KR20090073745A

KR20090073745A - Probe card

Info

Publication number: KR20090073745A
Application number: KR1020070141778A
Authority: KR
Inventors: 반강현
Original assignee: (주) 미코티엔
Priority date: 2007-12-31
Filing date: 2007-12-31
Publication date: 2009-07-03

Abstract

A probe card is provided to secure the reliability of electric connection of substrate and main substrate by using a pressure conductive rubber. The probe is contacted with the electrode pad of the semiconductor chip. The probe is inserted into the hole of the first guide. The substrate(160) is connected to the probe to deliver the electric signal. The main substrate(180) is connected to the substrate to deliver the electric signal. The circuit pattern of substrate and the probe is connected to a conducting wire. The substrate is connected to the main board by using the pressure conductive rubber(170).

Description

프로브 카드{Probe Card}Probe Card

본 발명은 반도체 칩의 불량 여부를 판정하기 위하여 반도체 칩의 전극 패드에 접촉되는 프로브 카드에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 메인 기판에서 프로브까지의 신호 전달 경로를 줄임으로써 외부에서 인가되는 잡음 신호에 대한 영향을 적게 받을 수 있는 프로브 카드에 관한 것이다. The present invention relates to a probe card in contact with an electrode pad of a semiconductor chip to determine whether the semiconductor chip is defective. More specifically, the present invention relates to a probe card that can be less affected by noise signals applied from the outside by reducing the signal transmission path from the main substrate to the probe.

일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼 상에 패턴을 형성시키는 패브리케이션(fabrication) 공정과 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 칩으로 조립하는 어셈블리(assembly) 공정을 통해 제조되며, 이와 같은 패브리케이션 공정과 어셈블리 공정 사이에서는 웨이퍼를 구성하는 칩 각각의 전기적 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting) 공정을 수행한다.In general, a semiconductor device is manufactured through a fabrication process of forming a pattern on a wafer and an assembly process of assembling the wafer on which the pattern is formed into individual chips, and between the fabrication process and the assembly process. An electrical die sorting (EDS) process is performed to examine electrical characteristics of each chip constituting the wafer.

EDS 공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 특히 불량 칩을 판별하기 위한 공정으로, 즉 웨이퍼를 구성하고 있는 각 칩들에 전기적 신호를 인가하여 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량 여부를 판단하도록 하는 것이며, 이를 위해서는 웨이퍼 상의 각 칩들의 패턴과 직접적으로 접촉되면서 전기적 신호를 인가하는 프로브를 포함하는 프로브 카드의 구비가 필수적이다.The EDS process is a process for determining a defective chip among the chips constituting the wafer, that is, applying an electrical signal to each chip constituting the wafer to determine whether the defect is determined by a signal checked from the applied electrical signal. To this end, it is necessary to have a probe card including a probe for applying an electrical signal while being in direct contact with the pattern of each chip on the wafer.

통상적으로, 프로브 카드는 메인 기판, 서브 기판[또는 공간 변형기(space transformer)라고 하는 세라믹 기판], 메인 기판과 서브 기판(또는 프로브)을 인터페이스 하는 인터페이스 수단, 전기적 신호를 반도체 칩의 직접 전달하는 프로브를 기본적인 구성으로 하여 이루어진다. Typically, a probe card includes a main substrate, a sub substrate (or a ceramic substrate called a space transformer), an interface means for interfacing the main substrate and the sub substrate (or probe), and a probe for directly transmitting an electrical signal to the semiconductor chip. It is made by the basic configuration.

최근 반도체 디바이스는 점점 고집적화 되고 있으며 이에 따라 고집적 반도체 디바이스용 프로브 카드의 개발이 필수적이다. 고집적 반도체 디바이스용 프로브 카드에서는 메인 기판과 서브 기판을 연결해 주는 인터페이스 수단의 역할이 상당히 중요하다. 인터페이스 수단은 메인 기판으로부터 서브 기판으로 점차 회로 패턴은 축소되도록 하면서도 메인 기판으로부터 서브 기판으로의 전기적 신호 전달이 정확하게 이루어질 수 있도록 해야 한다. Recently, semiconductor devices are becoming increasingly integrated, and therefore, development of probe cards for highly integrated semiconductor devices is essential. In the probe card for the highly integrated semiconductor device, the role of the interface means for connecting the main board and the sub board is very important. The interface means should allow the electrical signal transmission from the main substrate to the sub-substrate accurately while gradually reducing the circuit pattern from the main substrate to the sub-substrate.

기존의 프로브 카드에서 인터페이스 수단은 통상 단면이 원형 또는 타원형인 봉이나 와이어로서 그 상단부와 하단부를 메인 기판과 서브 기판에 각각 용접이나 납땜에 의해 연결함으로써 전기적 신호가 전달되도록 하고 있다. 그러나. 이러한 기존의 인터페이스 수단은 접속 유연성이 거의 없기 때문에 프로브와 패드의 접촉 과정에서 발생할 수 있는 충격에 의해 손상(즉, 기판과 인터페이스 수단간의 용접이나 납땜 부위의 손상)이 발생되는 문제점이 있었다. In the conventional probe card, the interface means is a rod or wire having a circular or elliptical cross section, and the upper and lower portions thereof are connected to the main substrate and the sub substrate by welding or soldering so that electrical signals are transmitted. But. Since the conventional interface means has little connection flexibility, there is a problem in that damage (that is, damage to the welded or soldered portion between the substrate and the interface means) is generated by the impact that may occur during the contact process between the probe and the pad.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 프로브 카드가 대한민국 실용신안등록공보 제0394134 호에 개시된 바 있다. A probe card for solving the above problems has been disclosed in Korean Utility Model Registration No. 0394134.

