KR100880678B1

KR100880678B1 - 프로브 장치에 장착된 탐침니들의 지지구조

Info

Publication number: KR100880678B1
Application number: KR1020070061425A
Authority: KR
Inventors: 이석행
Original assignee: 이석행
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2009-02-02
Also published as: KR20080112696A

Abstract

본 발명은 프로브 장치에 장착된 탐침니들의 지지구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통전구가 형성된 상부본체판과, 다수개의 탐침니들이 설치된 니들지지블럭 및 이들을 지지하는 하우징으로 이루어지는 이디에스 검사용 프로브 장치에 있어서, 반복적인 탐침 작업이나 외부의 물리적인 충격으로부터 상기 탐침니들이 뒤틀리거나 변형되는 것을 방지하고, 탐침 오류를 최소화할 수 있는 탐침니들의 지지구조에 관한 것이다.

탐침, 프로브, 전도성물질

Description

프로브 장치에 장착된 탐침니들의 지지구조{A structure for fixing needles of probe station}

도 1은 일반적인 프로브 장치의 구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 탐침니들의 구조를 나타낸 도면,

도 3는 본 발명의 탐침니들이 니들지지블럭에 수납된 상태를 나타낸 도면,

도 4은 본 발명에 따른 통전구의 단면구조를 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10,450 ; 탐침니들 11 ; 노출부

12 ; 몸체부 13,14 ; 고정부

15,16 ; 탄성팔 17,18 ; 첨단부

21 ; PSR 코팅층 22 ; PCB 패드(pad)

23 ; 전도성 물질 코팅층 300 ; 상부본체판

320 ; 세라믹블럭(PCB) 400 ; 니들지지블럭

500 ; 하우징

일반적으로 웨이퍼 상태로 제조되는 반도체 칩은 엘씨디(LCD: Liquid Crystal Display)나 피디피(PDP: Plasma Display Panel)를 구성하는 반도체 패키지(Package)로 조립되기 이전에 그 전기적 특성을 검사하는 전기적 다이분류(Electrical Die Sorting, 이하 'EDS'라 칭함) 검사를 실시하게 된다.

이러한 EDS 검사는 통상 다수개의 탐침니들(needle)이 탑재된 프로브 장치(prober station)를 이용하여 수행하게 된다. 상기 탐침니들은 얇은 블레이드(blade) 구조로서, 상하단에 각각 뽀족한 첨단부(tip)가 형성되어 있어서 이들 첨단부를 통하여 탐침 대상물, 즉 반도체 칩의 미세 패턴(pattern) 또는 패드(pad)부와 각종 측정기기들이 내장된 테스터(tester)를 연결하는 기능을 한다. 즉, 각 니들의 일단에 형성된 탐침 첨단부는 반도체 칩의 패드에 직접 접촉되어서 해당 반 도체 칩의 전기적 기능에 대한 정보를 파악하고, 각 니들의 타단에 형성된 통전 탐침부는 프로브 장치에 설치된 통전구 및 연결단자를 통해서 상기 정보를 모니터나 오실러스코프 등에 제공한다.

본 발명자는 EDS용 프로브 장치에 관하여 국내 등록실용신안 제0405298호(등록일자: 2005년 12월 30일)을 고안한 바 있다. 상기 등록실용신안에 소개된 프로브 장치는 첨부한 도 1에 나타낸 바와 같이, 프로브 장치의 본체를 구성하는 상부본체판(300)과, 이 상부본체판(300)의 하부에 일정간격을 두고 고정 설치되는 니들지지블럭(400)과, 이 니들지지블럭(400)과 상부본체판(300)을 결합시키는 하우징(500)으로 구성된다(상기 등록실용신안 제0405298호 명세서에서는 '프로브' 또는 '프로브 카드'라고 명명한 부품을 본 발명에서는 '니들' 또는 '탐침니들'이라고 명명한다.)

상기 프로브 장치에서 상부본체판(300)은 체결구(310) 및 볼트(335)에 의해서 결합된 세라믹블럭(320)과 고정판(330)으로 이루어진다. 또한, 니들지지블럭(400)의 좌우면에는 각각 일정간격(10∼70㎛)을 두고 탐침니들(450)이 나란히 설치된다. 그래서 각 니들(450) 하단의 탐침 첨단부(452)는 피검사체인 반도체 칩에 접촉되고, 니들(450) 상단의 통전 첨단부는 세라믹블럭(320)에 형성된 통전구(340)을 통해서 연결단자(350)로 연결된다. 상기 하우징(500) 하단에는 볼트(520)에 의해 지지판(510)이 결합되고, 상단은 볼트(310)로 상부본체판(300)에 고정결합되어 탐침니들(450)을 보호한다.

