KR100715453B1

KR100715453B1 - 유동형 본딩 장치

Info

Publication number: KR100715453B1
Application number: KR1020000087250A
Authority: KR
Inventors: 이재훈
Original assignee: 현대엘씨디주식회사
Priority date: 2000-12-30
Filing date: 2000-12-30
Publication date: 2007-05-09
Also published as: KR20020057018A

Abstract

본 발명은 유동형 본딩장치에 관한 것으로, 상부프레임과, 칩이 고정된 헤더와, 하부프레임 및 그 상부에 위치한 스테이지 및 상기 스테이지상면에 위치한 유리를 포함하여 상기 상하부 프레임을 통한 압착방식으로 본딩하는 장치에 있어서, 상기 헤더와 상부프레임 및 하부프레임과 스테이지사이에 각각 원통모양의 지지축 혹은 원형볼이 설치되어 상기 헤더와 스테이지가 유동식으로 된 것을 특징으로 하여 스테이지 및 헤더의 수평도를 항상 일정하게 유지하므로써, 수평도의 불균일로 인한 압착 불안정을 최대한 예방할 수 있는 효과가 있는 유용한 발명이다.

Description

유동형 본딩 장치{Movable Type Bonding Apparatus}

도 1 은 종래 일반적인 본딩 장치에서의 헤더와 스테이지의 수평조정과정을 나타낸 도면.

도 2 는 COG본딩 기계의 블록도.

도 3 은 종래 방식의 압착식 본딩장치의 일측면도.

도 4 는 본 발명에 따른 유동식 본딩장치의 일측면도.

도 5 는 본 발명에 따른 유동식 본딩장치의 타측면도.

도 6 은 본 발명에 따른 유동식 본딩장치의 일측면도에서의 칩과 글라스면의 확대도.

도 7 은 본 발명에 따른 유동식 본딩장치의 다른 실시예에 따른 일측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

112: 상부 프레임, 114 : 원통형 바

116 : 헤더(유동) 118 : 칩

120 : 유리 122 : 스테이지(유동)

124 : 원통형 바 126 : 하부 프레임

130 : 스테이지(고정) 200 : 본딩장치

본 발명은 유동형 본딩장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 COG(Chip On Glass)용 본딩장치에 사용되며, 본딩 장치에서의 헤더의 유동이 가능하기 때문에 압착되는 모든 부위가 항상 균일한 압력이 가해지도록 된 유동형 본딩장치에 관한 것이다.

종래 본딩 장치의 구조는, 연결하고자 하는 물체 (LCD 패널)가 놓일 베이스 플레이트(base plate)(이하, 스테이지(stage)라 칭함), 압력을 주기 위해 필요한 툴(TOOL)(이하 헤더(header)라 칭함) 서로 간에 수평을 유지하며 장비의 프레임(frame)에 단단히 고정되어 있다.

이러한 구조는 도 1 에 도시한 바와 같이, 장치에서의 수평각(θ,Φ)을 0으로 보정하기 위하여 여러차례 교정하여 최적을 조건을 잡아야 하며, 여러 차례의 본딩 작업후에는 수평각이 다시 흐트러질 경우도 생겨 본딩 불량의 원인이 될 수 있다. 사용자는 헤더의 평행축을 조정하여 스테이지와 수평이 되게 한다.

COG용 LCD 모듈의 경우 범프(bump)의 눌림 정도, ACF(이방성 필름)의 눌림 정도가 상당히 중요한 요소이므로, 수평각을 일정하게(0°)유지 시키는 것이 중요하다. 만약 장치의 수평각이 일정하지 않을 경우, 본딩 후의 모습을 살펴보면 압력을 많이 받은 부분의 도전 볼(conduction ball)은 심하게 깨져 버리고, 그 반대쪽은 거의 깨지지 않거나, 약하게 눌려 신뢰성이 상당히 취약하게 된다.

