KR100800594B1

KR100800594B1 - 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 장치

Info

Publication number: KR100800594B1
Application number: KR1020070008039A
Authority: KR
Inventors: 심재홍
Original assignee: 한국산업기술대학교산학협력단
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-02-04

Abstract

본 발명은 25μm 이하의 미세피치를 갖는 LCD 모듈 생산을 위한 COF(Chip on Film) NCP(Non-Conductive Paste) 패키징 압착장치 및 압착방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필름에 미세 칩 장착을 위한 NCP 패키징 압착장치 및 압착방법에 관한 것으로 정밀 힘제어에 의해 칩을 압착고정하고, 필름과 칩의 단순 접합 또는 공융 결합에 의한 오픈 불량 및 칩과 필름의 파손 및 접촉 불량을 최소화하며, 칩의 열충격을 완화하고, 생산 효율성을 극대화하기 위한 엘시디용 씨오에프(COF:Chip-On-Film) 엔시피(NCP:Non-Conductive Paste) 패키징 압착장치 및 압착방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명의 압착장치는 이송부와; 마이크로 엑추에이터부와; 수평부;로 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 압착방법은 수평부의 수평높이를 측정하는 제1단계와; 수평부가 수평을 이루는 제2단계와; 수평부에 언더필용 수지의 도포 및 미세칩이 안착된 필름을 수용하는 제3단계와; 수평부에 수용된 필름 및 미세칩의 높이를 측정하는 제4단계와; 이송부 및 마이크로 엑추에이터부가 급속하강하는 제5단계와; 마이크로 엑추에이터부가 미세칩을 압착고정하는 제6단계와; 미세칩 압착후 마이크로 엑추에이터부가 상승하는 제7단계와; 미세칩이 압착고정된 필름을 방출하는 제8단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.

마이크로 엑추에이터, 필름, 칩, 자석, 코일, 스탭핑모터

Description

엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 장치{LCD the Chip on Film Non-Conductive Paste}

도 1은 본 발명에 따른 일실시 예의 압착장치를 도시한 사시도.

도 2a, 2b는 도 1의 압착장치의 이송부가 이송되는 상태를 도시한 작동상태 측면도.

도 3a, 3b는 도 2의 마이크로 엑추에이터부를 확대하여 작동상태를 도시한 요부확대도.

도 4는 본 발명에 따른 일실시 예의 마이크로 엑추에이터부와 수평부에 필름 및 칩이 압착되는 상태를 도시한 사용상태 사시도.

도 5a,5b,5c,5d는 본 발명의 일실시 예에 따른 수평부에 구비된 수평회동부와 수평이송부의 작동상태를 도시한 사용상태 요부확대도.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 수평부의 수평높이를 측정하는 방법을 도시한 개략도.

도 7는 본 발명에 따른 일실시 예의 압착방법을 도시한 순서도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 >

10 : 압착장치 11 : 필름

12 : 칩 20 : 이송부

21 : 지지프레임 22 : 서보모터

23 : 나사축 24 : 이송프레임

30 : 마이크로 엑추에이터부 31 : 커버

32 : 자석 33 : 이송축

34 : 코일 35 : 압착헤더

36 : 레이저 거리센서 40 : 수평부

41 : 수평면 42 : 제1원호부

43 : 히터수평부재 50 : 수평회동부

51 : 제1안착홈 52 : 제2원호부

53 : 제1수평회동부재 54 : 제2안착홈

55 : 슬라이드면 56 : 제2수평회동부재

60 : 수평이송부 61,64 : 상부 슬라이드면

62 : 하부 슬라이드면 63 : 제1수평이송부재

65 : 제2수평이송부재 70 : 수평가이드부

71 : 수평가이드부재 72 : 이송나사

73 : 가이드커버 80 : 거리감지부

81 : 측정부재 82 : 인코더

본 발명은 25μm 이하의 미세피치를 갖는 LCD 모듈 생산을 위한 COF(Chip on Film) NCP(Non-Conductive Paste) 패키징 압착장치 및 압착방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필름에 미세 칩 장착을 위한 NCP 본더 압착 메커니즘 및 정밀 힘제어와 저온에서 필름과 칩을 장착하여 고정하여 필름과 칩의 단순 접합 또는 공융 결합에 의한 오픈 불량 및 칩과 필름의 파손 또는 접촉 불량을 최소화하고, 칩의 열충격을 완화하며, 생산 효율성을 극대화하기 위한 엘시디용 씨오에프(COF:Chip-On-Film) 엔시피(NCP:Non-Conductive Paste) 패키징 압착장치 및 압착방법에 관한 것이다.

COF (Chip on FPCB)란, 칩이 필름위에 있는 것으로 경박단소한 제품이나 이동식제품에 많이 사용되는 것으로, 얇은 휴대폰, 전자식 카드, 얇은 계산기 등에 사용되는 것이다.

COF (Chip on FPCB)은, 보편적으로 얇은 필름이 여러겹을 이루고, 그것이 PCB를 대체하게 된다.

즉, 필름에 도선이 있고, 이것은 플렉시블(유연성)해서 돌돌말아다니는 LCD 등에 사용가능한 것이다.

