KR101805816B1 - 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

프로브 카드는 검사 회로가 형성된 인쇄 회로 기판과, 인쇄 회로 기판의 하부에 배치되고 제1 관통홀을 갖는 디스크 부재와, 디스크 부재의 하부에 배치되고 제1 관통홀과 이어진 제2 관통홀을 갖는 브래킷 부재와, 브래킷 부재의 하부에 배치되고 상하면을 연결하는 간격 조절 회로가 형성된 공간 변형기와, 제1 및 제2 관통홀 내에 배치되고 공간 변형기의 간격 조절 회로와 인쇄 회로 기판의 검사 회로를 전기적으로 연결하는 연결 부재와, 공간 변형기의 하부에 배치되고 간격 조절 회로와 전기적으로 연결된 탐침들을 포함한다. 따라서, 브래킷 부재에 대한 나사 결합 및 해제를 통한 공간 변형기의 탈부착이 이루어지므로, 공간 변형기의 작업성 및 리페어 특성이 향상된다.

Description

프로브 카드{Probe card}

본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업성 및 공간 변형기의 리페어가 용이한 프로브 카드에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(Electrical Die Sorting) 공정과, 상기 반도체 소자들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.

상기 EDS 공정을 수행하여 상기 반도체 소자들 중에서 불량 반도체 소자를 판별한다. 상기 EDS 공정은 프로브 카드라는 검사 장치를 이용하여 수행되는데, 상기 프로브 카드는 반도체 소자들의 패드에 탐침 부재를 접촉한 상태에서 검사용 전기 신호를 인가하고, 상기 인가된 전기 신호로부터 체크되는 신호에 의해 불량 여부를 판정한다.

예를 들어 상기 프로브 카드는 다수의 관통홀이 형성된 디스크 부재와, 디스크 부재의 관통홀에 삽입되어 고정되며 다수의 포고 핀들을 가지는 포고 블록들과, 디스크 부재의 상부면에 접합되는 공간 변형기들(Space Transformer), 공간 변형기들 상에 접합되는 탐침들을 포함할 수 있다.

상기 공간 변형기는 관통홀 상부에 배치되도록 디스크 부재의 일면에 접합되는데, 공간 변형기들이 디스크 부재에 직접 접합됨에 따라 툴(tool) 사용이 용이하지 못해 공간 변형기에 대한 작업성 나쁘고, 리페어(repair)가 용이하지 못한 문제점이 있다.

본 발명의 일 목적은 디스크 부재 및 공간 변형기를 포함하는 구성에서 공간 변형기에 대한 설치 작업성이 향상되고 리페어가 용이한 프로브 카드를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 프로브 카드는 검사 회로가 형성된 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판의 하부에 배치되고 제1 관통홀을 갖는 디스크 부재와, 상기 디스크 부재의 하부에 배치되고 상기 제1 관통홀과 이어진 제2 관통홀을 갖는 브래킷 부재와, 상기 브래킷 부재의 하부에 배치되고 상하면을 연결하는 간격 조절 회로가 형성된 공간 변형기와, 상기 제1 및 제2 관통홀 내에 배치되고 상기 공간 변형기의 간격 조절 회로와 상기 인쇄 회로 기판의 검사 회로를 전기적으로 연결하는 연결 부재와, 상기 공간 변형기의 하부에 배치되고 상기 간격 조절 회로와 전기적으로 연결된 탐침들을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 브래킷 부재는 나사를 이용하여 상기 디스크 부재에 결합된 구성일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공간 변형기는 솔더(solder)를 이용하여 상기 브래킷 부재에 접합된 구성일 수 있다. 여기서, 상기 브래킷 부재는 상기 공간 변형기와 접합되는 접합면에 그루브(groove)가 형성된 구성일 수 있다. 또는, 상기 브래킷 부재는 상기 공간 변형기와 접합되는 접합면의 가장자리를 따라서 단턱이 형성된 구성일 수 있다. 또는, 상기 공간 변형기는 상기 브래킷 부재와 접합되는 접합면에 금(Au) 코팅층이 형성된 구성일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 브래킷 부재와 상기 공간 변형기가 서로 접합되는 접합면을 기준으로 상기 브래킷 부재의 평면 사이즈는 상기 공간 변형기의 평면 사이즈와 같거나 작은 구성일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 디스크 부재는 하면에 상기 브래킷 부재가 삽입되는 안착홈이 형성될 수 있다. 또한, 상기 안착홈의 깊이는 상기 브래킷 부재의 일부가 돌출될 수 있게 상기 브래킷 부재의 두께보다 작은 것일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 연결 부재는 상기 제1 및 제2 관통홀에 삽입되는 포고 블록 및 상기 포고 블록을 관통하는 포고 핀을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공간 변형기의 하부에 배치되고, 상기 탐침들의 배열을 위하여 상기 탐침들이 삽입되어 고정되는 다수의 슬릿들을 갖는 가이드 플레이트를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 프로브 카드에 따르면, 공간 변형기는 브래킷 부재의 하면 상에 접합 물질을 이용하여 접합되고, 공간 변형기가 접합된 브래킷 부재는 나사를 이용하여 디스크 부재의 하면 상에 결합된다. 따라서, 공간 변형기의 설치작업 및 리페어는 브래킷 부재의 나사 결합 및 해제에 의해 이루어지므로 설치 작업 및 리페어가 용이해진다. 또한, 브래킷 부재의 두께만큼 디스크 부재와 공간 변형기 사이에 간격을 갖게 되므로 공간 변형기를 탈착하기 위한 툴(tool)의 사용이 용이해져 설치 작업 및 리페어가 수월해진다.

