KR20120135032A - 전기적 접속장치 및 이것을 이용한 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기적 접속장치의 지지체의 피검사체에 대행하는 대향면 영역에 이물질이 부착되었음을 검지하여 이물질이 부착된 상태에서 전기검사가 반복되는 것을 방지하는 것에 있다. 본 발명에 따른 전기적 접속장치는, 전극이 마련된 평면을 가지는 피검사체의 전기검사에 이용되며, 상기 피검사체의 상기 평면에 간격을 두고 그 평면에 대향해서 배치되는 대향면 영역을 구비하는 지지체와, 상기 전극에 접촉되어야 할 침선부를 가지며, 그 침선부가 상기 전극에 접촉가능하게 상기 대향면 영역으로부터 돌출하는 복수의 프로브와, 상기 대향면 영역에 둘러진 적어도 하나의 배선으로서 서로 근접하여 나란히 연장되어 상기 대향면 영역으로부터 노출되는 복수의 근접부분을 갖는 배선과, 상기 근접부분에서의 단락 또는 상기 배선의 단선을 검지할 수 있는 전기계측 장치에 상기 배선을 전기적으로 접속하기 위한 각 배선에 전기적으로 접속된 검지용 전극을 포함한다.

Description

전기적 접속장치 및 이것을 이용한 시험장치{Electrical Connecting Apparatus and Testing System Using the Same}

본 발명은 반도체 집적회로, 액정표시용 기판 등의 평판상의 피검사체의 전기검사에 이용되는 전기적 접속장치 및 이것을 이용한 시험장치에 관한 것이다.

집적회로는 예를 들면 평탄한 실리콘 기판과 같은 반도체 웨이퍼에 집합적으로 형성된 후, 그 반도체 웨이퍼가 각 칩으로 잘려 나눠진다. 이와 같은 반도체 집적회로는 그 제조공정 중의 반도체 웨이퍼의 상태에서 피검사체로서 전기검사를 받는다. 또한, 평탄한 면에 전극을 갖는 박막 트랜지스터기판(TFT기판), 액정표시패널 등의 액정표시용 기판도 제조 공정 중에 같은 전기검사를 받는다.

이와 같은 피검사체의 전기검사에 이용되는 검사장치, 즉 시험장치는 전기검사용의 전기신호를 생성하고, 또한 응답신호를 처리하는 테스터(testor)와, 그 테스터에 접속되며 피검사체에 접촉해서 테스터 및 피검사체를 전기적으로 접속하는 전기적 접속장치를 구비한다. 이 전기적 접속장치는 피검사체의 전극이 마련된 평면에 서로 마주하는 대향면(對向面) 영역이 마련된 지지체(supporting body)와, 그 지지체의 상기 대향면 영역으로부터 돌출되는 프로브를 갖는다.

전기검사를 위해서 상기 전기적 접속장치가 상기 피검사체를 향해서 이동하고 상기 프로브가 전극에 접촉했을 때, 상기 프로브의 선단이 대응하는 상기 전극의 표면을 부분적으로 깎아서 전극 표면의 산화막이 제거된다. 이에 의해 프로브는 대응하는 전극에 확실하게 접촉하여 상기 전기적 접속장치와 피검사체가 확실하게 접속된다. 그러나, 프로브의 선단에 의해 깎여진 전극의 표면 부분은 정전기 등에 의해 모여져서 이물질이 되어, 상기 지지체의 상기 대향면 영역에 부착되는 경우가 있다.

그런데, 상기 프로브는 아주 작은 치수로 형성되어 있기 때문에 상기 프로브가 피검사체의 전극에 접촉한 상태에 있어서는 상기 지지체의 프로브가 설치된 상기 대향면 영역과 피검사체의 전극이 설치된 상기 평면이 근접한다.

그 때문에 근접한 상태의 상기 대향면과 피검사체의 평면과의 간격보다 큰 상기한 바와 같은 이물질이 상기 전기적 접속장치의 상기 대향면 영역에 부착되면, 상기 전기적 접속장치가 피검사체를 향해서 이동할 때, 그 이물질이 피검사체에 달라붙는다. 이에 의해 피검사체의 집적회로는 그 전극에 타흔이 형성되거나 또는 그 배선이 끊어져 손상되어 제품 불량이 발생한다. 특히, 이물질이 부착된 상태에서 전기검사가 반복되면 방대한 수량의 제품 불량이 발생될 수 있다.

특허문헌 1의 전기적 접속장치는 그와 같은 이물질에 의한 제품불량이 발생되는 것을 방지하기 위해 지지체의 대향면 영역에 오목부(凹所)를 구비한다. 즉, 이물질이 지지체의 대향면 영역에 부착하더라도 부착된 부분이 오목부의 내측이라면 이물질은 오목부 안으로 모여서 피검사체에 달라붙는 일은 없을 것이다.

그러나, 이물질에 의한 손상을 확실하게 방지하기 위해서는 어떠한 크기의 이물질도 오목부로부터 돌출되지 않도록 충분히 깊은 오목부를 형성할 필요가 있다. 또한, 오목부로서의 기능을 고려하면 오목부를 대향면 영역의 전역에 형성할 수는 없으며 오목부가 형성되어 있지 않은 대향면 영역에 있어서는 이물질이 부착되어, 그 이물질에 의해 피검사체가 손상된다. 즉, 이물질이 부착되더라도 피검사체를 전혀 손상시키는 일이 없는 전기적 접속장치를 제공하는 것은 곤란하였다.

일본특허공보 제4372785호

따라서, 본 발명은 이물질이 부착되더라도 피검사체를 손상시키는 일이 없는 전기적 접속장치를 제공하는 사상과는 근본적으로 다르며, 대향면 영역에 이물질이 부착된 상태에서의 전기 검사를 방지한다는 착상을 근거로 한다.

즉, 본 발명은 목적은 전기적 접속장치의 지지체의 피검사체에 대향하는 대향면 영역에 이물질이 부착되었음을 검지하여 이물질이 부착된 상태에서 전기검사가 반복되는 것을 방지하는 것에 있다.

