KR20160088512A

KR20160088512A - 전자기기 및 전자기기의 본딩 방법

Info

Publication number: KR20160088512A
Application number: KR1020150007594A
Authority: KR
Inventors: 김태식; 황현득
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2016-07-26
Also published as: US9730295B2; US20160212823A1

Abstract

전자기기는 제1 전자부품, 제2 전자부품, 및 도전성 접착 필름을 포함하며, 상기 도전성 접착 필름은 접착 수지층, 도전볼, 및 경화 개시제와 튜브를 포함하는 경화제 캡슐을 포함한다. 전자기기의 본딩방법은 상기 도전성 접착 필름을 사이에 두고 상기 제1 전자부품과 상기 제2 전자부품을 부착시키는 단계를 포함하다.

Description

전자기기 및 전자기기의 본딩 방법{ELECTRIC DEVICE AND METHOD OF BONDING THEREOF}

본 발명은 전자기기 및 전자기기의 본딩 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전자기기는 2개 이상의 전자부품들을 포함한다. 예컨대, 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, 텔레비전 등과 같은 전자기기는 영상을 생성하는 전기 광학 패널, 메인 배선기판, 및 플렉서블 배선기판 등의 전자부품들을 포함한다.

2개의 전자부품들은 서로 전기적으로 연결된다. 패드부들의 결합을 통해서, 상기 2개의 전자부품들은 전기적으로 연결된다. 상기 2개의 전자부품들의 패드부들을 전기적으로 연결하는 공정(이하, 본딩 공정)은 상기 2개의 전자부품들의 패드부들을 정렬 및 결합시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 목적은 도전성 접착 필름에 의해 본딩된 전자기기 및 전자기기의 본딩 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 제1 패드부를 포함하는 제1 전자부품, 상기 제1 전자부품과 전기적으로 연결되며 상기 제1 패드부와 연결되는 제2 패드부를 포함하는 제2 전자부품, 및 상기 제1 패드부와 상기 제2 패드부를 결합시키는 도전성 접착 필름을 포함한다.

상기 제1 전자부품은 전기 광학 패널 또는 배선기판을 포함하고, 상기 제2 전자부품은 플렉서블 배선기판을 포함할 수 있다.

상기 도전성 접착 필름은 접착 수지층, 상기 접착 수지층에 분산된 도전볼, 및 상기 접착 수지층에 분산되고, 경화 개시제 및 상기 경화 개시제를 밀봉하는 튜브를 포함하는 경화제 캡슐을 포함한다.

상기 접착 수지층은 에폭시 수지 또는 아크릴 수지가 사용된다. 상기 도전볼은 복수 개로 제공되며, 상기 제1 패드부와 상기 제2 패드부를 전기적으로 연결시킨다.

상기 경화제 캡슐은 구형으로 제공되며, 상기 도전볼의 직경보다 큰 직경을 가지며, 상기 접착 수지층의 두께보다 작은 직경을 갖는다.

상기 경화 개시제는 이소시아네이트(Isocyanate)계 경화제, 아민(Amine)계 경화제, 아지리딘(Aziridine)계 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 튜브는 멜라민(melamine) 수지, 우레탄(urethane) 수지, 아크릴(acrylic) 수지, 에폭시(epoxy) 수지 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기의 본딩 방법은 제1 전자부품의 패드부와 제2 전자부품의 패드부를 정렬하는 단계 및 압력을 가하여 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 부착시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 정렬하는 단계에서는 상기 제1 전자부품의 얼라인 마크와 상기 제2 전자부품의 얼라인 마크를 정렬시킬 수 있다.

상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 부착시키는 단계는 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 가압착시키는 단계, 및 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부에 압력을 가하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부는 도전성 접착 필름을 사이에 두고 서로 마주보며 배치된다.

