KR100658434B1

KR100658434B1 - 프로브 카드

Info

Publication number: KR100658434B1
Application number: KR1020050015016A
Authority: KR
Inventors: 카즈미치 마치다; 아쯔오 우라타; 아쯔시 미네
Original assignee: 니혼 덴시자이료 가부시키가이샤
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-12-15
Also published as: TW200533925A; CN1661375A; TWI269874B; EP1566642A1; US20050184745A1; JP2005233858A; KR20060043145A

Abstract

본 발명의 목적은 측정을 적절하게 수행할 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 프로브 카드는 수직적인 신축 변형을 허용하는 형태인 프로브(100); 상기 프로브를 하부면에 구비한 지지 기판(200); 상기 지지 기판(200)의 상부면에 대향하여 위치된 주기판(300); 상기 지지 기판(200)과 주기판(300) 사이에 배치된 중간 기판(400); 그 일단이 지지 기판(200)의 중앙에 부착되고, 그 타단이 중간 기판(400)에 부착된 원주형 부재이며, 상기 지지 기판(200)이 기울어질 수 있게 상기 지지 기판(200)을 유지하는 지지 부재(500); 및 상기 지지 부재(200)가 상기 주기판(300)과 대하여 수평 위치가 되도록 지지 기판(200)을 유지하며, 상기 지지 기판(200)과 주기판(300) 사이에 제공되는 탄성 부재를 포함한다.

Description

프로브 카드{PROBE CARD}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드의 개력적인 단면도.

도 2는 지지 부재와 탄성 부재의 배치를 도시한 프로브 카드의 개략적인 평면도.

도 3은 프로브 카드에서 사용된 프로브의 개략적인 도면.

도 4는 보강 부재를 가지고 있는 도 3에 도시된 프로브의 개략적인 도면.

도 5는 프로브가 측정 대상의 신호 전극과 접촉하는 프로브 카드를 도시한 도 1에 도시된 부분(α)의 확대 단면도.

도 6은 동작중인 프로브 카드의 개략적인 단면도.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 카드의 개략적인 단면도.

도 8은 지지 부재 및 탄성 부재의 배치를 도시한 프로브 카드의 개략적인 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

A: 프로브 카드 100: 프로브

200: 지지 기판 300: 주기판

400: 중간 기판 500: 지지 부재

600: 탄성 부재 700: 접속 부재

A': 프로브 카드 800: 주기판

B: 측정 대상 10: 신호 전극

본 발명은 측정 대상의 다양한 전기 특성 등을 측정하기 위하여 사용된 프로브 카드에 관한 것이다.

이 종류의 프로브 카드로서, 측정 대상의 신호 전극과 접촉하는 프로브; 상기 프로브가 전기적 및 기계적으로 접속되는 지지 기판; 상기 지지 기판의 상부면에 대향하여 위치된 주기판; 및 상기 주기판의 배선 패턴을 상기 지지 기판의 배선 패턴에 접속시키는 접속 기구를 포함하는 프로브 카드가 공지되어 있다.

이 프로브 카드는 프로버의 대(臺)에 장착되는 것으로서, 그 프로버의 조정 기구에 의해 조정되어 수평 위치로 된 다음, 프로버를 동작시킴으로써 측정 대상의 다양한 전기 특성을 측정하도록 사용된다(특허 문서 1 참조).

[특허 문서 1] 일본 특허 공개 제05-144892

최근에, 측정 대상의 집적도가 점점 높아지고 있다. 측정 대상의 이와같은 고집적에 의하여, 각 신호 전극들간의 높이의 미소한 편차(minute variation)가 문제점을 발생시킬 수 있다. 각 신호 전극들간의 높이의 미소한 편차의 문제점은 프로브 카드의 각 프로브를 신축적으로 변형되게 함으로써 처리될 수 있다.

각 신호 전극들간의 높이의 미소한 편차 이외에도, 측정 대상의 집적도가 높 아지기 때문에, 설치시 측정 대상의 미소한 경사가 또한 문제점을 발생시킬 수 있다. 측정 대상이 기울어질때, 신호 전극의 한 부분은 다른 신호 전극보다 더 높게 위치될 것이다. 결과적으로, 프로브 카드가 수평 위치로 유지될때, 프로브의 한 부분이 신호 전극의 한 부분과 접촉하는 동안, 나머지 프로브는 다른 신호 전극과 접속할 수 없거나, 어떤 접촉이 존재할지라도, 프로브와 신호 전극 사이의 전기적인 연속성을 달성하는데 필요한 소정의 접촉 압력이 얻어질 수 없어서, 측정을 적절하게 수행할 수 없다.

본 발명은 상기 문제점을 처리하기 위하여 고안된 것이며, 본 발명의 목적은 측정 대상이 기울어진 상태에 있을때에도, 모든 프로브가 측정 대상의 신호 전극과 접촉하도록 하는 동시에, 프로브와 신호 전극 사이의 전기적인 연속성을 달성하는데 필요한 소정의 접촉 압력을 확보함으로써, 측정을 적절하게 수행할 수 있도록 하는 것이다.

