KR20210080528A - 평행도 조정 장치, 픽업 장치, 실장 장치, 평행도 조정 방법, 픽업 방법, 및 실장 방법 - Google Patents

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KR20210080528A
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linear laser
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KR1020217015928A
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가츠미 데라다
다카시 하레
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토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

수고가 들지 않고, 정확하게 평행도 조정하는 것을 과제로 한다. 구체적으로는, 제1 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 대향하는 제2 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광 가능한 제1 발광부 및 제2 발광부와, 제2 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 제1 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제1 수광부, 및 제2 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제2 수광부와, 제2 대상부를 구동시켜 제1 대상부와 제2 대상부의 평행도를 조정하는 구동부와, 제1 수광부 및 제2 수광부가 수광한 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고, 제1 발광부 및 제2 발광부는, 제1 대상부와 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 제1 수광부 및 제2 수광부를 향하여, 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시키는 구성으로 하였다.

Description

평행도 조정 장치, 픽업 장치, 실장 장치, 평행도 조정 방법, 픽업 방법, 및 실장 방법
본 발명은, 마이크로 LED 등의 미소 부품을 복수 동시에 픽업 또는 실장할 때의 평행도를 조정하는 평행도 조정 장치, 및 평행도 조정 방법이며, 또한, 그것을 사용한 픽업 장치 및 실장 장치, 및 픽업 방법 및 실장 방법에 관한 것이다.
반도체 칩은, 비용 저감을 위해 소형화가 진행되고, 고속·고정밀도로 실장하기 위한 대처가 행해지고 있다. 특히, 디스플레이에 사용되는 LED는 마이크로 LED라 불리는 50㎛×50㎛ 이하의 LED 칩을 수㎛의 정밀도로 고속으로 실장할 것이 요구되고 있다. 마이크로 LED는, 캐리어 기판 상에 매트릭스로 복수 나열되어 있고, 이것의 적어도 일부를 동시에 픽업하여, 회로 기판 상에 동시에 실장하는 것이 행해지고 있다. 그때, 복수의 마이크로 LED와 픽업하는 헤드면, 또는 헤드가 보유 지지하고 있는 복수의 마이크로 LED와 실장 대상의 회로 기판의 평행도를 정확하게 조정하는 것이 실장 정밀도 및 마이크로 LED의 전사의 성공률을 확보하는 데 있어서 매우 중요해지고 있다.
특허문헌 1에는, 미리 헤드 자신의 평행도를 지그에 의해 조정한 후, 헤드 단부에 탑재한 3개의 레이저 변위계로부터 레이저광을 실장 대상의 회로 기판에 조사하여 거리를 측정하여, 헤드와 회로 기판의 평행도를 조정하는 구성이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2018-32740호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 것은, 미리 헤드 자신의 평행도를 지그에 의해 조정할 필요가 있어 수고가 듦과 함께, 거리를 측정하는 대상물이 투명체이면 정확하게 측정하는 것이 곤란하여, 정확하게 평행도 조정을 할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하여, 수고가 들지 않고, 정확하게 평행도 조정하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 제1 대상부와 제2 대상부의 평행도를 조정하는 평행도 조정 장치이며,
제1 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 대향하는 제2 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광 가능한 제1 발광부 및 제2 발광부와,
상기 제2 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 상기 제1 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제1 수광부, 및 상기 제2 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제2 수광부와,
상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동시켜 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부의 평행도를 조정하는 구동부와,
상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부가 수광한 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시키는 것을 특징으로 하는 평행도 조정 장치를 제공하는 것이다.
이 구성에 의해, 수고가 들지 않고, 정확하게 평행도 조정할 수 있다.
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 간격을 두고 배치되며, 대향하는 제4 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광 가능한 제3 발광부 및 제4 발광부와, 상기 제4 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 상기 제3 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제3 수광부, 및 상기 제4 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제4 수광부를 구비하고, 상기 제3 발광부 및 상기 제4 발광부는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제3 수광부 및 상기 제4 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시킴과 함께, 상기 제어부는 또한, 상기 제3 수광부 및 상기 제4 수광부가 수광한 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 구성으로 해도 된다.
이 구성에 의해, 제1, 제2 방향 및 제3, 제4 방향의 양방향에 있어서 정확하게 평행도 조정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 대략 대향 상태에 있어서, 상기 제1 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이와, 상기 제2 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이의 차가 소정값 이하로 되도록, 상기 구동부를 제어함과 함께,
상기 대략 대향 상태에 있어서, 상기 제3 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이와, 상기 제4 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이의 차가 소정값 이하로 되도록, 상기 구동부를 제어하는 구성으로 해도 된다.
이 구성에 의해, 수고가 들지 않는 평행도 조정을 실현할 수 있다.
