KR20080045570A

KR20080045570A - 본딩장치

Info

Publication number: KR20080045570A
Application number: KR1020060114809A
Authority: KR
Inventors: 김동제; 심현식; 문홍주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2008-05-23
Also published as: KR101139252B1; JP4500821B2; CN101187741A; JP2008131028A; CN100594402C

Abstract

본 발명은 액정표시패널에 집적회로소자를 부착시키는 본딩장치에 관한 것으로서, 상세하게는 본딩부의 평탄도의 관리가 용이하게 이루어질 수 있고, 다양한 크기의 액정표시패널에 대하여 집적회로소자의 압착공정을 수행할 수 있는 본딩장치를 마련하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프레임과; 액정표시패널에 집적회로소자를 부착시키기 위하여 상기 프레임에 복수개로 마련되는 본딩부와, 상기 본딩부와 연결되어 상기 본딩부 상호간의 간격을 조절하는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치를 제공하고 있다.

Description

본딩장치{A bonding appartus}

도1은 본 발명에 의한 본딩장치의 정면도이다.

도2는 본 발명에 의한 본딩부의 정면도이다.

도3과 도4는 본 발명에 의한 본딩장치의 작동도이다.

도5는 본 발명에 의한 본딩장치의 다른 실시예를 도시한 정면도이다.

도6는 본 발명에 의한 본딩장치의 제어블록도이다.

도7과 도8은 액정표시패널에 ACF를 부착하는 과정을 보인 사시도이다.

도9은 액정표시패널에 ACF가 부착된 상태를 도시한 측면도이다.

도10는 액정표시패널에 집적회로소자를 가압착한 것을 보인 사시도이다.

도11은 액정표시패널에 집적회로소자가 가압착된 것을 보인 측면도이다.

도12은 집적회로소자의 본압착공정을 도시한 사시도이다.

도13는 액정표시패널에 집적회로소자가 본압착된 것을 보인 측면도이다.

도14은 집적회로소자와 PCB를 연결하는 것을 보인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1: 프레임 2: 캠플레이트

3: 상하이동부 4: 수평이동부

5: 안내레일 10: 본딩부

12: 몸체부 14: 압착부

16: 가열부 70: 액정표시패널

72: ACF 74: 집적회로소자

본 발명은 본딩장치에 관한 것으로, 본딩장치의 교체없이 다양한 크기의 액정표시패널에 대한 회로집적소자의 부착을 수행할 수 있는 발명을 제공하고 있다.

본딩장치는 액정표시패널의 회로선에 회로집적소자를 고온고압을 이용하여 부착시키는 장치로서, 종래에는 대한민국공개특허 1999-39801에 개시된 바와 같이, 롱바(long bar)타입의 가열부재 및 압착부를 사용하여 백업부재에 올려진 액정표시패널 위에 집적회로소자를 얹혀놓고 이를 고온고압으로 압착하여 부착시키는 공정을 수행하였다.

일반적으로 액정표시패널을 사용하는 액정표시장치는 전계생성전극이 형성되어 있는 두장의 패널과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정분자들을 재배열시킴으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하는 표시장치이다.

이와 같은 액정표시장치는 화소가 배열되어 화상표시영역이 형성된 액정표시패널과, 이 액정표시패널에 구동신호를 입력하는 구동회로로 이루어지며, 액정표시패널의 주위에 마련된 회로패턴를 통하여 구동회로로부터 액정표시패널로 구동신호 가 입력된다.

액정표시패널의 주위에는 입력신호를 일정한 타이밍으로 제어하여 출력신호를 생성하는 집적회로소자(IC)가 다수 배치된다.

이러한 집적회로소자(IC)를 액정표시패널에 장착하는 공정을 보면, 우선, 액정표시패널의 테두리에 마련된 회로패턴에 ACF(anisotropic conductive film, 이방성 도전막)을 부착시킨 후, 예비가열헤드를 사용하여 ACF를 가열한다.

그후, 집적회로소자의 출력측단자와 액정표시패널의 회로패턴을 위치맞춤한후 가압착을 실행하고, 상술한 롱바(long bar)타입의 본딩장치를 이용하여 본압착을 실시한다.

그리고, 열압착툴을 이용하여 집적회로소자의 입력측단자와 구동입력용 PCB상의 단자군을 ACF를 이용해 열압착하여 접속함으로써 상기 공정이 완료된다.

그런데, 종래 기술의 경우 액정표시패널 폭만큼의 롱바타입의 압착부를 사용해서 액정표시패널과 집적회로소자를 가압, 가열하여야 하는데, 이때, 압착부의 평탄도는 액정표시패널과 집적회로소자의 부착특성에 큰 영향을 주기 때문에, 이 입착부재의 평탄도를 주기적으로 확인 및 관리해야 하는 불편함이 있었다.