먼저, COG 본딩을 위한 전체적인 공정을 도 2 를 중심으로 하여 설명함으로써 상기 발명의 이해를 돕기로 한다. 도 2 에 도시한 바와 같이, COG 본딩 기계의 구성을 크게 4 부분으로 나눠진다. 즉, 1) 범프 칩 대기부(Bump chip waiting part): 범프 칩이 압력부(pressing part)로 이동되기 전에 대기하고 있는 장소, 2) 범프 칩 로딩 부(bump chip loading part): 범프 칩 대기부에 놓여있는 칩을 픽업(pick up)하여 압력부로 이동 시켜주는 역할을 한다. 3) 압력부(pressing part): 로딩되어 온 칩을 유리와 열압착 시키는 부분으로 본 발명에 관련된 부분이다. 4) 감시부(monitoring part): 압력부로 로딩 되어온 칩과 유리에 형성된 ITO 패턴과의 정확한 정렬(alignment)에 필요한 디스플레이를 제공한다.

본 발명은 위 구성도의 압력 부에 속해 있는 본딩 헤더, 본딩 스테이지에 대한 것이다.

본딩 헤더라 함은 도 3에 도시한 바와 같이 칩이 압력을 받을 수 있도록 칩 상부에서 누르는 툴(TOOL)을 가리키며, 본딩 스테이지라 함은 칩 본딩 되어야 할 유리가 놓여지는 툴(TOOL)을 가리킨다.

상기 도 3 은 압력부의 스테이지와 헤더를 간략하게 도식화한 것으로 현재의 방식에 기인한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 헤더(4)와 스테이지(10)가 본딩장치(100)의 프레임(2)에 고정되어 있다. 참고부호 12는 하부프레임을 나타낸 것이고, 참고부호 6,8은 각각 칩과 유리를 나타낸 것이다. 이와 같은 본딩장치에서 헤더(4)와 스테이지(10)의 평탄각이 틀려져 있을 경우(θ,Φ≠0°) 앞서 설명한 것처럼 부분별 압력차가 발생하여, 본딩 불량이 발생될 수 있다. 이러한 수평각의 틀어 짐으로 인한 불량을 방지하기 위하여, 현재의 장비는 본딩 전 수평을 유지하기 위한 작업이 선행되어야 한다. 수평을 맞추기 위해서는 미세하게 조정할 수 있는 마이크로 미터를 이용하는 방법과 마이크로 미터가 장비에 포함되어 있지 않은 경우, 물리적인 힘에 의하여 맞추는 경우가 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술에 있어서의 문제점을 개선하기 위하여 안출한 것으로, 본딩 스테이지와 본딩 헤더를 가진 장비를 유동형으로 하여 쉽게 수평을 맞춰 작업을 진행할 수 있도록 된 장비를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상부프레임과, 칩이 고정된 헤더와, 하부프레임 및 그 상부에 위치한 스테이지 및 상기 스테이지상면에 위치한 유리를 포함하여 상기 상하부 프레임을 통한 압착방식으로 본딩하는 장치에 있어서, 상기 헤더와 상부프레임 및 하부프레임과 스테이지사이에 각각 유동수단이 설치되어 상기 헤더와 스테이지가 유동식으로 된 것을 특징으로 하는 본딩장치가 제공된다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 유동수단은 원통모양의 지지축이거나 혹은 원형볼인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 스테이지는 고정식인 것을 특징으로 한다.

기존 장비는 스테이지와 헤더가 장비의 프레임에 단단히 고정되어 있는 것에 반해 본 발명은 1) 스테이지와 헤더가 각각 ±5°씩 유동할 수 있도록 한 것, 2) 스테이지는 고정하고 헤더가 전,후,좌,우로 유동할 수 있도록 한 것 두 가지로 나뉠 수 있다.

