KR100932990B1 - 프로브 카드 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 카드 조립체에 관한 것으로서, 프로브 기판 소자를 탐침 검사하기 위한 프로브 카드 조립체에 있어서, 복수 개의 단자가 형성된 상부면 및 하부면을 포함하는 공간 변환기, 상기 공간 변환기의 하부면 상에 배치되는 인쇄 회로 기판, 2 개 이상의 프로브 기판을 포함하고, 상기 공간 변환기의 상부면 상에 배치되는 프로브 기판 조립체 및 인접하는 상기 프로브 기판의 사이에 삽입되어 상기 2 개 이상의 프로브 기판의 평탄도를 제어하는 볼팅 수단을 포함하는 프로브 카드 조립에 관한 것이다.

프로브 카드 조립체, 프로브 기판 조립체, 공간 변환기, 볼팅 수단

Description

프로브 카드 조립체 {PROBE CARD ASSEMBLY}

본 발명은 프로브 카드 조립체에 관한 것으로서, 구체적으로 복수 개의 탐침 기판 또는 복수 개의 공간 변환기 기판을 포함하는 프로브 카드 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 프로브 카드는 반도체 메모리, 평면 디스플레이(FPD) 등의 반도체 소자의 제작 중 또는 제작 후에 그 결함 유무를 테스트하기 위하여, 웨이퍼와 반도체 소자 검사 장비를 전기적으로 연결시켜서 검사 장비의 전기적 신호를 웨이퍼에 형성된 반도체 다이(die)에 전달하여 주고, 반도체 다이로부터 돌아오는 신호를 반도체 소자의 검사 장비에 전달하는 장치이다.

도 1은 종래의 프로브 카드의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

종래의 프로브 카드는 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board)(10)과, 공간 변환기(20)와, 인쇄 회로 기판(10)과 공간 변환기(20)를 전기적으로 접속해 주는 인터페이스 수단(30)과, 공간 변환기(20)에 장착되는 프로브(40)를 구비하고 있다. 또한, 도 1에 도시되어 있지는 않지만 프로브 카드는 통상 공간 변환기(20)의 기하학적 변형을 보상하는 변형 보상 수단을 구비한다.

인쇄 회로 기판(10)은 반도체 검사 장비로부터 송신된 전기 신호를 수신하며, 수신된 전기 신호를 인터페이스 수단(30)을 통하여 공간 변환기(20)에 장착된 프로브(40)로 전달하는 한편, 프로브(40)로부터 전달된 신호를 역방향으로 반도체 검사 장비로 전달하는 회로를 포함한다.

공간 변환기(space transformer)(20)는 통상 세라믹 기판을 다층으로 형성한 MLC (Multi Layer Ceramic)의 형태로 제작된다. 공간 변환기(20)의 상부면 및 하부면에는 내부 배선에 의해 전기적으로 연결되고 그 간격(피치)이 상이한 패드가 형성되며, 이를 통해 피치 변환의 기능을 수행한다.

또한, 공간 변환기(20)의 상부면에 형성된 복수 개의 패드(50)에는 MEMS (MicroElectric Mechanical System) 방식으로 제작된 다수의 미세한 프로브(40)가 직접 부착되거나 프로브가 장착된 프로브 기판 조립체를 통해 운반되어 부착된다.

한편, 프로브 카드는 피검사체를 이루는 대상물의 크기에 따라 그 크기 및 프로브가 위치하는 면적이 정해진다. 그러나 종래의 프로브 카드는 대상물의 크기 변화에 따라 유연하게 대응할 수 없었으며, 대상물의 크기, 예컨대 웨이퍼의 경우 6인치, 8인치, 12인치 웨이퍼에 해당하는 프로브 카드를 각각 생산하기 위해서 프로브 카드의 크기에 따라 별도의 장비를 갖추어야 하는 어려움이 있었다.

프로브 카드의 크기에 유연하게 대응하기 위해 제안된 종래 기술로서는 탐침이 직접 장착되는 공간 변환기를 분할하거나, 탐침 운반용 프로브 기판 조립체를 분할하여 공간 변환기에 접합하는 기술이 알려져 있다.

하지만, 복수 개의 프로브 기판을 포함하는 프로브 기판 조립체를 사용하거나, 복수 개의 공간 변환기 기판을 포함하는 공간 변환기를 사용하는 경우에는, 프로브 기판 간에, 또는 공간 변환기 기판 간에 Z축 오정렬이 발생할 가능성이 높아 프로브 카드 조립체의 불량이 발생할 수 있었다.

