KR101231700B1 - 프로브 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프로브 장치의 접촉 전극이 피검사체의 전극에 대하여 위치가 벗어나는 것을 방지하는 것으로, 본 발명에 따른 프로브 장치는 가요성을 갖는 배선시트와, 그 배선시트를 지지하는 지지체와, 배선시트에 설치된 간격유지부재를 포함한다. 상기 배선시트는 그 배선시트의 한쪽 면에 마련된 복수의 배선과, 그 배선에 마련된 복수의 접촉 전극을 구비한다. 상기 간격유지부재는 상기 배선시트보다 낮은 열팽창계수 및 높은 강성을 가지며, 상기 배선시트에 설치되어서 상기 배선시트가 팽창된 상태에서 상기 복수의 배선 상호의 간격을 유지한다.

Description

프로브 장치 및 그 제조방법 {Probe System and Method for Manufacturing the Same}
본 발명은 액정 표시 패널과 같은 평판형상 피검사체의 전기적 시험에 이용되는 프로브 장치에 관한 것이다.
액정이 봉입된 액정표시 패널과 같은 평판형상의 피검사체는 일반적으로 프로브 유닛과 같은 프로브 장치를 이용한 검사장치 즉 시험장치에 의해 검사 즉 시험을 받는다. 그와 같은 프로브 장치 중 하나로서 특허문헌1에 기재된 것이 있다.
특허문헌1에 기재된 프로브 장치는 복수의 배선을 한쪽 면에서 갖는 가요성(可撓性)의 배선시트와, 그 배선시트가 결합부재를 통해서 지지된 지지체를 포함한다. 배선시트는 결합 부재에 접착되어 있으며 결합 부재가 지지체에 결합됨에 따라 배선시트는 지지체에 지지된다.
배선시트의 배선은 서로 간격을 두고 배선시트의 한쪽 면 내를 연장해 있다. 각 배선은 피검사체의 전극에 접촉하는 접촉 전극을 그 선단에 구비한다. 그러한 배선은 피검사체의 전극의 상호 간격에 대응하여서 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 따라서, 배선시트의 선단에 마련된 접촉 전극의 상호 간격도 피검사체의 복수의 전극의 상호 간격에 대응한 소정의 간격으로 이루어져 있다. 이에 따라 시험시에 각 접촉 전극이 피검사체의 대응하는 전극에 접촉된다.
그런데, 종래의 프로브 장치에 있어서 배선시트는 열경화성의 접착재에 의해 지지체 및 결합부재(이하,「지지체 등」이라 한다)에 접착되어 있다. 따라서, 배선시트를 접착할 때에 열경화성의 접착제를 경화시키도록 배선시트 및 지지체 등이 가열된다. 그러나, 배선시트는 폴리이미드와 같은 열팽창률이 높은 재료를 기재(基材)로서 제작되어 있어서 배선시트는 가열에 의해 팽창해 버린다.
배선시트가 열 팽창하면 그 배선시트에 마련된 배선의 상호 간격이 넓어진다. 이에 따라 배선에 마련된 접촉 전극의 간격도 넓어져서 접촉 전극이 피검사체의 전극에 대해서 위치가 벗어난다. 따라서, 배선시트는 접촉 전극이 위치가 벗어난 상태에서 지지체 등에 설치되게 된다.
배선시트를 지지체에 설치한 후, 배선시트는 상온이 될 때까지 냉각되는데, 그 배선시트가 지지체 등에 접착되어 있기 때문에 배선의 상호 간격은 배선시트가 팽창했을 때의 상태로 유지되고, 접촉 전극은 피검사체의 전극에 대해서 위치가 벗어난 상태로 유지된다. 따라서, 그와 같은 프로브 장치에서는 접촉 전극을 피검사체의 전극에 정확하게 접촉시킬 수 없다.
상기와 같은 접촉 전극의 위치 벗어남을 방지하기 위하여 배선시트가 열팽창되는 것을 전제로 해서 배선시트의 접촉 전극의 간격이 피검사체의 전극 간격보다 좁은 상태로 제작된 배선 시트가 있다. 그와 같은 배선시트를 이용하면 지지체 등에 접착될 때에 배선시트가 가열되어, 그 배선시트가 열 팽창해서 배선시트의 복수의 배선의 상호 간격이 넓어짐으로써 배선에 장착된 복수의 접촉 전극의 간격을 피검사체의 전극 사이의 간격에 일치시킬 수 있다.
그러나 배선시트의 배선의 간격을 소정의 간격이 되도록 가열량을 조정하고자 하면, 흡열량이 큰 지지체 등의 흡열도 고려해서 배선시트를 가열할 필요가 있다. 이 때문에 접촉 전극의 간격 조정이 곤란해져 가열 부족에 의해 접촉 전극의 간격이 충분히 넓어지지 않은 경우, 또는 가열 과잉에 의해 접촉 전극의 간격이 지나치게 넓어지는 경우가 있다.
그와 같은 경우에는 접촉 전극이 피검사체의 전극에 대해 위치가 벗어나게 된다. 접촉 전극이 위치가 벗어난 프로브 장치에서는 피검사체의 전극에 접촉 전극이 정확하게 접촉하지 않기 때문에 피검사체의 시험을 행할 수 없다.
또, 프로브 장치의 제조 후에 프로브 장치가 가열되는 일이 있다. 예를 들면, 피검사체의 점등검사에 있어서, 피검사체를 고온 환경하에서 시험하는 경우다. 그와 같은 경우에는 프로브 장치도 피검사체와 같은 고온 환경하에서 놓이게 된다.
이때, 배선시트가 지지체에 접착되지 않고 설치되어 있으면(예를 들면, 나사부재에 의해 지지부재에 설치되어 있으면), 배선시트는 열팽창 가능해진다. 따라서, 배선시트를 포함한 프로브 장치가 고온 환경하에 놓이면, 배선시트가 열 팽창함으로써 배선시트의 배선 간격이 넓어져 버린다.
