KR102664425B1 - 합착 장치 및 이를 이용한 기판의 합착 방법 - Google Patents

합착 장치 및 이를 이용한 기판의 합착 방법 Download PDF

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Abstract

합착 장치는 제1 기판이 배치된 제1 스테이지, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판이 배치된 제2 스테이지, 일 방향을 따라 연장된 내부홀 및 상기 내부홀과 외부 공간을 연결하는 복수 개의 개구부들을 포함하고, 상기 제1 기판을 가압함으로써 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착하는 롤러부 및 상기 롤러부에 연결되어 상기 내부홀의 공기를 흡입하는 흡기부를 포함하는 롤러 부재를 포함한다.

Description

합착 장치 및 이를 이용한 기판의 합착 방법{BONDING DEVICE AND METHOD OF BONDING SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 합착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 합착하는 합착 장치 및 이를 이용한 기판의 합착 방법에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 멀티 미디어 장치에 사용되는 다양한 표시장치들이 개발되고 있다. 예를 들어, 표시장치는 유기 발광 표시장치(organic light emitting display, OLED), 액정 표시 표시장치(liquid crystal display, LCD), 전기영동 표시장치(electrophoretic display, ED), 표면 전도형 전자 방출 소자 표시장치(surface-conduction electron-emitter display, SED), 또는 진공 형광 표시장치(vaccum fluorescent display panel, VFD) 등으로 제공될 수 있다.
또한, 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널, 외부 입력을 감지하는 입력 감지 유닛, 및 윈도우 등을 포함할 수 있다. 표시패널, 입력 감지 유닛, 및 윈도우는 개별 구성으로 제공되어, 서로 간의 합착 공정을 통해 서로 결합될 수 있다.
본 발명의 목적은 개구부가 포함된 롤러 부재를 이용하여 두 기판들을 합착할 수 있는 합착 장치 및 이를 이용한 기판의 합착 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시 예에 따른 합착 장치는 제1 기판이 배치된 제1 스테이지, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판이 배치된 제2 스테이지, 일 방향을 따라 연장된 내부홀 및 상기 내부홀과 외부 공간을 연결하는 복수 개의 개구부들을 포함하고, 상기 제1 기판을 가압함으로써 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착하는 롤러부 및 상기 롤러부에 연결되어 상기 내부홀의 공기를 흡입하는 흡기부를 포함하는 롤러 부재를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 롤러부는 상기 내부홀이 정의된 지지 부분 및 상기 지지 부분 상에 배치된 가압 부분을 포함하고, 상기 개구부들 각각은 상기 지지 부분 및 상기 가압 부분을 관통한 홀인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 롤러부는 상기 내부홀이 정의된 지지 부분 및 상기 지지 부분 상에 배치된 가압 부분을 포함하고, 상기 개구부들 각각은 상기 지지 부분 및 상기 가압 부분을 관통한 홀인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 지지 부분은 상기 내부홀을 외부로 각각 노출시키는 제1 측면과 제2 측면, 및 상기 개구부들이 정의되며 상기 제1 측면과 상기 제2 측면을 연결하는 외면을 포함하고, 상기 흡기부는 상기 제1 측면으로부터 노출된 상기 내부홀에 전체적으로 중첩하며 상기 제1 측면에 연결된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 롤러 부재는 상기 제2 측면에 연결되어 상기 지지 부분을 회전시키는 정렬부를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 정렬부는 상기 내부홀을 전체적으로 중첩하며 상기 제2 측면에 연결된 커버부 및 상기 커버부에 연결된 레버부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 가압 부분은 상기 외면 상에 전체적으로 배치된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 지지 부분은 메탈이며, 상기 가압 부분은 우레탄인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 롤러부의 단면상에서, 상기 지지 부분의 두께는 상기 가압 부분의 두께 보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 개구부들은 상기 롤러 부재의 길이 방향에서 비중첩한 제1 개구부 및 제2 개구부를 포함하고, 상기 롤러부의 단면상에서, 상기 지지 부분은 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부에 의해 이격된 제1 부분 및 제2 부분의 형상을 갖는다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 개구부들은 제1 개구부들 및 제2 개구부들을 포함하고, 상기 롤러 부재의 길이 방향에서, 상기 제1 개구부들 및 상기 제2 개구부들은 서로 비중첩한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 롤러 부재의 두께 방향에서, 상기 제1 