KR100626199B1 - 프로브 장치에 설치되는 고정 기구 및 카드 홀더 - Google Patents

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Abstract

프로브 카드를 고정하는 기구(10)는 프로브 카드(11) 및 지지 프레임(12)이 각각의 축심의 주위에서 복수의 제 1 체결 부재(16A)에 의해 연결되어 있다. 또한, 지지 프레임(12)의 외주연부는 프로브 장치에 고정되어 있는 카드 홀더(13)에 복수의 제 2 체결 부재(16B)에 의해 연결 고정되어 있다. 프로브 카드(11)는 그 중심 영역이 제 1 체결 부재(16A)에 의해 구속되며, 그 외주연부가 구속되지 않고 자유로워지도록 기구(10)에 의해 유지되어 있다. 따라서, 프로브 카드(11)는 고온하에서 열팽창되더라도 외주연부를 향해 팽창이 생기지만, 돔 형상으로 변형되는 것이 방지된다.

Description

프로브 장치에 설치되는 고정 기구 및 카드 홀더{MECHANISM FOR FIXING A PROBE CARD}
도 1은 종래의 프로브 카드를 고정하는 기구를 구비한 프로브 장치의 일례를 파단하여 개략적으로 도시한 정면도,
도 2a 및 도 2b는 각각 고온 검사시에 있어서의 도 1에 도시한 프로브 카드의 상태를 확대하여 개략적으로 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 고정하는 기구를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 도 1에 도시한 지지 프레임의 일례를 개략적으로 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드를 고정하는 기구를 개략적으로 도시한 단면도,
도 6은 도 5에 도시한 기구의 저면을 개략적으로 도시한 평면도,
도 7은 도 3에 도시한 프로브 카드의 변형예를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 카드를 고정하는 기구를 개략적으로 도시한 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 고정 기구 11 : 프로브 카드
11A : 프로브 핀 11B : 컨택터부
11C : 회로 기판 12 : 지지 프레임
13 : 카드 홀더 14 : 헤드 플레이트
15 : 메인 척 18 : 플레이트
본 발명은 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치에 관한 것으로, 특히 프로브 장치의 본체내에 설치된 프로브 카드를 고정하기 위한 프로브 카드의 고정 기구로서, 고온 검사시에 프로브 카드의 열 변형을 억제할 수 있는 프로브 카드의 고정 기구에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에 있어서는, 웨이퍼에 형성된 복수의 디바이스의 전기적 특성을 검사하는 검사 장치, 예컨대 도 1에 도시한 바와 같은 프로버(prober)라 칭해지는 프로브 장치가 이용된다. 도 1에 도시된 프로브 장치는, 웨이퍼(W)가 격납되고, 이것을 반송하는 기구를 구비한 로더실(loader chamber)(1) 및 로더실(1)로부터 반송된 웨이퍼(W)의 전기적 특성을 검사하는 프로브실(2)을 구비하고 있다. 로더실(1)에 있어서는, 웨이퍼(W)가 반송되는 공정에서 웨이퍼(W)가 사전 정렬되고, 프로브실(2)내에서 웨이퍼(W)의 전기적 특성이 검사된다.
프로브실(2)내에서는, 사전 정렬된 웨이퍼(W)가 온도를 조정 가능한 메인 척(3)에 탑재되며, 이 메인 척(3)에 의해 유지된다. 메인 척(3)은 웨이퍼(W)를 X 및 Y 방향으로 이동시키는 XY 테이블(4)에 설치되고, XY 테이블(4)이 구동됨에 따라 웨이퍼(W)가 소정 위치에 위치 결정된다.
