KR101079687B1 - 압착 장치 - Google Patents

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Abstract

승강 로드(18A, 18B)에 장착된 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)을 결합 부재(17)를 통하여 공통의 수치 제어 가능한 툴 승강 기구(16)에 의해 승강시키고, 제 1 에어 실린더(19A), 제 2 에어 실린더(19B)에 의해 각각의 압착 툴에 가압력을 작용시키는 구성의 압착 장치에 있어서, 결합 부재(17)에 승강 로드(18A, 18B)가 결합하여 승강 로드(18A, 18B)의 하강 한도 위치를 규제한 상태에서의 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)의 압착면의 높이 위치를 다르게 한다. 이로 인해 각 압착 툴을 순차적으로 기판에 맞닿게 할 수 있어, 압착 툴마다 고정밀도, 고비용의 승강 수단을 개별적으로 설치할 필요가 없다.
승강 로드, 압착 툴, 수치 제어, 툴 승강 기구, 에어 실린더, 가압력, 압착 장치, 하강 한도 위치, 압착면, 기판, 고정밀도, 승강 수단

Description

압착 장치{COMPRESSION DEVICE}
본 발명은 전자 부품 등의 워크를 기판에 눌러 압착하는 압착 장치에 관한 것이다.
액정 패널 등의 표시 패널의 조립에서는 유리 등의 기판의 가장자리부에 드라이버용 전자 부품이 이방성 도전제를 통하여 압착에 의해 실장된다. 이 압착 공정에서는 이방성 도전제 중의 도전 입자를 적정 조건으로 눌러 으깰 필요가 있기 때문에, 표시 패널의 조립에 이용되는 압착 장치에는 전자 부품에 접하여 가압하는 압착 툴을 전자 부품에 대하여 승강시키는 승강 기구나 전자 부품에 접한 상태에서의 가압 하중을 정밀하게 제어하는 가압 기구가 필요하게 된다.
그러나, 최근 생산성 향상의 요청으로 인해, 압착 장치에 있어서 복수의 기판을 동시에 대상으로 하도록 요구되고 있다(예를 들면 일본 특허공개 2003-59975호 공보). 이 선행 기술예에서는 공통의 패널 지지 테이블에 2장의 기판을 지지시키고, 동일한 압착 스테이지에서 이들 기판에 대하여 개별 압착 툴에 의해 압착 작업이 수행된다.
그러나, 상술한 선행 기술에서는 각 압착 툴마다 개별 승강 기구 및 가압 기구를 설치하는 구성으로 되어 있기 때문에 기구가 복잡하게 되어 설비 비용이 상승하므로, 여러 장의 기판을 대상으로 하여 적은 비용으로 효율 좋게 압착 작업을 수행하는 것이 어렵다는 문제점이 있었다.
그런 점에서 본 발명은 여러 장의 기판을 대상으로 하여 적은 비용으로 효율 좋게 압착 작업을 수행할 수 있는 압착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 압착 장치는 압착 툴의 압착면으로 워크를 눌러 압착 작업을 수행하는 압착 장치로서, 상기 압착 툴이 장착되며 독립하여 승강 가능한 복수의 승강부와, 상기 승강부마다 개별로 배치되며 상기 승강부를 통하여 상기 압착 툴에 하향의 가압력을 작용시키는 복수의 가압력 발생 수단과, 상기 복수의 승강부의 하강 한도 위치를 규제하는 단일의 하강 한도 위치 규제 부재와, 상기 하강 한도 위치 규제 부재를 승강시킴으로써 상기 승강부를 승강시켜 상기 압착 툴의 압착면을 워크에 접하게 하는 승강 수단을 구비하고, 상기 하강 한도 위치 규제 부재에 의해 복수의 승강부의 하강 한도 위치를 규제한 상태에서 각각의 압착 툴의 압착면의 높이 위치를 다르게 하였다.
본 발명에 따르면 복수의 독립한 승강부에 장착된 압착 툴을 단일의 하강 한도 위치 규제 부재를 통하여 단일의 승강 수단에 의해 승강시키는 구성으로 하여, 복수의 승강부의 하강 한도 위치를 규제한 상태에서 각각의 압착 툴의 압착면의 높이 위치를 다르게 함으로써, 각 압착 툴마다 승강 수단을 설치할 필요가 없어 여러 장의 기판을 대상으로 하여 낮은 비용으로 효율 좋게 압착 작업을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압착 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압착 장치의 기판 지지부의 정면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압착 장치의 승강 기구 및 가압 기구의 기구 설명도.
도 4는 본 발명의 일실시예의 압착 장치에 의한 압착 동작을 나타내는 동작 설명도.
