KR20220122165A - LED Laser Repairing System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미니 또는 마이크로 LED 패널의 수십 μm ~ 수백 μm의 매우 작은 LED 칩에 대하여 높은 정확도로 각각의 불량 LED 칩 제거에 대한 불량률을 낮출 수 있는 이중 레이저빔 광학유닛을 이용한 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a mini & micro LED laser repairing system, and more particularly, for very small LED chips of tens of μm to hundreds of μm of mini or micro LED panels, it is possible to reduce the defect rate for each defective LED chip removal with high accuracy. It relates to a mini & micro LED laser repairing system using a dual laser beam optical unit.
LED 레이저 리페어 장치(LED laser repair system)란 디스플레이 판넬의 백라이트 유닛으로 활용되는 미니 LED 패널과 RGB 컬러 화소를 직접 제어하는 마이크로 LED 패널의 불량 칩을 제거하고 새로운 LED 칩을 부착하는 시스템을 말한다. An LED laser repair system refers to a system that removes defective chips from a mini LED panel used as a backlight unit of a display panel and a micro LED panel that directly controls RGB color pixels and attaches a new LED chip.
일반적으로 미니 LED 패널의 미니 LED는 100 μm 이상의 수백 μm 크기를 가지며, 마이크로 LED 패널의 마이크로 LED는 100 μm 이하(현재는 대략 50 μm 크기를 가짐)의 크기를 갖는 것을 의미한다. In general, a mini LED of a mini LED panel has a size of several hundred μm or more, and a micro LED of a micro LED panel has a size of 100 μm or less (currently has a size of approximately 50 μm).
따라서, LED 리페어 장치는 수십 μm ~ 수백 μm의 매우 작은 LED 칩을 제거하고 부착하여야 하기 때문에 매우 높은 작업 정밀도를 요구한다.Therefore, the LED repair device requires very high work precision because it is necessary to remove and attach a very small LED chip of several tens of μm to several hundreds of μm.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판(Substrate ;10) 위에 LED 칩이 n x m으로 배열되어 있고, 각각의 LED 칩(11)은 쌍으로 구성되는데, 보통 RGB 칼러 기준으로 3개가 한 쌍을 이룰 수 있으며, 각각의 LED 칩(11)은 3개 이상이 한 쌍을 이룰 수도 있다.As shown in FIG. 1, LED chips are arranged n x m on a
미니 LED 패널 기판(10)위에는 수만 내지 수백만개 이상의 LED 칩(11)이 있으며, 마이크로 LED 패널 기판(10)에는 수천만개 이상의 LED 칩(11)이 장착되어 있을 수 있다.There are tens to millions of
보통 LED 칩(11)은 기판의 전극 패드(13)에 각 (+)극성(11a)과 (-)극성(11b) 단자가 연결되어 있다. 전극 패드(13)에는 솔더가 제공되며, LED 칩(10)과 전극패드(13)는 이 솔더를 통해서 용접(welding)되어 있다.In general, the
따라서, LED 칩(11)을 제거하기 위해서는 상기 전극패드(13)와 LED 칩(11) 사이의 솔더 부분에 레이저를 조사하여 상기 전극패드(13)와 LED 칩(11)을 분리시킨다. Therefore, in order to remove the
레이저 가공을 위한 레이저 스캐닝 범위(laser scan field; 30)는 f-θ 렌즈의 유효초점거리(effective focal length: EFL)에 따라 비례적으로 증가한다. The
그러나 EFL이 증가하면 f-θ 렌즈의 레이저 초점크기(spot size) 또한 증가하게 된다. 일반적으로 레이저 스캐닝 범위(30)는 넓은 것이 좋으며, 레이저 초점의 크기는 작은 것이 좋다. However, as the EFL increases, the laser spot size of the f-θ lens also increases. In general, it is preferable that the
레이저 가공조건에 따라 레이저 초점의 크기를 맞추고 이에 따라 스캐닝 범위가 정해졌을 때 보통 갈바노스캐너의 단일 스캐닝 범위(30)가 기판(10) 전체영역을 담당할 수 없기 때문에 작업테이블을 x, y 모터로 이동시켜 기판(10)내의 레이저 가공영역을 이동시킬 수 있다.When the size of the laser focus is adjusted according to the laser processing conditions and the scanning range is determined accordingly, the
작업테이블의 이동경로(P)는 레이저 스캐닝 범위가 최단거리로 이동할 수 있게 경로를 구성한다.The movement path P of the worktable constitutes a path so that the laser scanning range can be moved in the shortest distance.
