KR20170121937A - 터치 패널 모듈 및 그 본딩방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 패널 모듈 및 그 본딩방법에 관한 것으로, 터치 패널(3), 이방성 도전 필름(5) 및 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)(9)이 순차적으로 적층되고 가열 가압에 의해 본딩되며, 상기 본딩 후 상기 이방성 도전 필름(5)에 포함된 도전볼(7)의 압착정도가 설정수치를 만족하도록 한다.
본 발명은 채널 오픈 발생과 본딩 크랙을 동시에 방지할 수 있어 본딩 공정의 안정화를 확보할 수 있고 제조된 터치스크린의 작동 신뢰성도 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

터치 패널 모듈 및 그 본딩방법{TOUCH PANEL MODULE AND METHOD FOR BONDING}
본 발명은 터치 패널 모듈 및 그 본딩방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 패널(TP)과 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 이방성 도전 필름(ACF)을 이용하여 본딩하는 터치 패널 모듈 및 그 본딩방법에 관한 것이다.
터치 패널(Touch panel,TP)은 사용자가 스크린을 보면서 직접 손이나 펜을 이용하여 스크린상에 원하는 정보를 입력 조작할 수 있는 방식의 표시 패널로서, 휴대용 정보 단말기(PSD), 휴대폰, 디지털 카메라, 자동차 네비게이션, 게임기, 사무용 기기, 의료 기기, 은행 또는 관공서의 안내 장치 등과 같은 각종 전자·정보 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
터치 패널은 이용되는 표시소자에 따라 액정표시장치, 플라즈마표시장치 또는 유기전계발광소자를 이용한 터치 패널로 구분되며, 터치 입력을 감지하는 센서 방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분된다.
이러한 터치 패널은 글래스(Glass)에 패턴(Pattern)을 형성하고 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)의 본딩(Bonding) 후 각종 디스플레이에 적용하는 형태로서, 연성 인쇄 회로 기판의 본딩 과정에서 인가 하중 또는 온도에 자유로운 형태였다.
그러나 최근 도입된 플렉시블(Flexible)한 연성 인쇄 회로 기판은 필름상에 패턴을 형성하기 때문에 연성 인쇄 회로 기판 본딩 과정에서 필름의 점탄성에 기인한 크랙 등의 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 터치 패널(TP)과 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 이방성 도전 필름(ACF)을 이용하여 본딩하는 과정에서, 본딩 불량(본딩 크랙)을 방지할 수 있도록 이방성 도전 필름 내의 도전볼의 압착 정도를 제어하는 터치 패널 모듈 및 그 본딩방법에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 감지 패턴과 배선 패턴 및 이와 연결되는 본딩 패드를 포함하는 터치 패널과, 상기 터치 패널의 일면에 배치되며 도전볼을 구비한 이방성 도전 필름과, 상기 이방성 도전 필름의 일면에 배치되며 상기 이방성 도전 필름을 가압하여, 가압된 도전볼을 통해 상기 본딩 패드와 접속된 연성 인쇄 회로 기판;을 포함하고, 상기 가압된 도전볼의 압착 정도(y')는 하기의 범위를 만족한다.
4y≤y'≤0.6y [여기서, y는 도전볼의 지름 또는 이방성 도전 필름의 두께]
상기 본딩 패드는 금속층 및 상기 금속층의 적어도 일면상에 비금속 산화물 코팅층이 형성되어 있다.
상기 본딩 패드의 하면에 분리층, 접착층, 기재 필름이 순차적으로 적층된 구조이다.
상기 분리층 상에 보호층을 더 포함한다.
