KR20070118770A - 복합 검사기 - Google Patents

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Abstract

복합 검사기가 개시된다. 본 발명의 복합 검사기는, 일측에 부착된 탭(TAB) 영역에 대한 압흔(Denting) 검사 및 크랙(Crack) 검사가 진행되는 검사 대상의 기판이 안착되는 스테이지; 탭에 대한 압흔의 양부를 검사하기 위해 탭 영역을 촬영하는 적어도 하나의 압흔 검사용 카메라; 탭 영역에 대한 기판의 크랙 여부를 검사하기 위해 탭 영역을 촬영하는 적어도 하나의 크랙 검사용 카메라; 및 압흔 검사용 카메라 및 크랙 검사용 카메라를 스테이지에 대해 상대적으로 이동가능하게 지지하는 광학계이동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 단일화된 하나의 검사기를 통해 압흔 검사와 크랙 검사를 일괄적으로 진행할 수 있도록 함으로써 검사의 효율을 증대시킴은 물론 택트 타임(Tact Time)을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있고, 불필요한 주변 장치들이 소요되는 것을 방지하여 작업공간을 축소시킴으로써 이로 인해 발생가능한 다양한 로스(Loss)를 종래보다 감소시킬 수 있다.
압흔, 크랙, 검사, 복합, 스테이지, LCD, 기판

Description

복합 검사기{Denting and Crack Inspecting Apparatus}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 검사기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 복합 검사기의 스테이지에 기판이 안착된 상태의 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 2의 부분 확대도이다.
도 5는 도 4의 개략적인 측면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 복합 검사기의 제어 블록도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
5 : FPD 기판 7a~7c : 탭
10 : 검사기본체 20 : 스테이지
30 : 광학계이동부 31a~31c : 수평부
32a~32c : 제1수직부 33a~33c : 제2수직부
40 : 압흔 검사용 카메라 50 : 크랙 검사용 카메라
60 : 변위센서 70 : 제어부
본 발명은, 복합 검사기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 단일화된 하나의 검사기를 통해 압흔 검사와 크랙 검사를 일괄적으로 진행할 수 있도록 함으로써 검사의 효율을 증대시킴은 물론 택트 타임(Tact Time)을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있고, 불필요한 주변 장치들이 소요되는 것을 방지하여 작업공간을 축소시킴으로써 이로 인해 발생가능한 다양한 로스(Loss)를 종래보다 감소시킬 수 있는 복합 검사기에 관한 것이다.
기판이란 화상 표시장치의 한 요소로서, 이에는 반도체 기판을 포함하여 평판디스플레이(FPD, Flat Panel Display)가 포함된다. FPD 기판에는, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 존재한다.
FPD 기판 중에서 예를 들어, LCD에 대해 설명하면, 통상의 LCD 제조 공정은, TFT공정, Cell공정, Module공정으로 분류된다. 이중에서 Module 공정은 LCD 기판에 기구물 등을 부착하여 제품으로 조립하는 공정으로서, LCD 기판의 구동을 위한 드라이버 IC(Driver IC)를 LCD 기판에 부착하는 과정이 수행된다.
이러한 과정을 수행하기 위하여 종래에는 드라이버 IC의 리드(lead)를 직접 LCD 기판에 실장(mount)하는 기술이 사용된 바 있다.
하지만 최근에는 LCD 제품이 고해상도화 됨에 따라 엄청난 수의 리드를 갖는 드라이버 IC를 LCD 기판에 장착하는 것이 용이하지 않기 때문에 하나의 실장기술인 TAB(Tape Automated Bonding)을 이용하는 것이 보통이다.
엄격하게 말해 TAB이란 테이프 캐리어 패키지(TCP, Tape Carrier Package)의 일종으로서, 리드 프레임(lead frame) 대신 패턴(Pattern)이 형성된 테이프를 사용하여 LCD 기판에 본딩(Bonding, 이하 압착, 혹은 부착 등으로 용어로 사용되기도 함)하는 패키징 기술이지만, LCD 기판에 신호 라인을 형성하기 위해 LCD 기판의 해당 위치에 압착되어 부착되는 테이프, 혹은 테이프의 영역 전체를 가리키기도 한다. 이하에서는 후자를 탭이라 하여 설명하기로 한다.
탭이 LCD 기판에 부착되기 전, LCD 기판에는 이방성 도전필름(ACF, Anisotropic Conductive Film)이 우선적으로 사용되는 것이 보통이다. 이방성 도전필름은 열에 의하여 경화되는 접착제와 그 안에 미세한 도전성 볼을 혼합시킨 양면 테이프와 같은 구조를 갖는 것으로서 실장에 사용되는 대표적인 재료이다.
이방성 도전필름이 LCD 기판의 해당 위치에 접착되면, 그 후에 이방성 도전필름 표면으로 탭이 부착되게 되는데, 이때 탭의 전극 패턴과 LCD 기판의 전극 패턴은 정확하게 부착되어야 하며 LCD 기판과 탭에 전도성을 확보하기 위해서 사용되는 도전성 볼 역시 정확하게 위치되어야 한다.
LCD 기판에 이방성 도전필름과 탭이 부착되면, 고온 상태에서 충분한 압력을 가하여 LCD 기판과 탭의 각 회로패턴의 패드가 맞닿도록 한다. 이때 맞닿는 부분의 이방성 도전필름 내의 도전성 볼이 파괴되면서 양 패드간의 통전을 하게 되고, 양 패드 부분 외의 요철면에 나머지 접착제가 충진 및 경화되어 탭 부착공정은 완료된다.
