KR20080098087A - 회로기판의 검사장치 - Google Patents

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KR20080098087A
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Abstract

본 발명은 회로기판의 검사장치에 관한 것으로서, 회로기판에 인쇄된 미세 패턴의 단선 및 단락을 칩이 탑재되는 내측의 다수개의 미세패턴에 대응되는 비접촉식 프로브를 통해 교류전원을 인가하고 외측의 미세패턴에서 미세패턴 각각에 대한 전기적 변화를 개별적으로 센싱하여 한 번의 스캔으로 단선과 단락을 한 번에 검사할 수 있는 이점이 있다.
정전 용량형. 테이프 회로기판, TS, 패턴전극, 단선 및 단락, 단락, 단선

Description

회로기판의 검사장치{INSPECTION APPARATUS OF A CIRCUIT SUBSTRATE}
도 1a 내지 도 1b는 일반적인 비접촉 방식에 의한 회로기판의 검사장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 회로기판의 검사장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 회로기판의 검사장치의 사용 예시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 의한 회로기판의 검사장치에 사용되는 감지수단을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 회로기판의 검사장치에 사용되는 볼을 이용한 접촉식 프로브를 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명에 의한 회로기판의 검사장치에 사용되는 비접촉 프로브를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명에 의한 회로기판의 검사장치에 의해 측정되는 파형을 나타낸 도면이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
5 : 회로기판 10 : 패턴전극
20 : 검사신호 공급부 30 : 핀프로브
40 : 정전용량센서 50 : 검출부
60 : 핀 프로브 70 : 정전 용량형 비접촉 프로브
80 : 제어부 90 : 교류전원
100 : 키입력부 110 : 표시부
120 : 휠 프로브 130 : 볼 프로브
140 : 셀렉터 150 : 비접촉 프로브
본 발명은 회로기판의 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회로기판에 인쇄된 미세 패턴의 단선 및 단락을 칩이 탑재되는 내측의 다수개의 미세패턴에 대응되는 비접촉식 프로브를 통해 교류전원을 인가하고 외측의 미세패턴에서 미세패턴 각각에 대한 전기적 변화를 개별적으로 센싱하여 한 번의 스캔으로 단선과 단락을 한 번에 검사할 수 있도록 한 회로기판의 검사장치에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 화상표시소자로는 음극선관(CRT)과 평판 표시소자인 액정표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 있다.
위의 화상표시소자 중 음극선관은 화질 및 밝기의 측면에서 다른 소자에 비 해 월등히 우수한 성능을 갖고 있다. 그러나 부피가 크고 무겁기 때문에 대형 스크린을 필요로 하는 용도로는 적합하지 않다는 단점이 있다.
반면에, 평판 표시소자는 음극선관에 비해 부피와 무게가 매우 작다는 장점이 있어 그 용도가 점차로 확대되고 있는 추세이며, 차세대용 표시소자로서 그에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
일반적으로 PDP(Plasma Display Panel)는 상판 글라스와 하판 글라스 및 그 사이의 칸막이에 의해 밀폐된 유리사이에 Ne+Ar, Ne+Xe 등의 가스를 넣어 양극과 음극의 전극에 의해 전압을 인가하여 네온광을 발광시켜 표시광으로 이용하는 전자표시장치를 말하는 것이다.
따라서, 플라즈마 디스플레이는 마주보는 상판 글라스와 하판 글라스의 세로 패턴전극과 가로 패턴전극 사이에 구성 교차점을 방전셀로 형성하여 방전을 온오프함으로써 갖가지 문자나 패턴을 표시한다.
따라서, PDP는 발광형으로 선명한 대형표시가 가능하기 때문에 FA(공장자동화)용으로 많이 사용되었으나 현재는 표시장치의 소형 경량화, 고성능화와 함께 퍼스널 컴퓨터 등 OA(사무자동화) 등으로 많이 활용하고 있으며 대형 표시장치 패널로 표시품위가 높을 뿐만 아니라 응답속도가 빠르기 때문에 벽걸이TV로 채용되면서 수요가 급증하고 있다.
