KR102435883B1 - 소자 리페어 장치 - Google Patents

소자 리페어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102435883B1
KR102435883B1 KR1020200110491A KR20200110491A KR102435883B1 KR 102435883 B1 KR102435883 B1 KR 102435883B1 KR 1020200110491 A KR1020200110491 A KR 1020200110491A KR 20200110491 A KR20200110491 A KR 20200110491A KR 102435883 B1 KR102435883 B1 KR 102435883B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
new
stamp
connection material
pressing
defective
Prior art date
Application number
KR1020200110491A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220028883A (ko
Inventor
김광섭
김찬
윤민아
장봉균
오민섭
김재현
임형준
원세정
이학주
Original Assignee
한국기계연구원
재단법인 파동에너지 극한제어 연구단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원, 재단법인 파동에너지 극한제어 연구단 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020200110491A priority Critical patent/KR102435883B1/ko
Priority to PCT/KR2021/011645 priority patent/WO2022045861A1/ko
Publication of KR20220028883A publication Critical patent/KR20220028883A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102435883B1 publication Critical patent/KR102435883B1/ko
Priority to US18/093,333 priority patent/US20230156994A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/225Correcting or repairing of printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0486Replacement and removal of components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0408Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work for planar work
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/046Surface mounting
    • H05K13/0465Surface mounting by soldering
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/046Surface mounting
    • H05K13/0469Surface mounting by applying a glue or viscous material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3494Heating methods for reflowing of solder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/42Printed circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/08Auxiliary devices therefor
    • B23K3/082Flux dispensers; Apparatus for applying flux
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/101Using electrical induction, e.g. for heating during soldering
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/17Post-manufacturing processes
    • H05K2203/176Removing, replacing or disconnecting component; Easily removable component
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예는 신규 소자의 파손이 방지되도록 하고, 안전한 리페어 공정이 수행될 수 있도록 하는 소자 리페어 장치를 제공한다. 여기서, 소자 리페어 장치는 접속소재 전사용 스탬프 그리고 소자 전사용 스탬프를 포함한다. 접속소재 전사용 스탬프는 기판 상에서 소자가 전사되지 않은 리페어 영역에 신규 접속소재를 전사한다. 소자 전사용 스탬프는 신규 접속소재에 신규 소자를 전사한다. 소자 전사용 스탬프는, 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 신규 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성(Zero Stiffness) 하중이 신규 소자에 가해지도록 하는 소자용 하중 제어부를 가진다.

Description

소자 리페어 장치{APPARATUS FOR REPAIRING DEVICE}
본 발명은 소자 리페어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신규 소자의 파손이 방지되도록 하고, 안전한 리페어 공정이 수행될 수 있도록 하는 소자 리페어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 기판에 다수개의 소자들이 실장되는 소자 모듈은 불량 소자를 검사하기 위한 테스트 과정을 거치고 있으며, 불량으로 판별된 소자를 제거하고 새로운 소자로 대체하는 공정을 리페어(Repair) 공정이라 한다.
소자 리페어 공정에서 사용되는 리페어 장치들은 불량 소자를 기판으로부터 분리할 수 있도록 불량 소자의 솔더를 용융시키는 장치나 새로운 소자를 기판에 실장시키는 장치 등이 있다.
한편, 종래의 소자 리페어 공정에서는 새로운 소자를 전사하는 과정에서 새로운 소자에 과한 압력이 제공되어 소자의 파손이 발생할 수 있는 문제점이 있고, 이를 방지하기 위해서 소자에 가해지는 압력을 감지하거나, 소자의 상태를 모니터링 하기 위한 여러 종류의 센서들이 필요하게 되어 장치의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.
또한, 불량 소자를 제거하거나, 새로운 소자를 전사하는 과정에서, 불량 소자와 상관 없는 정상적인 다른 소자들이 손상을 입게 되는 문제점도 발생하고 있다.
최근에는 나노 기술이 발달함에 따라 소자의 크기가 갈수록 작아지고 있는데, 종래의 소자의 리페어 장치는 진공 흡착도구의 물리적 크기로 인해 이러한 미소 소자에는 적용하기 어려워지고 있다. 따라서, 기판에 배열된 다수의 미소 소자에 포함된 불량 소자를 효과적으로 제거하여 새로운 소자로 대체할 수 있는 소자 리페어 기술이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제1228306호(2013. 01. 31. 공고)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 신규 소자의 파손이 방지되도록 하고, 안전한 리페어 공정이 수행될 수 있도록 하는 소자 리페어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 기판 상에서 소자가 전사되지 않은 리페어 영역에 신규 접속소재를 전사하는 접속소재 전사용 스탬프; 그리고 상기 신규 접속소재에 신규 소자를 전사하는 소자 전사용 스탬프를 포함하고, 상기 소자 전사용 스탬프는, 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 상기 신규 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성(Zero Stiffness) 하중이 상기 신규 소자에 가해지도록 하는 소자용 하중 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치를 제공한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 기판 상에서 불량 소자 및 상기 불량 소자가 제거된 후 남은 잔류 접속소재를 제거하는 제거용 스탬프; 상기 불량 소자 및 상기 잔류 접속소재가 제거된 리페어 영역에 신규 접속소재를 전사하는 접속소재 전사용 스탬프; 그리고 상기 신규 접속소재에 신규 소자를 전사하는 소자 전사용 스탬프를 포함하고, 상기 소자 전사용 스탬프는, 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 상기 신규 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성(Zero Stiffness) 하중이 상기 신규 소자에 가해지도록 하는 소자용 하중 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제거용 스탬프는 상기 