상기 제1 대상부는 기판 상에 복수 적재된 미소 부품군이며, 상기 제2 대상부는 상기 미소 부품군의 적어도 일부를 픽업면으로 동시에 픽업 가능한 헤드부인 상술한 평행도 조정 장치를 사용한 픽업 장치로 해도 된다.
이 구성에 의해, 미소 부품군과 헤드부의 평행도를 정확하게 조정 가능한 픽업 장치로 할 수 있다.
상기 제1 대상부는 복수의 미소 부품으로 이루어지는 미소 부품군을 적재 가능한 회로 기판이며, 상기 제2 대상부는 헤드부의 픽업면으로 픽업하고 있는 상기 미소 부품군인 상술한 평행도 조정 장치를 사용한 실장 장치로 해도 된다.
이 구성에 의해, 회로 기판과 미소 부품군의 평행도를 정확하게 조정 가능한 실장 장치로 할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 제1 대상부와 제2 대상부의 평행도를 조정하는 평행도 조정 방법이며, 제1 방향에 있어서 간격을 두고 배치된 제1 발광부 및 제2 발광부로부터 대향하는 제2 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광하는 제1 제2 발광 공정과, 상기 제2 방향에 있어서 간격을 두고 배치된 제1 수광부 및 제2 수광부에 있어서, 상기 제1 발광부로부터 발광된 선상의 선상 레이저광을 제1 수광부가 수광하고, 상기 제2 발광부로부터 발광된 선상의 선상 레이저광을 제2 수광부가 수광하는 제1 제2 수광 공정과, 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부가 수광한 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동시켜 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부의 평행도를 조정하는 조정 공정을 구비하고, 상기 제1 제2 발광 공정에서는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부로부터 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시키는 것을 특징으로 하는 평행도 조정 방법을 제공하는 것이다.
이 구성에 의해, 수고가 들지 않고, 정확하게 평행도 조정할 수 있다.
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 간격을 두고 배치되며, 대향하는 제4 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광하는 제3 제4 발광 공정과, 상기 제4 방향에 있어서 간격을 두고 배치된 제3 수광부 및 제4 수광부에 있어서, 상기 제3 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 제3 수광부가 수광하고, 상기 제4 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 제4 수광부가 수광하는 제3 제4 수광 공정을 구비하고, 상기 제3 제4 발광 공정에서는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제3 발광부 및 상기 제4 발광부로부터 상기 제3 수광부 및 상기 제4 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시킴과 함께, 상기 조정 공정에서는 또한, 상기 제3 제4 수광 공정에서, 제3 수광부 및 상기 제4 수광부가 수광한 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동시켜 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부의 평행도를 조정하는 구성으로 해도 된다.
이 구성에 의해, 제1, 제2 방향 및 제3, 제4 방향의 양방향에 있어서 정확하게 평행도 조정할 수 있다.
상기 조정 공정에서는, 상기 대략 대향 상태에 있어서, 상기 제1 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이와, 상기 제2 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이의 차가 소정값 이하로 되도록, 상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동함과 함께, 상기 대략 대향 상태에 있어서, 상기 제3 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이와, 상기 제4 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이의 차가 소정값 이하로 되도록, 상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동하는 구성으로 해도 된다.
이 구성에 의해, 수고가 들지 않는 평행도 조정을 실현할 수 있다.
상기 제1 대상부는 기판 상에 복수 적재된 미소 부품군이며, 상기 제2 대상부는 상기 미소 부품군의 적어도 일부를 픽업면으로 동시에 픽업 가능한 헤드부인 상술한 평행도 조정 방법을 사용한 픽업 방법으로 해도 된다.
이 구성에 의해, 미소 부품군과 헤드부의 평행도를 정확하게 조정 가능한 픽업 방법으로 할 수 있다.
상기 제1 대상부는 복수의 미소 부품으로 이루어지는 미소 부품군을 적재 가능한 회로 기판이며, 상기 제2 대상부는 헤드부의 픽업면으로 픽업하고 있는 상기 미소 부품군인 상술한 평행도 조정 방법을 사용한 실장 방법으로 해도 된다.
이 구성에 의해, 회로 기판과 미소 부품군의 평행도를 정확하게 조정 가능한 실장 방법으로 할 수 있다.
본 발명의 평행도 조정 장치, 픽업 장치, 실장 장치, 평행도 조정 방법, 픽업 방법, 및 실장 방법에 의해, 수고가 들지 않고, 정확하게 평행도 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 픽업 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평행도 조정 방법을 설명하는 도면이며, (a)는 평행도가 조정된 상태, (b)는 평행도가 조정되어 있지 않은 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평행도 조정 장치를 설명하는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평행도 조정 장치를 설명하는 상면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 실장 방법을 설명하는 도면이다.
