KR100791945B1 - 프로브 카드 - Google Patents

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이맹열
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(주)기가레인
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Abstract

프로브 카드가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드는 측정대상 칩패드에 접촉하는 프로브와 상기 프로브를 둘러싸는 가이드로 구성된 프로브 유니트들, 상기 프로브 유니트들의 프로브 하단과 전기적으로 연결되는 배선들을 구비하며 상기 프로브 유니트에 대응되도록 서로 분리되는 공간 변환기들, 상기 프로브 유니트들이 각각 끼워지는 가이드 홈들을 구비하여 상기 프로브 유니트들의 위치를 고정시키며, 열변형으로 인한 상기 프로브 유니트들의 위치 변화를 감소시키는 프레임, 상기 공간 변환기들 하층에서 상기 공간 변환기들을 지지하며 상기 공간 변환기들의 배선들로 테스트 신호를 전송하는 전기적 연결수단들을 구비하는 인터포저부 및 상기 인터포저부의 하단을 지지하며 상기 전기적 연결수단들과 전기적으로 연결되고 상기 테스트 신호를 전송하는 회로기판을 구비한다. 본 발명에 따른 프로브 카드는 유니트별로 분리된 프로브 유니트들과 이에 대응되며 분리된 공간 변환기 구조를 이용하여 프로브 카드의 온도 변화로 인한 열변형 문제를 해결하고, 유니트별 조립 구조를 통해 제작과 수리가 용이한 장점이 있다.
프로브, 탐침,

Description

프로브 카드{Probe card}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등에 제작된 전자 소자의 전기적 특성을 측정하는 프로브 카드(Probe card)에 관한 것으로서, 특히 프로브 유니트들에 대응되는 분리된 공간 변환기 구조를 가지는 프로브 카드에 관한 것이다.
반도체 집적회로 소자(semiconductor integrated circuit device)등의 전기 회로 소자(electrical circuit device)를 제작할 때에는 소자의 제작 공정중, 또는 그 후에, 그리고 패키지 공정 전에 그 전체적인 또는 부분적인 전기적 특성이 설계와 일치하게 형성되었는지를 테스트한다.
이러한 테스트에 사용되는 장비가 프로브 장비(probe station)이며, 프로브 장비에는 프로브 카드(Probe card)가 장착되는데, 프로브 카드는 프로브 장비 내의 각종 전기적 신호를 측정의 대상이 되는 반도체 웨이퍼(wafer)상에 형성된 소자들의 패드(Pad)에 전달한다.
프로브 카드는 두 부분으로 구성되는데 하나는 프로브를 구조적으로 지지하며 프로브 장비와 프로브를 연결하는 회로가 형성되어 있는 회로 기판이고, 다른 하나는 기판에 장착되는 프로브로서, 프로브는 회로 기판과 측정 대상 소자의 패드 를 전기적으로 연결한다.
측정 대상 소자는 척 위에 놓이고 척이 X와 Y축 방향으로 이동하여 프로브 카드의 프로브와 측정 대상 소자의 패드가 일치되도록 한다. 그리고 척이 Z축 방향으로 이동하여 프로브와 측정 대상 소자의 패드와의 접촉이 일어난다.
그 후 프로브 장비에서 발생된 전기 신호가 프로브 카드의 회로 기판으로 전달되고 회로기판에서 프로브의 첨단까지 연결된 전기 배선을 통해 회로기판에서 프로브를 거쳐 측정 대상 소자로 전기 신호가 송수신됨으로써 테스트가 수행된다.
한편, 반도체 제조기술이 발전함에 따라 원가절감 및 생산성 향상을 위하여 웨이퍼의 사이즈가 커지고 보다 많은 수의 칩들이 단일 웨이퍼 기판에 형성되고 있어, 이러한 웨이퍼의 칩들을 검사하기 위한 프로브 카드 또한 대형화되고 있는 추세이다. 이와같이 여러 칩들을 동시 접촉하여 테스트할 수 있는 프로브 카드를 멀티-파라(multi-para) 프로브 카드라고 한다.