또한, 롱바타입의 압착부의 길이가 길어질수록 압착부의 가공도 어려워진다는 문제점이 있었다.

그리고, 압착부에 하부에 마련되어 액정패널을 안치시키는 테이블형태의 안치부와 압착부와의 평탄도 또한, 액정표시패널과 집적회로소자의 부착특성에 큰 영향을 주는데, 안치부의 평탄도는 압착부의 평탄도를 기준으로 조정되며, 롱바타입 의 압착부 전체가 교체되는 경우에는 안치부 상부의 평탄도를 다시 조정해야 한다는 문제점이 있었다.

또한, 특정한 크기의 액정표시패널에 집적회로소자를 부착하기 위한 압착부를 다른 크기의 액정표시패널에 사용하는 경우, 특히, 대형 액정표시패널에 사용되는 본딩장치를 소형 액정표시패널에 사용하는 경우에는, 집적회로소자와 접촉하여 가열압착하는 부분과 그렇지 않은 부분에서 열변형도의 차이가 발생하게 되고, 이에 따라서 압착부의 평탄도가 불균일하게 된다는 문제점이 있어서, 특정한 크기의 패널에는 특정한 길이의 압착부를 사용해야 한다는 문제점이 있었다.

그리고, 복수개의 집적회로소자 중 일부가 다른 집적회로소자와 다른 원자재로 구성되어 다른 재질로 구성되는 경우 적절한 압착조건 또한 그 재질에 따라서 압착조건과 가열조건이 달라야 하나, 롱바타입의 압착부는 동일한 온도와 동일한 가압력으로 액정표시패널과 집적회로소자를 부착하기 때문에, 롱바타입의 압착부가 사용되는 경우에는 한 종류의 집적회로소자를 사용할 수 밖에 없다는 문제점도 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 마련된 것으로서, 본딩장치에 부착되는 압착부 및 안치부의 평탄도 관리가 용이하게 이루어질 수 있는 본딩장치를 마련하는데 그 목적이 있다.

또한, 액정표시패널의 크기에 무관하게 집적회로소자의 부착공정을 수행할 수 있는 본딩장치를 마련하는데 본 발명의 또다른 목적이 있다.

그리고, 다양한 재질로 구성되는 집적회로소자를 부착하는 경우 각 집적회로소자의 특성에 따른 압력과 온도를 이용하여 가압공정 및 가열공정을 수행할 수 있는 본딩장치를 제공하는데 또다른 목적이 있다.

또한, 상기 각 본딩부에는 상기 본딩부의 상하이동을 안내하는 상하이동부가 각각마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상하이동부는 공압실린더로 구성되는것을 특징으로 한다.

상기 이동부는 상기 본딩부와 연결되어 상기 본딩부를 수평이동시키는 수평이동부와; 상기 본딩부의 수평이동을 안내하는 안내레일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 수평이동부는 상기 프레임 일측에 마련되는 구동모터와; 상기 구동모터와 연결되며 상기 프레임의 상하부에 마련되는 풀리와; 상기 풀리를 연결하는 연결벨트와; 상기 연결벨트에 결합되고 상기 각각의 본딩부와 연결되어 상기 연결벨트의 상하이동을 상기 본딩부의 수평이동으로 변환시키는 캠플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본딩부와 연결된 상하이동부에는 상기 캠플레이트에 삽입되는 돌 출부가 마련되고, 상기 캠플레이트에는 상기 돌출부가 안착되며 상기 캠플레이트의 상하이동을 상기 본딩부의 좌우이동으로 변환시키는 이동슬릿이 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 이동슬릿은 복수개로 마련되어 상기 캠플레이트의 내부에서 상하방향으로 형성되되, 하부에서 상부로 갈수록 그 간격이 순차적으로 줄어드는 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 프레임의 양측상하부에는 상기 풀리가 각각 마련되되, 상기 구동모터는 상기 프레임의 일측하부에 마련된 풀리에 연결되고, 상기 프레임의 양측상부에 마련된 풀리는 서로 연결축에 의하여 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평이동부는 상기 각 본딩부에 마련되는 기어와, 상기 기어를 구동하는 기어구동모터와, 상기 프레임 내부에 마련되고 상기 기어가 치합되어 상기 기어의 회전에 따른 상기 본딩부의 수평이동을 안내하는 래크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본딩부는 몸체부와; 상기 몸체부의 상부에 마련되어 상기 상하이동부에 연결된 연결로드부와; 상기 몸체부의 하부에 마련되어 상기 액정표시패널에 상기 집적회로소자를 압착하는 압착부와; 상기 압착부와 연결되어 상기 압착부를 가열시키는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가열부는 상기 본딩부의 압착부에 각각 대응되는 집적회로소자의 특성에 따라서 서로 다른 온도로 가열할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압착부는 금속블럭으로 구성되며, 상기 가열부재는 상기 금속블 럭에 삽입되어 상기 금속블럭에 열을 가하는 히터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체부에는 상기 본딩부의 수평위치조절 및 고정을 담당하는 수평위치조절나사와; 상기 본딩부의 전후위치조절 및 고정을 담당하는 전후위치조절나사를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본딩부의 하부에는 액정표시패널을 안치시키는 안치대가 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각각의 본딩부는 상기 프레임으로부터 개별적으로 분해 또는 조립이 가능하게 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본딩부는 복수개의 중 일부만 상하이동하여 압착공정을 수행할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 액정표시장치제조용 본딩장치에 있어서, 본체를 형성하는 프레임과; 액정표시패널에 집적회로소자를 가열압착하기 위하여 상기 프레임에 상호이격된 상태로 마련되는 복수개의 본딩부와; 상기 본딩부와 연결되며 액정표시패널에 배치된 집적회로소자의 배치간격에 따라 상기 본딩부를 이동시켜 상기 본딩부의 이격간격을 조절하는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치제조용 본딩장치를 제공하고 있다.