실시예 1
본 발명의 실시예 1에 대하여, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 픽업 방법을 설명하는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평행도 조정 방법을 설명하는 도면이며, (a)는 평행도가 조정된 상태, (b)는 평행도가 조정되어 있지 않은 상태를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평행도 조정 장치를 설명하는 측면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평행도 조정 장치를 설명하는 상면도이다.
실시예 1에 있어서는, 캐리어 기판(2)에 매트릭스상으로 적재된 복수의 마이크로 LED(1)(도 1의 깊이 방향으로도 적재되어 있음)를 헤드(11)에 마련한 복수의 노즐(12)(도 1의 깊이 방향으로도 마련되어 있음)로 픽업하는 경우의 평행도 조정 방법 및 평행도 조정 장치에 대하여 설명한다. 즉, 실시예 1에 있어서는, 복수의 마이크로 LED(1)를 미소 부품군으로 한다.
헤드(11)에 마련한 각 노즐은 폴리머계 수지로 구성되며, 점착성을 갖고 있고, 마이크로 LED(1)의 XY 방향으로 배열 피치의 N배의 피치로 어레이상으로 픽업 가능하게 마련되어 있다. 여기서, 마이크로 LED(1)의 XY 방향으로 배열 피치의 N배의 피치로 픽업한다란, 실장 대상의 회로 기판에 마이크로 LED(1)를 실장하는 경우에 회로 기판의 디스플레이의 화소 피치로 배열하는 것을 가능하게 하기 위해서이다. 즉, 마이크로 LED(1)는 캐리어 기판(2)으로부터 N회 픽업하면 배열 피치의 N배=화소 피치로 함으로써 피치 변경없이 소정의 장소에 낭비없이 회로 기판에 실장할 수 있다. 마찬가지로 R, G, B의 각 색을 1화소로 하여, 각각의 캐리어 기판으로부터 회로 기판에 실장할 수 있다.
이 점착성을 가진 각 노즐(12)로 캐리어 기판(2) 상에 적재된 마이크로 LED(1)를 픽업한다. 즉, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 노즐(12)이 마이크로 LED(1)의 바로 위에 위치하도록 헤드(11)를 이동시켜 위치 결정한 후, 미소 부품군인 마이크로 LED(1)를 향하여 하강시킨다. 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 노즐(12)의 선단이 마이크로 LED(1)의 상부에 접촉하면 헤드의 하강을 정지시킨다. 캐리어 기판(2)과 마이크로 LED(1)는 점착성이 있는 부재로 점착되어 있지만, 노즐(12)의 선단면의 점착도 쪽이 캐리어 기판(2)의 점착도보다도 크므로 노즐(12)을 접촉시켜 상승시킴으로써, 마이크로 LED(1)를 픽업할 수 있다(도 1의 (c)).
이 픽업 시에, 예를 들어 헤드(11) 또는 캐리어 기판(2)이 기울어져 있으면 헤드(11)의 어느 단부에 가까운 노즐(12)과 마이크로 LED(1)가 접촉할 수 없거나, 또는 위치가 어긋나서, 픽업할 수 없는 경우가 생각된다. 그 때문에, 실시예 1에 있어서는, 헤드(11)의 노즐(12)과 캐리어 기판(2) 상의 마이크로 LED(1)의 평행도를 조정하여 픽업하도록 구성하고 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 헤드(11)의 노즐(12)로 픽업한 마이크로 LED(1)를 회로 기판(3)에 실장하는 경우도 마찬가지의 평행도를 조정하여 실장하는 것이 중요하다. 여기서, 헤드(11)는 도시하지 않은 헤드 홀더에 흡착 또는 그 밖의 보유 지지 수단으로 탈착 가능하게 보유 지지되고, 캐리어 기판(2) 및 회로 기판(3)은 도시하지 않은 적재대에 흡착 또는 그 밖의 보유 지지 수단으로 탈착 가능하게 보유 지지되어 있다. 그리고, 평행도 조정에 있어서는, 헤드(11), 캐리어 기판(2), 회로 기판(3)의 각각의 평탄도가 담보되어 있으면, 헤드 홀더와 적재대 사이의 평행도를 조정하는 방법이어도 상관없다.
