KR101353333B1 - 기판 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 진공 합착 장치 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 내부가 선택적으로 진공 상태 또는, 대기압 상태를 이루면서 상부 기판 및 하부 기판의 합착 공정이 수행되는 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 외부 상측부에 위치하며, 기판들의 평탄도 관리를 위해 상부 고정패널을 포함하는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 상부면에 구성되어 각 기판들에 형성된 패턴을 따라 얼라인 정보를 획득하는 CCD 카메라부; 상기 고정 플레이트의 상부면에 구성되어 상기 상부 기판의 상, 하 이동을 지지하며, 상부 기판의 얼라인을 정렬하는 상부 정전척; 상기 진공 챔버의 내부에 위치하며 하부 기판의 얼라인을 정렬하는 하부 정전척을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따르면, 진공챔버의 외측으로 상부 고정패널을 설치하고, 이 상부 고정패널에 기판의 얼라인 정렬을 위한 각 구성요소들의 설치가 이루어짐에 따라 진공챔버 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형을 방지할 수 있어 제품의 불량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 내부가 선택적으로 진공 상태 또는, 대기압 상태를 이루면서 상부 기판 및 하부 기판의 합착 공정이 수행되는 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 외부 상측부에 위치하며, 기판들의 평탄도 관리를 위해 상부 고정패널을 포함하는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 상부면에 구성되어 각 기판들에 형성된 패턴을 따라 얼라인 정보를 획득하는 CCD 카메라부; 상기 고정 플레이트의 상부면에 구성되어 상기 상부 기판의 상, 하 이동을 지지하며, 상부 기판의 얼라인을 정렬하는 상부 정전척; 상기 진공 챔버의 내부에 위치하며 하부 기판의 얼라인을 정렬하는 하부 정전척을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따르면, 진공챔버의 외측으로 상부 고정패널을 설치하고, 이 상부 고정패널에 기판의 얼라인 정렬을 위한 각 구성요소들의 설치가 이루어짐에 따라 진공챔버 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형을 방지할 수 있어 제품의 불량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 기판 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 진공챔버의 외측으로 상부 고정패널을 설치하고, 이 상부 고정패널에 기판의 얼라인 정렬을 위한 각 구성요소들의 설치가 이루어짐에 따라 진공챔버 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형을 방지하고, 진공챔버 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형이 발생한다 하더라도, 진공챔버의 외측으로 설치되어 있는 상부 고정패널에 의해 기판의 평탄도를 유지할 수 있도록 한 기판 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 스마트폰, LCD(Lipuid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징에 따른 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)을 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
한편, 액정 글라스 기판과 전자제품 간의 부착하는 종래 기술로서, 대한민국 등록특허 제1213199호 (2012.12.11)에는 "터치패널용 진공 부착 시스템"이 개시되어 있다.
구체적으로 살펴보면, 액정 글라스 기판인 상부기판 및 레진이 상면에 도포된 상태로 공급되는 전자제품의 하부기판을 동시에 파지하며, 작업영역으로 이송시키기 위한 이송유닛, 상부기판과 하부기판을 동시에 내입하며, 투입된 기판 간 합착을 수행할 수 있는 소정의 공간을 형성한 다수의 진공공간부를 구성하는 것이다.
이러한 선행기술은 진공공간부 내에 설치되고 상부기판을 상하 이동시키는 정전척 및 진공공간부 내의 하측에 연결 설치되어 하부기판을 원하는 위치에 오도록 지지하는 고정지그로 각각 대향 설치되어 진공상태를 유지하면서 기판간 합착 공정이 수행되는 진공챔버, 상부기판과 하부기판의 상호 위치를 정렬시키는 얼라인 로딩부, 진공챔버의 공기 배출관에 연결되어 진공챔버 내부가 진공 상태를 이룰 수 있도록 공기 흡입력을 발생시키는 진공수단, 상부기판과 하부기판을 보정하기 위해 상부기판의 모서리와 하부기판에 각인된 얼라인 마크의 영상을 획득하여 얼라인 상태를 촬영하기 위한 CCD 카메라부, 상부기판과 상기 하부기판의 상호 합착시키는 합착수단, 상부기판과 하부기판의 합착 완료 후 진공공간부의 압력을 대기압 상태로 복원하는 진공배기수단, 진동챔버 내부에 UV 조사기를 포함하고, 레진으로 부착된 상부기판과 하부기판에 자외선(UV)을 조사시켜 기판간의 접착력을 제공하는 경화처리부, 상부기판과 하부기판의 상호 위치를 이격하는 언로딩수단, 진공챔버의 외측에 별도 설치되며, 상부기판이 적하된 하부기판을 진공챔버 외부로 반출을 수행하는 로더부를 포함하여 구성된다.
하지만, 전술한 선행기술은 진공공간부 내에 설치된 상부기판 및 하부기판이 진공공간부의 고진공 상태에 따라 평탄도의 유지가 원활하게 이루어지지 못함에 따라 기판의 얼라인 정밀도가 떨어질 수밖에 없는 문제점이 있다.
