KR100833285B1 - 프로브카드 운반장치 - Google Patents

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KR100833285B1
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probe card
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lifting
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최수현
김맹권
진전호
최기욱
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세크론 주식회사
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Abstract

본 발명은 웨이퍼를 검사하는 프로빙 검사장치에 사용되는 프로브카드를 운반하는 장치에 관한 것으로서, 상기 프로브카드를 파지하고 파지된 상기 프로브카드의 하중을 감지하는 하중감지부가 구비되어 있는 프로브카드 그립부; 상기 프로브카드 그립부가 설치되어 있는 아암; 상기 아암이 자유회전 할 수 있도록 상기 아암과 연결되어 있는 승강축; 및 상기 프로브카드 그립부, 상기 아암, 상기 승강축 및 상기 프로브카드의 하중의 합과 동일한 힘으로 상기 승강축을 지지하는 하중지지부;를 포함하되, 파지된 상기 프로브카드의 하중에 비례하여 상기 하중지지부가 상기 승강축을 지지하는 힘이 가변된다.
본 발명의 프로브카드 운반장치에 의하면, 대직경 및 고중량의 프로브카드를 용이하고 안전하게 운반 또는 교체할 수 있고, 다양한 프로브카드를 수용하여 필요에 따른 프로브카드를 즉시 공급하여 교체할 수 있으며, 좁은 간격을 두고 위치한 프로브 스테이션에서도 용이하게 프로브카드를 교체할 수 있고, 프로브카드의 교체시간을 단축시킬 수 있다.
프로브카드, 프로빙 검사장치, 운반, 교체

Description

프로브카드 운반장치 {Carrying apparatus for probe card}
도 1은 본 발명의 프로브카드 운반장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 프로브카드 운반장치의 평면도이며,
도 3은 본 발명의 프로브카드 운반장치의 아암의 도 2에 도시된 A-A 단면도이고,
도 4는 본 발명의 프로브카드 운반장치의 프로브카드 그립부의 사시도이며,
도 5는 도 4에 도시된 A'-A' 단면도이고,
도 6은 도 2에 도시된 B-B 단면도이며,
도 7은 도 2에 도시된 C-C 단면도이고,
도 8은 본 발명의 프로브카드 운반장치의 사용상태도이다.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 프로브카드 그립부 110 : 하중감지부
111 : 공기유입구 112 : 공기통로
113 : 차단부재 114 : 공기유출구
120 : 피커부 130 : 회전부
140 : 완충부 200 : 아암
250 : 고정부 251 : 홈
252 : 걸이부 300 : 승강축
400 : 하중지지부 410 : 승강몸체
420 : 지지구동부 421 : 실린더
422 : 보조실린더 430 : 가이드부
431 : 가이드블럭 432 : 가이드레일
500 : 프로브카드 수용부 510 : 프로브카드 스테이지
520 : 슬라이딩부 521 : 가이드프레임
522 : 볼 리테이너 523 : 볼
PC : 프로브카드 SACC : 프로브카드 교체장치
본 발명은 웨이퍼를 검사하는 프로빙 검사장치에 사용되는 프로브카드를 운반하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대직경 및 고중량의 프로브카드를 용이하고 안전하게 운반 또는 교체할 수 있고, 다양한 프로브카드를 수용하여 필요에 따른 프로브카드를 즉시 공급하여 교체할 수 있는 프로브카드 운반장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자를 제조하는 과정은 여러 단계로 구성되는데, 최종 반도체소자의 조립 단계를 위해서는 웨이퍼에 형성된 반도체 칩들 중에서 불량 칩을 제외한 양품 칩만을 선택해야 한다.　따라서 웨이퍼 상에 형성된 반도체 칩들의 양, 부를 선별하는 것이 중요해 진다.　이를 위해, 그 양부를 테스트하는 프로빙 검사장치가 이용된다.
상술한 테스트의 과정은, 프로빙 검사장치의 테스터(tester)로부터의 전기적 신호를 웨이퍼 상의 각 칩과 탐침으로 접촉된 프로브카드(probe card)에 인가함으로써 각 반도체칩의 양부를 평가하는 것이다. 이때, 테스트에 사용되는 상기 프로브카드는 제조되는 반도체소자에 따라 다양하게 교체, 변경하여 사용되어야 한다.
여기서, 상술한 프로브카드의 교체는 상기 프로빙 검사장치에 구비되어 있는 프로브카드 교체장치에 의해 이루어지고, 상기 프로브카드 교체장치에 프로브카드를 공급하여 안착시키는 작업은 작업자에 의해 수작업으로 이루어진다.
한편, 최근에는 상술한 테스트의 소요시간을 줄이기 위해 프로브카드에 장착되는 프로브의 개수가 증가하고 있으며, 그에 따라 프로브카드는 대직경화 및 고중량화 되고 있다. 구체적으로 최근 일부 프로브카드의 직경은 약 480 mm, 중량은 25 kg 에서 최대 40 kg 에 달한다.
