KR100328903B1 - 복수의 도전성 패드를 구비한 검사 대상물에 복수의 전기적인 접속을 제공하고 유지하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

극세 피치에 대응 가능하면서 접속 신뢰성이 우수한 면상 프로버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

검사 기기와 검사 대상물상의 도전성 패드에 대해 전기적인 접속을 도모하기 위한 프로버 기판이며, 검사 대상물(20)의 선팽창 계수의 5배 이하인 선팽창 계수를 갖고 있는 절연 기판(1)과 절연 기판상에 형성된 도전성의 프로브부(2)이며, 프로브부의 피치(1)는 도전성 패드(22)의 피치(1')와 대략 동일 또는 약간 작은 피치를 갖고 있는 프로브부(2)를 구비하고 있는 프로버 기관. 검사시에는 도전성 패드(22)와 프로브부(2) 피치의 차이를 보정해야 할 프로버 기판만을 가열하고, 선팽창 계수의 차를 이용하여 위치 맞춤을 행한다.

Description

복수의 도전성 패드를 구비한 검사 대상물에 복수의 전기적인 접속을 제공하고 유지하기 위한 방법 {A METHOD OF MAKING AND MAINTAINING A PLURALITY OF ELECTRICAL CONNECTIONS TO AN OBJECT HAVING A PLURALITY OF CONDUCTIVE PADS}

본원 발명은 액정 패널과 반도체 장치의 전기적인 접속을 검사하기 위한 침식(針式) 프로버의 대체품으로서의 면형 프로버에 관한 것이다. 본원 발명은 특히, 긴 형상을 지니고, 다수의 핀을 일괄하여 검사 가능한 면형 프로버에 관한 것이다. 그리고, 본원 발명은 이와 같은 면형 프로버를 이용하여 검사를 행하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 박형, 경량의 표시 장치로서, 컴퓨터용 표시 화면뿐만 아니라, 텔레비전, 프로젝터 등 그 용도는 최근 확대 일로를 걷고 있다. 액정 표시 장치는 2장의 글라스 기판 사이에 액정을 봉입하고, 화소마다 액정에 소정의 전압을 인가함으로써 화소 계조에 따라서 밝기를 표현한다. 전압은 글라스 기판 상에 매트릭스형으로 형성된 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 하여, 이에 접속된 데이터선 상에 전압 구동 드라이버에 의해 소망의 전압을 생성함으로써 인가한다.

이와 같은 구조를 지니고 있는 액정 표시 장치를 제조한 다음 큰 비중을 갖는 것이 회로의 전기적인 접속의 좋고 나쁨을 확인하는 검사 공정이다. 액정 표시 장치의 구동 회로 중, 하나라도 전기적인 접속 불량이 존재하면 선 결함 등으로 나타나고, 제품 전체로서 불량이 된다. 따라서, 이와 같은 불량을 검출하기 위해 검사 공정이 행해지는 것이지만, 검사 공정 중 대부분은 실제로 전기 회로에 통전하여 화면에 나타내고, 그 화질을 확인에 의해 검사하는 것이다. 그리고, 다른 검사에 따르면 실제로 화면에 나타내지 않게 하여 회로의 도통 등을 확인하는 경우도 있다. 그러나, 어쨌든 검사 공정에 있어서는 글라스 기판 상에 형성된 검사 대상의 회로(이하, 검사 대상물이라 하는)에 전기를 통전하는 작업이 필요해진다.

이와 같은 통전 작업에 있어서 이용하는 통전을 위한 기구가 프로버이다. 통전의 방법으로서는 검사 대상물에 도전성의 접점(이하, 패드라 한다)을 설치하고, 프로버를 접점에 접촉시켜 도통을 도모한다는 방법이 일반적이다. 프로빙 기술은 당초 반도체 장치의 검사로 개발되었다. 그리고, 당초 프로버는 아주 가는 선을 도전 부재로서 이용하고, 그 선단부를 검사 대상물의 패드에 압박하는, 이른바 침형 프로버였다. 그러나, 침형 프로버에 따른 도통 방식은 여러가지 결점이 있다.