상기와 같은 종래의 프로브 장치에서 각 탐침니들(450)의 상하단에는 각각 상하 첨단부에 탄성을 부여하기 위한 절곡부가 형성되어 있는데, 이들 탄성 절곡부는 도 1과 같이 별다른 지지수단 없이 니들지지블럭(400) 밖으로 노출되어 있다. 또한, 상기 탐침니들(450) 상단의 통전 첨단부가 접촉하는 통전구(340) 표면은 탐침니들(450)에 비해 강도가 높다.

따라서, 반복적인 탐침 작업으로 상기 탐침니들(450)의 상하 첨단부가 피검사체 및 통전구와 반복적으로 접촉하게 되면, 그 피로가 누적되어 상기 탄성 절곡부가 뒤틀리거나 변형되는 경우가 종종 발생하게 된다. 이렇게 되면, EDS 검사과정에서 이웃하는 니들 사이의 첨단부가 서로 접촉하는 사고가 발생하여 결국 탐침 대상물의 불량 여부를 정밀하게 판독할 수 없는 원인이 된다. 또한 이러한 불량 니들이 발생한 경우, 이를 찾아내어 보수 또는 교체하기 위해서는 많은 시간이 소모되므로 생산성이 저하되는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상기 등록실용신안 제0405298호의 단점을 개선하기 위하여 개발된 것으로서, 통전구가 형성된 상부본체판과, 다수개의 탐침니들이 설치된 니들지지블럭 및 이들을 지지하는 하우징으로 이루어지는 이디에스 검사용 프로브 장치에 있어서, 반복적인 탐침 작업이나 외부의 물리적인 충격으로 인해 각 탐침니들의 탄성 절곡부(이하, 본 발명에서는 '탄성팔'이라 명명 함)나 상하 첨단부가 뒤틀리거나 변형되는 것을 방지하고, 탐침오류를 최소화 할 수 있는 탐침니들의 지지구조를 제 공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 니들지지블럭에 설치된 각 니들의 통전 첨단부가 상부본체판 하단에 설치된 통전구에 접촉할 때 상기 통전구가 니들의 첨단부의 위치를 잡아 주므로서 상기 통전 첨단부의 이탈이나 변형을 방지하고, 나아가 니들지지블럭에 형성된 니들슬릿의 변형도 방지할 수 있는 탐침니들의 지지구조를 제공하는 것이다.

이하, 첨부도면을 이용하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 프로브 장치의 구조를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명에 따른 탐침니들의 구조를 나타낸 도면, 도 3는 본 발명의 탐침니들이 니들지지블럭에 수납된 상태를 나타낸 도면, 도 4은 본 발명에 따른 통전구의 단면구조를 나타낸 도면이다.
본 발명은 통전구가 형성된 상부본체판(300)과, 세로방향으로 나란히 형성된 니들슬릿 속에 탐침니들이 설치된 사각봉 형상의 니들지지블럭(400)과, 상기 상부본체판(300)과 니들지지블럭(400)을 결합시키는 하우징(500)으로 구성되는 프로브 장치에 장착된 탐침니들의 지지구조에 있어서, 상기 니들슬릿은 상단지지부(S1)와 중간지지부(S2) 및 하단지지부(S3)가 돌출된 형상으로 이루어지고, 상기 탐침니들은 일정한 폭을 갖는 띠 형상의 몸체부(12)와, 상기 몸체부(12)의 상단 및 하단에서 'ㄷ' 자 형상을 갖도록 후방으로 절곡된 상하측 고정부(13,14)와, 상기 고정부(13,14)의 중간부위에서 각각 돌출되어 다시 전방으로 절곡된 상하측 탄성팔(15,16)과, 상기 탄성팔(15,16)의 끝단에서 상하방향으로 돌출된 상하측 첨단부(17,18)로 이루어지되, 상기 몸체부(12)의 상단부 및 상측고정부(14)는 상기 니들슬릿의 상단지지부(S1) 내에 수납되고, 상기 몸체부(12)의 중간부는 상기 니들슬릿의 중간지지부(S2)에 수납되며, 상기 몸체부(12)의 하단부와 하측고정부(13) 및 하측탄성팔(15)은 상기 니들슬릿의 하단지지부(S3) 속에 수납되어 있는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 통전구를 형성하는 PCB 패드(22) 위에는 전도성 물질층(23)이 도포 되어 있어서, 상기 탐침니들의 상측첨단부(18)가 상기 전도성 물질층(23)에 접촉 지지되는 것을 특징으로 하는 탐침니들의 지지구조이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 프로브 장치의 기본적인 구조는 도 1과 같이 상부본체판(300)과 니들지지블럭(400) 및 하우징(500)으로 이루어진다. 상기 상부본체판(300)은 세라믹블럭(320)과 고정판(330)이 적층된 구조로서, 상기 세라믹블럭(320)에는 통전구(340)가 형성된다. 그리고, 상기 상부본체판(300)의 하부에는 일정간격을 두고 사각봉 형상의 니들지지블럭(400)이 결합되며, 니들지지블럭(400)의 좌우 세로면에는 세로방향으로 니들슬릿(needle slit)이 촘촘하게 형성되어 있다. 상기 니들슬릿은 도 3과 같이 상단지지부(S1)와 중간지지부(S2) 및 하단지지부(S3)가 돌출된 형상으로 이루어지고, 여기에 블레이드 형태의 탐침니들(10)이 나란히 삽입 설치된다.

