KR102322656B1

KR102322656B1 - 합착기용 완충장치 및 합착기

Info

Publication number: KR102322656B1
Application number: KR1020200059278A
Authority: KR
Inventors: 한대진; 임성준
Original assignee: (주) 예스티
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2021-11-09

Abstract

본 발명은 합착기가 갖는 상부스테이지에 결합되기 위한 완충본체; 및 상기 완충본체를 관통하여 형성된 복수개의 완충공을 포함하되, 상기 완충공들은 상기 합착기가 갖는 흡착부에 의해 제1기판이 상기 상부스테이지 쪽으로 이동함에 따라 상기 완충본체가 복수개의 완충구역별로 서로 다른 압축률로 압축되도록 상기 완충구역별로 서로 다른 크기로 형성된 합착기용 완충장치 및 합착기에 관한 것이다.

Description

합착기용 완충장치 및 합착기{Cushion Device and Attaching Apparatus}

본 발명은 디스플레이장치 등과 같은 전자기기를 제조하기 위한 기판들을 합착시키는 합착기에 관한 것이다.

LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), PDP(Plasma Display Panel), EPD(Electrophoretic Display) 등의 디스플레이장치, 태양전지, 조명기기 등과 같은 전자기기는 여러 가지 공정을 거쳐 제조된다. 이러한 제조공정에는 기판들을 합착하는 합착공정이 포함된다. 예컨대, 디스플레이장치는 영상을 표시하기 위한 패널(Panel) 기판에 커버(Cover) 기판을 합착시키는 합착공정을 거쳐 제조될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 합착기의 개념적인 측면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 합착기에 있어서 제1기판이 상부스테이지로부터 부분적으로 이격된 모습을 나타낸 개념적인 확대도이다.

도 1을 참고하면, 종래 기술에 따른 합착기(10)는 제1기판(100)이 부착되는 상부스테이지(11), 제2기판(200)을 지지하는 하부스테이지(12), 및 상기 제1기판(100)을 상기 상부스테이지(11)에 부착시키는 흡착부(13)를 포함한다. 상기 제1기판(100)은 커버기판일 수 있다. 상기 제2기판(200)은 패널기판일 수 있다.

상기 상부스테이지(11)는 상기 하부스테이지(12)의 상측에 배치된다. 상기 제1기판(100)은 상기 하부스테이지(12) 쪽을 향하도록 상기 상부스테이지(11)에 부착된다. 이 경우, 상기 제1기판(100)은 상기 상부스테이지(11)의 하측에 배치된다.

상기 하부스테이지(12)는 상기 상부스테이지(11)의 하측에 배치된다. 상기 하부스테이지(12)는 상기 제2기판(200)의 하측에서 상기 제2기판(200)을 지지한다. 이에 따라, 상기 제2기판(200)은 상기 상부스테이지(11) 쪽을 향하도록 배치된다.

상기 흡착부(13)는 진공 흡착을 통해 상기 제1기판(100)을 상기 상부스테이지(11)에 부착시킨다. 상기 상부스테이지(11)의 내부에는 상기 흡착부(13)에 연결된 진공라인(111)이 마련된다.

상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)이 서로 마주보게 배치된 상태에서, 상기 상부스테이지(11)와 상기 하부스테이지(12) 중에서 적어도 하나가 승하강함으로써 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)에 대한 합착공정이 이루어진다.

여기서, 상기 합착공정은 진공상태에서 이루어지므로, 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(11)에 부착된 상태에서 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200) 사이의 공정공간도 진공상태로 유지된다. 이 경우, 상기 흡착부(13)가 진공 흡착을 통해 상기 제1기판(100)을 상기 상부스테이지(11)에 부착시킴에 따라 상기 진공라인(111)의 내부가 진공상태로 되는데, 상기 진공라인(111)의 내부에 비해 상기 공정공간이 더 고진공상태이면 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(11)로부터 부분적으로 이격된다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 합착기(1)는 상기 제1기판(100)에 변형 등이 발생됨에 따라 상기 합착공정이 완료된 합착기판의 품질이 저하되는 문제가 있다.

