KR100484325B1 - 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

프로브 헤드에 제공된 탐침용 프로브 팁에 과도한 하중이 가해지는 것을 방지함으로써 내구성을 향상시킨 프로브 카드(probe card)에 관한 것으로, 본 발명의 프로브 카드는, 복수의 도트 또는 패드로 이루어지는 기판 단자부를 일측 표면에 구비하며, 중심부에 통공을 구비하는 인쇄회로기판과; 복수의 도트 또는 패드로 이루어지는 헤드 단자부를 양측 표면에 각각 구비하며, 일측 표면의 헤드 단자부는 내부 회로를 통해 반대편의 헤드 단자부에 전기적으로 연결되는 절연 재질의 프로브 헤드와; 일측 헤드 단자부의 각 단자에 전기적으로 연결되도록 고정 설치되어 웨이퍼 상태의 반도체에 접촉되는 복수의 탐침용 프로브 팁과; 각각이 복층 구조를 갖는 적어도 두 개 이상의 가요성 인쇄회로(FPC :Flexible Printed Circuit)로 이루어지며, 상기 기판 단자부와 헤드 단자부의 서로 대응하는 각 단자를 전기적으로 연결하도록 상기 인쇄회로기판과 프로브 헤드 사이에서 서로 교차하는 상태로 적층되는 인터페이스(interface) 수단과; 상기 프로브 헤드의 상하 방향 이동이 가능하도록 상기 프로브 헤드를 지지하는 보강 수단과; 인쇄회로기판의 한쪽 면에 고정되며, 상기 보강 수단이 설치되는 베이스 기판;을 포함한다.

Description

프로브 카드{PROBE CARD}

본 발명은 웨이퍼 상태의 반도체를 검사하는 프로브 카드(probe card)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로브 헤드에 제공된 탐침용 프로브 팁에 과도한 하중이 가해지는 것을 방지함으로써 내구성을 향상시킨 프로브 카드(probe card)에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에서는, 웨이퍼 제조 프로세스를 종료한 후 프로빙 테스트에 의해 양품을 선별하고, 이 양품을 패키지에 수납하여 최종 제품의 형태로 마무리하고 있다. 그리고, 최종 제품의 형태로 마무리된 패키지 완료후의 반도체 장치를 대상으로 하여 번인(burn-in)을 행하고 있다.

이에 대하여 웨이퍼 상태에서 다이싱 전에 프로브 카드와 프로퍼를 사용하여 프로빙을 행할 때에는, 효율을 고려하면 웨이퍼상의 모든 집적회로 칩 영역상의 프로빙시에 칩 영역상의 패드(단자)에 대하여 프로브 카드의 프로브 팁을 동시에 접촉시켜서 전압 및 전기적 신호를 인가하는 것이 이상적이다.

그러나, 현 상황의 프로브 카드의 기술로는 웨이퍼상의 모든 칩 영역상에 프로브 팁을 접촉시키는 것은 불가능하며 현실적으로는 웨이퍼상의 가능한 한 많은 복수개의 칩 영역상의 패드에 동시에 접촉시키는 것이 바람직하다.

이와 같이, 완성된 상태에 있는 웨이퍼, 즉 반도체의 회로 및 출력 단자인 패드를 검사하는 장치인 프로브 카드는 인쇄회로기판의 기판 단자부와 웨이퍼의 패드에 접촉되는 프로브 팁이 상기 프로브 팁과 일체로 형성되는 니들에 의해 전기적으로 연결되며, 절연물에 의해 고정판에 고정되는 프로브팁의 배열은 서로 마주보는 위치에서 2열로 배열되고 서로 대칭을 이루게 된다.

상기와 같이 구성된 프로브 카드는 도시하지 않은 지그에 의해 상하로 이동하면서 프로브 팁이 패드의 중심부에 접촉되도록 하여 패드의 이상 유무를 검사한다.

