KR101664090B1 - 진공 라미네이터 및 이를 이용한 라미네이팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판과 필름 합착 시 미세 버블이 발생되는 것을 최대한 방지할 수 있는 진공 라미네이터 및 이를 이용한 라미네이팅 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 외관을 이루는 프레임과, 상기 프레임에 상/하로 배치되는 제1 챔버케이스 및 제2 챔버케이스로 이루어지며 각 챔버케이스가 결합 또는 분리되면서 개방 가능한 밀폐 공간을 형성하는 챔버부와, 상기 제1 챔버케이스를 상하 업다운 시키기 위한 업다운 유닛과, 상기 챔버부 내측에 제공되어 기판 및 필름이 로딩되는 제1 스테이지 및 제2 스테이지와, 상기 제1 스테이지 및 제2 스테이지 상에 제공되어 상기 기판 및 필름을 고정시키거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 제공된 홀더수단, 그리고 상기 챔버부 일측에 제공되어 상기 챔버부 내부를 진공압 분위기 또는 대기압 분위기로 선택적으로 제공하기 위한 진공펌프를 포함하여 이루어진 진공 라미네이터를 제공한다.

Description

진공 라미네이터 및 이를 이용한 라미네이팅 방법{Vacuum laminator and method for laminating using the same}

본 발명은 라미네이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공 상태에서 필름을 라미네이팅 공정에 의해 기판 상에 접착 시킬 수 있도록 하는 진공 라미네이터 및 이를 이용한 라미네이팅 방법에 관한 것이다.

최근, 전자 제품의 소형화 추세에 따라 반도체 패키지의 두께를 감소시키려는 노력이 계속되고 있다. 반도체 제품 패키지의 두께를 감소시키는 방법의 하나로서 반도체 칩의 배면(back side)을 연마하는 공정이 채택되고 있다.

기판 배면의 연마 공정은, 기판 전면에 오염 방지를 위한 필름을 접착하는 공정, 필름이 접착된 기판의 배면을 연마하는 공정 및 연마가 완료된 기판으로부터 필름을 제거하는 공정으로 이루어진다. 특히 기판에 오염 방지를 위한 필름을 접착하는 설비를 라미네이터라고 하고 그 공정을 라미네이팅 공정이라 한다.

더욱 구체적으로 반도체 제조공정의 라미네이터를 이용한 라미네이팅 공정은 기판의 사용하지 않는 배면을 연삭하는 배면 연마 전의 처리 공정으로서, 기판의 배면 연마 공정시 사용되는 연삭수(硏削水), 또는 연삭 후 발생하는 기판 파티클 등으로부터 기판의 전면(前面)을 보호하기 위하여 기판의 전면에 필름을 접착하는 공정에 해당한다.

한편 라미네이터에서 사용되는 오염 방지를 위한 필름은 폴리머계의 재료로 제작되어 공정 중에 표면에 많은 정전기를 유발할 수 있다. 필름 합착공정을 수행하기 위하여 라미네이터 설비 내로 유입된 기판 상에 이물질이 존재하는 경우, 이물질은 필름으로부터 유도된 정전기에 의해 하전 되어 기판 상에 더 강하게 흡착되어 제거하기 어려워진다. 또한 오염된 기판은 라미네이터 설비를 오염시킬 뿐만 아니라, 다른 기판을 2차적으로 오염시킬 수 있다.

특히 라미네이팅 공정에서는 필름과 기판 사이에 버블이 발생되지 않는 것이 중요한 바, 종래 필름 라미네이팅 방법으로는 롤러를 이용한 롤러 방식이 사용되고 있으며, 롤러 방식은 기판에 필름을 위치시킨 후에 롤러로 필름을 가압하여 라미네이팅 작업을 수행한다.

