KR20200128325A - 마이크로 led 소자용 본딩장치 및 마이크로 led 소자용 본딩 방법 - Google Patents

마이크로 led 소자용 본딩장치 및 마이크로 led 소자용 본딩 방법 Download PDF

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KR20200128325A
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이창복
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 LED 본딩장치는, 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자 본딩장치로서, 트레이 공급반출부, 칩캐리어 버퍼부, 캐리어픽커, 캐리어 회수픽커, 마이크로 LED 소자 분리부, 본딩픽커, 클리너부, 스탬프 교체부, PCB 스테이지가 상기 마이크로 LED 소자 본딩장치의 전방에 구비되어 전방에서 교체, 분리 또는 수리 작업을 수행할 수 있으며, 본딩 픽커는 X축 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 마이크로 LED 소자 분리부와 PCB 스테이지가 동일한 Y축 가이드레일에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되어 본딩픽커의 안정성을 도모하고 본딩이 완료된 후에는 포스트 본딩비전을 통해 PCB를 검사할 수 있어 본딩픽커의 공정에 영향을 주지 않아 UPH를 향상시킬 수 있는 마이크로 LED 소자 본딩장치를 제공할 수 있다.

Description

마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법{BONDING APPARATUS FOR MICRO LED DEVICE AND BONDING METHOD FOR MICRO LED DEVICE}
본 발명은 기판에 안착된 마이크로 소자를 PCB에 안착시켜 본딩시키는 마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법에 관한 것이다.
전자 기기의 고기능화의 추세에 따라, 반도체, LED 등 소자들은 점점 소형화되고 있으며, 근래에는, 수백 ㎛ 이하의 크기를 갖는 소자, 즉, 마이크로 단위의 소자가 이용되고 있다. 이처럼, 소자의 소형화가 마이크로 단위까지 진행됨에 따라, 마이크로 LED 소자를 PCB 등과 같은 회로기판에 부착하기 위한 본딩 공정은 매우 정밀한 공정을 요구하게 되었다.
종래의 본딩장치에 대한 특허로는 한국등록특허 제10-1425613호(이하, '특허문헌 1'이라 한다)에 기재된 것이 공지되어 있다. 특허문헌 1의 본딩장치는, 웨이퍼로부터 반도체 칩을 픽업하는 픽커유닛과, 픽커유닛으로부터 반도체 칩을 픽업하여 기판에 실장하는 본딩 픽커와, 별도의 이송 수단에 의해 웨이퍼를 픽커유닛이 위치하는 곳으로 공급하는 웨이퍼 공급부를 포함하여 구성된다.
위와 같은 구성을 갖는 본딩장치는, 픽커유닛이 웨이퍼 공급부에 의해 공급된 웨이퍼 상에서 반도체 칩을 픽업하고, 본딩 픽커가 상기 반도체 칩을 픽업하여 기판에 실장하게 된다. 이러한 본딩장치의 구성을 그대로 채용할 경우, 반도체 칩의 크기가 수백 ㎛이하(이하, '마이크로 LED 소자'라 한다)이므로, 픽커유닛에 의해 마이크로 LED 소자를 픽업하여 전사할 때, 본딩 픽커가 반도체 칩을 하나씩 픽업 및 핸들링하기 때문에 수천~수만개의 마이크로 LED 소자를 하나씩 핸들링하기에는 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 본딩장치를 구성하는 각각의 파트들이 공정 순서대로 인라인 배치되거나, 장비의 전방과 후방에 나뉘어 구성부가 배치되는 경우에는 작업자가 작업중에도 수시로 장비의 전면과 후면을 수시로 이동하며 교체, 분리 또는 AS 등의 작업을 수행해야 하는 불편함이 있었다.
이처럼 마이크로 LED 소자를 기판에 실장하기 위해서는 새로운 형태의 본딩장치를 개발할 필요가 있다.
한국등록특허 제10-1425613호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수천~수만개 단위로 공급되는 마이크로 LED 소자의 픽업시 발생되는 정렬 위치 오차를 방지하여, 정밀한 본딩 공정을 수행할 수 있는 마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 마이크로 LED 소자용 본딩장치를 구성하는 구성부들을 장비의 전방에 집적되도록 효율적으로 배치함으로써 작업자가 동일한 작업영역 상에서 교체, 분리 또는 AS 등의 수리 작업을 수행하는 것을 목적으로 한다
또한, 본 발명은 포스트 본딩비전을 별도로 구비함으로써 본딩헤드의 작업에 영향을 주지 않고 UPH를 향상시킬 수 있는 마이크로 LED 소자용 본딩장치 및 마이크로 LED 소자용 본딩 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자 본딩장치로서, 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이를 공급하고 빈트레이를 회수하는 트레이 공급반출부; 상기 캐리어를 픽업하는 캐리어픽커에 의해 상기 캐리어가 전달되는 칩캐리어버퍼부; 상기 캐리어픽커에 의해 상기 칩캐리어버퍼부에 전달된 캐리어가 전달되고, 상기 캐리어를 흡착하며 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 마이크로 LED 소자 분리부; 상기 마이크로 LED 소자 분리부에 흡착된 캐리어로부터 복수개의 마이크로 LED 소자를 픽업하여 PCB에 본딩시키기 위하여 하부에 탈부착 가능하게 장착되는 스탬프 패드를 구비하는 본딩헤드와, 상기 본딩헤드의 일측에 마련되어 상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 마이크로 LED 소자의 위치 정보 및 PCB의 본딩될 영역에 대한 위치 정보를 획득하는 본딩비전을 구비하며, X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 본딩픽커; 상기 마이크로 LED 소자 분리부의 일측에 구비되어 함께 Y축 방향으로 이송 가능하며, 상기 본딩헤드에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 획득하기 위한 업룩킹 비전; 상기 본딩헤드에 의해 상기 마이크로 LED 소자가 상기 캐리어로부터 분리된 후 상기 마이크로 LED 소자 분리부 상의 빈 캐리어를 회수하는 캐리어 회수픽커; 상기 본딩헤드에 의해 캐리어로부터 분리된 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 공급하고, 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB를 반출하는 PCB 공급반출부; 상기 PCB 공급반출부로 부터 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 픽업하고, X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB로딩픽커; 상기 PCB로딩픽커에 픽업된 상기 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB가 전달되고, Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB 스테이지; 상기 PCB 스테이지의 이동경로의 상부에 구비되어, 상기 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB의 본딩 상태를 검사하기 위한 포스트 본딩비전; 상기 포스트 본딩비전에 의해 본딩 상태 검사가 완료된 PCB를 픽업하여 상기 PCB 공급반출부로 반출하기 위해 X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB언로딩픽커; 상기 본딩이 완료된 본딩헤드를 클리닝하기 위한 클리너부; 및 상기 본딩헤드의 하부로부터 사용된 스탬프 패드를 분리하여 스탬프 스택부로 회수하고, 스탬프 패드가 복수개 적층되어 구비된 스탬프 스택부로부터 교체될 새로운 스탬프 패드를 공급하여 상기 본딩헤드의 스탬프 패드를 교체하는 스탬프 패드가 교체되는 스탬프 교체부를 포함할 수 있다.
상기 본딩픽커와 상기 포스트 본딩 비전은 상기 PCB 스테이지의 이동경로 상방에 이격 배치되고, 상기 마이크로 LED 소자 분리부와 상기 PCB 스테이지는 동일한 Y축 가이드레일 상에 배치되어 전후방으로 이송 가능하게 구비되되, 상기 마이크로 LED 소자 분리부가 상기 본딩헤드의 하부에 위치할 때 상기 PCB 스테이지가 후방으로 회피하고, 상기 PCB스테이지가 상기 본딩헤드의 하부에 위치할 때 상기 마이크로 LED 소자 분리부가 전방으로 회피할 수 있도록 동일 방향으로 이송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 PCB스테이지는 컨버전시 상기 마이크로 LED 소자 본딩장치의 전방으로 이동하고,
상기 트레이 공급반출부, 상기 칩캐리어 버퍼부, 상기 캐리어픽커, 상기 캐리어 회수픽커, 상기 마이크로 LED 소자 분리부, 상기 본딩픽커, 상기 클리너부, 상기 스탬프 교체부, 상기 PCB 스테이지가 상기 마이크로 LED 소자 본딩장치의 전방에 구비되어 전방에서 교체, 분리 또는 수리 작업을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 캐리어픽커는 상기 트레이 공급반출부에서 공급된 트레이에 수용된 복수개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 픽업하여 칩캐리어버퍼부에 전달하는 캐리어 버퍼픽커를 더 포함하며, 캐리어 버퍼픽커는 상기 트레이에 수용된 캐리어를 상기 칩캐리어버퍼부에 전달하기 위해 X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 트레이 공급반출부는, 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이가 적층된 스택 트레이가 거치되는 트레이 공급부; 상기 스택 트레이로부터 최하단에 적층된 트레이를 상부에 거치하고, 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 트레이 스테이지; 상기 트레이에 수용된 상기 캐리어가 모두 전달된 상기 트레이 스테이지 상의 빈트레이를 픽업할 수 있도록 승하강 가능하게 구비되는 트레이픽커; 및 상기 트레이픽커에 픽업된 상기 빈트레이가 전달되는 트레이 반출부를 더 포함하고, 상기 트레이 공급부와 상기 트레이 반출부는 복층 형태로 구비되어 상기 트레이 공급부에 의한 공급은 상기 트레이 공급반출부의 상부에서 수행되고, 상기 트레이 반출부에 의한 반출은 상기 트레이 공급반출부의 하부에서 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 트레이 공급부는, 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이가 적층된 스택 트레이; 상기 스택 트레이의 최하단을 지지하거나, 상기 스택 트레이의 최하단에 적층된 트레이와 상기 최하단에 적층된 트레이의 상단에 적층된 트레이를 분리하기 위하여 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 지지분리부; 및 상기 스택 트레이의 하방에 고정 배치되고, 상기 트레이의 최하단에 적층된 트레이의 하부면을 지지할 수 있도록 승하강 가능하게 구비되는 트레이 로딩 지지부;를 포함할 수 있다.
상기 트레이 스테이지는, 상기 스택 트레이 중 최하단의 트레이를 전달받아 상기 트레이를 거치하는 지지면; 상기 지지면에 거치되는 상기 트레이를 고정하기 위해 외곽에 구비되는 복수개의 클램핑 부재; 및 상기 클램핑 부재의 일측에 형성되되, 상기 트레이 로딩 지지부가 관통되도록 상기 트레이 로딩 지지부와 대응되는 위치에 형성된 관통홀을 포함하며,상기 트레이 스테이지가 상기 트레이 로딩 지지부와 상기 스택 트레이 사이에 위치하면 상기 트레이 로딩 지지부가 상기 관통홀을 관통한 상태에서 최하단에 적층된 트레이를 지지하고, 상기 지지분리부가 상기 스택 트레이로부터 최하단에 적층된 트레이를 분리함으로써 상기 트레이 스테이지의 상부에 최하단에 적층된 트레이가 거치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 트레이 공급부는 상기 트레이 공급부에 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이가 적층된 스택 트레이를 제공할 수 있도록, 상기 스택 트레이를 상부에 거치하고 전후방향으로 이동 가능하게 구비되며, 일측이 개방된 ‘ㄷ’자 형상의 트레이 받침부를 더 포함하고, 상기 트레이 받침부는 상기 트레이 로딩 지지부가 상승하여 상기 트레이 받침부에 수용된 스택 트레이를 지지하면 상기 스택 트레이를 거치하는 트레이 받침대가 전방으로 회피하여 새로운 스택 트레이를 받을 수 있도록 대기하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 트레이 반출부는 상기 트레이픽커에 의해 전달된 빈트레이가 적층되며, 상기 적층된 빈트레이가 소정 개수에 도달시 반출할 수 있도록 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 스택 트레이 피더; 상기 스택 트레이 피더가 전방으로 이동하면 공급된 스택 트레이를 픽업하는 스택 트레이 리프팅부; 및 상기 스택 트레이 리프팅부에 의해 상기 스택 트레이가 픽업되면, 상기 스택 트레이 피더는 새로운 빈트레이를 적층할 수 있도록 후방으로 이동하고 상기 스택 트레이 리프팅부에 픽업된 스택 트레이가 전달되는 배출트레이를 포함하며, 상기 배출트레이는 상기 마이크로 LED 소자 본딩장치의 전방에 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 PCB 로딩픽커는 X축 방향으로 이동 가능하고, Z축 방향으로 승하강 가능하게 구비되는 픽커 바디; 상기 픽커 바디의 하부에 구비되고 상기 PCB의 일측 단부를 고정하기 위한 그립퍼; 상기 PCB의 외곽 영역을 가압할 수 있도록 상기 픽커 바디의 하부 외곽 영역에 돌출되어 구비된 돌출부; 및 상기 돌출부를 승하강시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 그립퍼는 상기 픽커 바디의 하부에 구비되어 상기 PCB의 크기에 따라 가변 가능한 로딩 가이드를 구비하고, 상기 돌출부는 상기 PCB의 크기에 따라 컨버전 가능하도록 상기 픽커 바디로부터 교체 가능하게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 클리너부는, 테이프를 공급하는 공급롤러; 상기 공급롤러에 의해 공급된 테이프의 접착면이 상부를 향한 상태로 공급되어 상기 본딩헤드가 하강시 상기 본딩헤드의 하단부와 접촉하여 상기 본딩헤드의 이물질이 제거되는 클린 스테이지; 상기 클린 스테이지에서 사용된 테이프를 회수하는 회수롤러; 및 상기 공급롤러의 회전축 및 상기 회수롤러의 회전축이 각각 거치되는 홈과 하나 이상의 체결홀이 마련되는 고정 거치바;와 상기 고정 거치바의 상부에 구비되어 상기 공급롤러의 회전축 및 상기 회수롤러의 회전축을 착탈할 수 있도록 상기 고정 거치바의 일측에서 회동 가능하게 구비되는 회동 거치바;와 상기 회동 거치바의 상부에 구비되어, 상기 고정 거치바와 상기 회동 거치바를 체결하며, 상기 고정 거치바의 체결홀에 결합되는 체결부재를 구비하는 롤러 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 공급롤러 및 상기 회수롤러는 양단에 구비되는 고정편을 연결하고 회전 가능하게 구비되는 회전축; 상기 회전축의 중간부 외주면을 감싸면서 결합되어 상기 테이프를 권취시키며, 길이방향으로 적어도 2분할된 중공의 원통으로 형성된 롤러부; 및 상기 롤러부와 상기 회전축 사이에 마련되어 상기 롤러부의 내주면과 접촉하며 상기 롤러부의 직경을 확장 또는 축소시키는 조절부재를 각각 구비하며, 상기 조절부재는 상기 공급롤러 및 상기 회수롤러에 테이프를 장착하거나 장착된 테이프를 탈착할 때는 상기 롤러부의 직경을 축소시키고, 상기 공급롤러 및 상기 회수롤러에 상기 테이프를 장착한 후에는 상기 테이프의 직경에 대응되게 상기 롤러부의 직경을 확장시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 클리너부는 상기 테이프의 접착면을 보호하는 이형필름을 회수하는 이형필름 롤러를 더 포함하고, 상기 이형필름 롤러에 의해 상기 테이프로부터 이형필름이 박리되어 상기 테이프의 접착면이 상부를 향하도록 상기 테이프를 상기 클린 스테이지에 공급하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 PCB 공급반출부는 상기 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 공급하는 PCB 공급레일; 및 상기 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB를 반출하는 PCB 반출레일을 구비하고, 상기 PCB 공급레일 상에서 공급되는 PCB를 상기 PCB 로딩픽커로 픽업하여 상기 PCB 스테이지에 전달하고, 본딩이 완료된 PCB를 PCB언로딩픽커로 픽업하여 PCB 반출레일에 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 본딩픽커, 상기 클리너부, 상기 업룩킹비전, 상기 마이크로 LED 소자분리부, 상기 PCB 스테이지는 상기 스탬프 교체부의 Y축 방향을 기준으로 한쌍 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자 본딩방법으로서, a) 복수개의 마이크로 LED 소자가 거치된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이를 공급하는 단계; b) 상기 캐리어 픽커가 상기 트레이에 수용된 복수개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 픽업하여, Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 일측에 업룩킹 비전이 장착되는 마이크로 LED 소자 분리부에 전달하는 단계; c) PCB 공급레일에서 공급되는 PCB를 PCB 로딩픽커로 픽업하여 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB 스테이지에 전달하는 단계; d) 상기 마이크로 LED소자 분리부가 본딩헤드의 하부로 이동하여, 상기 본딩헤드의 일측에 구비된 본딩비전으로 상기 캐리어에 가접착된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 검사하고, 상기 업룩킹 비전으로 상기 본딩헤드의 하부에 장착된 스탬프 패드의 위치정보를 검사하며, 상기 마이크로 LED 소자의 위치 정보와 상기 스탬프 패드의 위치 정보를 바탕으로 상기 본딩헤드의 스탬프 패드로 상기 마이크로 LED 소자를 픽업하며, 본딩헤드에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 업룩킹 비전으로 검사하는 단계; e) 상기 PCB 스테이지가 상기 본딩헤드의 하부로 이동한 상태에서 본딩헤드의 일측에 구비된 본딩비전으로 상기 PCB의 본딩될 영역에 대한 본딩위치 정보를 획득하는 단계; f) 상기 PCB의 본딩될 영역에 대한 본딩위치 정보와 상기 본딩헤드에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 바탕으로 상기 본딩헤드에 픽업된 마이크로 LED 소자를 상기 PCB 스테이지에 전달된 PCB의 본딩위치에 본딩하는 단계; g) 상기 본딩이 완료된 PCB의 본딩 상태를 포스트 본딩 비전으로 검사하는 단계; h) 상기 본딩이 완료된 본딩헤드의 스탬프를 클리너부에서 클리닝하는 단계; 및 i) 상기 포스트 본딩 비전에 의한 검사가 완료된 PCB를 PCB 언로딩픽커로 픽업하여 회수하는 단계를 포함하며, 상기 e) 단계 이후에 상기 PCB 스테이지가 상기 포스트 본딩 비전의 하방으로 이동하고 상기 본딩이 완료된 PCB의 본딩 상태를 포스트 본딩 비전으로 검사하는 동안에 h) 단계, b) 단계 및 d) 단계가 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩방법을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 마이크로 LED 소자용 본딩장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 마이크로 LED 소자 분리부 및 PCB 스테이지를 Y 축 방향으로 평행한 임의의 동축으로 왕복 이동 가능하게 구비함으로써, 캐리어 픽커 또는 본딩 픽커의 개수를 최소화하고 본딩 공정을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 본딩 픽커의 스탬프 패드를 Y축 방향으로 이동을 제한하고 X 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동 가능하게 구비함으로써, 마이크로 LED 소자가 부착된 스탬프 패드의 움직임을 최소화하여 안정성을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은 마이크로 LED 소자의 본딩 영역을 본딩 장치의 전방에 배치하여 작업자가 육안으로 본딩 작업을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명은 본딩 픽커의 스탬프 패드를 클리닝하기 위한 클리너부 및 스탬프 패드를 교체하기 위한 스탬프 교체부를 본딩 장치의 전방 측에 배치함으로서, 작업자가 본딩 장치의 전방에서도 테이프 및 스탬프 패드를 용이하게 교체할 수 있다
또한, 본 발명은 기판이 공급되는 PCB 스테이지가 전후방으로 이동 가능하게 구비될 수 있어서 본딩 장치의 전방 측에서 PCB 스테이지의 컨버전을 수행할 수 있으므로 본딩 장치의 전방에서 작업자가 용이하게 교체할 수 있다.
