KR100993483B1 - 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법에 관한 것으로서, 접착 필름이 부착된 베이스 기판에 회로기판을 본딩하는 회로기판 본딩장치에 있어서, 상기 회로기판을 흡착하는 흡착부; 상기 흡착부의 초기 위치로부터 수평 방향으로 이격되게 배치되며, 상기 베이스 기판을 지지하는 기판 지지대; 상기 흡착부 또는 상기 기판 지지대 중 어느 하나를 회전시키는 회전부; 상기 흡착부를 수평 방향으로 이동시키는 수평구동부; 상기 흡착부 또는 상기 기판 지지대 중 어느 하나를 상하 방향으로 이동시키는 승강구동부; 상기 초기 위치의 흡착부와 상기 기판 지지대 사이에서 상기 흡착부의 하측에 배치되며, 상기 회로기판의 한 쌍의 정렬 마크를 촬상하기 위한 한 쌍의 제1카메라와, 상기 회로기판의 한 쌍의 정렬 마크의 간격의 변경에 대응하여 상기 제1카메라를 이동시키는 제1카메라 구동부를 구비하는 제1광학부; 및 상기 기판 지지대의 하측에 배치되며, 상기 베이스 기판의 한 쌍의 정렬 마크를 촬상하기 위한 한 쌍의 제2카메라와, 상기 베이스 기판의 한 쌍의 정렬 마크의 간격의 변경에 대응하여 상기 제2카메라를 이동시키는 제2카메라 구동부를 구비하는 제2광학부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법{Apparatus for bonding chip or film on glass and Method for bonding chip or film on glass using the same}

본 발명은 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회로기판의 정렬 마크와 베이스 기판의 정렬 마크를 촬상하여 정렬 마크들이 일치하도록 회로기판과 베이스 기판을 정렬하여 본딩하는 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법에 관한 것이다.

평판 표시소자 패널(Flat Display panel)은, 고화질의 영상을 구현할 수 있는 영상 표시소자로서, 고선명의 컬러화가 가능하며 넓은 시야각을 가지며 전력소비량이 낮다는 장점 등으로 인하여 차세대 고화질 모바일 모니터, 벽걸이 TV, 멀티미디어용 영상 장치로 유력시되고 있으며, 최근 들어 이에 대한 관심이 크게 고조되어, 꾸준한 연구와 함께 대규모 양산이 이루어지고 있다.

평판 표시소자 패널은 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 있다. 평판 표시소자 패널은 대형 벽걸이 TV와 같이 대면적으로 이 루어지는 경우도 있지만, 고화질 모바일용 화면과 같이 소면적으로 이루어지는 경우도 있기 때문에, 패널에 구동용 회로기판을 본딩하는 방법에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있다.

일반적으로, 평판 표시소자 패널에 구동용 회로기판을 본딩하는 방식은, 칩온글래스(COG, Chip On Glass) 및 필름온글래스(FOG, Film On Glass) 방식과, 테이프(TCP, Tape Carrier Package) 방식으로 나눌 수 있는데, 칩온글래스 방식은 회로기판인 반도체 칩을 패널에 직접 본딩시키는 방식을 의미하고, 필름온글래스 방식은 회로기판인 연성인쇄회로(FPC, Flexible Printed Circuit) 필름을 패널에 직접 본딩시키는 방식을 의미한다.

평판 표시소자 패널(10)의 일례가 도 1에 도시되어 있다. 여기서는 베이스 기판에 본딩되는 회로기판이 반도체 칩인 경우를 예로 들어 설명한다. 평판 표시소자 패널(10)은 내부에 액정이 형성된 글래스 기판(12)과, 글래스 기판(12)의 일면에 부착되는 편광필름(13)과, 글래스 기판(12)의 일단부에 형성되고 액정과 연결된 패턴전극(15)을 포함한다. 글래스 기판(12)의 일단부에 형성된 패턴전극(15)에는 글래스 기판(12)에 내부에 형성된 액정의 구동을 위한 집적회로인 반도체 칩(14)이 회로적으로 연결되도록 접착되어 있다.

글래스 기판(12) 일단부의 패턴전극(15)에 접착제 역할을 하는 이방성 전도 필름(ACF,미도시)을 부착하고 글래스 기판(12)의 패턴전극(15)과 반도체 칩(14)의 패턴전극(16)이 일치하도록 얼라인 비전을 통해 맞추는 얼라인 공정 후 가압착하여 가접착한 다음, 일정온도에서 다시 소정압력으로 가압하여 확실하게 압착하고 있 다. 이방성 전도 필름에는 도전입자가 함유되어 있으며, 글래스 기판(12)의 패턴전극(15)과 반도체 칩(14)의 패턴전극(16)이 접촉되고 적절한 압력이 가해지면 이방성 전도 필름의 절연막이 깨짐으로써 도전입자를 통하여 반도체 칩(14)과 글래스 기판(12)이 통전될 수 있다.

