KR102458050B1 - 마이크로 led 소자용 본딩장치 및 마이크로 led 소자용 본딩 방법 - Google Patents

마이크로 led 소자용 본딩장치 및 마이크로 led 소자용 본딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판에 안착된 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩시키는 마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법에 관한 것으로서, 특히, 마이크로 LED 소자의 픽업시 발생되는 정렬 위치 오차를 방지하여, 정밀한 본딩 공정을 수행할 수 있는 마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법에 관한 것이다.

Description

마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법{BONDING APPARATUS FOR MICRO LED DEVICE AND BONDING METHOD FOR MICRO LED DEVICE}
본 발명은 기판에 안착된 마이크로 소자를 피씨비에 안착시켜 마이크로 소자를 PCB에 본딩시키는 마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법에 관한 것이다.
전자 기기의 고기능화의 추세에 따라, 반도체, LED 등 소자들은 점점 소형화되고 있으며, 근래에는, 수백 ㎛ 이하의 크기를 갖는 소자, 즉, 마이크로 단위의 소자가 이용되고 있다. 이처럼, 소자의 소형화가 마이크로 단위까지 진행됨에 따라, 마이크로 LED 소자를 PCB 등과 같은 회로기판에 부착하기 위한 본딩 공정은 매우 정밀한 공정을 요구하게 되었다.
종래의 본딩장치에 대한 특허로는 한국등록특허 제10-1425613호(이하, '특허문헌 1'이라 한다)에 기재된 것이 공지되어 잇다.
특허문헌 1의 플립칩 본딩장치는, 웨이퍼로부터 반도체 칩을 픽업하는 픽커유닛과, 픽커유닛으로부터 반도체 칩을 픽업하여 기판에 실장하는 본딩 픽커와, 별도의 이송 수단에 의해 웨이퍼를 픽커유닛이 위치하는 곳으로 공급하는 웨이퍼 공급부를 포함하여 구성된다.
위와 같은 구성을 갖는 플립칩 본딩장치는, 픽커유닛이 웨이퍼 공급부에 의해 공급된 웨이퍼 상에서 반도체 칩을 픽업하고, 본딩 픽커가 상기 반도체 칩을 픽업하여 기판에 실장하게 된다.
이러한 플립칩 본딩장치의 구성을 그대로 채용할 경우, 반도체 칩의 크기가 수백 ㎛이하(이하, '마이크로 LED 소자'라 한다)이므로, 픽커유닛에 의해 마이크로 LED 소자를 픽업하여 전사할 때, 본딩 픽커가 반도체 칩을 하나씩 픽업 및 핸들링하기 때문에 수천~수만개의 마이크로 LED 소자를 하나씩 핸들링하기에는 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 본딩 픽커가 반도체 칩을 하나씩 핸들링 하는 경우에는 X축 및 Y축 방향으로 이송하는 본딩 픽커의 이송동작에 의해 각각의 이송라인을 구성하는 부품에는 진동 및 발열이 생기며, 발열에 의한 특정 부품의 열팽창 및 진동에 의해 본딩 픽커의 이송위치의 정밀성이 저하될 수 있다.
구체적으로는 열팽창 및 진동에 의해 본딩 픽커의 일측에 구비된 비전으로 위치정보를 정밀하게 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 본딩 픽커의 이송위치에도 오차를 갖게 되어 본딩공정의 신뢰도 및 정밀도가 저하될 수 있다.
이러한 미세한 오차는 마이크로 LED 소자가 수백 ㎛이하의 크기를 갖는 경우에는, 제품불량에 해당하는 오차로 작용할 수 있다. 또한, 마이크로 LED 소자를 기판에 실장할 때, 잘못된 위치에 실장됨으로써, 기판의 불량을 야기시킨다.
또한, 특허문헌 1에서는 위치 변화가 없는 고정된 웨이퍼로부터 반도체 칩을 하나씩 분리한 후 기판에 실장하는 본딩작업을 수행하기 때문에 위치 정밀도에 크게 영향을 주지 않지만, 마이크로 단위의 소자를 한번에 하나씩 이동하기에는 위에 설명했던 이유와 같이 현실적으로 문제가 있기 때문에 웨이퍼 단위로 공급 및 핸들링하는 것이 필요하다.
즉 마이크로 단위의 소자가 수천~수만개 부착된 기판(웨이퍼) 단위로 각각 공급하되 고정된 상태가 아닌 기판(웨이퍼)이 이동하면서 공급하더라도 기판(웨이퍼)에서 정밀도를 확보한 상태로 마이크로 단위의 소자를 분리하는 것이 필요하다.
이처럼 마이크로 LED 소자를 기판에 실장하기 위해서는 새로운 형태의 본딩장치를 개발할 필요가 있다.
한국등록특허 제10-1425613호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수천~수만개 단위로 공급되는 마이크로 LED 소자의 픽업시 발생되는 정렬 위치 오차를 방지하여, 정밀한 본딩 공정을 수행하면서도 UPH를 향상시킨 마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치는, 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자 본딩장치로서, 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이 팔레트; 상기 트레이 팔레트로부터 하나의 캐리어를 픽업하여 마이크로 LED 소자 분리부로 전달하는 캐리어 픽커; 상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 캐리어로부터 복수개의 마이크로 LED 소자를 픽업하여 PCB에 본딩시키기 위하여 하부에 탈부착 가능하게 장착되는 스탬프 패드를 구비하는 본딩 헤드와, 상기 본딩 헤드의 일측에 마련되어 상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 마이크로 LED 소자의 위치 정보 및 PCB의 본딩될 영역에 대한 위치 정보를 획득하는 본딩비전을 포함하며, X축 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 본딩 픽커; 상기 본딩 헤드에 의해 상기 마이크로 LED 소자가 상기 캐리어로부터 분리된 후 상기 마이크로 LED 소자 분리부 상의 빈 캐리어를 회수하는 캐리어 회수픽커; 상기 마이크로 LED 소자 분리부와 PCB 스테이지 사이의 하부에 고정 구비되며, 상기 본딩 픽커에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 획득하기 위한　 업룩킹 비전; 상기 업룩킹 비전에 의해 획득된 위치 정보와 PCB의 본딩될 영역에 대한 위치 정보에 따라 상기 마이크로 LED 소자가 본딩되는 PCB 스테이지; 및 본딩이 완료된 스탬프 패드를 클리닝하기 위한 클리너부;를 포함하고, 상기 캐리어 픽커, 마이크로 LED 소자 분리부, 본딩 픽커, 캐리어 회수픽커, 업룩킹 비전, PCB 스테이지, 클리너부는 한쌍을 이루며, Y축 방향으로 대칭되게 양측에 구비되되, 상기 트레이 팔레트에 수용되는 캐리어를 양측에 구비되는 각각의 캐리어 픽커에 전달하기 위하여, 상기 트레이 팔레트는 X축 방향으로 왕복 이송 가능하게 구비되고, 상기 트레이 팔레트로부터 전달받은 캐리어를 상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달하기 위하여, 상기 캐리어 픽커는 Y축 방향으로 이송 가능하게 구비되며, 상기 캐리어 픽커와 상기 마이크로 LED 소자 분리부는 Y축 방향으로 평행한 임의의 동축에 고정 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 PCB 스테이지에 구비되는 PCB는 일측 방향에서 공급되어 타측 방향으로 반출되며, 상기 트레이 팔레트로부터 공급되는 캐리어는 상기 PCB가 반출되는 방향 측에 위치한 Y축 영역에 구비된 캐리어 픽커에 먼저 전달되어 본딩 작업이 수행되며, PCB가 반출되는 방향 측에 위치한 PCB에 본딩작업이 먼저 종료되어 반출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스탬프 패드의 하면에는 상기 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 한번에 픽업하기 위하여 상기 복수개의 마이크로 LED 소자와 각각 대응되는 돌출된 접착돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스탬프 패드가 복수개 적층되어 구비되는 스탬프 스택부; 상기 본딩 헤드의 하부로부터 탈착된 사용된 스탬프 패드를 상기 스탬프 스택부로 밀어주는 그립퍼; 상기 스탬프 스택부로부터 교체될 새로운 스탬프 패드를 인출하는 스탬프 푸셔;및 상기 사용된 스탬프 패드 또는 교체될 새로운 스탬프 패드가 놓여지며, 상기 본딩 헤드의 스탬프 패드가 교체되는 스탬프 교체부를 더 포함하며, 상기 본딩 헤드는 상기 스탬프 교체부에서 공압 연결 및 해제를 통해 새로운 스탬프 패드로 교체 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본딩 헤드는 공압을 공급하는 공압공급부; 및 상기 공압공급부와 연결되는 공압유로를 구비하며, 상기 본딩 헤드의 저면에는 상기 공압유로와 연통되는 복수개의 슬릿이 형성되어 상기 스탬프 패드가 상기 공압공급부의 공압에 의해 상기 본딩 헤드의 하부에 탈부착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캐리어 픽커 및 상기 캐리어 회수픽커는 상기 캐리어 상에서 상기 마이크로 LED 소자의 비접착영역인 에지(edge) 영역을 진공 흡착하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클리너부는, 테이프를 공급하는 공급롤러; 상기 공급롤러에 의해 공급된 테이프의 접착면이 상부를 향한 상태로 공급되어 상기 본딩 헤드가 하강시 상기 본딩 헤드의 하단에 장착된 스탬프 패드와 접촉하여 상기 스탬프 패드의 이물질이 제거되는 클린 스테이지; 및 상기 클린 스테이지에서 사용된 테이프를 회수하는 회수롤러를 포함하며, 상기 공급롤러 및 회수롤러는 교체 가능하도록 탈부착 가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩시스템은, 마이크로 LED 소자용 본딩장치가 복수개 나란히 배열되어 구비되며, 각각의 마이크로 LED 소자용 본딩장치에서 서로 다른 컬러의 마이크로 LED 소자를 본딩하고 하나의 PCB에 각각의 본딩장치에서 본딩된 서로 다른 컬러의 마이크로 LED 소자가 연속적으로 본딩되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩방법은, 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자용 본딩방법으로서, 복수개의 마이크로 LED 소자가 거치된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이 팔레트가 X축 방향으로 왕복 이송하면서 상기 트레이 팔레트에 수용되는 캐리어를 양측에 구비되는 각각의 캐리어 픽커에 순차적으로 공급하는 단계; 상기 캐리어 픽커가 상기 복수개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 픽업하여, 상기 캐리어 픽커와 Y축 방향으로 평행한 임의의 동축에 고정 배치되는 마이크로 LED 소자 분리부에 전달하는 단계; 본딩 헤드의 일측에 구비된 본딩비전으로 PCB의 본딩될 영역에 대한 본딩위치 정보를 획득하고, 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 캐리어로부터 마이크로 LED 소자를 픽업할 본딩 헤드의 하부에 장착된 스탬프 패드에 형성된 접착돌기의 위치정보를 업룩킹 비전으로 검사하는 단계; 상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 상기 마이크로 LED 소자의 정렬상태를 본딩비전으로 검사하고, 상기 스탬프 패드에 형성된 접착돌기의 위치정보와 상기 마이크로 LED 소자의 정렬상태를 바탕으로 상기 스탬프 패드의 접착돌기로 각각의 마이크로 LED 소자를 픽업하는 단계; 상기 본딩 헤드를 업룩킹 비전의 상부로 이송하여, 상기 스탬프 패드에 픽업된 마이크로 LED 소자의 픽업상태를 검사하는 단계; 상기 스탬프 패드에 픽업된 마이크로 LED 소자를 제1 PCB 또는 제2 PCB의 상부로 이송하여, 상기 픽업상태 검사결과에 따라 제1 PCB 또는 제2 PCB의 본딩위치에 본딩하는 단계; 및 상기 본딩이 완료된 본딩 헤드의 스탬프 패드를 클리너부에서 클리닝하는 단계를 포함하며, 상기 제1 PCB 또는 제2 PCB는 일측 방향에서 공급되어 타측 방향으로 반출되며, 상기 트레이 팔레트로부터 공급되는 캐리어는 상기 PCB가 반출되는 방향 측에 위치한 Y축 영역에 구비된 캐리어 픽커에 먼저 전달되어 본딩 작업이 수행되며, PCB가 반출되는 방향 측에 위치한 PCB에 본딩작업이 먼저 종료되어 반출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본딩 헤드의 스탬프 패드는 상기 본딩 헤드의 하부에 공압에 의해 탈부착 가능하게 구비되며, 상기 본딩 헤드의 스탬프 패드는 마이크로 LED 소자를 픽업하는 단계, 상기 본딩하는 단계 및 상기 스탬프 패드를 클리닝하는 단계가 소정 횟수에 도달하면 새로운 스탬프 패드로 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
마이크로 LED 소자용 본딩장치가 제1, 2본딩공정부를 구비하여 픽업 및 본딩 공정이 수행됨에 따라, 마이크로 LED 소자의 본딩을 더욱 효율적으로 달성할 수 있다.
