KR20140052420A

KR20140052420A - 본딩 장치 및 이를 이용하여 부품을 기판에 본딩하는 방법

Info

Publication number: KR20140052420A
Application number: KR20120118502A
Authority: KR
Inventors: 이민우; 최낙초; 송대호; 이우재
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-05-07
Also published as: US20140110047A1; KR102072411B1; US9126393B2

Abstract

기판에 부품을 본딩하는 본딩 장치는 스테이지, 누름 부재, 지지 부재 및 압착부재를 포함한다. 상기 스테이지는 상기 기판의 하부에서 상기 기판을 지지하고, 적어도 하나의 제1 흡입부가 형성되어 상기 기판을 흡착한다. 상기 누름 부재는 상기 스테이지의 상부에 배치되고, 상기 누름 부재는 상기 스테이지에 흡착된 상기 기판을 눌러 상기 기판을 상기 스테이지에 지지한다. 상기 지지부재에는 적어도 하나의 제2 흡입부가 형성되어 상기 기판의 패드부를 흡착하고, 상기 압착부재는 상기 지지부재에 흡착된 상기 패드부에 상기 부품을 압착한다.

Description

본딩 장치 및 이를 이용하여 부품을 기판에 본딩하는 방법{BONDING APPARATUS AND METHOD OF BONDING COMPONENT ON SUBSTRATE USING THE SAME}

본 발명은 본딩 장치 및 이를 이용하여 부품을 기판에 본딩하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 본 발명은 부품을 기판에 압착하여 본딩하는 본딩 장치 및 이를 이용하여 부품을 기판에 본딩하는 방법에 관한 것이다.

플렉서블 기판 위에 화소가 구현된 플렉서블 디스플레이는 휴대성이 용이할 뿐만 아니라, 표시되는 화면이 구부러질 수 있어 그 사용 범위가 전자 종이와 같은 휴대용 통신 장치로 점차 확대될 전망이다.

한편, 상기 플렉서블 디스플레이의 기판의 플렉서블 특성은 사용자에게 있어서 상술한 바와 같이 유용하나, 상기 플렉서블 특성은 상기 플렉서블 디스플레이의 제조 측면에서 불리한 요인으로 작용할 수 있다. 예를 들어, 플라스틱 재료를 포함하는 플렉서블한 기판은 열에 의해 그 외형이 변형될 수 있고, 외력에 의해 그 외형이 변형될 수 있다. 따라서, 상기 플렉서블 디스플레이의 제조를 보다 용이하게 할 수 있는 제조 공정들의 개발이 진행되고 있다.

본 발명의 일 목적은 기판에 부품을 용이하게 본딩할 수 있는 본딩 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 본딩 장치를 이용하여 기판에 부품을 용이하게 본딩할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 기판에 부품을 본딩하는 본딩 장치는 스테이지, 누름 부재, 지지 부재 및 압착부재를 포함한다. 상기 스테이지는 상기 기판의 하부에서 상기 기판을 지지하고, 상기 스테이지에는 적어도 하나의 제1 흡입부가 형성되어 상기 기판을 흡착한다.

상기 누름 부재는 상기 스테이지의 상부에 배치되고, 상기 누름 부재는 상기 스테이지에 흡착된 상기 기판을 눌러 상기 기판을 상기 스테이지에 지지한다. 또한, 상기 지지부재에는 적어도 하나의 제2 흡입부가 형성되어 상기 기판의 패드부를 흡착하고, 상기 압착부재는 상기 지지부재에 흡착된 상기 패드부에 상기 부품을압착한다.

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 기판에 부품을 본딩하는 방법은 다음과 같다. 스테이지 위에 상기 기판을 제공하고, 상기 스테이지에 형성된 적어도 하나의 제1 흡입부를 이용하여 상기 기판이 상기 스테이지에 흡착되고, 누름부재로 상기 기판을 눌러 상기 기판을 상기 스테이지에 지지한다.

그 이후에, 상기 기판의 패드부를 상기 지지부재 위에 제공하고, 상기 지지부재에 형성된 적어도 하나의 제2 흡입부를 이용하여 상기 패드부가 상기 지지부재에 흡착된다. 그 이후에, 상기 지지부재에 흡착된 패드부 위에 부품을 제공하고, 그리고, 압착 부재를 이용하여 상기 부품을 상기 패드부에 압착한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 플렉서블 기판에 부품을 본딩할 때, 플렉서블 기판이 평평한 상태로 유지될 수 있다. 따라서, 플렉서블 기판의 패드부 및 상기 패드부 위에 본딩되는 부품의 단자들 간의 얼라인먼트 작업이 용이하게 수행될 수 있고, 이에 따라, 상기 패드부 및 상기 부품의 단자들 간의 본딩 공정이 보다 정교하고 용이하게 수행되어 상기 본딩 공정의 공정 시간 및 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 플렉서블 기판을 스테이지에 지지하는 누름부재는 자성을 갖는 물질로 형성될 수 있고, 상기 스테이지는 금속성 물질로 형성될 수 있다. 이 경우에, 본딩 공정이 수행되는 동안에, 상기 누름부재 및 상기 스테이지 간에 발생되는 인력을 이용하여 상기 플렉서블 기판이 보다 평평한 상태로 유지될 수 있다.

