KR100314874B1

KR100314874B1 - 프로브 장치

Info

Publication number: KR100314874B1
Application number: KR1019990013962A
Authority: KR
Inventors: 하세가와요시에이
Original assignee: 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2001-11-23
Also published as: JP2000214184A; KR20000052281A; TW510971B

Abstract

본 발명은 프로브 요소의 배열 방향으로의 변위를 방지할 수 있으면서도 프로브 요소의 변형을 독립시키는 것을 목적으로 한다.

프로브 장치(10)는 1개의 에지를 따라 연장되는 요부(凹部)를 가지는 부착 베이스(36)와, 일부를 요부(42, 88)로부터 돌출시킨 상태로 요부에 배치된 탄성체(38, 86)와, 복수의 배선부(46)를 필름(50)의 한 쪽 면에 형성한 시트(sheet)형 부재(40)를 포함한다. 시트형 부재(40)는 탄성체(38, 86) 주위의 영역이 프로브 요소(84)로 작용하도록 부착 베이스(36)에 배치되어 있고, 인접하는 프로브 요소(84)를 독립시키는 슬릿(slit)(54)이 탄성체(38, 86)의 배치 부분에 구비된다.

Description

프로브 장치{PROBING APPARATUS}

본 발명은 평판형의 피검사체의 검사에 사용하는 프로브(probe) 장치에 관한 것으로, 특히 액정 패널의 검사용으로 적합한 필름형의 프로브를 사용한 프로브 장치에 관한 것이다.

집적 회로, 액정 패널 등의 평판형 피검사체는 일반적으로 프로브 카드와 같은 프로브 장치를 사용하여 검사된다. 이 종류의 프로브 장치의 하나로, 서로 평행하게 연장되는 복수의 배선부를 전기 절연성 필름의 한 쪽 면에 형성하고 각 배선부의 일부를 프로브 요소로 이용하는 필름형 프로브를 사용하는 것이 있다.

이와 같은 필름형 프로브를 사용한 프로브 장치는 금속 세선(細線)으로 형성된 프로브를 배선 기판에 배치한 니들(needle) 타입의 프로브 장치, 블레이드형의프로브를 블록으로 배치한 블레이드(blade) 타입의 프로브 장치에 비하여 침을 세우는 작업이 불필요하므로 제작이 용이하고 저가가 된다.

필름형 프로브를 사용한 프로브 장치에서는, 프로브 요소의 영역의 탄성력이 작기 때문에 프로브 요소의 영역과 필름형 프로브를 부착하는 부착판 사이에 실리콘 고무와 같은 탄성체를 배치함으로써, 프로브 요소에 외견상의 탄성력을 가지게 하고 있다(예를 들면 일본국 특개평(特開平) 3－218473호 공보). 그러나, 이 프로브 장치에서는 프로브 요소를 피검사체에 가압했을 때, 인접하는 프로브 요소의 변형이 서로 영향을 미치고 그 결과 피검사체의 전극에 접촉하지 않는 프로브 요소가 존재하는 경우가 많다.

필름 중에는 인접하는 프로브 사이의 부위에 슬릿을 형성하여 핑거(finger)형의 프로브 요소로 만들어 프로브의 변형을 독립시킨 것이 있다. 그러나, 이 프로브 장치에서는 프로브 요소의 배열 방향에서의 프로브 요소의 선단 위치가 안정되지 않기 때문에, 프로브 요소를 피검사체에 가압했을 때 프로브 요소의 선단이 프로브 요소의 배열 방향으로 변위되고, 그 결과 액정 패널의 전극에 접촉하지 않는 프로브 요소가 존재하게 된다.

상기 이유에서, 핑거형 프로브 요소를 사용하는 필름형 프로브에서는, 필름의 이면 전체에 금속성의 스프링 재료를 형성하고 있다(예를 들면, 일본국 특개평 4－363671호 공보). 그러나, 프로브 요소의 변위를 독립시키기 위해서는 슬릿을 필름 이외에 스프링 재료에도 형성해야만 하므로 슬릿을 스프링 재료에 형성할 때, 프로브 요소로 작용하는 배선부 부분을 손상시키는 경우가 많다.