그러나 이러한 종래의 롤러 방식은 균일한 가압이 용이하지 않고 기구적으로 복잡하며 미세한 버블이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 롤러의 가압 시 필름이 들어 올려질 수 있고, 이에 따라 필름에 인장력이 발생할 수 있다. 필름에 가해진 인장력은 공정이 끝난 후에는 필름에 복원력으로 작용하기 때문에 완제품에서의 라미네이팅된 필름의 위치가 틀어지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 기판과 필름 합착 시 미세 버블이 발생되는 것을 최대한 방지할 수 있는 진공 라미네이터 및 이를 이용한 라미네이팅 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외관을 이루는 프레임과, 상기 프레임에 상/하로 배치되는 제1 챔버케이스 및 제2 챔버케이스로 이루어지며 각 챔버케이스가 결합 또는 분리되면서 개방 가능한 밀폐 공간을 형성하는 챔버부와, 상기 제1 챔버케이스를 상하 업다운 시키기 위한 업다운 유닛과, 상기 챔버부 내측에 제공되어 기판 및 필름이 로딩되는 제1 스테이지 및 제2 스테이지와, 상기 제1 및 제2 스테이지 상에 제공되어 상기 기판 및 필름을 고정시키거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 제공된 홀더수단, 그리고 상기 챔버부 일측에 제공되어 상기 챔버부 내부를 진공압 분위기 또는 대기압 분위기로 선택적으로 제공하기 위한 진공펌프를 포함하여 이루어진 진공 라미네이터를 제공한다.

이때 상기 업다운 유닛은 상기 제1 챔버케이스에 축 연결되어 제1 챔버케이스를 상하 구동시키기 위한 모터 구동부와, 상기 프레임 상부에 설치되어 상기 모터 구동부를 지지하기 위한 모터 구동부 지지부, 그리고 일단은 제1 챔버케이스 양측에 연결되고 타단은 구동부 지지부 양 기둥에 연결되어 상기 제1 챔버케이스의 이동을 안내하는 가이드를 포함하여 이루지는 것을 특징으로 한다.

한편 상기 제1 스테이지는 상기 제1 챔버케이스 내측에 제공되어 상기 기판이 로딩되고, 상기 제2 스테이지는 상기 제2 챔버케이스 내측에 제공되어 상기 필름이 로딩되며, 상기 기판과 필름 합착 시 상기 기판이 필름 상부로 낙하되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홀더수단은 상기 제1 스테이지 상에 제공되어 상기 기판을 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 제공된 제1 정전척 및 상기 제2 스테이지 상에 제공되어 상기 필름을 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 제공된 제2 정전척을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 챔버부에는 상기 기판과 필름을 합착시키기 위해 가압유체를 제공하는 가압유체 공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2 스테이지 하부에는 상기 제2 스테이와 연결되어 상기 제2 스테이지를 상하 업다운 시켜 상기 기판에 대해 상기 필름을 2차로 합착시키기 위한 제2 스테이지 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2 스테이지에는 상기 필름에 열을 제공하기 위한 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2 스테이지 하부에는 상기 필름에 대해 기판이 합착될 경우 발생되는 합착 하중을 측정하기 위한 로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 라미네이터는 상기 챔버부 내부로 상기 필름을 이송시키기 위한 트랜스퍼 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 트랜스퍼 유닛은 상기 필름을 고정시키거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 상부 진공척이 마련된 상부 스테이지와, 상기 상부 스테이지의 하측에 제공되어 상기 필름을 고정시키거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 하부 진공척이 마련된 하부 스테이지와, 상기 상부 스테이지를 하부 스테이지 측으로 상하 방향으로 이동시키기 위한 상하 구동유닛, 그리고 상기 상부 스테이지를 상기 챔버부 측으로 좌우 방향으로 이동시키기 위한 좌우 구동유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 챔버부를 개방하여 기판 및 필름을 제1 스테이지 및 제2 스테이지를 로딩시킨 후, 상기 챔버부를 밀폐시키는 로딩 단계와, 상기 챔버부 내부를 진공 상태로 유지시킨 다음 상기 기판을 필름 상부로 낙하시켜 합착을 준비하는 준비 단계와, 상기 챔버부 내부로 가압유체를 공급하여 상기 기판에 대해 필름을 1차적으로 합착하는 제1 합착단계와, 상기 제2 스테이지를 제1 스테이지와 접하도록 상승시켜 상기 기판에 대해 필름을 2차적으로 합착하는 제2 합착단계, 그리고 상기 챔버부를 개방하여 필름이 합착된 기판을 언로딩시키는 언로딩 단계를 포함하여 이루어진 라미네이팅 방법을 제공한다.

