KR950008482B1

KR950008482B1 - 전극 접속용 가열 가압 압압자

Info

Publication number: KR950008482B1
Application number: KR1019890006844A
Authority: KR
Inventors: 도시유끼 가와구찌
Original assignee: 신에쓰 폴리머 가부시끼가이샤; 이이지마 아쓰시
Priority date: 1988-05-24
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1995-07-31
Also published as: JPH01170981U; GB2218932A; JPH055675Y2; GB2218932B; GB8910827D0; HK148995A; KR890017073A

Abstract

내용 없음.

Description

전극 접속용 가열 가압 압압자

제1도는 가열 가압 사용되는 장치의 개략도.

제2a,2b 및 2c도는 각각 종래 가열 가압 압압자(헤드)의 각 단면도.

제3a,3b 및 3c도는 압압자의 세로 방향에 수직인 평면의 절단으로서의 본 발명에 따른 가열 가압 압압자의 각 단면도.

제4a 내지 4j도는 단면 형상에 대한 각종 변형들 중 하나를 도시하는 본 발명에 따른 고무의 패드의 각 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가열부 2 : 오목부

2a,2b : 인터페이스 3,15 : 패드

4 : 볼록부(돌출부) 11 : 표면 판

12 : 가열원(가열 소자) 13 : 가열부(가열판)

14 : 가압기(가압 소자) 15a : 접착제층

15b : 알루미늄판

본 발명은 전극을 접속하기 위한 가열가압 압압자에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 이방성의 도전성 접착제의 삽입층으로 서로 마주하는 각 기판들상의 전극들의 양전극 또는 두개의 전극열(array)들을 전기적으로 접속하기 위해 사용된 가열가압 압압자에 관한 것이다.

각종의 전자장치들의 조립작업시, 두개의 전극, 예를 들면, 하나를 액정 표시장치와 같은 표시 장치상에 있고, 다른 하나는 직접회로와 여타부분을 내장하는 하나 또는 두개의 회로 기판들상에 있는 전극 또는 두개의 전극열을 전기 접속시키기 위하여, 도전성 접착제를 사용하는 것이 통상적이다. 이러한 방법은 다양하게 행해지는바, 일예로 열가소성 또는 열경화성의 열활성 수지에 기초한 전기 절연된 접착제를 60체적%이하의 도전성 미립자와 혼합하여 제조된 이방성의 도전성 접착제(일본국 특개소 제61-20941호 참조) 또는, 전기 절연성의 열활성 접착제를 전기 접속되는 전극열 배열의 피치에 대응하는 피치로 제공된, 카아본 블랙 및 은분말(silver powder) 등의 도전성 미립자와 혼합하여 제조된 도전성 접착제(일본국 특개소 제55-60987호 참조)를 전극열들 사이에 삽입하고, 전극들을 상호 기계적으로 결합시키는 접착력을 발휘함과, 동시에 삽입된 접착층에 분산된 도전성 입자들을 통해 전기 적접속을 이루도록 가열 가압 압압자를 사용하여 기판들을 가열 및 가압시키는 방법을 들 수 있다. 또 다른 방법으로서, 도전성 접착제로 전극열을 형성하고, 이렇게 형성된 전극들을 또 다른 전극열과 가열가압하에서 직접 접촉시켜 기계적 결합 및 그들 사이의 전기 접속을 이루는 방법도 공지되어 있다.

전술한 조건들 하에 기술된 가열 가압 작업을, 제어된 조건하에서 실행하기 위해서는, 그 전형적인 모델이 제1도에 측면도로 개략 도시된 가열 가압 장치를 사용한다. 이 장치에서, 가열 가압 압압자는, 표면판(11) 상방에서, 내부에 가열소자(12)가 내장된 예컨대 금속제의 열판(13)으로 구성되며, 상기 열판(13)은 가압 장치(14)에 의해 아래로 가압된다. 열판은, 표면판(11)상에 위치된 가공편과 접촉할때 그의 온도 감소를 줄이기 위하여, 비교적 큰 열용량을 갖고 가일소자(12)를 내장해야 한다. 이와는 달리, 가열소자(12)를 임펄스 시일러(sealer)들에서와 같이 펄스형의 큰 전기 전류를 통과시켜 순간적으로 가열시킬 수도 있다.

또한, 제2(a)도에 예시된 바와 같이, 가열 가압 압압자의 열판(13)의 표면을 상부에 형성된 전극들로 인한 표면 높이의 불균일성 및 가공편 표면상의 기복 또는 뒤틀림을 보완하는 쿠션(cushioning)효과를 얻기위해, 내열성 접착층(15a)을 통해 실리콘 고무와 같은 내열고무제의 가열 가압 패드(15)로 덮는 방법도 공지되어 있다.

