KR100703044B1

KR100703044B1 - 검사용 프로브 카드 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100703044B1
Application number: KR1020070003621A
Authority: KR
Inventors: 류달래
Original assignee: (주)에이펙스
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2007-04-09
Also published as: EP1944613A1; CN101221195A; US20080169830A1; JP2008170413A; TW200829924A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드는 복수개의 프로브 모듈, 프로브 모듈의 아래에 위치한 다층 세라믹 기판, 프로브 모듈과 다층 세라믹 기판을 연결시키는 솔더 볼을 포함하고, 솔더 볼의 키는 위치에 따라 다른 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 프로브 카드 및 그 제조 방법은 다층 세라믹 기판의 평탄도가 불량인 경우나, 프로브 카드의 조립 과정 등에서 다층 세라믹 기판의 평탄도가 변화하는 경우에도 그 위에 배치된 프로브 모듈의 프로브의 높이를 기준 평탄선에 일치시킴으로써 검사 공정의 정확도를 향상시킬 수 있다.

프로브, 접촉체, 프로브기판, 프로브카드, 프로브모듈, 본딩, 솔더볼,

Description

검사용 프로브 카드 및 그 제조 방법{PROBE CARD FOR TEST AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 사시도이다.

도 2는 도 1의 II-II를 잘라 도시한 단면도이다.

도 3은 도 2에서 프로브 모듈을 확대 도시한 도면으로서 프로브 모듈의 평면도이다.

도 4는 도 3의 IV-IV를 잘라 도시한 단면도이다.

도 5은 기준 평탄선의 중심부가 주변부보다 높은 일 실시예의 도면이다.

도 6은 기준 평탄선의 주변부가 중심부보다 높은 일 실시예의 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법의 도면으로서, 베이스 기판에서 프로브 모듈을 분리하는 단계를 도시한 도면이다.

도 8은 분리된 프로브 모듈을 픽업 장치를 이용하여 픽업하여 다층 세라믹 기판으로 이동하는 단계를 도시한 도면이다.

도 9는 픽업 장치를 이용하여 프로브 모듈의 솔더 볼을 다층 세라믹 기판의 주변부에 부착하는 단계를 도시한 도면이다.

도 10은 픽업 장치를 이용하여 솔더 볼의 키를 늘여 프로브 모듈의 높이를 기준 평탄선에 일치시키는 단계를 도시한 도면이다.

도 11은 다른 프로브 모듈을 다층 세라믹 기판의 중앙부에 부착하여 프로브 모듈의 높이를 기준 평탄성에 일치시키는 단계를 도시한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

80: 모듈 트레이 90: 픽업 장치

100: 베이스 기판 101: 미세 트렌치

102: 관통 홀 111: 트렌치 산화막

120: 절연막 130: 연결 부재

140: 시드 층 150: 빔

160: 접촉체 161: 제1 팁

162: 제2 팁 163: 제3 팁

170: 회로부 183: 솔더 볼

200: 프로브 1000: 프로브 모듈

2000: 다층 세라믹 기판 3000: 인쇄 회로 기판

본 발명은 프로브 카드 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 반도체 웨이퍼 위에 형성된 반도체 집적회로 장치 등의 이상 유무를 전기적으로 검사하는 프로브(probe)를 포함하는 프로브 카드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 집적회로 장치 등은 일련의 반도체 제조 공정 등을 거쳐 제조되며, 그 제조 과정 중 또는 제조 완료 후에 전기적 검사를 거쳐 양품과 불량품을 선별하게 된다. 이러한 전기적 검사 과정에는 외부로부터 각종 전기적 신호를 전달하고 반도체 집적회로에서의 응답 신호를 검출하여 분석하는 검사 장비가 사용되며, 검사 장비와 반도체 집적회로를 전기적으로 연결시키기 위해서는 프로브(probe)와 같은 전기적 접촉체가 형성된 장치가 필요하다. 이와 유사한 검사 과정이 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display) 등과 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display) 등의 제조 과정 중 또는 제조 완료 후에도 시행되며, 여기에도 검사 장비와 소자간의 전기적 연결을 담당하는 프로브가 형성된 장치가 필요하다.

