KR20220116711A - 찍힘 유니트를 구비한 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정렬 유니트, 프로브 유니트, 찍힘 유니트의 순서대로 검사 공정이 진행되는 검사 장치로서, 기판의 정렬 상태를 검사하는 정렬 유니트, 기판의 통전 상태를 검사하는 프로브 유니트, 기판의 찍힘 상태를 검사하는 찍힘 유니트를 포함할 수 있다.

Description

찍힘 유니트를 구비한 검사 장치{Detection device}
본 발명은 통전 검사후에 발생가능한 찍힘 등을 검사하기 위한 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)은 세탁기나 텔레비전 등의 가전제품은 물론 휴대폰을 포함한 생활용품, 또는 자동차, 인공위성 등과 같이 거의 모든 장비에서 기본이 되는 필수 부품 중의 하나이다.
근래 들어, 인쇄회로기판을 구성하는 각종 전자부품의 집적도가 높아짐에 따라 그 패턴(pattern)이 상당히 미세화되어 매우 정교한 패턴의 인쇄공정이 요구되고 있으며, 그에 따른 불량률의 증가에 의해 인쇄회로기판에 대한 검사의 중요성이 부각되고 있고, 그에 따른 찍힘을 검사하는 것 또한 중요한 문제일 수 있다.
본 발명은 기판의 찍힘을 검사하기 위한 장치로서, 통전 검사 등의 기판에 대한 검사 자체로로 인해서 발생할 수 있는 찍힘도 기판의 불량을 일으키는 중요한 요인일 수 있기에 통전 검사후 찍힘 검사를 함으로서, 더욱 양질의 기판을 생산하기 위한 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 정렬 유니트, 프로브 유니트, 찍힘 유니트의 순서대로 검사 공정이 진행되는 검사 장치로서, 기판의 정렬 상태를 검사하는 정렬 유니트, 기판의 통전 상태를 검사하는 프로브 유니트, 기판의 찍힘 상태를 검사하는 찍힘 유니트를 포함할 수 있다.
기판이 상기 정렬 유니트로 이동 전 대기하는 제2 위치가 설정되고, 제2 위치, 상기 정렬 유니트, 상기 프로브 유니트를 잇는 가상의 일직선을 따라 상기 기판을 이송시키는 셔틀 유니트가 마련될 수 있어 검사 공정 최적화할 수 있다.
제2 위치와 상기 프로브 유니트 사이의 검사 단계 위치인 제3 위치에 상기 정렬 유니트 및 상기 찍힘 유니트가 위치하여 투셔틀 방식의 검사를 최적화할 수 있다.
원셔틀 방식으로 검사를 하는 경우에는, 기판이 찍힘 검사 완료후 대기하는 제5 위치가 설정되고, 제2 위치에서 상기 정렬 유니트를 거쳐 상기 프로브 유니트까지의 경로를 제1 경로, 상기 프로브 유니트에서 상기 찍힘 유니트를 거쳐 상기 제5 위치까지를 제2 경로라고 하면, 제1 경로와 상기 제2 경로가 가상의 일직선의 정방향과 역방향일 수 있다.
투셔틀 방식으로 검사를 하는 경우에는, 상기 제1 경로는 제2 경로보다 짧을 수 있다.
정렬 유니트와 찍힘 유니트가 동일한 검사 지역에 위치하는 경우, 셔틀 유니트가 제1 경로 또는 제1-1 및 제1-2 경로를 이동시, 제1 방향으로의 움직임만 허용하고, 정렬 유니트의 위치를 제3 위치라 하고, 상기 찍힘 유니트의 위치를 제4-2 위치인 경우, 제3 위치와 상기 제4-2위치는 동일하며, 찍힘 유니트에서 상기 프로브 유니트로의 방향을 제1 방향이라고하면, 정렬 유니트와 상기 찍힘 유니트는 상기 제1 방향을 따라 서로 이격된 위치에 마련될 수 있다.
정렬 유니트와 상기 찍힘 유니트는 서로 인접하게 마련될 수 있고, 정렬 유니트에서 상기 프로브 유니트로 넘어가는 공정 진행 방향과 상기 찍힘 유니트에서 다음 단계로 넘어가는 공정 진행 방향이 서로 역방향일 수 있다.
정렬 유니트에서 상기 프로브 유니트로 넘어가는 공정 진행 방향과 상기 찍힘 유니트에서 다음 단계로 넘어가는 공정 진행 방향이 서로 수직일 수 있다.
제1 경로 및 상기 제2 경로를 거쳐 상기 기판을 이동시키는 셔틀 유니트가 복수로 마련되며, 각 셔틀 유니트의 상기 각 제2 위치 및 각 제5 위치는 서로 일치하고, 제2 위치 및 제5 위치는 서로 일치할 수 있다.
제2 위치에서 상기 정렬 유니트까지가 제1-1경로, 상기 정렬 유니트에서 상기 프로브 유니트까지가 제1-2경로, 상기 프로브 유니트에서 상기 찍힘 유니트까지가 제2-1 경로, 상기 찍힘 유니트에서 상기 제5 위치까지가 제2-2 경로인 경우, 제1-2 경로는 상기 제2-1 경로보다 짧고, 상기 제1-1 경로와 상기 제2-2 경로는 서로 일치할 수 있다.
또한, 제1-2 경로는 상기 제2-1 경로보다 짧고, 상기 제1-1 경로는 상기 제2-2 경로보다 짧을 수 있다.
제1 기판을 이동시키는 제1 셔틀 유니트가 상기 제2-2 경로상에 위치하면, 제2 기판을 이동시키는 제2 셔틀 유니트는 상기 제1-2 경로 또는 상기 제2-1 경로상에 위치할 수 있다.
제2 위치, 정렬 유니트, 프로브 유니트, 찍힘 유니트, 제5 위치가 검사 공정의 각 단계를 차지하는 인덱스 유니트가 마련되며, 인덱스 유니트의 회전에 의해서 상기 기판의 검사는 순서대로 진행되고, 제2 위치, 정렬 유니트, 프로브 유니트, 찍힘 유니트, 제5 위치는 상기 인덱스 유니트상에서 서로 겹쳐 위치하지 않으며, 인덱스 유니트의 일 단계 진행시의 회전 각도는 상기 인덱스 유니트의 초기에 설정된 단계의 수에 따라 결정될 수 있다.
기판을 상기 정렬 유니트, 프로브 유니트, 찍힘 유니트의 순서대로 이동시키는 셔틀 유니트가 복수로 마련되고, 셔틀 유니트가 상기 정렬 유니트에서 상기 프로브 유니트로 이동하며 검사하는 방향을 제1 방향, 상기 프로브 유니트에서 상기 찍힘 유니트로 이동하며 검사하는 방향을 제2 방향이라고하면, 복수의 셔틀 유니트는 상기 제1 방향과 상기 제2 방향으로만 자유도를 가지고, 상기 제1 및 상기 제2 방향으로의 움직임은 제한될 수 있다.
도 1은 본 발명의 검사 장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2의 (a)는 찍힘을 설명한 설명도이고, 도 2의 (b)는 찍힘으로 인한 불량 발생을 나타낸 설명도이다.
도 3의 (a)는 찍힘이 발생하기 전의 기판을 나타낸 것이고, 도 3의 (b) 및 (c)는 찍힘이 발생한 상태를 나타낸 것이며, (b)는 불량 여부를 판단하는 기준값을 나타낸 것이고, (c)는 (b)의 기준값을 넘는 불량 찍힘이 발생한 것을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 검사 장치의 투셔틀 방식을 나타낸 설명도이다.
도 5는 도 4의 투셔틀 방식이 되는 두 개의 셔틀 유니트를 합치기 전을 나타낸 설명도이다.
도 6은 본 발명의 검사 장치의 찍힘 유니트가 위치 가능한 장소를 나타낸 설명도이다.
도 7은 본 발명의 찍힘 유니트가 마련됨으로서 제2 경로가 수정되는 것을 나타낸 설명도이다.
도 8은 본 발명의 인덱스 유니트를 나타낸 것이고, 인덱스 유니트가 5단계로 이루어진 경우를 나타낸 설명도이다.
도 9는 본 발명의 인덱스 유니트를 나타낸 것이고, 인덱스 유니트가 4단계로 이루어진 경우를 나타낸 설명도이다.
도 10은 본 발명의 검사 장치를 구성하는 적재 유니트 및 로딩 유니트를 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명의 검사 장치를 구성하는 적재 유니트에 포함된 정렬부를 나타낸 개략도이다.
도 12는 본 발명의 검사 장치로 검사되는 기판(200)을 나타낸 개략도이다.
도 13은 본 발명의 검사 장치를 구성하는 검사 유니트(190)를 나타낸 개략도이다.
회로가 인쇄되기 전의 기판(200)(Bare Board)은 제조 과정을 마친 후에는 통전 검사를 마쳐야하고, 이를 통한 전기적 신호가 모두 이상없어야 출하가 가능할 수 있다. 통전 검사를 통하여 기판(200)이 특정한 저항을 가지는 정상, 쇼트(short) 또는 오픈(open)을 판별하고 이를 통해 정상 기판(200)과 오류가 난 기판(200)을 분류하는 것은 중요할 수 있다.
이러한 불량 기판(200)을 판별하는 필수적인 통전 검사시에, 프로브 등을 통한 뾰족한 끝을 가진 프로브 등으로 검사를 시행하게 되고, 이로 인해 통전 검사 자체로 인한 기판(200)의 찍힘(D)이 발생할 수 있다. 로봇암 등에 프로브가 장착되어 기판(200)에 접촉하며 통전 검사를 시행할 수 있고, x축(제1 방향) 및 y축(제2 방향)으로 이루어진 xy평면상을 움직여 다른 검사 위치로 이동하며, 대상으로 한 검사 위치에 도달하면, -z축(제3 방향의 역방향)으로 검사를 위해 내려가고 검사한 후에는 +z축(제3 방향)으로 올라와 다시 xy평면을 이동하여 다른 검사 위치로 이동하는 것을 반복적으로 수행할 수 있다.
검사를 위한 동작시에는 하나의 기판(200)으로 하는 경우보다는 동일한 기판(200)을 그리드 형식으로 설비에 맞는 적당한 개수로 반복적으로 하나의 판 또는 프레임에 배열하고, 검사시에는 복수의 기판(200)이 배열된 판 또는 프레임 전체를 단위로 통전 검사 또는 찍힘(D) 검사가 진행될 수 있다. 따라서, 한번의 검사시에도 다수의 회로에 대해 노드를 잡고 검사를 하기 위해서는 프로브는 빠르게 제1 방향, 제2 방향 또는 제3 방향으로 이동할 수 있어야 한다. 찍힘(D) 방지를 위해서 프로브의 제3 방향 이동은 프로브가 기판(200)에 근접시 속도를 느리게하여 부드럽게 밀착되게 하지만, 기판(200)의 높낮이가 다르고, 검사대상인 회로내의 소자의 거리 및 탐침 프로브의 두께는 수 미크론(micron)정도의 크기이기에 정밀하게 제어하더라도 불량 에러가 발생하기 쉽다.
