KR102121002B1 - 지지체 상에 기판을 임시 본딩하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치가 개시된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치는, 상기 지지체와 상기 기판 사이에 위치되는 전기전도성 접착층 및 상기 전기 전도성 접착층에 전류를 인가하기 위한 전류 공급원을 포함한다.

Description

지지체 상에 기판을 임시 본딩하기 위한 장치 및 방법{Apparatus for temporary bonding of substrate on a carrier and method thereof}
본 발명은 지지체 상에 기판을 임시 본딩하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
근래에 플라스틱 재료는 플랙서블 디스플레이를 위하여 공통적으로 사용되는 재료이다. 이를 사용하는데 있어서의 주요 제한 사항은 낮은 열 저항이다. 그 때문에 여러가지 문제가 발생하며 추가적인 기술적 공정들이 LTPS 공정 안에 포함되어야 한다. 예를 들어 TFT의 전달 공정이다.
대안으로서, 임시 본딩 및 박리 기술이 사용될 수 있다. 이와 같은 경우 TFT 제조는 강성 패널 상에 사전에 설치되어 있는 플라스틱 필름 상에 직접 성공적으로 수행될 수 있다. 공정 후 플라스틱 필름은 캐리어 기판으로부터 제거될 수 있다.
임시 본딩 및 박리 기술을 성공적으로 만들기 위하여 얇은 기판 및 플랙서블 장치를 사용하는 방법이 개발되어 왔다.
그러나 이와 같은 기술들은 해결해야 하는 여러 문제점들을 내포하고 있으며, 실제적인 적용에 있어서 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 일 실시예는 지지체 상에 기판을 임시적으로 본딩 및 박리하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 플랙서블 재료와 강성 캐리어가 300도 이상으로 가열되었을 때, 강성 캐리에에 플랙서블 기판을 임시적으로 본딩하고 떼어내기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치로서, 상기 지지체와 상기 기판 사이에 위치되는 전기전도성 접착층; 상기 전기 전도성 접착층 안에 매립되는 금속 와이어; 상기 금속 와이어에 전류를 인가하기 위한 전류 공급원을 포함하는, 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치가 제공된다.
이 때, 상기 지지체는 강성 캐리어일 수 있다.
이 때, 상기 기판은 플랙서블 기판일 수 있다.
이 때, 상기 접착층은 온도 저항성을 갖는 전기 전도성 접착제를 도포함으로써 형성될 수 있다.
이 때, 상기 접착제는 폴리이미드 수지를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 금속 와이어는 상기 접착층 안에 지그 재그 형태 또는 격자 형태로 매립될 수 있다.
이 때, 상기 금속 와이어는 알루미늄, 니켈 및 구리 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 금속 와이어의 직경은 10-50um 이내일 수 있다.
이 때, 상기 플랙서블 기판 및 캐리어 판 중 적어도 하나의 표면에 접촉된 벌크 금속을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 벌크 금속은 구리, 알루미늄, 니켈 및 티타늄 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전기 전도성 접착층을 지지체 표면 상에 형성하는 단계; 상기 접착층 안에 금속 와이어를 매립하는 단계; 상기 금속 와이어가 매립된 접착층 상에 기판을 적층하는 단계; 상기 접착층 안에 매립된 금속 와이어로 전류를 인가하여 금속 와이어를 가열시키는 단계 및 상기 금속 와이어에 의하여 가열된 접착층이 파단됨으로써 상기 기판이 상기 지지체 표면으로부터 박리되는 단계를 포함하는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 방법이 제공된다.
이 때, 상기 플랙서블 기판 및 상기 지지체 중 적어도 하나의 표면에 벌크 금속을 접촉시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기 전도성 접착제를 사용함으로써 플랙서블 기판을 캐리어에 충분히 강하게 접착시킬 수 있으며, 열처리 후 짧은 시간의 고 전압을 인가함으로써 두 층을 쉽고 빠르게 분리시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 지지체 상에 기판을 임시적으로 본딩 및 박리하는 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 지지체 상에 기판을 임시적으로 본딩 및 박리하는 장치의 구성도이다.