따라서, 프로브 장치에서는 프로브 요소의 배열 방향으로의 변위를 방지할 수 있으면서도 프로브 요소의 변형을 독립시키는 것이 중요하다.

도 1은 본 발명에 관한 프로브 장치의 일 실시예를 도시한 평면도.

도 2는 도 1의 2－2선을 따라 얻은 단면도로, 프로브 장치를 검사 장치의 검사 스테이지와 함께 도시한 단면도.

도 3은 도 1에 도시한 프로브 장치에서 사용하는 프로브 블록의 선단부의 일 실시예를 도시한 사시도.

도 4는 프로브 블록의 평면도.

도 5는 도 4의 5－5선을 따라 얻은 단면도.

도 6은 도 5에 도시한 프로브 블록의 좌측면도.

도 7은 프로브 블록의 확대 단면도.

도 8은 시트형 부재의 제조 방법을 설명하기 위한 도면으로, (A)는 슬릿을 형성하기 전의 도면, (B)는 슬릿을 형성한 도면, (C)는 슬릿 근방의 확대도.

도 9는 프로브 요소를 액정 기판에 가압했을 때의 프로브 요소의 변형 상태를 도시한 확대도.

도 10은 탄성체 및 요부의 다른 실시예를 도시한 도면.

도 11은 프로브 요소에 범프 전극을 형성한 실시예를 도시한 단면도.

도 12는 탄성체에 슬릿을 형성한 실시예를 도시한 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10：프로브 장치, 12：액정 패널, 14：액정 패널의 전극부, 16：검사 스테이지, 30：베이스 판, 32：프로브 블록, 34：베이스 판의 개구(開口), 36：부착 베이스, 38, 86：탄성체, 40：시트형 부재(필름형 프로브), 42：요부, 46：제1 배선부, 48：제2 배선부, 50：필름, 52：구동용 집적 회로, 54：슬릿, 56：시트 프레서, 62：플랙시블(flexible) 인쇄 배선판, 70：Z 베이스, 72：가동체(可動體), 74：스페이서, 84：프로브 요소, 90：범프(bump) 전극, 92：탄성체의 슬릿

본 발명에 따른 프로브 장치는, 최소한 1개의 에지 및 상기 에지를 따라 연장되는 요부를 가지는 부착 베이스와, 일부가 상기 요부로부터 돌출된 상태로 상기 요부에 배치되는 탄성체와, 서로 병렬로 연장되는 복수의 배선부를 전기 절연성 필름의 한 쪽 면에 가지는 시트형 부재를 포함한다. 상기 시트형 부재는 상기 배선부가 상기 필름으로부터 외측으로 위치되어 상기 요부로부터의 상기 탄성체의 돌출부 주위로 연장되는 상태로 상기 부착 베이스에 배치되어 있고, 또 인접하는 배선부 사이에서 연장되는 슬릿을 상기 탄성체의 배치 위치에 대응하는 부분에 가진다.

이 프로브 장치에서 시트형 부재 중, 탄성체의 배치 위치에 대응하는 부위의 배선부를 포함하는 영역은 피검사체의 전극부에 가압되는 프로브 요소로 사용된다. 프로브 요소가 피검사체에 가압되면 프로브 요소의 영역은 탄성체를 압축하여 변형시키도록 슬릿에 의하여 독립되어 변형된다. 이때의 각 프로브 요소는 그 배열 방향으로의 변위가 탄성체에 의하여 저지된다.

본 발명에 의하면, 배선부가 필름으로부터 외측으로 위치된 상태에서 탄성체의 돌출부를 가로질러 연장되어 있고, 시트형 부재가 인접하는 배선부 사이를 연장되는 슬릿을 탄성체의 배치 위치에 대응하는 부분에 가지므로, 프로브 요소가 독립되어 변형되면서도 프로브 요소의 배열 방향으로의 변위가 방지된다.