또 다른 방법으로서, 제2b도에 도시된 바와 같이, 내열성 고무층으로 된 가열 가압 부재(15)를 알루미늄과 같은 고온 도전성을 가진 금속의 시이트 또는 판(15b)에 미리 접착시키고 이렇게 형성된 가열가압 패드(15)와 금속판(15b)의 적층판을 접착제의 삽입층(15a)을 통해 열판(13)과 접합시킬 수도 있다. 이와는 달리, 실리콘 고무제 패드를 갖는 알루미늄 판(15b)을 스크류 볼트(16)로 고정시켜 열판(13)에 직접 접합시킬 수도 있다.

전술한 바와 같은 가열 가압 압압자가 이방성의 도전성 접착제를 사용하여 전극열의 전기 접속에 사용될때, 다음의 상황이 고려되어야 한다. 즉, 이방성의 도전성 접착제들은 대개 100 내지 150℃의 활성 온도에서 접착제의 결합력을 발휘한다. 1싸이클의 결합 작업에 소요되는 시간의 길이는 5 내지 10초 내로 매우 짧은것이 보통이다. 실리콘 고무제의 패드(15)가 가압하의 표면의 불균일성을 흡수하여 쿠션 효과를 나타내기 위해서는 최소한 0.5mm의 두께를 가져야 한다. 따라서, 열 도전성에 반한 저항이 접착층(15a) 및/또는 알루미늄판(15b)의 열적장애에 기인한다고 생각될때, 열판(13)으로 부터 고무 패드(15)의 표면까지의 열전도효과를 가급적 높은 값이어야함이 매우 중요하다. 고무 패드(15)의 표면을 충분한 고온으로 유지시키기 위해, 열판(13)을 250 내지 350℃와 같은 높은 온도로 가열하는 것이 통상적이다. 이런 고온은 패드(15)가 실리콘 고무등의 내열성 고무로 만들어진다 해도 고무 패드(15)의 내구성에 대해 물론 불리하며, 따라서 고무패드(15)는 고무의 열적저하의 결과로서 장기간의 사용전에 고무 재료의 경도가 증가된다. 고무 패드(15)의 경도가 일단 과도하게 증가되면, 균열 형성 및 갈라짐이 고무 패드에 생겨 그 고무 패드는 균일한 가열 가압에 더 이상 적합하지 않으며 또한 이방 도전성 접착제에 충분한 열량을 전도시킬 수 없게되어 접착본딩의 균일성이 확실시 될 수 없어 전극들 간의 접촉 저항을 증가시킨다. 이러한 문제점들은 저하된 고무 패드(15)를 새 패드로 대체시켜 해결될 수도 있으나 이러한 대체(교환) 작업은 새 고무 패드의 접착 본딩에 앞서 접착층(15a)의 제거를 포함하는 교환 작업으로 인하여 생산 라인의 생산성을 크게 감소시킨다.

따라서 본 발명은 상술된 문제점 및 동일 목적에 사용된 종래 가열 가압 압압자들의 불합리점을 배제시킨 전극들 사이에 삽입된 이방성의 도전성 접착층을 용융시켜 전극들을 전기적으로 접속시키는데 사용되는 개량된 가열 가압 압압자를 제공하고자 하는 목적을 가진다.

따라서, 본 발명의 가열 가압 압압자는 : (a) 하나 이상의 오목부 또는 돌출부를 가진 금속제의 열판과 ; (b) 상기 열판에 자유롭게 탈착할 수 있게 부착되도록 상기 열판의 오목부 또는 돌출부에 각각 결합되는 하나 이상의 돌출부 또는 오목부를 가지며 또한 JIS(일본국 공업 표준) K6301에 규정된 경도 스케일이 50 내지 80의 범위내의 경도와, 0.5 내지 3mm범위의 두께를 갖는 고무제의 패드부재로 만들어진다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 가열 가압 압압자의 가장 특징적인 사항은 열판에 부착된 고무로 만든 패드가 평판 또는 시이드 형이 아니라 자유롭게 탈착할 수 있는 식으로, 접착제 또는 스크류 볼트등의 기계적고정 수단들을 사용하지 않고서도 열판에 부착된 고무 패드를 유지하기 위해 열판에 제공된, 각각의 오목부 및/또는 돌출부와 끼워지는 하나 이상의 돌출부 및/또는 오목부를 갖는 것이다. 따라서, 고무 패드가 열화되어 균열로 손상되거나 부적절하게 높은 경도를 가질경우 생산라인의 방해를 최소한하면서 새로운 고무패드를 쉽고 빠르게 교환할 수 있다. 또한, 열판과 고무 패드 사이의 접촉면이 증가하기 때문에, 열판으로부터 고무 패드의 표면까지의 열 전도 효과를 향상시킬 수 있다.

