KR101410991B1 - 지그 장치 - Google Patents

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KR101410991B1
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이채갑
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Abstract

본 발명의 지그 장치는 일단이 기판의 회로 패턴에 접촉되고 타단이 상기 회로 패턴의 이상 유무를 판단하는 검사부에 연결되는 프로브 및 상기 프로브를 가이드하고, 베이스판에 설치되며 상기 베이스판이 고정된 상태에서 상기 프로브에 직교하는 방향으로 위치 변경되며, 상기 위치 변경으로 상기 가이드되는 상기 프로브의 위치를 상기 회로 패턴의 타겟 위치로 변경시키는 블록 유니트를 포함함으로써, 기판의 회로 패턴이 갖는 공차에 따라 프로브의 위치를 용이하게 변경시킬 수 있다.

Description

지그 장치{JIG}
본 발명은 회로 패턴의 통전 검사에 사용되는 지그 장치에 관한 것이다.
기판의 측정이나 처리, 검사 등을 행하는 것이, 인쇄회로기판 제조 분야 또는 반도체 제조분야에서 일반적으로 채용되고 있다.
기판의 표면에 형성된 회로 패턴을 정밀하게 측정, 처리, 검사 등을 할 때에는 기판의 회로 패턴이 갖는 공차를 최소화시키는 것이 요구된다.
그러나, 치구의 공차, 기판 재료의 공차, 패턴의 공차를 현실적으로 완전히 배제시키는 것은 어렵다. 이러한 공차로 인하여 지그 장치를 이용하여 기판의 회로 패턴에 대한 통전 검사를 신뢰적으로 수행하지 못할 수 있다.
한국등록특허공보 제0809648호에는 기판의 평탄도를 유지하고 회로 패턴 검사를 수행할 수 있는 기판 지그 장치가 개시되고 있다. 그러나 공차로 인해 회로 패턴의 검사가 제한되는 것에 대한 대책은 제시되지 않고 있다.
한국등록특허공보 제0809648호
본 발명은 회로 패턴의 통전 검사를 신뢰성 있게 수행할 수 있는 지그 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 지그 장치는 일단이 기판의 회로 패턴에 접촉되고 타단이 상기 회로 패턴의 이상 유무를 판단하는 검사부에 연결되는 프로브 및 상기 프로브를 가이드하고, 베이스판에 설치되며 상기 베이스판이 고정된 상태에서 상기 프로브에 직교하는 방향으로 위치 변경되며, 상기 위치 변경으로 상기 가이드되는 상기 프로브의 위치를 상기 회로 패턴의 타겟 위치로 변경시키는 블록 유니트를 포함할 수 있다.
본 발명의 지그 장치는 베이스판이 고정된 상태에서 블록 유니트의 위치를 변경시킴으로써 기판의 회로 패턴이 갖는 공차에 따라 프로브의 위치를 용이하게 변경시킬 수 있다.
따라서, 공차에 따라 회로 패턴의 검사가 이루어지지 않는 문제를 신뢰성 있게 방지할 수 있다. 이러한 효과는 프로브를 가이드하는 블록 유니트를 복수의 블록으로 나누고 각 블록을 독립적으로 위치 변경시킴으로써 보다 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 지그 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 지그 장치에서 핀 블록과 베이스 블록의 착탈 구조를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 지그 장치를 구성하는 프로브를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 지그 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 지그 장치는 프로브(110)와 블록 유니트(130)를 포함할 수 있다.
프로브(110)는 일단이 기판(210)의 회로 패턴에 접촉되고, 타단이 회로 패턴의 이상 유무를 판단하는 검사부에 연결될 수 있다. 도 1에는 검사부와 프로브(110)를 전기적으로 연결하는 와이어 등의 신호선(190)이 프로브(110)의 타단에 연결된 상태가 개시된다.
