KR100775583B1 - 프로브 카드의 탐침부 및 이를 포함한 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 카드의 탐침부에 관한 것으로, 웨이퍼 검사시에 열변형이 적고 신호 전달 특성이 향상된 프로브 카드를 제공하기 위하여, 실리콘 웨이퍼 위에 형성된 웨이퍼 칩을 검사하기 위하여, 기판의 일측에 보강판이 결합되고 타측에 탐침부가 결합되는 프로브 카드의 탐침부에 있어서, 복수개의 층으로 형성되고, 최상부층에 접합 모재로 탐침이 접합된 스페이스 트랜스포머; 일측에 복수개의 제1신호 중계핀이 홈에 끼움 결합되고, 타측에 상기 제1신호 중계핀과 전기적으로 연결된 제2신호 중계핀이 홈에 끼움 결합된 인터포저; 속이 빈 사각환 형상의 판으로 형성되고 양측에 상판측 결합홀이 형성된 상판; 및 속이 빈 사각환 형상의 판으로 형성되고 양측에 상기 커버측 결합홀이 형성된 커버;를 포함하고, 상기 기판의 기판측 결합홀에 대응하는 위치에 상기 상판측 결합홀이 위치되고, 상기 상판의 내부 공간에 상기 인터포저와 스페이스 트랜스포머가 순차적으로 적층되며, 상기 상판측 결합홀에 대응되는 위치에 상기 커버측 결합홀이 위치되고, 소정의 결합 부재가 상기 커버측 결합홀, 상판측 결합홀, 기판측 결합홀 및 보강판측 결합홀을 관통하여 결합되는 것을 특징으로 한다.

반도체, 웨이퍼, 프로브카드, 탐침, 에폭시, 스페이스 트랜스포머, 인터포저

Description

프로브 카드의 탐침부 및 이를 포함한 프로브 카드{A probing needle part for probe card and a probe card having thereof}

도1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 분해 사시도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 다른 프로브 카드의 결합 사시도이다.

도3은 도2에서 a-a 부분 단면도이다.

도4는 도3에서 B부분 확대 단면도이다.

도5는 종래 기술에 따른 프로브 카드의 분해 사시도이다.

도6은 종래 기술에 따른 프로브 카드의 요부 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 프로브 카드 100: 프로브 카드

110: 보강판 120: 기판

130: 상판 140: 인터포저

150: 스페이스 트랜스포머 160: 커버

본 발명은 프로브 카드의 탐침부에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 검 사시에 열변형이 적고 신호 전달 특성이 향상된 프로브 카드에 관한 것이다.

반도체인 실리콘 봉을 얇게 절단한 실리콘 웨이퍼에 여러 공정을 통해 회로를 집적시킨 개개의 것을 웨이퍼 칩이라 한다.

웨이퍼 칩을 다이싱하기 전에, 개개의 웨이퍼 칩에 대한 불량을 검사하기 위하여 웨이퍼 칩과 직접 접촉하는 프로브 카드가 사용된다.

최초의 프로브 카드는 텅스텐으로 형성된 탐침에 에폭시 수지를 몰딩하여 제조되고, 이를 하나의 칩에 접촉시키고 테스터에 연결하여 사용하였다.

그러나 이와 같은 에폭시형 프로브 카드는 수작업으로 제조되기 때문에 정확성이 확보되기 어렵고, 집적도가 높아짐에 따라 필요한 정밀성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 텅스텐 탐침이 웨이퍼 칩의 신호선인 알루미늄 패드에 파고 들어가 접촉하기 때문에 알루미늄 패드의 변형 등이 발생하는 문제가 있다.

이와 같은 에폭시형 프로브 카드의 단점을 해결하기 위하여 고정링과 브릿지에 탐침을 결합한 프로브 카드가 제안되었다.

고정링을 사용한 프로브 카드는 정밀도를 향상시키기 위해 일부는 고정링에 나머지 부분은 브리지에 결합하여 사용하였다. 여기서 고정링과 브리지는 절연성 세라믹으로 형성되며, 고정링과 브리지는 개별적으로, 또는 일체로 형성되어 사용된다.