따라서 상기 프로브카드를 상기 프로브카드 교체장치에 인력으로 공급 및 안착시켜 교체하는 경우, 작업자가 교체시킬 프로브카드를 옮겨와 상기 프로브카드 교체장치에 직접 안착시켜야 하므로 위와 같은 프로브카드의 대직경 및 고중량은 작업자에게 부담이 되고 있다. 그리고, 교체시킬 프로브카드를 안전하게 보관해 두는 곳이 별도로 필요하고, 과도한 힘을 써서 작업하던 작업자의 실수로 인해 프로브카드가 파손되는 경우도 발생한다.
그리고, 프로브카드를 교체할 경우, 작업자가 프로빙 검사장치의 측면 가까 이에서 사용이 끝난 프로브카드를 상기 프로브카드 교체장치에서 분리시키고, 새로운 프로브카드를 공급하여 안착시켜야 한다. 그러므로 프로빙 검사장치가 다수 존재하는 작업라인에 있어서, 상기 프로브카드 교체를 위한 공간으로 최소 800 mm 이상을 프로빙 검사장치 사이에서 확보해야 하는 문제점이 있었다.
결과적으로, 상기 프로브카드를 인력으로 교체할 경우에는 상술한 바와 같은 문제점으로 인해 장기간의 작업시간이 소요되었다. 즉, 프로브카드를 교체하는 동안에는, 웨이퍼 테스트 작업이 이루어질 수 없으므로, 프로브카드 교체시간이 길다는 것은 그만큼 프로빙 검사장치가 작업하는 시간이 감소되는 것으로, 생산성이 감소될 수밖에 없다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 대직경 및 고중량의 프로브카드를 용이하고 안전하게 운반 및 교체할 수 있고, 다양한 프로브카드를 수용하여 필요에 따른 프로브카드를 신속하게 공급하여 교체 가능한 신규한 구조의 프로브카드 운반장치를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브카드 운반장치는 상기 프로브카드를 파지하고, 파지된 상기 프로브카드의 하중을 감지하는 하중감지부가 구비되어 있는 프로브카드 그립부; 상기 프로브카드 그립부가 설치되어 있는 아암; 상기 아암이 자유회전 할 수 있도록 상기 아암과 연결되어 있는 승강축; 및 상기 프로브카드 그립부, 상기 아암, 상기 승강축 및 상기 프로브카드의 하중의 합 과 동일한 힘으로 상기 승강축을 지지하는 하중지지부;를 포함하되, 파지된 상기 프로브카드의 하중에 비례하여 상기 하중지지부가 상기 승강축을 지지하는 힘이 가변된다.
본 발명의 프로브카드 운반장치에서, 상기 아암은 다단으로 이루어져 상기 승강축에 대하여 그 길이가 가변될 수 있다. 또한 상기 아암은 그 길이를 고정시키는 고정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 프로브카드 운반장치에서, 상기 고정부는 상기 아암 내부의 다단에 각각 구비되어 있는 복수의 홈 및 걸이부를 포함하되, 상기 복수의 홈 및 걸이부가 이격된 상태로 상기 아암의 길이가 조절되고, 상기 복수의 홈 및 걸이부가 맞물려 상기 아암의 길이가 고정된다.
본 발명의 프로브카드 운반장치의 상기 프로브카드 그립부는 상기 프로브카드와 연결 또는 분리될 수 있도록 구비되어 있는 피커부, 및 상기 피커부가 상기 아암에 대하여 자유회전할 수 있도록 구비되어 있는 회전부를 포함한다. 또한 상기 프로브카드 그립부는 상기 피커부의 틸팅에 의한 충격 및 움직임을 완화시키는 완충부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 프로브카드 운반장치에서, 상기 하중지지부는 상기 승강축과 연결되어 있는 승강몸체, 상기 승강몸체를 지지하고 승강시키는 지지구동부, 및 상기 지지구동부의 동작에 따라 상기 승강몸체의 승강을 안내하는 가이드부를 포함한다.
상기 프로브카드 운반장치의 상기 지지구동부는, 상기 승강몸체를 지지 또는 승강시키는 실린더, 및 상기 하중감지부에 의해 감지된 프로브카드의 하중에 비례 하여, 상기 실린더의 구동을 보조하는 보조실린더를 포함한다.
본 발명의 프로브카드 운반장치에서, 상기 하중감지부는, 공압장치에 의해 생성된 고압의 공기가 유입되는 공기유입구, 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기가 통과하는 공기통로, 상기 공기통로 내에 설치되고 상기 피커부에 연결된 상기 프로브카드의 하중에 비례하도록 공기통로의 폭을 가변시키는 차단부재, 및 상기 차단부재를 통과한 공기가 유출되는 공기유출구를 포함하되, 상기 공기유출구를 통해 유출된 공기가 상기 보조실린더를 구동시킨다.
상기 프로브카드 운반장치의 상기 가이드부는 상기 승강몸체와 고정결합되어 있는 복수의 가이드블럭, 및 상기 복수의 가이드블럭과 맞물려 상기 가이드블럭의 승강을 안내하는 하나 이상의 가이드레일으르 포함한다.
본 발명의 프로브카드 운반장치는 하나 이상의 프로브카드가 수납되는 프로브카드 수용부를 더 포함할 수 있다.