또한, 진공챔버와 직결되는 구성요소들이 고진공 상태에 의해 변형이 발생되면서 기판의 위치 정렬을 위한 시간상의 손해가 발생할 수밖에 없고, 얼라인 정렬을 위한 관측의 정밀도 역시 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제1213199호 (2012.12.11)
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 진공챔버의 외측으로 상부 고정패널을 설치하고, 이 상부 고정패널에 기판의 얼라인 정렬을 위한 각 구성요소들의 설치가 이루어짐에 따라 진공챔버 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형을 방지하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 진공챔버 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형이 발생한다 하더라도, 진공챔버의 외측으로 설치되어 있는 상부 고정패널에 의해 기판의 평탄도를 유지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 내부가 선택적으로 진공 상태 또는, 대기압 상태를 이루면서 상부 기판 및 하부 기판의 합착 공정이 수행되는 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 외부 상측에 위치하며, 기판들의 평탄도 관리를 위해 상부 고정패널을 포함하는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 상부면에 구성되어 각 기판들에 형성된 패턴을 따라 얼라인 정보를 획득하는 CCD 카메라부; 상기 고정 플레이트의 상부면에 구성되어 상기 상부 기판의 상, 하 이동을 지지하며, 상부 기판의 얼라인을 정렬하는 상부 정전척; 상기 진공 챔버의 내부에 위치하며 하부 기판의 얼라인을 정렬하는 하부 정전척을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 진공 챔버는 상기 고정 플레이트와 상부 정전척이 승하강 작동이 이루어지도록 설치되는 챔버 플레이트와, 이 챔버 플레이트를 고정시키는 상부 고정축과, 이 상부 고정축이 고진공에 의해 변형이 발생되는 것을 방지하는 고정 벨로우즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 챔버 플레이트에는 진공 챔버의 내부에 위치하여 CCD 카메라부에 의해 기판들의 얼라인 정보를 획득할 수 있도록 카메라 가이드공이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 진공 챔버에는 기판의 공급 및 배출이 이루어지는 게이트 도어와, 이 게이트 도어를 개폐시키는 게이트 구동부가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 게이트 구동부는 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더 부재와, 실린더 부재와 연결되어 링크 작동에 의해 게이트 도어를 개폐시키는 링크 작동부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 상부 고정패널에는 진공 챔버의 상부면으로부터 소정 간격 이격되게 결합되도록 양단에 고정 브라켓이 결합되는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 고정 브라켓의 일면에는 상부 고정패널과 진공 챔버와의 결합력을 향상시키고, 고진공에 의한 변형량을 최소화하는 지지부재가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 상부 고정패널은 CCD 카메라부가 복수 설치되어 기판들의 얼라인 정렬이 이루어지도록 X축 가이드홀 및 Y축 가이드홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 상부 고정패널의 하부면에는 상부 정전척의 승하강 작동을 지지하는 가이드 축과, 이 가이드 축이 고진공에 의한 변형을 방지하는 합착 벨로우즈가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 합착 벨로우즈는 가이드 축의 승하강을 지지하는 가이드링과, 이 가이드링의 외주에 구성되어 합착시 발생하는 고진공의 압력을 흡수하기 위해 신축 작용이 발생하는 벨로우즈와, 가이드링 및 벨로우즈를 고정시키는 상부 브라켓 및 하부 브라켓으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 진공 챔버에는 진공 챔버 또는 고정 플레이트의 승하강 작동을 지지하는 챔버 구동수단이 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 CCD 카메라부는 각 기판에 형성된 패턴들의 X축 방향 영상을 획득하는 X축 CCD 카메라부와, 패턴들의 Y축 방향 영상을 획득하는 Y축 CCD 카메라부로 이루어지면, 상기 X축 및 Y축 카메라부에는 Z축 방향으로 이동 가능한 Z축 CCD 카메라부가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 CCD 카메라부에는 얼라인 정보를 획득하기 위해 상부 기판 및 하부 기판의 위치를 촬영하는 CCD 카메라; 상기 CCD 카메라에 구성되어 하부 기판에 구성된 얼라인 패턴을 따라 이동하는 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈을 X축 또는 Y축방향으로 이동시키는 제1카메라 이동수단; 상기 카메라 모듈을 Z축 방향으로 이동시키는 제2카메라 이동수단; 상기 제1, 제2카메라 이동수단에 소정의 동력을 제공하는 가이드 모터; 상기 가이드 모터의 구동에 따라 제1, 제2카메라 이동수단의 이동 방향을 가이드하는 LM 가이드부재; 및 상기 CCD 카메라부를 상부 고정패널에 고정시키는 결합패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 상부 정전척은 상기 진공 챔버의 내부에 구성되며, 상부 기판의 위치를 정렬하는 상부 홀더부; 상기 상부 홀더부를 승하강시키기 위해 소정의 동력을 제공하는 홀더 구동모터와, 이 홀더 구동모터의 작동에 따라 승하강 작동이 이루어지는 제1구동 샤프트와, 상부가 제1구동 샤프트와 연결되고, 하단에 상부 홀더부를 승하강시키는 가이드 플레이트가 연결된 제2구동 샤프트 및 제2구동 샤프트의 변형을 방지하는 홀더 벨로우즈로 이루어진 홀더 승하강 수단; 상기 상부 기판의 위치 정보를 CCD 카메라부에서 획득할 수 있도록 소정의 패턴이 구성된 상부 패턴패드; 및 상기 상부 기판과 하부 기판 간의 갭(GAB)을 센싱하는 갭센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 하부 정전척은 상부에 하부 기판의 패턴이 형성된 기판 패드; 상기 기판 패드의 변형을 방지하도록 하부에 수축 및 팽창이 가능한 주름체가 형성된 가이드 벨로우즈; 및 상기 기판 패드를 X, Y, θ 방향으로 이동할 수 있도록 구동력을 전달하는 UVW 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법에 있어서, (a) 상부 기판 및 하부 기판의 합착이 이루어지도록 로봇 아암들을 통해 각 기판들을 진공 챔버로 인입시키는 기판 공급단계; (b) 