또한, 액정은 취급이 용이하고 외부 전계인가 여부에 의해 결정의 배열이 변화되는 고유의 특성이 있기 때문에 액정을 이용하는 표시소자, 예를 들어 FLCD(Ferroelectric Liquid Crystal Device), TN(Twisted Nematic)-LCD, STN(Super Twisted Nematic)-LCD, TFT(Thin Film Transistor)-LCD, 플라스틱 (Plastic)-LCD, EL(Electro Luminescence ; 전계발광소자) 등에서 널리 사용되고 있다.
일반적으로 이러한 평판 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동 드라이버 IC들은 COG(Chip on Glass) 형태로 직접 장착되거나 FPC (Flexible PCB)나 TS(Tape Substrate)에 미리 조립된 TCP(Tape Carrier Package)형태로 패널에 장착되게 된다.
현재, 42인치 PDP의 경우 전극패턴 하나의 선폭과 피치(pitch)가 각각 50㎛ 및 300㎛에 이르고 있고, TFT-LCD 패널의 전극패턴 피치도 70㎛ 정도에 이르고 있어 대형화에 따라 이에 대응하여 구동 IC를 탑재한 회로기판의 전극패턴들도 미세화 되어 가고 있으며 다핀화 되어 가고 있다.
이와 같이 최근 회로 배선의 고밀도화에 의해 각 회로기판의 전극패턴을 검사할 때 각 패턴전극의 양 끝단부에 동시에 검사용 프로브를 배치하여 끝단부를 접촉시키기에 충분한 간격을 취할 수 없는 상황이 되어 왔기 때문에 핀프로브를 이용하지 않고 패턴전극의 상태를 검사하기 위해 패턴전극의 양 끝단부에 접촉하지 않고 패턴전극으로부터의 전기신호를 수신가능한 비접촉 검사방법이 제안되고 있다.
이와 같은 검사방법은 도 1a내지 도 1b에 도시된 바와 같이 검사의 대상이 되는 패턴전극(10)의 일측 끝단에 검사용 핀프로브(30)를 접촉시키고 패턴전극(10)의 타측 끝단에 다수개의 패턴전극(10)과 정전결합 상태를 형성시킨 정전용량센서(40)를 배치한 후 검사용의 핀프로브(30)로부터 검사신호를 공급하고 정전용량센서(40)를 통해 검사신호가 검출되는지의 여부에 따라 검출부(50)에서 검출하여 접 촉된 패턴전극(10)의 단선을 검사하고 인접한 패턴전극(10)에서 검사신호가 검출되면 인접 배선간의 단락을 검사하는 방법이었다.
그런데 위와 같은 검사장치를 살펴볼 때 검사신호는 핀프로브를 통해 패턴전극에 인가한 후 다수개의 패턴전극과 정전결합된 정전용량센서를 통해 검출하고 있다.
따라서, 센싱감도를 높이기 위해서는 정전용량센서(40)의 감도를 높여야 되지만 정전용량센서(40)는 다수개의 패턴전극(10)과 정전결합되어 형성되기 때문에 넓은 면적으로 인해 센싱감도를 높일 경우 노이즈에 취약하여 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 정전용량센서(40)를 통해 인접한 패턴전극(10)간의 단락상태를 검사하기 위해서는 다수개의 패턴전극(10)과 정전결합이 되도록 형성되어야만 하기 때문에 정전결합되는 면적을 줄이는데도 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 회로기판에 인쇄된 미세 패턴의 단선 및 단락을 칩이 탑재되는 내측의 다수개의 미세패턴에 대응되는 비접촉식 프로브를 통해 교류전원을 인가하고 외측의 미세패턴에서 미세패턴 각각에 대한 전기적 변화를 개별적으로 센싱하여 한 번의 스캔으로 단선과 단락을 한 번에 검사할 수 있도록 한 회로기판의 검사장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은 회로기판의 패턴전극에 대한 단선 및 단락을 검사하는 회로기판의 검사장치에 있어서, 패턴전극 일측 끝단부에서 다수개의 패턴전극에 대응되도록 교류전원을 인가하기 위한 급전수단과, 패턴전극 타측 끝단부를 스캔하면서 패턴전극 각각에 대한 전기적 변화를 측정하기 위한 감지수단과, 감지수단의 스캔을 제어하면서 감지수단으로부터 측정된 출력전압을 근거로 감지수단에 대응되는 패턴전극의 단선 및 단락을 판단하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 급전수단은 칩이 탑재되는 회로기판 내측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 급전수단은 정전용량형 비접촉 프로브나 접촉식 프로브인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 감지수단은 비접촉 프로브나 접촉식 프로브인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 감지수단의 접촉 프로브는 디스크 휠프로브나 볼 프로브인 것을 특징으로 한다.
