KR20070117191A - 프로브 유니트 및 표시 패널의 검사 장치 - Google Patents

프로브 유니트 및 표시 패널의 검사 장치 Download PDF

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KR20070117191A
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황윤홍
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 다양한 형태의 접속 패드에 효과적으로 접촉할 수 있는 프로브 유니트 및 이를 이용하여 표시 패널의 육안 검사를 수행할 수 있는 표시 패널의 검사 장치에 관한 것으로, 검사를 수행할 표시 패널의 접속 패드에 접촉하는 다수의 프로브 니들과, 상기 다수의 프로브 니들이 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치되는 복수의 프로브 블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은, 다수의 프로브 니들이 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치되므로, 프로브 니들과 다양한 형태를 갖는 피검사체의 접속 패드를 효과적으로 접촉시킬 수 있다. 또한, 다수의 프로브 니들이 복수의 프로브 블럭에 분할 배치되므로 각 프로브 블럭들 간의 위치를 조정하면 프로브 니들과 다양한 형태를 갖는 피검사체의 접속 패드를 정밀하게 접촉시킬 수 있다.
액정 표시 패널, 프로브, 프로브 니들, 육안 검사.

Description

프로브 유니트 및 표시 패널의 검사 장치{PROBE UNIT AND APPARATUS FOR INSPECTION OF DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 유니트를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 유니트의 프로브 블럭을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 유니트의 프로브 블럭의 변형예를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널의 검사 장치를 나타낸 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 프로브 유니트 110: 프로브 니들
120: 프로브 블럭 130: 프로브 지지부
200: 작업대 210: 안착 영역
220: 입광 영역 300: 프레임
본 발명은 프로브 유니트 및 표시 패널의 검사 장치에 관한 것으로, 특히, 다양한 형태의 접속 패드에 효과적으로 접촉할 수 있는 프로브 유니트 및 이를 이용하여 표시 패널의 육안 검사를 수행할 수 있는 표시 패널의 검사 장치에 관한 것이다.
오늘날, 표시 패널의 하나로 액정 표시 패널이 널리 사용되고 있다.
액정 표시 패널(Liquid Crystal Display Panel)은 액정분자의 광학적 이방성 및 편광판의 편광 특성을 이용하여 광원에서 입사되는 빛의 투과량을 조절하여 화상을 구현하는 디스플레이 소자로서, 경량박형, 고해상도, 대화면화를 실현할 수 있고, 소비전력이 작아 최근 그 응용범위가 급속도로 확대되고 있다.
상기 액정 표시 패널 투명 기판 상에 화소 전극 및 박막 트랜지스터를 형성하는 박막 트랜지스터 공정과 다른 투명 기판 상에 블랙 매트릭스, 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 공정 및 상기 두 기판을 합착시켜 그 사이에 액정층을 형성하는 셀 공정을 거쳐 제작된다.
액정 표시 패널이 제작되면 검사 장치를 이용하여 완성품과 동일한 조건으로 액정 표시 패널의 불량 여부를 육안으로 검사하게 된다. 이때는, 액정 표시 패널의 외측 영역에 마련된 접속 패드에 검사 장치의 프로브 유니트(Probe Unit)를 접촉시키고, 프로브 유니트를 통해 검사 신호를 액정 표시 패널에 인가하여 이의 불량 유무를 육안으로 판단한다.