마이크로 LED 소자 분리부의 위치가 고정되고, 캐리어가 마이크로 LED 소자 분리부로 전달되어 이송된 후, 마이크로 LED 소자가 마이크로 LED 소자 분리부에서 캐리어로부터 분리되어 PCB로 이송됨에 따라, 위치 정렬의 오차 발생을 감소시킬 수 있다.
제어부가 본딩비전을 통해 얻어진 마이크로 LED 소자의 정렬 상태 데이터 및/또는 업룩킹 비전을 통해 얻어진 본딩 헤드의 하부에 장착된 스탬프 패드의 돌기와, 본딩 헤드에 픽업된 마이크로 LED 소자의 정렬 상태 데이터를 토대로 본딩 픽커의 픽업 위치 또는 본딩 위치를 보정함으로써, 본딩 픽커가 마이크로 LED 소자를 정확한 위치에 본딩시킬 수 있다.
본딩 픽커의 본딩 헤드가 공압으로 스탬프 패드를 진공 흡착시킴으로써, 스탬프 패드를 쉽게 탈착하여 교체할 수 있다. 따라서, 장기간 사용에 따라 스탬프 패드의 소자 접착돌기에 마모 또는 파손이 발생하여도 쉽게 교체할 수 있으며, 이를 통해, 스탬프 패드의 흡착력을 높게 유지시켜 PCB에 마이크로 LED 소자의 결손 영역이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
클리너부가 구비됨에 따라, 스탬프 패드의 이물질을 쉽게 제거할 수 있으며, 이를 통해, 스탬프 패드의 흡착력을 높게 유지할 수 있다.
캐리어 픽커가 캐리어의 가장자리의 비접착 영역을 흡착하여 캐리어를 픽업함에 따라, 마이크로 LED 소자가 파손되거나, 마이크로 LED 소자의 정렬이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.
Y축 방향으로 이동 가능한 캐리어 픽커와 마이크로 LED 소자 분리부가 Y축 방향으로 동축에 배치되어 캐리어 픽커가 캐리어를 마이크로 LED 소자 분리부의 동일한 위치에 반복적으로 전달함으로써 정밀도를 확보할 수 있다.
또한 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어를 수용하는 트레이 팔레트가 X축 방향으로 왕복 이동하여 하나의 캐리어를 한쌍의 캐리어 픽커에 각각 전달하므로 캐리어 공급의 지연없이 UPH를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 캐리어 픽커, 마이크로 LED 소자 분리부, 본딩 픽커, 캐리어 회수픽커, 업룩킹 비전, PCB 스테이지, 클리너부가 한쌍을 이루며, Y축 방향으로 대칭되게 양측에 구비되어 각각의 픽커로 각각의 PCB에 독립적인 본딩을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, PCB가 반출되는 영역에 위치한 PCB의 본딩 작업을 먼저 종료하고 반출시킴으로써 본딩 공정의 효율성을 향상시켰다.
또한, 본 발명은 본딩 픽커와 캐리어 픽커의 2종의 픽커를 분리 사용함으로써 작업 영역을 서로 독립시켜 연속적인 공정이 가능하다. 즉, 본딩 픽커가 마이크로 LED 소자를 픽업하여 본딩하는 동안, 트레이 팔레트로부터 새로운 캐리어를 캐리어 픽커가 픽업하여 마이크로 LED 소자 분리부에 공급할 수 있으므로 공정 지연없이 연속적인 작업이 가능해지며, UPH를 향상시킬 수 있다.
업룩킹 비전은 본딩 픽커가 마이크로 LED 소자를 픽업하기 전에 스탬프 패드 및/또는 소자 접착돌기의 상태를 검사하고, 그 결과에 따라 제어부가 본딩 픽커를 제어함에 따라, 본딩 픽커의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치의 평면도.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 제1캐리어 픽커가 팔레트에서 캐리어를 픽업하여 제1마이크로 LED 소자 분리부로 상기 캐리어를 전달하는 것을 도시한 측면도.
도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b 각각의 사시도.
도 4는 도 1의 제1본딩 픽커의 측면도.
도 5(a)는 도 4의 제1, 2본딩 픽커의 본딩 픽커 헤드의 내부를 도시한 단면도.
도 5(b)는 도 4의 제1, 2본딩 픽커의 본딩 픽커 헤드의 저면을 도시한 저면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치를 순차적으로 배열한 마이크로 LED 소자용 본딩시스템의 평면도.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
설명에 들어가기에 앞서, 이하의 사항들을 정의한다.
첨부된 도면에서 X축 방향은 마이크로 LED 소자용 본딩장치(1)의 좌, 우 방향을 의미하고, Y축 방향은 마이크로 LED 소자용 본딩장치(1)의 전, 후 방향을 의미하고, Z축 방향은 마이크로 LED 소자용 본딩장치(1)의 상, 하 방향을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 5(b)를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치의 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 제1캐리어 픽커가 팔레트에서 캐리어를 픽업하여 제1마이크로 LED 소자 분리부로 상기 캐리어를 전달하는 것을 도시한 측면도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b 각각의 사시도이고, 도 4는 도 1의 제1본딩 픽커의 측면도이고, 도 5(a)는 도 4의 제1, 2본딩 픽커의 본딩 헤드의 내부를 도시한 단면도이고, 도 5(b)는 도 4의 제1, 2본딩 픽커의 본딩 헤드의 저면을 도시한 저면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)는 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)로서, 복수개의 마이크로 LED 소자(M)가 가접착된 복수개의 캐리어(S)가 수용되는 트레이 팔레트(T); 상기 트레이 팔레트(T)로부터 하나의 캐리어(S)를 픽업하여 마이크로 LED 소자 분리부(400)로 전달하는 캐리어 픽커(300); 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달된 캐리어(S)로부터 복수개의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하여 PCB(P)에 본딩시키기 위하여 하부에 탈부착 가능하게 장착되는 스탬프 패드(550)를 구비하는 본딩 헤드(540)와, 상기 본딩 헤드(540)의 일측에 마련되어 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달된 마이크로 LED 소자(M)의 위치 정보 및 PCB(P)의 본딩될 영역에 대한 위치 정보를 획득하는 본딩비전(560)을 포함하며, X축 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 본딩 픽커(500); 상기 본딩 헤드(540)에 의해 상기 마이크로 LED 소자(M)가 상기 캐리어(S)로부터 분리된 후 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400) 상의 빈 캐리어(S)를 회수하는 캐리어 회수픽커(700); 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)와 PCB 스테이지(200) 사이의 하부에 고정 구비되며, 상기 본딩 픽커(500)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)의 위치 정보를 획득하기 위한　 업룩킹 비전(600); 상기 업룩킹 비전(600)에 의해 획득된 위치 정보와 PCB(P)의 본딩될 영역에 대한 위치 정보에 따라 상기 마이크로 LED 소자(M)가 본딩되는 PCB 스테이지(200); 및 본딩이 완료된 스탬프 패드(550)를 클리닝하기 위한 클리너부(800);를 포함한다.
이때 캐리어 픽커(300), 마이크로 LED 소자 분리부(400), 본딩 픽커(500), 캐리어 회수픽커(700), 업룩킹 비전(600), PCB 스테이지(200), 클리너부(800)는 한쌍을 이루며, Y축 방향으로 대칭되게 양측에 구비되되, 상기 트레이 팔레트(T)에 수용되는 캐리어(S)를 양측에 구비되는 각각의 캐리어 픽커(300)에 전달하기 위하여, 상기 트레이 팔레트(T)는 X축 방향으로 왕복 이송 가능하게 구비되고, 상기 트레이 팔레트(T)로부터 전달받은 캐리어(S)를 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달하기 위하여, 상기 캐리어 픽커(300)는 Y축 방향으로 이송 가능하게 구비되며, 상기 캐리어 픽커(300)와 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)는 Y축 방향으로 평행한 임의의 동축에 고정 배치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 캐리어(S) 및 마이크로 LED 소자(M)에 대해 설명한다.
캐리어(S)는 트레이 팔레트(T)에 복수개 적재되며, 캐리어(S)의 상면에는 복수개의 마이크로 LED 소자(M)가 부착되어 있다.
상기 캐리어(S)는 적층, 에칭 등의 공정을 통해 마이크로 LED 소자(M)를 성장/가공 시키는 성장기판이 될 수도 있고, 성장기판에서 마이크로 LED 소자(M)를 옮겨 임시 가접착된 임시기판일 수도 있다.
캐리어(S)가 성장기판일 경우, 캐리어(S)의 재질은 실리콘 재질일 수 있으며, 캐리어(S)가 임시기판일 경우, 기판의 재질은 글라스 또는 수지재질일 수 있다.
마이크로 LED 소자(M)는 그 크기가 수백 ㎛ 이하의 크기를 갖는 소자로서, LED 또는 반도체 칩을 포함한다. 이러한 마이크로 LED 소자(M)는 하나의 캐리어(S)의 상면에 수천개 내지 수만개가 행과 열로 일정한 간격으로 정렬되어 부착되어 있으며, 트레이 팔레트(T)에는 수천개 내지 수만개의 마이크로 LED 소자(M)가 거치된 캐리어(S)가 복수개 수용된 상태로 공급된다.
마이크로 LED 소자(M)가 캐리어(S)의 상면에 고정적으로 재치되기 위해, 마이크로 LED 소자(M)는 점착물질 또는 점착필름 등에 의해 캐리어(S)의 상면에 가접착되거나 임시 점착, 부착된 상태로 제공될 수 있다.
이 경우, 점착물질 또는 점착필름 등의 점착력은 본딩 픽커(500)의 픽업력(또는 흡착력)보다 작은 것이 바람직하다. 이는 점착물질 또는 점착필름 등의 점착력이 본딩 픽커(500)의 픽업력보다 클 경우, 마이크로 LED 소자(M)의 픽업이 제대로 이루어질 수 없기 때문이다.
