KR101849988B1 - 디스플레이패널 검사용 프로브조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 검사용 회로기판의 단자부들과 디스플레이패널의 패드들을 일대일 연결하기 위한 프로브를 두께가 얇은 도전성시트로 제작하되, 각 프로브들이 하나의 절연성필름에 일렬로 고정되어서 사용시 정렬상태가 유지되고 파손이 방지되며 또한 각 프로브들이 디스플레이패널의 패드들에 콘택트되는 과정에서 과도한 휨변형이 방지되고 콘택 불량이 발생되지 않는 디스플레이패널 검사용 프로브조립체에 관한것이다.
이를 위하여 본 발명은 검사용 회로기판의 단자부들과 디스플레이패널의 패드들을 일대일 연결시키는 다수의 프로브를 갖는 디스플레이패널 검사용 프로브조립체에 있어서, 상기 프로브들은 상기 단자부와 상기 패드를 연결할 수 있는 길이 및 상기 패드와 같은 폭이 되도록 도전성시트를 절단하여 구성되고; 상기 각 프로브들은 표면에 절연성필름이 접착되어서 상기 각 프로브들의 피치가 상기 패드들의 피치와 동일하게 유지되며; 상기 각 프로브들은 상기 단자부들과 접착되는 접착부에 상기 절연성필름이 형성되지 않으며, 상기 패드들과 대응되는 탐침부들은 상기 절연성필름이 접착된 상태에서 반원호형 또는 원형으로 함께 밴딩되는 특징이 있다.

Description

디스플레이패널 검사용 프로브조립체{Probe assembly for display panel inspection}

본 발명은 디스플레이패널 검사용 프로브조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 검사용 회로기판의 단자부들과 디스플레이패널의 패드들을 일대일 연결하기 위한 프로브를 두께가 얇은 도전성시트로 제작하되, 각 프로브들이 하나의 절연성필름에 일렬로 고정되어서 사용시 정렬상태가 유지되고 파손이 방지되며 또한 각 프로브들이 디스플레이패널의 패드들에 콘택트되는 과정에서 과도한 휨변형이 방지되고 접촉 불량이 발생되지 않도록 한 디스플레이패널 검사용 프로브조립체에 관한 것이다.

일반적으로 프로브는 반도체 장치나 FPD(LCD, PDP, OLED, Flexible OLED 등의 평판디스플레이 패널)의 픽셀 및 전패널의 정상 작동 여부를 검사하는데 사용된다. 최근 들어 반도체 장치나 평판 디스플레이 패널이 고화질화 되어감에 따라 화소의 밀도가 더욱 좁아지고 있으며 이로 인해 파인피치(fine pitch) 프로브의 필요성이 요구되고 있다. 현재까지 개발된 프로브는 원형 타입의 막대모양을 갖는 재료로 제작된 일명 에폭시 타입 또는 캔틸레버 타입(cantilever type) 판재형의 재료로 제작된 블레이드형(Blade Type), 폴리이미드필름(Polymide Film)에 동판 또는 기타 도전체를 올려 에칭가공하여 제작한 필름형(Film Type), 필름형에 반도체공정기술을 이용하여 도전성 매체를 주입한 하이브리드형(Hybride Type), 스프링 장력을 이용한 프로브 소재로 제작한 포고형(Pogo Type), 반도체 MEMS 공정기술을 이용한 MEMS 형(Micro-Electro-Mechanical System Type) 등이 있다.

이와 같은 종래의 프로브 핀블록은 니들이 와이어 형태로 구비되고, 이들 니들을 에폭지 수지로 접합 고정하는 형태로써 이를 스파이더(spider)라 칭하는 탐침의 빔부에 의해서 신호를 전달하는 형태의 구조를 가진다.

그러나 프로브 핀블록은 니들들 사이의 파인피치가 매우 중요하여 니들과 빔부가 점점 그 크기나 두께 등이 축소되어가는 추세이다. 즉, 빔부가 점점 얇아지고 있고 따라서 니들이 상하로 힘을 받을 경우 빔부가 힘을 견디지 못하고 부러지거나 휘어져 프로브 핀블록의 불량이 야기되는 경우가 발생한다.

이를 감안하여 국내특허 제1441618호는 검사용 회로기판에 다수의 접촉소자를 형성하고, 이들 접촉소자를 탄성블록으로 감싸 보호하는 기술을 제안한 바 있다.

