KR101040452B1 - 백업 플레이트와 본딩 헤드 간의 평행도를 측정하기 위한 압력 분포 측정 시편 및 압력 분포 측정 장치 - Google Patents

백업 플레이트와 본딩 헤드 간의 평행도를 측정하기 위한 압력 분포 측정 시편 및 압력 분포 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백업 플레이트와 본딩 헤드를 갖는 본딩 장치에서 상기 백업 플레이트와 상기 본딩 헤드 간의 평행도를 측정하기 위한 압력 분포 측정 시편 및 압력 분포 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 압력 분포 측정 시편은 상기 백업 플레이트에 안착되는 안착부와; 상기 본딩 헤드가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동할 때 상기 본딩 헤드에 의해 가압되어 상기 백업 플레이트 방향으로 이동하는 시편 본체와; 상기 본딩 헤드의 가압에 의해 상기 시편 본체가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동 가능하도록 상기 안착부와 상기 시편 본체를 연결하는 변형부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 칩 온 글래스(COG : Chip on glass) 공정 등에 사용되는 본딩 장치의 본딩 헤드의 압력 분포를 수치적으로 정확히 측정하여 본딩 헤드와 백업 플레이트의 수평 상태, 즉 본딩 헤드와 백업 플레이트 간의 평형도를 측정할 수 있다.

Description

백업 플레이트와 본딩 헤드 간의 평행도를 측정하기 위한 압력 분포 측정 시편 및 압력 분포 측정 장치{PRESSURE DISTRIBUTION MEASUREMENT TEST PIECE AND PRESSURE DISTRIBUTION MEASUREMENT APPARATUS FOR MEASURING PARALLELISM BETWEEN BACKUP PLATE AND BONGING HEAD}
본 발명은 백업 플레이트와 본딩 헤드 간의 평행도를 측정하기 위한 압력 분포 측정 시편 및 압력 분포 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칩 온 글래스(COG : Chip on glass) 공정 등에 사용되는 본딩 장치에서 본딩 헤드의 압력 분포를 측정하여 본딩 헤드와 백업 플레이트 사이에 평형도를 측정할 수 있는 백업 플레이트와 본딩 헤드 간의 평행도를 측정하기 위한 압력 분포 측정 시편 및 압력 분포 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display) 장치에는 박막 트랜지스터 패턴들을 구동시키기 위한 구동회로가 사용되는데, 구동회로에 공급되는 신호들을 박막 트랜지스터 패턴들이 위치하는 액정 패널에 전송하기 위한 다수의 드라이버 집적회 로(Driver IC)가 설치되어야 한다.
이와 같은 드라이버 집적회로를 액정 패널에 실장하는 방식으로는, 드라이버 집적회로가 탑재된 테이프 캐리어 패키지(TCP : Tape Carrier Package) 또는 칩 온 필름(COF : Chip On Film)을 통해 드라이버 집적회로를 간접적으로 액정 패널에 실장하는 방식인 탭(TAB : Tape Automated Bonding) 방식과, 드라이버 집적회로를 별도의 구조물 없이 액정 패널에 직접 실장하는 방식인 칩 온 글래스(COG : Chip On Glass) 방식이 있다.
칩 온 글래스 방식을 적용하기 위한 본딩 장치는 일반적으로 액정 패널이 안착되는 백업 플레이트와, 압력을 인가하기 위한 본딩 헤드를 포함하는데, 백업 플레이트와 본딩 헤드는 상호 수평을 유지되도록 본딩 장치에 설치된다.
도 1은 통상적인 본딩 장치의 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11)의 구성을 통한 본딩 공정을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 본딩 장치를 이용한 본딩 공정은 액정 패널(100,101)이 백업 플레이트(11)에 안착된 상태에서 이방성 전도체를 접착 매개체로 하여 본딩 헤드(10)가 드라이버 집적회로(102)를 가압하여 이방성 전도체에 의해 드라이버 집적회로(102)가 액정 패널(100,101)에 부착된다. 여기서, 이방성 전도체는 통상 드라이버 집적회로(102)의 범프(미도시)와 액정 패널(100,101)의 패드(미도시)를 전기적으로 도통시키기 위한 도전 볼을 함유한 접착용 열경화성 수지를 의미한다.
이와 같은 칩 온 글래스 방식으로 액정 패널(100,101)에 드라이버 집적회로(102)가 부착된 액정 모듈의 경우, 본딩 헤드(10)에 의한 눌림 정도와 이방성 전 도체의 눌림 정도가 매우 중요한 요소가 되므로, 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 상태를 정확히 유지하여야 한다. 즉, 본딩 헤드(10)의 전면적에서의 압력 분포가 일정하여야 하는데, 만약 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 상태가 정확하지 않게 되면 본딩 후 이방성 전도체 내부의 도전볼은 압력을 많이 받은 부분이 심하게 변형되고, 그 반대쪽 볼은 약하게 눌려 압착 불량을 유발할 수 있다.