종래의 본딩장치에서는 반도체 칩과 이방성 전도 필름의 본딩 공정시, 반도체 칩의 정렬 마크(17)와 글래스 기판의 정렬 마크(18)를 1개의 카메라로 인식함으로써, 정렬 마크를 인식하는 시간이 많이 소요되고, 전체적으로 본딩 공정에 소요되는 본딩 시간이 길어져 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회로기판의 정렬 마크와 베이스 기판의 정렬 마크를 인식하는 광학부를 분리하고, 회로기판이 기판 지지대 측으로 정지 없이 이동하는 동안 회로기판의 정렬 마크의 인식 및 회로기판과 베이스 기판의 정렬을 완료함으로써, 전체적으로 본딩 공정에 소요되는 공정 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 회로기판 본딩장치는, 접착 필름이 부착된 베이스 기판에 회로기판을 본딩하는 회로기판 본딩장치에 있어서, 상기 회로기판을 흡착하는 흡착부; 상기 흡착부의 초기 위치로부터 수평 방향으로 이격되게 배치되며, 상기 베이스 기판을 지지하는 기판 지지대; 상기 흡착부 또는 상기 기판 지지대 중 어느 하나를 회전시키는 회전부; 상기 흡착부를 수평 방향으로 이동시키는 수평구동부; 상기 흡착부 또는 상기 기판 지지대 중 어느 하나를 상하 방향으로 이동시키는 승강구동부; 상기 초기 위치의 흡착부와 상기 기판 지지대 사이에서 상기 흡착부의 하측에 배치되며, 상기 회로기판의 한 쌍의 정렬 마크를 촬상하기 위한 한 쌍의 제1카메라와, 상기 회로기판의 한 쌍의 정렬 마크의 간격의 변경에 대응하여 상기 제1카메라를 이동시키는 제1카메라 구동부를 구비하는 제1광학부; 및 상기 기판 지지대의 하측에 배치되며, 상기 베이스 기판의 한 쌍의 정렬 마크를 촬상하기 위한 한 쌍의 제2카메라와, 상기 베이스 기판의 한 쌍의 정렬 마크의 간격의 변경에 대응하여 상기 제2카메라를 이동시키는 제2카메라 구동부를 구비하는 제2광학부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회로기판 본딩장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 한 쌍의 제1카메라는 서로 마주보며 광축이 수평 방향으로 배치되고, 상기 제1광학부는, 상기 제1카메라들 사이에 배치되고 상기 흡착부에 흡착된 회로기판의 영상을 상기 제1카메라들 측으로 반사시키는 제1프리즘과, 상기 제1프리즘을 상하 방향으로 이동시키는 제1프리즘 구동부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 회로기판 본딩장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 한 쌍의 제1카메라는 서로 마주보며 광축이 수평 방향으로 배치되고, 상기 제1광학부는, 상기 제1카메라들 사이에서 각각의 제1카메라에 대응하게 배치되고 상기 흡착부에 흡착된 회로기판의 영상을 각각의 제1카메라 측으로 반사시키는 한 쌍의 제1반사부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 회로기판 본딩장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1광학부는, 순간적으로 발광하는 스트로브(strobe) 조명부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 회로기판 본딩장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 한 쌍의 제2카메라는 서로 마주보며 광축이 수평 방향으로 배치되고, 상기 제2광학부는, 상기 제2카메라들 사이에 배치되고 상기 기판 지지대에 안착된 베이스 기판의 영상을 상기 제2카메라들 측으로 반사시키는 제2프리즘과, 상기 제2프리즘을 상하 방향으로 이동시키는 제2프리즘 구동부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 회로기판 본딩장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 한 쌍의 제2카메라는 서로 마주보며 광축이 수평 방향으로 배치되고, 상기 제2광학부는, 상기 제2카메라들 사이에서 각각의 제2카메라에 대응하게 배치되고 상기 기판 지지대에 안착된 베이스 기판의 영상을 각각의 제2카메라 측으로 반사시키는 한 쌍의 제2반사부를 더 포함한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 회로기판 본딩방법은, 청구항 제1항에 기재된 회로기판 본딩장치를 이용하며, 상기 흡착부에 흡착된 회로기판을 상기 기판 지지대 측으로 정지 없이 이동시키는 단계; 상기 회로기판이 상기 제1광학부의 상방을 통과하는 순간, 상기 제1광학부를 통해 상기 회로기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계; 상기 제2광학부를 통해 상기 기판 지지대에 안착된 베이스 기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계; 상기 회로기판의 정렬 마크와 상기 베이스 기판의 정렬 마크가 일치하도록, 상기 회로기판과 상기 베이스 기판 중 어느 하나를 정렬하는 단계; 및 상기 회로기판을 상기 베이스 기판에 본딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회로기판 본딩방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 회로기판을 상기 기판 지지대 측으로 이동시키는 수평구동부의 속도는, 상기 흡착부의 초기 위치부터 상기 제1광학부 직전까지의 제1속도와, 상기 제1광학부 직전부터 상기 제1광학부 직후까지의 제2속도와, 상기 제1광학부 직후부터 상기 기판 지지대까지의 제3속도로 구분되며, 상기 제2속도는 상기 제1속도 또는 상기 제3속도보다 느리다.

