KR20180088030A - 프로브 장치 - Google Patents

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KR20180088030A
KR20180088030A KR1020170012541A KR20170012541A KR20180088030A KR 20180088030 A KR20180088030 A KR 20180088030A KR 1020170012541 A KR1020170012541 A KR 1020170012541A KR 20170012541 A KR20170012541 A KR 20170012541A KR 20180088030 A KR20180088030 A KR 20180088030A
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박정희
강두식
윤용우
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주식회사 탑 엔지니어링
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치는 프로브 핀이 전극과 정렬된 상태로 최적의 접촉 압력으로 전극을 가압할 수 있도록 하기 위한 것으로, 기판을 향하여 이동 가능하게 구성되는 이동 모듈; 이동 모듈에 대하여 이동 가능하게 설치되며, 기판의 전극과 접촉하는 프로브 핀이 설치되는 프로브 모듈; 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉할 때 프로브 핀을 촬상하는 촬상 유닛; 및 촬상 유닛에 의해 촬상된 프로브 핀의 이미지를 기준으로 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉하는지 여부를 판단하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.

Description

프로브 장치{PROBE APPARATUS}
본 발명은 기판에 대하여 통전 검사 등을 수행하기 위해 기판의 전극에 프로브 핀을 접촉시키고 전극으로 전기 신호를 인가하는 프로브 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 프로브 장치는 기판 검사 장치에 설치되어, 프로브 핀을 기판의 전극에 접촉시키고 전극으로 전기 신호를 인가하는 장치이다.
이러한 프로브 장치를 사용하여 기판을 검사하는 과정은, 복수의 프로브 핀이 구비된 프로브 모듈을 기판의 상부에 위치시키고, 프로브 모듈을 기판을 향하여 이동시켜, 기판에 구비된 복수의 전극에 복수의 프로브 핀을 접촉시킨 후, 복수의 전극으로 소정의 전기 신호를 인가하는 과정을 통하여 진행된다.
이러한 기판의 검사 과정에서는, 적절한 접촉 압력으로 프로브 핀을 전극에 가압하는 것과 함께 프로브 핀과 전극을 서로 정렬시키는 것이 중요하다.
프로브 핀이 지나치게 큰 접촉 압력으로 전극을 가압하는 경우, 프로브 핀에 지나지게 큰 하중이 가해져, 프로브 핀 및/또는 전극이 파손되거나 마모되는 문제가 있다. 그리고, 프로브 핀이 지나치게 작은 접촉 압력으로 전극을 가압하는 경우, 프로브 핀과 전극 사이의 접촉 압력이 낮아, 전기 신호가 프로브 핀을 통하여 전극으로 적절하게 인가되지 않는 문제가 있다.
또한, 프로브 핀과 전극을 서로 정렬시키기 위해서는, 프로브 모듈과 연결되어 프로브 모듈을 기판을 향하는 방향 및 그 반대 방향으로 이동시키는 이동 모듈에 대한 프로브 모듈의 횡방향 이동을 방지하는 것이 중요하다.
이를 위해, 이동 모듈과 프로브 모듈 사이에 판 스프링을 설치하여, 이동 모듈에 대한 프로브 모듈의 횡방향 이동을 방지하는 방안이 고려될 수 있다. 그러나, 이동 모듈과 프로브 모듈 사이에 판 스프링이 설치되는 경우에는, 횡방향으로의 힘뿐만 아니라 기판을 향하는 방향으로의 큰 힘이 프로브 모듈에 작용된다. 따라서, 이동 모듈의 이동에 의해 프로브 모듈의 프로브 핀이 전극을 가압할 때, 프로브 핀이 전극에 가하는 접촉 압력이 지나치게 커져, 프로브 핀 및/또는 전극이 파손되거나 마모되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1416882호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 프로브 핀이 전극과 정렬된 상태로 최적의 접촉 압력으로 전극을 가압할 수 있도록 하는 프로브 장치를 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치는, 기판을 향하여 이동 가능하게 구성되는 이동 모듈; 이동 모듈에 대하여 이동 가능하게 설치되며, 기판의 전극과 접촉하는 프로브 핀이 설치되는 프로브 모듈; 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉할 때 프로브 핀을 촬상하는 촬상 유닛; 및 촬상 유닛에 의해 촬상된 프로브 핀의 이미지를 기준으로 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉하는지 여부를 판단하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.