상기 기판들의 공급이 완료되면, 진공 챔버의 내부를 고진공 상태로 전환하여 기판들의 합착이 이루어지도록 하는 진공 전환단계; (c) 상기 (b) 단계 이후, 상부 정전척이 승하강 작동하면서 상부 기판과 하부 기판 간의 거리를 조절하고, 고정 플레이트의 상부에 구성된 CCD 카메라부가 작동하면서 상부 기판의 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득 단계; (d) 상기 (c) 단계 이후, CCD 카메라부가 하강하여 하부 기판의 패턴을 따라 이동하면서 상부 기판과 하부 기판의 위치 정보를 획득한 후, 이 위치 정보에 따라 각 기판들의 얼라인을 정렬시키는 얼라인 정렬 단계; (e) 상기 상부 기판과 하부 기판 간의 얼라인 정렬이 완료되면, 상부 기판과 하부 기판 간의 합착이 이루어지는 합착 단계; (f) 상기 (e) 단계 이후, 진공 챔버의 고진공 상태를 대기압 상태로 전환하고, 합착된 기판들의 측면 가경화가 수행되는 UV 가경화 단계; (g) 상기 (f) 단계 이후, 상부 기판이 적하된 하부 기판을 배출하는 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계는, 진공 챔버의 고진공 상태로 전환시 다수의 로봇 아암들이 진공 챔버의 외부로 후퇴하는 공정이 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계는, 진공 챔버의 고진공 상태로 전환시, 진공 챔버의 내부가 고진공 상태를 유지하고 있는지 여부를 확인하는 확인 공정이 더 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (d) 단계는, 상부 정전척에 구성된 갭센서를 통해 상부 기판과 하부 기판의 갭을 측정하여 얼라인 정렬상태를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (f) 단계는, UV 조사기를 포함하는 경화처리부를 통해 상부기판과 하부기판에 자외선(UV)을 조사시켜 기판 간의 접착력을 제공하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 진공챔버의 외측으로 상부 고정패널을 설치하고, 이 상부 고정패널에 기판의 얼라인 정렬을 위한 각 구성요소들의 설치가 이루어짐에 따라 진공챔버 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형을 방지할 수 있어 제품의 불량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 진공챔버 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형이 발생한다 하더라도, 진공챔버의 외측으로 설치되어 있는 상부 고정패널에 의해 기판의 평탄도를 유지할 수 있어 기판의 얼라인 정렬에 대한 정밀도를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 진공챔버를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 상부 정전척을 나타낸 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 하부 정전척을 나타낸 도면,
도 10 내지 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 고정 플레이트를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 벨로우즈 구조를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 얼라인 카메라부를 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치의 작동과정을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 진공챔버를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 상부 정전척을 나타낸 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 하부 정전척을 나타낸 도면,
도 10 내지 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 고정 플레이트를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 벨로우즈 구조를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 얼라인 카메라부를 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치의 작동과정을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 개략적으로 나타낸 도면, 도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 진공챔버를 개략적으로 나타낸 도면, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 상부 정전척을 나타낸 도면, 도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 하부 정전척을 나타낸 도면, 도 10 내지 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 고정 플레이트를 나타낸 도면, 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 벨로우즈 구조를 나타낸 도면, 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치를 이루는 얼라인 카메라부를 나타낸 도면, 도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치의 작동과정을 나타낸 도면이다
도시된 바와 같이, 본 발명의 기판의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치는 내부가 선택적으로 진공 상태 혹은, 대기압 상태를 이루면서 각 기판 간 합착 공정이 수행되는 진공 챔버(100), 진공 챔버(100)의 상부에 위치하며, 상부 기판(10)의 평탄도 관리를 위해 구성되는 상부 고정패널(210)과, 이 상부 고정패널(210)을 고정시키는 고정 브라켓(220)으로 이루어진 고정 플레이트(200), 진공 챔버(100)의 상,하 구동을 지지하는 챔버 구동수단(300), 고정 플레이트(200)의 상부면에 구성되어 각 기판들의 패턴을 따라 얼라인 정보를 획득하는 CCD 카메라부(400)와, 상부 기판(10)의 상, 하 이동을 지지하며, 상부 기판(10)의 얼라인을 정렬하는 상부 정전척(500), 진공 챔버(100)의 하부에 위치하며 하부 기판(20)의 얼라인을 정렬하는 하부 정전척(600)을 포함하여 구성된다.
진공 챔버(100)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 상부 기판(10) 및 하부 기판(20)의 합착 공정이 이루어지도록 하는 진공 공간부(110)가 형성되며, 상부에는 고정 플레이트(200)가 설치되고, 상부 정전척(500)에 구성된 상부 홀더부(510)가 상,하 이동 가능하도록 설치되는 챔버 플레이트(140)와, 이 챔버 플레이트(140)를 고정시키는 상부 고정축(150)이 구성된다.
