KR20090088029A - 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 프로브 카드(100)는 다수의 프로브가 하부에 설치되는 프레임(110)과, 프레임(110)상에 위치하는 인쇄회로기판(120)과, 프로브들을 프레임(110)에 장착시키는 장착 팁(210)들이 제공되어 프레임(110)의 하부에 위치되는 프로브 장착바(200)와, 프레임(110)에 설치된 프로브와 접속되도록 프레임(110)상에 위치하는 인쇄회로기판(120)과, 상기 인쇄회로기판(120)상에 위치하는 보강판(stiffener)(140)와, 보강판(140)의 전면적에 걸쳐서 분포되며, 장착 팁(210)의 높이를 조절할 수 있고, 조절 부위를 프레임(110)과 프로브 장착바(200)로 분산되어 전체적으로 인쇄회로기판이 평탄해지도록 조절하는 다수의 평탄 조절수단(300)을 포함한다.

본 발명에 의하면, 레벨링 볼트의 회동에 따라 해당 장착 팁의 높이를 상하로 조절하고, 조절 부위를 프로브 장착바와 프레임으로 각각 분산시킬 수 있으므로, 전체적으로 인쇄회로기판이 평탄해지도록 높이 조절이 가능하므로, 작업 현장에서 프로브 카드에 대한 테스트 또는 양산 진행 시, 접촉 불량 이나 스크럽에 약한 경우 현장의 데이터를 기준으로 장착 팁의 높이를 조절함으로서, 제품의 조립과 분해에 따른 시간적인 낭비와 제품 손상을 발생시키지 않는 효과를 가진다.

Description

프로브 카드{Probe Card}

본 발명은 반도체 웨이퍼를 검사하는 프로브 카드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장착 팁의 높이를 상하로 조절할 수 있고, 조절부위를 프로브 장착바와 프레임으로 분산할 수 있는 평탄 조절수단에 의해 인쇄회로기판의 평탄을 용이하면서도 정확하게 조절할 수 있는 프로브 카드에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제품을 생산하기 위해서는 순수 실리콘웨이퍼를 제조하는 공정과, 순수 실리콘웨이퍼상에 패턴을 형성하여 반도체 칩을 제조하는 공정과, 반도체 칩의 양부를 판별하기 위해 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하는 이디에스(EDS : electric die sorting)공정과, 양품 반도체 핍을 패키징하는 공정과, 패키징된 반도체 칩을 최종 테스트하는 공정 등 일련의 반도체 제조 공정을 필요로 한다.

전기적 특성을 테스트하는 공정을 통하여 불량으로 판별된 칩들 중 리페어가 가능한 칩은 리페어하여 재생시키고 리페어가 불가능한 칩은 어셈블리 공정을 수행하기 이전에 제거된다. 따라서 전기적 특성 테스트 공정은 어셈블리 공정에서 조립 비용을 절감시키고, 반도체 칩 제조 공정의 수율을 향상시키는 중요한 공정 중의 하나이다.

이디에스 공정을 수행하는 장치를 프로브 시스템이라 할 때, 이러한 프로브 시스템은 웨이퍼와 같은 검사 대상물에 형성된 전도성 패드와 접촉되어 이에 전기적 신호를 인가하는 프로브 팁들이 제공된 프로브 카드가 설치되어 있다.

종래의 반도체 소자에 대한 전기적인 특성을 검사하는 프로브 시스템에 마련되는 프로브 카드를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드를 도시한 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 반도체 소자 테스트용 프로브 카드(10)는 박판으로 형성되는 다수의 프로브(porbe:11)와, 프로브(11)가 직접적으로 또는 별도의 고정부재에 의해 장착되는 프로브 장착바(12)와, 프로브 장착바(12)가 다수로 배열되도록 장착됨과 아울러 프로브(11)가 노출되는 개구(13a)가 형성되는 프레임(13)과, 프레임(13)이 고정됨으로써 프로브(11)가 전기적으로 접속되는 인쇄회로기판(printed circuits board: 14)을 포함한다.

