KR101953645B1 - Led 기판 리페어 장비 및 방법 - Google Patents

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유대일
김명진
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Abstract

본 발명은 기판 상에 배치된 다수의 LED 중 불량 LED를 검출하는 제1 검사부; 상기 제1 검사부에 의해 검출된 불량 LED를 상기 기판으로부터 제거하는 LED 제거부; 상기 불량 LED가 제거된 상기 기판의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 제공하는 본딩재 공급부; 상기 신규 도전성 본딩재 상에 신규 LED를 안착시키는 LED 공급부; 상기 신규 LED와 상기 기판의 결합력 향상을 위하여, 상기 신규 도전성 본딩재를 가열하는 LED 결합부; 상기 신규 LED가 부착된 상기 기판을 대상으로 LED 불량 여부를 검사하는 제2 검사부; 및 상기 기판을 상기 제1 검사부, 상기 LED 제거부, 상기 본딩재 공급부, 상기 LED 공급부, 상기 LED 결합부, 및 상기 제2 검사부로 순차적으로 이송하는 적어도 하나의 이송 로봇; 을 포함하는 LED 기판 리페어 장비에 관한 것이다.

Description

LED 기판 리페어 장비 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REPAIRING LED SUBSTRATE}
본 발명은 LED 기판 리페어 장비 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 리페어 공정을 정확하고 효율적으로 수행 가능한 LED 기판 리페어 장비 및 방법에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 전자가 많은 N형 반도체와 정공이 많은 P형 반도체를 접합한 것으로서, 이 반도체에 순방향 전압을 인가하면 전자와 정공이 이동하여 접합부에서 재결합하고 이러한 재결합 에너지가 빛이 되어 방출된다.
LED는 낮은 소비전력, 긴 수명, 고효율, 극소형의 크기, 순간 점등, 넓은 작동 온도 범위, 높은 내충격 및 내진동 특성, 자외선 및 적외선의 미발생, 필터없이 높은 색채도의 구현, 수은 미발생 등의 고유한 장점을 가지고 있으며, 또한 생산적인 측면에서도 기존의 LCD, OLED 디스플레이(Display) 보다 구성적인 측면에서 많이 단순화되어 있다.
종래에는 이러한 LED를 해상도가 높지 않은 옥외 광고판이나 조명용으로만 사용하고 있었으나, 공정기술 및 초 정밀 장비의 구현으로 아주 작은 미니(Mini) 또는 마이크로(Micro) 단위의 초소형 LED 칩(Chip)을 생산할 수 있게 되었고, 품질적인 문제를 개선하면서 기존에 사용하고 있는 LCD나 OLED 디스플레이보다 많은 장점이 있어 디스플레이 외 많은 어플리케이션으로 제품 개발이 진행되고 있다.
초소형 LED는 OLED와 비슷하지만 무기질 재료를 사용하며, 자발광 소자이기 때문에 별도의 배면광이나 액정층, 편광판이 불필요하다. 또한, 광변환 효율이 높아 저전력 디스플레이에 대한 활용 가능성이 높으며, OLED의 유기 성분이나 전통적인 LCD의 액정층에 비해 번인(burn-in) 현상에 대해 걱정할 필요가 없다. 또한, 화면의 전환 속도 역시 기존 LCD, OLED 디스플레이에 비해 월등하며, 작은 크기에 초고해상도, 초고속 전환 속도까지 결합된 초소형 LED는 VR 및 AR 헤드셋에 적합하다.
다만, 상술한 장점에도 불구하고 현재 기술로 기존 디스플레이 사이즈와 같이 다양한 제품을 생산하기 위해서는 기존 디스플레이 보다 높은 비용이 발생한다. 이는 아직 대량으로 생산을 하는 공장이나 공정이 최적화 되지 않았기 때문이다.
전광판이나 광고판 제작시 발생하는 LED 칩의 불량 LED는 기존에 모두 수작업을 통하여 인두나 열풍을 사용하여 솔더(Solder)와 칩을 제거하고 양품의 LED 칩을 배치하고 제거할 때와 같은 공정으로 솔더링(Soldering)하여 LED 패널(Panel)의 불량 LED 칩을 수리하여 제품화 하였다.
기존에 사용하는 LED 칩은 크기가 커서 수작업이 가능했으나 불량 칩을 수리하는 시간이 많이 소요되고, 수리를 했음에도 불구하고 칩의 접합강도나 절연저항과 같은 전기적 특성을 비롯한 공정의 일관성이 없어 또 다른 문제점을 발생시키고 있다. 수리를 하기 위한 불량 LED 칩에 대한 검사 부분도 자동화가 아닌 수작업으로 이루어지고 있어, 비효율적이며 정확도가 떨어지는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 종래 수작업으로 이루어졌던 LED 리페어 공정을 효율적으로 자동화함으로써, LED 기판의 양산성 및 품질 안정성을 향상시킬 수 있는 LED 기판 리페어 장비 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 LED 기판 리페어 장비는, 기판 상에 배치된 다수의 LED 중 불량 LED를 검출하는 제1 검사부, 상기 제1 검사부에 의해 검출된 불량 LED를 상기 기판으로부터 제거하는 LED 제거부, 상기 불량 LED가 제거된 상기 기판의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 제공하는 본딩재 공급부, 상기 신규 도전성 본딩재 상에 신규 LED를 안착시키는 LED 공급부, 상기 신규 LED와 상기 기판의 결합력 향상을 위하여, 상기 신규 도전성 본딩재를 가열하는 LED 결합부, 상기 신규 LED가 부착된 상기 기판을 대상으로 LED 불량 여부를 검사하는 제2 검사부 및 상기 기판을 상기 제1 검사부, 상기 LED 제거부, 상기 본딩재 공급부, 상기 LED 공급부, 상기 LED 결합부, 및 상기 제2 검사부로 순차적으로 이송하는 적어도 하나의 이송 로봇을 포함한다.
또한, 상기 제1 검사부는, 제1 스테이지, 상기 제1 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제1 기판 지지부,
상기 제1 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제1 이미지 센서 및 불량 LED의 검출을 위하여, 상기 제1 기판 지지부에 안착되어 정렬이 완료된 기판을 촬영하는 제1 카메라를 포함하고, 상기 제1 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 불량 LED를 검출하고, 검출된 불량 LED의 위치 정보를 상기 LED 제거부, 상기 본딩재 공급부, 상기 LED 공급부, 상기 LED 결합부로 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 LED 제거부는, 제2 스테이지, 상기 제2 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제2 기판 지지부, 상기 제2 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제2 이미지 센서, 정렬이 완료된 기판에 위치한 상기 불량 LED의 도전성 본딩재를 가열하여, 상기 불량 LED의 도전성 본딩재의 결합력을 약화시키는 제1 가열부, 및 상기 불량 LED를 상기 기판으로부터 분리하는 제거 모듈을 포함한다.
또한, 상기 본딩재 공급부는, 제3 스테이지, 상기 제3 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제3 기판 지지부, 상기 제3 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제3 이미지 센서, 및 정렬이 완료된 기판의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 위치시키는 본딩재 제공부를 포함한다.
또한, 상기 LED 공급부는, 제4 스테이지, 상기 제4 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제4 기판 지지부, 상기 제4 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제4 이미지 센서, 다수의 신규 LED를 보유한 신규 LED 제공부, 및 상기 신규 LED 제공부로 이동하여 신규 LED를 획득하고, 획득된 신규 LED를 정렬이 완료된 기판의 신규 도전성 본딩재 상에 안착시키는 LED 안착부를 포함한다.
또한, 상기 LED 결합부는, 제5 스테이지, 상기 제5 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제5 기판 지지부, 상기 제5 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제5 이미지 센서, 및 정렬이 완료된 기판의 신규 도전성 본딩재를 가열하는 제2 가열부를 포함한다.
또한, 상기 제2 검사부는, 제6 스테이지, 상기 제6 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제6 기판 지지부, 상기 제6 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제6 이미지 센서, 및 불량 LED의 검출을 위하여, 상기 제6 기판 지지부에 안착되어 정렬이 완료된 기판을 촬영하는 제2 카메라를 포함하고, 상기 제2 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 불량 LED의 존재 여부를 검사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송 로봇은, 상기 제2 검사부에서 해당 기판이 불량으로 판정된 경우, 상기 기판을 상기 LED 제거부로 재이송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 각각의 상기 제1 내지 제6 기판 지지부에는, 상기 기판의 안착 여부를 감지하기 위한 기판감지 센서가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 각각의 상기 제1 내지 제6 기판 지지부는, 상기 기판의 크기에 따라 간격이 가변되며, 안착된 기판의 흡착 고정을 위한 흡착공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 각각의 상기 제1 검사부, 상기 LED 제거부, 상기 본딩재 공급부, 상기 LED 공급부, 상기 LED 결합부, 및 상기 제2 검사부는, 높이측정 센서를 각각 더 포함한다.