그런데, 단일 레이저 빔 스캐닝(30)을 통하여 솔더 부위에 레이저 빔을 조사하면 하나의 전극패드에만 조사할 수 있고 다른 전극패드는 레이저 빔이 조사되지 않는다. 이때 한쪽 전극패드(13)에 레이저를 조사하여도 LED 칩(11)을 통하여 열이 전도되어 다른 쪽 전극패드(13')의 솔더도 용융되기는 한다. However, when the laser beam is irradiated to the solder portion through the single laser beam scanning 30 , only one electrode pad can be irradiated and the laser beam is not irradiated to the other electrode pad. At this time, even when a laser is irradiated to one
그러나 LED 칩(11)이 분리되는 레이저 조건이 매우 민감하여 정확도가 떨어지고 반복 재현율이 낮아 LED 칩(11) 제거에 대한 불량률이 높아질 수 있다.However, the laser condition in which the
본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 미니 또는 마이크로 LED 패널의 수십 μm ~ 수백 μm의 매우 작은 LED 칩에 대하여 높은 정확도로 각각의 불량 LED 칩 제거에 대한 불량률을 낮출 수 있는 이중 레이저빔 광학유닛을 이용한 LED 레이저 리페어링 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve this problem, and an object of the present invention is to reduce the defect rate for each defective LED chip removal with high accuracy for very small LED chips of several tens μm to several hundred μm of a mini or micro LED panel. It is to provide an LED laser repairing system using a dual laser beam optical unit that can.
본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템은, 광원인 레이저, 상기 레이저로부터 출사된 레이저 빔을 전송하는 미러, 상기 레이저 빔의 방향을 전환하여 기판상에서 스캐닝하는 갈바노스캐너, 상기 레이저 빔을 상기 기판상의 불량 LED 칩에 대해 포커싱 시키는 F-θ 렌즈, 상기 기판의 위치를 검출하는 비젼카메라, 및 상기 기판이 배치된 작업 테이블과 상기 작업 테이블을 X축, Y축, 소정각도로 회전시키는 구동모터로 이루어진 스테이지를 포함하며, 상기 레이저와 상기 갈바노스캐너 사이에 상기 F-θ 렌즈 하단의 레이저 초점을 2개의 레이저빔 스팟이 되게 하는 이중 레이저빔 광학유닛을 구비하여, 상기 2개의 레이저빔 스팟이 상기 불량 LED 칩의 양과 음 전극패드의 각각의 솔더에 형성되게 하는 것을 특징으로 한다.The mini & micro LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention includes a laser as a light source, a mirror for transmitting the laser beam emitted from the laser, a galvanoscanner for scanning on a substrate by changing the direction of the laser beam, the An F-θ lens for focusing a laser beam on a defective LED chip on the substrate, a vision camera for detecting the position of the substrate, and an X-axis, Y-axis, and a predetermined angle between the working table on which the substrate is placed and the working table It includes a stage made of a rotating driving motor, and a dual laser beam optical unit that makes the laser focus at the bottom of the F-θ lens become two laser beam spots between the laser and the galvanoscanner, and the two It is characterized in that a laser beam spot is formed on each solder of the positive and negative electrode pads of the defective LED chip.
본 발명의 다른 측면에 따른 미니 & 마이크로 LED 칩 리페어링 방법은, 스테이지의 x, y 모터로 이동시켜 미니 & 마이크로 LED 기판내에 불량 LED 칩이 포함된 레이저 가공영역을 이동시키는 단계와, 레이저에서 상기 레이저 가공영역에 대해 레이저 빔의 파장은 343nm, 355nm의 UV 파장으로, 극초단 펄스 제어하여 출사시키는 단계와, 상기 레이저로부터 조사된 레이저 빔을 이중 레이저 빔 광학유닛이 제 1 및 제 2 레이저 빔으로 분리하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔이 미러에 의해 갈바노스캐너에 서로 다른 각도를 가지고 입사되는 단계와, 상기 갈바노스캐너로부터 F-θ 렌즈를 통과하여 일정간격이 떨어져 있는 두 개의 레이저 스팟을 생성하는 단계와, 상기 F-θ 렌즈를 통과한 두개의 레이저 스팟이 상기 불량 LED 칩의 음의 및 양의 전극패드의 각각의 솔더에 조사되는 단계를 포함할 수 있다.A mini & micro LED chip repair method according to another aspect of the present invention comprises the steps of moving a laser processing area containing a defective LED chip in a mini & micro LED substrate by moving the x and y motors of the stage, With respect to the processing area, the wavelength of the laser beam is 343 nm and 355 nm of UV wavelength, and the ultra-short pulse control is performed to emit the laser beam. The first and second laser beams are incident on the galvanoscanner at different angles by a mirror, and the two lasers are spaced apart from each other by passing through the F-θ lens from the galvanoscanner. It may include generating a spot, and irradiating two laser spots passing through the F-θ lens to each solder of the negative and positive electrode pads of the defective LED chip.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 레이저 리페어링 시스템에 의하면, 미니 또는 마이크로 LED 패널의 수십 μm ~ 수백 μm의 매우 작은 LED 칩에 대하여 높은 정확도로 각각의 불량 LED 칩 제거에 대한 불량률을 낮출 수 있다.According to the LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention, it is possible to lower the defect rate for removing each defective LED chip with high accuracy for a very small LED chip of several tens of μm to several hundred μm of a mini or micro LED panel.