이를 방지하기 위해, 진공 흡착이 아닌 정전력을 이용하여 상기 제1기판(100)을 상기 상부스테이지(11)에 부착시키는 방식이 제안되었다. 이 경우, 상기 상부스테이지(11)는 정전척(ESC, Electrostatic Chuck)으로 구현된다. 그러나, 정전력을 이용하는 방식은 진공상태에서 스파크(Spark) 등이 발생함에 따라 상기 합착공정에 대한 안정성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고 안출된 것으로, 합착공정이 이루어지는 과정에서 제1기판이 상부스테이지로부터 부분적으로 이격되는 정도를 감소시킬 수 있는 합착기용 완충장치 및 합착기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 합착공정이 이루어지는 과정에서 스파크 등의 발생으로 인해 합착공정에 대한 안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 합착기용 완충장치 및 합착기를 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 합착기는 제1기판과 제2기판을 합착시키는 합착공정이 이루어지는 챔버유닛; 상기 챔버유닛의 내부에 배치되고, 상기 제2기판을 지지하는 하부스테이지; 상기 챔버유닛의 내부에서 상기 하부스테이의 상측에 배치된 상부스테이지; 상기 하부스테이지와 상기 상부스테이지의 사이에 배치되도록 상기 상부스테이지에 결합된 완충부; 진공 흡착을 이용하여 상기 제1기판을 상기 완충부에 부착시키는 흡착부; 및 상기 하부스테이지와 상기 상부스테이지 중에서 적어도 하나를 상하방향을 따라 승하강시키는 승하강부를 포함할 수 있다. 상기 완충부는 상기 흡착부에 의한 진공 흡착으로 상기 제1기판이 상기 상부스테이지 쪽으로 이동함에 따라 탄성적으로 압축되는 완충본체, 및 상기 완충본체를 관통하여 형성된 복수개의 완충공을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 합착기는 제1기판과 제2기판을 합착시키는 합착공정이 이루어지는 챔버유닛; 상기 챔버유닛의 내부에 배치되고, 상기 제2기판을 지지하는 하부스테이지; 상기 챔버유닛의 내부에서 상기 하부스테이의 상측에 배치된 상부스테이지; 상기 하부스테이지와 상기 상부스테이지의 사이에 배치되도록 상기 상부스테이지에 결합된 완충부; 및 진공 흡착을 이용하여 상기 제1기판을 상기 완충부에 부착시키는 흡착부를 포함할 수 있다. 상기 완충부는 상기 흡착부에 의해 상기 제1기판이 상기 상부스테이지 쪽으로 이동함에 따라 복수개의 완충구역들별로 서로 다른 압축률로 압축되는 완충본체를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 합착기용 완충장치는 제1기판과 제2기판을 합착하는 합착공정을 수행하기 위한 합착기에 설치되는 완충장치로, 상기 합착기가 갖는 상부스테이지에 결합되기 위한 완충본체; 및 상기 완충본체를 관통하여 형성된 복수개의 완충공을 포함할 수 있다. 상기 완충공들은 상기 합착기가 갖는 흡착부에 의해 상기 제1기판이 상기 상부스테이지 쪽으로 이동함에 따라 상기 완충본체가 복수개의 완충구역들별로 서로 다른 압축률로 압축되도록 상기 완충구역들별로 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 이룰 수 있다.

본 발명은 합착공정이 이루어지는 과정에서 제1기판이 상부스테이지로부터 부분적으로 이격되는 정도를 감소시킬 수 있도록 구현된다. 이에 따라, 본 발명은 제1기판이 손상 내지 파손될 위험을 줄일 수 있으므로, 합착공정이 완료된 기판에 대한 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 정전력을 이용함에 따라 진공상태에서 스파크 등이 발생할 가능성을 원천적으로 차단하도록 구현된다. 따라서, 본 발명은 제1기판과 제2기판이 손상 내지 파손될 위험을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 합착공정에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 합착기의 개념적인 측면도
도 2는 종래 기술에 따른 합착기에 있어서 제1기판이 상부스테이지로부터 부분적으로 이격된 모습을 나타낸 개념적인 확대도
도 3은 본 발명에 따른 합착기의 개략적인 측단면도
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 합착기에 있어서 상부스테이지, 완충부, 제1기판의 일부를 확대하여 나타낸 개략적인 측단면도
도 6은 본 발명에 따른 합착기에 있어서 완충구역들을 설명하기 위한 완충본체의 개념적인 평면도
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 합착기에 있어서 상부스테이지, 완충부, 제1기판에서 제1완충구역과 제2완충구역에 대응되는 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 측단면도
도 9는 도 6의 A 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 평면도
도 10은 도 6의 B 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 평면도
도 11은 본 발명에 따른 합착기에 있어서 완충공들이 원형으로 형성된 실시예를 설명하기 위해 도 6의 A부분을 확대하여 나타낸 개략적인 평면도
도 12은 본 발명에 따른 합착기에 있어서 완충부가 완충본체, 제1결합부재, 및 제2결합부재를 포함하는 실시예를 설명하기 위한 개략적인 측단면도

이하에서는 본 발명에 따른 합착기의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 합착기용 완충장치는 본 발명에 따른 합착기에 포함될 수 있으므로, 본 발명에 따른 합착기의 실시예를 설명하면서 함께 설명한다. 한편, 도 7과 도 8에서 세로방향으로 나란하게 표시된 두 줄의 일점쇄선은 생략선이다.

도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 합착기(1)는 제1기판(100)과 제2기판(200)을 합착시키는 합착공정을 수행하는 것이다. 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)은 전자기기를 제조하기 위한 것이다. 예컨대, 전자기기는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), PDP(Plasma Display Panel), EPD(Electrophoretic Display) 등의 디스플레이장치, 태양전지, 조명기기 등일 수 있다. 이 경우, 디스플레이장치는 컴퓨터, 태블릿, 핸드폰 등에 사용되는 것일 수 있다. 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)이 상기 디스플레이장치를 제조하기 위한 것인 경우, 상기 제1기판(100)은 커버(Cover) 기판이고, 상기 제2기판(200)은 영상을 표시하기 위한 패널(Panel) 기판일 수 있다.

본 발명에 따른 합착기(1)는 챔버유닛(2), 하부스테이지(3), 상부스테이지(4), 흡착부(5), 승하강부(6), 및 완충부(7)를 포함한다.