도 3는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치에서 접착층 상에 매립된 와이어의 배열 상태의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 4은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치에서 접착층 상에 매립된 와이어의 배열 상태의 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지체 상에 기판을 임시적으로 본딩 및 박리하는 방법의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 지지체 상에 기판을 임시적으로 본딩 및 박리하는 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치(1)는 지지체(2)와 기판(4) 사이에 위치되는 접착층(10), 상기 접착층(10)에 전류를 인가하는 전류 공급원(30)를 포함할 수 있다.
이 때, 본 발명의 제 1 실시예에서 지지체(2)는 강성 캐리어(rigid carrier) 일 수 있다. 지지체(2)는 판재 형상으로 이루어져 도 1에서 볼 때, 지지체(2)의 상부면에 접착층(10)이 도포된 상태에서 기판(4)이 부착된 후 박리될 수 있도록 형성된다.
본 실시예에서는 지지체(2)가 강성 캐리어인 것으로 예시하였으나, 지지체의 구성이 이에 제한되는 것은 아니며, 지지체는 예를 들어, 본 실시예에서 플랙서블 기판이 상부면에 적층된 상태로 LTPS와 같은 공정을 수행한 후 후속하는 공정을 진행하기 위하여 그로부터 박리될 수 있는 지지대를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 지지체(2) 상에는 접착층(10)이 형성된다. 이 때, 접착층(10)은 전기 전도성을 가지는 접착제를 도포함으로써 전기전도성 접착층으로 형성될 수 있다.
접착층(10)은 에폭시 또는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있으나 접착층의 재료가 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 접착층(10)은 플랙서블 기판의 임시 본딩/박리를 위하여 사용될 수 있는 온도 저항을 갖는다. 예를 들어, 접착층(10)은 450도 이상의 높은 온도 저항성을 가지는 것이 바람직하다.
접착층(10)을 형성하는 접착제는 지지체 상에 미리 그리고 균일하게 도포된다. 접착제의 형태 및 기술적 특징에 따라서, 접착제 도포 후 전처리가 필요하거나 또는 플랙서블 기판이 즉각적으로 적층될 수 있다.
전기 전도성 접착층(10) 상에 플랙서블 기판(4)이 적층된다. 플랙서블 기판(4)은 플라스틱, 얇은 유리 또는 금속 포일로 형성될 수 있으나, 본 실시예에서 적용가능한 기판이 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 전기 전도성 접착층(10)에 전류를 공급하기 위한 전류 공급원(30) 및 전류 공급원(30)으로부터 공급되는 전류를 전기 전도성 접착층(10)으로 안내하는 도선(34)이 전기 전도성 접착층(10)에 연결된다.
전류 공급원(30)은 고전압의 전류를 매우 짧은 시간 동안 전기 전도성 접착층(10)에 공급할 수 있으며, 이와 같이 공급된 고전압의 전류에 의하여 전기 전도성 접착층(10)이 파단될 수 있다. 전기 전류, 전압 및 시간을 제어하여 플랙서블 기판(4)에 손상을 주지 않고 접착층(10)을 파단하는 것도 가능할 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르면 플랙서블 기판(4) 상에 또는 지지체(2) 상에는 벌크 금속(20)이 접촉된다. 본 실시예에서는 플랙서블 기판(4) 상에 벌크 금속(20)이 위치된 구성이 개시된다. 벌크 금속(20)은 플랙서블 기판(4)을 보호하기 위한 구성 요소이다.
보다 상세히, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 고전압의 전류를 전기전도성 접착층(10)에 인가시키면 접착층(10)의 파단 온도 보다 더 높은 온도로 접착층(10)의 온도가 급격하게 증가된다. 이에 따라 접착층(10)이 판단되고 그 결과 플랙서블 기판(4)이 지지체(2)로부터 분리될 수 있다.
그러나, 이와 같은 경우 새로운 문제가 발생할 수 있다. 즉, 고온에 노출된 플랙서블 기판이 매우 짧은 시간이지만 영향을 받을 수 있다.