이러한 종래의 반도체 소자 검사용 프로브 카드(10)는 프로브(11)가 직접적으로 또는 별도의 접속부재에 의해 인쇄회로기판(14)의 패드에 전기적으로 각각 연결된 상태에서 프로브(11)의 끝단이 검사의 대상인 반도체 웨이퍼(1)에 형성된 칩의 접속패드(2)에 각각 탄성적으로 접촉함으로써 전기적으로 연결되며, 이로 인해 테스터로부터 발생하여 프로브 시스템으로 전달되는 신호를 반도체 웨이퍼(1) 상의 접속패드(2)로 전달한다.

이러한 종래의 프로브 카드(10)는 인쇄회로기판(14)의 특성상 변형이 발생하기 때문에 이러한 인쇄회로기판(14)의 변형을 방지하기 위하여 인쇄회로기판(14)에서 프레임(13)이 위치하는 면의 반대면에 보강판(15)이 마련된다.

이와 같은 종래의 반도체 소자 테스트용 프로브 카드(10)는 인쇄회로기판(14)의 평탄도가 반도체 웨이퍼(1)의 칩에 대한 검사의 정확도, 그리고 유지 및 보수로 인한 검사 장비의 가동률 등에 큰 영향을 미치기 때문에 인쇄회로기판(14)의 평탄을 조절하고 있다.

이와 같은 인쇄회로기판(14)의 평탄을 조절하는 방법으로서, 특히 수직형 프로브 카드의 평탄 조절은, 높이 조절용 심(shim) 부재를 고정 프레임(13)과 보강판(15)사이에 삽입하는 방법과, 프로브 장착바(12)와 보강판(13)을 볼트 등으로 결합한 후, 프로브 장착바(12)에 부착된 장착 팁(tip)으로 협착함으로써 평탄을 맞추는 방법을 주로 사용하고 있다.

하지만, 심 부재를 삽입하는 방법은 구조물의 해체와 조립이 반복됨으로 인해 생산성이 떨어지며, 제품의 손상을 초래할 수 있는 문제가 있고, 팁을 협착하는 방법은 프로브 장착바(12)의 팁의 길이가 제한적이기 때문에 협착을 할 수 있는 깊이 역시 제한적이 되므로, 적용하기 쉽지 않은 구조라는 문제가 있었다.

또한 테스트과정에서 발생되는 열원에 의해 장착 팁의 접촉불량이나 스크럽이 약해지는 문제도 있다.

본 발명은 이에 따라 안출된 것으로, 그 목적은 장착 팁의 높이를 상하로 조절할 수 있고, 프로브 장착바 전체의 평탄을 조절할 수 있도록 조절 부위를 프로브 장착바와 프레임으로 분산하여 인쇄회로기판의 평탄을 용이하면서도 정확하게 조절할 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것이다.

이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로브 카드는 다수의 프로브가 하부에 설치되는 프레임과, 상기 프로브들을 상기 프레임에 장착시키는 장착 팁들이 제공되어 상기 프레임의 하부에 위치되는 프로브 장착바와, 상기 프레임상에 설치된 프로브가 접속되는 상기 프레임상에 위치하는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판상에 위치하는 보강판과, 상기 보강판의 전면적에 걸쳐서 분포되며, 상기 장착 팁의 높이를 조절할 수 있고, 조절 부위를 상기 프레임과 상기 프로브 장착바로 분산시켜 상기 장착 팁의 평탄을 조절하는 다수의 평탄 조절수단을 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 평탄 조절수단은 각각 상단에 걸림부가 형성되어, 하나는 상기 보강판, 상기 인쇄회로기판을 관통하여 상기 프레임에 나사결합되며, 다른 하나는 상기 보강판, 상기 인쇄회로기판, 상기 프레임을 관통하여 상기 프로브 장착바에 나사결합되어, 회동에 의해 상기 장착 팁의 높이를 조절할 수 있는 제 1 및 제 2 레벨링 볼트와, 상기 레벨링 볼트의 걸림부 상부에 위치하도록 상기 보강판상부에 위치되는 상부 베이스판에 나사결합되는 레벨링 너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 레벨링 볼트의 회동에 따라 해당 장착 팁의 높이를 상하로 조절하고, 프로브 장착바 전체의 높이를 조절할 수 있도록 조절 부위를 프로브 장착바와 프레임으로 각각 분산시켜 전체적으로 장착 팁의 높이를 평탄해지도록 높이 조절이 가능하므로, 작업 현장에서 프로브 카드에 대한 테스트 또는 양산 진행 시, 접촉 불량 이나 스크럽에 약한 경우 현장의 데이터를 기준으로 장착 팁의 높이를 조절함으로서, 제품의 조립과 분해에 따른 시간적인 낭비와 제품 손상을 발생시키지 않는 효과를 가진다.

