KR20060135481A

KR20060135481A - 인라인 자동 ｃｏｇ 본딩장치

Info

Publication number: KR20060135481A
Application number: KR1020050135851A
Authority: KR
Inventors: 정석환
Original assignee: 세광테크 주식회사
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2006-12-29
Also published as: KR100806919B1

Abstract

인라인 자동 COG 본딩장치가 개시된다. 그러한 인라인 자동 반도체 본딩장치는 글래스가 로딩되는 로딩부(Loader), 상기 로딩부로부터 공급된 글래스상에 자동으로 ACF를 부착하고, 반도체칩을 센터링하고, 로터리 방식에 의하여 상기 반도체칩을 상기 글래스상에 공급하고, 얼라인하여 예비본딩을 실시하고, 메인본딩을 실시하는 본체부, 상기 본체부로부터 공급된 반도체칩이 실장된 글래스를 외부로 배출하는 컨베이어로 이루어지는 언로딩부(Un-Loader), 상기 로딩부, 본체부, 언로딩부의 사이에 구비되어 칩을 각 구간에 이송하는 트랜스퍼, 그리고 상기 로딩부, 본체부, 언로딩부를 제어하는 제어부를 포함한다.

본딩, 반도체, ACF, LCD, COG, 메인, 로딩, 언로딩

Description

인라인 자동 ＣＯＧ 본딩장치{IN-LINE AUTO COG BONDING M/C}

도1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IN LINE 자동 COG 본딩장치의 외관을 도시하는 사시도이다.

도2 는 도1 에 도시된 IN LINE 자동 COG 본딩장치의 내부 구조를 도시하는 사시도이다.

도3 은 도2 의 ACF 본딩부를 도시하는 사시도이다.

도4 는 도3 에 도시된 ACF 본딩부의 컷터에 의하여 ACF 필름을 절단하는 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도5 는 도3 에 도시된 ACF 본딩부에 의하여 글래스상에 이방성 도전필름(ACF)을 부착시키는 과정을 도시하는 도면이다.

도6 은 도2 에 도시된 글래스를 각 단계별로 이송하는 트랜스퍼를 보여주는 사시도이다.

도7 은 도2 의 "A" 부분을 확대하여 도시하는 부분 확대도이다.

도8 은 도7 의 칩 예비 본딩부를 도시하는 사시도이다.

도9 는 도8 에 도시된 칩 예비 본딩부중 일부를 상세하게 보여주는 사시도이다.

도10 은 도9 에 도시된 칩 예비 본딩부의 로터리를 상세하게 보여주는 사시 도이다.

도11 은 도7 에 도시된 COG 방식의 칩공급부를 도시하는 사시도이다.

도12 는 도11 에 도시된 칩 반전부를 확대하여 보여주는 확대도이다.

도13 은 도7 에 도시된 칩공급부에서 칩 예비 본딩부로 칩을 공급하는 과정을 개략적으로 도시하는 측면도이다.

도14 는 도8 에 도시된 칩 예비 본딩부의 로터리에 구비되어 칩을 픽업하는 칩 헤드와 비젼부의 배치 관계를 개략적으로 보여주는 평면도이다.

도15 는 도8 에 도시된 비젼부를 보여주는 확대 사시도이다.

도16 은 다른 실시 예로써 본 COG장비로서 FOG 작업시 칩공급부 대신 FPC 공급부를 보여주는 사시도이다.

도17 은 도8 에 도시된 메인 본딩부를 도시하는 사시도이다.

본 발명은 인라인(IN LINE) 자동COG 본딩장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그 구조를 개선하여 ACF 부착 및 칩 또는 FPC 본딩공정을 자동화하고, COG 혹은 FPC방식의 칩 공급이 가능함으로써 보다 효율적으로 칩의 본딩을 실시할 수 있는 인라인 자동 COG 본딩 장치에 관한 것이다.

일반적으로 COG 본딩공정에 있어서, COG(Chip on glass) 혹은 FOG(Film on Glass) 방식은 글래스의 전극에 이방성 도전 필름(이하, ACF)을 부착하고, ACF 상 에 반도체칩을 배치하고, 적절한 압력으로 가압하여 범프(Bump)와 LCD 전극이 접촉하여 도통하게 하는 방식이다.

이때, 상기 ACF에는 도전입자가 함유되어 있으며, 일정 압력이 작용하는 경우, 절연막이 깨짐으로써 도전입자를 통하여 전기를 인가할 수 있는 구조이다.

이러한 COG 본딩 방식은 ACF 본딩공정과, 센터링 공정과, 반도체칩과 글래스의 예비 본딩 공정과, 메인 본딩 공정으로 이루어진다.

그러나, 이와 같은 종래의 COG 본딩방식은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, ACF 작업과 COG 혹은 FOG 본딩작업이 별도의 기계에서 행하여지고 로딩, 본딩, 언로딩의 각 공정이 수동으로 진행되므로 본딩작업시간이 오래 소요되고 작업효율이 저하될 수 있다.

둘째, 예비 본딩헤드의 경우 1개의 본딩헤드에 의하여 반도체칩과 글래스의 예비 본딩작업을 실시하므로 예비 본딩 작업중에는 반도체칩의 패턴인식이나 기타 타작업의 병행 작업이 어렵다.

셋째, 예비 본딩 작업시, 반도체칩과 LCD를 1개의 카메라로 각각의 패턴을 인식하므로 패턴인식 시간이 많이 소요되어 택타임(Tact time)이 길어져 생산성이 저하된다.

넷째, 반도체칩을 센터링 하는 경우, 칩을 공압 실린더나 모터에 의하여 픽업하여 센터링 하게 되는데, 이때, 실린더나 모터의 구동력으로 칩이 센터링 지그와 충돌하여 모서리가 파손되어 불량칩이 발생할 수 있다.

다섯째, 글래스를 로딩하는 경우, 평면 컨베어 벨트에 의하여 이송시키므로 컨베어 벨트상의 먼지나 이물질이 글래스상에 부착되어 불량을 초래할 수 있다.

여섯째, 메인 본딩시 본딩 헤드의 위치가 고정적이므로 다수의 반도체칩을 본딩하는 경우 칩과 칩간의 간격이 제한적이다.

일곱째, 칩 트레이에 안착된 칩의 방향을 반전시켜야 하는 경우 다른 칩 트레이로 이송시키는 작업이 수동으로 진행되므로 이 과정에서 칩 이탈 및 칩에 이물질이 부착되는 등의 불량이 발생할 수 있다.

여덟째, 반도체칩과 글래스의 패턴 얼라이닝 작업시 패턴 얼라이닝용 마크는 흑색과 백색의 2가지 색상으로 명확하지 못하여 얼라이닝 마크(M1)의 일치율이 저하되어 패턴 얼라이닝 불량이 발생한다.

아홉째, 1회의 작업에 하나의 반도체칩만을 글래스상에 부착하게 되므로 생산성이 낮고 본딩작업 효율이 저하된다.

열째, ACF 본딩작업시 평탄도 개선을 위하여 고무판(Rubber Sheet)을 헤드직하부에 부착하나, 고무판의 교체시간이 많이 걸린다.