도 2를 참조하여, 본 발명에 있어서의 평행도 조정 방법에 대하여 설명한다. 도 2의 (a)는, 헤드(11)의 노즐(12)(제2 대상부)과 미소 부품군인 복수의 마이크로 LED(1)(제1 대상부)가 간극을 두고 대략 대향되며, 노즐(12)의 선단과 복수의 마이크로 LED(1)의 평행도가 조정된 상태를 나타내고 있다. LB21 및 LB22는, 도 2의 깊이 방향 방향으로부터 전방 방향으로 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)로부터 발광된(제1 제2 발광 공정) 선상 레이저광을 나타내고 있고, 노즐(12)의 선단부터 마이크로 LED(1)의 선단까지 투과하고 있지만, 노즐(12) 및 마이크로 LED(1)에 조사된 선상 레이저광은 투과하고 있지 않다. 그리고, 투과한 선상 레이저광 LB21 및 선상 레이저광 LB22를 제1 수광부(31) 및 제2 수광부(32)가 수광한다(제1 제2 수광 공정). 도 2의 (a)에서는, 선상 레이저광 LB21 및 선상 레이저광 LB22의 선상 방향(Z 방향)의 길이가 L0으로 동일하게 되어 있어 그 길이의 차는 제로이다.
도 2의 (b)는 헤드(11)의 노즐(12)의 선단과 미소 부품군인 복수의 마이크로 LED(1)가 간극을 두고 대략 대향되며, 노즐(12)의 선단과 복수의 마이크로 LED(1)의 평행도가 조정되어 있지 않고 θ만큼 기운 상태를 나타내고 있다. 선상 레이저광 LB21 및 선상 레이저광 LB22는, 도 2의 깊이 방향으로부터 전방 방향으로 제1 제2 발광 공정에서 발광된 선상 레이저광을 나타내고 있고, 노즐(12)의 선단부터 마이크로 LED(1)의 선단까지 투과하고 있다. 선상 레이저광 LB21 및 선상 레이저광 LB22는, 제1 제2 수광 공정에서 제1 수광부(31) 및 제2 수광부(32)가 수광한다. 도 2의 (b)에서는, 선상 레이저광 LB21의 선상 방향(Z 방향)의 길이 L2가 선상 레이저광 LB22의 선상 방향(Z 방향)의 길이 L1보다도 길고, 그 길이의 차는 L2-L1이다.
즉, 실시예 1에 있어서는, 선상 레이저광 LB21의 선상 방향의 수광 길이 L2와 선상 레이저광 LB22의 선상 방향의 수광 길이 L1의 차에 의해 평행도가 조정되어 있는지 여부를 알 수 있고, 당해 차에 기초하여 제1 대상부인 캐리어 기판(2) 상에 복수 적재된 미소 부품군(마이크로 LED(1))과, 제2 대상부인 헤드부(헤드(11)의 노즐(12))의 평행도를 조정하도록 구성하고 있다. 즉, 선상 레이저광 LB21의 선상 방향의 수광 길이 L2와 선상 레이저광 LB22의 선상 방향의 수광 길이 L1의 차가 소정값 이하로 되도록 헤드(11)를 구동하여 평행도를 조정하는 조정 공정을 실시한다.
또한, 실시예 1에 있어서는, 제2 대상부를 구동하여 평행도를 조정하도록 구성하였지만, 반드시 이것에 한정되지는 않고 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 제1 대상부를 구동하여 평행도를 조정하도록 구성해도 되고, 제1 대상부 및 제2 대상부의 양쪽을 구동하여 평행도를 조정하도록 구성해도 된다.
다음에, 도 3, 도 4를 참조하여, 실시예 1에 있어서의 평행도 조정 장치에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평행도 조정 장치를 설명하는 측면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평행도 조정 장치를 설명하는 상면도이다.
도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, +X 방향(제1 방향)에 있어서 간격을 두고 배치되며, 대향하는 -X 방향(제2 방향)을 향하여 선상으로 선상 레이저광 LB21을 발광 가능한 제1 발광부(21) 및 선상 레이저광 LB21을 발광 가능한 제2 발광부가 마련되어 있다. 또한, -X 방향(제2 방향)에 있어서 간격을 두고 배치되며, 제1 발광부(21)로부터 발광된 선상 레이저광 LB21을 수광 가능한 제1 수광부(31), 및 제2 발광부(22)로부터 발광된 선상 레이저광 LB22를 수광 가능한 제2 수광부(32)가 마련되어 있다.
또한, 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 +Y 방향(제3 방향)에 있어서 간격을 두고 배치되며, 대향하는 -Y 방향(제4 방향)을 향하여 선상으로 선상 레이저광 LB23을 발광 가능한 제3 발광부(23) 및 선상 레이저광 LB24를 발광 가능한 제4 발광부(24)가 마련되어 있다. 또한, -Y 방향(제4 방향)에 있어서 간격을 두고 배치되며, 제3 발광부(23)로부터 발광된 선상 레이저광 LB23을 수광 가능한 제3 수광부(33), 및 제4 발광부(24)로부터 발광된 선상 레이저광 LB24를 수광 가능한 제4 수광부(34)가 마련되어 있다.
