KR200401912Y1 - 유기 발광 소자의 본딩 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유기 발광 소자의 본딩 구조를 개시한다. 이에 의하면, 유기 발광 소자의 구동 칩 및 연성 커넥터, 예를 들어 COF 필름을, 이들 사이의 몰딩부에 의해 접착함과 아울러 상기 구동 칩의 범프부와 COF 필름의 패드부를 직접 접촉, 본딩하며, 상기 범프부와 패드부를 상기 몰딩부에 의해 몰딩한다. 따라서, 본 고안은 이방성 도전 필름을 COF 필름에 부착하기 위한 공정을 생략함으로써 이방성 도전 필름 본딩 장치의 사용을 필요로 하지 않고, 또한 상기 이방성 도전 필름 본딩 장치보다 훨씬 간단한 액상 수지 도포 장치를 사용하므로 COF 본딩 공정의 전체 시간을 단축할 수 있으며, COF 본딩 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 상기 패드부와 범프부를 직접 접촉, 본딩하므로 상기 패드부와 범프부 사이의 전기적 저항을 줄일 수가 있다. 더욱이, 상기 패드부와 범프부의 본딩 공정 동안에 상기 패드부와 범프부를 몰딩하므로 상기 본딩 공정 이후에 몰딩 공정이 추가로 요구되지 않는다. 또한, 상기 패드부와 범프부의 측면에서 수분 침투 및 부식 현상이 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라 상기 구동 칩과 COF 필름을 상기 몰딩부에 의해 접착하므로 상기 구동 칩과 COF 필름의 접합력을 강화할 수 있다.

Description

유기 발광 소자의 본딩 구조{bonding structure for organic light emitting diode}

본 고안은 유기 발광 소자의 본딩 기술에 관한 것으로 더욱 상세하게는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film: ACF)을 사용하지 않고 도포 수지를 사용함으로써 구동 칩과 연성 커넥터를 본딩 가능하도록 한 유기 발광 소자의 본딩 구조에 관한 것이다.

최근에 들어, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel : PDP), 액정표시장치(liquid crystal display : LCD), 전계 방출 표시장치(field emission display : FED) 및 유기 발광 소자(organic light emitting diode: OLED) 등과 같은 평판표시장치가 널리 사용되고 있다. 특히, 상기 유기 발광 소자는 차세대 평판표시장치로서 큰 주목을 받고 있다.

상기 유기 발광 소자는 구동 방식에 따라, 수동형 유기 발광 소자(passive matrix organic light emitting diode: PMOLED)와 능동형 유기 발광 소자(active matrix organic light emitting diodce: AMOLED)로 크게 구분된다. 풀 칼라(full color)형 유기 발광 소자의 제조방법은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광을 각각 발광하기 위한 유기물을 독립적으로 형성하는 독립 발광 방식과, 백색 광을 발광하기 위한 유기물의 상부에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 칼라 필터(color filter)를 각각 형성하는 칼라 필터 방법과, 에너지가 높은 청색 광을 발광하기 위한 유기물을 형성한 후 상기 유기물에서 발광되는 청색 광을 칼라 변환하는 칼라 변환 방법으로 구분된다. 상기 독립 발광 방식은 발광층에서 발광한 광을 곧바로 외부로 발산하므로 외부 발광 효율이 높은 반면, 고 해상도가 요구될 때에는 각각의 새도우마스크를 이용하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광을 위한 유기물을 증착하여야 하는 제조기술상의 어려움이 있다. 상기 칼라 필터 방법과 칼라 변환 방법은 단색광의 발광을 위한 유기물을 이용하므로 상기 유기물의 형성이 용이한 반면, 상기 유기물에서 발광되는 단색 광이 칼라 필터 또는 칼라 변환층을 추가로 통과해야하기 때문에 외부 발광 효율이 낮다. 이러한 이유 때문에, 대부분의 유기 발광 소자 제조회사는 현재 독립 발광 방식을 채택하고 있다.

