KR20220158267A - 스탬프 툴, 반송 장치 및 소자 어레이의 제조 방법 - Google Patents

스탬프 툴, 반송 장치 및 소자 어레이의 제조 방법 Download PDF

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KR20220158267A
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마코토 야마시타
도시노부 미야고시
야스오 가토
다쓰노리 오토모
미쓰요시 마키다
요헤이 사토
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Abstract

[과제] 반송 헤드의 공용화가 용이한 스탬프 툴과, 스탬프 툴이, 기판 측에 남겨지는 일 없이, 기판의 표면에 배치되어 있는 반송 대상 요소를 기판으로부터 용이하게 픽업하여 반송하는 것을 용이하게 할 수 있는 반송 장치와, 그들을 이용한 소자 어레이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
[해결 수단] 스탬프 툴(10)이, 반송 대상 요소로서의 소자(32r)를 착탈이 자유롭게 점착 가능한 스탬프층(12)과, 스탬프층(12)이 고정되는 지지판(14)과, 지지판(14)이 교환이 자유롭게 장착되고, 반송 헤드(22)가 착탈이 자유롭게 장착 가능한 장착면(16a)을 갖는 어댑터판(16)을 갖는다.

Description

스탬프 툴, 반송 장치 및 소자 어레이의 제조 방법
본 발명은, 스탬프 툴, 반송 장치 및 소자 어레이의 제조 방법에 관한 것이다.
극소 부품의 반송에 있어서, 표면에 다수의 볼록부를 갖는 스탬프 형상의 반송 툴(스탬프 툴)을 이용하는 것이 검토되고 있다. 하기의 특허문헌 1에는, 그 스탬프 형상의 반송 툴의 예가 개시되어 있다. 종래에서는, 열팽창(coefficient of thermal expansion)에 의한 반송 대상의 이탈을 가능하게 하기 위한 스탬프 툴이 개시되어 있다.
스탬프 툴의 반송 대상으로서 상정되어 있는 극소 부품의 일례로서, 미니 LED, 마이크로 LED로 불리는 LED 소자가 있다. 미니 LED, 마이크로 LED란, 종래의 일반적인 LED 소자인 것에 비하여, 폭이 1~8μm, 길이가 5~10μm, 높이가 0.5~3μm로 매우 작다.
종래 기술에도 있는 바와 같이, 이와 같은 LED 소자가 다수 배치된 웨이퍼로부터 소자를 픽업하여, 디스플레이에 상당하는 기판에 반송함으로써, LED 디스플레이를 제조하게 되지만, LED가 공급되는 웨이퍼는, 웨이퍼 제조 회사나 용도에 따라 다종다양하다.
LED 소자를 기판에 반송함에 있어서, 상이한 사양의 웨이퍼를 교체하면서 행하는 경우가 있고, 그 경우, 각 웨이퍼에 대응하는 스탬프 툴을 이용할 필요가 있다. 스탬프 툴은, 일반적인 흡착 기구가 달린 헤드(반송 헤드)의 선단에 교환이 자유롭게 장착된다. 또, 복수 종류의 스탬프 툴마다, 반송 헤드도 복수 종류로 준비할 필요가 있어, 반송 장치가 복잡해진다.
이 반송 헤드에 장착된 스탬프 툴의 표면에 형성되어 있는 점착성의 볼록부를, 웨이퍼 상의 LED에 접촉시킴으로써 스탬프로 옮긴다. 이때, 스탬프 툴이, LED를 고정하고 있는 웨이퍼 표면에 접촉해 버리면, 반송 헤드에 의한 스탬프 툴에 대한 흡착력보다, 웨이퍼 표면에 의한 스탬프 툴에 대한 접착력이 강해져 버리는 것에 의하여, 스탬프 툴이 반송 헤드로부터 이탈해 버릴 우려가 있다.
특히 반송 대상이 되는 부품 사이즈가 작아지면, 그것에 따라 스탬프 툴의 볼록부의 사이즈도 작아지기 때문에, 볼록부 이외의 평탄면이 웨이퍼 표면에 접촉할 가능성은 높아진다. 이 스탬프 툴의 평탄면의 접촉이 발생하면, 접촉 면적이 증가하는 것으로 이어지기 때문에, 의도하지 않은 점착력이 스탬프 툴에 작용함으로써, 「스탬프 툴이 웨이퍼 등의 기판 측에 접착해 버려 뗄 수 없게 된다」고 하는 과제가 발생한다.
미국 2017/0173852 A1 공보
본 발명은, 이와 같은 실상을 감안하여 이루어지고, 그 목적은, 반송 헤드의 공용화가 용이한 스탬프 툴과, 스탬프 툴이, 기판 측에 남겨지는 일 없이, 기판의 표면에 배치되어 있는 반송 대상 요소를 기판으로부터 용이하게 픽업하여 반송하는 것을 용이하게 할 수 있는 반송 장치와, 그들을 이용한 소자 어레이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스탬프 툴은,
반송 대상 요소를 착탈이 자유롭게 점착 가능한 부분을 갖는 스탬프층과,
상기 스탬프층이 고정되는 지지판과,
상기 지지판이 교환이 자유롭게 장착되고, 반송 헤드가 착탈이 자유롭게 장착 가능한 장착면을 갖는 어댑터판을 갖는다.
본 발명에 따른 스탬프 툴에서는, 스탬프 툴의 전체를 교환하는 일 없이, 스탬프층이 고정되어 있는 지지판만을 어댑터판으로부터 교환할 수 있다. 그 때문에, 상이한 종류의 스탬프층을 갖는 스탬프 툴을, 저비용으로 준비하는 것이 용이해진다. 또, 스탬프층의 사이즈나 지지판의 사이즈를 변경시켜도, 어댑터판의 사이즈를 통일하는 것이 용이해지고, 반송 헤드 또는 설치 스테이지의 공용화가 용이해진다. 또, 스탬프층은 지지판에 고정되어 있기 때문에, 스탬프층의 스탬프면의 평탄도를 확보하기 쉽다.
바람직하게는, 상기 지지판은, 접착층에 의하여 상기 어댑터판에 교환이 자유롭게 장착된다. 접착층을 이용함으로써, 지지판을 어댑터판에 용이하게 교환이 자유롭게 장착할 수 있고, 지지판의 평탄도, 즉 스탬프층의 스탬프면의 평탄도를 확보하기 쉽다.
바람직하게는, 상기 반송 대상 요소는, 기판의 표면에 형성되어 있는 복수의 소자이며, 상기 스탬프층에는, 상기 소자에 대응하는 복수의 볼록부가 형성되어 있고, 각 볼록부에, 상기 소자가 착탈이 자유롭게 점착된다. 이와 같이 구성함으로써, 복수의 반송 대상 요소로서의 복수의 소자를, 기판으로부터 동시에 취출(取出)하고, 전사 또는 실장하는 것이 용이해진다.
바람직하게는, 상기 지지판은, 평탄면을 갖는 유리판 또는 세라믹판을 갖는다. 이와 같이 구성함으로써, 지지판의 평탄도, 즉 스탬프층의 스탬프면의 평탄도를 확보하기 쉽다. 또, 특히, 지지판을 유리판으로 구성함으로써, 스탬프층의 주위에, 흡착 가능 면을 형성하기 쉬워진다.
바람직하게는, 상기 어댑터판의 측면에는, 상기 지지판을 향하여 외경이 작아지는 테이퍼면이 형성되어 있다. 어댑터판의 측면에 형성되어 있는 테이퍼면에는, 클램프 기구(척 기구라고도 한다)의 클로부가 착탈이 자유롭게 결합 가능하다. 또, 클램프 기구에 의한 반송 헤드에 대한 스탬프 툴의 장착력을 높일 수 있다. 또한, 스탬프 툴을 위한 설치 스테이지의 상부에 설치되어 있는 안내 부재의 경사면을 따라 스탬프 툴의 위치 결정이 용이해진다.
