KR20090005359U - 미세회로기판의 패턴 검사를 위한 오픈 센서 - Google Patents

Abstract

본 고안은 미세회로기판의 전기 신호를 비접촉식으로 검출하는 센서부와, 상기 센서부가 장착되는 베이스부와 상기 센서부에 전달된 전기신호를 전기신호 측정장치로 전달하는 센서선을 포함하여 구성되는 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서에 있어서, 상기 센서부는 미세회로기판의 전기신호를 전달하며 PCB 기판으로 이루어진 하나 이상의 시그널부재 및 상기 시그널부재가 삽입되는 안착홀을 구비하고 상기 안착홀에 삽입된 시그널부재와 전기적으로 절연되도록 구성되고 PCB 기판으로 이루어진 그라운드부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기한 구성에 의하면, 오픈센서의 제작기간을 단축할 수 있고, 생산원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

미세회로기판, 패턴, COF, 단선, 오픈센서, PCB

Description

미세회로기판의 패턴 검사를 위한 오픈 센서{Open sensor for testing pattern of microcircuit board}

본 고안은 미세회로기판의 패턴 검사를 위한 오픈 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오픈센서의 제작기간을 단축할 수 있고, 생산원가를 절감할 수 있는 미세회로기판의 패턴 검사를 위한 오픈 센서에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 부품인 TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film)과 같은 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 제품 등과 관련하여 패턴의 결함 즉, 단선(open) 및 단락(short) 여부를 검사하기 위해 다양한 센서들이 사용되고 있다.

미세회로기판 패턴의 결함을 검사하는 센서는 접촉 여부에 따라 접촉식 센서와 비접촉식 센서로 구분될 수 있고, 설치위치에 따라 상부센서 및 하부센서로 구분될 수 있다. 칩이 실장되는 디바이스 홀은 핀 콘택(pin contact)에 의한 검사를 하게 되면 패턴에 손상(damage)을 가져와 칩 실장 시에 불량의 원인이 되므로, COF 등 미세회로기판 업계에서는 직접적인 접촉에 의한 검사보다는 비접촉식 검사가 일반적인 추세이다. 본 고안은 미세회로기판의 하부에 설치되어 패턴의 단선을 검사하기 위한 비접촉식 오픈센서에 관한 것이다.

도 1은 종래의 오픈센서를 이용하여 미세회로기판 패턴의 이상 유무를 검사하는 것을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 오픈센서(10)는 미세회로기판 패턴의 전기신호를 비접촉식으로 검출하는 센서부(20)와 상기 센서부(20)가 장착되는 수지제의 베이스부(30)로 구성된다.

상기 센서부(20)는 일정 두께의 동판으로 형성되는 그라운드부(도 2a의 24) 및 상기 그라운드부와 전기적으로 절연되어 있고 미세회로기판 패턴의 전기적 신호를 감지하는 하나 이상의 시그널부(22)를 포함하여 구성되어 있다. 이때 상기 시그널부(22)는 미세회로기판에 형성된 디바이스홀(device hole, 44)에 대응하는 크기 및 위치 즉, LCD 등의 구동 칩(chip)이 실장되는 크기로 형성된다. 상기 그라운드부는 시그널부(22)에서 전기 신호를 읽어 들일 때 주위의 노이즈 등에 의해 방해되는 것을 방지하기 위해 시그널부(22)에 실드(shield) 처리하는 부분이다.

도 1을 참조하면, 미세회로기판 패턴의 결함 검사는 프로브 카드라고 하는 치구의 핀(40)으로부터 인가된 전압이 패턴의 테스트 패드(test pad, 41)를 통하여 아우터 리드(outer lead, 42)에서 인너리드(inner lead, 43)에 전달되어 이로 인해 미세회로기판의 디바이스홀(44)에 대응하는 위치에 설치된 오픈센서의 시그널부(22)에서 전압의 신호를 읽어 들인 후 신호 레벨을 정상적인 것과 비교하여 패턴의 이상 여부를 확인하는 것으로 구성된다. 예를 들어 더욱 상세하게 설명하면, COF 제품의 패턴은 폴리이미드 필름(Polymid film) 상에 존재하는 데, 검사기의 테스터 유니트로부터 인가되는 전압은 프로브 카드를 중개하여 각각의 패턴으로 전달 되는데, 정상적인 경우 즉, 단선이 안 되어 있는 경우에는 전압이 센서의 시그널부(22)까지 도달하여 정상적인 전압이 걸려 있는 상태로 신호를 읽어 들여 버퍼 및 증폭기(Amplifier)를 거쳐 저장된 정상 신호 레벨과 비교하여 패턴의 양부를 판정한다.

