KR101097152B1 - 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로서, 저면에 하방으로 돌출되어 검사대상 칩에 전기적으로 접촉되는 다수의 프로브핀을 포함하는 프로브헤드와, 상기 프로브헤드 상방으로 이격되게 설치되고, 테스터 장비와 전기적으로 연결되는 메인기판과, 상기 프로브헤드와 상기 메인기판 사이에 개재되어 상기 프로브헤드와 상기 메인기판의 이격거리가 유지되도록 하는 이격거리 유지부와, 상기 프로브헤드와 상기 메인기판 사이에 설치되고, 상기 메인기판과 대향하는 일면에 제1 전극패드가 형성되고, 상기 프로브헤드와 대향하는 타면에 제2 전극패드가 형성되는 보조기판과, 일단이 상기 프로브핀과 연결되고, 타단이 상기 메인기판에 연결되어 상기 프로브핀으로부터 전달되는 전기적 신호를 상기 메인기판에 전달하는 전기연결수단과, 상기 메인기판의 상부에 설치되는 보강판과, 상기 보조기판의 상면에 본딩결합되고, 상부 일측이 상기 메인기판에 고정되는 고정관 및 상기 보강판 일측을 관통하여 상단부가 상기 보강판 상면에 지지되고, 하단부가 상기 고정관에 결합되는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드를 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 보조기판의 상면 중앙에 고정관을 설치하고, 고정관의 상부를 메인기판 일측에 본딩결합한 상태에서 결합수단의 일단부가 보강판 일측을 관통하고 고정관에 결합되도록 하여 보조기판과 메인기판 및 보강판의 결합이 동시에 이루어지도록 함과 동시에 보조기판의 평탄도가 유지되도록 함으로써 보조기판과 메인기판 및 보강판의 결합시간 및 보조기판의 평탄도 작업에 소요되는 시간을 현저하게 단축시켜 생산성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 프로브 핀이 검사대상 반도체 칩에 접촉되는 경우 니들에 의해 보조기판에 전달되는 힘을 지지하여 보조기판의 변형을 미연에 방지할 수 있고, 크기를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

프로브, 전극, 기판, 니들

Description

프로브 카드{Probe card}

본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로서, 보조기판의 상면 중앙에 고정관을 설치하고, 고정관의 상부를 메인기판 일측에 본딩결합한 상태에서 결합수단의 일단부가 보강판 일측을 관통하고 고정관에 결합되도록 하여 보조기판과 메인기판 및 보강판의 결합이 동시에 이루어지도록 함과 동시에 보조기판의 평탄도가 유지되도록 함으로써 보조기판과 메인기판 및 보강판의 결합시간 및 보조기판의 평탄도 작업에 소요되는 시간을 현저하게 단축시켜 생산성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 프로브 핀이 검사대상 반도체 칩에 접촉되는 경우 니들에 의해 보조기판에 전달되는 힘을 지지하여 보조기판의 변형을 미연에 방지할 수 있고, 크기를 소형화할 수 있는 프로브 카드를 제공함에 있다.

또한, 전기연결수단의 하단부에 소켓을 형성하고, 소켓과 대응되는 보조기판 상면 일측에 통전핀을 형성하여 전기연결수단과 보조기판을 끼움결합함으로써 메인기판과 보조기판의 분리가 용이하고, 이에 따라 보조기판 및 메인기판이 손상된 경우 교체가 용이하게 이루어질 수 있는 프로브 카드에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제작 공정은 웨이퍼(Wafer)상에 패턴(pattern)을 형성시키는 패브리케이션(fabrication)공정과, 웨이퍼를 구성하고 있는 각각의 칩의 전기적 특성을 감사하는 이디에스(Electrical Die Sorting:EDS)공정과, 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 칩(chip)으로 조립하는 어셈블리(assembly)공정을 통해서 제조된다.

여기서 EDS공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 불량칩을 판별하기위해 수행하는 것으로 웨이퍼를 구성하는 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량을 판단하게 되는 프로브 카드라는 검사장치가 주로 사용되고 있다.

