KR20080100582A - 구동용 회로기판의 본딩장치 및 그 방법 - Google Patents

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KR20080100582A
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Abstract

구동용 회로기판의 본딩장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 구동용 회로기판의 본딩장치는, 외측면 각각에 상부 및 하부 편광판이 부착된 상부 및 하부 글라스를 구비한 기판을, 구동용 회로기판의 본딩 작업위치로 이송 및 취출하는 스테이지(stage); 본딩 작업위치에 승하강 가능하게 마련되며, 본딩 작업위치에서 상부 글라스가 중첩되지 않은 하부 글라스의 비중첩구간의 상면으로 구동용 회로기판을 기판에 가압하여 본딩하는 본딩 툴(Bonding Tool); 및 스테이지와는 별개로 마련되어 본딩 작업위치에서 비중첩구간을 하부에서 지지하며, 본딩 툴의 가압 시 기판을 흡착하기 위한 적어도 하나의 진공홀이 형성되어 있는 백업 툴(back_up Tool)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 단순하고 간단한 구조와 방법으로 기판을 효율적으로 지지함으로써 종래보다 얇은 두께의 기판에 있어서도 구동용 회로기판의 본딩공정 시 야기될 수 있는 기판의 파손 및 크랙 발생을 저지할 수 있다.

Description

구동용 회로기판의 본딩장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Bonding Printed Circuit on FPD Panel}
도 1은 일반적인 구동용 회로기판의 본딩장치에서 풀 오토 모듈 본딩공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 구동칩(Driver IC)이 본딩될 LCD 기판의 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동용 회로기판의 본딩장치에 대한 개략적인 구성도로서 본딩 작업 전의 구조도이다.
도 3b는 본딩 작업 시의 구조도이다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 도시된 백업 툴의 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동용 회로기판의 본딩방법에 대한 플로차트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2,3 : 상부 및 하부 글라스
4,5 : 상부 및 하부 편광판 6 : 구동칩
10 : 스테이지 11 : 지지면
12 : 진공조절부 20 : 백업 툴
21 : 지지면 22 : 진공홀
23 : 진공라인 24 : 체크밸브
30 : 본딩 툴
본 발명은, 구동용 회로기판의 본딩장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 단순하고 간단한 구조와 방법으로 기판을 효율적으로 지지함으로써 종래보다 얇은 두께의 기판에 있어서도 구동용 회로기판의 본딩공정 시 야기될 수 있는 기판의 파손 및 크랙 발생을 저지할 수 있는 구동용 회로기판의 본딩장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기EL(OLED, Organic Light Emitting Diodes)과 같은 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display)는 점차 경박단소화되어 가는 추세에 있다. 이에 따라 평판표시소자에 여러 구동용 회로기판이 직접 부착되어 단일화된 물품으로 제조되고 있다. 이하, 평판표시소자를 LCD 기판이라 하여 설명한다.
구동용 회로기판에는 FPC(Flexible Printed Circuit), TCP(Tape Carrier Package) 및 CBF(Common Block Flexible Printed Circuit), Driver IC(Driver Integrated Circuit, 구동칩) 등이 있다.
이러한 구동용 회로기판들이 기판에 직접 부착됨에 따라 복잡한 배선을 하지 않아도 되므로 조립 및 유지보수가 용이하며, 별도의 배선 공간을 확보할 필요가 없으므로 제품의 소형화 및 박형화에 적합하여 더욱 향상된 상품성을 가질 수 있다. 또한 구동용 회로기판은 다양한 배선의 호환성이 유지되므로 기판의 용도 및 사양에 제한을 받지 않고 폭넓게 사용되고 있다.
이에 따라, 기판 상에 구동용 회로기판을 직접 본딩(bonding)하는 구동용 회로기판 본딩공정에 대한 연구가 꾸준히 이루어지고 있다.
특히, 최근에는 모든 공정이 완전히 자동화된 풀 오토 모듈(Full Auto Module) 본딩공정이 사용되고 있는 바, 이하에서는 이 본딩공정에 의해 수행되는 본딩방법에 대해서 개략적으로 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 풀 오토 모듈 본딩공정을 개략적으로 도시한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 풀 오토 모듈 본딩공정은, 크게 COG(Chip on Glass) 본딩공정과, FOG(Film on Glass) 본딩공정으로 나뉜다.
COG 본딩공정에서는 구동용 회로기판을 구동칩(Driver IC)이라 하여 설명한다. COG 본딩공정에서는, 우선 작업대상물인 기판을 스테이지 상에 올려놓고 구동칩을 부착할 위치의 기판에 먼저 도전성전도필름(ACF, Anistropic Conductive Film)을 패터닝(patterning)하여 부착한다.