바람직하게는, 어댑터판의 최대 폭을 지지판의 폭보다 크게 하고 있다. 이와 같이 구성함으로써, 안내 부재의 경사면과 스탬프 툴의 테이퍼면이 결합하기 쉬워진다.
바람직하게는, 상기 지지판의 상기 어댑터판 측의 표면에는, 상기 어댑터판의 테이퍼면에 마주보는 삽입 가능 면이 존재한다. 스탬프 툴의 지지판에 삽입 가능 면이 존재함으로써, 클램프 기구의 클로부가, 어댑터판의 측면의 테이퍼면에 착탈이 자유롭게 결합하기 쉬워진다.
바람직하게는, 상기 지지판의 상기 스탬프층 측의 표면에는, 상기 스탬프층의 주위에, 흡착 가능 면이 형성되어 있다. 스탬프 툴의 지지판에 흡착 가능 면이 존재함으로써, 스탬프 툴을 위한 설치 스테이지의 정면(頂面)에서, 지지판을 흡착 가능하게 되어, 스탬프층을 수용 오목부의 내부에 밀봉하여 유지하기 쉬워진다. 수용 오목부 내의 스탬프층은 청정하게 유지된다.
상기 스탬프층과 상기 어댑터판의 사이에는, 상기 지지판의 평행도(평탄도)를 조정하기 위한 심(shim)판이 개재되어 있어도 된다. 이와 같이 구성함으로써, 지지판의 평탄도가 향상되고, 스탬프면의 평탄도도 향상된다.
본 발명에 다른 소자 어레이의 제조 방법은, 상기 중 어느 하나에 기재된 스탬프 툴을 이용하여, 복수의 반송 대상 요소를, 기판으로부터 동시에 취출하여 반송하는 공정을 갖는다. 본 발명의 소자 어레이의 제조 방법에서는, 다수의 소자를 갖는 소자 어레이를, 용이하게 제조할 수 있다.
또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반송 장치는,
스탬프 툴과,
상기 스탬프 툴을 착탈이 자유롭게 반송하는 반송 헤드를 갖는 반송 장치로서,
상기 스탬프 툴이,
기판 상에 소정의 고정력(F1)으로 배치되어 있는 반송 대상 요소를 소정의 점착력(F2)으로 점착 가능한 스탬프층과,
상기 스탬프층을 지지하고, 상기 반송 헤드가 착탈이 자유롭게 장착 가능한 장착면을 갖는 어댑터판을 갖고,
상기 반송 헤드에 의한 상기 어댑터판의 장착면에 대한 장착력(F3)이, 상기 고정력보다 크고,
상기 반송 대상 요소에 대한 상기 스탬프층의 점착력(F2)이, 상기 고정력(F1)보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반송 장치에서는, 반송 헤드에 의한 상기 어댑터판의 장착면에 대한 장착력(F3)이, 상기 고정력(F1)보다 크고, 상기 반송 대상 요소에 대한 상기 스탬프층의 점착력(F2)이, 상기 고정력(F1)보다 크다. 이 때문에, 스탬프 툴이, 기판 측에 남겨지는 일 없이, 기판의 표면에 배치되어 있는 반송 대상 요소를 기판으로부터 용이하게 픽업하여 반송할 수 있다.
바람직하게는, 상기 반송 헤드에 의한 상기 어댑터판의 장착면에 대한 장착력(F3)은, 주(主)장착 수단에 의한 주장착력(F3a)과, 상기 주장착 수단 이외의 부장착 수단에 의한 부장착력(F3b)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 주장착 수단이, 상기 반송 헤드에 형성되어 있는 진공 흡인 구멍을 포함한다. 진공 흡인 구멍을 갖는 일반적인 반송 헤드에, 부장착 수단을 설치하는 것만으로, 반송 헤드에 의한 어댑터판의 장착면에 대한 장착력(F3)을, 기판에 대한 반송 대상 요소의 고정력(F1)보다 크게 하는 것이 용이해진다.
바람직하게는, 상기 부장착 수단이, 상기 어댑터판을 상기 반송 헤드에 대하여 착탈이 자유롭게 장착하는 클램프 기구(척 기구라고도 한다), 정전 흡착 기구, 끼워 맞춤 기구 및 나사 결합 기구 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 이들 기구를 반송 헤드에 설치함으로써, 반송 헤드에 의한 어댑터판의 장착면에 대한 장착력(F3)을, 기판에 대한 반송 대상 요소의 고정력(F1)보다 크게 하는 것이 용이해진다.
바람직하게는, 상기 어댑터판의 측면에는, 상기 스탬프층을 향하여 외경이 작아지는 테이퍼면이 형성되어 있다. 또 바람직하게는, 상기 어댑터판의 측면에 형성되어 있는 테이퍼면에는, 상기 부장착 수단이 갖는 클램프 기구의 클로부가 결합 가능하게 되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 클램프 기구의 클로부가, 어댑터판의 측면의 테이퍼면에 착탈이 자유롭게 결합하기 쉬워진다. 또, 클램프 기구에 의한 반송 헤드에 대한 스탬프 툴의 장착력(F3)을 높일 수 있다.
상기 스탬프 툴은, 상기 스탬프층이 고정되고, 상기 어댑터판이 교환이 자유롭게 장착되는 지지판을 추가로 갖는다. 이와 같이 구성함으로써, 스탬프 툴의 전체를 교환하는 일 없이, 스탬프층이 고정되어 있는 지지판만을 어댑터판으로부터 교환할 수 있다. 그 때문에, 상이한 종류의 스탬프층을 갖는 스탬프 툴을, 저비용으로 준비하는 것이 용이해진다.
바람직하게는, 상기 지지판은, 접착층에 의하여 상기 어댑터판에 교환이 자유롭게 장착된다. 이 접착층에 의한 접착력은, 기판에 대한 반송 대상 요소의 고정력(F1)보다 큰 것이 바람직하다.
상기 반송 대상물은, 기판의 표면에 형성되어 있는 복수의 소자여도 되고, 바람직하게는, 상기 스탬프층에는, 상기 소자에 대응하는 복수의 볼록부가 형성되어 있고, 각 볼록부에, 상기 소자가 착탈이 자유롭게 점착된다. 이와 같이 구성함으로써, 복수의 반송 대상 요소로서의 복수의 소자를, 상기 기판으로부터 동시에 취출할 수 있다.
본 발명에 따른 소자 어레이의 제조 방법은, 상기 중 어느 하나에 기재된 반송 장치를 이용하여, 복수의 반송 대상 요소로서의 복수의 소자를, 상기 기판으로부터 동시에 취출하여 반송하는 공정을 갖는다. 본 발명의 소자 어레이의 제조 방법에서는, 다수의 소자를 갖는 소자 어레이를, 용이하게 제조할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반송 장치에 이용하는 스탬프 툴의 개략 정면도와 주요부 확대도이다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 스탬프 툴의 개략 정면도이다.
도 1c는 도 1b의 스탬프 툴의 변형예의 개략 평면도이다.
도 1d는 도 1c에 나타내는 ID－ID를 따르는 스탬프 툴의 단면도이다.
도 1e는 도 1c에 나타내는 IE－IE를 따르는 스탬프 툴의 단면도이다.
도 2a는 도 1a에 나타내는 스탬프 툴을 착탈이 자유롭게 반송하는 반송 헤드를 포함하는 반송 장치의 개략도이다.