또한, 본 발명은 클리너부 및 스탬프 교체부의 사이에 본딩 픽커를 배치하고, 클리너부 및 스탬프 교체부를 본딩 픽커의 X 축 방향의 이동 경로 상에 배치함으로써 본딩 픽커의 스탬프 패드의 청소 및 교체를 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 마이크로 LED 소자 분리부, 본딩 픽커, 업룩킹 비전, PCB 스테이지, 클리너부가 한쌍을 이루며, Y축 방향(또는 스탬프 교체부)으로 대칭되게 양측에 구비되어 본딩 장치의 부피를 최소화하면서 본딩 공정의 효율을 향상시켰다.
또한, 본 발명은 PCB 공급부 및 PCB 배출부 사이에 PCB 픽커 가이드에 의해서 가이드되는 PCB 로딩 픽커 및 PCB 언로딩 픽커를 배치함으로써, 본딩 작업이 완료된 PCB를 PCB의 위치에 상관없이 PCB 언로딩 픽커를 사용하여 지속적인 반출할 수 있으며, PCB의 잼밍(Jamming) 또는 에러(Error)가 발생하더라도 지속적인 작업이 가능하여 본딩 공정 효율을 향상시켰다.
또한, 본 발명은 PCB의 외곽을 압박할 수 있는 돌출부와 돌출부를 승하강 시키는 구동부를 구비하는 PCB 로딩 픽커를 포함함으로써, PCB를 평평하게 펴준 상태로 PCB 스테이지에 로딩할 수 있다.
또한, 본 발명은 본딩 픽커와 별개로 설치되는 포스트 본딩 비전을 PCB 스테이지의 이동경로 상방에 구비함으로써, 본딩 픽커의 스탬프 패드의 공정 작업(스탬프 패드 클리닝, 캐리어에 가접착된 마이크로 LED 소자 검사 및 캐리어로부터 마이크로 LED 소자의 픽업 및 본딩픽커에 픽업된 마이크로 LED 소자의 검사)에 영향을 주지 않으면서 본딩이 완료된 PCB의 본딩 상태를 검사할 수 있으므로 생산성 저하없이 본딩 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 복수개의 캐리어를 포함하는 트레이를 공급 및 빈 트레이를 반출하는 트레이 공급반출부를 본딩 장치의 일측에 함께 배치함으로써 본딩 장치의 부피를 감소시킬 수 있으며, 작업용 캐리어가 수용된 트레이를 공급하는 공급부와, 빈트레이를 반출하는 반출부가 장비의 전방에 복층 형태로 구비되어 작업자가 작업중에도 용이하게 공급 및 반출 작업을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 클리너부의 복수개의 롤러를 개별적으로 탈착하던 것을 간편하게 한번에 탈착할 수 있는 롤러 고정부를 포함함으로써, 클리너부의 테이프를 교체하기 위한 클리너부의 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 롤러의 직경을 확장 또는 축소시킬 수 있는 조절부재를 구비하여 롤러에 테이프를 장착하거나 탈착할 때는 롤러의 직경을 축소시켜 롤러로부터 테이프의 장착, 탈착을 용이하게 수행할 수 있고, 롤러에 테이프가 장착된 후에는 롤러의 직경을 확장시켜 안정적으로 테이프를 고정할 수 있다.
또한, 본 발명은 칩캐리어 버퍼부를 구비하여 캐리어를 임시 거치할 수 있으므로 새로운 트레이로 교체되는 동안에도 작업 지연없이 캐리어를 연속적으로 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 공급반출부의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 공급반출부의 사시도이다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이의 평면도, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이의 측면도이다.
도 5(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 공급부 및 트레이 스테이지의 평면도이다. 도 5(b)는 도 5(a)의 A-A’ 단면도이 이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 지지부에 관한 측면도이다.
도 7는 제1 본딩 픽커의 측면도이다.
도 8(a)는 도 4의 제1, 2본딩 픽커의 본딩 픽커 헤드의 내부를 도시한 단면도이다. 도 8(b)는 도 4의 제1, 2본딩 픽커의 본딩 픽커 헤드의 저면을 도시한 저면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCB 로딩 픽커의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCB 로딩 픽커의 측면도이다.
도 10(a), 도 10(b), 도 11(a), 도11(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클리너부를 도시한 것이다.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)는 캐리어(S)에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자(M)를 PCB(P)에 본딩하는 장치를 말하며, 이하에서 설명의 편의를 위하여 장치(10) 혹은 본딩장치(10)로 기재할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 공급부(121)의 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 공급부(121)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, X 축 방향은 좌우 방향, Y 축 방향은 전후 방향, Z 축 방향은 상하 방향으로 정의한다. 구체적으로, X 축의 양 방향을 우측 방향, Y 축의 양 방향을 후측 방향, Z 축의 양 방향을 상측 방향으로 정의한다.
일 실시 예에 따른 본딩장치(10)는 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자 본딩장치로서, 트레이 공급반출부(1200), 칩 캐리어 버퍼부(1320), 캐리어 픽커(300), 마이크로 LED 소자 분리부(400), PCB 스테이지(200), 본딩 픽커(500), 업룩킹 비전(600), 캐리어 회수 픽커(700), 클리너부(800), 스탬프 교체부(910), PCB 공급반출부(1530, 1540), PCB 로딩 픽커(1500), PCB 언로딩 픽커(1510) 및 포스트 본딩 비전(1000)을 포함할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 마이크로 LED 소자 본딩장치는 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이(T)를 공급하고 빈트레이를 회수하는 트레이 공급반출부(1200); 상기 캐리어를 픽업하는 캐리어 픽커(300)에 의해 상기 캐리어가 전달되는 칩 캐리어 버퍼부(1320); 상기 캐리어 픽커(300)에 의해 상기 칩 캐리어 버퍼부(1320)에 전달된 캐리어가 전달되고, 상기 캐리어를 흡착하며 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 마이크로 LED 소자 분리부(400); 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 흡착된 캐리어로부터 복수개의 마이크로 LED 소자를 픽업하여 PCB에 본딩시키기 위하여 하부에 탈부착 가능하게 장착되는 스탬프 패드(550)를 구비하는 본딩헤드(540)와, 상기 본딩헤드(540)의 일측에 마련되어 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달된 마이크로 LED 소자의 위치 정보 및 PCB의 본딩될 영역에 대한 위치 정보를 획득하는 본딩비전을 구비하며, X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 본딩픽커(500); 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)의 일측에 구비되어 함께 Y축 방향으로 이송 가능하며, 상기 본딩헤드(540)에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 획득하기 위한 업룩킹 비전; 상기 본딩헤드(540)에 의해 상기 마이크로 LED 소자가 상기 캐리어로부터 분리된 후 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400) 상의 빈 캐리어를 회수하는 캐리어 회수픽커(700); 상기 본딩헤드(540)에 의해 캐리어로부터 분리된 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 공급하고, 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB를 반출하는 PCB 공급반출부(1530, 1540); 상기 PCB 공급반출부(1530, 1540)로 부터 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 픽업하고, X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB 로딩 픽커(1500); 상기 PCB 로딩 픽커(1500)에 픽업된 상기 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB가 전달되고, Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB 스테이지; 상기 PCB 스테이지의 이동경로의 상부에 구비되어, 상기 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB의 본딩 상태를 검사하기 위한 포스트 본딩비전; 상기 포스트 본딩비전에 의해 본딩 상태 검사가 완료된 PCB를 픽업하여 상기 PCB 공급반출부(1530, 1540)로 반출하기 위해 X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB 언로딩픽커(1510); 상기 본딩이 완료된 본딩헤드(540)를 클리닝하기 위한 클리너부; 및 상기 본딩헤드(540)의 하부로부터 사용된 스탬프 패드(550)를 분리하여 스탬프 스택부(910a)로 회수하고, 스탬프 패드(550)가 복수개 적층되어 구비된 스탬프 스택부(910a)로부터 교체될 새로운 스탬프 패드(550)를 공급하여 상기 본딩헤드(540)의 스탬프 패드(550)를 교체하는 스탬프 패드(550)가 교체되는 스탬프 교체부(910)를 포함한다.
여기에서, 본딩픽커(500)와 포스트 본딩 비전은 상기 PCB 스테이지의 이동경로 상방에 이격 배치된다.
또한, 마이크로 LED 소자 분리부(400)와 PCB 스테이지는 동일한 Y축 가이드레일 상에 배치되어 전후방으로 이송 가능하게 구비되되, 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)가 상기 본딩헤드(540)의 하부에 위치할 때 상기 PCB 스테이지가 후방으로 회피하고, 상기 PCB스테이지가 상기 본딩헤드(540)의 하부에 위치할 때 상기 마이크로 LED 소자 분리부(400)가 전방으로 회피할 수 있도록 동일 방향으로 이송한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 트레이 공급반출부(1200)는 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 스택 트레이(T)가 적층된 스택 트레이가 거치되는 트레이 공급부(121); 스택 트레이로부터 최하단에 적층된 트레이를 상부에 거치하고, 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 트레이 스테이지(1230); 트레이에 수용된 캐리어가 모두 전달된 트레이 스테이지(1230) 상의 빈트레이를 픽업할 수 있도록 승하강 가능하게 구비되는 트레이픽커(1240); 트레이픽커(1240)에 픽업된 빈트레이가 전달되는 트레이 반출부(1250)를 포함한다.
트레이 공급부(121)와 트레이 반출부(1250)는 복층 형태로 구비되어 트레이 공급부(121)에 의한 트레이 공급은 트레이 공급반출부(1200)의 상부에서 수행되고, 트레이 반출부(1250)에 의한 빈트레이 반출은 트레이 공급반출부(1200)의 하부에서 수행된다.
본 발명의 트레이 공급부(121)는, 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이가 적층된 스택 트레이(T); 상기 스택 트레이의 최하단을 지지하거나, 상기 스택 트레이의 최하단에 적층된 트레이와 상기 최하단에 적층된 트레이의 상단에 적층된 트레이를 분리하기 위하여 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 지지분리부(1222); 및 상기 스택 트레이의 하방에 고정 배치되고, 상기 트레이의 최하단에 적층된 트레이의 하부면을 지지할 수 있도록 승하강 가능하게 구비되는 트레이 로딩 지지부(1220);를 포함한다.
본 발명에서 본딩픽커(500), 클리너부, 업룩킹비전, 마이크로 LED 소자 분리부(400), PCB 스테이지는 스탬프 교체부(910)와 Y축 방향을 기준으로 한쌍 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 트레이 스테이지(1230)는, 상기 스택 트레이 중 최하단의 트레이를 전달받아 상기 트레이를 거치하는 지지면(1230a); 상기 지지면(1230a)에 지지되는 상기 트레이를 고정하기 위해 외곽에 구비되는 복수개의 클램핑 부재(1230d); 및 상기 클램핑 부재(1230d)의 일측에 형성되되, 상기 트레이 로딩 지지부(1220)가 관통되도록 상기 트레이 로딩 지지부(1220)와 대응되는 위치에 형성된 관통홀(1230c)을 포함한다.
트레이 공급부(121)의 트레이가 트레이 스테이지(1230) 상에 공급되는 방식은 다음과 같다.
먼저, 트레이 스테이지(1230)가 상기 로딩 지지부(1220)와 상기 스택 트레이 사이에 위치하면 상기 로딩 지지부(1220)가 상기 관통홀(1230c)을 관통한 상태에서 최하단에 적층된 트레이를 지지한다. 그 후, 상기 지지분리부(1222)가 상기 스택 트레이로부터 최하단에 적층된 트레이의 바로 위에 적층된 트레이를 지지하고, 최하단에 적층된 트레이는 로딩 지지부(1220)가 하부로 이동하면 스택 트레이로부터 최하단에 적층된 트레이만 스택 트레이로부터 하강하게 된다. 따라서, 최하단에 적층된 트레이가 스택 트레이로부터 분리됨으로써 트레이 스테이지(1230)의 상부에 스택 트레이의 최하단에 적층되어 있던 트레이가 거치되고 지지분리부(1222)는 최하단에 적층되어 있던 트레이의 바로 위에 적층되어있던 트레이를 지지하고 있게 된다. 이 상태에서 로딩 지지부(1220)가 추가적으로 더 하강하여 트레이 스테이지(1230)의 관통홀(1230c) 밑으로 하강하게 되면 트레이 스테이지(1230)는 후방으로 이동하여 트레이 스테이지(1230) 상부에 전달된 트레이에 수용된 캐리어를 공급할 수 있다.
본 발명의 트레이 공급부(121)는 상기 트레이 공급부(121)에 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이가 적층된 스택 트레이를 제공할 수 있도록, 스택 트레이를 상부에 거치하고 전후방향으로 이동 가능하게 구비되며, 일측이 개방된 ‘ㄷ’자 형상의 트레이 받침부(1210)를 더 포함할 수 있다.
트레이 받침부(1210)는 작업부가 캐리어를 공급하기 위해 캐리어가 수용된 스택 트레이를 최초 공급하기 위해 스택 트레이가 저장되는 공간이며, 스택 트레이를 트레이 공급부(121)로 공급한 후에는 새로운 스택 트레이를 제공받기 위해 전방으로 이동된다.
즉, 트레이 받침부(1210)는 로딩 지지부(1220)가 상승하여 상기 트레이 받침부(1210)에 수용된 스택 트레이를 지지하면 상기 스택 트레이를 거치하는 트레이 받침대가 전방으로 회피하여 새로운 스택 트레이를 받을 수 있도록 대기할 수 있다.
이하, 트레이(T), 캐리어(S) 및 마이크로 LED 소자(M)에 대해 설명한다.
트레이(T)의 상면에 복수개의 캐리어(S)가 적재될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 1개의 트레이(T)에 6개의 캐리어(S)가 적재되어 있는 것으로 도시되어 있지만 트레이에 수용되는 캐리어의 개수는 필요에 따라 가감 가능하다. 캐리어(S)의 상면에는 복수개의 마이크로 LED 소자(M)가 부착될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 6개의 캐리어(S) 각각에 수천 ~ 수만개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 상태로 공급될 수 있다.