이와 같은 탭 부착 공정을 마친 LCD 기판은, 탭의 전극 패턴과 LCD 기판의 전극 패턴이 정확하게 부착되었는지 유무와 이에 따른 도전성 볼의 형상과 위치의 양부를 검사하는 압흔(Denting) 검사를 비롯하여 탭의 압착시 LCD 기판에 크랙(Crack)이 발생되었는지의 유무를 검사하는 크랙(Crack) 검사가 진행된다.
종래기술의 경우, 압흔 검사와 크랙 검사는 각각 해당 검사를 수행하는 압흔 검사기와 크랙 검사기를 통해 실시된다. 압흔 검사와 크랙 검사는 모두가, 탭 영역에 대한 압흔과 크랙을 검사한다는 점에서 유사한 구성을 갖는다. 압흔 검사기와 크랙 검사기에 대해 간략하게 소개하면 다음과 같다.
종래의 압흔 검사기는, 오토 포커싱(Auto Focusing) 기능을 가지며 정위치에 고정 설치된 에어리어 카메라(Area Camera)와, 검사 대상의 LCD 기판을 상부에 안착시키는 스테이지와, 스테이지를 회전시킴은 물론 스테이지를 일정 간격으로 이동시키는 구동부를 구비하고 있다.
이에, 스테이지의 상부에 LCD 기판이 안착되면, 구동부가 스테이지를 LCD 기판의 탭 간격 별로 이동시키면서 고정된 에어리어 카메라에 의해 탭에 대한 압흔 검사가 진행되도록 한다.
결국, 종래의 압흔 검사기는 고정된 에어리어 카메라에 대해 스테이지가 LCD 기판을 이동시켜 가면서 압흔 검사를 실시하는 구조를 보인다. 이처럼 스테이지를 이동시킬 수밖에 없었던 이유는, 고정된 에어리어 카메라의 오토 포커싱의 트래킹(Tracking) 범위가 대략 0.2 내지 0.8 mm 정도에 불과한데, 가공 및 조립 등의 오차로 인해 이러한 오토 포커싱의 트래킹 범위를 유지할 수 없었기 때문이다.
이에 반해, 종래의 크랙 검사기는, 전술한 압흔 검사기와는 반대로, 스테이 지는 고정한 상태에서 카메라를 이동시키면서 탭 영역에 대한 LCD 기판의 크랙 여부를 검사하는 구조를 갖는다.
그런데, 이러한 종래기술에 있어서는, 압흔 검사와 크랙 검사가 공히 유사한 방식으로 진행됨에도 불구하고 스테이지와 카메라의 이동 방식에 커다란 차이가 있기 때문에 압흔 검사기와 크랙 검사기를 하나의 장치로 일체화할 수 없어, 검사의 효율이 저하됨은 물론 택트 타임(Tact Time)이 증가하여 생산성이 저하되며, 두 개의 검사기로 기판을 이동시키는 등 불필요한 주변 장치들이 부속되어야만 하므로 작업공간이 거대해질 수밖에 없어 이에 따른 많은 로스(Loss)를 유발시키는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 단일화된 하나의 검사기를 통해 압흔 검사와 크랙 검사를 일괄적으로 진행할 수 있도록 함으로써 검사의 효율을 증대시킴은 물론 택트 타임(Tact Time)을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있고, 불필요한 주변 장치들이 소요되는 것을 방지하여 작업공간을 축소시킴으로써 이로 인해 발생가능한 다양한 로스(Loss)를 종래보다 감소시킬 수 있는 복합 검사기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 일측에 부착된 탭(TAB) 영역에 대한 압흔(Denting) 검사 및 크랙(Crack) 검사가 진행되는 검사 대상의 기판이 안착되는 스테이지; 상기 탭에 대한 압흔의 양부를 검사하기 위해 상기 탭 영역을 촬영하는 적어도 하나의 압흔 검사용 카메라; 상기 탭 영역에 대한 상기 기판의 크랙 여부를 검사하기 위해 상기 탭 영역을 촬영하는 적어도 하나의 크랙 검사용 카메라; 및 상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 크랙 검사용 카메라를 상기 스테이지에 대해 상대적으로 이동가능하게 지지하는 광학계이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 광학계이동부에 의해 이동하면서 상기 기판의 변위를 측정하는 적어도 하나의 변위센서; 및 상기 변위센서의 정보에 기초하여 상기 압흔 검사용 카메라의 이동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 변위센서는 상기 압흔 검사용 카메라의 전방에 배치될 수 있으며, 상기 제어부는, 상기 압흔 검사용 카메라가 촬영 대상의 상기 탭 영역에 도달하기 전에 상기 변위센서로부터 상기 기판의 평탄도 정보를 미리 입수하여 상기 압흔 검사용 카메라의 이동을 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 탭 영역에 대한 상기 압흔 검사용 카메라의 실시간 오토 포커싱이 가능하도록 상기 압흔 검사용 카메라를 상기 기판에 대해 접근 및 이격 가능하게 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 압흔 검사용 카메라와 독립적으로 상기 크랙 검사용 카메라의 이동을 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 카메라들의 촬영시 해당 카메라들의 이동 경로 상의 영상을 획득하도록 상기 카메라들을 연속 이동시킬 수 있다.
상기 압흔 검사용 카메라, 상기 크랙 검사용 카메라 및 상기 변위센서 중 적어도 어느 하나는 상호 독립적으로 이동할 수 있다.
상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서는 함께 이동하고, 상기 크랙 검사용 카메라는 상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서와 독립적으로 이동할 수 있되, 상기 크랙 검사용 카메라는 상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서의 전방에서 먼저 이동할 수 있다.