또한, 상기 누름부재에는 적어도 하나의 제3 흡입부가 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 누름부재는 플렉서블 기판을 누르는 동시에, 상기 플렉서블 기판을 흡착할 수 있어, 본딩 공정이 수행되는 동안에, 상기 플렉서블 기판이 보다 평평한 상태로 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 기판 이송 유닛 및 메인 본딩 유닛의 측면도이다.
도 3은 도 2의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 메인 본딩 공정을 수행하는 메인 본딩 유닛을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본딩 장치의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 본딩 장치의 부분 확대도이다.
도 7은 도 1 내지 도 4들을 참조하여 설명된 본딩 장치를 이용하여 플렉서블 기판에 부품을 본딩하는 방법을 나타내는 공정 순서도이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 후술될 본 발명의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고, 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 후술될 실시예들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 도면 상에 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 장치(100)의 개략적인 사시도이다. 도 2는 기판 이송 유닛(10) 및 메인 본딩 유닛(40)의 측면도이고, 보다 상세하게는, 도 2에서는 이송 레일(RL)을 따라 메인 본딩 유닛(40) 측으로 이동된 기판 이송 유닛(10)이 도시된다.

도 1 및 도 2들을 참조하면, 본딩 장치(100)는 플렉서블 기판(PS)에 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board) 및 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP)와 같은 부품(DF)을 본딩하는 장치이다. 본 발명의 실시예에서는, 상기 플렉서블 기판(PS)은 플라스틱 기판 및 박형의 금속기판과 같이 외력에 의해 구부러질 수 있는 플렉서블한 특성을 갖는 기판일 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 본딩 장치(100)가 본딩하는 기판의 특성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 본딩 장치(100)는 유리 기판 및 웨이퍼와 같이 플렉서블한 특성을 갖는 않는 기판에 부품을 본딩할 수도 있다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 본딩 장치(100)는 기판 이송 유닛(10), 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film, ACF) 제공 유닛(20, 이하 ACF 제공 유닛), 보조 본딩 유닛(30), 및 메인 본딩 유닛(40)을 포함한다. 상기 기판 이송 유닛(10), 상기 ACF 제공 유닛(20), 상기 보조 본딩 유닛(30) 및 상기 메인 본딩 유닛(40)은 하나의 하우징에 수납되어 상기 하우징 내의 작업대(5) 위에 제1 방향(D1)으로 순차적으로 배열될 수 있다.

상기 기판 이송 유닛(10)은 스테이지(SG), 회전축(RA), 회전 구동부(RD), 제1 구동부(DR1), 및 이송 레일(RL)을 포함한다. 상술한 상기 기판 이송 유닛(10)의 구성에 따르면, 외부로부터 상기 플렉서블 기판(PS)이 상기 기판 이송 유닛(10) 측으로 제공되면, 상기 기판 이송 유닛(10)은 상기 플렉서블 기판(PS)을 상기 ACF 제공 유닛(20), 상기 보조 본딩 유닛(30) 및 상기 메인 본딩 유닛(40) 측으로 이송시킬 수 있다.

상기 스테이지(SG)는 상기 플렉서블 기판(PS)의 하부에서 상기 플렉서블 기판(PS)을 지지한다. 본 발명의 실시예에서는, 상기 스테이지(SG)에는 다수의 제1 흡입부들이 형성될 수 있고, 상기 다수의 제1 흡입부들은 상기 스테이지(SG)의 내부를 관통하는 다수의 제1 흡입홀들(도 3의 SH1)일 수 있다. 따라서, 상기 스테이지(SG)는 상기 제1 흡입홀들을 이용하여 상기 플렉서블 기판(PS)의 하부면을 흡착하여, 상기 플렉서블 기판(PS)이 상기 스테이지(SG) 상에 안정적으로 고정될 수 있다.

상기 회전축(RA)은 그 일단부가 상기 스테이지(SG)의 하부와 결합되고, 그 타단부가 상기 회전 구동부(RD)와 결합된다. 따라서, 상기 회전 구동부(RD)가 구동하여 상기 회전축(RA)이 회전하는 경우에, 상기 스테이지(SG)는 상기 회전축(RA)과 함께 회전될 수 있다. 따라서, 상기 플렉서블 기판(PS)이 상기 스테이지(SG) 측으로 제공되는 방향에 상관 없이, 상기 회전 구동부(RD)를 구동하여 상기 플렉서블 기판(PS)의 패드부(도 3의 PP)가 상기 메인 본딩 유닛(40)을 향하도록 용이하게 제어될 수 있다.