본 발명에 따른 회로기판 본딩방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 베이스 기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계는 상기 흡착부가 초기 위치를 출발하여 상기 제1 광학부에 도착하기 전에 이루어지며, 상기 회로기판과 상기 베이스 기판 중 어느 하나를 정렬하는 단계는 상기 흡착부가 상기 제1광학부를 통과하고 상기 기판 지지대에 도착하기 전에 이루어진다.

본 발명의 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법에 따르면, 회로기판의 정렬 마크와 베이스 기판의 정렬 마크를 인식하는 광학부를 분리함으로써, 정렬 마크를 인식하는 시간을 절감하고, 전체적으로 본딩 공정에 소요되는 공정 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법에 따르면, 회로기판이 기판 지지대 측으로 정지 없이 이동하는 동안 정렬 마크의 인식 및 회로기판과 베이스 기판의 정렬을 완료함으로써, 정지 및 대기시간 없이 전체적으로 본딩 공정에 소요되는 공정 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법에 따르면, 프리즘을 상하 방향으로 또는 카메라를 수평 방향으로 이동함으로써, 회로기판 또는 베이스 기판에 마련된 한 쌍의 정렬 마크 간의 간격이 변경되는 경우에 대응하여 장치의 호환성을 높일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 회로기판 본딩장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 회로기판 본딩장치의 사시도이고, 도 3 은 도 2의 회로기판 본딩장치에 있어서, 회로기판의 정렬 마크 간의 간격에 따라 제1프리즘 및 제1카메라를 이동시키는 것을 설명하는 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 회로기판 본딩장치(100)는 접착 필름이 부착된 베이스 기판에 회로기판을 본딩하는 것으로서, 흡착부(110)와, 기판 지지대(120)와, 회전부(130)와, 수평구동부(140)와, 승강구동부(150)와, 제1광학부(160)와, 제2광학부(170)를 포함한다. 본 실시예에서는 베이스 기판에 본딩되는 회로기판이 반도체 칩인 경우를 예로 들어 설명하지만, 회로기판은 연성인쇄회로(FPC, Flexible Printed Circuit) 필름이 될 수도 있다.

상기 흡착부(110)는 그 하면에 반도체 칩(C)을 흡착, 고정하는 것으로서, 흡착부(110)에는 반도체 칩(C)을 탈착할 수 있도록 진공 흡착력이 인가된다. 따라서 흡착부(110)는 반도체 칩(C)을 로딩하는 과정 및 이동하는 과정에서는 진공 흡착력을 이용하여 반도체 칩(C)을 흡착 고정하고, 반도체 칩(C)을 글래스 기판(P)에 내려놓는 과정에서는 진공 흡착력을 해제하여 반도체 칩(C)을 이탈시켜 내려놓는다.

상기 기판 지지대(120)는 접착 필름이 부착된 베이스 기판을 지지하기 위한 것으로서, 흡착부(110)의 초기 위치로부터 수평 방향, 즉 본 실시예에서는 x축 방향으로 이격되게 배치된다. 본 실시예에서는 베이스 기판이 글래스 기판인 경우를 예로 들어 설명한다. 기판 지지대(120)에는 그 상면에 안착된 글래스 기판(P)을 흡착 고정하기 위한 진공 흡착수단이 더 마련된다. 진공 흡착수단은 기판 지지대(120)에 안착된 글래스 기판(P)의 정렬 마크(3)를 촬상하거나 반도체 칩(C)을 글래스 기판(P)에 본딩하는 과정 중에 기판 지지대(120)로부터 글래스 기판(P)이 이 탈되거나 위치가 변경되지 않도록 흡착 고정한다. 한편 본 실시예에서는 기판 지지대(120)에 안착되는 글래스 기판(P)에 부착된 접착 필름으로 이방성 전도성 필름(ACF)을 이용한다. 정렬 마크(3)와 접착 필름이 마련된 글래스 기판(P)의 일단부는 기판 지지대(120)에 의해 지지되지 않고 노출된다.