이때 상기 로딩 단계 전에 기판 이송 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 기판 이송 단계는 트랜스퍼 유닛의 하부 스테이지의 하부 진공척에 필름을 안착시키는 단계와, 상부 스테이지를 하부스테이지로 이동시켜 상부 스테이지의 상부 진공척에 필름을 안착시키는 단계, 그리고 상기 필름이 안착된 상부 스테이지를 챔버부로 이동 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 합착 단계는 상기 제1 스테이지 및 제2 스테이지 상에 설치된 히터에 의해 기판 및 필름으로 열을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2 합착 단계는 필름이 기판에 2차적으로 합착하는 과정에서 로드셀에 의해 합착 하중을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 진공 라미네이터 및 이를 이용한 라미네이팅 방법은, 진공 챔버 내에서 발생되는 압력 차이에 의해 필름을 기판에 라미네이팅함에 따라 라미네이팅 과정에서 기판과 필름 사이에 버블이 발생하는 것을 최대한 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 1차적으로 진공 내의 압력차에 의해 합착시킴과 더불어 2차적으로 스테이지 구동부를 통한 합착 공정을 진행함에 따라 기판에 대해 필름을 정교하게 합착시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 필름을 기존 고가의 로봇 유닛이 아닌 트랜스퍼 유닛을 통해 이동시키는 구조를 적용함에 따라 필름 이동시 파손을 최대한 줄일 수 있는 것과 더불어 설비비용을 최대한 줄일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 로드셀에 의해 합착 하중을 측정하여 기판의 합착력을 조절함에 따라 합착 하중에 의한 기판의 파손을 최대한 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터의 측면을 나타낸 측면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터의 단면을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터의 트랜스퍼 유닛의 작동을 개략적으로 나타낸 도면
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터를 이용한 라미네이팅 과정을 개략적으로 나타낸 도면

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

이하, 첨부된 도면 도1 내지 도 5를 참조로 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터의 측면을 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터의 단면을 나타낸 단면도이다.

또한 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터의 트랜스퍼 유닛의 작동을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터의 작동 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터는 크게 프레임(100)과, 챔버부(200)와, 업다운 유닛(300)과, 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420)와, 홀더수단(500), 그리고 진공펌프(P)를 포함하여 이루어질 수 있다.

프레임(100)은 라미네이터의 외관을 이루는 것으로서, 여러 개의 금속 파이프(또는 금속바)를 통상의 방법으로 용접하거나 볼트로 체결한 사각 형상의 프레임(100)체의 결합으로 이루어질 수 있다.

이때 프레임(100)의 안쪽에는 챔버부(200)가 위치한다.

챔버부(200)는 상하로 배치되는 제1 챔버케이스(210) 및 제2 챔버케이스(220)로 이루어지며 각 챔버케이스가 결합 또는 분리되면서 개방 가능한 밀폐 공간을 형성한다.

더욱 구체적으로 챔버부(200)의 제1 챔버케이스(210) 및 제2 챔버케이스(220)는 일측면이 개방된 내부공간을 가지는 박스 형태로 이루어지며, 도 2에 도시된 바와 같이 개방면이 서로 마주하는 상태로 프레임(100)의 수평 프레임부(110) 위에 배치된다.

이때 제1 챔버케이스(210)는 업다운 유닛(300)에 의해 상/하로 이동하면서 상기 제2 챔버케이스(220)와 결합 또는 분리된다.

이러한 업다운 유닛(300)은 제1 챔버케이스(210)에 축(311) 연결되어 제1 챔버케이스(210)를 상하 구동시키기 위한 모터 구동부(310)와, 프레임(100) 상부에 설치되어 모터 구동부(310)를 지지하기 위한 모터 구동부 지지부(320)와, 일단은 제1 챔버케스(210)의 양측에 연결되고 타단은 모터 구동부 지지부(320) 양 기둥에 연결되어 상기 제1 챔버케이스(210)의 이동을 안내하는 가이드(330)를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 업다운 유닛(300)의 모터 구동부(310)는 모터 축과 연결한 스크류를 이용하여 이 스크류의 정/역 회전에 의해 제1 챔버케이스(210)가 제2 챔버케이스(220)와 분리 가능하게 결합시키는 역할을 한다. 이때 가이드(330)는 제1 챔버케이스(210)의 상하 이동을 안내하는 역할을 하는 것이다.

이와 같은 구조에 의하면, 모터 구동부(310)에 의해 제1 챔버케이스(210)가 제2 챔버케이스(220)를 향하여 하측으로 이동하면서 상호 결합 상태가 되거나 상측으로 이동하면서 상호 분리된 상태가 될 수 있다.