상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부에 압력을 가하는 단계에서는 5Mpa 내지 150Mpa의 압력을 가할 수 있다. 이때, 상기 튜브는 깨질 수 있다. 상기 튜브가 깨진 후, 상기 경화 개시제는 상기 접착 수지층과 반응하여 상기 접착 수지층을 경화시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기는 안정성이 확보된 도전성 접착 필름을 이용하여 제1 전자부품과 제2 전자부품이 본딩된 기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기의 본딩 방법은 제1 전자부품과 제2 전자부품을 용이하게 부착시키는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전자부품의 측면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전자부품의 평면도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 2개의 전자부품들의 분리된 패드부들을 도시한 평면도이다.
도 4b는 도 1에 도시된 2개의 전자부품들의 결합된 패드부들을 도시한 평면도이다.
도 4c는 도 4b에 도시된 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 5는 도전성 접착 필름의 단면도이다.
도 6은 경화제 캡슐의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 전자기기가 본딩됨에 따른 도전성 접착 필름의 상태를 순차적으로 도시한 도전성 접착 필름의 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다. 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전자부품의 측면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전자부품의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기(100)는 제1 내지 제3 전자부품들(110, 120, 130)을 포함한다. 상기 제1 내지 제3 전자부품들(110, 120, 130)은 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서, 상기 제1 전자부품(110)은 전기 광학 패널, 상기 제2 전자부품(120)은 연결 배선기판, 상기 제3 전자부품(130)은 메인 회로기판일 수 있다. 본 실시예는 3개의 제2 전자부품들(120)을 포함하는 전자기기(100)를 예시적으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 용도 또는 크기에 따라 상기 전자기기(100)는 하나의 제2 전자부품(120)을 포함할 수도 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 상기 전기 광학 패널(110, 이하, 표시패널)은 복수 개의 화소들(PX)에 구동 신호를 인가함으로써 원하는 영상을 표시하는 표시패널일 수 있다. 상기 복수 개의 화소들(PX)은 직교하는 제1 방향축(A1)과 제2 방향축(A2)을 따라 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 화소들(PX)은 레드 컬러(R), 그린 컬러(G), 및 블루 컬러(B)를 각각 표시하는 제1 내지 제3 화소들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 화소들(PX)은 화이트, 시안, 마젠타를 각각 표시하는 화소들(미 도시) 중 일부를 더 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 화소들(PX)은 상기 표시패널(110)의 표시부로 정의될 수 있다.

상기 복수 개의 화소들(PX)의 종류에 따라서 상기 표시패널(110)은 액정표시패널, 유기발광 표시패널, 전기습윤 표시패널 등으로 구분될 수 있다. 본 실시예에서 상기 표시패널(110)은 유기발광 표시패널일 수 있다.

평면상에서, 상기 표시패널(110)은 상기 복수 개의 화소들(PX)이 배치된 표시 영역(DA), 상기 표시 영역(DA)을 감싸는 비표시 영역(BA), 및 상기 제2 전자부품(120)이 결합되는 실장 영역(MA)으로 구분될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 비표시 영역(BA)과 상기 실장 영역(MA)은 구분되지 않을 수 있다. 상기 비표시 영역(BA)은 생략되거나, 상기 실장 영역(MA)은 상기 비표시 영역(BA)의 일부분일 수 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 상기 표시패널(110)은 표시기판(112), 상기 표시기판(112) 상에 배치된 표시소자층(114), 및 상기 표시소자층(114) 상에 배치된 봉지층(116)을 포함할 수 있다. 상기 표시기판(112)은 베이스 기판, 및 상기 베이스 기판 상에 배치된 복수 개의 절연층, 기능층, 도전층을 포함할 수 있다. 상기 도전층은 게이트 배선들(미 도시), 데이터 배선들(미 도시), 및 기타 신호배선들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 도전층은 상기 배선들에 연결된 패드부(미 도시)를 포함할 수 있다. 상기 배선들은 상기 복수 개의 화소들(PX)에 구동신호를 제공한다.

상기 표시소자층(114)은 상기 복수 개의 화소들(PX)을 구성하는 복수 개의 절연층, 기능층, 도전층을 포함할 수 있다. 상기 기능층은 유기발광층을 포함할 수 있다. 상기 봉지층(116)은 상기 표시소자층(114) 상에 배치된다. 상기 봉지층(116)은 상기 표시소자층(114)을 보호한다. 구체적으로 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 봉지층(116)은 상기 표시소자층(114)의 측면까지 커버할 수 있다. 또한, 상기 표시패널(110)의 종류에 따라 상기 봉지층(116)은 생략되거나, 또 다른 표시기판으로 대체될 수 있다.

