KR100934013B1

KR100934013B1 - 프로브 카드 평탄도 검사방법

Info

Publication number: KR100934013B1
Application number: KR1020090103583A
Authority: KR
Inventors: 임창민; 심상범; 이덕규
Original assignee: 주식회사 에스디에이
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2009-12-28
Also published as: KR20090119817A

Abstract

본 발명은 프로브 카드 평탄도 검사방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면 프로브 카드 평탄도 검사방법에 있어서, (a) 마더보드의 정보를 입력받고, 마더보드가 2600 채널을 초과하는 채널을 사용하는 경우 확장채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스에 등록하며, 마더보드가 2600 채널 이하의 채널을 사용하는 경우 일반채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스에 등록하는 단계; (b) 등록하고자 하는 프로브 카드에 대응되는 마더보드 데이터를 로드하고, 프로브 카드 데이터를 입력한 후 상기 마더보드 데이터를 참조하여 맵핑 데이터를 생성하며, 검사 파라메터를 입력한 후 상기 프로브 카드 데이터, 맵핑 데이터 및 검사 파라메터를 이용해 프로브 카드 데이터를 데이터베이스에 등록하는 단계; 및 (c) 사용자가 평탄도 검사를 선택하는 경우 검사대상 프로브 카드 데이터를 로드하고, 사용자의 검사설정값을 입력받은 후, 검사설정값에 따라 테스트 척을 Z축 방향으로 상향 이동시키면서 상기 테스트 척에 접속되는 프로브 핀의 정보를 이용하여 프로브 카드의 평탄도를 산출하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 평탄도 검사방법.를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 평탄도 검사장치가 제공된다.

프로브 카드, 프로브 핀, 니들, 평탄도 측정

Description

프로브 카드 평탄도 검사방법{Inspection method of a probe card}

본 발명은 프로브 카드 평탄도 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 칩의 주요 검사 장치인 프로브 카드의 평탄도측정이 가능한 프로브 카드 평탄도 검사방법에 관한 것이다.

프로브 카드(Probe card)는 특정 반도체 제조 공정(FAB)이 완료된 웨이퍼(Wafer) 상에 있는 각각의 칩(Chip)들을 검사하기 위한 것으로, PCB 위에 에폭시(Epoxy)로 고정시킨 니들을 이용하여 각각의 테스트하려는 칩의 패드(Pad)에 접촉시킨 후 테스트 시스템의 전기적 신호를 칩 상에 전달하여 웨이퍼의 양품과 불량품을 구분하는데 사용되는 핵심 장치이다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 검사회로를 이용하여 프로브 카드를 검사하는 기술이 개발되었으나, 프로브 카드의 평탄도를 정확히 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는 프로브 카드의 평탄도 검사장치와 관련된다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 프로브 카드 평탄도 검사방법에 있어서,

(a) 마더보드의 정보를 입력받고, 마더보드가 2600 채널을 초과하는 채널을 사용하는 경우 확장채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스에 등록하며, 마더보드가 2600 채널 이하의 채널을 사용하는 경우 일반채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스에 등록하는 단계; (b) 등록하고자 하는 프로브 카드에 대응되는 마더보드 데이터를 로드하고, 프로브 카드 데이터를 입력한 후 상기 마더보드 데이터를 참조하여 맵핑 데이터를 생성하며, 검사 파라메터를 입력한 후 상기 프로브 카드 데이터, 맵핑 데이터 및 검사 파라메터를 이용해 프로브 카드 데이터를 데이터베이스에 등록하는 단계; 및 (c) 사용자가 평탄도 검사를 선택하는 경우 검사대상 프로브 카드 데이터를 로드하고, 사용자의 검사설정값을 입력받은 후, 검사설정값에 따라 테스트 척을 Z축 방향으로 상향 이동시키면서 상기 테스트 척에 접속되는 프로브 핀의 정보를 이용하여 프로브 카드의 평탄도를 산출하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 평탄도 검사방법이 제공된다.

이때, 상술한 (c) 단계는, (c1) 사용자가 평탄도 검사를 선택하는 경우 측정대상 프로브 카드 데이터를 로드하는 단계; (c2) 첫핀 발견 후 모션이동거리, 유효 평탄값, 마더보드 높이, 프로브 카드 높이를 설정하는 단계; (c3) 테스트 척을 홈(Z축 최하단)으로 이동시키는 단계; (c4) 테스트 척을 홈으로부터 미리 설정된 위치로 상향 이동시키는 단계; (c5) 테스트 척을 미리 설정된 위치로 부터 미리 설정된 거리만큼 상향 이동시키는 단계; (c6) 첫핀이 테스트 척에 접속되었는지 판단하여 첫핀이 접속되지 않은 경우 상기 (c5) 단계로 돌아가고, 첫핀이 접속된 경우 접속된 핀의 갯수를 측정하는 단계; (c7) 테스트 척을 현재 위치로 부터 미리 설정된 거리만큼 상향 이동시키는 단계; (c8) 상기 (c7) 단계를 통해 상향이동된 거리와 설정된 모션이동거리를 비교하여 설정된 모션이동거리보다 상향이동된 거리가 작은 경우 상기 (c6) 단계로 돌아가 접속된 핀의 갯수를 측정하고, 설정된 모션이동거리만큼 상향이동된 경우 다음 단계로 진행하는 단계; (c9) 테스트 척을 홈(Z축 최하단)으로 이동시키는 단계; 및 (c10) 상향이동거리와 접속된 핀의 갯수를 이용하여 평균 평탄도를 산출하여 출력하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상술한 미리 설정된 위치까지의 이동거리는 '이동거리 = 척 홈(Home)에서 서포트 플레이트(Support Plate)의 상단면 까지의 거리 + 마더보드 높이(Fixture Height) - 프로브 카드 깊이(Probe Depth, 마더보드에 직접 맞닿는 프로브 카드의 아랫면에서 프로브 핀(Needle)의 끝까지의 거리)'로 산출되도록 구성될 수 있다.