그런데, 상기한 종래의 프로브 카드는 프로브 팁을 구비하는 니들의 일단부가 인쇄회로기판의 회로에 납땜 등에 의해 연결되고, 상기 니들이 절연물에 의해 고정판에 고정되는 구조를 갖는다.

따라서, 구조가 매우 복잡하며, 프로브 카드의 제조 공정, 특히 니들 조립 공정이 숙련된 작업자에 의해 수작업으로 진행되어야 함으로 인해 프로브 카드의 제조 효율 및 생산성이 매우 낮다.

또한, 종래의 프로브 카드는 다수의 프로브 팁이 서로 대칭의 열(列)을 이루도록 일방향으로 배치되므로 니들을 적용한 프로브 카드에서는 프로브 팁의 배치 열(列)이 제한적으로 증가할 수밖에 없고, 이로 인해, 프로브 카드를 이용하여 검사할 수 있는 패드 수에 한계가 있다.

이에 본 발명의 출원인은 프로브 헤드와 상기 프로브 헤드에 대략 100∼500㎛의 높이로 형성된 범프(bump)에 고정 설치되는 탐침용 프로브 팁과 상기 프로브 헤드가 설치되는 인쇄회로기판을 구비하며 웨이퍼 상태의 반도체를 검사하는 프로브 카드(probe card)에 있어서, 각각이 복층 구조로 이루어지며 인쇄회로기판과 프로브 헤드 사이에서 90°의 교차 각도로 적층되는 제1 및 제2 가요성 인쇄회로(FPC :Flexible Printed Circuit)를 이용하여 상기 인쇄회로기판과 프로브 헤드의 인터페이스 수단을 구성한 프로브 카드를 제안하였다.

이러한 구성의 프로브 카드는 수작업에 의한 니들 조립 공정을 제거할 수 있으므로 프로브 카드의 제조 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있고, 프로브 팁의 배치 열(列)을 종래에 비해 배가시킬 수 있으므로 동시에 많은 수의 패드를 검사할 수 있는 등의 효과가 있다.

그런데, 본 발명의 출원인이 선출원한 상기의 프로브 카드는 프로브 헤드를 인쇄회로기판이 지지하는 구조를 채용하고 있으므로, 프로브 팁을 웨이퍼상의 패드에 탐침시킬 때 일부 프로브 팁이 파손될 우려가 있다.

즉, 프로브 팁이 웨이퍼의 패드와 접촉하여 변형될 때 필요 이상의 과도한 하중이 걸리게 되면 일부분의 프로브 팁이 과도하게 변형되는데, 이 경우 상기 프로브 팁에 가해지는 과도한 하중을 완충할만한 구조물이 없기 때문에 상기 프로브 팁이 파손되는 경우가 발생될 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로브 헤드에 제공된 탐침용 프로브 팁에 과도한 하중이 가해지는 것을 방지함으로써 내구성을 향상시킨 프로브 카드(probe card)를 제공함에 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은,

복수의 도트 또는 패드로 이루어지는 기판 단자부를 일측 표면에 구비하며, 중심부에 통공을 구비하는 인쇄회로기판과;

복수의 도트 또는 패드로 이루어지는 헤드 단자부를 양측 표면에 각각 구비하며, 일측 표면의 헤드 단자부는 내부 회로를 통해 반대편의 헤드 단자부에 전기적으로 연결되는 절연 재질의 프로브 헤드와;

일측 헤드 단자부의 각 단자에 전기적으로 연결되도록 고정 설치되어 웨이퍼 상태의 반도체에 접촉되는 복수의 탐침용 프로브 팁과;

각각이 복층 구조를 갖는 적어도 두 개 이상의 가요성 인쇄회로(FPC :Flexible Printed Circuit)로 이루어지며, 상기 기판 단자부와 헤드 단자부의 서로 대응하는 각 단자를 전기적으로 연결하도록 상기 인쇄회로기판과 프로브 헤드 사이에서 서로 교차하는 상태로 적층되는 인터페이스(interface) 수단과;

