KR102534310B1 - 마이크로 led 전사 장치 및 이를 이용한 레이저 전사 방법 - Google Patents

마이크로 led 전사 장치 및 이를 이용한 레이저 전사 방법 Download PDF

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Abstract

전사 장치가 개시된다. 본 전사 장치는 복수의 LED 칩이 배열된 제1 기판이 장착되는 제1 스테이지, 제2 기판이 장착되며 제1 스테이지의 하부에 배치되는 제2 스테이지, 제1 스테이지의 일단과 연결되는 제1 지지부를 포함하며 제1 지지부를 이동시키는 제1 구동 장치, 제1 스테이지의 타단과 연결되는 제2 지지부를 포함하며 제2 지지부를 이동시키는 제2 구동 장치 및 제1 및 제2 구동 장치를 제어하는 프로세서를 포함하고, 제1 및 제2 구동 장치는 각각, 지면과 수평한 제1 축을 따라 제1 또는 제2 지지부를 이동시키는 제1 모터, 지면과 수평하며 제1 축과 수직한 제2 축을 따라 제1 또는 제2 지지부를 이동시키는 제2 모터 및 지면과 수직한 제3 축을 따라 제1 또는 제2 지지부를 이동시키는 제3 모터를 포함하며, 프로세서는, 제1 및 제2 지지부가 제1 축을 따라 서로 다른 방향으로 이동하도록 제1 및 제2 구동 장치에 포함된 제1 모터를 각각 제어하여 상기 제1 스테이지를 회전시킨다.

Description

마이크로 LED 전사 장치 및 이를 이용한 레이저 전사 방법{MICRO LED TRANSFERRING APPARATUS AND LASER TRANSFERRING METHOD USING THE SAME}
본 개시는 마이크로 LED 전사 장치 및 이를 이용한 레이저 전사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정밀도를 향상시키고 진동을 저감시킬 수 있는 구조를 가지는 마이크로 LED 전사 장치 및 이를 이용하여 빠른 시간 내에 대량으로 전사하는 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달로 인해 다양한 반도체 칩이 제조되고 있으며, 반도체 칩을 전사하기 위한 반도체 칩 전사 장치가 개발되고 있다. 반도체 칩 전사 기술이 사용되는 예로는 반도체 본딩 기판, PCB, mini LED, 마이크로 LED 등이 있다.
반도체 칩 전사 방법의 일 예로, 컬러 필터 및 백라이트 없이 스스로 빛을 내는 초소형 무기 발광물질인 마이크로 LED는 에피 공정 등을 통해 웨이퍼(성장 기판) 상에서 칩 형태로 제조되고, 타겟 기판 상에 전사됨으로써 디스플레이의 발광 모듈을 구성할 수 있다.
전사 공정을 단순화하고 빠른 대량 전사를 위해, 웨이퍼 상에 형성된 마이크로 LED는 LLO(Laser Lift Off) 공정을 통해 중계 기판(interposer)으로 전사된다.
이 경우, 웨이퍼로부터 중계 기판 상의 정확한 위치에 마이크로 LED를 전사하기 위해서는 높은 수준의 레이저 공정 기술이 요구된다.
본 개시는 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 개시의 목적은 웨이퍼와 중계 기판 사이의 간격과 평탄도를 정밀하게 유지하기 위해, 기판 이동 시의 직진도 및 진동을 저감시켜 전사 동작의 정밀도를 향상시킬 수 있는 전사 장치 및 높은 수준의 레이저 공정 기술을 이용한 전사 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위해 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 장치는, 복수의 LED 칩이 배열된 제1 기판이 장착되는 제1 스테이지, 제2 기판이 장착되며 상기 제1 스테이지의 하부에 배치되는 제2 스테이지, 상기 제1 스테이지의 일단과 연결되는 제1 지지부를 포함하며, 상기 제1 지지부를 이동시키는 제1 구동 장치, 상기 제1 스테이지의 타단과 연결되는 제2 지지부를 포함하며, 상기 제2 지지부를 이동시키는 제2 구동 장치 및 상기 제1 및 제2 구동 장치를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 제1 및 제2 구동 장치는 각각, 지면과 수평한 제1 축을 따라 상기 제1 또는 제2 지지부를 이동시키는 제1 모터, 지면과 수평하며 상기 제1 축과 수직한 제2 축을 따라 상기 제1 또는 제2 지지부를 이동시키는 제2 모터 및 지면과 수직한 제3 축을 따라 상기 제1 또는 제2 지지부를 이동시키는 제3 모터를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 제1 및 제2 지지부가 상기 제1 축을 따라 서로 다른 방향으로 이동하도록 상기 제1 및 제2 구동 장치에 포함된 상기 제1 모터를 각각 제어하여 상기 제1 스테이지를 회전시킨다.