통전 검사에 의해서 찍힘(D)이 발생하는 경우에는, 찍힌 기판(200)의 일부가 파인것이므로, 후에 회로를 인쇄하면 기판(200)과 회로사이에 빈 공간이 생성될 수 있다. 회로가 인쇄된 기판(200)은 목적에 따라 여러가지 공정을 거칠 수 있고 이 과정에서 가열 또는 냉각을 반복할 수 있다. 따라서, 상기 빈 공간으로 인해, 빈 공간내의 공기가 수축 또는 팽창함으로서 회로 자체가 꺼지거나 부풀어오르는 에러가 발생할 수 있다. 즉, 통전 검사후 통전 검사 자체에 의한 찍힘이 발생할 수 있다. 통전 검사시 프로브 유니트의 프로브가 승강하며 목표 지점에 접촉할 수 있다. 프로브와 기판의 접촉시 근방에서만 프로브의 승강 속도를 느리게 조절하여 기판의 충격을 완화할 수 있다.
이러한 찍힘(D)을 방치하고, 설비를 수시간 또는 몇일을 가동하여 기판(200)에 회로가 실장되는 경우에는, 기판(200)에 비해 몇배나 비싼 회로 자체를 폐기하는 문제가 발생할 수 있기에 사용자는 찍힘(D)을 한 시간 단위등으로 주기적으로 자주 관리 해야할 수 있다.
제어부는 정렬 유니트(170)에 위치한 카메라를 통하여 정렬 유니트(170)의 기판 위치 오차를 산출할 수 있다. 제어부에 기억된 기판 위치 오차는 프로브 유니트(190)에서 기판을 안착시키는 테이블이 반대 방향으로 이동 또는 회전함으로써 보정될 수 있다.
제어부는 정렬 유니트(170)에서 산출된 기판 위치 오차를 보정하는 위치 및 각도로 기판을 이동시킨 다음 프로브가 기판의 정확한 측정점에 접촉할 수 있도록 프로브 유니트의 기판 안착 테이블을 제어할 수 있다.
제어부를 이용하여 찍힘 검사를 하는 경우, 제어부는 프로브에 의한 기판의 찍힘을 기준값과 비교하고, 카메라에 의하여 촬영한 영상의 찍힘(D)이 기준값 이상인 경우 찍힘 불량으로 판단할 수 있다.
찍힘(D)에는 구조상 통전 검사 자체로 인한 오류도 있지만, 탐침을 하는 프로브 자체에 마모나 벤딩등으로 인한 불량이 발생할 수 있고, 프로브에 이물질이 끼여 불량을 발생할 수 있다. 따라서, 찍힘(D)으로 인한 불량 발생에는 프로브와 기판(200) 사이의 예정된 검사 거리를 변경시키는 주변적 요인외에도 프로브 자체의 불량이나 이물질 등으로 인한 불량이 있을 수 있다. 즉, 찍힘(D)의 요인은 다양하기에 현미경 수준의 수 미크론을 판별할 수 있는 카메라 등을 이용하여 찍힘(D)의 정확한 형태를 인식하고, 원인별로 찍힘(D)을 분류함으로서 찍힘(D) 유니트(300)에 의해서 판별된 찍힘(D)의 원인을 빠르게 찾아 대처할 수 있다.
프로브 유니트에 마련된 프로브에 의한 기판의 찍힘량이 상기 찍힘 유니트의 카메라에서 촬영될 수 있다.
제어부는 찍힘 유니트의 카메라에서 입수한 영상으로부터 상기 기판의 찍힘량을 기준값과 비교할 수 있다. 제어부는 상기 비교 결과로부터 프로브의 마모, 프로브의 벤딩, 프로브에 끼인 이물질 중 적어도 하나를 판별할 수 있다.
기판(200)의 불량률을 판별하는 필수적인 통전 검사 자체로 인해 오히려 기판(200)에 불량률이 발생할수 있기에 이 또한 불량률의 하나로 간주하여 검사를 통해 분류할 필요가 있다. 즉, 기판(200)이 로딩되어 검사를 마치고 다시 언로딩되는 일련의 과정중에, 기판(200)의 통전을 검사하는 프로브 유니트(190)는 통전으로 인한 찍힘(D)을 검사하는 찍힘(D) 유니트(300)의 전단계일 수 있다.
찍힘(D) 검사는 통전 검사에 의한 찍힘(D)을 확인하는 것일 수 있다. 통전 검사시 모든 회로의 연결을 다 확인하는 것은 너무 오랜 시간이 걸리기에, 사용자는 특정 기판(200)에 따른 패튼에 따라 더 밀집되고 복잡하여 불량이 발생하기 쉬운 기판(200)의 위치를 셋팅시에 확인하고, 선별적인 검사를 시행할 수 있다. 이 경우, 시간별로 구간을 나누어 각 구간에 따른 다른 위치를 셋팅함으로서, 어느 구간에서 불량률이 높은지 데이터를 취합하여 분석에 이용할 수 있다. 따라서, 사용자에 의해서 각 구간에 셋팅된 샘플링 위치만 통전 검사를 행할 수 있기에, 찍힘(D) 유니트(300)는 전체 회로를 다 검사하기보다는 통전 검사의 위치 데이터를 참고하여 찍힘(D) 검사를 신속히 행할 수 있다.
검사 장치의 검사의 과정을 셔틀 유니트(150)를 이용하는 경우와 인덱스 유니트(400)를 이용하는 경우에 따라, 셔틀 방식과 인덱스 방식으로 나눌 수 있고, 셔틀 방식에는 하나의 셔틀을 이용하는 원셔틀 방식과 두 개의 셔틀을 이용하는 투셔틀 방식이 있을 수 있다. 셔틀 방식은 검사를 진행하는 과정에서, 대기 위치에서 검사를 하는 위치까지 가상의 일직선 상을 셔틀 유니트(150)에 의해서 기판(200)이 이동하는 것일 수 있고, 인덱스 방식은 인덱스 유니트(400)의 회전에 따라, 검사 장치의 각 유니트 또는 각 부를 한 단계씩 이동하며 공정이 진행되는 것일 수 있다.
셔틀 방식에 의한 검사 장치에 대하여 먼저 설명한다.
도 1은 본 발명의 검사 장치를 도시한 개략도이다. 본 발명의 검사 장치는 제1 적재 유니트(110), 로딩 유니트(130, 140), 셔틀 유니트(150), 정렬 유니트(170), 프로브 유니트(190), 제2 적재 유니트(120), 찍힘(D) 유니트(300)를 포함할 수 있다. 검사 장치의 실질적인 검사는 정렬 유니트(170), 프로브 유니트(190), 찍힘(D) 유니트(300)가 셔틀 유니트(150)에 의한 직선 검사 경로상에서 행해질 수 있다.
여기에서 검사란 정확히 지칭되지 않는다면, 정렬 유니트(170)에 의한 정렬 검사, 프로브 유니트(190)에 의한 통전 검사, 찍힘(D) 유니트(300)에 의한 찍힘(D) 검사중 적어도 어느 하나를 의미할 수 있다. 검사 장치의 검사 순서는 기판(200)의 통전 검사를 기준으로, 정렬 유니트(170)는 통전 검사 이전에 이루어질 수 있고, 찍힘(D) 검사는 통전 검사 이후에 행해질 수 있다.
검사 전 기판(200)이 적재되는 위치를 제1 위치(P1)라고 할 수 있고, 이는 제1 적재 유니트(110)의 위치일 수 있다. 셔틀 유니트(150)에 의해서 동작을 시작하기 전에 기판(200)이 셔틀 유니트(150)에 의해서 로딩되는 위치를 제2 위치(P2)라고 할 수 있다. 적재 유니트에서 곧바로 정렬 유니트(170) 등의 검사 유니트로 이송되는 경우보다 본격적인 검사 시작전에 검사의 시작 전단계의 위치에 기판(200)을 위치시킴으로서, 검사 과정에서의 로딩 유니트와 셔틀 유니트의 구동을 분리되어 더 신속한 검사가 진행될 수 있다. 따라서, 검사 과정을 크게보면, 기판(200)은 제1 로딩 유니트(130), 셔틀 유니트, 제2 로딩 유니트(140)에 의해서 이송될 수 있고, 셔틀 유니트에 의해 이동되는 동안 모든 검사들이 행해질 수 있다.
제2 위치(P2)를 초기 위치 ⓘ라고 할 수 있다. 제1 로딩 유니트(130)에 의해서 기판(200)은 제1 위치(P1)에서 제2 위치(P2)로 이동될 수 있다. 초기 위치 ⓘ는 두 개의 셔틀의 경우, 제2 위치(P2) 또는 제5 위치(P5)일 수 있다. 즉, 초기 위치 ⓘ는 제1 로딩 유니트(130)에 의해서 통전 검사 또는 찍힘(D) 검사 전의 기판(200)을 검사를 위해 셔틀 유니트150)로 이동시키기전에 대기하는 장소일 수 있고, 셔틀 유니트(150)의 이동 방향을 최소화함으로서, 검사 장치 전체의 검사 효율을 높일 수 있다. 예를 들어, 기판(200)이 초기 위치(ⓘ, P2, P5)에서 정렬 유니트(170)(170) 및 프로브 유니트(190)(190)로 향하는 방향을 제1 방향으로하고, 제1 방향은 도 1의 x축 방향일 수 있다. 제1 방향에 수직하고, 셔틀 유니트(150)가 제2 경로를 따라 검사후 기판(200)을 이동시키는 방향을 제2 방향이라고 할 수 있으며, 제2 방향은 도 1의 y축 방향일 수 있다. 제1 방향 및 상기 제2 방향에 수직하고, 프로브 유니트(190)(190)의 검사 방향의 역방향을 제3 방향이라고 할 수 있으며, 제3 방향은 도 1의 z축 방향일 수 있다.
정렬 유니트(170)는 카메라 등을 이용하여 기판(200)의 정렬 상태를 확인할 수 있고, 이 위치를 제3 위치(P3)라고 할 수 있으며, 셔틀 유니트에 의해서 기판(200)은 제2 위치(P2)에서 제3 위치(P3)로 이동될 수 있다. 프로브 유니트(190)가 통전 검사를 하는 위치를 제4 위치(P4)라고 할 수 있고, 검사 동작의 효율을 위해서 제2 위치(P2), 제3 위치(P3), 제4 위치(P4)는 일직선(ⓐ)상에 배치될 수 있다.
통전 검사를 마친 기판(200)이 셔틀 유니트(150)에 의한 이동을 완료하는 위치를 제5 위치(P5)라고 할 수 있고, 제2 로딩 유니트(140)에 의해서 기판(200)은 제5 위치(P5)에서 제6 위치(P6)로 이동될 수 있다. 제6 위치(P6)는 제2 적재 유니트(120)의 위치일 수 있다. 제2 적재 유니트(120)는 검사후의 정상 기판(200)과 불량 기판(200)을 분리할 수 있기에 복수로 마련될 수 있다. 불량 기판(200)은 검사에 의한 불량 기판(200)의 원인에 따른 분류를 위하여 다시 복수로 구비될 수 있다. 복수의 제2 적재 유니트(120)중에서 도 1에서는 정상 기판(200)을 두는 제2 적재 유니트(120)의 위치를 제6 위치(P6)라고 도시한 것일 수 있다.