본 발명과 관련된 전기적 접속장치는, 전극이 마련된 평면을 갖는 피검사체의 전기검사체에 이용되며, 상기 피검사체의 상기 평면에 간격을 두고 그 평면에 대향해서 배치되는 대향면 영역을 구비한 지지체와, 상기 전극에 접촉되어야 할 침선부를 가지며 그 침선부가 상기 전극에 접촉 가능하게 상기 대향면 영역으로부터 돌출되는 복수의 프로브와, 상기 대향면 영역에 둘러진 적어도 하나의 배선으로서 서로 근접해서 나란히 연장되어 상기 대향면 영역으로부터 노출되는 복수의 근접부분을 가지는 배선과, 상기 근접부분에서의 단락 또는 상기 배선의 단선을 검지할 수 있는 전기계측장치에 상기 배선을 전기적으로 접속하기 위한 각 배선에 전기적으로 접속된 검지용 전극을 포함한다.

상기 대향면 영역은 복수의 구역으로서 각각에 하나 또는 복수의 상기 배선이 독립적으로 설치된 복수의 구역으로 나눠질 수 있다.

그리고, 상기 전기검사장치는 상기 피검사체에 간격을 두고 상기 평면에 평행하게 배치가능하며, 상기 지지체를 상기 피검사체와 서로 마주하는 면에 유지한 배선기판을 포함할 수 있다. 그 배선기판은 상기 검지용 전극과, 상기 프로브에 전기적으로 접속된 테스터 전극과, 상기 검지용 전극 및 상기 테스터 전극에 각각 접속된 제1 및 제2의 배선로(配線路)를 구비하고 있어도 좋다.

상기 지지체는 상기 배선과 상기 제1의 배선로 사이에 개재하여서 상기 배선과 상기 검지용 전극을 전기적으로 접속하는 제3의 배선로와, 상기 프로브와 상기 제2의 배선로 사이에 개재해서 상기 프로브와 상기 테스터 전극을 전기적으로 접속하는 제4의 배선로를 가지고 있어도 좋다.

상기 전기적 접속장치는, 상기 배선기판과 상기 지지체 사이에 개재하여 상기 배선기판 및 상기 지지체에 설치된 유지블록(holding block)을 더 포함할 수 있으며, 상기 지지체는 한쪽 면이 상기 유지블록에 고정된 제1의 시트형상 부재와, 한쪽 면이 상기 제1의 시트형상 부재의 다른 쪽 면에 첩부되며, 다른 쪽 면이 상기 대향면 영역을 구비하는 제2의 시트형상 부재를 가지고 있어도 좋고, 상기 제3 및 제4의 배선로는 상기 제1 및 제2의 시트형상 부재 사이를 양 시트형상 부재를 따라서 연장해 있어도 좋다.

상기 프로브는, 상기 제2의 시트형상 부재를 그 두께 방향으로 관통하는 기부(基部)로서 상기 제4의 배선로에 접속되고, 그 제4의 배선로에서 상기 피검사체를 향해 연장되는 기부와, 그 기부의 연장단(延長端)에서 상기 제2의 시트형상 부재의 상기 대향면 영역에 간격을 두고 그 대향면 영역에 평행하게 뻗는 아암부를 가지고 있어도 좋고, 상기 침선부는 상기 아암부의 연장단에서 상기 피검사체를 향해서 연장되어 있어도 된다.

상기 전기적 접속장치는, 상기 피검사체에 간격을 두고 평행하게 배치가능하며 상기 지지체를 유지한 배선기판을 더 포함할 수 있으며, 그 배선기판은 상기 피검사체에 마주하는 한쪽 면에 상기 복수의 프로브가 맞닿아진 복수의 프로브랜드(probe land)를 구비하고 있어도 좋고, 상기 지지체는 상호 간격을 두고 서로 마주하는 제1 및 제2의 판상부재와, 그 제1 및 제2의 판상부재와 공동으로 중공부를 갖는 상자를 형성하도록 그 제1 및 제2의 판상부재 사이에 배치된 프레임형상 부재를 구비하고 있어도 좋다.

상기 제1의 판상부재는 상기 배선기판의 상기 프로브랜드가 마련된 부분에 상기 배선기판과 평행하게 유지되어 있어도 좋고, 상기 제2의 판상부재는 상기 제1의 판상부재와 서로 마주하는 면과 반대 면에 상기 대향면 영역을 가져도 좋으며, 상기 프로브는 그 일단을 상기 프로브랜드에 맞닿게 하여서 상기 프로브랜드로부터 상기 피검사체를 향해서 직선형태로 연장되어 상기 제1의 판상부재, 상기 중공부 및 상기 제2의 판상부재를 지나서 상기 상자를 관통하여 상기 대향면 영역으로부터 돌출되어 있어도 된다.

상기 전기적 접속장치는 상기 피검사체의 외방에 배치되고, 상기 지지체가 설치된 프로브 장치의 본체를 포함할 수 있으며, 상기 지지체는 상기 본체에서 상기 피검사체를 향해서 연장된 시트형상으로 형성되고, 그 한쪽 면에 상기 대향면 영역을 가지며, 그 연장단에 상기 프로브가 마련되어 있어도 좋다.

본 발명과 관련된 시험장치는 상기한 바와 같은 전기적 접속장치와, 상기 검지용 전극에 접속된 상기 전기적 접속장치를 포함한다.

본 발명과 관련된 상기 전기적 접속장치에 따르면, 상기 피검사체의 상기 평면에 대향한 대향면 영역에 둘러진 복수의 배선이 서로 근접해서 나란히 연장되어 상기 대향면 영역으로부터 노출되는 복수의 근접부분을 가지며, 또한 상기 근접부분에서의 단락 또는 상기 배선의 단선을 검지할 수 있는 전기계측장치에 접속된 검지용 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 상기 배선의 상기 근접부분에 도전성의 이물질이 부착함으로써 상기 근접부분이 단락하거나, 또는 상기 배선에 부착된 이물질이 상기 배선을 단선시키면 상기 배선의 저항값이 변화한다. 이러한 변화를 상기 전기계측장치가 검출 혹은 계측하여 대향면 영역에 이물질이 부착되었음을 검지한다.

이물질이 부착된 경우에는 이물질을 제거하기 위해 지지체의 대향면 영역을 청소하고, 다시 전기검사를 행하면 된다. 따라서, 본 발명과 관련된 전기적 접속장치에 따르면 이물질이 부착된 상태에서 전기검사가 반복되는 일이 없기 때문에 이물질이 피검사체에 손상을 주어 피검사체가 제품 불량이 되는 것을 방지할 수 있다.

