KR101017350B1

KR101017350B1 - 오토어태치 장비 및 이를 사용하는 오토어태치 방법

Info

Publication number: KR101017350B1
Application number: KR1020080037870A
Authority: KR
Inventors: 김병걸
Original assignee: 주식회사 에이치앤씨
Priority date: 2008-04-23
Filing date: 2008-04-23
Publication date: 2011-02-28
Also published as: KR20090112152A

Abstract

본 발명은 복수개의 직접회로 칩 영역을 갖는 반도체 소자를 검사하는 장치인 프로브카드의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로브카드의 서포트바에 복수개의 프로브DUT를 자동으로 배열하는 오토어태치 장비에 관한 것이다.

본 발명의 특징은 하나의 서포터바에 복수개의 프로브DUT를 배열 및 고정할 때 오토어태치 장비를 통해 자동으로 진행함으로써, 프로브DUT의 배열 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이를 통해 EDS공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

특히, 프로브카드 제조공정 중 제조효율 및 생산성 저하의 주요인이였던 수작업에 의한 복수의 프로브DUT의 서포트바에 배열 및 고정 공정에 비해 제조효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

프로브카드, EDS공정

Description

오토어태치 장비 및 이를 사용하는 오토어태치 방법{Auto attach system and auto attach method using the same}

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위하여, 노광공정, 이온주입공정, 화학기상증착공정, 식각공정, 세정공정 등 다양한 단위공정을 수차례 반복하면서 소정의 반도체 웨이퍼 등과 같은 기판 상에 각각의 영역으로 나누어지는 다수의 칩(chip)을 형성하게 된다.

이러한 반도체 소자는 기판 상에 구성된 각각의 칩에 대한 불량여부를 판별하기 위해서 프로빙 시스템(probing system)을 이용하여 칩의 전기적 특성검사인 EDS(electrical die sorting)공정을 실시하며, 이를 통해 반도체 소자의 양품과 불량을 결정짓게 된다.

이때, EDS공정은 반도체 소자 외에도 TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display device), PDP(plasma display panel) 등 평판디스플레이의 셀(cell) 공정에서 데이터 및 게이트배선의 테스트에도 사용되고 있다.

EDS공정은, 인쇄회로기판에 프로브DUT(device under test)들을 지지하기 위한 서포터바가 장착되어 있고 프로브DUT들은 절연수지에 의하여 서포터바에 고정되어 있는 프로브카드를 통해 진행된다.

한편, 프로브DUT는 반도체 소자의 각 칩 영역에 대응될 수 있도록 다수개가 구비되어 서포터바의 일면에 길이방향을 따라 배열하는데, 각 프로브DUT에는 다수개의 탐침이 마련되어 있다.

이러한 프로브DUT의 배열은 반도체 소자의 크기 및 면적에 대응하여 그 개수 및 배열 간격 등이 수시로 변경되어야 한다.

이때, 서포터바 상의 다수개의 프로브DUT 배열 정밀도는 프로브카드의 성능에 직접적으로 영향을 주는 요소로서 EDS공정의 신뢰성에도 영향을 미칠 정도로 매우 중요하다.

그러나, 서포터바 상에 프로브DUT를 배열하는 과정은 작업자의 수작업을 통해 진행되는 것이 일반적이므로, 공정시간이 오래 걸리게 되고 특히 작업자의 부주의로 인하여 프로브DUT의 배열 오차 및 작업 오류 등의 불량이 발생될 수 있다.

이로 인하여, 접촉패드와 프로브DUT들의 접속 불량을 발생시키게 되며, 결과적으로 EDS공정의 신뢰성을 저하시키게 된다.