이와 같은 COF (Chip on FPCB)은 미세피치화에 따른 공정가 절감 및 수율 향상을 도모하기 위해 TCP(Tape Carrier package)의 대체용으로 개발되어 TCP 접합 방식에서의 디바이스 홀(Device hole)을 없애고 본딩(IC 접합) 방식도 플립칩(Flip Chip) 방식으로 발전되었다.

그러나, COF(Chip on FPC) 패키징(Packaging)은 서로 다른 특성을 가진 IC와 FPC(Flexible Printed Circuit)를 회로적으로 연결할 때 본딩작업을 이루게 되는데, 본딩 작업시 온도에 의한 열팽창계수(CTE: Cofficient of Thermal Expansion) 차이로 인해 접합되는 IC 범프(Bump)와 FPC의 리드에 강한 응력이 발생한다. 이런 응력으로 인해 FPC 리드가 폴리이미드(Polyimid tape: PI) 베이스 필름에서 박리 되면서 파손(Lead breakage) 되어 접촉 불량이(통전이 안됨) 발생되는 문제점이 있어왔다.

아울러, 최근 COF에서 많이 적용되고 있는 ACF(이방전도성 필름) 패키징은 전도성 접합제를 사용하고 있으며, 전도성 도전입자(금속 Coating plastic Ball)의 입자반경이 40um 이하의 생산이 어려워 리드 폭이 리드피치의 대략 반 정도라고 보면 40um 이하의 피치 제품에서는 불량률이 증가할 수밖에 없다.

그러므로 COF 패키징 공정에서 IC와 FPC리드에 열적인 스트레스를 가장 적게 하면서 접합하는 본딩 작업이 가능한 NCP(Non Conductive Paste)가 적용되고 있다.

이와 같은 NCP(Non Conductive Paste) 생산시 패키징을 하지 않는 플립칩 상태로 작업을 할 수 있으며 또한 회로 집적화로 인해 웨이퍼(Wafer) 단위 면적당 생산일드(Production Yield)를 높일수 있어 IC의 가격을 낮출 수 있다.