상기 프로브카드 수용부는, 상기 프로브카드를 안착 또는 분리시킬 수 있도록 구비되어 있는 하나 이상의 프로브카드 스테이지, 및 상기 프로브카드 스테이지가 슬라이딩 되어 외부로 돌출될 수 있도록 상기 프로브카드 스테이지에 각각 구비되어 있는 하나 이상의 슬라이딩부를 포함한다.
상기 슬라이딩부는 상기 프로브카드 스테이지의 양측에 각각 설치되어 있는 복수의 가이드프레임, 상기 복수의 가이드프레임 사이에 각각 구비되어 있는 복수의 볼 리테이너, 및 상기 복수의 볼 리테이너에 각각 복수로 수용되어 있는 복수의 볼을 포함하여, 2단의 선형 가이드 구조를 이룬다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브카드 운반장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 프로브카드 운반장치는 프로브카드 그립부(100), 아암(200), 승강축(300), 하중지지부(400), 및 프로브카드 수용부(500)를 포함한다.
상기 프로브카드 그립부(100)는 상기 아암(200)의 일측에 설치되어 프로브카드(PC)의 상면에 구비되어 있는 피그립부를 파지하여, 상기 프로브카드(PC)가 안정적으로 운반될 수 있도록 한다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 프로브카드 그립부(100)에 대하여 구체적으로 설명한다. 상기 프로브카드 그립부(100)는, 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 하중감지부(110), 피커부(120), 회전부(130), 및 완충부(140)를 포함한다.
상기 하중감지부(110)는 상기 피커부(120)의 상단에 고정결합되어, 상기 피커부(120)에 연결되는 상기 프로브카드(PC)의 중량을 감지한다. 상기 하중감지부(110)는 감지한 하중에 따라, 후술되는 보조실린더(422)가 후술되는 실린더(421) 를 보조하는 동력의 크기를 조절한다.
이하, 상기 하중감지부(110)와 후술되는 보조실린더(422)와의 관계를 구체적으로 설명한다. 상기 하중감지부(110)는, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 공기유입구(111), 공기통로(112), 차단부재(113), 및 공기유출구(114)를 포함한다. 여기서 상기 공기유입구(111)는 공압장치(미도시)에 의해 생성된 고압의 공기가 유입되는 곳이고, 상기 공기통로(112)는 상기 공기유입구(111)를 통해 유입된 공기가 통과하는 통로이다.
또한, 상기 차단부재(113)는 상기 공기통로(112) 내에 설치되고, 상기 피커부(120)에 연결된 상기 프로브카드(PC)의 하중에 비례하도록 상기 공기통로(112)의 폭을 가변시킨다. 즉 상기 차단부재(113)는 파지된 상기 프로브카드(PC)의 중량에 따라 상기 공기통로(112)의 폭을 가변시켜 상기 공기유출구(114)를 통해 유출되는 공기의 압력을 제어하는 것이다. 상기 차단부재(113)는 다이어프램(Diaphragm)과 같이 상기 공기통로(112)를 가변시킬 수 있는 부재로 구비된다.
그리고 상기 공기유출구(114)는 상기 차단부재(113)를 통과한 공기가 유출되는 곳이다. 즉, 상기 공기유입구(111)를 통해 들어온 고압의 공기가 상기 프로브카드(PC)의 하중에 비례하여 상기 공기유출구(114)를 통해 유출되는데, 이 유출된 공기가 후술되는 보조실린더(422)를 작동시키게 되는 것이다.
따라서 상기 하중감지부(110)에 의해, 후술되는 보조실린더(422)는 상기 피커부(120)에 연결된 상기 프로브카드(PC)의 하중만큼 후술되는 실린더(421)를 보조하게 되는 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 상기 하중감지부(110)는 파지된 상기 프로브카드(PC)의 하중에 따라 상기 차단부재(113)가 조절되어, 상기 공기유출구(114)로 유출되는 공압이 제어되는 형태로 구비되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 하중감지부(110)는 전기적인 신호를 발생시키는 하중감지센서의 형태로 구비될 수도 있다.
상기 피커부(120)는 상기 프로브카드(PC)의 피그립부와 연결 또는 분리될 수 있도록, 상기 프로브카드(PC)의 피그립부와 결합될 수 있는 형상으로 구비된다. 상기 피커부(120)에는 그 하단에 체결홀이 구비되고, 상기 체결홀에 삽입된 물체를 고정시킬 수 있는 고정레버 또는 고정그립이 설치된다. 상기 체결홀에는 상기 프로브카드(PC)의 피그립부가 삽입되고, 그 상태로 상기 고정레버 또는 고정그립이 조작되어 상기 피커부(120)와 상기 프로브카드(PC)가 고정결합된다.
상기 회전부(130)는 상기 피커부(120)가 상기 아암(200)에 대하여 자유회전될 수 있도록 한다. 상기 회전부(130)는 바람직하게는 볼조인트(ball joint)의 형태로 구비되나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 아암(200)에 대하여 상기 피커부(120)를 자유회전시킬 수 있는 구조라면 어떤 것이든 자유롭게 사용될 수 있다.
