KR20130134101A

KR20130134101A - 프로브 카드

Info

Publication number: KR20130134101A
Application number: KR1020120057374A
Authority: KR
Inventors: 김병기
Original assignee: (주) 미코에스앤피
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-12-10

Abstract

반도체 소자들을 검사하기 위한 프로브 카드에 있어서, 상기 프로브 카드는 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들과의 접촉을 위한 복수의 탐침들을 포함하는 프로브 기판과, 상기 프로브 기판 상에 배치되며 상기 탐침들과 전기적으로 연결되는 중간 기판과, 상기 중간 기판의 상부에 배치되며 상기 반도체 소자들을 검사하기 위한 테스터와 연결되는 인쇄회로기판과, 상기 중간 기판과 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되며 복수의 관통홀들을 갖고 상기 중간 기판과 상기 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하기 위한 복수의 포고핀들을 포함하는 포고 블록과, 상기 포고 블록의 관통홀들 내부에 헤드가 배치되며 상기 중간 기판과 상기 프로브 기판을 결합하기 위한 복수의 체결 부재들을 포함한다. 여기서, 상기 체결 부재들의 헤드는 상기 포고 블록이 상기 체결 부재들의 중심축과 평행한 방향으로의 움직임을 허용하며 상기 체결 부재들의 중심축에 수직하는 방향으로의 움직임을 제한하도록 구성된다.

Description

프로브 카드{Probe card}

본 발명의 실시예들은 프로브 카드에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 웨이퍼 상에 형성된 복수의 반도체 소자들과 접촉하여 상기 반도체 소자들을 검사하기 위하여 사용되는 프로브 카드에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자들은 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 집적 회로를 형성하기 위한 일련의 처리 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 웨이퍼에 대하여, 증착, 포토리소그래피, 패터닝, 이온주입, 세정 등과 같은 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 상기 웨이퍼 상에 복수의 반도체 소자들이 형성될 수 있다.

상기와 같이 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들은 전기적인 검사 공정을 통하여 양불 판정이 이루어질 수 있으며, 상기와 같이 전기적인 검사 공정이 완료된 후 양품으로 판정된 반도체 소자들에 대하여 다이싱, 본딩, 몰딩 등의 공정들을 통하여 완제품으로 개별화될 수 있다.

한편, 상기 전기적인 검사 공정은 상기 반도체 소자들에 구비되는 전극 패드들에 접촉하도록 구성된 복수의 탐침들을 갖는 프로브 카드와 상기 프로브 카드가 장착되는 프로브 스테이션 등의 설비를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 프로브 카드는 복수의 탐침들이 각각 장착되는 복수의 가이드 부재들과 상기 가이드 부재들이 장착되는 프로브 기판 및 상기 탐침들과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판 등을 포함할 수 있다.

상기 가이드 부재들에 장착된 탐침들과 상기 인쇄회로기판 사이에는 공간 변형기로서 기능하는 중간 기판이 배치될 수 있다. 상기 중간 기판은 상기 탐침들과 별도의 연결 부재를 통하여 전기적으로 연결될 수 있으며, 또한 복수의 포고핀들을 구비하는 포고 블록들에 의해 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 특히, 상기 포고 블록들과 중간 기판은 복수의 체결 부재들에 의하여 상기 프로브 기판에 결합될 수 있다.

일 예로서, 대한민국 특허 제10-0791945호에는 보강판, 인쇄회로기판, 포고 블록, 공간 변형기 및 프로브 기판 등을 복수의 체결 부재들을 이용하여 서로 결합하는 구성의 프로브 카드가 개시되어 있다.

상술한 바와 같은 프로브 카드의 경우 상기 포고 블록들과 중간 기판을 상기 프로브 기판에 장착하는 동안 상기 체결 부재들에 의해 상기 포고 블록들의 위치가 변화될 수 있다. 특히, 체결 부재들에 의한 체결력이 과도하게 증가되는 경우 상기 체결 부재들에 의해 상기 포고 블록들이 과도하게 압축될 수 있으며 이에 의해 상기 포고 핀들이 손상될 수 있다. 또한, 상기와 같은 프로브 카드를 이용하여 상기 반도체 소자들에 대한 고온 또는 저온 검사를 수행하는 동안 각각의 구성 요소들의 사이의 열팽창율 차이로 인하여 상기 포고 블록들의 상대적인 위치가 변화될 수 있다.

