KR20090062625A

KR20090062625A - Probe device using micro spring pin

Info

Publication number: KR20090062625A
Application number: KR1020070129986A
Authority: KR
Inventors: 임미숙; 도익성
Original assignee: 주식회사 앱스코
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-06-17

Abstract

A prober equipped with the micro spring pin is provided, which improves the lifetime of the apparatus by minimizing resistance between the pin and the interface board. A prober comprises the micro pin(205), the microspring(203), and the micro spring pin. The micro pin contacts the microchip(209). When pinning microchip, the micro spring makes stable contact while not damaging the microchip. The micro spring pin directly connects micro spring and wire(201). The wire connects to the connector of the interface board. Current is conducted and the micro spring pin pins the microchip.

Description

Probe Device using Micro Spring Pin}

본 발명은 반도체 집적 회로의 성능을 검사하는 프로브 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 집적 회로의 신호 전송 성능을 검사하는 프로브 장치에서 검사 대상에 대해 코일 스프링을 이용하여 수직식으로 테스트하는 프로브 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a probe device for inspecting the performance of a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to a probe device for vertically testing a coil target to a test target in a probe device for inspecting a signal transmission performance of a semiconductor integrated circuit. It is about.

반도체 디바이스(Device)를 제조하기 위해서는 반도체 웨이퍼(Wafer) 상에 정밀 사진 전사 기술 등을 이용하여 다수의 반도체 디바이스를 형성하고 이후 각각의 디바이스를 절단하게 된다. 이러한 반도체 디바이스 제조 공정에서는 종래부터 프로브 장치를 이용하여 반완성품인 반도체 디바이스의 전기적 특성의 측정을 반도체 웨이퍼의 상태로 실시하고, 그 테스트 결과 양품이라고 판정된 것만을 패키징 등의 후공정에 보냄으로써 생산성의 향상을 꾀하고 있다.In order to manufacture a semiconductor device, a plurality of semiconductor devices are formed on a semiconductor wafer by using a fine photographic transfer technique or the like, and then each device is cut. In such a semiconductor device manufacturing process, conventionally, the probe device is used to measure the electrical characteristics of a semi-finished semiconductor device in the state of a semiconductor wafer, and only those that are determined to be good as a result of the test are sent to post-processing such as packaging. Is trying to improve.

이러한 테스트는 반도체 웨이퍼의 전극 패드에 프로브팁을 접촉시키고 이 프로브팁을 통하여 테스터에 의해 전기적 특성의 측정을 실시한다.This test contacts the probe tip to an electrode pad of a semiconductor wafer and measures electrical characteristics by the tester through the probe tip.

근래에는 반도체 디바이스가 점점 미세화하여 회로의 집적도가 높아지고 있으며 전극 패드의 사이즈가 미세화되고, 그 전극 패드의 간격도 매우 좁아지고 있다. 따라서, 프로브 장치의 한정된 공간에 수백 개의 프로브팁을 필요로 하게 되고 동시에 프로브팁의 전극 패드의 중심부에 정확하면서 안정적으로 접촉되도록 하는 기술을 필요로 하고 있다.In recent years, semiconductor devices are becoming more and more minute, and the degree of integration of circuits is increasing, the size of electrode pads is miniaturized, and the spacing of electrode pads is also very narrow. Therefore, there is a need for a technique that requires hundreds of probe tips in a limited space of the probe device and at the same time to accurately and stably contact the center of the electrode pad of the probe tip.

도 1은 종래 프로브 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a conventional probe device.

종래의 프로브 장치(100)는 고정 블럭부(107)의 상부 관통구멍으로 제1마이크로핀(105)이 돌출되어 있고, 고정 블럭부(107)의 내부로 삽입되어 있는 제1마이크로핀(105)의 다른 일측으로 코일 스프링(103)이 삽입되어 있으며, 제1 마이크로핀(105)이 삽입되어 있는 코일 스프링(103)의 다른 일측으로 제2마이크로핀(101)이 삽입되어 고정 블럭부(107)의 하부 관통구멍으로 돌출되어 있다.In the conventional probe device 100, the first micropin 105 protrudes into the upper through hole of the fixing block 107, and the first micropin 105 is inserted into the fixing block 107. The other side of the coil spring 103 is inserted, the second micro pin 101 is inserted into the other side of the coil spring 103, the first micro pin 105 is inserted fixed block portion 107 Protrudes through the lower through hole.

