KR20080011842A - 본딩 방법 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

본딩 방법 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20080011842A
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Abstract

생산성 및 제조 공정의 신뢰성을 향상시킨 본딩 방법 및 표시 장치의 제조 방법이 개시된다. 본딩 방법은 노즐을 포함하는 프린트 유닛을 이용해 도전 패드가 형성된 기판 상에 도전 입자 및 접착 물질을 포함하는 도전성 용액을 분사하는 단계, 전자 부재의 접속 단자를 도전 패드와 대응시키는 단계 및 도전성 용액이 개재된 도전 패드 및 접속 단자를 고온 가압시켜 도전 패드와 접속 단자를 전기적/물리적으로 연결시키는 단계를 포함한다. 이에 따라, 생산 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있고, 접속 불량을 방지하여 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도전 입자, 프린트, 도전 패드, 접속 단자, 본딩

Description

본딩 방법 및 표시 장치의 제조 방법{METHOD OF BONDING AND MANUFACTURING DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ′라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ′라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 기판에 전자부재를 본딩하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 프린트 유닛 502 : 제1 표시 장치
100 : 표시 패널 110 : 어레이 기판
GP : 게이트 패드 DP : 소스 패드
12, 14 : 제1, 제2 연성인쇄회로기판 400 : 도전 부재
22, 24 : 제1, 제2 집적회로 칩 410 : 도전 입자
202, 204 : 제1, 제2 인쇄회로기판 420 : 접착 물질
16, 18, 322 : 제1, 제2, 제3 접속 단자
118, 206, 312 : 제1, 제2, 제3 도전 패드
504 : 제2 표시 장치 30 : 구동 집적회로 칩
본 발명은 본딩 방법 및 표시 장치의 제조 방법으로, 더욱 상세하게는 생산성을 향상시킨 기판들의 접속 방법 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 화상을 표시하는 디스플레이 유닛과, 디스플레이 유닛으로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 디스플레이 유닛은 액정을 이용하여 화상을 표시하는 표시 패널과, 표시 패널로 구동 신호들을 인가하는 구동부를 포함한다.
구동부는 TCP(Tape Carrier Package) 방식 또는 COG(Chip On Glass) 방식에 의해 형성할 수 있다. TCP 방식으로 구동부를 표시 패널과 연결시키거나, COG 방식으로 표시 패널에 직접적으로 구동부를 실장하기 위해서 일반적으로 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film : 이하, ACF)을 이용한다.
이방성 도전 필름(ACF)은 접착 및 통전을 위하여 열에 의해 경화되는 접착제와, 미세한 도전볼을 혼합시킨 양면 테이프 상태의 재료이다. 제1 회로기판의 도전 패드 상에 이방성 도전 필름(ACF)이 부착된 상태에서 고온의 압력을 가하면 제1 회로기판의 도전 패드가 맞닿는 부분의 도전 볼이 압축, 편형화되어 도전볼을 통해 제1 회로기판의 도전 패드와 제2 회로기판의 범프간의 통전이 일어나 전기적으로 연결된다. 도전 볼과 접촉하지 않는 부분은 접착제가 충진, 경화되어 제1 회로기판 과 제2 회로기판이 서로 물리적으로 접착된다.
이방성 도전 필름(ACF)을 이용한 기판의 접속 방법에 의한 접속 시에는 소정의 영역 상에 이방성 도전 필름(ACF)을 접착시키므로 도전 패드와 범프에 선택적으로 도포할 수 없고, 불필요한 영역에까지 이방성 도전 필름(ACF)을 부착해야한다. 이에 따라, 서로 인접한 도전 패드들 간, 서로 인접한 범프들 간에 위치하는 불필요한 이방성 도전 입자들 사이의 통전이 일어나는 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 프린트 유닛을 이용하여 생산성을 향상시킨 본딩 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 프린트 유닛을 이용하여 생산성을 향상시킨 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 본딩 방법은 노즐을 포함하는 프린트 유닛을 이용해 도전 패드가 형성된 기판 상에 도전 입자 및 접착 물질을 포함하는 도전성 용액을 분사하는 단계, 전자 부재의 접속 단자를 상기 도전 패드와 대응시키는 단계 및 상기 도전성 용액이 개재된 상기 도전 패드 및 접속 단자를 고온 가압시켜 상기 도전 패드와 상기 접속 단자를 전기적/물리적으로 연결시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 노즐을 포함하는 프린트 유닛을 이용해 제1 도전 패드가 형성된 표시 패널 상에 도전 입자 및 접착 물질을 포함하는 도전성 용액을 분사하는 단계, 상기 표시 패널에 구동 신호를 전달하는 구동부의 제1 접속 단자를 상기 제1 도전 패드와 대응시키는 단계 및 상기 도전성 용액이 개재된 상기 제1 도전 패드 및 제1 접속 단자를 고온 가압하여 상기 제1 도전 패드와 상기 제1 접속 단자를 전기적/물리적으로 연결시키는 단계를 포함한다.
