KR20070074309A - 극성을 띤 도전 입자를 구비한 이방성 도전 필름 및 그제조방법 - Google Patents

극성을 띤 도전 입자를 구비한 이방성 도전 필름 및 그제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이방성 도전 필름과 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이방성 도전 필름은, 절연성 접착제를 기재로 하여 도전 입자가 분산되어 있되, 도전 입자는 동일한 전기적 극성으로 대전되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 이방성 도전 필름의 제조 방법은, 금속을 소정 크기의 파우더 형태로 분쇄하여 도전 입자를 형성하는 단계와, 분쇄된 도전 입자를 동일한 전기적 극성으로 대전시키는 단계와, 절연성 접착제에 동일한 극성으로 대전된 도전 입자를 분산시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 도전 입자 간의 뭉침을 방지하여 전극간 단락 또는 간섭 현상을 감소시킬 수 있다.
이방성 도전 필름, 도전 입자, 단락

Description

극성을 띤 도전 입자를 구비한 이방성 도전 필름 및 그 제조방법{Anisotropic conductive film using polarized conductive particle and method for manufacturing the same}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름이 상호 대향하는 회로 전극을 구비한 피접속 부재 사이에 개재된 모습을 도시한 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름에 의하여 전기적으로 접속된 구조체를 도시한 단면도.
도 3은 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름에 의하여 전기적으로 접속된 구초제의 단락 현상을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름에 구비되는 도전 입자를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 이방성 도전 필름에 의하여 전기적으로 접속된 구조체를 도시한 단면도.
<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>
100..이방성 도전 필름 110..절연성 접착제 120..도전 입자
200, 300..피접속 부재 210, 310..전극
본 발명은 이방성 도전 필름(ACF; Anisotropic Conductive Film) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 대향하는 전극을 가지는 피접속 부재의 접속시, 전기적 단락이나 간섭 현상을 방지할 수 있는 이방성 도전 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이방성 도전 필름은 피접속 부재의 재질이 특수하거나 신호배선의 피치가 세밀하여 부재와 부재를 솔더링(soldering)의 방식으로 부착할 수 없을 경우 사용하는 접속재료이다.
이러한 이방성 도전 필름은 대표적으로 LCD 모듈에서 LCD패널, 인쇄회로기판(PCB), 드라이버 IC 회로 등을 패키징하는 접속 재료로 사용된다.
일 예로, LCD 모듈에는 TFT(Thin Film Transistor) 패턴들을 구동시키기 위해서 다수개의 드라이버IC가 실장 된다. 드라이버 IC를 실장하는 방식은 크게, 별도의 구조물 없이 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 실장하는 방식인 COG(Chip On Glass) 마운팅 방식, 드라이버 IC를 탑재한 TCP(Tape Carrier Package)를 통해 LCD 패널의 게이트 영역과 데이터 영역에 간접적으로 드라이버 IC를 실장하는 방식인 TAB(Tape Automated Bonding) 마운팅 방식으로 나뉜다.
그런데, 드라이버 IC 소자 측의 전극과 LCD 패널 측의 전극은 미소한 피치 간격으로 형성되어 있기 때문에 어느 실장 방식을 채용한다 하더라도 납땜 등의 수단을 사용하는 것이 곤란하다. 이와 같은 이유로, 드라이버 IC 측의 전극과 패널 측의 전극을 전기적으로 접속하는 공정에서는 이방성 도전 필름이 주로 사용된다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 이방성 도전 필름(30)은 절연성 접착제(40)에 도전 입자(50)를 분산시킨 것으로서, 피접속 부재(10, 20) 사이에 개재되어 소정의 온도와 압력으로 열 압착된다. 그러면 도 2에 도시된 바와 같이, 도전 입자(13)가 대향하는 전극(11, 21) 사이에 개재되어 이 전극들(11, 21)을 전기적으로 상호 연결하며, 이웃하는 전극들 사이에는 절연성을 유지시킨다. 즉, x-y 평면상으로는 절연성이 유지되고 z축으로는 도전성이 유지된다.