챔버 플레이트(140)는 상부 양측면에 고정 플레이트(200)가 안정적으로 진공 챔버(100)에 설치될 수 있도록 상부 고정축(150)에 의해 고정 설치되며, 상부 고정축(150)이 진공 공간부(110)의 고진공에 의해 변형이 발생되는 것을 방지하도록 상부 고정축(150)의 상측 단부가 삽입되는 고정 벨로우즈(160)가 구비된다.
이러한 챔버 플레이트(140)에는 후술할 CCD 카메라부(400)의 X축 CCD 카메라부(402) 및 Y축 CCD 카메라부(404)에 각각 구성된 카메라 모듈(412)이 진공 챔버(100)의 내부에 위치하여 기판들의 얼라인 정보를 획득할 수 있도록 카메라 가이드공(142)이 형성된다.
여기서, 카메라 가이드공(142)은 CCD 카메라부(400)의 작동 조건 즉, X축 CCD 카메라부(402) 및 Y축 CCD 카메라부(404)의 작동 범위에 따라 장공의 형태로 형성되고, X축 CCD 카메라부(402)와 Y축 CCD 카메라부(404)에 각각 설치되는 카메라 모듈(412)의 진행 방향과 대응되는 방향으로 형성된다.
또한, 챔버 플레이트(140)는 상부 고정패널(210)이 고정 결합되도록 후술할 고정 브라켓(220)이 고정 결합되며, 이 고정 브라켓(220)은 진공 챔버(100)의 외측부, 다시말해 진공 공간부(110)의 외측부에 해당하는 비진공부에 결합됨으로써, 고진공에 의한 변형 발생을 방지하도록 구성된다.
아울러, 진공 챔버(100)에는 합착된 기판의 배출이 이루어지도록 구성된 게이트 도어(120)와, 이 게이트 도어(120)의 일측에 구성되어 게이트 도어(120)의 개폐 작동이 이루어지도록 하는 게이트 구동부(130)가 설치된다.
게이트 도어(120)는 기판의 합착을 위해 상부 기판(10) 또는 하부 기판(20)이 투입되거나, 합착이 완료된 기판의 배출이 이루어지도록 구성되는 것으로, 합착 공정에 따라 일측이 투입 게이트로 구성되고, 타측이 배출 게이트로 구성될 수 있을 것이다.
게이트 구동부(130)는 전술한 게이트 도어(120)의 개폐 작동이 이루어지도록 구성되는 것으로, 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더 부재(132)와, 이 실린더 부재(132)의 단부에 회전 가능하게 연결 구성되며, 게이트 도어(120)의 측면부에 결합되어 실린더 부재(132)의 작동시, 이 실린더 부재(132)와 링크 작동에 의해 게이트 도어(120)를 개폐시키는 링크 작동부재(134)로 이루어진다.
또한, 진공 챔버(100)에는 진공 챔버(100)의 진공 공간부(110)의 압력을 대기압 상태로 복원시키는 진공 배기수단(170) 및 진공 공간부(110)가 진공 상태를 유지할 수 있도록 공기의 흐름을 단속하는 진공밸브(180)가 구성된다.
고정 플레이트(200)는 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(100)의 상측에 구성되며, 챔버 플레이트(140)의 상측으로 소정 간격 이격되게 구성되되, 진공 챔버(100)의 내부에 형성되는 진공 공간부(110)의 고진공 상태로부터 벗어난 위치에 구성된다.
이러한 고정 플레이트(200)는 진공 공간부(110)의 고진공 상태에 의해 변형이 발생되는 CCD 카메라부(400) 및 상부 정전척(500) 등의 구성요소가 설치되어 이 구성요소들의 변형을 방지함에 따라 합착이 이루어지는 상부 기판(10) 및 하부 기판(20)의 정밀한 얼라인 정렬이 가능할 뿐만 아니라, 기판들의 평탄도를 용이하게 유지할 수 있게 된다.
이와 같은 고정 플레이트(200)는 CCD 카메라부(400) 및 상부 정전척(500) 등의 구성요소를 설치하기 위하여 상부 고정패널(210)이 구성되며, 이 상부 고정패널(210)은 고정 브라켓(220)을 통해 챔버 플레이트(140)와 안정적인 결합이 이루어지게 된다.
상부 고정패널(210)은 X축 CCD 카메라부(402) 및 Y축 CCD 카메라부(404)가 복수 설치되어 기판들의 얼라인 정렬이 이루어지도록 하며, Y축 CCD 카메라부(404) 사이에는 상부 정전척(500)이 설치됨으로써, 상부 기판(10)의 얼라인 정렬 및 상부 홀더부(510)의 승하강 작동이 이루어지도록 지지하는 역할을 수행한다.
이러한 상부 고정패널(210)은 X축 CCD 카메라부(402)의 카메라 모듈(412)이 관통하며, 이 카메라 모듈(412)이 X축 방향으로 이동 가능하도록 장공의 형태로 형성된 X축 가이드홀(214)과, Y축 CCD 카메라부(404)의 카메라 모듈(412)이 관통하여 Y축 방향으로 이동 가능하도록 장공의 형태로 형성된 Y축 가이드홀(212)이 형성되고, 진공 챔버(100)에 구성된 진공 배기수단(170)이 관통하는 배기 관통홀(216)이 형성된다.