이 방식은 스테이지와 헤더의 수평각이 0°가 아닐 경우에도, 본딩을 위한 압착시 스테이지와 헤더의 상호 미는 힘으로 인해, 각각의 수평각이 보정되어 균일한 압력이 범프 칩에 가해질 수 있도록 하여, 수평각의 틀어짐에 의한 본딩 문제를 해결 할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 유동형 본딩 장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명에 따른 유동형 본딩 장치를 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와 같이, COG 본딩 기계가 갖추고 있어야 할 기본적인 품목중 압력부분의 본딩 헤더와 스테이지에 관련된 것으로서 종래의 고정형에서 유동형으로 변경을 한 것이 가장 큰 특징이다.

도 4 에 도시한 바와 같이, 헤더는 Φ방향으로 유동(±5°)을 할 수 있도록 원통형 바를 사용하여 툴을 만들고, 스테이지는 θ방향으로 유동(±5°)할 수 있도록 툴을 만든다.

이렇게 하면, 기본적인 수평각이 틀어져 있어도, 스테이지와 헤더가 압력을 받을 때 상호 미는 힘이 가해져 자체적으로 수평을 이루며 본딩이 이루어지게 된다. 물론, 힘을 받는 부분은 헤더와 스테이지를 지지하고 있는 원통과 맞닿는 선축에 해당하지만, 칩 사이즈가 대부분 1cm이하 이기 때문에 힘의 분산에 의하여 충분히 커버가 된다.

도 4 및 도 5 에 따르면, 헤더와 스테이지가 유동할 수 있도록 프레임 사이에 원통형 바를 설치한 구조를 나타내고 있으며, 대부분 종래의 본딩장치에 동일한 구성을 가지고 있다. 즉, 본딩장치 (200)는 상부프레임(112)과, 칩(118)이 고정된 헤더(유동)(116)와, 하부프레임(126) 및 그 상부에 위치한 스테이지(유동)(122) 및 상기 스테이지(122)상면에 위치한 유리(120)를 포함하고 있다. 본 발명의 특징은 헤더(116)와 상부프레임(112)사이 및 하부프레임(126)과 스테이지(122)사이에 원통형바(114)가 설치된 점에 특징이 있다. 한편 상기 스테이지(122)는 고정식이 될 수도 있다.

도 6 은 본 발명에서 칩과 유리사이의 오차범위내에서의 확대도로서, 본 발명에 따르면 유동 간격 때문에 발생할 수 있는 오차도 ±5°범위내에서는 약 20μm선간을 갖는 대부분의 COG용 범프 칩에 적용될 때 문제는 없다.

도 7 은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 스테이지는 고정시키고, 헤더를 둥근 구슬과 같은 지지대로 만든 것이다. 이 방식은 헤더의 방향은 지구 중력의 방향으로 항상 지구의 중심을 향하므로 그라운드와 수평이 유지될 것이고, 스테이지가 틀어져 있어도 유동이 가능하기 때문에 압착되는 모든 부위는 항상 균일한 압력이 가해지는 원리를 이용한 것이다.

본 발명에 따르면, COG(Chip On Glass)용 본딩 장비의 구조적 단점을 개선한 방법으로 스테이지 및 헤더의 수평도를 항상 일정하게 유지하므로써, 수평도의 불균일로 인한 압착 불안정을 최대한 예방할 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

상부프레임과, 칩이 고정된 헤더와, 하부프레임 및 그 상부에 위치한 스테이지 및 상기 스테이지상면에 위치한 유리를 포함하여 상기 상하부 프레임을 통한 압착방식으로 본딩하는 장치에 있어서,

상기 헤더와 상부프레임 및 하부프레임과 스테이지사이에 각각 유동수단이 설치되어 상기 헤더와 스테이지가 유동식으로 된 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제 1 항에 있어서, 상기 유동수단은 원통모양의 지지축이거나 혹은 원형볼인 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스테이지는 고정식인 것을 특징으로 하는 본딩장치.