KR20100101928A - 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조에 관한 것으로, 본딩헤드의 클램핑 해제와 이동, 이동후 클램핑이 설정된 제어명령에 따라 자동으로 이루어지게 하여 장치 셋팅시 소요되는 인력과 시간을 절감하고 셋팅 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조를 제공하는 것에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조는, 베이스프레임의 전방에 복수의 본딩헤드가 수평방향 및 수직방향으로 이동 가능하게 설치되고, 베이스프레임의 상측에 설치된 승강액츄에이터에 의해 각 본딩헤드가 상하로 승강하면서 칩을 액정패널에 접합하는 칩온글래스 본딩장치에 있어서, 상기 본딩헤드와 각각 개별적으로 연결되어 베이스프레임의 후방에 수평방향으로 이동 가능하게 설치된 복수의 가동지지대; 상기 베이스프레임의 후방에 가동지지대의 이송방향과 평행한 수평방향으로 이동 가능하게 설치된 이송블록; 상기 이송블록에 설치되어 상기 가동지지대 중 어느 하나를 이송블록과 일체로 이동 가능하도록 연결시키는 픽업수단; 상기 이송블록을 수평방향으로 왕복 이동시켜 상기 픽업수단을 통해 연결된 가동지지대를 설정된 위치로 이동시키는 이송수단; 및 상기 가동지지대를 클램핑하여 본딩헤드를 설정된 위치에 고정하는 클램핑수단을 포함하여 구성된다.
본딩헤드, 가동지지대, 이송블록, 픽업액츄에이터, 클램핑액츄에이터

Description

칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조 {STRUCTURE FOR ARRANGING BONDING HEAD OF CHIP ON GLASS BONDING APPARATUS}
본 발명은 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설정된 위치에 따라 본딩헤드를 자동으로 이송하고 정해진 위치에 고정시켜 기존의 수작업 방식에 비해 장치 셋팅에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있는 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조에 관한 것이다.
일반적으로, 칩온글래스(Chip On Glass; COG)는 액정패널의 유리기판 위에 드라이버 집적회로 칩을 직접 장착하는 것으로, 액정패널의 회로패턴에 이방성 도전필름(ACF; Anisotropic Cinductive Film)을 가접합한 후, 이 ACF에 IC칩을 배치하고 열과 압력을 가하여 액정패널의 전극과 IC칩의 리드프레임 범프를 ACF의 도전접착층을 통해 전기적 및 기계적으로 접합하는 기술이다. IC칩을 액정패널에 직접 부착함에 따라 별도의 회로기판과 배선이 불필요하게 되므로, 제품을 경량화 및 단순화할 수 있고, 접속피치가 미세화되는 등의 장점이 있기 때문에, LCD 패널의 제 조공정에서 COG 기술이 널리 이용되고 있다.
이러한 COG 공정에서 사용되는 장치로서 액정패널에 ACF를 가접합하는 ACF 본딩장치 및 가접합된 ACF에 IC칩을 배치하고 가열/가압하여 접합하는 칩 본딩장치가 있다.
이 중에서 칩 본딩장치는 통상 액정패널이 수평 배치되는 받침대의 상부에 복수의 본딩헤드가 설치되고, 각 본딩헤드는 액츄에이터에 의해 상하로 승강되면서 액정패널 상에 소정 간격으로 IC칩을 본딩하게 된다. 상기 본딩헤드는 장치 본체의 수평가이드에 이동 가능하게 결합되어 IC칩이 부착될 위치에 따라 각 본딩헤드의 위치와 간격을 조절할 수 있는 구조로 설치된다.
