KR101242372B1 - 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록에 관한 것으로, 패널 테스트용 프로브 유닛에 구비되어 검사 대상체인 다양한 패널에 접촉하여 테스트를 위한 전기적 신호를 제공하는 헤드 블록에 있어서, 상기 헤드 블록을 구성하는 몸체 하부측 선단에 구비되는 완충재, 상기 완충재와 접하도록 구비되며, 검사 대상체인 상기 패널과 전기적으로 접촉하는 Ni bump형 멤스 글라스 블록(MEMS Glass block), 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록과 연결되며 프로브 유닛의 구동에 따른 전기적 회로 기능을 탑재한 구동IC, 상기 구동IC와 연결되며, 상기 패널로 테스트 신호를 전달하는 FPCB 및 상기 구성들을 상기 헤드 블록 하부측에 고정시키기 위한 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 Ni bump형 멤스 글라스 블록을 이용하여 패널 검사 시 접촉 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

Description

패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록{Bump-type probe, glass block panels for testing}

본 발명은 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 멤스 공정으로 기판에 접촉 리드(전도성 패턴)가 제작된 멤스 블록을 이용하여 접촉성이 우수한 프로브 유닛의 헤드 블록에 관한 것이다.

평판 디스플레이 패널의 불량 여부를 검사하기 위해 일반적으로 프로브 장치를 사용하는데, 상기 프로브 장치에 사용되는 프로브 유닛으로는 블레이드 형, 니들 형, 포고 형 및 반도체 MEMS 공정 기술을 이용한 MEMS 형 등 다양한 종류의 프로브 유닛이 있다.

프로브 유닛은 TFT-LCD, PDP, FED 등과 같은 FPD(Flat Panel Display)의 Cell(panel) 공정 중 최종 검사단계에 있어 Cell(Panel) 공정 중 최종 검사 단계에서 Cell-Prober에 부착되어 Panel 상의 Data/Gate Line의 모든 전극에 일괄 접촉하여 Visual Inspection하는 검사 장치를 말한다.

즉, 영상 신호와 전원을 패널에 동시에 인가하여 패널 상의 Line on/off 뿐만 아니라, 각종 얼룩, 이물질 등 패널 제조 공정에서 발생하는 모든 불량에 대한 최종 검사 과정에 수행하기 위한 장치에 해당한다.

한편, 일반적으로 프로브 유닛은 액정 디스플레이 가장자리에 위치한 다수 개 전극에 시험신호를 인가하는 프로브 핀의 집합체인 프로브 블록과, 프로브 블록과 연결되어 전기 신호를 생성하는 신호발생기(Pattern Generator)와 이를 X, Y 라인으로 분할하여 상기 TAB IC에 전달하는 Source/Gate PCB부로 크게 구성된다.

이러한 액정 디스플레이 패널은 갈수록 고화질화 되고 있으며, 이는 단위면적 당 고밀도 화소 표시 수용을 의미하고 이를 테스트하기 위해서는 고밀도 컨택(contact) 매체를 피 구동 부분인 LCD 패널과 Drive IC(TAB IC) 사이에 연결을 하게 되는데, 이러한 컨택 매체가 프로브 유닛(probe unit)의 헤드 블록(Head block)이다.

도 1은 종래 기술에 따른 프로브 유닛(1)의 헤드 블록(10)을 나타낸 측면도, 도 2는 도 1에 나타낸 헤드 블록의 사시도이다. 도 1에 따른 종래 기술을 살펴보면, 검사 대상체인 LCD와 같은 디스플레이 패널(panel)의 전극라인과 접촉되어 테스트를 위한 전기적 신호를 제공하는 구성체가 FPCB(11)로 구성되어 있다. 디스플레이 패널의 검사를 위해서 상기 FPCB가 직접 접촉하여 전기적 신호를 제공함으로써 테스트를 실시하는데, FPCB와 같은 플렉시블(flexible)한 재료를 적용함에 따라 안정적인 접촉이 구현되지 않아 결과적으로 테스트의 불확실성이 높아지는 단점이 있다.

