KR101447981B1

KR101447981B1 - 듀얼패널의 fpc를 가접합하기 위한 고정 장치

Info

Publication number: KR101447981B1
Application number: KR1020130050548A
Authority: KR
Inventors: 정승용; 유승열; 전현수; 강주찬
Original assignee: 주식회사 에이에스티젯텍
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2014-10-13

Abstract

본 발명은 듀얼패널의 FPC를 가접합하기 위한 고정 장치에 관한 것이다.
본 발명은 프레임과; 터치 스크린의 표시패널과 터치패널에 실장되면서 태그의 전극패턴에 ACF가 부착되어 중첩된 표시패널과 터치패널과 함께 로딩장치로부터 공급되는 M-FPC와 T-FPC의 패턴을 인식하고 가접합을 하기 위한 위치로 이동할 수 있도록 표시패널 및 터치패널을 고정하는 고정수단을 구비하여 상기 프레임에 설치되는 가이드 레일 상에서 수평 이동이 가능하게 설치되는 스테이지와; 상기 스테이지에 의하여 패턴인식 및 가접합 위치에 도달한 M-FPC와 T-FPC를 정렬하기 위하여 스테이지에 회전 가능하게 고정되는 고정단부와, 상기 고정단부에 양측이 연결되고 T-FPC의 저면을 부착시키는 진공흡착구가 설치되며 T-FPC를 흡착한 상태로 액추에이터에 의하여 스테이지의 폭방향으로 회전되어 T-FPC를 M-FPC로부터 이격시키거나 근접시키는 가동단부를 포함하는 제1받침대와; T-FPC와 M-FPC의 패턴을 정렬시키기 위하여 스테이지에 회전 가능하게 고정되는 고정단부와, 상기 고정단부에 고정되고 연동되며 비전장치가 인식 가능한 천공이 형성되어 상기 제1받침대가 회전하여 T-FPC를 M-FPC와 이격시킨 상태에서 M-FPC 저면의 패턴에 위치되도록 스테이지의 길이방향으로 회전하는 가동단부를 포함하는 제2받침대;를 포함하여서 되는 것이다.

Description

듀얼패널의 FPC를 가접합하기 위한 고정 장치{Fixing apparatus for FPC free-bonding of dual panal}

본 발명은 표시패널과 터치패널로 이루어지는 듀얼 패널에 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPC)을 접합하기 위한 고정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 미세한 입자 상태의 이방성 도전물이 도포되어 접합될 부분 별로 펀칭 및 하프 컷팅이 수행된 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)이 부착된 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPC)을 전기적으로 접속되도록 접합하기 위하여 FPC를 패턴인식 및 가접합이 수행되는 위치에 정렬 및 고정시킬 수 있는 듀얼패널의 FPC를 가접합하기 위한 고정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 터치 스크린은 키보드 또는 마우스 등과 같은 입력 장치가 없어도 사용자가 손가락을 비롯한 기타 도구를 사용하여 디스플레이 화면에서 원하는 정보를 선택할 수 있는 것으로, 스마트폰, PDA, 네비게이션 등과 같은 디스플레이 장치에 사용되고 있는 것이다.

이러한 터치 스크린은 표시패널과 터치패널로 되는 듀얼패널로 구성되면서, 서로 마주보는 면에 형성되는 전극패턴이 전기적 신호의 전송이 가능한 도전층을 형성하는 FPC가 메인 인쇄회로기판과 접속되어 펜이나 손으로 터치되면서 입력되는 정보가 전기적 신호로 변환되어 전송된다.

상기 표시패널로는 LCD, OLED, AMOLED 등 다양한 것이 있고, 물성에 따라 플렉시블(flexible)한 것과 딱딱한 것 등 다양한 것이 있으며 이러한 표시패널을 이용한 터치스크린은 FPC, 구체적으로 표시패널로부터 연장된 연성회로기판(M-FPC)과 터치패널로부터 연장된 연성회로기판(T-FPC)을 구비하여 상기한 M-FPC와 T-FPC가 본딩 접합에 의하여 전기적인 접속을 이루게 됨으로써 디스플레이를 하기 위한 전기적 신호를 송수신하게 된다.