개구부들은 상기 제2 개구부들에 각각 중첩한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 개구부들은 서로 이격되며 상기 일 방향을 따라 나열된 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 실시 예에 따른 기판의 합착 방법은, 제1 스테이지 상에 배치된 제1 기판의 일단을 롤러 부재에 포함된 개구부를 통해 상기 롤러 부재에 흡착시키는 단계, 상기 제1 기판의 상기 일단 및 제2 스테이지 상에 배치된 제2 기판의 일단을 정렬시키는 단계, 상기 롤러 부재에 흡착된 상기 제1 기판의 상기 일단을 상기 제2 기판의 상기 일단에 접촉시키는 단계, 상기 롤러 부재를 통해 상기 제1 기판을 가압하면서 일 방향을 따라 상기 롤러 부재를 회전시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 기판의 상기 일단을 상기 롤러 부재에 흡착시키는 단계 이전에, 상기 개구부와 상기 제1 기판의 상기 일단이 마주하도록 정렬시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 롤러 부재의 일단에 연결된 정렬부를 통해 상기 롤러 부재를 회전시킴으로써, 상기 개구부와 상기 제1 기판의 상기 일단이 정렬된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 롤러 부재는 상기 개구부를 통해 외부 공간과 연결되는 내부홀을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 롤러 부재의 일단에 흡기부가 연결되고, 상기 흡기부의 흡입 동작을 통해 상기 제1 기판의 상기 일단이 상기 개구부를 통해 상기 롤러 부재에 흡착된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 흡기부의 상기 흡입 동작 중에, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간의 정렬이 진행된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 기판의 상기 일단이 상기 제2 기판의 상기 일단에 접촉된 이후, 상기 흡기부의 상기 흡입 동작이 정지된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 롤러 부재에 포함된 개구부를 통해 두 개의 기판들 중 제1 기판의 일단이 롤러 부재에 흡착될 수 있다. 롤러 부재에 제1 기판이 흡착된 상태에서, 제1 기판 및 제2 기판이 서로 정렬될 수 있다.
따라서, 제1 기판 및 제2 기판의 합착 전에, 제1 기판 및 제2 기판의 정렬 공정이 보다 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 합착 장치를 통해 본딩된 표시장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 합착 장치의 분해 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 롤러 부재의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 롤러 부재의 일 부분을 보여주는 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 롤러 부재의 일 부분을 보여주는 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 도 3a에 도시된 I-I’를 따라 절단된 롤러 부재의 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 3a에 도시된 II-II’를 따라 절단된 롤러 부재의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판의 합착 방법을 보여주는 순서도이다.
도 6은 제1 스테이지 상에 배치된 제1 기판을 보여주는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 실시 예에 따른 기판의 합착 방법을 보여주는 단면도들이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 “상에 있다”, “연결 된다”, 또는 “결합된다”고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
“및/또는”은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, “아래에”, “하측에”, “위에”, “상측에” 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의됩니다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 합착 장치를 통해 본딩된 표시장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 합착 장치를 통해 합착된 표시장치(DD)가 예시적으로 도시되었다. 표시장치(DD)는 표시면(DD-IS)을 통해 이미지(IM)를 표시할 수 있다. 이미지(IM)의 일 예로 시계 표시 창 및 어플리케이션 아이콘들을 도시하였다. 표시면(DD-IS)은 이미지(IM)가 표시되는 표시 영역(DD-DA) 및 표시 영역(DD-DA)에 인접한 비표시 영역(DD-NDA)을 포함한다. 비표시 영역(DD-NDA)은 이미지가 표시되지 않는 영역이다.
표시면(DD-IS)은 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 각각 연장된 형상을 가질 수 있다. 표시면(DD-IS)의 법선 방향, 즉 표시장치(DD)의 두께 방향은 제3 방향(DR3)이 지시한다. 본 명세서 내에서 “평면상에서 보았을 때 또는 평면상에서”의 의미는 제3 방향(DR3)에서 바라보는 경우를 의미할 수 있다. 이하에서 설명되는 각 층들 또는 유닛들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향, 예를 들어 반대 반향으로 변환될 수 있다.
