KR100373155B1

KR100373155B1 - 고주파용의프린트배선판,프로우브카드및프로우브장치

Info

Publication number: KR100373155B1
Application number: KR1019950040537A
Authority: KR
Inventors: 사노구니오
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 2003-05-01
Also published as: JP3376731B2; JPH08136582A; TW285814B; US5748006A; KR960018607A

Abstract

반도체 웨이퍼상에 형성된 여러개의 IC칩의 전기적 특성의 검사를 행하기 위한 프로우브 카드는 카드 본체와 프린트 배선판을 가진다. 카드 본체는 IC칩의 전극패드에 접촉하기 위한 접촉자를 가진다. 프린트 배선판은 접촉자에 고주파 신호를 전송하기 위한 복수의 전송로를 가진다. 프린트 배선판은 제 1 및 제 2 절연층간에 배열 설치된 복수개의 신호선과, 제 1 및 제 2 절연층의 각각을 통해서 상기 신호선과 대향하는 제 1 및 제 2 기준 도전판을 가진다. 제 1 및 제 2 기준 도전판에는 서로 다른 직류전위가 부여된다. 제 1 및 제 2 기준 도전판은 각 전송로를 따라서 실질적으로 서로 다르게 되도록 배치된다. 또한, 제 1 및 제 2 기준 도전판은 약간 겹치도록 배치되고, 각 전송로의 임피던스가 전체적으로 균일하게 되도록, 겹친 양이 조정된다.

Description

고주파용의 프린트 배선판, 프로우브 카드 및 프로우브 장치

본 발명은 고주파 신호를 전송하기 위한 프린트 배선판(printed wiring board), 동 프린트 배선판을 이용한 프로우브 카드, 동 프로우브 카드를 이용한 프로우브 장치에 관한 것이다.

IC칩, 즉 반도체 디바이스는 반도체 웨이퍼상에 정밀사진 전사기술 등을 이용하여 다수 형성되고, 이 후, 각 IC칩마다 웨이퍼는 절단된다. 이러한 IC칩의 제조공정에서는, 종래부터 프로우드 장치를 이용하여, 반완성품의 IC칩의 전기적인 특성의 검사를, 웨이퍼의 상태로 행하고, 이 시험측정의 결과, 양품으로 판정된 것만을 패키징 등의 후공정으로 보내어, 생산성의 향상을 도모하는 것이 행해지고 있다.

반도체 웨이퍼 상에 형성된, 반완성품 상태의 IC칩의 전기적 특성을 검사하는 프로우브 장치는 각 IC칩의 전극패드에 대응하여 프로우브, 즉 접촉자가 배설된 프로우브 카드를 갖는다. 프로우브 카드의 아래쪽에는, 수평방향(X, Y방향) 및 상하방향(Z방향)으로 이동가능하고 동시에 θ 방향으로 회전가능한 얹어놓는대(work table)가 배설된다.

검사시에는, 우선, 웨이퍼상의 각 IC칩의 전극패드가 프로우브 카드가 대응하는 프로우브와 대향하도록, 얹어놓는대가 X, Y, θ 방향으로 이동된다. 다음에, IC칩의 전극패드가 프로우브에 전기적으로 접촉하도록, 얹어놓는대가 상승된다. 이들의 동작은 각 IC칩마다, 또는 복수의 IC칩으로 이루어지는 그룹마다 이루어진다. IC칩의 전극패드와 프로우브가 접촉한 상태에 있어서, IC칩에 테스터로부터 고주파의 검사신호가 보내지고, IC칩의 전기적 특성의 검사가 이루어진다. IC칩의 동작속도의 고속화에 따라서, 검사신호의 주파수도, 예를 들면 100MHz정도 또는 그 이상으로 높아지고 있다.

고주파 신호를 전송하는 프린트 배선판, 가령 프로우브 카드나 테스트 헤드의 퍼포먼스 보드(performance board)에 사용되는 프린트 배선판에는 신호선(line) 외에 신호선 임피던스의 기준면(reference level)으로서 작용하는 평탄하고 대면적의 복수의 기준 도전판(plate)이 배설된다. 기준 도전판은 서로 다른 직류전위, 가령 OV의 접지전위, +5V 또는 +10V 등의 플러스 전위를 갖는다. 기준 도전판은 고주파 특성에 뛰어난 콘덴서에서 서로 결합되므로써 신호선에 대해서는 동등한 임피던스 기준면으로서 작용한다.

제 12 도 및 제 13 도는 종래의 고주파용의 프린트 배선판에 있어서의 마이크로 스트립라인 구조를 나타내는 개략 사시도 및 단면도이다. 절연층(1)의 한쪽의 면, 가령 윗면위에 신호선(2)이 배설되고, 다른 쪽의 면위에 두개의 대면적의 기준 도전판(3), (4)이 배선된다. 기준 도전판(3),(4)은 홈(5)으로 분리되는데, 콘덴서(6)에 의해 용량결합되고, 고주파의 교류에 대해서는 단락상태에 있다. 한편, 기준 도전판(3)에는, 예를 들면 접지전위가 부여되고, 기준 도전판(4)에는 가령 +5V의 전위가 부여되고, 양도전판(3), (4)의 직류전위는 다르다.

