KR100979502B1

KR100979502B1 - 프로브카드용 기판

Info

Publication number: KR100979502B1
Application number: KR1020100005774A
Authority: KR
Inventors: 김혁련; 전태운; 김정식; 정두연; 박경석
Original assignee: 주식회사 유니멤스
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2010-09-02
Also published as: TW201203417A; CN102135551A

Abstract

본 발명은 프로브카드용 기판에 관한 것으로, 기판상에 전기적인 신호를 받는 복수의 대상소자가 포함된 복수의 MLC 블록을 설정하여, 전기적 신호가 각각의 대상소자에 동등하게 분기 되는 것을 특징으로 하는 프로브카드용 기판을 제공한다. 본 발명에 의하면 프로브카드의 기판에서 하나의 MLC블록을 4개의 DUT(Device Under Test)로 구성하여 설계하였기 때문에 분기에 의한 신호편차를 줄일 수 있었다. 그 결과로 검사시 반도체 소자로부터 오는 신호를 분기 편차 없이 받을 수 있으며 임피던스의 부정합을 줄일 수 있는 효과가 있었다. 그래서, 고스피드, 고주파의 특성을 갖는 반도체 검사장비로 적합한 효과가 있다.

Description

프로브카드용 기판{CIRCUIT BOARD OF PROBE CARD}

본 발명은 반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로브카드용 기판에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼(Wafer)상에 패턴(Pattern)을 형성시키는 패브리케이션(Fabrication)공정과 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 소자로 조립하는 어셈블리(Assembly)공정을 통해서 제조된다.

패브리케이션공정이 끝난 반도체 소자는 어셈블리공정을 거치기 이전에 웨이퍼에 형성된 각각의 소자에 대해서 전기적 특성을 검사하는 이디에스(Electrical Die Sorting: 이하 'EDS'라 함.)공정을 거치게 된다.

여기서 EDS공정은 웨이퍼에 형성된 소자들 중에서 불량소자를 판별하기 위해서 실시되는 공정이다. EDS공정에서는 웨이퍼 위의 소자에 전기적 신호를 인가시키고 소자로부터 응답 되는 전기적 신호를 분석하여 소자의 불량 여부를 판정하는 프로브스테이션을 주로 이용한다.

소자의 불량 여부를 판정하는 프로브스테이션에는 소자의 패드로 전기적 신호를 전달하기 위해 프로브카드(Probe card)가 장착되어 사용된다. 프로브 카드는 프로브카드용 기판과 하나 이상의 니들(Needle)을 갖추고 있다. 이 니들을 반도체웨이퍼 위의 소자에 연결된 패드에 접촉시키고 반도체 소자 검사장비는 프로브카드의 기판에 연결된 프로브카드의 니들을 통하여 소자의 패드와 전기적 신호를 주고 받음으로써 소자의 불량 여부를 판단하게 된다.

공개특허 제 10-2006-0082497호(이하 '종래기술1'이라 한다.)에서 프로브카드의 기판은 웨이퍼에 형성된 반도체 소자의 배열과 대응되도록 다수개의 블록(Block)으로 구성함으로써, 웨이퍼에 대한 EDS 테스트 타임을 감소할 수 있게 하였다. 하지만, 프로브카드 기판이 기존의 PCB(Printed Circuit Board)기판에서 열팽창계수, 고주파특성이 우수한 MLC(Multi-Layer Ceramic)기판으로 대체되고, 또한 반도체 웨이퍼의 면적이 커져 더 넓은 면적의 프로브 기판이 요구되면서, 프로브기판을 MLC기판으로 구성하기에는 많은 비용이 드는 점이 문제가 되었다.

도1a는 이러한 문제점을 보완하기 위해 고안된 프로브카드 기판(10)의 평면도를 도시한 것이다. 기존의 프로브카드용 PCB기판에 MLC소재의 블록을 레인보우(Rainbow) 형태로 배열하여 장착한다. 이 MLC블록(11)은 하나의 DUT(Device Under Test)로 간주된다. 여기서 DUT란, 어떠한 테스트를 시행할 때, 그 테스트를 받게 되는 대상소자를 말한다.