상기와 같은 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 상태를 확인하기 위해서 기존의 본딩 공정에서는 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 사이에 테스트 시트를 배치시키고, 본딩 헤드(10)가 테스트 시트를 사이에 두고 백업 플레이트(11)를 가압하면 테스트 시트의 표면에 본딩 헤드(10)에 의해 가압된 부분이 변색된다. 그리고, 작업자가 본딩 헤드(10)의 압력에 의해 변색된 정도를 검사하여 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11)의 정렬 상태를 확인하는 방식이 사용되었다.
그런데, 상기와 같이 테스트 시트를 사용하여 작업자의 육안으로 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 상태를 확인하는 방식은 작업자의 육안 확인에 의존한다는 점에서 그 신뢰성을 보장하기 어려우며, 특히 작업자의 능력에 의존적이라는 접에서 본딩 공정에 일률적으로 적용할 수 있는 보편적인 방법이 될 수 없다.
또한, 수평 상태를 육안으로 확인한다는 점에서 본딩 장치의 사용 과정에 따라 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 상태가 변화되는 정도를 데이터화하는데 한계가 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 칩 온 글래스(COG : Chip on glass) 공정 등에 사용되는 본딩 장치의 본딩 헤드의 압력 분포를 수치적으로 정확히 측정하여 본딩 헤드와 백업 플레이트의 수평 상태, 즉 본딩 헤드와 백업 플레이트 간의 평행도를 측정할 수 있는 압력 분포 측정 시편 및 압력 분포 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 백업 플레이트와 본딩 헤드를 갖는 본딩 장치에서 상기 본딩 헤드의 압력 분포를 측정하기 위한 압력 분포 측정 시편에 있어서, 상기 백업 플레이트에 안착되는 안착부와; 상기 본딩 헤드가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동할 때 상기 본딩 헤드에 의해 가압되어 상기 백업 플레이트 방향으로 이동하는 시편 본체와; 상기 본딩 헤드의 가압에 의해 상기 시편 본체가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동 가능하도록 상기 안착부와 상기 시편 본체를 연결하는 변형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 시편에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 변형부는 상기 시편 본체의 이동에 따라 탄성적으로 변형될 수 있다.
그리고, 상기 시편 본체는 상기 본딩 헤드가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동할 때 상기 본딩 헤드의 하부면이 접촉되는 헤드 접촉바와, 상기 헤드 접촉바 의 일측 가장자리 영역으로부터 T 자 형태로 연장된 한 쌍의 제1 연장부와, 상기 헤드 접촉바의 타측 가장자리 영역으로부터 T 자 형태로 연장된 한 쌍의 제2 연장부를 포함하며; 상기 변형부는 상기 한 쌍의 제1 연장부 중 어느 하나와 상기 한 쌍의 제2 연장부 중 어느 하나를 연결하는 제1 변형빔부와, 상기 안착부와 상기 시편 본체가 소정 간격 이격되도록 상기 제1 변형빔부의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 상기 안착부의 상부면과 연결된 제1 지지부를 갖는 제1 변형빔과, 상기 한 쌍의 제1 연장부 중 다른 하나와 상기 한 쌍의 제2 연장부 중 다른 하나를 연결하는 제2 변형빔부와, 상기 안착부와 상기 시편 본체가 소정 간격 이격되도록 상기 제2 변형빔부의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 상기 안착부의 상부면과 연결된 제2 지지부를 갖는 제2 변형빔을 포함하며; 상기 본딩 헤드가 상기 시편 본체를 가압할 때 상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부를 중심으로 상기 제1 변형빔부 및 상기 제2 변형빔부의 양측이 탄성적으로 변형되어 상기 시편 본체가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동 가능하게 된다.
또한, 상기 시편 본체의 상기 헤드 접촉바에는 상기 본딩 헤드의 하부면과 면 접촉되도록 상기 본딩 헤드의 하부면 형상에 대응하는 형상을 갖는 헤드 접촉부가 상향 돌출 형성될 수 있다.
그리고, 상기 안착부는 대략 사각 틀 형태를 가지며; 상기 변형부는 상기 시편 본체가 상하 이동 가능하도록 상기 시편 본체의 네 모서리 영역을 각각 상기 안착부의 내측 네 모서리 영역에 연결하는 네 개의 변형빔을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 변형부의 두께는 상기 본딩 헤드의 가압에 의해 탄성적으로 변 형되어 상기 시편 본체가 이동 가능하도록 상기 시편 본체의 두께보다 상대적으로 얇게 마련될 수 있다.