또한, 전자제품의 가장 이슈화되고 있는 유해물질을 사용하지 않아도 되므로 차세대 실장기술이라고 할 수 있으나, 플립칩(Flip chip)과 같은 미세칩등의 전자 부품의 초정밀 장착이 용이하지 않으며, 플립칩의 장착시 접촉력을 최적으로 유지할 수 있는 힘의 제어가 용이하지 않아 생산성이 낮고, 불량률이 많음으로 인하여 제품의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있어왔다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 25μm 이하의 미세피치를 갖는 LCD 모듈 생산을 이루는 필름에 미세칩의 장착을 위한 소정의 압력을 행사하고 미세칩의 압착력을 정밀 힘제어에 의해 미세칩을 압착고정하여, 필름과 미세칩의 단순 접합 또는 공융 결합에 의한 오픈 불량 및 미세칩과 필름의 파손 또는 접촉 불량을 최소화하며, 미세칩의 열충격을 완화하고, 생산 효율성을 극대화하기 위한 엘시디용 씨오에프(COF:Chip-On-Film) 엔시피(NCP:Non-Conductive Paste) 패키징 압착장치 및 압착방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치는 언더필용수지가 도포된 필름에 안착된 미세칩을 압착고정하기 위한 엘시디용 씨오에프(COF:Chip-On-Film) 엔시피(NCP:Non-Conductive Paste) 패키징 압착장치에 있어서, 작업대 상부로 소정의 길이를 이룬 본체 상부에 고정되고, 상기 필름에 안착된 미세칩을 압착하기 위해 소정의 길이로 상,하로 이송되는 이송부와; 상기 이송부 일측에 고정되는 커버가 이송부에 의해 상,하로 이송을 이루어 필름에 안착된 미세칩을 소정의 압력을 행사하여 압착하는 마이크로 엑추에이터부와; 상기 마이크로 엑추에이터부 하부에 위치되어 미세칩이 안착된 필름을 수용하 여, 상기 마이크로 엑추에이터부에 의한 미세칩의 압착시 피름을 지지하고 수평을 이루기 위한 수평부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 이송부는 작업대에 고정되어 상부로 소정의 길이를 이루며 연장된 본체와, 상기 본체 상부 일측에 고정되는 서보모터와, 상기 서보모터에 의해 회동되고 하부로 소정의 길이를 이루며 연장된 나사축과, 상기 나사축과 결합을 이루고 상기 본체에 가이드 되어 나사축의 회동에 의해 상,하로 이송되는 이송프레임을 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 마이크로 엑추에이터부는 상기 이송부에 고정되는 커버와 상기 커버 내측에 적어도 하나 이상 직렬로 구비되는 자석과, 상기 자석의 내측에 구비되고 상하로 소정의 길이로 연장된 이송축과, 상기 이송축에 감겨 외부전원에 의해 자기장을 발생하는 코일과, 상기 이송축 하부 끝단에 고정된 압착헤더부로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 마이크로 엑추에이터부는 커버 하부 일측에 레이저 거리센서를 구비하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 수평부는 상기 마이크로 엑추에이터 하부에 구비되고 상기 미세칩이 안착된 필름을 상부에 수용하는 수평면과 하부에 소정 지름의 원호를 이룬 제1원호부가 구비된 히터수평부재와, 상기 히터수평부재 하부에 구비되어 히터수평부재의 수평을 이루기 위한 다수의 스탭핑모터에 의해 구동되는 수평회동부와 수평이송부로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 수평회동부는 상기 히터수평부재의 제1원호부가 안 착되기 위해 소정 지름의 원호를 이룬 제1안착홈이 상부에 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터가 고정되어 상기 스탭핑모터의 구동에 의해 상기 제1안착홈에 안착된 히터수평부재가 RX축으로 회동되고 하부에 소정 지름의 원호를 이룬 제2원호부가 구비된 제1수평회동부재와, 상기 제1수평회동부재의 제2원호부가 안착되기 위해 소정 지름의 원호를 이룬 제2안착홈이 상부에 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터가 고정되고 상기 스탭핑모터의 구동에 의해 상기 제2안착홈에 안착된 제1수평부재가 RY축으로 회동되며 하부에 슬라이드면이 구비된 제2수평회동부재로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 수평이송부는 상기 수평회동부 하부에 구비되어 수평회동부가 상부에 안착을 이루어 슬라이드 되는 상부 슬라이드면이 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터가 고정되어 상기 스탭핑모터의 구동에 의해 상기 수평회동부가 X축으로 이송되며 하부에 하부 슬라이드면이 구비되는 제1수평이송부재와, 상기 제1수평이송부재의 하부 슬라이드면이 상부에 안착되는 상부 슬라이드면이 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터가 고정되어 상기 스탭핑모터의 구동에 의해 상기 제1수평이송부재가 Y축으로 이송되는 제2수평이송부재로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 수평부가 안착되는 수평가이드부재와, 상기 수평가이드부재와 결합을 이루어 수평가이드부재를 지지하고 수평이송부재가 슬라이드 이송되는 이송축과, 상기 이송축이 고정되는 가이드커버로 구성되는 수평가이드부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 이송부에 구비된 본체 상부 일측에 일단이 고정되고 타단이 상기 마이크로 엑추에이터부의 커버 상부에 고정되는 측정부재와 상기 마이크로 엑추에이터부 상부에 고정되어 상기 측정부재의 길이변화를 감지하기 위한 인코더가 구비된 거리 감지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착방법은 수평부의 수평높이를 측정하는 제1단계와; 수평부가 수평을 이루는 제2단계와; 수평부에 언더필용 수지의 도포 및 미세칩이 안착된 필름을 수용하는 제3단계와; 수평부에 수용된 필름 및 미세칩의 높이를 측정하는 제4단계와; 이송부 및 마이크로 엑추에이터부가 급속하강하는 제5단계와; 마이크로 엑추에이터부가 미세칩을 압착고정하는 제6단계와; 미세칩 압착후 마이크로 엑추에이터부가 상승하는 제7단계와; 미세칩이 압착고정된 필름을 방출하는 제8단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제2단계에서, 수평부가 RX축 및 RY축으로 ±0.05°이상의 정밀회동 및 X축 Y축으로 ±5㎛이상의 정밀이송이 이루어짐이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 제5단계에서, 마이크로 엑추에이터부가 압착을 이루기 이전의 소정의 높이로 이송부에 의해 급속하강이 이루어짐이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 제6단계에서, 마이크로 엑추에이터부가 0.1N이상 압착력의 정밀 힘제어가 이루어짐이 바람직하다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시 예의 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치의 구성 및 그 결합관계를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면 본 발명의 압착장치(10)는 이송부(20), 마이크로 엑추에이터부(30), 수평부(40)로 구성되며, 바람직하게는 거리감지부(80)와 수평가이드 부(70)가 더 구성되는 것이다.

이송부(20)는 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이 작업대에 고정되어 상부로 소정의 길이를 이루며 연장된 본체(21)와, 상기 본체(21) 상부 일측에 고정되는 서보모터(22)와, 상기 서보모터(22)에 의해 회동되고 하부로 소정의 길이를 이루며 연장된 나사축(23)과, 상기 나사축(23)과 결합을 이루고 상기 본체(21)에 가이드 되어 나사축(23)의 회동에 의해 상,하로 이송되는 이송프레임(24)을 구성되는 것이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 마이크로 엑추에이터부(30)는 상기 이송부(20)에 고정되는 커버(31)와 상기 커버(31) 내측에 적어도 하나 이상 직렬로 구비되는 자석(32)과, 상기 자석(32)의 내측에 구비되고 상하로 소정의 길이로 연장된 이송축(34)과, 상기 이송축(34)에 감겨 외부전원에 의해 자기장을 발생하는 코일(25)과, 상기 이송축(34) 하부 끝단에 고정된 압착헤더부(35)와, 상기 커버(31) 하부 일측에 레이저 거리센서(36)로 구성되는 것이다.

상기 커버(31) 내측에 적어도 하나 이상 직렬로 연결된 자석(32)은 서로 마주보며 상호 대응되는 전극으로 이루어진 적어도 하나 이상의 쌍을 이루는 것이 바람직하다.

상기 압착헤더부(35)는 미세칩(12)을 압착하기 위하여 하부로 갈수록 좁아지는 구성을 이루어 끝단이 미세칩(12)의 압착이 용이하게 작은 직경을 이루는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이 수평부(40)는 상기 마이크로 엑추에이터(30) 하부 에 구비되고 상기 미세칩(12)이 안착된 필름(11)을 상부에 수용하는 수평면(41)과 하부에 소정 지름의 원호를 이룬 제1원호부(42)가 구비된 히터수평부재(43)와, 상기 히터수평부재(43) 하부에 구비되어 히터수평부재(43)의 수평을 이루기 위한 다수의 스탭핑모터(44)에 의해 구동되는 수평회동부(50)와 수평이송부(60)로 구성되는 것이다.

