KR101088912B1 - 발광소자 제조 장치 및 이를 이용한 발광소자 제조 방법 - Google Patents

발광소자 제조 장치 및 이를 이용한 발광소자 제조 방법 Download PDF

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Abstract

발광소자의 불량 여부를 검사하며, 검사 후 불량인 발광소자를 폐기할 수 있는 발광소자 제조 장치를 개시한다.
본 발명의 일실시형태에 따른 발광소자 제조 장치는, 복수의 발광소자가 어레이 형태로 연결된 발광소자 집합체를 공급받아 상기 발광소자에 대한 비전 검사를 통해 불량 여부를 검사하는 검사부; 및 상기 검사부로부터 공급받은 발광소자 집합체의 발광소자 중에서 상기 검사부의 검사 결과를 토대로 불량으로 판정된 발광소자를 펀칭해서 폐기하는 불량 리젝트부;를 포함할 수 있다.
이에 따라, 발광소자의 불량 검사 및 불량 폐기 작업이 자동화됨과 아울러 일련의 과정으로 신속하게 처리될 수 있으므로, 생산성 향상이 도모될 수 있다.

Description

발광소자 제조 장치 및 이를 이용한 발광소자 제조 방법{Apparatus for Manufacturing Light Emitting Diode Package and Manufacturing Method using the same}
본 발명은 발광소자의 불량 여부를 검사하며, 검사 후 불량인 발광소자를 폐기할 수 있는 발광소자 제조 장치 및 이를 이용한 발광소자 제조 방법에 관한 것이다.
발광 소자(Light Emitting Diode; LED)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 전자부품이다. 즉, 특정 원소의 반도체에 순방향 전압을 가하면 양극과 음극의 접합 부분을 통해 전자의 정공이 이동하면서 서로 재결합하는데, 전자의 정공이 떨어져 있을 때보다 작은 에너지가 되므로, 이때 발생하는 에너지의 차이로 인해 빛을 방출한다.
이러한 발광 소자는 최근 발광 효율의 향상으로 그 응용범위가 초기의 신호 표시용에서 휴대폰용 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)이나 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)와 같은 평판 표시장치의 광원 및 조명용으로 더욱 넓어지고 있다. 이는 발광 다이오드가 종래의 조명으로 사용되는 전구나 형광등에 비해 소모전력이 적고 수명이 길기 때문이다.
발광 소자는 통상적으로 발광 다이오드 패키지로 제조될 수 있다. 일반적으로, 발광소자 패키지는 발광소자 칩과, 발광소자 칩이 실장되는 몸체와, 몸체 상부에 발광소자 칩을 덮는 형광성 실리콘과 같은 형광체 함유 수지부를 포함한다. 발광다이오드 패키지는 발광소자 칩 옆에 제너다이오드(zener diode)를 더 포함하기도 한다.
발광소자 칩은, 기판 상에 서로 다른 도전형의 반도체층과 그 사이에 발광을 활성화하는 활성층을 성장시킨 후, 각 반도체층에 전극을 형성하여 제조된다. 발광소자 칩과 제너다이오드는 와이어 본딩(wire bonding)을 통해 리드 프레임(lead frame)과 전기적으로 연결된다.
발광소자 칩과 제너다이오드의 상부에 형광성 실리콘을 충전하는 과정에서, 형광성 실리콘이 과소하게 충전될 경우, 내부의 본딩 와이어가 노출되어 발열로 인해 끊어질 수 있다. 이와 반대로, 형광성 실리콘이 과다하게 충전될 경우, 추후 모듈에 조립될 때 조립이 불가능하게 되고 빛의 발산각이 설정 수치보다 커지게 되는 불량이 야기된다. 따라서, 발광소자 패키지의 제조시, 형광성 실리콘의 충전 상태를 검사하는 공정이 필요하게 된다.
그런데, 종래에 따르면, 형광성 실리콘의 충전 상태를 작업자가 육안으로 검사한 후, 불량인 발광소자 패키지를 골라내어 폐기하는 것이 대부분이다. 이에 따라, 숙련된 작업자가 필요하게 되고, 수작업으로 인한 생산성 향상에 한계가 있다.
본 발명의 목적 중 하나는 발광소자의 불량 검사와 불량 폐기를 자동화함과 아울러 일련의 과정으로 신속하게 처리하도록 하여 생산성 향상을 도모할 수 있는 발광소자 제조 장치 및 이를 이용한 발광소자 제조 방법을 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시형태에 따른 발광소자 제조 장치는, 발광소자에 대한 비전 검사를 통해 불량 여부를 검사하는 검사부; 및 상기 검사부로부터 공급받은 상기 발광소자 중에서 상기 검사부의 검사 결과를 토대로 불량으로 판정된 발광소자를 폐기하는 불량 리젝트부;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 발광소자의 제조 공정에서, 발광소자를 검사하고, 검사된 결과를 토대로 불량으로 판정된 발광소자를 폐기하는 전체 과정이 자동화될 수 있다. 아울러, 검사와 불량 폐기 과정이 일련의 과정으로 신속하게 처리될 수 있다. 따라서, 발광소자의 제조시 생산성 향상이 도모되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 제조 장치에 대한 사시도.
도 2는 도 1의 제조 장치에 의해 검사될 발광소자를 수납하는 카세트를 도시한 사시도.
도 3은 도 2에 있어서, 발광소자에 대한 측단면도.
도 4는 도 1에 있어서, 불량 리젝트부를 도시한 정면도.