그러나, 고정링형 프로브 카드는 고정링에 수직으로 배열된 탐침이 상하 운동하여 서로 접촉되어 웨이퍼 칩에 대한 신뢰성 검사를 안정적으로 수행할 수 없는 문제가 있다.

또한, 난드형(NAND) 플래쉬 메모리의 검사에 대응하여 탐침의 개수가 증가할 경우, 브리지를 사용하여 탐침의 개수를 증가시키게 되는데, 브리지에 별도의 도전 패턴을 형성해야 하기 때문에 제조비용이 상승하는 문제가 있다. 또한, 가로 방향 또는 세로 방향의 확장시에 프로브 카드의 구조가 복잡해지는 문제가 발생하게 된다.

이와 같은 고정링형 프로브 카드의 문제를 해결하기 위하여 도5 및 도6에 도시된 PSJS 카드가 제안되었다.

도5는 종래 기술에 따른 프로브 카드의 분해 사시도이고, 도6은 종래 기술에 따른 프로브 카드의 요부 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래 프로브 카드(10)는 기판(14)의 일측에 보강판(12)이 결합되고, 타측에 인서트 바(18)가 삽입 고정되는 세라믹 플레이트(16)가 결합된다.

인서트 바(18)에는 에폭시(24)를 사용하여 탐침(26)이 삽입 고정되고, 블록 형태로 인서트 바(18)가 세라믹 플레이트(16)에 결합된다. 이와 같은 블록 형태로 인서트 바(18)가 삽입 결합되어 설계의 자유도가 향상되고, 세라믹 등의 재질을 사용하여 PCB(14)의 변형에 의한 영향을 줄일 수 있게 된다.

그러나 PSJS 프로브 카드(10)의 탐침(26)은 에폭시(24)에 의해 고정되기 때문에 열 변형이 발생할 수 있고, 납땜부(30)가 납땜에 의해 고정되어 소형화에 제 약이 따르게 된다. 또한 탐침(26)의 종단부터 내부 신호선(27), 외부 신호선(28) 및 납땜부(30) 까지의 길이가 편차가 있어 신호 전달 특성이 나쁜 문제가 발생한다.

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 탐침 전체의 길이가 동일하여 신호 전달 특성이 우수한 프로브 카드의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 제조 및 사용시 변형이 적고, 소형화가 가능한 프로브 카드를 제공하는 것이다.

전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 프로브 카드의 탐침부는, 웨이퍼 칩을 검사하기 위하여, 기판과, 상기 기판의 일측에 보강판이 결합되고 타측에 탐침부가 결합되는 프로브 카드의 탐침부에 있어서, 상기 탐침부는 그 상부에 니들이 결합되는 스페이스 트렌스포머와, 상기 스페이스 트렌스포머의 하부에 연결되며 양면에 제1, 제2 신호 중계핀이 각각 결합되는 인터포저가 포함될 수 있다.

본 발명에서, 상기 탐침부에는 상기 스페이스 트렌스포머와 상기 인터포저를 상기 기판에 고정시키며, 상기 스페이스 트렌스포머의 니들이 웨이퍼와 접촉될 수 있도록 공간이 형성된 커버가 더 포함될 수 있다.

본 발명에서, 상기 탐침부에는 상기 기판과 상기 인터포저, 상기 스페이스 트렌스포머, 상기 커버의 사이에 결합되며, 상기 인터포저와 상기 스페이스트렌스포머가 그 내부에 삽입되도록 속이 빈 형상의 판으로 형성된 상판이 더 포함될 수 있다.

본 발명에서, 상기 스페이스 트렌스포머는 복수개의 층으로 형성되며, 열변형을 방지하기 위하여 상기 니들은 상기 스페이스 트렌스포머의 최상층에 플립 칩 본딩으로 결합될 수 있다.

본 발명에서, 상기 제1, 제2신호 중계핀 중 어느 한 쪽 이상은 상기 니들이 상기 웨이퍼와 접촉할 때 발생되는 충격을 완화시키기 위하여 소정 각도 절곡된 상태로 형성될 수 있다.

