KR20110104411A - 직물형 전자소자 패키지 및 그 제조 방법과 직물형 전자소자 패키지의 실장 방법 - Google Patents

직물형 전자소자 패키지 및 그 제조 방법과 직물형 전자소자 패키지의 실장 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직물 혹은 의복 위에 컴퓨팅 시스템을 구현하기 위하여 특화된 직물형 전자소자 패키지 및 그 제조 방법과 제작된 직물형 전자소자 패키지를 직물 위에 실장(접합)하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 직물형 전자소자 패키지는 딱딱한 구조로 이루어진 기존의 전자소자 혹은 직물기반으로 제작된 직물형 전자소자를 기존 직물 혹은 의복 위에 실장(접합)하기 용이한 구조로 이루어져 있으며, 본 발명에 의한 실장(접합) 방법을 이용하면, 비교적 단순한 과정으로 제조 및 실장 가능함으로써 생산성 향상을 실현할 수 있는 장점이 있다.

Description

직물형 전자소자 패키지 및 그 제조 방법과 직물형 전자소자 패키지의 실장 방법{TEXTILE-TYPE ELECTRONIC COMPONENT PACKAGE AND METHOD, METHOD FOR MOUNTING THE SAME ON TEXTILE}
본 발명은 직물형 전자소자 패키지의 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직물 또는 의복 위에 컴퓨팅 시스템을 구현하는데 적합한 특화된 직물형 전자소자 패키지 및 그 제조 방법과 직물형 전자소자 패키지의 실장(접합) 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식 경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-048-02, 과제명: u-컴퓨팅 공간 협업을 위한 Wearable Personal Companion 기술개발].
근래에 컴퓨팅 기술이 발전함에 따라 휴대기기의 성능과 기능이 비약적으로 발전하였다. 유비쿼터스 컴퓨팅 개념이 정립된 이후로 언제 어디서나 컴퓨팅 환경을 사용하려는 노력이 진행되면서 개인이 가지고 다니는 개인용 휴대기기의 중요성이 증대되는 상황이다.
이러한 노력의 일환으로 개인이 모바일 폰 혹은 스마트폰과 같이 디지털 기기를 휴대하기보다는 인간이 일상생활을 영위하면서 사용해 왔던 의복, 시계, 목걸이 등과 같은 일상용품에 적용하려는 시도들이 진행되고 있다.
특히, 이러한 다양한 시도 가운데 직물 위에 기존의 딱딱한 소재로 이루어진 전자소자(부품)를 직물 혹은 의복에 적합한 형태로 만들고 실장하려는 연구들이 이루어져 왔으나 아직 초기 단계의 수준에 머물고 있는 것이 현실이다. 직물에 이루어진 전자회로는 활동하는 데 불편함이 없어야 하며, 활동이 발생할 수 있는 굽힘, 늘림 등과 같이 기존의 전자기기에서 고려하지 않았던 여러 열악한 조건을 극복해야만 하는 과제들이 산재해 있다.
이와 같은 문제들을 해결하려는 기존의 방법들을 살펴보면, 학회 Personal and Ubiquitous Computing 2009에서 소개된 "Fabric PCBs, electronic sequins, and socket buttons: techniques for e-textile craft"논문에서는 전도성 코팅사(전도성 섬유사)를 이용하여 기존 전자소자를 고리형태소자로 개조한 후 바느질하여 상호 연결하는 기술을 선보였으며, 학회 ISWC 2005에 발표된 "Embroidering Electrical Interconnects with Conductive Yarn for The Integration of Flexible Electronic Modules into Fabric"논문에서는 기존 전자소자를 연성 인쇄회로보드(Flexible PCB)에 구현하고 의복 위에 연성 인쇄회로보드에 있는 연결 패드(PAD)를 자수기로 박음질하여 연결하는 기술을 제안하였다.
또한, 대한민국 한국과학기술원의 등록특허(특허등록번호 10-084624) "직물형 반도체 소자 패키지와 그 설치방법 및 제조방법"에서는 직물형 인쇄회로 기판을 이용하여 반도체 소자 및 전자소자를 리드부에 접합하여 직물형 반도체 소자 패키지를 제작하고, 제작된 패키지를 이용하여 의복에 전도성 필라멘트사를 이용하여 전극을 상호 연결하고 전도성 접착제를 이용하여 본딩하는 방법을 제안하고 있다.