이러한 기술은 종래기술1과 비교하여 사용되는 프로브카드의 제작비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있었다.

하지만 상기와 같은 기술에도 다음과 같은 문제점이 발견되었다.

프로브카드용 기판은 상부패드, 비아(via), 하부패드로 이루어져 있다. EDS테스트 시행시 전기적 신호는 상부패드에서 도전체로 충진되어 있는 비아를 거쳐 하부패드로 연결되어 반도체 소자의 패드로 도달하게 된다.

도1b 내지 도1c는 상기기술의 프로브카드용 기판의 전기적 신호 경로를 설명하기 위한 도면이다. 도면에 따르면 프로브카드의 기판(10)은 다수개의 MLC블록(11)으로 구성되어있고, 포고 핀(13)으로부터 MLC블록(11) 상의 DUT(12)로 이어지는 전송회로는 각각의 블록으로 연결되어있다. 그렇기 때문에 EDS 테스트 시행시 전기적 신호는 포고 핀(13)으로부터 각각의 DUT(12)로 분기 되어 전송된다. 이것은 신호들의 분기 편차를 야기하며 임피던스 부정합을 만들게 된다. 그래서 점차 고주파(High frequency),고스피드(High speed)의 특성으로 발전하는 반도체 소자의 검사장비로써 적합하지 않은 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 프로브카드기판 블록간의 분기에 의한 신호편차를 해소할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 프로브카드용 기판은 외부의 피시비(PCB: Printed Circuit Board)와 전기적인 연결을 위한 연결부; 및 상기 연결부와 전기적으로 연결되고, 상기 연결부로부터 전기적인 신호를 전달받아 테스트가 이루어지는 복수의 대상소자가 하나의 블록으로 설정된 복수의 MLC 블록(Multi-Layer Ceramic Block); 를 포함하고, 상기 연결부로부터 상기 복수의 MLC 블록 중 어느 하나로 전달된 전기적인 신호는 상기 복수의 대상소자의 각각에 동등하게 분기(分岐)되어 전달되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 연결부로부터 상기 복수의 MLC 블록 중 어느 하나로 전달된 전기적인 신호는 두 번의 분기를 통해 상기 복수의 대상소자 중 어느 하나로 전달되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 MLC 블록 중 어느 하나는 네 개의 대상소자가 블록으로 설정 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부와 상기 복수의 MLC 블록 중 어느 하나의 전기적인 연결은 하나의 연결선을 통해 연결된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 연결부로부터 상기 복수의 MLC블록 중 어느 하나로 전달된 전기적인 신호가 상기 복수의 대상소자의 각각에 동등하게 전달되기 위해 이루어지는 분기는 상기 MLC 블록 내에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프로브카드의 기판에서 하나의 MLC블록을 4개의 DUT(Device Under Test)로 구성하여 설계하였기 때문에 분기에 의한 신호편차를 줄일 수 있었다. 그 결과로 검사시 반도체 소자로부터 오는 신호를 분기 편차 없이 받을 수 있으며 임피던스의 부정합을 줄일 수 있는 효과가 있었다.

그래서, 고스피드, 고주파의 특성을 갖는 반도체 검사장비로 적합할 수 있다.

도1a 내지 1b은 종래의 프로브카드의 기판과 전기적 신호경로를 설명하기 위한 도면이다.
도2는 본 발명의 설명을 위한 프로브카드의 구성을 나타내는 도면이다.
도3a 내지 3b는 본 발명에 따른 프로브카드의 기판을 나타내는 도면이다.
도4a 내지 4b는 본 발명에 따른 프로브카드의 전기적 신호경로를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명한다.

