KR20240065621A - 본딩 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

본딩 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240065621A
KR20240065621A KR1020220145863A KR20220145863A KR20240065621A KR 20240065621 A KR20240065621 A KR 20240065621A KR 1020220145863 A KR1020220145863 A KR 1020220145863A KR 20220145863 A KR20220145863 A KR 20220145863A KR 20240065621 A KR20240065621 A KR 20240065621A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bonding
substrate
stage
cooling
head
Prior art date
Application number
KR1020220145863A
Other languages
English (en)
Inventor
김성래
김덕흥
배정민
안준석
하영호
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020220145863A priority Critical patent/KR20240065621A/ko
Priority to CN202322632904.3U priority patent/CN221228163U/zh
Publication of KR20240065621A publication Critical patent/KR20240065621A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/80—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass using temporary substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/75301—Bonding head
    • H01L2224/75312—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/755—Cooling means
    • H01L2224/75501—Cooling means in the lower part of the bonding apparatus, e.g. in the apparatus chuck
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7555—Mechanical means, e.g. for planarising, pressing, stamping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7565—Means for transporting the components to be connected
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/758—Means for moving parts
    • H01L2224/75801—Lower part of the bonding apparatus, e.g. XY table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/83053—Bonding environment
    • H01L2224/83091—Under pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/832—Applying energy for connecting
    • H01L2224/83201—Compression bonding
    • H01L2224/83203—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

본딩 장치가 제공된다. 본딩 장치는 서로 분리 이격 배치되는 제1 스테이지, 제2 스테이지 및 냉각 스테이지, 상기 제1 스테이지 상에 안착된 제1 기판 및 상기 냉각 스테이지 상에 안착된 제2 기판을 이송하도록 구성된 제1 셔틀, 상기 제2 스테이지 상에 안착된 제3 기판을 이송하도록 구성된 제2 셔틀, 상기 제1 기판에 부품을 본딩하도록 구성된 제1 본딩 헤드, 및 상기 제3 기판에 상기 부품을 본딩하도록 구성된 제2 본딩 헤드를 포함하고, 상기 냉각 스테이지는 상기 제3 기판 상에 배치된 이방성 도전 필름을 냉각하도록 구성된 냉각 모듈을 포함한다.

Description

본딩 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법{BONDING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 본딩 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이러한 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display, OLED) 등이 있다.
이러한 표시 장치는 영상을 표시하는 메인 영역과, 메인 영역의 일측으로부터 연장되고 표시 구동부 및 회로 보드가 실장되는 서브 영역을 포함할 수 있다. 표시 구동부는 집적 회로 칩으로 형성되어 COG(Chip on Glass) 방식 또는 COP(Chip on Plastic) 방식 등에 의해 표시 패널 상에 실장될 수 있고, COF(Chip on Film) 방식에 의해 인쇄 회로 보드 또는 필름 상에 실장될 수도 있다. 회로 보드는 인쇄 회로 보드 또는 필름으로 형성되어 표시 패널의 패드부 상에 부착될 수 있다.
본딩 장치는 이방성 도전 필름을 이용하여 집적 회로 칩, 인쇄 회로 보드 또는 필름 등과 같은 부품을 기판 상에 부착시키고 온도와 압력을 가하여 기판 상의 도전 패턴과 부품 상의 도전 패턴을 서로 연결시키는 장치를 말한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 냉각 과정을 통해 2차 본딩 시 얼라인의 틀어짐을 최소화할 수 있는 본딩 장치 및 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 1차 본딩 공정, 냉각 공정, 및 2차 본딩 공정이 동시에 이루어질 수 있도록 함으로써 공정 시간을 단축시킬 수 있는 본딩 장치 및 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 본딩 장치는, 서로 분리 이격 배치되는 제1 스테이지, 제2 스테이지 및 냉각 스테이지, 상기 제1 스테이지 상에 안착된 제1 기판 및 상기 냉각 스테이지 상에 안착된 제2 기판을 이송하도록 구성된 제1 셔틀, 상기 제2 스테이지 상에 안착된 제3 기판을 이송하도록 구성된 제2 셔틀, 상기 제1 기판에 부품을 본딩하도록 구성된 제1 본딩 헤드, 및 상기 제3 기판에 상기 부품을 본딩하도록 구성된 제2 본딩 헤드를 포함하고, 상기 냉각 스테이지는 상기 제3 기판 상에 배치된 이방성 도전 필름을 냉각하도록 구성된 냉각 모듈을 포함한다.
상기 냉각 모듈은 상기 기판 상에 직접 냉매를 분사하도록 구성된 냉매 분사 장치 및 냉매가 흐르도록 구성된 냉각 유로 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 냉매 분사 장치는 보텍스 튜브(vortex tube)를 포함할 수 있다.
상기 냉각 모듈은 펠티어 소자를 포함하고, 상기 펠티어 소자는 상기 기판과 중첩되어 배치되도록 구성될 수 있다.
상기 제1 셔틀은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 동시에 이송하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 셔틀 및 상기 제2 셔틀은 각각 진공 흡착 패드를 포함할 수 있다.
상기 제1 셔틀은, 상기 제1 기판과 접촉하는 제1 핸드, 상기 제2 기판과 접촉하는 제2 핸드, 상기 제1 핸드를 구동하도록 구성된 제1 핸드 구동부, 및 상기 제2 핸드를 구동하도록 구성된 제2 핸드 구동부를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 본딩 장치는, 각각 대상물이 안착되는 공간을 제공하며 서로 분리 이격되어 배치된 제1 스테이지, 제2 스테이지 및 냉각 스테이지, 상기 제1 스테이지 상부에 상기 제1 스테이지와 중첩 배치되도록 구성된 제1 본딩 헤드, 및 상기 제2 스테이지 상부에 상기 제2 스테이지와 중첩 배치되도록 구성된 제2 본딩 헤드를 포함하되, 상기 냉각 스테이지는 그 위에 안착되는 상기 대상물을 냉각시키도록 구성된 냉각 모듈을 포함한다.
상기 냉각 모듈은 상기 대상물 상에 직접 냉매를 분사하도록 구성된 냉매 분사 장치 및 냉매가 흐르도록 구성된 냉각 유로 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 본딩 헤드 및 상기 제2 본딩 헤드는 각각 압착 헤드를 포함하고, 상기 제2 본딩 헤드의 압착 헤드는 상기 제1 본딩 헤드의 압착 헤드보다 더 높은 경도를 가질 수 있다.
상기 제2 본딩 헤드의 압착 헤드는 상기 제1 본딩 헤드의 압착 헤드보다 더 높은 열 전도율을 가질 수 있다.
상기 제1 본딩 헤드는 제1 최대 온도까지 가열되도록 구성된 제1 가열 부재를 포함하고, 상기 제2 본딩 헤드는 제2 최대 온도까지 가열되도록 구성된 제2 가열 부재를 포함하되, 상기 제2 최대 온도는 상기 제1 최대 온도보다 클 수 있다.
상기 제1 본딩 헤드는 상기 제1 스테이지 상의 상기 대상물에 대해 제1 최대 가압력까지 가압하도록 구성된 제1 압착 헤드를 포함하고, 상기 제2 본딩 헤드는 상기 제2 스테이지 상의 상기 대상물에 대해 제2 최대 가압력까지 가압하도록 구성된 제2 압착 헤드를 포함하되, 상기 제2 최대 가압력은 상기 제1 최대 가압력보다 클 수 있다.
상기 냉각 스테이지는 상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지 사이에 배치될 수 있다.
상기 대상물은 표시 장치용 기판이고, 상기 표시 장치용 기판은 상기 제1 스테이지, 상기 냉각 스테이지 및 상기 제2 스테이지 상에 각각 안착될 수 있다.
상기 표시 장치용 기판은 상기 제1 스테이지 상에서 상기 제1 본딩 헤드의 가압을 통해 제1 온도로 가열되고, 상기 냉각 스테이지 상으로 옮겨져 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각될 수 있다.
상기 제2 온도로 냉각된 상기 표시 장치용 기판은 상기 제2 스테이지 상으로 옮겨져 상기 제2 본딩 헤드의 가압을 통해 상기 제1 온도보다 큰 제3 온도로 가열될 수 있다.
상기 제1 본딩 헤드는, 상기 표시 장치용 기판에 본딩되는 부품을 제공하도록 구성된 부품 제공부, 및 상기 표시 장치용 기판과 상기 부품 사이에 배치되는 이방성 도전 필름을 제공하도록 구성된 필름 제공부를 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 1차 본딩 공정, 냉각 공정 및 2차 본딩 공정을 진행하는 단계, 및 기판 이송 및 교환 단계를 포함하되, 상기 1차 본딩 공정, 냉각 공정 및 2차 본딩 공정을 진행하는 단계는, 제1 본딩 헤드가 제1 스테이지 상에 위치한 제1 모기판을 1차 본딩하여 제2 임시 본딩 기판을 형성하는 단계, 냉각 스테이지가 상기 냉각 스테이지 상에 위치한 제1 임시 본딩 기판을 냉각하여 제2 냉각 기판을 형성하는 단계, 및 제2 본딩 헤드가 제2 스테이지 상에 위치한 제1 냉각 기판을 2차 본딩하여 제1 본딩 완료 기판을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제2 임시 본딩 기판을 형성하는 단계, 상기 제2 냉각 기판을 형성하는 단계, 및 상기 제1 본딩 완료 기판을 형성하는 단계는 동시에 진행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 장치 및 표시 장치의 제조 방법에 따르면, 냉각 과정을 통해 2차 본딩 시 얼라인의 틀어짐을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 장치 및 표시 장치의 제조 방법에 따르면, 1차 본딩 공정, 냉각 공정, 및 2차 본딩 공정이 동시에 이루어질 수 있도록 함으로써 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 본딩 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 본딩 장치의 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 본딩 헤드, 촬영 유닛 및 제1 스테이지의 정면도이다.
