KR100308122B1 - 웨이퍼 테스트용 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼상의 단위 칩(chip)을 소잉(sawing)하기 전에 성능을 테스트할 때, 단위 칩의 패드와 각각 접속되어 테스터와 전기적으로 통하여지도록 하는 웨이퍼 테스트용 프로브 카드(Probe card)에 관한 것으로, 니이들의 구조를 개선하여 패드가 니이들에 콘택시 니이들의 접촉면이 패드에서 미끄러지지 않고 접촉상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 기판(14)상에 칩(1)의 패드(2)와 콘택되는 복수개의 니이들을 고정하도록 된 것에 있어서, 기판에 전기적으로 도통되도록 고정되고, 패드와 콘택시 변형되는 텐션부(13a)를 갖는 니이들(13)과, 상기 니이들의 상하운동을 가이드하는 가이드 링(11)과, 상기 기판에 고정되어 가이드 링의 지지하는 지지대(12)로 구성되어 있어 칩(1)의 테스트시 패드(2)와의 접촉부위가 가변되지 않게 되므로 테스트에 따른 신뢰성이 확보된다.

Description

웨이퍼 테스트용 프로브 카드{probe card for testing wafer}

본 발명은 생산 공정에서 생산 완료된 웨이퍼를 테스트하는 테스터에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 웨이퍼상의 단위 칩(chip)을 소잉(sawing)하기 전에성능 테스트할 때, 단위 칩의 패드와 각각 접속되어 테스터와 전기적으로 통하여지도록 하는 웨이퍼 테스트용 프로브 카드(Probe card)에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서 생산 완료된 웨이퍼에는 수십 ∼ 수백개의 단위 칩이 존재하는데, 이러한 웨이퍼는 단위 칩으로 소잉하기 전에 양품인지 불량품인지 전기적 신호를 가해 테스트를 실시하게 된다.

이렇게 테스트를 실시하여 그 결과에 따라 양품의 단위 칩에는 아무런 표식을 하지 않고, 불량품인 단위 칩의 상면에만 마킹을 실시함과 동시에 그 결과를 중앙처리장치(CPU)에 알려 후 공정인 다이 본딩공정에서 마킹된 단위 칩이 리드 프레임의 패들측으로 로딩되는 현상을 방지하게 된다.

상기한 바와 같이 웨이퍼상의 단위 칩을 테스트하여 양품과 불량품으로 선별하기 위해서는 단위 칩에 형성된 복수개의 패드와 테스터를 전기적으로 연결시키기 위한 수단이 강구되어야 하는데, 이러한 역할을 하는 것이 프로브 카드이다.

도 1은 종래 프로브 카드를 나타낸 종단면도이고 도 2는 도 1의 저면도이며 도 3은 프로브 카드의 니이들이 단위 칩의 패드에 접촉된 상태를 예시한 사시도로서, 단위 칩(1)상에 2차원적으로 배열된 패드(2)를 콘택(contact)하기 위한 복수개의 니이들(3)이 기판(4)상에 A-C방향으로 평행하게 배열되어 있는데, 상기 니이들(3)은 도 3에 나타낸 바와 같이 기판(4)의 B-D방향으로 서로 다른 길이를 갖고 있다.

또한, 상기 니이들(3)은 전기 전도도가 양호한 재질로 되어 있고, 테스트시 단위 칩(1)의 패드(2)에 접촉되어 기판(4)상의 PCB회로와 단위 칩의 회로를 전기적으로 연결하는 역할을 하게 된다.

상기 니이들(3)은 기판(4)과 와이어(5)로 연결되어 패드(2)의 시그날이 니이들(3)과 와이어(5)를 통해 테스터로 전달된다.

상기 니이들(3)의 포지션은 웨이퍼의 테스트시 단위 칩(1)의 패드(2)와 콘택되도록 기판(4)이 테스터에 셋팅되어 있어 웨이퍼가 X-Y방향을 따라 1스탭씩 이송되면서 승강운동을 함에 따라 수직방향으로 콘택되므로써 단위 칩(1)과 테스터(도시는 생략함)가 전기적으로 도통되고, 이에 따라 제조 공정에서 생산된 칩의 성능을 테스트하게 된다.

상기한 바와 같은 테스트시 니이들(3)이 단위 칩(1)의 패턴(2)과 전기적으로 접촉하는 과정을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 도 4에 나타낸 바와 같이 웨이퍼가 상승하여 단위 칩(1)의 패턴(2)이 각각의 니이들(3)에 초기 콘택된 후, 접촉상태가 안정화될 때까지 니이들(3)은 텐션을 갖고 움직이게 된다.

그러나 이러한 구조의 프로브 카드는 B-D방향으로 일직선상으로 위치한 패드(2)가 많이 중복될수록 상기 패드에 콘택되는 니이들(3)을 거미다리와 같이 고밀도의 계층구조로 고정시켜야 하는데, 이는 테스트 공정상에 많은 제약을 받는다.

즉, 도 4에 나타낸 바와 같이 니이들(3)의 끝단부인 팁(tip)이 패드(2)에 콘택된 상태에서 웨이퍼의 상승으로 콘택상태가 안정되는 과정에서 웨이퍼에 의해 니이들(3)이 눌려 점선과 같이 변형되므로 팁부위가 패드(2)를 벗어나는 경우가 빈번히 발생되었고, 이에 따라 양품의 칩을 불량품으로 오판정하는 치명적인 문제점을 나타내었다.

