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KR-102959571-B1 - BONDING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF

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Abstract

합착 장치는, 기판의 일단을 고정하는 제1 클램핑 및 일 방향에서 상기 일단과 마주한 상기 기판의 타단을 고정하는 제2 클램핑을 포함한 클램핑부, 상기 제1 클램핑 및 상기 제2 클램핑 사이 및 상기 기판의 하부에 배치된 패드, 상기 클램핑부 하부에 배치되고, 평면상에서 상기 클램핑부의 회전을 제어하는 제1 정렬 제어부, 상기 패드의 하부에 배치되고, 상기 평면상에서 상기 패드의 회전을 제어하는 제2 정렬 제어부를 포함한다.

Inventors

  • 오명훈
  • 강석주
  • 정장호

Assignees

  • 삼성디스플레이 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20200630

Claims (20)

  1. 기판의 일단을 고정하는 제1 클램핑 및 일 방향에서 상기 일단과 마주한 상기 기판의 타단을 고정하는 제2 클램핑을 포함한 클램핑부; 상기 제1 클램핑 및 상기 제2 클램핑 사이 및 상기 기판의 하부에 배치된 패드; 상기 클램핑부 하부에 배치되고, 평면상에서 상기 클램핑부의 회전을 제어하는 제1 정렬 제어부; 상기 패드의 하부에 배치되고, 상기 평면상에서 상기 패드의 회전을 제어하는 제2 정렬 제어부; 상기 클램핑부에 연결된 일단 및 상기 제1 정렬 제어부에 연결된 타단을 포함하고 상기 클램핑부를 평면상에서 회전 운동 시키는 제1 연결부; 및 상기 패드에 연결된 일단 및 상기 제2 정렬 제어부에 연결된 타단을 포함하고 상기 패드를 평면상에서 회전 운동 시키고, 상기 제1 정렬 제어부를 관통하여 상기 패드에 연결되는 제2 연결부를 포함하는 합착 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 정렬 제어부는 상기 제2 정렬 제어부 상에 배치되는 합착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 평면상에서, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부 각각은 상기 제1 정렬 제어부에 중첩하는 합착 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 클램핑부는 상기 일 방향에서 이격된 상기 제1 클램핑 및 상기 제2 클램핑을 지지하는 지지부를 더 포함하고, 상기 제2 연결부는 상기 지지부를 관통하여 상기 패드에 연결되는 합착 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 연결부를 통해 상기 지지부 및 상기 패드는 서로 이격되는 합착 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 클램핑부 및 상기 제1 정렬 제어부 사이에 배치된 스테이지; 및 상기 스테이지, 상기 클램핑부, 및 상기 패드를 실장하는 챔버를 더 포함하는 합착 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제1 연결부는 상기 챔버 및 상기 스테이지를 관통하고, 상기 제2 연결부는 상기 챔버, 상기 스테이지, 및 상기 클램핑부를 관통하는 합착 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 정렬 제어부 및 상기 스테이지 사이에 배치된 지지 연결부를 더 포함하고, 상기 지지 연결부는 상기 챔버를 관통하여 상기 스테이지에 연결되는 합착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 상부 기판 및 상기 상부 기판과 마주하는 하부 기판을 포함하고, 상기 클램핑부 상부에 배치되며 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판이 안착된 안착부를 갖는 지그를 더 포함하는 합착 장치.
  11. 하부 기판의 일단 및 타단을 클램핑부에 고정시키는 단계; 제1 정렬 제어부를 통해 평면상에 따른 상기 클램핑부의 회전을 제어함으로써, 상기 하부 기판 및 상기 하부 기판의 하부에 배치된 패드를 정렬시키는 단계; 상기 패드를 이용하여 상기 하부 기판의 엣지 부분을 밴딩시키는 단계; 제2 정렬 제어부를 통해 상기 평면상에 따른 상기 패드의 회전을 제어함으로써, 상기 하부 기판 및 상기 하부 기판과 마주하는 상부 기판을 정렬시키는 단계; 및 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판을 합착시키는 단계를 포함하는 합착 장치의 동작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 클램핑부는 상기 하부 기판의 일단을 고정하는 제1 클램핑 및 상기 하부 기판의 타단을 고정하는 제2 클램핑을 포함하고, 상기 하부 기판의 두께 방향을 따라 상기 제1 클램핑 및 상기 제2 클램핑 각각의 길이가 조절되는 합착 장치의 동작 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 패드는 상기 제1 클램핑 및 상기 제2 클램핑 사이에 배치되고, 상기 제1 클램핑 및 상기 제2 클램핑이 길이가 조절됨으로써 상기 패드를 통해 상기 하부 기판의 상기 엣지 부분이 밴딩되는 합착 장치의 동작 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 클램핑부에 직접적으로 결합되며 상기 제1 정렬 제어부에 의해 회전 운동하는 제1 연결부를 통해 상기 평면상에서 상기 클램핑부의 회전이 제어되고, 상기 패드에 직접적으로 결합되며 상기 제2 정렬 제어부에 의해 회전 운동하는 제2 연결부를 통해 상기 평면상에서 상기 패드의 회전이 제어되는 합착 장치의 동작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제1 정렬 제어부는 상기 제2 정렬 제어부 상에 배치되고, 상기 제2 연결부는 상기 제1 정렬 제어부를 관통하여 상기 패드에 연결되는 합착 장치의 동작 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 상부 기판은 지그의 안착부에 안착되고, 상기 지그의 상부에 배치된 가압부를 통해 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판이 합착되는 합착 장치의 동작 방법.
  17. 제1 정렬 제어부를 통해 평면상에 따른 패드의 회전을 제어함으로써, 상부 기판 및 상기 패드를 정렬시키는 단계; 상기 패드를 사이에 두고 마주한 제1 클램핑 및 제2 클램핑을 갖는 클램핑부에 하부 기판의 일단 및 타단을 각각 고정시키는 단계; 제2 정렬 제어부를 통해 상기 평면상에 따른 상기 클램핑부의 회전을 제어함으로써, 상기 패드 및 상기 하부 기판을 정렬시키는 단계; 상기 패드를 이용하여 상기 하부 기판의 엣지 부분을 밴딩시키는 단계; 상기 제1 정렬 제어부를 통해 상기 평면상에 따른 상기 패드의 회전을 제어함으로써, 상기 상부 기판 및 상기 하부 기판을 정렬시키는 단계; 및 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판을 합착시키는 단계를 포함하는 합착 장치의 동작 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 하부 기판의 상기 엣지 부분이 밴딩됨에 따라, 상기 하부 기판은 평탄부 및 상기 평탄부로부터 밴딩되며 상기 엣지 부분에 대응하는 밴딩부를 포함하고, 상기 상부 기판 및 상기 평탄부가 정렬되는 합착 장치의 동작 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 하부 기판의 두께 방향을 따라 상기 제1 클램핑 및 상기 제2 클램핑 각각의 길이가 조절되는 합착 장치의 동작 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 패드 및 상기 하부 기판을 정렬시키는 단계는, 상기 제2 정렬 제어부를 통해 상기 클램핑부의 회전을 제어하는 단계; 및 상기 제1 정렬 제어부를 통해 상기 패드의 회전을 제어하는 단계를 포함하는 합착 장치의 동작 방법.