우선, 최근 점점 회로가 미세화된 것에 수반하여 패드 사이의 거리가 매우 접근하고, 그와 동시에 침형 프로버의 직경도 현저하게 감소한 것이다. 현재는 패드 사이의 피치가 70 ㎛ 이하가 되며, 이와 같은 패드 사이 피치에 대응하는 미세 직경의 프로버는 용이하게 변형함으로써 수명을 종료한다. 그리고, 프로버의 변형이 없어도 인접하는 침끼리가 접촉하여 검사를 정상적으로 행할 수 없는 경우가 증대한다. 또한, 미세화에 의해 검사 대상물의 패드에 정확히 침형의 프로버를 접촉시키는 일도 현저하게 곤란해졌다. 예를 들어, 프로버를 접점에 접촉시키기 위해서는 일정한 가압을 행할 필요가 있지만, 프로버가 미세 직경이므로 가압을 극히 작게 할 필요가 있다. 그러나, 가압이 작으면 접점 표면의 산화막을 깨고 프로버 선단부와 패드 표면이 확실히 전기적으로 접촉하는 것은 한층 곤란해진다.

검사 대상물의 패드 위치 패턴에 따라서 프로버를 정확하게 접촉시키기 위해 프로브 블록이라는 기구를 사용할 수도 있지만, 회로 패턴의 미세화에 의해 프로브 블록의 제작에도 한 층 정밀도와 소재의 내구성이 요구된다. 이것은, 프로브 블록의 제작 공정의 장기화와 비용의 증대로 이어진다. 그리고, 미세화한 프로버에서는 작은 위치적인 어긋남이 있으면 전기적 접촉이 달성되지 않고, 혹은 파손의 원인이 되거나 한다. 이와 같은 검사 기구의 제작을 위한 시간의 장기화와 비용 증가는 한 층 가속되는 소량 다품종화의 흐름에는 맞지 않는 것이다.

이상과 같은 다양한 문제점에 대처하도록 최근에는 종래의 침형 프로버에 대한 다양한 개량품이 고안되어 있다. 일예로서는, 리드의 선단부를 특수 가공하여 침과 같은 구조로 한 것, 리드 선단부에 범프를 형성하여 접촉성을 향상시킨 것, 침형 프로브의 재질을 개선하여 강성을 갖게 하는 등의 고안을 실시한 것 등이다. 그러나, 이들의 개량품은 기본적으로는 침형 프로버의 발상 영역을 벗어나지 않는 것이며, 근본적인 문제 해결로는 이어지지 않는다.

한편, 침형이 아닌 평면적인 프로버(면형 프로버)를 검사용 기구로서 이용하는 예도 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 평7-240443호 공보에는 절연 기판 상에 검사용 회로 및 검사 대상물의 패드에 접촉하는 펌프가 이 순서로 형성되고, 범프의 주위를 절연층으로 피복한 구조인 것이 개시되어 있다. 이와 같이, 면형 프로버는 전형적으로는 유기물로 이루어지는 시트 상에 패드와 접촉하기 위한 범프를 패드의 위치 패턴에 맞추어서 형성하고, 패드와의 전기적인 통전을 도모하려 하는 것이다.

그러나, 종래의 면형 프로버에 대해서, 그 내구성을 향상시키는 방법이나, 온도 변화에 추종하여 양호한 전기적인 접촉을 유지하는 방법에 대해서는 아직 알려져 있지 않다. 그리고, 현재 알려져 있는 면형 프로버는 정밀도와 비용면에서침형 프로버와 같은 문제를 내재하고 있다. 또한, 현재 알려져 있는 면형 프로버는 검사 대상물의 TAB 마다 접촉하는 타입인 것이다. 그러나, 이 타입은 TAB 마다 위치 맞춤을 할 필요가 있어 검사 비용이 든다.

그리고, 최근 COG(Chip On Gate)라 하는 기술이 보급되기 시작했다. 종래, 액정 표시 장치의 드라이버 칩은 TAB 상에 실장한 후에, TAB을 액정 패널 상에 실장하는 형태를 취해 왔지만, COG 기술에서는 드라이버 칩을 직접 액정 패널 상에 살정하기 위해 검사 대상물의 폭 자체가 대폭으로 협소해진다. COG 기술을 이용한 액정 패널에 대해 침형의 프로버는 이용할 수 없다는 것이 일반적인 인식이다.

본원 발명의 제1 목적은 70 ㎛ 이하의 미세 피치에 대응 가능한 면형 프로버를 제공하는 것이다. 이와 같은 미세 피치에서는 침형의 프로브에 따르면 접촉압을 충분히 취할 수 없거나, 그로 인해 패드의 충분한 접촉을 얻을 수 없기 때문이다.

본원 발명의 제2 목적은 저렴하면서도 접속 신뢰성이 우수한 면형 프로버를 제공하는 것이다.

그리고, 본원 발명의 제3 목적은 제1 목적에 부수되어, 이와 같은 면형 프로버를 이용하여 보다 효율적이면서 신뢰성이 높은 검사 공정을 실현하기 위한 방법 및 그를 실현하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본원 발명의 제4 목적은 검사 대상물의 폭이 작아져도 대응 가능한 면형 프로버를 제공하는 것이다.