이에 따라, 상기와 같이 제1 및 제2 챔버케이스(220)의 결합 및 분리 동작에 의해 개방 가능한 밀폐 공간을 내부에 형성하게 된다.

이때 업다운 유닛(300)은 구동원으로 모터 구동부(310)를 사용하는 구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 실린더를 사용할 수 있으며, 실린더의 구동에 의해 상기 제1 챔버케이스(210)가 제2 챔버케이스(220)를 향하여 이동하면서 결합 상태가 되거나 분리된 상태가 될 수 있도록 세팅할 수 있다. 이외에도 본 발명의 목적을 만족하는 동력 발생 및 전달 구조는 다양하게 실시할 수 있다.

한편 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420)는 챔버부(200) 내측에 제공되어 기판(G) 및 필름(F)이 로딩되어 안착될 수 있도록 하는 역할을 한다.

본 발명의 실시예에 따르면 제1 스테이지(410)는 제1 챔버케이스(210) 측에 제공되어 기판(G)이 로딩되어 안착되고, 제2 스테이지(420)는 제2 챔버케이스(220) 측에 제공되어 필름(F)이 로딩되어 안착된 것이 제시된다.

이는 기판(G)에 필름(F)을 합착하는 과정에서 제2 스테이지(420)에 로딩된 필름(F)의 상부측으로 제1 스테이지(410)에 로딩된 기판(G)을 이동시킨 다음 기판(G)을 필름(F) 상부에 낙하시키는 방식으로 합착 공정을 진행하기 위함이다.

홀더수단(500)은 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420) 상에 제공되어 기판(G) 및 필름(F)을 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 하기 위해 구비된 것이다.

이러한 홀더수단(500)은 제1 스테이지(410) 상에 제공되어 기판(G)을 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 하기 위한 제1 정전척(510)과, 제2 스테이지(420) 상에 제공되어 필름(F)을 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 하기 위한 제2 정전척(520)을 포함하여 이루어질 수 있다.

더욱 구체적으로 제1 정전척(510) 및 제2 정전척(520)은 예를 들어, 각 스테이지가 +/- 전압의 인가에 따른 전위의 대전 현상에 의해 발생하는 끌어당기는 힘으로 각종 물체를 고정하는 판상의 정전척(Electro Static Chuck)으로 제작하거나, 각 스테이지 상에 별도의 각 정전척이 설치된 상태로 제공될 수 있다.

홀더수단(500)을 정전척을 적용함에 따라 기판(G) 및 필름(F)의 유동을 방지할 수 있는 안정적인 상태로 기판(G) 및 필름(F)을 잡아줄 수 있게 된다.

또한 홀더수단(500)은 기판(G) 및 필름(F)을 진공 등의 흡착력으로 통상의 진공척(vacuum chuck, 미도시)등이 사용될 수도 있다.

이와 같이, 정전척이나 진공척을 홀더수단(500)으로 적용하면, 온/오프 등의 간단한 제어에 의하여 기판(G) 및 필름(F)을 평탄한 상태로 신속하게 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있다. 따라서 기판(G) 및 필름(F)의 로딩 또는 언로딩 시 한층 향상된 작업성을 확보할 수 있다.

진공펌프(P)는 챔버부(200) 일측에 제공되어 상기 챔버부(200) 내부를 진공압 분위기 또는 대기압 분위기로 선택적으로 제공하기 위해해 제공된 것이다.

더욱 구체적으로 제1 챔버케이스(210) 및 제2 챔버케이스(220)와 통상의 진공펌프(P)를 관체로 연결하여 펌프의 구동에 의해 밀폐 공간을 진공압 분위기 또는 대기압 분위기로 전환할 수 있다. 이처럼, 진공펌프(P)를 이용하여 밀폐 공간을 진공압 또는 대기압 분위기로 전환하는 구조는 해당 분야에서 일반적인 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

한편 도시하지는 않았으나, 제1 챔버케이스(210)와 제2 챔버케이스(220)의 접촉면 사이에는 공기의 누설을 방지하기 위한 고무나 실리콘 등 유연한 재질의 실링재가 설치될 수 있다.

한편 챔버부(200)에는 기판(G)과 필름(F)을 합착시키기 위해 가압유체를 제공하는 가압유체공급수단(600)이 더 포함될 수 있다.

