KR102456906B1

KR102456906B1 - 방열 프로브카드

Info

Publication number: KR102456906B1
Application number: KR1020220066624A
Authority: KR
Inventors: 임이빈; 김현태; 오제헌; 한대희
Original assignee: 주식회사 프로이천
Priority date: 2022-05-31
Filing date: 2022-05-31
Publication date: 2022-10-20
Also published as: KR102456906B9

Abstract

본 발명은, 테스터와 접촉하는 일면과 프로브블록이 결합된 타면을 갖는 인쇄회로기판(PCB)(110); 피검사체와 접촉하는 프로브니들(probe needle)이 구비된 상기 프로브블록(probe block)(120); 및 상기 프로브니들과 접하는 뜨거운 공기를 상부로 순환시키는 방열수단(130)을 포함하는 방열 프로브카드를 개시한다. 본 발명에 따르면, 고온의 테스트 환경에서 프로브니들의 접촉이 어긋나지 않게 프로브카드의 열이 방출될 수 있다.

Description

방열 프로브카드{PROBE CARD DISSIPATING HEAT}

본 발명은 방열 프로브카드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 테스트 환경에서 열을 방출하여 프로브니들의 접촉 위치가 어긋나는 현상을 방지할 수 있는 방열 프로브카드에 관한 것이다.

반도체 소자는, 반도체웨이퍼 제조공정, 반도체웨이퍼로부터 다수개의 단위 반도체칩을 자르는 공정, 반도체칩의 불량여부를 판별하는 반도체칩의 전기적검사(Electrical Die Sorting test, EDS)공정, 양품의 반도체칩의 패키징공정, 패키징된 반도체칩의 최종 테스트공정 등 일련의 반도체제조공정을 거쳐 완성된다. EDS공정은 웨이퍼상에 형성된 반도체칩이 전기적으로 양호한 상태 또는 불량 상태인가를 판별하기 위한 공정으로서, 웨이퍼상의 반도체칩에 전기적 신호를 인가시켜 불량을 판단하는 검사장치를 이용한다.

이러한 검사장치는 전기적 신호를 발생시키는 테스터와, 테스터로부터 전기적 신호를 반도체 웨이퍼상의 반도체칩상에 형성된 전극에 보내기 위하여 복수개의 니들이 부착되어 있는 프로브카드를 구비한다. 프로브카드는 웨이퍼와 접촉하는 프로브니들(probe needle)을 통해 테스터로부터 발생한 전기적 신호를 웨이퍼에 전달하거나 또는 웨이퍼로부터 전기적 신호를 테스터로 전달하는 역할을 한다.

니들 중 웨이퍼에 접촉할 부분을 벤딩한 후 프레임에 니들을 장착하고, 니들 간의 단락을 방지하기 위하여 니들에 절연튜브를 끼운 후 니들을 인쇄회로기판의 패드에 납땜 등의 방법을 통하여 본딩하여 니들과 인쇄회로기판의 패드를 전기적으로 연결한다. 그리고, 니들 중 웨이퍼와 접촉하는 뾰족한 끝부분을 샌딩하고 웨이퍼의 패드들과 니들들의 위치가 일치하도록 니들을 정렬시킴으로써, 니들타입 프로브카드가 제작될 수 있다.

본 발명과 관련된 기술로서, 대한민국 공개특허공보에 열변형 방지용 프로브카드와 관련된 기술을 개시된다. 이 기술은, 열팽창계수가 큰 재료를 이용하여 제작된 지지부재를 이용하여 열팽창을 상쇄하여 프로브핀의 높이를 일정하게 유지하는 점에서, 방열수단을 이용하여 프로브니들에 집중된 열을 방출하는 구조의 본 발명의 구성과 구별된다.