도1은 본 발명과 관련된 시험장치의 제1의 실시예를 나타낸 측면도,
도2는 도1에서의 배선 시트의 일부를 확대해서 나타낸 단면도,
도3은 도1에서의 배선 시트의 일부를 확대해서 나타낸 저면도,
도4는 배선 및 전기계측기의 전기적 등가 회로를 나타낸 회로도로, (A)는 이물질의 부착에 의해 배선 사이가 단락된 상태를 나타내고, (B)는 이물질의 부착에 의해 배선 사이에 병렬회로가 형성된 상태를 나타내며, (C)는 이물질에 의해 배선이 단선된 상태를 나타내며,
도5는 본 발명과 관련된 전기적 접속장치의 제2의 실시예를 나타낸 측면도,
도6은 도5에서의 배선 시트의 일부를 확대해서 나타낸 단면도,
도7은 본 발명과 관련된 전기적 접속장치의 제3의 실시예를 나타낸 측면도,
도8은 도7에서의 프로브 기판의 일부를 확대해서 나타낸 단면도,
도9는 본 발명과 관련된 전기적 접속장치의 제4의 실시예를 나타낸 측면도,
도10은 도9에서의 제2의 판상부재의 일부를 확대해서 나타낸 단면도,
도11은 본 발명과 관련된 시험장치의 제2의 실시예를 나타낸 측면도,
도12는 도11에서의 배선 시트의 일부를 확대해서 나타낸 저면도이다.

[제1의 실시예]

도1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 시험장치(10)는, 전기적 접속장치(16)를 이용하여서 반도체 웨이퍼와 같은 평판형상의 피검사체(12)의 전역을 한번에, 또는 복수의 검사영역으로 나누어서 검사영역마다 시험하는 전기검사에 이용된다. 시험장치(10)는 피검사체(12)를 떼어낼 수 있도록 유지(홀딩)하는 척톱(chuck top)(14)과, 그 척톱에 대해서 간격을 두고 배치되는 전기적 접속장치(16)와, 그 전기적 접속장치에 전기적으로 접속된 테스터(미도시) 및 전기계측장치(60)(도4를 참조)를 포함한다.

피검사체(12)인 반도체 웨이퍼에는 전자회로와 같은 집적회로(미도시)가 끼워 넣어져 있으며 그 집적회로의 입력단자 또는 출력단자인 복수의 전극(12a)이 피검사체(12)의 평면(12b)에 설치되어 있다.

척톱(14)은 공지의 검사스테이지에 구비된 것이고, 또한 전극(12a)이 상방을 향한 상태에서 피검사체(12)를 해제가능하게 유지하는 상면(14A)을 갖는다. 척톱(14)으로의 피검사체(12)의 유지(保持)는 예를 들면 진공흡착에 의한 것으로 할 수 있다.

척톱(14)과 전기적 접속장치(16)는 도시되어 있지는 않았지만 종래부터 잘 알려진 구동기구에 의해 X방향 및 Y방향으로 연장되는 XY면 내, 그리고 XY면에 수직인 Z방향의 3방향으로 3차원적으로 상대적으로 이동되면서 Z축선 주위로 각도를 이루며 상대적으로 회전된다.

본 발명의 전기적 접속장치(16)와, 척톱(14)에 유지된 피검사체(12)는, 시험시에 서로 접근하는 방향(즉, 도1에서의 상하방향)으로 상대적으로 이동하여 후술되는 프로브(26)를 피검사체(12)의 전극(12a)에 접촉시킨다. 전기적 접속장치(16)는 시험장치(10)의 상기 테스터에 전기적으로 접속되어 있으며, 그 테스터와 피검사체(12) 사이에서 전기신호를 전달하도록 기능을 한다. 시험을 위한 전기신호(전압,전류)는 상기 테스터에서 피검사체(12)로 공급되는 시험신호와, 그 시험신호에 응답한 피검사체(12)에서 상기 테스터에 공급되는 응답신호를 포함한다.

전기적 접속장치(16)는 배선기판(20)과, 배선기판(20)의 한쪽 면(20A)에 지지된 유지블록(22)과, 배선기판(20) 및 유지블록(22)에 고정된 배선시트(wiring sheet)(24)와, 배선시트(24)에 설치되어 피검사체(12)의 전극(12a)에 접촉하는 복수의 접촉자, 즉 복수의 프로브(26)와, 배선시트(24)의 한쪽 면(24A)에 마련된 배선(28)(도2를 참조)을 포함한다. 배선시트(24)는 프로브(26)를 지지하는 지지체로서 기능을 한다.

배선기판(20)은 종래 잘 알려져 있는 바와 같이 예를 들면 유리섬유를 분산시킨 에폭시 수지판에 배선로를 형성한 프린트 배선기판(PWB:Printed Wiring Board)이다. 일반적으로 배선기판(20)은 원형으로 형성된다.

배선기판(20)은 그 내부에 복수의 배선로(30,32)(즉 제1 및 제2의 배선로)와, 배선기판(20)의 다른 쪽 면(20B)에 설치되며 각 배선로(30,32)에 대응해서 배선로(30,32)의 일단에 각각 접속된 검출용 전극(34) 및 테스터 전극(36)을 구비한다. 검출용 전극(34) 및 테스터 전극(36)은 나중에 설명할 전기계측장치(60)와, 시험장치(10)의 상기 테스터에 각각 전기적으로 접속되며, 또한 배선기판(20)의 가장자리부를 따라서 배열되어 있다. 배선기판(20)은 피검사체(12)에 간격을 두고 평행하게 배치되며, 시험장치(10)의 미도시된 프레임에 유지된다.

유지블록(22)은 배선기판(20)과 배선시트(24)와의 사이에 있으며, 배선기판(20)의 한쪽 면(20A)의 중앙에 배치되며, 배선기판(20)에 설치되어 있다. 예를 들면, 유지블록(22)은 배선기판(20)을 두께방향으로 관통해서 유지블록(22)에 나사 결합하는 나사 부재에 의해 배선기판(20)에 결합할 수 있다.

배선시트(24)는 유지블록(22)에 고정되는 접촉영역(24a)과, 접촉영역(24a)에 연속해서 배선기판의 외방을 향해 뻗는 한 쌍의 장출영역(overhang area)(24b)과, 각 장출영역(24b)에 연속해서 한층 더 외방으로 뻗고 배선기판(20)의 한쪽 면(20A)에 결합되는 접속영역(24c)을 갖는다.