상기 프로브 헤드의 상하 방향 이동이 가능하도록 상기 프로브 헤드를 지지하는 보강 수단과;

인쇄회로기판의 한쪽 면에 고정되며, 상기 보강 수단이 설치되는 베이스 기판;

을 포함하는 프로브 카드에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 보강 수단은 상기 통공의 내측에 위치되도록 상기 베이스 기판의 일면에 고정되는 고정판과, 상기 고정판상에 설치되는 판상의 스프링과, 상기 스프링에 고정되는 지지판과, 상기 지지판에 고정된 상태에서 상기 프로브 헤드를 고정 지지하는 지지편을 포함하여 이루어질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 가요성 인쇄회로를 관통한 상태에서 상기 지지판상에 고정되어 일단부가 상기 프로브 헤드를 지지하는 지지핀을 더욱 포함할 수도 있다.

이러한 구성의 프로브 카드에 의하면, 프로브 팁에 과도한 하중이 가해지는 경우 상기 프로브 헤드가 판상의 스프링을 변형시키면서 인쇄회로기판측을 향해 이동하게 되므로, 과도한 하중으로 인해 프로브 팁이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 인터페이스 수단은 상기 인쇄회로기판의 일측 표면에 배치되는 기판측 가요성 인쇄회로와, 상기 프로브 헤드의 일측 표면에 배치되는 헤드측 가요성 인쇄회로로 구성할 수 있다.

또한, 상기 프로브 헤드의 일측 표면에 노이즈 방지용 콘덴서를 실장하고, 상기 프로브 헤드와 대면하는 헤드측 가요성 인쇄회로에 상기 콘덴서가 삽입되는 삽입공을 형성할 수도 있다.

이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 카드를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 프로브 카드의 저면도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드의 단면도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 프로브 카드는, 중심부에 통공(10')을 구비하는 인쇄회로기판(10)과, 인쇄회로기판(10)에 설치되는 프로브 헤드(12)와, 프로브 헤드(12)에 고정 설치되는 프로브 팁(14)과, 인쇄회로기판(10)과 프로브 헤드(12)를 전기적으로 연결하는 인터페이스 수단과, 프로브 헤드(12)의 상하 방향 이동이 가능하도록 상기 프로브 헤드(12)를 지지하는 보강 수단을 포함한다.

인쇄회로기판(10)의 일측 표면에는 복수개의 도트 또는 패드로 이루어진 기판 단자부(미도시함)가 수직 및 수평축상의 여러 위치에 복수개 제공되고, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 프로브 헤드(12)의 일측 표면에는 이후 기술할 인터페이스 수단의 각 단자와 접촉되는 헤드 단자부(12a)가 제공되며, 이 헤드(12)의 다른측 표면에는 프로브 팁(14)이 전기적으로 연결되는 헤드 단자부(12b)가 제공된다.

여기에서, 상기 헤드 단자부(12a,12b)는 기판 단자부와 마찬가지로 복수개의 도트 또는 패드로 이루어진다.

상기 프로브 헤드(12)는 세라믹 등의 절연 플레이트로 이루어지는데, 이 헤드(12)의 내부에는 도시하지는 않았지만 양측 표면의 헤드 단자부(12a,12b)를 해당 단자끼리 전기적으로 연결하는 회로가 제공된다.

그리고, 프로브 헤드(12)의 헤드 단자부(12b)를 구성하는 복수열의 단자에는 도 4에 도시한 바와 같이 범프(bump :20)가 각각 제공되고, 범프(20)의 상부면에는 프로브 팁(14)의 일단부가 도시하지 않은 용접 페이스트에 의해 용접 고정된다.