제 12 도 및 제 13 도 도시의 구조에 있어서는, 기준 도전판(3),(4)을 직류적으로 절연분리하기 위해, 이들의 사이에 반드시 적어도 폭 0.5∼1mm 정도의 절연용의 홈(5)을 형성할 필요가 있다. 그렇기 때문에, 신호의 전송방향을 따른, 기준 도전판(3), (4)에 대응하는 부분의 임피던스(Z1), (Z3)과 홈(5)에 대응하는 부분의 임피던스(Z2)가 크게 다르다. 예를 들면, 임피던스(Z1), (Z3)은 거의 같아서 50Ω 정도임에 대해서, 임피던스(Z2)는 수 10KΩ 에 달한다. 그러므로, 고주파의 검사신호, 가령 사각형 고립펄스가 진행파로서 진행하면 임피던스가 매칭하고 있지 않은부분에서 반사파가 생긴다. 이 경우, 검사신호의 펄스의 형이 무너져서, 적정한 검사를 할 수 없게 될 가능성이 있다.

따라서, 본 발명은 임피던스의 미스매칭에 기인하는 반사파를 억제하므로써, 고주파의 신호를 정확하게 전송하는 것이 가능한 프린트 배선판, 동 프린트 배선판을 이용한 프로우브 카드, 동 프로우브 카드를 이용한 프로우브 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 고주파 신호를 전송하기 위한 복수의 전송로를 가지는 프린트 배선판으로서, 상기 복수의 전송로를 따라서 연이어 형성된 복수개의 신호선과, 상기 신호선을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된 제 1 절연층 및 제 2 절연층과, 상기 제 1 절연층 위에 위치하며 상기 신호선과 대향하고, 제 1 직류전위가 부여되는 제 1 기준도전판과, 상기 제 2 절연층 아래에 위치하며 상기 신호선과 대향하고, 상기 제 1 직류전위와는 다른 제 2 직류전위가 부여되는 제 2 기준 도전판 및 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판이 고주파에 대해 단락회로를 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판을 결합하는 콘덴서를 구비하며; 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판은 각 전송로를 따라서 서로 엇갈리게 배치되고, 각 전송로는 각 신호선과 상기 제 1 기준 도전판으로 이루어지는 쌍에 의해서 구성되는 제 1 부분과 각 신호선과 상기 제 2 기준 도전판으로 이루어지는 쌍에 의해서 구성되는 제 2 부분으로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판은 각 전송로의 상기 제 1 및 제 2 부분의 경계에서 겹쳐지도록 배치되고, 각 전송로의 상기 경계에서의 임피던스가 각 전송로의 상기 제 1 및 제 2 부분의 각각에서의 임피던스와 동일하게 되도록, 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판의 겹치는 량이 조정되는 것을 특징으로 하는 고주파신호를 전송하기 위한 복수의 전송로를 가지는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 첨부하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.

제 1 도에 도시한 본 발명의 실시예에 관한 프로우브 장치는, 반도체 웨이퍼상에 형성된 복수의 IC칩의 전기적 특성의 검사를 하도록 구성된다.

프로우브 장치의 장치 본체(10)의 거의 중앙에는 메인 스테이지(11)가 설치된다. 메인 스테이지 (11)에는, 반도체 웨이퍼(W)를 얹어놓기 위한 수평한 얹어놓는면을 가지는 얹어놓는대(13)가 배설된다. 메인 스테이지(11)는 수평면 내에 있어서 X방향 및 Y방향에 얹어놓는대(13)와 함께 이동가능하게 되어 있다. 장치본체(10)의 중앙앞측에는 얼라이먼트 유니트(도시생략)가 설치된다. 얼라이먼트 유니트에는 얼라이먼트용의 화상인식장치로서의 카메라가 설치된다. 얼라이먼트를 위해, 얹어놓는대(23)가 카메라의 아래쪽까지 이동된다.

장치 본체(10)의 우측에는 오토 로우더(15)가 배설된다. 오토 로우더(15)에는, 다수의 반도체 웨이퍼 (W)를 서로 수직방향으로 소정간격을 두고 수용하는 웨이퍼 카세트(C)가 카세트 얹어놓는대(18) 위에 교환 가능하게 배치된다. 웨이퍼 카세트(C)와 상기 얹어놓는대(13)와의 사이에는 수평면 내에서 이동가능한 로우더 스테이지(19)와, Y방향 구동기구와 Z방향 승강기구에 의해 구동가능한 웨이퍼 핸들링 아암(12)이 설치된다.

반도체 웨이퍼(W)를 프로우브 검사할 때는, 웨이퍼는 로우더 스테이지(19)에의해 얹어놓는대(13)의 근처에 반송되고, 핸들링 아암(12)에의해 얹어놓는대(13) 위에 이동된다. 검사 후는 웨이퍼는 핸들링 아암(12)에 의해 로우더 스테이지(19)위로 이동되고, 로우더 스테이지(19)에의해 웨이퍼 카세트(C)에 반송된다.