도 1은 디스플레이 기판 내 레이저 스캐닝 범위 및 레이저 스캐닝 범위의 이동경도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템의 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템 중 이중 레이저 빔 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템을 이용한 기판상의 LED 칩 리페어 방법을 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템을 이용한 기판상의 LED 칩 리페어 방법을 설명하는 플로우챠트이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템을 이용한 기판상의 LED 칩 리페어 방법의 레이저 및 에어노즐 온오프방법을 설명하는 그래프이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 변형 실시예들에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템을 설명하는 개념도이다.1 is a diagram illustrating a laser scanning range and a movement gradient of a laser scanning range in a display substrate.
2 is a conceptual diagram of a mini & micro LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams illustrating the configuration of a dual laser beam unit in a mini & micro LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention, respectively.
4 is a conceptual diagram illustrating a method for repairing an LED chip on a substrate using a mini & micro LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method for repairing an LED chip on a substrate using a mini & micro LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph illustrating a laser and air nozzle on/off method of a method for repairing an LED chip on a substrate using a mini & micro LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention.
7A and 7B are conceptual views each illustrating a mini & micro LED laser repairing system according to modified embodiments of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.All technical terms used in the present invention, unless otherwise defined, have the following definitions and have the meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art of the present invention. In addition, although preferred methods and samples are described herein, similar or equivalent ones are also included in the scope of the present invention.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.Throughout this specification, unless the context requires otherwise, the terms "comprises" and "comprising" include the steps or elements presented, or groups of steps or elements, but include any other step or element, or It is to be understood that a step or group of elements is meant to be implied not to be excluded.
도 2 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템(100)은, 광원인 레이저(110), 상기 레이저 빔(110)을 전송하는 미러(111), 상기 레이저 빔의 방향을 전환하여 스캐닝하는 갈바노스캐너(130), 상기 레이저 빔을 포커싱(focusing) 시키는 F-θ 렌즈(150), 기판의 위치를 검출하는 비젼카메라(170), 및 작업 테이블(Working Table;191 )과 X축 Y축 Z축 모터(193, 195, 회전(θ) 모터 197)로 이루어진 스테이지(190)를 포함하며, 상기 레이저(110)와 상기 갈바노스캐너(130) 사이에 이중 레이저빔 광학유닛(120)을 장착하여, 상기 F-θ 렌즈(150) 하단의 레이저 초점을 다수개로 만들어 LED 칩을 분리하기 위해서 적어도 1 이상의 양의 전극패드 PAD(+)(11a)와 적어도 1 이상의 음의 전극패드 PAD(-)(11b) 부분에 대해 동시에 레이저를 조사하여 솔더(13)를 용융 시킴으로써 LED 칩(11)을 분할 수 있다. 2 to 3b, the mini & micro LED laser repairing system 100 according to an embodiment of the present invention includes a
본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템(100)은, 상기 레이저(110), 갈바노 스캐너(130), 및 후술하는 에어노즐(210)의 에어 압력 및 유량을을 제어하기 위한 제어부(200)와, 상기 레이저(110)에 의해서 솔더(13)가 용융된 LED 칩(11)에 대해서 에어를 분사하여 상기 LED 칩(11)을 분리시키는 직접적 힘을 제공하는 에어노즐(210)과, 상기 에어노즐(210)에 의해서 분리된 LED 칩을 흡입하는 흡입유닛(230)을 포함할 수 있다. The mini & micro LED laser repairing system 100 according to an embodiment of the present invention controls the air pressure and flow rate of the
