KR100592214B1

KR100592214B1 - 프로브 카드 제조방법

Info

Publication number: KR100592214B1
Application number: KR1020050023309A
Authority: KR
Inventors: 이억기
Original assignee: 주식회사 파이컴; 이억기
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2005-03-21
Publication date: 2006-06-26
Also published as: US20080157792A1; JP2008536109A; TW200641360A; TWI292827B; DE112006000623T5; CN101164152A; WO2006101327A1

Abstract

본 발명은 프로브 카드 제조방법에 관한 것으로, 특히 프로브 카드의 전기구성요소(MPH : Micro Probe Head, 이하 "MPH"라 함)가 사전 설계 및 제작되어 범용적으로 사용하는 제1 전기구성요소(MPH)와, 특정한 반도체 장치의 테스트 데이터를 수신가능한 배열로 프로브가 결합된 전기구성요소를 새로 설계 및 제작하여 특정 프로브 카드에 사용되는 제2 전기구성요소(MPH)로 분리 설계 및 제작되어 서로 조립됨으로써, 프로브 카드의 전기구성요소를 제작하는데 필요한 시간, 비용 및 노력을 줄이도록 한 프로브 카드 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 프로브 카드 제조방법은, 상기 프로브 카드의 전기구성요소(MPH)로 범용적으로 사용되는 제1 MPH를 사전 설계 및 제작하는 단계, 상기 제1 MPH의 사전 설계 및 제작과 별도로 특정한 반도체 장치의 테스트 데이터를 수신하도록 특정 배열로 프로브가 결합되게 상기 프로브 카드의 MPH로 제2 MPH를 새로 설계하는 단계, 상기 제2 MPH를 설계한 후, 제2 MPH를 제작하는 단계, 상기 제2 MPH가 제작된 후, 사전에 제작된 상기 제1 MPH와 새로 제작된 상기 제2 MPH를 조립하여 프로브 카드를 완성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

프로브 카드, 제조, MPH

Description

프로브 카드 제조방법{method for manufacturing probe card}

도 1은 반도체 장치의 설계 및 제조에 수반되는 일반적인 공정도이다.

도 2는 반도체 장치를 테스트하기 위한 전형적인 테스트 시스템의 개략도이다.

도 3은 일반적인 프로브 카드와 테스트 중인 반도체 장치의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 프로브 카드를 제조하기 위한 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제1 MPH와 제2 MPH가 본딩 결합되는 상태도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제1 MPH와 제2 MPH가 나사 결합되는 상태도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 MPH의 수평도가 조절되는 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 프로브 카드 102 : 인쇄회로기판

106 : MPH 108 : 프로브

120 : 테스터 122: 테스터 연결부

130 : 테스터 접점 150, 154 : 전기 트레이스

152 : 연결부 160 : 반도체 장치

162 : 테스트 지점 200 : 제1 MPH

300 : 제2 MPH

통상, 반도체 제조 공정에서는, 웨이퍼 제조 프로세스를 종료한 후 프로빙 테스트에 의해 양품의 반도체 장치를 선별하고, 상기 양품의 반도체 장치를 패키징하여 최종 제품의 형태로 마무리하고 있다.

이와 같은 프로빙 테스트는, 반도체기판 상에 구현된 반도체 장치의 전극패드와 접촉 가능한 프로브 카드의 프로브를 통해서 테스트 장치가 소정의 전기신호 를 인가한 후, 이에 대응하는 전기신호를 다시 테스트 장치가 수신함으로써 반도체 기판 상에 구현된 반도체 장치의 정상 및 비정상 유무를 테스트하게 된다.

이와 같이, 완성된 상태에 있는 웨이퍼 즉, 반도체 장치를 테스트하는 프로브 카드는 내부에 회로가 구성된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 하부 중앙에 위치하여 결합되는 MPH와, 상기 MPH의 하면에 결합되어 웨이퍼의 반도체 장치에 배열된 전극패드에 접촉되어 전기신호를 인가하도록 구비되는 프로브를 포함하여 구성되는데, 이하에서는 반도체 장치의 제조에 관련된 일반적인 공정에 대하여 설명하고, 반도체 장치의 제조 공정 중 반도체 장치의 테스트 단계에서 사용되는 프로브 카드의 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1은 반도체 장치의 설계 및 제조에 수반되는 통상적인 공정 흐름을 보여준다.