이러한 기존 방법들은 연성 인쇄회로보드나 직물로 만들어진 회로보드를 전도성 코팅사(전도성 섬유사) 혹은 전도성 필라멘트사를 이용하여 재봉기로 재봉하거나 바느질하여 의복 혹은 직물에 형성된 회로와 연결하고 결착하는 방법을 사용하지만, 재봉기계의 특성상 세밀한 패턴을 구현하기는 어렵고, 양산을 위해 기계화하기에는 부족한 부분이 있다. 특히 전도성 필라멘트사를 이용하는 경우에는 접합단계에서 필라멘트 피복을 제거해야 하는 기술적 어려움이 따른다.
따라서, 본 발명은 기존의 문제점을 극복하고자 직물형 전자소자 패키지의 제작 방법 및 제작된 패키지를 이용하여 직물 위의 회로 패턴에 용이하게 연결할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 직물 위에 전자회로를 구성하는데 있어서, 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 직물 전자소자 패키지를 제작하고 직물 위에 용이하게 연결할 수 있는 실장 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 직물 베이스와, 상기 직물 베이스의 상단에 형성되는 직물형 전자소자 및 다수의 전도성 패턴과, 상기 직물 베이스의 하단에 형성되는 열가소성 접착제와, 상기 열가소성 접착제 상에 패턴 형성되는 다수의 마운팅 패드와, 상기 다수의 전도성 패턴의 각 종단 접점, 직물 베이스 및 열가소성 접착제를 관통하는 형태로 형성되어 각 전도성 패턴과 대향하는 각 마운팅 패드를 전기적으로 연결시키며, 그 내부가 전도성 고분자로 매립된 다수의 비아홀형 연결홈을 포함하는 직물형 전자소자 패키지를 제공한다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, 직물 베이스의 하단에 열가소성 접착제를 도포하는 과정과, 상기 직물 베이스의 상단에 직물형 전자소자와 다수의 전도성 패턴을 형성하는 과정과, 상기 다수의 전도성 패턴의 각 종단 접점에 대향하는 상기 열가소성 접착제 상에 다수의 마운팅 패드를 각각 형성하는 과정과, 상기 각 종단 접점의 일부, 직물 베이스 및 열가소성 접착제를 순차 제거함으로써, 상기 다수의 마운팅 패드의 상부 일부를 각각 노출시키는 다수의 비아홀형 연결홈을 형성하는 과정과, 상기 다수의 비아홀형 연결홈 각각에 전도성 고분자를 매립하는 과정을 포함하는 직물형 전자소자 패키지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 상기 직물 베이스의 상단에 직물형 전자소자와 다수의 전도성 패턴이 형성되고, 그 하단에 열가소성 접착제와 전도성 고분자로 된 다수의 마운팅 패드가 형성되며, 상기 다수의 전도성 패턴의 각 종단 접점과 대향하는 각 마운팅 패드를 전기적으로 연결시키며 전도성 고분자가 매립된 다수의 비아홀형 연결홈이 형성되는 직물형 전자소자 패키지를 준비하는 과정과, 상기 직물형 전자소자 패키지를 직물 회로의 목표 위치에 정렬시키는 과정과, 상기 직물형 전자소자 패키지와 직물 회로간의 맞닿는 영역에 열을 가함으로써, 상기 전도성 고분자의 소성과 동시에 상기 직물형 전자소자 패키지를 상기 직물에 접착시키는 과정을 포함하는 직물형 전자소자 패키지의 실장 방법을 제공한다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 직물 베이스와, 상기 직물 베이스의 상단에 형성되는 직물형 전자소자 및 다수의 전도성 패턴과, 상기 직물 베이스의 하단에 형성되는 열가소성 접착제와, 상기 다수의 전도성 패턴의 각 종단 접점, 직물 베이스 및 열가소성 접착제를 관통하는 형태로 형성되어 각 전도성 패턴과 전기적으로 연결되며, 그 내부가 전도성 고분자로 매립된 다수의 비아홀형 연결홈을 포함하는 직물형 전자소자 패키지를 제공한다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 직물 베이스의 하단에 열가소성 접착제를 도포하는 과정과, 상기 직물 베이스의 상단에 직물형 전자소자와 다수의 전도성 패턴을 형성하는 과정과, 상기 각 종단 접점의 일부, 직물 베이스 및 열가소성 접착제를 순차 제거하여 다수의 비아홀형 연결홈을 형성하는 과정과, 상기 비아홀형 연결홈이 형성된 상기 직물 베이스를 직물 회로의 목표 위치에 정렬시키는 과정과, 상기 다수의 비아홀형 연결홈 각각에 전도성 고분자를 매립하는 과정과, 상기 직물 베이스와 직물 회로간의 맞닿는 영역에 열을 가함으로써, 상기 전도성 고분자의 소성과 동시에 상기 직물 베이스를 상기 직물에 접착시키는 과정을 포함하는 직물형 전자소자 패키지의 제조 및 실장 방법을 제공한다.