배선 간격이 넓어짐에 따라 배선에 마련된 접촉 전극의 간격도 소정의 간격(피검사체의 전극의 간격)에 대해서 넓어지기 때문에 접촉 전극이 피검사체의 전극에 대해서 위치가 벗어나 버린다. 접촉 전극의 위치가 벗어난 프로브 장치로는 피검사체의 전극에 접촉 전극이 정확하게 접촉하지 않기 때문에 피검사체의 시험을 수행할 수 없다.
한국등록특허 제10-0720378호 공보
본 발명은 프로브 장치의 접촉 전극이 피검사체의 전극에 대하여 위치가 벗어나는 것을 방지하는 것에 있다.
본 발명과 관련된 프로브 장치는 가요성을 갖는 배선시트와, 그 배선시트를 지지하는 지지체와, 배선시트에 설치된 간격유지부재(間隔維持部材)를 포함한다. 상기 배선시트는 그 배선시트의 한쪽 면에 마련되며, 또한 제1의 방향으로 간격을 두고 그 제1의 방향에 교차하는 제2의 방향으로 연장되는 복수의 배선과, 그 배선에 마련된 복수의 접촉 전극을 구비한다. 상기 간격유지부재는 상기 배선시트보다 낮은 열팽창계수 및 높은 강성(剛性)을 가지며, 상기 배선시트에 설치되어서 상기 배선시트가 팽창된 상태에서 상기 복수의 배선의 상호 간격을 유지한다.
상기 간격유지부재는 상기 배선시트에 대향해서 상기 배선을 덮는 평면을 구비하며, 그 평면에 있어서 접착재에 의해 상기 배선시트에 접착되어 있어도 좋다. 또, 상기 간격유지부재는 유리제의 판상(板狀)부재를 구비할 수 있으며, 상기 접착재는 열경화성으로 할 수 있다.
상기 간격유지부재는 상기 접촉 전극이 마련된 영역에 대응하는 상기 배선 시트의 다른 쪽 면에 설치되어 있어도 좋고, 상기 배선시트의 한쪽 면에 설치되어 있어도 좋다. 상기 배선시트는 상기 지지체에서 연장되는 연장부를 구비하고 있어도 좋고, 상기 접촉 전극은 상기 연장부에 마련되어 있어도 좋다.
상기 프로브 장치는 상기 지지체에 설치된 스토퍼를 더 포함할 수 있다. 그 스토퍼는 상기 배선시트의 상기 접촉 전극이 피검사체의 전극에 눌렸을 때, 상기 배선시트의 상기 연장부의 상기 접촉 전극과 반대 측 부위가 맞닿는 것을 허락한다.
상기 스토퍼는 탄성을 갖는 탄성부재와, 상기 배선시트가 접촉가능하게 상기 탄성부재에 마련된 표면층으로서 그 표면층과 상기 배선시트 사이의 마찰을 저감하는 표면층을 구비하고 있어도 좋다. 상기 배선시트는 상기 배선에 전기적으로 접속된 집적회로 칩을 더 구비할 수 있다.
본 발명과 관련된 프로브 장치의 제조방법은 가요성을 갖는 배선시트를 가열 팽창시켜서 간격유지부재를 상기 배선시트에 설치하는 제1의 공정과, 상기 배선시트를 지지체에 설치하는 제2의 공정을 포함한다. 상기 배선시트는 그 배선시트의 한쪽 면에 마련되며, 또한 제1의 방향으로 간격을 두고 그 제1의 방향에 교차하는 제2의 방향으로 연장되는 복수의 배선과, 그 배선에 마련된 복수의 접촉 전극을 구비한다. 상기 간격유지부재는 상기 배선시트보다 낮은 열팽창계수 및 높은 강성을 가지며, 상기 배선의 간격을 유지한다.
상기 제1의 공정은 상기 간격유지부재를 열경화성의 접착재에 의해 상기 배선시트에 설치하기 위해 상기 배선시트를 가열 팽창시키는 열에 의해 상기 열경화성의 접착재를 경화시킴으로써 상기 간격유지부재를 상기 배선시트에 접착하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제1의 공정은 상기 배선시트를 가열 팽창시키는 동시에 상기 배선시트를 상기 간격유지부재에 가압하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 제1의 공정은 상기 간격유지부재를 첩부(貼付)지그에 배치하는 제3의 공정과, 상기 간격유지부재 위에 상기 열경화성의 접착재를 배치하는 제4의 공정과, 상기 간격유지부재 및 상기 열경화성의 접착재 위에 상기 배선시트를 배치하는 제5의 공정과, 상기 배선시트의 상방에서 첩부장치에 의해 상기 배선시트, 상기 열경화성의 접착재 및 상기 간격유지부재를 가열 및 가압하는 제6의 공정을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서는 배선시트의 복수의 배선 및 이것에 마련된 복수의 접촉 전극의 간격이 소정의 간격(즉, 피검사체의 전극 간격에 대응한 간격)이 되도록 배선시트가 열팽창된 상태에서 간격유지부재가 배선시트에 설치된다. 그러나, 간격유지부재의 흡열량이 지지체의 그것보다 작기 때문에 간격유지부재의 흡열을 고려하여서 배선 및 접촉 전극의 간격을 소정의 간격으로 조정하도록 가열하는 작업은 용이하다.
배선시트보다 높은 강성 및 낮은 열팽창계수를 갖는 간격유지부재가 배선시트에 설치됨에 따라 배선시트의 온도가 상온(常溫)으로 저하된 후에 있어서도, 배선시트의 배선의 상호 간격 및 접촉 전극의 상호 간격은 배선시트가 가열 팽창되었을 때의 값으로 유지된다. 이 때문에 간격유지부재를 설치한 뒤의 배선시트에 있어서 배선시트의 가열에 의해 접촉 전극의 간격이 소정의 간격으로부터 변화되는 일은 없다.
이에 의해 열경화성 접착재를 경화하기 위해 배선시트가 지지체에 설치되었을 때에, 또는 프로브 장치가 고온 환경하에 놓였을 때에 배선시트가 가열되어도 접촉 전극의 간격은 소정 간격으로 유지되어 있다. 따라서, 본 발명과 관련된 프로브 장치에 있어서는 배선시트가 가열됨에 따라 피검사체의 전극에 대한 접촉 전극의 위치가 벗어나는 일은 없다.
