KR20160104519A - 디스플레이용 프리 본딩 장치 - Google Patents

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    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs

Abstract

본 발명은 디스플레이용 프리 본딩 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이용 셀에 칩을 프리 본딩하는 장치에 있어서, 복수개의 제 1, 2모터부 일체로 구성하여, 제 1모터부를 이용해서는 칩을 셀의 위치에 상, 하 위치조절하고, 제 2모터부를 이용해서는 칩을 회전방향으로 회전시키며 위치보정할 수 있도록 한 후, 이러한 칩을 셀에 가압하여 프리 본딩처리할 수 있도록 한 디스플레이용 프리 본딩 장치에 관한 것이다.

Description

디스플레이용 프리 본딩 장치{PRE BONDING APPARATUS}
본 발명은 이송된 디스플레이용 칩을 셀에 프리본딩시, 복수개의 모터부를 이용해, 칩의 위치를 셀의 사전설정 본딩위치에 맞춰, 손쉽고 용이하게 상, 하(Z축) 조절 및 회전(Z축)시키며 위치보정하여, 프리본딩 공정을 진행할 수 있도록 한 디스플레이용 프리 본딩 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광선의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하며, 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT) 기판 사이에 액정을 포함하여, 직접 화상을 표시하는 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널을 동작시키기 위한 드라이브 칩(Chip-IC)과, 상기 드라이브 칩과 전기적으로 연결되는 연성 인쇄 회로 기판, 액정 표시 장치의 광원으로 사용되는 백라이트를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 액정 표시 장치의 각 구성요소를 하나로 체결하기 위한 샤시로 구성된다.
여기서 박막 트랜지스터 기판과 드라이브 칩을 본딩시키는 방법으로는 COG(Chip On Glass), COP(Chip On Plastic), FOG(Film On Glass), TAB(Tape Automated Bonding) 등 다양한 공정이 있다.
일반적으로 COG 공정은 액정 셀 상에 드라이브 칩을 본딩시키는 공정으로서 가압착 공정과 본압착 공정으로 구분된다. 가압착 공정은 이방성 전도필름(Anisotropic Conductive Film)을 이용하여 액정 셀 상에 드라이브 칩을 접착하는 공정이다.
본압착 공정은 가압착 공정을 통해 액정 셀 상에 드라이브 칩이 접착된 상태에서 본압착 툴을 이용하여 일정 온도 및 일정압력에서 상기 드라이브 칩을 액정 셀 상에 압착시키는 공정이다.
이러한 본딩 공정중, 셀에 칩을 가압하여 본딩하는 프리 본딩시, 칩을 셀의 사전설정 프리본딩 위치에 더욱 정확하면서 용이하고 손쉽게 위치제어시킬 수 있는 개선된 프리 본딩 장치의 개발이 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 칩을 셀에 프리 본딩하는 공정에 있어서, 복수개의 제 1, 2모터부를 장착하여, 제 1모터부로는 칩이 장착된 부분을 셀의 프리 본딩 위치에 상, 하 위치조절할 수 있도록 하면서, 제 2모터부로는 칩이 장착된 실린더 및 가이드 부분을 회전시켜 T축 방향으로도 위치보정할 수 있도록 한 디스플레이용 프리 본딩 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 이송되어진 디스플레이용 칩(Chip-IC, C)을 셀(Cell) 상면에 실장하기 위한 프리 본딩 장치에 있어서, 거치대 일면에 장착되는 제 1모터부(10); 상기 제 1모터부(10)에 동력전달가능하게 연결되어, 상기 제 1모터부(10)의 작동으로 상, 하 이동되며 위치조절되는 메인 홀더부(20); 상기 메인 홀더부(20) 내에 설치되는 실린더부(30); 상기 실린더부(30) 내에 일단이 내입되고, 외부 토출되는 타단에는 칩이 장착되되, 상, 하로 유동가능하게 설치되어, 칩이 셀 상면에 가압되며 프리본딩되도록 하는 가이드(40); 상기 메인 홀더부(20)의 상부에서 실린더부(30)에 연결설치되어, 실린더부(30)를 회전시킴으로써, 셀이 장착된 가이드(40)가 회전방향인 Z축 방향으로 회전하면서 칩이 셀 상면에 대응되도록 위치조절하는 제 2모터부(50); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 복수개의 모터부를 이용하여, 셀에 프리 본딩되는 칩의 상, 하 위치 및 회전방향으로의 위치보정을 용이하고 손쉽게 자동으로 시행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 프리 본딩을 위한 장치의 구성을 단일의 개체로 일체화하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이용 프리 본딩 장치를 나타낸 일실시예의 정면도.