불량 소자와 접촉되는 복수의 패드를 가지고, 상기 복수의 패드 중 하나의 패드가 선택되어 상기 불량 소자와 점착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제거용 스탬프는 이격된 한 쌍의 롤러에 연결되어 공급되고, 하면에 상기 복수의 패드가 일렬로 부착되는 테이프와, 상기 테이프의 상측에 승강 가능하게 설치되고, 상기 테이프를 하측으로 가압하여 일렬로 부착된 상기 복수의 패드 중 하나의 패드를 상기 불량 소자에 가압하는 가압헤드를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제거용 스탬프는 상기 복수의 패드가 하면에 어레이 형태로 부착되는 부착 필름과, 상기 부착 필름의 상측에서 수평이동 및 승강 가능하게 설치되고, 상기 부착 필름을 하측으로 가압하여 어레이 형태로 부착된 상기 복수의 패드 중 하나의 패드를 상기 불량 소자에 가압하는 가압로드를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 패드는 상기 불량 소자가 삽입되도록 상기 패드의 하부에 함몰 형성되는 수용홈과, 상기 수용홈의 둘레에 구비되는 히터와, 상기 수용홈에 구비되고, 상기 히터에 의해 가열되어 상기 수용홈에 삽입된 상기 불량 소자가 점착되도록 하는 점착층을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 히터는 상기 불량 소자 및 상기 기판을 전기적으로 연결하는 접속소재가 유도 가열되도록 하는 유도 가열 히터일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제거용 스탬프는 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 상기 불량 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 상기 불량 소자에 가해지도록 하는 제거용 하중 제어부를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 소자 전사용 스탬프는 외부에서 공급되는 유체가 통과하는 유체주입구와, 상기 유체주입구를 통해 주입되는 유체에 의해 하측으로 팽창되고 점착력을 가지는 탄성층과, 상기 탄성층 및 상기 신규 소자 사이의 점착력이 조절되도록, 상기 유체주입구를 통한 유체의 주입량을 제어하는 유량제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 신규 소자를 가압 및 가열하여 상기 신규 접속소재에 상기 신규 소자를 접합하는 리플로우용 스탬프를 포함하고, 상기 리플로우용 스탬프는 상기 신규 소자를 가압하면서 상기 신규 소자 및 상기 신규 접속소재를 가열하는 가압 히터와, 상기 가압 히터의 둘레에 배치되고, 상기 가압 히터가 상기 신규 소자를 가압 시에 상기 신규 소자 주위의 소자에 밀착되는 완충층을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 리플로우용 스탬프는 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 상기 신규 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 상기 신규 소자에 가해지도록 하는 리플로우용 하중 제어부를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접속소재 전사용 스탬프는 이격된 한 쌍의 롤러에 연결되어 공급되고, 하면에는 신규 접속소재가 일렬로 부착되는 테이프와, 상기 테이프의 상측에 승강 가능하게 설치되고, 상기 테이프를 하측으로 가압하여 일렬로 부착된 상기 복수의 신규 접속소재 중 하나의 신규 접속소재를 상기 리페어 영역에 가압하는 가압헤드를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접속소재 전사용 스탬프는 복수의 신규 접속소재가 하면에 어레이 형태로 부착되는 부착 필름과, 상기 부착 필름의 상측에서 수평이동 및 승강 가능하게 설치되고, 상기 부착 필름을 하측으로 가압하여 어레이 형태로 부착된 상기 복수의 신규 접속소재 중 하나의 신규 접속소재를 상기 리페어 영역에 가압하는 가압로드를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 소자 전사용 스탬프는 이격된 한 쌍의 롤러에 연결되어 공급되고, 하면에는 신규 소자가 일렬로 부착되는 테이프와, 상기 테이프의 상측에 승강 가능하게 설치되고, 상기 테이프를 하측으로 가압하여 일렬로 부착된 상기 복수의 신규 소자 중 하나의 신규 소자를 상기 신규 접속소재에 가압하는 가압헤드를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 소자 전사용 스탬프는 복수의 신규 소자가 하면에 어레이 형태로 부착되는 부착 필름과, 상기 부착 필름의 상측에서 수평이동 및 승강 가능하게 설치되고, 상기 부착 필름을 하측으로 가압하여 어레이 형태로 부착된 상기 복수의 신규 소자 중 하나의 신규 소자를 상기 신규 접속소재에 가압하는 가압로드를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 신규 접속소재에 신규 소자를 전사하는 소자 전사용 스탬프는, 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 신규 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성(Zero Stiffness) 하중이 신규 소자에 가해지도록 하는 소자용 하중 제어부를 가질 수 있으며, 이를 통해, 신규 소자의 전사 시에 신규 소자의 파손이 방지될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 소자 리페어 장치에서 접속소재 전사용 스탬프를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소자 리페어 장치에서 소자 전사용 스탬프를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 3은 도 2의 소자 전사용 스탬프의 작동예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 도 3의 소자용 하중 제어부의 형상 변형 및 이에 따른 변위-하중 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 2의 소자 전사용 스탬프의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 6은 도 2의 소자 전사용 스탬프의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 소자 리페어 장치에서 리플로우용 스탬프를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 소자 리페어 장치에서 제거용 스탬프를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 9는 도 8의 제거용 스탬프의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 10은 도 9의 제거용 스탬프의 작동예시도이다.
도 11은 도 9의 패드를 나타낸 예시도이다.
도 12는 도 11의 패드의 작동예시도이다.
도 13은 도 8의 제거용 스탬프의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 14는 도 13의 제거용 스탬프의 작동예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 소자 리페어 장치에서 접속소재 전사용 스탬프를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 소자 리페어 장치는 접속소재 전사용 스탬프(100) 그리고 소자 전사용 스탬프(200)를 포함할 수 있다.
접속소재 전사용 스탬프(100)는 스테이지(900)에 마련되는 기판(10) 상에서 소자(12)가 전사되지 않은 리페어 영역(RA)에 신규 접속소재(21)가 전사되도록 할 수 있다.
스테이지(900)는 수평면상의 가상의 X-Y축 방향으로 이동될 수 있다. 그리고, 스테이지(900)의 이동 시에 스테이지(900) 및 기판(10) 사이의 미끄러짐이 발생하지 않도록, 스테이지(900)의 상부에는 진공척(미도시)이 더 마련될 수 있다. 기판(10)은 진공척에 마련되어 스테이지(900)와 함께 일체로 이동될 수 있다.
기판(10)은 소자의 전사공정을 거친 상태의 기판일 수 있다. 기판(10) 상의 소자 전사 불량의 형태는 크게 소자가 전사되지 않은 경우와, 소자는 전사 되었지만 소자가 접속소재에 정확하게 정렬되지 않거나, 또는 소자가 파손되었거나, 또는 소자 및 접속소재 사이의 전기적 접속이 불량한 경우로 분류될 수 있다. 본 실시예에 따른 소자 리페어 장치는 기판에 소자가 전사되지 않은 경우에 적용될 수 있다.
접속소재 전사용 스탬프(100)는 접속소재가 마련되어 있지 않은 리페어 영역(RA)에 신규 접속소재(21)를 전사할 수 있다. 여기서, 신규 접속소재(21)는 기판(10)에 이미 마련된 접속소재(11)와 동일한 소재의 것일 수 있으며, 플럭스(Flux), 솔더 페이스트(Solder Paste), 이방성 전도 필름(ACF; Anisotropic Conductive Film), 이방성 전도 페이스트(ACP; Anisotropic Conductive Paste), 비전도성 필름(NCF; Non-Conductive Film) 등일 수 있다.