또한, 고정 브라켓(220)은 상부면이 상부 고정패널(210)과 고정 결합되고, 하부면이 챔버 플레이트(140)에 고정 결합되어 상부 고정패널(210)이 챔버 플레이트(140)로부터 소정 간격 이격되게 구성되도록 함으로써, 이 상부 고정패널(210)에 설치되는 각 구성요소들이 대기압 상태를 항상 유지하도록 구성되는 것이다.
이러한 고정 브라켓(220)의 일면에는 챔버 플레이트(140)와의 결합력을 극대화하고, 고진공 상태에 의한 변형량을 최소화할 수 있도록 지지부재(230)가 더 구성됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
아울러, 본 발명의 고정 플레이트(200)에는 후술할 상부 정전척(500)에 구성된 상부 홀더부(510)의 승하강 작동을 지지하는 가이드 축(250)이 구성되며, 이 가이드 축(250)의 외주면을 감싸도록 구성되어 고진공 상태에 따라 변형이 발생되는 것을 방지하는 합착 벨로우즈(240)가 구성된다.
여기서, 합착 벨로우즈(240)는 후술할 하부 정전척(600)과 마찬가지로 내부에 가이드 축(250)의 외주면을 감싸도록 구성되어 이 가이드 축(250)의 승하강을 지지하는 가이드링(622)과, 이 가이드링(622)의 외주에 구성되어 합착시 발생하는 고진공의 압력을 흡수하기 위해 신축 작용이 발생하는 벨로우즈(624)와, 가이드링(622) 및 벨로우즈(624)를 고정시키는 상부 브라켓(626) 및 하부 브라켓(628)으로 구성된다.
챔버 구동수단(300)은 챔버 플레이트(140)의 양측면에 구성되어 진공 챔버(200) 또는 고정 플레이트(200)의 승하강 작동을 지지하는 것으로, 업다운 실린더(310), 상단이 챔버 플레이트(140)와 결합되고, 업다운 실린더(310)에 의해 승하강 작동이 이루어지면서 챔버 플레이트(140)를 승하강시키는 실린더축(312) 및 챔버 플레이트(140)의 승하강 작동을 지지하는 케이블베어(320)를 포함하여 구성된다.
CCD 카메라부(400)는 도 14에 도시된 바와 같이, 상부 기판(10)과 하부 기판(20)의 위치 보정이 이루어지도록 얼라인 정보를 획득하는 구성요소로서, 상부 기판(10)의 모서리와 하부 기판(20)에 형성된 얼라인 패턴의 영상을 획득하여 위치를 파악하여 정렬한다.
이러한 CCD 카메라부(400)는 X축 CCD 카메라부(402) 및 Y축 CCD 카메라부(404)로 이루어지며, 이 X축 CCD 카메라부(402) 및 Y축 CCD 카메라부(404)는 Z축 방향으로 이동 가능한 Z축 CCD 카메라부(406)가 구성된다.
이러한 CCD 카메라부(400)는 얼라인 정보를 획득하기 위해 상부 기판(10) 및 하부 기판(20)의 위치를 촬영하는 CCD 카메라(410)와, 이 CCD 카메라(410)에 구성되어 하부 기판(20)에 구성된 얼라인 패턴을 따라 이동하는 카메라 모듈(412)이 구성되고, 카메라 모듈(412)을 X축 또는 Y축 또는 Z축으로 이동시키는 카메라 이동수단이 구성된다.
카메라 이동수단은 카메라 모듈(412)을 X축 또는 Y축으로 이동시키는 제1카메라 이동수단(420)과, 카메라 모듈(412)을 Z축 방향으로 이동시키는 제2카메라 이동수단(440)으로 구성되며, 이 카메라 이동수단을 제어하는 카메라 콘트롤러(430)가 구성된다.
아울러, 제1, 제2카메라 이동수단(420, 440)은 카메라 모듈(412)의 이동에 필요한 동력을 제공하는 가이드 모터(424)와, 이 가이드 모터(424)의 구동에 따라 카메라 모듈(412)의 이동을 가이드하는 LM 가이드부재(426)가 구성되며, 이 가이드 모터(424) 및 LM 가이드부재(426)를 상부 고정패널(210)에 고정 결합시키는 결합패널(422)이 구성된다.
상부 정전척(500)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 진공 공간부(110) 내에 상부기판(10)을 고정하기 위해 진공 공간부(110)의 내부 상측에 연결 설치되며, 상부 기판(10)이 구비되는 상부 홀더부(510)가 마련되며, 이 상부 홀더부(510)를 승하강시키는 홀더 승하강 수단(520)과, 상부 기판(10)의 위치 정보를 CCD 카메라부(400)에서 획득할 수 있도록 구성된 상부 패턴패드(530) 및 상부 기판(10)과 하부 기판(20) 간의 갭(GAB)을 센싱하는 갭센서(540)를 포함하여 구성된다.
이러한 상부 정전척(500)은 상부 홀더부(510), 홀더 승하강 수단(520), 상부 패턴패드(530) 및 갭센서(540)를 통해 상부 기판(10)의 위치 정렬 뿐만 아니라, 상부 기판(10)과 하부 기판(20)의 상호 위치에 대한 갭을 파악하여 정렬시키는 것이다.
여기서, 상부 홀더부(510)는 홀더 승하강 수단(520)과 가이드 플레이트(550)를 통해 연결 설치된다.