상기 회전부(130)는 흡착부(110) 또는 기판 지지대(120) 중 어느 하나를 회전시키는 것으로서, 본 실시예에서는 흡착부(110)를 회전시키도록 구성된다. 후술하겠지만, 회전부(110)는 반도체 칩(C)의 정렬 마크(4)와 글래스 기판(P)의 정렬 마크(3)를 일치시키는 정렬 공정에서 반도체 칩(C)을 θ방향으로 회전시키는 역할을 한다.

상기 수평구동부(140)는 흡착부(110)를 수평 방향으로 이동시키는 것으로서, 반도체 칩(C)이 흡착부(110)에 흡착되면 반도체 칩(C)을 평면상의 서로 교차하는 두 방향(본 실시예에서는 평면상에서 x축 방향 및 이와 직교하는 y축 방향)으로 이동시킨다. 수평구동부(140)는 구동원인 리니어 모터와, 리니어 모터에 결합된 베이스와, 베이스의 직선운동을 안내하는 리니어 가이드와, 위치정밀도를 향상시키기 위해 베이스의 정지위치를 피드백하는 엔코더 등을 포함하며, 이는 당업자에게 널리 공지된 구성이므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 승강구동부(150)는 흡착부(110) 또는 기판 지지대(120) 중 어느 하나를 상하 방향, 즉 z축 방향으로 이동시키는 것으로서, 본 실시예에서는 흡착부(110)를 상하 방향으로 이동시키도록 구성된다. 승강 구동부(150)는 흡착부(110)에 반도체 칩(C)을 로딩하는 과정이나 로딩된 반도체 칩(C)을 글래스 기판(P)에 내려놓는 과 정에서, 흡착부(110)를 상하 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 본 실시예에서는 회전부(130)와 승강구동부(150)가 단일의 유닛으로 구현되며, 회전부(130)와 승강구동부(150)는 수평구동부(140)에 장착되어 수평 방향으로 이동된다. 회전부(130)와 승강구동부(150)가 단일의 유닛으로 구현되어 경량화를 실현함으로써, 수평구동부(140)의 모터는 구동토크가 작은 소형 모터를 사용할 수 있는 이점이 있다.

상기 제1광학부(160)는 반도체 칩(C)에 마련된 일정 간격으로 이격된 한 쌍의 정렬 마크(4)를 촬상하기 위한 것으로서, 수평 방향으로는 초기 위치의 흡착부(110)와 기판 지지대(120) 사이에서 배치되며 상하 방향으로는 흡착부(110)의 하측에 배치된다. 제1광학부(160)는 한 쌍의 제1카메라(161)와, 제1프리즘(162)과, 제1프리즘 구동부(163)와, 한 쌍의 제1카메라 구동부(164)와, 스트로브 조명부(165)를 포함한다.

상기 한 쌍의 제1카메라(161)는 광축이 수평 방향으로, 즉 y축 방향과 평행하게 서로 마주보도록 배치되며, 각각의 제1카메라(161)는 반도체 칩(C)에 마련된 한 쌍의 정렬 마크(4) 각각의 영상을 획득한다. 상기 제1프리즘(162)은 제1카메라(161)들 사이에 배치되어 흡착부(110)에 흡착된 반도체 칩(C)의 영상을 제1카메라(161)들 측으로 반사시킨다.

상기 제1프리즘 구동부(163)는 제1프리즘(162)을 상하 방향으로 이동시키며, 한 쌍의 제1카메라 구동부(164)는 대응되는 각각의 제1카메라(161)를 수평 방향으로 이동시킨다. 도 3에 도시된 바와 같이, 글래스 기판(P)에 형성된 액정 패널의 크기에 따라 반도체 칩(C)에 형성된 정렬 마크(4) 간의 간격이 변경될 수 있다. 변경되는 정렬 마크(4) 간의 간격에 대응하기 위해 제1프리즘(162)은 상하 방향으로, 제1카메라(161)들은 수평 방향으로 이동시킬 필요가 있다.