접속소재 전사용 스탬프(100)는 신규 접속소재(21)를 기판(10)에 전사하기 위한 전사팁(110)을 가질 수 있다. 접속소재 전사용 스탬프(100)는 도 1의 (b)에서와 같이 수평방향으로 이동할 수 있도록 구비되어 기판(10)에 신규 접속소재(21)를 전사할 수 있다. 또는 신규 접속소재(21)가 기판(10)에 전사될 형태에 대응되도록 전사팁(110)이 대면적 또는 복수 개 등으로 형성되어 접속소재 전사용 스탬프가 수평방향으로 이동되지 않은 상태에서도 신규 접속소재(21)가 전사되도록 할 수도 있다.
또한, 접속소재 전사용 스탬프(100)는 신규 접속소재(21)가 전사될 기판(10) 상의 전극(미도시)을 깨끗하게 하기 위한 클리닝 팁(미도시)을 더 가질 수 있다.
소자 전사용 스탬프(200)는 접속소재 전사용 스탬프(100)의 일측에 배치될 수 있으며, 신규 접속소재(21)가 전사된 기판(10)은 스테이지(900)에 의해 소자 전사용 스탬프(200)의 하측 방향으로 이동될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소자 리페어 장치에서 소자 전사용 스탬프를 중심으로 나타낸 예시도이고, 도 3은 도 2의 소자 전사용 스탬프의 작동예를 나타낸 예시도이다.
도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 소자 전사용 스탬프(200)는 신규 접속소재(21)에 신규 소자(22)를 전사할 수 있다.
소자 전사용 스탬프(200)는 소자용 하중 제어부(230)를 가질 수 있다. 소자용 하중 제어부(230)는 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 신규 소자(22)의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성(Zero Stiffness) 하중이 신규 소자(22)에 가해지도록 할 수 있다. 이하에서는 소자용 하중 제어부(230)에 대해서 먼저 상세히 설명한다.
도 4는 도 3의 소자용 하중 제어부의 형상 변형 및 이에 따른 변위-하중 관계를 나타낸 그래프인데, 도 4의 (d)에서 제1곡선(C1)은 소자용 하중 제어부가 적용된 소자 전사용 스탬프의 하중-변위 곡선을 나타낸 것이고, 제2곡선(C2)은 소자용 하중 제어부가 적용되지 않은 스탬프의 하중-변위 곡선을 나타낸 것이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 소자용 하중 제어부(230)는 베이스(231), 기둥(233) 그리고 플레이트(237)를 가질 수 있다.
베이스(231)는 편평하게 형성될 수 있으며, 기둥(233)은 일단부(234)가 베이스(231)의 일면에 연결될 수 있다. 플레이트(237)는 기둥(233)의 타단부(235)에 접촉되도록 마련될 수 있다. 기둥(233)의 축방향으로 외력이 가해지면 기둥(233)은 굽힘 변형될 수 있다. 여기서, 기둥(233)의 굽힘 변형은 좌굴(Buckling)을 포함하는 의미일 수 있다. 소자용 하중 제어부(230)가 소자 전사용 스탬프(200)에 배치 시에, 외력이 플레이트(237)를 통해 기둥(233)으로 전달되도록 배치될 수 있으나, 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니며, 외력이 베이스(231)를 통해 기둥(233)으로 전달되도록 배치될 수도 있다.
베이스(231), 기둥(233) 및 플레이트(237)는 실리콘 고무, 우레탄 고무, 불소 고무, EPDM(ethylene propylene diene rubber), NBR(Nitrile-butadiene rubber), PMMA(polymethyl methacrylate) 및 포토레지스트 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
소자용 하중 제어부(230)의 제조방법은 UV 광원을 이용한 포토리소그래피 공정, 3D 프린터 공정 또는 X-선을 이용한 LIGA공정으로 직접 소자용 하중 제어부를 제조할 수 있다. 이때, 소자용 하중 제어부(230)의 소재는 실리콘 고무, PMMA 및 에폭시 기반 네거티브 포토레지스트 중 적어도 어느 하나의 소재가 사용될 수 있다.
또 다른 방법으로, 소자용 하중 제어부(230)의 제조방법은 3D 프린터 공정 또는 LIGA 공정을 이용하여 소자용 하중 제어부(230)에 대응되는 형상의 몰드를 제작하는 몰드 제작단계와, 몰드에 성형액을 투입하고 경화시켜 소자용 하중 제어부를 성형하는 성형단계를 포함할 수 있다.
몰드에 투입되는 성형액은 실리콘 고무, 우레탄 고무, 불소 고무, EPDM 및 NBR 중 적어도 어느 하나의 소재이고, 성형액은 실온 경화(Room Temperature Vulcanization) 또는 고온 경화(High Temperature Vulcanization)될 수 있다.
본 발명에 따른 소자용 하중 제어부(230)는 도 4에서 보는 바와 같이 플레이트(237)를 통해 외력이 가해져서 기둥(233)이 제1변위(d1)만큼 굽힘 변형된 후, 제1변위(d1)보다 큰 제2변위(d2)만큼 굽힘 변형되더라도 제1변위(d1) 및 제2변위(d2) 구간에서 동일한 크기의 제로강성 하중(F1)을 발생할 수 있다. 즉, 제1변위(d1) 및 제2변위(d2) 구간에서 동일한 제로강성 하중(F1)이 유지되는 제로강성(Zero Stiffness) 영역을 가질 수 있다.
다시 말하면, 소자용 하중 제어부(230)는 외부에서 가해지는 힘에 의해 압축 변형되는 중에 특정한 변위 구간에서는 하중이 증가하지 않게 된다. 이는, 소자용 하중 제어부(230)가 특정한 변형구간 내에서 변형되도록 적절한 크기의 가압력을 제공하면, 신규 소자(22)와 기판(10) 사이에는 접촉압력이 일정하게 가해질 수 있음을 의미한다.
따라서, 소자 전사용 스탬프(200)를 구성하는 각 구성의 가공 오차, 신규 소자(22)의 두께 오차 등을 포함하는 각종 구성간의 조립 오차, 또는 신규 소자(22)에 가해지는 하중을 제어하는 과정에서 발생할 수 있는 하중제어 오차 등에 의해 가압 시 신규 소자(22)에 신규 소자(22)의 파손 한계 하중(F2)에 이를 수 있는 변형(d3)이 가해지게 되더라도, 소자용 하중 제어부(230)가 신규 소자(22)의 파손 한계 하중(F2)보다 작은 제로강성 하중(F1)을 제공하게 되면, 신규 소자(22)가 파손되지 않도록 할 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 소자 전사용 스탬프(200)는 제1가압력 제공부(210) 및 제1가압부(220)를 가질 수 있다.