감지 패턴과 배선 패턴 및 이와 연결되는 본딩 패드를 포함하는 터치 패널, 도전볼을 구비한 이방성 도전 필름 및 연성 인쇄 회로 기판이 순차적으로 적층된 터치 패널 모듈을 플레이트부에 고정하는 단계와, 상기 플레이트부에 고정된 상기 터치 패널 모듈을 가압하여, 상기 가압된 도전볼을 통해 상기 본딩 패드와 상기 연성 인쇄 회로 기판이 접속되게 하는 단계와, 상기 가압하는 단계 중에 상기 터치 패널 모듈을 가열하여 상기 이방성 도전 필름을 용융시켜 본딩하는 단계를 포함한다.
상기 플레이트부에 고정된 상기 터치 패널 모듈을 가압하는 단계에서, 압력은 1kgf~10kgf, 온도는 120℃~160℃, 본딩시간은 10sec~20sec 범위로 수행한다.
상기 플레이트부에 고정된 상기 터치 패널 모듈을 가압하는 단계에서, 상기 이방성 도전 필름에 포함된 도전볼의 압착 정도(y')가 0.4y≤y'≤0.6y 범위가 되게 상기 플레이트부에 고정된 세트를 가압한다.
여기서, y는 도전볼의 지름 또는 이방성 도전 필름의 두께이다.
본 발명은 터치 패널(TP)과 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 이방성 도전 필름(ACF)을 이용하여 본딩하는 과정에서, 도전볼의 압착 정도를 인가 압력에 관계없이 0.4y≤y'≤0.6y 범위(본딩 크랙이 발생하지 않는 특별 구간으로 설정)로 제어하여 채널 오픈 발생과 본딩 크랙을 동시에 방지할 수 있어 본딩 공정의 안정화를 확보할 수 있고 제조된 터치스크린의 작동 신뢰성도 확보할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 터치 패널에 유연한 물질(분리층, 보호층)이 포함되어 연성 인쇄 회로 기판과 접합시 본딩 패드를 지지해주기 어려운 터치 패널의 본딩에 적용되어 전극의 크랙 발생 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널 모듈의 본딩을 위한 본딩장치를 보인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 본딩방법 및 이에 의해 본딩된 터치 패널 모듈을 보인 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널의 예를 보인 구조도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 터치 패널 모듈은 터치 패널(3), 이방성 도전 필름(5) 및 연성 인쇄 회로 기판(5)이 순차적으로 적층되고 가열 가압에 의해 본딩되며, 본딩 후, 이방성 도전 필름(5)에 포함된 도전볼(7)의 압착정도가 설정수치를 만족한다.
설정수치는 이방성 도전 필름(7)에 포함된 도전볼의 압착 정도(y')가 4y≤≤y'≤≤0.6y 범위이다. 상기 범위에서 채널 오픈 발생과 본딩 크랙을 동시에 방지할 수 있어 제조된 터치스크린의 작동 신뢰성이 확보될 수 있다. 여기서, y는 도전볼의 지름 또는 이방성 도전 필름의 두께이다.
터치 패널(3)은 감지 패턴과 배선 패턴 및 이와 연결되는 본딩 패드를 포함할 수 있다. 본딩 패드는 금속층 및 금속층의 적어도 일면 상에 비금속 산화물 코팅층이 형성되어 있을 수 있다. 본딩 패드의 하면에 분리층, 접착층, 기재 필름이 순차적으로 적층되며, 분리층 상에 보호층을 더 포함할 수 있다.
기재 필름은 광학용 투명 필름으로 통상 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으나, 그 중에서 굴곡성, 투명성, 열 안정성, 위상차, 균일성, 등방성 등이 우수한 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
기재 필름의 구체적인 예를 들면, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트(예:PMMA), 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아믹산, 폴리비닐알코올, 폴리올레핀(예:PE, PP), 폴리스티렌, 폴리노보넨, 폴리말레이미드, 폴리아조벤젠, 폴리에스테르(예:PET, PBT), 폴리아릴레이트, 폴리프탈이미딘, 폴리페닐렌프탈아미드, 폴리비닐신나메이트, 폴리신나메이트, 쿠마린계 고분자, 칼콘계 고분자, 방향족 아세틸렌계 고분자, 페닐말레이미드 공중합체, 이들의 공중합체 및 이들의 블렌드로 이루어진 군에서 선택된 1종의 재질을 포함하는 것일 수 있다.