프로브가 형성된 장치를 프로브 카드라고 하며, 프로브 모듈, 다층 세라믹 기판(Multi Layer Ceramic substrate, MLC) 및 인쇄 회로 기판으로 이루어져서 검사 공정을 진행한다. 프로브 모듈(probe module)은 복수개의 프로브로 이루어지며, 이러한 프로브 모듈 복수개가 다층 세라믹 기판 위에 솔더볼(solder ball)을 통해 부착되며, 다층 세라믹 기판은 포고 블록(pogo block)을 사이에 두고 인쇄 회로 기판과 연결되어 있다.

그런데 다층 세라믹 기판의 평탄도가 일정하지 않은 경우에는 그 위에 배치된 프로브 모듈의 프로브의 높이도 일정하지 않을 수 있다. 따라서, 검사 공정의 정확도가 저하되기 쉽다.

본 발명의 기술적 과제는 프로브의 평탄도가 향상된 프로브 카드 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드는 복수개의 프로브 모듈, 상기 프로브 모듈의 아래에 위치한 다층 세라믹 기판, 상기 프로브 모듈과 상기 다층 세라믹 기판을 연결시키는 솔더 볼을 포함하고, 상기 솔더 볼의 키는 위치에 따라 다른 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔더 볼의 키는 상기 프로브 모듈별로 다른 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔더 볼의 키는 상기 다층 세라믹 기판의 중심부에서 주변부로 갈수록 커지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔더 볼의 키는 상기 다층 세라믹 기판의 중심부에서 주변부로 갈수록 작아지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복수개의 프로브 모듈의 높이는 서로 일치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프로브 모듈은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 위에 형성되어 있는 복수개의 프로브를 포함하며, 상기 프로브 모듈의 높이는 상기 프로브 모듈의 프로브의 상부 끝부분의 높이인 것이 바람직하다.

또한, 상기 베이스 기판 아래에 형성되어 있으며, 제1 솔더 패드를 가지는 회로부, 상기 회로부를 덮고 있으며, 상기 제1 솔더 패드를 노출하는 제1 접촉구를 가지는 제1 솔더 레지스트, 상기 제1 솔더 레지스트 위에 형성되어 있는 제1 중간층을 더 포함하고, 상기 솔더 볼은 상기 제1 중간층에 부착되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 다층 세라믹 기판 위에 형성되어 있는 제2 솔더 패드, 상기 제2 솔더 패드를 노출하는 제2 접촉구를 가지는 제2 솔더 레지스트, 상기 제2 솔더 레지스트 위에 형성되어 있는 제2 중간층을 더 포함하고, 상기 솔더 볼은 상기 제2 중간층에 부착되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 제조 방법은 솔더 볼이 부착된 복수개의 프로브 모듈을 준비하는 단계, 픽업 장치를 이용하여 상기 프로브 모듈 중 적어도 하나를 픽업하여 다층 세라믹 기판의 소정 위치에 부착시키는 단계, 상기 프로브 모듈을 잡고 있는 상기 픽업 장치를 승강 또는 하강시킴으로써 상기 솔더 볼의 키를 조절하여 상기 프로브 모듈의 높이를 조정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 픽업 장치를 이용하여 상기 프로브 모듈 중 적어도 하나를 픽업하여 다층 세라믹 기판의 소정 위치에 부착시키는 단계는 픽업된 상기 프로브 모듈의 솔더 볼을 상기 다층 세라믹 기판 위의 소정 위치에 접촉시키는 단계 및 상기 솔더 볼을 가열하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔더 볼을 가열하는 단계는 픽업된 상기 프로브 모듈에 상기 픽업 장치 내부를 통하여 레이저를 조사하거나 열원을 이용함으로써 진행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔더 볼이 부착된 복수개의 프로브 모듈을 준비하는 단계는 복수개의 프로브 모듈이 형성되어 있는 웨이퍼의 각 프로브 모듈의 솔더 패드에 솔더 볼을 부착하는 단계, 상기 솔더 볼이 부착되어 있는 상기 프로브 모듈을 상기 웨이퍼로부터 분리하여 모듈 트레이에 싣는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프로브 모듈을 잡고 있는 상기 픽업 장치를 승강 또는 하강시킴으로써 상기 솔더 볼의 키를 조절하여 상기 프로브 모듈의 높이를 조정하는 단계에서는 상기 프로브 모듈의 상기 다층 세라믹 기판 상의 위치에 따라 상기 솔더 볼의 키를 다르게 조절하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔더 볼의 키는 상기 다층 세라믹 기판의 중심부에서 주변부로 갈수록 커지도록 조절하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔더 볼의 키는 상기 다층 세라믹 기판의 중심부에서 주변부로 갈수록 작아지도록 조절하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 픽업 장치는 상기 프로브 모듈의 상부면에 접촉하여 진공을 이용하여 상기 프로브 모듈을 픽업하는 것이 바람직하다.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 사시도이고, 도 2는 도 1 의 II-II를 잘라 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에서 프로브 모듈을 확대 도시한 도면으로서 프로브 모듈의 평면도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV를 잘라 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 프로브 카드는 복수개의 프로브 모듈(1000), 복수개의 프로브 모듈(1000) 아래에 위치한 다층 세라믹 기판(2000) 및 다층 세라믹 기판(2000) 아래에 위치한 인쇄 회로 기판(3000)으로 이루어진다. 이 때, 다층 세라믹 기판(2000)은 포고 블록(2500)을 사이에 두고 인쇄 회로 기판(3000)과 연결되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 프로브 모듈(1000)은 베이스 기판(100), 베이스 기판(100) 위에 형성되어 있는 복수개의 프로브(200)를 포함한다. 베이스 기판(100)은 단결정 실리콘 웨이퍼인 것이 바람직하며, 베이스 기판(100)의 표면 일부에는 절연막(120)이 형성되어 있다.