도 2b는 도 2a에 나타내는 반송 헤드로 스탬프 툴을 잡고 있는 상태를 나타내는 반송 장치의 개략도이다.
도 3a는 반도체 기판으로부터 소자를 픽업하기 전의 상태를 나타내는 반송 장치의 개략도이다.
도 3b는 도 3a에 나타내는 상태로부터 스탬프 툴의 스탬프층을 반도체 기판 상의 소자에 누르고 있는 상태를 나타내는 반송 장치의 개략도이다.
도 3c는 반도체 기판으로부터 소자를 픽업한 후의 상태를 나타내는 반송 장치의 개략도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 반송 장치에 이용되는 클램프 기구의 클로부의 상세를 나타내는 부분 개략도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 반송 장치에 이용되는 클램프 기구의 클로부의 상세를 나타내는 부분 개략도이다.
도 5a는 반도체 기판 상에 형성되어 있는 소자의 개략 단면도이다.
도 5b는 반송 장치의 스탬프 툴로 반도체 기판 상의 소자를 픽업하는 상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5c는 반송 장치의 스탬프 툴로 반도체 기판 상의 소자를 픽업한 후에 제1 전사용 기판(시트) 상에 배치한 상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5d는 제1 전사용 기판(시트) 상에 배치된 소자 어레이를 제2 전사용 기판(시트)에 전사한 상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5e는 제2 전사용 기판(시트) 상에 배치된 소자 어레이를 실장용 기판(시트)에 전사하기 전의 상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5f는 제2 전사용 기판(시트) 상에 배치된 소자 어레이를 실장용 기판(시트)에 전사한 후의 상태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 6은 도 1a에 나타내는 스탬프 툴이 설치되는 스탬프 스테이지의 개략 사시도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 VII－VII선을 따르는 스탬프 스테이지의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명을, 도면에 나타내는 실시 형태에 의거하여 설명한다.
제1 실시 형태
도 2a에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 반송 장치(20)는, 스탬프 툴(10)과, 반송 헤드(22)를 갖는다. 도 1a에 나타내는 바와 같이, 스탬프 툴(10)은, 스탬프층(12)과 지지판(14)과 어댑터판(16)을 갖는다.
스탬프층(12)에는, X축방향 및 Y축방향으로 소정 간격으로, Z축 하방으로 돌출하는 볼록부(11)가 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 볼록부(11)의 X축방향 폭(x1)과, 이들의 인접하는 볼록부(11)의 X축방향 간격(x2)은, 예를 들면 도 5f에 나타내는 실장용 기판(기판은 시트여도 된다/이하 동일)(70)에 표면에 실장되는 적색 발광을 위한 소자(반송 대상 요소의 일례)(32r)의 X축방향 폭(x3) 및 그들의 X축방향 간격(x4) 등에 따라 결정된다.
또한, 도 1a에는 도시되지 않지만, 볼록부(11)의 Y축방향 폭과, 이들의 인접하는 볼록부(11)의 Y축방향 간격에 관해서도 동일하다. 볼록부(11)는, 스탬프층(12)의 하면에서, 매트릭스 형상으로 배치되고, 그 배치 수는, 특별히 한정되지 않지만, 1~수십만 개이다.
본 실시 형태에서는, 도면에 있어서, X축(제1 축), Y축(제2 축) 및 Z축(제3 축)은, 상호에 대략 수직이고, X축 및 Y축이, 스탬프층(12)의 평면 방향에 평행이며, Z축이 볼록부(11)의 돌출하는 방향에 평행이다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 스탬프층(12)의 볼록부(11)의 돌출 높이(z1)는, 도 5b에 나타내는 소자(32r)의 Z축방향 높이(z2) 등과의 관계에서 결정되고, 예를 들면 Z축방향 높이(z2)의 1~8배인 것이 바람직하다. 스탬프층(12)의 Z축방향의 두께(z3)는, 특별히 한정되지 않지만, 볼록부(11)의 돌출 높이(z1)의 0.25배 이상 정도가 바람직하다. 또한, 소자(32r)의 X축방향 폭(x3)(Y축방향 폭도 동일한 정도)은, 예를 들면 1~150μm이며, 그 높이(z2)는, 예를 들면 1~150μm이다.
스탬프층(12)과 볼록부(11)는, 이들이 강하게 접합되어 있으면, 각기 다른 재질로 구성되어도 되지만, 같은 재질로 구성되어 있어도 된다. 같은 재질로 구성됨으로써, 볼록부(11)가 스탬프층(12)으로부터 박리할 우려는 적어진다. 적어도 볼록부(11)는, 점착성을 갖는 재질로 구성되어 있고, 도 5b에 나타내는 소자 형성용 기판(30) 상에 소정의 고정력(F1)으로 배치되어 있는 소자(32r)를 소정의 점착력(F2)으로 점착 가능하게 되어 있다. 볼록부(11)의 하단이 소자(32r)의 상면에 소정 힘으로 눌렸을 때에, 소자(32r)에 대한 볼록부(11)의 점착력(F2)은, 소자(32r)의 기판(30)에 대한 고정력(F1)보다 커지도록, 볼록부(11)의 재질이나 형상 등이 결정되어 있다.
볼록부(11)의 재질로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리디메틸실록산(PDMS), 유기 실리콘 화합물, 폴리에테르 고무 등의 점탄성 엘라스토머 등이 예시된다. 스탬프층(12)도, 볼록부(11)와 같은 재질로 구성되어 있어도 되지만, 볼록부(11) 이외의 스탬프층(12)의 표면은, 점착성을 갖지 않는 것이 바람직하다. 볼록부(11) 이외에서는, 소자(32r)를 점착력으로 픽업하지 않는 것이 바람직하다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 스탬프층(12)은, 지지판(14)에 고정되어 있다. 지지 기판(14)은, 스탬프층(12)보다 강성이 높고, 평탄성이 우수한 재질로 구성되어 있고, 바람직하게는 유리판, 금속판, 세라믹판 등으로 구성되어 있다. 지지판(14)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는, 0.5mm 이상이다.
스탬프층(12)은, 지지판(14)의 표면에 직접 형성되어도 되고, 혹은, 접착층에 의하여 고정되어 있어도 된다. 어느 쪽이든, 스탬프층(12)은, 지지판(14)의 표면에, 도 5b에 나타내는 점착력(F2)보다 충분히 높은 밀착력으로 고정되어 있다. 소자(32r)는, 후속 공정에서, 볼록부(11)로부터 떼어져, 예를 들면 도 5c에 나타내는 제1 전사용 기판(시트)(50) 위에 배치되기 때문에, 그때에, 스탬프층(12)이 지지판(14)으로부터 떼어지지 않는 것이 중요하다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 지지판(14)은, 스탬프층(12)과 반대 측의 표면에서, 어댑터판(16)의 접착면(16b)에 대하여, 접착층(15)에 의하여 착탈이 자유롭게 고정되어 있다. 접착층(15)에 의한 지지판(14)과 어댑터판(16)의 접착력은, 도 5b에 나타내는 점착력(F2)보다 충분히 높은 접착력이다. 단, 반복 사용 후의 스탬프층(12)을 교환할 때에는, 지지판(14)을 어댑터판(16)의 접착면(16b)으로부터 떼어낼 수 있도록 되어 있다. 접착층(15)은, 양면 점착 테이프 등으로 구성되어 있어도 된다.