그러나 종래 특허 제1441618호는 그 제작과정에서 상기 접촉소자를 멤스(MEMS : Micro-Electro-Mechanical System)공정으로 제작한 뒤 검사용 회로기판과 회로적으로 접착하는 과정을 거치기 때문에 제조공정이 복잡한 단점이 있었다.

이를 감안하여 종래 특허 제671282호, 제791895호 및 제1235050호 들은 도전성 판재에 프로브를 에칭 등의 수단으로 절단하고, 이들 프로브를 세워서 소켓에 끼워 정렬하는 방식으로 다수의 프로브를 구성하는 기술을 제안한 바 있다.

그러나 종래 특허의 경우 프로브의 탐침부가 판재의 두께에 해당되어 뾰족하므로 검사대상물의 단자 표면을 긁어 손상시킬 우려가 있으며, 프로브들이 판재에서 낱개로 분리되므로 이들 프로브들의 간격이 일정하도록 잡아주는 별도의 소켓이 반드시 필요하여 구성이 복잡한 단점이 있었다.

종래 특허 제1786773호는 패널의 리드선들과 접촉하는 접촉라인들이 일면에 배열 형성된 필름과, 상기 필름의 타면에 상기 접촉라인들의 배열 방향을 따라 일체로 형성된 금속층, 및 상기 금속층을 감싸도록 형성되는 투명커버층을 포함하는 액정 표시 패널 검사용 프로브 필름을 제안한 바 있다.

그러나 종래 특허 제1786773호는 콘택환경에 따라 상기 필름의 수축 및 팽창을 방지하기 위하여 상기 금속층 및 투명커버층을 필름의 타면에 형성해야 되므로 구조가 복잡하고 필름의 부피가 커지는 단점이 있었다.

본 발명자는 특허출원 제10-2016-0178824호로 프로브장치를 출원한 바 있다. 이는 도전성 판재에 회로기판의 단자부와 일대일 대응되는 다수의 연결부를 형성한 뒤 판재의 한쪽을 절단하여 연결부들이 자유단으로 떨어진 부분을 상기 단자부와 접착시키고, 반대쪽 판재를 절단하여 상기 연결부들이 독립된 프로브가 되도록 한 것이다.

그러나 선출원된 본 발명자의 특허는 독립된 다수의 연결부들을 잡아주는 지지수단이 없기 때문에 콘택트 과정에서 과도한 눌림으로 인하여 부분적인 휨변형이 발생될 수 있으며, 또한 취급과정에서 연결부들 사이의 간격이 변하여 콘택트 불량이 발생될 수 있는 등의 문제점이 있었다. 그리고 패드들이 2열 이상 복잡하게 구성된 경우 연결부를 2열 이상 대응되게 회로기판에 구성해야 되는데, 각 열의 연결부들이 콘택트되는 과정에서 서로 간섭되어 쇼트될 수 있는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 검사용 회로기판의 단자부들과 디스플레이패널의 패드들을 일대일 연결하기 위한 프로브를 두께가 얇은 도전성시트로 제작하되, 각 프로브들이 일렬로 정렬된 핀 블록의 형태를 절연성필름으로 고정시켜서 사용시 정렬상태가 유지되고 파손이 방지되며 또한 각 프로브들이 디스플레이패널의 패드들에 콘택트되는 과정에서 과도한 휨변형이 방지되고 콘택 불량이 발생되지 않는 디스플레이패널 검사용 프로브조립체를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 프로브들의 표면 및 이면에 절연성필름을 이중으로 접착하여서 2열 이상으로 회로기판에 프로브들을 구성하더라도 콘택트 과정에서 눌림에 의해 1열과 2열의 프로브들이 접촉되더라도 쇼트되지 않는 디스플레이패널 검사용 프로브조립체를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 절연성필름에 프로브들과 별개의 지지부재를 마련하되, 이 지지부재는 프로브보다 넓은 폭으로 형성하여 상기 회로기판에 나사체결함으로써, 상기 절연성필름의 수축, 팽창에 따른 변형이 억제되도록 한 디스플레이패널 검사용 프로브조립체를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 검사용 회로기판의 단자부들과 디스플레이패널의 패드들을 일대일 연결시키는 다수의 프로브를 갖는 디스플레이패널 검사용 프로브조립체에 있어서, 상기 프로브들은 상기 단자부와 상기 패드를 연결할 수 있는 길이 및 상기 패드와 같은 폭이 되도록 도전성시트를 절단하여 구성되고; 상기 각 프로브들은 표면에 절연성필름이 접착되어서 상기 각 프로브들의 피치가 상기 패드들의 피치와 동일하게 유지되며; 상기 각 프로브들은 상기 단자부들과 접착되는 접착부에 상기 절연성필름이 형성되지 않으며, 상기 패드들과 대응되는 탐침부들은 상기 절연성필름이 접착된 상태에서 반원호형 또는 원형으로 함께 밴딩되는 특징이 있다.

