KR101290669B1 - 패널 테스트용 프로브 블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널 테스트용 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 하부면과 소정간격 이격되어 구비된 평탄 조절부, 상기 평탄 조절부 표면에 접하여 구성되며, 검사 대상체인 상기 패널과 전기적으로 접촉하는 컨택부, 상기 컨택부에 테스트 신호를 전달하는 FPCB 및 상기 구성들을 상기 헤드 블록 하부측에 고정시키기 위한 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다. 패널 테스트를 위해 프로브가 접촉할 때 컨택부의 충격 흡수율을 최적화함으로써, 검사 대상체와 컨택부의 데미지를 최소화할 수 있으며, 다양한 성질의 컨택부를 적용할 수 있는 이점이 있다.

Description

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

본 발명은 패널 테스트용 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 필름체(11)로 구성되어 있다. 디스플레이 패널의 검사를 위해서 상기 필름체가 직접 접촉하여 전기적 신호를 제공함으로써 테스트를 실시하는데, 종래기술에서와 같이 단순히 필름체를 적용할 경우 높은 연성으로 인해 접촉의 안정성을 떨어뜨릴 수 있다.

또한, 종래의 검사 프로브의 경우 접촉 압력에 따른 충격 흡수가 전혀 실현되지 않기 때문에 접촉 매체(필름 등)에 손상을 입히거나 심하게는 프로브 자체에 데미지(damage)가 가해질 수 있는 문제점이 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.

또한, 본 발명의 또 다른 주요 목적으로 디스플레이 패널 검사를 위하여 프로브가 패널과 접촉할 때 발생하는 압력에 의해 접촉 매체의 가해지는 충격과 더불어 프로브의 충격 흡수율을 최소화시킬 수 있는 테스트 패널을 제공하고자 하는데 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 하부면과 소정간격 이격되어 구비된 평탄 조절부, 상기 평탄 조절부 표면에 접하여 구성되며, 검사 대상체인 상기 패널과 전기적으로 접촉하는 컨택부, 상기 컨택부에 테스트 신호를 전달하는 FPCB 및 상기 구성들을 상기 헤드 블록 하부측에 고정시키기 위한 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨택부는, 필름 타입의 컨택 매체 또는 테스트 전기신호를 발생시키는 구동IC가 직접 검사 대상체인 패널에 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨택부는, 웨이퍼 기판에 멤스(MEMS) 공정을 통해 전도성 패턴이 형성된 멤스 글라스 블록으로 구성되는 특징으로 한다.

또한, 상기 평탄 조절부는, 볼트 체결을 통해 상기 헤드 블록의 몸체와 결합되며, 상기 볼트를 조절하여 평탄 조절부의 고정 길이를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정판은, 상기 평탄 조절부를 고정하기 위한 사용된 볼트의 돌출부를 수용할 수 있는 홈이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 평탄 조절부는, 상기 몸체와 접하는 면적을 제어하여 텐션값을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 평탄 조절부는, 장방향 볼트홀이 구성되어 상기 몸체와 접하는 면적을 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 디스플레이 패널 검사를 위해 패널과 접촉하는 프로브 유닛을 구성함에 있어 접촉 압력 흡수율을 극대화시킬 수 있는 구조를 제안함으로써 프로브를 이용한 패널 검사에 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

이를 위해 본 발명은 헤드 블록의 하부면과 소정간격 이격 설치되는 평탄 조절부에 의해 테스트 접촉 시 완충 공간을 제공하여 보다 안정적인 전기적 접촉을 구현할 수 있는 특징이 있다.

또한, 평탄 조절부의 체결 구조를 통해 메인터넌스(maintenance)가 매우 용이하며, 평탄 조절부의 조절 및 호환성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 평탄 조절부에 저면으로 패널과의 접촉 매체를 유리 기판에 멤스(MEMS) 공정을 통해 전극 리드가 패터닝(patterning)된 Ni bump형 멤스 글라스 블록, 필름 타입, 다이렉트로 전기적으로 접촉시키기 위한 구동IC를 선택적으로 적용함으로써, 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 프로브 블록의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록의 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록의 분해 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록을 나타낸 측면 분해도,
도 7은 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록의 접촉 동작 상태를 나타낸 확대도,
도 8은 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록에서 구동IC를 컨택 매체로 적용한 프로브 블록의 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록에서 필름을 컨택 매체로 적용한 프로브 블록의 단면도.

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

본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록은, 패널 테스트용 프로브 유닛에 구비되어 검사 대상체인 다양한 패널에 접촉하여 테스트를 위한 전기적 신호를 제공하는 헤드 블록에 있어서, 상기 헤드 블록을 구성하는 몸체 하부면과 소정간격 이격되어 구비된 평탄 조절부, 상기 평탄 조절부 표면에 접하여 구성되며, 검사 대상체인 상기 패널과 전기적으로 접촉하는 컨택부, 상기 컨택부에 테스트 신호를 전달하는 FPCB 및 상기 구성들을 상기 헤드 블록 하부측에 고정시키기 위한 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록은, 패널 테스트 프로브가 검사 대상체인 디스플레이 패널에 전기적 신호 전달을 위해 접촉할 때 접촉 압력에 따른 흡수율을 최적화할 수 있도록 구조적으로 개선된 프로브 블록을 제공하는 것을 주요 기술적 요지로 한다.

