KR20150090422A - 다이 본딩 헤드 및 이를 이용한 다이 본딩 방법 - Google Patents

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Abstract

다이 본딩 헤드는 다이를 픽업하여 기판에 본딩하기 위한 본딩 툴과, 상기 본딩 툴의 상방에 구비되며, 제1 구동축을 상기 본딩 툴의 중심축 상에 배치하여 상기 다이를 픽업하거나 상기 다이를 상기 기판에 접촉시키기 위해 상기 본딩 툴을 상하 이동시키고, 상기 다이의 본딩을 위해 상기 본딩 툴에 제1 하중을 가하는 갖는 제1 구동부 및 상기 제1 구동부의 상방에 구비되며, 제2 구동축을 상기 본딩 툴의 중심축 상에 배치하여 상기 다이의 본딩을 위해 상기 제1 구동부를 통해 상기 본딩 툴에 상기 제1 하중보다 큰 제2 하중을 가하는 제2 구동부를 포함할 수 있다. 상기 본딩 툴, 제1 구동축 및 제2 구동축이 동축 상에 배치되므로, 상기 다이 본딩을 위해 상기 하중을 가하더라도 상기 하중에 의해 상기 본딩 툴에 모멘트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

다이 본딩 헤드 및 이를 이용한 다이 본딩 방법{Die bong head and method of bonding a die using the die bonding head}
본 발명은 다이 본딩 헤드 및 이를 이용한 다이 본딩 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이들을 순차적으로 픽업하여 기판에 본딩하기 위한 다이 본딩 헤드 및 이를 이용한 다이 본딩 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 다이 본딩 공정은 다이 본딩 헤드로 다이를 픽업하여 기판에 접촉한 상태에서 하중을 가하여 상기 다이를 기판에 본딩한다.
도 1은 종래 기술에 따른 다이 본딩 헤드를 설명하기 위한 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 다이 본딩 헤드(10)는 본딩 툴(12), 액추에이터(14) 및 승강 유닛(16)을 포함한다.
본딩 툴(12)은 다이를 고정하고, 액추에이터(14)는 본딩 툴(12)과 연결되며, 상기 다이가 기판에 본딩되도록 본딩 툴(12)에 하중을 가한다. 승강 유닛(16)은 액추에이터(14)와 연결되며, 본딩 툴(12)과 액추에이터(14)를 승강시킨다.
액추에이터(14)가 본딩 툴(12)에 하중을 가할 때 승강 유닛(16)이 액추에이터(14)를 지지할 수 있어야 한다. 그러므로, 승강 유닛(16)은 액추에이터(14)보다 큰 구동력을 가져야 한다. 따라서, 승강 유닛(16)의 크기가 액추에이터(14)의 크기보다 커질 수밖에 없다. 승강 유닛(16)의 크기가 상대적으로 크므로, 승강 유닛(16)을 X축 및 Y축의 수평 방향으로 이동시켜 상기 다이의 본딩 위치를 조절하는데 어려움이 있다.
또한, 액추에이터(14)가 승강 유닛(16)의 일측에 구비되므로, 액추에이터(14)와 승강 유닛(16)은 중심축이 서로 일치하지 않는다. 따라서, 상기 다이의 본딩을 위해 본딩 툴(12)에 하중이 가해질 때, 상기 하중에 의해 모멘트가 발생하므로 본딩 툴(12)의 위치가 변할 수 있다. 그러므로, 상기 다이가 상기 기판에 정확하게 본딩되지 못하는 본딩 불량이 발생할 수 있다.
본 발명은 본딩 툴의 변위 발생을 방지하고, 크기를 줄일 수 있는 다이 본딩 헤드를 제공한다.