검사부는 예를 들어 회로 패턴의 이상 유무를 판단하기 위해 측정하고자 하는 회로 패턴에 접촉된 프로브를 통해 검사 신호를 인가하고 획득할 수 있다. 획득된 신호가 기대 범위 내이면 정상 상태로 판단하고, 그렇지 않으면 회로 패턴에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
프로브(110)(probe)는 측정 대상인 회로 패턴의 상태를 측정하기 위한 검출기구이다. 프로브(100)는 회로 패턴에 따라 전기적 특성이 좋은 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 일단이 뾰족한 형태를 가지며 회로 패턴의 크기에 따라 수십 미크론 단위부터 수백 미크론 단위의 굵기를 가질 수 있다. 근래, 각종 전자기기의 소형화, 고집적화 추세에 따라 기판(210)의 회로 패턴 또한 매우 미세해지는 경향이 강하다. 이에 따라 프로브(110)의 크기 역시 머리카락 굵기 또는 그보다 작은 굵기를 갖기도 한다.
회로 기판(210)이 동일한 시스템에서 생산되더라 하더라도 다양한 요소에 의해 공차를 갖는다. 이러한 공차는 미세한 회로 기판(210)에서도 그대로 발생된다. 미세한 회로 기판(210)에 공차가 존재하는 경우 프로브(110)가 초기 설계된 위치의 회로 패턴의 위치에 접촉하지 못할 수 있다. 이러한 문제는 회로 패턴이 지속적으로 소형화/미세화되는 추세에 따라 장래에 더 큰 문제로 나타날 수 있다.
블록 유니트(130)는 프로브(110)를 가이드한다. 다양한 굵기를 갖는 복수의 프로브(110)를 회로 패턴에 접촉시키기 위해 블록 유니트(130)가 이용된다. 블록 유니트(130)는 회로 패턴에 대응되는 위치에 프로브(110)가 위치할 수 있는 홈, 홀 등이 형성되어 있다. 블록 유니트(130)에 형성된 홈 또는 홀에 프로브(110)가 수용될 수 있다.
블록 유니트(130)는 복수의 기판(210)을 반복적으로 검사하기 위해 위치가 고정된 베이스판(150)에 설치된다. 베이스판(150)에 설치됨으로써 블록 유니트(130) 역시 동일한 위치에 고정된다. 그러나 블록 유니트가 고정됨으로써 기판(210)의 회로 패턴이 갖는 공차에 대처하기가 힘들다. 따라서, 본 발명의 지그 장치를 구성하는 블록 유니트(130)는 베이스판(150)이 고정된 상태에서 프로브(110)에 직교하는 방향으로 위치 변경될 수 있다. 블록 유니트(130)의 위치 변경으로 블록 유니트(130)에 의해 가이드되는 프로브(110)의 위치를 회로 패턴의 타겟 위치로 변경시킬 수 있다.
프로브(110)는 회로 패턴의 수직 방향 또는 거의 수직 방향으로 회로 패턴에 접촉될 수 있다. 프로브(110)는 회로 패턴에 직접 접촉되는 요소로, 검사를 위한 신뢰성 있는 접촉이 이루어지는 동시에 검사 과정에서 회로 패턴이 훼손되지 않도록 형성되는 것이 좋다. 이를 위해 프로브(110)는 스프링 등의 탄성부(113)를 포함할 수 있다.
탄성부(113)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어 프로브(110)에 스프링을 설치하거나, 프로브(110)의 자체가 탄성부(113)가 될 수 있다. 후자의 경우 직선 혹은 곡선 형태의 와이어(wire) 프로브(110)가 이용될 수 있다.
앞에서 언급한 바와 같이 고집적화, 소형화/미세화되는 회로 패턴의 추세에 따라 프로브(110)가 접촉할 회로 패턴의 폭 등이 매우 작은 방향으로 설계되고 생산되고 있다. 이러한 소형화/미세화는 기판(210) 생성 과정에서 불가항력적으로 발생되는 공차조차도 검사 과정에서 문제가 되는 수준까지 이르고 있다. 이러한 추세는 앞으로 더욱 가속화될 것이므로 공차를 고려하여 신뢰성 있게 회로 패턴과 접촉할 수 있도록 프로브(110)를 배치할 필요가 있다. 프로브(110)의 배치 위치는 프로브(110)를 가이드하는 블록 유니트(130)에 의해 결정될 수 있다.