또한, 상기 본딩부의 상부에 마련되어 상기 본딩부의 상하이동을 안내하는 상하이동부를 더 포함하며, 상기 본딩부는 몸체를 형성하는 몸체부와; 상기 몸체부 상부에 마련되며 상기 상하이동부에 연결된 연결로드와; 상기 몸체부의 하부에 마 련되어 집적회로소자를 압착하는 압착부와; 상기 압착부에 연결되어 상기 압착부를 가열하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동부는 상기 프레임 일측에 마련되는 구동모터와; 상기 구동모터와 연결되는 주동풀리와; 상기 구동풀리와 연결되는 종동풀리와; 상기 구동풀리 및 종동풀리를 연결하는 연결벨트와; 상기 연결벨트와 결합하여 상기 연결벨트에 의하여 상하이동하는 캠플레이트와; 상기 캠플레이트에 슬라이드 이동가능하게 삽입되고 상기 본딩부에 마련된 돌출부와; 상기 본딩부와 결합되어 상기 본딩부의 수평이동을 안내하는 안내레일을 포함하되, 상기 본딩부의 수평간격조절은 상기 캠플레이트의 상하이동이 상기 본딩부의 좌우수평이동으로 전환됨으로서 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동부는 상기 본딩부에 마련된 기어와; 상기 기어를 구동하는 기어구동모터와; 상기 프레임내부에 마련되되 상기 기어가 치합되며 상기 기어의 회전구동에 따라 상기 본딩부의 수평이동을 안내하는 래크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.

도1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 본딩장치는 본체를 형성하는 프레임(1)과, 상기 프레임(1)의 하부에 마련되는 본딩부(10)와, 상기 본딩부(10)의 하부에 마련되어 액정표시패널을 안치시키는 안치부(50)를 포함하고 있다.

여기서 상기 본딩부(10)는 복수개로 마련되어 병렬적으로 이격배치되어 있으 며, 상기 본딩부(10)는 각각 독립적으로 구동이 가능한데, 상기 프레임(1)에는 상기 본딩부(10)의 상부와 연결되어 상기 본딩부(10)의 상하이동을 안내하는 공압실린더 형태의 상하이동부(3)가 마련된다.

그리고, 상기 상하이동부(3)는 상기 프레임(1)에 마련된 수평이동부(4)에 의하여 좌우로 수평이동가능하게 마련되는데, 이러한 상하이동부(3)의 수평이동에 의하여 상기 본딩부(10)가 수평이동하게 이동함으로써 상기 본딩부(10)간의 간격조절이 가능하게 된다.

상기 수평이동부(4)의 구성을 보면, 상기 프레임(1)의 일측에 마련되는 구동모터(6)와, 상기 프레임(1)의 양측의 상하부에 상호 이격되어 마련되는 풀리(7)와, 상기 프레임(1)의 일측 상하부 및 타측 상하부에 각각 마련된 풀리(7)를 연결하는 연결벨트(9) 및 상기 상하이동부(3)에 결합되어 상기 상하이동부(3)의 좌우수평이동이 슬라이드방식으로 이루어지도록 안내하는 안내레일(5)을 포함한다.

여기서, 상기 구동모터(6)는 상기 프레임(1)의 일측 하부에 마련된 풀리(7)에 연결되어 있으며, 상기 프레임(1)의 양측 상부에 마련된 풀리(7)는 연결축(8)에 의하여 연결되는데, 상기 구동모터(6)와 직접연결된 풀리(7)가 주동풀리가 되며, 그 외의 풀리(7)는 종동풀리가 된다.