본 발명은 상기 다이 본딩 헤드를 이용한 다이 본딩 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 다이 본딩 헤드는 다이를 픽업하여 기판에 본딩하기 위한 본딩 툴과, 상기 본딩 툴의 상방에 구비되며, 제1 구동축을 상기 본딩 툴의 중심축 상에 배치하여 상기 다이를 픽업하거나 상기 다이를 상기 기판에 접촉시키기 위해 상기 본딩 툴을 상하 이동시키고, 상기 다이의 본딩을 위해 상기 본딩 툴에 제1 하중을 가하는 갖는 제1 구동부 및 상기 제1 구동부의 상방에 구비되며, 제2 구동축을 상기 본딩 툴의 중심축 상에 배치하여 상기 다이의 본딩을 위해 상기 제1 구동부를 통해 상기 본딩 툴에 상기 제1 하중보다 큰 제2 하중을 가하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제2 구동부의 상기 제2 하중이 상기 제1 구동부를 통해 상기 본딩 툴에 전달되도록 상기 제1 구동축과 상기 제2 구동축은 연결된 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 구동부는 보이스코일 모터를 포함하고, 상기 제2 구동부는 에어 실린더를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 구동부는 상기 제1 구동축의 위치를 검출하여 검출 신호를 출력하는 리니어 엔코더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 구동축은 다각형 모양의 단면을 가지며, 상기 제1 구동부는 상기 제1 구동축을 수용하도록 상기 제1 구동축과 대응하는 다각형 모양의 중공을 가지며, 상기 제1 구동축으로 에어를 분사하여 상기 본딩 툴의 회전 보정시 상기 제1 구동부가 상기 제1 구동축과 동기 회전하도록 하는 에어 베어링을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 다이 본딩 방법은 다이의 종류에 따라 상기 다이의 본딩에 필요한 하중을 판단하는 단계와, 제1 구동부로 본딩 툴을 상하 이동시켜 상기 다이를 픽업하는 단계와, 상기 제1 구동부로 상기 본딩 툴을 하강시켜 상기 다이를 기판에 접촉하는 단계 및 상기 다이의 종류에 따라 상기 본딩 툴에 상기 필요 하중을 가하여 상기 다이를 상기 기판에 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 본딩 단계는, 상기 하중이 제1 하중인 경우 상기 제1 구동부가 상기 본딩 툴에 제1 하중을 가하고, 상기 하중이 상기 제1 하중보다 큰 제2 하중인 경우 제2 구동부가 상기 제1 구동부를 통해 상기 본딩 툴에 상기 제2 하중을 가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제2 구동부가 상기 제2 하중을 가할 때, 상기 제1 구동부가 상기 본딩 툴에 상기 제1 하중을 추가로 가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은 상기 다이를 픽업하는 단계 이후 상기 다이를 기판에 접촉하는 단계 전에, 상기 본딩 툴의 중심축과 연결되는 상기 제1 구동부의 제1 구동축과 상기 제1 구동부를 동기 회전시켜 상기 다이를 회전 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 다이 본딩 헤드 및 이를 이용한 다이 본딩 방법은 본딩 툴, 제1 구동부 및 제2 구동부가 동축 상에 배치된다. 따라서, 다이의 본딩을 위해 본딩 툴에 하중이 가해지더라도 상기 하중에 의해 모멘트가 발생하지 않아 상기 본딩 툴에 변위가 발생하지 않는다. 그러므로, 상기 다이를 상기 기판에 정확하게 본딩할 수 있다.
또한, 상기 제1 구동부가 상대적으로 작은 하중인 제1 하중을 상기 본딩 툴에 가하고, 상기 제2 구동부가 상대적으로 큰 하중인 제2 하중을 상기 본딩 툴에 가한다. 따라서, 상기 다이 본딩 헤드가 가할 수 있는 하중 범위가 넓힐 수 있다.
그리고, 상기 작은 하중인 제1 하중을 가하는 제1 구동부가 상기 본딩 툴을 직접 승강시키므로, 상기 제1 구동부가 상기 본딩 툴에 하중을 가할 때 상기 제2 구동부가 상기 제1 구동부를 지지할 필요가 없다. 따라서, 상기 제2 구동부의 크기를 줄일 수 있으므로, 상기 다이 본딩 헤드의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 다이 본딩 헤드를 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 헤드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A'선을 기준으로 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 다이 본딩 헤드를 이용한 다이 본딩 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 헤드 및 이를 이용한 다이 본딩 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 헤드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A-A'선을 기준으로 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 다이 본딩 헤드(100)는 본딩 툴(110), 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(130)를 포함한다.