상기 캐리어(S)는 적층, 에칭 등의 공정을 통해 마이크로 LED 소자(M)를 성장/가공시키는 성장기판이 될 수도 있고, 성장기판에서 마이크로 LED 소자(M)를 옮겨 임시 가접착된 임시기판일 수도 있다.
캐리어(S)가 성장기판일 경우, 캐리어(S)의 재질은 사파이어 재질일 수 있으며, 캐리어(S)가 임시기판일 경우, 기판의 재질은 글라스 또는 수지재질일 수 있다.
마이크로 LED 소자(M)는 그 크기가 수백 ㎛ 이하의 크기를 갖는 소자로서, 하나의 캐리어(S)의 상면에 수천개 내지 수만개가 행과 열로 일정한 간격으로 정렬되어 부착되어 있으며, 트레이(T)에는 수천개 내지 수만개의 마이크로 LED 소자(M)가 거치된 캐리어(S)가 복수개 수용된 상태로 공급된다.
마이크로 LED 소자(M)가 캐리어(S)의 상면에 고정적으로 배치되기 위해, 마이크로 LED 소자(M)는 점착물질 또는 점착필름 등에 의해 캐리어(S)의 상면에 가접착되거나 임시 점착, 부착된 상태로 제공될 수 있다.
이 경우, 점착물질 또는 점착필름 등의 점착력은 본딩 픽커(500)의 픽업력(또는 흡착력)보다 작은 것이 바람직하다. 이는 점착물질 또는 점착필름 등의 점착력이 본딩 픽커(500)의 픽업력보다 클 경우, 마이크로 LED 소자(M)의 픽업이 제대로 이루어질 수 없기 때문이다.
마이크로 LED 소자(M)는 PCB 스테이지 상부에 전달된 PCB(P)에 실장 및 본딩된다. PCB(P)에는 회로배선 등이 구비되어 있으며, 이러한 회로배선에 의해 PCB(P)와 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자(M)는 전기적으로 연결된다. PCB(P)의 본딩면, 즉, PCB(P)의 상면에는 접착제가 도포된 상태로 제공될 수 있으며, 이러한 접착제를 통해, 마이크로 LED 소자(M)가 PCB(P)의 상면에 본딩될 수 있다. 이 경우, 접착제의 접착력은, 본딩 픽커(500)에 의한 접착력보다 크며, 이로 인해, 본딩 픽커(500)에 흡착된 마이크로 LED 소자(M)가 PCB(P)에 용이하게 본딩될 수 있다. 상세하게 설명하면, 캐리어(S)의 상면에 형성되는 점착물질 또는 점착필름의 점착력과, PCB(P)의 상면에 도포되는 접착제의 본딩력과, 본딩 픽커(500)의 접착력의 힘의 크기 관계는 '점착력 < 접착력 < 본딩력' 을 관계를 갖는다. 위와 같은 힘의 크기 관계를 가짐에 따라, 본딩 픽커(500)에 의해 마이크로 LED 소자(M)가 캐리어(S)에서 쉽게 픽업될 수 있으며, 마이크로 LED 소자(M)가 본딩 픽커(500)의 스탬프 패드(550)로부터 쉽게 분리되어 PCB(P)에 쉽게 본딩될 수 있다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 받침부(1210)의 평면도, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 받침부(1210)의 측면도이다.
도 3, 도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 트레이 받침부(1210)는 복수개의 트레이(T)가 적층된 스택 트레이가 거치되는 공간으로 트레이를 연속적으로 공급할 수 있도록 작업자에 의해서 스택 트레이가 제공되는 장소이다. 트레이 받침부(1210)는 트레이 가이드(1211)에 의해서 가이드 되며, Y축 방향으로 왕복 이송 가능하게 구비될 수 있다. 트레이 받침부(1210)는 작업자의 작업 편의를 위하여 본딩장치(10)의 전방측으로 이동할 수 있으며, 작업자에 의해서 복수의 트레이(T)가 트레이 받침부(1210)의 상면에 적재되면, 트레이 공급부(121)가 있는 후방측으로 이동할 수 있다.
트레이 받침부(1210)는 일측이 개방된 ‘ㄷ’ 형상의 트레이 받침면(1210a) 및 트레이(T)의 이동을 제한하기 위하여 트레이 받침면(1210a)의 단부에 상측으로 돌출된 트레이 스토퍼(1210b)를 포함할 수 있다. 트레이 받침부(1210)의 개방된 일측은 후방측 혹은 후술할 트레이 스테이지(1230)가 배치된 방향일 수 있다. 이때 트레이 받침부(1210)의 일측이 개방되는 이유는 트레이 로딩 지지부(1220)가 상승하여 트레이의 하부면을 지지하고 있더라도, 트레이 로딩 지지부(1220)에 걸림없이 트레이 공급부(121)로부터 전방으로 회피하기 위함이며, 이를 위해 트레이 받침부(1210)는 후방측이 개방되는 것이 바람직하다.
트레이 받침부(1210)가 후방측으로 소정 거리를 이동하고 정지한 후에, 트레이 받침부(1210)에 적재된 스택 트레이(T) 중 최하단의 트레이는 트레이 로딩 지지부(1220)에 의해서 트레이 스테이지(1230)로 옮겨질 수 있다.
도 5(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 로딩부 및 트레이 스테이지(1230)의 평면도이다. 도 5(b)는 도 5(a)의 A-A’ 단면도이다.
트레이 로딩 지지부(1220)는 트레이 받침부(1210)에 거치된 스택 트레이를 트레이 공급부(121)를 통해 공급할 수 있도록 트레이 받침부(1210)가 후방에 위치한 경우 트레이 받침부(1210)의 하측에 배치될 수도 있고 트레이 받침부(1210)가 새로운 스택 트레이를 받기 위해 전방으로 위치한 경우에는 트레이 공급부(121)에 공급되는 스택 트레이의 하측에 배치될 수 있으며, 트레이 로딩부 가이드(1221)에 의해서 가이드 되어 Z축 방향으로 왕복 이송 가능하게 구비될 수 있다.
트레이 로딩 지지부(1220)는 스택 트레이(T)의 하부면을 지지하기 위하여 적어도 하나의 트레이 로딩 지지대(1220a)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 적어도 하나의 트레이 로딩 지지대(1220a)는 스택 트레이(T)의 하부면을 안정적으로 지지하기 위하여 4개로 구성하였지만, 이는 일 실시 예일 뿐 필요에 따라 트레이 로딩 지지대(1220a)의 개수는 4개보다 적거나 많게 구성할 수도 있다. 트레이 로딩 지지대(1220a)는 그 단부에 트레이(T)가 삽입되어 거치될 수 있는 단턱부(1220b)를 포함할 수 있다.
트레이 스테이지(1230)는 스택 트레이의 최하단의 트레이를 전달받아 트레이를 거치하는 지지면(1230a)을 상부에 구비하고, 지지면(1230a)에 지지되는 트레이를 고정하기 위해 외곽에 복수개의 클램핑 부재(1230d)가 형성되며, 클램핑 부재(1230d)의 일측에 형성되되 트레이 로딩 지지부(1220)가 관통되도록 트레이 로딩 지지부(1220)와 대응되는 위치에 관통홀(1230c)이 형성되어 있다. 트레이 스테이지(1230)에는 스택 트레이에 적층된 트레이 중 최하단에 위치한 한 개의 트레이(T)가 지지면(1230a)의 상부에 거치될 수 있다. 트레이 스테이지(1230)는 트레이 스테이지(1230) 가이드(1231)에 의해서 Y축 방향으로(전후 방향으로) 왕복 이송 가능하게 구비될 수 있다. 트레이 스테이지(1230)가 전방측으로 이동하여 정지한 경우, 트레이를 공급받기 위하여 트레이 로딩 지지부(1220)의 상측과 스택 트레이의 하측 사이에 배치될 수 있다.
트레이 스테이지(1230)는 트레이(T)가 거치될 수 있는 지지면(1230a), 트레이(T)의 움직임을 제한하기 위하여 지지면(1230a)의 단부에 형성된 단턱부(1230b), 단턱부(1230b)에 형성된 관통홀(1230c)을 포함할 수 있다. 관통홀(1230c)은 트레이 로딩 지지대(1220a)의 승하강 위치와 대응되는 위치에 형성되어, 트레이 로딩 지지부(1220)의 상승시 관통홀(1230c)을 관통한다.
트레이 스테이지(1230)가 전방으로 이동하여 정지한 후에, 트레이 로딩 지지대(1220a)가 관통홀(1230c)를 관통할 수 있도록 승강하여 적층된 스택 트레이(T)의 하부면을 지지하여 상측으로 들어 올린다. 즉, 스택 트레이(T)는 트레이 받침부(1210)로부터 상측으로 들어올려지고, 비어 있는 트레이 받침부(1210)는 전방측으로 회피하여 새로운 스택 트레이를 받을 수 있도록 전방측에서 대기한다. 즉, 트레이 받침부(1210)는 최초에 스택 트레이를 공급한 이후에는 추후 작업될 스택 트레이를 공급하기 위한 트레이 공급부(121)의 버퍼부로서의 기능을 하게 되며, 트레이 공급부(121) 상에 제공된 스택 트레이에 대한 트레이의 공급이 다 이루어지게 되면 트레이 받침부(1210)에 적층된 새로운 스택 트레이가 전달됨으로써 트레이 공급이 지연 되는 것을 예방할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 지지분리부(1222)에 관한 측면도이다.
도 6을 참조하면, 복수개의 트레이가 적층된 스택 트레이(T)는 트레이 로딩 지지부(1220)에 의해서 하부면이 지지되고 있는 상태이다. 스택 트레이(T)들로부터 제일 하측에 위치한 트레이(T)를 분리하고, 최하측에 위치한 트레이를 제외한 나머지 스택 트레이(T)를 지지하기 위하여 트레이 지지분리부(1222)가 구비될 수 있다.
트레이 지지분리부(1222)는 트레이 받침부(1210)가 후방측으로 이동하여 정지한 경우 스택 트레이(T)의 하단 전방 및 후방에 배치될 수 있다. 트레이 지지분리부(1222)는 트레이 가이드(1211)의 상측 단부보다 하방에 위치하여 트레이 받침부(1210)의 전후 이동에 방해가 되지 않을 수 있다. 트레이 지지분리부(1222)는 스택 트레이(T) 중에서 제일 아래의 트레이(T1)를 제외한 나머지 복수개의 트레이(T2~Tn)가 하측으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 제일 아래에서 두번째 트레이(T2)의 하부면을 지지할 수 있다. 즉, 스택 트레이로부터 최하단의 트레이를 분리하고, 최하단의 트레이의 바로 위에 적층된 트레이를 지지하기 위해 사용된다.
트레이 지지분리부(1222)가 최하단의 트레이로 부터 바로 위에 적층된, 즉 스택 트레이 중 아래에서 두번째 위치한 트레이(T2)를 지지하면, 트레이 로딩 지지대(1220a)는 하측으로 이동하여 관통홀(1230c)로부터 인출한다. 트레이 로딩 지지부(1220)가 하측으로 이동함에 따라 스택 트레이 중 제일 아래의 트레이(T1)는 트레이 스테이지(1230)의 지지면(1230a) 상에 거치된다.
트레이 스테이지(1230)의 상면에 한 개의 트레이(T1)가 거치되면, 지지면(1230a)에 거치된 트레이를 고정하기 위해 외곽에 구비된 복수개의 클램핑부재로 트레이의 외곽을 고정한다. 트레이 스테이지(1230)는 트레이 스테이지(1230) 가이드(1231)에 의해서 가이드되어 Y 축의 양의 방향으로, 후방으로 이동한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 트레이 스테이지(1230)는 트레이에 수용된 캐리어를 캐리어 버퍼 픽커로 픽업 및 전달하기 위하여 중간 스테이지 영역(S10)에 정지할 수 있다. 중간 스테이지 영역(S10)은 후술할 캐리어 버퍼 픽커(1310)가 캐리어(S)를 트레이(T1)로부터 캐리어 버퍼부(1320)로 운반하기 위해 트레이 스테이지(1230)가 정지하는 영역을 의미한다.
중간 스테이지 영역(S10)은 트레이 공급부(121)와 트레이 픽커(1240)의 사이에 배치될 수 있다. 트레이 스테이지(1230)의 이동 경로 상에 트레이 공급부(121), 중간 스테이지 영역(S10), 트레이 픽커(1240)가 배치될 수 있다. 트레이 공급부(121), 중간 스테이지 영역(S10), 트레이 픽커(1240)는 동일한 선상에 배치될 수 있다.
트레이 스테이지(1230)에 거치된 트레이에 수용된 캐리어의 공급이 완료된 후, 캐리어가 모두 전달된 빈트레이는 트레이 반출부(1250)를 통해 반출된다. 이를 위해 트레이 스테이지(1230)는 Y 축의 양의 방향으로 중간 스테이지 영역(S10) 보다 더 이동하여 트레이픽커(1240)의 하부에 정지하게 된다.
본 발명에서 빈트레이의 회수를 위해 트레이에 수용된 캐리어가 모두 전달된 트레이 스테이지(1230) 상의 빈트레이를 픽업할 수 있도록 승하강 가능하게 구비되는 트레이픽커(1240)와 트레이픽커(1240)에 의해 픽업된 빈트레이가 전달되는 트레이 반출부(1250)를 구비한다.
여기서, 트레이 반출부(1250)는 트레이픽커(1240)에 의해 전달된 빈트레이가 적층되며, 적층된 빈트레이가 소정 개수에 도달하면 반출할 수 있도록 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 스택 트레이 피더(1251)와, 스택 트레이 피더(1251)가 전방으로 이동하면 공급된 스택 트레이를 픽업하는 스택 트레이 리프팅부(1253)와, 그리고 스택 트레이 리프팅부(1253)에 의해 스택 트레이가 픽업되면 트레이피더는 새로운 빈트레이를 적층할 수 있도록 후방으로 이동하고 스택 트레이 리프팅부(1253)에 픽업된 스택 트레이가 전달되는 배출 트레이(1254)를 포함한다.
트레이 스테이지(1230) 상의 비어 있는 트레이(T)를 들어 올릴 수 있다.
트레이 픽커(1240)는 트레이 픽커 가이드(1241)에 의해서 Z 축 방향으로 왕복 이송 가능하다. 트레이 픽커(1240)는 트레이 스테이지(1230)의 상면에 거치된 트레이(T)의 상측 혹은 측면에 고정되어, 비어 있는 트레이(T)를 상측으로 픽업한다. 이후에 트레이 스테이지(1230)는 새로운 트레이를 공급받기 위하여 트레이 공급부(121)가 마련된 전방으로 이동하며, 트레이 픽커(1240)는 하측으로 이동하여 트레이 피더(1251)에 비어 있는 트레이(T)를 적재한다.
트레이 피더(1251)는 트레이 회수 트레이 가이드(1252)에 의해서 가이드 되며, Y 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 구비될 수 있다. 기 설정된 트레이(T)의 개수만큼 스택 트레이 피더(1251)에 적재되면 스택 트레이 피더(1251)는 Y 축의 음의 방향 (전방측)으로 이동하고 트레이 리프팅부(1253)가 위치한 곳에서 정지한다.
트레이 리프팅부(1253)는 스택 트레이 피더(1251)에 적층된 비어 있는 스택 트레이(T)를 들어 올리고, 이 때 스택 트레이 피더(1251)는 새로운 빈 트레이를 전달받기 위하여 다시 Y축의 양의 방향(후방측)으로 이동한다. 트레이 리프링부(1253)는 비어 있는 스택 트레이(T)를 배출 트레이(1254)에 내려 놓는다.
배출 트레이(1254)는 마이크로 LED 소자 본딩장치의 전방에 위치되므로 작업자가 손쉽게 배출 트레이(1254)에 거치된 빈 트레이를 수거할 수 있게 된다.
도 3에 나타낸 바와 같이 트레이 공급부(121)의 스택 트레이와 배출 트레이(1254)는 각각 복층형태로 구비되되 전방에 위치하기 때문에 작업자가 전방에서 편하게 트레이를 공급하거나 회수할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 트레이 공급반출부(1200)는 트레이(T)의 이동을 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 한정하고, 트레이 공급부(121)와 트레이 반출부(1250)를 하나의 영역에서 복층 형태로 구현함으로써 트레이(T)의 X 축 방향의 이동을 위한 레일 등의 구조를 없앨 수 있으며, 본딩 장치(10)의 부피를 획기적으로 줄일 수 있다. 또한, 본딩 장치(10)의 일측에서 트레이(T)의 공급 및 비어 있는 트레이(T)의 회수가 가능하여 작업 효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 트레이에 수용된 캐리어를 전달하기 위해 캐리어 픽커(300)를 구비할 수 있다. 캐리어 픽커(300)는 마이크로 LED 소자가 가접착된 캐리어를 공급하는 캐리어 픽커(300)와, 캐리어로부터 마이크로 LED 소자가 분리된 빈캐리어를 회수하는 캐리어 회수픽커(700)를 포함할 수 있다.