분리층은 고분자 유기막일 수 있으며, 예를 들면 폴리이미드(polyimide)계 고분자, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol)계 고분자, 폴리아믹산(polyamic acid)계 고분자, 폴리아미드(polyamide)계 고분자, 폴리에틸렌(polyethylene)계 고분자, 폴리스타일렌(polystylene)계 고분자, 폴리노보넨(polynorbornene)계 고분자, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer)계 고분자, 폴리아조벤젠(polyazobenzene)계 고분자, 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylenephthalamide)계 고분자, 폴리에스테르(polyester)계 고분자, 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate)계 고분자, 폴리아릴레이트(polyarylate)계 고분자, 신나메이트(cinnamate)계 고분자, 쿠마린(coumarin)계 고분자, 프탈리미딘(phthalimidine)계 고분자, 칼콘(chalcone)계 고분자, 방향족 아세틸렌계 고분자, 시클로올레핀계(cycloolefn) 고분자 등의 고분자로 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
보호층은 분리층 및 전술한 감지 패턴, 배선 패턴 및 본딩 패드를 보호하는 역할을 한다.
보호층으로는 당분야에 공지된 고분자가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 유기 절연층 소재가 제한 없이 사용될 수 있다. 또한, 보호층은 무기 재료로 제조된 것일 수도 있고, 무기 산화물, 무기 질화물 등일 수 있다.
무기 산화물은 예를 들면 실리콘 산화물, 알루미나, 산화티탄 등을 들 수 있고, 무기 질화물은 실리콘 질화물, 질화티탄 등을 들 수 있다. 고투과율을 구현한다는 측면에서 바람직하게는 실리콘 산화물일 수 있다.
비금속산화물은 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 금속 산화물류일 수 있다.
금속은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 APC(Ag, Pd, Cu 합금)로 이루어진 군에서 선택된 금속류일 수 있다.
예를 들어, 터치 패널은 PET 필름 또는 글래스(Galss) 등의 기재 필름에 접착제, 유기 또는 무기막, ITO 전극, 금속층, 유기막 또는 무기막, ITO 전극, 유기막 또는 무기막이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다(도 3 참조).
구체적으로, 터치 패널은 기재 필름, 분리층, 본딩 패드가 순차적으로 적층된 구조이거나, 기재 필름, 분리층, 보호층, 본딩 패드가 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.
기재 필름, 분리층, 보호층 및 본딩 패드가 순차적으로 적층된 구조는 기재 필름의 상부에 분리층을 형성하고, 분리층의 상부에 보호층을 형성한 후, 보호층의 상부에 본딩 패드를 형성할 수 있다. 보호층은 분리층과 본딩 패드 사이에 형성되어 전사 후 본딩 패드를 외부로부터 보호하는 기능을 한다.
본딩 패드는 ITO전극, 금속층이 순차적으로 적층된 2층 구조이거나, ITO전극, 금속층, ITO전극이 순차적으로 적층된 3층 이상의 구조일 수 있다.
상기와 같은, 터치 패널은 기재 필름과 본딩 패드 사이에 분리층 또는 보호층 등의 유연한 물질이 포함되어 연성 인쇄 회로 기판과 접합시 본딩 패드를 지지해주지 못하고 본딩 패드에 크랙이 발생하는 문제가 발생한다.
상기 문제를 개선하기 위해 터치 패널과 연성 인쇄 회로 기판을 이방성 도전 필름(ACF)을 이용하여 본딩시 이방성 도전 필름 내의 도전볼의 압착 정도를 제어하여 크랙 발생 문제를 개선한다.