본 발명에 따르면 두께가 얇은 도전성시트가 회로기판의 각 단자부 및 디스플레이패널의 각 패드에 일대일 대응되는 폭으로 절단되어서 다수의 프로브를 구성하고, 이들 프로브들은 절연성필름에 접착되어서 간격이 유지되는 프로브조립체를 구성한다.

상기 각 프로브들은 상기 회로기판의 단자부에 결합되는 부분을 제외하고 상기 절연성필름이 표면에 접착되며, 상기 각 프로브들은 디스플레이패널의 패드에 콘택트 되는 탐침부를 갖는데, 이들 탐침부들은 패드의 접촉면을 보호하기 위하여 반원호형 또는 원형으로 절곡 되며, 이때 절연성필름도 함께 절곡 된다.

상기 반원호형 탐침부는 접촉부위(단자) 쪽으로 절곡되는 제품과 다른 형태를 갖는 접촉단자(패드)의 반대쪽으로 절곡되어서 끝단이 패드에 접촉되도록 제작할 수 있다. 반원호형의 끝단은 날카롭기 때문에 패드의 표면에 스크래치가 요구되는 콘택트가 필요에 따라서 사용된다.

그리고 프로브들과 별개로 구성되는 지지부재가 다수개 절연성필름에 접착되는데, 이들 지지부재는 프로브와 동일한 도전성시트로 제작되고 또한 프로브들보다 넓은 폭으로 구성되어 회로기판에 나사체결되므로 절연성필름의 수축 팽창에 따른 변형을 방지시킨다.

또한 상기 디스플레이패널의 패드가 2열 이상일 경우 회로기판의 단자부 및 프로브조립체들도 2열 이상으로 구성되는데, 이때 1열과 2열 사이의 쇼트를 방지하기 위하여 프로브들의 표면 및 이면에 절연성필름을 이중으로 접착한다. 이처럼 절연성필름이 이중으로 접착되더라도 프로브조립체의 두께가 크게 증가되지 않으므로 프로브조립체를 최대한 얇게 구성할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 프로브조립체의 사시도
도 2는 본 발명 한 실시예의 프로브조립체의 단면도
도 3은 (a) (b)는 본 발명 한 실시예의 프로브조립체의 탐침부 단면도
도 4는 본 발명 다른 실시예의 프로브조립체의 단면도
도 5는 본 발명 한 실시예의 프로브조립체의 제조방법을 나타낸 개념도

도 1 내지 도 3에서 본 발명 한 실시예의 프로브조립체는 검사용 회로기판의 단자부(41) 및 디스플레이패널(50)의 패드(51)에 일대일 연결되는 프로브(10)가 구비된다. 상기 프로브(10)는 도전성시트를 에칭 또는 레이저 절단 등의 수단으로 재단하여 상기 단자부(41)와 패드(51)를 연결할 수 있는 길이 및 상기 패드(51)와 콘택트 되는 폭으로 구성된다. 상기 도전성시트는 두께가 수십 마이크로미터(㎛)로 얇은 금속시트, 또는 금속 미분말이 혼합되어 전도성을 갖는 수지필름으로 구성된다.

상기 프로브(10)들의 표면에는 절연성필름(20)이 열접착된다. 상기 절연성필름(20)은 상기 각 프로브(10)들의 피치를 상기 단자부(41) 및 패드(51)의 피치와 동일하게 유지시키는 역할을 하며, 또한 두께가 얇은 프로브(10)들을 보호하는 기능을 갖는다. 상기 절연성필름(20)은 열접착성을 갖는 유연성 수지계 재질로 구성되어서 상기 프로브(10)들이 패드(51)에 플랙시블하게 접촉되도록 해준다.

