KR20110037792A

KR20110037792A - 이방성 도전필름의 제조방법 및 그에 의해 제조되는 이방성 도전필름

Info

Publication number: KR20110037792A
Application number: KR1020090095360A
Authority: KR
Inventors: 이성규
Original assignee: 이성규
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2011-04-13
Also published as: KR101127449B1

Abstract

본 발명은 도전성 재질을 갖는 와이어의 표면에 비도전성 접착 재질의 접착층을 형성시키는 단계와, 상기 접착층이 형성된 복수의 와이어들을 다발 형태로 정렬시키는 단계와, 상기 접착층들을 용융시켜 상기 접착층들이 일체화된 와이어 조합체를 형성시키는 단계, 및 상기 와이어들이 절단되도록 상기 와이어 조합체를 슬라이싱하는 단계를 포함하는 이방성 도전필름의 제조 방법 및 그에 의해 제조되는 이방성 도전필름을 개시한다.

Description

이방성 도전필름의 제조방법 및 그에 의해 제조되는 이방성 도전필름{MANUFACTURING METHOD OF ANISTROPIC CONDUCTIVE FILM AND ANISTROPIC CONDUCTIVE FILM MANUFACTURED BY THE SAME}

본 발명은 이방성 도전필름의 제조방법 및 그에 의해 제조되는 이방성 도전필름에 관한 것이다.

일반적으로, 이방성 도전 필름(Anistropic Conductive Film : ACF)은 기판의 재질이 특수하거나 신호 배선의 피치가 세밀하여 기판과 전자소자를 솔더링(Soldering) 방식으로 부착할 수 없을 경우 사용하는 접속 재료이다.

‘이방성’이란 한쪽으로는 전기가 통하지만 다른 쪽은 절연상태가 되도록 하는 성질을 뜻한다. 이방성 도전 필름은 경화가 가능한 접착 성분에 도전입자를 분산시킨 뒤 이를 필름화한 것으로서, 이방성 도전 필름을 전극 사이에 넣고 압착하면 Z 방향으로는 도전입자에 의해 전류가 흐르고 X, Y 방향으로는 전류가 흐르지 않게 되어 두 전극 사이의 회로가 연결되게 된다.

이방성 도전필름을 이용하여 전자소자와 기판을 연결할 때, 기판과 전자소자 사이의 짖눌림에 의해 도전입자가 손상되거나 전극에 손상이 발생하는 경우가 있으 며, 이로 인하여 기판과 전자 소자 사이의 전기적 연결에 있어 신뢰성에 문제가 발생하고 있는 실정이다. 아울러, 이방성 도전필름은 상대적으로 높은 제조비용이 소요되며, 이는 반도체 패키지, 전자 기기 등의 생산에 있어 제조 비용 상승의 요인이 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기적 연결의 신뢰성을 증가시킴과 아울러 저렴한 제조 비용으로 제조 가능한 이방성 도전필름의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 도전성 재질을 갖는 와이어의 표면에 비도전성 접착 재질의 접착층을 형성시키는 단계와, 상기 접착층이 형성된 복수의 와이어들을 다발 형태로 정렬시키는 단계와, 상기 접착층들을 용융시켜 상기 접착층들이 일체화된 와이어 조합체를 형성시키는 단계, 및 상기 와이어들이 절단되도록 상기 와이어 조합체를 슬라이싱하는 단계를 포함하는 이방성 도전필름의 제조 방법을 개시한다.

상기 와이어들의 정렬 단계는, 상기 와이어의 인접한 두 부분이 겹쳐지도록 상기 와이어의 복수의 개소를 절곡 또는 절단시켜 레이어를 형성시키는 단계와, 복수로 형성된 상기 레이어들을 적층시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 와이어 조립체는 상기 와이어의 길이 방향과 수직한 방향을 따라 슬라이스 될 수 있다.

상기 접착층은 열가소성 재질로 형성될 수 있으며, 상기 이방성 도전필름의 제조방법은 상기 접착층을 형성시키기 전 상기 와이어의 표면에 열경화성 재질의 표면층을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명은 비도전성 재질의 접착필름과, 상기 접착필름의 내부에 복수로 배열되며 상기 접착필름의 두께 방향을 길이 방향으로 갖는 도전성 와이어를 포함하는 이방성 도전필름에 있어서, 상기 도전성 와이어의 표면에 비도전성 접착 재질의 표면층을 형성시키는 단계와, 상기 표면층이 형성된 복수의 와이어들을 다발 형태로 정렬시키는 단계와, 상기 표면층들을 용융시켜 상기 표면층들이 일체화된 와이어 조합체를 형성시키는 단계, 및 상기 와이어들이 절단되도록 상기 와이어 조합체를 슬라이싱하는 단계에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름을 개시한다.

