KR0178702B1

KR0178702B1 - 열압착 시스템

Info

Publication number: KR0178702B1
Application number: KR1019960010986A
Authority: KR
Inventors: 박순규
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970071051A

Abstract

본 발명은 이방성도전막(ACF)을 이용하여 LCD판넬에 테이프 케리어 페키지(TCP)를 열압착시키는 경우에 열 및 압력에 의한 변형을 보상하여 안정성을 향상시킬 수 있도록 열압착 시스템에 관한 것으로서, 안착테이블과, 안착테이블을 전후이동시키는 이송기구와, LCD판넬에 이방성도전막을 접착시키는 열압착헤드와, 상기 열압착헤드를 상하이동시키는 상하구동부를 포함하여 구성되는 열압착 시스템에 있어서,

상기 열압착헤드는 열압착공구의 평행도를 조정하고 변형을 억제하는 기준부와, 응력의 변화를 감지하며 외부신호에 따라 신축변형하는 구동부와, 히터블록에서 발생되는 열이 상기 기준부로 전달되는 것을 방지하는 방열부와, 열을 발생시키는 히터와, 열과 압력을 가하여 접착을 수행하는 열압착공구부와, 상기 구동부를 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

열압착 시스템

제1도는 일반적인 열압착 시스템의 구성을 나타내는 사시도.

제2도는 제1도에 의한 열압착 시스템의 동작을 나타내는 흐름도.

제3도는 (a)(b)(c)(d)(e)는 제1도에 의한 열압착 시스템에서 LCD판넬에 TCP를 연결하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면.

제4도는 도전입자를 확대한 단면도.

제5도는 LCD판넬에 TCP가 압착된 상태를 나타내는 단면도.

제6도는 종래 기술에 의한 열압착 헤드를 나타내는 도면으로서,

(a)는 정면도.

(b)는 측면도.

(c)는 사시도.

제7도는 열압착공구의 변형상태를 나타내는 단면도.

제8도는 종래 기술에 의한 열압착 헤드의 다른 실시예를 나타내는 사시도.

제9도는 본 발명에 의한 열압착 헤드를 나타내는 도면으로서,

(a)는 정면도.

(b)는 측면도.

제10도는 본 발명에 의한 구동셀을 나타내는 도면으로서,

(a)는 정면도.

(b)는 측면도.

(c)는 사시도.

제11도는 본 발명에 의한 제어부의 구성을 나타내는 블록회로도.

제12도는 본 발명에 의한 응력센서의 각 경우에 해당하는 출력도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 안착테이블 20 : 이송기구

30 : 열압착헤드 40 : 상하구동부

50 : 커버 60 : 스위치박스

71 : IC칩 72 : 입력리드

73 : 출력리드 81 : 코어

82 : 도전층 83 : 절연층

110 : 기준부 111 : 조정볼트

112 : 고정블록 113 : 보호판

120 : 구동부 121 : 프레임

122 : 압전소자 123 : 응력센서

124 : 접착제 130 : 방열부

131 : 제1 단열판 132 : 방열판

133 : 제2 단열판 140 : 히터

150 : 열압착공구부 151 : 히터블록

152 : 열압착공구 153 : 온도센서

161 : 제1 증폭기 162 : 아날로그/디지탈 변환기

163 : 논리회로부 164 : 보정값/리세트 입력부

165 : 혼합기 166 : 디지탈/아날로그 변환기

167 : 제2 증폭기

본 발명은 열압착 시스템에 관한 것으로서, 특히 이방성도전막(ACF)을 이용하여 LCD판넬에 테이프 케리어 페키지(TCP)를 열압착시키는 경우에 열 및 압력에 의한 변형을 보상하여 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 열압착 시스템에 관한 것이다.

박막트랜지스터 액정표시소자(Thin Film Transirtor Liquid Crystal Display : TFT-LCD)의 제조공정 중 LCD판넬과, 상기 LCD판넬을 구동시키기 위한 구동IC가 접합되어 있는 테이프 케리어 페키지(이하 TCP라 한다.)를 연결시키는 조립공정은 LCD의 품질 및 신뢰성에 관계되는 중요한 공정이다.

일반적으로 상기 LCD판넬과 TCP를 연결시키는 조립공정은 이방성도전막(Anisotropic Conductive Film : ACF)을 사용하여 열압착하는 방식을 사용한다. 이때, 상기 이방성도전막의 도전입자와 LCD판넬의 ITO(Indium Tin Oxide)전극을 150℃ 내지 250℃로 가열하고 가압함으로서 열압착시킨다.