첨부 도면중 제3a,3b 및 3c도는 압압자의 세로 방향에 대해 수직 평면으로 절단한 본 발명에 따른 가열 가압 압압자의 단면도이다. 이 도면에 예시된 가열 가압 압압자는 양호한 열 도전성 금속제로된 열판(1) 및 열판(1)의 저부 표면에 부착된 고무 패드(3)로 구성된다. 제3a도에 도시된 예에 있어서, 열판(1)에는 오목부(2)가 형성되고 고무 패드(3)에는 돌출부(4)가 형성되어 있다.

상기 고무 패드(3)가 열판(1)에 부착될때, 상기 고무 패드(3)의 돌출부(4)는 열판의 오목부(2)에 꼭맞게 삽입되어 임의의 접착제 또는 스크류 볼트등과 같은 기계적 고정 수단을 사용하지 않고서도 열판(1)에 부착된 고무 패드(3)를 유지하는 결합수단을 제공한다. 한정하는 것은 아니지만, 오목부(2) 및 돌출부(4)는 결합의 신뢰도를 향상시키기 위해, 각각 세장의 그루우브와 리브 형태로 될 수 있다. 역시 한정하는 것은 아니지만, 열판(1)과 고무 패드(3) 사이의 인터페이스(2a)는 고무 패드(3)의 압축면(2b)에 평행이다.

상기 열판(1)과 고무 패드(3)는 그들간의 양호한 열전도를 보장하기 위하여 가능한한 넓은 폭의 표면적위에서 서로 접하여지는 것이 중요하다.

제3b도는 제3a도에 도시된 예의 또 다른 변형을 도시한다. 이 경우, 열판(1)에는 오목부 대신 돌출부(6)가 형성되며, 고무 패드(3)에는 오목부(7)가 형성되어, 고무 패드(3)는 돌출부(6)와 오목부(7) 사이의 결합으로 열판(1)에 부착 및 유지된다.

제3c도는 열판(본 도에는 도시되지 않음)과 고무 패드(3)와의 결합의 신뢰성을 증가시키기 위해, 두개의 돌출부(4)를 형성시킨 유사한 고무 패드(3)의 단면도이다. 상기 고무 패드(3)가 폭이 5mm이고 높이가 3mm인 크기를 가질 때, 고무 패드(3)의 바람직한 설계의 예로서는, 열판과 고무 패들(3)사이의 결합의 신뢰성과 열판에 고무 패드(3)를 부착시키고 열판으로 부터 고무 패드(3)을 탈착시키는 데 있어서의 용이성간의 바람직한 균형을 얻기 위하여 도면의 A,B,C,D 및 E의 폭들을 각각 1.0mm로 F와 G의 높이는 각각 1.5mm로 한다.

상기 고무 패드(3)는 JIS K 6301에 따른 규정치로 50 내지 80의 범위내의 경도를 가지는 고무제로 제조하는 것이 중요하다.

상기 고무 패드(3)의 경도가 너무 낮으면, 가열 가압 압압자가 가공편 위에서 가압될 때 크게 변형되어 이방성의 도전성 접착제의 도전성 입자들을 덮는 절연 접착제의 유동이 전극들 간의 완벽한 전기적 접속을 제공할 수 없도록 불충분 할 수도 있다. 반대로, 고무 패드(3)를 형성하는 고무가 너무 단단하면, 고무 패드의 표면이 가압하의 가공편의 표면상의 불균일성을 더 이상 보완할 수 없어서 접착 본딩의 효과를 전적으로 발휘하게 할 수 없다.

고무 패드를 형성하는 고무는 내연성이 높고 가능한한 큰 열전도계수를 가지는 것이 매우 바람직하다. 이와 관련하여, 바람직한 고무제로는 보통 3.9×10^-4cal.cm^-1,s^-1, C^-1이상의 열 전도계수를 가지는 실리콘 고무이며, 이 값은 대부분의 유기 고무들의 계수에 비해 두배 정도 높은 값이다. 실리콘 고무의 열전도 계수를 더욱 증가시키고자 할 경우, 실리콘 고무는 구리, 알루미늄 등의 금속 분말, 이산화 티탄, 스피넬, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 질화 붕소, 질화 알루미늄, 산화 베릴륨, 산화 주석, 산화 세륨 등의 무기 산화물 또는 세라믹 분말과 같은 열전도도 개량제로서 고열전도도 분말 20 내지 60체적%와 혼합되는 것이 적절하다. 이런 수단에 의하여, 실리콘 고무의 열전도 계수를 2 내지 20×10^-3cal,cm^-1,s^-1, C^-1이상으로 증가시킬 수 있다.