상기 에어노즐은 상기 LED 칩(11)를 상기 기판(10)으로부터 분리하는 직접적 힘을 조절할 수 있도록 각도를 조절하는 각도조절부(211)를 더 가져 상기 LED 칩(11)에 대한 에어 압력과 유량을 조절할 수 있다. The air nozzle further has an
이와 같이, 상기 레이저(110)에 의해서 조사된 레이저 빔에 의해서 상기 솔더(13) 부분이 용융되지만, 실제적인 상기 LED 칩(11)을 분리하기 위해서는 에어, 예컨대 깨끗한 건조 공기(CDA; Clean Dry Air)를 조사하여 상기 LED 칩(11)을 상기 기판(10)으로부터 분리시켜 주며, 상기 흡입유닛(230)에 의해서 완전히 분리된 상기 LED 칩(11)은 흡입되어 처리됨을 알 수 있다.As described above, the
도 3a에 도시된 바와 같이, 일반적으로 레이저(110)는 DPSS 레이저로 출력되는 레이저 빔은 편광특성, 예컨대 S 극성 또는 P 극성의 선형편광 특성을 가진다.As shown in FIG. 3A , in general, a laser beam output as a DPSS laser in the
상기 이중 레이저빔 광학유닛(120)은 상기 레이저(110)로부터의 레이저 광 경로상에서 하나의 레이저 빔을 두 개로 분리시키고 이를 소정각도(θ)를 갖는 두 개의 레이저 빔으로 다시 합치는 장치로, 상기 이중 레이저빔 광학유닛(120)은 레이저(110)가 레이저 빔을 조사할 때 상기 레이저 빔의 선형편광을 λ/2 위상만큼 지연되도록 회전시키는 λ/2 위상지연기(Half-Wave Plate: HWP 121)와, 상기 λ/2 위상지연기(121)에 의해서 λ/2 위상만큼 위상차이가 나는 상기 레이저(110)의 선형편광을 제 1 레이저 빔(S-편광)과 제 2 레이저 빔(P-편광)으로 분리하는 편광 빔 분할기(Polarized Beam Splitter 123)와, 상기 제 2 레이저 빔을 전송하는 전송미러(125)와, 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔이 합쳐질 때 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔이 소정의 각도, 예컨데, 레이저 빔 분리각(θb)을 가질 수 있게 하는 각도조절미러(Tilt Angle Adjust Mirror 127)와, 상기 제 1 레이저 빔과 상기 제 2 레이저 빔을 합치는 레이저 빔 결합기(Beam Coupler 129)를 포함하여 구성된다.The dual laser beam
상기 레이저 빔 분리각(θb)은 상기 각도조절미러(127)의 조절각(θa)의 2배의 각을 가진다. 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔(Beam 1, Beam2) 사이의 상기 레이저 빔 분리각(θb)은 매우 미세한 각을 가져야 하며, 상기 레이저 빔 분리각(θb)은 상기 이중 레이저 빔 유닛(120)과 상기 갈바노스캐너(130) 사이의 거리에 따라 달라진다.The laser beam separation angle θ b has an angle twice as large as the adjustment angle θ a of the
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 이중 레이저빔 광학유닛(120)은 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔(Beam 1, Beam2)이 분리된 후 각각의 경로상에 광 감쇄기(Optical Attenuator; 124, 126))를 장착하여 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔(Beam 1, Beam2)의 레이저 파워를 동일하게 맞출 수 있다. As shown in FIG. 3B , the dual laser beam
또한 상기 광 감쇄기(124, 126)는 상기 양 또는 음의 전극패드(11a, 11b) (PAD(+) or PAD(-))에 대한 레이저 파워를 조절하여 레이저 빔을 조사할 수 있다. In addition, the
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이중 레이저빔 광학유닛(120)을 통과한 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔(Beam 1, Beam2)이 상기 갈바노스캐너(130)로 입사하여 두 개의 각각의 레이저 파워를 갖는 레이저 스팟으로 소정의 간격만큼 나뉘어 조사되되, 상기 소정의 간격은 상기 양 또는 음의 전극패드(11a, 11b) (PAD(+) or PAD(-))사이의 거리에 대응하는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 4 , the first and second laser beams Beam 1 and Beam2 passing through the dual laser beam
이제 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템을 이용한 기판상의 LED 칩 리페어 방법을 상세히 설명한다.Now, referring to FIGS. 5 and 6 , a method for repairing an LED chip on a substrate using a mini & micro LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템을 이용한 기판상의 LED 칩 리페어 방법이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템을 이용한 기판상의 LED 칩 리페어 방법의 레이저 및 에어노즐 온오프방법을 설명하는 그래프이다.5 is a method for repairing an LED chip on a substrate using a mini & micro LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a method for repairing an LED chip on a substrate using a mini & micro LED laser repairing system according to an embodiment of the present invention. It is a graph explaining the laser and air nozzle on/off method of the LED chip repair method.