본 발명의 특징인 탐침니들(10)은 도 2와 같이 세로방향으로 길게 연장된 몸체부(12)를 중심으로 상하측에 각각 형성된 고정부(13,14)와 탄성팔(15,16)과 첨단부(17,18)로 이루어진다.

상기 몸체부(12)는 일정한 폭을 갖는 띠 형상으로서, 몸체부(12)의 상단 및 하단에는 각각 'ㄷ' 자 형상을 갖도록 후방으로 절곡된 상하측 고정부(13,14)가 형 성된다. 상기 고정부(13,14)는 니들지지블럭(400)의 니들슬릿 속으로 깊숙히 파고들어 탐침니들(10)을 단단히 고정하는 역할을 한다.

상기 고정부(13,14)의 중간부위에는 상하 방향으로 각각 돌출되어 상기 고정부(13,14)와 소정 간격(R)을 유지하면서 고정부(13,14)와 반대방향으로 절곡된 탄성팔(15,16)이 형성된다. 탄성팔(15,16)은 상하측 첨단부(17,18)에 탄성을 부여하여 이디에스 검사시 첨단부(17,18)의 접촉 성능을 향상시켜 주는 기능을 한다. 상기 탄성팔(15,16)의 끝단에는 상하방향으로 돌출된 탐침 첨단부(17)와 통전 첨단부(18)가 형성된다.

본 발명의 특징은 도 3와 같이 상기 탐침니들(10)의 몸체부(12)의 상단부 및 상측고정부(14)는 니들슬릿의 상단지지부(S1) 내에 수납되고, 상기 몸체부(12)의 중간부는 니들슬릿의 중간지지부(S2)에 수납되며, 상기 몸체부(12)의 하단부와 하측고정부(13) 및 하측탄성팔(15)은 니들슬릿의 하단지지부(S3) 속에 수납되어 있는 것이다. 이때, 니들슬릿의 상단지지부(S1)와 중간지지부(S2) 및 하단지지부(S3) 사이에서는 각각 탐침니들(10)의 몸체부(12)가 니들지지블럭(400)의 니들슬릿 밖으로 노출되어 노출부(11)를 형성하고 있다. 그래서 이 노출부(11)에는 에폭시 수지나 실리콘 등과 같은 충진재를 충진하여 탐침니들(10)을 니들지지블럭(400)에 단단히 고정시켜 준다.

이처럼 본 발명에서는 탐침니들(10)의 상하측 고정부(13,14)가 모두 니들슬릿 속에 수납되어 있어서 반복적인 탐침 작업이나 외부의 충격에도 불구하고, 탐침니들(10)이 좌우로 비틀리거나 변형될 우려가 없다. 특히, 하측 탄성팔(15)도 대부분 니들슬릿 속에 수납되어서 좌우로는 위치 변동이 전혀 없고, 하측 고정부(13)와의 간격(R)에 의해서 상하 탄성을 유지하기 때문에 탐침 첨단부(17)가 오차 없이 피검사체 표면에 안정적으로 접촉할 수 있다.