또한, 브래킷 부재와 공간 변형기는 접합 물질을 이용하여 접합하는데, 브래킷 부재의 접합면에 형성된 그루브에 접합 물질이 채워지면서 접합되므로 접합 물질과 접촉하는 면적이 증가되며, 이처럼 그루브를 통한 접촉 면적의 증가로 인해 접합력이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프로브 카드의 단면도의 부분 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 디스크 부재의 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 브래킷 부재의 개략적인 저면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 브래킷 부재의 개략적인 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도의 부분 확대도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 다른 프로브 카드에 대하여 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 발명의 명확성을 기하기 위해 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 설명하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 나타내는 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 프로브 카드의 단면도의 부분 확대도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 프로브 카드(100)는 인쇄 회로 기판(110), 디스크 부재(120), 브래킷 부재(130), 공간 변형기(140), 연결 부재(150) 및 탐침들(160)을 포함한다. 상기 프로브 카드(100)는 상부 보강판(170)을 더 포함할 수 있으며, 상부 보강판(170)은 강도 보강을 위하여 인쇄 회로 기판(110)의 상부에 배치된다.

상기 인쇄 회로 기판(110)은 원형의 평판 형태를 가질 수 있다. 인쇄 회로 기판(110)은 반도체 소자의 테스트를 위한 검사 회로를 갖는다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(110)은 상면에 검사 회로가 형성되고, 상면의 상기 검사 회로와 하면 사이를 연결하는 다수의 내부 배선들(111)이 형성될 수 있다. 따라서, 인쇄 회로 기판(110)의 하면에는 내부 배선들(111)을 통해서 검사 회로와 연결되는 다수의 단자들이 구비될 수 있다. 상기 하면에 구비되는 단자들은 연결 부재들(150)과 전기적으로 연결됨으로써 검사를 위한 신호들을 주고받게 된다.

상기 인쇄 회로 기판(110)은 가장자리를 따라서 형성된 다수의 개구부들(113)을 가질 수 있다. 개구부들(113)은 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 개구부들(113)은 인쇄 회로 기판(110)의 가장자리 부위에 방사상으로 형성된 홈 형태이거나, 또는 상하 관통된 홀 형태일 수 있다. 또한, 도시하진 않았지만 인쇄 회로 기판(110)의 상면 상에는 가장자리를 따라서 테스트 헤드의 연결핀들과 접속하는 다수의 접속 단자들이 형성되며, 상기 접속 단자들은 상기 검사 회로와 전기적으로 연결되어 있다.

도 3은 도 1에 도시된 디스크 부재의 개략적인 평면도이다.

도 3을 추가적으로 참조하면, 상기 디스크 부재(120)는 인쇄 회로 기판(110)의 하부에 배치된다. 디스크 부재(120)는 검사 대상물 예컨대 실리콘웨이퍼에 대응하는 형상을 갖는다. 즉, 디스크 부재(120)는 원형의 평판 형상을 가질 수 있으며, 통상 인쇄 회로 기판(110)보다 작은 크기를 갖는다. 디스크 부재(120)는 가공성이 우수하고 제조 단가를 절감할 수 있는 금속(metal) 재질로 형성될 수 있다. 상기 금속 재질의 예로는 철-니켈 합금(인바;Invar), 노비나이트(Novinite) 등을 들 수 있다. 이와 달리, 디스크 부재(120)는 세라믹으로 형성될 수도 있다.

상기 디스크 부재(120)는 제1 관통홀(121)을 갖는다. 디스크 부재(120)는 다수개의 제1 관통홀들(121)을 가질 수 있으며, 상기 제1 관통홀들(121)은 평면적으로 디스크 부재(120)의 전체 일정한 간격으로 균일하게 배치될 수 있다. 제1 관통홀(121)은 디스크 부재(120)의 상면 및 하면(예컨대 일면 및 그 반대면)을 관통하여 형성된다. 제1 관통홀(121)은 연결 부재(150)의 설치를 위하여 구비된다. 다시 말해서, 제1 관통홀(121)에는 연결 부재(150)가 삽입되어 배치된다. 예를 들면, 제1 관통홀(121)은 소정의 길이 및 폭을 갖는 장방형 구조를 가질 수 있다. 제1 관통홀(121)은 연결 부재(150)의 구성에 따라서 그 내부에 연결 부재(150)가 걸리도록 단턱(122)이 구비될 수 있다. 이러한 단턱(122)에 의해 상기 연결 부재(150)의 결합 깊이가 제한될 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 브래킷 부재의 개략적인 저면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 브래킷 부재의 개략적인 측면도이다.

도 4 및 도 5를 추가적으로 참조하면, 상기 브래킷 부재(130)는 디스크 부재(120)의 하부에 배치된다. 보다 상세하게는 브래킷 부재(130)는 디스크 부재(120)의 하면 상에 결합되며, 디스크 부재(120)에 대한 브래킷 부재(130)의 결합은 나사들(133)을 이용하여 이루어진다. 예를 들어, 나사들(133)은 디스크 부재(120)를 관통하여 브래킷 부재(130)에 체결되며, 나사들(133)의 헤드부가 디스크 부재(120)에 걸림으로써 브래킷 부재(130)를 고정하여 체결을 이룬다. 이를 위해, 브래킷 부재(130)는 나사들(133)과 체결을 위한 암나사부(134)를 갖는다. 상기 암나사부(134)는 나사 결합을 위하여 내면에 나사선이 형성된 홀 또는 홈일 수 있다. 여기서, 브래킷 부재(130)의 하면 상에는 공간 변형기(140)가 접합 물질을 이용하여 접합되는데, 접합 과정에서 암나사부(134) 내부로 접합 물질이 유입되면 나사들(133)의 체결시 완전하게 체결되지 못해 유격 등의 불량이 유발할 수 있다. 따라서, 암나사부(134)는 하면 방향이 막혀있는 홈 형태를 갖는 것이 보다 바람직하다.