본딩 툴(110)은 다이를 픽업하여 기판에 본딩하기 위한 것으로, 본딩 툴(110)은 내부에 진공 라인을 갖는다. 상기 진공 라인을 통해 제공되는 진공력을 이용하여 본딩 툴(110)은 상기 다이를 고정한다. 상기 진공력이 제거되면, 상기 다이는 본딩 툴(110)로부터 분리될 수 있다.
제1 구동부(120)는 본딩 툴(110)의 상방에 구비되며, 제1 구동축(121)을 갖는다. 제1 구동축(121)은 본딩 툴(110)의 중심축 상에 배치되며, 본딩 툴(110)과 연결된다. 제1 구동부(120)는 제1 구동축(121)을 승강시켜 본딩 툴(110)을 승강시킨다. 따라서, 제1 구동부(120)의 구동에 따라 본딩 툴(110)이 상기 다이를 픽업하거나, 상기 다이를 상기 기판에 접촉시킬 수 있다.
또한, 제1 구동부(120)는 제1 구동축(121)을 통해 상기 다이의 본딩을 위해 본딩 툴(110)에 제1 하중을 가할 수 있다. 상기 제1 하중은 상대적으로 작은 하중일 수 있다. 본딩 툴(110)이 상기 다이를 상기 기판에 접촉시킨 상태에서 제1 구동부(120)가 본딩 툴(110)로 상기 제1 하중을 가함으로써 상기 다이를 상기 기판에 본딩할 수 있다.
제1 구동부(120)의 예로는 리니어 모터를 들 수 있다. 구체적으로, 제1 구동부(120)는 보이스 코일 모터일 수 있다.
제1 구동부(120)가 보이스 코일 모터인 경우, 제1 구동축(121)은 코일이 감긴 보빈을 포함하는 가동자일 수 있다. 제1 구동축(121)은 제1 하우징(122)의 내부에 상하 이동 가능하도록 구비된다. 제1 하우징(122)의 내부에는 자석을 포함하는 고정자(123)가 고정될 수 있다. 고정자(123)는 가동자인 제1 구동축(121)을 상하 이동시킨다.
제1 구동부(120)는 제1 하우징(122)에 리니어 엔코더(124)를 더 포함한다.
리니어 엔코더(124)는 제1 구동축(121)의 위치를 검출하고, 상기 검출 신호를 출력한다. 출력된 검출 신호는 본딩 툴(110)의 높이 조절 및 본딩 툴(110)에 가해지는 하중을 조절하는데 이용될 수 있다.
제1 구동부(120)는 제1 에어베어링(125)을 더 포함할 수 있다.
제1 에어베어링(125)은 제1 하우징(122)과 본딩 툴(110) 사이에 구비되며, 본딩 툴(110)과의 연결을 위해 제1 하우징(122)의 외부로 연장된 제1 구동축(121)을 지지한다. 따라서, 제1 에어베어링(125)은 제1 구동축(121)의 흔들림을 방지할 수 있다.
제1 에어베어링(125)의 내부에 위치하는 제1 구동축(121)은 다각형 모양의 단면을 갖는다. 예를 들면, 도 3과 같이 사각형 모양의 단면을 갖거나 삼각형 모양, 오각형 모양 등의 단면을 가질 수 있다. 제1 구동축(121)은 제1 에어베어링(125)의 내부에 위치한 일부 부위만 상기 다각형 모양의 단면을 가질 수도 있지만, 전체 부위가 상기 다각형 모양의 단면을 가질 수도 있다.