도2은 본 발명의 설명을 위한 프로브카드의 측면도이고, 도3a,도3b는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브카드 기판의 평면도이고, 도4a는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브카드 기판의 확대도이고, 도4b는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브카드의 전기적신호의 경로를 설명하기 위한 개략도이다.

도2 내지 도4b를 참조하면 본 발명의 설명을 위한 프로브카드(200)는 PCB 기판(210), 포고 핀(120), 프로브카드용 기판(100), DUT(140), 프로브니들(130)을 포함하여 이루어진다.

PCB 기판(210)은 프로브니들(130)측으로 전기적 신호를 전달하기 위한 회로패턴이 형성되어있다. 전기적 신호는 PCB 기판(210)의 회로패턴을 지나 프로브카드용 기판(100)을 거쳐 프로브니들(130)로 전달되고, 프로브니들(130)로 전달된 전기적 신호는 반도체 칩에 마련된 패드로 전달되게 된다.

여기서 PCB 기판(210)은 여러 종류의 많은 부품을 페놀 수지 또는 에폭시수지로 된 평판위에 밀집탑재하고 각 부품간을 연결하는 회로를 수지평판의 표면에 밀집단축하여 고정시킨 회로기판이다.

포고핀(120)은, PCB 기판(210)에 형성된 회로패턴에 전기적으로 접속되도록 PCB 기판(210)에 마련된 패드에 접속되어 PCB 기판(210)으로부터 오는 전기적 신호를 프로브카드용 기판(100)으로 전달하는 역할을 한다. 즉, 포고핀(120)은 PCB 기판(210)과 프로브카드용 기판(100)을 전기적으로 연결하는 연결부 이다.

프로브카드용 기판(100)의 하측 면에는 프로브니들(130)이 마련되어 있는데, 포고핀(120)을 통하여 전달되어 온 전기적 신호를 프로브니들(130)이 전달받을 수 있도록 연결되어 있다.

프로브카드용 기판(100)은 상부패드, 비아, 하부패드로 이루어져 있다. 상부패드는 포고핀(120)과 연결되어 PCB 기판(210)으로부터 오는 전기적 신호를 받는다. 그 전기적 신호는 비아라는 통로를 거쳐 하부 패드로 연결되고 하부패드와 연결된 니들에서 반도체 소자의 테스트를 가능하게 한다.

여기서 상부패드는 MLC 블록(110)이며, 비아를 통해 하부패드에 장착되어 있는 프로브니들(130)과 전기적으로 연결되어 있다.

여기서, 비아는 프로브카드용 기판(100)을 형성하며, 도전재로 충진되어 있다. 도전재는 전기적 특성이 우수한 Ag, Cu 등을 사용한다. 충진된 도전재들은 다수의 배선과 패턴이 통전되는 역할을 한다.

비아는 각 층간의 전기적 연결을 위한 비아, 열확산을 용이하게 하기 위한 써멀(thermal)비아, 적층단계에서 각 층을 정확한 위치로 정렬하기 위한 툴링(tooling) 홀(hole) 그리고 패턴을 인쇄할 때 기준점을 삼기 위한 레지스트레이션 홀 등의 용도로 사용된다.

DUT(140)는 본 발명의 실시 예에 따라 프로브카드용 기판(100)의 상부패드에 복수로 장착되어 있으며, 여기서 DUT란, 어떠한 테스트를 시행할 때, 그 테스트를 받게 되는 대상소자를 말한다.

도3a는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브카드용 기판(100)이다. 도시된 바와 같이 MLC 블록(110)들은 프로브카드용 기판(100)상에 레인보우 형태로 배열되어있다. 도4a는 기판을 구성하고 있는 MLC 블록(100)의 확대도이다. 도면에 따르면 하나의 MLC 블록(110)은 4개의 DUT(140)로 구성되어 있다.