이하 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 프로브 카드의 평탄 조절수단을 상세히 나타내는 일부 절개 단면 상태를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 소자 테스트용 프로브 카드(100)는 반도체 소자에 대한 전기적인 특성을 검사하는 프로브 시스템에 마련되는 것으로, 다수의 프로브(미도시)가 하부에 설치되는 프레임(110)과, 프레임(110)상에 위치하는 인쇄회로기판(120)과, 프로브들을 프레임(110)에 장착시키는 장착 팁(210)들이 제 공되어 프레임(110)의 하부에 위치되는 프로브 장착바(200)와, 프레임(110)에 설치된 프로브와 접속되도록 프레임(110)상에 위치하는 인쇄회로기판(120)과, 상기 인쇄회로기판(120)상에 위치하는 보강판(stiffener)(140)와, 보강판(140)의 전면적에 걸쳐서 분포되며, 장착 팁(210)의 높이를 조절할 수 있고, 조절 부위를 프레임(110)과 프로브 장착바(200)로 분산되어 전체적으로 인쇄회로기판이 평탄해지도록 조절하는 다수의 평탄 조절수단(300)을 포함한다. 프레임(110)과 인쇄회로기판(120)의 사이에는 양자를 전기적으로 연결하는 실리콘 또는 금속 재질로 이루어진 패드(124)가 삽입된다.

평탄 조절수단(300)들은 보강판(140)의 전면적에 걸쳐서 상하 좌우에 배열되어 분포된다.

도 3에 상세히 도시되어 있는 평탄 조절수단(300)은 제 1 및 제 2 레벨링 볼트(320)와 각각의 상부에 접촉되는 레벨링 너트(350)로 구성되는 데, 레벨링 볼트(320)의 각각은 그 상단에 걸림부(310)가 형성되며, 제 1 레벨링 벨트(320)는 부쉬(126)가 개재되어 보강판(140)과 인쇄회로기판(120)의 관통공(122)을 통해 관통하여 프레임(110)에 회동가능하도록 나사결합되고, 제 2 레벨링 볼트(320)는 보강판(140)과 인쇄회로기판(120)과 프레임(110)을 관통하여 프로브 장착바(200)에 회동가능하게 나사결합된다. 이에 따라 조절부위를 프레임(110)과 프로브 장착바(200)로 분산하게 된다.

레벨링 너트(350)는 보강판(140)상부에 위치되는 상부 베이스판(330)에 나사결합되며, 레벨링 볼트(320)의 걸림부(310)상에 접촉한 상태에서 일정 토크로 고정 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 프로브 카드의 평탄 조절방법을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 평탄을 조절하기 위해 레벨링되는 부위를 프로브 장착바(210)를 조절하기 위한 조절 부위에는 보강판(140)과, 인쇄회로기판(120)과, 프레임(110)을 관통하여 프로브 장착바(200)에 일정한 토크로 나사결합된 제 1 레벨링 볼트(320)와, 프레임(110)을 조절하기 위한 조절 부위에는 보강판(140)과, 인쇄회로기판(120)을 관통하여 프레임(110)에 일정한 토크로 나사결합한 제 2 레벨링 볼트(320)로 분리한 후, 보다 특정 위치에 대한 레벨링이 가능하도록 배치한 후, 각 레벨링 볼트(320)의 걸림부(310)상부에 레벨링 너트(350)를 접촉한 상태에서, 상부 베이스판(330)에 일정토크로 나사결합하여 고정한다.