본 발명은 직물형 혹은 의복형 컴퓨팅 시스템을 구현하는데 있어서 기존의 전자소자 혹은 직물기반으로 만들어진 전자소자를 직물형태의 패키지로 구성함으로써, 직물 혹은 의복 기반의 전자회로 구현에 적합한 형태를 갖는다.
또한, 본 발명의 직물형 전자소자 패키지 및 실장 방법은 부품을 납땜하여 부착하는 기존의 전자회로를 구성하는 방법과 비교할 때 제작 상 큰 차이가 없어 기존 전자소자 및 패키지 제작업체들이 수용하기에 용이한 구조를 가지고 있으며, 전자 의류 제품을 제작하는 데 있어서도 의류에 문양이나 글자를 열압착에 의해 부착하는 기존의 실장 방법과 크게 다르지 않기 때문에 적용에 있어서의 범용성을 확보할 수 있으며, 공정의 단순화를 통한 생산성 향상을 실현할 수 있다.
더욱이, 종래의 바느질 혹은 재봉을 이용한 접착 방법은 특성상 미세한 패턴을 접합하는데는 한계를 가질 수밖에 없으며, 특히 기 제작된 의복과 같이 안감 및 바깥감이 이미 만들어진 경우 한쪽 감에만 박음질하기에는 어려운 점이 있어 제작자가 반드시 바느질과 같은 수작업을 이용하여 직물형 전자소자 패키지를 실장할 수밖에 없으나, 본 발명은 열압착을 이용한 접착 방식으로 작물형 전자소자 패키지를 직물 또는 의복에 접착할 수 있기 때문에 기 제작된 의복 혹은 직물의 어떤 위치에도 직물형 전자소자 패키지를 용이하게 접착할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 직물형 전자소자 패키지의 구조도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직물형 전자소자 패키지의 비아홀형 연결홈의 세부 구조를 보여주는 확대 단면도,
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 직물형 전자소자 패키지를 직물에 접착한 구조를 보여주는 구성 예시도,
도 4a 내지 4g는 본 발명의 실시 예에 따라 직물형 전자소자 패키지를 제조하고, 이를 직물에 접착시키는 주요 과정을 도시한 제조 공정도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 직물형 전자소자 패키지의 구조도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 직물형 전자소자 패키지의 비아홀형 연결홈의 세부 구조를 보여주는 확대 단면도,
도 7a 내지 7f는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 직물형 전자소자 패키지를 제조하여 직물에 접착시키는 주요 과정을 도시한 제조 공정도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.
[실시 예1]
도 1a 및 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 직물형 전자소자 패키지의 구조도로서, 도 1a를 참조하면, 본 실시 예의 직물형 전자소자 패키지(100)는 직물 베이스(102)의 상단에는 직물형 전자소자(108)와 각각의 종단 접점(106a)을 갖는 다수의 전도성 패턴(106)이 형성되고, 직물 베이스(102)의 하단(즉, 직물에 접착된 부분)에는 열가소성 접착제(104)가 형성되는 구조를 갖는다. 이때, 직물형 전자소자 패키지(100)는 직물 혹은 의복에 실장(접착)하여 사용 가능할 정도로 충분한 유연성을 갖는다. 이때, 직물 베이스(102)는, 예컨대 직물, 전사지 혹은 심실링(seam sealing) 테잎과 같은 의류 부자재를 포함할 수 있다.