도 2는 도 1의 A-A 선도.
도 3은 도 1의 B-B 선도.
도 4는 본 발명에 다른 디스플레이용 프리 본딩 장치를 나타낸 일실시예의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 제 1모터부에 의한 메인 홀더부 승, 하강 모습을 나타낸 일실시예의 사시도.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 일실시예를 살펴보면, 이송되어진 디스플레이용 칩(Chip-IC, C)을 셀(Cell) 상면에 실장하기 위한 프리 본딩 장치에 있어서, 거치대 일면에 장착되는 제 1모터부(10); 상기 제 1모터부(10)에 동력전달가능하게 연결되어, 상기 제 1모터부(10)의 작동으로 상, 하 이동되며 위치조절되는 메인 홀더부(20); 상기 메인 홀더부(20) 내에 설치되는 실린더부(30); 상기 실린더부(30) 내에 일단이 내입되고, 외부 토출되는 타단에는 칩이 장착되되, 상, 하로 유동가능하게 설치되어, 칩이 셀 상면에 가압되며 프리본딩되도록 하는 가이드(40); 상기 메인 홀더부(20)의 상부에서 실린더부(30)에 연결설치되어, 실린더부(30)를 회전시킴으로써, 셀이 장착된 가이드(40)가 회전방향인 Z축 방향으로 회전하면서 칩이 셀 상면에 대응되도록 위치조절하는 제 2모터부(50); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드(40)는 실린더부(30)로 유입출되는 외부의 공압에 의해, 승강 또는 하강되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 홀더부(20)의 상, 하 위치를 감지하여, 칩의 Z축 위치를 확인하는 Z축 센서부(70); 가 더 구비되되, 상기 Z축 센서부(70)는 메인 홀더부(20)의 일측으로 연장형성되는 감지편(71); 상기 감지편(71)을 감지하기 위해, 거치대 일면에서 감지편(71)의 상, 하 이동경로에 상호간 이격되어 설치되는 복수개의 Z축 센서(72); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실린더부(30)의 수직방향인 T축 회전범위가 사전설정범위를 벗어나지 않도록 단속하기 위해, 실린더부(30) 외주연에 돌출된 단속돌기(81)의 회전경로에 맞춰 메인 홀더부(20) 내에 고정설치됨으로써, 실린더부(30)의 회전을 제한하는 스톱퍼(82);가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실린더부(30) 외주연에 돌출된 단속돌기(81)의 일측에 대응되도록 메인 홀더부(20) 내에 설치되어, 단속돌기(81)와 접촉된 상태로 단속돌기(81)를 항시 일측으로 밀어줌으로써, 상기 제 2모터부(50)에 연결된 감속장치(60)의 백래쉬(Back Lash)를 감소시킬수 있도록 하는 스프링 플런저(83)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 바람직한 실시예에 따른 디스플레이용 프리 본딩 장치를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이용 프리 본딩 장치는 제 1모터부(10), 메인 홀더부(20), 실린더부(30), 가이드(40), 제 2모터부(50)를 포함한다.
상기 제 1모터부(10)는 지면에 직립설치되는 거치대의 일면에 설치되는 것으로, 본 발명에서의 이러한 제 1모터부(10)는 모터축이 하측을 향해 위치되도록 하고, 이러한 모터축에 볼 스크류(11)가 직립으로 연결설치되어 회전될 수 있도록 한다.