상기 연결벨트(9)에는 캠플레이트(2)가 고정부재(2b)에 의하여 연결되어 있는데, 상기 캠플레이트(2) 내부에는 상기 상하이동부(3)의 전면으로부터 전방으로 돌출된 돌출부(3a)가 삽입되는 이동슬릿(2a)이 형성되어 있다.

여기서 돌출부(3a)는 상기 상하이동부(3)이외에 상기 본딩부(10)에 설치되는 것도 고려할 수 있다.

한편, 상기 이동슬릿(2a)은 상기 본딩부(10) 및 상기 상하이동부(3)의 수량만큼 마련되어 있으며, 상호 일정간격 이격되어 있는데, 여기서 상기 이동슬릿(2a)은 그 하부에서 상부로 갈수록 그 간격이 순차적으로 줄어드는 형태로 되어 있다.

따라서, 상기 상기 이동슬릿(2a)은 상기 캠플레이트(2) 전면 중앙부를 중심으로하여 하방으로 방사형태로 배치됨으로써 상기 캠플레이트(2)의 상하이동이 상기 상하이동부(3) 및 이에 연결된 상기 본딩부(10)의 수평이동으로 변환될 수 있는 것이다.

즉, 상기 구동모터(6)가 작동을 하면, 상기 프레임(1)의 일측 하부에 마련된 풀리(7)가 회전을 하게 되며, 상기 연결벨트(9)의 이동에 의하여 상기 프레임(1)의 일측 상부에 마련된 풀리(7)가 회전을 한다.

또한, 상기 프레임(1) 일측 상부에 마련된 풀리(7)는 상기 프레임(1) 타측 상부의 풀리(7)와 상기 연결축(8)에 의하여 연결되고, 상기 프레임(1) 타측 상부의 풀리(7)는 그 하측의 풀리(7)와 연결벨트(9)에 의하여 연결되므로, 상기 구동모터(6)와 연결된 풀리(7)가 구동을 하게 되면, 상기 프레임(1)에 부착된 풀리(7) 모두가 구동을 하게 되며, 상기 연결벨트(9) 또한 상기 풀리(7) 들의 회전작용에 따라서 상하방향으로 움직일 수 있다.

그리고, 이러한 연결벨트(9)의 상하이동은 상기 캠플레이트(2)의 상하 이동을 야기시키고, 상기 캠플레이트(2)의 상하이동은 상기 상하이동부(3) 및 상기 본딩부(10)의 수평이동으로 변환되는 것이다.

한편, 상기 안치부(50)상면에는 액정표시패널(70)의 상면에 부착된 ACF(72) 및 이에 가압착된 집적회로소자(74)가 마련되어져 있으며, 상기 본딩부(10)의 압착작용에 의하여 본압착이 이루어지게 되는데, 여기서, 집적회로소자(74)를 부착하는 방법은 집적회로소자(미도시)를 직접탑재하는 COG(Chip On Glass)방식에 의하거나 혹은 TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film)를 이용하는데, 최근에는 TCP, COF를 이용하는 추세이며, TCP, COF에 대하여는 상세하게 후술하기로 하겠다. .

도2를 참조하여 상기 본딩부(10)의 구성을 보면 다음과 같다.

우선, 몸체부(12)가 상기 본딩부(10)의 중심을 구성하며, 상기 몸체부(12)의 하단부에는 금속블럭 형태로 구성되는 압착부(14)가 마련되고, 상기 압착부(14)에는 상기 압착부(14)를 가열시키는 가열부(16)가 마련되는데, 상기 가열부(16)는 전기히터 형태로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 가열부(16)에는 전력을 공급하기 위한 전선(17)이 연결되어 있다.

한편, 상기 몸체부(12)의 상부에는 연결로드(19)가 마련되는데, 상기 연결로드(19)는 상기 상하이동부(도1, 3참고)와 연결되어 상기 본딩부(10)의 상하이동을 안내하는 역할을 한다.

그리고, 상기 몸체부(12)에는 좌우위치조절나사(21)와 전후위치조절나사(23)가 마련되는데, 상기 좌우위치조절나사(21)의 역할은 본딩부(10)중 일부의 위치가 압착공정을 수행하기에 보다 적절한 위치가 될 수 있도록 좌우로 조정한 뒤에 , 그 위치를 고정하기 위해 마련되는 것이며, 상기 전후위치조절나사(23)는 상기 본딩부(10)를 전후로 조정한 후에 이의 위치를 단단하게 고정하기 위함이다.

따라서, 상기 좌우위치조절나사(21)는 상기 본딩부(10)의 좌우방향에 대하여 수직으로 마련되어져 있으며, 상기 전후위치조절나서(23)는 상기 본딩부(10)의 전후방향에 대하여 수직으로 마련되어져 있다.

