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KR101162015B1 - 프로브 카드 - Google Patents

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KR101162015B1
KR101162015B1 KR1020110055866A KR20110055866A KR101162015B1 KR 101162015 B1 KR101162015 B1 KR 101162015B1 KR 1020110055866 A KR1020110055866 A KR 1020110055866A KR 20110055866 A KR20110055866 A KR 20110055866A KR 101162015 B1 KR101162015 B1 KR 101162015B1
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probe card
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황규만
최용석
신지환
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삼성전기주식회사
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    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Abstract

본 발명의 프로브 카드는 인쇄회로 기판, 상기 인쇄회로 기판을 관통하며, 수평 조절 볼트와 상기 수평 조절 볼트의 단부에 형성된 연결부를 포함하는 수평 조절부, 상기 인쇄회로 기판과 전기적으로 연결되는 프로브 기판 및 상기 프로브 기판 상에 형성된 홈부에 수용되며, 상기 연결부와 체결되는 수지 재질의 연결 부재를 포함하고, 상기 홈부의 두께 방향 단면은 아래로 갈수록 좁은 면적을 갖도록 형성되거나 또는 갈수록 넓은 면적을 갖도록 형성된 단차를 포함할 수 있다.

Description

프로브 카드{Probe card}
본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수평도 조절이 용이한 프로브 카드에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 웨이퍼(wafer) 상에 회로 패턴 및 검사를 위한 접촉 패드를 형성하는 패브리케이션(fabrication) 공정과 회로 패턴 및 접촉 패드가 형성된 웨이퍼를 각각의 반도체 칩으로 조립하는 어셈블리(assembly) 공정을 통해서 제조된다.
페브리케이션 공정과 어셈블리 공정 사이에는 웨이퍼 상에 형성된 접촉 패드에 전기 신호를 인가하여 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 검사 공정이 수행된다.
검사 공정은 웨이퍼의 불량을 검사하여 어셈블리 공정시 불량이 발생한 웨이퍼를 제거하기 위해 수행되는 공정이다.
검사 공정 시에는 웨이퍼에 전기적 신호를 인가하는 테스터라고 하는 검사 장비와 웨이퍼와 테스터 사이의 인터페이스 기능을 수행하는 프로브 카드라는 검사 장비가 주로 이용된다.
프로브 카드는 테스터로부터 인가되는 전기 신호를 수신하는 인쇄 회로 기판 및 웨이퍼 상에 형성된 접촉 패드와 접촉하는 복수개의 프로브를 포함한다.
최근에는 고집적 칩의 수요가 증가함에 따라 패브리케이션 공정에 의해 웨이퍼에 형성되는 회로 패턴 및 회로 패턴과 연결된 접촉 패드가 고집적으로 형성된다. 즉, 이웃하는 접촉 패드간의 간격이 매우 좁고, 접촉 패드 자체의 크기도 미세하게 형성된다. 이에 의해, 검사 공정 시 사용하는 프로브 카드의 프로브는 접촉 패드와 접촉해야 하기 때문에 접촉 패드에 대응하여 이웃하는 프로브간의 간격이 매우 좁게 형성되어야 하며, 프로브 자체의 크기도 미세하게 형성되어야 한다.
이러한 미세 피치의 접촉 패드를 검사하기 위해, 프로브 카드의 프로브 역시 미세 피치로 형성하게 되며, 그에 따라 인쇄회로 기판 및 프로브 사이에 인쇄회로 기판 상의 단자간 간격과 프로브 간의 간격의 차이를 보상해 주는 소위 공간 변환기(space tansformer)라고 불리는 프로브 기판이 사용되고 있다.
