 되거나, 또는 이방성 전도성 필름(ACF)의 이형필름을 벗기는 과정에서 정열(align)이 틀려지게 된다.

또한 이방성 전도성 필름(ACF)은 상온에서 일정시간 이상 방치할 경우 경화되는 성질을 가지고 있으므로, 별도의 저온보관실을 갖추어야 한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 탭(TAB)과 글라스(또는 인쇄회로기판)의 양 전극을 초음파 횡진동을 이용하여 노출된 전극간의 금속 결합을 이루고, 그 결과 생산성과 공정성을 높이고 제작비용을 절감할 수 있도록 한 반도체 모듈 공정에서의 초음파 용접을 이용한 탭(TAB) 접착방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

탭(TAB) 전극과 이 탭(TAB) 전극이 부착되고자 하는 글라스/PCB 전극을 일치시켜 정열하는 단계와;

이들 탭(TAB) 전극과 글라스/PCB 전극의 접촉면에 일정한 클램핑 압력을 형성시킴과 동시에 상기 탭(TAB) 전극을 초음파 진동시스템의 진동자와 연결하는 단계와;

상기 진동자를 전극 접촉면의 산화피막이 제거되고 양 전극간의 융합이 진행되어 통전 결합될 때까지 초음파 횡진동을 발생시키는 단계를 거쳐서 이루어진다.

상기의 수단에 따르면, 부착기 자체가 필요가 없어져 관리포인트 및 설비비용을 줄일 수 있게 된다.

또한 탭(TAB)의 압착시 열이 발생하지 않아 공정개선의 여지가 많고, 환경 친화적이며, 진동에 의해 접합 계면이 세정되기 때문에 전세정 공정이나 , 후세정 공정이 필요없게 된다.

또한 접합 후 전기적인 저항치가 거의 변하지 않으며, 재현성이 높고 한 사이클(Cycle)의 공정시간이 짧기 때문에 자동화 라인에의 도입이 간단해진다.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 용접을 이용한 탭 부착 과정도.

도 2는 본 발명에 따른 용접하고자 하는 전극의 접착 공정 예시도.

도 2는 LCD모듈 공정에서의 탭 및 PCB의 부착공정도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 탭

12 : 탭 전극

14 : 글라스 전극 또는 PCB 전극

20 : PCB

22 : 진동자

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 용접을 이용한 탭 부착 과정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 용접하고자 하는 전극의 접착 공정 예시도이고, 도 2는 LCD모듈 공정에서의 탭 및 PCB의 부착공정도이다.

본 발명은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저 팁(TAB)전극(12)과 글라스(또는 PCB)전극(14)이 일치되도록 정열하는 단계를 갖는다.

이때 TAB전극(12)과 글라스(또는 PCB)전극(14)의 접촉면에 일정한 클램핑 압력(P)이 형성되도록 한다.

다음, 도 1의 (b)와 같이 탭 전극(12)을 도 2의 초음파 진동시스템의 진동자(22)와 연결한다.

여기서 초음파 진동시스템은 사람이 들을 수 없는 소리로 1초에 15,000번 이상의 진동을 발생시키는 장치이다.

그 다음, 상기 진동자(22)에 초음파 횡진동을 발생시키면 도 1의 (c)와 같이 탭(TAB)전극(12)과 글라스(또는 PCB)전극(14)간의 융합이 이루어진다.

상기 단계에서 초음파 횡진동을 발생시키면 접촉면에 마찰에너지가 발생하고, 이로 인해 양 전극 접촉면에 형성되어 있는 산화피막이 제거된다.

산화피막이 제거되고 탭 전극(12)과 글라스(또는 PCB)전극(14)간의 융합이 이루어지고 나면 도 1의 (d)와 같이 금속 결합이 형성되어 전기적 회로 연결이 이루어진다.

미설명 부호 '16'은 앤빌(anvil)이다.

<실시예>

도 3은 액정디스플레이(LCD:liquid crystal display) 모듈 공정에서의 탭(TAB) 부착 공정을 설명한 공정도이다.

먼저, 액정디스플레이의 기본 제작된 셀(cell)(100)의 표면을 세정한다.

다음, 세정된 셀(cell)(100)의 표면에 편광기(polarizer)(102)를 부착하여 LCD 패널(panel)(104)을 제작한다.

그 다음 LCD 패널(104)의 패드 부분에 탭(TAB)(10)의 일측 전극을 정렬 접촉시켜 상기한 초음파 진동에 의한 접착을 하고 탭(10)의 타측 전극을 인쇄회로기판의 전극에 정렬 접촉시켜 상기한 초음파 진동에 의해 인쇄회로기판에 부착된다.

이같이 초음파 용접을 사용하여 탭(TAB) 압착을 할 경우, 종래의 탭(TAB) 압착시간(10~18s)을 1초 이내로 줄어들게 되었다.

또한 탭(TAB)부착 공정에서 이방성전도성 필름(ACF)이 사용되지 않으므로 비용을 절감하는 효과를 거둘 수 있으며, 저온 보관 시설이 필요없는 관계로 시설설비를 줄일 수가 있다.

종래, 이방성전동성 필름(ACF)을 사용할 경우 균일하게 압력과 온도가 가해져야 함으로, 부착기 관리에 많은 시간과 비용이 들었으나, 부착기 자체가 필요가 없어져 관리포인트 및 설비비용을 줄일 수 있게 된다.

또한 탭(TAB)의 압착시 열이 발생하지 않아 공정개선의 여지가 많고, 환경 친화적이며, 진동에 의해 접합 계면이 세정되기 때문에 전세정 공정이나, 후세정 공정이 필요 없게 된다.

또한 접합후 전기적인 저항치가 거의 변하지 않으며, 재현성이 높고 한 사이클(Cycle)의 공정시간이 짧기 때문에 자동화 라인에의 도입이 간단해진다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 이방성 전도성 필름없이 초음파 용접을 이용하여 탭(TAB) 부착이 이루어져, 비용단가가 낮고 생산성과 공정성을 향상시킬 수 있다.

Claims

탭(TAB) 전극과 이 탭(TAB) 전극이 부착되고자 하는 글라스/PCB 전극을 일치시켜 정열하는 단계와;

이들 탭(TAB) 전극과 글라스/PCB 전극의 접촉면에 일정한 클램핑 압력을 형성시킴과 동시에 상기 탭(TAB) 전극을 초음파 진동시스템의 진동자와 연결하는 단계와;

상기 진동자를 전극 접촉면의 산화피막이 제거되고 양 전극간의 융합이 진행되어 통전 결합될 때까지 초음파 횡진동을 발생시키는 단계를 거쳐서 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 모듈 공정에서의 초음파 용접을 이용한 탭(TAB) 접착방법.