여기에서, 직물형 전자소자(108)와 전도성 패턴(106)은, 이 기술분야에 잘 알려진 통상적인 기법으로 직물 베이스(102)에 탑재(실장)될 수 있으며, 열가소성 접착제(104)로서는, 예컨대 핫멜트 혹은 의류 부자재인 핫픽스 등에 사용되는 열가소성 접착제를 이용할 수 있으나, 열가소성 접착제가 도포된 전사지를 직물 베이스로 이용하는 방법으로 구현할 수도 있다.
또한, 직물 베이스(102)의 상단에 실장되는 전자소자는, 예컨대 수동 소자, 능동 소자, 고집적 IC 등이 될 수 있는데, 이를 위하여 전도성 패턴(106)은 실장되는 전자소자가 갖는 전극 수만큼의 패턴 수로 형성될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 열가소성 접착제(104) 측에는 유연성을 갖는 전도성 고분자(전도성 잉크 또는 전도성 접착제)로 된 다수의 마운팅 패드(110)가 형성(패턴 형성)되는데, 다수의 각 마운팅 패드(110)는 직물 베이스(102)의 상단 측에 형성된 각 전도성 패턴(106)의 종단 접점(106a)들과 대향하는 위치에 각각 형성된다.
여기에서, 마운팅 패드(110)는, 예컨대 스크린 마스크를 이용하는 실크스크린 인쇄 기법으로 패턴 형성될 수 있다. 이때, 각 전도성 패턴(106)의 종단 접점(106)과 이에 대향하는 각 마운팅 패드(110) 사이에는 직물 베이스(102)와 열가소성 접착제(104)를 관통하여 그 내부가 전도성 고분자로 매립된 다수의 비아홀형 연결홈(112)이 각각 형성되는데, 이러한 구조는, 일 예로서 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 직물형 전자소자 패키지의 비아홀형 연결홈의 세부 구조를 보여주는 확대 단면도이다.
도 2를 참조하면, 직물 베이스(102)와 열가소성 접착제(104)를 관통하여 각 전도성 패턴(106)과 대향하는 각 마운팅 패드(110)를 전기적으로 각각 연결시키는 각 비아홀형 연결홈(112)은 하나의 구멍이 아닌 다수의 구멍(미세 구멍 다발)으로 형성될 수 있는데, 이것은 직물형 전자소자 패키지의 사용 특성상 늘림과 굽힘 등과 같은 물리적, 구조적인 변화에도 충분하게 견고성을 유지할 수 있도록 하기 위해서이다. 따라서, 미세 구멍 다발을 구성하는 구멍의 개수는 제조상의 곤란함이 없는 범위 이내에서 최대한 많은 수로 하는 것이 바람직할 것이다. 여기에서, 비아홀형 연결홈(112)을 구성하는 미세 구멍 다발은, 예컨대 미세 레이저 천공기를 이용하여 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 직물형 전자소자 패키지를 직물에 접착한 구조를 보여주는 구성 예시도로서, 도 3a는 직물(300)에 전도성 회로 패턴(302)이 형성된 예시도로서 이러한 전도성 회로 패턴(302)은, 이 기술분야에서 잘 알려진 전도성 잉크를 사용하는 인쇄 기법이나 전도성 코팅사 또는 전도성 필라멘트사를 이용하여 자수 혹은 재봉을 통한 방식으로 형성될 수 있다.
도 3b는 전도성 회로 패턴(302)이 형성된 직물(300)에 본 실시 예에 따라 제조된 직물형 전자소자 패키지를 접착한 구성 예시도를 보여주는 것으로, 이와 같이 직물(300)의 목표 위치에 직물형 전자소자 패키지(100)를 정렬시켜 접착시키는 구체적인 과정에 대해서는 도 4를 참조하여 하기에 상세하게 기술될 것이다.
도 4a 내지 4f는 본 발명의 실시 예에 따라 직물형 전자소자 패키지를 제조하고, 이를 직물에 접착시키는 주요 과정을 도시한 제조 공정도이다.
먼저, 설명의 편의와 이해의 증진을 위해 도 4에서는 비아홀형 연결홈 부분, 즉 종단 접점(106a), 비아홀형 연결홈(112) 및 마운팅 패드(110)를 중심으로 하는 주요 공정 단면을 중심으로 설명한다.
