KR102217123B1 - 터치 패널용 기판 본딩 머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 패널용 기판 본딩 머신에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신은 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 상부에 회전 가능하게 설치되며, 터치 패널을 구성하는 상부기판과 하부기판을 합착하기 위한 정전척이 상부에 구비된 하부 챔버가 안착되는 챔버안착부가 턴테이블의 외곽에 4분할 구성된 턴테이블유닛; 및 상기 정전척에 전기를 공급할 수 있도록 턴테이블유닛의 구동축에 설치되되, 베이스프레임의 내부공간으로 돌출된 상기 구동축의 하단에 설치된 슬립링을 포함한다.

Description

터치 패널용 기판 본딩 머신{FLEXIBLE PCB DIRECT BONDING MACHINE FOR THE TOUCH PANEL}

본 발명은 터치 패널용 기판 본딩 머신에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 터치 패널을 구성하는 기판들을 서로 합착하기 위한 터치 패널용 기판 본딩 머신에 관한 것이다.

예컨대, 터치 패널은 문장과 그림 등이 표시되어 있는 위치를 직접 터치하여 기기를 제어할 수 있는 투명스위치패널로서, 적외선을 사용한 광학식과 폴리에스테르필름에 인듐산화 주석(ITO) 막을 피복한 투명 도전막의 접점을 사용하는 투명전극방식, 스테인리스 강선을 투명 도전성 필름에 묻은 투명 도전성 필름방식, 정전용량의 변화를 검출하는 정전용량방식, 패널에 닿은 손끝의 압력을 패널 주변에 배치한 압력센서에 대한 힘의 배분으로부터 위치를 감지하는 방식 등이 실용화되고 있다.

이러한 터치 패널은 전술한 바와 같이, 다층으로 구성되어 있으므로, 각 구성요소들을 합착하는 공정을 진행하고 있으며, 대표적으로 광학용 투명접착필름(Optically Clear Adhesive: OCA)을 통해 본딩 합착하고 있다. 즉 상기 터치 패널을 구성하는 구성요소 사이에 일종의 접착제인 광학용 투명접착필름을 구성하여 본딩으로 합착하고 있다.

여기서 상기 터치 패널을 구성하는 커버 글라스(Cover Glass: CG)와 광학용 투명접착필름(OCA)은 본딩 머신을 통해 합착이 이루어지고 있다. 상기 본딩 머신은 (특허문헌 1)에 구체적으로 개시되어 있으므로, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

(특허문헌 1)에 따르면, 종래기술에 따른 본딩 머신은 테이블의 상부에 단일 구성의 진공 챔버를 구성하고, 상기 진공 챔버에 커버 글라스(CG)를 정전방식으로 고정하는 정전척(Electrostatic Chuck: ESC)을 구성하고 있다.

그러나 종래기술에 따른 본딩 머신은 고정형 테이블과 단일 구성의 진공 챔버를 통해 커버 글라스와 하부기판을 본딩 합착하는 공정을 실시하고 있어 본딩 합착을 위한 작업능률이 떨어지는 등의 작업성에 문제점이 있다.

또한, 종래기술에 따른 본딩 머신에 구성되는 정전척은 저전압으로 구동하고 있어 커버 글라스를 정전방식으로 고정하거나 서로 합착된 커버 글라스와 하부기판을 상기 정전척에서 쉽게 분리하는데 어려움이 있어 작업성 측면에서 문제점을 노출하고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1213199호

본 발명의 목적은 터치 패널을 구성하는 기판들을 서로 합착하기 위한 합착 공정을 로테이션 방식으로 개선하여 작업성을 용이하게 향상시킬 수 있도록 한 터치 패널용 기판 본딩 머신을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 터치 패널을 구성하는 기판들을 서로 합착시키는데 사용하는 정전척을 고전압으로 구동하는 방식으로 개선하여 작업성을 용이하게 향상시킬 수 있도록 한 터치 패널용 기판 본딩 머신을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여,

본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신은 베이스프레임(Base Frame);

상기 베이스프레임의 상부에 회전 가능하게 설치되며, 터치 패널을 구성하는 상부기판과 하부기판을 합착하기 위한 정전척(ESC)이 상부에 구비된 하부 챔버(Lower Chamber)가 안착되는 챔버안착부가 외곽에 4분할 구성된 턴테이블을 포함하는 턴테이블유닛(Turn Table Unit); 및