상기와 같이 포고 블록들의 위치 변화 또는 포고 핀들의 손상에 의해 상기 포고핀들의 접촉 불량이 야기될 수 있으며, 이에 따라 상기 반도체 소자들의 검사 공정에서 신호 전달에 오류가 발생될 수 있다. 결과적으로, 상기 반도체 소자들에 대한 검사 공정의 신뢰도가 크게 저하될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 포고 블록들의 위치를 안정적으로 유지함으로써 반도체 소자들의 검사 공정 품질을 향상시킬 수 있는 프로브 카드를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드는 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들과 접촉하여 상기 반도체 소자들을 검사하기 위한 복수의 탐침들을 포함하는 프로브 기판과, 상기 프로브 기판 상에 배치되며 상기 탐침들과 전기적으로 연결되는 중간 기판과, 상기 중간 기판의 상부에 배치되며 상기 반도체 소자들을 검사하기 위한 테스터와 연결되는 인쇄회로기판과, 상기 중간 기판과 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되며 복수의 관통홀들을 갖고 상기 중간 기판과 상기 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하기 위한 복수의 포고핀들을 포함하는 포고 블록, 및 상기 포고 블록의 관통홀들 내부에 배치되는 헤드와 상기 중간 기판을 관통하여 상기 프로브 기판에 결합되는 나사부를 각각 포함하는 복수의 체결 부재들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 체결 부재들의 헤드는 상기 포고 블록이 상기 체결 부재들의 중심축과 평행한 방향으로의 움직임을 허용하며 상기 체결 부재들의 중심축에 수직하는 방향으로의 움직임을 제한하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 체결 부재들의 헤드는 상기 포고 블록의 관통홀들과 대응하는 실린더 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 체결 부재들의 헤드는 상기 중간 기판에 밀착되어 상기 중간 기판을 가압하는 가압부 및 상기 가압부로부터 축방향으로 연장하는 가이드 핀을 포함할 수 있으며, 상기 관통홀들은 상기 가압부가 삽입되는 리세스와 상기 가이드 핀이 삽입되는 관통부를 각각 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 프로브 기판의 하면에는 상기 탐침들이 장착된 복수의 가이드 부재들이 접착용 수지에 의해 장착될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 각각의 상기 가이드 부재들은 상기 탐침들이 삽입되는 복수의 슬릿들을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 가이드 부재들의 탐침들과 상기 중간 기판 사이를 연결하는 복수의 연성 인쇄회로기판들을 더 포함할 수 있으며, 상기 프로브 기판에는 상기 연성 인쇄회로기판들이 통과하는 복수의 관통홀들이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 포고 블록은 종래 기술과는 다르게 중간 기판과 함께 프로브 기판에 고정되지 않는다. 특히, 상기 포고 블록이 상기 중간 기판을 상기 프로브 기판에 장착하기 위한 체결 부재들의 헤드가 삽입되는 관통홀들을 구비함으로써 상기 중간 기판을 상기 프로브 카드에 장착한 후 상기 포고 블록을 상기 중간 기판 상에 배치할 수 있으며, 이에 따라 프로브 카드의 조립 공정에서 상기 포고 핀들의 손상이 방지될 수 있으며, 또한 상기 포고 블록의 위치 변화가 방지될 수 있으므로 상기 중간 기판과 인쇄회로기판 사이의 전기적인 연결 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 상기 프로브 카드에 대한 리페어 공정시 특히 상기 포고 핀들의 손상에 의해 상기 포고 블록을 교체하는 경우 상기 손상된 포고 블록의 제거가 용이하게 이루어질 수 있으므로 상기 리페어 공정에 소요되는 비용 및 시간이 크게 감소될 수 있다.

