이하 첨부된 도면에 따라서 어레이 테스트 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 일 실시 예에 따른 어레이 테스트 장치의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 프로브 바 교체부의 확대 사시도이며, 도 4는 일 실시 예에 따른 프 로빙 어셈블리 및 프로브 바 교체부의 측면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 어레이 테스트 장치(100)는 로딩부(70)와, 언로딩부(80)와, 모듈레이터(20)와, 검출부(60)와, 광원(30)과, 프로빙 어셈블리(300) 및, 프로브 바 교체부(200)를 포함한다.
로딩부(70)는 테스트될 기판(90)을 어레이 테스트 장치(100) 내로 진입되게 한다. 로딩부(70)를 통해 들어온 기판(90)은 테스트가 이루어지는 후술할 광원(30)의 상부까지 이송된다. 로딩부(70)는 로딩 플레이트 및 복수의 에어홀(71)들을 구비할 수 있다. 기판(90)의 이송은 기판(90) 하면에 에어홀(71)들로부터 고압의 에어를 분사하여 기판(90)을 로딩 플레이트에서 부상시킨 상태로 그립(Grip)수단(95)을 이용해 이송시키는 방식 등에 의해 달성될 수 있다.
언로딩부(80)는 테스트 완료된 기판(90)을 이송시켜 어레이 테스트 장치(100) 외부로 배출되게 한다. 언로딩부(80)는 언로딩 플레이트 및 복수의 에어홀(81)들을 구비할 수 있다. 기판(90)의 이송은 로딩부(70)와 같은 방식으로, 기판(90) 하면에 에어홀(81)들로부터 고압의 에어를 분사하여 기판(90)을 언로딩 플레이트에서 부상시킨 상태로 그립수단을 이용해 이송시키는 방식 등에 의해 달성될 수 있다.
모듈레이터(20)는 기판(90)의 상측에 배치되는 것으로, 기판(90)의 상면과 매우 인접하게 위치된다. 모듈레이터(20)는 전극층 및 전광물질층을 구비할 수 있다. 모듈레이터의 전극층은 기판(90)의 전극층과 전기장을 형성하는 것으로, ITO(Indium Tin Oxide)나 CNT(Carbon Nano Tube) 물질 등이 사용될 수 있다. 또한, 모듈레이터의 전광물질층은 전기장의 세기에 따라 통과되는 빛의 광량을 변경시키는 것으로, 액정(LC:Liquid Crystal), 무기EL(Electro Luminance), PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 등을 사용할 수 있다.
일 예로, 전압이 기판(90)의 전극층 및 모듈레이터(20)의 전극층에 인가되면 기판(90)의 불량 유무에 따라 모듈레이터(20)의 특정 물성치가 변경된다. 즉, 모듈레이터(20)는 테스트될 기판(90)에 형성된 전극층이 정상인 경우, 내부에 전기장이 형성되며 전기장에 의해 분자 배열이 일정한 방향으로 배열되어 빛이 통과할 수 있게 된다. 이와 반대로, 기판(90)에 형성된 전극층이 불량인 경우, 내부에 전기장이 형성되지 않고 분자 배열이 변경되지 않음으로써 빛이 통과할 수 없게 된다.
한편, 어레이 테스트 장치(100)는 옵틱척(Optic chuck)을 더 구비할 수 있다. 옵틱척은 테스트될 기판(90)의 하측에 배치되어 기판(90)을 안착시킨다. 옵틱척은 빛을 투과시키는 유리와 같은 투광 소재로 이루어진다. 옵틱척은 기판(90)을 흡착 및 부상시키는 복수의 에어홀들을 구비할 수 있다.
검출부(60)는 모듈레이터(20)의 상측에 배치된다. 검출부(60)는 모듈레이터(20)의 변경된 특정 물성치를 측정하여 기판(90) 전극층의 불량 유무를 검출한다. 일 예로, 검출부(60)는 기판(90)에 형성된 전극층의 정상 여부에 따라 투과되는 빛의 양을 촬상하고 그 데이터를 신호처리부를 통해 판별하여 기판(90)의 불량 유무를 검출할 수 있다.
광원(30)은 기판(90)을 기준으로 모듈레이터(20)와 반대 방향측에 배치된다. 광원(30)은 모듈레이터(20)를 향해 빛을 조사한다. 광원(30)으로부터 나온 빛은 옵 틱척, 기판(90), 모듈레이터(20)를 순차적으로 지나 검출부(60)에 도달한다. 광원(30)으로부터 나오는 빛은 제논, 소디움, 수정할로겐 램프 및 레이저 등을 포함한 여러 종류의 빛일 수 있다.