도1은 본 발명과 관련된 프로프 장치를 이용한 시험장치의 제1의 실시예를 나타내는 사시도이고,
도2는 도1에 나타내는 프로브 장치의 정면도이고,
도3은 도1에 나타내는 프로브 장치의 평면도이고,
도4는 도2에서의 4-4선을 따라서 얻은 단면도이고,
도5는 도2에 나타내는 프로브 장치의 프로브 블록을 나타내는 도면으로, (A)는 도2에서의 5(A)-5(A)를 따라서 얻은 단면도이며, (B)는 프로브 블록의 저면도이고,
도6은 도5에 나타내는 프로브 블록의 선단 부분의 확대 단면도이고,
도7은 도1에 나타내는 프로브 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이고,
도8은 도5에 나타내는 배선시트의 개략도로, (A)는 간격유지부재를 붙이기 전의 배선시트의 저면도, (B)는 간격유지부재를 붙인 후의 배선시트를 나타내는 저면도이고,
도9는 본 발명과 관련된 프로브 장치의 제2의 실시예를 나타내는 도5(A)에 대응되는 단면도이고,
도10은 본 발명과 관련된 프로브 장치의 제3의 실시예를 나타내는 도6에 대응되는 단면도이다.
[용어의 설명]
본 발명에 있어서는 도4에 있어서 상하방향을 상하방향 또는 Z방향이라 하고, 좌우방향을 프로브 장치의 피검사체 측을 전방으로 하는 전후방향 또는 Y방향이라 하며, 종이 배면 방향을 좌우방향 또는 X방향이라 한다. 그러나, 그러한 방향은 워크테이블과 같은 패널 리시버에 받아진 피검사체의 자세에 따라서 다르다.
따라서, 프로브 장치 및 프로브 블록은 본 발명에서 말하는 상하방향(Z방향)이 실제로 상하방향이 되는 상태, 상하 반대가 되는 상태, 비스듬한 방향이 되는 상태 등, 어느 쪽 방향이 되는 상태로 시험장치에 설치되어서 사용된다.
[제1의 실시예]
도1을 참조하면, 시험장치(10)는 액정표시패널과 같은 평판형상의 피검사체(12)의 점등 검사에 이용된다. 피검사체(12)는 그 일부만을 나타내고 있지만, 실제로는 사각형의 형상을 가지고 있으며, 또한 사각형의 적어도 두 개의 변에 대응하는 가장자리부(緣部) 각각에 복수의 전극(14)(도8참조)을 소정의 간격으로 형성한다. 각 전극(14)은 이것이 배치된 가장자리부와 직교하는 X방향 또는 Y방향으로 연장되는 띠 모양의 형상을 가지고 있다.
시험장치(10)는 본체프레임(미도시)에 좌우방향으로 연장되는 상태로 설치되어는 긴 판 형태의 프로브베이스(16)와, 프로브베이스(16)에 좌우방향으로 간격을 두고 놓인 복수의 프로브장치(18)(도1에서는 3개를 나타낸다)와, 프로브베이스(16) 위에 배치된 복수의 중계(中繼)베이스(20)와, 각 중계베이스(20) 위에 배치된 중계기판(22)을 포함한다.
도1에 있어서는 피검사체(12)의 전극(14)이 배치된 하나의 변에 대응하는 프로브장치(18)를 나타내고 있는 것에 불과하지만, 실제로는 피검사체(12)의 전극(14)이 배치된 각 변에 대응해서 적어도 하나의 프로브장치(18)가 배치되어 있다.
중계베이스(20) 및 중계기판(22) 세트는 프로브장치(18)에 대응되어서 프로브장치(18)와 같은 수로 마련되어 있다. 각 중계베이스(20)는 프로브베이스(16)의 축방향(전후방향)으로 간격을 두고 좌우방향으로 평행하게 연장되는 상태로 프로브베이스(16)의 상면에 설치된 한 쌍의 막대형상 부재를 구비한다.
중계기판(中繼基板)(22)은 그러한 막대형상 부재 위에 재치되어 있다. 중계기판(22)은 시험신호를 발생하는 전기회로(미도시)에 접속된다. 시험신호는 그와 같은 전기회로에서 프로브장치(18)를 통해서 피검사체(12)로 공급되어 피검사체(12)를 구동(점등)시킨다.
도2~4를 참조하면 각 프로브장치(18)는 프로브베이스(16)에 재치되며 연결된 연결블록(24)과, 연결블록(24)에 지지된 지지블록(26)과, 지지블록에 결합된 결합블록(28)과, 결합블록(28)에 지지된 프로브블록(30)과, 프로브블록(30)을 중계기판(22)에 전기적으로 접속하는 접속회로(32)를 포함한다. 접속회로(32)는 후렉시블 인쇄배선회로(FPC:Flexible Printed Circuits)와 같은 가요성을 갖는 시트형태 배선 회로이다.
연결블록(24)은 프로브베이스(16)에서 일어서 듯이 프로브베이스(16)에 연결된 주체부(24a)와, 주체부(24a)의 상부에서 전방으로 연장되는 연장부(24b)에 의해 역 L자 모양의 단면형상을 갖는다. 연결블록(24)은 주체부(24a)를 상방에서 하방으로 관통해서 프로브베이스(16)에 나사 결합된 복수의 볼트(34)(도3참조)에 의해 프로브 베이스(16)에 분리 가능하게 결합되어 있다.
지지블록(26)은 직방체(직육면체) 형태의 주체부(26a)와, 주체부(26a)의 하부에서 전방으로 연장되는 연장부(26b)에 의해 L자 모양의 단면형상을 갖는다. 지지블록(26)은 한 쌍의 가이드(36) 및 가이드레일(36)에 의해 상하방향으로 이동가능하게 연결블록(24)의 주체부(24a)의 전면에 주체부(26a)의 후면에서 연결되어 있으면서 볼트(40)(도 3 및 4 참조)에 의해 상하방향의 위치를 조정가능하게 연결블록(24)의 연장부(24b)의 하측에 지지되어 있다.