KR 공개특허 제10-2008-0099996호 (2008.11.14 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 고온의 테스트 환경에서 프로브니들의 접촉이 어긋나지 않는 프로브카드를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 고온의 테스트 환경에서 프로브니들의 열을 방출시켜 오동작을 방지할 수 있는 프로브카드를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 프로브카드는, 테스터와 접촉하는 일면과 프로브블록이 결합된 타면을 갖는 인쇄회로기판(PCB); 피검사체와 접촉하는 프로브니들(probe needle)이 구비된 상기 프로브블록(probe block); 및 프로브니들과 접하는 뜨거운 공기를 상부로 순환시키는 방열수단을 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 프로브카드는, 프로브블록 및 상기 인쇄회로기판이 서로 결합된 부위에 중공이 형성되도록 구성될 수 있다.

또한, 프로브카드는, 프로브블록이 프로브니들의 첨두가 상기 중공과 중첩되는 위치에서 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결된 상기 프로브니들을 고정하도록 구성될 수 있다.

또한, 프로브카드는, 프로브블록이 인쇄회로기판과 결합하는 베이스블록; 및 프로브니들을 사이에 두고 상기 베이스블록과 결합하는 브라켓을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 방열 프로브카드는, 방열수단이 중공의 위치에서 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되는 방열판(heat sink)을 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 방열 프로브카드는, 방열수단이 인쇄회로기판의 일면 상에 결합하는 서포트링(support ring)을 더 포함하고, 방열판은 상기 서프트링에 결합하도록 구성될 수 있다.

또한, 방열 프로브카드는, 방열수단이 방열판에 결합되는, 팬(fan)이 구비된 팬어셈블리(fan assembly)를 포함하도록 구성될 수 있다.

기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.

본 발명에 의하면, 고온의 테스트 환경에서 프로브니들의 접촉이 어긋나지 않게 프로브카드의 열이 방출될 수 있다.

또한, 고온의 테스트 환경에서 프로브니들의 열이 방출되어 접촉 오동작이 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로브카드의 예시도이다.
도 2는 도 1에 묘사된 프로브카드의 정면도이다.
도 3은 도 1에 묘사된 프로브카드의 분해도이다.
도 4는 도 1에 묘사된 프로브카드의 분해도이다.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

각 도면에 표시된 xyz 좌표축에서 x축 방향을 방열 프로브카드(100)의 폭 방향으로, y축 방향을 길이 방향으로, 그리고 z축 방향을 높이 방향으로 각각 정하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로브카드의 예시도이다.

도 2는 도 1에 묘사된 프로브카드의 정면도이다.

도 1을 참조하면, 프로브카드(100)는 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)(110), 프로브블록(probe block)(120) 및 방열수단(heat sink)(130)을 포함하도록 구성될 수 있다.

PCB(110)는 테스터와 접촉하는 일면과 프로브블록(120)이 결합된 타면을 갖는다. 일면에 형성된 패드와 프로브블록(120)이 전기적으로 연결되고, 타면에 형성된 패드와 테스터가 전기적으로 접촉한다.

프로브블록(120)에 피검사체와 접촉하는 프로브니들(probe needle)(123)이 구비된다. 프로브니들(123)의 일단은 PCB(110)에 형성된 패드와 전기적으로 연결되고, 타단은 피검사체와 접촉한다.

종래의 기술에 따르면 피검사체의 사용 환경에 맞게 검사가 고온 환경에서 진행되는 경우 피검사체에 접촉하는 프로브니들(123)의 온도가 높아지면서, 촘촘한 상태에서 인접한 프로브니들(123) 사이에 접촉 위치가 어긋나는 에러가 발생할 수 있다.

도 3은 도 1에 묘사된 프로브카드의 분해도이다.

도 3을 참조하면, 방열수단(130)을 구성하는 방열판(131), 서포트링(support ring)(133) 및 팬조립체(fan assembly)(136)가 묘사되어 있다.

방열수단(130)은, 중공(111)의 위치에서 PCB(110)의 일면 상에 배치되는 방열판(heat sink)(131)을 포함하도록 구성될 수 있다.

도 2를 다시 참조하면, 프로브블록(120)은, PCB(110)와 결합하는 베이스블록(125); 및 프로브니들(123)을 사이에 두고 베이스블록(125)과 결합하는 브라켓(127)을 더 포함하고, 베이스블록(125)은, 프로브니들(123)의 열이 서포트링(133)을 통해 방열판(131)에 전도되게 서포트링(133)과 열적으로 연결되도록 구성될 수 있다.

