KR19990023807A

KR19990023807A - 표시 패널용의 프로브 장치 및 프로브 위치 설정 방법

Info

Publication number: KR19990023807A
Application number: KR1019980034174A
Authority: KR
Inventors: 마나부 하야시다
Original assignee: 가네꼬 히사시; 닛본 덴기 가부시끼가이샤
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1998-08-22
Publication date: 1999-03-25
Also published as: TW382114B; US6137300A; JPH1165475A; JP3206509B2; KR100275641B1

Abstract

본 발명의 프로브 장치는 복수의 프로브 유닛과 각각 연관되어 있는 복수의 액추에이터를 포함한다. 프로브 장치는 부가적 프로브 유닛에 의지하지 않고 특정 피치로 배열되어 있는 전극 단자를 갖는 각종 표시 패널에 적합하다. 그러므로, 프로브 장치는 범용의 응용 및 운용 비용의 절감이 가능하다. 부가적으로, 프로브 장치는 전극 단자 및 프로브를 서로에 대해 정확하게 정렬시킨다. 이것은 검사 정밀도를 향상시키며 결함있는 제품을 배제하며 후속 공정이 제조 비용을 낭비하지 않게 한다. 프로브를 위치 설정하는 방법 또한 개시되어 있다.

Description

표시 패널용의 프로브 장치 및 프로브 위치 설정 방법

본 발명은 기판 상에 다수의 검사용 패드가 배열되어 있는 표시 패널의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치 및 프로브 위치 설정 방법에 관한 것이다.

오늘날, 광범위한 텔레비젼(TV) 수신기에는 구형 및 정방형 구성을 포함하여 다양한 크기 및 구성의 표시 패널이 광범위하게 사용될 수 있다. 표시 패널은 종렬 및 횡렬로 배열되어 있는 전극 단자를 구비하고 있다. 통상적으로, 표시 패널의 전극 단자의 수에 대응하는 프로브를 구비한 프로브 헤드로 표시 패널을 검사한다. 검사를 위해서, 프로브는 전극 단자와 접촉된 후, 프로브 헤드와 검사기 본체 사이에 신호가 교환된다. 그러나, 이러한 종류의 구조는 다음과 같은 해결되지 않은 문제점을 갖는다. 대형 화면 및 다수의 화소를 갖는 대형 텔레비젼 수신기의 경우, 표시 패널의 전극 단자의 수와 동일한 수의 다수의 프로브를 갖는 프로브 헤드를 준비하고, 전극 단자 및 프로브를 복수의 그룹으로 나누어 검사를 반복할 필요가 있다. 그러므로, 검사를 완료하기 위해서는 많은 시간이 필요하다.

일본 특허 공개 공보 제4-134482호에는 검사 시간을 단축할 수 있는 표시 패널용의 프로브가 개시되어 있다. 상기의 공보에서 이 프로브는 표시 패널의 전극과 동일한 피치로 배열되어 있는 얇은 배선 또는 탭 기판을 이용하여 구현된다. 각각 그러한 프로브를 갖는 복수의 프로브 어셈블리는 수평 및 수직으로 결합되며 프레임에 일체적으로 장착된다. 표시 패널의 전기적 특성을 측정하기 위해, 프로브는 표시 패널의 모든 전극 단자에 동시에 접촉된다.

상기의 프로브 어셈블리 각각에는 프로브 선단의 위치를 조정하기 위한 개별 머니퓰레이터(manipulator)가 구비되어 있다. 이러한 머니퓰레이터로 인해, 표시 패널 크기의 대형화에 수반되는 전극 단자의 수의 증가에 대해 결합될 프로브 어셈블리의 수를 감소할 수 있다. 특히, 각각의 머니퓰레이터는 연관된 프로브 어셈블리의 프로브를 표시 패널의 전극 단자와 정렬할 수 있다.