한편, 본 발명의 프로브 장치에서 상기 탐침니들(10)의 상단에 형성된 상측 첨단부(18)는 세라믹블럭(320)에 설치된 통전구(340)에 접촉하여 통전회로를 구성하게 된다. 이때, 상기 세라믹블럭(320)은 인쇄회로기판(PCB)로 구성되며, 그 표면에는 회로패턴을 보호하기 위해 도포되는 절연용 잉크, 즉 PSR(Photo Solder Resist) 잉크층이 도포된다. 본 발명의 특징은 도 4과 같이 PSR 잉크층(21)을 회로 패턴의 폭 보다 약간 작게 노출시킨 상태에서 이 노출 부위에 PCB 패드(22)를 형성하고, 상기 PCB 패드(22) 위에 패이스트(paste) 상태의 전도성 물질층(23)을 도포하며 통전구를 형성하는 것이다. 상기 전도성 물질층(23)은 예컨대 패이스트 상태의 연성 합성수지나 실리콘액에 도전성 금속분말을 혼합한 것(상품명; 성지테크 SJA-52-5125)을 사용할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 상기 탐침니들(10)의 상측첨단부(18)가 상기 PCB 패드(22) 위에 도포된 전도성 물질층(23)에 접촉되어 통전 회로를 구성한다. 그런데 상기 전도성 물질층(23)은 연성 재질로서 상측첨단부(18)에서 전해지는 충격을 흡수하는 쿠션기능을 하며, 동시에 상측첨단부(18)의 위치를 고정시켜 주기 때문에 결과적으로 상측첨단부(18)가 뒤틀리거나 변형되는 것을 방지시키고 복원력을 강화시켜 주는 역할을 한다.

본 발명은 상부본체판과 니들지지블럭과 하우징으로 이루어지는 이디에스 검사용 프로브 장치에 있어서, 반복적인 탐침 작업이나 외부의 물리적인 충격으로부터 각 탐침니들의 탄성 절곡부나 상하 첨단부가 뒤틀리거나 변형되는 것을 방지하고, 탐침오류를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 니들지지블럭에 설치된 각 니들의 통전 첨단부가 상부본체판 하단에 설치된 통전구에 접촉할 때 상기 통전구가 니들의 첨단부의 위치를 잡아 주므로서 상기 통전 첨단부의 이탈이나 변형을 방지하고, 나아가 니들지지블럭에 형성된 니들슬릿의 변형도 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

통전구가 형성된 상부본체판(300)과, 세로방향으로 나란히 형성된 니들슬릿 속에 탐침니들이 설치된 사각봉 형상의 니들지지블럭(400)과, 상기 상부본체판(300)과 니들지지블럭(400)을 결합시키는 하우징(500)으로 구성되는 프로브 장치에 장착된 탐침니들의 지지구조에 있어서,

상기 니들슬릿은 상단지지부(S1)와 중간지지부(S2) 및 하단지지부(S3)가 돌출된 형상으로 이루어지고, 상기 탐침니들은 일정한 폭을 갖는 띠 형상의 몸체부(12)와, 상기 몸체부(12)의 상단 및 하단에서 'ㄷ' 자 형상을 갖도록 후방으로 절곡된 상하측 고정부(13,14)와, 상기 고정부(13,14)의 중간부위에서 각각 돌출되어 다시 전방으로 절곡된 상하측 탄성팔(15,16)과, 상기 탄성팔(15,16)의 끝단에서 상하방향으로 돌출된 상하측 첨단부(17,18)로 이루어지되, 상기 몸체부(12)의 상단부 및 상측고정부(14)는 상기 니들슬릿의 상단지지부(S1) 내에 수납되고, 상기 몸체부(12)의 중간부는 상기 니들슬릿의 중간지지부(S2)에 수납되며, 상기 몸체부(12)의 하단부와 하측고정부(13) 및 하측탄성팔(15)은 상기 니들슬릿의 하단지지부(S3) 속에 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 장치 탐침니들의 지지구조.
제1항에 있어서, 상기 니들슬릿의 상단지지부(S1)와 중간지지부(S2) 및 하단지지부(S3) 사이에서는 각각 탐침니들의 몸체부(12)가 지지블럭(400)의 니들슬릿 밖으로 노출되어 노출부(11)를 형성하고, 이 노출부(11)에는 상기 탐침니들을 고정하는 충진재가 채워진 것을 특징으로 하는 프로브 장치 탐침니들의 지지구조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통전구를 형성하는 PCB 패드(22) 위에는 패이스트 상태의 전도성 물질층(23)이 도포 되어 있어서, 상기 탐침니들의 상측첨단부(18)가 상기 전도성 물질층(23)에 접촉 지지되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치 탐침니들의 지지구조