프로브 기판의 하부에는 다수의 프로브가 장착되는데, 프로브와 웨이퍼의 접촉 패드가 모두 접촉될 수 있도록 프로브의 끝단이 모두 동일 높이에 위치되는 것이 중요하다. 이를 위해서는 프로브 기판의 수평도가 유지되는 것이 중요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 수평도 조절이 용이한 프로브 카드를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 프로브 카드는, 인쇄회로 기판, 상기 인쇄회로 기판을 관통하며, 수평 조절 볼트와 상기 수평 조절 볼트의 단부에 형성된 연결부를 포함하는 수평 조절부, 상기 인쇄회로 기판과 전기적으로 연결되는 프로브 기판 및 상기 프로브 기판 상에 형성된 홈부에 수용되며, 상기 연결부와 체결되는 수지 재질의 연결 부재를 포함하고, 상기 홈부의 두께 방향 단면은 아래로 갈수록 좁은 면적을 갖도록 형성되거나 또는 갈수록 넓은 면적을 갖도록 형성된 단차를 포함할 수 있다.
상기 연결부는 상기 연결 부재와 체결되는 톱니 형상의 체결부를 더 구비할 수 있다.
상기 연결 부재는 접착성이 있는 수지일 수 있다.
상기 연결 부재는 에폭시계 수지일 수 있다.
상기 인쇄회로 기판을 관통하며, 상기 프로브 기판의 측면을 지지하는 측면 지그를 더 포함할 수 있다.
상기 수평 조절부는 상기 수평 조절 볼트에 대응하는 너트부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 프로브 기판에 힘이 가해질 때 수지로 이루어진 연결 부재에 의하여 힘이 분산됨으로써, 수평도가 조절이 용이한 프로브 카드를 제공할 수 있다.
또한, 홈부 형성 위치에 정확하게 평탄도 조절용 볼트의 조립을 정확하게 할 수 있음에 따라서, 작업자의 조립 실수에 따른 조립 공차의 확보가 가능하다.
더욱이, 후공정에서의 프로브 기판의 불량율을 줄일 수 있으므로, 재료비 및 생산 단가를 저감할 수 있으며, 완제품에서의 폐기 비용 또한 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 프로브 카드를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 A영역을 확대하여 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 프로브 카드의 수평 조절부를 확대하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 프로브 카드의 수평 조절부를 확대하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 프로브 카드의 수평 조절부를 확대하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 프로브 카드를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 A영역을 확대하여 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 프로브 카드는 인쇄회로 기판(110), 수평 조절부(120), 프로브 기판(130) 및 연결 부재(140)를 포함한다.
인쇄회로 기판(110)의 상면에는 검사 공정을 위한 프로브 회로 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 하면에는 인터포저(111)가 장착될 수 있는 홀이 형성되어 있다.
인쇄회로 기판(110)은 검사 공정을 위한 테스터(도시하지 않음)와 연결될 수 있다.
프로브 카드는 고집적 웨이퍼를 검사하기 때문에 인쇄회로 기판(110)의 상면에 형성된 이웃하는 프로브 회로 패턴 간의 간격은 매우 좁아질 수 있다.
인터포저(111)는 인쇄회로 기판(110)과 프로브 기판(130) 사이의 이격 공간에 위치하게 되고, 일단이 인쇄회로 기판(110)의 프로브 회로 패턴과 연결되어 있고, 타단이 프로브 카드(130)와 접촉하고 있다.
인터포저(111)는 검사 공정을 위해 인쇄회로 기판(110)을 거친 전기 신호를 프로브 기판(130)으로 전달하는 역할을 한다.
인터포저(111)는 인쇄회로 기판(110)과 프로브 기판(130)을 전기적으로 연결하는 인터 페이스 수단으로써, 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
프로브 기판(130)은 세라믹, 유리, 실리콘 등의 절연재료로 형성되는 다층기판일 수 있다. 프로브 기판의 상면에는 인터포저가 결합되어 인쇄회로 기판과 연결되며, 프로브 기판의 하면에는 검사 대상체(웨이퍼 칩)와 직접 접촉하는 복수의 프로브(probe, 131)가 장착된다.
프로브 기판(130)은 인쇄회로 기판(110)으로부터 받은 전기적 신호를 프로브(131)에 전달한다.
프로브(131)는 검사 대상체(웨이퍼 칩)와 직접 접촉하여 전기적 신호를 검사 대상체에 전달하고, 검사 대상체에서 수신된 전기적 신호를 다시 프로브 카드로 전송한다.