제1 발광부(21), 제2 발광부(22), 제3 발광부(23), 및 제4 발광부(24)는, 모두 동일한 구성을 갖고 있고, 반도체 레이저원을 선상으로 배열하여 구성되어 있다. 또한, 제1 수광부(31), 제2 수광부(32), 제3 수광부(33), 및 제4 수광부(34)는, 모두 동일한 구성을 갖고 있고, 선상으로 배열한 CCD 센서로 이루어져 있다.
여기서, 제1 발광부(21)와 제2 발광부의 간격, 및 제3 발광부와 제4 발광부의 간격은, 가능한 한 이격되어 있는 것이 바람직하다. 헤드(11)의 양단부의 노즐(12) 부근이 가장 바람직하다. 도 2에 있어서는, 마이크로 LED(1)가 있는 장소에 선상 레이저광 LB21 및 선상 레이저광 LB22가 조사되어 있지만, 마이크로 LED(1)가 없는 장소여도 된다.
또한, 제1 발광부(21)와 제1 수광부(31), 제2 발광부(22)와 제2 수광부(32), 제3 발광부(23)와 제3 수광부(33), 및 제4 발광부(24)와 제4 수광부(34)는, 각각 X축 또는 Y축 방향으로 평행하게 배치하여 대향시키고, 제1 발광부(21)와 제1 수광부(31), 및 제2 발광부(22)와 제2 수광부(32)에 대하여 직교하는 방향으로 제3 발광부(23)와 제3 수광부(33), 및 제4 발광부(24)와 제4 수광부(34)를 배치하고 있지만, 반드시 이것에 한정되지는 않고 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 제1 발광부(21)와 제1 수광부(31) 및 제2 발광부(22)와 제2 수광부(32), 또는 제3 발광부(23)와 제3 수광부(33), 및 제4 발광부(24)와 제4 수광부(34)를, X축 또는 Y축에 대하여 각도를 가진 상태에서 대향시켜도 되고, 제1 발광부(21)와 제1 수광부(31) 및 제2 발광부(22)와 제2 수광부(32)만을 X축 또는 Y축과 각도를 가진 상태에서 대향시켜도 된다. 적어도 제1 발광부(21)와 제1 수광부(31) 및 제2 발광부(22)와 제2 수광부(32)에 대하여 공차하는 방향으로 제3 발광부(23)와 제3 수광부(33) 및 제4 발광부(24)와 제4 수광부(34)를 배치하면 된다.
제1 발광부(21), 제2 발광부(22), 제3 발광부(23), 및 제4 발광부(24)로부터는, 헤드(11)의 노즐(12)(제2 대상부)과 복수의 마이크로 LED(1)(제1 대상부)를 간극을 두고 대략 대향시킨 대략 대향 방향과 직교하는 방향(Z 방향)의 선상 레이저광을 각각 제1 수광부(31), 제2 수광부(32), 제3 수광부(33), 및 제4 수광부(34)를 향하여 선상으로 발광한다. 발광한 선상 레이저광은 직진하여, 도 3에 도시한 LB21과 같이, 노즐(12)이나 마이크로 LED(1) 등의 장해물에 차단되고, 장해물이 없는 공간만을 통과하여 각각 대응하는 수광부에 도달한다.
그리고, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 평행도가 조정된 상태이면, 예를 들어 제1 제2 발광 공정에서 발행된 선상 레이저광을, 제1 제2 수광 공정에서 제1 수광부(31)가 수광한 선상 레이저광 LB21에 있어서의 선상 방향(Z 방향)의 수광 길이 L0과, 제2 수광부(32)가 수광한 선상 레이저광 LB22에 있어서의 선상 방향(Z 방향)의 수광 길이 L0은 동일한 길이가 되어, 그 차는 제로가 된다.
또한, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 평행도가 조정되어 있지 않은 상태이면, 예를 들어 제1 제2 발광 공정에서 발행된 선상 레이저광을, 제1 제2 수광 공정에서 제1 수광부(31)가 수광한 선상 레이저광 LB21에 있어서의 선상 방향(Z 방향)의 수광 길이 L2와, 제2 수광부(32)가 수광한 선상 레이저광 LB22에 있어서의 선상 방향(Z 방향)의 수광 길이 L1은 동일한 길이로는 되지 않고, 그 차는 L2-L1이 되어 제로는 아니다.
도 2에서는, 제1 제2 발광 공정 및 제1 제2 수광 공정에서의 평행도 조정 방법에 대하여 나타내고 있지만, 제3 발광부(23) 및 제4 발광부(24)가 선상 레이저광을 발광하는 제3 제4 발광 공정, 및 제3 수광부(33) 및 제4 수광부(34)가 선상 레이저광을 수광하는 제3 제4 발광 공정에 있어서도 마찬가지이다.
