KR20080008787A

KR20080008787A - 기판 합착장치

Info

Publication number: KR20080008787A
Application number: KR1020060068508A
Authority: KR
Inventors: 심석희
Original assignee: 주식회사 에이디피엔지니어링
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-01-24

Abstract

본 발명은 기판 합착장치에 관한 것으로, 제1 기판이 부착되는 제1 척이 직접 결합된 일체형의 제1 챔버와, 제2 기판이 부착되는 제2 척이 설치된 제2 챔버와,상기 제1 챔버를 상하 구동시켜 두 기판을 근접시키는 구동부를 구비함으로써, 챔버 내부의 진공 배기 시간을 단축시키고, 정전척의 평편도를 안정적으로 유지시키는 효과가 있다.

Description

기판 합착장치{Apparatus for assembling substrates}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치를 나나낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 제1 챔버를 간략하게 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 합착장치의 제1 챔버를 간략하게 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 합착장치의 제1 챔버를 간략하게 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 제1 챔버

110: 제1 척

170: 리브

210: 제2 척

500: 챔버

본 발명은 기판 합착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일체로 이루어지는 챔버를 구비하는 기판 합착장치에 관한 것이다.

기판 합착장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display ; LCD)에 사용되는 액정 표시 패널을 합착하기 위한 것이다. 액정 표시 패널의 대표적인 예로써 TFT-LCD 패널이 있다. TFT-LCD 패널은 복수의 TFT(Thin Film Transistor)가 매트릭스형으로 형성된 TFT 기판과, 컬러 필터나 차광막 등이 형성된 컬러 필터 기판이 수 ㎛ 정도의 간격을 가지고 서로 대향하여 합착되고, 합착 전, 합착 중 또는 합착 후에 액정이 주입되어 패널의 제조가 이루어진다.

이와 같은 패널의 합착을 수행하는 종래의 기판 합착 장치는 두 기판의 합착이 진행되는 내부공간이 형성된 챔버를 구비한다. 이러한 챔버는 챔버의 외관을 형성하는 외부 프레임를 구비한다.

외부 프레임의 내측에는 챔버 내부로 반입되는 기판을 흡착하기 위한 척(chuck)이 구비된다. 척의 상측에는 척을 부착시키기 위한 척 플래이트(chuck palte)가 구비되며, 척 플래이트는 척의 평편도를 조정하기 위해 외부 프레임의 내측에 결합된 베이스 플래이트(base plate)에 결합된다.

이와 같이 종래의 기판 합착 장치는 외관 프레임에 척과, 척 플래이트와, 베이스 플래이트가 결합되는 챔버를 구비하게 된다.

이는 각 구성요소의 생산과정 및 결합과정에서 생길 수 있는 평편도 오차 및 결합 오차 등을 발생시키는 문제점을 가지고 있다.

또한, 챔버 내부의 공간 체적을 증가시켜 진공 배기 시간을 지연시키고, 시간의 경과에 따라 나사의 풀림 등으로 평편도가 훼손되어, 지속적인 유지 관리가 필요한 번거로움이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 챔버 내부의 구조를 단순화하여, 챔버내 공간 체적을 최소화 한 챔버를 구비하는 진공 합착장치를 제공하기 위한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 합착장치는 제1 기판이 부착되는 제1 척이 직접 결합된 일체형의 제1 챔버와, 제2 기판이 부착되는 제2 척이 설치된 제2 챔버와, 상기 제1 챔버를 상하 구동시켜 두 기판을 근접시키는 구동부를 구비한다.

또한, 상기 제1 챔버는 상기 제1 척이 설치된 반대측에 상기 제1 챔버의 변형을 방지하는 리브를 구비할 수 있다.

또한, 상기 리브는 일방향으로 연장된 제1 리브와, 상기 제1 리브와 교차되는 제2 리브를 구비할 수 있다.

또한, 상기 리브는 격자 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 리브는 상기 제1 챔버의 변형을 발생시키는 압력의 작용방향의 반대방향으로 굴곡 된 셸(shell)구조로 될 수 있다.