상기 프로브(10)들은 상기 단자부(41)에 솔더크림, 도전성필름(ACF) 및 도전성 에폭시 등의 수단으로 접착되는 접착부(11)가 한쪽에 구비되고, 반대쪽에는 패드(51)에 콘택트되는 탐침부(12)가 구비된다. 상기 절연성필름(20)은 상기 접착부(11)를 제외하고 상기 프로브(10)의 표면에 열접착 되는데, 상기 탐침부(12)가 반원호형 및 원형으로 밴딩되는 과정에서 상기 절연성필름(20)도 함께 밴딩된다. 상기 탐침부(12)는 도 2에서와 같이 원호면이 패드(51)와 접촉되는 반원호형으로 밴딩되거나 또는 도 3(a)에서와 같이 원호면이 패드(51)에서 떨어지게 반대로 밴딩될 수 있다. 원호면이 패드(51)에서 떨어지게 밴딩되면 반원호형의 끝단이 패드(51)와 접촉되는데, 끝단은 날카롭기 때문에 패드(51)의 표면을 긁어서 스크래치를 내면서 콘택트 된다. 제조공정상 필요에 따라서 패드(51)에 스크래치를 내야 하는 경우 사용된다.

상기 탐침부(12)는 회로기판(40)에서 떨어지고 상기 접착부(11) 보다 낮은 위치에서 패드(51)에 탄성적으로 콘택트 되도록 하기 위하여 상기 프로브(10)는 상기 접착부(11)가 끝나는 부분을 하향으로 절곡한 탄성부(13)를 갖는다. 이때 절열성필름(20)도 함께 절곡되는데, 상기 프로브(10)의 탐침부(12)는 탄성부(13) 및 절연성필름(20)을 통하여 플랙시블하게 상기 패드(51)에 접촉된다.
그리고 상기 프로브(10)들과 떨어져서 한쪽 또는 양쪽에 지지부재(30)가 구비되고, 이들 지지부재(30)는 절연성필름(20)의 저면에 상기 프로브(10)들과 함께 열접착 된다. 상기 지지부재(30)는 상기 프로브(10)보다 넓은 폭으로 구성되어서 상기 절연성필름(20)의 수축 및 팽창을 억제하고 또한 절연성필름(20)을 회로기판(40)에 견고하게 고정하기 위한 것으로서, 상기 지지부재(30)는 상기 접착부(11)와 대응되는 체결부(31)가 구비되는데, 이 체결부(31)는 회로기판(40)에 형성된 체결구멍(42)에 나사못을 체결하기 위한 부분이므로 상기 절연성필름(20)은 형성되지 않는다.

그리고 상기 지지부재(30)는 상기 프로브(10)를 하향으로 절곡하여 탄성부(13)를 형성할 때 함께 절곡되며, 상기 탐침부(12)가 형성된 부분에는 형성되지 않아서 패드(51)와의 콘택트에 방해를 주지 않도록 구성된다. 또한 상기 접착부(11)는 단자부(41)에 결합된 상태에서 절연층(60)이 도포되어 결합부가 보호된다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 프로브조립체는 도 5에서와 같은 방법으로 제조된다. 먼저 두께가 얇은 도전성시트(10a)에 다수의 천공부(10b)를 에칭 또는 레이저 절단 등의 수단으로 형성하여 다수의 프로브(10) 및 지지부재(30)들이 만들어 지도록 한다. 상기 프로브(10) 및 지지부재(30)들은 도전성시트(10a)에 양단이 연결된 상태이고, 프로브(10)들은 피치간격이 단자부(41) 및 패드(51)의 간격과 동일하게 유지된다. 이후 상기 도전성시트(10a)의 표면에 접착부(11) 및 체결부(31)를 제외하고 절연성필름(20)을 열접착 하여 프로브(10) 및 지지부재(30)들의 피치간격이 유지되도록 한 뒤 탐침부(12) 및 탄성부(13)를 밴딩하고 이후 프로브(10) 및 지지부재(30)의 양단을 레이저로 절단하여 도전성시트(10a)에서 분리시키면 프로브조립체가 완성된다.

이처럼 완성된 프로브조립체는 각 프로브(10)들의 접착부(11)를 회로기판(40)의 단자부(41)에 일대일 대응시킨 뒤 솔더크림, 도전성필름(ACF) 및 도전성 에폭시 등으로 접착하고, 지지부재(30)의 체결부(31)를 회로기판(40)의 체결구멍(42)에 나사못 등으로 체결하여 절연성필름(20)을 회로기판(40)에 견고하게 고정시킨다.