상기 시트형 부재를 최소한 상기 에지 또는 상기 탄성체의 배치 부분의 부위에서 되접어 구부리며, 동시에 상기 슬릿으로부터 전방의 선단부 및 상기 슬릿으로부터 후방의 후단부에서 상기 부착 베이스에 장착할 수 있다. 이에 따라서, 부착 베이스에 대한 시트형 부재의 선단부 및 후단부의 위치가 안정되기 때문에 프로브 요소의 배열 방향으로의 변위가 확실하게 방지된다.

상기 탄성체의 돌출부는 호상(弧狀)의 면을 형성하는 형상으로 할 수 있다. 이와 같이 하면 각 배선부가 탄성체의 돌출부를 따라서 호상으로 만곡되므로 프로브 요소가 만곡된 배선부의 어느 부위에서 피검사체에 확실하게 접촉한다.

또한, 상기 부착 베이스에 배치되어 상기 배선부에 접속된 구동용 집적 회로를 포함할 수 있다. 이와 같이 하면, 탭(tab)을 시트형 부재로 사용할 수 있으므로시트형 부재가 더 저가가 된다.

상기 시트형 부재는 상기 집적 회로에 접속되어 상기 배선부와 반대측으로 연장되는 복수의 제2 배선부를 가질 수 있다. 또한, 상기 집적 회로에 접속된 복수의 제3 배선부를 가지는 플랙시블 인쇄 배선판(FPC)을 포함할 수 있다.

상기 탄성체는 각 슬릿과 연통하는 슬릿을 상기 돌출부에 구비할 수 있다. 이와 같이 하면, 각 프로브 요소의 움직임이 더 확실하게 독립된다.

또한, 중앙에 개구를 가지는 베이스 판을 포함하고, 상기 부착 베이스를 상기 탄성체의 배치 위치를 상기 개구에 돌출시킨 상태로 상기 베이스 판에 조립해도 된다.

상기 부착 베이스를 상기 베이스 판에 조립하는 조립 수단은 선단부를 상기개구에 돌출시킨 상태로 상기 베이스 판에 조립된 Z 베이스와, 상기 베이스 판의 두께 방향으로 이동 가능하게 상기 Z 베이스의 선단부에 조립된 가동체를 구비할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 프로브 장치(10)는 액정 패널(12)의 검사 장치, 특히 점등(點燈) 검사 장치에 사용된다. 액정 패널(12)은 장방형의 형상을 이루고 있으며, 또 그 일부를 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 전극부(14)가 인접하는 2개의 변에 대응하는 에지부에 구비된다.

액정 패널(12)을 배치하는 검사 스테이지(16)는 액정 패널(12)을 그 배면으로부터 조명하는 백 라이트를 수용한 척 톱(chuck top)(20)과, 척 톱(20)을 액정 패널(12)과 직교하는 축선 주위로 각도적으로 회전시키는 Q 스테이지(22)와, 척 톱(20)을 액정 패널(12)과 직교하는 축선 방향(상하 방향)으로 이동시키는 Z 스테이지(24)와, 척 톱(20)을 액정 패널(12)과 평행한 면 내에서 전후 방향(Y방향)으로 이동시키는 Y 스테이지(26)와, 척 톱(20)을 액정 패널(12)과 평행한 면 내에서 좌우 방향(X방향)으로 이동되는 X 스테이지(28)를 구비한다.

프로브 장치(10)는 장방형의 베이스 판(30)과 베이스 판(30)에 배치된 복수의 프로브 블록(32)을 포함한다. 베이스 판(30)은 표면에 알마이트(alumite) 처리를 한 알루미늄과 같은 판 재료로 형성되어 있고, 또 액정 패널(12)과 대략 유사한 형태를 한 개구(34)를 중앙에 가진다. 개구(34)의 각 코너부를 형성하는 면은 호상의 면으로 되어 있다.