한편, 상기 전사 장치는 상기 제2 스테이지를 이동시키는 제3 구동 장치를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 제1 내지 제3 구동 장치를 제어하여 상기 제1 및 제2 스테이지를 이동시켜 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 위치를 정렬할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 제1 스테이지가 회전하도록 상기 제1 및 제2 구동 장치에 포함된 상기 제1 모터를 각각 제어하여 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 각도를 정렬할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 제1 및 제2 지지부가 상기 제2 축을 따라 이동하는 방향 및 속도를 동기화하여 상기 제1 스테이지가 상기 제2 축을 따라 이동하도록 상기 제1 및 제2 구동 장치에 각각 포함된 제2 모터를 동기화하여 제어할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 제1 및 제2 지지부가 상기 제3 축을 따라 이동하는 방향 및 속도를 동기화하여 상기 제1 스테이지가 상기 제3 축을 따라 이동하도록 상기 제1 및 제2 구동 장치에 각각 포함된 제3 모터를 동기화하여 제어할 수 있다.
한편, 상기 전사 장치는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 위치를 감지하기 위한 비전 카메라 및 상기 제1 스테이지의 상측에 배치되며 상기 제1 기판을 향해 레이저를 조사하여 상기 제1 기판의 LED 칩을 상기 제2 기판에 전사하는 레이저 장치를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 비전 카메라를 통해 감지된 결과에 기초하여 상기 제1 기판이 상기 제2 기판 상에 정렬되도록 상기 제1 및 제2 구동 장치를 제어하고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 위치가 정렬된 것으로 식별되면, 상기 제1 기판을 향해 레이저를 조사하도록 상기 레이저 장치를 제어할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는, 상기 제3 모터를 제어하여 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격이 100㎛ 이내가 되도록 상기 제1 스테이지를 상기 제3 축을 따라 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 제3 구동 장치는, 상기 제1 축을 따라 상기 제2 스테이지를 이동시키는 제1 축 모터, 상기 제2 축을 따라 상기 제2 스테이지를 이동시키는 제2 축 모터, 상기 제3 축을 따라 상기 제2 스테이지를 이동시키는 제3 축 모터 및 상기 제3 축을 기준으로 상기 제2 스테이지를 회전시키는 회전 모터를 포함할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 장치를 이용한 전사 방법은, 복수의 LED 칩이 배열된 제1 기판이 장착된 제1 스테이지를 제2 기판이 장착된 제2 스테이지의 상부로 이동시키는 단계, 지면과 수평한 제1 축, 지면과 수평하며 상기 제1 축과 수직한 제2 축 및 지면과 수직한 제3 축 각각에 대해 상기 제1 스테이지를 이동시켜 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 위치를 정렬하는 단계, 상기 제1 스테이지를 회전시켜 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 각도를 정렬하는 단계 및 상기 제1 기판의 LED 칩을 상기 제2 기판 상에 전사하는 단계를 포함하고, 상기 각도를 정렬하는 단계는, 상기 제1 스테이지의 일단과 연결되는 제1 지지부 및 상기 제1 스테이지의 타단과 연결되는 제2 지지부가 상기 제1 축을 따라 서로 다른 방향으로 이동하도록 제어하여 상기 제1 스테이지를 회전시키는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 전사하는 단계는, 상기 제1 및 제2 스테이지의 이동 방향 및 이동 속도를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 장치를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 구동 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 구동 장치의 구조를 설명하기 위한 상면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 제1 스테이지를 이동시키기 위한 제1 및 제2 구동 장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제2 스테이지를 이동시키기 위한 제3 구동 장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 제1 및 제2 스테이지가 같은 속도로 이동하며 전사가 이루어지는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제1 및 제2 스테이지가 서로 다른 속도로 이동하며 전사가 이루어지는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예들은 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
그 밖에도, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하, 도 1 내지 도 10을 참고하여 본 개시를 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)를 도시한 사시도, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 장치(100)를 도시한 정면도, 도 3 및 도 4는 구동 장치의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 5는 전사 장치(100)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 전사 장치(100)는 제1 스테이지(110), 제2 스테이지(120), 제1 내지 제3 구동 장치(130, 140, 170), 비전 카메라(150), 변위 센서(160), 프로세서(180) 및 레이저 장치(190)를 포함할 수 있다.