추가적으로, 상기 포고 블록의 움직임을 수평 방향으로 제한하고 수직 방향으로만 허용하도록 상기 체결 부재들의 헤드와 상기 포고 블록의 관통홀들을 구성함으로써 상기 프로브 카드를 이용하는 반도체 소자들에 대한 고온 또는 저온 검사 공정에서 상기 프로브 카드의 구성 요소들 사이의 열팽창율 차이에도 불구하고 상기 포고 블록에 의한 전기적인 연결 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 결과적으로, 상기 프로브 카드를 이용하는 반도체 소자들의 검사 공정 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 중간 기판을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 프로브 기판과 중간 기판 및 포고 블록을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 체결 부재들과 포고 블록의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대도이다.
도 5는 도 1에 도시된 프로브 기판을 설명하기 위한 저면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 프로브 기판과 가이드 부재를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 가이드 부재들의 장착 형태를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.

이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(10)는 실리콘 웨이퍼와 같이 반도체 기판으로서 사용되는 웨이퍼 상에 형성된 복수의 반도체 소자들(미도시)에 대한 전기적인 검사를 위하여 사용될 수 있다.

상기 프로브 카드(10)는 복수의 탐침들(110)이 장착된 복수의 가이드 부재들(100), 상기 가이드 부재들(100)이 장착되는 프로브 기판(200), 상기 프로브 기판(200) 상에 배치되며 상기 탐침들(110)과 전기적으로 연결되는 중간 기판(300), 상기 중간 기판(300)의 상부에 배치되며 테스터(미도시)와 연결되는 인쇄회로기판(400), 상기 중간 기판(300)과 상기 인쇄회로기판(400) 사이에 배치되며 상기 중간 기판(300)과 상기 인쇄회로기판(400)을 전기적으로 서로 연결하기 위한 포고 블록(320) 및 상기 인쇄회로기판(400) 상부에 배치되는 보강판(500) 등을 포함할 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(400)은 체결 부재들에 의해 상기 보강판(500)에 결합될 수 있으며 상기 프로브 기판(200) 역시 체결 부재들에 의해 상기 보강판(500) 및 인쇄회로기판(400)과 결합될 수 있다.

각각의 가이드 부재들(100)은 상기 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들 즉 검사 대상 소자들(Device Under Test; DUT)과 각각 대응하도록 구비될 수 있으며 상기 각각의 반도체 소자들의 전극 패드들에 접촉하도록 구성된 복수의 탐침들(110)이 상기 각각의 가이드 부재들(100)에 장착될 수 있다.

상기 가이드 부재들(100)의 탐침들(110)은 연결 부재들, 예를 들면, 연성인쇄회로기판들(310)을 통하여 상기 중간 기판(300)과 연결될 수 있으며, 상기 중간 기판(300) 상에는 상기 중간 기판(300)과 상기 인쇄회로기판(400) 사이를 연결하는 포고 블록(320)이 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 중간 기판(300)은 복수의 가이드 부재들(100)의 탐침들(110)과 연결될 수 있으며, 상기 중간 기판(300) 상에는 복수의 포고 블록들(320)이 배치될 수 있다. 각각의 포고 블록(320)에는 상기 중간 기판(300)을 통하여 상기 가이드 블록들(100)의 탐침들(110)과 상기 인쇄회로기판(400) 사이의 전기적인 연결을 위한 복수의 포고핀들(330; 도 3 참조)이 구비될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 중간 기판을 설명하기 위한 개략적인 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 프로브 기판과 중간 기판 및 포고 블록을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 프로브 기판(200) 상에는 하나 또는 복수의 중간 기판들(300)이 배치될 수 있으며, 상기 중간 기판(300) 상에는 상기 인쇄회로기판(400)과 상기 중간 기판(300)을 전기적으로 연결하기 위한 하나 또는 복수의 포고 블록들(320)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 하나의 중간 기판(300)이 복수의 가이드 부재들(100)의 탐침들(110)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이 경우, 상기 중간 기판(300)에는 상기 가이드 부재들(100)의 탐침들(110)과 연결되는 복수의 소켓들(302)이 구비될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바에 의하면, 상기 중간 기판(300)이 직사각 형태를 갖고 있으나, 상기 중간 기판(300)의 형태는 상기 웨이퍼 상의 반도체 소자들의 배열 형태에 따라 다양하게 변경될 수 있으므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다. 또한, 상기 중간 기판(300) 상에 상기 연성인쇄회로기판들(310)과 같은 연결 부재들을 통한 상기 탐침들(110)과의 연결을 위한 소켓들(302)이 구비되고 있으나, 이와 다르게, 상기 중간 기판(300) 상에는 복수의 연결 패드들(미도시)이 구비될 수 있으며, 상기 연성인쇄회로기판들(310)은 상기 연결 패드들에 납땜 등을 통하여 연결될 수도 있다.