반대로 패턴이 단선이 된 경우(도 1 참조, 42a) 센서의 시그널부(22)와의 거리가 떨어져 있으므로 전기 신호가 미약하여 정상적인 신호 레벨보다 낮기 때문에 그 차이에 의하여 단선으로 판정하게 된다. 따라서 오픈 센서는 미세회로기판의 양품 또는 불량품 판정에 매우 중요한 역할을 하는 도구(tool)라고 할 수 있다.

종래의 오픈센서를 제작하는 방법은 에칭(식각) 기술에 의한 제작 방식과 연삭 가공 기술에 의한 제작 방식이 있다.

도 2a 및 도 2b는 에칭 기술에 의해 제작된 오픈센서를 나타내는 단면도 및 평면도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하여 에칭 기술에 의한 오픈센서의 센서부(20) 제작 방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저 페이퍼-페놀(paper-phenol) 수지 또는 유리-에폭시(glass epoxy) 등과 같은 재질의 기판(23)상에 동박층을 적층하여 그라운드부(24)를 형성하고, 그 상면에 패턴을 인쇄하고, 노광, 현상 과정을 거쳐 에칭부(식각부, 25)를 에칭하여 시그널부(22)를 형성하게 된다. 또한 시그널부(22) 및 그라운드부(24) 각각에 시그널 스루홀(22a) 및 그라운드 스루홀(24a)을 형성하고 각각의 내부를 동으로 증착하고, 센서부(22) 상하면에 절연층을 형성하기 위해 금도금 등을 한다. 다음 그라운드부(24) 및 시그널부(22)의 저면에는 각각 동축케이 블(26)의 그라운드선(26a) 및 시그널선(26b)이 납땜(27)에 의해 전기적으로 연결된다.

따라서 상기 센서 제작방식은 프린트 기판(PCB)을 제작하는 방식과 동일하게 드릴가공, 노광, 현상, 에칭, 박리, 세정, 도금 및 SR 코팅(Scratch Resistant coating) 등의 일련의 공정을 거쳐야만 하므로 단기내에 제품을 제조 및 납품하기 어렵고, 제조단가가 높아진다. 나아가 오픈 센서는 다품종 극소량 주문 제작으로 대량 생산 방식의 에칭기술에 의한 오픈센서 제작방식(PCB 방식)은 시간이나 원가 측면에서 불합리한 점이 많았다.

도 3a 및 도 3b는 연삭 가공 기술에 의해 제작된 오픈센서를 나타내는 단면도 및 평면도이다.

본 오픈센서 제작방식은 동판과 같은 전기적 전도도가 높은 금속을 사용하여 연삭 가공 기술을 적용하여 제작한다. 보다 구체적으로는 시그널부(122)는 와이어커팅 등의 가공방법을 통해 그라운드부(124)의 동판 일부를 제거한 후 중심에 시그널동판을 고정시켜 형성하고 상기 시그널부(122)와 상기 그라운드부(124) 사이를 에폭시 몰딩처리하여 절연부(125)를 형성하게 된다. 다음 동축케이블(126)의 그라운드선(126a) 및 시그널선(126b)이 통전에폭시 등과 같은 통전접착제(127)를 통해 전기적으로 연결된 후 동축케이블(126) 전체를 에폭시(128)로 몰딩처리하여 고정한다.

상기 연삭가공에 의한 오픈센서 제작방식은 치수를 수 미크론으로 관리함으로써 치수의 정도 및 형성 공차의 정도가 우수하여 품질이 매우 양호한 이점이 있 다. 그러나, 가공비용이 많이 들고 조립시간이 긴 단점이 있으며, 특히 시그널부(122)와 그라운드부(124)부의 에폭시 몰딩 고정작업과 동축케이블(126) 연결 작업시 납땜이 어려운 관계로 통전 불량 등이 작업상 어려움이 있다.