본 발명의 일부 실시예들은 복수 개의 프로브 기판을 연결하여 프로브 기판 조립체를 제작함에 있어, 인접하는 프로브 기판 간의 Z축 정렬이 용이한 프로브 카드 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일부 실시예들은 복수 개의 공간 변환기 기판을 연결하여 공간 변환기를 제작함에 있어, 인접하는 공간 변환기 기판 간의 Z축 정렬이 용이한 프로브 카드 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 소자를 탐침 검사하기 위한 프로브 카드 조립체는 복수 개의 단자가 형성된 상부면 및 하부면을 포함하는 공간 변환기, 상기 공간 변환기의 하부면 상에 배치되는 인쇄 회로 기판, 2 개 이상의 프로브 기판을 포함하고, 상기 공간 변환기의 상부면 상에 배치되는 프로브 기판 조립체 및 인접하는 상기 프로브 기판의 사이에 삽입되어 상기 2 개 이상의 프로브 기판의 평탄도를 제어하는 볼팅 수단을 포함한다.

바람직하게는, 인접하는 상기 프로브 기판은, 볼팅 수단의 삽입을 위해 그 측면의 일부를 제거하여 형성한 홀을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 볼팅 수단은 볼트 머리부, 상기 볼트 머리부로부터 연장 되는 볼트 본체부 및 상기 볼트 본체부의 상기 볼트 머리부의 반대측 종단에 결합되는 너트부를 포함하며, 상기 너트부를 회전시켜 상기 프로브 기판 조립체의 평탄도를 제어한다.

또한, 상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 2 측면에 따른 소자를 탐침 검사하기 위한 프로브 카드 조립체는 복수 개의 단자가 형성된 상부면 및 하부면을 포함하는 2 개 이상의 공간 변환기 기판, 상기 공간 변환기 기판의 하부면 상에 배치되는 인쇄 회로 기판, 인접하는 상기 공간 변환기 기판에 삽입되어 상기 2 개 이상의 공간 변환기 기판의 평탄도를 제어하는 볼팅 수단을 포함한다.

바람직하게는, 인접하는 상기 공간 변환기 기판은 볼팅 수단의 삽입을 위해 그 측면의 일부를 제거하여 형성한 홀을 포함한다.

바람직하게는, 상기 볼팅 수단은 볼트 머리부, 상기 볼트 머리부로부터 연장되는 볼트 본체부 및 상기 볼트 본체부의 상기 볼트 머리부의 반대측 종단에 결합되는 너트부를 포함하며, 상기 너트부를 회전시켜 상기 공간 변환기의 평탄도를 제어한다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일부 실시예들은 복수 개의 프로브 기판을 연결하여 프로브 기판 조립체를 제작함에 있어, 인접하는 프로브 기판 간의 Z축 정렬이 용이한 프로브 카드 조립체를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일부 실시예들은 복수 개의 공간 변환기 기판을 연결하여 공간 변환기를 제작함에 있어, 인접하는 공간 변환기 기판 간의 Z축 정렬이 용이한 프로브 카드 조립체를 제공할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 프로브 카드 조립체(1000)는 공간 변환기(200)와, 공간 변환기(200)의 상면에 배치되는 프로브 기판 조립체(100)와, 공간 변환기(200)의 하면에 배치되는 인쇄 회로 기판(300)을 포함한다.

공간 변환기(200)의 상면 및 하면에는 복수 개의 단자가 형성되어 있으며, 상면 및 하면에 형성된 복수 개의 단자는 공간 변환기(200)의 내부 배선에 의해 전기적으로 연결된다. 공간 변환기(200)는 복수 개의 MLC 기판의 조립체일 수 있다.

공간 변환기(200)의 하면에는 인쇄 회로 기판(300)이 배치되며, 도시되지는 않았지만 프로브 기판 조립체(100)와 인쇄 회로 기판(300)의 사이에는 인터포져 기판이 개재될 수 있다.