최근, 웨이퍼의 고집적화에 따라 프로브 기판이 대형화되고, 프로브 기판에 장착되는 프로브 수가 증가함에 따라 프로브 기판에 가해지는 힘이 증가하여 기판 내측이 휘어질 수 있다. 이에 따라, 프로브 카드는 수평도 조절 장치를 이용하여 수평도를 조절한다.
프로브(131)는 검사 대상체의 접촉 패드와 모두 접촉될 수 있도록 프로브의 끝단이 모두 동일 높이에 위치되는 것이 중요하다. 이를 위해서는 프로브 기판(130)은 수평도를 유지하는 것이 중요하다.
본 실시형태에서, 프로브 기판(130)은 수평 조절부(120)에 의하여 수평도가 조절 및 유지된다. 수평 조절부(120)는 보강판(160)에 연결되며, 인쇄회로 기판(110)을 관통하여, 프로브 기판(130)과 연결된다.
수평 조절부(120)는 수평 조절 볼트(121)와 상기 수평 조절 볼트(121)의 단부에 형성된 연결부(122)를 포함한다.
프로브 기판(130) 상에는 홈부(131a)가 형성되어 있고, 상기 홈부(131a)에는 상기 연결부(122)와 체결되는 연결 부재(140)가 수용된다. 여기서, 상기 연결 부재(140)는 접착성이 있는 수지일 수 있으며, 바람직하게는 에폭시계 수지일 수 있으나, 본 발명의 연결 부재(140)가 이에 한정되는 것은 아니다.
검사 공정을 수행하기 위하여, 프로브 기판(130)은 인쇄회로 기판(110)에 조립된다.
프로브 기판(130)이 인쇄회로 기판에 조립되기 위하여, 프로브 기판(130)은 측면 지그(150)에 안착될 수 있다. 측면 지그(150)는 보강판(160)에 연결되어, 인쇄회로 기판(110)을 관통하여 형성된 것으로, 프로브 기판(130)의 측면을 지지하는 역할을 한다. 측면 지그(150)는 측면 조절 볼트(151)에 의하여 높낮이를 조절할 수 있다.
조립시, 프로브 기판(130)은 수평도를 맞추기 위하여 수평 조절부(120)에 의하여 Z축 방향으로 힘이 가해져 있다.
수평 조절부(120)는 수평 조절볼트(121)에 대응하는 너트부(123)을 포함할 수 있다.
프로브 기판(130)의 수평도를 맞추기 위하여 수평 조절 볼트(121)가 당겨지고, 프로브 기판에 힘이 가해진다. 이때, 수평 조절부(120)의 연결부(122)는 홈부(131a) 내에 수용된 연결 부재(140)에 의해 가해지는 힘이 분산된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(131a)의 두께 방향 단면은 직사각형으로, 기존에 비해 연결 부재(140)와의 접촉 면적이 증가한 것으로, 연결 부재(140)에 의해 가해지는 힘이 분산되는 효과가 있다. 이때, 연결부(122)에는 상기 연결 부재(140)와 체결되는 톱니 형상의 체결부를 더 구비됨으로써 연결 부재(140)와 연결부(122)의 접촉 면적 또한 증가시켜 힘을 분산시킬 수 있어 프로브 기판(130)에 불필요한 힘이 가해지는 것이 방지되고, 프로브 기판의 손상을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 프로브 카드의 수평 조절부를 확대하여 개략적으로 나타낸 단면도이다. 상술한 실시예와 다른 구성요소를 중심으로 설명하며, 동일한 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시형태는 상술한 실시예와 동일한 구성을 가지나, 홈부(131b)의 구조가 변경된 예이다.
도 3을 참조하면, 상기 홈부(131b)의 두께 방향 단면은 반타원형으로, 기존에 비해 연결 부재(140)와의 접촉 면적이 증가한 것으로, 연결 부재(140)에 의해 가해지는 힘이 분산되는 효과가 있다. 여기서, 상기 홈부(131b)의 두께 방향 단면은 반원형일 수도 있다. 이때, 이전 실시예에서와 같이 연결부(122)에는 상기 연결 부재(140)와 체결되는 톱니 형상의 체결부를 더 구비됨으로써 연결 부재(140)와 연결부(122)의 접촉 면적 또한 증가시켜 힘을 분산시킬 수 있어 프로브 기판(130)에 불필요한 힘이 가해지는 것이 방지되고, 프로브 기판의 손상을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 프로브 카드의 수평 조절부를 확대하여 개략적으로 나타낸 단면도이다. 상술한 실시예와 다른 구성요소를 중심으로 설명하며, 동일한 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시형태는 상술한 실시예와 동일한 구성을 가지나, 홈부(131c)의 구조가 변경된 예이다.