일반적인 이방성도전막의 열압착 시스템은 제1도에 도시된 바와 같이 LCD판넬이 안착되는 안착테이블(10)과, 상기 안착테이블(10)을 전후이동시키는 이송기구(20)와, 상기 LCD판넬에 이방성도전막을 밀착하여 통전 및 접착을 수행하는 열압착헤드(30)와, 상기 열압착헤드(30)를 상하이동시키는 상하구동부(40)와, 시스템을 지지하는 커버(50)와, 상기 시스템을 조작하는 다수의 키(KEY)가 설치된 스위치박스(60)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 열압착 시스템의 동작을 제2도에 첨부한 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, LCD판넬이 상기 안착테이블(10)에 안착된 후 사용자에 의해 상기 스위치박스(60)에 설치된 운전스위치가 입력되면, 상기 LCD판넬이 흡착고정되고 상기 이송기구(20)가 동작하여 상기 안착테이블(10)을 전진이동시킴으로서 상기 LCD판넬을 상기 열압착헤드(30)의 하측 즉 압착 위치로 이동시킨다.

상기 안착테이블(10)의 이동이 완료되면 상기 상하구동부(40)가 동작하여 상기 열압착헤드(30)를 하강시킨다. 이때, 상기 열압착헤드(30)는 히터에 의해 일정온도로 가열되어 있는 상태이다.

그에 의해 LCD판넬에 이방성도전막을 밀착시켜 20초 내지 30초 간 압착함으로서 열압착을 수행하고, 그후 상기 열압착헤드(30)는 상기 상하구동부(40)의 동작에 의해 상승하고, 이송기구(20)의 동작에 따라 안착테이블(10)이 초기위치로 복귀한 후 진공흡착상태를 해제하여 상기 LCD판넬을 취출시킨다.

상기와 같은 열압착 시스템의 동작과 동시에 TCP를 상기 LCD판넬의 적정위치로 옮기는 동작이 필요하다.

먼저, 제3도(a)에 도시된 바와 같이 IC칩(71)이 접합되고 입력리드(72)와 출력리드(73)로 구성되는 TCP가 다수 형성된 절연필름이 공급되면 상기 TCP의 출력리드(73)에 이방성도전막(ACF)을 접착시키고(제3도(b) 참조), 각각의 TCP를 한개씩 분리하여(제3도(c) 참조) 상기 LCD판넬의 전극과 출력리드(73)를 맞추어 접착하고(제3도(d) 참조), 그후 상기 열압착헤드(30)를 이용하여 열압착시킨다.(제3도(e) 참조)

상기 이방성도전막(ACF)에는 다수의 도전입자가 포함되고, 그 구조는 제4도에 도시된 바와 같이 코어(81), 도전층(82), 절연층(83)의 구조를 갖는다. 결국, 가압력에 의해 상기 도전입자의 절연층(83)이 파괴되어 제5도에 도시된 바와 같이 도전층(82)에 의해 LCD판넬의 전극과 TCP의 출력리드를 연결시킨다.

상기와 같은 열압착 시스템에 사용되는 종래 기술에 의한 열압착헤드는 제6도의 (a)(b)(c)에 도시된 바와 같이 다수의 조정볼트(31)에 의해 연결되는 상측블록(32) 및 하측블록(33)과, 상기 하측블록(33)의 하부에 순차적으로 결합되는 제1 단열판(34), 방열판(35), 제2 단열판(36)과, 상기 제2 단열판(36)의 하부에 결착되고 하측에 흠이 형성되는 피터블록(37)과, 상기 히터블록(37)의 소저위치에 연결되어 열을 공급하는 히터(38)와, 상기 히터블록(37)의 흠에 끼워지는 열압착공구(tool)(39)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 종래의 열압착헤드를 이용한 열압착 시스템은 열압착헤드(30)가 히터(38)에 의해 150℃ 내지 250℃까지 가열되기 때문에 열변형이 발생되어 상기 열압착공구(39)가 휨이 발생될 우려가 있으며, 0.1㎏/㎠ 내지 70㎏/㎠ 의 가압력에 의해서도 변형이 발생되는 문제점이 있다. 예를 들면, 제6도에 도시된 바와 같이 제2 단열판(36) 및 열압착공구(39) 사이에 위치하는 히터블록(37)이 조립당시에는 수평을 이루고 있다가(제7도 (a) 참조), 냉각시에는 아래방향으로 제1높이(h1) 만큼 휨이 발생하고(제7도 (b) 참조), 가열시에는 위방향으로 제2높이(h2)만큼 휨이 발생한다.(제7도 (c) 참조) 그에 따라 상기 열압착공구(39)가 평행이 이루어지지 않게 되어 균일한 압착이 이루어지지 않음으로서 제품의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.

일반적으로 상기 히터블록의 열팽창계수는 10*10^-6[℃^-1] 내지 20*10^-6[℃^-1]이고, 단열판의 열팽창계수는 1*10^-6[℃^-1] 내지 10*10^-6[℃^-1]이다.