베이스 기판(100)의 상부 표면 근처에는 트렌치 산화막(111)이 형성되어 있고, 트렌치 산화막(111)과 소정 간격 이격된 위치에는 관통 홀(102)이 형성되어 그 내부를 연결 부재(130)가 채우고 있다. 트렌치 산화막(111)은 열산화막으로 형성되며 전기적 절연성 및 경도가 매우 우수하다.

프로브(200)는 베이스 기판(100)의 연결 부재(130)와 전기적으로 연결되는 빔(beam)(150), 빔(150)의 한쪽 끝 부분에 형성되어 있으며 빔(150)에 수직한 방향으로 부착되어 있는 접촉체(160)를 포함한다. 빔(150)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au), 알루미늄(Al) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 하나의 금속을 주로 한 합금으로 이루어진다. 프로브 모듈(1000)을 이루는 복수개의 프로브(200)는 제1 프로브 군(210) 및 이와 마주하고 있는 제2 프로브 군(220)으로 이루어진다. 제1 프로브 군(210)에 속하는 복수개의 프로브(210)의 접촉체(160)가 형성된 한쪽 끝부분은 제2 프로브 군(220)에 속하는 복수개의 프로브(210)의 접촉체(160)가 형성된 한쪽 끝부분과 마주보고 있다. 따라서, 하나의 프로브 모듈(1000) 내에 형성된 복수개의 접촉체(160)는 Y방향을 따라 두 개의 열로 배치된다.

접촉체(160)는 그 측벽이 계단 형상으로 이루어져 그 상부가 하부보다 작은 직경을 가진다. 접촉체(160)는 빔(150)과 접촉하고 있는 제1 팁(161), 제1 팁(161) 위에 형성되어 있으며 제1 팁(161)보다 작은 직경을 가지는 제2 팁(162) 및 제2 팁(162) 위에 형성되어 있으며 제2 팁(162)보다 작은 직경을 가지는 제3 팁(163)으로 이루어진다. 여기서 제1 내지 제3 팁(161, 162, 163)의 정단면은 원형, 타원형, 다각형 등 다양하게 변형될 수 있다. 이러한 접촉체(160)는 전기적 검사 과정에서 검사 장비인 프로브 기판과 반도체 집적 회로 등을 전기적으로 연결시킨다.