또한, 최근 반도체 소자의 기술이 발전함에 따라 원가 절감 및 생산성 향상 을 위해 보다 많은 수의 칩이 단일 기판 상에 형성되고 이를 위해 칩의 크기가 작아지고 있는 추세에 따라 이와 같은 문제점이 더욱 부각되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서포터바 상에 배열되는 프로브DUT의 배열 정밀도를 향상시키고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, 프로빙 시스템의 EDS공정의 신뢰성을 향상시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 프로브DUT가 서포트바 상에 고정된 프로브유니트와; 상기 프로브유니트의 상기 프로브DUT를 상기 서포트바 상에 배열 및 고정하며, 카메라와 시린지실린더(syringe cylinder), 레이저센서 그리고 한쌍의 얼라인 척(align chuck)으로 구성된 얼라인부와; 상기 프로브유니트를 상기 얼라인부로 이동시키는 트랜스퍼유니트(transfer unit)를 포함하며, 상기 프로브유니트는 바(bar) 형태의 파레트에 장착되어 상기 얼라인부의 각 단계로 이동되는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비를 제공한다.
이때, 상기 프로브DUT에는 십자 형태의 얼라인마크가 형성되어 있는 것을 특징으로 하며, 상기 프로브DUT의 상기 얼라인마크를 통해 상기 카메라로 통해 상기 프로브DUT의 배열위치 확인하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 프로브DUT의 높낮이와 상기 서포트바의 표면높이를 상기 레이저센서를 통해 측정하는 것을 특징으로 하며, 상기 시린지실린더는 내부에 접착성물질을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 한쌍의 얼라인 척은 수평 및 수직이동할 수 있으며, 상기 프로브DUT의 양측 가장자리 일부를 지지하는 것을 특징으로 하며, 상기 얼라인부를 사이에 두고 상기 프로브유니트의 반입 및 반출을 위한 입력부 및 출력부를 더욱 포함한다.
여기서, 상기 입력부 및 상기 출력부에는 상기 프로브유니트가 대기(待期)할 수 있으며, 상기 프로브유니트를 슬라이딩 이동시키는 리니어모터가이드(liner motor guide)가 구비되는 것을 특징으로 하며, 상기 입력부에는 집공흡착구가 구성된 암(arm)이 구비되어, 상기 암을 통해 상기 입력부의 상기 프로브유니트를 상기 트랜스퍼유니트에 장착시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 트랜스퍼유니트는 일렬로 배열된 다수의 롤러(roller) 또는 컨베이어밸트(conveyer belt)인 것을 특징으로 하며, 상기 파레트는 길이방향을 따라 슬릿홀을 포함하고 있으며, 상기 프로브유니트 보다 긴 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 프로브유니트와 상기 파레트는 스크류 등의 조립부재를 통해 조립 체결되는 것을 특징으로 하며, 상기 파레트는 상기 출력부에서 상기 프로브유니트와 분리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 제 1 내지 제 n 프로브DUT가 서포트바 상에 가(假)고정된 프로브유니트를 파레트에 장착하는 제 1 단계와; 상기 프로브유니트를 입력부의 리니어모터가이드에 복수개 장착하는 제 2 단계와; 상기 프로브유니트를 상기 리니어모터가이드의 길이방향을 따라 순차적으로 슬라이딩 이동 시킨 후, 진공흡착구가 구비된 암(arm)을 통해 상기 프로브유니트를 트랜스퍼유니트에 장착시키는 제 3 단계와; 상기 트랜스퍼유니트를 통해 상기 프로브유니트를 얼라인부로 이동시키는 제 4 단계와; 상기 얼라인부로 이동된 상기 프로브유니트의 상기 서포트바 상에 가고정된 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT를 레이저센서, 카메라, 얼라인 척 그리고 시린지실린더를 통해 얼라인 배열 및 고정하는 제 5 단계와; 상기 서포트바 상에 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT가 완전 고정된 상기 프로브유니트를 상기 트랜스퍼유니트를 통해 출력부로 이동시킨 후, 반출하는 제 6 단계와; 상기 프로브유니트를 상기 파레트와 분리하는 제 7 단계를 포함하는 오토어태치 방법을 제공한다.
여기서, 상기 입력부 및 상기 출력부에는 상기 복수개의 프로브유니트가 대기(待期)하는 것을 특징으로 하며, 상기 5 단계는, 상기 레이저센서를 통해 상기 서포트바 상에 가고정된 상기 제 1 프로브DUT의 높낮이를 산출하는 단계와; 상기 카메라를 통해 상기 제 1 프로브DUT의 배열 위치를 확인하는 단계와; 상기 얼라인 척을 통해 상기 제 1 프로브DUT를 측정결과를 통해 얼라인하는 단계와; 상기 제 1 프로브DUT를 기준으로, 상기 제 2 내지 제 n 프로브DUT의 배열위치를 측정 한 후, 얼라인하는 단계와; 상기 시린지실린더를 통해 토출된 접착성물질을 통해 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT를 상기 서포트바 상에 완전 고정시키는 단계와; 상기 접착성물질을 큐어링하는 단계 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT상에는 십자형태의 얼라인마크가 형성되어 있으며, 상기 서포트바 상에는 중심부를 기준으로 기준점이 정의하여, 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT와 상기 기준점을 통해 얼라인하는 것을 특징으로 하며, 상기 얼라인 척은 수평 및 수직이동할 수 있으며, 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT를 평면회전운동하여 얼라인하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT의 네 모서리는 챔퍼부(chamfer part)로 이루어지며, 상기 접착성물질은 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT의 상기 챔퍼부에 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT 상부로 넘치지 않도록 토출되는 것을 특징으로 한다.