그러나, 검사 대상인 액정 표시 패널의 종류 또는 상기 액정 표시 패널에 실장되는 구동칩의 종류 또는 상기 액정 표시 패널에 연결되는 외부 회로의 구성에 따라 상기 액정 표시 패널에 형성된 접속 패드의 개수, 피치(pitch) 및 배열은 달 라질 수 있다. 따라서, 다수의 프로브 유니트를 준비하고, 검사 대상에 따라 적합한 프로브 유니트로 교체하여 검사를 진행해야 하는 불편함이 있었다. 특히, 경쟁이 치열하고 유행에 민감한 휴대용 기기에 사용되는 액정 표시 패널은 신제품 개발과 동시에 양산 체제를 구축해야 하는데, 프로브 유니트의 제작에 상당한 시간이 소요되어 급변하는 시장 상황에 능동적으로 대처하기 곤란한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 피검사체의 접속 패드에 접촉되는 다수의 프로브 니들을 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치함으로써, 다양한 형태의 접속 패드에 공용하여 사용할 수 있는 새로운 프로브 유니트 및 이를 이용한 표시 패널의 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로브 유니트는, 검사를 수행할 표시 패널의 접속 패드에 접촉하는 다수의 프로브 니들과, 상기 다수의 프로브 니들이 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치되는 복수의 프로브 블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로브 유니트는 상기 복수의 프로브 블럭을 지지하는 프로브 지지부를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 프로브 지지부에는 각 프로브 블럭의 움직임을 X축 및 Y축으로 조절하는 미세 조정 수단이 마련되는 것이 바람직하다.
상기 프로브 니들은 포고 핀인 것을 사용하는 것이 효과적이다.
상기 복수의 프로브 블럭은 2개의 프로브 블럭으로 구성되고, 각 프로브 블 럭에는 다수의 프로브 니들이 2열 형태로 반복 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 패널의 검사 장치는, 검사를 수행할 표시 패널이 위치되는 안착 영역이 마련되는 작업대를 포함하고, 검사를 수행할 표시 패널의 접속 패드에 접촉하는 다수의 프로브 니들과, 상기 다수의 프로브 니들이 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치되는 복수의 프로브 블럭과, 상기 복수의 프로브 블럭을 지지하는 프로브 지지부를 포함하는 프로브 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시 패널의 검사 장치는 상기 표시 패널의 반입 및 반출을 위한 반송부를 더 포함할 수 있고, 상기 표시 패널에 검사 신호를 공급하는 신호부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 작업대의 상측에 배치되는 카메라를 더 포함할 수 있고, 상기 프로브 유니트를 지지하는 프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 작업대는 상기 안착 영역의 내측에 마련되며 표시 패널에 광을 조사하는 입광 영역 및 상기 입광 영역의 하측에 배치되는 백라이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
먼저, 본 발명에 따른 프로브 유니트에 있어서, 상기 프로브 유니트에 접속 되는 검사 패드가 형성된 피검사체에 대하여 설명한다. 상기 피검사체는 다양하게 구성될 수 있지만 그 중의 하나로 외부로부터 구동 신호를 인가받기 위한 입력 패드가 형성된 액정 표시 패널을 예시한다.
상기 액정 표시 패널은 화상이 출력되는 표시부 및 신호 인가용 회로가 형성되는 실장부를 포함한다. 상기 표시부에는 화상을 구현하는 단위 화소가 매트릭스 형태로 형성되며, 상기 실장부에는 단위 화소의 제어를 위하여 구동칩이 실장되는 접속 패드 및 외부 회로가 연결되는 접속 패드가 형성된다. 이때, 상기 액정 표시 패널의 종류 또는 상기 구동칩의 종류 또는 상기 외부 회로의 구성에 따라 상기 액정 표시 패널에 형성된 접속 패드의 개수, 피치 및 배열은 달라질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 유니트를 나타낸 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 유니트의 프로브 블럭을 나타낸 평면도이다. 특히, 도 2 및 도 3은 상기 프로브 블럭에 집속된 프로브 니들의 구성을 보이기 위한 것으로, 도 1의 A 영역을 확대하여 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 상기 프로브 유니트(100)는 검사를 수행할 액정 표시 패널의 접속 패드에 접촉하는 다수의 프로브 니들(110a,110b)과, 다수의 프로브 니들(110a,110b)이 집속되는 프로브 블럭(120a,120b) 및 프로브 블럭(120a,120b)을 지지하는 프로브 지지부(130)를 포함한다.
상기 프로브 니들(110a,110b)은 신축이 자유로운 포고 핀(Pogo Pin)을 사용하는 것이 효과적이다. 포고 핀은 스프링(spring)과 같은 탄성 부재의 양단에 결합된 한 쌍의 탐침으로 구성된다. 이때, 일측 탐침이 액정 표시 패널의 접속 패드에 접촉하고, 타측 탐침이 액정 표시 패널에 전기적 신호를 인가하는 외부 회로에 접촉되어 액정 표시 패널과 외부 회로가 전기적으로 연결된다.