도 1을 참조하여 일반적인 반도체 장치의 설계 및 제조에 대한 공정을 살펴보면, 먼저 반도체 장치가 설계되고(S10), 이 반도체 장치를 테스트하기 위해 테스터 및 테스트 알고리즘이 선택 및 설계된다(S12).

이어서, 반도체 장치 설계, 테스터 및 테스트 알고리즘에 관한 데이터를 사용하여 반도체 장치를 테스트하기 위한 프로브 카드가 설계 및 제조된다(S14). 통상은 이와 동시에 상업적 규모로 반도체 장치의 제조를 시작할 준비가 행해진다(S16).

다음으로, 프로브 카드가 설계 및 제조되고(S14) 반도체 장치를 제조할 준비가 완료되면(S16), 반도체 장치가 웨이퍼 상에 상업적 규모로 제조된다(S18).

그리고 상기 반도체 장치가 제조될 때 각 반도체 장치는 테스트되고(S20), 양품의 반도체 장치가 다이싱(Dicing) 및 패키징(Packaging)되어 고객에게 출하된다(S22).

도 2는 반도체 장치의 테스트 단계(S20)에서 사용되는 테스트 장치를 나타낸 것으로써, 반도체 장치를 테스트하기 위한 전형적인 테스트 시스템을 도시한 개략도이다.

도 2를 참조하여 상기 테스트 시스템에 대하여 살펴보면, 먼저 테스터(120)는 테스트 중인 반도체 장치(160)에 입력될 테스트 신호를 발생한다. 이어서, 테스터(120)는 프로브 카드(100)에 의하여 테스트 중인 반도체 장치(160)에 인가된 테스트신호에 대응하는 응답 신호를 수신하여 모니터링한다.

따라서, 일반적인 프로브 카드(100)는 테스터연결부(122)를 통해 반도체 테스터(120)에 연결하기 위한 다수의 테스터 접점(130)을 통상 포함하는 인쇄회로기판(102)을 포함한다. 그리고 상기 인쇄회로기판(102)의 하부에 위치된 MPH(106)는 테스트 중인 반도체 장치(160) 상의 테스트 지점(162)과 접촉하기 위한 프로브(108)를 포함한다.

도 3는 반도체 장치를 테스트하기 위한 테스트 시스템의 일반적인 프로브 카드와 테스트 중인 반도체 장치를 나타낸 단면도이다.

도 3을 참조하여 일반적인 프로브 카드에 대하여 살펴보면, 먼저 상기 MPH(106)는 인쇄회로기판(102)의 하부에 설치되고, 상기 MPH(106) 하부에는 테스트 중인 반도체 장치(160)상의 테스트 지점(162)과 접촉하기 위한 프로브(108)가 구비 되어 있다.

여기서 상기 MPH(106)는 바람직하게는 솔리드(Solid) 또는 층 구조(Layered)의 세라믹 물질로 이루어져 있고, 미세 피치의 패드를 가지는 반도체 장치의 내부 회로의 전기적 신호와 외부의 보다 넓은 간격의 패드를 가지는 인쇄회로기판(102)의 내부 회로의 전기적 신호를 서로 전기적으로 접속시켜주는 공간 확장기 역할을 한다.

즉, 인쇄회로기판(102) 상의 또는 내부의 전기 트레이스(traces)(150)는 상기 인쇄회로기판(102)의 상부에 배치된 테스트 접점(130)과 MPH(106) 상부에 배치된 연결부(152)를 통해 전기적으로 연결시키고 이는 결국 상기 MPH 하부에 구비된 프로브(108)에 전기적으로 연결된다.

또한, MPH(106)는 일반적으로 연결부(152)를 통해 인쇄회로기판(102)에 연결되어 있으며, 이 연결부(152)는 예를 들면 땜납 볼(solder ball) 연결부, 또는 인쇄회로기판(102) 또는 MPH(106)에 납땜된 접촉 핀(contact pin)일 수 있다.