상술된 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 프로브 카드는:

수직적인 신축 변형을 허용하는 형태인 프로브;

상기 프로브를 하부면에 구비한 지지 기판;

상기 지지 기판의 상부면에 대향하는 주기판; 및

상기 지지 기판과 상기 주기판 사이에 구비되며 상기 지지 기판이 기울어질 수 있게 상기 지지 기판을 유지하는 원주형 지지 부재를 포함하며:

상기 지지 부재의 일단은 상기 지지 기판의 중앙에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 지지 부재는 수직적인 신축 변형을 허용하는 구성을 갖는 것이 바람직하다.

게다가, 수직적으로 신축 변형 가능한 탄성 부재가 상기 지지 기판과 주기판 사이에서 적어도 두 위치에 제공되는 것이 바람직하다. 탄성 부재의 전체 스프링 계수(overall spring coefficient)는 프로브보다 더 작다.

상기 주기판보다 더 강성인 중간 기판이 상기 주기판과 지지 기판 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 중간 기판과 상기 지지 기판 사이에, 지지 부재, 또는 지지 부재 및 탄성 부재가 제공된다.

상기 프로브에 전기적으로 접속된 배선 패턴이 상기 지지 기판의 내부, 상부면 및 하부면중 적어도 하나에 형성된다. 배선 패턴이 상기 주기판의 내부, 상부면 및 하부면중 적어도 하나에 형성된다. 상기 지지 기판의 배선 패턴은 접속 부재를 통하여 상기 주기판의 배선 패턴에 전기적으로 접속된다.

상기 주기판이 가요성 기판일때, 상기 프로브에 전기적으로 접속된 배선 패턴이 상기 주기판의 내부, 상부면 및 하부면중 적어도 하나에 형성된다. 상기 주기판의 배선 패턴은 접속 부재를 통하여 상기 지지 기판의 배선 패턴에 전기적으로 접속된다.

보강판이 상기 지지 기판의 상부면에 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 특징에 따른 프로브 카드에서, 측정 대상이 기울어질지라도, 프로브의 한 부분이 측정 대상의 다른 신호 전극보다 더 높게 위치되는 신호 전극의 한 부분과 접촉할때, 지지 기판은 상기 지지 부재를 중심으로 측정 대상의 경사에 따라서 기울어짐으로써, 측정 대상에 평행하게 위치된다. 따라서, 모든 프로브가 측정 대상의 신호 전극과 접촉한다. 그러므로, 프로브가 종래의 방식으로 신호 전극에 대해 가압(오버드라이브)될때, 상기 프로브와 신호 전극 사이의 전기적인 연속성을 달성하는데 필요한 소정의 접촉 압력이 또한 얻어질 수 있다. 게다가, 프로브가 수직적으로 신축 변형되기 때문에, 각각의 신호 전극들간의 높이의 미소한 편차가 흡수됨으로써, 측정을 적절하게 수행할 수 있도록 한다.

본 발명의 제 2 특징에 따른 프로브 카드에서, 지지 기판이 기울어지고 모든 프로브가 측정 대상의 신호 전극과 접촉한 후에, 각각의 프로브가 신축적으로 변형되는 동시에, 지지 부재가 신축적으로 변형된다. 따라서, 프로브와 측정 대상의 신호 전극 사이의 전기적인 연속성을 달성하는데 필요한 소정의 접촉 압력이 용이하게 얻어짐으로써, 측정을 보다 안전하게 수행할 수 있도록 한다.

본 발명의 제 3 특징에 따른 프로브 카드에서, 수직적으로 신축 변형 가능한 동시에 프로브보다 더 작은 전체 스프링 계수를 갖는 탄성 부재가 주기판과 지지 기판 사이에서 적어도 두 위치에 삽입된다. 이러한 탄성 부재는 지지 기판이 기울어질때, 지지 기판과 측정 대상 사이에서 평행성 조정 부재(parallelism adjusting member)로서 동작한다. 그러므로, 지지 기판은 프로브의 한 부분이 측정 대상의 신호 전극과 접속할때, 과도하게 기울어지지는 것이 방지됨으로써, 측정을 안전하게 수행할 수 있도록 한다. 이 경우에, 지지 기판은 단일 지지 부재에 의해 유지될때 에 비하여, 더 안전하게 유지될 수 있다. 그러므로, 프로브가 측정 대상의 신호 전극으로부터 벗어나게 되는 위험성이 발생하지 않는다.

본 발명의 제 4 특징에 따른 프로브 카드에서, 주기판보다 더 강성인 중간 기판이 주기판과 지지 기판 사이에 배치되며; 지지 부재, 또는 지지 부재와 탄성 부재가 중간 기판과 지지 기판 사이에 제공된다. 따라서, 중간 기판은 프로브가 측정 대상의 신호 전극과 접촉하게 될때, 지지 부재 및/또는 탄성 부재를 통해 발생된 미는 힘에 의해 구부러지지 않는다. 그러므로, 지지 기판은 측정 대상의 경사에 따라서 적절하게 기울어짐으로써, 측정을 안전하게 수행할 수 있도록 한다.