도 1은 종래기술에 따른 프로브 카드의 구성을 나타내는 도면이다. 그리고 도 2는 도 1의 프로브 카드에 적용되는 니들 블록의 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a probe card according to the prior art. 2 is a diagram illustrating a configuration of a needle block applied to the probe card of FIG. 1.

도시한 바와 같이, 종래의 프로브 카드는 메인 기판 부재(10), 메인 기판 부재(10)에 착탈 가능하게 결합되는 플렉시블 기판 부재(20), 상부 보강판 부재(30), 플렉시블 기판 부재(20)가 통과할 수 있도록 다수의 장공을 일정 간격으로 형성되도록 한 가이드판 부재(40), 플렉시블 기판 부재가 관통하며 양측 단부는 가이드판 부재(40)에 스크류 결합되도록 하는 복수의 소켓 부재(50); 상부와 하부측 접속 단부는 각각 미세하게 상하향 돌출되도록 다수의 니들(62)이 내장되는 니들 블록(60), 플렉시블 기판 부재의 타단측 패턴과 접속되는 회로 패턴이 형성되며 하부면에는 니들 블록 상부면이 접합되면서 니들 블록의 니들(62)의 상향 돌출되는 접속 단부와 전기적으로 접속되도록 접속 패턴이 형성되고, 상부면과 하부면의 접속패턴은 상호 통전 가능하게 연결된 서브 기판 부재(70), 및 하부 보강판 부재(80)로 구성되어 있다.As shown, the conventional probe card is a main board member 10, a flexible substrate member 20 that is detachably coupled to the main substrate member 10, the upper reinforcing plate member 30, the flexible substrate member 20 A guide plate member 40 having a plurality of long holes formed at regular intervals so that the plurality of holes can pass therethrough, and a plurality of socket members 50 through which flexible board members penetrate and screwed to the guide plate member 40; The upper and lower connection ends are each formed with a needle block 60 having a plurality of needles 62 embedded therein, and a circuit pattern connected to the other end pattern of the flexible substrate member so that the upper and lower connection ends are finely projected upwards and downwards. The bonding pattern is formed to be electrically connected to the connecting end which protrudes upward of the needle 62 of the needle block while the bonding pattern is formed, and the connecting pattern between the upper and lower surfaces is electrically connected to each other, and the lower substrate. The reinforcing plate member 80 is comprised.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래의 프로브 카드는 반도체의 고집적화 추세에 적절하게 대응하기 어려운 문제점이 있었다. 즉, 고집적화 반도체 검사용 프로브 카드에서는 검사해야 될 웨이퍼의　영역이 증가함에 따라 프로브의 밀도가 증가할 수 밖에 없게 되는데, 이 경우 인터페이스 수단으로서 플렉시블 기판을 사용하게 되면 프로브와 메인 기판과의 전기적 연결에 한계가 있다는 문제점이 있었다.However, the conventional probe card configured as described above has a problem that it is difficult to adequately cope with the trend of high integration of semiconductors. In other words, in the highly integrated semiconductor inspection probe card, the density of the probe is inevitably increased as the area of the wafer to be inspected increases. In this case, when the flexible substrate is used as an interface means, the probe is connected to the main substrate. There was a problem that there was a limit.

또한, 프로브와 메인 기판 부재간에 신호를 전달함에 있어서 전달 매개체로서 플렉시블 기판을 사용함으로써 신호 전달 경로가 길어지기 때문에 신호가 전달되는 동안 노이즈가 발생하거나 외부의 노이즈로부터 영향을 받을 수 있다는 문제점이 있었다. In addition, since a signal transmission path is lengthened by using a flexible substrate as a transmission medium in transmitting a signal between the probe and the main substrate member, there is a problem that noise may occur during signal transmission or may be affected by external noise.

또한, 프로브 카드에서 사용하는 플렉시블 기판마다 개별적으로 소켓을 필요로 하기 때문에 사용되는 소켓이 차지하는 공간이 커져 고집적화된 디바이스에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다. In addition, since the sockets are individually required for each flexible substrate used in the probe card, the space occupied by the sockets used increases, which makes it difficult to apply them to highly integrated devices.

이에 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프로브로부터 메인 기판까지의 신호 전달 경로를 축소하여 잡음 신호의 영향을 최소화할 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a probe card capable of minimizing the influence of a noise signal by reducing a signal transmission path from a probe to a main substrate.

또한, 본 발명은 기존의 프로브 카드와는 달리 플렉시블 기판과 소켓을 사용하지 않도록 하여 고집적화된 디바이스에 사용할 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a probe card that can be used in a highly integrated device by using a flexible substrate and a socket, unlike a conventional probe card.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프로브 카드는 반도체 칩의 불량 여부를 판정하기 위하여 반도체 칩의 전극 패드에 접촉되는 프로브; 상기 프로브를 지지하는 제1 가이드 - 상기 제1 가이드에는 상기 프로브가 삽입되어 관통되는 홀이 형성되어 있음 -; 상기 프로브의 소정 부분을 수용하는 제2 가이드; 상기 제1 가이드를 관통한 프로브를 수용하면서 상기 제1 가이드를 지지하는 제1 바; 상기 프로브에 전기 신호가 전달되도록 상기 프로브와 연결되는 서브 기판; 및 상기 서브 기판으로 전기 신호가 전달되도록 상기 서브 기판과 연결되는 메인 기판을 포함하며, 상기 프로브와 상기 서브 기판의 회로 패턴간은 도선으로 연결되고, 상기 서브 기판과 상기 메인 기판간은 압력 전도성 고무로 연결되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the probe card according to the present invention comprises a probe in contact with the electrode pad of the semiconductor chip to determine whether the semiconductor chip is defective; A first guide supporting the probe, wherein the first guide is formed with a hole through which the probe is inserted; A second guide for receiving a portion of the probe; A first bar supporting the first guide while receiving the probe penetrating the first guide; A sub substrate connected to the probe to transmit an electrical signal to the probe; And a main substrate connected to the sub substrate so that an electrical signal is transmitted to the sub substrate, wherein the probe and the circuit pattern of the sub substrate are connected by conductors, and the sub substrate and the main substrate are pressure conductive rubber. Characterized in that connected to.