그런데, 종래에는 각 본딩헤드의 위치와 간격 조절이 수작업에 의존하여 이루어졌다. 즉, 작업자가 각 본딩헤드를 일일이 클램핑 해제하여 이동시키고, 이동된 위치가 정위치인지 여부를 확인한 후 다시 본딩헤드를 클램핑하는 작업을 반복해야만 했다. 이에 따라 종래에는 본딩헤드의 셋팅시 많은 시간과 노력이 소요되고, 셋팅 정밀도도 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본딩헤드의 클램핑 해제와 이동, 이동후 클램핑이 설정된 제어명령에 따라 자동으로 이루어지게 하여 장치 셋팅시 소요되는 인력과 시간을 절감하고 셋팅 정밀도를 향상시킬 수 있 도록 한 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조를 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스프레임의 전방에 복수의 본딩헤드가 수평방향 및 수직방향으로 이동 가능하게 설치되고, 베이스프레임의 상측에 설치된 승강액츄에이터에 의해 각 본딩헤드가 상하로 승강하면서 칩을 액정패널에 접합하는 칩온글래스 본딩장치에 있어서, 상기 본딩헤드와 각각 개별적으로 연결되어 베이스프레임의 후방에 수평방향으로 이동 가능하게 설치된 복수의 가동지지대; 상기 베이스프레임의 후방에 가동지지대의 이송방향과 평행한 수평방향으로 이동 가능하게 설치된 이송블록; 상기 이송블록에 설치되어 상기 가동지지대 중 어느 하나를 이송블록과 일체로 이동 가능하도록 연결시키는 픽업수단; 상기 이송블록을 수평방향으로 왕복 이동시켜 상기 픽업수단을 통해 연결된 가동지지대를 설정된 위치로 이동시키는 이송수단; 및 상기 가동지지대를 클램핑하여 본딩헤드를 설정된 위치에 고정하는 클램핑수단을 포함하는 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조를 제공한다.
상기한 본 발명의 본딩헤드 정렬구조는, 상기 베이스프레임의 전면부에 수평가이드가 구비되고, 상기 수평가이드에 복수의 수직가이드블록이 수평방향으로 이동 가능하게 결합되며, 상기 수직가이드블록에 각 본딩헤드가 수직방향으로 이동 가능하게 결합되고, 상기 가동지지대는 수평방향으로 연장된 연결부를 통해 상기 수직가이드블록과 결합된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 이송수단은 상기 가동지지대의 이송방향을 따라 수평 설치된 이송스크류와, 상기 이송스크류를 회전시키는 모터와, 상기 이송스크류와 평행하게 설치되어 이송스크류의 회전에 따라 이송블록을 수평방향으로 이동되도록 안내하는 이송가이드를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 픽업수단은 상기 이송블록에 작동부가 상기 가동지지대를 향하도록 설치된 픽업액츄에이터와, 상기 픽업액츄에이터에 의해 이동 또는 회전되어 상기 가동지지대와 결합되거나 분리되는 픽업툴을 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 경우, 상기 가동지지대에는 픽업홈이 형성되고, 상기 픽업툴은 픽업액츄에이터에 의해 상기 픽업홈에 삽입되거나 인출되는 구조로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 클램핑수단은 상기 베이스프레임에 상기 가동지지대의 이송방향을 따라 설치된 고정클램프와, 상기 가동지지대에 작동부가 상기 고정클램프를 향하도록 설치된 복수의 클램핑액츄에이터와, 상기 클램핑액츄에이터에 의해 이동 또는 회전되어 상기 고정클램프와 클램핑되거나 해제되는 가동클램프를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 픽업수단을 구비한 이송수단과 클램핑수단의 작동을 제어하여 각 본딩헤드의 셋팅 위치로의 이동과 클램핑 및 해제가 신속하고 정확하게 이루어지도록 함으로써, 본딩헤드의 정렬작업에 소요되는 인력과 시간을 절감하여 칩온글래스 본딩장치의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 픽업수단과 클램핑수단을 액츄에이터에 의해 작동되는 간단한 구조로 구성함으로써, 본딩헤드의 이송구조를 부가함으로 인한 본딩장치의 비용 부담을 경감시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 본딩헤드 정렬구조가 적용된 칩온글래스 본딩장치를 각각 전방 및 후방에서 본 사시도이고, 도 3은 상기 본딩장치에서 본 발명의 본딩헤드 정렬구조를 도시한 후방 사시도이며, 도 4는 도 3의 A부분을 도시한 상세도이다. 또한, 도 5는 도 3에 도시된 본딩헤드 정렬구조의 측면도이고, 도 6은 도 5의 B부분을 도시한 상세도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 본딩헤드 정렬구조가 적용되는 본딩장치(1)는 직립된 베이스프레임(100)의 전방에 수평방향 및 수직방향으로 이동 가능하게 병렬 설치된 복수의 본딩헤드(110)와, 각 본딩헤드(110)의 상부에 연결되고 상기 베이스프레임(100) 상측에 설치된 주가동반(101)에 수평방향으로 이동 가능하게 결합된 복수의 승강액츄에이터(120)와, 상기 본딩헤드(110)와 개별적으로 연결되고 베이스프레임(100)의 후방에 수평방향으로 이동 가능하게 병렬 설치된 복수의 가동지지대(130)와, 이 가동지지대(130)를 통해 본딩헤드(110)를 수평방 향으로 이동시키는 이송장치(140)와, 상기 가동지지대(130)를 수평방향 소정 위치에 고정시키는 클램핑장치(160)를 구비한다.