상기 광학계이동부는, 상기 스테이지에 안착된 상기 기판의 양측 단변과 어느 한 장변에 각각 나란하게 배치되는 복수의 수평부; 상기 수평부들에 각각 결합되어 해당 수평부를 따라 이동하되, 상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서를 지지하는 복수의 제1수직부; 및 상기 크랙 검사용 카메라를 지지하여 상기 복수의 제1수직부와 독립적으로 이동하는 복수의 제2수직부를 포함할 수 있다.
상기 제1수직부는 상기 수평부들의 길이방향에 가로로 이동가능하다.
해당 수평부 상에서, 상기 크랙 검사용 카메라가 탑재된 상기 제2수직부의 이동 속도는, 상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서가 탑재된 상기 제1수직부의 이동 속도에 비해 상대적으로 빠를 수 있다.
상기 크랙 검사용 카메라는 상기 탭 영역을 모두 촬영하여 상기 기판의 크랙 여부를 검사할 수 있고, 상기 압흔 검사용 카메라는 상기 탭 영역 중 선택된 적어도 일부를 촬영하여 상기 탭에 대한 압흔의 양부를 검사할 수 있다.
상기 스테이지가 상면에 고정 결합되도록 상기 스테이지를 지지하는 검사기본체를 더 포함할 수 있다.
상기 카메라들은 라인 스캔(Line Scan) 카메라 및 에어리어(Area) 카메라 중 어느 하나일 수 있다.
상기 기판은, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 중 어느 하나의 평판디스플레이(FPD, Flat Panel Display)일 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
참고로, 이하에서 설명될 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 들을 가리키나, 설명의 편의를 위해 이들을 통틀어 FPD(Flat Panel Display) 기판이라 하기로 한다.
또한 편의를 위해 탭(TAB)과 광학계이동부에 대해서는 위치별로 참조부호를 다르게 도시하고, 카메라들에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 검사기의 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 복합 검사기의 스테이지에 기판이 안착된 상태의 사시도, 도 3은 도 2의 평면도, 도 4는 도 2의 부분 확대도, 도 5는 도 4의 개략적인 측면도, 도 6은 도 1에 도시된 복합 검사기의 제어 블록도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 검사기(1) 는, 검사기본체(10)와, 검사기본체(10)에 마련되며 검사 대상의 FPD 기판(5)이 안착되는 스테이지(20)와, 검사기본체(10)의 상부에 결합되어 후술할 카메라(40,50)들을 수평 이동 및 승강 가능하게 지지하는 광학계이동부(30)와, 광학계이동부(30)를 따라 이동하면서 FPD 기판(5)에 마련된 탭(7a~7c, TAB)에 대한 압흔(Denting)의 양부를 검사하는 압흔 검사용 카메라(40)와, 탭(7a~7c) 영역에 대한 FPD 기판(5)의 크랙(Crack) 여부를 검사하는 크랙 검사용 카메라(50)와, 카메라(40,50)들과 FPD 기판(5) 간의 변위를 측정하는 변위센서(60)와, 변위센서(60)의 정보에 기초하여 카메라(40,50)들의 이동을 제어하는 제어부(70)를 구비한다.
검사기본체(10)는 본 실시예에 따른 복합 검사기(1)의 외관을 이루는 부분이다. 경우에 따라 검사테이블이라 불릴 수도 있다. 도면을 보면 검사기본체(10)가 박스(Box) 형태로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위해 단순하게 도시한 것일 뿐이다.
따라서 검사기본체(10)의 하부에는 검사기본체(10)를 이동시키기 위한 휠(Wheel, 미도시) 등이 갖춰져 있고, 그 내부에는 광학계이동부(30)를 동작시키기 위한 일련의 기계 장치들이 갖춰져 있을 수 있는데, 이에 대해서는 생략한다. 뿐만 아니라 검사기본체(10)의 측면에는 일련의 검사 작업을 표시하는 모니터(미도시) 등이 더 마련될 수 있다.
스테이지(20)는 검사기본체(10)의 상부에 결합되어 검사 대상의 FPD 기판(5)이 그 상면에 안착되도록 FPD 기판(5)을 지지한다. 이러한 스테이지(20)는 도시된 것처럼 대략 소정의 두께를 갖는 사각판 형상으로 제작될 수 있으며, 보통은 FPD 기판(5)보다 그 면적이 작게 제작된다.
따라서 스테이지(20)의 상면에 FPD 기판(5)이 안착되면 검사 대상의 탭(7a~7c) 영역이 스테이지(20)의 외측으로 노출될 수 있기 때문에 스테이지(20)의 하부에서 카메라(40,50)들의 촬영에 의해 탭(7a~7c) 영역에 대한 압흔 및 크랙 검사가 가능해진다.
참고로, 도면에는 FPD 기판(5)이 스테이지(20)의 상면에 그대로 안착되는 것처럼 도시되어 있으나, 스테이지(20)의 상면에는 통상적으로 복수개의 리프트 핀(Lift Pin, 미도시)이 마련된다. 이에 따라, 별도의 반송 로봇에 의해 FPD 기판(5)이 스테이지(20)에 로딩될 때는 리프트 핀들이 업(Up)되어 FPD 기판(5)의 하면을 떠받치고, 이후에 리프트 핀들이 다운(Down)됨으로써 FPD 기판(5)이 스테이지(20)의 상면에 로딩될 수 있다. 반대로, FPD 기판(5)이 취출될 때에도 리프트 핀들이 업(Up)된 상태에서 FPD 기판(5)이 취출된다.