상기 비표시 영역(BA)에는 광을 차단하는 블랙 매트릭스(미 도시)가 배치될 수 있다. 상기 비표시 영역(BA)에는 상기 복수 개의 화소들(PX)에 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동 회로(미 도시)가 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 비표시 영역(BA)에는 데이터 구동 회로(미 도시)가 더 구비될 수도 있다. 상기 실장 영역(MA)에는 상기 제2 전자부품(120)으로부터 공급되는 신호를 수신하기 위한 패드부(미도시)가 배치된다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 제2 전자부품(120)은 플렉서블 배선기판(122) 및 데이터 구동회로(125)를 포함한다. 상기 데이터 구동회로(125)는 적어도 하나의 구동칩을 포함할 수 있다. 상기 데이터 구동회로(125)는 상기 플렉서블 배선기판(122)의 배선들에 전기적으로 연결된다.

상기 제2 전자부품(120)가 상기 데이터 구동회로(125)를 포함하는 경우, 상기 표시패널(110)의 패드부(미도시)는 데이터 배선들에 전기적으로 연결되는 데이터 패드들 및 제어신호 배선들과 전기적으로 연결되는 제어신호 패드들을 포함할 수 있다. 상기 데이터 배선들은 상기 화소들(PX)에 연결되고, 상기 제어신호 배선들은 상기 게이트 구동 회로에 연결될 수 있다. 본 실시예에서 상기 제2 전자부품(120)은 칩 온 필름(Chip On Film) 구조를 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.

도 3a 및 도 3b를 참조하여 상기 제2 전자부품(120)에 대해 좀더 상세히 설명한다. 상기 플렉서블 배선기판(122)은 절연층(미도시), 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120), 및 복수 개의 배선들(SL-120)을 포함한다. 상기 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120) 및 상기 복수 개의 배선들(SL-120)은 상기 절연층 상에 배치된다. 상기 절연층은 폴리 이미드를 포함할 수 있다.

복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120)은 상기 데이터 구동회로(125)의 접속 단자들(미도시)에 접속되는 접속 패드들(CPD), 상기 제3 전자부품(130)에 접속되는 입력 패드들(IPD-120), 및 상기 표시패널(110)에 접속되는 출력 패드들(OPD-120)을 포함할 수 있다. 상기 입력 패드들(IPD-120)은 상기 플렉서블 배선기판(122)의 일측에 배치된 입력 패드부(IPP-120)로 정의되고, 상기 출력 패드들(OPD-120)은 상기 플렉서블 배선기판(122)의 타측에 배치된 출력 패드부(OPP-120)로 정의될 수 있다. 본 실시예에서 상기 접속 패드들(CPD)은 상기 데이터 구동회로(125)의 양측에 중첩하게 정렬되어 있으나, 도 3b에 도시된 것과 달리 상기 접속 패드들(CPD)은 상기 데이터 구동회로(125)의 접속 단자들에 대응하게 랜덤하게 배열될 수 있다.

본 실시예에서 하나의 패드행을 포함하는 상기 입력 패드부(IPP-120) 및 상기 출력 패드부(OPP-120)를 예시적으로 도시하였다. 상기 패드행은 상기 제1 방향축(A1)을 따라 나열된 복수 개의 패드들을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 입력 패드부(IPP-120) 및 상기 출력 패드부(OPP-120) 각각은 복수 개의 패드행들을 포함할 수도 있다.

상기 배선들(SL-120) 중 일부는 상기 접속 패드들(CPD)과 상기 입력 패드들(IPD-120)을 연결하고, 다른 일부는 상기 접속 패드들(CPD)과 상기 출력 패드들(OPD-120)을 연결한다. 미 도시되었으나, 상기 배선들(SL-120)은 상기 입력 패드들(IPD-120) 중 일부와 상기 출력 패드들(OPD-120) 중 일부를 직접 연결할 수도 있다.

상기 플렉서블 배선기판(122)은 상기 절연층 상에 배치되어 적어도 상기 복수 개의 배선들(SL-120)을 커버하는 솔더 레지스트층을 더 포함할 수 있다. 상기 솔더 레지스트층은 상기 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120) 주변을 더 커버할 수 있되, 적어도 상기 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120) 각각을 노출시킨다. 상기 솔더 레지스트층에는 상기 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120)에 대응하는 개구부들이 형성될 수 있다.