이러한 표시패널의 M-FPC와 터치패널의 T-FPC은 서로 전기적으로 접속될 수 있도록 각각 태그가 연장 형성되어 본딩 장체에서 서로 접합되는데, 태그를 형성하는 ACF의 접점이 정확하게 정렬되지 않은 상태에서 접합이 이루어지면 전기적 신호의 전송이 불가능하게 되므로 각각의 태그는 ACF의 접점이 정확하게 정렬된 상태에서 접합되어져야 한다.

상기한 본딩 장치는 ACF 부착부와, 가접합부 및 최종 압착부로 구성되어, ACF 부착부에서는 표시패널 또는 터치패널의 전극 패턴에 ACF를 부착하고, 가접합부는 상기 ACF 부착부에서 ACF가 부착된 FPC를 가접합한 다음, 최종 압착 유닛에서 완성되는 접합공정을 수행하게 됨으로써 터치 스크린의 듀얼패널이 외부로부터 전기적 신호가 인가되거나, 전기적 신호를 송출할 수 있게 한다.

상기 ACF는 보호필름의 일면에 미세한 입자 상태의 이방성 도전 입자를 열경화성 접착수지에 혼합시켜서 필름 상태로 만들어서 LCD, PDP, 유기EL 등의 평판 디스플레이 장치에서 터치 스크린 패널과 구동회로 사이에서 회로적 결합이 이루어지게 하는데, 먼저 이방성 도전물이 도포된 면을 FPC에 부착한 다음, 보호필름을 제거하여 FPC 반대측 면에 칩을 가접한 다음 열과 압력을 가해 접합하면 상기 이방성 도전물이 접합될 때에 압력이 작용된 방향으로 도전성을 갖게 되어 전기패턴을 서로 연결시키게 된다.

터치 스크린의 듀얼패널 모듈 제조에 사용되는 ACF는 FPC의 접합부 형태에 따라 펀칭 및 컷팅되어 FPC에 부착되는데, 종래에는 ACF를 컷팅 및 펀칭하여 FPC에 접합될 수 있도록 가공하고, 프레스 장치에 구비된 작업대에 FPC를 배치한 다음 FPC의 접합부에 ACF를 올려놓고 현미경이나 모니터를 통해서 작업자가 육안으로 확인하면서 접합위치를 조절하고 프레스 장치를 작동시켜서 가열 및 가압하면서 ACF를 FPC에 접합하였다. 이러한 방식은 작업 속도와 정밀도가 주로 작업자의 기능에 의존되어 작업속도가 느릴 뿐 아니라, 접합된 양측 회로패턴의 접촉불량이 다수 발생하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 터치 스크린을 구성하는 표시패널 M-FPC와 터치패널 T-FPC의 태그들의 접점을 접합시키기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.

이러한 기술의 사례는 상기 선행기술문헌에서 제시한 선행특허에 제시되어 있다.

상기한 문헌에 따르는 종래의 FPC 태그 접점의 접합 방법과 장치는 FPC와 패널이 분리된 상태에서 별도로 공급되고, 이렇게 공급된 FPC와 패널의 기판을 가접합한 다음, FPC들 사이를 접합하여 전기적인 접속을 이루게 되는 것이다.

그러나 이러한 종래의 FPC 본딩 방법은 앞서 언급한 바와 같이, FPC와 패널이 각각 공급되어 접합되고, FPC가 접합된 각각의 표시패널과 터치패널을 따로 공급한 후, 각 패널의 FPC 태그의 접점을 작업자가 일일이 확인하여 정렬시키거나 별도의 정렬 수단을 이용하여 정렬시켜 표시패널 M-FPC와 터치패널 T-FPC 태그의 접점을 정렬한 후 가압하여 두 FPC 태그 사이의 ACF 접점을 접합하고 있으나, 이러한 방법으로 두 FPC 태그의 ACF 접점을 접합하는 공정은 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 접점의 정렬이 제대로 이루어지지 않아서 불량률이 높아지는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 제0926979호 대한민국 특허 제0890198호