제어 유닛은, 프로브 모듈이 기판을 향하여 이동할 때, 프로브 핀이 촬상 유닛의 초점에 도달하는지 여부를 검출하고, 프로브 핀이 촬상 유닛의 초점에 도달할 때 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
제어 유닛은, 촬상 유닛에 의해 촬상된 프로브 핀의 이미지로부터 프로브 핀이 변형되는지 여부를 검출하고, 프로브 핀이 변형될 때, 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
프로브 모듈은 기판의 복수의 전극과 각각 접촉하는 복수의 프로브 핀을 포함할 수 있고, 제어 유닛은 복수의 프로브 핀이 복수의 전극과 접촉하는지 여부를 검출하여, 이동 모듈에 대한 프로브 모듈의 기울기를 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치는 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉할 때의 이동 모듈에 대한 프로브 모듈의 기울기를 조절하는 기울기 조절 유닛을 더 포함할 수 있다.
제어 유닛은, 촬상 유닛에 의해 촬상된 프로브 핀의 이미지로부터 프로브 핀의 변형량을 검출하고, 프로브 핀의 변형량이 기준 범위 내에 속할 때, 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
프로브 모듈은 기판의 복수의 전극과 각각 접촉하는 복수의 프로브 핀을 포함할 수 있고, 제어 유닛은 복수의 프로브 핀의 각각의 변형량을 검출하여, 이동 모듈에 대한 프로브 모듈의 기울기를 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치는 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉할 때의 이동 모듈에 대한 프로브 모듈의 기울기를 조절하는 기울기 조절 유닛을 더 포함할 수 있다.
따라서, 프로브 핀과 기판의 전극이 서로 정렬된 상태에서 프로브 핀이 최적의 접촉 압력으로 기판의 전극과 접촉할 수 있으며, 이에 따라, 전기 신호가 프로브 핀을 통하여 기판의 전극에 적절하게 인가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치가 개략적으로 도시된 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치가 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치의 실린더 및 로드가 개략적으로 도시된 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치의 실린더 및 로드가 개략적으로 도시된 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치의 동작에 따라 프로브 핀이 기판의 전극과 접촉하는 상태가 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치의 촬상 유닛에 의해 촬상되는 프로브 핀과 전극의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치의 동작이 개략적으로 도시된 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치는, 기판(S)을 향하여 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성되는 이동 모듈(10)과, 기판(S)의 일면에 배치되는 전극(E)과 접촉하는 프로브 핀(21)이 설치되는 프로브 모듈(20)과, 이동 모듈(10)에 설치되는 실린더(30)와, 프로브 모듈(20)로부터 돌출되어 실린더(30)에 삽입되며 실린더(30)의 내면으로부터 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 로드(40)와, 실린더(30)의 내면과 로드(40)의 외면 사이의 공간으로 가스를 공급하는 가스 공급 유닛(50)과, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉할 때 프로브 핀(21)을 촬상하는 촬상 유닛(60)과, 촬상 유닛(60)에 의해 촬상된 프로브 핀(21)의 이미지를 기준으로 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉하는지 여부를 판단하는 제어 유닛(70)을 포함할 수 있다.