만약, FPD 기판(5)보다 스테이지(20)가 넓게 제작되고 그 상면에 FPD 기판(5)이 로딩되는 경우, 스테이지(20)의 하면에서 FPD 기판(5)의 탭(7a~7c) 영역을 촬영하기 위해서는 스테이지(20)가 투명한 재질로 제작될 수도 있다. 다만, 스테이지(20)가 투명한 재질로 제작될 경우에 있어, 크랙 검사는 어느 정도 가능하지만 압흔 검사가 정확하게 수행되기 어려울 수도 있다. 따라서 앞서 기술한 바와 같이, 스테이지(20)는 FPD 기판(5)의 면적보다 작게 제작되는 것이 바람직하다.
그러나 스테이지(20)가 FPD 기판(5)의 면적보다 크게 제작될 경우라면, FPD 기판(5)이 스테이지(20)의 상면에 안착되기는 하되, 탭(7a~7c) 영역만큼은 스테이 지(20)의 외측으로 노출되도록 안착된다면 카메라(40,50)들이 FPD 기판(5)을 촬영하기에 충분할 것이다.
물론, 스테이지(20)가 원기둥 타입이거나 사각 블록이나 기타 다각의 블록 구조를 가져도 무방하다. 다만, 이러한 경우라면, 상당히 고가의 FPD 기판(5)이 스테이지(20) 상면에 안착된 후, 검사되는 과정에서 FPD 기판(5)이 스테이지(20)로부터 임의로 떨어지거나 이탈되어서는 아니 되므로, 스테이지(20)는 진공 흡착 등의 방법으로 FPD 기판(5)을 지지하는 것이 유리할 것이다.
본 실시예의 복합 검사기(1)는, 궁극적으로 고정된 스테이지(20)에 대해 카메라(40,50)들이 이동하면서 스테이지(20)에 안착된 FPD 기판(5)의 탭(7a~7c) 영역에 대한 압흔과 크랙 검사를 실시하는 타입을 가지므로, 스테이지(20)는 검사기본체(10)의 상부에 결합되어 고정되어 있다.
다만, 이러한 경우, 별도의 기판 이송 로봇(미도시)은 검사 대상의 FPD 기판(5)을 스테이지(20)의 상면 정위치에 안착시켜야 하며, 그렇지 못하면 광학계이동부(30)를 따라 이동하는 카메라(40,50)들이 탭(7a~7c) 영역을 정확하게 촬영하지 못할 수도 있다. 즉, FPD 기판(5)이 스테이지(20)의 상면에 비뚤어지게 안착되면 카메라(40,50)들이 탭(7a~7c) 영역을 정확하게 촬영하기 힘들다.
따라서 실질적으로 스테이지(20)는 고정형으로 제조하되, 스테이지(20)의 상면에 안착된 FPD 기판(5)이 정위치로 정렬(Align)될 수 있도록 어느 정도의 각도 범위 내에서는 스테이지(20)를 회전 구동시킬 필요가 있다. 이는 스테이지(20)의 하부에 마련된 스테이지 회전부(22)가 담당한다. 물론, 스테이지 회전부(22)는 설 계상 제외될 수도 있다.
이처럼 스테이지(20)가 실질적으로 고정됨으로써, 종래기술의 압흔 검사기에서 스테이지(미도시)가 이동함에 따라 요구되었던 장비규모 및 설치공간을 줄일 수 있다. 또한 비교적 큰 스테이지를 이동시킴에 따라 발생할 수 있는 파티클 오염이나 FPD 기판(5)에 가해지는 물리적인 충격 등을 사전에 예방할 수 있어 수율향상에 기여할 수 있다.
광학계이동부(30)는 카메라(40,50)들과 변위센서(60)가 지지되어 이동하는 부분이다. 이러한 광학계이동부(30)는 카메라(40,50)들을 스테이지(20)에 대해 상대적으로 이동가능하게 지지하는 역할을 한다.
앞서도 기술한 바와 같이, 본 실시예의 복합 검사기(1)는 카메라(40,50)들이 이동하면서 압흔과 크랙을 검사하게 되는데, 광학계이동부(30)가 카메라(40,50)들의 이동을 담당하게 된다.
이러한 광학계이동부(30)는 그 위치에 따라 복수의 수평부(31a~31c)와, 수평부(31a~31c)들에 각각 결합되어 압흔 검사용 카메라(40) 및 변위센서(60)를 이동가능하게 지지하는 제1수직부(32a~32c), 제1수직부(32a~32c)와는 독립적으로 이동하면서 크랙 검사용 카메라(50)를 이동가능하게 지지하는 제2수직부(33a~33c)를 구비한다.
참고로, 본 복합 검사기(1)를 통해 검사되는 FPD 기판(5)은 대형이므로, FPD 기판(5)에는 단변 양측 모두에 탭(7a,7b)이 부착(압착, 본딩)되고, 어느 한 장변에 일련의 탭(7c)이 부착된다. 결국, 탭(7a~7c)은 FPD 기판(5)의 다른 한 장변을 제외 한 변 모두에 각각 부착되므로, 이에 대응하도록 광학계이동부(30)와 변위센서(60), 그리고 카메라(40,50)들이 갖춰진다.
수평부(31a~31c)들은 검사기본체(10)의 상부에 결합되는데, FPD 기판(5)에 형성된 탭(7a~7c)들에 대응하도록 총 3 부분으로 마련된다. 즉, FPD 기판(5)의 단면 양측에 대응하도록 2개의 수평부(31a,31b)가 갖춰지고, FPD 기판(5)의 일측 장변에 대응하도록 1개의 수평부(31c)가 갖춰진다. 수평부(31a~31c)들은 도시된 것처럼 상호 분리될 수도 있고, 혹은 한글 "ㄷ"자 형태로 일체화될 수도 있다.