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 듀얼패널의 M-FPC 및 T-FPC에서 연장 형성되는 태그의 ACF 접점이 중첩된 상태로 공급되어 정확한 접합 위치에서 접합을 위한 정렬과 패턴인식이 이루어질 수 있게 하여 작업 속도 및 정밀도의 향상을 통해 제품 생산성을 높이고 고품질의 듀얼패널을 제공할 수 있는 듀얼패널의 FPC를 가접합하기 위한 고정 장치를 제공하고자 한다.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은:
프레임(1);
터치 스크린의 표시패널과 터치패널에 실장되면서 태그의 전극패턴에 ACF가 부착되어 중첩된 표시패널과 터치패널과 함께 로딩장치로부터 공급되는 M-FPC(70)와 T-FPC(71)의 패턴을 인식하고 가접합을 하기 위한 위치로 이동할 수 있도록 표시패널 및 터치패널을 고정하는 고정수단을 구비하여 상기 프레임(1)에 설치되는 가이드 레일 상에서 수평 이동이 가능하게 설치되는 스테이지(2);
상기 스테이지(2)에 의하여 패턴인식 및 가접합 위치에 도달한 M-FPC(70)와 T-FPC(71)를 정렬하기 위하여 스테이지(2)에 회전 가능하게 고정되는 고정단부(31,32)와, 상기 고정단부(31,32)에 양측이 연결되고 T-FPC(71)의 저면을 부착시키는 진공흡착구(33)가 설치되며 T-FPC(71)를 흡착한 상태로 액추에이터에 의하여 스테이지(2)의 폭방향으로 회전되어 T-FPC(71)를 M-FPC(70)로부터 이격시키거나 근접시키는 가동단부(30)를 포함하는 제1받침대(3);

T-FPC(71)와 M-FPC(70)의 패턴을 정렬시키기 위하여 스테이지(2)에 회전 가능하게 고정되는 고정단부(45)와, 상기 고정단부(45)에 고정되고 연동되며 비전장치가 인식 가능한 천공(47)이 형성되어 상기 제1받침대(3)가 회전하여 T-FPC(71)를 M-FPC(70)와 이격시킨 상태에서 M-FPC(70) 저면의 패턴에 위치되도록 스테이지(2)의 길이방향으로 회전하는 가동단부(46)를 포함하는 제2받침대(4);를 포함하는 것이다.

삭제

본 발명에 의하면 중첩된 듀얼패널로 공급되는 표시패널과 터치패널이 중첩된 듀얼패널의 형태로 공급되어 M-FPC 및 T-FPC가 정확한 패턴인식으로 정렬과 가접합 작업을 가능하게 됨으로써 종래의 장치보다 조립 정밀도와 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 사시도
도 3은 본 발명의 평면도
도 4는 본 발명의 정면도
도 5는 본 발명의 우측면도
도 6은 본 발명의 작동 상태를 나타낸 우측면도
도 7은 도 5의 A부를 확대한 단면도

본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 이러한 실시예는 단지 본 발명이 구현되는 일례를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 기술적으로 한정하거나 특허청구 범위에 기재된 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 제시된 실시예로부터 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양하게 변경 실시를 할 수 있을 것이다.

다음에서 본 발명의 실시예를 설명한다.

본 발명은 프레임(1), 스테이지(2), 제1받침대(3), 제2받침대(4) 및 상기 제1받침대(3)를 구동시키는 공압실린더(5)와 상기 제2받침대(4)를 구동시키는 공압실린더(6)로 구성된다.

그리고, 터치 패널(7)은 통상적인 구조와 같이 표시패널과 터치패널이 중첩된 상태로 이루어지면서 표시패널과 터치패널에는 각각 M-FPC(70)와 T-FPC(71)가 실장되어 있다.

프레임(1)의 상부에는 스테이지(2)가 고정되고, 측면에는 제1받침대(3)를 회전시키기 위한 공압실린더(5)가 고정되고, 선단에는 제2받침대(4)를 구동시키는 공압실린더(6)가 고정되면서, 직선왕복이동기구(도시되지 아니함)에 의하여 터치 스크린 패널을 가접합 위치로 이동시키고 복귀시킬 수 있게 되어있다.