볼트(40)는 연결블록(24)의 연장부(24b)를 상방에서 하방으로 관통하고 있으며, 또 지지블록(26)에 형성된 나사홀(미도시)에 나사결합되어 있다. 지지블록(26)은 좌우방향으로 간격을 두고 연결블록(24)의 연장부(24b)와 지지블록(26) 사이에 배치된 한 쌍의 압축코일스프링(41)(도2참조)에 의해 하방으로 힘이 가해진다. 이에 따라 지지블록(26)으로의 볼트(40)의 나사 삽입량을 조정함으로써 지지블록(26), 나아가서는 지지블록(26)에 결합블록(28)을 통해서 지지된 프로브블록(30)의 높이 위치를 조정할 수 있다.
결합블록(28)은 좌우방향으로 긴 판상(板狀) 부재이며, 그 중앙영역에 있어서 지지블록(26)의 하측에 결합되어 있다. 결합블록(28)과 지지블록(26)은, 지지블록(26)의 주체부(26a)를 상방에서 하방으로 관통해서 결합블록(28)에 나사결합된 볼트(42)(도 2 및 3 참조)에 의해 결합되어 있다.
프로브블록(30)은 배선시트(44)와, 배선시트(44)를 하측에 지지하는 지지체(46)와, 배선시트(44)에 설치된 간격유지부재(48)를 포함한다. 프로브블록(30)은 좌우방향으로 간격을 두고 결합블록(28)을 상방에서 하방으로 관통해서 지지체(46)에 나사결합된 한 쌍의 볼트(50)에 의해 결합블록(28)에 결합되어 있다. 배선시트(44)는 도4에서 나타내는 바와 같이 접속회로(32)를 통해서 중계기판(22)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 5 및 6을 참조하면, 프로브 블록(30)의 지지체(46)는 전후방향으로 긴 직사각형의 단면형상을 갖는 본체부(46a)와, 본체부(46a)의 전단면 하면에서 전방 및 하방으로 비스듬히 돌출하는 삼각형의 단면형상을 갖는 보조부(46)를 포함한다. 배선시트(44)는 본체부(46a)의 하면으로서 전후방향 및 좌우방향으로 연장되는 수평의 하면(下面)과, 보조부(46b)의 하면으로서 본체부(46a)의 상기 수평의 하면에서 전방 및 하방으로 비스듬히 연장되는 경사진 하면(下面)에 열경화성의 접착재(52)에 의해 접착되어 있다.
배선시트(44)는 가요성의 시트형상 부재(54)와, 그 한쪽 면에 마련된 복수의 배선(56)과, 각 배선(56)의 일단부 하면에 마련된 접촉 전극(58)을 구비한다(도5(B)참조). 도시의 예에서는 배선시트(44)는 시트형상 부재(54)에 복수의 배선(56)을 형성한 이른바 FPC와 같은 가요성을 갖는 시트형상 배선회로의 각 배선(56)의 전단부(前端部)에 접촉 전극(58)을 형성한다.
시트형상 부재(54)는 폴리이미드와 같은 높은 열팽창계수와 전기절연성을 갖는 재료로 제작되어 있다. 배선(56)은 시트형상 부재(54)의 한쪽 면에 마련되어 있으며, 또 제1의 방향(즉 좌우방향)으로 간격을 두고 제2의 방향(즉, 전후방향)으로 연장되어 있다. 배선(56)을 구비한 시트형상 부재(54)로서 FPC를 이용하면, 배선(56)의 배치형상, 즉 배치패턴은 FPC의 종래의 설계 및 제조방법으로 여러 가지 형상으로 할 수 있다.
접촉 전극(58)은 도시의 예에서는 직방체(직육면체)의 형상을 가지지만, 원뿔, 각뿔 등의 끝이 예리한 형상으로 되어 있어도 좋고, 반구(半球) 형태의 형상을 하고 있어도 좋다. 접촉 전극(58)은 배선시트(44)의 배선(56)에 도금법, 증착법 등의 체적 기술에 의해 형성할 수 있다. 접촉 전극(58)은 시험시에 피검사체(12)의 전극(14)에 눌린다.
배선시트(44)는 피검사체(12)를 구동하는 구동신호를 생성하는 집적회로 칩(60)과, 좌우방향으로 간격을 두고 집적회로 칩(60)에서 후방으로 연장되는 복수의 배선(62)을 더 구비한다. 복수의 배선(56) 및 복수의 배선(62)은, 각각 그들의 후단부 및 전단부에 있어서 집적회로 칩(60)의 출력단자 및 입력단자에 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시예에 있어서, 배선시트(44)는 집적회로 칩(60)이 실장(mounting)된 칩 온 필름(COF:Chip On Film)으로 되어 있다.
간격유지부재(48)는 좌우방향으로 연장되는 직사각형의 판상 부재이며, 또 배선시트(44)에 비해 작은 열팽창계수와 높은 강성을 갖는다. 도시의 예에서는 간격유지부재(48)는 유리로 제작되어 있다. 간격유지부재(48)는 배선시트(44)의 접촉 전극(58)의 근방에 배치되어 있으며, 간격유지부재(48)의 한쪽 면을 배선시트(44)에 대향시켜서 각 배선(56)의 일부를 덮도록 접착재(64)(도6참조)에 의해 배선시트(44)에 접착되어 있다.
접착재(64)는 접착재 시트와 같은 시트형태의 접착재라도 되고, 겔 형태 혹은 액상의 접착재라도 좋다. 접착재(64)는 열경화성, 건조경화성, 2액 반응경화성 등의 접착재라도 좋다. 접착재(64)로서 이방성(異方性) 도전 필름(ACF: an isotropic conductive film)과 같은 도전성 필러를 포함한 접착재 필름을 이용하여도 좋다.
ACF는 이것이 도전성(導電性) 필러를 포함하고 있어도 그 도전성을 갖는 방향을 배선(56)의 배열방향으로 하지 않는 한, 서로 이웃하는 배선(56)을 도통(導 通)시키는 일은 없다. 따라서, 접착재(64)로서 ACF를 이용해도 배선시트(44)가 배선(56) 간의 단락에 의해 소정의 기능을 달성하지 못하게 되는 일은 없다.