이 메인 척(3)의 상방에는 복수의 프로브 핀(5A)을 구비한 프로브 카드(5)가 배치되고, 이 프로브 카드(5)는 프로브 카드(5)가 얼라이먼트 기구(6)에 의해 지지되어 있다. 얼라이먼트 기구(6)가 작동되어 프로브 핀(5A)이 메인 척(3)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 복수의 전극 패드상에 정확히 위치 조정된다. 또한, 메인 척(3)은 승강 기구를 내장하여, 검사시에는 승강 기구에 의해 웨이퍼(W)가 상승되어 프로브 핀(5A)이 전극 패드에 기계적 및 전기적으로 접촉되고, 검사 후에는 승강 기구에 의해 웨이퍼(W)가 하강되어 프로브 핀(5A)이 전극 패드로부터 기계적 및 전기적으로 분리된다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이 프로브실(2)을 규정하는 헤드 플레이트(7)상에는 테스터의 테스트 헤드(T)가 선회 가능하게 배치되며, 테스트 헤드(T)와 프로브 카드(5)는 퍼포먼스 보드(performance board)(도시하지 않음)를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 메인 척(3)상의 웨이퍼(W)는 어느 온도 범위, 예컨대 -40℃ 내지 +150℃의 온도 범위내에서 웨이퍼(W)의 온도가 설정되어 검사시에는 그 온도로 유지된다. 또한, 검사시에는 테스터로부터 검사용 신호가 테스트 헤드(T) 및 퍼포먼스 보드를 통해 프로브 핀(5A)으로 보내지고, 프로브 핀(5A)으로부터 웨이퍼(W)의 전극 패드에 검사용 신호가 인가되어 웨이퍼(W)에 형성된 복수의 반도체 소자( 디바이스)의 전기적 특성이 검사된다. 설정 온도가 실온 이상의 고온인 경우에는, 메인 척(3)에 내장된 가열 기구를 포함하는 온도 조절 기구를 통해 웨이퍼가 소정의 온도까지 가열되어 웨이퍼가 검사된다.
웨이퍼(W)에 형성되는 칩의 회로가 초미세화되고, 게다가 웨이퍼 자체가 대구경화됨에 따라 프로브 카드(5) 또한 대구경화된다. 이 대구경화에 따라, 프로브 카드(5)는 충분한 강성 구조를 갖도록 일례로서 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 스테인리스 등의 금속제의 지지 프레임(5B)에 의해 보강되어 있다. 이 프로브 카드(5)는 지지 프레임(5B)과 함께 링형의 카드 홀더(8)에 의해 헤드 플레이트(7)에 고정되어 있다. 즉, 프로브 카드(5)는 지지 프레임(5B)과 함께 나사 등의 복수의 체결 부재(9A)에 의해 카드 홀더(8)상에 체결 및 고정되어 있다. 또한, 카드 홀더(8)는 복수의 체결 부재(9B)를 통해 헤드 플레이트(7)상에 체결 및 고정되어 있다.
상술한 바와 같은 프로브 카드를 고정하는 기구에 있어서는, 고온 환경하에서, 예컨대 100℃의 고온 환경하의 가열 초기시에 웨이퍼(W)를 검사하는 경우에는, 메인 척(3)으로부터의 방열에 의해 프로브 카드(5) 또는 카드 홀더(8)의 하면측이 상면측보다 더 가열되어 그 하면측이 상면측보다 크게 열팽창되어 만곡된다. 더구나, 프로브 카드(5)는 카드 홀더(8)의 내주연부에 고정되어 있기 때문에, 프로브 카드(5)는 직경 방향 외측을 향해 신장하지 않고, 도 2a에 도시한 바와 같이 직경 방향 내측으로 신장하여 하방을 향해 만곡된다. 또한, 카드 홀더(8)는 외주연부가 헤드 플레이트(7)에 고정되어 있기 때문에, 카드 홀더(8)는 직경 방향의 내측으로 신장하여 프로브 카드(5)를 더욱 하방을 향해 만곡시킨다. 그 결과, 프로브 핀(5A)이 수직 하방으로 변위하여 프로브 핀(5A) 및 웨이퍼(W)의 전극 패드 사이의 침압(針壓)이 설정값보다 커져서, 전극 패드 및 그 하지층을 손상시킴으로 검사 불량을 초래할 우려가 있다. 특히, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 프로브 카드(5)가 지지 프레임(5B)에 의해 보강되어 있는 경우에는, 지지 프레임(5B)의 열팽창에 의한 영향을 크게 받는 문제가 있다.
또한, 고온 검사시에는, 도 2b에 도시한 바와 같이, 프로브 카드(5) 및 지지 프레임(5B)이 충분히 가열되어 열팽창하는 동시에 카드 홀더(8)가 충분히 가열되어 열팽창하기 때문에, 프로브 카드(5) 및 지지 프레임(5B)으로부터 체결 부재(9A)에 대하여 외측 방향의 응력이 작용하고, 또한 카드 홀더(8)로부터 체결 부재(9A)에 내측 방향의 응력이 작용한다. 이러한 작용이 발생되는 경우에는, 도 2b에 도시한 바와 같이 도 2a와는 반대로 프로브 카드(5)가 상방으로 만곡되며, 프로브 핀(5A)이 상승하여 접촉 불량을 초래할 우려가 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시한 현상은, 프로브 카드(5)가 지지 프레임(5B)에 의해 보강되어 있는 구조를 갖는 경우에도 마찬가지로 발생한다.