이때, 제1 에어베어링(125)도 제1 구동축(121)과 대응하는 다각형 모양의 중공을 갖는다. 도 3과 같이 제1 구동축(121)이 상기 사각형 모양의 단면을 갖는 경우, 제1 에어베어링(125)도 사각형 모양의 중공을 가질 수 있다. 제1 에어베어링(125)은 제1 구동축(121)과 균일한 간격만큼 이격되므로, 제1 에어베어링(125)은 제1 구동축(121)으로 에어를 균일하게 분사할 수 있다.
제1 구동축(121) 및 제1 에어베어링(125)이 대응하는 형상을 가지므로, 제1 에어베어링(125)이 구비된 제1 하우징(122)이 회전할 때 제1 구동축(121)도 같이 회전한다. 즉, 제1 구동부(120)의 내부인 제1 구동축(121)과 외부인 제1 하우징(122)이 동기 회전할 수 있다.
제1 구동축(121)이 회전하면, 제1 구동축(121)에 연결된 본딩 툴(110)도 회전할 수 있다. 따라서, 제1 구동부(120)의 제1 하우징(122)을 회전시켜 본딩 툴(110)을 회전 보정할 수 있다.
베어링(126)은 제1 구동부(120), 구체적으로 제1 하우징(122)을 지지한다. 본딩 툴(110)의 회전 보정을 위해 베어링(126)을 이용하여 제1 구동부(120)를 용이하게 회전시킬 수 있다.
제2 구동부(130)는 제1 구동부(120)의 상방에 구비되며, 제2 구동축(131)을 갖는다. 제2 구동축(131)은 본딩 툴(110)의 중심축 상에 배치된다. 따라서, 본딩 툴(110), 제1 구동축(121) 및 제2 구동축(131)은 동축 상에 배치된다.
제2 구동부(130)는 제2 구동축(131)을 하강시킬 수 있다. 제2 구동축(131)은 하강하면서 상기 다이의 본딩을 위해 본딩 툴(110)에 상기 제1 하중보다 큰 제2 하중을 가할 수 있다. 상기 제2 하중은 상대적으로 큰 하중일 수 있다. 본딩 툴(110)이 상기 다이를 상기 기판에 접촉시킨 상태에서 제2 구동부(130)가 제1 구동부(120)틀 통해 본딩 툴(110)로 상기 제2 하중을 가함으로써 상기 다이를 상기 기판에 본딩할 수 있다.
제2 구동축(131)은 제1 구동축(121)과 연결된 상태를 유지한다. 일 예로, 제2 구동축(131)과 제1 구동축(121)은 제2 구동축(131)의 자중에 의해 단순 접촉될 수 있다. 다른 예로, 제2 구동축(131)과 제1 구동축(121)은 제2 구동축(131)의 하단과 제1 구동축(121)의 상단 사이에 별도로 구비된 자석에 의해 서로 고정될 수 있다. 또 다른 예로, 제2 구동축(131)과 제1 구동축(121)은 일체로 연결될 수 있다.
제2 구동축(131)은 제1 구동축(121)과 연결되므로, 제2 구동부(130)의 상기 제2 하중이 제1 구동부(120)를 통해 본딩 툴(110)에 전달될 수 있다.
본딩 툴(110), 제1 구동축(121) 및 제2 구동축(131)은 동축 상에 배치되므로, 상기 다이의 본딩을 위해 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(130)로부터 본딩 툴(110)로 하중이 가해지더라도 상기 하중에 의해 모멘트가 발생하지 않는다. 따라서, 본딩 툴(110)에 변위가 발생하지 않으므로, 상기 다이를 상기 기판에 정확하게 본딩할 수 있다.
제1 구동부(120) 및 제2 구동부(130)가 상기 제1 하중이나 상기 제2 하중을 본딩 툴(110)에 가할 수 있다. 또한, 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(130)가 상기 제1 하중과 상기 제2 하중을 합한 하중을 본딩 툴(110)에 가할 수 있다. 따라서, 다이 본딩 헤드(100)가 가할 수 있는 하중 범위를 넓힐 수 있다.