즉, 좁은 간격의 정렬 마크(4)를 가진 반도체 칩(C)(점선으로 표시)에서 넓은 간격의 정렬 마크(4)를 가진 반도체 칩(C)(실선으로 표시)으로 변경될 때, 제1프리즘 구동부(163)를 이용하여 제1프리즘(162)을 B방향으로 상승시킨다. 제1프리즘(162)의 상승으로 인해 반도체 칩(C)과 제1카메라(161) 간의 광경로가 짧아진 것을 보상하기 위해 제1카메라 구동부(164)를 이용하여 각각의 제1카메라(161)를 A1방향 및 A2방향으로 이동시키며 초점거리를 일정하게 유지시킨다. 반대로, 넓은 간격의 정렬 마크(4)를 가진 반도체 칩(C)에서 좁은 간격의 정렬 마크(4)를 가진 반도체 칩(C)으로 변경될 때, 제1프리즘(162), 제1카메라(161)를 각각 반대 방향으로 이동시키며 초점거리를 일정하게 유지시킨다. 이와 같이 제1프리즘(162)의 상하 방향 승강, 제1카메라(161)의 수평 방향 이동을 통해 일정한 초점거리를 유지할 수 있고, 변경되는 정렬 마크(4) 간의 간격에 대응할 수 있다.

본 실시예에 있어서 제1프리즘 구동부(163) 및 제1카메라 구동부(164)에는 마이크로 미터가 장착되어 제1프리즘(162)와 제1카메라(161)를 수동으로 구동하는데, 제1프리즘 구동부(163) 및 제1카메라 구동부(164)는 회전 모터 또는 리니어 모터 등으로 구성되어 자동으로 작동될 수도 있다.

상기 스트로브(strobe) 조명부(165)는 제1카메라(161)와 제1프리즘(162) 사이의 광축 상에 배치되며, 제1카메라(161)의 전단부에 설치된다. 스트로브 조명부(165)는 순간적으로 발광할 수 있으므로, 반도체 칩(C)을 정지시키지 않고 계속 하여 이동시키면서 제1광학부(160)를 이용하여 반도체 칩(C)의 정렬 마크(4)를 촬상할 수 있다.

상기 제2광학부(170)는 글래스 기판(P)에 마련된 일정 간격으로 이격된 한 쌍의 정렬 마크(3)를 촬상하기 위한 것으로서, 기판 지지대(120)의 하측에 배치된다. 제2광학부(170)는 한 쌍의 제2카메라(171)와, 제2프리즘(172)과, 제2프리즘 구동부(173)와, 한 쌍의 제2카메라 구동부(174)와, 조명부(175)를 포함한다.

상기 한 쌍의 제2카메라(171)는 광축이 수평 방향으로, 즉 y축 방향과 평행하게 서로 마주보도록 배치되며, 각각의 제2카메라(171)는 글래스 기판(P)에 마련된 각각의 정렬 마크(3)의 영상을 획득한다. 상기 제2프리즘(172)은 제2카메라(171)들 사이의 광축 상에 배치되어 기판 지지대(120)에 안착된 글래스 기판(P)의 영상을 제2카메라(171)들 측으로 반사시킨다.

상기 제2프리즘 구동부(173)는 제2프리즘(172)을 상하 방향으로 이동시키며, 상기 제2카메라 구동부(174)는 제2카메라(171)를 수평 방향으로 이동시킨다. 제1프리즘 구동부(163) 및 제1카메라 구동부(174)와 마찬가지로, 변경되는 정렬 마크(3) 간의 간격에 대응하기 위해 제2프리즘(172)은 상하 방향으로, 제2카메라(171)들은 수평 방향으로 이동된다.

상기 조명부(175)는 제2카메라(171)와 제2프리즘(172) 사이의 광축 상에 배치되며, 제2카메라(171)의 전단부에 설치된다. 본 실시예에서는 동축 조명방식의 조명부가 이용된다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 회로기판 본딩장치(100)를 이용한 회로기판 본딩방법에 대하여, 도 2 내지 도 5를 참조하면서 개략적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로기판 본딩방법에 있어서, 회로기판이 제1광학부의 상방을 통과하는 순간 회로기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계 및 베이스 기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 회로기판 본딩방법에 있어서, 회로기판을 정렬한 후 회로기판을 베이스 기판에 본딩하는 단계를 나타내는 도면이다.