또한, 상기 LED 공급부는, 복수개가 직렬 또는 병렬로 설치되고, 상기 이송 로봇은, 상기 복수의 LED 공급부를 대상으로 번갈아가며 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 LED 기판 리페어 방법은, (a) 기판 상에 배치된 다수의 LED 중 불량 LED를 검출하는 단계, (b) 검출된 상기 불량 LED를 상기 기판으로부터 제거하는 단계, (c) 상기 불량 LED가 제거된 상기 기판의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 제공하는 단계, (d) 상기 신규 도전성 본딩재 상에 신규 LED를 안착시키는 단계, (e) 상기 신규 LED와 상기 기판의 결합력 향상을 위하여, 상기 신규 도전성 본딩재를 가열하는 단계, 및 (f) 상기 신규 LED가 부착된 상기 기판을 대상으로 LED 불량 여부를 검사하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (a) 단계는, (a-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계, (a-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계, (a-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계, (a-4) 측정된 기판의 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판을 촬영하는 단계, 및 (a-5) 촬영된 영상을 분석하여 불량 LED를 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계, (b-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계, (b-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계, (b-4) 측정된 불량 LED의 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판에 위치한 상기 불량 LED의 도전성 본딩재를 가열하는 단계, 및 (b-5) 상기 불량 LED를 기판으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계, (c-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계, (c-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계, 및 (c-4) 측정된 기판의 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 제공하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (d) 단계는, (d-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계, (d-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계, (d-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계, 및 (d-4) 측정된 신규 도전성 본딩재의 높이를 참조하여 신규 LED를 상기 신규 도전성 본딩재 상에 안착시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (e) 단계는, (e-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계, (e-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계, (e-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계, 및 (e-4) 측정된 신규 LED의 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판의 신규 도전성 본딩재를 가열하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (e) 단계는, (e-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계, (e-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계, (e-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계, (e-4) 측정된 기판의 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판을 촬영하는 단계, 및 (e-5) 촬영된 영상을 분석하여 불량 LED를 검출하는 단계를 포함한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 종래 수작업으로 이루어졌던 LED 리페어 공정을 효율적으로 자동화함으로써, LED 기판의 양산성 및 품질 안정성을 향상시킬 수 있는 LED 기판 리페어 장비 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 기판 리페어 장비를 나타낸 도면이고, 도 1b는 도 1에 도시된 LED 기판 리페어 장비의 내부 구조를 나타낸 도면이며, 도 1c는 검사의 대상이 되는 공정 전의 LED 기판을 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 검사부를 상세히 나타낸 도면이고, 도 2b는 제1 검사부의 공정을 설명하기 위해 기판을 나타낸 도면이며, 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 지지부를 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 제거부를 나타낸 도면이고, 도 3b 내지 도 3d는 LED 제거부의 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 의한 본딩재 공급부를 나타낸 도면이고, 도 4b는 본딩재 공급부의 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 공급부를 나타낸 도면이고, 도 5b 및 도 5c는 LED 공급부의 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 결합부를 나타낸 도면이고, 도 6b는 LED 결합부의 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 제2 검사부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 기판의 리페어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 검사 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 제거 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 본딩재 공급 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 공급 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 결합 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 및 제2 검사 단계를 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 본 발명과 관련된 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. "연결", "결합" 또는 "접속"의 경우, 물리적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것뿐만 아니라 필요에 따라 전기적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주 기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 LED 기판 리페어 장비 및 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 기판 리페어 장비를 나타낸 도면이고, 도 1b는 도 1에 도시된 LED 기판 리페어 장비의 내부 구조를 나타낸 도면이며, 도 1c는 검사의 대상이 되는 공정 전의 LED 기판을 나타낸 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 기판 리페어 장비(1)는 제1 검사부(100), LED 제거부(200), 본딩재 공급부(300), LED 공급부(400), LED 결합부(500), 제2 검사부(600), 및 이송 로봇(710, 720)을 포함할 수 있으며, 로더부(810)와 언로더부(820)를 추가적으로 포함할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 검사부(100), LED 제거부(200), 본딩재 공급부(300), LED 공급부(400), LED 결합부(500), 제2 검사부(600), 및 이송 로봇(710, 720)은 별도의 설비 하우징(10) 내에 설치될 수 있다. 또한, 해당 설비 하우징(10)에는 배기를 위한 덕트 등이 추가 설치될 수 있다.
로더부(810)와 언로더부(820) 역시 별도의 하우징(20, 30)을 가질 수 있으며, 도 1b에서는 설명의 편의를 위하여 하우징(10, 20, 30)의 도시를 생략하였다.
제1 검사부(100)는 기판(50) 상에 배치된 다수의 LED(51) 중 불량 LED를 검출하는 역할을 수행한다.
LED 제거부(200)는 제1 검사부(100)에 의해 불량 LED가 검출된 기판(50)을 전달받고, 해당 불량 LED를 기판(50)으로부터 제거할 수 있다. 또한, LED 제거부(200)는 필요에 따라 불량 LED가 제거된 기판(50)의 불량 발생 영역에 잔존하는 잔여 도전성 본딩재를 추가적으로 제거할 수 있다.
본딩재 공급부(300)는 LED 제거부(200)에 의해 불량 LED가 제거된 기판(50)을 전달받고, 기판(50)의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 제공할 수 있다.
LED 공급부(400)는 본딩재 공급부(300)에 의해 신규 도전성 본딩재가 위치한 기판(50)을 전달받고, 상기 신규 도전성 본딩재 상에 신규 LED를 안착시킬 수 있다.
LED 결합부(500)는 LED 공급부(400)에 의해 신규 LED가 안착된 기판(50)을 전달받고, 상기 신규 LED와 기판(50)의 결합력 향상을 위하여 상기 신규 도전성 본딩재를 가열할 수 있다.
제2 검사부(600)는 LED 결합부(500)에 의한 결합 공정이 완료된 기판(50)을 전달받고, 신규 LED가 부착된 기판(50)을 대상으로 LED 불량 여부를 검사할 수 있다.
이러한 제1 검사부(100), LED 제거부(200), 본딩재 공급부(300), LED 공급부(400), LED 결합부(500), 및 제2 검사부(600)는 공정 순서에 따라 제1 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 이러한 공정 유닛들(100, 200, 300, 400, 500, 600)은 도면에 도시된 바와 같이 직선형으로 순차 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 원형으로 순차 배치될 수도 있다.
이송 로봇(710, 720)은 검사 및 리페어가 필요한 기판(50)을 각 공정 위치로 이송해주는 역할을 수행할 수 있다.
예를 들어, 이송 로봇(710, 720)은 기판(50)을 제1 검사부(100), LED 제거부(200), 본딩재 공급부(300), LED 공급부(400), LED 결합부(500), 및 제2 검사부(600)로 순차적으로 이송할 수 있다.
또한, 이송 로봇(710, 720)은 로더부(810)로부터 기판(50)을 공급받아 최초 공정을 수행하는 제1 검사부(100)로 이송하고, 제2 검사부(600)에 의한 최후 공정이 완료되면 해당 기판(50)을 언로더부(820)로 이송할 수 있다.
이송 로봇(710, 720)은 제1 방향을 따라 설치된 이송 레일(730)을 따라 이동 또는 고정이 가능하며, 이에 제1 방향 또는 원형 배치된 각 공정 유닛(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 대한 기판(50)의 이송 동작을 수행할 수 있다.
또한, 이송 로봇(710, 720)은 하나 또는 다수가 설치될 수 있다. 도 1b에서는 두 개의 이송 로봇(710, 720)이 설치된 경우를 도시하였으나 이에 제한되지 않으며, 이송 로봇(710, 720)의 수는 처리량 또는 공정 시간에 따라 다양하게 변화될 수 있다.
이송 로봇(710, 720)이 복수개 설치되는 경우, 각 이송 로봇(710, 720)별 담당 공정이 나뉘어질 수 있다. 예를 들어, 제1 이송 로봇(710)의 경우 일부의 공정 유닛(예를 들어, 제1 검사부(100), LED 제거부(200), 본딩재 공급부(300))으로의 기판 이송을 담당하고, 제2 이송 로봇(720)의 경우 다른 일부(또는 나머지)의 공정 유닛(예를 들어, LED 공급부(400), LED 결합부(500), 제2 검사부(600))으로의 기판 이송을 담당할 수 있다.
또한, 이송 로봇(710, 720)은 기판(50)을 옮길 수 있는 다양한 구조로 설계될 수 있다. 예를 들어, 이송 로봇(710, 720)은 기판(50)을 파지하거나 클립(Clip) 할 수 있는 기계적인 구조, 기판(50)을 고정할 수 있는 진공식, 흡착식, 정전기식 등과 같은 구조를 가질 수 있다.