제1가압력 제공부(210)는 소자용 하중 제어부(230)의 상부에 구비될 수 있으며, 소자용 하중 제어부(230)에 하측 방향의 가압력을 제공할 수 있다.
제1가압부(220)는 소자용 하중 제어부(230)의 하부에 구비될 수 있으며, 신규 소자(22)를 기판(10)의 신규 접속소재(21)에 가압할 수 있다.
소자용 하중 제어부(230)는 도시된 바와 같이 제1가압력 제공부(210) 및 제1가압부(220)의 사이에 전체적으로 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1가압력 제공부(210) 및 제1가압부(220)의 사이에 부분적으로 마련될 수도 있다. 소자용 하중 제어부(230)가 제1가압력 제공부(210) 및 제1가압부(220)의 사이에 부분적으로 마련되는 경우, 소자용 하중 제어부(230)는 소자 전사용 스탬프(200)의 중심축을 기준으로 대칭이 되도록 배치됨이 바람직하다.
또한, 소자용 하중 제어부(230)는 도시된 바와 같이 베이스(231)가 제1가압부(220)의 상부에 밀착되고, 플레이트(237)가 제1가압력 제공부(210)의 하부에 밀착되도록 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스(231)가 제1가압력 제공부(210)의 하부에 밀착되고, 플레이트(237)가 제1가압부(220)의 상부에 밀착되도록 마련될 수도 있다.
도 5는 도 2의 소자 전사용 스탬프의 일 예를 나타낸 예시도이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 소자 전사용 스탬프(200)는 유체주입구(221), 탄성층(250) 및 유량제어부(260)를 가질 수 있다.
유체주입구(221)는 소자 전사용 스탬프(200)에 형성되어 외부에서 공급되는 유체가 통과하도록 할 수 있다. 유체주입구(221)는 관통공 형태로 형성될 수 있으며, 제1가압부(220)의 하측으로 유체가 배출될 수 있도록 하기 위해, 제1가압부(220)에 관통 형성될 수 있다. 유체는 기체, 또는 액체를 포함할 수 있다.
탄성층(250)은 유체주입구(221)를 통해 주입되는 유체에 의해 하측으로 팽창될 수 있다. 탄성층(250)은 제1가압부(220)의 하부에 구비되고, 유체주입구(221)를 덮도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 유체주입구(221)를 통해 주입되는 유체가 유체주입구(221)에서 배출되면 탄성층(250)은 유체에 의해 팽창될 수 있다.
그리고, 탄성층(250)은 점착력을 가질 수 있으며, 탄성층(250)의 하면에는 신규 소자(22)가 점착될 수 있다. 탄성층(250)이 팽창되면 탄성층(250) 및 신규 소자(22) 사이의 점착 면적이 조절될 수 있다. 탄성층(250) 및 신규 소자(22) 사이의 점착 면적이 커지면 신규 소자(22)를 가압하는 가압력은 커지고, 탄성층(250) 및 신규 소자(22) 사이의 점착 면적이 작아지면 신규 소자(22)를 가압하는 가압력은 작아질 수 있다.
다른 예에서, 탄성층(250)은 일단 유체가 공급되면 유체의 압력에 상관없이 동일한 형태로 팽창될 수 있다. 그리고, 이렇게 팽창된 상태에서 유체의 압력이 큰 경우 탄성층(250)이 신규 소자(22)를 가압하는 가압력은 커지고, 유체의 압력이 작은 경우에는 탄성층(250)이 신규 소자(22)를 가압하는 가압력이 작아지도록 할 수 있다.
탄성층(250)은 신규 소자(22)를 탄성 가압할 수 있기 때문에, 탄성층(250) 대신 딱딱한 소재의 가압부가 신규 소자(22)를 직접 가압하는 경우와 비교했을 때, 신규 소자(22) 상부에 대한 긁힘 등의 손상이 발생하지 않도록 할 수 있다.
유량제어부(260)는 유체주입구(221)를 통한 유체의 주입량을 제어할 수 있으며, 이를 통해, 탄성층(250) 및 신규 소자(22) 사이의 점착력이 조절되도록 할 수 있다.
도 6은 도 2의 소자 전사용 스탬프의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 소자 전사용 스탬프(200)는 돌출 헤드(270)를 더 가질 수 있다. 돌출 헤드(270)는 제1가압부(220)의 하부에 돌출 형성될 수 있고, 유체주입구(221)는 돌출 헤드(270)를 관통하도록 연장 형성될 수 있다. 그리고, 탄성층(250)은 돌출 헤드(270)의 하면에 구비될 수 있다.
돌출 헤드(270)는 탄성층(250) 및 제1가압부(220) 사이의 거리를 증가시킬 수 있기 때문에, 기판(10)에 신규 소자(22)를 전사하기 위해 소자 전사용 스탬프(200)가 기판(10)에 접근할 때, 소자 전사용 스탬프(200)의 제1가압부(220)가 리페어 영역(RA) 둘레에 기 실장되어 있는 정상 소자(12)를 가압함으로써 정상 소자(12)가 파손되는 것이 방지되도록 할 수 있다.
소자 리페어 장치는 리플로우용 스탬프(300)를 포함할 수 있으며, 리플로우용 스탬프(300)는 소자 전사용 스탬프(200)의 일측에 배치될 수 있다. 신규 소자(22)가 전사된 기판(10)은 스테이지(900)에 의해 리플로우용 스탬프(300)의 하측 방향으로 이동될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 소자 리페어 장치에서 리플로우용 스탬프를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 7에서 보는 바와 같이, 리플로우용 스탬프(300)는 신규 소자(22)를 가압 및 가열하여 신규 접속소재(21)에 신규 소자(22)가 접합되도록 할 수 있다.
리플로우용 스탬프(300)는 제2가압력 제공부(310) 및 제2가압부(320)를 가질 수 있다.
제2가압력 제공부(310)는 하측 방향의 가압력을 제공할 수 있다.
제2가압부(320)는 제2가압력 제공부(310)에서 제공되는 가압력을 전달받아 기판(10)의 신규 소자(22)를 가압할 수 있다.
그리고, 리플로우용 스탬프(300)는 가압 히터(340) 및 완충층(350)을 가질 수 있다.