메인 스테이지(11)의 위쪽에 배설된 장치 본체(10)의 헤드 플레이트(17)에는, 개구가 형성되고, 여기에 인서트링(40)이 배설된다. 인서트링(40)에는, 카드 홀더(41)를 통하여 프로우브 카드(14)가 부착된다. 프로우브 카드(14)는 카드 홀더(41)와 함께, 인서트링(4(1)에 대해서 떼고 붙여진다.

프로우브 카드(14)의 위에는 콘택트링(56) 및 테스트 헤드(58)가 각각 떼고 붙이기가 자유롭게 배치된다. 콘택트링 (56)은 아래쪽 및 위쪽에 돌출하는 도전성 핀(57a), (57b)을 구비한다. 콘택트링(56)은 핀(57a)을 통하여 프로우브 카드(14)의 프린트 배선판(42)과 전기적으로 접속되고, 핀(57b)을 통하여, 테스트 헤드(58)와 전기적으로 접속된다. 테스트 헤드(58)는 테스터(59)에 접속된다. 테스터(59)는 소정의 전원전압이나 검사펄스 신호를 반도체 웨이퍼(W)의 칩에 인가하고, 칩측으로부터의 출력신호를 받아들여서 칩의 양부를 판정한다.

장치 본체(10)의 좌측에는 프로우브 카드 교환기(16)가 배설된다. 프로우브 카드 교환기(16)에는 복수 종류의 프로우브 카드(14)가 카드홀더(41)에 부착된 상태에서, 수직방향으로 소정간격을 가지고 복수개 수용된다.

제 2 도의 도시와 같이, 얹어놓는대(13)는, Y방향으로 연이어 존재하는 2개의 레일을 따라서 Y방향으로 이동이 가능한 Y 스테이지(31a)와, Y 스테이지(31a)위를 X방향으로 연이어 존재하는 2개의 레일을 따라서 X방향으로 이동이 가능한 X 스테이지(31b)를 구비한다. Y, X 스테이지(31a), (31b)는 펄스 모터 등을 포함하는 관용의 구동기구에 의해 수평면 내를 Y방향과 X방향으로 구동된다. X 스테이지(31b)위에 탑재된 척(32)은 주지의 승강기구에 의해 수직방향(Z방향)으로 구동됨과 동시에, 그 중심을 통하는 수직중심선의 둘레를 주지의 회전기구에 의해 회전되도록 되어 있다.

X 스테이지(31b)의 측면에는 승강부재(34)가 고정된다. 승강부재(34)에는 상하방향으로 이동이 자유로운 이동 카메라(33)가 유지된다. 이동 카메라(33)는 고배율부(33a)와 저배율부(33b)로 구성된다.

척(32)의 측면에는 그 직경방향으로 수평하게 돌출하는 작은 조각(35)이 고정된다. 작은 조각(35)은 도전성 박막, 예를 들면 ITO(indium tin oxide) 박막 또는 크롬을 이용하여 그려진 십자마크의 중심에 의해 정의되는 타게트(35a)가 표면에 형성된 직사각형 형상의 투명판으로 이루어진다. 타게트(35a)는 카메라(33)에 의해 X, Y, Z위치를 검출할 때의 기준점으로서 기능한다. 또, 십자형상의 박막의 주변에는, 이것을 덮도록 도전성 투명박막, 예를 들면 ITO의 박막이 배설된다. 도전성 투명박막은, 정전용량센서에 의한 Z방향의 위치검출을 가능하게 하기 위해 배설된다.

타케트(35a)가 형성된 작은 조각(35)은 척(32)의 회전에 의해 이동 카메라(33)의 고배율부의 광축상으로 이동하고, 동시에 여기에서 회피할 수 있도록 되어 있다. 또, 작은 조각(35)은 척(32)에 떼고 붙이기가 자유롭게 부착하도록 구성하는 것도 가능하다.

제 3 도의 도시와 같이, 프로우브 카드(14)는 카드 본체(21)와, 프린트 배선판(42)과, 카드 본체(21)를 프린트 배선판(42)에 부착하기위한 지지블록(50)을 구비한다. 또한, 제 3 도의 부분파단 측면도는 프로우브 카드(14)를, 그 직교하는 2개의 측면을 중심으로 조합시킨 상태로 나타내고 있다.

프린트 배선판(42)은 제 5도의 도시와 같이, 원형의 평면형상을 가지며, 그 중앙에는 직사각형의 중앙개구(43)가 형성된다. 또, 프린트배선판(42)은 복수의 절연층(44)과 프린트 도전층(45)이 번갈아 겹쳐진 다층구조를 이룬다. 절연층(44)은 경질로 기계적 강도가 높은 글래스에폭시수지(glass cloth epoxy resin)로 이루어지며, 프린트 도전층(45)은 동, 또는 동합금 등으로 이루어진다. 후에 상술하는 바와 같이, 예를 들면, 프린트 배선판(42)의 최상부의 2개의 절연층(44) 및 3개의 도전층(45)이, 본 발명의 요부인, 고주파 신호를 전달하기 위한 마이크로 스트립라인 구조를 구성한다.