한편, 검사 및 리페어 공정의 처리량 또는 공정 시간에 따라 제1 검사부(100), LED 제거부(200), 본딩재 공급부(300), LED 공급부(400), LED 결합부(500), 제2 검사부(600), 로더부(810) 및 언로더부(820) 중 특정 공정 유닛 또는 LED 리페어 장비(1) 일체를 병렬 또는 직렬로 복수 구성함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 신규 LED를 안착하는 LED 공급부(400)의 공정 시간이 오래 걸리는 경우, LED 공급부(400)를 직렬 또는 병렬로 복수개 설치할 수 있다. 이 경우, 이송 로봇(710, 720)은 복수개의 LED 공급부(400)를 대상으로 본딩재 공급부(300)로부터 전달받은 기판(50)을 번갈아가며 이송할 수 있다.
로더부(810)는 제1 검사부(100)에 의한 검사 공정에 들어가기 위한 기판(50)을 공급하는 장치로서, 일례로 도 1b에 도시된 바와 같이 PCB Carrier(Cassette) 방식으로 구성될 수 있다. 이 경우, 로더부(810)는 캐리어(Carrier) 유무를 감지하기 위한 캐리어 센서부, 캐리어 내부에 적층된 기판을 확인하기 위한 매핑(Mapping) 센서부, 캐리어(Carrier)를 정렬하기 위한 정렬부로 구성될 수 있다.
또한, 로더부(810)는 컨베이어를 활용한 In-Line 물류 방식(도 1b의 화살표 참고)으로도 구현될 수 있으며, 이 경우 기판의 유무 확인을 위한 기판 감지 센서부, 및 기판 정렬을 하기 위한 정렬부로 구성될 수 있다.
로더부(810)에 의해 기판 유무 확인 및 정렬을 비롯한 공급을 하기 위한 준비과정이 완료되면, 이송 로봇(710, 720)에 의하여 각 공정 유닛(100, 200, 300, 400, 500, 600)으로 기판(50)이 순차적으로 이송된다.
도 1c를 참조하면, 기판(50) 상에는 다수의 LED(51)가 배치되며, 상기 다수의 LED(51)는 도전성 본딩재(52)를 통해 기판(50) 상에 부착될 수 있다. 여기서, 도전성 본딩재(52)는 도 1c에 도시된 바와 같이 기판(50) 상에서 하나의 층(layer)를 형성할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다, 즉, 도전성 본딩재(52)는 각 LED(51)에 대응하여 분할 형성될 수도 있다.
도전성 본딩재(52)는 도전성을 갖는 다양한 본딩 소재로 구현될 수 있으며, 예를 들어, ACF(Anisotropically Conductive Film), ACA(Anisotropically Conductive Adhesive), 솔더(solder), 페이스트(paste), 레진(resin) 등이 도전성 본딩재(52)로 채용될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 검사부를 상세히 나타낸 도면이고, 도 2b는 제1 검사부의 공정을 설명하기 위해 기판을 나타낸 도면이며, 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 지지부를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제1 검사부(100)는 제1 스테이지(110), 제1 기판 지지부(121, 122), 제1 이미지 센서(130), 제1 높이측정 센서(140), 제1 카메라(150)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이를 통해 기판(50) 상에 존재하는 다수의 LED(51) 중 불량 LED(54)를 검출할 수 있다.
제1 스테이지(110)는 제1 방향(예를 들어, X축 방향) 및 제2 방향(예를 들어, Y축 방향)으로 이동 가능하도록 제1 본체부(101)에 설치될 수 있으며, 또한 수평 상태를 유지한 상태로 회전 가능하도록 제1 본체부(101)에 설치될 수 있다.
한 쌍의 제1 기판 지지부(121, 122)는 제1 스테이지(110) 상에 형성될 수 있으며, 기판(50)의 양 끝단이 각각 안착 및 고정될 수 있도록 소정 거리 이격되어 위치할 수 있다.
이때, 제1 기판 지지부(121, 122)는 다양한 크기의 기판(50)이 안착될 수 있도록 기판(50)의 크기에 따라 제1 기판 지지부(121, 122) 사이의 간격(D)이 가변될 수 있는 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 기판 지지부(121, 122) 중 적어도 어느 하나가 이동함으로써, 상기 간격(D)을 가변시킬 수 있다.
또한 도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 기판 지지부(121, 122)의 각 상단부에는 기판(50)의 안착 여부를 감지하기 위한 기판감지 센서(123) 및 안착된 기판(50)의 흡착 고정을 위한 흡착공(125)이 추가 구비될 수 있다.
즉, 제1 검사부(100)는 기판감지 센서(123)를 통하여 제1 기판 지지부(121, 122) 상에 기판(50)이 위치하였는지 여부를 감지할 수 있으며, 기판(50)이 감지된 경우 흡착공(125)을 통해 공기를 흡입함으로써 기판(50)을 흡착 고정할 수 있다.
기판감지 센서(123)의 경우 도 2c와 같이 한 쌍의 제1 기판 지지부(121, 122) 각각에 설치되거나, 제1 기판 지지부(121, 122) 중 어느 하나에만 설치될 수도 있다.
또한, 기판감지 센서(123)는 다양한 방식으로 구현될 수 있는데, 기계적 방식, 광학적 방식, 음파 방식, 전자기 방식 등을 사용할 수 있으며, 통상의 근접 센서 또는 접촉 센서 등이 사용될 수 있다.
흡착공(125)의 경우 기판(50)의 양단을 모두 고정하기 위하여, 제1 기판 지지부(121, 122)의 각각에 설치되는 것이 바람직하며, 기판(50)의 크기에 따라 제1 기판 지지부(121, 122) 각각에는 복수개의 흡착공(125)이 형성될 수 있다.
또한, 제1 검사부(100)에는 흡착공(125)을 통한 공기 흡입을 위하여 별도의 에어 펌프 또는 진공 펌프가 구비될 수 있다.
제1 이미지 센서(130)는 제1 기판 지지부(121, 122)에 위치한 기판(50)의 정렬을 위해 사용될 수 있다.
즉, 제1 이미지 센서(130)는 기판(50) 상으로 이동하여 기판(50)에 대한 이미지를 촬영함으로써 기판(50)의 기준점을 획득할 수 있다. 그 후, 제1 스테이지(110)는 획득된 기판(50)의 기준점이 지정 좌표에 위치되도록 이동하여 기판(50)에 대한 정렬을 수행할 수 있다.
또한, 제1 이미지 센서(130)는 제1 방향(예를 들어, X축 방향) 및 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 이동 가능하도록 제2 본체부(102)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제2 본체부(102)에는 제1 방향으로 이동 가능한 제1 이동부(103)가 설치되고, 제1 이동부(103)에는 제1 연결부(105)가 결합될 수 있다. 또한, 제1 연결부(105)에는 제3 방향으로 이동 가능한 제3 이동부(107)가 설치될 수 있으며, 상기 제3 이동부(107)에 제1 이미지 센서(130)가 설치될 수 있다. 또한, 제1 이미지 센서(130)는 추가적인 제3 방향으로의 이동이 가능한 형태로 제3 이동부(107)에 설치 가능하다. 다만, 제1 이미지 센서(130)의 이동을 위한 설계 방식은 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 방식으로 변화될 수 있다.
일례로, 제1 이미지 센서(130)로 CCD 이미지 센서(Charge Coupled Device Image Sensor)가 채용될 수 있다.
제1 높이측정 센서(140)는 기판(50)의 높이를 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 현재 기판(50)의 높이를 감지함으로써, 제1 이미지 센서(130)와 제1 카메라(150) 등과 같은 구성요소의 이동량을 제어할 수 있다. 제1 이미지 센서(130)와 제1 카메라(150)에 의한 촬영의 경우, 해당 유닛과 기판(50)과의 수직 거리가 중요하다. 즉, 제1 이미지 센서(130)와 기판(50)의 수직 거리 및 제1 카메라(150)와 기판(50)의 수직 거리를 정확히 제어하여야만 제1 이미지 센서(130)와 제1 카메라(150)의 초점 범위를 벗어나지 않게 해당 기판(50)의 촬영이 가능하기 때문이다.
또한, 제1 높이측정 센서(140)가 기판(50) 상으로 이동하여 기판(50)의 높이를 측정할 수 있도록 상기 제1 높이측정 센서(140)는 제1 방향(예를 들어, X축 방향) 및 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 이동 가능하도록 제2 본체부(102)에 설치될 수 있다. 이때, 제1 높이측정 센서(140)의 설치 방식은 제1 이미지 센서(130)와 동일할 수 있으며, 이 역시 추가적인 제3 방향으로의 이동이 가능한 형태로 제3 이동부(107)에 설치 가능하다.
제1 높이측정 센서(140)는 거리를 측정 가능한 다양한 방식으로 구현될 수 있는데, 예를 들어 적외선 등과 같은 광학적 방식, 초음파 방식 등을 사용할 수 있으며, 통상의 거리측정 센서 또는 높이측정 센서 등이 사용될 수 있다.