도 5는 도 4에 대한 측면도.
도 6은 도 1에 있어서, 방진 수단의 설치 예를 도시한 사시도.
도 7은 도 1에 있어서, 이송 레일과 이송부를 발췌하여 도시한 사시도.
도 8은 도 1에 있어서, 로딩부를 발췌하여 도시한 사시도.
도 9는 도 1에 있어서, 발광소자 집합체의 이송 과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 제조 장치에 대한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광소자 제조 장치(100)는, 로딩부(110)와, 검사부(120)와, 불량 리젝트부(140), 및 언로딩부(150)를 포함할 수 있다.
로딩부(110)는 도 2에 도시된 카세트(10)를 적재한다. 로딩부(110)는 검사부(120)와 인접한 프레임(101)의 일측에 배치될 수 있다. 카세트(10)는 다수의 발광소자 집합체(20)를 적층해서 수납할 수 있는 구조를 갖는다. 발광소자 집합체(20)는 복수의 발광소자(21)들이 다수의 행과 다수의 열을 갖도록 배열된 어레이 형태로 연결된 구조를 갖는데, 이는 발광소자(21)의 제조시 생산성을 높이기 위함이다. 발광소자 집합체(20)는 발광소자(21)들의 제조가 완료된 후, 발광소자(21)들의 연결 부위가 절단되어, 각각의 발광소자(21)로 분리될 수 있게 한다.
본 실시예에서는 검사대상을 발광소자 패키지로 기재하고 있으나, 다양한 형태의 발광소자, 예를 들어, 발광소자 칩 또는 소정의 회로구성과 함께 모듈화된 발광소자 모듈에 대해서도 유사하게 적용될 수 있을 것이다.
로딩부(110)에 위치하는 발광소자(21)들은 도 3에 도시된 바와 같이, 발광소자 칩(22)과 제너다이오드(23)이 본딩 와이어(24)에 의해 연결된 상태에서, 발광소자 칩(22)과 제너다이오드(23)의 상부에 형광성 실리콘(25)과 같은 형광체 함유 수지부가 덮인 구조의 발광소자 패키지로 이루어질 수 있다.
검사부(120)는 로딩부(110)로부터 발광소자 집합체(20)를 공급받아서, 공급받은 발광소자 집합체(20)의 발광소자(21)들에 대해 비전 검사를 통해 불량 여부를 검사한다. 예컨대, 검사부(120)는 발광소자(21)를 촬상한 영상을 처리하여, 발광소자(21)의 형광성 실리콘(25)이 과도하게 또는 과소하게 충전된 상태인지 여부를 검사한다.
이를 위한 검사부(120)는 다양하게 구성될 수 있는데, 일 예로, 조명부와, 촬상부, 및 영상 처리부를 포함할 수 있다. 조명부는 형광성 실리콘(25)이 발광하는 파장대인 UV(ultraviolet)를 조사하여, 형광성 실리콘(25)의 충전 상태에 따른 각기 다른 영상이 획득될 수 있게 한다. 촬상부는 발광소자(21)의 상면을 촬영하기 위한 것으로, CCD 카메라 등일 수 있다. 영상 처리부는 촬상부를 통해 UV 조명에 의해 촬영된 영상을 기준 영상과 비교 처리하여, 형광성 실리콘(25)의 상태를 판단할 수 있다. 기준 영상은 형광성 실리콘(25)의 충전 상태가 정상 상태일 때 획득된 영상이다.
검사부(120)는 검사할 발광소자(21)들의 상부에 배치될 수 있다. 검사부(120)는 발광소자 집합체(20)의 공급 방향과 직교하는 방향으로 슬라이드 이동하도록 프레임(101) 상의 칼럼(102)에 지지될 수 있다. 이에 따라, 검사부(120)는 검사 영역에서 위치 조정되거나, 정비 등을 위해 대기 위치 등으로 이동될 수 있다.
검사부(120)는 전술한 바와 같이 다수 행과 다수 열로 배열된 발광소자(21)를 1행씩 공급받을 경우, 라인별로 촬상하여 검사하도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 검사부(120)는 발광소자(21)를 복수 행씩 공급받을 경우, 영역별로 촬상하여 검사하도록 구성될 수도 있다.
한편, 검사부(120)는 공급받은 발광소자 집합체(20)의 발광소자(21)들 중에서 본딩 와이어(24) 불량으로 판정되어 불량 마킹된 발광소자를 인식할 수 있다. 즉, 발광소자는 형광성 실리콘(25)이 충전되기 전에, 본딩 와이어(24) 검사를 거쳐 불량일 경우 불량 마킹될 수 있다.
본딩 와이어(24) 불량으로 불량 마킹된 발광소자가 로딩부(110)로 적재되어 검사부(120)로 공급되면, 검사부(120)는 공급된 발광소자(21)들 중 본딩 와이어(24) 불량인 발광소자를 인식할 수 있다. 검사부(120)가 본딩 와이어(24) 불량인 발광소자를 인식한 정보는 제어부(104)로 제공될 수 있고, 제어부(104)는 불량 리젝트부(140)를 제어해서 본딩 와이어(24) 불량인 발광소자를 폐기할 수 있다.
불량 리젝트부(140)는 검사부(120)로부터 공급받은 발광소자 집합체(20)의 발광소자(21)들 중에서 불량 판정된 발광소자를 펀칭해서 폐기한다. 불량 리젝트부(140)는 다수 행과 다수 열로 배열된 발광소자(21)를 1행씩 공급받을 경우, 각 행을 이루는 발광소자(21)들 중 불량인 발광소자를 선별해서 펀칭하도록 구성될 수 있다.