본 발명의 목적은 프로브 카드의 열변형에 의한 응력을 억제하고 프로브 핀의 상하 방향으로의 변위를 억제하여 검사의 신뢰성을 높일 수 있는 프로브 카드를 고정하는 기구를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따르면,
상기 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위해서 이 피검사체에 전기적 및 기계적으로 접촉되어야 할 복수의 프로브를 구비하고, 고온 분위기에 노출되는 프로브 카드와,
이 프로브 카드를 그 중심부에서 지지하는 위한 지지 프레임과,
이 프로브 카드와 지지 프레임을 연결 고정하는 복수의 제 1 체결 부재와,
이들 프로브 카드가 그 주변을 향해서 열팽창하는 것을 허용하도록 프로브 카드 및 지지 프레임을 이들의 외주연부에서 유지하는 카드 홀더로서, 프로브 장치에 고정되어 있는 카드 홀더와,
카드 홀더와 지지 프레임을 연결 고정하는 복수의 제 2 체결 부재를 구비하는, 프로브실내에서 피검사체를 고온 분위기로 유지하여 그 전기적 특성을 검사하는 프로브 장치에 설치되는 고정 기구가 제공된다.
본 발명의 추가적인 목적 및 이점은 이하의 상세한 설명에 개시될 것이며, 일부는 상세한 설명으로부터 명백하거나 또는 본 발명의 실시에 의해 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 이점은 이하에서 특별히 지적된 수단 및 조합에 의하여 실현 및 달성될 수 있다.
본원의 일부에 포함되며 그리고 이를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있으며, 상기 제공된 종래 기술 및 이하에 제공된 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하고 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 프로브 카드를 고정하는 기구에 따른 다양한 실시예에 대하여 설명한다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 고정 기구(10)가 개략적으로 도시되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 고정 기구(10)에는 원반형의 프로브 카드(11)가 고정되어 있다. 이 고정 기구(10)는 프로브 카드(11)를 상면으로부터 지지하는 지지 프레임(12)과, 프로브 카드(11)와, 지지 프레임(12)의 외주연부를 유지하는 링형의 카드 홀더(13)를 구비하고 있다. 이 고정 기구(10)는 종래와 같은 구조를 갖는 프로브실의 헤드 플레이트(14)에 고정되며, 결과적으로 이 고정 기구(10)에 의해 프로브 카드(11)가 헤드 플레이트(14)에 고정 유지되어 있다. 프로브실을 구비한 프로브 장치에 대해서는 종래의 프로브 장치와 실질적으로 동일하기 때문에 그 설명은 생략한다. 일례로서 종래 기술에서 설명한 도 1에 도시된 프로브 장치에 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 고정 기구(10)를 적용할 수 있기 때문에, 프로브 장치의 세부 사항에 대해서는 그 종래 기술의 설명을 참조하길 바란다. 또한, 본 발명의 프로브 고정 기구는 도 1에 도시된 프로브 장치에 한정되지 않고, 다른 공지된 구조를 갖는 프로브 장치에도 적용할 수 있음은 명백한 것에 주의하길 바란다.
프로브실내에는 메인 척(15)이 배치되며, 메인 척(15)상에 탑재 고정된 웨이퍼(W)를 XY 테이블에 의해 수평 방향(X, Y 방향) 및 상하 방향(Z 방향)으로 반송시킬 수 있다.
프로브 카드(11)는 복수의 프로브 핀(11A)과, 프로브 핀(11A)이 부착된 컨택터부(11B)와, 컨택터부(11B)가 그 중앙 부분에 고정된 회로 기판(11C)을 가지고 있다. 그리고, 컨택터부(11B), 회로 기판(11C) 및 지지 프레임(12)은 각각 나사 등으로 이루어진 복수의 제 1 체결 부재(16A)를 통하여 서로 연결되며, 프로브 카드(11) 및 지지 프레임(12)이 일체화되어 있다. 보다 상세하게는, 이 복수의 제 1 체결 부재(16A)는 회로 기판(11C)의 축심 근방의 주위에 대칭으로 배치되어 프로브 카드(11)가 균일한 체결력으로 회로 기판(11C)의 중심 영역에 체결되어 있다.