또한, 상술한 (c6) 단계는 프로브 카드의 첫핀이 상기 테스트 척에 접속된 경우 상기 테스트 척에 닿은 핀번호를 검사하여 해쉬(HASH) 테이블에 저장되어 있는 프로브 카드의 채널 맵에 검출된 모든 핀번호를 찾아 현재 척의 높이를 마이크론(micron) 값으로 저장하도록 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 프로브 카드 평탄도를 정확히 측정할 수 있다는 장점이 있다.

먼저, 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치의 장치적 구성에 대하여 간략하게 살펴본다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치를 도시한 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치(1)는 마더보드가 안착되며 프로브 카드(90)의 평탄도를 측정하는 메인프레임 어셈블리(10)와, 상기 마더보드(80)와 테스터랙(61a)을 연결하는 인터페이스 포고 어셈블리(62)가 수납되는 테스터프레임 어셈블리(60)와, 마더보드(80)에 고정된 프로브 카드(90)를 검사하는 마이크로스코프(73b)와 화면표시수단(72)이 구비된 스코프프레임 어셈블리(70)를 포함한다.

도 2 는 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 메인프레임 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 3 은 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 마더보드 고정부의 하중균형모듈을 도시한 사시도이고, 도 4 는 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 평탄도 측정부를 도시한 사시도이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메인프레임 어셈블리(10)는 메인프레임(20), 마더보드 고정부(30), 평탄도 측정부(40), 진공포트(50)를 구비한다.

메인프레임(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 바람직하게는 직육면체 형상으로 전면과 측면에는 후술할 테스터프레임 어셈블리(60), 스코프프레임 어셈블리(70)와 연결되는 연결핀(21)이 다수 형성된다. 또한, 그 바닥에는 편리하게 이동되도록 하는 바퀴(22)와 정해진 위치에 고정되도록 하는 고정부재(23)가 다수 결합 된다. 나아가, 그 상측에는 마우스와 키보드가 놓여 지는 작업플레이트(24)가 볼트 결합 되고, 이 작업플레이트(24)의 상측에는 후술할 진공포트(50) 등을 작동하는 조작패널(25)이 고정된다.

마더보드 고정부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 메인프레임(20)의 상측에 힌지 결합되며 일측에 후크(31a)가 형성되고 중앙 부분에 큰 홀이 형성된 마더보드 고정플레이트(31)와, 상기 마더보드 고정플레이트(31)와 축 연결되어 마더보드 고정플레이트(31)가 부드럽게 180° 회전되도록 하는 하중균형모듈(32)을 구비한다.

상기 하중균형모듈(32)은 도 3에 도시된 바와 같이 마더보드 고정플레이 트(31)와 축 연결되는 메인베이스(32a)와, 상기 메인베이스(32a)의 일측에 이동가능하도록 결합 되는 균형추(32b)와, 상기 메인베이스(32a)의 타측에 결합 되어 균형추(32b)를 상하로 이동시키는 균형추 구동모터(32c)와, 상기 메인베이스(32a)에 결합 되어 전원을 온(ON) 시켰을 경우 균형추 구동모터(32c)의 회전 위치를 파악하는 리미트 센서(32d)와 전원을 온/오프(ON/OFF) 시켰을 경우 균형추(32b)의 위치를 파악하는 홈센서(32e)와, 메인베이스(32a)를 스코프프레임(71)에 볼트 고정하도록 하는 브래킷(32f)을 구비한다. 상기 균형추 구동모터(32c)는 바람직하게는 스텝핑 모터를 사용한다.

상기 메인베이스(32a)는 도 3에 도시된 바와 같이 바람직하게는 긴 직육면체 형상으로 일측에는 마더보드 고정플레이트(31)와 축 연결되는 연결로커(32aa)가 볼트 결합되고, 내부에는 리드스크류(32ab)에 의해 상하 이동되는 이동블록(32ac)이 설치되고, 상·하측에는 균형추(32b)를 안내하는 가이드레일(32ad)이 설치된다. 이 메인베이스(32a)의 전·후면에는 이동블록(32ac)과 균형추(32b)가 연결되도록 하는 슬롯(32ae)이 형성된다.

이하에서 하중균형모듈(32)의 작동 원리를 설명한다. 마더보드 고정플레이트(31)는 메인프레임(20)에 힌지 결합 된 상태에서 연결로커(32aa)와 축 연결되어 있고, 연결로커(32aa)는 메인베이스(32a)에 탈착 가능하도록 볼트 결합 되어 있고, 균형추(32b)는 메인베이스(32a)에 결합 되어 있으므로, 균형추(32b)는 지렛대의 원리에 의해 마더보드(80)가 장착된 마더보드 고정플레이트(31,도 7 참조)를 지지한다. 이때, 균형추(32b)는 균형추 구동모터(32c)에 의해 마더보드(80)가 장착된 마 더보드 고정플레이트(31)와 동일한 무게를 같도록 특정 위치에 미리 세팅된다.