상기 브래킷 부재(130)는 제1 관통홀(121)의 위치에 대응하여 디스크 부재(120)에 결합된다. 다시 말해서, 브래킷 부재(130)는 디스크 부재(120)에 형성된 제1 관통홀(121) 상에 결합된다. 여기서, 디스크 부재(120)에 다수의 제1 관통홀들(121)이 구비되므로, 브래킷 부재(130)는 제1 관통홀들(121)에 일대일 대응하여 다수개가 디스크 부재(120)에 결합된다.

또한, 브래킷 부재(130)는 제1 관통홀(121)과 이어진 제2 관통홀(131)을 갖는다. 상기 제2 관통홀(131)은 제1 관통홀(121)의 내경과 비슷한 사이즈를 가질 수 있다. 즉, 제2 관통홀(131)은 제1 관통홀(121)의 내경과 동일한 사이즈를 갖거나, 또는 제1 관통홀(121)의 내경보다 조금 작거나 조금 클 수도 있다. 제2 관통홀(131)은 제1 관통홀(121)과 마찬가지로 연결 부재(150)의 설치를 위하여 구비된다. 이에, 제2 관통홀(131)에는 연결 부재(150)가 삽입되어 배치되며, 제2 관통홀(131)의 사이즈는 연결 부재(150)의 삽입이 가능하면 충분하다. 결과적으로, 연결 부재(150)는 디스크 부재(120)의 제1 관통홀(121)과 브래킷 부재(130)의 제2 관통홀(131)이 형성하는 공간에 삽입되어 배치된다.

상기 브래킷 부재(130)는 공간 변형기(140)가 접합되는 접합면, 즉 그 하면에 다수의 그루브들(groove,135)을 가질 수 있다. 상기 그루브들(135)은 접합 물질을 이용하여 브래킷 부재(130)에 공간 변형기(140)를 접합할 때, 접합 물질이 닿는 접합 면적을 증가시킴으로써 접합력을 향상시키기 위하여 형성된다. 다시 말해서, 접합 물질을 이용하여 브래킷 부재(130)에 공간 변형기(140)를 접합할 때, 접합 물질이 그루브들(135) 내부에 채워지면서 접합된다. 따라서, 접합 물질은 그루브(135)의 내부면 전체에 접촉된 상태에서 브래킷 부재(130)와 공간 변형기(140)가 접합되므로, 접합 면적 증가를 통해서 접합력이 향상되는 효과를 얻는다. 예를 들어, 그루브들(135)은 일 방향으로 연장되는 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 그루브들(135)은 일 방향 및 그에 수직한 방향 예컨대 십자 방향으로 연장되는 구조를 가질 수도 있다.

상기 브래킷 부재(130)는 공간 변형기(140)가 접합되는 하면의 가장자리를 따라서 단턱(132)을 가질 수 있다. 상기 단턱(132)은 브래킷 부재(130)와 공간 변형기(140)를 접합할 때 가장자리로 넘쳐 나오는 접합 물질이 채워질 수 있는 여유공간을 확보함으로써, 넘쳐 나온 접합 물질이 공간 변형기(140)의 측면에 부착되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 상기와 같은 이유에서 브래킷 부재(130)의 평면 사이즈는 공간 변형기(140)의 평면 사이즈보다 작을 수 있다. 이때, 평면 사이즈는 공간 변형기(140)와 브래킷 부재(130)가 서로 접합되는 접합면을 기준으로 한다. 이처럼, 브래킷 부재(130)의 평면 사이즈를 공간 변형기(140)보다 상대적으로 조금 작게 하고, 브래킷 부재(130)의 가장자리를 따라서 단턱(132)을 가짐으로써, 접합 과정에서 가장자리로 넘쳐 나오는 접합 물질이 공간 변형기(140)의 측면에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 접합 물질에 의한 공간 변형기(140)의 오염 및 손상을 예방할 수 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 공간 변형기(140)는 브래킷 부재(130)의 하부에 배치된다. 보다 상세하게는 공간 변형기(140)는 접합 물질을 이용하여 브래킷 부재(130)의 하면 상에 접합된다. 공간 변형기(140)의 접합에 이용되는 접합 물질의 예로는 솔더 또는 에폭시가 사용될 수 있으며, 솔더 및 에폭시는 단일 또는 함께 사용될 수 있다. 공간 변형기(140)는 브래킷 부재들(130) 마다 접합된다. 따라서, 상기 다수개의 브래킷 부재들(130)이 구비되므로 다수개의 공간 변형기들(140)이 브래킷 부재들(130)마다 각각 접합된다. 다시 말해서, 공간 변형기(140)는 브래킷 부재들(130)에 일대일 대응하여 접합되며, 브래킷 부재(130)와 마찬가지로 제1 관통홀들(121)의 개수에 대응하여 다수개가 구비될 수 있다.