본 발명의 일 실시예에서는 3개의 팁(161, 162, 163)으로 이루어진 접촉체(160)를 형성하였으나, 그 이상의 팁으로 이루어진 접촉체(160)도 형성할 수 있다.

그리고, 빔(150)의 아래면에는 시드층(140)이 부착되어 있으며, 시드층(140)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 금(Au), 알루미늄(Al) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 하나의 금속을 주로 한 합금으로 이루어진다.

그리고, 빔(150)의 아래쪽에 위치하는 베이스 기판(100)의 일부는 제거되어 빔(150)이 위아래로 휠 수 있는 휨 공간(bending space)(A)이 형성되어 있다. 이러한 휨 공간(A)에 의해 빔(150)과 베이스 기판(100)의 일부가 소정 간격 이격되며 휨 공간(A)으로 빔(150)이 탄성을 가지고 상하로 미세하게 움직일 수 있게 된다.

이 때, 휨 공간(A)의 측벽(106)은 경사져 있으며, 측벽(106)의 상단부는 빔(150)과 접촉하고 있어서 휨 공간(A)의 측벽(106)과 빔(150)은 소정 각도(θ)를 이루고 있다.

트렌치 산화막(111)은 빔(150)과 휨 공간(A)의 측벽(106)의 경계부 즉, 빔(150)과 베이스 기판(100)간의 경계부(B)에 위치하고 있다. 즉, 휨 공간(A)의 측벽(106)과 인접한 위치에 트렌치 산화막(111)이 형성되어 있다. 따라서, 트렌치 산화막(111)은 빔(150)의 계속적인 휘는 동작에 의해 빔(150)과 베이스 기판(100)의 경계부(B)에 집중되는 응력으로 인해 경계부(B)가 손상되는 것을 방지하고, 빔(150)과 베이스 기판(100)간의 전기적 절연성을 유지하게 하여 전기 누설을 방지한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 이러한 트렌치 산화막(111)은 빔(150)의 길이 방향(X)과 수직한 방향(Y)으로 길게 연장되어 있다.

그리고, 연결 부재(130)의 주변에는 보조 트렌치 산화막(112)이 형성되어 있으며, 보조 트렌치 산화막(112)은 트렌치 산화막(111)의 길이 방향(Y)과 수직한 방 향(X)으로 길게 연장되어 있다. 보조 트렌치 산화막(112)은 트렌치 산화막(111)으로 인해 베이스 기판(100)이 Y 방향으로 휘어 연결 부재(130)가 손상되는 것을 방지하기 위해 X 방향으로 길게 형성되어 있다.

휨 공간(A)의 표면에는 절연막(120)이 형성되어 있지 않으며, 절연을 위해 베이스 기판(100)과 시드층(140) 사이에는 절연막(120)이 형성되어 있고, 연결 부재(130)와 빔(150)은 시드층(140)을 매개로 하여 서로 접촉하고 있다.

빔(150)의 다른 쪽 끝 부분은 연결 부재(130)를 통해 베이스 기판(100) 아래에 형성되어 있는 회로부(170)와 연결되어 있다. 회로부(170)의 한쪽 끝부분에는 제1 솔더 패드(solder pad)(179)가 형성되어 있으며, 제1 솔더 패드(179)를 노출하는 제1 접촉구(187)를 가지는 제1 솔더 레지스트(solder resist)(181)가 회로부(170)을 덮고 있다. 제1 접촉구(187)를 통해 노출된 제1 솔더 패드(179) 위에는 제1 중간층(182)이 형성되어 있으며, 제1 중간층(182) 위에는 솔더 볼(solder ball)(183)이 부착되어 있다. 제1 중간층(Under Bump Metallurgy, UBM)(56)은 티타늄(Ti) 등과 같이 솔더 볼(183)의 확산을 방지할 수 있는 확산 방지층 및 금(Au) 또는 구리(Cu) 등과 같이 솔더 볼(183)의 젖음성을 좋게 하기 위한 젖음층으로 이루어진다. 솔더 볼(183)은 금(Au)과 주석(Sn)의 합금 또는 주석(Sn), 백금(Ag) 및 구리(Cu)의 합금으로 이루어진다. 솔더 볼(183)의 크기는 수십 ㎛ 내지 수백 ㎛인 것이 바람직하다.