이하에서는 도시된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치를 나나낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 제1 챔버를 간략하게 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 합착장치의 제1 챔버를 간략하게 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 합착장치의 제1 챔버를 간략하게 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치는 합착이 진행되는 내부공간을 제공하는 챔버(500)가 구비된다. 챔버(500)의 외부에는 기판 이송장치(미도시)가 구비되어, 챔버(500) 내부로 제1 기판(P1)과 제2 기판(P2)이 반입된다.

챔버(500)는 제1 기판(P1)을 흡착하는 제1 척(110)이 결합되는 제1 챔버(100)와, 제2 기판(P2)이 안착되도록 제2 척(210)이 구비되는 제2 챔버(200)로 구분된다.

제1 챔버(100)는 소정두께를 가지며 일체로 구비된다. 일체로 구비되는 제1 챔버(100)는 제1 척(110)이 결합되도록 합착이 진행되는 측으로 부착홈(112)이 형성된다. 부착홈(112)에 결합되는 제1 척(110)은 챔버(500) 내부로 반입되는 제1 기 판(P1)을 정전력을 이용하여 흡착하는 정전척(ECS;Electro Static Chuck)이 채용될 수 있다.

여기서, 제1 챔버(100)의 두께(t)는 합착 공정 중, 두 기판(P1,P2)과 제1 챔버(100)가 가장 근접되었을 때의 간격의 크기보다 챔버(500) 내부와 외부의 압력차에 의해 제1 챔버(100)가 휘어지는 변형량의 크기가 작도록 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 상술 된 바와 같은 제1 챔버(100)의 변형량을 줄이기 위해 제1 챔버(100) 합착 공정이 진행되는 반대측에는 리브(rib;170)가 일체로 형성되거나, 별도 구비되어 고정될 수 있다.

이러한 리브(170)는 제1 챔버(100)가 압력차로 휘는 것을 방지하기 위해 제1 챔버(100)의 제1 척이 설치된 반대측에 일방향으로 연장되는 다수개의 제1 리브(171)와, 제1 리브(171)와 수직으로 교차하여 연장되는 다수개의 제2 리브(173)가 구비된다. 이와 같은 리브(170)는 소정높이를 갖는 격자 형상을 가지며 제1 챔버(100)의 변형에 대응하게 된다.(도 2 참조.)

여기서, 리브는(170) 제1 리브(171)와 제2 리브(173)가 서로 교차되는 격자 모양으로 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 제1 챔버의 다른 실시예로 리브(670)는 제1 리브(671)와 제2 리브(673)가 서로 교차되며 소정높이를 갖는 "X" 형상을 가지도록 구비될 수 있다.(도 3 참조.)

또한, 제1 챔버의 또 다른 실시예로 리브(770)는 제1 챔버(100)의 변형을 발생시키는 압력의 작용방향의 반대방향으로 굴곡 된 면(771)과, 굴곡 된 면(771)을 따라 지지하는 지지바(773)를 구비하는 셸(shell)구조로 형성되어 구비될 수 있다. 이러한 셸구조로 형성된 리브(770)는 제1 챔버(100)의 제1 척(110)이 설치된 반대측으로 가해지는 압력을 분산 시킬 수 있다.(도 4 참조.)

이와 같이 제1 챔버(100)는 일체형으로 이루어지는 제1 챔버(100)의 변형량에 대응하기 위해 리브(170)를 보강하고, 제1 챔버(100)의 내부는 구조가 단순화 되어 구성된다.

한편, 제2 챔버(200)의 내부에는 제2 기판(P2)을 흡착하는 제2 척(210)이 결합되는 척 플래이트(271)를 구비한다.

그리고 제1 챔버(100)에 흡착된 제1 기판(P1)과 제2 척(210)에 흡착된 제2 기판(P2)의 평편도를 조정하기 위한 베이스 플래이트(273)를 구비한다. 이러한 베이스 플래이트(273)의 테두리 주변부에는 두 기판(P1,P2) 간의 간격 미세조정을 위한 리니어 액추에이터(미도시) 또는 두 기판의 좌우정렬 미세조정을 위한 캠(미도시) 등이 설치되어 구현될 수 있을 것이다.