도 5는 본 발명의 일실시예의 압착 장치에 의한 압착 동작을 나타내는 동작 설명도.
도 6은 본 발명의 일실시예의 압착 장치에 의한 압착 동작을 나타내는 동작 설명도.
도 7은 본 발명의 일실시예의 압착 장치에 의한 압착 동작을 나타내는 동작 설명도.
도 8은 본 발명의 일실시예의 압착 장치에 의한 압착 동작을 나타내는 동작 설명도.
도 9는 본 발명의 일실시예의 압착 장치에 의한 압착 동작을 나타내는 동작 설명도.
도 10은 본 발명의 일실시예의 압착 장치에 의한 압착 동작을 나타내는 동작 설명도.
도 11은 본 발명의 압착 장치가 취급하는 워크의 설명도.
다음으로 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 압착 장치는 표시 패널(이하, '기판'이라 한다)에 미리 탑재(가접합)된 전자 부품을 압착 작업 대상의 워크로 하고, 툴 승강 기구에 의해 승강하는 압착 툴의 압착면을 전자 부품에 눌러 기판의 가장자리부에 압착하는 작업을 수행하는 것이다. 도 11(a)에 있어서, 기판(7)의 가장자리부에는 표시 패널을 구동하기 위한 드라이버(전자 부품; 72)가 이방성 도전 접착제(71)를 통하여 탑재되어 있다. 이 드라이버(72)는 가늘고 긴 직육면체형의 칩으로서, 반도체 웨이퍼로부터 절단 분리된 것을 직접 압착하고 있다. 본 발명의 압착 장치는 압착 툴로 드라이버(72)를 표시 패널에 압착(정확하게 말하면 열압착)하여 이방성 도전 접착제(71)를 열경화시켜 기판(7)에 접합한다. 또한, 본 발명의 압착 장치는 도 11(b)에 나타내는 바와 같이 이방성 도전 접착제(71)를 통하여 탑재된 테이프 캐리어 패키지형의 드라이버(74)를 표시 패널(7)에 압착하는 경우에도 사용된다. 또한, 도 11(c)에 나타내는 바와 같이, 드라이버 이외의 전자 부품으로서, 표시 패널과 다른 회로 모듈을 전기적으로 접속하기 위한 커넥터(75)를 표시 패널에 압착하는 경우에도 사용된다. 이 커넥터(75)도 이방성 도전 접착제(71)를 통하여 표시 패널에 접속된다.
도 1에 있어서, 기대(1)상에는 제 1 테이블 장치(2A), 제 2 테이블 장치(2B)가 X방향으로 설치되어 있다. 제 1 테이블 장치(2A), 제 2 테이블 장치(2B)는 동일 구성이며, 도 2에 나타내는 바와 같이 XY 테이블 기구(3)상에 Z 테이블 기구(4)를 설치하고, Z 테이블 기구(4)에 의해 승강 스테이지(5)를 승강시키는 구성으로 되어 있다. 승강 스테이지(5)의 상면에는 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)가 설치되어 있고, 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)는 각각 상면에 압착 대상의 기판(7)을 진공 흡착에 의해 지지한다. 승강 스테이지(5), 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)는 기판(7)을 복수 지지하는 기판 지지 수단으로 되어 있다. 승강 스테이지(5)의 내부에는 제 1 기판 지지부(6A)와 제 2 기판 지지부(6B)를 수평 회전시키기 위한 수평 회전 기구(5a)(도 5 참조, 상세 기구는 도시 생략)가 내장되어 있다. 수평 회전 기구로는 일본 특허공개 평 9-275115호에 개시된 기구 등을 이용할 수 있다. 이로 인해, 제 1 기판 지지부(6A)와 제 2 기판 지지부(6B)에 지지된 기판의 수평면 내에서의 방향을 변경/조정한다. 본 실시예에서는 XY 테이블 기구(3) 및 수평 회전 기구가 기판 위치 결정 기구를 구성하고 있다. 또한, Z 테이블 기구(4)는 제 1 기판 지지부(6A)와 제 2 기판 지지부(6B)를 승강시키는 기판 승강 기구로 되어 있다. 본 실시예에서는 단일의 Z 테이블 기구(4)로 두 개의 기판 지지부(6A, 6B)를 승강시키고 있지만, 각각의 기판 지지부별로 전용의 Z 테이블 기구를 갖는 구조일 수도 있다.