상기 프로브는 상기 제1 가이드를 관통하는 "ㄱ" 형상의 바디부; 상기 바디 부 일단에 형성되는 포스트부; 및 상기 포스트부의 일단에 형성되어 반도체 칩의 패드에 접촉되는 팁부를 포함하며, 상기 바디부의 측면에는 상기 바디부가 상기 제1 가이드로부터 하향 이탈하지 않도록 하는 돌출부가 형성될 수 있다. The probe may include a body portion having a shape of “a” passing through the first guide; A post part formed at one end of the body part; And a tip part formed at one end of the post part to be in contact with a pad of the semiconductor chip, and a protruding part may be formed on a side of the body part to prevent the body part from falling downward from the first guide.

상기 바디부 및 상기 돌출부는 상기 제1 가이드와 에폭시로 고정될 수 있다. The body portion and the protrusion may be fixed with the first guide and epoxy.

상기 제1 바의 저면에 연결되어 상기 도선을 수용하면서 상기 제1 바를 지지하는 제2 바를 더 포함할 수 있다. The display device may further include a second bar connected to a bottom surface of the first bar to support the first bar while receiving the conductive wire.

제1 및 제2 가이드의 재질은 실리콘을 포함할 수 있다. The material of the first and second guides may include silicon.

제1 및 제2 바의 재질은 인바(invar)를 포함할 수 있다. The material of the first and second bars may include invar.

상기 메인 기판에는 상기 메인 기판의 변형을 방지하는 보강판 부재가 연결될 수 있다. The main board may be connected to a reinforcing plate member for preventing deformation of the main board.

본 발명에 따르면, 프로브에 연결되어 있는 신호선이 서브 9기판으로 연결되기 때문에 플렉시블 기판을 사용하는 기존의 기술보다 신호의 전달 경로가 짧아져 외부 잡음의 영향을 덜 받는 효과가 있다. According to the present invention, since the signal line connected to the probe is connected to the sub-9 substrate, the signal transmission path is shorter than the conventional technology using the flexible substrate, thereby reducing the influence of external noise.

또한, 기존의 프로브 카드와는 달리 플렉시블 기판과 플렉시블 기판을 위한 소켓을 사용하지 않기 때문에 전체적인 크기가 감소하므로 고집적화된 디바이스에서 사용할 수 있는 효과가 있다. In addition, unlike the conventional probe card, since the socket for the flexible substrate and the flexible substrate is not used, the overall size is reduced, so that it can be used in highly integrated devices.

또한, 서브 기판과 메인 기판의 사이에 압력 전도성 고무를 개재하여 서브기판과 메인 기판이 소정의 압력으로 밀착된 상태에서 전기적 연결이 가능하게 하여 프로브 카드의 반복적인 사용에 의해 랜드핀에 손상이 발생되어도 사용이 가능하게 하는 효과가 있다. In addition, through the pressure conductive rubber between the sub-substrate and the main substrate, the electrical connection is possible while the sub-substrate and the main substrate are in close contact with a predetermined pressure, and damage to the land pin is caused by repeated use of the probe card. Even if it is, there is an effect to enable the use.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.

도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(100)의 구성을 나타내는 단면도와 분해 사시도이다. 3 and 4 are cross-sectional views and exploded perspective views showing the configuration of the probe card 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3과 도 4를 참조하면, 프로브 카드(100)는 프로브(110), 제1 및 제2 가이드(120, 130), 제1 및 제2 바(140, 150), 서브 기판(160), 압력 전도판(170), 메인 기판(180) 및 보강판(190)을 주요 구성으로 한다.3 and 4, the probe card 100 includes a probe 110, first and second guides 120 and 130, first and second bars 140 and 150, a sub-substrate 160, The pressure conduction plate 170, the main substrate 180, and the reinforcement plate 190 have main components.

프로브(110)는 반도체 칩의 불량 여부를 판정하기 위하여 반도체 칩의 전극 패드에 접촉된다. 여기서, 프로브(110)의 제작에 사용되는 재질은 텅스텐(W), 구리(Cu), 니켈-코발트(Ni-Co) 합금, 베릴륨-구리(Be-Cu) 등을 포함할 수 있다. The probe 110 contacts the electrode pad of the semiconductor chip to determine whether the semiconductor chip is defective. Here, the material used to fabricate the probe 110 may include tungsten (W), copper (Cu), nickel-cobalt (Ni-Co) alloy, beryllium-copper (Be-Cu), or the like.

본 발명에서 프로브(110)는 바디부(112), 포스트부(114), 팁부(116) 및 돌출 단자부(118)를 포함하여 구성되어 있다.In the present invention, the probe 110 includes a body portion 112, a post portion 114, a tip portion 116, and a protruding terminal portion 118.

