[첨단 헬로티]

KMVIA AWARD 2018 노미네이트

(주)디쌤에서 출시된 ‘TAB Inspection System(이하 TIS)’은 기존의 Tape Automated Bonding(이하 TAB) 공정 검사에 있어서 대표적인 솔루션이었던 ‘압흔 검사’의 제약사항들을 보완하는 새로운 개념의 융복합 검사 시스템이다.

TIS는 본딩부의 저항을 측정하여 전도성을 검사하는 시스템인 TRM과, 본딩부의 두께를 3차원으로 측정하여 접합 상태를 평가하는 TTI로 구성되며 공정에 따라 개별/통합 적용이 모두 가능하다.

TAB 검사 현황

TAB는 Display Pane과 COF등과 같은 Device들 간에 다량의 미세한 전극들을 연결하는데 적용되는 기술이다. 현재 Display 산업의 주류인 LCD와 OLED 등에서는 없어서는 안될 필수적인 공정이니만큼 그 신뢰성에 대한 검사 또한 대단히 중요한 요소이다.

현재로는 미분간섭광학계를 이용하는 압흔 검사가TAB 검사의 주력이나 광학적으로 Pad의 뒷면을 관찰하기 위해서는 TAB으로 결합되는 두 개의 Device들 중 어느 하나는 투명해야 한다는 전제가 필요하며, D.O.F(Depth of Field)가 수 ㎛에 불과한 미분간섭광학계의 단점으로 인해 Camera와 대상체 간의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 조건도 필요로 한다. 그러나 최근에는 Bezel을 투과해서 영상을 촬영할 수 없는 특수 구조의 Panel이나,평탄도를 보장하기 어려운 Flexible PCB 등이 증가하면서 압흔 검사의 한계를 보완할 수 있는 검사 솔루션에 대한 필요성이 높아졌다.

TRM 구조

TRM(TAB Resistance Measuring)은 본딩 설비 또는 압흔검사기의 후단에 설치되며, TAB 공정 후 Bonding 저항의 측정을 통해 Bonding 품질을 검사한다. 기본적으로 전후 장비 간의 물류를 연결하는 Pick & Place가 장착되어 있으며 Align System과 Probe, 정밀 계측기 등으로 구성된다. 

TAB으로 접합된 두 개의 Device 사이에는 수 백 개가 넘는 신호선로들이 연결되는데, 이때 TAB의 양측 가장자리에 위치한 Loop 회로들(R1~R2, L1~L2)의 저항을 측정함으로써 TAB 단자 저항의 연결 상태를 평가할 수 있으며, Device에 직접 압력을 가하는 Bonding Head의 기울기로 인한 영향도 평가가 가능하다.

고정밀도 계측기와 정밀 Probe, Noise Filter, 선로 저항 배제 기능 등에 의해 정교한 측정이 가능하며, Multi-Align Vision에 의해 Probe 교체 후에 발생할 수 있는 위치 오차 가능성을 사전에 차단하였다.

TRM의 특징

광학적으로 획득된 영상을 통해 TAB의 본딩 상태를 판단하는 압흔 검사와는 달리 TRM은 TAB의 단자 저항을 측정함으로써 전기적인 연결 상태를 직접 판단할 수 있으며 측정 대상의 종류나 환경적 제약 사항이 거의 없다. 측정 소요 시간은 1초 미만으로 고속측정이 가능하며, 4-wire 측정 방식을 기반으로 하므로 케이블 저항 등 환경 변수의 영향을 최소화 하였다. 인접 기기들로부터의 Noise를 제거할 수 있는 Hardware/Software적인 기능을 구비하였고 높은 재현성을 보장하는 고정밀도 Probe를 탑재하였으며 측정할 Device의 포화 저항(Saturation) 특성을 평가하기 위한 Sweep 측정 기능과 기타 보정 및 각종 통계 기능 등을 지원한다.

TTI 구조

TTI(TAB 3D Inspector)는 본딩된 ACF Layer의 두께를 측정함으로써 도전볼(Conductive Particle)들에 실제로 인가된 압력을 분석하여 TAB을 검사한다.

Line Type의 다채널 3D sensor를 이용하여 TAB의 표면을 측정하는데, 3D sensor의 일부 채널들은 모재(Display Panel)의 표면까지의 거리를 측정하고 다른 일부 채널들은 FPCB를 투과하여그 뒷면에 있는 Metal Pad의 표면까지의 거리를 측정함으로써 두 Device들 사이의 간격, 즉 두께를 산출하게 된다.

TTI의 특징

TTI는 TAB이 이루어지는 모든 Pad들에 대한 정보를 얻을 수 있으므로 전수 검사가 가능하다. 또한 본딩 된 ACF layer의 두께를 측정하므로 본딩에 가해진 압력이나 본딩 Head의 기울기 상태에 대한 평가가 가능하며 이물이 존재할 경우해당 부위의 위치와 3차원 형상을 정확하게확인할 수 있다. 최종적으로는 검사결과를 본딩기의 공정 계수로 피드백 할 수도 있다.

시장 현황과 전망

본딩부의 저항을 측정하는 TRM은 Flexible OLED의 양산 공정 개발과 함께 출시가 되었다. 이후로 경로 저항을 배제하는 기술을 통해 투명 전극(ITO)의 TAB 저항 측정에 성공하는 등의 보완을 거듭해가며 현재까지 메이저급 중소형 OLED Display 제조사들의 공정에 수 백 대를 설치해왔다.

이러한 보급 속도는 앞서에서도 언급된 바와 같이 기존의 압흔검사기로는 검사가 어려운 Device들에 대한대응이 가능하다는 점에 크게 기인하고 있으며, 한편으로는 압흔검사기가 검사한 Device에 대한 보완 검사의 목적으로도 적용이 되고 있어서 이제 TRM은 OLED 모듈 공정에 있어서 필수 검사 시스템으로 자리를 잡아가고 있다.

한편 대형 Panel의 경우는TAB의 수량도 많고 불량의 양상도 다양하므로 이에 대응하기 위해 본딩부의 두께를 3차원으로 측정하는 TTI가 추가로 적용되고 있어 다양한 분야의 기술을 융복합적으로 적용한 사례로 손꼽히고 있다.

전 세계의 FPD(Flat Panel Display) 업계는 이미 OLED가 대세가 되었으며 중국은 국가에서 6대 OLED 개발사를 선정하여 육성을 직접 지원하는 등 전 세계적으로 시장이 확대 일로에 있다. 이렇듯 급변하는 시장에서 디쌤은 오랜 경험과 독보적인 기술로 OLED TAB 저항 검사 1위를 고수하면서 고객 신뢰도를 높여 가고 있는 바, TIS의 향후 전망에 귀추가 주목된다. 

(주)디쌤