상기 완충부(140)는 상기 피커부(120)가 상기 아암(200)에 대하여 틸팅(tilting)될 때, 이에 의해 프로브카드(PC)에 가해지는 충격 및 움직임을 완화시킨다. 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 상기 완충부(140)는 네 개의 스프링으로 이루어져 있다. 그러나 상기 완충부(140)의 소재는 이에 한정되는 것은 아니고, 충격 및 움직임 완화의 역할을 할 수 있는 것이라면 어떤 것이든 자유롭게 사용될 수 있다. 예를 들어, 소형 충격흡 수 실린더의 형태로 구비될 수도 있다.
상기 아암(200)은 상기 프로브카드 그립부(100)가 설치되어 파지된 상기 프로브카드(PC)를 지지하는 구조물로써, 상기 승강축(300)에 대하여 자유회전 가능하도록 상기 승강축(300)에 연결된다. 따라서 상기 아암(200)은 상기 승강축(300)에 대한 스윙 레인지(swing range)만큼, 상기 프로브카드(PC)를 스윙 레인지 상의 한 지점에서 다른 지점으로 이송할 수 있다.
다만, 상기 아암(200)은 상기 프로브카드 운반장치의 다른 일부분과의 간섭에 의한 상기 프로브카드(PC)의 파손을 막기 위해, 일정 범위로 그 회전이 제한되도록 구비될 수도 있다. 그리고 상기 아암(200)은 바람직하게는 상기 프로브카드 운반장치가 위치한 바닥면과 수평하게 설치된다.
또한 상기 아암(200)은, 상기 승강축(300)과는 고정결합되고, 상기 승강축(300)이 상기 하중지지부(400)와 자유회전 가능하도록 연결됨으로써, 상기 하중지지부(400)에 대하여 자유회전 가능하도록 구비될 수도 있다. 이와 관련해서는 후술되는 상기 승강축(300)의 설명 부분에서 추가적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 상기 아암(200)은, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 다단으로 이루어져 상기 승강축(300)에 대하여 그 길이가 가변될 수 있도록 구비된다. 이 경우, 상기 아암(200)은 그 길이가 가변되는 만큼 스윙 레인지가 가변될 수 있으며, 최대 스윙 레인지와 최소 스윙 레인지 사이에 위치하는 범위 내의 임의의 한 지점에서 다른 지점으로 상기 프로브카드(PC)를 이송할 수 있는 것이다.
이 경우, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는 상기 아암(200)의 길이는 작업자가 밀고 당김에 의해 수동적으로 가변될 수 있도록 구비된다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 아암(200)에는 별도의 오퍼레이터(operator)가 구비되어, 상기 아암(200)의 길이를 가변시키도록 구현될 수도 있다.
상기 아암(200)의 길이가 가변될 수 있도록 구비되는 경우, 상기 아암(200)은 고정부(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 고정부(250)는 가변되는 상기 아암(200)의 길이를 고정시키는 역할을 한다.
이 경우, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 상기 고정부(250)는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 아암(200) 내부의 다단에 각각 구비되어 있는 복수의 홈(251) 및 걸이부(252)를 포함한다.
상기 복수의 홈(251)은 마치 랙기어와 같은 형상으로 길게 구비되고, 상기 걸이부(252)는 상기 복수의 홈(251) 중 일부에 삽입되어 고정될 수 있는 형태를 갖는다. 따라서 상기 아암(200)은 상기 복수의 홈(251) 및 상기 걸이부(252)가 이격된 상태로 그 길이가 조절되고, 상기 복수의 홈(251) 및 상기 걸이부(252)가 맞물려 그 길이가 고정되는 것이다.
이 때, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 바람직하게는 상기 아암(200)에 고정스위치(260)가 구비되고, 상기 고정스위치(260)는 상기 복수의 홈(251) 및 상기 걸이부(252)를 이격시키거나 맞물리게 한다. 상기 고정스위치(260)는 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는 하나의 누름단추 형태로 구비되었으나, 일반적으로 사용되는 스위치 형태로 상기 고정부(250)를 작동시킬 수 있는 것이면, 제한없이 사용 될 수 있다.
상기 승강축(300)은 상기 아암(200)과 상기 하중지지부(400)를 연결하여, 상기 하중지지부(400)의 동작에 따라 상기 아암(200)이 승강되도록 한다. 상기 승강축(300)은 바람직하게는 상기 프로브카드 운반장치가 설치되는 바닥면에 수직으로 설치된다.
상기 승강축(300)은 상기 아암(200)이 자유회전 할 수 있도록 상기 아암(200)과 연결되고, 상기 하중지지부(400)와는 고정결합된다. 그러나 상기 승강축(300)은 상기 아암(200)과 고정결합되고, 상기 하중지지부(400)에 대하여 자유회전 할 수 있도록 상기 하중지지부(400)와 연결될 수도 있다.