KR 10-0854757호 KR 10-0751237호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 디스플레이 패널 검사를 위해 해당 전극에 전기적 신호를 안정적으로 제공하여 검사의 정확성을 확보할 수 있는 프로브 유닛의 헤드 블록을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 패널 테스트용 프로브 유닛에 구비되어 검사 대상체인 다양한 패널에 접촉하여 테스트를 위한 전기적 신호를 제공하는 헤드 블록에 있어서, 상기 헤드 블록을 구성하는 몸체 하부측 선단에 구비되는 완충재, 상기 완충재와 접하도록 구비되며, 검사 대상체인 상기 패널과 전기적으로 접촉하는 Ni bump형 멤스 글라스 블록(MEMS Glass block), 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록과 연결되며 프로브 유닛의 구동에 따른 전기적 회로 기능을 탑재한 구동IC(COF or COG), 상기 구동IC(COF or COG)와 연결되며, 상기 패널로 테스트 신호를 전달하는 FPCB 및 상기 구성들을 상기 헤드 블록 하부측에 고정시키기 위한 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록은, 웨이퍼 기판에 멤스(MEMS) 공정을 통해 전도성 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 완충재는, 상기 헤드 블록 몸체에 접착된 후 하부면을 몸체와 일체로 폴리싱 가공하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 완충재는, 80 ~ 90의 경도값을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록은, 폴리싱 가공 후 상기 완충재 하부면에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록은, 상기 몸체를 기준으로 전방으로 일정하게 돌출 구성되는 구조를 가지며, 수평상 기준으로 상기 검사 대상체와 접촉되는 멤스 글라스 블록의 끝단이 검사 대상체와 접촉하였을 때 상기 멤스 글라스 블록의 수평상(검사대상체 기준) 3 ~ 8도의 경사각도를 이루고 접촉하여 상기 FPCB는 바닥면과 접촉하지 않는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프로브 블록은, 상기 몸체에 완충재를 접합시킨 후 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록이 접합될 면으로 폴리싱 가공을 수행한 후 접합하고, 상기 멤스 글라스 블록을 접합시킨 후 구동IC를 접합하며, 상기 구동IC의 접촉 단자가 형성된 면으로 고정판을 고정시켜 조립되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 유리 기판에 멤스(MEMS) 공정을 통해 전극 리드가 패터닝(patterning)된 Ni bump형 멤스 글라스 블록을 컨택 매체로 적용하여 패널과 접촉 수단으로 이용함으로써 접촉의 안정성을 확보할 수 있어 결과적으로 패널 테스트의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 프로브 유닛의 헤드 블록을 도시한 측면도,
도 2는 도 1의 헤드 블록을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록의 분해도,
도 4는 본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록의 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록의 제조방법을 나타낸 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록을 나타낸 정면 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록은, 패널 테스트용 프로브 유닛(100)에 구비되어 검사 대상체인 다양한 패널에 접촉하여 테스트를 위한 전기적 신호를 제공하는 헤드 블록(110)에 있어서, 상기 헤드 블록을 구성하는 몸체(111) 하부측 선단에 구비되는 완충재(120), 상기 완충재와 접하도록 구비되며, 검사 대상체인 상기 패널과 전기적으로 접촉하는 Ni bump형 멤스 글라스 블록(MEMS Glass block ; 130), 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록과 연결되며 프로브 유닛의 구동에 따른 전기적 회로 기능을 탑재한 구동IC(COF or COG ; 140), 상기 구동IC와 연결되며, 상기 패널로 테스트 신호를 전달하는 FPCB(150) 및 상기 구성들을 상기 헤드 블록 하부측에 고정시키기 위한 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록은, 전도성 패턴이 구성된 플렉시블 필름으로 접촉하던 기존의 기술을 Ni bump형 멤스 글라스 블록(MEMS glass block)으로 대처하여 접촉시킴으로써 접촉의 안정성을 구현할 수 있는 것을 주요 기술적 요지로 한다. 즉, 컨택 매체를 플렉시블 재료가 아닌 글라스 기판을 채택하여 접촉 신뢰성을 향상시킨 프로브 유닛의 헤드 블록을 제공하고자 하는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록 분해도이다. 상부측으로는 프로브 유닛(핸들러와 같이 구동장치에 직접 연결되는 것.)과 연결될 수 있는 헤드 블록(110)의 몸체(111)가 구성되고, 상기 몸체의 바닥면에 해당하는 하부측으로는 선단에 검사 대상물의 전극과 접촉할 수 있도록 글라스 기판인 웨이퍼(wafer)에 멤스(MEMS) 공정을 통해 전도성 패턴이 형성된 것이다. 그리고 상기 글라스 블록에 전기적 신호를 전달하기 위하여 다수의 부픔으로 구성된다.