본원 발명의 제5 목적은 검사 대상물의 하나의 변에 포함되는 복수의 TAB 각각에 위치 맞춤을 필요로 하지 않고, 검사 대상물의 하나의 변 전체를 일회 위치 맞춤으로 완료할 수 있는 긴 일괄 면형 프로버를 제공하는 것이다.

도1은 본원 발명에 의한 면형 프로버의 단면도를 도시한 도면.

도2는 본원 발명에 의한 면형 프로버와 검사 대상물의 검사시에 있어서의 위치 관계를 도시한 도면.

도3은 본원 발명에 관련되는 검사 방법의 위치 맞춤 단계를 설명하기 위한 도면.

도4는 본원 발명에 의한 면형 프로버와 검사 대상물의 전기적 접속 메카니즘을 도시한 도면.

도5는 본원 발명에 의한 검사 장치의 개념도.

도6은 본원 발명에 의한 검사 장치 스테이지의 개념도.

도7은 본원 발명에 의한 검사 대상물의 반송 기구를 도시한 도면.

도8은 본원 발명에 의한 검사시의 면형 프로버와 검사 대상물의 전기적 접속부의 확대도.

도9는 본 발명의 장치에 관련되는 프로버 스테이지의 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 절연 기관

2 : 프로브부

9 : 검사 장치

10 : 면형 프로버

12 : 압접 기구

14 : 압력 완충 부재

16 : 접촉 계면

20 : 검사 대상물

22 : 패드

100 : 검사 유닛

110 : 검사 스테이지

200 : 반출 유닛

300 : 반입 유닛

501 : 가대

510 : 셀 스테이지

520 : 프로버 스테이지

530 : 압접 스테이지

본원 발명에 적용되는 면형 프로버는 검사 대상물의 선팽창 계수의 5배 이하의 선팽창 계수를 갖는 절연 기판과, 이 절연 기판 상에 형성된 도전성 프로브부로서, 이 도전성 프로브부의 피치는 검사 대상물 상의 도전성 패드의 피치와 대략 동일하든지 이보다도 약간 작은 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 발명에 관한 면형 프로버의 단면도를 도1에 도시한다. 면형 프로버(10)는 절연 기판(1)과 이 절연 기판 상에 형성된 도전성 프로브부(2)로 구성된다. 절연 기판(1)은 전형적으로는 글라스 에폭시 기판으로 이루어진다. 글라스 에폭시 기판은 검사 대상물의 5배 정도인 8 내지 20 ppm/℃ 정도의 선팽창 계수를 갖고 있다. 그리고, 절연 기판(1)은 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 그로 인해 절연 기판의 두께는 50 내지 300 μ 정도이다. 프로브부(2)는 도면 중 도1의 피치로 형성된다. 프로브부(2)는 지면과 수직인 방향으로 연장되는 선형의 통전 회로인 것이 일반적이다. 본원 발명의 적용 대상이 되는 피치(1)는 100 μ 이하, 바람직하게는 75 μ 이하이다. 그리고, 프로브부(2)는 도전성을 갖는 것이 필요하며, 금, 백금, 구리, 니켈, 알루미늄 등의 도전성 및 내식성이 양호한 금속 및 이들의 합금으로 구성되는 것이 바람직하다. 도1에서는 도전성 프로브부(2)는 이들의 금속이 복수층 겹친 구조로 되어 있으며, 제1층(3)으로서는 예를 들어 구리를이용하고, 제2층(5)으로서는 예를 들어 니켈 알루미늄 합금을 이용하고 있다. 이와 같이, 복수층으로 하면 제1층(3)에 의해 프로브부(2)의 도전성을 담보하고, 제2층(5)에서 프로브부(5)의 내마모성, 내식성 등을 담보할 수 있다. 또한, 프로브부의 높이(h)에 특별한 제약은 없지만, 일반적으로는 20 ㎛ 이하가 제조 과정상 적절하다.

본원 발명의 면형 프로버(10)에 의해 검사 대상물(20)을 검사하는 경우의 배치를 도2에 도시한다. 면형 프로버(10)는 도2에 도시한 바와 같이 빗살형으로 형성되어 있으며, 각각 빗살의 이가 검사 대상물 상 하나의 TAB에 압접된다. 각각 빗살의 이 이면에는 검사 대상물(20) 상에 설치된 패드와 접촉하는 프로브부(도시 생략)가 설치되어 있다. 프로브부는 통상, 하나의 빗살의 이에 대해 100 내지 500 정도의 수로 설치된다.