간격유지부재(48)는 뒤에서 설명하는 대로 열경화성의 접착재(64)가 가열됨에 따라 배선시트(44)에 설치되며, 그 뒤, 배선시트(44) 및 접착재(64)와 함께 상온까지 냉각된다.
접착재(64)가 가열되면, 배선시트(44) 및 간격유지부재(48)도 가열된다. 그러나, 간격유지부재(48)의 열팽창률이 배선시트(44)의 그것보다 작기 때문에 배선시트(44)와 간격유지부재(48)는 배선시트(44)가 간격유지부재(48)보다 크게 열팽창해서 배선(56)의 피치, 즉 간격을 넓혀진 상태로 접착된다.
또, 간격유지부재(48)의 열수축량이 배선시트(44)의 그것보다 적고, 게다가 간격유지부재(48)가 배선시트(44)보다 높은 강성을 가지고 있기 때문에 배선시트(44), 간격유지부재(48) 및 접착재(54)가 냉각되면, 배선(56)의 간격은 간격유지부재(48)가 배선시트(44) 및 접착재(64)와 함께 가열되기 전의 상태, 즉 배선시트(44) 및 간격유지부재(48)가 접착되기 전의 상태보다도 넓은 상태로 유지된다.
상기의 결과, 간격유지부재(48)는 상온의 상태로 냉각된 뒤에 있어서도 배선시트(44)가 가열되어서 배선(56)의 간격이 넓어진 상태로 열경화성의 접착재(64)에 의해 배선시트(44)가 설치되어 있다. 따라서 간격유지부재(48)가 접착되는 배선시트(44)의 배선(56)의 중앙부분(56a) 및 중앙부분(56a)보다 전방의 앞부분(56b)은 중앙부(56a)보다 후방의 배선(56)의 뒷부분(56c)과 비교해서 배선(56)의 간격이 넓은 상태로 되어 있다.
간격유지부재(48)는 배선시트(44)에 비해 높은 강성을 가지기 때문에, 간격유지부재(48)가 열팽창한 상태에서 배선시트(44)에 접착됨에 따라, 그 후 배선시트(44)가 상온까지 냉각되어도 중앙부(56a)에 있어서 복수의 배선(56)의 간격은 배선시트(44)가 열팽창 했을 때의 상태로 유지된다. 또, 간격유지부재(48)는 배선시트(44)에 비해 낮은 열팽창계수를 가지기 때문에 간격유지부재(48)가 설치된 배선시트(44)가 가열되어도 중앙부(56a)에 있어서 복수의 배선(56)의 간격은 간격유지부재(48)가 설치되었을 때의 상태로 유지된다.
따라서, 배선시트(44)와 지지체(46)가 열경화성의 접착재(52)에 의해 접착되도록 배선시트(44)가 가열되어서 접착될 때, 또는 배선시트(44)가 설치된 프로브 장치가 고온환경하에 놓여질 때에 중앙부(56a)에서의 배선(56)의 간격은 배선시트(44)가 열팽창했을 때의 상태로 유지된다.
간격유지부재(48)가 배선시트(44)의 접촉 전극(58)의 근방에 위치해 있어서, 접촉 전극(58)이 마련된 배선(56)의 앞 부분(56b)은 간격유지부재(48)가 접착되는 배선(56)의 중앙부분(56a)의 근방이 된다. 따라서 앞 부분(56b)에서의 배선 간격은 중앙부(56a)에서의 배선 간격과 대체로 동일해진다.
이에 의해 프로브 장치(18)의 제작에 있어서, 배선시트(44)가 가열되어도 배선(56)의 앞 부분(56a)에 마련된 복수의 접촉 전극(58)의 간격이 소정 간격으로 유지된다. 따라서, 복수의 접촉 전극(58)의 간격을 피검사체(12)의 전극(14)의 간격, 즉 소정의 간격으로 한 상태로 간격유지부재(48)를 배선시트(44)에 설치함으로써 접촉 전극(58)이 피검사체(12)의 전극(14)에 대해 위치가 벗어나는 일이 없다.
본 실시예에 있어서 간격유지부재(48)는 유리제로 하였지만, 배선시트(44)와 비교해서 낮은 열팽창계수 및 높은 강성을 구비한 세라믹과 같은 다른 재료로 제작되어 있어도 좋다. 그러나, 간격유지부재(48)를 투명한 유리제로 함으로써 간격유지부재(48)를 통해서 배선(56)의 간격을 확인할 수 있다.
간격유지부재(48)는 간격유지부재(48)를 관통해서 지지체(46)에 나사 결합하는 복수의 나사부재에 의해 배선시트(44) 및 지지체(46)에 설치되어 있어도 좋다. 그러나 간격유지부재(48)를 접착재(64)에 의해 배선시트(44)에 접착하면, 배선시트(44)의 배선(56)의 간격을 배선시트(44)와 간격유지부재(48)와의 접착면 전체로 균일하게 유지할 수 있고, 배선시트(44)가 지지체(46)에 열경화성의 접착재(52)로 접착된 뒤에 있어서는 배선(56)의 간격을 넓혀진 상태로 지지체(46)와 간격유지부재(48)에 의해 확실하게 유지된다.
배선시트(44)는 배선(56)을 덮는 제2의 시트형상 부재(미도시), 이른바 커버 필름을 더 구비하고 있어도 좋다. 그와 같은 제2의 시트형상 부재는 시트형상 부재(54)와 마찬가지로 폴리이미드와 같은 전기절연성의 재료제(材料製)로 할 수 있고 그에 따라 배선(56)이 보호되면서 배선(56) 상호의 전기적 절연상태가 확실하게 유지된다. 배선시트(44)는 또 제2의 시트형상 부재를 구비함으로써 강성이 증가되기 때문에 간격유지부재(48)를 설치하는 작업이 용이해진다.