열한번째, COG 본딩작업과 FOG 본딩작업은 칩 공급 방식에 있어서 서로 유사한 공정임에도 불구하고, 완전히 별도의 생산라인에서 별도의 장비를 구비하여야 하므로 설비 투자비가 많이 들고, 설비보수비용 증가 및 인력이 추가 소요된다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출 된 것으로서, 본 발명의 목적은 ACF작업공정과 COG 본딩작업공정을 연속화하므로써 로딩, ACF부착, 본딩, 언로딩으로 이루어지는 COG 본딩과정을 자동화함으로써 반도체칩을 보다 능률적이 고 효율적으로 글래스상에 본딩할 수 있는 COG 본딩장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 예비 본딩부에 로터리 인덱스 방식을 적용함으로써 다수의 칩헤드에 의하여 동시작업이 가능하여 택타임을 줄일 수 있는 COG 본딩장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각 공정별 소요시간의 단축을 위하여 LCD패널과 칩을 각각의 카메라로 분리하여 인식하므로서 COG 본딩작업의 생산성을 극대화 할 수 있는 COG 본딩장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 칩 센터링 과정을 기구적인 방식이 아닌 화상인식 방식으로 자동화함으로써 칩의 충돌 파손을 방지하고 정밀한 센터링이 가능한 COG 본딩장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 글래스를 로딩하기 위한 컨베이어 벨트를 2분할 폭가변 조절방식의 컨베이어를 적용함으로써 글래스와 컨베이어 벨트의 접촉면적을 최소화하여 오염을 방지할 수 있는 COG 본딩장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 얼라이닝 마크(M1)의 형상을 개선함으로써 패턴의 오인식을 방지하여 마크 인식율을 향상시킬 수 있는 COG 본딩장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 칩을 구동모타에 의한 자동 칩반전 장치의 적용으로 칩 범프(BUMP Surface)면의 위치와 관계없이 반전 또는 정전상태로 칩을 공급할수 있어 칩의 오염 및 수동 반전시 작업실수로 인한 칩손실을 줄일수 있는 반도체 본딩장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 ACF 본딩작업시 평탄도 개선을 위한 고무판(Rubber Sheet)의 교체방법을 조립식에서 착탈식으로 변경하여 교체시간을 최소화시킬 수 있는 COG 본딩장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 COG 본딩작업에서 FOG 본딩작업 또는 FOG 본딩작업에서 COG 본딩작업으로 품종전환 작업이 단시간에 가능토록 하여 다품종 소량생산 체제에 대응이 가능한 COG 본딩장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 글래스가 로딩되는 로딩부(Loader); 상기 로딩부로부터 공급된 글래스상에 자동으로 ACF를 부착하고, 반도체칩을 센터링하고, 로터리 방식에 의하여 상기 반도체칩을 상기 글래스상에 공급하고, 얼라인하여 예비본딩을 실시하고, 메인본딩을 실시하는 본체부; 상기 본체부로부터 공급된 반도체칩이 실장된 글래스를 외부로 배출하는 컨베이어로 이루어지는 언로딩부(Un-Loader); 상기 로딩부, 본체부, 언로딩부의 사이에 구비되어 칩을 각 구간에 이송하는 트랜스퍼; 그리고 상기 로딩부, 본체부, 언로딩부를 제어하는 제어부를 포함하는 반도체칩 본딩장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 본딩장치의 구조를 상세하게 설명한다.

도1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 본딩장치를 도시하는 사시도이고, 도2 는 그 내부구조를 도시하는 구조도이고, 도3 은 로딩부를 도시하는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 반도체 본딩장치는 케이스(Case;1)와, 상기 케이스(1)의 일측에 구비되어 LCD 패널(L;이하, 글래스)를 컨베이어 방식에 의하여 로딩하는 로딩부(Loader;3)와, 로딩부(3)로부터 공급된 글래스에 ACF 자동 부착공정 및 반도체 칩의 본딩공정이 진행되는 본체부(5)와, 상기 본체부(5)로부터 공급된 글래스(L)를 컨베이어 방식에 의하여 외부로 배출하는 언로딩부(Unloader;7)와, 상기 로딩부(3), 본체부(5), 언로딩부(7)를 제어하는 제어부(9)로 이루어진다.

그리고, 상기 로딩부(3), 본체부(5), 언로딩부(7)의 사이에는 트랜스퍼(22;도6)가 구비되어 일정한 피치로 작동함으로써 칩(C)을 이송시킬 수 있다.

이러한 구조를 갖는 COG 본딩 장치에 있어서, 상기 로딩부(3)는 2분할의 폭 가변형 컨베이어를 포함한다.

즉, 상기 컨베이어는 구동모터(11)와, 상기 구동모터(11)에 연결되는 다수의 회전축(12)과, 상기 회전축(12)에 의하여 지지되며, 2 부분으로 이루어짐으로써 그 상부에 글래스(L)가 안착되는 벨트(13)를 포함한다.

상기 벨트(13)는 2 부분으로 이루어져 컨베이어의 회전축(12) 양측에 각각 걸림으로써 COG 본딩에 필요한 글래스(L)를 본체부(5)로 공급할 수 있다. 또한, 2 부분으로 이루어진 벨트(13)는 필요시 그 간격을 조절할 수 있는 통상적으로 알려진 가변형 방식을 적용한다.

따라서, 이 로딩부(3)에 의하여 공급되는 글래스(L)는 벨트(13)와 접촉면적을 최소화 할 수 있음으로 이물질의 부착을 줄임으로써 불량률을 낮출 수 있다.

이와 같이, 로딩부(3)에 의하여 글래스(L)가 로딩되고, 트랜스퍼(22;도6)중 제1 이송암(T1;도6)에 의하여 흡입방식에 의하여 픽업되어 상기 본체부(5)로 공급됨으로써 후공정이 진행될 수 있다.

상기 본체부(5)는 글래스(L), 바람직하게는 글래스상에 이방성 도전 필름을 자동으로 부착시키는 ACF 본딩부(17)와, ACF가 부착된 글래스(L)상에 반도체칩(C)을 로터리 방식에 의하여 미리 실장하는 예비 본딩부(Pre Bonding Portion;19)와, 상기 예비 본딩부(19)로부터 공급된 글래스(L)에 반도체칩(C)을 최종적으로 실장하는 메인 본딩부(Main Bonding Portion;21)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 본체부에 있어서, 상기 ACF 본딩부(17)는 도3 내지 도5 에 더욱 상세하게 도시된다.

즉, ACF 본딩부(17)는 프레임(Frame;21)과, 이 프레임(21)의 일측에 구비되어 상하 왕복운동이 가능한 한 쌍의 헤드(Head;26a,26b)와, 한 쌍의 헤드(26a,26b)의 인접 측방 위치에 구비되어 본딩작업에 필요한 ACF를 권선하는 한 쌍의 릴(Reel;28)과, 그리고, 상기 한 쌍의 헤드(26a,26b)로 글래스(L)를 이송시키는 이송부재(30)로 이루어진다.

이때, 상기 헤드(26a,26b)의 하부에는 ACF를 절단하기 위한 커터(40)가 구비된다.

즉, 상기 커터(40)는 상하로 승하강 가능한 구조를 갖음으로써 상승하는 경우 스토퍼(41)의 저면에 접촉하면서 그 사이에 위치하는 ACF 표면에 절단흠집을 형성하게 된다.

그리고, 상기 이송부재(30)는 적치대(32)상에 글래스(L)를 적치하여 헤드 방 향으로 이동함으로써 ACF를 부착할 수 있도록 한다.

이러한 이송부재(30)는 X축 방향으로 이동가능한 X축 이송부(X)와, Y축 방향으로 이동이 가능한 Y축 이송부(Y)와, 상기 Y축 이송부(Y)의 상면에 장착되며, 진공흡입 방식에 의하여 글래스(L)를 그 상면에 고정하는 적치대(32)로 이루어진다.

상기 X축 이송부(X)와, Y축 이송부(Y)는 각각 서보모터에 연결되어 서보모터 구동시 적절하게 이동할 수 있다.

따라서, 서보모터들이 구동하는 경우, X축 이송부(X)와 Y축 이송부(Y)가 적절하게 이동함으로써 적치대(32)에 안착된 글래스(L)를 헤드방향으로 이송하거나 이탈시킨다.

이러한 ACF 본딩부(17)에 의하여 글래스(L)상에 ACF를 부착하는 경우, 도4 및 도5 에 도시된 바와 같이, 먼저, 한 쌍의 롤(28;도3)에 권취된 ACF가 중간롤(r)을 통하여 커터(40)와 스토퍼(41)의 사이를 가로질러 배치된다.

이 상태에서, 커터(40)가 상승함으로써 스토퍼(41)의 저면에 ACF를 가압함으로써 ACF의 저면에 절단흠집을 형성한다. 이때, 상기 ACF는 보호필름(도시안됨)상에 탈부착이 가능하도록 부착된 구조이므로 ACF의 표면에만 절단흠집이 형성되고, 보호필름에는 절단흠집이 형성되지 않는다.

이 상태에서, 상기 이송부재(30)의 적치대(32)는 Y축 방향으로 이동하여 한 쌍의 헤드(26a,26b)의 하단으로 이동함으로써 글래스(L)가 헤드(26a,26b)의 하부에 위치하게 된다. 이때, 상기 커터(40) 및 스토퍼(41)도 같이 연동하여 Y축방향으로 이동하게 된다.

