KR100814093B1 - 테스터의 결함 검사 장치 및 그 검사 방법 - Google Patents
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Abstract
개시된 테스터의 결함 검사 장치는 테스터에 마련된 탐촉 핀과의 사이에 전계가 형성되어 액정 분자들이 구동하는 디텍터와, 이 디텍터에 빛을 조사하는 광원과, 디텍터로부터 획득한 영상을 전기적 신호로 변환하는 카메라 및 전기적 신호를 화상 처리화하여 그 결과를 판독하는 영상 처리부를 포함한다. 이와 같은 구조의 테스터의 결함 검사 장치는 전기적 방법에 의하여 테스터에 마련된 다수의 탐촉 핀을 동시에 모두 검사할 수 있으므로, 검사 시간을 단축시킬 수 있고, 모든 탐촉 핀에 대하여 동일한 조건에서 검사를 수행할 수 있다.
테스터, 디텍터
Description
본 발명은 테스트 장비의 결함 검사 장치및 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 패키지(semiconductor package)나 LCD 패널(liquid crystal display pannel) 등을 검사하는데 사용되는 테스터의 결함을 검사하는 장치 및 결함 검사 방법에 관한 것이다.
LCD 패널 및 반도체 장치의 제조 공정 중 또는 제조가 완료된 후, 초기 불량이나 잠재적 불량 검사하기 위하여 여러가지 테스트를 실시한다. 예컨대, LCD 패널 또는 반도체 장치에 신호를 인가하여 동작을 검사하거나 제품에 열적 스트레스(thermal stress) 또는 전기적 스트레스를 가하여 신뢰성을 검사할 수 있다. 테스터에는 피검사 장치에 신호를 인가하기 위한 많은 탐촉 핀들이 부착되어 있다. 상기 탐촉 핀들은 소켓 형태나 프로브 형태를 가질 수 있다.
상기 테스터의 탐촉 핀들은 피검사 장치의 구조에 따라 다양한 구조 및 배열 형태를 가질 수 있다. 그러나, 제조과정의 불량이나 사용 중의 불량으로 인하여 상기 탐촉 핀들의 위치나 형태가 원하는 것과 달라질 수 있으며, 검사결과의 신뢰성 을 위하여 상기 테스터의 탐촉 핀들의 정상 여부를 확인하는 것이 선행되어야 한다.
정상적인 테스터와, 그 결함 유형의 예는 다음과 같다.
도 1a 및 도 1b는 소켓 형태의 탐촉 핀을 갖는 테스터 및 테스터에 제품이 삽입된 모습을 나타낸 도면이다.
예컨대, BGA(Ball Grid Array) 번인 테스트 소켓은 BGA패키지의 솔더볼 배열에 대응되는 접속 핀들을 가질 수 있다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 테스터(10)는 베이스(base;11)와 베이스(11) 상에 마련된 다수의 탐촉 핀(12)을 포함한다.
베이스(11)는 탐촉 핀(12)들과 전기적으로 연결될 수 있다. 탐촉 핀(12)들의 배열은 피검사체인 반도체 패키지(20)의 솔더 볼(solder ball;21)의 배열에 대응되도록 설계될 수 있다. 탐촉 핀(12)은 반도체 패키지(20)의 솔더 볼(21)이 삽입되는 유격을 가질 수 있다. 구체적으로, 탐촉 핀(12)은 간격을 두고 배치된 제1 서브 핀(sub pin;12a) 및 제2 서브 핀(12b)으로 이루어질 수 있다.
테스트가 실시될 때, 반도체 패키지(20)의 솔더 볼(21)들은 탐촉 핀(12)들과 정상적으로 접촉 및 고정되어야 한다. 테스터(10)에 높이 또는 유격이 비정상적인 탐촉 핀(12)이 포함된 경우, 탐촉 핀(12)과 솔더 볼(21)의 접촉 불량이 발생할 수 있다.
예컨대, 탐촉 핀들(12)의 비정상적인 유형으로는 상기 탐촉 핀들(12)의 위치가 반도체 패키지(20)의 솔더 볼 위치에 대응되지 않거나, 상기 탐촉 핀들(12) 중 어느 하나가 꺾이거나 높이가 높은 경우를 예로 들 수 있다.
도 2a는 비정상적인 높이를 가진 탐촉 핀이 포함된 테스터를 나타낸 도면이다.
도 2a를 참조하면, 제1서브 핀(12a)과 제2서브 핀(12b)의 높이가 다른 경우로, 솔더 볼(21)이 높은 서브 핀(12a)으로 인해 낮은 서브 핀(12b)과 접촉되지 않을 수 있다.
도 2b는 비정상적인 유격을 가진 탐촉 핀이 포함된 테스터를 나타낸 도면이다.