도 4는 도 3의 ‘A’ 부분을 확대한 확대도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 냉각 스테이지의 사시도이다.
도 6은 온도에 따른 이방성 도전 필름의 점도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1 이송 유닛의 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 제1 셔틀의 정면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제2 이송 유닛의 사시도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2 셔틀의 정면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 제1 이송 유닛의 사시도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 제1 셔틀의 평면도 및 저면도이다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 본딩 장치의 사시도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 본딩 장치를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 15는 도 14의 S100 단계를 나타낸 순서도이다.
도 16은 도 14의 S200 단계를 나타낸 순서도이다.
도 17은 도 16의 S210 내지 S230 단계를 나타낸 순서도이다.
도 18은 도 15의 S100 단계를 나타낸 정면도이다.
도 19는 도 17의 S210 단계를 나타낸 정면도이다.
도 20 내지 도 23은 도 17의 S220 단계를 나타낸 정면도이다.
도 24 및 도 25는 도 17의 S230 단계를 나타낸 정면도이다.
도 26은 도 15의 S100 단계가 반복되는 것을 나타낸 정면도이다.
도 27은 일 실시예에 따른 본딩 장치에 의해 제조된 표시 장치의 사시도이다.
도 28은 도 27의 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 29는 도 27의 표시 장치의 표시부를 나타내는 평면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 이와 마찬가지로, "하", "좌" 및 "우"로 지칭되는 것들은 다른 소자와 바로 인접하게 개재된 경우 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소재를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 본딩 장치의 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 본딩 장치의 정면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 제1 본딩 헤드, 촬영 유닛 및 제1 스테이지의 정면도이다. 도 4는 도 3의 'A' 부분을 확대한 확대도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 냉각 스테이지의 사시도이다. 도 6은 온도에 따른 이방성 도전 필름의 점도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 본딩 장치(1)는 이방성 도전 필름(ACF)을 제공하고 온도와 압력을 가하여, 기판(SUB) 상의 접속 전극(CTE)과 부품(PT) 상의 연결 전극(CNE)을 서로 연결시키는 장치일 수 있다.
일 실시예에서, 본딩 장치(1)의 본딩 대상이 되는 기판(SUB)은 플라스틱 기판, 박막형의 금속기판과 같이 외력에 의해 구부러질 수 있는 플렉서블한 특성을 갖는 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)은 폴리이미드(PI, polyimide) 소재를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 유리 기판과 같이 리지드한 특성을 갖는 기판일 수 있다.
부품(PT)은 기판(SUB)과 전기적으로 연결되는 칩, 인쇄 회로 보드 또는 필름을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 부품(PT)은 집적 회로 칩(IC, Integrated Circuit)으로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 부품(PT)은 회로 보드(Circuit Board) 또는 필름(Film)으로 형성될 수 있다. 부품(PT)은 기판(SUB)에 전기적 신호를 전달할 수 있는 구동부로서, 기판(SUB)에 구동 신호를 전달하는 구동부 또는 제어 신호를 전달하는 제어부일 수 있다.
기판(SUB)과 부품(PT)은 각각 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 접속 전극(CTE)과 연결 전극(CNE)을 포함할 수 있다. 기판(SUB)의 접속 전극(CTE) 및 부품(PT)의 연결 전극(CNE)은 둘 사이에 배치된 이방성 도전 필름(ACF)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이방성 도전 필름(ACF)은 기판(SUB)의 접속 전극(CTE) 및 부품(PT)의 연결 전극(CNE)을 서로 전기적으로 연결시키기 위한 도전성 입자들을 포함할 수 있고, 동시에 기판(SUB)과 부품(PT)을 물리적으로 결합하기 위한 접착성 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 본딩 장치(1)는 작업대(100), 스테이지 유닛(200), 제1 이송 유닛(300), 제2 이송 유닛(400) 및 본딩 유닛(500)을 포함할 수 있다.
작업대(100)는 스테이지 유닛(200)이 배치되는 받침대일 수 있다. 작업대(100)는 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 작업대(100)는 제1 방향(DR1)을 따라 나란히 배치된 제1 본딩 영역(BA1), 기판 교환 영역(SEA), 냉각 영역(CA), 제2 본딩 영역(BA2) 및 로딩 영역(LA)을 포함할 수 있다.
도시된 도면에서 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 각각 수평 방향으로서 서로 교차한다. 예컨대, 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 상호 직교할 수 있다. 또한, 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 대해 교차하며, 예컨대 직교하는 수직 방향일 수 있다. 본 명세서에서 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)의 화살표가 지시하는 방향을 일측, 그 반대 방향을 타측이라 칭할 수 있다.
제1 본딩 영역(BA1)에서는 1차 본딩 공정이 진행될 수 있으며, 기판 교환 영역(SEA)에서는 1차 본딩이 끝난 기판(SUB)과 새로 투입된 기판(SUB)의 교환이 진행될 수 있고, 냉각 영역(CA)에서는 1차 본딩이 끝난 기판(SUB)의 냉각 공정이 진행될 수 있고, 제2 본딩 영역(BA2)에서는 냉각 공정이 끝난 기판(SUB)의 2차 본딩 공정이 진행될 수 있고, 로딩 영역(LA)에서는 2차 본딩이 끝난 기판(SUB)이 언로딩되고, 새로운 기판(SUB)이 로딩될 수 있다.
스테이지 유닛(200)은 기판(SUB)이 안착될 수 있는 받침대 및 이를 구동하기 위한 이동 수단을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 스테이지 유닛(200)은 제1 스테이지(210), 제2 스테이지(220), 제1 스테이지 레일(230), 제2 스테이지 레일(240), 및 냉각 스테이지(250)를 포함할 수 있다.
제1 스테이지(210)는 제1 본딩 영역(BA1) 및 기판 교환 영역(SEA) 상에 위치할 수 있다. 제1 스테이지(210)는 제1 스테이지 레일(230) 상에서 제1 본딩 영역(BA1) 및 기판 교환 영역(SEA) 사이를 제1 방향(DR1)을 따라 왕복 운동할 수 있다. 일 예로, 제1 스테이지(210)는 기판 교환 영역(SEA)에서 제1 스테이지(210) 상에 기판(SUB)이 제공되면, 기판(SUB)을 제1 본딩 영역(BA1)으로 이송시킬 수 있다. 제1 스테이지(210)는 제1 본딩 영역(BA1)에서 1차 본딩이 끝난 기판(SUB)을 기판 교환 영역(SEA)으로 이송시킬 수 있다.
제1 스테이지(210)는 진공 흡입 라인(211)을 더 포함할 수 있다. 진공 흡입 라인(211)은 진공 발생 유닛(미도시)과 연결되어, 제1 스테이지(210) 및 기판(SUB) 사이에 위치하는 공기가 흡입됨으로써 기판(SUB)의 하부면이 제1 스테이지(210) 상에 안정적으로 고정될 수 있다.
제2 스테이지(220)는 제2 본딩 영역(BA2) 및 로딩 영역(LA) 상에 위치할 수 있다. 제2 스테이지(220)는 제2 스테이지 레일(240) 상에서 제2 본딩 영역(BA2) 및 로딩 영역(LA) 사이를 제1 방향(DR1)을 따라 왕복 운동할 수 있다. 일 예로, 제2 스테이지(220)는 제2 본딩 영역(BA2)에서 2차 본딩이 끝난 기판(SUB)을 로딩 영역(LA)으로 이송시킬 수 있다.
도시하지 않았으나, 제2 스테이지(220)는 제1 스테이지(210)와 마찬가지로 진공 흡입 라인을 더 포함할 수 있다. 제2 스테이지(220)의 진공 흡입 라인은 제1 스테이지(210)의 진공 흡입 라인(211)과 동일한 구성일 수 있다. 따라서, 제2 스테이지(220)의 진공 흡입 라인에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
냉각 스테이지(250)는 냉각 영역(CA) 상에 위치할 수 있다. 일 예로, 냉각 스테이지(250)는 제1 방향(DR1)에서 제1 스테이지(210)와 제2 스테이지(220) 사이에 위치할 수 있다.
냉각 스테이지(250)는 1차 본딩이 완료된 기판(SUB)을 냉각시킬 수 있다. 일 실시예에서, 냉각 스테이지(250)는 1차 본딩이 완료된 기판(SUB) 상에 배치된 이방성 도전 필름(ACF)을 냉각시키는 역할을 할 수 있다.