이러한 멀티-파라 프로브 카드는 MEMS로 제작된 캔티레버형 프로브를 세라믹 기판에 한꺼번에 이송하여 접착하고 희생 기판을 제거하는 방식으로 제작된다. 여기서 세라믹 기판은 협 피치 단자를 넓은 피치로 변환하는 공간 변환기 역할을 하는데, 세라믹 기판을 사용하는 주요 이유는 고온, 저온 측정 시 발생하는 세라믹 기판의 열팽창 및 열수축으로 인해 프로브 접촉부와 웨이퍼의 칩 패드의 위치 변화를 최소화하기 위해 실리콘 웨이퍼의 열팽창계수와 유사한 세라믹 기판을 사용한다.
그런데, 실리콘과 세라믹의 열팽창계수는 각각 2.6 ppm /, 6.0 ppm / 로, 예 를 들어 12인치 웨이퍼 크기를 기준으로 온도가 150도 변화되었을 때 웨이퍼 끝부분에서의 열팽창으로 인한 위치 변화는 각각 59um, 153um 로 소자의 패드 크기가 180um 이하이면 프로브의 접촉부와 소자의 패드의 접촉(contact)이 이루어지지 못하는 문제가 있다.
또한, 희생 기판 위에 MEMS로 제작된 캔티레버형 프로브를 세라믹 기판에 한꺼번에 이송하여 접착하는 기존의 프로브 카드는 제작 공정이 어려울 뿐만 아니라 사용중에 하나의 프로브에 문제가 발생하면 수리가 어렵거나 불가능한 경우도 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 분리된 프로브 유니트와 공간 변환기 구조를 이용하여 프로브 카드의 온도 변화로 인한 열변형 문제를 해결하고, 제작과 수리가 용이한 프로브 카드를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드는 측정대상 칩패드에 접촉하는 프로브와 상기 프로브를 둘러싸는 가이드로 구성된 프로브 유니트들, 상기 프로브 유니트들의 프로브 하단과 전기적으로 연결되는 배선들을 구비하며 상기 프로브 유니트에 대응되도록 서로 분리되는 공간 변환기들, 상기 프로브 유니트들이 각각 끼워지는 가이드 홈들을 구비하여 상기 프로브 유니트들의 위치를 고정시키며, 열변형으로 인한 상기 프로브 유니트들의 위치 변화를 감소시키는 프레임, 상기 공간 변환기들 하층에서 상기 공간 변환기들을 지지하며 상기 공간 변환기들의 배선들로 테스트 신호를 전송하는 전기적 연결수단들을 구비하는 인터포저부 및 상기 인터포저부의 하단을 지지하며 상기 전기적 연결수단들과 전기적으로 연결되고 상기 테스트 신호를 전송하는 회로기판을 구비한다.
상기 공간 변환기들은 다층 인쇄회로기판(multi-layer PCB)이다. 상기 공간 변환기들 각각의 상층부에 측정대상인 디바이스의 테스트 성능을 향상시키는 측정소자들이 더 장착된다. 상기 프레임은 상기 측정소자들을 수납하는 홈들을 하층면에 구비하고, 인바(Invar), 코바(Kovar), 석영, 강 및 세라믹 중에서 어느 하나로 구성된다.
상기 프레임의 상층면의 평탄도를 조절하기 위한 나사들이 상기 프레임, 상기 공간 변환기들, 상기 인터포저부 및 상기 회로기판을 관통하며 장착된다.
상기 프로브 유니트들은 상면과 하면에 각각 상부홀과 하부홀이 형성되고, 상기 상부홀과 상기 하부홀 사이에 연결되며 상기 상부홀 및 상기 하부홀 보다 크게 형성되는 중앙홀을 구비하는 상기 가이드 및 상기 상부홀과 상기 하부홀 및 상기 중앙홀에 끼워져서 상기 측정대상 칩패드와 전기적으로 연결되는 프로브를 구비한다.
상기 인터포저부는 적어도 하나 이상의 상기 공간 변환기들을 지지하는 복수개의 인터포저들을 구비한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드는 측정대상 칩패드에 접촉하는 프로브와 상기 프로브를 둘러싸는 가이드로 구성된 프로브 유니트들, 상기 프로브 유니트들의 프로브 하단과 전기적으로 연결되는 배선들을 구비하며 상기 프로브 유니트에 대응되도록 서로 분리되는 공간 변환기들, 상기 공간 변환기들 하층에서 상기 공간 변환기들을 지지하며 상기 공간 변환기들의 배선들로 테스트 신호를 전송하는 전기적 연결수단들을 구비하는 인터포저들 및 상기 공간 변환기들 하단의 인터포저들 사이에 배치되어 상기 공간 변환기들의 위치를 고정시키며, 열변형으로 인한 상기 공간 변환기들의 위치 변화를 감소시키는 프레임 및 상기 인터포저들 및 상기 프레임의 하단을 지지하며 상기 전기적 연결수단들과 전기적으로 연결되고 상기 테스트 신호를 전송하는 회로기판을 구비 한다.