상기 포고 블록(320)은 상기 중간 기판(300)과 상기 인쇄회로기판(400) 사이를 연결하기 위한 복수의 포고핀들(330)을 포함할 수 있다. 각각의 포고핀들(330)은 상기 포고 블록(320)의 상부면 및 하부면으로부터 상방 및 하방으로 돌출되도록 상기 포고 블록(320)에 구비될 수 있으며 상세히 도시되지는 않았으나 각각의 포고핀들(330)은 내부에 스프링과 같은 탄성 부재가 배치된 실린더 형태의 몸체와 상기 탄성 부재에 의해 수직 방향으로 탄성 지지되는 상단부 및 하단부를 포함할 수 있다. 상기 포고핀들(330)의 상단부 및 하단부는 상기 인쇄회로기판(400) 및 중간 기판(300)에 각각 접촉된 상태에서 상기 탄성 부재의 복원력에 의해 상기 인쇄회로기판(400) 및 중간 기판(300)에 밀착될 수 있다.

상기 중간 기판(300)의 상부면 상에는 상기 소켓들(302)과 전기적으로 연결되며 상기 포고핀들(330)과 연결을 위한 접촉 패드들(304)이 구비될 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 인쇄회로기판(400)의 하부면에도 상기 포고핀들(330)과 연결을 위한 접촉 패드들(미도시)이 구비될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 중간 기판(300)은 복수의 체결 부재들(340)에 의해 상기 프로브 기판(200)과 결합될 수 있다. 이때, 상기 체결 부재들(340) 각각은 헤드(350)와 나사부(360)를 포함할 수 있으며, 상기 나사부(360)는 상기 중간 기판(300)에 형성된 관통홀(306)을 통과하여 상기 프로브 기판(200)에 나사 결합될 수 있다. 한편, 상기 헤드(350)의 상부면에는 상기 체결 부재들(340)의 나사 결합을 위한 드라이버 홈이 구비될 수 있다.

상기 헤드(350)는 상기 중간 기판(300)에 형성된 관통홀(306)보다 큰 직경 또는 폭을 가질 수 있으며 이에 따라 상기 체결 부재들(340)을 이용하여 상기 중간 기판(300)을 상기 프로브 기판(200)에 결합하는 경우 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)에 의해 상기 중간 기판(300)이 상기 프로브 기판(200) 상에 밀착될 수 있다.

상기 포고 블록(320)에는 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)가 삽입되는 관통홀들(322)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)는 상기 포고 블록(320)이 상기 체결 부재들(340)의 중심축과 평행한 방향, 예를 들면, 도 3에서 수직 방향으로의 움직임을 허용하며 상기 체결 부재들(340)의 중심축에 수직하는 방향, 예를 들면, 도 3에서 수평 방향으로의 움직임을 제한하도록 구성될 수 있다.