상술한 바와 같이, 도 1에 도시된 고정 기구는, 프로브 카드(11)가 지지 프레임(12) 및 회로 기판(11C)의 중앙부에서 일체적으로 연결되어 있는 구조를 가지고 있다. 따라서, 도 3에 도시된 고정 기구에 있어서는, 고온 검사시에 메인 척(15)으로부터의 방열에 의해 회로 기판(11C)이 열팽창하더라도, 회로 기판(11C)의 중심부에서의 열팽창에 의한 신장을 작게 유지할 수 있다. 그 결과, 회로 기판(11C)이 그 중심축을 따른 상방 혹은 하방을 향한 돔(dome)형상으로 발생하는 열변형이 억제되고, 프로브 핀(11A)이 상방 혹은 하방으로 변위하는 것을 억제할 수 있다.
지지 프레임(12)은 도 3에 도시한 바와 같이 프로브 카드(11)의 중심에 그 중심이 실질적으로 일치되며, 회로 기판(11C)의 직경보다 큰 직경의 원반 형상 또는 도 4에 도시한 바와 같이 원형 림(rim) 및 이 원형 림으로부터 중심부의 허브로 연장되는 스포크(spoke)를 구비한 휠 형상으로 형성되어 있다.
또한, 지지 프레임(12)의 외주의 림(12A)은 이 림(12A)과 카드 홀더(13) 사이에 회로 기판(11C)을 협지시키기 위해 회로 기판(11C)의 두께만큼 돌출하여, 그 총 두께가 지지 프레임(12)의 내측 부분의 두께에 회로 기판(11C)의 두께를 가산한 값과 대략 같아지도록 형성되어 있다. 또한, 림(12A)의 내측면과 회로 기판(11C)의 외주면 사이에 간극(δ)이 형성되도록 회로 기판(11C)의 외경과 비교하여 림(12A)의 내경은 간극(δ)에 상당하는 값만큼 커지도록 정해져 있다. 열팽창에 의해 회로 기판(11C)이 그 중심에서 외주를 향해 팽창하더라도 간극(δ)내에서 회로 기판(11C)의 열팽창이 흡수되며, 회로 기판(11C)의 외연부가 림(12A)의 내측면에 접촉되는 것이 방지되어 있다. 프로브 카드(11)는 지지 프레임(12)에 의해 카드 홀더(13)에 고정되어 있다.
카드 홀더(13)는 그 단면이 L자 형상으로 형성되는 링 구조를 가지며, 링형 외주연부(13A)와, 이 외주연부(13A)에서 단차진 외주연부(13A)는 다른 면내에 설치되어 있는 플랜지형 내주연부(13B)로 형성되어 있다. 카드 홀더(13)의 외경은 헤드 플레이트(14)의 중앙 구멍보다도 큰 직경으로 형성되며, 그 내경은 프로브 카드(11)의 회로 기판(11C)의 외경보다 작은 직경으로 형성되어 있다.
헤드 플레이트(14)는 고온 검사중에 메인 척(15)이 헤드 플레이트(14)의 바로 아래에 도달하지 않는 범위에서 이동하는 것이 가능하도록 프로브실 위에 설치되어 있다. 이에 따라, 메인 척(15)으로부터의 방열에 의해 헤드 플레이트(14)가 열적인 영향을 받는 것을 가능한 한 작게 할 수 있다.