이동 모듈(10)과 프로브 모듈(20)은 서로 상대적으로 Z축 방향으로 이동 가능하게 연결될 수 있다. 이동 모듈(10)과 프로브 모듈(20)은 실린더(30)에 로드(40)가 삽입되는 것에 의해 서로 연결될 수 있다. 이동 모듈(10)에는 공압 또는 유압에 의해 작동하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 이동 기구가 연결될 수 있다. 따라서, 이동 모듈(10)은 이동 기구에 의해 기판(S)을 향하는 방향 및 기판(S)으로부터 이격되는 방향(즉, Z축 방향)으로 이동될 수 있다. 그리고, 이동 모듈(10)의 이동과 함께 프로브 모듈(20)이 Z축 방향으로 이동될 수 있다.
프로브 모듈(20)에는 복수의 프로브 핀(21)이 구비된다. 복수의 프로브 핀(21)은 프로브 모듈(20)의 중심을 기준으로 둘레 방향으로 배치된다. 복수의 프로브 핀(21)은 각각 방사형으로 연장된다. 예를 들면, 24개의 프로브 핀(21)이 90 μm 간격으로 배치될 수 있다. 복수의 프로브 핀(21)은 각각 전기 신호를 인가하는 신호 인가 유닛(미도시)에 연결되며, 이에 따라, 복수의 프로브 핀(21)을 통하여 기판(S)의 전극(E)으로 전기 신호가 인가될 수 있다.
기판(S)에는 복수의 전극(E)이 배치되며, 복수의 전극(E)은 복수의 프로브 핀(21)의 배치 형태와 동일한 배치 형태로 배치될 수 있다.
복수의 실린더(30)가 이동 모듈(10)을 중심으로 둘레 방향으로 배치될 수 있고, 복수의 로드(40)가 프로브 모듈(20)을 중심으로 둘레 방향으로 복수의 실린더(30)에 대응되게 배치될 수 있다.
실린더(30)는 양단이 개방된 원통형으로 형성되지만 이에 한정되지 않는다. 실린더(30)의 일단(상단)은 캡(32)에 의해 폐쇄된다. 여기에서, 실린더(30)의 일단은 캡(32)에 의해 완전히 밀폐되지 않고, 실린더(30)의 일단과 캡(32) 사이에서 가스가 유동할 수도 있다. 실린더(30)의 타단(하단)은 로드(40)에 의해 폐쇄된다. 여기에서, 실린더(30)의 타단은 로드(40)에 의해 완전히 밀폐되지 않고, 실린더(30)의 타단과 로드(40) 사이에서 가스가 유동할 수도 있다.
실린더(30)의 일측에는 가스 공급 유닛(50)으로부터 가스가 유입되는 유입 포트(31)가 형성된다. 유입 포트(31)를 통하여 실린더(30)의 내부로 가스가 유입되면, 실린더(30)의 내면과 로드(40)의 외면 사이에 소정의 압력이 형성된다. 이러한 압력에 의해 실린더(30)의 내면과 로드(40)의 사이의 간격이 일정하게 유지된다. 따라서, 로드(40)는 실린더(30)에 대하여 횡방향으로 이동될 수 없으며, 종방향으로만 마찰 저항이 작은 상태로 이동될 수 있다. 따라서, 로드(40)에 연결된 프로브 모듈(20)은 실린더(30)와 연결된 이동 모듈(10)에 대하여 횡방향으로 이동될 수 없으며, Z축 방향(도면에서 상하 방향)으로만 마찰 저항이 작은 상태로 이동될 수 있다.
따라서, 프로브 모듈(20)이 기판(S)을 향하여 이동하여 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉하는 과정에서, 프로브 모듈(20)이 횡방향으로 이동되지 않으므로, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)에 정확하게 접촉할 수 있다.
또한, 프로브 모듈(20)은 이동 모듈(10)에 대하여 Z축 방향으로 마찰 저항이 작은 상태로 이동될 수 있으며, 이 과정에서, 프로브 모듈(20)에 Z축 방향으로 가해지는 힘이 거의 없다. 따라서, 프로브 모듈(20)이 이동하는 과정에서는, 프로브 핀(21) 또는 전극(E)이 파손되거나 마모되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실린더(30)의 내부에 균일한 압력을 형성할 수 있도록 하기 위해서는 실린더(30)의 내부로 유입된 가스가 외부로 균일하게 배출되는 것이 바람직하다. 따라서, 실린더(30)은 가스가 통과할 수 있는 다공성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
가스 공급 유닛(50)으로는 송풍기나 압축기가 사용될 수 있다.