예를 들면, 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)는 수직 방향으로 연장하는 실린더 형태를 가질 수 있으며, 상기 포고 블록(320)의 관통홀들(322)은 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)와 대응하는 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)는 상기 포고 블록(320)의 수직 방향 이동을 안내하는 가이드 핀들로서 기능할 수 있으며, 상기 포고 블록(320)의 관통홀들(322)은 이에 대응하는 수직 방향 가이드 홀들로서 기능할 수 있다.

결과적으로, 상기 포고 블록(320)은 상기 체결 부재들(340)을 이용하여 상기 중간 기판(300)과 상기 프로브 기판(200)을 서로 결합한 후 상기 관통홀들(322)에 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)가 삽입되도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 중간 기판(300)과 상기 프로브 기판(200)을 결합하는 과정에서 상기 체결 부재들(340)이 상기 포고 블록(320)을 가압하기 않으므로, 상기 포고 블록(320)의 위치 변화 및 상기 포고 핀들(330)의 손상이 충분히 방지될 수 있으며, 이에 따라 상기 중간 기판(300)과 상기 인쇄회로기판(400) 사이의 전기적인 연결이 안정적으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기와 같이 포고 블록(320)의 수평 방향 움직임이 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)에 의해 방지될 수 있으므로, 상기 반도체 소자들의 검사 공정에서 상기 프로브 카드(10)의 각 구성 요소들의 열팽창율 차이에 의해 발생될 수 있는 상기 포고핀들(330)의 접촉 상태 불량이 충분히 감소될 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 체결 부재들과 포고 블록의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 확대도이다.

도 4를 참조하면, 상기 중간 기판(300)과 프로브 기판(200)을 결합하기 위한 체결 부재들(340)은 상기 프로브 기판(200)에 나사 결합되는 나사부(360)와 상기 중간 기판(300)의 상부면에 밀착되는 헤드(350)를 각각 포함할 수 있다.

상기 나사부(360)는 상기 중간 기판(300)을 관통하여 상기 프로브 기판(200)에 체결될 수 있으며, 상기 헤드(350)는 상기 중간 기판(300)에 밀착되어 상기 중간 기판(300)을 가압하는 가압부(352)와 상기 가압부(352)로부터 축방향으로 연장하는 가이드 핀(354)을 포함할 수 있다.

상기 포고 블록(320)에는 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)가 삽입되는 관통홀들(322)이 구비될 수 있으며, 각각의 관통홀들(322)은 상기 포고 블록(320)의 일면 즉 상기 중간 기판(300)에 인접하는 하부면 부위에 형성된 리세스(324)와 상기 리세스(324)로부터 연장하는 관통부(326)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 각 체결 부재(340)의 가압부(352)는 상기 리세스(324) 내에 배치될 수 있으며, 상기 가이드 핀(354)은 상기 관통부(326) 내에 배치될 수 있다. 특히, 상기 관통부(326) 내에 배치되는 가이드 핀(354)은 실린더 형태를 가질 수 있으며 상기 관통부(326)는 상기 가이드 핀(354)에 대응하는 단면 형태를 가질 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 프로브 기판을 설명하기 위한 저면도이고, 도 6은 도 1에 도시된 프로브 기판과 가이드 부재를 설명하기 위한 확대 단면도이며, 도 7은 도 6에 도시된 가이드 부재들의 장착 형태를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 각 가이드 부재(100)는 도시된 바와 같이 상기 탐침들(110)이 삽입되는 복수의 슬릿들(102)을 가질 수 있으며, 상기 각각의 탐침들(110)은 수직 방향으로 탄성을 확보하기 위하여 대략 알파벳 ‘C’자 형태로 절곡될 수 있다. 특히, 상기 각각의 탐침들(110)의 하부 및 상부에는 상기 반도체 소자들의 전극 패드들에 접촉되는 탐침부와 상기 인쇄회로기판(400)과의 전기적 연결을 위한 단자부가 구비될 수 있다. 또한, 상기 탐침들(110)은 상기 탐침부와 단자부가 상기 가이드 부재(100)의 하부 및 상부로 각각 노출되도록 상기 슬릿들(102)에 삽입되어 고정될 수 있다.