또한, 캐리어 픽커(300)는 트레이 공급반출부(1200)에서 공급된 트레이에 수용된 복수개의 캐리어 중에서 하나의 캐리어를 픽업하여 칩 캐리어 버퍼부(1320)에 전달하는 캐리어 버퍼픽커(1310)를 더 포함할 수 있다. 물론 캐리어 버퍼픽커(1310) 없이 캐리어 픽커(300)의 이송경로가 트레이 공급반출부(1200)의 중간 스테이지 영역까지 이동되는 경우에는 캐리어 픽커(300)가 캐리어 버퍼픽커(1310)의 기능도 수행할 수 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 캐리어 버퍼 픽커(1310)는 중간 스테이지 영역(S01)에 일시적으로 정지한 트레이 스테이지(1230)에 거치된 트레이로부터 캐리어(S)를 하나씩 픽업하여 칩 캐리어 버퍼부(1320)의 상부에 전달한다. 즉, 캐리어 버퍼 픽커(1310)는 트레이(T)에 수용된 복수개의 캐리어(S) 중에서 하나의 캐리어(S)를 픽업하여 캐리어 버퍼부(1320) 상에 전달하는 기능을 한다.
캐리어 버퍼 픽커(1310)는 캐리어(S)를 고정하여 상하 방향으로 왕복 이동할 수 있는 캐리어 버퍼 픽커 헤드(1310a), 캐리어 버퍼 픽커 헤드(1310a)를 단부에 연결된 캐리어 버퍼 바디(1310b), 캐리어 버퍼 바디(1310b)에 연결되고 캐리어 버퍼 픽커 가이드(1310c)에 의해서 X 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 구비되는 캐리어 버퍼 이동부(1310d)를 포함할 수 있다.
칩 캐리어 버퍼부(1320)는 중간 스테이지 영역(S10)과 마이크로 LED 소자 분리부(400)의 사이에 배치되며, 캐리어(S)가 캐리어 픽커(300)에 의해서 마이크로 LED 소자 분리부(400)로 운반되기 전에 임시적으로 대기하는 장소이다. 칩 캐리어 버퍼부(1320)는 고정된 선반이다.
칩 캐리어 버퍼부(1320)는 트레이에 수용된 캐리어의 전달이 완료되는 경우 새로운 트레이를 공급받는데 까지의 시간이 소요되어 작업이 중단되는 것을 방지하기 위한 버퍼 영역이다. 따라서 트레이 스테이지(1230)의 빈트레이를 회수하고 새로운 트레이를 받는 공정이 수행되더라도 작업 지연없이 버퍼부에 전달된 캐리어를 공급할 수 있으므로 UPH 지연을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어 픽커(300)는 캐리어 픽커 가이드(350)에 의해서 가이드 되며, X축 방향으로 왕복 가능하게 이송될 수 있다. 캐리어 픽커(300)는 칩 캐리어 버퍼부(1320) 상에 거치된 캐리어(S)를 픽업하여 제1, 2 마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)로 번갈아 가면서 전달하는 기능을 할 수 있다.
캐리어 픽커(300)는 캐리어 버퍼부(1320) 로부터 전달받은 캐리어(S)를 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달하기 위하여 X 축 방향으로 이송 가능하게 구비되며, 캐리어 버퍼부(1320)와 마이크로 LED 소자 분리부(400)는 X 축 방향으로 평행한 임의의 동축에 배치될 수 있다. 따라서, 캐리어 픽커(300)는 Y 축 방향으로 이동하지 않더라도 캐리어(S)를 캐리어 버퍼부(1320)로부터 마이크로 LED 소자 분리부(400)로 전달할 수 있다.
캐리어 픽커(300)는 캐리어 픽커 바디(310)와, 캐리어 픽커 바디(310)에 연결되며, X축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 캐리어 픽커 이동부(320)와, 캐리어 픽커 바디(310)의 단부에 연결되는 캐리어 픽커 헤드(340)를 포함할 수 있다.
캐리어 픽커 이동부(320)는 캐리어 픽커 가이드(350)에 의해서 가이드 되며, X축 방향으로 또는 Z 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이를 통해서 캐리어 픽커 헤드(340)는 X 축 방향 또는 Z 축 방향으로 왕복 이동할 수 있으며, 캐리어 픽커 헤드(340)의 승하강을 조절할 수 있다.
캐리어 픽커 헤드(340)는 그 하면에 하부로 돌출된 복수개의 기판 흡착돌기(미도시)를 포함할 수 있다. 복수개의 기판 흡착돌기(미도시)는 캐리어 픽커 헤드(340)의 하면의 가장자리에 배치된다. 이러한 복수개의 기판 흡착돌기(미도시)의 배치는 캐리어(S)의 가장자리의 비접착 영역과 대응된다.
캐리어 픽커(300)로 캐리어(S)를 픽업할 때, 캐리어 픽커 헤드(340)의 기판 흡착돌기(미도시)는, 캐리어(S)의 중앙에 마이크로 LED 소자(M)가 접착된 접착영역이 아닌 캐리어(S)의 가장자리의 비접착 영역인 에지(edge)영역을 진공 흡착함으로써, 캐리어(S)를 픽업한다. 이로써, 캐리어에 가접착된 마이크로 LED 소자에 영향을 주지 않고 캐리어의 외곽 영역을 픽업할 수 있으므로 마이크로 LED 소자(M)가 파손되거나, 마이크로 LED 소자(M)의 정렬이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.
참고로, 캐리어 픽커(300)는 진공 흡착 방식으로 캐리어를 픽업 및 이송할 수도 있지만, 그립 방식으로 캐리어의 외곽 영역을 픽업 및 이송할 수도 있도록 구비될 수도 있다.
일 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자 분리부(400)는 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)를 포함할 수 있다.
제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)는 캐리어 픽커(300)에 의해 칩 캐리어 버퍼부(1320)로부터 전달받은 캐리어(S)를 흡착하고 캐리어로부터 마이크로 LED 소자를 픽업하여 본딩헤드(540)에 전달할 수 있다.
또한, 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)에서 본딩 픽커(500)에 의해 캐리어(S)로부터 마이크로 LED 소자(M)가 픽업된 후에 캐리어 회수 픽커(700)에 의해 빈 캐리어(S)가 제거될 수 있다. 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)와 캐리어 회수 픽커(700) 사이의 관계에 대한 자세한 사항은 후술한다.
제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)는 캐리어 픽커(300)에 의해서 캐리어 버퍼부(1320)로 부터 마이크로 LED 소자(M)가 적재된 캐리어(S)를 번갈아 가면서 공급받는다.
제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)는 스탬프 교체부(910)의 좌측에 배치될 수 있으며, 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)는 스탬프 교체부(910)의 우측에 배치될 수 있다.
제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)의 상면에는 제1 기판 마킹부(미도시)가 구비되며, 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 상면에는 제2 기판 마킹부(미도시)가 구비된다.
제1 기판 마킹부는 제1 본딩 픽커(500a)에 의해 마이크로 LED 소자(M)가 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)에서 픽업될 때 캐리어(S)의 정렬 상태를 확인 가능한 피두셜 마크(fiducial mark)로서, 비전 검사시 일종의 기준점 역할을 한다. 또한, 제1 기판 마킹부는 제1 본딩 픽커(500a)의 픽업 위치를 보정할 때, 캐리어(S)의 정렬 상태를 확인 가능한 일종의 기준점 역할을 한다.
제2 기판 마킹부는 제2 본딩 픽커(500b)에 의해 마이크로 LED 소자(M)가 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)에서 픽업될 때, 제2 본딩 픽커(500b)의 픽업 위치를 보정할 때, 캐리어(S)의 정렬 상태를 확인 가능한 일종의 기준점 역할을 한다.
제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)는 Y 축 방향으로 배치된 제1 메인 가이드(1410a)에 의해서 Y 축 방향으로 왕복 이송 가능하게 구비될 수 있다. 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)는 Y 축 방향으로 배치된 제2 메인 가이드(1410b)에 의해서 Y 축 방향으로 왕복 이송 가능하게 구비될 수 있다. 후술하는 설명에서 제1 메인 가이드(1410a) 및 제2 메인 가이드(1410b)는 메인 가이드(1410)로 지칭될 수 있다.
제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a) 및 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)는 전방 측에서 캐리어(S)를 캐리어 픽커(300)에 의해서 전달받고, 본딩픽커(500)의 하측에 캐리어(S)가 놓이도록 후측 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명의 마이크로 LED 소자 분리부(400)의 일측에는 함께 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되며, 본딩헤드(540)의 스탬프 패드(550)의 위치 정보, 또는 본딩헤드(540)에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 획득하기 위한 업룩킹 비전이 구비된다.
일 실시 예에 따른 업룩킹 비전(600)은 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)의 일측에 고정되게 구비되는 제1 업룩킹 비전(600a)과, 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 고정되게 일측에 구비되는 제2 업룩킹 비전(600b)으로 구성될 수 있다. 제1, 2 업룩킹 비전(600a, 600b) 각각은 스탬프 교체부(910)의 좌측 및 우측에 배치될 수 있다.
업룩킹 비전(600)은 마이크로 LED 소자 분리부(400)의 일측에 고정되므로, 마이크로 LED 소자 분리부(400)와 함께 Y 축 방향으로 왕복 이송할 수 있다.
제1 업룩킹 비전(600a)은 제1 본딩 픽커(500a)의 스탬프 패드(550)에 형성된 소자 접착돌기의 위치를 검사하거나, 제1 본딩 픽커(500a)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)의 정렬 상태를 검사할 수 있다. 제2 업룩킹 비전(600b)은 제2 본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)에 형성된 소자 접착돌기의 위치를 검사하거나, 제2 본딩 픽커(500b)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)의 정렬 상태를 검사할 수 있다.
업룩킹 비전(600)은 본딩 픽커(500)가 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하기 전에 스탬프 패드(550) 및/또는 소자 접착돌기(551)의 상태를 검사할 수도 있으며, 제어부는 상기 검사 결과에 따라 본딩 픽커(500)를 클리너부(800)로 이동시켜 스탬프 패드(550)의 이물질을 제거하거나, 본딩 픽커(500)를 스탬프 교체부(910)로 이동시켜 스탬프 패드(550)를 교체시킬 수 있다.
제1 업룩킹 비전(600a)은 제1 본딩 픽커(500a)가 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하기 전에 제1 본딩 픽커(500a) 스탬프 패드(550) 및/또는 소자 접착돌기(551)의 상태를 검사할 수 있다. 만약, 제1 업룩킹 비전(600a)을 통해 검사된 제1 본딩 픽커(500a)의 스탬프 패드(550)에 이물질이 묻어 있는 경우, 제어부는 제1 본딩 픽커(500a)를 제1 클리너부(800a)로 이송시켜 본딩픽커(500)를 클린 스테이지(840)의 테이프에 접촉시켜 스탬프 패드(550)에 묻어있는 이물질을 제거하도록 제어한다. 만약, 제1 업룩킹 비전(600a)을 통해 검사된 제1 본딩 픽커(500a)의 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(551)가 마모되거나 파손된 경우, 제어부는 제1 본딩 픽커(500a)를 스탬프 교체부(910)로 이동시켜 스탬프 패드(550)를 교체하도록 제어한다.
제2 업룩킹 비전(600b)은 제2 본딩 픽커(500b)가 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하기 전에 제2 본딩 픽커(500b) 스탬프 패드(550) 및/또는 소자 접착돌기(551)의 상태를 검사할 수 있다. 만약, 제1 업룩킹 비전(600b)을 통해 검사된 제2 본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)에 이물질이 묻어 있는 경우, 제어부는 제2 본딩 픽커(500b)를 제2 클리너부(800b)로 이송시켜 스탬프 패드(550)에 묻어있는 이물질을 제거하도록 제어한다. 만약, 제2 업룩킹 비전(600b)을 통해 검사된 제2 본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(551)가 마모되거나 파손된 경우, 제어부는 제2 본딩 픽커(500b)를 스탬프 교체부(910)로 이동시켜 스탬프 패드(550)를 교체하도록 제어한다.
위와 같이, 업룩킹 비전(600)은 본딩 픽커(500)가 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하기 전에 스탬프 패드(550) 및/또는 소자 접착돌기(551)의 상태를 검사하고, 그 결과에 따라 제어부가 본딩 픽커(500)의 스탬프 패드(550)를 교체함으로써, 본딩 픽커(500)의 접착력을 양호하게 유지할 수 있다.
도 7은 제1 본딩 픽커의 측면도이다. 도 8(a)는 도 4의 제1, 2본딩 헤드의 내부를 도시한 단면도이다. 도 8(b)는 도 4의 제1, 2본딩 헤드의 저면을 도시한 저면도이다.
일 실시 예에 따른 본딩 픽커(500)는 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 적재된 캐리어(S)로부터 마이크로 LED 소자(M)만을 픽업하여 PCB 스테이지(200)에 적재된 PCB(P)에 본딩시키는 기능을 한다.
본딩 픽커(500)는 제1 본딩 픽커(500a)와 제2 본딩 픽커(500b)로 구성될 수 있다. 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)는 서로 독립 구동 가능하게 설치될 수 있다.
제1 본딩 픽커(500a)는 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 전달된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하여 제1 PCB 스테이지(200a)에 배치된 제1 PCB(P)에 본딩시킬 수 있다. 제2 본딩 픽커(500b)는 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 전달된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하여 제2 PCB 스테이지(200b)에 배치된 제2 PCB(P)에 본딩시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b) 각각은 본딩 픽커 가이드(510)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 이동부(520)와, 제1 이동부(520)의 하부에서 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제2 이동부(530)와, 제2 이동부(530)의 하부에 구비되며, 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달된 캐리어(S)로부터 복수개의 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하여 PCB(P)에 본딩시키기 위한 본딩 헤드(540)와, 본딩 헤드(540)의 일측에 장착된 본딩비전(560)을 포함할 수 있다.
도 8(a) 및 도 8(b)를 참조하면, 본딩 헤드(540)는 공압을 공급하는 공압공급부(미도시)와, 상기 공압공급부(미도시)와 연결되는 공압유로(542)와, 상기 공압유로(542)와 연통하도록 본딩 헤드(540)의 저면에 형성된 복수개의 슬릿(541)을 포함할 수 있다.
본딩 헤드(540)는 그 하부에 탈부착 가능하게 장착되는 스탬프 패드(550)를 포함할 수 있으며, 스탬프 패드(550)는 공압공급부의 공압으로 상기 슬릿(541)에 의해 본딩 헤드(540)의 하부에 탈부착될 수 있다.
즉, 본딩헤드(540)의 공압공급부의 공압을 해제하면 본딩 헤드의 하부에 흡착된 스탬프 패드(550)를 본딩헤드(540)의 하부로부터 분리할 수 있고, 새로운 스탬프 패드(550)를 스탬프 교체부(910)로부터 공급받아 새로운 스탬프 패드(550)를 흡착하는 방식으로 쉽게 스탬프 패드(550)를 교체할 수 있다.
스탬프 교체부(910)는 본딩헤드(540)의 하부로부터 사용된 스탬프 패드(550)를 분리하여 스탬프 스택부(910a)로 회수하고, 스탬프 패드(550)가 복수개 적층되어 구비된 스탬프 스택부(910a)로부터 교체될 새로운 스탬프 패드(550)를 공급하여 본딩헤드(540)의 스탬프 패드(550)를 교체할 수 있다.
스탬프 스택부(910a)에는 스탬프 패드(550)가 복수개 적층되며, 사용된 스탬프를 먼저 착탈하여 제거한 후 스탬프 스택부(910a)로 푸셔나 그립퍼(1500d)를 이용하여 인입하고, 새로운 스탬프를 스탬프 스택부(910a)로부터 푸셔나 그립퍼(1500d)로 인출하여 본딩헤드(540)가 새로운 스탬프를 흡착하여 교체할 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 본딩 비전(560)는 본딩헤드(540)의 일측에 구비되어 함께 X축 방향으로 이동하면서 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달된 마이크로 LED 소자(M)의 위치 정보 및 PCB(P)의 본딩될 영역에 대한 위치 정보 등을 획득할 수 있다.
본딩헤드(540)는 마이크로 LED 소자 분리부(400)로부터 마이크로 LED 소자를 픽업하여 PCB에 본딩할 수 있도록 X축 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 마이크로 LED 소자 분리부(400)와 PCB 스테이지가 동일한 Y축 가이드레일에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비된다.
따라서, 마이크로 LED 소자 분리부(400)가 본딩헤드(540)의 하방에 위치하는 경우 PCB 스테이지는 후방으로 이동하고, PCB 스테이지가 본딩헤드(540)의 하방에 위치하는 경우에는 마이크로 LED 소자 분리부(400)가 전방으로 이동하여 각각 동일 방향으로 이송됨으로써 충돌없이 안정적으로 작업을 수행할 수 있다.