접촉영역(24a)은 다른 쪽 면(24B)에서 유지블록에 지지되어 있으며, 한쪽의 면(24A)에서 하방으로 돌출하는 프로브(26)가 마련되어 있다. 각 프로브(26)는 피검사체(12)의 전극(12a)에 접촉 가능하다. 접촉영역(24a)의 한쪽 면(24A)은 피검사체(12)의 평면(12b)에 대향한 대향면 영역이다.

배선시트(24)는 도2에서 나타낸 바와 같이 제1 및 제2의 시트형상 부재(40 및 42)와, 배선로(44) 즉 제4의 배선로를 구비한다. 양 시트형상 부재는 서로 맞붙여지고, 배선로(44)는 양 시트형상 부재 사이에서 그 양 시트형상 부재를 따라서 연장된다. 배선로(44)는 접촉영역(24a)에서 프로브(26)에 접속되어 있으며, 장출영역(24b)을 통해서 접속영역(24c)으로 연장되어 접속영역(24c)에서 배선로(32)의 타단에 접속되어 있다.

프로브(26)는 도2에 명확하게 나타내어진 바와 같이 배선시트(24)의 접촉영역(24a)에 있어서 제2의 시트형상 부재(42)를 그 두께 방향으로 관통하는 기부(26a)와, 기부(26a)와 일체적으로 형성된 침선부(26b)를 구비한다. 기부(26a)는 배선로(44)에 접속되고, 그 배선로에서 피검사체(12)를 향해 연장된다. 침선부(26b)는 기부(26a)의 연장단에서 제2의 시트형상 부재(42)를 거쳐 그 제2의 시트부재의 하면에서 돌출한다. 따라서, 프로브(26)는 배선시트(24)의 배선로(44) 및 배선기판(20)의 배선로(32)를 통해서 테스터 전극(36)에 전기적으로 접속되어 있다.

프로브(26)와 배선시트(24)는 종래 잘 알려진 방법에 의해 포토리소그래피 기술, 에칭기술, 도금기술(plating) 등을 이용해서 PWB와 같은 제조방법에 의해 연속된 공정으로 제조된다. 그 때문에 기부(26a)와 배선로(44)는 그 제조공정 중에서 도금 기술을 이용하여 일체 형성된다.

시험시에는 전기적 접속장치(16)와 피검사체(12)가 서로 가까워지는 방향으로 상대적으로 이동되어 피검사체(12)의 전극(12a)에 그 전극에 대응한 프로브(26)의 침선부(26b)가 접촉한다. 이에 따라 시험장치(10)의 상기 테스터는 전기적 접속장치(16)의 테스터 전극(36), 배선로(32), 배선로(44) 및 프로브(26)를 통해서, 피검사체(12)와의 사이에서 전기검사를 위한 전기신호를 주고 받는다. 이 접촉에서는 종래 잘 알려진 바와 같이 전극(12a)의 일부가 깎여 전극(12a)의 커팅 부스러기(cutting scrap)가 발생한다.

전기계측장치(60)에 접속된 배선(28)은 접촉영역(24a)의 한쪽 면(24A), 즉 대향면 영역에 마련되어 있으며 그 대향면 영역으로부터 노출되어 있다. 배선(28)은 프로브(26)에 대해서 전기적으로 접속하는 일 없이, 즉 전기적으로 절연된 다른 회로로 되어 있다. 배선(28)은 배선시트(24)의 장출영역(24b)에 마련된 배선로(미도시), 즉 제3의 배선로를 통해서 접속영역(24c)에서 배선로(30)의 타단에 전기적으로 접속된다. 이에 따라 배선(28)은 검출용 전극(34)에 전기적으로 접속되어 있다. 배선(28)은 접촉영역(24a)의 전면에 둘러져 있어도 좋고, 접촉영역(24a)의 일부에 둘러져 있어도 좋다.

도3을 참조하면 상기 대향면 영역은 복수의 구역으로 나뉘어져 도시의 예에서는 구역(50,52)을 갖는다. 구역(50)에는 한 쌍의 배선(28a,28b)이, 구역(52)에는 하나의 배선(28c)이 각각 독립적으로 설치되어 있다.

구역(50)에 설치된 한 쌍의 배선(28a 및 28b)은 각각 서로 상호 근접해서 평행하게 연장되는 근접부분(예를 들면, 근접부분(28A))과, 하나의 배선(예를 들면, 배선(28b))이 되접어 꺾여 서로 근접해서 평행하게 연장되는 근접부분(예를 들면, 근접부분(28B))을 구비한다. 또한, 구역(52)의 배선(28c)은 하나의 배선이 되접어 꺾여 서로 근접해서 평행하게 연장되는 근접부분(예를 들면, 근접부분(28C))을 구비한다.

배선(28a,28b 및 28c)의 각 일단 및 각 타단은, 배선의 저항값, 즉 배선간의 단락 또는 배선의 단선을 검출할 수 있는 전기계측장치(60)에 검지용 전극(34)을 통해서 전기적으로 접속되어 있거나, 또는 접속가능하게 이루어져 있다.

배선(28a)과 배선(28b)은 이물질이 부착되어 있지 않은 상태에서는 서로 전기적으로 절연되어 있다. 전기계측장치(60)는, 배선(28a) 및 배선(28b)의 각각 일단에 전기적으로 접속되어 배선(28a)과 배선(28b)이 전기적으로 절연되어 있음을 검출한다. 배선(28a)과 배선(28b) 사이(예를 들면 근접부분(28A))에 이물질이 부착되면, 배선(28a)에서 배선(28b)에 걸친 폐회로(閉回路)가 상기 이물질을 통해서 형성된다. 이에 의해 전기계측장치(60)는 배선(28a)과 배선(28b)의 도통을 검출하여서 배선(28a)과 배선(28b) 사이에 이물질이 부착되었음을 검지한다.