삭제

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 오토어태치 장비를 통해 하나의 서포터바에 복수개의 프로브DUT를 배열 및 고정함으로써, 프로브DUT의 배열 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이를 통해 EDS공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 프로브카드 제조공정 중 제조효율 및 생산성 저하의 주요인이였던 수작업에 의한 복수의 프로브DUT의 서포트바에 배열 및 고정 공정을 오토어태치 장비를 이용하여 진행함으로써 제조효율 및 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브카드를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 프로브카드(100)는 테스트회로가 형성된 인쇄회로기판(110)과 인쇄회로기판(110)의 상면 중앙에 설치되는 보강판(120) 그리고 보강판(120)에 장착되어 인쇄회로기판(110)의 테스트회로와 전기적으로 연결되는 복수개의 프로브DUT(140)가 설치되어 있는 복수개의 서포터바(130)로 이루어진다.

이때, 인쇄회로기판(110)은 상부면에 검사장비의 테스트헤드(미도시) 포고핀(pogo pin : 미도시)과 접속되는 연결단자(113)가 형성되어 있으며, 연결단자(113)는 테스트회로와 전기적으로 연결되어 있다.

여기서, 보강판(120)은 인쇄회로기판(110)의 상부에 장착되어 인쇄회로기판(110)의 휨변형을 방지하기 위해 구비되는 보강부재이다.

그리고 보강판(120)의 중앙부에는 가이드홀(123)이 형성되어 있으며, 복수개의 서포터바(130)는 보강판(120)의 가이드홀(123)에 일정간격 이격하여 각각 독립적으로 장착된다.

이때, 서포트바(130)에는 복수개의 프로브DUT(140)가 장착되어, 인쇄회로기판(110)과 전기적으로 연결된다.

이러한 프로브카드(100)는 검사장비의 테스트헤드(미도시) 하부에 설치되며, 검사공정 진행시 테스트헤드(미도시)의 포고핀(미도시)이 인쇄회로기판(110)의 상면에 형성되어있는 연결단자(113)를 통해 테스트회로(미도시)에 연결되고, 각 프로브DUT(140)의 탐침(미도시)이 기판(미도시)의 상면에 형성되어 있는 접촉패드(미도시)에 접촉됨으로서 기판(미도시)에 전기적신호를 인가하여 전기적인 특성 검사를 수행하게 된다.

여기서, 도 2를 참조하여 서포터바와 프로브DUT의 구성에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도시한 바와 같이, 서포터바(130)는 바(bar) 형상으로 서포터바(130)에는 프로브DUT(140)들의 배열 및 고정을 위한 제 1 및 제 2 슬롯(133a, 133b)이 형성되어 있다.

제 1 및 제 2 슬롯(133a, 133b)은 서포터바(130)의 길이방향을 따라 형성되어 있으며, 제 1 및 제 2 슬롯(133a, 133b)은 서로 일정 간격 이격하여 형성되어 있다.

그리고 서포터바(130)의 길이방향의 양단에는 한쌍의 스크류 관통홀(135)이 형성되어 이를 통해 서포트바(130)는 보강판(도 1의 120)에 조립 체결된다.

이러한 서포터바(130)는 전기적 영향을 최소화하기 위하여 세라믹과 같이 절연성을 갖는 소재로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 서포터바(130)에 배열 및 고정되는 프로브DUT(140)는 서포터바(130) 상면에 배치되는 수평고정부(141)와, 수평고정부(141)의 양단에 구성되어 프로브카드(100)의 인쇄회로기판(110)과 전기적으로 연결되는 한쌍의 접속단자부(143a, 143b)로 구성된다.

프로브DUT(140)의 한쌍의 접속단자부(143a, 143b)는 각각 서포터바(130)의 제 1 및 제 2 슬롯(133a, 133b)에 끼워지고, 수평고정부(141)의 일면은 접착성물질(미도시)의 몰딩에 의해 서포터바(130)에 접착되어, 프로브DUT(140)는 서포트바(130)에 고정하게 된다.

이때, 도면상에 도시하지는 않았지만 서포트바(130)에 접착되지 않은 수평고정부(141)의 타면에는 다수의 탐침이 형성되어, EDS공정 시 기판의 접촉패드들에 접촉되어 전기신호를 입출력하게 된다.