가압 히터(340)는 신규 소자(22)를 가압하면서 신규 소자(22) 및 신규 접속소재(21)를 가열할 수 있다. 가압 히터(340)는 제2가압부(320)의 하부에 구비될 수 있다.
완충층(350)은 가압 히터(340)의 둘레에 배치될 수 있다. 완충층(350)은 제2가압부(320)의 하부에 구비될 수 있다. 완충층(350)은 가압 히터(340)가 신규 소자(22)를 가압 시에 신규 소자(22) 주위의 소자(12)에 밀착될 수 있다. 완충층(350)은 소자(12)에 밀착되어 소자(12)가 파손될 수 있을 정도의 하중이 소자(12)에 전달되지 않도록 하여 소자(12)가 보호되도록 할 수 있다.
또한, 리플로우용 스탬프(300)는 리플로우용 하중 제어부(330)를 가질 수 있다. 리플로우용 하중 제어부(330)는 제2가압력 제공부(310) 및 제2가압부(320)의 사이에 구비될 수 있다. 리플로우용 하중 제어부(330)는 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 신규 소자(22)의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 신규 소자(22)에 가해지도록 할 수 있다. 리플로우용 하중 제어부(330)는 소자용 하중 제어부(230, 도 2 참조)와 동일하게 구성될 수 있다.
한편, 리플로우용 하중 제어부(330)의 제로강성 하중은 소자용 하중제어부(230)의 제로강성 하중보다 좀 더 작을 수도 있다. 리플로우 공정에서는 신규 접속소재(21)가 가열되어 점성을 가지는 상태일 수 있기 때문에, 소자 전사용 스탬프(200)를 이용하여 신규 소자(22)를 신규 접속소재(21)에 전사하는 공정에서 신규 소자(22)를 가압할 때의 가압력보다 상대적으로 작은 가압력이 제공되더라도 신규 소자(22)가 신규 접속소재(21)를 충분히 가압할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 소자 리페어 장치에서 제거용 스탬프를 중심으로 나타낸 예시도이다. 본 실시예에 따른 소자 리페어 장치는 기판 상의 소자 전사 불량의 형태 중에, 소자는 전사 되었지만 소자가 접속소재에 정확하게 정렬되지 않거나, 또는 소자가 파손되었거나, 소자 및 접속소재 사이의 전기적 접속이 불량한 경우에 적용될 수 있다.
본 실시예에서는 소자 리페어 장치가 제거용 스탬프(400)를 포함할 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로, 반복되는 내용은 가급적 설명을 생략한다.
도 8에서 보는 바와 같이, 제거용 스탬프(400)는 기판(10) 상에서 불량 소자(15) 및 불량 소자(15)가 제거된 후 남은 잔류 접속소재(16)를 제거할 수 있다. 즉, 제거용 스탬프(400)는 기판(10) 상에서 불량 소자(15)를 제거할 수 있고, 불량 소자(15)가 제거된 리페어 영역(RA)에 잔존하는 잔류 접속소재(16)를 제거할 수 있다.
제거용 스탬프(400)는 패드(454)를 가질 수 있다. 패드(454)는 복수 개가 마련될 수 있으며, 복수의 패드 중 하나의 패드(454)가 선택되어 불량 소자(15)와 점착될 수 있다.
제거용 스탬프(400)는 제3가압력 제공부(410) 및 제3가압부(420)를 가질 수 있다.
제3가압력 제공부(410)는 하측 방향의 가압력을 제공할 수 있다.
제3가압부(420)는 제3가압력 제공부(410)에서 제공되는 가압력을 전달받을 수 있으며, 패드(454)는 제3가압부(420)의 가압력에 의해 불량 소자(15)를 가압할 수 있다.
도 9는 도 8의 제거용 스탬프의 일 예를 나타낸 예시도이고, 도 10은 도 9의 제거용 스탬프의 작동예시도이다.
도 9 및 도 10을 더 포함하여 보는 바와 같이, 제거용 스탬프(400)는 테이프(453) 및 가압헤드(455)를 가질 수 있다.
테이프(453)는 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 롤러(451,452)에 연결될 수 있다. 테이프(453)는 제1롤러(451)에 감긴 상태에서 풀리면서 제2롤러(452)로 감길 수 있다.
테이프(453)에는 복수의 패드(454)가 일렬로 부착된 상태일 수 있다. 제1롤러(451)에서 풀리는 테이프(453)의 하면에는 복수의 패드(454)가 부착되어 하측으로 돌출될 수 있다.
가압헤드(455)는 테이프(453)의 상측에 승강 가능하게 설치될 수 있다. 이를 위해, 가압헤드(455)의 상부에는 승강블록(456)이 구비될 수 있으며, 가압헤드(455) 및 승강블록(456)은 일체로 승강될 수 있다.
제거용 스탬프(400)는 제거용 하중 제어부(430)를 가질 수 있다. 제거용 하중 제어부(430)는 제3가압력 제공부(410) 및 제3가압부(420)의 사이에 구비될 수 있다.
제3가압부(420)가 고정된 상태에서 승강블록(456)이 승강되도록 구성되는 경우, 제거용 하중 제어부(430a)는 승강블록(456)의 상부 및 제3가압력 제공부(410)의 사이에 구비될 수 있다. 그리고, 제거용 하중 제어부(430a)는 제3가압력 제공부(410)로부터 가압력이 제공되면 굽힘 변형되어 불량 소자(15)의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 승강블록(456)으로 전달되도록 할 수 있다. 이를 통해, 가압헤드(455)는 불량 소자(15)의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 불량 소자(15)에 가해지도록 할 수 있다.
또는, 제3가압부(420) 및 승강블록(456)이 일체로 승강되도록 구성되는 경우, 제거용 하중 제어부(430b)는 승강블록(456)의 상부와 제3가압부(420)의 상부, 및 제3가압력 제공부(410)의 사이에 구비될 수 있다. 그리고, 제거용 하중 제어부(430b)는 제3가압력 제공부(410)로부터 가압력이 제공되면 굽힘 변형되어 불량 소자(15)의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 제3가압부(420) 및 승강블록(456)으로 전달되도록 할 수 있다. 이를 통해, 가압헤드(455)는 불량 소자(15)의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중으로 테이프(453)를 하측으로 가압하여 일렬로 부착된 복수의 패드 중 하나의 패드가 불량 소자(15)에 가압되도록 할 수 있다.