불량 리젝트부(140)는 검사부(120)로부터 제공된 정보를 제공받은 제어부(104)에 의해, 불량 판정된 발광소자를 펀칭해서 폐기하도록 제어될 수 있다. 이때, 폐기되는 발광소자는 형광성 실리콘의 상태가 불량인 발광소자뿐 아니라, 본딩 와이어 불량인 발광소자일 수도 있다.
언로딩부(150)는 불량 리젝트부(140)를 거쳐 배출되는 발광소자 집합체(20)를 수납하기 위한 빈 카세트(10)를 적재한다. 언로딩부(150)에서 빈 카세트(10)에 수납된 발광소자 집합체(21)들은 모듈 조립 공정으로 보내어질 수 있다.
전술한 구성의 발광소자 제조 장치(100)에 의하면, 발광소자(21)의 제조 공정에서, 발광소자(21)를 검사하고, 검사된 결과를 토대로 불량으로 판정된 발광소자를 폐기하는 과정을 자동화할 수 있고, 검사와 불량 폐기 과정을 일련의 과정으로 신속하게 처리할 수 있다. 따라서, 발광소자(21)의 제조시 생산성 향상이 도모될 수 있다.
한편, 발광소자 제조 장치(100)는 검사부(120)와 불량 리젝트부(140) 사이에 불량 마킹부(130)를 더 포함할 수 있다. 불량 마킹부(130)는 검사부(120)로부터 공급받은 발광소자 집합체(20)의 발광소자(21)들 중에서, 검사부(120)의 검사 결과를 토대로 불량으로 판정된 발광소자에 대해 불량 마킹을 한다. 불량 마킹부(130)는 공급되어 온 발광소자(21)들의 상부에 배치될 수 있다. 불량 마킹부(130)는 발광소자 집합체(20)의 공급 방향과 직교하는 방향으로 슬라이드 이동하도록 프레임(101) 상의 칼럼(103)에 지지될 수 있다. 이에 따라, 불량 마킹부(130)는 마킹 영역에서 위치 조정되거나, 정비 등을 위해 대기 위치 등으로 이동될 수 있다.
불량 마킹부(130)는 레이저 빔을 조사해서 불량인 발광소자(21)의 표면에 불량 표식을 각인하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 불량 마킹부(130)는 다수 행과 다수 열로 배열된 발광소자(21)를 1행씩 공급받을 경우, 레이저 빔을 발광소자(21)의 공급 방향과 직교하는 방향으로만 이동시켜가며 불량인 발광소자에 불량 마킹하도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 불량 마킹부(130)는 레이저 빔을 X-Y 방향으로 이동시켜가며 불량인 발광소자에 불량 마킹하도록 구성될 수 있다. 레이저 빔의 이동 및 동작은 검사부(120)로부터 제공된 정보를 제공받은 제어부(104)에 의해 수행될 수 있다. 제어부(104)는 컴퓨터 등일 수 있다. 다른 예로, 불량 마킹부(130)는 잉크를 분사해서 불량인 발광소자(21)의 표면에 불량 표식을 인쇄하도록 구성될 수도 있다.
한편, 불량 리젝트부(140)는 다양하게 구성될 수 있는데, 일 예로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 불량 리젝트부(140)는 펀칭 헤드(141)와, 펀칭 핀(142)들, 및 펀칭 지지대(143)를 포함한다.
펀칭 헤드(141)는 승강 구동한다. 펀칭 헤드(141)는 하강시 불량 판정된 발광소자에 대응되는 펀칭 핀(142)에 의해 발광소자를 펀칭할 수 있게 한다. 펀칭 헤드(141)는 공압 등의 실린더를 포함한 구동부에 의해 승강 구동할 수 있다. 펀칭 헤드(141)는 프레임(101)에 설치된 가이드 봉(144)에 일부 끼워져 승강 동작이 안내될 수 있다. 여기서, 펀칭 헤드(141)가 펀칭 동작 후 상승할 때 구동 부하를 줄이기 위해 가이드 봉(144)에는 압축 코일 스프링이 장착될 수 있다.
펀칭 핀(142)들은 공급되는 발광소자 집합체(20)에서 1행의 발광소자(21)들에 각각 대응되게 배열된다. 예를 들어, 1행을 이루는 발광소자(21)의 개수가 4개라면, 펀칭 핀(142)들도 4개로 구비되어, 발광소자(21)들과 하나씩 대응되게 배열될 수 있다. 펀칭 핀(142)들은 펀칭 헤드(141)에 각각 승강 구동하도록 설치된다. 펀칭 핀(142)들은 공압 등의 실린더를 포함한 구동부에 의해 승강 구동할 수 있다. 펀칭 핀(142)들은 펀칭 지지대(143)와의 사이에 설치된 가이드 부재(145)의 가이드 홀들에 각각 끼워져 승강 동작이 안정되게 안내될 수 있다.
펀칭 핀(142)은 불량인 발광소자에 대응될 경우 불량인 발광소자 쪽으로 돌출된 상태를 유지하여, 펀칭 헤드(141)의 하강시 불량인 발광소자가 가압되어 펀칭될 수 있게 한다. 그리고, 펀칭 핀(142)은 양호한 발광소자에 대응될 경우, 펀칭 헤드(141)가 하사점까지 하강하더라도 양호한 발광소자와 이격된 상태를 유지하도록 상승한 상태를 유지한다. 따라서, 펀칭 헤드(141)의 하강시 양호한 발광소자는 펀칭되지 않을 수 있다.