배선(28b)은 연속하는 하나의 배선이기 때문에 배선(28b)의 일단에서 타단으로 이르는 회로는 직렬회로로 되어 있다. 따라서, 전기계측장치(60)는 배선(28b)의 일단과 타단에 전기적으로 접속되어 이물질이 부착되지 않은 상태에서는 배선(28b)의 상기 일단에서 상기 타단으로 이르는 상기 직렬회로의 전기저항을 계측한다. 배선(28b)이 되접어 꺾여 근접하는 근접부분(예를 들면, 근접부분(28B))에 그 근접부분을 단락시키는 이물질이 부착하면, 이물질을 통한 새로운 폐회로가 형성되어, 배선(28b)의 일단에서 타단에 걸친 회로가 병렬회로가 된다. 이에 따라, 배선(28b)의 상기 일단에서 상기 타단에 이르는 직렬회로의 전기저항이 변화(감소)하기 때문에 전기계측장치(60)는 배선(28b)의 근접부분에 이물질이 부착했다는 것을 검지할 수 있다. 도시의 예에서는 약 90°의 각도로 구부러진 배선패턴이 형성되어 있다.

배선(28c)은, 배선(28b)과 마찬가지로 연속하는 하나의 배선이다. 따라서, 상기한 배선(28b)의 근접부분에 이물질이 부착된 경우와 같이 전기계측장치(60)는 배선(28c)의 근접부분(예를 들면, 근접부분(28C))에 이물질이 부착했음을 검지할 수 있다.

또한, 각 배선(28;28a,28b,28c)에 이물질이 부착되고, 부착된 이물질이 배선(28)을 단선시키는 일이 있다. 이와 같은 경우에도 각 배선(28)의 상기 일단에서 타단에 이르는 상기 직렬회로의 전기저항이 무한(無限)해지기 때문에 전기계측장치(60)는 각 배선(28)에 이물질이 부착했음을 검지할 수 있다.

도4는 전기계측장치(60) 및 배선(28)의 전기적 등가(等價) 회로를 나타낸다. 도면의 가상선(1점쇄선)에서 우측은 전기계측장치(60)의 등가 회로를 나타내며, 좌측은 배선(28)의 등가 회로를 나타낸다. 전기계측장치(60)는 두 개의 단자(62,64)와, 전원(66)과, 전류계(68)와, 보호저항(70)을 포함한다.

전원(66), 전류계(68) 및 보호저항(70)은, 단자(62,64) 사이에서 직렬로 접속되어 있다. 전류계(68)에 의해 계측되는 전류의 변화에 의해 전기계측장치(60)는 그 전기계측장치에 접속된 상기 회로의 저항값의 변화를 검출할 수 있다. 단자(62,64)는 검출용 전극(34)을 통해서 배선(28)에 전기적으로 접속된다.

도4 (A)는 도3에서의 배선(28a) 및 배선(28b) 각각의 일단에 단자(62,64)가 접속된 상태를 나타낸다. 이물질(72)이 부착되어 있지 않은 상태에서는 배선(28a 및 28b)은 폐회로를 형성하지 않기 때문에 전류계(68)로 전류는 흐르지 않는다. 배선(28a 및 28b) 사이에 이물질(72)이 부착된 상태에서는 배선(28a) 및 배선(28b)은 폐회로를 형성하기 때문에 전류계(68)로 전류가 흐른다. 따라서, 이물질(72)의 부착전후에서 배선(28a 및 28b) 사이의 저항값이 변화하기 때문에 전기계측장치가 이물질의 부착을 검지한다.

도4 (B)는 도3에서의 배선(28b)(또는 배선(28c))의 일단 및 타단에 각각 단자(62,64)가 접속된 상태를 나타낸다. 이물질(72)이 부착되어 있지 않은 상태에서는 배선(28b)은 그 상기 일단과 상기 타단 사이에서 직렬회로를 형성하고, 이에 따라 전류계(68)로는 소정의 정전류(定電流)가 흐른다. 배선(28b)의 근접부분에 이물질이 부착된 상태에서는 기존의 직렬회로에 더하여 이물질을 지나는 폐회로가 형성되어 배선(28b)의 상기 일단과 상기 타단 사이에서 병렬회로가 형성된다. 배선(28b)의 상기 일단과 상기 타단 사이에서의 등가 회로가 변화하기 때문에 전류계(68)로 흐르는 전류도 변화한다. 따라서 이물질(72)의 부착 전후에서 배선(28b)의 상기 일단과 상기 타단 사이의 저항값이 변화하기 때문에 전기계측장치(60)가 이물질의 부착을 검지한다.

도4 (C)는 도3에서의 배선(28a)(또는 28b,28c)의 일단 및 타단에 각각 단자(62,64)가 접속된 상태를 나타낸다. 이물질(72)이 부착되어 있지 않은 상태에서는 배선(28b)은 그 일단과 타단 사이에서 폐회로를 형성하고 있기 때문에 전류계(68)로 소정의 정전류가 흐른다. 배선(28b)의 상기 근접부분에 이물질이 부착되고, 이물질이 배선(28a)을 단선시킨 상태에서는 배선(28b)의 상기 일단 및 상기 타단 사이에서 개회로(開回路)가 형성된다. 이에 의해, 전류계(68)로 전류가 흘러가지 않게 된다. 따라서, 상기 근접부분으로의 이물질(72)의 부착 전후에서 배선(28b)의 상기 일단과 상기 타단 사이의 저항값이 변화하기 때문에 전기계측장치(60)는 이 저항값의 변화에 의해 이물질의 부착을 검지한다.

전기계측장치(60)는 상기의 실시예에 한정되지 않고, 배선(28)의 저항값의 변화를 검지 또는 계측할 수 있으면, 다른 구성으로 할 수 있다. 예를 들면, 저항값의 측정이 가능한 일반적인 멀티 테스터와 같은 구성으로 할 수 있다. 전기계측장치(60)는 시험장치(10)의 상기 테스터에 조합되어 있어도 좋다.

상기와 같이 접촉장치(24a)의 대향면 영역을 복수의 구역(50) 또는 구역(52) 등으로 나누고, 구역(50)에 배선(28a,28b)을 독립적으로 설치하며, 구역(52)에 배선(28c)을 설치하여, 구역과, 그 구역에 설치된 배선과의 대응을 관계지어서 저항값이 변화한 배선을 특정함으로써 이물질이 부착된 구역을 특정할 수 있다. 이에 따라 이물질을 제거하기 위해 청소할 구역을 특정할 수 있기 때문에 전기적 접속장치(16)의 청소작업이 쉬워진다.