여기서, 인쇄회로기판(102) 상의 또는 그 내부의 전기 트레이스(150)는 테스터 접점(130)과 연결부(152)에 연결시키고, MPH(106) 상의 또는 그 내부의 트레이스(154)는 상기 연결부(152)와 프로브(108)를 연결시킨다.

따라서, 본질적으로 프로브 카드(100)는 인터페이스로서 동작하여, 테스터(도2의 도면부호:120)와 테스트 중인 반도체 장치(160) 사이의 테스트 및 응답 신호를 위한 다수의 전기 경로를 제공한다.

상기 프로브 카드(100)는 상기 인쇄회로기판(102)의 하부와 MPH(106)의 상부 는 연결부(152)에 의하여 규격화되어 연결되고, 테스트 중인 반도체 장치(160)의 테스터 데이터를 수신하도록 상기 MPH(106)의 하부면에 특정 배열로 프로브(108)가 구비되도록 설계되어야만 한다.

예를 들어, 프로브 카드(100)의 하부측에 구비된 프로브(108)는 테스트 중인 반도체 장치(160) 상의 테스트 지점(162)의 패턴과 일치하도록 위치 결정되어야만 하며, 상기 각 프로브(108)는 MPH(106) 및 연결부(152)에 의하여 상기 인쇄회로기판(102)과 전기적으로 연결되며, 상기 프로브(108)의 전기적인 연결은 상기 인쇄회로기판(102)의 상측면에 형성된 테스터 접점(130)을 통해 적절한 테스터 연결부(122)에 전기적으로 연결되도록 설계되어야만 한다.

그런데, 해당 반도체 장치가 설계되고 테스터 및 테스트 알고리즘이 선택된 후에야 비로소 상기 반도체 장치의 사양에 맞는 프로브 카드의 MPH 설계 및 제조가 가능하므로, 결국 프로브 카드의 제작 시점이 반도체 장치의 테스터 및 테스트 알고리즘 설계 이후 가능하므로 프로브 카드 제작이 늦어지는 문제점이 발생한다. 아울러, 프로브 카드의 전체 제조기간 중 MPH의 제조기간이 70% 이상 차지하기 때문에 프로브 카드의 제작 기간이 장시간 소요되어 프로브 카드의 출하 시점이 늦어지는 문제점이 발생한다.

또한, 상기 반도체 장치는 출하되기 전에 반드시 테스트 과정을 거쳐야 하기 때문에, 상기 반도체 장치의 제작이 완성되더라도 상기 프로브 카드의 제작이 완성되기 전에는 상기 반도체 장치는 출하되지 못한다. 따라서, 프로브 카드의 제작 기간이 길어짐에 따라 상기 반도체 장치의 출하 시점이 늦어지는 문제점이 발생한다.

그리고, 테스트 대상이 되는 반도체 장치가 더욱 소형화 및 정밀화되고, 프로브 카드가 측정하여야 하는 웨이퍼 한장에 생산되는 반도체 장치의 개수(DUT : Device Under Test, 이하 "DUT"라 함)가 증가됨에 따라 프로브 카드의 MPH가 20층 이상으로 제작되게 되는데, 프로브 카드의 제작 주문이 있는 경우 상기와 같은 20층 이상의 MPH를 한번에 설계 및 제작하기 위해서는 많은 시간이 소요될뿐만 아니라, 설계 및 제작에 어려움이 있어 국내 기술로는 제조가 불가능하여 해외에 의존하기 때문에 프로브 카드의 가격이 증가하는 문제점이 발생한다.

