KR100813578B1 - Support bar for probe card - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 서포트바가 적용되어 있는 프로브 카드의 일례를 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing an example of a probe card to which the support bar according to the present invention is applied;
도 2는 본 발명에 따른 서포트바가 적용되어 있는 프로브 카드를 부분적으로 나타낸 단면도, 2 is a cross-sectional view partially showing a probe card to which a support bar according to the present invention is applied;
도 3은 본 발명에 따른 서포트바와 프로브의 구성을 나타낸 사시도,3 is a perspective view showing the configuration of a support bar and a probe according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 서포트바와 프로브의 구성을 나타낸 정면도,Figure 4 is a front view showing the configuration of the support bar and the probe according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 서포트바의 열변형을 설명하기 위하여 나타낸 정면도,5 is a front view illustrating the thermal deformation of the support bar according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 서포트바와 대비되는 비교예의 서포트바의 열변형을 설명하기 위하여 나타낸 정면도이다.6 is a front view illustrating the thermal deformation of the support bar of the comparative example compared with the support bar according to the present invention.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣
10: 프로브 카드 20: 인쇄회로기판10: probe card 20: printed circuit board
22: 패드 30: 서포트링22: pad 30: support ring
40: 서포트바 42: 몸체40: support bar 42: body
48: 슬롯 50: 프로브 48: slot 50: probe
60: 절연수지60: insulating resin
본 발명은 프로브 카드용 서포트바에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자, 평면디스플레이 등 피검사체의 전기적 특성을 테스트하기 위한 프로브들을 지지하는 프로브 카드용 서포트바에 관한 것이다.The present invention relates to a support bar for a probe card, and more particularly, to a support bar for a probe card for supporting probes for testing electrical characteristics of an object under test, such as a semiconductor device and a flat panel display.
반도체 소자는 웨이퍼(Wafer)의 제조에서부터 웨이퍼의 테스트, 다이(Die)의 패키징(Packaging) 등 많은 공정을 통하여 제조하고 있다. 웨이퍼의 테스트는 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트하기 위한 이른 바 전기적 다이 소팅 테스트(Electrical Die Sorting Test)이다. 전기적 다이 소팅 테스트는 반도체 소자의 패드(Pad)들에 프로브 카드의 프로브들을 접촉하여 전기신호를 입출력함으로써 반도체 소자를 양품과 불량품으로 분류한다. Semiconductor devices are manufactured through many processes, such as manufacturing a wafer, testing a wafer, and packaging a die. The test of the wafer is a so-called electrical die sorting test for testing the electrical properties of semiconductor devices. In the electrical die sorting test, semiconductor devices are classified into good and bad by contacting the pads of the semiconductor device with the probes of the probe card to input and output an electrical signal.
프로브 카드는 반도체 소자의 테스트 이외에도 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Drystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OEL(Organic ElectroLuminescence) 등 평면디스플레이(Flat Display)의 셀(Cell) 공정에서 테이터/게이트 라인(Data/Gate Line)의 테스트에 사용되고 있다. In addition to testing semiconductor devices, the probe card can be used for data / gate in flat display cell processes such as thin film transistor-liquid drystal (TFT-LCD), plasma display panel (PDP), and organic electroluminescence (OEL). It is used for testing the line (Data / Gate Line).
미국특허공보 제7,150,095호, 제7,138,812호 등 많은 문헌의 프로브 카드에는 인쇄회로기판에 니들 타입(Needle Type) 프로브들이 접속되어 있는 기술이 개시되어 있다. 이 특허 문헌들의 프로브 카드는 인쇄회로기판에 프로브들을 지지하기 위한 서포터(Support)가 장착되어 있다. 프로브들은 절연수지(Insulative Resin), 예를 들어 에폭시수지(Epoxy Resin)의 몰딩(Molding)에 의하여 서포터에 고정되어 있으며 솔더링(Soldering)에 의하여 인쇄회로기판에 접속되어 있다.Probe cards in many documents, such as US Pat. Nos. 7,150,095 and 7,138,812, disclose a technique in which needle type probes are connected to a printed circuit board. The probe card of these patent documents is equipped with a support for supporting the probes on a printed circuit board. The probes are fixed to the supporter by molding of insulating resin, for example, epoxy resin, and connected to the printed circuit board by soldering.