본원 발명에 관계되는 면형 프로버(10)는 프린트 기판과 같은 방법으로 제조할 수 있다. 즉, 절연 기판(1)을 준비하고, 검사 대상물 상의 패드와 같은 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 절연 기판(1) 상에 형성된 포토 레지스트를 노광, 현상하고, 그 후 도전성 프로브부를 형성하도록 무전해 도금, 전해 도금, 증착, CVD 등의 습식, 건식 중 어느 하나의 방법으로 금속 부분을 절연 기판(1) 상에 형성한다. 프로브부(2)가 형성된 절연 기판(1)은 최종적으로는 금형 등에 의한 프레스, 또는 커터에 의해 그 측면이 커트된다.

본원 발명에 관계되는 면형 프로버(10)의 피치 치수 정밀도는 특히 정밀할 것을 요한다. 절연 기판은 일반적으로는 글라스 섬유가 혼재된 유기 수지 기판이지만, 온도, 습도의 영향을 받기 쉽다. 그래서, 온도, 습도를 일정하게 한 환경에서 이상의 과정을 수행하는 것이 바람직하다.

본원 발명에 관계되는 면형 프로버(10)에 사용되는 절연 기판(1)은 전형적으로는 글라스 에폭시 기판이다. 글라스 에폭시 기판은 액정 표시 장치의 검사에 있어서의 검사 대상물의 재질인 글라스 선팽창 계수(4 ppm/℃)와 비교적 가깝다. 본원 발명에 사용되는 글라스 에폭시 기판의 단독 선팽창 계수는 대략 8 내지 20 ppm/℃이다. 그리고, 절연 기판(1) 상에 프로브부(2)를 형성하면, 선팽창 계수는 감소하는 것이 통상이다. 면형 프로버(10)(절연 기판(1)에 프로브부(2)를 형성한 것)의 선팽창 계수는 대략 4 내지 8 ppm/℃가 된다. 이와 같은 범위로 선팽창 계수를 제어함으로써, 후술하는 바와 같이 검사 공정에 있어서 치수의 보정을 용이하게 행하는 것이 가능해진다. 선팽창 계수가 지나치게 검사 대상물과 다른 절연 기판은 본원 발명의 대상에서 제외된다. 예를 들어, 폴리이미드는 미세 가공성이 좋고, 협소 피치로 금속 프로브부를 형성하는 것이 가능하지만, 40 ppm/℃의 선팽창 계수를 지니고 있으므로 본원 발명에 관한 절연 기판으로서는 적절하지 않다. 왜냐하면, 이와 같은 큰 선팽창 계수를 갖는 절연 기판을 면형 프로버로서 사용하면, 약간의 온도차만 있어도 프로브부(2)끼리의 피치가 커져 변동하고, 측정시의 온도 제어나 위치 맞춤이 극히 곤란해진다. 이 점에 비추어보면, 본원 발명에 관계되는 절연 기판(1)의 단독 선팽창 계수는 검사 대상물(20)의 선팽창 계수의 5배 이내, 바람직하게는 3배 이내인 것이 좋다. 이와 같은 선팽창 계수를 갖는 절연 기판을 이용하여 면형 프로버(10)를 얻으면, 검사 대상물의 대략 3배 이내의 선팽창 계수를 갖는 면형 프로버를 형성할 수 있어 본원 발명의 목적에 맞는다.

그리고, 흡습에 의한 팽창 때문에, 흡습시와 건조시와의 치수가 크게 다른 재료도 본원 발명에 관계되는 절연 기판으로서는 적합하지 않다. 이와 같은 재료를 사용하면, 어떠한 습도에서 면형 프로버를 제작했는지에 따라서 완성 치수 정밀도가 크게 변화되기 때문이다. 그리고, 흡습 특성이 양호한 재료를 사용했다고 해도, 습도에 의해 치수가 다른 것은 피할 수 없다. 따라서, 습도를 일정하게 제어하여 제조 과정을 행할 필요가 있다.

또한, 후술하는 바와 같이 본원 발명에 관계되는 면형 프로버는 검사 대상물과의 전기적 접속을 얻기 위해 압접될 때 휘는 것이 양호한 전기적 접속을 달성하는 조건이다. 따라서, 면형 프로버에 이용되는 절연 기판은 가요성을 갖는 것이 바람직하다.

이상의 것을 정리하면, 본원 발명에 사용되는 면형 프로버(10)를 구성하는 절연 기판(1)의 재질로서는

(1) 선팽창 계수가 검사 대상물의 5배 이내인 것,

(2) 습도에 대한 형상 변화가 작은 것,

(3) 압력 변형이 작고, 소성율이 큰 소재인 것,

(4) 안정된 조건 하에서 제조 과정을 구축할 수 있는 것,

(5) 가요성을 갖는 재료인 것

등이 요구 특성이 된다.