상기 독립 발광 방식의 유기 발광 소자 모듈은 통상적으로, 유기 발광 소자 패널과, 상기 유기 발광 소자 패널의 하면에 배치되어, 상기 유기 발광 소자 패널을 구동하기 위한 구동 칩을 포함하여 구성된다. 상기 유기 발광 소자의 애노드 라인과 캐소드 라인의 외부 리드 본딩부(outer lead bonding: OLB)는 상기 유기 발광 소자 패널의 일측변으로 집중하여 배치된다. 상기 외부 리드 본딩부(OLB)는 연성 커넥터, 예를 들어 COF(chip on film), FPC(flexible printed circuit), TCP(tape carrier package) 중 어느 하나에 전기적으로 연결된다. 상기 구동 칩 또한 연성 커넥터, 예를 들어 COF(chip on film), FPC(flexible printed circuit), TCP(tape carrier package) 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결된다.

종래의 유기 발광 소자의 본딩 공정을 살펴보면, 도 1a에 도시된 바와 같이, 통상적인 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film: ACF) 본딩 장치(미도시)를 이용하여 연성 커넥터, 예를 들어 COF 필름(10)을 위한 절연성 필름부(11)의 각 패드부(13) 상에 이방성 도전 필름(20)을 본딩한다. 상기 이방성 도전 필름(20)의 절연성 필름부(21)에 예를 들어, 수십 ㎛ 크기를 갖는 복수개의 도전성 입자, 즉 도전성 볼(23)이 내재되어 있다.

이후, 도 1b에 도시된 바와 같이, 통상적인 COF 본딩 장치(미도시)를 이용하여 상기 COF 필름(10)과 구동 칩(30)을 정렬한다. 즉, 상기 COF 본딩 장치의 정렬부를 이용하여 상기 COF 필름(10)의 패드부(13)와, 상기 패드부(13)에 대응하는, 상기 구동 칩(30)의 기판(31) 상에 형성된 도전성 범프부(33)를 동일 수직선상에 위치하도록 정렬한다.

그런 다음, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 패드부(13)와 범프부(33) 사이에 배치된 이방성 도전 필름(20)의 필름부(21)을 파손하기에 적합한 압력으로, 상기 구동 칩(30)과 상기 COF 필름(10)을 가압하여 고온 압착한다. 이때, 상기 패드부(13)와 범프부(33) 사이의 도전성 볼(23)이 상기 패드부(13)와 범프부(33)를 모두 접촉하여 상기 COF 필름(10)과 구동 칩(30)을 전기적으로 연결해준다.

그러나, 종래에는 상기 이방성 도전 필름(20)을 부착하기 위한 공정을 반드시 진행하므로 이방성 도전 필름 본딩 장치를 사용하여야 하고, 나아가 COF 본딩공정의 전체 시간이 그만큼 연장되며 COF 본딩공정이 복잡해진다. 또한, 상기 패드부(13)와 범프부(33)가 상기 도전성 볼(23)과 같은 미세한 입자를 통하여 전기적으로 연결되므로 상기 패드부(13)와 범프부(33) 사이의 전기적 저항이 매우 크다. 또한, 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 본딩이 완료된 후에는 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 몰딩(molding) 효과가 적으므로 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 측면부가 미세하게 노출된다.

그 결과, 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 본딩 부분에 대한 신뢰성 평가 때에 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 측면부에서 수분 침투 및 그에 따른 부식 현상이 발생할 가능성이 높다. 이를 해결하기 위하여 별도의 몰딩 공정이 추가로 요구된다.

따라서, 본 고안의 목적은 이방성 도전 필름을 사용하지 않고 도포 수지를 사용함으로써 구동 칩과 연성 커넥터를 본딩 가능하도록 한 유기 발광 소자의 본딩 구조를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 이방성 도전 필름의 사용을 생략함으로써 구동 칩과 연성 커넥터의 본딩 공정을 단순화하도록 한 유기 발광 소자의 본딩 구조를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 구동 칩과 연성 커넥터를 본딩함과 아울러 몰딩함으로써 본딩공정에 대한 신뢰성 검사에서 구동 칩과 연성 커넥터의 본딩 부분에서의 수분 침투와 부식 현상을 방지하도록 한 유기 발광 소자의 본딩 구조를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 유기 발광 소자의 본딩 구조는, 범프부를 갖는 구동 칩; 상기 범프부에 대응하여 직접 접촉, 본딩하는 패드부를 갖는 연성 커넥터; 및 상기 구동 칩과 연성 커넥터 사이에 배치되어, 상기 구동 칩과 연성 커넥터를 접착함과 아울러 상기 범프부와 패드부를 몰딩하는 몰딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 몰딩부는 절연성 수지로 구성될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 몰딩부는 에폭시계 수지로 구성될 수 있다.