본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안은 최근 COF 등 미세회로기판 업계의 제조 사이클 공정이 빨라짐에 따라 오픈센서의 긴급 제작의 필요성에 대응할 수 있도록 오픈센서의 제작기간을 단축할 수 있고, 생산원가를 절감할 수 있는 미세회로기판의 패턴 검사를 위한 오픈 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은, 시그널부와 그라운드부 사이의 절연부 형성이 용이하고, 동축케이블 연결 작업시 납땜이 가능하며, 제품의 신뢰도를 높일 수 있는 미세회로기판의 패턴 검사를 위한 오픈 센서를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적 및 이점은 하기의 고안의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 더욱 명확하게 된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 의한 미세회로기판의 패턴 검사를 위한 오픈 센서는 미세회로기판의 전기 신호를 비접촉식으로 검출하는 센서부와, 상기 센서부가 장착되는 베이스부와 상기 센서부에 전달된 전기신호를 전기신호 측정장치로 전달하는 센서선을 포함하여 구성되는 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서에 있어서, 상기 센서부는 미세회로기판의 전기신호를 전달하며 PCB 기판으로 이루어진 하나 이상의 시그널부재 및 상기 시그널부재가 삽입되는 안착홀을 구비하고 상기 안착홀에 삽입된 시그널부재와 전기적으로 절연되도록 구성되고 PCB 기판으로 이루어진 그라운드부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 시그널부재와 그라운드부재 사이에 UV액을 주입하고 자외선(UV)을 조사하여 절연부를 형성한다.

바람직하게는 상기 그라운드부는 표면층에 긁힘방지 코팅층(SR 코팅) 또는 솔더마스크 등을 더 구비한다.

바람직하게는 상기 PCB 기판은 유리 에폭시(FR4) 표면에 구리층 및 니켈금 도금층이 적층된 것이다.

상기 도금층은 전기전도도를 양호하게 하기 위한 합금도금으로 니켈 금도금, 파라듐도금, 무전해 Cu 도금 등도 가능하다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따르면, 오픈센서의 제작기간을 단축할 수 있고, 생산원가를 절감할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

또한 본 고안에 의하면, 시그널부재와 그라운드부재 사이의 절연부 형성이 용이하고, 동축케이블 연결 작업시 납땜이 가능하며, 제품의 신뢰도를 높일 수 있는 효과도 도모할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 고안을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 고안을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 고안의 요지에 따라 본 고안의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 고안의 구성에 대해 상세하게 살펴본다.

도 4a는 본 고안에 의한 바람직한 일 실시예에 의한 미세회로기판의 패턴 검사를 위한 오픈 센서의 사시도이다. 도 4b는 도 4a의 A-A선에 의한 개략적 일부 단면도이고, 도 4c는 개략적 평면도이다.

상기 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 고안에 의한 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서(200)는 크게 미세회로기판의 전기 신호를 비접촉식으로 검출하는 센서부(220)와, 상기 센서부(220)가 체결볼트(210)에 의해 장착되는 베이스부(230)와, 상기 센서부(220)에 전달된 전기신호를 전기신호 측정장치로 전달하는 동축케이블(240)로 구성된다.

상기 센서부(220)는 미세회로기판의 전기신호를 전달하며 PCB 기판으로 이루어진 하나 이상의 시그널부재(222) 및 상기 시그널부재(222)가 삽입되는 안착홀을 구비하고 상기 안착홀에 삽입된 시그널부재(222)와 전기적으로 절연되도록 구성되고 PCB 기판으로 이루어진 그라운드부재(224)로 구성된다.

상기 시그널부재(222)와 그라운드부재(224)는 그 사이에 UV액을 주입하고 자외선(UV)을 조사하여 형성되는 절연부(225)를 개재하여 연결된다.

바람직하게는 상기 그라운드부재(224)는 표면층에 긁힘방지 코팅층(SR 코팅층) 또는 솔더마스크 등을 더 구비한다.

상기 PCB 기판은 특별히 제한이 있는 것은 아니나, 유리 에폭시(FR4, 223) 표면에 구리층(228)이 형성된 PCB 기판이 바람직하다.