그리고, 상기 안착부의 하부면에는 자성체가 수용되는 자석 수용홀이 형성될 수 있다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 백업 플레이트와 본딩 헤드를 갖는 본딩 장치에서 상기 본딩 헤드의 압력 분포를 측정하기 위한 압력 분포 측정 장치에 있어서, 상기 백업 플레이트에 안착되는 안착부와, 상기 본딩 헤드가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동할 때 상기 본딩 헤드에 의해 가압되어 상기 백업 플레이트 방향으로 이동하는 시편 본체와, 상기 본딩 헤드의 가압에 의해 상기 시편 본체가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동 가능하도록 상기 안착부와 상기 시편 본체를 연결하는 변형부를 갖는 압력 분포 측정 시편과; 상기 변형부에 설치되어 상기 본딩 헤드의 가압에 따른 상기 변형부의 변형 정도를 감지하는 변형 감지부와; 상기 변형 감지부에 의해 감지된 상기 변형부의 변형 정도에 기초하여 상기 백업 플레이트와 상기 본딩 헤드 간의 압력 분포를 검출하는 검출 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 변형 감지부는 상기 본딩 헤드의 가압에 따른 상기 변형부의 변형 정도를 감지하기 위한 스트레인 게이지 형태로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 변형부는 상기 시편 본체의 이동에 따라 탄성적으로 변형될 수 있다.
또한, 상기 시편 본체는 상기 본딩 헤드가 상기 백업 플레이트 방향으로 이 동할 때 상기 본딩 헤드의 하부면이 접촉되는 헤드 접촉바와, 상기 헤드 접촉바의 일측 가장자리 영역으로부터 T 자 형태로 연장된 한 쌍의 제1 연장부와, 상기 헤드 접촉바의 타측 가장자리 영역으로부터 T 자 형태로 연장된 한 쌍의 제2 연장부를 포함하며; 상기 변형부는 상기 한 쌍의 제1 연장부 중 어느 하나와 상기 한 쌍의 제2 연장부 중 어느 하나를 연결하는 제1 변형빔부와, 상기 안착부와 상기 시편 본체가 소정 간격 이격되도록 상기 제1 변형빔부의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 상기 안착부의 상부면과 연결된 제1 지지부를 갖는 제1 변형빔과, 상기 한 쌍의 제1 연장부 중 다른 하나와 상기 한 쌍의 제2 연장부 중 다른 하나를 연결하는 제2 변형빔부와, 상기 안착부와 상기 시편 본체가 소정 간격 이격되도록 상기 제2 변형빔부의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 상기 안착부의 상부면과 연결된 제2 지지부를 갖는 제2 변형빔을 포함하며; 상기 본딩 헤드가 상기 시편 본체를 가압할 때 상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부를 중심으로 상기 제1 변형빔부 및 상기 제2 변형빔부의 양측이 탄성적으로 변형되어 상기 시편 본체가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동하며; 상기 변형 감지부는 상기 제1 지지부를 중심으로 상기 제1 변형빔부의 양측에 각각 설치되는 제1 스트레인 게이지 및 제2 스트레인 게이지와, 상기 제2 지지부를 중심으로 상기 제2 변형빔부의 양측에 각각 설치되는 제3 스트레인 게이지 및 제4 스트레인 게이지를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 시편 본체의 상기 헤드 접촉바에는 상기 본딩 헤드의 하부면과 면 접촉되도록 상기 본딩 헤드의 하부면 형상에 대응하는 형상을 갖는 본딩 헤드 접촉부가 상향 돌출 형성될 수 있다.
또한, 상기 안착부는 대략 사각 틀 형태를 가지며; 상기 변형부는 상기 시편 본체는 상기 안착부의 내부에서 상하 이동 가능하도록 상기 안착부의 4 모서리 영역을 각각 상기 안착부의 4 모서리 영역에 연결하는 4 개의 변형빔을 포함하며; 상기 변형 감지부는 상기 4개의 변형빔에 각각 설치되는 4개의 스트레인 게이지를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 변형부의 두께는 상기 본딩 헤드의 가압에 의해 탄성적으로 변형되어 상기 시편 본체가 이동 가능하도록 상기 시편 본체의 두께보다 상대적으로 얇게 마련될 수 있다.
본 발명에 따르면, 칩 온 글래스(COG : Chip on glass) 공정 등에 사용되는 본딩 장치의 본딩 헤드의 압력 분포를 수치적으로 정확히 측정하여 본딩 헤드와 백업 플레이트의 수평 상태, 즉 본딩 헤드와 백업 플레이트 간의 평행도를 측정할 수 있는 효과가 제공된다.