도 5a 내지 도 5g를 참조하면, 가압유체공급수단(600)은 챔버부(200) 내부를 향하여 유체를 분사할 수 있도록 형성되는 분사구(610)와, 분사구(610)와 연결되어 가압유체를 제공하는 가압유체공급장치(620)를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 분사구(610)는 제1 챔버케이스(210) 상부에 제공된 것이 제시되며 유체를 공급받아 분사할 수 있는 통상의 노즐 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

상기와 같이 제1 챔버케이스(210) 상측에 제공되는 분사구(610)는 필름(F)이 로딩되어 있는 제2 스테이지(420) 측을 향해 유체를 분사할 수 있다.

더욱 구체적으로 분사구(610)는 기판(G)과 필름(F)이 서로 접촉된 상태일 때 기판(G)의 상면을 향하여 유체를 분사하는 방식으로 합착력을 발생하게 되는 것이다.

이러한 유체는 특히 기체들 중에서 질소(N2) 가스를 사용할 수 있으며, 분사구(610)와 연결된 가압유체공급장치를 통해 통상의 방법으로 질소가스를 공급받아서 분사할 수 있도록 셋팅된다.

또한 본발명의 실시예에 따르면 상기 제2 스테이지(420) 하부에 제공되어 제2 스테이지(420)를 상하 업다운 시켜 상기 기판(G)에 대해 상기 필름(F)을 2차로 합착시키기 위한 제2 스테이지 구동부(700)가 더 포함된 것을 제시한다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제2 스테이지 구동부(700)는 제2 스테이지(420)의 하부에 연결되어 제2 스테이지(420)를 상하로 이동시킴으로써 제2 스테이지(420) 상의 필름(F)을 기판(G)과 합착시킬 수 있도록 하는 공압실린더 또는 볼스크류-모터 등의 공지의 선형운동시스템으로 이루어질 수 있다.

물론 본 발명의 실시예에서는 제1 스테이지(410)가 고정된 상태에서 제2 스테이지(420)가 상하 방향으로 이동하도록 구성되었으나, 이와 반대로 제2 스테이지(420)가 고정된 상태에서 제1 스테이지(410)가 상하 방향으로 이동하여 필름(F)에 대해 기판(G)을 2차로 합착시키도록 구성될 수도 있다.

또한 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 제2 스테이지 구동부(700)는 전후 및 좌우, 회전 운동이 가능한 X-Y- 정렬장치 상에 설치되어, 기판(G)에 대한 필름(F)의 위치 보정이 가능하도록 설치될 수 있다.

따라서 필름(F)에 대해 기판(G)이 낙하되어 필름(F)과 기판(G)이 접촉된 상태에서 1차적으로는 가압유체공급수단(600)에 의해 필름(F)이 기판(G)에 합착되는 것이고, 2차적으로는 제2 스테이지 구동부(700)를 제1 스테이지(410) 측으로 이동시켜 제1 스테이지(410)에 1차적으로 필름(F)이 합착된 기판(G)이 밀착되면서 완전 합착이 이루어지게 되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 스테이지(420) 하부에는 필름(F)에 대해 기판(G)이 합착될 경우 합착 하중을 측정하기 위한 로드셀(810)이 더 포함될 수 있다.

이때 로드셀(810)로 측정된 하중은 제어부(미도시)에 출력된다. 제어부에서는 로드셀(810)로 측정된 하중을 기준으로 기판(G)에 대해 필름(F)이 합착하는 하중이 일정한 하중이 되도록 제2 스테이지 구동부(700)의 상하 이동 범위를 제어한다.

로드셀(810)로 측정되는 하중이 허용 하중을 초과한 경우에는 제2 스테이지 구동부(700)의 구동을 정지시켜는 것이 바람직하다. 예컨대 기판(G)과 필름(F)이 합착하는 과정에서 이상이 발생하여 로드셀(810)로 측정되는 하중이 급격히 증가한 경우에 제어부는 제2 스테이지 구동부(700)의 구동을 정지하도록 제어한다. 따라서 합착력에 의해 기판(G)이 손상을 입는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 기판(G)과 필름(F)의 합착 하중을 측정하기 위해서 로드셀(810)을 제시하였지만 로드셀(810)에 한정되지 않고, 여러가지 수단을 이용할 수 있다. 예컨대 합착 하중을 측정할 수 있는 장치로 압력 센서나 다이얼 게이지, 용수철 저울 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 제2 스테이지(420)에는 제1 스테이지 및 제2 스테이지(420) 상에 로딩된 기판(G) 및 필름(F)을 가열하기 위한 히터(820)가 더 포함될 수 있다.