초기 위치 ⓘ에서 프로브 유니트(190)까지의 경로를 제1 경로라고 할 수 있고, 통전 검사후 제5 위치(P5)까지를 제2 경로라고 할 수 있다. 즉, 제1 경로는 제2 위치(P2)에서 제4 위치(P4)까지의 경로이고, 제2 경로는 제4 위치(P4)에서 제5 위치(P5)까지의 경로일 수 있다. 원셔틀 방식에 의한 경우에는, 모든 검사가 하나의 셔틀에 의해서 이루어지기에 간섭 문제가 발생하지 않아, 제1 경로와 제2 경로가 동일할 수 있다. 그러나, 투셔틀 방식에 의한 경우에는, 제1 셔틀 유니트(150a)와 제2 셔틀 유니트(150b)간에 간섭 문제를 회피하기 위해서, 제1 경로와 제2 경로를 다르게 설정할 수 있고, 셔틀 유니트의 이동시간보다는 검사 장치에 의한 검사가 더 많은 시간을 요하기에 제1 경로는 제2 경로보다 짧을 수 있다. 따라서, 제1 경로는 제2 위치(P2) 내지 제4 위치(P4)를 빠르게 지날수 있는 일직선으로 배열되고, 제2 경로는 제2 방향으로의 움직임을 추가함으로서 제1 경로를 우회할 수 있다.
찍힘(D) 검사는 통전 검사 이후에 시행될 수 있기에, 찍힘(D) 유니트(300)는 제4 위치(P4)와 제5 위치(P5) 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 제4 위치(P4)를 통전 검사를 하는 제4-1 위치(P4-1), 찍힘(D) 검사를 하는 제4-2 위치(P4-2)로 나눌 수 있다.
찍힘(D) 유니트(300)는 제2 경로상의 어느 지점에 위치할 수 있기에, 제4-1 위치(P4-1), 제3 위치(P3), 제5 위치(P5) 또는 제4-1 위치(P4-1) 및 제5 위치(P5)사이중 어느 하나에 위치할 수 있다.
제4-1 위치(P4-1) 및 제5 위치(P5) 사이에 찍힘(D) 검사를 하는 제4-2 위치(P4-2)가 마련되는 경우에는, 제1 셔틀 유니트(150a)와 제2 셔틀 유니트(150b)에 의한 두 개의 찍힘(D) 유니트(300)가 필요할 수 있다. 이는 찍힘(D) 유니트(300)의 두 배의 설비값외에도 통전 검사된 기판(200)을 두 개의 유니트가 나누어 검사함으로서, 불량된 기판(200)의 원인을 찾을시 찍힘(D) 유니트(300)의 불량요인 위험도가 두 배로 증가할 수 있다.
도면에서 ① 내지 ⑥은 기판(200)이 검사 장치에 의해서 검사되는 전 과정을 순서대로 나타낸 것일 수 있다. 예를 들어, ①은 제1 적재 유니트(110)로부터 제1 이송 유니트에 의해서 정류장 역할을 하는 제2 위치(P2)로 이동하는 것을 나타내고, ②는 제2 위치(P2)에서 정렬 검사를 위해 정렬 유니트(170)로 이동하는 것을 나타내며, ③은 정렬 검사를 마친 기판(200)이 제4-1 위치(P4-1)로 이동하여 통전 검사를 위해 프로브 유니트(190)로 이동하는 것을 나타내고, ④는 통전 검사를 완료한 기판(200)이 찍힘(D) 검사를 위하여 제4-2 위치(P4-2)의 찍힘(D) 유니트(300)로 이동하는 것을 나타내며, ⑤는 찍힘(D) 검사를 완료한 기판(200)이 제4-2 위치(P4-2)로 이동하여 적재 유니트로 이동을 준비하는 제5 위치(P5)로 이동하는 것을 나타내고, ⑥은 검사를 마친 기판(200)이 제5 위치(P5)(제2 위치(P2))에서 제2 적재 유니트(120)의 제6 위치(P6)로 이동하는 것을 나타내는 것일 수 있다.
찍힘(D) 유니트(300)가 제4-1 위치(P4-1)에 마련되는 경우에는, 통전 검사와 찍힘(D) 검사가 같은 위치에서 실시될 수 있다. 본 발명의 검사 동작중 통전 검사는 다른 위치에서의 소비 시간보다 긴 시간이 소요될 수 있다. 따라서, 투셔틀 방식인 경우에는, 셔틀 유니트간에 간섭이 발생하기 쉽고, 검사 공정의 시간이 지연될 수 있다.
찍힘(D) 유니트(300)가 제5 위치(P5)에 구비될 수 있고, 제5 위치(P5)는 초기 위치인 제2 위치(P2)와 동일할 수 있다. 각 셔틀 유니트는 제5 위치(P5)를 따로 마련될 수 있으나, 이 경우 정상 기판(200)을 적재하는 제2 적재 유니트(120)가 복수로 마련될 수 있고, 다시 복수의 적재 유니트에 적재된 기판(200)을 하나로 모으는 설비가 필요할 수 있다. 이는 공정을 복잡게하고, 시간을 지연시키며 또 다른 불량을 유발할 수 있다. 따라서, 셔틀 유니트와 적재 유니트 사이에 정류장의 역할을 하는 제2 위치(P2)와 제5 위치(P5)는 동일할 수 있다. 제5 위치(P5)는 셔틀 유니트와 적재 유니트간에 정류장의 역할을 하기에, 제1 셔틀 유니트(150a), 제2 셔틀 유니트(150b)간의 간섭외에도, 제1 이송 유니트, 제2 이송 유니트와의 간섭도 고려해야할 수 있다. 즉, 4개의 설비가 자동화 과정에서 순서대로 움직이기 때문에, 찍힘(D) 검사를 제5 위치(P5)에서 행하기에는 검사 설계가 너무 복잡해질 수 있다.
따라서, 찍힘(D) 유니트(300)는 제3 위치(P3)에 마련될 수 있다. 즉, 제3 위치(P3)는 제4-2위치와 동일할 수 있고, 정렬 검사와 찍힘(D) 검사가 행해질 수 있다.
정렬 유니트(170)는 제1 카메라에 의해서 기판(200)의 정렬 상태를 확인할 수 있고, 찍힘(D) 유니트(300)는 제2 카메라를 이용하여 기판(200)의 찍힘(D)을 확인할 수 있다. 제2 카메라는 제1 카메라보다 시야(FOV, Field Of View)가 좁을 수 있다. 왜냐하면 찍힘(D)은 통전 검사에 의해 발생되기에 현미경 수준의 해상도에 의해서 확인가능할 수 있기 때문일 수 있다.
제3 위치(P3)에서 정렬 유니트(170)와 찍힘(D) 유니트(300)는 제1 경로를 기준으로 세로로 분할되거나 제1 경로에 각 유니트의 중심이 통과할 수 있다. 제1 경로를 기준으로 세로로 분할되는 경우에는, 정렬 검사와 찍힘(D) 검사를 위하여 제2 방향으로 중심을 맞추기위해서 셔틀 유니트가 이동할 필요가 있고, 이는 위치 조정에 따른 불량을 유발할 수 있다. 따라서, 제1 경로에 각 유니트가 중심을 통과하게 제3 위치(P3)(제4-2 위치(P4-2))에 두 개의 유니트를 배열할 수 있다.
두 개의 셔틀 유니트의 동작에 따라, 각 셔틀 유니트는 제3 위치(P3)에서 같은 시간에 위치할 수 있다. 각 셔틀 유니트가 동시에 제3 위치(P3)에 위치 하는 경우, 예를 들어, 정렬 유니트(170)가 찍힘(D) 유니트(300)보다 제2 경로상에 하류에 위치할 수 있고, 정렬 유니트(170)에 진입하는 셔틀 유니트는 찍힘(D) 유니트(300)에 진입하는 셔틀 유니트보다 먼저 제3 위치(P3)에 진입함으로서 서로간의 간섭을 피할 수 있다. 여기에서, 상류, 하류는 제1 경로 또는 제2 경로에서 검사 공정의 시계열에 따른 선,후와 동일할 수 있고, 셔틀 유니트는 제3 방향(z 방향)으로의 무빙 자유도가 제한된 상태일 수 있다. 셔틀 유니트가 제3 방향으로 제한없이 움직이는 경우에는, 각 셔틀 유니트간의 간섭을 쉽게 회피할 수 있으나, 자유도 추가에 따른 제어 불량의 위험도는 증가할 수 있다. 셔틀 유니트가 제3 방향의 자유도를 가지는 경우, 제3 위치(P3)로의 각 셔틀 유니트의 진입 시간은 제한없이 동시에 진입할 수 있다.
찍힘(D) 유니트(300)가 정렬 유니트(170)와 함께 제3 위치(P3)에 마련되는 경우, 찍힘(D) 검사후 셔틀 유니트는 제4-2 위치(P4-2)에서 제5 위치(P5)로 이동시, 제3 위치(P3)에서 제2 위치(P2)로 이동하여야하고, 이 경우 셔틀 유니트는 제1 경로와 역 방향으로 겹치는 경로 또는 제1 경로를 우회하는 경로를 경유할 수 있다. 따라서, 이 경우, 제1 경로는 제2 위치(P2)에서 제3 위치(P3)로 이동하는 경로는 제1-1 경로(R1-1), 제3 위치(P3)에서 제4-1 위치(P4-1)로 이동하는 경로를 제1-2경로로 포함할 수 있고, 제2 경로는 제4-1 위치(P4-1)에서 제4-2위치까지를 제2-1 경로(R2-1), 제4-2 위치(P4-2)에서 제5 위치(P5)까지를 제2-2 경로(R2-2) 경로를 포함할 수 있다. 즉, 도면에서 ⑤는 제2-2 경로(R2-2) 경로를 나타낸 것일 수 있다.
제2-2 경로(R2-2) 경로가 제1-1 경로(R1-1)의 역방향으로 일치하는 경우에는, 우회하는 경로보다 검사 공정의 속도가 단축되지만 각 셔틀 유니트간의 간섭 문제가 발생할 가능성이 높아질 수 있고, 이를 제1 방법이라고 할 수 있다. 제2-2 경로(R2-2) 경로가 제1-1 경로(R1-1)가 아닌 우회하는 경로인 경우에는, 검사 공정의 시간이 상대적으로 더 소비되지만 각 셔틀 유니트간의 간섭 문제를 회피할 수 있으며, 이를 제2 방법이라고 할 수 있다.
상기 제2 방법에 의한 경우, 예를 들어, 제1 셔틀 유니트(150a)가 통전 검사후 제4-2 위치(P4-2)에 진입하는 시간과 제2 셔틀 유니트(150b)가 정렬 유니트(170)에 진입하는 시간을 다르게 설정하면, 셔틀 유니트간의 간섭 문제를 쉽게 회피할 수 있다. 예를 들어, 제1 셔틀 유니트(150a)가 제1 경로에 있는 경우, 제2 셔틀 유니트(150b)는 제2 경로에 있을 수 있고, 그 반대도 마찬기지일 수 있으며, 각 셔틀 유니트의 제1 경로는 동일할 수 있다.