이후, 핸들러와 같은 반송장치를 이용하여 구동칩이 수용되어 있는 공급트레이로부터 구동칩을 파지하고, 도전성전도필름(ACF)이 패터닝된 위치에 구동칩을 예비본딩(Pre-bonding, 이하, 가압착 혹은 가압착 본딩이라 함)시킨 다음, 기판과 칩에 열과 압력을 가하여 완전히 부착(본압착)시킨다. 이어서 제대로 부착되었는지를 확인하기 위한 압흔검사와, 기판 상에 균열이 발생되었는지의 여부를 검사하는 크랙검사가 진행된다.
COG 본딩공정에 이어서 진행되는 FOG 본딩공정은, 부착되는 구동용 회로기판의 종류만 다를 뿐 전술한 COG 본딩공정과 흡사하다.
즉, COG 본딩공정은 구동칩(Driver IC)을 기판에 부착하여 본딩하는 공정인 반면에, FOG는 COG 본딩공정에 의해 부착된 구동칩과 PCB(Printed Circuit Board)를 연결하는 FPC(Flexible Printed Circuit), CBF 등과 같은 유연성 있는 필름 소재의 구동용 회로기판을 본딩하는 공정이다. FOG 본딩공정에서는 구동용 회로기판을 FPC라 하여 설명한다.
도 1을 참조하여 다시 설명하면, 우선 기판에 도전성전도필름(ACF)을 부착한 후, 그 위로 얼라인(Align)된 FPC를 배치하여 FPC를 가압착한다. 물론, 이 때에 FPC와 기판은 상호간 얼라인(Align)이 이루어진 상태이다.
가압착이 완료되면 기판과 FPC에 열과 압력을 가하여 완전히 부착(본압착)시키고, 이어서 제대로 부착되었는지를 확인하기 위한 압흔검사와, 기판 상에 균열이 발생되었는지의 여부를 검사하는 크랙검사가 진행된다.
이와 같은 COG 및 FOG 본딩공정이 완료되면, 전기테스트(Electrical Test) 등과 같은 부차적인 공정을 거친 후에 최종 패킹(Packing)함으로써 풀 오토 모듈 본딩공정은 완료된다.
한편, 이와 같은 본딩공정이 진행되는, 특히 COG 본딩공정이 진행되는 LCD 기판에 대해 살펴보면, LCD 기판은 내부에 액정(Liquid Crystal)이 주입된 상태에 서 상호 부분적으로 면배치되는 상부 글라스(Color Filter Glass) 및 하부 글라스(TFT Panel)와, 상부 글라스 및 하부 글라스의 외측면에 각각 부착되는 상부 및 하부 편광판(Polarizer Film)을 구비한다.
칼라의 화상을 형성하는 상부 글라스는 하부 글라스에 비해 그 면적이 작게 형성된다. 따라서 하부 글라스의 상면 일측에는 상부 글라스가 중첩되지 않은 비중첩구간이 존재하게 되는데, 앞서 기술한 구동칩이 이 부분에 본딩된다.
특히, 상부 및 하부 편광판이 상부 및 하부 글라스의 외측면에 각각 부착될 때, 상부 편광판은 상부 글라스의 대부분 면에 부착되지만, 하부 편광판은 비중첩구간을 제외한 하부 글라스에 부착된다.
이러한 LCD 기판에 구동칩을 본딩하기 위한 통상의 본딩장치는, 기판을 이송시키기도 하면서 기판을 하부에서 지지하는 스테이지와, 열과 압력을 가하면서 기판에 구동칩을 본딩하는 본딩 툴(Bonding Tool)을 구비한다. 또한 전술한 하부 글라스의 비중첩구간을 지지하기 위해 스테이지와는 별개로 기판의 비중첩구간을 하부에서 지지하는 백업 툴(back_up Tool)을 더 구비한다.
이에, 기판의 대부분 면, 특히 하부 편광판 영역이 스테이지의 지지면에 지지된 상태에서 본딩 작업위치로 이송되면, 본딩 작업위치에 마련되어 있던 백업 툴이 기판의 비중첩구간인 하부 글라스를 하부에서 지지한다. 이처럼 기판이 스테이지와 백업 툴에 의해 지지되고 나면, 본딩 툴이 하강하고, 동시에 구동칩에 열과 압력이 부여되면서 구동칩은 기판에 본딩된다.
그런데, 이러한 종래의 본딩장치에 있어서는, 스테이지의 지지면이 하부 글 라스의 하면에 부착된 하부 편광판 영역을 지지하고 있는 반면 백업 툴의 지지면은 비중첩구간으로서 하부 글라스의 편광판이 부착되지 않은 영역을 직접 지지하게 되므로 스테이지와 백업 툴의 지지면은 상호간 동일평면에 존재하지 못하고 하부 편광판의 두께만큼의 높이차를 발생시킨다. 다시 말해, 기판은 실질적으로 완전하게 평면 상태로 지지되지 못한다.