참고로, 마이크로 LED 소자 분리부(400)가 본딩 픽커(500)의 아래에 위치한 경우, 본딩 픽커(500)는 X 축 방향으로 이동하여 픽업할 마이크로 LED 소자의 상단에 위치하고, 마이크로 LED 소자를 픽업하기 위하여 Z 축 방향으로 하강 및 상승하는 이동을 한다. 또는, 본딩 픽커(500)는 X 축 방향으로 이동하여 본딩 비전(600)이 마이크로 LED 소자의 상측으로 이동하여 본딩 비전(600)에 의한 검사를 받을 수 있다.
일 실시예에 따른 PCB 스테이지(200)는 PCB(P)가 거치되는 영역이며, 거치된 PCB(B)의 본딩 영역에 본딩 픽커(200)에 운반된 마이크로 LED 소자(M)의 본딩 작업을 수행하는 영역이다.
PCB 스테이지(200)는 Y 축 방향으로 왕복 이송 가능하게 구비되며, 메인 가이드(1410)에 의해서 전후 방향으로 가이드 될 수 있다. PCB 스테이지는 후방에 배치될 수 있지만 전후 방향으로 이동 가능하기 때문에 PCB의 종류가 바뀌는 경우 PCB 스테이지를 교체할 때는 전방으로 이동한 상태에서 분리, 교체, 수리 등의 작업을 수행할 수 있다. 따라서, 작업자가 장비의 후면으로 이동할 필요 없이 각 구성부들이 집적되어 있는 전면에서 수행할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있다.
PCB 스테이지(200)는 제1 PCB 스테이지(200a)와 제2 PCB 스테이지(200b)로 구성될 수 있다. 제1 PCB 스테이지(200a)와 제2 PCB 스테이지(200b)는 스탬프 교체부(910)의 좌측 및 우측에 각각 배치될 수 있다.
제1 PCB 스테이지(200a)는 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)의 후방에 배치될 수 있으며, 제1 메인 가이드(1410a)에 의해서 가이드되어 Y 축 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 제1 PCB 스테이지(200a)와 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)는 Y 축에 나란한 동일한 축 상에 배치될 수 있으며, 제1 메인 가이드(1410a)에 의해서 가이드될 경우 일정한 간격으로 이격된 상태로 Y 축 방향으로 이동될 수 있다. 제1 PCB 스테이지(200a)와 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)는 동일한 Y축 가이드레일 상에 배치되어 서로 전후 방향으로 이송 가능하며, 충돌을 방지하기 위하여 동일한 방향으로 이송될 수 있다.
즉, 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)가 후방으로 이동하여 본딩헤드(540)의 하부에 위치할 때 제1 PCB 스테이지(200a)가 후방으로 회피하고, 제1 PCB 스테이지(200a)가 전방으로 이동하여 본딩헤드(540)의 하부에 위치할 때 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)가 전방으로 회피한다.
마찬가지로, 제2 PCB 스테이지(200b)는 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 후방에 배치될 수 있으며, 제2 메인 가이드(1410b)에 의해서 가이드되어 Y 축 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 제2 PCB 스테이지(200b)와 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)는 Y 축에 나란한 동일한 축 상에 배치될 수 있으며, 제2 메인 가이드(1410b)에 의해서 가이드될 경우 일정한 간격으로 이격된 상태로 Y 축 방향으로 이동될 수 있다. 제2 PCB 스테이지(200b)와 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)는 동일한 Y축 가이드레일 상에 배치되어 전후방으로 이동 가능하게 구비되되, 마이크로 LED 소자 분리부(400)가 본딩헤드(540)의 하부에 위치할 때 PCB 스테이지가 후방으로 회피하고, PCB 스테이지가 본딩헤드(540)의 하부에 위치할 때 마이크로 LED 소자 분리부(400)가 전방으로 회피할 수 있도록 동일 방향으로 이송한다.
PCB(P)는 PCB 공급반출부(1530, 1540)에 의해 공급 및 반출되는데 이를 위해 캐리어로부터 분리된 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 공급하고, 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB 공급반출부(1530, 1540)를 포함할 수 있다.
PCB 공급반출부(1530, 1540)는 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 공급하는 공급레일(1530)과, 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB를 반출하는 PCB 반출레일(1540)을 구비하며, PCB 공급레일(1530)과 PCB 반출레일(1540) 사이에 PCB 로딩 픽커(1500)와 PCB 언로딩픽커(1510)를 구비한다.
먼저, PCB 로딩 픽커(1500)는 PCB 공급레일(1530) 상에서 공급되는 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 픽업하여 PCB 스테이지에 전달하기 위하여 X축 방향으로 이동 가능하게 구비된다.
PCB 로딩 픽커(1500)에 의해서 PCB는 제1, 2 PCB 스테이지(200a, 200b)로 전달되며, 제1, 2 PCB 스테이지(200a, 200b)에 전달된 마이크로 LED 소자(M)가 모두 본딩된 PCB(P)는 PCB 언로딩픽커(1510)에 의해 픽업된다. PCB 언로딩픽커(1510)는 포스트 본딩 비전에 의해 본딩 상태 검사가 완료된 PCB를 픽업하여 PCB 반출레일(1540)로 전달한다.
제1, 2 PCB 스테이지(200a, 200b)가 Y 축의 양의 방향(후방)으로 이동하여 PCB 로딩 픽커(1500) 또는 PCB 언로딩픽커(1510)의 하측에 위치한 경우, PCB 로딩 픽커(1500) 또는 PCB 언로딩픽커(1510)는 제1, 2 PCB 스테이지(200a, 200b)에게 PCB(P)를 공급하거나 제1, 2 PCB 스테이지(200a, 200b)로부터 PCB(P)를 픽업할 수 있다.
PCB(P)의 제1 PCB 스테이지(200a)로의 공급 및 반출은 동일 선상에서 이뤄질 수 있다. PCB(P)의 제2 PCB 스테이지(200b)으로의 공급 및 반출은 동일 선상에서 이뤄질 수 있다.
PCB 로딩 픽커(1500) 및 PCB 언로딩픽커(1510)는 PCB 픽커 가이드(1550)에 의해서 가이드될 수 있으며, X 축 방향 또는 Z 축 방향으로 왕복 이동할 수 있고, Y 축 방향으로 이동은 제한된다.
PCB 로딩 픽커(1500)는 PCB 공급레일(1530)의 일측에 구비되고 PCB 언로딩픽커(1510)는 PCB 반출레일(1540)의 일측에 구비되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 PCB 공급레일(1530)이 본딩장치(10)의 좌측에 배치되고, PCB 배출레일(1540)이 본딩장치(100)의 우측에 배치된 형태로 도시되어 있지만, PCB 로딩 픽커(1500)가 PCB 언로딩픽커(1510)의 우측에 배치될 경우 PCB 공급레일(1530) 및 PCB 배출레일의 위치는 반대가 될 수 있다.
PCB 로딩 픽커(1500)는 PCB 공급레일(1530)로부터 PCB(P)를 픽업하여 제1, 2 PCB 스테이지(200a, 200b)로 전달하는 역할을 하며, PCB 언로딩픽커(1510)는 본딩 작업 및 검사가 완료된 PCB를 반출하기 위해 제1, 2 PCB 스테이지(200a, 200b)로부터 PCB(P)를 픽업하여 PCB 반출레일(1540)로 전달하는 역할을 한다.
만약, PCB의 공급과 반출이 PCB 공급레일(1530)과 PCB 반출레일(1540)에 의해서 이뤄지는 경우에는 제1PCB 스테이지에서 작업이 완료된 PCB는 제2PCB스테이지에서 작업이 완료된 PCB가 반출되기 전까지는 반출될 수 없어서 반출 작업에 지연이 될 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는 PCB 공급레일(1530)과 PCB 반출레일(1540)의 사이에 PCB 로딩 픽커와 PCB 언로딩픽커(1510)로 구비하고 각각 X축 방향으로 이동 가능하게 구비됨으로써 작업이 완료된 PCB를 픽업하여 다른 PCB 스테이지의 간섭, 레일의 간섭 등을 받지 않고도 PCB 반출레일(1540)에 전달을 수행할 수 있다.
PCB 로딩 픽커(1500) 및 PCB 언로딩픽커(1510)는 PCB 의 픽 앤 플레이스(pick & place)라는 동일한 역할을 수행하지만, PCB 로딩 픽커의 경우 공급된 PCB를 PCB 스테이지 상에 잘 전달 할 수 있도록 PCB 로딩 픽커에는 워페이지를 펴주기 위한 돌출부(1500c)가 구비될 수 있다.
도 9를 참조하여 이하에서 보다 자세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCB 로딩 픽커의 사시도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCB 로딩 픽커의 측면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, PCB 로딩 픽커(1500)는 X축 방향으로 이동 가능하고, Z축 방향으로 승하강 가능하게 구비되는 픽커 바디(1500a), 상기 픽커 바디(1500a)의 하부에 구비되며 PCB(P)의 일측 단부를 고정하기 위한 그립퍼(1500d)와, PCB의 외곽 영역을 가압할 수 있도록 픽커바디의 하부 외곽 영역에 돌출부(1500c)를 구비하는 프레셔부(1500b)와, 돌출부(1500c)를 승하강시키는 구동부(1500g)를 포함할 수 있다.
그립퍼(1500d)는 픽커 바디의 하부에 구비되어 PCB의 크기에 따라 가변 가능한 로딩 가이드(1500f)를 구비할 수 있다.
프레셔부(1500b)는 픽커 바디(1500a)의 하측에 상하 방향으로 이동 가능하게 연결된다. 프레셔부(1500b)는 PCB(P)의 휨 현상으로 PCB(P)의 단부가 뜨거나 중심부가 뜨는 것을 방지하기 위하여 PCB(P)의 상부면을 압박할 수 있도록 PCB의 외곽 영역을 가압할 수 있는 돌출부(1500c)를 구비한다. 돌출부(1500c)는 픽커 바디의 하부에 구비되고, 구동부(1500g)에 의해 승하강 가능하게 구비될 수 있다. 프레셔부(1500b)는 PCB(P)의 사이즈에 따라서 컨버전 가능하도록 픽커 바디로부터 교체 가능하게 구비된다.
프레셔부(1500b)는 PCB(P)의 파손을 방지하기 위하여 접속 면적을 최소화하는 돌출부(1500c)를 포함할 수 있다. 돌출부(1500c)는 PCB(P)의 4개의 모서리에 인접한 상부면 중 외곽 영역을 가압하며 PCB(P)의 중심부의 상부면은 가압하지 않도록 한다.
그립퍼(1500d)는 로딩 픽커 바디(1500a)의 하측에 구비되며, PCB(P)의 양 단부를 고정하기 위한 홈(1500e)을 포함할 수 있다. 그립퍼(1500d)는 PCB(P)의 양 단부를 고정하기 위하여 길이 조절을 위한 로딩 가이드(1500f)를 포함할 수 있다.
참고로, 본 발명의 PCB 언로딩픽커(1510)도 PCB 로딩 픽커와 동일하게 구성할 수도 있으나, 픽커 바디와 그립퍼(1500d)만으로 구성될 수도 있을 것이다.
즉, PCB 언로딩픽커(1510)는 X축 방향으로 이동 가능하고, Z축 방향으로 승하강 가능하게 구비되는 픽커 바디와, 픽커 바디의 하부에 구비되고 PCB의 일측 단부를 고정하기 위한 그립퍼(1500d)를 구비하여 본딩이 완료된 PCB의 일측 단부를 고정한 상태로 PCB 반출레일(1540)을 통해 반출될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 본딩비전(560)은 본딩 픽커(500), 즉, 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)의 일측에 각각에 구비되며, 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 흡착된 캐리어(S)에 가접착된 마이크로 LED 소자의 정렬 상태를 검사하거나 PCB(P)의 본딩될 영역에 대한 검사를 수행하는 기능을 한다. 또한, 본딩비전(560)은 PCB 스테이지(200)에 흡착된 PCB(P)의 본딩면을 검사하여 마이크로 LED 소자(M)가 본딩될 위치를 검사하거나, PCB 스테이지(200)에 적재된 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자(M)의 본딩 위치를 검사하는 기능을 할 수 있다.
제1 본딩 픽커(500a)에 구비되는 제1 본딩비전(560a)은 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)의 상면에 구비된 제1 기판 마킹부와 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재된 캐리어(S)에 가접착된 마이크로 LED 소자의 위치를 촬상하여 검사함으로써, 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재된 캐리어(S)의 정렬 상태를 검사한다. 제1 본딩 픽커(500a)에 구비되는 제1 본딩비전(560a)은 제1 PCB 스테이지(200a)에 흡착된 PCB(P)의 본딩면을 검사하여 마이크로 LED 소자(M)가 본딩될 위치를 검사한다.
제2 본딩 픽커(500b)에 구비되는 제2 본딩비전(560b)은 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)의 상면에 구비된 제2 기판 마킹부와 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 흡착된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자의 위치를 촬상하여 검사함으로써, 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 흡착된 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자의 정렬 상태를 검사한다. 제2 본딩 픽커(500b)에 구비되는 제2 본딩비전(560b)은 제2 PCB 스테이지(200b)에 흡착된 PCB(P)의 본딩면을 검사하여 마이크로 LED 소자(M)가 본딩될 위치를 검사한다
제어부는 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)에 구비된 제1, 2 본딩비전(560a, 560b)을 통해 얻어진 마이크로 LED 소자 분리부(400)의 캐리어(S)에 가접착된 마이크로 LED 소자의 정렬 상태 데이터, 즉, 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)의 캐리어(S)에 가접착된 마이크로 LED 소자의 정렬 상태 데이터를 토대로 본딩 픽커(500), 즉, 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)의 픽업 위치를 제어한다.
제어부는 제1, 2업룩킹 비전(600a, 600b)을 통해 얻어진 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)의 정렬 상태 데이터를 토대로 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)의 본딩 위치를 보정하도록 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)를 제어한다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 포스트 본딩 비전(1000)은 PCB 스테이지(200)에 적재된 PCB(P)의 본딩면을 검사하여 마이크로 LED 소자(M)가 본딩될 위치를 검사하거나, PCB 스테이지(200)에 적재된 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자(M)의 본딩 위치를 검사하는 기능을 할 수 있다. 포스트 본딩 비전(1000)은 마이크로 LED 소자가 본딩된 PCB의 본딩 상태를 검사하여 포스트 본딩 검사(Post Bonding Inspection: PBI)라고도 한다.
본 발명의 포스트 본딩 비전은 PCB 스테이지의 이동경로의 상부에 구비되며, 본딩픽커(500)와 이격 배치된다.
포스트 본딩 비전(1000)은 제1 포스트 본딩 비전(1000a) 및 제2 포스트 본딩 비전(1000b)으로 구성될 수 있다. 제1 포스트 본딩 비전(1000a)은 제1 PCB 스테이지(200a)에 적재된 PCB(P)의 본딩면을 검사하여 마이크로 LED 소자(M)가 본딩될 위치를 검사하거나, 제1 PCB 스테이지(200a)에 적재된 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자(M)의 본딩 위치를 검사한다. 제2 포스트 본딩 비전(1000b)은 제2 PCB 스테이지(200b)에 적재된 PCB(P)의 본딩면을 검사하여 마이크로 LED 소자(M)가 본딩될 위치를 검사하거나, 제2 PCB 스테이지(200b)에 적재된 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자(M)의 본딩 위치를 검사한다.
제어부는 PCB(P)에 본딩된 마이크로 LED 소자가 불량으로 판단되면, PCB 스테이지(200), 본딩 픽커(500), 마이크로 LED 소자 분리부(400)를 이용하여 마이크로 LED 소자를 PCB(P)에 재본딩 공정을 수행할 수도 있고, 별도 마련된 매거진에 적층시킨 후 작업자에 의해 재검사를 수행하여 불량처리할 수도 있고, 수정 등의 추가 작업을 수행할 수도 있다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는 본딩픽커(500)와 포스트 본딩 비전을 따로 분리함으로써 포스트 본딩 비전으로 본딩이 완료된 PCB를 검사하는 동안 또는 PCB가 포스트 본딩 비전 측으로 이동하는 동안 본딩픽커(500)를 클리닝할 수도 있고, 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 흡착된 새로 본딩될 마이크로 LED 소자에 대한 비전검사 및 마이크로 LED 소자의 픽업 등을 수행할 수 있게 된다.
한편, 도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 캐리어 회수픽커(700)는 제1, 2 마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)에 적재된 캐리어(S) 중 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업되어 마이크로 LED 소자(M)가 없는 빈 캐리어(S)를 회수하도록 X축 방향으로 이동 가능하게 설치된다.
캐리어 회수픽커(700)는 캐리어 픽커 가이드(350)에 의해서 가이드 되며, X 축 방향으로 왕복 이송될 수 있다.