탐침은 니켈(Ni) 또는 니켈(Ni)합금과 도전성이 높은 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 금(Au), 텅스텐(W), 코발트(Co), 크롬(Cr) 중의 선택된 한 금속으로 이루어지는 합금인 것이 바람직하다.

여기서, 하나의 서포터바(130)에는 복수개의 프로브DUT(140)가 배열 및 고정되는데, 이러한 복수개의 프로브DUT(140)의 배열은 기판(미도시)의 크기 및 면적에 대응하여 그 개수 및 배열 간격 등이 수시로 변경되어야 한다. 그 결과 서포터바(130)에 배열 및 고정되는 복수개의 프로브DUT(140)의 개수 및 간격은 기판(미도시)에 대응되도록 설계되어야 한다.

특히, 서포트바(130)에 배열되는 복수의 프로브DUT(140)의 배열 정밀도는 프로브카드(도 1의 100)의 성능에 직접적으로 영향을 주는 요소로서 EDS공정의 신뢰성에도 영향을 미칠 정도로 매우 중요하다.

따라서, 본 발명에서는 서포트바(130)에 프로브DUT(140)를 정밀하게 배열 및 고정 할 수 있는 오토어태치(auto attach) 장비를 제시한다.

도 3 ~ 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오토어태치 장비의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.

여기서, 서포트바(도 2의 130)에는 작업자의 수작업을 통해 복수개의 프로브DUT(도 2의 140)의 한쌍의 접속단자부(도 2의 143a, 143b)가 서포트바(도 2의 130) 의 제 1 및 제 2 슬롯(도 2의 133a, 133b)에 끼움 삽입된 상태로 고정되어 있는데, 이를 프로브유니트(probe unit : 150)라 하겠다.

도시한 바와 같이, 오토어태치 장비는 크게 프로브유니트(150)를 오토어태치 장비에 반입 및 반출하기 위한 입/출력부(loading/unloading part : 210, 220)와 프로브유니트(150)의 프로브DUT(도 2의 140)를 서포트바(도 2의 130)에 정밀하게 배열 및 고정하는 얼라인부(align part : 240)로 구분되며, 트랜스퍼유니트(transfer unit : 230)를 통해 프로브유니트(150)를 입/출력부(210, 220)와 얼라인부(240)로 위치 이동시키게 된다.

여기서, 이들 각각에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

먼저 입/출력부(210, 220)는 서포트바(도 2의 130) 상에 프로브DUT(도 2의 140)가 가(假)고정된 프로브유니트(150)를 오토어태치 장비 내에 반입하거나 프로브DUT(도 2의 140)가 서포트바(도 2의 130) 상에 정밀하게 배열 고정된 프로브유니트(150)를 반출하기 위한 곳이다.

입력부(210)에는 다수개의 프로브유니트(150)를 작업자의 임의대로 반입할 수 있는데, 프로브유니트(150)는 도 4를 함께 참조하면, 파레트(160) 상에 고정되어 입력부(210)에 반입된다.

파레트(160)는 프로브유니트(150)의 서포트바(130)에 가(假)고정된 프로브DUT(140)의 접촉단부(143a, 143b)가 노출되도록 길이방향을 따라 슬릿홀(161)을 가지고 있는 바(bar) 형태이다.

파레트(160)는 오토어태치 장비 내에서 프로브유니트(150)가 자동 진행 할 수 있도록 하는 역할을 하는데, 프로브DUT(140)를 서포트바(130) 상에 정밀하게 배열 및 고정하고 난 후 출력부(220)에서 프로브유니트(150)와 파레트(160)를 분리한다.

이때, 파레트(160)의 길이방향 양단에는 서포트바(140)의 양단에 형성된 스크류관통홀(135)과 대응될 수 있는 한쌍의 스크류 관통홀(163)이 형성되어 스크류 등의 조립부재(미도시)를 통해 서포트바(130)와 조립 체결된다.

여기서, 파레트(160)를 서포트바(130)의 길이에 비해 길게 형성함으로써 다양한 길이의 서포트바(130)에 대응할 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 이때, 파레트(160)와 서포트바(130)의 일단을 스크류 등의 조립부재(미도시)를 통해 조립 체결하며, 파레트(160)의 슬릿홀(161)을 따라 슬라이딩 이동가능한 걸림부(165)를 더욱 구비하여 파레트(160)에 조립 체결된 서포트바(130)의 타단을 지지하도록 구성한다.