냉각 스테이지(250)는 스테이지 내부로 냉매가 흐르는 방식, 기판 상에 직접 냉매를 분사하는 방식, 스테이지 상에 펠티어(Peltia) 소자를 배치하는 방식, 및/또는 자연 냉각 방식 등을 통해 이방성 도전 필름(ACF)을 냉각시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 냉각 스테이지(250)는 냉각 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 냉각 스테이지(250)의 냉각 모듈은 냉각 유로(251) 및/또는 냉매 분사 장치(252)를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 스테이지 내부로 냉매가 흐르는 방식을 이용할 경우, 냉각 스테이지(250)는 냉각 유로(251)를 포함할 수 있다. 냉각 유로(251)는 그 내부에서 물, 공기, 암모니아, 프레온(다이클로로이플루오로메탄), 메틸클로라이드, 액체 헬륨, 액체 수소, 액체 질소와 같은 냉매가 흐르는 통로 역할을 할 수 있다.
다른 실시예에서, 스테이지 상에 직접 냉매를 분사하는 방식을 이용할 경우, 냉각 스테이지(250)는 냉매 분사 장치(252)를 포함할 수 있다. 냉매 분사 장치(252)는 앞서 언급한 냉매를 직접 기판(SUB) 상에 분사할 수 있다. 일 예로, 냉매 분사 장치(252)는 보텍스 튜브(vortex tube)와 같은 에어 냉각기를 이용할 수 있다.
일 실시예에 따른 본딩 장치(1)는 후술할 표시 장치의 제조 공정에서, 냉각 스테이지(250)를 이용하여 1차 본딩 및 2차 본딩 사이에 냉각 공정을 진행할 수 있다. 이를 통해 냉각 스테이지(250)는 1차 본딩 과정에서 가열된 이방성 도전 필름(ACF)을 냉각시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 이방성 도전 필름(ACF)은 1차 본딩 온도인 100℃에서 가장 낮은 점도를 띠며, 100℃에서 상온으로 갈수록 점도가 높아짐을 알 수 있다. 일 실시예에 따른 본딩 장치(1)의 냉각 스테이지(250)가 이방성 도전 필름(ACF)을 1차 본딩 온도보다 낮은 온도로 냉각시킴으로써, 2차 본딩 이전에 이방성 도전 필름(ACF)의 점도는 높아질 수 있다. 점도가 높아진 이방성 도전 필름(ACF)은 기판(SUB) 및 부품(PT) 사이의 부착력을 높여줄 수 있다. 이로써 2차 본딩 시 제2 본딩 헤드(520)에 의해 기판(SUB) 및 부품(PT)에 가해지는 압력에도 불구하고, 기판(SUB)의 접속 전극(CTE) 및 부품(PT)의 연결 전극(CNE) 간의 얼라인이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
제1 이송 유닛(300)은 제1 셔틀(310), 제1 연결부(320), 제1 수평 지지부(330), 및 제1 수직 지지부(340)를 포함할 수 있다. 제1 셔틀(310)은 기판 교환 영역(SEA), 냉각 영역(CA) 및 제2 본딩 영역(BA2) 상에서 제1 방향(DR1)을 따라 왕복 운동할 수 있다. 제1 이송 유닛(300)은 1차 본딩이 끝난 기판(SUB) 및 냉각 공정이 끝난 기판(SUB)을 각각 제1 스테이지(210) 및 냉각 스테이지(250)에서 냉각 스테이지(250) 및 제2 스테이지(220)로 이송시킬 수 있다.
제2 이송 유닛(400)은 제2 셔틀(410), 제2 연결부(420), 제2 수평 지지부(430), 및 제2 수직 지지부(440)를 포함할 수 있다. 제2 셔틀(410)은 기판 교환 영역(SEA), 냉각 영역(CA), 제2 본딩 영역(BA2) 및 로딩 영역(LA) 상에서 제1 방향(DR1)을 따라 왕복 운동할 수 있다. 제2 이송 유닛(400)은 새롭게 투입된 기판(SUB)을 제2 스테이지(220)에서 제1 스테이지(210)로 이송시킬 수 있다.
제1 이송 유닛(300) 및 제2 이송 유닛(400)에 대한 설명은 도 7 내지 도 10을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
본딩 유닛(500)은 제1 본딩 헤드(510), 제2 본딩 헤드(520) 및 촬영 유닛(530)을 포함할 수 있다.
제1 본딩 헤드(510)는 기판(SUB)과 부품(PT) 사이에 이방성 도전 필름(ACF)을 제공하여, 기판(SUB)과 부품(PT)이 임시로 본딩될 수 있도록 1차 본딩 공정을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 본딩 헤드(510)는 본딩 대상이 되는 부품(PT)의 개수에 따라 도면 상에 도시된 것처럼 복수로 구성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 본딩 헤드(510)는 1개로 구성될 수도 있다.
제1 본딩 헤드(510)는 몸체(511), 압착 헤드(512), 가열 부재(513), 고정 부재(514), 헤드 구동부(515) 및 고정 부재 구동부(516)를 포함할 수 있다.
몸체(511)는 압착 헤드(512), 가열 부재(513), 고정 부재(514), 헤드 구동부(515) 및 고정 부재 구동부(516)를 서로 연결하고, 지지하는 역할을 할 수 있다.
압착 헤드(512)는 몸체(511)의 하부에 배치될 수 있다. 압착 헤드(512)는 헤드 구동부(515)와 결합될 수 있다. 압착 헤드(512)는 본딩 공정이 진행될 때에 기판(SUB) 및 부품(PT)의 상부에 배치될 수 있다. 압착 헤드(512)는 헤드 구동부(515)의 구동에 의해 제1 스테이지(210)와 멀어지거나 가까워지도록 승강 이동할 수 있다. 압착 헤드(512)가 하강하여 제1 스테이지(210) 상에 제공된 이방성 도전 필름(ACF) 및 부품(PT)을 기판(SUB)에 압착하여 본딩 공정을 수행할 수 있다.
가열 부재(513)는 몸체(511)와 압착 헤드(512) 사이에 배치될 수 있다. 가열 부재(513)는 압착 헤드(512)에 부착될 수 있다. 가열 부재(513)는 철, 주철, 및 강자성의 스테인리스 강과 같이 열 전도율이 뛰어난 물질을 포함할 수 있다. 가열 부재(513)는 압착 헤드(512)에 열 에너지를 전달함으로써 압착 헤드(512)를 가열할 수 있다.
고정 부재(514)는 몸체(511) 및 압착 헤드(512)의 제1 방향(DR1) 일측에 배치될 수 있다. 고정 부재(514)는 고정 부재 구동부(516)의 하부에 결합될 수 있다. 고정 부재(514)는 부품(PT)이 배치된 이외의 영역에서 기판(SUB) 상에 위치할 수 있다. 고정 부재(514)는 고정 부재 구동부(516)의 구동에 의해 제1 스테이지(210)와 멀어지거나 가까워지도록 승강 이동할 수 있다. 고정 부재(514)가 하강하여 제1 스테이지(210) 상에 제공된 기판(SUB)을 누름으로써 기판(SUB)이 제1 스테이지(210) 상에 안정적으로 고정될 수 있다.
제1 본딩 헤드(510)는 부품 제공부(미도시) 및 필름 제공부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 1차 본딩 공정에 앞서, 제1 본딩 헤드(510)의 필름 제공부(미도시)는 기판(SUB) 상에 이방성 도전 필름(ACF)을 제공할 수 있고, 부품 제공부(미도시)는 이방성 도전 필름(ACF)상에 부품(PT)을 제공할 수 있다.
제2 본딩 헤드(520)는 1차 본딩 공정 및 냉각 공정이 완료되어 임시로 본딩된 기판(SUB), 부품(PT), 및 이방성 도전 필름(ACF)이 완전히 본딩될 수 있도록 2차 본딩 공정을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 본딩 헤드(520)는 본딩 대상이 되는 부품(PT)의 개수에 따라 도면 상에 도시된 것처럼 복수로 구성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 제2 본딩 헤드(520)는 1개로 구성될 수도 있다.
제2 본딩 헤드(520)는 제1 본딩 헤드(510) 마찬가지로, 몸체, 압착 헤드, 가열 부재, 고정 부재, 헤드 구동부 및 고정 부재 구동부를 포함할 수 있다. 제2 본딩 헤드(520)의 구조는 제1 본딩 헤드(510) 구조와 유사한 구조를 가지므로, 이하에서는 차이점 위주로 설명하기로 한다.
후술할 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 본딩 헤드(510)에 의해 행해지는 1차 본딩 공정과 제2 본딩 헤드(520)에 의해 행해지는 2차 본딩 공정은 서로 다른 공정 조건으로 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 2차 본딩 공정은 1차 본딩 공정보다 높은 온도로 수행될 수 있다. 예를 들어, 1차 본딩 공정은 약 80 ℃ 내지 120 ℃의 온도로 수행될 수 있고, 2차 본딩 공정은 약 160 ℃ 내지 200 ℃의 온도로 수행될 수 있다. 따라서, 제2 본딩 헤드(520)의 압착 헤드는 제1 본딩 헤드(510)의 압착 헤드(512)보다 더 높은 열 전도율을 가질 수 있다. 또한, 제2 본딩 헤드(520)의 가열 부재는 제1 본딩 헤드(510)의 가열 부재(513)보다 최대 열 에너지 발생량이 더 높을 수 있다. 일 예로, 제1 본딩 헤드(510)의 가열 부재(513)는 제1 최대 온도까지 가열되도록 구성될 수 있고, 제2 본딩 헤드(520)의 가열 부재는 제2 최대 온도까지 가열되도록 구성될 수 있으며, 제2 최대 온도는 제1 최대 온도보다 클 수 있다.