촬상 유닛(60)은 이동 모듈(10)에 설치될 수 있다. 이와 같은 경우, 촬상 유닛(60)은 이동 모듈(10)이 이동 기구에 의해 이동할 때 이동 모듈(10)과 함께 이동할 수 있다. 다른 예로서, 촬상 유닛(60)은 이동 모듈(10)과 별개로 설치될 수 있다. 이와 같은 경우, 이동 모듈(10)은 촬상 유닛(60)에 대하여 독립적으로 Z축 방향으로 이동할 수 있다. 촬상 유닛(60)이 프로브 핀(21)을 촬상할 수 있도록, 이동 모듈(10)의 중앙에는 공간(12)이 형성될 수 있으며, 프로브 모듈(20)에는 관통홀(22)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 촬상 유닛(60)은 프로브 핀(21)의 바로 위에 배치되어, 프로브 핀(21)을 촬상할 수 있다.
일 예로서, 촬상 유닛(60)은 초점 거리가 설정된 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 카메라로 구성될 수 있다. 이와 같은 경우, 촬상 유닛(60)은, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 최적의 접촉 압력으로 접촉할 때, 촬상 유닛(60)의 초점 거리와 촬상 유닛(60)과 프로브 핀(21)의 선단 사이의 거리가 서로 일치하는 위치에 위치될 수 있다. 즉, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 최적의 접촉 압력으로 접촉할 때, 프로브 핀(21)의 선단은 촬상 유닛(60)의 초점에 위치될 수 있다. 이러한 촬상 유닛(60)의 위치는 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 최적의 접촉 압력으로 접촉할 때 촬상 유닛(60)의 초점에 프로브 핀(21)의 선단이 위치되도록 하는 실험 및 시뮬레이션에 의해 설정될 수 있다. 따라서, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 최적으로 접촉할 때, 즉, 프로브 핀(21)이 촬상 유닛(60)의 초점에 도달할 때, 촬상 유닛(60)은 가장 선명한 프로브 핀(21)의 이미지를 얻을 수 있다.
여기에서, 프로브 모듈(20)이 기판(S)을 향하여 이동할 때, 촬상 유닛(60)은 프로브 핀(21)의 선단을 계속 촬상한다. 그리고, 제어 유닛(70)은 프로브 핀(21)의 선단이 촬상 유닛(60)의 초점에 도달하는지 여부를 검출한다. 그리고, 프로브 핀(21)의 선단이 촬상 유닛(60)의 초점에 도달할 때, 제어 유닛(70)은 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 최적으로 접촉된 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이, 프로브 핀(21)이 촬상 유닛(60)의 초점에 도달하는지 여부를 검출하고, 프로브 핀(21)이 촬상 유닛(60)의 초점에 도달할 때 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 프로브 핀(21)이 전극(E)과 접촉하는 시점을 정확하게 판단할 수 있으므로, 이동 모듈(10) 및 프로브 모듈(20)의 Z축 방향으로의 이동량을 정확하게 조절할 수 있고, 이에 따라, 프로브 핀(21)이 최적의 접촉 압력으로 전극(E)과 접촉하도록 할 수 있다.
다른 예로서, 촬상 유닛(60)은 그 초점 거리가 자동으로 가변되는 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 카메라로 구성될 수 있다. 이와 같은 경우, 촬상 유닛(60)은 프로브 핀(21)의 선단에 초점이 자동으로 맞춰지도록 구성될 수 있다.