또한, 지지 프레임(12)의 외주연부(12A)는 카드 홀더(13)의 내주연부(13B)상에 탑재되고, 이 외주연부(12A)가 내주연부(13B)에 복수의 제 2 체결 부재(16B)에 의해 고정되어 있다. 따라서, 프로브 카드(11)의 회로 기판(11C)의 외주연부는 카드 홀더(13)의 내주연부(13B)와 지지 프레임(12)에 의해 협지되어 있지만, 체결 부재 등에 의해 구속되지 않고, 그 직경 방향으로 열팽창에 의해 연장되는 것이 허용되어 있다. 따라서, 고온 검사시에 회로 기판(11C)이 열팽창하더라도 간극(δ)내에서 자유롭게 신축된다. 한편, 카드 홀더(13)는 외주연부(13A)의 원주 방향 등간격으로 배치된 복수의 제 3 체결 부재(16C)에 의해 헤드 플레이트(14)의 내주의 단차형 연부(14A)에 체결 고정되어 있다. 이 헤드 플레이트(14)는 L자형 단면을 갖는 외측 프레임(14B) 및 이 외측 프레임(14B)에서 내측으로 연장된 단차형 연부(14A)로 형성되며, 단차형 연부(14A)에 의해 규정되는 중앙 구멍은 외측 프레임(14B)에 대하여 오목부가 형성되고, 그 오목부내에 형성되어 있다. 따라서, 중앙 구멍의 주연부(14A)는 헤드 플레이트(14)의 외측 프레임에 대하여 하방으로 정해진 기준면을 가지고 있다.
또한, 제 2 및 제 3 체결 부재(16B, 16C)로서는 모두 나사 등을 사용할 수 있다.
프로브 카드(11)의 회로 기판(11C)은 공지된 재료, 예컨대 유리 에폭시 수지 등에 의해 다층 배선 구조로 형성되어 있다. 또한, 지지 프레임(12) 및 카드 홀더(13)는 모두 저팽창 재료, 예컨대 질화 알루미늄 등의 세라믹, 혹은 니켈 합금으로 이루어진 인바(invar) 등의 저팽창 금속에 의해 형성되어 있다. 이들 재료의 팽창율은 0 내지 3×10-6의 범위에 있는 것이 바람직하고, 대략 1×10-6 이하의 저팽창율을 갖는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 재료로 지지 프레임(12) 및 카드 홀더(13)가 제작됨으로써, 메인 척(15)으로부터의 방열에 의해 지지 프레임(12) 및 카드 홀더(13)에 생기는 열팽창을 종래의 구조에 비해 1/10으로 저하시킬 수 있다.
다음에, 프로브 장치를 이용한 웨이퍼(W)의 고온 검사에 대하여 설명한다. 메인 척(15)이 소정 온도, 예컨대 150℃까지 가열된 상태에서, 메인 척(15)상에 웨이퍼(W)가 탑재되면, 메인 척(15)에 의해 웨이퍼(W)가 이 소정 온도까지 가열된다. 그리고, 메인 척(15) 및 XY 스테이지를 포함하는 얼라이먼트 기구에 의해 웨이퍼(W)와 프로브 핀(11A)이 정렬된다. 그 후, 메인 척(15)의 이동에 따라 웨이퍼(W) 상의 칩에 상당하는 폭만큼 단차형으로 보내지는 인덱스 이송이 웨이퍼(W)에 대하여 실행된다. 따라서, 웨이퍼(W)상의 칩의 전극 패드와 프로브 핀(11A)이 대향되도록 정렬된다. 양자가 정렬되면, 메인 척(15)을 통해 웨이퍼(W)가 상승되고, 웨이퍼(W)의 전극 패드가 프로브 핀(11A)에 접촉된다. 또한, 웨이퍼(W)에 손상을 주지 않는 허용 범위에서 웨이퍼(W)가 오버드라이브(overdrive)되어 웨이퍼(W)의 전극 패드가 프로브 핀(11A)에 충분히 접촉되면, 전극 패드와 프로브 핀(11A)이 확실히 전기적으로 접촉된다.
이 상태에서 테스터로부터 검사용 신호가 프로브 카드(11)에 공급되면, 프로브 핀(11A)으로부터 웨이퍼(W)에 검사용 신호가 인가되어 웨이퍼(W)상의 칩의 검사가 개시된다. 칩으로부터의 신호는 프로브 핀(11A)을 통해 검사 결과를 나타내는 신호로서 테스터측으로 공급되어 분석되며, 기억 장치(도시하지 않음)에 기억되어, 소정의 디바이스의 고온 검사가 종료된다. 그 후, 메인 척(15)이 하강되어 전극 패드와 프로브 핀(11A)과의 접촉이 개방된다. 다시, 다른 칩을 검사하기 위하여 웨이퍼(W)의 인덱스 이송 및 승강 동작이 반복되어 웨이퍼(W)의 고온 검사가 종료된다.