그러나, 종래의 프로브 어셈블리의 경우에는 전극 단자가 특정 피치로 배열되어 있는 표시 패널을 처리하기 어렵다. 특히, 전극 단자의 피치가 변할 때마다 프로브 어셈블리는 교체 및 조정되어야 한다. 즉, 각각이 특정 피치로 할당된 각종 프로브 어셈블리 유닛이 준비되어야 하므로 운용 비용이 증가된다. 또한, 개별 프로브 어셈블리 유닛의 프로브가 전극 단자를 눈으로 정렬시키는 경우, 개인에 따라 과다한 수의 조정 단계가 필요하다. 더우기, 프로브 및 전극 단자가 정확히 정렬되었는지는 측정 개시 후에만 결정될 수 있다.

본 발명에 관한 기술은 일본 특허 공개 공보 제1-121778호 및 제3-218472호에 또한 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 전극 단자가 특정 피치로 정렬되어 있으며 프로브와 전극 단자를 정확히 정렬할 수 있는 각종 표시 패널에 적합한 프로브 장치 및 프로브 위치 설정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 표시 패널용의 프로브 장치는 표시 패널 상에 제1 소정의 간격으로 배열되어 있는 전극 단자에 접촉될 수 있는 복수의 프로브를 포함하는 제1 프로브 유닛을 포함한다. 제2 프로브 유닛은 제1 소정의 간격과는 상이한 제2 소정의 간격으로 배열되어 있는 전극 단자에 접촉될 수 있는 복수의 프로브 유닛을 포함한다. 액추에이터는 제1 및 제2 프로브 유닛 중 하나를 플러그 접속될 수 있게 하기 위한 접속 기구, 및 플러그 접속되어 있는 제1 또는 제2 프로브 유닛을 이동시키는 이동 기구를 구비한다. 프로브 헤드는 각각이 액추에이터 및 제1 또는 제2 프로브 유닛을 포함하는 복수의 프로브 어셈블리가 베이스 플레이트에 형성된 개구의 에지를 따라 나란히 배열되어 있는 베이스 플레이트를 포함한다. 표시 패널은 스테이지 상에 배치되어 있다. 컴파운드 테이블(compound table)은 스테이지를 회전 방향 또는 X 또는 Y 방향으로 선택적으로 이동한다. 표시 패널 상에 제공되어 있는 얼라인먼트 마크를 식별하는데에 얼라이먼트 카메라가 사용된다. 제어기는 액추에이터를 구동하고 제1 또는 제2 프로브 및 검사기 본체와 신호를 교환하며 후속 제어를 수행한다.

또한, 본 발명에 따르면, 프로브 위치 설정 방법은 표시 패널 상에 수직 방향으로 배열되어 있는 전극 단자에 의해 규정된 구형 또는 정방형 영역의 중심과 프로브 헤드 상에 수직 방향으로 배열되어 있는 프로브에 의해 규정된 구형 또는 정방형 영역의 중심을 정렬시키는 단계로 시작된다. 프로브는 전극 단자들에 접촉된다. 프로브는 각각이 소정수의 프로브를 갖는 복수의 블럭으로 분할된다. 복수의 블럭들 각각은, 블럭의 최외측의 프로브 및 그들과 접촉된 전극 단자를 포함하는 회로의 저항을 측정하면서 위치 설정되어 프로브 및 전극 단자를 정렬시킨다.

도 1a 및 1b는 본 발명을 구현하는 표시 패널용의 프로브 장치의 도면.

도 2a-2c는 예시적 실시예에 포함된 프로브 어셈블리 유닛의 도면.

도 3은 예시적 실시예의 특정 동작을 설명한 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 프로브 어셈블리 유닛2 : 프로브 유닛