캐리어 회수 픽커(700)는 캐리어 회수픽커(700) 바디(710)와, 캐리어 회수픽커(700) 바디(710)에 연결되며, X축 방향 및 Z 축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 캐리어 회수픽커(700) 이동부(720)와, 캐리어 회수픽커(700) 이동부(720)의 단부에 연결되는 캐리어 회수픽커 헤드(740)를 포함할 수 있다. 캐리어 회수픽커(700) 이동부(720)는 캐리어 픽커 가이드(350)에 의해서 가이드 되며, X 축 방향 또는 Z 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이를 통해서 캐리어 회수픽커 헤드(740)는 X 축 방향 또는 Y 축 방향으로 이동할 수 있으며, 캐리어 회수픽커 헤드(740)의 승하강을 조절할 수 있다.
캐리어 회수픽커(700)에 의해 픽업된 캐리어(S)는 캐리어 회수부(760)로 이송되어 캐리어 회수부(760)에 적재된다. 캐리어 회수 픽커(700)는 캐리어 픽커(300) 보다 우측에 배치될 수 있다. 이 경우 캐리어 버퍼부(1320)는 본딩장치(10)의 좌측에 배치되고, 캐리어 회수부(760)는 본딩장치(10)의 우측에 배치된다.
도 11(a), 도11(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클리너부를 도시한 것이다.
도 1, 도 11(a) 및 도11(b)를 참조하면, 클리너부(800)는 PCB(P)에 마이크로 LED 소자(M)의 본딩이 완료된 본딩 픽커(500)의 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질을 제거하는 기능을 한다.
클리너부(800)는 제1 본딩 픽커(500a)의 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질을 제거하는 제1 클리너부(800a)와, 제2 본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질을 제거하는 제2 클리너부(800b)로 이루어질 수 있다.
제1 클리너부(800a)는 제1 메인 가이드(1410a)의 좌측에 배치되고, 본딩 픽커 가이드(510) 및 캐리어 픽커 가이드(350) 사이에 배치될 수 있다. 제2 클리너부(800b)는 제2 메인 가이드(1410b)의 우측에 배치되고, 본딩 픽커 가이드(510) 및 캐리어 픽커 가이드(350) 사이에 배치될 수 있다.
도 11(a), 도11(b)를 참조하면, 제1, 2클리너부(800a, 800b)는 테이프(810)와, 테이프(810)를 공급하는 공급롤러(820)와, 테이프(810)의 점착면을 보호하는 이형필름을 회수하기 위한 이형필름 롤러(830)와, 공급롤러(820)에 의해 공급되는 테이프(810)의 접착면이 상부를 향한 상태로 공급되어, 본딩 헤드(540)가 하강시 본딩 헤드(540) 하부에 장착된 스탬프 패드(550)와 접촉하여 스탬프 패드(550)의 이물질 제거가 이루어지는 클린 스테이지(840)와, 클린 스테이지(840)에서 사용된 테이프(810)를 회수하는 회수롤러(850)를 포함할 수 있다.
이형필름 롤러(830)는 테이프의 접착면을 보호하는 이형필름을 회수하는 롤러로서, 이형필름 롤러(830)에 의해 테이프로부터 이형필름이 박리되어 테이프의 접착면이 상부를 향하도록 테이프를 클린 스테이지(840)에 공급할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 테이프에 접착면을 보호하는 이형필름을 회수하는 이형필름 롤러(830)를 구비한 것을 예로 들어 도시하였지만, 이형필름이 없는 테이프를 사용하는 것도 무방하며 이런 경우에는 테이프를 공급하는 공급롤러(820)와, 테이프를 회수하는 회수롤러(850)로 구성될 수도 있다.
또한 공급롤러(820), 이형필름 롤러(830)와 회수롤러(850)는 테이프(810)를 용이하게 교체 가능하도록 롤러를 회전시키는 회전구동모터 축으로부터 탈부착 가능하게 구비될 수 있다.
제1, 2클리너부(800a, 800b)는 공급롤러(820), 이형필름 롤러(830), 회수롤러(850)를 한 번에 착탈하여 고정할 수 있는 롤러 고정부(870)를 포함한다.
롤러 고정부(870)는 공급롤러(820)의 회전축(820a), 이형필름 롤러(830)의 회전축(830a), 회수롤러(850)의 회전축(850a)이 각각 거치되는 제1 내지 제3 홈(870a, 870b, 870c)과 하나 이상의 체결홀이 마련되는 고정 거치바(871)와, 고정 거치바(871)의 상부에 구비되어 공급롤러(820)의 회전축, 이형필름 롤러(830)의 회전축, 회수롤러(850)의 회전축을 착탈할 수 있도록, 고정 거치바(871)의 일측에서 회동 가능하게 연결되어 고정 거치바(871)에 고정 결합되는 회동 거치바(872)를 포함한다.
또한, 회동 거치바(872)의 상부에 구비되어 고정 거치바(871)와 회동 거치바(872)를 체결하며, 고정 거치바(871)의 체결홀에 결합되는 체결부재(873)를 더 포함한다. 제1 내지 제3 홈(870a, 870b, 870c)은 고정 거치바(871) 및 회동 거치바(872) 사이에 형성될 수 있다.
클리너부(800)를 구성하는 클린 스테이지(840)는 공급롤러(820)에 의해 공급된 테이프의 접착면(점착면)이 상부를 향한 상태로 공급되어 본딩헤드(540)가 하강시 본딩헤드(540)의 하단부와 접촉하여 본딩헤드(540)의 하부에 장착된 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질을 제거할 수 있다.
본 발명의 공급롤러(820), 이형필름 롤러(830), 회수롤러(850)는 각각 다음과 같이 회전축, 롤러부, 조절부재를 구비한다.
회전축(820a, 830a, 850a)은 양단에 구비되는 고정편을 연결하고, 회전 가능하게 구비된다.
롤러부(820b, 830b, 850b)는 회전축(820a, 830a, 850a)의 중간부 외주면을 감싸면서 결합되어 테이프를 권취시키며, 길이방향으로 적어도 2분할된 중고의 원통으로 형성된다.
조절부재(미도시)는 롤러부(820b, 830b, 850b)와 회전축(820a, 830a, 850a) 사이에 마련되어 롤러부(820b, 830b, 850b)의 내주면과 접촉하며 롤러부(820b, 830b, 850b)의 직경을 확장하거나 축소시킬 수 있도록 구비된다.
따라서, 조절부재는 공급롤러(820), 이형필름 롤러(830), 회수롤러(850)에 테이프를 장착하거나, 장착된 테이프를 탈착할 때는 롤러부(820b, 830b, 850b)의 직경을 축소하도록 조절되고, 공급롤러(820), 이형필름 롤러(830), 회수롤러(850)에 테이프가 장착된 후에는 롤러부(820b, 830b, 850b)의 직경이 테이프의 직경과 유사하도록 롤러부(820b, 830b, 850b)의 직경을 확창시킬 수 있다.
즉, 테이프를 장착하거나, 장착된 테이프를 탈착할때는 롤러부(820b, 830b, 850b)로부터 테이프를 용이하게 제거할 수 있도록 롤러부(820b, 830b, 850b)의 직경을 축소시키고, 테이프가 장착된 후에는 테이프가 롤러부(820b, 830b, 850b)에서 놀지 않도록 타이트하게 고정하여 안정감을 부여할 수 있다.
한편, 테이프(810)는 일단이 공급롤러(820)에 연결되어 가이드롤러(860) 및 클린 스테이지(840)에 감긴 채, 타단이 회수롤러(850)에 연결되어 있다. 따라서, 테이프(810)는 그 상면, 즉, 접착면이 노출된 채로 클린 스테이지(840)의 상면에 놓여 지며, 스탬프 패드(550)의 이물질 제거가 수행되면 새로운 테이프(810)로 연속적으로 공급하고 사용이 완료된 테이프(810)를 회수할 수 있다.
제1 본딩 픽커(500a) 또는 제2 본딩 픽커(500b)의 스탬프 패드(550)가 클린 스테이지(840)의 상면으로 하강, 즉, Z축 방향으로 이동하면 스탬프 패드(550)의 하면은 테이프(810)의 접착면에 접촉하게 된다. 따라서, 스탬프 패드(550)의 하면의 이물질은 테이프(810)의 접착력에 의해 제거될 수 있다.
위와 같이, 테이프(810)의 접착력에 의해 제거되는 이물질은, 파티클 또는 PCB(P)의 본딩면에 도포된 접착제일 수 있다.
제1, 2클리너부(800a, 800b)에 의해 접착제가 스탬프 패드(550)로 부터 제거되어 스탬프 패드(550)의 접착 돌기에 영향을 주지 않으므로, 마이크로 LED 소자(M)를 PCB(P)에 본딩할 때, 스탬프 패드(550)에서 PCB(P)상으로 마이크로 LED 소자(M)를 쉽게 전사할 수 있다.
이러한, 제1, 2클리너부(800a, 800b)를 이용한 클린 공정은 PCB(P)의 본딩될 영역에 마이크로 LED 소자(M)를 본딩한 후, 본딩 작업이 완료될 때마다 바로 클리너부(800)로 이동하여 스탬프 패드(550)를 클리닝할 수 있다. 또한, 업룩킹 비전(600), 즉, 제1, 2업룩킹 비전(600a, 600b)을 통해, 스탬프 패드(550)에 이물질이 묻어 있는지 여부를 검사한 후에 이루어질 수 있다. 다시 말해, 제1, 2업룩킹 비전(600a, 600b)에 의해 스탬프 패드(550)에 이물질이 묻어 있는 것이 검사되면, 제어부는 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)를 제1, 2클리너부(800a, 800b)의 클린 스테이지(840)로 이동시킴으로써, 스탬프 패드(550)의 이물질 제거를 달성할 수도 있다.
위와 같이, 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)에 클리너부(800)가 구비됨에 따라, 스탬프 패드(550)에 이물질이 발생시, 이를 쉽게 제거할 수 있으며, 이를 통해, 스탬프 패드(550)의 흡착력이 높게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 스탬프 패드(550)에 남아있을 접착 성분으로 인해 발생되는 흡착 에러를 최소화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 스탬프 교체부(910)는 마모된 스탬프 패드(550)를 교체할 수 있다. 스탬프 패드(550)는 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하고, PCB(P)에 본딩하며, 스탬프 패드(550)를 클리닝하는 과정을 반복적으로 수행함에 따라, 스탬프 패드(550)에 마련된 소자 접착돌기(551)의 일부가 마모되거나 손상이 될 수 있다.
이러한 경우 스탬프 패드(550)가 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하는데 문제가 생길 수 있기 때문에 스탬프 패드(550)의 사용이 소정 횟수에 도달하는 경우 스탬프 교체부(910)를 통하여 새로운 스탬프 패드(550)로 교체하는 것이 필요하다.
스탬프 교체부(910)는 본딩 픽커 가이드(510) 및 캐리어 픽커 가이드(350) 사이에 배치될 수 있다. 스탬프 고체부(910)를 중심으로 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b), 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b), 제1, 2PCB 스테이지(200a, 200b), 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b), 제1, 2클리너부(800a, 800b)는 서로 대칭되게 배치될 수 있다.
제1 캘리브레이션 스테이지(920a)는 제1 본딩 픽커(500a)가 목표로 하는 위치값으로 이동하는지를 검사하여 제1 본딩 픽커(500a)의 픽업 위치 정보를 초기 셋팅 및 설정하는 기능을 한다. 제2 캘리브레이션 스테이지(920b)는 제2 본딩 픽커(500b)가 목표로 하는 위치값으로 이동하는지를 검사하여 제2 본딩 픽커(500b)의 픽업 위치 정보를 초기 셋팅 및 설정하는 기능을 한다.
제1 캘리브레이션 스테이지(920a)는 제1 업룩킹 비전(600a)의 후방에 배치되며, 제2 캘리브레이션 스테이지(920b)는 제2 업룩킹 비전(600b)의 후방에 배치된다.
이때, 본딩 픽커의 픽업 위치 셋팅을 위해서 본딩 헤드 하부에 흡착된 스탬프 패드(550)를 탈착한 상태에서 캘리브레이션 스테이지의 일측에 구비된 피두셜 마크가 형성된 정렬지그를 픽업하고 소정 위치만큼 이동하여 피두셜 마크가 형성된 캘리브레이션 스테이지 상에 안착시킨 후 본딩 픽커의 일측에 구비된 본딩 비전으로 캘리브레이션 스테이지와 정렬지그의 위치관계를 검사하고, 검사값을 반영하는 과정을 통해 본딩 픽커의 픽업 위치 셋팅을 수행할 수 있다.
이러한 캘리브레이션은 장비 구동 전에 초기 셋팅을 위해 수행될 수도 있고, UPH에 영향을 주지 않도록 장비 휴식 중에 수시로 수행하여 픽업 위치 셋팅값을 재점검함으로써 정밀도를 보증할 수 있다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)를 통해 마이크로 LED 소자(M)를 PCB(P)에 본딩시키는 공정에 대해 설명한다.
본 발명의 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자 본딩방법은 a) 복수개의 마이크로 LED 소자가 거치된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이를 공급하는 단계; b) 상기 캐리어 픽커(300)가 상기 트레이에 수용된 복수개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 픽업하여, Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 일측에 업룩킹 비전이 장착되는 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달하는 단계; c) PCB 공급레일(1530)에서 공급되는 PCB를 PCB 로딩 픽커(1500)로 픽업하여 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB 스테이지에 전달하는 단계; d) 상기 마이크로 LED소자 분리부(400)가 본딩헤드(540)의 하부로 이동하여, 상기 본딩헤드(540)의 일측에 구비된 본딩비전으로 상기 캐리어에 가접착된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 검사하고, 상기 업룩킹 비전(600)으로 상기 본딩헤드(540)의 하부에 장착된 스탬프 패드(550)의 위치정보를 검사하며, 상기 마이크로 LED 소자의 위치 정보와 상기 스탬프 패드(550)의 위치 정보를 바탕으로 상기 본딩헤드(540)의 스탬프 패드(550)로 상기 마이크로 LED 소자를 픽업하며, 본딩헤드(540)에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 업룩킹 비전(600)으로 검사하는 단계; e) 상기 PCB 스테이지가 상기 본딩헤드(540)의 하부로 이동한 상태에서 본딩헤드(540)의 일측에 구비된 본딩비전(560)으로 상기 PCB의 본딩될 영역에 대한 본딩위치 정보를 획득하는 단계; f) 상기 PCB의 본딩될 영역에 대한 본딩위치 정보와 상기 본딩헤드(540)에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 바탕으로 상기 본딩헤드(540)에 픽업된 마이크로 LED 소자를 상기 PCB 스테이지에 전달된 PCB의 본딩위치에 본딩하는 단계; g) 상기 본딩이 완료된 PCB의 본딩 상태를 포스트 본딩 비전(1000)으로 검사하는 단계; h) 상기 본딩이 완료된 본딩헤드(540)의 스탬프를 클리너부(800)에서 클리닝하는 단계; 및 i) 상기 포스트 본딩 비전(1000)에 의한 검사가 완료된 PCB를 PCB 언로딩픽커(1510)로 픽업하여 회수하는 단계를 포함한다.
여기에서, e) 단계 이후에 상기 PCB 스테이지가 상기 포스트 본딩 비전(1000)의 하방으로 이동하고 상기 본딩이 완료된 PCB의 본딩 상태를 포스트 본딩 비전(1000)으로 검사하는 동안에 h) 단계, b) 단계 및 d) 단계가 순차적으로 수행될 수 있다.
또한, 복수개의 마이크로 LED 소자가 거치된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이를 공급하는 단계 이후에, 공급된 트레이에 거치된 상기 캐리어의 상기 캐리어의 전달이 완료되면 빈트레이를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 트레이의 공급 및 상기 빈트레이를 회수하는 단계는, 1) 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이가 적층된 스택 트레이 공급부(121)의 하부로 트레이 스테이지(1230)가 이동하는 단계; 2) 상기 스택 트레이 중 최하단의 트레이를 전달받아 트레이를 거치하고, 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 트레이 스테이지(1230)에 형성된 관통홀(1230c)을 관통하여 상기 스택 트레이의 최하단을 지지하도록 한 상태로 상기 로딩 지지부(1220)가 상승하는 단계; 3) 상기 로딩 지지부(1220)가 상승하면 상기 스택 트레이를 거치하는 트레이 받침대가 전방으로 회피하는 단계; 4) 상기 로딩 지지부(1220)가 소정 높이 하강하여 상기 스택 트레이를 하강시키는 단계; 5) 상기 하강된 스택 트레이 중 최하단에 적층된 스택 트레이의 상단에 적층된 트레이를 지지부로 지지하는 단계; 6)상기 지지부에 의해 트레이가 지지된 상태에서 상기 로딩 지지부(1220)가 추가 하강함으로써 상기 스택 트레이로부터 최하단에 적층된 트레이를 분리하는 단계; 7) 상기 분리된 트레이를 상기 트레이 스테이지(1230)의 상부에 전달하는 단계; 8) 상기 트레이에 수용된 캐리어를 상기 캐리어 픽커(300)가 픽업하고, 각각의 캐리어에 대한 픽업 작업이 완료된 빈트레이가 재치된 트레이 스테이지(1230)를 트레이픽커(1240)의 하부로 이송하는 단계; 9) 상기 트레이픽커(1240)가 상기 트레이 스테이지(1230) 상의 빈트레이를 픽업하여 트레이 반출부(1250)로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 트레이의 공급과 상기 빈트레이의 회수는 마이크로 LED 소자 본딩장치의 일측 영역에서 함께 수행될 수 있도록 구비되고 트레이 공급부(121)와 트레이 반출부(1250)가 복층 구조로 형성되어 상기 트레이 공급부(121)에 의한 공급은 상부에서 수행되고 상기 트레이 반출부(1250)에 의한 회수는 하부에서 수행될 수 있다.