고온 검사시에, 메인 척(15)으로부터의 방열에 의해 프로브 카드(11), 지지 프레임(12) 및 카드 홀더(13)의 온도가 각각 상승된다. 여기에서, 프로브 카드(11)는 그 중심 부분에서 복수의 제 1 체결 부재(16A)에 의해 지지 프레임(12)에 고정되어 있기 때문에, 복수의 제 1 체결 부재(16A, 16A)에 의해 체결된 프로브 카드(11)의 중앙부가 상하 방향으로 변위하는 것이 방지된다. 또한, 프로브 카드(11)가 그 외주연부측으로 팽창하더라도, 그 외주연부가 고정되지 않고 자유롭게 되어 있기 때문에, 프로브 핀(11A)이 상하 방향으로 변위하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 고온 검사중에는 메인 척(15)은 헤드 플레이트(14)의 바로 아래에 도달하지 않는 범위에서 이동하기 때문에, 헤드 플레이트(14)에 대해서는 메인 척(15)으로부터의 방열에 의해 발생하는 열적인 영향을 억제할 수 있다. 또한, 지지 프레임(12) 및 카드 홀더(13)는 저열팽창 재료에 의해 형성되어 있기 때문에, 지지 프레임(11) 및 카드 홀더(13)가 메인 척(15)의 방열의 영향으로 온도 상승하더라도 그 열팽창에 의한 신장을 억제할 수 있고, 나아가서는 프로브 핀(11A)의 상하 방향의 변위를 양호하게 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 프로브 카드(11)와 지지 프레임(12)을 각각의 축심의 근방에서 복수의 제 1 체결 부재(16A)를 통해 연결하는 동시에, 지지 프레임(12)의 외주연부(12A)와 카드 홀더(13)를 복수의 제 2 체결 부재(16B)를 통해 연결 고정하고, 프로브 카드(11)의 외주연부가 고정되지 않고 자유롭게 되어 있기 때문에, 고온 검사시의 프로브 카드(11)의 상하 방향의 열 변형 및 프로브 핀(11A)의 상하 방향의 변위를 양호하게 억제하여, 전극 패드 및 그 하지층의 손상을 방지하고, 고온 검사를 양호하게 실시할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 프로브 카드(11)의 외주연부를 지지 프레임(12)과 카드 홀더(13) 사이에 배치하고, 프로브 카드(11)의 외주면의 외측에 간극(δ)을 마련했기 때문에, 프로브 카드(11), 구체적으로는 회로 기판(11C)이 열팽창에 의해 간극(δ)의 범위내에서 신장하여, 회로 기판(11C)에 응력이 작용하지 않고, 프로브 카드(11)의 상하 방향의 변위를 더욱 억제할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드를 고정하는 기구에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드를 고정하는 기구를 개략적으로 도시한 부분 단면도이며, 도 6은 도 5에 도시하여 기구의 저면을 개략적으로 나타내는 부분적 평면도이다. 또한, 도 5 및 도 6에 있어서, 상기 실시예와 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙여서 설명하고, 그 상세한 것은 생략한다.
도 5 및 도 6에 도시된 프로브 카드의 고정 기구(10)는, 도 5에 도시한 바와 같이 카드 홀더(13) 및 헤드 플레이트(14)의 하면에 단열 시트(17)가 설치되어 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 기구는 이 단열 시트(17)가 설치되는 점을 제외하면 실질적으로 도 3에 도시한 것과 동일한 구조를 가지고 있다. 단열 시트(17)는 내열성의 플레이트(18)에 의해 피복되며, 이 플레이트(18)가 나사 등의 체결 부재(19)에 의해 카드 홀더(13) 및 헤드 플레이트(14)에 고정되어 있다. 플레이트(18)는 도 6에 도시한 바와 같이 부채꼴로 형성되며, 이 부채꼴의 플레이트(18)가 카드 홀더(13) 및 헤드 플레이트(14)의 전체면에 걸쳐 배열되어 있다. 플레이트(18) 사이에는, 플레이트(18)의 열팽창을 흡수하는 간극이 바람직하게는 마련되어 있다. 단열 시트(17)는 특정한 재료로 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 분진을 잘 발생하지 않는 재료가 좋다. 이 단열 시트(17)로서는, 예컨대 실리콘 스펀지 등을 들 수 있다. 이와 같이 카드 홀더(13) 및 헤드 플레이트(14)의 하면에 단열 시트(17)를 설치함으로써, 이들 양쪽 부재(13, 14)의 온도 상승을 억제할 수 있어, 프로브 카드(11)의 상하 방향의 만곡을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 프로브 카드(11)의 하면 또는 프로브 카드(11)와 지지 프레임(12) 사이에 단열 시트를 설치하여, 프로브 카드(11)와 지지 프레임(12) 쌍방의 온도 상승을 억제하도록 하여도 좋다. 이러한 대책에 의해 프로브 카드(11) 및 지지 프레임(12)의 열팽창을 억제하고, 또한 프로브 카드(11)의 만곡, 즉 프로브 핀(11A)의 상하 방향의 변위를 억제할 수 있어, 보다 신뢰성이 높은 고온 검사를 실현할 수 있다.