본원 발명은 이와 같은 면형 프로버(10)를 이용하여 검사를 행할 때 검사 단계도 포함한다. 도4를 참조하여 검사 단계는 면형 프로버(10)를 검사 대상물(20)의 패드(22) 피치와 위치 맞춤하는 단계와, 면형 프로버(10)의 프로브부(2)를 검사 대상물(2)의 패드에 압박하는 압접 단계로 나눌 수 있다.

면형 프로버(10)를 검사 대상물의 패드(22) 피치와 위치 맞춤하는 단계는 양자의 x, y 좌표를 맞추는 제1 단계와, 제1 단계 이 후에 양자의 피치 차이를 보정하는 제2 단계로 이루어진다. 제1 단계는 당업자에게는 이미 알려져 있다. 제2 단계는 면형 프로버 전체를 균일하게 가열함으로써 행한다. 일반적으로는 면형 프로버(10)의 선팽창 계수가 검사 대상물의 선팽창 계수보다도 크므로, 면형 프로버(10)의 프로브부(2)의 피치(1)를 검사 대상물의 패드 피치(1)보다도 약간 작게 해 두고, 검사시에 면형 프로버만을 가열함으로써 피치의 차(△1 = 1' - 1)를 보정한다. 가열 온도를 임의로 설정할 수 있도록 하면, 피치의 차가 검사 대상물의 로트에 따라 다르더라도 위치 맞춤이 완전한 상태를 만들어 내는 것이 가능하다. 또한, 본원 발명의 본질적인 특징은 면형 프로버(10)와 검사 대상물의 패드(22)와의 피치 차를 가열에 의한 열팽창의 차에 의해 보정하는 점에 있다. 따라서, 검사 대상물만을 가열해도 되며, 양자를 일괄하여 양자의 열팽창 계수의 차이를 이용하여 보정하는 것도 가능하다. 그러나, 검사 대상물은 가열에 의해 품질 저하를 발생하거나, 지나치게 커서 균일한 가열에 적합하지 않다. 따라서, 면형 프로버(10)만을 가열하는 것이 가장 현실적이다.

보다 상세하게 서술하면, 보정해야 할 피치량(△X)은 환경 온도 습도에 따른 오차, 압력 변형에 따른 오차, 제작 정밀도에 따른 오차가 누적되어 있다. 그러나, 미리 검사 대상물보다도 선팽창 계수가 큰 재질의 기판 상에 형성된 면형 프로버를 이용하여 이들 누적 오차를 측정시에 가열함으로써 보상하는 것이 가능하다.

위치 맞춤 단계에 대해서 도3을 이용하여 상세하게 서술한다. 인식축은 도3에 도시한 바와 같이 (Y1, Y2), (X1, X2)이다. 여기에서, 검사 대상물의 인식 마크 중심은 실제는 면형 프로버의 인식 마크와 마찬가지로 오프셋일 것이지만, 간단하게 하기 위해 (X, Y)축 모두 인식축과 동일한 것으로 한다. 또한, 도면 중 파선에 의한 둥근 마크는 θ 보정 전의 면형 프로버 인식 마크 위치이다. 이하의 설명에 있어서, 면형 프로버의 프로브부의 피치, 검사 대상물의 패드 피치를 각각 1, 1'라 한다.

우선, 위치 맞춤중, 제1 단계는 검사 대상물의 인식 마크(십자형으로 표시)와 면형 프로버의 인식 마크(원으로 표시)의 x, y좌표를 맞추는 단계이다. 실제로는 검사 대상물의 인식 마크 사이의 중심 위치와 면형 프로버의 인식 마크 사이의 중심위치를 일치시킨다. 그 후, 피치의 차 △1 = 1' - 1을 보정하기 위해, 면형 프로버를 가열한 후 온도를 구한다.

면형 프로버의 보정에 필요한 테이타는 X축 방향의 오차량{(X2 - X'2) - (X1 - X'1)}과, 프로브부의 피치 1 = (X'2 - X'1)이다. 면형 프로버의 센터 차이량의 보정은 {(X2 - X'2) - (X1 - X'1)}/2로 구하여진다.

1 ≠ 1'의 경우, 면형 프로버를 가열함으로써 피치의 차이를 보상한다. 특히, △1 = 1' - 1이, 그 피치에 비교하여 충분히 작은 경우는 문제가 되지 않지만, 그렇지 않은 경우는 접속을 취하는 것이 곤란하게 될 뿐만 아니라, 인접하는 전극과 쇼트할 가능성도 생긴다. 따라서, 이 경우는 본원 발명에 따라, 반드시 보상을 행할 필요가 있다.