제1 카메라(150)는 불량 LED(54)의 검출을 위하여 제1 기판 지지부(121, 122)에 안착되어 제1 높이측정 센서(140)에 의해 높이 측정이 완료된 기판(50)을 촬영할 수 있다.
예를 들어, 제1 카메라(150)는 제1 높이측정 센서(140)에 의해 측정된 기판(50)의 높이로부터 기설정된 기준 거리만큼 이격된 지점에 위치한 상태로 기판(50)을 촬영할 수 있다.
그 후, 제1 검사부(100)는 제1 카메라(150)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 불량 LED(54)를 검출하고, 후속 공정을 위하여 불량 LED(54)의 위치 정보(예를 들어, 좌표 정보)를 다른 공정 유닛(예를 들어, LED 제거부(200), 본딩재 공급부(300), LED 공급부(400), LED 결합부(500), 제2 검사부(600))으로 전송할 수 있다.
또한, 제1 검사부(100)는 불량 LED(54)의 위치 정보 이외에도 불량 LED(54)의 휘도와 같은 다양한 불량 관련 정보를 생성할 수 있다.
제1 카메라(150)는 기판(50) 상으로 이동하여 기판(50)을 촬영할 수 있도록 상기 제1 카메라(150)는 제1 방향(예를 들어, X축 방향) 및 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 이동 가능하도록 제2 본체부(102)에 설치될 수 있다.
예를 들어, 제2 본체부(102)에는 제1 방향으로 이동 가능한 제2 이동부(104)가 설치되고, 제2 이동부(104)에는 제2 연결부(106)가 결합될 수 있다. 또한, 제2 연결부(106)에는 제3 방향으로 이동 가능한 제4 이동부(108)가 설치될 수 있으며, 상기 제4 이동부(108)에 제1 카메라(150)가 설치될 수 있다. 또한, 제1 카메라(150)는 추가적인 제3 방향으로의 이동이 가능한 형태로 제4 이동부(108)에 설치 가능하다. 다만, 제1 카메라(150)의 이동을 위한 설계 방식은 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 방식으로 변화될 수 있다.
별도로 도시하지는 않았으나, 제1 검사부(100)는 각 구성요소의 전반적인 제어를 위한 제어부를 구비할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 제1 카메라(150)의 영상을 분석하여 이상 휘도를 갖는 LED를 불량 LED(54)로 검출하고, 해당 불량 LED(54)의 좌표를 다른 공정 유닛의 제어부로 제공할 수 있다. 예를 들어, 이상 휘도는 특정 기준 휘도보다 낮은 휘도로 정의될 수 있으며, LED가 비발광하여 암점을 나타내는 경우도 포함한다.
한편, LED(51)의 점등 검사를 위해서는 LED(51)가 발광되어야 하므로, 제1 검사부(100)에는 LED(51)로 전원을 공급하는 별도의 전원공급부(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 제1 검사부(100)는 외관 및 비전 검사를 위한 일반 조명이 구비된 환경 또는 암실 환경으로 구성될 수 있으며, 별도의 기판 투입구를 구비할 수 있다.
제1 검사부(100)에 의한 불량 LED(54)의 검출 공정이 완료된 경우 이송 로봇(710, 720)은 제1 기판 지지부(121, 122)에 위치한 기판(50)을 LED 제거부(200)의 제2 기판 지지부(221, 222)로 이송할 수 있다. 만약, 해당 기판(50)에 불량 LED(54)가 검출되지 않은 경우, 이송 로봇(710, 720)은 재검사를 위하여 제2 검사부(600)로 기판(50)을 이송하거나, 재검사 없이 바로 언로더부(820)로 기판(50)을 배출할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 제거부를 나타낸 도면이고, 도 3b 내지 도 3d는 LED 제거부의 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, LED 제거부(200)는 제2 스테이지(210), 제2 기판 지지부(221, 222), 제2 이미지 센서(230), 제2 높이측정 센서(240), 제1 가열부(250), 및 제거 모듈(260)을 포함하여 구성될 수 있으며, 이를 통해 제1 검사부(100)에 의해 검출된 불량 LED(54)를 기판(50)으로부터 제거하고, 필요한 경우 불량 LED(54)가 제거된 기판(50)의 불량 발생 영역(DA)에 잔존하는 잔여 도전성 본딩재(56)를 추가적으로 제거할 수 있다.
제2 스테이지(210), 제2 기판 지지부(221, 222), 제2 이미지 센서(230), 및 제2 높이측정 센서(240)는 앞서 설명한 제1 검사부(100)의 제1 스테이지(110), 제1 기판 지지부(121, 122), 제1 이미지 센서(130), 및 제1 높이측정 센서(140)와 동일한 구성을 가지므로, 그에 대한 설명을 생략하도록 한다.
도 3b를 참조하면, 제1 가열부(250)는 제2 기판 지지부(221, 222)에 안착되어 정렬이 완료된 기판(50)에 위치한 불량 LED(54)의 도전성 본딩재(52)를 가열하여, 불량 LED(54)의 도전성 본딩재(52)의 결합력을 약화시킬 수 있다.
즉, 제1 가열부(250)에 의하여 불량 발생 영역(DA)에 위치한 도전성 본딩재(52)는 경화가 풀려 리플로우(reflow) 상태가 되며, 이에 따라 추후 제거 모듈(260)에 의해 불량 LED(54)를 제거할 수 있다.
일례로, 제1 가열부(250)는 레이저 광원을 보유한 레이저 장치로 구현될 수 있으며, 이 경우 제1 가열부(250)는 불량 LED(54)의 상측으로 이동하여 불량 발생 영역(DA)으로 레이저를 조사할 수 있다. 또한, 제1 가열부(250)는 레이저 장치 이외에도 불량 LED(54)의 도전성 본딩재(52)에 대한 가열 공정을 수행할 수 있는 다른 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 가열부(250)는 열풍을 방출할 수 있는 장치 또는 기설정된 온도로 가열된 가열봉 등으로 구현될 수 있다.
이때, 제1 가열부(250)는 제1 검사부(100)로부터 전달받은 불량 LED(54)의 위치 정보를 이용하여 불량 LED(54)의 위치를 파악할 수 있으며, 이를 통해 불량 LED(54)의 상측으로 이동하여 해당 불량 발생 영역(DA)에 대한 가열 동작을 수행할 수 있다. 또한, 제1 가열부(250)에 의한 가열 공정은 제1 가열부(250)와 불량 LED(54) 사이의 수직 거리가 중요하다. 제1 가열부(250)와 불량 LED(54) 사이의 수직 거리를 정확히 제어하여야만 불량 LED(54) 이외의 다른 LED(51)의 손상을 방지할 수 있기 때문이다.
이를 위하여 제2 높이측정 센서(240)는 불량 LED(54)의 높이를 측정할 수 있으며, 제1 가열부(250)는 제2 높이측정 센서(240)에 의해 측정된 불량 LED(54)의 높이로부터 기설정된 기준 거리만큼 이격된 지점에 위치한 상태로 가열 동작을 수행할 수 있다.
제1 가열부(250)는 기판(50) 상으로 이동하여 불량 발생 영역(DA)을 가열할 수 있도록 상기 제1 가열부(250)는 제1 방향(예를 들어, X축 방향) 및 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 이동 가능하도록 제2 본체부(202)에 설치될 수 있다.
예를 들어, 제2 본체부(202)에는 제1 방향으로 이동 가능한 제2 이동부(204)가 설치되고, 제2 이동부(204)에는 제2 연결부(206)가 결합될 수 있다. 또한, 제2 연결부(206)에는 제3 방향으로 이동 가능한 제4 이동부(208)가 설치될 수 있으며, 상기 제4 이동부(208)에 제1 가열부(250)가 설치될 수 있다. 또한, 제1 가열부(250)는 추가적인 제3 방향으로의 이동이 가능한 형태로 제4 이동부(208)에 설치 가능하다. 다만, 제1 가열부(250)의 이동을 위한 설계 방식은 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 방식으로 변화될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 제거 모듈(260)은 불량 발생 영역(DA)에 대한 가열 공정이 수행된 이후 해당 불량 LED(54)를 기판(50)으로부터 분리할 수 있다.
즉, 불량 발생 영역(DA)에 위치한 도전성 본딩재(52)는 가열 공정에 의해 경화가 풀린 상태이므로, 제거 모듈(260)은 용이하게 불량 LED(54)를 제거할 수 있다.
제거 모듈(260)은 불량 LED(54)를 기판(50)으로부터 분리시킬 수 있는 다양한 구조로 설계될 수 있으며, 예를 들어 그립퍼(Gripper), 진공식, 흡착식, 접착식, 정전기력 또는 자기력을 이용한 부착 방식 등을 사용할 수 있다.
불량 LED(54)가 분리되면 해당 불량 발생 영역(DA)에는 일부 잔여 도전성 본딩재(56)가 잔존할 수 있다. 이에 따라, 제거 모듈(260)은 도 3d에 도시된 바와 같이 불량 발생 영역(DA)에 잔존하는 잔여 도전성 본딩재(56)를 추가적으로 제거할 수 있다.