두 경우 모두에 있어서, 상기 승강축(300)이 상기 아암(200)과 함께 회전하는지 여부에서는 차이가 나더라도, 상기 아암(200)이 상기 바닥면을 기준으로 자유회전 될 수 있다는 점은 같다. 상기 승강축(300)이 상기 아암(200)과 함께 회전될 수 있도록 설치되는 경우에는 상기 하중지지부(400)에 베어링과 같은 회전안내부재(미도시)가 구비되고, 상기 승강축(300)에 대하여 상기 아암(200)이 회전될 수 있도록 설치되는 경우에는 상기 아암(200)에 베어링과 같은 회전안내부재(미도시)가 구비된다.
상기 하중지지부(400)는 상기 승강축(300)에 고정결합되어, 상기 프로브카드 그립부(100), 상기 아암(200), 상기 승강축(300), 및 상기 프로브카드(PC)의 하중의 합과 동일한 힘으로 상기 승강축(300)을 지지한다. 따라서 상기 프로브카드 그립부(100), 상기 아암(200), 상기 승강축(300), 및 상기 프로브카드(PC)의 하중의 합과 상기 하중지지부(400)의 구동력은 힘의 평형 상태에 놓이게 되는 것이다.
이 상태에서 상기 하중지지부(400)는 추가적인 동력을 상기 승강축(300)에 제공함으로써, 상기 승강축(300)을 상승시킬 수 있도록 구비된다. 또한 상기한 바와 같은 힘의 평형 상태에 있기 때문에 상기 승강축(300)은, 작업자가 상기 아암(200)을 약 5 kgf 이하의 적은 힘으로 누름으로써 하강될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 상기 하중지지부(400)에 대하여 구체적으로 설명한다. 상기 하중지지부(400)는, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 승강몸체(410), 지지구동부(420), 및 가이드부(430)를 포함한다.
상기 승강몸체(410)는 상기 승강축(300)과 연결되어 있고, 상기 지지구동부(420)에 의해 상승됨으로써 상기 승강축(300)을 상승시켜 상기 아암(200)이 상승될 수 있도록 한다. 이 때, 상기 하중지지부(400)가 상기 승강축(300)과 고정결합될 수도 있고, 상기 승강축(300)이 자유회전 할 수 있도록 상기 승강축(300)과 연결될 수도 있다고 상술한 바, 이 설명과 관련하여 상기 승강몸체(410)가 상기 하중지지부(400)의 구성요소로써 이와 동일한 위치관계를 갖는다.
상기 지지구동부(420)는 상기 프로브카드 그립부(100), 상기 아암(200), 상기 승강축(300), 상기 승강몸체(410) 및 상기 프로브카드(PC)의 하중의 합과 동일한 힘으로 상기 승강몸체(410)를 지지한다. 또한 상기 지지구동부(420)는 상기 승강몸체(410)를 상승시킬 때에는, 이에 따른 추가적인 동력을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지구동부(420)는 실린더(421), 보조실린더(422), 및 상승스위치(423)를 포함한다.
상기 실린더(421)는 상기 프로브카드 그립부(100), 상기 아암(200), 상기 승강축(300), 및 상기 승강몸체(410)를 포함하는 장비의 자중을 상쇄시킬 수 있는 동력을 제공한다. 또한 상기 실린더(421)는 상기 상승스위치(423)의 조작에 따른 상승에 필요한 동력을 제공한다.
상기 보조실린더(422)는 상기 하중감지부(110)에 의해 감지된 상기 프로브카드(PC)의 하중을 상쇄시킬 수 있는 동력을 제공하여, 상기 실린더(421)를 보조한다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 하중감지부(110)는 상기 프로브카드(PC)의 하중에 따라 상기 하중감지부(110)를 통과하는 공압이 조절되는 형태로 구비되는데, 이때 이 조절된 공압에 의해 상기 보조실린더(422)가 작동함으로써 상기 보조실린더(422)가 제공하는 동력의 크기가 결정된다. 즉, 공압 조절에 의한 물리적인 방법으로 상기 보조실린더(422)가 상기 프로브카드(PC)의 하중에 비례한 동력을 제공하여, 상기 실린더(421)를 보조하는 것이다.
그러나 상기 보조실린더(422)의 구동방식은 이에 한정되는 것이 아니고, 상기 보조실린더(422)가 상기 프로브카드(PC)의 하중에 비례하여 그 하중을 상쇄시킬 수 있는 동력을 제공할 수 있는 방식이라면 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 앞서 하중감지부(110)에 대한 설명에서 상술한 바와 같이 전기적 신호를 발생시키는 하중감지센서가 구비되고, 상기 보조실린더(422)는 그 전기적 신호에 따라 그 하중만큼의 동력을 제공하도록 구비될 수도 있다.
상기 상승스위치(423)은 상기 승강몸체(410)가 상승되어 상기 아암(200)이 상승될 수 있도록 상기 실린더(421)를 제어한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 상승스위치(423)는 상기 아암(200)에 설치되어 있으나, 그 설치 위치는 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 본 발명의 프로브카드 운반장치의 바람직한 실시예에 있어서는 상기 상승스위치(423)의 조작에 따라 상기 실린더(421)가 작동하여 상기 아암(200)을 상승시키고, 작업자가 상기 아암(200)을 5 kgf 이하의 적은 힘으로 누름으로써, 상기 아암(200)을 하강시킬 수 있도록 구현되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 프로브카드 운반장치는 상기 상승스위치(423)가 구비되지 않고, 상기 아암(200)을 하강시킬 때와 같이, 작업자가 상기 아암(200)을 상승시키는 방향으로 적은 힘을 가하면, 상기 아암(200)이 상승되도록 구현될 수도 있다. 또한, 상기 프로브카드 운반장치는, 상기 상승스위치(423)에서 하강시키는 기능이 추가된 승강스위치가 구비되어, 이 승강스위치의 상승/하강 조작에 따라, 상기 아암(200)이 상승/하강되도록 구현될 수도 있는 것이다.