이처럼 기판이 완전하게 평면 상태로 지지되지 못한 상태에서 본딩 툴이 기판의 구동칩 영역을 가압하게 되면, 기판에는 굽힘 모멘트가 발생할 수밖에 없고, 심한 경우 과도한 굽힘 모멘트에 의해 기판이 파손되거나 기판에 크랙이 발생될 우려가 있다.
한편, 기판에 파손이나 크랙이 발생되는 것을 저지하기 위해서는 스테이지의 지지면과 백업 툴의 지지면이 가능한 한 동일평면에 있도록 설치되어야 하지만, 이는 전술한 하부 편광판의 두께로 인해 용이하지 않다.
다만, 기판의 두께가 너무 얇지 않는 경우에는 이송 스테이지의 지지면과 백업 툴의 지지면이 완전히 동일평면에 있지 않더라도 어느 한계까지는 실제 기판의 파손이나 크랙 발생을 야기하지 않을 수도 있다.
실제로, 현재 사용되고 있는 모바일(Mobile) 단말기용 LCD 기판의 상부 및 하부 글라스 두께는 모두 0.5 mm이므로 이러한 정도의 두께를 갖는 기판에 구동칩을 본딩할 때는 비록 스테이지의 지지면과 백업 툴의 지지면이 동일평면에 존재하지 않더라도 기판에 파손이나 크랙이 발생되지 않을 수도 있다.
하지만, 향후 개발이 진행되고 있거나 요구하는 사용자 사양은 상부 및 하부 글라스 두께가 0.25 mm 정도로 알려지고 있으며, 이와 같이, 기판의 두께가 심하게 얇아지는 경우, 기판을 하부에서 지지하는 스테이지와 백업 툴의 지지면이 실질적으로 동일평면에 존재하지 못한다면 구동칩의 본딩공정 시 기판에 파손 및 크랙이 발생할 우려가 더욱 높아져 그 품질을 확보하기 어려워진다.
따라서 기판의 두께가 얇아지는 만큼 스테이지와 백업 툴의 지지면을 동일평면 상에 맞추기 위한 계측 장비 등을 더 구비해야 하지만, 실질적으로 완제품 제조사의 입장에서는 이러한 고가의 계측 장비를 원하지 않을 뿐더러(또는 기술적으로 복잡한 구조가 바람직하지 않을뿐더러) 스테이지의 지지면과 백업 툴의 지지면을 정렬하는데 따른 시간이 그만큼 증가하게 되므로 택트 타임이 증가될 수밖에 없는 단점이 있다.
본 발명의 목적은, 단순하고 간단한 구조와 방법으로 기판을 효율적으로 지지함으로써 종래보다 얇은 두께의 기판에 있어서도 구동용 회로기판의 본딩공정 시 야기될 수 있는 기판의 파손 및 크랙 발생을 저지할 수 있는 구동용 회로기판의 본딩장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 외측면 각각에 상부 및 하부 편광판이 부착된 상부 및 하부 글라스를 구비한 기판을, 구동용 회로기판의 본딩 작업위치로 이송 및 취출하는 스테이지(stage); 상기 본딩 작업위치에 승하강 가능하게 마련되며, 상기 본딩 작업위치에서 상기 상부 글라스가 중첩되지 않은 상기 하부 글라스의 비 중첩구간의 상면으로 상기 구동용 회로기판을 상기 기판에 가압하여 본딩하는 본딩 툴(Bonding Tool); 및 상기 스테이지와는 별개로 마련되어 상기 본딩 작업위치에서 상기 비중첩구간을 하부에서 지지하며, 상기 본딩 툴의 가압 시 상기 기판을 흡착하기 위한 적어도 하나의 진공홀이 형성되어 있는 백업 툴(back_up Tool)을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 스테이지에는 상기 기판의 이송 및 취출 시 상기 기판을 흡착하기 위한 다수의 진공홀이 형성될 수 있다.
상기 백업 툴에는 다수의 진공홀이 형성될 수 있으며, 상기 백업 툴은, 본체부; 상기 본체부의 일면에 형성되어 상기 비중첩구간을 하부에서 지지하며 적어도 두 개의 그룹으로 분할된 상기 다수의 진공홀이 형성되는 지지면; 상기 본체부에 마련되며, 각 그룹에 하나씩 대응되게 마련되어 해당 그룹으로 진공을 개별적으로 형성시키는 다수의 진공라인; 및 상기 다수의 진공라인에 각각 마련되어 해당 진공라인의 개구를 선택적으로 개폐하는 체크밸브를 포함할 수 있다.