도 2b를 참조하면, 제1서브 핀(12a)과 제2서브 핀(12b)의 간격이 비정상적인 경우, 솔더 볼(21)이 제1 서브 핀(12a) 및 제2 서브 핀(12b) 중 어느 하나에 적절히 접촉되지 않거나, 이들 사이에 고정되지 않을 수 있다.
결함이 있는 테스터에 제품이 장착될 경우, 양품의 제품이 불량품으로 검출될 가능성이 있으므로 테스터의 결함을 제거할 필요성이 있다.
이러한 테스터 자체의 결함을 제거하기 위하여 종래에는 카메라를 이용한 비전(vision) 검사가 이용되었다. 비전 검사는 테스터를 구성하는 탐촉 핀과 탐촉 핀 사이의 거리 및 높이를 검사자가 실측한 후, 그 결과를 바탕으로 각각의 탐촉 핀 사이의 거리 및 높이를 비교하여 차이가 나는 탐촉 핀이나 부분을 찾아내는 방식이다.
이러한 방법에 의한 테스터의 결함 검사에 따르면, 1개의 탐촉 핀을 검사하는데 소요되는 시간이 길어질 뿐만 아니라, 검사자의 숙련도 및 주관에 의존하여 반복 재현성이 떨어지고 많은 오류가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 테스터의 결함 검사 시간을 단축시키고, 반복 재현성을 향상시킬 수 있는 개선된 테스터의 결함 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 테스터와의 사이에 전계가 형성되며, 이 전계에 의해 구동하는 디텍터(detector)와, 전계가 형성된 디텍터에 빛을 조사하는 광원과, 구동된 디텍터로부터 출사된 빛에 의해 획득한 영상을 전기적 신호로 변환하는 카메라를 포함한다.
이와 같은 구조의 테스터의 결함 검사 장치에 의하면, 전기적 방법에 의하여 다수의 탐촉 핀이 구비된 테스터의 결함 검사를 단순화시킬 수 있으므로, 검사 시간을 줄일 수 있고, 반복 재현성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 전기적 방법에 의하여 테스터에 마련된 다수의 탐촉 핀을 동시에 모두 검사할 수 있으므로, 검사 시간을 단축시킬 수 있고, 모든 탐촉 핀들에 대하여 동일한 조건에서 검사를 수행할 수 있으므로, 반복 재현성이 우수한 효과를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설 명하기로 한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 테스터의 결함 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 테스터의 결함 검사 장치(100)는 디텍터(110)와, 직류 전원(120) 및 카메라(130)를 포함한다.
테스터(200)는 베이스(210)와 베이스(210) 상에 배치되어 테스트되는 제품과 전기적으로 접속되는 복수의 탐촉 핀(220)을 구비한다
디텍터(110)는 액정층(112)과 투명 전극(113), 그리고 편광판(115)을 포함할 수 있다. 상기 액정층(112)은 상부 기판(114)과 하부 기판(111) 사이에 개재될 수 있다. 상기 액정층(112)의 하부에 반사판이 더 형성되어 상기 편광판(115)을 통해 입사된 빛이 반사될 수 있다.
상기 액정층(112) 내의 액정분자들은 배향막(미도시)에 의해 상기 편광판(115)의 편광 방향에 대해 소정 각도로 배향되어 있다. 상기 액정분자의 배향 방향은 액정 분자의 종류에 따라 상기 편광판(115)의 편광 방향에 평행하거나 수직일 수 있다.
액정 분자들은 저전압으로 구동이 용이한 TN 모드(twisted nematic mode) 액정 분자로 이루어질 수 있고, 또한 STN 모드(super twisted nematic mode), IPS 모드(in-plane switching mode), VA 모드(vertical alignment mode), OCB 모드(optically compensated bend mode) 액정 분자 등으로도 이루어질 수 있다.
테스터(200)의 탐촉 핀을 검사할 때, 상기 투명 전극(113)과 상기 탐촉 핀에 직류 전원이 인가된다.
구체적으로, 2개의 전극으로 이루어진 직류 전원(120)은 투명 전극(113)에 제1 전극이 연결되고, 제2 전극이 테스터(200)의 탐촉 핀(220)들과 직접 연결될 수도 있고, 베이스(210)와 탐촉 핀(220)들이 전기적으로 연결되어 있다면, 베이스(210)와 연결될 수도 있다.
카메라(130)는 디텍터(110) 상부에 위치하며, 액정 구동에 의해 변화되는 디텍터(110)의 영상을 획득하고, 상기 획득된 영상 신호를 처리하여 전기적 신호로 변환할 수 있다.