제1 및 제2수직부(32a~32c, 33a~33c)들은 수평부(31a~31c)들에 각각 결합되어 있다. 이러한 제1 및 제2수직부(32a~32c, 33a~33c)들의 일측은 수평부(31a~31c)들을 따라 이동할 수 있는 구조를 가지며, 타측은 해당 카메라(40,50)들과 변위센서(60)를 지지하는 부분으로 활용된다.
제1 및 제2수직부(32a~32c, 33a~33c)들 중, 특히 압흔 검사용 카메라(40)와 변위센서(60)를 지지하는 제1수직부(32a~32c)들은 해당 위치에서 승강이 가능하다. 즉, 압흔 검사용 카메라(40)가 FPD 기판(5)에 대해 접근 및 이격될 수 있도록 승강한다. 물론, 승강 동작은 제어부(70)에 의해 이루어진다. 도 1 및 도 2를 참조할 때, 참조부호 32a로 도시된 제1수직부가 상승한 상태이고, 참조부호 32b,32c로 도시된 제1수직부는 하강된 상태를 나타낸다. 제1수직부(32a~32c)들은 통상의 리니어 모션(Linear Motion) 방식이나 텔레스코픽 바아 등의 구조로 승강될 수 있다.
제1수직부(32a~32c)와 달리, 제2수직부(33a~33c)는 승강하지 않는다. 후술하겠지만, 압흔 검사용 카메라(40)는 탭(7a~7c)의 국부적인 영역만을 촬영하여 압흔 의 양부를 세밀하게 검사해야 하기 때문에 오토 포커싱 등의 이유로 FPD 기판(5)에 대해 승강이 가능해야 한다. 하지만, 크랙 검사용 카메라(50)는 탭(7a~7c)의 넓은 영역을 촬영하면서 크랙의 여부를 검사하기 때문에 굳이 FPD 기판(5)에 대해 승강할 필요는 없다.
또한 해당 수평부(31a~31c) 상에서, 크랙 검사용 카메라(50)가 탑재된 제2수직부(33a~33c)의 이동 속도(V1, 도 4 참조)는, 압흔 검사용 카메라(40) 및 변위센서(60)가 탑재된 제1수직부(32a~32c)의 이동 속도(V2, 도 4 참조)에 비해 상대적으로 빠르다. 따라서 제2수직부(33a~33c)가 제1수직부(32a~32c)의 전방에 배치되어 빠르게 이동한다.
따라서 하나의 FPD 기판(5)에서 크랙 검사는 탭(7a~7c) 영역 모두에서 이루어진다. 즉, 전방에 위치하여 상대적으로 빠르게 이동하는 제2수직부(33a~33c)에 탑재된 크랙 검사용 카메라(50)에 의해 탭(7a~7c) 영역 모두에 대해 크랙 검사가 진행된다.
하지만, 크랙 검사와는 달리, 압흔 검사는 상대적으로 세밀하고 천천히 진행되기 때문에 검사에 소요되는 시간 등을 고려할 때, 압흔 검사는 탭(7a~7c) 영역 모두에서 이루어지지는 않는다. 즉, 후방에 위치하여 상대적으로 느리게 이동하는 제1수직부(32a~32c)에 탑재된 압흔 검사용 카메라(40)에 의해 탭(7a~7c) 영역 중 선택된 일부에서 압흔 검사가 진행된다.
물론, 제1 및 제2수직부(32a~32c, 33a~33c)를 별도로 분리하지 않고 일체화시킨 후에, 카메라(40,50)들과 변위센서(60)를 함께 이동시키는 방안도 고려될 수 있다. 하지만, 이러한 경우, 검사 시간이 그만큼 길어지게 되어 수율이 저하되기 쉽다.
압흔 검사용 카메라(40)는 제1수직부(32a~32c)들의 상부 일측에 결합되어 있다. 압흔 검사용 카메라(40)는, FPD 기판(5)의 탭(7a~7c) 영역을 촬영하여 탭(7a~7c)의 전극 패턴과 FPD 기판(5)의 전극 패턴이 정확하게 부착되었는지 유무와 이에 따른 도전성 볼의 형상과 위치의 양부를 검사하는 압흔 검사를 실시한다. 앞서도 기술한 바와 같이, 압흔 검사용 카메라(40)는 탭(7a~7c)의 국부적인 영역만을 촬영하여 압흔의 양부를 세밀하게 검사한다. 도 4를 참조하면, 압흔 검사용 카메라(40)에 의한 촬영의 범위가 좁게 도시되어 있다.
크랙 검사용 카메라(50)는 제2수직부(33a~33c)들의 상부 일측에 결합되어 해당 수평부(31a~33c)를 따라 이동하면서 탭(7a~7c) 영역에 대한 FPD 기판(5)의 크랙 여부를 검사하게 된다.
이 때, 압흔 검사용 카메라(40)와 크랙 검사용 카메라(50)는 종래기술에서 소개된 카메라와는 달리, 라인 스캔(Line Scan) 카메라로 적용될 수 있다.
종래의 압흔 및 크랙 검사기들에서는 앞서 기술한 바와 같이, 스테이지(미도시)가 이동 및 정지를 반복함에 따라 오토 포커싱을 위하여 에어리어 카메라를 적용할 수밖에 없었으나, 본 실시예에서는 광학계이동부(30)에 의해 카메라(40,50)들이 이동할 수 있고, 제어부(70)에 의해 그 이동 속도가 별개로 제어되며, 압흔 검사용 카메라(40)의 경우에는 오토 포커싱을 위한 승강 동작이 가능하게 되므로 라인 스캔 카메라가 적용될 수 있다.