상기 메인 홀더부(20)는 내부가 비어있는 관체형상의 전단 홀더(21)와, 이러한 전단 홀더(21)의 일면에 일체로 직립형성되는 판재 형상이면서, 국부적으로 내부가 비어있는 후단 홀더(22)로 이루어지는데, 이 중 후단 홀더(22) 부분이 전술된 제 1모터부(10)(더욱 자세히는 볼 스크류(11))에 다양한 동력전달수단에 의해 동력전달가능하게 연결됨으로써, 상기 제 1모터부(10)의 작동(회전)시 메인 홀더부(20)가 거치대의 일면에서 상, 하로 이동되면서 높이의 위치조절이 가능해지도록 한다.
즉, 상기 메인 홀더부(20)는 전술된 제 1모터부(10)와 함께 후술될 제 2모터부(50)를 상호간 일체화 시키는 것이면서, 제 1모터부(10)에 의해 상, 하 위치조절되어, 결국, 메인 홀더부(20)에 설치되는 실린더부(30)와 가이드(40) 및 가이드(40)에 장착되는 디스플레이용 칩(Chip-IC, C)의 위치를 상, 하 조절할 수 있게 하는 것이다.
또한 이렇게 상, 하 이동되는 메인 홀더부(20)의 위치를 제한 또는 확인하여, 결국 칩의 수직방향(Z축) 위치를 확인할 수 있도록 하기 위해, 본 발명에서는 Z축 센서부(70)를 더 구비하게 되는데, 상기 Z축 센서부(70)는 감지편(71)과 Z축 센서(72)로 이루어진다.
상기 감지편(71)은 전술된 메인 홀더부(20)의 일측으로 연장돌출되는 것이고, Z축 센서(72)는 거치대 일면에서 감지편(71)의 상, 하 이동경로에 상호간 이격되어 설치되는 것으로, 메인 홀더부(20)가 상, 하로 이동시 감지편(71) 또한 동반움직이면서 복수개의 Z축 센서(72)에 의해 위치가 감지되도록 한 것이다.
상기 실린더부(30)는 전술된 메인 홀더부(20)의 내부에 설치되는 것으로서, 이러한 실린더부(30)는 내부에 빈공간을 형성하는 상단 몸체(31)(ex: 커플링)와, 상기 상단 몸체(31)의 하단에 연결되어 일체를 이루면서 내부에 빈공간을 형성하는 하단 몸체(33)(ex: 베어링 쉐프트)로 이루어진다.
또한, 이러한 실린더부(30)는 후술될 제 2모터부(50)가 메인 홀더부(20)의 상단에 설치됨으로써, 제 2모터부(50)에 의해 메인 홀더부(20) 내에서 회전가능(연속회전이 아닌 소정각도 좌, 우 회전)하게 메인 홀더부(20)의 내부에 설치된다.
더불어, 이러한 실린더부(30)는 외주연에 외부를 향해 지면과 수평형태로 이루는 단속돌기(81)가 돌출형성되어 있도록 하는데, 물론, 실린더부(30)가 내설되어 있는 메인 홀더부(20)의 외주연에도 이러한 단속돌기(81)가 외부로 돌출될 수 있도록, 후단 홀더(22)와 연결되는 전단 홀더(21) 외주면에서. 후단 홀더(22)의 비어있는 내부를 향해 연통되는 개구부(23)가 국부적으로 개구되어 있도록 한다. 또한, 이렇게 단속돌기(81)가 내입된 후단 홀더(22)의 내부 일측에는 스톱퍼(82)가 단속돌기(81)와 대응되도록 돌출형성되어 있도록 한다.
즉, 상기 실린더부(30)가 후술될 제 2모터부(50)에 의해 회전시, 회전방향(T축) 범위가 사전설정범위를 벗어나지 않도록 단속하기 위해, 실린더부(30) 외주연에 돌출된 단속돌기(81)의 회전경로에 맞춰, 단속돌기(81)가 끼워져 돌출되어 있는 메인 홀더부(20) 내에(더욱 자세히는 후단 홀더(22) 내) 스톱퍼(82)를 고정설치함으로써, 실린더부(30)가 일정각도 회전 후 단속돌기(81)가 스톱퍼(82)에 부딪히며 더 이상 회전되지 않도록 단속될 수 있도록 한 것이다.