평탄도 측정부(40)는 프로브 카드(90) 탐침의 평탄도를 측정하는 것으로 도 2에 도시된 바와 같이 메인프레임(20)의 중앙 부분에 설치되며 내설 된 볼스크류(41ba)를 갖는 Z축 스테이지(41)와, 상기 Z축 스테이지(41)의 일측에 결합되어 볼스크류(41ba)를 구동하는 볼스크류 구동모터(42)와, 상기 Z축 스테이지(41)에 고정되어 볼스크류 구동모터(42)를 정밀 제어하는 선형 엔코더(43)와, 상기 Z축 스테이지(41)의 상측에 고정되어 프로브 카드(90)의 탐침 평편도를 측정하는 평탄플레이트부(44)를 구비한다. 상기 볼스크류 구동모터(42)는 바람직하게는 스텝핑 모터를 사용한다.

상기 Z축 스테이지(41)는 평탄플레이트부(44)를 상하 이동시키는 것으로 메인프레임(20)의 일측에 고정되는 베이스플레이트(41a)와, 볼스크류 구동모터(42)와 볼스크류(41ba)로 연결되어 베이스플레이트(41a) 내에서 전후 이동되는 슬라이딩부(41b)와, 상기 슬라이딩부(41b)와 리니어 베어링에 의해 면 접촉되어 마찰력에 의해 상하 이동되는 피슬라이딩부(41c)로 구성된다.

상기 평탄플레이트부(44)는 상기 피슬라이딩부(41c)의 상측에 결합 되며 일측에 연결포트(44aa)가 형성된 에폭시공간블록(44a)과, 상기 에폭시공간블록(44a)의 상측에 볼트 고정되며 상측에 연결용 PCB(44ba)가 결합 된 평탄플레이트(44b)로 구성된다.

이하에서 프로브 카드(90)의 탐침 평탄도 측정 원리를 설명한다. 먼저 후술할 테스터랙(61a)에 프로브 카드의 테이터, 유효 평탄값, 마더보드 높이, 프로브 카드의 높이를 입력한 후 평탄플레이트부(44)를 Z축 스테이지(41)를 이용하여 맨 아래로 이동한다. 다음으로, 평탄플레이트부(44)를 일정 위치로 상향이동한다. 계속해서 상승중에 50k ohm 이하의 저항이 검출되면 탐침이 평탄플레이트(44b)에 닿은 것으로 간주하여 접촉된 탐침의 수를 측정한다. 계속해서 평탄플레이트(44b)를 1μm 상향 이동시킨다. 이때, 평탄플레이트(44b)가 그 거리만큼 이동하면 평탄플레이트(44b)를 맨 아래로 이동시켜 작업을 마무리한다. 마지막으로, 평균 평탄도와 측정데이터를 출력하여 작업을 마무리한다. 만약, 입력된 거리 만큼 이동하지 않으면 접촉한 탐침수를 측정하는 단계로 돌아가서 전술한 측정단계를 반복한다.

진공포트(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 메인프레임(20)의 일측에 바람직하게는 한 쌍이 이격 형성되며, 진공장치(미도시)에 의해 발생 되는 공압에 의해 마더보드 고정플레이트(31)를 진공 흡착한다.

도 5 는 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 테스터프레임 어셈블리를 도시한 사시도이다.

테스터프레임 어셈블리(60)는 도 5에 도시된 바와 같이 바람직하게는 직육면체 형상이며 내부에 테스터랙(61a,제어부)이 설치되고 상측에 포고어셈블리 수납부(61b)가 형성된 테스터프레임(61)과, 상기 포고어셈블리 수납부(61b)에 수납되며 테스터랙(61a)과 마더보드(80)를 연결하는 인터페이스 포고 어셈블리(62)와, 상기 테스터프레임(61)의 일측에 설치되어 진공장치(미도시)에 의해 발생 되는 공압에 의해 마더보드 고정플레이트(31)를 진공 흡착하는 역진공포트(63)와, 상기 테스터 프레임(61)의 상측에 설치되어 마더보드 고정플레이트(31)의 후크(31a)와 맞물리는 역로커(64)를 구비한다.

상기 테스터프레임(61)의 측면에는 메인프레임(20)의 연결핀(21)과 연결되는 테스터프레임 연결핀(61c)이 다수 형성되고, 그 바닥에는 편리하게 이동되도록 하는 바퀴(61d)와 정해진 위치에 고정되도록 하는 고정부재(61e)가 다수 결합 된다

상기 역로커(64)는 테스터프레임(61)의 상측에 고정되는 역로커몸체(64a)와, 이 역로커몸체(64a)에 탄성 지지 되는 고정후크(64b)로 구성되며, 180° 회전된 마더보드 고정플레이트(31)를 고정되도록 한다.

도 6 는 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 스코프프레임 어셈블리를 도시한 사시도이다.

스코프프레임 어셈블리(70)는 도 6에 도시된 바와 같이 바람직하게는 직육면체 형상이며 상측에 형성된 X축 이동레일(71a)과 상기 이동레일에 결합 된 슬라이딩부재(71b)를 갖는 스코프프레임(71)과, 상기 슬라이딩부재(71b)의 일측에 고정되는 화면표시수단(72)과, 상기 슬라이딩부재(71b)의 타측에 고정되는 마이크로스코프부(73)를 구비한다.

상기 스코프프레임(71)의 전면에는 테스터프레임 어셈블리(60)의 연결핀(21)과 연결되는 스코프프레임 연결핀(71c)이 다수 형성되고, 그 바닥에는 편리하게 이동되도록 하는 바퀴(71d)와 정해진 위치에 고정되도록 하는 고정부재(71e)가 다수 결합 된다.

