KR100920847B1 - 프로브 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로브를 연속적으로 자동공급할 수 있는 프로브 공급장치에 관한 것이다.

본 발명 의한 프로브 공급장치는 복수의 프로브가 장착되는 카세트; 및 상기 카세트에 장착된 프로브를 파지하여 공급하는 그리퍼;를 포함한다.

프로브. 레이저. 솔더링. 디핑. 카세트. 본딩.

Description

프로브 공급장치{PROBE ROADING APPARATUS}

본 발명은 프로브 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로브를 연속적으로 자동공급할 수 있는 프로브 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 프로브 카드(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(세라믹, 유기 또는 웨이퍼 등)(120)과, 상기 기판(120)의 전극(121) 본딩된 프로브(110)들을 포함하는 장치이다.

상기 프로브 카드(100)는 미세 전자 장치(예를 들면, 반도체장치)의 전기적 특성을 측정하기 위해 사용된다. 알려진 것처럼, 반도체 장치는 외부 전자 장치와의 상호 신호 전달을 위해 그 표면에 형성되는 패드들을 구비한다. 즉, 반도체 장치는 상기 패드들을 통해 전기적 신호를 입력받아 소정의 동작을 수행한 후, 처리한 결과를 다시 패드들을 통해 외부 전자 장치로 전달한다. 이때, 상기 프로브 카드는 상기 반도체 장치와 상기 외부 전자 장치(예를 들면, 테스터) 사이의 전기적 경로를 형성함으로써, 상기 반도체 장치에 대한 전기적 테스트를 가능하게 한다.

상기 프로브(110)는 상기 기판(120)의 전극(121)에 본딩되는 베이스(111)와, 상기 패드에 접촉하는 팁(112)을 포함한다.

한편, 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 상기 반도체 장치의 패드들은 미세화될 뿐만 아니라 이들 사이의 간격 역시 좁아지고 있다. 이에 따라, 상기 프로브 카드들 역시 반도체 장치의 고집적화에 대응하여 미세하게 제작돼야 하지만, 이러한 미세화의 요구는 상기 프로브 카드를 제작하는 과정을 어렵게 만든다. 특히, 기판(120)에 형성된 전극(121)에, 상기 반도체 장치의 패드들에 접촉하는 프로브(110)들의 베이스(111)을 본딩시키는 결합 공정은 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 다양한 기술적 어려움에 직면하고 있다.

상기 결합 공정을 위해 사용되는 기술들에는 수작업에 기초한 납땜 기술, 플립 칩 본더를 사용하는 기술 등이 있다. 하지만, 상기 플립 칩 본더를 사용하는 기술은 현재 널리 사용되고 있는 방법이지만, 단지 한 개의 프로브 불량이 프로브 카드 전체의 불량으로 이어지기 때문에, 제품의 생산 수율이 낮은 단점이 있다. 또한, 이 방법은 고가의 장비를 필요로 하기 때문에, 제품의 생산 비용이 증가하는 문제를 수반한다.

또한 상기 수작업에 기초한 납땜 기술은 작업자의 숙련도에 의해 제품의 품질이 결정될 뿐만 아니라 작업 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이에 더하여, 상술한 미세화 추세에 따라, 이 방법은 요구되는 정렬 정밀도를 충족시키기 어렵다.

또한 납땜 기술을 위하여는 프로브를 본딩하기 전에 솔더를 도포하거나 도금하는 공정이 별도로 요구된다는 문제점이 있다.

그러나 어느 경우이든, 수마이크론 두께의 프로브를 작업자가 하나씩 수동으로 공급하여 본딩하여 왔다. 따라서 공정택타임이 필요 이상으로 길고, 작업자의 숙련도에 따라 작업시간이 결정되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프로브를 연속적으로 자동공급할 수 있는 프로브 공급장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명 의한 프로브 공급장치는 복수의 프로브가 장착되는 카세트; 및 상기 카세트에 장착된 프로브를 파지하여 공급하는 그리퍼;를 포함한다.

또한 상기 카세트는 상기 프로브가 수직으로 삽입되는 홈이 등간격으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 카세트에 장착된 프로브의 위치를 맵핑하는 비전수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 그리퍼는 상기 프로브를 양측면에서 파지하는 것이 바람직하다.

또한 상기 그리퍼는 상기 프로브를 기구적으로 정렬하기 위한 단차면이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 프로브를 연속적으로 자동공급할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 프로브 공급장치는 카세트(10)와, 그리퍼(20)를 포함한다.

상기 카세트(10)는 프로브(110)의 베이스(111)가 수직으로 삽입되는 홈(11)이 등간격으로 형성되어 있다(도 4a 참조). 또한 상기 카세트(10)는 가이드 레일(12)을 따라 X방향으로 왕복이동한다.