또한, 상기 플렉서블 배선기판(122)은 후술하는 본딩 공정시 이용되는 얼라인 마크(AM2, AM20)를 포함할 수 있다. 도 3b에는 상기 복수 개의 패드들(CPD, IPD-120, OPD-120)과 이격된 4개의 제1 얼라인 마크들(AM2)과 상기 입력 패드들(IPD-120)과 상기 출력 패드들(OPD-120)에 연결된 4개의 제2 얼라인 마크들(AM20)을 예시적으로 도시하였다. 상기 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM2, AM20) 중 어느 하나 이상은 생략될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 입력 패드들(IPD-120) 및 상기 출력 패드들(OPD-120)이 노출된 면은 상기 플렉서블 배선기판(122)의 결합면(CS)으로 정의되고, 상기 결합면에 마주하는 면은 비결합면(NCS)으로 정의된다. 본 실시예에서, 상기 데이터 구동회로(125)는 상기 결합면(CS) 상에 배치되는 것으로 도시하였으나 이에 제한되지 않고, 상기 데이터 구동회로(125)는 상기 비결합면(NCS) 상에 배치될 수도 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제3 전자부품(130)은 상기 표시패널(110) 또는 상기 데이터 구동회로(125)에 영상 데이터, 제어신호, 전원전압 등을 제공한다. 상기 제3 전자부품(130)은 상기 플렉서블 배선기판(122)과 다른 배선 기판으로, 능동소자 및 수동소자들을 포함할 수 있다. 상기 제3 전자부품(130)은 플렉서블 배선기판 또는 리지드 배선기판으로, 상기 플렉서블 배선기판(122)에 연결되는 패드부(미도시)를 포함한다.

도 1 내지 도 3b를 참조하면, 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 출력 패드부(OPP-120)와 상기 표시패널(110)의 패드부는 도전성 접착 필름(140)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 입력 패드부(IPP-120)와 상기 제3 전자부품(130)의 패드부 또한, 도전성 접착 필름(140)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도전성 접착 필름(140)에는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film: ACF)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 솔더 범프가 상기 도전성 접착 필름(140)을 대체할 수도 있다.

상기 표시패널(110)의 패드부는 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 출력 패드들(OPD-120)에 대응하는 패드들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 전자부품(130)의 패드부는 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 입력 패드들(IPD-120)에 대응하는 패드들을 포함할 수 있다.

이하, 상기 표시패널(110)의 패드부와 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 출력 패드부(OPP-120)를 참조하여 상기 제1 내지 제3 전자부품(110, 120, 130)의 전기적 연결 구조를 좀 더 구체적으로 설명한다. 상기 제2 전자부품(120)과 상기 제3 전자부품(130)의 전기적 연결 구조는 후술하는 상기 표시패널(110)의 패드부와 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 출력 패드부(OPP-120)의 전기적 연결 구조에 대응할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 전자기기(100)는 제1 내지 제3 전자부품들(110, 120, 130)을 포함하는 것으로 설명되었으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 전자부품(110) 및 상기 제3 전자부품(130) 중 어느 하나가 생략될 수 있다.

도 4a는 도 1에 도시된 2개의 전자부품들의 분리된 패드부들을 도시한 평면도이다. 도 4b는 도 1에 도시된 2개의 전자부품들의 결합된 패드부들을 도시한 평면도이다. 도 4c는 도 4b에 도시된 II-II'선에 따른 단면도이다.

도 4a에 도시된 것과 같이, 상기 표시패널(110)은 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 출력 패드부(OPP-120)에 대응하는 입력 패드부(IPP-110)를 포함한다. 상기 입력 패드부(IPP-110)는 상기 플렉서블 배선기판(122)의 출력 패드들(OPD-120)에 대응하는 입력 패드들(IPD-110)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 입력 패드들(IPD-110)과 상기 출력 패드들(OPD-120)은 1:1 대응되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 입력 패드부(IPP-110)와 상기 출력 패드부(OPP-120)는 서로 다른 개수의 패드들 및 서로 다른 개수의 패드행을 포함할 수도 있다.

상기 표시패널(110)은 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM2, AM20)에 대응하는 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM1, AM10)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM1, AM10) 중 어느 하나는 생략될 수 있다.