상기 마이크로스코프부(73)는 슬라이딩부재(71b)의 하면에 전후 이동가능하도록 고정되는 Y축 이동레일(73a)과, 이 Y축 이동레일(73a)과 스코프 연결부재(73c)에 의해 연결되는 마이크로스코프(73b)로 구성된다. 상기 스코프 연결부재(73c)는 마이크로스코프(73b)가 정해지 위치에 고정되도록 락핸들을 사용하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도 7 내지 도 11을 참조하여 상술한 바와 같은 장치적 특징을 가지는 프로브 카드 평탄도 검사장치의 회로적 구성과 기능 및 프로브 카드 평탄도 검사방법에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치의 회로적 구성을 도시한 블록도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치(이하 도면부호 '100')은 주제어부(102), 릴레이 제어부(110), 릴레이 스위치(112), 테스트 로직 회로부(160), 테스트 척 구동부(170) 및 테스트 척(평탄플레이트부, 이하 '테스트 척'이라 함)(44)을 포함할 수 있다.

릴레이 스위치(112)는 릴레이 제어부(110)의 제어에 따라 프로브 카드의 각 채널(프로브)와 테스트 로직 회로부의 신호입력단자의 연결을 온/오프하게 된다.

테스트 로직 회로부(160)는 기준전압을 생성하여 테스트 척(44)을 통해 프로브로 출력하고, 신호입력단자를 통해 기준전압의 인가에 따라 특정 프로브로부터 출력되는 전류를 입력받아 현재 테스트 척(44)에 접속된 핀의 번호와 핀의 개수를 포함한 정보를 산출/저장하고 이를 주제어부(102)로 출력하게 된다.

테스트 척(44)은 테스트 로직 회로부(160)의 기준전압 출력단자에 연결되고, 테스트 척 구동부(170)의 제어에 따라 Z축 방향으로 이동되어 적어도 하나 이상의 프로브에 접속되며, 테스트 로직 회로부(160)로부터 입력되는 기준전압을 접속된 프로브로 출력하게 되며, 테스트 척 구동부(170)는 주제어부(평탄도 검사모듈)의 제어에 따라 테스트 척을 Z축 방향으로 이동시키게 된다.

주제어부(102)는 상술한 테스트 척 구동부(170)와 테스트 로직 회로부(160)의 작동을 제어하고, 테스트 척(44)을 Z축 방향으로 상향 이동시키면서 테스트 척(44)에 접속되는 프로브 핀의 정보를 이용하여 프로브 카드의 평탄도를 산출하여 출력하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 평탄도 검사장치(100)는 오프검사 제어부(120), 오픈검사도구(122), 음성출력부(124), 전류측정부(130) 및 LCR측정부(150)을 더 포함하여 프로브 카드 통합검사장치로 구성될 수도 있다. 이러한 통합검사장치로 구현되는 경우 각 구성부의 구성 및 기능을 설명하면 아래와 같다.

릴레이 스위치(112)는 본 발명에 따른 검사모드에 따라 전류측정부(130)와 프로브 카드(90)의 프로브(채널)의 연결, 또는, 테스트 로직 회로부(160)와 프로브 카드(90)의 프로브(채널)의 연결, 또는 LCR측정부(150)와 프로브 카드(90)의 프로브(채널, 탐침)의 연결을 온/오프하게 된다. 릴레이 제어부(110)는 주제어부(102)의 제어에 따라 릴레이 스위치(112)의 구동을 제어하게 된다. 상술한 바와 같은 릴레이 스위치(112)와 릴레이 제어부(110)는 별개로 구성될 수도 있으며, 하나의 장 치로 구현될 수도 있다.

전류측정부(130)는 일종의 전류측정장치로서, 기준전압을 생성하여 프로브로 출력하는 기준전압 출력단자와 기준전압 인가에 따라 프로브로부터 출력되는 전류가 입력되는 입력단자가 구비되며, 쇼트검사, 누설전류검사, 오픈검사시 이용된다.

LCR측정부(150)는 캐패시터 측정을 위한 장치로서, 테스트신호를 프로브로 출력하는 출력단자와 출력된 테스트신호가 프로브를 거쳐 귀환되는 입력단자가 구비되어 캐패시터검사시 이용된다.

테스트 로직 회로부(160)는 기준전압을 생성하여 오픈검사도구(122) 또는 테스트 척(44)을 통해 프로브로 출력하고, 신호입력단자를 통해 기준전압의 인가에 따라 특정 프로브로부터 출력되는 전류를 입력받아 데이터를 처리하는 장치로서, 오픈검사 중 핀서치, 평탄도검사시 이용된다.

오픈검사도구(122)는 오픈검사시 사용자의 조작에 따라 측정대상 프로브에 접속되어 측정대상 프로브로부터 출력되는 전류를 입력받아 전류측정부(130)의 전류 입력단자로 출력하며, 오픈검사 중 핀서치 모드에서는 테스트 로직 회로에 연결되어 출력되는 기준전압을 측정대상 프로브로 출력하게 된다.

오프검사 제어부(120)는 다수의 버튼이 구비되어 사용자의 조작에 따른 제어신호를 출력하는 장치로서, 다음채널 또는 이전채널 검사신호를 출력하여 릴레이 제어부를 통해 릴레이 스위치(112)를 제어하여 전류측정부(130)의 기준전압 출력단자와 측정대상 프로브를 연결시키게 되며, 스캔제어신호를 출력하여 오픈검사 중 핀서치를 수행하도록 한다.