전사 장치(100)는 제1 기판(210, 도 6 참조) 상에 기설정된 배열로 배치된 복수의 LED 칩(211, 도 9 내지 도 10 참조)을 제2 기판(220, 도 6 참조)에 전사하기 위한 장치이다.
제1 기판(210)은 복수의 마이크로 LED가 형성된 웨이퍼, 제2 기판(220)은 웨이퍼로부터 복수의 마이크로 LED를 전사 받아 타겟 기판으로 이송시키기 위한 중계 기판일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 기판(210)과 제2 기판(220)은 각각 중계 기판과 타겟 기판일 수도 있다.
제1 스테이지(110)는 제1 기판(210)을 이동시키기 위한 구성이며, 제1 구동 장치(130) 및 제2 구동 장치(140)에 의해 이동될 수 있다. 제1 기판(210)은 제1 스테이지(110)의 저면에 장착되어 제1 스테이지(110)의 이동에 따라 이동될 수 있다. 제1 기판(210)의 저면에는 복수의 LED 칩(211)이 배열될 수 있다.
제2 스테이지(120)는 제1 스테이지(110)의 하부에 배치되며, 제3 구동 장치(170)에 의해 이동될 수 있다. 제2 스테이지(120)의 상부에는 제2 기판(220)이 장착될 수 있다.
제1 기판(210)과 제2 기판(220)은 각각 제1 스테이지(110) 및 제2 스테이지(120)에 분리 가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 각각의 기판은 스테이지에 포함된 진공 척(chuck)을 통해 흡착하는 방식으로 장착될 수 있다.
제1 내지 제3 구동 장치(130, 140, 170)는 베이스(10) 상에 배치되며, 제1 및 제2 스테이지(120)를 움직일 수 있다.
제1 및 제2 구동 장치(130, 140)는 제1 스테이지(110)의 하부에 배치되어 제1 스테이지(110)를 지지하며 제1 스테이지(110)를 X축, Y축, Z축 방향으로 이동시키거나 지면에 수평하게 회전하는 T축을 기준으로 회전시킬 수 있다.
구체적으로, 제1 구동 장치(130)는 제1 스테이지(110)의 제1 베어링(111, 도 4 참조)을 수용하는 제1 베어링 하우징(134a)를 포함하여 제1 스테이지(110)의 일단(110a)과 연결되는 제1 지지부(134)를 포함하고, 제2 구동 장치(140)는 마찬가지로 제1 스테이지(110)의 제2 베어링(미도시)을 수용하는 제2 베어링 하우징(144a)을 포함하여 제1 스테이지(110)의 타단(110b)과 연결되는 제2 지지부(144)를 포함할 수 있다. 제1 구동 장치(130)는 제1 지지부(134)를 이동시킴으로써 제1 지지부(134)와 연결된 제1 스테이지(110)의 일단(110a)을 움직일 수 있고, 제2 구동 장치(140)는 제2 지지부(144)를 이동시킴으로써 제2 지지부(144)와 연결된 제1 스테이지(110)의 타단(110b)을 움직일 수 있다. 제1 및 제2 지지부(134, 144)는 베어링을 통해 제1 스테이지(110)의 저면에 회전 가능하게 결합되어 제1 스테이지(110)를 지지할 수 있다.
이에 따라, 제1 및 제2 구동 장치(130, 140)를 이용하여 제1 스테이지(110)의 두 지점을 지지할 수 있으므로 제1 스테이지(110)에서 발생되는 진동, 틸팅 현상 등을 완화시킬 수 있으며 전사 동작의 정밀도가 향상될 수 있다.
도 3 및 도 6을 참고하면, 제1 및 제2 구동 장치(130, 140)는 각각 제1 모터(131, 141), 제2 모터(132, 142) 및 제3 모터(133, 143)를 포함할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참고하여 제1 구동 장치(130)의 구조를 설명한다. 제2 구동 장치(140) 또한 제1 구동 장치(130)와 동일한 구조로 구현될 수 있으며, 제1 구동 장치(130)와 대칭적으로 배치될 수 있다.
