KR100865352B1

KR100865352B1 - 일체형 프로브카드

Info

Publication number: KR100865352B1
Application number: KR1020070028733A
Authority: KR
Inventors: 이주화
Original assignee: 이주화
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-10-27
Also published as: KR20080086713A

Abstract

본 발명은 일체형 프로브카드에 관한 것으로서,

일체형 프로브카드는 상,하부에 다수개의 상·하부 통공이 연통되도록 일정간격으로 배열 형성되며 상기 통공 내부에 상기 통공보다 직경이 큰 수용부가 각각 형성된 고정판;

상기 고정판의 상부에 평행하게 이격되어 설치되는 인쇄회로기판;

상기 고정판의 수용부에 수용되며 상기 삽입공으로부터 토출되는 것이 방지되도록 확장된 걸림턱과,

상기 걸림턱의 하부에 일체로 형성되며 하부 통공의 외부로 돌출되어 반도체 칩 패드와 접촉되어 불량여부를 탐침하는 탐침부와,

상기 걸림턱의 상부에 일체로 연결되고 상부 통공 외부로 설치되며 상기 인쇄회로기판과 접속되는 접속단자가 구비된 와이어부로 구성된 프로브 핀;

상기 수용부에 수용되며 상기 걸림턱의 상부와 상부 통공의 하부에 탄지되어 탐침 후 상기 탐침부가 하부 통공의 외부로 돌출되어 원위치로 복귀되도록 하는 탄성부재; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바, 일체로 이루어진 프로브 핀에 의해 전기적 특성을 향상시키며, 프로브 핀의 수직 이송에 의해 고정판의 변형 및 웨이퍼상의 칩의 손상을 줄일 수 있다.

프로브카드, 프로브 핀, 탄성부재, 와이어, 탐침부

Description

일체형 프로브카드 {The United Probe Card}

도 1은 종래의 프로브카드의 단면도.

도 2는 종래의 프로브카드의 프로브 핀 접촉 상태도.

도 3은 본 발명에 따른 프로브카드의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 프로브카드의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 프로브카드의 부분확대도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 프로브카드 2 : 웨이퍼

3 : 반도체 칩 4 : 범프

10 : 고정판 11 : 상부판

12 : 상부 통공 13 : 중간 고정판

14 : 수용부 15 : 하부 고정판

16 : 하부 통공 30 : 탄성부재

20 : 프로브 핀 21 : 탐침부

22 : 걸림턱 23 : 와이어부

24 : 접속단자부 25 : 도금부

40 : 인쇄회로기판 41 : 고정부

본 발명은 반도체 및 전자부품 테스트에 사용되는 프로브카드에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제품에 접촉하는 프로브 핀과 시스템으로 연결되는 와이어를 일체형으로 구성하여 전기적 특성을 향상시킨 프로브카드에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼 상태로 제조가 완료된 반도체 칩은 액정 표시소자(Liquid Crystal Display; LCD)나, 반도체 패키지로 조립되기 이전에 그 전기적 특성을 검사하는 전기적 다이분류(Electrical die sorting; EDS)검사를 실시한다.

상기 EDS 검사 결과에 의하여 제품의 반도체 칩을 LCD나, 반도체 패키지로 조립이 진행되고, 불량의 반도체 칩은 조립되지 않고 폐기처분된다. 이런한, EDS 검사는 컴퓨터에 각종 측정기기들이 내장된 테스터와 피검사체인 웨이퍼의 단위 반도체 칩을 전기적으로 접촉시킬 수 있는 프로브카드가 탑재된 프로버 스테이션(prober station)을 이용하여 수행된다.

상기 프로브카드는 반도체 소자의 제조공정 중 웨이퍼상에 있는 반도체 칩의 미세패턴과 전기적 특성을 검사하기 위하여 반도체 칩의 패드와 테스터를 연결시키는 중간매개체로 활용되며, 프로브카드에 있는 각각의 탐침이 반도체 칩의 패드 및 반도체 칩의 상부에 형성된 납(Pb)과 주석(Sn) 합금으로 형성된 범프(bump)에 접촉하게 된다.