또한, 압력 분포 측정 시편의 변형부가 탄성적으로 변경되도록 함으로써, 압력 분포 측정 시편의 제사용이 가능하여 경제적인 효과가 제공된다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 본 발명을 설명하는데 있어 본딩 장치는 도 1을 참조하여 설명 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 압력 분포 측정 시편(30)은 백업 플레이트(11)와 본딩 헤드(10)를 갖는 본딩 장치, 예를 들어 칩 온 글래스(COG : Chip On Glass) 방식이 채용된 LCD(Liquid Crystal Display) 모듈의 제작을 위한 본딩 장치에서 본딩 헤드(10)의 압력 분포를 측정하는데 사용된다. 여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 압력 분포 측정 시편(30)은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 안착부(36), 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b) 및 변형부(34a,34b,35a,35b)를 포함한다.
안착부(36)는 본딩 장치의 백업 플레이트(11)에 안착된다. 본 발명에서는 안착부(36)가 직육면체 형태를 갖는 것을 예로 하며, 도 4에 도시된 바와 같이 내측에 공간이 형성된 대략 사각 틀 형태를 갖는 것을 예로 하고 있다.
또한, 안착부(36)의 하부면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 자석 수용홀(38)이 형성될 수 있다. 여기서, 자석 수용홀(38)에는 자석과 같은 자성체가 수용됨으로써, 안착부(36)가 금속 재질의 백업 플레이트(11)에 안착될 때 자석 수용홀(38)에 수용된 자석이 백업 플레이트(11)에 부착됨으로써 압력 분포 측정 시편(30)이 백업 플레이트(11)에 안정적으로 안착 및 고정될 수 있다.
시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)는 본딩 헤드(10)가 백업 플레이트(11) 방향으로 이동할 때, 즉 본딩 헤드(10)에 의한 압착이 이루어질 때 본딩 헤드(10)에 의해 가압되어 백업 플레이트(11) 방향으로 이동한다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)는 I 자 빔 형태를 갖는 것을 예로 하고 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)는 헤드 접촉바(31), 한 쌍의 제1 연장부(32a,32b) 및 한 쌍의 제2 연장부(33a,33b)를 포함할 수 있다.
헤드 접촉바(31)는 본딩 헤드(10)가 백업 플레이트(11) 방향으로 이동할 때, 즉 본딩 헤드(10)에 의한 압착이 이루어질 때 본딩 헤드(10)의 하부면이 접촉되어 가압됨으로써 본딩 헤드(10)의 가압을 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b) 전체에 전달한다.
한 쌍의 제1 연장부(32a,32b)는 헤드 접촉바(31)의 일측 가장자리 영역으로부터 헤드 접촉바(31)의 길이 방향과 수직한 양 방향으로 연장되어 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)의 일측 가장자리 영역이 T 자 형태를 갖도록 형성된다. 또한, 한 쌍의 제2 연장부(33a,33b)는, 제1 연장부(32a,32b)와 동일하게, 헤드 접촉바(31)의 타측 가장자리 영역으로부터 헤드 접촉바(31)의 길이 방향과 수직한 양 방향으로 연장되어 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)의 타측 가장자리 영역이 T 자 형태를 갖도록 형성된다.
상기와 같이, 헤드 접촉바(31)와, 헤드 접촉바(31)의 양측 가장자리 영역으로부터 T 자 형태로 연장된 한 쌍씩의 제1 연장부(32a,32b) 및 제2 연장부(33a,33b)를 통해 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)가 I 자 빔 형태를 갖게 된다.
또한, 본 발명에 따른 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)의 헤드 접촉바(31)에는 본딩 헤드(10)의 하부면과 면 접촉되도록 본딩 헤드(10)의 하부면 형상 에 대응하는 형상을 갖는 헤드 접촉부(31a)가 상향 돌출 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 압력 분포 측정 시편(30)을 백업 플레이트(11)에 안착시킬 때, 본딩 헤드(10)를 하향 이동시키며 본딩 헤드(10)와 압력 분포 측정 시편(30)을 본딩 헤드(10)의 하부면과 헤드 접촉부(31a)의 상부면을 일치시킴으로서 정렬할 수 있게 된다.
한편, 변형부(34a,34b,35a,35b)는 본딩 헤드(10)가 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)를 가압할 때 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)가 백업 플레이트(11) 방향으로 이동 가능하도록 안착부(36)와 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)를 연결한다. 여기서, 변형부(34a,34b,35a,35b)는 본딩 헤드(10)의 가압에 의해 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)가 백업 플레이트(11) 방향으로 이동할 때 탄성적으로 변형되어 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)의 백업 플레이트(11)로의 이동이 가능하게 한다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 변형부(34a,34b,35a,35b)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 변형빔(34a,34b) 및 제2 변형빔(35a,35b)을 포함할 수 있다.