상기 제1 방법에 의한 경우에는, 예를 들어, 찍힘(D) 검사후 제4-2 위치(P4-2)에서 제5위치로 이동하는 제1 셔틀 유니트(150a)와 정렬 검사를 위해 제2 위치(P2)에서 제3 위치(P3)로 이동하는 제2 셔틀 유니트(150b)는 서로 간섭할 수 있다. 따라서, 제1 셔틀 유니트(150a)가 제2-2 경로(R2-2) 경로상에 있는 경우에는, 제2 셔틀 유니트(150b)는 제1-2 경로(R1-2), 제2-1 경로(R2-1) 중 어느 하나에 위치하여 각 셔틀 유니트간의 간섭을 회피할 수 있다. 반대로, 제1 셔틀 유니트(150a)가 정렬 검사를 위하여 제2 위치(P2)에서 제3 위치(P3)로 기판(200)을 이송하는 경우에는, 제2 셔틀 유니트(150b)는 제1-2 경로(R1-2) 또는 제2-1 경로(R2-1)중 어느 하나에 위치하여 각 셔틀 유니트간의 간섭을 회피할 수 있다.
상기의 셔틀 유니트 간의 간섭 문제는 특정 z값에 대해 고정된채로 x-y평면상으로 셔틀 유니트의 움직임을 제한한 경우일 수 있다. 만일 각 셔틀 유니트의 제3 방향으로의 움직임에 제한이 없다면, 각 셔틀 유니트는 같은 경로상에 있는 경우에도 간섭 문제를 회피할 수 있다. 예를 들어, 제1 셔틀 유니트(150a)와 제2 셔틀 유니트(150b)가 동시에 제3 위치(P3)(제4-2위치)에서 동시에 정렬 검사와 찍힘(D) 검사를 행하는 경우나, 제1 셔틀 유니트(150a)가 찍힘(D) 검사가 완료된 기판(200)을 제2-2 경로(R2-2)경로를 통해서 제3 위치(P3)에서 제5 위치(P5)로 이동하는 경로와 정렬 검사를 위해서 제2 셔틀 유니트(150b)가 기판(200)을 제2 위치(P2)에서 제3 위치(P3)로 이동시키는 경로가 일치하는 경우에도, 각 셔틀 유니트의 수직 방향의 위치를 서로 조정함으로서 간섭을 방지할 수 있다. 그러나, 이와 같이 각 셔틀 유니트의 제3 방향에 자유도를 부여하면 정렬 검사, 통전 검사 또는 찍힘(D) 검사시에 각 셔틀 유니트별로 각 검사 장치와의 거리가 다르기 때문에, 위치를 개별로 설정하여야하고, 카메라 등으로 비전 검사를 하는 경우에는 수직 거리의 차이로 인해 초점 거리가 달라질 수 있기에 복수의 카메라를 마련하거나 셔틀 유니트별로 다른 초점 거리의 검사를 해야하는 복잡함이 발생할 수 있다. 또한, 검사 장치를 통한 공정은 수 미크론 레벨의 아주 미세한 검사이기 때문에, 추가적인 움직임이나 공정의 추가는 누적되는 불량률의 시기를 앞당길 수 있다.
따라서, 최단의 시간으로 간단한 검사 공정의 구성은 수율 증가로 인한 비용을 감소시킬수 있을뿐만 아니라 반복되는 공정의 누적 불량률을 낮출 수 있다.
인덱스 방식에 의한 검사 장치는 원셔틀 방식에서의 정렬 유니트(170)와 프로브 유니트(190)의 일직선상의 경로를 라운드의 원방식으로 휘게하는 것일 수 있다. 인덱스 방식은 셔틀 유니트에 의한 직선 경로에 의한 방식이 아닌, 각 검사 공정의 단계를 하나씩 순서대로 턴테이블상의 회전에 의해서 진행하는 방식일 수 있다.
예를 들어, 셔틀 방식에서 셔틀 유니트와 적재 유니트가 분리되어 공정이 진행된 것과 마찬가지로, 셔틀 유니트에 대응하는 인덱스 유니트(400)이 마련될 수 있고, 인덱스 방식도 인덱스 유니트(400)과 적재 유니트를 분리하여 공정이 진행될 수 있다. 즉, 로딩 유니트(130,140)에 의해서 기판(200)은 검사 공정의 전 단계 위치와 후 단계 위치에 해당하는 제2 위치(P2)와 제5 위치(P5)에서 적재 유니트로부터 또는 적재 유니트로 이송될 수 있다.
인덱스 유니트(400)의 각 공정 위치는 제2 위치(P2) 내지 제5 위치(P5)일 수 있고, 각 위치마다 기판(200)이 위치한채로 시계열의 순서대로 한단계식 턴테이블이 회전하면서 검사가 진행될 수 있다. 제1 위치(P1) 내지 제 6위치에서의 검사 공정내의 역할은 셔틀 방식과 동일할 수 있다. 인덱스 유니트(400)의 각 위치들은 공정의 셋팅에 따라 다양한 다각형 형상일 수 있다. 셔틀 방식과 달리, 검사 공정의 각 단계는 턴테이블 다각형의 한 꼭기점을 점유할 수 있고, 하나의 꼭지점에 2이상의 공정이 마련되기는 어려울 수 있다.
따라서, 각 인덱스 유니트(400)에 마련되는 공정의 수에 따라서 테이블 회전의 각도가 정해질 수 있고, n개의 단계로 이루어지는 경우에는, 각 공정의 1회당 회전 각도는 360/n일 수 있다. 예를 들어, 제2 위치(P2)에서 제5 위치(P5)까지 인덱스 유니트(400)에 포함되는 경우, 오각형 형상일 수 있고, 턴테이블의 1회전 각도는 72°(360/5)일 수 있다. 제2 위치(P2)와 제5 위치(P5)가 동일한 위치인 경우에는, 사각형 형상일 수 있으며, 턴테이블의 1회전 각도는 90°(360/4)일 수 있다.
상기의 찍힘 유니트가 마련된 경우와 비교하여 이해를 위해, 찍힘 유니트가 제외된 검사 장치의 경우를 설명하면 이하와 같을 수 있다.
제1 적재 유니트(110)에는 기판(200)이 적재될 수 있다. 제1 적재 유니트(110)에 적재된 기판(200)은 통전 상태의 검사, 즉 통전 검사 또는 통전 검사후의 프로브 등에 의한 찍힘을 검사하는 찍힘 검사를 받을 대상이 되는 기판(200)일 수 있다. 이때의 기판(200)은 각종 부품이 실장되기 전의 인쇄회로기판일 수 있다. 인쇄회로기판은, 통상 페이퍼 페놀수지(paper phnol resin)나 글래스 에폭시수지(glass epoxy resin) 등의 재질로 이루어진 기판(200) 상에 동박(銅薄)을 입히고 각종 회로를 인쇄한 것이다. 인쇄회로기판은 회로가 인쇄되지 않은 나머지 부분을 에칭(etching) 등의 식각 기술에 의해 제거하여 구성하게 되며, 이들 회로 상에 여러 전자부품들이 납땜되어 실장되는 것이다. 통상적으로, 인쇄회로기판의 각 접점부에 대한 통전 검사를 행하기 위해서는 각종 테스트 장비에 의해 인쇄회로기판의 각 접점부에 전기 신호를 보낸다. 이때 전류의 통전 상태를 확인하는 것에 의해 인쇄회로기판에 대한 이상유무를 판별할 수 있다.
로딩 유니트(130,140)는 제1 적재 유니트(110)에 적재된 기판(200)을 초기 위치 ⓘ로 옮길 수 있다.
경우에 따라 적재 유니트와 로딩 유니트의 사이에 클리닝 유니트(180)가 배치될 수 있다. 이때의 적재 유니트는 검사 전 기판이 적재되는 제1 적재 유니트(110)일 수 있다.
클리닝 유니트(180)는 검사 유니트(190)에 의해 통전 검사가 수행되는 기판(200)의 검사면의 이물질을 제거할 수 있다. 예를 들어 클리닝 유니트(180)는 기판(200)의 표면을 닦아내는 롤러 등을 포함할 수 있다. 클리닝 유니트(180)에 의해 클리닝이 이루어지는 부분은 적어도 기판(200)에서 검사 유니트(200)에 의해 검사가 이루어지는 영역을 포함하는 것이 좋다. 클리닝 유니트(180)가 배치되는 경우 로딩 유니트는 클리닝 유니트(180)를 거친 기판(200)을 초기 위치 ⓘ로 옮길 수 있다. 참고로, 적재 유니트에 적재된 기판(200)을 클리닝 유니트(180)의 상류로 옮기는 제3 로딩 유니트가 마련될 수도 있다.
셔틀 유니트(150)는 기판(200)의 이송 경로를 따라 초기 위치 ⓘ의 기판(200)을 이송할 수 있다. 제1 적재 유니트(110)에 의해 초기 위치 ⓘ에 옮겨진 기판(200)은 셔틀 유니트(150)에 놓여진 상태로 셔틀 유니트(150)와 함께 이동할 수 있다. 또는 별도로 마련된 거치대에 기판(200)이 놓여진 후 셔틀 유니트(150)에 의해 거치대가 이송됨으로써 거치대에 놓여진 기판(200) 역시 함께 이송될 수 있다. 도면에서는 셔틀 유니트(150)에 기판(200)이 놓여지는 예가 개시된다.
정렬 유니트(170)는 기판(200)의 이송 경로 상에 위치하고 카메라 등을 이용하여 기판(200)의 정렬 상태를 확인할 수 있다. 정렬 상태가 확인된 기판(200)은 정렬 유니트(170)에 의해 정렬 상태가 보정되거나 셔틀 유니트(150)에 의해 정렬 상태가 보정될 수 있다. 또는 정렬 상태 정보를 정렬 유니트(170)로부터 획득한 검사 유니트(190)가 위치 보정됨으로써 상대적으로 기판(200)의 정렬 상태를 보정할 수도 있다.
검사 유니트(190)는 기판(200)의 이송 경로 상으로 정렬 유니트(170)의 하류에 위치하고, 프로브(193) 등을 이용하여 기판(200)의 통전 상태를 검사할 수 있다. 정렬 유니트(170)는 기판(200)의 정렬 상태를 확인함으로써 검사 유니트(190)에서 신뢰성 있는 검사가 이루어지도록 하는 요소이다. 따라서, 검사 유니트(190)는 정렬 유니트(170)의 하류에 위치하는 것이 좋다. 이때, 기판(200)이 이송되는 방향 상으로 초기 위치 ⓘ에 가까운 위치가 상류가 되고, 초기 위치에서 먼 위치가 하류가 된다. 따라서, 정렬 유니트(170)의 하류는 초기 위치 ⓘ로부터 정렬 유니트(170)까지의 거리와 비교하여 초기 위치 ⓘ로부터의 거리가 보다 먼 위치를 나타낸다. 검사 과정에서 기판(200)이 초기 위치 ⓘ로부터 x축의 양의 방향으로 움직이므로 정렬 유니트(170)의 x 좌표값보다 큰 x 좌표값을 갖는 위치가 하류가 된다.