터치 패널에 이방성 도전 필름을 매개로 연성 인쇄 회로 기판이 본딩된다. 본딩은 본딩장치에서 터치 패널에 이방성 도전 필름이 가접된 연성 인쇄 회로 기판을 적층하고 가열, 가압하여 본딩한다.
이방성 도전 필름을 가압하여, 가압된 도전볼을 통해 연성 인쇄 회로 기판이 본딩 패드와 접속된다.
연성 인쇄 회로 기판은 플렉시블한 절연기판에 회로를 형성한 것으로 터치 패널에 본딩되어 터치센서의 역할을 수행할 수 있다.
이방성 도전 필름은 미세 도전볼을 접착수지에 혼합시켜 필름 상태로 만들어 한쪽 방향으로만 전기를 통하게 한 이방성 도전막으로, 터치 패널과 연성 인쇄 회로 기판을 연결하여 전도성, 절연성, 접착성을 부여한다.
도전볼(7)의 압착 정도(y')가 0.4y≤y'≤0.6y인 범위는 터치 패널 모듈(1)를 가압시 본딩 크랙이 발생하지 않는 구간을 설정한 것이다.
도전볼(7)의 압착 정도(y')는 0.4y 미만이면(즉, 도전볼이 너무 적게 눌려지면), 본딩 패드과 연성 인쇄 회로 기판의 회로와 전기적 연결성이 부족하고 저항 상승으로 채널 오픈(Channel Open) 발생 비율이 증가한다. 그리고 도전볼의 압착 정도(y')가 0.6y를 초과하면(즉, 도전볼이 너무 많이 눌려지면), 본딩 크랙 발생율이 증가한다. 채널 오픈은 터치센서 테스트시 터치에 대한 응답이 없는 경우를 의미한다.
터치 패널 모듈의 본딩을 위한 본딩장치를 포함한다. 본딩장치는 터치 패널에 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 본딩(bonding)시 불량없이 본딩하기 위한 장치이다. 본딩장치는 터치 패널(Touch screen panel,TSP)에 연성 인쇄 회로 기판을 본딩하는 장치가 해당할 수 있으며, 그에 따라 터치 패널은 터치 패널이 해당할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본딩장치(10)는 플레이트부(11), 압력 인가부(13), 가압 헤드부(17), 스토퍼부(19)를 포함한다.
플레이트부(11)는 터치 패널(3), 이방성 도전 필름(5), 연성 인쇄 회로 기판(9)이 순차적으로 적층된 터치 패널 모듈(1)의 위치를 고정하는 역할을 한다. 터치 패널 모듈(1)는 터치 패널(3)에 이방성 도전 필름(5)이 가접된 연성 인쇄 회로 기판(9)을 적층한 것일 수 있다.
플레이트부(11)는 상면에 터치 패널 모듈(1)가 올려져 평행하게 위치되도록 평판형상으로 형성된다. 플레이트부(11)는 상면에 올려진 터치 패널 모듈(1)의 위치를 고정하는 고정수단을 포함할 수 있다.
또한, 본딩장치(10)는 터치 패널 모듈(1)을 가압 헤드부(17)의 하방에 위치시키기 위하여 플레이트부(11)를 수직으로 이동시키거나 수평으로 이동시킬 수 있는 이동장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본딩장치(10)는 터치 패널 모듈(1)의 고정 위치를 감지하는 센싱부를 더 포함할 수 있다. 센싱부는 감지한 신호를 제어부에 전송하여 터치 패널 모듈(1)이 정확한 본딩 위치에 위치되었는지를 제어부가 판단할 수 있도록 할 수 있다. 그리고 제어부는 터치 패널 모듈(1)이 정확한 본딩 위치에 위치되도록 플레이트부(11)를 수직 또는 수평으로 이동시키는 이동장치의 작동을 제어할 수 있다.