상기 정전척에 전기를 공급할 수 있도록 상기 턴테이블유닛의 구동축에 설치되되, 상기 베이스프레임의 내부공간으로 돌출된 상기 구동축의 하단에 설치된 슬립링(Slipring);

을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신에 있어서, 상기 상부기판은 커버 글라스(CG)이고, 하부기판은 광학용 투명접착필름(OCA)일 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신에 있어서, 상기 턴테이블은 사각형태로 형성되어 각 꼭짓점에 챔버안착부가 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신에 있어서, 상기 턴테이블은 베이스프레임의 상부에 설치된 실린더타입 테이블서포트유닛(Table Support Unit)을 통해 하부 챔버가 승강 가능하도록 각 챔버안착부에 통로부가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신에 있어서, 상기 정전척은 하부 챔버의 상부에 마련된 수용공간에 수용되며, 길이방향의 일면에 슬립링과 전기적으로 연결되는 전극부가 구성되며, 상부기판과 하부기판의 합착시 상기 전극부에 2000∼2500V의 전압이 공급될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신에 있어서, 상기 정전척은 전극부의 외부 노출을 방지할 수 있도록 상기 전극부의 상부에 설치된 보호커버;

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신에 있어서, 상기 슬립링은 정전척의 전극부와 전기적으로 연결되는 접점부를 내부에 이격 배치하여 전선 간 통전(Creepage)을 방지할 수 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 턴테이블유닛을 통해 합착 공정을 로테이션 방식으로 개선함으로써, 합착 공정의 작업성을 용이하게 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 터치 패널의 대량생산이 용이하다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 슬립링을 통해 공급되는 고전압의 전기를 이용하여 정전척에서 터치 패널의 상부기판과 하부기판을 합착하는 공정이 실시됨으로써, 합착 공정 과정에서의 탈부착이 용이하여 작업성은 물론이고, 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신을 나타내 보인 사시도.
도 2는 도 1을 위에서 바라봤을 때를 나타내 보인 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신을 옆에서 바라봤을 때를 나타내 보인 측면도.
도 4 내지 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신의 정전척을 나타내 보인 사시도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신(1)을 나타내 보인 사시도로서, 베이스프레임(10)의 상부에 턴테이블유닛(20)이 회전 가능하게 설치되고, 턴테이블(21)의 외곽에 4개의 하부 챔버(30)가 안착되며, 각각의 하부 챔버(30)의 상부에 두 개의 정전척(31)이 구비된 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 2는 도 1을 위에서 바라봤을 때를 나타내 보인 평면도로서, 사각형태로 형성된 턴테이블(21)의 각 꼭짓점에 일체로 형성되어 4분할 구성된 챔버안착부(21a)에 4개의 하부 챔버(30)가 안착되고, 각각의 하부 챔버(30)의 내부에 두 개의 정전척(31)이 구비된 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신(1)을 옆에서 바라봤을 때를 나타내 보인 측면도로서, 베이스프레임(10)의 내부공간(10a)으로 돌출된 턴테이블유닛(20)의 구동축(22)에 슬립링(40)이 설치되어 상기 내부공간(10a)에 배치된 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신(1)의 정전척(31)을 나타내 보인 사시도로서, 하부 챔버(30)의 상부에 마련된 수용공간(30a)에 두 개의 정전척(31)이 구비된 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신(1)의 정전척(31)을 나타내 보인 사시도로서, 길이방향의 일면에 전극부(32)가 구비된 정전척(31)의 구성을 나타내 보이고 있다.

도 1 내지 5에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신(이하 '기판 본딩 머신')은 터치 패널을 구성하는 상부기판과 하부기판을 합착하는 공정을 실시할 수 있도록 베이스프레임(10), 상기 베이스프레임(10)의 상부에 회전 가능하게 설치되는 턴테이블유닛(20) 및 상기 턴테이블유닛의 구동축(22)에 설치되는 슬립링(40)을 포함한다.

여기서 상기 상부기판은 예컨대, 터치 패널을 구성하는 커버 글라스(Cover Glass: CG)일 수 있다. 그리고 하부기판은 상기 커버 글라스를 다른 구성요소에 합착시키기 위한 광학용 투명접착필름(Optically Clear Adhesive: OCA)일 수 있다.

다만, 이는 상부기판과 하부기판을 쉽게 설명 및 이해시키기 위하여 특정한 것일 뿐 이외에 OLED 등과 같이, 터치 패널을 구성하는 다른 구성요소일 수 있음을 사전에 밝혀둔다.

