KR20050030737A

KR20050030737A - 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연장치 및 방법

Info

Publication number: KR20050030737A
Application number: KR1020030066801A
Authority: KR
Inventors: 안동훈; 이상로
Original assignee: 포톤데이즈(주)
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-03-31

Abstract

본 발명은 LCD 등의 평판 디스플레이에 사용되는 프로브 핀의 절연층을 잉크젯 프린팅 기술을 이용하여 형성하는 프로브 유니트의 절연장치 및 방법을 제공한다.

이러한 본 발명은 절연 스테이지; 잉크 공급부로부터 공급되는 절연물질인 잉크를 프로브재에 토출하기 위한 멀티 노즐을 구비한 잉크젯 헤드; 잉크젯 헤드를 X,Y방향으로 이동시키기 위한 리니어모터 X축 및 Y축; 프로브재의 위치정렬을 위해 프로브재를 촬영하는 광학카메라; 상기 절연 스테이지 상에 구비되며, 상기 프로브재에 분사된 절연물질을 건조시키기 위한 가열 스테이지;를 구비한 시스템에서 전처리된 프로브재를 절연 스테이지 상에 위치시킨 후, 프로브재를 광학카메라로 촬영하여 촬영된 영상을 바탕으로 상기 프로브재의 위치를 정렬하고, 정해진 절연 코팅 패턴에 따라 리니어모터 X,Y축을 구동하여 잉크젯 헤드를 이동시킴으로써 프로브재에 정해진 패턴대로 절연물질이 코팅된 후, 가열 스테이지에 의해 코팅된 절연물질이 건조될 수 있도록 함을 특징으로 한다.

Description

잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연장치 및 방법{A INSULATION APPARATUS AND METHOD FOR PROBE UNIT USE OF INK-JET PRINTING}

본 발명은 프로브 유니트의 절연장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 잉크젯 프린팅 기술을 이용하여 LCD 등의 평판 디스플레이에 사용되는 프로브 핀의 절연층을 형성하는 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 LCD, PDP, 유기EL 등의 평판 디스플레이의 검사를 위해 각 픽셀에 해당하는 전극을 프로브 핀으로 접촉한 후, 전기적 신호를 흘려줌으로 패턴의 결함, 불균일성 등을 판별하고 있다.

이 프로브는 니들(Needle)형상, 포고 핀(Pogo pin) 형상 및 블레이드(Blade)형상 등 다양한 구조를 가지고 있다.

이 프로브 재료는 통상 Be-Cu, W-Re등을 사용하며 전기적 도전성이 우수하고 전극에서의 확실한 접촉을 위해 장력(스프링력)이 있으며, 미세한 가공이 가능한 특성을 갖고 있어야 한다.

기존에 많이 사용되던 니들 또는 포고 핀을 이용한 프로브 유니트는 그 제조와 조립에 많은 공정과 조정이 필요하며 불량률이 높고 결과적으로 제조 가격이 올라가는 문제가 있다.

또한, 최근 전극재료가 ITO(Indium Tin Oxide)에서 IZO(Indium Zinc Oxide)로 바뀜에 따라 기존의 프로브 형상과 재질로서는 측정시 노이즈가 발생하는 문제 등으로 최근에는 제조가 간편하고 이러한 노이즈 문제가 적은 블레이드 형상의 프로브 핀이 많이 사용되게 되었다. 이 블레이드 형상의 프로브 핀 제조 공정을 도 1을 참조로 설명한다.

먼저, 도 1a와 같이 Be-Cu로 이루어진 약 30㎛의 얇은 시트(Sheet)형태의 압연된 재료를 도 1b와 같이 소정의 크기로 절단한 후, 포토 공정을 거쳐 염산 등의 산으로 프로브 형태가 될 수 있도록 에칭한다(도 1c).

이때, 에칭된 프로브는 후에 절단이 용이하도록 브리지를 남겨 놓는다. 이와 같이 에칭이 된 절단된 시트는 금도금을 하여 전기적 도전성을 높이고 부식을 방지하게 된다. 이때, 부착력 개선을 위한 하지막으로 니켈(Ni), 티탄(Ti), 크롬(Cr) 등의 금속을 먼저 도금하게 된다.

이렇게 제조된 시트는 절연을 위한 공정으로 넘어가게 되며, 이때 도 1d와 같이 통전을 위한 프로브의 끝단(a) 즉, 탐침 부분은 절연이 되지 않도록 테이프 등의 마스킹 재료로 마스킹을 해야 하며, 또한 각 프로브 핀을 연결하는 봉이 들어가는 기준홀(b)에도 절연물질이 코팅이 되지 않도록 해야 한다. 기준홀에 절연물질이 스며들어가게 되면 내경이 작아져 연결핀이 조립되지 않거나 불균일한 프로브 동작이 발생하게 된다. 이러한 절연물질의 도포에는 주로 에폭시 등 폴리머계 재료가 사용되고 있다.

이와 같이 절연이 완성된 프로브 핀은(도 1e) 하나하나 분리되어(도 1f) 다음의 프로브 유니트 조립공정으로 넘어가게 된다.