도 3 또는 도 5에 도시된 기구에 있어서는, 도 7에 도시된 바와 같은 형상을 구비한 카드 홀더(13)가 기구에 내장되어 있을 수 있다. 도 7은 프로브실측을 향한 프로브 카드(13)의 외형을 나타내고 있다. 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 카드 홀더(13)는 링형의 외주연부(13A)와 이 외주연부(13A)에서 프로브실측으로 단차지고, 그 중심을 향해 연장되어 있는 플랜지형의 내주연부(13B)로 형성되어 있다. 플랜지형의 내주연부(13B)에는, 카드 홀더(13)의 중심에 대하여 대략 대칭인 방사상으로 복수의 슬릿(20)이 대략 균등하게 형성되며, 내주연부(13B)의 내측 가장자리로부터는 그 외측을 향해 절결부(21)가 형성되어 있다. 절결부(21)는 슬릿(20)과 마찬가지로 카드 홀더(13)의 중심에 대하여 방사상으로 대략 대칭으로 배치되며, 슬릿(20) 사이의 영역에까지 연장되어 있다. 따라서, 내주연부(13B)의 내주 영역에서는 슬릿(20) 및 절결부(21)가 그 내주를 따라 교대로 배치되게 된다.
이러한 구조의 카드 홀더(13)가 기구에 내장되는 장치에서는, 고온 검사중에 고온에 노출되는 카드 홀더(13)가 열방사를 받아, 그 열에 의해 팽창하여 슬릿(20) 및 절결부(21)가 그 팽창을 흡수할 수 있으며, 카드 홀더(13) 자체가 돔 형상으로 팽창하여, 프로브 카드(11)가 프로브실을 향해 밀어내어거나 또는 끌어들이는 것 같은 변위를 주는 것을 방지할 수 있다. 특히, 절결부(21)가 슬릿(20) 사이의 영역으로까지 연장되어 있기 때문에, 카드 홀더(13)에 열팽창이 생기더라도 그 내주 영역측이 물결치는 듯한 변형이 생기는 것도 방지할 수 있다.
또한, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 카드를 고정하는 기구를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8에 도시된 프로브 카드의 고정 기구(10)는 도 3에 도시된 기구에서 카드 홀더(13)가 제외되어 있는 점을 제외하면 동일한 구조를 가지고 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 프로브 카드(11)는 도 3에 도시된 것과 마찬가지로 그 중심축의 주위에 설치된 복수의 제 1 체결 부재(16A)에 의해 지지 프레임(12)에 연결된다. 프로브 카드(11)는 그 외연부가 헤드 플레이트(14)의 내주측 주연부(14A)에 탑재되어 있다. 또한, 지지 프레임(12)의 외주연부(12A)가 복수의 제 2 체결 부재(16B)에 의해 헤드 플레이트(14)의 중앙 구멍의 주연부(14A)에 체결 고정되며, 프로브 카드(11)의 회로 기판(11C)의 외주면과 지지 프레임(12)의 외주연부(12A)의 내주면 사이에는 회로 기판(11C)의 열팽창 대역이 되는 간극(δ)이 형성되어 있다. 따라서, 도 7에 도시된 고정 기구에 따르면, 상기 각 실시예와 동일한 작용 효과를 기대할 수 있는 외에, 카드 홀더가 생략되어 있기 때문에 카드 홀더로의 열팽창에 따른 영향을 없앨 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 각 실시예에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예컨대, 상기 각 실시예에서는 지지 프레임(12)에 의해 프로브 카드(11)를 보강한 예에 대하여 설명했지만, 지지 프레임(12)이 없는 경우에 있어서도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 상기 각 실시예에서는, 지지 프레임이 원반 형상인 경우에 대하여 설명했지만, 휠(1)과 같이 내측으로 개구부가 형성되어 있는 원반 형상이어도 좋다. 또한, 상기 각 실시예에서는 프로브 카드(11)의 회로 기판(11C)과 지지 프레임(12)의 가산 두께가 지지 프레임(12)의 외주연부(12A)와 대략 동일 두께의 경우에 대해서 설명했지만, 외주연부(12A)의 두께가 회로 기판(11C)과 지지 프레임(12)의 내측 부분의 가산 두께보다 두꺼울 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는 지지 프레임(12)이 프로브 카드(11)를 상면에 위치하는 경우에 대하여 설명했지만, 프로브 카드(11)의 하면, 혹은 상면 및 하면의 양면에 위치하여도 좋다.