Description

합착 장치 및 이의 동작 방법{BONDING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF} 본 발명은 합착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합착 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다. 표시장치는 스마트 폰, 태블릿 퍼스널 컴퓨터, 랩 탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기와 같은 모바일 장치나, 슬림형 텔레비전, 전시용 표시, 광고판과 같은 전자 제품에 이용할 수 있다. 표시장치는 표시패널, 윈도우, 및 다수 개의 구성들을 포함한다. 표시장치의 구성들은 합착 장치를 통해 서로 본딩될 수 있다. 일 예로, 패드를 이용하여 표시패널을 윈도우에 부착하는 합착 기술이 사용되고 있다. 한편, 윈도우 및 표시패널을 서로 본딩하기 전에, 윈도우 및 표시패널을 서로 정렬시키는 공정이 진행될 수 있다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 합착 장치의 사시도이다. 도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 합착 기구를 보여주는 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 합착 기구의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 합착 기구의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 합착 장치의 동작을 보여주는 순서도이다. 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 합착 장치의 동작을 보여주는 도면들이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 합착 장치의 동작을 보여주는 순서도이다. 도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 합착 장치의 동작을 보여주는 도면들이다. 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 실시예들을 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 합착 장치의 사시도이다. 도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 합착 기구의 제1 챔버를 보여주는 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 합착 기구의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 합착 기구의 단면도이다. 본 발명에 따른 합착 장치(10)는 표시장치의 구성들을 합착하는 장치일 수 있다. 이하, 본 명세서를 통해, 표시장치의 구성들 중 영상을 표시하는 표시 기판 및 표시 기판을 커버하는 윈도우를 합착하는 합착 장치(10)에 대해 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 합착 장치(10)는 표시장치의 구성들 중 두 개의 구성들을 합착하는 데 사용될 수 있다. 자세하게, 도 1을 참조하면, 합착 장치(10)는 제1 합착 기구(100) 및 제2 합착 기구(200)를 포함한다. 이하, 본 명세서에서, 제1 합착 기구(100)는 표시 기판에 대응하는 하부 기판(DPS, 도 2b 참조)을 실장할 수 있으며, 제2 합착 기구(200)는 윈도우에 대응하는 상부 기판(UPS, 도3 참조)을 실장할 수 있다. 제1 합착 기구(100)는 하부 챔버(DCM), 패드(PD), 클램핑부(CLM), 연결부(CP-M), 및 정렬 제어부(ALM)를 포함한다. 하부 챔버(DCM)는 하부 기판(DPS)을 성형할 수 있는 클램핑부(CLM) 및 패드(PD)를 실장할 수 있는 수납 공간을 가질 수 있다. 클램핑부(CLM) 및 패드(PD)는 하부 챔버(DCM)의 바닥면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 도 2a에 도시된 바에 따르면, 합착 장치(10)는 하부 챔버(DCM)에 실장된 제1 스테이지(ST1)를 더 포함할 수 있다. 제1 스테이지(ST1)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 제1 스테이지(ST1)의 법선 방향, 즉 제1 스테이지(ST1)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. 