PCB(P)는 마이크로 LED 소자(M)가 실장 및 본딩되는 공간을 제공한다. PCB(P)에는 회로배선 등이 구비되어 있으며, 이러한 회로배선에 의해 PCB(P)와 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자(M)는 전기적으로 연결된다.
PCB(P)의 본딩면, 즉, PCB(P)의 상면에는 접착제가 도포된 상태로 제공될 수 있으며, 이러한 접착제를 통해, 마이크로 LED 소자(M)가 PCB(P)의 상면에 본딩될 수 있다.
이 경우, 접착제의 접착력은, 본딩 픽커(500)에 의한 접착력보다 크며, 이로 인해, 본딩 픽커(500)에 흡착된 마이크로 LED 소자(M)가 PCB(P)에 용이하게 본딩될 수 있다.
상세하게 설명하면, 캐리어(S)의 상면에 형성되는 점착물질 또는 점착필름의 점착력과, PCB(P)의 상면에 도포되는 접착제의 본딩력과, 본딩 픽커(500)의 접착력의 힘의 크기 관계는 '점착력 < 접착력 < 본딩력' 의 관계를 갖는다.
위와 같은 힘의 크기 관계를 가짐에 따라, 본딩 픽커(500)에 의해 마이크로 LED 소자(M)가 캐리어(S)에서 쉽게 픽업될 수 있으며, 마이크로 LED 소자(M)가 본딩 픽커(500)의 스탬프 패드(550)로부터 쉽게 분리되어 PCB(P)에 쉽게 본딩될 수 있다.
팔레트(100)는 캐리어(S)를 적재, 수용하는 기능을 하며, 캐리어가 수용된 복수개의 팔레트(100)가 적층된 팔레트 로딩부와, 캐리어 픽커에 의해 캐리어가 전달된 빈 팔레트(100)가 적층되는 팔레트 언로딩부가 추가로 구비될 수 있다. 또한 팔레트(100)는 별도의 피더에 의해 재치되어 X축 방향으로 왕복 이송 가능하게 구비될 수 있으며, 팔레트(100)에 수용된 캐리어(S)를 각각의 캐리어 픽커(300)에 하나씩 전달할 수 있다.
보다 자세히 설명하면, 도 1 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 팔레트(100)에는 복수개의 캐리어(S)가 적재된 트레이 팔레트(T)가 복수개 적층된 상태로 공급될 수 있다.
각각의 트레이 팔레트(T)에는 복수개의 캐리어(S)가 적재될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 1개의 트레이 팔레트(T)에 6개의 캐리어(S)가 적재되어 있다. 또한 6개의 캐리어(S) 각각에는 수천 ~ 수만개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 상태로 공급된다.
팔레트(100)는 X축 방향으로 형성된 제1가이드 프레임(21)에 이동 가능하게 설치되거나, X축 방향으로 이동 가능한 피더에 의해 양측에 구비된 캐리어에 각각 캐리어(S)를 하나씩 전달할 수 있다.
팔레트(T) 로딩부는 도 1을 기준으로 승하강 가능하게 구비되어 카세트 타입으로 적층된 복수개의 팔레트 중에서 제일 하단에 위치한 트레이 팔레트(T)와 그 위에 위치한 트레이 팔레트(T) 사이에 개재된 스톱퍼와 실린더에 의해 적층된 트레이 팔레트(T)가 하나씩 공급되도록 할 수 있다. 제일 하단에 위치한 트레이 팔레트(T)가 피더에 놓여지면, 피더는 X축 방향으로 이송하여 제1캐리어 픽커(300a)와 제2캐리어 픽커(300b)에 각각의 캐리어(S)를 하나씩 전달하며, 트레이 팔레트(T)의 캐리어(S)가 모두 픽업된 후, 빈 트레이 팔레트(T)는 팔레트 언로딩부에 회수되고, 피더가 팔레트 로딩부로 다시 이동하여 새로 작업할 트레이 팔레트(T)를 받는 과정이 반복될 수 있다.
PCB 스테이지(200)는 PCB(P)의 본딩영역에 마이크로 LED 소자(M)의 본딩작업이 수행되는 영역이며, PCB 스테이지(200)에 구비되는 PCB는 일측방향에서 공급되어 타측 방향으로 반출된다. 즉, PCB(P)는 PCB 매거진에 각각 적층된 상태로 공급되어 있으며, 푸셔 또는 그립퍼에 의해 하나씩 인출되며 벨트(22)에 의해 X축 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 도 1의 PCB 스테이지(200)를 기준으로 PCB 스테이지(200)의 좌측 영역에서 공급되어 PCB 스테이지(200)의 우측 영역으로 반출된다.
PCB 스테이지(200)는 X축 방향으로 형성된 벨트(22)에 이동 가능하게 설치되며, 이를 통해, PCB(P)가 PCB 스테이지(200)에 도달하면 벨트(22)가 다운하여, PCB 스테이지(200) 상에 PCB(P)가 놓여지게 된다. 또한 본딩이 완료되어 PCB(P)를 반출하거나 PCB(P)를 공급하기 위하여 PCB(P)의 이송이 필요한 경우에는 벨트(22)가 업하여 PCB(P)를 X축 방향으로 이동시킬 수 있다.
PCB 스테이지(200)에는 각각 본딩 작업이 수행될 제1 PCB (200a)와 제2 PCB (200b)가 각각의 스테이지 상부에 놓여지며, 제1, 2 PCB(200a, 200b)는 벨트(22)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치된다.
PCB(P)는 일측 방향에서 공급되어 제1, 2PCB 스테이지(200a, 200b) 상부에 재치되며, PCB(P)에 마이크로 LED 소자 분리부(500)에서 분리된 마이크로 LED 소자(M)가 모두 본딩되면, 마이크로 LED 소자(M)가 본딩된 PCB(P)는 타측 방향으로 반출될 수 있다.
PCB 공급부는 도 1을 기준으로 PCB 스테이지의 좌측에 배치될 수 있으며, PCB 반출부는 PCB 스테이지의 우측에 배치될 수 있다.
한편, 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)는 캐리어 픽커(300)에 의해 트레이 팔레트(T)로부터 전달받은 캐리어(S)가 놓여지며, 본딩 헤드(540)의 스탬프패드(550) 의해 캐리어(S)로부터 마이크로 LED 소자(M)가 픽업되면 마이크로 LED 소자 분리부(400) 상에 남아있는 빈 캐리어(S)를 회수하는 캐리어 회수픽커(700)에 의해 캐리어(S)가 마이크로 LED 소자 분리부(400) 상부에서 제거될 수 있다.
캐리어 픽커(300)는 X축 방향으로 이송되는 트레이 팔레트(T)에 수용된 복수개의 캐리어(S) 중에서 하나의 캐리어(S)를 픽업하여 마이크로 LED 소자 분리부(400)로 전달하는 기능을 하며, 서로 독립 구동하는 제1캐리어 픽커(300a)와 제2캐리어 픽커(300b)로 이루어질 수 있다. 캐리어 픽커(300)는 트레이 팔레트(T)로부터 전달받은 캐리어(S)를 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달하기 위하여 각각 Y축 방향으로 이송 가능하게 구비되며, 캐리어 픽커(300)와 마이크로 LED 소자 분리부(400)는 Y축 방향으로 평행한 임의의 동축에 고정배치됨으로써 항상 마이크로 LED 소자 분리부(400)의 고정된 위치로 캐리어(S)를 전달해줄 수 있어서 정밀도 확보에 유리하다.
제1캐리어 픽커(300a)는 팔레트(100)가 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)의 전방에 위치할 경우, 팔레트(100)로부터 마이크로 LED 소자(M)가 적재된 캐리어(S)를 픽업하여 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재시킨다.
제2캐리어 픽커(300b)는 팔레트(100)가 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 전방에 위치할 경우, 팔레트(100)로부터 마이크로 LED 소자(M)가 적재된 캐리어(S)를 픽업하여 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재시킨다.
이때 트레이 팔레트(T)로부터 공급되는 캐리어(S)는 PCB(P)가 반출되는 방향 측에 위치한 Y축 영역에 구비된 캐리어 픽커(300), 즉 제2캐리어 픽커(300b)에 먼저 전달되는 것이 바람직하다. 제2캐리어 픽커(300b)에 의해 캐리어(S)를 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 전달하고, 제2본딩 헤드(500b)에 의해 제2PCB 스테이지(200b)에 본딩하는 과정이 수행된다. 즉 제2PCB의 본딩작업이 먼저 종료되어 반출되어야 제1PCB가 정상적으로 반출이 될 수 있기 때문이다.
한편, 도 2a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1, 2캐리어 픽커(300a, 300b) 각각은, 캐리어 픽커 바디(310)와, 캐리어 픽커 바디(310)에 연결되어 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 캐리어 픽커 이동부(320)와, 캐리어 픽커 이동부(320)의 단부(330)에 연결되는 캐리어 픽커 헤드(340)를 포함하여 구성된다.
캐리어 픽커 이동부(320)는 캐리어 픽커 바디(310)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 이를 통해, 제1, 2캐리어 픽커(300a, 300b)의 캐리어 픽커 헤드(340)는 Y축 방향으로 이동 가능하다. 따라서, 제1, 2캐리어 픽커(300a, 300b) 각각은 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된다고 볼 수 있다. 또한, 캐리어 픽커 이동부(320)는 캐리어 픽커 바디(310)에 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 이를 통해, 캐리어 픽커 헤드(340)는 승하강 가능하다.
캐리어 픽커 헤드(340)의 하면에는 하부로 돌출된 복수개의 기판 흡착돌기(341)가 구비된다.
복수개의 기판 흡착돌기(341)는 캐리어 픽커 헤드(340)의 하면의 가장자리에 배치된다. 이러한 복수개의 기판 흡착돌기(341)의 배치는 캐리어(S)의 가장자리의 비접착 영역과 대응된다.
제1, 2캐리어 픽커(300a, 300b)로 캐리어(S)를 픽업할 때, 캐리어 픽커 헤드(340)의 기판 흡착돌기(341)는, 캐리어(S)의 중앙에 마이크로 LED 소자(M)가 접착된 접착영역이 아닌 캐리어(S)의 가장자리의 비접착 영역인 에지(edge)영역을 진공 흡착함으로써, 캐리어(S)를 픽업한다.
위와 같이, 제1, 2캐리어 픽커(300a, 300b)의 캐리어 픽커 헤드(340)가 캐리어(S)의 가장자리의 비접착 영역을 흡착하여 캐리어(S)를 픽업함에 따라, 마이크로 LED 소자(M)가 파손되거나, 마이크로 LED 소자(M)의 정렬이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.
마이크로 LED 소자 분리부(400)는 캐리어 픽커(300)에 의해 픽업된 캐리어(S)가 전달되는 장소를 제공하는 기능을 하며, 제1캐리어 픽커(300a)에 의해 픽업된 캐리어(S)가 적재되는 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)와, 제2캐리어 픽커(300b)에 의해 픽업된 캐리어(S)가 적재되는 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)로 이루어질 수 있다.
제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)는 제1, 2캘리브레이션 스테이지(920, 930)의 좌측에 배치되며, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)는 제1, 2캘리브레이션 스테이지(920, 930)의 우측에 배치된다.