제2 적재 유니트(120)는 검사된 유니트에서 검사된 기판(200)이 적재될 수 있다. 제2 적재 유니트(120)는 복수로 구성될 수 있다. 예를 들어 검사 유니트(190)에서 정상으로 판별된 기판(200)이 적재되는 유니트, 쇼트(short)로 판별된 기판(200)이 적재되는 유니트, 오픈(open)으로 판별된 기판(200)이 적재되는 유니트를 포함할 수 있다. 이때, 제2 적재 유니트(120)를 구성하는 각 유니트는 적재되는 기판(200)의 수량에 따라 배치 위치가 결정될 수 있다. 예를 들어 정상의 기판(200)의 수량이 가장 많고, 쇼트 기판(200)의 수량이 그 다음이고, 오픈 기판(200)의 수량이 가장 적은 경우를 가정한다. 이때, 정상 기판(200)이 적재되는 유니트가 초기 위치에 가장 가깝게 배치될 수 있다. 오픈 기판(200)이 적재된 유니트가 초기 위치로부터 가장 멀리 배치되고, 쇼트 기판(200)이 적재된 유니트가 두 유니트의 중간에 배치될 수 있다. 경우에 따라 두 유니트가 초기 위치로부터 동일 위치에 배치될 수도 있다. 정리하면, 제2 적재 유니트(120)는 복수로 형성되고, 각 제2 적재 유니트(120)에는 검사 결과가 다른 기판(200)이 적재될 수 있다. 이때, 상대적으로 많은 수량의 기판(200)이 적재되는 제2 적재 유니트(120)는 상대적으로 적은 수량의 기판(200)이 적재되는 제2 적재 유니트(120)와 비교하여 초기 위치에 가깝게 배치될 수 있다. 이에 따르면 로딩 유니트의 움직임이 최소화되고, 로딩 유니트의 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한, 로딩 유니트에 의해 검사가 완료된 기판이 제2 적재 유니트(120)에 적재되는 시간을 줄일 수 있다. 이를 통해 전체 검사 시간을 줄일 수 있다.
본 발명의 검사 장치는 제1 적재 유니트(110), 로딩 유니트(130, 140), 셔틀 유니트(150), 정렬 유니트(170), 검사 유니트(190), 제2 적재 유니트(120)를 포함함으로써 기판(200)의 통전 검사를 자동으로 실시할 수 있다. 특히, 검사받기 전의 기판(200)과 검사가 완료된 기판(200)을 제1 적재 유니트(110)와 제2 적재 유니트(120)에 분리시켜 적재함으로써 검사 전 기판(200)과 검사 후 기판(200)이 섞이는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 셔틀 유니트(150)는 검사 유니트(190)에서 검사된 기판(200)을 초기 위치로 이송할 수 있다. 이때, 로딩 유니트는 검사 유니트(190)에서 검사되고 셔틀 유니트(150)에 의해 초기 위치로 이송된 기판(200)을 제2 적재 유니트(120)에 적재할 수 있다. 이에 따르면 검사 전의 기판(200)과 검사 후의 기판(200)은 서로 근처에 적재될 수 있다. 예를 들어 제1 적재 유니트(110)와 제2 적재 유니트(120)는 초기 위치로부터 검사 유니트(190)까지의 기판(200)의 이송 경로 ⓐ에 대해 가상의 수직선 ⓒ 상에 배치될 수 있다. 이러한 구성에 따르면 사용자에 의해 운송이 가능한 제1 적재 유니트(110)와 제2 적재 유니트(120)를 거의 근처에 배치할 수 있으므로, 작업 편의성이 증대될 수 있다. 또한 x축의 한쪽에만 적재 유니트들이 배치되므로, x축 상으로 검사 유니트(190)를 가운데 두고 양쪽에 각 적재 유니트가 배치되는 경우와 비교하여 공간 활용도가 높은 장점이 있다. 또한, 제1 적재 유니트(110)의 기판(200)을 초기 위치로 옮기고, 초기 위치의 기판(200)을 제2 적재 유니트(120)로 옮기는 로딩 유니트의 이동 경로를 최소화시킬 수 있다. 또한, 로딩 유니트이 복수일 경우, 각 적재 유니트가 근처에 모여 있으므로 각 로딩 유니트 또한 서로 근처에 배치할 수 있다. 따라서, 서로 먼 곳에 로딩 유니트가 산재된 경우와 비교하여 공간 활용성이 높은 장점 있다.
본 발명의 검사 장치는 xy 평면에서 (x1, y1)좌표로부터 x축 방향으로 이송되는 기판(200)의 통전 상태를 검사하고, 검사된 상기 기판(200)을 (x1, ya)좌표(여기서, a는 1이 아닌 자연수이다)에 적재시키는 것일 수도 있다.
로딩 유니트는 복수로 존재할 수 있다. 예를 들어 2개의 로딩 유니트가 개시된다. 제1 로딩 유니트(130)는 제1 적재 유니트(110)에 적재된 기판(200)을 초기 위치로 옮길 수 있다. 제2 로딩 유니트(140)는 검사 유니트(190)에서 검사되고 셔틀 유니트(150)에 의해 초기 위치로 이송된 기판(200)을 제2 적재 유니트(120)로 옮길 수 있다. 제1 로딩 유니트(130)는 '검사 전 기판(200)'만을 옮기고, 제2 로딩 유니트(140)는 '검사 후 기판(200)'만을 옮김으로써 기판(200)을 옮기는 속도를 개선할 수 있다. 또한, 각 로딩 유니트의 이동 경로를 단순화시킬 수 있으므로 제어가 용이하고 각 로딩 유니트 간의 충돌 등 간섭 문제를 용이하게 해소할 수 있다.
이상에서 살펴본 제1 적재 유니트(110), 로딩 유니트, 셔틀 유니트(150), 정렬 유니트(170), 검사 유니트(190), 제2 적재 유니트(120)의 움직임 즉, 자유도는 다음과 같을 수 있다. 설명의 편의를 위해 초기 위치로부터 검사 유니트(190)까지의 기판(200)의 이송 경로를 x축 방향으로 설정한 공간 좌표계를 나타내었다. 물론, 공간 좌표계는 다양하게 적용될 수 있다. 이때의 자유도는 기판(200)을 검사하기 위해 각 유니트가 구동되는 상태에서의 자유도로 작업 자유도라 정의하기로 한다. 한편, 세팅 자유도는 기판(200)의 검사 작업 전 각 유니트를 초기 설계치로 세팅하는 과정에서의 각 유니트의 자유도를 나타낸다. 참고로, 자유도(Degrees of Freedom, DOF 또는 Mobility)는 어떤 물체의 상태를 최소한으로 표시할 수 있는 독립된 변수의 수를 말한다. 일반적으로 2차원의 물체는 3의 DOF값을 갖는다. 이는 기준점의 2차원 좌표, 그리고 물체가 기울어진 각도를 포함한다. 마찬가지로 3차원 물체는 6의 DOF 값을 가지는데, 이는 기준점의 3차원 좌표, 그리고 각 축마다의 회전 각도를 표현해야 하기 때문이다.
도시된 공간 좌표계에 따르면, xyz 공간에서 제1 적재 유니트(110) 및 제2 유니트는 구동시 z축 작업 자유도를 가질 수 있다. 예를 들어 지면을 기준으로 각 적재 유니트는 상승, 하강 운동을 할 수 있다.
xyz 공간에서 로딩 유니트는 구동시 x축, y축, z축 작업 자유도를 가질 수 있다. 예를 들어 지면을 기준으로 로딩 유니트는 상승, 하강, 수평 운동을 할 수 있다.
xyz 공간에서 셔틀 유니트(150)는 구동시 x축, y축 작업 자유도를 가질 수 있다. 예를 들어 지면으로 기준으로 셔틀 유니트(150)는 수평 운동을 할 수 있다.
xyz 공간에서 정렬 유니트(170)는 구동시 고정될 수 있다. 즉, 정렬 유니트(170)는 고정된 유니트일 수 있다.
xyz 공간에서 검사 유니트(190)는 구동시 z축 자유도를 가질 수 있다. 예를 들어 지면을 기준으로 검사 유니트(190)는 상승, 하강 운동을 할 수 있다.
기판(200)의 검사 과정에서 기판(200)은 위치가 보정될 필요가 있으며, 정렬 유니트(170) 및 검사 유니트(190)로 유입될 필요가 있다. 그런데, 본 발명의 검사 장치에 따르면 정렬 유니트(170)는 고정되고, 검사 유니트(190)는 z축 작업 자유도를 갖는다. 따라서, 기판(200)이 정렬 유니트(170) 및 검사 유니트(190)의 위치로 이송되어야 하고, 위치 보정도 되어야 한다. 기판(200)의 이송은 xyz 평면에서 x축 또는 y축으로의 움직임을 의미하는데, 이러한 기판(200)의 이송은 셔틀 유니트(150)에 의해 이루어진다. 따라서, 셔틀 유니트(150)는 x축, y축 작업 자유도를 갖는다. 본 발명의 검사 장치는 기판(200)의 이송을 위해 셔틀 유니트(150)에 부여된 x축, y축 작업 자유도를 이용해 기판(200)의 위치 보정도 수행할 수 있다.
이상의 구성에 따르면 셔틀 유니트(150)와 비교하여 상대적으로 무거운 정렬 유니트(170) 및 검사 유니트(190)의 움직임을 최소화시킬 수 있다. 이에 따라 작업 속도를 개선할 수 있는 동시에 정밀한 검사가 가능하다. 또한, 전력 소모를 줄일 수 있다.
작업 속도를 개선하기 위해 셔틀 유니트(150)에 의한 기판(200)의 이송 경로는 다음과 같이 결정될 수 있다.
초기 위치로부터 검사 유니트(190)까지의 기판(200)의 이송 경로 ⓐ를 제1 경로로 정의하고, 검사 유니트(190)로부터 초기 위치까지의 기판(200)의 이송 경로 ⓑ를 제2 경로로 정의할 때, 제1 경로의 길이는 제2 경로의 길이보다 짧을 수 있다. 셔틀 유니트가 단수로 마련된 경우 제1 경로와 제2 경로는 동일해도 무방하다. 그러나 복수의 셔틀 유니트가 마련되는 경우 제1 경로와 제2 경로가 동일하면 각 셔틀 유니트가 충돌되는 간섭 문제가 발생한다. 따라서, 적어도 2개의 셔틀 유니트가 마련되는 경우 제1 경로는 제2 경로는 달라야 하며, 이렇게 다른 경로를 어떻게 구성하냐에 따라 작업 효율이 달라질 수 있다.
통전 검사시 일반적으로 셔틀 유니트(150)의 이송 시간과 비교하여 정렬 유니트(170)에 의한 기판(200)의 정렬 상태 확인과 검사 유니트(190)에 의한 검사에 많은 시간이 소요된다. 따라서, 전체적인 기판(200)의 통전 검사 시간을 줄이기 위해서는 초기 위치로부터 정렬 유니트(170)까지의 이송 거리와 정렬 유니트(170)로부터 검사 유니트(190)까지의 이송 거리를 최소화하는 것이 유리하다. 이러한 목적은 제1 경로의 길이를 제2 경로의 길이보다 짧게 함으로써 달성될 수 있다.