이처럼 라인 스캔 카메라가 적용된 본 실시예의 복함 검사기(1)에서는, 카메라(40,50)들이 이동하면서 이동 영역에 존재하는 영상을 얻을 수 있기 때문에 연속적이고도 실시간적인 검사가 가능하다. 즉, 라인 스캔 카메라를 사용하면 비교적 상세한 촬영 화상을 얻을 수 있어 종래의 에어리어 카메라를 적용한 압흔 및 크랙 검사기보다 검사의 정밀도와 검사 영역의 폭을 넓힐 수 있으며, 연속적이고 실시간적으로 검사가 가능하다는 이점이 있다.
참고로, 압흔 검사용 카메라(40)와 크랙 검사용 카메라(50)가 제 기능을 발휘하기 위해서는 조명이나 반사판 등의 구성이 더 갖춰져야 하지만, 이는 일반적인 카메라 구조이므로 생략하기로 한다.
한편, 스테이지(20)에 의해 떠받쳐 지지되는 FPD 기판(5)은 그 대부분이 평탄하지만, 그렇지 못하고 도 5에 점선에서 실선으로 과장되게 도시된 바와 같이 굴곡이 심한 경우도 존재한다.
도 5와 같이 FPD 기판(5)의 평탄도가 일정하지 않고 굴곡이 심할 경우, 카메라(40,50)들이 탭(7a~7c) 영역을 그대로 촬영하게 되면, 명확한 영상을 얻기 어렵다. 크랙 검사용 카메라(50)의 경우에는 FPD 기판(5)의 굴곡이 심하더라도 영상 획득과 그에 따른 크랙 검사에 크게 문제가 되지 않는다. 하지만, 압흔 검사용 카메라(40)의 경우에는 해당 영역에 대한 명확한 영상을 얻기 위해 오토 포커싱되어야 하는데, FPD 기판(5)의 평탄도가 일정하지 않고 굴곡이 심할 경우에는 오토 포커싱되는데, 시간이 많이 걸리기 때문에 택트 타임(Tact Time)을 줄이기 어렵다.
따라서 본 실시예의 경우에는 압흔 검사용 카메라(40)의 전방에 변위센 서(60)를 마련하여 변위센서(60)가 미리 압흔 검사용 카메라(40)와 FPD 기판(5) 간의 변위를 측정한 후, 이를 제어부(70)로 전송하고, 제어부(70)는 이를 토대로 광학계이동부(30)를 따라 이동하는 압흔 검사용 카메라(40)가 FPD 기판(5)에 대해 접근 및 이격될 수 있도록 승강 구동시킴으로써(도 5의 H 거리만큼 승강됨) 오토 포커싱 시간을 현격하게 줄이고 있는 것이다.
택트 타입과 관련하여 보다 상세히 설명하면, 변위센서(60)가 미리 해당하는 탭(7a~7c)과 압흔 검사용 카메라(40)의 간격을 측정하여 그 정보를 압흔 검사용 카메라(40)의 이동 전 또는 이동시에 제어부(70)에 제공해 주고, 압흔 검사용 카메라(40)는 실질적인 검사 지점에 도착하기 전에 제어부(70)의 제어에 기초하여 미리 승하강할 수 있게 됨으로써 오토 포커싱 시간을 단축되고 이에 따라 전체 택트 타임(Tact Time)이 감소될 수 있게 되는 것이다. 뿐만 아니라 오토 포커싱의 트래킹(Tracking) 범위를 확대할 수 있고 FPD 기판(5)의 대형화에 따른 처짐으로 인해 FPD 기판(5)의 평탄도가 일정하지 못할 경우에도 효율적인 압흔 검사를 수행할 수 있게 된다.
또한 에어리어 카메라를 적용하였던 종래기술에서 오토 포커싱 트래킹 범위를 초과한 경우 등에 있어서는, 서치(Search) 기능을 사용해야 했으므로 택트 타임이 증가될 수밖에 없었으나, 본 실시예와 같이, 변위센서(60)에 기초하여 압흔 검사용 카메라(40)의 이동을 미리 제어함으로써 종래보다 오토 포커싱의 트래킹 범위를 확장할 수 있게 되는 것이다. 따라서 FPD 기판(5)이 대형화되어 처짐이 심한 경우에도 적절한 한도 내에서는 별도의 서치 기능이 필요 없이 실시간 오토 포커싱을 하면서 검사를 진행할 수 있어 택트 타임을 감소시킬 수 있게 되는 것이다.
물론, 전적으로 광학계이동부(30)를 통해 압흔 검사용 카메라(40)에 대한 오토 포커싱을 완벽하게 맞출 수는 없지만, 오토 포커싱이 가능한 오토 포커싱의 트래킹 범위 내로 미리 압흔 검사용 카메라(40)를 승강시킨 후에 해당 영역을 촬영하도록 함으로써 명확한 화상을 얻을 수 있음은 물론 택트 타임을 현격하게 감소시킬 수 있는 것이다. 참고로 본 실시예와 같은 구성으로 동작될 경우, 오토 포커싱의 트래킹 범위가 4 mm 이상 되더라도 무방한 것으로 실험된 바 있다.
반복하여 설명하는 바와 같이, 변위센서(60)는 압흔 검사용 카메라(40)와 FPD 기판(5) 간의 변위를 측정하여 제어부(70)로 전송하는 역할을 하므로, 변위센서(60)는 압흔 검사용 카메라(40)의 전방에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예의 경우, 변위센서(60)와 압흔 검사용 카메라(40)는 제1수직부(32a~32c)에 탑재된 상태에서 항상 같이 이동하도록 하고 있는 것이다. 하지만, 변위센서(60)가 반드시 압흔 검사용 카메라(40)와 함께 이동할 필요는 없으며, 개별적으로 동작해도 무방하다. 변위센서(60)로는 레이저 센서가 적용될 수 있다.
