KR101366060B1 - 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연성 디스플레이 판넬(Flexible display panel)에 부품(FPCB, TAB, Drive IC 등)을 열 압착하는 프리 본딩장치에 관한 것으로, 본딩 정밀성을 높이기 위해 고안되었으며 특히 연성 디스플레이 판넬은 정렬할 수 없는 구조이므로 부품을 정렬하는 방식이 요구되고, 생산성 향상을 위하여 고속 모션(motion) 요구를 충족하는 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치에 관한 것이다.
이와 같은 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치는, 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 프리 본딩모듈과; 상기 프리 본딩모듈과 연결되어 프리 본딩모듈의 상,하 이동을 제어하는 Z축 위치제어부와; 상기 Z축 위치제어부와 연결되어 프리 본딩모듈의 전,후 이동을 제어하도록 Y축 리니어 모터를 포함하여 이루어지는 Y축 위치제어부; 및 상기 Y축 위치제어부와 연결되어 프리 본딩모듈의 좌,우 이동을 제어하도록 X축 리니어 모터를 포함하여 이루어지는 X축 위치제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치{Pre_Bonding apparatus for flexible display panel}
본 발명은 연성 디스플레이 판넬(Flexible display panel)에 부품(FPCB, TAB, Drive IC 등)을 열 압착하는 프리 본딩장치에 관한 것으로, 본딩 정밀성을 높이기 위해 고안되었으며 특히 연성 디스플레이 판넬은 정렬할 수 없는 구조이므로 부품을 정렬하는 방식이 요구되고, 생산성 향상을 위하여 고속 모션(motion) 요구를 충족하는 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치에 관한 것이다.
일반적으로 기존의 단단한 디스플레이 판넬에 부품(FPCB, TAB, Drive IC 등)을 열 압착하는 프리 본딩장치는 턴테이블(Turntable) 구조로 구성되어 상기 부품 얼라인이 불가능한 구조로 되어 있어 판넬을 정렬하는 장치로 되었다.
즉, 종래의 방식은 연성 디스플레이 판넬의 정확한 정렬 및 본딩을 할 수 없다.
<참조 특허문헌>
국내등록특허공보 제10-0997919호(2010년12월03일)
본 발명의 목적은 연성 디스플레이 판넬을 진공흡착 및 누름 장치로 고정하고 부품의 X,Y 변을 정렬하는 직교 로봇과 각도를 정렬하는 DD 모터를 구성하여 본딩 정밀성을 확보하고, 가반 하중을 최소화하여 고속 모션을 구현함으로써 생산성 향상이 가능한 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치를 제공하려는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 프리 본딩모듈과;
상기 프리 본딩모듈과 연결되어 프리 본딩모듈의 상,하 이동을 제어하는 Z축 위치제어부와;
상기 Z축 위치제어부와 연결되어 프리 본딩모듈의 전,후 이동을 제어하도록 Y축 리니어 모터를 포함하여 이루어지는 Y축 위치제어부; 및
상기 Y축 위치제어부와 연결되어 프리 본딩모듈의 좌,우 이동을 제어하도록 X축 리니어 모터를 포함하여 이루어지는 X축 위치제어부;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 프리 본딩장치에 의하면, 프리 본딩(Pre Bonding)시 높은 정도를 얻을 수 있다. 즉, 프리 본딩장치는 설비에서 가장 높은 정도를 요구하는 유닛(unit)인데, 본 발명은 이러한 높은 정도에 부합한다.
또한, 수직하중과 회전장치의 흔들림을 방지하기 위하여 조합형 앵귤러 베어링를 적용함으로써 외부 요인으로 본딩 틀어짐 발생이 없다.
또한, 독립형 툴 구조로 인해 탈부착이 용이하여 사이즈(size)별 대응이 쉬운 장점이 있다.