이때, 제거 모듈(260)는 제1 검사부(100)로부터 전달받은 불량 LED(54)의 위치 정보를 이용하여 불량 LED(54)의 위치를 파악할 수 있으며, 이를 통해 불량 LED(54)의 상측으로 이동 가능하다.
또한, 제거 모듈(260)은 제2 높이측정 센서(240)에 의해 측정된 불량 LED(54)의 높이를 참조하여, 제3 방향으로 하강하여 불량 LED(54)를 파지하거나 부착할 수 있으며, 다시 상승함으로써 기판(50)으로부터 불량 LED(54)를 제거할 수 있다.
잔여 도전성 본딩재(56)의 제거 동작도 이와 유사하게 진행될 수 있는데, 제거 모듈(260)는 제1 검사부(100)로부터 전달받은 불량 LED(54)의 위치 정보를 이용하여 불량 발생 영역(DA) 상으로 이동 가능하다.
또한, 제거 모듈(260)은 제2 높이측정 센서(240)에 의해 측정된 잔여 도전성 본딩재(56)의 높이를 참조하여, 제3 방향으로 하강하여 잔여 도전성 본딩재(56)에 대한 제거를 수행할 수 있다.
제거 모듈(260)은 기판(50) 상으로 이동하여 불량 LED(54) 및 잔여 도전성 본딩재(56)의 제거 동작을 수행할 수 있도록 제거 모듈(260)은 제1 방향(예를 들어, X축 방향) 및 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 이동 가능하도록 제2 본체부(202)에 설치될 수 있다. 일례로, 제1 가열부(250)와 동일한 방식의 구조로 설계될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 방식으로 변화될 수 있다.
LED 제거부(200)에 의한 공정이 완료된 경우 제2 이미지 센서(230)에 의한 공정 검사가 수행될 수 있으며, 검사 결과 문제가 없는 경우 이송 로봇(710, 720)은 제2 기판 지지부(221, 222)에 위치한 기판(50)을 본딩재 공급부(300)의 제3 기판 지지부(321, 322)로 이송할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 의한 본딩재 공급부를 나타낸 도면이고, 도 4b는 본딩재 공급부의 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본딩재 공급부(300)는 제3 스테이지(310), 제3 기판 지지부(321, 322), 제3 이미지 센서(330), 제3 높이측정 센서(340), 및 본딩재 제공부(350)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이를 통해 불량 발생 영역(DA) 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재(57)를 제공할 수 있다.
제3 스테이지(310), 제3 기판 지지부(321, 322), 제3 이미지 센서(330), 및 제3 높이측정 센서(340)는 앞서 설명한 제1 검사부(100)의 제1 스테이지(110), 제1 기판 지지부(121, 122), 제1 이미지 센서(130), 및 제1 높이측정 센서(140)와 동일한 구성을 가지므로, 그에 대한 설명을 생략하도록 한다.
도 4b를 참조하면, 본딩재 제공부(350)는 제3 기판 지지부(321, 322)에 안착되어 정렬이 완료된 기판(50)의 불량 발생 영역(DA) 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재(57)를 위치시킬 수 있다.
이때, 본딩재 제공부(350)는 제1 검사부(100)로부터 전달받은 불량 LED(54)의 위치 정보를 이용하여 불량 발생 영역(DA)의 위치를 파악할 수 있으며, 이를 통해 불량 발생 영역(DA)의 상측으로 이동 가능하다. 또한, 본딩재 제공부(350)에 의한 신규 본딩재 제공 공정은 본딩재 제공부(350)와 기판(50)의 수직 거리가 중요하다. 본딩재 제공부(350)와 기판(50)의 수직 거리를 정확히 제어하여야만 신규 도전성 본딩재(57)를 원하는 지점에 정확히 위치시킬 수 있기 때문이다.
이를 위하여 제3 높이측정 센서(340)는 기판(50)의 높이를 측정할 수 있으며, 본딩재 제공부(350)는 제3 높이측정 센서(340)에 의해 측정된 기판(50)의 높이로부터 기설정된 기준 거리만큼 이격된 지점에 위치한 상태로 해당 불량 발생 영역(DA)에 신규 도전성 본딩재(57)를 제공할 수 있다.
본딩재 제공부(350)는 기판(50) 상으로 이동하여 불량 발생 영역(DA)으로 신규 도전성 본딩재(57)를 제공할 수 있도록 상기 본딩재 제공부(350)는 제1 방향(예를 들어, X축 방향) 및 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 이동 가능하도록 제2 본체부(302)에 설치될 수 있다.
예를 들어, 제2 본체부(302)에는 제1 방향으로 이동 가능한 제2 이동부(304)가 설치되고, 제2 이동부(304)에는 제2 연결부(306)가 결합될 수 있다. 또한, 제2 연결부(306)에는 제3 방향으로 이동 가능한 제4 이동부(308)가 설치될 수 있으며, 상기 제4 이동부(308)에 본딩재 제공부(350)가 설치될 수 있다. 또한, 본딩재 제공부(350)는 추가적인 제3 방향으로의 이동이 가능한 형태로 제4 이동부(308)에 설치 가능하다. 다만, 본딩재 제공부(350)의 이동을 위한 설계 방식은 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 방식으로 변화될 수 있다.
또한, 본딩재 제공부(350)는 본딩재의 종류에 따라 신규 도전성 본딩재(57)를 공급하는 정량 디스펜서(dispenser) 또는 픽앤드롭(Pick&Drop) 방식의 본딩재 공급 헤드로 구현될 수 있다.
신규 도전성 본딩재(57)는 도전성 본딩재(52)와 같이 다양한 본딩 소재로 구현될 수 있으며, 예를 들어, ACF(Anisotropically Conductive Film), ACA(Anisotropically Conductive Adhesive), 솔더(solder), 페이스트(paste), 레진(resin) 등이 신규 도전성 본딩재(57)로 채용될 수 있다.
본딩재 공급부(300)에 의한 공정이 완료된 경우 제3 이미지 센서(330)에 의한 공정 검사가 수행될 수 있으며, 검사 결과 문제가 없는 경우 이송 로봇(710, 720)은 제3 기판 지지부(321, 322)에 위치한 기판(50)을 LED 공급부(400)의 제4 기판 지지부(421, 422)로 이송할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 공급부를 나타낸 도면이고, 도 5b 및 도 5c는 LED 공급부의 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, LED 공급부(400)는 제4 스테이지(410), 제4 기판 지지부(421, 422), 제4 이미지 센서(430), 제4 높이측정 센서(440), 신규 LED 제공부(450), 및 LED 안착부(460)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이를 통해 신규 도전성 본딩재(57) 상에 신규 LED(60)를 안착시킬 수 있다.
제4 스테이지(410), 제4 기판 지지부(421, 422), 제4 이미지 센서(430), 및 제4 높이측정 센서(440)는 앞서 설명한 제1 검사부(100)의 제1 스테이지(110), 제1 기판 지지부(121, 122), 제1 이미지 센서(130), 및 제1 높이측정 센서(140)와 동일한 구성을 가지므로, 그에 대한 설명을 생략하도록 한다.
신규 LED 제공부(450)는 다수의 신규 LED(60)를 보유할 수 있으며, 일례로 제2 본체부(402)에 고정 설치되거나 그와 별도 설치될 수 있다.
이때, 신규 LED(60)는 신규 LED 제공부(450) 상에 배치될 수 있으며, 신규 LED(60)는 수동 또는 자동으로 신규 LED 제공부(450)로 공급될 수 있다.
도 5b를 참조하면, LED 안착부(460)는 신규 LED 제공부(450)로 이동하여 신규 LED(60)를 획득할 수 있다.
또한, 도 5c를 참조하면, LED 안착부(460)는 제4 기판 지지부(421, 422)에 안착되어 정렬이 완료된 기판(50)의 불량 발생 영역(DA) 상에 신규 LED(60)를 안착시킬 수 있다.
이때, LED 안착부(460)는 제1 검사부(100)로부터 전달받은 불량 LED(54)의 위치 정보를 이용하여 불량 발생 영역(DA)의 위치를 파악할 수 있으며, 이를 통해 불량 발생 영역(DA)의 상측으로 이동 가능하다.
또한, LED 안착부(460)는 제4 높이측정 센서(440)에 의해 측정된 신규 도전성 본딩재(57)의 높이를 참조하여, 제3 방향으로 하강하여 신규 도전성 본딩재(57) 상에 신규 LED(60)를 안착시킬 수 있다.
LED 안착부(460)는 신규 LED 제공부(450)로 이동하여 신규 LED(60)를 획득하고, 기판(50) 상으로 이동하여 불량 발생 영역(DA)으로 신규 LED(60)를 제공할 수 있도록 제1 방향(예를 들어, X축 방향) 및 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 이동 가능하도록 제2 본체부(402)에 설치될 수 있다.