여기에서, 프로브 모듈(20)이 기판(S)을 향하여 이동할 때, 촬상 유닛(60)은 프로브 핀(21)의 선단을 계속 촬상한다. 그리고, 제어 유닛(70)은 촬상 유닛(60)에 의해 촬상된 프로브 핀(21)의 이미지로부터 프로브 핀(21)이 변형되는지 여부를 검출한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 프로브 모듈(20)이 기판(S)을 향하여 이동하는 경우, 프로브 핀(21)이 변형되지 않은 상태로 전극(E)을 향하여 이동한다. 그리고, 프로브 모듈(20)이 계속 이동함에 따라, 프로브 핀(21)이 전극(E)과 접촉된 후, 변형된다. 이때, 프로브 핀(21)의 선단은 프로브 핀(21)의 길이 방향으로 변형될 수 있다. 따라서, 프로브 핀(21)의 선단이 변형되는 경우, 프로브 핀(21)의 선단이 전극(E)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 제어 유닛(70)은 촬상 유닛(60)에 의해 촬상된 프로브 핀(21)의 이미지로부터 프로브 핀(21)이 변형되는지 여부를 검출하고, 프로브 핀(21)이 변형될 때 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 프로브 핀(21)이 전극(E)과 접촉할 때, 프로브 모듈(20)이 이동하는 정도에 따라, 프로브 핀(21)의 변형량이 달라질 수 있다. 즉, 프로브 모듈(20)이 전극(E)에 프로브 핀(21)을 가압하는 정도에 따라 프로브 핀(21)은 21a, 21b, 및 21c 순으로 변형되며, 이에 따라, 프로브 핀(21)의 변형량이 달라 질 수 있다. 여기에서, 21a는 프로브 핀(21)이 전극(E)과 접촉하지 않거나 전극(E)과 접촉한 직후로서, 프로브 핀(21)과 전극(E) 사이의 접촉 압력이 낮아, 전기 신호가 프로브 핀(21)을 통하여 전극(E)으로 적절하게 인가되지 않는 상태를 나타낸다. 그리고, 21b는 프로브 핀(21)이 최적의 접촉 압력으로 전극(E)과 접촉하여, 전기 신호가 프로브 핀(21)을 통하여 전극(E)으로 적절하게 인가되는 상태를 나타낸다. 그리고, 21c는 프로브 핀(21)이 지나치게 큰 접촉 압력으로 전극(E)에 가압되고, 프로브 핀(21)에 지나치게 큰 하중이 가해져, 프로브 핀(21) 및/또는 전극(E)이 파손되거나 마모될 수 있는 상태를 나타낸다.
따라서, 촬상 유닛(60)에 의해 촬상된 프로브 핀(21)의 이미지로부터 검출된 프로브 핀(21)의 변형량을 기준으로, 프로브 핀(21)이 전극(E)에 최적의 접촉 압력으로 가압되는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 프로브 핀(21)의 변형량이 미리 설정된 기준 범위 내에 있는 경우, 프로브 핀(21)이 최적의 접촉 압력으로 전극(E)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다. 여기에서, 기준 범위는 프로브 핀(21)이 전극(E)에 최적의 접촉 압력으로 가압될 때 촬상 유닛(60)에 의해 촬상된 프로브 핀(21)의 변형량을 측정하는 실험 및 시뮬레이션을 통하여 설정될 수 있다.
이와 같이, 촬상 유닛(60)에 의해 촬상된 프로브 핀(21)의 이미지로부터 프로브 핀(21)이 변형되는지 여부를 검출하고, 프로브 핀(21)이 변형될 때, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 촬상 유닛(60)에 의해 촬상된 프로브 핀(21)의 이미지로부터 프로브 핀(21)의 변형량을 검출하고, 프로브 핀(21)의 변형량이 기준 범위 내에 속할 때, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 프로브 핀(21)이 전극(E)과 접촉하는 시점을 정확하게 판단할 수 있으므로, 이동 모듈(10) 및 프로브 모듈(20)의 Z축 방향으로의 이동량을 정확하게 조절할 수 있고, 이에 따라, 프로브 핀(21)이 최적의 접촉 압력으로 전극(E)과 접촉하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치는 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉할 때의 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기를 조절하는 기울기 조절 유닛(80)을 포함할 수 있다. 기울기 조절 유닛(80)은 이동 모듈(10)의 중심을 기준으로 둘레 방향으로 복수로 배치될 수 있다. 복수의 기울기 조절 유닛(80)이 각각 작동되는 것에 의해 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기가 조절될 수 있다.