스테이지의 x, y 모터로 이동시켜 미니 & 마이크로 LED 기판내에 불량 LED 칩이 포함된 레이저 가공영역을 이동시킬 수 있다.By moving the x and y motors of the stage, it is possible to move the laser processing area containing defective LED chips in the mini & micro LED substrate.
상기 레이저(10)에서 레이저 빔이 출사되는데, 상기 레이저(110)의 파장은 343nm, 355nm의 UV 파장이고 펄스타입 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저이며, 펄스폭은 ps(pico-second), fs(femto-second)의 극초단 펄스(Ultra Short Pulse)를 사용한다(S10).A laser beam is emitted from the
상기 이중 레이저 빔 광학유닛(120)이 상기 레이저 빔을 두 개의 제 1 및 제 2 레이저 빔이 소정 레이저 빔 분리각을 갖도록 분리하고, 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔 스팟 사이의 간격은 상기 각도조절미러에 의해 상기 불량 LED 칩의 양의 및 음의 전극패드 사이의 간격에 대응하게 제어된다(S20)The dual laser beam
상기 불량 LED 칩(10)이 모두 동일한 사이즈를 갖지 않아서 상기 양의 및 음의 전극패드(11a, 11b) PAD(+)와 PAD(-) 사이의 간격이 다르더라도 이에 대응하여 상기 레이저 스팟 사이의 간격조절이 가능할 수 있다.Since the
상기 제 1 및 제 2 레이저 빔(Beam 1, Beam2)이 상기 갈바노스캐너(130) 전단의 미러(113)에서 서로 다른 각도를 가지고 입사되고(S30), 상기 갈바노스캐너(130)의 상기 x, y 미러(131, 133)를 거쳐 상기 F-θ 렌즈(150)를 통과하면 일정간격이 떨어져 있는 두 개의 레이저 스팟이 생성될 수 있다(S40). The first and second laser beams Beam 1 and Beam2 are incident at different angles from the
상기 갈바노스캐너(30)로 입사된 레이저 빔은 상기 갈바노스캐너(130) 내부의 x, y모터 축에 달려있는 x, y 미러(131, 133)를 거쳐 상기 f-θ 렌즈(150)를 통하여 상기 기판(10)상의 불량 LED 칩(11)의 음의 및 양의 전극패드의 각각의 솔더에 조사된다(S50)The laser beam incident to the
상기 갈바노스캐너(130)는 상기 제 1 및 2 모터축(135, 137))에 각각 x, y 미러(131, 133)가 장착되어 있고, 상기 x, y 미러(131, 133)를 각도 제한 반복회전(+/- 10도) 제어함으로써 레이저 빔의 방향을 전환하여 가공하고자 하는 특정위치로 보낼 수 있다.The
이 때 상기 비젼(70)은 상기 기판의 위치 뿐만 아니라 상기 두 개의 레이저 스팟이 상기 각각의 솔더에 대해 상기 양의 및 음의 전극패드 사이의 간격 및 상기솔더에 따라 소정의 파워가 조사되어 동시에 용융이 이루어지는 레이저 빔을 통해 검사할 수 있고 상기 제어부는 상기 비젼(70)의 검사 결과에 따라 상기 이중 레이저 빔 광학유닛(120)을 제어할 수 있다(S55).At this time, the vision 70 is not only the position of the substrate, but also the two laser spots are irradiated with a predetermined power according to the distance between the positive and negative electrode pads and the solder for each solder and melted at the same time. This can be performed through the laser beam, and the controller can control the dual laser beam
이와 같이 상기 LED 칩의 양의 및 음의 전극패드 사이의 간격에 대응하여 상기 두개의 레이저 스팟의 간격이 제어되어 상기 LED 칩의 양의 및 음의 전극패드 사이에 대응하는 간격과 각각의 LED 칩의 양의 및 음의 전극패드의 솔더에 따라 소정의 출력이 제공되어 각각의 솔더가 거의 동시에 용융되면 상기 에어노즐(210)을 통해 실제적으로 CDA(Clean Dry Air)를 조사하여(S60) LED 칩(11)을 기판(10)으로부터 분리시켜 주고, 분리된 LED 칩(10)을 흡입유닛(230)을 통하여 흡입 처리된다(S70).In this way, the spacing of the two laser spots is controlled in response to the spacing between the positive and negative electrode pads of the LED chip, and the corresponding spacing between the positive and negative electrode pads of the LED chip and each LED chip. A predetermined output is provided according to the solder of the positive and negative electrode pads of (11) is separated from the
이어서, 상기 작업테이블(Working Table ;WT 191)은 다른 타겟 불량 LED 칩이 장착된 위치로 상기 기판(10)을 x, y 이동 및 회전 이동시킬 수 있다(S80)Then, the working table (WT 191) can move the substrate 10 x, y and rotationally to a position where another target defective LED chip is mounted (S80).