특히, 트레이 공급부(121)에서 캐리어가 수용된 트레이가 적층된 스택 트레이를 받는 트레이 받침부(1210)와, 트레이 반출부(1250)에서 빈트레이가 적층된 스택 트레이를 배출하기 위한 배출트레이가 마이크로 LED 본딩 장치의 전방에 구비되어 작업자가 장비의 전면에서 교체, 분리, 수리 등의 작업을 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 마이크로 LED 소자 본딩 방법을 도면을 참고하여 보다 자세히 설명한다.
먼저, 트레이 공급반출부(1200)는 작업자로부터 트레이(T)를 공급받고, 캐리어 버퍼 픽커(300)가 캐리어(S)를 픽업할 수 있도록 중간 스테이지 영역(S10)에 트레이(T)를 위치시키며, 트레이(T)의 캐리어(S)가 모두 캐리어 버퍼 픽커(300)에 의해서 픽업되면 빈트레이(T)를 반출한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 작업자가 전방(Y축 음 방향)으로 인출된 트레이 받침부(1210)에 복수개의 트레이가 적층된 스택 트레이(T)를 적재하면, 트레이 받침부(1210)는 후방(Y축 양 방향)으로 이동한다. 트레이 스테이지(1230)가 스택 트레이의 하부에 위치한 상태에서 트레이 로딩 지지부(1220)가 상승하고, 트레이 로딩 지지대(1220a)가 관통홀(1230c)을 관통하도록 더욱 상승하여 적층 트레이(T)의 하부면을 지지하면서 들어 올린다.
적층 트레이는 트레이 로딩 지지부(1220)에 의해 지지된 상태가 되어 트레이 받침부(1210)는 전방으로 이동 가능한 상태가 된다. 트레이 받침부(1210)를 전방(Y축 음 방향)으로 인출하면, 작업자에 의해서 추후 작업될 캐리어가 수용된 스택 트레이(T)가 적재되고 작업중인 스택 트레이에 의한 트레이 공급 작업이 끝날 때까지 트레이 받침부(1210)에 거치된 상태로 대기된다.
트레이 로딩 지지부(1220)에 의해 적층 트레이가 적층된 상태에서 소정 높이 트레이 로딩 지지부(1220)가 하강하면 적층 트레이도 함께 하강한다. 이때 트레이 지지분리부(1222)는 적층 트레이(T) 중 제일 아래의 트레이(T1)를 제외한 나머지 복수개의 트레이(T2-Tn)를 지지하도록 구동되어 전후방으로 이동하여 최하단 트레이와 최하단 트레이의 바로 위에 적층된 트레이를 분리하고 최하단 트레이의 바로 위에 적층된 트레이를 고정한다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 트레이를 기준으로 트레이의 전방 측에 위치한 트레이 지지분리부(1222)는 후방으로 이동하고, 트레이의 후방 측에 위치한 트레이 지지분리부(1222)는 전방측으로 이동하여 트레이가 하강하지 못하게 고정할 수 있다.
트레이 로딩 지지대(1220a)는 관통홀(1230c)에서 인출될 수 있도록 추가 하강되며, 트레이 로딩 지지부(1220)에 거치된 최하단 트레이(T1)를 트레이 스테이지(1230)의 지지면(1230a) 상에 거치시킨다.
트레이 로딩 지지부(1220)가 완전히 하강되면, 트레이가 거치된 트레이 스테이지(1230)는 후방으로 이동하던 중 중간 스테이지 영역(S01)에서 일시적으로 정지하며, 캐리어 버퍼 픽커(1310)에 의해서 캐리어(S)가 하나씩 픽업되어 공급되고, 트레이에 남아있는 캐리어가 모두 픽업된 후에는 빈 트레이(T)를 트레이 반출부(1250)로 반출할 수 있도록, 빈트레이가 거치된 트레이 스테이지(1230)를 후방으로 이동하여 트레이 픽커의 하부에 위치하면 트레이 스테이지(1230)의 이동을 정지한다.
트레이 스테이지(1230)의 상측에서 하강하는 트레이 픽커(1240)는 트레이(T)를 픽업하고, 트레이 스테이지(1230)는 다시 전방으로 인출된다. 트레이 픽커(1240)는 하강하여 스택 트레이 피더(1251)에 빈 트레이(T)를 적재한 후 상승한다.
전술한 바와 같이 트레이의 공급 및 반출 작업이 반복적으로 수행되며, 스택 트레이 피더(1251)에 적층된 빈트레이가 소정 개수에 도달하면 트레이가 배출될 수 있도록 전방으로 이동한다. 스택 트레이 피더(1251)가 전방으로 이동하면 빈트레이가 적층된 스택 트레이를 스택 트레이 리프팅부(1253)로 픽업한다. 스택 트레이가 리프팅부(1253)에 픽업되면 스택 트레이 피더(1251)가 새로운 빈트레이를 트레이 픽커로부터 전달받을 수 있도록 후방으로 이동하여 트레이 픽커의 하부에 위치된다. 스택 트레이 리프팅부(1253)에 픽업된 스택 트레이는 마이크로 LED 본딩 장치의 전방에 구비되는 배출 트레이(1254)에 전달된다. 배출 트레이(1254)에 전달된 스택 트레이는 작업자에 의해 외부로 인출될 수 있다.
한편, 중간 스테이지 영역에서 트레이 스테이지(1230)에 거치된 트레이는 캐리어 버퍼 픽커(1310)에 의해 캐리어가 캐리어 버퍼부에 전달된다. 캐리어 버퍼 픽커는 중간 스테이지 영역(S01)에 위치한 트레이(T)에서 한 개의 캐리어(S)를 픽업하여 우측 방향(X축 양 방향)으로 이동해서 캐리어 버퍼부(1320)의 상부에 놓는다.
캐리어 픽커(300)는 캐리어 버퍼부(1320)로부터 캐리어(S)를 픽업하여 우측 방향으로 이동해서 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)에 번갈아 가면 캐리어(S)를 놓는다.
본 발명에서는 캐리어 버퍼 픽커를 구비하여 트레이 스테이지(1230)로부터 캐리어 버퍼부에 캐리어를 전달하지만, 캐리어 버퍼 픽커 대신에 캐리어 픽커(300)가 트레이 스테이지(1230)로부터 캐리어를 픽업하여 캐리어 버퍼부에 전달한 후, 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 전달할 수도 있다.
이러한 경우엔 마이크로 LED 소자 분리부(400)에 캐리어가 전달된 상태면 캐리어 픽커(300)는 캐리어 버퍼부에 캐리어를 임시 거치시킬 수도 있지만, 2개의 마이크로 LED 소자 분리부(400) 중 어느 하나에 캐리어가 비어있는 경우라면 캐리어 버퍼부를 거칠 필요 없이 다이렉트로 트레이 스테이지(1230)에서 마이크로 LED 소자 분리부(400)로 전달할 수도 있다.
그리고, 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b) 각각에 캐리어(S)가 전달되면, 제1, 2마이크로 LED 소자 분리부(400a, 400b)는 각각 개별적으로 후방(Y 축의 양 방향)으로 이동하여 제1, 2본딩 픽커(500a, 500b)의 하측에서 정지한다.
제1 본딩 픽커(500a)는 X축 방향 및 Z 축 방향으로만 이동 가능하게 구비되며, Y축 방향으로 이동이 제한된다. 따라서, 제1 본딩 픽커(500a)와 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)의 상대 운동에 의해 제1 본딩 픽커(500a)의 일측에 구비된 제1 본딩비전(560)으로 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 흡착된 캐리어의 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 획득한다. 제1 본딩 픽커(500a)의 본딩비전(560)은 제1 기판 마킹부와 캐리어(S)의 위치를 검사함으로써, 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400b)에 적재된 캐리어(S)의 정렬 상태를 검사한다.
참고로, 캐리어에 흡착된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 획득하기 전에 제1 본딩 픽커(500a)는 우측 방향으로 이동하여 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)의 일측에 구비된 제1 업룩킹 비전(600a)의 상부로 이동하여 제1 본딩 픽커(500a)의 하부에 장착된 스탬프 패드(550)를 검사하여 스탬프 패드(550)에 형성된 돌기의 위치 정보를 획득한다.
따라서 업룩킹 비전으로 얻어진 스탬프 패드(550)의 위치정보와 본딩 비전으로 얻어진 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 바탕으로 제어부는 제1 본딩 픽커(500a)의 픽업 위치를 보정하도록 제어한다.
제1 본딩 픽커(500a)는 하강하여 복수개의 마이크로 LED 소자(M)를 캐리어(S)로부터 픽업한다. 이때 캐리어는 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 진공 흡착된 상태이므로, 본딩헤드(540)의 하부에 장착된 스탬프패드의 돌기로 마이크로 마이크로 LED 소자를 픽업할 수 있다. 본딩헤드(540)로 마이크로 LED 소자를 픽업한 후에는 다시 업룩킹 비전의 상부로 제1 본딩 픽커(500a)를 이동하여 업룩킹 비전으로 마이크로 LED 소자의 픽업 상태(위치 정보)를 검사한다.
픽업 상태 검사가 완료된 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)는 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)는 전방으로 이동하고, 제1 PCB(혹은 제1 기판)가 흡착된 제1 PCB 스테이지(200a)는 전방으로 이동하여 제1 본딩 픽커(500a)의 하측에 정지한다.
제1 본딩 픽커(500a)의 일측에 구비된 제1 본딩비전(560)으로 마이크로 LED 소자가 본딩될 제1 PCB의 본딩 위치 정보를 획득한다.
스탬프 패드(550)에 흡착된 마이크로 LED 소자(M)의 픽업 상태(위치 정보)와 PCB의 본딩 위치 정보를 바탕으로 제1 본딩 픽커(500a)를 제어한 상태에서 제1 본딩 픽커(500a)에 의해 캐리어(S)의 마이크로 LED 소자(M)가 모두 제1 PCB(P)에 본딩된다.
제1 PCB(P)에 본딩이 완료되면, 제1 PCB 스테이지(200a)는 후방으로 이동하여 포스트 본딩 비전의 하방으로 이동하여, 포스트 본딩 비전으로 제1 PCB의 본딩 상태를 검사한다.
이때 PCB 스테이지가 포스트 본딩 비전의 하방으로 이동하고 본딩이 완료된 PCB의 본딩 상태를 포스트 본딩 비전으로 검사하는 동안에 본딩이 완료된 본딩헤드(540)의 스탬프를 클리너부에서 클리닝을 한다. 그 다음 제1 PCB에 본딩될 캐리어를 마이크로 LED 소자 분리부(400)로부터 공급 받는다. 물론, 이때도 동일하게 클리닝이 완료된 스탬프 패드(550)의 위치 정보를 업룩킹 비전으로 확인하고 마이크로 LED 소자부에 흡착된 캐리어의 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 본딩 비전으로 검사하며 업룩킹 비전과 본딩비전의 검사 결과에 따라 본딩 헤드로 마이크로 LED 소자를 픽업한 후, 업룩킹 비전으로 마이크로 LED 소자의 픽업상태를 검사한다.
즉, 포스트 본딩 비전으로 PCB의 본딩 상태를 검사하는 동안에 본딩헤드(540)의 스탬프 패드(550)를 클리닝하고 다음 본딩될 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 바탕으로 본딩헤드(540)의 마이크로 LED 소자의 픽업 및 픽업위치 검사가 이루어지기 때문에 UPH를 크게 단축시킬 수 있게 되는 것이다. 일반적으로 본딩이 완전히 완료된 후에 포스트 본딩 비전 검사가 수행되지만, 본 발명에 따르면 PCB에 해당 캐리어를 부착한 후, 다음 캐리어를 공급받는 동안 PCB의 본딩 상태를 검사할 수 있으므로 작업 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 포스트 본딩 비전으로 제1 PCB의 본딩 상태 검사가 완료된 후에는 제1 PCB 스테이지(200a)는 전방으로 이동하여 제1 본딩 픽커(500a)의 하측에 정지하여 본딩 비전으로 다음 본딩될 제1 PCB의 본딩 위치를 검사하고, 본딩헤드(540)에 픽업된 마이크로 LED 소자를 다음 본딩될 제1 PCB의 본딩 위치에 본딩한다.
이러한 과정을 수차례 반복하며 제1PCB에 마이크로 LED 소자의 본딩이 완료되면, 제1 PCB 스테이지(200a)는 후방(Y 축의 양 방향)으로 이동한다. 본딩이 완료된 PCB를 반출하기 위하여 PCB 언로딩픽커(1510)는 일측으로 이동하여 PCB 스테이지의 상부에 위치할 수 있다. 이 경우 PCB 언로딩픽커(1510)는 X 축 방향으로 이동함으로써 제1 PCB 스테이지(200a)의 상방측에 위치할 수 있다.
PCB 언로딩픽커(1510)는 복수개의 마이크로 LED 소자(M)가 본딩되고, 본딩후 검사가 완료된 PCB(P)를 픽업하여 PCB 배출레일(1540)로 배출한다. PCB 로딩 픽커(1500)는 PCB 공급레일(1530)로부터 새로 본딩될 PCB(P)를 픽업하여 제1 PCB 스테이지(200a)에 거치시킬 수 있다.
제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 적재된 캐리어(S)에서 마이크로 LED 소자(M)가 모두 픽업된 경우, 캐리어 회수픽커(700)는 빈캐리어(S)를 픽업하여 캐리어 회수부(760)로 회수한다.
전술한 제1 본딩 픽커(500a), 제1 PCB 스테이지(200a), 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a)에 관한 설명은, 제2 본딩 픽커(500b), 제2 PCB 스테이지(200b), 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b)에도 동일하게 적용되므로 생략한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)는, 한 쌍의 본딩공정부 즉, 제1, 2본딩공정부를 통해 마이크로 LED 소자(M)가 각각의 PCB(P)에 독립적으로 본딩이 이루어지게 된다.
제1 본딩공정부는 제1 마이크로 LED 소자 분리부(400a), 제1 업룩킹 비전(600a), 제1 PCB 스테이지(200a)를 포함하여 구성될 수 있으며, 제2 본딩공정부는 제2 마이크로 LED 소자 분리부(400b), 제2 업룩킹 비전(600b), 제2 PCB 스테이지(200b)를 포함하여 구성될 수 있다. 위와 같이, 마이크로 LED 소자용 본딩장치(10)가 제1, 2본딩공정부를 구비하여 픽업 및 본딩 공정이 독립적으로 수행됨에 따라, 마이크로 LED 소자(M)의 본딩을 더욱 효율적으로 달성할 수 있는 장점이 있다.
스탬프 교체부(910)는 제1, 2 본딩비전(500a, 500b) 사이에 배치된다. 그리고, 제1 클리너부(800a)는 제1 본딩비전(500a)의 좌측에 배치된다. 제2 클리너부(800b)는 제2 본딩비전(500b)의 우측에 배치된다.
본딩 헤드(540)에 흡착된 스탬프 패드(550)는 소모성 제품으로 이루어지므로, 마이크로 LED 소자(M)를 픽업하고, 스탬프 패드(550)에 픽업된 마이크로 LED 소자(M)를 PCB(P)에 본딩하며, 본딩이 완료된 스탬프 패드(550)를 테이프(810)에 접촉시켜 클리닝하는 단계를 반복적으로 수행하는 경우 스탬프 패드(550)의 하면에 형성된 수천 ~ 수만개의 소자 접착돌기(551)가 마모되거나 손상이 될 수 있다. 스탬프 패드(550)의 상태는 수천~수만개의 마이크로 LED 소자를 픽업 및 핸들링하기 때문에 스탬프 패드(550)의 상태가 마이크로 LED 소자의 픽업상태에 영향을 준다. 따라서 각각의 본딩작업이 수행되는 동안 스탬프 패드(550)의 사용횟수가 소정 횟수에 도달하거나 소정 주기마다 새로운 스탬프 패드(550)로 교체하는 것이 바람직하다.