다른 실시예에서, 2차 본딩 공정에서 제2 본딩 헤드(520)는 1차 본딩 공정에서 제1 본딩 헤드(510)보다 더 높은 압력으로 기판(SUB)에 부품(PT)을 압착할 수 있다. 예를 들어, 제1 본딩 헤드(510)의 압착 헤드(512)는 제1 최대 가압력까지 가압하도록 구성될 수 있고, 제2 본딩 헤드(520)의 압착 헤드는 제2 최대 가압력까지 가압하도록 구성될 수 있으며, 제2 최대 가압력은 제1 최대 가압력보다 클 수 있다. 따라서, 제2 본딩 헤드(520)의 압착 헤드는 제1 본딩 헤드(510)의 압착 헤드(512)보다 더 높은 경도를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 1차 본딩 공정에서는 제1 본딩 헤드(510)의 부품 제공부(미도시) 및 필름 제공부(미도시)로부터 부품(PT) 및 이방성 도전 필름(ACF)이 기판(SUB) 상에 제공될 수 있으나, 2차 본딩 공정에서는 제2 본딩 헤드(520)로부터 부품(PT) 및 이방성 도전 필름(ACF)이 추가적으로 제공되지 않을 수 있다. 이에 따라, 제2 본딩 헤드(520)는 부품 제공부(미도시) 및 필름 제공부(미도시)를 포함하지 않을 수도 있다.
촬영 유닛(530)은 작업대(100) 및 제1 스테이지(210) 하부에 배치될 수 있다. 촬영 유닛(530)은 제1 본딩 헤드(510)와 제3 방향(DR3)을 따라 중첩할 수 있다. 촬영 유닛(530)은 적어도 하나의 백라이트(531) 및 카메라(532)를 포함할 수 있다. 백라이트(531)는 광을 발생하여 광을 제1 스테이지(210) 측으로 조사할 수 있다. 카메라(532)는 백라이트(531)로부터 조사된 광을 이용하여 기판(SUB)의 접속 전극(CTE) 및 부품(PT)의 연결 전극(CNE)을 촬영하여 영상 데이터를 생성할 수 있다. 본 실시예에 따른 본딩 장치(1)는 이러한 영상 데이터를 이용하여 기판(SUB)의 접속 전극(CTE) 및 부품(PT)의 연결 전극(CNE) 간의 얼라인 상태를 실시간으로 보정할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 공정 시간을 줄이기 위해 촬영 유닛(530)은 제1 본딩 헤드(510)의 하부에는 배치되되, 제2 본딩 헤드(520)의 하부에는 배치되지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 보다 정밀한 얼라인을 위해 촬영 유닛(530)은 제2 본딩 헤드(520)의 하부에도 배치될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1 이송 유닛의 사시도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 제1 셔틀의 정면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 이송 유닛(300)은 제1 셔틀(310), 제1 연결부(320), 제1 수평 지지부(330) 및 제1 수직 지지부(340)를 포함할 수 있다.
제1 셔틀(310)은 제1 핸드(311), 제2 핸드(312) 및 제1 접합부(313)를 포함할 수 있다.
제1 핸드(311)는 제1 몸체(311a), 제1 기둥부(311b), 및 제1 패드(311c)를 포함할 수 있다. 제2 핸드(312)는 제2 몸체(312a), 제2 기둥부(312b), 및 제2 패드(312c)를 포함할 수 있다.
제1 몸체(311a) 및 제2 몸체(312a)는 제2 방향(DR2)으로 연장된 직육면체 형상일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 몸체(311a) 및 제2 몸체(312a)는 운반 대상이 되는 기판(SUB)의 하중을 분산시킴과 동시에 안정적으로 지지해줄 수 있는 형상을 모두 포함할 수 있다.
제1 기둥부(311b) 및 제2 기둥부(312b)는 각각 제1 몸체(311a) 및 제2 몸체(312b) 하부에 배치될 수 있다. 제1 기둥부(311b) 및 제2 기둥부(312b)는 각각 제1 몸체(311a) 및 제2 몸체(312b)와 직접 결합할 수 있다. 제1 기둥부(311b) 및 제2 기둥부(312b)는 각각 제1 몸체(311a) 및 제2 몸체(312b)와 동일한 물질로 형성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 기둥부(311b) 및 제2 기둥부(312b)는 각각 적어도 하나의 기둥부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도면 상에서는 제1 기둥부(311b) 및 제2 기둥부(312b)가 각각 2개씩 형성된 것을 도시하였다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 기판(SUB)의 하중을 분산시키고, 제1 셔틀(310)의 균형을 유지할 수 있는 구조라면, 제1 기둥부(311b) 및 제2 기둥부(312b)는 각각 1개일 수도 있고, 3개 이상일 수도 있다.
제1 패드(311c) 및 제2 패드(312c)는 각각 제1 기둥부(311b) 및 제2 기둥부(312b) 하부에 배치될 수 있다. 제1 패드(311c) 및 제2 패드(312c)는 각각 제1 기둥부(311b) 및 제2 기둥부(312b)에 직접 부착될 수 있다.
제1 패드(311c) 및 제2 패드(312c)의 개수는 제1 기둥부(311b) 및 제2 기둥부(312b)의 개수와 동일할 수 있다. 일 예로, 제1 패드(311c) 및 제2 패드(312c)는 도면에 도시된 바와 같이 각각 2개씩 형성될 수 있다.
제1 패드(311c) 및 제2 패드(312c)는 진공 흡착 패드로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 패드(311c) 및 제2 패드(312c)는 진공 흡입을 위한 흡입홀(미도시) 또는 흡입관(미도시)을 더 포함할 수 있다.
제1 패드(311c) 및 제2 패드(312c)는 아크릴로니트릴부타디엔 고무(acrylonitrile butadiene rubber), 에틸렌프로필렌디엔 고무(ethylene propylene diene) 등과 같은 고무(rubber)형 재질 또는 실리콘(silicon)형 재질을 포함할 수 있다.
제1 접합부(313)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 형상일 수 있다. 제1 핸드(311) 및 제2 핸드(312)는 각각 제1 접합부(313)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 핸드(311) 및 제2 핸드(312)는 각각 제1 접합부(313)의 하면에 직접 부착될 수 있다.
제1 핸드(311) 및 제2 핸드(312)는 각각 제1 접합부(313)의 제1 방향(DR1) 양측 단부에 인접하여 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 핸드(311)는 제1 접합부(313)의 좌측 단부에 인접하여 배치될 수 있고, 제2 핸드(312)는 제1 접합부(313)의 우측 단부에 인접하여 배치될 수 있다.
제1 연결부(320)는 제2 방향(DR2)으로 연장된 형상일 수 있다. 제1 셔틀(310)은 제1 연결부(320)를 통해 제1 수평 지지부(330)와 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 연결부(320)의 일 단부는 제1 셔틀(310)의 제1 접합부(313)와 직접 연결될 수 있고, 제1 연결부(320)의 타 단부는 제1 수평 지지부(330)와 직접 연결될 수 있다.
제1 수평 지지부(330)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 형상일 수 있다. 제1 수평 지지부(330)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 제1 수평 지지대(331) 및 제1 수평 구동부(332)를 포함할 수 있다.
제1 수평 구동부(332)는 제1 수평 지지대(331)의 연장 방향인 제1 방향(DR1)을 따라 제1 셔틀(310) 및 제1 연결부(320)를 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제1 셔틀(310) 및 제1 연결부(320)는 제1 수평 구동부(332)의 구동에 의해 기판 교환 영역(SEA), 냉각 영역(CA) 및 제2 본딩 영역(BA2) 상에서 제1 방향(DR1)을 따라 왕복 운동할 수 있다.
제1 수직 지지부(340)는 제1 수평 구동부(332)의 제1 방향(DR1) 양측 단부에 인접하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 수직 지지부(340)는 도면 상에 도시된 것처럼 2개의 수직 지지부로 형성되어, 각각 제1 수평 구동부(332)의 양측 단부에 직접 연결될 수 있다.
제1 수직 지지부(340)는 제3 방향(DR3)으로 연장된 형상일 수 있다. 제1 수직 지지부(340)는 제3 방향(DR3)으로 연장된 제1 수직 지지대(341) 및 제1 수직 구동부(342)를 포함할 수 있다.
제1 수직 구동부(342)는 제1 수직 지지대(341)의 연장 방향인 제3 방향(DR3)을 따라 제1 셔틀(310), 제1 연결부(320) 및 제1 수평 지지부(330)를 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제1 셔틀(310), 제1 연결부(320) 및 제1 수평 지지부(330)는 제1 수직 구동부(342)의 구동에 의해 제1 높이(h1)만큼 제3 방향(DR3)을 따라 왕복 운동할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 제2 이송 유닛의 사시도이다. 도 10은 일 실시예에 따른 제2 셔틀의 정면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제2 이송 유닛(400)은 제2 셔틀(410), 제2 연결부(420), 제2 수평 지지부(430) 및 제2 수직 지지부(440)를 포함할 수 있다.
제2 셔틀(410)은 제3 핸드(411)를 포함할 수 있다. 제3 핸드(411)는 제3 몸체(411a), 제3 기둥부(411b), 및 제3 패드(411c)를 포함할 수 있다.