펀칭 지지대(143)는 펀칭 핀(142)들의 하측에서 발광소자 집합체(20)를 지지한다. 펀칭 지지대(143)에는 펀칭 핀(142)들이 각각 삽입되고 펀칭된 발광소자가 배출되는 배출 홀(143a)들이 형성된다. 즉, 펀칭 핀(142)은 펀칭 동작하면서 하강할 때 배출 홀(143a)에 삽입되며, 이 과정에서 펀칭된 발광소자가 펀칭 핀(142)에 의해 밀려 배출 홀 내로 들어가게 된다. 이후, 펀칭된 발광소자는 배출 홀(143a) 내에서 낙하하여 폐기함(146)으로 수거될 수 있다.
펀칭 지지대(143)는 펀칭 헤드(141)의 펀칭 동작시 설정 거리만큼 하강하면서 충격을 완화하도록 구동할 수 있다. 즉, 펀칭 헤드(141)의 하강에 의해 펀칭 핀(142)의 하단이 불량인 발광소자에 맞닿기 시작할 때, 펀칭 지지대(143)는 펀칭 핀(141)의 행정 거리보다 짧은 거리 정도로 하강함으로써, 펀칭 과정에서 발광소자 집합체(20)에 가해지는 충격을 완화할 수 있다. 펀칭 지지대(143)는 회전 모터와 회전 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 직선운동 변환부를 포함하는 구동부에 의해, 회전 모터의 정,역 회전에 따라 승강할 수 있다. 펀칭 지지대(143)는 적어도 한 쌍의 가이드 봉(147)들에 의해 승강 동작이 안내될 수 있다. 여기서, 펀칭 지지대(143)는 하강했다가 상승할 때 구동 부하를 줄이기 위해 가이드 봉(147)들에는 압축 코일 스프링이 각각 장착될 수 있다.
한편, 펀칭 지지대(143)의 하측에는 펀칭 헤드(141)의 펀칭 동작시 발생하는 진동이 검사부(120)와 불량 마킹부(130)로 전달되는 것을 방지하는 방진 수단을 포함할 수 있다. 이에 따라, 검사부(120)는 발광소자(21)들을 정확히 검사할 수 있고, 불량 마킹부(130)도 불량인 발광소자에 대해 정확히 불량 마킹을 할 수 있다.
방진 수단은 도 6에 도시된 바와 같이, 수직 방진 패드(191) 및 수평 방진 패드(192)를 포함할 수 있다. 수직 방진 패드(191)는 수직으로 전달되는 진동을 막기 위한 것이며, 수평 방진 패드(192)는 수평으로 전달되는 진동을 막기 위한 것이다. 수직 및 수평 방진 패드(191)(192)는 불량 리젝트부(140)를 지지하는 프레임(101) 내에 조립되어, 펀칭 헤드(141)의 펀칭 동작시 발생하는 진동이 검사부(120)와 불량 마킹부(130)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 발광소자 제조 장치(100)는 이송 가이드 레일(160)과 이송부(170)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이송 가이드 레일(160)은 로딩부(110)로부터 공급된 발광소자 집합체(20)가 얹혀져 이송되도록 안내한다. 이송부(170)는 이송 가이드 레일(160)에 얹혀진 발광소자 집합체(20)를 검사부(120)와 불량 마킹부(130) 및 불량 리젝트부(140)로 이송하기 위한 것이다.
이송부(170)는 다수 개로 마련될 수 있다. 예컨대, 이송부(170)는 로딩부(110)로부터 공급된 발광소자 집합체(20)를 검사부(120)까지 이송하기 위한 제1 이송부(171)와, 검사부(120)의 검사 영역에서 발광소자 집합체(20)를 이송하기 위한 제2 이송부(172)와, 불량 마킹부(130)의 마킹 영역에서 발광소자 집합체(20)를 이송하기 위한 제3 이송부(173)와, 불량 리젝트부(140)의 펀칭 영역에서 발광소자 집합체(20)를 이송하기 위한 제4 이송부(174), 및 불량 리젝트부(140)로부터 언로딩부(150) 쪽을 이송하기 위한 제5 이송부(175)를 포함할 수 있다. 제1,2,3,4,5 이송부(171)(172)(173)(174)(175)는 개별 동작하도록 구성된다.
제1 이송부(171)는 발광소자 집합체(20)를 얹어서 이송하는 이송 벨트와, 이송 벨트를 회전시키는 모터와, 로딩부(110)로부터 발광소자 집합체(20)의 공급을 안내하기 위한 한 쌍의 가이드 롤러를 포함하여 구성될 수 있다.
제2 이송부(172)는 픽커와 리니어 모션 가이드 및 리니어 모터를 포함하여 구성될 수 있다. 픽커는 후크부가 발광소자 집합체(20)의 양쪽 가장자리를 따라 다수 형성된 구멍에 끼워질 수 있는 구조를 갖는다. 리니어 모션 가이드는 픽커가 발광소자 집합체(20)의 이송 방향을 따라 전후 이동하도록 안내한다. 리니어 모터는 픽커의 후크부가 발광소자 집합체(20)의 구멍에 끼워진 상태에서 픽커를 이동시켜 발광소자 집합체(20)를 이송시킬 수 있게 한다.