물론 이외에도, 제1 업룩킹 비전(600a)을 통해 제1 본딩 픽커(500a)의 본딩 헤드(540)에 흡착된 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(551)가 장기간 사용에 따라 마모되거나 파손된 것이 검사되거나, 제2 업룩킹 비전(600b)을 통해 제2 본딩 픽커(500b)의 본딩 헤드(540)에 흡착된 스탬프 패드(550)의 소자 접착돌기(551)가 장기간 사용에 따라 마모되거나 파손된 것이 검사되면, 제1 본딩 픽커(500a) 또는 제2 본딩 픽커(500b)는 본딩 헤드(540)의 공압을 해제하여 본딩 헤드(540)의 하면에 진공 흡착된 스탬프 패드(550)를 분리, 교체할 수도 있다.
그 후, 제1 본딩 픽커(500a)는 우측으로, 제2 본딩 픽커(500b)는 좌측으로 스탬프 교체부(910)로 이동하고, 본딩 헤드(540)의 공압을 통해 스탬프 교체부(910)에 공급된 새로운 스탬프 패드(550)를 진공 흡착하여 픽업함으로써, 스탬프 패드(550)를 교체한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직 한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
200: PCB 스테이지 200a: 제1 PCB 스테이지
200b: 제2 PCB 스테이지 300: 캐리어 픽커
400: 마이크로 LED 소자 분리부 400a: 제1 마이크로 LED 소자 분리부
400b: 제2 마이크로 LED 소자 분리부 500: 본딩 픽커 500a: 제1 본딩 픽커 500b: 제2 본딩 픽커
550: 스탬프 패드 560: 본딩비전
600: 업룩킹 비전 600a: 제1 업룩킹 비전
600b: 제2 업룩킹 비전 700: 캐리어 회수픽커
800: 클리너부 800a: 제1 클리너부
800b: 제2 클리너부 810: 테이프
820: 공급롤러 830: 이형필름 롤러
840: 클린 스테이지 850: 회수롤러
910: 스탬프 교체부 T: 트레이
S: 캐리어 M: 마이크로 LED 소자
P: PCB

Claims (15)

  1. 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자 본딩장치로서,
    복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이를 공급하고 빈트레이를 회수하는 트레이 공급반출부;
    상기 캐리어를 픽업하는 캐리어픽커에 의해 상기 캐리어가 전달되는 칩캐리어버퍼부;
    상기 캐리어픽커에 의해 상기 칩캐리어버퍼부에 전달된 캐리어가 전달되고, 상기 캐리어를 흡착하며 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 마이크로 LED 소자 분리부;
    상기 마이크로 LED 소자 분리부에 흡착된 캐리어로부터 복수개의 마이크로 LED 소자를 픽업하여 PCB에 본딩시키기 위하여 하부에 탈부착 가능하게 장착되는 스탬프 패드를 구비하는 본딩헤드와, 상기 본딩헤드의 일측에 마련되어 상기 마이크로 LED 소자 분리부에 전달된 마이크로 LED 소자의 위치 정보 및 PCB의 본딩될 영역에 대한 위치 정보를 획득하는 본딩비전을 구비하며, X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 본딩픽커;
    상기 마이크로 LED 소자 분리부의 일측에 구비되어 함께 Y축 방향으로 이송 가능하며, 상기 본딩헤드에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 획득하기 위한　업룩킹 비전;
    상기 본딩헤드에 의해 상기 마이크로 LED 소자가 상기 캐리어로부터 분리된 후 상기 마이크로 LED 소자 분리부 상의 빈 캐리어를 회수하는 캐리어 회수픽커;
    상기 본딩헤드에 의해 캐리어로부터 분리된 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 공급하고, 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB를 반출하는 PCB 공급반출부;
    상기 PCB 공급반출부로 부터 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 픽업하고, X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB로딩픽커;
    상기 PCB로딩픽커에 픽업된 상기 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB가 전달되고, Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB 스테이지;
    상기 PCB 스테이지의 이동경로의 상부에 구비되어, 상기 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB의 본딩 상태를 검사하기 위한 포스트 본딩비전;
    상기 포스트 본딩비전에 의해 본딩 상태 검사가 완료된 PCB를 픽업하여 상기 PCB 공급반출부로 반출하기 위해 X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB언로딩픽커;
    상기 본딩이 완료된 본딩헤드를 클리닝하기 위한 클리너부; 및
    상기 본딩헤드의 하부로부터 사용된 스탬프 패드를 분리하여 스탬프 스택부로 회수하고, 스탬프 패드가 복수개 적층되어 구비된 스탬프 스택부로부터 교체될 새로운 스탬프 패드를 공급하여 상기 본딩헤드의 스탬프 패드를 교체하는 스탬프 패드가 교체되는 스탬프 교체부를 포함하며,
    상기 본딩픽커와 상기 포스트 본딩 비전은 상기 PCB 스테이지의 이동경로 상방에 이격 배치되고,
    상기 마이크로 LED 소자 분리부와 상기 PCB 스테이지는 동일한 Y축 가이드레일 상에 배치되어 전후방으로 이송 가능하게 구비되되, 상기 마이크로 LED 소자 분리부가 상기 본딩헤드의 하부에 위치할 때 상기 PCB 스테이지가 후방으로 회피하고, 상기 PCB스테이지가 상기 본딩헤드의 하부에 위치할 때 상기 마이크로 LED 소자 분리부가 전방으로 회피할 수 있도록 동일 방향으로 이송하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PCB스테이지는 컨버전시 상기 마이크로 LED 소자 본딩장치의 전방으로 이동하고,
    상기 트레이 공급반출부, 상기 칩캐리어 버퍼부, 상기 캐리어픽커, 상기 캐리어 회수픽커, 상기 마이크로 LED 소자 분리부, 상기 본딩픽커, 상기 클리너부, 상기 스탬프 교체부, 상기 PCB 스테이지가 상기 마이크로 LED 소자 본딩장치의 전방에 구비되어 전방에서 교체, 분리 또는 수리 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어픽커는
    상기 트레이 공급반출부에서 공급된 트레이에 수용된 복수개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 픽업하여 칩캐리어버퍼부에 전달하는 캐리어 버퍼픽커를 더 포함하며,
    캐리어 버퍼픽커는 상기 트레이에 수용된 캐리어를 상기 칩캐리어버퍼부에 전달하기 위해 X축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트레이 공급반출부는,
    복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이가 적층된 스택 트레이가 거치되는 트레이 공급부;
    상기 스택 트레이로부터 최하단에 적층된 트레이를 상부에 거치하고, 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 트레이 스테이지;
    상기 트레이에 수용된 상기 캐리어가 모두 전달된 상기 트레이 스테이지 상의 빈트레이를 픽업할 수 있도록 승하강 가능하게 구비되는 트레이픽커; 및
    상기 트레이픽커에 픽업된 상기 빈트레이가 전달되는 트레이 반출부를 더 포함하고,
    상기 트레이 공급부와 상기 트레이 반출부는 복층 형태로 구비되어 상기 트레이 공급부에 의한 공급은 상기 트레이 공급반출부의 상부에서 수행되고, 상기 트레이 반출부에 의한 반출은 상기 트레이 공급반출부의 하부에서 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트레이 공급부는,
    복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이가 적층된 스택 트레이;
    상기 스택 트레이의 최하단을 지지하거나, 상기 스택 트레이의 최하단에 적층된 트레이와 상기 최하단에 적층된 트레이의 상단에 적층된 트레이를 분리하기 위하여 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 지지분리부; 및
    상기 스택 트레이의 하방에 고정 배치되고, 상기 트레이의 최하단에 적층된 트레이의 하부면을 지지할 수 있도록 승하강 가능하게 구비되는 트레이 로딩 지지부;를 포함하고
    상기 트레이 스테이지는,
    상기 스택 트레이 중 최하단의 트레이를 전달받아 상기 트레이를 거치하는 지지면;
    상기 지지면에 거치되는 상기 트레이를 고정하기 위해 외곽에 구비되는 복수개의 클램핑 부재; 및 상기 클램핑 부재의 일측에 형성되되, 상기 트레이 로딩 지지부가 관통되도록 상기 트레이 로딩 지지부와 대응되는 위치에 형성된 관통홀을 포함하며,
    상기 트레이 스테이지가 상기 트레이 로딩 지지부와 상기 스택 트레이 사이에 위치하면 상기 트레이 로딩 지지부가 상기 관통홀을 관통한 상태에서 최하단에 적층된 트레이를 지지하고, 상기 지지분리부가 상기 스택 트레이로부터 최하단에 적층된 트레이를 분리함으로써 상기 트레이 스테이지의 상부에 최하단에 적층된 트레이가 거치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 트레이 공급부는 상기 트레이 공급부에 복수개의 마이크로 LED 소자가 가접착된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이가 적층된 스택 트레이를 제공할 수 있도록, 상기 스택 트레이를 상부에 거치하고 전후방향으로 이동 가능하게 구비되며, 일측이 개방된 'ㄷ'자 형상의 트레이 받침부를 더 포함하고,
    상기 트레이 받침부는 상기 트레이 로딩 지지부가 상승하여 상기 트레이 받침부에 수용된 스택 트레이를 지지하면 상기 스택 트레이를 거치하는 트레이 받침대가 전방으로 회피하여 새로운 스택 트레이를 받을 수 있도록 대기하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 트레이 반출부는
    상기 트레이픽커에 의해 전달된 빈트레이가 적층되며, 상기 적층된 빈트레이가 소정 개수에 도달시 반출할 수 있도록 전후방으로 이동 가능하게 구비되는 스택 트레이 피더;
    상기 스택 트레이 피더가 전방으로 이동하면 공급된 스택 트레이를 픽업하는 스택 트레이 리프팅부; 및
    상기 스택 트레이 리프팅부에 의해 상기 스택 트레이가 픽업되면, 상기 스택 트레이 피더는 새로운 빈트레이를 적층할 수 있도록 후방으로 이동하고 상기 스택 트레이 리프팅부에 픽업된 스택 트레이가 전달되는 배출트레이를 포함하며,
    상기 배출트레이는 상기 마이크로 LED 소자 본딩장치의 전방에 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 PCB 로딩픽커는
    X축 방향으로 이동 가능하고, Z축 방향으로 승하강 가능하게 구비되는 픽커 바디;
    상기 픽커 바디의 하부에 구비되고 상기 PCB의 일측 단부를 고정하기 위한 그립퍼;
    상기 PCB의 외곽 영역을 가압할 수 있도록 상기 픽커 바디의 하부 외곽 영역에 돌출되어 구비된 돌출부; 및
    상기 돌출부를 승하강시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 그립퍼는 상기 픽커 바디의 하부에 구비되어 상기 PCB의 크기에 따라 가변 가능한 로딩 가이드를 구비하고,
    상기 돌출부는 상기 PCB의 크기에 따라 컨버전 가능하도록 상기 픽커 바디로부터 교체 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 클리너부는,
    테이프를 공급하는 공급롤러;
    상기 공급롤러에 의해 공급된 테이프의 접착면이 상부를 향한 상태로 공급되어 상기 본딩헤드가 하강시 상기 본딩헤드의 하단부와 접촉하여 상기 본딩헤드의 이물질이 제거되는 클린 스테이지;
    상기 클린 스테이지에서 사용된 테이프를 회수하는 회수롤러; 및
    상기 공급롤러의 회전축 및 상기 회수롤러의 회전축이 각각 거치되는 홈과 하나 이상의 체결홀이 마련되는 고정 거치바;와 상기 고정 거치바의 상부에 구비되어 상기 공급롤러의 회전축 및 상기 회수롤러의 회전축을 착탈할 수 있도록 상기 고정 거치바의 일측에서 회동 가능하게 구비되는 회동 거치바;와 상기 회동 거치바의 상부에 구비되어, 상기 고정 거치바와 상기 회동 거치바를 체결하며, 상기 고정 거치바의 체결홀에 결합되는 체결부재를 구비하는 롤러 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  11. 제 10항에 있어서
    상기 공급롤러 및 상기 회수롤러는
    양단에 구비되는 고정편을 연결하고 회전 가능하게 구비되는 회전축;
    상기 회전축의 중간부 외주면을 감싸면서 결합되어 상기 테이프를 권취시키며, 길이방향으로 적어도 2분할된 중공의 원통으로 형성된 롤러부; 및
    상기 롤러부와 상기 회전축 사이에 마련되어 상기 롤러부의 내주면과 접촉하며 상기 롤러부의 직경을 확장 또는 축소시키는 조절부재를 각각 구비하며,
    상기 조절부재는 상기 공급롤러 및 상기 회수롤러에 테이프를 장착하거나 장착된 테이프를 탈착할 때는 상기 롤러부의 직경을 축소시키고,
    상기 공급롤러 및 상기 회수롤러에 상기 테이프를 장착한 후에는 상기 테이프의 직경에 대응되게 상기 롤러부의 직경을 확장시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 클리너부는
    상기 테이프의 접착면을 보호하는 이형필름을 회수하는 이형필름 롤러를 더 포함하고,
    상기 이형필름 롤러에 의해 상기 테이프로부터 이형필름이 박리되어 상기 테이프의 접착면이 상부를 향하도록 상기 테이프를 상기 클린 스테이지에 공급하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 PCB 공급반출부는
    상기 마이크로 LED 소자가 본딩될 PCB를 공급하는 PCB 공급레일; 및
    상기 마이크로 LED 소자가 본딩 완료된 PCB를 반출하는 PCB 반출레일을 구비하고,
    상기 PCB 공급레일 상에서 공급되는 PCB를 상기 PCB 로딩픽커로 픽업하여 상기 PCB 스테이지에 전달하고, 본딩이 완료된 PCB를 PCB언로딩픽커로 픽업하여 PCB 반출레일에 전달하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 본딩픽커, 상기 클리너부, 상기 업룩킹비전, 상기 마이크로 LED 소자분리부, 상기 PCB 스테이지는 상기 스탬프 교체부의 Y축 방향을 기준으로 한쌍 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩장치.
  15. 캐리어에 거치된 복수개의 마이크로 LED 소자를 PCB에 본딩하는 마이크로 LED 소자 본딩방법으로서,
    a) 복수개의 마이크로 LED 소자가 거치된 복수개의 캐리어가 수용되는 트레이를 공급하는 단계;
    b) 상기 캐리어 픽커가 상기 트레이에 수용된 복수개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 픽업하여, Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 일측에 업룩킹 비전이 장착되는 마이크로 LED 소자 분리부에 전달하는 단계;
    c) PCB 공급레일에서 공급되는 PCB를 PCB 로딩픽커로 픽업하여 Y축 방향으로 이동 가능하게 구비되는 PCB 스테이지에 전달하는 단계;
    d) 상기 마이크로 LED소자 분리부가 본딩헤드의 하부로 이동하여, 상기 본딩헤드의 일측에 구비된 본딩비전으로 상기 캐리어에 가접착된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 검사하고, 상기 업룩킹 비전으로 상기 본딩헤드의 하부에 장착된 스탬프 패드의 위치정보를 검사하며, 상기 마이크로 LED 소자의 위치 정보와 상기 스탬프 패드의 위치 정보를 바탕으로 상기 본딩헤드의 스탬프 패드로 상기 마이크로 LED 소자를 픽업하며, 본딩헤드에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 업룩킹 비전으로 검사하는 단계;
    e) 상기 PCB 스테이지가 상기 본딩헤드의 하부로 이동한 상태에서 본딩헤드의 일측에 구비된 본딩비전으로 상기 PCB의 본딩될 영역에 대한 본딩위치 정보를 획득하는 단계;
    f) 상기 PCB의 본딩될 영역에 대한 본딩위치 정보와 상기 본딩헤드에 픽업된 마이크로 LED 소자의 위치 정보를 바탕으로 상기 본딩헤드에 픽업된 마이크로 LED 소자를 상기 PCB 스테이지에 전달된 PCB의 본딩위치에 본딩하는 단계;
    g) 상기 본딩이 완료된 PCB의 본딩 상태를 포스트 본딩 비전으로 검사하는 단계;
    h) 상기 본딩이 완료된 본딩헤드의 스탬프를 클리너부에서 클리닝하는 단계; 및
    i) 상기 포스트 본딩 비전에 의한 검사가 완료된 PCB를 PCB 언로딩픽커로 픽업하여 회수하는 단계를 포함하며,
    상기 e) 단계 이후에 상기 PCB 스테이지가 상기 포스트 본딩 비전의 하방으로 이동하고 상기 본딩이 완료된 PCB의 본딩 상태를 포스트 본딩 비전으로 검사하는 동안에 h) 단계, b) 단계 및 d) 단계가 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 소자 본딩방법.
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KR101425613B1 (ko) 2013-03-28 2014-08-01 한미반도체 주식회사 플립칩 본딩장치 및 플립칩 본딩방법

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