상기 제1 구동부(DR1)는 상기 회전 구동부(RD)와 결합되어 상기 스테이지(SG)를 상기 이송 레일(RL)을 따라 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제1 방향(D1)의 역방향인 제2 방향(D2)으로 이동시킨다. 따라서, 상기 제1 구동부(DR1)의 구동에 의해 상기 플렉서블 기판(PP)을 지지하는 상기 스테이지(SG)가 상기 ACF 제공유닛(20), 상기 보조 본딩유닛(30), 및 상기 메인 본딩 유닛(40) 측으로 이송될 수 있어, 상기 ACF 제공유닛(20), 상기 보조 본딩유닛(30), 및 상기 메인 본딩 유닛(40) 각각은 상기 플렉서블 기판(PP)에 소정의 공정을 용이하게 수행할 수 있다.

상기 ACF 제공 유닛(20)은 상기 플렉서블 기판(PS)의 패드부(도 3의 PP) 위에 이방성 도전필름(도 3의 ACF)를 제공한다. 상기 이방성 도전필름은 상기 패드부 및 부품(DF)을 상호 간에 전기적으로 연결시키는 구성요소로, 상기 이방성 도전필름은 접착성 물질 및 상기 접착성 물질 내에 제공된 도전성 입자들을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 이방성 도전필름의 상기 접착성 물질에 의해 상기 이방성 도전필름은 상기 패드부 위에 접착될 수 있다.

상기 보조 본딩유닛(30)은 상기 플렉서블 기판(PS)의 상기 패드부 위에 제공된 상기 이방성 도전필름과 상기 부품(DF)을 상기 패드부에 임시로 본딩하는 임시 본딩 공정을 수행한다. 상기 임시 본딩 공정이 완료된 이후에, 상기 이방성 도전필름 및 상기 부품(DF)은 상기 패드부에 고정될 수 있다.

상기 메인 본딩유닛(40)은 상기 패드부에 임시로 본딩된 상기 이방성 도전필름 및 상기 부품(DF)에 대해 메인 본딩 공정을 수행한다. 이에 따라, 상기 이방성 도전필름의 상기 도전성 입자들은 상기 패드부 및 상기 부품(DF)의 단자들에 압착되어 상기 플렉서블 기판(PS) 및 상기 부품(DF)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 임시 본딩 공정 및 상기 메인 본딩 공정은 서로 다른 공정 조건으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 임시 본딩 공정은 약 80℃ 내지 약 120℃ 온도로 수행될 수 있고, 상기 메인 본딩 공정은 약 250℃ 내지 약 300℃ 온도로 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는, 상술한 바와 같이 상기 임시 본딩 공정 및 상기 메인 본딩 공정이 서로 다른 공정 조건으로 수행될 수 있으나, 상기 보조 본딩 유닛(30) 및 상기 메인 본딩 유닛(40)은 서로 유사한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 상기 보조 본딩 유닛(30) 및 상기 메인 본딩 유닛(40) 중 상기 메인 본딩 유닛(40)의 구조를 예를 들어 설명하고, 상기 보조 본딩 유닛(30)의 구체적인 구조에 대한 설명은 생략된다. 도 2에 도 3 및 도 4를 더 참조하여 상기 메인 본딩 유닛(40)에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 2의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4는 메인 본딩 공정을 수행하는 메인 본딩 유닛을 도시한 도면이다. 참고로, 도 3 및 도 4들에서는 기판 이송 유닛(10)에 의해 스테이지(SG)가 메인 본딩 유닛(40) 측으로 이동된 상태가 도시된다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 스테이지(SG)는 그 위에 플렉서블 기판(PS)을 지지한다. 본 발명의 실시예에서는, 상기 플렉서블 기판(PS)은 서로 마주하여 결합된 제1 기판(S1) 및 제2 기판(S2)을 포함할 수 있고, 상기 제1 기판(S1) 및 상기 제2 기판(S2) 중 적어도 하나는 플라스틱 기판 및 박막 형상의 금속 기판과 같이 플렉서블한 특성을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 스테이지(SG)는 스테인리스 강과 같이 자성을 갖는 재료와 인력이 발생되는 금속성 재료를 포함할 수 있다. 또한, 상기 스테이지(SG)에는 그 내부를 관통하는 다수의 제1 흡입홀들(SH1)이 형성되고, 상기 다수의 제1 흡입홀들(SH1)은 다수의 제1 흡입라인들(SL1)과 일대일 대응하여 연결된다. 상기 다수의 제1 흡입라인들(SL1)은 진공 발생 유닛(VM)과 연결되어, 상기 진공 발생 유닛(VM)이 구동되면, 상기 제1 흡입라인들(SL1) 및 상기 제1 흡입홀들(SH1)을 통해 외부 공기가 흡입되어 상기 플렉서블 기판(PS)의 하부면이 상기 스테이지(SG) 상에 안정적으로 고정될 수 있다.

메인 본딩 유닛(40)은 베이스(BS), 촬영부(BC), 지지부재(SM), 제2 구동부(DR2), 구동축(DA), 결합부(CP), 프레임(FM), 누름 부재(PM), 및 압착부재(HD)를 포함한다.