좀 더 구체적으로, Ni bump형 멤스 글라스 블록(130)이 패널에 접촉될 때의 충격을 흡수하기 위해 몸체와 글라스 블록 사이에 위치하는 완충재(120), 상기 글라스 블록에 구동 신호를 전달하는 구동IC(140), 상기 구동IC로 외부에서 전기적 신호를 제공하기 위한 연성회로기판(150 ; FPCB) 그리고 이러한 구성요소들을 몸체 하부에 고정시키기 위한 고정판(160)을 포함하여 구성된다.

도 4는 본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록의 측면도이다. 도 4는 헤드 블록이 조립된 상태로써, 몸체 하부 선단으로는 검사 대상체인 LCD 패널의 전극과 접촉될 수 있도록 전도성 패턴이 멤스(MEMS) 공정을 통해 패터닝(patterning)된 글라스(glass) 블록이 위치하며, 글라스 블록 반대편으로는 구동IC(COF or COG ; 140)가 연결되어 있다. 그리고 외부에서 상기 구동IC(COF or COG)로 전기적 신호를 제공하기 위하여 FPCB(연성회로기판 ; 150)가 연결된다. 그리고 상기 구성들을 몸체 하부에서 고정시키기 위한 고정판(160)이 위치하여 이들을 지지한다.

이때. 상기 글라스 블록은 몸체를 기준으로 전면으로 일정하게 돌출된 구조를 가지며, 하향 각도를 가지도록 구성된다. 소정의 각도를 가지고 하향 배치되는 구조는 멤스 글라스 블록이 검사 대상체에 검사를 위해 접촉했을 때 프로브 블록의 타측 구성들이 간섭되지 않도록 하기 위하여 하향 각도를 가지도 배치된다. 여기서 상기 소정의 각도는 상기 멤스 글라스 블록이 수평상 3 ~ 8도의 각도를 가지는 구조를 가진다. 왜냐하면 8도 초과의 큰 각도를 가질 경우 검사 대상체의 접촉 면적이 작아져 전기적 안정성이 떨어지며, 3도 미만의 작은 각도를 가질 경우 상기 FPCB로 인가하여 기구적 간섭을 일으킬 수 있다. 따라서, 간섭을 일으키지 않는 범위 내에서 최적의 각도로 프로브 유닛이 진입할 수 있는 각도로 멤스 글라스 블록을 배치하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 본 발명에서는 종래에 적용되었던 헤드 블록에서 검사 대상체와 직접적으로 접촉하여 구동신호를 인가하는 부품에 해당하는 FPCB의 문제점을 해결하기 위하여 멤스 공정을 통해 글라스 기판에 전도성 패턴을 직접 패터닝하고 이것을 검사 대상체에 직접적으로 접촉시킬 때 헤드 블록에 전달되는 접촉 충격을 흡수하기 위하여 완충재를 구성하는데, 플렉시블 타입의 접촉부재(FPCB)와는 다르게 하드(hard)한 글라스 블록을 적용함으로써 상기 완충재의 구성은 필수적이다. 이때, 완충재는 80 ~ 90의 경도값을 가지는 것이 바람직하며, 최적화된 충격 흡수를 통해 검사대상체나 글라스 블록에 데미지가 가해지지 않도록 구성하는 것이다.