예를 들어, 제2 본체부(402)에는 제1 방향으로 이동 가능한 제2 이동부(404)가 설치되고, 제2 이동부(404)에는 제2 연결부(406)가 결합될 수 있다. 또한, 제2 연결부(406)에는 제3 방향으로 이동 가능한 제4 이동부(408)가 설치될 수 있으며, 상기 제4 이동부(408)에 LED 안착부(460)가 설치될 수 있다. 또한, LED 안착부(460)는 추가적인 제3 방향으로의 이동이 가능한 형태로 제4 이동부(408)에 설치 가능하다. 다만, LED 안착부(460)의 이동을 위한 설계 방식은 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 방식으로 변화될 수 있다.
LED 안착부(460)는 신규 LED(60)와 결합하여 상기 신규 LED(60)를 이동시킬 수 있는 다양한 구조로 설계될 수 있으며, 예를 들어 진공식, 흡착식, 접착식, 정전기력 또는 자기력을 이용한 부착 방식 등을 사용할 수 있다.
이때, LED 안착부(460)는 신규 LED(60) 안착 시 별도의 가압 공정을 수행하지 않고, 단순 안착 공정만을 수행할 수 있다.
한편, 위에서는 LED 안착부(460)가 신규 도전성 본딩재(57) 상으로 이동한 뒤 LED 안착부(460)가 하강하는 방식을 통해 신규 LED(60)를 제공하는 방식을 설명하였으나, 다른 실시예에서는 LED 안착부(460)가 신규 도전성 본딩재(57) 상으로 이동한 뒤 제4 스테이지(410)가 상승하는 방식을 통해 신규 LED(60)를 제공할 수도 있다.
LED 공급부(400)에 의한 공정이 완료된 경우 제4 이미지 센서(430)에 의한 공정 검사가 수행될 수 있으며, 검사 결과 문제가 없는 경우 이송 로봇(710, 720)은 제4 기판 지지부(421, 422)에 위치한 기판(50)을 LED 결합부(500)의 제5 기판 지지부(521, 522)로 이송할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 결합부를 나타낸 도면이고, 도 6b는 LED 결합부의 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, LED 결합부(500)는 제5 스테이지(510), 제5 기판 지지부(521, 522), 제5 이미지 센서(530), 제5 높이측정 센서(540), 제2 가열부(550)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이를 통해 신규 도전성 본딩재(57)에 대한 가열 공정을 수행함으로써, 신규 LED(60)와 기판(50)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
제5 스테이지(510), 제5 기판 지지부(521, 522), 제5 이미지 센서(530), 및 제5 높이측정 센서(540)는 앞서 설명한 제1 검사부(100)의 제1 스테이지(110), 제1 기판 지지부(121, 122), 제1 이미지 센서(130), 및 제1 높이측정 센서(140)와 동일한 구성을 가지므로, 그에 대한 설명을 생략하도록 한다.
제2 가열부(550)는 제5 기판 지지부(521, 522)에 안착되어 정렬이 완료된 기판(50)의 신규 도전성 본딩재(57)를 가열할 수 있다. 이에 따라, 불량 발생 영역(DA)에 위치한 신규 도전성 본딩재(57)는 경화가 풀려 리플로우 상태가 될 수 있으며, 그 후 신규 도전성 본딩재(57)가 다시 경화되면서 신규 LED(60)와 기판(50)이 단단히 결합될 수 있다.
이 경우 별도의 가압 공정은 수반되지 않으며, 별도의 가압 공정이 수행되지 않더라도 신규 LED(60)의 자중에 의해 신규 LED(60)와 신규 도전성 본딩재(57)가 원하는 강도로 상호 부착될 수 있다.
일례로, 제2 가열부(550)는 레이저 광원을 보유한 레이저 장치로 구현될 수 있으며, 이 경우 제2 가열부(550)는 신규 도전성 본딩재(57)의 상측으로 이동하여 불량 발생 영역(DA)으로 레이저를 조사할 수 있다. 또한, 제2 가열부(550)는 레이저 장치 이외에도 신규 도전성 본딩재(57)에 대한 가열 공정을 수행할 수 있는 다른 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제2 가열부(550)는 열풍을 방출할 수 있는 장치 또는 기설정된 온도로 가열된 가열봉 등으로 구현될 수 있다.
이때, 제2 가열부(550)는 제1 검사부(100)로부터 전달받은 불량 LED(54)의 위치 정보를 이용하여 신규 LED(60) 또는 신규 도전성 본딩재(57)의 위치를 파악할 수 있으며, 이를 통해 불량 발생 영역(DA)의 상측으로 이동하여 해당 불량 발생 영역(DA)에 대한 가열 동작을 수행할 수 있다. 또한, 제2 가열부(550)에 의한 가열 공정은 제2 가열부(550)와 기판(50) 사이의 수직 거리가 중요하다. 제2 가열부(250)와 기판(50) 사이의 수직 거리를 정확히 제어하여야만 신규 도전성 본딩재(57) 이외의 다른 본딩재(52)의 손상을 방지할 수 있기 때문이다.
이를 위하여 제5 높이측정 센서(540)는 신규 LED(60)의 높이를 측정할 수 있으며, 제2 가열부(550)는 제5 높이측정 센서(540)에 의해 측정된 신규 LED(60)의 높이로부터 기설정된 기준 거리만큼 이격된 지점에 위치한 상태로 가열 동작을 수행할 수 있다.
제2 가열부(550)는 기판(50) 상으로 이동하여 불량 발생 영역(DA)에 레이저를 조사할 수 있도록 제1 방향(예를 들어, X축 방향) 및 제3 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 이동 가능하도록 제2 본체부(502)에 설치될 수 있다.
예를 들어, 제2 본체부(502)에는 제1 방향으로 이동 가능한 제2 이동부(504)가 설치되고, 제2 이동부(504)에는 제2 연결부(506)가 결합될 수 있다. 또한, 제2 연결부(506)에는 제3 방향으로 이동 가능한 제4 이동부(508)가 설치될 수 있으며, 상기 제4 이동부(508)에 제2 가열부(550)가 설치될 수 있다. 또한, 제2 가열부(550)는 추가적인 제3 방향으로의 이동이 가능한 형태로 제4 이동부(508)에 설치 가능하다. 다만, 제2 가열부(550)의 이동을 위한 설계 방식은 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 방식으로 변화될 수 있다.
LED 결합부(500)에 의한 공정이 완료된 경우 제2 이미지 센서(230)에 의한 공정 검사가 수행될 수 있으며, 검사 결과 문제가 없는 경우 이송 로봇(710, 720)은 제5 기판 지지부(521, 522)에 위치한 기판(50)을 제2 검사부(600)의 제6 기판 지지부(621, 622)로 이송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 제2 검사부를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 제2 검사부(600)는 제6 스테이지(610), 제6 기판 지지부(621, 622), 제6 이미지 센서(630), 제6 높이측정 센서(640), 제2 카메라(650)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이를 통해 신규 LED(60)가 부착된 기판(50)을 대상으로 LED 불량 여부를 최종 검사할 수 있다.
제6 스테이지(610), 제6 기판 지지부(621, 622), 제6 이미지 센서(230), 제6 높이측정 센서(640), 제2 카메라(650)은 앞서 설명한 제1 검사부(100)의 제1 스테이지(110), 제1 기판 지지부(121, 122), 제1 이미지 센서(130), 제1 높이측정 센서(140), 제1 카메라(150)와 동일한 구성을 가지므로, 그에 대한 설명을 생략하도록 한다.
또한, 제2 검사부(600) 역시 동일한 방식을 통하여 기판(50) 상에 존재하는 불량 LED를 검출할 수 있으며, 제2 검사부(600)에 의해 별도의 불량 LED가 검출되지 않은 경우 이송 로봇(710, 720)은 해당 기판(50)을 언로더부(820)로 이송할 수 있다.
만약 제2 검사부(600)에 의해 기판(50) 상의 다른 불량 LED가 검출된 경우 이송 로봇(710, 720)은 해당 기판(50)을 다시 LED 제거부(200) 또는 전, 후 연계공정으로 이송하여 리페어 공정을 재진행할 수 있다. 또한, 제2 검사부(600)는 후속 리페어 공정을 위하여 검출된 불량 LED의 위치 정보(예를 들어, 좌표 정보)를 다른 공정 유닛(예를 들어, LED 제거부(200), 본딩재 공급부(300), LED 공급부(400), LED 결합부(500))으로 전송할 수 있다. 또한, 제2 검사부(600)는 불량 LED(54)의 위치 정보 이외에도 불량 LED(54)의 휘도와 같은 다양한 불량 관련 정보를 생성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 기판의 리페어 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 검사 단계를 나타낸 흐름도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 제거 단계를 나타낸 흐름도이다. 또한, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 본딩재 공급 단계를 나타낸 흐름도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 공급 단계를 나타낸 흐름도이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 결합 단계를 나타낸 흐름도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 및 제2 검사 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 8과 앞서 설명한 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 기판의 리페어 방법을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 LED 기판의 리페어 방법은 제1 검사 단계(S100), LED 제거 단계(S200), 본딩재 공급 단계(S300), LED 공급 단계(S400), LED 결합 단계(S500), 및 제2 검사 단계(S600)를 포함할 수 있다.