상기 베이스(BS)는 상기 작업대(5) 위에 고정되며, 상기 베이스(BS) 위에 상기 촬영부(BC)가 배치된다. 상기 촬영부(BC)는 다수의 백라이트들(BL) 및 카메라(CM)를 포함한다. 상기 다수의 백라이트들(BL)은 광을 발생하여 상기 광을 상기 지지부재(SM) 측으로 조사하고, 상기 카메라(CM)는 상기 광을 이용하여 플렉서블 기판(PS)의 패드부(PP) 및 상기 패드부(PP) 위에 놓인 부품(DF)의 단자들을 촬영하여 영상 데이터를 생성한다. 따라서, 작업자는 상기 영상 데이터를 이용하여 상기 패드부(PP) 및 상기 부품(DF)의 단자들 간의 얼라인먼트(alignment) 상태를 용이하게 확인할 수 있다.

상기 지지부재(SM)는 상기 촬영부(BC) 위에 배치된다. 상기 지지부재(SM)는 석영과 같이 광 투과도 및 강도가 우수한 재질을 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 다수의 백라이트들(BL)로부터 발생된 광이 상기 지지부재(SM)를 투과하여 상기 패드부(PP) 및 상기 부품(DF)의 단자들을 촬영하는 데 사용될 수 있다. 상기 지지부재(SM) 위에는 앞서 설명한 임시 본딩 공정이 완료되어 이방성 도전필름(ACF)을 사이에 두고 상호 간에 접착된 상기 패드부(PP) 및 상기 부품(DF)이 제공된다.

본 발명의 실시예에서는, 본 발명의 실시예에서는, 상기 지지부재(SM)에는 다수의 제2 흡입부들이 형성될 수 있고, 상기 다수의 제2 흡입부들은 상기 지지부재(SM)의 내부를 관통하는 다수의 제2 흡입홀들(SH2)일 수 있다. 상기 다수의 제2 흡입홀들(SH2)은 다수의 제2 흡입라인들(SL2)과 일대일 대응하여 연결되고, 상기 제2 흡입라인들(SL2)은 진공 발생 유닛(VM)과 연결된다. 따라서, 상기 진공 발생 유닛(VM)이 구동되어 상기 제2 흡입라인들(SL2) 및 상기 제2 흡입홀들(SH2)을 통해 외부 공기가 흡입되면, 상기 패드부(PP)의 하부면이 상기 지지부재(SM) 상에 안정적으로 고정될 수 있다.

한편, 상기 패드부(PP)에서 상기 압착부재(HD)에 의해 압착되는 영역을 압착영역(PA)으로 정의하고, 상기 압착부재(HD)에 의해 압착되지 않는 상기 압착영역(PA)의 일 외측을 제1 주변영역(SA1)으로 정의하고, 상기 압착부재(HD)에 의해 압착되지 않으며 상기 압착영역(PA)을 사이에 두고 상기 제1 주변영역(SA1)과 대향하는 상기 압착영역(PA)의 다른 외측을 제2 주변영역(SA2)으로 정의하면, 본 발명의 실시예에서는, 상기 제2 흡입홀들(SH2)은 상기 제1 주변영역(SA1) 및 상기 제2 주변영역(SA2)에 서로 동일한 개수로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 주변영역들(SA1, SA2)에서 상기 제2 흡입홀들(SH2)에 의해 발생되는 서로 동일한 흡착력에 의해 상기 패드부(PP)가 상기 지지부재(SM)에 안정적으로 흡착될 수 있다.

상기 제2 구동부(DR2)는 상기 베이스(BS)에 고정되어 상기 구동축(DA)과 결합된다. 상기 제2 구동부(DR2)의 구동에 의해 상기 구동축(DA)은 상기 작업대(5)의 수직 방향으로 직선 운동한다. 또한, 상기 프레임(FM)의 일 단부는 상기 결합부(CP)에 의해 상기 구동축(DA)과 결합되고, 상기 프레임(FM)은 상기 작업대(5)에 대해 수평 방향으로 연장되어 상기 프레임(FM)의 타 단부는 상기 스테이지(SG)의 상부에 배치된다.

상기 누름 부재(PM)는 상기 프레임(FM)의 하부와 결합된다. 따라서, 상기 제2 구동부(DR2)의 구동에 의해 상기 누름 부재(PM)는 상기 스테이지(SG)와 멀어지거나 가까워지도록 승강 이동된다. 따라서, 상기 제2 구동부(DR2)의 구동에 의해 상기 프레임(FM)이 하강하면, 상기 누름 부재(PM)가 상기 스테이지(SG) 상에 고정된 상기 플렉서블 기판(PS)을 눌러 상기 플렉서블 기판(PS)을 상기 스테이지(SG)에 보다 안정하게 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 플렉서블 기판(PS)은 상기 스테이지(SG) 및 상기 누름 부재(PM) 사이에서 평평한 상태로 유지될 수 있어, 상기 메인 본딩 유닛(40)은 상기 메인 본딩 공정을 보다 용이하게 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 패드부(PP)와 상기 부품(DF)의 단자들 간의 얼라인먼트 작업이 보다 용이해질 수 있고, 이에 따라, 상기 메인 본딩 공정이 보다 정밀하게 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 누름 부재(PM)는 자성(磁性)을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 스테이지(SG)가 스테인리스강과 같은 물질을 포함하는 경우에, 상기 스테이지(SG) 및 상기 누름부재(PM) 간에 발생되는 인력을 이용하여 상기 플렉서블 기판(PS)을 보다 평평한 상태로 유지시키기가 용이해질 수 있다.