이하에서는 본 발명의 동작에 대하여 알아보기로 하겠다.

도1에서 개시된 바와 같이, 상기 액정표시패널(70)의 크기가 상기 안치부(50)의 폭에 거의 대응되는 크기이고, 상기 집적회로소자(74) 또한 상기 액정표시패널(70)에 일정한 간격을 두고 넓게 분포되어 있는 경우에는 상기 본딩부(10)의 간격을 최대화할 필요성이 있게 된다.

이 경우에는, 상기 캠플레이트(2)를 최대한 위로 끌어올림으로써, 상기 돌출부(3a)가 상기 이동슬릿(2a)의 최하부에 위치하도록 하고, 그에 따라서 상기 본딩부(10)간의 간격이 벌어지게 됨으로써 그 간격이 최대화 된다.

그런데, 도3과 같이, 상기 안치부(50) 상면에 놓이게 되는 액정표시패널(70)의 크기가 작아지게 되고, 그에 따라서 상기 집적회로소자(74) 간의 간격 또한 좁아지게 되는 경우에는 상기 본딩부(10) 간의 간격 조절이 필요하게 된다.

이와 같이 상기 본딩부(10)간의 간격 조절을 하기 위해서는 상기 풀리(7)를 구동시켜서 연결벨트(9)가 하방으로 움직이도록 하여 상기 캠플레이트(2)를 하강시킨다.

상기 캠플레이트(2)가 하강하게 되면, 상기 이동슬릿(2a)의 최하부에 위치해 있던 상기 돌출부(3a)는 상기 이동슬릿(2a)의 안내를 받아서 그 최상부를 향하여 이동하게 되는데, 상기 캠플레이트(2)는 상하이동을 좌우수평이동으로 변환하게 되 므로, 상기 돌출부(3a)의 상승이동은 상기 본딩부(10)간의 간격이 좁아지게 되는 수평이동으로 변환하게 된다.

이때, 상기 본딩부(10)의 이동은 상기 돌출부(3a)가 형성된 상하이동부(3)가 상기 안내레일(5)의 안내를 받아서 이동함으로써 일어나게 된다.

이와 같이, 상기 수평이동부(4)의 구동에 의하여 상기 본딩부(10)의 간격이 조절되면, 이후, 상기 본딩부(10)가 하강하여 상기 집적회로소자(74)를 상기 액정표시패널(70)에 가열압착을 하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 본딩장치는 상기 본딩부(10)의 일부만 구동하여 가열압착작용을 수행할 수도 있다.

즉, 도4에서 개시된 것처럼, 상기 액정표시패널(70)의 크기가 도3에서 나타난 실시예에서 나타난 액정표시패널의 크기와 비슷하지만 집적회로소자(74)의 간격은 도3에서 나타난 간격보다는 넓게 배치되는 경우에는 상기 본딩부(10) 중 일부(10a~10e)는 상기 상하이동부(3)의 승강작용에 따라서 상기 상기 집적회로소자(74)에 대해 가열압착을 함으로써 본압착공정을 수행하지만, 나머지 본딩부(10f,10g)는 상하로 움직이지 않고 고정되어 상기 집적회로소자(74)와 접촉하지 않게 된다.

따라서, 이와 같이 여러 가지 크기의 액정표시패널에 대하여도 그 크기에 대응되도록 압착과정에 필요한 본딩부(10)의 수량을 조절함으로써 본압착공정을 수행할 수 있게 되는 것이다.

도5는 본 발명의 본딩장치에 대한 제2실시예를 도시한 것으로서, 상기 본딩 부(10)의 간격을 조절하는 장치가 래크와 피니언기어로 구성된 것을 나타낸 것이다.

여기서 수평이동부(4)는 상기 프레임(1) 내부에 마련되는 래크(22)과, 상기 상하이동부(3)에는 마련되어 상기 래크(22)와 치합되는 피니언기어(20)와, 상기 피니언기어(20)를 구동시키는 기어구동모터(21)를 포함하고 있다.

따라서, 본 실시예에서는 상기 본딩부(10) 별로 독립적으로 수평이동이 가능하게 됨으로써 상기 안치부(50)에 놓인 액정표시패널(70)의 상면의 집적회로소자(74)간의 간격이 구간별로 달라지게 되는 경우에는, 상기 기어구동모터(21)를 통하여 상기 피니언기어(20)를 회전시켜 상기 피니언기어(20)가 상기 래크(22)위를 수평이동하게 함으로써 상기 각각의 본딩부(10)간의 간격이 개별적으로 조정될 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 종래의 롱바(long bar)타입에서는 가열된 압착부와 집적회로소자의 접촉여부에 무관하게, 압착부의 모든 부분에 열이 가하지게 되는데, 이 상태에서 집적회로소자와 접촉하는 부분은 열의 일부가 집적회로소자 쪽으로 이동하게 되지만, 접촉이 없는 부분은 열이 그부분에 잔존하게 된다.