이처럼 조립되는 본 발명 한 실시예의 프로브조립체는 낱개로 독립된 프로브(10)들이 절연성필름(20)에 의해 고정되어서 피치간격이 유지되므로 회로기판(40)의 단자부(41)에 접착부(11)를 회로적으로 연결시킬 때 작업성이 편리하고, 또한 탐침부(12)들의 간격이 항상 일정하게 유지되므로 패드(51)와의 콘택트 불량이 발생되지 않는다. 또한 상기 프로브(10)들 보다 넓은 폭으로 지지부재(30)가 구비되어서 상기 절연성필름(20)의 저면에 접착 고정되는데, 이들 지지부재(30)는 체결부(31)가 회로기판(40)에 나사체결 방식으로 고정되어서 절연성필름(20)을 양쪽에서 지탱하는 구조를 갖는다. 따라서 작업장의 온도 및 습도 변화로 인하여 절연성필름(20)이 미세하게 수축 및 팽창되려 할 때 지지부재(30)가 이를 억제시키므로 절연성필름(20)에 고정된 각 프로브(10)들의 피치간격이 변하지 않는다.

그리고 탐침부(12)의 표면에도 절연성필름(20)이 접착되어서 함께 밴딩된 구조이므로 탐침부(12)들의 피치간격이 변하지 않으며, 또한 탐침부(12)들이 구조적으로 보강되어서 콘택트 과정에서 반원호형 또는 원형의 밴딩 상태가 변하지 않는다.

도 4는 본 발명 다른 실시예의 프로브조립체를 나타낸 것으로서, 본 발명 한 실시예와 동일 구성을 갖는다. 단지 본 발명 한 실시예는 프로브(10) 및 지지부재(30)의 표면에 절연성필름(20)이 접착된 것인데 반하여 본 발명 다른 실시예는 프로브(10) 및 지지부재(30)의 표면 및 저면에 절연성필름(20)이 이중으로 접착된 차이가 있다.

디스플레이패널(50)의 성능이 다양화됨에 따라서 패드(51)들이 2열 이상 복잡하게 구성될 경우 프로브조립체를 2열 이상 대응되게 회로기판(40)에 구성하여야 된다. 이때 1열의 프로브조립체의 프로브(10)들 저면이 2열의 프로브조립체의 탐침부(12)에 간섭되어 쇼트되지 않도록 1열의 프로브(10)들의 표면 및 저면에 절연성필름(20)을 이중으로 접착한 것이다.

10 : 프로브 10a : 도전성시트
11 : 접착부 12 : 탐침부
13 : 탄성부 20 : 절연성필름
30 : 지지부재 31 : 체결부
40 : 회로기판 41 : 단자부
42 : 체결구멍 50 : 디스플레이패널
51 : 패드

Claims (6)

1. 검사용 회로기판의 단자부들과 디스플레이패널의 패드들을 일대일 연결시키는 다수의 프로브를 절연성필름에 형성한 디스플레이패널 검사용 프로브조립체에 있어서,
   상기 절연성필름은 열접착성을 갖는 유연성 수지계 재질로 구성되고;
   상기 프로브들은 상기 단자부들에 고정되는 접착부와 상기 패드들에 접촉되는 탐침부를 갖도록 상기 절연성필름에 열접착되는 도전성시트로 구성되고;
   상기 탐침부들은 상기 회로기판에서 떨어져서 플랙시블하게 상기 패드들에 접촉되며;
   상기 프로브들과 같은 도전성시트로 구성된 지지부재가 구비되는데, 상기 지지부재는 상기 프로브들 보다 넓은 폭으로 구성되고, 상기 프로브들과 함께 상기 절연성필름에 부착되며, 상기 단자부와 대응되는 체결부는 상기 절연성필름에 부착되지 않은 상태에서 상기 회로기판에 나사체결 되어서 상기 절연성필름의 수축 및 팽창을 억제하도록 한 것을 특징으로 하는 디스플레이패널 검사용 프로브조립체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 탐침부들은 원호면이 패드와 접촉되는 반원호형으로 밴딩되거나 또는 반대로 원호면이 패드에서 떨어지게 반원호형으로 밴딩되고,
   상기 반대로 밴딩된 경우 반원호형의 끝단이 상기 패드와 접촉되어 스크래치를 발생시키도록 한 것을 특징으로 하는 디스플레이패널 검사용 프로브조립체.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로브들은 상기 탐침부가 상기 패드에 탄성적으로 접촉되도록 상기 접착부가 끝나는 부분이 하향으로 절곡된 탄성부가 구비됨을 특징으로 하는 디스플레이패널 검사용 프로브조립체.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 회로기판에 프로브조립체를 2열 이상으로 접착할 때 1열의 프로브들이 2열의 탐침부에 쇼트되지 않도록 상기 1열의 프로브들은 표면 및 저면에 이중으로 절연성필름이 접착됨을 특징으로 하는 디스플레이패널 검사용 프로브조립체.

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