상기 공간 변환기들의 상층면의 평탄도를 조절하기 위한 나사들이 상기 공간 변환기들, 상기 프레임 및 상기 회로기판을 관통하며 장착된다. 상기 인터포저들은 적어도 하나 이상의 상기 공간 변환기들을 지지한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 프로브 카드는 유니트별로 분리된 프로브 유니트들과 이에 대응되며 분리된 공간 변환기 구조를 이용하여 프로브 카드의 온도 변화로 인한 열변형 문제를 해결하고, 유니트별 조립 구조를 통해 제작과 수리가 용이한 장점이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 프로브 카드의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 프로브 카드의 프레임의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드(100)는 전체 웨이퍼의 칩들을 한번에 접촉하여 검사하기 위한 것으로서, 설명의 편의를 위하여 위해 48개의 프로브 유니트들(PU)만 도시된다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드(100)는 프로브 유니트들(PU), 공간 변환기들(ST), 프레임(FR), 인터포저부 및 회로기판(IB)을 구비한다.
프로브 유니트들(PU)은 측정대상 칩패드(미도시)에 접촉하는 프로브(P)와 프로브(P)를 둘러싸는 가이드(G)로 구성된다. 공간 변환기들(ST)은 프로브 유니트들(PU)의 프로브(P) 하단과 전기적으로 연결되는 배선들(미도시)을 구비하며 프로브 유니트(PU)에 대응되도록 서로 분리된다.
프레임(FR)은 프로브 유니트들(PU)이 끼워지는 가이드 홈들(PGS)을 구비하여 프로브 유니트들(PU)의 위치를 고정시키며, 열변형으로 인한 프로브 유니트들(PU)의 위치 변화를 감소시킨다.
인터포저부는 공간 변환기들(ST) 하층에서 공간 변환기들(ST)을 지지하며 공간 변환기들(ST)의 배선들(미도시)로 테스트 신호를 전송하는 전기적 연결수단들(미도시)을 구비한다. 회로기판(IB)은 인터포저부의 하단을 지지하며 전기적 연결수단들과 전기적으로 연결되어 상기 테스트 신호를 전송한다.
도 1 및 도 2에는 설명의 편의를 위하여 프레임(FR)의 평탄도를 조절하기 위한 평탄도 조절 나사들(PSCR)과 회로기판(IB)과 프레임(FR)을 체결하는 체결나사들(CSCR), 지프 커넥터(ZIFC), 보강판(STFF)들이 함께 개시된다.
특히, 프레임(FR)의 상층면의 평탄도를 조절하기 위한 나사들(PSCR)은 프레임(FR), 공간 변환기들(ST), 인터포저부 및 회로기판(IB)을 관통하며 장착된다.
프로브 카드(100)에서 공간 변환기들(ST)은 FR4, 세라믹, Glass등의 다층 인쇄회로기판(PCB)으로 측정대상 칩크기를 고려하여 적어도 하나 이상의 블록으로 나누어 제작된다. 그리고, 인바(Invar), 코바(Kovar), 석영, 강 및 세라믹과 같은 열팽창계수가 작은 재료 중에서 어느 하나로 구성된 프레임(FR)은 도 3 과 같이 프로브 유니트들(PU)이 끼워져서 고정되는 가이드 홈들(PGS)이 형성된다.
여기에서, 인바(Inver), 코바(Kovar)와 같은 특수 합금강의 열팽창계수는 1 ppm / ~ 5 ppm / 으로서 웨이퍼의 재질인 실리콘과 매우 유사하다.