또한, 상기와 같은 단일의 MPH가 20층 이상으로 제작되기 때문에 평탄도가 점점 나빠지는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점은 테스트되는 반도체 장치가 소형화되고 고정밀화될뿐만 아니라, DUT 개수가 증가하는 현 실정에서 더욱 두드러지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 프로브 카드의 MPH를 제1 MPH와 제2 MPH로 구성하고, 상기 제1 MPH는 프로브 카드에 범용적으로 사용할 수 있도록 사전에 미리 제작하고, 특정한 반도체 장치의 테스터 데이터를 수신하도록 특정 배열로 프로브가 결합되게 상기 제2 MPH만을 제작하여 상기 제1 MPH에 결합시킴으로써, MPH 제작에 소요되는 시간, 노력을 대폭 감축할 수 있는 프로브 카드 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 프로브 카드의 전체 제조기간 중 약 70% 이상을 차지하고, 20층 이상 으로 제작되어지는 MPH를 적어도 두개 이상으로 분할하여, 분할된 소정의 MPH는 범용적으로 사용될 수 있도록 사전에 설계 및 제작하고, 나머지 소정의 MPH에 대해서는 주문 제작 요청시 설계 및 제작함으로써, MPH 제작을 용이하게 하고 해외 의존도를 감소시켜 제작 단가를 낮출 수 있는 프로브 카드 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 프로브 카드 제조방법을 이루는 구성수단은, 상기 프로브 카드의 전기구성요소(MPH)로 범용적으로 사용되는 제1 MPH를 사전 설계 및 제작하는 단계, 상기 제1 MPH의 사전 설계 및 제작과 별도로 특정한 반도체 장치의 테스트 데이터를 수신하도록 특정 배열로 프로브가 결합되게 상기 프로브 카드의 전기구성요소(MPH)로 제2 MPH를 새로 설계하는 단계, 상기 제2 MPH를 설계한 후, 제2 MPH를 제작하는 단계, 상기 제2 MPH가 제작된 후, 사전에 제작된 상기 제1 MPH와 새로 제작된 상기 제2 MPH를 조립하여 프로브 카드를 완성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 MPH를 설계한 후, 반도체 장치의 테스터 데이터를 수신하도록 특정 배열의 프로브를 소정 모양으로 형성하기 위해 마스크를 설계 및 제작하는 단계, 상기 마스크를 이용하여 희생기판에 식각 공정을 수행함으로써 소정 깊이의 공간부를 형성하는 단계, 상기 공간부 내부에 도전성 물질을 매립하여 프로브를 형성하는 단계, 상기 희생기판 상에 형성된 프로브를 별도로 제작된 상기 제2 MPH에 본딩하고, 상기 희생기판을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 MPH를 설계한 후, 소정 형상의 프로브를 제조하기 위하여 마스크를 설계 및 제작하는 단계, 상기 마스크를 이용하여 희생기판에 식각 공정을 수행함으로써 소정 깊이의 공간부를 형성하는 단계, 상기 공간부 내부에 도전성 물질을 매립하여 프로브를 제조하는 단계, 상기 제조된 프로브를 개별본딩으로 상기 제2 MPH에 결합시키는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 MPH를 설계한 후, 제2 MPH를 제작함과 동시에 인쇄회로기판을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 범용적으로 사용되는 제1 MPH와 상기 새로 제작된 제2 MPH는 본딩에 의하여 본딩결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 범용적으로 사용되는 제1 MPH와 상기 새로 제작된 제2 MPH는 메탈 탄성체에 의하여 전기적으로 연결되고, 나사에 의하여 나사결합되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 제1 MPH와 제2 MPH는 상기 나사의 회전 방향에 따라 평탄도가 미세 조정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 나사는 상기 제1 MPH와 상기 제2 MPH의 외곽을 관통하여 결합되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 제1 MPH와 제2 MPH를 나사결합하더라도 전기적 연결 수단에 손상을 주지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 프로브 카드 제조방법에 관한 작용 및 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 프로브 카드의 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 프로브 카드는 사전에 설계 및 제작되어지거나, 상기 제2 MPH(300)의 제조시점에 설계 및 제작되는 인쇄회로기판(500)과 상기 인쇄회로기판(500)의 하부에 연결부(210)를 통하여 결합되되 사전에 미리 설계 및 제작되어지는 제1 MPH(200)와, 상기 제1 MPH(200) 하부에 접점(230) 등을 통하여 연결되는 제2 MPH(300)와, 상기 제2 MPH(300) 하부에 연결되어 테스트되는 반도체 장치(600)의 전극패드(610)에 접촉되는 프로브(330)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 프로브 카드가 주문 요청이 되면, 상기 제2 MPH(300)와 프로브(330)만이 반도체 장치(600)의 패드(610)에 대응되도록 새롭게 설계 제작되어진다. 즉, 상기 프로브 카드는 인쇄회로기판(500)과 제1 MPH(200)가 사전에 설계 및 제작되어져 있고, 단지 반도체 장치(600)의 패드(610)에 대응되도록 프로브(330)가 구비된 제2 MPH(300)가 새롭게 제작되어 사전에 제작된 상기 인쇄회로기판(500)과 제1 MPH(200)에 결합하여 이루어진다.