본 발명에서, 상기 제1, 제2신호 중계핀은 상기 인터포저의 홈에 끼움 결합되며, 상기 니들은 동일한 길이로 형성되며 상기 스페이스 트렌스포머에 수직으로 결합될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 실리콘 웨이퍼 위에 형성된 웨이퍼 칩을 검사하기 위하여, 기판의 일측에 보강판이 결합되고 타측에 탐침부가 결합되는 프로브 카드의 탐침부에 있어서, 복수개의 층으로 형성되고, 최상부층에 접합 모재로 탐침이 접합된 스페이스 트랜스포머, 일측에 복수개의 제1신호 중계핀이 홈에 끼움 결합되고, 타측에 상기 제1신호 중계핀과 전기적으로 연결된 제2신호 중계핀이 홈에 끼움 결합된 인터포저, 속이 빈 사각환 형상의 판으로 형성되고 양측에 상판측 결합홀이 형성된 상판 및, 속이 빈 사각환 형상의 판으로 형성되고 양측에 커버측 결합홀이 형성된 커버;를 포함하고, 상기 기판의 기판측 결합홀에 대응하는 위치에 상기 상판측 결합홀이 위치되고, 상기 상판의 내부 공간에 상기 인터포저와 스페이스 트랜스포머가 순차적으로 적층되며, 상기 상판측 결합홀에 대응되는 위치에 상기 커버측 결합홀이 위치되고, 소정의 결합 부재가 상기 커버측 결합홀, 상판측 결합홀, 기판측 결합홀 및 보강판측 결합홀을 관통하여 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드는 웨이퍼 칩을 검사하기 위하여, 기판과, 상기 기판의 일측에 보강판이 결합되고 타측에 탐침부가 결합되되 본 발명에 따른 프로브 카드 탐침부를 포함하여 형성될 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 기술된다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

(실시예)

이하에서 첨부된 도면 도1 내지 도4를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 탐침부를 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 분해 사시도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 다른 프로브 카드의 결합 사시도이고, 도3은 도2에서 a-a 부분 단면도이고, 도4는 도3에서 B부분 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 프로브 카드의 탐침부를 사용한 프로브 카드(100)는 보강판(110), 기판(120), 상판(130), 인터포저(140), 스페이스 트랜스포커(150) 및 커버(160)가 체결 나사(164)에 의해 결합되어 구성된다.

보강판(110)은 기판(120)의 열변형을 최소화시키기 위해 사용되며 알루미늄보다 높은 강도를 갖는 탄소강을 열처리한 재료로 형성될 수 있다. 보강판(110)에는 체결 나사(164)가 결합되기 위한 보강판측 결합홀(112)이 형성되어 있다.

기판(120)은 테스터로부터 전달된 신호를 니들(154)으로 전달하기 위한 도전 패턴이 형성된다. 기판(120)에는 체결 나사(164)가 결합되기 위한 기판측 결합홀(122)이 형성되어 있다.

상판(130)은 인터포저(140)와 스페이스 트랜스포머(150)가 삽입되기 위한 공간이 형성된 사각환 형상의 판으로 형성되고 양측에 체결 나사(164)가 결합되기 위한 상판측 결합홀(132)이 형성되어 있다.

인터포저(140)는 일측에 제1신호 중계핀(144)이 홈에 끼움 결합되고, 타측에 제2신호 중계핀(142)이 홈에 끼움 결합되며, 제1신호 중계핀(144)과 제2신호 중계핀(142)은 전기적으로 연결되어 있다.

제1신호 중계핀(144)과 제2신호 중계핀(142)은 소정 각도로 절곡된 상태로 형성되어 니들(154)이 웨이퍼와 접촉할 때 발생하는 충격을 완화시킨다. 그러나 제 1신호 중계핀(144)과 제2신호 중계핀(142)이 모두 절곡될 필요는 없으며, 필요에 따라 하나의 중계핀만 절곡되는 경우에도 충격 완화 기능을 수행할 수 있음에 유의한다.