바디부(112)는 수직부(112a)와 수평부(112b)가 서로 연결되어 "ㄱ" 형태로 형성되고, 수평부(112b)의 단부에는 소정의 길이를 갖는 포스트부(114)가 형성되며, 포스트부(114)의 단부에는 수평 단면적이 점차 축소되면서 그 단부가 다각뿔 또는 원뿔 형상으로 형성되어 반도체 칩의 패드에 직접 접촉되는 팁부(116)가 형성된다. 바디부(112)의 중간 부근에는 바디부(112)에서 돌출된 돌출 단자부(118)가 형성된다. 돌출 단자부(118)는 프로브(110)의 바디부(112)를 기준으로 서로 반대 방향으로 돌출 형성된다. 돌출 단자부(118)는 동일한 형태와 크기로 형성되는 것이 바람직하다. The body portion 112 has a vertical portion 112a and a horizontal portion 112b connected to each other to be formed in a "b" shape, and a post portion 114 having a predetermined length is formed at an end of the horizontal portion 112b. In addition, as the horizontal cross-sectional area is gradually reduced at the end of the post portion 114, the tip portion 116 is formed in a polygonal or conical shape so that the tip portion 116 is in direct contact with the pad of the semiconductor chip. The protruding terminal portion 118 protruding from the body portion 112 is formed near the middle of the body portion 112. The protruding terminal portion 118 is formed to protrude in opposite directions with respect to the body portion 112 of the probe 110. Protruding terminal portion 118 is preferably formed in the same shape and size.

프로브(110)를 구성하는 바디부(112), 포스트부(114), 팁(116) 및 돌출 단자부(118)는 전기 도금법 또는 미세 패턴 가공법 등을 이용하여 일체로 제작된다. 프로브(110)는 두께가 30 내지 50 ㎛의 범위가 되도록 제작되는 것이 바람직하다.The body part 112, the post part 114, the tip 116, and the protruding terminal part 118 constituting the probe 110 are integrally manufactured using an electroplating method or a fine pattern processing method. The probe 110 is preferably manufactured to have a thickness in the range of 30 to 50 μm.

프로브(110)를 구성하는 바디부(112)의 수직부(112a) 단부에는 프로브(110)와 후술할 서브 기판(160)의 회로 패턴을 연결시켜 주는 신호선(164)이 솔더링(soldering) 되어 있다.Signal lines 164 connecting the probe 110 and the circuit pattern of the sub-substrate 160 to be described later are soldered to the ends of the vertical part 112a of the body part 112 constituting the probe 110. .

제1 가이드(120)는 프로브(110)를 고정 지지하는 역할을 한다. 도 4를 참조하면, 복수개의 프로브(110)는 2 열로 제1 가이드(120)에 삽입되어 설치되며, 각 열의 프로브(110)는 대향 구조를 취하고 있다.The first guide 120 serves to fix and support the probe 110. Referring to FIG. 4, the plurality of probes 110 are inserted into the first guide 120 in two rows, and the probes 110 in each row have an opposite structure.

일반적으로 프로브 카드에서 사용하는 가이드는 프로브와 반도체 칩의 전극 패드가 서로 접촉할 때 발생되는 압력에 의해 프로브가 X축 또는 Y축 방향으로 이동하여 원래 위치에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 프로브를 고정 지지해 주는 역할을 하고, 반도체 칩이 고집적화 됨에 따라 반도체 칩의 패드 간의 간격이 감소하며 이에 따라 프로브 간의 간격이 감소되어 프로브 간의 전기적 접촉이 발생할 수 있으므로 가이드가 프로브 간의 절연막 역할을 할 수도 있다. In general, the guide used in the probe card is fixed to support the probe to prevent the probe from moving from its original position by moving in the X- or Y-axis direction due to the pressure generated when the probe and the electrode pad of the semiconductor chip contact each other. As the semiconductor chip is highly integrated, the gap between the pads of the semiconductor chip decreases, and thus the gap between the probes decreases, so that electrical contact between the probes may occur, so that the guide may serve as an insulating film between the probes.

제1 가이드(120)에는 바디부(112)의 수직부(112a)가 관통홀(122)을 통하여 관통되어 지지된다. 이때, 돌출 단자부(118)가 제1 가이드(120)의 상부면과 접촉 함으로써 프로브(110)의 관통 정도가 제한되며, 그 결과 프로브(110)가 제1 가이드(120)로부터 하향 이탈하지 않게 된다. 돌출 단자부(118)는 에폭시 몰딩(200)에 의하여 제1 가이드(120)의 상부면에 견고히 고정되며, 이 과정에서 에폭시 몰딩(200)은 바디부(112)와도 접하게 됨으로써 프로브(110)가 제1 가이드(120)에 더욱 견고하게 고정 지지될 수 있다. 돌출 단자부(118)가 제1 가이드(120)에 고정된 상태에서 수평부(112b)는 제1 가이드(120)의 상부면과 이격되어 있다.The vertical part 112a of the body part 112 penetrates and is supported by the first guide 120 through the through hole 122. At this time, the protruding terminal portion 118 is in contact with the upper surface of the first guide 120, the degree of penetration of the probe 110 is limited, as a result, the probe 110 does not escape downward from the first guide 120. . The protruding terminal portion 118 is firmly fixed to the upper surface of the first guide 120 by the epoxy molding 200. In this process, the epoxy molding 200 is also in contact with the body portion 112, thereby making the probe 110 1 Guide 120 may be more firmly fixed support. In a state where the protruding terminal portion 118 is fixed to the first guide 120, the horizontal portion 112b is spaced apart from the upper surface of the first guide 120.

한편, 본 발명에서 제1 가이드(120)는 복수개로 설치되고 각각의 제1 가이드(120)에는 복수개의 프로브(110)가 고정 지지될 수 있다. 예를 들어, 하나의 제1 가이드(120)에 5개의 DUT(Device Under Test), 즉 5개의 반도체 칩의 전기적 특성을 측정할 수 있는 복수개의 프로브(110)가 삽입 수용되도록 하고, 이러한 제1 가이드(120)를 복수개 조립하여 프로브 카드를 제조할 수 있다. 이로써 일부 프로브가 파손된 경우라도 해당 프로브가 설치되어 있는 가이드만 프로브 카드에서 분리할 수 있으므로 프로브 카드의 수리가 용이하다는 이점이 있다. Meanwhile, in the present invention, a plurality of first guides 120 may be installed, and a plurality of probes 110 may be fixedly supported on each of the first guides 120. For example, a plurality of probes 110 capable of measuring electrical characteristics of five device under tests (DUTs), that is, five semiconductor chips, may be inserted and received in one first guide 120. A plurality of guides 120 may be assembled to manufacture a probe card. As a result, even when some of the probes are damaged, only the guide in which the corresponding probe is installed can be removed from the probe card, thereby facilitating repair of the probe card.