제2 셔틀(410)의 제3 핸드(411) 구성은 제1 셔틀(310)의 제1 핸드(311) 및 제2 핸드(312)의 구성과 동일할 수 있다. 따라서, 제3 핸드(411)의 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제2 연결부(420)는 제2 방향(DR2)으로 연장된 형상일 수 있다. 제2 셔틀(410)은 제2 연결부(420)를 통해 제2 수평 지지부(430)와 연결될 수 있다. 일 예로, 제2 연결부(420)의 일 단부는 제2 셔틀(410)의 제3 핸드(411)와 직접 연결될 수 있고, 제2 연결부(420)의 타 단부는 제2 수평 지지부(430)와 직접 연결될 수 있다.
제2 수평 지지부(430)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 형상일 수 있다. 제2 수평 지지부(430)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 제2 수평 지지대(431) 및 제2 수평 구동부(432)를 포함할 수 있다.
제2 수평 구동부(432)는 제2 수평 지지대(431)의 연장 방향인 제1 방향(DR1)을 따라 제2 셔틀(410) 및 제2 연결부(420)를 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제2 셔틀(410) 및 제2 연결부(420)는 제2 수평 구동부(432)의 구동에 의해 기판 교환 영역(SEA), 냉각 영역(CA), 제2 본딩 영역(BA2) 및 로딩 영역(LA) 상에서 제1 방향(DR1)을 따라 왕복 운동할 수 있다.
제2 수직 지지부(440)는 제2 수평 구동부(432)의 제1 방향(DR1) 양측 단부에 인접하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 수직 지지부(440)는 도면 상에 도시된 것처럼 2개의 수직 지지부로 형성되어, 각각 제2 수평 구동부(432)의 양측 단부에 직접 연결될 수 있다.
제2 수직 지지부(440)는 제3 방향(DR3)으로 연장된 형상일 수 있다. 제2 수직 지지부(440)는 제3 방향(DR3)으로 연장된 제2 수직 지지대(441) 및 제2 수직 구동부(442)를 포함할 수 있다.
제2 수직 구동부(442)는 제2 수직 지지대(441)의 연장 방향인 제3 방향(DR3)을 따라 제2 셔틀(410), 제2 연결부(420) 및 제2 수평 지지부(430)를 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제2 셔틀(410), 제2 연결부(420) 및 제2 수평 지지부(430)는 제2 수직 구동부(442)의 구동에 의해 제2 높이(h2)만큼 제3 방향(DR3)을 따라 왕복 운동할 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1 이송 유닛(300)은 작업대(100)의 제2 방향(DR2) 타측에 위치하고, 제2 이송 유닛(400)은 작업대(100)의 제2 방향(DR2) 일측에 위치할 수 있다.
기판(SUB) 이송 시에 제1 셔틀(310)의 수평 이동 경로는 제2 셔틀(410)의 수평 이동 경로와 상이한 높이에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 셔틀(310)의 수직 이동 높이인 제1 높이(h1)는 제2 셔틀(410)의 수직 이동 높이인 제2 높이(h2)보다 낮을 수 있다.
이처럼 제1 이송 유닛(300)과 제2 이송 유닛(400)의 위치 및 제1 셔틀(310)과 제2 셔틀(410)의 수직 이동 높이를 서로 다른 공간에 배치함으로써 제1 이송 유닛(300) 및 제2 이송 유닛(400) 간의 이동 간섭을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 본딩 장치(1)에 의하면, 제1 셔틀(310)의 제1 핸드(311)가 1차 본딩 공정이 끝난 기판(SUB)을 냉각 영역(CA)의 냉각 스테이지(250)로 운반함과 동시에, 제2 핸드(312)는 냉각 공정이 끝난 기판(SUB)을 제2 본딩 영역(BA2)의 제2 스테이지(220)로 운반할 수 있다. 이와 동시에 제2 셔틀(410)의 제3 핸드(411)는 새로 로딩된 기판(SUB)을 기판 교환 영역(SEA)의 제1 스테이지(210)로 운반할 수 있다. 이처럼, 동시에 구동되는 제1 셔틀(310)의 제1 핸드(311), 제2 핸드(312) 및 제2 셔틀(410)의 제3 핸드(411)에 의해 동시에 여러 장의 기판이 운반될 수 있어 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
이하에서는 일 실시예에 따른 본딩 장치의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서 이전에 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호로 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 11은 다른 실시예에 따른 제1 이송 유닛의 사시도이다.
도 11을 참조하면, 다른 실시예에 따른 본딩 장치(1)는 제1 이송 유닛(300)의 제1 셔틀(310)은 제1 접합부(313)를 포함하지 않고, 제1 연결부(320)가 제1 핸드 연결부(321) 및 제2 핸드 연결부(322)를 포함한다는 점에서, 도 1 등을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 본딩 장치(1)와 상이하다.
보다 구체적으로, 제1 이송 유닛(300)의 제1 연결부(320)는 제1 핸드 연결부(321) 및 제2 핸드 연결부(322)를 포함할 수 있다.
제1 핸드 연결부(321) 및 제2 핸드 연결부(322)는 각각 제2 방향(DR2)으로 연장된 형상일 수 있다. 제1 셔틀(310)의 제1 핸드(311)는 제1 핸드 연결부(321)를 통해 제1 수평 지지부(330)와 연결될 수 있고, 제2 핸드(312)는 제2 핸드 연결부(322)를 통해 제1 수평 지지부(330)와 연결될 수 있다.
제1 핸드 연결부(321) 제1 수평 구동부(332)의 구동에 의해 기판 교환 영역(SEA) 및 냉각 영역(CA) 상에서 제1 방향(DR1)을 따라 왕복 운동할 수 있다. 제2 핸드 연결부(322)는 제1 수평 구동부(332)의 구동에 의해 냉각 영역(CA) 및 제2 본딩 영역(BA2) 상에서 제1 방향(DR1)을 따라 왕복 운동할 수 있다.
제1 핸드 연결부(321) 및 제2 핸드 연결부(322)는 제1 수평 구동부(332)의 구동에 따라 동시에 제1 방향(DR1)으로 왕복 운동할 수 있다. 이를 통해, 제1 셔틀(310)의 제1 핸드(311)가 1차 본딩 공정이 끝난 기판(SUB)을 냉각 영역(CA)의 냉각 스테이지(250)로 운반함과 동시에, 제2 핸드(312)는 냉각 공정이 끝난 기판(SUB)을 제2 본딩 영역(BA2)의 제2 스테이지(220)로 운반할 수 있다. 이처럼, 동시에 구동되는 제1 셔틀(310)의 제1 핸드(311) 및 제2 핸드(312)에 의해 동시에 여러 장의 기판이 운반될 수 있어 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 제1 셔틀의 평면도 및 저면도이다.
도 12를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 본딩 장치(1)는 제1 셔틀(310)이 제1 핸드 구동부(314) 및 제2 핸드 구동부(315)를 더 포함한다는 점에서, 도 1 등을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 본딩 장치(1)와 상이하다.
보다 구체적으로, 제1 셔틀(310)은 제1 핸드 구동부(314) 및 제2 핸드 구동부(315)를 더 포함할 수 있다.
제1 핸드 구동부(314)는 제1 몸체(311a)의 상면에 형성된 제1 부분(314a) 및 제1 접합부(313)의 하면에 형성된 제2 부분(314b)을 포함할 수 있다. 제2 핸드 구동부(315)는 제2 몸체(312a)의 상면에 형성된 제1 부분(315a) 및 제1 접합부(313)의 하면에 형성된 제2 부분(315b)을 포함할 수 있다.
제1 핸드 구동부(314)의 제1 부분(314a) 및 제2 핸드 구동부(315)의 제1 부분(315a)은 각각 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 제1 핸드(311) 및 제2 핸드(312)는 각각 제1 핸드 구동부(314)의 제1 부분(314a) 및 제2 핸드 구동부(315)의 제1 부분(315a)의 구동에 의해 제2 방향(DR2)을 따라 왕복 운동할 수 있다.
제1 핸드 구동부(314)의 제2 부분(314b) 및 제2 핸드 구동부(315)의 제2 부분(315b)은 각각 제1 방향(DR1)을 따라 연장될 수 있다. 제1 핸드(311) 및 제2 핸드(312)는 각각 제1 핸드 구동부(314)의 제2 부분(314b) 및 제2 핸드 구동부(315)의 제2 부분(315b)의 구동에 의해 제1 방향(DR1)을 따라 왕복 운동할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 본딩 장치(1)의 제1 셔틀(310)은 제1 핸드 구동부(314) 및 제2 핸드 구동부(315)를 포함함으로써, 제1 핸드(311) 및 제2 핸드(312) 각각을 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 자유자재로 구동할 수 있다. 이를 통해 제1 셔틀(310)이 보다 안정적으로 기판(SUB)을 이송할 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 본딩 장치의 사시도이다.
도 13을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 본딩 장치(1)는 제1 셔틀(310)의 수평 이동 경로가 제2 셔틀(410)의 수평 이동 경로보다 높은 곳에 위치한다는 점에서, 도 1 등을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 본딩 장치(1)와 상이하다.
보다 구체적으로, 제1 셔틀(310)의 수평 이동 경로가 제2 셔틀(410)의 수평 이동 경로보다 높은 곳에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 셔틀(310)의 수직 이동 높이인 제1 높이(h1)가 제2 셔틀(410)의 수직 이동 높이인 제2 높이(h2)보다 높을 수 있다. 이처럼, 제1 셔틀(310)과 제2 셔틀(410)의 수평 이동 경로를 서로 다른 높이에 배치함으로써 제1 이송 유닛(300) 및 제2 이송 유닛(400) 간의 이동 간섭을 방지할 수 있다.