본 발명의 제 5 특징에 따른 프로브 카드에서, 프로브에 전기적으로 접속된 배선 패턴은 지지 기판의 내부, 상부면 및 하부면중 하나에 형성되므로, 측정 장치로의 전기적인 접속은 배선 패턴을 통하여 쉽게 행해질 수 있다.

본 발명의 제 6 특징에 따른 프로브 카드에서, 프로브를 사용하여 전기적인 측정을 수행하는데 필요한 전기 소자가 프로브 부근에 배치되므로, 프로브 카드는 측정 정확도가 개선될 수 있다는 점에서 유용하다.

본 발명의 제 7 특징 및 제 8 특징에 따른 프로브 카드에서, 배선 패턴은 주기판의 내부, 상부면 및 하부면중 하나에 형성되며, 주기판의 배선 패턴은 접속 부재를 통하여 지지 기판의 배선 패턴에 전기적으로 접속되므로, 프로브가 소형화됨에 따라 더 복잡해지는 지지 기판의 배선 패턴이 주기판에 분산될 수 있다. 따라서, 프로브 카드는 측정 대상의 고집적이 잘 처리될 수 있다는 점에서 유용하다.

본 발명의 제 9 특징에 따른 프로브 카드에서, 보강판이 지지 기판의 상부면 에 제공되므로, 지지 기판은 프로브가 측정 대상의 신호 전극과 접촉하게 될때 프로브를 통해 발생된 미는 힘에 의해 구부러지지 않는다. 그러므로, 지지 기판은 측정 대상의 경사에 따라 적절하게 기울어짐으로써, 측정을 안전하게 수행할 수 있도록 한다.

이하에서, 본 발명의 실시예가 서술될 것이다.

[실시예 1]

우선, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드가 첨부 도면을 참조하여 서술될 것이다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드의 개략적인 단면도이다. 도 2는 지지 부재 및 탄성 부재의 배치를 도시한 프로프 카드의 개략적인 평면도이다. 도 3은 프로브 카드에서 사용된 프로브의 개략적인 도면이다. 도 4는 보강 부재를 가지고 있는 도 3(a)에 도시된 프로브의 개략적인 도면이다. 도 5는 프로브가 측정 대상의 신호 전극과 접촉하는 프로브 카드를 도시한 도 1에 도시된 부분(α)의 확대 단면도이다. 도 6은 동작중인 프로브 카드의 개략적인 단면도이다.

측정 대상(B)(반도체 웨이퍼)의 다양한 전기 특성을 측정하기 위한 측정 장치(도시되지 않음)에 전기적으로 접속되며 측정 장치에 설치된 프로버에 장착되는 감지부로서 사용되는 도 1 및 도 2에 도시된 프로브 카드(A)는 다수의 프로브(100), 상기 프로브(100)를 하부면에 구비한 지지 기판(200), 상기 지지 기판(200)의 상부면에 대향하여 위치된 주기판(300), 상기 지지 기판(200)과 주기판(300) 사이에 배치되는 중간 기판(400), 상기 중간 기판과 지지 기판 사이에 제공되며, 상기 지지 기판(200)이 기울어질 수 있게 상기 지지 기판(200)을 유지하는 지지 부재(500), 및 상기 지지 기판(200)과 중간 기판(400) 사이에(8 위치에서) 제공된 탄성 부재(600)를 포함한다. 이하에서, 프로브 카드의 각 부분이 상세히 서술될 것이다.

프로브(100)는 측정 대상(B)의 접촉 가능한 신호 전극(10)의 높이의 편차를 흡수하도록 하기 위하여 적어도 수직 방향으로 신축 변형을 허용하는 형태를 갖는다. 다시 말해, 상기 프로브(100)는, 상기 지지 기판(200)의 하부면 상에 설치된 지지부와, 상기 지지부에 지지된 정상부를 구비하고, 상기 정상부에 가해지는 힘에 의해, 상기 정상부가 상기 지지 기판(200)을 향하여 근접하도록 탄성변형 가능한 탄성체이다. 이러한 프로브(100)의 예로서는, 도 3(a)에 도시된 지지 기판(200)의 한면에 형성된 캔틸레버식, 반원호형 프로브; 도 3(b)에 도시된 그 단부 모두가 지지 기판(200)에 접속된 원호형 프로브; 도 3(c)에 도시된 지지 기판(200)의 길이 방향으로 굽어진 다수의 섹션을 갖는 캔틸레버형 프로브; 도 3(d)에 도시된 그 단부 모두가 지지 기판(200)에 접속된 원형 프로브; 도 3(e)에 도시된 다수의 굽어진 섹션을 갖는 캔틸레버형 프로브; 도 3(f)에 도시된 지지 기판(200)의 길이 방향으로 굽어진 섹션을 갖는 캔틸레버형 프로브; 도 3(g)에 도시된 코일 스프링형 프로브가 포함된다. 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 측정 대상(B)의 신호 전극(10)과 접촉하게 되는 돌출형 접촉 단자(110)가 프로브(100)의 거의 중앙 상부에 제공될 수 있다.