도1은 종래의 프로브 카드의 단면도이다.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 프로브 카드(100)는 저면에 검사대상 칩에 전기적으로 접촉되는 다수의 프로브핀(111)이 설치되는 프로브헤드(110)와, 프로브헤드(110)의 상방에 프로브헤드(110)와 이격되게 설치되는 메인기판(120)과, 프로브헤드(110) 상면에 설치되어 협피치를 갖는 프로브헤드(110)의 전극 패턴과 광피치를 갖는 메인기판(120)간을 공간적으로 정합시키는 보조기판(140)과, 프로브핀(111)과 메인기판(120)을 연결하는 전기연결수단(150)과, 메인기판(120) 상부에 설치되는 보강판(160)과, 보강판(160)과 메인기판(120)을 관통하고 보조기판(140)의 가장자리 영역을 가압하는 다수의 볼트부재(170)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 종래의 프로브 카드(100)는 앞서 설명한 바와 같이 다수의 볼트부재(170)를 이용하여 보조기판(140)의 가장자리 영역을 가압함으로써 보조기판(140)의 평탄도를 유지하고자 하였다.

그러나, 종래의 프로브 카드(100)는 다수의 볼트부재(170)를 각각 조절하여 보조기판(140)의 평탄도를 조절함으로써 다수의 볼트부재(170)를 조절하기 위해 많은 작업시간이 소요되어 생산성이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 프로브핀(111)의 위치가 중앙에 밀집해 있어 프로브핀(111)이 검사대상 반도체 칩에 접촉되는 경우 프로브핀(111)으로부터 니들로 전달되는 힘이 보조기판(140)에 가해지면서 보조기판(140)의 변형을 초래하며, 보조기판(140)의 중앙이 처지는 문제점이 발생됨과 아울러 다수의 볼트부재(170)를 사용함으로써 프로브 카드(100)의 크기가 대형화되는 문제점이 발생되었다.

또한, 종래의 프로브 카드(100)는 그 전기연결수단(150)으로 스프링(P)이 내삽된 인터포져를 사용하는 바 스프링(P)의 탄성력에 의해 보조기판(140)의 평탄도가 저하될 뿐 아니라 스프링(P)의 탄성력이 강한 경우에는 메인기판(120)으로부터 보조기판(140)이 분리되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보조기판의 상면 중앙에 고정관을 설치하고, 고정관의 상부를 메인기판 일측에 본딩결합한 상태에서 결합수단의 일단부가 보강판 일측을 관통하고 고정관에 결합되도록 하여 보조기판과 메인기판 및 보강판의 결합이 동시에 이루어지도록 함과 동시에 보조기판의 평탄도가 유지되도록 함으로써 보조기판과 메인기판 및 보강판의 결합시간 및 보조기판의 평탄도 작업에 소요되는 시간을 현저하게 단축시켜 생산성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 프로브 핀이 검사대상 반도체 칩에 접촉되는 경우 니들에 의해 보조기판에 전달되는 힘을 지지하여 보조기판의 변형을 미연에 방지할 수 있고, 크기를 소형화할 수 있는 프로브 카드를 제공함에 있다.

또한, 전기연결수단의 하단부에 소켓을 형성하고, 소켓과 대응되는 보조기판 상면 일측에 통전핀을 형성하여 전기연결수단과 보조기판을 끼움결합함으로써 메인기판과 보조기판의 분리가 용이하고, 이에 따라 보조기판 및 메인기판이 손상된 경우 교체가 용이하게 이루어질 수 있는 프로브 카드를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 저면에 하방으로 돌출되어 검사대상 칩에 전기적으로 접촉되는 다수의 프로브핀을 포함하는 프로브헤드와, 상기 프로브헤드 상방으로 이격되게 설치되고, 테스터 장비와 전기적으로 연결되는 메인기판과, 상기 프로브헤드와 상기 메인기판 사이에 개재되어 상기 프로브헤드와 상기 메인기판의 이격거리가 유지되도록 하는 이격거리 유지부와, 상기 프로브헤드와 상기 메인기판 사이에 설치되고, 상기 메인기판과 대향하는 일면에 제1 전극패드가 형성되고, 상기 프로브헤드와 대향하는 타면에 제2 전극패드가 형성되는 보조기판과, 일단이 상기 프로브핀과 연결되고, 타단이 상기 메인기판에 연결되어 상기 프로브핀으로부터 전달되는 전기적 신호를 상기 메인기판에 전달하는 전기연결수단과, 상기 메인기판의 상부에 설치되는 보강판과, 상기 보조기판의 상면에 본딩결합되고, 상부 일측이 상기 메인기판에 고정되는 고정관 및 상기 보강판 일측을 관통하여 상단부가 상기 보강판 상면에 지지되고, 하단부가 상기 고정관에 결합되는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드를 제공한다.