따라서, 적치대(32)상에 안착된 글래스(L)가 헤드(26a,26b)의 하부에 위치하게 되고, 이 상태에서, 헤드(26a,26b)가 하강함으로써 그 하단부(25)가 보호필름상의 ACF만을 가압하여 글래스(L)의 소정 위치, 즉 전극부에 압착하게 된다.

이때, 상기 ACF는 커터(40)에 의하여 이미 절단흠이 형성된 상태이므로 용이하게 분리되어 글래스(L)상에 부착될 수 있다.

그리고, 한 쌍의 헤드(26a,26b)의 하단부(25)가 일정 온도의 열을 ACF에 전달함으로써 글래스(L)상에 부착하게 된다.

이때, 상기 헤드(26a)의 일측에는 도5 에 도시된 바와 같이, 안착대(33)가 구비되며, 이 안착대(33)의 하부에는 고무판(39)이 배치되며, 이 고무판(39)은 적절한 탄성력을 갖는다.

따라서, 이 고무판(39)의 하면에 글래스(L)가 배치되고, 헤드(26a)가 하강함으로써 고무판(39)의 저면이 글래스(L)의 ACF를 가압하는 경우, 고무판(39)이 탄성력에 의하여 적치대(32)의 평탄도가 보완될 수 있다.

이때, 상기 고무판(39)은 안착대(33)상에 자석식 착탈방식에 의하여 고정될 수 있다. 즉, 자석식이므로 고무판(39)을 안착대(33)에 부착 혹은 분리하는 경우 간편하게 원터치(One Touch)방식에 의하여 가능하다.

상기한 바와 같이, 글래스(L)에 ACF의 부착이 완료된 후, 글래스(L)는 제2 이송암(T2;도6)에 의하여 픽업되어 예비 본딩부(19)로 이송됨으로써 반도체칩(C)이 1차적으로 본딩된다. 이때, 상기 제1 및 제2 이송암(T1,T2)는 일정한 시간 간격으로 동시에 구동하게 되므로 각각 글래스(L)를 ACF 본딩부(17)로 공급하거나 ACF 본 딩부(17)로부터 배출시킬 수 있다.

상기 예비 본딩부(19)는 도7 내지 도9 에 도시된 바와 같이, DD 모타 구동식의 로터리 인덱스 방식을 적용함으로써 칩(C)의 로딩작업, 칩(C)의 패턴 좌표 인식작업, 예비 본딩작업, 불량칩(C)의 제거작업을 순차적으로 진행하게 된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 예비 본딩부(19)는 프레임(Frame;41)과, 상기 프레임(41)에 회전가능하게 구비된 DD 모타 구동식의 로터리(Rotary;42)와, 상기 로터리(42)에 각각 부착된 칩헤드(Chip Head;43)와, 상기 칩헤드(43)에 반도체칩(C)을 순차적으로 공급하는 칩공급부(20)와, 본딩 위치로 글래스(L)를 이송시키고 얼라인 하는 얼라인 스테이지(Align Stage;45)와, 예비 본딩위치로 공급되는 칩(C)과 글래스(L)의 얼라인 마크를 인식하는 비젼부(46)를 포함한다.

이러한 예비 본딩부에 있어서, 상기 프레임(41)은 로터리(42)가 구비되는 수평판(47)과, 수평판(47)의 양단부를 지지하며 그 사이에 얼라인 스테이지(45)가 이동가능하게 구비되는 한 쌍의 다리부(48)로 이루어진다.

그리고, 상기 수평판(47)에는 일정각도, 바람직하게는 90도 각도씩 360도 회전하는 로터리(42)가 구비됨으로써 ACF 상에 칩(C)을 공급하여 예비 본딩하게 된다.

이 로터리(42)는 수평판(47)의 상부에 구비되는 스테핑 모터(49)와, 스테핑모터(49)에 연결되어 회전이 가능한 원판(50)과, 상기 원판(50)에 상하로 이동 가능하게 구비됨으로써 칩(C)을 픽업하거나 ACF상에 본딩하는 칩헤드(43)를 포함한다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 원판(50)은 스텝핑 모터(49)에 연결됨으로써, 스텝핑 모터(49)가 구동하는 경우 일정 각도씩 분할하여 360도 회전이 가능하다.

그리고, 원판(50)의 테두리에는 다수개의 칩헤드(43)가 구비되어 칩(C)을 픽업하거나 글래스(L)상에 공급할 수 있다. 즉, 상기 칩헤드(43)는 원판(50)상에 적어도 하나 이상, 바람직하게는 4개(H1,H2,H3,H4)가 구비되며, 원판(50)이 90도 각도로 회전하는 경우, 각 칩헤드(43)는 원판(50)의 회전궤적을 따라 회전함으로써 순차적으로 예비본딩 위치에 도달하게 된다.

그리고, 상기 칩헤드(43)는 서보모터에 의하여 Z축 방향을 따라 승하강이 가능한 구조이다.

따라서, 칩헤드(43)는 칩 픽업시 혹은 예비 본딩시 서보모터의 구동에 의하여 칩헤드(43)가 승하강하게 된다.

그리고, 반도체 칩(C)은 별도로 구비된 칩공급부(20)에 의하여 이송되며, 칩헤드(43)에 의하여 픽업된 후 글래스(L)상에 예비 본딩된다.

이러한 칩공급부(20)는 도11 내지 도13 에 도시된 바와 같이, 상기 예비 본딩부(19)의 후편에 구비되어 칩(C)을 공급하게 된다.

상기 칩공급수단(20)은 카세트 리프트(56)에 의하여 이송된 다수개의 칩 트레이(도시안됨)를 순차적으로 이송시키는 트레이 공급부(57)와, 트레이 공급부(57)로부터 칩(C)을 하나씩 이송시키는 칩홀더(58)와, 상기 칩홀더(58)에 의하여 이송된 칩(C)을 필요에 따라 반전시키는 반전부(59)와, 반전부(59)에 의하여 반전된 칩(C)을 픽업위치에 위치시키고 센터링하는 칩 센터링부(62)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 칩공급 수단에 있어서, 상기 카세트 리프트(60)는 상하로 승하강이 가능한 구조를 가짐으로써, 칩 트레이 박스(도시안됨)로부터 다수개의 칩 트레이(도시안됨), 바람직하게는 60개의 트레이를 순차적으로 상부로 이송시킨다.

즉, 이 카세트 리프트(60)가 하강하여 칩 트레이 박스(도시안됨)로부터 칩 트레이를 픽업(Pick Up)하여 상승하게 된다.

그리고, 이송된 다수개의 칩 트레이는 상기 트레이 공급부(57)에 의하여 분리되어 1트레이씩 측방향으로 이송시킴으로써 칩홀더(59)가 픽업(Pick Up)할 수 있다.

이와 같이, 칩홀더(59)가 칩(C)을 진공에 의하여 1개씩 흡착하여 측방향으로 일정 거리 이동한 후, 반전부(59)로 이송시킴으로써 칩을 180도 각도로 반전시킨다.

이러한 반전부(59)는 도12 에 도시된 바와 같이, 반전모터(64)와, 상기 반전모터(64)에 연결되어 그 상면에 칩(C)을 흡착하여 반전시키는 반전지그(65)로 이루어진다.

상기 반전지그(65)는 원통형상이며, 그 상면(66)은 편평한 형상을 갖는다. 그리고, 이 편평한 상면(66)에는 진공홀(67)이 형성되어 진공장치(도시안됨)에 연결된다.

따라서, 반전지그(65)의 상면에 안착된 칩(C)은 이 진공홀(67)에 의하여 흡착됨으로써 반전지그(65)가 반회전 하는 경우에도 낙하하지 않는다.

이와 같이 칩이 안착된 반전지그(65)는 X축 조절축(69)을 따라 이동함으로써 칩 스테이지(62)의 위치에 도달한다.

그리고, 칩 스테이지(62)의 위치에 도달한 반전지그(65)는 반전모터(64)가 구동하는 경우, 반전됨으로써 칩(C)을 자유낙하시켜 스테이지 플레이트(68)상에 안착시킨다.