도 3을 참고하면, 상기 챔버유닛(2)은 상기 합착공정이 이루어지는 공정공간(300)이 마련된 것이다. 상기 챔버유닛(2)의 내부에는 상기 하부스테이지(3), 상기 상부스테이지(4), 및 상기 완충부(7)가 배치될 수 있다. 상기 하부스테이지(3)와 상기 상부스테이지(4)는 상기 챔버유닛(2)에 결합될 수 있다. 상기 흡착부(5)와 상기 승하강부(6)는 상기 챔버유닛(2)의 외부에 배치될 수 있다. 상기 흡착부(5)와 상기 승하강부(6)는 상기 챔버유닛(2)의 외면에 결합될 수도 있다.

상기 챔버유닛(2)은 제1챔버(21) 및 제2챔버(22)를 포함할 수 있다. 상기 제1챔버(21)와 상기 제2챔버(22)는 서로 접하거나 이격되게 이동될 수 있다. 상기 제1챔버(21)와 상기 제2챔버(22)가 이격되면, 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)은 상기 챔버유닛(2)의 내부로 반입되거나 상기 챔버유닛(2)의 외부로 반출될 수 있다. 상기 제1챔버(21)와 상기 제2챔버(22)가 접하면, 상기 챔버유닛(2)에서는 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)을 합착시키는 합착공정이 이루어질 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 챔버유닛(2)은 개폐기구를 포함할 수도 있다. 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)은 상기 개폐기구를 통해 상기 챔버유닛(2)의 내부로 반입되거나 상기 챔버유닛(2)의 외부로 반출될 수 있다. 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)은 별도의 이송장치(미도시)에 의해 운반될 수 있다.

도 3을 참고하면, 상기 하부스테이지(3)는 상기 제2기판(200)을 지지하는 것이다. 상기 하부스테이지(3)는 상기 챔버유닛(2)의 내부에서 상기 상부스테이지(4)의 하측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2기판(200)은 상기 상부스테이지(4)의 하측에 배치되도록 상기 하부스테이지(3)에 지지될 수 있다.

도 3을 참고하면, 상기 상부스테이지(4)는 상기 챔버유닛(2)의 내부에서 상기 하부스테이지(3)의 상측에 배치된 것이다. 상기 상부스테이지(4)와 상기 하부스테이지(3)는 상하방향(Z축 방향)을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 상부스테이지(4)에는 상기 완충부(7)가 결합될 수 있다. 상기 제1기판(100)은 상기 완충부(7)에 부착됨으로써, 상기 상부스테이지(4)에 부착될 수 있다. 상기 완충부(7)는 상기 상부스테이지(4)와 상기 하부스테이지(3)의 사이에 배치되도록 상기 상부스테이지(4)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1기판(100)은 상기 하부스테이지(3)에 지지된 제2기판(200)의 상측에 배치될 수 있다.

도 3을 참고하면, 상기 흡착부(5)는 진공 흡착을 이용하여 상기 제1기판(100)을 상기 완충부(7)에 부착시키는 것이다. 상기 흡착부(5)는 상기 상부스테이지(4)에 연결되고, 상기 상부스테이지(4)와 상기 완충부(7)를 통해 상기 제1기판(100)을 진공 흡착할 수 있다. 이 경우, 상기 상부스테이지(4)에는 제1진공라인(41)과 복수개의 제2진공라인(42)이 설치될 수 있다.

상기 제1진공라인(41)은 상기 상부스테이지(4)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 제1진공라인(41)은 상기 흡착부(5)에 연결될 수 있다. 상기 제1진공라인(41)은 배관, 호스 등을 통해 상기 흡착부(5)에 연결될 수 있다. 상기 제1진공라인(41)은 일측이 상기 흡착부(5)에 연결되고, 타측이 상기 제2진공라인(42)들에 연결될 수 있다. 상기 제1진공라인(41)은 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 상부스테이지(4)의 양단으로부터 동일한 거리로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제1축방향(X축 방향)은 상기 상하방향(Z축 방향)에 대해 수직한 축 방향이다. 상기 제1진공라인(41)은 제2축방향(Y축 방향)을 기준으로 하여 상기 상부스테이지(4)의 양단으로부터 동일한 거리로 이격된 위치에 배치될 수도 있다. 상기 제2축방향(Y축 방향)과 상기 제1축방향(X축 방향)은 하나의 수평면 상에서 서로 수직하게 배치된 축방향이다. 상기 제1진공라인(41)은 상기 상부스테이지(4)의 내부에 홀(Hole)을 가공함으로써 구현될 수 있다. 상기 제1진공라인(41)은 배관 등으로 구현될 수도 있다.

상기 제2진공라인(42)들은 상기 제1진공라인(41)으로부터 분기된 것이다. 상기 제2진공라인(42)들은 각각 일측이 상기 제1진공라인(41)에 연결되고, 타측이 상기 상부스테이지(4)의 하면(下面)을 관통하도록 형성될 수 있다. 상기 제2진공라인(42)들은 각각 분기라인(43)에 연결됨으로써, 상기 분기라인(43)을 통해 상기 제1진공라인(41)에 연결될 수도 있다. 상기 제2진공라인(42)들은 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제2진공라인(42)들은 상기 제2축방향(Y축 방향)을 따라 서로 이격되게 배치될 수도 있다.

상기 흡착부(5)는 상기 제1진공라인(41)과 상기 제2진공라인(42)들을 통해 진공 흡착을 이용하여 상기 제1기판(100)을 상기 완충부(7)에 부착시킬 수 있다. 상기 흡착부(5)는 진공 흡착을 위한 진공펌프(미도시) 등을 포함할 수 있다.