도 2에 도시한 바와 같이, 다층 세라믹 기판(2000)에는 내부 회로(50)가 형성되어 있다. 다층 세라믹 기판(2000)위에는 내부 회로(50)와 연결되어 있는 제2 솔더 패드(53)가 형성되어 있다. 다층 세라믹 기판(2000) 위에는 제2 솔더 패드(53)를 노출하는 제2 접촉구(57)를 가지는 제2 솔더 레지스트(54)가 형성되어 있다. 제2 접촉구(57)를 통해 노출된 제2 솔더 패드(53) 위에는 제2 중간층(55)이 형성되어 있으며, 제2 중간층(55) 위에는 솔더 볼(183)이 부착되어 있다. 제2 중간층(55)은 니켈(Ni) 등과 같이 솔더 볼(183)의 확산을 방지할 수 있는 확산 방지층 및 금(Au) 또는 구리(Cu) 등과 같이 솔더 볼(183)의 젖음성을 좋게 하기 위한 젖음층으로 이루어진다. 그리고, 제2 솔더 패드(53)에는 프로브 모듈(1000)의 제1 솔더 패드(179)에 부착된 솔더 볼(183)의 다른 면이 부착되어 있으며, 이러한 솔더 볼(183)을 통해 제1 솔더 패드(179) 및 제2 솔더 패드(53)가 전기적으로 연결된다.

복수개의 프로브 모듈(1000)은 다층 세라믹 기판(2000)에 부착되며, 다층 세라믹 기판(2000)의 평탄도에 따라 프로브 모듈(1000)의 솔더볼(183)의 키(H)를 다르게 형성한다.

즉, 다층 세라믹 기판(2000)의 중심부가 볼록한 형상일 경우, 복수개의 프로브 모듈(1000)중 다층 세라믹 기판(2000)의 중심부에 위치한 프로브 모듈(1000)의 솔더 볼(183)의 키(H)는 작고, 다층 세라믹 기판(2000)의 주변부로 갈수록 이에 위치하는 프로브 모듈(1000)의 솔더 볼(183)의 키(H)는 크게 형성한다. 여기서, 솔더 볼(183)의 키(H)는 높이에 영향을 미치는 세로 직경을 의미한다. 이와 같이 다층 세라믹 기판(2000)의 평탄도에 따라 프로브 모듈(1000)의 솔더 볼(813)의 키(H)를 다르게 형성함으로써, 모든 프로브 모듈(1000)의 프로브(200)의 높이를 일정하게 기준 평탄선(PL1)에 일치시킬 수 있다.

한편, 이러한 기준 평탄선(PL1)은 도 2에 도시한 바와 같이, 동일한 높이일 수도 있으나, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 기준 평탄선(PL1)의 일부가 높거나 낮을 수 있다.

도 5에는 기준 평탄선(PL2)의 중심부가 주변부보다 높은 일 실시예가 도시되어 있고, 도 6에는 기준 평탄선(PL3)의 주변부가 중심부보다 높은 일 실시예가 도시되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 기준 평탄선(PL2)의 중심부가 주변부보다 높은 경우에는 다층 세라믹 기판(2000)의 상부면(2001)이 평탄한 조건하에, 복수개의 프로브 모듈(1000) 중 다층 세라믹 기판(2000)의 중심부에 위치한 프로브 모듈(1000)의 솔더 볼(183)의 키(H)는 크고, 다층 세라믹 기판(2000)의 주변부로 갈수록 이에 위치하는 프로브 모듈(1000)의 솔더 볼(183)의 키(H)는 작게 형성한다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 기준 평탄선(PL3)의 중심부가 주변부보다 낮은 경우에는 다층 세라믹 기판(2000)의 상부면(2001)이 평탄한 조건하에, 복수개의 프로브 모듈(1000) 중 다층 세라믹 기판(2000)의 중심부에 위치한 프로브 모듈(1000)의 솔더 볼(183)의 키(H)는 작고, 다층 세라믹 기판(2000)의 주변부로 갈수록 이에 위치하는 프로브 모듈(1000)의 솔더 볼(183)의 키(H)는 크게 형성한다.