3 : 액추에이터4 : 제어기

5 : 검사기 본체6 : 프로브 헤드

7 : 얼라인먼트 카메라10 : 컴파운드 테이블

14 : 프로브20: 표시 패널

이제, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 및 1b를 참조하면, 본 발명을 구현하는 표시 패널용의 프로브 장치가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 프로브 장치는 전면으로부터 돌출된 프로브(14) 어레이 및 도시되지는 않았으나 배면으로부터 돌출되고 프로브(14)와 일체화된 플러그 어레이를 각각이 갖는 프로브 유닛(2)를 포함한다. 액추에이터(3)은 각각 프로브유닛(2) 중 하나에 할당되므로, 프로브 유닛(2)는 서로에 수직한 방향으로 약간 이동된다. 각각의 프로브 유닛(2) 및 연관된 액추에이터(3)은 프로브 어셈블리 유닛(1)을 구성한다. 프로브 헤드(6)은 상 하로 이동가능하며 베이스 플레이트(6a) 및 이 베이스 플레이트(6a)를 지지하는 폴(8)로 이루어진다. 프로브 어셈블리 유닛(1)은 베이스 플레이트(6a) 내에 형성된 개구(19)의 에지를 따라 나란히 베이스 플레이트(6a) 상에 장착된다. 컴파운드 테이블(10)은 스테이지(9)를 회전 방향 또는 X 또는 Y 방향으로 선택적으로 이동시킨다. 얼라인먼트 카메라(7)은 표시 패널(20) 상에 제공되어 있는 얼라이먼트 마크를 인식하는 데에 사용된다. 제어기(4)는 액추에이터(3)를 구동하고, 프로브(14) 및 검사기 본체(5)와 신호를 교환하며, 후속 제어를 수행한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 각각의 프로브 어셈블리 유닛(1)에서는 각각의 프로브 유닛(2)의 프로브(14)의 다른 단부는 상술된 플러그(17)을 구성한다. 프로브 유닛(2)는 플러그(17)이 액추에이터(3) 내에 형성된 부시(18) 내에 삽입된 연관 액추에이터(3)에 장착된다. 이러한 구성에서, 비교적 피치가 작은 프로브 유닛(2)는 플러그(17)이 부시(18)로부터 빠질 경우, 비교적 피치가 큰 프로브 유닛(2)로 용이하게 교체될 수 있다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 훅크(15)는 프로브 유닛(2)가 빠지는 것을 방지하기 위해 프로브 유닛(2) 내에 형성된 홈(16)에 걸린다. 부시(18)은 각각 프로브(14) 중 하나와 접촉된 상태를 유지한다.

한 단부에서 부시(18)에 각각 접속된 리드는 액추에이터(3)의 배면에 접속된 소프트 플랫 케이블(11)의 도체에 접속된다. 각각의 프로브(14) 및 연관 플러그(17)은 서로 일체적으로 형성되며, 양호한 도체, 예를 들어, 베릴륨 코퍼의 봉형의 탄성 부재로서 실현된다. 플러그(17) 각각에는 슬릿이 형성되어 있으며, 연관 부시(18)에 들어가기에 용이한 직경을 갖는다. 이러한 봉형 부재는 정밀한 근형에 의해 수지로 밀봉되며 수지 프레임 상에 형성되어, 프로브 유닛(2)를 구성한다.

액추에이터(3)은 부시(18) 이외에, 리드가 설치되어 있는 이동 가능부(3a) 및 도 1a의 베이스 플레이트(6a)에 고정된 고정부(3b)로 구성된다. 압전 소자(13a 및 13b)는 두께 방향으로 작용하는 힘에 의해 이동 가능부(3a)를 이동시킨다. 특히, 압전 소자(13a 및 13b) 각각은 소자(13a 또는 13b)측으로의 리프 스프링(12a 또는 12b)의 동작에 대항하여 X 또는 Y 방향으로 이동 가능부(3a)를 이동시킨다. 플레이트(3c)는 이동 가능부(3a)가 고정부(3b)로부터 빠지는 것을 방지한다. 고정부(3b) 및 플레이트가 서로 접촉하여 이동 가능부(3a)가 원활하게 이동하도록 하는 각 부에 예를 들어 테프론으로 이루어진 시트가 접착된다.