상기 히터수평부재(43)는 수평면(41)에 수용되는 필름(11)에 도포된 언더필용 수지의 용융상태를 적정하게 유지하여 마이크로 엑추에이터부(30)에 의해 미세칩(12)의 압착고정이 용이하기 위하여 100℃내외의 온도를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 히터수평부재(43)는 적정온도를 유지하기 위하여 통상적인 열선이 내부에 수용되어 적정온도를 유지하는 것이 바람직하나 사용자의 편의에 의해 별도의 열발생수단을 구비하여 사용할 수도 있는 것이다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 수평부(40)에 구비된 수평회동부(50)는 상기 히터수평부재(43)의 제1원호부(42)가 안착되기 위해 소정 지름의 원호를 이룬 제1안착홈(51)이 상부에 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터(44)가 고정되어 상기 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 상기 제1안착홈(51)에 안착된 히터수평부재(43)가 RX축으로 회동되고 하부에 소정 지름의 원호를 이룬 제2원호부(52)가 구비된 제1수평회동부재(53)와, 상기 제1수평회동부재(53)의 제2원호부(52)가 안착되기 위해 소정 지름의 원호를 이룬 제2안착홈(54)이 상부에 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터(44)가 고정되고 상기 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 상기 제2안착홈(54)에 안착된 제1 수평부재(53)가 RY축으로 회동되며 하부에 슬라이드면(55)이 구비된 제2수평회동부재(56)로 구성되는 것이다.

상기 제1,2수평회동부재(53,56)의 어느 한면에 고정되는 스탭핑모터(44)는 RX축과 RY축으로 히터수평부(43)와 제1수평회동부재(53)가 회동을 이루기 위하여 상호 90°이루며 상호 대향되게 고정되는 것이 바람직하다.

도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이 수평부(40)에 구비되는 수평이송부(60)는 상기 수평회동부(50) 하부에 구비되어 수평회동부(50)가 상부에 안착을 이루어 슬라이드 되는 상부 슬라이드면(61)이 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터(44)가 고정되어 상기 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 상기 수평회동부(50)가 X축으로 이송되며 하부에 하부 슬라이드면(62)이 구비되는 제1수평이송부재(63)와, 상기 제1수평이송부재(63)의 하부 슬라이드면(62)이 상부에 안착되는 상부 슬라이드면(64)이 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터(44)가 고정되어 상기 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 상기 제1수평이송부재(63)가 Y축으로 이송되는 제2수평이송부재(65)로 구성되는 것이다.

상기 제1,2수평이송부재(63,65)의 어느 한면에 고정되는 스탭핑모터(44)는 X축과 Y축으로 수평회동부(50)와 제1수평이송부재(63)가 이송을 이루기 위하여 상호 90°이루며 상호 대향되게 고정되는 것이 바람직하다.

상기 수평회동부(50)와 수평이송부(60)를 구동하기 위한 다수의 스탭핑모터(44)는 직선구동을 이루어 수평회동부(50)에 안착된 히터수평부재(43) 및 제1수평회동부재(53)와 수평이송부(60)에 안착되는 제2수평회동부재(56)와 제1수평이송 부재(63)를 밀거나 당기는 것이다.

수평가이드부(70)는 수평부(40)가 안착되는 수평가이드부재(71)와, 상기 수평가이드부재(71)와 결합을 이루어 수평가이드부재(71)를 지지하고 수평이송부재(71)가 슬라이드 이송되는 이송축(72)과, 상기 이송축(72)이 고정되는 가이드커버(73)로 구성되는 것이다.

상기 수평가이드부(70)는 수평부(40)와 마이크로 엑추에이터부(30)가 상호 수평을 이루고 압착작업을 이루기 위해 수평부(40)를 마이크로 엑추에이터부(30)의 하부에 위치시키기 위한 것이다.

거리 감지부(80)는 이송부(20)에 구비된 본체(21) 상부 일측에 일단이 고정되고 타단이 상기 마이크로 엑추에이터부(30)의 커버(31) 상부에 고정되는 측정부재(81)와 상기 마이크로 엑추에이터부(30) 상부에 고정되어 상기 측정부재(81)의 길이변화를 감지하기 위한 인코더(82)가 구비되는 것이다.

상기 측정부재(81)는 본체(21) 상부에 일단이 고정되고 커버(31)상부에 고정되어 소정의 탄력을 이루어 늘어나고 줄어드는 스프링이 사용되는 것이 바람직하나, 사용자의 편의에 따라 길이를 가변할 수 있는 다른 소재를 사용할 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 압착장치의 작용을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a에 도시된 바와 같이 작업대에 고정되어 상부로 소정의 높이를 이룬 본체(21)에 구비된 이송부(20)와 이송부(20)에 의해 상,하로 이송되는 마이크로 엑추 에이터부(30)와 마이크로 엑추에이터부(30) 하부에 구비된 수평부(40)로 구비된 압착장치(10)에 언더필용수지가 도포된 필름(11)에 미세칩(12)이 안착되어 수평부(40)에 구비된 히터수평부재(43)의 수평면(41)에 수용되어진다.