압력 인가부(13)는 플레이트부(11)의 상부로 배치되는 본딩뭉치(15)의 상하 이동 및 힘을 제어하는 역할을 한다. 압력 인가부(13)는 공압 또는 유압을 이용하여 본딩뭉치(15)의 상하 이동 및 힘을 제어할 수 있다. 힘은 본딩뭉치(15)가 하강하여 터치 패널 모듈(1)를 누르게 되는 압력을 의미한다.
본딩뭉치(15)는 플레이트부(11)의 상부로 상하 이동 가능하게 설치된다. 본딩뭉치(15)는 도시되지 않은 지지부에 지지되어 플레이트부(11)의 상부에서 상하 이동 가능하게 설치될 수 있다.
가압 헤드부(17)는 본딩뭉치(15)에 구비되며 플레이트부(11) 방향으로 돌출되어 본딩뭉치(15)의 하강시 함께 하강되어 플레이트부(11)상에 고정된 터치 패널 모듈(1)를 가압한다. 가압 헤드부(17)의 선단 면적은 가압하고자 하는 터치 패널 모듈(1)의 면적과 대응되어 균일한 가압이 가능하도록 할 수 있다.
가압 헤드부(17)에 터치 패널 모듈(1)를 가열하기 위한 히터부가 구비된다. 히터부는 가압 헤드부(17)의 선단에 내장되는 열선 또는 순간적인 발열이 가능한 세라믹 히터 등이 해당될 수 있다.
스토퍼부(19)는 본딩뭉치(15)의 하강 위치를 제어하여 가압 헤드부(17)에 의한 이방성 도전 필름(5) 내의 도전볼(7)의 압착 정도를 제어하기 위한 것이다.
스토퍼부(19)는 본딩뭉치(15)를 지지하는 지지부 또는 플레이트부(11)에 구비되어 본딩뭉치(15)의 하강 위치를 제어할 수 있다. 스토퍼부(19)는 본딩뭉치(15)의 하단 가장자리가 안착될 수 있는 ㄴ자 형상으로 단면이 형성될 수 있다.
본딩뭉치(15)는 하강하여 가장자리가 스토퍼부(19)의 ㄴ자 형상 단면부에 안착됨에 의해 하강 위치가 제어될 수 있다.
스토퍼부(19)는 동일한 가압하에서 본딩뭉치(15)의 하강 위치를 제어함으로써 이방성 도전 필름(5)의 도전볼(7)의 압착 정도를 제어할 수 있다.
스토퍼부(19)는 지지부 또는 플레이트부(11)에 별도의 고정수단을 이용하여 고정될 수 있으며, 터치 패널 모듈(1)의 두께 변화에 대응할 수 있도록 고정된 위치의 조절이 가능할 수 있다.
도전볼(7)의 압착 정도 제어는 연성 인쇄 회로 기판(9)의 본딩시 발생할 수 있는 불량인 본딩 크랙(Crack)을 방지하기 위한 것이다. 본딩 크랙은 회로 단선 등을 유발하여 전기적 신호 전달의 오작동을 유발한다.
기존 터치 패널용 연성 인쇄 회로 기판의 본딩장치는 고온, 고압 공정에서도 본딩 크랙 발생에 대한 안정성이 있었다. 그러나 최근 더 플렉시블한 재질의 연성 인쇄 회로 기판이 도입됨에 따라 고온, 고압의 본딩장치로 가공할 경우 연성 인쇄 회로 기판의 점탄성 특성으로 인해 본딩 크랙이 발생한다.
따라서, 본딩장치(10)에 스토퍼부(19)를 더 포함하여 인가 압력에 관계없이 도전볼(7)의 압착 정도, 바람직하게는 터치 패널(3)과 연성 인쇄 회로 기판(9) 사이의 본딩 갭을 조절하여 연성 인쇄 회로 기판(9)의 본딩 크랙을 방지한다.
스토퍼부(19)는 압력 인가부(13)에 의한 압력 가변에 관계없이 본딩뭉치(15)가 균일한 위치까지만 하강하여 가압 헤드부(17)가 도전볼(7)을 압착할 수 있도록 한다.