또한, 후단 홀더(22)의 내부에는 전술된 스톱퍼(82)의 맞은편(스톱퍼(82)의 대향편)에 스프링 플런저(Spring Plunger(또는 Shock Absorber), 83)가 설치되어, 전술된 실린더부(30) 외주연의 단속돌기(81) 일측(ex: 우측)에 접촉되면서 항시 단속돌기(81, 또는 실린더부(30))를 스톱퍼(82) 측으로 밀어줄 수 있도록 한다. 다시 말해 스프링 플런저(83)의 단부가 항시 단속돌기(81)의 일측에 밀착된 상태로, 단속돌기(81)가 좌, 우 회전되는 형태를 가지도록 한 것이다.
이는, 칩(C)의 위치를 셀의 사전설정 본딩위치에 정확히 대응되도록 맞춰 위치조절하는 제 2모터부(50)의 회전력이, 실린더부(30)(상단 몸체(31) 및 하단 몸체(33)), 가이드(40), 흡착수단(41)까지 순차적으로 전달될시, 상기의 실린더부(30), 가이드(40), 흡착수단(41)들이 미세정렬되어야만, 칩(C)의 위치를 미세조정할 수 있게 되는데, 회전력을 전달하기 위한 제 2모터부(50)의 하단에 일체로 설치된 감속장치(60)의 백래쉬(Back Lash, 감속장치 내 기어간 유격(공간)이 발생, 널리 공지된 사항) 발생으로 인해, 확실한 미세정렬이 어려웠지만, 이러한 스프링 플런저(83)가, 회전되는 실린더부(30)의 외주연에 돌출된 단속돌기(81)에 항시 밀착되어, 회전경로에 맞춰 단속돌기(81)를 일방향을 향해 밀어줌으로써, 이러한 감속장치(60)의 백래쉬를 최소화시킬 수 있게 되어, 칩의 위치를 셀의 사전설정 본딩위치에 정확히 대응시키는 위치조절이 정확해지는 것이다.
상기 가이드(40)는 일단이 실린더부(30) 내부(상단 몸체(31) 내부)에 있는 실린더 로드(32)에 연결되도록 내입되고, 이러한 실린더부(30)의 하단 몸체(33) 하측으로 돌출되어 형태를 가진다.
또한, 이렇게 개구된 실린더부(30)의 하단부로 외부 돌출된 가이드(40)의 최하단에는 셀에 프리 본딩되기 위한 칩이 수평장착되어 있도록 하는데, 이러한 칩의 경우, 별도의 이송수단을 통해 이러한 가이드(40)의 최하단에 위치되어지면, 상기 가이드(40)는 최하단측에 설치된 흡착수단(41)으로 칩을 진공흡입하여, 상기 가이드(40)의 최하단에 밀착되어 위치되는 형태를 가지도록 한다. (물론, 이러한 진공흡착을 위한 공압장치는 외부에 별도로 구비되어, 가이드(40) 최하단의 진공수단에 연결되어 있어야 함은 당연할 것이다.)
더불어, 이러한 가이드(40)는 최하단에 칩을 밀착시켜 장착한 다음, 프리 본딩 대상물인 셀의 상면측 사전프리본딩 위치에 대응위치되면, 칩을 셀 상면에 눌러 가압하면서 프리 본딩을 하게 되는데, 이를 위해 가이드(40) 자체가 상, 하로 유동되면서 칩을 셀 상면에 가압하게 되는 것이고, 이러한 가이드(40)의 상, 하 유동은, 가이드(40) 일단이 내설되어 있는 실린더부(30) 내부로 공압이 유입되거나 외부로 배출됨에 따라 이러한 작동이 이루어지는것으로, 이를 위한 공압장치(ex: 에어 실린더)는 외부에 별도 설치되어 가이드(40)의 일단이 실린더 로드(32)와 연결되어 있는, 실린더부(30)의 상단 몸체(31)의 비어있는 내부와 연결되어 있어야 함은 당연하다.