이러한 프로브유니트(150)와 조립 체결된 파레트(160)는 입력부(210)에 구성된 한쌍의 LM가이드(liner motor guide : 212)의 그립(grip)을 통해 파레트(160)의 길이방향의 양단이 고정된 상태로 LM가이드(212) 길이방향을 따라 순차적으로 슬라이딩 이동하게 된다.

LM가이드(212)의 일단까지 슬라이딩 이동된 프로브유니트(150)는 암(arm : 214)을 통해 진공흡착 방식을 통해 파지(把持)되어 트랜스퍼유니트(230) 상으로 장착되어 얼라인부(240)로 이동하게 된다.

이때, 입력부(210)에 반입되어 있는 다수의 프로브유니트(150)들은 대기(待期)하게 된다.

트랜스퍼유니트(230)는 일반적으로 일렬로 평행하게 배열된 다수의 나란한 롤러(roller) 또는 컨베이어벨트(conveyer belt)를 사용하며, 프로브유니트(150)를 지지하는 동시에 일방향으로 슬라이딩 시키게 된다.

그리고 도 5를 참조하면 트랜스퍼유니트(230)를 통해 프로브유니트(150)가 이동되어진 얼라인부(240)는 프로브DUT(140)를 정확한 위치에 얼라인(align) 하기 위한 CCD카메라(241)와 얼라인된 프로브DUT(140)를 서포트바(130)에 고정하기 위해 접착성물질(미도시)을 공급하는 시린지실린더(syringe cylinder : 243)로 구성된다.

프로브DUT(140)가 실장된 서포트바(130)는 트랜스퍼유니트(230)를 통해 얼라인부(240) 각 단계를 거쳐 이동되어 진다.

이때, CCD카메라(241)는 프로브DUT(140)를 확대 촬영하여 작업자가 볼 수 있도록 하는 고배율카메라이며, CCD카메라(241)를 통해 서포트바(130)에 가고정된 복수개의 프로브DUT(140)의 배열 위치를 측정한다.

그리고 시린지실린더(243)는 주사기 형태로 이의 내부에 관통 삽입된 상태로 직선 왕복운동하는 막대 피스톤의 플런저(미도시)와 접착성물질 토출구인 니들(needle)을 포함하며, 플런저(미도시)의 직선 왕복운동을 통해 시린지실린더(243) 내부의 접착성물질은 니들을 통해 외부로 배출하는 동작을 수행한다.

또한, 얼라인부(240)에는 레이저센서(245)가 구비되는데, 레이저센서(245)를 통해 복수의 프로브DUT(140) 간의 높이차를 측정한다. 이를 통해 복수의 프로브 DUT(140)가 서포트바(130) 상에 일정한 높낮이를 갖도록 한다.

즉, 서포트바(130) 상의 프로브DUT(140)는 레이저센서(245)를 통해 프로브DUT(140) 간의 수직방향(또는 상하방향)의 높이차를 측정하고, CCD카메라(241)를 통해 수평방향의 미세한 배열 위치를 측정한 후 그 결과를 반영하여 재배열한 후, 시린지실린더(243)를 통해 서포트바(130)에 접착성물질을 통해 고정되게 된다.

이때, 서포트바(130) 상에 배열된 프로브DUT(140) 간의 높이차가 다르거나 배열 위치에서 벗어나 위치할 경우 트랜스퍼유니트(230)의 길이방향에 수직한 양측으로 구비된 한쌍의 얼라인 척(align chuck : 247)에 의해 지지되어 정위치로 재배열 된다.

이에 대해 좀더 자세히 설명하자면, 얼라인 척(247)은 도 6에 도시한 바와 같이 얼라인 공정 진행 시 프로브DUT(140)의 양단 가장자리 일부를 지지한다.

이때, 프로브DUT(140)의 수평고정부(141) 양단 가장자리와 직접 접촉하는 얼라인 척(247)의 부위를 핑거(finger)라 지칭 할 수 있는데, 핑거의 끝단은 프로브DUT(140)의 수평고정부(141) 모서리에 대응되어 프로브DUT(140) 수평고정부(141)의 가장자리 상면 일부를 덮어 지지할 수 있도록 걸림턱(247a)을 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 한쌍의 얼라인 척(247)은 각각 좌우로 수평이동 및 상하 수직이동 할 수 있어, 서포트바(130) 상에 배열된 서로 높이차가 다른 복수개의 프로브DUT(140)가 배열할 경우 이들의 높낮이를 맞추거나, 프로브DUT(140)가 배열 위치에서 벗어나 위치할 경우 얼라인 위치로 재배열 이동시키게 된다.