지지판(14)의 X축방향 폭 및 Y축방향의 폭은, 스탬프층(14)의 그것들보다 크고, 게다가, 어댑터판(16)의 접착면(16b)의 X축방향 폭 및 Y축방향의 폭보다 큰 것이 바람직하다. 지지판(14)의 스탬프층 측의 표면에는, 스탬프층(12)의 주위에, 스탬프층(12)이 형성되어 있지 않은 평탄한 흡착 가능 면(14b)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 스탬프층(12)은, Z축방향에서 보았을 때 직사각형 형상이지만, 지지판(14)은 직사각형이어도 되고 원형이어도 된다. 흡착 가능 면(14b)은, 도 7에 나타내는 설치 스테이지(82)의 정면에 착탈이 자유롭게 장착 가능하게 되어 있다.
어댑터판(16)의 접착면(16b)과 반대 측의 상면은, 평탄한 장착면(16a)으로 되어 있고, 장착면(16a)의 면적은, 접착면(16b)의 면적보다 커지도록, 어댑터판(16)의 적어도 X축방향의 양 측면은, 테이퍼면(16c)으로 되어 있다. 즉, 어댑터판(16)의 적어도 X축방향의 측면에는, 스탬프층(12)을 향하여 외경이 작아지는 테이퍼면(16c)이 형성되어 있다. 테이퍼면(16c)은, 어댑터판(16)의 Y축방향의 양 측면에도 형성되어 있어도 되고, 혹은, 어댑터판(16)의 측면 전체 둘레를 따라 테이퍼면(16c)이 형성되어 있어도 된다.
본 실시 형태에서는, 테이퍼면(16c)은, 어댑터판(16)의 Y축방향의 양 측면에도 형성되어 있고, 어댑터판(16)의 측면 전체 둘레를 따라 테이퍼면(16c)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 어댑터판(16)은, Z축방향에서 보았을 때 직사각형 형상을 갖고 있고, 어댑터판(16)의 적어도 X축방향 최대 폭은, 지지판(14)의 X축방향 폭보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 어댑터판(16)의 Y축방향 최대 폭은, 지지판(14)의 Y축방향 폭과 대략 동등해도 되고, 그것보다 커도 되고 작아도 된다.
도 1a에 나타내는 지지판(14)의 흡착 가능 면(14b)과는 반대 측의 표면에는, 어댑터판(16)의 접착면(16b)의 주위에, 테이퍼면(16c)에 마주보는 평탄한 삽입 가능 면(14c)이 형성되어 있다. X축방향의 양측에 위치하는 삽입 가능 면(14c) 위에서, 어댑터판(16)의 테이퍼면(16c)에는, 각각 도 2b에 나타내는 척 기구(26)의 클로부(26a)가 결합한다. 또, X축방향의 양측에 위치하는 어댑터판(16)의 테이퍼면(16c)에는, 각각 도 6에 나타내는 설치 스테이지(82)의 안내 부재(88)의 경사면(89)이 결합한다.
도 1a에 나타내는 어댑터판(16)의 Z축방향의 두께는, 지지판(14)의 두께보다 충분히 크고, 바람직하게는, 지지판(14)의 두께의 1.2배 이상, 바람직하게는 2배~6배 정도이다. 또한, 어댑터판(16)의 상면에 있는 장착면(16a)의 외주연부에는, 모따기부 혹은 R부로 이루어지는 가장자리부(16d)가 형성되어 있다. 또한, 어댑터판(16)의 상면에 있는 장착면(16a)의 외주연부에는, 모따기부 혹은 R부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
Y축방향의 양측에 위치하는 어댑터판(16)의 가장자리부(16d)에는, 도 6 및 도 7에 나타내는 한 쌍의 위치 결정 부재(90)의 선단면(92)이 맞닿아, 설치 스테이지(82)에 놓여진 스탬프 툴(10)의 Y축방향 위치를 위치 결정하고 있다. 스탬프 툴(10)의 X축방향 위치의 위치 결정은, 도 6에 나타내는 안내 부재(88)의 경사면(89)과, 도 2b에 나타내는 반송 장치(20)의 클램프 기구(26)의 클로부(26b)가 행한다.
어댑터판(16)의 상면에 있는 장착면(16a)에는, 도 2a에 나타내는 반송 장치(20)의 반송 헤드(22)의 흡착면(24)이 흡착 가능하게 되어 있다. 반송 헤드(22)의 흡착면(24)에는, 주장착 수단으로서의 진공 흡인 구멍이 형성되어 있고, 진공 흡인 구멍에 부압을 발생시킴으로써, 흡착면(24)에 스탬프 툴(10)의 어댑터판(16)의 장착면(16a)이 진공 흡착된다. 흡착면(24)에 의한 스탬프 툴(10)의 어댑터판(16)의 장착면(16a)에 대한 진공 흡착력을, 가령 주장착력(F3a)으로 한다.
또, 본 실시 형태에서는, 반송 헤드(22)에는, 개폐 기구(28)를 개재하여 척 기구(26)가 장착되어 있다. 척 기구(26)의 내측에는, 클로부(26a)가 형성되어 있다. 클로부(26a)를 포함하는 척 기구(26)는, 예를 들면 개폐 기구(28)에 의하여 X축방향으로 이동하여, 클로부(26a)가, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 흡착면(24)의 하면의 전체를 열거나, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 클로부(26a)가, 흡착면(24)의 X축방향의 양측 하방에 위치하도록 되어 있다.
각 클로부(26a)에는, 테이퍼 형상의 결합면(26b)이 형성되어 있다. 결합면(26b)의 테이퍼면은, 스탬프 툴(10)의 어댑터판(16)의 테이퍼면(16c)의 형상에 맞춰져 있어, 그 테이퍼면(16c)에 결합 가능하게 되어 있다. 도 2a~도 2b에 나타내는 바와 같이, 어댑터판(16)의 장착면(16a)이 반송 헤드(22)의 흡착면(24)에 흡착되기 전에는, 척 기구(26)는, 개폐 기구(28)에 의하여 클로부(26a)가 열려 있다. 어댑터판(16)의 장착면(16a)이 반송 헤드(22)의 흡착면(24)에 흡착된 후에, 척 기구(26)는, 개폐 기구(28)에 의하여 클로부(26a)가 닫히는 방향으로 이동하여, 결합면(26b)이 테이퍼면(16c)에 결합한다.
그 결과, 스탬프 툴(10)은, 반송 헤드(22)에 형성되어 있는 주장착 수단으로서의 진공 흡인 구멍에 의한 주장착력(F3a)과, 부장착 수단으로서의 척 기구(26)에 의한 부장착력(F3b)의 합계의 장착력(F3)으로, 반송 헤드(22)에 장착된다. 반송 헤드(22)의 소형화 등에 수반하여, 반송 헤드(22)의 진공 흡인 구멍에 의한 주장착력(F3) 단독으로는, 도 5b에 나타내는 고정력(F1)보다 크게 하는 것은 곤란해지는 경향이 있다. 본 실시 형태에서는, 부장착 수단으로서의 척 기구(26)에 의한 부장착력(F3b)이, 주장착력(F3a)에 더해짐으로써, 토털의 장착력(F3(=F3a＋F3b))은, 고정력(F1)보다 확실히 커진다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 스탬프 툴(10)을 갖는 반송 장치(20)를 이용한 표시 소자 어레이의 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선, 도 2a에 나타내는 반송 장치(20)가, 도 6에 나타내는 설치 스테이지(82) 위에 배치된 스탬프 툴(10)을 취하러 간다. 본 실시 형태에서는, 스탬프 툴은, 예를 들면 광의 삼원색인 R, G 및 B를 위하여, 적어도 3개 준비되어도 되고, 각각의 스탬프 툴은, 바람직하게는, 각각의 설치 스테이지(82) 위에 설치되어 있다. 혹은, R, G 및 B를 위한 스탬프 툴(10)마다, 설치 스테이지(82)가, 베이스(80)에 대하여 교체된다.