검사부(120)가 발광소자(21)들을 1행씩 검사하도록 구성된 경우, 리니어 모터는 리니어 스텝 모터로 이루어져 발광소자(21)들을 1행씩 이송시킬 수 있다. 제2 이송부(172)와 마찬가지로, 제3,4,5 이송부(173)(174)(175)도 픽커와 리니어 모션 가이드 및 리니어 모터를 포함하여 각각 구성될 수 있다.
검사부(120) 쪽에는 검사부용 클램핑부(181)가 마련될 수 있다. 검사부용 클램핑부(181)는 검사부(120)에 의해 발광소자 집합체(20)의 발광소자(21)들을 검사하는 동안, 즉 촬상하는 동안 검사부(120)에 위치한 발광소자 집합체(20)를 이송 가이드 레일(160)에 밀착시켜 고정한다. 이에 따라, 검사부(120)는 발광소자(21)들에 대한 정확한 이미지를 획득할 수 있다.
일 예로, 검사부용 클램핑부(181)는 이송 가이드 레일(160)의 상부에서 이송 가이드 레일(160)에 근접 또는 이격되게 이동하는 클램프 부재와, 클램프를 이동시키는 클램프 구동부를 포함하여 구성될 수 있다. 클램프 구동부는 솔레노이드식 액추에이터를 포함할 수 있다.
불량 마킹부(130) 쪽에는 불량 마킹부용 클램핑부(182)가 마련될 수 있다. 불량 마킹부용 클램핑부(182)는 불량 마킹부(130)에 의해 불량 판정된 발광소자(21)에 불량 마킹을 하는 동안, 불량 마킹부(130)에 위치한 발광소자 집합체(20)를 이송 가이드 레일(160)에 밀착시켜 고정한다. 이에 따라, 불량 마킹부(130)는 불량인 발광소자(21)에 정확히 불량을 마킹할 수 있다. 불량 마킹부용 클램핑부(182)도 검사부용 클램핑부(181)와 마찬가지로, 클램프 부재와, 클램프 구동부를 포함하여 구성될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 로딩부(110)에는 제1 공급 컨베이어(111)와, 제1엘리베이터(112)와, 제1 푸셔(113), 및 제1 배출 컨베이어(114)가 설치될 수 있다. 제1 공급 컨베이어(111)는 다수의 발광소자 집합체(20)가 적층되어 수납된 카세트(10)가 적재되면 카세트(10)를 얹어서 발광소자 집합체(20)의 공급위치로 공급하기 위한 것이다. 제1 엘리베이터(112)는 제1 공급 컨베이어(111)에 의해 공급된 카세트(10)를 파지해서 승강시키기 위한 것이다.
제1 엘리베이터(112)는 파지된 카세트(10)를 1스텝씩 상승 또는 하강시키도록 제어될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 배출 컨베이어(114)가 제1 공급 컨베이어(111)의 하측에 배치되는 경우라면, 제1 엘리베이터(112)는 파지된 카세트(10)를 1스텝씩 하강시키도록 제어될 수 있다. 여기서, 제1 엘리베이터(112)의 1스텝 이동 간격은 발광소자 집합체(20)가 적층된 간격에 상응한다.
제1 엘리베이터(112)는 제1 공급 컨베이어(111)로부터 카세트(10)를 전달받아서 원상태로 복귀하여 하강할 수 있도록 구동부에 의해 제1 공급 컨베이어(111)에 근접 또는 이격될 수 있다. 이에 따라, 제1 엘리베이터(112)로부터 빈 카세트(10)를 제1 배출 컨베이어(114)로 전달하는 것도 가능해진다.
제1 푸셔(113)는 제1 엘리베이터(112)에 의해 파지된 카세트(10)가 1스텝 하강할 때마다, 파지된 카세트(10)에 수납된 발광소자 집합체(20)를 하나씩 검사부(120) 쪽으로 공급한다. 제1 푸셔(113)는 발광소자 집합체(20)의 공급 방향을 따라 전후 이동하는 푸싱부재와, 푸싱부재를 이동시키는 푸싱부재 구동부를 포함하여 구성된다. 푸싱부재 구동부는 푸싱부재를 직선 이동시킬 수 있는 범주에서 다양한 액추에이터로 구성될 수 있다.
제1 배출 컨베이어(114)는 제1 엘리베이터(112)로부터, 빈 카세트(10)를 전달받아서 배출하기 위한 것이다. 전술한 바와 같이 로딩부(110)가 구성되면, 발광소자 집합체(20)를 연속되게 검사부(120) 쪽으로 자동 공급할 수 있게 되므로, 생산 효율이 높아질 수 있다.
한편, 다시 도 1와 도 7을 참조하면, 언로딩부(150)에도, 로딩부(110)와 마찬가지로, 발광소자 집합체(20)를 자동으로 빈 카세트(10)에 수납해서 배출하기 위해, 제2 공급 컨베이어(151)와, 제2 엘리베이터(152)와, 제2 푸셔(153), 및 제2 배출 컨베이어(154)가 포함될 수 있다.
제2 공급 컨베이어(151)는 빈 카세트(10)를 발광소자 집합체(20)의 배출위치로 공급할 수 있게 한다. 제2 엘리베이터(152)는 제2 공급 컨베이어(151)에 의해 공급된 카세트(10)를 파지해서 승강시키기 위한 것이다.