여기에서, 상기 범프(20)는 프로브 팁(14)이 웨이퍼의 패드에 접촉될 때 프로브 헤드(12) 측으로 탄성 변형이 가능하도록 함으로써 프로브 팁(14)이 웨이퍼의 패드에 양호하게 접촉되도록 하기 위한 것으로, 도전성이 양호한 니켈(Ni :20a) 또는 니켈합금(Ni Alloy)과, 상기 니켈(20a) 또는 니켈합금의 상부면에 제공되는 금(Au :20b)으로 이루어져 프로브 헤드(12)의 표면으로부터 대략 100∼500㎛의 높이로 제공되고, 프로브 팁(14)은 2개의 범프 열(列) 사이 공간에 1개의 팁 열(列)이 제공되도록 용접된다.

이때, 상기 프로브 팁(14)은 일렬(一列)의 팁 삽입홀이 제공된 세라믹 재질의 팁 설치 플레이트(22)상에 정렬된 상태에서 에폭시 수지(24) 및 폴리마이드(Polymide) 등의 접착 수단에 의해 상기 팁 설치 플레이트(22)에 접착된 후, 도시하지 않은 용접 페이스트에 의해 범프(20)에 용접된다.

여기에서, 상기 팁 설치 플레이트(22)에는 복수 열의 팁 삽입홀을 제공하여도 무방하다.

그리고, 상기 에폭시 수지(24)는 프로브 팁(14)이 범프(20)에 용접된 후 제거되며, 팁 설치 플레이트(22)에는 프로브 팁의 정렬 위치를 표시하기 위한 마킹부가 제공될 수 있다.

한편, 본 실시예에 있어서 상기 인쇄회로기판(10)과 프로브 헤드(12)를 전기적으로 연결하기 위한 인터페이스 수단은 각각이 복층 구조를 갖는 적어도 두 개 이상의 가요성 인쇄회로(FPC :Flexible Printed Circuit)로 이루어진다.

이를 상술하면, 도 5에 도시한 바와 같이 본 실시예의 인터페이스 수단은 인쇄회로기판(10)과 프로브 헤드(12) 사이에서 90°의 교차 각도로 적층되는 기판측 및 헤드측 가요성 인쇄회로(16,18) 구성된다.

인쇄회로기판(10)의 상면에 배치되는 기판측 가요성 인쇄회로(16)는 인쇄회로기판(10)의 수직축상에 제공된 기판 단자부와 전기적으로 연결되는 단부측 단자부(16a)와, 동박에 의해 패터닝된 내부 회로를 통해 단부측 단자부(16a)와 전기적으로 연결되는 중심측 단자부(16b)를 구비하며, 중심측 단자부(16b)는 헤드측 가요성 인쇄회로(18)와 대면하는 면에 제공된다.

그리고, 기판측 가요성 인쇄회로(16)의 다른 표면에 배치되는 헤드측 가요성 인쇄회로(18)는 인쇄회로기판(10)의 수평축상에 제공된 기판 단자부와 전기적으로 연결되는 단부측 단자부(18a)와, 기판측 가요성 인쇄회로(16)의 중심측 단자부(16b)와 전기적으로 연결되는 중심측 단자부(18b)와, 중심측 단자부(18b)의 외측에 제공되며 단부측 단자부(18a,18a)와 전기적으로 연결되는 외측 단자부(18c)를 구비하며, 헤드측 가요성 인쇄회로(18)의 중심측 단자부(18b)는 기판측 가요성 인쇄회로(16)에 대면하는 일측면 및 프로브 헤드(12)에 대면하는 다른 측면, 즉 회로(18)의 양측 표면 모두에 동일하게 형성되고, 외측 단자부(18c)는 프로브 헤드(12)와 대면하는 일측면에만 형성되거나, 또는 상기 중심측 단자부(18b)와 같이 회로(18)의 양측 표면 모두에 동일하게 형성될 수 있다.