이하에서는 일 실시예에 따른 본딩 장치를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 14는 일 실시예에 따른 본딩 장치를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 15는 도 14의 S100 단계를 나타낸 순서도이다. 도 16은 도 14의 S200 단계를 나타낸 순서도이다. 도 17은 도 16의 S210 내지 S230 단계를 나타낸 순서도이다. 도 18은 도 15의 S100 단계를 나타낸 정면도이다. 도 19는 도 17의 S210 단계를 나타낸 정면도이다. 도 20 내지 도 23은 도 17의 S220 단계를 나타낸 정면도이다. 도 24 및 도 25는 도 17의 S230 단계를 나타낸 정면도이다. 도 26은 도 15의 S100 단계가 반복되는 것을 나타낸 정면도이다.
도 14 내지 도 26을 참조하면, 일 실시예에 따른 본딩 장치를 이용한 표시 장치의 제조 방법은 1차 본딩 공정, 냉각 공정 및 2차 본딩 공정을 진행하는 단계(S100) 및 기판 이송 및 교환 단계(S200)를 포함할 수 있다.
1차 본딩 공정, 냉각 공정 및 2차 본딩 공정을 진행하는 단계(S100)는 제1 본딩 영역(BA1)에서 제1 본딩 헤드(510)가 제1 스테이지(210) 상에 위치한 제1 모기판(MS1)을 1차 본딩하여 제2 임시 본딩 기판(FBS2)을 형성하는 단계(S110, 이하 1차 본딩 공정이라 한다), 냉각 영역(CA)에서 냉각 스테이지(250) 상에 위치한 제1 임시 본딩 기판(FBS1)을 냉각하여 제2 냉각 기판(CS2)을 형성하는 단계(S120, 이하 냉각 공정이라 한다), 및 제2 본딩 영역(BA2)에서 제2 본딩 헤드(520)가 제2 스테이지(220) 상에 위치한 제1 냉각 기판(CS1)을 2차 본딩하여 제1 본딩 완료 기판(SBS1)을 형성하는 단계(S130, 이하 2차 본딩 공정이라 한다)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 1차 본딩 공정(S110), 냉각 공정(S120) 및 2차 본딩 공정(S130)은 동시에 진행될 수 있다. 이처럼 1차 본딩 공정(S110), 냉각 공정(S120) 및 2차 본딩 공정(S130)이 동시에 진행됨으로써 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
기판 이송 및 교환 단계(S200)는 스테이지가 기판을 이송하는 단계(S210), 셔틀이 기판을 이송하는 단계(S220), 및 스테이지 및 셔틀이 원위치로 이동하는 단계(S230)를 포함할 수 있다.
스테이지가 기판을 이송하는 단계(S210)는 제1 스테이지(210)가 제2 임시 본딩 기판(FBS2)을 기판 교환 영역(SEA)으로 이송하는 단계(S211) 및 제2 스테이지(220)가 제1 본딩 완료 기판(SBS1)을 로딩 영역(LA)으로 이송 후 제1 본딩 완료 기판(SBS)을 언로딩하는 단계(S212)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 스테이지(210)가 제2 임시 본딩 기판(FBS2)을 기판 교환 영역(SEA)으로 이송하는 단계(S211) 및 제2 스테이지(220)가 제1 본딩 완료 기판(SBS1)을 로딩 영역(LA)으로 이송 후 제1 본딩 완료 기판(SBS)을 언로딩하는 단계(S212)는 동시에 진행될 수 있다.
셔틀이 기판을 이송하는 단계(S220)는 제1 셔틀(310)이 하강하여 제2 임시 본딩 기판(FBS2) 및 제2 냉각 기판(CS2)을 흡착하는 단계(S221), 제2 셔틀(410)이 하강하여 새롭게 로딩된 제2 모기판(MS2)을 흡착하는 단계(S222), 제1 셔틀(310)이 제2 임시 본딩 기판(FBS2) 및 제2 냉각 기판(CS2)을 각각 냉각 영역(CA)의 냉각 스테이지(250) 및 제2 본딩 영역(BA2)의 제2 스테이지(220)로 이송하는 단계(S223), 및 제2 셔틀(410)이 제2 모기판(MS2)을 기판 교환 영역(SEA)의 제1 스테이지(210)로 이송하는 단계(S224)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 셔틀(310)이 하강하여 제2 임시 본딩 기판(FBS2) 및 제2 냉각 기판(CS2)을 흡착하는 단계(S221), 및 제2 셔틀(410)이 하강하여 새롭게 로딩된 제2 모기판(MS2)을 흡착하는 단계(S222)는 동시에 진행될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 셔틀(310)이 제2 임시 본딩 기판(FBS2) 및 제2 냉각 기판(CS2)을 각각 냉각 영역(CA)의 냉각 스테이지(250) 및 제2 본딩 영역(BA2)의 제2 스테이지(220)로 이송하는 단계(S223), 및 제2 셔틀(410)이 제2 모기판(MS2)을 기판 교환 영역(SEA)의 제1 스테이지(210)로 이송하는 단계(S224)는 동시에 진행될 수 있다.
스테이지 및 셔틀이 원위치로 이동하는 단계(S230)는, 제1 셔틀(310)은 기판 교환 영역(SEA) 및 냉각 영역(CA) 사이로, 제2 셔틀(410)은 로딩 영역(LA)으로 원위치하는 단계(S231) 및 제1 스테이지(210)가 제2 모기판(MS2)을 제1 본딩 영역(BA1)으로 이송하는 단계(S232)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 셔틀(310)은 기판 교환 영역(SEA) 및 냉각 영역(CA) 사이로, 제2 셔틀(410)은 로딩 영역(LA)으로 원위치하는 단계(S231) 및 제1 스테이지(210)가 제2 모기판(MS2)을 제1 본딩 영역(BA1)으로 이송하는 단계(S232)는 동시에 진행될 수 있다.
이처럼, 제1 스테이지(210), 제2 스테이지(220), 제1 셔틀(310)의 제1 핸드(311), 제2 핸드(312) 및 제2 셔틀(410)의 제3 핸드(411)에 의해 동시에 여러 장의 기판이 운반될 수 있어 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
결과적으로, 제1 스테이지(210) 상에서 제1 본딩 헤드(510)에 의해 제1 온도로 가열된 기판(SUB)은 제1 셔틀(310)에 의해 냉각 스테이지로 옮겨져, 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각될 수 있다. 제2 온도로 냉각된 기판(SUB)은 제2 셔틀(410)에 의해 제2 스테이지(220)로 옮겨져, 제2 본딩 헤드(520)에 의해 제1 온도보다 높은 제3 온도로 가열될 수 있다.
2차 본딩 공정에서 기판(SUB)이 가장 높은 제3 온도로 가열되기 이전에 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각됨에 따라 기판(SUB) 상에 배치된 이방성 도전 필름(ACF)이 냉각될 수 있고, 냉각된 이방성 도전 필름(ACF)은 앞서 도 6에서 살펴본 바와 같이 점도가 높아져 높은 부착력을 갖게 될 수 있다. 이로써 2차 본딩 공정에서 기판(SUB), 이방성 도전 필름(ACF), 및 부품(PT)이 큰 압력을 받더라도 높은 부착력에 의해 기판(SUB)의 접속 전극(CTE) 및 부품(PT)의 연결 전극(CNE) 사이의 얼라인이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 일 실시예에 따른 본딩 장치에 의해 제조된 표시 장치에 대해 설명한다.
도 27은 일 실시예에 따른 본딩 장치에 의해 제조된 표시 장치의 사시도이다.
도 27을 참조하면, 표시 장치(DD)는 모바일 폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿 PC(Tablet Personal Computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기에 적용될 수 있다. 일 예로, 표시 장치(DD)는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 또는 사물 인터넷(Internet Of Things, IOT)의 표시부로 적용될 수 있다. 다른 예로, 표시 장치(DD)는 스마트 워치(Smart Watch), 워치 폰(Watch Phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(Wearable Device)에 적용될 수 있다. 또 다른 예로, 표시 장치(DD)는 자동차의 계기판, 자동차의 센터페시아(Center Fascia), 자동차의 대쉬 보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(Room Mirror Display), 또는 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로서 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이에 적용될 수 있다.
표시 장치(DD)는 사각형과 유사한 평면 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 제2 방향(DR2)의 단변과 제1 방향(DR1)의 장변을 갖는 사각형과 유사한 평면 형태를 가질 수 있다. 제2 방향(DR2)의 단변과 제1 방향(DR1)의 장변이 만나는 모서리는 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(DD)의 평면 형태는 사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형과 유사하게 형성될 수 있다.
표시 장치(DD)는 표시 패널(10), 표시 구동부(20) 및 회로 보드(30)를 포함할 수 있다.
표시 패널(10)은 메인 영역(MA) 및 서브 영역(SA)을 포함할 수 있다.
메인 영역(MA)은 영상을 표시하는 화소들을 구비한 표시 영역(DA), 및 표시 영역(DA)의 주변에 배치된 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 발광 영역 또는 복수의 개구 영역으로부터 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(10)은 스위칭 소자들을 포함하는 화소 회로, 발광 영역 또는 개구 영역을 정의하는 화소 정의막, 및 자발광 소자(Self-Light Emitting Element)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 자발광 소자는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode), 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 다이오드(Quantum dot Light Emitting Diode), 및 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 다이오드(Inorganic Light Emitting Diode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 바깥쪽 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 패널(10)의 메인 영역(MA)의 가장자리 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급하는 게이트 구동부, 및 표시 구동부(20)와 표시 영역(DA)을 연결하는 팬 아웃 라인들을 포함할 수 있다.