이때, 반전지그(65)와 칩 센터링부(62)의 사이 간격이 넓거나 좁은 경우, ??조절축(71)의 구동에 의하여 높낮이를 적절하게 조절한다.

따라서, 칩(C)의 범프면(Bump Surface)의 위치와 관계없이 반전 또는 정전상태로 칩(C)을 칩 센터링부(62)에 공급할 수 있어 칩(C)을 이송시키는 작업이 수동으로 진행되는 과정에서 칩(C)에 이물질이 부착 등의 불량의 발생을 방지할 수 있다.

이와 같이, 칩(C)이 칩 센터링부(62)에 안착되면 상기 칩 센터링부(62)는 칩의 센터링 공정을 진행하게 된다.

이러한 칩 센터링부(62)는 반전지그(65)로부터 이송된 칩(C)을 정확한 위치에 센터링 하기 위한 칩 센터링 스테이지(68)와, 칩(C)을 센터링 하기 위하여 칩(C)의 외형을 캡쳐하고, 칩(C)을 얼라인 하는 비젼 카메라(72)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 칩 센터링부에 있어서, 상기 칩 센터링 스테이지(68)는 서보모터에 의하여 구동되는 X,Y,θ조절축(S1,S2,S3)에 연결되어 적절한 위치로 이동가능한 구조이다.

즉, 칩 센터링 스테이지(68)에 칩(C)이 안착되면, X축 조절축(S1)이 진행함 으로써 칩 센터링 스테이지(68)가 X축 방향으로 일정 거리 이동하여 비젼 카메라(72)까지 진행한다.

이 상태에서 칩 센터링용 비젼 카메라(72)가 칩(C)의 외형을 캡쳐하고, 캡쳐된 좌우 외형이 서로 수평이 되도록 맞춘다. 이때, 상기 비젼 카메라(72)는 후술하는 비젼부(46)와 유사한 구조를 갖는다.

그리고, 칩 센터링 스테이지(68)의 X,Y,θ축 조절축(S1,S2,S3)을 적절하게 작동시킴으로써 칩 센터링 스테이지(68)를 등록된 좌표로 이동시킴으로써 자동적으로 칩(C)의 센터링을 실시하게 된다.

따라서, 칩 센터링시 기구적인 외력으로 인하여 칩(C)이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 정확한 칩 센터링이 가능함으로서 불량칩의 발생방지는 물론 칩 센터링 소요시간이 최소화할 수 있어 텍트타임(Tact Time)이 현저히 단축되어 생산성이 높다.

상기와 같이, 칩에 대한 센터링 공정이 완료된 후, 칩헤드(43)에 의하여 픽업됨으로써 예비 본딩작업이 진행된다.

즉, 도13 및 도14 에 도시된 바와 같이, 칩(C)이 칩 센터링부(62)에 안착되면, 원판(50)이 회전함으로써 제1 헤드(H1)를 제1 위치(P1), 즉 픽업위치로 이동시킨다.

픽업위치에 도달한 제1 헤드(H1)는 하강하여 칩을 흡입방식에 의하여 픽업한다. 그리고, 제1 헤드(H1)에 의하여 칩이 픽업되면 원판(50)은 90도 각도로 회전함으로써 이 칩(C)이 비젼부(46)의 제2 위치(P2)에 도달하게 된다. 이때, 제2 위치 (P2)에는 비젼부(46)가 배치됨으로써 칩(C)의 얼라인 마크를 인식하게 된다.

이러한 비젼부(46)는 제2 위치(P2)에 배치되어 칩(C)의 열십자 형상의 얼라인 마크(M1)를 화상 인식하는 제1 카메라(73)와, 제3 위치(P3)에 배치되어 글래스(L)의 열십자 형상의 얼라인 마크(M2)를 각각 화상 인식하는 제2 카메라(74)로 이루어지며, 제1 및 제2 카메라(73,74)는 제어부(9;도1), 바람직하게는 퍼스널 컴퓨터(PC)에 연결됨으로써 영상정보를 처리할 수 있다.

이러한 비젼부(46)를 도15 에 의하여 보다 상세하게 설명하면, 제1 및 제2 카메라(73,74)는 동일한 구조를 가지므로 이하, 제1 카메라에 의하여 설명한다.

상기 제1 카메라(73)는 한 쌍의 지지축과, 지지축의 선단에 각각 구비되어 반도체칩(C)과 LCD의 화상을 각각 인식하는 한 쌍의 카메라(75)와, 한 쌍의 카메라(75)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 조절축(76)과, Y축방향으로 이동시키는 Y축 조절축(77)과, Z축 방향으로 이동시키는 Z축 조절축(78)으로 이루어진다.

이러한 구조를 갖는 제1 카메라(73)는 스텝핑 모터에 의하여 구동되는 X,Y,Z 조절축(76,77,78)을 제어함으로써 제1 카메라(73)를 적절한 위치로 이동시킬 수 있다.

이때, Z축 조절축(78)은 제1 카메라(73)를 상하로 왕복 이송시킴으로써 적절한 초점을 선택할 수 있도록 한다.

이러한 제1 카메라(73)는 2개의 카메라로 이루어지며, 도12 에 도시된 바와 같이, 칩(C)의 얼라인 마크(M1)를 인식하게 된다. 칩(C)에는 패턴얼라인을 위하여 얼라이닝 마크(M1)가 구비되며, 이 얼라이닝 마크(M1)는 카메라가 이를 촬영하여 검은색과 흰색의 2가지 색상으로 편집된 화상정보를 얻을 수 있다. 그리고, 칩(C1)의 얼라이닝 마크(M1)에 대한 화상정보는 퍼스널 컴퓨터로 전송된다.

그리고, 제3 위치(P3)에는 제2 카메라(74)가 배치됨으로써 얼라인 스테이지(45)에 의하여 예비 본딩 위치로 이송된 글래스의 얼라이닝 마크(M2)를 화상 인식한다.

이때, 상기 제2 카메라(74)는 2개의 카메라로 이루어지며, 2개의 카메라로부터 인식된 글래스(L)의 얼라인 마크(M2)의 영상정보는 퍼스널 컴퓨터로 전송된다.

이와 같이, 제1 및 제2 카메라(73,74)로부터 전송된 영상정보는 퍼스널 컴퓨터에 의하여 처리되어 얼라인 스테이지(45)를 제어함으로써 칩(C)이 글래스(L) 상의 정확한 위치에 예비 본딩 될 수 있도록 한다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 퍼스널 컴퓨터는 제1 카메라(73) 및 제2 카메라(74)에 의하여 전송된 칩(C) 및 글래스(L)의 얼라인 마크(M1,M2)를 내장된 얼라이닝 마크 편집용 프로그램에 의하여 처리함으로써 보다 정확한 위치를 인식할 수 있도록 한다.

즉, 상기 얼라이닝 마크 편집용 프로그램은 마크의 윤곽이 분명하지 않은 경우, 검은색과 흰색의 2가지 색으로 화상을 편집하여 해상도를 조정한다.

따라서, 반도체칩(C)의 얼라이닝 마크(M1) 주위의 불필요한 화상을 자동으로 제거함으로써 얼라이닝 마크(M1)의 인식율을 높일 수 있다.

그리고, 글래스의 얼라이닝 마크(M2)의 경우, 본래의 마크에서 일정 거리 떨어진 거리를 기준으로 프램그램에 의하여 연산 처리하여 자동적으로 얼라이닝 한 다.

한편, 화상인식 결과, 불량으로 판정된 칩(C)은 원판(50)의 제4 헤드칩(H4)에 의하여 픽업되어 제4 위치(P4)로 이동하게 되고, 제4 위치(P4)에 배치된 불량 칩 트레이 수거장치에 의하여 제거될 수 있다.

상기와 같이 퍼스널 컴퓨터는 처리된 화상정보에 의하여 얼라인 스테이지(45)를 적절하게 이동시킴으로써 칩이 LCD 상의 정확한 위치에 예비 본딩 될 수 있도록 한다.

다시, 도8을 참조하면, 상기 얼라인 스테이지(45)는 X축 방향으로 이동이 가능한 X축 이송부(54)와, Y축 방향으로 이동이 가능한 Y축 이송부(53)와, X축 이송부(54)상에 구비되어 글래스(L)가 안착되는 안착대(51)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 얼라인 스테이지에 있어서, 상기 X축 이송부(54) 및 Y축 이송부(53)는 바람직하게는 케이블 체인방식을 적용한다.