상기 가이드 부재들(100)은 상기 프로브 기판(200)의 일면, 예를 들면, 하면에 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 가이드 부재들(100)은 접착용 수지(130)를 이용하여 상기 프로브 기판(200)의 하면에 장착될 수 있다.

상기 프로브 기판(200)의 일면 즉 하면에는 서로 평행하게 연장하는 복수의 그루브들(210)이 형성될 수 있다. 상기 각 가이드 부재(100)는 대략 사각 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 상기 각 가이드 부재(100)의 서로 대향하는 측면 부위들 즉 양측 부위들은 상기 그루브들(210) 중 서로 인접하는 그루브들(210)을 각각 부분적으로 커버하도록 배치될 수 있다.

상기 가이드 부재(100)의 양측 부위들과 상기 그루브들(210)에 의해 한정된 공간에는 접착용 수지(130)가 주입될 수 있으며, 이에 의해 상기 가이드 부재(100)가 상기 프로브 기판(200) 상에 장착될 수 있다. 이때, 상기 접착용 수지(130)에 의한 접착력을 증가시키기 위하여 상기 접착용 수지(130)는 도시된 바와 같이 상기 각 가이드 부재(100)의 서로 대향하는 양쪽 측면들 즉 상기 그루브들(210) 상부에 배치되는 상기 가이드 부재들(100)의 측면들을 적어도 부분적으로 커버하도록 주입될 수 있다.

일 예로서, 상기 접착용 수지(130)로는 열경화성 수지 예를 들면 에폭시 수지가 사용될 수 있으며, 상기 가이드 부재들(100)의 양측 부위들과 상기 그루브(210) 사이로 주입된 에폭시 수지(130)는 오븐을 이용한 가열에 의해 경화될 수 있다.

상술한 바에 따르면, 상기 접착용 수지(130)가 상기 가이드 부재(100)의 양측 부위들에서 서로 인접하는 상부면과 측면 상에 각각 도포될 수 있으므로 상기 접착용 수지(130)에 의한 접착력이 크게 향상될 수 있으며, 이에 따라 상기 프로브 기판(200)에 대한 상기 가이드 부재들(100)의 장착 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이 상기 가이드 부재(100)의 양측 부위, 예를 들면, 양쪽 측면들과 모서리 부위들에는 상기 접착용 수지(130)에 의한 접착력을 향상시키기 위한 리세스들이 구비될 수 있다.

상기한 바와는 다르게, 도시되지는 않았으나, 상기 접착용 수지(130)를 주입하기 이전에 상기 가이드 부재들(100)과 상기 프로브 기판(200)을 일차 접합하기 위한 접착제(미도시)가 상기 가이드 부재들(100)과 상기 프로브 기판(200) 사이에 도포될 수 있다. 예를 들면, 시아노아크릴레이트와 같은 순간 접착제를 이용하여 상기 가이드 부재들(100)과 상기 프로브 기판(200)을 일차 접합한 후 상기 가이드 부재들(100)의 정렬 상태를 검사하고, 오정렬된 가이드 부재(100)의 위치 교정 등을 거친 후 상기 접착용 수지(130)를 상기 공간에 주입할 수 있다.

특히, 상기 접착제는 상기 그루브들(210)의 내측면들과 이에 인접하는 상기 가이드 부재(100)의 양측 부위들의 상부면들에 도포될 수 있다. 결과적으로, 상기 접착제가 상기 접착용 수지(130)와 상기 가이드 부재들(100) 사이에 도포됨으로써 상기 가이드 부재들(100)의 전체적인 접착 효율이 향상될 수 있다. 예를 들면, 상기 가이드 부재들(100)과 상기 프로브 기판(200) 사이의 접착력이 더욱 향상될 수 있으며 또한 상기 가이드 부재들(100)의 접착 공정에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있다.