즉, 본 발명은 얼라인부(240)의 CCD카메라(241)와 시린지실린더(243), 레이저센서(245) 그리고 얼라인 척(247)을 통해 서포트바(130)의 정확한 위치에 프로브DUT(140)를 배열 및 고정시킬 수 있다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 설명하도록 하겠다.

이렇게 얼라인부(240)에서 프로브DUT(140)를 서포트바(130)의 정확한 위치에 배열 및 고정하고 나면 프로브유니트(150)는 트랜스퍼유니트(230)를 통해 출력부(220)로 이동되어 지고, 출력부(220)에 구비된 LM가이드(212)를 통해 외부로 반출된다.

외부로 반출된 프로브유니트(150)는 파레트(160)와 분리함으로써, 서포트바(130)에 복수의 프로브DUT(140)가 정밀하게 배열 및 고정된 프로브유니트(150)를 구성할 수 있게 된다.

한편, 파레트(160) 상에 프로브유니트(150)를 고정하거나 파레트(160)와 프로브유니트(150)를 분리하는 방법은 작업자의 수작업을 통해 진행하거나 로봇 암(robot arm) 등을 통해 진행할 수 있다.

여기서, 얼라인부(240)를 통해 서포트바(130) 상에 프로브DUT(140)를 정밀하게 배열 및 고정하는 방법에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서포트바 상에 프로브DUT를 배열 및 고정하는 방법을 공정 순서에 따라 도시한 흐름도이다.

먼저 제 1 단계(st 1)로 서포트바(130)에 기준점을 구하는 단계로, 이는 도 8에 도시한 바와 같이, 서포트바(130)의 모서리 부위에 임의로 6곳의 위치를 정의 하는데, 서포트바(130)의 네 모서리인 ①, ②, ③, ④를 통해 서포트바(130) 길이방향의 수직방향에서 중심부인 ⑤, ⑥을 구함으로써 서포트바(130)의 기준점을 구한다.

이때, 프로브유니트(도 6의 150)의 서포트바(130) 상에는 제 1 내지 제 n 프로브DUT(140)가 가(假)고정되어 위치 한 상태이다.

그리고 프로브DUT(140)의 수평고정부(도 6의 141)에 수직한 양측 가장자리에 십자 형태의 얼라인마크(145)가 형성되어 있다.

얼라인부(도 5의 240)로 이동되어진 프로브유니트(도 6의 150)는 제 2 단계(st 2)로 얼라인부(도 5의 240)의 레이저센서(245)를 통해 서포트바(130)의 표면 높이값 측정 및 서포트바(130)의 맨 외측에 위치하는 제 1 프로브DUT의 높낮이를 측정한다.

다음으로 제 3 단계(st 3)로, 얼라인 척(247)을 이용하여 제 1 프로브DUT의 얼라인마크(145)의 중심부가 서포트바(130)의 기준점(⑤, ⑥)에 대응되도록 하여 제 1 프로브DUT가 서포트바(130)의 기준선에 위치하도록 1차 얼라인을 실시한다.

이때, CCD카메라(241)를 통해 제 1 프로브DUT에 구성된 얼라인마크(145)를 통해 수평 위치를 측정한 후 확인하는데, 도 9를 참조하여 이에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 9에 도시한 바와 같이, CCD카메라(241)를 통해 얼라인마크(145)의 중심좌표를 측정한 후 제 1 프로브DUT의 각 모서리에 임의의 영역을 기준으로 정의한 du/dv/dw 값을 통해 x축과 y축 방향의 이동 및 회전 값을 구한 뒤, 이의 이동 및 회전값을 통해 얼라인 척(247)을 통해 1차 얼라인한다.

이때, 한쌍의 얼라인 척(247)은 각각 좌우 수평이동 및 회전운동 할 수 있으며, 핑거를 통해 프로브DUT를 도면상으로 정의한 x축과 y축 방향으로 회전운동 시킬 수 있다.

다음은 제 4 단계(st 4)로, 제 1 프로브DUT의 미스얼라인(mis align) 정도가 ㅁ 1.5㎛ 이하일 경우 서포트바(130) 상의 제 1 프로브DUT의 위치 정보를 통해 이에 이웃하는 제 2 프로브DUT의 얼라인위치를 산출하여, 제 2 프로브DUT를 얼라인 척(247)을 통해 얼라인위치로 이동시킨다.

제 3 내지 제 n 프로브DUT 역시 이와 같은 방법을 통해 얼라인위치로 이동한다.