홀더 승하강 수단(520)은 상부 정전척(500)의 승하강 작동이 이루어지도록 소정의 동력을 제공하는 홀더 구동모터(525)와, 이 홀더 구동모터(525)의 작동에 따라 승하강 작동이 이루어지는 제1구동 샤프트(522)가 구성된다.
또한, 제1구동 샤프트(522)의 일측에는 이 제1구동 샤프트(522)의 위치를 보정하면서 홀더 승하강 수단(520)과 연결 설치된 상부 홀더부(510)의 위치 보정이 이루어지는 리니어 가이드(524)가 구성된다.
또한, 제1구동 샤프트(522)의 타측에는 이 제1구동 샤프트(522)의 승하강 작동에 따라 동시에 승하강 작동이 이루어지며, 그 하단부에 가이드 플레이트(550)가 구성되어 상부 홀더부(510)를 승하강시키는 제2구동 샤프트(526)가 구성되며, 이 제2구동 샤프트(526)에는 진공 공간부(110)의 고진공에 대한 압력으로부터 변형이 발생하는 것을 방지하는 홀더 벨로우즈(528)가 구성된다.
여기서, 홀더 벨로우즈(528)는 전술한 상부 고정패널(210)과 챔버 플레이트(140) 사이에 구성됨이 바람직하다.
하부 정전척(600)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상부에 하부 기판(20)의 패턴(604)이 형성된 기판 패드(602)가 구성되며, 이 기판 패드(602)의 변형을 방지하도록 하부에 수축 및 팽창이 가능한 주름체가 형성된 가이드 벨로우즈(620)가 구성된다.
여기서, 가이드 벨로우즈(620)는 내부에 가이드 축(250)의 외주면을 감싸도록 구성되어 이 가이드 축(250)의 승하강을 지지하는 가이드링(622)과, 이 가이드링(622)의 외주에 구성되어 합착시 발생하는 고진공의 압력을 흡수하기 위해 신축 작용이 발생하는 벨로우즈(624)와, 가이드링(622) 및 벨로우즈(624)를 고정시키는 상부 브라켓(626) 및 하부 브라켓(628)으로 구성된다.
또한, 하부 정전척(600)은 기판 패드(602)를 X, Y, θ 방향으로 이동할 수 있도록 구동력을 전달하는 UVW 구동수단(610)이 수직하게 구성되고, UVW 구동수단(610)에는 3개로 구성된 모터부(612)와, 크로스 롤러 베어링(cross roller bearing: 614)을 구성하여 평면 좌표 상에서 미세하게 이동할 수 있도록 정밀제어 가능하게 구성됨으로써, 하부 기판(20)과 상부 기판(10)이 정확하게 위치하게 되면 진공 공간부(110)를 진공수단에 의해 진공 상태가 되도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치는 도 15에 도시된 바와 같이, 상부 기판(10) 및 하부 기판(20)의 합착이 이루어지도록 게이트 구동부(130)를 통해 게이트 도어(120)를 개방하고, 이후 로봇 아암들을 통해 각 기판들을 인입시키는 기판 공급단계를 수행한다.(S710)
또한, 기판의 공급이 완료되면, 진공 챔버(100)의 내부를 고진공 상태로 전환하여 기판들의 합착이 이루어지도록 하는 진공 전환단계를 수행한다.(S720)
이때, 진공 챔버(100)가 대기압 상태에서 고진공 상태로 전환될 때, 각 기판들의 인입을 위해 전진 및 후진 작동이 이루어지는 다수의 로봇 아암들이 진공 챔버(100)의 외부로 후퇴하는 공정이 더 수행된다.
또한, 진공 챔버(100)의 고진공 전환시, 진공 챔버(100)의 내부에 구성된 진공 공간부(110)가 고진공 상태를 유지하고 있는지 여부를 확인하는 확인 공정이 더 수행된다.
이후, 상부 정전척(500)을 하강시켜 상부 기판(10)과 하부 기판(20) 간의 거리를 조절하기 위해 상부 정전척(500)이 구동하며, 이와 동시에 고정 플레이트(200)의 상부에 구성된 CCD 카메라부(400)가 작동하면서 상부 기판(10)의 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득 단계를 수행한다.(S730)
또한, CCD 카메라부(400)가 작동하게 되면, 하부 정전척(600)이 작동하면서 상부 기판(10)의 얼라인 위치로 상승하고, 이와 동시에 CCD 카메라부(400)의 카메라 모듈(410)이 하강하여 하부 기판(20)의 패턴(604)을 따라 이동하면서 상부 기판(10)과 하부 기판(20) 간의 얼라인을 정렬시키는 얼라인 정렬 단계를 수행한다.(S740)
이때, 상부 정전척(500)에 구성된 갭센서(540)에서는 상부 기판(10)과 하부 기판(20)의 갭을 측정하여 얼라인 정렬상태를 확인할 수 있을 것이다.
그리고, 상부 기판(10)과 하부 기판(20) 간의 얼라인 정렬이 완료되면, 진공 챔버(100)의 진공압을 10pa의 압력으로 유지하고, 상부 기판(10)과 하부 기판(20) 간의 합착이 이루어지는 합착 공정이 수행된다.(S750)
전술한 상부 기판(10)과 하부 기판(20) 간의 합착이 완료되면, 진공 챔버(100)의 고진공 상태를 대기압 상태로 전환하고, 합착된 기판들의 측면 가경화를 위한 UV 가경화 단계를 수행한다.(S760)
이때, 진공 흡착장치에는 별도의 경화처리부를 구성할 수 있으며, 이 경화처리부는 UV 조사기를 포함하는 구성으로 상부기판(10)과 하부기판(20)에 자외선(UV)을 조사시켜 기판 간의 접착력을 제공하도록 함이 바람직하다.