제2 배출 컨베이어(154)가 제2 공급 컨베이어(151)의 하측에 배치되는 경우라면, 제2 엘리베이터(152)는 파지된 카세트(10)를 1스텝씩 하강시키도록 제어될 수 있다. 제2 엘리베이터(152)는 제2 공급 컨베이어(151)로부터 빈 카세트(10)를 전달받아서 원상태로 복귀하여 하강할 수 있도록 구동부에 의해 제2 공급 컨베이어(151)에 근접 또는 이격될 수 있다. 이에 따라, 제2 엘리베이터(152)로부터, 발광소자 집합체(20)가 수납된 카세트(10)를 제2 배출 컨베이어(154)로 전달하는 것도 가능해진다.
제2 푸셔(153)는 제2 엘리베이터(152)에 의해 파지된 카세트(10)가 1스텝 하강할 때마다, 불량 리젝트부(140)로부터 이송되어 온 발광소자 집합체(20)를 하나씩 카세트(10)에 수납한다. 제2 푸셔(153)는 발광소자 집합체(20)의 배출 방향을 따라 전후 이동하는 푸싱부재와, 푸싱부재를 이동시키는 푸싱부재 구동부를 포함하여 구성된다. 푸싱부재 구동부는 푸싱부재를 직선 이동시킬 수 있는 범주에서 다양한 액추에이터로 구성될 수 있다.
제2 배출 컨베이어(154)는 제2 엘리베이터(152)로부터, 발광소자 집합체(20)가 수납된 카세트(10)를 전달받아서 배출하기 위한 것이다. 전술한 바와 같이 언로딩부(150)가 구성되면, 검사와 불량 마킹 및 폐기 완료된 발광소자 집합체(20)를 연속되게 언로딩부(150)로 자동 배출할 수 있게 되므로, 생산 효율이 높아질 수 있다.
전술한 구성을 갖는 발광소자 제조 장치(100)의 동작에 대해, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 검사할 발광소자 집합체(20)가 다수 적층되어 수납된 카세트(10)를 로딩부(110)에 적재한다. 그러면, 제1 공급 컨베이어(111)는 카세트(10)를 제1 엘리베이터(112) 쪽으로 이동시키고, 제1 엘리베이터(112)는 제1 공급 컨베이어(111) 쪽으로 이동하여 카세트(10)를 파지한 후 원상태로 복귀한다. 이후, 제1 엘리베이터(112)는 카세트(10)를 1스텝씩 하강시키며, 카세트(10)가 1스텝씩 하강할 때마다 제1 푸셔(113)는 카세트(10)로부터 발광소자 집합체(20)를 하나씩 제1 이송부(171)로 공급한다. 그러면, 제1 이송부(171)는 발광소자 집합체(20)를 검사부(120) 쪽으로 이송한다.
검사부(120)는 공급받은 발광소자 집합체(20)의 발광소자(21)들을 촬상한 영상을 처리해서, 형광성 실리콘(25)의 충전 상태를 검사한다. 이때, 발광소자(21)를 1행씩 또는 복수 행씩 순차적으로 검사할 수 있도록, 제2 이송부(172)가 발광소자 집합체(20)를 이송시킬 수 있다. 그리고, 검사부(120)가 발광소자(21)를 촬상하는 동안 검사부용 클램핑부(181)는 발광소자 집합체(20)를 고정시킨다.
제2 이송부(172)가 검사 완료된 발광소자 집합체(20)를 불량 마킹부(130)로 공급하면, 불량 마킹부(130)는 검사부(120)에 의해 검사된 결과를 토대로, 불량 판정된 발광소자에 대해 불량 마킹을 한다. 이때, 제3 이송부(173)는 발광소자(21)를 1행씩 또는 복수 행씩 이동시킬 수 있는데, 이에 상응하여 불량 마킹부(130)는 레이저 빔을 이동시켜 불량인 발광소자에 불량 마킹할 수 있다. 그리고, 불량 마킹부(130)가 불량인 발광소자에 불량 마킹을 하는 동안 불량 마킹부용 클램핑부(182)는 발광소자 집합체(20)를 고정시킨다. 한편, 불량 마킹부(130)가 생략된 구조라면, 불량 마킹 과정도 생략될 수 있다.
제3 이송부(173)가 불량 마킹 완료된 발광소자 집합체(20)를 불량 리젝트부(140)로 공급하면, 불량 리젝트부(140)는 불량 마킹된 발광소자를 펀칭해서 폐기한다. 이때, 제4 이송부(174)는 발광소자(21)를 1행씩 이동시키며, 이에 상응하여, 불량 리젝트부(140)는 각 행을 이루는 발광소자(21)들 중 불량 마킹된 발광소자를 선별해서 펀칭한다.
