KR20150095377A - 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치 - Google Patents

평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치에 관한 것으로, 프로브 핀의 일측에 측정용 프로브 핀과는 별도로 프로브 카드의 위치 인식을 위한 광원을 별도로 구비하여 프로브 카드가 초기 셋팅 위치에서 벗어날 시에 이를 자동으로 감지하여 조정할 수 있도록 한 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치는, 스테이지 상에 안착된 글라스의 회로패턴에 접촉되어 트랜지스터의 전기적 특성을 측정하도록 프로브 카드에 다수 개가 배열 형성되는 프로브 핀의 일측에는 프로브 카드의 위치 인식을 위한 광원이 제공되며, 메인 컨트롤러 PC는 카메라 렌즈의 초점 및 상기 광원의 영상 데이터를 기초로 리니어 모터를 제어하여 프로브 헤드에 장착된 프로브 카드 위치를 자동 보정하도록 구성된다.

Description

평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치{AUTOMATICALLY COMPENSATING LOCATION APPARATUS FOR PROBE CARD OF PROBE TEST APPARATUS FOR FLAT PANNEL DISPLAY}
본 발명은 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판 디스플레이 제품의 검사공정에서 스테이지 상면에 고정된 글라스의 회로 패턴에 전기적 신호를 가하기 위한 프로브 핀이 부착된 프로브 카드가 초기 셋팅 위치에서 벗어날 경우, 이를 자동으로 감지하여 조정할 수 있도록 한 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 디스플레이(Flat Panel Display)에는 액정표시소자(Liquid Crystal Display: LCD)와, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계 방출 디스플레이 소자(Field Emission Display: FED) 등이 포함된다.
이러한 평판 디스플레이의 제조에 있어서는 하부 기판의 제조공정과, 상부 기판의 제조공정, 그리고 하부 기판과 상부 기판의 합착공정 등의 공정이 진행되게 된다.
이에 대해 보다 상세히 설명하면, 하부 기판을 제조하기 위한 글래스 원판 상에 다수의 셀들을 형성하고, 이 셀에 다수의 수평 라인과 수직 라인들을 매트릭스 형태로 서로 교차하도록 형성하며, 수평 라인과 수직 라인의 교차부마다 투명한 화소 전극을 포함하는 화소 셀들을 형성한다.
그리고, 화소 셀들에는 수평 라인과 수직 라인 및 화소 전극에 접속되는 박막 트랜지스터를 형성한다.
또, 상기 글래스 원판에 형성된 다수의 셀들은 검사공정을 거친 후 스크라이빙 공정에 의해 절단이 되며, 이렇게 글래스 원판에서 절단된 다수의 셀, 즉 하부 기판 각각은 상부 기판의 제조공정에서 완성된 상부 기판과 합착되고, 화소 셀들을 구동하기 위한 구동회로 및 여러 가지 요소들이 조립됨으로써 하나의 평판 디스플레이가 완성되게 된다.
이때, 상술한 바와 같은 평판 디스플레이의 제조공정 중, 상기 글래스 원판에 형성된 다수의 셀에 대한 검사공정에서는 프로브 장치를 이용하여 회로패턴에 전기적인 테스트 신호를 인가함으로써 회로의 상태를 검사하게 된다.
즉, 프로브 검사장치의 스테이지 상에 검사를 위한 글라스를 안착시킨 상태에서, 프로브 핀을 회로패턴에 접촉시킴에 따라 트랜지스터의 전기적 특성을 측정할 수 있게 된다.
이때, 다수의 프로브 핀을 동시에 접촉할 수 있도록 하는 일련의 제품을 프로브 카드라 하며, 상기 프로브 카드는 수 개 내지 수천 개까지 다양한 프로브 핀의 개수를 갖도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 평판 디스플레이의 글라스에 형성되는 회로 패드의 수량(TEG PAD)은 보통 수 개 내지 수십 개 사이로 제작되며, 상기 프로브 카드의 프로브 핀 개수는 상기 TEG PAD의 수량에 따라 결정된다.
여기에서, 상기 프로브 카드는 접촉할 부분의 위치확인 및 프로브 카드와 패드면의 접촉 상황을 확인하기 위하여 현미경이 부착된 장비의 헤드 부위에 장착하여 사용하게 되며, 그 측정 순서는 하기와 같다.
(1) 현미경상의 특정 위치를 기준점으로 표시한다.
(2) 프로브 핀 중 기준 핀의 프로브 핀 끝이 기준점에 위치하도록 포지셔너의 X,Y nobe를 돌려 프로브 카드의 위치를 조정한다.
(3) 프로브 카드 및 현미경이 함께 부착된 헤드를 현미경으로 관찰하며 이동하여 측정을 원하는 TEG 패드 중 기준 패드의 패드 위치가 현미경상의 기준점에 오도록 헤드를 움직인다.