특히, 본 발명에서는 프로브 유닛에 다양한 접촉 부재를 구성하여 접촉 부재 자체의 탄성을 이용하는 방법으로 접촉 충격을 흡수하던 기존의 구조와 다르게 보다 접촉 흡수를 향상시킬 수 있도록 프로브의 구조를 개선하고 여기에 다양한 컨택 매체를 적용함으로써 접촉 흡수율을 극대화시킬 수 있는 것을 장점으로 합니다. 여기서 컨택 매체로는 멤스 글라스 블록(MEMS glass block), 구동 IC, 플렉시블 필름 등 다양하게 적용하여 접촉 신뢰성을 향상시킨 프로브 유닛의 헤드 블록을 제공하고자 하는 것이다.

우선, 본 발명의 바람직한 실시예로 컨택부(130)를 멤스(MEMS)로 가공된 멤스 블록을 컨택 매체로 적용한 실시예 도 3 내지 도 7을 통해 설명하기로 한다. 여기서, 상기 컨택부를 멤스 블록을 아래에서 설명하는 것은 본 발명에 따른 하나의 실시예 일뿐 앞서도 언급한 바와 같이 본 발명은 프로브의 구조를 개선하여 접촉 흡수율을 최적화시킬 수 있도록 평탄 조절부가 구성된 것을 주요 기술로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록의 사시도, 상부측으로는 프로브 유닛(핸들러와 같이 구동장치에 직접 연결되는 것.)과 연결될 수 있는 헤드 블록(100)의 몸체(110)가 구성되고, 상기 몸체의 바닥면에 해당하는 하부측으로는 선단에 검사 대상물의 전극과 접촉할 수 있도록 컨택부(130)가 구성된다. 상기 컨택부는 본 발명의 일실시예로써, 글라스 기판인 웨이퍼(wafer)에 멤스(MEMS) 공정을 통해 전도성 패턴이 형성된 멤스 글라스 블록이다. 그리고 상기 멤스 글라스 블록에 전기적 신호를 전달하기 위하여 다수의 부품으로 구성된다.

좀 더 구체적으로, Ni bump형 멤스 글라스 블록(130)이 패널에 접촉될 때의 충격을 흡수하기 위해 몸체와 글라스 블록 사이에는 몸체와 소정간격 이격되어 위치하는 평탄 조절부(120), 상기 멤스 글라스 블록으로 외부에서 전기적 신호를 제공하기 위한 연성회로기판(150 ; FPCB) 그리고 이러한 구성요소들을 몸체 하부에 고정시키기 위한 고정판(140)을 포함하여 구성된다.

도 4는 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록의 측면도, 도 5는 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록의 분해 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록을 나타낸 측면 분해도이다. 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, 상기 블록과 몸체 사이에는 평탄 조절부(120)가 설치된다. 이때, 본 발명의 주요 기술적 요지로 상기 평탄 조절부는 몸체의 하부면과 일정간격 이격된 상태로 고정 설치되게 되어 테스트를 위해 접촉 시 상기 평탄 조절부가 변형되면서 공간부로 진입한다. 그리고 공간부의 공간을 넘어선 변형값이 발생할 경우 평탄 조절부 자제의 탄성에 의해 압축하여 접촉 압력을 흡수하게 되는 것이다.

또한, 상기 평탄 조절부가 접하는 몸체와의 면적을 조절하여 텐셔닝(tensioning)값을 제어할 수 있다. 몸체와 접하는 면적(d)을 적게 할 수 있도록 변형값은 커지게 되며, 많을수록 변형값이 작아진다. 이는 조립 시 평탄 조절부에 장방향 볼트 홀을 구성하여 접하는 면적을 조절하고 고정시킬 수 있도록 한다. 여기서 장방향 볼트 홀의 구성은 일예에 해당하며, 길이 조절이 가능하도록 단계적으로 볼트 홀을 구성하여 면적 조절 후 체결하는 방식 등 다양하게 설계 변경할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 멤스 글라스 블록 반대편(접촉부 반대편)으로는 도면에 도시하지 않았지만, 구동IC(COF or COG)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.

또한, 상기 몸체의 바닥면 뒤쪽으로는 별도의 가이드 플레이트(160)가 구성된다. 상기 가이드 플레이트는 몸체의 뒤쪽에 형성된 소정의 공간을 덮도록 결합되는데, 이때 일측이 개방된 상태로 결합되어 멤스 글라스 블록에 연결되어 외부로 연결되는 FPCB를 지지하여 지지하기 위한 것이다. 따라서, 공간부에 FPCB가 연장 위치하게 되고, 공간부 전면을 커버링하여 상기 FPCB를 안정적으로 고정되도록 지지하기 위한 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록의 접촉 동작 상태를 나타낸 확대도이다. 도시된 바와 같이 패널 테스트를 위해 헤드 블록이 패널에 전기적 신호를 인가하기 위해 접촉하면서 일정한 압력이 전달되면 우선적으로 몸체 하부면과 이격된 공간부로 평탄 조절부가 변형되어 10 ~ 20㎛의 범위 내에서 변형을 일으키게 되고, 이격 공간부의 변형값을 초과하게 되면 평탄 조절부가 몸체 바닥면과 접촉하여 압축함으로써 압력을 흡수하게 된다.