그리고 상기 탐침이 범프 또는 반도체 칩에 접촉되면 해당 반도체 칩의 전기적 기능에 대한 특성을 양품 및 불량 형태로 검사한다. 이러한 프로브카드는 현재 반도체 소자는 물론 LCD나 PDP의 EDS 검사에 활용되는 등 그 적용범위가 점차 넓어지고 있는 실정이다.

도 1과 도 2는 종래기술에 따른 프로브카드의 단면도이다.

종래의 프로브카드(100)는 인쇄회로기판(130)과 평행하게 이격되어 설치되는 제1고정판(110)과 상기 제1고정판(110)과 평행하게 이격되어 설치되는 제2고정판(120)이 구비되며, 상기 제1고정판(110)의 상하부에 다수개의 상ㆍ하부 통공(111, 112)이 형성되며, 상기 제1고정판(110)의 상부 통공(111)에 와이어(133)가 삽입되어 실리콘(113)에 의해 상부판의 통공(111)에 고정되며, 상기 와이어(133)의 일측 끝단에 형성된 접속단자부(134)가 상기 인쇄회로기판(140)과 접합되도록 구성되어있다.

반도체 칩(101)과 상기 제1고정판(110)의 중계핀 수용부(113)에 삽입되어 있는 중계핀(132)에 접촉되는 프로브 핀(130)은 상기 제1고정판(110)의 하부 통공(116)과 제2고정판(120)의 통공(121)에 삽입 고정되어 반도체 칩(101)을 측정하게 된다.

이때 반도체 칩(101) 측정시 프로브 카드(100)가 웨이퍼상에 형성된 반도체 칩(101)을 측정하기 위하여 프로브카드(100)가 하측으로 내려오며, 프로브카 드(100)가 내려옴에 따라 상기 프로브카드(100)에 삽입 고정되어 있는 상기 프로브 핀(130)이 반도체 칩(101)과 접촉하게 된다.

(사진1. 프로브 핀의 탐침부에 의해 반도체 칩에 형성된 스크럽(scrub) 사진)

(사진2. 프로브 핀의 굽힘 하중에 의해 범프(Bump)의 측면이 손상된 사진)

그런데 상기 사진 1과 사진 2에서 보는 바와 같이, 프로브 핀(130)의 탐침부가 반도체 칩(101)과 접촉함에 따라 프로브 핀(130)의 와이어부(131)에 굽힘 하중이 발생되고, 발생된 굽힘 하중에 의해 프로브 핀(130) 끝단의 탐침부가 좌우로 움 직임에 따라 스크럽이 발생하면서 반도체 칩에 손상을 가하게 되거나, 범프(102)에 정확하게 접촉되지 않는 단점이 있다.

또한, 상기 프로브 핀(130)의 탐침부가 좌우로 움직임에 따라 제2고정판(120)의 변형을 유발하며, 상기 프로브 핀(130)의 중계핀(132) 접촉부가 단속적으로 접촉과 단락을 반복함에 따라 전기저항의 증가 및 전기적 특성의 불균일이 발생되며, 수많은 접촉과 단락으로 인하여 프로브 핀(130)과 중계핀(132) 사이에 금속성 이물질이 발생하여 프로브카드(100)를 오염시키는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 반도체 웨이퍼상의 각 칩의 손상없이 검사정확도를 확보하고 전기적 특성을 향상시키기 위하여 인쇄회로기판과 접합되는 접속단자와 와이어, 탐침부가 일체로 형성된 프로브 핀과 상기 프로브 핀의 수직 완충형 프로브카드를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 일체형 프로브카드에 관한 것으로서,