도 3 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 각 프로브 블록(32)은 장방형을 이룬판 모양의 부착 베이스(36)에 긴 탄성체(38)와 시트형 부재(40)를 장착함으로써 프로브 유닛을 형성하고 있다.

부착 베이스(36)는 길이 방향의 1개의 에지 하측의 각부가 폭 방향으로 연속되어 연장되는 역 L자형의 요부(42)를 가지고 있으며, 또 1개의 단부 측이 폭 방향으로 연장되는 돌출부(44)를 상면에 가진다. 탄성체(38)는 실리콘 고무와 같은 전기 절연성의 재료를 사용하여 부채꼴 형상의 단면 형상을 가지는 봉(棒) 모양으로 제작되어 있고, 또 호상의 부분이 요부(42)로부터 돌출된 상태로 요부(42)에 배치되어 있다.

시트형 부재(40)는 복수의 제1 배선부(46)와 복수의 제2 배선부(48)를 전기 절연성 필름(50)의 한 쪽 면에 형성한 필름형 프로브이고, 또 제1 및 제2 배선부(46, 48)에 전기적으로 접속된 구동용 집적 회로(52)를 구비한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 제1 배선부(46)는 집적 회로(52)로부터 필름(50)의 일단(선단)까지 병렬로 연장되어 있고, 제2 배선부(48)는 집적 회로(52)로부터 필름(50)의 타단(후단)까지 병렬로 연장되어 있다. 필름(50)은 인접하는 제1 배선부(46)의 영역을 부분적으로 분리하는 슬릿(54)을 인접하는 제1 배선부(46) 사이에 가진다.

시트형 부재(40)는 도 3 및 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 배선부(46, 48)가 필름(50)의 외측에 위치된 상태에서, 슬릿(54)이 탄성체(38)의 돌출부 주위로 연장되도록 부착 베이스(36)에 장착되어 있다.

시트형 부재(40) 중 슬릿(54)으로부터 전방의 선단 부분은 시트 프레서(56)및 복수의 나사(58)에 의하여 부착 베이스(36)의 선단부 상면에 조립되어 있고, 슬릿(54)으로부터 후방의 후단 부분은 부착 베이스(36)의 하면에 접착, 고정 등에 의하여 조립되어 있다. 시트형 부재(40)의 후단 부분은 부착 베이스(36)에 분리 가능하게 장착하는 것이 바람직하다.

상기의 결과로, 제1 배선부(46)는 시트형 부재(40)와 함께 부착 베이스(36)의 선단부 상면으로부터 부착 베이스(36)의 선단 에지 및 탄성체(38)를 가로질러 부착 베이스(36)의 하면으로 연장되도록 J(또는 U)자형으로 구부러져 있고, 또 탄성체(38)의 배치 부분에서 호상으로 돌출되어 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 집적 회로(52) 배치 부분의 필름(50)을 제거하여 제1 및 제2 배선부(46, 48)를 집적 회로(52)의 배치 부분에서 노출시켜 배선부(46, 48)의 노출된 단부에 접속하고, 집적 회로(52)를 배선부(46, 48)와 부착 베이스(36) 사이에 배치할 수 있다. 이와 같이 하면, 집적 회로(52)가 시트형 부재(40) 및 부착 베이스(36)에 의하여 보호된다. 또, 집적 회로(52)를 수용하는 요부(60)를 부착 베이스(36)에 형성하면 집적 회로(52)가 더 확실하게 보호된다.

시트형 부재(40)는 그 전용으로 제작해도 되지만, 탭(tab)을 사용하여 제작해도 된다. 어느 경우나 도 8 (A)에 도시한 바와 같이 배선부(46, 48)를 필름(50)에 형성한 상태 또는 집적 회로(52)를 시트형 부재(40)에 더 장착한 상태에서, 도 8 (B) 및 (C)에 도시한 바와 같이 복수의 슬릿(54)을 레이저 가공과 같은 적당한 수법으로 소정의 부분에 형성함으로써 제작할 수 있다.