그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 지지구동부(420)의 오퍼레이터(operator)는 공압실린더의 형태로 구비되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고 상기 승강몸체(410)에 동력을 제공할 수 있는 것이면, 모터와 기어 등과 같이 다양한 형태로 구현될 수도 있다.
또한, 본 발명의 프로브카드 운반장치는, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 승강몸체(410)와 상기 지지구동부(420)를 연결하여, 상기 지지구동부(420)의 동력을 상기 승강몸체(410)에 전달하기 위한 연결부재(424)가 더 구비될 수도 있 다.
상기 가이드부(430)는 상기 지지구동부(420)의 동작에 따라 상기 승강몸체(410)의 승강을 안내한다. 도 6 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 가이드부(430)는 가이드블럭(431), 및 가이드레일(432)을 포함한다.
상기 가이드블럭(431)은 상기 승강몸체(410)와 고정결합되고, 복수로 구비된다. 상기 가이드블럭(431)은 상기 가이드레일(432)에 맞물리고, 고정설치되어 있는 상기 가이드레일(432)을 따라 상기 승강몸체(410)가 승강될 수 있도록 안내한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 가이드블럭(431)은 두 쌍으로 구비되었으나, 그 수나 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가이드레일(432)은 상기 프로브카드 운반장치가 설치되는 바닥면에 수직으로 고정설치되고, 상기 가이드블럭(431)이 맞물려 그 승강을 안내한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 가이드레일(432)은 한 쌍으로 구비되었으나, 그 수나 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 프로브카드 수용부(500)는 다양한 종류의 복수의 프로브카드(PC)를 수용하여, 필요한 종류의 프로브카드(PC)를 상기 프로브카드 운반장치가 프로빙 검사장치에 즉시 공급하여, 교체할 수 있도록 한다.
이하, 도 1 및 도 7을 참조하여, 상기 프로브카드 수용부(500)에 대하여 구체적으로 설명한다. 상기 프로브카드 수용부(500)는 프로브카드 스테이지(510), 및 슬라이딩부(520)를 포함한다.
상기 프로브카드 스테이지(510)는 상기 프로브카드(PC)가 안착 또는 분리될 수 있는 원형의 안착홀(511)을 가진 플레이트 형태를 갖는다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 상기 프로브카드 스테이지(510)는 세 개로 구비되었으나, 요구에 따라 더 많은 수가 구비될 수도 있다.
상기 프로브카드 스테이지(510)는 상기 프로브카드 운반장치가 이동할 때에는, 상기 프로브카드 운반장치의 내부에 수용되고, 상기 프로브카드 운반장치에서 사용할 프로브카드(PC)를 꺼낼 때에는 그 외부로 돌출된다. 따라서 돌출된 상기 프로브카드 스테이지(510)에 상기 프로브카드(PC)가 분리 또는 안착될 수 있는 것이다.
상기 슬라이딩부(520)는 상기 프로브카드 스테이지(510)에 구비되어, 상기 프로브카드 스테이지(510)가 슬라이딩 되어 외부로 돌출될 수 있도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어 상기 슬라이딩부(520)는, 손잡이(512)가 설치되어 작업자의 힘으로 상기 프로브카드 스테이지(510)를 돌출시키도록 구비된다. 그러나 상기 슬라이딩부(520)는, 구동유닛이 설치되어 자동으로 상기 프로브카드 스테이지(510)가 돌출되도록 구비될 수도 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어 상기 슬라이딩부(520)는, 도 1 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 가이드프레임(521), 볼 리테이너(522), 및 볼(523)을 포함한다.
상기 가이드프레임(521)은 상기 프로브카드 스테이지(510)의 양측에 각각 3개씩 설치되어, 2단의 선형 가이드 구조를 이룬다. 더욱 구체적으로 설명하면, 제1가이드프레임(521a)은 움직이지 않도록 상기 프로브카드 운반장치의 내측면에 고정 설치된다. 그리고 제3가이드프레임(521c)은 상기 프로브카드 스테이지(521)와 고정결합된다. 또한 제2가이드프레임(521b)은 상기 제1가이드프레임(521a)과 상기 제3가이드프레임(521c)의 사이에서 슬라이딩 될 수 있도록 구비된다.
따라서 작업자가 상기 손잡이(511)를 당기면, 먼저 상기 제3가이드프레임(521c)과 상기 제2가이드프레임(521b)이 슬라이딩 되어, 상기 프로브카드 스테이지(510)가 1차 돌출된다. 상기 1차 돌출이 이루어진 후 더 당기면, 상기 제2가이드프레임(521b)과 상기 제1가이드프레임(521a)이 슬라이딩 되어, 상기 프로브카드 스테이지(510)가 2차 돌출되는 것이다.