프로브블록(30)은 지지체(46)에 설치된 스토퍼(66)을 더 포함한다. 스토퍼(66)는 쐐기(楔)타입의 단면형상을 가지고 있으며, 또 지지체(46)의 전방 및 후방으로 비스듬히 연장되는 비스듬한 상향 면에 쐐기의 선단을 하방 측으로 한 상태로 설치되어 있다.
스토퍼(66)는 탄성을 갖는 탄성부재(67)와, 탄성부재(67)의 표면의 일부를 덮는 표면층(68)을 구비한다. 표면층(68)은 적어도 탄성부재(67)의 배선시트(44)의 연장부(44b)에 대응되는 부분을 덮고 있다. 표면층(68)은 배선시트(44)와 탄성부재(67) 사이에 윤활성을 제공하도록 불소 코팅된 테이프와 같은 낮은 마찰의 재료를 탄성부재(67)에 붙이거나 또는 도포함으로써 형성된다.
배선시트(44)는 열경화성의 접착재(52)에 의해 지지체(46)의 하면 및 그 하면의 전단부로 이어지는 비스듬한 후측 방향의 하면에 붙여진 본체부(44a)와, 지지체(46)의 보조부(46b)에서 전방으로 연장되는 연장부(44b)를 구비한다. 스토퍼(66)는 쐐기 타입의 선단부가 배선시트(44)의 연장부(44b)의 상방에 간격을 두고 위치하도록 지지체(45)의 보조부(46b)의 앞단에 설치되어 있다.
피검사체(12)의 시험에 앞서서 피검사체(12)와 프로브장치(18)가 서로 가까워지도록 상대적으로 이동된다. 이에 따라 배선시트(44)의 접촉전극(58)이 피검사체(12)의 전극(14)에 접촉한다. 그와 같은 상대적 이동이 한층 더 진행되면, 피검사체(12)의 전극이 배선시트(44), 특히 배선(56)을 아래쪽에서 민다. 이에 따라 배선시트(44)의 전단부가 상방으로 굴곡되어서 배선시트(44)의 연장부(44b)가 스토퍼(66)에 접촉한다.
피검사체(12)와 프로브장치(18)가 서로 가까워지는 방향으로 더 이동되면, 배선시트(44)의 연장부(44b)가 스토퍼(66)의 선단부에 맞닿아진다. 이때, 탄성부재(67)가 적절한 탄성을 가지고 있기 때문에 배선시트(44)의 접촉 전극(58)은 피검사체(12)의 전극(14)에 적절한 힘으로 가압 접촉된다.
도시의 예에서는 표면층(68)이 저마찰의 재료제이기 때문에 스토퍼(66)와 배선시트(44)의 연장부(44b)가 가압되면, 배선시트(44)의 연장부(44b)와 스토퍼(66)의 표면층(68)의 접촉면에 있어서 상대적인 미끄러짐이 생긴다. 이에 의해 스토퍼(66)와 배선시트(44)의 접촉에 기인해서 발생하는 배선시트(44)의 손상을 방지할 수 있다.
다시 도4를 참조하면 프로브 블록(30)의 배선시트(44)는 접속회로(32)를 통하여 중계기판(22)에 전기적으로 접속되어 있다. 접속회로(32)는 배선시트(44)의 후단에서 후방으로 연장되어 있으며, 프로브 베이스(16)를 상하방향으로 관통하는 관통홀(74)을 하방에서 상방을 지나 중계기판(22)에 접속되어 있다.
중계기판(22)과 접속회로(32)는 커넥터와 같은 접속수단(70)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 마찬가지로 접속회로(32)와 배선시트(44)는 커넥터와 같은 접속수단(72)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 그러나, 이러한 접속은 ACF에 의해 이루어져도 좋다. 접속회로(32)는, 각각이 배선시트(44)의 배선(62)에 대응된 복수의 배선(미도시)을 갖는 FPC이다.
중계기판(22)의 배선은 시험신호를 발생하는 전기회로(미도시)에 접속된다. 시험신호는 그와 같은 전기회로에서 접속회로(32) 및 배선시트(44)를 통해서 피검사체(12)에 공급된다. 배선시트(44)는 집적회로 칩(60)을 구비하기 때문에 시험신호는 그 일부가 집적회로 칩에서 구동신호로 변환되어서 피검사체(12)를 구동(점등)시킨다.
[프로브 장치의 제조방법]
이어서, 도7에서 나타내는 본 발명과 관련된 프로브 장치의 제조방법의 일부, 즉 배선시트(44)로의 간격유지부재(48)의 설치공정에 관해서 설명한다.
우선, 배선시트(44)로의 간격유지부재(48)의 첩부(貼付)에 있어서 도7(A)에서 나타내는 바와 같이 간격유지부재(48)가 첩부 지그(100)에 배치된다. 첩부 지그(100)는 간격유지부재(48)가 받아들여지는 제1의 이스케이프홀(逃穴,escape hole)(102)을 구비하고, 제1의 이스케이프홀(102)은 간격유지부재(48)의 두께 치수와 같은 정도의 깊이 치수를 갖는다. 첩부 지그(100)는 판상 부재의 표면에 기계가공, 화학가공 등에 의해 이스케이프홀을 형성함으로써 제작된다. 간격유지부재(48)는 제1의 이스케이프홀(102)에 배치된다.
이어서, 도7(B)에서 나타내는 바와 같이 시트 형상의 접착재(64)가 간격유지부재(48) 위에 배치된다. 도시의 예에서는 접착재(64)는 간격유지부재(48)의 치수와 거의 같은 치수를 갖는다. 그러나, 전후방향 및 좌우방향에서의 접착재(64)의 치수는 같은 방향에서의 간격유지부재(48)보다 작아도 좋다. 그와 같이 하면, 접착재(64)가 간격유지부재(48)로부터 튀어나가서 접착재(64)가 첩부 지그(100)로 부착하는 것을 방지할 수 있다.
이어서 도7(C)에서 나타내는 바와 같이 배선시트(44)가 접착재(64)의 위에 배치된다. 배선시트(44)는 집적회로 칩(60)이 실장된 COF이며, 첩부 지그(100)는 집적회로(60)를 받아들이는 제2의 이스케이프 홀(104)을 구비한다.