도 4b에 도시된 것과 같이, 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 출력 패드들(OPD-120)과 상기 표시패널(110)의 상기 입력 패드들(IPD-110)은 전기적으로 연결된다. 상기 플렉서블 배선기판(122)의 상기 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM2, AM20)과 상기 표시패널(110)의 제1 및 제2 얼라인 마크들(AM1, AM10)을 이용하여 상기 출력 패드부(OPP-120)와 상기 입력 패드부(IPP-110)를 정렬시키고, 상기 제2 방향축(A2)을 따라 얼라인 보정을 실시한다. 이후, 툴(tool)을 이용해서 상기 도전성 접착 필름(140)을 사이에 두고 상기 출력 패드들(OPD-120)과 상기 입력 패드들(IPD-110)을 결합시킨다.

도 4c에 도시된 것과 같이, 상기 표시패널(110)의 베이스 기판(110-BS) 상에 신호 배선들(SL-110)이 배치된다. 상기 베이스 기판(110-BS) 상에 절연층(110-IL)이 배치된다. 상기 절연층(110-IL)은 배리어 층, 패시베이션 층들을 포함할 수 있다. 상기 입력 패드들(IPD-110)은 상기 절연층(110-IL) 상에 배치되고, 상기 절연층(110-IL)에 정의된 관통홀들(110-ILOP)을 통해 상기 신호 배선들(SL-110)에 연결된다.

상기 플렉서블 배선기판(122)의 절연층(120-IL) 상에 상기 배선들(SL-120, 도 4b 참조) 및 상기 배선들(SL-120)에 연결된 상기 출력 패드들(OPD-120)이 배치된다. 상기 배선들(SL-120)과 상기 출력 패드들(OPD-120)은 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 배선들(SL-120)과 상기 출력 패드들(OPD-120)은 또 다른 절연층을 사이에 두고 다른 층 상에 배치될 수도 있다. 이때, 상기 배선들(SL-120)과 상기 출력 패드들(OPD-120)은 상기 또 다른 절연층에 형성된 관통홀들을 통해 연결될 수 있다.

상기 절연층(120-IL) 상에 솔더 레지스트층(120-SR)이 배치된다. 상기 출력 패드들(OPD-120)은 상기 솔더 레지스트층(120-SR)에 형성된 관통홀들(120-SROP)을 통해 노출된다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 솔더 레지스트층(120-SR)은 상기 배선들(SL-120)만을 커버하고, 상기 출력 패드들(OPD-120)은 커버하지 않을 수 있다.

상기 도전성 접착 필름(140)을 통해 상기 출력 패드들(OPD-120)과 상기 입력 패드들(IPD-110)이 전기적으로 연결된다. 미 도시되었으나, 상기 도전성 접착 필름(140)에 포함된 복수 개의 도전볼들을 통해 상기 출력 패드들(OPD-120)과 상기 입력 패드들(IPD-110) 중 대응하는 출력 패드와 입력 패드가 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

도 5는 도전성 접착 필름의 단면도이며, 도 6은 경화제 캡슐의 단면도이다. 이하 도면들을 참조하여, 상기 도전성 접착 필름(140)에 대해 상세히 설명한다.

도 5에 도시된 것과 같이, 상기 도전성 접착 필름(140)은 접착 수지층(140-R), 도전볼(140-B), 및 경화제 캡슐(140-C)을 포함한다.

상기 접착 수지층(140-R)은 절연성 고분자가 사용될 수 있다. 상기 절연성 고분자로는 예를 들어, 에폭시(epoxy) 수지, 아크릴(acryl) 수지 등이 사용될 수 있다. 상기 에폭시(epoxy) 수지는 비스페놀A(bisphenol A)와 에테르(ether,-C-O-C-)결합의 반복 구조를 갖고, 말단부에 에폭시(epoxy) 반응기를 가지는 페녹시 중합체(Phenoxy polymer)로 구성될 수 있다. 상기 아크릴(acryl) 수지는 우레탄(urethane)결합(-NHCO-O) 연결구조를 갖고, 말단부에 아크릴레이트(acrylate)나, 메타아크릴레이트(methacrylate) 반응기의 우레탄 (메타)아크릴레이트 중합체(urethane (meta)acrylate polymer)로 구성될 수 있다.