이러한 형상의 프로브 장치는, 코일 스프링(103)의 양단부에 제1 마이크로핀(105)와 제2 마이크로핀(101)가 각각 삽입되어 있어서, 고정 블럭부(107)의 하부 관통구멍으로 돌출된 제1 마이크로핀(105)는 피 측정물인 마이크로 칩(111)의 전극에 접촉되고, 고정 블럭부(107)의 상부 관통구멍으로 돌출된 제2 마이크로핀(101)는 인터페이스 보드(109)의 전극 패드로 접촉되도록 되어 있다.In the probe device having such a shape, a first micro pin 105 and a second micro pin 101 are respectively inserted at both ends of the coil spring 103 to protrude into the lower through-holes of the fixed block portion 107. The first micropin 105 is in contact with the electrode of the microchip 111 to be measured, and the second micropin 101 protruding into the upper through hole of the fixed block 107 is an electrode pad of the interface board 109. It is supposed to be in contact with.

이러한 형상의 프로브핀(100)은 반도체 집적 회로(111)의 전극 패드에 그 마이크로 핀의 접촉단(105)이 접촉됨으로써 반도체 집적 회로(111)의 테스트가 이루어지는 것이다. 소형 전자 소자는 기능성 및 신뢰성을 검증하기 위하여 제조 공정 중에 일 련의 검사 과정을 거치게 된다. 그러나, 웨이퍼 상의 모든 칩이 웨이퍼 프로브 검사에서 양호한 것으로 판명되는 것이 아니기 때문에 100 % 미만의 수율을 얻게 된다.The probe pin 100 having such a shape is a test of the semiconductor integrated circuit 111 by contacting the contact terminal 105 of the micro pin with the electrode pad of the semiconductor integrated circuit 111. Small electronic devices undergo a series of inspections during the manufacturing process to verify their functionality and reliability. However, yields of less than 100% are obtained because not all chips on the wafer are found to be good in wafer probe inspection.

웨이퍼는 각각의 칩으로 잘려지고, 양호한 칩은 조립되어 패키징된다. 패키징된 소자는 번인 기판 상의 소켓에 탑재되고 8 시간 내지 72 시간의 번인 기간 동안 125 ~ 150 ℃의 온도에서 전기적으로 동작되어 다이나믹 번인 과정을 거치게 된다. 번인 검사는 파손 메커니즘을 촉진시켜 소자의 초기 파손 및 고장을 일으키도록 하며, 이러한 결함이 있는 소자가 상업적으로 사용되기 전에 기능성 전기 검사에 의해 가려낼 수 있게 하는 것이다.The wafer is cut into individual chips, and the good chips are assembled and packaged. The packaged device is mounted in a socket on a burn-in substrate and electrically operated at a temperature of 125-150 [deg.] C. for a burn-in period of 8 to 72 hours to undergo a dynamic burn-in process. Burn-in inspections facilitate failure mechanisms, leading to early failure and failure of the device, and allow these defective devices to be screened by functional electrical inspection before commercial use.

완전 기능 검사는 패키징된 소자에 실시되며, 소자의 최대 동작 속도에 의해 각각의 소자를 분류하기 위하여 패키징된 소자를 다양한 동작 속도에서 동작시키게 된다. 패키징된 소자를 분류하여 검사하는 것도 역시 번인 과정 동안 파손되는 소자를 제거할 수 있게 한다.A full functional check is performed on the packaged device, and the packaged device is operated at various operating speeds to classify each device by its maximum operating speed. Classifying and inspecting the packaged devices also allows the removal of devices that are broken during the burn-in process.

그러나 종래 프로브 장치는 인터페이스 보드와 연결하는 제 2마이크로핀(101)를 사용하는데, 이러한 마이크로핀의 사용은 핀의 저항을 높이고, 장치의 수명을 저하시킨다.However, the conventional probe device uses a second micro pin 101 to connect with the interface board, the use of such a micro pin increases the resistance of the pin, and decreases the life of the device.

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 반도체 집적 회로의 신호 전송 성능을 검사하는 프로브 장치의 저항을 최소화 시키고 장치의 수명을 향상키는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to minimize the resistance of the probe device for examining the signal transmission performance of a semiconductor integrated circuit and to improve the life of the device.