이러한 손상을 방지하기 위하여 고온의 열 전도성을 갖는 벌크 금속(20) (예를 들어, 구리, 알루미늄, 니켈 및 티타늄 등) 이 플랙서블 기판(4)을 보호하기 위하여 설치된다. 벌크 금속(20)은 플랙서블 기판(4) 또는 지지체(2)의 전체 면적에 걸쳐 부착될 수 있도록 넓은 접촉면을 갖도록 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 플랙서블 기판(4) (또는 지지체(2)) 상에 벌크 금속(20)이 설치되면, 전기 전류가 접착층(10) 안에서 온도를 증가시킬 때 플랙서블 기판(4)이 또한 가열되기 시작할 때, 극도로 높은 열 전도성을 갖는 벌크 금속(20) 아래에 설치된 플랙서블 기판(4)이 벌크 금속(20)에 의하여 재빠르게 냉각될 수 있다.
이에 따라 박리 공정 동안 온도의 현저한 변화에 따라 플랙서블 기판(4)이 영향을 받는 것이 감소될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치의 구성도이다. 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치에서 접착층 상에 매립된 와이어의 배열 상태의 일 예를 도시한 평면도이다. 도 4은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치에서 접착층 상에 매립된 와이어의 배열 상태의 다른 예를 도시한 평면도이다.
본 발명의 제 2 실시예를 설명함에 있어 제 1 실시예와 구별되는 구성을 중심으로 제 2 실시예에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 장치(1')는 도 2 내지 도 4를 참조하면, 전기 전도성 접착층(10)으로서 접착제층(12) 및 접착제층 내에 매립된 금속 와이어(32)를 포함한다.
이 때, 접착제층(12)은 전기 전도성이 없거나 또는 전기 전도성이 매우 낮은 재료로 형성될 수 있다.
접착제층(12)에 매립되는 금속 와이어(32)는 접착제층(12)이 지지체(2) 상에 도포된 후 접착제층(12) 내에 매립될 수 있다. 이 때, 금속 와이어(32)는 전류 공급원(30)과 도선(34)에 의하여 연결되어 고전압의 전류가 공급될 수 있다.
한편, 접착제층(12)에 매립되는 금속 와이어(32)는 도 3에 도시된 바와 같이 지그재그 형태로 접착제층(12) 내에 배치되거나 도 4에 도시된 바와 같이 격자 형태로 배열될 수 있다. 이와 같이 접착제층(12) 내에서 금속 와이어(32)가 지그재그 형태 또는 격자 형태로 배열되는 것은 고전압의 전류가 인가되었을 때 발생되는 열을 고르게 접착제층(12)으로 분산시키기 위함이다.
금속 와이어(32)는 예를 들어 알루미늄, 니켈 또는 구리와 같은 전기 전도성이 좋은 재료로 형성될 수 있으나, 이에 제한된 것은 아니다.
이 때, 금속 와이어(32)의 직경은 10-50um 일 수 있으며, 바람직하게 15-30um 일 수 있다. 그러나, 금속 와이어(32)의 직경이 이에 제한된 것은 아니다.
이와 같이 접착제층(12) 안에 금속 와이어(32)가 매립된 경우, 고전압이 금속 와이어(32)로 인가되면 금속 와이어(32)는 극도로 빨리 가열되며, 이에 따라 접착제층(12)이 파단될 수 있다.
한편, 전류가 금속 와이어(32)에 인가되는 동안 지그 재그 형태 또는 격자 형태의 와이어를 접착제층(12) 내에서 이동(예를 들어, 회전 또는 흔들기 등)시킬 수 있도록 구성하면 보다 용이하게 플랙서블 기판(4)과 지지체(2)를 분리시키는 것이 가능할 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지체 상에 기판을 임시적으로 본딩 및 박리하는 방법의 순서도이다.
도 1 내지 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 방법에서는 먼저 전기 전도성 접착층을 지지체, 예를 들어, 강성 캐리어 상에 형성한다. (S10)
이 때, 접착층은 제 1 실시예에서와 같이 전기 전도성 재료로 이루어진 접착제를 지지체(2) 상에 도포하여 형성되거나, 제 2 실시예에서와 같이 접착제층(12)에 금속 와이어(32)를 매립하여 형성될 수 있다. 이 때, 전기 전도성 접착층(10)에는 전류 공급원에 의하여 고전압의 전류가 공급될 수 있도록 형성된다.