제1 변형빔(34a,34b)은 제1 변형빔부(34a) 및 제1 지지부(34b)를 포함한다. 제1 변형빔부(34a)는 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)의 한 쌍의 제1 연장부(32a,32b) 중 어느 하나(도 2에서는 32a)와 한 쌍의 제2 연장부(33a,33b) 중 어느 하나(도 2에서는 33a)를 연결한다. 그리고, 제1 지지부(34b)는 안착부(36)와 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)가 소정 간격 이격되도록 제1 변형빔부(34a)의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 안착부(36)의 상부면과 연결됨으로서 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)와 안착부(36)를 연결한다.
또한, 제2 변형빔(35a,35b)은, 제1 변형빔(34a,34b)의 형태에 대응하여 제2 변형빔부(35a) 및 제2 지지부(35b)를 포함한다. 제2 변형빔부(35a)는 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)의 한 쌍의 제1 연장부(32a,32b) 중 다른 하나(도 2에서는 32b)와 한 쌍의 제2 연장부(33a,33b) 중 다른 하나(도 2에서는 33b)를 연결한다. 그리고, 제2 지지부(35b)는 안착부(36)와 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)가 소정 간격 이격되도록 제2 변형빔부(35a)의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 안착부(36)의 상부면과 연결됨으로서 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)와 안착부(36)를 연결한다.
여기서, 제1 변형빔(34a,34b)과 제2 변형빔(35a,35b)은 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)의 헤드 접촉바(31)의 양측 면과의 사이에는 이격 공간(도 4의 참조번호 37 참조)이 형성됨으로써, 제1 변형빔(34a,34b)과 제2 변형빔(35a,35b)의 변형시에 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)에 구속되지 않게 된다.
상기와 같은 구성에 따라, 압력 분포 측정 시편(30)이 백업 플레이트(11)에 안착된 상태에서 본딩 헤드(10)가 압력 분포 측정 시편(30)의 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)를 가압할 때, 제1 변형빔(34a,34b) 및 제2 변형빔(35a,35b)의 제1 지지부(34b) 및 제2 지지부(35b)가 하중을 지탱하고, 제1 지지부(34b) 및 제2 지지부(35b)를 중심으로 제1 변형빔(34a,34b) 및 제2 변형 빔(35a,35b)의 제1 변형빔부(34a) 및 제2 변형빔부(35a)의 양측이 탄성적으로 변형되어 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)가 백업 플레이트(11) 방향으로 이동 가능하게 된다.
여기서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 변형부(34a,34b,35a,35b)의 두께, 즉 제1 변형빔부(34a) 및 제2 변형빔부(35a)의 두께를 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)의 두께보다 상대적으로 얇게 마련하여, 본딩 헤드(10)의 가압에 의한 변형이 제1 변형빔부(34a) 및 제2 변형빔부(35a)에서 탄성적으로 발생하고, 시편 본체(31,31a,32a,32b,33a,33b)는 하향 이동하도록 마련할 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 압력 분포 측정 시편(30)을 이용한 본 발명에 따른 압력 분포 측정 장치를 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 압력 분포 측정 장치는 압력 분포 측정 시편(30)과, 변형 감지부(40)와, 검출 제어부(50)를 포함한다.
압력 분포 측정 시편(30)은 본딩 장치의 백업 플레이트(11)에 안착되어 본딩 헤드(10)의 가압에 따라 가압된다. 여기서, 압력 분포 측정 시편(30)의 구성은 상술한 바와 같으며, 그 설명은 생략한다.
변형 감지부(40)는 압력 분포 측정 시편(30)의 변형부(34a,34b,35a,35b)에 설치되어 본딩 헤드(10)의 가압에 따른 변형부(34a,34b,35a,35b)의 변형 정도를 감지한다. 본 발명에서는 변형 감지부(40)가 본딩 헤드(10)의 가압에 따른 변형부(34a,34b,35a,35b)의 변형 정도를 감지하기 위한 스트레인 게이지 형태로 마련되는 것을 예로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 변형 감지부(40)는 변형부(34a,34b,35a,35b)의 제1 변형빔(34a,34b)에 설치되는 제1 스트레인 게이지(41a) 및 제2 스트레인 게이지(41b)와, 제2 변형빔(35a,35b)에 설치되는 제3 스트레인 게이지(41c) 및 제4 스트레인 게이지(41d)를 포함할 수 있다.
제1 스트레인 게이지(41a) 및 제2 스트레인 게이지(41b)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 변형빔(34a,34b)의 제1 지지부(34b)를 중심으로 제1 변형빔부(34a)의 양측에 각각 설치되고, 제3 스트레인 게이지(41c) 및 제4 스트레인 게이지(41d)는 제2 변형빔(35a,35b)의 제2 지지부(35b)를 중심으로 제2 변형빔부(35a)의 양측에 각각 설치된다.