이러한 조립상태에서 장착 팁(210)의 높이를 측정하여 평탄을 확인 한 후, 평탄 편차에 따라 레벨링 볼트(320)를 회동하여 장착 팁(210)의 높이를 상하로 조절한다.

레벨링 볼트(320)를 조임 방향인 시계방향으로 회동하게 되면, 프로프 카드(100)와 협착되어 있는 장착 팁(210)은 올라가게 되며, 이와 반대로 레벨링 볼트(320)를 풀림 방향인 반시계 방향으로 회동하면 장착 팁(210)은 내려가게 된다.

비록 구체적인 예로서 설명하지 않았지만, 이상과 같은 본 발명의 프로브 카드는 장착 팁(210)의 높이를 상하로 조절할 수 있는 평탄 조절수단을 조절 부위를 프로브 장착바와 프레임으로 분산하여 적절히 배치한다면, 특정 부위에 대한 높이 조절이 가능함은 충분히 이해할 수 있을 것이다.

한편, 도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 단면을 나타내는 것으로, 도 5는 보강판(140)과 상부 베이스판(330)이 일체로 구성되며, 도 6은 인쇄회로기판(120)과 보강판(140)사이에 플레이트(170)가 개재된 것이외에는 도 3의 실시예와 동일한 구성이므로 마찬가지로 작동하는 것인 바, 그 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 프로브 카드의 바람직한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드를 도시하는 분해 사시도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드의 사시도이고,

도 3은 도 2의 평탄 조절수단을 상세히 나타내는 일부 절개 단면 사시도이고,

도 4는 본 발명의 프로브 카드의 높이 조절작동을 설명하는 단면도이고,

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 다른 프로브 카드의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 프로브 카드 110 : 프레임

120 : 인쇄회로기판 140 : 보강판

200 : 프로브 장착바 210 : 장착 팁

300 : 평탄 조절수단 310 : 걸림부

320 : 레벨링 볼트 330 : 상부 베이스판

350 : 레벨링 너트

Claims (4)

1. 반도체 소자를 검사하기 위한 프로브 카드에 있어서,

   프로브 카드는 다수의 프로브가 하부에 설치되는 프레임과,

   상기 프로브들을 상기 프레임에 장착시키는 장착 팁들이 제공되어 상기 프레임의 하부에 위치되는 프로브 장착바와,

   상기 프레임상에 설치된 프로브가 접속되는 상기 프레임상에 위치하는 인쇄회로기판과,

   상기 인쇄회로기판상에 위치하는 보강판과,

   상기 보강판의 전면적에 걸쳐서 분포되며, 상기 장착 팁의 높이에 따른 인쇄회로기판의 평탄 편차에 따라 상기 장착 팁의 높이조절시에 기해지는 장력을 상기 프레임과 상기 프로브 장착바로 분산시켜 상기 장착 팁의 평탄을 조절하는 다수의 평탄 조절수단을 포함하는

   반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 평탄 조절수단은 각각의 상단에 걸림부가 형성되어,

   하나는 상기 보강판과 상기 인쇄회로기판을 관통하여 상기 프레임에 나사결합되고, 다른 하나는 상기 보강판과 상기 인쇄회로 기판 및 상기 프레임을 관통하 여 상기 프로브 장착바에 나사결합되어, 회동에 의해 상기 장착 팁의 높이를 조절할 수 있는 레벨링 볼트와,

   상기 레벨링 볼트의 걸림부 상부에 위치하도록 상기 보강판상부에 위치되는 상부 베이스판에 나사결합되는 레벨링 너트를 포함하는

   프로브 카드.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 레벨링 너트는 상기 레벨링 볼트의 걸림부상에 접촉한 상태에서 일정 토크로 고정되는 것을 특징으로 하는

   프로브 카드.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 장착 팁의 높이 편차에 따라 상기 레벨링 볼트를 조임 방향으로 회동하여 상기 장착 팁을 올리고, 풀림 방향으로 회동하여 상기 장착 팁을 내리는 것을 특징으로 하는

   프로브 카드.

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