이어서 도7(D)에서 나타내는 바와 같이 배선시트(44), 접착재(64) 및 간격유지부재(48)가 상방에서 첩부 장치(106)에 의해 가열 및 가압된다. 도시의 예에서는 첩부 장치(106)가 배선시트(44)의 간격유지부재(48)에 대응하는 부분만을 누르고 있지만, 배선시트(44)의 전체를 가압해도 좋다. 첩부 지그(100)가 제2의 이스케이프 홀(104)을 구비하기 때문에 배선시트(44)의 전체가 가압되어도 집적회로 칩(60)은 압력을 받지 않는다. 따라서, 집적회로 칩(60)이 압압력(押壓力)에 의해 파괴되는 일이 없다.
도시의 예에서는 한 세트의 배선시트(44) 및 간격유지부재(48)의 첩부를 수행하고 있지만, 첨부 지그(100)에 복수의 제1 및 제2의 이스케이프홀(102) 및 (104)를 마련하여서 여러 세트의 간격유지부재(48) 및 배선시트(44)의 첩부를 동시에 행해도 좋다.
그와 같은 경우, 첨부장치(106)는 복수의 배선시트(44)의 전체를 동시에 가압하는 대형 프레스 장치로 할 수 있다. 이에 의해 복수의 배선(56)의 간격이 동등한 복수의 배선시트(44)를 동시에 제작할 수 있다.
도7(D)에서 나타내는 바와 같이 간격유지부재(48)와 배선시트(44)는 동시에 가열된다. 따라서, 접착재(64)에 열 경화성의 접착재를 이용함에 따라 배선시트(44)를 열팽창시킨 상태에서 간격유지부재(48)를 첩부하는 작업이 용이해진다. 또, 배선시트(44)를 가열하는 동시에 가압함으로써 배선시트(44)가 열 팽창에 더하여 압력에 의해 신장되기 때문에 배선시트(44)의 신장, 즉 배선(56)의 간격 조정이 용이해진다.
이어서, 도8을 참조하여서 배선시트(44)의 배선(62)의 간격 및 접촉 전극(58)의 간격에 관해서 설명한다.
우선, 도8(A)에서 나타내는 바와 같이 간격유지부재(48)가 설치되기 이전의 배선시트(44)는 배선(56)의 앞 부분(56b)의 간격 및 접촉 전극(58)의 간격이 피검사체(12)의 전극(14)의 간격보다도 작은 상태로 제작되어 있다. 배선(56)의 간격 및 접촉 전극(58)의 간격은 FPC를 이용한 배선시트(44)의 설계에 의해 자유롭게 조정된다.
이어서, 도8(B)에서 나타내는 바와 같이 간격유지부재(48)가 설치된 뒤의 배선시트(44)는 중앙부분(56a) 및 앞부분(56b)에서의 배선(56)의 간격 그리고 접촉 전극(58)의 간격이 피검사체(12)의 전극(14)의 간격과 같은 간격으로 되어 있다. 즉, 도7(D)에서 나타내는 바와 같이 첩부장치(106)가 배선시트(44)를 가열함으로써 배선(56)의 간격이 피검사체(12)의 전극(14)의 간격과 같은 간격으로까지 넓혀진다.
그와 같은 상태에서 간격유지부재(48)가 배선시트(44)에 접착됨에 따라 배선(56)은 중앙부분(56a) 및 앞부분(56b)에서의 간격(즉, 피치)이 넓혀진 상태로 유지된다. 접촉 전극(58)은 각 배선(56)의 앞부분(56b)에 마련되어 있기 때문에 접촉 전극(58)의 간격(즉, 피치)도 전극(14)의 간격(즉, 피치)과 같은 간격(즉 피치)으로 유지된다.
간격유지부재(48)는 판(板) 형상이기 때문에 간격유지부재(48)의 흡열량은 지지체(46)에 비해 작다. 따라서, 간격유지부재(48)의 흡열을 고려해서 배선(56) 및 접촉 전극(58)의 간격을 소정 간격으로 조정하도록 가열하는 작업은 용이하다. 간격유지부재(48)는 흡열량이 커지면, 막대기 타입, 상자 타입 등의 다른 형상이라도 된다.
또, 간격유지부재(48)는 세라믹과 같은 높은 강성을 갖는 재료로 형성되어 있기 때문에 간격유지부재(48)가 배선시트(44)에 설치됨에 따라 배선시트(44)의 복수의 배선(56) 및 복수의 접촉전극(58)의 간격이 소정 간격으로 유지된다.
그리고 또한, 간격유지부재(48)가 낮은 열팽창률을 가지고 있기 때문에 간격유지부재(48)를 설치한 뒤의 배선시트(44)에 있어서 가열에 의해 복수의 접촉 전극(58)의 간격이 변화하는 일이 없다.
이에 의해 예를 들면 배선시트(44)가 지지체(46)에 설치될 때에 열경화성의 접착재(52)를 경화하도록 배선시트(44)가 가열되어도, 또는 프르브장치(18)가 시험조건에 의해 고온하에 놓여서 배선시트(44)가 가열되어도 복수의 접촉 전극(58)의 간격은 유지된다. 따라서, 배선시트(44)가 지지체(46)에 설치됨에 따라 피검사체(12)의 전극(14)에 대한 접촉 전극(58)의 위치가 벗어나는 일은 없다.
[제2의 실시예]
도9를 참조하면, 본 발명과 관련된 프로브 장치의 제2의 실시예는 프로브블록(30)을 대신해서 프로브블록(130)을 포함한다. 프로브블록(130)은 배선시트(144)와, 배선시트(144)를 지지하는 지지체(46)와, 배선시트(144)는 설치된 간격유지부재(48)와 배선시트(144)에 전기적으로 접속된 배선기판(180)을 포함한다.