한편, 니들 타입의 프로브들은 전기전도도와 강성을 고려하여 직경 80~100㎛의 텅스텐을 소재로 제작되고 있다. 프로브들은 길이가 긴 서포트바의 일면에 길이 방향을 따라 배열하여 지지하고 있으며, 서포트바는 절연을 위하여 세라믹을 소재로 제작하고 있다. 반도체 소자의 고밀도화 추세에 기인하여 패드들의 피치(Pitch)는 70~80㎛으로 미세화되어 제작되고 있으며, 패턴들의 미세화 추세는 빠르게 진행되고 있다. 따라서 니들 타입의 프로브들에 의하여 피치 70~80㎛의 패드들을 테스트하기 위해서는 프로브들을 2~3단의 적층구조로 배열하여 프로브 카드를 제작하고 있다. On the other hand, needle-type probes are made of tungsten with a diameter of 80 ~ 100㎛ in consideration of electrical conductivity and rigidity. The probes are supported along one side of the long support bar along the length direction, and the support bar is made of ceramic material for insulation. Due to the trend toward higher densities of semiconductor devices, the pitch of pads is reduced to 70-80 μm and manufactured, and the trend of miniaturization of patterns is rapidly progressing. Therefore, in order to test pads having a pitch of 70-80 μm by needle-type probes, probe cards are manufactured by arranging the probes in a stack structure of 2-3 stages.
그러나 상기한 특허 문헌들의 프로브 카드를 포함하는 종래기술의 프로브 카드에 있어서는, 서포트바의 일면에 프로브들을 적층하여 배열하기 위하여 에폭시수지를 약 30℃의 고온에서 프로브들의 층수에 따라 2번 이상 소성해야 하며, 에폭시수지의 소성 시 서포트바의 열변형이 발생되어 프로브 카드의 평탄도와 신뢰성이 크게 저하되는 문제가 있다. However, in the prior art probe card including the probe card of the above patent documents, in order to stack and arrange the probes on one surface of the support bar, the epoxy resin should be fired at least twice according to the number of layers of the probes at a high temperature of about 30 ° C. In addition, when the epoxy resin is fired, heat deformation of the support bar is generated, which causes a problem in that the flatness and reliability of the probe card are greatly reduced.
또한, 프로브들의 적층 후 프로브들의 정렬에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. 특히, 반도체 소자의 번인 테스트(Burn-in Test)는 약 125℃의 고온에서 실시되고 있는 바, 번인 테스트 시 서포트바의 열변형으로 인한 프로브들과 패드들의 접속불량이 발생되는 문제가 있다.In addition, the alignment of the probes after stacking the probes takes a lot of time, there is a problem that the productivity is reduced. In particular, since the burn-in test of the semiconductor device is performed at a high temperature of about 125 ° C., there is a problem that a poor connection between the probes and the pads occurs due to thermal deformation of the support bar during the burn-in test.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서포트바의 열변형이 최소화되어 프로브 카드의 생산성과 평탄도를 향상시킬 수 있는 프로브 카드용 서포트바를 제공함에 있다. The present invention has been made to solve various problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to minimize the thermal deformation of the support bar support for the probe card that can improve the productivity and flatness of the probe card In providing a bar.