이때, 제 2 단계에서 레이저센서(245)를 통해 측정한 서포트바(130)의 표면 높이값과 제 1 프로브DUT의 높낮이 값을 통해 서포트바(130)와 제 1 프로브DUT의 밀착값을 측정한 후, 제 2 내지 제 n 프로브DUT와 서포트바(130)의 밀착값의 허용정도가 3.2㎛ 이하가 되도록 얼라인 척(247)을 사용하여 균일하게 한다.

그리고, 제 1 내지 제 n 프로브DUT의 얼라인 정확도를 재(再)측정 함으로써, 도 10에 도시한 바와 같이 서포트바(130) 상의 프로브DUT(140)의 배열공정이 완료된다.

이렇게 서포트바(130) 상에 복수의 프로브DUT(140)가 정밀하게 배열되면, 제 5 단계(st 5)로, 프로브DUT(140)를 서포트바(130) 상에 접착성물질(243a)을 통해 접착한다.

이때, 도 11에 도시한 바와 같이 접착성물질(243a)은 얼라인부(도 5의 240)에 구비된 시린지실린더(도 5의 243)의 니들을 통해 프로브DUT(140)의 네 모서리에 토출되며, 접착성물질(243a)이 프로브DUT(140)의 수평고정부(141) 상부로 넘치지 않도록 프로브DUT(140)의 네 모서리는 챔퍼부(chamfer part : 147)를 이루도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 접착성물질(243a)을 경화시키기 위해 큐어링(curing)을 진행한다.

한편, 시린지실린더(도 5의 243)의 니들의 위치는 프로브DUT(140)의 크기와 모양에 연동되어 자동으로 설정되도록 처리유닛(미도시)을 통해 프로그래밍 처리함으로써, 프로브DUT(140)의 크기와 모양이 변동되더라도 입력된 정보에 의해 자동으로 최적의 위치를 찾을 수 있도록 할 수 있다.

일예로, 프로브DUT(140)와 니들 사이의 거리는 100 ~ 150㎛를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 프로브DUT(140)가 서포트바(130)의 정확한 위치에 정밀하게 배열 및 고정되어 있는 프로브유니트(150)가 제조되면, 이후에는 각 프로브DUT(140)의 탐침(미도시)의 위치 및 탐침 압력 테스트를 실시한 후 프로브유니트(150)를 프로브카드(도 1의 100)에 장착하여 프로브카드(도 1의 100)를 최종적으로 점검한다.

전술한 바와 같이, 하나의 서포터바(130)에 복수개의 프로브DUT(140)를 배열 및 고정할 때 오토어태치 장비를 통해 자동으로 진행함으로써, 프로브DUT(140)의 배열 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이를 통해 EDS공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

특히, 프로브카드(도 1의 100) 제조공정 중 제조효율 및 생산성 저하의 주요인이였던 수작업에 의한 복수의 프로브DUT(140)의 배열 및 고정 공정에 비해 제조효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브카드를 개략적으로 도시한 정면도.

도 2는 서포터와 프로브DUT의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.

도 3 ~ 도 6은 본 발명의 실시예에 오토어태치 장비의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서포트바 상에 프로브DUT를 배열 및 고정하는 방법을 공정 순서에 따라 도시한 흐름도.

도 8 ~ 도 11은 서포트바 상에 프로브DUT를 배열 및 고정하는 구조를 개략적으로 도시한 도면.

Claims

프로브DUT가 서포트바 상에 고정된 프로브유니트와;

상기 프로브유니트의 상기 프로브DUT를 상기 서포트바 상에 배열 및 고정하며, 카메라와 시린지실린더(syringe cylinder), 레이저센서 그리고 한쌍의 얼라인 척(align chuck)으로 구성된 얼라인부와;

상기 프로브유니트를 상기 얼라인부로 이동시키는 트랜스퍼유니트(transfer unit)

를 포함하며, 상기 프로브유니트는 바(bar) 형태의 파레트에 장착되어 상기 얼라인부의 각 단계로 이동되는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 1 항에 있어서,

상기 프로브DUT에는 십자 형태의 얼라인마크가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 2 항에 있어서,

상기 프로브DUT의 상기 얼라인마크를 통해 상기 카메라로 통해 상기 프로브DUT의 배열위치 확인하는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 1 항에 있어서,

상기 프로브DUT의 높낮이와 상기 서포트바의 표면높이를 상기 레이저센서를 통해 측정하는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 1 항에 있어서,