공차로 인해 특히 문제되는 부분은 회로 패턴이 프로브(110)의 축 방향에 대해 수직 방향(도 1의 xy 평면 방향)의 공차를 갖는 경우이다. 따라서, 본 발명의 지그 장치를 구성하는 블록 유니트(130)는 프로브(110)의 축 방향에 직교하는 방향으로 위치 변경될 수 있다. 프로브(110)에 직교하는 방향으로 블록 유니트(130)를 위치 변경시키는 방안으로 블록 유니트(130)가 설치된 베이스판(150)을 위치 변경시키거나 블록 유니트(130)를 직접 위치 변경시킬 수 있다. 기어, 벨트에 연결된 베이스판(150)의 위치 변경은 기어, 벨트 등의 링크가 갖는 공차로 인하여 본 발명의 목적에 부합되지 못한다.
따라서, 프로브(110)의 위치 변경은 블록 유니트(130)의 위치 변경을 통해 수행되는 것이 좋다. 블록 유니트(130) 역시 공차를 가질 수 있으나, 베이스판(150)과 비교하여 보다 신뢰성 있는 위치 변경이 가능하다.
공차는 회로 기판(210)의 모든 회로에 같은 방향으로 같은 치수로 발생하지 않을 수 있다. 예를 들어 일부 구간은 원래의 프로브(110) 위치에서 검사하는 것이 바람직하고, 다른 구간은 공차를 감안하여 변경된 프로브(110) 위치에서 검사하는 것이 좋을 수 있다. 이에 따르면 프로브(110) 전체를 동일 방향으로 위치 변경시키는 것은 회로 기판(210)의 상황에 따라 적절하지 않을 수 있다. 이러한 상황에 대처하기 위해 블록 유니트(130)는 복수의 블록으로 나뉘어지고 각 블록은 서로 독립적으로 위치 변경될 수 있다. 도 1에는 블록 유니트(130)가 3개의 블록으로 나뉘어진 상태가 개시된다.
프로브(110)는 일단이 기판(210)에 접촉되는 제1 프로브(111), 일단이 제1 프로브(111)의 타단과 접촉되고 타단이 검사부에 연결되는 제2 프로브(112)를 포함할 수 있다.
블록 유니트(130)는 제1 프로브(111)가 관통하고 제1 프로브(111)에 직교하는 방향으로 위치 변경이 가능한 핀 블록(131), 제2 프로브(112)가 수용되고 핀 블록(131)에 대해 상대적으로 고정된 베이스 블록(132)을 포함할 수 있다.
핀 블록(131)에는 제1 프로브(111)가 관통하는 홀이 형성되고, 베이스 블록(132)에는 제2 프로브(112)가 관통하는 홀이 형성된다. 이들 홀은 회로 패턴에 대한 프로브(110)의 위치를 결정한다.
도 1에서 제1 프로브(111) 또는 제2 프로브(112)가 배치되는 위치의 범위는 영역 ⓐ의 범위로 나타내었다. 제1 프로브(111) 또는 제2 프로브(112)는 영역 ⓐ의 범위 내에서 다양한 굵기와 위치로 형성될 수 있다.
제1 프로브(111)와 제2 프로브(112)를 구분한 것은 다양한 회로 패턴에 대응하기 위함이다. 예를 들어 제2 프로브(112)를 영역 ⓐ 전체에 배치하여 놓으면 제1 프로브(111)의 개수, 위치와 상관없이 검사를 수행할 수 있다. 즉, 제1 프로브(111)가 설치되는 핀 블록(131)만 교체하는 것으로 다양한 회로 패턴을 검사할 수 있다.
제1 프로브(111)를 각각 교체하는 것은 어려우므로 제1 프로브(111)가 설치된 핀 블록(131) 전체를 교체하는 것이 좋다. 이를 위해 핀 블록(131)은 베이스 블록(132)에 착탈될 수 있다. 이때, 베이스 블록(132)은 베이스판(150)에 고정된다. 도 1에는 베이스 블록(132)이 기둥 또는 봉 형상의 지지부(170)에 의해 베이스판(150)에 고정된 상태가 개시된다.
핀 블록(131)은 베이스판(150)에 고정된 베이스 블록(132)에 다양한 방법으로 착탈될 수 있다.