스페이스 트랜스포머(150)는 복수개의 층으로 형성되고, 최상부층에 플립 칩 본딩을 통해 니들(154)이 접합된다.

도4에서 스페이스 트랜스포머(150)는 3개의 층(151,152,153)으로 형성되었지만, 본 발명은 이에 특별히 한정되는 것은 아니며, 주지의 스페이스 트랜스포머를 모두 적용할 수 있음에 유의한다.

또한 니들(154)은 동일한 길이로 형성되어 있음에 유의한다. 니들(154)이 동일한 길이로 형성됨에 따라 신호 전달 특성이 우수해진다.

또한 제1신호 중계핀(144)과 제2신호 중계핀(142)이 소정 각도로 절곡되어 니들(154)과 웨이퍼의 접촉시에 발생하는 충격을 줄이고 안정적으로 전기 신호를 연결할 수 있기 때문에, 니들(154)은 수직 방향으로 형성할 수 있으며, 이에 따라 니들(154)의 길이도 종래의 니들보다 짧아지게 된다. 결과적으로, 니들(154)의 집적도가 높아져서 프로브 카드(100)의 소형화가 가능하다.

커버(160)는 스페이스 트랜스포머(150)에 결합된 니들(154)이 웨이퍼와 접촉할 수 있도록 속이 빈 사각환 형상의 판으로 형성되고 양측에 커버측 결합홀(162)이 형성된다.

이와 같은 구성을 갖는 프로브 카드(100)는 체결 나사(164)가 커버측 결합 홀(162), 상판측 결합홀(132), 기판측 결합홀(122) 및 보강판측 결합홀(112)을 순차적으로 관통하여 커버(160), 상판(130), 기판(120) 및 보강판(110)을 상호 결합한다.

이때, 상판(130)과 커버(160) 사이에 위치된 인터포저(140)와 스페이스 트랜스포머(150)가 가압된 상태로 고정된다. 이때 인터포저(140)의 제1신호 중계핀(144)과 제2신호 중계핀(142)이 가압 압력을 받게 된다.

그러나 이와 같은 가압 압력은 필요에 따라 변경될 수 있으며, 가압 압력에 의해 인터포저(140)와 스페이스 트랜스포머(150)가 안정적으로 전기적으로 연결될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 프로브 카드(100)는 테스터로부터 전송된 신호가 기판(120), 제2신호 중계핀(142) 및 제1신호 중계핀(144)을 경유하여 니들(154)에 전달되어 웨이퍼의 특성 및 오류를 검사하게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다. 그러나 본 발명은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상부에 니들이 결합되는 스페이스 트렌스포머와, 양면에 제1, 제2 신호 중계핀이 각각 결합되는 인터포저가 포함되어, 전기적 특성이 향상된 프로브 카드의 탐침부 및 프로브 카드를 제공하게 된다.

또한, 상기 탐침부에는 상기 스페이스 트렌스포머와 인터포저를 기판에 고정시키는 커버가 결합되되, 커버의 내부는 빈 공간이 형성되어 스페이스 트렌스포머의 니들이 웨이퍼와 접촉될 수 있는 구조를 제공하게 된다.

또한, 상기 기판과 상기 인터포저, 스페이스 트렌스포머, 커버의 사이에 결합되며, 그 내부는 빈 공간이 형성되어 상기 인터포저와 스페이스트렌스포머가 그 내부에 삽입되도록 구성된 상판이 더 포함되어 기판에 다수의 탐침부 설치 작업이 용이한 장점이 있다.