(4) 프로브 카드가 부착된 헤드의 Z축을 하강하여 프로브 핀에 TEG 패드를 접촉한 후 전기적 측정을 실시한다.
그러나, 상술한 바와 같은 측정 과정에서, 자동 측정을 진행하기 위해서는 기준핀의 프로브 핀 끝의 위치가 포지셔너를 이용하여 위치를 조정한 후에는 현미경의 기준위치에 지속적으로 유지되어야 하는데, 측정할 패드의 크기가 수 내지 수백[um]으로 매우 작은 관계로 인하여 여러가지 물리적인 요인(열 및 시간에 따른 기구의 뒤틀림 등)에 의해 조금만 위치가 벗어나더라도 전기적 측정 시험이 불가능한 문제점이 발생하게 된다.
즉, 종래의 프로브 카드에서의 프로브 핀 단부의 비젼 인식에 있어서는 도 1에 도시된 바와 같이, (가)초점 거리편차로 인해 프로브 핀(1)의 단부 영상의 경계가 불명확하거나, (나)반복 사용에 따라 프로브 핀(1)의 단부에 이물질이 흡착되는 등의 원인에 의해 비젼 영상처리에 오류를 발생시키게 된다.
이에 따라, 측정 품질을 유지하기 위해서는 프로브 핀의 위치가 변할 때 마다 빈번히 포지셔너의 조정이 이루어져야만 하는 문제점이 발생하게 된다.
특히, Inline 장비의 경우에는 장비의 사이즈가 크기 때문에 포지셔너의 조정을 작업자가 장비 내부로 들어가 진행해야만 하므로, 그 작업이 매우 어렵고 불편함과 아울러, 안전상의 문제도 발생하게 된다.
국내 특허등록 제10-1064553호
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 프로브 핀의 일측에 측정용 프로브 핀과는 별도로 프로브 카드의 위치 인식을 위한 광원을 별도로 구비하여 프로브 카드가 초기 셋팅 위치에서 벗어날 시에 이를 자동으로 감지하여 조정할 수 있도록 한 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치는, 스테이지 상에 안착된 글라스의 회로패턴에 접촉되어 트랜지스터의 전기적 특성을 측정하도록 프로브 카드에 다수 개가 배열 형성되는 프로브 핀의 일측에는 프로브 카드의 위치 인식을 위한 광원이 제공되며, 메인 컨트롤러 PC는 카메라 렌즈의 초점 및 상기 광원의 영상 데이터를 기초로 리니어 모터를 제어하여 프로브 헤드에 장착된 프로브 카드 위치를 자동 보정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 프로브 카드의 위치 인식을 위해 제공되는 광원은, 상기 프로브 카드에 다수 개가 배열 형성된 프로브 핀의 일측에 그 단부가 렌즈의 초점에 대응될 수 있도록 광섬유가 추가로 구비되고, 상기 광섬유는 레이저 또는 LED 광을 제공하는 광원소스와 연결되어 구성된 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게, 상기 광섬유는 렌즈의 초점에 대응되는 단부가 상측을 향해 45°의 경사각을 이루도록 절단되어 구성된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 변형예에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치는, 스테이지 상에 안착된 글라스의 회로패턴에 접촉되어 트랜지스터의 전기적 특성을 측정하도록 프로브 카드에 다수 개가 배열 형성되는 프로브 핀의 일측에는 프로브 카드의 위치 인식을 위해 렌즈의 초점에 대응될 수 있도록 그 단부에 반사체가 부착된 보조핀이 추가로 구비되며, 메인 컨트롤러 PC는 카메라 렌즈의 초점 및 상기 보조핀 반사체의 영상 데이터를 기초로 리니어 모터를 제어하여 프로브 헤드에 장착된 프로브 카드 위치를 자동 보정하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 프로브 검사장치의 운용 시 가장 많은 빈도로 발생하는 프로브 카드의 틀어짐에 따른 오계측을 근본적으로 해결하여 장치의 신뢰성을 획기적으로 개선할 수 있는 효과가 있게 된다.
그리고, 소정 열을 가하며 진행하는 측정작업 시 비선형적으로 발생하는 열팽창에 의해 패드 상에서 핀이 벗어나는 현상을 지속적으로 추적하여 보정할 수가 있으므로, 가열 테스트의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, Inline 장비의 포지셔너 조정 작업 시 작업자가 장비 내부로 들어가 진행해야만 문제점이 해소됨에 따라, 그에 따른 작업자의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과도 있게 되는 것이다.