도 3을 참고하면, 상기 승하강부(6)는 상기 하부스테이지(3)와 상기 상부스테이지(4) 중에서 적어도 하나를 상기 상하방향(Z축 방향)을 따라 승하강시키는 것이다. 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)에 대한 반입과 반출이 이루어지는 경우, 상기 승하강부(6)는 상기 하부스테이지(3)와 상기 상부스테이지(4) 간의 이격거리가 증가하도록 상기 하부스테이지(3)와 상기 상부스테이지(4) 중에서 적어도 하나를 승하강시킬 수 있다. 상기 하부스테이지(3)에 지지된 제2기판(200) 및 상기 완충부(7)에 부착된 제1기판(100)이 서로 접촉되도록, 상기 승하강부(6)는 상기 하부스테이지(3)와 상기 상부스테이지(4) 중에서 적어도 하나를 승하강시킬 수 있다. 상기 하부스테이지(3)에 지지된 제2기판(200) 및 상기 완충부(7)에 부착된 제1기판(100)이 서로 접촉된 상태에서, 상기 합착공정이 이루어질 수 있다.

상기 승하강부(6)는 유압실린더 또는 공압실린더를 이용한 실린더방식, 모터와 볼스크류(Ball Screw)와 볼너트(Ball Nut) 등을 이용한 볼스크류방식, 모터와 랙기어(Rack Gear)와 피니언기어(Pinion Gear) 등을 이용한 랙피니언방식, 모터와 풀리와 벨트 등을 이용한 벨트방식, 코일(Coil)과 영구자석 등을 이용한 리니어모터(Linear Motor) 방식 등을 통해 상기 하부스테이지(3)와 상기 상부스테이지(4) 중에서 적어도 하나를 승하강시킬 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 상기 완충부(7)는 상기 상부스테이지(4)에 결합된 것이다. 상기 완충부(7)는 본 발명에 따른 합착기용 완충장치에 해당할 수 있다. 상기 완충부(7)는 상기 상부스테이지(4)와 상기 하부스테이지(3)의 사이에 배치되도록 상기 상부스테이지(4)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 제1기판(100)은 상기 완충부(7)와 상기 하부스테이지(3)의 사이에 배치되도록 상기 완충부(7)에 부착될 수 있다. 상기 흡착부(5)는 진공 흡착을 이용하여 상기 제1기판(100)을 상기 완충부(7)에 부착시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 완충부(7)에는 복수개의 흡착공(7a)이 형성될 수 있다. 상기 흡착공(7a)들은 상기 완충부(7)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 흡착부(5)는 상기 흡착공(7a)들을 통해 상기 제1기판(100)이 상기 완충부(7)에 부착되도록 진공 흡착할 수 있다. 상기 흡착공(7a)들은 상기 상하방향(Z축 방향)을 따라 상기 완충부(7)를 관통하도록 형성될 수 있다. 상기 완충부(7)는 상기 흡착공(7a)들이 상기 제2진공라인(42)들 각각에 연결되도록 상기 상부스테이지(4)에 결합될 수 있다. 상기 완충부(7)는 나사 체결, 점착 등을 통해 상기 상부스테이지(4)에 결합될 수 있다.

상기 완충부(7)는 완충본체(71)를 포함할 수 있다.

상기 완충본체(71)는 탄성적으로 압축 가능한 것이다. 상기 흡착부(5)에 의한 진공 흡착으로 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(4) 쪽으로 이동함에 따라, 상기 완충본체(71)는 탄성적으로 압축될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 합착기(1)는 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.

우선, 상기 완충본체(71)를 갖는 완충부(7) 없이 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(4)에 직접 접촉되는 비교예는, 상기 흡착부(5)에 의한 진공 흡착으로 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(4) 쪽으로 밀착된다. 이 경우, 상기 흡착부(5)의 진공 흡착으로 인해 상기 제1진공라인(41), 상기 제2진공라인(42), 및 상기 분기라인(43)을 포함한 진공라인(40)의 내부가 진공상태로 되는데, 상기 진공라인(40)의 내부에 비해 상기 공정공간(300)이 더 고진공상태이면 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(4)로부터 부분적으로 이격된다. 이에 따라, 진공파기가 발생하게 된다. 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(4)로부터 부분적으로 이격됨에 따른 진공파기가 발생하는 것을 방지하기 위해, 비교예는 상기 흡착부(5)의 진공 흡착을 더 증대시켜서 상기 진공라인(40)의 내부를 더 고진공상태로 만들 수 있다. 그러나, 상기 흡착부(5)의 진공 흡착이 더 증대되면, 비교예는 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(4)에 직접적으로 더 밀착되므로, 상기 상부스테이지(4)에 의해 손상 내지 파손될 위험이 있다. 상기 상부스테이지(4)는 상기 제1기판(100)에 비해 더 큰 강도를 갖도록 구현될 뿐만 아니라, 탄성적으로 압축되지 않는 특성을 갖는 금속 등과 같은 재질로 형성되기 때문이다.

