KR20050106843A - 구동회로와의 오정열을 방지할 수 있는 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동회로부와의 오정렬(mis-align)을 방지할 수 있는 인쇄회로기판에 관한 것으로, 구동회로부가 실장되고, 구동회로부에 신호를 전달하는 제1패드와 전기적으로 접속하며, 상기 제1패드와 일대일 대응을 이루는 제2패드가 형성된 제1층 및 상기 제1층의 배면에 적층되며, 상기 제2패드와 대응하는 영역을 우회하여 배치된 배선들이 형성된 제2층을 포함하여 구성된 인쇄회로기판을 제공한다.

Description

구동회로와의 오정열을 방지할 수 있는 인쇄회로기판{PRINTED CIRCUIT BOARD PREVENTING MISALIGNMENT WITH DRIVING INTEGRATED CIRCUIT}

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것으로, 특히, 열팽창 의해 발생되는 구동회로와의 오정렬을 방지할 수 있는 인쇄회로기판에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display ; 이하, ″LCD″라 함)은 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징과 하께 액정 재료의 개량 및 미세 화소 가공기술의 개발에 의해 화질이 개선되고 있으며, 또한 그 응용범위가 점차 넓어 지고 있는 추세이다. 한편, LCD는 액정패널과 이 액정패널을 구동하기 위한 구동회로부로 구성된다. 액정패널은 두 장의 유리기판(즉, 상부유리와 하부유리)의 사이에 매트릭스 형태로 배열되지만 액정셀들과 이들 액정셀들에 공급되는 신호를 각각 절환하기 위한 스위치소자들(즉, TFT어레이)로 구성된다. 구동회로부는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)과 연결되어 액정패널을 구동시키게 된다. 이때, 액정패널과 PCB의 신호전달을 위해 TCP(Tape Carrier Package; 이하 ″TCP″라 함)가 사용되며 인쇄회로기판에 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film ;ACF) 등의 도전성 수지를 이용하여 직접 부착시킨다. 이 경우, ACF에는 전도성을 갖는 도전볼(Conductive Ball)이 내장되어 있다. TCP의 부착부위(즉, TCP와 PCB의 접촉부위)에 부착되도록 소정의 압력과 열을 가하여 압착시키면 ACF에 내장된 도전볼이 눌려진 상태를 유지하여 상기 부착부위에 전도성을 가지게 한다. 이때, ACF를 압착시키기 위해 인가되는 열의 온도는 약300∼400℃이다.

인쇄회로기판은 다층으로 이루어진 다층인쇄회로기판으로서, 상기 TCP와의 부착되는 최상층에는 상기 TCP에 형성된 제1패드와 일대일 대응을 이루는 제2패드가 형성되어 있다. 그리고, 상기 제2패드가 형성된 영역과 대응하는 하부층에는 수많은 배선들이 형성되어 있으며, 상기 인쇄회로기판에 형성된 배선은 구리(Cu)로 이루어진 것으로, 구리는 다른 금속물질들에 비해 상대적으로 열팽장률이 높은 물성을 가지고 있다.

따라서, 상기 ACF에 열이 인가되면, 인쇄회로기판에 열이 전달되어 구리배선이 팽창하게 된다. 이에 따라, 제2패드의 크기 및 이들간의 이격거리도 증가하게 되며, TCP와의 오정렬이 발생하여 신호전달이 정상적으로 이루어지지 않는 문제가 발생하기 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 인쇄회로기판의 패드를 설계할때, 열에 의한 변화량을 고려해야 한다. 그러나, 상기 인쇄회로기판의 제2패드영역을 지나는 배선들이 모델에 따라 그 폭과 길이가 다르게 형성되기 때문에, 각각의 모델에 대하여 다른 열변화량을 적용해야 해야하는 번거로움이 있었다.

또한, 미리 열변화량을 예측하지 못하는 경우에는 테스트를 통해 열변화량을 얻어야하기 때문에 공정효율이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 TPC와 오정렬을 방지할 수 있는 인쇄회로기판을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 모델에 따라 열변화량이 동일한 인쇄회로기판을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인쇄회로기판은 구동회로부의 제1패드와 전기적으로 접속하며, 상기 제1패드와 일대일 대응을 이루는 제2패드가 형성된 제1층와, 상기 제1층의 배면에 적층되며, 상기 제2패드와 대응하는 영역을 우회하여 배치된 배선들이 형성된 제2층을 포함하여 구성된다.