상기 제 2모터부(50)는 전술된 바와 같이, 실린더부(30)의 상단에 설치되는 것으로, 본 발명에서는 이러한 제 2모터부(50)의 축에 감속장치(60)를 더 연결설치한 후, 이러한 감속장치(60)가 메인 홀더부(20)의 실린더부(30)와 동력(회전력)전달가능하게 연결되어 있도록 함으로서, 제 2모터부(50)의 회전력에 의해 실린더부(30)가 일방향으로 소정각도 회전되고, 실린더부(30)의 소정각도 회전으로 가이드(40) 최하단측에 있는 칩을 셀의 설치위치에 맞게 위치보정할 수 있게 되는 것이다.
더불어, 본 발명에서는 제 2모터부(50)의 모터축 부분부터, 감속장치(60) 및 실린더부(30)를 외부의 충격 및 이물질로부터 보호하기 위해 커버(90)가 더 설치될 수 있음이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 제 1모터부 11: 볼 스크류
20: 메인 홀더부 21: 전단 홀더
22: 후단 홀더 23: 개구부
30: 실린더부 31: 상단 몸체
32: 실린더 로드 33: 하단 몸체
40: 가이드 41: 흡착수단
50: 제 2모터부 60: 감속장치
70: Z축 센서부 71: 감지편
72: Z축 센서 81: 단속돌기
82: 스톱퍼 83: 스프링 플런저
90: 커버
C: 칩

Claims (5)

  1. 이송되어진 디스플레이용 칩(Chip-IC, C)을 셀(Cell) 상면에 실장하기 위한 프리 본딩 장치에 있어서,
    거치대 일면에 장착되는 제 1모터부(10);
    상기 제 1모터부(10)에 동력전달가능하게 연결되어, 상기 제 1모터부(10)의 작동으로 상, 하 이동되며 위치조절되는 메인 홀더부(20);
    상기 메인 홀더부(20) 내에 설치되는 실린더부(30);
    상기 실린더부(30) 내에 일단이 내입되고, 외부 토출되는 타단에는 칩이 장착되되, 상, 하로 유동가능하게 설치되어, 칩이 셀 상면에 가압되며 프리본딩되도록 하는 가이드(40);
    상기 메인 홀더부(20)의 상부에서 실린더부(30)에 연결설치되어, 실린더부(30)를 회전시킴으로써, 셀이 장착된 가이드(40)가 회전하면서 칩이 셀 상면에 대응되도록 위치조절하는 제 2모터부(50);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 프리 본딩 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드(40)는
    실린더부(30)로 유입출되는 외부의 공압에 의해, 승강 또는 하강되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 프리 본딩 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 홀더부(20)의 상, 하 위치를 감지하여, 칩의 Z축 위치를 확인하는 Z축 센서부(70); 가 더 구비되되,
    상기 Z축 센서부(70)는
    메인 홀더부(20)의 일측으로 연장형성되는 감지편(71);
    상기 감지편(71)을 감지하기 위해, 거치대 일면에서 감지편(71)의 상, 하 이동경로에 상호간 이격되어 설치되는 복수개의 Z축 센서(72);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 프리 본딩 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실린더부(30)의 수직방향인 T축 회전범위가 사전설정범위를 벗어나지 않도록 단속하기 위해, 실린더부(30) 외주연에 돌출된 단속돌기(81)의 회전경로에 맞춰 메인 홀더부(20) 내에 고정설치됨으로써, 실린더부(30)의 회전을 제한하는 스톱퍼(82);
    가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 프리 본딩 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 실린더부(30) 외주연에 돌출된 단속돌기(81)의 일측에 대응되도록 메인 홀더부(20) 내에 설치되어, 단속돌기(81)와 접촉된 상태로 단속돌기(81)를 항시 일측으로 밀어줌으로써, 상기 제 2모터부(50)에 연결된 감속장치(60)의 백래쉬(Back Lash)를 감소시킬수 있도록 하는 스프링 플런저(83)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 프리 본딩 장치.
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