프로브블록(120) 및 인쇄회로기판(110)은, 결합부위의 중심에 중공(111, 121)이 각각 형성되게 구성될 수 있다. 프로브블록(120)은, 프로브니들(123)의 첨두가 중공(121)과 중첩되는 위치에서 PCB(110)와 전기적으로 연결된 프로브니들(123)을 고정하도록 구성될 수 있다.

프로브블록(120)은, PCB(110)와 결합하는 베이스블록(125) 및 프로브니들(123)을 사이에 두고 베이스블록(125)과 결합하는 브라켓(127)을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

방열수단(130)은 프로브니들(123)과 접하는 뜨거운 공기를 상부로 순환시키는 기능을 갖는다.

방열수단(130)은, PCB(110)의 일면 상에 결합하는 서포트링(133)(support ring)을 더 포함하고, 방열판(131)은 서포트링(133)에 결합하도록 구성될 수 있다.

방열수단(130)은, 방열판(131)에 결합되는, 팬(fan)(135)이 구비된 팬조립체(fan assembly)(136)를 포함하도록 구성될 수 있다.

프로브카드(100)는, 반도체, 예를 들어 웨이퍼 검사 기능을 갖는 것을 특징으로 한다. 프로브카드(100)의 탑면에는 검사장비(tester)가 배치되고 저면에는 피검사체인 웨이퍼가 배치될 수 있다.

패드가 PCB(110)의 일면 및 타면 상에 형성될 수 있다. 예를 들어 테스터에 포함된 포고핀이 일면 상의 패드와 접촉할 수 있다.

PCB(110)의 타면에 형성된 패드는 프로브블록(120)에 포함된 프로브니들(123)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 PCB(110)의 일면의 패드 및 타면의 패드는 PCB(110)에 형성된 비아홀에 의해 전기적으로 서로 연결될 수 있다.

PCB(110)는, 복수의 층을 포함하고, 복수의 층은 도전패턴을 포함하도록 구성될 수 있다. 즉 PCB(110)를 구성하는 복수의 층 별로 각각의 도전패턴이 형성될 수 있다. PCB(110)는, 도전패턴이 PCB(110)의 각 층에서 수평방향으로 확장되도록 설계될 수 있다.

PCB(110)에 형성된 비아홀은 각 층의 도전패턴을 전기적으로 서로 연결하도록 구성될 수 있다.

PCB(110)에는 일면 및 타면 중에서 하나의 면과 이어지는 반노출비아홀(blind via), PCB(110)의 속에 형성되는 숨은비아홀(buried via), 및 제1면 및 제2면과 모두 이어지는 전부노출비아홀(through-hole via) 등 다양한 비아홀이 형성될 수 있다.

PCB(110)는, 일면 및 타면 중에서 적어도 하나의 면에 배치된 회로소자를 더 포함하고, 회로소자는 도전패턴에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 즉 PCB(110)는 다양한 종류의 회로소자, 예를 들어 RLC(저항, 인덕터, 커패시터)와 같은 전기소자 및 반도체와 같은 전자소자 등을 일면 및 타면 중에서 적어도 하나의 면에 포함하도록 설계될 수 있다.

도 3을 참조하면, 프로브블록(120)은, PCB(110)와 전기적으로 결합되는 프로브니들(123)을 포함하도록 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 프로브니들(123)에 한정되지 않게, 다양한 종류의 프로브니들(123), 예를 들어 캔틸레버(cantilever)형, 버티컬(vertical)형, 또는 멤브레인(membrane)형의 프로브니들(123)이 프로브블록(120)에 브라켓(127)을 통해 고정될 수 있다.

도 4는 도 1에 묘사된 프로브카드의 분해도이다.

도 4를 참조하면, 방열판(131)은 열을 발산하는 복수 개의 방열핀(132)을 포함할 수 있다.