상기 에어노즐(210)은 상기 LED 칩을 제거하기 위해서는 상기 레이저(10)의 조사시간에 맞추어 작동되도록 상기 제어부(200)에 의해서 제어된다. The
상기 에어노즐(210)로부터 연속적으로 에어가 작동되고 있는 상태에서 레이저(110)를 조사하면 상기 기판(10)상의 상기 LED 칩(11) 주변을 오염시킬 수 있으며, 레이저의 반응을 반감시킬 수 있다.When the
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(200)는 상기 레이저(110)의 동작시간과 상기 에어노즐(210)의 컨트롤 타이밍을 제어하는데, 상기 레이저(110)의 오프 바로 직전에 상기 에어노즐(210)을 작동시켜서 상기 레이저(110)의 오프 후 바로 연이어 상기 에어노즐(210)로부터 소정시간동안 에어가 공급되어 상기 LED 칩(10)이 물리적으로 제어 되도록 함을 알 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 6 , the
이제 도 7a 및 도 7b를 참조하여, 본 발명의 변형 실시예들에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템에 대해서 설명한다.Referring now to FIGS. 7A and 7B , a description will be given of a mini & micro LED laser repairing system according to modified embodiments of the present invention.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 변형 실시예들에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템을 설명하는 개념도이다.7A and 7B are conceptual views each illustrating a mini & micro LED laser repairing system according to modified embodiments of the present invention.
본 발명의 변형 실시예들에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예들에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템과 비젼(170)의 배열을 제외하고 유사한바, 이하에서는 비젼(170)의 배열에 대해서 상세히 설명한다.The mini & micro LED laser repairing system according to modified embodiments of the present invention includes the arrangement of the mini & micro LED laser repairing system and the
도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 비젼(170)은 비젼카메라 일 수 있는데, 상기 갈바노스캐너(130)와 같이 Z축에 붙여서 사용할 수 있다.As shown in FIG. 7A , the
상기 비젼(170)은 상기 비젼(170) 영역에서 상기 LED 칩(10) 위치를 찾고 상기 갈바노스캐너(170)를 상기 갈바노스캐너(130) 영역으로 이동하여 가공한다. The
상기 비젼(170)의 위치와 상기 갈바노스캐너(130) 위치 값에 대한 편차는 각각 본 발명의 변형 실시예들에 따른 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템의 세팅 시 사전에 입력하여 보정할 수 있다. The deviation between the position of the
도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 비젼(170)은 레이저 빔과 함께 갈바노스캐너와 F-θ 렌즈를 공유하여 기판의 위치를 찾을 수 있는 빌트인 비젼(Built in Vision;BIV) 스캐너 유닛으로 구성할 수도 있다.As shown in Fig. 7b, the
상기 비젼(170)의 하방에 미러(117)를 하나 더 추가함으로써 기구적으로 사이즈를 줄일 수 있으며, 상기 미러(117)의 반사 코팅 시 상기 비젼(170)에서 사용하는 파장대역으로 협대역 유전체 반사 코팅(narrow band-dielectric reflection coating)을 함으로써 안정성을 높일 수 있다.By adding one
110 : 레이저
120 : 이중 레이저빔 광학유닛
130 : 갈바노스캐너
150 : F-θ 렌즈
170 : 비젼
190 : 스테이지110: laser 120: dual laser beam optical unit
130: galvanoscanner 150: F-θ lens
170: Vision 190: Stage
Claims (10)
상기 레이저와 상기 갈바노스캐너 사이에 상기 F-θ 렌즈 하단의 레이저 초점을 2개의 레이저빔 스팟이 되게 하는 이중 레이저빔 광학유닛을 구비하여, 상기 2개의 레이저빔 스팟이 상기 불량 LED 칩의 양과 음 전극패드의 각각의 솔더에 형성되게 하는 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템.A laser that is a light source, a mirror that transmits the laser beam emitted from the laser, a galvanoscanner that scans on a substrate by switching the direction of the laser beam, and an F-θ lens that focuses the laser beam on a defective LED chip on the substrate , a vision camera for detecting the position of the substrate, and a stage comprising a work table on which the substrate is disposed and a driving motor for rotating the work table in an X-axis, a Y-axis, and a predetermined angle,
A double laser beam optical unit is provided between the laser and the galvanoscanner to focus the laser at the lower end of the F-θ lens into two laser beam spots, so that the two laser beam spots are positive and negative of the defective LED chip. Mini & Micro LED laser repairing system to be formed on each solder of electrode pad.