대향면 영역을 구역으로 나누지 않고 하나의 배선(28)을 대향면 영역의 전역으로 둘러도 좋다. 그와 같이 하면, 하나의 배선(28)의 저항값만을 검출하면 되기 때문에 검출작업이 쉬워진다. 또한, 평행한 복수의 배선을 대향면 영역의 전역으로 둘러도 좋다.

본 실시예에 있어서, 검출용 전극(34)은 테스터 전극(36)과 마찬가지로 배선기판(20)에 설치되어 있다. 그러나, 검출용 전극(34)은 배선 시트(24)에 설치해도 좋다. 그러나, 검출용 전극(34)이 테스터 전극(36)에 가깝게 설치되어 있으면, 테스터 전극(36)을 시험장치(10)의 상기 테스터에 접속하는 작업과 병행해서 검출용 전극(34)을 전기계측장치(60)에 접속하는 작업을 수행할 수 있다. 이에 따라 그러한 접속작업을 쉽고 간단하게 행할 수 있다.

검출용 전극(34)과 배선(28)을 전기적으로 접속하는 상기 제3의 배선로는 배선시트(24)에 있어서 배선로(44)(제4의 배선로)와 동일한 층, 즉 제1의 시트형상 부재(40) 및 제2의 시트형상부재(42) 사이에 마련되어 있어도 좋다. 그와 같이 하면, 배선로(44)와 상기 제3의 배선로를 배선시트(24)의 제조에 있어서 동시에 제작할 수 있기 때문에 상기 제3의 배선로를 제작하는 공정을 별도 마련할 필요가 없고 배선시트(24)의 제조가 쉬워진다.

전술한 바와 같이 프로브(26)와 배선시트(24)는 연속된 공정으로 제조되고 있지만, 배선(28)을 프로브(26) 및 배선시트(24)의 제조공정에 있어서 도금기술을 이용하여 상기 연속된 공정 중에서 제조할 수 있다.

도5 및 도6을 참조하면 본 발명과 관련된 전기적 접속장치(116)는 프로브(126)만이 도2에 나타낸 프로브(26)와 다르고 그 밖의 구성은 전기적 접속장치(16)과 동일한 구성이다.

프로브(126)는 종래 잘 알려진 캔틸레버타입(cantilever type)의 프로브이며, 배선시트(24)의 접촉영역(24a)에 있어서 제2의 시트형상 부재(42)를 그 두께 방향으로 관통하는 기부(126a)와, 기부(126a)에 일체 형성된 아암부(126c)와, 그 아암부(126c)에 일체 형성된 침선부(126b)를 포함한다. 기부(126a)는 배선로(44)에 접속되며, 배선로(44)에서 피검사체(12)를 향해 연장된다. 아암부(126c)는 기부(126a)의 연장단(延長端)에서 접촉영역(24a)에 간격을 두고 평행하게 뻗는다. 침선부(126b)는 아암부(126c)의 연장단에서 피검사체(12)를 향해 연장된다.

피검사체(12)의 전기 검사시에 프로브(126)가 피검사체(12)의 전극(12a)에 접촉해서 침선부(126b)가 접촉영역(24a)을 향해 밀어 올려진다. 이에 의해 아암부(126c)는 기부(126a)와의 경계를 지점으로서 소정의 힘으로 만곡한다.

전기적 접속장치(116)에 따르면, 배선(28)이 상기 대향면 영역의 아암부(126c)에 대응된 부분에도 마련되어 있어서 그 부분에 부착된 이물질을 검지할 수 있다. 검지된 이물질은 상기 대향면 영역을 청소함으로써 제거된다. 따라서, 아암부(126a)가 만곡될 때에 상기 대향면 영역에 부착된 이물질이 아암부(126c)와 상기 대향면 영역 사이에 끼워짐으로써 아암부(126)가 절손하는 것을 방지할 수 있다. 배선(28)의 상기 근접부분을 상기 대향면 영역과 아암부(126c)의 간격보다도 작게 설계함에 따라 아암부(126c)를 절손할 수 있는 치수의 이물질을 한층 더 확실하게 검지할 수 있다.

도7 및 도8을 참조하면 본 발명과 관련된 전기적 접속장치(216)는 도1의 시험장치(10)와 마찬가지의 배선기판(20)과, 배선기판(20)에 설치된 접속기판(222)과, 접속기판(222)에 설치된 프로브기판(224)과, 프로브기판(224)에 결합된 복수의 프로브(226)와, 프로브기판(224)에 설치된 배선(28)을 포함한다.

배선기판(20), 접속기판(222) 및 프로브기판(224)은 서로 포개져서 결합되어 있으며, 각각 복수의 배선로를 구비하고, 프로브(226) 및 배선(28)은 그들 배선로를 통해서 테스터 전극(36) 및 검출용 전극(34)에 전기적으로 접속되어 있다.

프로브기판(224)은 피검사체(12)에 대향한 한쪽 면(224A) 중 적어도 일부를 대향면 영역으로 하는 프로브(226)를 지지하는 지지체이다. 프로브(226)는 프로브기판(224)의 대향면 영역에 마련되어 대향면 영역으로부터 피검사체(12)를 향해서 돌출해 있다.

프로브기판(224)은 종래 잘 알려진 프린트 배선기판으로서 제작되고 있으며 세라믹, 유리섬유가 들어간 에폭시 등의 경질의 기재와, 그 기재의 내부 또는 외면에 마련된 복수의 배선로(244)와, 배선로(244)에 전기적으로 접속한 프로브랜드(228)를 구비한다.

프로브(226)는 종래 잘 알려진 캔틸레버 타입의 프로브로 상호 일체적으로 형성된 기부(226a), 아암부(226c) 및 침선부(226b)를 포함한다. 기부(226a)는 그 일단에서 프로브랜드(228)에 접속되어 있으며, 프로브랜드(228)에서 하방을 향해 연장된다. 아암부(226c)는 기부(226a)의 연장단에서 대향면 영역에 간격을 두고 이것과 평행하게 연장된다. 침선부(226b)는 아암부(226c)의 연장단에서 하방으로 연장된다.

본 실시예에서의 프로브(226)는 도5 및 도6에서 나타낸 전기적 접속장치(116)의 프로브(126)와 마찬가지로 캔틸레버 타입의 프로브이기 때문에 대향면 영역(224A)에 부착된 이물질에 의해 절손될 우려가 있다. 그러나, 전기적 접속장치(216)에 따르면 대향면 영역(224A)에 배선(28)이 설치되어 있기 때문에 그와 같은 이물질을 검지할 수 있다. 이 이물질의 검지시에 이것을 제거함으로써 프로브의 절손이 방지된다.