여기에서, 기판측 가요성 인쇄회로(16)의 중심측 단자부(16b)와 헤드측 가요성 인쇄회로(18)의 중심측 단자부(18b) 및 외측 단자부(18c)는 동일한 방향(수직 또는 수평축)으로 형성되어야 하므로, 기판측 가요성 인쇄회로(16)의 중심측 단자부(16b)는 기판측 가요성 인쇄회로(16)의 길이 방향으로 형성되고, 헤드측 가요성 인쇄회로(18)의중심측 단자부(18b)와 외측 단자부(18c)는 헤드측 가요성 인쇄회로(18)의 폭방향으로 형성된다.

또한, 상기 단자부들(16a,16b,18a,18b,18c), 특히 중심측 단자부(16b,18b)와 외측 단자부(18c)가 제공되는 부분은 경부(硬部)로 형성하는 것이 바람직한데, 이를 위해 상기 단자부들이 제공되는 부분에는 대략 0.1㎜ 정도의 두께로 폴리이미드 필름이 더 적층된다.

이와 같이, 상기 단자부들(16a,16b,18a,18b,18c)이 제공되는 부분을 제외한 나머지 부분은 10층 정도의 복층 구조로 형성하여 가요성을 유지하도록 하고, 단자부들(16a,16b,18a,18b,18c)이 제공되는 부분은 상기 폴리이미드 필름(26)을 더 적층하여 경부(硬部)로 형성함으로써 가요성 인쇄회로의 가요성을 양호하게 유지할 수 있으며, 이 경우 전체적으로는 20층 정도의 복층 구조를 갖는 가요성 인쇄회로의 효과를 나타낼 수 있어 회로의 층수에 제한을 두지 않을 수 있게 된다.

이러한 구성을 갖는 기판측 및 헤드측 가요성 인쇄회로(16,18)의 각 단자부는 솔더볼(solder ball)을 이용한 공지의 플립칩(flip chip) 본딩법, 솔더페이스트(Solder paste)를 이용한 본딩법 또는 도전성 접착 테이프를 이용한 본딩법에 의해 해당 단자부와 접착할 수 있으며, 이러한 접착 공정은 기계에 의해 자동화될 수 있다.

따라서, 상기 기판측 및 헤드측 가요성 인쇄회로(16,18)를 이용하여 인터페이스 수단을 구성하면, 인쇄회로기판(10)의 수직축상에 제공된 기판 단자부의 각 단자는 기판측 가요성 인쇄회로(16)의 단부측 단자부(16a), 중심측 단자부(16b), 헤드측 가요성 인쇄회로(18)의 중심측 단자부(18b), 프로브 헤드(12)의 헤드 단자부(12a,12b)를 통해 해당 프로브 팁(14)에 전기적으로 연결되고, 인쇄회로기판(10)의 수평축상에 제공된 기판 단자부의 각 단자는 헤드측 가요성 인쇄회로(18)의 단부측 단자부(18a), 외측 단자부(18c), 프로브 헤드(12)의 헤드 단자부(12a,12b)를 통해 해당 프로브 팁(14)에 전기적으로 연결된다.

그리고, 인쇄회로기판(10)의 다른면에는 베이스 기판(28)이 볼트 및 너트 등의 체결 수단(30)에 의해 체결 고정되고, 베이스 기판(28)에는 프로브 헤드(12)의 상하 방향 이동이 가능하도록 상기 프로브 헤드(12)를 지지하는 보강 수단이 설치되는데, 상기 보강 수단은 인쇄회로기판(10)의 통공(10') 내측에 위치되도록 베이스 기판(28)의 일면에 고정되는 고정판(32)과, 고정판(32)에 고정되는 판상의 스프링(34)과, 스프링(34)에 고정되는 지지판(36)과, 지지판(36)에 고정된 상태에서 프로브 헤드(12)를 고정 지지하는 지지편(38)과, 기판측 및 헤드측 가요성 인쇄회로(16,18)의 관통공(16c,18d)을 각각 관통한 상태에서 상기 지지판(36)상에 고정되어 일단부가 프로브 헤드(12)를 지지하는 지지핀(40)으로 이루어진다.