상기 레이저빔에 의해서 상기 각각의 솔더가 동시에 용융된 상기 불량 LED 칩에 대해서 에어를 분사시키는 에어노즐과,
상기 에어노즐에 의해서 분리된 상기 불량 LED 칩을 흡입하는 흡입유닛과,
상기 레이저, 상기 갈바노스캐너, 상기 에어노즐 및 상기 흡입유닛의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템.The method of claim 1,
an air nozzle for spraying air to the defective LED chip in which the respective solders are simultaneously melted by the laser beam;
a suction unit for sucking the defective LED chip separated by the air nozzle;
A mini & micro LED laser repairing system comprising a control unit for controlling the operation of the laser, the galvanoscanner, the air nozzle, and the suction unit.
상기 에어노즐은 상기 불량 LED 칩를 상기 기판으로부터 분리하기 위한 에어압력과 유량을 제어하기 위하여 에어 분사 각도를 조절하는 각도조절부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 에어노즐이 상기 레이저가 꺼지기 전에 바로 직전에 작동되게 제어하는 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템. 3. The method of claim 2,
The air nozzle includes an angle adjusting unit for adjusting the air injection angle to control the air pressure and flow rate for separating the defective LED chip from the substrate,
The control unit is a mini & micro LED laser repairing system that controls the air nozzle to be operated just before the laser is turned off.
상기 이중 레이저빔 광학유닛은 상기 레이저가 레이저 빔을 조사할 때 상기 레이저 빔의 선형편광을 λ/2 위상만큼 지연되도록 회전시키는 λ/2 위상지연기와 상기 λ/2 위상지연기에 의해서 λ/2 위상만큼 위상차이가 나는 상기 레이저의 선형편광을 제 1 레이저 빔과 제 2 레이저 빔으로 분리하는 편광 빔 분할기와, 상기 제 2 레이저 빔을 전송하는 전송미러와, 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔이 합쳐질 때 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔이 소정의 레이저 빔 분리각(θb)을 갖게 하는 각도조절미러와, 상기 제 1 레이저 빔과 상기 제 2 레이저 빔을 합치는 레이저 빔 결합기를 포함하며,
상기 레이저 빔 분리각은 상기 이중 레이저 빔 유닛과 상기 갈바노스캐너 사이의 거리에 따라 제어되는 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템. The method of claim 1,
The double laser beam optical unit is a λ/2 phase delay by a λ/2 phase delay and the λ/2 phase delay that rotates the linear polarization of the laser beam to be delayed by a λ/2 phase when the laser is irradiated with the laser beam. A polarization beam splitter that separates the linearly polarized light of the laser with a phase difference as much as a first laser beam and a second laser beam, a transmission mirror that transmits the second laser beam, and the first and second laser beams are combined When the first and second laser beams include an angle-adjustable mirror that has a predetermined laser beam separation angle (θ b ), and a laser beam combiner that combines the first laser beam and the second laser beam,
The laser beam separation angle is controlled according to the distance between the dual laser beam unit and the galvanoscanner mini & micro LED laser repairing system.
상기 제 1 및 제 2 레이저 빔이 분리된 후 각각의 경로상에 광 감쇄기를 장착하여 상기 제 1 및 제 2 레이저 빔의 레이저 파워를 상기 불량 LED 칩의 양과 음전극패드에 대하여 제어하는 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템. 5. The method of claim 4,
After the first and second laser beams are separated, an optical attenuator is mounted on each path to control the laser power of the first and second laser beams with respect to the positive and negative electrode pads of the defective LED chip. Laser repairing system.