여기에서 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)의 기판 지지 레벨은 동일한 것이 아니라 제 2 기판 지지부(6B)가 ΔH만큼 높게 설정되어 있다. 이와 같이, 복수의 기판 지지부 사이에 기판 지지 레벨을 다르게 함으로써, 기판(7)의 여러 변에 탑재된 전자 부품을 압착 대상으로 하는 경우에 있어서 기판(7)을 수평면 내에서 회전시킬 때의 인접 기판 상호의 간섭을 방지할 수 있으며, 인접하는 기판 지지부간의 배열 피치를 단축하여 장치 사이즈를 소형화할 수 있다는 이점이 있다. 그리고 본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 각 기판 지지부에 대응한 압착 툴의 압착면의 높이를 이 기판 지지 레벨차에 따라 설정하도록 하고 있다.
압착 장치는 도 1에 나타내는 바와 같이 기판 반입 헤드(8) 및 기판 반출 헤드(9)를 구비하고 있으며, 기판 반입 헤드(8), 기판 반출 헤드(9)는 동시에 2장의 기판(7)을 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)의 배열 피치와 같은 간격으로, 상술한 ΔH만큼 레벨차를 유지한 상태에서 흡착 지지한다. 상류측으로부터 기판 반입 헤드(8)에 의해 반입된 2장의 기판(7)은 테이블 장치(2A) 또는 테이블 장치(2B)의 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)상에 재치된다. 그리고 테이블 장치(2A) 또는 테이블 장치(2B)에 의해 압착 작업이 수행된 후의 기판(7)은 기판 반출 헤드(9)에 의해 2장 동시에 하류측으로 반출된다.
상술한 기대(1)상에 있어서 제 1 테이블 장치(2A), 제 2 테이블 장치(2B)의 배후에는 2개의 지지 포스트(10)가 세워져 설치되어 있고, 이들 지지 포스트(10)는 수평으로 배설된 베이스부(11)를 지지하고 있다. 베이스부(11)의 전면에는 기판(7)의 인식 마크(73; 도 11 참조)를 촬상하는 카메라(13)가 카메라 이동 테이블(12)에 의해 X 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 카메라(13)가 카메라 이동 테이블(12)에 의해 X방향으로 이동함으로써 제 1 테이블 장치(2A), 제 2 테이블 장치(2B) 각각의 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)에 지지된 기판(7) 모두를 촬상 가능하게 되어 있다.
도 5에 있어서 카메라(13)는 인식부(13a)에 접속되어 있다. 인식부(13a)는 카메라(13)로부터 보내져 온 화상 데이터로부터 인식 마크를 인식하여 기판의 위치를 검출한다. 인식부(13a)는 제어부(30)에 접속되어 있으며, 인식부(13a)에서 얻어 진 위치 검출 결과는 제어부(30)로 보내진다. 제어부(30)는 위치 검출 결과에 기초하여 XY 테이블 기구(3)나 승강 스테이지(5)에 내장된 수평 회전 기구(5a)의 동작을 제어함으로써, 각 기판 지지부에 지지된 기판(7)의 가장자리부를 하받침 부재(22)상의 압착 작업 위치, 즉 이하에 설명하는 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)에 의한 압착 작업 위치에 위치 맞춤을 수행한다. 따라서, 카메라(13)와 인식부(13a)는 기판의 위치를 검출하는 기판 인식 수단으로 되어 있고, 제어부(30)는 기판 인식 수단의 위치 인식 결과에 기초하여 기판 위치 결정 기구를 제어하는 위치 결정 제어 수단으로 되어 있다. 또한, 여기에서는 하받침 부재(22)를 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B) 양쪽에 공통으로 이용하기 위하여 일체 구조로 한 예를 나타내고 있지만, 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)에 개별적으로 하받침 부재를 설치하도록 할 수도 있다.
도 1에 있어서 베이스부(11)상에는 수직인 수직 프레임(14)이 설치되어 있고, 수직 프레임(14)의 전면(前面)에는 각각 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B) 이렇게 두 개의 압착 툴을 구비한 제 1 압착부(15A), 제 2 압착부(15B)가 설치되어 있다. 제 1 압착부(15A), 제 2 압착부(15B)는 동일 기구이고, 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)을 승강시키기 위한 툴 승강 기구(16), 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)에 가압력을 작용시키기 위한 제 1 에어 실린더(19A), 제 2 에어 실린더(19B)를 구비하고 있다.
도 3을 참조하여 제 1 압착부(15A)(제 2 압착부(15B))의 상세 구조를 설명한다. 도 3에 있어서 툴 승강 기구(16)는 제어부(30)에 의해 수치 제어되는 모터 (23), 이송 나사(24), 너트(25)로 이루어지는 직동 기구에 의해 승강 부재(26)를 승강시키는 구성으로 되어 있으며, 승강 부재(26)의 하단부에는 수평한 판 형상의 결합 부재(17)가 결합되어 있다. 결합 부재(17)의 좌우 양단부에는 관통공(17a)이 설치되어 있고, 각각의 관통공(17a)에는 승강 로드(18A, 18B)가 관통하고 있다.