여기에서, 상기 지지핀(40)은 프로브 헤드(12)의 두께가 얇아서 프로브 팁(14)에 과도한 하중이 걸릴 경우 프로브 헤드(12)가 국부적으로 변형되는 것을 방지하는 작용을 한다.

그리고, 상기 지지판(36)과 지지편(38)은 지지판(36)을 기준으로 하여 프로브 헤드(12)의 평행도를 조절할 수 있도록 일체로 구성할 수 있으며, 스프링(34)이 지지판(36)에 비해 작은 크기를 갖도록 형성하는 것도 가능하다.

이와 같이 각 부품의 조립이 완료된 프로브 카드는 이후 도시하지 않은 지그에 의해 상하로 이동하면서 프로브 팁(14)이 도시하지 않은 웨이퍼상의 패드 중심부에 탐침되도록 하여 패드의 이상 유무를 검사하게 되는데, 이때 프로브 팁(14)의 일부 또는 전부에 과도한 하중이 작용하는 경우에는 프로브 헤드(12)가 인쇄회로기판(10)의 통공(10')쪽을 향해 밀리면서 스프링(34)을 변형시키게 되므로 상기 프로브 팁(14)에 과도한 하중이 걸리게 되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 보강 수단은 도 6에 도시한 바와 같이 프로브 헤드(12')의 두께가 두꺼운 경우에는 상기 두께로 인해 프로브 헤드(12')의 국부적인 변형이 방지되므로, 도 2의 지지핀(40)을 제거한 상태로 구성할 수도 있다.

이러한 구성의 프로브 카드는 성능 향상을 위해 노이즈 방지용 콘덴서를 실장할 수도 있다.

도 7 내지 도 9는 상기 노이즈 방지용 콘덴서가 실장되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드를 도시한 것으로, 도 7은 프로브 헤드의 평면도를 도시한 것이고, 도 8은 인터페이스 수단의 저면 사시도를 도시한 것이며, 도 9는 프로브 헤드와 인터페이스 수단의 설치 상태를 나타내는 주요부 단면도를 도시한 것이다.

이하, 본 실시예를 설명함에 있어서 전술한 본 발명의 일실시예와 동일한 구성 부품에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며, 설명의 간략화를 위해 상기 실시예와 다른 구성을 갖는 부분에 대해서만 설명한다.

도시한 바와 같이, 헤드측 가요성 인쇄회로(16)와 대면하는 프로브 헤드(12)의 헤드 단자부(12a)가 제공되는 면에는 단자들의 사이 공간에 콘덴서(42)가 실장되는데, 이 콘덴서(42)는 전원의 노이즈를 감쇠시킴으로써 프로브 카드의 성능을 향상시키는 작용을 한다.

그런데, 인쇄회로기판(10)과 프로브 헤드(12) 사이에 기판측 및 헤드측 가요성 인쇄회로(16,18)를 접합하면, 프로브 헤드(12)와 헤드측 가요성 인쇄회로(18) 사이에는 솔더볼(44)에 의한 접합이 이루어지는 양 단자부(12a와 18b 및 18c)간의 높이에 해당하는 만큼의 공간이 형성되므로, 프로브 헤드(12)에 실장되는 대략 250∼500㎛ 높이의 노이즈 방지용 콘덴서(42)가 가요성 인쇄회로(18)의 경부와 접촉되는 문제점이 있다.

이를 방지하기 위해, 본 실시예에서는 헤드측 가요성 인쇄회로(18)에 콘덴서 삽입공(46)을 형성한다.