미설명 부호 212는 센서부(220)의 결합위치를 확인하기 위한 위치맞춤핀을 나타낸다.

도 5a 내지 도 5d는 본 고안에 의한 오픈센서의 센서부를 제조하는 공정을 개략적으로 보여주는 도면이다.

상기 도면들을 참조하면 본 고안에 의한 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서의 센서부를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

우선, COF 등 검사하고자 하는 미세회로기판에 맞추어 시그널부재 및 그라운드부재 등을 레이아웃(Layout)하고 가공 데이터를 설정한다. 이에 따라 유리에폭시(FR4, 223)에 구리층(228)이 적층되어 있고 스루홀(222a 및 224a)이 가공되어진 정형화된 PCB 기판(250)에 설계에 따라, 체결볼트 고정홀, 위치맞춤핀 홀, 진공흡착 홀 등을 형성한 후 시그널부재(222) 및 그라운드부재(224)를 소정의 크기와 모양으로 라우팅 M/C(Routing M/C) 또는 밀링 M/C(Milling M/C) 등에 의해 커팅한다. 이때 그라운드부재(224)의 일부를 커팅하여 시그널부재(222)가 안착되는 시그널부재(222) 부재의 크기보다 큰 안착홀(226)을 형성한다.

다음, 도 5b와 같이 상기 안착홀(226)의 중심에 시그널부재(222)를 위치시킨다. 이때 위치를 정확하게 확정하기 위해 필름 등의 스페이서를 이용할 수 있다. 현미경으로 좌우 간격 및 수평 등이 정확한지 검사하고 이상이 없으면 상기 시그널부재(222)와 그라운드부재(224) 사이에 UV액(260)을 주입한 후 UV 자외선 조사기(262)를 이용하여 자외선을 조사하여 절연부(225)를 형성한다.

상기와 같이 본 고안에 의한 센서부는 범용의 PCB 기판(250) 일부를 커팅하 여 시그널부재(222) 및 그라운드부재(224)를 형성하여 제조되기 때문에, 수지기판에 동박을 적층하여 에칭기법에 의해 센서부를 생산하는 종래 방식에 비해 제작기간을 획기적으로 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 정밀도를 높일 수 있고 제조단가를 낮출 수 있는 이점이 있다. 또한 본 고안에 의한 센서부 제작시에는 회로를 에칭하지 않기 때문에 범용 공작기계로 제작이 가능하다.

또한 시그널부재(222) 및 그라운드부재(224) 사이에 UV액 및 자외선(UV) 조사 장치를 이용하여 절연부(225)를 형성하기 때문에, 핫플레이트(hot plate) 상에서 작업하는 것을 고려해 볼 때 에폭시를 이용하는 경우에 비해 경화시간을 필요로 하지 않기 때문에 제작시간을 크게 단축할 수 있다.

다음 시그널부재(222) 및 그라운드부재(224) 각각에 동축케이블(도 4a의 240)의 시그널선(미도시) 및 그라운드선(미도시)을 솔더링 납땜하여 고정한다. 본 고안에 의하면 PCB 기판을 이용하므로 솔더링 납땜이 용이하여 연삭 가공 기술에 의해 오픈센서를 제작하는 방식에 비해 작업시간을 단축할 수 있고 통전 불량을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

도 4a와 도시된 바와 같이, 상기와 같이 제작된 센서부(220)는 폴리아세탈과 같은 절연성 부재로 구성된 베이스부(230)에 체결볼트(210)를 이용하여 결합된다.

도 6a 및 도 6b는 본 고안에 의한 다른 실시예에 의한 시그널부재 및 그라운드 부재의 단면도이다. 도 7a 및 도 7b는 본 고안에 의한 다른 실시예에 의한 시그널부재 및 그라운드부재에 각각 이용되는 PCB 기판(252 및 254)에 스루홀(252a 및 254a)을 가공한 것을 개략적으로 보여주는 평면도이다.