테스터의 결함 검사 장치(100)에서 테스터(200)의 결함을 검사하는 원리는 액정표시장치의 동작과 유사하다.
본 발명의 디텍터(110)에서 투명 전극(113)은 액정표시장치의 공통 전극에 대응되고, 피검사 장치인 테스터의 탐촉 핀은 액정 표시장치의 화소전극에 대응될 수 있다.
직류 전원(120)에 의하여 투명 전극(113)과 탐촉 핀(220)들 또는 베이 스(210)에 바이어스 전압(bias voltage)을 인가하여, 탐촉 핀(220)들과 투명 전극(113) 사이에 전계가 형성되도록 한다.
전원이 상기 투명 전극(113)과 상기 탐촉 핀(220)에 인가될 때, 상기 투명전극(113)과 상기 탐촉 핀(220) 사이의 전계에 의해 액정층(112)의 액정 분자들이 재배열한다.
상기 투명 전극(113)과 상기 탐촉 핀(220) 사이의 전계의 세기가 상기 투명 전극(113)과 상기 탐촉 핀(220)의 거리에 반비례하고, 상기 디텍터(110)에 입사된 빛은 전계의 세기에 비례하여 상기 디텍터(110)의 밝기가 달라진다.
전계에 의해 구동된 액정 분자들에 빛을 조사하면, 조사된 빛은 액정 분자들의 배향에 따라 편광판(115)에 이르러 투과의 강도나 파장 등과 같은 특성의 차이가 생긴다.
예컨대, 액정분자가 상기 편광판(115)의 편광 방향에 대해 수직으로 배향되어 있을 때, 상기 전계 방향과 평행하게 상기 액정 분자가 회전하여 상기 탐촉 핀(220)에 대응되는 위치의 디텍터의 밝기가 밝게 표시될 수 있다. 상기 디텍터의 밝기는 전계의 세기에 비례할 수 있다.
편광판(115)을 투과한 빛은 카메라(130)에 의하여 획득되어 전기적 신호로 바뀌게 된다.
카메라(130)에 획득된 내용은 액정 분자들의 구동 차이에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 이를 서로 상대적으로 비교하여 테스터의 불량 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상기 디텍터(110)에서 탐촉 핀(220)에 대응되는 위치가 빛나거나 어두워지 기 때문에, 상기 탐촉 핀(220)의 위치를 측정할 수 있고, 투명 전극(113)과 탐촉 핀(220)의 거리에 따라 밝기가 달라지기 때문에, 비정상적인 탐촉 핀을 검출해 낼 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스터의 불량 검사 방법을 설명하기 위한 도면으로, 테스터의 결함 여부 판단을 위한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 본 시뮬레이션은 BGA(Ball Grid Array) 검사 장치의 소켓을 적용하였다.
시뮬레이션(simulation)은 디텍터(110)와 테스터(200)에 600~1000V의 바이어스 전압을 가했을 경우, 탐촉 핀의 거리에 대한 투과도의 관계를 나타낸 것이다.
도 4a는 Ⅰ-Ⅰ′에 따른 탐촉 핀의 높이에 차이가 나는 경우의 도면이다.
도 4a를 참조하면, 탐촉 핀(220)은 제1서브 핀(220a)과 제2서브 핀(220b)으로 이루어지며, 어느 하나의 높이가 다른 것보다 낮은 경우, 높이가 낮은 서브 핀(220b)의 상부에서 빛의 편광판 투과도가 낮게 나타남을 알 수 있다.
즉, 정상적인 높이의 서브 핀(220a)들은 일정한 빛 투과도(대략 0.25 a.u.)를 갖는데 반하여, 높이가 낮은 비정상적인 서브 핀(220b)의 경우에는 정상적인 높이의 서브 핀(220a)들보다 낮은 빛 투과도(대략 0.22 a.u.)를 갖는다.
정상적인 서브 핀(220a)의 투과도에서 2개의 봉우리와 1개의 골이 생기는 이유는 서브 핀(220a,220b)의 에지(edge) 부분에서의 전계 강도가 중심부보다 강하기 때문이다.
탐촉 핀(220)과 탐촉 핀(220) 사이에서의 투과도(대략 0.31 a.u.)가 상당히 높게 나타나는 이유는 서로 마주보는 에지에서의 전계 간섭이 일어나기 때문이다.
도 4b는 Ⅰ-Ⅰ′에 따른 제1서브 핀과 제2서브 핀 간의 간격 차이가 나는 경우의 도면이다.
도 4b를 참조하면, 탐촉 핀(220)들 중 제1서브 핀(220a)과 제2서브 핀(220b)의 간격(m)이 정상적인 탐촉 핀(220)에서의 간격(m')보다 더 좁게 벌어진 경우, 투과도 피크(peak) 사이의 간격에 차이가 생김을 알 수 있다.