이하의 설명에서는, 하나의 설치 스테이지(82)에 관하여 설명한다. 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 블록 형상의 설치 스테이지(82)는, 베이스(80) 위에, 예를 들면 볼트 등을 이용하여 착탈 교환이 자유롭게 설치되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 설치 스테이지(82)의 Z축방향의 상부에는, 수용 오목부(86)와, 수용 오목부(86)를 둘러싸도록 정면(84)이 형성되어 있다. 수용 오목부(86)는, 예를 들면 사각기둥 형상의 스테이지(82)의 상면의 중앙부를 자리파기 성형함으로써 형성된다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 수용 오목부(86)에는, 스탬프 툴(10)의 스탬프층(12)이 완전하게 들어가도록 되어 있다.
또, 수용 오목부(86)의 주위에 형성되어 있는 정면(84)에는, 둘레 방향의 복수 개소에 흡인 구멍(85)이 형성되어 있고, 지지판(14)의 흡착 가능 면(14b)을 정면(84)에 착탈이 자유롭게 흡착 유지 가능하게 되어 있다. 또, 수용 오목부(86)에는, 스테이지(82)에 형성되어 있는 복수의 가스 유통 구멍(83)이 연통되어 있다. 지지판(14)의 흡착 가능 면(14b)이 정면(84)에 흡착됨으로써, 수용 오목부(86)는, 가스 유통 구멍(83) 이외에서 밀폐 가능하다. 가스 유통 구멍(83)을 통하여, 청정화 가스를 수용 공간(86) 내에 흐르게 함으로써, 스탬프층(12)에 부착되어 있는 먼지나 불순물 등을 외부로 배출 가능하게 되어 있다.
스테이지(82)의 X축에 대략 수직인 양 측면의 상방에는, 각각 편측에서 2개의 안내 부재(88)가 볼트 등으로 착탈이 자유롭게 장착되어 있다. 안내 부재(88)의 내측면의 상측에는, 경사면(89)이 형성되어 있다. 각 경사면(89)에는, 도 1a에 나타내는 어댑터판(16)의 테이퍼면(16c)이 접촉 가능하게 되어 있고, 각 경사면(89)을 따라 어댑터판(16)의 X축방향으로 마주보는 테이퍼면(16c)이 슬라이딩한다. 그 때문에, 스탬프 툴(10)의 어댑터판(16)이 경사면(89) 위를 미끄러지면서 스테이지(82) 위에 들어가, 도 7에 나타내는 바와 같이, 스탬프층(12)이 수용 오목부(86)의 내부에 수용된다. 또, 스탬프 툴(10)의 스테이지(82)에 대한 X축방향의 개략적인 위치 맞춤이 행해진다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 4개의 안내 부재(88)는, 스탬프 툴(10)의 어댑터판(16)의 Y축방향의 양 가장자리부(16d)보다 내측에 위치하도록, 스테이지(82)에 장착된다. 스테이지(82)의 Y축방향의 양측에는, 각각 Y축방향의 위치 결정 부재(90)가 Y축방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 위치 결정 부재(90)에는, 각각 선단면(92)이 형성되어 있고, 이들 선단면(92)은, Y축을 따라 마주보고 있고, 도 7에 나타내는 바와 같이, 각각이 어댑터판(16)의 Y축방향의 가장자리부(16d)에 맞닿음 가능하게 되어 있다. 선단면(92)이 어댑터판(16)의 Y축방향의 가장자리부(16d)에 맞닿음으로써, 스탬프 툴(10)은, 스테이지(82)에 대하여 Y축방향의 위치 결정이 이루어진다.
다음으로, 도 6 및 도 7에 나타내는 설치 스테이지(82)로부터 도 2a에 나타내는 반송 장치(20)를 이용하여, 스탬프 툴(10)을 픽업하는 방법에 대하여 설명한다.
우선, 위치 결정 부재(90)를 이용하여, 스테이지(82) 위에서, 스탬프 툴(10)의 Y축방향의 위치 결정이 이루어진다. 그 후에, 스테이지(82)가 베이스(80)와 함께 이동하고, 도 2a에 나타내는 반송 장치(20)의 반송 헤드(22)의 하방에 위치시킨다. 또한, 스테이지(82)를 이동시키는 일 없이, 반송 헤드(22)를 이동시켜도 되고, 이들 쌍방을 이동시켜도 된다. 반송 헤드(22)는, 필요에 따라 Z축 둘레로 회전시켜도 된다.
반송 헤드(22)의 Z축의 하방에, 스테이지(82) 상의 스탬프 툴(10)을 위치시킨 후에, 헤드(22)를 Z축의 하방으로 이동시켜, 반송 헤드(22)의 하단을 어댑터판(16)의 장착면(16a)에 접촉시켜, 반송 헤드(22)에 의한 진공 흡착을 개시한다. 다음으로, 도 2a 내지 도 2b에 나타내는 바와 같이, 클램프 기구(26)를 닫아, 클로부(26a)의 결합면(26b)을, 어댑터판(16)의 X축방향의 양측에 위치하는 테이퍼면(16c)에 각각 결합시킨다.
그 후에, 도 7에 나타내는 한 쌍의 위치 결정 부재(90)를 Y축방향으로 열어, 선단면(92)에 의한 어댑터판(16)의 가장자리부(16d)와의 맞닿음을 해제한다. 그 전후에, 스테이지(82)의 흡인 구멍(85)에 의한 지지판(14)의 스테이지의 정면(84)에 대한 흡착을 해제한다. 그 후에, 반송 헤드(22)를 Z축의 상방으로 이동시키면, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 스탬프 툴(10)이 반송 헤드(22)의 하단에, X축 및 Y축으로 위치 결정되고, 게다가, 스탬프 툴(10)의 수평도가 유지된 상태로 유지된다.
도 2b에 나타내는 바와 같이, 반송 헤드(22)에 스탬프 툴(10)을 장착한 상태에서, 반송 장치(20)를 X축 및 Y축방향으로 상대 이동시켜, 도 3a에 나타내는 바와 같이, 설치대(40) 위에 설치된 소자 형성용 기판(30)의 표면에 형성되어 있는 소자(32r) 위에 위치시킨다. 도 5a에 나타내는 바와 같이, 소자 형성용 기판(30)의 표면에는, 예를 들면 적색 발광용 소자(32r), 또는 녹색 발광용 소자(32g), 또는 청색 발광용 소자(32b)가 만들어 넣어져 있다. 기판(30)으로서는, 예를 들면 소자의 종류(청색 발광 소자, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 등)에 따라서도 상이하지만, 예를 들면 사파이어 기판, 유리 기판, GaAs 기판, SiC 기판 등이 이용된다.
본 실시 형태에서는, 소자(32r, 32g, 32b)는, 예를 들면 마이크로 LED 소자이다. 또한, 이하의 설명에서는, 소자(32r)에 대해서만 설명하지만, 그 외의 소자(32g, 32b)에 관해서도, 각기 다른 스탬프 툴(10)을 이용하여, 동일한 조작을 행한다. 스탬프 툴(10)은, 각각 상이한 소자(32r, 32g, 32b)의 종류마다 준비하는 것이 바람직하지만, 반송 헤드(22)는, 공통되게 이용할 수 있다. 대기 상태의 스탬프 툴(10)은, 예를 들면 도 6 및 도 7에 나타내는 스테이지(82) 위에 설치되고, 스탬프층(12)이 수용 오목부(86)의 내부에 밀봉되어, 청정한 상태로 유지되어 있다.