음성출력부(124)는 프로브 카드 데이터와 오픈검사 제어부의 조작에 따라 오픈여부 검사시 사용자가 오픈검사도구(122)를 접속시켜야 하는 프로브명을 음성출력하고, 측정대상 프로브의 저항값이 유효저항값 이내인 경우 효과음을 출력하게 된다. 상술한 오픈검사도구(122), 오프검사 제어부(120) 및 음성출력부(124)는 오픈검사시 이용된다.

테스트 척(44)은 테스트 로직 회로부(160)의 기준전압 출력단자에 연결되고, 테스트 척 구동부(170)의 제어에 따라 Z축 방향으로 이동되어 적어도 하나 이상의 프로브에 접속되며, 테스트 로직 회로부(160)로부터 입력되는 기준전압을 접속된 프로브로 출력하게 되며, 테스트 척 구동부(170)는 주제어부(평탄도 검사모듈)의 제어에 따라 테스트 척을 Z축 방향으로 이동시키게 된다. 상술한 테스트 척(44)과 테스트 척 구동부(170)는 평탄도검사시 이용된다.

본 발명에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치(100)는 오픈검사부, 쇼트검사부 등을 별도로 구비하지 않고, 검사모드에 따라 상술한 구성요소의 연결과 동작을 제어하여 검사모드에 따른 검사를 수행하게 된다. 따라서 상술한 릴레이 제어부(110), 릴레이 스위치(112), 오프검사 제어부(120), 오픈검사도구(122), 음성출력부(124), 전류측정부(130), LCR측정부(150), 테스트 로직 회로부(160), 테스트 척 구동부(170), 테스트 척(44)에 대해서는 각 검사모드에 따른 검사회로와 검사방법을 설명하면서 그 구성과 기능에 대해서 보다 더 상세하게 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치 를 구동하기 위한 프로그램의 구성 블록도이다. 본 발명에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치 구동 프로그램은 주제어부(102)에 탑재되어 해당되는 기능을 수행하게 된다. 이하에서 논리적으로 구성된 프로그램을 기준으로 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주제어부(102)는 시스템 인증모듈(200), 채널데이터 로드모듈(202), 마더보드 데이터 생성모듈(204), 프로브 카드 데이터 생성모듈(206), 오픈검사모듈(208), 쇼트검사모듈(210), 누설전류검사모듈(212), 평탄도검사모듈(214) 및 캐패시터검사모듈(216)을 포함할 수 있다.

시스템 인증모듈(200)은 시스템의 보안기능을 수행하는 모듈로서, 하드디스크 등의 저장장치에 저장된 인증정보(맥주소, 하드디스크 정보, CPU 아이디 등)를 이용하여 시스템의 인증여부를 판단하고, 인증된 시스템인 경우 인증정보에 포함된 채널수, 평탄도 옵션정보를 변수로 설정하며, 인증에 실패하는 경우 프로그램을 종료하는 기능을 수행하게 된다. 이때 이용되는 인증정보는 프로그램이 최초로 설치될 때 관리자의 조작에 따라 생성되며, 암호화되어 저장장치에 저장된다.

채널데이터 로드모듈(202)은 전술한 인증정보에 포함된 채널변수를 로드하고, 저장된 채널변수가 5200 채널인 경우 확장채널의 사용을 허가하고, 저장된 채널변수가 2600 채널인 경우 확장채널의 사용을 금지하게 된다. 프로브 카드의 경우 2600 채널 이하로 구성된 프로브 카드가 많이 사용되나, 경우에 따라서 2600 채널 이상으로 구성된 프로브 카드가 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 평탄도 검사장치(100)는 2600 채널용 검사장비를 듀얼로 구성하여 2600 채널 이상을 사용하는 프 로브 카드를 검사할 수 있도록 구성되었다. 5200 채널지원기능이 기본적으로 제공되는 경우 상술한 채널데이터 로드모듈(202)은 필요하지 않으나, 5200 채널지원기능이 옵션기능으로 제공되는 경우 옵션기능을 구매한 사용자에 한해 5200 채널지원기능을 이용할 수 있도록 채널데이터 로드모듈(202)이 인증정보에 포함된 채널변수에 따라 확장채널의 사용여부를 제어하게 된다.

도 9a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마더보드 데이터 생성모듈의 동작과정을 도시한 순서도이고, 도 9b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마더보드 데이터 등록화면의 예시도이다.

마더보드 데이터 생성모듈(204)은 사용자의 입력에 따라 특정 마더보드의 정보를 입력받아 데이터베이스(220)에 등록하거나 수정하는 기능을 수행한다. 이러한 마더보드 데이터 생성모듈은 타사에서 제작된 마더보드와의 호환을 위해 안출된 기능이다. 즉, 타사에서 제작된 마더보드의 채널명과 본 발명에 따른 검사장치에서 이용되는 채널명이 다르게 구성될 수 있으므로, 채널맵핑을 통해 상호 대응되는 채널정보를 저장/이용함으로써 타사에서 제작된 마더보드를 이용해 프로브 카드를 검사할 수 있게 된다.