또한, 스페이스 트렌스포머는 복수개의 층으로 형성되며, 니들은 상기 스페이스 트렌스포머의 최상층에 접합 모제로 결합되어 기존에 에폭시로 니들을 결합한 경우 열변형이 발생되었던 부분을 해소할 수 있게 되었다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1, 제2신호 중계핀 중 어느 한 쪽 이상은 소정 각도 절곡된 상태로 형성되므로, 상기 니들이 상기 웨이퍼와 접촉할 때 발생되는 충격을 완화시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따르면 제1신호 중계핀과 제2신호 중계핀이 소정 각도 절곡되어 탐침과 웨이퍼의 접촉시에 발생하는 충격을 흡수할 수 있어, 탐침이 수직 방향으로 형성될 수 있으므로 탐침의 집적도가 높고 소형화가 가능한 탐침부를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 니들의 길이가 동일하여 신호 전달 특성이 우수하여 고속의 웨이퍼 검사가 가능한 탐침부를 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 웨이퍼 칩을 검사하기 위하여, 기판과, 상기 기판의 일측에 보강판이 결합되고 타측에 탐침부가 결합되는 프로브 카드의 탐침부에 있어서,

   상기 탐침부는 그 상부에 니들이 결합되는 스페이스 트렌스포머와,

   상기 스페이스 트렌스포머의 하부에 연결되며 양면에 제1, 제2 신호 중계핀이 각각 결합되는 인터포저가 포함된 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 탐침부.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탐침부에는 상기 스페이스 트렌스포머와 상기 인터포저를 상기 기판에 고정시키며, 상기 스페이스 트렌스포머의 니들이 웨이퍼와 접촉될 수 있도록 공간이 형성된 커버가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 탐침부.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 탐침부에는 상기 기판과 상기 인터포저, 상기 스페이스 트렌스포머, 상기 커버의 사이에 결합되며, 상기 인터포저와 상기 스페이스트렌스포머가 그 내부에 삽입되도록 속이 빈 형상의 판으로 형성된 상판이 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 탐침부.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이스 트렌스포머는 복수개의 층으로 형성되며, 열변형을 방지하기 위하여 상기 니들은 상기 스페이스 트렌스포머의 최상층에 플립 칩 본딩으로 결합된 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 탐침부.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1, 제2신호 중계핀 중 어느 한 쪽 이상은 상기 니들이 상기 웨이퍼와 접촉할 때 발생되는 충격을 완화시키고 안정적으로 전기 신호를 연결하기 위하여 소정 각도 절곡된 상태로 형성되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 탐침부.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1, 제2신호 중계핀은 상기 인터포저의 홈에 끼움 결합되며, 상기 니들은 동일한 길이로 형성되며 상기 스페이스 트렌스포머에 수직으로 결합되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 탐침부.
7. 실리콘 웨이퍼 위에 형성된 웨이퍼 칩을 검사하기 위하여, 기판의 일측에 보강판이 결합되고 타측에 탐침부가 결합되는 프로브 카드의 탐침부에 있어서,

   복수개의 층으로 형성되고, 최상부층에 플립 침 본딩으로 탐침이 접합된 스페이스 트랜스포머;

   일측에 복수개의 제1신호 중계핀이 홈에 끼움 결합되고, 타측에 상기 제1신호 중계핀과 전기적으로 연결된 제2신호 중계핀이 홈에 끼움 결합된 인터포저;

   속이 빈 사각환 형상의 판으로 형성되고 양측에 상판측 결합홀이 형성된 상판; 및

   속이 빈 사각환 형상의 판으로 형성되고 양측에 커버측 결합홀이 형성된 커버;를 포함하고,

   상기 기판의 기판측 결합홀에 대응하는 위치에 상기 상판측 결합홀이 위치되고, 상기 상판의 내부 공간에 상기 인터포저와 스페이스 트랜스포머가 순차적으로 적층되며, 상기 상판측 결합홀에 대응되는 위치에 상기 커버측 결합홀이 위치되고, 소정의 결합 부재가 상기 커버측 결합홀, 상판측 결합홀, 기판측 결합홀 및 보강판측 결합홀을 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드의 탐침부.
8. 프로브 카드로서, 웨이퍼 칩을 검사하기 위하여, 기판과, 상기 기판의 일측에 보강판이 결합되고 타측에 탐침부가 결합되되 제1항 내지 7 항 중 어느 한 항에 따른 프로브 카드의 탐침부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드.

Images