그리고 상기 새롭게 설계 및 제작되어지는 상기 제2 MPH(300)는 적어도 두개 이상의 분할된 MPH의 결합으로 구성될 수 있다. 즉, 현재 20층 이상으로 제작되어지는 MPH는 범용적으로 사용되기 위하여 사전에 설계 및 제작되어지는 제1 MPH(200)와 주문요청시 새롭게 설계 및 제작되어지는 하나의 제2 MPH(300)의 결합 으로 제조될 수 있지만, 테스트되는 반도체 장치(600)가 소형화 및 고정밀화되고 웨이퍼 상에 더 많은 반도체 장치(600)가 형성되는 경우에는 상기 MPH의 층수가 더 증가하기 때문에 상기 새롭게 제작되어지는 제2 MPH(300)는 적어도 두개 이상의 분할된 MPH로 구성될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드 제조 공정의 흐름도이다.

먼저, 본 발명에 따라 프로브 카드를 제조하기 위해서는 전기구성요소(MPH)로서 범용적으로 사용되는 제1 MPH가 사전에 미리 설계되고 제작된다(S110). 상기 제1 MPH는 테스트 대상이 되는 반도체 장치(600)를 검사하는 모든 프로브 카드의 일부분으로 사용된다. 따라서, 특정 반도체 장치(600)를 검사하기 위하여 프로브 카드를 제작하는 경우에는 사전에 제작 완료된 상기 제1 MPH를 그대로 사용하고, 상기 제1 MPH와 조립되는 다른 전기구성요소(MPH)는 특정 반도체 장치(600)의 사양에 맞게 새롭게 제작된다.

상기와 같이 사전에 미리 범용적으로 사용되는 제1 MPH가 제작된 후, 특정 프로브 카드를 제작하고자 하는 경우에는 특정 프로브 카드 제작에 필요한 반도체 장치 데이터 및 테스트 데이터를 선택하고, 이를 수신 가능하도록 새롭게 제작되는 제2 MPH를 설계한다(S120, S130).

상기 제2 MPH는 특정 반도체 장치(600)의 사양에 맞게 새롭게 설계 및 제작되는 것으로, 상기 범용적으로 사용하기 위하여 설계 및 제작되어지는 제1 MPH와 달리 해당 반도체 장치(600)에 따라 다양하게 설계된다. 즉, 제2 MPH에 마련되는 전기 트레이스 또는 상기 제2 MPH에 결합되는 소정 형상의 프로브의 위치, 개수 등 은 테스트되는 특정 반도체 장치(600)의 사양에 따라 다양하게 설계된다.

상기 제2 MPH가 설계되면, 설계 기준에 따라 상기 제2 MPH를 제작하고 프로브 카드에 필요한 마스크를 설계 및 제작하여 부분적인 프로브 카드를 제작한다(S140, S150, S170).

상기 제2 MPH를 설계한 후에는 상기 제2 MPH 제작과 별도로 소정 형상의 프로브를 제작한다. 즉, 특정 반도체 장치(600)의 테스터 데이터를 수신하도록 특정 배열의 프로브를 소정모양으로 형성해야 되는데, 이에 대한 과정을 계속해서 설명한다.

먼저, 상기 특정 배열의 프로브를 소정 모양으로 형성하기 위하여 마스크를 설계하고 제작한다(S150). 그리고 상기 마스크를 이용하여 희생기판에 식각 공정을 수행하여 소정 깊이의 공간부를 형성한다.

상기 소정 깊이의 공간부를 형성한 후에는, 상기 공간부 내부에 도전성 물질을 매립하여 프로브를 형성한다.

상기 과정을 통해 희생기판 상에 형성된 프로브를 별도로 제작된 상기 제2 MPH에 본딩하고 상기 희생기판을 제거함으로써, 프로브가 하측에 결합된 제2 MPH의 제작을 완료할 수 있다.