본 실시예에서 핸드폰 단말기에 적용될 수 있는 표시장치(DD)를 예시적으로 도시하였다. 도시하지 않았으나, 메인보드에 실장된 전자모듈들, 카메라 모듈, 전원모듈 등이 표시장치(DD)과 함께 브라켓/케이스 등에 배치됨으로써 핸드폰 단말기를 구성할 수 있다. 본 발명에 따른 표시장치(DD)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 태블릿, 자동차 네비게이션, 게임기, 스마트 와치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 합착 장치의 분해 사시도이다. 도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 롤러 부재의 사시도이다. 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 롤러 부재의 일 부분을 보여주는 사시도이다. 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 롤러 부재의 일 부분을 보여주는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 합착 장치(BD)는 제1 스테이지(ST1), 제2 스테이지(ST2), 및 롤러 부재(RT)를 포함한다. 합착 장치(BD)는 도 1에 도시된 표시장치(DD)의 구성들 중 두 개의 구성들을 합착시킬 수 있다. 본 명세서에서, 상기 두 개의 구성들로 제1 스테이지(ST1) 상에 배치된 제1 기판(P1) 및 제2 스테이지(ST2) 상에 배치된 제2 기판(P2)이 도시되었다.
예를 들어, 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2)은 영상을 표시하는 표시패널 및 외부의 입력을 감지하는 입력 감지 유닛으로 각각 제공될 수 있다. 다른 예로, 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2) 각각은 표시패널에 포함된 단일 표시기판을 의미할 수 있다. 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2) 중 어느 하나는 윈도우일 수 있다. 본 명세서에서, 합착 장치(BD)는 표시장치(DD)에 포함된 두 개의 구성들을 합착시키는 용도로 설명되나, 이에 한정되지 않으며 다양한 장치의 두 기판들을 합착시키는 용도로 사용될 수 있다.
자세하게, 제1 스테이지(ST1) 및 제2 스테이지(ST2) 각각은 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 각각 연장된 형상을 가질 수 있다. 제1 스테이지(ST1)는 제1 기판(P1)의 일부 면적을 지지하기 위한 형상으로 제공되며, 제2 스테이지(ST2)는 제2 기판(P2)의 전체 면적을 지지하기 위한 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 제1 스테이지(ST1) 및 제2 스테이지(ST2) 각각은 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2) 보다 두꺼운 두께로 제공되어, 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2)을 각각 지지할 수 있다.
롤러 부재(RT)는 롤러부(RD), 흡기부(VD), 정렬부(AD), 제1 고정부(FD1), 및 제2 고정부(FD2)를 포함한다. 롤러 부재(RT)는 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2) 중 어느 하나의 기판을 가압하며 제2 방향(DR2)을 따라 회전할 수 있다. 본 명세서에서, 롤러 부재(RT)는 제1 기판(P1)에서 제2 기판(P2)을 향하는 제3 방향(DR3)으로 제1 기판(P1)을 가압할 수 있다. 또한, 롤러 부재(RT)는 제2 방향(DR2)을 따라 회전할 수 있다.
도 2에 도시된 바에 따르면, 제1 스테이지(ST1) 상에 배치된 제1 기판(P1)은 제3 방향(DR3)에서 제1 스테이지(ST1)와 중첩하는 제1 부분(P1a) 및 제1 스테이지(ST1)와 비중첩하는 제2 부분(P1b)을 포함할 수 있다. 롤러 부재(RT)를 통해 가압되는 제1 기판(P1)의 제2 부분(P1b)은 제1 스테이지(ST1)와 비중첩할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 롤러부(RD)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 형상을 가지며, 단면상에서 원형 형상을 가질 수 있다. 단면상이란 롤러부(RD)의 두께 방향, 즉 제3 방향(DR3)을 따라 절단된 롤러부(RD)의 단면을 의미할 수 있다. 앞서 설명된 제1 기판(P1)을 가압하며 제2 방향(DR2)을 따라 회전하는 롤러 부재(RT)의 동작은 실질적으로 롤러부(RD)를 통해 진행될 수 있다. 즉, 롤러부(RD)의 가압 운동 및 회전 운동을 통해 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2)이 합착될 수 있다.