공간 변환기(200)의 상면에는 프로브 기판 조립체(100)가 배치된다. 프로브 기판 조립체(100)는 복수 개의 프로브 기판(110)을 포함하며, 프로브 기판(110)의 상면에는 피검사체와 접촉하기 위한 복수 개의 탐침(미도시)이 장착되어 있으며, 프로브 기판 조립체(100)는 프로브 기판(110)의 결합 및 탐침 장착이 완료된 상태에서 공간 변환기(200)에 장착될 수 있다.

탐침을 공간 변환기(200)에 직접 장착하지 않고, 탐침 캐리어로서 프로브 기판 조립체(100)를 활용하는 기술은 한국 특허공개 제10-2006-0058189호에 개시된 방법을 이용할 수 있다.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판 조립체(100)가 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 프로브 기판 조립체(100)는 2 개 이상의 프로브 기판(110)을 포함한다. 본 실시예에서는 9 개의 프로브 기판(110)을 이용하여 프로브 기판 조립체(100)를 구성하였으며, 피검사체의 면적에 대응하여 프로브 기판(110)의 개수를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

프로브 기판 조립체(100)의 인접한 프로브 기판(110)은 소정의 결합 수단에 의해 X-Y 정렬되어 상호 결합되어 있다.

인접하는 프로브 기판(110)의 사이에는 볼팅 수단(600)이 삽입된다. 볼팅 수단(600)은 인접하는 프로브 기판(110) 사이에서 프로브 기판(110)의 대향하는 측면 일부를 제거하여 형성되는 홀(115)로 삽입된다. 볼팅 수단(600)은 프로브 기판(110) 사이의 Z축 정렬, 즉 평탄도를 제어한다.

볼팅 수단(600)이 삽입되는 홀(115)은 프로브 기판(110)이 상호 결합되는 프로브 기판의 측면을 따라 소정의 간격으로 형성된다.

인접하는 프로브 기판(110)이 2 개인 경우에는 프로브 기판(110)의 측면을 반원 단면으로 제거하여 홀(115)을 형성하며, 인접하는 프로브 기판(110)이 4 개인 경우에는 프로브 기판(110)의 측면을 1/4 원 단면으로 제거하여 홀(115)을 형성한다.

도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체의 일부 단면도가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 프로브 카드 조립체는, 공간 변환기(200)를 기준하여 공간 변환기(200)의 상부면에는 프로브 기판 조립체(100)가 배치되며, 공간 변환기(200)의 하부면에는 인쇄 회로 기판(300)이 배치된다.

공간 변환기(200)과 인쇄 회로 기판(300)의 사이에는 소정의 탄성력을 가지고 공간 변환기(200)를 지지하는 인터포져 기판(400)이 개재될 수 있다.

나아가, 인홰 회로 기판(300)의 하부면에는 프로브 카드 조립체(1000)의 강성을 유지하며 테스터기 측으로 연결되는 스티프너 기판(500)이 배치될 수 있다.

프로브 기판 조립체(100)는 복수 개의 프로브 기판(110)을 포함한다.

프로브 기판 조립체(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 결합 수단에 의해 미리 조립된 채 공간 변환기(200)의 상부면으로 접합될 수 있다. 또한, 프로브 기판(100)을 공간 변환기(200)의 상부면으로 접합하여 공간 변환기(200) 상에서 프로브 기판 조립체(100)를 형성할 수 있다.

각각의 프로브 기판(110)은 상부 프로브 기판(111), 하부 프로브 기판(113) 및 상부 프로브 기판(111)과 하부 프로브 기판(113) 사이에 개재되는 보강 기판(112)을 포함하고, 이들은 상호 접합된 상태로 적층된다.

탐침(130)은 상부 프로브 기판(111) 측으로 삽입되고 상부 프로브 기판(111), 보강 기판(112) 및 하부 프로브 기판(113)을 관통하여 하부 프로브 기판(113)의 하부면으로 단자가 노출된 상태로 고정된다. 탐침의 구체적인 장착 방법은 본 발명의 일부를 구성하지는 않는다.

볼팅 수단(600)은 프로브 기판(110)의 대향하는 측면 일부를 제거하여 형성된 홀(115)로 삽입되며, 볼팅 수단(600)은 볼트 머리부(610), 볼트 본체부(620) 및 너트부(630)을 포함한다.

볼트 머리부(610)는 인접하는 프로브 기판(110)의 양측 상부면에 모두 접하여 있으며, 볼트 본체부(620)는 볼트 머리부(610)로부터 수직 하방으로 연장된다. 이 때, 볼트 머리부(610)와 볼트 본체부(620)는 일체로 형성될 수 있다.