본 발명은 종래의 인터페이스 보드와 연결하는 마이크로핀를 제거하고 바로 와이어에 초소형의 코일 스프링을 접촉시킴으로써 마이크로 핀에 의해 발생되는 저항을 최소화 시켜 장치의 수명과 성능을 향상시킨다.The present invention minimizes the resistance generated by the micro pins by improving the life and performance of the device by removing the micro pins connecting to the conventional interface board and immediately contacting the small coil spring to the wire.

본 발명은 종래의 인터페이스 보드와 핀간의 저항을 최소화 함으로써 장치의 수명을 크게 향상시킬 수 있다. The present invention can greatly improve the life of the device by minimizing the resistance between the conventional interface board and the pin.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회로기판에 고밀도로 집적되어 만들어진 다수의 마이크로 칩(Micro-chip)이 정상적인 상태인지를 검사하는 마이크로 스프링 핀을 구비한 프로브 장치에 관한 것으로, 상기 마이크로 칩에 직접 접촉하여 상기 마이크로 칩으로 전류가 전도되도록 하는 마이크로핀; 상기 마이크로 칩으로의 전류 전송을 위한 커넥터; 상기 마이크로핀과 상기 커넥터 사이의 전류의 흐름을 전달하기 위한 신호 전달용 라인 패턴을 제공하는 인터페이스 보드; 상기 인터페이스 보드에 연결되어 전류가 전도되도록 하는 와이어; 상기 마이크로핀과 상 기 와이어 사이에 위치하여 상기 마이크로핀과 상기 와이어를 전기적으로 연결하며 상기 마이크로핀이 상기 마이크로 칩에 접촉할 때와 상기 와이어가 상기 인터페이스 보드에 연결될 때 상기 마이크로핀과 상기 와이어에 탄성 복원력을 제공하는 코일 스프링; 상기 마이크로핀과 상기 코일 스프링을 수납하여 지지하기 위한 틀을 제공하는 고정 블럭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, relates to a probe device having a micro spring pin for checking whether a plurality of micro-chip made by high-density integration on a circuit board is a normal state, Micropins that are in direct contact to conduct current to the microchip; A connector for current transfer to the microchip; An interface board providing a line pattern for signal transmission for transferring a current flow between the micropin and the connector; A wire connected to the interface board to conduct current; Positioned between the micropin and the wire to electrically connect the micropin and the wire and to the micropin and the wire when the micropin contacts the microchip and when the wire is connected to the interface board. A coil spring to provide elastic restoring force; It characterized in that it comprises a fixing block for providing a frame for receiving and supporting the micro pin and the coil spring.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

먼저, 반도체 집적 회로(111)에 대해 프로브 장치를 이용하여 검사하는 개념에 대해 설명한다.First, the concept of inspecting the semiconductor integrated circuit 111 by using a probe device will be described.

회로기판(PCB: Printed Circuit Board)은 판면에 다수의 칩들이 장착되고 이들 칩들이 판면에 형성된 연결용 버스(Bus)에 의해 연결되는 전자 부품이다. 버스는 회로기판의 판면에 그려져 있는 라인(Line)을 따라서 전도성 재질의 물질이 도포됨으로써 형성된다. 따라서, 라인 상에 도포된 전도성 물질이 조금이라도 벗겨지게 되면, 전기적 신호가 다른 칩으로 전송될 수 없게 되어 회로기판이 제기능을 수행하지 못하게 된다.A printed circuit board (PCB) is an electronic component in which a plurality of chips are mounted on a plate surface and these chips are connected by a connection bus formed on the plate surface. The bus is formed by applying a conductive material along a line drawn on the plate surface of the circuit board. Therefore, if the conductive material applied on the line is peeled off even a little, the electrical signal can not be transmitted to another chip, the circuit board will not function properly.