또한 상기 접착 수지층(140-R)은 필요에 따라, 충전제, 연화제, 촉진제, 착색제, 난연화제, 광안정제, 가교제, 또는 중합금지제 등이 더 첨가될 수 있다.

상기 도전볼(140-B)은 복수 개로 제공되어 상기 접착 수지층(140-R) 내에 분산된다. 상기 도전볼(140-B)은 도전성 미립자로 구비된다. 상기 도전성 미립자는 전기적 도통을 할 수 있는 것으로 금속이나 상기 금속의 산화물과 같은 도전성 입자나, 절연성 물질을 핵으로 하여 표면에 상기 금속이나 상기 금속의 산화물을 피복시킨 입자 등을 사용할 수 있다. 상기 금속으로는 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 주석, 아연, 크롬, 코발트, 은, 금 등이 사용될 수 있다.

상기 경화제 캡슐(140-C)은 복수 개로 제공되어 상기 접착 수지층(140-R) 내에 분산된다. 상기 경화제 캡슐(140-C)은 구형으로 제공될 수 있으며, 상기 도전볼들(140)의 직경보다 크며, 상기 접착 수지층(140-R)의 두께보다 작은 직경을 갖는다. 그러나, 상기 경화제 캡슐은 타원형으로도 제공될 수 있으며, 반드시 그 형상이 한정되는 것은 아니다.

도 6에 도시된 것과 같이, 상기 경화제 캡슐(140-C)은 경화 개시제(C-H)와 상기 경화 개시제(C-H)를 밀봉하는 튜브(C-T)를 포함한다.

상기 경화 개시제(C-H)는 상기 접착 수지층(140-R)과 반응하여 상기 접착 수지층(140-R)을 경화시킨다. 상기 경화 개시제(C-H)는 이소시아네이트(Isocyanate)계 경화제, 아민(Amine)계 경화제, 아지리딘(Aziridine)계 경화제 등일 수 있다.

상기 이소시아네이트(Isocyanate)계 경화제는 HDI(hexamethylene diisocyanate),　IPDI(isophorone diiosocyanate), HMDI(bis-(4-isocyanatocyclohexyl)methane), TDI(2,4- and 2,6-toluene diisocyanate), MDI(diphenylmethane-4,4'- and/or -2,4'-diisocyanate), XDI(xylyene diisocyanate),　TMXDI(tetramethylxylene diisocyanate), TIN (triisocyanatononane) 등이 사용될 수 있다.

상기 아민(Amine)계 경화제는　DTA(diethylenetriamine), TTA(triethylenetetramine),　TEPA(tetraethylenepentaime),　DPDA(diproprenediamine),　DEAPA(diethylaminopropylamine), MDA(menthane diamine),　IPDA(isophoronediamine),　MPDA(metaphenylene diamine),　DDM(diaminodiphenylmethane),　DDS(diaminodiphenylsulfone) 등이 사용될 수 있다.

아지리딘(Aziridine)계 경화제는 trimethylolpropane tris(2-methyl-1-aziridine propionate), Trimethylolpropane tris(β-N-aziridinyl) propionate, Pentaerythritol tris[3-(1-aziridinyl)propionate], Pentaerythritol tris(2-methyl-1-aziridine propionate) 등이 사용될 수 있다.

상기 튜브(C-T)는 상기 경화 개시제(C-H)가 상기 접착 수지층(140-R)과 반응하기 전, 상기 경화 개시제(C-H)와 상기 접착 수지층(140-R)을 분리시킨다.

상기 튜브(C-T)는 수 나노미터(nm)~수백 마이크로미터(μm) 정도의 크기로 제공되며, 상기 도전볼(140-B)의 직경보다 큰 직경을 갖는다.

상기 튜브(C-T)는 절연성 물질로 형성될 수 있다. 상기 절연성 물질은 멜라민(melamine) 수지, 우레탄(urethane) 수지, 아크릴(acrylic) 수지, 에폭시(epoxy) 수지 등이 사용될 수 있다.

상기 경화제 캡슐(140-C)은 계면 중화법, 경화 피복법, 코아세르베이션(Coacervation)법, 계면 침전법, 동시 압출법(Co-Extrusion Process) 등으로 형성될 수 있다.