이러한 본딩 방법 및 표시 장치의 제조 방법에 따르면, 생산 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있고, 접속 불량을 방지하여 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 표시 장치(502)는 화상을 표시하는 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)의 주변 영역(PA)을 포함하는 표시 패널(100)과, 주변 영역(PA)과 연결된 구동부를 포함한다.
표시 패널(100)은 스위칭 소자(미도시)를 포함하는 어레이 기판(110)과, 어레이 기판(110)과 대향하는 대향 기판과, 어레이 기판(110) 및 상기 대향 기판 사이에 개재되어 형성된 액정층(미도시)을 포함한다.
어레이 기판(110)의 표시 영역(DA) 상에는 복수의 게이트 배선(GL)들과, 게이트 배선(GL)들과 교차하는 복수의 소스 배선(DL)들을 포함한다. 어레이 기판(110)의 주변 영역(PA)상에는 게이트 배선(GL)들과 연결되어 게이트 배선(GL)들 의 일단에 게이트 배선(GL)들의 폭보다 넓게 형성된 게이트 패드(GP)들과, 소스 배선(DL)들과 연결되어 소스 배선(DL)들의 일단에 소스 배선(DL)들의 폭보다 넓게 형성된 소스 패드(DP)들을 포함한다.
주변 영역(PA) 상에 형성된 상기 구동부는 게이트 패드(GP)들과 연결된 게이트 구동부와, 소스 패드(DP)들과 연결된 소스 구동부를 포함한다.
상기 게이트 구동부는 게이트 패드(GP)들과 연결되어 외부 신호를 전달하는 게이트 구동회로로, 제1 연성인쇄회로기판(12)에 제1 집적회로 칩(Integrated Circuit Chip: IC Chip)(22)이 실장된 구조를 갖는다. 제1 집적회로 칩(22)이 실장된 제1 연성인쇄회로기판(12)은 게이트 구동 신호를 인가하는 별도의 제1 인쇄회로기판(202)과 연결된 상태로 표시 패널(100)과 전기적, 물리적으로 접속한다.
상기 소스 구동부는 소스 패드(DP)들과 연결되어 외부 신호를 전달하는 소스 구동회로로, 제2 연성인쇄회로기판(14)에 제2 집적회로 칩(24)이 실장된 구조를 갖는다. 제2 집적회로 칩(22)이 실장된 제2 연성인쇄회로기판(14)은 소스 구동 신호를 인가하는 별도의 제2 인쇄회로기판(204)과 연결된 상태로 표시 패널(100)과 전기적, 물리적으로 접속한다.
제1 및 제2 인쇄회로기판(202, 204)은 제1 및 제2 집적회로 칩(22, 24)에 입력되는 화상 신호 및 주사 신호를 발생하기 위한 각종 회로 소자(미도시)들을 포함한다. 상기 각종 회로 소자들로부터 발생되는 신호들은 제1 및 제2 인쇄회로기판(202, 204)으로부터 표시 패널(100)로 전달된다.
표시 패널(100)에 상기 게이트 구동부 또는 소스 구동부가 실장된 구조를 이 하, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ′라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 어레이 기판(110)의 베이스 기판(112) 상에 형성된 게이트 절연층(114) 상에 소스 배선(DL)들과 동일한 소스 금속층으로 이루어진 소스 패드(DP)들이 형성된다. 소스 패드(DP)들 상에는 소스 패드(DP)들을 노출시키는 패시베이션층(116)과, 상기 노출된 소스 패드(DP)들과 접촉하여 소스 패드(DP)들과 전기적으로 연결된 제1 도전 패드(118)를 순차적으로 형성한다. 제1 도전 패드(118)은 예를 들어, 도전성 물질인 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO)로 이루어진다.