상기 제2층은 단층일 수 있으며, 적어도 두층으로 이루어진 복층일 수도 있다.

그리고, 제1패드와 제2패드는 ACF(Anisotropic Conductive Film)에 의해서 전기적으로 접속된다.

이때, 상기 제1패드는 TCP(tape carrier pakage) 방식에 의해 실장되거나, COF(chip on film) 방식에 의해 실장되거나, COG(chip on glass) 방식에 의해 실장될 수 있다. 그리고, 상기 구동회로부는 액정패널에 형성된 게이트라인 및 데이터라인에 전기적으로 연결되어 상기 인쇄회로기판으로부터 공급된 신호를 게이트라인 및 데이터라인에 전달하는 역할을 한다.

또한, 본 발명에 의한 인쇄회로기판은 구동회로부가 실장되고, 구동회로부에 신호를 전달하는 제1패드가 형성된 TCP(tape carrier pakage)와 ACF(Anisotropic Conductive Film)를 통해 전기적으로 접속하며, 상기 제1패드와 일대일 대응을 이루는 제2패드가 형성된 제1층과, 상기 제1층의 배면에 적층되며, 상기 제2패드와 대응하는 영역을 제외한 영역에 형성된 배선들을 포함하는 제2층을 포함하여 구성된다.

상기한 바와 같이, 구성된 본 발명의 인쇄회로기판은 TCP와 부착되는 패드영역에 배선들을 제거함으로써, 열변화량을 줄일 수 있으며, 모델에 상관없이 열변화량을 동일하게 할 수 있다. 여기서, 열변화량이란, 상기 제1패드와 제2패드를 ACF에 의해 전기적으로 접촉시킬 때, 상기 ACF에 가해지는 열에 의해 상기 인쇄회로기판이 팽장하는 정도를 의미한다.

첨부한 도면을 통해 본 발명에 의한 인쇄회로기판에 대해 더욱 상세하게 설명하도록 한다.

도1은 액정패널에 TCP방식으로 구동회로부가 실장된 액정패널 및 상기 TPC와 전기적으로 연결된 본 발명의 인쇄회로기판을 개략적으로 나타낸 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(printed circuit board;120)은 구동회로부(drive integrated circuit;105)와 연결되어 있으며, 상기 구동회로부(105)는 TCP(tape carrier pakage;110)에 실장되어 있다. 그리고, 상기 TCP(110)를 통해 구동회로부(105)는 인쇄회로기판(120)과 연결된다. 상기 인쇄회로기판(120)은 기판 상에 집적회로와 같은 다수의 소자가 형성되어 있는 것으로, 액정패널(100)을 구동시키기 위한 여러가지 제어신호 및 데이터신호 등을 생성하고, 이를 TCP(110)를 통해 구동회로부(105)에 공급하게 된다. 상기 액정패널(100)은 칼라필터기판(100a)과 박막트랜지스터기판(100b)으로 구성되고, 두 기판(100a,100b) 사이에는 액정층이 형성되어 있으며, 상기 칼라필터기판(110a)에는 칼라필터 및 블랙매트릭스(미도시)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 박막트랜지스터기판(110b)에는 복수의 게이트라인(107) 및 데이터라인(109)이 종횡으로 배치되어 복수의 화소가 정의된 화소부(P)를 형성하고, 각 화소에는 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 또한, 상기 칼라필터기판(100a)으로 덮혀지지 않은 박막트랜지스터기판(100b)의 가장자리 부분에는 상기 게이트/데이터라인 (107,109)의 일측과 연결된 복수의 패드가 형성된 패드부(140)가 형성되어 있으며, 상기 패드들(140)은 TCP(110)와 연결된다.

한편, 종래기술에서도 언급한 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(120)과 TCP(110)를 연결하는 과정에서 인쇄회로기판(120)의 열팽창이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 인쇄회로기판(120)의 열팽창을 최소화하기 위해 열을 받는 영역 즉, 상기 TCP(110)와 직접 접촉하는 영역에 배선이 지나가지 않도록 한다. 본 발명에서 사용하는 인쇄회로기판(120)은 적어도 2층으로 이루어진 것으로, TCP(110)와 직접 접촉하는 제1층의 패드영역과 대응하는 제2층에 배선을 형성하지 않으며, 이에 따라, 인쇄회로기판(120)의 열변화량을 최소화는 것이다.