도 4를 참조하면, 상기 홈부(131c)의 두께 방향 단면은 아래로 갈수록 넓은 면적을 갖도록 형성된 단차를 포함하는 것으로, 기존에 비해 연결 부재(140)와의 접촉 면적이 증가한 것으로, 연결 부재(140)에 의해 가해지는 힘이 분산되는 효과가 있다. 이때, 이전 실시예에서와 같이 연결부(122)에는 상기 연결 부재(140)와 체결되는 톱니 형상의 체결부를 더 구비됨으로써 연결 부재(140)와 연결부(122)의 접촉 면적 또한 증가시켜 힘을 분산시킬 수 있어 프로브 기판(130)에 불필요한 힘이 가해지는 것이 방지되고, 프로브 기판의 손상을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 프로브 카드의 수평 조절부를 확대하여 개략적으로 나타낸 단면도이다. 상술한 실시예와 다른 구성요소를 중심으로 설명하며, 동일한 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시형태는 상술한 실시예와 동일한 구성을 가지나, 홈부(131d)의 구조가 변경된 예이다.
도 5를 참조하면, 상기 홈부(131d)의 두께 방향 단면은 아래로 갈수록 좁은 면적을 갖도록 형성된 단차를 포함하는 것으로, 기존에 비해 연결 부재(140)와의 접촉 면적이 증가한 것으로, 연결 부재(140)에 의해 가해지는 힘이 분산되는 효과가 있다. 이때, 이전 실시예에서와 같이 연결부(122)에는 상기 연결 부재(140)와 체결되는 톱니 형상의 체결부를 더 구비됨으로써 연결 부재(140)와 연결부(122)의 접촉 면적 또한 증가시켜 힘을 분산시킬 수 있어 프로브 기판(130)에 불필요한 힘이 가해지는 것이 방지되고, 프로브 기판의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 프로브 기판에 힘이 가해질 때 수지로 이루어진 연결 부재에 의하여 힘이 분산됨으로써, 수평도가 조절이 용이한 프로브 카드를 제공할 수 있다.
또한, 홈부 형성 위치에 정확하게 평탄도 조절용 볼트의 조립을 정확하게 할 수 있음에 따라서, 작업자의 조립 실수에 따른 조립 공차의 확보가 가능하다.
더욱이, 후공정에서의 프로브 기판의 불량율을 줄일 수 있으므로, 재료비 및 생산 단가를 저감할 수 있으며, 완제품에서의 폐기 비용 또한 줄일 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
110: 인쇄회로 기판 120: 수평 조절부
121: 수평 조절 볼트 122: 연결부
123: 너트부 130: 프로브 기판
131: 홈부 140: 연결 부재
150: 측면 지그

Claims (6)

  1. 인쇄회로 기판;
    상기 인쇄회로 기판을 관통하며, 수평 조절 볼트와 상기 수평 조절 볼트의 단부에 형성된 연결부를 포함하는 수평 조절부;
    상기 인쇄회로 기판과 전기적으로 연결되는 프로브 기판; 및
    상기 프로브 기판 상에 형성된 홈부에 수용되며, 상기 연결부와 체결되는 수지 재질의 연결 부재
    를 포함하고,
    상기 홈부의 두께 방향 단면은 아래로 갈수록 좁은 면적을 갖도록 형성되거나 또는 아래로 갈수록 넓은 면적을 갖도록 형성된 단차를 포함하는 프로브 카드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 연결 부재와 체결되는 톱니 형상의 체결부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는 접착성이 있는 수지인 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는 에폭시계 수지인 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로 기판을 관통하며, 상기 프로브 기판의 측면을 지지하는 측면 지그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수평 조절부는 상기 수평 조절 볼트에 대응하는 너트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
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