제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)의 상면에는 제1기판 마킹부(미도시)가 구비되며, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 상면에는 제2기판 마킹부(미도시)가 구비된다.
제1기판 마킹부는 제1본딩 픽커(500a)에 의해 캐리어(S)가 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에서 픽업될 때 캐리어(S)의 정렬 상태를 확인 가능한 일종의 기준점 역할을 한다. 또한, 제1기판 마킹부는 제1본딩 픽커(500a)의 픽업 위치를 보정할 때, 캐리어(S)의 정렬 상태를 확인 가능한 일종의 기준점 역할을 한다.
제2기판 마킹부는 제2본딩 픽커(500b)에 의해 캐리어(S)가 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에서 픽업될 때, 제2본딩 픽커(500b)의 픽업 위치를 보정할 때, 캐리어(S)의 정렬 상태를 확인 가능한 일종의 기준점 역할을 한다.
제1마이크로 LED 소자 분리부(400a) 및 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)는 팔레트(100) 및 PCB 스테이지(200)와 달리, 이동하지 않고, 그 위치가 고정되어 있다. 만약 분리부의 위치가 이송가능하게 구비된다면 이동 과정 상에서 위치 오차가 발생할 수 있기 때문에 수천 ~ 수만개의 마이크로 LED 소자(M)의 정렬상태를 유지하기 위해서는 안정적으로 고정된 영역에서 수행하는 것이 바람직하다.
본딩 픽커(500)는 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 적재된 캐리어(S)로부터 마이크로 LED 소자(M)만을 픽업하여 PCB 스테이지(200)에 적재된 PCB(P)에 본딩시키는 기능을 한다.
본딩 픽커(500)는 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 전달된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하여 제1PCB 스테이지(200a)에 재치된 제1PCB(P)에 본딩시키는 제1본딩 픽커(500a)와, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 전달된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하여 제2PCB 스테이지(200b)에 재치된 제2PCB(P)에 본딩시키는 제2본딩 픽커(500b)로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)는 서로 독립 구동 가능하게 설치된다.
제1, 2본딩 픽커(500a, 500b) 각각은 도 1, 도 4, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 본딩 픽커 바디(510)와, 본딩 픽커 바디(510)에 X축 방향으로 이동가능하게 설치되는 제1이동부(520)와, 제1이동부(520)의 하부에서 Z축 방향으로 이동가능하게 설치되는 제2이동부(530)와, 제2이동부(530)의 하부에 구비되며, 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달된 캐리어(S)로부터 복수개의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하여 PCB(P)에 본딩시키기 위하여 하부에 탈부착 가능하게 장착되는 스탬프 패드(550)를 구비하는 본딩 헤드(540)와 본딩 헤드(540)의 일측에 장착되어 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달된 마이크로 LED 소자(M)의 위치 정보 및 PCB(P)의 본딩될 영역에 대한 위치 정보를 획득하는 본딩비전(560)을 구비한다.
이때 본딩 헤드(540)는 공압을 공급하는 공압공급부와 상기 공압공급부와 연결되는 공압유로(542)를 구비하며, 본딩 헤드(540)의 저면에는 공압유로(542)와 연통되는 복수개의 슬릿(541)이 형성되어 스탬프 패드(550)가 공압공급부의 공압에 의해 본딩 헤드(540)의 하부에 탈부착될 수 있다.
제1본딩 픽커(500a)의 경우, 본딩 픽커 바디(510)는 Y축 방향으로 형성된 제3가이드 프레임(24)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 제2본딩 픽커(500b)의 경우, 본딩 픽커 바디(510)는 Y축 방향으로 형성된 제4가이드 프레임(25)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된다.
위와 같이, 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b) 각각이 본딩 픽커 바디(510), 제1이동부(520), 제2이동부(530)로 이루어짐에 따라, 본딩 헤드(540)는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축방향으로 이동 가능하다. 다시 말해, 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b) 각각은 제3, 4가이드 프레임(24, 25) 각각에 X축 방향, Y축 방향 및 Z축방향으로 이동 가능하게 설치된다.
도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 본딩 헤드(540)는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축방향으로 이동 가능하게 설치되며, 그 저면에 공압에 의해 스탬프패드(550)가 탈부착된다.
즉, 본딩 헤드(540)는 공압을 공급하는 공급부와 공압공급부와 연결되는 공압유로(542)가 구비되며, 공압유로(542)는 본딩 헤드 저면에 형성된 복수개의 슬릿(541)과 연통된다.
공압공급부에서 공압에 의한 흡입력이 발생되면, 공압유로(542) 및 복수개의 슬릿(541)에 흡입력이 발생된다. 본딩 헤드(540)의 저면에 스탬프 패드(550)가 접촉하게 되면, 상기 흡입력에 의해 스탬프 패드(550)의 상면은 본딩 헤드(540)의 저면에 진공 흡착된다.
한편, 복수개의 슬릿(541)은 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 슬릿(541)이 연통된 유로 형상을 가질 수 있다. 즉, 사각형 형상의 내부 슬릿(544)과, 내부 슬릿(544)에서 연통되어 각각 'ㅗ' 형상을 갖는 4개의 외부 슬릿(545)으로 이루어질 수 있다.
외부 슬릿(545)의 외각 변은 전체적으로 단선된 사각형 형상을 가질 수 있으며, 상기 단선된 사각형은 내부 슬릿(544)의 사각형보다 변의 길이가 짧게 형성된다. 또한, 상기 단선된 사각형은 스탬프 패드(550)의 변의 길이보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 내부 슬릿(544)은 스탬프 패드(550)의 상면의 내측 영역을 진공 흡착하고, 외부 슬릿(545)은 스탬프 패드(550)의 상면의 외측 영역을 진공 흡착할 수 있으며, 이를 통해, 스탬프 패드(550)의 진공 흡착을 균일하게 달성할 수 있다.
스탬프 패드(550)는 본딩 헤드(540)의 하면으로부터 탈부착 가능하도록 그 상면이 공압기공에서 발생된 공압에 의해 본딩 헤드(540)의 하면에 진공 흡착된다.
스탬프 패드(550)의 하면에는 하부로 돌출되는 복수개의 소자 접착돌기(551)가 형성된다. 이때 소자 접착돌기는 캐리어(S)에 가접착된 마이크로 LED 소자(M)를 한번에 픽업하기 위하여 복수개의 마이크로 LED 소자와 각각 대응되는 돌출된 접착돌기로서, 스탬프 패드(550)의 하면에 돌출된 접착돌기는 픽업할 마이크로 LED의 개수, 간격, 크기 및 배열이 대응되게 형성된다.
소자 접착돌기(551)는 캐리어(S)에 가접착된 마이크로 LED 소자(M)에 접촉됨으로써, 마이크로 LED 소자(M)를 흡착시키는 기능을 한다. 이러한 소자 접착돌기(551)의 흡착력은 정전기력, 자기력, 반데르발스력, 접착력 중 어느 하나일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 스탬프 패드가 캐리어(S)로 부터 가접착된 마이크로 LED 소자(M)를 한번에 픽업하여 본딩할 수도 있으나, 필요에 따라 2번 또는 3번에 걸쳐 본딩을 수행할 수도 있을 것이다.
본딩비전(560)은 본딩 픽커(500), 즉, 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)의 일측에 각각에 구비되며, 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 적재된 캐리어(S)의 정렬 상태를 검사하거나 PCB(P)의 본딩될 영역에 대한 검사를 수행하는 기능을 한다.
제1본딩 픽커(500a)에 구비되는 본딩비전(560)은 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)의 상면에 구비된 제1기판 마킹부와 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재된 캐리어(S)의 위치를 촬상하여 검사함으로써, 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재된 캐리어(S)의 정렬 상태를 검사한다.
제2본딩 픽커(500b)에 구비되는 본딩비전(560)은 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 상면에 구비된 제2기판 마킹부와 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 위치를 촬상하여 검사함으로써, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 정렬 상태를 검사한다.
또한, 본딩비전(560)은 PCB 스테이지(200)에 적재된 PCB(P)의 본딩면을 검사하여 마이크로 LED 소자(M)가 본딩될 위치를 검사하거나, PCB 스테이지(200)에 적재된 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자(M)의 본딩 위치를 검사하는 기능을 할 수 있다.
제1본딩 픽커(500a)에 구비되는 본딩비전(560)은 제1PCB 스테이지(200a)에 적재된 PCB(P)의 본딩면을 검사하여 마이크로 LED 소자(M)가 본딩될 위치를 검사하거나, 제1PCB 스테이지(200a)에 적재된 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자(M)의 본딩 위치를 검사한다.
제2본딩 픽커(500b)에 구비되는 본딩비전(560)은 제2PCB 스테이지(200b)에 적재된 PCB(P)의 본딩면을 검사하여 마이크로 LED 소자(M)가 본딩될 위치를 검사하거나, 제2PCB 스테이지(200b)에 적재된 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자(M)의 본딩 위치를 검사한다
제어부는 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)에 구비된 본딩비전(560)을 통해 얻어진 마이크로 LED 소자 분리부(400)의 캐리어(S)의 정렬 상태 데이터, 즉, 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)의 캐리어(S)의 정렬 상태 데이터를 토대로 본딩 픽커(500), 즉, 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)의 픽업 위치를 제어한다.
업룩킹 비전(600)은 마이크로 LED 소자 분리부(400)와 PCB 스테이지(200) 사이에 구비되어 본딩 헤드의 하부에 장착되는 스탬프 패드에 형성된 소자 접착돌기의 위치를 검사하거나, 본딩 픽커(500)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)의 정렬 상태를 검사한다.
업룩킹 비전(600)은 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)와 제1PCB 스테이지(200a) 사이에 구비되어 제1본딩 픽커의 스탬프 패드에 형성된 소자 접착돌기의 위치를 검사하거나, 제1본딩 픽커(500a)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)의 정렬 상태를 검사하는 제1업룩킹 비전(600a)과, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)와 제2PCB 스테이지(200b) 사이에 구비되어 제2본딩 픽커의 스탬프 패드에 형성된 소자 접착돌기의 위치를 검사하거나, 제2본딩 픽커(500b)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)의 정렬 상태를 검사하는 제2업룩킹 비전(600b)으로 이루어질 수 있다.
제어부는 제1, 2업룩킹 비전(600a, 600b)을 통해 얻어진 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)의 정렬 상태 데이터를 토대로 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)의 본딩 위치를 보정하도록 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)를 제어한다.
업룩킹 비전(600)은 본딩 픽커(500)가 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하기 전에 스탬프 패드(550) 및/또는 소자 접착돌기(551)의 상태를 검사할 수도 있으며, 제어부는 상기 검사 결과에 따라 본딩 픽커(500)를 클리너부(800)로 이동시켜 스탬프 패드(550)의 이물질을 제거하거나, 본딩 픽커(500)를 스탬프 교체부(910)로 이동시켜 스탬프 패드(550)를 교체시킬 수 있다.