본 발명에 의한 이방성 도전 필름은 두 매체간의 전기적 연결을 위한 도전체로서 가는 지름을 갖는 도전성 와이어들을 사용하여 보다 세밀한 피치의 구현이 가능하다.

또한, 본 발명은 도전체로서 와이어를 사용하여 두 매체간의 의해 도전체가 손상되거나 두 매체의 전극들에 손상이 발생하는 것을 방지함으로써, 전기적 연결의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 저렴한 비용과 간단한 제조 방법을 통하여 이방성 도전 필름의 대량 생산이 가능하다.

이하, 본 발명과 관련된 이방성 도전필름의 제조방법 및 그에 의해 제조되는 이방성 도전필름에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이방성 도전필름의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 이방성 도전 필름(Anistropic Conductive Film, 100)은 비도전성 재질의 접착필름(110)과, 접착필름(110)의 내부에 복수로 배열되는 와이어(120)들을 포함한다.

접착필름(110)은 전기적 연결을 위한 두 매체의 접착이 가능하도록 접착성 재질로 형성되며, 열압착시 용융되었다 경화될 수 있도록 열가소성 재질로 형성된다.

와이어(120)들은 도전성 재질로 형성되며, 단가가 비교적 저렴한 구리 재질로 형성되는 것이 바람직하다 할 것이다. 와이어(120)들은 접착필름(110)의 두께 방향을 길이 방향으로 갖도록 배치되며, 접착필름(110) 상에 일정한 간격으로 배열될 수 있다.

도 2는 도 1이 이방성 도전 필름이 적용된 것을 예시한 반도체 패키지의 측면도이다.

이방성 도전 필름은 두 매체를 물리적으로 부착시킴과 동시에 전기적으로 연결하기 위한 것으로서, 도 2는 이러한 두 매체의 일 예로서 반도체 소자(10)와 기판(20)을 예시하고 있다. 반도체 소자(10)는 기판(20)에 접착되어 반도체 패키지를 구성할 수 있다.

반도체 소자(10)와 기판(20)에는 전기적 연결을 위한 패드(11)와 회로패턴(21)이 각각 형성되어 있다. 상기에서 설명된 바와 같은 구성의 이방성 도전 필름(100)을 반도체 소자(10)와 기판(20) 사이에 위치시키고 열과 압력을 가하면, 접 착필름(110)에 의해 반도체 소자(10)와 기판(20)이 물리적으로 접착됨과 아울러 와이어(120)들 중 적어도 하나에 의해 패드(11)와 회로패턴(21)이 전기적으로 연결된다.

본 발명은 두 매체간의 전기적 연결을 위한 도전체로서 가는 지름을 갖는 도전성 와이어(120)들을 사용하여 보다 세밀한 피치(pitch)의 구현이 가능하다. 따라서, 회로패턴(21)이 세밀한 피치를 갖는 경우에도 회로의 선별적 연결이 가능하다. 아울러, 와이어(120)를 사용함으로써 패드(11), 회로패턴(21) 등에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 제조 비용 또한 감소시킬 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성의 이방성 도전필름의 제조방법에 대하여 살펴본다. 도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이방성 도전필름의 제조방법을 순차적으로 나타내는 도면들이다.

본 실시예와 관련된 이방성 도전 필름의 제조방법은 일정 이상의 길이를 갖는 도전성 와이어(120)의 표면에 접착층(111)을 형성시키는 단계(도 3 참조)와, 접착층(111)이 코팅된 와이어(120')들을 다발 형태로 정렬시키는 단계(도 4 참조)와, 접착층(111)이 일체화된 와이어 조합체(130)를 형성시키는 단계(도 5 참조), 및 와이어 조립체(130)를 절단시키는 단계(도 6 참조)를 포함한다.

먼저, 도 3과 같이 도전성 재질을 갖는 와이어(120)의 표면을 산화 처리한다. 이에 의해 와이어의 표면에 산화 피막(121)이 형성되며, 이러한 산화처리는 금속 재질을 갖는 와이어(120)의 표면이 부식되는 것을 방지하는 등 와이어(120)의 표면을 보호하기 위한 것이다.

다음으로, 와이어(120)의 표면에 비도전성 접착 재질의 접착층(111)을 형성시킨다. 이러한 접착층(111)은 열가소성 재질로 형성될 수 있으며, 열가소성 재질의 접착 물질을 와이어(120)의 표면에 코팅함으로써 접착층(111)을 형성시킬 수 있다.

도 7은 와이어에 접착층을 형성시키기 위한 코팅 시스템의 일예를 나타내는 개략도이다.