구체적으로, 초기 위치, 정렬 유니트(170) 및 검사 유니트(190)는 가상의 일직선 상에 마련될 수 있다.
작업 속도의 개선을 위해서 셔틀 유니트(150)는 복수로 마련될 수 있다.
제1 셔틀 유니트(150a)와 제2 셔틀 유니트(150b)는 제1 경로와 제2 경로 중 서로 다른 경로를 이용하여 기판(200)을 이송할 수 있다. 일예로 제1 셔틀 유니트(150a)가 제1 경로로 운행 중일 경우 제2 셔틀 유니트(150b)는 제2 경로로 운행하고, 제1 셔틀 유니트(150a)가 제2 경로로 운행 중일 경우 제2 셔틀 유니트(150b)는 제1 경로로 운행할 수 있다. 이때, 제1 셔틀 유니트(150a)의 제1 경로와 제2 셔틀 유니트(150b)의 제1 경로는 서로 동일할 수 있다. 즉, 도 1에서 제1 셔틀 유니트(150a)와 제2 셔틀 유니트(150b)는 모두 경로 ⓐ를 제1 경로로 할 수 있다. 제2 셔틀 유니트(150b)의 제2 경로와 제2 셔틀 유니트(150b)의 제2 경로는 제1 경로를 사이에 두고 형성될 수 있다. 이러한 실시예에 따르면 제2 셔틀 유니트(150b)를 복수로 마련하는 경우에도 제1 경로의 길이를 제2 경로의 길이보다 짧게 할 수 있다. 예를 들어 제2 셔틀 유니트(150b)의 개수와 상관없이 제1 경로를 일직선 상에 형성할 수 있다.
적재 유니트에 적재된 기판(200) 중 지면을 기준으로 최상층에 위치한 기판(z축의 양의 방향으로 최대값 위치의 기판)을 최상층 기판이라 정의하기로 한다.
먼저, 제1 적재 유니트(110)에 적용되는 실시예를 살펴본다.
적어도 로딩 유니트에 의해 최상층 기판이 로딩되는 시점에서 지면으로부터 최상층 기판까지의 높이는 적재 유니트에 적재된 기판(200)의 개수와 상관없이 일정할 수 있다.
지면으로부터 높이 ⓓ에 위치하던 최상층 기판(제n 기판)이 로딩 유니트에 의해 상기 검사 유니트(190)의 상류로 옮겨지면, 지면으로부터 다음 최상층 기판(제n-1 기판)까지의 높이 ⓔ는 제n 기판의 두께만큼 낮아진다. 이에 따르면 제n-1 기판을 로딩하기 위해서 로딩 유니트는 제n 기판의 두께만큼 더 하강해야 한다. 이러한 로딩 유니트의 동작은 적재 유니트과의 간섭 문제, 제어의 복잡성을 유발하므로 바람직하지 못하다. 로딩 유니트에 의해 기판(200)의 로딩이 이루어지는 위치를 일정하게 하기 위해 적재 유니트는 제n-1 기판을 제n 기판의 두께만큼 상승시킬 수 있다.
이를 위해 적재 유니트는 기판(200)이 적재되고, z축 방향 또는 중력 방향을 따라 이동하는 적재부(111)를 포함할 수 있다.
적재부(111)는 로딩 유니트에 의해 지면으로부터 제1 높이의 기판(200)이 로딩되면, 제2 높이의 기판(200)을 제1 높이까지 상승시킬 수 있다.
그런데, 근대 고집적화, 소형화로 인해 기판(200)의 두께가 매우 얇아지고 있다. 따라서, 적재부(111)는 백 래쉬(back lash) 등의 기계 오차로 인해 신뢰성 있게 기판(200)의 두께만큼 상승하기가 어려울 수 있다. 이러한 기계 오차를 줄이기 위해 제어 거리를 길게 하는 것이 유리하다.
따라서, 적재부(111)는 제2 높이의 기판(200)을 제1 높이까지 바로 상승시키지 않고 제3 높이까지 하강시킨 후 제1 높이까지 상승시킬 수 있다. 도 1에서 제1 높이는 ⓓ이고, 제2 높이는 ⓔ, 제3 높이는 ⓕ일 수 있다. 이때, 각 높이는 ⓓ > ⓔ > ⓕ의 관계를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하면 적재 유니트는 도 2에서 좌측 그림, 중간 그림, 우측 그림의 순서로 구동된다.
다음으로, 제2 적재 유니트(120)에 적용되는 실시예를 살펴본다.
적어도 로딩 유니트에 의해 검사 유니트(190)의 하류로부터 옮겨진 기판(200)이 언로딩되는 시점에서 지면으로부터 최상층 기판까지의 높이는 적재 유니트에 적재된 기판(200)의 개수와 상관없이 일정할 수 있다.
앞의 예와 반대로 검사 후 기판(200)이 적재 유니트에 적재되는 경우이다. 이때는 기판(200)의 두께만큼 최상층 기판을 하강시킬 필요가 있다. 이때도 적재부(111)는 기판(200)의 두께만큼 하강할 수 있다. 또는 정밀도 개선을 위해 기판(200)의 두께보다 더 하강한 후 적절하게 상승할 수도 있다.
즉, 제1 높이 ⓓ > 제2 높이 ⓔ > 제3 높이 ⓕ의 관계를 가질 때, 적재부(111)는 제1 높이의 최상층 기판을 제3 높이로 하강시킨 후 제2 높이로 상승시킬 수 있다. 이러한 구성에 따르면 적재부(111)는 도 2에서 우측 그림, 중간 그림, 좌측 그림의 순서로 구동된다.
로딩 유니트는 x축, y축, z축 작업 자유도를 갖는 아암(arm)(131), 아암(131)의 단부에 형성되고 기판(200)을 흡착하는 흡착부(133)를 포함할 수 있다. 기판(200) 흡착시 기판(200)의 훼손을 최소화하기 위해 흡착부(133)는 아암(131)의 z축 작업 자유도와 비교하여 짧은 거리의 z축 작업 자유도를 가질 수 있다.
로딩 유니트 중 제1 로딩 유니트(130)는 검사 전 기판(200)을 초기 위치로 옮긴다. 이때 로딩 대상이 되는 기판(200)은 제1 적재 유니트(110)에 복수로 적재된 상태일 수 있다. 기판(200)이 얇을 경우 최상층 기판의 로딩시 그 밑의 기판(200)이 최상층 기판에 붙어서 함께 로딩될 수 있다. 복수의 기판(200)이 초기 위치에 놓일 경우 기판(200) 검사에 있어서 큰 오류를 유발할 수 있으므로, 신뢰성 있게 최상층 기판만이 로딩될 필요가 있다. 이를 위해 로딩 유니트는 적재 유니트에 적재된 기판(200)을 로딩한 후 제1 거리 h1만큼 상승한 후 제1 거리보다 짧은 제2 거리 구간 h2에서 상하 왕복 운동할 수 있다. 이러한 동작은 소위 무엇인가를 털어내는 동작과 유사하다. 로딩 유니트의 터는 동작에 의해 신뢰성 있게 최상위 기판(200)만이 로딩 유니트에 로딩될 수 있다.
한편, 제1 적재 유니트(110)의 기판(200)이 로딩 유니트에 의해 로딩되거나, 제2 적재 유니트(120)로 로딩 유니트의 기판(200)이 언로딩 된 경우 적재된 기판(200)이 xy 평면 방향으로 흐트러질 수 있다. 검사 전 기판(200)의 검사 신뢰도를 향상시키고, 검사 후 기판(200)의 관리 편의성 증대를 위해 흐트러진 기판(200)을 정렬시키는 것이 좋다. 이를 위해 각 적재 유니트는 정렬부를 포함할 수 있다.
정렬부는 xyz 공간에서 z축 방향으로 복수의 기판(200)이 적재되고, 적재된 기판(200) 중 적어도 최상층의 기판(200)을 x축 방향, y축 방향 중 적어도 한 방향으로 정렬시킬 수 있다.
평면 상에서 기판(200)을 정렬하기 위해서는 네 방향에서 기판(200)을 가이드해야 한다. 따라서, x축 방향으로 움직이는 두개의 제1 정렬부(113), y축 방향으로 움직이는 두개의 제2 정렬부(115)가 마련될 수 있다. 정렬의 신뢰성을 개선하고, 구성을 간소화하기 위해 적재 유니트는 제1 정렬부(113) 중 한 개와 제2 정렬부(115) 중 한 개를 고정부(117)로 대체할 수 있다.
고정부(117)는 벽과 같이 고정된 요소로 이루어지며 x축 방향 또는 y축 방향 중 적어도 한 방향으로 기판(200)과 접촉될 수 있다. x축 방향과 y축 방향으로 기판(200)과 접촉되고 있으며, 이에 따라 한 개의 제1 정렬부(113)와 한 개의 제2 정렬부(115)로 기판(200)을 xy 평면 방향으로 정렬시킬 수 있다.
기판(200)은 복수의 회로 패턴(210)과 각 회로 패턴별로 형성된 얼라인 마크(230)가 마련될 수 있다. 각 회로 패턴(210)은 제품에 탑재되는 단위일 수 있다. 예를 들어 8개의 회로 패턴이 도시되는데 각 회로 패턴은 이동 통신 단말기의 기판을 형성할 수 있다. 즉, 기판(200)은 검사 장치의 하류에서 이루어지는 후 공정에서 8개의 회로 패턴으로 분리되어 각 이동 통신 단말기에 설치될 수 있다.
이와 같이 복수의 회로 패턴이 하나의 기판(200)에 포함되는 경우 후 공정의 편의를 도모하기 위해 각 회로 패턴 별로 얼라인 마크가 형성될 수 있다.
본 발명의 검사 장치를 구성하는 정렬 유니트(170)는 각 회로 패턴 별로 마련된 각 얼라인 마크를 이용하여 각 회로 패턴의 정렬 상태를 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 정렬 유니트(170)는 검사 유니트(190)의 검사 단위와 상관없이 모든 얼라인 마크의 정렬 상태를 확인할 수 있다.
검사 유니트(190)는 기판(200)의 이송 경로 상으로 정렬 유니트(170)의 하류에 위치하고, 하나 이상의 회로 패턴을 검사 단위로 하여 각 회로 패턴의 통전 상태를 검사할 수 있다. 이때, 검사 단위는 검사 유니트(190)의 1회 구동, 구체적으로 xyz 공간에서 1회의 z축 왕복 운동 과정에서 검사할 수 있는 회로 패턴의 개수일 수 있다.
검사 유니트(190)의 검사 대상은 기판(200)에 포함된 모든 회로 패턴이다. 그럼에도 불구하고 검사 유니트(190)를 구성하는 프로브(193)에 따라 검사 단위가 달라질 수 있다. 예를 들어 기판(200)에 대해 하나의 회로 패턴을 검사할 수 있는 프로브(193)가 설치된 경우 검사 단위는 1개의 회로 패턴이 된다. 이때 검사 유니트(190)는 8번만큼 z축 왕복 운동 과정을 거치며, 적절한 회로 패턴이 검사되도록 셔틀 유니트(150)가 x축 방향 또는 y축 방향으로 기판(200)을 이동시킬 수 있다. 기판(200)에 대해 두개의 회로 패턴을 한번에 검사할 수 있는 프로브(193)가 설치된 경우 검사 단위는 2개의 회로 패턴이다. 이때 검사 유니트(190)는 4번만큼 z축 왕복 운동 과정을 거친다.