예를 들면, 각 기울기 조절 유닛(80)은 이동 모듈(10) 및 프로브 모듈(20) 사이에 구비되어 이동 모듈(10) 및 프로브 모듈(20) 사이의 간격을 조절하는 간격 조절 부재(81)와, 간격 조절 부재(81)를 이동시키는 이동 장치(83)와, 간격 조절 부재(81)를 이동 장치(83)에 연결하는 연결 부재(85)를 포함할 수 있다.
이동 장치(83)는 공압 또는 유압에 의해 작동하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 이동 기구로 구성될 수 있다.
간격 조절 부재(81)는 프로브 모듈(20)로부터 이격된 상태로 위치된다. 그리고, 이동 모듈(10)이 이동하여 프로브 모듈(20)을 가압할 때 간격 조절 부재(81)가 프로브 모듈(20)과 접촉할 수 있다. 간격 조절 부재(81)가 이동 장치(83)에 의해 이동되는 것에 의해 간격 조절 부재(81)의 Z축 방향으로의 위치가 조절될 수 있으며, 이에 따라, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉할 때의 이동 모듈(10) 및 프로브 모듈(20) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 이에 따라, 복수의 전극(E)에 대한 프로브 핀(21)의 Z축 방향으로의 이동량이 조절될 수 있다.
따라서, 복수의 기울기 조절 유닛(80)이 위치되는 부분에서의 이동 모듈(10) 및 프로브 모듈(20) 사이의 간격이 조절될 수 있으므로, 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기가 조절될 수 있다. 한편, 간격 조절 부재(81)와 프로브 모듈(20) 사이의 충격을 흡수하기 위해 프로브 모듈(20)에 대향하는 간격 조절 부재(81)의 단부에는 완충 패드(87)가 부착되는 것이 바람직하다.
한편, 간격 조절 부재(81)에는 스프링(89)이 연결될 수 있다. 이러한 스프링(89)은 이동 모듈(10)이 이동하여 프로브 모듈(20)을 가압할 때, 이동 모듈(10)과 프로브 모듈(20) 사이의 충격을 흡수하는 역할을 한다. 또한, 스프링(89)은 프로브 모듈(20)이 이동 모듈(10)에 의해 가압되어 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)에 접촉할 때, 프로브 핀(21)이 전극(E)에 가하는 접촉 압력을 제공하는 역할을 한다.
또한, 제어 유닛(70)은 복수의 프로브 핀(21)이 복수의 전극(E)과 접촉하는지 여부를 검출하여, 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기를 검출할 수 있다. 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기가 설정된 기준 범위를 벗어난 경우에는, 복수의 프로브 핀(21) 중 일부의 프로브 핀(21)이 복수의 전극(E)과 접촉하지 않을 수 있다. 여기에서, 제어 유닛(70)은 복수의 프로브 핀(21)이 모두 복수의 전극(E)과 접촉하는지 여부를 검출한다. 그리고, 복수의 프로브 핀(21)이 모두 복수의 전극(E)과 접촉하지 않고, 일부의 프로브 핀(21)만이 전극(E)과 접촉한 경우, 제어 유닛(70)은 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기가 정확하지 않다고 판단할 수 있다. 이때, 제어 유닛(70)은 복수의 기울기 조절 유닛(80)의 이동 장치(83)를 제어하여, 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기를 정확하게 조절할 수 있다.