프로브랜드(228)와 배선(28)은 대향면 영역(224A), 즉 프로브기판(224)의 동일면에 형성되어 있다. 따라서, 프로브기판(224)을 제작하는 공정에 있어서 프로브랜드(228)와 배선(28)을 동시에 형성할 수 있어서 프로브기판(224)을 제작하는 공정과는 별도로 별도 배선(28)을 제작하는 공정을 필요로 하지 않는다. 프로브랜드(228)와 배선(28)을 동일 공정으로 제작하면 프로브랜드(228) 및 배선(28)의 두께는 대략 동일 치수가 된다.

도9 및 도10을 참조하면 본 발명과 관련된 전기적 접속장치(316)는 배선기판(20)과, 배선기판(20)에 설치된 프로브조립체(322)와, 프로브조립체(322)에 마련된 배선(28)을 포함한다. 프로브 조립체(322)는 복수의 프로브(326)와, 복수의 프로브(326)가 설치되어서 지지된 지지기구(324)를 구비한다. 즉, 지지기구(324)는 프로브(326)를 지지하는 지지체로서 기능을 한다.

지지기구(324)는 제1의 판상부재(330)와, 프레임형상 부재(332)와, 제2의 판상부재(334)를 포함한다. 제1 및 제2의 판상부재(330 및 334)는 상호 간격을 두고 마주 향해서 배치되어 있다. 프레임형상 부재(332)는 제1 및 제2의 판상부재(330 및 334) 사이에 배치되어 있다. 제1의 판상부재(330), 프레임형상 부재(332) 및 제2의 판상부재(334)는 중공부(336)를 갖는 상자를 형성하도록 포개져서 결합되어 있다.

복수의 프로브(326)는 각각 직선형태로 뻗어 제1의 판상부재(330), 중공부(336) 및 제2의 판상부재(334)를 지나 상기 상자를 관통한 상태에서 지지기구(324)에 고정되어 있다. 이와 같이 프로브 조립체(322)가 조립된다.

배선기판(20)은 피검사체(12)에 대향한 면에 복수의 프로브랜드(미도시)가 마련되어 있고, 프로브조립체(322)는 프로브(326)의 일단이 상기 프로브랜드에 맞닿도록 배선기판(20)에 설치된다. 예를 들면, 프로브조립체(322)는 지지기구(324)를 관통해서 배선기판(20)에 나사 결합한 나사부재에 의해 배선기판(20)에 지지할 수 있다.

제2의 판상부재(334)의 한쪽 면(334A)은 프로브조립체(322)가 배선기판(20)에 설치된 상태에서 피검사체(12)에 대향한다. 따라서, 제2의 판상부재(334)의 한쪽 면(334A)의 적어도 일부는 피검사체(12)의 평면(12b)에 대향하는 대향면 영역이 된다.

배선(28)은 제2의 판상부재(334)의 한쪽 면(334A)에 마련되어 있다. 도시의 예에서는 제2의 판상부재(334)는 판상의 본체에 배선을 직접 형성해서 제작되었지만, 배선(28)이 형성된 후렉시블 배선 기판 등을 판상의 본체에 붙여서(첩부) 제작되어도 좋다.

[제2의 실시예]

도11 및 도12를 참조하면 본 발명의 제2의 실시예와 관련된 시험장치(410)는 TFT기판, 액정표시패널 등의 액정표시용 기판의 점등 검사와 같은 전기검사에 이용된다. 시험장치(410)는 액정표시용 기판을 평판형상의 피검사체(412)로서 피검사체(412)를 유지하는 척톱(미도시)과, 척톱에 유지된 피검사체(412)의 가장자리부에 간격을 두고 배치되는 전기적 접속장치(416)와, 전기적 접속장치(416)에 전기적으로 접속된 테스터(미도시)를 구비한다. 또한, 시험장치(410)는 상기한 전기계측장치(60)를 더 포함할 수 있다.

피검사체(412)는 직사각형 형상으로 이루어져 있으며, 그 직사각형의 적어도 하나의 변에 대응하는 가장자리부에 다수의 전극(412a)이 형성되어 있다. 각 전극(412a)은 이것이 형성된 가장자리부의 길이방향(즉, 도11의 종이 뒷 방향)과 직교하는 방향(즉, 도11의 좌우방향)으로 뻗는 띠 모양의 형상을 가지며 가장자리부의 길이방향으로 소정의 간격으로 형성되어 있다.

전기적 접속장치(416)는, 종래 잘 알려진 프로브장치이며, 피검사체(412)의 주위에 피검사체(412)로부터 간격을 두고 배치되어 있다. 상기 프로브장치는 그 본체(422)가 피검사체(412)의 외방에 배치되어 있으며, 본체(422)에서 피검사체(412)를 향해 뻗는 배선시트(424)와, 배선시트(424)에 마련된 복수의 접촉자, 즉 복수의 프로브(426)와, 배선시트(424)에 마련된 배선(28)과, 배선시트(424)를 지지하는 탄성부재(430)와 배선(28)에 전기적으로 접속된 검출용 전극(미도시)을 포함한다.

프로브(426)는 피검사체(412)의 전극(412a)에 대응해서 배선시트(424)에 마련되어 있으며 프로브(426)의 피치는 전극(412a)의 피치에 대응해 있다. 전기적 접속장치(416)와 피검사체(412)는 프로브(426)가 전극(412a)에 접촉하도록 상대적으로 이동한다. 프로브(426)와 전극(412a)의 접촉에서는 종래 잘 알려져 있는 바와 같이 전극(412a)의 일부가 깎여져 나가 전극(412a)의 커팅 부스러기가 생긴다.

배선시트(424)는 제3의 시트형상 부재(432)와, 제3의 시트형상부재(432)에 마련된 배선(434)과, 배선(434)를 커버하도록 한쪽 면(434A)을 제3의 시트형상부재(432)에 첩부된 제4의 시트형상부재(436)를 포함한다. 배선(28)은 제4의 시트형상부재(432)의 다른 쪽 면(434B)에 마련되어 있다.