배선판(42)에는, 평면형상이 직사각형인 지지블록(50)이 지지되고, 중앙개구(43)로부터 아래쪽에 돌출한다. 지지블록(50)은 스테인레스 강철 혹은 알루미늄 등의 높은 강성을 가지는 재료로 이루어진다. 지지블록(50)은 배선판(42) 위에서 좌우방향으로 뻗은 플랜지(51)를 구비한다. 플랜지(51)및 배선판(42)은 이들에 형성된 구멍에 장착된 나사(52a)및 너트(52b)에 의해 일체적으로 고정된다. 지지블록(50)의 아래면에, 카드본체(21)가 나사(54)에 의해 떼고 붙이기가 가능하게 부착된다.

카드 본체(21)는 폴리이미드 수지, 실리콘 수지 등의 가요성이며 동시에 절연성의 재료로 된 직사각형의 막(22)과, 이 위에 형성된, 동 또는 동합금 등으로 이루어지는 플렉시블 프린트회로(FPC, flexible printed circuit)(23)를 가진다. 막(22)의 긴 방향의 양끝단부에는, 프린트 회로(23)에 접속된 복수의 전극패드(25)를 가지는 코넥터부(24)가 배설된다. 코넥터부(24)에는 관통구멍(26)이 형성된 경질의 절연수지판이 접착된다.

이에 대해서, 프린트 배선판(42)에도, 중앙개구(43)의 양측의 윗면에 복수의 전극(46)을 배치한 코넥터부(47)가 설치된다. 프린트 배선판(42)의 코넥터부(47)와, 카드 본체(21)의 코넥터부(24)는 이들에 형성된 구멍(상술한 관통구멍(26)을 포함)에 장착된 나사(53a) 및 너트(53b)에 의해 떼고 붙이기가 가능하게 접속된다. 또, 프린트 배선판(42)의 주변부에는, 콘택트링(56)의 핀(57a)과 접촉하기 위한 복수의 전극(48)이 배설된다.

카드 본체(21)의 막(22)의 아래면 중앙에는, 프린트 회로(23)에 접속된 금 또는 금합금 등으로 이루어지는 다수의 접촉자(28)가 배치된 주 영역 (27)이 형성된다. 주 영역(27)은 반도체 웨이퍼 (W)의 하나의 디바이스, 즉 칩과 거의 같은 사이즈로 형성된다. 접촉자(28)는 칩의 전극패드(EP)에 대응하여 배치되고 동시에 막(22)의 아래면으로부터 돌출한다.

주 영역(27)의 주위에 위치하는 막(22)의 윗면에는 알루미늄 재료 등의 강성을 가지는 재료에 의해 형성된 직사각형 틀형상의 프레임(29)이 일체로 접착된다. 프레임(29)은 평탄하고 균일한 두께를 가지며, 이에 포위된 카드 본체(21)의 주 영 역(27) 및 그 주위에 평면성을 부여한다. 프레임(29)은 나사(54)에 의해지지블록(50)의 아래면에 떼고 붙이기가 자유롭게 고정된다.

카드 본체(21)의 주 영역(27)의 뒤측에는, 강성이 높은 재료로 이루어지는 푸셔(55)가 배설된다. 푸셔(55)는 스윙부재 또는 팽축부재를 통하여 지지블록(50)의 오목부 내에 장착된다. 푸션 (55)의 작용에 의해, 주영역(27)의 접촉자(28)가 웨이퍼(W)의 전극패드(EP)에 확실하게 접촉하게 된다.

제 7 도 및 제 8 도는 프린트 배선판(42)에 있어서, 예를 들면 100MHz 정도 또는 그 이상의 고주파 신호를 전달하기 위한 마이크로 스트립 라인 구조의 요부를 나타낸다. 마이크로 스트립 라인 구조는 예를들면, 프린트 배선판(42)의 최상부의 2개의 절연층(44a), (44b) 및 3개의 도전층(45a, 45b, 45c)에 의해 구성된다.

각 절연층(44a), (44b)은 두께 수 100μ m정도로, 본 실시예에 있어서는 유전율 ε r이 4.8의 글래스 에폭시수지로 이루어진다. 글래스에폭시 수지대신에, 페놀수지, 폴리이미드수지, 테프론 등의 다른 절연물을 이용할 수도 있다. 각 도전층(45a, 45b, 45c)은, 동 또는 동합금등으로 이루어지며, 소정의 형상으로 패턴화된 상태에서, 절연층(44a), (44b) 위에 프린트된다. 제 5 도의 도시와 같이, 상하의 도전층(45a), (45c)은 프린트 배선판(42)과 실질적으로 같은 외부 윤곽을 가지도록 패턴화되고, 다른 직류전위를 부여받는 기준 도전판(71), (73)으로서 사용된다. 이에 대해서 중앙의 도전층(45b)은 복수의 가는 신호선(72)으로서 패턴화된다.