도 6a 및 도 6b을 참조하면, 상기 시그널부재(222) 및 그라운드부재(224)에 사용된 PCB 기판은 구리층(227) 위에 니켈금(Ni+Au) 도금층(228)이 더 적층된 예를 보여준다. 상기 도금층은 전기전도도를 양호하게 하기 위한 합금도금으로 니켈 금도금, 파라듐도금, 무전해 Cu 도금 등도 가능하다. 나아가 그라운드부재(224)의 표면층에는 SR 코팅층(229) 또는 솔더마스크 등이 더 구비된다. 현재 시그널부재(222) 및 그라운드부재(224)의 윗면은 제품과 접촉되어 표면보호를 위해 PI 테이프를 이용하여 절연시키고 있으나, 상기와 같이 그라운드부재(224)에 SR 코팅을 하게 되면, 별도의 PI 절연 테이프를 이용할 필요가 없는 이점이 있다. 나아가 COF 제품의 흡착 기능 사용시 센서 윗면에 진공 흡착 홀을 가공하는데, 이 경우 PI 절연 테이프를 사용하면 테이프에 구멍을 내어야 하는데 이때 바늘과 같은 공구로 구멍을 낼 때 버(Burr)가 발생되어 제품과 접촉되어 손상을 주는데, SR코팅 또는 솔더마스크 등을 하게 되면 버(Burr)에 의한 손상(damage)을 방지할 수 있다.

이상으로 본 고안의 특정한 부분을 상세히 기술하였으나, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 고안의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 고안의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 균등물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

도 1은 종래의 오픈센서를 이용하여 미세회로기판 패턴의 이상 유무를 검사하는 것을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 2a 및 도 2b는 에칭 기술에 의해 제작된 오픈센서를 나타내는 단면도 및 평면도이다.

도 3a 및 도 3b는 연삭 가공 기술에 의해 제작된 오픈센서를 나타내는 개략적 단면도 및 평면도이다.

도 4a는 본 고안에 의한 바람직한 일 실시예에 의한 미세회로기판의 패턴 검사를 위한 오픈센서의 사시도이다.

도 4b는 도 4a의 A-A선에 의한 개략적 일부 단면도이다.

도 4c는 도 4b의 개략적 평면도이다.

도 5a 내지 도 5d는 본 고안에 의한 오픈센서의 센서부를 제조하는 공정을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 6a 및 도 6b는 본 고안에 의한 다른 실시예에 의한 시그널부재 및 그라운드부재의 단면도이다.

도 7a 및 도 7b는 본 고안에 의한 다른 실시예에 의한 시그널부재 및 그라운드부재에 스루홀을 가공한 것을 개략적으로 보여주는 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

200: 오픈센서 210: 체결볼트

220: 센서부 222: 시그널부재

222a,224a: 스루홀 223: 유리에폭시

224: 그라운드부재 225: 절연부

226: 안착홀 227: 구리층

228: 니켈금도금층 229: SR코팅층

230: 베이스부 240: 동축케이블

242: 커넥터 250,252,254: PCB 기판

Claims (5)

1. 미세회로기판의 전기 신호를 비접촉식으로 검출하는 센서부와, 상기 센서부가 장착되는 베이스부와 상기 센서부에 전달된 전기신호를 전기신호 측정장치로 전달하는 센서선을 포함하여 구성되는 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서에 있어서,

   상기 센서부는 미세회로기판의 전기신호를 전달하며 PCB 기판으로 이루어진 하나 이상의 시그널부재 및 상기 시그널부재가 삽입되는 안착홀을 구비하고 상기 안착홀에 삽입된 시그널부재와 전기적으로 절연되도록 구성되고 PCB 기판으로 이루어진 그라운드부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서.
2. 제1항에 있어서, 상기 시그널부재와 그라운드부재 사이에 UV액을 주입하고 자외선(UV)을 조사하여 절연부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 PCB 기판은 유리 에폭시 표면에 구리층 및 니켈금 도금층이 적층된 것을 특징으로 하는 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서.
4. 제3항에 있어서, 상기 그라운드부재는 표면층에 긁힘방지 코팅층 또는 솔더마스크를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 센서선은 동축케이블이고, 상기 시그널부재에 상기 동축케이블의 시그널선을, 상기 그라운드부재에 상기 동축케이블의 그라운드선을 각각 납땜에 의해 고정하는 것을 특징으로 하는 미세회로기판의 단선검사를 위한 오픈센서.

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