이와 같은 상기 가이드프레임(521)의 2단의 선형 가이드 구조는 상기 프로브카드 스테이지(510)를 1단의 선형 가이드 구조보다 더 많이 돌출시키기 위한 것이다. 상기 프로브카드 스테이지(510)가 많이 돌출될수록 상기 프로브카드(PC)의 이송시 상기 프로브카드 운반장치의 다른 부분과의 간섭을 방지할 수 있어, 상기 프로브카드(PC)의 파손을 방지할 수 있기 때문에 프로브카드 스테이지(521)의 돌출가능 길이는 중요하다.
상기 볼 리테이너(522)는 상기 선형 가이드프레임(521)의 사이마다 하나씩 구비된다. 즉, 제1 볼 리테이너(522a)는 상기 제1가이드프레임(521a)과 상기 제2가이드프레임(521b)의 사이에 구비되고, 제2 볼 리테이너(522b)는 상기 제2가이드프레임(521b)과 상기 제3가이드프레임(521c)의 사이에 구비된다. 상기 볼 리테이너(522)는 내부에 수용된 복수의 상기 볼(523)의 위치를 고정시켜 줌으로써 안정적인 슬라이딩 시스템을 구축한다.
또한 상기 볼(523)은 상기 볼 리테이너(522)마다 복수가 수용되도록 구비된다. 상기 볼(523)은 상기 가이드프레임(521)이 슬라이딩 될 때, 상기 가이드프레임(521) 간의 마찰력을 감소시킴으로써 부드럽게 슬라이딩이 이루어지도록 한다.
상기 슬라이딩부(520)에는 상기 프로브카드 운반장치의 이동 중에는 고정되어 상기 프로브카드 스테이지(510)가 돌출되지 못하게 고정하는 고정부재(미도시)가 더 구비될 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 프로브카드 운반장치의 동작을 설명한다.
먼저, 상기 프로브카드 운반장치를 프로브카드(PC)를 필요로 하는 곳 근처에 이동시킨 후 정지시킨다. 그리고 프로브카드(PC)가 안착되어 있는 상기 프로브카드 스테이지(510)를 상기 프로브카드 운반장치의 외부로 돌출시킨다. 다음, 상기 고정부(250)의 고정을 해제시키고, 상기 상승스위치(423)를 조작하거나 상기 아암(200)을 적은 힘으로 아래로 눌러, 상기 아암(200)을 상기 프로브카드(PC)의 피그립부로 이동시켜 상기 프로브카드 그립부(100)와 상기 프로브카드(PC)의 피그립부를 결합시킨다.
그리고, 상기 상승스위치(423)를 조작하여, 상기 프로브카드(PC)를 프로브카드 교체장치(SACC)의 안착부와 같은, 원하는 위치로 옮긴다. 다음, 상기 아암(200)을 적은 힘으로 아래로 눌러 상기 프로브카드(PC)를 원하는 위치에 안착시킨 후, 상기 프로브카드 그립부(100)와 상기 프로브카드(PC)의 피그립부를 분리시킨다. 이 후, 상기 고정부(250)로 상기 아암(200)의 길이를 고정시키고, 상기 상승스위치(423)를 조작하여 상기 아암(200)을 상승시킨 후, 상기 프로브카드 스테이지(510)를 상기 프로브카드 운반장치의 내부로 밀어넣는다.
상기한 설명은 상기 프로브카드 운반장치의 내부에 수용되어 있는 프로브카드(PC)를 꺼내는 동작에 대한 것인데, 그 반대의 경우는 상기한 설명의 역순이므로 생략하기로 한다.
상기 프로브카드 운반장치가 주로 사용되는 경우는 프로빙 검사장치에 구비되어 있는 프로브카드 교체장치(SACC)에 프로브카드(PC)를 공급하여 교체할 때인데, 이에 대한 상기 프로브카드 운반장치의 사용 상태는 도 8에 도시되어 있는 바와 같다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 프로브카드 운반장치에 의하면, 대직경 및 고중량의 프로브카드를 용이하고 안전하게 운반 또는 교체할 수 있다.
그리고, 본 발명의 프로브카드 운반장치는 그 내부에 다양한 종류의 프로브카드를 수납할 수 있으므로, 필요에 따른 프로브카드를 즉시 공급하여 교체할 수 있다.
따라서 상기한 효과로 인해, 프로빙 검사장치에 사용되는 프로브카드를 교체하는 시간을 단축시켜, 생산성 및 생산효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 일반적으로 작업장에는 복수의 프로빙 검사장치가 최소한의 간격으로 설치되어 있는 경우가 많은데, 프로브카드가 대직경화 될수록 작업에 더 넓은 공간 이 필요하므로, 작업자가 인력으로 상기 프로빙 검사장치에 사용되는 상기 프로브카드를 교체하는데에는 어려움이 따른다.