또한, 복수개의 니이들(3)이 별도의 와이어(5)로 기판(4)에 고정되어 이들이 전기적으로 통하여지도록 되어 있어 신호 전달경로가 길어지게 되므로 테스트시 노이즈에 의한 결함을 나타낼 우려가 있다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 니이들의 구조를 개선하여 패드가 니이들에 콘택시 니이들의 접촉면이 패드에서 미끄러지지 않고 접촉상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 기판상에 칩의 패드와 콘택되는 복수개의 니이들을 고정하도록 된 것에 있어서, 기판에 전기적으로 도통되도록 고정되고, 패드와 콘택시 변형되는 텐션부를 갖는 니이들과, 상기 니이들의 상하운동을 가이드하는 가이드 링과, 상기 기판에 고정되어 가이드 링의 지지하는 지지대로 구성된 웨이퍼 테스트용 프로브 카드가 제공된다.

도 1은 종래 프로브 카드를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 저면도

도 3은 프로브 카드의 니이들이 단위 칩의 패드에 접촉된 상태를 예시한 사시도

도 4는 니이들에 압력이 가해져 니이들이 패드로부터 이동된 상태를 설명하기 위한 개략도

도 5는 본 발명의 요부를 나타낸 종단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 가이드 링 11a : 가이드공

12 : 지지대 13 : 니이들

13a : 텐션부 14 : 기판

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 요부를 나타낸 종단면도로서, 본 발명은 테스트시 칩(1)의 패드(2)와 콘택되어 테스터와 전기적으로 도통시키는 복수개의 니이들(13)이 기판(14)에 패드의 배열과 수직방향으로 일치되게 직접 납땜 고정되어 있고 상기 각 니이들에는 패드(2)와 콘택시 변형되는 텐션부(13a)가 형성되어 있다.

상기 니이들(13)은 가이드 링(11)에 형성된 가이드공(11a)에 끼워져 상하운동을 하도록 되어 있고 상기 가이드 링은 기판(14)에 고정된 한 쌍의 지지대(12)에 고정되어 위치가 가변되지 않도록 구성되어 있다.

이에 따라, 니이들(13)의 텐션부(13a)는 기판(14)과 가이드 링(11)사이에 위치되어야 한다.

또한 상기 니이들(13)은 전기 전도도 및 복원력이 양호한 동합금 또는 팔라듐합금으로 이루어져 있다.

따라서 칩(1)에 형성된 패드(2)가 프로브 카드의 니이들(13)과 상호 일치된 상태에서 테스트할 웨이퍼가 상승하면 칩(1)에 형성된 패드(2)가 수직방향으로 일치되게 배열된 각각의 니이들(13)에 접촉된다.

이러한 상태에서 웨이퍼가 상승하면 웨이퍼의 상승량만큼 니이들(13)이 상측으로 눌리면서 테스트의 신뢰성을 확보할 수 있도록 일정 접촉압력을 유지하게 된다.

즉, 니이들(13)이 상측으로 눌리면 상기 니이들은 가이드 링(11)의 가이드공(11a)에 끼워져 있어 수직방향으로 밀려 상승하고, 상기 니이들의 상승량만큼 텐션부(13a)가 변형되어 압축력을 갖게 되므로 테스트하는 동안 니이들의 팁이 패드(2)와 적정 접촉압력을 유지하게 된다.

이에 따라, 종래의 테스터와 마찬가지로 칩(1)의 내부회로가 테스터와 전기적으로 도통되므로 테스트가 가능해지게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 웨이퍼의 상승으로 칩(1)의 패드(2)가니이들(13)의 팁에 콘택될 때 니이들이 가이드 링(11)의 가이드공(11a)을 따라 수직운동만을 하게 되므로 패드와의 접촉부위가 가변되지 않고, 이에 따라 팁이 패드를 벗어나지 않게 되므로 테스트에 따른 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 별도의 와이어를 사용하지 않고 기판(14)상에 니이들(13)이 직접 고정되어 있어 신호 경로를 단축시킬 수 있게 되므로 테스트시 노이즈(noise)에 의한 영향이 최소화된다.

Claims (2)

1. 기판상에 칩의 패드와 콘택되는 복수개의 니이들을 고정하도록 된 것에 있어서;

   상기 기판상의 회로에 전기적으로 도통되도록 상기 기판상에 수직방향으로 고정되고, 칩의 패드와의 콘택시 변형되는 텐션부가 길이방향 일측에 구비된 니이들과,

   상기 기판상의 소정위치에 수직방향으로 고정되는 한쌍의 지지대와,

   상기 지지대 하단부상에 각각의 단부가 고정되어 기판과 평행하게 설치됨과 더불어, 상기 기판에 대해 수직방향으로 일정 간격 이격되도록 설치되는 가이드링으로 구성되며,

   상기 가이드링에는 니이들이 관통하게 되는 가이드공이 구비되며, 상기 니이들의 텐션부는 상기 니이들의 길이 방향에 있어서 기판과 가이드링 사이에 위치하도록 형성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트용 프로브 카드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 니이들은 전기 전도도 및 복원력이 양호한 동합금 또는 팔라듐합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트용 프로브 카드.