또한, 상기 공간부 내부에 도전성 물질을 매립하여 형성된 프로브를 개별 본딩에 의하여 상기 제2 MPH에 결합함으로써, 프로브가 하측에 결합된 제2 MPH의 제작을 완료할 수 있다.

한편, 상기 사전에 설계 및 제작된 제1 MPH와 전기적으로 접속되는 인쇄회로 기판은 상기 제1 MPH와 동일하게 사전에 설계 및 제작될 수도 있고, 제2 MPH의 제작 시점에 비로소 설계 및 제작될 수도 있다.

만약, 상기 제2 MPH의 제작 시점에 비로소 설계 및 제작되는 경우는, 상기 제작된 제2 MPH와 프로브를 본딩하여 프로브 카드를 제작되는 과정에서 프로브 카드에 필요한 인쇄회로기판(PCB)을 설계하고 제작한다. 상기 인쇄회로기판은 상기 프로브가 결정된 상기 제2 MPH의 제작이 완료되기 전에 반드시 제작 완료시켜 프로브 카드 제조에 소요되는 시간이 필요 이상 길어지지 않도록 한다.

상기 프로브가 결정된 상기 제2 MPH와 상기 인쇄회로기판 및 사전에 제작되어 모든 프로브 카드에 범용적으로 사용되는 제1 MPH를 조립 결합하여 최종적인 프로브 카드를 제조한다(S180). 상기 조립된 최종적인 프로브 카드는 테스트 과정을 거쳐 이상이 없는 경우에 특정 반도체 장치를 테스트하는데 사용된다.

상기 최종적인 프로브 카드를 제조하기 위하여 조립 과정 중에, 상기 범용적으로 사용되는 제1 MPH와 상기 새롭게 제작된 제2 MPH는 특정 방법에 의하여 결합된다. 예를 들면, 상기 제1 MPH에 상기 제2 MPH를 다이렉트(direct)로 본딩시켜 결합하는 본딩결합 방법과, 상기 제1 MPH와 상기 제2 MPH를 나사결합시키는 나사결합 방법이 있다.

도 6은 범용적으로 사용되는 제1 MPH와 새롭게 설계 및 제작된 제2 MPH를 본딩에 의하여 본딩결합하는 상태도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 사전에 설계 및 제작되어 범용적으로 사용되는 제1 MPH(200)는 상부에 인쇄회로기판(500)과 결합되는 연결부(210)가 마련되고, 내부 에는 전기적 연결을 위한 전기트레이스(220)가 구비되며, 하부에는 제2 MPH(300)와 연결시키기 위한 접점(230)이 존재한다.

그리고, 상기 제2 MPH(300)는 상부에 상기 제1 MPH(200)와 연결시키는 접점(310)이 존재하고, 그 내부에는 상기 제1 MPH(200)와 하부에 구비되는 프로브(330)를 전기적으로 연결시키기 위한 전기트레이스(320)가 마련되어 있다.

상기와 같이 구성되는 제1 MPH(200)와 제2 MPH(300)는 상기 제1 MPH(200)의 하부에 존재하는 접점(230)과 상기 제2 MPH(300)의 상부에 존재하는 접점(310)이 정확하게 일치된 상태로 본딩결합됨으로써 조립된다. 상기 본딩은 땜납 볼(solder ball) 또는 납땜된 접촉 핀(contact pin)을 이용할 수 있다.

한편, 상기 제1 MPH(200)와 제2 MPH(300)는 도 7에 도시된 바와 같이, 탄성력을 가진 메탈(Metal) 탄성체(450)에 의하여 전기적으로 연결되고, 상기 제1 MPH(200)와 제2 MPH(300)의 외곽을 따라 설치되는 적어도 세개 이상의 나사에 의한 나사결합으로 조립될 수 있다. 즉, 상기 제1 MPH(200)에 구비되는 연결부(210)와 전기트레이스(220) 및 상기 제2 MPH(300)에 구비되는 전기트레이스(320)와 프로브(330)가 손상되지 않는 위치에 상기 적어도 세개 이상의 나사(400)가 결합된다. 따라서, 상기 나사(400)는 상기 제1 MPH(200)와 제2 MPH(300)의 테두리를 관통하여 결합되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1 MPH(200)와 제2 MPH(300)의 전기적 연결은 탄성력을 가지는 메탈 탄성체(450)에 의하여 연결시키고, 상기 메탈 탄성체(450)를 지지할 수 있도록 상기 제1 MPH(200)와 제2 MPH(300) 사이에 지지판(410)을 더 구비할 수 있다.