제2 집적회로 칩(24)이 실장된 제2 연성인쇄회로기판(14)이 어레이 기판(110)과 물리적으로 접촉하여 연결된다. 제2 연성인쇄회로기판(14)의 일단부에 형성된 제1 접속 단자(16)들과 제1 도전 패드(118)들이 연결된다.
도전 부재(400)는 도전 입자(410)들과, 접착 물질(420)을 포함한다. 도전 입자(410)가 제1 접속 단자(16)들과 제2 도전 패드(118)들 사이에서 압축, 편형화되어 제1 접속 단자(16)들과 제2 도전 패드(118)들을 전기적으로 연결한다. 접착 물질(420)이 제1 접속 단자(16)들과 제2 도전 패드(118)들 사이에서 경화되어 제1 접속 단자(16)들과 제2 도전 패드(118)들을 물리적으로 연결한다.
이와 달리, 베이스 기판(112) 상에 게이트 배선(GL)들과 동일한 게이트 금속층으로 이루어진 게이트 패드(GP)들과 접촉하는 도전 패드(미도시)들을 제1 연성인쇄회로기판(12)의 접속 단자(미도시)들과 도전 부재(400)를 통해 연결할 수 있다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ′라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제2 인쇄회로 기판(204)과 제2 연성인쇄회로기판(14)이 도전 부재(400)를 통해 연결된다. 제2 인쇄회로 기판(204)은 도전성 물질로 이루어진 제2 도전 패드(206)를 포함하고, 제2 연성인쇄회로기판(14)은 제1 접속 단자(16)들이 형성된 일단부의 반대 단부에 형성된 제2 접속 단자(18)들을 포함한다.
제2 도전 패드(206)와 제2 접속 단자(18)들이 대응되고, 제2 도전 패드(206)와 제2 접속 단자(18)들 사이에 개재되어 압축, 편형화된 도전 입자(410)가 제2 도전 패드(206)와 제2 접속 단자(18)들을 전기적으로 연결한다. 제2 도전 패드(206)와 제2 접속 단자(18)들 사이에 개재되어 경화된 접착 물질(420)이 제2 도전 패드(206)와 제2 접속 단자(18)들을 물리적으로 연결한다.
이와 달리, 제1 연성인쇄회로기판(12)과 제1 인쇄회로 기판(202)을 도전 부재(400)를 이용하여 연결할 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 제1 및 제2 연성인쇄회로기판(12, 14) 상에 제1 및 제2 집적회로 칩(22, 24)들을 실장시키는 경우에도 제1 집적회로 칩(22)과 제1 연성인쇄회로기판(12), 제2 집적회로 칩(24)과 제2 연성인쇄회로기판(14)을 도전 부재(400)를 이용하여 전기적, 물리적으로 연결시킬 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 도전 부재를 이용하여 도전 패드들을 포함하는 제1 기판에 접속 단자들을 포함하는 전자부재를 본딩하는 방법을 설명한다.
도 4 및 도 5는 기판에 전자부재를 본딩하는 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 4를 참조하면, 베이스 기판 또는 상기 베이스 기판 상에 적층된 복수의 층을 포함하는 기판(310) 상에 프린트 유닛(1)을 배치시키고, 프린트 유닛(1)이 도전 부재(400)를 포함하는 도전성 용액을 분사한다.
기판(310)은 예를 들어, 표시 패널(100)의 어레이 기판(110), 연성인쇄회로기판(12, 14), 인쇄회로기판(202, 204) 등이다. 기판(310)은 제3 도전 패드(312)들을 포함한다. 제3 도전 패드(312)들은 예를 들어, 투명한 도전성 물질인 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide: IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO)로 이루어진다.
프린트 유닛(1)은 용액, 예를 들어 잉크를 분사하는 노즐들을 포함하는 프린트 헤드와, 외부의 잉크를 상기 프린트 헤드로 공급하는 잉크 공급 유로를 포함한다. 상기 프린트 헤드는 일반적으로, 잉크를 분사시키는 압력 생성도구로 압전 소자를 이용하는 압전 방식(Piezo Type)과, 기체의 압력으로 잉크를 분사시키는 버블 방식(Bubble Type)으로 구분된다.