본 발명에 의한 프로브 카드(100)는 제작이 용이한 다층 인쇄회로기판을 공간 변환기(ST)로 이용하고, 공간 변환기(ST)의 열팽창 계수로 인한 프로브(P)와 공간변환기(ST)의 접촉 지점이 틀어지는 문제를 공간 변환기들(ST)을 적절한 크기로 분리, 이격함으로써 해결하고, 프로브(P)와 측정대상 칩패드와의 접촉 지점이 틀어지는 문제는 공간 변환기(ST)와 조립된 프로브 유니트들(PU)을 열팽창 계수가 작은 특수 합금강으로 제작한 프레임(FR)의 가이드 홈들(PGS)에 끼워 조립함으로써 해결한다.
여기에서, 온도 변화에 의한 공간 변환기들(ST)의 변형은 각각의 공간 변환기들(ST)의 중심을 기준으로 팽창 및 수축하기 때문에 적절한 크기로 분리, 이격된 공간 변환기(ST)의 위치 변화량은 매우 작다. 따라서, 큰 열팽창 계수로 인한 공간 변환기(ST)의 접촉 불량 문제를 제거할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 프레임(FR)의 가이드 홈들(PGS)에 프로브 유니트들(PU)이 끼워져 고정되고, 프로브 유니트들(PU) 아래에 분리된 공간 변환기들(ST)이 장착되고 있음을 알 수 있다.
본 발명에 의한 프로브 카드(100)는 종래의 하나의 공간 변환기에 프로브를 접합한 MEMS 프로브 카드에 비해 공간 변환기(ST) 제작이 용이하다.
또한, 유니트별로 제작하여 조립하므로 제작 공정이 간단하고, 사용 중에 하나의 프로브에 문제가 발생하면 수리가 어렵거나 불가능한 기존 프로브 카드와는 달리 문제되는 프로브 유니트 만을 새 프로브 유니트로 쉽게 교체 할 수 있다.
웨이퍼의 사이즈가 커짐에 따라 프로브 카드의 크기도 커지고 있는데, 프로브 카드의 사이즈가 커지더라도 전체 프로브 유니트들이 동시에 칩패드에 접촉되기 위해서는 프로브 카드의 상층면의 평탄도는 수um 이하로 평평하게 유지되어야 한다.
일반적으로 프로브(P)의 평탄도는 프로브가 장착되는 공간 변환기(ST)의 평탄도와 프로브 팁 조립 공차에 따라 정해진다. 따라서, 프로브 카드의 크기가 커질수록 프로브가 장착되는 공간 변환기(ST)가 휘지 않아야 하고 두꺼워야 하기 때문에 제작비용이 비싸고, 제작공정이 어렵다. 또한, 공간 변환기(ST)에 프로브를 땜납 하는 과정에서 땜납 온도로 인해 공간 변환기(ST)가 열팽창하여 프로브의 위치 정밀도가 틀어질 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드(100)는 프로브 유니트들(PU)의 사이즈가 칩 하나 크기 수준이기 때문에 평탄도 조절이 용이하다. 전체 프로 브(P)의 평탄도는 프로브 유니트들(PU)이 고정된 프레임(FR)의 평탄도에 좌우되는데, 평탄도를 조절하는 나사들(PSCR)을 이용하여 부분적 평탄도를 조절 할 수 있다.
도 4는 도 1의 프로브 카드의 A-A 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 1의 프로브 유니트의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 앞서 설명된 대로 프로브 유니트들(PU)이 프레임(FR)의 가이드 홈에 끼워져 고정된다. 그리고 프로브 유니트들(PU)의 프로브(P)의 하단부가 공간 변환기들(ST)의 패드들(STP)에 접촉된다. 공간 변환기(ST)는 프로브 유니트(PU)에 대응되어 프로브 유니트(PU)의 하단에 장착되며 이웃한 공간 변환기와 분리되어 있다. 즉, 프로브 유니트(PU)와 공간 변환기(ST)가 하나의 블록을 구성한다.
프레임(FR)의 온도 변화에 의한 프로브(P)의 접촉 불량을 막기 위해서 프로브 유니트들(PU)을 가이드 홈에 고정시키는 구조를 가지며 또한 다층 인쇄회로기판으로 제작되는 공간 변환기(ST)의 열변형이 인접한 공간 변환기(ST)에 영향을 미치지 않도록 프로브 유니트(PU)에 대응되는 공간 변환기(ST)가 서로 분리되어 있는 것이다.