상기 지지판(410)의 외곽에는 가이드 홀(미도시)을 마련시킴으로써, 상기 제1 MPH(200)와 상기 제2 MPH(300) 사이에 정렬된 상태로 상기 메탈 탄성체(450)를 정위치에서 지지할 수 있도록 한다.

상기와 같이 제1 MPH(200)와 상기 제2 MPH(300)를 메탈 탄성체(450)에 의하여 전기적으로 연결하고, 나사(400)에 의하여 결합하면, 상기 제1 MPH(200)와 제2 MPH(300)의 평탄도를 조정하는데 유리하다. 즉, 상기 제1 MPH(200)와 제2 MPH(300)의 외곽에 수직방향으로 관통되어 결합되는 적어도 세개 이상의 나사(400)를 회전시킴으로써 상기 제1 MPH(200)와 제2 MPH(300)의 평탄도를 미세 조정할 수 있다.

도 8의 (a)는 수평 상태로 고정되어 있는 인쇄회로기판(500)에 결합되는 제1 MPH(200)에 제2 MPH(300)가 나사 결합되었을 때, 상기 제2 MPH(300)의 프로브(330)의 연결선(점선)이 기준수평선(실선)에 평행하지 않아 평탄도가 유지되지 않은 상태를 보여준다. 이와 같은 상태는 상기 제1 MPH(200) 또는 제2 MPH(300)의 설계 및 제작 과정 중에 발생하는 구조상의 오차에 의하여 발생할 수 있다.

상기 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 수평도가 유지되지 않은 경우에는, 상기 제1 MPH(200)와 상기 제2 MPH(300)를 수직 방향으로 결합하는 적어도 세개 이상의 나사(400) 중 어느 하나를 회전시켜 수평도를 유지하게 할 수 있다. 즉, 상기 도 8의 (a)에 도시된 상태에서, 왼쪽의 나사(400)를 더 조여서 제2 MPH(300)의 왼쪽 부분을 더 미세 상승시키거나, 오른쪽의 나사(400)를 더 풀어서 제2 MPH(300)의 오른쪽 부분을 더 미세 하강시킴으로써 상기 제2 MPH(300)의 수평도를 유지시킬 수 있다(도 7의 (b)의 상태).

상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 프로브 카드 제조방법에 의하면, 20층 이상의 층 구성이 필수적인 MPH에 대하여 범용적으로 사용되는 제1 MPH를 사전에 제작하고, 20층 이하의 층으로 구성된 제2 MPH를 신속하게 제작하여 상기 제1 MPH에 용이하게 결합하여 20층 이상의 전체 층을 갖는 최종 MPH의 설계 및 제작하여 제작 기간을 현저히 단축시킬 뿐만 아니라 프로브 카드의 제작 완료 시점 및 반도체 장치 출하 시점을 대폭 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 범용적으로 사용되는 제1 MPH와 특정한 반도체 장치의 테스터 데이터를 수신하도록 새롭게 제작되는 제2 MPH를 간단한 본딩 또는 나사에 의하여 결합시키기 때문에, 조립이 쉽고 전체 프로브 카드 제작이 용이하다는 장점이 있다.

또한, MPH의 일부는 사전에 제작한 것을 이용하고 일부에 대해서만 설계 및 제작하면 되기 때문에, MPH 전체를 설계 및 제작하는 경우보다 설계 및 제작이 쉬운 장점이 있다. 그리고, 단가가 떨어져서 수요자의 만족을 증대시키고 주문량이 늘어나 공급자의 사업을 번창시키는 효과가 있다.

또한, 단일의 MPH를 제작하기 위해서는 필수적으로 20층 이상의 전기구성요소를 제작하여야 하기 때문에, 국내 기술로는 설계 및 제조가 어려워서 해외기술에 의존하였으나, 본 발명에 의하면, 적어도 두개 이상의 MPH를 결합하여 전체 20층 이상의 MPH를 제작할 수 있기 때문에 제작이 간단하고 제작 시간 및 노력을 대폭 감축할 수 있는 장점이 있다.

