KR100487557B1 - 칩사이즈 프로브카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칩사이즈 프로브카드에 관한 것으로서, 특히 반도체웨이퍼와 테스트시스템의 PCB의 공간 및 신호선 처리의 공간이 허용되는 다수개의 웨이퍼다이를 동시에 테스트가 가능토록 한 칩사이즈 프로브카드에 관한 것이다.

본 발명의 전체적인 구성은 내측에 다수개의 팁이 배설되고 단부에 고정대를 결합하여 T너트에 의해 팁베이스상의 패드의 상부에 고정되는 프로빙소켓과; 횡으로 적정수의 패드에셈블리가 배설되고 스페이서 상에 형성된 안착홈에 결합되는 팁베이스와; 중앙에 개구부와 외측에 팁베이스가 결합되는 안착홈이 형성된 원반형상의 스페이서와; 중앙에 패드와 외주연에 테스트시스템과 연결되는 연결선이 형성된 PCB기판과; 상기 PCB기판의 저면에는 보강판과 스페이서에 결합되어 팁베이스를 보호하는 보호커버가 일체로 결합된 구성으로 이루어진 것이다.

Description

칩사이즈 프로브카드{Chip size probe card}

본 발명은 칩사이즈 프로브카드에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼와 테스트시스템의 신호선 처리를 다수개의 웨이퍼다이에 대해서 동시에 테스트가 가능토록 한 칩사이즈 프로브카드에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼는 6,8,10,12인치의 원판형으로 각각의 판마다 수백 개의 칩을 가지며, 각 칩은 많은 용량을 가지고 있는 디램 또는 에스램 등 여러 가지가 존재한다.

이러한 웨이퍼 상에 식설된 각 칩들의 이상유무를 검사하는데, 이 검사를 위해 테스트시스템에서 특정한 신호를 만들어 칩에 보내야하고, 송출된 신호에 대한 결과를 받아 분석 및 판정을 하고, 또 이 결과를 데이터화하여 볼 수 있도록 하여야 한다.

이때 테스트시스템과 웨이퍼에 있는 칩들 상호간에 신호를 주고받는 통로 역할을 수행하는 것이 프로브카드(probe card)이다.

이와 같이 웨이퍼의 이상유무를 검사하는 종래기술에 따른 프로브카드의 구조는 0.15㎜ 정도의 가느다란 와이어를 적당한 크기로 절단한 후 단부를 에칭한 후, 이 에칭한 끝 부분을 적당한 길이로 밴딩을 실시한 후 탐침플레이트에 배설한 후 에폭시로 경화시켜 PCB에 장착한 후 PCB 설계내용에 적합하도록 와이어를 연결시키는 방법으로 제작하고 있다.

이는 1개의 칩당 PCB상에서 차지하는 영역과 임피던스 메칭이 이루어지지 않는 영역이 넓고, 외부신호로부터 간섭영역이 넓고, 또 에폭시의 선팽창계수가 큼에 따라 넓은 영역제작시에 위치의 어긋남이 많아지고, 다수 개를 동시에 검사하기 위해 매트릭스를 형성하면 와이어의 길이가 차이가 나므로 나쁜 결과를 가져오고, 팁이 마모되었을 때 교체가 불가능하며, 팁간의 간격이 확실하게 구별이 안되고, 에폭시 혼합시에 주변 환경적 영향을 많이 받아 누설전류 및 기타 여러 가지 문제를 발생시킬 수 있으며, 제조공정이 복잡하므로 실질적으로 제조시간이 많이 걸리게되는 것이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 프로빙소켓을 적용하여 팁베이스에서 불규칙 간격으로 프로빙소켓의 핀위치를 등간격으로 일정하게 구연하고 기성품을 응용 변형시킨 핀을 통하여 PCB와 통하는 길을 확보함으로써 테스트시스템이 허용하는 최대의 동시테스트가 가능한 칩사이즈 프로브카드를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 안정적인 신호의 전달을 위하여 경로를 최소화하고 칩 케페시텐스를 프로브소켓의 전원과 근접된 위치에 부착되는 구조를 갖는 칩사이즈 프로브카드를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전체적인 구성은 내측에 다수개의 팁이 배설되고 단부에 고정대를 결합하여 T너트에 의해 팁베이스상의 패드의 상부에 고정되는 프로빙소켓과; 횡으로 적정수의 패드에셈블리가 배설되고 스페이서 상에 형성된 안착홈에 결합되는 팁베이스와; 중앙에 개구부와 외측에 팁베이스가 결합되는 안착홈이 형성된 원반형상의 스페이서와; 중앙에 패드와 외주면에 테스트시스템과 연결되는 연결선이 형성된 PCB기판과; 상기 PCB기판의 저면에는 보강판과 스페이서에 결합되어 팁베이스를 보호하는 보호커버가 일체로 결합된 구성으로 이루어진 것이다.