배선기판(180)은 피검사체(12)를 구동하는 집적회로 칩(60)을 구비하는 칩 온 보드(COB:Chip On Board)와 같은 시트 형태의 배선회로이다. 프로브블록(130)은 집적회로 칩(60)이 배선시트(144)에 실장되어 있지 않고, 배선기판(180)에 실장되어 있으며, 또 배선기판(180)이 배선시트(144)에 전기적으로 접속되어 있다. 시험시에 피검사체(12)는 배선기판(180)에 실장된 집적회로 칩에서 배선시트(144)를 통해서 구동신호를 받아 구동된다.
[제3의 실시예]
도10을 참조하면, 본 발명과 관련된 프로브 장치의 제3의 실시예에 있어서, 프로브블록(230)은 배선시트(44)의 접촉 전극(58)이 마련된 면과 반대 면에 접착재(264)에 의해 접착된 간격유지부재(248)를 포함한다. 간격유지부재(248)는 접촉전극(58)이 마련된 영역에 대응하는 위치에 배치되어 있다.
간격유지부재(248)가 놓여지는 위치를 제외하고, 본 실시예와 관련된 프로브 장치는 제1의 실시예와 관련된 프로브 장치와 동일하다. 본 실시예에 있어서는 시험시에 스토퍼(66)가 간격유지부재(48)를 통해서 배선시트(44)를 하방으로 가압한다. 이에 의해 간격유지부재(48)가 높은 강성을 가지기 때문에 간격유지부재(48)가 배선시트(44)를 스토퍼(66)의 압력으로부터 보호하여 배선시트(44)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또, 간격유지부재(48)를 통해서 배선시트(44)를 가압하면, 배선시트(44)에 작용하는 압력을 균일하게 할 수 있다. 이에 의해 피검사체(12)의 전극(14)에 접촉전극(58)을 정확한 압력으로 접촉시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 특허청구의 범위에 기재된 취지를 일탈하지 않는 한, 여러 가지로 변경할 수 있다.
18; 프로브 장치
44,144; 배선시트
44b; 연장부
46; 지지체
48,248; 간격유지부재
56; 배선
58; 접촉 전극
60; 집적회로 칩
64,264; 접착재
66; 스토퍼
67; 탄성부재
68; 표면층
100; 첩부(貼付) 지그

Claims (14)

  1. 가요성을 가지는 배선시트로서, 그 배선시트의 한쪽 면에 마련되며, 제1의 방향으로 간격을 두고 그 제1의 방향에 교차하는 제2의 방향으로 연장되는 복수의 배선과, 그 배선에 마련된 복수의 접촉 전극을 구비하는 배선시트와,
    상기 배선시트를 지지하는 지지체와,
    상기 배선시트보다 낮은 열팽창계수 및 높은 강성을 갖는 간격유지부재로서, 상기 배선시트에 설치되어서 상기 배선시트가 팽창한 상태로 상기 복수의 배선의 상호 간격을 유지하는 간격유지부재를 포함하는 프로브 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 간격유지부재는 상기 배선시트에 대향하여 상기 배선을 덮는 평면을 구비하며, 그 평면에 있어서 접착재에 의해 상기 배선시트에 접착되어 있는 프로브 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 간격유지부재는 유리제의 판 형상 부재를 구비하고, 상기 접착재는 열경화성을 갖는 프로브 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 간격유지부재는 상기 접촉 전극이 마련된 영역에 대응하는 상기 배선시트의 다른 쪽 면에 설치되어 있는 프로브 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 간격유지부재는 상기 배선시트의 한쪽 면에 설치되어 있는 프로브 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 배선시트는 상기 지지체에서 연장되는 연장부를 구비하고, 상기 접촉 전극은 상기 연장부에 마련되어 있는 프로브 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 지지체에 설치된 스토퍼로서, 상기 배선시트의 상기 접촉 전극이 피검사체의 전극에 눌렸을 때, 상기 배선시트의 상기 연장부의 상기 접촉 전극과 반대 측의 부위가 맞닿는 것을 허락하는 스토퍼를 더 포함하는 프로브 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 간격유지부재는 상기 연장부에 설치되어 있는 프로브 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스토퍼는 탄성을 갖는 탄성부재와, 상기 배선시트가 접촉 가능하게 상기 탄성부재에 마련된 표면층으로서 상기 표면층과 상기 배선시트와의 사이의 마찰을 저감하는 표면층을 구비하는 프로브 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 배선시트는 상기 배선에 전기적으로 접속된 집적회로 칩을 더 구비하는 프로브 장치.
  11. 가요성을 갖는 배선시트로서, 그 배선시트의 한쪽 면에 마련되며 제1의 방향으로 간격을 두고 그 제1의 방향에 교차하는 제2의 방향으로 연장되는 복수의 배선과, 그 배선에 마련된 복수의 접촉 전극을 구비하는 배선시트를 가열 팽창시켜서 상기 배선시트보다 낮은 열팽창 계수 및 높은 강성을 갖는 간격유지부재로서 상기 배선의 간격을 유지하는 간격유지부재를 상기 배선시트에 설치하는 제1의 공정과,
    상기 배선시트를 지지체에 설치하는 제2의 공정을 포함하는 프로브 장치의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1의 공정은 상기 간격유지부재를 열경화성의 접착재에 의해 상기 배선시트에 설치하기 위해 상기 배선시트를 가열 팽창시키는 열에 의해 상기 열경화성의 접착재를 경화시킴으로써 상기 간격유지부재를 상기 배선시트에 접착하는 것을 포함하는 프로브 장치의 제조방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1의 공정은 상기 배선시트를 가열팽창시키는 동시에 상기 배선시트를 상기 간격유지부재에 가압하는 것을 포함하는 프로브 장치의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1의 공정은 상기 간격유지부재를 첩부 지그에 배치하는 제3의 공정과, 상기 간격유지부재의 위에 상기 열경화성의 접착재를 배치하는 제4의 공정과, 상기 간격유지부재 및 상기 열경화성의 접착재 위에 상기 배선시트를 배치하는 제5의 공정과, 상기 배선시트의 상방에서 첩부 장치에 의해 상기 배선시트, 상기 열경화성의 접착재 및 상기 간격유지부재를 가열 및 가압하는 제6의 공정을 포함하는 프르브 장치의 제조방법.
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