이 프로브(100)는 지지 기판(200)의 하부면에 레지스트를 코팅하고, 상기 레지스트 상에 패턴을 형성하고 나서, 상기 패턴에 도금(plating)을 형성하는 공정을 반복함으로써 지지 기판(200)의 하부면에 일체로 형성된다. 이 프로브(100)의 피치는 프로브(100)가 측정 대상(B)의 신호 전극(10)에 접촉할 수 있도록 하기 위하여 측정 대상(B)의 신호 전극과 동일한 값(이 경우에, 25μm)으로 조정된다.

프로브(100)가 굽어진, 캔틸레버 형태[즉, 도 3(a), 도 3(c), 도 3(e) 및 도 3(f)에 도시된 프로브]를 가질때, 프로브(100)보다 더 높은 탄성을 갖는 알루미나 등의 하나 이상의 보강 부재(121) 층이 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 지지 기판(200)에 대향하는 프로브(100) 표면의 길이 방향을 따라 일체로 제공될 수 있다. 프로브(100)가 굽어진 형태를 가지며 지지 기판(200)과 측정 대상(B)의 신호 전극(10)과 접촉하는 프로브의 그 상부의 대향면 사이에 갭이 존재할때(즉, 도 3(a) 내지 도 3(f)에 도시된 프로브), 프로브(100)보다 더 높은 탄성을 갖는 엘라스토머 등의 보강 부재(122)가 도 4(b)에 도시된 바와 같이 갭 내에 삽입될 수 있다. 보강 부재(121)는 지지 기판(200)에 대향하는 프로브(100)의 그 표면에 알루미나 등을 코팅함으로써 프로브(100)의 제조 공정시 일체로 형성된다. 마찬가지로, 보강 부재(122)는 갭 내로 엘라스토머 등을 채움으로써 프로브(100)의 제조 공정시 갭에 삽입될 수 있다.

이하에서, 설명의 편의상, 프로브(100)는 도 3(a), 도 4 및 도 5에 도시된 캔틸레버식, 반원형 프로브를 예로 사용하여 서술될 것이다. 프로브(100)는 그 일단이 지지 기판(200)에 의해 지지된 제 1의 1/4 원호형 섹션(101), 및 상기 제 1의 1/4 원호형 섹션(101)의 타단에 연결되며 제 1의 1/4 원호형 섹션(101)보다 다소 짧은 제 2의 1/4 원호형 섹션(102)을 포함하는 구성을 갖는다. 돌출형 접촉 단자(110)가 프로브(100)의 거의 중앙 상부에 제공된다.

지지 기판(200)은 측정 대상(B)의 선팽창계수에 가까운 선팽창계수를 갖는 절연 재료로 이루어진다. 예로서, 실리콘 기판 및 폴리머 기판이 포함된다. 이 방식에서, 측정 대상(B)의 선팽창계수에 가까운 선팽창계수를 갖는 재료를 사용하기 때문에, 측정이 측정 환경의 온도를 광범위하게 바꾸면서 수행될때에도, 지지 기판 (200)은 확장되거나 수축되는 측정 대상(B)과 유사하게 확장되거나 수축될 수 있다. 특히, 지지 기판(200)의 표면에 형성된 프로브(100)에 의하여, 측정 대상(B)의 확장 또는 수축과 관련된 신호 전극의 변위(displacement)를 처리할 수 있게 된다.

도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배선 패턴(210)은 지지 기판(200)의 내부 및/또는 표면 상에 형성된다. 또한, 지지 기판(200)의 상부면의 에지에 커넥터(220)가 제공된다(도 1 참조). 배선 패턴(210)의 일단은 지지 기판(200)의 하단에 노출되어, 각각의 프로브(100)에 전기적으로 접속되며; 타단은 커넥터에 전기적으로 접속된다. 커넥터(220)는 후술될 접속 부재(700)의 가요성 기판(720)에 전기적으로 접속된다.

또한, 배선 패턴(210)에 전기적으로 접속된 회로 소자(230)가 지지 기판(200) 내부에 제공된다(도 5 참조). 이러한 회로 소자(230)는 프로브를 사용하여 전기적인 측정을 수행하는데 필요하다. 테스트(즉, 측정 대상(B)의 전기적인 특성의 측정)를 보충하는 BOTS(빌드 아웃 셀프 테스트)의 기능을 갖는 소위 바이패스 커패시터 및 회로 소자로서 동작하는 커패시터가 여기에 사용된다. 커패시터는 고주파 특성을 개선시키는 역할을 한다. BOST의 기능을 갖는 회로 소자는 측정 대상(B)의 테스트 내용에 따라 상이한 역할을 한다.

보강판(240)이 지지 기판(200)의 상부면에 부착된다. 지지 기판(200)보다 더 강성이며 측정 대상(B)의 선팽창계수에 가까운 선팽창계수를 갖는 재료, 예를 들어, 몰리브덴 등이 보강판(240)을 구성하는데 사용된다. 접속 부재(700)의 접속 프로브(710)가 삽입되는 관통홀(도시되지 않음)이 지지 기판(200) 및 보강판(240) 내 에 형성된다.