이하 본 발명의 전체적인 구성상태 및 이로부터 얻게되는 특유의 효과 등에 대하여 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성상태를 예시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일구성요소인 프로빙소켓몸체의 사시도, 도 3은 팁베이스를 구성하는 패드어셈블리의 구성상태의 예시도, 도 4는 본 발명을 결합시킨 상태의 종단면도, 도5는 본 발명의 조립상태를 예시한 사시도이다.

동 도면에 예시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전체적인 구성은 웨이퍼상의 칩과 연결되어 신호를 팁베이스(10)에 식설된 패드어셈블리(6)에 신호를 보내는 팁(1)이 배설된 프로빙소켓본체(5)와, 스페이서(15)상에 안착되어 관통공의 저면에 식설된 핀(7)에 의해 PCB기판(20)의 패드에 신호를 전달하는 팁베이스(10)와, 상기 팁베이스(10)를 안정적으로 결합하는 스페이서(15)와, 중앙에 패드가 형성되고 방사형으로 연결선이 배설된 PCB기판(20)과, 상기 PCB기판(20)의 변형을 방지하기 위하여 저면에 결합되는 보강판(25) 및 상기 스페이서(15)의 상면에 결합되어 팁베이스(10)를 보호하는 보호커버(30)로 구성된 것이다.

상기 프로빙소켓본체(5)는 내측에 다수개의 팁(1)이 배설된 프로빙소켓(2)과, 상기 프로빙소켓(2)의 양단부에 형성된 통공(2a)에 결합되어 T너트(3)에 의해 팁베이스(10)에 형성된 체결공(9a)에 결합되는 고정대(4)로 구성된 것이다.

상기 고정대(4)의 내측에는 중앙에 T너트(3)가 결합되는 T너트체결공(4a)이 형성된 삽입홈(4b)이 형성되고, 외측의 저면에는 핀(P1)을 고정하기 위한 2개의 핀홀(4c)과 볼트체결공(4d)이 형성된 구성으로 이루어진 것이다.

또 상면에 프로빙소켓본체(5)가 결합되는 팁베이스(10)는 중앙에 횡으로 패드어셈블리(6)가 형성되고, 상기 패드어셈블리(6)의 양측에는 상술한 고정대(4)의 저면에 결합되는 핀(P1)의 타측을 결합하기 위한 핀홀(7)이 형성되고, 상기 핀홀(7)의 내측에는 고정대(4)에 형성된 볼트체결공(4d)과 수직선상으로 동축을 이루는 통공(8)이 형성되어 있다.

또한 내측에는 삽입홈(4b)의 T너트체결공(4a)에 결합된 T너트(3)를 저부에서 볼트(B1)를 체결하기 위한 체결공(9a)이 형성되고, 그리고 외측에는 4개의 핀홀(9b)과 볼트체결공(9c)이 마련된 구성으로 이루어진 것이다.

상기 패드에셈블리(6)는 적정한 수로 배설이 가능한 것으로서 이의 배열수를 많이 하면 할수록 한번에 테스트하는 처리용량이 많아지므로 작업효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기 패드어셈블리(6)는 동 도면에서 열이 정렬된 패드(6a)의 근접위치에 형성된 관통공(6b)을 형성하여, 상기 패드(6a)와 관통공(6b)을 동박을 이용한 연결선(6c)으로 상호 연결한 것이다.

그리고 상기 관통공(6b)은 상/하부가 직경이 다른 형태로 2단으로 구현하여 이에 완충영역을 갖는 핀(6d)을 결합하고, 각 핀(6d)의 공간부에는 노이즈 바이패스를 위한 칩케페시던스(6e)를 부착한 구성으로 이루어진 것이다.