도 1은 종래의 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험장치에 구비되는 프로브 핀의 단부 상태를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용되는 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치에 적용되는 광원의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용된 프로브 핀의 단부 상태를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용된 시스템에서의 현미경 카메라의 영상을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 변형예에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치에 적용되는 반사체가 구비된 보조 핀의 구성을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 변형예에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용된 시스템에서의 현미경 카메라의 영상을 나타내는 도면,
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용된 시스템의 제어 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용되는 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 평면도, 도 3은 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치에 적용되는 광원의 구성을 나타내는 도면, 도 4는 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용된 프로브 핀의 단부 상태를 나타내는 도면, 도 5는 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용된 시스템에서의 현미경 카메라의 영상을 나타내는 도면, 도 6은 본 발명의 변형예에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치에 적용되는 반사체가 구비된 보조 핀의 구성을 나타내는 도면, 도 7은 본 발명의 변형예에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용된 시스템에서의 현미경 카메라의 영상을 나타내는 도면, 도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치가 적용된 시스템의 제어 구성을 나타내는 도면이다.
먼저, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치는, 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치에 구비되는 프로브 핀(12)의 일측에 측정용 프로브 핀과는 별도로 프로브 카드(10)의 위치 인식을 위한 광원(20)을 추가로 구성하여, 프로브 카드(10)가 초기 셋팅 위치에서 벗어날 시에 이를 자동으로 감지할 수 있도록 구현된다.
주지된 바와 같이, 평판 디스플레이(FPD) 글라스(400)의 검사를 수행하기 위한 전기적 특성 시험장치는 일정 높이를 갖는 지점에 고정 설치되는 플레이트 상에 글라스(400)의 안치를 위한 스테이지(100)가 형성되고, 그 상측에는 글라스(400)에 형성된 전극 및 패드(410) 등에 선택적으로 접촉하면서 트랜지스터의 특성을 측정하는 다수 개의 프로브 핀(12)을 포함하는 프로브 카드(10)가 구비된 프로브 헤드(300)가 적어도 한 개 이상 설치되며, 상기 프로브 헤드(300)는 리니어 모터(200)를 매개로 X축 및 Y축으로 이송 가능한 구조로 구성된다.
여기에서, 본 발명에 따른 상기 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치는, 상기 스테이지(100) 상에 안착된 글라스(400)의 회로패턴에 접촉되어 트랜지스터의 전기적 특성을 측정하도록 프로브 카드(10)에 다수 개가 배열 형성되는 프로브 핀(12)의 일측에 별도의 광원(20)이 추가로 구성되어, 프로브 카드(10)의 위치를 정확히 인식할 수 있도록 구성된다.
이를 위해, 다수 개의 프로브 핀(12)이 배열 형성된 프로브 카드(10)에서, 임의의 프로브 핀의 일측에는 현미경 카메라(30)의 렌즈(32) 초점에 그 단부가 대응될 수 있도록 광섬유(22)가 추가로 형성되어 구성되며, 상기 광섬유(22)는 레이저 또는 LED 광을 제공하는 광원소스(24)와 연결되어 소정 광원을 제공받으면서 발광되도록 이루어진다.
이때, 상기 광섬유(22)는 대략 20[㎛] 정도의 직경을 갖으며, 임의적인 형태의 변형이 방지되는 강성을 갖도록 석영재질이 포함된 광섬유가 적용됨이 바람직하다.
또, 상기 광섬유(22)는 하측을 향해 대략 80° 정도의 기울기로 절곡 형성된 프로브 핀(12)에 맞춰 하측을 향해 일정 기울기로 경사지게 형성되며, 또한 상기 카메라 렌즈(32)의 초점에 대응되는 그 단부가 상측을 향해 대략 45° 정도의 경사각을 이루도록 절단된 구조로 형성되어, 상기 카메라(30)의 렌즈(32)에서 해당 광원을 원활하게 인식할 수 있도록 구성된다.
참조부호 26은 상기 광원소스(24)로부터 프로브 카드(10) 측으로 연결되는 광섬유(22)를 감싸는 합성수지 재질로 이루어진 튜브를 나타낸다.
이에, 시스템의 메인 컨트롤러 PC(60)는 상기 현미경 카메라(30)와 연계된 비젼 PC(50)로부터 전송된 카메라 렌즈(32)의 초점 및 상기 광원(20)의 영상 데이터를 기초로 리니어 모터(200)를 제어하여 상기 프로브 헤드(300)를 이송시키게 되며, 이를 통해 상기 프로브 헤드(300)에 장착된 프로브 카드(10)의 위치가 자동 보정될 수 있게 된다.
한편, 도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 변형예에 따라, 다수 개의 프로브 핀(12)이 배열 형성된 프로브 카드(10)에서, 임의의 프로브 핀(12)의 일측에는 프로브 카드(10)의 위치 인식을 위해 상기 카메라 렌즈(32)의 초점에 대응될 수 있도록 그 단부에 반사체(42)가 부착 형성된 보조핀(40)이 형성되어 상기 광원(20)을 대체하도록 구성될 수도 있는 것이다.