도 5 및 도 6은 솔더 볼(183)의 키(H)를 위치에 따라 다르게 조절할 수 있다는 것을 보이기 위한 예시일 뿐이다. 즉, 솔더 볼(183)의 키(H)는 필요에 따라 프로브 모듈(1000)별로 다양하게 가져갈 수 있다.

도 7 내지 도 11에는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법 을 순서대로 도시하였다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 기판의 제조 방법의 첫째 단계로서 베이스 기판에서 프로브 모듈을 분리하는 단계를 도시한 도면이고, 도 8은 분리된 프로브 모듈을 픽업 장치를 이용하여 픽업하여 다층 세라믹 기판으로 이동하는 단계를 도시한 도면이고, 도 9는 픽업 장치를 이용하여 프로브 모듈의 솔더 볼을 다층 세라믹 기판의 주변부에 부착하는 단계를 도시한 도면이고, 도 10은 픽업 장치를 이용하여 솔더 볼의 세로 직경을 늘여 프로브 모듈의 높이를 기준 평탄선에 일치시키는 단계를 도시한 도면이고, 도 11은 다른 프로브 모듈을 다층 세라믹 기판의 중앙부에 부착하여 프로브 모듈의 높이를 기준 평탄성에 일치시키는 단계를 도시한 도면이다.

우선, 도 7에 도시한 바와 같이, 복수개의 구형 솔더 볼(183)을 솔더 범퍼(Solder Bumper)(도시하지 않음)를 사용하여 프로브 모듈(1000)의 제1 솔더 패드(179)에 위치시키고, 레이저 또는 기타 열원을 이용하는 리플로우(reflow) 공정을 진행하여 솔더 볼(183)이 제1 중간층(182)을 통해 제1 솔더 패드(179)에 견고하게 부착되도록 한다. 그리고, 복수개의 프로브 모듈(1000)이 형성된 웨이퍼(10)를 절단선을 따라 잘라서 복수개의 프로브 모듈(1000)을 개별적으로 분리한다.

다음으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 모듈 트레이(Module Tray)(80)에 복수개의 프로브 모듈(1000)을 정렬시킨 후, 픽업 장치(90)를 이용하여 모듈 트레이(80)에서 어느 하나의 프로브 모듈(1000)을 픽업(Pick-up)하고, 픽업된 프로브 모듈(1000)을 다층 세라믹 기판(2000)의 소정 위치에 정렬시킨다. 본 발명의 일 실시예에서는 다층 세라믹 기판(2000)의 주변부에 먼저 프로브 모듈(1000)을 부착시키는 단계를 진행한다. 픽업 장치(90)는 프로브 모듈(1000)의 상부면 중 주변 영역(S)에 접촉하여 진공을 이용하여 프로브 모듈(1000)을 픽업한다.

다음으로, 도 9에 도시한 바와 같이 픽업 장치(90)를 이용하여 프로브 모듈(1000)을 다층 세라믹 기판(2000)에 접촉시키고 가압하면서, 픽업 장치(90)의 내부 공간을 통하여 프로브 모듈(1000)에 레이저를 조사하여 가열함으로써 솔더 볼(183)을 녹여 세라믹 기판(2000)에 부착시킨다. 이때, 프로브 모듈(1000)의 솔더 볼(183)이 제2 솔더 패드(53) 위의 제2 중간층(55)에 부착된다. 이 때, 제조 공정에 의해 다층 세라믹 기판(2000)의 상부면(2001)은 그 중앙부가 볼록한 형상으로 평탄도가 불량일 수 있다. 따라서, 상기와 같은 공정을 통해 다층 세라믹 기판(2000)의 주변부에 부착되는 프로브 모듈(1000)은 그 높이가 기준 평탄선(PL1)보다 낮게 된다. 여기서, 프로브 모듈(1000)의 높이란 프로브 모듈(1000)의 프로브(200)의 상부 끝부분의 높이를 의미한다.