이에 따라, 본딩 헤드(10)의 가압에 따라 변형부(34a,34b,35a,35b)의 제1 변형빔부(34a) 및 제2 변형빔부(35a)가 탄성적으로 변형될 때, 제1 스트레인 게이지(41a), 제2 스트레인 게이지(41b), 제3 스트레인 게이지(41c) 및 제4 스트레인 게이지(41d)도 변형되어(도 7 참조), 각 스트레인 게이지(41a,41b,41c,41d)의 변형에 따른 저항값의 변화가, 도 5에 도시된 변형률 출력부(42)에 의해 감지되고, 각 스트레인 게이지(41a,41b,41c,41d)의 변형률에 대한 데이터가 생성되어 검출 제어부(50)로 출력된다.
그리고, 검출 제어부(50)는 변형 감지부(40)에 의해 감지된 변형부(34a,34b,35a,35b)의 변형 정도에 기초하여 백업 플레이트(11)와 본딩 헤드(10) 간의 압력 분포를 검출한다. 보다 구체적으로 설명하면, 검출 제어부(50)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 수신부(51), 영상 표시부(53) 및 메인 프로세서(52) 를 포함할 수 있다.
데이터 수신부(51)는 변형 감지부(40)의 변형률 출력부(42)로부터 출력되는 각 스트레인 게이지(41a,41b,41c,41d)의 변형률에 대한 데이터를 수신하여 메인 프로세서(52)로 전달한다. 그리고, 메인 프로세서(52)는 데이터 수신부(51)를 통해 수신되는 각 스트레인 게이지(41a,41b,41c,41d)의 변형률에 대한 데이터에 기초하여 백업 플레이트(11)와 본딩 헤드(10) 간의 압력 분포를 검출한다.
즉, 본딩 헤드(10)에 의해 압력 분포 측정 시편(30)이 가압됨에 따라 본딩 헤드(10)의 네 모서리 영역에서 발생하는 압력이 제1 지지부(34b) 및 제2 지지부(35b)를 중심으로 하는 제1 변형빔부(34a) 및 제2 변형빔부(35a) 각각의 양측에 전달되는데, 이 때 본딩 헤드(10)의 압력 분포가 네 모서리 영역에서 상이한 경우, 즉 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 상태 정렬이 이루어지지 않은 경우, 제1 변형빔부(34a) 및 제2 변형빔부(35a) 각각의 양측에 전달되는 압력이 상이해져 그 변형의 차이가 발생하고, 이러한 변형의 차이가 각 스트레인 게이지(41a,41b,41c,41d)의 변형률에 대한 데이터에 반영됨으로써, 메인 프로세서(52)가 이를 분석하여 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 방향으로의 정렬 상태를 수치적으로 검출 가능하게 된다. 즉, 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 방향으로의 평형도가 수치적으로 검출 가능하게 된다.
그리고, 메인 프로세서(52)는 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 방향으로의 정렬 상태를 영상 표시부(53)를 통해 표시해줌으로써, 작업자가 본딩 헤드(10)와 백업 플레이트(11) 간의 수평 방향으로의 정렬 상태를 시각적으로 바로 확인할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 압력 분포 측정 시료(30)의 헤드 접촉부(31a) 전면에 균일한 힘을 가했을 때 압력 분포 측정 시료(30)에서 발생하는 응력 분포를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 압력 분포 측정 시료(30)에 발생하는 응력이 제1 변형빔부(34a) 및 제2 변형빔부(35a)를 따라 비틀림 없이 가해지는 것과, 응력의 분포가 제1 변형빔부(34a) 및 제2 변형빔부(35a)에 집중되는 것을 알 수 있다. 따라서, 본딩 헤드(10)의 가압에 따라 제1 변형빔부(34a) 및 제2 변형빔부(35a)에서 변형이 발생하여 압력 분포 측정 시료(30)에 가해진 힘의 크기와 위치를 추정할 수 있게 된다. 도 9는 본 발명에 따른 압력 분포 측정 시료(30)의 헤드 접촉부(31a) 전면에 균일한 힘을 가했을 때 압력 분포 측정 시료(30)에서 발생하는 변형의 분포를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이다.
이하에서는 도 10을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 압력 분포 측정 시편(30)에 대해 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 압력 분포 측정 시편(130)은 안착부(136)와, 시편 본체(131)와, 변형부를 포함한다.
안착부(136)는 본딩 장치의 백업 플레이트(11)에 안착된다. 본 발명에서는 안착부(136)가 대략 사각 틀 형태로 마련되는 것을 일 예로 하고 있다. 시편 본체(131)는 본딩 헤드(10)가 백업 플레이트(11) 방향으로 이동할 때, 즉 본딩 헤드(10)에 의한 압착이 이루어질 때 본딩 헤드(10)에 의해 가압되어 백업 플레이트(11) 방향으로 이동한다.