이하, 본 고안에 의한 유기 발광 소자의 본딩 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 의한 유기 발광 소자의 본딩 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 유기 발광 소자의 본딩 구조에서는 연성 커넥터, 예를 들어 COF 필름(10) 등을 위한 절연성 필름부(11)의 패드부 형성 영역 상에 복수개의 도전성 패드부(13)가 각각 형성되고, 구동 칩(30)을 위한 기판(31)의 범프부 형성 영역 상에 복수개의 도전성 범프부(33)가 각각 형성되고, 상기 도전성 범프부(33)와 패드부(13)의 대응하는 각 쌍이 동일 수직선상에 위치하며 본딩되며, 상기 패드부(13)와 범프부(33)는 상기 COF 필름(10)과 구동칩(30) 사이에 개재된 몰딩부(40)에 의해 몰딩되어 있다. 상기 몰딩부(40)는 절연성 수지, 예를 들어 에폭시계 수지, 필름의 패드부와의 적합성이 맞는 에스파네스, 에스파플렉스, 금속계열 적용품으로 구성될 수 있다. 상기 패드부(13)는 Au 또는 Sn의 재질로 구성될 수 있고, 상기 범프부(33)는 Au로 구성될 수 있다. 상기 구동 칩(30)은 예를 들어, 유기 발광 표시장치 등과 같은 평판 표시장치의 패널에 구동신호를 제공하기 위한 칩이다.

따라서, 본 고안은 종래와 달리, 이방성 도전 필름을 COF 필름에 부착하기 위한 공정을 생략함으로써 이방성 도전 필름 본딩 장치의 사용을 필요로 하지 않고, 또한 상기 이방성 도전 필름 본딩 장치보다 훨씬 간단한 액상 수지 도포 장치를 사용하므로 COF 본딩 공정의 전체 시간을 단축할 수 있으며, COF 본딩 공정을 단순화할 수 있다.

또한, 본 고안은 상기 패드부(13)와 범프부(33)를 직접 접촉, 본딩하므로 종래에 비하여 상기 패드부(13)와 범프부(33) 사이의 전기적 저항을 줄일 수가 있다.

더욱이, 본 고안은 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 본딩 공정 동안에 상기 패드부(13)와 범프부(33)를 몰딩하기 때문에 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 측면부가 외부 환경에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 본딩에 대한 신뢰성 평가 때에 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 측면부에서 수분 침투 및 부식 현상이 발생할 가능성을 낮출 수가 있으므로, 상기 본딩 공정 이후에 몰딩 공정이 추가로 요구되지 않는다.

또한, 상기 구동 칩(30)과 COF 필름(10)이 상기 범프부(33)와 패드부(13)의 본딩과 함께 상기 몰딩부(40)에 의해 접착되므로 상기 구동 칩(30)과 COF 필름(10)의 접합력은 종래에 비하여 더욱 강화될 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 본 고안의 실시예에 의한 유기 발광 소자의 본딩 구조에 적용된 본딩 방법을 나타낸 공정 순서도이다.

도 3a를 참조하면, 먼저, 평판 표시 장치 예를 들어, 유기 발광 소자 등의 모듈을 위한 COF 필름(10) 등과 같은 연성 커넥터를 준비한다. 상기 COF 필름(10)은 절연성 필름부(11)의 패드부 형성 영역 상에 복수개의 도전성 패드부(13)가 형성되어 있다.

이와 별도로, 도 2에 도시된 바와 같은, 유기 발광 소자 등과 같은 평판 표시장치의 패널을 구동하기 위한 구동 칩(30)을 준비한다. 상기 구동 칩(30)은 기판(31)의 범프부 형성 영역 상에 복수개의 도전성 범프부(33)가 각각 형성되어 있다. 상기 도전성 범프부(33)와 패드부(13)는 서로 대응하여 배치된다.