상기 공간 변형기(140)는 브래킷 부재(130)와 접합되는 접합면에 금(Au) 코팅층이 형성될 수 있다. 상기 금(Au) 코팅층은 솔더와의 접합력을 향상시키는 특성을 갖는다. 따라서, 공간 변형기(140)의 접합면에 금(Au) 코팅층을 형성함으로써, 브래킷 부재(130)에 대한 접합력이 향상된다.

상기 공간 변형기(140)는 단자들 사이의 간격을 조정하는 역할을 한다. 공간 변형기(140)는 상면 상에서 연결 부재(150)와 연결되고, 하면 상에서 탐침들(160)이 연결된다. 이에, 공간 변형기(140)는 연결 부재(150)의 상대적으로 넓은 단자들 사이의 간격을, 검사 대상물에 맞게 배열된 탐침들(160)의 상대적으로 좁은 단자들 사이의 간격에 대응할 수 있도록 간격을 조절한다. 이를 위해서 공간 변형기(140)의 내부에는 간격 조절 회로(141)가 구비된다. 상기 간격 조절 회로(141)는 공간 변형기(140)의 상면과 하면을 연결하는 구성이다.

상기 연결 부재(150)는 디스크 부재(120)의 제1 관통홀(121)과 브래킷 부재(130)의 제2 관통홀(131) 공간에 배치된다. 연결 부재(150)는 제1 및 제2 관통홀들(121, 131) 마다 각각 배치된다. 연결 부재(150)는 제1 및 제2 관통홀(121, 131)을 통해서 공간 변형기(140)의 간격 조절 회로(141)를 인쇄 회로 기판(110)의 검사 회로와 전기적으로 연결하는 역할을 함으로써, 최종적으로는 상기 검사 회로와 탐침들(160)이 전기적으로 연결될 수 있도록 한다. 예를 들어, 연결 부재(150)는 제1 및 제2 관통홀(121, 131) 공간에 삽입되는 포고 블록(151)과, 상기 포고 블록(151)에 설치되는 다수의 포고 핀들(153)을 포함할 수 있다. 포고 핀들(153)은 포고 블록(151)을 관통하여 형성되며, 그 상단은 인쇄 회로 기판(110)의 검사 회로와 전기적으로 연결되고, 그 하단은 공간 변형기(140)의 간격 조절 회로(141)와 전기적으로 연결된다. 포고 블록(151)의 양측에는 제1 관통홀(121) 내부에 형성된 단턱(122)에 걸리도록 걸림턱(152)이 구비될 수 있다. 도시하진 않았지만, 포고 블록(141)의 고정은 고정 볼트들에 의해 이루어질 수 있다. 여기서, 포고 블록(141)은 포고 핀들(153)의 삽입 설치가 용이하며, 포고 블록(151)의 설치 과정에서 포고 핀들(153)이 이탈하는 것을 방지할 수 있도록 2개의 부분품으로 이루어진 조립 구조물일 수 있다. 예를 들면, 포고 블록(151)은 포고 핀들(153)이 상하 방향으로 설치될 때, 상하로 분리된 상부 블록(151a)과 하부 블록(151b)으로 이루어질 수 있다. 또한, 포고 블록(151)에 형성되어 포고 핀들(153)이 삽입되는 홀은, 상부 블록(151a)에 형성된 홀의 상단 및 하부 블록(151b)에 형성된 홀의 하단이 포고 핀(153)에 비하여 상대적으로 좁은 입구를 가짐으로써, 상부 및 하부 블록(151a, 151b)의 조립 이후에는 포고 핀(153)이 이탈하는 것을 방지하는 구조일 수 있다. 상부 및 하부 블록(151a, 151b)의 결합은 도시하지 않은 나사들에 의해 이루어질 수 있고, 또는 접합 물질을 이용하여 이루어질 수도 있다.

상기에서 설명한 바와 달리, 상기 연결 부재(150)는 인터포저 또는 유연 접속체일 수 있으며, 상기 유연 접속체의 예로는 와이어, 플렉시블 회로 기판 등을 들 수 있다. 즉, 연결 부재(150)는 제1 및 제2 관통홀(121, 131)을 통해서 인쇄 회로 기판(110)의 검사 회로와 공간 변형기(140)의 간격 조절 회로(141)를 전기적으로 연결 가능하면 충분하다.

한편, 도면에서는 포고 블록(151)을 고정하기 위한 고정 볼트를 도시하지 않고, 브래킷 부재(130)의 결합을 위한 나사들(133)이 포고 블록(151)의 걸림턱(152)을 관통하는 것으로 도시하였다. 하지만, 브래킷 부재(130)의 결합을 위한 나사들(133)은 포고 블록(151)의 걸림턱(152) 영역 바깥쪽에 배치되어 걸림턱(152)을 관통하지 않는 구성일 수 있다.