추가적인 이점 및 변경이 당업자에게 용이할 것이다. 따라서, 본 발명은 보 다 넓은 관점에 있어서 본원에서 도시 및 기술된 특정 세부 사항 및 대표적인 실시예에 한정되지 않는다. 그에 따라서, 여러 가지의 변경이 첨부된 특허청구범위 및 그들의 동등물에 의해 규정된 바와 같이 일반적인 발명 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈됨이 없이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 프로브 카드의 고정 기구에 의하면, 프로브 카드의 열변형에 의한 응력을 억제하고 프로브 핀의 상하 방향으로의 변위를 억제하여 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (11)

  1. 프로브실내에서 피검사체를 고온 분위기에 유지하여 그 전기적 특성을 검사하는 프로브 장치에 설치되는 고정 기구에 있어서,
    상기 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위해 상기 피검사체에 전기적 및 기계적으로 접촉되어야 할 복수의 프로브를 구비하고, 고온 분위기에 노출되는 프로브 카드와,
    상기 프로브 카드를 그 중심부에서 지지하기 위한 지지 프레임과,
    상기 프로브 카드와 상기 지지 프레임을 연결 고정하는 복수의 제 1 체결 부재와,
    상기 프로브 카드 및 상기 지지 프레임을 이들의 외주연부에서 유지하는 카드 홀더로서, 중앙에 마련된 개구부와, 상기 개구부의 개구단으로부터 외주단을 향해 연장되는 절결부를 갖는 카드 홀더와,
    상기 카드 홀더와 상기 지지 프레임을 연결 고정하는 복수의 제 2 체결 부재를 포함하는
    프로브 장치에 설치되는 고정 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절결부는 상기 카드 홀더의 둘레방향으로 복수 마련된
    프로브 장치에 설치되는 고정 기구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 카드의 외주연부를 상기 지지 프레임과 상기 카드 홀더 사이에 배치하고, 상기 프로브 카드의 외주면의 외측에 간극이 설치되어 있는
    프로브 장치에 설치되는 고정 기구.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 프레임 및 상기 카드 홀더는 저열팽창 재료로 형성되어 있는
    프로브 장치에 설치되는 고정 기구.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 프레임 및 상기 카드 홀더의 적어도 한쪽의 하면에는 단열재가 설치되어 있는
    프로브 장치에 설치되는 고정 기구.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 카드 홀더가 고정되어 있는 헤드 플레이트를 더 포함하는
    프로브 장치에 설치되는 고정 기구.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 카드 홀더는 헤드 플레이트에 상당하는
    프로브 장치에 설치되는 고정 기구.
  8. 제 2 항에 있어서,
    복수의 슬릿을 상기 복수의 절결부 사이에 각각 위치시켜 상기 카드 홀더에 마련한
    프로브 장치에 설치되는 고정 기구.
  9. 피검사체와 전기적으로 접촉하는 프로브 카드를 프로브 장치에 장착할 때 사용되는 카드 홀더에 있어서,
    중앙에 마련된 개구부와,
    상기 개구부의 개구단으로부터 외주단을 향해 연장되는 절결부
    를 구비하는 카드 홀더.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 절결부는 상기 카드 홀더의 둘레 방향으로 복수 마련된
    카드 홀더.
  11. 제 10 항에 있어서,
    복수의 슬릿을 상기 복수의 절결부의 사이에 각각 위치시켜 상기 카드 홀더에 마련한
    카드 홀더.
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