자세하게, 롤러부(RD)는 외면(RD-O), 제1 측면(SS1), 및 제2 측면(SS2)을 포함한다. 외면(RD-O)은 제1 측면(SS1) 및 제2 측면(SS2) 사이에 배치된다. 본 발명에 따르면, 롤러부(RD)는 내부홀(HO)을 포함하며, 내부홀(HO)은 롤러부(RD)의 내부 공간을 정의한다. 내부홀(HO)은 제1 방향(DR1)으로 연장되며 롤러부(RD)의 길이에 대응될 수 있다.
제1 측면(SS1) 및 제2 측면(SS2) 각각은 내부홀(HO)을 외부로 노출시킬 수 있다. 제1 측면(SS1) 및 제2 측면(SS2)을 통해 노출된 내부홀(HO)은 제1 측면(SS1) 및 제2 측면(SS2)의 중심에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 롤러부(RD)는 제1 방향(DR1)을 따라 나열되며 서로 이격된 복수 개의 개구부들(OP)을 포함할 수 있다. 개구부들(OP) 각각은 제3 방향(DR3)을 따라 연장된 형상을 가지며, 외부 공간과 내부홀(HO)을 연결할 수 있다. 본 명세서에서, 롤러부(RD)의 외면(RD-O)에 정의된 원형 형상의 개구부(OP)가 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며 개구부(OP)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 도 2를 통해 도시된 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2)의 합착 공정을 진행하기 전에, 제1 기판(P1)의 일단 및 제2 기판(P2)의 일단을 정렬시키는 공정이 진행된다. 그러나, 제1 기판(P1)의 일단이 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행하지 않을 경우, 제1 기판(P1)의 일단 및 제2 기판(P2)의 일단 간에 정렬이 어려울 수 있다. 즉, 제1 기판(P1)의 제2 부분(P1b)이 제1 부분(P1a)으로부터 밴딩될 경우, 제1 기판(P1)의 일단 및 제2 기판(P2)의 일단 간에 정렬이 어려울 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 기판(P1)의 일단이 롤러부(RD)에 포함된 개구부들(OP)을 통해 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행해지도록 제어될 수 있다. 이하, 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행한 면을 정렬면으로 정의한다.
자세하게, 롤러부(RD)의 개구부들(OP)을 통해 흡기가 진행됨에 따라, 제1 기판(P1)이 일단이 롤러부(RD)에 흡착될 수 있다. 이는, 롤러부(RD)에 포함된 내부홀(HO)의 흡기를 통해 개구부들(OP)의 흡기가 가능할 수 있다. 개구부들(OP)을 통해 제1 기판(P1)의 제2 부분(P1b)이 흡착됨에 따라, 제1 기판(P1)의 제2 부분(P1b)이 정렬면에 평행해질 수 있다. 따라서, 제1 기판(P1)의 일단 및 제2 기판(P2)의 일단 간의 정렬이 보다 용이해질 수 있다. 롤러부(RD)에 대해서는 추후 보다 자세히 설명된다.
도 3b를 참조하면, 흡기부(VD)는 롤러부(RD)의 제1 측면(SS1)에 연결될 수 있다. 흡기부(VD)는 제1 측면(SS1)을 통해 노출된 내부홀(HO)에 전체적으로 중첩할 수 있다. 즉, 흡기부(VD)는 내부홀(HO)을 전체적으로 커버하며 제1 측면(SS1)에 연결될 수 있다. 앞서 설명된 개구부들(OP)의 흡기는 흡기부(VD)를 통해 진행될 수 있다. 예컨대, 흡기부(VD)는 전기에너지를 이용하여 내부홀(HO)의 기압에 비해 흡기부(VD)의 기압이 낮아지도록 제어할 수 있다. 그 결과, 흡기부(VD)가 동작될 경우 내부홀(HO)의 공기가 흡기부(VD)로 흡입될 수 있다. 이하, 흡기부(VD)에 의한 동작은 흡입 동작으로 설명된다.
도 3c를 참조하면, 정렬부(AD)는 롤러부(RD)의 제2 측면(SS2)에 연결될 수 있다. 정렬부(AD)는 제2 측면(SS2)을 통해 노출된 내부홀(HO)에 전체적으로 중첩하며 제2 측면(SS2)에 연결될 수 있다.