따라서, 전원이 인가되는 경우, 상기 X축 이송부(54)와 Y축 이송부(53)가 적절하게 이동함으로써 안착대(51)를 정확한 위치로 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 안착대(51)는 적어도 하나 이상, 바람직하게는 4개의 안착대(51)를 구비함으로써 1~4개의 글래스(L)를 동시에 이송시킬 수 있다. 물론, 생산용량과 제품에 따라 안착대의 수가 변경될 수 있다.

이와 같이, 글래스(L)가 안착된 얼라인 스테이지(45)가 제어부(9;도1)의 제어신호에 의하여 정위치에 도달하면, 제3 위치(P3;도14)에서 칩(C)을 픽업하고 있는 상태인 칩헤드(47)가 하강하여 칩(C)을 글래스(L) 상에 위치시킴으로써 예비 본 딩을 실시하게 된다.

보다 상세하게 설명하면, 칩헤드(47)의 가열장치가 본딩팁(Tip)을 가열하여 일정온도의 열이 발생함으로써 반도체칩(C)을 열 압착하게 된다. 이때, 열의 온도는 바람직하게는 약 60도이고, 압착시간은 0.1-60초이다.

이와 같은 과정을 통하여 반도체칩(C)이 글래스(L)상에 예비 본딩될 수 있다.

그리고, 이러한 예비본딩시, 상기 반도체칩(C)이 글래스(L)의 정위치에 자동으로 정렬될 수 있는데, 이는 비젼부(46)와 얼라인 스테이지(45)의 상호 연동작용에 의한 칩(C)의 얼라인 작업을 통하여 가능하다.

한편, 상기에서는 칩공급부로 부터 칩을 공급받는 방식의 COG본딩에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 바람직한 다른 실시예로써 칩공급부 대신 FPC 공급부로부터 FPC를 공급받음으로서 FOG본딩 방식도 가능하다.

즉, 도16 에 도시된 바와 같이, 상기 FPC 공급부(80)는 프레임(81)과, 상기 프레임(81)에 설치되어 FPC가 적재된 FPC 트레이(도시안됨)를 공급하는 FPC 트레이 리프트(82)와, FPC 트레이 리프트(82)로부터 FPC 트레이를 하나씩 이송시키는 트레이 홀더(83)와, 상기 FPC 트레이로부터 FPC를 인출하여 일정 위치에 고정하는 트레이 공급부(84)와, FPC 트레이의 FPC들을 픽업하여 이동시키는 FPC 홀더(85)와, FPC를 예비본딩위치로 공급하는 얼라인부(86)와, FPC가 다 사용된 빈FPC 트레이를 원위치로 복귀시키는 트레이 언로더(87)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 FPC 공급부에 있어서, 상기 FPC 트레이 리프트(82)는 프 레임(81)상에 상하로 이송 가능하게 되며 하강상태에서 트레이 리프트(82)위에 작업 할 FPC트레이를 적치한 후 최상단의 FPC트레이 1매를 트레이홀더(83)가 픽업(Pick up)하기 위하여 FPC트레이 리프트(82)를 상승시킨다.

이러한 트레이홀더(83)는 프레임(81)의 상부에 Y축 방향으로 배치된 레일(r)상에 이송 가능하게 장착되는 한 쌍의 변환가이드(88)와, 상기 한 쌍의 변환가이드(88)의 하단부에 구비되어 FPC 트레이를 진공에 의하여 픽업하는 지그(J)로 이루어진다.

상기 한 쌍의 변환가이드(88)는 각각의 가이드가 레일(r)을 따라 이송 가능하도록 배치되는 구조이므로 필요시 각각의 가이드를 이송시켜 적치된 FPC트레이의 위치를 조정후 고정 시킬 수 있다.

따라서, 이와 같이 변환 가이드(88)의 간격을 적절하게 조절함으로써 다양한 크기의 FPC 트레이도 사용할 수 있다.

그리고, 상기 트레이홀더(83)는 상승한 FPC트레이로부터 최상단 트레이 1매를 진공에 의하여 흡착하고 나머지 트레이는 전부 하강시킨다.

또한, 상기 지그(J)는 각 변환 가이드에 2개씩 구비되며, 진공장치(도시안됨)에 연결됨으로써 FPC 트레이를 진공에 의하여 흡착할 수 있다.

그리고, 상기 트레이 공급부(84)는 프레임(81)상에 X축 방향으로 배치된 레일(r2)상에 이송 가능하게 장착된다.

또한, 트레이홀더(83)가 FPC트레이를 픽업하고 있는 동안, 트레이 공급부(84)가 FPC 트레이의 하부로 이동하여 그 상면에 FPC 트레이를 안착하게 된다.

따라서, 상기 트레이 공급부(84)는 입력된 좌표 값에 의하여 레일(r2)상을 적절하게 이동함으로써 FPC트레이를 적절한 위치로 이동시킬 수 있으며, FPC홀더(85)가 이 FPC 트레이에 적재된 FPC를 픽업하게 된다.

상기 FPC홀더(85)는 Y축 이동이 가능한 FPC 트랜스퍼(89)상에 이송가능하게 장착되며, 상하로 승하강이 가능한 구조이다.

또한, FPC홀더(85)의 하단에는 패드가 구비됨으로써 진공에 의하여 FPC를 흡착할 수 있다.

결과적으로, 상기 FPC홀더(85)는 FPC트랜스퍼(89)에 의하여 Y축 방향으로 이송하는 과정에서 패드를 이용하여 FPC를 픽업하게 되며, 픽업된 FPC를 상기 FPC 예비 얼라인부(86)로 이송할 수 있다.

상기 FPC 예비 얼라인부(86)는 FPC홀더(85)에 의하여 이송된 FPC가 안착되는 스테이지(94)와, 상기 스테이지(94)를 X축, Y축, ??축으로 이송시키는 이송부(91,92,95)로 이루어진다.

따라서, 상기 이송부(91,92,95)를 X축,Y축,??축 방향으로 적절하게 이송시킴으로써 스테이지(94)상에 안착된 FPC를 예비본딩부(19;도8)로 이송시킬 수 있다.

한편, 상기한 트레이 언로더(87)는 FPC 트랜스퍼(89)의 타측방향에 구비됨으로써 빈 FPC트레이를 외부로 배출하게 된다.

즉, FPC홀더(85)에 의하여 FPC가 픽업된 후, 빈 FPC트레이는 트레이 공급부(84)가 후진하여 트레이 언로더(87)의 위치에 도달하면, 트레이 언로더(87)가 하강하여 진공방식에 의하여 빈 FPC트레이를 흡착하여 픽업하게 된다. 그리고, 이 빈 FPC트레이를 외부로 배출하게 된다.

상기한 바와 같이, FPC 공급부(80)로부터 예비 본딩부(19)로 이송된 FPC는 도14에 도시된 제1 위치(P1)에서 제1 헤드(H1)에 의하여 픽업됨으로써 COG 방식의 경우와 동일한 과정에 의하여 예비 본딩을 실시하게 되므로 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이, 반도체칩(C)이 예비 본딩 된 글래스(L)는 트랜스퍼(22)의 제4 이송암(T4;도6)에 의하여 메인 본딩부(21)로 이송되어 2차적으로 본딩작업이 진행될 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 메인 본딩부(21)는 도17 에 도시된 바와 같이, 프레임(100)과, 이 프레임(100)의 일측에 구비되어 반도체칩(C)의 본딩작업을 실시하는 본딩헤드(Bonding Head;101)와, 예비 본딩된 글래스(L)를 본딩위치로 이동시키는 이송부재(104)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 메인 본딩부에 있어서, 상기 본딩헤드(101)는 다수개, 바람직하게는 4개로 이루어지며, 이 4개의 본딩헤드(101)가 승하강 운동을 함으로써 본딩작업을 실시하게 된다.

즉, 본딩헤드(101)의 상부에는 구동모터(102)가 각각 구비되며, 이 구동모터(102)들이 구동하는 경우 연결축(103)이 상하로 운동함으로써 본딩헤드(101)가 승하강 할 수 있다.