제1업룩킹 비전(600a)은 제1본딩 픽커(500a)가 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하기 전에 제1본딩 픽커(500a) 스탬프 패드(550) 및/또는 소자 접착돌기(551)의 상태를 검사할 수 있다. 만약, 제1업룩킹 비전(600a)을 통해 검사된 제1본딩 픽커(500a)의 스탬프 패드(550)에 이물질이 묻어 있는 경우, 제어부는 제1본딩 픽커(500a)를 제1클리너부(800a)로 이송시켜 스탬프 패드(550)에 묻어있는 이물질을 제거하도록 제어한다. 만약, 제1업룩킹 비전(600a)을 통해 검사된 제1본딩 픽커(500a)의 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(551)가 마모되거나 파손된 경우, 제어부는 제1본딩 픽커(500a)를 스탬프 교체부(910)로 이동시켜 스탬프 패드(550)를 교체하도록 제어한다.
제2업룩킹 비전(600b)은 제2본딩 픽커(500b)가 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하기 전에 제2본딩 픽커(500b) 스탬프 패드(550) 및/또는 소자 접착돌기(551)의 상태를 검사할 수 있다. 만약, 제1업룩킹 비전(600b)을 통해 검사된 제2본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)에 이물질이 묻어 있는 경우, 제어부는 제2본딩 픽커(500b)를 제2클리너부(800b)로 이송시켜 스탬프 패드(550)에 묻어있는 이물질을 제거하도록 제어한다. 만약, 제2업룩킹 비전(600b)을 통해 검사된 제2본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(551)가 마모되거나 파손된 경우, 제어부는 제2본딩 픽커(500b)를 스탬프 교체부(910)로 이동시켜 스탬프 패드(550)를 교체하도록 제어한다.
위와 같이, 업룩킹 비전(600)은 본딩 픽커(500)가 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하기 전에 스탬프 패드(550) 및/또는 소자 접착돌기(551)의 상태를 검사하고, 그 결과에 따라 제어부가 본딩 픽커(500)의 스탬프 패드를 교체함으로써, 본딩 픽커(500)의 접착력을 양호하게 유지할 수 있다.
캐리어 회수픽커(700)는 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 적재된 캐리어(S) 중 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업되어 마이크로 LED 소자(M)가 없는 빈 캐리어(S)를 회수하도록 X축 방향으로 이동 가능하게 설치된다.
이러한 캐리어 회수픽커(700)는 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재된 캐리어(S) 중 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업된 캐리어(S)를 회수하는 제1캐리어 회수픽커(700a)와, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S) 중 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업된 캐리어(S)를 회수하는 제2캐리어 회수픽커(700b)로 이루어질 수 있다.
제1, 2캐리어 회수픽커(700a, 700b) 각각은, 캐리어 회수픽커 바디와, 캐리어 회수픽커 바디에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 캐리어 회수픽커 이동부와, 캐리어 회수픽커 이동부의 단부에 연결되는 캐리어 회수픽커 헤드를 포함하여 구성된다.
제1, 2캐리어 회수픽커(700a, 700b) 각각의 캐리어 회수픽커 이동부는 캐리어 회수픽커 바디에 X축 방향으로 이동가능하게 설치되며, 이를 통해, 제1, 2캐리어 회수픽커(700a, 700b)의 캐리어 회수픽커 헤드 각각은 X축 방향으로 이동 가능하다.
제1, 2캐리어 회수픽커(700a, 700b)의 캐리어 회수픽커 헤드는, 전술한 캐리어 픽커 헤드(340)와 마찬가지로, 하면에 하부로 돌출된 복수개의 기판 접착돌기가 구비된다. 따라서, 캐리어 회수픽커 헤드 또한, 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업된 캐리어(S)를 픽업할 때, 캐리어 픽커와 동일하게 캐리어(S)의 가장자리의 에지 영역을 흡착하게 된다.
위와 같이, 제1, 2캐리어 회수픽커(700a, 700b)에 의해 픽업된 캐리어(S)는 캐리어 회수부(미도시)로 이송되어 캐리어 회수부에 적재된다.
캐리어 회수부는 제1캐리어 회수픽커(700a)에 의해 픽업된 캐리어(S)가 회수되는 제1캐리어 회수부와, 제2캐리어 회수픽커(700b)에 의해 픽업된 캐리어(S)가 회수되는 제2캐리어 회수부로 이루어질 수 있다.
제1캐리어 회수부는 제3가이드 프레임(24)과 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a) 사이에 배치될 수 있으며, 제2캐리어 회수부는 제4가이드 프레임(25)과 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b) 사이에 배치될 수 있다.
따라서, 제1캐리어 회수픽커(700a)는 캐리어 회수픽커 헤드를 X축 방향으로 이동시킴으로써, 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에서 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업된 캐리어(S)를 픽업하여, 제1캐리어 회수부로 회수 및 적재 시킬 수 있다.
또한, 제2캐리어 회수픽커(700b)는 캐리어 회수픽커 헤드를 X축 방향으로 이동시킴으로써, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에서 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업된 빈 캐리어(S)를 픽업하여, 제2캐리어 회수부로 회수할 수 있다.
클리너부(800)는 PCB에 마이크로 LED 소자의 본딩이 완료된 본딩 픽커(500)의 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질을 제거하는 기능을 한다.
클리너부(800)는 제1본딩 픽커(500a)의 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질을 제거하는 제1클리너부(800a)와, 제2본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질을 제거하는 제2클리너부(800b)로 이루어질 수 있다. 제1, 2클리너부(800a, 800b)는 제2가이드 프레임(22)의 후방에 배치된다.
제1, 2클리너부(800a, 800b)는 테이프(810)와, 테이프(810)를 공급하는 공급롤러(820)와, 상기 테이프(810)를 클린 스테이지로 가이드하는 가이드롤러(830)와, 공급롤러(820) 및 가이드롤러(830)에 의해 공급되는 테이프(810)의 접착면이 상부를 향한 상태로 공급되어, 본딩 헤드(540)가 하강시 본딩 헤드(540) 하부에 장착된 스탬프 패드(550)와 접촉하여 스탬프 패드(550)의 이물질 제거가 이루어지는 클린 스테이지(840)와, 클린 스테이지(840)에서 사용된 테이프(810)를 회수하는 회수롤러(850)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 공급롤러(820)와 회수롤러(850)는 테이프(810)를 용이하게 교체 가능하도록 롤러를 회전시키는 회전구동모터 축으로부터 탈부착 가능하게 구비될 수 있다.
테이프(810)는 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질을 제거하도록 상면에 점착력을 갖는다. 테이프(810)는 일단이 공급롤러(820)에 연결되어 가이드롤러(830) 및 클린 스테이지(840)에 감긴 채, 타단이 회수롤러(850)에 연결되어 있다. 따라서, 테이프(810)는 그 상면, 즉, 점착면이 노출된 채로 클린 스테이지(840)의 상면에 놓여지며, 스탬프 패드(550)의 이물질 제거가 수행되면 새로운 테이프(810)로 연속적으로 공급하고 사용이 완료된 테이프(810)를 회수할 수 있다.
공급롤러(820)의 회전에 의해 테이프(810)가 클린 스테이지(840)의 상면에 공급되며, 회수롤러(850)의 회전에 의해 사용이 완료된 테이프(810)는 회수된다. 이 경우, 가이드롤러(830)는 클린 스테이지(840)의 양측에 구비되어, 테이프(810)를 클린 스테이지(840)의 상면에 가이드하는 기능을 한다.
위와 같이, 공급롤러(810) 및 회수롤러(850)의 회전에 따라, 클린 스테이지(840)의 상면에는 계속적으로 새로운 테이프(810)가 공급될 수 있다.
참고로, 본 발명의 클리너부(800)는 테이프(810)의 점착면을 보호하기 위해 이형필름이 접착된 테이프(810)를 사용할 수도 있다. 이러한 경우 제1, 2클리너부(800a, 800b)에는 공급롤러(820)와 회수롤러(850) 외에도 테이프(810)의 점착면을 보호하는 이형필름을 회수하기 위한 이형필름 롤러가 추가로 장착될 수 있다.
제1본딩 픽커(500a) 또는 제2본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)가 클린 스테이지(840)의 상면으로 하강, 즉, Z축 방향으로 이동하면 스탬프 패드(550)의 하면은 테이프(810)의 점착면에 접촉하게 된다. 따라서, 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질은 테이프(810)의 점착력에 의해 제거될 수 있다.
위와 같이, 테이프(810)의 점착력에 의해 제거되는 이물질은, 파티클 또는 PCB(P)의 본딩면에 도포된 접착제일 수 있다.
제1, 2클리너부(800a, 800b)에 의해 상기 접착제가 스탬프 패드(550)로 부터 제거되므로, 마이크로 LED 소자(M)를 PCB(P)에 본딩할 때, 스탬프 패드(550)에서 PCB(P)상으로 마이크로 LED 소자(M)를 쉽게 전사할 수 있다.
이러한, 제1, 2클리너부(800a, 800b)를 이용한 클린 공정은 PCB의 본딩될 영역에 마이크로 LED 소자를 본딩한 후, 본딩 작업이 완료될 때마다 바로 클리너부로 이동하여 스탬프 패드를 클리닝할 수 있다. 또한, 업룩킹 비전(600), 즉, 제1, 2업룩킹 비전(600a, 600b)을 통해, 스탬프 패드(550)에 이물질이 묻어 있는지 여부를 검사한 후에 이루어질 수 있다. 다시 말해, 제1, 2업룩킹 비전(600a, 600b)에 의해 스탬프 패드(550)에 이물질이 묻어 있는 것이 검사되면, 제어부는 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)를 제1, 2클리너부(800a, 800b)의 클린 스테이지(840)로 이동시킴으로써, 스탬프 패드(550)의 이물질 제거를 달성할 수도 있다.
위와 같이, 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에 클리너부(800)가 구비됨에 따라, 스탬프 패드(550)에 이물질이 발생시, 이를 쉽게 제거할 수 있으며, 이를 통해, 스탬프 패드(550)의 흡착력이 높게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 스탬프 패드(850)에 남아있을 접착 성분으로 인해 발생되는 흡착 에러를 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 스탬프 패드(550)는 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하고, PCB(P)에 본딩하며, 스탬프 패드(550)를 클리닝하는 과정을 반복적으로 수행함에 따라, 스탬프 패드(550)에 마련된 소자 접착돌기(551)의 일부가 마모되거나 손상이 될 수 있다.
이러한 경우 스탬프 패드(550)가 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하는데 문제가 생길 수 있기 때문에 스탬프 패드(550)의 사용이 소정 횟수에 도달하는 경우 새로운 스탬프 패드(550)로 교체하는 것이 필요하다.
이를 위해 스탬프 스택부에 복수개의 스탬프 패드(550)가 스택 매거진에 적층되어 구비된다. 스탬프 스택부의 전방에는 Y축 방향으로 형성된 제5가이드 프레임(26)에 이동 가능하게 설치된다. 이 경우, 스탬프 스택부로부터 스탬프 교체부(910)로의 스탬프 패드의 공급은 푸셔(911)가 스탬프 패드(550)를 후방에서 전방으로 밀면 스택 매거진으로부터 인출되는 스탬프 패드(550)가 벨트에 의해 스탬프 교체부로 이송된다. 한편 사용된 스탬프 패드(550)는 스탬프 교체부(910)의 상방에서 본딩 헤드의 공압을 해제하여 스탬프 교체부(910)에 내려놓으면 벨트에 의해 스탬프 스택부로 이동하고 그립퍼에 의해 비어있는 스택 매거진 칸에 사용된 스탬프 패드(550)를 투입시킨다.