중간 기판(400)으로서, 주기판(300)보다 더 강성인 예를 들어, 세라믹 기판 등이 사용된다. 중간 기판(400)은 주기판(300)과 지지 기판(200) 사이에 배치되도록 나사 고정을 사용하여 프로브 상에 장착된다. 접속 부재(700)의 접속 프로브(710)가 삽입되는 관통홀(도시되지 않음)이 중간 기판(400) 내에 형성된다.

수직적으로 신축 변형 가능한 댐퍼인 지지 부재(500)는 원주형 몸체(510), 및 상기 원주형 몸체(510)에 부착된 코일 스프링(520)을 포함한다. 원주형 몸체(510)는 지지 기판(200)의 중앙에 제공되며, 중간 기판(400)의 중앙에 부착된다. 따라서, 원주형 몸체(510)의 일단은 지지 부재(200)의 중앙에 배치됨으로써, 지지 기판(200)의 지지점으로서 동작한다. 그러므로, 지지 기판(200)은 기울어질 수 있게 유지될 수 있다.

프로브(100)보다 더 작은 전체 스프링 계수를 갖는 수직적으로 신축 변형 가능한 코일 스프링이 탄성 부재(600)로서 사용된다. 따라서, 프로브(100)의 한 부분이 측정 대상(B)의 다른 신호 전극(10)보다 더 높게 위치된 신호 전극의 한 부분과 접촉할 때, 지지 기판(200)은 지지 부재(500)를 중심으로 기울어질 것이다. 따라서, 탄성 부재(600)는 프로브(100)가 변형되기 전에 신축적으로 변형될 것이다. 특히, 지지 기판(200)의 경사에 따라 신축적으로 변형됨으로써, 탄성 부재(600)는 측정 대상(B)의 경사를 흡수하는 역할을 한다.

주기판(300)으로서, 가요성 기판이 사용된다. 주기판(300)은 프로버 상에 중간 기판(400)을 장착하기 위하여 나사에 연장된 상태로 부착된다. 주기판(300) 내 부에, 배선 패턴(310)이 형성된다. 주기판(300)의 상부면의 에지에, 배선 패턴(310)에 전기적으로 접속된 외부 전극(320)이 제공된다. 주기판(300)의 하부면에 배선 패턴(310)이 노출된다. 접속 부재의 접속 프로브(710)의 후단은 노출된 배선 패턴(310)과 접촉한다. 외부 전극(320)은 측정 장치의 전원 유닛에 전기적으로 접속된다.

접속 부재(700)에 관해서는, 접속 프로브(710)가 전원선용으로 사용되며; 가요성 기판(720)이 측정 신호선용으로 사용된다. 접속 프로브(710)의 말단은 지지 기판(200) 및 보강판(240)의 관통홀 내로 삽입되어, 측정 대상(B)의 전원용 전극 (도시되지 않음)과 접속하며; 접속 프로브(710)의 후단은 중간 기판(400)의 관통홀 내로 삽입되어, 주기판(300)의 하부면으로부터 노출되는 배선 패턴(310)과 접촉한다. 가요성 기판(720)은 지지 기판(200) 및 측정 장치의 측정 유닛과 전기적으로 접속한다. 접속 프로브(710)에서, 휨 부분(bending part)이 제공된다. 휨 부분은 지지 부재(500) 및 탄성 부재(600)의 신축 변형이 방해되지 않도록 하기 위하여 구부러진다.

특히, 측정 장치의 전원 유닛으로부터 출력된 동작 신호가 주기판(300)의 외부 전극 및 배선 패턴(310)을 통하여 접속 프로브(710)에 순차적으로 흐른다. 한편, 측정 장치의 측정 유닛으로부터 출력된 측정 신호는 가요성 기판(720), 지지 기판(200)의 커넥터(220) 및 배선 패턴(210)을 통하여 프로브(100)에 순차적으로 흐른다.

이와같은 구성을 갖는 프로브 카드(A)에서, 지지 기판(200) 상에 제공된 지 지 부재(500)는 중간 기판(400)에 부착된다. 그리고 나서, 탄성 부재(600)가 중간 기판(400)과 지지 기판(200) 사이에 설치된다. 그 후에, 접속 프로브(710)가 중간 기판(400), 지지 기판(200) 및 보강판(240)의 관통홀 내로 순차적으로 삽입된다. 그리고 나서, 중간 기판(400)이 나사 고정을 사용하여 측정 장치의 프로버에 직접 장착된다. 그리고 나서, 주기판(300)이 나사에 부착되고, 접속 프로브(710)가 주기판(300)의 배선 패턴(310)과 접촉하게 된다. 그 후에, 가요성 기판(720)이 지지 기판(200)의 커넥터(220) 및 측정 장치의 커넥터에 접촉하게 된다.

이 방식으로, 프로브 카드(A)는 측정 장치의 프로버 상에 장착되어, 측정 대상(B)의 전기 특성을 측정하는데 사용된다. 이하에서, 프로브 카드(A)의 사용이 상세히 서술될 것이다. 이 경우에, 측정 대상(B)이 기울어진 상태인 것으로 가정한다.