한편, 제1 챔버(100)의 합착 공정이 진행되는 반대측에는 챔버(500) 내부로 반입되는 제1 기판(P1)을 수취하기 위하여 마련되는 제1 리프트 구동부(130)와, 제1 챔버(100)와 제1 척(110)을 관통하여 상하 승강 되는 제1 리프트 핀(131)이 구비된다.

또한, 제2 챔버(200)의 합착 공정이 진행되는 반대측에는 챔버(500) 내부로 반입되는 제2 기판(P2)을 제2 척(210)으로 안내하기 위한 제2 리프트 구동부(230) 와 제2 챔버(200)와 베이스 플래이트(273)와 척 플레이트(271)와 제2 척(210)을 관통하여 상하 승강되는 제2 리프트 핀(231)이 구비된다.

그리고 제2 리프트 구동부(230)와 제2 리프트 핀(231)은 합착 공정 완료되면 합착된 두 기판(P1,P2)을 배출하기 위해, 두 기판(P1,P2)을 제2 척(210)으로부터 상승시키게 된다.

그리고, 제1 챔버(100)의 합착 공정이 진행되는 반대측에는 두 기판(P1,P2)의 정렬을 위한 다수개의 카메라(150)와, 제1 챔버(100)와 제1 척(110)을 상하로 관통하는 촬영홀(151)이 구비된다.

또한, 제2 챔버(200)의 합착 공정이 진행되는 반대측에는 제1 챔버(100)의 카메라(150)와 대항하여, 카메라(150) 촬영에 조명을 제공하기 위한 조명장치(250)와, 제2 챔버(200)와 베이스 플래이트(273)와 척 플레이트(271)와 제2 척(210)을 관통되는 조명홀(251)이 구비된다.

이러한 촬영홀(151)과 조명홀(251)은 서로 연통하여 두 기판(P1,P2)에 형성된 얼라인 마크를 카메라(150)가 촬영하여 할 수 있도록 한다.

그리고 제1 챔버(100)는 제2 챔버(200)에 설치된 승강 스크류(330)와 승강 구동부(310)에 의해 지지되어 상하 승강 가능하게 설치된다. 승강 스크류(330)와 승강 구동부(310)는 기판 합착을 위한 구동부(300)를 구성한다.

또한 도면에는 도시되지 않았지만, 제1 챔버(100)와 제2 챔버(200)에는 제1 챔버(100)와 제2 챔버(200)에 의해 형성되는 합착 공정이 수행되는 공간을 진공상 태로 형성하는 배기펌프(미도시)와, 합착 공간에 공정가스인 질소(N₂)가스를 공급하기 위한 공급펌프(미도시)가 각각 구비된다.

이상에서 살펴본 제1 챔버(100)와 제2 챔버(200)의 구성은 서로 상이하다. 그러나, 제1 챔버(100)의 구성과 제2 챔버(200)의 구성은 서로 대체되어 실시될 수 있고, 또는 제2 챔버(200) 또한 일체형으로 형성 될 수 있다.

이하에서는 이상에서 살펴본 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 제1 기판(P1)이 기판 이송장치(미도시)에 의해 챔버(500) 내부로 반입된다. 제1 챔버(100)의 합착 공정이 진행되는 반대측에 구비된 제1 리프트 구동부(130)는 제1 리프트 핀(131)을 하강시켜 제1 기판(P1)을 진공흡착하게 된다. 다음으로 제1 리프트 구동부(130)는 제1 리프트 핀(131)을 상승시키며, 제1 척(110)은 정전력에 의해 제1 기판(P1)을 흡착한다.

제1 기판(P1)이 제1 척(110)에 흡착되면, 제2 기판(P2)이 챔버(500) 내부로 반입된다. 이 때 제2 리프트 구동부(230)는 제2 리프트 핀(231)을 상승시키며, 제2 기판(P2)은 제2 리프트 핀(231)에 안착된다. 제2 리프트 구동부(230)는 제2 리프트 핀(231)을 하강시켜 제2 리프트 핀(231)에 안착된 제2 기판(P2)을 제2 척(210)으로 안내한다. 제1 척(110)은 하강되는 제2 리프트 핀(231)에 안착된 제2 기판(P2)을 흡착한다.