제2 가이드(130)는 프로브(110)의 거동 가능 범위를 제한하여 프로브(110)간의 간섭을 최소화시키는 역할을 한다. 제2 가이드(130)는 바디부(112)의 수평부(112b)와 제1 가이드(120)의 상부면 사이의 이격되어 있는 공간에 배치되고, 특히 팁부(116)가 전극 패드에 접촉될 때 프로브(110)의 소정 부분이 용이하게 수용될 수 있도록 팁부(116)의 직하방에 설치된다. 제2 가이드(130)에는 프로브(110)의 소정 부분, 즉 수평부(112b)와 포스트부(114)의 일부분이 수용되는 수용홈(132)이 형성된다. 즉, 프로브(110)는 제2 가이드(130)의 수용홈(132)에 소정 부분이 수용되어 있음으로써 움직일 수 있는 범위가 제한된다. 특히, 프로브(110)가 반도체 칩의 전극 패드와 접촉될 때 좌우 방향으로 움직이는 것을 최대한 억제할 수 있어서 프로브(110) 간의 영향을 최소화시킬 수 있다. 또한, 제2 가이드(130)에 의하여 프로브(110)가 반도체 칩의 전극 패드와 접촉될 때 받는 충격을 완화시킬 수 있다.The second guide 130 serves to minimize the interference between the probes 110 by limiting the range of motion of the probes 110. The second guide 130 is disposed in a spaced space between the horizontal portion 112b of the body portion 112 and the upper surface of the first guide 120, particularly when the tip portion 116 is in contact with the electrode pad. A predetermined portion of the probe 110 is installed directly below the tip portion 116 so that it can be easily accommodated. The second guide 130 is provided with a receiving groove 132 in which a predetermined portion of the probe 110, that is, a portion of the horizontal portion 112b and the post portion 114 is accommodated. That is, the probe 110 is limited in a range in which a predetermined portion is accommodated in the receiving groove 132 of the second guide 130. In particular, when the probe 110 is in contact with the electrode pad of the semiconductor chip, the movement of the probe 110 in the horizontal direction can be suppressed as much as possible, thereby minimizing the influence between the probes 110. In addition, the impact received when the probe 110 contacts the electrode pad of the semiconductor chip by the second guide 130 may be alleviated.

제1 및 제2 가이드(120, 130)의 재질은 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 실리콘이 미세 가공이 가능하여 마이크로 미터급 단위 구조물 제작이 가능하고 프로브 카드와 같은 전자 디바이스에 적용시 혹시 필요할 수도 있는 절연막 형성이 용이하기 때문이다.It is preferable to use silicon as the material of the first and second guides 120 and 130. This is because silicon can be microfabricated to manufacture micrometer-level unit structures, and it is easy to form an insulating film that may be necessary when applied to an electronic device such as a probe card.

제1 및 제2 가이드(120, 130)는 각각 별개로 제조된 후 서로 결합 설치할 수도 있으며 일체로 제조될 수도 있다. 전자의 경우에 제1 및 제2 가이드(120, 130)는 에폭시 몰딩(미도시)을 이용하여 접합된다.The first and second guides 120 and 130 may be manufactured separately and then may be installed to be combined with each other or may be manufactured integrally. In the former case, the first and second guides 120 and 130 are joined using epoxy molding (not shown).

제1 바(140)는 제1 가이드(120)를 관통한 프로브(110)를 수용하면서 제1 가이드(120)를 지지하는 역할을 한다. 제1 바(140)는 제1 가이드(120)의 하측에 배치되며 제1 바(140)에는 프로브(110)가 수용될 수 있도록 하는 제1 홀(142)이 형성된다. 여기서, 제1 홀(142)의 직경은 바디부(112)의 수직부(112a)의 크기보다 충분히 크게 형성하여 바디부(112)의 수직부(112a) 외주와 제1 홀(142)의 내주가 이격되도록 하는 것이 바람직하다. 제1 바(140)는 제1 가이드(120)에 에폭시 몰딩(200)을 이용하여 접합된다.The first bar 140 supports the first guide 120 while receiving the probe 110 penetrating the first guide 120. The first bar 140 is disposed below the first guide 120, and the first bar 140 is formed with a first hole 142 to accommodate the probe 110. Here, the diameter of the first hole 142 is formed sufficiently larger than the size of the vertical portion 112a of the body portion 112 so that the outer periphery of the vertical portion 112a of the body portion 112 and the inner circumference of the first hole 142. It is desirable to make the spaced apart. The first bar 140 is bonded to the first guide 120 using the epoxy molding 200.

제2 바(150)는 제1 바(140)를 지지하는 역할을 한다. 제2 바(150)는 제1 바(140)의 하측에 배치되며 제2 바(150)에는 프로브(110)와 연결되는 신호선(164)이 수용될 수 있도록 하는 제2 홀(152)이 형성된다. The second bar 150 supports the first bar 140. The second bar 150 is disposed below the first bar 140, and the second bar 150 has a second hole 152 formed therein to accommodate the signal line 164 connected to the probe 110. do.

제1 및 제2 바(140, 150)의 재질은 인바(Invar)를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 온도 변화에 따른 프로브 카드의 제반 특성 변화를 최소화할 수 있기 때문이다. 제1 바(140)와 제2 바(150)는 에폭시 몰딩(200)을 이용하여 접합된다.It is preferable to use Invar as the material of the first and second bars 140 and 150. This is because it is possible to minimize various changes in characteristics of the probe card due to temperature changes. The first bar 140 and the second bar 150 are bonded using the epoxy molding 200.