프린트 배선판(42)의 윗면의 전극(46)(또는 48)과 신호선(72)과의 접속의 실시형태는 제 6 도의 도시와 같은 것이 된다. 전극(46)(또는 48)은 기준 도전판(71)으로부터 에칭에 의해 분리된 부분으로 이루어지며, 절연층(44a)에 형성된 작은 구멍(76)을 통하여 신호선(72)과 접속된다. 이 구조를 형성하기 위해, 도전층(45a)을 절연층(44a)위에 프린트하기 전에, 절연층(44a)에 작은 구멍(76)을 미리 형성해 둔다. 다음에, 전극(46)이 되는 부분을 포함하도록 도전층(45a)을 절연층(44a) 위에 프린트한다. 다음에, 에칭에 의해 기준 도전판(71)으로부터 전극(46)을 분리한다. 이와 같이 하면, 매우 작은 구멍(76)을 형성하는 것만으로, 전극(46)과 신호선(72)과의 접속이 얻어지며, 전극(46)을 형성한 부분의 고주파 특성이 손상되지 않게 된다.

제 5 도의 도시와 같이, 상측의 기준 도전판(71)은 2개의 반원형부분으로 이루어지도록 형성된다. 기준 도전판(71)에는, 신호선(72)에 대응하는 위치에서, 프린트 배선판(42)의 둘레에 가까운 측에 개구(81)가 형성된다. 한편, 하측의 기준 도전판(73)은 1매의 원형판으로서 형성된다. 기준 도전판(73)에는 신호선(72)에 대응하는 위치에서, 프린트 배선판(42)의 중앙 개구(43)에 가까운 측에 개구(82)가 형성된다. 따라서, 신호선(72)에 대한 관계에 있어서, 상하의 기준 도전판(71),(73)은 제 7 도 및 제 8 도의 도시와 같이, 경계부분(83)에서 약간의 겹침을 수반하며, 신호선(72)의 상하에 서로 다르게 배치된다.

예를 들면, 하측의 기준 도전판(73)에는 OV의 접지전위가 부여되고, 상측의 기준 도전판(73)에는 +5V의 플러스 전위가 부여된다. 상하의 도전판(71),(73)은 용량(79)에 의해 결합되고, 고주파에 대해서는 단락상태가 되어 있다. 고주파의 신호는 프린트 배선판(42)의 둘레의 전극(48)으로부터 경계부분(83)까지는, 하측의 기준 도전판(73)과 신호선(72)과의 쌍에 의해 전송되고, 경계부분(83)으로부터 중앙 개구(43)의 근방의 전극(46)까지는, 상측의 기준 도전판(71)과 신호선(72)과의 쌍에 의해 전송된다.

제 7 도 및 제 8 도의 도시의 구조에 있어서는, 제 9 도의 도시와같이, 고주파 신호의 전송방향을 따른 각 부의 분포 정수회로에 의해 규정되는 임피던스가 발생한다. 이 등가회로는 인덕턴스(L1∼L6), 저항(R1∼R6) 각각의 직렬접속과, 도전판(71, 72, 73)사이의 용량(C1∼C3)에 의해 나타낼 수가 있다. 여기서, 하측 기준 도전판(73)에 대응하는 전송로 부분의 임피던스를 Z1, 상하 기준 도전판(71), (73)의 경계부분(83)에 대응하는 반송로 부분의 임피던스를 Z2, 상측 기준 도전판(71)에 대응하는 전송로 부분의 임피던스를 Z3으로 한다.

본 발명자는, 상하의 기준 도전판(71),(73)의 경계부분(83)에 있어서의 겹침량 OL(제 10A 도 참조)을 변화시키므로써, 경계부분(83)에 대응하는 전송로 부분의 임피던스(Z2)를 조정할 수 있다는 것을 발견했다. 즉, 기준 도전판(71), (73)의 겹침량(OL)을 조정하므로써, 경계부분(83)에 대응하는 전송로 부분의 임피던스(Z2)를, 기준 도전판(73) 및 기준 도전판(71)의 각각에 대응하는 전송로 부분에 있어서의 임피던스(Z1), (Z3)과 같게 할 수가 있다. 겹침량(OL)은, 절연층(44b), (44a)의 두께가 두꺼워질수록, 크게 하고, 반대로 절연층(44b), (44a)의 두께가 얇아질수록, 작게 한다. 따라서, 제 10B 도의 도시와 같이, 겹침량(OL)을 거의 0으로 설정할 필요가 있는 경우도 상정된다.

예를 들면, 기준 도전판(73) 및 기준 도전판(71)의 각각에 대응하는 전송로부분에 있어서의 임피던스(Z1), (Z3)은 각각 예를 들면 50Ω 정도가 된다. 따라서, 경계부분(83)에 대응하는 전송로 부분에 있어서의 임피던스(Z2)도 50Ω 정도가 되도록, 기준 도전판(71),(73)의 겹침량(OL)을 조정한다.