도 3a 내지 도 3b에 나타내는 바와 같이, 반송 장치(20)를 Z축방향의 하방으로 이동시켜, 스탬프 툴(10)의 볼록부(11)를, 기판(30)의 소자(32r)의 상면에 누른다. 그 결과, 소자(32r)는, 볼록부(11)에 점착된다. 그 후에, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 스탬프 툴(10)을, 반송 장치(20)와 함께, Z축방향의 상방으로 들어 올린다. 그 결과, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 각 볼록부(11)에는, 소자(32r)가 점착되어, 볼록부(11)와 함께 소자(32r)가 기판(30)으로부터 픽업된다. 기판(30) 상에 남겨진 소자(32r)는, 후에 동일하게 하여, 반송 장치(20)의 스탬프층(10)에 의하여 픽업된다.
다음으로, 스탬프층(10)의 볼록부(11)에 의하여 픽업된 소자(32r)는, 예를 들면 도 5c에 나타내는 제1 전사용 기판(기판은 시트여도 된다/이하 동일)(50) 위에 반송 장치(20)에 의하여 반송되고, 점착층(52) 위에 배치된다. 혹은, 스탬프층(10)의 볼록부(11)에 의하여 픽업된 소자(32r)는, 예를 들면 도 5f에 나타내는 실장용 기판(70) 위에 반송 장치(20)에 의하여 반송되고, 거기서, 실장용 기판(70) 위에 배치되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 전사법을 이용하여 설명한다.
도 5b에 나타내는 스탬프층(12)의 볼록부(11)에 점착되어 있는 소자(32r)의 어레이를, 도 5c에 나타내는 점착 시트 등으로 구성되어 있는 기판(50)의 점착층(52) 위에 전사한다. 그 때문에, 스탬프층(12)의 볼록부(11)에 점착되어 있는 소자(32r)를, 점착층(52)의 표면에 누르고 나서, 스탬프층(12)을 반송 장치(20)와 함께 들어 올린다. 그 결과, 점착층(52)의 표면에 복수의 소자(32r)가 동시에 전사된다. 또한, 그 전에, 도 3c에 나타내는 반송 장치(20)는, 반송 장치(20)의 반송 기구에 의하여, 도 5c에 나타내는 기판(50) 위로 이동하게 된다.
기판(50)으로 이루어지는 점착 시트의 점착층(52)의 점착력은, 볼록부(11)의 점착력보다 커지도록, 점착층(52)의 점착력이 조정되어 있다. 점착층(52)으로서는, 예를 들면 천연 고무, 합성 고무, 아크릴계 수지, 실리콘 고무 등의 점착성 수지로 구성되고, 그 두께(z4)는, 바람직하게는, 소자(32r)의 높이(z2)(도 5b 참조)의 0.5~2.0배 정도이다. 또한, 볼록부(11)로부터 점착층(52)으로의 소자(32r)의 이동을 원활하게 하기 위하여, 볼록부(11)로부터 소자(32r)를 떼어지기 쉽게 하기 위한 조작(예를 들면 열을 가한다)을 가해도 된다.
기판(50)의 점착층(52)에는, 상기와 동일하게 하여, 그 외의 소자(32g, 32b)도 전사된다. R, G 및 B의 3개의 소자(32r, 32g, 32b)로, 1개의 화소 단위가 구성되고, 그들 화소 단위가, 매트릭스 형상으로 배치됨으로써, 컬러 표시 화면이 될 수 있다.
기판(50)의 점착층(52)에는, 상기와 동일하게 하여, 그 외의 소자(32g, 32b)도 전사된다. R, G 및 B의 3개의 소자(32r, 32g, 32b)로, 1개의 화소 단위가 구성되고, 그들 화소 단위가, 매트릭스 형상으로 배치됨으로써, 컬러 표시 화면이 될 수 있다.
다음으로, 도 5d에 나타내는 바와 같이, 제1 전사용 기판(50)의 표면에 배치된 3개의 소자(32r, 32g, 32b)의 배열 모두를, 제2 전사용 기판(60)의 점착층(62)에 전사하고, 소자(32r, 32g, 32b)의 각 단자가, 기판(60)의 외측을 향하도록 배치한다. 이 전사 시에는, 예를 들면 레이저 리프트법 등의 수법을 이용해도 되고, 점착력의 차를 이용한 전사, 가열 박리를 수반하는 전사 등의 방법이어도 된다. 소자(32r, 32g, 32b)의 각 단자가, 기판(60)의 외측을 향하는 상태에서, 각 단자에는, 무전해 도금법 등에 의하여, 주석 도금막이 형성되어도 된다.
다음으로, 도 5e 및 도 5f에 나타내는 바와 같이, 3개의 소자(32r, 32g, 32b)의 배열 모두를, 기판(60)의 점착층(62)으로부터, 실장용 기판(70)으로의 전사를 행한다. 그 전사 시에도, 예를 들면 레이저 리프트법 등의 수법을 이용해도 되고, 점착력의 차를 이용한 전사, 가열 박리를 수반하는 전사 등의 방법이어도 된다.
또한, 전사 후에는, 각 소자(32r, 32g, 32b)의 단자를 실장용 기판의 회로 패턴에 접속하기 위하여, 예를 들면 실장용 기판(70)의 표면에, 이방 도전성 페이스트(ACP)를 도포해 두거나, 혹은 이방 도전성 필름(ACF)을 배치해 두는 것이 바람직하다. 도 5f에 나타내는 바와 같이, 소자(32r, 32g, 32b)를 ACP 또는 ACF를 개재하여 기판(70) 위에 배치한 후, 도시 생략되어 있는 가열 가압 장치를 이용하여, 각 소자(32r, 32g, 32b)를 기판(70)의 방향으로 누르고 가열하면 된다. 그 결과, 각 소자(32r, 32g, 32b)의 단자를 실장용 기판의 회로 패턴에 접속할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 반송 장치(20)에서는, 도 2b에 나타내는 반송 헤드(22)에 의한 어댑터판(16)의 장착면(16a)에 대한 장착력(F3)이, 도 5b에 나타내는 고정력(F1)보다 크고, 소자(32r)에 대한 스탬프층(12)의 볼록부(11)의 점착력(F2)이, 고정력(F1)보다 크다. 이 때문에, 스탬프 툴(10)이, 기판(30) 측에 남는 일 없이, 기판(30)의 표면에 배치되어 있는 소자(32r)를 기판(30)으로부터 용이하게 픽업하여 반송할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 도 2b에 나타내는 반송 헤드(22)에 의한 어댑터판(16)의 장착면(16a)에 대한 장착력(F3)은, 진공 흡인 구멍의 흡착력에 대응하는 주장착력(F3a)과, 부장착 수단으로서의 클램프 기구(26)에 의한 부장착력(F3b)의 합계이다. 즉, 본 실시 형태에서는, 진공 흡인 구멍을 갖는 일반적인 반송 헤드(22)에, 클램프 기구(26)를 설치하는 것만으로, 반송 헤드(22)에 의한 어댑터판(16)의 장착면(16a)에 대한 장착력(F3)을, 도 5b에 나타내는 소자(32r)의 기판(30)에 대한 고정력(F1)보다 크게 하는 것이 용이해진다.
또한 본 실시 형태에서는 어댑터판(16)의 X축방향의 양 측면에는, 스탬프층(12)을 향하여 외경이 작아지는 테이퍼면(16c)이 형성되어 있다. 또 테이퍼면(16c)에는, 클램프 기구(26)의 클로부(26a)가 결합 가능하게 되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 클램프 기구(26)의 클로부(26a)가, 어댑터판(16)의 측면의 테이퍼면(16c)에 착탈이 자유롭게 결합하기 쉬워진다. 또, 클램프 기구(26)에 의한 반송 헤드(22)에 대한 스탬프 툴(10)의 장착력(F3)을 높일 수 있다.