다음으로, 도 10에 도시한 바와 같이, 프로브 모듈(1000)의 높이가 기준 평탄선(PL1)보다 낮게 되는 것을 방지하기 위해 프로브 모듈(1000)을 잡고 있는 픽업 장치(90)를 위로 상승시켜 솔더 볼(183)의 키(H)을 늘여 프로브 모듈(1000)의 높이를 기준 평탄선(PL1)에 일치시킨다. 이 때, 솔더 볼(183)은 긴 타원 형상이 되며, 대략 타원의 장축이 세로 방향과 평행한 타원 형상이 된다.

다음으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 픽업 장치(90)를 이용하여 다른 프로브 모듈(1000)을 다층 세라믹 기판(2000)의 중앙부에 부착하여 프로브 모듈(1000) 의 높이를 기준 평탄선(PL1)에 일치시킨다. 그리고, 도 8 내지 도 10에 도시한 공정을 반복하여 모든 프로브 모듈(1000)을 다층 세라믹 기판(2000)에 부착하고, 모든 프로브 모듈(1000)의 높이를 기준 평탄선(PL1)에 일치시킬 수 있다.

이상에서는 평탄도가 불량한 다층 세라믹 기판(2000) 위에 프로브 모듈(1000)을 부착하면서 프로브 모듈(1000)의 높이를 기준 평탄선(PL1)에 일치시키는 경우에 대하여 설명하였다. 한편 다층 세라믹 기판(2000)의 현재 평탄도는 양호하더라도 추후 프로브 카드의 조립 과정 등에서 가해지는 압력으로 인하여 다층 세라믹 기판(2000)의 평탄도가 변화할 것이 예정되어 있는 경우에는 이에 대비하여 프로브 모듈(1000)의 높이를 기준 평탄선(PL1)에서 소정의 높이만큼 벗어나도록 설정할 수 있다. 이를 통해 프로브 카드의 조립이 완료된 상태에서는 프로브 모듈(1000)의 높이가 기준 평탄선(P11)에 일치할 수 있도록 할 수 있다.

프로브 모듈(1000)별로 솔더 볼(183)의 키를 조절하여 높이를 달리 가져가는 것은 픽업 장치(90)를 제어하는 컴퓨터 등에 미리 위치별 높이를 설정해 놓음으로써 자동적으로 진행할 수 있다.

한편, 다층 세라믹 기판(2000)에 부착된 복수개의 프로브 모듈(1000) 중 어느 하나가 파손되거나 교체가 필요할 경우에는 프로브 모듈(1000)을 다층 세라믹 기판(2000)으로부터 떼어내고, 동일한 사양의 프로브 모듈(1000)을 다시 다층 세라믹 기판(2000)에 부착시킬 수 있다. 따라서, 프로브 카드의 수리가 용이하다. 프로브 모듈(1000)을 다층 세라믹 기판(2000)으로부터 떼어낼 때는 픽업 장치(90)로 해당 프로브 모듈(1000)을 잡은 상태에서 레이저를 조사하여 솔더 볼(183)을 녹이 고 픽업 장치(90)를 상승시킨다.

본 발명에 따른 프로브 카드 및 그 제조 방법은 다층 세라믹 기판의 평탄도가 불량인 경우나, 프로브 카드의 조립 과정 등에서 다층 세라믹 기판의 평탄도가 변화하는 경우에도 그 위에 배치된 프로브 모듈의 프로브의 높이를 기준 평탄선에 일치시킴으로써 검사 공정의 정확도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

복수개의 프로브 모듈,

상기 프로브 모듈의 아래에 위치한 다층 세라믹 기판,

상기 프로브 모듈과 상기 다층 세라믹 기판을 연결시키는 솔더 볼을 포함하고,

상기 솔더 볼의 키는 위치에 따라 다른 프로브 카드.
제1항에서,

상기 솔더 볼의 키는 상기 프로브 모듈별로 다른 프로브 카드.
제2항에서,

상기 솔더 볼의 키는 상기 다층 세라믹 기판의 중심부에서 주변부로 갈수록 커지는 프로브 카드.
제2항에서,

상기 솔더 볼의 키는 상기 다층 세라믹 기판의 중심부에서 주변부로 갈수록 작아지는 프로브 카드.
제2항에서,

상기 복수개의 프로브 모듈의 높이는 서로 일치하는 프로브 카드.
제5항에서,

상기 프로브 모듈은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 위에 형성되어 있는 복수개의 프로브를 포함하며,