배선시트(424)는 그 연장단에서 배선(434)이 피검사체(12)(도면의 하방)를 향해서 노출되어 있다. 프로브(426)는 배선(434)의 노출부분에 형성되어 있으며 배선시트(424)는 프로브(426)를 지지하는 지지체로서 작용한다. 프로브(426)는 배선(424)을 통해서 시험장치(410)의 상기 테스터에 전기적으로 접속되어 있다.

배선시트(424)의 연장단에서의 제3의 시트형상부재(432)의 한쪽 면(432A)과, 프로브(426)의 근방에 위치하는 제4의 시트형상부재(436)의 다른 쪽 면(434B)의 일부는 배선시트(424)의 피검사체(412)에 대향하는 대향면 영역(424A)으로서 작용한다. 전기적 접속장치(416)에 의하면 대향면 영역에 부착된 이물질을 검출할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 특허청구의 범위에 기재된 취지를 일탈하지 않는 한 여러 가지로 변경가능하다.

16,116,216,316,416; 전기적 접속장치
12,412; 피검사체
12a,412a; 피검사체의 전극
24,224,324,424; 지지체
24A,224A,334A,424A; 대향면 영역
26,126,226,326,426; 프로브
26a,126a,226a,326a,426a; 기부(基部)
26b,126b,226b,326b,426b; 침선부
28; 배선
34; 검출용 전극

Claims (8)

1. 전극이 마련된 평면을 가지는 피검사체의 전기검사에 이용되는 전기적 접속장치로서,
   상기 피검사체의 상기 평면에 대해서 간격을 두며 그 평면에 대향해서 배치되는 대향면 영역을 구비하는 지지체와,
   상기 전극에 접촉되어야 할 침선부를 가지며, 그 침선부가 상기 전극에 접촉가능하게 상기 대향면 영역으로부터 돌출하는 복수의 프로브와,
   상기 대향면 영역에 둘러진 적어도 하나의 배선으로서 서로 근접하여 나란히 연장되어 상기 대향면 영역으로부터 노출되는 복수의 근접부분을 갖는 배선과,
   상기 근접부분에서의 단락 또는 상기 배선의 단선을 검지할 수 있는 전기계측 장치에 상기 배선을 전기적으로 접속하기 위한 각 배선에 전기적으로 접속된 검지용 전극을 포함하는 전기적 접속장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 대향면 영역은 복수의 구역으로서 각각에 하나 또는 복수의 상기 배선이 독립적으로 마련된 복수의 구역으로 나눠지는 전기적 접속장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 피검사체에 간격을 두고 상기 평면에 평행하게 배치가능하며, 상기 지지체를 상기 피검사체에 마주하는 면에 유지한 배선기판을 더 포함하고,
   그 배선기판은 상기 검지용 전극과, 상기 프로브에 전기적으로 접속된 테스터 전극과, 상기 검지용 전극 및 상기 테스터 전극에 각각 접속된 제1 및 제2의 배선로를 구비하며,
   상기 지지체는 상기 배선과 상기 제1의 배선로 사이에 개재하여서 상기 배선과 상기 검지용 전극을 전기적으로 접속하는 제3의 배선로와, 상기 프로브와 상기 제2의 배선로 사이에 개재하여서 상기 프로브와 상기 테스터 전극을 전기적으로 접속하는 제4의 배선로를 가지는 전기적 접속장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 배선기판과 상기 지지체 사이에 개재하여서 상기 배선기판 및 상기 지지체에 설치된 유지블록을 더 포함하며,
   상기 지지체는 한쪽의 면이 상기 유지블록에 설치된 제1의 시트형상 부재와, 한쪽의 면이 상기 제1의 시트형상 부재의 다른 쪽의 면에 첩부되고, 다른 쪽 면이 상기 대향면 영역을 구비한 제2의 시트형상 부재를 가지며,
   상기 제3 및 제4의 배선로는 상기 제1 및 제2의 시트형상 부재 사이를 양 시트형상 부재를 따라서 연장되는 전기적 접속장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 프로브는, 상기 제2의 시트형상 부재를 그 두께방향으로 관통하는 기부로서 상기 제4의 배선로에 접속되고 그 제4의 배선로에서 상기 피검사체를 향해서 뻗는 기부와, 그 기부의 연장단에서 상기 제2의 시트형상부재의 상기 대향면 영역에 간격을 두고 그 대향면 영역에 평행하게 연장된 아암부를 가지며,
   상기 침선부는 상기 아암부의 연장단에서 상기 피검사체를 향해 연장되는 전기적 접속장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 피검사체에 간격을 두고 평행하게 배치가능하며, 상기 지지체를 유지한 배선기판을 더 포함하며,
   그 배선기판은 상기 피검사체에 마주하는 한쪽의 면에 상기 복수의 프로브가 맞닿아진 복수의 프로브랜드를 구비하고,
   상기 지지체는 서로 간격을 두고 마주하는 제1 및 제2의 판상부재와, 그 제1 및 제2의 판상부재와 공동으로 중공부를 가지는 상자를 형성하도록 그 제1 및 제2의 판상부재 사이에 배치된 프레임형상 부재를 구비하며,
   상기 제1의 판상부재는 상기 배선기판의 상기 프로브랜드가 마련된 부분에 상기 배선기판과 평행하게 유지되며,
   상기 제2의 판상부재는 상기 제1의 판상부재와 마주하는 면과 반대 면에 상기 대향면 영역을 가지며,
   상기 프로브는, 그 일단을 상기 프로브랜드에 맞닿게 하고, 상기 프로브랜드에서 상기 피검사체를 향해 직선형태로 연장되어, 상기 제1의 판상부재, 상기 중공부 및 상기 제2의 판상부재를 지나 상기 상자를 관통하여 상기 대향면 영역으로부터 돌출하는 전기적 접속장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 피검사체의 외방에 배치되며, 상기 지지체가 설치된 프로브 장치의 본체를 더 포함하며,
   상기 지지체는 상기 본체에서 상기 피검사체를 향해 연장되는 시트형상으로 형성되고, 그 한쪽 면에 상기 대향면 영역을 가지며, 그 연장단에 상기 프로브가 마련되어 있는 전기적 접속장치.
8. 제1항에 기재된 전기적 접속장치와, 상기 검지용 전극에 전기적으로 접속된 상기 전기계측장치를 포함하는 시험장치.

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