도2 및 도3을 통해 본 발명에 대해 좀더 상세히 설명하면, 먼저, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 TCP(110)에는 구동회로부(105)의 단자를 연결하는 제1패드(101)가 형성되어 있으며, 인쇄회로기판(120)에는 상기 제1패드(101)과 일대일 대응을 이루는 제2패드(102)가 형성되어 있다. 그리고, 제1패드(101)와 제2패드(102)는 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film;ACF)에 의해 전기적으로 연결되는데, 상기 도전성입자가 들어있는 이방성 도전필름을 인쇄회로기판(120)의 제2패드(102) 위에 접착시킨 후, TCP(110)의 제1패드(101)와 제2패드(102)를 정확하게 얼라인한 후, 적당한 열과 압력을 인가함으로써, 제1패드(101)와 제2패드(102)를 전기적으로 연결시킬 수 있게 된다. 참고로, 이방성 도전필름은 이방성필름 내부에 얇은 절연성 피막으로 둘러싸인 도전볼을 여러개 포함한 구조를 갖기 때문에, 상기 이방성 도전필름을 제1패드(101) 또는 제2패드(102)에 부착시킨 후, 상기 제1 및 제2패드(101,102)가 일치하도록 배치하고, 부착부위에 열을 가하면서 압착을 시키게 되면, 상기 도전볼의 압착에 의해 도전볼을 감싸고 있는 절연피막이 파괴 되면서, 도전성(conduction)이 형성되어 제1 및 제2패드(101,102)를 전기적으로 연결시키게 된다.

이때, 본 발명에서 사용되는 인쇄회로기판(120)은 적어도 2층 이상으로 구성된 복수층으로써, 인쇄회로기판(120)을 지나는 배선의 수가 증가함에 따라, 인쇄회로기판(120)의 크기가 증가하기 때문에, 인쇄회로기판(120)의 면적을 늘이는 대신에, 복수층을 사용하는 것이다.

도3a 및 도3b는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 패드영역의 일부를 나타낸 것으로, 이해를 돕기 위해 복수층의 인쇄회로기판을 단일층으로 배열하여 나타낸 것이다. 이때, 도3a는 제1패드가 형성된 제1층을 나타낸 것이고, 제3b는 상기 제1층의 배면에 적층된 제2층을 각각 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 제1층(120a)에는 TCP(110)의 제1패드(101)과 직접 접속하는 제2패드(102)가 형성되어 있으며, 도면에 상세하게 도시하진 않았지만, 상기 TCP(110)에 공급하는 신호를 생성하기 위한 집적회로와 같은 다수의 소자가 형성되어 있다. 그리고, 상기 소자들은 배선들에 의해 연결되어 있으며, 상기 배선은 제1층(120a) 뿐만 아니라, 상기 제1층(120a)의 배면에 형성된 제2층(120b)에도 형성되어 있다. 그리고, 상기 제2층(120b)에 위치하는 배선(119)은 상기 제1층(120a)에 형성된 제2패드(102)와 대응하는 영역(P)을 제외한 나머지 영역에 형성된다. 즉, 제1층(120a)의 제2패드(102)가 형성된 영역(A)에는 배선이 형성되지 않고, 이영역(A)을 우회하여 형성된다.

또한, 상기 제2층(120b)의 배면에도 제3층이 형성될 수 있으며, 상기 제3층에도 제1패드와 대응하는 영역을 우회하도록 배선을 형성한다. 이때, 상기 제2패드 및 배선은 금속저항이 낮은 구리(Cu)를 주로 사용하게 된다.

상기한 바와 같이, 구성된 본 발명의 인쇄회로기판은 ACF가 부착되는 부위 즉, 패드가 형성된 영역을 우회하도록 배선을 형성함으로써, 열변화량을 줄일 수가 있다. 즉, 실질적으로 열이 인가되는 패드영역에 배선을 형성하지 않으므로써, 이영역의 열변화량을 줄일 수 있는 것이다. 배선은 주로 구리와 같은 금속물질로 이루어져 있기 때문에, 다른 물질(예를들면, 나무, 유리와 같은 절연물질)에 비해 열팽창율이 크다. 따라서, 배선에 열이 인가되면, 팽창하게 되고, 이에 따라, 이영역(ACF가 부착되는 영역)에 열변화가 발생하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 ACF가 부착되어 열이 인가되는 영역에 금속배선을 형성하지 않는 것이다.