이때 히터(820)는 제1 스테이지(410)와 제1 정처척(510) 및 제2 스테이지(420)와 제2 정전척(520) 사이에 각각 설치되는 것이 바람직하며, 히터(820)는 판상으로 이루어진 상태로 제공되어 내부에 열선이 삽입 설치될 수 있다. 열선은 나선형 또는 지그재그 형태로 배치될 수 있으며, 열선에는 전류의 공급을 위한 전력 제어부가 연결 설치된다. 히터(820)는 기판 및 필름에 열을 제공하여 기판에 대해 필름이 합착되는 과정에서 필름(F)의 접착층을 용융시키켜 합착력을 증대시키는 역할을 한다.

본 발명의 실시예에 따른 라미네이터는 챔버부(200) 내부로 필름(F)을 이송시키기 위한 트랜스퍼 유닛(900)을 더 포함된 것이 제시된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 유닛(900)은 크게 상부 스테이지(910)와, 하부 스테이지(920)와, 상하 구동유닛(930), 그리고 좌우 구동유닛 (940)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상부 스테이지(910)는 필름(F)을 고정시키거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 상부 진공척(911)이 마련되어 있으며, 하부 스테이지(920)는 상부 스테이지(910)의 하측에 제공되어 필름(F)을 고정시키거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 하부 진공척(921)이 마련되어 있다.

또한 상하 구동유닛(930)은 상부 스테이지(910)를 하부 스테이지(920) 측으로 상하 방향으로 이동시키기 위해 제공된 것이고, 좌우 구동유닛 (940)은 상부 스테이지(910)를 상기 챔버부(200) 측으로 좌우 방향으로 이동시키기 위해 제공된 것이다.

즉 트랜스퍼 유닛(900)의 상부 스테이지(910)가 챔버부(200) 내부 공간으로 이동하여 제2 스테이지(420)의 제2 정전척(520) 상에 필름(F)을 로딩시켜 작업을 진행하는 것이다. 통상의 로봇 유닛이 아닌 트랜스퍼 유닛(900)을 이용하여 필름(F)을 챔버부(200) 내부로 이송시킴에 따라 이송 중 필름(F)의 손상을 최대한 방지할 수 있게 된다.

이때 상부 진공척(911) 및 하부 진공척(921)은 필름(F)이 움직이지 않도록 진공 흡착하는 복수개의 진공홀(미도시)이 형성된 구조로 이루어질 수 있다.

이상 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 라미네이터를 이용한 라미네이팅 방법을 설명하면 이하와 같다.

도 5a 내지 도 5g에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 라미네이팅 방법은 챔버부를 개방하여 기판(G) 및 필름(F)을 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420)로딩시킨 후, 챔버부(200)를 밀폐시키는 로딩 단계와, 챔버부(200) 내부를 진공 상태로 유지시킨 다음, 기판(G)을 필름(F) 상부로 낙하시켜 합착을 준비하는 준비 단계와, 챔버부(200) 내부로 가압유체를 공급하여 기판(G)에 대해 필름(F)을 1차적으로 합착하는 제1 합착단계와, 제2 스테이지(420)를 제1 스테이지(410)와 접하도록 상승시켜 기판(G)에 대해 필름(F)을 2차적으로 합착하는 제2 합착단계, 그리고 챔버부를 개방하여 필름(F)이 합착된 기판(G)을 언로딩시키는 언로딩 단계를 포함하여 진행될 수 있다.

이때 로딩 단계 전에 기판(G) 이송 단계를 더 포함할 수 있으며, 기판(G) 이송 단계는 트랜스퍼 유닛(900)의 하부 스테이지(920)의 하부 진공척(921)에 필름(F)을 안착시키는 단계와, 상부 스테이지(910)를 하부스테이지로 이동시켜 상부 스테이지(910)의 상부 진공척(911)에 필름(F)을 안착시키는 단계, 그리고 필름(F)이 안착된 상부 스테이지(910)를 챔버부(200)로 이동 시키는 단계를 포함한다.