따라서, 접촉순간 비접촉된 부분의 온도가 접촉된 부분에 비하여 높게 형성되고, 가압작용으로 인한 압착부에서의 열변형도가 달라지게 되어 궁극적으로 압착부의 평탄도를 저해하는 원인이 되었다.

그러나 본 발명은, 본딩부(10)간의 수평간격을 조절할 수 있고, 또한, 작은 크기의 액정표시패널(70)에 본압착공정을 수행하는 경우에는 일부만 작동시킬 수 있으며, 본딩부(10)에 마련된 압착부(14)의 위치도 집적회로소자(74)와 직접 접촉하게 되는 위치에만 있고, 비접촉 부분에는 압착부(14)가 위치하지 않기 때문에, 종래 기술과 같이 압착부에서의 부분적으로 열변형도가 달라져서 평탄도를 저해하는 문제가 발생하는 것을 예방할 수 있게 된다.

한편, 상기 각각의 본딩부(10)의 압착부(도2참고, 12)는 상기 가열부(도2참고, 14)에 의하여 모두 동일한 온도로 가열되거나, 혹은 상기 집적회로소자(74)의 분포별로 서로 다른 온도로 가열될 수 있다.

또한, 상기 본딩부(10)가 압착공정을 수행하는 경우, 그 압착공정에 사용되는 압력도 상기 본딩부(10)모두에 동일하게 가해질 수 있거나, 혹은, 상기 집적회로소자(74)의 분포별로 서로 다른 압력을 가지고 가압공정을 행할 수 있다.

이와 같이, 상기 본딩부(10)의 온도와 압력을 본딩부별로 차이가 발생하도록 마련한 이유는 상기 집적회로소자(74)의 재질이 동일하지 않은 경우, 가열적정온도와 가압적정압력이 각 집적회로소자 별로 달라져야 하기 때문이다.

도6에서 개시된 바와 같이, 본 발명의 본딩장치의 제어부(100)의 입력단에는 압력센서(110)와 온도센서(120)와 본딩장치에 전원을 공급하는 전원부(130) 및 본딩장치의 운전을 조작하는 조작부(140)가 마련되고, 상기 제어부(100)의 출력단에는 상기 상하이동부(3), 상기 수평이동부(4) 및 상기 가열부(16)가 마련된다.

따라서, 집적회로소자(74)의 재질이 동일하지 않고 다른 재질을 가진 집적회로소자가 각각 분포되어 있는 경우에는 그 분포에 따라서 가열적정온도를 설정하고, 상기 온도센서가 적정온도에 이르렀는지 감지하여 그 정보를 제어부에 전달하 여 가열온도가 각각의 집적회로소자(74)의 부착에 적정한 온도가 되도록 상기 가열부(16)의 온도를 각각 조절하게 된다.

한편, 압력센서(100)의 경우 압착부와 집적회로소자와의 접촉시 압착부에 전달되는 반발력 등 압력조절에 필요한 데이터를 감지하여 이를 제어부로 전달하여 압력을 조절하는데, 집적회로소자의 재질이 달라서 반발력등이 집적회로소자 별로 다르게 나타나는 경우에 각각 집적회로소자에 대응되는 본딩부와 연결된 수평이동부(3)를 통하여 서로 다른 가압력을 갖도록 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 ACF압착공정, 집적회로소자 가압착 공정 및 본압착 공정, 그리고, PCB부착공정에 대하여 알아보기로 하겠다.

도7에서 도시한 바와 같이, ACF(72)를 두 겹의 액정표시패널 중 하측에 있는 액정표시패널(70b)의 회로패턴(미도시)에 부착시키고, 도8과 도9에서 도시한 바와 같이, ACF 압착장치의 가열압착수단인 예비가열헤드(200)를 이용하여 상기 액정표시패널(70b)에 부착되어 있는 ACF(72)를 예비가열한다.

여기서, ACF(72, anisotropic conductive film, 이방성 도전막)은 열경화성 또는 열가소성의 수지막 중에 도전성 입자를 분산시킨 것으로서, 가열압착을 받는 부분에 ACF를 개재시켜 단자간의 전기적인 접속을 구현한다.

이와 같이, 상기 ACF(72) 부착후 예비가열작업에 의하여 ACF(72)가 상기 액정표시패널(70b)에 형성된 회로패턴(71)을 커버하게 된다.

그리고, 도10에서 도시된 바와 같이, 집적회로소자(74)를 상기 ACF(72)위에 부착시키고 가압착하는데, 여기서 사용되는 집적회로소자(74)는 TCP형태로 마련되 어져 있다.