실시예 1에 있어서의 평행도 조정 장치는, 제2 대상부인 헤드부(헤드(11)의 노즐(12))를 구동시켜 제1 대상부인 캐리어 기판(2) 상에 복수 적재된 미소 부품군(마이크로 LED(1))과의 평행도를 조정하는 구동부와, 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이 L1 및 L2에 기초하여 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고 있다.
제어부는, 상술한 각각의 수광 길이의 차인 L2-L1이 소정값 이하가 되도록 구동부를 구동시켜 평행도를 조정하는 조정 공정을 실행한다. 구동부는, X 방향 및 Y 방향으로 각각 기울기를 변경하는 수단을 마련해도 되고, X 방향 및 Y 방향의 기울기를 동시에 변경하는 수단을 마련해도 된다.
여기서, 소정값 이하란, 복수의 마이크로 LED(1) 모두가 헤드(11)의 복수의 노즐(12)에 픽업 가능한 값이면 되고, 바람직하게는 1㎛ 이하이면 되고, 가장 바람직하게는 0.5㎛ 이하가 바람직하다. 또한, 제1 제2 수광 공정에서 수광한 선상 레이저광의 수광 길이의 차에 기초하여 평행도 조정할 때의 소정값과, 제3 제4 수광 공정에서 수광한 선상 레이저광의 수광 길이의 차에 기초하여 평행도 조정할 때의 소정값은, 동일한 값이어도 되고, 다른 값이어도 된다.
또한, 실시예 1에 있어서는, 제1 방향, 제2 방향(X 방향)에 제1 발광부(21), 및 제2 발광부(22)를 마련하고, 제3 방향, 제4 방향(Y 방향)에 제3 발광부(23), 및 제4 발광부(24)를 마련하고, 각각 대향하는 제1 수광부(31), 제2 수광부(32), 제3 수광부(33), 및 제4 수광부(34)를 마련하도록 구성하였지만, 반드시 이것에 한정되지는 않고 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 제1 방향, 제2 방향(X 방향)만 평행도 조정하면, 제3 방향, 제4 방향(Y 방향)의 평행도는 만족되는 경우에는, 제1 방향, 제2 방향(X 방향)에 제1 발광부(21) 및 제2 발광부(22)를 마련함과 함께 대향하는 제1 수광부(31), 제2 수광부(32)를 마련하는 것만이어도 된다.
또한, 실시예 1에 있어서는, 헤드(11)의 노즐(12)(제2 대상부)과 복수의 마이크로 LED(1)(제1 대상부)를 간극을 두고 대략 대향시켜 제1 제2 발광 공정, 제3 제4 발광 공정, 제1 제2 수광 공정, 및 제3 제4 수광 공정을 실행하고 있지만, 반드시 이것에 한정되지는 않고 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 간극을 두지 않고 대략 대향시켜 제1 제2 발광 공정, 제3 제4 발광 공정, 제1 제2 수광 공정 및 제3 제4 수광 공정을 실행해도 된다. 이 경우도 L2-L1이 소정값 이하로 되도록 평행도를 조정하면 된다.
제1 발광부(21), 제2 발광부(22), 제3 발광부(23) 및 제4 발광부(24)로부터는, 제2 대상부와 제1 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 방향과 직교하는 방향(Z 방향)의 선상 레이저광을 선상으로 발광하도록 구성하였지만, 반드시 이것에 한정되지는 않고 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 대략 대향 방향과는 직교하지 않고 소정의 각도를 가진 방향으로 선상 레이저광을 선상으로 발광하도록 구성해도 된다. 적어도 대략 대향 방향과 교차하는 방향으로 선상 레이저광을 선상으로 발광하도록 구성하면 된다.
이와 같이 실시예 1에 있어서는, 제1 대상부와 제2 대상부의 평행도를 조정하는 평행도 조정 장치이며,
제1 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 대향하는 제2 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광 가능한 제1 발광부 및 제2 발광부와,
상기 제2 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 상기 제1 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제1 수광부, 및 상기 제2 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제2 수광부와,
상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동시켜 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부의 평행도를 조정하는 구동부와,
상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부가 수광한 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시키는 것을 특징으로 하는 평행도 조정 장치에 의해, 수고가 들지 않고, 정확하게 평행도 조정할 수 있다.