열판 및 고무 패드에 형성된 돌출부 및/또는 오목부의 형태는 수직 단면을 갖는 상기 것들로만 제한되지않으며, 또한 돌출부 및 오목부의 갯수도 한 두개로 제한되지 않는다. 제4a 내지 4j도는 고무패드의 단면구성에서의 가능한 여러가지 변형들을 예시한다. 물론, 이 도면들은 예시를 목적으로 주어졌을 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하고자 함은 아니다.

열판과 고무 패드에 형성된 돌출부들 및/또는 오목부들의 단면 구성에 관계없이 고무 패드의 열판에 대한 부착 및 탈착작업에서 전혀 문제가 발생하지 않는 것이 장점이다. 이 장점은 고무 패드를 형성하는 고무제가 상기 열판을 형성하는 금속보다 더 큰 열팽창 계수를 가져서, 고무 패드가 고무의 변형에 기인한 실온에서의 부착 및 탈착에 있어서 상당히 타이트하게 하는 어떠한 문제를 발생시키지 않는 그런 치수로 성형될때에 조차도, 열판과 고무 패드 사이의 결합은 고온의 작업 상태에서 금속으로 만들어진 열판보다 다소 더 큰 범위로 고무 패드가 열 상태에서 금속으로 만들어진 열판보다 다소 더 큰 범위로 고무 패드가 열팽창하기 때문에 충분히 타이트하고 신뢰할 수 있다.

고무 패드(3)는 열판(1)과의 접촉면과, 돌출부 또는 오목부를 제외하고 작업시 가공편과의 접촉면 사이에서 측정된 두께, 즉, 제3C도에서 G로 표시된 두께는, 예를 들면 0.5 내지 3mm, 바람직하게는 0.5 내지 2mm의 범위의 두께를 가져야 한다. 정확한 두께는 두께를 증가시킴으로서 열 전도 효과의 감소와, 두께를 증가시켜 구리 포일등으로 그 위에 형성된 전극들 때문에 표면의 불균일성 또는 가공편 표면의 기복 또는 비틀림을 흡수할 가능성의 증가를 고려하여 적절히 선택해야 한다.

전술한 설명으로 부터 이해할 수 있듯이, 본 발명의 가열 가압 압압자는 본 발명의 가열 가압 압압자가 열판 온도의 과도한 증가없이도 가열 가압 효과의 균일성을 활실히하기 위해 넓은 접촉 영역을 유지하면서 서로 접촉하는 특정 경도를 갖는 고무로 만든 패드 부재와 금속으로 만든 열판으로 구성되기 때문에, 본 발명의 가열가압 압압자는 안정한 접착제 본딩 강도 및 접촉 저항으로 전극들간의 기계적 및 전기적 접속의신뢰성 관점에 있어서 유리하다. 또한, 열판에 대한 고무 패드의 부착 및 탈착 작업은 접착제를 사용하거나 스크류 볼트등의 기계적 수단에 의해 패드 부재가 열판에 부착되는 종래 가열 가압 압압자들에 비해 실온에서 신속하게 편리하게 수행될 수 있음과 동시에 열판과 고무 패드 사이의 결합이 고온 작업에서 금속으로 만들어진 열판보다 더 큰 고무 패드의 열 팽창에 기인하여 매우 견고하고 신뢰성 있게 이루어져, 열판과 고무 패드 사이의 열 전도를 양호하게 한다.

Claims

(a) 하나 이상의 오목부 또는 돌출부를 갖는 금속제의 열판과, (b) 상기 열판에 자유롭게 탈착할수있게 부착되도록, 상기 열판의 오목부 또는 돌출부에 각각 결합되는 하나 이상의 돌출부 또는 오목부를 가지며, 또한 JIS K 6301에 규정된 경도 스케일이 50 내지 80의 범위내의 경도와, 0.5 내지 3mm범위의 두께를 갖는 고무제의 패드부재로 이루어진 가열 가압 압압자.
제1항에 있어서, 상기 돌출부 또는 오목부가 세장의 리브 또는 그루우브 형태인 것을 특징으로 하는 가열 가압 압압자.
제1항에 있어서, 상기 패드 부재가 실리콘 고무로 만들어지는 것을 특징으로 하는 가열 가압 압압자.
제1항에 있어서, 상기 고무제가 열전도 개량제를 20 내지 60체적% 함유하는 것을 특징으로 하는 가열 가압 압압자.
제4항에 있어서, 상기 열전도 개량제가 금속 또는 무기 산화물의 분말인 것을 특징으로 하는 가열 가압 압압자.