스토퍼부(19)는 도전볼(7)의 압착 정도를 제어하기 위한 가압시 진동 등 움직임 발생을 방지하면서 도전볼(7)의 압착 정도 조절에 따른 정확성을 보장할 수 있다.
본딩 크랙 발생을 방지하기 위해 압력 인가부(13)가 터치 패널 모듈(1)에 가하는 압력을 가변하게 할 수도 있다. 그러나 이 경우 진동 등 움직임이 발생하여 정확한 압력 가변이 어렵고 각종 오차가 발생할 수 있으며, 압력 제어 불가시 불량율이 높아지는 문제가 발생한다.
또한, 스토퍼부(19)를 사용하지 않고 압력 인가부(13)가 터치 패널 모듈(1)에 가하는 압력만을 가변하여 가압시 도전볼(7)이 압착될 때의 충격이 연성 인쇄 회로 기판(9)에 전달되어 본딩 크랙 발생 우려가 더 높아진다.
바람직하게는, 스토퍼부(19)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 도전볼(7)의 압착 정도(y')가 0.4y≤y'≤0.6y 범위로 가압되게 본딩뭉치(15)의 하강 위치를 제어한다. 여기서, y는 도전볼(7)의 지름 또는 이방성 도전 필름(5)의 두께가 해당될 수 있다.
도전볼(7)의 지름과 이방성 도전 필름(5)의 두께는 대응될 수 있다. 예를 들어, 이방성 도전 필름(5)의 두께는 15~35㎛이고, 도전볼(7)의 지름은 3~35㎛일 수 있다.
이방성 도전 필름(5)에 포함된 도전볼(7)의 지름 및 개수와 접착수지(6)의 점성은 용도에 따라 조절될 수 있다. 도전볼(7)은 탄소 섬유, 금속, 플라스틱 볼에 금속이 코팅된 도전볼 중 적어도 하나일 수 있다.
도전볼(7)의 압착 정도(y')가 0.4y≤y'≤0.6y인 범위는 터치 패널 모듈(1)를 가압시 본딩 크랙이 발생하지 않는 구간을 설정한 것이다.
도전볼(7)의 압착 정도(y')가 0.4y 미만이면(즉, 도전볼이 너무 적게 눌려지면), 전기적 연결성이 부족하고 저항 상승으로 채널 오픈(Channel Open) 발생 비율이 증가하고, 도전볼의 압착 정도(y')가 0.6y를 초과하면(즉, 도전볼이 너무 많이 눌려지면), 본딩 크랙 발생율이 증가한다. 채널 오픈은 터치센서 테스트시 터치에 대한 응답이 없는 경우를 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 본딩장치에 스토퍼부를 적용하여 일정 압력하에서 본딩뭉치의 하강 위치를 제어함으로써 이방성 도전 필름에 포함된 도전볼의 압착 정도를 제어한다.
이는 진동, 움직임, 각종 오차 없이 정확한 범위로 도전볼의 압착 정도를 제어할 수 있어 연성 인쇄 회로 기판의 본딩시 문제가 되는 본딩 크랙을 방지할 수 있다.
터치 패널 모듈의 본딩을 위한 본딩방법은, 감지 패턴과 배선 패턴 및 이와 연결되는 본딩 패드를 포함하는 터치 패널(3), 도전볼을 구비한 이방성 도전 필름(5), 연성 인쇄 회로 기판(9)이 순차적으로 적층된 터치 패널 모듈(1)을 플레이트부(11)에 고정하는 단계와, 플레이트부(11)에 고정된 터치 패널 모듈(1)을 가압하는 단계와, 가압하는 단계 중에 터치 패널 모듈(1)를 가열하여 이방성 도전 필름(5)을 용융시켜 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.