상기 그리퍼(20)는 상기 카세트(10)에 장착된 프로브(110)를 하나씩 파지하여 이송하는 구성요소로서, 상기 프로브(110)를 양측면에서 파지한다(도 4a 참조).

또한 상기 그리퍼(20)의 근처에는 제1비전수단(22)이 구비된다. 상기 제1비전수단(22)은 상기 카세트(10)가 가이드레일(12)을 따라 이동하여 접근하면 프로브(110)의 위치를 맵핑하여 정확한 위치를 파악하고 순서대로 이송할 수 있도록 한다. 또한 프로브(110)의 위치 뿐만 아니라 형태 등을 식별하여 불량인 프로브의 경우 건너뛰어 이웃하는 프로브를 이송할 수 있도록 한다.

또한 상기 그리퍼(20)와 제1비전수단(22)은 가이드레일(23)을 따라 Y방향으로 이동가능한 브라켓(21)에 고정설치된다.

한편, 본 발명에 의한 프로브 공급장치를 포함한 프로브 본딩장치(1)는 스테이지(60)와, 레이저부(71)를 더 포함한다.

상기 스테이지(60)는 프로브가 본딩될 기판을 고정하는 구성요소로서, 기판을 예열하는 예열수단이 더 구비되고, 특히, 정렬을 위하여 X방향, Y방향 및 Z방향으로의 이동이 가능하고, 회전도 가능하게 구성된다.

한편, 상기 그리퍼(20)가 파지하고 있는 프로브와 기판의 위치상태를 확인하 는 제3비전수단(73)이 구비된다.

또한 베이스에 솔더 페이스트가 발라진 프로브를 기판의 전극에 솔더링하기 위하여 상기 스테이지(60)의 상부에는 레이저부(71)가 구비되고, 솔더링과정을 모니터링하기 위한 모니터링수단(72)이 구비된다.

이하, 본 발명에 의한 프로브 공급장치의 작동상태를 설명한다.

도 3을 참조하면, 먼저, 복수의 프로브(110)를 카세트(10)의 홈(11)에 삽입하여 수직으로 장착한다.

다음으로, 카세트(10)를 X방향으로 이동시켜 그리퍼(20)에 근접시키고, 제1비전(22)으로 프로브의 위치를 맵핑하여 정확한 위치를 파악하여 그리퍼(20)로 파지하여 순차적으로 이송, 공급하는 것이다.

다음으로, 그리퍼(20)에 일차적으로 파지된 프로브를 기구적으로 정렬하게 된다. 구체적으로 설명하면, 상기 그리퍼(20)의 내측에는 프로브(110)의 정렬을 위한 단차면(20a)이 형성되어 있고, 따라서 그리퍼(20)로 프로브(110)를 느슨하게 파지한 상태에서 카세트(10)의 평평한 면에 가압하면(도 4a 참조) 상기 프로브의 일면이 상기 단차면(20a)에 맞추어지면서 프로브(110)가 기구적으로 정렬된다(도 4b 참조). 물론, 상기 평평한 면은 카세트 뿐 아니라 납조 등 어디든 관계없다.

참고로, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 프로브를 기판에 솔더링하는 공정을 설명한다.

먼저, 납조에 디핑된 프로브(110)를 납조(40)로부터 꺼내어 기판(120)의 상부로 이송한다(도 5a 참조). 이 상태에서 레이저(L)를 조사하여 기판의 전극(121) 에 프로브(110)를 솔더링하는 것이다(도 5b 및 도 5c 참조).

도 1은 일반적인 프로브 카드를 나타낸 것이다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 프로브 공급장치를 나타낸 것이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 작동상태를 나타낸 것이다.

도 5a 내지 도 5c는 도 2에 도시된 장치의 작동상태를 순서대로 나타낸 것이다.

Claims (5)

1. 프로브가 수직으로 장착되도록 복수의 홈이 형성되는 카세트;

   상기 카세트에 장착된 프로브 중 공급될 프로브를 맵핑하여 위치좌표를 생성하는 비전수단; 및

   상기 위치좌표로 이동하여 공급할 프로브를 자동으로 파지하는 그리퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 공급장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 비전수단은 상기 프로브의 형태를 식별하여 불량으로 판정되는 경우 위치좌표를 생성하지 아니하고, 이웃하는 프로브를 맵핑하여 위치좌표를 생성하는 것을 특징으로 하는 프로브 공급장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 그리퍼는 상기 프로브를 양측면에서 파지하는 것을 특징으로 하는 프로브 공급장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 그리퍼는 상기 프로브를 기구적으로 정렬하기 위한 단차면이 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 공급장치.

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