이러한 변위센서(60)의 역할에 기초하여, 제어부(70)는 압흔 검사용 카메라(40)가 촬영 대상의 탭(7a~7c) 영역에 도달하기 전에 변위센서(60)로부터 FPD 기판(5)의 평탄도 정보를 미리 입수하여 전술한 수평부(31a~31c) 및 제1수직부(32a~32c)를 통해 압흔 검사용 카메라(40)의 이동을 제어하게 된다.
보다 구체적으로, 제어부(70)는 탭(7a~7c) 영역에 대한 압흔 검사용 카메라(40)의 실시간 오토 포커싱이 가능하도록 광학계이동부(30) 상에서 압흔 검사용 카메라(40)를 FPD 기판(5)에 대해 접근 및 이격 가능하게 제어한다. 뿐만 아니라 제어부(70)는 압흔 검사용 카메라(40)의 촬영시 압흔 검사용 카메라(40)의 이동 경로 상의 전체 영역에 대한 영상을 획득하도록 압흔 검사용 카메라(40)를 연속 이동시키도록 제어한다. 물론, 제어부(70)는 크랙 검사용 카메라(50)를 독립적으로 이동시키는 역할도 담당한다.
이러한 구성을 갖는 복합 검사기(1)의 동작 및 그에 따른 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
우선, 별도의 로봇에 의해 검사 대상의 FPD 기판(5)이 스테이지(20)의 상부에 안착된다. 즉, 별도의 반송 로봇에 의해 FPD 기판(5)이 스테이지(20)에 로딩될 때는 리프트 핀들이 업(Up)되어 FPD 기판(5)의 하면을 떠받치고, 이후에 리프트 핀들이 다운(Down)됨으로써 FPD 기판(5)이 스테이지(20)의 상면에 로딩되어 안착될 수 있다. 안착된 후, 회전부(22)에 의해 FPD 기판(5)이 정렬되어도 좋다.
다음, 제어부(70)는 광학계이동부(30)를 제어하여 카메라(40,50)들과 변위센서(60)가 이동할 수 있도록 한다. 즉, 제1 및 제2수직부(32a~32c, 33a~33c)들에 각각 결합된 압흔 검사용 카메라(40) 및 변위센서(60), 그리고 크랙 검사용 카메라(50)는 해당 수평부(31a~31c)들을 따라 도 1의 화살표 A,B,C 방향으로 각각 이동한다. 이 때, 앞서도 기술한 바와 같이, 크랙 검사용 카메라(50)가 탑재된 제2수직부(33a~33c)가 빠른 속도로 선행하고, 그 뒤를 따라 압흔 검사용 카메라(40) 및 변위센서(60)가 탑재된 제1수직부(32a~32c)가 따른다.
크랙 검사용 카메라(50)는 별도의 오토 포커싱이 필요하지 않기 때문에 빠르 게 이동하면서 탭(7a~7c)의 전 영역에 대한 크랙 검사를 실시한다. 하지만, 압흔 검사용 카메라(40)의 경우에는, 우선적으로 그 전방에 위치한 변위센서(60)가 압흔 검사용 카메라(40)와 FPD 기판(5) 간의 변위를 측정하여 제어부(70)로 전송하게 되고, 이를 토대로 제어부(70)가 제1수직부(32a~32c)들의 승강 운동을 제어함으로써 압흔 검사용 카메라(40)는 실시간 오토 포커싱이 가능한 상태에서 광학계이동부(30) 상에서 FPD 기판(5)의 탭(7a~7c) 영역을 촬영하여 압흔 검사를 실시하게 된다.
특히, 제어부(70)에 의해 카메라(40,50)들은 그 이동이 정지되지 않고 연속적으로 수평 이동 및 승강 운동하면서 FPD 기판(5)의 탭(7a~7c) 영역을 촬영하게 됨으로써 실시간 검사가 가능해진다는 이점이 있다.
또한 카메라(40,50)들이 FPD 기판(5)의 각 변의 해당 위치만을 촬영하게 됨으로써 검사에 소요되는 시간이 현격하게 줄어든다. 참고로, 32 인치의 FPD 기판(5)에 대한 압흔 및 크랙 검사에 소요되는 시간은 대략 5초 정도가 소요되는 바, 검사 시간이 종래에 비해 현격하게 줄어들게 되어 택트 타임 감소의 효과를 제공하기에 충분하며, 모든 제품에 대해 전수 검사가 가능해지는 이점이 있다. 또한 처짐이 심하여 평탄도가 불안정한 FPD 기판의 검사도 가능해지는 이점이 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 단일화된 하나의 검사기를 통해 압흔 검사와 크랙 검사를 일괄적으로 진행할 수 있도록 함으로써 검사의 효율을 증대시킴은 물론 택트 타임을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 불필요한 주변 장치들이 소요되는 것을 방지하여 작업공간을 축소시킴 으로써 이로 인해 발생가능한 다양한 로스(Loss)를 종래보다 감소시킬 수 있게 되는 것이다.
참고로, 본 실시예와 같이, 압흔 검사와 크랙 검사를 일괄적으로 실시하는 한대의 복합 검사기로 인해, 50 % 이상의 부피 감소 효과를 얻을 수 있다. 이는 검사기 자체의 부피가 감소했다는 것에 국한하지 않으며, 검사기가 설치되는 공간이나 그로 인해 파생되는 작업공간 등 모두의 공간이 그만큼 감소될 수 있다는 것을 의미하므로 클린룸(Clean Room) 축조 비용 역시 상당히 줄어드는 파생 효과를 제공할 수 있다.