상기 본딩 툴의 가압 시 상기 기판에 크랙이 발생되는 것을 저지하기 위하여 상기 스테이지 및 상기 백업 툴 각각에 형성되는 진공의 온/오프(On/Off) 및 진공의 세기를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 기판의 이송 및 취출 시 상기 기판을 흡착하기 위하여 상기 스테이지의 상기 진공홀에 진공을 형성하고, 상기 본딩 툴의 가압 시 상기 스테이지의 상기 진공홀에 진공을 해제하도록 제어할 수 있다.
상기 백업 툴은 상기 본딩 작업위치의 어느 일 영역에 위치 고정되게 마련될 수 있다.
상기 기판은 모바일 단말기용 LCD(Liquid Crystal Display) 기판일 수 있으며, 상기 구동용 회로기판은 구동칩(Driver Integrated Circuit)일 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 외측면 각각에 상부 및 하부 편광판이 부착된 상부 및 하부 글라스를 구비한 기판을, 진공이 형성된 스테이지에 흡착시켜 구동용 회로기판의 본딩 작업위치로 이송시키는 단계; 상기 본딩 작업위치에 마련된 백업 툴의 지지면으로 상기 상부 글라스가 중첩되지 않은 상기 하부 글라스의 비중첩구간을 안착시키는 단계; 상기 백업 툴에 진공을 형성시켜 상기 비중첩구간을 하부에서 흡착시키는 단계; 상기 스테이지에 형성된 진공을 해제시키는 단계; 및 상기 기판의 상부에 위치한 본딩 툴이 하강되어 상기 비중첩구간의 상면으로 상기 구동용 회로기판을 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩방법에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 백업 툴에 진공을 형성시키기 전에 상기 스테이지에 형성된 진공의 세기를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본딩 작업 완료 후 상기 본딩 툴이 상승하면, 상기 백업 툴에 형성된 진공을 해제시키는 단계; 상기 스테이지에 진공을 형성시켜 상기 기판을 흡착하는 단계; 및 상기 스테이지에 흡착된 상기 기판이 취출되는 단계를 더 포함할 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, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 구동용 회로기판의 본딩장치 및 그 방법은, FPC(Flexible Printed Circuit), TCP(Tape Carrier Package), CBF(Common Block Flexible Printed Circuit) 및 Driver IC(Driver Integrated Circuit, 구동칩) 등의 구동용 회로기판을, 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기EL(OLED, Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display)용 기판에 본딩(Bonding, 가압착 본딩)할 때 사용될 수 있는 것이나, 설명의 편의를 위해 이하에서는 휴대폰과 같은 소형의 모바일 단말기에 사용되는 LCD 기판에 구동칩을 본딩하는 것에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 구동칩(Driver IC)이 본딩될 LCD 기판의 사시도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, LCD 기판(1)은, 내부에 액정(Liquid Crystal, 미도시)이 주입된 상태에서 상호 부분적으로 면배치되는 상부 글라스(2, Color Filter Glass) 및 하부 글라스(3, TFT Panel)와, 상부 및 하부 글라스(2,3)의 외측면에 각각 부착되는 상부 및 하부 편광판(4,5, Polarizer Film)을 구비한다.
칼라의 화상을 형성하는 상부 글라스(2)는 하부 글라스(3)에 비해 그 면적이 작게 형성된다. 따라서 하부 글라스(3)의 상면 일측에는 상부 글라스(2)가 중첩되지 않은 비중첩구간(H)이 존재하게 되는데, 이 비중첩구간(H)의 상면에 구동칩(6) 이 본딩된다. 본 실시예의 경우, 비중첩구간(H)에 하나의 구동칩(6)이 본딩되어 있으나 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 2개 이상의 구동칩(6)이 본딩될 수도 있다.
도시된 바와 같이, 상부 편광판(4)은 실질적으로 상부 글라스(2)의 상면 대부분 면에 부착된다. 하지만 하부 편광판(5)은 비중첩구간(H)을 제외한 하부 글라스(3)의 하면 일부에만 부착된다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동용 회로기판의 본딩장치에 대한 개략적인 구성도로서 본딩 작업 전의 구조도이고, 도 3b는 본딩 작업 시의 구조도이며, 도 4는 도 3a 및 도 3b에 도시된 백업 툴의 개략적인 구조도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동용 회로기판의 본딩방법에 대한 플로차트이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩장치는, 크게 스테이지(10, stage), 백업 툴(20, back_up Tool) 및 본딩 툴(30, Bonding Tool), 그리고 이들을 제어하는 제어부(미도시)를 구비한다.