예를 들어, 핀 블록(131)은 베이스 블록(132)과 대향하는 면에 형성된 복수의 제1 착탈부를 포함할 수 있다. 베이스 블록(132)은 핀 블록(131)과 대향하는 면에 형성된 복수의 제2 착탈부를 포함할 수 있다. 이때, 제2 착탈부는 제1 착탈부와 착탈된다. 핀 블록(131)과 베이스 블록(132)의 착탈시 모든 제1 착탈부와 모든 제2 착탈부를 착탈시키지 않아도 무방하다. 예를 들어 제1 착탈부와 제2 착탈부에서 서로 대응하는 것 2개씩을 선택하는 것으로 신뢰성 있는 착탈이 가능하다. 선택된 제1 착탈부와 제2 착탈부의 개수가 3개 이상이어도 무방하다. 1개의 착탈부만을 이용할 경우 착탈 구조에 따라 선택된 착탈부를 축으로 하여 핀 블록(131)과 베이스 블록(132)이 수평 방향으로 회동할 수 있으므로 주의해야 한다.
선택된 제1 착탈부와 선택된 제2 착탈부의 위치로 핀 블록(131)의 위치 변경이 결정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 지그 장치에서 핀 블록(131)과 베이스 블록(132)의 착탈 구조를 나타낸 개략도이다.
도 2에 도시된 핀 블록(131)은 베이스 블록(132)과 대향하는 면에 형성된 복수의 제1 홈(133)을 포함하고, 베이스 블록(132)은 핀 블록(131)과 대향하는 면에 형성된 복수의 제2 홈(135)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 홈(133)이 제1 착탈부에 해당하며, 제2 홈(135)이 제2 착탈부에 해당한다. 제1 홈(133)과 제2 홈(135) 중 선택된 홈에 끼워지는 연결부(139)에 의해 핀 블록(131)은 베이스 블록(132)에 장착되거나 이탈될 수 있다. 또한, 연결부(139)가 끼워지는 홈의 선택에 의해 핀 블록(131)의 위치 변경이 이루어질 수 있다.
예를 들어 도 2에서 핀 블록(131)과 베이스 블록(132)의 우측에 복수의 홈이 형성되어 있다. 이때, 블록 유니트(130)의 길이 방향(도 1의 x축 방향)으로 제1 홈(133) 간의 간격이 x1이고 제2 홈(135) 간의 간격이 x2일 때, x1과 x2가 다를 수 있다. 연결부(139)가 x1을 형성하는 좌측 홈에 끼워질 때와 우측 홈에 끼워질 때를 비교하면, 핀 블록(131)은 x1과 x2의 차이값만큼 블록 유니트(130)의 길이 방향으로 위치 변경이 이루어지게 된다.
마찬가지로 블록 유니트(130)의 길이 방향의 수직 방향( 도 1의 y축 방향)으로 제1 홈(133) 간의 간격이 y1이고 제2 홈(135) 간의 간격이 y2일 때, y1과 y2가 다를 수 있다. 연결부(139)가 y1을 형성하는 위 홈에 끼워질 때와 아래 홈에 끼워질 때를 비교하면, 핀 블록(131)은 y1과 y2의 차이값만큼 블록 유니트(130)의 길이 방향의 수직 방향으로 위치 변경이 이루어지게 된다.
이상에서 x1과 x2의 차이값, y1과 y2의 차이값 중 적어도 하나가 공차에 대응되도록 제1 홈(133)과 제2 홈(135)이 형성되면 공차로 인한 문제가 해소될 수 있다.
핀 블록(131)이 베이스 블록(132)에 장착되면 제1 프로브(111)와 제2 프로브(112)가 서로 접촉되어야 하는데, 핀 블록(131)의 위치 변경시 제1 프로브(111)와 제2 프로브(112)의 위치가 어긋나 서로 접촉되지 않을 수 있다. 이는 다음의 방안을 해소될 수 있다.
도 3은 본 발명의 지그 장치를 구성하는 프로브(110)를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3의 프로브(110)는 핀 블록(131)에 설치되는 제1 프로브(111)와 베이스 블록(132)에 설치되는 제2 프로브(112)를 포함할 수 있다.
제1 프로브(111)는 회로 패턴에 직접 접촉되는 요소이다. 제2 프로브(112)는 검사부에 연결되는 요소이다. 회로 패턴의 검사를 위해 핀 블록(131)과 베이스 블록(132)이 장착된 상태에서 제1 프로브(111)의 일단과 제2 프로브(112)의 일단이 접촉되어야 한다. 그런데, 각 블록 유니트(130)에 형성된 각 착탈부에 의해 제1 프로브(111)와 제2 프로브(112) 중 하나가 위치 변경될 수 있는 상태이므로, 위치 변경이 이루어지더라도 제1 프로브(111)와 제2 프로브(112)가 서로 접촉할 수 있는 수단이 마련되어야 한다.