상기 베이스프레임(10)은 상부에 설치되는 턴테이블유닛(20)을 지지할 수 있도록 예컨대, 단면이 사각형인 통상의 수직프레임(11)과 수평프레임(12)을 상호 결합하여 구성하게 되며, 상부에 설치되는 평판의 선반(13)을 포함한다. 그리고 기판 본딩 머신(1)의 수평을 맞출 수 있도록 하부에 배열 설치되는 높낮이조절장치(14)를 더 포함할 수 있다.

이러한 베이스프레임(10)은 수직프레임(11)과 수평프레임(12)을 결합하여 구성됨에 따라 내부공간(10a)이 마련되는데, 상기 내부공간(10a)을 통해 턴테이블유닛(20)의 중심축인 구동축(22)의 하단 및 상기 구동축(22)의 하단에 설치되는 슬립링(40)을 수용토록 하게 된다.

상기 턴테이블유닛(20)은 하부 챔버(30)가 안착되는 챔버안착부(21a)가 외곽에 4분할 구성된 턴테이블(21) 및 상기 턴테이블(21)의 중심부에 설치되어 예컨대, 인덱스 모터(Index Motor)와 연동하여 구동하게 되며, 전술한 바와 같이, 하단이 내부공간(10a)으로 돌출되는 구동축(22)을 포함한다.

상기 턴테이블(21)은 상면이 사각형태로 형성되어 각 꼭짓점에 챔버안착부(21a)가 구성된 일종의 4분할 인덱스(Index)로서, 하부 챔버(30)의 형상에 대응하여 상기 챔버안착부(21a)가 형성될 수 있는데, 예컨대 사각모양으로 형성된 챔버안착부(21a)를 도시하여 나타내 보이고 있다.

또한, 상기 턴테이블(21)은 베이스프레임(10)의 상부에 설치된 실린더타입 테이블서포트유닛(50)을 통해 하부 챔버(30)가 승강 가능하도록 상기 하부 챔버(30)가 안착되는 각 챔버안착부(21a)의 내측에 통로부(23)가 형성되어 제공될 수 있다.

즉 상기 실린더타입 테이블서포트유닛(50)은 터치 패널의 상부기판과 하부기판의 합착 공정 과정에서 턴테이블(21)의 흔들림을 방지하고, 하부 챔버(30)를 승강시키기 위하여 베이스프레임(10)의 상부에 설치되어 운용될 수 있는데, 이 경우 실린더타입 테이블서포트유닛(50)을 통해 상기 하부 챔버(30)를 승강 가능하도록 각 챔버안착부(21a)의 내측에 통로부(23)가 형성되는 것이다.

여기서 상기 챔버안착부(21a)에 안착되는 하부 챔버(30)는 이 기술분야에서 널리 알려진 공지의 구성으로서, 예컨대 두 개 또는 그 이상의 정전척(31)이 수용 가능한 수용공간(30a)이 상부에 마련되어 상기 수용공간(30a)에 정전척(31)이 구비됨으로써, 상기 정전척(31)을 통해 상부기판과 하부기판의 합착 공정을 진행하게 된다. 상기 정전척(31)은 이 기술분야에서 스테이지(Stage)로 지칭 가능하다.

상기 슬립링(40)은 널리 알려진 바와 같이, 전동기나 발동기의 회전자(Rotor)에 전기를 공급하기 위하여 상기 회전자의 축에 설치되는 것으로서, 이를 기판 본딩 머신(1)에서 회전자인 턴테이블유닛(20)에 적용하여 정전척(31)에 고전압의 전기를 공급하게 된다.

즉 상기 턴테이블유닛(20)은 구동축(22)을 중심으로 회전하여 로테이션 방식으로 합착 공정을 실시하게 되는데, 슬립링(40)을 적용하지 않으면 각 정전척(31)에 전기를 공급하는 전선이 서로 꼬여 턴테이블유닛(20)의 로테이션 방식을 용이하게 실시할 수 없게 된다.

이에 상기 슬립링(40)을 구동축(22)에 설치하여 정전척(31)에 전기를 공급하도록 턴테이블유닛(20)을 구성하는 것이며, 이로 인하여 턴테이블(21)이 회전하더라도 전선이 서로 꼬이지 않아 턴테이블유닛(20)의 회전을 통한 로테이션 방식의 실시가 가능하게 된다.