상기와 같은 종래의 프로브 유니트는 그 제조 공정 중 프로브 핀의 일정부분을 제외하고 절연을 시키기 위해서 일정부분을 마스킹하여 스프레이 또는 디핑(Deeping)을 하거나 또는 마스크를 별도로 제작하여 스크린 프린팅을 하고 있으나, 절연을 시키는 부분의 위치가 부정확하여 불량이 나고 마스크를 매번 만들어야 할 뿐만 아니라 절연코팅 후에도 그 마스킹 재료를 분리해 내어야만 하며, 마스크를 반복 사용시 마스크가 손상되는 문제점이 있었다.

또한, 원하는 두께를 코팅하는데 많은 공정조건과 시간이 소요되며, 조립시 기준홀이 되는 구멍 안에도 절연물질이 스며들어가 기준홀의 내경이 불균일해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 본 발명은 잉크젯 프린팅에 의하여 원하는 부분에 직접 절연물질을 코팅함으로써 마스크를 만들거나 마스킹 작업을 별도로 하는 공정이 불필요하며, 스테이지의 구동에 의해 정확한 절연층을 형성할 수 있어 제품의 품질 향상은 물론, 대폭적인 공정수의 절감 및 제조비용을 절감시킬 수 있도록 한 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연장치 및 방법를 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연장치는, 절연물질의 코팅을 위한 프로브재가 위치하는 절연 스테이지; 잉크 공급부로부터 공급되는 절연물질인 잉크를 상기 프로브재에 토출하기 위한 멀티 노즐의 잉크젯 헤드; 상기 잉크젯 헤드를 X,Y방향으로 이동시키기 위한 리니어모터 X축 및 Y축; 절연물질의 정확한 코팅을 위한 상기 프로브재의 위치정렬을 위해 상기 프로브재를 촬영하는 광학카메라;를 구비함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연방법은, 프로브 핀을 제조하기 위한 프로브재를 전처리하고, 전처리된 프로브재의 필요 부위에 절연물질을 코팅하여 프로프 핀을 절연하는 프로프 유니트의 절연방법에 있어서, 상기 전처리된 프로브재를 절연 스테이지 상에 위치시킨 후, 상기 프로브재를 광학카메라로 촬영하는 단계; 상기 광학카메라에 의해 촬영된 영상을 바탕으로 상기 프로브재의 위치를 정렬하는 단계; 정해진 절연 코팅 패턴에 따라 상기 프로브재에 절연물질이 코팅될 수 있도록 리니어모터 X,Y축을 구동하여 잉크젯 헤드를 이동시켜 상기 프로브재에 잉크젯 헤드의 노즐을 통해 절연물질을 토출하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연장치의 시스템 구성도를, 도 3은 도 2의 잉크젯 헤드 및 광학카메라의 확대도를, 도 4는 도 2의 잉크젯 헤드의 상세도를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이, 절연 스테이지(110)에 잉크젯 헤드(120)를 X,Y방향으로 이동시키기 위한 리니어모터 X축(130) 및 Y축(140)이 구비되고, 정확한 잉크분사를 위한 프로브재(100)의 위치정렬을 위해 프로브재(100)를 촬영하는 광학카메라(150)가 상기 X축(130)에 구비된다.

그리고 상기 절연 스테이지(110) 상에는 상기 프로브재(100)에 분사된 절연물질을 건조시킬 수 있도록 하는 가열부재로서의 가열 스테이지(160)가 구비된다.

상기 잉크젯 헤드(120)는 상기 X축(130)에 구비되는 멀티 노즐을 갖는 헤드로, 도 4와 같이 전원(121)으로부터의 전원공급에 따라 전극(122)과 전극(123) 사이의 압전체(124)에 변위를 발생시킴으로서 이에 의해 노즐 기판(125)의 다수의 노즐 중 해당 노즐(126)을 통해 잉크가 토출되도록 구성되며, 미설명 부호인 (127)은 공통 전극이고, (128)은 다이아프램이다.

이와 같이 구성된 본 발명을 도 5의 공정도와 함께 설명한다.

먼저, 얇은 시트 형태의 압연된 재료를 소정의 크기로 절단한 후, 포토 공정을 거쳐 염산 등의 산으로 프로브 형태가 될 수 있도록 에칭 및 기타의 통상적인 전처리 단계를 거친 후, 절연 공정에서 원하는 패턴에 따라 상기 잉크젯 헤드(120)의 멀티 노즐(126)을 선택적으로 온/오프시켜 절연물질을 프로브재(100)에 분사하며, 이때 광학카메라(150)로 프로브재(100)를 촬영하여 이를 바탕으로 절연물질의 정확한 분사가 가능토록 한 것이다.

즉, 본 발명의 절연 코팅은 원하는 코팅 패턴을 캐드 파일로 만든 후, 직접 잉크젯 헤드(120)를 움직이는 리니어모터를 구동할 수 있도록 된 것으로, 광학카메라(150)로 스테이지(110) 상에 놓여진 절연 공정 전까지의 전처리가 완료된 프로브재(100)를 촬영하며, 이 촬영된 영상을 바탕으로 정확한 절연 코팅을 위해 상기 프로브재(100)를 위치 정렬한다.