상기 탐침들(160)은 공간 변형기(130)의 하부면에 연결된다. 예를 들어, 탐침들(160)은 니들 형태를 가질 수 있으며, 공간 변형기(130)의 하면에 형성되어 간격 조절 회로(131)와 연결된 단자들에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 탐침들(160)이 니들 형태를 가질 경우, 니들 형태의 탐침들(160)을 일정한 패턴으로 배열하기 위하여 가이드 플레이트(161)를 더 포함할 수 있다. 상기 가이드 플레이트(161)는 평판 형태를 갖는다. 가이드 플레이트(161)는 실리콘웨이퍼에서 검사하고자 하는 반도체 소자의 패드들에 대응하도록 상기 탐침들(160)을 배열하기 위한 다수의 슬릿들(162)을 갖는다. 이러한 슬릿들(162)은 탐침들(160)을 삽입 고정하기 위하여 구비되며, 슬릿들(162)은 서로 마주보도록 배열될 수 있고, 또는 서로 엇갈리도록 배열될 수 있으며, 하나 또는 복수의 열로 배열될 수 있다. 일 예로, 가이드 플레이트(161)는 서로 대향하여 결합되는 하부 가이드(161a) 및 상부 가이드(161b)를 포함할 수 있으며, 하부 가이드(161a) 및 상부 가이드(161b)에 결합으로 그 사이에 탐침들(160)이 끼여 고정될 수 있다. 가이드 플레이트(161)는 공간 변형기(140)의 하면에 접착 물질을 이용하여 접합될 수 있다. 이와 달리, 가이드 플레이트(161)는 슬릿들(162)을 갖는 단일 플레이트 구조를 가질 수 있으며, 이 경우 탐침들(160)은 접합 물질(예컨대 에폭시 등)에 의해 가이드 플레이트(161) 상에 고정될 수 있다.

상기 탐침들(160)은 가이드 플레이트(161)에 형성된 슬릿들(162)에 삽입 고정된다. 이를 위해, 각 탐침(160)은 양단부에 각각 걸림턱을 가지며, 이 걸림턱이 슬릿(162)의 양단에 걸려 지지된다. 예를 들면, 탐침(160)은 슬릿(162)에 삽입되면서, 양단부의 걸림턱이 하부 가이드(161a) 및 상부 가이드(161b) 사이에서 가압되어 고정될 수 있다. 탐침(160)은 가이드 플레이트(161)의 하방으로 돌출된 선단부가 실리콘웨이퍼에 형성된 반도체 소자의 패드와 직접 접촉하여 전기 신호를 전달하는 역할을 하게 된다. 또한, 탐침(160)은 가이드 플레이트(161)의 상방으로 돌출되는 단자를 통해 공간 변형기(140)의 하면에 형성된 단자들과 전기적으로 연결된다.

이와 달리, 탐침들(160)과 가이드 플레이트(161)는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다. 또한, 탐침들(160)은 멤스 방식으로 형성되어, 가이드 플레이트(161) 없이 공간 변형기(140) 상에 직접 소정의 배열을 갖도록 형성될 수도 있다.

프로브 카드(100)는 상부 보강판(170)을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 보강판(170)은 인쇄 회로 기판(110)의 상부에 배치된다. 상부 보강판(170)은 소정 이상의 강성을 갖는 재질로 형성된다. 예를 들어 상부 보강판(170)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 철 또는 철 합금을 포함할 수 있다. 상부 보강판(170)은 강도 보강을 통해서 인쇄 회로 기판(110)의 휨이나 뒤틀림 등과 같은 변형을 방지하기 위하여 구비된다. 이처럼, 인쇄 회로 기판(100)의 보강을 통해서 최종적으로는 프로브 카드(100)의 휨이나 뒤틀림을 방지하여, 탐침들(160)의 평탄화를 도모하기 위함이다. 상부 보강판(170)은 원형의 평판 형상을 가지며, 원형의 둘레를 따라서 방사상으로 형성된 다수의 날개부들(171)을 가질 수 있다. 날개부들(171)은 인쇄 회로 기판(110)에 형성된 개구부들(113)의 개수 및 위치에 대응하여 구비되며, 그 끝단 일부분이 개구부들(113)에 삽입될 수 있게 하방으로 연장된 구조를 갖는다. 또한, 도시하진 않았지만, 프로브 카드(100)는 인쇄 회로 기판(110)의 하부에 배치되는 하부 보강판을 더 포함할 수도 있다. 이러한 하부 보강판은 상부 보강판(170)과 마찬가지로 인쇄 회로 기판(110)의 휨이나 뒤틀림 등의 변형 방지를 목적으로 한다.

상기 프로브 카드(100)는 디스크 부재(120)의 평탄도를 조절하기 위한 다수의 레벨 볼트들(102)을 포함하며, 디스크 부재(120)와 상부 보강판(170) 상호간의 체결을 위한 다수의 체결 볼트들(104)을 더 포함할 수 있다. 상기 레벨 볼트들(102)은 상부 보강판(160) 및 인쇄 회로 기판(110)을 관통하여 디스크 부재(120)에 접촉된다. 레벨 볼트들(102)은 상부 보강판(160) 및 인쇄 회로 기판(110)에 대한 디스크 부재(120)의 간격을 부분적으로 조절함으로써, 디스크 부재(120)의 평탄도를 조절할 수 있게 하는 구성이다. 상기 체결 볼트들(104)은 디스크 부재(120) 및 인쇄 회로 기판(110)을 관통하여 상부 보강판(160)에 체결된다.

이와 같이, 상기 프로브 카드(100)에서 공간 변형기(140)는 디스크 부재(120) 상에 직접 접합되지 않고, 브래킷 부재(130)를 통해서 고정 배치된다. 따라서, 공간 변형기(140)의 설치는 브래킷 부재(130)와 디스크 부재(120) 사이의 나사 결합에 의해 이루어지므로 작업성이 향상된다. 또한, 공간 변형기(140)의 리페어는 나사 결합을 해제하여 브래킷 부재(130) 단위로 분리하여 이루어지므로, 공간 변형기(140)의 리페어가 용이해진다.