또한 준비 단계는 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420) 상에 설치된 히터(820)에 의해 기판(G) 및 필름(F)으로 열을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한 제2 합착 단계는 상기 기판에 대해 필름이 합착된 상태에서 로드셀(810)에 의해 합착 하중을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 유닛(900)의 상부 스테이지(910)를 통해 이송된 필름(F)을 제2 스테이지(420)의 제2 정전척(520)으로 로딩시키는 것과 더불어 기판(G)을 별도의 로봇 유닛(미도시)을 통해 상기 제1 스테이지(410)의 제1 정전척(510)으로 로딩시킨다.

다음, 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 챔버부(200)를 밀폐시킨 상태에서 진공펌프(P)를 온시켜 챔버부(200) 내부를 진공 상태로 유지시킨 후, 제1 스테이지(410)에 안착 고정된 기판(G)을 제1 정전척(510)을 오프시켜 필름(F) 상부로 낙하시킨다.

이때 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420) 상에 설치된 히터(820)에 의해 기판(G) 및 필름(F)으로 열을 공급하여 기판(G)에 대해 필름(F)이 합착 용이해 지도록 기판(G) 및 필름(F)을 히팅 시킨다.

이어서, 진공펌프(P)를 오프시켜 챔버부(200) 내부를 상압 상태로 유지시킨 후, 가압유체공급수단(600)을 통해 가압유체를 공급하여 기판(G)에 대해 필름(F)을 1차적으로 합착시킨다.

다음, 도 5e에 도시된 바와 같이, 제2 스테이지(420)에 연결된 제2 스테이지 구동부(700)를 구동시켜 1차로 합착된 기판(G)을 제1 스테이지(410) 측으로 상승시켜 제1 스테이지(410)에 대해 제2 스테이지(420)를 밀착시켜 2차 합착이 진행되도록 한다.

이때 로드셀(810)에 의해 합착 하중을 측정하여 미리 설정된 합착 하중 범위 내에서 합착이 이루어지는지를 체크한다.

이후 제2 스테이지(420)를 하강시키게 되면 제1 스테이지(410)에 필름(F)이 합착된 기판(G)이 제1 정전척(510)에 의해 고정된 상태가 된다. 마지막으로 도 5f 및 도 5g에 도시된 바와 같이, 챔버부(200)를 개방한 후 별도의 로봇 유닛(R)을 이용하여 기판(G)을 언로딩 시킴으로써 라미네이팅 공정이 완료된다.

이상으로 본 발명에 관하여 실시예를 들어 설명하였지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형 실시가 가능하다.

100: 프레임 110: 수평프레임부
200: 챔버부 210: 제1 챔버케이스
220: 제2 챔버케이스 300: 업다운 유닛
310: 모터 구동부 320: 모터 구동부 지지부
330: 가이드 410: 제1 스테이지
420: 제2 스테이지 500: 홀더수단
510: 제1 정전척 520: 제2 정전척
600: 가압유체공급수단 610: 분사구
620: 가압유체분사장치 700: 제2 스테이지 구동부
810: 로드셀 820: 히터
900: 트랜스퍼 유닛 910: 상부 스테이지
911: 상부 진공척 920: 하부 스테이지
921: 하부 진공척 930: 상하 구동유닛
940: 좌우 구동유닛 P: 진공펌프
G: 기판 F: 필름

Claims (14)