제1 모터(131, 141)는 지면과 수평한 제1 축(또는, Y축)을 따라 제1 또는 제2 지지부(134, 144)를 이동시킴으로써 제1 스테이지(110)를 Y축을 따라 이동시킬 수 있다.
제2 모터(132, 142)는 지면과 수평하며 제1 축과 수직한 제2 축(또는, X축)을 따라 제1 또는 제2 지지부(134, 144)를 이동시킴으로써 제1 스테이지(110)를 X축을 따라 이동시킬 수 있다.
제3 모터(133, 134)는 지면과 수직한 제3 축(또는, Z축)을 따라 제1 또는 제2 지지부(134, 144)를 이동시킴으로써 제1 스테이지(110)를 Z축을 따라 이동시킬 수 있다.
제1 내지 제3 모터는 리니어 모터(Linear Motor) 또는 에어 베어링(air bearing)으로 구현될 수 있다. 본 개시에서는 제1 내지 제3 모터가 리니어 모터인 것을 예시로 들어 설명하도록 한다.
도 3을 참고하면, 제1 모터(131)는 제1 마그넷 트랙(131a), 가이드 레일(131b) 및 제1 블록(131c)을 포함한다. 제1 모터는 제1 마그넷 트랙(131a)에서 전자기력 발생에 따라 마그넷을 Y축을 따라 움직이고, 이동하는 마그넷에 결합된 제1 블록(131c)을 제1 가이드 레일(131b)을 따라 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다.
제2 모터(132)는 제2 마그넷 트랙(132a), 가이드 레일(132b) 및 제2 블록(132c)을 포함하며, 앞서 설명한 리니어 모터의 구동 방식에 따라, 제1 블록(131c)의 상부에 배치된 제2 블록(132c)을 제2 가이드 레일(132b)을 따라 X축 방향으로 이동시킬 수 있다.
제3 모터(133)는 제2 블록(132c)의 상부에 배치되며, 앞서 설명한 리니어 모터의 구동 방식에 따라 제3 모터(133)의 상부에 배치된 제1 지지부(134)를 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 4는 제1 구동 장치(130)를 상부에서 바라본 것을 도시한 도면이다. 제1 지지부(134)의 상부에는 제1 베어링 하우징(134a)가 배치될 수 있으며, 제1 베어링 하우징(134a)은 제1 스테이지(110)의 저면에 배치된 제1 베어링(111)과 체결됨으로써 제1 스테이지(110)와 제1 지지부(134)를 회전 가능하게 연결할 수 있다.
예를 들어, 제1 구동 장치(130)의 제1 모터(131)를 이용하여 제1 스테이지(110)의 일단(110a)에 연결된 제1 지지부(134)를 +Y축 방향으로 이동시키고, 제2 구동 장치(140)의 제1 모터(141)를 이용하여 제1 스테이지(110)의 타단(110b)에 연결된 제2 지지부(144)를 -Y축 방향으로 이동시켜, 제1 스테이지(110)가 +Z 방향을 기준으로 반시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다.
이 경우, 제1 스테이지(110)의 회전 각도에 따라 제1 스테이지(110)의 일단(110a)과 타단(110b)에 각각 연결된 제1 및 제2 지지부(134, 144) 사이의 거리가 일정하게 유지되도록, 제1 및 제2 지지부(134, 144)는 제2 모터(131, 141)의 가이드 레일을 따라 X축 방향을 따라 슬라이딩 하거나, 제1 모터(131, 141)를 통해 구동력을 발생시켜 제1 및 제2 지지부(134, 144)의 X축 방향 위치를 조정할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 7을 참고하면, 제3 구동 장치(170)는 제2 스테이지(120)의 하부에 배치되어 제2 스테이지(120)를 지지하며 제2 스테이지(120)를 X축, Y축, Z축 방향으로 이동시키거나 Z축을 회전축으로 하여 회전시킬 수 있다.
제3 구동 장치(170)는 제1 축(Y축), 제2 축(X축), 제3 축(Z축)을 따라 각각 제2 스테이지(120)를 이동시키는 제1 축 모터(171), 제2 축 모터(172), 제3 축 모터(173)를 포함할 수 있으며, 제3 축(Z축)을 기준으로 제2 스테이지(120)를 회전시키는 회전 모터(174)를 포함할 수 있다.