이와 달리, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 흡착부(5)의 진공 흡착을 더 증대시키더라도, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(4) 쪽으로 이동함에 따라 상기 완충본체(71)가 탄성적으로 압축되면서 상기 제1기판(100)에 가해지는 힘을 흡수하도록 구현된다. 따라서, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 흡착부(5)의 진공 흡착을 더 증대시켜서 상기 진공라인(40)의 내부를 더 고진공상태로 구현함으로써, 상기 제1기판(100)이 상기 완충부(7)로부터 부분적으로 이격되는 정도를 감소시킬 수 있다. 이 경우, 상기 제1기판(100)이 상기 완충부(7)로부터 부분적으로 이격되는 정도를 감소시킬 수 있으므로, 본 발명에 따른 합착기(1)는 진공파기가 발생하는 정도를 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 흡착부(5)의 진공 흡착을 더 증대시켜서 상기 진공라인(40)의 내부를 더 고진공상태로 구현하더라도, 상기 완충본체(71)가 상기 제1기판(100)에 가해지는 힘을 흡수하므로 상기 제1기판(100)이 손상 내지 파손될 위험을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 합착공정이 완료된 기판에 대한 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 합착기(1)는 정전력을 이용하지 않으므로, 정전력을 이용함에 따라 진공상태에서 스파크 등이 발생할 가능성을 원천적으로 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 합착공정에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 완충본체(71)는 상기 상부스테이지(4)에 비해 더 작은 강도를 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 완충본체(71)는 폴리이미드(Polyimid)로 형성될 수 있다. 상기 완충본체(71)는 상기 제1기판(100)에 비해 더 작은 강도를 갖도록 형성될 수도 있다. 상기 완충본체(71)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 제1기판(100)의 형태 등에 따라 원형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

도 3 내지 도 8을 참고하면, 상기 완충본체(71)는 상기 흡착부(5)에 의해 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(4) 쪽으로 이동함에 따라 복수개의 완충구역(70)들별로 서로 다른 압축률로 압축되도록 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 완충본체(71)는 4개의 완충구역들(70a, 70b, 70c, 70d)을 포함하고, 상기 흡착부(5)에 의해 상기 제1기판(100)이 상기 상부스테이지(4) 쪽으로 이동함에 따라 상기 완충구역들(70a, 70b, 70c, 70d)별로 서로 다른 압축률로 압축될 수 있다. 도 6에는 상기 완충본체(71)가 4개의 완충구역들(70a, 70b, 70c, 70d)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 완충본체(71)는 2개, 3개, 또는 5개 이상의 완충구역(70)들을 포함하도록 구현될 수도 있다.

상기 완충본체(71)는 상기 제1기판(100)이 부분적으로 이격될 가능성이 높은 완충구역(70)에 속하는 부분에 대한 압축률이 상기 제1기판(100)이 부분적으로 이격될 가능성이 낮은 완충구역(70)에 속하는 부분에 대한 압축률보다 더 크게 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여, 상기 완충본체(71)는 상기 흡착부(5)에 연결된 제1진공라인(41)으로부터 더 긴 거리로 이격된 완충구역(70)에 속하는 부분일수록 더 큰 압축률로 압축되도록 구현될 수 있다.

예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 제1진공라인(41)으로부터 제1거리(D1)로 이격된 제1완충구역(70a)에 속하는 상기 완충본체(71)의 부분[이하, '제1완충부분(71a)'이라 함]은 상기 제1진공라인(41)으로부터 상기 제1거리(D1)에 비해 더 긴 제2거리(D2)로 이격된 제2완충구역(70b)에 속하는 상기 완충본체(71)의 부분[이하, '제2완충부분(71b)'이라 함]에 비해 더 작은 압축률로 압축되도록 구현될 수 있다. 즉, 상기 제2완충부분(71b)이 상기 제1완충부분(71a)에 비해 더 큰 압축률로 압축되도록 구현될 수 있다. 상기 제1거리(D1)는 상기 제1완충구역(70a)의 바깥 테두리가 상기 제1진공라인(41)으로부터 이격된 거리이고, 상기 제2거리(D2)는 상기 제2완충구역(70b)의 바깥 테두리가 상기 제1진공라인(41)으로부터 이격된 거리이다. 이에 따라, 상기 제1기판(100)에 대한 상기 흡착부(5)의 진공 흡착이 시작되면, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2완충부분(71b)은 상기 제1완충부분(71a)에 비해 더 많이 압축될 수 있다. 즉, 상기 제2완충부분(71b)의 두께(T2)가 상기 제1완충부분(71a)의 두께(T1)에 비해 더 얇아지게 된다. 그 후 상기 제1기판(100)에 대한 상기 흡착부(5)의 진공 흡착이 안정화되면, 상기 제2완충부분(71b)의 두께(T2)와 상기 제1완충부분(71a)의 두께(T1)는 도 7에 도시된 바와 같이 복원력에 의해 대략 일치하게 조절될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 완충본체(71)가 상기 완충구역(70)들별로 서로 다른 압축률로 압축되도록 구현됨으로써, 상기 제1기판(100)에 대한 상기 흡착부(5)의 진공 흡착이 시작된 초기에는 상기 완충구역(70)들에 속하는 상기 완충본체(71)의 부분별로 서로 다른 두께로 된 후에 상기 흡착부(5)의 진공 흡착이 안정화되면 상기 완충본체(71)가 전체적으로 대략 일치하는 두께로 되도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 흡착부(5)에 의한 진공 흡착으로 인해 상기 제1기판(100)에 가해지는 힘을 전체적으로 분산시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 제1기판(100)이 상기 완충부(7)로부터 부분적으로 이격되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1기판(100)에 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 합착공정이 완료된 기판에 대한 품질을 더 향상시킬 수 있다. 한편, 도 8에는 상기 제1완충부분(71a)과 상기 제2완충부분(71b)이 절곡된 것처럼 표현되어 있으나 이는 생략선에 기인한 것으로, 상기 제1기판(100)은 상기 제1축방향(X축 방향)을 따라 점진적으로 휘어짐에 따라 상기 제1완충부분(71a)과 상기 제2완충부분(71b) 간에 두께 차이가 발생할 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 상기 완충부(7)는 복수개의 완충공(72)을 포함할 수 있다.