정렬부(AD)는 제2 측면(SS2)에 직접적으로 연결된 커버부(PN) 및 커버부(PN)에 연결된 레버부(CN)를 포함한다. 커버부(PN)는 내부홀(HO)을 전체적으로 커버하며 제2 측면(SS2)에 연결될 수 있다. 레버부(CN)는 내부홀(HO)의 일 부분에 중첩하며 커버부(PN)의 일 부분에 연결된다. 롤러부(RD)는 레버부(CN)의 움직임에 따라 회전될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제1 고정부(FD1)는 롤러부(RD)의 일단에 결합될 수 있다. 제1 고정부(FD1)는 제1 결합홀(FOP1)을 포함하며, 롤러부(RD)의 일단은 제1 결합홀(FOP1)에 삽입될 수 있다.
제2 고정부(FD2)는 롤러부(RD)의 타단에 결합될 수 있다. 제2 고정부(FD2)는 제2 결합홀(FOP2)을 포함하며, 롤러부(RD)의 타단은 제2 결합홀(FOP2)에 삽입될 수 있다.
도시되지 않았지만, 제1 고정부(FD1) 및 제2 고정부(FD2)는 제1 스테이지(ST1)와 함께 메인 스테이지 상에 결합될 수 있다. 일 예로, 제1 고정부(FD1) 및 제2 고정부(FD2)는 메인 스테이지 상에 결합되어, 기울어지거나 제2 방향(DR2)을 따라 이동될 수 있다. 그 결과, 제1 고정부(FD1) 및 제2 고정부(FD2)에 결합된 롤러부(RD) 역시 기울어지거나 제2 방향(DR2)을 따라 이동될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 도 3a에 도시된 I-I’를 따라 절단된 롤러 부재의 단면도이다. 도 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 3a에 도시된 II-II’를 따라 절단된 롤러 부재의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b에서는 도 2에 도시된 롤러부(RD)에 포함된 개구부들(OP) 중 어느 하나의 개구부(OP)가 도시된 롤러부(RD, RDa)가 도시된다.
도 4a를 참조하면, 롤러부(RD)는 지지 부분(H1) 및 가압 부분(A1)을 포함한다. 지지 부분(H1)은 내부홀(HO)을 포함한다. 지지 부분(H1)은 제1 측면, 제2 측면, 및 제1 측면과 제2 측면 사이에 배치된 외면을 포함한다. 앞서 설명된 롤러부(RD)의 제1 측면(SS1) 및 제2 측면(SS2)은 지지 부분(H1)의 제1 측면 및 제2 측면에 각각 대응될 수 있다. 즉, 지지 부분(H1)의 제1 측면에 흡기부(VD)가 연결되고, 지지 부분(H2)의 제2 측면에 정렬부(AD)가 연결될 수 있다. 예시적으로, 지지 부분(H1)은 메탈과 같은 리지드한 물질로 제공될 수 있다.
가압 부분(A1)은 지지 부분(H1) 상에 배치될 수 있다. 가압 부분(A1)은 지지 부분(H1)의 외면을 전체적으로 배치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 개구부(OP)는 지지 부분(H1) 및 가압 부분(A1)을 관통한 홀일 수 있으며, 이를 통해 내부홀(HO)과 외부 공간이 연결될 수 있다. 예시적으로, 가압 부분(A1)의 두께는 지지 부분(H1)의 두께 보다 작을 수 있으며, 가압 부분(A1)은 우레탄으로 제공될 수 있다.
예컨대, 도 3b를 통해 설명된 흡기부(VD)에 의해 흡입 동작이 진행되면, 내부홀(HO)의 공기가 흡기부(VD)에 흡입된다. 이 경우, 외부 공간의 공기 역시 개구부(OP) 및 내부홀(HO)을 통해 흡입될 수 있다. 즉, 외부 공간의 공기는 개구부(OP)를 통해 흡입되며, 개구부(OP)를 통해 흡입된 공기는 내부홀(HO)을 거쳐 흡기부(VD)에 흡입될 수 있다.