승강 로드(18A, 18B)의 상단부에는 관통공(17a)보다도 직경 치수가 큰 결합부(18a)가 설치되어 있고, 승강 로드(18A), 승강 로드(18B)는 모두 결합부(18a)에 의해 하강 한도 위치가 규제된다. 즉 승강 로드(18A), 승강 로드(18B)는 각각 관통공(17a)을 관통하여 독립적으로 승강 가능하게 되어 있지만, 결합부(18a)가 결합 부재(17)의 상면에 접하는 위치까지 하강하면 그 이상의 하강이 규제된 결합 상태가 된다.
베이스부(11)의 상면에는 제 1 에어 실린더(19A), 제 2 에어 실린더(19B)가 설치되어 있고, 승강 로드(18A, 18B)는 제 1 에어 실린더(19A), 제 2 에어 실린더(19B) 내의 피스톤(27)과 결합되어 승강하는 피스톤 로드를 상하 방향으로 연장시킨 구성으로 되어 있다. 승강 로드(18A, 18B)는 각각 하부를 베이스부(11)에 설치된 승강 가이드(28)에 의해 상하 방향으로 가이드되어 있고, 하단부에는 툴 지지부(20A, 20B)가 결합되어 있다. 그리고 각각의 툴 지지부(20A, 20B)에는 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)이 장착되어 있다.
상기 구성에 있어서, 승강 로드(18A)와 그에 결합된 툴 지지부(20A)는 하나의 승강부(제 1 승강부)로 되어 있고, 승강 로드(18B)와 그에 결합된 툴 지지부(20B)는 또 하나의 승강부(제 2 승강부)로 되어 있다. 각각의 승강부는 하받침 부 재(22)에 상방으로 가로 정렬로 배치되어 있고, 독립하여 승강 가능한 상태로 베이스부(11)에 장착되어 있다. 그리고 결합 부재(17)는 복수의 승강부에 결합 상태로 각각의 승강부의 하강 한도 위치를 규제하는 단일의 하강 한도 위치 규제 부재로서 기능한다. 여기에서 결합 상태라 함은 결합부(18a)가 결합 부재(17)의 상면에 접하여, 승강 로드(18A, 18B)의 하강이 규제된 상태를 말한다.
그리고 툴 승강 기구(16)의 모터(23)를 구동함으로써 승강 부재(26)가 결합 부재(17)와 함께 승강하고, 이로 인해 승강 로드(18A, 18B)가 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)과 함께 승강한다. 이들 압착 툴이 승강함으로써 압착 툴의 하면의 압착면이 압착 작업 대상의 기판(7)에 접하고 또한 기판(7)으로부터 떨어진다. 따라서, 툴 승강 기구(16)는 하강 한도 위치 규제 부재인 결합부재(17)를 승강시킴으로써 승강부인 승강 로드(18A, 18B)를 승강시키고, 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)의 압착면을 워크에 당접시키는 승강 수단으로 되어 있다.
여기에서 모터(23)는 제어부(30)에 의해 수치 제어 가능하여, 결합 부재(17)를 툴 승강 기구(16)에 의해 승강시킬 때의 제어 목표의 높이 위치를 특정 수치(예를 들면 도 3에 나타내는 압착 툴의 압착면부터 압착 레벨(L1)까지의 거리)로 지정할 수 있다. 즉 툴 승강 기구(16)는 수치 제어에 의해 결합 부재(17)의 높이 위치를 제어 가능한 승강 수단으로 되어 있다.
제 1 에어 실린더(19A)의 가압 포트(Pa), 리턴 포트(Pb), 제 2 에어 실린더(19B)의 가압 포트(Pa), 리턴 포트(Pb)에는 제어 밸브(32a, 32b, 32c, 32d)를 통하여 레귤레이터(31a, 31b, 31c, 31d)가 접속되어 있으며, 또한 레귤레이터(31a, 31b, 31c, 31d)는 공압원(空壓源;33)에 접속되어 있다. 제어 밸브(32a, 32b, 32c, 32d)를 제어부(30)에 의해 제어함으로써 제 1 에어 실린더(19A), 제 2 에어 실린더(19B) 각각의 가압 포트(Pa), 리턴 포트(Pb)로의 공압 공급이 제어된다.