상기 본딩헤드(110)는 하부에 본딩툴팁(111)이 장착된 히터블록(112)이 구비되고, 상기 본딩툴팁(111)의 수평 정렬을 위한 X축수평조정기(113)와 Y축수평조정기(114)가 전방에 설치된 것을 예시하였다. 본 발명의 정렬구조는 이러한 구조의 본딩헤드(110) 뿐 아니라 COG 본딩장치에 장착되는 통상적인 다양한 구조의 본딩헤드에 적용될 수 있다.
상기 승강액츄에이터(120)는 본딩헤드(110)를 상하로 승강시켜 IC칩의 본딩을 위한 압력을 제공하는 통상의 것으로, 신축 실린더를 이용한 유체 액츄에이터, 모터를 이용한 전동 액츄에이터 등 다양한 구조의 것이 구비될 수 있다.
상기 본딩헤드(110)를 수평방향 및 수직방향으로 이동 가능하게 지지하는 수단으로서, 상기 본딩장치의 베이스프레임(100) 전면부에 수평가이드(102)가 설치되고, 이 수평가이드(102)에 복수의 수직가이드블록(104)이 병렬 배치되어 좌우로 수평이동 가능하게 결합되며, 이 수직가이드블록(104)에 각 본딩헤드(110)가 상하로 수직이동 가능하게 결합된다.
상기 가동지지대(130)는 상부와 하부에 각각 수평방향으로 연장된 연결부(131) 및 장착부(132)가 구비된 구조로 이루어진다. 상기 연결부(131)는 베이스프레임(100)에 수평방향으로 길게 형성된 연통구(109)를 통해 상기 수직가이드블록(104)의 상면에 결합되어 본딩헤드(110)와 가동지지대(130)가 함께 수평방향 이동될 수 있게 한다. 상기 장착부(132)에는 상기 클램핑장치(160)가 설치된다.
상기 이송장치(140)는 상기 가동지지대(130)의 상측에 모터(141)에 의해 회전되는 이송스크류(142)가 수평방향으로 설치되고, 이 이송스크류(142)와 평행하게 베이스프레임(100)의 배면부에 수평방향으로 이송가이드(143)가 구비되며, 이송블록(144)이 상기 이송스크류(142)에 장착되어 이송스크류(142)의 회전에 의해 이송가이드(143)를 따라 수평방향으로 왕복 이동되는 구조로 이루어진다.
또한, 상기 이송블록(144)에 작동부가 하향하도록 픽업액츄에이터(151)가 직립 설치되고, 이 픽업액츄에이터(151)의 하단에 픽업툴(152)이 장착된다. 상기 가동지지대(130) 상면에는 상기 픽업액츄에이터(151)의 직하방에 위치되는 픽업홈(135)이 형성된다.
상기 픽업액츄에이터(151)는 신축 실린더를 이용한 유체 액츄에이터나 모터를 이용한 전동 액츄에이터 등으로 이루어질 수 있고, 상기 픽업툴(152)을 상하로 승강시켜 상기 픽업홈(135)에 삽입하거나 이탈시키는 기능을 한다.
상기 클램핑장치(160)는 각 가동지지대(130)의 장착부(132)에 작동부가 상향하도록 복수의 클램핑액츄에이터(161)가 직립 설치되고, 각 클램핑액츄에이터(161)의 상단에 가동클램프(162)가 장착되며, 이 가동클램프(162)와 마주하도록 고정클램프(163)가 베이스프레임(100)의 배면부에 수평방향을 따라 설치된 구조로 이루어진다.