서브 영역(SA)은 메인 영역(MA)의 일측으로부터 연장될 수 있다. 서브 영역(SA)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 영역(SA)이 벤딩되는 경우, 서브 영역(SA)은 메인 영역(MA)과 제3 방향(DR3)으로 중첩될 수 있다. 서브 영역(SA)은 표시 구동부(20), 및 회로 보드(30)와 접속되는 패드부를 포함할 수 있다. 선택적으로, 서브 영역(SA)은 생략될 수 있고, 표시 구동부(20) 및 패드부는 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다.
표시 구동부(20)는 표시 패널(10)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동부(20)는 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급할 수 있다. 표시 구동부(20)는 전원 라인에 전원 전압을 공급하며, 게이트 구동부에 게이트 제어 신호들을 공급할 수 있다.
표시 구동부(20)는 집적 회로(Integrated Circuit, IC)로 형성되어 COG(Chip on Glass) 방식 또는 COP(Chip on Plastic) 방식으로 표시 패널(10) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 표시 구동부(20)는 이방성 도전 필름(ACF)을 이용하여 서브 영역(SA)에 부착될 수 있고, 서브 영역(SA)의 벤딩에 의해 메인 영역(MA)과 제3 방향(DR3)으로 중첩될 수 있다.
다른 실시예에서, 표시 구동부(20)는 COF 방식(Chip on Film)으로서 회로 보드(30) 상에 실장될 수도 있다.
회로 보드(30)는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)을 이용하여 표시 패널(10)의 패드부 상에 부착될 수 있다. 회로 보드(30)의 리드 라인들은 표시 패널(10)의 패드부에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드(30)는 연성 인쇄 회로 보드(Flexible Printed Circuit Board), 인쇄 회로 보드(Printed Circuit Board), 또는 칩 온 필름(Chip on Film)과 같은 연성 필름(Flexible Film)일 수 있다.
앞서 도 1 등을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 본딩 장치(1)의 본딩 대상이 되는 부품(PT)은 표시 장치(DD)의 표시 구동부(20) 및/또는 회로 보드(30)에 포함되는 구성일 수 있다.
도 28은 도 27의 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 28을 참조하면, 표시 패널(10)은 표시부(DU) 및 터치 센싱부(TSU)를 포함할 수 있다. 표시부(DU)는 기판(BS), 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 및 봉지층(TFEL)을 포함할 수 있다.
기판(BS)은 베이스 기판 또는 베이스 부재일 수 있고, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 기판(BS)은 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉서블(Flexible) 기판일 수 있다. 일 예로, 기판(BS)은 글라스 재질 또는 금속 재질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 예로, 기판(BS)은 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
앞서 도 1 등을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 본딩 장치(1)의 본딩 대상이 되는 기판(SUB)은 표시 장치(DD)의 기판(BS)과 동일한 구성일 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 기판(BS) 상에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 화소들의 화소 회로를 구성하는 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 게이트 라인들, 데이터 라인들, 전원 라인들, 게이트 제어 라인들, 표시 구동부(20)와 데이터 라인들을 연결하는 팬 아웃 라인들, 및 표시 구동부(20)와 패드부를 연결하는 리드 라인들을 더 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터들 각각은 반도체 영역, 소스 전극, 드레인 전극, 및 게이트 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동부가 표시 패널(10)의 비표시 영역(NDA)의 일측에 형성되는 경우, 게이트 구동부는 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA), 및 서브 영역(SA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 화소들 각각의 박막 트랜지스터들, 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 전원 라인들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 게이트 제어 라인들 및 팬 아웃 라인들은 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터층(TFTL)의 리드 라인들은 서브 영역(SA)에 배치될 수 있다.
발광 소자층(EML)은 박막 트랜지스터층(TFTL) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 광을 발광하는 복수의 발광 소자, 및 화소들을 정의하는 화소 정의막을 포함할 수 있다. 발광 소자층(EML)의 복수의 발광 소자는 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
일 예로, 발광층은 유기 물질을 포함하는 유기 발광층일 수 있다. 발광층은 정공 수송층(Hole Transporting Layer), 유기 발광층(Organic Light Emitting Layer), 및 전자 수송층(Electron Transporting Layer)을 포함할 수 있다. 제1 전극이 박막 트랜지스터층(TFTL)의 박막 트랜지스터를 통해 소정의 전압을 수신하고, 제2 전극이 캐소드 전압을 수신하면, 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 이동될 수 있고, 유기 발광층에서 서로 결합하여 발광할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극은 애노드 전극이고, 제2 전극은 캐소드 전극일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다른 예로, 복수의 발광 소자는 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 다이오드 또는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)의 상면과 측면을 덮을 수 있고, 발광 소자층(EML)을 보호할 수 있다. 봉지층(TFEL)은 발광 소자층(EML)을 봉지하기 위한 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다.
터치 센싱부(TSU)는 봉지층(TFEL) 상에 배치될 수 있다. 터치 센싱부(TSU)는 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 복수의 터치 전극, 및 복수의 터치 전극과 터치 구동부를 접속시키는 터치 라인들을 포함할 수 있다. 일 예로, 터치 센싱부(TSU)는 자기 정전 용량(Self-Capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(Mutual Capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 센싱할 수 있다.
다른 예로, 터치 센싱부(TSU)는 표시부(DU) 상에 배치된 별도의 기판 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센싱부(TSU)를 지지하는 기판은 표시부(DU)를 봉지하는 베이스 부재일 수 있다.
도 29는 도 27의 표시 장치의 표시부를 나타내는 평면도이다.
도 29를 참조하면, 표시부(DU)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 영상을 표시하는 영역으로서, 표시 패널(10)의 중앙 영역으로 정의될 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소(SP), 복수의 게이트 라인(GL), 복수의 데이터 라인(DL), 및 복수의 전원 라인(VL)을 포함할 수 있다. 복수의 화소(SP) 각각은 광을 출력하는 최소 단위로 정의될 수 있다.
복수의 게이트 라인(GL)은 게이트 구동부(21)로부터 수신된 게이트 신호를 복수의 화소(SP)에 공급할 수 있다. 복수의 게이트 라인(GL)은 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있고, 제1 방향(DR1)으로 서로 이격될 수 있다.
복수의 데이터 라인(DL)은 표시 구동부(20)로부터 수신된 데이터 전압을 복수의 화소(SP)에 공급할 수 있다. 복수의 데이터 라인(DL)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있고, 제2 방향(DR2)으로 서로 이격될 수 있다.
복수의 전원 라인(VL)은 표시 구동부(20)로부터 수신된 전원 전압을 복수의 화소(SP)에 공급할 수 있다. 여기에서, 전원 전압은 구동 전압, 초기화 전압, 및 기준 전압 중 적어도 하나일 수 있다. 복수의 전원 라인(VL)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있고, 제2 방향(DR2)으로 서로 이격될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 게이트 구동부(21), 팬 아웃 라인들(FOL), 및 게이트 제어 라인(GCL)을 포함할 수 있다. 게이트 구동부(21)는 게이트 제어 신호를 기초로 복수의 게이트 신호를 생성할 수 있고, 복수의 게이트 신호를 설정된 순서에 따라 복수의 게이트 라인(GL)에 순차적으로 공급할 수 있다.
팬 아웃 라인들(FOL)은 표시 구동부(20)로부터 표시 영역(DA)까지 연장될 수 있다. 팬 아웃 라인들(FOL)은 표시 구동부(20) 및 복수의 데이터 라인(DL) 사이에 접속될 수 있다. 팬 아웃 라인들(FOL)은 표시 구동부(20)로부터 수신된 데이터 전압을 복수의 데이터 라인(DL)에 공급할 수 있다.
게이트 제어 라인(GCL)은 표시 구동부(20) 및 게이트 구동부(21) 사이에 접속될 수 있다. 게이트 제어 라인(GCL)은 표시 구동부(20)로부터 수신된 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(21)에 공급할 수 있다.
서브 영역(SA)은 표시 구동부(20) 및 표시 패드 영역(DPA)을 포함할 수 있다.
표시 구동부(20)는 팬 아웃 라인들(FOL)에 표시 패널(10)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력할 수 있다. 표시 구동부(20)는 팬 아웃 라인들(FOL)을 통해 데이터 전압을 데이터 라인(DL)에 공급할 수 있다. 데이터 전압은 복수의 화소(SP)에 공급될 수 있고, 복수의 화소(SP)의 휘도를 결정할 수 있다. 표시 구동부(20)는 게이트 제어 라인(GCL)을 통해 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(21)에 공급할 수 있다.