한편, 상기의 설명에서 브래킷 부재(130)는 디스크 부재(120)에 형성된 제1 관통홀(121)의 개수에 일대일 대응하여 구성되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 제1 관통홀(121)에 대하여 일대다로 대응하여 구성될 수 있다. 즉, 브래킷 부재(130)는 N개의 제1 관통홀(121)에 대응하는 사이즈를 가지면서 N개의 제1 관통홀들(121) 상에 겹쳐지도록 디스크 부재(120)에 결합될 수 있다. 여기서, N은 자연수이다. 이 경우, 브래킷 부재(130)는 겹쳐진 N개의 제1 관통홀들(121)에 각각 이어진 N개의 제2 관통홀들(131)을 갖는다. 또한, 브래킷 부재(130)가 N개의 제1 관통홀들(121)에 대응하여 구성될 때, 브래킷 부재(130)의 하면에 접합되는 공간 변형기(140)는 제1 관통홀들(121)에 대하여 브래킷 부재(130)와 같은 개수(예컨대 N개)에 대응하는 구성을 가질 수 있고, 또는 그 이하의 개수에 대응하는 구성을 가질 수 있고, 또는 제1 관통홀들(121)에 일대일 대응하는 개수로 구성될 수도 있다. 결론적으로, 브래킷 부재(130)와 공간 변형기(140)의 구성은 디스크 부재(120)에 형성된 제1 관통홀들(121)에 대하여, 일대일 또는 일대다로 대응하는 구성을 가질 수 있다.

이하, 상기 프로브 카드(100)의 제조 순서를 간략하게 설명하기로 한다.

접합 물질(예컨대 솔더)을 이용하여 브래킷 부재(130) 상에 공간 변형기(140)를 접합한다. 이때, 브래킷 부재(130)와 공간 변형기(140)는 소정의 얼라인 과정을 통해서 정확한 위치로 접합한다. 브래킷 부재(130)와 공간 변형기(140)의 접합이 완료되면, 브래킷 부재(130)를 디스크 부재(120)의 하면 상에 임시 접착한다. 이때, 앞서와 마찬가지로 얼라인을 통해 최대한 정확한 위치로 임시 접착한다. 브래킷 부재(120)의 임시 접착에는 접착 부재를 이용하며, 접착 부재의 일 예로는 양면 테이프가 이용될 수 있다. 이와 달리, 상기 접착 부재는 양면 테이프에 상당하는 다른 부재가 이용될 수도 있다. 브래킷 부재(130)를 디스크 부재(120)에 임시 접착한 상태에서 나사들(133)을 이용하여 브래킷 부재(130)를 고정한다. 나사들(133)을 조일 때 브래킷 부재(130)의 얼라인이 틀어질 수 있으므로, 브래킷 부재(130)의 얼라인 상태를 확인하면서 고정한다. 이때, 나사들(133)을 체결하는 과정에서 브래킷 부재(130)의 얼라인이 틀어질 수 있으며, 이러한 얼라인 틀어짐을 수정하기 위하여 나사들(133)이 끼워지는 디스크 부재(120)의 나사홀은 나사들(133)의 몸통 직경보다 조금 더 큰 직경을 갖거나, 폭이 넓은 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이를 통해서, 나사들(133)의 체결시 나사(133)와 나사홀(미도시) 사이의 유격을 이용하여 브래킷 부재(130)를 정확한 위치에 고정한다.

이처럼, 나사들(133)을 이용한 나사 결합으로 브래킷 부재(130)의 고정이 이루어지므로, 작업성 및 리페어가 우수한 특성을 갖는다. 또한, 브래킷 부재(130)의 높이 만큼 디스크 부재(120)로부터 돌출되므로 툴(tool)의 사용이 용이해지는 효과를 갖게 되어, 작업성 및 추후 리페어시 용이성을 확보할 수 있다.

공간 변형기(140)의 하면에는 탐침들(160)을 연결한다. 탐침들(160)의 연결은 가이드 플레이트(161)를 이용할 수 있다. 즉, 탐침들(160)을 가이드 플레이트(161)에 설치한 상태(예컨대 조립한 상태)에서 가이드 플레이트(161)를 공간 변형기(140)의 하면 상에 얼라인하여 접합함으로써, 가이드 플레이트(161)의 슬릿들(161)에 삽입된 탐침들(160)과 공간 변형기(140)의 연결을 이룬다. 실질적으로, 탐침들(160)은 공간 변형기(140)의 하면 상에 형성된 단자들과 연결됨으로써, 간격 조절 회로(141)와 연결된다.

여기서, 탐침들(160)의 연결은 공간 변형기(140)와 브래킷 부재(130)를 접합한 후에 진행될 수 있다. 즉, 공간 변형기(140)가 브래킷 부재(130)에 접합된 상태에서 공간 변형기(140)의 하면에 탐침들(160)이 조립된 가이드 플레이트(161)를 접합함으로써, 탐침들(160)과 공간 변형기(140)를 연결한다. 공간 변형기(140)와 브래킷 부재(130)를 접합한 후에 탐침들(160)을 접합하는 것은 공간 변형기(140)와 탐침들(160)의 접합 온도보다 공간 변형기(140)와 브래킷 부재(130)의 접합 온도가 상대적으로 높기 때문이다. 가이드 플레이트(161)가 접합된 상태에서 공간 변형기(140)와 브래킷 부재(130)의 접합을 진행하면 탐침들(160) 및 가이드 플레이트(161)에 변형이 생길 수 있어 바람직하지 못하다. 따라서, 탐침들(160)의 접합 단계보다 공간 변형기(140)와 브래킷 부재(130)의 접합 단계를 선행하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 접합 온도 등의 조건에 따라서 접합 순서를 달리 할 수 있으며, 가이드 플레이트(161)가 생략된 구성이거나 탐침들(160)이 가이드 플레이트(161)에 완전하게 고정되지 않는 구성에서는 상기의 설명과 다소 다를 수도 있다.