이와 같이 제1 기판(P1)은 제1 챔버(100)의 제1 척(110)에 흡착되고 제2 기판(P2)은 제2 챔버(200)의 제2 척(210)에 흡착되면, 승강 스크류(330)에 의해 제1 챔버(100)가 제2 챔버(200)측으로 하강된다. 이때 제1 챔버(100)의 상부에 설치된 카메라(150)와, 제2 챔버(200)의 하부에 설치된 조명장치(250)는 두 기판(P1,P2)의 얼라인 마크를 촬영하며, 제2 챔버(200)에 구비된 리니어 액츄어에이터(미도시) 및 캠(미도시)은 두 기판(P1,P2) 간 정렬을 수행하게 된다.

제1 챔버(100)가 하강함에 따라 제1 기판(P1)은 제2 기판(P2)에 근접하고, 챔버(500)내부는 밀폐되며, 배기펌프(미도시)가 작동되어 챔버(500) 내부는 진공상태가 형성된다. 따라서 제1 챔버(100)는 챔버(500)의 내부와 외부는 압력차로 인해 제1 척(110)이 설치된 측으로 압력을 받게 된다. 이때 제1 챔버(100)의 설정 된 두께(t)는 제1 챔버(100)에 작용되는 압력에 대해 대응되며, 제1 챔버(100)에 형성된 리브(170)는 압력차에 의한 제1 챔버(100)의 변형에 대응되어 제1 챔버(100)가 제1 척(110)이 설치된 측으로 변형되는 것을 방지한다.

다음으로 제1 척(110)에 제공되는 정전력을 차단하여 제1 기판(P1)은 제2 기판(P2)의 상부에 자유 낙하되어 안착된다.

여기서 공급펌프(미도시)가 작동되어 제1 챔버의 제1 척이 설치된 반대측으로부터 두 기판(P1,P2)에 질소(N₂)가스가 주사된다. 질소가스가 주사됨에 따라, 제1 기판(P1)이 제2 기판(P2)에 가압되어 두 기판(P1,P2)이 합착된다.

이와 같이 두 기판(P1,P2)이 합착되면, 승강 구동부(310)는 다시 제1 챔 버(100)를 상승시킨다. 이때, 배기범프(미도시)는 질소가스를 챔버(500) 외부로 배출하게 되며, 챔버(500) 내부는 대기압이 형성된다.

제2 리프트 구동부(230)는 제2 다시 리프트 핀(231)을 상승시키고, 기판 이송장치(미도시)가 합착된 두 기판(P1,P2)을 외부로 배출하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 기판 합착장치는 당업자에의해 구성요소의 일부 또는 방법의 일부를 변형하여 다르게 실시 할 수 있을 것이다. 그러나, 변형된 다른 실시예가 본 발명의 기판 합착장치의 필수 구성요소를 포함하는 것이라면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 기판 합착장치는 챔버 내부의 구조를 단순화하여, 챔버내 공간 체적을 최소화 한 챔버를 제공함으로써, 챔버 내부의 진공 배기 시간을 단축시키고, 정전척의 평편도를 안정적으로 유지시키는 효과가 있다.

Claims

제1 기판이 부착되는 제1 척이 직접 결합된 일체형의 제1 챔버;

제2 기판이 부착되는 제2 척이 설치된 제2 챔버;

상기 제1 챔버를 상하 구동시켜 두 기판을 근접시키는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
제1 항에 있어서, 상기 제1 챔버는 상기 제1 척이 설치된 반대측에 상기 제1 챔버의 변형을 방지하는 리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
제 2 항에 있어서, 상기 리브는 일방향으로 연장된 제1 리브와, 상기 제1 리브와 교차되는 제2 리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
제 2 항에 있어서, 상기 리브는 격자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.
제 2 항에 있어서, 상기 리브는 상기 제1 챔버의 변형을 발생시키는 압력의 작용방향의 반대방향으로 굴곡 된 셸(shell)구조로 된 것을 특징으로 하는 기판 합착장치.