따라서, 본 발명에서는 인쇄회로기판의 열변화에 의해 발생하는 TCP와 오정렬을 방지할 수 있으며, 모델에 상관없이 모든 인쇄회로기판의 열변화량을 일괄적으로 적용할 수가 있다. 즉, 종래에는 모델에 따라, 상기 인쇄회로기판의 패드영역을 지나는 배선의 수 및 두께가 달라지기 때문에, 모델이 바뀔때마다, 열변화량을 얻어야 하는 번거로움이 있었다. 반면에, 본 발명에서는 모델에 상관없이 ACF공정에서 열이 공급되는 영역에 아에 배선을 형성하지 않기 때문에, 모든 모델에 대하여 열변화량이 동일하다. 따라서, 모델에 상관없이, 동일한 열변화량을 적용할 수 있기 때문에, 공정시간을 최소화 할 수 있다.

또한, 본 발명은 구동회로부의 실장방식에 따라, TCP방식 이외에도, 필름 위에 구동회로부가 형성된 COF(chip on film)방식뿐만 아니라, 액정패널 상에 구동회로부가 실장된 COG(chip on glass)방식에도 적용될 수 있다.

아울러, 본 발명은 액정표시소자에 한정하는 것이 아니며, 액정표시소자를 제외한, 인쇄회로기판을 사용하는 모든 소자에 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 구동회로부와 접촉하는 인쇄회로기판의 패드부 영역에 배선을 형성하지 않고, 이영역을 우회하도록 배선을 배치시킴으로써, 인쇄회로기판의 열변화량을 줄일 수가 있다.

본 발명은 인쇄회로기판의 열변화량을 줄임으로써, 구동회로부와의 오정열을 방지하여, 신호흐름을 원활히 할 수 있다.

또한, 모델에 상관없이 인쇄회로기판의 열변화량을 일정하게 해줌으로써, 구동회로롸 인쇄회로기판과의 전기적 연결공정의 시간을 단축시킬 수 있으며, 이에 따라, 공정효율을 더욱 향상시킬 수가 있다.

도1은 본 발명에 의한 인쇄회로기판이 액정표시소자에 적용된 예를 개략적으로 나타낸 도면.

도2는 본 발명에 의한 인쇄회로기판 및 TCP의 패드를 확대하여 나타낸 도면.

도3a 및 도3b는 본 발명에 의한 인쇄회로기판을 나타낸 상세도면.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

100a: 칼라필터기판 100b: 박막트랜지스터기판

101: 제1패드 102: 제2패드

105: 구동회로부 110: TCP(tape carrier pakage)

120: 인쇄회로기판 120a: 제1층

119: 배선 120b: 제2층

Claims (9)

1. 구동회로부가 실장되고, 구동회로부에 신호를 전달하는 제1패드와 전기적으로 접속하며, 상기 제1패드와 일대일 대응을 이루는 제2패드가 형성된 제1층; 및

   상기 제1층의 배면에 적층되며, 상기 제2패드와 대응하는 영역을 우회하여 배치된 배선들이 형성된 제2층을 포함하여 구성된 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2층은 단층인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2층은 적어도 두층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1패드와 제2패드는 ACF(Anisotropic Conductive Film)에 의해서 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1패드는 TCP(tape carrier pakage) 방식에 의해 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1패드는 COF(chip on film) 방식에 의해 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1패드는 COG(chip on glass) 방식에 의해 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
8. 제1항에 있어서, 상기 구동회로부는 액정패널과 연결되며, 특히, 액정패널에 형성된 게이트라인 및 데이터라인과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
9. 구동회로부가 실장되고, 구동회로부에 신호를 전달하는 제1패드가 형성된 TCP(tape carrier pakage)와 ACF(Anisotropic Conductive Film)를 통해 전기적으로 접속하며, 상기 제1패드와 일대일 대응을 이루는 제2패드가 형성된 제1층; 및

   상기 제1층의 배면에 적층되며, 상기 제2패드와 대응하는 영역을 제외한 영역에 형성된 배선들을 포함하는 제2층을 포함하여 구성된 인쇄회로기판.