즉, 정상적인 탐촉 핀(220)에서 나타나는 제1서브 핀(220a)과 제2서브 핀(220b) 사이의 빛 투과도 피크 거리(m')보다 비정상적으로 제1서브 핀(220a)과 제2서브 핀(220b)의 간격이 더 좁게 벌어진 탐촉 핀(221)에서 나타나는 투과도의 피크 사이의 간격(m)가 더 좁게 나타난다.
이는 동일 높이 또는 동일 간격의 서브 핀(220a,220b)들로 이루어진 탐촉 핀(220)과 다른 높이 또는 다른 간격의 서브 핀(220a,220b)들로 이루어진 탐촉 핀(220)에서의 액정 분자들이 느끼는 전계 강도에 차이가 나, 액정 분자들의 배향 구조가 다르기 나타나기 때문이다.
디텍터(110)를 이루는 상하부기판(111,114)이나, 액정층(112), 편광판(115) 등은 수 마이크로미터(㎛)의 두께를 가지므로, 외부 충격이나 환경에 따라 그 구조의 변형이 일어날 수 있다.
이를 방지하기 위하여 디텍터(110)는 유리 블럭(glass block; 미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 유리 블럭은 상기 디텍터(110)의 상부에 위치할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 테스터의 결함 검사 장치를 나타낸 도 면이다.
도 5를 참조하면, 테스터의 결함 검사 장치(100)는 디텍터(110)와, 직류 전원(120)과, 광원(140)과, 카메라(130)를 포함할 수 있다.
디텍터(110)는 상부 기판(114)과 하부 기판(111)을 포함한다.
상부 기판(114)과 하부 기판(111) 사이에 액정층(112)이 주입되어 있고, 상부 기판(114)과 액정층(112) 사이에는 투명 전극(114)이 개재되어 있다.
직류 전원(120)의 두 전극이 각각 디텍터(110)와 피검사체인 테스터(200)에 접속된다.
구체적으로, 직류 전원(120)의 제1 전극은 투명 전극(113)에 접속되고, 제2 전극은 접속 핀(220)들이나 베이스(210)에 접속될 수 있다.
디텍터(110)에는 상부 기판(114) 상부에 편광판(115)과, 하부 기판(111) 하부에 반사판(116)이 더 포함될 수 있다.
광원(140)으로부터 조사되는 빛은 편광판(115)을 투과하고, 액정층(112)을 거쳐 반사판(116)에서 반사되며, 반사된 빛은 다시 액정층(112)과 편광판(115)을 투과하여 카메라(130)로 입사될 수 있다.
구조적으로 이 검사 장치(100)는 디텍터(110)에 입사되는 빛과 디텍터(110)로부터 반사되는 빛의 경로를 분리하기 위해 광 분리기(150)를 사용할 수 있다.
광 분리기(150)는 입사광과 반사광 중 어느 하나는 전반사하고, 다른 하나는 투과하는 구조를 가질 수 있다.
본 발명에서 광 분리기(150)는 디텍터(110) 상부에 마련될 수 있다.
광 분리기(150)는 광원(140)으로부터 입사되는 빛을 디텍터(110)로 반사하고, 디텍터(110)에서 반사되는 빛을 카메라(130)로 투과한다.
디텍터(110)와 카메라(130) 사이에는 렌즈(160)가 더 마련될 수 있고, 카메라(130)는 전기적 신호를 화상 처리화하기 위해 더 마련될 수 있는 영상 처리부(170)에 연결될 수 있다.
영상 처리부(170)는 카메라(130)에서 획득한 디텍터(110)의 영상을 화상 처리기법에 의해 화상 처리화하여, 화상 처리된 내용을 자동 또는 수동에 의해 서로 상대적 비교를 통해 피검사체의 불량 유무를 판단한다.
비교는 화상 처리된 내용 상호간을 서로 비교하여 정상 유무를 판단할 수도 있고, 미리 설정된 정상값과 비교하여 정상 유무를 판단할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 테스터의 결함 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 테스터의 결함 검사 장치(100)는 디텍터(110)와, 직류 전원(120)과, 광원(140)과, 카메라(130)를 포함할 수 있다.
디텍터(110)는 상부 기판(114)과 하부 기판(111)을 포함한다.
상부 기판(114)과 하부 기판(111) 사이에 액정층(112)이 주입되어 있고, 상부 기판(114)과 액정층(112) 사이에는 투명 전극(113)이 개재되어 있다.
직류 전원(120)의 두 전극이 각각 디텍터(110)와 피검사체인 테스터(200)에 접속된다.