제1 스테이지(ST1)는 하부 챔버(DCM)의 바닥면 상에 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 스테이지(ST1)는 하부 챔버(DCM)의 바닥면 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 스테이지(ST1)는 하부 챔버(DCM)를 관통하는 연결부(CP-M)에 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 연결부(CP-M)는 제1 스테이지(ST1)에 직접 연결된 형상이 아닌, 하부 챔버(DCM)에 연결된 구조일 수 있다. 클램핑부(CLM)는 제1 스테이지(ST1) 상에 배치될 수 있다. 클램핑부(CLM)는 제1 스테이지(ST1) 상에 배치된 지지부(CLMs) 및 지지부(CLMs)의 일단 및 타단으로부터 각각 제3 방향(DR3)을 따라 연장된 제1 클램핑(CLM1) 및 제2 클램핑(CLM2)을 포함할 수 있다. 제1 클램핑(CLM1) 및 제2 클램핑(CLM2)은 제1 방향(DR1)에서 서로 마주보며 이격된 구조를 가지며, 하부 기판(DPS)을 고정할 수 있다. 패드(PD)는 제1 클램핑(CLM1) 및 제2 클램핑(CLM2) 사이에 배치될 수 있다. 패드(PD)는 탄성 물질로 제공될 수 있다. 예시적으로, 패드(PD)는 우레탄, 실리콘, 및 고무 등과 같은 탄성 물질로 제공될 수 있다. 패드(PD)는 제1 클램핑(CLM1) 및 제2 클램핑(CLM2)에 의해 고정되는 하부 기판(DPS) 하부에 배치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 제1 클램핑(CLM1) 및 제2 클램핑(CLM2) 각각은 제3 방향(DR3)을 따라 길이가 조절될 수 있다. 일 예로, 제1 방향(DR1)에서 마주한 하부 기판(DPS)의 일단 및 타단을 각각 고정하는 제1 클램핑(CLM1) 및 제2 클램핑(CLM2)은 패드(PD) 상부에 배치된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 하부 기판(DPS)은 성형되기 이전의 형상을 가질 수 있다. 이후, 제1 클램핑(CLM1) 및 제2 클램핑(CLM2)이 제1 스테이지(ST1)를 향하는 방향으로 하강함에 따라, 하부 기판(DPS)의 엣지 부분들이 패드(PD)에 의해 제3 방향(DR3)을 따라 밴딩될 수 있다. 여기서, 하부 기판(DPS)의 엣지 부분들은 제1 방향(DR1)에서 대향한 두 개의 엣지 부분들로 제1 클램핑(CLM1) 및 제2 클램핑(CLM2)에 의해 각각 고정된 형상을 가질 수 있다. 상술된 바와 같이, 클램핑부(CLM) 및 패드(PD)를 통해 하부 기판(DPS)의 엣지 부분들이 밴딩된 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 클램핑부(CLM) 및 패드(PD)는 개별 제어를 통해 평면상에서의 회전 운동이 가능할 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(DPS)을 고정하는 클램핑부(CLM)는 패드(PD)와 평면상 정렬을 위해 회전될 수 있다. 또한, 성형된 하부 기판(DPS)을 지지하는 패드(PD) 역시 평면상 정렬을 위해 회전될 수 있다. 정렬 제어부(ALM)는 하부 챔버(DCM) 하부에 배치되어 클램핑부(CLM) 및 패드(PD)의 회전 운동을 제어할 수 있다. 자세하게, 정렬 제어부(ALM)는 제1 정렬 제어부(ALM1) 및 제2 정렬 제어부(ALM2)를 포함할 수 있다. 제1 정렬 제어부(ALM1)는 하부 챔버(DCM) 및 제2 정렬 제어부(ALM2) 사이에 배치될 수 있다. 예시적으로, 도 2a에 도시된 바와 같이 제1 정렬 제어부(ALM1)는 제2 정렬 제어부(ALM2) 상에 직접 배치된 형상일 수 있다. 제1 정렬 제어부(ALM1)는 클램핑부(CLM)의 평면상 회전 운동을 제어하고, 제2 정렬 제어부(ALM2)는 패드(PD)의 평면상 회전 운동을 제어할 수 있다. 특히, 제1 정렬 제어부(ALM1) 및 제2 정렬 제어부(ALM2)는 연결부(CP-M)를 통해 클램핑부(CLM) 및 패드(PD)의 회전을 제어할 수 있다. 연결부(CP-M)는 지지 연결부(CP-T), 제1 연결부(CP-S), 및 제2 연결부(CP-N)를 포함한다. 지지 연결부(CP-T), 제1 연결부(CP-S), 및 제2 연결부(CP-N) 각각은