이것을 검출하기 위해서는 여기에서의 인식 데이터에 의한 수치상의 판단 뿐만 아니라, 이어서 서술하는 전기적 검출도 아울러 행함으로써 사전에 검지하여 보정을 행한다. 이미 서술한 바와 같이 면형 프로버는 면형의 히터 상에 실장되어 있다. 히터의 온도(T)일 때의, 면형 프로버의 신장량을 △X라 하면,

△X = △1 - 1' - 1 …면형 프로버에 필요한 보정량,

으로 함으로써, 보정이 가능해진다.

여기서 : Δτ… 기판 재료가 갖는 온도 특성에 의한 X방향의 열왜곡(/℃)

s … 면형 프로버의 X방향의 길이(m)

k … 보정 온도에 의한 계산치와 실제의 신장 비율

이라 하면, 온도 보정량(T)은 근사적으로:

T ≒ k·△X/(△τ·s)

로 구할 수 있다. k의 값은 검사 대상물이 전극에 접했을 때의 방열에 의한 수납과 압력에 의한 신장의 요소가 관계하기 때문에, 면형 프로버의 로트에 의해 따로 따로 설정할 필요가 있다. 이것을 품종·로트 데이터로서 등록해 두면 좋다. k의 값은 통상 0.8 내지 1.5 정도이다.

온도 보정량(T)의 상한(Tmax)은 히터의 능력외에, 절연 기판의 재질등에 의해 제약된다. 통상, 절연 기판의 내열성은 130℃ 정도이다. 따라서, 이 정도의 온도로 가열하는 것은 허용된다. 그러나, 가열온도는 바람직하게는 100℃ 이내이다. 면형 프로버만을 가열하여 검사 대상물과의 온도차가 너무 크게 되면, 면형 프로버와 검사 대상물을 접촉한 순간에 급격한 온도의 저하가 생기고, 위치 맞춤이 곤란하게 되기 때문이다. 따라서, 필요한 보정량(ΔX)는 상기식에서 비교해 Tmax 이내로 보정할 수 있을 정도로 할 필요가 있다.

도4를 이용하여 압접의 기구를 설명한다. 도4는 면형 프로버·프로브부의 길이방향의 단면에서 본 도면이다. 면형 프로버(10)의 프로브부(2)를 검사 대상물(20)의 패드에 압접시키는 압접 단계는 면형 프로버 상을 압접하는 기구로 행한다. 압접 단계가 불충분하면 검사 대상물의 패드와 면형 프로버의 프로브부와의 사이에 양호한 전기적 접속을 얻을 수 없다. 특히, 검사 대상물의 패드가 알루미늄으로 구성되어 있는 경우는 그 표면의 산화막과 비활성화(passivation) 막에 의해 전기적 접속이 저해되기 쉽다. 이와 같은 금속의 표면도 미세하게 보면, 서브미크론 단위의 미세한 요철로 구성되어 있고, 그 배열·형상의 규칙성은 면형 프로버(10)의 프로브부(2)와 검사 대상물(20)의 패드와의 접촉면에 있어서, 매우 높은 엔트로피를 갖는다. 이에 반해, 전기적 접속의 장해로 되는 검사 대상물의 패드 표면의 산화막은 수백 옹스트롬의 단위이고, 면형 프로버에 소정의 압력을 가함과 동시에, 접촉면을 구부림으로써 전단력을 이용하면 전기적인 접속을 달성하는 것이 가능하다.

검사 대상물은 유리 패널(20)이고, 이 위에 도전성 패드(22)가 형성되어 있다. 패드(22)는 실제로는 알루미늄 전극이다. 본원 발명의 대상이 되는 면형 프로버(10)는 절연층(1)과 프로브부(2)로 구성되어 있고, 프로브부(2)는 패드(22)와대향하는 모양으로 위치맞춤된다. 프로브부(2)와 패드(22)의 계면(16)에는 그 바로 위에 설치된 압접을 위한 기구인 압접 시일(12)에 의해 압력이 부여된다. 압접시일(12)의 사용에 의해 면형 프로버(10)의 절연 기판(1)은 휨을 받고, 그 휨은 프로브부(2)에도 전달된다. 그 결과, 계면(16)에는 전단력이 생기고, 프로브부(2)는 마치 패드(22)의 표면을 문지르는 작용를 나타낸다. 이 전단작용에 의해 프로브부(2)는 패드(22) 상의 산화막을 파괴하여 양호한 전기적 접속을 달성한다.