하나의 패드(454)는 하나의 불량 소자(15)에 대해서 사용될 수 있다. 따라서, 어느 하나의 불량 소자(15)를 제거하는데 사용된 패드는 재사용이 불가능하기 때문에, 새로운 불량 소자(15)를 제거하기 위한 새로운 패드(454)가 가압헤드(455)의 하부 중앙에 위치될 필요가 있다. 본 실시예에서는 도 10의 (a)에서 보는 바와 같이, 어느 하나의 불량 소자(15)를 제거하기 위해 패드(454a)가 사용된 후에는 제1롤러(451) 및 제2롤러(452)를 회전시켜 테이프(453)를 공급하여 새로운 패드(454b)가 가압헤드(455)의 하부 중앙에 위치되도록 할 수 있다. 그리고 이 패드(454b)를 이용하여 다른 불량 소자를 제거한 후에는, 다시 테이프(453)를 공급하여 새로운 패드(454c)가 사용되도록 할 수 있다. 제거용 하중 제어부(430)는 소자용 하중제어부(230, 도 2 참조)와 동일하게 구성될 수 있다.
한편, 전술한 접속소재 전사용 스탬프(100, 도 1 참조)도 이러한 구성을 채용하여 신규 접속소재가 리페어 영역에 마련되도록 할 수 있다. 즉, 접속소재 전사용 스탬프(100)에서는 전술한 테이프의 하면에 패드 대신에 신규 접속소재가 일렬로 부착되도록 하고, 가압헤드가 복수의 신규 접속소재 중 하나의 신규 접속소재를 리페어 영역에 가압하여 신규 접속소재가 리페어 영역에 전사되도록 할 수 있다.
또한, 전술한 소자 전사용 스탬프(200, 도 2 참조)도 이러한 구성을 채용하여 신규 소자가 신규 접속소재에 마련되도록 할 수 있다. 즉, 소자 전사용 스탬프(200)에서는 전술한 테이프의 하면에 패드 대신에 신규 소자가 일렬로 부착되도록 하고, 가압헤드가 복수의 신규 소자 중 하나의 신규 소자를 신규 접속소재에 가압하여 신규 소자가 신규 접속소재에 전사되도록 할 수 있다. 여기서는, 전술한 제거용 하중 제어부(430a 또는 430b) 대신에 소자용 하중 제어부가 적용될 수 있음은 물론이다.
도 11은 도 9의 패드를 나타낸 예시도이고, 도 12는 도 11의 패드의 작동예시도이다.
도 11 및 도 12에서 보는 바와 같이, 패드(454)는 수용홈(461), 히터(463) 및 점착층(465)을 가질 수 있다.
수용홈(461)은 내측으로 불량 소자(15)가 삽입되도록 패드(454)의 하부에 함몰 형성될 수 있다.
히터(463)는 수용홈(461)의 둘레에 구비될 수 있다. 히터(463)는 패드(454)의 하면에 구비될 수 있다.
점착층(465)은 수용홈(461)에 구비될 수 있다. 점착층(465)은 히터(463)에 의해 가열되어 수용홈(461)에 삽입된 불량 소자(15)가 점착되도록 할 수 있다. 점착층(465)은 경화온도 이상으로 가열되면 딱딱하게 경화되는 열경화성 폴리머이거나, 또는 가열하면 녹았다가 식으면 다시 단단해지는 열가소성 폴리머일 수 있다.
패드(454)가 하강되고 불량 소자(15)가 수용홈(461)에 삽입되면 불량 소자(15)는 점착층(465)에 접촉될 수 있다(도 12의 (a) 및 (b) 참조).
그리고 이 상태에서 히터(463)에서 열이 발생하게 되면, 점착층(465)이 가열되어 녹게 되고, 패드(454)의 하강 하중에 의해 불량 소자(15)는 점착층(465)에 삽입될 수 있다(도 12의 (c) 참조). 열경화성 특성을 가지는 점착층(465)은 가열로 인해 경화되면서 불량 소자(15)는 점착층(465)에 견고하게 고정될 수 있으며, 열가소성 점착층의 경우, 점착층에 불량 소자가 삽입되면서 불량 소자는 점착층에 견고하게 고정될 수 있다. 이때, 히터(463)로 계속 가열하면, 열이 접속소재에 전달되어 접속소재가 용융될 수 있으며, 경화된 점착층(465) 및 불량 소자(15)의 결합력은 용융된 접속소재(16)의 강도보다 클 수 있다. 따라서, 패드(454)가 상승되면 불량 소자(15)는 기판(10)에서 제거될 수 있다(도 12의 (d) 참조).
한편, 히터(463)는 유도 가열 히터일 수 있다. 히터(463)가 유도 가열 히터가 되면, 히터(463)에 의해 접속소재(16)가 유도 가열될 수 있다. 그렇게 되면, 히터(463)에 의해 접속소재(16a)와 함께 열전달로 인해 점착층(645)도 가열되어 녹을 수 있게 되고, 이후, 패드(454)가 상승되면 불량 소자(15) 및 접속소재(16)는 기판(10)에서 더욱 용이하게 제거될 수 있다.
도 13은 도 8의 제거용 스탬프의 다른 예를 나타낸 예시도이고, 도 14는 도 13의 제거용 스탬프의 작동예시도이다.
도 13 및 도 14에서 보는 바와 같이, 제거용 스탬프(400)는 부착 필름(471) 및 가압로드(475)를 가질 수 있다.
부착 필름(471)은 수평상태로 마련될 수 있고, 부착 필름의 하면에는 어레이 형태로 패드(474)가 부착될 수 있다. 부착 필름(471)의 하면에 부착된 패드(474)는 하측으로 돌출될 수 있다.
가압로드(475)는 부착 필름(471)의 상측에서 수평이동이 가능하게 설치될 수 있다. 구체적으로, 제거용 스탬프(400)는 수평면상에 X-Y 방향으로 연장 구비되는 수평가이드(472)와, 수평가이드(472)에 슬라이딩되도록 결합되고, 가압로드(475)와 결합되는 슬라이더(476)를 가질 수 있다. 이에 따라, 가압로드(475)는 수평이동이 가능할 수 있다.
또한, 가압로드(475)는 부착 필름(471)의 상측에서 승강 가능하게 설치될 수 있다.
본 실시예에서 제거용 하중 제어부(430c)는 가압로드(475)의 상부 및 제3가압력 제공부(410)의 사이에 구비될 수 있다. 그리고, 제거용 하중 제어부(430c)는 제3가압력 제공부(410)로부터 가압력이 제공되면 굽힘 변형되어 불량 소자(15)의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 가압로드(475)로 전달되도록 할 수 있다. 이를 통해, 가압로드(475)는 불량 소자(15)의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 불량 소자(15)에 가해지도록 할 수 있다. 가압로드(475)는 부착 필름(471)을 하측으로 가압하여 어레이 형태로 부착된 복수의 패드(474) 중 하나의 패드를 불량 소자(15)에 가압할 수 있다.