상기 직선왕복이동기구는 통상적인 구조로서 공압실린더, 공압모터와 같은 액추에이터에 의하여 구성될 수 있다.

스테이지(2)는 판상으로 형성되면서 터치 스크린(7)을 고정하기 위한 고정수단으로서 적정한 간격을 두고 터치 스크린(7)의 저면을 향하는 다수개의 진공흡착구(20)가 배치된다.

제1받침대(3)는 M-FPC(70)를 받쳐서 흡착 고정하는 가동단부(30)와, 상기 가동단부(30)의 양쪽에 형성되어 스테이지(2)에 회전 가능하게 고정되는 고정단부(31, 32)로 구성되어, 상기 가동단부(30)에는 T-FPC(71)를 흡착하는 진공흡착구(33)가 설치되고, 양쪽의 고정단부(31, 32)는 스테이지(2) 선단에 고정되는 고정구(21, 22)에 힌지로 회전 가능하게 고정되면서 공압실린더(6)에 연동하는 링크기구(60)에 의하여 회전 가능하게 설치된다.

제2받침대(4)는 프레임(1) 상부에 수평상으로 고정되는 고정축(40)에 고정단부(45)가 회전 가능하게 고정되면서, 상기 고정축(40)이 고정되는 부위의 바깥쪽 단부에는 회동구(41)의 한쪽 단부가 고정되고, 회동구(41)의 다른 한쪽의 단부는 공압실린더(6)에 고정되어 승강하는 승강구(60)의 상부에 수평상으로 형성되는 고정축(42)이 삽입되며, 가동단부(46)는 비전장치가 인식 가능한 천공(47)이 형성되어 상기 제1받침대(3)가 회전하여 T-FPC(71)를 M-FPC(70)와 이격시킨 상태에서 M-FPC(70) 저면의 패턴을 향하여 회전할 수 있게 되어 있다.

공압실린더(5)는 피스톤로드가 링크기구(50)에 연결되고, 상기 링크기구(50)는 제1받침대(3)의 고정단부(31)에 연결되어 제1받침대(3)를 회전시킬 수 있게 된다.

상기 공압실린더(6)는 프레임(1)의 측면에 고정되는 가이드 블록(62)에 안내되어 승강이동하면서 제2받침대(4)를 회전시키게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 로딩장치(도시되지 아니함)에 의하여 M-FPC(70) 및 T-FPC(71)와 함께 공급된 터치 패널(7)이 스테이지(2) 상부면에 안착된 다음 진공흡착구(20)에 의하여 고정된다.

터치 패널(7)이 고정된 스테이지(2)는 직선왕복이동기구에 의하여 패턴인식 및 가접합 위치까지 전진한다.

스테이지(2)와 함께 터치패널(7)이 패턴인식 및 가접합 위치에 도달하면 공압실린더(5)의 피스톤로드가 전진하여 링크기구(50)에 연동하는 제1받침대(3)의 가동단부(30)가 수평상태에서 T-FPC(71)를 받쳐주게 됨과 동시에 진공흡착구(33)가 T-FPC(71)를 흡착하여 고정하고, 가압툴(81)이 T-FPC(71)에 형성되어 있는 정렬홈을 촬상한 위치 정보를 제어부에 전송한다.

이후에 공압실린더(5)가 작동하여 피스톤로드가 후진하면, 링크기구(50)에 의하여 고정단부(31,32)가 스테이지(2)의 고정구(21, 22)에 회전가능하게 고정된 제1받침대(3)가 T-FPC(71)를 흡착한 상태에서 고정구(21, 22)를 중심으로 회전하여 T-FPC(71)가 M-FPC(70)와 이격된다.

이후에 하강 작동하는 공압실린더(6)에 연동하는 승강구(60)가 하강하면, 승강구(60)의 고정축(42)이 삽입된 회동구(41)가 고정축(40)을 중심으로 선회하면 동시에 제2받침대(2)가 회전하여 앞서서 제1받침대(3)가 T-FPC(71)를 흡착하여 회전함으로써 이루어진 공간상에 제2받침대(4)가 수평상으로 위치하게 되면서 스테이지(2)가 전진한다.