도 5를 참고하면, 전사 장치(100)는 비전 카메라(150), 변위 센서(160), 제1 내지 제3 구동 장치(130, 140, 170), 프로세서(180) 및 레이저 장치(190)를 포함할 수 있다.
비전 카메라(150)는 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)의 위치를 감지하기 위한 센서일 수 있다. 도 6 및 도 7을 참고하면, 전사 장치(100)는 비전 카메라(150)를 이용하여 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)의 위치가 정렬되었는지 확인할 수 있다. 비전 카메라(150)는 제1 스테이지(110)에 형성된 홀을 통해 제1 스테이지(110) 하부에 배치되는 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)을 촬영할 수 있다.
변위 센서(160)는 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 간격을 측정하기 위한 센서이다. 전사 장치(100)는 제1 스테이지(110)의 X축 방향 움직임과 제2 스테이지(120)의 X축 방향 움직임을 동기화하여 제1 및 제2 기판(210, 220)의 두 포인트에서의 간격을 측정할 수 있다.
레이저 장치(190)는 제1 기판(210)을 향해 레이저(L)를 조사하여 제1 기판(210)의 LED 칩(211)을 제2 기판(220)에 전사하는 구성이다. 레이저 장치(190)는 제1 스테이지(110)의 상측에 배치되어 제1 기판(210)을 향해 레이저(L)를 조사할 수 있다.
프로세서(180)는 전사 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 즉, 프로세서(180)는 제1 내지 제3 구동 장치(130, 140, 170), 비전 카메라(150), 변위 센서(160) 및 레이저 장치(190)와 전기적으로 연결되어 각 구성을 제어할 수 있다. 본 개시에서는 단일 프로세서(180)에 의해 모든 구성이 제어되는 것으로 설명하지만 이에 한정되지 않으며, 다수의 독립된 프로세서를 이용하여 전사 장치(100)의 각 구성을 제어할 수 있다. 여기서, 프로세서(180)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), controller, 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
프로세서(180)는 비전 카메라(150)를 통해 감지된 결과에 기초하여 제1 기판(210)이 제2 기판(220) 상에 정렬되도록 제1 내지 제3 구동 장치(130, 140, 170)를 제어할 수 있다. 그리고, 프로세서(180)는 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 위치가 정렬된 것으로 식별되면, 제1 기판(210)을 향해 레이저를 조사하도록 레이저 장치(190)를 제어할 수 있다.
프로세서(180)는 제1 내지 제3 구동 장치(130, 140, 170)를 제어하여 제1 및 제2 스테이지(110, 120)를 이동시킴으로써 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 위치를 정렬할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(180)는 제1 및 제2 지지부(134, 144)가 제1 축(Y축)을 따라 이동하는 방향 및 속도를 동기화하여 제1 스테이지(110)가 제1 축(Y축)을 따라 이동하도록 제1 및 제2 구동 장치(130, 140)에 각각 포함된 제1 모터(131, 141)를 동기화하여 제어할 수 있다.
마찬가지로, 프로세서(180)는 제2 축(X축)과 제3 축(Z축) 방향으로의 이동에 대해서도 제1 및 제2 구동 장치(130, 140)에 각각 포함된 제2 모터(132, 142)를 동기화하여 제어하고, 제3 모터(133, 143)를 동기화하여 제어할 수 있다.
프로세서(180)는 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 간격이 50 내지 100㎛가 되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(180)는 제3 모터(133, 143)를 제어하여 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 간격을 조정할 수 있으며, 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.
한편, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 X축, Y축, Z축 상의 위치는 정렬되었으나 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 각도가 정렬되지 않은 경우, 프로세서(180)는 제1 스테이지(110)가 지면에 수평한 방향으로 회전하도록 제1 및 제2 구동 장치(130, 140)를 제어함으로써 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 각도를 정렬할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(180)는 제1 및 제2 지지부(134, 144)가 제1 축(Y축)을 따라 서로 다른 방향으로 이동하도록 제1 및 제2 구동 장치(130, 140)에 포함된 제1 모터(131, 141)를 각각 제어하여 제1 스테이지(110)를 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 프로세서(180)는 제1 구동 장치(130)의 제1 모터(131)를 이용하여 제1 스테이지(110)의 일단(110a)에 연결된 제1 지지부(134)를 +Y축 방향으로 이동시키고, 제2 구동 장치(140)의 제1 모터(141)를 이용하여 제1 스테이지(110)의 타단(110b)에 연결된 제2 지지부(144)를 -Y축 방향으로 이동시켜, 제1 스테이지(110)가 +Z축을 중심으로 반시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다.