전술한 본 발명의 일실시예에서 언급한 바와 같이, 헤드측 가요성 인쇄회로(18)의 중심측 단자부(18b)는 솔더볼(28)을 이용한 플립칩 본딩법에 의해 기판측 가요성 인쇄회로(16)의 중심측 단자부(16b)와 전기적으로 연결되므로, 헤드측 가요성 인쇄회로(18)에는 단부측 단자부(18a)와 외측 단자부(18c)를 전기적으로 연결하기 위한 내부 회로(동박에 의한 패터닝 라인을 의미함)만 필요할 뿐, 중심측 단자부(18b)를 위한 내부 회로는 불필요하다.

따라서, 중심측 단자부(18b)의 사이 공간 및 상기 중심측 단자부(18b)와 외측 단자부(18c) 사이의 공간에는 내부 회로를 형성할 필요가 없으므로, 이 공간에 레이저 빔(laser beam) 등을 사용하여 일정 폭(예를 들어 가로 세로 각각 0.2~3mm)의 콘덴서 삽입공(46)을 형성한다.

이로써, 헤드측 가요성 인쇄회로(18)와 프로브 헤드(12)를 접합할 때에는 도 9에 도시한 바와 같이, 프로브 헤드(12)에 실장된 노이즈 방지용 콘덴서(42)가 헤드측 가요성 인쇄회로(18)의 콘덴서 삽입공(46)에 삽입되므로, 프로브 헤드(12)와 헤드측 가요성 인쇄회로(18)의 단자부간에 전기적 연결이 용이하게 이루어질 수 있다.

따라서, 본 실시예의 프로브 카드는 범프 높이를 증가시키지 않으면서도 노이즈 방지용 콘덴서를 프로브 헤드에 용이하게 실장할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명의 프로브 카드는 프로브 팁에 과도한 하중이 작용할 경우 상기 프로브 팁이 실장된 프로브 헤드가 상하 방향으로 이동하게 되므로, 프로브 팁에 작용하는 과도한 하중으로 인해 프로브 팁이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 인쇄회로기판과 프로브 헤드를 전기적으로 연결하는 인터페이스 수단을 복층 구조를 갖는 적어도 두 개 이상의 가요성 인쇄회로를 서로 교차하는 상태에서 적층하여 구성함으로써, 프로브 카드의 제조 공정중 제조 효율 및 생산성 저하의 주요인인 수작업에 의한 니들 조립 공정을 제거할 수 있어 프로브 카드의 제조 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있고, 인쇄회로기판의 단자수가 증가하더라도 인터페이스 수단을 용이하게 구성할 수 있어 향후 발전하는 프로브 카드에 있어서도 인터페이스 수단을 효과적으로 구성할 수 있다.

그리고, 니들을 적용한 종래의 프로브 카드에서는 프로브 팁의 배치 열(列)이 제한적으로 증가할 수밖에 없는데 반하여 본 발명의 프로브 카드에서는 프로브 팁의 배치 열(列)을 종래에 비해 배가시킬 수 있으므로, 동시에 많은 수의 패드를 검사할 수 있는 등의 효과가 있다.

또한, 본 발명의 프로브 카드는 헤드측 가요성 인쇄회로가 콘덴서 삽입공을 구비하고 있으므로, 프로브 헤드와 헤드측 가요성 인쇄회로간의 간격을 콘덴서의 높이에 비해 넓게 형성하기 위해 일정 높이 이상의 범프(bump)를 형성할 필요가 없으므로, 범프 형성으로 인해 제작 시간 및 비용이 증가되는 문제점을 제거할 수 있으며, 프로브 헤드에 실장된 콘덴서로 인해 프로브 헤드와 헤드측 가요성 인쇄회로의 해당 단자간의 전기적 접속이 불합리하게 이루어지는 문제점을 제거할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프로브 카드의 저면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드의 단면도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 헤드의 평면도 및 저면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 팁의 설치 상태를 나타내기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인터페이스 수단의 저면 사시도.

도 6은 본 발명의 프로브 카드에 구비되는 보강 수단의 다른 실시예를 나타내는 단면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 헤드의 평면도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터페이스 수단의 저면 사시도.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 헤드와 인터페이스 수단의 설치 상태를 나타내는 주요부 단면도.