상기 관통공(6b)을 2단으로 형성한 이유는 핀(6d)에 대한 리셉터클 역할이 가능토록 하였고, 핀(6d)의 몸체에 미세한 변형을 주어 관통공(6b)과 기계적이고 전기적인 결합이 이루어지도록 도모한 것이다.

또한 상기 팁베이스(10)를 안정적으로 고정하기 위한 스페이서(15)는 중앙에는 스페이서(10)에 배설된 패드어셈블리(6)의 크기에 상응하는 개구부(11)가 형성되고, 상기 개구부(11)의 외측에는 안착홈(12)을 형성하여 팁베이스(10)가 삽입되도록 하였고, 개구부(11)의 두께(11a)를 팁베이스(10)하부에 창작된 연결핀(6d)이 적당히 눌림이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

그리고 안착홈(12)의 양측면에는 팁베이스(10)에 형성된 통공(8)과 체결공(9a)과 동일위치에 2개의 통공(13a,13b)이 형성되고 외측에는 기준핀(P)을 삽입하기 위한 4개의 핀홀(14a)과 볼트체결공(14b)과, 상기 안착홈12)의 외측에는 또 다른 볼트체결공(14c)이 적정한 수로 배설되어 있다.

또한 팁베이스(10)에 배설된 패드어셈블리(6)에 의해서 전달되는 전기적 신호를 받아 테스트시스템(도시하지 않음)에 신호를 보내는 PCB기판(20)은 중앙에는 패드(16)가 배설되고, 외측에는 신호연결극(17)이 방사형으로 배설되어 연결선(18)으로 상호 연결하여 신호가 전달되는 구성으로 이루어진 것이다.

그리고 상기 패드(16)의 외측에는 핀홀(18)과 볼트체결공(19a,19b)이 형성되어 있다.

상기 PCB기판(20)의 저면에 결합되는 보강판(25)은 PCB기판(20)에 붙는 전자부품의 보호역할을 하게 되는 공간을 확보한 것으로서, 이를 구성하는 내측링(21)과 외측링(22)의 체결부만이 상향으로 돌출 형성되고, 기타 부분은 낮게 형성되어 PCB기판(20)과 일정한 공간을 형성하게 되는 것이다.

또한 상기 스페이서(15)의 상면에 일체로 결합되는 보호커버(30)는 중앙에 개구부(26)가 형성되고, 이 개구부(26)의 외측에는 팁베이스(15)의 크기에 상응하는 크기의 요홈(27)을 형성하고 외측에는 적정수의 체결공(28)이 형성된 구성으로 이루어진 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 각 부품간의 기계적 결합은 고정대(4)의 저면에 형성된 핀홀(4c)에 2개의 핀(P)을 삽입하여 이를 팁베이스(10)에 형성된 핀홀(7)에 삽입한 후, 상기 고정대(4)의 내측에 형성된 삽입홈(4b)에 다수개의 팁(1)이 배설된 프로빙소켓(2)의 양단부를 삽입한 후, 상부에서 T너트(3)를 삽입하고, 팁베이스(10)의 저부에서 볼트(B)를 체결함으로써, 팁베이스(10)상에 프로빙소켓본체(5)를 일체로 결합하게 되는 것이다.

이와 같이 상면에 프로빙소켓본체(5)가 결합된 팁베이스(10)는 스페이서(15)에 마련된 안착홈(12)에 삽입되어 안정적으로 위치하게 되는 것이다.

또 PCB기판(20)의 저면에 보강판(25)을 맞대고 외측에 형성된 체결공(23)에 볼트(B3)를 체결하여 PCB기판(20)과 스페이서(15)와 일체로 조립되는 것이다.

또 팁베이스(10)와 스페이서(15) 및 PCB기판(20)에 형성된 기준핀홀(9b,14a,18a)에 핀(P2)을 삽입하여 정위치로 조정한다.

상기와 같이 PCB기판(20)과 스페이서(15) 및 팁베이스(10)가 정위치에 맞춰진 상태에서 각각의 부재에 형성된 체결공(9c,14b,19a,24)에 볼트(B4)를 결합한 후, 스페이서(15)의 상면에 보호커버(30)를 결합시켜 체결공(28)에 볼트(B2)를 체결함으로써 일련의 조립작업이 완료되는 것이다.