변형부는 시편 본체(131)가 본딩 헤드(10)에 의해 가압되어 백업 플레이 트(11) 방향으로 이동 가능하도록 시편 본체(131)의 네 모서리 영역을 각각 안착부(36)의 내측 네 모서리 영역에 연결하는 네 개의 변형빔(134a,134b,134c,135d)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라 본딩 헤드(10)가 시편 본체(131)를 가압할 때 네 개의 변형빔(134a,134b,134c,135d)이 탄성적으로 변형되어 시편 본체(131가 백업 플레이트(11) 방향으로 이동하게 되고, 상술한 바와 같이, 네 개의 스트레인 게이지를 각 변형빔에 설치함으로써, 제1 실시예에 따른 압력 분포 측정 시편(30)과 동일한 기능을 수행할 수 있게 된다.
여기서, 변형부를 구성하는 변형빔(134a,134b,134c,135d)의 두께는 본딩 헤드(10)의 가압에 의해 탄성적으로 변형되어 시편 본체(131)가 이동 가능하도록 시편 본체(131)의 두께보다 상대적으로 얇게 마련됨은 당연하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 통상적인 본딩 장치의 본딩 헤드와 백업 플레이트의 구성을 통한 본딩 공정을 설명하기 위한 도면이고,
도 2 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압력 분포 측정 시편의 사시도이고,
도 3은 도 2에 도시된 압력 분포 측정 시편을 A 방향에서 바라본 배면도이고,
도 4는 도 2에 도시된 압력 분포 측정 시편의 저면도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 압력 분포 측정 장치를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압력 분포 측정 시편이 본딩 장치에 안착되어 본딩 헤드에 의해 가압되어 변형된 예를 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 압력 분포 측정 시료의 헤드 접촉부 전면에 균일한 힘을 가했을 때 압력 분포 측정 시료에서 발생하는 응력 분포를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 압력 분포 측정 시료의 헤드 접촉부 전면에 균일한 힘을 가했을 때 압력 분포 측정 시료에서 발생하는 변형의 분포를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압력 분포 측정 시편의 구성을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 번호에 대한 설명>
10 : 본딩 헤드 11 : 백업 플레이트
30 : 압력 분포 측정 시편 31 : 헤드 접촉바
31a : 헤드 접촉부 32a,32b : 제1 연장부
33a,33b : 제2 연장부 34a : 제1 변형빔부
34b : 제1 지지부 35a : 제2 변형빔부
35b : 제2 지지부 36 : 안착부
37 : 이격공 40 : 변형 감지부
50 : 검출 제어부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 백업 플레이트와 본딩 헤드를 갖는 본딩 장치에서 상기 본딩 헤드의 압력 분포를 측정하기 위한 압력 분포 측정 시편에 있어서,
    상기 백업 플레이트에 안착되는 안착부와,
    상기 본딩 헤드가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동할 때 상기 본딩 헤드에 의해 가압되어 상기 백업 플레이트 방향으로 이동하는 시편 본체와,
    상기 본딩 헤드의 가압에 의해 상기 시편 본체가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동 가능하도록 상기 안착부와 상기 시편 본체를 연결하는 변형부를 포함하며;
    상기 시편 본체는,
    상기 본딩 헤드가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동할 때 상기 본딩 헤드의 하부면이 접촉되는 헤드 접촉바와,
    상기 헤드 접촉바의 일측 가장자리 영역으로부터 T 자 형태로 연장된 한 쌍의 제1 연장부와,
    상기 헤드 접촉바의 타측 가장자리 영역으로부터 T 자 형태로 연장된 한 쌍의 제2 연장부를 포함하며;
    상기 변형부는,
    상기 한 쌍의 제1 연장부 중 어느 하나와 상기 한 쌍의 제2 연장부 중 어느 하나를 연결하는 제1 변형빔부와, 상기 안착부와 상기 시편 본체가 소정 간격 이격되도록 상기 제1 변형빔부의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 상기 안착부의 상부면과 연결된 제1 지지부를 갖는 제1 변형빔과,
    상기 한 쌍의 제1 연장부 중 다른 하나와 상기 한 쌍의 제2 연장부 중 다른 하나를 연결하는 제2 변형빔부와, 상기 안착부와 상기 시편 본체가 소정 간격 이격되도록 상기 제2 변형빔부의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 상기 안착부의 상부면과 연결된 제2 지지부를 갖는 제2 변형빔을 포함하며;
    상기 본딩 헤드가 상기 시편 본체를 가압할 때 상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부를 중심으로 상기 제1 변형빔부 및 상기 제2 변형빔부의 양측이 탄성적으로 변형되어 상기 시편 본체가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 시편.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시편 본체의 상기 헤드 접촉바에는 상기 본딩 헤드의 하부면과 면 접촉되도록 상기 본딩 헤드의 하부면 형상에 대응하는 형상을 갖는 헤드 접촉부가 상향 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 시편.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 안착부는 사각 틀 형태를 가지며;
    상기 변형부는 상기 시편 본체가 상하 이동 가능하도록 상기 시편 본체의 네 모서리 영역을 각각 상기 안착부의 내측 네 모서리 영역에 연결하는 네 개의 변형빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 시편.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변형부의 두께는 상기 본딩 헤드의 가압에 의해 탄성적으로 변형되어 상기 시편 본체가 이동 가능하도록 상기 시편 본체의 두께보다 상대적으로 얇게 마련되는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 시편.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 안착부의 하부면에는 자성체가 수용되는 자석 수용홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 시편.