서브 기판(160)은 메인 기판(180)으로부터의 전기 신호가 프로브(110)에 전달되도록 메인 기판(180)에 비하여 회로 패턴이 더욱 조밀하면서 고집적, 고밀도로서 형성된 기판이다. 서브 기판(170)에는 주로 다층 세라믹 기판이 사용되는데, 다층 세라믹 기판은 내구성뿐만 아니라 수직 팽창률이 적고 고주파 효율이 좋기 때문에 복잡한 신호 패턴의 형성이 요구되고 고주파 신호를 많이 사용하는 프로브 카드를 포함하는 고집적 회로 구성을 위한 기판으로 각광 받고 있다. The sub-substrate 160 is a substrate formed with a higher density and a higher density of circuit patterns than the main substrate 180 so that an electrical signal from the main substrate 180 is transmitted to the probe 110. Multi-layer ceramic substrate is mainly used for the sub-substrate 170. Since the multilayer ceramic substrate is not only durable, but also has low vertical expansion rate and high frequency efficiency, high integration including a probe card which requires the formation of a complex signal pattern and uses a lot of high frequency signals is required. It is attracting attention as a substrate for circuit construction.

서브 기판(160)은 제2 바(150)의 하측에 배치되며 서브 기판(160)의 상부 중앙에는 신호선(164)의 일단이 솔더링되는 회로 패턴(미도시)이 형성된다. 따라서, 본 발명에 따른 프로브 카드(100)는 프로브(110)와 서브 기판(160)의 회로 패턴이 신호선(164)에 의해 직접 연결되어 있다. The sub-substrate 160 is disposed under the second bar 150, and a circuit pattern (not shown) in which one end of the signal line 164 is soldered is formed in the upper center of the sub-substrate 160. Therefore, in the probe card 100 according to the present invention, the circuit patterns of the probe 110 and the sub-substrate 160 are directly connected by the signal line 164.

서브 기판(160)의 하부에는 복수개의 제1 랜드핀(Land Pin; 162)이 형성되어 있으며, 제1 랜드핀(162)은 서브 기판(160) 내부를 관통하여 신호선(164)이 솔더링되는 서브 기판(160)의 회로 패턴(미도시)과 연결된다. 제2 바(150)와 서브 기판(160)은 에폭시 몰딩(200)을 이용하여 접합된다.A plurality of first land pins 162 are formed under the sub-substrate 160, and the first land pins 162 pass through the sub-substrate 160 to solder the signal lines 164. It is connected to a circuit pattern (not shown) of the substrate 160. The second bar 150 and the sub substrate 160 are bonded using the epoxy molding 200.

이와 같이, 본 발명에서는 신호선(164)과 제1 랜드핀(162)을 이용하여 프로 브(110)와 서브 기판(160)의 회로 패턴을 연결해 줌으로써 플렉시블 기판을 사용하는 종래의 프로브 카드보다 신호의 전달 경로가 짧아져 외부 잡음의 영향을 덜 받는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 플렉시블 기판을 사용하지 않기 때문에 소켓이 불필요하여 미세 피치의 전극 패드에 대응이 가능하여 고집적화 디바이스에 적용할 수 있다.As described above, in the present invention, the signal lines 164 and the first land pins 162 are used to connect the circuit patterns of the probe 110 and the sub-substrate 160 so that the signal of the signal is more than that of the conventional probe card using the flexible substrate. Shorter transmission paths have the advantage of being less affected by external noise. In addition, since the present invention does not use a flexible substrate, a socket is unnecessary, so that it can cope with an electrode pad having a fine pitch, and can be applied to a high integration device.

도 5는 프로브 유닛(110A)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도시한 바와 같이, 프로브 유닛(110A)은 복수개의 프로브(110)/제1 및 제2 가이드(120, 130)/제1 및 제2 바(140, 150)/서브 기판(160)으로 구성되는 프로브 카드(100)를 구성하는 기본 유닛이다. 즉, 프로브 카드(100)는 복수개의 프로브 유닛(110A)이 후술하는 메인 기판(180)에 조립되어 제작된다.5 is a perspective view illustrating the configuration of the probe unit 110A. As shown, the probe unit 110A is composed of a plurality of probes 110 / first and second guides 120 and 130 / first and second bars 140 and 150 / sub-substrate 160. It is a basic unit constituting the probe card 100. That is, the probe card 100 is manufactured by assembling a plurality of probe units 110A to the main substrate 180 described later.

메인 기판(180)은 예를 들어, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)에 해당하는 것으로서 프로브(110)에 전기 신호를 인가할 수 있도록 하는 회로 패턴이 형성되어 있는 기판이다.The main board 180 corresponds to, for example, a printed circuit board (PCB), and is a board on which a circuit pattern for applying an electrical signal to the probe 110 is formed.

메인 기판(180)은 서브 기판(160)의 하측에 배치되며 메인 기판(180)의 상부에는 서브 기판(160)의 제1 랜드핀(162)과 접속하여 신호를 인가 받을 수 있도록 하는 복수개의 제2 랜드핀(182)이 형성되어 있으며, 제2 랜드핀(182)은 메인 기판(180) 내부를 관통하여 메인 기판(180)의 회로 패턴(미도시)과 연결된다.The main substrate 180 is disposed under the sub-substrate 160, and a plurality of agents that are connected to the first land pin 162 of the sub-substrate 160 to receive a signal thereon. 2 land pins 182 are formed, and the second land pins 182 penetrate the inside of the main substrate 180 to be connected to a circuit pattern (not shown) of the main substrate 180.