도전 부재(400)가 용해된 상기 도전성 용액을 분사하기 위한 프린트 유닛(1)으로는 상기 압전 방식의 프린트 헤드 및 상기 버블 방식의 프린트 헤드를 모두 이용할 수 있다. 상기 버블 방식은 버블을 발생시키기 위하여 잉크에 열을 가하는 방식이기 때문에 도전 부재(400)가 용해된 상기 도전성 용액이 열에 의한 손상을 최소화할 수 있는 상기 압전 방식의 프린트 헤드를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 용액은 도전 부재(400)가 용매(Solvent)에 용해된 액상이다. 도전 부재(400)는 도전 입자(410)들과, 접착 물질(420)을 포함한다. 상기 도전성 용 액의 상기 용매는 프린트 유닛(400)이 상기 용액을 분사할 때 도전 부재(400)와 동시에 분사되지만, 분사된 이후 또는 이후 고온으로 가압하는 공정에서 제거되는 것이 바람직하다.
도전 입자(410)는 예를 들어, 탄소 섬유(Carbon Fiber), 니켈 합금, 니켈- 금에 플라스틱 코팅된 볼(Metal(Ni/Au)-Coated Plastic Ball)등이 주로 사용된다. 도전 입자(410)의 크기는 프린트 유닛(1)의 분사 노즐의 크기에 의존한다. 도전 입자(410)의 지름이 상기 분사 노즐의 지름보다 작은 것이 바람직하다.
접착 물질(420)은 열가소성 수지, 예를 들어, SBR(Styrene Butadiene Rubber), 폴리비닐 부텐(Polyvinyl Butylene)으로 이루어지거나, 열경화성 수지, 예를 들어, 에폭시 수지(Epoxy Resin), 폴리우레탄 수지(Polyurethane), 아크릴 수지(acrylic Resin)로 이루어지거나, 상기 열가소성 수지 및 열경화성 수지의 혼합물질로 이루어질 수 있다.
한편, 하나의 분사 노즐이 하나의 제3 도전 패드(312)와 대응하여 상기 도전성 용액을 분사할 수 있고, 이와 달리 복수의 분사 노즐들이 제3 도전 패드(312)들과 각각 대응하여 상기 도전성 용액을 분사할 수 있다.
접착 물질(420)의 점성이 상기 프린트 헤드가 분사할 수 있는 점도, 예를 들어 대략 8 내지 20 cp 보다 큰 값을 갖는 경우에는 상기 프린트 헤드 주변에 열을 가하여 접착 물질(420)의 점도를 상대적으로 낮추는 장치를 더 구비할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제3 접속 단자(322)들을 포함하는 전자 부재(320)를 제3 도전 패드(312)들과 대응하도록 기판(310) 상에 배치시킨다. 전자 부재(320)는 예 를 들어, 집적회로(IC)의 회로들이 형성된 베이스 기판, 집적회로 칩(IC Chip), 연성인쇄회로기판(12, 14) 등이다.
이어서, 기판(310)상에 전자 부재(320)를 대향시키고, 기판(310)과 전자 부재(320) 사이에 상기 도전성 용액이 개재된 상태에서 고온 가압한다. 기판(310)과 전자 부재(320)를 고온 가압함에 따라 기판(310)과 전자 부재(320)는 전기적, 물리적으로 연결된다.
구체적으로, 볼(ball) 형상의 도전 입자(410)들을 고온 가압함에 따라, 도전 입자(410)들은 압축, 편형화되고, 상기 압축, 편형화된 도전 입자(410)들이 제3 도전 패드(312) 및 제3 접속 단자(322)들과 맞닿게 된다. 제3 도전 패드(312)와 제3 접속 단자(322)간의 통전이 일어나 기판(310)과 전자 부재(320)가 전기적으로 연결된다. 접착 물질(420)이 고온 가압됨에 따라, 접착 물질(420)이 경화되어 제3 도전 패드(312)와 제3 접속 단자(322)들을 물리적으로 연결시킨다.
프린트 유닛(1)을 이용하여 제3 도전 패드(312) 상에 상기 도전성 용액을 분사시킴으로써 기판(310)과 전자 부재(320) 접속 영역의 전반에 기존의 이방성 도전 필름(ACF)을 접착시키는 기존의 공정보다 제작 시간을 줄일 수 있다.