상기와 같은 휨은 상기 열압착헤드(39)의 상측에 결합되는 조정볼트(31)로 조정이 가능하지만 작업시의 가열정도에 따라 휨의 정도가 변하기 때문에 지속적인 신뢰성을 확보할 수 없으며, 사용중 마모 또는 파손에 의해 상기 열압착공구(39)를 교환한 경우에는 재조정을 수행하여야 하는 문제점이 발생한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술의 열압착헤드(30)의 다른 구성은 제8도에 도시된 바와 같이 상승 및 하강하는 다수의 에어실린더(31')와, 상기 각각의 에어실린더(31')의 동작에 따랄 이동되는 다수의 이동블록(32')과, 상기 각각의 이동블록(32')에 고정된 히터블록(33')과, 상기 히터블록(33')의 소정위치에 하방향으로 돌출되도록 결착되는 다수의 열압착공구(tool)(34')를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 열압착헤드는 열압착공구(34')를 다수로 분리함으로써 열변형을 최소화하였으나 이는 다수의 열압착공구(34')를 초기조정하는데 많은 노력이 필요하며, 각각의 열압착공구(34') 사이 간격(P)이 다른 모델에는 적용할 수 없게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 응력의 변화에 따라 그에 대응하도록 신축변형하는 구동셀들을 구비하여 열압착시에 열압착헤드의 열에 의한 변형으로 인해 열압착공구의 평명도가 틀어져 균일한 접착 및 통정이 이루어지지 않는 문제점을 해결할 수 있는 열압착 시스템을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열압착 시스템은 안착테이블과, 안착테이블을 전후이동시키는 이송기구와, LCD판넬에 이방성도전막을 접착시키는 열압착헤드와, 상기 열압착헤드를 상하이동시키는 상하구동부를 포함하여 구성되는 열압착 시스템에 있어서,

상기 열압착헤드는 열압착공구의 평행도를 조정하고 변형을 억제하는 기준부와, 응력의 변화를 감지하며 외부신호에 따라 신축변형하는 구동부와, 히터블록에서 발생되는 열이 상기 기준부로 전달되는 것을 방지하는 방열부와, 열을 발생시키는 히터와, 열과 압력을 가하여 접착을 수행하는열압착공구부와, 상기 구동부를 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면 상기 상하구동부는 에어실린더 또는 유압실린더를 사용하고, 모터에 의해 동력을 공급받는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제9도(a)(b)는 본 발명에 의한 열압착헤듸의 정면도 및 측면도이고, 제10도(a)(b)(c)는 본 발명에 의한 구동셀의 정면도와 측면도 및 사시도이고, 제11도는 본 발명에 의한 제어부의 블록회로도이다.

제9도를 참조하면 본 발명에 의한 열압착 시스템의 열압착헤드는 열압착공구의 평행도를 조정하고 변형을 억제하는 기준부(110)와, 응력의 변화를 감지하며 외부신호에 따라 신축변형하는 구동부(120)와, 히터블록에서 발생되는 열이 상기 기준부(110)로 전달되는 것을 방지하는 방열부(130)와, 열을 발생시키는 히터(140)와, 열과 압력을 가하여 접착을 수행하는 열압착공구부(150)와, 상기 구동부(120)를 제어하는 제어부(미도시)로 구성된다.

상기 기준부(110)는 조정볼트(111)의 고정블록(112) 및 보호판(113)으로 구성된다. 또한, 상기 구동부(120)는 다수의 구동셀(a)로 구성하되, 각각의 구동셀(a)은 제10도에 도시된 바와 같이 프레임(121)과, 전기적인 신호에 따라 신축하여 상기 프레임(121)을 변형시키는 압전소자(122)와, 상기 압전소자(122)의 변형을 감지하는 응력센서(123)로 구성된다. 상기 응력센서(123)은 상기 압전소자(122)에 접착제(124)에 의해 접착되어 고정된다.

상기 방열부(130)는 제1 단열판(131), 방열판(132), 제2 단열판(133)이 순차적으로 결합되어 이루어지고, 상기 열압착공구부(150)는 히터블록(151)과, 상기 히터블록(151)에 고정되는 열압착공구(152)와, 상기 히터블록(151)의 온도를 감지하는 온도센서(153)로 구성된다.