또한, 높은 정도로 인한 생산 손실율이 감소되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 프리 본딩장치를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 프리 본딩장치의 프리 본딩모듈과 Z축 위치제어부만을 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 프리 본딩장치의 프리 본딩모듈과 Z축 위치제어부만을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 프리 본딩장치의 프리 본딩모듈과 Z축 위치제어부만을 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 프리 본딩장치의 프리 본딩모듈(툴 제외)을 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 프리 본딩장치의 툴을 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 프리 본딩장치의 툴을 나타낸 정면도,
도 8은 도 7의 A-A 단면도,
도 9는 도 7의 B-B 단면도,
도 10은 도 7의 C-C 단면도.
본 발명은 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치에 관한 것으로, 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 프리 본딩모듈과, 상기 프리 본딩모듈과 연결되어 프리 본딩모듈의 상,하 이동을 제어하는 Z축 위치제어부와, 상기 Z축 위치제어부와 연결되어 프리 본딩모듈의 전,후 이동을 제어하도록 Y축 리니어 모터를 포함하여 이루어지는 Y축 위치제어부와, 상기 Y축 위치제어부와 연결되어 프리 본딩모듈의 좌,우 이동을 제어하도록 X축 리니어 모터를 포함하여 이루어지는 X축 위치제어부를 포함한다.
여기서, 상기 Z축 위치제어부는 상기 Y축 위치제어부에 고정되고, Z축 레일이 형성된 Z축 하우징과, 상기 Z축 하우징에 장착된 서보 모터와, 상기 서보 모터와 연결되어 회전되는 볼스크류와, 상기 볼스크류, Z축 레일 및 프리 본딩모듈에 장착되어 상기 볼스크류의 회전으로 상기 Z축 레일에 안내되면서 상기 프리 본딩모듈을 상,하 이동되게 하는 Z축 피안내구를 포함하고,
상기 프리 본딩모듈은 상기 Z축 위치제어부와 연결되어 Z축 위치제어부의 구동에 의해 상,하 이동되는 본딩하우징과, 상기 본딩하우징의 내부에 구비되는 DD모터와, 상기 DD모터에 장착되어 회전되며 다각 기둥의 형상을 갖는 가이드 마스터와, 상기 가이드 마스터의 상부에 장착되어 가이드 마스터의 회전과 연동되고 내부에 제1 베어링부가 구비된 커플러와, 상기 커플러 및 제1 베어링부에 삽입되어 비회전되며 일측은 제1 베어링부의 하단에 지지되고, 타측은 커플러의 상단에 지지되는 연결축과, 상기 연결축과 연결되어 상기 가이드 마스터를 상,하 이동시키는 실린더와, 상기 가이드 마스터의 하부에 장착되어 가이드 마스터의 회전과 연동되는 부싱과, 상기 부싱의 외주면에 장착되어 부싱 및 가이드 마스터의 흔들림을 방지하는 제2 베어링부와, 상기 가이드 마스터의 하단과 착탈 가능하며 가이드 마스터의 회전 및 상,하 이동과 연동되고 상기 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 툴을 포함하며,
상기 툴은 상부는 가이드 마스터의 하단과 착탈되도록 하는 착탈부 및 평탄도 조절을 위한 복수개의 풀볼트가 구비되고 하부는 돌출된 돌출부가 구비된 상부블럭과, 상부는 상기 돌출부를 수용하되 상부블럭의 하단과 간격이 생기도록 돌출부의 돌출길이보다 작은 깊이를 갖는 중심홈과 상기 풀볼트의 하부와 체결되는 평탄조절탭이 형성되고 하부는 상기 상부블럭의 하단을 상측으로 밀어주는 푸쉬볼트가 구비된 하부블럭과, 상기 하부블럭의 하방향으로 돌출되며 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 툴팁을 포함하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 첨부도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치(이하, '프리 본딩장치(1000)'라 한다)는 크게 도 1에 도시한 바와 같이 프리 본딩모듈(100)과, Z축 위치제어부(200)와, Y축 위치제어부(300)와, X축 위치제어부로 구성된다.