어느 하나의 불량 소자를 제거하기 위해 패드(474a)가 사용된 후에는 가압로드(475)를 수평 이동시켜 새로운 패드(474b)의 상측에 위치되도록 할 수 있다. 그리고 가압로드(475)를 하강하여 이 패드(474b)를 이용하여 다른 불량 소자를 제거한 후에는, 다시 가압로드(475)를 수평 이동시켜 새로운 패드(474c)가 사용되도록 할 수 있다.
한편, 전술한 접속소재 전사용 스탬프(100, 도 1 참조)도 이러한 구성을 채용하여 신규 접속소재가 리페어 영역에 마련되도록 할 수 있다. 즉, 접속소재 전사용 스탬프(100)에서는 전술한 부착 필름의 하면에 패드 대신에 복수의 신규 접속소재가 어레이 형태로 부착되도록 하고, 가압로드가 복수의 신규 접속소재 중 하나의 신규 접속소재를 리페어 영역에 가압하여 신규 접속소재가 리페어 영역에 전사되도록 할 수 있다.
또한, 전술한 소자 전사용 스탬프(200, 도 2 참조)도 이러한 구성을 채용하여 신규 소자가 신규 접속소재에 마련되도록 할 수 있다. 즉, 소자 전사용 스탬프(200)에서는 전술한 부착 필름의 하면에 패드 대신에 신규 소자가 어레이 형태로 부착되도록 하고, 가압로드가 복수의 신규 소자 중 하나의 신규 소자를 신규 접속소재에 가압하여 신규 소자가 신규 접속소재에 전사되도록 할 수 있다. 여기서는, 전술한 제거용 하중 제어부(430c) 대신에 소자용 하중 제어부가 적용될 수 있음은 물론이다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 접속소재 전사용 스탬프 200: 소자 전사용 스탬프
230: 소자용 하중 제어부 250: 탄성층
260: 유량제어부 270: 돌출 헤드
300: 리플로우용 스탬프 330: 리플로우용 하중 제어부
340: 가압 히터 350: 완충층
400: 제거용 스탬프 430: 제거용 하중 제어부
454,474: 패드 461: 수용홈
463: 히터 465: 점착층

Claims (15)

  1. 기판 상에서 소자가 전사되지 않은 리페어 영역에 신규 접속소재를 전사하는 접속소재 전사용 스탬프;
    상기 신규 접속소재에 신규 소자를 전사하는 소자 전사용 스탬프; 그리고
    상기 신규 소자를 가압 및 가열하여 상기 신규 접속소재에 상기 신규 소자를 접합하는 리플로우용 스탬프를 포함하며,
    상기 소자 전사용 스탬프는, 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 상기 신규 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성(Zero Stiffness) 하중이 상기 신규 소자에 가해지도록 하는 소자용 하중 제어부를 가지고,
    상기 리플로우용 스탬프는
    상기 신규 소자를 가압하면서 상기 신규 소자 및 상기 신규 접속소재를 가열하는 가압 히터와,
    상기 가압 히터의 둘레에 배치되고, 상기 가압 히터가 상기 신규 소자를 가압 시에 상기 신규 소자 주위에 기 실장되어 있는 정상 소자에 밀착되는 완충층을 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  2. 기판 상에서 불량 소자 및 상기 불량 소자가 제거된 후 남은 잔류 접속소재를 제거하는 제거용 스탬프;
    상기 불량 소자 및 상기 잔류 접속소재가 제거된 리페어 영역에 신규 접속소재를 전사하는 접속소재 전사용 스탬프;
    상기 신규 접속소재에 신규 소자를 전사하는 소자 전사용 스탬프; 그리고
    상기 신규 소자를 가압 및 가열하여 상기 신규 접속소재에 상기 신규 소자를 접합하는 리플로우용 스탬프를 포함하며,
    상기 소자 전사용 스탬프는, 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 상기 신규 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성(Zero Stiffness) 하중이 상기 신규 소자에 가해지도록 하는 소자용 하중 제어부를 가지고,
    상기 리플로우용 스탬프는
    상기 신규 소자를 가압하면서 상기 신규 소자 및 상기 신규 접속소재를 가열하는 가압 히터와,
    상기 가압 히터의 둘레에 배치되고, 상기 가압 히터가 상기 신규 소자를 가압 시에 상기 신규 소자 주위에 기 실장되어 있는 정상 소자에 밀착되는 완충층을 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제거용 스탬프는 상기 불량 소자와 접촉되는 복수의 패드를 가지고,
    상기 복수의 패드 중 하나의 패드가 선택되어 상기 불량 소자와 점착되는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제거용 스탬프는
    이격된 한 쌍의 롤러에 연결되어 공급되고, 하면에 상기 복수의 패드가 일렬로 부착되는 테이프와,
    상기 테이프의 상측에 승강 가능하게 설치되고, 상기 테이프를 하측으로 가압하여 일렬로 부착된 상기 복수의 패드 중 하나의 패드를 상기 불량 소자에 가압하는 가압헤드를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제거용 스탬프는
    상기 복수의 패드가 하면에 어레이 형태로 부착되는 부착 필름과,
    상기 부착 필름의 상측에서 수평이동 및 승강 가능하게 설치되고, 상기 부착 필름을 하측으로 가압하여 어레이 형태로 부착된 상기 복수의 패드 중 하나의 패드를 상기 불량 소자에 가압하는 가압로드를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 패드는
    상기 불량 소자가 삽입되도록 상기 패드의 하부에 함몰 형성되는 수용홈과,
    상기 수용홈의 둘레에 구비되는 히터와,
    상기 수용홈에 구비되고, 상기 히터에 의해 가열되어 상기 수용홈에 삽입된 상기 불량 소자가 점착되도록 하는 점착층을 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 히터는 상기 불량 소자 및 상기 기판을 전기적으로 연결하는 접속소재가 유도 가열되도록 하는 유도 가열 히터인 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제거용 스탬프는
    가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 상기 불량 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 상기 불량 소자에 가해지도록 하는 제거용 하중 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소자 전사용 스탬프는
    외부에서 공급되는 유체가 통과하는 유체주입구와,
    상기 유체주입구를 통해 주입되는 유체에 의해 하측으로 팽창되고 점착력을 가지는 탄성층과,
    상기 탄성층 및 상기 신규 소자 사이의 점착력이 조절되도록, 상기 유체주입구를 통한 유체의 주입량을 제어하는 유량제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 리플로우용 스탬프는 가압력이 가해지면 굽힘 변형되어 상기 신규 소자의 파손 한계 하중보다 작은 제로강성 하중이 상기 신규 소자에 가해지도록 하는 리플로우용 하중 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접속소재 전사용 스탬프는
    이격된 한 쌍의 롤러에 연결되어 공급되고, 하면에는 신규 접속소재가 일렬로 부착되는 테이프와,
    상기 테이프의 상측에 승강 가능하게 설치되고, 상기 테이프를 하측으로 가압하여 일렬로 부착된 복수의 상기 신규 접속소재 중 하나의 신규 접속소재를 상기 리페어 영역에 가압하는 가압헤드를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접속소재 전사용 스탬프는
    복수의 신규 접속소재가 하면에 어레이 형태로 부착되는 부착 필름과,