볼트 본체부(620)는 공간 변환기(200)를 지나 연장되며, 너트부(630)는 공간 변환기(200)의 하부면 상에서 볼트 본체부(620)와 나사 결합된다.

프로브 카드 조립체의 제조 시, 너트부(620)를 회전시키면 그 방향에 따라 볼트 머리부(610)의 하부면은 접하는 프로브 기판(110)의 상부면을 가압하거나 이완시키고, 이러한 방법으로 프로브 기판 조립체(100)의 Z 축 정렬을 제어한다.

또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 볼트 머리부(610)를 공간 변환기(200)의 하부면에 접하도록 장착하고 프로브 기판 조립체(100)를 지나 연장되는 볼트 본체부(620)의 상방 종단에 너트부(630)를 결합시켜 너트부(630)의 하부면을 인접하는 프로브 기판(100)의 양측 상면부에 모두 접하도록 하고, 프로브 기판 조립체(100)의 상부면 상에서 너트부(630)을 회전시키는 것도 가능하다.

도 4에 도시된 실시예와 같이, 볼팅 수단(600)을 이용하면 복수 개의 프로브 기판(110)을 조합하여 프로브 카드 조립체(1000)의 대형화를 실현하는 경우에도 이로 인해 발생하는 프로브 기판(110) 사이의 Z축 오정렬을 최소화할 수 있다.

도 5에는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체의 일부 단면도가 도시되어 있다.

도 5에 도시된 프로브 카드 조립체는, 공간 변환기(200)를 기준하여 공간 변환기(200)의 하부면에는 인쇄 회로 기판(300)이 배치된다. 공간 변환기(200)는 2개 이상의 공간 변환기 기판(210)을 포함한다.

도 4에 도시된 실시예와 마찬가지로 공간 변환기(200)와 인쇄 회로 기판(300)의 사이에는 소정의 탄성력을 가지고 공간 변환기(200)를 지지하는 인터포져 기판(400)이 개재될 수 있다.

나아가, 인홰 회로 기판(300)의 하부면에는 프로브 카드 조립체(1000)의 강성을 유지하며 테스터기 측으로 연결되는 스티프너 기판(500)이 배치될 수 있다.

본 실시예에서, 탐침(130)은 공간 변환기(200)의 상부면에 장착된다. 탐침(130)은 공간 변환기(200)의 상부면에 희생 기판을 이용하여 일괄 장착되거나 개 별적으로 장착될 수 있다.

볼팅 수단(600)은 공간 변환기 기판(210)의 대향하는 측면 일부를 제거하여 형성된 홀(116)로 삽입되며, 볼팅 수단(600)은 볼트 머리부(610), 볼트 본체부(620) 및 너트부(630)를 포함한다.

볼트 머리부(610)는 인접하는 공간 변환기 기판(210)의 양측 상부면에 모두 접하여 있으며, 볼트 본체부(620)는 볼트 머리부(610)로부터 수직 하방으로 연장된다. 이 때, 볼트 머리부(610)와 볼트 본체부(620)는 일체로 형성될 수 있다.

볼트 본체부(620)는 인터포져 기판(400), 인쇄 회로 기판(300) 및 스티프너 기판(500)을 지나 연장되며, 너트부(630)는 스티프너 기판(500)의 하부면 상에서 볼트 본체부(620)와 나사 결합된다.

프로브 카드 조립체의 제조 시, 너트부(620)를 회전시키면 그 방향에 따라 볼트 머리부(610)의 하부면은 접하는 공간 변환기 기판(210)의 상부면을 가압하거나 이완시키고, 이러한 방법으로 공간 변환기(200)의 Z 축 정렬을 제어한다.

또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 볼트 머리부(610)를 스티프너 기판(500)의 하부면에 접하도록 장착하고 인쇄 회로 기판(300), 인터포져 기판(400) 및 공간 변환기(200)를 지나 연장되는 볼트 본체부(620)의 상방 종단에 너트부(630)을 결합시켜 너트부(630)의 하부면을 인접하는 공간 변환기 기판(210)의 양측 상면부에 모두 접하도록 하고, 공간 변환기(200)의 상부면 상에서 너트부(630)를 회전시키는 것도 가능하다.