스테이지(10)는, 전술한 바와 같이, 외측면 각각에 상부 및 하부 편광판(4,5)이 부착된 상부 및 하부 글라스(2,3)를 구비한 기판(1)을, 구동칩(6)의 본딩 작업위치(W)로 이송하거나 본딩 작업이 완료된 기판(1)을 취출시키는 역할을 한다. 즉, 스테이지(10)는 실질적으로 기판(1)을 이송시키는 이송 수단의 역할을 하는 것이다.
따라서 스테이지(10)는 기판(1)을 평면 상태로 용이하게 지지할 수 있도록 적어도 기판(1) 보다는 큰 면적의 지지면(11)을 구비한다. 다만, 앞서도 기술한 바 와 같이, 스테이지(10)는 기판(1)을 지지하기는 하되, 기판에서 비중첩구간(H)을 제외한 나머지 기판(1) 영역을 지지한다. 따라서 스테이지(10)의 지지면(11)은 기판(1)의 하부 편광판 영역(5)을 지지한다고 볼 수 있다.
자세하게 도시하고 있지는 않지만, 스테이지(10)의 지지면(11)에는 기판(1)을 흡착하기 위한 다수의 진공홀(13)이 구비되어 있다. 그리고 스테이지(10)에는 스테이지(10)에 형성되는 진공의 온/오프(On/Off) 및 진공의 세기를 조절하는 진공조절부(12)가 더 구비되어 있다. 이 진공조절부(12)는 제어부에 의해 제어된다. 한편, 스테이지(10)가 구동칩(6)의 본딩 작업위치(W)로 이송되거나 본딩 작업이 완료된 기판(1)을 취출될 때에만 제어부에 의해서 진공홀(13)을 통해 진공이 형성된다. 즉, 실질적으로 본딩 툴(30)에 의해 본딩 작업이 진행될 때는 진공이 해제된다.
백업 툴(20)은, 본딩 작업 시 실질적으로 기판(1)을 흡착하여 지지하는 구성이다. 다만, 기판(1)의 이송 시 스테이지(10)가 기판(1)의 대부분 면을 지지하는데 반해, 백업 툴(20)은 전술한 비중첩구간(H)만을 국부적으로 지지한다.
이러한 백업 툴(20)은 스테이지(10)와는 별도로 마련되는데, 본 실시예의 경우, 백업 툴(20)은 구동칩(6)의 본딩 작업위치(W)의 어느 일 영역에 위치 고정되게 마련된다. 물론, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 백업 툴(20) 역시 스테이지(10)와 마찬가지로 이동식으로 구성해도 좋다.
이러한 백업 툴(20)은, 도 3a, 도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체부(25)와, 본체부(25)의 일면에 형성되며, 비중첩구간(H)을 하부에서 지지하는 지지면(21)과, 지지면(21)에 형성되되 3개의 그룹(G1,G2,G3)으로 분할되어 있는 다수 의 진공홀(22)과, 3개의 그룹(G1,G2,G3) 각각에 대응되게 마련되어 3개의 그룹(G1,G2,G3) 각각으로 진공을 개별적으로 형성시키는 3개의 진공라인(23)과, 3개의 진공라인(23) 각각에 마련되어 3개의 진공라인(23)의 개구를 선택적으로 개폐하는 3개의 체크밸브(24)를 구비한다.
본 실시예에서, 지지면(21)에 형성된 다수의 진공홀(22)을 3개의 그룹(G1,G2,G3)으로 분할시킨 이유는, 지지면(21)에 지지될 수 있는 기판(1)의 크기에 대응하여 사용할 수 있도록 하기 위함이다.
예컨대, 도 4와 같이 기판(1)의 크기가 작아서 그 기판(1)의 비중첩구간(H)이 제2 그룹(G2)에만 지지되어도 충분함에도 불구하고, 나머지 제1 및 제3 그룹(G1,G3)의 진공홀(22) 모두를 통해 진공이 형성된다면 공정상 로스(Loss)일 수밖에 없다.
이에, 본 실시예에서는 3개의 그룹(G1,G2,G3) 각각에 역시 3개의 진공라인(23)을 마련하고 3개의 체크밸브(24)를 통해 3개의 진공라인(23)의 개구를 선택적으로 개폐시키고 있는 것이다. 물론, 본 발명의 권리 범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 다수의 진공홀(22)들을 분할한 그룹은 2개 또는 4개 이상이어도 무방하며, 필요에 따라 다수의 진공홀(22)들이 그룹 단위로 분할되지 않을 수도 있다.