프로빙 어셈블리(300)는 프로브 바(310) 및, 프로브 프레임(320)을 구비한다.
프로브 바(310)는 프로브 핀(312)을 구비한다. 프로브 핀(312)은 기판(90) 전극에 전압을 인가한다. 또한, 프로브 프레임(320)은 프로브 바(310)를 결합시킨다.
즉, 프로브 프레임(320)은 리니어 모터(321)를 구비한다. 리니어 모터(321)는 X축 방향으로 길게 형성되어 프로브 프레임(320)에 고정된다. 리니어 모터(321)에 X축 슬라이드 부재(311)가 연결되며, X축 슬라이드 부재(311)는 프로브 프레임(320)에 대해 X축 방향으로 슬라이드 가능하다.
또한, X축 슬라이드 부재(311)에 Z축 구동부(315)가 연결되며, 프로브 바(310)는 Z축 구동부(315)에 연결된다. 또한, 프로브 프레임(320)은 Y축 슬라이드 부재(330)에 결합된다. Y축 슬라이드 부재(330)는 Y축 가이드 레일(340)에 연결되어, Y축 방향으로 슬라이드 가능하다.
따라서, 프로브 프레임(320)은 기판(90)에 대해 Y축 방향으로 구동 가능하며, 프로브 바(310)는 기판(90)에 대해 X축, Y축 및, Z축 방향으로 구동 가능하다. 프로브 바(310)에 형성된 프로브 핀(312)은 기판(90)의 상부에서 X축 및 Y축 방향으로 이동하고 Z축 방향으로 승강되면서 기판(90) 전극에 접촉될 수 있다.
프로브 바 교체부(200)는 프로브 바(310)를 프로브 프레임(320)에 대해 분리 또는 결합시킨다.
검사될 기판(90) 전극의 패턴 변경 시, 기판(90) 전극의 패턴에 상응하도록 프로브 바(310)가 교체되어야 한다. 또한, 로딩부(70)의 기판(90) 투입 방향에 따라, 프로브 바(310)의 배향 각도는 가로(0°) 및 세로(90°) 방향으로 조정되어야 한다.
즉, 프로브 바(310)는 프로브 핀(312)의 개수에 따라 24핀 타입, 16핀 타입 등으로 구분될 수 있다. 따라서, 기판(90) 전극의 패턴 변경 및 기판(90)의 투입 방향에 따라, 프로브 바(310)는 24핀 가로타입, 24핀 세로타입, 16핀 가로타입, 16핀 세로타입 중에서 채택되어야 한다.
이와 같이, 프로브 바(310)를 프로브 프레임(320)으로부터 교체하여야 할 때, 프로브 바 교체부(200)가 작동하여 프로브 바(310)를 프로브 프레임(320)으로부터 자동으로 교체한다. 결국, 프로브 바의 수작업 교체에 소요되는 인력 및 시간을 크게 절감할 수 있게 된다.
또한, 프로브 바를 자동으로 교체하는 시스템은 프로브 바의 배향각도를 자동으로 변경하는 시스템과 비교하여도, 프로브 바의 각도 변경에 필요한 구동수단을 요구하지 않아 제작비용을 절감하는 장점을 갖는다. 비록, 프로브 바의 자동교체 시스템도 프로브 바 교체부의 구동에 필요한 구동수단을 요구하기는 하지만, 다수의 프로브 바를 각각 구동시키는 시스템보다 간단한 구조를 갖고도 같은 목적을 달성할 수 있다.
이 경우, 프로브 바 교체부(200)는 착탈부(220) 및, 구동부를 구비할 수 있다.
착탈부(220)는 프로브 바(310)를 결합 또는 분리시킨다. 착탈부(220)와 프로브 바(310)의 결합 또는 분리는 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 실린더 타입, 기구적 레버 타입, 진공 흡착 타입, 전자석 고정 타입 등의 방식을 이용하여, 프로브 바(310)를 착탈부(220)와 결합 또는 분리시킬 수 있다.
구동부는 착탈부(220)를 프로브 프레임(320)에 대해 X축, Y축 및, Z축 방향 중 적어도 일 방향으로 구동시킨다. 바람직하게는, 구동부는 X축 구동부(230)와, Y축 구동부(240) 및, Z축 구동부(250)를 구비한다.
X축 구동부(230)는 착탈부(220)를 X축 방향으로 구동시킨다. 또한, Y축 구동부(240)는 착탈부(220)를 Y축 방향으로 구동시킨다. 이와 더불어, Z축 구동부(250)는 착탈부(220)를 Z축 방향으로 구동시킨다. 따라서, 구동부는 3축 이동이 가능하다.