  8. 백업 플레이트와 본딩 헤드를 갖는 본딩 장치에서 상기 본딩 헤드의 압력 분포를 측정하기 위한 압력 분포 측정 장치에 있어서,
    상기 백업 플레이트에 안착되는 안착부와, 상기 본딩 헤드가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동할 때 상기 본딩 헤드에 의해 가압되어 상기 백업 플레이트 방향으로 이동하는 시편 본체와, 상기 본딩 헤드의 가압에 의해 상기 시편 본체가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동 가능하도록 상기 안착부와 상기 시편 본체를 연결하는 변형부를 갖는 압력 분포 측정 시편과,
    상기 변형부에 설치되어 상기 본딩 헤드의 가압에 따른 상기 변형부의 변형 정도를 감지하는 변형 감지부와,
    상기 변형 감지부에 의해 감지된 상기 변형부의 변형 정도에 기초하여 상기 백업 플레이트와 상기 본딩 헤드 간의 압력 분포를 검출하는 검출 제어부를 포함하며;
    상기 시편 본체는,
    상기 본딩 헤드가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동할 때 상기 본딩 헤드의 하부면이 접촉되는 헤드 접촉바와,
    상기 헤드 접촉바의 일측 가장자리 영역으로부터 T 자 형태로 연장된 한 쌍의 제1 연장부와,
    상기 헤드 접촉바의 타측 가장자리 영역으로부터 T 자 형태로 연장된 한 쌍의 제2 연장부를 포함하며;
    상기 변형부는,
    상기 한 쌍의 제1 연장부 중 어느 하나와 상기 한 쌍의 제2 연장부 중 어느 하나를 연결하는 제1 변형빔부와, 상기 안착부와 상기 시편 본체가 소정 간격 이격되도록 상기 제1 변형빔부의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 상기 안착부의 상부면과 연결된 제1 지지부를 갖는 제1 변형빔과,
    상기 한 쌍의 제1 연장부 중 다른 하나와 상기 한 쌍의 제2 연장부 중 다른 하나를 연결하는 제2 변형빔부와, 상기 안착부와 상기 시편 본체가 소정 간격 이격되도록 상기 제2 변형빔부의 하부면 중앙 부분으로부터 연장되어 상기 안착부의 상부면과 연결된 제2 지지부를 갖는 제2 변형빔을 포함하며;
    상기 본딩 헤드가 상기 시편 본체를 가압할 때 상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부를 중심으로 상기 제1 변형빔부 및 상기 제2 변형빔부의 양측이 탄성적으로 변형되어 상기 시편 본체가 상기 백업 플레이트 방향으로 이동하며;
    상기 변형 감지부는 상기 제1 지지부를 중심으로 상기 제1 변형빔부의 양측에 각각 설치되는 제1 스트레인 게이지 및 제2 스트레인 게이지와, 상기 제2 지지부를 중심으로 상기 제2 변형빔부의 양측에 각각 설치되는 제3 스트레인 게이지 및 제4 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 변형 감지부는 상기 본딩 헤드의 가압에 따른 상기 변형부의 변형 정도를 감지하기 위한 스트레인 게이지 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 변형부는 상기 시편 본체의 이동에 따라 탄성적으로 변형되는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 시편 본체의 상기 헤드 접촉바에는 상기 본딩 헤드의 하부면과 면 접촉되도록 상기 본딩 헤드의 하부면 형상에 대응하는 형상을 갖는 본딩 헤드 접촉부가 상향 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 안착부는 사각 틀 형태를 가지며;
    상기 변형부는 상기 시편 본체는 상기 안착부의 내부에서 상하 이동 가능하도록 상기 안착부의 4 모서리 영역을 각각 상기 안착부의 4 모서리 영역에 연결하는 4 개의 변형빔을 포함하며;
    상기 변형 감지부는 상기 4개의 변형빔에 각각 설치되는 4개의 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 장치.
  14. 제8항, 제9항, 제10항, 제12항, 또는 제13항에 있어서,
    상기 변형부의 두께는 상기 본딩 헤드의 가압에 의해 탄성적으로 변형되어 상기 시편 본체가 이동 가능하도록 상기 시편 본체의 두께보다 상대적으로 얇게 마련되는 것을 특징으로 하는 압력 분포 측정 장치.
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