또한 압접 시일(12)과 면형 프로버(10)의 절연 기판(1)과의 사이에 압력 완충재(14)를 개재시킬 수 있다. 압력 완충재(14)는 면형 프로버(10) 및 검사 대상물(20)에 관한 패드(22) 표면의 요철을 흡수함으로써, 균일한 접촉을 실현한다.

본원 발명에 관한 면형 프로버를 이용하여 검사를 행하기 위한 장치의 개념도를 도5에 도시한다. 검사장치(9)는 검사 스테이지와 제어 사령부를 포함하는 검사 유닛(100)과 검사 대상물을 반입하기 위한 반입 유닛(300)과 검사가 종료된 검사 대상물이 일시적으로 격납되는 반출 유닛(200)으로 구성된다. 검사 유닛(100)은 실제로 검사 대상물이 설치되고, 면형 프로버를 이용하여 검사가 실행되는 검사 스테이지부(110) 외에, 조작자를 위한 표시부(120)와 조작자가 지령을 전달하는 수단인 사령부(130)로 된다. 도5에서는 더욱 부가적인 지령을 행하기 위한 키 패드부(140)를 구비한다.

검사 대상물의 흐름을 a 내지 i의 화살표로 설명한다. 우선, 검사 대상물은 반입 유닛(300)의 반입부(310)에 설치된다. 반입부(310)에는 필요에 따라 반입창(320)을 설치해도 좋다. 이어서, 검사 대상물은 화살표(a, b, c, d)에 따라, 반입 유닛의 반송부(330), 반출 유닛의 반송부(230)를 통해, 검사 유닛(100)으로 운반된다. 검사 유닛(100)으로 운반된 검사 대상물은 화살표(e)에 따라, 검사 스테이지(110)에 설치된다. 검사 스테이지(110)에서는 후술하는 바와 같이, 위치 맞춤 단계와 압접 단계에 의해 면형 프로버를 사용한 검사 대상물의 검사 공정이 실행된다. 검사는 조작자가 사령부(130)에서 소정의 입력을 행함으로써 실행할 수도 있고, 또한 자동적으로 실행하는 것도 가능하다. 그리고, 검사 결과는 표시부(120)에 표시된다. 검사가 종료한 후에, 검사 대상물은 화살표(f)에 의해 검사 스테이지(110)에서 취출되고, 화살표(g, h, i)에 따라 반출 유닛(200)의 반송부(230)를 통해 반출 스토커(210)에 일시적으로 격납된다. 한편, 반출 스토커(210)에는 적당히, 불량품과의 선별을 행하기 위한 다른 불량품용의 반출 스토커(215)를 설치해도 좋다. 또한, 반출 스토커(210)에는 반출창(220)을 설치할 수 있다.

도6에 본 실시예의 요부인 검사 스테이지(110)의 개념도를 도시한다. 검사 스테이지는 가대(501) 상에 설치된 셀 스테이지(510)와, 셀 스테이지(510)에 인접하여 가대(501) 상이 설치된 프로버 스테이지(520)와, 검사 대상물상의 패드와 면형 프로버의 프로브부를 압접하는 기구를 탑재하는 압접 스테이지(530)로 구성된다. 도6에 도시한 바와 같이, 프로버 스테이지(520)와 압접 스테이지(530)는 셀 스테이지(510)의 양측에 대칭으로 설치된다. 검사 대상물은 화살표 경로로 셀 스테이지(510) 상에 설치되고, 검사 종료 후에 제거된다. 셀 스테이지(510) 상에 검사 대상물(도시하지 않음)이 설치되면, 프로브 스테이지(520)가 y방향(지면의 좌우방향) 및 z방향(지면의 상하방향)으로 움직임으로써, 위치 맞춤 단계가 개시된다. 한편, 셀 스테이지(510) 자체는 z방향으로는 움직이지 않고, x방향(지면에 수직 방향)과 y방향으로만 이동할 수 있다. 위치 맞춤 단계가 종료하면, 압접 스테이지(530)가 z방향으로 이동하여, 검사 대상물상의 패드와 면형 프로버의 프로브부를 압접하는 압접 단계으로 이행한다. 이들 일련의 단계에 의해 검사가 실행된다.