한편, 종래기술에서는 마치 도 3a와 같이, 기판(1)의 대부분 면이 실질적으로 스테이지(10)의 지지면(11)에 진공으로 흡착되면서 지지되었고 기판(1)의 비중첩구간(H)은 백업 툴(20)의 지지면(21)으로부터 들뜬 상태였기 때문에, 이 상태에서 본딩 툴(30)이 하강하여 구동칩(6) 영역을 가압하게 되면, 스테이지(10)의 지지 면(11)과 백업 툴(20)의 지지면(21) 간의 상대적인 높이 차로 인해 기판(1)에 파손 및 크랙이 발생될 소지가 높았다.
하지만, 본 실시예의 경우에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 실질적으로 기판(1)이 스테이지(10)의 지지면(11)으로부터는 들뜬 상태이고(진공이 해제되었으므로), 단지 기판(1)의 비중첩구간(H)만이 백업 툴(20)의 지지면(21) 상에 진공으로 흡착되면서 지지되기 때문에, 이와 같은 상태에서 본딩 툴(30)의 하강에 의해 기판(1)에 대한 구동칩(6)의 본딩 작업이 진행될 경우, 실질적으로 가압되는 본딩 툴(30)과 기판(1), 그리고 백업 툴(20)의 지지면(21)은 실질적으로 나란한 동일 평면을 형성하게 되므로, 기판(1)의 파손 및 크랙 발생을 저지할 수 있게 되는 것이다.
본딩 툴(30)은, 실질적으로 기판(1)의 비중첩구간(H) 상면으로 구동칩(6)을 본딩하는 역할을 한다. 본딩 툴(30)은 본딩 작업위치(W)에 구비되되 해당 위치에서 승하강 가능하게 마련된다.
본딩 툴(30)의 승하강 구동을 위해, 본딩 툴(30)에는 승하강을 위한 실린더 장치 등이 구비되어야 할 뿐만 아니라 열 압착을 위해 열선 등이 내장되어 있어야 한다. 하지만 이러한 본딩 툴(30)에 대한 자세한 설명은 생략하기로 하며, 필요 시 본 출원인에 의해 기출원된 기술을 인용토록 한다.
한편, 제어부는 본딩 툴(30)을 비롯하여 스테이지(10)와 백업 툴(20)을 제어한다. 특히, 본 실시예에서 제어부는 본딩 툴(30)의 승하강 동작에 기초하여, 스테이지(10) 및 백업 툴(20) 각각에 형성되는 진공 상태, 예컨대 진공의 온/오 프(On/Off) 및 진공의 세기를 선택적으로 제어한다.
특히 제어부는, 기판(1)의 이송 및 취출 시 기판(1)을 흡착하기 위하여 스테이지(10)의 진공홀(13)에 진공을 형성하고, 본딩 툴(30)의 가압 시 스테이지(10)의 진공홀(13)에 진공을 해제하도록 제어한다. 이처럼 제어부에 의해 스테이지(10) 및 백업 툴(20) 각각에 형성되는 진공 상태가 적절하게 제어됨으로써 구동칩(6)의 본딩공정 시 야기될 수 있는 기판(1)의 파손 및 크랙 발생을 저지할 수 있게 되는 것이다.
제어부의 구체적인 동작에 대해 부연하면, 우선 제어부는 맨 처음 기판(1)이 본딩 작업위치(W)로 이송될 때는, 스테이지(10)에 진공이 형성되도록 한다. 따라서 스테이지(10)의 지지면(11)에 놓여진 기판(1), 특히 하부 편광판(4)은 진공에 의해 스테이지(10)의 지지면(11)에 흡착된다. 따라서 이러한 상태에서는 스테이지(10)가 이송한다 하더라도 스테이지(10)로부터 기판(1)이 이탈될 수 없다.
스테이지(10)가 본딩 작업위치(W)에 도달되면, 스테이지(10)는 본딩 작업위치(W)에 위치 고정된 백업 툴(20)에 인접하게 위치되는데, 이 때에 이송된 기판(1)의 비중첩구간(H)은 백업 툴(20)의 지지면(21) 상에 안착된다.
이처럼 기판(1)의 비중첩구간(H)이 백업 툴(20)의 지지면(21) 상에 안착되면, 제어부는 스테이지(10)에 형성된 진공의 세기를 감소시켜 약 진공 상태로 형성시킨다. 그러면서 반대로 백업 툴(20)에는 진공을 형성시켜 비중첩구간(H)을 하부에서 흡착하도록 한 후, 이어서 스테이지(10)에 형성된 진공을 해제시키도록 제어한다.
결국, 이 상태에서는 실질적으로 기판(1)이 백업 툴(20)의 지지면(21) 상에만 흡착되는데, 이와 같은 상태에서 본딩 툴(30)의 하강에 의해 기판(1)에 대한 구동칩(6)의 본딩 작업이 진행될 경우, 실질적으로 가압되는 본딩 툴(30)과 기판(1), 그리고 백업 툴(20)의 지지면(21)은 실질적으로 나란한 동일 평면을 형성하게 되므로, 기판(1)의 파손 및 크랙 발생을 저지할 수 있게 되는 것이다.