공간 변환기들(ST) 각각의 상층부에 측정대상인 칩의 테스트 성능을 향상시키는 측정소자들(CMP)이 더 장착된다. 측정소자들(CMP)은 프레임의 하층면에 형성된 홈들에 수납된다. 여기서, 측정소자들(CMP)은 커패시터, 인덕터, 저항 등 다양한 소자일 수 있다.
예컨대, 캐패시터가 공간 변환기(ST)상의 전원선(미도시)과 접지선(미도시) 사이에 위치하여 전원선 상의 잡음이나 서지 펄스를 감소시킴으로써 테스트 중인 칩의 적당한 성능을 확보할 수 있다. 캐패시터뿐만 아니라 임피던스 매칭 소자도 위치 될 수 있다.
공간 변환기(ST) 아래에 공간 변환기들(ST)을 하층에서 지지하며 공간 변환기들(ST)의 배선들(미도시)로 테스트 신호를 전송하는 전기적 연결수단들(미도시)을 구비하는 인터포저부가 배치된다. 인터포저부는 적어도 하나 이상의 공간 변환기들(ST)을 지지하는 복수개의 인터포저들(IPS)을 구비한다.
도 4에는 각각 하나의 공간 변환기(ST)의 아래에 하나의 인터포저(IPS)가 배치되는 것으로 도시된다. 즉, 인터포저들(IPS) 사이도 공간 변환기들(ST)과 마찬가지로 분리된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 인터포저(IPS)들은 적어도 하나 이상의 공간 변환기들(ST)을 동시에 지지할 수 있다. 즉, 두 개 또는 세 개 이상의 공간 변환기들(ST)을 하나의 인터포저(IPS)가 지지하는 구조일 수도 있다.
인터포저(IPS)는 공간 변환기(ST)의 하층 패드(STP)로 회로기판(IB)의 패드(IBP)를 통해서 수신되는 테스트 신호를 전송하는 전기적 연결수단이다.
도 4에서는 인터포저(IPS)가 포고핀 가이드(PG)로 둘러싸인 포고핀들(PP)을 이용하여 테스트 신호를 전송하는 것으로 도시되지만 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 전기적 연결수단들도 가능하다.
회로 기판(IB)과 이를 지지하는 보강판(STFF)이 인터포저들(IPS) 하층에 형성된다. 평탄도를 조절하는 나사(PSCR)들이 보강판(STFF)과 회로기판(IB), 인터포 저들(IPS), 공간 변환기들(ST) 및 프레임(FR)을 관통하여 장착되고 나사들(PSCR)에 의해서 프레임(FR)의 부분적 평탄도를 조절할 수 있다.
도 5를 참조하면, 프로브 유니트(PU)는 상면과 하면에 각각 상부홀(HG1)과 하부홀(HG3)이 형성되고, 상부홀(HG1)과 하부홀(HG3) 사이에 연결되며 상부홀(HG1) 및 하부홀(HG3) 보다 크게 형성되는 중앙홀(HG2)을 구비하는 가이드(G) 및 상부홀(HG1)과 하부홀(HG3) 및 중앙홀(HG2)에 끼워져서 측정대상 칩패드(DUT) 와 접촉하는 프로브(P)를 구비한다.
가이드(G)는 도 5에 도시된 바와 같이 복수개의 프로브(P)들을 수납 및 지지할 수 있도록 되어 있다. 가이드(G)의 중앙홀(HG2)은 도 5에서 알 수 있듯이, 프로브(P)의 수직 방향 움직임만을 허용하기 위하여 프로브(P)를 수납하는 얇은 판 형상이다. 그리고, 상부홀(HG1) 및 하부홀(HG3)은 판 형상의 중앙홀(HG2)의 연장면상에 존재한다.
도 5에는 프로브(P)가 ㄷ"자 형상으로 도시되어 있으나, 상부홀(HG1) 및 하부홀(HG3)의 위치에 따라 프로브(P)의 모양도 달라질 수 있다.
도 5에는, 가이드(G)가 세 개의 얇은 기판들로 이루어져 있는 것으로 도시되어 있다. 즉, 가이드(G)는 상부홀(HG1), 하부홀(HG3) 및 중앙홀(HG2)을 형성하기 위해서 세 개의 기판들로 이루어질 수 있다.