또한, 여기서 의도하는 고주파 신호의 전송로는 전송로에 따른 각 위치에 있어서, 신호선(72)과, 기준 도전판(71),(73) 중의 어느 한쪽만의 쌍에 의해 구성되는 마이크로 스트립 라인 구조이다. 따라서, 기준 도전판 (71),(73)은 경계부분 (83)을 제외하고, 겹치지 않도록 되어 있다. 예를 들면, 두께 150μ m정도로, 유전율 ε r이 4.8 인 글래스 에폭시 수지를 절연층(44b), (44a)으로서 이용하고, 도전층(45a, 45b, 45c)으로서, 두께 35μm인 동 또는 동합금을 이용한 경우, 겹침량(OL)의 바람직한 범위는 50∼150μm이 된다.

상술한 구성을 가지는 고주파 신호의 전송로에 있어서는, 종래의 구조에서는 문제가 생기는, 예를 들면 100MHz 또는 그 이상의 고주파 신호의 펄스열이 정방향으로의 진행파로서 신호선(72)에 입력된다. 그러나, 기준 도전판(73), 경계부분(83) 및 기준 도전판(71)에 각각 대응하는 각 전송로 부분에 있어서의 임피던스(Z1, Z2, Z3)는 각각 거의 동일한 값, 가령 약 50Ω로 설정되어 있다. 그러므로, 입사한 진행파에 대해서는, 반사현상이 거의 생기기 않고, 반사계수는 거의 0이 된다. 입사전압에 대한 반사전압에 의한 영향이 없기 때문에, 펄스신호판의 파형을 거의 붕괴하지 않고 전송할 수가 있다. 즉, 신호판의 파형을 무너뜨리지 않고 전송할 수가 있으므로, 신호판의 변형에 따른 검사 에러가 없어진다.

또한, 상기 실시예에 있어서는, 접지전위 및 +5V의 2개의 기준면을 가지는경우의 프린트 배선판에 대해서 설명했는데, 본 발명은 2개 이상의 기준면을 가지는 경우에도 적용할 수가 있다. 예를 들면 제 11A도의 도시의 변경예에서는 2개의 기준 도전판(73), (71)에 더하여, 가령+10V의 직류전위가 되는 3매째의 기준 도전판(74)이 배설된다. 또, 제11B도에 도시한 변경예에서는, 게다가 4매째의 기준 도전판(75)이 배설된다. 어느 경우에나 각 기준 도전판의 겹침량은, 신호선의 임피던스가 소용값이 되도록 설정된다.

또, 상기 실시예에 있어서는 멤블레인형의 프로우브 카드(14)에 관하여 설명했는데, 본 발명은 수직침형, 경사침형의 프로우브 카드에 대해서도 마찬가지로 적용할 수가 있다. 또, 본 발명은, 프로우브 카드(14)의 프린트 배선판(42)뿐이 아니고, 가령 테스트 헤드(58)의 퍼포먼스 보드와 같은, 고주파 신호를 전송하기 위한 다른 프린트 배선판에도 적용할 수가 있다. 게다가, 본 발명은, 반도체 웨이퍼의 프로우브 장치만이 아니고, LCD 기판 등의 다른 대상물의 전기적 특성을 검사하는 프로우브 장치에도 적용할 수가 있다.

제 1 도는 본 발명의 실시예에 관한 프로우브 장치의 전체를 나타내는 개략도,

제 2 도는 제 1 도에 도시한 프로우브 장치의 얹어놓는대를 나타내는 사시도,

제 3 도는 제 1 도에 도시한 프로우브 장치의 프로우브 카드를, 그 직교하는 두개의 측면을 중심으로 조합시켜서 나타내는 부분파단 측면도,

제 4 도는 제 3 도에 도시한 프로우브 카드의 카드 본체를 나타내는 사시도,

제 5 도는 제 3 도에 도시한 프로우브 카드의 프린트 배선판을 나타내는 평면도,

제 6 도는 제 5 도에 도시한 신호선 라인의 콘택트전극을 나타내는 단면도,

제 7 도는 제 3 도에 도시한 프로우브 카드의 프린트 배선판의 특징부분을 모식적으로 나타내는 확대 사시도,

제 8 도는 제 7 도에 도시한 구조의 단면도,

제 9 도는 제 7 도에 도시한 구조의 등가 회로도,

제 10A, B도는 각각 제 7 도에 도시한 구조의 요부를 나타내는 확대 단면도, 및 같은 요부의 변경예를 나타내는 확대 단면도,

제 11A, B 도는 각각 제 7 도에 도시한 구조의 변경예를 나타내는 개략단면도,

제 12 도는 종래의 고주파용 프린트 배선판의 부분으로서, 제 7 도에 도시한 구조에 대응하는 부분을 모식적으로 나타내는 확대 사시도,

제 13 도는 제 12 도에 도시한 구조의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부분의 설명>