도 4a를 참조하면, 접착제 도포 공정을 실시함으로써, 직물 베이스(102)의 하단에 열가소성 접착제(104)를 도포하는데, 이러한 열가소성 접착제(104)는, 예컨대 핫멜트 또는 핫픽스 등에 사용되는 열가소성 접착제를 이용할 수 있으며, 또한 열가소성 접착제가 도포된 전사지를 직물 베이스로 이용하는 방법으로 구현할 수 있다.
다음에, 이 기술분야에 잘 알려진 통상적인 기법을 실시함으로써, 일 예로서 도 4b에 도시된 바와 같이, 직물 베이스(102)의 상단에 종단 접점(106a)을 갖는 전도성 패턴(106)을 형성(인쇄)한다. 다시, 스크린 마스크를 이용하는 실크스크린 인쇄를 실시함으로써, 일 예로서 도 4c에 도시된 바와 같이, 직물 베이스(102)의 하단 부분에 유연성을 갖는 전도성 고분자(전도성 잉크 또는 전도성 접착제)로 된 마운팅 패드(110)를 패턴 형성한다.
이어서, 미세 레이저 천공기 등을 이용하는 천공 공정을 실시하여 전도성 패턴(106)의 종단 접점(106a), 직물 베이스(102) 및 열가소성 접착제(104)를 순차 제거함으로써, 일 예로서 도 4d에 도시된 바와 같이, 마운팅 패드(110)의 상부 일부를 노출시키는 비아홀형 연결홈 영역(112a)을 형성한다.
여기에서, 비아홀형 연결홈 영역(112a)은 하나의 구멍이 아닌 다수의 구멍(미세 구멍 다발)으로 형성될 수 있는데, 이것은 직물형 전자소자 패키지의 사용 특성상 늘림과 굽힘 등과 같은 물리적, 구조적인 변화에도 충분하게 견고성을 유지할 수 있도록 하기 위해서이다.
다음에, 스크린 마스크를 이용하는 실크스크린 인쇄 공정 등을 실시함으로써, 일 예로서 도 4e에 도시된 바와 같이, 미세 구멍 다발에 전도성 고분자를 매립(충전)시켜 비아홀형 연결홈(112)을 형성하고, 전도성 패턴(106) 상의 목표 위치에 직물형 전자소자 또는 전자소자를 실장(탑재)하여 직물형 전자소자 패키지를 완성한다.
이어서, 도포 공정을 실시함으로써, 일 예로서 도 4f에 도시된 바와 같이, 완성된 직물형 전자조사 패키지의 각 마운팅 패드(110)에 전도성 접착제(또는 ACF(이방성 전도성 필름)(111)를 도포한다.
이후, 완성된 직물형 전자소자 패키지를 직물(300)(또는 의복)의 목표 위치로 정렬(즉, 직물형 전자소자 패키지의 각 전도성 접착제(111)가 직물에 형성된 대응하는 각 전도성 회로 패턴(302) 위에 접촉 정렬)시키고, 열압착 장치(예컨대, 레이저 접합기, 다리미, 인두기, 초음파 접합기 등)를 이용하여 직물형 전자소자 패키지와 직물(300)(또는 직물 회로)이 맞닿는 영역에 열을 가함으로써, 일 예로서 도 4g에 도시된 바와 같이, 전도성 접착제(111)의 소성과 동시에 직물형 전자소자 패키지를 직물(300)에 접착(고착)시킨다. 여기에서, 전도성 접착제(111)는 일정량의 열에 의해 소성되어야만 전도도가 생기는 전도성 잉크 또는 전도성 접착제이며, 열의 방사 방향은 직물의 배면 측 혹은 직물형 전자소자 패키지가 실장된 측이 될 수 있다.
즉, 본 실시 예에 따르면, 열압착 장치를 이용하는 소성 공정을 통해 한번에 직물형 전자소자 패키지의 전극(마운팅 패드)과 직물의 전극(전도성 회로 패턴)을 상호 연결함과 동시에 직물형 전자소자 패키지의 열가소성 접착제와 직물을 접착시킨다. 따라서, 접착력이 상대적으로 약할 수 있는 전도성 고분자(전도성 접착제)의 접착력을 주위의 열가소성 접착제가 강하게 보완해 줌으로써, 전체적인 접착력을 증대시킬 수 있으며, 이를 통해 직물에 변형(늘림, 굽힘 등)이 가해져도 유연성을 유지하면서 우수한 견고성 및 직물 접착력을 유지할 수 있다.