팬조립체(136)는 팬(135)과 팬(135)을 구동하는 모터를 포함할 수 있다. 팬(135)은 방열판(131)의 크기 및 모양에 따라 적정의 수로 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 방열 프로브카드(100)는, 프로브니들(123)의 열을 식힐 수 있게, 프로브블록(120)에 형성된 중공(111) 및 PCB(110)에 형성된 중공(121)을 포함할 수 있고, 중공(121)을 통해 열을 배출할 수 있는 방열수단(130)을 포함한다. 방열수단(130)은, 단계별로 방열판(131) 및 팬조립체(136)를 포함할 수 있다. 방열판(131)은 서포트링(133)을 매개로 PCB(110)와 결합할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고온의 테스트 환경에서 프로브니들의 접촉이 어긋나지 않게 프로브카드의 열이 방출될 수 있다.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.

100: 프로브카드
110: 인쇄회로기판(PCB)
111: 중공
120: 프로브블록
121: 중공
123: 프로브니들
125: 베이스블록
127: 브라켓
130: 방열수단
131: 방열판
132: 프로브니들
133; 서포트링
134: 중공
135: 팬
136: 팬조립체

Claims

테스터와 접촉하는 일면과 프로브블록(120)이 결합된 타면을 갖는 인쇄회로기판(PCB)(110);
피검사체와 접촉하는 프로브니들(probe needle)(123)이 구비된 상기 프로브블록(probe block)(120); 및
상기 프로브니들(123)과 접하는 공기를 상부로 순환시키는 방열수단(130)을 포함하고,
상기 방열수단(130)은,
상기 인쇄회로기판(110)의 일면 상에 배치되는 방열판(131); 및
상기 방열판에 결합되는, 팬(fan)(135)이 구비된 팬조립체(fan assembly)(136)를 포함하도록 구성되는,
프로브카드.
청구항 1에 있어서, 상기 프로브블록(120) 및 상기 인쇄회로기판(110)은,
결합부위의 중심에 중공(111, 121)이 각각 형성되게 구성되는,
프로브카드.
청구항 2에 있어서, 상기 프로브블록(120)은,
상기 프로브니들(123)의 첨두가 상기 중공과 중첩되는 위치에서 상기 인쇄회로기판(110)과 전기적으로 연결된 상기 프로브니들(123)을 고정하도록 구성되는,
프로브카드.
청구항 3에 있어서, 상기 프로브블록(120)은,
상기 인쇄회로기판(110)과 결합하는 베이스블록(125); 및
상기 프로브니들(123)을 사이에 두고 상기 베이스블록(125)과 결합하는 브라켓(127)을 더 포함하도록 구성되는,
프로브카드.
청구항 2에 있어서, 상기 방열수단(130)은,
상기 중공(111)의 위치에서 상기 인쇄회로기판의 일면 상에 배치되는 방열판(heat sink)(131)을 포함하도록 구성되는,
프로브카드.
청구항 5에 있어서, 상기 방열수단(130)은,
상기 인쇄회로기판(110)의 일면 상에 결합하는 서포트링(133)(support ring)을 더 포함하고,
상기 방열판은 상기 서포트링에 결합하도록 구성되는,
프로브카드.
테스터와 접촉하는 일면과 프로브블록(120)이 결합된 타면을 갖는 인쇄회로기판(PCB)(110);
피검사체와 접촉하는 프로브니들(123)이 구비된 상기 프로브블록(120); 및
상기 프로브니들(123)과 접하는 공기를 상부로 순환시키는 방열수단(130)을 포함하고,
상기 방열수단(130)은,
상기 인쇄회로기판(110)의 일면 상에 배치되는 방열판(131); 및
상기 인쇄회로기판(110)의 일면에 결합하는 서프트링(133)을 포함하고,
상기 방열판(131)은 상기 서포트링(133)에 결합하고,
상기 프로브블록(120)은,
상기 인쇄회로기판(110)과 결합하는 베이스블록(125); 및
상기 프로브니들(123)을 사이에 두고 상기 베이스블록(125)과 결합하는 브라켓(127)을 포함하고,
상기 베이스블록(125)은, 상기 프로브니들(123)의 열이 상기 서포트링(133)을 통해 상기 방열판(131)에 전도되게 상기 서포트링(133)과 열적으로 연결되도록 구성되는,
프로브카드.
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