각각의 기판의 상부홀(HG1), 하부홀(HG3) 및 중앙홀(HG2)은 건식 및 습식 식각 또는 레이져 가공등의 다양한 방법을 이용하여 형성하고 다양한 접합 방법을 이용하여 조립한다. 기판에 홀을 형성하는 방법과 접합하는 방법은 다양할 수 있으 며, 당업자라면 이해할 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.
도 5에 가이드(G)가 세 개의 기판들로 이루어져 있는 것으로 설명되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 가이드(G)는 두 개의 기판들로도 제작될 수 있다. 예를 들어, 도 5의 중간 기판의 중간 부분을 기준으로 상부 기판과 하부기판으로 나누어서 상부기판의 상면과 하면에 각각 상부홀(HG1)과 중앙홀(HG2)을 형성하고, 하부기판의 상면과 하면에 각각 중앙홀(HG2)과 하부홀(HG3)을 형성한 후 두 개의 기판들을 접합하면 도 5에 도시된 것과 같은 가이드(G)가 만들어 질 수 있다.
프로브(P)는 얇은 판 형상으로 가이드(G)에 의해 지지되어 옆으로 휘지 않기 때문에 협 피치 구현이 가능하다.
도 6은 도 5의 프로브 유니트의 다양한 구조를 설명하는 도면이다.
도 6(a)는 측정 대상인 칩의 패드가 중앙 배열 패드 구조일 경우 프로브 유니트의 프로브(P)의 배열 구조를 설명한다. 도 6(b)는 측정 대상인 칩의 패드가 주변 배열 패드 구조일 경우 프로브 유니트의 프로브(P)의 배열 구조를 설명한다. 도 6(c)는 측정 대상인 칩의 패드가 주변 배열 패드 구조이지만 가이드(G)가 5개의 기판들로 구성된 구조이며, 도 6(d)는 측정대상인 칩의 패드가 면적 배열 패드 구조일 경우 프로브 유니트의 프로브(P)의 배열 구조를 설명한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드(100)는 다양한 형태의 프로브 배열이 가능하고, 여러 장의 가이드(G) 기판을 이용하여 복잡한 형상의 패드 배열 칩의 프로브 유니트 구현이 가능하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.
도 7의 프로브 카드(200)는 프레임(FR)의 위치 및 구조와 평탄도 조절 나사(PSCR)의 위치가 도 4에 개시된 프로브 카드(100)의 구조와 상이한 위치에 형성되나 각각의 기능은 동일하다. 따라서, 프레임(FR) 및 나사(PSCR)를 중심으로 설명한다.
도 7의 프로브 카드(200)는 프로브 유니트들(PU), 공간 변환기들(ST), 인터포저들(IPS), 프레임(FR) 및 회로기판(IB)을 구비한다.
인터포저들(IPS)은 공간 변환기들(ST) 하층에서 공간 변환기들(ST)을 지지하며 공간 변환기들(ST)의 배선들로 테스트 신호를 전송하는 전기적 연결수단들을 구비한다. 인터포저들(IPS)은 도 4의 실시예에서와 마찬가지로 적어도 하나 이상의 공간 변환기들(ST)을 지지한다.
프레임(FR)은 인바(Invar), 코바(Kovar), 석영, 강 및 세라믹 중에서 어느 하나로 구성되고 인터포저들(IPS)이 끼워져서 고정되는 홈들이 형성되고, 상층의 공간 변환기(ST)를 지지한다. 즉, 인터포저들(IPS) 사이에 프레임(FR)이 배치되는 구조를 가진다. 온도 변화가 발생하면 열팽창 계수가 작은 프레임(FR)은 블록별로 분리된 공간 변환기들(ST)의 위치 변화를 작게 유지하고, 각각의 공간 변환기들(ST)은 적절한 크기로 서로 분리되어 공간 변환기들(ST) 상의 패드(STP)의 위치 변화를 줄일 수 있다.
나사들(PSCR)은 공간 변환기들(ST)의 상층면의 평탄도를 조절하기 위하여 공간 변환기들(ST)과 프레임(FR) 및 회로기판(IB)과 보강판(STFF)을 관통하며 장착된다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 프로브 카드의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 프로브 카드의 프레임의 사시도이다.
도 4는 도 1의 프로브 카드의 A-A 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 1의 프로브 유니트의 사시도이다.
도 6은 도 5의 프로브 유니트의 다양한 구조를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.