전술한 실시예에서는 그 설명을 생략하고 있지만, FPD 기판에서 탭(TAB)은 어느 한 변에만 부착될 수도 있고, 혹은 선택된 어느 두 변, 혹은 네 변 모두에 마련될 수 있다. 이럴 경우, 광학계이동부와 변위센서, 그리고 카메라들은 그에 부합하도록 해당 위치에 설계되면 된다.
전술한 실시예에서는 압흔 및 크랙 검사용 카메라들이 해당 광학계이동부를 따라 함께 이동하는 것으로 되어 있다. 하지만, 압흔 및 크랙 검사용 카메라들은 해당 광학계이동부에서 상호 독립적으로 이동될 수도 있다. 이는 변위센서도 마찬가지이다. 이럴 경우, 압흔 검사와 크랙 검사 중 선택된 어느 한 검사만을 개별적으로 진행할 수 있는 이점이 있다.
뿐만 아니라, 통상적으로 크랙 검사의 경우 전구간 검사를 빠르게 진행하지만, 압흔 검사의 경우에는 검사의 특성상 해당 영역을 천천히 검사하면서 일부 검사를 실시할 수도 있다. 따라서 압흔 검사용 카메라, 크랙 검사용 카메라 및 변위 센서의 이동 속도는 서로 상이하게 제어될 수 있다. 특히, 압흔 검사용 카메라와 변위센서 간의 조합은 상대적으로 느리게 구동시키고, 크랙 검사용 카메라는 독립적으로 빠르게 구동시키면서 검사를 진행할 수도 있는 것이다.
전술한 실시예에서는 카메라들을 모두 라인 스캔 카메라로 적용하고 있지만, 앞서 기술한 데로 변위센서와 제어부에 의해 카메라들이 제어될 수 있으므로 경우에 따라 카메라들은 에어리어(Area) 카메라로 적용될 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단일화된 하나의 검사기를 통해 압흔 검사와 크랙 검사를 일괄적으로 진행할 수 있도록 함으로써 검사의 효율을 증대시킴은 물론 택트 타임(Tact Time)을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있고, 불필요한 주변 장치들이 소요되는 것을 방지하여 작업공간을 축소시킴으로써 이로 인해 발생가능한 다양한 로스(Loss)를 종래보다 감소시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 일측에 부착된 탭(TAB) 영역에 대한 압흔(Denting) 검사 및 크랙(Crack) 검사가 진행되는 검사 대상의 기판이 안착되는 스테이지;
    상기 탭에 대한 압흔의 양부를 검사하기 위해 상기 탭 영역을 촬영하는 적어도 하나의 압흔 검사용 카메라;
    상기 탭 영역에 대한 상기 기판의 크랙 여부를 검사하기 위해 상기 탭 영역을 촬영하는 적어도 하나의 크랙 검사용 카메라; 및
    상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 크랙 검사용 카메라를 상기 스테이지에 대해 상대적으로 이동가능하게 지지하는 광학계이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학계이동부에 의해 이동하면서 상기 기판의 변위를 측정하는 적어도 하나의 변위센서; 및
    상기 변위센서의 정보에 기초하여 상기 압흔 검사용 카메라의 이동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변위센서는 상기 압흔 검사용 카메라의 전방에 배치되며,
    상기 제어부는, 상기 압흔 검사용 카메라가 촬영 대상의 상기 탭 영역에 도달하기 전에 상기 변위센서로부터 상기 기판의 평탄도 정보를 미리 입수하여 상기 압흔 검사용 카메라의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 탭 영역에 대한 상기 압흔 검사용 카메라의 실시간 오토 포커싱이 가능하도록 상기 압흔 검사용 카메라를 상기 기판에 대해 접근 및 이격 가능하게 제어하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 압흔 검사용 카메라와 독립적으로 상기 크랙 검사용 카메라의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 카메라들의 촬영시 해당 카메라들의 이동 경로 상의 영상을 획득하도록 상기 카메라들을 연속 이동시키는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압흔 검사용 카메라, 상기 크랙 검사용 카메라 및 상기 변위센서 중 적 어도 어느 하나는 상호 독립적으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서는 함께 이동하고, 상기 크랙 검사용 카메라는 상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서와 독립적으로 이동하되,
    상기 크랙 검사용 카메라는 상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서의 전방에서 먼저 이동하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광학계이동부는,
    상기 스테이지에 안착된 상기 기판의 양측 단변과 어느 한 장변에 각각 나란하게 배치되는 복수의 수평부;
    상기 수평부들에 각각 결합되어 해당 수평부를 따라 이동하되, 상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서를 지지하는 복수의 제1수직부; 및
    상기 크랙 검사용 카메라를 지지하여 상기 복수의 제1수직부와 독립적으로 이동하는 복수의 제2수직부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1수직부는 상기 수평부들의 길이방향에 가로로 이동가능한 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  11. 제9항에 있어서,
    해당 수평부 상에서, 상기 크랙 검사용 카메라가 탑재된 상기 제2수직부의 이동 속도는, 상기 압흔 검사용 카메라 및 상기 변위센서가 탑재된 상기 제1수직부의 이동 속도에 비해 상대적으로 빠른 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 크랙 검사용 카메라는 상기 탭 영역을 모두 촬영하여 상기 기판의 크랙 여부를 검사하고,
    상기 압흔 검사용 카메라는 상기 탭 영역 중 선택된 적어도 일부를 촬영하여 상기 탭에 대한 압흔의 양부를 검사하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지가 상면에 고정 결합되도록 상기 스테이지를 지지하는 검사기본체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 카메라들은 라인 스캔(Line Scan) 카메라 및 에어리어(Area) 카메라 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 기판은, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 중 어느 하나의 평판디스플레이(FPD, Flat Panel Display)인 것을 특징으로 하는 복합 검사기.
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