그리고, 상기 메인기판은 상기 제1 전극패드와 대응되는 위치에 통과공이 형성되고, 전기연결수단은 상단부가 상기 메인기판의 통과공에 삽입되어 상기 메인기판 일측에 본딩결합되고, 하단부가 상기 제1 전극패드에 본딩결합되는 도전성의 지지봉일 수 있다.

또한, 상기 메인기판은 상기 제1 전극패드와 대응되는 위치에 통과공이 형성되고, 상기 보조기판은 상기 제1 전극패드의 일측으로부터 상방으로 통전핀이 돌출형성되며, 전기연결수단은 상단부가 상기 메인기판의 통과공에 삽입되어 상기 메인기판 일측에 본딩결합되고, 하단부에 상기 통전핀과 대응되는 형상의 소켓이 형성되어 상기 통전핀이 삽입결합되는 지지봉일 수 있다.

아울러, 전기연결수단은 구리재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 보조기판의 상면 중앙에 고정관을 설치하고, 고정관의 상부를 메인기판 일측에 본딩결합한 상태에서 결합수단의 일단부가 보강판 일측을 관통하고 고정관에 결합되도록 하여 보조기판과 메인기판 및 보강판의 결합이 동시에 이루어지도록 함과 동시에 보조기판의 평탄도가 유지되도록 함으로써 보조기판과 메인기판 및 보강판의 결합시간 및 보조기판의 평탄도 작업에 소요되는 시간을 현저하게 단축시켜 생산성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 프로브 핀이 검사대상 반도체 칩에 접촉되는 경우 니들에 의해 보조기판에 전달되는 힘을 지지하여 보조기판의 변형을 미연에 방지할 수 있고, 크기를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 전기연결수단의 하단부에 소켓을 형성하고, 소켓과 대응되는 보조기판 상면 일측에 통전핀을 형성하여 전기연결수단과 보조기판을 끼움결합함으로써 메인기판과 보조기판의 분리가 용이하고, 이에 따라 보조기판 및 메인기판이 손상된 경우 교체가 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.

도2에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드(1)는 프로브헤드(10)와, 메인기판(20)과, 이격거리 유지부(30)와, 보조기판(40)과, 전기연결수단(50)과, 보강판(60)과, 고정관(70)과, 결합수단(80)을 포함하여 구성된다.

프로브헤드(10)는 저면에 검사대상 반도체 칩과 전기적으로 접촉되는 프로브핀(12a)이 다수 결합된 하부플레이트(12)와, 하부플레이트(12) 상부에 설치되는 상부플레이트(11) 및 하부플레이트(12)와 상부플레이트(11) 사이에 개재되어 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12) 사이에 이격공간(C)을 형성하는 미들플레이트(13) 및 프로브핀(12a)과 후술하는 보조기판(40)의 제2 전극패드(42)와 전기적으로 연결되는 니들(14)을 포함하여 구성된다.

그리고, 프로브헤드(10)는 미들플레이트(13)와 접하는 상부플레이트(11) 일면에 수용홈(11a)이 형성되고, 상기한 수용홈(11a)에 설치되어 니들(14)의 일측을 지지되는 필름유닛(15)이 설치될 수 있다.