제1 검사 단계(S100)에서는 기판(50) 상에 배치된 다수의 LED(51) 중 불량 LED(54)를 검출할 수 있다.
구체적으로, 제1 검사 단계(S100)는 기판 감지 및 고정 단계(S110), 기판 정렬 단계(S120), 높이 측정 단계(S130), 기판 촬영 단계(S140), 및 불량 LED 검출 단계(S150)를 포함할 수 있다.
기판 감지 및 고정 단계(S110)에서는 제1 검사 공정을 수행하기 위하여 투입된 기판(50)에 대한 감지 동작을 수행하고, 해당 기판(50)이 감지되는 경우 이를 흡착 고정할 수 있다.
기판 정렬 단계(S120)에서는 고정된 기판(50)에 대한 이미지를 촬영하여 기판(50)의 기준점을 획득하고, 이를 이용하여 기판(50)의 기준점이 지정 좌표에 위치되도록 해당 기판(50)을 정렬할 수 있다.
높이 측정 단계(S130)에서는 정렬이 완료된 기판(50)의 공정 영역 높이를 측정할 수 있다. 일례로, 정렬이 완료된 기판(50)의 높이를 측정할 수 있다.
기판 촬영 단계(S140)에서는 측정된 공정 영역의 높이를 참조하여 설정된 지점에서 기판(50)을 촬영할 수 있다.
불량 LED 검출 단계(S150)에서는 촬영된 영상을 분석하여 이상 휘도를 갖는 LED를 불량 LED(54)로 검출할 수 있다.
LED 제거 단계(S200)에서는 제1 검사 단계(S100)에서 검출된 불량 LED(54)를 기판(50)으로부터 제거하고, 필요에 따라 불량 LED(54)가 제거된 기판(50)의 불량 발생 영역(DA)에 잔존하는 잔여 도전성 본딩재(56)를 추가적으로 제거할 수 있다.
구체적으로, LED 제거 단계(S200)는 기판 감지 및 고정 단계(S210), 기판 정렬 단계(S220), 높이 측정 단계(S230), 가열 단계(S240), 및 불량 LED 제거 단계(S250)를 포함할 수 있다.
기판 감지 및 고정 단계(S210)에서는 불량 LED 제거 공정을 수행하기 위해 투입된 기판(50)에 대한 감지 동작을 수행하고, 해당 기판(50)이 감지되는 경우 이를 흡착 고정할 수 있다.
기판 정렬 단계(S220)에서는 고정된 기판(50)에 대한 이미지를 촬영하여 기판(50)의 기준점을 획득하고, 이를 이용하여 기판(50)의 기준점이 지정 좌표에 위치되도록 해당 기판(50)을 정렬할 수 있다.
높이 측정 단계(S230)에서는 정렬이 완료된 기판(50)의 공정 영역 높이를 측정할 수 있다. 일례로, 정렬이 완료된 기판(50)의 불량 LED(54)의 높이를 측정할 수 있다. 즉, 기판(50)에 배열된 LED(51, 54)의 높이에 편차가 존재하므로, 정확한 가열 공정을 위하여 가열 대상이 되는 불량 LED(54)의 높이를 정확히 측정할 필요가 있다.
가열 단계(S240)에서는 측정된 불량 LED(54)의 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판(50)에 존재하는 불량 LED(54)의 도전성 본딩재(52)를 가열하여, 불량 LED(54)의 도전성 본딩재(52)의 결합력을 약화시킬 수 있다.
본 단계(S230)에서의 가열 공정은 앞에서 살펴본 바와 같이 레이저 등과 같은 가열 수단을 통해 이루어질 수 있다.
불량 LED 제거 단계(S250)에서는 도전성 본딩재(52)에 대한 가열 공정이 수행된 이후 해당 불량 LED(54)를 기판(50)으로부터 분리할 수 있다. 또한, 본 단계(S240)에서는 불량 발생 영역(DA)에 잔존하는 잔여 도전성 본딩재(56)를 추가적으로 제거할 수 있다.
본딩재 공급 단계(S300)에서는 불량 발생 영역(DA) 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재(57)를 제공할 수 있다.
구체적으로, 본딩재 공급 단계(S300)는 기판 감지 및 고정 단계(S310), 기판 정렬 단계(S320), 높이 측정 단계(S330), 및 본딩재 제공 단계(S430)를 포함할 수 있다.
기판 감지 및 고정 단계(S310)에서는 신규 도전성 본딩재 제공 공정을 수행하기 위해 투입된 기판(50)에 대한 감지 동작을 수행하고, 해당 기판(50)이 감지되는 경우 이를 흡착 고정할 수 있다.
기판 정렬 단계(S320)에서는 고정된 기판(50)에 대한 이미지를 촬영하여 기판(50)의 기준점을 획득하고, 이를 이용하여 기판(50)의 기준점이 지정 좌표에 위치되도록 해당 기판(50)을 정렬할 수 있다.
높이 측정 단계(S330)에서는 정렬이 완료된 기판(50)의 공정 영역 높이를 측정할 수 있다. 일례로, 정렬이 완료된 기판(50)의 높이를 측정할 수 있다.
본딩재 제공 단계(S340)에서는 측정된 기판(50)의 높이를 참조하여 설정된 지점에서 기판(50)의 불량 발생 영역(DA) 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재(57)를 제공시킬 수 있다.
LED 공급 단계(S400)에서는 신규 도전성 본딩재(57) 상에 신규 LED(60)를 안착시킬 수 있다.
구체적으로, LED 공급 단계(S400)는 기판 감지 및 고정 단계(S410), 기판 정렬 단계(S420), 높이 측정 단계(S430), 및 LED 제공 단계(S440)를 포함할 수 있다.
기판 감지 및 고정 단계(S410)에서는 신규 LED 제공 공정을 수행하기 위해 투입된 기판(50)에 대한 감지 동작을 수행하고, 해당 기판(50)이 감지되는 경우 이를 흡착 고정할 수 있다.
기판 정렬 단계(S420)에서는 고정된 기판(50)에 대한 이미지를 촬영하여 기판(50)의 기준점을 획득하고, 이를 이용하여 기판(50)의 기준점이 지정 좌표에 위치되도록 해당 기판(50)을 정렬할 수 있다.
높이 측정 단계(S430)에서는 정렬이 완료된 기판(50)의 공정 영역 높이를 측정할 수 있다. 일례로, 정렬이 완료된 기판(50)에 위치한 신규 도전성 본딩재(57)의 높이를 측정할 수 있다.
LED 제공 단계(S440)에서는 측정된 신규 LED(60)의 높이를 참조하여 기판(50)의 신규 도전성 본딩재(57) 상에 신규 LED(60)를 안착시킬 수 있다.
LED 결합 단계(S500)에서는 신규 도전성 본딩재(57)를 가열함으로써 신규 LED(60)와 기판(50)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, LED 결합 단계(S500)는 기판 감지 및 고정 단계(S510), 기판 정렬 단계(S520), 높이 측정 단계(S530), 및 레이저 조사 단계(S540)를 포함할 수 있다.
기판 감지 및 고정 단계(S510)에서는 LED 결합 공정을 수행하기 위해 투입된 기판(50)에 대한 감지 동작을 수행하고, 해당 기판(50)이 감지되는 경우 이를 흡착 고정할 수 있다.
기판 정렬 단계(S520)에서는 고정된 기판(50)에 대한 이미지를 촬영하여 기판(50)의 기준점을 획득하고, 이를 이용하여 기판(50)의 기준점이 지정 좌표에 위치되도록 해당 기판(50)을 정렬할 수 있다.
높이 측정 단계(S530)에서는 정렬이 완료된 기판(50)의 공정 영역 높이를 측정할 수 있다. 일례로, 정렬이 완료된 기판(50)의 신규 LED(60)의 높이를 측정할 수 있다.
레이저 조사 단계(S540)에서는 측정된 신규 LED(60)의 높이를 참조하여 설정된 지점에서 기판(50)의 신규 도전성 본딩재(57)를 가열할 수 있다.
제2 검사 단계(S600)에서는 신규 LED(60)가 부착된 기판(50)을 대상으로 LED 불량 여부를 최종 검사할 수 있다.
구체적으로, 제2 검사 단계(S600)는 기판 감지 및 고정 단계(S610), 기판 정렬 단계(S620), 높이 측정 단계(S630), 기판 촬영 단계(S640), 및 불량 LED 검출 단계(S650)를 포함할 수 있다.