예를 들어 도 3에서는 제1 프로브(111)의 단부와 접촉하는 제2 프로브(112)의 단부의 단면적을 제1 프로브(111)의 단면적보다 크게 형성하고 있다.
구체적으로 제1 프로브(111)의 단부의 굵기는 w1이라 하고, 제2 프로브(112)의 단부의 굴기를 w2라 할 때, w2는 w1보다 크게 형성될 수 있다. 물론 이 둘은 서로 바뀔 수도 있다.
w1과 w2의 차이는 앞에서 살펴본 x1과 x2의 차이, y1과 y2의 차이 등에 의해 결정될 수 있다.
또한, 도 3에는 탄성부(113)가 제2 프로브(112)에 형성되고 있으나, 제1 프로브(111)에 형성되거나 제1 프로브(111)와 제2 프로브(112) 모두에 형성되어도 무방하다. 또는 탄성부(113)로서 별도의 스프링을 이용하지 않고 제1 프로브(111)의 자체 탄성 또는 제2 프로브(112)의 자체 탄성을 이용할 수도 있다.
정리하면, 제2 프로브(112)에 접촉되는 제1 프로브(111)의 단부의 단면적과 제1 프로브(111)에 접촉되는 제2 프로브(112)의 단부의 단면적이 서로 다를 수 있다. 각 단면적의 차이는 회로 패턴의 공차가 감안되어야 하므로 각 단면적의 차이는 위치 변경되는 프로브(110)의 변경 거리와 관련될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
110...프로브 111...제1 프로브
112...제2 프로브 113...탄성부
130...블록 유니트
131...핀 블록 132...베이스 블록
133...제1 홈 135...제2 홈
139...연결부 150...베이스판
170...지지부 190...신호선
210...기판

Claims (7)

  1. 일단이 기판의 회로 패턴에 접촉되고 타단이 상기 회로 패턴의 이상 유무를 판단하는 검사부에 연결되는 프로브; 및
    상기 프로브를 가이드하고, 베이스판에 설치되며 상기 베이스판이 고정된 상태에서 상기 프로브에 직교하는 방향으로 위치 변경되고, 상기 위치 변경으로 상기 가이드되는 상기 프로브의 위치를 상기 회로 패턴의 타겟 위치로 변경시키는 블록 유니트;를 포함하고,
    상기 프로브는 일단이 상기 기판에 접촉되는 제1 프로브, 일단이 상기 제1 프로브의 타단과 접촉되고 타단이 상기 검사부에 연결되는 제2 프로브를 포함하고,
    상기 블록 유니트는 상기 제1 프로브가 관통하고 상기 제1 프로브에 직교하는 방향으로 위치 변경이 가능한 핀 블록, 상기 제2 프로브가 수용되고 상기 핀 블록에 대해 상대적으로 고정된 베이스 블록을 포함하는 지그 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 핀 블록은 상기 베이스 블록에 착탈되는 지그 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 핀 블록은 상기 베이스 블록과 대향하는 면에 형성된 복수의 제1 착탈부를 포함하고,
    상기 베이스 블록은 상기 핀 블록과 대향하는 면에 형성되고 상기 제1 착탈부에 착탈되는 복수의 제2 착탈부를 포함하며,
    선택된 상기 제1 착탈부의 위치와 선택된 상기 제2 착탈부의 위치로 상기 핀 블록의 위치 변경이 결정되는 지그 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 핀 블록은 상기 베이스 블록과 대향하는 면에 형성된 복수의 제1 홈을 포함하고,
    상기 베이스 블록은 상기 핀 블록과 대향하는 면에 형성된 복수의 제2 홈을 포함하며,
    상기 복수의 제1 홈에서 선택된 홈과 상기 복수의 제2 홈에서 선택된 홈에 끼워지는 연결부에 의해 상기 핀 블록은 상기 베이스 블록에 장착되고, 상기 핀 블록의 위치 변경이 결정되는 지그 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 프로브에 접촉되는 상기 제1 프로브의 단부의 단면적과 상기 제1 프로브에 접촉되는 상기 제2 프로브의 단부의 단면적이 서로 다른 지그 장치.
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