도 2b에 도시된 바와 같이 수평면(41)에 수용된 미세칩(12)을 압착하기 위하여 본체(21) 상부에 구비된 서보모터(22)와 서보모터(22)에 의해 회동되는 나사축(23)에 의해 이송프레임(24)이 하강이 이루어지는 것이다.

이송프레임(24)의 하강에 의해 이송플레임(24)에 고정된 커버(31)가 하강을 이루어 마이크로 엑추에이터부(30)가 소정의 위치로 급속하강을 이루는 것으로서, 이송부(20)에 의해 소정의 높이로 급속하강을 이루는 마이크로 엑추에이터부(30)는 커버(31) 하부 일측에 구비된 레이저 거리센서(36)에 의해 미세칩(12)과 마이크로 엑추에이터부(30)의 압착헤더(35)의 높이를 측정하여 미세칩(12)의 압착을 이루기 위한 소정의 높이 이전까지 급속하강이 이루어지며, 이송부(20)와 마이크로 엑추에이터부(30) 상부에 구비된 거리 감지부(80)의 측정부재(81)가 마이크로 엑추에이터부(30)의 하강에 의한 길이 변화를 인버터(82)가 측정하고, 레이저 거리센서(36)가 미세칩(12)과의 높이를 측정하여 정밀한 높이제어가 이루어지므로 미세칩(12)의 압착을 이루기 위한 소정의 높이 이전까지 마이크로 엑추에이터부(30)가 급속하강을 이루는 것이다.

위와 같이 급속이송된 마이크로 엑추에이터부(30)는 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이 커버(31) 내측에 구비된 자석(32)의 내측으로 이송축(33)이 소정의 길이로 연장되어 커버(31)에 의해 가이드 되고 이송축(33)에 감겨진 코일(34)이 외부전 원의 전류에 의해 발생하는 자기장에 의해 자석(32)과 상호 대응되어 이송축(33)의 하강을 이루고 상기 이송축(33)의 하강으로 이송축(33) 하부 끝단에 구비된 압착헤더(35)가 미세칩(12)을 소정의 압력으로 압착을 이루는 것이다.

미세칩(12)의 압착을 위하여 발생되는 압착력의 제어는 코일(34)에 인가되는 외부전원의 전류량에 따라 미세하게 제어되므로 사용자가 원하는 정밀한 압착력의 제어가 이루어지는 것이다.

위와 같이 마이크로 엑추에이터부(30)의 압착헤더(35)에 의해 압착을 이루어지는 미세칩(12)과 필름(11)은 수평부(40)에 구비된 히터수평부재(43)의 수평면(41)에 지지되는 것으로 수평면(41)의 정밀한 수평을 이루기 위하여 수평가이드부(70)에 안착된 수평부(40)를 마이크로 엑추에이터부(30)의 압착헤더(35)와 상호 중심이 일치되는 범위내로 이송을 이룬 상태에서 마이크로 엑추에이터부(30)의 레이저 거리센서(36)가 히터수평부재(43)의 수평면(41)과의 높이를 정밀하게 측정하여 수평회동부(50)와 수평이송부(60)가 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 정밀한 수평을 이루는 것이다.

정밀한 수평을 이루는 수평부(40)는 도 4a 내지 4d에 도시된 바와 같이 레이저 거리센서(36)의 정밀한 높이 측정을 위하여 다수의 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 수평이송부(60)가 X축과 Y축으로 이송을 이루어 레이저 거리센서(36)가 히터수평부재(43)의 수평면(41)의 여러 높이점을 측정하고 이에 위해 측정된 높이를 수평하게 이루기 위해 수평회동부(50)와 수평이송부(60)가 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 수평을 이루는 것이다.

도 4a는 히터수평부재가 RX축으로 회동을 이루는 사용상태 요부확대 정면도로서, 히터수평부재(43)의 제1원호부(42)가 안착되는 제1수평회동부재(53)의 어느 한면에 고정된 스탭핑모터(44)가 히터수평부재(43)를 밀거나 당김으로 히터수평부재(43)가 RX축으로 회동을 이루게 되는 것이다.

도 4b는 제1수평회동부재가 RY축으로 회동을 이루는 사용상태 요부확대 측면도로서, RX축으로 회동을 이루는 히터수평부재(43)가 안착된 제1수평회동부재(53)의 제2원호부(52)가 안착된 제2수평회동부재(56)의 어느 한면에 고정된 스탭핑모터(44)가 제1수평회동부재(53)를 밀거나 당김으로 제1수평회동부재(53)가 RY축으로 회동을 이루게 되는 것이다.

도 4c는 제2수평회동부재가 X축으로 이송을 이루는 사용상태 요부확대 정면도로서, 수평회동부재(43)가 RX축으로 회동되고 제1수평회동부재(53)가 RY축으로 회동되는 수평회동부(50)의 제2수평회동부재(56)의 하부 슬리이드면(55)이 안착되는 상부 슬라이드면(61)과 어느 한면에 고정된 스탭핑모터(44)를 구비한 제1수평이송부재(63)가 스탭핑모터(44)의 구동에의해 제2수평회동부재(56)를 밀거나 당김으로 하부 슬라이드면(55)이 상부 슬라이드면(61)을 따라 X축으로 이송이 이루어져 수평회동부(50)가 X축으로 이송되는 것이다.