상기 압착부재(HD)는 상기 지지부재(SM) 위에 제공된 상기 부품(DF)을 상기 패드부(PP)에 압착시킨다. 보다 상세하게는, 상기 압착부재(HD)는 상기 압착부재(HD)를 상기 지지부재(SM)와 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제3 구동부(DR3)와 결합되어, 상기 제3 구동부(DR3)의 구동에 의해 상기 압착부재(HD)는 상기 부품(DF)을 상기 패드부(PP)에 압착하여 상기 메인 본딩 공정이 수행될 수 있다. 상기 메인 본딩 공정 진행이 수행될 때, 앞서 상술한 바와 같이 상기 지지부재(SM)는 강도가 우수한 석영과 같은 물질을 포함하여 상기 압착부재(SM)의 압력을 지탱할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본딩 장치의 부분 확대도이다. 도 5에 도시된 본딩 장치(101)는, 메인 본딩 유닛(41)의 누름 부재(PM_1)를 제외하면, 앞서 도 1 내지 도 4들을 참조하여 설명된 본딩 장치(도 1의 101)와 동일한 구성 요소들을 포함한다. 따라서, 도 5를 설명함에 있어서, 앞선 실시예에서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.

도 5를 참조하면, 본딩 장치(101)는 메인 본딩 유닛(41)을 포함하고, 본 발명의 실시예에서는, 상기 메인 본딩 유닛(41)의 누름 부재(PM_1)에는 다수의 제3 흡입부들이 형성될 수 있고, 상기 다수의 제3 흡입부들은 상기 누름부재(PM_1)의 내부를 관통하는 다수의 제3 흡입홀들(SH3)일 수 있다. 상기 다수의 제3 흡입홀들(SH3)은 다수의 제3 흡입라인들(미도시)과 일대일 대응하여 연결되고, 상기 다수의 제3 흡입라인들은 진공 발생 유닛(도 2의 VM)과 연결된다.

따라서, 상기 진공 발생 유닛(도 2의 VM)이 구동되어 상기 제3 흡입라인들 및 상기 제3 흡입홀들(SH3)을 통해 외부 공기가 흡입되면, 상기 플렉서블 기판(PS)의 상부면이 상기 누름 부재(PM_1)에 흡착된다. 이에 따라, 상기 플렉서블 기판(PS)의 하부면이 다수의 제1 흡입홉들(SH1)에 의해 스테이지(SG)에 흡착되고, 이와 동시에, 상기 플렉서블 기판(PS)의 상부면이 상기 제3 흡입홀들(SH3)에 의해 상기 누름 부재(PM_1)에 흡착될 수 있다. 그 결과, 상기 플렉서블 기판(PS)은 상기 누름 부재(PM_1) 및 상기 스테이지(SG)에 보다 안정적으로 고정될 수 있을 뿐만 아니라 평평한 상태로 보다 용이하게 유지될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 다수의 제1 흡입홀들(SH1)에 의해 상기 플렉서블 기판(PS)의 하부면이 제1 흡입력으로 상기 스테이지(SG)에 흡착되고, 상기 다수의 제3 흡입홀들(SH3)에 의해 상기 플렉서블 기판(PS)의 상부면이 제2 흡입력으로 상기 누름부재(PM_1)에 흡착될 때, 상기 제1 흡입력 및 상기 제2 흡입력은 실질적으로 서로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 플렉서블 기판(PS)의 상부면 및 하부면이 흡착되는 정도가 균일해져 상기 플렉서블 기판(PS)의 평평도가 보다 용이하게 유지될 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 본딩 장치의 부분 확대도이다. 도 6에 도시된 본딩 장치(102)는 앞서 도 1 내지 도 4들을 참조하여 설명된 본딩 장치(도 1의 100) 대비 그 구성요소로 보조 지지부재(RB)를 더 포함한다. 따라서, 도 6을 설명함에 있어서, 앞선 실시예에서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.