이때, 제1 랜드핀(162)과 제2 랜드핀(182)의 사이에는 핀과 핀의 신호 전달이 가능하도록 압력 전도성 고무(pressure conductive rubber; 170)가 개재되어 있다. 압력 전도성 고무는 평소에는 절연체의 성질을 갖지만 소정의 압력이 인가하 면 압력이 인가된 부분은 도전체의 성질을 갖는다. 압력 전도성 고무는 도전성 분말을 고무에 혼합하여 형성되는데, 도전성 분말로는 금이 코팅된 니켈 분말이 사용될 수 있다.In this case, a pressure conductive rubber 170 is interposed between the first land pin 162 and the second land pin 182 to enable signal transmission between the pin and the pin. The pressure conductive rubber usually has the property of an insulator, but when a predetermined pressure is applied, the portion to which the pressure is applied has the property of a conductor. The pressure conductive rubber is formed by mixing the conductive powder into the rubber. As the conductive powder, nickel powder coated with gold may be used.

도 6은 압력 전도성 고무(170)의 작용을 나타내는 도면이다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 압력 전도성 고무(170)는 외압이 인가되지 않은 상태에서는 도전성 분말(172)들이 서로 이격되어 있어 절연체로서 작용한다. 그러나, 압력 전도성 고무(170)의 특정 부위로 외압이 인가되면, 그 부위는 도전성 분말(172)들이 서로 밀착되며 도전체로서 작용하게 된다(도 6b 참조). 6 is a view illustrating the operation of the pressure conductive rubber 170. As shown in FIG. 6A, in the state in which the external pressure is not applied, the pressure conductive rubber 170 has conductive powders 172 spaced apart from each other to act as an insulator. However, when an external pressure is applied to a specific portion of the pressure conductive rubber 170, the conductive powder 172 is in close contact with each other and acts as a conductor (see FIG. 6B).

따라서, 프로브 유닛(110A)과 메인 기판(180)을 압력 전도성 고무(170)를 개재하여 결합시키면, 서브 기판(160)과 메인 기판(180)의 제1 및 제2 랜드핀(162, 182)이 압력 전도성 고무(170)의 상부면과 하부면에 가압 접촉되고, 이에 따라 압력 전도성 고무(170)에 포함되어 있는 전도성 입자(172)들이 서로 밀착되며 제1 랜드핀(162)과 제 2 랜드핀(182)간에 신호가 전달될 수 있도록 하는 신호 구간을 형성하게 된다. 이때, 압력이 인가되지 않는 부분, 즉 압력 전도성 고무(170)에서 제1 및 제2 랜드핀(162, 172)이 접촉되지 않는 부분은 절연체의 성질을 그대로 유지하게 되어서 랜드핀간의 신호가 혼선되는 현상은 발생되지 않는다. Accordingly, when the probe unit 110A and the main substrate 180 are coupled through the pressure conductive rubber 170, the first and second land pins 162 and 182 of the sub substrate 160 and the main substrate 180 are connected. The upper and lower surfaces of the pressure conductive rubber 170 are in pressure contact with each other, so that the conductive particles 172 included in the pressure conductive rubber 170 adhere to each other and the first land pin 162 and the second land. A signal period is formed to allow a signal to be transferred between the pins 182. At this time, the portion where the pressure is not applied, that is, the portion where the first and second land pins 162 and 172 are not in contact with the pressure conductive rubber 170, maintains the properties of the insulator and crosstalks the signals between the land pins. The phenomenon does not occur.

압력 전도성 고무(170)는 고무의 특성상 기본적으로 탄력성을 가지고 있기 때문에, 프로브 카드의 반복적인 사용에 의해 랜드핀이 서로 접촉하며 손상되는 것을 방지하고, 설사 랜드핀에 손상이 발생되어도 이에 따른 수리 없이도 프로브 카드의 계속적인 사용이 가능한 이점이 있다.Since the pressure conductive rubber 170 is elastic in nature, it prevents the land pins from coming into contact with each other and is damaged by repeated use of the probe card, and even if the land pins are damaged even without repair, The advantage is that the continuous use of the probe card is possible.

이로써 프로브 카드(110)에서 전기 신호는 메인 기판(180)의 회로 패턴/메인 기판(180)의 제2 랜드핀(182)/압력 전도성 고무(170)/서브 기판(160)의 제1 랜드핀(162)/서브 기판(160)의 회로 패턴/신호선(164)/프로브(110)을 통하여 최종적으로 반도체 칩의 전극 패드에 인가된다.As a result, the electrical signal may be transmitted from the probe card 110 to the circuit pattern of the main board 180 / the second land pin 182 of the main board 180 / the pressure conductive rubber 170 / the first land pin of the sub board 160. The circuit pattern / signal line 164 / probe 110 of the (162) / sub substrate 160 is finally applied to the electrode pad of the semiconductor chip.

메인 기판(180)의 하부에는 메인 기판(180)을 지지하여 외력에 의해 메인 기판이 하향하여 절곡되는 것을 방지하는 보강 부재(190)가 배치된다. 보강 부재(190)는 메인 기판(180)에 볼트(192)를 이용하여 결합된다.A reinforcing member 190 is disposed below the main substrate 180 to support the main substrate 180 and prevent the main substrate from being bent downward by an external force. The reinforcing member 190 is coupled to the main substrate 180 using the bolt 192.