상하부에 다수개의 상 · 하부 통공이 연통되도록 일정간격으로 배열 형성되며 상기 통공 내부에 상기 통공보다 직경이 큰 수용부가 각각 형성된 고정판과 상기 고정판의 상부에 평행하게 이격되어 설치되는 인쇄회로기판과 상기 고정판의 수용부에 수용되며 상기 삽입공으로 부터 토출되는 것이 방지되도록 확장된 걸림턱과 상기 걸림턱의 하부에 일체로 형성되며 하부 통공의 외부로 돌출되어 반도체 칩 패드와 접촉되어 불량여부를 탐침하는 탐침부와 상기 걸림턱의 상부에 일체로 연결되고 상부 통공 외부로 설치되며 상기 인쇄회로기판과 접속되는 접속단자가 구비된 와이어부로 구성된 프로브 핀과 상기 수용부에 수용되며 상기 걸림턱의 상부와 상부 통공의 하부에 탄지되어 탐침 후 상기 탐침부가 하부 통공의 외부로 돌출되어 원위치로 복귀되도록 하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정판은 상부 통공이 형성된 상부판과, 하부 통공이 형성된 하부판과, 상기 상부판과 하부판 사이에 접합되며 삽입부가 형성된 중간판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 프로브 핀의 걸림턱과 와이어부는 상기 탄성부재와의 접촉부위가 절연체로 도금된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 탄성부재가 절연체인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일체형 프로브카드를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 프로브카드의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 프로브카드의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 프로브카드의 부분확대도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일체형 프로브카드(1)는 각종 측정기기들이 내장된 프로버 스테이션(prober station)에 부착되어 피검사체인 웨이퍼의 단위 반도체 칩을 전기적으로 접촉시킬 수 있도록 구성된 카드로서 카드의 일측면에 반도체 칩과 접촉되는 다수개의 프로브 핀(20)이 돌출되어 형성된다.

도 4는 도 3의 개략 단면도로서 하부에 다수개의 상·하부 통공(12, 16)이 연통되도록 일정간격으로 배열 형성되며 각각의 통공에 프로브 핀(20)을 수용하는 고정판(10)과 상기 고정판(10)의 상부에 평행하게 이격되어 설치되며, 상기 프로브 핀(20)의 접속단자부(24)와 접합되는 인쇄회로기판(40)이 구비된다.

상기 고정판(10)은 프로브카드(1)에 체결 또는 일체로 형성된 고정부(41)에 의해 고정되어 지지된다.

도 5a는 웨이퍼(2)에 형성된 반도체 칩(3)에 프로브 핀(20)이 접촉된 상태의 부분확대이며, 도 5b는 상기 웨이퍼(2)에 형성된 반도체 칩(3) 상부의 범프(4)에 프로브 핀(20)이 접촉된 상태의 부분 확대도로서,

상하부에 다수개의 상·하부 통공(12, 16)이 연통되도록 일정간격으로 배열 형성되며 상기 통공 내부에 상기 통공보다 직경이 큰 수용부(14)가 각각 형성되어 프로브 핀(20)을 수용하는 고정판(10)은 상부 통공(12)이 형성된 상부판(11)과 하부 통공(16)이 형성된 하부판(15), 상기 상부판(11)과 상기 하부판(15) 사이에 접합되며 삽입부()가 형성된 중간판(13)으로 이루어진다.

또한, 상기 프로브 핀(20)은 상기 고정판(10)의 수용부(14)에 수용되며 상기 하부 통공(16)으로부터 토출되는 것이 방지되도록 확장된 걸림턱(22)과 상기 걸림턱(22)의 하부에 일체로 형성되며 하부 통공(16)의 외부로 돌출되어 웨이퍼(2)상의 반도체 칩(3) 또는 반도체 칩(3) 상부에 형성된 범프(4)와 접촉되어 불량여부를 탐침하는 탐침부(21)와 상기 걸림턱(22)의 상부에 일체로 연결되고 상부 통공(12) 외부로 설치되며 상기 인쇄회로기판(40)과 접속되는 접속단자부(24)가 구비된 일체형 와이어부(23)로 구성된다.