상기 완충공(72)들은 상기 완충본체(71)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 완충공(72)들로 인해, 상기 완충본체(71)의 압축률이 더 증대될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 완충공(72)들이 형성된 완충본체(71)를 이용하여 상기 상부스테이지(4)에 대한 상기 제1기판(100)의 부분적인 이격 정도 및 상기 제1기판(100)에 대한 손상 내지 파손 위험을 더 감소시킬 수 있다. 상기 완충공(72)들은 상기 상하방향(Z축 방향)을 따라 상기 완충본체(71)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 완충공(72)들은 상기 완충본체(71)의 서로 다른 부분을 관통하도록 서로 이격되게 배치될 수 있다.

도 3 내지 도 8을 참고하면, 상기 완충공(72)들은 상기 완충구역(70)들 각각에서 상기 완충본체(71)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 완충공(72)들은 상기 완충구역(70)들별로 서로 다른 크기로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 완충본체(71)는 상기 완충구역(70)들별로 서로 다른 압축률로 압축되도록 구현될 수 있다. 더 큰 크기의 완충공(72)들이 형성된 완충구역(70)일수록 더 큰 압축률로 압축되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 완충공(72)들 각각의 크기를 상기 제1축방향(X축 방향)에 대해 평행한 수평면을 기준으로 하는 수평단면적의 크기를 의미할 수 있다. 이하에서 상기 완충공(72)들의 크기에 관한 것은, 모두 상기 수평단면적의 크기를 의미할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 완충공(72)들의 크기를 이용하여 상기 완충본체(71)가 상기 완충구역(70)들별로 서로 다른 압축률로 압축되도록 구현됨으로써, 상기 완충본체(71)가 상기 완충구역(70)들별로 서로 다른 두께로 구현된 실시예, 상기 완충본체(71)가 상기 완충구역(70)들별로 서로 다른 재질로 구현된 실시예, 상기 완충본체(71)가 상기 완충구역(70)들별로 서로 다른 밀도로 구현된 실시예 등과 대비할 때, 상기 완충본체(71)의 제조에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다.

상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여, 상기 제1완충구역(70a)에 배치된 제1완충공(72a)들은 상기 제2완충구역(70b)에 배치된 제2완충공(72b)들에 비해 더 작은 크기로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1완충부분(71a)은 상기 제2완충부분(71b)에 비해 더 작은 압축률로 압축되도록 구현될 수 있다. 즉, 상기 제2완충부분(71b)이 상기 제1완충부분(71a)에 비해 더 큰 압축률로 압축되도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 완충구역(70)들별로 서로 다른 크기로 형성된 완충공(72)들을 이용하여 상기 흡착부(5)에 의한 진공 흡착으로 인해 상기 제1기판(100)에 가해지는 힘을 전체적으로 분산시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 제1기판(100)이 상기 완충부(7)로부터 부분적으로 이격되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1기판(100)에 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 제1완충구역(70a)은 상기 완충구역(70)들 중에서 가장 내측에 배치된 것일 수 있다. 상기 제2완충구역(70b)은 상기 완충구역(70)들 중에서 가장 외측에 배치된 것일 수 있다. 이 경우, 상기 제1완충구역(70a)에 형성된 완충공(72)들은 상기 제2완충구역(70b)에 형성된 완충공(72)들에 비해 더 작은 크기로 형성될 수 있다. 상기 제1완충구역(70a)과 상기 제2완충구역(70b)의 사이에는 제3완충구역(70c)과 제4완충구역(70d)이 배치될 수도 있다. 상기 제3완충구역(70c)은 상기 제2완충구역(70b)과 상기 제4완충구역(70d)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제4완충구역(70d)은 상기 제1완충구역(70a)과 상기 제3완충구역(70c)의 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 하여 상기 제1진공라인(41)으로부터 이격된 거리가 짧은 것에서부터 긴 것으로 상기 완충구역(70)의 순서를 정렬하면, 상기 제1완충구역(70a), 상기 제4완충구역(70d), 상기 제3완충구역(70c), 및 상기 제2완충구역(70b)으로 된다. 이 경우, 상기 완충공(72)들의 크기가 작은 것에서부터 큰 것으로 상기 완충구역(70)의 순서를 정렬하면, 상기 제1완충구역(70a), 상기 제4완충구역(70d), 상기 제3완충구역(70c), 및 상기 제2완충구역(70b)으로 된다. 이에 따라, 상기 압축률의 크기가 작은 것에서부터 큰 것으로 상기 완충구역(70)의 순서를 정렬하면, 상기 제1완충구역(70a), 상기 제4완충구역(70d), 상기 제3완충구역(70c), 및 상기 제2완충구역(70b)으로 된다.

도 3 내지 도 11을 참고하면, 상기 완충본체(71)는 상기 완충공(72)들 각각을 둘러싸도록 배치된 완충내벽(711)들을 포함할 수 있다. 상기 완충내벽(711)들은 상기 완충본체(71)에서 상기 완충공(72)들이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분에 해당할 수 있다.