이러한, 이방성 도전 필름의 높은 접속 신뢰성을 확보하기 위해서는 도전 입자의 함량을 증가시킬 필요가 있다. 그러나 도전 입자의 함량을 증가시키게 되면 도 3과 같이 미세한 배선을 갖는 기판에서 인접하는 도전 입자(A)끼리 서로 뭉쳐 상호 접촉하게 된다(A 참조). 그 결과 x-y평면 상에서 도통이 이루어져 인접한 전극 사이에 단락(short)이 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 절연체로 피복된 도전 입자를 구비한 이방성 도전 필름을 사용하거나(일본 특허 공개 평4-362104), 피접속 부재를 접속하는 공 정에서 전기장을 인가하여 도전 입자를 정렬(align)시키는 방법이 사용되었다.
그러나 상기와 같은 방법들은 절연 피복층의 두께를 일정하게 유지하는 것이 곤란하여 전극 사이에 압력이 균등하게 전달되지 않아 피복층이 쉽게 이탈됨으로써 도통 불량을 일으키기 쉽다. 또한, 별도로 전기장을 인가하여 도전 입자를 정렬시켜야 하므로 공정과정에 번거로움이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 미세화된 전극을 구비한 피접속 부재를 접속시키는데 있어서, 도전 입자가 서로 뭉쳐 전극 간에 단락이 발생하거나 도전 입자로 인한 신호의 간섭현상을 방지할 수 있는 이방성 도전 필름과 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이방성 도전 필름은, 절연성 접착제를 기재로 하여 도전 입자가 분산되어 있되, 상기 도전 입자는 동일한 전기적 극성으로 대전되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 도전 입자는 금, 은, 철, 구리, 니켈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 물질이다.
한편, 본 발명에 따른 이방성 도전 필름의 제조방법은, 금속을 소정 크기의 파우더 형태로 분쇄하여 도전 입자를 형성하는 단계와, 분쇄된 도전 입자를 동일한 전기적 극성으로 대전시키는 단계와, 절연성 접착제에 상기 동일한 극성으로 대전된 도전 입자를 분산시키는 단계를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이방성 도전 필름(100)은 절연성 접착제(110) 및 상기 절연성 접착제(110)에 분산된 도전 입자(120)를 포함한다.
상기 절연성 접착제(110)는 피접속 부재 예컨대, LCD 패널과 TCP 사이 또는 TCP와 인쇄회로기판을 견고하게 접착 고정시키는 역할을 한다. 또한, 절연성 접착제(110)는 인접하는 도전 입자(120)를 이격시킨다. 따라서, 미세한 배선을 갖는 기판에서 인접하는 도전 입자(120)가 상호 접촉하여 x-y평면상의 도통이 일어나는 것을 방지한다. 절연성 접착제(110)로는 열경화성 또는 열가소성 수지가 사용될 수 있는데 예컨대, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리 에스테르, 폴리 스티렌, 나일론 또는 이들이 혼합된 폴리머 수지가 사용될 수 있다. 그러나 본 발명이 이러한 재질 에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 목적 내에서 다양한 변형예가 채용될 수 있음은 물론이다.
상기 도전 입자(120)는 절연성 접착제(110) 내에 분산되어 피접속 부재의 전극을 전기적으로 연결시킨다. 바람직하게, 도전 입자(120)는 금, 은, 구리, 니켈 또는 이들의 화합물 중 선택된 어느 하나 이상의 금속으로 이루어진다. 또한, 도전 입자는 배선의 피치가 미세한 피접속 부재를 전기적으로 충분히 연결하기 위하여 1 내지 15㎛의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 피접속 부재의 특성에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 도전 입자(120)는 양 또는 음의 동일한 전기적 극성을 갖는다. 따라서 도전 입자(120) 사이에는 정전기적 척력이 작용하여 인접한 도전 입자(120) 간에는 소정의 간극이 존재한다. 즉, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 도전 입자(120)가 모두 양의 극성으로 대전되면 인접한 도전 입자(120) 사이에 척력이 발생되어 간극이 생긴다. 이와 마찬가지로, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 도전 입자(120)가 모두 음의 극성으로 대전되면 인접한 도전 입자(120) 사이에 척력이 발생되어 간극이 생긴다. 이로써 인접한 도전 입자(120)들은 소정의 간극을 갖고 분산되어 도전 입자(120)들의 뭉침을 방지할 수 있다.