상기 비젼은 상기 레이저 빔에 대해 상기 갈바노스캐너와 상기 F-θ 렌즈와 공유하여 상기 기판의 위치를 찾을 수 있는 빌트인 비젼 스캐너 유닛으로 구성되는 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템. The method of claim 1,
The vision is a mini & micro LED laser repairing system comprising a built-in vision scanner unit that can find the position of the substrate by sharing with the galvanoscanner and the F-θ lens for the laser beam.
상기 비젼과 상기 갈바노스캐너에 대해 상기 레이저 빔을 수평하게 나누는 스플릿터와, 상기 스플릿터로부터 조사된 상기 레이저 빔을 수직방향으로 상기 비젼으로 이동시키기 위한 미러를 하나 더 구비하는 미니 & 마이크로 LED 레이저 리페어링 시스템.7. The method of claim 6,
A mini & micro LED laser further comprising: a splitter that horizontally divides the laser beam with respect to the vision and the galvanoscanner; and a mirror for vertically moving the laser beam irradiated from the splitter to the vision. repairing system.
스테이지의 x, y 모터로 이동시켜 미니 & 마이크로 LED 기판내에 불량 LED 칩이 포함된 레이저 가공영역을 이동시키는 단계와,
레이저에서 상기 레이저 가공영역에 대해 레이저 빔의 파장은 343nm, 355nm의 UV 파장으로, 극초단 펄스 제어하여 출사시키는 단계와,
상기 레이저로부터 조사된 레이저 빔을 이중 레이저 빔 광학유닛이 제 1 및 제 2 레이저 빔으로 분리하는 단계와,
상기 제 1 및 제 2 레이저 빔이 미러에 의해 갈바노스캐너에 서로 다른 각도를 가지고 입사되는 단계와,
상기 갈바노스캐너로부터 F-θ 렌즈를 통과하여 일정간격이 떨어져 있는 두 개의 레이저 스팟을 생성하는 단계와,
상기 F-θ 렌즈를 통과한 두개의 레이저 스팟이 상기 불량 LED 칩의 음의 및 양의 전극패드의 각각의 솔더에 조사되는 단계를 포함하는 미니 & 마이크로 LED 칩 리페어링 방법.In the mini & micro LED chip repairing method using the mini & micro LED laser repairing system according to any one of claims 1 to 7,
Moving the laser processing area containing the defective LED chip in the mini & micro LED board by moving it with the x and y motors of the stage;
In the laser, the wavelength of the laser beam with respect to the laser processing area is 343 nm, 355 nm UV wavelength, controlling the ultra-short pulse to emit;
separating the laser beam irradiated from the laser into first and second laser beams by a dual laser beam optical unit;
The first and second laser beams are incident at different angles to the galvanoscanner by a mirror;
Generating two laser spots that are spaced apart from each other by passing through the F-θ lens from the galvanoscanner;
and irradiating two laser spots passing through the F-θ lens to each solder of the negative and positive electrode pads of the defective LED chip.
비젼을 통해 상기 두 개의 레이저빔 스팟이 상기 각각의 솔더에 대해 조사되느지와 상기 솔더에 따라 소정의 파워가 조사되어 동시에 용융되는지 검사하여 상기 제어부가 상기 이중 레이저 빔 광학유닛을 제어하는 단계를 포함하는 미니 & 마이크로 LED 칩 리페어링 방법.9. The method of claim 8,
Controlling the dual laser beam optical unit by the controller by inspecting whether the two laser beam spots are irradiated to each solder through a vision and whether a predetermined power is irradiated and melted at the same time according to the solder How to repair mini & micro LED chip.
상기 불량 LED 칩의 양의 및 음의 전극패드의 각각의 솔더가 동시에 용융되면, 에어노즐로부터 에어가 상기 불량 LED 칩에 대해 공급되어 상기 기판으로부터 상기 분량 LED 칩을 분리시키는 단계와,
상기 분리된 불량 LED 칩을 흡입유닛을 통하여 흡입 제거하는 단계를 포함하는 미니 & 마이크로 LED 칩 리페어링 방법.
9. The method of claim 8,
When the respective solders of the positive and negative electrode pads of the defective LED chip are melted at the same time, air is supplied from the air nozzle to the defective LED chip to separate the quantity of the LED chip from the substrate;
A mini & micro LED chip repairing method comprising the step of sucking and removing the separated defective LED chip through a suction unit.
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