그러나 본 발명의 프로브카드 운반장치는 프로빙 검사장치의 측면 가까이에서 프로브카드의 교체를 수행할 필요가 없고, 넓은 중앙통로에서 아암을 통해 프로브카드의 교체를 수행할 수 있다. 그러므로 프로브카드의 대직경화에 따른 작업 라인의 재배치 등에 필요한 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (14)

  1. 웨이퍼를 검사하는 프로빙 검사장치에 사용되는 프로브카드를 운반하는 장치에 있어서,
    상기 프로브카드를 파지하고, 파지된 상기 프로브카드의 하중을 감지하는 하중감지부가 구비되어 있는 프로브카드 그립부;
    상기 프로브카드 그립부가 설치되어 있는 아암;
    상기 아암이 자유회전 할 수 있도록 상기 아암과 연결되어 있는 승강축; 및
    상기 프로브카드 그립부, 상기 아암, 상기 승강축 및 상기 프로브카드의 하중의 합과 동일한 힘으로 상기 승강축을 지지하는 하중지지부;
    를 포함하되, 파지된 상기 프로브카드의 하중에 비례하여 상기 하중지지부가 상기 승강축을 지지하는 힘이 가변되는 것을 특징으로 하는 프로브카드 운반장치.
  2. 웨이퍼를 검사하는 프로빙 검사장치에 사용되는 프로브카드를 운반하는 장치에 있어서,
    상기 프로브카드를 파지하고, 파지된 상기 프로브카드의 하중을 감지하는 하중감지부가 구비되어 있는 프로브카드 그립부;
    상기 프로브카드 그립부가 설치되어 있는 아암;
    상기 아암과 고정결합되어 있는 승강축; 및
    상기 프로브카드 그립부, 상기 아암, 상기 승강축 및 상기 프로브카드의 하 중의 합과 동일한 힘으로 상기 승강축을 지지하는 하중지지부;
    를 포함하되, 상기 승강축은 상기 하중지지부에 대하여 자유회전 할 수 있고, 파지된 상기 프로브카드의 하중에 비례하여 상기 하중지지부가 상기 승강축을 지지하는 힘이 가변되는 것을 특징으로 하는 프로브카드 운반장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 아암은,
    다단으로 이루어져 상기 승강축에 대하여 그 길이가 가변되는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아암은,
    그 길이를 고정시키는 고정부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 아암 내부의 다단에 각각 구비되어 있는 복수의 홈 및 걸이부;
    를 포함하되, 상기 복수의 홈 및 걸이부가 이격된 상태로 상기 아암의 길이가 조절되고, 상기 복수의 홈 및 걸이부가 맞물려 상기 아암의 길이가 고정되는 것 을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프로브카드 그립부는,
    상기 프로브카드와 연결 또는 분리될 수 있도록 구비되어 있는 피커부; 및
    상기 피커부가 상기 아암에 대하여 자유회전할 수 있도록 구비되어 있는 회전부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로브카드 그립부는,
    상기 피커부의 틸팅에 의한 충격 및 움직임을 완화시키는 완충부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하중지지부는,
    상기 승강축과 연결되어 있는 승강몸체;
    상기 승강몸체를 지지하고 승강시키는 지지구동부; 및
    상기 지지구동부의 동작에 따라 상기 승강몸체의 승강을 안내하는 가이드부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지구동부는,
    상기 승강몸체를 지지 또는 승강시키는 실린더; 및
    상기 하중감지부에 의해 감지된 프로브카드의 하중에 비례하여, 상기 실린더의 구동을 보조하는 보조실린더;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하중감지부는,
    공압장치에 의해 생성된 고압의 공기가 유입되는 공기유입구;
    상기 공기유입구를 통해 유입된 공기가 통과하는 공기통로;
    상기 공기통로 내에 설치되고, 상기 피커부에 연결된 상기 프로브카드의 하중에 비례하도록 상기 공기통로의 폭을 가변시키는 차단부재; 및
    상기 차단부재를 통과한 공기가 유출되는 공기유출구;
    를 포함하되, 상기 공기유출구를 통해 유출된 공기가 상기 보조실린더를 구동시키는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 승강몸체와 고정결합되어 있는 복수의 가이드블럭; 및
    상기 복수의 가이드블럭과 맞물려 상기 가이드블럭의 승강을 안내하는 하나 이상의 가이드레일;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나 이상의 프로브카드가 수납되는 프로브카드 수용부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로브카드 수용부는,
    상기 프로브카드를 안착 또는 분리시킬 수 있도록 구비되어 있는 하나 이상의 프로브카드 스테이지; 및
    상기 프로브카드 스테이지가 슬라이딩 되어 외부로 돌출될 수 있도록 상기 프로브카드 스테이지에 각각 구비되어 있는 하나 이상의 슬라이딩부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 슬라이딩부는,
    상기 프로브카드 스테이지의 양측에 각각 설치되어 있는 복수의 가이드프레 임;
    상기 복수의 가이드프레임 사이에 각각 구비되어 있는 복수의 볼 리테이너; 및
    상기 복수의 볼 리테이너에 각각 복수로 수용되어 있는 복수의 볼;
    을 포함하여, 2단의 선형 가이드 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 상기 프로브카드 운반장치.
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