도 7은 프로브 유닛(110A)과 메인 기판(180)의 결합 상태를 나타내는 사시도이다. 도시한 바와 같이, 프로브 유닛(110A)은 메인 기판(180)에 볼트(192)로 결합된다.7 is a perspective view illustrating a coupling state of the probe unit 110A and the main substrate 180. As shown, the probe unit 110A is coupled to the main substrate 180 by bolts 192.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(100)의 최종 완성 상태를 나타내는 사시도이다. 도시한 바와 같이, 프로브 카드(100)는 프로브 카드의 사양에 맞는 복수개의 프로브 유닛(110A)이 메인 기판(180)에 조립되어 제작된다.8 is a perspective view showing the final completion state of the probe card 100 according to an embodiment of the present invention. As illustrated, the probe card 100 is manufactured by assembling a plurality of probe units 110A meeting the specifications of the probe card to the main substrate 180.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니 하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.Although the present invention has been shown and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and should be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention. Many variations and modifications are possible. Such modifications and variations are intended to fall within the scope of the invention and the appended claims.

도 1은 종래기술에 따른 프로브 카드의 구성을 나타내는 도면. 1 is a view showing the configuration of a probe card according to the prior art.

도 2는 도 1의 프로브 카드에서 사용하는 니들 블록의 구성을 나타내는 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a needle block used in the probe card of FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 구성을 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing the configuration of a probe card according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 구성을 나타내는 분해 사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing the configuration of a probe card according to an embodiment of the present invention.

도 5는 프로브 유닛의 구성을 나타내는 사시도.5 is a perspective view illustrating a configuration of a probe unit.

도 6은 압력 전도성 고무의 작용을 나타내는 도면. 6 shows the action of pressure conductive rubber;

도 7은 프로브 유닛과 메인 기판의 결합 상태를 나타내는 사시도. 7 is a perspective view illustrating a coupling state of a probe unit and a main substrate.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 최종 완성 상태를 나타내는 사시도. 8 is a perspective view showing the final completion state of the probe card according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 프로브 카드100: probe card

110: 프로브110: probe

110A: 프로브 유닛110A: Probe Unit

112: 바디부112: body part

114: 포스트부114: post part

116: 팁부116: tip portion

118: 돌출 단자부118: protruding terminal portion

120: 제1 가이드120: first guide

122: 관통홀122: through hole

130: 제2 가이드130: second guide

132: 수용홈 132: accommodation home

140: 제1 바140: first bar

142: 제1 홀142: first hole

150: 제2 바150: second bar

152: 제2 홀152: second hall

160: 서브 기판160: sub-board

162: 제1 랜드핀162: first land pin

164: 신호선 164: signal line

170: 압력 전도성 고무170: pressure conductive rubber

172: 도전성 분말172: conductive powder

180: 메인 기판180: main substrate

182: 제2 랜드핀182: second land pin

190: 보강 부재190: reinforcing member

192: 볼트192: bolt

200: 에폭시 몰딩200: epoxy molding

Claims

반도체 칩의 불량 여부를 판정하기 위하여 반도체 칩의 전극 패드에 접촉되는 프로브; A probe in contact with an electrode pad of the semiconductor chip to determine whether the semiconductor chip is defective;

상기 프로브를 지지하는 제1 가이드 - 상기 제1 가이드에는 상기 프로브가 삽입되어 관통되는 홀이 형성되어 있음 -; A first guide supporting the probe, wherein the first guide is formed with a hole through which the probe is inserted;

상기 프로브의 소정 부분을 수용하는 제2 가이드;A second guide for receiving a portion of the probe;

상기 제1 가이드를 관통한 프로브를 수용하면서 상기 제1 가이드를 지지하는 제1 바; A first bar supporting the first guide while receiving the probe penetrating the first guide;

상기 프로브에 전기 신호가 전달되도록 상기 프로브와 연결되는 서브 기판; 및A sub substrate connected to the probe to transmit an electrical signal to the probe; And

상기 서브 기판으로 전기 신호가 전달되도록 상기 서브 기판과 연결되는 메인 기판 A main board connected to the sub board so that an electrical signal is transmitted to the sub board

을 포함하며, Including;

상기 프로브와 상기 서브 기판의 회로 패턴간은 도선으로 연결되고, A circuit is connected between the probe and the circuit pattern of the sub-substrate,

상기 서브 기판과 상기 메인 기판간은 압력 전도성 고무(pressure conductive rubber; PCR)로 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드. And the sub substrate and the main substrate are connected by a pressure conductive rubber (PCR).

제1항에 있어서, The method of claim 1,

상기 프로브는,The probe,

상기 제1 가이드를 관통하는 "ㄱ" 형상의 바디부;A body portion having a shape of “a” passing through the first guide;

상기 바디부 일단에 형성되는 포스트부; 및A post part formed at one end of the body part; And

상기 포스트부의 일단에 형성되어 반도체 칩의 패드에 접촉되는 팁부A tip portion formed at one end of the post portion and in contact with a pad of the semiconductor chip

를 포함하며,Including;

상기 바디부의 측면에는 상기 바디부가 상기 제1 가이드로부터 하향 이탈하지 않도록 하는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드. The side of the body portion is a probe card, characterized in that the protrusion is formed so that the body portion does not escape downward from the first guide.

제2항에 있어서, The method of claim 2,

상기 바디부 및 상기 돌출부는 상기 제1 가이드와 에폭시로 고정되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드. And the body portion and the protrusion are fixed with the first guide and epoxy.

제1항에 있어서, The method of claim 1,

상기 제1 바의 저면에 연결되어 상기 도선을 수용하면서 상기 제1 바를 지지하는 제2 바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드. And a second bar connected to a bottom of the first bar and supporting the first bar while receiving the lead.

제1항에 있어서, The method of claim 1,

상기 제1 및 제2 가이드의 재질은 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.The probe card of claim 1, wherein the first and second guides are made of silicon.

제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein

상기 제1 및 제2 바의 재질은 인바(invar)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.Probe card, characterized in that the material of the first and second bars include invar (invar).

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 메인 기판에는 상기 메인 기판의 변형을 방지하는 보강 부재가 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.And a reinforcing member connected to the main substrate to prevent deformation of the main substrate.