상기 계면 중화법은 소수성　단위체(모노머, monomer)와　친수성　단위체(모노머, monomer)의　그　계면　반응을　이용한　것이다. 즉,　물과　혼합하지　않는　유기용매인　오일　속에　소수성　단위체　1을　녹이고, 여기에　친수성　단위체　2를　가하여　교반하면,　물과　오일의　계면에서　중합반응이　일어나　고분자　막이　생성되는　반응이다. 상기 오일은　이　생성된　막　속에　갇히게　되고　결과적으로　오일을　함유하는　마이크로　캡슐이　만들어진다.

상기 경화 피복법은 사전에 크기를 일정하게 한 물질의 표면을 피막물질로 캡슐화한 뒤 그 피막을 경화액 속에 넣어 경화시킴에 따라 캡슐을 만드는 방법이다. 이는 처음부터 만들어진 고분자를 사용하며, 상기 계면 중합법에 비하여 피막물질의 선택이 비교적 용이하다.

상기 코아세르베이션(Coacervation)법은 분자 용액이 이물질의 첨가에 의해 농도가 큰 상과 작은 상으로 분리되는 현상을 이용하여 캡슐을 만드는 것이다.

상기 경화제 캡슐(140-C)은 상기 경화제 캡슐(140-C)에 일정 압력이 가해지는 경우, 상기 튜브(C-T)가 깨져 상기 튜브(C-T) 내에 밀봉되어 있던 상기 경화 개시제(C-H)가 상기 튜브(C-T) 밖으로 나오게 된다.

도 7a 내지 도 7d는 전자기기가 본딩됨에 따른 도전성 접착 필름의 상태를 순차적으로 도시한 도전성 접착 필름의 단면도이다.

이하, 도면들을 참조하여 상기 전자기기의 본딩방법에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위해, 상기 전자기기와 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기의 본딩방법은 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 정렬하는 단계 및 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 부착시키는 단계를 포함한다.

상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부는 도전성 접착 필름(140)을 사이에 두고 서로 마주보며 위치한다. 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부는 상기 제1 전자부품의 제1 얼라인 마크와 상기 제2 전자부품의 얼라인 마크를 이용하여 정렬시킬 수 있다.

상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 부착시키는 단계에서는 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 가압착 시키는 단계 및 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품에 압력을 가하는 단계를 포함한다.

먼저, 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 상기 도전성 접착 필름(140)에 가압착 시킨다. 이때, 상기 도전성 접착 필름(140)에는 약 1Mpa 내지 약 2Mpa의 압력이 가해질 수 있다. 이 경우, 도 7a에 도시된 것과 같이, 상기 도전성 접착 필름(140)은 접착 수지층(140-R), 도전볼(140-B), 및 경화제 캡슐(140-C)을 포함한다.

이후, 상기 도전성 접착 필름(140)에 가압착된 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부에 압력을 가한다. 이때, 상기 도전성 접착 필름(140)에는 약 5Mpa 내지 약 150Mpa의 압력이 가해질 수 있다. 이 경우, 도 7b에 도시된 것과 같이, 상기 경화제 캡슐(140-C)에 압력이 가해짐에 따라, 상기 경화제 캡슐(140-C)의 튜브(C-T)가 깨지게 된다.

도 7c에 도시된 것과 같이, 상기 튜브(C-T)가 깨진 후, 상기 튜브(C-T)에 밀봉되어 있던 경화 개시제(C-H)는 상기 튜브(C-T) 밖으로 흘러나와 상기 접착 수지층(140-R)과 반응한다. 상기 튜브(C-T)는 깨진 상태로 상기 접착 수지층(140-R) 내에 잔존할 수 있다.

도 7d에 도시된 것과 같이, 상기 접착 수지층(140-R)은 상기 경화 개시제(C-H)와 반응하여 경화된다. 이에 따라, 상기 도전성 접착 필름(140)은상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부와의 접착을 유지시킨다. 여기서, 상기 접착 수지층(140-R) 내에 상기 경화제 캡슐(140-C)이 모두 그 형태를 잃은 상태를 도시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 공정에 따라, 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부에 가해지는 압력에 따라, 상기 경화제 캡슐(140-C)의 일부는 그 형태를 유지하며 상기 접착 수지층(140-R) 내에 잔존할 수 있다.