사용자는 도 9b에 도시된 등록화면(등록 인터페이스)를 통해 마더보드의 정보를 입력하여 마더보드 데이터를 데이터베이스(220)에 등록하게 된다. 먼저 사용자는 마더보드정보 입력창을 통해 마더보드정보를 입력하고 마더보드의 채널수를 등록한다(S900). 이때, 5200 채널지원기능은 옵션으로 선택한 사용자의 경우 확장채널모드 체크박스를 체크하면 마더보드의 채널이 5200까지 확장된다. 마더보드 데 이터 생성모듈(204)은 마더보드가 2600 이상의 채널을 사용하는지 판단하고(S902), 마더보드가 2600 채널을 초과하는 채널을 사용하는 경우 확장채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스(220)에 등록/수정하며(S906, S908), 상기 마더보드가 2600 채널 이하의 채널을 사용하는 경우 일반채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스(220)에 등록/수정한다(S904, S908). 마더보드 등록화면 상의 '작업창 열기'를 선택하면, 채널맵핑시에 해당되는 채널이 채널매핑 테이블의 좌측 공백면에 표시되며, 사용자가 저장버튼을 누르면 화면의 내용이 데이터베이스와 액셀파일로 저장되게 된다.

도 10a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드 데이터 생성모듈의 동작과정을 도시한 순서도이고, 도 10b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드 데이터 등록화면의 예시도이다.

사용자는 도 10b에 도시된 바와 같이 구성되는 등록화면을 통해 프로브 카드를 데이터베이스(220)에 등록하게 된다. 프로브 카드의 등록은 해당 마더보드를 선택한 상태에서만 가능하며, 사용자가 프로브 카드 등록을 실행하면 해당 마더보드 정보를 로드하고, 아래 오른쪽 창에 프로브 카드 데이터를 입력하고 데이터 생성/적용 버튼을 누르면 왼쪽창에 맵핑된 데이터가 출력된다. 마지막으로 프로브 카드를 검사할 때 필요한 파라메터를 등록하고 저장을 누르면, 프로브 카드 관련정보가 데이터베이스에 등록되어 해당 프로브 카드를 검사할 때 이용된다.

즉, 본 발명에 따른 프로브 카드 데이터 생성모듈(206)은 사용자의 입력에 따라 등록/수정하고자 하는 프로브 카드에 대응되는 특정 마더보드 정보를 데이터 베이스(220)로부터 로드하고(S1000), 사용자의 입력에 따라 프로브 카드 데이터를 입력받아 마더보드 정보를 참조하여 채널맵핑을 수행한 후(S1002), 사용자의 입력에 따라 검사 파라메터 정보를 입력받아(S1004) 프로브 카드 데이터, 채널맵핑 정보와 함께 프로브 카드 데이터로 데이터베이스(220)에 등록/수정하게 된다(S1006).

한편, 상술한 오픈검사모듈(208), 쇼트검사모듈(210), 누설전류검사모듈(212), 평탄도검사모듈(214) 및 캐패시터검사모듈(216)는 평탄도 검사장치(100)의 구성각부를 제어하여 해당되는 검사를 수행하도록 구성된다.

도 11a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평탄도 검사회로의 구성블록도이고, 도 11b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평탄도 검사모듈의 동작과정을 도시한 순서도이며, 도 11c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평탄도 검사를 위한 설정정보 입력화면의 예시도이다.

본 발명에 따른 평탄도 검사회로는 릴레이 스위치(112), 릴레이 제어부(110), 테스트 로직 회로부(160), 테스트 척(44), 테스트 척 구동부(170), 평탄도검사모듈(214)을 포함할 수 있다.

테스트 척(44)은 테스트 로직 회로부(160)의 기준전압 출력단자에 연결되고, 테스트 척 구동부(170)의 제어에 따라 Z축 방향으로 이동되어 적어도 하나 이상의 프로브에 접속되며, 테스트 로직 회로부(160)로부터 입력되는 기준전압을 접속된 프로브로 출력하게 된다.

테스트 척 구동부(170)는 평탄도검사모듈(214)의 제어에 따라 테스트 척(44) 을 Z축 방향으로 이동시키게 된다.

테스트 로직 회로부(160)의 신호입력단자에는 릴레이 스위치(112)를 통해 프로브 카드의 각 프로브가 일 대 일로 접속되며, 테스트 로직 회로부(160) 테스트 척(44)을 통해 연결된 적어도 하나 이상의 프로브로 기준전압을 출력한 후 신호입력단자를 통해 입력되는 입력전류를 이용해 현재 테스트 척(44)에 접속된 프로브의 갯수를 산출하여 평탄도검사모듈(214)로 출력하게 된다.

평탄도검사모듈(214)은 사용자의 입력에 따른 검사설정값에 따라 테스트 척 구동부(170)와 테스트 로직 회로부(160)의 작동을 제어하고, 테스트 로직 회로부(160)로부터 출력되는 접속된 프로브의 갯수를 이용하여 프로브 카드의 평탄도를 산출하여 출력하게 된다.

도 11a에서 프로브 1~프로브 2600은 오프상태에서 릴레이 스위치 1~릴레이 스위치 2600 릴레이들의 클로즈 접점에 접속되어 있다. 이때, 사용자의 입력에 따라 평탄도 측정이 개시되면, 릴레이 스위치 1~릴레이 스위치 2600 릴레이들이 오픈 접점에 접속되어 프로브 1~프로브 2600은 릴레이 스위치(112)를 통해 테스트 로직 회로부(160)의 신호입력단에 일 대 일로 연결된다. 릴레이 스위치(112)가 동작하는 상태에서, 평탄도검사모듈(214)이 테스트 척 구동부(170)를 작동시켜 테스트 척(44)을 Z축 방향으로 움직여 거리를 측정하고, 움직인 결과 프로브 핀들이 테스트 척(44)에 접촉된 되는 경우 기준전압의 인가에 따른 전류가 발생되어 해당 라인의 릴레이를 거쳐 신호입력단자로 입력된다. 테스트 로직 회로부(160)는 신호입력단을 통해 입력된 전류를 미리 설정된 값과 비교하여 입력된 전류값이 미리 설정된 값을 초과하는 경우 해당 채널의 프로브 핀이 테스트 척(44)에 접촉된 것으로 판단하고, 입력된 전류값이 미리 설정된 값 보다 작은 경우 해당 채널의 프로브 핀이 테스트 척(44)에 접촉되지 않은 것으로 판단한다. 이때, 입력전류값을 이용해 접촉여부를 판단할 수도 있으며, 기준전압과 입력전류값을 이용해 저항을 측정하고, 측정된 저항값을 이용해 접촉여부를 판단하도록 구성될 수도 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 평탄도 검사회로가 구동되는 과정을 도 11b를 참조하여 설명하면 아래와 같다.