이방성 도전 필름(5)을 가압하여, 가압된 도전볼을 통해 본딩 패드와 연성 인쇄 회로 기판(9)을 접속시킨다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 터치 패널 모듈(1)는 터치 패널(3)에 이방성 도전 필름(5)이 가접된 연성 인쇄 회로 기판(9)을 적층한 것일 수 있다.
본딩시 터치 패널 모듈(1)의 가압과 가열은 동시에 진행됨이 바람직하다.
즉, 터치 패널 모듈(1)가 플레이트부(11)에 고정되면 압력 인가부(13)의 제어에 의해 본딩뭉치(15)가 하강하게 되고 그에 따라 가압 헤드부(17)가 함께 하강되어 플레이트부(11)상에 고정된 터치 패널 모듈(1)를 가열, 가압하게 된다.
터치 패널(3), 이방성 도전 필름(5), 연성 인쇄 회로 기판(9)이 순차적으로 적층되고 가접된 터치 패널 모듈(1)를 가열, 가압하면, 가접되어 있던 이방성 도전 필름(5)이 터치 패널(3)과 연성 인쇄 회로 기판(9)을 본접하게 된다.
구체적으로, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 이방성 도전 필름(5)에 포함된 도전볼(7)이 압착되면서 전극 부분을 통전하게 되고 전극 이외의 부분에 나머지 부분에 접착수지(6)가 충전 경화되어 서로 접착됨으로써 인접 전극 간의 절연성이 확보된다.
도전볼(7)은 가열 가압시 압착되면서 전극과의 접촉면적이 커지게 되어 접속신뢰성이 높아진다.
플레이트부(11)에 고정된 터치 패널 모듈(1)를 가압하는 단계에서, 압력은 1kgf~10kgf, 온도는 120℃~160℃, 본딩시간은 10sec~20sec 범위로 수행하는 것이 바람직하다.
압력은 1kgf 미만이면 접착력이 부족하고 10kgf를 초과하면 과도한 압력으로 본딩 크랙이 발생할 수 있다.
온도는 연성 인쇄 회로 기판 및 전극 패턴 등이 용융되지 않으면서 이방성 도전 필름 내의 접착수지(6)만 용융될 수 있는 범위이다. 온도는 120℃ 미만이면 접촉 저항이 높아지고 160℃를 초과하면 이방성 도전 필름의 접착수지의 열변형 문제가 발생할 수 있다.
본딩시간은 10sec 미만이면 접촉 저항 높아지고 20sec를 초과하면 이방성 도전 필름(5)의 접착수지(6)의 열변형 문제가 발생할 수 있다.
가압시 이방성 도전 필름에 포함된 도전볼의 압착 정도(y')가 0.4y≤y'≤0.6y 범위가 되게 플레이트부(11)에 고정된 터치 패널 모듈(1)를 가압한다.
도전볼(7)의 압착 정도 0.4y≤y'≤0.6y는 채널 오픈 발생과 본딩 크랙을 동시에 방지할 수 있는 범위이다.
이하에서는 도전볼 압착 정도에 따른 도전볼 연결성 및 본딩 크랙 발생을 측정한 것이다.
도전볼 압착 정도 채널 오픈
(Channel Open)
(채널 오픈 개수/실험시 개수)		 연성 인쇄 회로 기판 본딩 크랙
(FPCB Bonding Crack)
(본딩 크랙 발생 개수/실험시 개수)
40% 미만 3/20 0/20
40~60% 0/20 0/20
60% 초과 0/20 5/20
표 1에 의하면, 도전볼 압착 정도가 40% 미만에서 채널 오픈이 발생하였으며, 도전볼 압착 정도가 60% 초과에서 본딩 크랙이 발생하였다.
측정 결과를 통해, 도전볼 압착 정도가 0.4y≤y'≤0.6y 범위가 되게 터치 패널 모듈을 가압하는 것에 의해 채널 오픈을 방지하면서도 본딩 크랙을 방지할 수 있는 방법임을 알 수 있다.