구체적으로, 직류 전원(120)의 제1 전극은 투명 전극(113)에 접속되고, 제2 전극은 접속 핀(220)들이나 베이스(210)에 접속될 수 있다.
디텍터(110)에는 상기 액정층(112)의 하부에 편광판(115)이 더 포함될 수 있다.
광원(140)은 디텍터(110) 하부에 마련되며, 광원(140)으로부터 조사되는 빛은 편광판(115) 및 액정층(112)을 투과하여 카메라(130)로 입사될 수 있다.
디텍터(110)와 카메라(130) 사이에는 렌즈(160)가 더 마련될 수 있고, 카메라(130)는 전기적 신호를 화상 처리화하기 위해 더 마련될 수 있는 영상 처리부(170)에 연결될 수 있다.
영상 처리부(170)는 카메라(130)에서 획득한 디텍터(110)의 영상을 화상 처리기법에 의해 화상 처리화하여, 화상 처리된 내용을 자동 또는 수동에 의해 서로 상대적 비교를 통해 피검사체의 불량 유무를 판단한다. 이와 같은 테스터의 결함 검사 장치에 의한 검사는 다수의 탐촉 핀을 전기적 방법에 의하여 한번에 할 수 있고, 반복 재현성이 우수하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스터의 결함 검사 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, 상기 테스터의 결함 검사 방법은 디텍터 배치 단계(S1)와, 전계 인가 단계(S2) 및 빛 조사 단계(S3)를 포함할 수 있다.
상기 디텍터 배치 단계(S1)는 투명 전극과, 편광판 및 액정층을 포함하는 디텍터를 복수의 탐촉 핀을 갖는 테스터 상부에 배치하는 단계이다.
상기 테스터에 마련된 복수의 탐촉 핀은 니들형(needle type), 블레이드 형(blade type), 필름형(film type), 하이브리드형(hybrid type), 포고형(fogo type), 멤스형(mems type)일 수 있다.
상기 니들형은 텅스텐(tungsten) 또는 레늄 텅스텐(rhenium tungsten) 와이어를 모재로 제작될 수 있다. 상기 블레이드형은 니켈(nickel) 또는 베릴륨(beryllium) 등을 모재로 제작될 수 있다. 상기 필름형은 폴리마이드(polymide) 필름에 동판 또는 기타 도전체를 올려 에칭 가공으로 제작될 수 있다. 상기 하이브리드형은 필름형에 반도체 공정 기술을 이용하여 도전성 매체를 주입하여 제작될 수 있다. 상기 포고형은 스프링 장력을 이용한 포고핀을 소재로 제작될 수 있다. 상기 멤스형은 멤스 공정 기술을 이용하여 제작될 수 있다.
상기 전계 인가 단계(S2)는 상기 디텍터의 투명 전극과 상기 테스터를 직류 전원으로 연결하여 상기 탐촉 핀들과 투명 전극 사이에 전계를 인가하는 단계이다.
상기 액정층의 액정 분자들은 상기 전계 인가에 의하여 소정 각도로 회전될 수 있는데, 상기 회전각은 탐촉 핀들의 상태에 따라 좌우될 수 있다.
상기 빛 조사 단계(S3)는 액정 분자들이 구동된 디텍터에 빛을 조사하여 상기 탐촉 핀들에 대응하는 위치를 상기 디텍터에 표시하는 단계이다.
상기와 같은 과정에 의하면, 상기 액정 분자들의 회전각을 따라 투과된 빛의 밝기 차이에 의해 상기 탐촉 핀들의 위치와, 탐촉 핀들 사이의 거리 및 탐촉 핀들의 팁(tip) 높이를 판단할 수 있고, 상기 디텍터에 표시된 부분의 형상으로부터 상기 탐촉 핀들의 왜곡을 검출할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 반도체 검사용 테스터의 결함 검사 방법을 나타낸 도면이 다. 도 8은 도 7의 테스터 중 반도체 검사용 프로브 카드(probe card)를 나타낸 도면이다. 도 9는 프로브 카드에 마련된 탐촉 핀들의 불량 패턴들을 나타낸 도면이다. 도 10은 탐촉 핀들의 결함 검사 결과를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 테스터는 반도체 검사용 프로브 카드(300)로서, 인쇄회로기판(310) 상에 복수의 탐촉 핀(320)이 서로 이격되어 대향 배치될 수 있다.
상기 복수의 탐촉 핀(320) 단부는 일측으로 절곡되어 피검사체인 반도체의 전극 패드(미도시)와 접촉될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 복수의 탐촉 핀(320)은 일정한 간격 및 높이로 상기 인쇄회로기판(310) 상에 마련되는데, 상기 프로브 카드(300)의 제조 공정 중 또는 빈번한 작업 중 탐촉 핀(320)들의 형태가 변경될 수 있다.