일 예로, 흡기부(VD)에 의해 흡입 동작이 진행되는 동안, 도 2에 도시된 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2) 중 어느 하나의 기판이 개구부(OP)에 인접하게 되면 롤러부(RD)의 외면(RD-O)에 상기 기판이 흡착될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 롤러부(RDa)가 설명된다. 개구부들(OP)은 각각이 제1 방향(DR1)을 따라 나열된 복수 개의 제1 개구부들(OP1) 및 복수 개의 제2 개구부들(OP2)을 포함할 수 있다. 제1 개구부들(OP1) 및 제2 개구부들(OP2)은 롤러부(RDa)의 길이 방향, 즉 제1 방향(DR1)에서 서로 비중첩할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 롤러부(RDa)의 두께 방향, 즉 제3 방향(DR3)에서 제1 개구부들(OP1) 및 제2 개구부들(OP2)은 서로 중첩할 수 있다. 내부홀(HO)은 제1 개구부들(OP1) 및 제2 개구부들(OP2)을 통해 외부 공간과 연결될 수 있다. 또한, 흡기부(VD)에 의해 흡입 동작이 진행되는 동안, 제1 개구부들(OP1) 및 제2 개구부들(OP2)을 통해 외부 물체가 롤러부(RD)에 흡착될 수 있다.
한편, 제1 개구부들(OP1) 및 제2 개구부들(OP2)이 제3 방향(DR3)에서 서로 중첩하는 것으로 설명되나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 개구부들(OP1) 및 제2 개구부들(OP2)은 제3 방향(DR3)에서 서로 비중첩할 수 있으며, 제1 방향(DR1)에서 비중첩하는 개구부들(OP)의 개수 또한 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 도 4b에 도시된 바에 따르면, 롤러부(RDa)의 단면상에서, 지지 부분(H1z)은 제1 개구부(OP1) 및 제2 개구부(OP2)에 의해 이격된 제1 부분(H1a) 및 제2 부분(H1b)의 형상을 가질 수 있다. 롤러부(RDa)의 단면상에서, 가압 부분(A1z)은 제1 개구부(OP1) 및 제2 개구부(OP2)에 의해 이격된 제1 부분(A1a) 및 제2 부분(A1b)의 형상을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기판의 합착 방법을 보여주는 순서도이다. 도 6은 제1 스테이지 상에 배치된 제1 기판을 보여주는 단면도이다. 도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 실시 예에 따른 기판의 합착 방법을 보여주는 단면도들이다.
도 5는 도 2를 통해 설명된 합착 장치(BD)의 동작을 보여준다. 앞서 상술된 바와 같이, 도 2에 도시된 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2)은 롤러 부재(RT)에 의해 서로 합착될 수 있다. 도시되지 않았지만, 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2) 사이에 접착 부재가 더 배치될 수 있다. 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2)이 합착되기 전에, 접착 부재는 제1 기판(P1) 및 제2 기판(P2) 중 어느 하나의 기판 상에 배치될 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바에 따르면, 제1 스테이지(ST1) 상에 배치된 제1 기판(P1)의 제1 부분(P1a)은 제1 스테이지(ST1)에 의해 고정되어 정렬면과 평행할 수 있다. 그러나, 제1 스테이지(ST1)와 비중첩한 제1 기판(P1)의 제2 부분(P1b)은 제1 부분(P1a)으로부터 밴딩되어, 정렬면과 평행하지 않을 수 있다. 제1 기판(P1)의 일단 및 제2 기판(P2)의 일단이 정렬되지 않을 경우, 기판 간의 합착 신뢰성이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 롤러 부재(RT)는 상기 제1 기판(P1)의 제2 부분(P1b)이 정렬면과 평행해지도록 제어할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 롤러부(RD)에 포함된 개구부(OP)와 제1 스테이지(ST1) 상에 배치된 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)이 마주보도록 정렬될 수 있다(S110). 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)은 제2 부분(P1b)의 일단에 대응되며, 제1 기판(P1)의 끝단일 수 있다. 제2 기판(P2)의 일단(P2-E) 역시 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)에 인접한 제2 기판(P2)의 끝단일 수 있다.