압전 소자(13a 및 13b)는 예를 들어 PZT(plumbum zircon titanate 계 세라믹)로 이루어지며 각 압전 소자는 DC 전압이 100 V 인가될 때 최대 50 ㎛ 배치를 달성하기 위해, 복수의 소자를 적층하여 성취된다. 또한, 압전 소자(13a 및 13b) 각각은 50 V의 전압이 인가될 때 중간 위치에 유지되며 50 V의 전압이 10 V씩 증감하면 이동 가능부(3a)를 한 스텝씩 이동한다. 리프 스프링(12a 및 12b)은 스프링 상수가 큰 스프링 강철로 이루어지며 이동 가능부(3a)를 압전 소자(13a 및 13b) 쪽으로 각각 일정하게 가압하므로, 이동 가능부(3a)가 어긋나는 것을 방지한다.

상기 프로브 장치의 특정 동작을 기술하기 위해 도 3을 참조하기로 한다. 도시된 바와 같이, 표시 패널(20)은 스테이지(9) 상에 배치되며 X 및 Y에 대해 인접된 에지가 기계적으로 위치 설정된다(단계 A). 그 후, 진공 펌프가 동작되어, 표시 패널(20)을 스테이지(9) 상에 흡착시킨다. 단계 A에서 표시 패널(20)이 간단하게 기계적으로 위치 설정되었지만, 패널(20)의 궤적의 중심, 및 막 형성 단계에 의해 패널(20) 상에 수직 방향으로 배열된 전극 단자(21)에 의해 규정된 구형 또는 정방형 영역의 중심은 항상 일치한다.

단계 A의 후속 단계 B에서, 전극 단자(21)에 의해 규정된 구형 또는 정방형 영역의 중심 및 프로브(14)에 의해 규정된 구형 또는 정방형 영역의 중심이 정렬된다. 특히, 표시 패널(20)의 4개의 코너 중 2개의 코너에 위치되어 있는 십자형의 얼라인먼트 마크는 각각 얼라인먼트 카메라(7)에 의해 식별된다. 얼라인먼트 마크의 위치는 제어기(4)에 저장되어 있는 기준 X 및 Y축과 비교된다. 얼라인먼트 마크 중 하나의 마크에 의해 표시된 X축 또는 Y축이 기준 X축 또는 Y축에 대해 기울어져 있으면, 제어기(4) 내에 구비되어 있는 CPU가 그 기울기를 계산하여 편차를 결정하고, 그 편차에 대응하는 각도만큼 컴파운드 테이블(10)을 회전시킴으로써 편차를 보정한다. 또한, 얼라인먼트 마크 중 하나의 마크의 좌표가 X 방향 또는 Y 방향으로 편향되어 있으면, 컴파운드 테이블(10)은 그 편차를 보정하기 위해 X 방향 또는 Y 방향으로 이동된다.

상기의 얼라인머트 구조는 종래의 방식이며 제어기(4)에 장착되어 있는 마이크로컴퓨터, 펄스 발생 전원 및 컴파운드 테이블(10)을 구동하기 위한 펄스 모터를 사용하는 수치 제어 기구에 의해 자동적으로 실행된다. 용이한 계산 및 제어를 위해, 양호하게는, 턴 테이블이 상단부에 배치될 수도 있다. 2개의 얼라인먼트 마크 모두가 X 및 Y축에서 약간 편향되어 있으면, 평균 편형값에 기초하여 보정이 이루어진다.

도 3에 도시된 단계 C에서, 각 프로브 유닛(2)의 프로브(14) 및 연관 전극 단자(21)이 정렬된다. 예시적 실시예에서, 2개의 최외측 프로브(14; 도 2A 및 2B에서 A 및 B) 및 이 프로브에 접한 전극 단자(21)가 서로 정렬된다. 특히, 2개의 프로브(14)에 전압이 인가되어 2개의 프로브(14)에 접촉된 전극 단자(21)을 통해 표시 패널(20)에 배열되어 있는 회로의 저항을 측정한다. 상기 전압에 응답하여, 소정 범위 내에 속하는 전류가 흐르는 경우, 프로브(14) 및 전극 단자(21)은 서로 정렬되었다고 판정된다. 프로브(2)의 어레이가 연장되는 방향 및 그것에 수직한 방향을 각각 X 방향 및 Y 방향이라 칭하기로 한다.