본 발명의 다른 목적은 피검사체의 패드들과 프로브들의 접속불량이 방지되어 테스트의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 프로브 카드용 서포트바를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a support bar for a probe card that can prevent a poor connection between pads and probes of an object to be improved in test reliability.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 피검사체의 패드에 접촉되어 전기신호를 전달하는 복수의 프로브들을 지지하는 프로브 카드용 서포트바에 있어서, 몸체의 일면에 그 열변형이 구간별로 발생되도록 길이 방향을 따라 복수의 슬롯들이 형성되어 있는 프로브 카드용 서포트바에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is, in the support bar for a probe card for supporting a plurality of probes that are in contact with the pad of the test object to transfer the electrical signal, so that the thermal deformation is generated on each side of the body by section There is a support bar for a probe card in which a plurality of slots are formed along the longitudinal direction.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
이하, 본 발명에 따른 프로브 카드용 서포트바에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the support bar for a probe card according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 프로브 카드(10)는 인쇄회로기판(20), 서포트링(Support Ring: 30), 복수의 서포트바(40)들과 복수의 니들형 프로브(50)들로 구성되어 있다. 인쇄회로기판(20)은 공지의 포고블록(Pogo Block)과 퍼포먼스보드유닛(Performance Board Unit)에 의하여 테스터의 테스트 헤드와 접속되어 있다. 인쇄회로기판(20)의 하면에 복수의 패드(22)들이 형성되어 있다. 서포트링(30)은 인쇄회로기판(20)의 하면 중앙에 장착되어 있으며, 서포트링(30)의 중앙에 인쇄회로기판(20)의 패드(22)들과 프로브(50)들의 접속을 위한 사각형의 구멍(32)이 형성되어 있다. First, referring to FIGS. 1 and 2, the
도 1 내지 도 4를 참조하면, 서포트바(40)들의 몸체(42)는 가늘고 길게 구성되어 서포트링(30)의 하면에 등간격을 이루도록 배치되어 있다. 서포트바(40)들은 절연성을 갖는 소재, 예를 들어 세라믹으로 구성될 수 있다. 서포트바(40)들의 양단에 한 쌍의 관통구멍(44)들이 형성되어 있다. 한 쌍의 나사(46)들은 관통구멍(44)들을 통하여 서포트링(30)에 체결되어 있다. 서포트바(40)들은 나사(46)들의 체결에 의하여 서포트링(30)의 하면에 견고하게 고정된다. 서포트바(40)들의 폭과 길이는 필요에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 1 to 4, the
서포트바(40)의 몸체(42)의 하면에 복수의 슬롯(Slot: 48)들이 길이 방향을 따라 간격을 두고 서포트바(40)의 폭방향을 향하도록 형성되어 있다. 슬롯(48)들의 형성에 의해서는 서포트바(40)들의 열변형이 슬롯(48)들 사이의 구간별로 발생되어 서포트바(40)의 열변형량이 최소화된다. 도 1 내지 도 5에 슬롯(48)들은 프로브(50)들이 장착되는 몸체(42)의 하면에 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 슬롯(48)들은 몸체(42)의 상면과 양측면에 형성될 수 있다.A plurality of
도 2와 도 3을 참조하면, 서포트바(40)들 각각의 하면에 복수의 프로브(50)들이 길이 방향을 따라 배열되어 있다. 프로브(50)들 각각은 서포트바(40)들의 하면에 배치되어 있는 수평고정부(52)와, 수평고정부(52)의 일단에 상방을 향하여 절 곡되어 있는 접속단자부(54)와, 수평고정부(52)의 타단에 하방을 향하여 절곡되어 있는 접촉단자부(56)로 구성되어 있다. 수평고정부(52)는 절연수지(60), 예를 들어 에폭시수지의 몰딩에 의하여 서포트바(40)들 각각의 하면에 고정되어 있다. 접속단자부(54)의 말단은 솔더링에 의하여 인쇄회로기판(20)의 패드(22)들 각각에 접속되어 있다. 접촉단자부(56)의 말단은 웨이퍼, 평면디스플레이 등 피검사체(2)의 패드(4)들에 접촉되어 전기 신호를 입출력한다.2 and 3, a plurality of
인쇄회로기판(20)과 프로브(50)들 사이에는 공지의 스페이스 트랜스포머(Space Transformer)와 인터포저(Interposer)가 구비될 수 있다. 스페이스 트랜스포머는 복수의 프로브들을 미세한 피치(Pitch)로 배열할 수 있도록 구성되어 있으며, 스페이스 트랜스포머는 다층인쇄회로기판(Multi-layer Printed Circuit Board)으로 구성될 수 있다. 인터포저는 인쇄회로기판과 스페이스 트랜스포머 사이에서 전기 신호를 전달하고, 프로브 카드의 평탄도를 유지하도록 구성되어 있다. A known space transformer and an interposer may be provided between the printed