상기 작은 하중인 제1 하중을 가하는 제1 구동부(120)가 본딩 툴(110)을 직접 승강시킨다. 그러므로, 제1 구동부(120)가 본딩 툴(110)에 하중을 가할 때 제2 구동부(130)가 제1 구동부(120)의 제1 하중을 견딜 필요가 없다. 따라서, 제2 구동부(130)의 크기를 줄일 수 있고, 다이 본딩 헤드(100)의 크기를 감소시킬 수 있다.
제2 구동부(130)의 예로는 실린더를 들 수 있다. 구체적으로, 제2 구동부(130)는 에어 실린더일 수 있다.
제2 구동부(130)가 상기 에어 실린더인 경우, 제2 구동축(131)은 로드일 수 있다. 제2 구동축(131)은 제2 하우징(132)의 내부에 상하 이동 가능하도록 구비된다. 제2 하우징(132)의 내부로 에어를 공급하여 제2 구동축(131)을 하강 이동시킬 수 있다. 제2 구동축(131)은 제1 구동축(121)과 연결되어 있으므로, 제1 구동부(120)에서 제1 구동축(121)이 상승함에 따라 제2 구동축(131)도 상승 이동할 수 있다. 그러므로, 상기 에어 실린더는 상기 에어를 공급하여 제2 구동축(131)을 한 방향(하강)으로 이동시키는 단동 에어실린더일 수 있다.
한편, 상기 에어 실린더로 에어를 공급하여 상기 로드를 양방향 이동, 즉 상승과 하강시킬 수 있는 복동 에어 실린더가 사용될 수도 있다.
제2 구동부(130)는 제2 에어베어링(133)을 더 포함할 수 있다.
제2 에어베어링(133)은 제2 하우징(132)의 내부에 구비되어 제2 구동축(131)의 이동을 가이드한다. 제2 에어베어링(133)이 제2 구동축(131)과 제2 하우징(132)의 마찰력을 최소화한다. 따라서, 제2 구동부(130)는 상기 제2 하중을 정밀하게 제어할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 다이 본딩 헤드를 이용한 다이 본딩 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 상기 다이 본딩 방법은 다음과 같다.
먼저, 다이의 종류에 따라 상기 다이의 본딩에 필요한 하중을 판단한다.(S110)
상기 다이의 종류마다 크기나 두께가 다르다. 상기 다이의 크기가 작거나 두께가 얇은 경우, 상기 다이의 본딩에 상대적으로 작은 하중인 제1 하중이 요구될 수 있다. 상기 다이의 크기가 크거나 두께가 두꺼운 경우, 상기 다이의 본딩에 상대적으로 큰 하중인 제2 하중이 요구될 수 있다.
제1 구동부(120)로 본딩 툴(10)을 상하 이동시켜 상기 다이를 픽업한다.(S120)
구체적으로, 제1 구동부(120)가 본딩 툴(110)을 하강시켜 상기 다이에 접촉시킨다. 본딩 툴(110)은 진공력을 이용하여 상기 다이를 고정한다. 이후, 제1 구동부(120)가 본딩 툴(110)을 상승시킴으로써 상기 다이 픽업을 수행한다.
한편, 상기 다이의 종류에 따라 본딩 툴(110)이 상기 다이를 고정하기 위한 상기 진공력의 크기가 조절될 수 있다.
또한, 리니어 엔코더(124)로 제1 구동축(121)의 위치를 검출하고, 상기 검출 신호를 이용하여 제1 구동축(121)과 연결된 본딩 툴(110)의 높이를 조절할 수 있다.
상기 다이 픽업이 이루어지면, 상기 다이를 회전 보정한다.(S130)
본딩 툴(110)에 고정된 상기 다이를 카메라(미도시)로 촬영하여 상기 다이의 위치가 기 설정된 기준 위치에 대해 틀어진 각도를 확인한다. 상기 다이의 틀어진 각도만큼 제1 구동부(120), 구체적으로, 제1 구동부(120)의 제1 하우징(122)을 회전시킨다.