자세하게, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)과 롤러부(RD)의 개구부(OP)가 서로 마주하도록 롤러부(RD)가 회전될 수 있다. 이는, 앞서 도 3c를 통해 설명된 정렬부(AD)에 의해 제어될 수 있다. 예컨대, 정렬부(AD)의 레버부(CN)를 시계 방향으로 소정 부분 회전시킴으로써, 롤러부(RD)가 시계 방향으로 소정 부분 회전될 수 있다. 그 결과, 도 7b에 도시된 바와 같이, 롤러부(RD)의 개구부(OP)가 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)과 마주하도록 정렬될 수 있다.
한편, 도 7a 및 도 7b를 통해 도 4a에 도시된 롤러부(RD)의 실시 예가 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며 도 4b에 도시된 롤러부(RDa)의 실시 예 역시 합착 장치의 동작 방식에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 롤러부(RDa)는 롤러부(RDa)의 길이 방향에서 서로 비중첩한 적어도 두 개 이상의 개구부들을 포함한다. 상기 두 개의 개구부들 중 어느 하나의 개구부와 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)이 마주시키는 공정이 보다 용이해질 수 있다.
이후, 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)을 개구부(OP)를 통해 롤러부(RD)에 흡착시킬 수 있다(S120). 이는, 앞서 도 3b를 통해 설명된 흡기부(VD)에 의해 제어될 수 있다. 예컨대, 흡기부(VD)의 흡입 동작 중에, 롤러부(RD)의 개구부(OP)를 통해 제1 기판(P1)이 흡착되며, 이를 통해 제1 기판(P1)의 제2 부분(P1b)이 정렬면과 평행해질 수 있다.
이후, 제1 기판(P1)의 일단(P1-E) 및 제2 기판(P2)의 일단(P2-E)이 정렬될 수 있다(S130). 특히, 흡기부(VD)의 흡입 동작 중에, 롤러부(RD)에 흡착된 제1 기판(P1)과 제2 기판(P2) 간의 정렬이 진행될 수 있다. 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)이 롤러부(RD)에 흡착됨에 따라, 제1 기판(P1)의 제2 부분(P1b)이 정렬면과 평행한 상태를 유지할 수 있다.
이후, 개구부(OP)를 통해 흡착된 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)이 제2 기판(P2)의 일단(P2-E)에 접촉될 수 있다(S140). 도 7d를 참조하면, 롤러부(RD)가 수직 이동하고 소정 각도(az)로 기울어짐에 따라, 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)이 제2 기판(P2)의 일단(P2-E)에 접착될 수 있다. 이 때, 흡기부(VD)의 흡입 동작은 계속하여 유지될 수 있다. 또한, 롤러부(RD)의 움직임에 기반하여, 제1 스테이지(ST1) 역시 정렬면으로부터 기울어진 형상을 가질 수 있으며, 제2 스테이지(ST2)는 정렬면과 평행하도록 유지된다.
이후, 롤러부(RD)를 통해 제1 기판(P1)이 가압되면서 롤러부(RD)가 제1 방향(DR1)을 따라 회전될 수 있다. 도 7d를 참조하면, 롤러부(RD)의 가압 부분(A1)을 통해 제1 기판(P1)이 제2 기판(P2)을 향하는 방향으로 가압될 수 있다. 또한, 롤러부(RD)가 제1 방향(DR1)을 따라 회전됨에 따라, 제1 기판(P1)이 제2 기판(P2)에 전체적으로 합착될 수 있다. 제1 기판(P1)은 제1 스테이지(ST1)로부터 분리되어, 제2 기판(P2) 상에 배치된 형상을 가질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 롤러부(RD)에 의해 가압 운동 및 회전 운동이 진행되는 동안, 롤러부(RD)의 흡입 동작은 정지될 수 있다. 즉, 개구부(OP)를 통해 제1 기판(P1)의 일단(P1-E)이 제2 기판(P2)의 일단(P2-E)에 접촉된 이후, 흡기부(VD)의 동작이 정지될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
ST1: 제1 스테이지
ST2: 제2 스테이지
P1: 제1 기판
P2: 제2 기판
RT: 롤러 부재
RD: 롤러부
VD: 흡기부
AD: 정렬부
OP: 개구부
HO: 내부홀

Claims (19)

  1. 제1 기판이 배치된 제1 스테이지;
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판이 배치된 제2 스테이지; 및
    일 방향을 따라 연장된 내부홀 및 상기 내부홀과 외부 공간을 연결하는 복수 개의 개구부들을 포함하고, 상기 제1 기판을 가압함으로써 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착하는 롤러부 및 상기 롤러부에 연결되어 상기 내부홀의 공기를 흡입하는 흡기부를 포함하는 롤러 부재를 포함하고,