상기 프로브 블럭(120a,120b)은 적어도 2개 이상의 복수로 구성되며, 상기 프로브 블럭(120a,120b)에 집속된 프로브 니들(110a,110b)은 도 2와 같이 지그재그(zigzag) 형태로 배치되거나, 도 3과 같이 열을 지은 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 프로브 니들은 크기가 500×500㎛ 또는 600×600㎛, 피치가 500㎛ 또는 600㎛로 형성된 접속 패드에 대응하도록 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 프로브 블럭(120a,120b)이 2개로 구성되고, 프로브 니들(110a,110b)이 지그재그 또는 2열로 형성된 구조를 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 프로브 블럭(120a,120b)이 3개 또는 그 이상으로 구성될 수 있고, 상기 프로브 니들(110a,110b)이 1열 또는 3열 또는 그 이상으로 구성될 수 있다.
상기 프로브 니들(110a,110b)이 정확한 접촉 지점에 위치되고, 접촉 패드에 효과적으로 대응할 수 있도록 상기 프로브 블럭(120a,120b)의 움직임을 X축(B 방향) 및 Y축(C 방향)으로 미세하게 조정하는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 프로브 지지부(130)에는 마이크로 단위의 움직임을 조절할 수 있는 미세 조정 수단이 마련되어 있다. 이러한, 미세 조정 수단으로는 이송로를 제공하는 레일(131,132) 및 이에 결합된 모터(미도시)를 사용할 수 있다. 물론 상기 미세 조정 수단은 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, X축 또는 Y축으로 신장 및 수축이 가능한 실린더(cylinder)를 사용할 수도 있으며, 마이크로 단위의 나사선을 갖는 스크 류(screw)를 사용할 수도 있다.
이와 같은 구성을 갖는 프로브 유니트(100)의 프로브 블럭(120a,120b)에는 다수의 프로브 니들(110a,110b)이 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치되므로, 상기 프로브 니들(110a,110b)과 다양한 형태를 갖는 피검사체의 접속 패드를 효과적으로 접촉시킬 수 있다. 예를 들어, 프로브 니들(110a,110b)의 피치가 500㎛인 경우 프로브 니들(110a,110b)은 동일 피치 및 이의 배수 피치 즉, 500㎛, 1000㎛, 1500㎛ 등을 갖는 피검사체의 접속 패드에 접촉될 수 있으므로, 다양한 피치를 갖는 피검사체에 대응할 수 있다. 또한, 다수의 프로브 니들(110a,110b)이 복수의 프로브 블럭(120a,120b)에 분할 배치되므로 각 프로브 블럭(120a,120b) 간의 위치를 세밀하게 조정하면 상기 프로브 니들(110a,110b)과 다양한 형태를 갖는 피검사체의 접속 패드를 정밀하게 접촉시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 패널의 검사 장치를 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 패널의 검사 장치는, 검사를 수행할 액정 표시 패널이 위치되는 안착 영역(210)이 마련되는 작업대(200)와, 상기 액정 표시 패널의 접속 패드에 접촉하여 검사 신호를 인가하는 프로브 유니트(100)와, 상기 프로브 유니트(100)를 지지하는 프레임(300)을 포함한다.
상기 작업대(200)는 사각 테이블 형태의 몸체와, 몸체의 상부에 마련된 안착 영역(210)을 포함한다. 안착 영역(210)의 내측에는 하측으로부터 광이 입사되는 입 광 영역(220)이 마련되고, 입광 영역(220)의 하측에는 백라이트(미도시)가 배치된다.
상기 입광 영역(220)은 상기 몸체의 일부를 제거하여 형성한 수납 홈 또는 관통 공 형상 또는 투명 부재로 형성되며, 상부에 안착되는 액정 표시 패널에 대응하는 형상으로 제작되는 것이 효과적이다. 본 실시예에 따른 표시 패널의 검사 장치는 다양한 크기의 표시 패널을 검사하기 때문에 상기 입광 영역의 크기는 본 검사 장치로 육안 검사를 수행할 수 있는 최대 표시 패널의 크기와 동일하게 제작하는 것이 바람직하다. 물론 이보다 더 크게 제작할 수도 있다.