TCP란 폴라이미드 등의 절연필름 상에 배선패턴이 형성된 장방형의 FPC(76, Flexible Printed Circuit)상에 집적회로소자(74)가 탑재된 것을 말하며, 상기 집적회로소자의 한변을 따라서 출력단자(74a)가 복수개로 설치되고, 이에 대향하는 변에는 입력단자(74b)가 복수개로 설치된다.

그리하여, 상기 집적회로소자(74)의 출력단자(74a)는 액정표시패널(70b)에 형성된 회로패턴에 기계적, 전기적으로 접속되고, 상기 집적회로소자(74)의 입력단자(74b)는 구동신호를 전달하는 PCB에 ACF를 이용하여 액정 패널과 TCP의 접속 방법과 같이 접속된다.

한편 COF는 TCP의 구조와 거의 동일하며, 다만, COF에 사용되는 FPC가 TCP에 사용되는 FPC보다 얇아서 보다 유연성이 있다는 특징이 있다.

한편, 도11에서 도시된 바와 같이, 상기 집적회로소자(74)의 출력단자(74a)와 상기 액정표시패널(70b)의 회로패턴(71)을 CCD(charge coulped Device)등을 이용하여 정렬한 후, 상기 집적회로소자(74)에 대한 가압착을 수행한다.

그리고, 도12에서 도시한 바와 같이, 상기 본딩부(10)를 이용하여 상기 집적회로소자(74)에 대한 본압착을 실시하는데, 도13에서 도시한 바와 같이, 이러한 본압착 공정으로 인하여 집적회로소자(74)의 출력단자(74a)와 상기 액정표시패널(70b)의 회로패턴(71)이 전기적으로 접속하게 된다.

즉, 도13의 확대원에서 도시한 바와 같이, ACF(72)는 열경화성 또는 열가소성의 수지막(72a) 중에 도전성입자(72b)으로 구성되어 있는데, 상기 본딩부(도10참 고, 10)의 가열압착작용에 의하여 상기 회로패턴(71)과 상기 집적회로소자(74)의 출력단자(74a)사이에 복수개의 도전성입자(72b)가 개재되어 이들간의 전기적인 접속을 구현하게 된다.

위와 같이 상기 집적회로소자(74)의 본압착공정이 완료되면, 도14에서 도시한 바와 같이, 입력신호전달용 PCB(76)를 열압착툴(102)을 이용하여 집적회로소자(74)의 입력단자와 접속시킨다.

다만, 상기 롱바타입의 열압착툴(102)을 사용하는 대신에, 본 발명에 따른 복수개의 압착부(도12참고, 10) 및 ACF를 이용하여 열압착을 수행할 수 있는바, 이러한 열압착방식은 상기 액정표시패널(70)에 상기 집적회로소자(74)를 열압착하는 방식과 동일하다.

이와 같은 구성을 가진 본 발명에 의하여 본압착시 가열된 압착부의 모든 표면이 집적회로소자와 접촉하게 되므로 압착부 전체에 걸쳐서 고른 열팽창 및 수축이 일어나게 됨으로써, 압착부의 평탄도가 보장된다는 장점이 있다.

또한, 본딩부 전부 또는 일부를 구동시킴으로써, 액정표시패널의 크기에 무관하게 집적회로소자의 본압착공정을 수행할 수 있다는 장점이 있다.

그리고, 다양한 재질로 구성되는 집적회로소자를 부착하는 경우 각 집적회로소자의 특성에 따라 각각의 적정압력과 온도가 조절가능하게 된다는 효과도 얻을 수 있다.

Claims

프레임과;

액정표시패널에 집적회로소자를 부착시키기 위하여 상기 프레임에 복수개로 마련되는 본딩부와,

상기 본딩부와 연결되어 상기 본딩부 상호간의 간격을 조절하는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제1항에 있어서,

상기 각 본딩부에는 상기 본딩부의 상하이동을 안내하는 상하이동부가 각각마련되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제2항에 있어서,

상기 상하이동부는 공압실린더로 구성되는것을 특징으로 하는 본딩장치.
제2항에 있어서,

상기 이동부는

상기 본딩부와 연결되어 상기 본딩부를 수평이동시키는 수평이동부와;

상기 본딩부의 수평이동을 안내하는 안내레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제4항에 있어서,

상기 수평이동부는 프레임의 일측에 마련된 구동모터와;

상기 구동모터와 연결되며 상기 프레임의 상하부에 마련되는 풀리와;

상기 풀리를 연결하는 연결벨트와;

상기 연결벨트에 결합되고 상기 각각의 본딩부와 연결되어 상기 연결벨트의 상하이동을 상기 본딩부의 수평이동으로 변환시키는 캠플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제5항에 있어서,