사용자가 평탄도 검사를 선택하는 경우 평탄도검사모듈(214)은 측정대상 프로브 카드 데이터를 데이터베이스(220)로부터 로드하고(S1400), 사용자의 입력에 따라 첫핀 발견 후 모션이동거리, 유효 평탄값, 마더보드 높이, 프로브 카드 높이를 설정하고 이를 검사설정값으로 저장한다(S1402, S1404, S1406). 이때, 사용자에게는 도 11c에 도시된 바와 같은 검사설정값 입력 인터페이스가 제공되며, 사용자는 인터페이스를 통해 검사설정값을 입력한다. 여기서 Overtravel은 프로브 카드의 첫번째 핀이 테스트 척(44)에 접촉된 후에 이동거리를 의미하며, MAX. Overtravel은 사용자가 선택적으로 더 이동할 경우 올리는 최대 거리, Planarity(Z dec +/-)는 검사가 종료된 후에 각 핀들이 평균 평탄도에서 어느 정도 값인지 측정하는 기준 값이다. Fixtue Height는 프로브카드를 감싸고 있는 마더보드의 높이를 의미하는데 프로브 카드가 올려질 때 카드의 아랫면에 닿는 마더보드의 윗면에서 마더보드의 가장 아랫면까지의 거리를 의미한다. Probe Depth는 마더보드에 직접 맞닿는 프로브 카드의 아랫면에서 프로브 핀(Needle)의 끝까지의 거리를 의미한다.

검사설정값 설정이 완료되면, 평탄도검사모듈(214)은 평탄도 검사를 시작하기전에 테스트 척(44)을 Home(맨아래)로 이동하고 검사시작을 위해 준비 작업을 마친다.(S1408)

사용자의 조작에 따라 측정이 시작되면(S1410), 평탄도검사모듈(214)은 테스트 척(44)을 미리 설정된 위치로 상향이동시킨다(S1412). 이때 이동되는 거리는 "이동거리 = 척 Home에서 Support Plate의 상단면 까지의 거리 + Fixture Height - Probe Depth"로 산출될 수 있으나, 이동거리의 오차가 발생하는 경우 프로브 핀(needle)의 손상될 위험이 있으므로 여러 오차범위를 감안하여 척 Home에서 Support Plate의 상단면 까지의 거리를 1mm정도 여유를 주어 입력하는 것이 바람직하다.

다음으로 평탄도검사모듈(214)은 테스트 척(44)을 미리 설정된 위치로부터 미리 설정된 거리만큼 상향 이동시킨다(S1414). 이때 미리 설정된 거리는 1μm 등으로 평판도 측정환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이하에서는 설정거리를 1μm로 가정하고 설명하도록 한다.

평탄도검사모듈(214)은 테스트 척(44)을 1μm 상향이동시킨 뒤, 프로브 카드의 첫핀이 테스트 척(44)에 접속되었는지 판단하여 첫핀이 접속되지 않은 경우 S1414 단계로 돌아가고, 첫핀이 접속된 경우 접속된 핀의 갯수를 측정한다(S1416, S1418). S1416 단계에서 평탄도검사모듈(214)은 핀의 접속여부를 판단하기 위해 50KOhm이하의 저항이 검출되면 핀이 테스트 척(44)에 닿은 것으로 판단하여 S1418 단계로 검사과정을 진행시킨다. S1418 단계에서 평탄도검사모듈(214)은 테스트 척(44)에 닿은 핀번호를 검사하여 HASH 테이블에 저장되어 있는 프로브 카드의 채널 맵에 검출된 모든 핀번호를 찾아 현재 척의 높이를 micron 값으로 저장하고 입력된 Overtravel까지 이동하면서 척에 닿은 핀번호 검출을 한다.

프로브 카드의 첫핀이 테스트 척(44)에 접속된 후, 평탄도검사모듈(214)은 테스트 척(44)을 현재 위치로 부터 1μm 상향 이동시키고(S1420), S1420 단계를 통해 상향이동된 거리와 설정된 모션이동거리를 비교하여 설정된 모션이동거리보다 상향이동된 거리가 작은 경우 S1418 단계로 돌아가 접속된 핀의 갯수를 측정하고(S1422), 테스트 척(44)이 설정된 모션이동거리만큼 상향이동된 경우 테스트 척을 맨 아래(Home)로 이동시킨다(S1424).

마지막으로 평탄도검사모듈(214)은 상향이동거리와 접속된 핀의 갯수를 이용하여 평균 평탄도를 산출하여 출력한다(S1426). 이때, 각 채널별루 검출된 평탄 높이값을 모두 더해서 검출된 핀 개수로 나누어 평균값을 구하고 평균 평탄값에서 검출된 채널의 평탄값을 뺀다음 저장한다. 평탄값의 절대값이 S1404에서 입력된 Planarity보다 같거나 작으면 평탄도는 PASS 아니면 FAIL 또는 평탄값이 검출이 안된 채널은 NOT FOUND로 처리되어 화면에 데이터와 색깔로 Visual하게 처리되어 나타난다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청 구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치를 도시한 사시도.