코팅 시스템(200)은 이동 유닛(210), 산화 처리 유닛(220), 코팅 유닛(230)이 순차적으로 배열된 형태를 가질 수 있다. 이동 유닛(210)을 통해 와이어(120)를 일 방향으로 이동시키며, 이동된 와이어(120)는 산화 처리 유닛(220)에 의해 산화 처리된다. 아울러, 산화 처리된 와이어(120)는 계속 이동되어 코팅 유닛에 의해 접착층(111)이 형성된다.

다음으로 도 4와 같이, 접착층(111)이 형성된 복수의 와이어(120'. 이하, 설명의 편의상 '코팅 와이어'라 지칭한다)를 다발 형태로 정렬시킨다.

예를 들어, 코팅 와이어(120')가 X축 방향을 길이 방향으로 갖는 경우, 코팅 와이어(120')를 Y축과 Z축 방향으로 적층시킬 수 있다. 이에 따라, 코팅 와이어(120')들이 적층된 형상은 직육면체의 형태를 가질 수 있다.

그리고, 이들 코팅 와이어(120')들에 도 4의 화살표 방향으로 열과 압력을 가한다. 이러한 열압착 공정은 소정의 형상을 갖는 금형 내에서 수행될 수 있다. 여기서, 코팅 와이어(120')가 X축 방향을 길이 방향으로 갖는 경우, 이들에 가해지는 압력은 Y축과 Z축 방향을 갖는다.

이들 코팅 와이어(120')들이 열압착됨에 따라 표면층(111)들이 용융되게 되며, 표면층(111)들은 일체화되게 된다. 여기서, 일체화된 표면층(111)은 이방성 도전 필름의 접착필름(110)을 구성하는 재료가 된다.

그리고, 주변 온도를 낮춘 후 일체화된 표면층(111)을 경화시키면, 도 5와 같은 와이어 조합체(130)가 형성되게 된다.

다음으로 도 6와 같이, 와이어(120)가 절단되도록 와이어 조합체(130)을 필름 형태로 슬라이싱(slicing)하여 제조 공정이 완료된다. 절단된 각각의 구성은 도 1과 같은 이방성 도전필름(100)의 구성을 가지며, 이와 같이 단일의 와이어 조합체(130)로부터 다수의 이방성 도전필름(100)이 생성될 수 있다.

이 때 와이어 조립체(130)는 와이어(120)의 길이 방향과 수직한 방향을 따라 슬라이싱될 수 있으며, 이러한 경우 와이어(120)는 접착필름(110)의 두께 방향을 길이 방향으로 갖는다.

이상과 같은 제조방법에 의하면, 저렴하고 전기적 안정성이 뛰어난 이방성 도전 필름을 간단한 제조방법을 통해 대량 생산이 가능하다.

도 8은 본 발명에 적용된 코팅 와이어의 다른 예를 나타내는 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예와 관련된 코팅 와이어(120")는 도전성 재질의 와이어(120)와, 와이어(120)의 외면에 형성된 표면층(112), 및 표면층(112)의 외면에 형성된 접착층(111)을 포함한다.

본 실시예에 의하면, 표면층(112)은 열경화성 재질로 형성된다. 이에 따라 접착층(111)의 용융시 표면층(112)은 용융되지 않게 된다.

표면층(112)을 형성하는 공정은 앞선 설명의 산화 처리 공정과 접착층(111) 코팅 공정의 사이에 이루어질 수 있다. 표면층(112) 또한 열경화성 물질을 와이어(120)의 표면에 코팅함으로써 형성될 수 있다.

도 9는 도 8에 도시된 코팅 와이어가 적용된 이방성 도전필름의 평면도이다.

도 8에 도시된 코팅 와이어(120")가 적용되는 경우, 와이어 조합체(130)의 열압착 과정에서 접착층(111)만 용융되고 표면층(112)는 용융되지 않는다. 이에 따라, 열압착 공정시 표면층(112)들은 서로 접촉되어 와이어(120)가 일정 간격(d) 이하로 근접하는 것을 방지하는 기능을 한다. 즉, 표면층(112)는 와이어 사이의 간격(d)을 일정 이상 유지시키는 기능을 한다.

접착층(111)들은 앞선 실시예와 마찬가지로 열압착에 의해 용융되어 서로 접착되며, 접착층(111)들은 일체화되어 접착필름(110)의 재질을 구성한다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예와 관련된 이방성 도전필름의 제조방법을 나타내는 도면들이다.

구체적으로, 도 10 및 도 11은 코팅 와이어를 정렬시키는 공정을 나타낸다. 여기서, 본 실시예에 의한 코팅 와이어는 도 3 및 도 8에 도시된 구성들(120',120") 모두 사용 가능하나, 설명의 편의상 도 3에 설명된 구성(120')을 기초로 설명하기로 한다.