우선, 프로버의 구동 유닛이 활성화되어 프로브 카드(A)와 측정 대상(B) 사이의 위치 조정을 행하도록 한다. 그리고 나서, 프로브 카드(A)가 측정 대상(B)에 상대적으로 가까워져서, 접속 프로브(710)가 측정 대상(B)의 전원용 전극과 접촉한다. 동시에, 프로브(100)의 접속 단자(110)가 측정 대상(B)의 신호 전극(10)과 접촉하게 된다. 이 과정에서, 프로브(100)의 접속 단자(110)의 한 부분이 측정 대상(B)의 다른 신호 전극(10)보다 더 높게 위치된 신호 전극(10)의 한 부분과 접촉하는 경우, 지지 부재(500)의 코일 스프링(520) 및 탄성 부재(600)가 도 6에 도시된 바와 같이 신축적으로 변형되는 동시에, 지지 기판(200)이 측정 대상(B)의 경사에 따라 지지 부재(500)를 중심으로 기울어질 것이다. 따라서, 지지 기판(200)은 측정 대상(B)에 평행하게 위치되어, 프로브(100)의 모든 접속 단자(110)가 측정 대상(B)의 신호 전극(10)과 접촉한다. 그 후에, 프로브 카드(A) 및 측정 대상(B)은 또한 프로브(100)의 접속 단자(110)를 측정 대상(B)의 신호 전극(10)에 대해 가압(즉, 오버드라이브)하기 위하여 서로 상대적으로 더 가까워진다. 이 과정에서, 지지 부재(500)의 코일 스프링(520) 및 탄성 부재(600)가 신축적으로 변형(즉, 수축)되는 동시에, 각각의 프로브(100)는 측정 대상(B)의 각각의 신호 전극(10)의 높이의 편차에 따라 신축적으로 변형된다. 따라서, 프로브(100)의 접속 단자(110)는 측정 대상(B)의 신호 전극(10)에 대해 가압된다. 그러므로, 프로브(100)와 측정 대상(B)의 신호 전극(10) 사이의 전기적인 연속성을 달성하는데 필요한 소정의 접촉 압력이 확보될 수 있다.

이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 프로브가 신축적으로 변형되는 동안, 제 2의 1/4 원호형 섹션(102)의 말단은 지지 기판(200)의 표면과 접촉하고 나서, 지지 기판의 윗면으로(도 5의 화살표 방향으로) 이동한다. 프로브(100)가 이 방식으로 동작될때, 오버드라이브에 의해 프로브(100)에 도입된 부하가 프로브(100)가 손상되지 않도록 감소되는 동시에, 정해진 스크럽(given scrub)이 프로브(100) 상에 발생되어, 신호 전극(10)에서 산화막을 벗김으로써, 신호 전극(10)과의 안전한 접촉을 달성할 수 있도록 한다.

그 후에, 측정 장치를 사용하여 측정 대상(B)의 측정이 완료될때, 프로브의 구동 유닛이 활성화되어 프로브 카드(A)를 측정 대상(B)에서 분리시킨다.

상술된 프로브 카드(A)에서, 측정 대상(B)이 기울어진 상태일지라도, 프로브 의 한 부분이 측정 대상(B)의 다른 신호 전극(10)보다 더 높게 위치된 신호 전극(10)의 한 부분과 접촉할때, 지지 기판(200)은 측정 대상의 경사에 따라 지지 부재(500)를 중심으로 기울어질 것이다. 그러므로, 지지 기판(200)이 측정 대상(B)에 평행하게 위치되고 나서, 모든 프로브(100)가 신호 전극(10)과 접촉하게 됨으로써, 소정의 접촉 압력으로 측정을 수행한다. 결과적으로, 프로브(100)의 한 부분이 측정 대상(B)의 신호 전극의 한 부분과 접촉하는 동안, 나머지 프로브(100)가 다른 신호 전극(10)에 접촉하지 못하거나, 어떤 접촉이 존재할지라도, 프로브(100)와 신호 전극(10) 사이의 전기적인 연속성을 달성하는데 필요한 소정의 접촉 압력이 얻어질 수 없다는 종래의 경우가 피해질 수 있다. 그러므로, 측정이 적절하게 수행될 수 있다.

[실시예 2]

본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 카드가 첨부 도면을 참조하여 서술될 것이다. 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로브 카드의 개략적인 단면도이다. 도 8은 지지 부재 및 탄성 부재의 배치를 도시한 프로브 카드의 개략적인 평면도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 프로브 카드(A')는 프로브 카드(A)와 실질적으로 유사한 구성을 갖는다. 프로브 카드(A와 A') 사이의 큰 차이는 프로브 카드(A')의 주기판(800)으로서 인쇄 회로 기판이 사용된다는 것이다. 이하에서, 차이가 상세하게 서술될 것이며, 중복된 부분의 반복된 설명은 생략된다. 참조 번호(800)는 주기판을 나타낸 것이지만, 실시예 1에 대응하는 다른 부분에는 동일한 참조 번호가 적용된다.