즉, 가압 포트(Pa)에 공압을 공급함으로써 피스톤(27)에 작용한 공압에 의한 가압력은 승강 로드(18A, 18B)를 통하여 각각의 압착 툴에 하향의 가압력으로서 작용한다. 따라서, 제 1 에어 실린더(19A), 제 2 에어 실린더(19B)는 승강부마다 개별로 배치되어 승강부를 통하여 압착 툴에 하향의 가압력을 작용시키는 복수의 가압력 발생 수단으로 되어 있다. 이 때 레귤레이터(31a, 31c)의 설정 압력을 조정함으로써 원하는 가압력을 얻을 수 있다. 또한, 가압력 발생 수단으로는 에어 실린더 이외에 리니어 모터나 보이스 코일 모터 등도 적용할 수 있지만, 장치 비용이나 가동 안정성, 조정 작업의 용이성 등을 감안하면 에어 실린더가 가장 적합하다.
그리고 여기에서는 가압력 발생 수단이 승강 로드(18A, 18B)의 일부분으로서 승강하는 피스톤 로드를 갖는 에어 실린더이고, 상술한 승강부에 피스톤 로드를 포함하는 형태로 되어 있다. 또한 피스톤 로드가 하방으로 연장된 승강 로드(18A, 18B)의 하단부에 각각 압착 툴(21A), 압착 툴(21B)을 장착하고, 상단부에 하강 위치 규제 부재인 결합 부재(17)를 결합시킨 형태로 되어 있다.
그리고 도 3에 나타내는 바와 같이, 승강 로드(18A), 승강 로드(18B)가 결합 부재(17)에 결합하여 하강 한도 위치가 규제된 상태에 있어서, 각각 압착 툴(21A), 압착 툴(21B)의 압착면부터 압착 레벨(L1)까지의 거리(D1, D2)는 D2 쪽이 커지도록 설정되어 있다. 여기에서 압착 레벨(L1)은 하받침 부재(22)의 상면에 하면을 지지 시킨 상태에서의 기판(7)의 상면의 높이 레벨이다. 즉 본 실시예는 하강 한도 위치 규제 부재에 의해 복수의 승강부의 하강 한도 위치를 규제한 상태에서의 각각의 압착 툴의 압착면의 높이 위치를 달리 한 형태로 되어 있다. 여기에서, 거리(D1, D2)의 설정에 있어서는 D2-D1이 상술한 기판 지지 레벨차(ΔH; 도 2 참조)보다도 커지도록 승강 로드(18A), 승강 로드(18B)의 치수가 설정된다(도 6 참조).
이와 같이, 압착면의 높이 위치가 서로 다른 복수의 압착 툴을 툴 승강 기구(16)에 의해 동시에 하강시키면, 압착면이 낮은 쪽의 압착 툴(도 3에 나타내는 예에서는 제 1 압착 툴(21A))이 먼저 압착 레벨(L1)에 있는 기판 상면에 맞닿아, 그 이상의 하강이 불가능하게 된다. 이 상태에서 다시 툴 승강 기구(16)에 의해 결합 부재(17)를 하강시키면 결합 부재(17)는 승강 로드(18A)의 결합부(18a)로부터 떨어진 상태로 하강한다. 즉, 압착 툴이 워크에 접하여 하강 불가능하게 된 후, 다시 승강 수단에 의한 하강 동작을 계속하면, 이 압착 툴이 장착된 승강부와 하강 한도 위치 규제 부재의 결합이 해제되도록 되어 있다.
이 압착 장치는 상기와 같이 구성되어 있으며, 이하에서는 복수의 기판(7)을 대상으로 하여 실행되는 압착 작업에 대하여 설명한다. 여기에서는 한 쪽 테이블 장치(2A)에 지지된 2장의 기판(7)(여기에서는 기판(7A; 제 1 기판), 기판(7B; 제 2 기판)라고 첨자를 붙여 구별한다)을 대상으로 하여, 제 1 압착부(15A)에 의해 압착 작업을 수행하는 경우에 대하여 설명하고 있다. 또한, 도 4 내지 도 10에서는 기판의 가장자리부에 탑재되어 있는 드라이버 등의 전자 부품, 이방성 도전 접착제, 인식 마크는 도시를 생략하고 있다.
먼저, 도 4는 테이블 장치(2A)에 있어서 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)에 기판 반입 헤드(8)에 의해 각각 기판(7A), 기판(7B)이 재치되고, XY 테이블 기구(3)에 의해 기판(7A)의 가장자리부를 하받침 부재(22)와 제 1 압착 툴(21A) 사이에, 기판(7B)의 가장자리부를 하받침 부재(22)와 제 2 압착 툴(21B) 사이에 위치시킨 상태를 나타내고 있다. 도면 중에 나타내는 L2는 카메라(13)에 의한 촬상 높이 레벨을 나타내고 있으며, 도 4에 나타내는 상태에서는 기판(7A)의 상면이 촬상 높이 레벨(L2)에 맞추어져 있다.