셔틀 유니트(150)는 이송 경로를 따라 기판(200)을 이송시키고, 정렬 유니트(170)로부터 검사 유니트(190)까지의 구간에서 정렬 유니트(170)의 확인 결과와 검사 단위에 근거해서 기판(200)을 정렬시킬 수 있다.
본 발명의 정렬 유니트(170)는 xyz 공간에서 고정된 상태이므로 확인 결과 기판(200)의 정렬 상태에 이상이 있으면 기판(200)을 정렬시킬 수단이 필요하다. 이러한 수단으로 셔틀 유니트(150)가 이용될 수 있다.
셔틀 유니트(150)는 정렬 유니트(170)로부터 감사 유니트까지의 구간에서 x축 방향 또는 y축 방향으로 기판(200)을 이동함으로써 정렬 유니트(170)에서 확인된 기판(200)의 정렬 오차를 보정할 수 있다. 다시 말해, 셔틀 유니트(150)는 xy 평면 상에서 x축 자유도와 y축 자유도를 갖고, xy 평면 상에 형성된 기판(200)의 이송 경로를 따라 기판(200)을 이송할 수 있다. 또한, x축 자유도와 y축 자유도를 이용하여 정렬 유니트(170)에서 확인된 기판(200)의 x축 정렬 오차와 y축 정렬 오차를 보정할 수 있다.
검사 유니트(190)가 하나의 회로 패턴을 검사 단위로 할 때 각 회로 패턴에 정렬 오차가 있을 수 있다. 이때, 셔틀 유니트(150)는 검사 유니트(190)가 하나의 회로 패턴을 검사하고 z축 방향으로 기판(200)으로부터 멀어졌을 때, 다음 검사 대상이 되는 회로 패턴을 검사 유니트에 대해 매칭/정렬시킬 수 있다. 이러한 모습은 검사 단위가 기판(200)에 포함된 회로 패턴의 개수보다 작을 때도 유사하게 이루어진다. 기판(200)에 대해 검사 단위가 4개의 회로 패턴일 때, 셔틀 유니트(150)는 4개의 회로 패턴을 포함하는 영역의 정렬 상태를 나타내는 얼라인 마크에 대한 위치 보정을 수행할 수 있다. 예를 들어 아래 4개의 회로 패턴이 검사 단위일 때, 셔틀 유니트(150)는 정렬 유니트(170)의 확인 결과를 이용하여 맨 좌측 아래로부터 위로 두번째 얼라인 마크와 맨 우측 첫번째 마크를 이용하여 기판(200)을 정렬할 수 있다.
정리하면, 본 발명의 정렬 유니트(170)는 검사 유니트(190)의 검사 단위와 무관하게 모든 회로 패턴의 정렬 상태를 확인할 수 있다. 이를 통해 검사 유니트(190)의 검사 단위는 다양하게 설정될 수 있다. 검사 단위는 검사 유니트(190)의 프로브(193)에 의해 결정될 수 있으며, 프로브(193)는 초기 세팅시 결정된다. 따라서, 본 실시예에 따르면 검사 단위는 초기 세팅시 변경될 수 있고, 다양한 검사 단위에 대해 기판(200)을 정렬시킬 수 있다.
검사 유니트(190)는 기판(200)과의 접촉을 통해 기판(200)의 통전 상태를 검사할 수 있다. 통전 검사를 신뢰성 있게 수행하기 위해 검사 유니트(190)는 프로브(193)를 포함할 수 있다. 프로브(193)는 기판(200)에 형성된 회로 패턴에 직접 접촉함으로써 통전 검사를 수행할 수 있다.
검사 유니트(190)는 복수의 프로브(193), 프로브(193)를 지지하는 지그(191), 지그(191)가 설치되는 베이스판(195)을 포함할 수 있다. 지그(191)에서 검사될 회로 패턴에 대면하는 영역 ⓟ에 프로브(193)가 형성될 수 있다. 프로브(193)의 일단은 영역 ⓟ에 돌출되고, 타단은 전자 회로에 연결될 수 있다.
전자 회로는 회로 패턴에 검사 신호를 인가하고 응답 신호를 수신하며, 수신된 응답 신호로 통전 검사를 수행할 수 있다.
xyz 공간에서 검사 유니트(190)의 초기 세팅시의 세팅 자유도 개수와, 검사 유니트(190)의 구동시의 작업 자유도 개수가 서로 다를 수 있다.
다양한 환경에서 신뢰성 있게 통전 검사를 하기 위해 검사 유니트(190)는 다양한 자유도를 갖는 것이 유리하다. 이를 위해 검사 유니트(190)의 작업 자유도를 다양하게 할 수도 있다. 그러나, 검사 유니트(190)의 작업 자유도를 다양하게 부여할 경우 검사 유니트(190)의 제어가 복잡해진다. 검사 유니트(190)는 검사 장치에서 가장 크고 무거울 수 있는데, 이러한 검사 유니트(190)를 다양한 방향으로 이동시킨다는 것은 작업 속도가 저하되는 것을 의미한다. 또한, 많은 전력이 소모될 것은 자명하다.
따라서, 검사 유니트(190)의 작업 자유도는 가능한 적은 것이 좋다. 일예로 검사 유니트(190)는 z축 작업 자유도만 가질 수 있다. 그리고, 신뢰성 있는 통전 검사를 위해 필요한 나머지 자유도는 세팅 자유도로 해결할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 검사 유니트(190)의 작업 자유도의 개수와 세팅 자유도의 개수는 다를 수 있다. 구체적으로 작업 자유도 개수는 세팅 자유도 개수보다 적을 수 있다.
xyz 공간에서 검사 유니트(190)의 초기 세팅시의 세팅 자유도 집합은 검사 유니트(190)의 구동시의 작업 자유도 집합을 포함하는 관계에 있을 수 있다.
예를 들어 검사 유니트(190)의 작업 자유도 집합은 z축 자유도를 원소로 하는 {z}일 수 있다. 세팅 자유도 집합은 작업 자유도 집합의 원소를 모두 포함하는 {x, y, z, rz}일 수 있다. 이때, y는 y축 자유도, x는 x축 자유도, z는 z축 자유도, rz는 z축을 회전축으로 하는 회전 자유도일 수 있다. 참고로, 작업 자유도 집합에 포함된 z축 작업 자유도와, 세팅 자유도 집합에 포함된 z축 세팅 자유도는 자유도만을 나타내고 그 크기는 고려하지 않은 것임을 환기한다. 즉, xyz 공간에서 동일한 자유도를 갖더라도 작업 자유도와 세팅 자유도의 크기는 다를 수 있다. 예를 들어 초기 세팅시의 z축 세팅 자유도는 프로브(193)와 기판(200) 간의 거리를 조정하기 위한 것이고, 구동시의 z축 작업 자유도는 초기 세팅된 프로브(193)를 기판(200)에 접촉시키기 위한 것으로 그 크기가 서로 다를 수 있다.
한편, 검사 유니트(190)는 기판(200)의 양면에 대해 통전 검사를 수행할 수 있다. 근래 회로 패턴의 고집적화로 인하여 기판(200)의 양면에 복수의 회로 패턴이 형성될 수 있다. 경우에 따라 기판(200) 일면의 회로 패턴이 기판(200) 타면의 회로 패턴에 연결될 수도 있다. 따라서, 신속하고 신뢰성 있는 통전 검사를 위해 검사 유니트(190)는 기판(200)의 일면에 접촉되는 제1 검사부(192)와, 기판(200)의 타면에 접촉되는 제2 검사부(194)로 기판(200)의 통전 상태를 검사할 수 있다. 이때, 제1 검사부(192)와 제2 검사부(194)은 동시에 기판(200)에 접촉될 수 있다.
기판(200)의 상부에 제1 검사부(192)가 위치하고, 기판(200)의 하부에 제2 검사부(194)가 위치한 경우가 개시된다. 이때, 기판(200)은 통공(153)이 형성된 셔틀에 놓여지고, 셔틀의 그립부(151)에 의해 그립된 상태일 수 있다.
초기 세팅시, xyz 공간에서 제1 검사부(192)의 자유도 개수와 제2 검사부(194)의 자유도 개수가 서로 다를 수 있다. 제1 검사부(192)의 위치와 제2 검사부(194)의 위치는 상대적이다. 예를 들어 제2 검사부(194)를 제1 방향으로 이동시킬 필요가 있는 경우, 제1 검사부(192)를 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 이동시켜도 무방하다. 이런 점을 고려하면 제1 검사부(192)와 제2 검사부(194)에 모두 동일한 자유도를 부여할 필요가 없다. 오히려, 제1 검사부(192)와 제2 검사부(194)에 모두 동일한 자유도를 부여하면 사용자의 혼란을 초래하고 구성이 복잡해질 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 제1 검사부(192)의 자유도 개수와 제2 검사부(194)의 자유도 개수가 서로 다르게 구성되므로 이러한 문제가 없다.
검사 유니트(190)는 중력 방향을 기준으로 기판(200)의 상면에 접촉되는 제1 검사부(192), 기판(200)의 하면에 접촉되는 제2 검사부(194)로 통전 상태를 검사할 수 있다. 초기 세팅시 xyz 공간에서 제1 검사부(192)의 자유도 개수는 제2 검사부(194)의 자유도 개수보다 적을 수 있다. 이와 같이 하는 이유는 소위, 공중에 설치되는 제1 검사부(192)의 조작보다 바닥에 설치되는 제2 검사부(194)의 조작이 용이하기 때문이다. 예를 들어, 초기 세팅시, xyz 공간에서 제1 검사부(192)는 z축 자유도, rz 자유도를 가지며, 제2 검사부(194)는 x축 자유도, y축 자유도, z축 자유도, rz 자유도를 가질 수 있다. 제1 검사부(192)의 세팅 자유도와 제2 검사부(194)의 세팅 자유도를 합치면 검사 유니트(190)는 x축 자유도, y축 자유도, z축 자유도, rz 자유도를 갖게 된다.
제1 로딩 유니트(130)가 제1 적재 유니트(110)에서 기판(200)을 로딩하고 있다. 이때, 제1 셔틀 유니트(150a)는 검사 유니트(190)에 위치하고 있으며, 제1 셔틀 유니트(150a)에 의해 검사 유니트(190)로 이송된 기판(200)은 검사 유니트(190)에 의해 통전 검사가 수행 중이다. 제2 셔틀 유니트(150b)는 검사 유니트(190)에서 검사가 완료된 기판(200)을 초기 위치로 이송한 상태이고, 제2 로딩 유니트(140)가 초기 위치의 기판(200)을 로딩하고 있다.