그 후, 전기 전도성 접착층(10) 상에 플랙서블 기판(4)을 적층한다.(S20)
그 후, 플랙서블 기판(4) 상에 벌크 금속(20)을 적층시킨다.(S30) 이 때, 벌크 금속(20)은 지지체(2) 상에 적층될 수도 있다. 또한, 벌크 금속(20)을 설치하지 않은 경우에도 플랙서블 기판(4)이 손상되지 않는 경우라면 벌크 금속(20)이 설치되지 않을 수도 있다.
그 후, 상기 전기 전도성 접착층(10)으로 전류를 인가하여 상기 전기 전도성 접착층(10)을 가열시킨다. (S40)
이와 같이 전기 전도성 접착층(10)이 가열되면, 전기 전도성 접착층(10)이 파단되고, 이에 따라, 플랙서블 기판(4)이 상기 지지체(2) 표면으로부터 박리될 수 있다. (S50)
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 플랙서블 기판을 지지체 상에 본딩 결합하기 위한 도구로서 전기 전도성 접착제를 사용하여, 영구 본딩 없이 지지체 상에 플랙서블 기판을 결합시킬 수 있으며, 제조 공정 후 전기 전도성 접착제를 이용하여 플랙서블 기판을 지지체로부터 용이하게 박리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치 및 방법은 기판을 지지체로부터 분리하는 것이 매우 쉽고 빠르며 상대적으로 저렴하다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 1' 지지체 상에 기판을 임시적으로 본딩 및 박리하는 장치
2 지지체
4 플랙서블 기판
10 접착층
20 벌크 금속
30 전류 공급원
32 금속 와이어
34 전선

Claims (14)

  1. 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치로서,
    상기 지지체와 상기 기판 사이에 위치되고 전기 전도성 접착제를 포함하는 전기 전도성 접착층 및
    상기 전기 전도성 접착층에 전류를 인가하기 위한 전류 공급원을 포함하고,
    상기 전기 전도성 접착제에 상기 전류가 공급되는,
    지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 접착층은
    접착제층 및
    상기 접착제층에 매립되는 금속 와이어를 포함하는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지체는 강성 캐리어인 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 플랙서블 기판인 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 접착층은 온도 저항성을 갖는 상기 전기 전도성 접착제를 도포함으로써 형성되는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 접착제는 폴리이미드 수지를 포함하는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 와이어는 상기 접착제층 안에 지그 재그 형태 또는 격자 형태로 매립되는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속 와이어는 알루미늄, 니켈 및 구리 중 어느 하나를 포함하는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속 와이어의 직경은 10-50um 이내인 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랙서블 기판 및 캐리어 판 중 적어도 하나의 표면에 접촉된 벌크 금속을 더 포함하는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 벌크 금속은 구리, 알루미늄, 니켈 및 티타늄 중 어느 하나인 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 장치.
  12. 전기 전도성 접착제를 포함하는 전기 전도성 접착층을 지지체 표면 상에 형성하는 단계;
    상기 전기 전도성 접착층 상에 기판을 적층하는 단계;
    상기 전기 전도성 접착층으로 전류를 인가하여 상기 전기 전도성 접착제에 상기 전류가 공급됨으로써 상기 전기 전도성 접착층을 가열시키는 단계; 및
    상기 전기 전도성 접착층이 파단됨으로써 상기 기판이 상기 지지체 표면으로부터 박리되는 단계
    를 포함하는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 접착층을 지지체 표면 상에 형성하는 단계는
    접착제층을 도포하는 단계 및
    상기 접착제층 안에 금속 와이어를 매립하는 단계
    를 포함하는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 지지체 중 적어도 하나의 표면에 벌크 금속을 접촉시키는 단계를 더 포함하는 지지체 상에 기판을 임시 본딩 및 박리하는 방법.
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