즉, MPH의 일부는 사전에 제작하여 그대로 사용하고 MPH의 일부는 새로 설계 및 제조하여 상기 사전에 제작된 MPH와 결합하여 전체 MPH를 제작하기 때문에 20층 이하의 단위 MPH가 결합하여 20층 이상의 전체 MPH를 간편하게 이루므로 국내 기술에 의해서도 상기 MPH의 설계 및 제조를 용이하게 할 수 있다. 따라서, MPH 제작에 대한 해외 의존도를 줄여 MPH의 가격을 감소시켜 프로브 카드의 전체 생산 및 판매 가격을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

특히, 상기 범용적으로 사용되기 위하여 사전에 제작된 제1 MPH와 새롭게 제작되는 제2 MPH를 나사에 의하여 결합시키면, 제1 및 제2 MPH의 제작 과정에서 발생하는 구조상의 오차로 인한 평탄도 문제를 용이하게 해결할 수 있는 효과가 있다. 즉, 평탄도가 유지되지 않는 경우에는 상기 나사를 회전시킴으로써 용이하게 MPH의 평탄도를 유지할 수 있는 장점이 있다.

Claims

프로브 카드 제조방법에 있어서,

상기 프로브 카드의 전기구성요소(MPH)로 범용적으로 사용되는 제1 MPH를 사전 설계 및 제작하는 단계;

상기 제1 MPH의 사전 설계 및 제작과 별도로 특정한 반도체 장치의 테스트 데이터를 수신하도록 특정 배열로 프로브가 결합되게 상기 프로브 카드의 전기구성요소(MPH)로 제2 MPH를 새로 설계하는 단계;

상기 제2 MPH를 설계한 후, 제2 MPH를 제작하는 단계;

상기 제2 MPH가 제작된 후, 사전에 제작된 상기 제1 MPH와 새로 제작된 상기 제2 MPH를 조립하여 프로브 카드를 완성하는 단계를 포함하고,

상기 제2 MPH를 설계한 후, 제2 MPH를 제작함과 동시에 인쇄회로기판을 제작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 MPH를 설계한 후, 반도체 장치의 테스터 데이터를 수신하도록 특정 배열의 프로브를 소정 모양으로 형성하기 위해 마스크를 설계 및 제작하는 단계;

상기 마스크를 이용하여 희생기판에 식각 공정을 수행함으로써 소정 깊이의 공간부를 형성하는 단계;

상기 공간부 내부에 도전성 물질을 매립하여 프로브를 형성하는 단계;

상기 희생기판 상에 형성된 프로브를 별도로 제작된 상기 제2 MPH에 본딩하고, 상기 희생기판을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 프로브 카드 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 MPH를 설계한 후, 소정 형상의 프로브를 제조하기 위하여 마스크를 설계 및 제작하는 단계;

상기 마스크를 이용하여 희생기판에 식각 공정을 수행함으로써 소정 깊이의 공간부를 형성하는 단계;

상기 공간부 내부에 도전성 물질을 매립하여 프로브를 제조하는 단계;

상기 제조된 프로브를 개별본딩으로 상기 제2 MPH에 결합시키는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 프로브 카드 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 범용적으로 사용되는 제1 MPH와 상기 새로 제작된 제2 MPH는 본딩에 의하여 본딩결합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 범용적으로 사용되는 제1 MPH와 상기 새로 제작된 제2 MPH는 메탈 탄성체에 의하여 전기적으로 연결되고, 나사에 의하여 나사결합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 제조방법.
청구항 6에 있어서,

상기 제1 MPH와 제2 MPH는 상기 나사의 회전 방향에 따라 평탄도가 미세 조정되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 제조방법.
청구항 6에 있어서,

상기 제1 MPH와 제2 MPH 사이에는 상기 메탈 탄성체를 지지하기 위한 지지판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 제조방법.
청구항 6에 있어서,

상기 나사는 상기 제1 MPH와 상기 제2 MPH의 외곽 부분을 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 제조방법.