구체적으로, 일부 탐촉 핀(320)들 사이의 간격이 수평 방향으로 휘어져 정상적인 탐촉 핀(320)들의 간격보다 좁게 형성되거나(W2), 더 넓게 형성되는 불량이 발생할 수도 있고, 그 팁(tip)의 길이가 더 길거나(E2) 짧게(E3) 형성되는 불량이 발생할 수도 있다.
또한, 상기 탐촉 핀(320)들 중 일부는 상하 방향으로 휘어져 절곡된 부분이 상부로 들려질 수도 있고(E5), 하부로 내려 앉을 수도 있다(E6).
상기와 같은 불량 타입은 정상적인 상태로 제조된 프로브 카드(320)가 반도체의 전극 패드와의 접촉 시, 일부 탐촉 핀(320)이 휘어지거나 파손되어 발생할 수도 있고, 애초에 상기와 같은 불량이 존재하는 상태로 프로브 카드(300)가 제조되어 발생할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 상기 탐촉 핀(320)들은 정상 상태 및 불량 상태에 따라 결함 검사 장치의 화면(180)에 도트(dot) 형태로 영상화될 수 있다.
상기 탐촉 핀(320)들 중 불량의 탐촉 핀(320)들에서 나타나는 영상화 패턴은 거리 이상과 팁의 길이 이상 및 위치 이상 등일 수 있다.
상기 거리 이상은 탐촉 핀(320)들 사이의 거리가 정상적인 탐촉 핀들 사이의 거리(W1)보다 더 넓거나 좁은 상태(W2)를 나타낼 수 있다.
상기 탐촉 핀(320)들 사이의 거리가 더 넓은 경우, 영상화되는 도트 패턴들 사이의 거리는 정상 상태(W1)보다 더 넓게 나타날 수 있으며, 그 반대의 경우, 영상화되는 도트 패턴들 사이의 거리는 더 좁게(W2) 나타날 수 있다.
상기 팁의 길이 이상은 탐촉 핀(320)들이 정상적인 탐촉 핀(320;E1)들보다 그 길이가 길거나(E2) 짧은 상태(E3)를 나타낼 수 있다.
상기 탐촉 핀(320)들의 길이가 더 긴 경우(E2), 탐촉 핀(320)과 액정층 사이의 전계 강도가 증가하여 색깔이 더 진하고 둘레가 더 넓은 도트 패턴(E2)이 나타날 수 있으며, 그 반대의 경우(E3), 색깔이 흐미하고 둘레가 더 좁은 도트 패턴(E3)이 나타날 수 있다.
상기 위치 이상은 상기 탐촉 핀(320)들 중 절곡된 부분이 상부 방향으로 들리거나(E5), 하부로 내려 앉은 상태(E6) 등으로 나타낼 수 있다.
상기 탐촉 핀(320)들이 상부 방향으로 들린 경우(E5), 반도체의 전극 패드와의 접촉 면적이 작거나 약하여, 상기 길이 이상에서와 같이 영상화되는 도트 패턴(E5)의 색깔이 흐미하고 둘레가 좁게 표현될 수 있다.
상기 탐촉 핀(320)들이 하부로 내려 앉은 경우, 반도체의 전극 패드와 접촉이 이루어지지 않을 수 있어 영상화되는 도트 패턴의 형상이 나타나지 않을 수 있다.
도 11 내지 도 13은 표시 장치 검사용 테스터의 결함 검사 방법을 나타낸 도면이다. 도 11은 도 7의 테스터 중 표시 장치 검사용 프로브 유닛(probe unit)을 나타낸 도면이다. 도 12는 프로브 유닛에 마련된 탐촉 핀들의 불량 패턴들을 나타낸 도면이다. 도 13은 탐촉 핀들의 결함 검사 결과를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 표시 장치의 결함을 검사하기 위한 테스터는 프로브 유닛(400)으로서, 상기 프로브 유닛(400)은 프로브 블럭(probe block;410) 및 상기 프로브 블럭(410)에 결합된 복수의 탐촉 핀(420)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 탐촉 핀(420)은 니들 형태(M) 또는 블레이드 형태(N) 등일 수 있는데, 상기 블레이드 형태(N)의 경우, 일정한 간격으로 형성된 슬릿(slit;411)들 각각에 상기 탐촉 핀(420)들이 삽입될 수 있다.
상기 니들 형태(M)의 경우, 상기 탐촉 핀(420)들은 전극 패드(미도시)와의 접속 시 인접한 탐촉 핀(420)과의 쇼트(short) 등을 방지하기 위해 홀수번째 위치의 탐촉 핀(420)들과 짝수번째 위치의 탐촉 핀(420)들의 절곡 정도를 서로 상이하게 할 수 있다.