이때 볼 프로브는 제 1강구와 제 2강구 사이에서 자력에 의해 어느 한 강구와 접촉되어 전기적으로 연결되는 제 3강구와, 제 1강구와 제 2강구를 고정시킬 뿐만 아니라 제 1강구나 제 2강구를 전기적으로 연결시키기 위한 제 1지지부재 및 제 2지지부재와, 제 1내지 제 3강구의 간격이 유지될 수 있도록 제 1내지 제 2지지부재를 일정한 간격이 유지되도록 이격시키는 이격수단과, 제 1강구와 제 2강구를 자화시키기 위한 자석으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 감지수단의 비접촉 프로브는 패턴전극의 전기적 변화값을 감지하기 위해 나란하게 배치되는 제 1센서전극 및 제 2센서전극과, 제 1센서전극 및 제 2센서전극에서 측정된 전압의 차전압값을 측정하는 감지부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 제어부는 감지수단에서 측정된 전압이 정상값보다 낮게 측정될 경우 단선된 것으로 판단하고 높게 측정될 경우 단락된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 이루어진 본 발명은 패턴전극의 일측 끝단부에서 다수개의 패턴전극에 대응되도록 교류전원을 급전한 후 타측 끝단부에서 패턴전극 각각에서 검출되는 전기적 변화를 검출함으로써 다수개의 패턴전극과 대응되는 넓은 면적을 갖는 프로브를 통해 급전하고 패턴전극에 각각 대응되는 전기적 변화를 검출함으로써 노이즈의 영향을 최소화하면서 센싱감도를 높여 패턴전극의 단락 및 단선을 정확하게 판단할 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 당 분야에서 통 상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 회로기판의 검사장치를 나타낸 블록구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 패턴전극(10) 일측 끝단부에서 다수개의 패턴전극(10)에 대응되도록 교류전원(90)을 인가하기 위한 정전용량형 비접촉 프로브(70)와, 패턴전극(10) 타측 끝단부를 스캔하면서 패턴전극(10) 각각에 대한 전기적 변화를 측정하기 위한 핀프로브(60)와, 핀프로브(60)의 스캔을 제어하면서 핀프로브(60)로부터 측정된 출력전압을 근거로 핀프로브(60)에 접촉된 패턴전극(10)의 단선 및 단락을 판단하는 제어부(80)와, 제어부(80)의 작동상태 및 측정상태를 표시하기 위한 표시부(110)와, 제어부(80)에 명령을 입력하기 위한 키입력부(100)로 이루어진다.
이때 정전용량형 비접촉 프로브(70)는 도 3에 도시된 바와 같이 테이프 회로기판(5)(Tape Substrate ; TS)에서 테이프에 연속적으로 패턴전극(10)이 형성되며 내측 중앙에는 패널을 구동하기 위한 구동IC(미도시) 가 장착되는 위치에 다수개의 패턴전극에 대응되어 배치되고 핀 프로브(60)는 회로기판(5) 외측에서 각각의 패턴전극(10)에서의 전기적 변화를 감지하도록 배치된다.
또한, 접촉식 핀프로브(60)는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 다양한 접촉식 프로브를 사용하여 패턴전극의 각각에 대한 전기적 변화를 측정할 수 있다.
즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 본 출원인이 특허권자인 특허 0458930 호(2004.12.03. 공고)의 "LCD 패널 검사용 휠 프로브 모듈과 이를 이용한 LCD 패널의 검사장치 및 방법"에 개시된 휠 프로브를 이용하여 구름방식으로 패턴전극(10)을 스캔하면서 접촉되는 패턴전극(10)에서 감지되는 전압값을 측정할 수도 있으며, 도 4b와 같이 볼 프로브(130)를 이용하여 패턴전극(10)을 스캔하면서 접촉되는 각각의 패턴전극(10)에서 전압값을 측정할 수 있다.