    상기 롤러부는, 상기 내부홀이 정의된 지지 부분 및 상기 지지 부분 상에 배치된 가압 부분을 포함하고,
    상기 지지 부분은 상기 내부홀을 외부로 각각 노출시키는 제1 측면과 제2 측면, 및 상기 개구부들이 정의되며 상기 제1 측면과 상기 제2 측면을 연결하는 외면을 포함하고,
    상기 흡기부는 상기 제1 측면에 연결되고,
    상기 롤러 부재는 상기 제2 측면에 연결되어 상기 지지 부분을 회전시키는 정렬부를 더 포함하는 합착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부들 각각은 상기 지지 부분 및 상기 가압 부분을 관통한 홀인 것을 특징으로 하는 합착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡기부는 상기 제1 측면으로부터 노출된 상기 내부홀에 전체적으로 중첩하는 합착 장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 정렬부는 상기 내부홀을 전체적으로 중첩하며 상기 제2 측면에 연결된 커버부 및 상기 커버부에 연결된 레버부를 포함하는 합착 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 가압 부분은 상기 외면 상에 전체적으로 배치된 합착 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 부분은 메탈이며, 상기 가압 부분은 우레탄인 것을 특징으로 하는 합착 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 롤러부의 단면상에서, 상기 지지 부분의 두께는 상기 가압 부분의 두께 보다 큰 것을 특징으로 하는 합착 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 개구부들은 상기 롤러 부재의 길이 방향에서 비중첩한 제1 개구부 및 제2 개구부를 포함하고,
    상기 롤러부의 단면상에서, 상기 지지 부분은 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부에 의해 이격된 제1 부분 및 제2 부분의 형상을 갖는 합착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부들은 제1 개구부들 및 제2 개구부들을 포함하고,
    상기 롤러 부재의 길이 방향에서, 상기 제1 개구부들 및 상기 제2 개구부들은 서로 비중첩하는 합착 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 롤러 부재의 두께 방향에서, 상기 제1 개구부들은 상기 제2 개구부들에 각각 중첩하는 합착 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부들은 서로 이격되며 상기 일 방향을 따라 나열된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 합착 장치.
  13. 롤러 부재에 포함된 개구부와 제1 스테이지 상에 배치된 제1 기판의 일단을 마주하도록 정렬시키는 단계;
    상기 제1 기판의 상기 일단을 상기 개구부를 통해 상기 롤러 부재에 흡착시키는 단계;
    상기 제1 기판의 상기 일단 및 제2 스테이지 상에 배치된 제2 기판의 일단을 정렬시키는 단계;
    상기 롤러 부재에 흡착된 상기 제1 기판의 상기 일단을 상기 제2 기판의 상기 일단에 접촉시키는 단계; 및
    상기 롤러 부재를 통해 상기 제1 기판을 가압하면서 일 방향을 따라 상기 롤러 부재를 회전시키는 단계를 포함하는 기판의 합착 방법.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 롤러 부재의 일단에 연결된 정렬부를 통해 상기 롤러 부재를 회전시킴으로써, 상기 개구부와 상기 제1 기판의 상기 일단이 정렬되는 기판의 합착 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 롤러 부재는 상기 개구부를 통해 외부 공간과 연결되는 내부홀을 포함하는 기판의 합착 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 롤러 부재의 일단에 흡기부가 연결되고, 상기 흡기부의 흡입 동작을 통해 상기 제1 기판의 상기 일단이 상기 개구부를 통해 상기 롤러 부재에 흡착되는 기판의 합착 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 흡기부의 상기 흡입 동작 중에, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 간의 정렬이 진행되는 기판의 합착 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 기판의 상기 일단이 상기 제2 기판의 상기 일단에 접촉된 이후, 상기 흡기부의 상기 흡입 동작이 정지되는 기판의 합착 방법.
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