이후, 상부기판(10)과 하부 기판(120)이 합착 완료되면 상부 기판(10)을 고정하는 상부 정전척(500)은 상부 기판(10)과 분리가 이루어지면서 상부로 복귀하고, 하부 정전척(600)이 하향 이동하면서 진공 챔버(100)의 일면에 설치된 게이트 도어(120)를 통해 상부 기판(10)이 적하된 하부 기판(20)을 배출하는 배출단계(S770)를 수행한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치는 진공 챔버(100)의 외측으로 상부 고정패널(210)이 구성된 고정 플레이트(200)를 설치하고, 이 상부 고정패널(210)에 기판(10, 20)의 얼라인 정렬을 위한 각 구성요소들의 설치가 이루어짐에 따라 진공 챔버(100) 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형을 방지할 수 있어 제품의 불량을 최소화할 수 있으며, 진공 챔버(100) 내의 고진공에 의해 각 구성요소들의 변형이 발생한다 하더라도, 진공 챔버(100)의 외측으로 설치되어 있는 상부 고정패널(210)에 의해 기판의 평탄도를 유지할 수 있어 기판의 얼라인 정렬에 대한 정밀도를 극대화할 수 있는 발명이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 진공 챔버 120: 게이트 도어
130: 게이트 구동부 140: 챔버 플레이트
200: 고정 플레이트 210: 상부 고정패널
220; 고정 브라켓 230: 지지부재
240: 합착 벨로우즈 250: 가이드 축
300: 챔버 구동수단 310: 업다운 실린더
320: 케이블베어 400: CCD 카메라부
500: 상부 정전척 510: 상부 홀더부
520: 홀더 승하강 수단 530: 상부 패턴패드
540: 갭센서 550: 가이드 플레이트
600: 하부 정전척 610: UVW 구동수단
130: 게이트 구동부 140: 챔버 플레이트
200: 고정 플레이트 210: 상부 고정패널
220; 고정 브라켓 230: 지지부재
240: 합착 벨로우즈 250: 가이드 축
300: 챔버 구동수단 310: 업다운 실린더
320: 케이블베어 400: CCD 카메라부
500: 상부 정전척 510: 상부 홀더부
520: 홀더 승하강 수단 530: 상부 패턴패드
540: 갭센서 550: 가이드 플레이트
600: 하부 정전척 610: UVW 구동수단
Claims (20)
- 내부가 선택적으로 진공 상태 또는, 대기압 상태를 이루면서 상부 기판 및 하부 기판의 합착 공정이 수행되는 진공 챔버;
상기 진공 챔버의 외부 상측에 위치하며, 기판들의 평탄도 관리를 위해 구성되는 상부 고정패널을 포함하는 고정 플레이트;
상기 고정 플레이트의 상부면에 구성되어 각 기판들에 형성된 패턴을 따라 얼라인 정보를 획득하는 CCD 카메라부;
상기 고정 플레이트의 상부면에 구성되어 상기 상부 기판의 상, 하 이동을 지지하며, 상부 기판의 얼라인을 정렬하는 상부 정전척;
상기 진공 챔버의 내부에 위치하며 하부 기판의 얼라인을 정렬하는 하부 정전척; 및
상기 진공 챔버에 구성되며, 상기 고정 플레이트와 상부 정전척이 승하강 작동이 이루어지도록 설치되는 챔버 플레이트;
상기 챔버 플레이트를 고정시키는 상부 고정축;
상기 상부 고정축이 고진공에 의해 변형이 발생되는 것을 방지하는 고정 벨로우즈
를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 챔버 플레이트에는 진공 챔버의 내부에 위치하여 CCD 카메라부에 의해 기판들의 얼라인 정보를 획득할 수 있도록 카메라 가이드공이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 진공 챔버에는 기판의 공급 및 배출이 이루어지는 게이트 도어와, 이 게이트 도어를 개폐시키는 게이트 구동부가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 게이트 구동부는 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더 부재와, 실린더 부재와 연결되어 링크 작동에 의해 게이트 도어를 개폐시키는 링크 작동부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 상부 고정패널에는 진공 챔버의 상부면으로부터 소정 간격 이격되게 결합되도록 양단에 고정 브라켓이 결합되는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 고정 브라켓의 일면에는 상부 고정패널과 진공 챔버와의 결합력을 향상시키고, 고진공에 의한 변형량을 최소화하는 지지부재가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 상부 고정패널은 CCD 카메라부가 복수 설치되어 기판들의 얼라인 정렬이 이루어지도록 X축 가이드홀 및 Y축 가이드홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 상부 고정패널의 하부면에는 상부 정전척의 승하강 작동을 지지하는 가이드 축과, 이 가이드 축이 고진공에 의한 변형을 방지하는 합착 벨로우즈가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 합착 벨로우즈는 가이드 축의 승하강을 지지하는 가이드링과, 이 가이드링의 외주에 구성되어 합착시 발생하는 고진공의 압력을 흡수하기 위해 신축 작용이 발생하는 벨로우즈와, 가이드링 및 벨로우즈를 고정시키는 상부 브라켓 및 하부 브라켓으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 진공 챔버에는 진공 챔버 또는 고정 플레이트의 승하강 작동을 지지하는 챔버 구동수단이 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 CCD 카메라부는 각 기판에 형성된 패턴들의 X축 방향 영상을 획득하는 X축 CCD 카메라부와, 패턴들의 Y축 방향 영상을 획득하는 Y축 CCD 카메라부로 이루어지며, 상기 X축 및 Y축 카메라부에는 Z축 방향으로 이동 가능한 Z축 CCD 카메라부가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 CCD 카메라부에는