본 발명은 실시예에서 본딩뭉치의 하강 위치를 스토퍼부로 제어하여 이방성 도전 필름 내의 도전볼의 압착 정도를 제어하도록 하고, 더 나아가 가압시 도전볼의 압착 정도가 0.4y≤y'≤0.6y 범위가 되게 본딩장치를 구성한 것이다.
이는 터치 패널과 플렉시블한 연성 인쇄 회로 기판을 이방성 도전 필름을 이용하여 본딩시 본딩 크랙 문제를 방지한다.
그러나 본 발명이 반드시 플렉시블한 연성 인쇄 회로 기판의 본딩시만 적용되는 것은 아니고 일반 연성 인쇄 회로 기판의 본딩시에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 터치 패널과 연성 인쇄 회로 기판을 이방성 도전 필름을 이용하여 본딩시 적용되는 것에만 한정되지 않고, 제1 기재와 제2 기재를 이방성 도전 필름을 이용하여 본딩시에도 적용될 수 있다. 제1 기재와 제2 기재는 기판, 글래스, 플라스틱, 절연필름 등 다양한 소재가 해당될 수 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
1: 터치 패널 모듈 3: 터치 패널
5: 이방성 도전 필름 6: 접착수지
7: 도전볼 9: 연성 인쇄 회로 기판
10: 본딩장치 11: 플레이트부
13: 압력 인가부 15: 본딩뭉치
17: 가압 헤드부 19: 스토퍼부

Claims (7)

  1. 감지 패턴과 배선 패턴 및 이와 연결되는 본딩 패드를 포함하는 터치 패널;
    상기 터치 패널의 일면에 배치되며 도전볼을 구비한 이방성 도전 필름; 및
    상기 이방성 도전 필름의 일면에 배치되며 상기 이방성 도전 필름을 가압하여, 가압된 도전볼을 통해 상기 본딩 패드와 접속된 연성 인쇄 회로 기판;을 포함하고,
    상기 가압된 도전볼의 압착 정도(y')는 하기의 범위를 만족하는 터치 패널 모듈.
    4y≤y'≤0.6y [여기서, y는 도전볼의 지름 또는 이방성 도전 필름의 두께]
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본딩 패드는 금속층 및 상기 금속층의 적어도 일면상에 비금속 산화물 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 패널 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 본딩 패드의 하면에 분리층, 접착층, 기재 필름이 순차적으로 적층된 구조인 것을 특징으로 하는 터치 패널 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 분리층 상에 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 모듈.
  5. 감지 패턴과 배선 패턴 및 이와 연결되는 본딩 패드를 포함하는 터치 패널, 도전볼을 구비한 이방성 도전 필름 및 연성 인쇄 회로 기판이 순차적으로 적층된 터치 패널 모듈을 플레이트부에 고정하는 단계;
    상기 플레이트부에 고정된 상기 터치 패널 모듈을 가압하여, 상기 가압된 도전볼을 통해 상기 본딩 패드와 상기 연성 인쇄 회로 기판이 접속되게 하는 단계; 및
    상기 가압하는 단계 중에 상기 터치 패널 모듈을 가열하여 상기 이방성 도전 필름을 용융시켜 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 플레이트부에 고정된 상기 터치 패널 모듈을 가압하는 단계에서,
    압력은 1kgf~10kgf, 온도는 120℃~160℃, 본딩시간은 10sec~20sec 범위로 수행하는 것을 특징으로 하는 본딩방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 플레이트부에 고정된 상기 터치 패널 모듈을 가압하는 단계에서,
    상기 이방성 도전 필름에 포함된 도전볼의 압착 정도(y')가 0.4y≤y'≤0.6y 범위가 되게 상기 플레이트부에 고정된 세트를 가압하는 것을 특징으로 하는 본딩방법.
    [여기서, y는 도전볼의 지름 또는 이방성 도전 필름의 두께]
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