상기 클램핑액츄에이터(161) 역시 유체 또는 전동 액츄에이터로 이루어질 수 있고, 각각의 가동클램프(162)를 상하로 승강시켜 상기 고정클램프(163)에 가압 밀착시키거나 이격시키는 기능을 한다.
한편, 각 가동지지대(130)의 상부에는 이송블록(144)의 위치를 감지하기 위한 위치센서(169)가 장착된다.
상기와 같이 본 발명의 정렬구조가 적용된 COG 본딩장치는 상기 승강액츄에이터(120)에 의해 각 본딩헤드(110)가 상하로 승강되고, 각 본딩헤드(110)의 본딩툴팁(111)을 통해 칩을 가열 및 가압하여 액정패널에 접합하게 된다.
이러한 칩 본딩과정에서 액정패널에 본딩되는 칩의 간격은 제품 규격에 따라 달라지므로, 각 본딩헤드(110) 간의 간격을 정확히 맞추어 정렬하는 셋팅작업을 행하게 된다.
본 발명의 정렬구조에 의한 본딩헤드 셋팅과정을 설명하면, 먼저, 상기 클램핑액츄에이터(161)가 가동클램프(162)를 고정클램프(163)와 이격되도록 하향 이동시켜 클램핑을 해제한다. 이에 따라, 상기 본딩헤드(110)가 수평방향으로 이동 가능한 상태가 되고, 이와 동시에, 또는 전/후에 상기 픽업액츄에이터(151)가 픽업툴(152)을 하향 이동시켜 가동지지대(130)의 픽업홈(135) 내부로 삽입한다.
이 상태에서 모터(141)에 의해 이송스크류(142)가 회전되면 이송블록(144)이 이송가이드(143)를 따라 수평이동되고, 상기 픽업툴(152)에 의해 연결된 가동지지대(130)의 본딩헤드(110)가 이송블록(144)과 함께 셋팅된 정렬 위치까지 이동된다.
본딩헤드(110)의 이동이 완료되면, 상기 클램핑액츄에이터(161)가 가동클램프(162)를 상향 이동시켜 고정클램프(163)에 가압 밀착시키고, 이를 통해 클램핑이 이루어져 본딩헤드(110)가 셋팅된 위치에 고정된다.
이와 같이 본딩헤드(110)의 고정이 완료되면 상기 픽업액츄에이터(151)가 픽 업툴(152)을 상향 이동시켜 픽업홈(135) 외부로 인출하고, 이송스크류(142)에 의해 다음에 이동될 본딩헤드(110)와 연결된 가동지지대(130)의 상측으로 이송블록(144)이 이동되며, 전술한 과정을 반복하여 순차적으로 본딩헤드(110)를 이송시켜 셋팅된 위치에 정렬하게 된다.
전술한 바와 같이, 각 본딩헤드(110)가 상기 이송장치(140)에 의해 셋팅된 위치로 이동되고 상기 클램핑장치(160)에 의해 고정되어 신속하면서도 정확하게 본딩헤드(110)의 위치 정렬이 이루어지므로, 본딩헤드의 정렬에 소요되는 시간과 인력을 절감하여 칩본딩공정의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 전술한 실시예에서는 이송블록(144)을 수평방향으로 이동시키는 이송수단으로서 모터(141)에 의해 회전되는 이송스크류(142)가 구비된 것을 예시하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 랙과 피니언, 기어와 타이밍벨트와 같은 통상의 동력전달기구를 이용한 전동식 이송장치, 또는 신축 실린더나 로드리스 실린더와 같은 유체 압력을 이용한 이송장치 등 다양한 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 이송블록(144)과 가동지지대(130)를 함께 이동되도록 연결시키는 픽업수단으로서 픽업액츄에이터(151)에 의해 픽업툴(152)이 승강되면서 가동지지대(130)의 픽업홈(135) 내부에 삽입 및 인출되는 구성이 구비된 것을 예시하였으나, 직선운동 뿐 아니라 회전운동을 구현하는 픽업액츄에이터가 구비될 수도 있고, 픽업액츄에이터의 작동 방식에 따라 다양한 형태의 픽업툴 및 이에 대응되는 결합부가 구비될 수 있다.