상기 디스크 부재(120)에 공간 변형기(140)가 접합된 브래킷 부재(130)의 결합이 이루어진 상태에서, 연결 부재(150)를 제1 및 제2 관통홀(121, 131)에 삽입하여 설치한다. 연결 부재(150)의 설치가 완료되면 디스크 부재(120)와 인쇄 회로 기판(110)을 결합한다. 이를 통해서, 연결 부재(150)가 인쇄 회로 기판(110)의 검사 회로와 공간 변형기(140)의 간격 조절 회로(141)를 전기적으로 연결함으로써, 상기 검사 회로와 탐침들(160)의 전기적인 연결이 이루어진다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도의 부분 확대도이다.

여기서, 일부의 구성을 제외하면 앞서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 프로브 카드(100)의 구성과 실질적으로 동일하다. 따라서, 차이점 위주로 간략하게 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 프로브 카드(200)는 인쇄 회로 기판(210), 디스크 부재(220), 브래킷 부재(230), 공간 변형기(240), 연결 부재(250) 및 탐침들(260)을 포함한다. 도시하진 않았지만, 상기 프로브 카드(200)는 강도를 보강하기 위한 상부 보강판을 더 포함할 수 있다.

상기 인쇄 회로 기판(210)은 검사 회로를 갖는다. 도시하진 않았지만, 인쇄 회로 기판(210)은 하면 상에 검사 회로와 연결된 단자들을 갖는다. 인쇄 회로 기판(210)은 검사 회로와 하면 상의 단자들을 연결하는 내부 배선들(211)을 갖는다.

상기 디스크 부재(220)는 인쇄 회로 기판(210)의 하부에 배치된다. 디스크 부재(220)는 상,하면을 관통하는 다수의 제1 관통홀들(221)을 가지며, 제1 관통홀(221)은 인쇄 회로 기판(210)의 하면에 마련된 단자들을 노출한다.

또한, 디스크 부재(220)는 하면에 안착홈(223)을 갖는다. 상기 안착홈(223)은 제1 관통홀(221) 위치에 구비된다. 구체적으로, 안착홈(223)은 제1 관통홀(221)보다 큰 직경을 가지며, 제1 관통홀(221)에 중첩하도록 형성된다. 따라서, 안착홈(223) 내부에 제1 관통홀(221)이 위치하는 구성을 갖는다. 디스크 부재(220)에는 제1 관통홀(221)이 다수개 구비되므로, 안착홈(223)도 제1 관통홀(221)의 개수에 일대일 대응하여 다수개가 구비된다. 안착홈(223)은 브래킷 부재(230)의 배치를 위하여 구비된다. 즉, 안착홈(223)에는 브래킷 부재(230)가 삽입되어 배치된다. 이때, 브래킷 부재(230)가 안착홈(223)에 삽입되어 배치된 상태에서 브래킷 부재(230)의 적어도 일부분이 디스크 부재(220)의 하면으로부터 돌출되는 것이 바람직하다. 이는, 앞서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 프로브 카드(100)에서 설명한 바 있듯이 브래킷 부재(230)의 돌출 높이로 인해 탈부착용 툴(tool) 등의 사용이 용이하여 작업성 및 리페어 공정에 유리하기 때문이다. 따라서, 안착홈(223)의 높이는 브래킷 부재(230)의 두께(상하 방향의 두께)보다 작은 것이 바람직하다.

상기 브래킷 부재(230)는 안착홈(223)에 삽입되어 디스크 부재(220)의 하부에 배치된다. 브래킷 부재(230)는 나사들(233)을 이용하여 디스크 부재(220)에 결합될 수 있다. 브래킷 부재(230)의 배치는 제1 관통홀(221)에 대응한다. 다시 말해서, 브래킷 부재(230)는 디스크 부재(220)에 형성된 제1 관통홀(221)에 중첩하여, 제1 관통홀(221) 상에 결합된다. 또한, 디스크 부재(220)에는 다수의 제1 관통홀들(221)이 구비되므로, 브래킷 부재(230)는 제1 관통홀들(221)의 개수에 대응하여 다수개가 디스크 부재(220)에 결합된다.

상기 브래킷 부재(230)는 제1 관통홀(221)과 이어진 제2 관통홀(231)을 갖는다. 제1 및 제2 관통홀(221, 231)은 연결 부재(250)의 배치를 위한 구성으로, 연결 부재(250)는 제1 및 제2 관통홀(221, 231)에 삽입되어 배치된다.

상기 공간 변형기(240)는 브래킷 부재(230)의 하면에 접합 물질을 이용하여 접합된다. 상기 접합 물질은 솔더 또는 에폭시를 포함하며, 상기 솔더 또는 에폭시를 단일 또는 함께 사용될 수 있다. 공간 변형기(240)는 간격 조절 회로(241)를 갖는다.