이와 같은 압력 흡수 구조를 갖는 프로브 블록은 단계적으로 압력을 흡수함으로써 보다 안정적으로 패널과의 접촉을 실시하여 패널 손상의 문제점을 크게 해소할 수 있는 장점이 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 평탄 조절부를 적용한 상태에서 컨택부의 종류를 변경한 예를 나타내고 있다. 도 8은 본 발명에 따른 패널 테스트용 프로브 블록에서 구동IC를 컨택 매체로 적용한 프로브 블록의 측면도이며, 도 9는 플렉시블 필름을 컨택 매체로 적용한 프로브 블록의 측면도이다.

도 8에 경우는 패널 테스트 검사를 위하여 전기적 신호를 발생시키는 구동IC 소자를 컨택 부재로 직접 사용하는 것으로써, 이는 구동IC의 전도성 리드가 패널의 리드와 접촉할 수 있도록 구성하게 된다. 즉, 별도의 컨택부가 구비되었을 경우 구동IC의 신호 출력 리드와 컨택부가 연결되어 전기적 신호를 전달하였지만, 도 8에서 설명하는 바와 같이 컨택부를 구동IC 자체적으로 사용하게 되면, 별도의 부품을 사용하지 않고 직접적으로 접촉하는 구조를 가지게 된다.

도 9는 또 다른 실시예로 컨택부를 플렉시블 필름 부재로 구성한 것이다. 이때 유연한 성질의 컨택부인 필름은 평탄 조절부와 접하도록 구성됨에 따라 패널과 접촉하면 우선적으로 필름 자체의 연성을 통해 흡수하며, 그 이상의 압력이 가해질 경우 평탄 조절부에 의해 충격을 흡수하게 된다.

따라서, 본 발명은 다양한 컨택부를 적용하기 위하여 구조적으로 안정적인 충격 흡수를 구현할 수 있으며, 이에 따라 컨택부의 선택이 매우 자유롭다. 또한, 본 발명에서 컨택부의 한 종류로 멤스 공정을 통해 글라스 기판에 전도성 패턴을 직접 패터닝하고 이것을 검사 대상체에 직접적으로 접촉시킬 때 헤드 블록에 전달되는 접촉 충격을 흡수하기 위하여 변형 공간부와 함께 설계된 평탄 조절부를 구성하는데, 플렉시블 타입의 접촉부재(FPCB)와는 다르게 하드(hard)한 글라스 블록을 적용하고, 평탄 조절부의 접촉 압력 공간을 설계하여 최적화된 압력 흡수를 통해 검사대상체나 글라스 블록에 데미지가 가해지지 않도록 구성하는 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 : 헤드블록
110 : 몸체
120 : 평탄 조절부
130 : 컨택부
140 : 고정판
141 : 홀
150 : FPCB
160 : 가이드 플레이트

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 하부면과 소정간격 이격되어 구비된 평탄 조절부;
   상기 평탄 조절부 표면에 접하여 구성되며, 검사 대상체인 상기 패널과 전기적으로 접촉하는 컨택부;
   상기 컨택부에 테스트 신호를 전달하는 FPCB; 및
   상기 평탄 조절부와 상기 컨택부와 상기 FPCB를 상기 헤드 블록 하부측에 고정시키기 위한 고정판;을 포함하며, 상기 컨택부는 웨이퍼 기판에 멤스(MEMS) 공정을 통해 전도성 패턴이 형성된 멤스 글라스 블록으로 구성되는 특징으로 하는 패널 테스트용 프로브 블록.
2. 제 1항에 있어서, 상기 컨택부는,
   필름 타입의 컨택 매체 또는 테스트 전기신호를 발생시키는 구동IC가 직접 검사 대상체인 패널에 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 프로브 블록.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 평탄 조절부는,
   볼트 체결을 통해 상기 헤드 블록의 몸체와 결합되며, 상기 볼트를 조절하여 평탄 조절부의 고정 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 프로브 블록.
5. 제 1항에 있어서, 상기 고정판은,
   상기 평탄 조절부를 고정하기 위한 사용된 볼트의 돌출부를 수용할 수 있는 홈이 구비된 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 프로브 블록.
6. 제 4항에 있어서, 상기 평탄 조절부는,
   상기 몸체와 접하는 면적을 제어하여 텐션값을 제어하는 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 프로브 블록.
7. 제 6항에 있어서, 상기 평탄 조절부는,
   장방향 볼트홀이 구성되어 상기 몸체와 접하는 면적을 조절하는 것을 특징으로 하는 패널 테스트용 프로브 블록.

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