우선, 흡착부(110)를 이용하여 반도체 칩(C)을 흡착하고, 수평구동부(140)를 이용하여 반도체 칩(C)이 흡착된 흡착부(110)를 기판 지지대(120) 측으로 정지 없이 이동시킨다.

이후, 반도체 칩(C)이 제1광학부(160)의 수직 상방을 통과하는 순간, 제1광학부(160)를 통해 반도체 칩(C)의 정렬 마크(4)를 촬상한다. 반도체 칩(C)은 기판 지지대(120)까지 정지 없이 이동되므로, 반도체 칩(C)의 정렬 마크(4)를 촬상하는 순간에도 반도체 칩(C)은 기판 지지대(120)를 향해 이동하는 도중이다.

이때, y축 방향으로 이동하는 수평구동부(140)의 속도는 3단계로 구분하여 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 흡착부(110)의 초기 위치부터 제1광학부(160) 직전까지의 제1속도와, 제1광학부(160) 직전부터 제1광학부(160) 직후까지의 제2속도와, 제1광학부(160) 직후부터 기판 지지대(120)까지의 제3속도로 구분한다. 여기서 제2속도는 제1속도 또는 제3속도보다 느리게 제어되며 제1카메라(161)의 셔터 속도보다 느리게 제어되어 반도체 칩(C)의 정렬 마크(4)의 촬상을 가능하게 한다.

한편, 제2광학부(170)를 통해 기판 지지대(120)에 안착된 글래스 기판(P)의 정렬 마크(3)를 촬상한다. 글래스 기판(P)의 정렬 마크(3)를 촬상하는 과정은 흡착부(110)가 초기 위치를 출발하여 제1광학부(160)까지 도착하기 전에 이루어지는 것이 바람직하다.

이후, 수평구동부(140)가 제1광학부(160)부터 기판 지지대(120)까지 이동하는 동안, 반도체 칩(C)의 정렬 마크(4)와 글래스 기판(P)의 정렬 마크(3)가 일치하도록, 반도체 칩(C)을 정렬한다. 이때, 제1광학부(160)를 이용하여 획득한 반도체 칩(C)의 정렬 마크(4) 영상과 제2광학부(170)를 이용하여 획득한 글래스 기판(P)의 정렬 마크(3) 영상을 이용하여, 정렬 마크(3)(4)들 간의 θ축 방향으로 틀어진 차이, x축 및 y축 방향으로 이격된 차이를 보상하고, 반도체 칩(C)을 보상된 정보에 따라 이동 또는 회전시킨다. 반도체 칩(C)의 정렬은 흡착부(110)가 제1광학부(160)를 통과하고 기판 지지대(120)까지 도착하기 전에 이루어지는 것이 바람직하다.

이후, 접착 필름을 매개로 하여 정렬된 반도체 칩(C)을 글래스 기판(P)에 본딩한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법은, 회로기판의 정렬 마크와 베이스 기판의 정렬 마크를 인식하는 광학부를 분리함으로써, 정렬 마크를 인식하는 시간을 절감하고, 전체적으로 본딩 공정에 소요되는 공정 시간을 줄여 생산성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법은, 회로기판이 기판 지지대 측으로 정지 없이 이동하는 동안 회로기판의 정렬 마크의 영상 및 베이스 기판의 정렬 마크의 영상을 획득하고, 이를 이용하여 회로기판과 베이스 기판을 정렬함으로써, 정지 및 대기시간 없이 전체적으로 본딩 공정에 소요되는 공정 시간을 줄여 생산성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 회로기판 본딩장치 및 이를 이용하는 회로기판 본딩방법은, 프리즘을 상하 방향으로 이동시키는 구동부 및 카메라를 수평 방향으로 이동하는 구동부를 구비함으로써, 회로기판 또는 베이스 기판에 마련된 한 쌍의 정렬 마크 간의 간격이 변경되는 경우에 대응할 수 있게 되어 장치의 호환성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 회로기판 본딩장치의 사시도이다. 도 6에 있어서, 도 2 내지 도 5에 도시된 부재들과 동일한 부재번호에 의해 지칭되는 부재들은 동일한 구성 및 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 회로기판 본딩장치(200)의 제1광학부(260)는 한 쌍의 제1카메라(261)와, 한 쌍의 제1반사부(262)와, 한 쌍의 제1카메라 구동부(264)를 포함한다.

상기 한 쌍의 제1카메라(261)는 광축이 수평 방향으로, 즉 y축 방향과 평행하게 서로 마주보도록 배치되며, 각각의 제1카메라(261)는 반도체 칩(C)에 마련된 한 쌍의 정렬 마크(4) 각각의 영상을 획득한다.