또한, 불필요하게 사용되는 도전 부재(400)의 양을 최소화할 수 있다. 상기 불필요하게 사용되는 도전 부재(400)의 양을 최소화함에 따라, 서로 인접한 제3 도전 패드(312)들 사이, 서로 인접한 제3 접속 단자(322)들 사이에서 일어날 수 있는 전기적 연결을 미연에 방지하여 기판과 전자 부재간의 접속 불량을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 제2 표시 장치(504)는 화상을 표시하는 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)의 주변 영역(PA)을 포함하는 표시 패널(100)과, 주변 영역(PA)에 실장되는 구동부를 포함한다.
표시 패널(100)은 스위칭 소자(미도시)를 포함하는 어레이 기판(110)과, 어레이 기판(110)과 대향하는 대향 기판(120)과, 어레이 기판(110) 및 대향 기판(120) 사이에 개재되어 형성된 액정층(미도시)을 포함한다.
상기 구동부는 구동 집적회로 칩(30)이고, 구동 집적회로 칩(30)이 어레이 기판(110)에 실장되어 주변 영역(PA) 상에 형성된 도전 패드(미도시)들과 연결된다. 구동 집적회로 칩(30)은 외부 장치(미도시)를 통해 인가되는 제어 신호에 반응하여 표시 패널(100)을 구동하기 위한 구동 신호를 출력한다.
어레이 기판(110)에 실장된 구동 집적회로 칩(30)은 구동 집적회로 칩(30)의 접속 단자들과 상기 도전 패드들 사이에 충진, 경화된 도전 부재에 의해 연결된다. 상기 도전 부재가 용해된 도전성 용액을 어레이 기판(110)과 구동 집적회로 칩(30) 사이에 개재시키고, 어레이 기판(110)과 구동 집적회로 칩(30) 사이에 상기 도전성 용액이 개재된 상태에서 고온 가압한다. 상기 고온 가압된 도전 부재의 도전 입자에 의해 어레이 기판(110)과 구동 집적회로 칩(30)이 전기적으로 연결되고, 상기 고온 가압된 도전 부재의 접착 물질에 의해 어레이 기판(110)과 구동 집적회로 칩(30)이 물리적으로 연결된다.
이와 같은 본딩 방법 및 표시 장치의 제조 방법에 따르면, 프린트 유닛을 이용하여 도전 입자들 및 접착 물질을 포함하는 도전 부재가 용해된 도전성 용액을 도전 패드 및 접속 단자 사이에 개재시킨 후, 고온으로 가압하여 기판 및 전자 부재를 전기적 및 물리적으로 접속시킨다. 상기 도전 패드들과 상기 접속 단자들 이외에 불필요하게 사용되는 도전 부재의 양을 최소화할 수 있고, 상기 제1 및 제2 기판간의 접속 불량을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제조 시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시키고, 접속 불량을 방지함으로써 제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 노즐을 포함하는 프린트 유닛을 이용해 도전 패드가 형성된 기판 상에 도전 입자 및 접착 물질을 포함하는 도전성 용액을 분사하는 단계;
    전자 부재의 접속 단자를 상기 도전 패드와 대응시키는 단계; 및
    상기 도전성 용액이 개재된 상기 도전 패드 및 접속 단자를 고온 가압시켜 상기 도전 패드와 상기 접속 단자를 전기적/물리적으로 연결시키는 단계를 포함하는 본딩 방법.
  2. 노즐을 포함하는 프린트 유닛을 이용해 제1 도전 패드가 형성된 표시 패널 상에 도전 입자 및 접착 물질을 포함하는 도전성 용액을 분사하는 단계;
    상기 표시 패널에 구동 신호를 전달하는 구동부의 제1 접속 단자를 상기 제1 도전 패드와 대응시키는 단계; 및
    상기 도전성 용액이 개재된 상기 제1 도전 패드 및 제1 접속 단자를 고온 가압하여 상기 제1 도전 패드와 상기 제1 접속 단자를 전기적/물리적으로 연결시키는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동부는 집적회로 칩(IC Chip)인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 구동부는 집적회로 칩이 실장된 연성인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 프린트 유닛을 이용해 인쇄회로기판의 제2 도전 패드 상에 상기 도전성 용액을 분사하는 단계;
    상기 구동부의 제2 접속 단자를 상기 제2 도전 패드와 대응시키는 단계; 및
    상기 도전성 용액이 개재된 상기 제2 도전 패드 및 제2 접속 단자를 고온 가압하여 상기 제2 도전 패드와 상기 제2 접속 단자를 전기적/물리적으로 연결시키는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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