그리고, 이 본딩헤드(101)의 하부에는 일정한 열을 발생시키는 본딩팁(106)이 구비된다. 따라서, 반도체 칩(C)을 글래스(L)상에 위치시키고 이 본딩팁(106)을 가열함으로써 본딩작업을 진행할 수 있다.

이러한, 본딩헤드(101)의 양측부에는 버퍼필름(Buffer Film)을 공급하기 위한 한 쌍의 권취릴(107)이 구비된다.

이 한 쌍의 권취릴(107)은 버퍼필름, 바람직하게는 테프론 테잎(Teflon Tape)을 권취하며, 본딩 작업 후 본딩 부위에 버퍼필름을 부착함으로써 ACF의 볼 깨짐을 좋게하며 이물 및 스크래치를 방지할 수 있다.

한편, 상기와 같이 본딩 작업이 완료된 글래스(L)는 이송부재(104)가 후진하여 일정 위치에 도달하면, 트랜스퍼(22;도6)의 제5 이송암(T5;도6)에 의하여 픽업되어 출측에 구비된 언로더(7)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.

이 언로더(7)는 도시된 바와 같이, 통상적인 컨베이어 방식의 이송기구를 포함한다.

한편, 상기 트랜스퍼(22;도6)는 도1 및 도6 에 도시된 바와 같이, 상기 로딩부(3), 본체부(5), 언로딩부(7)의 사이에 구비되어는 일정한 피치로 작동함으로써 각 구간사이에 칩(C)을 이송시킬 수 있다.

이러한 트랜스퍼(22)는 도6 에 도시된 바와 같이, 2셋트로 이루어짐으로써 칩을 각 구간의 사이로 이송시킬 수 있다. 즉, 트랜스퍼(22)는 제1 및 제2 이송암(T1,T2)으로 이루어지는 셋트와, 제3 내지 제5 이송암(T3,T4,T5)으로 이루어지는 셋트로 구성된다.

이때, 상기 제1 이송암(T1)은 로딩부(3)에서 ACF 본딩부(T1) 사이에 칩(C)을 이송시키고, 제2 이송암(T2)은 ACF 본딩부(17)와 본체부(5)의 사이에 칩(C)을 이송 시킨다. 그리고, 제3 이송암(T3)은 제2 이송암(T2)이 칩(C)을 예비 본딩부(19) 인접위치에 이송시키면, 이를 픽업하여 예비 본딩부(19)의 이송부재(45)에 공급한다.

또한, 제4 이송암(T4)은 예비 본딩부(19)와 메인 본딩부(21)의 사이에 배치되어 칩(C)을 이송시키며, 제5 이송암(T5)은 메인 본딩부(21)와 언로딩부(7)의 사이에 배치되어 칩(C)을 이송시킨다.

이때, 상기 제1 내지 제5 이송암(T1,T2,T3,T4,T5)은 진공흡입 방식에 의하여 칩을 픽업할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 본딩장치의 작동과정을 더욱 상세하게 설명한다.

도1 내지 도10 을 참조하면, 본 발명이 제안하는 반도체 본딩장치를 이용하여 반도체칩(C)을 글래스(L)에 본딩하기 위하여, 먼저 컨베이어 방식의 로딩부(3)를 이용하여 글래스(L)를 본딩장치의 내부로 이송시킨다.

즉, 상기 로딩부(3)의 구동모터(11)를 구동하는 경우, 이 구동모터(11)에 연결된 벨트(13)가 전진하게 되고, 벨트(13)에 얹혀진 글래스가 예비 본딩부(19)로 이동하게 된다.

이때, 상기 벨트(13)는 2 부분으로 이루어짐으로써 글래스와 접촉면적이 최소화될 수 있음으로 이물질 등이 접착되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 로딩부(3)에 의하여 공급된 글래스(L)는 트랜스퍼(22)의 제1 이송암(T1)에 의하여 진공방식으로 픽업되어 이송부재(30)로 공급됨으로써 ACF 본딩부(17)로 이송된다.

상기 ACF 본딩부(17)의 진행과정을 보다 상세하게 설명하면, X,Y,Z축 방향으로 이동이 가능한 이송부재(30)는 진공흡입 방식에 의하여 글래스(L)를 적치대(32) 상에 고정하게 된다.

그리고, 글래스(L)가 안착된 이송부재(30)는 Y축방향으로 이동함으로써 헤드(26a,26b)의 하단부에 위치하게 된다.

이 상태에서, 글래스(L)가 정위치에 정렬된 후, 릴(28)이 회전함으로써 릴(28)에 권선된 ACF가 일정 길이로 풀려서 다수의 중간릴(r)을 통과하여 글래스(L)의 상부에 위치한 후 일정한 길이로 커터(Cutter;40)에 의하여 절단된 후 이송된다.

그리고, ACF 본딩부(17)의 헤드(26a,26b)가 하강함으로써 헤드(26a,26b)의 하단부가 ACF를 가압한다. 바람직하게는 글래스(L)의 전극을 압착하게 된다.

또한, 한 쌍의 헤드(26a,26b)가 일정 온도의 열을 ACF에 전달함으로써 글래스(L)상에 부착하게 된다.

ACF를 글래스(L)상에 부착한 후, 커터(Cutter;40)가 ACF 테이프를 절단하게 된다. 그리고, 세퍼레이트(Separater;도시안됨)가 ACF와 보호필름부(도시안됨)를 분리시킴으로서 ACF가 글래스(L)에 부착되게 된다.

그리고, 상기 과정이 완료된 후, ACF의 길이 및 부착정도를 센서에 의해 검사하게 된다.

이와 같이, ACF 부착공정이 완료된 후, 글래스(L)는 적치대(32)에 안착된 상태에서 트랜스퍼(22)의 제2 이송암(T2)에 의하여 예비 본딩부(19)로 이송되어 반도 체칩(C)이 1차적으로 본딩된다.

보다 상세하게 설명하면, ACF가 압착된 글래스(L)가 예비 본딩부(19)의 이송부재(45)에 안착되어 Y축 방향으로 이동함으로써 예비본딩위치에 도달한다.

이때, 로터리(42)에 구비된 헤드(43)가 칩 공급부(20)로부터 칩을 공급받아 글래스상에 위치시키게 된다.

즉, 도11 내지 도14 에 도시된 바와 같이, 로터리(42)가 일정 각도, 바람직하게는 90도 각도로 회전하여 원형궤적을 따라 제1 위치(P1)에 도달한다.

이때, 제1 위치(P1)에는 칩(C)이 칩공급부(20)를 통하여 공급된 상태이므로 칩헤드(43)에 공급된다. 이와 같은 칩(C)이 칩헤드(43)에 공급되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

그리고, 이송된 다수개의 칩 트레이는 상기 트레이 공급부(57)에 의하여 분리되어 1트레이씩 측방향으로 이송시킴으로써 칩홀더(59)가 픽업(Pick Up)할 수 있다. 이와 같이, 칩홀더(59)가 칩(C)을 진공에 의하여 1개씩 흡착하여 측방향으로 일정 거리 이동한 후, 반전부(59)로 이송시킴으로써 칩을 180도 각도로 반전시킨다.

그리고, 반전지그(65)의 상면에 안착된 칩(C)은 진공홀(67)에 의하여 흡착됨으로써 반전지그(65)가 반회전 하는 경우에도 낙하하지 않는다.

이와 같이 칩이 안착된 반전지그(65)는 X축 조절축(69)을 따라 이동함으로써 칩 센터링부(62)의 위치에 도달한다.

그리고, 칩 센터링부(62)의 위치에 도달한 반전지그(65)는 반전모터(64)가 구동하는 경우, 반전됨으로써 칩(C)을 자유 낙하시켜 스테이지 플레이트(68)상에 안착시킨다.

이와 같이, 칩(C)이 칩 센터링부(62)에 안착되면 제1 헤드(H1)에 의하여 픽업됨으로써 예비 본딩작업이 진행된다.

즉, 도14 에 도시된 바와 같이, 제1 헤드(H1)가 제1 위치(P1)에서 칩을 픽업한 후, 로터리가 90도 회전함으로써 제2 위치(P2)에 도달한다.