프로브 바 교체부(200)의 구성을 바람직한 실시 예를 참고하여 상세히 설명하기로 한다.
X축 구동부(230)는 프레임(270)에 결합된다. 프레임(270)은 기판(90)의 이송방향(Y축)과 직교되는 X축 방향으로 길게 형성된다. X축 구동부(230)에 캐리지(231)가 연결되며, 캐리지(231)는 X축 방향으로 슬라이드 안내되도록 구성되어 있다.
또한, Z축 구동부(250)는 캐리지(231)에 결합된다. Z축 구동부(250)는 안내 레일을 구비하며, 안내레일에 Y축 구동부(240)가 연결된다. Y축 구동부(240)는 Z축 구동부(250)의 안내레일에 슬라이드 안내되어, Z축 방향으로 승하강되게 구성되어 있다.
또한, Y축 구동부(240)에 캐리지(241)가 연결되며, 캐리지(241)는 Y축 구동부에 가이드되어 Y축 방향으로 슬라이드 된다. 캐리지(241)는 착탈부(220)와 결합된다.
결국, 착탈부(220)는 프로빙 어셈블리(300)에 대해 X축, Y축 및, Z축 방향으로 이동 가능하다. 이 경우, X축 구동부(230)와, Y축 구동부(240) 및, Z축 구동부(250)는 리니어 모터 등으로 이루어질 수 있다.
한편, 어레이 테스트 장치(100)는 프로브 바 저장부(210)를 더 구비할 수 있다.
프로브 바 저장부(210)는 프로브 프레임(320)으로부터 분리된 프로브 바(310)를 보관하거나, 프로브 프레임(320)에 결합될 프로브 바(310')를 보관하는 기능을 한다. 프로브 바 저장부(210)에 보관되는 프로브 바(310')는 24핀 가로타입, 24핀 세로타입, 16핀 가로타입, 16핀 세로타입 등일 수 있다.
프로브 바 저장부(210)는 프로브 프레임(320)에 인접하게 배치되는 것이 바람직하다. 프로브 바 저장부(210)는 프로브 바 교체부(200)의 프레임(270)에 일체로 결합될 수 있다. 이 경우, 프로브 바 교체부(200)는 프로브 바 저장부(210)와 프로브 프레임(320) 사이를 이동한다.
프로브 바 교체부(200)의 작동을 설명하면, 착탈부(220)는 X축 구동부(230), Y축 구동부(240) 및, Z축 구동부(250)에 의해 구동되어 프로브 프레임(320)에 결합된 프로브 바(310) 위치까지 이동한다. 착탈부(220)는 프로브 바(310)와 결합되면서 프로브 바(310)를 프로브 프레임(320)으로부터 분리시킨다.
이후에, 착탈부(220)는 다시 X축 구동부(230), Y축 구동부(240) 및, Z축 구동부(250)에 의해 구동되어 프로브 바 저장부(210) 위치까지 이동한다. 착탈부(220)는 프로브 바(310)와 분리되면서 프로브 바(310)를 프로브 바 저장부(210)에 보관한다.
이후에, 착탈부(220)는 교체될 프로브 바(310') 위치까지 이동되며, 프로브 바(310')와 결합된다. 그리고, 착탈부(220)는 X축 구동부(230), Y축 구동부(240) 및, Z축 구동부(250)에 의해 구동되어 프로브 프레임(320) 위치까지 이동된다. 착탈부(220)는 프로브 바(310')와 분리되면서 프로브 바(310')를 프로브 프레임(320)에 결합시킨다.
도 2에는 프로빙 어셈블리 및 프로브 바 교체부가 각각 한 쌍이 설치된 것을 도시하였으나, 프로빙 어셈블리 및 프로브 바 교체부는 검사될 기판의 사이즈에 따라 각각 단일개로 설치될 수 있다.
한편, 전술한 실시 예에서 프로브 바 교체부의 구동부가 X축, Y축 및, Z축 방향으로 직선 구동되는 것을 설명하였으나, 구동부의 구성은 다른 실시 예를 통해서도 구현 가능하다. 예를 들어, 구동부는 축을 중심으로 회전되는 로봇의 형태일 수 있고, 가이드 슬롯을 따라 유선형으로 구동되는 로봇의 형태일 수 있다. 즉, 프로브 바 교체부의 구동부의 구성은 어레이 테스트 장치 내의 설치공간에 적절하도 록 다양하게 변경되어 설계될 수 있다.
지금까지 프로브 바 자동교체 유닛을 구비한 어레이 테스트 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.