상기 탐촉 핀(420)들은 서로 일정한 간격 및 일정한 팁의 높이를 가진 정상 상태이어야 표시장치의 전극 패드들과 적절한 접속이 이루어질 수 있다.
도 12를 참조하면, (m)는 니들 형태의 탐촉 핀(420)들의 불량 패턴을 나타낸 것이고, (n)는 블레이드 형태의 탐촉 핀(420)들의 불량 패턴을 나타낸 것이다.
상기 니들 형태(m)의 탐촉 핀(420)들의 불량 패턴은 길이 이상과, 거리 이상 및 위치 이상 등으로 나타날 수 있다.
상기 길이 이상은 정상 상태(E7)의 탐촉 핀(420)들보다 길이가 길거나(E8), 짧은 경우(E9)일 수 있다.
상기 거리 이상은 일부 탐촉 핀(420)들이 수평 방향으로 휘어져 인접한 탐촉 핀(420)들과의 거리가 가까워지거나(W4), 길어지는 경우로 나타날 수 있다.
상기 위치 이상은 상기 탐촉 핀(420)들의 절곡된 부분이 상부 방향으로 휘어져 들려지거나(E12), 하부 방향으로 휘어져 내려 앉을 수도 있다(E11).
상기 블레이드형(n) 탐촉 핀(420)들의 경우, 불량 패턴으로 정상 상태(E13)보다 길이가 길거나(E14), 짧을 수 있고(E15), 전극 패드와 접촉하는 부분이 수평 방향으로 휘어져 정상 상태(W5)보다 인접한 탐촉 핀들과의 거리가 가깝게 형성될 수 있다(W6).
상기와 같은 탐촉 핀(420)들의 불량 패턴은 제조 공정 상에 또는 빈번한 표시 장치의 결함 검사 과정에의 접촉 시 발생할 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 탐촉 핀(420)들은 정상 상태 및 불량 상태에 따라 결함 검사 장치의 화면(180)에 도트 형태로 영상화될 수 있다. (m')은 탐촉 핀이 니들 형태인 경우이고, (n')는 탐촉 핀이 블레이드 형태인 경우이다.
양자 모두 일부 탐촉 핀(420)이 휘어져 인접한 탐촉 핀(420)과의 거리가 가까워진 경우(W4,W6), 정상 상태(W3,W5)보다 도트들 사이의 거리가 가깝게 표시될 수 있다.
일부 탐촉 핀(420)의 길이가 정상(E7,E13)보다 더 길게(E8,E14) 형성된 경우, 영상화되는 도트는 탐촉 핀(420)과 디텍터 사이의 전계 강도의 증가에 의하여 더 진하고 더 넓은 둘레를 가질 수 있다.
일부 탐촉 핀(420)의 길이가 정상(E7,E13)보다 더 짧게(E9,E15) 형성된 경우, 영상화되는 도트는 탐촉 핀(420)과 디텍터 사이의 전계 강도의 감소에 의하여 더 흐리고 더 좁은 둘레를 가질 수 있다.
일부 탐촉 핀(420)들 중 상부로 들려진 경우(E12), 길이가 짧게 형성된 탐촉 핀(420;E9)과 같이 영상화되는 도트 패턴은 흐리고 좁은 둘레를 가질 수 있다.
일부 탐촉 핀(420)들 중 하부로 내려 앉은 경우(E11), 전극 패드와의 접촉이 이루어지지 않아 도트 패턴이 영상화되지 않을 수 있다.
상기 탐촉 핀(320,420)들의 불량 패턴 및 영상화되는 도트 패턴은 일 예를 나타낸 것으로 상기에 서술한 바에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이 상기와 같은 테스터기 검사 장치 및 검사 방법에 의하면, 반도체나 표시장치의 결함 검사 전에 프로브 카드나 프로브 유닛과 같은 테스터의 결함 검사를 미리 수행할 수 있어, 반도체나 표시장치의 적절한 검사를 수행할 수 있다.
즉, 프로브 카드나 프로브 유닛의 탐촉 핀들에 있어서, 상기 탐촉 핀들 사이의 거리 이상이나 팁의 높이 이상 등을 검출할 수 있다.
도 1a는 테스터를 나타낸 도면.
도 1b는 도 1a의 테스터에 마련된 탐촉 핀에 반도체 패키지가 삽입된 모습을 나타낸 도면.
도 2a 내지 도 2b는 도 1a의 테스터에 마련된 불량의 탐촉 핀에 반도체 패키지가 삽입된 모습을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 테스터 결함 검사 장치를 나타낸 도면.