도 6을 참조하면, 앞서 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 스테이지(SG)는 기판 이송 유닛(도 1의10)에 의해 제1 및 제2 방향들(도 1의 D1 및 D2)로 직선 운동하므로, 상기 직선 운동 시 상기 스테이지(SG) 및 상기 지지부재(SM)가 서로 간섭되지 않도록 상기 스테이지(SG)는 상기 지지부재(SM)와 이격되고, 이 대신에, 측면상에서 상기 스테이지(SG)의 상부면 및 상기 지지부재(SM)의 상부면은 서로 동일한 높이에 위치한다. 상술한 바와 같이, 상기 스테이지(SG) 및 상기 지지부재(SM)가 서로 이격되어 그 사이에 틈이 발생되는 경우, 상기 스테이지(SG) 및 상기 지지부재(SM) 위에 배치되는 플렉서블 기판(PS)의 평평도는 상기 틈의 위치에서 저하될 수 있다. 하지만, 도 6에 도시되는 실시예에서는, 상기 플렉서블 기판(PS)의 상기 평평도가 상기 틈의 위치에서 저하되는 것을 방지하기 위하여, 본딩 장치(102)는 상기 스테이지(SG) 및 상기 지지부재(SM) 사이에 개재되는 보조 지지부재(RB)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서는, 측면상에서 상기 보조 지지부재(RB)의 상부면은 상기 스테이지(SG) 및 상기 지지부재(SM)의 상부면들과 동일 선 상에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 보조 지지부재(RB)는 상기 스테이지(SG)를 상기 지지부재(SM)에 지지시키고, 이와 동시에, 상기 틈에서 상기 플렉서블 기판(PS)의 평평도가 저하되는 것을 방지한다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 보조 지지부재(RB)는 실리콘 또는 고무와 같은 탄성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 스테이지(SG)가 상기 지지부재(SM)와 충돌하여 상기 지지부재(SM)가 파손되는 것을 방지할 수 있어, 상기 본딩 장치(102)의 구성 요소들을 유지 및 보수하는데 보다 유리할 수 있다.

도 7은 도 1 내지 도 4들을 참조하여 설명된 본딩 장치를 이용하여 플렉서블 기판에 부품을 본딩하는 방법을 나타내는 공정 순서도이다.

도 1 내지 도 4들, 및 도 7을 참조하면, 스테이지(SG) 위에 플렉서블 기판(PS)을 제공한다(S10). 보다 상세하게는, 기판 이송 유닛(10)이 제2 방향(D2)으로 최대로 이동된 상태에서, 상기 스테이지(SG) 위에 상기 플렉서블 기판(PS)이 제공된다.

그 이후에, 스테이지(SG)에 형성된 다수의 제1 흡입홀들(SH1)을 이용하여 상기 플렉서블 기판(PS)이 상기 스테이지(SG)에 흡착된다(S20). 보다 상세하게는, 진공 발생 유닛(VM)이 구동되어 제1 흡입라인들(SL1) 및 상기 제1 흡입홀들(SH1)을 통해 외부 공기가 흡입되면, 상기 플렉서블 기판(PS)의 하부면이 상기 스테이지(SG) 상에 안정적으로 고정될 수 있다.

그 이후에, 상기 기판 이송 유닛(10)을 구동하여 상기 스테이지(SG)를 ACF 제공유닛(20) 측으로 이동시키고, 상기 ACF 제공유닛(20)은 상기 플렉서블 기판(PS)의 패드부(PP)에 이방성 도전필름(ACF)을 제공한다(S30). 보다 상세하게는, 상기 기판 이송 유닛(10)의 제1 구동부(DR1)의 구동에 의해 상기 스테이지(SG)가 이송 레일(RL)을 따라 상기 ACF 제공유닛(20) 측으로 이동되고, 그 이후에, 상기 ACF 제공 유닛(20)은 상기 이방성 도전필름(ACF)을 상기 패드부(PP)에 제공한다. 이에 따라, 상기 이방성 도전필름(ACF)이 갖는 접착력에 의해 상기 이방성 도전필름(ACF)이 상기 패드부(PP)에 접착된다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 ACF 제공 유닛(20)이 상기 패드부(PP)에 상기 이방성 도전필름(ACF)을 용이하게 제공하기 위해서, 회전 구동부(RD)가 구동하여 상기 패드부(PP)가 상기 ACF 제공 유닛(20)을 향하도록 상기 스테이지(SG)가 회전될 수 있다.

그 이후에, 상기 기판 이송 유닛(10)을 구동하여 상기 스테이지(SG)를 보조 본딩 유닛(30) 측으로 이동시키고, 상기 이방성 도전필름(ACF) 위에 부품(DF)이 제공되고(S40), 상기 보조 본딩 유닛(30)은 상기 이방성 도전필름(ACF) 및 상기 부품(DF)을 상기 패드부(PP)에 임시로 본딩하는 임시 본딩 공정을 수행한다(S50).

본 발명의 실시예에서는, 상기 보조 본딩 유닛(30)에 의해 수행되는 상기 임시 본딩 공정의 공정 조건은, 앞서 설명한 바와 같이, 후술될 메인 본딩 유닛(40)에 의해 수행되는 메인 본딩 공정의 공정 조건보다 상이할 수 있다. 예를 들면, 상기 임시 본딩 공정의 공정 온도 및 본딩 압력은 상기 메인 본딩 고정의 공정 온도 및 본딩 압력보다 낮을 수 있다. 상기 임시 본딩 공정이 수행된 이후에, 상기 부품(DF)은 상기 이방성 도전필름(ACF)을 사이에 두고 상기 패드부(PP) 위에 고정된다.