시트형 부재(40)가 상기와 같이 제작된 후 또는 부착 베이스(36)에 상기와같이 장착된 후, 플랙시블 인쇄 배선판(62)이 시트형 부재(40)의 후단부 하면에 장착된다. 배선판(62)은 병렬로 연장되는 복수의 제3 배선부(64)를 전기 절연성 필름(66)의 한 쪽 면에 가진다. 제3 배선부(64)는 그 선단부에서 제2 배선부(48)의 후단부에 전기적으로 접속된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 프로브 유닛의 부착 베이스(36)는, 선단부를 개구(34)에 돌출시킨 상태로 복수의 나사(68)에 의하여 베이스 판(30)에 조립된 Z 베이스(70)와, 베이스 판(30)의 두께 방향으로 이동 가능하게 Z 베이스(70)의 선단부에 조립된 가동체(72)와, 가동체(72)에 조립된 스페이서(74)에 의하여 베이스 판(30)에 조립되어 있다. 부착 베이스(36)는 스페이서(74)에 장착되어 있다.

가동체(72)는 가동체(72)와 Z 베이스(70) 사이에 배치된 복수의 압축 코일 스프링(76)에 의하여 하방으로 가압되어 있고, 또 1개 이상의 조정 나사(78)에 의하여 Z 베이스(70)에 조립되어 있다. Z 베이스(70)에 대한 가동체(70)의 이동은 Z 베이스(70)에 설치된 Z 가이드(80)와 가동체(72)에 설치된 Z 가이드 레버(82)가 베이스 판(30)의 두께 방향으로 이동 가능하게 결합되어 있음으로써 정확하게 유지되고 있다.

시트형 부재(40) 중 탄성체(38)의 배치 위치에 대응하는 부위의 제1 배선부(46)를 포함하는 호상의 영역은 슬릿(54)에 의하여 독립된 프로브 요소(84)로 사용되고, 검사 시에 액정 패널(12)의 전극부(14)에 접촉된다.

프로브 장치(10)에서 프로브 장치(10)와 액정 패널(12)이 서로 접근하는 방향으로 상대적으로 이동되면, 먼저 도 9에 실선으로 도시한 바와 같이 프로브요소(84)가 액정 패널(12)에 접촉한다. 이어서, 프로브 장치(10)와 액정 패널(12)이 더 상대적으로 이동되어 오버 드라이브가 프로브 영역(84)에 작용하면, 도 9에 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 프로브 요소(84)가 탄성체(38)를 압축하여 변형시키도록 변형된다.

프로브 장치(10)에서는 인접하는 프로브 요소(84)가 슬릿(54)에 의하여 독립되어 있기 때문에, 각 프로브 요소(84)는 독립되어 변형된다. 이때의 각 프로브 요소(84)는 이들의 배열 방향으로의 변위가 탄성체(38)에 의하여 저지된다. 이로 인하여, 프로브 장치(10)에 의하면, 프로브 요소(84)가 독립되어 변형되면서도 프로브 요소(84)의 배열 방향으로의 변위가 방지된다.

각 프로브 요소(84)는 탄성체(38)를 압축하여 변형시키면서 액정 패널(12)의 전극부(14)에 대하여 전방으로 변위되도록 변형된다. 이에 따라서, 각 프로브 요소(84)는 제1 배선부(46)에 의하여 액정 패널(12)의 전극부(14)에 연마 작용을 부여하게 되므로, 전극부(14) 표면의 산화막이 연마되어 제거되고 그 결과 제1 배선부(46)와 전극부(14) 사이에 양호한 전기적 접촉 상태를 얻을 수 있다.

부채꼴형의 단면 형상을 가지는 탄성체(38) 대신, 도 10에 도시한 탄성체(86)와 같이 원형의 단면 형상과 같은 다른 단면 형상을 가지는 탄성체를 사용해도 되고, 역 L자형의 요부(42) 대신, 도 10에 도시한 바와 같은 요부(88)와 같이 コ자형과 같은 다른 형상의 요부로 해도 된다.