프리 본딩모듈(100)은 이하에서 상세히 설명하겠지만 개략적으로는 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 구성으로, 각도 정렬을 위한 회전장치로 DD모터(20)를 적용하고, 본딩 포스(Bonding Force)를 인가하기 위한 수직 상,하 운동이 연동되는 축으로 가이드 마스터(30)와 앵귤러 베어링을 조합한 구조인 제1 베어링부(41)을 채택하고, 실린더축에서 수직하중 대응과 가이드 마스터(30)의 흔들림 방지를 위한 조합형 앵귤러 베어링을 적용한 제2 베어링부(80)를 채택하며, 툴팁(96)의 평탄 조절을 위한 푸쉬, 풀볼트의 적용 및 툴의 용이한 교환을 위한 독립구조를 채택한 것이 특징이다.
이와 같은 프리 본딩모듈(100)은 도 5에 도시한 바와 같이 본딩하우징(10)과, DD모터(20)와, 가이드 마스터(30)와, 커플러(40)와, 연결축(50)과, 실린더와, 부싱(70)과, 제2 베어링부(80)와, 툴(90)을 포함한다.
본딩하우징(10)은 Z축 위치제어부(200)와 연결되어 Z축 위치제어부(200)의 구동에 의해 상,하 이동된다.
DD모터(20)는 본딩하우징(10)에 내장되고, 가이드 마스터(30)는 상기 DD모터(20)에 장착되어 DD모터(20)에 의해 회전되고 다각 기둥의 형상을 갖는다.
커플러(40)는 가이드 마스터(30)의 상부에 장착되어 가이드 마스터(30)의 회전과 연동되고, 내부에 앵귤러 베어링을 조합한 구조인 제1 베어링부(41)가 구비된다.
연결축(50)은 상기 커플러(40) 및 제1 베어링부(41)에 삽입되어 비회전되며, 일측은 제1 베어링부(41)의 하단에 지지되고, 타측은 커플러(40)의 상단에 지지되는 구성이고, 실린더는 도시되지는 않았지만 상기 연결축(50)과 연결되어 상기 가이드 마스터(30)를 상,하 이동시키는 구성이다.
부싱(70)은 가이드 마스터(30)의 하부에 장착되어 가이드 마스터(30)의 회전과 연동되며, 이러한 부싱(70)의 외주면에는 부싱(70) 및 가이드 마스터(30)의 흔들림을 방지하도록 조합형 앵귤러 베어링을 적용한 제2 베어링부(80)이 구비된다.
그리고 툴(90)은 가이드 마스터(30)의 하단과 착탈 가능하며 가이드 마스터(30)의 회전 및 상,하 이동과 연동되고 상기 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 구성이다.
이와 같이 구성되는 프리 본딩모듈(100)은 실린더에 의해 가이드 마스터(30)가 상,하 이동되고, DD모터(20)에 의해 회전된다. 따라서, 가이드 마스터(30)와 연결된 툴(90)은 이러한 가이드 마스터(30)의 동작과 연동되어 회전되거나, 상,하 이동될 수 있다.
한편, 툴(90)은 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 상부블럭(92)과, 하부블럭(93) 및 툴팁(96)을 포함하여 구성되는데, 상부블럭(92)은 상부는 가이드 마스터(30)의 하단과 착탈되도록 하는 착탈부(91) 및 평탄도 조절을 위한 복수개의 풀볼트(94)가 구비되고, 하부는 돌출된 돌출부(92a)가 구비된 구성이다.
하부블럭(93)은 상부는 상기 돌출부(92a)를 수용하되, 상부블럭(92)의 하단과 간격(L)이 생기도록 돌출부(92a)의 돌출길이보다 작은 깊이를 갖는 중심홈(93a)과 상기 풀볼트(94)의 하부와 체결되는 평탄조절탭(93b)이 형성되고, 하부는 상기 상부블럭(92)의 하단을 상측으로 밀어주는 푸쉬볼트(97)가 구비된 구성이다.