    상기 부착 필름의 상측에서 수평이동 및 승강 가능하게 설치되고, 상기 부착 필름을 하측으로 가압하여 어레이 형태로 부착된 상기 복수의 신규 접속소재 중 하나의 신규 접속소재를 상기 리페어 영역에 가압하는 가압로드를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소자 전사용 스탬프는
    이격된 한 쌍의 롤러에 연결되어 공급되고, 하면에는 신규 소자가 일렬로 부착되는 테이프와,
    상기 테이프의 상측에 승강 가능하게 설치되고, 상기 테이프를 하측으로 가압하여 일렬로 부착된 복수의 상기 신규 소자 중 하나의 신규 소자를 상기 신규 접속소재에 가압하는 가압헤드를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소자 전사용 스탬프는
    복수의 신규 소자가 하면에 어레이 형태로 부착되는 부착 필름과,
    상기 부착 필름의 상측에서 수평이동 및 승강 가능하게 설치되고, 상기 부착 필름을 하측으로 가압하여 어레이 형태로 부착된 상기 복수의 신규 소자 중 하나의 신규 소자를 상기 신규 접속소재에 가압하는 가압로드를 가지는 것을 특징으로 하는 소자 리페어 장치.
KR1020200110491A 2020-08-31 2020-08-31 소자 리페어 장치 KR102435883B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200110491A KR102435883B1 (ko) 2020-08-31 2020-08-31 소자 리페어 장치
PCT/KR2021/011645 WO2022045861A1 (ko) 2020-08-31 2021-08-31 소자 리페어 장치
US18/093,333 US20230156994A1 (en) 2020-08-31 2023-01-05 Apparatus for repairing element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200110491A KR102435883B1 (ko) 2020-08-31 2020-08-31 소자 리페어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220028883A KR20220028883A (ko) 2022-03-08
KR102435883B1 true KR102435883B1 (ko) 2022-08-25

Family

ID=80355492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200110491A KR102435883B1 (ko) 2020-08-31 2020-08-31 소자 리페어 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230156994A1 (ko)
KR (1) KR102435883B1 (ko)
WO (1) WO2022045861A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003027022A (ja) * 2001-07-12 2003-01-29 Cstec Kk 両面粘着パッド搭載テープ
JP2006172166A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Seiko Epson Corp Icチップの実装方法及びその実装装置、非接触識別タグの製造方法
KR101890934B1 (ko) * 2017-12-01 2018-08-22 한국광기술원 픽셀형 led 공정

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101228306B1 (ko) 2011-11-01 2013-01-31 주식회사 이오테크닉스 회로소자 제거장치 및 방법
KR101897129B1 (ko) * 2016-10-18 2018-09-10 한국기계연구원 소자 전사방법 및 소자 전사방법을 이용한 전자제품 제조방법
KR101918106B1 (ko) * 2017-01-25 2018-11-14 한국기계연구원 불량소자의 리페어 방법 및 이를 위한 리페어 장치
KR102035823B1 (ko) * 2019-03-19 2019-10-23 재단법인 파동에너지 극한제어 연구단 마이크로 소자 전사용 캐리어 필름

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003027022A (ja) * 2001-07-12 2003-01-29 Cstec Kk 両面粘着パッド搭載テープ
JP2006172166A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Seiko Epson Corp Icチップの実装方法及びその実装装置、非接触識別タグの製造方法
KR101890934B1 (ko) * 2017-12-01 2018-08-22 한국광기술원 픽셀형 led 공정

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022045861A1 (ko) 2022-03-03
US20230156994A1 (en) 2023-05-18
KR20220028883A (ko) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101357933B1 (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 디바이스 제조 방법
KR100899421B1 (ko) 칩 본딩 툴, 그 본딩 툴을 구비하는 플립 칩 본딩 장치 및 방법
KR101937360B1 (ko) 레이저 리플로우 장치
KR100967688B1 (ko) Acf 부착 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조장치 및 플랫 패널 디스플레이
US10199349B2 (en) Mounting device and mounting method
US20120018084A1 (en) Printed Circuit Board Assembly Manufacturing Device And Method
KR20070113843A (ko) 점착척, 이를 이용한 기판 합착장치 및 기판 합착방법
KR20050000499A (ko) 본딩방법 및 그 장치
JP2009018578A (ja) 造形方法、レンズの製造方法、及び造形装置
KR20130009983A (ko) 미세 요철 패턴의 형성 방법 및 형성 장치, 전사용 기판의 제조 방법, 및 전사용 기판
CN102227760A (zh) Acf粘贴装置及显示装置的制造方法
EP1282162A2 (en) Method for fabricating semiconductor-mounting body and apparatus for fabricating semiconductor-mounting body
KR102435883B1 (ko) 소자 리페어 장치
JP4543688B2 (ja) 回路基板の製造方法および製造装置
US9591744B2 (en) Display device, and method and apparatus for mounting driver IC
JP3949031B2 (ja) チップ実装方法
JP4926630B2 (ja) 固体撮像装置の製造方法および製造装置、並びに貼付装置
KR101208898B1 (ko) 시트 제조 장치
JP2022121826A (ja) チップ部品除去方法およびチップ部品除去装置
JP5169543B2 (ja) 半導体チップの実装装置
KR20210039159A (ko) 클램핑 장치
JP6336510B2 (ja) 加圧方法および加圧装置
JP4167631B2 (ja) 液晶ディスプレイの製造方法
TWI810025B (zh) 利用轉移方式的超小型發光二極體晶片返修裝置以及返修方法
KR20230030535A (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 워크 일체화 장치, 필름 적층체, 및 반도체 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right