단계 C에서, 프로브 헤드(6)은 먼저 하강되어 베이스 플레이트(6a)의 개구(19) 내의 표시 패널(20)을 수용한다. 그 후, 압전 장치를 사용하는 가압 기구는 프로브(14)를 전극 단자(21)에 대해 소정의 압력으로 가압한다. 각 엑추에이터(3)의 압전 소자(13a 및 13b)에 중간 전압이 인가되어, 프로브 유닛(2)를 중간 위치로 유지시킨다.

단계 D에서, 프로그램 시퀀서(program sequencer)가 동작을 개시하여, 프로브 유닛(2)가 전면 및 배면 방향, 즉 Y 방향으로 한 스텝만큼 함께 이동시킨다. 이러한 이동 결과로서 전류가 변화되었는지의 여부가 판정된다. 또한, 단계 E에서, 2개의 프로브를 통해 흐르는 전류가 소정 범위 내에 속하는지의 여부가 판정된다. 전류가 변하지 않았으며, 그것이 소정 범위 내에 속하는 경우, 프로브 유닛(2)는 중간 위치에 유지된다. 그러나, 전류가 변하지 않고 소정 범위보다 작은 프로브 유닛(2) 중 임의의 하나는 전면 및 배면 방향으로 2개의 부가적 스텝만큼 이동된다. 그 후, 전류가 소정 범위 내에 속하는지의 여부가 재판정된다. 전류가 소정 범위 내에 속하는 경우, 압전 소자(13b)에 전압이 연속적으로 인가되어, 프로브 유닛(2)를 그러한 위치에 유지시킨다.

상기 절차는 모든 프로브 유닛(2)에 대해 Y 방향으로 반복된다. 그 후, 단계 F에서, 각각의 프로브 유닛(2)는 좌우 방향 또는 X 방향으로 한번에 한 스텝 이동된다. 단계 C에서, 이동 결과로서 전류가 변화되었는지의 여부 및 소정 전류가 흐르는지의 여부가 판정된다. 소정치 이상의 전류가 흐르는 경우, 프로브 유닛(2)는 중간 위치에 유지된다. 전류가 소정치를 초과하면, 프로브 유닛(2)는 전류가 변화하더라도 중간 위치에 유지된다. 전류가 변하며 소정치보다 작은 경우, 플로브(2)는 좌우 방향으로 2 스텝만큼 이동되어, 전류가 소정치에 도달하는지의 여부를 알아본다. 프로브(2)가 우측으로 이동될 때 전류가 소정치에 도달하면, 프로브 유닛(2)는 우측 위치에 유지된다.

단계 F 및 G는 모든 프로브 유닛(2)에 대해 반복된다. 위치 설정 절차의 완료 후, 표시 패널(20)의 전기적 특성을 검사하기 위한 단계 H가 실행된다. 전극 단자(21)이 피치가 비교적 큰 표시 패널을 검사하기 위해, 도 2a에 도시된 프로브 유닛(2)는 도 2b에 도시된 프로브 유닛(2a)와 교체된다.

예시적 실시예에서, 각각의 액추에이터에는 좌우 방향 및 전면 및 배면 방향으로 연관 프로브 유닛을 이동시키기 위한 기구가 구비되어 있다. 이러한 기구는 프로브 유닛을 X 방향으로만 이동할 수 있는 기구로 교체될 수도 있다. 왜냐하면, 전극 단자는 프로브가 연장되는 방향으로 연장되지만 그 폭이 작기 때문이다. 즉, 전극 단자는 전면 및 배면 방향 또는 Y 방향으로는 거의 편향되지 않고, 좌우 방향 또는 X 방향으로 주로 편향된다.

프로브 유닛을 회전하는 기구는 예시적 실시예에 유사하게 적용할 수 있다. 특히, 회전 샤프트(rotary shaft)는 플랫 케이블(11)에 근사한 이동 가능부(3a)의 배면 단에 고정될 수도 있고, 크랭크 암은 회전 샤프트의 다른 단 상에 장착될 수도 있다. 그러한 경우, 크랭크 암이 정교하게 이동될 수 있으므로 프로브 유닛이 X 방향으로 약간 이동될 때에도 작은 각도만큼 프로브 유닛을 회전시킨다.