이후, 기존의 이방성 도전 필름 본딩 장치보다 간단한 수지 도포 장치(미도시)를 이용하여 상기 수지 도포 장치의 COF 필름 지지대에 상기 COF 필름(10)을 고정한 후 상기 COF 필름(10)의 수지 도포 영역 상에 상기 COF 필름(10)과 구동 칩(30)의 접착을 위한 액상 수지(41)를 도포한다. 상기 액상 수지(41)는 절연성 수지, 예를 들어 에폭시계 수지, 에스파네스, 에스파플렉스, 금속계열 적용품 중 어느 하나로 구성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 액상 수지(41)의 도포량은, 상기 COF 필름(10)과 상기 구동 칩(30)의 본딩 때에 상기 액상 수지(41)가 상기 COF 필름(10)의 패드부(13)와 상기 구동 칩(30)의 범프부(33)를 완전히 둘러싸기에 충분한 양으로 결정하는 것이 바람직하다.

상기 액상 수지(41)의 도포 영역은 상기 COF 필름(10)의 패드부(13) 사이의 일부 영역으로 정의할 수 있다. 또한, 상기 액상 수지(41)의 수지 도포 영역은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 COF 필름(10)의 패드부(13) 사이의 일부 영역과 상기 패드부(13)를 포함하는 영역으로 정의될 수 있다.

한편, 설명의 편의상, 상기 액상 수지(41)의 수지 도포 영역을, 상기 COF 필름(10)의 패드부(13) 사이에 위치한 필름부(11)의 일부 영역으로 정의한 경우를 기준으로 설명하기로 한다.

도 3b를 참조하면, 이후, 본딩 장치(미도시)의 칩 지지대에, 미리 준비하였던 구동 칩(30)을 진공 흡착 방식에 의해 지지하고 나서, 상기 구동 칩(30)의 범프부(33)와 상기 COF 필름(10)의 패드부(33)를 정렬함으로써 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 대응하는 각 쌍을 동일 수직선상에 위치하여 놓는다.

여기서, 상기 칩 지지대는 상기 본딩 장치의 수직 상하 이동 장치에 의해 수직 상향 이동 또는 하향 이동할 수 있고, 상기 칩 지지대의 내부에 설치된 가열부에 의해 소정의 온도로 가열될 수 있다.

도 3c를 참조하면, 그런 다음, 상기 칩 지지대를 상기 수직 상하 이동부에 의해 수직 하향 이동하여 상기 구동 칩(30)을 고온 압착함으로써 상기 구동 칩(30)의 범프부(33)와 상기 COF 필름(10)의 패드부(13)를 직접 접촉, 본딩한다. 이와 동시에, 상기 액상 수지(41)는 상기 칩 지지대에 의해 눌러져 횡방향으로 퍼져나감으로써 상기 범프부(33)와 패드부(13)의 측면부를 완전히 둘러싼다.

이때, 상기 범프부(33)와 패드부(13)의 양호한 본딩 상태를 얻기 위해, 상기 칩 지지대는 상기 구동 칩(30)을 예를 들어, 필름부를 100℃~300℃의 온도에서 20초~30초 동안 프리큐어링(precuring)을 한 후 곧바로 구동칩 부분으로 이동하여 200℃~250℃의 온도에서 20~30Kgf의 압력으로 5초정도 가압하고, 예를 들어 220℃~ 240℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다.

이후, 상기 구동 칩(30)의 진공 흡착 상태를 해제하고 나서 상기 수직 상하 이동 장치를 이용하여 상기 칩 지지대를 원래의 위치로 수직 상향 이동하여 상기 칩 지지대로부터 상기 구동 칩(30)을 분리한다.

따라서, 본 고안은 종래와 달리, 이방성 도전 필름을 COF 필름에 부착하기 위한 공정을 생략하므로 상기 이방성 도전 필름 본딩 장치를 사용하지 않는다. 또한, 상기 패드부(13)와 범프부(33)를 직접 접촉, 본딩함으로써 종래에 비하여 상기 패드부(13)와 범프부(33) 사이의 전기적 저항을 줄일 수가 있다.

더욱이, 본 고안은 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 본딩 공정 동안에 상기 패드부(13)와 범프부(33)를 몰딩하므로 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 본딩에 대한 신뢰성 평가 때에 상기 패드부(13)와 범프부(33)의 측면부에서 수분 침투 및 부식 현상이 발생할 가능성을 낮출 수가 있다. 그러므로, 상기 본딩 공정 이후에 몰딩 공정이 추가로 필요하지 않다.