뿐만 아니라, 가동지지대를 클램핑하여 본딩헤드를 설정된 위치에 고정하는 클램핑수단 역시 예시된 클램핑액츄에이터(161)에 의해 가동클램프(162)가 승강되어 고정클램프(163)에 가압 밀착되는 구조로 한정되는 것이 아니며, 다양한 작동방식을 갖는 픽업액츄에이터에 의해 직선운동이나 회전운동되어 서로 체결 및 분리되는 다양한 클램핑구조가 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 본딩헤드 정렬구조가 적용된 칩온글래스 본딩장치를 도시한 전방 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본딩장치의 후방 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본딩장치에서 본 발명의 본딩헤드 정렬구조를 도시한 후방 사시도이다.
도 4는 도 3의 A부분을 도시한 상세도이다.
도 5는 도 3에 도시된 본딩헤드 정렬구조의 측면도이다.
도 6은 도 5의 B부분을 도시한 상세도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 본딩장치 100 : 베이스프레임
102 : 수평가이드 104 : 수직가이드블록
110 : 본딩헤드 111 : 본딩툴팁
112 : 히터블록 113, 114 :수평조정기
120 : 승강액츄에이터 130 : 가동지지대
131 : 연결부 132 : 장착부
140 : 이송장치 141 : 모터
142 : 이송스크류 143 : 이송가이드
144 : 이송블록 151 : 픽업액츄에이터
152 : 픽업툴 160 : 클램핑장치
161 : 클램핑액츄에이터 162 : 가동클램프
163 : 고정클램프 169 : 위치센서

Claims (6)

  1. 베이스프레임의 전방에 복수의 본딩헤드가 수평방향 및 수직방향으로 이동 가능하게 설치되고, 베이스프레임의 상측에 설치된 승강액츄에이터에 의해 각 본딩헤드가 상하로 승강하면서 칩을 액정패널에 접합하는 칩온글래스 본딩장치에 있어서,
    상기 본딩헤드와 각각 개별적으로 연결되어 베이스프레임의 후방에 수평방향으로 이동 가능하게 설치된 복수의 가동지지대;
    상기 베이스프레임의 후방에 가동지지대의 이송방향과 평행한 수평방향으로 이동 가능하게 설치된 이송블록;
    상기 이송블록에 설치되어 상기 가동지지대 중 어느 하나를 이송블록과 일체로 이동 가능하도록 연결시키는 픽업수단;
    상기 이송블록을 수평방향으로 왕복 이동시켜 상기 픽업수단을 통해 연결된 가동지지대를 설정된 위치로 이동시키는 이송수단; 및
    상기 가동지지대를 클램핑하여 본딩헤드를 설정된 위치에 고정하는 클램핑수단을 포함하는 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스프레임의 전면부에 수평가이드가 구비되고, 상기 수평가이드에 복수의 수직가이드블록이 수평방향으로 이동 가능하게 결합되며, 상기 수직가이드블록에 각 본딩헤드가 수직방향으로 이동 가능하게 결합되고, 상기 가동지지대는 수평방향으로 연장된 연결부를 통해 상기 수직가이드블록과 결합된 것을 특징으로 하는 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송수단은 상기 가동지지대의 이송방향을 따라 수평 설치된 이송스크류와, 상기 이송스크류를 회전시키는 모터와, 상기 이송스크류와 평행하게 설치되어 이송스크류의 회전에 따라 이송블록을 수평방향으로 이동되도록 안내하는 이송가이드를 포함하는 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 픽업수단은 상기 이송블록에 작동부가 상기 가동지지대를 향하도록 설치된 픽업액츄에이터와, 상기 픽업액츄에이터에 의해 이동 또는 회전되어 상기 가동지지대와 결합되거나 분리되는 픽업툴을 포함하는 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가동지지대에는 픽업홈이 형성되고, 상기 픽업툴은 픽업액츄에이터에 의해 상기 픽업홈에 삽입되거나 인출되는 것을 특징으로 하는 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑수단은 상기 베이스프레임에 상기 가동지지대의 이송방향을 따라 설치된 고정클램프와, 상기 가동지지대에 작동부가 상기 고정클램프를 향하도록 설치된 복수의 클램핑액츄에이터와, 상기 클램핑액츄에이터에 의해 이동 또는 회전되어 상기 고정클램프와 클램핑되거나 해제되는 가동클램프를 포함하는 칩온글래스 본딩장치의 본딩헤드 정렬구조.
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