이 후, 카메라(13)를 X 방향으로 이동시키면서 기판(7A)의 인식 마크를 찰상하고, 인식부에서 인식 마크를 인식함으로써 기판(7A)과 기판(7B)의 위치가 검출된다. 그리고 이 위치 검출 결과에 기초하여 기판(7A)의 가장자리부를 압착 작업 위치에 맞추기 위한 얼라이먼트 동작이 수행된다. 이 후, 이어서 기판(7B)의 위치가 수행된다. 즉 도 5에 나타내는 바와 같이, 카메라(13)를 X 방향으로 이동시켜 제 2 기판 지지부(6B)에 지지된 기판(7B)의 상방에 위치시킨다. 이와 동시에, Z 테이블 기구(4)를 구동하여 승강 스테이지(5)를 하강시키고 기판(7B)의 상면을 촬상 높이 레벨(2)로 맞춘 후, 카메라(13)를 이동시키면서 기판(7B)의 인식 마크를 촬상한다. 그리고 마찬가지로 기판(7B)의 위치를 검출한다.
그 후 기판(7A)의 압착이 개시된다. 즉 도 6에 나타내는 바와 같이, 먼저 승강 스테이지(5)를 더욱 하강시켜 제 1 기판 지지부(6A)에 지지된 기판(7A)의 하면을 하받침 부재(22)상에 착지시킨다. 이어서 툴 승강 기구(16)에 의해 결합 부재(17)를 도 3에 나타내는 거리(D1)만큼 하강시킨다. 또한, 결합 부재(17)를 하강시 키는 시점에서는 압착에 필요한 가압력을 발생시키기 위하여 필요한 공압을 제 1 에어 실린더(19A) 및 제 2 에어 실린더(19B)의 가압 포트(Pa)로부터 공급해 둔다.
이로 인해 결합 부재(17)에 결합하는 승강 로드(18A)가 마찬가지로 거리(D1)만큼 하강하여, 제 1 압착 툴(21A)이 기판(7A)에 착지한다. 또한 결합 부재(17)를 약간 하강시키면, 승강 로드(18A)의 결합부(18a)가 결합 부재(17)의 상면으로부터 떨어져, 제 1 압착 툴(21A)이 기판(7A)에 접한 승강 로드(18A)와 결합 부재(17)의 결합이 해제된다. 그리고 이 상태에서 제 1 에어 실린더(19A)의 피스톤(27)에 작용하는 가압력이 승강 로드(18A)를 통하여 압착 툴(21A)에 전달되고, 기판(7A)에 미리 탑재된 전자 부품(도시 생략)을 기판(7A)에 대하여 압착한다.
이 때 상술한 바와 같이, 제 1 압착 툴(21A)과 제 2 압착 툴(21B)의 압착면의 레벨차(D2-D1)가 상술한 기판 지지 레벨차(ΔH)보다도 커지도록 승강 로드(18A, 18B)의 치수가 설정되어 있기 때문에, 제 2 압착 툴(21B)은 이 상태에서는 아직 기판(7B)에 착지하지 않는다.
그런 후 기판(7B)의 얼라이먼트 동작이 수행된다. 이를 위해서는 먼저 제 1 기판 지지부(6A)에 의한 기판(7A)의 진공 흡착을 해제한 후, 도 7에 나타내는 바와 같이 승강 스테이지(5)를 하강시켜 제 1 기판 지지부(6A)의 지지면을 기판(7A)의 하면으로부터 떼어낸다. 이로 인해, 제 2 기판 지지부(6B)만을 XY 테이블 기구(3), 수평 회전 기구, Z 테이블 기구(4)에 의해 이동시키는 것이 가능한 상태가 되고, 도 5에서 검출한 기판(7B)의 위치 검출 결과에 기초하여 기판(7B)의 가장자리부를 압착 작업 위치에 맞춘다.
이 후 기판(7B)의 압착이 개시된다. 즉 도 8에 나타내는 바와 같이, 먼저 승강 스테이지(5)를 더욱 하강시켜 제 2 기판 지지부(6B)에 지지된 기판(7B)의 하면을 하받침 부재(22)상에 착지시킨다. 이어서 툴 승강 기구(16)에 의해 결합 부재(17)를 도 3에 나타내는 거리(D2)에 도달할 때까지 하강시키면, 결합 부재(17)와의 결합이 계속되고 있는 승강 로드(18B)는 결합 부재(17)와 함께 하강하여 제 2 압착 툴(21B)이 기판(7B)에 착지한다. 그리고 이 후 다시 결합 부재(17)를 하강시키면, 승강 로드(18B)의 결합부(18a)가 결합 부재(17)의 상면으로부터 떨어진다. 이로 인해 승강 로드(18B)와 결합 부재(17)의 결합이 해제되고, 이 상태에서 툴 승강 기구(16)에 의한 결합 부재(17)의 하강이 정지한다. 그리고 이 상태에서 제 2 에어 실린더(19B)의 피스톤(27)에 작용하는 가압력이 승강 로드(18B)를 통하여 압착 툴(21B)에 전달되고, 기판(7B)에 미리 탑재된 전자 부품(도시 생략)을 기판(7B)에 대하여 눌러 붙이는 압착 작업을 개시한다. 이 후, 미리 설정된 소정 압착 시간이 경과함으로써, 기판(7A), 기판(7B)을 대상으로 한 압착 작업이 완료한다.