제1 구동부(120)의 내부인 제1 구동축(121)과 외부인 제1 하우징(122)이 동기 회전하므로, 제1 하우징(122)을 상기 틀어진 각도만큼 회전시키면 제1 구동축(121)도 상기 틀어진 각도만큼 회전될 수 있다. 제1 구동축(121) 및 제1 에어베어링(125)이 대응하는 형상을 가지므로, 제1 에어베어링(125)이 구비된 제1 하우징(122)이 회전할 때 제1 구동축(121)도 같이 회전한다. 즉, 제1 구동부(120)의 내부인 제1 구동축(121)과 외부인 제1 하우징(122)이 동기 회전할 수 있다.
제1 구동축(121)이 본딩 툴(110)의 중심축과 연결되므로, 제1 구동축(121)이 상기 틀어진 각도만큼 회전하면, 본딩 툴(110)과 본딩 툴(110)에 고정된 상기 다이도 상기 틀어진 각도만큼 회전될 수 있다. 그러므로, 상기 다이를 회전 보정할 수 있다.
상기 다이 회전 보정이 이루어진 후, 제1 구동부(120)로 본딩 툴(110)을 하강시켜 상기 다이를 기판에 접촉한다.(S140)
제1 구동부(120)가 제1 구동축(121)을 하강시키면서 리니어 엔코더(124)로 제1 구동축(121)의 위치를 검출한다. 상기 검출 신호를 이용하여 제1 구동축(121)의 위치를 정확하게 제어하여 상기 다이에 하중이 가해지지 않으면서 상기 다이가 상기 기판과 접촉하도록 본딩 툴(110)의 높이를 조절할 수 있다.
이후, 본딩 툴(110)에 하중을 가하여 상기 다이를 상기 기판에 본딩한다.(S150)
구체적으로, 상기 다이의 크기가 작거나 두께가 얇아 상기 제1 하중이 요구되는 경우, 제1 구동부(120)가 제1 구동축(121)을 통해 본딩 툴(110)에 상기 제1 하중을 가한다.
상기 다이의 크기가 크거나 두께가 두꺼워 상기 제2 하중이 요구되는 경우, 제2 구동부(130)가 제1 구동부(120)를 통해 본딩 툴(110)에 상기 제2 하중을 가한다. 제2 구동축(131)은 본딩 툴(110)의 중심축 상에 배치되면서 제1 구동축(121)과 연결되므로, 제2 구동부(130)는 상기 제2 하중을 제1 구동부(120)를 통해 본딩 툴(110)에 제공할 수 있다.
한편, 제2 구동부(130)가 상기 제2 하중을 가할 때, 제1 구동부(120)도 본딩 툴(110)에 상기 제1 하중을 추가로 가할 수 있다. 따라서, 본딩 툴(110)에 보다 큰 하중을 가할 수 있다. 그러므로, 본딩 툴(110)에 가해지는 하중의 범위를 넓힐 수 있다.