제2 로딩 유니트(140)가 제2 셔틀 유니트(150b)에 놓여지고 검사가 완료된 기판(200)을 제2 적재 유니트(120) 중 정상 기판(200)이 적재되는 유니트에 언로딩하고 있다. 제1 로딩 유니트(130)는 제2 로딩 유니트(140)가 초기 위치를 벗어난 후 검사될 기판(200)을 제2 셔틀(초기 위치)에 언로딩하고 있다. 아직 제1 셔틀 유니트(150a)는 검사 유니트(190)에 있으며, 해당 기판(200)은 계속 검사 중이다.
검사 유니트(190)에서 검사가 완료된 기판(200)은 제1 셔틀 유니트(150a)에 의해 제2 경로로 빠진 상태이다. 검사될 기판(200)이 놓여진 제2 셔틀 유니트(150b)는 x축 방향으로 이동하고 정렬 유니트(170)로 이동한 상태이다. 이때 제2 셔틀 유니트(150b)에 놓여진 기판(200)의 정렬 상태가 확인된다. 정렬 유니트(170)의 촬영 범위가 회로 패턴보다 작을 경우 제2 셔틀 유니트(150b)는 적절하게 x축 방향 또는 y축 방향으로 이동하면서 적절한 촬영이 이루어지도록 할 수 있다. 제1 로딩 유니트(130)는 제1 적재 유니트(110)로 이동하는 중이고, 제2 로딩 유니트(140)는 초기 위치로 접근하기 용이한 위치로 이동한 상태이다.
제2 셔틀 유니트(150b)에 놓여진 기판(200)의 정렬 상태가 확인되고, 제2 셔틀 유니트(150b)에 의해 검사 유니트(190)로 이송된 상태이다. 제1 셔틀 유니트(150a)는 제2 경로를 따라 x축 상으로 초기 위치까지 이동한 상태이다. 제1 로딩 유니트(130)는 제1 적재 유니트(110)까지 이동한다. 제2 로딩 유니트(140)는 도 8의 위치를 유지하고 있다.
제1 셔틀 유니트(150a)가 검사 완료된 기판(200)을 완전하게 초기 위치에 위치시키고 있다. 제2 로딩 유니트(140)가 초기 위치로 이동하여 검사된 기판(200)을 로딩한다. 제1 로딩 유니트(130)는 검사될 기판(200)을 제1 적재 유니트(110)로부터 로딩한다. 제2 셔틀 유니트(150b)에 놓여진 기판(200)은 아직 검사 유니트(190)에서 검사 중이다.
제2 로딩 유니트(140)는 초기 위치의 기판(200)을 검사 결과에 따라 제2 적재 유니트(120) 중 오픈 기판(200)이 적재되는 유니트로 이송한다. 제1 로딩 유니트(130)는 제2 로딩 유니트(140)가 초기 위치를 벗어난 후 제1 적재 유니트(110)의 기판(200)을 초기 위치로 옮긴다. 제2 셔틀 유니트(150b)에 놓여진 기판(200)은 아직 검사 유니트(190)에서 검사 중이다.
검사 유니트(190)에서 기판(200)의 검사가 완료된 후 제2 셔틀 유니트(150b)는 제2 경로로 기판(200)을 이송시킨다. 검사될 기판(200)이 놓여진 제1 셔틀 유니트(150a)는 제1 경로를 따라 정렬 유니트(170)로 진입하고, 검사될 기판(200)의 정렬 상태가 확인된다.
제1 로딩 유니트(130)는 초기 위치로부터 제1 적재 유니트(110)로 이동하고, 제2 로딩 유니트(140)는 오픈 기판(200)이 적재되는 유니트로부터 초기 위치로 진입하기 용이한 위치로 이동한다.
제2 셔틀 유니트(150b)는 제2 경로를 따라 x축 상 초기 위치로 이동한다. 제1 셔틀 유니트(150a)는 정렬 유니트(170)에서의 정렬 확인이 완료된 기판(200)을 제1 경로를 따라 검사 유니트(190)로 이송한다. 제1 로딩 유니트(130)는 제1 적재 유니트(110)로 이동이 완료된 상태이고, 제2 로딩 유니트(140)는 도 12의 위치를 유지한다.
두 개의 셔틀 유니트(150), 제1 경로, 두 개의 제2 경로, 초기 위치로 검사 전 기판(200)만 옮기는 제1 로딩 유니트(130), 초기 위치로부터 검사 후 기판(200)만 옮기는 제2 로딩 유니트(140), 초기 위치로부터 직선 상에 배열되고, xy 평면상 운동이 없는 정렬 유니트(170), 검사 유니트(190)가 서로 간섭없이 신속하고 자동으로 기판(200)의 통전 검사를 수행할 수 있다.
110...제1 적재 유니트 111...적재부
113...제1 정렬부 115...제2 정렬부
117...고정부 120...제2 적재 유니트
130...제1 로딩 유니트 131...아암
133...흡착부 140...제2 로딩 유니트
150...셔틀 유니트
150a... 제1 셔틀 유니트 150b... 제2 셔틀 유니트
151...그립부 153...통공
170...정렬 유니트 180...클리닝 유니트
190...프로브 유니트 191...지그
192...제1 검사부 193...프로브
194...제2 검사부 195...베이스판
200...기판 210...회로 패턴
230...얼라인 마크 300...찍힘 유니트
400... 인덱스 유니트
D... 찍힘 C... 회로
R1... 제1 경로 R2... 제2 경로
R1-1... 제1-1 경로 R1-2... 제1-2 경로
R2-1... 제2-1 경로 R2-2... 제2-2 경로
P1... 제1 위치 P2... 제2 위치
P3... 제3 위치 P4... 제4 위치
P4-1... 제4-1 위치 P4-2... 제4-2 위치
P5... 제5 위치 P6... 제6 위치

Claims (13)

  1. 기판의 정렬 상태를 검사하는 정렬 유니트;
    상기 기판의 통전 상태를 검사하는 프로브 유니트;
    상기 기판의 찍힘 상태를 검사하는 찍힘 유니트; 를 포함하는 검사 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 정렬 유니트, 프로브 유니트, 찍힘 유니트의 순서대로 검사 공정이 진행되는 검사 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 정렬 유니트로 이동 전 대기하는 제2 위치가 설정되고,
    상기 제2 위치, 상기 정렬 유니트, 상기 프로브 유니트를 잇는 가상의 일직선을 따라 상기 기판을 이송시키는 셔틀 유니트가 마련되는 검사 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 정렬 유니트로 이동 전 대기하는 제2 위치가 설정되고,
    상기 제2 위치와 상기 프로브 유니트 사이의 검사 단계 위치인 제3 위치에 상기 정렬 유니트 및 상기 찍힘 유니트가 위치하는 검사 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 정렬 유니트로 이동 전 대기하는 제2 위치와 상기 기판이 찍힘 검사 완료후 대기하는 제5 위치가 설정되고,
    상기 제2 위치에서 상기 정렬 유니트를 거쳐 상기 프로브 유니트까지의 경로를 제1 경로, 상기 프로브 유니트에서 상기 찍힘 유니트를 거쳐 상기 제5 위치까지를 제2 경로라고 하면,
    상기 제1 경로는 상기 제2 경로보다 짧은 검사 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 정렬 유니트의 위치를 제3 위치라 하고, 상기 찍힘 유니트의 위치를 제4-2 위치인 경우,
    상기 제3 위치와 상기 제4-2위치는 동일하며,
    상기 찍힘 유니트에서 상기 프로브 유니트로의 방향을 제1 방향이라고하면,
    상기 정렬 유니트와 상기 찍힘 유니트는 상기 제1 방향을 따라 서로 이격된 위치에 마련되는 검사 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 정렬 유니트와 상기 찍힘 유니트는 서로 인접하게 마련되고,
    상기 정렬 유니트에서 상기 프로브 유니트로 넘어가는 공정 진행 방향과 상기 찍힘 유니트에서 다음 단계로 넘어가는 공정 진행 방향이 서로 역방향인 검사 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 정렬 유니트로 이동 전 대기하는 제2 위치와 상기 기판이 찍힘 검사 완료후 대기하는 제5 위치가 설정되고,
    상기 제2 위치에서 상기 정렬 유니트를 거쳐 상기 프로브 유니트까지의 경로를 제1 경로, 상기 프로브 유니트에서 상기 찍힘 유니트를 거쳐 상기 제5 위치까지를 제2 경로라고하면,
    상기 제1 경로 및 상기 제2 경로를 거쳐 상기 기판을 이동시키는 셔틀 유니트가 복수로 마련되며,
    각 셔틀 유니트의 상기 각 제2 위치 및 각 제5 위치는 서로 일치하고,
    상기 제2 위치 및 제5 위치는 서로 일치하는 검사 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 정렬 유니트로 이동 전 대기하는 제2 위치와 상기 기판이 찍힘 검사 완료후 대기하는 제5 위치가 설정되고,
    상기 제2 위치에서 상기 정렬 유니트까지가 제1-1경로, 상기 정렬 유니트에서 상기 프로브 유니트까지가 제1-2경로, 상기 프로브 유니트에서 상기 찍힘 유니트까지가 제2-1 경로, 상기 찍힘 유니트에서 상기 제5 위치까지가 제2-2 경로인 경우,
    제1 기판을 이동시키는 제1 셔틀 유니트가 상기 제2-2 경로상에 위치하면, 제2 기판을 이동시키는 제2 셔틀 유니트는 상기 제1-2 경로 또는 상기 제2-1 경로상에 위치하는 검사 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 정렬 유니트로 이동 전 대기하는 제2 위치와 상기 기판이 찍힘 검사 완료후 대기하는 제5 위치가 설정되고,
    상기 제2 위치, 정렬 유니트, 프로브 유니트, 찍힘 유니트, 제5 위치가 검사 공정의 각 단계를 차지하는 인덱스 유니트가 마련되며,
    상기 인덱스 유니트의 회전에 의해서 상기 기판의 검사는 순서대로 진행되는 검사 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 프로브 유니트는 상기 기판에 대하여 승강되면서 상기 기판에 접촉되는 다수의 프로브를 포함하고,
    상기 찍힘 유니트에서 촬영한 상기 기판의 찍힘량을 기준값과 비교하여 찍힘 불량을 판단하는 제어부가 마련되는 검사 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    제어부는 상기 정렬 유니트에 위치한 카메라를 통하여 정렬 유니트의 기판 위치 오차를 산출하고,
    상기 제어부는 상기 정렬 유니트에서 산출된 기판 위치 오차를 보정하는 위치 및 각도로 상기 기판을 이동시킨 다음 프로브가 기판의 정확한 측정점에 접촉할 수 있도록 프로브 유니트의 기판 안착 테이블을 제어하며,
    상기 제어부는 프로브에 의한 기판의 찍힘을 기준값과 비교하고, 카메라에 의하여 촬영한 영상의 찍힘이 기준값 이상인 경우 찍힘 불량으로 판단하는 검사 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 프로브 유니트에 마련된 프로브에 의한 기판의 찍힘량이 상기 찍힘 유니트의 카메라에서 촬영되고,
    상기 찍힘 유니트의 카메라에서 입수한 영상으로부터 상기 기판의 찍힘량을 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과로부터 상기 프로브의 마모, 상기 프로브의 벤딩, 상기 프로브에 끼인 이물질 중 적어도 하나를 판별하는 제어부가 마련되는 검사 장치.
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