또, 어댑터판(16)의 X축방향의 양 측면에, 스탬프층(12)을 향하여 외경이 작아지는 테이퍼면(16c)이 형성되어 있음으로써, 도 6에 나타내는 스테이지(82)의 상부에 설치되어 있는 안내 부재(88)의 경사면(89)을 따라 스탬프 툴(10)의 X축방향의 러프한 위치 결정이 용이해진다. 특히, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 어댑터판(16)의 X축방향의 최대 폭이 지지판(14)의 폭보다 크게 되어 있음으로써, 안내 부재(88)의 경사면(89)과 스탬프 툴(10)의 테이퍼면(16c)이 결합하기 쉽게 되어 있다.
또, 스탬프 툴(10)의 지지판(14)에 삽입 가능 면(14c)이 존재함으로써, 클램프 기구(26)의 클로부(26a)가, 어댑터판(16)의 측면의 테이퍼면(16c)에 착탈이 자유롭게 결합하기 쉬워진다. 또한, 스탬프 툴(10)의 지지판(14)에 흡착 가능 면(14b)이 존재함으로써, 도 7에 나타내는 바와 같이, 스테이지(82)의 정면(84)에서, 지지판(14)을 흡착 가능하게 되어, 스탬프층(12)을 수용 오목부(86)의 내부에 밀봉하여 유지하기 쉬워진다. 흡착 가능 면(14b)은, 지지판(14)을 유리판 등으로 구성함으로써, 스탬프층(12)의 주위에 용이하게 형성할 수 있다.
스탬프 툴(10)은, 스탬프층(12)이 고정되고, 어댑터판(16)이 교환이 자유롭게 장착되는 지지판(14)을 추가로 갖는다. 이와 같이 구성함으로써, 스탬프 툴(10)의 전체를 교환하는 일 없이, 스탬프층(12)이 고정되어 있는 지지판(14)만을 어댑터판(16)으로부터 교환할 수 있다. 그 때문에, 상이한 종류의 스탬프층(12)을 갖는 스탬프 툴(10)을, 저비용으로 준비하는 것이 용이해진다. 또, 어댑터판(16)을 공용하여 이용함으로써, 스탬프 툴에 맞추어, 상이한 종류의 반송 헤드를 이용할 필요가 없어, 반송 장치의 전체 구성도 심플하게 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 스탬프층(12)에는, 소자(32r(32g, 32b))에 대응하는 복수의 볼록부(11)가 형성되어 있고, 각 볼록부(11)에, 소자(32r(32g, 32b))가 착탈이 자유롭게 점착된다. 이와 같이 구성함으로써, 다수의 소자(32r(32g, 32b))를, 기판(30)으로부터 동시에 취출할 수 있다. 본 실시 형태의 소자 어레이의 제조 방법에서는, 다수의 소자(32r(32g, 32b))를 갖는 소자 어레이를, 용이하게 제조할 수 있다.
또 본 실시 형태에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 설치 스테이지(82)가 베이스(80)에 대하여 교체 가능하게 장착되어 있다. 이 때문에, 스탬프 툴(10)에 대응하는 스테이지(82)를 준비해 두고, 상이한 종류의 스탬프 툴(10)로 교환할 때에는, 스테이지(82)만을 교환해도 된다. 스테이지(82)는, 베이스(80)에 대하여 평탄도가 확보되어 있는 점에서, 스탬프 툴(10)의 교환 시에, 스탬프 툴의 평탄도를 조정할 필요가 없어진다.
그 때문에, 본 실시 형태에서는, 반송 헤드(22)에 의한 흡착 미스나 클램프 기구(26)에 의한 파지 미스를 발생시키는 일 없이, 설치 스테이지(82)로부터 반송 헤드(22)가 스탬프 툴(10)을 양호하게 픽업할 수 있다.
제2 실시 형태
도 1b에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 반송 장치에 이용되는 스탬프 툴(10a)에서는, 스탬프층(12)과 어댑터판(16)의 사이에, 지지판(14)의 평행도를 조정하기 위한 심판(18)이 개재되어 있다. 지지판의 측면의 일부에는, 경사면(14a)이 형성되어 있고, 그 경사면(14a)에 심판(18)이 결합하여, 지지판(14)의 평행도를 조정 가능하게 되어 있다. 지지판(14)과 어댑터판(16)의 사이에 접착층(15)을 개재하여 심판(18)을 설치하는 양태를 이용함으로써 지지판(14)의 평행도의 조정이 가능하다.
또한, 심판(18)을 설치하는 목적은 평행도를 조정하기 위해서이므로, 심판(18)을 설치하는 위치는 이에 한정되지 않는다. 심판(18)은 어댑터판(16)의 주연 모두에 걸쳐 설치해도 되고, 혹은 단속적으로 설치해도 된다. 예를 들면, 도 1c, 도 1d 및 도 1e에 나타내는 바와 같이, 어댑터판(16)의 네 귀퉁이에 접착층(15)을 각각 설치하고, Y축방향의 편측 2개소에만 심판(18)을, 접착층(15)을 개재하여, 접착면(16b)과 지지판(14)의 사이에 설치해도 된다. 이와 같이 구성함으로써, 어댑터판(16)(또는, 지지판(14))이 직사각형 형상인 경우에, 미량의 평행도 조정이 가능해진다.
즉, 도 1c에 나타내는 바와 같이, 어댑터판(16)(또는, 지지판(14))이 직사각형 형상인 경우에, 대향하는 변 중 어느 한쪽에, 심판(18)을 배치함으로써, 평행도의 조정이 가능하다. 또, 어댑터판(16)(또는, 지지판(14))이 원형상이면, 점대칭의 위치에 있어서 어느 한쪽의 원호 영역에, 심판(18)을 배치함으로써, 평행도의 조정이 가능하다.
보다 구체적으로는, 예를 들면, 도 1e에 나타내는 바와 같이, 스탬프층(12)의 두께가 Y축방향을 따라 상이한 경우에, 지지판(14)과 어댑터판(16)의 사이의 Y축방향 편측의 간극에 심판(18)을 배치할 수 있다. 이에 의하여, 장착면(16a)과 스탬프층(12)의 스탬프면이 평행이 되어, 평행도의 조정이 가능해진다. 또한, 도 1e에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 스탬프층(12), 심판(18) 및 접착층(15)의 두께 및 기울기를 실제보다 크게 나타내고 있다.
본 실시 형태의 반송 장치 및 스탬프 툴의 그 외의 구성 및 작용 효과는, 제1 실시 형태와 동일하여, 그 상세한 설명은 생략한다.
제3 실시 형태
도 4a에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 반송 장치에서는, 척 기구(26)의 클로부(26a)의 결합면(26b)에, 탄성 변형 가능한 결합 볼록부(26c)가 장착되어 있고, 그 결합 볼록부(26c)가, 어댑터판(16)의 테이퍼면(16c)에 결합 가능하게 되어 있다. 결합 볼록부(26c)는, 예를 들면 스프링재로 구성되어 있고, 결합면(26b)으로부터 원호 형상으로 돌출하고 있어도 된다. 또, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 결합면(26b)은, 반드시 평면일 필요는 없고, 어댑터판(16)의 테이퍼면(16c)에 결합 가능한 볼록 형상 곡면이어도 된다. 본 실시 형태의 반송 장치 및 스탬프 툴의 그 외의 구성 및 작용 효과는, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태와 동일하여, 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 개변할 수 있다.