1 : 절연층 2 : 신호선

3, 4 : 기준 도전판 5 : 홈

6 : 콘덴서 10 : 장치본체

11 : 메인 스테이지 12 : 핸들링 아암

13 : 얹어놓는대 14 : 프로우브 카드

15 : 오토 로우더 16 : 프로우브 카드 교환기

17 : 헤드 플레이트 18 : 카세트 얹어놓는대

19 : 로우더 스테이지 21 : 카드 본체

22 : 막 23 : 플렉시블 프린트 회로

24, 47 : 코넥터부 25 : 전극패드

26 : 관통구멍 27 : 주 영역

28 : 접촉자 29 : 프레임

31a : Y 스테이지 31b : X 스테이지

32 : 척 33 : 이동 카메라

33a : 고배율부 33b : 저배율부

34 : 승강부재 35 : 작은 조각

35a : 타케트 40 : 인서트링

41 : 카드 홀더 42 : 프린트 배선판

43 : 중앙개구 44, 44a, 44b : 절연층

45, 45a, 45b, 45c : 프린트 도전층

46, 48 : 전극 50 : 지지블록

51 : 플랜지 52a, 53a, 54 : 나사

52b, 53b : 너트 55 : 푸셔

56 : 콘택트링 57a, 57b : 도전성 핀

58 : 테스트 헤드 59 : 테스터

71, 73, 74, 75 : 기준 도전판 72 : 신호선

76 : 작은 구멍 79 : 용량

81 : 개구 83 : 경계부분

Claims

고주파 신호를 전송하기 위한 복수의 전송로를 가지는 프린트 배선판으로서,

상기 복수의 전송로를 따라서 연이어 형성된 복수개의 신호선과,

상기 신호선을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된 제 1 절연층 및 제 2 절연층과,

상기 제 1 절연층 위에 위치하며 상기 신호선과 대향하고, 제 1 직류전위가 부여되는 제 1 기준 도전판과,

상기 제 2 절연층 아래에 위치하며 상기 신호선과 대향하고, 상기 제 1 직류전위와는 다른 제 2 직류전위가 부여되는 제 2 기준 도전판 및

상기 제 1 및 제 2 기준 도전판이 고주파에 대해 단락회로를 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판을 결합하는 콘덴서를 구비하며;

상기 제 1 및 제 2 기준 도전판은 각 전송로를 따라서 서로 엇갈리게 배치되고, 각 전송로는 각 신호선과 상기 제 1 기준 도전판으로 이루어지는 쌍에 의해서 구성되는 제 1 부분과 각 신호선과 상기 제 2 기준 도전판으로 이루어지는 쌍에 의해서 구성되는 제 2 부분으로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판은 각 전송로의 상기 제 1 및 제 2 부분의 경계에서 겹쳐지도록 배치되고, 각 전송로의 상기 경계에서의 임피던스가 각 전송로의 상기 제 1 및 제 2 부분의 각각에서의 임피던스와 동일하게 되도록, 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판의 겹치는 량이 조정되는 것을 특징으로 하는 고주파신호를 전송하기 위한 복수의 전송로를 가지는 프린트배선판.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 절연층의 두께가 커질수록, 상기 겹치는 량을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항에 있어서, 상기 신호선의 끝단부에 접속되는 복수의 전극을 더 구비하고, 상기 전극이 상기 제 2 기준 도전판과 동일면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 3 항에 있어서, 상기 전극이 상기 제 2 기준 도전판과 공통의 도전층에 유래하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항에 있어서, 상기 전송로가 프로우브 카드 본체의 접촉자에 고주파 신호를 전송하도록 형성되고, 상기 접촉자는 피검사체의 전극패드에 접속이 가능하게 배열 설치되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 5 항에 있어서, 상기 프로우브 카드 본체를 지지하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 6 항에 있어서, 상기 프린트 배선판의 중앙에, 상기 프로우브카드 본체를배치하기 위한 개구가 형성되고, 상기 신호선이 상기 개구주위에 방사형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
복수의 전극패드를 구비하는 피검사체의 전기적 특성을 고주파신호를 이용하여 검사하기 위한 프로우브 카드로서,

(a) 상기 전극패드에 접촉하기 위한 접촉자를 가지는 프로우브 카드 본체와,

(b) 고주파신호를 전송하기 위한 복수의 전송로를 가지는 프린트 배선판과, 상기 프린트배선판은,

상기 복수의 전송로를 따라서 연이어 형성된 복수개의 신호선과,

상기 신호선을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된 제 1 절연층 및 제 2 절연층과,

상기 제 1 절연층 위에 위치하며 상기 신호선과 대향하고, 제 1 직류전위가 부여되는 제 1 기준 도전판과,

상기 제 2 절연층 아래에 위치하며 상기 신호선과 대향하고, 상기 제 1 직류전위와는 다른 제 2 직류전위가 부여되는 제 2 기준 도전판, 및

상기 제 1 및 제2 기준 도전판이 고주파에 대해 단락회로를 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판을 결합하는 콘덴서를 구비하며,