도 4d는 제1수평이송부재가 Y축으로 이송을 이루는 사용상태 요부확대 측면면도로서, 제1수평이송부재(63)의 하부 슬라이드면(62)이 안착되는 상부 슬라이드면(64)과 어느 한면에 고정된 스탭핑모터(44)를 구비한 제2수평이송부재(65)가 스탭핑모터(44)의 구동에의해 제1수평이송부재(63)를 밀어줌으로 하부 슬라이드 면(62)이 상부 슬라이드면(64)을 따라 Y축으로 이송이 이루어져 수평회동부(50)가 Y축으로 이송되는 것이다.

위와 같이 다수의 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 정밀하게 측정된 히터수평부재(43)의 정밀한 수평을 위하여 수평회동부(50)가 RX축과 RY축으로 회동을 이루고 수평이송부(60)가 X축과 Y축으로 수평이송을 이루어 히터수평부재(43)의 수평면(41)이 정밀한 수평을 이루게 되는 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시 예의 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착방법을 설명하면 다음과 같다.

도 6에 도시된 바와 같이 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착방법은 수평부(40)의 수평높이를 측정하는 제1단계(S10)와; 수평부(40)가 수평을 이루는 제2단계(S20)와; 수평부(40)에 언더필용 수지의 도포 및 미세칩(12)이 안착된 필름(11)을 수용하는 제3단계(S30)와; 수평부(40)에 수용된 필름(11) 및 미세칩(12)의 높이를 측정하는 제4단계(S40)와; 이송부(20) 및 마이크로 엑추에이터부(30)가 급속하강하는 제5단계(S50)와; 마이크로 엑추에이터부(30)가 미세칩(12)을 압착고정하는 제6단계(S60)와; 미세칩(12) 압착후 마이크로 엑추에이터부(30)가 상승하는 제7단계(S70)와; 미세칩(12)이 압착고정된 필름(11)을 방출하는 제8단계(S80);로 이루어진다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시 예에 따른 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착방법의 작용 및 그 효과를 달성을 이루기 위한 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치가 이송부(20)와 마이크로 엑추에이터부(30)와 수 평부(40)로 구성된다.

본 발명의 압착방법은 도 6에 도시된 바와 같이 제1단계(S10)는, 수평부(40)의 수평높이를 측정하는 단계로서 수평부(40)의 정밀한 수평높이를 측정하기 위하여 레이저 거리센서(36)가 수평부(40)의 수평면(41)에 대해 적어도 셋이상(A,B,C)의 각기 다른 지점의 수평높이를 측정하는 것으로 이를 위하여 도 5c 내지 도 5d에 도시된 바와 같이 수평부(40)에 구비된 수평이송부(60)의 제1,2수평이송부재(63,65)가 X축과 Y축으로 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 수평부(40)의 각기 다른 지점의 수평높이의 측정이 이루어지는 것이다.

도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이 제2단계(S20)는, 수평부(40)가 수평을 이루는 단계로서 상기 제1단계(S10)에서 이루어진 수평부(40)의 수평면(41) 높이가 수평을 이루기 위해 수평부(40)의 수평회동부(50)가 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 RX축 및 RY축으로 ±0.05°이상의 정밀회동을 이루고, 수평이송부(60)가 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 X축 Y축으로 ±5㎛이상의 정밀이송이 이루어져 수평부(40)의 수평면(41)의 정밀한 수평이 이루어지는 것이다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 제3단계(S30)는, 수평부(40)에 언더필용 수지의 도포 및 미세칩(12)이 안착된 필름(11)을 수용하는 단계로서, 제1단계(S10)와 제2단계(S20)에 의해 정밀한 수평을 이룬 수평부(40)의 수평면(41)에 언더필용 수지가 도포 되고 언더필용 수지에 안착된 미세칩(12)이 구비된 필름이 수평면(41)에 안착되어 수평면(41)에 지지되는 것이다.

도 2a에 도시된 바와 같이 제4단계(S40)는, 수평부(40)에 수용된 필름(11) 및 미세칩(12)의 높이를 측정하는 단계로서, 상기 제3단계(S30)에서 수평부(40)에 미세칩(12)이 안착된 필름(11)이 수용되여 지지되고 마이크로 엑추에이터부(40)에 구비된 레이저 거리센서(36)에 의해 필름(11)의 높이 및 미세칩(12)의 높이를 정밀하게 측정하고, 필름(11) 및 미세칩(12)의 높이와 아울러 수평면(41)의 정확한 높이가 측정되는 것이다.