예를 들면, 스탬프 툴로서는, 상술한 실시 형태의 스탬프 툴(10)에 한정되지 않고, 그 외의 스탬프 툴을 이용하는 것이 가능하다. 또, 반송 헤드(22)에는, 클램프 기구(26) 이외의 부장착 수단으로서, 정전 흡착 기구, 끼워 맞춤 기구 및 나사 결합 기구 중 적어도 어느 하나를 설치해도 된다. 이들 기구를 반송 헤드에 설치하는 것으로도, 반송 헤드(22)에 의한 어댑터판(16)의 장착면(16a)에 대한 장착력(F3)을, 기판(30)에 대한 소자(32r(32g, 32b도 동일))의 고정력(F1)보다 크게 하는 것이 용이해진다.
또, 상술한 실시 형태에서는, 반송 헤드(22)의 주장착 수단으로서, 진공 흡인 구멍에 의한 진공 흡착을 이용하고 있지만, 본 발명에서는, 반드시 진공 흡착을 이용할 필요는 없고, 클램프 기구(26) 등의 부장착 수단만으로, 스탬프 툴(10)을 반송 헤드(22)에 대하여 착탈이 자유롭게 장착하도록 해도 된다.
또, 본 실시 형태에 따른 반송 장치(20)를, 소자 형성용 기판(30)으로부터의 소자(32r(32g, 32b))의 픽업에 이용했지만, 그 용도에 한정되지 않고, 기판(30)으로부터 레이저 리프트법 등에 의하여 전사된 점착층을 갖는 기판(시트)으로부터의 소자(32r(32g, 32b))의 픽업에 이용해도 된다.
또, 본 실시 형태에 따른 반송 장치(20)는, 적색, 녹색 및 청색 발광용 소자(32r, 32g, 32b) 이외의 소자의 픽업에도 이용할 수 있다. 그 외의 표시 소자로서는, 형광 소자 등이 예시된다. 또, 그 외의 소자로서는, 표시 소자에 한정되지 않고, 수광 소자, 세라믹 콘덴서, 칩 인덕터 등의 전자 소자, 혹은 반도체 소자여도 된다.
10 스탬프 툴
11 볼록부
12 스탬프층
14 지지판
14a 경사면
14b 흡착 가능 면
14c 삽입 가능 면
15 접착층
16 어댑터판
16a 장착면
16b 접착면
16c 테이퍼면
16d 가장자리부
18 심판
20 반송 장치
22 반송 헤드
24 흡착면
26 척 기구
26a 조부
26b 결합면
26c 결합 볼록부
28 개폐 기구
30 소자 형성용 기판
32r, 32g, 32b 소자
40 설치대
50 제1 전사용 기판(시트)
52 점착층
60 제2 전사용 기판(시트)
62 점착층
70 실장용 기판
80 베이스
82 스테이지
83 가스 유통 구멍
84 정면
85 흡인 구멍
86 수용 오목부
88 안내 부재
89 경사면
90 위치 결정 부재
92 선단면

Claims (20)

  1. 반송 대상 요소를 착탈이 자유롭게 점착 가능한 부분을 갖는 스탬프층과,
    상기 스탬프층이 고정되는 지지판과,
    상기 지지판이 교환이 자유롭게 장착되고, 반송 헤드가 착탈이 자유롭게 장착 가능한 장착면을 갖는 어댑터판을 갖는, 스탬프 툴.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지판은, 접착층에 의하여 상기 어댑터판에 교환이 자유롭게 장착되는, 스탬프 툴.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 반송 대상 요소는, 기판의 표면에 형성되어 있는 복수의 소자이며,
    상기 스탬프층에는, 상기 소자에 대응하는 복수의 볼록부가 형성되어 있고,
    각 볼록부에, 상기 소자가 착탈이 자유롭게 점착되는, 스탬프 툴.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지판은, 평탄면을 갖는 유리판 또는 세라믹판을 갖는, 스탬프 툴.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어댑터판의 측면에는, 상기 지지판을 향하여 외경이 작아지는 테이퍼면이 형성되어 있는, 스탬프 툴.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어댑터판의 제1 축방향을 따른 최대 폭을 상기 지지판의 폭보다 크게 하고 있는, 스탬프 툴.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 지지판의 상기 어댑터판 측의 표면에는, 상기 어댑터판의 테이퍼면에 마주보는 삽입 가능 면이 존재하는, 스탬프 툴.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지판의 상기 스탬프층 측의 표면에는, 상기 스탬프층의 주위에, 흡착 가능 면이 형성되어 있는, 스탬프 툴.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스탬프층과 상기 어댑터판의 사이에는, 상기 지지판의 평행도를 조정하기 위한 심(shim)판이 개재되어 있는, 스탬프 툴.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 스탬프 툴을 이용하여, 복수의 반송 대상 요소를, 기판으로부터 동시에 취출(取出)하여 반송하는 공정을 갖는, 소자 어레이의 제조 방법.
  11. 스탬프 툴과,
    상기 스탬프 툴을 착탈이 자유롭게 반송하는 반송 헤드를 갖는 반송 장치로서,
    상기 스탬프 툴이,
    기판 상에 소정의 고정력(F1)으로 배치되어 있는 반송 대상 요소를 소정의 점착력(F2)으로 점착 가능한 스탬프층과,
    상기 스탬프층을 지지하고, 상기 반송 헤드가 착탈이 자유롭게 장착 가능한 장착면을 갖는 어댑터판을 갖고,
    상기 반송 헤드에 의한 상기 어댑터판의 장착면에 대한 장착력(F3)이, 상기 고정력(F1)보다 크고,
    상기 반송 대상 요소에 대한 상기 스탬프층의 점착력(F2)이, 상기 고정력(F1)보다 큰 것을 특징으로 하는 반송 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 반송 헤드에 의한 상기 어댑터판의 장착면에 대한 장착력(F3)은, 주(主)장착 수단에 의한 주장착력(F3a)과, 상기 주장착 수단 이외의 부장착 수단에 의한 부장착력(F3b)을 포함하는, 반송 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 주장착 수단이, 상기 반송 헤드에 형성되어 있는 진공 흡인 구멍을 포함하는, 반송 장치.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 부장착 수단이, 상기 어댑터판을 상기 반송 헤드에 대하여 착탈이 자유롭게 장착하는 클램프 기구, 정전 흡착 기구, 끼워 맞춤 기구 및 나사 결합 기구 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 반송 장치.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어댑터판의 측면에는, 상기 스탬프층을 향하여 외경이 작아지는 테이퍼면이 형성되어 있는, 반송 장치.
  16. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 어댑터판의 측면에 형성되어 있는 테이퍼면에는, 상기 부장착 수단이 갖는 클램프 기구의 클로부가 결합 가능하게 되어 있는, 반송 장치.
  17. 청구항 11 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스탬프 툴은,
    상기 스탬프층이 고정되고, 상기 어댑터판이 교환이 자유롭게 장착되는 지지판을 추가로 갖는, 반송 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 지지판은, 접착층에 의하여 상기 어댑터판에 교환이 자유롭게 장착되는, 반송 장치.
  19. 청구항 11 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반송 대상물은, 기판의 표면에 형성되어 있는 복수의 소자이며,
    상기 스탬프층에는, 상기 소자에 대응하는 복수의 볼록부가 형성되어 있고,
    각 볼록부에, 상기 소자가 착탈이 자유롭게 점착되는, 반송 장치.
  20. 청구항 11 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 기재된 반송 장치를 이용하여, 복수의 반송 대상 요소로서의 복수의 소자를, 상기 기판으로부터 동시에 취출하여 반송하는 공정을 갖는, 소자 어레이의 제조 방법.
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