즉, 먼저 사용된 스탬프 패드(550)를 스탬프 교체부(910)에 내려놓고 스택 매거진의 빈칸에 사용된 스탬프 패드(550)를 넣은 후, 교체될 새로운 스탬프 패드(550)를 스택 매거진으로부터 인출하여 본딩 헤드(540)의 공압 인가 및 해제에 의해 간편하게 본딩 헤드(540)의 스탬프 패드(550)를 교체할 수 있다.
제1, 2캘리브레이션 스테이지(920, 930)는 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)가 목표로 하는 위치값으로 이동하는지를 검사하여 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)의 픽업 위치 정보를 초기 셋팅 및 설정하는 기능을 한다.
제1캘리브레이션 스테이지(920)는 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b) 사이에 배치되며, 제2캘리브레이션 스테이지(930)는 제1캘리브레이션 스테이지(920)의 후방에 위치한다.
제2캘리브레이션 스테이지(930)는 위치를 검사하기 위한 캘리브레이션존으로 상부에 복수개의 피듀셜마크가 형성된다.
제1캘리브레이션 스테이지(920)의 상면에는 제2캘리브레이션 스테이지(930 상에 놓일 교정지그가 적재된다. 교정지그는 제2캘리브레이션 스테이지(930) 상부에서 상대 위치를 산출할 수 있도록 투명한 재질로 이루어지며, 교정 검사시 기준이 되기 때문에 외부의 환경 등에 변화가 강하고, 열변형이 거의 없는 유리 재질로 이루어져있다. 뿐만 아니라, 교정지그에도 피듀셜 마크가 형성되어 제2캘리브레이션 스테이지(930로부터의 상대적인 위치 산출이 가능하다.
캘리브레이션 방법은 장비 구동전에 초기 셋팅을 위하여, 또는 장비 구동 중 위치 셋팅 확인을 위하여 수행이 될 수 있으며, 제1본딩 픽커(500a) 또는 제2본딩 픽커(500b)로 상기 교정지그를 픽업하여 제2캘리브레이션 스테이지(930)에 적재시키고, 본딩 픽커에 구비된 본딩비전으로 제2캘리브레이션 스테이지(930) 상의 교정지그를 검사하고 픽커의 위치값 셋팅을 수정하고, 수정된 값으로 다시 검사하는 과정을 반복함으로써, 제1본딩 픽커(500a) 또는 제2본딩 픽커(500b)의 픽업 위치를 설정하는 이른바, 캘리브레이션 작업을 수행하게 된다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)를 통해 마이크로 LED 소자(M)를 PCB(P)에 본딩시키는 공정에 대해 설명한다.
먼저, 캐리어(S)가 적재된 트레이 팔레트(T)가 X축 방향, 즉, 도 1에서 우측으로 이동하여 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b) 전방의 제1기판 픽업 위치로 이동하게 된다.
팔레트(100)가 제1기판 픽업 위치에 위치하면, 도 2a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2캐리어 픽커(300b)의 캐리어 픽커 헤드(340)는 Z축 방향으로 하강하여, 기판 흡착돌기(341)가 캐리어(S)의 가장자리의 비접착 영역을 흡착하여 캐리어(S)를 픽업한다. 픽업된 캐리어(S)는 캐리어 픽커 이동부(320)가 Y축 방향으로 캐리어 픽커 헤드(340)를 이동시킨 후, 흡착력을 해제함으로써, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된다.
제2캐리어 픽커(300b)가 팔레트(100)에서 캐리어(S)를 픽업하면, 팔레트(100)는 X축 방향, 즉, 도 1에서 좌측으로 이동하여 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a) 전방의 제2기판 픽업 위치로 이동하게 된다.
팔레트(100)가 제2기판 픽업 위치에 위치하면, 제2캐리어 픽커(300b)의 캐리어 픽커 헤드(340)는 Z축 방향으로 하강하여, 기판 흡착돌기(341)가 캐리어(S)의 가장자리의 비접착 영역을 흡착하여 캐리어(S)를 픽업한다. 픽업된 캐리어(S)는 캐리어 픽커 이동부(320)가 Y축 방향으로 캐리어 픽커 헤드(340)를 이동시킨 후, 흡착력을 해제함으로써, 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재된다.
위와 같이, 제2캐리어 픽커(300b)에 의한 캐리어(S)의 픽업과, 제1캐리어 픽커(300a)에 의한 캐리어(S)의 픽업은 교차적으로 이루어지되 반복적으로 수행될 수 있다.
다시 말해, 팔레트(100)에 수용된 복수개의 캐리어(S)들 중에서 캐리어 픽커에 전달하기 위하여 팔레트(100)는 제1기판 픽업 위치 및 제2기판 픽업 위치로 X축 방향을 따라 왕복 이동하고, 제2, 1캐리어 픽커(300b, 300a)는 각각의 픽업 위치에 팔레트(100)가 위치할 때마다 캐리어(S)를 픽업시켜 제2, 1마이크로 LED 소자 분리부(400b, 400a) 각각에 적재한다.
즉, 팔레트(100)가 X축 방향으로 왕복 이동할 때, 제2, 1캐리어 픽커(300b, 300a)가 팔레트(100)에 적재된 캐리어(S)를 하나씩 픽업하여 제2, 1마이크로 LED 소자 분리부(400b, 400a) 각각에 적재시킨다.
제2, 1마이크로 LED 소자 분리부(400b, 400a) 각각에 캐리어(S)가 전달되면, 제2, 1본딩 픽커(500b, 500a)에 의한 본딩 공정이 수행된다.
먼저, 제2본딩 픽커(500b)를 통해 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 전달된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 제2PCB 스테이지(200b)에 적재된 제2 PCB(P)에 본딩시키는 공정에 대해 설명한다.
제2본딩 픽커(500b)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동가능하게 구비되며 캐리어 픽커가 마이크로 LED 소자 분리부에 캐리어를 전달하는 동안에 제2본딩 픽커에 구비된 제2본딩비전으로 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB의 본딩위치 정보를 획득한 후, 제2업룩킹 비전(600b)의 상부로 이동하여 본딩 헤드 하부에 장착된 스탬프 패드에 형성된 돌기의 위치 정보를 검사한다. 그후 제2 본딩 픽커를 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 상부로 이동시킨다.
제2본딩 픽커(500a)의 본딩비전(560)은 제2기판 마킹부와 캐리어(S)의 위치를 검사함으로써, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 정렬 상태를 검사한다.
제어부는 본딩비전(560)을 통해 얻은 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 캐리어(S)의 정렬 상태 데이터를 토대로 제2본딩 픽커(500b)의 픽업 위치를 보정하도록 제어한다.
예컨데, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)가 제2기판 마킹부를 기준으로 우측으로 5㎛ 어긋나게 적재된 경우, 제어부는 제2본딩 픽커(500b)의 픽업 위치를 우측으로 5㎛ 보정함으로써, 제2본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)가 마이크로 LED 소자(M)를 정위치에서 픽업할 수 있게 한다.
보정을 통해, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 모두 픽업한 제2본딩 픽커(500b)는 제2PCB 스테이지(200b)에 적재된 PCB(P)의 본딩 위치까지 이동한 후, 본딩 헤드(540)를 Z축 방향으로 하강시킴으로써, 마이크로 LED 소자(M)를 제2PCB 스테이지(200b)에 적재된 PCB(P)에 본딩시킨다. 이 때, 제2PCB 스테이지(200b)는 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 후방 위치, 즉, 제1본딩 위치까지 이동되어 있다.
본딩 위치 및 본딩면의 검사는 전술한 바와 같이, 본딩비전(560)을 통해 이루어질 수 있다.
스탬프 패드(550)에 흡착된 마이크로 LED 소자(M)의 위치 정렬에 오차가 있는 경우, 제어부는 제2업룩킹 비전(600b)에 의해 얻어진 마이크로 LED 소자(M)의 정렬 상태 데이터를 토대로 제2본딩 픽커(500b)의 본딩 위치를 보정하도록 제2본딩 픽커(500b)를 제어할 수 있다.
제2본딩 픽커(500b)에 의해 트레이 팔레트(T)에 적재된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)가 모두 PCB(P)에 본딩되면, 제2PCB 스테이지(200b)는 X축 방향, 즉, 도 1에서 우측으로 이동함으로써, PCB 회수함으로 회수된다.
또한, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)에서 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업된 경우, 제2캐리어 회수픽커(700b)가 상기 캐리어(S)를 픽업하여 제2캐리어 회수부로 픽업하여 회수한다. 따라서, 제2캐리어 픽커(300b)를 통한 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)로의 캐리어(S)의 이송이 계속적으로 이루어질 수 있다.
이하, 제2본딩 픽커(500b)를 통해 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 제2PCB 스테이지(200b)에 적재된 PCB(P)에 본딩시키는 공정에 대해 설명한다.
제2본딩 픽커(500b)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하여, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 상부까지 이동하게 된다.
제2본딩 픽커(500b)의 본딩비전(560)은 제2기판 마킹부와 캐리어(S)의 위치를 검사함으로써, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 정렬 상태를 검사한다.
제어부는 본딩비전(560)을 통해 얻은 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 캐리어(S)의 정렬 상태 데이터를 토대로 제2본딩 픽커(500b)의 픽업 위치를 보정시킨다.
보정을 통해, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 모두 픽업한 제2본딩 픽커(500b)는 제2PCB 스테이지(200b)에 적재된 제2PCB(P)의 본딩 위치까지 이동한 후, 본딩 헤드(540)를 Z축 방향으로 하강시킴으로써, 마이크로 LED 소자(M)를 제2PCB 스테이지(200b)에 적재된 제2PCB(P)에 본딩시킨다. 이 때, 제2PCB 스테이지(200b)는 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 후방 위치, 즉, 제2본딩 위치까지 이동되어 있다.
본딩 위치 및 본딩면의 검사는 전술한 바와 같이, 본딩비전(560)을 통해 이루어질 수 있다.
스탬프 패드(550)에 흡착된 마이크로 LED 소자(M)의 위치 정렬에 오차가 있는 경우, 제어부는 제2업룩킹 비전(600b)에 의해 얻어진 마이크로 LED 소자(M)의 정렬 상태 데이터를 토대로 제2본딩 픽커(500b)의 본딩 위치를 보정하도록 제2본딩 픽커(500b)를 제어할 수 있다.
제2본딩 픽커(500b)에 의해 트레이 팔레트(T)에 적재된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)가 모두 제2PCB(P)에 본딩되면, 제2PCB 스테이지(200b)는 X축 방향, 즉, 도 1에서 우측으로 이동함으로써, PCB 회수함으로 반출된다.
또한, 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)에서 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업된 경우, 제2캐리어 회수픽커(700b)가 상기 캐리어(S)를 픽업하여 제2캐리어 회수부로 회수한다. 따라서, 제2캐리어 픽커(300b)를 통한 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)로의 캐리어(S)의 이송이 계속적으로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)는, 한 쌍의 본딩공정부, 즉, 제1, 2본딩공정부를 통해 마이크로 LED 소자(M)가 각각의 PCB에 독립적으로 본딩이 이루어지게 된다.