도 5에 도시된 실시예와 같이, 볼팅 수단(600)을 이용하면 복수 개의 공간 변환기 기판(210)을 조합하여 프로브 카드 조립체(1000)의 대형화를 실현하는 경우에도 이로 인해 발생하는 공간 변환기 기판(210) 사이의 Z축 오정렬을 최소화할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 종래의 프로브 카드의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판 조립체를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체의 일부 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체의 일부 단면도.

Claims (14)

1. 소자를 탐침 검사하기 위한 프로브 카드 조립체에 있어서,

   복수 개의 단자가 형성된 상부면 및 하부면을 포함하는 공간 변환기,

   상기 공간 변환기의 하부면 상에 배치되는 인쇄 회로 기판,

   2 개 이상의 프로브 기판을 포함하고, 상기 공간 변환기의 상부면 상에 배치되는 프로브 기판 조립체 및

   인접하는 상기 프로브 기판의 사이에 삽입되어 상기 2 개 이상의 프로브 기판의 평탄도를 제어하는 볼팅 수단

   을 포함하는 프로브 카드 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   인접하는 상기 프로브 기판은,

   볼팅 수단의 삽입을 위해 그 측면의 일부를 제거하여 형성한 홀

   을 포함하는 프로브 카드 조립체.
3. 제 2 항에 있어서,

   인접하는 상기 프로브 기판은 2 개의 프로브 기판이고,

   각각의 상기 프로브 기판의 측면은 반원 단면을 갖도록 형성되는 프로브 카드 조립체.
4. 제 2 항에 있어서,

   인접하는 상기 프로브 기판은 4 개의 프로브 기판이고,

   각각의 상기 프로브 기판의 측면은 1/4 원 단면을 갖도록 형성되는 프로브 카드 조립체.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 볼팅 수단은,

   볼트 머리부,

   상기 볼트 머리부로부터 연장되는 볼트 본체부 및

   상기 볼트 본체부의 상기 볼트 머리부의 반대측 종단에 결합되는 너트부

   를 포함하며,

   상기 너트부를 회전시켜 상기 프로브 기판 조립체의 평탄도를 제어하는 프로브 카드 조립체.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 볼트 머리부가 인접하는 상기 프로브 기판의 상부면 상에 배치되는 프로브 카드 조립체.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 너트부가 인접하는 상기 프로브 기판의 상부면 상에 배치되는 프로브 카드 조립체.
8. 소자를 탐침 검사하기 위한 프로브 카드 조립체에 있어서,

   복수 개의 단자가 형성된 상부면 및 하부면을 포함하는 2 개 이상의 공간 변환기 기판,

   상기 공간 변환기 기판의 하부면 상에 배치되는 인쇄 회로 기판,

   인접하는 상기 공간 변환기 기판에 삽입되어 상기 2 개 이상의 공간 변환기 기판의 평탄도를 제어하는 볼팅 수단

   을 포함하는 프로브 카드 조립체.
9. 제 8 항에 있어서,

   인접하는 상기 공간 변환기 기판은,

   볼팅 수단의 삽입을 위해 그 측면의 일부를 제거하여 형성한 홀

   을 포함하는 프로브 카드 조립체.
10. 제 9 항에 있어서,

    인접하는 상기 공간 변환기 기판은 2 개의 공간 변환기 기판이고,

    각각의 상기 공간 변환기 기판의 측면은 반원 단면을 갖도록 형성되는 프로브 카드 조립체.
11. 제 9 항에 있어서,

    인접하는 상기 공간 변환기 기판은 4 개의 공간 변환기 기판이고,

    각각의 상기 공간 변환기 기판의 측면은 1/4 원 단면을 갖도록 형성되는 프로브 카드 조립체.
12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 볼팅 수단은,

    볼트 머리부,

    상기 볼트 머리부로부터 연장되는 볼트 본체부 및

    상기 볼트 본체부의 상기 볼트 머리부의 반대측 종단에 결합되는 너트부

    를 포함하며,

    상기 너트부를 회전시켜 상기 공간 변환기의 평탄도를 제어하는 프로브 카드 조립체.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 볼트 머리부가 인접하는 상기 공간 변환기 기판의 상부면 상에 배치되는 프로브 카드 조립체.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 너트부가 인접하는 상기 공간 변환기 기판의 상부면 상에 배치되는 프로브 카드 조립체.

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