이때 볼 프로브(130)는 본 출원인이 특허출원 2006-0073520호(2006.08.03. 출원)로 출원한 "볼을 이용한 접촉식 프로브"에 개시된 프로브로써 도 5에 도시된 바와 같이 하부 측면에 함몰부(133)가 형성되어 대향되도록 설치된 자성체인 제 1지지부재(131) 및 제 2지지부재(132)와, 함몰부(133)에 각각 매립된 제 1강구(134) 및 제 2강구(135)와, 제 1강구(134) 및 제 2강구(135) 사이의 중심선 상에 중심선이 위치하도록 위치하며 제 1내지 제 2지지부재(131)(132)의 하부로 돌출되도록 제 1내지 제 2강구(134)(135)의 직경보다 큰 직경을 갖는 제 3강구(136)가 설치되고, 제 1지지부재(131)와 제 2지지부재(132) 사이에 위치하여 제 1내지 제 3강구(134~136)의 거리를 유지시키기 위한 이격수단으로 사용될 뿐만 아니라 제 1내지 제 2강구(134)(135)를 자화시키기 위한 자석(137)이 설치된다.
이와 같이 두 개의 작은 제 1내지 제 2강구(134)(135) 사이에서 자력에 의해 어느 일측과 붙어 있도록 한 큰 제 3강구(136)를 탐침자로 사용하여 작은 제 1내지 제 2강구(134)(135)와 점접촉으로 연결되어 상하 자유변위가 가능하며 작은 힘으로도 쉽게 회전이 가능하도록 하여 패턴전극(10)을 구름방식의 점접촉식 볼 프로브(130)를 이용하여 스캔하면서 전기적 특성을 측정할 수 있다.
또한, 도 4c와 같이 다수개의 핀 프로브(60)를 패턴전극(10)에 접촉시킨 상태에서 셀렉터(140)를 통해 선택적으로 핀 프로브(60)를 선택하여 각각의 패턴전극(10)에서 전압값을 측정할 수도 있다.
또한, 비접촉식 프로브로써 도 6에 도시된 바와 같이 차전압에 의한 두 개의 비접촉 프로브를 이용하여 패턴전극(10)을 비접촉으로 스캔하면서 각각의 패턴전극(10)에서 전압값을 측정할 수 있다.
이때 비접촉 프로브(150)는 본 출원인이 특허출원 2006-0068231호(2006.07.20. 출원)로 출원한 "비접촉 싱글사이드 프로브와 이를 이용한 패턴전극의 단선 및 단락 검사장치 및 그 방법"에 개시된 프로브로써
패턴전극(10)의 전기적 변화값을 감지하기 위해 나란하게 배치되는 제 1센서전극(151) 및 제 2센서전극(152)과, 제 1센서전극(151) 및 제 2센서전극(152)에서 측정된 전압의 차전압값을 측정하는 감지부(153)로 이루어져 제 1센서전극(151)과 제 2센서전극(152) 사이에 날카로운 경계를 형성하여 공간해상도를 높이고, 커먼모드 노이즈를 제거하는 효과로 잡음대 신호비를 높일 수 있어 인접한 패턴전극(10)에서 전압변화를 명확하게 감지하여 미세한 패턴전극(10)에 대해 미세한 탐침효과를 통해 패턴전극(10)의 단선과 단락을 더 높은 공간해상도로 판단할 수 있도록 하는 비접촉식 프로브(150)를 이용하여 패턴전극(10)을 비접촉으로 스캔하면서 각각의 패턴전극(10)에서 전압값을 측정할 수 있다.
이와 같은 회로기판의 검사장치에 의해 측정되는 파형을 도 7에 도시하였다.
이때, (가)와 같이 정전 용량형 비접촉 프로브(70)를 통해 정상적인 금속라인에 교류전원(90)을 인가한 후 핀 프로브(60)에서 측정되는 전압값이 VPP_N 일 경우 (나)와 같이 패턴전극(10)이 단선된 경우에는 패턴전극(10)의 임피던스가 커지게 되고 따라서 패턴전극(10)의 임피던스와 패턴전극(10)과 정전 용량형 비접촉 프로브(70) 사이의 정전용량에 의한 임피던스의 합인 전체 임피던스가 증가하게 되어 핀 프로브(60)에서 측정되는 값은 정상값보다 작은 VPP_O 값이 측정된다.