그리고, 제2 위치(P2)에서 제1 카메라(73)에 의하여 칩(C)의 얼라인 마크(M1)를 인식하게 된다. 이때, 칩(C)얼라인을 위하여 얼라이닝 마크(M1)가 구비되며, 이 얼라이닝 마크(M1)는 카메라가 이를 촬영하여 검은색과 흰색의 2가지 색상으로 편집된 화상정보를 얻을 수 있다. 그리고, 칩의 얼라인 마크에 대한 영상정보는 퍼스널 컴퓨터로 전송된다.

원판(50)이 계속하여 회전하여 제1 헤드(H1)가 제3 위치(P3), 즉 예비 본딩 위치에 도달하게 된다.

제3 위치(P3)에는 제2 카메라(74)가 배치됨으로써 얼라인 스테이지(45)에 의하여 예비 본딩 위치로 이송된 글래스(L)의 얼라인 마크(M2)를 화상 인식한다. 그리고, 인식된 화상정보는 퍼스널 컴퓨터로 전송된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 퍼스널 컴퓨터는 제1 카메라(73) 및 제2 카메라(74)에 의하여 전송된 칩(C) 및 글래스(L)의 얼라이닝 마크(M1,M2)를 내장된 얼라이닝 마크 편집용 프로그램에 의하여 처리함으로써 보다 정확한 위치를 인식할 수 있도록 한다.

그리고, 글래스(L)의 얼라이닝 마크(M2)의 경우 본래의 마크에서 일정 거리 떨어진 거리를 기준으로 프램그램에 의하여 연산 처리하여 자동적으로 얼라이닝 한다.

한편, 화상인식 결과, 불량으로 판정된 칩은 원판(50)의 회전에 의하여 제4 위치(P4)로 이동하게 되고, 제4 위치(P4)에 배치된 불량 칩 트레이 수거장치에 의 하여 제거될 수 있다.

상기와 같이 퍼스널 컴퓨터는 처리된 화상정보에 의하여 얼라인 스테이지를 적절하게 이동시킴으로써 칩이 LCD 상의 정확한 위치에 도달할 수 있도록 한다.

이와 같이, 글래스(L)가 안착된 얼라인 스테이지(45)가 퍼스널 컴퓨터의 제어신호에 의하여 정위치에 도달하면, 제3 위치(P3)에서 칩을 픽업하고 있는 상태인 칩헤드(47)가 하강하여 칩(C)을 글래스(L) 상에 위치시킴으로써 예비 본딩을 실시하게 된다.

보다 상세하게 설명하면, 칩헤드(47)의 가열장치가 본딩팁(Tip)을 가열하여 일정온도의 열이 발생함으로써 반도체칩(C)을 열압착하게 된다. 이때, 열의 온도는 바람직하게는 약 60도이고, 압착시간은 0.1-60초이다.

칩(C)이 예비 본딩된 글래스(L)는 트랜스퍼(22)의 제4 이송암(T4)에 의하여 메인 본딩부(21)로 이송되어 메인 본딩을 실시한다.

즉, 도17 에 도시된 바와 같이, 4개의 본딩헤드(101)가 순차적으로 승하강 운동을 함으로써 본딩작업을 실시하게 된다.

이때, 이 본딩헤드(101)의 하부에는 일정한 열을 발생시키는 본딩팁(106)이 구비된다. 따라서, 반도체 칩(C)을 글래스(L)상에 위치시키고 이 본딩팁(106)을 가열함으로써 본딩작업을 진행할 수 있다.

그리고, 이러한, 본딩헤드(101)의 양측부에 구비된 한 쌍의 권취릴(107)에 권선된 버퍼필름(Buffer Film)이 공급됨으로써 본딩부위에 부착된다.

따라서, 본딩 부위에 버퍼필름을 부착함으로써 ACF의 볼 깨짐을 좋게 하며 이물 및 스크래치를 방지할 수 있다.

한편, 상기와 같이 본딩 작업이 완료된 글래스(L)는 이송부재(104)가 후진하여 일정 위치에 도달하면, 트랜스퍼(22)의 제5 이송암(T5;도6)이 픽업되어 출측에 구비된 언로더(7)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 COG 본딩장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, ACF 작업과 COG 본딩작업이 하나의 장치에 의하여 진행되므로 로딩, ACF 본딩, COG 본딩, 언로딩의 각 공정이 자동으로 진행될 수 있음으로 본딩작업시간이 단축되고 작업효율이 향상된다.

둘째, 예비 본딩의 경우 칩의 얼라인 마크좌표는 인식 즉시 제어 PC를 통하여 전송되므로 칩이 예비본딩 스테이지에 도착하기 전에 이미 칩과 그라스와의 얼라인 작업이 완료된 상태이므로 택타임 단축이 가능하고, 또한 로터리 방식으로 4개의 헤드에 의하여 반도체칩과 글래스의 예비 본딩작업을 실시하므로 예비 본딩 작업은 물론 칩픽업, 반도체칩의 패턴인식과 기타 작업을 병행하여 진행할 수 있고, 또한 4개의 작업이 동시에 가능하므로 텍 타임(Tact Time)이 현저히 단축되어 생산성이 높다.

셋째, 예비 본딩 작업시, 2개의 카메라를 각각 구비하여 반도체칩과 글래스 의 패턴을 동시에 각각 인식하므로 패턴인식 시간이 단축됨으로써 택타임(Tact time)이 짧아져 생산성이 향상된다.

넷째, 반도체칩을 센터링하는 경우, 칩을 기구적인 센터링 방식에서 화상인식 방법으로 변경함으로써 지그의 내부로 삽입하여 칩헤드를 움직여서 센터링을 하게 되므로 칩이 센터링 기구부 지그와 충돌하여 모서리가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

다섯째, 글래스를 로딩하는 경우 2분할 폭가변 방식의 컨베이어에 의하여 이송하므로 컨베어 벨트와 글래스의 접촉면적을 최소화함으로써 이물질이 글래스에 부착되는 것을 방지하여 불량을 감소시킬 수 있다.

여섯째, 칩의 범프면(Bump Surface)의 방향을 뒤집기 위하여 칩 트레이에 안착된 칩을 다른 칩 트레이로 반전 이송시키는 작업이 자동으로 진행되므로 이 과정에서 칩에 이물질이 부착되어 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 작업자의 작업 오류를 방지할 수 있다.

일곱째, 반도체칩과 글래스의 패턴 얼라이닝 작업시 얼라이닝 마크의 명암조절, 잔상의 제거 등 영상편집이 가능한 프로그램을 개발 이용하여 패턴 얼라이닝용 마크를 프로그램을 이용하여 편집함으로써 잔상을 제거할 수 있음으로 얼라이닝 마크(M1)의 일치율을 향상시켜 얼라이닝 불량이 발생하는 것을 방지하고, 글래스와 칩의 패턴얼라이닝 정도를 높여 품질을 개선 할수 있다.

여덟째, 자동정열 방식에 의하여 1회에 다수개의 반도체칩을 글래스상에 부착하게 되므로 생산성이 높고 본딩작업 효율이 향상될 수 있다.

아홉째, 자동칩 반전장치를 적용하므로써 수동 반전시 작업오류로 인한 칩손실을 줄일수 있음으로 본딩작업 효율이 향상될 수 있다.

열째, ACF 본딩 스테이지의 평탄도 개선을 위하여 사용하는 고무판(Rubber Sheet)의 고정방법을 자석을 사용한 원타치식 착탈방식으로 적용함으로써 ACF 본딩시 평탄도 개선으로 기포발생방지 및 고무판 교체시간을 획기적으로 줄일수 있어 가동율 및 생산성 증대에도 효과가 크다.

열한번째, 본장치의 COG 본딩기 본체부는 FOG 본딩기의 본체부와 동일하므로 칩공급부나 FPC 공급부만의 교체로서 쉽게 COG 본딩에서 FOG 본딩 또는 FOG 본딩에서 COG 본딩으로 작업전환이 가능하여 생산형태에 따라 장비의 활용도를 극대화 할수있다.

본 발명은 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고도 다양하게 변경실시 할 수 있으므로 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니한다.