한편, 본 실시예와 관련된 이방성 도전필름의 제조방법은 코팅 와이어의 정렬 단계를 제외하고 앞선 실시예와 동일하게 이루어지므로 동일한 공정에 대한 설명은 앞선 설명에 갈음하기로 한다.

본 실시예에 의하면, 먼저 도 10과 같이 코팅 와이어(120')의 인접한 두 부분이 겹쳐지도록 복수의 개소를 절곡시킨다. 즉, 코팅 와이어(120')의 복수의 개소를 절곡시켜 겹쳐진 부분이 차례로 형성되도록 한다. 여기서, 와이어(120)의 길이 방향이 X축 방향인 경우, 와이어(120)의 겹쳐진 부분들은 Y축 방향을 따라 차례로 정열될 수 있다. 한편, 코팅 와이어(120')를 절단하여 차례로 배열하는 것도 가능하다 할 것이다.

이에 따라, 도 10과 같이 단일의 코팅 와이어(120')로서 하나의 평면, 즉 레이어(layer)를 형성시킬 수 있다.

다음으로, 복수의 레이어들을 적층시켜 3차원 형상을 형성시킨다. 다시 말해, 복수의 레이어들을 Z축 방향을 따라 적층시키면 도 11과 같이 직육면체(정육면체)의 형상이 형성되게 된다.

다음으로 이들에 열과 압력을 가하여 와이어 조합체(130)를 형성시키고(도 5 참조), 이들을 절단하면(도 6 참조) 이방성 도전 필름(100)의 제조 공정이 완료된다. 본 실시예에 의한 정렬 방법에 의하면, 정렬을 위한 코팅 와이어(120')의 절단 횟수를 감소시킬 수 있어 제조 과정을 보다 단순화시킬 수 있다.

이상에서 설명한 이방성 도전필름의 제조방법 및 그에 의해 제조되는 이방성 도전필름은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이방성 도전필름의 단면도.

도 2는 도 1이 이방성 도전 필름이 적용된 것을 예시한 반도체 패키지의 측면도.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이방성 도전필름의 제조방법을 순차적으로 나타내는 도면들.

도 7은 와이어에 접착층을 형성시키기 위한 코팅 시스템의 일예를 나타내는 개략도.

도 8은 본 발명에 적용된 코팅 와이어의 다른 예를 나타내는 사시도.

도 9는 도 8에 도시된 코팅 와이어가 적용된 이방성 도전필름의 평면도.

도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예와 관련된 이방성 도전필름의 제조방법을 나타내는 도면들.

Claims

도전성 재질을 갖는 와이어의 표면에 비도전성 접착 재질의 접착층을 형성시키는 단계;

상기 접착층이 형성된 복수의 와이어들을 다발 형태로 정렬시키는 단계;

상기 접착층들을 용융시켜 상기 접착층들이 일체화된 와이어 조합체를 형성시키는 단계; 및

상기 와이어들이 절단되도록 상기 와이어 조합체를 슬라이싱하는 단계를 포함하는 이방성 도전필름의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 와이어들의 정렬 단계는,

상기 와이어의 인접한 두 부분이 겹쳐지도록 상기 와이어의 복수의 개소를 절곡 또는 절단시켜 레이어를 형성시키는 단계; 및

복수로 형성된 상기 레이어들을 적층시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 와이어의 길이 방향이 X축 방향인 경우, 상기 와이들의 겹쳐진 부분들은 Y축 방향을 따라 정렬되며,

상기 레이어들은 Z축 방향을 따라 적층되는 것을 특징으로 하는 이방성 도전 필름의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 와이어 조립체는 와이어의 길이 방향과 수직한 방향을 따라 슬라이싱되는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 접착층은 열가소성 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름의 제조 방법.
제5항에 있어서,

상기 접착층을 형성시키기 전 상기 와이어의 표면에 열경화성 재질의 표면층을 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름의 제조 방법.
비도전성 재질의 접착필름과, 상기 접착필름의 내부에 복수로 배열되며 상기 접착필름의 두께 방향을 길이 방향으로 갖는 도전성 와이어를 포함하는 이방성 도전필름에 있어서,

상기 도전성 와이어의 표면에 비도전성 접착 재질의 표면층을 형성시키는 단계;

상기 표면층이 형성된 복수의 와이어들을 다발 형태로 정렬시키는 단계;

상기 표면층들을 용융시켜 상기 표면층들이 일체화된 와이어 조합체를 형성시키는 단계; 및

상기 와이어들이 절단되도록 상기 와이어 조합체를 슬라이싱하는 단계에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 이방성 도전필름.