상기 한 쌍의 제1반사부(262)는 제1카메라(261)들 사이에서 각각의 제1카메라(261)에 대응하게 배치되고, 각 제1반사부는 흡착부(110)(도 4 또는 도 5 참조)에 흡착된 반도체 칩(C)의 각 정렬 마크에 대한 영상을 제1카메라(261) 측으로 반사시킨다. 본 실시예의 제1반사부(262)는 광을 반사시키는 면은 45도 경사면이고 나머지 두 면은 직각을 이루는 삼각 프리즘이다.

상기 한 쌍의 제1카메라 구동부(264)는 대응되는 각각의 제1카메라(261) 및 제1반사부(262)를 수평 방향으로 이동시킨다. 변경되는 정렬 마크(4) 간의 간격에 대응하기 위해 제1카메라 구동부(264)를 이용하여 제1카메라(261)와 제1반사부(262)를 수평 방향으로 이동시킨다.

본 실시예서는 제1실시예와 달리, 제1반사부(262)가 수평 방향으로 이동하더라도 광을 반사시키는 위치가 일정하게 유지되므로 제1반사부(262)를 상하 방향으로 이동시키는 제1반사부 구동부가 필요하지 않다.

또한 본 실시예의 제2광학부(270)도 한 쌍의 제2카메라(271)와, 한 쌍의 제2반사부(272)와, 한 쌍의 제2카메라 구동부(274)를 포함한다. 상기 제2카메라(271)는 제1카메라(261)와, 상기 제2반사부(272)는 제1반사부(262)와, 상기 제2카메라 구동부(274)는 제1카메라 구동부(264)와 설치된 위치만 다를 뿐 그 구성 및 기능은 동일하므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 회로기판 본딩장치의 사시도이다. 도 7에 있어서, 도 2 내지 도 5에 도시된 부재들과 동일한 부재번호에 의해 지칭되는 부재들은 동일한 구성 및 기능을 가지는 것으로서, 그들 각각에 대한 상세한 설 명은 생략하기로 한다.

도 7을 참조하면, 본 실시예의 회로기판 본딩장치(300)의 제1광학부(360)는 한 쌍의 제1카메라(361)와, 한 쌍의 제1반사부(362)와, 한 쌍의 제1카메라 구동부(364)를 포함하고, 제2광학부(370)는 한 쌍의 제2카메라(371)와, 한 쌍의 제2반사부(372)와, 한 쌍의 제2카메라 구동부(374)를 포함한다

본 실시예의 제1반사부(362) 및 제2반사부(372)는 광을 반사시키기 위해 45도 경사지게 설치된 반사미러이고, 각각 제1카메라(362) 및 제2카메라(372)에 설치되어 제1카메라(362) 및 제2카메라(372)와 함께 수평 방향으로 이동된다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 회전부는 흡착부를 회전시키도록 구성되었으나, 베이스 기판이 안착된 기판 지지대를 회전시키도록 구성될 수도 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 승강구동부는 흡착부를 상하 방향으로 이동시키도록 구성되었으나, 베이스 기판이 안착된 기판 지지대를 상하 방향으로 이동시키도록 구성될 수도 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

도 1은 평판 표시소자 패널의 일례를 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 회로기판 본딩장치의 사시도이고,

도 3은 도 2의 회로기판 본딩장치에 있어서, 회로기판의 정렬 마크 간의 간격에 따라 제1프리즘 및 제1카메라를 이동시키는 것을 설명하는 도면이고,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로기판 본딩방법에 있어서, 회로기판이 제1촬상부의 상방을 통과하는 순간 회로기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계 및 베이스 기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계를 나타내는 도면이고,

도 5은 도 4의 회로기판 본딩방법에 있어서, 회로기판을 정렬한 후 회로기판을 베이스 기판에 본딩하는 단계를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 회로기판 본딩장치의 사시도이고,

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 회로기판 본딩장치의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3, 4: 정렬 마크 100: 회로기판 본딩장치

110: 흡착부 120: 기판 지지대

130: 회전부 140: 수평구동부

150: 승강구동부 160: 제1광학부

170: 제2광학부 C: 반도체 칩

P: 글래스 기판

Claims (9)

1. 접착 필름이 부착된 베이스 기판에 회로기판을 본딩하는 회로기판 본딩장치에 있어서,

   상기 회로기판을 흡착하는 흡착부;

   상기 흡착부의 초기 위치로부터 수평 방향으로 이격되게 배치되며, 상기 베이스 기판을 지지하는 기판 지지대;