요약하면, 본 발명은 부가적 프로브 유닛에 의지하지 않고 프로브 장치, 및 각각이 특정 피치로 전극 단자가 배열되어 있는 각종 표시 패널에 적합한 프로브 위치 설정 방법을 제공하는 것이다. 그러므로, 프로브 장치는 범용의 응용 및 운용 비용의 절감이 가능하다. 부가적으로, 프로브 장치는 전극 단자 및 프로브를 서로에 대해 정확하게 위치 설정한다. 이것은 검사 정밀도를 향상시키며 결함있는 제품을 배제하며 후속 공정이 제조 비용을 낭비하지 않게 한다.

본 명세서에 개시되어 있는 당해 기술 분야의 숙련자가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

표시 패널용 프로브 장치에 있어서,

제1 소정의 간격으로 표시 패널 상에 배열되어 있는 전극 단자에 접촉될 수 있는 복수의 프로브를 포함하는 제1 프로브 유닛;

상기 제1 소정의 간격과는 상이한 제2 소정의 간격으로 배열되어 있는 전극 단자에 접촉될 수 있는 복수의 프로브 유닛을 포함하는 제2 프로브 유닛;

상기 제1 프로브 유닛 및 상기 제2 프로브 유닛 중 하나가 플러그 접속될 수 있게 하기 위한 접속 기구, 및 플러그 접속되어 있는 상기 제1 또는 제2 프로브 유닛을 이동시키는 이동 기구를 포함하는 액추에이터;

베이스 플레이트를 포함하는 프로브 헤드 - 상기 베이스 플레이트에는 각각이 상기 액추에이터 및 상기 제1 또는 상기 제2 프로브 유닛을 포함하는 복수의 프로브 어셈블리가 상기 베이스 플레이트에 형성되어 있는 개구의 에지를 따라 나란히 배열되어 있음 -;

표시 패널이 배치되어 있는 스테이지;

상기 스테이지를 회전 방향 또는 X 또는 Y 방향으로 선택적으로 이동시키는 컴파운드 테이블(compound table);

상기 표시 패널 상에 제공되어 있는 얼라인먼트 마크를 식별하기 위한 얼라이먼트 카메라; 및

상기 액추에이터를 구동하고 상기 제1 또는 상기 제2 프로브 및 검사기 본체와 신호를 교환하며 후속 제어를 수행하는 제어기

를 포함하는 표시 패널용의 프로브 장치.
제1항에 있어서, 상기 이동 기구는 상기 프로브가 어레이로 배열되어 있는 방향 및 상기 방향에 수직한 방향으로 상기 제1 또는 상기 제2 프로브 유닛을 이동시키는 표시 패널용의 프로브 장치.
제2항에 있어서, 상기 이동 기구는 상기 제1 또는 상기 제2 프로브 유닛을 스텝 방식으로 이동시키는 표시 패널용의 프로브 장치.
프로브 위치 설정 방법에 있어서,

표시 패널 상에 수직 방향으로 배열되어 있는 전극 단자에 의해 규정된 구형 또는 정방형 영역의 중심과 프로브 헤드 상에 수직 방향으로 배열되어 있는 프로브에 의해 규정된 구형 또는 정방형 영역의 중심을 정렬시키는 단계;

상기 프로브를 상기 전극 단자들에 접촉시키는 단계;

상기 프로브를, 각각이 소정수의 프로브를 갖는 복수의 블럭으로 분할하는 단계; 및

상기 블럭의 최외측의 프로브 및 이 프로브와 접촉된 전극 단자를 포함하는 회로의 저항을 측정하면서 상기 복수의 블럭들 각각을 위치 설정하여 상기 프로브 및 상기 전극 단자를 정렬시키는 단계

를 포함하는 프로브 위치 설정 방법.