[실시 예2]
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 직물형 전자소자 패키지의 구조도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 직물형 전자소자 패키지의 비아홀형 연결홈의 세부 구조를 보여주는 확대 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시 예의 직물형 전자소자 패키지(500)는, 전술한 실시 예1의 직물형 전자소자 패키지(100)의 구조에서 마운팅 패드를 형성하지 않는다는 점을 제외한 나머지 구성들을 거의 동일하다.
즉, 참조번호 502는 도 1의 102에, 504는 도 1의 104에, 506은 도 1의 106에, 506a는 도 1의 106a에, 508은 도 1의 108에, 512는 도 1의 112에 각각 대응하는 동일한 구성요소이다. 그리고, 도 6에 있어서, 미설명번호 600은 직물을 의미하고, 602는 전도성 회로 패턴을 의미한다.
또한, 본 실시 예의 비아홀형 연결홈(512)은, 실시 예1의 비아홀형 연결홈(112)과 마찬가지로, 하나의 구멍이 아닌 다수의 구멍(미세 구멍 다발)으로 형성되는 것으로, 직물형 전자소자 패키지(500)의 전도성 패턴(506)과 직물(600)의 전도성 회로 패턴(602)을 전기적으로 연결시키는 구조를 갖는다.
다만, 본 실시 예에서는 열가소성 접착제(504) 상에 마운팅 패드를 형성하지 않는 점에 차이를 가지며, 이러한 구조적인 차이로 인해 직물형 전자소자 패키지를 직물(또는 의복)에 실장(접착)하는 공정이 달라지게 되는 차이점을 갖는데, 이에 대해서는 그 제조 공정을 보여주는 도 7을 참조하여 하기에 상세하게 기술될 것이다.
도 7a 내지 7f는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 직물형 전자소자 패키지를 제조하여 직물에 접착시키는 주요 과정을 도시한 제조 공정도이다.
도 7a 및 7b를 참조하면, 전술한 실시 예1의 도 4a 및 4b에서와 동일하게, 직물 베이스(502)의 하단 부분에 열가소성 접착제(504)를 형성(도포)하고, 직물 베이스(502)의 상단 부분에 각각의 종단 접점(506a)을 갖는 다수의 전도성 패턴(506)을 형성한다.
다음에, 전술한 실시 예1에서와 마찬가지로, 미세 레이저 천공기 등을 이용하는 천공 공정을 실시하여 전도성 패턴(506)의 종단 접점(506a), 직물 베이스(502) 및 열가소성 접착제(504)를 순차 제거함으로써, 일 예로서 도 7d에 도시된 바와 같이, 종단 접점(506a)에서부터 열가소성 접착제(504)를 완전히 관통하는 형태의 비아홀형 연결홈 영역(512a)을 형성한다.
여기에서, 비아홀형 연결홈 영역(512a)은 하나의 구멍이 아닌 다수의 구멍(미세 구멍 다발)으로 형성될 수 있는데, 이것은, 전술한 실시 예1에서와 마찬가지로, 직물형 전자소자 패키지(500)의 사용 특성상 늘림과 굽힘 등과 같은 물리적, 구조적인 변화에도 충분하게 견고성을 유지할 수 있도록 하기 위해서이다.
이어서, 전도성 패턴(506)상의 목표 위치에 직물형 전자소자 또는 전자소자를 실장(탑재)하여 직물형 전자소자 패키지를 완성한다.
다음에, 비아홀형 연결홈 영역(512a)이 형성된 직물형 전자소자 패키지(500)를 직물(600)(또는 의복)의 목표 위치로 정렬(즉, 직물형 전자소자 패키지의 각 비아홀형 연결홈 영역(512a)이 직물(600)에 형성된 대응하는 각 전도성 회로 패턴(602) 위에 접촉 정렬)시킨 후, 열압착 장치(예컨대, 레이저 접합기, 다리미, 인두기, 초음파 접합기 등)를 이용하여 직물형 전자소자 패키지(500)와 직물(600)이 맞닿는 영역에 열을 가함으로써, 일 예로서 도 7e에 도시된 바와 같이, 직물형 전자소자 패키지(500)를 직물(600)에 일시 접착(또는 선행 접착)시킨다.