또한, 제어 유닛(70)은 복수의 프로브 핀(21)의 변형량을 기준으로, 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기를 검출할 수 있다. 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기가 설정된 기준 범위를 벗어난 경우에는, 복수의 프로브 핀(21) 중 일부의 프로브 핀(21)의 변형량이 다른 프로브 핀(21)의 변형량과 다를 수 있다. 여기에서, 제어 유닛(70)은 복수의 프로브 핀(21)의 변형량이 모두 기준 범위 내에 속하는지 여부를 검출한다. 그리고, 복수의 프로브 핀(21)의 변형량이 모두 기준 범위 내에 속하지 않고, 일부의 프로브 핀(21)의 변형량이 기준 범위를 벗어난 경우, 제어 유닛(70)은 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기가 정확하지 않다고 판단할 수 있다. 이때, 제어 유닛(70)은 복수의 기울기 조절 유닛(80)의 이동 장치(83)를 제어하여, 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기를 정확하게 조절할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 장치의 작동에 대하여 설명한다.
프로브 핀(21)을 기판(S)의 전극(E)에 접촉시켜 전극(E)으로 전기 신호를 인가하기 위해, 먼저, 이동 모듈(10)이 기판(S)을 향하여 이동한다. 여기에서, 프로브 모듈(20)은 이동 모듈(10)에 Z축 방향으로 이동 가능하게 연결되어 있으므로, 도 7에 도시된 바와 같이, 이동 모듈(10)이 이동할 때, 프로브 모듈(20)이 이동 모듈(10)과 함께 이동될 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 이동 모듈(10)이 계속 이동하면, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉하며, 이에 따라, 이동 모듈(10)이 프로브 모듈(20)과 접촉하면서 프로브 모듈(20)을 가압한다. 따라서, 프로브 핀(21)이 적절한 접촉 압력으로 기판(S)의 전극(E)과 접촉할 수 있으며, 이에 따라, 전기 신호가 프로브 핀(21)을 통하여 전극(E)으로 적절하게 인가될 수 있다.
이러한 과정에서, 유입 포트(31)를 통하여 실린더(30)의 내부로 가스가 유입되며, 이에 따라, 실린더(30)의 내면과 로드(40)의 외면 사이에 소정의 압력이 형성되어, 실린더(30)의 내면과 로드(40)의 사이의 간격이 일정하게 유지된다. 따라서, 로드(40)에 연결된 프로브 모듈(20)은 실린더(30)와 연결된 이동 모듈(10)에 대하여 횡방향으로 이동될 수 없으며, Z축 방향(도면에서 상하 방향)으로만 마찰 저항이 작은 상태로 이동될 수 있다.
따라서, 프로브 모듈(20)이 기판(S)을 향하여 이동하여 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)에 접촉하는 과정에서, 프로브 모듈(20)이 횡방향으로 이동되지 않으므로, 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)에 정확하게 접촉할 수 있다. 또한, 프로브 모듈(20)이 이동 모듈(10)에 대하여 Z축 방향으로 이동되는 과정에서, 실린더(30)와 로드(40)에 의해서는 프로브 모듈(20)에 Z축 방향으로의 힘이 가해지지 않으므로, 프로브 핀(21)이 적절한 접촉 압력으로 기판(S)의 전극(E)과 접촉할 수 있다.
이때, 제어 유닛(70)은 촬상 유닛(60)에 의해 촬상된 프로브 핀(21)의 이미지를 기준으로 프로브 핀(21)이 기판(S)의 전극(E)과 접촉하는지 여부를 판단하여, 프로브 핀(21)이 전극(E)과 접촉하는 시점을 정확하게 판단할 수 있다. 따라서, 이동 모듈(10) 및 프로브 모듈(20)의 Z축 방향으로의 이동량을 정확하게 조절할 수 있고, 이에 따라, 프로브 핀(21)이 최적의 접촉 압력으로 전극(E)과 접촉할 수 있다.