본딩 작업이 완료되어 본딩 툴(30)이 상승하면, 제어부는, 백업 툴(20)에 형성된 진공을 해제시키고 스테이지(10)에 진공을 형성시켜 초기 상태와 같이, 기판(1)을 흡착하도록 한 후 기판(1)을 취출하도록 제어한다.
그러면, 이러한 구성을 갖는 구동칩(6)의 본딩방법에 대해 도 5를 참조하여 일련적으로 설명하도록 한다.
우선, 본딩 작업이 진행될 기판(1)이 스테이지(10) 상에 로딩되면, 스테이지(10)에 진공이 형성된다(S11). 이에, 기판(1)은 스테이지(10) 상에서 견고하게 흡착 고정된다.
기판(1)이 스테이지(10) 상에서 견고하게 흡착 고정되면, 스테이지(10)를 이송시키는 별도의 이송 수단에 의해, 스테이지(10)는 본딩 작업위치(W)로 이송된다(S12). 도 3a에 도시된 바와 같이, 스테이지(10)가 본딩 작업위치(W)에 도달되면, 스테이지(10)는 본딩 작업위치(W)에 위치 고정된 백업 툴(20)에 인접하게 위치되며, 이 때에 이송된 기판(1)의 비중첩구간(H)은 백업 툴(20)의 지지면(21) 상에 안착된다(S13).
기판(1)의 비중첩구간(H)이 백업 툴(20)의 지지면(21) 상에 안착되면, 제어 부에 의해 스테이지(10)에 형성된 진공의 세기는 감소되어 약 진공 상태로 형성된다(S14). 그리고는 반대로 백업 툴(20)에 진공이 형성되어 비중첩구간(H)을 하부에서 흡착하도록 하고(S15), 이어서 스테이지(10)에 형성된 진공이 해제된다(S16). 다음, 본딩 툴(30)이 하강하여(S17), 비중첩구간(H)의 상면으로 구동칩(6)을 본딩하는 본딩 작업이 진행된다(S18). 이 때는 구동칩(6)에 열과 압력을 가하면서 구동칩(6)을 기판(1)에 본딩시키게 된다.
한편, 종래기술에서는 마치 도 3a와 같이, 기판(1)의 대부분 면이 실질적으로 스테이지(10)의 지지면(11)에 진공으로 흡착되면서 지지되었고 기판(1)의 비중첩구간(H)은 백업 툴(20)의 지지면(21)으로부터 들뜬 상태였기 때문에, 이 상태에서 본딩 툴(30)이 하강하여 구동칩(6) 영역을 가압하게 되면, 스테이지(10)의 지지면(11)과 백업 툴(20)의 지지면(21) 간의 상대적인 높이 차로 인해 기판(1)에 파손 및 크랙이 발생될 소지가 높았다.
하지만, 본 실시예의 경우에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 실질적으로 기판(1)이 스테이지(10)의 지지면(11)으로부터는 들뜬 상태이고, 단지 기판(1)의 비중첩구간(H)만이 백업 툴(20)의 지지면(21) 상에 진공으로 흡착되면서 지지되기 때문에, 이와 같은 상태에서 본딩 툴(30)의 하강에 의해 기판(1)에 대한 구동칩(6)의 본딩 작업이 진행될 경우, 실질적으로 가압되는 본딩 툴(30)과 기판(1), 그리고 백업 툴(20)의 지지면(21)은 실질적으로 나란한 동일 평면을 형성하게 되므로, 기판(1)의 파손 및 크랙 발생을 저지할 수 있게 되는 것이다.
본딩 작업이 완료되면 본딩 툴(30)은 다시 원위치로 상승한다(S19). 본딩 툴(30)이 상승하면, 이에 연동하여 백업 툴(20)에 형성된 진공이 해제된다(S20). 백업 툴(20)에 형성된 진공이 해제되는 방법은, 제어부에 의해 3개의 체크밸브(24) 중에서 선택된 어느 하나가 오프(Off)됨으로써 구현된다.
백업 툴(20)에 형성된 진공이 해제되고 나면, 다시 스테이지(10)에 진공이 형성되어 기판(1)이 스테이지(10)에 흡착되고(S21), 이어 스테이지(10)의 이동에 의해 본딩 작업이 완료된 기판(1)은 취출되며(S22), 이어 전술한 방법으로 다른 기판(미도시)에 대한 본딩 작업이 연속적으로 진행된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 단순하고 간단한 구조와 방법으로 기판(1)을 효율적으로 지지함으로써 종래보다 얇은 두께의 기판(1)에 있어서도 구동칩(6)의 본딩공정 시 야기될 수 있는 기판(1)의 파손 및 크랙 발생을 저지할 수 있게 된다. 특히, 본 실시예와 같은 경우, 상부 및 하부 글라스(2,3) 두께가 0.25 mm 이하가 되더라도 기판(1)의 파손 및 크랙 발생을 저지하면서 용이하게 구동칩(6)의 본딩공정을 구현할 수 있게 된다.