상기 제어부는 제11도에 도시된 바와 같이 상기 응력센서(123)의 츨력을 입력받는 제1 증폭기(161)와, 상기 제1 증폭기(161)의 출력을 디지탈신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기(162)와, 상기 아날로그/디지탈 변환기(162)의 출력에 따라 연산을 수행하는 논리회로부(163)와, 상기 아날로그/디지탈 변환기(162)의 출력에 따라 보정값 또는 리세트신호를 입력시키는 보정값/리세트 입력부(164)와, 상기 논리회로부(163) 및 보정값/리세트 입력부(164)의 출력을 입력받는 혼합기(165)와, 상기 혼합기(165)의 출력을 아날로그신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환기(166)와, 상기 디지탈/아날로그 변환기(166)의 출력을 압전소자(122)로 입력시키는 제2 증폭기(167)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 구동셀(a)에서 프레임(121)의 변형이 응력센서(123)에 의해 전기적인 신호로 변환되어 출력된다. 이때, 상기 응력센서(123)의 출력은 초기에 제12도의 (a)와 같이 불규칙한 신호를 출력하게 된다. 그후, 상기 보정값/리세트 입력부(164)에서 리세트신호가 출력되면 제12도 (b)와 같이 일정하게 되고, 상기 히터(140)에서 가열시키면 상기 열압착공구(152)는 내부온도의 차이에 의해 열변형이 발생되고, 상기 발생되는 열변형은 상기 기준부(110)의 고정블록(112) 밀 보호판(113)에 의해 억제되기 때문에 이때의 상기 응력센서(123) 출력은 제12도(c)의 형태와 같이 된다.

이때, 상기 제어부에서는 상기 응력센서(123)의 출력을 제1 증폭기(161)에서 증폭하고, 아날로그/디지탈 변환기(162)에서 디지탈 신호로 변경시킨 후 논리회로부(163) 및 보정값/리세트 입력부(164)의 출력신호를 혼합기(165)서 입력받아 그 차이신호를 출력하고, 그 차이신호를 디지탈/아날로그 변환기(166)에서 아날로그신호로 변환시키고, 제2 증폭기(167)에서 증폭하여 상기 압전소자(122)로 출력시키면 상기 압전소자(122)는 입력되는 신호에 따라 팽창 또는 압축된다.

상기 압전소자(122)의 신축은 프레임(121)의 변형으로 나타나는데 제10도의 h와 같이 나타난다. 이때, 응력센서(123)의 출력은 제12도의 (d)와 같이 응력의 변화가 없는 형태로 나타난다.

이후, 상기 응력센서(123)의 차이값을 보정값으로 하여 입력시키면 내부응력의 차이에 의한 약간의 변형만이 발생되기 때문에 제12도의 (e)와 같은 출력을 나타낸다.

상기 차이값(error)은 상기 논리회로부(163)에 입력되고 보정값과 연산되어 제어된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 열압착 시스템은 제어부에 의해 열압착공구의 평행도를 제어하기 때문에 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 열압착공구의 조정 및 보정을 위하여 시스템을 중지시킬 필요가 없게 되는 효과가 있다.

Claims

안착테이블과, 안착테이블을 전후이동시키는 이송기구와, LCD판넬에 이방성도전막을 접착시키는 열압착헤드와, 상기 열압착헤드를 상하 이동시키는 상하구동부를 포함하여 구성되는 열압착 시스템에 있어서, 상기 열압착헤드는 열압착공구의 평행도를 조정하고 변형을 억제하는 기준부와, 응력의 변화를 감지하며 외부신호에 따라 신축변형하는 구동부와, 히터블록에서 발생하는 열이 상기 기준부로 전달되는 것을 방지하는 방열부와, 열을 발생시키는 히터와, 열과 압력을 가하여 접착을 수행하는 열압착공구부와, 상기 구동부를 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 열압착 시스템.
제1항에 있어서, 상기 구동부는 다수의 구동셀로 구성하되, 각각의 구동셀은 프레임과, 전기적인 신호에 따라 신축하여 상기 프레임을 변형시키는 압전소자와, 상기 압전소자의 변형을 감지하는 응력센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 열압착 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 응력센서의 출력을 입력받는 제1 증폭기와, 상기 제1 증폭기의 출력을 디지탈신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기와, 상기 아날로그/디지탈 변환기의 출력을 따라 연산을 수행하는 논리회로부와, 상기 아날로그/디지탈 변환기의 출력에 따라 보정값 또는 리세트신호를 입력시키는 보정값/리세트 입력부와, 상기 논리회로부 및 보정값/리세트 입력부의 출력을 입력받는 혼합기와, 상기 혼합기의 출력을 아날로그신호로 변화하는 디지탈/아날로그 변환기와, 상기 디지탈/아날로그 변환기의 출력을 압전소자로 입력시키는 제2 증폭기로 구성된 것을 특징으로 하는 열압착 시스템.
제1항에 있어서, 상기 상하구동부는 에어실린더 또는 유압실린더를 사용하는 것을 특징으로 하는 열압착 시스템.
제1항에 있어서, 상기 상하구동부는 모터에 의해 동력을 공급받는 것을 특징으로 하는 열압착 시스템.