그 이후에, 상기 기판 이송 유닛(10)을 구동하여 상기 스테이지(SG)를 메인 본딩 유닛(40) 측으로 이동시켜, 상기 스테이지(SG) 위에 지지된 플렉서블 기판(PS)의 패드부(PP)가 상기 메인 본딩 유닛(40)의 지지부재(SM) 위에 제공되고, 그 이후에, 상기 지지부재(SM)에 형성된 다수의 제2 흡입홀들(SH2)을 이용하여 상기 패드부(PP)가 상기 지지부재(SM)에 흡착된다(S60). 보다 상세하게는, 상기 다수의 제2 흡입홀들(SH2)은 제1 주변영역(SA1) 및 제2 주변영역(SA2)에 서로 동일한 개수로 배치되어, 상기 제1 및 제2 주변영역들(SA1, SA2)에서 서로 동일한 흡착력에 의해 상기 패드부(PP)가 상기 지지부재(SM)에 안정적으로 흡착된다.

그 이후에, 누름 부재(PM)를 이용하여 상기 플렉서블 기판(PS)을 눌러 상기 플렉서블 기판(PS)을 상기 스테이지(SG)에 지지시킨다(S70). 상기 누름 부재(PM)는 제2 구동부(DR2)를 구동하여 상기 스테이지(SG)에 가까워지도록 하강될 수 있고, 상기 누름 부재(PM)가 상기 플렉서블 기판(PS)을 누름으로서 상기 스테이지(SG) 및 상기 누름 부재(PM) 사이에 개재된 상기 플렉서블 기판(PS)의 평평도가 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 누름 부재(PM)가 상기 플렉서블 기판(PS)을 누름과 동시에, 상기 누름 부재(PM)에 형성된 다수의 제3 흡입홀들(도 5의 SH3)을 이용하여 상기 플렉서블 기판(PS)의 상부면을 상기 누름 부재(PM)에 흡착시킬 수도 있다. 이 때, 상기 플렉서블 기판(PS)의 상부면이 상기 누름 부재(PM)에 흡착되는 흡착력은 상기 플렉서블 기판(PS)의 하부면이 상기 스테이지(SG)에 흡착되는 흡착력과 실질적으로 동일하도록 제어될 수 있고, 이에 따라 상기 플렉서블 기판(PS)의 평평도는 보다 향상될 수 있다.

그 이후에, 압착부재(PM)를 이용하여 상기 부품(DF) 및 상기 이방성 도전필름(ACF)를 상기 패드부(PP)에 압착하는 메인 본딩 공정을 수행한다(S80). 보다 상세하게는, 상기 압착부재(PM)는 제3 구동부(DR3)를 구동하여 상기 지지부재(SM)에 가까워지도록 하강될 수 있고, 상기 압착부재(PM)는 소정의 온도로 가열되어 상기 부품(DF)을 상기 패드부(PP)에 용이하게 본딩시킬 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100: 본딩 장치 10: 기판 이송 유닛
20: ACF 제공 유닛 30: 보조 본딩 유닛
40: 메인 본딩 유닛 VM: 진공 발생 유닛
SG: 스테이지 RA: 회전축
RD: 회전 구동부 DR1: 제1 구동부
RL: 이송 레일 BC: 촬영부
SM: 지지부재 RB: 보조 지지부재
HD: 압착부재 PM: 누름 부재
SH1: 제1 흡입홀 DF: 부품
PS: 플렉서블 기판