도 4a 및 도 4b는 테스터의 결함 여부 판단을 위한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 5는 테스터의 결함 검사 장치의 제1실시예를 나타낸 도면.
도 6은 테스터의 결함 검사 장치의 제2실시예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스터의 결함 검사 방법을 순차적으로 나타낸 순서도.
도 8은 도 7의 테스터 중 반도체 검사용 프로브 카드를 나타낸 도면.
도 9는 도 8의 프로브 카드에 마련된 탐촉 핀의 불량 패턴을 나타낸 도면.
도 10은 도 9의 탐촉 핀의 불량 패턴이 영상화된 모습을 나타낸 도면.
도 11은 도 7의 테스터 중 표시 장치 검사용 프로브 유닛을 나타낸 도면.
도 12는 도 11의 프로브 유닛에 마련된 탐촉 핀의 불량 패턴을 나타낸 도면.
도 13은 도 12의 탐촉 핀의 불량 패턴이 영상화된 모습을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100... 테스터의 결함 검사 장치 110... 디텍터
111... 하부 기판 112... 액정층
113... 투명 전극 114... 상부 기판
115... 편광판 116... 반사판
120... 직류 전원 130... 카메라
140... 광원 150... 광 분리기
160... 렌즈 170... 영상 처리부
200... 테스터 220... 탐촉 핀
Claims (15)
- 다수의 탐촉 핀을 갖는 테스터의 결함을 검사하는 장치로서,편광판 및 액정층을 포함하며, 상기 액정층에 형성되는 전계의 세기에 따라 투과도가 달라지는 디텍터;상기 액정층 상에 펼쳐진 상기 디텍터의 투명 전극;상기 디텍터의 영상을 획득하는 카메라;상기 디텍터에 제공되는 광원; 및상기 디텍터의 투명전극과 상기 테스터의 탐촉 핀들에 연결되어, 상기 액정층에 전계를 형성하는 직류 전원을 포함하는 테스터 결함 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 투명 전극과 상기 탐촉 핀들 사이의 전계에 의해 상기 탐촉 핀들에 대응되는 위치가 상기 디텍터에서 표시되는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 장치.
- 청구항 2에 있어서,상기 투명 전극과 상기 탐촉 핀의 거리에 따라 상기 디텍터의 표시된 부분의 밝기가 다른 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 장치.
- 청구항 2에 있어서,상기 디텍터의 표시된 형상을 이용하여 상기 탐촉 핀의 왜곡을 판단하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 액정층 하부에 형성된 반사판을 더 포함하되,상기 광원은 상기 편광판, 상기 액층층을 투과하여 상기 반사판에 반사되는 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 광원은 상기 액정층 하부에서 상기 액정층으로 입사되는 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 직류 전원은 상기 탐촉 핀들에 동일한 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 장치.
- 복수개의 탐촉 핀을 갖는 테스터 상부에, 투명전극과, 편광판 및 액정층을 포함하는 디텍터를 배치하는 단계;상기 탐촉 핀들과 상기 투명 전극 사이에 전계를 형성하여 상기 액정층 내의 액정 분자를 회전하는 단계; 및상기 디텍터를 투과하는 빛을 조사하여 상기 탐촉 핀들에 대응된 위치를 상기 디텍터에 표시하는 단계를 포함하는 테스터의 결함 검사 방법.
- 청구항 8에 있어서,상기 디텍터에서 상기 액정 분자의 회전각에 따른 밝기 차이를 이용하여 상기 탐촉 핀들의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 방법.
- 청구항 9에 있어서,상기 투명 전극과 상기 탐촉 핀들의 거리에 따른 상기 디텍터의 밝기 차이를 이용하여 상기 탐촉 핀의 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 방법.
- 청구항 8에 있어서,상기 디텍터에 표시된 부분의 형상으로부터 상기 탐촉 핀의 왜곡을 검출하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 방법.
- 청구항 8에 있어서,상기 탐촉 핀은 반도체 검사용 소켓 전극, 반도체 검사용 프로브 카드의 프로브 및 표시장치 검사용 프로브 유닛의 프로브 중 어느 하나이고,상기 탐촉 핀과 상기 투명 전극 사이의 전계에 의해 상기 디텍터에 표시되는 이미지를 이용하여 상기 탐촉 핀의 팁 위치를 검사하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 디텍터에 표시되는 이미지의 밝기를 이용하여 정상적인 팁의 높이와 팁의 높이가 다른 탐촉 핀을 검출하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 이미지의 형상을 이용하여 비정상적으로 휘어진 탐촉 핀을 검출하는 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 방법.
- 청구항 12에 있어서,상기 프로브는 니들형, 블레이드형 및 멤스(MEMS; Micro Electro Mechanical System)형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 테스터의 결함 검사 방법.
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