Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A (대한기계학회논문집A)

The Korean Society of Mechanical Engineers (대한기계학회)
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Study of a Low-Temperature Bonding Process for a Next-Generation Flexible Display Module Using Transverse Ultrasound

횡 초음파를 이용한 차세대 플렉시블 디스플레이 모듈 저온 접합 공정 연구

  • Ji, Myeong-Gu (School of NID Fusion Nano Micro Robot System, Seoul Nat'l Univ. of Science and Technology) ;
  • Song, Chun-Sam (R&D Center. Inc., LTS(Laser Total Solution)) ;
  • Kim, Joo-Hyun (School of Mechanical Engineering, Kookmin Univ.) ;
  • Kim, Jong-Hyeong (School of Mechanical Design and Automation Engineering, Seoul Nat'l Univ. of Science and Technology)
  • 지명구 (서울과학기술대학교 NID융합기술대학원) ;
  • 송춘삼 ((주)엘티에스 기획실) ;
  • 김주현 (국민대학교 기계시스템공학부) ;
  • 김종형 (서울과학기술대학교 기계설계.자동화공학부)
  • Received : 2011.07.20
  • Accepted : 2012.01.26
  • Published : 2012.04.01
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Abstract

This is direct bonding many of the metal bumps between FPCB and HPCB substrate. By using an ultrasonic horn mounted on an ultrasonic bonding machine, it is possible to bond gold pads onto the FPCB and HPCB at room temperature without an adhesive like ACA or NCA and high heat and solder. This ultrasonic bonding technology minimizes damage to the material. The process conditions evaluated for obtaining a greater bonding strength than 0.6 kgf, which is commercially required, were 40 kHz of frequency; 0.6MPa of bonding pressure; and 0.5, 1.0, 1.5, and 2.0 s of bonding time. The peel off test was performed for evaluating bonding strength, which was found to be more than 0.80 kgf.

오늘날 접합시 열에 의한 재료 손상과 접착제(ACA, NCA) 이용으로 부품간의 정렬이 문제가 되고있다. 따라서, 본 논문은 FPCB 와 HPCB 금속(Au) PAD를 직접 접합하였다. 이때 박막인 재료에 손상을 입히는 열, 부품간의 정렬에 문제가 되는 접착제(ACA, NCA)를 사용하지 않고 상온에서 접합을 하였다. 접합시 초음파 혼을 이용하여 접합을 하였으며, 초음파혼은 40kHz이다. 공정 조건은 접합압력 0.60MPa, 접합시간 0.5, 1.0, 1.5, 2.0sec이다. 또한, 산업에서 요구하는 접합강도는 필강도 테스트 결과값으로 0.60Kgf 이상이며, 본 실험에서는 접합강도가 0.80MPa 이상이 나왔다. 이로서, 열에 의한 재료 손상과, 접 착제(ACA, NCA)에 의한 정렬 문제를 해결하였다. 그리고 산업산업에서 바로 적용하고 생산할 수 있는 FPCB, HPCB 시료 제작을 하였다.

Keywords

References

  1. Fan, A., Rahman, A. and Rief, R., 1999, "Copper afer Bonding," Electrochemical and Solid-State Letters, Vol. 2, No. 10, pp. 534-536. https://doi.org/10.1149/1.1390894
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