툴팁(96)은 상기 하부블럭(93)의 하방향으로 돌출되며 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 구성이다.
이와 같은 툴(90)에서 상부블럭(92)과 하부블럭(93)은 돌출부(92a) 및 중심홈(93a)에 의해 도 7에 도시한 바와 같이 간격(L)이 발생한다.
착탈부(91)는 도 6에 도시한 바와 같이 가이드 마스터(30)의 하단을 삽입할 수 있는 결합홈(91a)이 형성되어 있고 가이드 마스터(30)의 하단이 결합홈(91a)에 삽입되면 이를 고정하기 위한 고정볼트(91c)가 조여주어 고정한다.
풀볼트(94)는 적어도 4개 이상 구비되고, 상부블럭(92)의 상부에서 관통되어 하부블럭(93)의 평탄조절탭(93b)에 체결되며, 풀볼트(94)를 조이면 하부블럭(93)을 잡아당기게 된다.
푸쉬볼트(97)는 풀볼트(94)와 마찬가지로 적어도 4개 이상 구비되고, 도 9에 도시한 바와 같이 하부블럭(93)의 하부에서 상부를 관통하면서 끝단이 상부블럭(92)의 하단과 맞닿아 있게 된다. 이러한 푸쉬볼트(97)를 조이면 상부블럭(92)을 밀어내게 된다.
이와 같이 상부블럭(92)의 상부의 각 코너에 구비된 풀볼트(94)와, 하부블럭(93)의 하부의 각 코너에 구비된 푸시볼트(97)를 이용하여, 하부블럭(93)을 잡아당기거나 상부블럭(92)을 밀어내는 방식으로 툴팁(96)의 평탄도를 조절할 수 있다.
Z축 위치제어부(200)는 상기 프리 본딩모듈(100)과 연결되어 프리 본딩모듈(100)의 상,하 이동을 제어하는 구성으로, 상,하 포지션 제어를 위해 볼스크류(225)와 서보 모터(220)를 채택한 구성이다.
이와 같은 Z축 위치제어부(200)는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 Y축 위치제어부(300)에 고정되고 Z축 레일(211)이 형성된 Z축 하우징(210)과, 상기 Z축 하우징(210)에 장착된 서보 모터(220)와, 상기 서보 모터(220)와 연결되어 회전되는 볼스크류(225)와, 상기 볼스크류(225), Z축 레일(211) 및 프리 본딩모듈(100)에 장착되어 상기 볼스크류(225)의 회전으로 상기 Z축 레일(211)에 안내되면서 상기 프리 본딩모듈(100)을 상,하 이동되게 하는 Z축 피안내구(230)를 포함한다.
이와 같은 Z축 위치제어부(200)는 프리 본딩모듈(100)의 상,하 포지션을 제어한다.
Y축 위치제어부(300)는 상기 Z축 위치제어부(200)와 연결되어 프리 본딩모듈(100)의 전,후 이동을 제어하도록 Y축 리니어 모터(310)를 포함하여 이루어지는 구성이고, X축 위치제어부(400)는 상기 Y축 위치제어부(300)와 연결되어 프리 본딩모듈(100)의 좌,우 이동을 제어하도록 X축 리니어 모터(410)를 포함하여 이루어지는 구성으로, 1㎛ 단위 제어가 가능한 리니어 모터(310,410)를 채택한 구성이다.