상기 프로브 모듈의 높이는 상기 프로브 모듈의 프로브의 상부 끝부분의 높이인 프로브 카드.
제6항에서,

상기 베이스 기판 아래에 형성되어 있으며, 제1 솔더 패드를 가지는 회로부,

상기 회로부를 덮고 있으며, 상기 제1 솔더 패드를 노출하는 제1 접촉구를 가지는 제1 솔더 레지스트,

상기 제1 솔더 레지스트 위에 형성되어 있는 제1 중간층을 더 포함하고,

상기 솔더 볼은 상기 제1 중간층에 부착되어 있는 프로브 카드.
제7항에서,

상기 다층 세라믹 기판 위에 형성되어 있는 제2 솔더 패드,

상기 제2 솔더 패드를 노출하는 제2 접촉구를 가지는 제2 솔더 레지스트,

상기 제2 솔더 레지스트 위에 형성되어 있는 제2 중간층을 더 포함하고,

상기 솔더 볼은 상기 제2 중간층에 부착되어 있는 프로브 카드.
솔더 볼이 부착된 복수개의 프로브 모듈을 준비하는 단계,

픽업 장치를 이용하여 상기 프로브 모듈 중 적어도 하나를 픽업하여 다층 세라믹 기판의 소정 위치에 부착시키는 단계,

상기 프로브 모듈을 잡고 있는 상기 픽업 장치를 승강 또는 하강시킴으로써 상기 솔더 볼의 키를 조절하여 상기 프로브 모듈의 높이를 조정하는 단계

를 포함하는 프로브 카드의 제조 방법.
제9항에서,

상기 픽업 장치를 이용하여 상기 프로브 모듈 중 적어도 하나를 픽업하여 다층 세라믹 기판의 소정 위치에 부착시키는 단계는

픽업된 상기 프로브 모듈의 솔더 볼을 상기 다층 세라믹 기판 위의 소정 위치에 접촉시키는 단계 및

상기 솔더 볼을 가열하는 단계

를 포함하는 프로브 카드의 제조 방법.
제10항에서,

상기 솔더 볼을 가열하는 단계는 픽업된 상기 프로브 모듈에 상기 픽업 장치 내부를 통하여 레이저를 조사하거나 열원을 이용함으로써 진행하는 프로브 카드의 제조 방법.
제9항에서,

상기 솔더 볼이 부착된 복수개의 프로브 모듈을 준비하는 단계는

복수개의 프로브 모듈이 형성되어 있는 웨이퍼의 각 프로브 모듈의 솔더 패드에 솔더 볼을 부착하는 단계,

상기 솔더 볼이 부착되어 있는 상기 프로브 모듈을 상기 웨이퍼로부터 분리하여 모듈 트레이에 싣는 단계

를 포함하는 프로브 카드의 제조 방법.
제9항에서,

상기 프로브 모듈을 잡고 있는 상기 픽업 장치를 승강 또는 하강시킴으로써 상기 솔더 볼의 키를 조절하여 상기 프로브 모듈의 높이를 조정하는 단계에서는 상기 프로브 모듈의 상기 다층 세라믹 기판 상의 위치에 따라 상기 솔더 볼의 키를 다르게 조절하는 프로브 카드의 제조 방법.
제13항에서,

상기 솔더 볼의 키는 상기 다층 세라믹 기판의 중심부에서 주변부로 갈수록 커지도록 조절하는 프로브 카드의 제조 방법.
제13항에서,

상기 솔더 볼의 키는 상기 다층 세라믹 기판의 중심부에서 주변부로 갈수록 작아지도록 조절하는 프로브 카드의 제조 방법.
제13항에서,

상기 픽업 장치는 상기 프로브 모듈의 상부면에 접촉하여 진공을 이용하여 상기 프로브 모듈을 픽업하는 프로브 카드의 제조 방법.