도 2b에 도시된 바와 같이 제5단계(S50)는, 이송부(20) 및 마이크로 엑추에이터부(30)가 급속하강하는 단계로서 상기 제4단계(S40)에서 이루어진 필름(11) 및 미세칩(12)의 높이와 수평부(40)의 수평면(41) 높이에 의해 수평면(41)에 수용된 필름(11)에 안착된 미세칩(12)을 마이크로 엑추에이터부(40)가 압착을 이루기 이전의 소정의 높이로 이송부(20)에 의해 급속하강을 이루는 것으로 레이저 거리센서(36) 및 거리 감지부(80)의 측정부재(81)의 길이변화를 인버터(82)가 감지하여 마이크로 엑추이터부(30)가 이송부(20)에 의해 미세칩(12)의 압착을 이루기 바로 이전의 높이까지 정밀하게 급속하강 되므로 작업시간의 단축을 이루는 것이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 제6단계(S60)는, 마이크로 엑추에이터부(30)가 미세칩(12)을 압착고정하는 단계로서 도 2b 및 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 제5단계(S50)에서 마이크로 엑추에이터부(30)가 미세칩(12)을 압착고정하기 위한 바로 이전의 높이로 급속하강을 이룬 마이크로 엑추에이터부(30)가 도 3b에 도시된 바와 같이 마이크로 엑추에이터부(30)에 구비된 이송축(33)이 자석(32)과 코일(34)의 자기장의 의해 소정의 압력을 행사하며 하강하므로 이송축(33) 하부에 구비된 압축헤더(35)가 미세칩(12)의 정밀한 압착고정을 이루는 것으로 이송축(33) 에 감겨진 코일(34)에 외부전원의 전류량을 가변하여 이송축(33)의 압착력을 최소 0.1N 이하의 정밀한 힘 제어가 이루어지며, 압착을 이루는 시간 또한 사용자가 요구하는 시간의 정밀제어를 이루는 것이다.

아울러, 마이크로 엑추에이터부(30)의 미세칩(12) 압착시 수평부(40)의 수평면(41)은 100℃의 온도를 유지하여 필름(11) 및 미세칩(12)의 열충격을 완화하며, 언더필용 수지의 용융상태를 적정하게 유지하여 미세칩(12)의 압착시 필름(11)과 미세칩(12)의 접촉을 원할히 이루고 압착 고정후 언더필용 수지의 경화를 원할히 이루게 되는 것이다.

제7단계(S70)는, 미세칩(12) 압착후 마이크로 엑추에이터부(30)가 상승하는 단계로서 미세칩(12)의 압착을 이룬 마이크로 엑추에이터부(30)가 이송부(20)에 의해 상승을 이루어 다음 미세칩(12)을 압착하기 위한 준비를 이루는 것이다.

제8단계(S80)는, 미세칩(12)이 압착고정된 필름(11)을 방출하는 단계로서 미세칩(12)이 압착고정된 필름(11)부분이 다음 고정을 이루기 위해 이송되고 압착작업을 이루기 위한 미세칩(12)이 안착된 필름(11)이 이송되어 수평부(40)에 수용되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 엘시디용 씨오에프(COF:Chip-On-Film) 엔시피(NCP:Non-Conductive Paste) 패키징 압착장치 및 압착방법는 25μm 이하의 미세피치를 갖는 LCD 모듈 생산을 이루는 필름에 미세칩의 장착을 위한 소정의 압력을 행사하고 미세칩에 작용되는 압착력을 마이크로 엑추에이터부가 최소 0.1N이하의 정밀 힘제어에 의해 미세칩을 압착고정하고, 마이크로 엑추에이터부의 정밀 힘제어와 압착시간의 가변에 의해 필름과 미세칩의 단순 접합 또는 공융 결합에 의한 오픈 불량 및 미세칩과 필름의 파손 또는 접촉 불량을 최소화하며, 수평부의 수평면이 100℃의 온도를 유지함으로 인하여 미세칩의 열충격을 완화하고, 마이크로 액추에이터부의 급속하강에 의해 압착작업에 걸리는 시간을 단축함으로 인하여 생산 효율성을 극대화하는 효과가 있는 것이다.

아울러 본 발명의 또 다른 효과는 레이저 거리센서와 거리 감지부에 의해 정밀하게 측정된 마이크로 엑추에이터의 높이와 필름 및 미세칩의 높이에 따라 마이크로 엑추에이터의 높이 보정 및 수평부의 수평보정이 이루어지며, 수평부의 수평보정시 수평회동부와 수평이송부에 의한 정밀한 수평보정이 이루어지는 효과가 있는 것이다.

Claims

언더필용수지가 도포된 필름(11)에 안착된 미세칩(12)을 압착고정하기 위한 엘시디용 씨오에프(COF:Chip-On-Film) 엔시피(NCP:Non-Conductive Paste) 패키징 압착장치(10)에 있어서,

작업대 상부로 소정의 길이를 이룬 본체(21) 상부에 고정되고, 상기 필름(11)에 안착된 미세칩(12)을 압착하기 위해 소정의 길이로 상,하로 이송되는 이송부(20)와;

상기 이송부(20) 일측에 고정되는 커버(31)가 이송부(20)에 의해 상,하로 이송을 이루어 필름(11)에 안착된 미세칩(12)을 소정의 압력을 행사하여 압착하는 마이크로 엑추에이터부(30)와;