그리고 정해진 코팅 패턴에 따라 절연물질을 코팅하기 위해 X축(130), Y축(140) 리니어모터를 구동하여 잉크젯 헤드(120)를 이동시키며, 원하는 패턴에 따라 잉크젯 헤드(120)에 구비된 다수의 노즐(126) 중 해당 노즐을 온/오프시켜 잉크 공급부(170)에서 공급되는 잉크를 상기 프로브재(100)에 코팅 패턴대로 토출시킨다.

이때, 필요에 따라 분사되는 잉크의 탄도를 고속 카메라 시스템으로 촬영하여 분사 양상을 모니터링할 수도 있다.

이러한 공정과 시스템으로 약 6 ∼ 8 ㎛정도의 균일한 절연막을 형성시킬 수 있으며, 필요에 따라 잉크젯 헤드(120)의 노즐과 크기, 분사속도를 변화시켜 절연두께를 가감할 수 있다.

상기와 같이 절연물질이 정해진 코팅 패턴에 따라 프로브재(100)에 토출되면, 가열 스테이지(160)로 프로브재(100)를 가열하여 코팅된 절연물질을 신속히 건조시키며, 필요에 따라 잉크가 분사되는 노즐(126)과 인접하여 열풍이 나오는 별도의 열풍 노즐을 설치할 수도 있다.

상기 절연물질의 건조 후, 프로브재(100)의 프로프 핀을 하나하나 분리하여 다음의 프로브 유니트 조립공정으로 진행하게 된다.

도 6은 본 발명에 의해 제조된 블레이트 형태의 LCD용 프로브 핀의 절연된 상태를 나타낸 것으로, 본 발명은 양 끝단의 탐침부(a)와 조립시의 기준홀이 되는 부분(b)은 절연이 안되고 나머지 부분(c)에 정확히 절연이 이루어지게 된다.

이와 같은 본 발명은 전자부품 등의 제조시 절연패턴, 도전패턴, 미세 기구물 형성 등의 공정에도 적용이 가능하다.

본 발명은 상기에 기술된 실시 예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 잉크젯 헤드를 이용하여 절연물질을 코팅하므로 종래와 같이 마스킹을 위한 별도의 공정이 불필요하며, 이에 따라 제조공정을 단순화할 수 있음과 더불어 제조비용을 절감시킬 수 있게 된다.

또한, 원하는 패턴을 임의로 만들 수 있으며, 잉크 분사량과 잉크젯 헤드 및 기판의 이동속도 등을 조절함으로써 원하는 두께를 용이하게 할 수 있음은 물론, 스테이지의 구동에 의해 정확한 절연층을 형성할 수 있어 제품의 품질을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 프로브 핀 제조 공정도.

도 2는 본 발명에 따른 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연장치의 구성도.

도 3은 도 2의 부분 확대도

도 4는 도 2의 잉크젯 헤드의 상세 구성도.

도 5는 본 발명의 제조 공정도.

도 6은 본 발명에 따라 제조된 프로브 핀을 나타낸 도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 프로브재 110 : 절연 스테이지

120 : 잉크젯 헤드 130,140 : X축,Y축

150 : 광학 카메라 160 : 가열 스테이지

170 : 잉크 공급부

Claims

절연물질의 코팅을 위한 프로브재가 위치하는 절연 스테이지;

잉크 공급부로부터 공급되는 절연물질인 잉크를 상기 프로브재에 토출하기 위한 멀티 노즐의 잉크젯 헤드;

상기 잉크젯 헤드를 X,Y방향으로 이동시키기 위한 리니어모터 X축 및 Y축;

절연물질의 정확한 코팅을 위한 상기 프로브재의 위치정렬을 위해 상기 프로브재를 촬영하는 광학카메라;를 구비함을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연장치.
제 1 항에 있어서, 상기 절연 스테이지 상에 상기 프로브재에 분사된 절연물질을 건조시키기 위한 가열 스테이지가 더 구비된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연장치.
프로브 핀을 제조하기 위한 프로브재를 전처리하고, 전처리된 프로브재의 필요 부위에 절연물질을 코팅하여 프로프 핀을 절연하는 프로프 유니트의 절연방법에 있어서,

상기 전처리된 프로브재를 절연 스테이지 상에 위치시킨 후, 상기 프로브재를 광학카메라로 촬영하는 단계;

상기 광학카메라에 의해 촬영된 영상을 바탕으로 상기 프로브재의 위치를 정렬하는 단계;

정해진 절연 코팅 패턴에 따라 상기 프로브재에 절연물질이 코팅될 수 있도록 리니어모터 X,Y축을 구동하여 잉크젯 헤드를 이동시켜 상기 프로브재에 잉크젯 헤드의 노즐을 통해 절연물질을 토출하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연방법.
제 3 항에 있어서, 상기 절연물질의 토출 후, 상기 프로브재를 가열 스테이지에 의해 가열하여 토출된 절연물질을 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅을 이용한 프로브 유니트의 절연방법.