상기 완충내벽(711)들은 각각 상기 완충공(72)을 향하는 N개(N은 2보다 큰 정수)의 완충내면(712)을 포함하는 다각형 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 상기 완충내벽(711)들은 각각 6개의 완충내면(712)을 포함하는 육각형 구조로 형성될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 완충내벽(711)들은 각각 3개, 4개, 5개, 또는 7개 이상의 완충내면(712)을 갖는 다각형 구조로 구현될 수도 있다. 이와 같이 상기 완충내벽(711)들이 다각형 구조로 형성된 경우, 상기 완충구역(70)들 중에서 상기 제1완충구역(70a)에 배치된 완충내면(712, 도 9에 도시됨)들 각각의 면적은 상기 제2완충구역(70b)에 배치된 완충내면(712, 도 10에 도시됨)들 각각의 면적에 비해 더 작게 구현될 수 있다. 상기 제1완충구역(70a)에 배치된 완충내면(712)들 각각이 갖는 변(邊)의 길이(L1, 도 9에 도시됨)가 상기 제2완충구역(70b)에 배치된 완충내면(712)들 각각이 갖는 변(邊)의 길이(L2, 도 9에 도시됨)에 비해 더 짧게 구현되기 때문이다. 이 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 제1완충구역(70a)에 배치된 완충내면(712)들 각각의 높이 및 상기 제2완충구역(70b)에 배치된 완충내면(712)들 각각의 높이는 서로 동일하게 구현될 수 있다. 상기 완충내면(712)들 각각의 높이는 상기 완충본체(71)의 두께에 해당할 수 있다.

상기 완충내벽(711)들은 각각 상기 완충내면(712)이 곡면을 이루도록 형성될 수도 있다. 예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 완충내벽(711)들은 각각 원형의 완충내면(712)을 포함하는 원형 구조로 형성될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 완충내벽(711)들은 각각 타원형, 비구면형의 완충내면(712)을 포함하는 곡형 구조로 형성될 수도 있다. 이와 같이 상기 완충내벽(711)들이 곡형 구조로 형성된 경우, 상기 완충구역(70)들 중에서 상기 제1완충구역(70a)에 배치된 완충내면(712, 도 9에 도시됨)들 각각의 면적은 상기 제2완충구역(70b)에 배치된 완충내면(712, 도 10에 도시됨)들 각각의 면적에 비해 더 작게 구현될 수 있다. 상기 제1완충구역(70a)에 배치된 완충내면(712)들 각각의 직경이 상기 제2완충구역(70b)에 배치된 완충내면(712)들 각각의 직경에 비해 더 작게 구현되기 때문이다. 이 경우, 상기 상하방향(Z축 방향)을 기준으로 하여, 상기 제1완충구역(70a)에 배치된 완충내면(712)들 각각의 높이 및 상기 제2완충구역(70b)에 배치된 완충내면(712)들 각각의 높이는 서로 동일하게 구현될 수 있다.

도 12를 참고하면, 상기 완충부(7)는 제1결합부재(73) 및 제2결합부재(74)를 포함할 수 있다.

상기 제1결합부재(73)는 상기 완충본체(71)의 하면(下面)에 결합된 것이다. 상기 제1기판(100)은 상기 제1결합부재(73)에 접촉된 상태에서 진공 흡착에 의해 상기 완충부(7)에 부착될 수 있다.

상기 제2결합부재(74)는 상기 완충본체(71)의 상면(上面)에 결합된 것이다. 상기 제2결합부재(74)는 상기 완충본체(71)와 상기 상부스테이지(4)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2결합부재(74)는 상기 상부스테이지(4)의 하면(下面)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 완충본체(71)는 상기 제2결합부재(74)를 통해 상기 상부스테이지(4)에 결합될 수 있다. 상기 제2결합부재(74)와 상기 제1결합부재(73)는 상기 완충본체(71)에 비해 내마모성과 내열성이 더 강한 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 합착공정이 이루어지는 과정에서 상기 공정공간(300)의 압력, 온도 등과 같은 변화로부터, 상기 제2결합부재(74)와 상기 제1결합부재(73)는 상기 완충본체(71)를 보호할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 합착기(1)는 상기 완충부(7)에 대한 사용수명을 연장할 수 있으므로, 상기 완충부(7)에 대한 유지보수비용을 절감할 수 있다.

상기 제2결합부재(74)와 상기 제1결합부재(73)가 구비된 경우, 상기 흡착공(7a)들은 상기 제2결합부재(74), 상기 완충본체(71), 및 상기 제1결합부재(73) 모두를 관통하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 흡착부(5, 도 3에 도시됨)는 상기 흡착공(7a)들을 통해 상기 제1기판(100)이 상기 완충부(7)에 부착되도록 진공 흡착할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 : 합착기 2 : 챔버유닛
3 : 하부스테이지 4 : 상부스테이지
5 : 흡착부 6 : 승하강부
7 : 완충부 7a : 흡착공
40 : 진공라인 41 : 제1진공라인
42 : 제2진공라인 43 : 분기라인
70 : 완충구역 71 : 완충본체
72 : 완충공 73 : 제1결합부재
74 : 제2결합부재 100 : 제1기판
200 : 제2기판 300 : 공정공간