상기 마이크로 엑추에이터부(30) 하부에 위치되어 미세칩(12)이 안착된 필름(11)을 수용하여, 상기 마이크로 엑추에이터부(30)에 의한 미세칩(12)의 압착시 피름(11)을 지지하고 수평을 이루기 위한 수평부(40);로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이송부(20)는 작업대에 고정되어 상부로 소정의 길이를 이루며 연장된 본체(21)와, 상기 본체(21) 상부 일측에 고정되는 서보모터(22)와, 상기 서보모터(22)에 의해 회동되고 하부로 소정의 길이를 이루며 연장된 나사축(23)과, 상기 나사축(23)과 결합을 이루고 상기 본체(21)에 가이드 되어 나사축(23)의 회동에 의해 상,하로 이송되는 이송프레임(24)을 구성되는 것을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 마이크로 엑추에이터부(30)는 상기 이송부(20)에 고정되는 커버(31)와 상기 커버(31) 내측에 적어도 하나 이상 직렬로 구비되는 자석(32)과, 상기 자석(32)의 내측에 구비되고 상하로 소정의 길이로 연장된 이송축(34)과, 상기 이송축(34)에 감겨 외부전원에 의해 자기장을 발생하는 코일(25)과, 상기 이송축(34) 하부 끝단에 고정된 압착헤더부(35)로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 마이크로 엑추에이터부(30)는 커버(31) 하부 일측에 레이저 거리센서(36)를 구비하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 수평부(40)는 상기 마이크로 엑추에이터(30) 하부에 구비되고 상기 미세칩(12)이 안착된 필름(11)을 상부에 수용하는 수평면(41)과 하부에 소정 지름의 원호를 이룬 제1원호부(42)가 구비된 히터수평부재(43)와, 상기 히터수평부재(43) 하부에 구비되어 히터수평부재(43)의 수평을 이루기 위한 다수의 스탭핑모터(44)에 의해 구동되는 수평회동부(50)와 수평이송부(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치.
제 5 항에 있어서,

상기 수평회동부(50)는 상기 히터수평부재(43)의 제1원호부(42)가 안착되기 위해 소정 지름의 원호를 이룬 제1안착홈(51)이 상부에 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터(44)가 고정되어 상기 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 상기 제1안착홈(51)에 안착된 히터수평부재(43)가 RX축으로 회동되고 하부에 소정 지름의 원호를 이룬 제2원호부(52)가 구비된 제1수평회동부재(53)와, 상기 제1수평회동부재(53)의 제2원호부(52)가 안착되기 위해 소정 지름의 원호를 이룬 제2안착홈(54)이 상부에 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터(44)가 고정되고 상기 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 상기 제2안착홈(54)에 안착된 제1수평부재(53)가 RY축으로 회동되며 하부에 슬라이드면(55)이 구비된 제2수평회동부재(56)로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치.
제 5 항에 있어서,

상기 수평이송부(60)는 상기 수평회동부(50) 하부에 구비되어 수평회동부(50)가 상부에 안착을 이루어 슬라이드 되는 상부 슬라이드면(61)이 구비되고 어 느 한면에 스탭핑모터(44)가 고정되어 상기 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 상기 수평회동부(50)가 X축으로 이송되며 하부에 하부 슬라이드면(62)이 구비되는 제1수평이송부재(63)와, 상기 제1수평이송부재(63)의 하부 슬라이드면(62)이 상부에 안착되는 상부 슬라이드면(64)이 구비되고 어느 한면에 스탭핑모터(44)가 고정되어 상기 스탭핑모터(44)의 구동에 의해 상기 제1수평이송부재(63)가 Y축으로 이송되는 제2수평이송부재(65)로 구성되는 것을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 수평부(40)가 안착되는 수평가이드부재(71)와, 상기 수평가이드부재(71)와 결합을 이루어 수평가이드부재(71)를 지지하고 수평이송부재가 슬라이드 이송되는 이송축(72)과, 상기 이송축(72)이 고정되는 가이드커버(73)로 구성되는 수평가이드부(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이송부(20)에 구비된 본체(21) 상부 일측에 일단이 고정되고 타단이 상기 마이크로 엑추에이터부(30)의 커버(31) 상부에 고정되는 측정부재(81)와 상기 마이크로 엑추에이터부(30) 상부에 고정되어 상기 측정부재(81)의 길이변화를 감지하기 위한 인코더(82)가 구비된 거리 감지부(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하 는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착장치.
수평부(40)의 수평높이를 측정하는 제1단계(S10)와;

수평부(40)가 수평을 이루는 제2단계(S20)와;

수평부(40)에 언더필용 수지의 도포 및 미세칩(12)이 안착된 필름(11)을 수용하는 제3단계(S30)와;

수평부(40)에 수용된 필름(11) 및 미세칩(12)의 높이를 측정하는 제4단계(S40)와;

이송부(20) 및 마이크로 엑추에이터부(30)가 급속하강하는 제5단계(S50)와;

마이크로 엑추에이터부(30)가 미세칩(12)을 압착고정하는 제6단계(S60)와;

미세칩(12) 압착후 마이크로 엑추에이터부(30)가 상승하는 제7단계(S70)와;

미세칩(12)이 압착고정된 필름(11)을 방출하는 제8단계(S80);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착방법.
제 10 항에 있어서,

제2단계(S20)에서, 수평부(40)가 RX축 및 RY축으로 ±0.05°이상의 정밀회동 및 X축 Y축으로 ±5㎛이상의 정밀이송이 이루어짐을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제5단계(S50)에서, 마이크로 엑추에이터부(30)가 압착을 이루기 이전의 소정의 높이로 이송부(20)에 의해 급속하강이 이루어짐을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제6단계(S60)에서, 마이크로 엑추에이터부(30)가 압착력을 최소 0.1N이하의 정밀한 힘제어가 이루어짐을 특징으로 하는 엘시디용 씨오에프 엔시피 패키징 압착방법.