주기판(800)에서, 접속 프로브(710)가 삽입되는 다수의 관통홀(810)이 제공된다. 주기판(800)의 내부 및/또는 표면 상에, 배선 패턴(820)이 형성된다. 또한, 주기판(800)의 상부면의 에지에, 외부 전극(831)이 제공된다. 이러한 외부 전극은 측정 장치의 전원 유닛 또는 측정 유닛에 전기적으로 접속된다. 주기판(800)의 하부면의 에지에, 가요성 기판(720)에 전기적으로 접속된 커넥터(832)가 제공된다. 배선 패턴(820)은 외부 전극(831)과 관통홀(810) 내로 삽입된 접속 프로브(710)의 후단을 전기적으로 접속시키는 동시에, 외부 전극(831)과 커넥터(832)를 전기적으로 접속시킨다.

접속 부재(700)의 가요성 기판(720)은 지지 기판(200)의 커넥터와 주기판(800)의 커넥터(832)를 전기적으로 접속시키기 위하여 사용된다.

특히, 측정 장치의 전원 유닛으로부터 출력된 동작 신호가 주기판(800)의 외부 전극(831) 및 배선 패턴(810)을 통하여 접속 프로브(710)로 순차적으로 흐른다. 한편, 측정 장치의 측정 유닛으로부터 출력된 측정 신호는 주기판(800)의 외부 전극(831), 배선 패턴(810), 커넥터(832), 가요성 기판(720), 지지 기판(200)의 커넥터(220) 및 배선 패턴(210)을 통하여 프로브(100)에 순차적으로 흐른다.

중간 기판(400)은 주기판(800)과 지지 기판(200) 사이에 배치되도록 나사 고정을 사용하여 주기판(800) 상에 장착된다.

이하에서, 프로브 카드(A')의 사용이 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 서술될 것이다. 이 경우에, 측정된 대상(B)이 기울어진 상태인 것으로 가정한다.

이 때, 프로브(100)가 신축적으로 변형되는 동안, 제 2의 1/4 원호형 섹션 (102)의 말단은 지지 기판(200)의 표면과 접촉하고 나서, 지지 기판(200)의 윗면으로(도 5 참조) 이동한다. 프로브(100)가 이 방식으로 동작될때, 오버드라이빙에 의해 프로브(100)에 도입된 부하가 프로브(100)가 손상되지 않도록 감소되는 동시에, 정해진 스크럽이 프로브(100) 상에 발생되어, 신호 전극(10)에서 산화막을 벗김으로써, 신호 전극(10)과의 안전한 접촉을 달성할 수 있도록 한다.

프로브 카드(A)와 유사한 이와같은 프로브 카드(A')에 의하여, 측정 대상(B)이 기울어진 상태일지라도, 프로브(100)의 한 부분이 측정 대상(B)의 다른 신호 전극(10)보다 더 높게 위치된 신호 전극(10)의 한 부분과 접촉할때, 지지 기판(200)은 측정 대상(B)의 경사에 따라서 지지 부재(500)를 중심으로 기울어질 것이다. 그러므로, 지지 기판(200)이 측정 대상(B)에 평행하게 위치되고 나서, 모든 프로브(100)가 신호 전극(100)에 접촉하게 됨으로써, 소정의 접촉 압력으로 측정을 수행한다. 결과적으로, 프로브(100)의 한 부분이 측정 대상(B)의 신호 전극의 한 부분과 접촉하는 동안, 나머지 프로브(100)가 다른 신호 전극(10)에 접촉하지 못하거나, 어떤 접촉이 존재할지라도, 프로브(100)와 신호 전극(10) 사이의 전기적인 연속성을 달성하는데 필요한 소정의 접촉 압력이 얻어질 수 없다는 종래의 경우가 피해질 수 있다. 그러므로, 측정이 적절하게 수행될 수 있다.

프로브 카드가 수직적인 신축 변형을 허용하는 프로브 형태; 프로브를 하부면에 구비한 지지 기판; 상기 지지 기판의 상부면에 대향하여 위치된 주기판; 및 상기 지지 기판과 주기판 사이에 제공되며 지지 기판이 기울어질 수 있게 상기 지지 기판을 유지하는 원주형 지지 부재를 구비하며: 상기 지지 부재의 일단이 지지 기판의 중앙에 배치된다는 조건하에서 프로브 카드(A 및 A')에 대한 임의의 디자인 변경이 수행될 수 있다.

따라서, 주기판(800)과 같은 강성의 기판이 주기판으로 사용될때, 중간 기판(400)을 제공할 필요가 없다. (그러나, 주기판(300)과 같은 가요성 기판이 사용되는 경우, 중간 기판(400)이 반드시 필요하다.) 이 경우에, 지지 부재(500) 및 탄성 부재(600)가 주기판과 지지 기판(200) 사이에 배치된다. 이 구성에서, 프로브(100)가 신호 전극(10)과 접촉하게 될 때, 지지 부재(500) 및 탄성 부재(600)를 통해 발생된 미는 힘에 의해 기판이 구부러지지 않도록 하는 강도를 갖는 기판이 주기판으로서 사용되는 것이 바람직하다. 그러나, 이와같은 강도가 없는 기판도 보강판 등으로 보강될 때, 사용될 수 있다.