이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치를 통해, 해당 프로브 카드(10)의 임의적인 위치 변화를 자동으로 감지하여 조정하는데 있어서는, 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험장치의 구동 시, 상기 현미경 카메라(30)에 구비되는 렌즈(32)의 LED 라이트(34)와 연계된 라이트 컨트롤러(36) 및 상기 광원소스(24)와 연계된 레이저 컨트롤러(28)의 제어에 따라, 상기 카메라 렌즈(32) 측의 LED 라이트(34)를 통해 렌즈에 소정 광원이 공급됨과 동시에 상기 프로브 카드(10)의 프로브 핀(12) 일측에 구비된 광섬유(22)에는 상기 광원소스(24)로부터 레이저광이 공급되면서 일정 기울기로 절단된 광섬유(22)의 단부가 상기 렌즈(32)룰 향해 소정 광원을 제공하게 된다.
그리고, 상기 렌즈(32)의 초점 및 상기 프로브 카드(10)에 구비된 광원소스(24)로부터 광섬유(22)를 통해 제공되는 광원(20)의 영상은 상기 카메라(30)와 연계된 비젼 PC(50)를 통해 실시간으로 메인 컨트롤러 PC(60) 측으로 전송되게 되며, 상기 전송된 데이터를 기초로 상기 메인 컨트롤러 PC(60)는 모터 컨트롤러(70)에 제어신호를 인가하게 된다.
이에, 해당 프로브 카드(10)가 장착된 프로브 헤드(300)는 상기 모터 컨트롤러(70)의 제어에 따른 리니어 모터(200)의 구동을 맞춰 X축 및 Y축으로 이송되면서, 상기 프로브 카드(10)의 위치 보정을 행하여, 상기 광원(20)의 절단된 단부가 렌즈(20) 초점(기준점)에 정확히 위치되도록 하게 된다.
또한, 본 발명의 변형예에 있어서는 상기 카메라 렌즈(32)의 초점 및 상기 보조핀(40)의 반사체(42) 위치에 따른 영상이 상기 비젼 PC(50)를 통해 상기 메인 컨트롤러 PC(60) 측으로 전송되고, 상기 전송된 데이터를 기초로 한 상기 메인 컨트롤러 PC(60)의 제어신호에 따라 상술한 바와 동일한 과정으로 상기 프로브 헤드(300)가 이송되면서, 해당 프로브 카드(10)의 위치를 자동으로 보정할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.
10: 프로브 카드, 12: 프로브 핀,
20: 광원, 22: 광섬유,
24: 광원소스, 26: 튜브,
28: 레이저 컨트롤러, 30: 카메라,
32: 렌즈, 34: LED 라이트,
36: 라이트 컨트롤러, 40: 보조핀,
42: 반사체, 50: 비젼 PC,
60: 메인 컨트롤러 PC, 70: 모터 컨트롤러,
100: 스테이지, 200: 리니어 모터,
300: 프로브 헤드, 400: 글라스,
410: 테그 패드(Teg pad).

Claims (4)

  1. 스테이지 상에 안착된 글라스의 회로패턴에 접촉되어 트랜지스터의 전기적 특성을 측정하도록 프로브 카드에 다수 개가 배열 형성되는 프로브 핀의 일측에는 프로브 카드의 위치 인식을 위한 광원이 제공되며,
    메인 컨트롤러 PC는 카메라 렌즈의 초점 및 상기 광원의 영상 데이터를 기초로 리니어 모터를 제어하여 프로브 헤드에 장착된 프로브 카드 위치를 자동 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프로브 카드의 위치 인식을 위해 제공되는 광원은,
    상기 프로브 카드에 다수 개가 배열 형성된 프로브 핀의 일측에 그 단부가 렌즈의 초점에 대응될 수 있도록 광섬유가 추가로 구비되고, 상기 광섬유는 레이저 또는 LED 광을 제공하는 광원소스와 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광섬유는 렌즈의 초점에 대응되는 단부가 상측을 향해 45°의 경사각을 이루도록 절단되어 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치.
  4. 스테이지 상에 안착된 글라스의 회로패턴에 접촉되어 트랜지스터의 전기적 특성을 측정하도록 프로브 카드에 다수 개가 배열 형성되는 프로브 핀의 일측에는 프로브 카드의 위치 인식을 위해 렌즈의 초점에 대응될 수 있도록 그 단부에 반사체가 부착된 보조핀이 추가로 구비되며,
    메인 컨트롤러 PC는 카메라 렌즈의 초점 및 상기 보조핀 반사체의 영상 데이터를 기초로 리니어 모터를 제어하여 프로브 헤드에 장착된 프로브 카드 위치를 자동 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 전기적 특성 시험 장치의 프로브 카드 자동위치 보정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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