전술한 실시예에서는 본딩 툴(30)에 대한 자세한 설명은 생략하였지만, 본 실시예에서의 본딩 툴(30)은 가압착용일 수도 있고 혹은 본압착용일 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 수정 예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단순하고 간단한 구조와 방법으로 기판을 효율적으로 지지함으로써 종래보다 얇은 두께의 기판에 있어서도 구동용 회로기판의 본딩공정 시 야기될 수 있는 기판의 파손 및 크랙 발생을 저지할 수 있다.

Claims (10)

  1. 외측면 각각에 상부 및 하부 편광판이 부착된 상부 및 하부 글라스를 구비한 기판을, 구동용 회로기판의 본딩 작업위치로 이송 및 취출하는 스테이지(stage);
    상기 본딩 작업위치에 승하강 가능하게 마련되며, 상기 본딩 작업위치에서 상기 상부 글라스가 중첩되지 않은 상기 하부 글라스의 비중첩구간의 상면으로 상기 구동용 회로기판을 상기 기판에 가압하여 본딩하는 본딩 툴(Bonding Tool); 및
    상기 스테이지와는 별개로 마련되어 상기 본딩 작업위치에서 상기 비중첩구간을 하부에서 지지하며, 상기 본딩 툴의 가압 시 상기 기판을 흡착하기 위한 적어도 하나의 진공홀이 형성되어 있는 백업 툴(back_up Tool)을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지에는 상기 기판의 이송 및 취출 시 상기 기판을 흡착하기 위한 다수의 진공홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 백업 툴에는 다수의 진공홀이 형성되며,
    상기 백업 툴은,
    본체부;
    상기 본체부의 일면에 형성되어 상기 비중첩구간을 하부에서 지지하며 적어도 두 개의 그룹으로 분할된 상기 다수의 진공홀이 형성되는 지지면;
    상기 본체부에 마련되며, 각 그룹에 하나씩 대응되게 마련되어 해당 그룹으로 진공을 개별적으로 형성시키는 다수의 진공라인; 및
    상기 다수의 진공라인에 각각 마련되어 해당 진공라인의 개구를 선택적으로 개폐하는 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 본딩 툴의 가압 시 상기 기판에 크랙이 발생되는 것을 저지하기 위하여 상기 스테이지 및 상기 백업 툴 각각에 형성되는 진공의 온/오프(On/Off) 및 진공의 세기를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판의 이송 및 취출 시 상기 기판을 흡착하기 위하여 상기 스테이지의 상기 진공홀에 진공을 형성하고, 상기 본딩 툴의 가압 시 상기 스테이지의 상기 진공홀에 진공을 해제하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 백업 툴은 상기 본딩 작업위치의 어느 일 영역에 위치 고정되게 마련되는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 모바일 단말기용 LCD(Liquid Crystal Display) 기판이며,
    상기 구동용 회로기판은 구동칩(Driver Integrated Circuit)인 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩장치.
  8. 외측면 각각에 상부 및 하부 편광판이 부착된 상부 및 하부 글라스를 구비한 기판을, 진공이 형성된 스테이지에 흡착시켜 구동용 회로기판의 본딩 작업위치로 이송시키는 단계;
    상기 본딩 작업위치에 마련된 백업 툴의 지지면으로 상기 상부 글라스가 중첩되지 않은 상기 하부 글라스의 비중첩구간을 안착시키는 단계;
    상기 백업 툴에 진공을 형성시켜 상기 비중첩구간을 하부에서 흡착시키는 단계;
    상기 스테이지에 형성된 진공을 해제시키는 단계; 및
    상기 기판의 상부에 위치한 본딩 툴이 하강되어 상기 비중첩구간의 상면으로 상기 구동용 회로기판을 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 백업 툴에 진공을 형성시키기 전에 상기 스테이지에 형성된 진공의 세기를 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩방법.
  10. 제9항에 있어서,
    본딩 작업 완료 후 상기 본딩 툴이 상승하면, 상기 백업 툴에 형성된 진공을 해제시키는 단계;
    상기 스테이지에 진공을 형성시켜 상기 기판을 흡착하는 단계; 및
    상기 스테이지에 흡착된 상기 기판이 취출되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동용 회로기판의 본딩방법.
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