도7에 검사 대상물(20)이 반송 기구(540)에 의해 셀 스테이지(510) 상에 탑재될 때의 개략도를 도시한다. 반송 기구(540)는 검사 대상물(20)을 반입부(310)에서 이동하여 셀 스테이지(510)상에 설치한다. 도7에서는 반송 기구(540)는 검사 대상물(20)을 흡착함으로써 반송을 행하고 있지만, 본원 발명은 이 양태에 한정되는 것은 아니다. 또, 도7에서는 셀 스테이지(510)의 양옆에 정렬기(550)가 설치되어 있고, 셀 스테이지(510)상에 검사 대상물(20)이 적확하게 설치되는 것을 돕는다. 정렬기(550)는 y방향으로 이동함으로써, 셀 스테이지(510)상에 임시로 놓여진 검사 대상물(20)을 양측으로부터 고정한다. 이에 의해, 검사 대상물은 y방향으로는 적당한 위치에 설치되게 된다.

도8에 셀 스테이지(510)와 프로버 스테이지(520)의 위치 맞춤 단계 종료 후, 압접 단계 개시전의 위치 관계(도7 원 중의 각 대부분)를 도시하고 있다. 도7을 참조하면, 검사 대상물(20)이 셀 스테이지(510)상의 적절한 위치에 설치되면 프로버 스테이지(520)는 y방향으로 이동하여 위치 맞춤 단계가 개시된다. 프로버 스테이지(520)에는 면형 프로버(10)가 고정되어 있으며, 면형 프로버(10)의 프로브부(도8에서는 도시하지 않음)는 검사 대상물의 패드(도8에서는 도시하지 않음)와 위치 맞춤된다. 위치 맞춤이 완료되면 다음에 압접 단계으로 이행한다. 압접 단계는 압접 스테이지(도8에서는 도시하지 않음)에 설치된 압접 공구(12)가 z방향으로 이동하여 면형 프로버(10)에 압력을 가하는 것에 의한다. 이 압력에 의해 계면(16)에서 압축력 및 전단력이 생기고, 면형 프로버(10)의 프로브부와 검사 대상물의 패드가 전기적으로 접속된다.

또, 위치 맞춤 단계일 때에는 면형 프로버의 프로브부 피치(1)와 검사 대상물의 패드 피치(1')의 차를 양자의 선팽창 계수의 차이로 보상하기 위해서 면형 프로버 전체를 가열한다. 이를 위해, 프로버 스테이지(520)에는 가열 유닛이 설치되어 있다. 프로버 스테이지(520)의 개략을 도9에 도시하고 있다. 도9a는 프로버 유닛을 셀 스테이지측에서 본 도면이며, 도9b는 도9a와 수직인 단면도이다. 양 도면을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 면형 프로버(10)는 스페이서(524)를 거쳐서 나사(522)로 고정되어 있다. 면형 프로버(10)의 하부에는 면형의 히터(528)가 있고, 적당한 플레이트(526)를 거쳐 열이 균일하게 전달된다. 또, 이들 기구는 x, y, z 스테이지(529)에 의해 지지되어 있다.

본 발명에 의하면 70㎛ 이하의 극세 피치에 대응 가능하면서 검사 대상물과의 접속 신뢰성도 양호한 면형 프로버를 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면 이와 같은 면형 프로버를 이용하여 보다 효율적이면서 신뢰성 높은 검사 공정을 실현하기 위한 방법 및 그를 실현하기 위한 장치를 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면 면형 프로버의 프로브부 피치와 검사 대상물의 패드 피치의 차이를 면형 프로버의 가열로 보정하고 있기 때문에, 안정되면서 치밀한 보정이 가능하며, 긴 부재로 일괄하여 검사 가능한 면형 프로버를 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 복수의 도전성 패드를 구비한 검사 대상물에 복수의 전기적인 접속을 제공하고 유지하기 위한 방법에 있어서,

   상기 검사 대상물을 가대 상에 고정하는 단계와,

   상기 검사 대상물의 선팽창 계수의 5배 이하의 선팽창 계수를 갖는 절연 기판, 및 상기 절연 기판에 부착되어져 있으며 상기 도전성 패드의 피치와 대략 동일하거나 약간 작은 피치를 갖는 복수개의 도전성 프로브를 갖는 프로버 장치를 상기 검사 대상물에 근접하여 제공하는 단계와,

   상기 도전성 프로브의 피치와 상기 도전성 패드의 피치 차를 검출하는 단계와,

   상기 피치 차를 감소시켜 소정의 복수개의 상기 프로브와 이에 대응하는 상기 패드 사이에 전기적인 접속을 제공하도록 상기 프로버 장치가 가열되어질 온도(T)를 측정하는 단계와,

   상기 도전성 프로브와 상기 도전성 패드의 피치 차를 보상하기 위해 상기 프로버 장치를 상기 온도(T)로 가열하는 단계와,

   전기 접속을 이루기 위해 상기 도전성 프로브와 상기 도전성 패드 사이의 계면에 압력을 인가하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 압력 인가 단계는 상기 계면에 전단력을 인가하는 방법.