또한, 상기 접착제를 일차 도포하는 경우 상기 접착용 수지(130)와 상기 가이드 부재들(100) 사이의 직접적인 접촉 면적이 감소될 수 있으며, 이에 의해 상기 프로브 카드(10)에 대한 리페어 공정을 수행하는 경우 상기 가이드 부재들(100)이 상기 프로브 기판(200)으로부터 용이하게 분리될 수 있다. 구체적으로, 상기 프로브 카드(10)의 리페어 공정시 상기 가이드 부재들(100)을 분리하기 위하여 상기 접착용 수지를 제거하는 경우 상기 가이드 부재들(100)이 파손될 수 있으나, 상기와 같이 상기 가이드 부재들(100)과 상기 접착용 수지(130) 사이에 상기 접착제가 도포되어 있는 경우, 용제를 이용하여 상기 접착제를 먼저 제거함으로써 상기 접착용 수지(130)의 제거가 용이하게 수행될 수 있다.

도 7을 참조하면, 각각의 그루브들(210)은 상기 가이드 부재들(100), 예를 들면, 서로 인접하는 가이드 부재들(100)을 장착하기 위하여 공용으로 사용될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 서로 인접하는 두 개의 가이드 부재들(100)의 일측 부위들은 하나의 그루브(210)를 사이에 두고 서로 마주하도록 배치될 수 있으며, 상기 가이드 부재들(100)의 일측 부위들은 모두 상기 하나의 그루브(210) 상부에 배치될 수 있다.

도시된 바에 의하면, 서로 인접하는 가이드 부재들(100)이 상기 하나의 그루브(210)를 기준으로 선 대칭적으로 배치되고 있으나, 상기 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들의 배치에 따라 상기 가이드 부재들(100)의 위치는 다소 변경될 수도 있다. 또한, 도시된 바에 의하면, 모든 그루브들(210)이 상기 프로브 기판(200)의 일측에서 타측으로 직선 형태로 연장되고 있으나, 상기 그루브들(210)의 길이와 위치 역시 상기 반도체 소자들의 배열 형태에 따라 변경될 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 프로브 기판(200)에는 상기 가이드 부재들(100)과 각각 대응하는 복수의 관통홀들(220)이 구비될 수 있으며, 상기 관통홀들(220)을 통하여 상기 중간 기판들(300)과 상기 가이드 부재들(100)의 탐침들(110) 사이를 연결하기 위한 연성인쇄회로기판들(310)이 배치될 수 있다.

상기 연성인쇄회로기판들(310)은 땜납을 통하여 상기 탐침들(110)과 연결될 수 있으며 또한 커넥터를 통하여 상기 중간 기판들(300)과 각각 연결될 수 있다. 일 예로서, 각각의 연성인쇄회로기판(310)의 일측 단부에는 상기 탐침들(110)과의 연결을 위한 단자부들이 구비될 수 있으며, 타측 단부에는 상기 중간 기판(300)의 소켓(302)과 연결을 위한 플러그가 구비될 수 있다. 또한, 상기 연성인쇄회로기판(310)과 상기 탐침들(110) 사이의 납땜 이후 상기 연성인쇄회로기판(310)과 상기 탐침들(110) 사이의 연결 상태를 안정적으로 유지시키기 위하여 접착용 수지(330), 예를 들면, 에폭시 수지가 상기 연결 부위에 도포될 수 있다.