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7. 복수의 도트 또는 패드로 이루어지는 기판 단자부를 일측 표면에 구비하며, 중심부에 통공을 구비하는 인쇄회로기판과; 복수의 도트 또는 패드로 이루어지는 헤드 단자부를 양측 표면에 각각 구비하며, 일측 표면의 헤드 단자부는 내부 회로를 통해 반대편의 헤드 단자부에 전기적으로 연결되는 절연 재질의 프로브 헤드와; 일측 헤드 단자부의 각 단자에 전기적으로 연결되도록 고정 설치되어 웨이퍼 상태의 반도체에 접촉되는 복수의 탐침용 프로브 팁을 가지는 프로브 카드에 있어서,

   각각이 복층 구조를 갖는 적어도 두 개 이상의 가요성 인쇄회로(FPC :Flexible Printed Circuit)로 이루어지며, 상기 기판 단자부와 헤드 단자부의 서로 대응하는 각 단자를 전기적으로 연결하도록 상기 인쇄회로기판과 프로브 헤드 사이에서 서로 교차하는 상태로 적층되는 인터페이스(interface) 수단과;

   통공의 내측에 위치되며, 베이스 기판의 일면에 고정되는 고정판과, 상기 고정판상에 설치되는 판상의 스프링과, 상기 판상의 스프링에 고정되는 지지판과, 상기 지지판에 고정된 상태에서 상기 프로브 헤드를 고정 지지하여 상기 프로브 헤드가 상하방향으로 이동 가능하도록 프로브 헤드를 지지하는 지지편을 포함하여 구성된 보강 수단과;

   인쇄회로기판의 한쪽 면에 고정되며, 상기 보강 수단이 설치되는 베이스 기판;

   을 포함하는 프로브 카드.
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9. 제 7 항에 있어서, 상기 보강 수단은 상기 가요성 인쇄회로를 관통한 상태에서 상기 지지판상에 고정되며, 일단부가 상기 프로브 헤드를 지지하는 지지핀을 더욱 포함하는 프로브 카드.
10. 제 7 항 내지 제 9 항에 있어서, 상기 인터페이스 수단은 상기 인쇄회로기판의 일측 표면에 배치되는 기판측 가요성 인쇄회로와, 상기 프로브 헤드의 일측 표면에 배치되는 헤드측 가요성 인쇄회로로 이루어지며, 기판측 가요성 인쇄회로는 기판 단자부와 전기적으로 연결되는 단부측 단자부와, 내부 회로를 통해 상기 단부측 단자부와 전기적으로 연결되는 중심측 단자부를 구비하고, 헤드측 가요성 인쇄회로는 기판 단자부와 전기적으로 연결되는 단부측 단자부와, 상기 기판측 가요성 인쇄회로의 중심측 단자부와 전기적으로 연결되는 중심측 단자부 및 이 중심측 단자부의 외측에 제공되며 상기한 헤드측 가요성 인쇄회로의 단부측 단자부와 전기적으로 연결되는 외측 단자부를 구비하는 프로브 카드.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 프로브 헤드의 일측 표면에는 노이즈 방지용 콘덴서가 실장되고, 상기 프로브 헤드와 대면하는 헤드측 가요성 인쇄회로에는 상기 콘덴서가 삽입되는 삽입부가 제공되는 프로브 카드.
12. 제 10 항에 있어서, 일측 헤드 단자부의 각 단자에는 니켈(Ni) 또는 니켈합금(Ni Alloy)과, 상기 니켈 또는 니켈합금의 상부면에 제공되는 금(Au)으로 이루어지는 범프(bump)가 제공되고, 상기 프로브 팁은 2개의 범프 열(列) 사이 공간에 1개의 팁 열(列)이 제공되도록 상기 범프에 용접되는 프로브 카드.