얼라인 정보를 획득하기 위해 상부 기판 및 하부 기판의 위치를 촬영하는 CCD 카메라;
상기 CCD 카메라에 구성되어 하부 기판에 구성된 얼라인 패턴을 따라 이동하는 카메라 모듈;
상기 카메라 모듈을 X축 또는 Y축방향으로 이동시키는 제1카메라 이동수단;
상기 카메라 모듈을 Z축 방향으로 이동시키는 제2카메라 이동수단;
상기 제1, 제2카메라 이동수단에 소정의 동력을 제공하는 가이드 모터;
상기 가이드 모터의 구동에 따라 제1, 제2카메라 이동수단의 이동 방향을 가이드하는 LM 가이드부재; 및
상기 CCD 카메라부를 상부 고정패널에 고정시키는 결합패널
을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 상부 정전척은
상기 진공 챔버의 내부에 구성되며, 상부 기판의 위치를 정렬하는 상부 홀더부;
상기 상부 홀더부를 승하강시키기 위해 소정의 동력을 제공하는 홀더 구동모터와, 이 홀더 구동모터의 작동에 따라 승하강 작동이 이루어지는 제1구동 샤프트와, 상부가 제1구동 샤프트와 연결되고, 하단에 상부 홀더부를 승하강시키는 가이드 플레이트가 연결된 제2구동 샤프트 및 제2구동 샤프트의 변형을 방지하는 홀더 벨로우즈로 이루어진 홀더 승하강 수단;
상기 상부 기판의 위치 정보를 CCD 카메라부에서 획득할 수 있도록 소정의 패턴이 구성된 상부 패턴패드; 및
상기 상부 기판과 하부 기판 간의 갭(GAB)을 센싱하는 갭센서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하부 정전척은
상부에 하부 기판의 패턴이 형성된 기판 패드;
상기 기판 패드의 변형을 방지하도록 하부에 수축 및 팽창이 가능한 주름체가 형성된 가이드 벨로우즈; 및
상기 기판 패드를 X, Y, θ 방향으로 이동할 수 있도록 구동력을 전달하는 UVW 구동수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치.
- 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법에 있어서,
(a) 상부 기판 및 하부 기판의 합착이 이루어지도록 로봇 아암들을 통해 각 기판들을 진공 챔버로 인입시키는 기판 공급단계;
(b) 상기 기판들의 공급이 완료되면, 진공 챔버의 내부를 고진공 상태로 전환하여 기판들의 합착이 이루어지도록 하는 진공 전환단계;
(c) 상기 (b) 단계 이후, 상부 정전척이 승하강 작동하면서 상부 기판과 하부 기판 간의 거리를 조절하고, 상부 고정패널의 상부에 구성된 CCD 카메라부가 작동하면서 상부 기판의 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득 단계;
(d) 상기 (c) 단계 이후, CCD 카메라부가 하강하여 하부 기판의 패턴을 따라 이동하면서 상부 기판과 하부 기판의 위치 정보를 획득한 후, 이 위치 정보에 따라 각 기판들의 얼라인을 정렬시키는 얼라인 정렬 단계;
(e) 상기 상부 기판과 하부 기판 간의 얼라인 정렬이 완료되면, 상부 기판과 하부 기판 간의 합착이 이루어지는 합착 단계;
(f) 상기 (e) 단계 이후, 진공 챔버의 고진공 상태를 대기압 상태로 전환하고, 합착된 기판들의 측면 가경화가 수행되는 UV 가경화 단계;
(g) 상기 (f) 단계 이후, 상부 기판이 적하된 하부 기판을 배출하는 배출단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 진공 챔버의 고진공 상태로 전환시 다수의 로봇 아암들이 진공 챔버의 외부로 후퇴하는 공정이 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 진공 챔버의 고진공 상태로 전환시, 진공 챔버의 내부가 고진공 상태를 유지하고 있는지 여부를 확인하는 확인 공정이 더 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 (d) 단계는, 상부 정전척에 구성된 갭센서를 통해 상부 기판과 하부 기판의 갭을 측정하여 얼라인 정렬상태를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 (f) 단계는, UV 조사기를 포함하는 경화처리부를 통해 상부기판과 하부기판에 자외선(UV)을 조사시켜 기판 간의 접착력을 제공하는 것을 특징으로 하는 진공 합착장치의 정밀 얼라인 장치를 이용한 기판 합착 방법.
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---|---|---|---|
KR1020130137034A KR101353333B1 (ko) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | 기판 진공 합착 장치의 정밀 얼라인 장치 및 그 방법 |
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KR101698333B1 (ko) | 2015-09-18 | 2017-01-20 | 주식회사 알파로보틱스 | 고중량 고정밀 4축 얼라인 스테이지 |
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- 2013-11-12 KR KR1020130137034A patent/KR101353333B1/ko active IP Right Grant
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