상기와 다르게, 상기 연성인쇄회로기판들(310)과 상기 중간 기판들(300) 사이 역시 납땜 공정에 의해 연결될 수도 있다. 이 경우에도, 상기 연성인쇄회로기판들(310)과 상기 중간 기판들(300) 사이의 납땜 부위에는 연결 상태의 안정적인 유지를 위하여 접착용 수지, 예를 들면, 에폭시 수지가 도포될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 포고 블록들(320)은 종래 기술과는 다르게 상기 중간 기판(300)과 함께 상기 프로브 기판(200)에 고정되지 않는다. 특히, 상기 포고 블록들(320)이 상기 중간 기판(300)을 상기 프로브 기판(200)에 장착하기 위한 체결 부재들(340)의 헤드(350)가 삽입되는 관통홀들(322)을 구비함으로써 상기 중간 기판(300)을 상기 프로브 카드(200)에 장착한 후 상기 포고 블록들(320)을 상기 중간 기판(300) 상에 배치할 수 있으며, 이에 따라 상기 프로브 카드(10)의 조립 공정에서 상기 포고 핀들(330)의 손상이 방지될 수 있으며, 또한 상기 포고 블록(320)의 위치 변화를 방지할 수 있으므로 상기 중간 기판(300)과 인쇄회로기판(400) 사이의 전기적인 연결 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 상기 프로브 카드(10)에 대한 리페어 공정시 특히 상기 포고 핀들(330)의 손상에 의해 상기 포고 블록(320)을 교체하는 경우 상기 손상된 포고 블록(320)의 제거가 용이하게 이루어질 수 있으므로 상기 리페어 공정에 소요되는 비용 및 시간이 크게 감소될 수 있다.

추가적으로, 상기 포고 블록들(320)의 움직임을 수평 방향으로 제한하고 수직 방향으로만 허용하도록 상기 체결 부재들(340)의 헤드(350)와 상기 포고 블록들(320)의 관통홀들(322)을 구성함으로써 상기 프로브 카드(10)를 이용하는 반도체 소자들에 대한 고온 또는 저온 검사 공정에서 상기 프로브 카드(10)의 구성 요소들 사이의 열팽창율 차이에도 불구하고 상기 포고 블록들(320)에 의한 전기적인 연결 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 결과적으로, 상기 프로브 카드(10)를 이용하는 반도체 소자들의 검사 공정 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.

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

10 : 프로브 카드 100 : 가이드 부재
110 : 탐침 130 : 접착용 수지
200 : 프로브 기판 300 : 중간 기판
310 : 연성 인쇄회로기판 320 : 포고 블록
322 : 관통홀 330 : 포고핀
340 : 체결 부재 350 : 헤드
360 : 나사부 400 : 인쇄회로기판
500 : 보강판

Claims

웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들과 접촉하여 상기 반도체 소자들을 검사하기 위한 복수의 탐침들을 포함하는 프로브 기판;
상기 프로브 기판 상에 배치되며 상기 탐침들과 전기적으로 연결되는 중간 기판;
상기 중간 기판의 상부에 배치되며 상기 반도체 소자들을 검사하기 위한 테스터와 연결되는 인쇄회로기판;
상기 중간 기판과 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되며 복수의 관통홀들을 갖고 상기 중간 기판과 상기 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하기 위한 복수의 포고핀들을 포함하는 포고 블록; 및
상기 포고 블록의 관통홀들 내부에 배치되는 헤드와 상기 중간 기판을 관통하여 상기 프로브 기판에 결합되는 나사부를 각각 포함하는 복수의 체결 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 체결 부재들의 헤드는 상기 포고 블록이 상기 체결 부재들의 중심축과 평행한 방향으로의 움직임을 허용하며 상기 체결 부재들의 중심축에 수직하는 방향으로의 움직임을 제한하도록 구성된 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 체결 부재들의 헤드는 상기 포고 블록의 관통홀들과 대응하는 실린더 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 체결 부재들의 헤드는 상기 중간 기판에 밀착되어 상기 중간 기판을 가압하는 가압부 및 상기 가압부로부터 축방향으로 연장하는 가이드 핀을 포함하며,
상기 관통홀들은 상기 가압부가 삽입되는 리세스와 상기 가이드 핀이 삽입되는 관통부를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 프로브 기판의 하면에는 상기 탐침들이 장착된 복수의 가이드 부재들이 접착용 수지에 의해 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제5항에 있어서, 각각의 상기 가이드 부재들은 상기 탐침들이 삽입되는 복수의 슬릿들을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제6항에 있어서, 상기 가이드 부재들의 탐침들과 상기 중간 기판 사이를 연결하는 복수의 연성 인쇄회로기판들을 더 포함하며, 상기 프로브 기판에는 상기 연성 인쇄회로기판들이 통과하는 복수의 관통홀들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.