상기 백라이트(미도시)는 수납 홈 또는 관통 공 형태로 형성된 입광 영역(220)의 하측에 설치된다. 백라이트는 적어도 광원를 포함하며, 광원에 결합되는 도광판과, 도광판의 하부에 설치되는 반사판과, 도광판의 상부에 설치된 다수의 광학 시트를 더 포함할 수 있다. 백라이트에서 생성된 빛은 입광 영역(220)을 통해 출사되어 상부의 액정 표시 패널에 조사된다.
상기 프로브 유니트(100)는 적어도 2개 이상의 복수로 구성되는 프로브 블럭 및 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치되는 포로브 니들을 포함하는 앞선 실시예에 따른 프로브 유니트(100)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 패널의 검사 장치는, 도시하지는 않았지만, 액정 표시 패널의 반입 및 반출을 위한 반송부를 더 포함할 수 있고, 상기 작업대(200) 상부에 배치된 카메라를 더 포함할 수 있으며, 상기 프로브 유니트(100)에 검사 신호를 공급하는 신호부를 더 포함할 수 있다.
상기 반송부는 일측 카세트에 적재된 액정 표시 패널을 하나씩 취출하여 작업대(200)에 반입시키고, 검사가 끝난 액정 표시 패널을 작업대(200)에서 반출시켜 타측 카세트에 하나씩 적재한다.
상기 카메라는 액정 표시 패널의 검사가 이루어지는 작업대(100) 내부를 촬영하여, 촬영된 이미지를 화면으로 제공한다. 검사자는 화면을 보면서 프로브 유니트(100)의 위치를 조정할 수 있고, 액정 표시 패널에 발생된 미세 불량을 검출할 수 있다.
상기 신호부는 액정 표시 패널의 구동용 신호를 생성하는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board;PCB) 및 상기 인쇄 회로 기판에 검사용 신호를 인가하는 신호 발생기를 포함한다. 상기 인쇄회로기판은 구동용 신호 즉, RGB(Read, Green, Blue) 신호, SSC(Shift Start Clock) 신호, LP(Latch Pulse) 신호, 감마 아날로그 접지 신호, 디지털 접지 신호, 디지털 전원, 아날로그 전원 공통 전압, 축적 전압 등을 생성하며, 상기 신호 발생기(700)는 검사용 신호 즉, 계조 신호, 휘도 신호, 감마 신호 등을 생성한다.
다음으로, 상기 구성을 갖는 표시 패널의 검사 장치의 동작에 대하여 도 1 및 도 4를 참조하여 설명한다.
먼저, 반송부는 카세트에 적재된 다수의 액정 표시 패널 중 하나를 취출하여 상기 작업대(200)의 안착 영역(210) 상에 위치시켜 정렬한다. 상기 정렬을 통해 액정 표시 패널의 접속 패드가 프로브 유니트(100)의 프로브 니들(110a,110b) 하측 영역에 위치되도록 한다. 이때는 액정 표시 패널의 반입시 방해가 되지 않도록 프 레임(300)을 상승시키는 것이 바람직하다.
이어, 프로브 지지부(130)에 마련된 X축 및 Y축 미세 조정 수단(131,132)을 통해 프로브 블럭(120a,120b)의 위치를 조정하여 상기 프로브 블럭(120a,120b)에 집속된 프로브 니들(510a,510b)의 배치 구조가 대향하는 액정 표시 패널에 형성된 접속 패드의 배치 구조에 대응되도록 한다. 상기 조정이 끝나면 프로브 니들(110a,110b)과 액정 표시 패널의 검사 패드가 접속되도록 프레임(300)을 하강시킨다.