1. 외관을 이루는 프레임(100);
   상기 프레임(100)에 상/하로 배치되는 제1 챔버케이스(210) 및 제2 챔버케이스(220)로 이루어지며 각 챔버케이스가 결합 또는 분리되면서 개방 가능한 밀폐 공간을 형성하는 챔버부(200);
   상기 제1 챔버케이스(210)를 상하 업다운 시키기 위한 업다운 유닛(300);
   상기 챔버부 내측에 제공되어 기판(G) 및 필름(F)이 로딩되는 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420);
   상기 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420) 상에 제공되어 상기 기판(G) 및 필름(F)을 고정시키거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 제공된 홀더수단(500); 그리고,
   상기 챔버부(200) 일측에 제공되어 상기 챔버부(200) 내부를 진공압 분위기 또는 대기압 분위기로 선택적으로 제공하기 위한 진공펌프(P);를 포함하여 이루어지되,
   상기 제2 스테이지(420) 하부에는 상기 필름(F)에 대해 기판(G)이 합착될 경우 발생되는 합착 하중을 측정하기 위한 로드셀(810)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 업다운 유닛(300)은
   상기 제1 챔버케이스(210)에 축 연결되어 제1 챔버케이스(210)를 상하 구동시키기 위한 모터 구동부(310);
   상기 프레임(100) 상부에 설치되어 상기 모터 구동부(310)를 지지하기 위한 모터 구동부 지지부(320); 그리고,
   일단은 제1 챔버케이스(210) 양측에 연결되고 타단은 구동부 지지부 양 기둥에 연결되어 상기 제1 챔버케이스(210)의 이동을 안내하는 가이드(330);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 라미네이터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 스테이지(410)는 상기 제1 챔버케이스(210) 내측에 제공되어 상기 기판(G)이 로딩되고, 상기 제2 스테이지(420)는 상기 제2 챔버케이스(220) 내측에 제공되어 상기 필름(F)이 로딩되며, 상기 기판(G)과 필름(F) 합착 시 상기 기판(G)이 필름(F) 상부로 낙하되는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 홀더수단(500)은
   상기 제1 스테이지(410) 상에 제공되어 상기 기판(G)을 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 제공된 제1 정전척(510) 및
   상기 제2 스테이지(420) 상에 제공되어 상기 필름(F)을 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 제공된 제2 정전척(520)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 라미네이터.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 챔버부(200)에는
   상기 기판(G)과 필름(F)을 합착시키기 위해 가압유체를 제공하는 가압유체 공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이터.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 스테이지(420) 하부에는
   상기 제2 스테이와 연결되어 상기 제2 스테이지(420)를 상하 업다운 시켜 상기 기판(G)에 대해 상기 필름(F)을 2차로 합착시키기 위한 제2 스테이지 구동부(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이터.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420)에는 상기 기판(G) 및 필름(F)에 열을 제공하기 위한 히터(820)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이터.
8. 삭제
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 진공 라미네이터는
   상기 챔버부(200) 내부로 상기 필름(F)을 이송시키기 위한 트랜스퍼 유닛(900)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 라미네이터.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 트랜스퍼 유닛(900)은
    상기 필름(F)을 고정시키거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 상부 진공척(911)이 마련된 상부 스테이지(910);
    상기 상부 스테이지(910)의 하측에 제공되어 상기 필름(F)을 고정시키거나 고정 상태를 해제할 수 있도록 하부 진공척(921)이 마련된 하부 스테이지(920);
    상기 상부 스테이지(910)를 하부 스테이지(920) 측으로 상하 방향으로 이동시키기 위한 상하 구동유닛(930); 그리고,
    상기 상부 스테이지(910)를 상기 챔버부(200) 측으로 좌우 방향으로 이동시키기 위한 좌우 구동유닛 (940);을 포함하여 이루어진 진공 라미네이터.
11. 챔버부(200)를 개방하여 기판(G) 및 필름(F)을 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420)로딩시킨 후, 상기 챔버부(200)를 밀폐시키는 로딩 단계;
    상기 챔버부(200) 내부를 진공 상태로 유지시킨 다음 상기 기판(G)을 필름(F) 상부로 낙하시켜 합착을 준비하는 준비 단계;
    상기 챔버부(200) 내부로 가압유체를 공급하여 상기 기판(G)에 대해 필름(F)을 1차적으로 합착하는 제1 합착단계;
    상기 제2 스테이지(420)를 제1 스테이지(410)와 접하도록 상승시켜 상기 기판(G)에 대해 필름(F)을 2차적으로 합착하는 제2 합착단계; 그리고,
    상기 챔버부(200)를 개방하여 필름(F)이 합착된 기판(G)을 언로딩시키는 언로딩 단계;를 포함하여 이루어진 라미네이팅 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 로딩 단계 전에 기판(G) 이송 단계를 더 포함할 수 있으며,
    상기 기판(G) 이송 단계는
    트랜스퍼 유닛(900)의 하부 스테이지(920) 하부 진공척(921)에 필름(F)을 안착시키는 단계;
    상부 스테이지(910)를 하부 스테이지(920)로 이동시켜 상부 스테이지(910)의 상부 진공척(911)에 필름(F)을 안착시키는 단계; 그리고,
    상기 필름(F)이 안착된 상부 스테이지(910)를 챔버부(200)로 이동 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 준비 단계는
    상기 제1 스테이지(410) 및 제2 스테이지(420) 상에 설치된 히터(820)에 의해 기판(G) 및 필름(F)으로 열을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 합착 단계는
    상기 기판(G)에 대해 필름(F)이 합착된 상태에서 로드셀(810)에 의해 합착 하중을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 방법.
    

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