제1본딩공정부는 제1캐리어 픽커(300a), 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a), 제1업룩킹 비전(600a), 제1PCB 스테이지(200a)를 포함하여 구성될 수 있으며, 제2본딩공정부는 제2캐리어 픽커(300b), 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b), 제2업룩킹 비전(600b), 제2PCB 스테이지(200b)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1본딩공정부에서는, 제1캐리어 픽커(300a)가 제1픽업 위치에 있는 팔레트(100)로부터 캐리어(S)를 픽업하여 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 전달하고, 제1본딩 픽커(500a)가 제1마이크로 LED 소자 분리부(400a)로부터 마이크로 LED 소자(M)만을 픽업하여 제1본딩 위치에 있는 제1PCB 스테이지(200a)에 재치된 제1PCB(P)에 본딩시키는 공정이 수행된다. 이 경우, 제1업룩킹 비전(600a), 제1본딩 픽커(500a)의 본딩비전(560) 및 제어부를 통해 제1본딩 픽커(500a)의 픽업 위치 또는 본딩 위치가 보정되도록 제어될 수 있다.
제2본딩공정부에서는, 제2캐리어 픽커(300b)가 제2픽업 위치에 있는 팔레트(100)로부터 캐리어(S)를 픽업하여 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 전달시키고, 제2본딩 픽커(500b)가 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)로부터 마이크로 LED 소자(M)만을 픽업하여 제2본딩 위치에 있는 제2PCB 스테이지(200b)에 재치된 제2PCB(P)에 본딩시키는 공정이 수행된다. 이 경우, 제2업룩킹 비전(600b), 제2본딩 픽커(500b)의 본딩비전(560) 및 제어부를 통해 제2본딩 픽커(500b)의 픽업 위치 또는 본딩 위치가 보정되도록 제어될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)는 제2본딩공정부에서 먼저 본딩작업이 수행된 후 반출될 수 있도록, 제2캐리어 픽커(300b)가 팔레트(100)로부터 캐리어(S)를 픽업하여 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 전달하면 제2본딩 픽커(500b)가 제2마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 전달된 캐리어로(S)부터 제2마이크로 LED 소자만 흡착하여 제2PCB 의 본딩영역에 본딩할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서 각각의 PCB(P)에는 6회에 걸쳐 6개의 캐리어로부터 각각 복수개의 제2마이크로 LED 소자(M)를 분리하여 본딩작업을 수행한 후, 본딩이 완료되면 반출할 수 있지만, PCB(P) 및 마이크로 LED 소자(M)의 종류에 따라 하나의 PCB(P)에 본딩되는 마이크로 LED 소자(M)의 개수 및 본딩횟수는 가변될 수 있으며, 팔레트(100)에 수용되는 캐리어(S)의 수 및 캐리어(S)에 수용되는 마이크로 LED 소자(M)의 개수도 달라질 수 있다.
위와 같이, 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)가 제1, 2본딩공정부를 구비하여 픽업 및 본딩 공정이 독립적으로 수행됨에 따라, 마이크로 LED 소자(M)의 본딩을 더욱 효율적으로 달성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 마이크로 LED 소자 분리부(400) 즉, 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)는 그 위치가 고정됨에 따라, 마이크로 LED 소자(M)의 위치 오차의 발생을 현저히 낮출 수 있다. 이를 위하여 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 캐리어(S)를 전달할 수 있도록, 마이크로 LED 소자 분리부(400)와 Y축 방향으로 동축에 배치된 캐리어 픽커(300)가 배치되며, 캐리어 픽커(300)는 고정된 위치에서 Y축 방향으로만 이송 가능하게 구비되어 마이크로 LED 소자 분리부(400)의 고정된 위치에 캐리어(S)를 전달하도록 할 수 있다.
상세하게 설명하면, 마이크로 LED 소자 분리부(400)가 없이 본딩 픽커(500)가 팔레트(100)에서 마이크로 LED 소자(M)를 바로 픽업하여 PCB(P)에 본딩시킬 경우, 팔레트(100)의 이동에 따라 매번 위치 정렬의 오차 발생의 위험성이 있다. 또한 본딩영역이 2군데에서 수행되기 때문에 각각의 본딩영역으로 마이크로 LED 소자(M)를 전달하기 위하여 본딩공정 중에도 계속 반복적으로 팔레트(100)가 왕복이동이 되어야 하기 때문에 위치 안정성을 확보하기가 어렵다. 특히나 앞에서도 설명한 바와 같이 마이크로 단위의 LED 소자(M)를 핸들링함에 있어서, 미세한 위치 오차는 제품 불량에 해당하는 오차로 작용될 수 있기 때문에 하나의 캐리어(S)에 수천 ~ 수만개의 마이크로 LED 소자(M)의 정밀도 확보가 매우 중요하다.
따라서, 본 발명과 같이, 고정된 위치를 갖는 마이크로 LED 소자 분리부(400)가 구비되고, 이러한 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 캐리어(S)를 이송한 후, 다시 그 캐리어(S)에서 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하여 이송시키게 되면, 팔레트(100)의 이동에 따른 위치 정렬의 오차 발생을 감소시킬 수 있는 것이다. 즉, 마이크로 LED 소자 분리부(400)는 그 위치가 고정되어 있으므로, 본딩 픽커(500)가 팔레트(100)의 위치 변화(팔레트(100)는 제1픽업 위치와 제2픽업 위치를 왕복하여 이동하게 되므로 계속적으로 위치가 변화한다고 볼 수 있다)에 따른 보정을 하지 않아도 되는 것이다.
뿐만 아니라 정확한 본딩, 실장을 위해서 본딩비전(560)으로 PCB(P)의 본딩될 영역에 대한 위치 정보를 획득한 후, 업룩킹비전(600)으로 픽업할 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(551) 위치를 검출하고 본딩비전(560)으로 캐리어(S)로부터 픽업할 마이크로 LED 소자(M)의 위치를 검출하며, 본딩 전에 업룩킹비전(600)으로 스탬프 패드(550)에 흡착된 정렬 상태를 한번 더 확인하여 실장함으로써 PCB(P)의 정확한 위치에 마이크로 LED 소자(M)를 실장할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)는 마이크로 LED 소자(M)의 정확한 본딩이 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 마이크로 LED 소자(M)가 잘못된 위치에 본딩된 불량 PCB(P)의 발생을 낮출 수 있다.
이하, 스탬프 교체부(910)를 통해, 제1본딩 픽커(500a) 또는 제2본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)를 교체하는 공정에 대해 설명한다.
픽커 헤드 푸셔(911)를 통해 새로운 스탬프 패드(550)가 공급되면, 스탬프 패드(550)는 스탬프 교체부(910)로 적재된다. 스탬프 교체부(910)는 Y축 방향을 따라 픽커 헤드 교체 위치까지 이동된다. 이 경우, 픽커 헤드 교체 위치는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1, 2클리너부(800a, 800b)의 클린 스테이지(840)들의 사이 및 제2가이드 프레임(22)의 후방일 수 있다.
본딩 헤드(540)에 흡착된 스탬프 패드(550)는 소모성 제품으로 이루어지므로, 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하고, 스탬프 패드(550)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)를 PCB(P)에 본딩하며, 본딩이 완료된 스탬프 패드(550)를 테이프(810)에 접촉시켜 클리닝하는 단계를 반복적으로 수행하는 경우 스탬프 패드(550)의 하면에 형성된 수천 ~ 수만개의 소자 접착돌기(551)가 마모되거나 손상이 될 수 있다. 따라서 각각의 본딩작업이 수행되는 동안 스탬프 패드(550)의 사용횟수가 소정 횟수에 도달하는 경우 새로운 스탬프 패드(550)로 교체하는 것이 바람직하다.
물론 이외에도, 제1업룩킹 비전(600a)을 통해 제1본딩 픽커(500a)의 본딩 헤드(540)에 흡착된 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(551)가 장기간 사용에 따라 마모되거나 파손된 것이 검사되거나, 제2업룩킹 비전(600b)을 통해 제2본딩 픽커(500b)의 본딩 헤드(540)에 흡착된 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(551)가 장기간 사용에 따라 마모되거나 파손된 것이 검사되면, 제1본딩 픽커(500a) 또는 제2본딩 픽커(500b)는 본딩 헤드(540)의 공압을 해제하여 본딩 헤드(540)의 하면에 진공 흡착된 스탬프 패드(550)를 분리. 교체할 수도 있다.
그 후, 제1본딩 픽커(500a) 또는 제2본딩 픽커(500b)는 스탬프 교체부(910)로 이동하고, 본딩 헤드(540)의 공압을 통해 스탬프 교체부(910)에 공급된 새로운 스탬프 패드(550)를 진공 흡착하여 픽업함으로써, 스탬프 패드(550)를 교체한다. 이 경우, 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)는 분리된 스탬프 패드(550)를 회수하는 회수함(미도시)이 더 포함되어 구성될 수도 있으며, 미사용 스탬프 패드가 복수개 적층된 스탬프 스택부의 일측에 따로 회수할 수도 있다.
위와 같은 방법에 의해, 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)의 본딩 픽커(500), 즉, 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)는 공압 연결 및 해제를 통해 스탬프 패드(550)를 쉽게 교체 가능하다. 따라서, 스탬프 패드(550)를 장기간 사용에 따라 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(511)에 마모 또는 파손이 발생하게 되면, 스탬프 패드(550)를 쉽게 교체할 수 있으며, 이를 통해, 마이크로 LED 소자(M)를 흡착하는 흡착력을 높게 유지시킬 수 있다. 이처럼, 스탬프 패드(550)의 흡착력을 높게 유지함에 따라, 마이크로 LED 소자(M)를 제대로 픽업하지 못해 PCB(P)에 마이크로 LED 소자(M)의 결손 영역, 픽업 에러의 발생을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에서 본딩되는 마이크로 LED 소자(M)가 마이크로 LED일 경우, 도 6과 같이, 복수개의 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)를 순차적으로 연결 배열한 마이크로 LED 소자용 본딩시스템(1)을 구축할 수도 있다.
즉, 본 발명의 또 다른 마이크로 LED 소자용 본딩시스템(1)은 전술한 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)가 복수개 나란히 배열되어 구비되며, 각각의 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에서 서로 다른 컬러의 마이크로 LED 소자(M)를 본딩할 수 있다. 즉 하나의 PCB(P)에 각각의 본딩장치에서 본딩된 서로 다른 컬러의 LED를 연속적으로 본딩함으로써 PCB(P) 상에 각각 다른 컬러의 픽셀을 방출하는 전체 픽셀의 PCB(P)를 만들 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치를 순차적으로 배열한 마이크로 LED 소자용 본딩시스템의 평면도이다.
마이크로 LED 소자용 본딩시스템(1)에 사용되는 마이크로 LED 소자(M)는, PCB(P)에 마이크로 LED 소자(M)를 R, G, B 즉, 하나의 서브 픽셀 단위로 본딩시키기 위해, 캐리어(S)에 안착된 마이크로 LED 소자(M)는 기존의 피치 간격의 3배수의 피치 간격을 갖도록 안착될 수 있다.
예컨데, 기존의 마이크로 LED 소자(M) 사이의 간격이 10㎛이고, 마이크로 LED 소자(M)의 폭이 100㎛인 경우, 마이크로 LED 소자용 본딩시스템(1)에서 사용되는 마이크로 LED 소자(M) 사이의 피치 간격은 330㎛(10㎛+100㎛+10㎛+100㎛+10㎛+100㎛)일 수 있는 것이다.