Claims (14)

  1. 측정대상 칩패드에 접촉하는 프로브와 상기 프로브를 둘러싸는 가이드로 구성된 프로브 유니트들 ;
    상기 프로브 유니트들의 프로브 하단과 전기적으로 연결되는 배선들을 구비하며 상기 프로브 유니트에 대응되도록 서로 분리되는 공간 변환기들 ;
    상기 프로브 유니트들이 각각 끼워지는 가이드 홈들을 구비하여 상기 프로브 유니트들의 위치를 고정시키며, 열변형으로 인한 상기 프로브 유니트들의 위치 변화를 감소시키는 프레임;
    상기 공간 변환기들 하층에서 상기 공간 변환기들을 지지하며 상기 공간 변환기들의 배선들로 테스트 신호를 전송하는 전기적 연결수단들을 구비하는 인터포저부 ; 및
    상기 인터포저부의 하단을 지지하며 상기 전기적 연결수단들과 전기적으로 연결되고 상기 테스트 신호를 전송하는 회로기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 공간 변환기들은,
    다층 인쇄회로기판(multi-layer PCB)인 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공간 변환기들 각각의 상층부에 측정대상인 디바이스의 테스트 성능을 향상시키는 측정소자들이 더 장착되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 프레임은,
    상기 측정소자들을 수납하는 홈들을 하층면에 구비하고,
    인바(Invar), 코바(Kovar), 석영, 강 및 세라믹 중에서 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임의 상층면의 평탄도를 조절하기 위한 나사들이 상기 프레임, 상기 공간 변환기들, 상기 인터포저부 및 상기 회로기판을 관통하며 장착되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 프로브 유니트들은,
    상면과 하면에 각각 상부홀과 하부홀이 형성되고, 상기 상부홀과 상기 하부홀 사이에 연결되며 상기 상부홀 및 상기 하부홀 보다 크게 형성되는 중앙홀을 구비하는 상기 가이드 ; 및
    상기 상부홀과 상기 하부홀 및 상기 중앙홀에 끼워져서 상기 측정대상 칩패드와 전기적으로 연결되는 상기 프로브를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 인터포저부는,
    적어도 하나 이상의 상기 공간 변환기들을 지지하는 복수개의 인터포저들을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  8. 측정대상 칩패드에 접촉하는 프로브와 상기 프로브를 둘러싸는 가이드로 구성된 프로브 유니트들 ;
    상기 프로브 유니트들의 프로브 하단과 전기적으로 연결되는 배선들을 구비하며 상기 프로브 유니트에 대응되도록 서로 분리되는 공간 변환기들 ;
    상기 공간 변환기들 하층에서 상기 공간 변환기들을 지지하며 상기 공간 변환기들의 배선들로 테스트 신호를 전송하는 전기적 연결수단들을 구비하는 인터포저들 ; 및
    상기 공간 변환기들 하단의 인터포저들 사이에 배치되어 상기 공간 변환기들의 위치를 고정시키며, 열변형으로 인한 상기 공간 변환기들의 위치 변화를 감소시키는 프레임 ; 및
    상기 인터포저들 및 상기 프레임의 하단을 지지하며 상기 전기적 연결수단들과 전기적으로 연결되고 상기 테스트 신호를 전송하는 회로기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 공간 변환기들은,
    다층 인쇄회로기판(multi-layer PCB)인 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 공간 변환기들 각각의 상층부에 측정대상인 디바이스의 테스트 성능을 향상시키는 측정소자들이 더 장착되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 공간 변환기들의 상층면의 평탄도를 조절하기 위한 나사들이 상기 공간 변환기들, 상기 프레임 및 상기 회로기판을 관통하며 장착되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 프로브 유니트들은,
    상면과 하면에 각각 상부홀과 하부홀이 형성되고, 상기 상부홀과 상기 하부홀 사이에 연결되며 상기 상부홀 및 상기 하부홀 보다 크게 형성되는 중앙홀을 구비하는 상기 가이드 ; 및
    상기 상부홀과 상기 하부홀 및 상기 중앙홀에 끼워져서 측정 소자의 칩패드와 상기 공간변화기의 패드를 전기적으로 연결하는 프로브를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 인터포저들은,
    적어도 하나 이상의 상기 공간 변환기들을 지지하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 프레임은,
    인바(Invar), 코바(Kovar), 석영, 강 및 세라믹 중에서 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
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