Claims

기판에 부품을 본딩하는 본딩 장치에 있어서,
상기 기판의 하부에서 상기 기판을 지지하고, 적어도 하나의 제1 흡입부가 형성되어 상기 기판을 흡착하는 스테이지;
상기 스테이지의 상부에 배치되고, 상기 스테이지에 흡착된 상기 기판을 눌러 상기 기판을 상기 스테이지에 지지하는 누름 부재;
적어도 하나의 제2 흡입부가 형성되어 상기 기판의 패드부를 흡착하는 지지부재; 및
상기 지지부재에 흡착된 상기 패드부에 상기 부품을 압착하는 압착부재를 포함하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 누름 부재에 적어도 하나의 제3 흡입부가 형성되어 상기 기판은 상기 누름부재에 흡착되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제1 흡입부에 의해 상기 기판의 하부면이 제1 흡착력으로 상기 스테이지에 흡착되고, 상기 제3 흡입부에 의해 상기 기판의 상부면이 제2 흡착력으로 상기 누름부재에 흡착되고, 상기 제1 흡입력 및 상기 제2 흡입력은 서로 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 흡입부들과 연결되는 진공 발생 유닛을 더 포함하고,
상기 제1 흡입부는 상기 스테이지의 내부를 관통하는 제1 흡입홀이고, 상기 제2 흡입부는 상기 지지부재의 내부를 관통하는 제2 흡입홀이고, 상기 제3 흡입부는 상기 누름부재의 내부를 관통하는 제3 흡입홀이고,
상기 진공 발생 유닛은 상기 제1 내지 제3 흡입홀들을 통해 외부의 공기를 흡입하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스테이지가 지지하는 상기 기판은 플렉서블 기판이고, 측면상에서 상기 스테이지의 상부면 및 상기 지지부재의 상부면은 서로 동일한 높이에 위치하여 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 패드부에 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 제공하는 ACF 제공 유닛; 및
상기 스테이지를 상기 ACF 제공 유닛으로부터 상기 지지부재 및 상기 압착부재 측으로 이송하는 기판 이송 유닛을 더 포함하고,
상기 기판 이송 유닛은,
상기 스테이지와 결합되어 상기 스테이지를 회전시키는 회전 구동부;
상기 스테이지와 결합되어 상기 스테이지를 상기 ACF 제공 유닛으로부터 상기 지지부재 및 상기 압착부재 측으로 이송시키는 제1 구동부; 및
상기 스테이지의 이동을 가이드하는 이송레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 스테이지 및 상기 지지부재 사이에 개재되어 상기 스테이지를 상기 지지부재에 지지시키는 보조 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 보조 지지부재는 탄성을 갖고, 측면상에서 상기 보조 지지부재의 상부면은 상기 스테이지 및 상기 지지부재의 상부면들과 동일 선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 흡입부는 다수로 제공되고, 상기 다수의 제2 흡입부들의 적어도 일부는 상기 패드부의 외측에 대응하여 배치되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 누름부재는 자성(磁性)을 갖고, 상기 스테이지는 금속성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 누름부재를 상기 스테이지와 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제2 구동부; 및
상기 압착부재를 상기 지지부재와 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제3 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
기판에 부품을 본딩하는 방법에 있어서,
스테이지 위에 상기 기판을 제공하는 단계;
상기 스테이지에 형성된 적어도 하나의 제1 흡입부를 이용하여 상기 기판이 상기 스테이지에 흡착되는 단계;
누름부재로 상기 기판을 눌러 상기 기판을 상기 스테이지에 지지하는 단계;
상기 기판의 패드부를 상기 지지부재 위에 제공하는 단계;
상기 지지부재에 형성된 적어도 하나의 제2 흡입부를 이용하여 상기 패드부가 상기 지지부재에 흡착되는 단계;
상기 지지부재에 흡착된 패드부 위에 부품을 제공하는 단계; 및
압착 부재를 이용하여 상기 부품을 상기 패드부에 압착하는 단계를 포함하는 기판에 부품을 본딩하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 누름 부재에 형성된 적어도 하나의 제3 흡입부를 이용하여 상기 기판이 상기 누름 부재에 흡착되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 부품을 본딩하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 제1 흡입부는 상기 스테이지의 내부를 관통하는 제1 흡입홀이고, 상기 제2 흡입부는 상기 지지부재의 내부를 관통하는 제2 흡입홀이고, 상기 제3 흡입부는 상기 누름부재의 내부를 관통하는 제3 흡입홀이고,
상기 제1 흡입홀에 의해 상기 기판의 하부면이 제1 흡입력으로 상기 스테이지에 흡착되고, 상기 제3 흡입홀에 의해 상기 기판의 상부면이 제2 흡입력으로 상기 누름부재에 흡착되고,
상기 제1 흡입력 및 상기 제2 흡입력은 서로 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 기판에 부품을 본딩하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 부품을 상기 패드부 위에 제공하기 이전에, 상기 패드부 위에 이방성 도전필름을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 부품을 본딩하는 방법.
제 15 항에 있어서, 제1 구동부의 구동에 의해 상기 스테이지가 상기 지지부재 측으로 이송되어 상기 기판의 패드부가 상기 지지부재 위에 제공되고, 제2 구동부의 구동에 의해 상기 누름부재가 상기 스테이지와 멀어지거나 가까워지도록 이동하고, 제3 구동부의 구동에 의해 상기 압착부재가 상기 지지부재와 멀어지거나 가까워지도록 이동하는 것을 특징으로 하는 기판에 부품을 본딩하는 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 스테이지가 상기 지지부재 측으로 이송된 후, 측면상에서 상기 스테이지의 상부면 및 상기 지지부재의 상부면은 서로 동일한 높이에 위치하여 서로 이격되고, 상기 스테이지가 지지하는 상기 기판은 플렉서블 기판인 것을 특징으로 하는 기판에 부품을 본딩하는 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 스테이지 및 상기 지지부재 사이에 탄성을 갖는 보조 지지부재를 제공하는 단계를 더 포함하고,
측면상에서 상기 보조 지지부재의 상부면이 상기 스테이지 및 상기 지지부재의 상부면들과 동일 선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판에 부품을 본딩하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 제2 흡입부가 다수로 제공되고, 상기 다수의 제2 흡입부들 중 적어도 일부는 상기 패드부의 외측에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 기판에 부품을 본딩하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 누름부재는 자성(磁性)을 갖는 물질로 형성되고, 상기 스테이지는 금속성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판에 부품을 본딩하는 방법.