상기와 같이 조립된 칩사이즈 프로브카드의 신호전달경로는 본 발명에서 사용하고자하는 핀에서의 신호는 프로빙소켓(2)에 배설된 팁(1)을 경유하여 팁베이스(10)를 구성하는 패드어셈블리(6)상에 배설되어있는 패드(6a)와 연결핀(6b)을 경유하여 PCB기판(20)상의 패드(16)에 의해 테스트시스템에 신호가 전달되는 것이다.

이러한 구성은 팁베이스(10)와 PCB기판(20)상에 형성되는 패드어셈블리(6,16)의 수를 임의로 배열할 수 있으므로 웨이퍼의 검사를 신속하게 처리할 수 있게되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 이미 만들어진 프로빙소켓에서부터 PCB까지 신호전달의 경로가 프로빙소켓의 넓이 내에서 수직방향으로 이루어질 수 있도록 하고, 또 불규칙간격의 핀위치를 등간격으로 만듦으로써 작업이 간편해지고 단위면적당 신호선의 수를 최대로 만들어 줌으로써 테스트시스템이 허용하는 한 동시테스트의 수량에 제한을 받지 않는다.

또한 금속의 접촉점은 금속의 복원력을 이용하여 작업성을 간편화함으로써 생산성을 극대화하였고 전원의 잡음을 없애기 위한 부품의 배치를 전원공급의 최종단에 위치하도록 하여 양질의 신호가 공급되도록 하였다.

또한 프로빙소켓과 프로빙소켓간에 미세간격 조절은 티너트와 구멍과 접착제로 조절 가능토록 하였고, 금속의 복원력을 이용하는 부분은 스페이서를 사용하여 일정한 누름 현상이 이루어질 수 있도록 하였고, PCB의 평탄유지와 부품의 보호를 위하여 보강판의 평탄과 두께를 조절하여 본 발명의 목적을 달성하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성상태를 예시한 분해사시도

도 2는 본 발명의 일구성요소인 프로빙소켓 본체의 사시도

도 3은 팁베이스를 구성하는 패드어셈블리의 구성상태를 예시한 것으로,

(a)는 확대사시도

(b)는 일부 절결 단면도

도 4는 본 발명을 결합시킨 상태의 종단면도

도 5는 본 발명의 조립상태를 예시한 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1…팁 2…프로빙소켓 3…T너트 4…고정대 4a…T너트체결공

5…프로빙소켓본체 6…패드어셈블리 7…핌홀 8…통공

10…팁베이스 11…개구부 12…안착홈 14a…핀홀

15…스페이서 16…패드 17…신호연결극 18…연결선

20…PCB기판 21…내측링 22…외측링 25…보강판

26…개구부 27…요홈 30…보호커버

Claims (5)

1. 내측에 다수개의 팁이 배설되고 단부에 고정대를 결합하여 T너트에 의해 팁베이스상의 패드 상부에 고정되는 프로빙 소켓과; 횡으로 적정수의 패드에셈블리가 배설되고 스페이서상에 형성된 안착홈에 결합되는 팁베이스와; 중앙에 개구부와 외측에 팁베이스가 결합되는 안착홈이 형성된 원반형상의 스페이서와; 중앙에 패드와 외주연에 테스트시스템과 연결되는 연결선이 형성된 PCB기판의 저면에는 보강판과 스페이서에 결합되어 팁베이스를 보호하는 보호커버가 일체로 결합된 통상의 칩사이즈 프로브 카드에 있어서, 상기 프로빙 소켓 몸체에 배설된 팁에 인가되는 신호는 스페이서의 개구부를 과통하는 팁베이스의 패드어셈블리에 의해 PCB기판상의 패드에 전달되도록 구성된 것을 특징으로 하는 칩사이즈 프로브 카드.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 팁베이스와 스페이서 및 PCB기판의 정렬은 각각에 형성된 기준핀홀에 기준핀을 삽입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 칩사이즈 프로브 카드.
4. 제1항에 있어서, 상기 팁베이스에 형성된 패드어셈블리는 패드와 관통공을 동박을 이용한 연결선으로 연결되고, 상기 관통공에는 완충영역을 갖는 핀을 결합하고, 상기 핀의 공간부에는 노이즈 바이패스를 위한 칩케페시던스를 부착한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩사이즈 프로브카드.
5. 제1항에 있어서, 상기 보강판은 내측링과 외측링의 체결부만이 상향으로 돌출 형성되고, 나머지 부분은 낮게 형성되어 PCB기판과 일정한 공간을 확보한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩사이즈 프로브 카드.