상기 연결 부재(250)는 디스크 부재(220)의 제1 관통홀(221)과 브래킷 부재(230)의 제2 관통홀(231)에 삽입되어 배치된다. 연결 부재(250)는 제1 및 제2 관통홀(221, 231)을 통해서 인쇄 회로 기판(210)의 검사 회로와 공간 변형기(240)의 간격 조절 회로(241)를 전기적으로 연결한다. 예를 들면, 연결 부재(250)는 포고 블록(251)과 다수의 포고 핀들(253)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 연결 부재(250)는 인터포저 또는 유연 접속체일 수도 있다.

상기 탐침들(260)은 공간 변형기(240)의 하면 상에 배치된다. 탐침들(260)은 니들 형태를 가질 수 있다. 탐침들(260)이 니들 형태를 가질 경우, 탐침들(260)을 일정한 패턴으로 배열하기 위한 가이드 플레이트(261)를 더 포함할 수 있다. 상기 가이드 플레이트(261)는 검사 대상물의 패드들에 대응하도록 탐침들(260)을 배열하기 위한 다수의 슬릿들(262)을 갖는다. 한편, 탐침들(260)은 멤스 방식으로 공간 변형기(240) 상에 직접 형성할 수도 있다.

한편, 상기의 설명에서 브래킷 부재(230) 및 공간 변형기(240)는 디스크 부재(220)에 형성된 제1 관통홀(221)의 개수에 일대일 대응하여 구성되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 브래킷 부재(230) 및 공간 변형기(240) 각각은 제1 관통홀(121)에 대하여 일대일 또는 일대다로 대응하여 구성될 수도 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 프로브 카드에 따르면, 공간 변형기는 브래킷 부재에 접합되고 브래킷 부재는 나사를 이용하여 디스크 부재에 결합되므로, 공간 변형기의 작업성 및 리페어 특성이 향상된다. 또한, 브래킷 부재를 통해 디스크 부재와 공간 변형기 사이에 간격을 갖게 되므로, 탈착을 위한 툴의 사용이 용이해진다.

따라서, 본 발명의 프로브 카드는 공간 변형기의 작업성 및 원활한 리페어를 위하여 바람직하게 사용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100, 200: 프로브 카드 102: 레벨 볼트
104: 체결 볼트 110, 210: 인쇄 회로 기판
111: 내부 배선 113: 개구부
120, 220: 디스크 부재 121, 221: 제1 관통홀
122: 단턱 130, 230: 브래킷 부재
131, 231: 제2 관통홀 133, 233: 나사
134: 암나사부 132: 단턱
135: 그루브 140, 240: 공간 변형기
141, 241: 간격 조절 회로 150, 250: 연결 부재
151: 포고 블록 151a: 상부 블록
151b: 하부 블록 152: 걸림턱
153, 253: 포고 핀 160, 260: 탐침
161, 261: 가이드 플레이트 161a: 하부 가이드
161b: 상부 가이드 162, 262: 슬릿
170: 상부 보강판 171: 날개부
223: 안착홈

Claims (11)

1. 검사 회로가 형성된 인쇄 회로 기판;
   상기 인쇄 회로 기판의 하부에 배치되고 제1 관통홀을 갖는 디스크 부재;
   상기 디스크 부재의 하부에 배치되고 상기 제1 관통홀과 이어진 제2 관통홀을 갖는 브래킷 부재;
   상기 브래킷 부재의 하부에 배치되고 상하면을 연결하는 간격 조절 회로가 형성된 공간 변형기;
   상기 제1 및 제2 관통홀 내에 배치되고 상기 공간 변형기의 간격 조절 회로와 상기 인쇄 회로 기판의 검사 회로를 전기적으로 연결하는 연결 부재; 및
   상기 공간 변형기의 하부에 배치되고 상기 간격 조절 회로와 전기적으로 연결된 복수의 탐침들을 포함하고,
   상기 공간 변형기는 접합 물질을 이용하여 상기 브래킷 부재에 접합되고,
   상기 브래킷 부재는 나사를 이용하여 상기 디스크 부재에 결합되고,
   상기 브래킷 부재는 상기 공간 변형기와 접합되는 접합면에 그루브(groove)가 형성되고, 상기 공간 변형기와 접합되는 접합면의 가장자리를 따라서 단턱이 형성되고,
   상기 브래킷 부재와 상기 공간 변형기는 상기 그루브의 내부에 채워진 접합물질에 의해 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 공간 변형기는 상기 브래킷 부재와 접합되는 접합면에 금(Au) 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
7. 제1항에 있어서, 상기 브래킷 부재와 상기 공간 변형기가 서로 접합되는 접합면을 기준으로 상기 브래킷 부재의 평면 사이즈는 상기 공간 변형기의 평면 사이즈와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
8. 제1항에 있어서, 상기 디스크 부재는 하면에 상기 브래킷 부재가 삽입되는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
9. 제8항에 있어서, 상기 안착홈의 깊이는 상기 브래킷 부재의 일부가 돌출될 수 있게 상기 브래킷 부재의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
10. 제1항에 있어서, 상기 연결 부재는
    상기 제1 및 제2 관통홀에 삽입되는 포고 블록; 및
    상기 포고 블록을 관통하는 포고 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
11. 제1항에 있어서, 상기 공간 변형기의 하부에 배치되고, 상기 탐침들의 배열을 위하여 상기 탐침들이 삽입되어 고정되는 다수의 슬릿들을 갖는 가이드 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.

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