상기 시린지실린더는 내부에 접착성물질을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 1 항에 있어서,

상기 한쌍의 얼라인 척은 수평 및 수직이동할 수 있으며, 상기 프로브DUT의 양측 가장자리 일부를 지지하는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 1 항에 있어서,

상기 얼라인부를 사이에 두고 상기 프로브유니트의 반입 및 반출을 위한 입력부 및 출력부를 더욱 포함하는 오토어태치 장비.
제 7 항에 있어서,

상기 입력부 및 상기 출력부에는 상기 프로브유니트가 대기(待期)할 수 있으며, 상기 프로브유니트를 슬라이딩 이동시키는 리니어모터가이드(liner motor guide)가 구비되는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 7 항에 있어서,

상기 입력부에는 집공흡착구가 구성된 암(arm)이 구비되어, 상기 암을 통해 상기 입력부의 상기 프로브유니트를 상기 트랜스퍼유니트에 장착시키는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 1 항에 있어서,

상기 트랜스퍼유니트는 일렬로 배열된 다수의 롤러(roller) 또는 컨베이어밸트(conveyer belt)인 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 1 항에 있어서,

상기 파레트는 길이방향을 따라 슬릿홀을 포함하고 있으며, 상기 프로브유니트 보다 긴 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 11 항에 있어서,

상기 프로브유니트와 상기 파레트는 스크류 등의 조립부재를 통해 조립 체결되는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 7 항에 있어서,

상기 파레트는 상기 출력부에서 상기 프로브유니트와 분리되는 것을 특징으로 하는 오토어태치 장비.
제 1 내지 제 n 프로브DUT가 서포트바 상에 가(假)고정된 프로브유니트를 파레트에 장착하는 제 1 단계와;

상기 프로브유니트를 입력부의 리니어모터가이드에 복수개 장착하는 제 2 단계와;

상기 프로브유니트를 상기 리니어모터가이드의 길이방향을 따라 순차적으로 슬라이딩 이동 시킨 후, 진공흡착구가 구비된 암(arm)을 통해 상기 프로브유니트를 트랜스퍼유니트에 장착시키는 제 3 단계와;

상기 트랜스퍼유니트를 통해 상기 프로브유니트를 얼라인부로 이동시키는 제 4 단계와;

상기 얼라인부로 이동된 상기 프로브유니트의 상기 서포트바 상에 가고정된 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT를 레이저센서, 카메라, 얼라인 척 그리고 시린지실린더를 통해 얼라인 배열 및 고정하는 제 5 단계와;

상기 서포트바 상에 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT가 완전 고정된 상기 프로브유니트를 상기 트랜스퍼유니트를 통해 출력부로 이동시킨 후, 반출하는 제 6 단계와;

상기 프로브유니트를 상기 파레트와 분리하는 제 7 단계

를 포함하는 오토어태치 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 입력부 및 상기 출력부에는 상기 복수개의 프로브유니트가 대기(待期)하는 것을 특징으로 하는 오토어태치 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 5 단계는, 상기 레이저센서를 통해 상기 서포트바 상에 가고정된 상기 제 1 프로브DUT의 높낮이를 산출하는 단계와;

상기 카메라를 통해 상기 제 1 프로브DUT의 배열 위치를 확인하는 단계와;

상기 얼라인 척을 통해 상기 제 1 프로브DUT를 측정결과를 통해 얼라인하는 단계와;

상기 제 1 프로브DUT를 기준으로, 상기 제 2 내지 제 n 프로브DUT의 배열위치를 측정 한 후, 얼라인하는 단계와;

상기 시린지실린더를 통해 토출된 접착성물질을 통해 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT를 상기 서포트바 상에 완전 고정시키는 단계와;

상기 접착성물질을 큐어링하는 단계 포함하는 것을 특징으로 하는 오토어태치 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT상에는 십자형태의 얼라인마크가 형성되어 있으며, 상기 서포트바 상에는 중심부를 기준으로 기준점이 정의하여, 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT와 상기 기준점을 통해 얼라인하는 것을 특징으로 하는 오토어태치 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 얼라인 척은 수평 및 수직이동할 수 있으며, 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT를 평면회전운동하여 얼라인하는 것을 특징으로 하는 오토어태치 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT의 네 모서리는 챔퍼부(chamfer part)로 이루어지며, 상기 접착성물질은 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT의 상기 챔퍼부에 상기 제 1 내지 제 n 프로브DUT 상부로 넘치지 않도록 토출되는 것을 특징으로 하는 오토어태치 방법.