이러한 과정에서, 제어 유닛(70)은 복수의 프로브 핀(21)이 복수의 전극(E)과 접촉하는지 여부를 검출하여, 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기를 검출할 수 있다. 다른 예로서, 제어 유닛(70)은 복수의 프로브 핀(21)의 변형량을 기준으로, 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기를 검출할 수 있다. 그리고, 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기가 기준 범위를 벗어난 경우, 제어 유닛(70)은 기울기 조절 유닛(80)의 이동 장치(83)를 제어하여, 간격 조절 부재(81)의 Z축 방향으로의 위치를 조절함으로써, 이동 모듈(10)에 대한 프로브 모듈(20)의 기울기를 정확하게 조절할 수 있고, 이에 따라, 복수의 프로브 핀(21)이 최적의 접촉 압력으로 복수의 전극(E)과 접촉하도록 할 수 있다.
이와 같은 과정을 통하여, 프로브 핀(21)과 기판(S)의 전극(E)이 서로 정렬된 상태에서 프로브 핀(21)이 최적의 접촉 압력으로 기판(S)의 전극(E)과 접촉할 수 있으며, 이에 따라, 전기 신호가 프로브 핀(21)을 통하여 기판(S)의 전극(E)에 적절하게 인가될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
10: 이동 모듈 20: 프로브 모듈
30: 실린더 40: 로드
50: 가스 공급 유닛 60: 촬상 유닛
70: 제어 유닛 80: 기울기 조절 유닛

Claims (8)

  1. 기판을 향하여 이동 가능하게 구성되는 이동 모듈;
    상기 이동 모듈에 대하여 이동 가능하게 설치되며, 상기 기판의 전극과 접촉하는 프로브 핀이 설치되는 프로브 모듈;
    상기 프로브 핀이 상기 기판의 전극과 접촉할 때 상기 프로브 핀을 촬상하는 촬상 유닛; 및
    상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 상기 프로브 핀의 이미지를 기준으로 상기 프로브 핀이 상기 기판의 전극과 접촉하는지 여부를 판단하는 제어 유닛을 포함하는 프로브 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 프로브 모듈이 상기 기판을 향하여 이동할 때, 상기 프로브 핀이 상기 촬상 유닛의 초점에 도달하는지 여부를 검출하고, 상기 프로브 핀이 상기 촬상 유닛의 초점에 도달할 때 상기 프로브 핀이 상기 기판의 전극과 접촉한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 상기 프로브 핀의 이미지로부터 상기 프로브 핀이 변형되는지 여부를 검출하고, 상기 프로브 핀이 변형될 때, 상기 프로브 핀이 상기 기판의 전극과 접촉한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 프로브 모듈은 상기 기판의 복수의 전극과 각각 접촉하는 복수의 프로브 핀을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 복수의 프로브 핀이 상기 복수의 전극과 접촉하는지 여부를 검출하여, 상기 이동 모듈에 대한 상기 프로브 모듈의 기울기를 검출하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 프로브 핀이 상기 기판의 전극과 접촉할 때의 상기 이동 모듈에 대한 상기 프로브 모듈의 기울기를 조절하는 기울기 조절 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 상기 프로브 핀의 이미지로부터 상기 프로브 핀의 변형량을 검출하고, 상기 프로브 핀의 변형량이 기준 범위 내에 속할 때, 상기 프로브 핀이 상기 기판의 전극과 접촉한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 프로브 모듈은 상기 기판의 복수의 전극과 각각 접촉하는 복수의 프로브 핀을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 복수의 프로브 핀의 각각의 변형량을 검출하여, 상기 이동 모듈에 대한 상기 프로브 모듈의 기울기를 검출하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 프로브 핀이 상기 기판의 전극과 접촉할 때의 상기 이동 모듈에 대한 상기 프로브 모듈의 기울기를 조절하는 기울기 조절 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
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