상기 본딩부와 연결된 상하이동부에는 상기 캠플레이트에 삽입되는 돌출부가 마련되고,

상기 캠플레이트에는 상기 돌출부가 안착되며 상기 캠플레이트의 상하이동을 상기 본딩부의 좌우이동으로 변환시키는 이동슬릿이 마련되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제6항에 있어서,

상기 이동슬릿은 복수개로 마련되어 상기 캠플레이트의 내부에서 상하방향으로 형성되되,

하부에서 상부로 갈수록 그 간격이 순차적으로 줄어드는 형태로 마련되는 것 을 특징으로 하는 본딩장치.
제5항에 있어서,

상기 프레임의 양측상하부에는 상기 풀리가 각각 마련되되,

상기 구동모터는 상기 프레임의 일측하부에 마련된 풀리에 연결되고,

상기 프레임의 양측상부에 마련된 풀리는 서로 연결축에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제4항에 있어서,

상기 수평이동부는 상기 각 본딩부에 마련되는 기어와,

상기 기어를 구동하는 기어구동모터와,

상기 프레임 내부에 마련되고 상기 기어가 치합되어 상기 기어의 회전에 따른 상기 본딩부의 수평이동을 안내하는 래크를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제2항에 있어서,

상기 본딩부는 몸체부와;

상기 몸체부의 상부에 마련되어 상기 상하이동부에 연결된 연결로드부와;

상기 몸체부의 하부에 마련되어 상기 액정표시패널에 상기 집적회로소자를 압착하는 압착부와;

상기 압착부와 연결되어 상기 압착부를 가열시키는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제10항에 있어서,

상기 가열부는 상기 본딩부의 압착부에 각각 대응되는 집적회로소자의 특성에 따라서 서로 다른 온도로 가열할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제10항에 있어서,

상기 압착부는 금속블럭으로 구성되며, 상기 가열부재는 상기 금속블럭에 삽입되어 상기 금속블럭에 열을 가하는 히터로 구성되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제10항에 있어서,

상기 몸체부에는 상기 본딩부의 수평위치조절 및 고정을 담당하는 수평위치조절나사와;

상기 본딩부의 전후위치조절 및 고정을 담당하는 전후위치조절나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제1항에 있어서,

상기 본딩부의 하부에는 액정표시패널을 안치시키는 안치대가 마련되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제1항에 있어서,

상기 각각의 본딩부는 상기 프레임으로부터 개별적으로 분해 또는 조립이 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
제1항에 있어서,

상기 본딩부는 복수개의 중 일부만 상하이동하여 압착공정을 수행할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
액정표시장치제조용 본딩장치에 있어서,

본체를 형성하는 프레임과;

액정표시패널에 집적회로소자를 가열압착하기 위하여 상기 프레임에 상호이격된 상태로 마련되는 복수개의 본딩부와;

상기 본딩부와 연결되며 액정표시패널에 배치된 집적회로소자의 배치간격에 따라 상기 본딩부를 이동시켜 상기 본딩부의 이격간격을 조절하는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치제조용 본딩장치.
제17항에 있어서,

상기 본딩부의 상부에 마련되어 상기 본딩부의 상하이동을 안내하는 상하이동부를 더 포함하며,

상기 본딩부는 몸체를 형성하는 몸체부와;

상기 몸체부 상부에 마련되며 상기 상하이동부에 연결된 연결로드와;

상기 몸체부의 하부에 마련되어 집적회로소자를 압착하는 압착부와;

상기 압착부에 연결되어 상기 압착부를 가열하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치제조용 본딩장치.
제18항에 있어서,

상기 이동부는 상기 프레임 일측에 마련되는 구동모터와;

상기 구동모터와 연결되는 주동풀리와;

상기 구동풀리와 연결되는 종동풀리와;

상기 구동풀리 및 종동풀리를 연결하는 연결벨트와;

상기 연결벨트와 결합하여 상기 연결벨트에 의하여 상하이동하는 캠플레이트와;

상기 캠플레이트에 슬라이드 이동가능하게 삽입되고 상기 본딩부에 마련된 돌출부와;

상기 본딩부와 결합되어 상기 본딩부의 수평이동을 안내하는 안내레일을 포함하되,

상기 본딩부의 수평간격조절은 상기 캠플레이트의 상하이동이 상기 본딩부의 좌우수평이동으로 전환됨으로서 수행되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치제조용 본딩장치.
제18항에 있어서,

상기 이동부는 상기 본딩부에 마련된 기어와;

상기 기어를 구동하는 기어구동모터와;

상기 프레임내부에 마련되되 상기 기어가 치합되며 상기 기어의 회전구동에 따라 상기 본딩부의 수평이동을 안내하는 래크를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치제조용 본딩장치.