또, 도 11에 도시한 바와 같이 액정 패널의 전극부에 가압되는 범프 전극(90)을 각 제1 배선부(46)의 프로브 영역(84)에 형성해도 된다. 이와 같이 하면, 프로브 장치는 범프 전극(90)으로 액정 패널의 전극부에 확실하게 접촉하고, 연마 작용을 범프 전극(90)에 의하여 액정 패널의 전극부에 확실하게 부여할 수 있다.

또한, 도 12에 도시한 바와 같이 각 슬릿(54)과 연통하는 슬릿(92)을 탄성체(38)에 형성해도 된다. 이와 같이 하면, 각 프로브 요소(84)가 더 확실하게 독립되어 변형된다. 슬릿(92)은 시트형 부재(40)가 부착 베이스(36)에 장착된 후 슬릿(54)과 함께 형성할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 그 취지를 일탈하지 않는 한 여러 가지로 변경할 수 있다.

본 발명은 프로브 요소의 배열 방향으로의 변위를 방지할 수 있으면서도 프로브 요소의 변형을 독립시킬 수 있어, 본 발명을 액정 패널의 검사에 사용하는 프로브 장치에 적용하면 시트형 부재로 탭을 사용할 수 있어 적합하지만, 집적 회로와 같은 다른 평판형 피검사체의 검사에 사용하는 프로브 장치에도 적용할 수 있다.

Claims

최소한 1개의 에지 및 상기 에지를 따라 연장되는 요부(凹部)를 가지는 부착 베이스;

일부가 상기 요부로부터 돌출된 상태로 상기 요부에 배치되는 탄성체; 및

서로 병렬로 연장되는 복수의 배선부를 전기 절연성 필름의 한 쪽 면에 가지는 시트(sheet)형 부재

를 포함하고,

상기 시트형 부재는 상기 배선부가 상기 필름으로부터 외측으로 위치되어 상기 요부로부터의 상기 탄성체의 돌출부 주위로 연장되는 상태로 상기 부착 베이스에 배치되어 있고, 또 인접하는 배선부 사이에서 연장되는 슬릿을 상기 탄성체의 배치 위치에 대응하는 부분에 가지는

프로브 장치.
제1항에 있어서, 상기 시트형 부재는 최소한 상기 에지 또는 상기 탄성체의 배치 부분의 부위에서 되접혀 구부러져 있으며, 동시에 상기 슬릿으로부터 전방의 선단부 및 상기 슬릿으로부터 후방의 후단부에서 상기 부착 베이스에 장착되는 프로브 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성체의 상기 돌출부가 호상(弧狀)의 면을 형성하는 프로브 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부착 베이스에 배치되어 상기 배선부에전기적으로접속되는 구동용 집적 회로를 추가로 포함하는 프로브 장치.
제4항에 있어서, 상기 시트형 부재가 상기 집적 회로에전기적으로접속되어 상기 배선부와 반대측으로 연장되는 복수의 제2 배선부를 가지는 프로브 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 집적 회로에전기적으로접속되는 복수의 제3 배선부를 가지는 플랙시블(flexible) 인쇄 배선판을 추가로 포함하는 프로브 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성체가 각 슬릿과 연통하는 슬릿을 상기 돌출부에 구비하는 프로브 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 중앙에 개구를 가지는 베이스 판을 포함하고, 상기 부착 베이스는 상기 탄성체의 배치 위치를 상기 개구에 돌출시킨 상태로 상기 베이스 판에 조립되는 프로브 장치.
제8항에 있어서, 상기 부착 베이스를 상기 베이스 판에 조립하는 조립 수단이 선단부를 상기 개구에 돌출시킨 상태로 상기 베이스 판에 조립되는 Z 베이스와,상기 베이스 판의 두께 방향으로 이동 가능하게 상기 Z 베이스의 선단부에 조립되는 가동체(可動體)를 구비하는 프로브 장치.