이 후, 압착 후의 기판(7A, 7B)을 각각의 기판 지지부에 의해 지지하는 동작이 개시된다. 먼저 도 9에 나타내는 바와 같이, 툴 승강 기구(16)에 의해 결합 부재(17)를 상승시켜, 먼저 승강 로드(18B)를 결합 부재(17)에 결합하여 승강시킨다. 이로 인해, 압착 툴(21B)이 기판(7B)의 상면으로부터 떨어진다. 이어서 승강 스테이지(5)를 상승시켜 제 2 기판 지지부(6B)상의 기판(7B)을 하받침 부재(22)로부터 떼어냄과 동시에, 제 1 기판 지지부(6A)의 지지면을 기판(7A)의 하면에 맞닿게 하여 기판(7A)을 흡착 지지한다.
그리고 이 후, 툴 승강 기구(16)에 의해 결합 부재(17)를 더욱 승강시키고, 도 10에 나타내는 바와 같이 결합 부재(17)를 통하여 승강 로드(18A, 18B)를 동시에 상승시킨다. 이로 인해, 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)이 모두 기판(7A, 7B)으로부터 각각 떨어진 상태가 된다. 이어서, 승강 스테이지(5)를 상승시켜 기판(7A)을 하받침 부재(22)의 상면으로부터 떼어냄으로써 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)에 의해 지지된 기판(7A, 7B)을 압착 작업 위치로부터 기판 반출 헤드(9)에 의한 반출 위치로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 그리고 이 후, XY 테이블 기구(3)를 구동하여 제 1 기판 지지부(6A), 제 2 기판 지지부(6B)를 바로 앞으로 이동시키고, 기판 반출 헤드(9)에 의해 기판(7A), 기판(7B)을 반출한다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 압착 장치는 복수의 독립한 승강 로드(18A, 18B)에 장착된 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)을 결합 부재(17)를 통하여 공통의 수치 제어 가능한 툴 승강 기구(16)에 의해 승강시키는 구성으로 하고, 결합 부재(17)에 승강 로드(18A, 18B)가 결합하여 승강 로드(18A, 18B)의 하강 한도 위치를 규제한 상태에서의 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)의 압착면의 높이 위치를 다르게 하도록 한 것이다.
이로 인해, 압착면의 높이 위치가 서로 다른 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)을 툴 승강 기구(16)에 의해 하강시키는 과정에서, 제 1 압착 툴(21A), 제 2 압착 툴(21B)의 압착면을 압착 대상의 기판(7A, 7B)에 순차적으로 정밀도 좋게 맞닿게 할 수 있다. 따라서, 각 압착 툴마다 고정밀도, 고비용의 승강 수단을 설치할 필요가 없으므로 여러 장의 기판을 대상으로 하여 낮은 비용으로 효율 좋게 압 착 작업을 수행할 수 있다.
본 발명을 특정의 실시예를 참조하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있다는 것은 당업자에게 있어 자명한 일이다.
본 출원은 2004년 1월 21일 출원된 일본 특허 출원 제 2004-012651호에 기초하는 것으로서, 그 내용은 여기에 참조로 포함된다.
본 발명의 압착 장치는 각 압착 툴마다 승강 수단을 설치할 필요가 없어 여러 장의 기판을 대상으로 하여 낮은 비용으로 효율 좋게 압착 작업을 수행할 수 있다는 효과를 가지므로, 전자 부품 등의 워크를 기판에 눌려 붙여 압착하는 압착 장치에 이용 가능하다.