Claims

글래스가 로딩되는 로딩부(Loader);

상기 로딩부로부터 공급된 글래스상에 자동으로 ACF를 부착하고, 반도체칩을 센터링하고, 로터리 방식에 의하여 상기 반도체칩을 상기 글래스상에 공급하고, 얼라인하여 예비본딩을 실시하고, 메인본딩을 실시하는 본체부;

상기 본체부로부터 공급된 반도체칩이 실장된 글래스를 외부로 배출하는 컨베이어로 이루어지는 언로딩부(Un-Loader);

상기 로딩부, 본체부, 언로딩부의 사이에 구비되어 칩을 각 구간에 이송하는 트랜스퍼; 그리고

상기 로딩부, 본체부, 언로딩부를 제어하는 제어부를 포함하는 반도체칩 본딩장치.
제1 항에 있어서, 상기 로딩부는 구동모터와, 이 구동모터에 의하여 회전하며 2 개의 분할형 벨트로 이루어짐으로써 그 상면에 상기 글래스가 안착되고, 간격조절이 가능한 벨트와, 이 벨트를 지지하는 다수개의 회전축으로 이루어지는 컨베이어를 각각 포함하는 COG 본딩장치.
제1 항에 있어서, 상기 본체부는 글래스상에 이방성 도전 필름을 자동으로 부착시키는 ACF 본딩부와, ACF가 부착된 글래스상에 다수개의 반도체칩을 로딩, 패 턴 인식, 예비 본딩의 순서로 실장하는 예비 본딩부와, 예비 본딩부로부터 공급된 글래스에 반도체칩을 최종적으로 가압하여 실장하는 메인 본딩부를 포함하는 COG 본딩장치.
제3 항에 있어서, 상기 ACF 본딩부는 프레임(Frame)과, 이 프레임의 일측에 구비되어 상하 왕복운동이 가능한 한 쌍의 헤드(Head)와, 한 쌍의 헤드의 인접 측방 위치에 구비되어 본딩작업에 필요한 ACF를 권선하는 한 쌍의 릴(Reel)과, 그리고, 상기 한 쌍의 헤드로 글래스를 이송시키는 이송부재와, 상기 헤드의 하단에 구비되어 상기 ACF를 일정 길이로 절단하는 커터, ACF를 부착후 ACF가 정확히

부착되었는지 여부를 검사하는 ACF 검사기를 포함하는 COG 본딩장치.
제4 항에 있어서, 상기 한 쌍의 헤드는 헤드에 자석 착탈방식에 의하여 구비되는 안착대와, 상기 안착대에 구비되어 글래스에 ACF 부착시 탄성을 이용하므로써 ACF 부착의 평탄도를 개선할 수 있는 탄성부재를 포함하는 COG 본딩장치.
제3 항에 있어서, 상기 예비 본딩부는 프레임(Frame)과, 상기 프레임에 회전가능하게 구비된 DD 모타구동식 인덱스형 로터리(Rotary)와, 상기 로터리에 각각 부착된 칩헤드(Chip Head)와, 상기 칩헤드에 반도체칩을 순차적으로 공급하는 칩공급부와, 본딩 위치로 글래스를 이송시키는 얼라인 스테이지(Align Stage)와, 상기 예비 본딩부로 공급되는 칩과 글래스의 패턴 및 위치를 인식하는 비젼부를 포함하 며, 상기 로터리가 일정 각도씩 회전하는 경우, 상기 칩헤드가 칩공급부, 비젼부, 얼라인 스테이지의 위치에 순차적으로 위치함으로써 칩로딩,칩얼라인, 예비본딩,불량칩 적치의 4개 공정을 각 작업을 순차적이고 동시에 진행할 수 있는 COG 본딩장치.
제6 항에 있어서, 상기 로터리는 수평판의 상부에 구비되는 스테핑 모터와, 상기 스테핑 모터에 연결되어 회전이 가능한 원판과, 상기 원판에 상하로 이동가능하게 구비됨으로써 칩을 글래스 표면의 ACF위에 본딩하는 칩헤드를 포함하는 COG 본딩장치.
제6 항에 있어서, 상기 칩공급부는 카세트 리프트에 의하여 이송된 다수개의 칩 트레이를 순차적으로 이송시키는 트레이 공급부와, 트레이 공급부로부터 칩을 하나씩 이송시키는 칩홀더와, 상기 칩홀더에 의하여 이송된 칩을 필요에 따라 반전시키는 반전부와, 반전부에 의하여 반전된 칩을 픽업위치로 이송하고 칩을 센터링하는 칩 센터링부를 포함하는 COG 본딩장치.
제8 항에 있어서, 상기 반전부는 회전력을 발생시키는 반전모터와, 상기 반전모터에 연결되어 그 상면에 칩을 흡착하여 반전시키는 반전지그로 이루어지는 COG 본딩장치.
제6 항에 있어서, 상기 FPC 공급부는 프레임과, 상기 프레임에 설치되어 FPC가 적재된 FPC 트레이를 공급하는 FPC 트레이 리프트와, FPC 트레이 리프트로부터 FPC 트레이를 하나씩 이송시키는 트레이 홀더와, 상기 FPC 트레이로부터 FPC를 인출하여 일정 위치에 고정하는 트레이 공급부와, FPC 트레이의 FPC들을 픽업하여 이동시키는 FPC 홀더와, FPC를 예비본딩위치로 공급하는 얼라인부와, FPC가 다 사용된 빈FPC 트레이를 원위치로 복귀시키는 트레이 언로더를 포함하는 COG 본딩장치.
제6 항에 있어서, 상기 비젼부는 상기 칩 센터링부의 칩을 인식하는 비젼 카메라와, 상기 로터리의 회전궤적상의 제2 위치에 배치되어 칩의 얼라인 마크를 화상 인식하는 제1 카메라와, 제3 위치에 배치되어 글래스의 얼라인 마크를 각각 화상인식하는 제2 카메라와, 상기 제1 및 제2 카메라로부터 영상정보를 전송받아 처리하는 제어부를 포함하는 COG 본딩장치.
제11 항에 있어서, 상기 비젼부의 제1 및 제2 카메라는 한 쌍의 지지축과, 지지축의 선단에 각각 구비되어 반도체칩과 LCD의 화상을 각각 인식하는 카메라와, 카메라를 X축 방향으로 이동시키는 X축 조절축과, Y축방향으로 이동시키는 Y축 조절축과, Z축 방향으로 이동시키는 Z축 조절축을 포함하는 COG 본딩장치.
제11 항에 있어서, 상기 제어부는 제1 및 제2 카메라로부터 전송된 화상정보에 의하여 상기 반도체칩과 글래스에는 위치를 인식하고, 이 얼라이닝 마크의 화상 정보를 프로그램에 의하여 처리함으로써 글래스의 ITO 패턴과 칩의 범프면과의 얼라이닝 마크의 일치율을 높일 수 있는 반도체칩 패턴 얼라이닝용 프로그램을 갖춘 COG 본딩장치.
제6 항에 있어서, 상기 얼라인 스테이지는 X축 방향으로 이동이 가능한 X축 이송부와, Y축 방향으로 이동이 가능한 Y축 이송부와, X축 이송부상에 구비되어 글래스가 안착되는 적착대를 포함하는 COG 본딩장치.
제3 항에 있어서, 상기 메인 본딩부는 프레임과, 이 프레임의 일측에 상하왕복 운동이 가능하고 가변 피치방식의 본딩헤드, 상기 본딩헤드의 하단부에 구비되어 칩이 본딩된 글래스에 열을 전달하는 본딩팁과, 상기 본딩헤드의 인접위치에 구비되어 버퍼필름을 권치하는 권취릴을 포함하는 COG 본딩장치.
제1 항에 있어서, 상기 트랜스퍼는 제1 내지 제5 이송암으로 이루어지며, 상기 제1 이송암은 로딩부에서 ACF 본딩부 사이에 칩을 이송시키고, 제2 이송암은 ACF 본딩부와 본체부의 사이에 칩을 이송시키고, 제3 이송암은 예비 본딩부에 공급하고, 제4 이송암은 예비 본딩부와 메인 본딩부의 사이에 배치되어 칩을 이송시키며, 제5 이송암은 메인 본딩부와 언로딩부의 사이에 배치되어 칩을 이송시키는

COG 본딩장치.