또, 상기 프로브 핀(20)의 걸림턱(22)과 와이어부(23)의 표면에 상기 탄성부재(30)로 인하여 발생될 수 있는 전기적 특성의 변형을 방지하기 위하여 접촉부위에 절연체로 도금된 도금부(25)가 형성된다.

아울러, 상기 수용부(14)에 수용되며 상기 걸림턱(22)의 상부와 상부 통공(12)의 하부에 탄지되어 웨이퍼(2)의 반도체 칩(3) 탐침 후 상기 탐침부(21)가 하부 통공(16)의 외부로 돌출되어 원위치로 복귀되도록 하는 탄성부재(30)로 이루어짐에 따라 상기 프로브 핀(20)이 웨이퍼(2)상의 반도체 칩(3) 또는 범프(4)와 수직방향으로 움직이며, 상기 프로브 핀(20)이 수직방향으로 움직임에 따라 발생되는 와이어부(23)의 굽힘 하중 발생 부분이 탐침부(21)로부터 더 이격되어 고정판(10)의 상부와 인쇄회로기판(40) 사이에서 굽힘 하중에 발생됨에 따라 탐침부(21)가 반도체 칩(3)과 수직방향으로 정확히 움직일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 프로브 핀을 이루는 탐침부와 와이어부, 접속단자부를 일체형으로 이루어짐에 따라 프로브카드의 구조가 간략해지며, 반도체 칩 검사 시 프로브 핀이 일체화됨에 따라 변하지 않는 전기적 특성을 확보하고, 기존의 중계핀과 프로브 핀 사이의 접촉부에서 발생되던 전기적 접촉과 단락으로 인한 이물질이 발생되지 않고, 프로브 핀이 수직으로 움직임에 따라 고정판의 통공에 변형이 발생되지 않는다.

또한, 프로브 핀의 와이어부가 고정판의 상부와 인쇄회로기판의 사이의 와이어부에서 굽힘 하중이 발생됨에 따라 프로브 핀의 탐침부에 의한 반도체 칩 표면의 손상을 방지할 수 있으며, 반도체 칩 상부에 범프가 형성되어 있을 경우 범프 중앙에 프로브 핀의 탐침부가 정확이 접촉 가능한 장점이 있다.

Claims

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상하부에 다수개의 상·하부 통공(12, 16)이 연통되도록 일정간격으로 배열 형성되며 상기 통공 내부에 상기 통공보다 직경이 큰 수용부(14)가 각각 형성되고, 상부 통공(12)이 형성된 상부판(11)과, 하부 통공(16)이 형성된 하부판(15)과, 상기 상부판(11)과 하부판(15) 사이에 접합되며 수용부(14)가 형성된 중간판(13)으로 이루어지며, 인쇄회로기판(40)의 하부에 평행하게 이격되어 설치되는 고정판(10);

상기 고정판(10)의 수용부(14)에 수용되며 상기 상 · 하부 통공(12, 16)으로부터 토출되는 것이 방지되도록 확장된 걸림턱(22)과,

상기 걸림턱(22)의 하부에 일체로 형성되며 하부 통공(16)의 외부로 돌출되어 반도체 칩(3) 또는 범프(4)와 접촉되어 불량여부를 탐침하는 탐침부(21)와,

상기 걸림턱(22)의 상부에 일체로 연결되고 상부 통공(12) 외부로 설치되며 상기 인쇄회로기판(40)과 접속되는 접속단자부(24)가 구비된 와이어부(23)로 구성된 프로브 핀(20);

상기 수용부(14)에 수용되며 상기 걸림턱(22)의 상부와 상부 통공(12)의 하부에 탄지되어 탐침 후 상기 탐침부(21)가 하부 통공(16)의 외부로 돌출되어 원위치로 복귀되도록 하는 탄성부재(30);

를 포함하여 이루어지며,

상기 프로브 핀(20)의 걸림턱(22)과 와이어부(23)는 상기 탄성부재(30)와의 접촉부위에 절연체로 도금된 도금부(25)를 형성하는 것을 특징으로 하는 일체형 프로브카드.