여기에서, 직물형 전자소자 패키지(500)를 직물(600)에 일시 접착시키는 이유는 후행하는 전도성 고분자 매립 공정시에 직물형 전자소자 패키지(500)와 직물(600)간의 정렬이 틀어지는 것을 방지하기 위해서이다.
이어서, 디스펜서 등과 같은 정량 도출 시스템을 이용하여 각 비아홀형 연결홈 영역(512a)에 전도성 고분자 물질을 일정량만큼 선택 도포(도출)하여 그 내부를 매립하고, 열압착 장치(예컨대, 레이저 접합기, 다리미, 인두기, 초음파 접합기 등)를 이용하여 직물형 전자소자 패키지(500)와 직물(600)(또는 직물 회로)이 맞닿는 영역에 열을 가함으로써, 일 예로서 도 7f에 도시된 바와 같이, 전도성 고분자의 소성과 동시에 직물형 전자소자 패키지(500)를 직물(600)에 접착(고착)시킨다. 여기에서, 전도성 고분자는 일정량의 열에 의해 소성되어야만 전도도가 생기는 전도성 잉크 또는 전도성 접착제이며, 열의 방사 방향은 직물의 배면 측 혹은 직물형 전자소자 패키지가 실장된 측이 될 수 있다.
즉, 본 실시 예에 따르면, 열압착 장치를 이용하는 소성 공정을 통해 한번에 직물형 전자소자 패키지의 전극과 직물의 전극(전도성 회로 패턴)을 상호 연결함과 동시에 직물형 전자소자 패키지의 열가소성 접착제와 직물을 접착시킨다. 따라서, 접착력이 상대적으로 약할 수 있는 전도성 고분자(전도성 접착제)의 접착력을 주위의 열가소성 접착제가 강하게 보완해 줌으로써, 전체적인 접착력을 증대시킬 수 있으며, 이를 통해 직물에 변형(늘림, 굽힘 등)이 가해져도 유연성을 유지하면서 우수한 견고성 및 직물 접착력을 유지할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100, 500 : 직물형 전자소자 패키지
102, 502 : 직물 베이스
104, 504 : 열가소성 접착제
106, 506 : 전도성 패턴
106a, 506a : 종단 접점
108, 508 : 직물형 전자소자
110 : 마운팅 패드
111 : 전도성 접착제
112, 512 : 비아홀형 연결홈
300, 600 : 직물
302, 602 : 전도성 회로 패턴

Claims (17)

  1. 직물 베이스와,
    상기 직물 베이스의 상단에 형성되는 직물형 전자소자 및 다수의 전도성 패턴과,
    상기 직물 베이스의 하단에 형성되는 열가소성 접착제와,
    상기 열가소성 접착제 상에 패턴 형성되는 다수의 마운팅 패드와,
    상기 다수의 전도성 패턴의 각 종단 접점, 직물 베이스 및 열가소성 접착제를 관통하는 형태로 형성되어 각 전도성 패턴과 대향하는 각 마운팅 패드를 전기적으로 연결시키며, 그 내부가 전도성 고분자로 매립된 다수의 비아홀형 연결홈
    을 포함하는 직물형 전자소자 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직물 베이스는,
    직물, 전사지 혹은 심실링(seam sealing) 테잎과 같은 의류 부자재를 포함하는
    직물형 전자소자 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 비아홀형 연결홈 각각은,
    미세 구멍 다발의 형태를 갖는
    직물형 전자소자 패키지.
  4. 직물 베이스의 하단에 열가소성 접착제를 도포하는 과정과,
    상기 직물 베이스의 상단에 직물형 전자소자와 다수의 전도성 패턴을 형성하는 과정과,
    상기 다수의 전도성 패턴의 각 종단 접점에 대향하는 상기 열가소성 접착제 상에 다수의 마운팅 패드를 각각 형성하는 과정과,
    상기 각 종단 접점의 일부, 직물 베이스 및 열가소성 접착제를 순차 제거함으로써, 상기 다수의 마운팅 패드의 상부 일부를 각각 노출시키는 다수의 비아홀형 연결홈을 형성하는 과정과,
    상기 다수의 비아홀형 연결홈 각각에 전도성 고분자를 매립하는 과정
    을 포함하는 직물형 전자소자 패키지의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 직물 베이스는,
    직물, 전사지 혹은 심실링(seam sealing) 테잎과 같은 의류 부자재를 포함하는
    직물형 전자소자 패키지의 제조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 비아홀형 연결홈 각각은,
    미세 구멍 다발의 형태로 형성되는
    직물형 전자소자 패키지의 제조 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 비아홀형 연결홈의 매립은,
    실크스크린 인쇄 기법을 통해 수행되는
    직물형 전자소자 패키지의 제조 방법.