이러한 제2 검사 단계(S600)는 앞서 설명한 제1 검사 단계(S100)와 동일한 단계로 진행될 수 있다.
만약 제2 검사 단계(S600)에서 다시 불량 LED(54)가 검출되는 경우, 앞선 LED 제거 단계(S200) 또는 전, 후 연계공정이 재수행될 수 있다.
현재 초소형 LED 디스플레이 장치의 상용화가 이루어지지 않은 상황에서, 기존 LED 광고판 및 램프(Lamp) 산업에서 리페어(Repair)에 대한 중요성 및 필요성에 대한 요구가 이루어지지 않아 검사 및 리페어 장비에 대한 개발 및 발전도 미미하여 수작업으로 진행하고 있는 것이 현실이다.
하지만 수년내 LED 디스플레이 상용화를 위하여 대량 생산에 적합한 LED 기판의 리페어 자동화 장비에 대한 개발의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명에 사용되는 LED 칩의 크기는 상용되는 LED 칩을 포함하여, 최소 수 마이크로 크기의 LED 칩을 대상으로 하며, 레이저 기술을 적용하여 급속 및 국부 가열을 통한 기판 및 칩 손상이 없는 효율적인 리페어 기술을 구현할 수 있다. 또한, 불량 LED 칩 리페어 공정을 정확하고 효율적으로 수행함으로써, LED 디스플레이 상용화 부분에서 중요한 부분을 차지하고 있는 양산성, 품질 안정성, 생산성을 담보하는 LED 리페어 장비 개발을 주 목적으로 한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: LED 기판 리페어 장비
100: 제1 검사부
200: LED 제거부
300: 본딩재 공급부
400: LED 공급부
500: LED 결합부
600: 제2 검사부
710, 720: 이송 로봇
810: 로더부
820: 언로더부

Claims (19)

  1. 기판 상에 배치된 다수의 LED 중 불량 LED를 검출하는 제1 검사부;
    상기 제1 검사부에 의해 검출된 불량 LED를 상기 기판으로부터 제거하는 LED 제거부;
    상기 불량 LED가 제거된 상기 기판의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 제공하는 본딩재 공급부;
    상기 신규 도전성 본딩재 상에 신규 LED를 안착시키는 LED 공급부;
    상기 신규 LED와 상기 기판의 결합력 향상을 위하여, 상기 신규 도전성 본딩재를 가열하는 LED 결합부;
    상기 신규 LED가 부착된 상기 기판을 대상으로 LED 불량 여부를 검사하는 제2 검사부; 및
    상기 기판을 상기 제1 검사부, 상기 LED 제거부, 상기 본딩재 공급부, 상기 LED 공급부, 상기 LED 결합부, 및 상기 제2 검사부로 순차적으로 이송하는 적어도 하나의 이송 로봇; 을 포함하고,
    상기 제1 검사부는,
    제1 스테이지;
    상기 제1 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제1 기판 지지부;
    상기 제1 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제1 이미지 센서; 및
    불량 LED의 검출을 위하여, 상기 제1 기판 지지부에 안착되어 정렬이 완료된 기판을 촬영하는 제1 카메라; 를 포함하며, 상기 제1 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 불량 LED를 검출하고, 검출된 불량 LED의 위치 정보를 상기 LED 제거부, 상기 본딩재 공급부, 상기 LED 공급부, 상기 LED 결합부로 제공하고,
    상기 LED 제거부는,
    제2 스테이지;
    상기 제2 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제2 기판 지지부;
    상기 제2 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제2 이미지 센서;
    정렬이 완료된 기판에 위치한 상기 불량 LED의 도전성 본딩재를 가열하여, 상기 불량 LED의 도전성 본딩재의 결합력을 약화시키는 제1 가열부; 및
    상기 불량 LED를 상기 기판으로부터 분리하는 제거 모듈; 을 포함하고,
    상기 본딩재 공급부는,
    제3 스테이지;
    상기 제3 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제3 기판 지지부;
    상기 제3 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제3 이미지 센서; 및
    정렬이 완료된 기판의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 위치시키는 본딩재 제공부; 를 포함하고,
    상기 LED 공급부는,
    제4 스테이지;
    상기 제4 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제4 기판 지지부;
    상기 제4 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제4 이미지 센서;
    다수의 신규 LED를 보유한 신규 LED 제공부; 및
    상기 신규 LED 제공부로 이동하여 신규 LED를 획득하고, 획득된 신규 LED를 정렬이 완료된 기판의 신규 도전성 본딩재 상에 안착시키는 LED 안착부; 를 포함하고,
    상기 LED 결합부는,
    제5 스테이지;
    상기 제5 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제5 기판 지지부;
    상기 제5 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제5 이미지 센서; 및
    정렬이 완료된 기판의 신규 도전성 본딩재를 가열하는 제2 가열부; 를 포함하고,
    상기 제2 검사부는,
    제6 스테이지;
    상기 제6 스테이지 상에 형성되어, 상기 기판이 안착되는 한 쌍의 제6 기판 지지부;
    상기 제6 기판 지지부에 위치한 기판의 정렬을 위한 제6 이미지 센서; 및
    불량 LED의 검출을 위하여, 상기 제6 기판 지지부에 안착되어 정렬이 완료된 기판을 촬영하는 제2 카메라; 를 포함하며, 상기 제2 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 불량 LED의 존재 여부를 검사하고,
    각각의 상기 제1 검사부, 상기 LED 제거부, 상기 본딩재 공급부, 상기 LED 공급부, 상기 LED 결합부, 및 상기 제2 검사부는,
    높이측정 센서; 를 각각 더 포함하는 LED 기판 리페어 장비.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이송 로봇은,
    상기 제2 검사부에서 해당 기판이 불량으로 판정된 경우, 상기 기판을 상기 LED 제거부로 재이송하는 것을 특징으로 하는 LED 기판 리페어 장비.
  9. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 제1 내지 제6 기판 지지부에는,
    상기 기판의 안착 여부를 감지하기 위한 기판감지 센서가 구비된 것을 특징으로 하는 LED 기판 리페어 장비.
  10. 제9항에 있어서,
    각각의 상기 제1 내지 제6 기판 지지부는,
    상기 기판의 크기에 따라 간격이 가변되며, 안착된 기판의 흡착 고정을 위한 흡착공이 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 기판 리페어 장비.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 LED 공급부는,
    복수개가 직렬 또는 병렬로 설치되고,
    상기 이송 로봇은,
    상기 복수의 LED 공급부를 대상으로 번갈아가며 상기 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 LED 기판 리페어 장비.
  13. (a) 기판 상에 배치된 다수의 LED 중 불량 LED를 검출하는 단계;
    (b) 검출된 상기 불량 LED를 상기 기판으로부터 제거하는 단계;
    (c) 상기 불량 LED가 제거된 상기 기판의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 제공하는 단계;
    (d) 상기 신규 도전성 본딩재 상에 신규 LED를 안착시키는 단계;
    (e) 상기 신규 LED와 상기 기판의 결합력 향상을 위하여, 상기 신규 도전성 본딩재를 가열하는 단계; 및
    (f) 상기 신규 LED가 부착된 상기 기판을 대상으로 LED 불량 여부를 검사하는 단계; 를 포함하고,
    상기 (a) 단계는,
    (a-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계;
    (a-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계;
    (a-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계;
    (a-4) 측정된 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판을 촬영하는 단계; 및
    (a-5) 촬영된 영상을 분석하여 불량 LED를 검출하는 단계; 를 포함하는 LED 기판 리페어 방법.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계;
    (b-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계;
    (b-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계;
    (b-4) 측정된 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판에 위치한 상기 불량 LED의 도전성 본딩재를 가열하는 단계; 및
    (b-5) 상기 불량 LED를 기판으로부터 분리하는 단계; 를 포함하는 LED 기판 리페어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계;
    (c-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계;
    (c-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계; 및
    (c-4) 측정된 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판의 불량 발생 영역 중 적어도 일부에 신규 도전성 본딩재를 제공하는 단계; 를 포함하는 LED 기판 리페어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계;
    (d-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계;
    (d-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계; 및
    (d-4) 측정된 높이를 참조하여 신규 LED를 상기 신규 도전성 본딩재 상에 안착시키는 단계; 를 포함하는 LED 기판 리페어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    (e-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계;
    (e-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계;
    (e-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계; 및
    (e-4) 측정된 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판의 신규 도전성 본딩재를 가열하는 단계; 를 포함하는 LED 기판 리페어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    (e-1) 상기 기판의 감지 및 고정을 수행하는 단계;
    (e-2) 고정된 상기 기판을 정렬하는 단계;
    (e-3) 정렬이 완료된 기판의 공정 영역 높이를 측정하는 단계;
    (e-4) 측정된 높이를 참조하여 설정된 지점에서 상기 기판을 촬영하는 단계; 및
    (e-5) 촬영된 영상을 분석하여 불량 LED를 검출하는 단계; 를 포함하는 LED 기판 리페어 방법.
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