이때, 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록(130)은 완충재의 일부면과 헤드 블록 몸체 일부면에 접합되는데, 글라스 블록이 접합되는 완충재면과 몸체면에 높이차로 인한 접촉 흡수율의 오류를 최소화하기 위해서는 접합면의 평탄도가 매우 중요하다. 따라서, 본 발명에서는 완충재를 몸체에 접합시킬 수 몸체와 일체로 폴리싱 공정을 통해 최적의 평탄도를 가질 수 있도록 가공한 후 글라스 블록을 위치시킨다.

상기 프로브 블록은 상기 몸체에 완충재를 접합시킨 후 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록이 접합될 면으로 폴리싱 가공을 수행한 후 접합하고, 상기 멤스 글라스 블록을 접합시킨 후 구동IC를 접합하며, 상기 구동IC의 접촉 단자가 형성된 면으로 고정판을 고정시켜 조립된다.

도 6은 본 발명에 따른 프로브 유닛의 헤드 블록을 나타낸 정면 사시도이다. 도시된 바와 같이 Ni bump형 멤스 글라스 블록(MEMS Glass Block)을 이용하여 패널 검사용 프로브 유닛을 구성한 것은 접촉 안정성을 확보할 수 있어 보다 안정적인 패널의 전기적 특성을 검사할 수 있는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 프로브 유닛이 검사 대상체인 다양한 패널에 전기적 신호를 제공하여 불량 여부를 검사할 때 프로브 유닛이 검사 대상체에 접촉할 때 보다 안정적인 접촉을 달성할 수 있어 한층 더 신뢰할 수 있는 패널 검사를 실시할 수 있는 장점이 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : 프로브 유닛
110 : 헤드 블록
111 : 몸체
120 : 완충재
130 : Ni bump형 멤스 글라스 블록(MEMS Glass block)
140 : 구동IC
150 : FPCB
160 : 고정판

Claims (7)

1. 패널 테스트용 프로브 유닛에 구비되어 검사 대상체인 다양한 패널에 접촉하여 테스트를 위한 전기적 신호를 제공하는 헤드 블록에 있어서,
   상기 헤드 블록을 구성하는 몸체 하부측 선단에 구비되는 완충재;
   상기 완충재와 접하도록 구비되며, 검사 대상체인 상기 패널과 전기적으로 접촉하는 Ni bump형 멤스 글라스 블록(MEMS Glass block);
   상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록과 연결되며 프로브 유닛의 구동에 따른 전기적 회로 기능을 탑재한 구동IC;
   상기 구동IC와 연결되며, 상기 패널로 테스트 신호를 전달하는 FPCB; 및
   상기 구성들을 상기 헤드 블록 하부측에 고정시키기 위한 고정판;을 포함하는 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록.
2. 제 1항에 있어서, 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록은,
   웨이퍼 기판에 멤스(MEMS) 공정을 통해 전도성 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록.
3. 제 1항에 있어서, 상기 완충재는,
   상기 헤드 블록 몸체에 접착된 후 하부면을 몸체와 일체로 폴리싱 가공하여 구성된 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 완충재는,
   80 ~ 90의 경도값을 가지는 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록.
5. 제 3항에 있어서, 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록은,
   폴리싱 가공 후 상기 완충재 하부면에 고정되는 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록.
6. 제 1항에 있어서, 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록은,
   상기 몸체를 기준으로 전방으로 일정하게 돌출 구성되는 구조를 가지며, 수평상 기준으로 상기 검사 대상체와 접촉되는 멤스 글라스 블록의 끝단이 검사 대상체와 접촉하였을 때 상기 멤스 글라스 블록이 수평상(검사대상체 기준) 3 ~ 8도의 경사각도를 이루고 접촉하여 상기 FPCB는 바닥면과 접촉하지 않는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록.
7. 제 1항에 있어서, 상기 프로브 블록은,
   상기 몸체에 완충재를 접합시킨 후 상기 Ni bump형 멤스 글라스 블록이 접합될 면으로 폴리싱 가공을 수행한 후 접합하고, 상기 멤스 글라스 블록을 접합시킨 후 구동IC를 접합하며, 상기 구동IC의 접촉 단자가 형성된 면으로 고정판을 고정시켜 조립되는 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 글라스 범프 타입 프로브 블록.

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