이들 칩들은 각각 다양한 기능을 수행할 수 있도록 되어 있고, 전기적 신호 등이 버스를 통해 각 칩들로 전송될 수 있도록 되어 있다. 이러한 회로기판이 고밀도로 집적되어 만들어진 칩이 고밀도 집적 마이크로 칩(Micro-chip)이고, 마이크로 칩은 전자 제품에 장착되어 제품의 성능을 결정하는 중요한 역할을 수행한다. 따라서, 전자 제품의 마이크로 칩이 정상적인 상태인지를 확인하기 위하여 검사장치에 의해 검사될 필요가 있다. 이러한 검사를 수행하기 위하여,프로브 장치(Probe Device)가 채용되고, 다수의 프로브 장치는 검사용 소켓장치(Socket Device)에 장착되어 사용된다.Each of these chips can perform various functions, and electrical signals can be transmitted to each chip through a bus. A chip made of such a high density integrated circuit board is a high density integrated micro chip, and the micro chip is mounted on an electronic product to play an important role in determining the performance of the product. Therefore, it is necessary to inspect by the inspection apparatus to confirm whether the microchip of the electronic product is in a normal state. In order to perform such an inspection, a probe device is employed, and a plurality of probe devices are mounted and used in an inspection socket device.

도2는 본 발명의 마이크로 스프링핀을 구비한 프로브 장치의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the configuration of a probe device provided with a micro spring pin of the present invention.

본 발명 마이크로 스프링핀을 구비한 프로브 장치는 마이크로핀(205), 마이이크로 스프링(203), 와이어(201), 고정블럭부(207), 인터페이스 보드, 커넥터등을 포함한다.The probe device provided with the micro spring pin of the present invention includes a micro pin 205, a micro spring 203, a wire 201, a fixing block 207, an interface board, a connector, and the like.

본 발명의 마이크로 스프링핀은 마이크로 칩(209)을 접촉하여 탐침하는 마이크로 핀(205)과 상기 마이크로 칩(209)을 탐침할 때 마이크로 칩(209)에 손상을 입히지 않으면서 안정적으로 접촉 할 수 있도록 하는 마이크로 스프링(203), 상기 마이크로 스프링(203)과 와이어(201)를 직접 연결하고, 상기 와이어는 인터페이스 보드의 커넥터와 연결하여 전류가 전도되어 마이크로 칩(209)을 탐침 할 수 있도록 한다. The micro spring pin of the present invention can stably contact the micro pin 205 to probe the micro chip 209 without damaging the micro chip 209 when the micro chip 209 is probed. The micro spring 203, the micro spring 203 and the wire 201 are directly connected, and the wire is connected to the connector of the interface board so that current can be conducted to probe the microchip 209.

도3은 본 발명의 마이크로 스프링(303)과 와이어(305)의 연결을 상세하게 나타낸 것으로, 전류를 전도할 수 있는 와이어(305)와 마이크로 스프링(303)을 접촉시킬 때 본 발명은 와이어(305)와 마이크로 스프링(303)이 접촉하는 부분(303c)의 스프링의 지름(303b)을 마이크로 핀과 접촉되는 스프링의 지름(303a)보다 작게 함으로써 마이크로 스프링과 와이어와의 접촉을 안전하고 정확하게 이뤄지게 한다.Figure 3 illustrates in detail the connection of the micro spring 303 and the wire 305 of the present invention, the present invention is a wire 305 when contacting the micro spring 303 and the wire 305 capable of conducting current By making the diameter 303b of the spring of the portion 303c in contact with the microspring 303 smaller than the diameter 303a of the spring in contact with the micro pin, the contact between the microspring and the wire is made safe and accurate.

도1 종래의 제1, 제2 마이크로 핀을 구비한 프로브 장치를 나타내는 도면1 shows a probe device having a conventional first and second micro pins.

도2 본 발명의 프로브 장치를 나타내는 도면Figure 2 shows a probe device of the present invention

도3 본 발명의 프로브 장치에서 와이어와 마이크로 스프링의 접촉을 나타내는 도면.Figure 3 is a view showing the contact of the wire and the micro spring in the probe device of the present invention.

Claims

A micro pin 205 for contacting and probing the microchip 209 and a microspring 203 for stably contacting the microchip 209 without damaging the microchip 209 when the microchip 209 is probed, And a micro spring pin for directly connecting the micro springs (203) and the wires (201), the wires being connected to a connector of an interface board to conduct current to probe the microchip (209).

The method of claim 1,

When the micro spring 303 and the wire 305 capable of conducting current are brought into contact with each other, the diameter 303b of the spring 303b of the portion 303c to which the wire 305 and the micro spring 303 contact each other is in contact with the micro pins. Probe device with a micro spring pin to make the contact between the micro spring and the wire safe and accurate by smaller than the diameter (303a) of the spring.