기존에는 도전성 접착 필름에 열을 가함으로써, 상기 도전성 접착 필름을 경화시키는 방법을 이용하였다. 이 경우, 상기 도전성 접착 필름은 열에 취약하므로 보관 또는 이송을 하는 과정에서 온도 조절이 필요하다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 도전성 접착 필름(140)은 상기 경화제 캡슐(140-C)을 포함함에 따라, 공정 중 상기 도전성 접착 필름(140)에 가해지는 압력에 의해서 경화가 될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전성 접착 필름(140)은 상온에서 보관 또는 이송이 가능하다. 또한, 상기 도전성 접착 필름(140)은 저온 공정에서 경화 반응을 유도하는 것도 가능하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 기준하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

100: 전자기기 110: 제1 전자부품
120: 제2 전자부품 140: 도전성 접착 필름
140-R: 접착 수지층 140-B: 도전볼
140-C: 경화제 캡슐 C-T: 튜브
C-H: 경화 개시제

Claims

제1 패드부를 포함하는 제1 전자부품;
상기 제1 전자부품과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 패드부와 연결되는 제2 패드부를 포함하는 제2 전자부품; 및
상기 제1 패드부와 상기 제2 패드부를 결합시키는 도전성 접착 필름을 포함하며,
상기 도전성 접착 필름은
접착 수지층;
상기 접착 수지층에 분산된 도전볼; 및
상기 접착 수지층에 분산되고, 경화 개시제 및 상기 경화 개시제를 밀봉하는 튜브를 포함하는 경화제 캡슐을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
제1 항에 있어서,
상기 접착 수지층은 에폭시 수지 또는 아크릴 수지가 사용되는 것을 특징으로 하는 전자기기.
제2 항에 있어서,
상기 도전볼은 복수 개로 제공되며, 상기 제1 패드부와 상기 제2 패드부를 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 전자기기.
제3 항에 있어서,
상기 경화제 캡슐은 구형으로 제공되며, 상기 도전볼의 직경보다 큰 직경을 가지며, 상기 접착 수지층의 두께보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기기.
제4 항에 있어서,
상기 경화 개시제는 이소시아네이트(Isocyanate)계 경화제, 아민(Amine)계 경화제, 아지리딘(Aziridine)계 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자기기.
제5 항에 있어서,
상기 튜브는 멜라민(melamine) 수지, 우레탄(urethane) 수지, 아크릴(acrylic) 수지, 에폭시(epoxy) 수지 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자기기.
제1 항에 있어서,
상기 제1 전자부품은 전기 광학 패널 또는 배선기판을 포함하고, 상기 제2 전자부품은 플렉서블 배선기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
제1 전자부품의 패드부와 제2 전자부품의 패드부를 정렬하는 단계; 및
압력을 가하여 상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 부착시키는 단계를 포함하며,
상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 부착시키는 단계는
상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 가압착시키는 단계; 및
상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부에 압력을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 본딩 방법.
제8 항에 있어서,
상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부는 도전성 접착 필름을 사이에 두고 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 전자기기의 본딩 방법.
제9 항에 있어서,
상기 도전성 접착 필름은
접착 수지층;
상기 접착 수지층에 분산된 도전볼; 및
상기 접착 수지층에 분산되고, 경화 개시제 및 상기 경화 개시제를 밀봉하는 튜브를 포함하는 경화제 캡슐을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 본딩 방법.
제10 항에 있어서,
상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부에 압력을 가하는 단계에서는 5Mpa 내지 150Mpa의 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 본딩 방법.
제11 항에 있어서,
상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부에 압력을 가하는 단계에서 상기 튜브는 깨지는 것을 특징으로 하는 전자기기의 본딩 방법.
제12 항에 있어서,
상기 경화 개시제는 상기 접착 수지층과 반응하여 상기 접착 수지층을 경화시키는 것을 특징으로 하는 전자기기의 본딩 방법.
제8 항에 있어서,
상기 제1 전자부품의 패드부와 상기 제2 전자부품의 패드부를 정렬하는 단계에서는 상기 제1 전자부품의 얼라인 마크와 상기 제2 전자부품의 얼라인 마크를 정렬시키는 것을 특징으로 하는 전자기기의 본딩 방법.