이렇게 수평상으로 위치하는 제2받침대(2)는 M-FPC(70)의 저면에 도달하여 CCD카메라가 M-FPC(70)에 형성되어 있는 정렬홈을 촬상하여 제어부에 전송하고, 툴()에 형성되어 있는 진공흡착구가 M-FPC(70)의 상부면을 흡착하면, 공압실린더(6)가 구동하여 승강구(60)가 상승하면서 제2받침대(4)가 고정축(40)을 중심으로 아래쪽으로 회전하여 제1받침대(3)가 진입할 수 있는 공간을 제공한다.

제어부는 CCD카메라에서 FPC의 정렬홈을 촬상하여 관찰된 회로패턴의 정렬상태를 저장된 기준치와 비교하여 가접합을 할 수 있도록 가압장치(80)와 가압툴(81)에 작동신호를 전달한다.

그 다음, 공압실린더(5)에 의하여 T-FPC(10)를 흡착하고 있었던 제1받침대(3)가 상승하는 회전을 하여 T-FPC(71)와 M-FPC(70)가 정렬이 되면, 하부의 가압장치(80)가 상승함과 동시에 상부의 가압툴(81)이 하강하여 ACF(9)에 대한 가접합을 수행한다.

가접합을 마치면, 가압장치(80)가 하강한 다음 스테이지(2)가 후진하여 최종적인 메인 본딩 위치로 이동하게 된다.

1 : 프레임 2 : 스테이지
3 : 제1받침대 4 : 제2받침대
5 : 공압실린더 6 : 공압 실린더
7 : 터치 패널 스크린 8 : 가압툴
9 : ACF 20 : 진공흡착구
21, 22 : 고정구 30 : 가동단부
31, 32 : 고정단부 33 : 진공흡착구
40 : 고정축 41 : 회동구
42 : 고정축 45 : 고정단부
46 : 가동단부 50 : 링크기구
70 : M-FPC 71 : T-FPC
80 : 가압장치 81 : 가압툴

Claims

프레임(1);
터치 스크린의 표시패널과 터치패널에 실장되면서 태그의 전극패턴에 ACF가 부착되어 중첩된 표시패널과 터치패널과 함께 로딩장치로부터 공급되는 M-FPC(70)와 T-FPC(71)의 패턴을 인식하고 가접합을 하기 위한 위치로 이동할 수 있도록 표시패널 및 터치패널을 고정하는 고정수단을 구비하여 상기 프레임(1)에 설치되는 가이드 레일 상에서 수평 이동이 가능하게 설치되는 스테이지(2);
상기 스테이지(2)에 의하여 패턴인식 및 가접합 위치에 도달한 M-FPC(70)와 T-FPC(71)를 정렬하기 위하여 스테이지(2)에 회전 가능하게 고정되는 고정단부(31,32)와, 상기 고정단부(31,32)에 양측이 연결되고 T-FPC(71)의 저면을 부착시키는 진공흡착구(33)가 설치되며 T-FPC(71)를 흡착한 상태로 액추에이터에 의하여 스테이지(2)의 폭방향으로 회전되어 T-FPC(71)를 M-FPC(70)로부터 이격시키거나 근접시키는 가동단부(30)를 포함하는 제1받침대(3);
T-FPC(71)와 M-FPC(70)의 패턴을 정렬시키기 위하여 스테이지(2)에 회전 가능하게 고정되는 고정단부(45)와, 상기 고정단부(45)에 고정되고 연동되며 비전장치가 인식 가능한 천공(47)이 형성되어 상기 제1받침대(3)가 회전하여 T-FPC(71)를 M-FPC(70)와 이격시킨 상태에서 M-FPC(70) 저면의 패턴에 위치되도록 스테이지(2)의 길이방향으로 회전하는 가동단부(46)를 포함하는 제2받침대(4);
를 포함하는 듀얼패널의 FPC를 가접합하기 위한 고정 장치.
제 1 항에 있어서, 스테이지에 구비되는 고정수단이 터치 패널의 저면을 향하여 설치되는 진공흡착구로 되는 것을 특징으로 하는 듀얼패널의 FPC를 가접합하기 위한 고정 장치.