또한, 제1 대상부와 제2 대상부의 평행도를 조정하는 평행도 조정 방법이며,
제1 방향에 있어서 간격을 두고 배치된 제1 발광부 및 제2 발광부로부터 대향하는 제2 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광하는 제1 제2 발광 공정과,
상기 제2 방향에 있어서 간격을 두고 배치된 제1 수광부 및 제2 수광부에 있어서, 상기 제1 발광부로부터 발광된 선상의 선상 레이저광을 제1 수광부가 수광하고, 상기 제2 발광부로부터 발광된 선상의 선상 레이저광을 제2 수광부가 수광하는 제1 제2 수광 공정과,
상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부가 수광한 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동시켜 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부의 평행도를 조정하는 조정 공정을 구비하고,
상기 제1 제2 발광 공정에서는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부로부터 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시키는 것을 특징으로 하는 평행도 조정 방법에 의해, 수고가 들지 않고, 정확하게 평행도 조정할 수 있다.
또한, 상술한 평행도 조정 장치를 픽업 장치에 적용하여, 평행도 조정 방법을 실행함으로써 정밀도가 높고 확실한 픽업 방법을 실현할 수 있다.
실시예 2
본 발명의 실시예 2는, 평행도 조정 장치를 실장 장치에 적용하고, 평행도 조정 방법을 실장 방법에 적용한 점에서 실시예 1과 다르다. 실시예 2에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 실장 방법을 설명하는 도면이다.
도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 헤드(11)의 복수의 노즐(12)에는, 각각 마이크로 LED(1)가 픽업되어 있다. 그리고, 이들 마이크로 LED(1)의 실장 대상인 회로 기판(3)의 소정 위치 상방에 위치 결정한 후, 회로 기판(3)을 향하여 하강시킨다. 그때, 픽업되어 있는 복수의 마이크로 LED(1)(미소 부품군)와 회로 기판(3)은 평행도가 조정되어 있지 않으면 어느 마이크로 LED(1)를 회로 기판(3) 상의 소정 위치에 실장할 수 없어 위치 어긋남을 일으키거나, 간극에 의해 실장할 수 없거나, 실장의 충격으로 마이크로 LED(1)를 파괴하거나 하는 경우가 있다.
그 때문에, 상술한 평행도 조정 장치를 사용하여 평행도 조정 방법을 실행한다. 실시예 2에 있어서는, 제1 대상부는 복수의 마이크로 LED(1)(미소 부품)로 이루어지는 미소 부품군을 적재 가능한 회로 기판(3)이며, 제2 대상부는 헤드부(헤드(11)의 노즐(12))의 픽업면으로 픽업하고 있는 복수의 마이크로 LED(1)(미소 부품)로 이루어지는 미소 부품군이다.
평행도 조정을 완료한 후, 헤드(11)가 하강하고, 복수의 노즐(12)로 픽업하고 있는 복수의 마이크로 LED(1)의 실장면이 모두 회로 기판(3)에 접촉하면 하강을 정지한다(도 5의 (b)). 다음에, 헤드(11)를 상승시키면 마이크로 LED(1)는 모두 회로 기판(3) 상에 보유 지지된다. 이것은, 회로 기판(3)의 실장 위치에도 도시하지 않은 점착층이 마련되어 있고, 이 점착층의 점착도 쪽이 노즐(12)의 점착도보다도 크게 구성되어 있기 때문이다. 즉, 캐리어 기판(2)의 점착도<노즐(12)의 점착도<회로 기판의 점착도의 관계를 갖고 있다.
이와 같이, 실시예 2에 있어서는, 평행도 조정 장치를 실장 장치에 적용하여 평행도 조정 방법을 실행함으로써, 전사 미스가 없는 높은 성공률과 정밀도가 높은 실장을 실현할 수 있다.
본 발명에 있어서의 평행도 조정 장치, 픽업 장치, 실장 장치, 평행도 조정 방법, 픽업 방법, 및 실장 방법은, 마이크로 LED에 한하지 않고 칩 콘덴서 등의 미소 부품을 고속·고정밀도로 확실하게 실장하는 분야에 널리 사용할 수 있다.