Claims (8)

  1. 압착 툴의 압착면으로 워크를 눌러 압착 작업을 수행하는 압착 장치로서,
    상기 압착 툴이 장착되며 독립하여 승강 가능한 복수의 승강부와,
    상기 승강부마다 개별로 배치되며 상기 승강부를 통하여 상기 압착 툴에 하향의 가압력을 작용시키는 복수의 가압력 발생 수단과,
    상기 복수의 승강부의 하강 한도 위치를 규제하는 단일의 하강 한도 위치 규제 부재와,
    상기 하강 한도 위치 규제 부재를 승강시킴으로써 상기 승강부를 승강시켜 상기 압착 툴의 압착면을 워크에 접하게 하는 승강 수단을 구비하고,
    상기 하강 한도 위치 규제 부재에 의해 복수의 승강부의 하강 한도 위치를 규제한 상태에서 각각의 압착 툴의 압착면의 높이 위치를 다르게 하고,
    상기 압착 툴이 워크에 접하여 하강 불가능한 상태가 된 후, 다시 상기 승강 수단에 의한 하강 동작을 계속하면, 이 압착 툴이 장착된 승강부와 상기 하강 한도 위치 규제 부재와의 결합이 해제되도록 한 것을 특징으로 하는 압착 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 승강 수단은 상기 하강 한도 위치 규제 부재의 높이 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 압착 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가압력 발생 수단이 승강하는 피스톤 로드를 갖는 에어 실린더이고, 이 피스톤 로드가 상기 승강부의 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 압착 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 피스톤 로드의 하단부에 상기 압착 툴을 장착하고, 상단부에 상기 하강 한도 위치 규제 부재를 결합시킨 것을 특징으로 하는 압착 장치.
  5. 삭제
  6. 압착 툴의 압착면을 기판의 가장자리부에 탑재된 전자 부품에 눌러 전자 부품을 기판에 압착하는 압착 작업을 수행하는 압착 장치로서,
    제 1 기판 지지부와 이 제 1 지지부보다도 높은 위치에서 기판을 지지하는 제 2 기판 지지부와,
    상기 제 1 기판 지지부에 지지된 제 1 기판의 가장자리부 및 상기 제 2 기판 지지부에 지지된 제 2 기판의 가장자리부를 하면으로부터 지지하는 하받침 부재와,
    하단부에 제 1 압착 툴이 장착되며, 상기 하받침 부재의 상방에 배치된 제 1 승강부와,
    하단부에 제 2 압착 툴이 장착되며, 상기 하받침 부재의 상방에 상기 제 1 승강부와 나란히 배치된 제 2 승강부와,
    상기 제 1 기판 지지부에 지지된 제 1 기판의 가장자리부를 상기 기판 하받침 부재와 상기 제 1 압착 툴 사이에 위치시키고, 상기 제 2 기판 지지부에 지지된 제 2 기판의 가장자리부를 상기 기판 하받침 부재와 상기 제 2 압착 툴 사이에 위치시키기 위하여 이들 기판 지지부를 수평 이동시키는 기판 위치 결정 기구와,
    상기 제 1 기판 지지부에 지지된 제 1 기판의 가장자리부와 상기 제 2 기판 지지부에 지지된 제 2 기판의 가장자리부를 상기 기판 하받침 부재로 지지하기 위하여 각각의 기판 지지부를 승강시키는 기판 승강 기구와,
    상기 제 1 기판 지지부에 지지된 제 1 기판의 위치와 상기 제 2 기판 지지부에 지지된 제 2 기판의 위치를 검출하는 기판 인식 수단과,
    상기 기판 인식 수단의 위치 검출 결과에 기초하여 상기 기판 위치 결정 기구를 제어하는 위치 결정 제어 수단과,
    상기 제 1 승강부와 상기 제 2 승강부에 개별로 배치되고, 각각의 승강부에 하향의 힘을 작용시키는 복수의 가압력 발생 수단과,
    상기 제 1 승강부의 하강 한도 위치를 규제하여 제 1 압착 툴의 압착면의 높이를 규제함과 동시에 상기 제 2 승강부의 하강 한도 위치를 규제하여 제 2 압착 툴의 압착면의 높이를 상기 제 1 압착 툴의 압착면보다도 높은 위치에서 규제하는 하강 한도 위치 규제 부재와,
    상기 하강 한도 위치 규제 부재의 높이를 변화시킴으로써 상기 제 1 압착 툴의 압착면을 상기 하받침 부재에 지지된 제 1 기판의 전자 부품에 접촉시켜 상기 가압력 발생 수단으로부터의 힘을 작용시키고, 제 2 압착 툴의 압착면을 상기 하받침 부재에 지지된 제 2 기판 전자 부품에 접촉시켜 상기 가압력 발생 수단으로부터의 힘을 작용시키는 승강 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 압착 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    기판이 표시 패널이고, 전자 부품이 표시 패널을 구동시키기 위한 드라이버인 것을 특징으로 하는 압착 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    기판이 표시 패널이고, 전자 부품이 표시 패널을 다른 회로 모듈에 접속하기 위한 커넥터인 것을 특징으로 하는 압착 장치.
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