이에 따라, Y축 방향으로 제1 스테이지(110)를 이동시키기 위한 제1 모터(131, 141)를 사용하여 제1 스테이지(110)를 회전시킬 수 있으므로 제1 스테이지(110)의 회전을 위한 별도의 모터를 추가할 필요가 없다. 이에 따라, 최소한의 모터 구성을 적용하여 제1 스테이지(110)에서 발생되는 진동을 저감시킬 수 있으며 전사 동작의 정밀도가 향상될 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참고하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 전사 방법은 복수의 LED 칩이 배열된 제1 기판이 장착된 제1 스테이지를 제2 기판이 장착된 제2 스테이지의 상부로 이동시키는 단계(S810), 지면과 수평한 제1 축, 지면과 수평하며 제1 축과 수직한 제2 축 및 지면과 수직한 제3 축 각각에 대해 제1 스테이지를 이동시켜 제1 기판과 제2 기판의 위치를 정렬하는 단계(S820), 제1 스테이지를 회전시켜 제1 기판과 제2 기판의 각도를 정렬하는 단계(S830) 및 제1 기판의 LED 칩을 제2 기판 상에 전사하는 단계(S840)를 포함할 수 있다.
한편, 각도를 정렬하는 단계(S830)는, 제1 스테이지의 일단과 연결되는 제1 지지부 및 제1 스테이지의 타단과 연결되는 제2 지지부가 제1 축을 따라 서로 다른 방향으로 이동하도록 제어하여 제1 스테이지를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 전사하는 단계(S840)는, 제1 및 제2 스테이지의 이동 방향 및 이동 속도를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이와 관련하여서는 이하 도 9 및 도 10을 참고하여 설명한다.
도 9는 제1 및 제2 스테이지(110, 120)가 같은 속도로 이동하며 전사가 이루어지는 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 제1 및 제2 스테이지(110, 120)가 서로 다른 속도로 이동하며 전사가 이루어지는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참고하면, 제1 및 제2 스테이지(110, 120)가 X축을 따라 동일한 속도로 이동하며 레이저를 조사 받는 경우, 제1 기판(210)으로부터 분리되어 제2 기판(220)으로 전사되는 LED 칩(211) 간의 간격은 제1 기판(210)에 배열된 LED 칩(211) 사이의 간격과 동일하게 배열될 수 있다.
한편, 도 10을 참고하면, 제1 및 제2 스테이지(110, 120)가 X축을 따라 서로 다른 속도로 이동하며 레이저를 조사 받는 경우, 제1 기판(210)으로부터 분리되어 제2 기판(220)으로 전사되는 LED 칩(211) 간의 간격은 제1 기판(210)에 배열된 LED 칩(211) 사이의 간격과 상이하게 배열될 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 스테이지(110, 120) 각각의 이동 속도를 제어함으로써 제2 기판(220)으로 전사되는 LED 칩(211) 사이의 간격을 조정할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 본 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 전사 장치 110: 제1 스테이지
120: 제2 스테이지 130: 제1 구동 장치
140: 제2 구동 장치 131, 141: 제1 모터
132, 142: 제2 모터 133, 143: 제3 모터
134: 제1 지지부 144: 제2 지지부
150: 비전 카메라 160: 변위 센서
170: 제3 구동 장치 180: 프로세서
190: 레이저 장치 210: 제1 기판
211: LED 칩 220: 제2 기판

Claims (10)

  1. 전사 장치에 있어서,
    복수의 LED 칩이 배열된 제1 기판이 장착되는 제1 스테이지;
    제2 기판이 장착되며 상기 제1 스테이지의 하부에 배치되는 제2 스테이지;
    상기 제1 스테이지의 일단과 회전 가능하게 연결되는 제1 지지부를 포함하며, 상기 제1 지지부를 이동시키는 제1 구동 장치;
    상기 제1 스테이지의 타단과 회전 가능하게 연결되는 제2 지지부를 포함하며, 상기 제2 지지부를 이동시키는 제2 구동 장치; 및
    상기 제1 및 제2 구동 장치를 개별적으로 제어하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 구동 장치는 각각,
    지면과 수평한 제1 축을 따라 상기 제1 또는 제2 지지부를 이동시키는 제1 모터;
    지면과 수평하며 상기 제1 축과 수직한 제2 축을 따라 상기 제1 또는 제2 지지부를 이동시키는 제2 모터; 및