이 실시예에서, PCB가 주기판(800)으로 사용된다. 그러나, 동일한 기능이 구현될 수 있다는 조건으로 임의의 기판이 사용될 수 있다. 배선 패턴 등이 주기판(300)에 제공되지 않을 때, 간단한 보드와 같은 몸체가 사용될 수 있다. 이 경우에, 접속 부재(700)는 측정 장치에 직접 전기적으로 접속된다.

이 실시예에서, 수직적으로 신축 변형 가능한 댐퍼가 지지 부재(500)로서 사용될 수 있다. 그러나, 지지 기판이 기울어질 수 있게 지지 기판을 유지하기 위한 원주형 몸체라는 조건으로 임의의 부재가 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로브(100) 및 탄성 부재(600)보다 큰 전체 스프링 계수를 갖는 강성의 원주형 고무편 등이 사 용될 수 있다.

탄성 부재(600)는 적어도 두 위치에서 제공되는 것이 바람직하다. 그러나, 탄성 부재(600)는 생략될 수 있다.

접속 부재(700)에 관해서는, 접속 프로브(710)가 전원선용으로 사용되며; 가요성 기판(720)이 신호선용으로 사용된다. 그러나, 물론, 접속 프로브(710)가 신호선용으로 사용될 수 있고; 가요성 기판(720)이 전원선용으로 사용될 수 있다. 접속 프로브(710)가 임의로 제공될 수 있다. 접속 프로브가 제공되지 않을 때, 가요성 기판(720)은 전원선 및 측정 신호선으로 겸용된다.

본 발명의 프로브 카드에 의하여, 측정 대상이 기울어진 상태에 있을 때에도, 모든 프로브가 측정 대상의 신호 전극과 접촉하는 동시에, 프로브와 신호 전극 사이의 전기적인 연속성을 달성하는데 필요한 소정의 접촉 압력을 확보함으로써, 측정을 적절하게 수행할 수 있도록 한다.

Claims

프로브(100)가 하부면에 설치된 지지 기판(200);

상기 지지 기판(200)의 상부면에 대향하여 배치된 주기판(300);

상기 주기판(300)의 하부면에 설치되고, 상기 지지 기판(200)이 상기 주기판(300)에 대해 기울어질 수 있게, 상기 지지 기판(200)의 중심부를 일점 지지하는 수직적인 신축 변형이 가능한 탄성구조의 지지 부재(500); 및

상기 지지 기판(200)과 상기 주기판(300) 사이에서, 상기 지지 부재(500) 둘레의 적어도 2개소에 설치된 탄성 부재(600);을 구비하고,

상기 프로브(100)는, 상기 지지 기판(200)의 하부면 상에 설치된 지지부와, 상기 지지부에 지지된 정상부를 구비하고, 상기 정상부에 가해지는 힘에 의해, 상기 정상부가 상기 지지 기판(200)을 향하여 근접하도록 탄성변형 가능한 탄성체이며,

상기 탄성 부재(600)의 전체 스프링 계수가 상기 프로브(100)의 전체 스프링 계수보다도 작은 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
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프로브(100)가 하부면에 설치된 지지 기판(200);

상기 지지 기판(200)의 상부면에 대향하여 배치된 주기판(300);

상기 주기판(300)과 상기 지지 기판(200) 사이에 배치된 상기 주기판(300)보다 더 강성의 중간 기판(400);

상기 중간 기판(400)의 하부면에 설치되고, 지지 기판(200)이 상기 중간 기판(400)에 대해 기울어질 수 있게, 상기 지지 기판(200)의 중심부를 일점 지지하는 수직적인 신축 변형이 가능한 탄성구조의 지지 부재(500); 및

상기 지지 기판(200)과 상기 중간 기판(400) 사이에서, 상기 지지 부재(500) 둘레의 적어도 2개소에 설치된 탄성 부재(600);를 구비하고,

상기 프로브(100)는, 상기 지지 기판(200)의 하부면 상에 설치된 지지부와, 상기 지지부에 지지된 정상부를 구비하고, 상기 정상부에 가해지는 힘에 의해, 상기 정상부가 상기 지지 기판(200)을 향하여 근접하도록 탄성변형 가능한 탄성체이며,

상기 탄성 부재(600)의 전체 스프링 계수가 상기 프로브(100)의 전체 스프링 계수보다도 작은 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
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제 4 항에 있어서, 상기 주기판(300)은 가요성 기판이며;

상기 프로브(100)에 전기적으로 접속된 배선 패턴(310)이 상기 주기판의 내부, 상부면 및 하부면중 적어도 하나에 형성되며;

상기 주기판의 배선 패턴(310)은 접속 부재(700)를 통하여 상기 지지 기판의 배선 패턴(210)에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제 4 항 또는 제 8 항에 있어서, 보강판(240)이 상기 지지 기판(200)의 상부면에 제공되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.