이와 같은 프로브헤드(10)는 프로브핀(12a) 및 니들(14)의 설치영역을 제공함과 아울러 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12) 사이에 프로브핀(12a)이 검사대상 반도체 칩에 접촉되는 경우 니들(14)이 휘어질수 있는 공간을 제공하는 역할을 한다.

메인기판(20)은 복잡한 회로 패턴이 형성된 기판으로서, 일측에 후술하는 보조기판(40)의 연결부재가 삽입관통되는 통과공(21)이 형성되고, 프로브헤드(10)의 상방으로 프로브헤드(10)와 이격되게 설치된다.

이와 같은 메인기판(20)은 외부에 구비된 테스터 장비(미도시)와 연결되어 보조기판(40)으로부터 인가되는 전기적 신호를 외부에 구비된 테스터 장비(미도시)에 전달하는 역할을 하는 것으로서, 통상의 인쇄회로기판((Printed Circuit Boad:PCB)이 사용될 수 있다.

이격거리 유지부(30)는 일측이 메인기판(20)에 결합되고, 타측이 프로브헤드(10) 상면(20)에 결합되어 메인기판(20)과 프로브헤드(10)를 상호 결합함과 아울러 프로브헤드(10)와 메인기판(20)간 이격거리가 유지되도록 하는 역할을 한다.

보조기판(40)은 상기한 메인기판(20)과 대향하는 일면에 다수의 제1 전극패드(41)가 형성되고, 프로브헤드(10)와 대향하는 타면에는 다수의 니들(14)과 대응되는 위치에 다수의 제2 전극패드(42)가 형성되어 있다.

이와 같은 보조기판(40)은 프로브팁으로부터 인가받는 전기적신호를 후술하는 전기연결수단(50)을 통해 메인기판(20)으로 전달하는 역할을 하는 것으로서, 통상의 다층 세라믹 기판(Multi layer ceramic, MLC)이 사용될 수 있다.

전기연결수단(50)은 도전성 재질로 형성되고, 일단부가 메인기판(20)의 통과공(21)을 통해 메인기판(20)의 상면 일측에 솔더(S)에 의해 본딩결합되고, 타단부가 보조기판(40)의 제1 전극패드(41)에 본딩결합되어 보조기판(40)으로부터 전달되는 전기적 신호를 메인기판(20)으로 전달될 수 있도록 통전로를제공하는 역할을 한다.

이때, 전기연결수단(50)은 대략 봉형상의 지지봉으로 형성되고, 메인기 판(20)과 보조기판(40)을 지지하여 후술하는 고정관(70) 및 결합수단(80)에 의해 유지되는 보조기판(40)의 평탄도가 보다 견고하게 유지되도록 하는 역할을 한다.

보강판(60)은 대략 플레이트 형상으로 형성되고, 메인기판(20) 상부에 설치되어 메인기판(20)을 외력으로부터 보호하는 역할을 한다.

고정관(70)은 상면 중앙에 결합공(71)이 형성된 원기둥 형상으로 형성되고, 하단부가 보조기판(40)의 상면 중앙에 접합 결합되며, 상단부가 메인기판(20) 일측에 고정결합된다.

그리고, 결합수단(80)은 통상의 볼트부재가 사용될 수 있으며, 보강판(60)의 상면 중앙을 관통하여 하단부가 고정관(70)의 결합공(71)에 나사결합된다.

이와 같이 고정관(70)을 보조기판(40) 상면 중앙에 설치한 후 결합수단(80)을 보강판(60)의 상면 중앙을 관통하여 고정관(70)에 결합하는 이유는 프로브핀(12a)의 위치가 중앙에 밀집해 있어 프로브핀(12a)이 검사대상 반도체 칩에 접촉되는 경우 프로브핀(12a)으로부터 니들(14)로 전달되는 힘이 보조기판(40)의 중앙에 집중되므로 고정관(70) 및 결합수단(80)이 이를 지지하여 보조기판(40)의 변형 및 평탄도가 유지되도록 함과 아울러 프로브 카드(1)의 중앙의 처짐을 방지하기 위함이다.