    지면과 수직한 제3 축을 따라 상기 제1 또는 제2 지지부를 이동시키는 제3 모터;를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 및 제2 지지부가 서로 간의 거리를 유지하면서 상기 제1 축을 따라 서로 다른 방향으로 이동하도록 상기 제1 및 제2 구동 장치에 포함된 상기 제1 모터를 각각 제어하여 상기 제1 스테이지를 회전시키는, 전사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 스테이지를 이동시키는 제3 구동 장치;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 내지 제3 구동 장치를 제어하여 상기 제1 및 제2 스테이지를 이동시켜 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 위치를 정렬하는, 전사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 스테이지가 회전하도록 상기 제1 및 제2 구동 장치에 포함된 상기 제1 모터를 각각 제어하여 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 각도를 정렬하는, 전사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 및 제2 지지부가 상기 제2 축을 따라 이동하는 방향 및 속도를 동기화하여 상기 제1 스테이지가 상기 제2 축을 따라 이동하도록 상기 제1 및 제2 구동 장치에 각각 포함된 제2 모터를 동기화하여 제어하는, 전사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 및 제2 지지부가 상기 제3 축을 따라 이동하는 방향 및 속도를 동기화하여 상기 제1 스테이지가 상기 제3 축을 따라 이동하도록 상기 제1 및 제2 구동 장치에 각각 포함된 제3 모터를 동기화하여 제어하는, 전사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 위치를 감지하기 위한 비전 카메라; 및
    상기 제1 스테이지의 상측에 배치되며 상기 제1 기판을 향해 레이저를 조사하여 상기 제1 기판의 LED 칩을 상기 제2 기판에 전사하는 레이저 장치;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 비전 카메라를 통해 감지된 결과에 기초하여 상기 제1 기판이 상기 제2 기판 상에 정렬되도록 상기 제1 및 제2 구동 장치를 제어하고,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 위치가 정렬된 것으로 식별되면, 상기 제1 기판을 향해 레이저를 조사하도록 상기 레이저 장치를 제어하는, 전사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제3 모터를 제어하여 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 간격이 50 내지 100㎛가 되도록 상기 제1 스테이지를 상기 제3 축을 따라 이동시키는, 전사 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제3 구동 장치는,
    상기 제1 축을 따라 상기 제2 스테이지를 이동시키는 제1 축 모터;
    상기 제2 축을 따라 상기 제2 스테이지를 이동시키는 제2 축 모터;
    상기 제3 축을 따라 상기 제2 스테이지를 이동시키는 제3 축 모터; 및
    상기 제3 축을 기준으로 상기 제2 스테이지를 회전시키는 회전 모터;를 포함하는, 전사 장치.
  9. 전사 장치를 이용한 전사 방법에 있어서,
    복수의 LED 칩이 배열된 제1 기판이 장착된 제1 스테이지를 제2 기판이 장착된 제2 스테이지의 상부로 이동시키는 단계;
    지면과 수평한 제1 축, 지면과 수평하며 상기 제1 축과 수직한 제2 축 및 지면과 수직한 제3 축 각각에 대해 상기 제1 스테이지를 이동시켜 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 위치를 정렬하는 단계;
    상기 제1 스테이지를 회전시켜 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 각도를 정렬하는 단계; 및
    상기 제1 기판의 LED 칩을 상기 제2 기판 상에 전사하는 단계;를 포함하고,
    상기 각도를 정렬하는 단계는,
    상기 제1 스테이지의 일단과 회전 가능하게 연결되는 제1 지지부 및 상기 제1 스테이지의 타단과 회전 가능하게 연결되는 제2 지지부를 서로 간의 거리를 유지하면서 각각 상기 제1 축을 따라 서로 다른 방향으로 이동시켜 상기 제1 스테이지를 회전시키는 단계;를 포함하는, 전사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전사하는 단계는,
    상기 제1 및 제2 스테이지의 이동 방향 및 이동 속도를 제어하는 단계;를 더 포함하는, 전사 방법.
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