도 3d를 참조하면, 마지막으로, 별도의 경화장치(미도시)를 이용하여 상기 COF 필름(10)과 구동 칩(30) 사이의 액상 수지(41)를 20~30Kgf의 압력으로 200℃~250℃의 온도에서 예를 들어 5초정도 가열가압 본딩을 진행한 후 약 100℃~130℃의 별도의 큐어링하거나 또는 상온에 약 3시간 이상의 자연 경화함으로써 몰딩부(40)를 형성한다. 상기 COF 필름(10)과 구동칩(30)의 본딩 공정을 완료한다.

따라서, 본 고안은 이방성 도전 필름을 COF 필름에 부착하기 위한 공정을 생략함으로써 종래에 비하여 COF 본딩 공정의 전체 시간을 단축할 수 있고, COF 본딩 공정을 단순화할 수 있으므로 유기 발광 소자 모듈의 원가 절감과 생산성 향상이 가능하다. 또한, 구동 칩의 범프부와 COF 필름의 패드부를 직접 본딩함으로써 상기 범프부와 패드부 사이의 전기적 저항을 낮출 수가 있다. 뿐만 아니라, 상기 구동 칩과 COF 필름을 상기 몰딩부에 의해 접착하면서 상기 패드부와 범프부의 측면부를 둘러싸므로 상기 패드부와 범프부의 본딩에 대한 신뢰성 평가 때에 상기 패드부와 범프부의 측면부에서 수분 침투 및 부식 현상이 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라 상기 구동 칩과 COF 필름의 접합력을 더욱 강화할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 유기 발광 소자의 본딩 구조는 유기 발광 소자의 구동 칩 및 연성 커넥터, 예를 들어 COF 필름을, 이들 사이의 몰딩부에 의해 접착함과 아울러 상기 구동 칩의 범프부와 COF 필름의 패드부를 직접 접촉, 본딩하며, 상기 범프부와 패드부를 상기 몰딩부에 의해 몰딩한다. 따라서, 본 고안은 종래의 이방성 도전 필름을 COF 필름에 부착하기 위한 공정을 생략함으로써 이방성 도전 필름 본딩 장치의 사용을 필요로 하지 않고, 또한 상기 이방성 도전 필름 본딩 장치보다 훨씬 간단한 액상 수지 도포 장치를 사용하므로 COF 본딩 공정의 전체 시간을 단축할 수 있으며, COF 본딩 공정을 단순화할 수 있다. 또한, 상기 패드부와 범프부를 직접 접촉, 본딩하므로 상기 패드부와 범프부 사이의 전기적 저항을 줄일 수가 있다. 더욱이, 상기 패드부와 범프부의 본딩 공정 동안에 상기 패드부와 범프부를 몰딩하므로 상기 본딩 공정 이후에 몰딩 공정이 추가로 요구되지 않는다. 또한, 상기 패드부와 범프부의 본딩에 대한 신뢰성 평가 동안에 상기 패드부와 범프부의 측면에서 수분 침투 및 부식 현상이 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라 상기 구동 칩과 COF 필름을 상기 몰딩부에 의해 접착하므로 상기 구동 칩과 COF 필름의 접합력을 강화할 수 있다.

한편, 본 고안은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 고안의 사상과 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 고안의 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 아니 되며 본 고안의 청구범위 내에 속한다고 하여야 할 것이다.

도 1a 내지 도 1c은 종래의 유기 발광 소자용 구동 칩과 연성 커넥터의 본딩 공정을 나타낸 공정 순서도.

도 2는 본 고안에 의한 유기 발광 소자의 본딩 구조를 나타낸 단면도.

도 3a 내지 도 3c는 본 고안에 의한 유기 발광 소자의 본딩 구조에 적용된 본딩 방법을 나타낸 공정 순서도.

도 4는 도 3a에 도시된 수지 도포의 변형을 나타낸 예시도.

Claims (3)

1. 범프부를 갖는 구동 칩;

   상기 범프부에 대응하여 직접 접촉, 본딩하는 패드부를 갖는 연성 커넥터; 및

   상기 구동 칩과 연성 커넥터 사이에 배치되어, 상기 구동 칩과 연성 커넥터를 접착함과 아울러 상기 범프부와 패드부를 몰딩하는 몰딩부를 포함하는 유기 발광 소자의 본딩 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 몰딩부는 절연성 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 본딩 구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 몰딩부는 에폭시계 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 본딩 구조.