부가적으로, 상기 도전 입자(120)는 구 형태의 절연쉘(미도시)을 더 구비할수 있다. 바람직하게 절연쉘은 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜 및 나일론으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 폴리머 수지로 이루어진다. 절연쉘은 도전 입자(120) 외부에 별도의 절연막을 형성함으로써 도전 입자(120) 사이의 도통을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 이방성 도전 필름의 제조방법을 설명한다.
먼저, 전기적 전도성이 있는 금속, 예컨대 금, 은, 구리, 니켈 등을 준비한다. 이러한 금속을 원하는 크기의 파우더 형태로 분쇄한다. 이때, 분쇄된 금속 파우더는 소정의 직경을 갖는 구 형태가 바람직하다.
분쇄된 금속 파우더 즉, 도전 입자가 제조되면 동일한 전기적 극성을 띠도록 도전 입자를 대전시킨다. 구체적으로, 별도의 대전체(미도시)와 마찰시켜 도전 입자를 대전시키거나, 또는 대전체로부터 정전기를 유도하여 도전 입자를 대전시킬 수 있다.
이어서, 통상적인 이방성 도전 필름의 제조 공정에 따라 대전된 도전 입자를 절연성 접착제인 기본 수지 내에 분산시켜 이방성 도전 필름을 완성한다.
도 6은 본 실시예에 따른 이방성 도전 필름을 이용하여 열 압착된 피접속 부재를 구비하는 구조체를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 이방성 도전 필름(100)은 피접속 부재(200, 300), 예컨대, 서로 대향하는 전극을 구비한 상부 기판(200) 및 하부 기판(300) 사이에 개재된다.
이 상태에서, 이방성 도전 필름(100)을 열 압착한다. 그러면 절연성 접착제(110)가 경화되기 전에 전극(210)과 전극(310) 사이에 도전 입자(120)가 개재된 상태에서 상부 기판(200) 및 하부 기판(300)이 상호 접착되면서 도전 입자(120)가 대향하는 전극(210, 310)을 전기적으로 연결시킨다.
한편, 일부 도전 입자(120)들은 상기와 같이 전극(210, 310) 사이에 개재되지 않고 인접하는 전극 사이에 마련된 공간으로 분산된다. 그런데, 도전 입자(120) 사이에는 정전기적 척력이 유발되므로 도전 입자(120)들은 서로 뭉치지 않고 소정의 간극을 유지하면서 분산된다. 이에 따라 인접하는 전극이 서로 단락되는 문제를 해결할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면, 이방성 도전 필름에 포함되는 도전 입자에 동일한 전기적 극성을 부여하여 도전 입자들 간에 척력을 유발시킴로써 도전 입자의 뭉침으로 인한 피접속 부재의 전극간 단락을 방지할 수 있다. 따라서, 이방성 도전 필름을 이용한 피접속 부재의 접속 공정에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (3)

  1. 절연성 접착제를 기재로 하여 도전 입자가 분산된 이방성 도전 필름에 있어서,
    상기 도전 입자는 동일한 전기적 극성으로 대전되어 있는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도전 입자는 금, 은, 철, 구리, 니켈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  3. 절연성 접착제를 기재로 하여 도전 입자가 분산된 이방성 도전 필름을 제조하는 방법에 있어서,
    금속을 소정의 크기의 파우더 형태로 분쇄하여 상기 도전 입자를 형성하는 단계;
    상기 분쇄된 도전 입자를 동일한 전기적 극성으로 대전시키는 단계; 및
    상기 절연성 접착제에 상기 동일한 극성으로 대전된 도전 입자를 분산시키는 단계;를 포함하는 이방성 도전 필름의 제조방법.
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