여기서 상기 슬립링(40)은 전술한 바와 같이, 내부공간(10a)으로 돌출되는 구동축(22)의 하단에 설치되어 외부와의 접촉을 방지함으로써, 안전사고위험을 줄일 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 턴테이블유닛(20)과 슬립링(40)을 통해 터치 패널을 구성하는 상부기판과 하부기판의 합착 공정을 로테이션 방식으로 용이하게 개선 가능함으로써, 작업성을 용이하게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 터치 패널의 대량생산이 용이하므로, 신뢰성향상 측면에서 효과적이다.

한편, 도 4 내지 5에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 정전척(31)은 길이방향의 일면에 슬립링(도 3의 40)과 전기적으로 연결되는 전극부(32)가 구성되는데, 상기 슬립링(40)을 통해 전극부(32)에 공급되는 전기는 통상적인 합착 공정에서 공급되는 저전압 대신 2000∼2500V의 고전압으로 공급되며, 예컨대 전압 차이는 500V 정도이다.

여기서 상기 정전척(31)은 전극부(32)에 고전압의 전기가 공급되는 만큼, 안전사고위험을 방지할 수 있도록 상기 전극부(32)의 상부에 설치되어 외부 노출을 차단하는 보호커버(33)를 포함할 수 있다.

즉 상기 보호커버(33)를 통해 전극부(32)가 외부로 노출되는 것을 차단하게 되는데, 다만, 상기 전극부(32)의 전선은 외부로 인출하여 슬립링(40)과 전기적으로 연결할 수 있도록 보호커버(33)를 구성하게 된다.

또한, 상기 슬립링(40)은 정전척(31)의 전극부(32)와 전기적으로 연결되는 접점부(미도시)를 내부에 이격 배치하여 전선 간 통전(Creepage)을 방지토록 함으로써, 안전사고를 예방하게 된다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 전기를 이용한 정전방식으로 상부기판과 하부기판의 합착 공정을 실시하는 정전척(31)에 고전압의 전기를 공급하여 합착 공정을 실시함으로써, 합착 공정 과정에서 서로 합착된 상부기판과 하부기판의 탈부착이 용이하여 작업성 측면에서 효과적이다.

이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치 패널용 기판 본딩 머신은 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 기판 본딩 머신 10: 베이스프레임
10a: 내부공간 11: 수직프레임
12: 수평프레임 13: 선반
14: 높낮이조절장치 20: 턴테이블유닛
21: 턴테이블 21a: 챔버안착부
22: 구동축 23: 통로부
30: 하부 챔버 30a: 수용공간
31: 정전척 32: 전극부
33: 보호커버 40: 슬립링
50: 테이블서포트유닛

Claims (7)

1. 단면이 사각형인 통상의 수직프레임(11)과 수평프레임(12)을 상호 결합하여 구성하게 되며, 상부에 설치되는 평판의 선반(13)을 포함하되, 수평 유지를 위해 하부에 배열 설치되는 높낮이조절장치(14)를 포함하는 베이스프레임(10)과;
   상기 베이스프레임(10)의 상부에 회전 가능하게 설치되며, 터치 패널을 구성하는 상부기판과 하부기판을 합착하기 위한 정전척(31)이 상부에 구비된 하부 챔버(30)가 안착되는 챔버안착부(21a)가 외곽에 4분할 구성된 턴테이블(21)을 포함하는 턴테이블유닛(20)과;
   상기 정전척(31)에 전기를 공급할 수 있도록 상기 턴테이블유닛(20)의 구동축(22)에 설치되되, 상기 베이스프레임(10)의 내부공간(10a)으로 돌출된 상기 구동축(22)의 하단에 설치된 슬립링(40);을 포함하여 구성되며,
   상기 정전척(31)은,
   하부 챔버(30)의 상부에 마련된 수용공간(30a)에 수용되며, 길이방향의 일면에 슬립링(40)과 전기적으로 연결되는 전극부(32)와;
   상부기판과 하부기판의 합착시 상기 전극부(32)에 2000 ∼ 2500V의 전압이 공급되며, 전극부(32)의 외부 노출을 방지할 수 있도록 상기 전극부(32)의 상부에 설치된 보호커버(33)를 포함하여 구성되며,
   상기 슬립링(40)은 정전척(31)의 전극부(32)와 전기적으로 연결되는 접점부를 내부에 이격 배치하여 전선 간 통전을 방지하는 것을 특징으로 하는 터치 패널용 기판 본딩 머신.
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