상기 제 1 및 제 2 기준 도전판은 각 전송로를 따라서 서로 엇갈리게 배치되고, 각 전송로는 각 신호선과 상기 제 1 기준 도전판으로 이루어지는 쌍에 의해서 구성되는 제 1 부분과 각 신호선과 상기 제 2 기준 도선판으로 이루어지는 쌍에 의해서 구성되는 제 2 부분으로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판은 각 전송로의 상기 제 1 및 제 2 부분의 경계에서 겹쳐지도록 배치되고, 각 전송로의 상기 경계에서의 임피던스가 각 전송로의 상기 제 1 및 제 2 부분의 각각에서의 임피던스와 동일하게 되도록, 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판의 겹치는 량이 조정되는 것을 특징으로 하는 상기 접촉자에 고주파신호를 전송하기 위한 복수의 전송로를 가지는 프린트 배선판; 및

(c) 상기 프로우브 카드 본체를 상기 프린트 배선판에 부착하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로우브 카드.
제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 절연층의 두께가 커질수록, 상기 겹치는 량을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 프로우브 카드.
제 8 항에 있어서, 상기 프린트 배선판은 상기 신호선의 끝단부에 접속되는 복수의 전극을 더 구비하고, 상기 전극이 상기 제 2 기준 도전판과 동일면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로우브 카드.
제 10 항에 있어서, 상기 프린트 배선판의 상기 전극이 상기 제 2 기준 도전판과 공통의 도전층에 유래하는 것을 프로우브 카드.
제 8 항에 있어서, 상기 프린트 배선판의 중앙에, 상기 프로우브카드 본체를배치하기 위한 개구가 형성되고, 상기 신호선이 상기 개구주위에 방사형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 프로우브 카드.
복수의 전극패드를 구비하는 피검사체의 전기적 특성을 고주파 신호를 이용하여 검사하기 위하여, 테스터에 접속되어 사용되는 프로우브 장치로서,

(a) 상기 피검사체를 얹어놓기 위한 얹어놓은 대;

(b) 상기 얹어놓는 대의 위쪽에 배열 설치되고, 상기 전극패드에 접촉하기 위한 접촉자를 가지는 프로우브 카드 본체;

(c) 고주파신호를 전송하기 위한 복수의 전송로를 가지는 프린트배선판과, 상기 프린트배선판은,

상기 복수의 전송로를 따라서 연이어 형성된 복수개의 신호선과,

상기 신호선을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된 제 1 절연층 및

제 2 절연층과,

상기 제 1 절연층 위에 위치하며 상기 신호선과 대향하고, 제 1 직류전위가 부여되는 제 1 기준 도전판과,

상기 제 2 절연층 아래에 위치하며 상기 신호선과 대향하고, 상기 제 1 직류전위와는 다른 제 2 직류전위가 부여되는 제 2 기준 도전판, 및

상기 제 1 및 제 2 기준 도전판이 고주파에 대해 단락회로를 형성하도록 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판을 결합하는 콘덴서를 구비하며,

상기 제 1 및 제 2 기준 도전판은 각 전송로를 따라서 서로 엇갈리게 배치되고, 각 전송로는 각 신호선과 상기 제 1기준 도전판으로 이루어지는 쌍에 의해서 구성되는 제 1 부분과 각 신호선과 상기 제 2 기준 도전판으로 이루어지는 쌍에 의해서 구성되는 제 2 부분으로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판은 각 전송로의 상기 제 1 및 제 2 부분의 경계에서 겹쳐지도록 배치되고, 각 전송로의 상기 경계에서의 임피던스가 각 전송로의 상기 제 1 및 제 2 부분의 각각에서의 임피던스와 동일하게 되도록, 상기 제 1 및 제 2 기준 도전판의 겹치는 량이 조정되는 것을 특징으로 하는 상기 접촉자에 고주파신호를 전송하기 위한 복수의 전송로를 가지는 프린트 배선판; 및

(d) 상기 프로우브 카드 본체를 상기 프린트 배선판에 부착하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로우브 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 절연층의 두께가 커질수록, 상기 겹치는 량을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 프로우브 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 프린트 배선판은 상기 신호선의 각 끝단부에 접속되는 복수의 전극을 더 구비하고, 상기 전극이 상기 제 2 기준 도전판과 동일면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로우브 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 프린트 배선판의 상기 전극이 상기 제 2 기준 도전판과 공통의 도전층에 유래하는 것을 특징으로 하는 프로우브장치.
제 13 항에 있어서, 상기 프린트 배선판의 중앙에, 상기 프로우브카드 본체를 배치하기 위한 개구가 형성되고, 상기 신호선이 상기 개구의 주위에 방사형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 프로우브 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 절연층의 유전체 상수, 또는 상기 신호선의 두께 또는 폭이 작을수록 상기 겹치는 량을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 절연층의 유전체 상수, 또는 상기 신호선의 두께 또는 폭이 작을수록 상기 겹치는 량을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 프로우브 카드.
제 13 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 절연층의 유전체 상수, 또는 상기 신호선의 두께 또는 폭이 작을수록 상기 겹치는 량을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 프로우브 장치.