반면에, (다)와 같이 패턴전극(10)이 인접한 패턴전극(10)과 단락된 경우에는 핀 프로브(60)가 접촉한 패턴전극(10)과 단락된 패턴전극(10)이 하나의 패턴전극(10)으로 작용하면서 패턴전극(10)의 표면적이 증가하는 효과를 가져오게 되어 패턴전극(10)과 정전 용량형 비접촉 프로브(70) 사이의 정전용량에 의한 임피던스가 작아지게 되고 따라서 패턴전극(10)의 임피던스와 패턴전극(10)과 정전 용량형 비접촉 프로브(70) 사이의 정전용량에 의한 임피던스의 합인 전체 임피던스가 감소하게 되어 핀 프로브(60)에 의해 측정되는 값은 정상값보다 큰 VPP_S 값이 측정된다.
이렇게 패턴전극(10)의 일측에 정전 용량형 비접촉 프로브(70)를 고정위치시키고 타측에서 핀 프로브(60)에 의해 점접촉으로 패턴전극(10)을 스캔하면서 인가되는 교류전원(90)에 의한 전압을 핀 프로브(60)를 통해 측정하여 정상적인 패턴전극(10)에서 측정된 전압값보다 낮을 경우에는 단선된 것으로 판단하여 표시하고 측정된 전압값이 높을 경우에는 단락된 것으로 판단하여 표시하게 된다.
또한, 키입력부(100)를 통해 제어 명령을 입력하여 제어부(80)의 처리상태를 제어하게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 회로기판에 인쇄된 미세 패턴의 단선 및 단락을 칩이 탑재되는 내측의 다수개의 미세패턴에 대응되는 비접촉식 프로브를 통해 교류전원을 인가하고 외측의 미세패턴에서 미세패턴 각각에 대한 전기적 변화를 개별적으로 센싱하여 한 번의 스캔으로 단선과 단락을 한 번에 검사할 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 회로기판의 패턴전극에 대한 단선 및 단락을 검사하는 회로기판의 검사장치에 있어서,
    상기 패턴전극 일측 끝단부에서 다수개의 패턴전극에 대응되도록 교류전원을 인가하기 위한 급전수단과,
    상기 패턴전극 타측 끝단부를 스캔하면서 상기 패턴전극 각각에 대한 전기적 변화를 측정하기 위한 감지수단과,
    상기 감지수단의 스캔을 제어하면서 상기 감지수단으로부터 측정된 출력전압을 근거로 상기 감지수단에 대응되는 상기 패턴전극의 단선 및 단락을 판단하는 제어부
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 급전수단은 칩이 탑재되는 회로기판 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 급전수단은 정전용량형 비접촉 프로브나 접촉식 프로브인 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 감지수단은 비접촉 프로브나 접촉식 프로브인 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 감지수단의 접촉 프로브는 디스크 휠프로브나 볼 프로브인 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 볼 프로브는
    제 1강구와 제 2강구 사이에서 자력에 의해 어느 한 강구와 접촉되어 전기적으로 연결되는 제 3강구와,
    상기 제 1강구와 상기 제 2강구를 고정시킬 뿐만 아니라 상기 제 1강구나 상기 제 2강구를 전기적으로 연결시키기 위한 제 1지지부재 및 제 2지지부재와,
    상기 제 1내지 제 3강구의 간격이 유지될 수 있도록 상기 제 1내지 제 2지지부재를 일정한 간격이 유지되도록 이격시키는 이격수단과,
    상기 제 1강구와 상기 제 2강구를 자화시키기 위한 자석
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 감지수단의 비접촉 프로브는
    상기 패턴전극의 전기적 변화값을 감지하기 위해 나란하게 배치되는 제 1센서전극 및 제 2센서전극과,
    상기 제 1센서전극 및 상기 제 2센서전극에서 측정된 전압의 차전압값을 측정하는 감지부
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 감지수단에서 측정된 전압이 정상값보다 낮게 측정될 경우 단선된 것으로 판단하고 높게 측정될 경우 단락된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 회로기판의 검사장치.
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