이후, 상기 안착 영역(210) 하측의 백라이트를 구동하여 광을 액정 표시 패널에 조사하고, 프로브 유니트(100)를 통해 접속 패드에 검사 신호를 인가하여 액정 표시 패널의 동작을 검사한다. 이때 검사자는 카메라를 통해 촬영된 화면을 보면서 단선 여부, 얼룩 발생, 화소 불량 등 각종 불량을 검사하게 된다.
이어, 검사가 끝난 액정 표시 패널은 반송부에 의해 작업대(200)에서 반출되어 카세트에 적재된다. 이후에는, 새로운 액정 표시 패널을 작업대(200)에 반입하여 상기와 같은 검사를 반복하여 수행한다.
한편, 상기 작업대의 상측에는 전후, 좌우 및 상하로 이동하는 카메라가 마련되어 있으므로, 상기 검사 과정을 육안으로 확인할 수 있다.
이상, 전술한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경, 개량, 대체 및 부가 등의 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 첨부되는 특허청구범위에 의하여 정하여진다.
이와 같은 본 발명은, 다수의 프로브 니들이 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치되므로, 프로브 니들과 다양한 형태를 갖는 피검사체의 접속 패드를 효과적으로 접촉시킬 수 있다. 또한, 다수의 프로브 니들이 복수의 프로브 블럭에 분할 배치되므로 각 프로브 블럭들 간의 위치를 조정하면 프로브 니들과 다양한 형태를 갖는 피검사체의 접속 패드를 정밀하게 접촉시킬 수 있다. 또한, 프로브 유니트는 다양한 형태를 갖는 피검사체의 접속 패드에 대응할 수 있으므로, 피검사체의 규격 변경과 같은 제조상의 변화 요인에 대하여 능동적으로 대처할 수 있다.

Claims (16)

  1. 검사를 수행할 표시 패널의 접속 패드에 접촉하는 다수의 프로브 니들과,
    상기 다수의 프로브 니들이 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치되는 복수의 프로브 블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 유니트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로브 니들은 포고 핀인 것을 특징으로 하는 프로브 유니트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로브 블럭에는 상기 다수의 프로브 니들이 2열 형태로 반복 배치되는 것을 특징으로 하는 프로브 유니트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 프로브 블럭은 2개의 프로브 블럭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로브 유니트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 프로브 블럭을 지지하는 프로브 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 유니트.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 프로브 지지부에는 각 프로브 블럭의 움직임을 X축 및 Y축으로 조절하는 미세 조정 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 프로브 유니트.
  7. 검사를 수행할 표시 패널이 위치되는 안착 영역이 마련되는 작업대를 포함하고,
    검사를 수행할 표시 패널의 접속 패드에 접촉하는 다수의 프로브 니들과, 상기 다수의 프로브 니들이 지그재그 형태 또는 열을 지은 형태로 반복 배치되는 복수의 프로브 블럭과, 상기 복수의 프로브 블럭을 지지하는 프로브 지지부를 포함하는 프로브 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 표시 패널의 반입 및 반출을 위한 반송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 표시 패널에 검사 신호를 공급하는 신호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 작업대의 상측에 배치되는 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로브 유니트를 지지하는 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 작업대는,
    상기 안착 영역의 내측에 마련되며 표시 패널에 광을 조사하는 입광 영역 및
    상기 입광 영역의 하측에 배치되는 백라이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로브 니들은 포고 핀인 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치.
  14. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로브 블럭에는 상기 다수의 프로브 니들이 2열 형태로 반복 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치.
  15. 청구항 7에 있어서,
    상기 복수의 프로브 블럭은 2개의 프로브 블럭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치.
  16. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로브 지지부에는 각 프로브 블럭의 움직임을 X축 및 Y축으로 조절하는 미세 조정 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 검사 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7786742B2 (en) 2006-05-31 2010-08-31 Applied Materials, Inc. Prober for electronic device testing on large area substrates
KR101010534B1 (ko) * 2009-04-29 2011-01-24 주식회사 크라또 비주얼검사용 머니퓰레이터부 및 프로브블록부를 구비한 프로브 유닛
KR101958206B1 (ko) * 2018-07-31 2019-07-02 가온솔루션 주식회사 멀티 프로브 검사기용 정렬장치

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