   상기 흡착부 또는 상기 기판 지지대 중 어느 하나를 회전시키는 회전부;

   상기 흡착부를 수평 방향으로 이동시키는 수평구동부;

   상기 흡착부 또는 상기 기판 지지대 중 어느 하나를 상하 방향으로 이동시키는 승강구동부;

   상기 초기 위치의 흡착부와 상기 기판 지지대 사이에서 상기 흡착부의 하측에 배치되며, 상기 회로기판의 한 쌍의 정렬 마크를 촬상하기 위한 한 쌍의 제1카메라와, 상기 회로기판의 한 쌍의 정렬 마크의 간격의 변경에 대응하여 상기 제1카메라를 이동시키는 제1카메라 구동부를 구비하는 제1광학부; 및

   상기 기판 지지대의 하측에 배치되며, 상기 베이스 기판의 한 쌍의 정렬 마크를 촬상하기 위한 한 쌍의 제2카메라와, 상기 베이스 기판의 한 쌍의 정렬 마크의 간격의 변경에 대응하여 상기 제2카메라를 이동시키는 제2카메라 구동부를 구비하는 제2광학부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판 본딩장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 제1카메라는 서로 마주보며 광축이 수평 방향으로 배치되고,

   상기 제1광학부는, 상기 제1카메라들 사이에 배치되고 상기 흡착부에 흡착된 회로기판의 영상을 상기 제1카메라들 측으로 반사시키는 제1프리즘과, 상기 제1프리즘을 상하 방향으로 이동시키는 제1프리즘 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판 본딩장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 제1카메라는 서로 마주보며 광축이 수평 방향으로 배치되고,

   상기 제1광학부는, 상기 제1카메라들 사이에서 각각의 제1카메라에 대응하게 배치되고 상기 흡착부에 흡착된 회로기판의 영상을 각각의 제1카메라 측으로 반사시키는 한 쌍의 제1반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판 본딩장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제1광학부는, 순간적으로 발광하는 스트로브(strobe) 조명부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판 본딩장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 제2카메라는 서로 마주보며 광축이 수평 방향으로 배치되고,

   상기 제2광학부는, 상기 제2카메라들 사이에 배치되고 상기 기판 지지대에 안착된 베이스 기판의 영상을 상기 제2카메라들 측으로 반사시키는 제2프리즘과, 상기 제2프리즘을 상하 방향으로 이동시키는 제2프리즘 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판 본딩장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 제2카메라는 서로 마주보며 광축이 수평 방향으로 배치되고,

   상기 제2광학부는, 상기 제2카메라들 사이에서 각각의 제2카메라에 대응하게 배치되고 상기 기판 지지대에 안착된 베이스 기판의 영상을 각각의 제2카메라 측으로 반사시키는 한 쌍의 제2반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판 본딩장치.
7. 청구항 제1항에 기재된 회로기판 본딩장치를 이용하며,

   상기 흡착부에 흡착된 회로기판을 상기 기판 지지대 측으로 정지 없이 이동시키는 단계;

   상기 회로기판이 상기 제1광학부의 상방을 통과하는 순간, 상기 제1광학부를 통해 상기 회로기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계;

   상기 제2광학부를 통해 상기 기판 지지대에 안착된 베이스 기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계;

   상기 회로기판의 정렬 마크와 상기 베이스 기판의 정렬 마크가 일치하도록, 상기 회로기판과 상기 베이스 기판 중 어느 하나를 정렬하는 단계; 및

   상기 회로기판을 상기 베이스 기판에 본딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로기판 본딩방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 회로기판을 상기 기판 지지대 측으로 이동시키는 수평구동부의 속도는, 상기 흡착부의 초기 위치부터 상기 제1광학부 직전까지의 제1속도와, 상기 제1광학부 직전부터 상기 제1광학부 직후까지의 제2속도와, 상기 제1광학부 직후부터 상기 기판 지지대까지의 제3속도로 구분되며,

   상기 제2속도는 상기 제1속도 또는 상기 제3속도보다 느린 것을 특징으로 하는 회로기판 본딩방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 베이스 기판의 정렬 마크를 촬상하는 단계는 상기 흡착부가 초기 위치를 출발하여 상기 제1광학부에 도착하기 전에 이루어지며,

   상기 회로기판과 상기 베이스 기판 중 어느 하나를 정렬하는 단계는 상기 흡착부가 상기 제1광학부를 통과하고 상기 기판 지지대에 도착하기 전에 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로기판 본딩방법.

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