이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 프리 본딩모듈 200: Z축 위치제어부
300: Y축 위치제어부 400: X축 위치제어부
211: Z축 레일 210: Z축 하우징
220: 서보 모터 225: 볼스크류
230: Z축 피안내구 10: 본딩하우징
20: DD모터 30: 가이드 마스터
40: 커플러 41: 제1 베어링부
50: 연결축 70: 부싱
80: 제2 베어링부 90: 툴
91: 착탈부 92: 상부블럭
92a: 돌출부 93: 하부블럭
93a: 중심홈 93b: 평탄조절탭
94: 풀볼트 96: 툴팁
97: 푸쉬볼트

Claims (4)

  1. 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 프리 본딩모듈(100)과;
    상기 프리 본딩모듈(100)과 연결되어 프리 본딩모듈(100)의 상,하 이동을 제어하는 Z축 위치제어부(200)와;
    상기 Z축 위치제어부(200)와 연결되어 프리 본딩모듈(100)의 전,후 이동을 제어하도록 Y축 리니어 모터(310)를 포함하여 이루어지는 Y축 위치제어부(300); 및
    상기 Y축 위치제어부(300)와 연결되어 프리 본딩모듈(100)의 좌,우 이동을 제어하도록 X축 리니어 모터(410)를 포함하여 이루어지는 X축 위치제어부(400);를 포함하되,
    상기 Z축 위치제어부(200)는,
    상기 Y축 위치제어부(300)에 고정되고, Z축 레일(211)이 형성된 Z축 하우징(210)과;
    상기 Z축 하우징(210)에 장착된 서보 모터(220)와;
    상기 서보 모터(220)와 연결되어 회전되는 볼스크류(225)와;
    상기 볼스크류(225), Z축 레일(211) 및 프리 본딩모듈(100)에 장착되어 상기 볼스크류(225)의 회전으로 상기 Z축 레일(211)에 안내되면서 상기 프리 본딩모듈(100)을 상,하 이동되게 하는 Z축 피안내구(230);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프리 본딩모듈(100)은,
    상기 Z축 위치제어부(200)와 연결되어 Z축 위치제어부(200)의 구동에 의해 상,하 이동되는 본딩하우징(10)과;
    상기 본딩하우징(10)의 내부에 구비되는 DD모터(20)와;
    상기 DD모터(20)에 장착되어 회전되며, 다각 기둥의 형상을 갖는 가이드 마스터(30)와;
    상기 가이드 마스터(30)의 상부에 장착되어 가이드 마스터(30)의 회전과 연동되고, 내부에 제1 베어링부(41)가 구비된 커플러(40)와;
    상기 커플러(40) 및 제1 베어링부(41)에 삽입되어 비회전되며, 일측은 제1 베어링부(41)의 하단에 지지되고, 타측은 커플러(40)의 상단에 지지되는 연결축(50)과;
    상기 연결축(50)과 연결되어 상기 가이드 마스터(30)를 상,하 이동시키는 실린더와;
    상기 가이드 마스터(30)의 하부에 장착되어 가이드 마스터(30)의 회전과 연동되는 부싱(70)과;
    상기 부싱(70)의 외주면에 장착되어 부싱(70) 및 가이드 마스터(30)의 흔들림을 방지하는 제2 베어링부(80); 및
    상기 가이드 마스터(30)의 하단과 착탈 가능하며, 가이드 마스터(30)의 회전 및 상,하 이동과 연동되고, 상기 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 툴(90);
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 툴(90)은,
    상부는 가이드 마스터(30)의 하단과 착탈되도록 하는 착탈부(91) 및 평탄도 조절을 위한 복수개의 풀볼트(94)가 구비되고, 하부는 돌출된 돌출부(92a)가 구비된 상부블럭(92)과;
    상부는 상기 돌출부(92a)를 수용하되, 상부블럭(92)의 하단과 간격(L)이 생기도록 돌출부(92a)의 돌출길이보다 작은 깊이를 갖는 중심홈(93a)과 상기 풀볼트(94)의 하부와 체결되는 평탄조절탭(93b)이 형성되고, 하부는 상기 상부블럭(92)의 하단을 상측으로 밀어주는 푸쉬볼트(97)가 구비된 하부블럭(93); 및
    상기 하부블럭(93)의 하방향으로 돌출되며 디스플레이 판넬과 대상부품을 열 압착하는 툴팁(96);
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성 디스플레이 판넬용 프리 본딩장치.
  4. 삭제
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