한편, 에폭시수지의 소성과 번인 테스트 시 열변형에 의한 열변형량을 알아보기 위하여 실시예의 서포트바와 비교예의 서포트바에 대하여 동일한 조건 하에서 테스트를 실시하였다. 도 5와 도 6을 참조하면, 실시예의 서포트바(40)와 비교예의 서포트바(40′)는 슬롯(48)들의 형성여부에만 차이가 있고 나머지 구성은 완전 동일하게 제작되어 있다. On the other hand, in order to determine the amount of heat deformation due to heat deformation during the firing and burn-in test of the epoxy resin, the test bar of the Example and the support bar of the Comparative Example was tested under the same conditions. 5 and 6, the
실시예의 서포트바(40)와 비교예의 서포트바(40′)는 세라믹인 지르코니아(Zirconia, ZrO2)로 구성되어 있다. 지르코니아로 제작되어 있는 서포트바(40, 40 ′)는 휨강도 1,100MPa, 압축강도 3,000MPa, 탄성계수 210GPa, 경도 13GPa, 포와송의 비 0.32의 기계적 특성과 체적저항율 0.8ㅧ1012 Ω㎝, 유전율 6.5의 전기적 특성을 갖는다. 그리고 서포트바(40, 40′)의 열적 특성은 최고사용온도 1,600℃, 열팽창계수 9.5ㅧ106(200℃), 열전도율 3W/mK, 비열 0.5(J/gK, 20℃)이다. The
실시예의 서포트바(40)와 비교예의 서포트바(40′)의 열변형량은 20℃에서 가열을 시작하여 95℃에 도달하였을 때 그 두께 방향의 변위(d, d′)를 실측하여 표 1에 나타냈다. 도 5와 도 6에는 실시예의 서포트바(40)와 비교예의 서포트바(40′) 각각에 대한 열변형 후의 형상이 이점쇄선으로 도시되어 있다. 도 5에는 서포트바(40)의 몸체(42)에 4개의 슬롯(48)들이 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 슬롯(48)들의 개수, 깊이 및 간격은 열변형을 최소화할 수 있도록 적절하게 변경될 수 있다.The heat deflection of the
표 1을 살펴보면, 실시예의 서포트바(40)의 변위(d)는 0.0951mm이며, 비교예의 서포트바(40′)의 변위(d′)는 0.11mm이고, 변위(d)와 변위(d′)의 차이는 0.0149mm((14.9㎛)임을 알 수 있다. 결과적으로, 실시예의 서포트바(40)는 비교예의 서포트바(40′)에 비하여 약 15.6%의 열변형량이 감소됨을 알 수 있다. Referring to Table 1, the displacement d of the
이와 같이 서포트바(40)의 열변형이 슬롯(48)들의 형성에 의하여 구간별로 발생되어 전체 열변형량이 최소화되므로, 프로브(50)들의 장착 후 프로브(50)들의 정렬에 소요되는 시간이 크게 단축되어 프로브 카드(10)의 생산성과 평탄도가 향상된다. 또한, 피검사체(2)의 패드(4)들과 프로브(50)들의 접속불량이 방지되어 테스트의 신뢰성이 향상된다. Thus, since the heat deformation of the
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. The embodiments described above are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 프로브 카드용 서포트바에 의하면, 서포트바의 일면에 슬롯들을 형성하는 것에 의하여 서포트바의 열변형이 최소화되어 프로브 카드의 생산성과 평탄도가 향상된다. 또한, 피검사체의 패드들과 프로브들의 접속불량이 방지되어 테스트의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.As described above, according to the support bar for a probe card according to the present invention, by forming slots on one surface of the support bar, thermal deformation of the support bar is minimized, thereby improving productivity and flatness of the probe card. In addition, the connection between the pads and the probe of the test object is prevented, thereby improving the reliability of the test.
Claims (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020070007188A KR100813578B1 (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Support bar for probe card |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101340692B1 (en) * | 2012-02-14 | 2013-12-12 | 세메스 주식회사 | Method of inspecting OLED cells and apparatus for performing the same |
Citations (1)
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KR20040053235A (en) * | 2001-11-02 | 2004-06-23 | 폼팩터, 인크. | Method and system for compensating thermally induced motion of probe cards |
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2007
- 2007-01-23 KR KR1020070007188A patent/KR100813578B1/en not_active IP Right Cessation
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