표시 패드 영역(DPA)은 서브 영역(SA)의 가장자리에 배치될 수 있다. 표시 패드 영역(DPA)은 이방성 도전 필름 또는 SAP 등과 같은 저저항 고신뢰성 소재를 이용하여 회로 보드(30)에 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 패드 영역(DPA)은 복수의 표시 패드부(DP)를 포함할 수 있다. 복수의 표시 패드부(DP)는 회로 보드(30)를 통해 메인 프로세서에 접속될 수 있다. 복수의 표시 패드부(DP)는 회로 보드(30)와 접속되어 디지털 비디오 데이터를 수신할 수 있고, 디지털 비디오 데이터를 표시 구동부(20)에 공급할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 본딩 장치
100: 작업대
200: 스테이지 유닛
210, 220: 제1 스테이지, 제2 스테이지
230, 240: 제1 스테이지 레일, 제2 스테이지 레일
250: 냉각 스테이지
300, 400: 제1 이송 유닛, 제2 이송 유닛
310, 410: 제1 셔틀, 제2 셔틀
311, 312, 411: 제1 핸드, 제2 핸드, 제3 핸드
313: 제1 접합부
320, 420: 제1 연결부, 제2 연결부
330, 430: 제1 수평 지지부, 제2 수평 지지부
340, 440: 제1 수직 지지부, 제2 수직 지지부
500: 본딩 유닛
510, 520: 제1 본딩 헤드, 제2 본딩 헤드
530: 촬영 유닛
SUB: 기판
PT: 부품
ACF: 이방성 도전 필름
BA1: 제1 본딩 영역
SEA: 기판 교환 영역
CA: 냉각 영역
BA2: 제2 본딩 영역
LA: 로딩 영역
DD: 표시 장치
10: 표시 패널
20: 표시 구동부
30: 회로 보드

Claims (20)

  1. 서로 분리 이격 배치되는 제1 스테이지, 제2 스테이지 및 냉각 스테이지;
    상기 제1 스테이지 상에 안착된 제1 기판 및 상기 냉각 스테이지 상에 안착된 제2 기판을 이송하도록 구성된 제1 셔틀;
    상기 제2 스테이지 상에 안착된 제3 기판을 이송하도록 구성된 제2 셔틀;
    상기 제1 기판에 부품을 본딩하도록 구성된 제1 본딩 헤드; 및
    상기 제3 기판에 상기 부품을 본딩하도록 구성된 제2 본딩 헤드를 포함하고,
    상기 냉각 스테이지는 상기 제3 기판 상에 배치된 이방성 도전 필름을 냉각하도록 구성된 냉각 모듈을 포함하는 본딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 모듈은 상기 기판 상에 직접 냉매를 분사하도록 구성된 냉매 분사 장치 및 냉매가 흐르도록 구성된 냉각 유로 중 적어도 어느 하나를 포함하는 본딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉매 분사 장치는 보텍스 튜브(vortex tube)를 포함하는 본딩 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 모듈은 펠티어 소자를 포함하고,
    상기 펠티어 소자는 상기 기판과 중첩되어 배치되도록 구성된 본딩 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 셔틀은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 동시에 이송하도록 구성된 본딩 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 셔틀 및 상기 제2 셔틀은 각각 진공 흡착 패드를 포함하는 본딩 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 셔틀은,
    상기 제1 기판과 접촉하는 제1 핸드,
    상기 제2 기판과 접촉하는 제2 핸드,
    상기 제1 핸드를 구동하도록 구성된 제1 핸드 구동부, 및
    상기 제2 핸드를 구동하도록 구성된 제2 핸드 구동부를 포함하는 본딩 장치.
  8. 각각 대상물이 안착되는 공간을 제공하며 서로 분리 이격되어 배치된 제1 스테이지, 제2 스테이지 및 냉각 스테이지;
    상기 제1 스테이지 상부에 상기 제1 스테이지와 중첩 배치되도록 구성된 제1 본딩 헤드; 및
    상기 제2 스테이지 상부에 상기 제2 스테이지와 중첩 배치되도록 구성된 제2 본딩 헤드를 포함하되,
    상기 냉각 스테이지는 그 위에 안착되는 상기 대상물을 냉각시키도록 구성된 냉각 모듈을 포함하는 본딩 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉각 모듈은 상기 대상물 상에 직접 냉매를 분사하도록 구성된 냉매 분사 장치 및 냉매가 흐르도록 구성된 냉각 유로 중 적어도 어느 하나를 포함하는 본딩 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 본딩 헤드 및 상기 제2 본딩 헤드는 각각 압착 헤드를 포함하고,
    상기 제2 본딩 헤드의 압착 헤드는 상기 제1 본딩 헤드의 압착 헤드보다 더 높은 경도를 가진 본딩 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 본딩 헤드의 압착 헤드는 상기 제1 본딩 헤드의 압착 헤드보다 더 높은 열 전도율을 갖는 본딩 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 본딩 헤드는 제1 최대 온도까지 가열되도록 구성된 제1 가열 부재를 포함하고,
    상기 제2 본딩 헤드는 제2 최대 온도까지 가열되도록 구성된 제2 가열 부재를 포함하되,
    상기 제2 최대 온도는 상기 제1 최대 온도보다 큰 본딩 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 본딩 헤드는 상기 제1 스테이지 상의 상기 대상물에 대해 제1 최대 가압력까지 가압하도록 구성된 제1 압착 헤드를 포함하고,
    상기 제2 본딩 헤드는 상기 제2 스테이지 상의 상기 대상물에 대해 제2 최대 가압력까지 가압하도록 구성된 제2 압착 헤드를 포함하되,
    상기 제2 최대 가압력은 상기 제1 최대 가압력보다 큰 본딩 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 냉각 스테이지는 상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지 사이에 배치되는 본딩 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 대상물은 표시 장치용 기판이고,
    상기 표시 장치용 기판은 상기 제1 스테이지, 상기 냉각 스테이지 및 상기 제2 스테이지 상에 각각 안착되는 본딩 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표시 장치용 기판은 상기 제1 스테이지 상에서 상기 제1 본딩 헤드의 가압을 통해 제1 온도로 가열되고, 상기 냉각 스테이지 상으로 옮겨져 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각되는 본딩 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 온도로 냉각된 상기 표시 장치용 기판은 상기 제2 스테이지 상으로 옮겨져 상기 제2 본딩 헤드의 가압을 통해 상기 제1 온도보다 큰 제3 온도로 가열되는 본딩 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 본딩 헤드는,
    상기 표시 장치용 기판에 본딩되는 부품을 제공하도록 구성된 부품 제공부, 및
    상기 표시 장치용 기판과 상기 부품 사이에 배치되는 이방성 도전 필름을 제공하도록 구성된 필름 제공부를 포함하는 본딩 장치.
  19. 1차 본딩 공정, 냉각 공정 및 2차 본딩 공정을 진행하는 단계; 및
    기판 이송 및 교환 단계를 포함하되,
    상기 1차 본딩 공정, 냉각 공정 및 2차 본딩 공정을 진행하는 단계는,
    제1 본딩 헤드가 제1 스테이지 상에 위치한 제1 모기판을 1차 본딩하여 제2 임시 본딩 기판을 형성하는 단계,
    냉각 스테이지가 상기 냉각 스테이지 상에 위치한 제1 임시 본딩 기판을 냉각하여 제2 냉각 기판을 형성하는 단계, 및
    제2 본딩 헤드가 제2 스테이지 상에 위치한 제1 냉각 기판을 2차 본딩하여 제1 본딩 완료 기판을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 임시 본딩 기판을 형성하는 단계, 상기 제2 냉각 기판을 형성하는 단계, 및 상기 제1 본딩 완료 기판을 형성하는 단계는 동시에 진행되는 표시 장치의 제조 방법.
KR1020220145863A 2022-11-04 2022-11-04 본딩 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 KR20240065621A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220145863A KR20240065621A (ko) 2022-11-04 2022-11-04 본딩 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법
CN202322632904.3U CN221228163U (zh) 2022-11-04 2023-09-27 接合装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220145863A KR20240065621A (ko) 2022-11-04 2022-11-04 본딩 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240065621A true KR20240065621A (ko) 2024-05-14

Family

ID=91076182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220145863A KR20240065621A (ko) 2022-11-04 2022-11-04 본딩 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240065621A (ko)
CN (1) CN221228163U (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
CN221228163U (zh) 2024-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11444265B2 (en) Flexible display device having a multi-thickness function layer
US10153337B2 (en) Flexible display device and method for manufacturing the same
US11598983B2 (en) Display device
US20210376280A1 (en) Display panel, jig, and method of manufacturing display panel with the same
KR102535557B1 (ko) 표시 장치 및 전자 디바이스
US20230077996A1 (en) Chip-on-film packages and display apparatuses including the same
US20160232838A1 (en) Display device
US9716115B2 (en) Flexible display and method of manufacturing the same
US11189207B2 (en) Chip-on-film and display including the same
US20160197097A1 (en) Display device
TWI457645B (zh) 觸控式顯示裝置
KR20240065621A (ko) 본딩 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법
KR20120038213A (ko) 연성인쇄회로 부착장치 및 이를 이용한 터치스크린 모듈의 제조방법
US11716887B2 (en) Light emitting display device with a reduced coupling capacitance between the conductive wiring lines
KR20190030906A (ko) 표시 장치
JP2006163109A (ja) 回路基板、電気光学装置、電子機器及び回路基板の製造方法
US20220328725A1 (en) Display device and method of fabricating display device
US20070176860A1 (en) Display apparatus
US20240164164A1 (en) Display device
US20240332477A1 (en) Display apparatus
US20240055562A1 (en) Display device
US20230178450A1 (en) Film package
US20240144883A1 (en) Display device
US20230137784A1 (en) Display device
US20230268350A1 (en) Display device