제1 구동축(121)과 제2 구동축(131)이 본딩 툴(110)의 중심축 상에 배치되므로, 본딩 툴(110), 제1 구동축(121) 및 제2 구동축(131)은 동축 상에 배치된다. 그러므로, 상기 다이의 본딩을 위해 제1 구동부(120) 및 제2 구동부(130)로부터 본딩 툴(110)로 하중이 가해지더라도 상기 하중에 의해 모멘트가 발생하지 않는다. 따라서, 본딩 툴(110)에 변위가 발생하지 않으므로, 상기 다이를 상기 기판에 정확하게 본딩할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다이 본딩 헤드는 상대적으로 큰 하중을 가하는 제2 구동부의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 상기 다이 본딩 헤드의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 상기 다이 본딩 헤드의 크기를 줄일 수 있으므로, 상기 다이 본딩 헤드를 X축 및 Y축의 수평 방향으로 이동시켜 다이의 본딩 위치를 용이하게 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 다이 본딩 헤드 및 다이 본딩 방법은 본딩 툴, 제1 구동축 및 제2 구동축을 동축 상에 배치하여 상기 다이의 본딩을 위해 상기 본딩 툴에 가해지는 하중에 의한 모멘트 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 다이를 상기 기판에 정확하게 본딩할 수 있고, 상기 다이 본딩 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 다이 본딩 헤드 및 다이 본딩 방법은 상대적으로 작은 하중과 상대적으로 큰 하중을 분리하여 제공함으로써 상기 다이 본딩을 위해 가할 수 있는 하중 범위를 넓힐 수 있다. 따라서, 다양한 종류의 다이들을 상기 기판에 본딩할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 다이 본딩 헤드 110 : 본딩 툴
120 : 제1 구동부 121 : 제1 구동축
122 : 제1 하우징 123 : 자석
124 : 리니어 엔코더 125 : 제1 에어베어링
126 : 베어링 130 : 제2 구동부
131 : 제2 구동축 132 : 제2 하우징
133 : 제2 에어베어링

Claims (9)

  1. 다이를 픽업하여 기판에 본딩하기 위한 본딩 툴;
    상기 본딩 툴의 상방에 구비되며, 제1 구동축을 상기 본딩 툴의 중심축 상에 배치하여 상기 다이를 픽업하거나 상기 다이를 상기 기판에 접촉시키기 위해 상기 본딩 툴을 상하 이동시키고, 상기 다이의 본딩을 위해 상기 본딩 툴에 제1 하중을 가하는 갖는 제1 구동부; 및
    상기 제1 구동부의 상방에 구비되며, 제2 구동축을 상기 본딩 툴의 중심축 상에 배치하여 상기 다이의 본딩을 위해 상기 제1 구동부를 통해 상기 본딩 툴에 상기 제1 하중보다 큰 제2 하중을 가하는 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 구동부의 상기 제2 하중이 상기 제1 구동부를 통해 상기 본딩 툴에 전달되도록 상기 제1 구동축과 상기 제2 구동축은 연결된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 헤드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 구동부는 보이스코일 모터를 포함하고, 상기 제2 구동부는 에어 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 헤드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 구동부는 상기 제1 구동축의 위치를 검출하여 검출 신호를 출력하는 리니어 엔코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 헤드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 구동축은 다각형 모양의 단면을 가지며,
    상기 제1 구동축을 수용하도록 상기 제1 구동축과 대응하는 다각형 모양의 중공을 가지며, 상기 제1 구동축으로 에어를 분사하여 상기 본딩 툴의 회전 보정시 상기 제1 구동부가 상기 제1 구동축과 동기 회전하도록 하는 에어 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 헤드.
  6. 다이의 종류에 따라 상기 다이의 본딩에 필요한 하중을 판단하는 단계;
    제1 구동부로 본딩 툴을 상하 이동시켜 상기 다이를 픽업하는 단계;
    상기 제1 구동부로 상기 본딩 툴을 하강시켜 상기 다이를 기판에 접촉하는 단계; 및
    상기 다이의 종류에 따라 상기 본딩 툴에 상기 필요 하중을 가하여 상기 다이를 상기 기판에 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 본딩 단계는, 상기 하중이 제1 하중인 경우 상기 제1 구동부가 상기 본딩 툴에 제1 하중을 가하고, 상기 하중이 상기 제1 하중보다 큰 제2 하중인 경우 제2 구동부가 상기 제1 구동부를 통해 상기 본딩 툴에 상기 제2 하중을 가하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 구동부가 상기 제2 하중을 가할 때, 상기 제1 구동부가 상기 본딩 툴에 상기 제1 하중을 추가로 가하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 다이를 픽업하는 단계 이후 상기 다이를 기판에 접촉하는 단계 전에, 상기 본딩 툴의 중심축과 연결되는 상기 제1 구동부의 제1 구동축과 상기 제1 구동부를 동기 회전시켜 상기 다이를 회전 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
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