여기서, MLC 블록(110)은 프로브카드의 기판에 전기적으로 연결되어, 프로브니들(130)과 PCB 기판(210)의 회로패턴 사이에 통전이 이루어지도록 되어 있다. MLC블록(110)은 포고핀(120)을 통하여 PCB 기판(210)으로부터 오는 전기적 신호를 전달받는다.

도4b는 본 발명의 프로브카드용 기판(100)을 이용하여 반도체 소자를 테스트할 때 포고 핀(120)으로부터 전달되는 전기적신호의 경로를 설명하기 위한 도면이다. PCB 기판(210)으로부터 신호를 받은 포고 핀(120)은 프로브카드용 기판(100)에 장착되어 있는 MLC 블록(110)의 DUT(140)로 신호를 전달한다. 4개의 DUT(140)가 하나의 기판에 구성되어 있기 때문에 포고 핀(120)으로부터 MLC블록(110)까지 하나의 연결선으로 연결되고 전기적신호는 DUT(140)에 이르기까지 두 번의 분기를 거친다. 즉 전기적 신호는 포고 핀(120)에서부터 각각의 DUT(140)로 분기 되어 전달되지 않고 MLC블록(110)내에서 각각의 DUT(140)로 동등하게 전달되어 발생될 수 있는 신호편차를 줄일 수 있다. 이것은 신호의 분기 편차를 해소할 수 있게 되어 고주파수의 소자를 검사할 때 임피던스 부정합을 줄일 수 있게 된다.

또한 MLC 블록(110)에 4개의 DUT(140)가 장착된 본 발명의 프로브카드용 기판(100)에서 도4와 같이 MLC 블록(110)의 형태가 직사각형에만 국한된다는 뜻은 아니며, 도3b에서와 같이 MLC 블록(110)은 직사각형 외의 다양한 종류 및 모양으로 프로브카드용 기판(100)을 구성할 수 있다. 즉, 4개의 DUT(140)를 MLC 블록(110)에 장착 시 프로브카드용 기판(100)을 프로브카드에 사용하는데 문제되지 않을 것이며, 다양한 모양의 MLC 블록(110)으 로 본 발명의 프로브카드용 기판(100)에 적용할 수 있을 것이라고 예상된다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100 : 프로브카드용 기판
110 : MLC 블록
120 : 포고핀
130 : 프로브니들
140 : DUT
200 : 프로브카드
210 : PCB 기판

Claims

외부의 피시비(PCB: Printed Circuit Board)와 전기적인 연결을 위한 연결부; 및
상기 연결부와 전기적으로 연결되고, 상기 연결부로부터 전기적인 신호를 전달받아 테스트가 이루어지는 복수의 대상소자가 하나의 블록으로 설정된 복수의 MLC 블록(Multi-Layer Ceramic Block); 를 포함하고,
상기 연결부로부터 상기 복수의 MLC 블록 중 어느 하나로 전달된 전기적인 신호는 상기 복수의 대상소자의 각각에 동등하게 분기(分岐)되어 전달되는 것을 특징으로 하는
프로브카드용 기판.
제1항에 있어서,
상기 연결부로부터 상기 복수의 MLC 블록 중 어느 하나로 전달된 전기적인 신호는 두 번의 분기를 통해 상기 복수의 대상소자 중 어느 하나로 전달되는 것을 특징으로 하는
프로브카드용 기판.
제1항에 있어서,
상기 복수의 MLC 블록 중 어느 하나는 네 개의 대상소자가 블록으로 설정된 것을 특징으로 하는
프로브카드용 기판.
제1항에 있어서,
상기 연결부와 상기 복수의 MLC 블록 중 어느 하나의 전기적인 연결은 하나의 연결선을 통해 연결된 것을 특징으로 하는
프로브카드용 기판.
제1항에 있어서,
상기 연결부로부터 상기 복수의 MLC블록 중 어느 하나로 전달된 전기적인 신호가 상기 복수의 대상소자의 각각에 동등하게 전달되기 위해 이루어지는 분기는 상기 MLC 블록 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는
프로브카드용 기판.