  8. 상기 직물 베이스의 상단에 직물형 전자소자와 다수의 전도성 패턴이 형성되고, 그 하단에 열가소성 접착제와 전도성 고분자로 된 다수의 마운팅 패드가 형성되며, 상기 다수의 전도성 패턴의 각 종단 접점과 대향하는 각 마운팅 패드를 전기적으로 연결시키며 전도성 고분자가 매립된 다수의 비아홀형 연결홈이 형성되는 직물형 전자소자 패키지를 준비하는 과정과,
    상기 직물형 전자소자 패키지를 직물 회로의 목표 위치에 정렬시키는 과정과,
    상기 직물형 전자소자 패키지와 직물 회로간의 맞닿는 영역에 열을 가함으로써, 상기 전도성 고분자의 소성과 동시에 상기 직물형 전자소자 패키지를 상기 직물에 접착시키는 과정
    을 포함하는 직물형 전자소자 패키지의 실장 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 직물형 전자소자 패키지는,
    상기 다수의 마운팅 패드 상에 각각 형성되는 전도성 접착제 또는 ACF(이방성 전도성 필름)를 이용하여 상기 직물 회로에 접착되는
    직물형 전자소자 패키지의 실장 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 열은,
    레이저 접합기, 다리미, 인두기, 초음파 접합기 중 어느 하나인 열압착 장치를 이용하여 발생되는
    직물형 전자소자 패키지의 실장 방법.
  11. 직물 베이스와,
    상기 직물 베이스의 상단에 형성되는 직물형 전자소자 및 다수의 전도성 패턴과,
    상기 직물 베이스의 하단에 형성되는 열가소성 접착제와,
    상기 다수의 전도성 패턴의 각 종단 접점, 직물 베이스 및 열가소성 접착제를 관통하는 형태로 형성되어 각 전도성 패턴과 전기적으로 연결되며, 그 내부가 전도성 고분자로 매립된 다수의 비아홀형 연결홈
    을 포함하는 직물형 전자소자 패키지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 직물 베이스는,
    직물, 전사지 혹은 심실링(seam sealing) 테잎과 같은 의류 부자재를 포함하는
    직물형 전자소자 패키지.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 비아홀형 연결홈 각각은,
    미세 구멍 다발의 형태를 갖는
    직물형 전자소자 패키지.
  14. 직물 베이스의 하단에 열가소성 접착제를 도포하는 과정과,
    상기 직물 베이스의 상단에 직물형 전자소자와 다수의 전도성 패턴을 형성하는 과정과,
    상기 각 종단 접점의 일부, 직물 베이스 및 열가소성 접착제를 순차 제거하여 다수의 비아홀형 연결홈을 형성하는 과정과,
    상기 비아홀형 연결홈이 형성된 상기 직물 베이스를 직물 회로의 목표 위치에 정렬시키는 과정과,
    상기 다수의 비아홀형 연결홈 각각에 전도성 고분자를 매립하는 과정과,
    상기 직물 베이스와 직물 회로간의 맞닿는 영역에 열을 가함으로써, 상기 전도성 고분자의 소성과 동시에 상기 직물 베이스를 상기 직물에 접착시키는 과정
    을 포함하는 직물형 전자소자 패키지의 제조 및 실장 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자의 매립은,
    디스펜서를 이용하여 수행되는
    직물형 전자소자 패키지의 제조 및 실장 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제조 및 실장 방법은,
    상기 전도성 고분자의 매립 전에 상기 직물 베이스와 직물간의 맞닿는 영역에 열을 가하여 상기 직물 베이스를 상기 직물에 선행 접착시키는 과정
    을 더 포함하는 직물형 전자소자 패키지의 제조 및 실장 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 열은,
    레이저 접합기, 다리미, 인두기, 초음파 접합기 중 어느 하나인 열압착 장치를 이용하여 발생되는
    직물형 전자소자 패키지의 제조 및 실장 방법.
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