1: 마이크로 LED
2: 캐리어 기판
3: 회로 기판
11: 헤드
12: 노즐
21: 제1 발광부
22: 제2 발광부
23: 제3 발광부
24: 제4 발광부
31: 제1 수광부
32: 제2 수광부
33: 제3 수광부
34: 제4 수광부
LB21: 선상 레이저광
LB22: 선상 레이저광
LB23: 선상 레이저광
LB24: 선상 레이저광

Claims (10)

  1. 제1 대상부와 제2 대상부의 평행도를 조정하는 평행도 조정 장치이며,
    제1 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 대향하는 제2 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광 가능한 제1 발광부 및 제2 발광부와,
    상기 제2 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 상기 제1 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제1 수광부, 및 상기 제2 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제2 수광부와,
    상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동시켜 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부의 평행도를 조정하는 구동부와,
    상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부가 수광한 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시키는 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 간격을 두고 배치되며, 대향하는 제4 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광 가능한 제3 발광부 및 제4 발광부와,
    상기 제4 방향에 있어서 간격을 두고 배치되며, 상기 제3 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제3 수광부, 및 상기 제4 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 수광 가능한 제4 수광부를 구비하고,
    상기 제3 발광부 및 상기 제4 발광부는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제3 수광부 및 상기 제4 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시킴과 함께,
    상기 제어부는 또한, 상기 제3 수광부 및 상기 제4 수광부가 수광한 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 대략 대향 상태에 있어서, 상기 제1 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이와, 상기 제2 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이의 차가 소정값 이하로 되도록, 상기 구동부를 제어함과 함께,
    상기 대략 대향 상태에 있어서, 상기 제3 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이와, 상기 제4 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이의 차가 소정값 이하로 되도록, 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 평행도 조정 장치를 사용한 픽업 장치이며,
    상기 제1 대상부는 기판 상에 복수 적재된 미소 부품군이며, 상기 제2 대상부는 상기 미소 부품군의 적어도 일부를 픽업면으로 동시에 픽업 가능한 헤드부인 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 장치를 사용한 픽업 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 평행도 조정 장치를 사용한 실장 장치이며,
    상기 제1 대상부는 복수의 미소 부품으로 이루어지는 미소 부품군을 적재 가능한 회로 기판이며, 상기 제2 대상부는 헤드부의 픽업면으로 픽업하고 있는 상기 미소 부품군인 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 장치를 사용한 실장 장치.
  6. 제1 대상부와 제2 대상부의 평행도를 조정하는 평행도 조정 방법이며,
    제1 방향에 있어서 간격을 두고 배치된 제1 발광부 및 제2 발광부로부터 대향하는 제2 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광하는 제1 제2 발광 공정과,
    상기 제2 방향에 있어서 간격을 두고 배치된 제1 수광부 및 제2 수광부에 있어서, 상기 제1 발광부로부터 발광된 선상의 선상 레이저광을 제1 수광부가 수광하고, 상기 제2 발광부로부터 발광된 선상의 선상 레이저광을 제2 수광부가 수광하는 제1 제2 수광 공정과,
    상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부가 수광한 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동시켜 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부의 평행도를 조정하는 조정 공정을 구비하고,
    상기 제1 제2 발광 공정에서는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제1 발광부 및 상기 제2 발광부로부터 상기 제1 수광부 및 상기 제2 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시키는 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 간격을 두고 배치되며, 대향하는 제4 방향을 향하여 선상으로 선상 레이저광을 발광하는 제3 제4 발광 공정과,
    상기 제4 방향에 있어서 간격을 두고 배치된 제3 수광부 및 제4 수광부에 있어서, 상기 제3 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 제3 수광부가 수광하고, 상기 제4 발광부로부터 발광된 선상 레이저광을 제4 수광부가 수광하는 제3 제4 수광 공정을 구비하고,
    상기 제3 제4 발광 공정에서는, 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부를 대략 대향시킨 대략 대향 상태에서, 상기 제3 발광부 및 상기 제4 발광부로부터 상기 제3 수광부 및 상기 제4 수광부를 향하여, 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광을 발광시킴과 함께,
    상기 조정 공정에서는 또한, 상기 제3 제4 수광 공정에서, 제3 수광부 및 상기 제4 수광부가 수광한 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이에 기초하여 상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동시켜 상기 제1 대상부와 상기 제2 대상부의 평행도를 조정하는 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 조정 공정에서는, 상기 대략 대향 상태에 있어서, 상기 제1 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이와, 상기 제2 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이의 차가 소정값 이하로 되도록, 상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동함과 함께,
    상기 대략 대향 상태에 있어서, 상기 제3 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이와, 상기 제4 수광부가 수광한 상기 대략 대향 방향과 교차하는 방향의 선상 레이저광에 있어서의 선상 방향의 수광 길이의 차가 소정값 이하로 되도록, 상기 제1 대상부 또는 상기 제2 대상부를 구동하는 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 평행도 조정 방법을 사용한 픽업 방법이며,
    상기 제1 대상부는 기판 상에 복수 적재된 미소 부품군이며, 상기 제2 대상부는 상기 미소 부품군의 적어도 일부를 픽업면으로 동시에 픽업 가능한 헤드부인 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 방법을 사용한 픽업 방법.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 평행도 조정 방법을 사용한 실장 방법이며,
    상기 제1 대상부는 복수의 미소 부품으로 이루어지는 미소 부품군을 적재 가능한 회로 기판이며, 상기 제2 대상부는 헤드부의 픽업면으로 픽업하고 있는 상기 미소 부품군인 것을 특징으로 하는, 평행도 조정 방법을 사용한 실장 방법.
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