Claims

제1기판과 제2기판을 합착시키는 합착공정이 이루어지는 챔버유닛;
상기 챔버유닛의 내부에 배치되고, 상기 제2기판을 지지하는 하부스테이지;
상기 챔버유닛의 내부에서 상기 하부스테이의 상측에 배치된 상부스테이지;
상기 하부스테이지와 상기 상부스테이지의 사이에 배치되도록 상기 상부스테이지에 결합된 완충부;
진공 흡착을 이용하여 상기 제1기판을 상기 완충부에 부착시키는 흡착부; 및
상기 하부스테이지와 상기 상부스테이지 중에서 적어도 하나를 상하방향을 따라 승하강시키는 승하강부를 포함하고,
상기 완충부는 상기 흡착부에 의한 진공 흡착으로 상기 제1기판이 상기 상부스테이지 쪽으로 이동함에 따라 탄성적으로 압축되는 완충본체, 및 상기 완충본체를 관통하여 형성된 복수개의 완충공을 포함하며,
상기 완충공들은 복수개의 완충구역들 각각에서 상기 완충본체를 관통하여 형성되고, 상기 완충구역들별로 서로 다른 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 합착기.
제1항에 있어서,
상기 상부스테이지에는 상기 흡착부에 연결된 제1진공라인 및 상기 제1진공라인으로부터 분기된 복수개의 제2진공라인이 설치되고,
상기 제2진공라인들은 상기 상부스테이지의 하면(下面)을 관통하도록 형성되며,
상기 상하방향에 대해 수직한 제1축방향을 기준으로 하여, 상기 완충공들 중에서 상기 제1진공라인으로부터 제1거리로 이격된 제1완충구역에 배치된 제1완충공들은 상기 완충공들 중에서 상기 제1진공라인으로부터 상기 제1거리에 비해 더 긴 제2거리로 이격된 제2완충구역에 배치된 제2완충공들에 비해 더 작은 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 합착기.
삭제
제1항, 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 완충본체는 상기 완충공들 각각을 둘러싸도록 배치된 완충내벽들을 포함하고,
상기 완충내벽들은 각각 상기 완충공을 향하는 N개(N은 2보다 큰 정수)의 완충내면을 포함하는 다각형 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 합착기.
제1항, 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 완충본체는 상기 완충공들 각각을 둘러싸도록 배치된 완충내벽들을 포함하고,
상기 완충내벽들은 각각 상기 완충공을 향하는 완충내면을 포함하되, 완충내면이 곡면을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 합착기.
제1항, 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 완충부는,
상기 완충본체의 하면에 결합된 제1결합부재;
상기 완충본체와 상기 상부스테이지의 사이에 배치되도록 상기 완충본체의 상면에 결합된 제2결합부재; 및
상기 제1결합부재, 상기 완충본체, 및 상기 제2결합부재를 관통하도록 형성된 복수개의 흡착공을 포함하고,
상기 흡착부는 상기 흡착공들을 통해 상기 제1기판이 상기 완충부에 부착되도록 진공 흡착하는 것을 특징으로 하는 합착기.
제1기판과 제2기판을 합착하는 합착공정을 수행하기 위한 합착기에 설치되는 완충장치로,
상기 합착기가 갖는 상부스테이지에 결합되기 위한 완충본체; 및
상기 완충본체를 관통하여 형성된 복수개의 완충공을 포함하고,
상기 완충공들은 상기 합착기가 갖는 흡착부에 의해 상기 제1기판이 상기 상부스테이지 쪽으로 이동함에 따라 상기 완충본체가 복수개의 완충구역들별로 서로 다른 압축률로 압축되도록 상기 완충구역들별로 서로 다른 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 합착기용 완충장치.
제7항에 있어서,
상기 완충구역들 중에서 가장 내측에 배치된 완충구역에 형성된 완충공들은 상기 완충구역들 중에서 가장 외측에 배치된 완충구역에 형성된 완충공들에 비해 더 작은 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 합착기용 완충장치.
제7항에 있어서,
상기 완충본체는 상기 완충공들 각각을 둘러싸도록 배치된 완충내벽들을 포함하고,
상기 완충내벽들은 각각 상기 완충공을 향하는 N개(N은 2보다 큰 정수)의 완충내면을 포함하는 다각형 구조로 형성되며,
상기 완충구역들 중에서 가장 내측에 배치된 완충구역에 배치된 완충내면들 각각의 면적은, 상기 완충구역들 중에서 가장 외측에 배치된 완충구역에 배치된 완충내면들 각각의 면적에 비해 더 작은 것을 특징으로 하는 합착기용 완충장치.
제1기판과 제2기판을 합착시키는 합착공정이 이루어지는 챔버유닛;
상기 챔버유닛의 내부에 배치되고, 상기 제2기판을 지지하는 하부스테이지;
상기 챔버유닛의 내부에서 상기 하부스테이의 상측에 배치된 상부스테이지;
상기 하부스테이지와 상기 상부스테이지의 사이에 배치되도록 상기 상부스테이지에 결합된 완충부; 및
진공 흡착을 이용하여 상기 제1기판을 상기 완충부에 부착시키는 흡착부를 포함하고,
상기 완충부는 상기 흡착부에 의해 상기 제1기판이 상기 상부스테이지 쪽으로 이동함에 따라 복수개의 완충구역들별로 서로 다른 압축률로 압축되는 완충본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 합착기.