도 6의 첫번째 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에서 본딩되는 마이크로 LED 소자(M)는 'R', 즉, 적색광 마이크로 LED 소자(M)이고, 두번째 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에서 본딩되는 마이크로 LED 소자(M)는 'G', 즉, 녹색광 마이크로 LED 소자(M)이고, 세번째 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에서 본딩되는 마이크로 LED 소자(M)는 'B', 즉, 청색광 마이크로 LED 소자(M)일 수 있다.
첫번째 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에서 본딩 공정이 완료된 PCB(P)에는 적색광 마이크로 LED 소자(R)만이 존자하고, 두번째 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에서 본딩 공정이 완료된 PCB(P)에는 적색광 마이크로 LED 소자(R) 및 녹색광 마이크로 LED 소자(G)가 존재하며, 세번째 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에서 본딩 공정이 완료된 PCB(P)에는 적색광 마이크로 LED 소자(R), 녹색광 마이크로 LED 소자(G) 및 청색광 마이크로 LED 소자(B)가 모두 존재한다. 이를 통해, PCB(P) 내에 R, G, B가 모두 구현되어 디스플레이 장치로서 기능할 수 있게 된다.
물론, 본 발명에서는 R,G,B 순서로 PCB에 본딩하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 각각의 컬러LED의 실장 순서는 달라도 무방하다.
마이크로 LED 소자용 본딩시스템(1)은 위와 같이, 하나의 PCB(P)가 3개의 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)의 본딩 공정을 모두 거쳐야 하므로, 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)의 제2가이드 프레임(22)이 하나의 가이드 프레임으로 연결되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
1: 마이크로 LED 소자용 본딩시스템
10: 마이크로 LED 소자용 본딩장치
21: 제1가이드 프레임 ` 22: 벨트
24: 제3가이드 프레임 ` 25: 제4가이드 프레임
26: 제5가이드 프레임
100: 팔레트
200: PCB 스테이지 200a: 제1PCB 스테이지
200b: 제2PCB 스테이지
300: 캐리어 픽커 300a: 제1캐리어 픽커
300b: 제2캐리어 픽커 310: 캐리어 픽커 바디
320: 캐리어 픽커 이동부 330: 단부
340: 캐리어 픽커 헤드 341: 기판 접착돌기
400: 마이크로 LED 소자 분리부 400a: 제1마이크로 LED 소자 분리부
400b: 제2마이크로 LED 소자 분리부
500: 본딩 픽커 500a: 제1본딩 픽커
500b: 제2본딩 픽커 510: 본딩 픽커 바디
520: 제1이동부 530: 제2이동부
540: 본딩 헤드 541: 슬릿
542: 공압유로 543: 공압호스
544: 내부 슬릿 545: 외부 슬릿
550: 스탬프 패드 551: 소자 접착돌기
560: 본딩비전
600: 업룩킹 비전 600a: 제1업룩킹 비전
600b: 제2업룩킹 비전
700: 캐리어 회수픽커 700a: 제1캐리어 회수픽커
700b: 제2캐리어 회수픽커
800: 클리너부 800a: 제1클리너부
800b: 제2클리너부 810: 테이프
820: 공급롤러 830: 가이드롤러
840: 클린 스테이지 850: 회수롤러
910: 스탬프 교체부 911: 픽커 헤드 푸셔
920: 제1캘리브레이션 스테이지 930: 제2캘리브레이션 스테이지
T: 트레이 팔레트 S: 캐리어
M: 마이크로 LED 소자 P: PCB

Claims (10)

  1. 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자 본딩장치로서,
    복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이 팔레트;
    상기 트레이 팔레트로부터 하나의 캐리어를 픽업하여 마이크로 LED 소자 분리부로 전달하는 캐리어 픽커;
    상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 캐리어로부터 복수개의 마이크로 LED 소자를 픽업하여 PCB에 본딩시키기 위하여 하부에 탈부착 가능하게 장착되는 스탬프 패드를 구비하는 본딩 헤드와, 상기 본딩 헤드의 일측에 마련되어 상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 마이크로 LED 소자의 위치 정보 및 PCB의 본딩될 영역에 대한 위치 정보를 획득하는 본딩비전을 포함하며, X축 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 본딩 픽커;
    상기 본딩 헤드에 의해 상기 마이크로 LED 소자가 상기 캐리어로부터 분리된 후 상기 마이크로 LED 소자 분리부 상의 빈 캐리어를 회수하는 캐리어 회수픽커;
    상기 마이크로 LED 소자 분리부와 PCB 스테이지 사이의 하부에 고정 구비되며, 상기 본딩 픽커에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 획득하기 위한　 업룩킹 비전;
    상기 업룩킹 비전에 의해 획득된 위치 정보와 PCB의 본딩될 영역에 대한 위치 정보에 따라 상기 마이크로 LED 소자가 본딩되는 PCB 스테이지; 및
    본딩이 완료된 스탬프 패드를 클리닝하기 위한 클리너부;를 포함하고,
    상기 캐리어 픽커, 마이크로 LED 소자 분리부, 본딩 픽커, 캐리어 회수픽커, 업룩킹 비전, PCB 스테이지, 클리너부는 한쌍을 이루며, Y축 방향으로 대칭되게 양측에 구비되되,
    상기 트레이 팔레트에 수용되는 캐리어를 양측에 구비되는 각각의 캐리어 픽커에 전달하기 위하여, 상기 트레이 팔레트는 X축 방향으로 왕복 이송 가능하게 구비되고,
    상기 트레이 팔레트로부터 전달받은 캐리어를 상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달하기 위하여, 상기 캐리어 픽커는 Y축 방향으로 이송 가능하게 구비되며, 상기 캐리어 픽커와 상기 마이크로 LED 소자 분리부는 Y축 방향으로 평행한 임의의 동축에 고정 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 PCB 스테이지에 구비되는 PCB는 일측 방향에서 공급되어 타측 방향으로 반출되며,
    상기 트레이 팔레트로부터 공급되는 캐리어는 상기 PCB가 반출되는 방향 측에 위치한 Y축 영역에 구비된 캐리어 픽커에 먼저 전달되어 본딩 작업이 수행되며, PCB가 반출되는 방향 측에 위치한 PCB에 본딩작업이 먼저 종료되어 반출되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스탬프 패드의 하면에는 상기 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 한번에 픽업하기 위하여 상기 복수개의 마이크로 LED 소자와 각각 대응되는 돌출된 접착돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스탬프 패드가 복수개 적층되어 구비되는 스탬프 스택부;
    상기 본딩 헤드의 하부로부터 탈착된 사용된 스탬프 패드를 상기 스탬프 스택부로 밀어주는 그립퍼;
    상기 스탬프 스택부로부터 교체될 새로운 스탬프 패드를 인출하는 스탬프 푸셔;및
    상기 사용된 스탬프 패드 또는 교체될 새로운 스탬프 패드가 놓여지며, 상기 본딩 헤드의 스탬프 패드가 교체되는 스탬프 교체부를 더 포함하며,
    상기 본딩 헤드는 상기 스탬프 교체부에서 공압 연결 및 해제를 통해 새로운 스탬프 패드로 교체 가능한 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩장치.　
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 본딩 헤드는 공압을 공급하는 공압공급부; 및 상기 공압공급부와 연결되는 공압유로를 구비하며,
    상기 본딩 헤드의 저면에는 상기 공압유로와 연통되는 복수개의 슬릿이 형성되어 상기 스탬프 패드가 상기 공압공급부의 공압에 의해 상기 본딩 헤드의 하부에 탈부착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 캐리어 픽커 및 상기 캐리어 회수픽커는 상기 캐리어 상에서 상기 마이크로 LED 소자의 비접착영역인 에지(edge) 영역을 진공 흡착하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 클리너부는,
    테이프를 공급하는 공급롤러;
    상기 공급롤러에 의해 공급된 테이프의 접착면이 상부를 향한 상태로 공급되어 상기 본딩 헤드가 하강시 상기 본딩 헤드의 하단에 장착된 스탬프 패드와 접촉하여 상기 스탬프 패드의 이물질이 제거되는 클린 스테이지; 및
    상기 클린 스테이지에서 사용된 테이프를 회수하는 회수롤러를 포함하며,
    상기 공급롤러 및 회수롤러는 교체 가능하도록 탈부착 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩장치.
  8. 　제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치가 복수개 나란히 배열되어 구비되며, 각각의 마이크로 LED 소자용 본딩장치에서 서로 다른 컬러의 마이크로 LED 소자를 본딩하고 하나의 PCB에 각각의 본딩장치에서 본딩된 서로 다른 컬러의 마이크로 LED 소자가 연속적으로 본딩되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩시스템.
  9. 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자용 본딩방법으로서,
    복수개의 마이크로 LED 소자가 거치된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이 팔레트가 X축 방향으로 왕복 이송하면서 상기 트레이 팔레트에 수용되는 캐리어를 양측에 구비되는 각각의 캐리어 픽커에 순차적으로 공급하는 단계;
    상기 캐리어 픽커가 상기 복수개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 픽업하여, 상기 캐리어 픽커와 Y축 방향으로 평행한 임의의 동축에 고정 배치되는 마이크로 LED 소자 분리부에 전달하는 단계;
    본딩 헤드의 일측에 구비된 본딩비전으로 PCB의 본딩될 영역에 대한 본딩위치 정보를 획득하고, 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 캐리어로부터 마이크로 LED 소자를 픽업할 본딩 헤드의 하부에 장착된 스탬프 패드에 형성된 접착돌기의 위치정보를 업룩킹 비전으로 검사하는 단계;
    상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 상기 마이크로 LED 소자의 정렬상태를 본딩비전으로 검사하고, 상기 스탬프 패드에 형성된 접착돌기의 위치정보와 상기 마이크로 LED 소자의 정렬상태를 바탕으로 상기 스탬프 패드의 접착돌기로 각각의 마이크로 LED 소자를 픽업하는 단계;
    상기 본딩 헤드를 업룩킹 비전의 상부로 이송하여, 상기 스탬프 패드에 픽업된 마이크로 LED 소자의 픽업상태를 검사하는 단계;
    상기 스탬프 패드에 픽업된 마이크로 LED 소자를 제1 PCB 또는 제2 PCB의 상부로 이송하여, 상기 픽업상태 검사결과에 따라 제1 PCB 또는 제2 PCB의 본딩위치에 본딩하는 단계; 및
    상기 본딩이 완료된 본딩 헤드의 스탬프 패드를 클리너부에서 클리닝하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 PCB 또는 제2 PCB는 일측 방향에서 공급되어 타측 방향으로 반출되며,
    상기 트레이 팔레트로부터 공급되는 캐리어는 상기 PCB가 반출되는 방향 측에 위치한 Y축 영역에 구비된 캐리어 픽커에 먼저 전달되어 본딩 작업이 수행되며, PCB가 반출되는 방향 측에 위치한 PCB에 본딩작업이 먼저 종료되어 반출되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 본딩 헤드의 스탬프 패드는 상기 본딩 헤드의 하부에 공압에 의해 탈부착 가능하게 구비되며,
    상기 본딩 헤드의 스탬프 패드는 마이크로 LED 소자를 픽업하는 단계, 상기 본딩하는 단계 및 상기 스탬프 패드를 클리닝하는 단계가 소정 횟수에 도달하면 새로운 스탬프 패드로 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자용 본딩방법.
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