불량 리젝트부(140)에 의해 불량인 발광소자가 폐기된 발광소자 집합체(20)를 제5 이송부(175)가 언로딩부(150) 쪽으로 배출하면, 제2 푸셔(153)는 언로딩부(150)에서 제2 공급 컨베이어(151)에 의해 제2 엘리베이터(152)로 전달되어 대기하고 있는 빈 카세트(10)에 수납한다. 이때, 제2 엘리베이터(152)는 카세트(10)를 1스텝씩 하강시키며, 카세트(10)가 1스텝씩 하강할 때마다 제2 푸셔(153)는 불량 리젝트부(140)를 거친 발광소자 집합체(20)를 하나씩 카세트(10)의 빈 공간으로 수납한다. 카세트(10)에 발광소자 집합체(20)의 수납이 완료되면, 제2 엘리베이터(152)는 카세트(10)를 제2 배출 컨베이어(154)로 전달하며, 제2 배출 컨베이어(154)는 카세트(10)를 배출한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10..카세트 20..발광소자 집합체
21..발광소자 25..형광성 실리콘
110..로딩부 120..검사부
130..불량 마킹부 140..불량 리젝트부
150..언로딩부

Claims (32)

  1. 발광소자에 대한 비전 검사를 통해 불량 여부를 검사하는 검사부; 및
    상기 검사부로부터 공급받은 상기 발광소자 중에서 상기 검사부의 검사 결과를 토대로 불량으로 판정된 발광소자를 폐기하는 불량 리젝트부;를 포함하며,
    상기 발광소자는 형광체를 포함하고, 상기 검사부는 상기 형광체를 여기시킬 수 있는 광을 조사하는 조명부 및 상기 여기된 형광체에서 방출된 광에 의하여 영상을 얻는 촬상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 복수개가 다수의 행과 다수의 열을 갖도록 배열되어 어레이 형태로 연결된 발광소자 집합체를 구성하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 불량 리젝트부는 상기 발광소자 집합체에서 상기 불량으로 판정된 발광소자만을 펀칭하여 폐기하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 불량 리젝트부는,
    승강 구동하는 펀칭 헤드와,
    상기 어레이의 열방향으로 일정한 수의 행이 공급되는 상기 발광소자 집합체의 단위 영역에 배열된 발광소자의 위치에 각각 대응되게 배열되고, 상기 펀칭 헤드에 각각 승강 구동하도록 설치되며, 상기 펀칭 헤드의 펀칭 동작시에 상기 공급되는 단위 영역의 발광소자 중 불량 판명된 발광소자에 대해 선택적으로 돌출된 상태를 유지하는 복수의 펀칭 핀과,
    상기 복수의 펀칭 핀의 하측에서 상기 발광소자 집합체를 지지하고, 상기 돌출된 상태를 유지하면서 하강된 펀칭 핀이 각각 삽입되면서 그 펀칭된 발광소자가 배출되는 복수의 배출홀이 형성된 펀칭 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 펀칭 지지대는, 상기 펀칭 헤드의 펀칭 동작시 설정 거리만큼 하강하면서 펀칭시 발생되는 충격을 완화하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 제조 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 펀칭 지지대의 하측에는, 상기 펀칭 헤드의 펀칭 동작시 발생하는 진동이 상기 검사부로 전달되는 것을 방지하는 방진 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 배출홀을 통해 낙하하는 상기 펀칭된 발광소자를 수거하는 폐기함을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광소자는 형광체 함유 수지부를 갖는 발광소자 패키지인 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검사부는, 상기 발광소자 패키지를 촬상한 영상을 처리하여 상기 형광체 함유 수지부의 충전 상태를 검사하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 발광소자 집합체가 얹혀져 이송되도록 안내하는 이송 가이드 레일; 및
    상기 이송 가이드 레일에 얹혀진 상기 발광소자 집합체를 상기 검사부와 상기 불량 리젝트부로 이송하는 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 검사부에 의해 상기 발광소자 집합체의 상기 발광소자를 검사하는 동안, 상기 검사부에 위치한 발광소자 집합체를 상기 이송 가이드 레일에 밀착시켜 고정하는 검사부용 클램핑부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 발광소자 집합체를 다수 수납한 카세트를 적재하는 로딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 로딩부는,
    상기 발광소자 집합체가 다수층으로 적층되어 수납된 카세트를 상기 발광소자 집합체의 공급위치로 공급하는 제1 공급 컨베이어와,
    상기 제1 공급 컨베이어에 의해 공급된 카세트를 파지해서 1스텝씩 상승 또는 하강시키는 제1 엘리베이터와,
    상기 제1 엘리베이터에 의해 파지된 카세트가 1스텝 상승 또는 하강할 때마다, 상기 파지된 카세트에 수납된 상기 발광소자 집합체를 하나씩 상기 검사부 쪽으로 공급하는 제1 푸셔와,
    상기 제1 엘리베이터로부터, 빈 카세트를 전달받아서 배출하는 제1 배출 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 불량 리젝트부를 거쳐 배출되는 상기 발광소자 집합체를 수납하기 위한 다른 카세트를 적재하는 언로딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 언로딩부는,
    상기 다른 카세트를 상기 발광소자 집합체의 배출위치로 공급하는 제2 공급 컨베이어와,
    상기 제2 공급 컨베이어에 의해 공급된 상기 다른 카세트를 파지해서 1스텝씩 상승 또는 하강시키는 제2 엘리베이터와,
    상기 제2 엘리베이터에 의해 파지된 상기 카세트가 1스텝 상승 또는 하강할 때마다, 상기 불량 리젝트부로부터 배출된 상기 발광소자 집합체를 상기 파지된 카세트의 빈 수납 공간에 하나씩 수납하는 제2 푸셔와,
    상기 제2 엘리베이터로부터, 상기 발광소자 집합체가 수납된 상기 카세트를 전달받아서 배출하는 제2 배출 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 검사부로부터 공급받은 상기 발광소자 집합체의 발광소자 중에서 상기 검사부의 검사 결과를 토대로 불량으로 판정된 발광소자에 대해 불량 마킹을 하는 불량 마킹부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 발광소자 집합체가 얹혀져 이송되도록 안내하는 이송 가이드 레일을 포함하며,
    상기 불량 마킹부에 의해 불량 판정된 상기 발광소자에 불량 마킹을 하는 동안, 상기 불량 마킹부에 위치한 발광소자 집합체를 상기 이송 가이드 레일에 밀착시켜 고정하는 불량 마킹부용 클램핑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 불량 마킹부는,
    불량인 발광소자의 표면에 레이저 빔을 조사해서 불량 표식을 각인하거나, 잉크를 분사해서 불량 표식을 인쇄하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 장치.