뿐만 아니라 하나의 고정관(70) 및 결합수단(80)을 사용함으로써 프로브 카드(1)의 크기를 소형화시킬 수 있는 특징이 있다.

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이고, 도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기연결수단 및 통전핀의 사시도이며, 도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드가 분리된 상태를 도시한 도면이다.

도3 및 도4 실시예의 기본적인 구성은 도2의 실시예와 동일하나 메인기판(20)과 보조기판(40)의 분리가 용이한 구조로 형성된 것이다.

도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 전기연결수단(50)의 하단부에 소켓(51)을 형성하고, 보조기판(40)의 제1 전극패드(41)의 일측으로부터 상방으로 통전핀(43)을 돌출형성하여 전기연결수단(50)의 소켓(51)에 통전핀(43)을 끼움결합함으로써 전기연결수단(50)과 보조기판(40)을 결합한다.

이와 같이 종래와 같이 전기연결수단(50)을 보조기판(40)에 본딩결합하지 않고, 전기연결수단(50)과 보조기판(40)을 끼움결합함으로서 도5에서 보는 바와 같이 메인기판(20)과 보조기판(40)의 분리가 용이하고, 이에 따라 보조기판(40) 및 메인기판(20)이 손상되는 경우 교체가 용이하게 이루어질 수 있는 특징이 있다.

그 외의 구조는 전술한 기본 실시예와 동일하므로 나머지 설명은 생략하기로 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도1은 종래의 프로브 카드의 단면도,

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드의 단면도,

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도,

도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기연결수단 및 통전핀의 사시도,

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드가 분리된 상태를 도시한 도면.

<주요도면부호에 관한 설명>

1 : 프로브 카드 10 : 프로브헤드

20 : 메인기판 30 : 이격거리 유지부

40 : 보조기판 50 : 전기연결수단

60 : 보강판 70 : 고정관

80 : 결합수단

Claims (4)

1. 저면에 하방으로 돌출되어 검사대상 칩에 전기적으로 접촉되는 다수의 프로브핀을 포함하는 프로브헤드와;

   상기 프로브헤드 상방으로 이격되게 설치되고, 테스터 장비와 전기적으로 연결되는 메인기판과;

   상기 프로브헤드와 상기 메인기판 사이에 개재되어 상기 프로브헤드와 상기 메인기판의 이격거리가 유지되도록 하는 이격거리 유지부와;

   상기 프로브헤드와 상기 메인기판 사이에 설치되고, 상기 메인기판과 대향하는 일면에 제1 전극패드가 형성되고, 상기 프로브헤드와 대향하는 타면에 제2 전극패드가 형성되는 보조기판과;

   일단이 상기 프로브핀과 연결되고, 타단이 상기 메인기판에 연결되어 상기 프로브핀으로부터 전달되는 전기적 신호를 상기 메인기판에 전달하는 전기연결수단과;

   상기 메인기판의 상부에 설치되는 보강판과;

   상기 보조기판의 상면에 본딩결합되고, 상부 일측이 상기 메인기판에 고정되는 고정관; 및

   상기 보강판 일측을 관통하여 상단부가 상기 보강판 상면에 지지되고, 하단부가 상기 고정관에 결합되는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 메인기판은 상기 제1 전극패드와 대응되는 위치에 통과공이 형성되고,

   전기연결수단은 상단부가 상기 메인기판의 통과공에 삽입되어 상기 메인기판 일측에 본딩결합되고, 하단부가 상기 제1 전극패드에 본딩결합되는 도전성의 지지봉인 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
3. 제1항에 있어서,

   상기 메인기판은 상기 제1 전극패드와 대응되는 위치에 통과공이 형성되고,

   상기 보조기판은 상기 제1 전극패드의 일측으로부터 상방으로 통전핀이 돌출형성되며,

   전기연결수단은 상단부가 상기 메인기판의 통과공에 삽입되어 상기 메인기판 일측에 본딩결합되고, 하단부에 상기 통전핀과 대응되는 형상의 소켓이 형성되어 상기 통전핀이 삽입결합되는 지지봉인 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
4. 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   전기연결수단은 구리재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.

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