  19. 전기신호 인가 시 빛을 방출하는 발광 칩을 마련하는 단계;
    상기 발광 칩으로부터 방출된 광 경로 상에 형광체를 형성하여 발광소자를 얻는 단계;
    상기 발광소자에 대한 비전 검사를 통해 불량 여부를 검사하는 단계; 및
    상기 검사 단계의 결과에 따라 불량으로 판정된 발광소자를 폐기하는 단계;를 포함하며,
    상기 검사하는 단계는 상기 형광체를 여기시킬 수 있는 광을 상기 발광소자에 조사하는 단계 및 상기 여기된 형광체에서 방출된 광에 의한 영상을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 발광소자는 복수개가 다수의 행과 다수의 열을 갖도록 배열되어 어레이 형태로 연결된 발광소자 집합체를 구성하며,
    상기 불량으로 판정된 발광소자를 폐기하는 단계는 상기 발광소자 집합체에서 상기 불량으로 판정된 발광소자만을 펀칭하여 폐기하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 불량으로 판정된 발광소자를 폐기하는 단계는,
    승강 구동하는 펀칭 헤드와, 상기 어레이의 열방향으로 일정한 수의 행이 공급되는 상기 발광소자 집합체의 단위 영역에 배열된 발광소자의 위치에 각각 대응되게 배열되고, 상기 펀칭 헤드에 각각 승강 구동하도록 설치되며, 상기 펀칭 헤드의 펀칭 동작시에 상기 공급되는 단위 영역의 발광소자 중 불량 판명된 발광소자에 대해 선택적으로 돌출된 상태를 유지하는 복수의 펀칭 핀과, 상기 복수의 펀칭 핀의 하측에서 상기 발광소자 집합체를 지지하고, 상기 돌출된 상태를 유지하면서 하강된 펀칭 핀이 각각 삽입되면서 그 펀칭된 발광소자가 배출되는 복수의 배출홀이 형성된 펀칭 지지대를 포함하는 불량 리젝트부에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 펀칭 지지대는, 상기 펀칭 헤드의 펀칭 동작시 설정 거리만큼 하강하면서 펀칭시 발생되는 충격을 완화하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 펀칭 지지대의 하측에는, 상기 펀칭 헤드의 펀칭 동작시 발생하는 진동이 상기 검사하는 단계를 수행하는 검사부로 전달되는 것을 방지하는 방진 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 배출홀을 통해 낙하하는 상기 펀칭된 발광소자를 수거하는 폐기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 발광소자는 형광체 함유 수지부를 갖는 발광소자 패키지인 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 검사하는 단계는, 상기 발광소자 패키지를 촬상한 영상을 처리하여 상기 형광체 함유 수지부의 충전 상태를 검사하는 단계인 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 검사 단계 전에, 상기 발광소자 집합체가 다수로 적층 수납된 카세트에 적재하는 단계와,
    상기 카세트로부터 상기 발광소자 집합체를 상기 비전 검사를 위한 영역에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 비전 검사를 위한 영역에 공급하는 단계는,
    상기 발광소자 집합체가 다수개 적층되어 수납된 카세트를 상기 발광소자 집합체의 공급위치로 공급하는 제1 공급 컨베이어와,
    상기 제1 공급 컨베이어에 의해 공급된 카세트를 파지해서 1스텝씩 상승 또는 하강시키는 제1 엘리베이터와,
    상기 제1 엘리베이터에 의해 파지된 카세트가 1스텝 상승 또는 하강할 때마다, 상기 파지된 카세트에 수납된 상기 발광소자 집합체를 하나씩 상기 비전 검사를 위한 위치로 공급하는 제1 푸셔와,
    상기 제1 엘리베이터로부터, 빈 카세트를 전달받아서 배출하는 제1 배출 컨베이어를 포함하는 로딩부에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  29. 제20항에 있어서,
    상기 불량으로 판정된 발광소자가 폐기된 상기 발광소자 집합체를 다른 카세트에 언로딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 다른 카세트에 언로딩하는 단계는,
    상기 다른 카세트를 상기 발광소자 집합체의 배출위치로 공급하는 제2 공급 컨베이어와,
    상기 제2 공급 컨베이어에 의해 공급된 상기 다른 카세트를 파지해서 1스텝씩 상승 또는 하강시키는 제2 엘리베이터;
    상기 제2 엘리베이터에 의해 파지된 상기 카세트가 1스텝 상승 또는 하강할 때마다, 상기 불량 리젝트부로부터 배출된 상기 발광소자 집합체를 상기 파지된 카세트의 빈 수납 공간에 하나씩 수납하는 제2 푸셔; 및
    상기 제2 엘리베이터로부터, 상기 발광소자 집합체가 수납된 상기 카세트를 전달받아서 배출하는 제2 배출 컨베이어를 포함하는 언로딩부에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 검사하는 단계를 거친 상기 발광소자 집합체의 발광소자 중에서 상기 검사하는 단계에 의한 검사 결과를 토대로 불량으로 판정된 발광소자를 불량 표시를 마킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 불량 표시를 마킹하는 단계는, 상기 불량인 발광소자의 표면에 레이저 빔을 조사해서 불량 표식을 각인하거나, 잉크를 분사해서 불량 표식을 인쇄하는 단계인 것을 특징으로 하는 발광소자 제조 방법.
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