도 2 는 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 메인프레임 어셈블리를 도시한 사시도.

도 3 은 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 마더보드 고정부의 하중균형모듈을 도시한 사시도.

도 4 는 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 평탄도 측정부를 도시한 사시도.

도 5 는 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 테스터프레임 어셈블리를 도시한 사시도.

도 6 는 도 1에 도시된 프로브 카드 평탄도 검사장치에 채용된 스코프프레임 어셈블리를 도시한 사시도.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치의 회로적 구성을 도시한 블록도.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드 평탄도 검사장치를 구동하기 위한 프로그램의 구성 블록도.

도 9a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마더보드 데이터 생성모듈의 동작과정을 도시한 순서도.

도 9b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마더보드 데이터 등록화면의 예시도.

도 10a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드 데이터 생성모듈의 동작과정을 도시한 순서도.

도 10b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드 데이터 등록화면의 예시도.

도 11a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평탄도 검사회로의 구성블록도.

도 11b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평탄도 검사모듈의 동작과정을 도시한 순서도.

도 11c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평탄도 검사를 위한 설정정보 입력화면의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 프로브 카드 평탄도 검사장치 40 : 평탄도 측정부

44 : 평탄플레이트부 80 : 마더보드

90 : 프로브 카드 100 : 프로브 카드 평탄도 검사장치

102 : 주제어부 110 : 릴레이 제어부

112 : 릴레이 스위치 120 : 오픈검사 제어부

122 : 오픈검사도구 124 : 음성출력부

130 : 전류측정부 150 : LCR 측정부

160 : 테스트 로직 회로부 170 : 테스트 척 구동부

Claims

프로브 카드 평탄도 검사방법에 있어서,

(a) 마더보드의 정보를 입력받고, 마더보드가 2600 채널을 초과하는 채널을 사용하는 경우 확장채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스에 등록하며, 마더보드가 2600 채널 이하의 채널을 사용하는 경우 일반채널로 맵핑하여 마더보드의 정보를 데이터베이스에 등록하는 단계;

(b) 등록하고자 하는 프로브 카드에 대응되는 마더보드 데이터를 로드하고, 프로브 카드 데이터를 입력한 후 상기 마더보드 데이터를 참조하여 맵핑 데이터를 생성하며, 검사 파라메터를 입력한 후 상기 프로브 카드 데이터, 맵핑 데이터 및 검사 파라메터를 이용해 프로브 카드 데이터를 데이터베이스에 등록하는 단계; 및

(c) 사용자가 평탄도 검사를 선택하는 경우 검사대상 프로브 카드 데이터를 로드하고, 사용자의 검사설정값을 입력받은 후, 검사설정값에 따라 테스트 척을 Z축 방향으로 상향 이동시키면서 상기 테스트 척에 접속되는 프로브 핀의 정보를 이용하여 프로브 카드의 평탄도를 산출하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 평탄도 검사방법.
제 1 항에 있어서,

(c) 단계는,

(c1) 사용자가 평탄도 검사를 선택하는 경우 측정대상 프로브 카드 데이터를 로드하는 단계;

(c2) 첫핀 발견 후 모션이동거리, 유효 평탄값, 마더보드 높이, 프로브 카드 높이를 설정하는 단계;

(c3) 테스트 척을 홈(Z축 최하단)으로 이동시키는 단계;

(c4) 테스트 척을 홈으로부터 미리 설정된 위치로 상향 이동시키는 단계;

(c5) 테스트 척을 미리 설정된 위치로 부터 미리 설정된 거리만큼 상향 이동시키는 단계;

(c6) 첫핀이 테스트 척에 접속되었는지 판단하여 첫핀이 접속되지 않은 경우 상기 (c5) 단계로 돌아가고, 첫핀이 접속된 경우 접속된 핀의 갯수를 측정하는 단계;

(c7) 테스트 척을 현재 위치로 부터 미리 설정된 거리만큼 상향 이동시키는 단계;

(c8) 상기 (c7) 단계를 통해 상향이동된 거리와 설정된 모션이동거리를 비교하여 설정된 모션이동거리보다 상향이동된 거리가 작은 경우 상기 (c6) 단계로 돌아가 접속된 핀의 갯수를 측정하고, 설정된 모션이동거리만큼 상향이동된 경우 다음 단계로 진행하는 단계;

(c9) 테스트 척을 홈(Z축 최하단)으로 이동시키는 단계; 및

(c10) 상향이동거리와 접속된 핀의 갯수를 이용하여 평균 평탄도를 산출하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 평탄도 검사방법.
제 2 항에 있어서,

상기 (c4) 단계에서 미리 설정된 위치까지의 이동거리는 '이동거리 = 척 홈(Home)에서 서포트 플레이트(Support Plate)의 상단면 까지의 거리 + 마더보드 높이(Fixture Height) - 프로브 카드 깊이(Probe Depth, 마더보드에 직접 맞닿는 프로브 카드의 아랫면에서 프로브 핀(Needle)의 끝까지의 거리)'로 산출되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 평탄도 검사방법.
제 2 항에 있어서,

상기 (c6) 단계는 프로브 카드의 첫핀이 상기 테스트 척에 접속된 경우 상기 테스트 척에 닿은 핀번호를 검사하여 해쉬(HASH) 테이블에 저장되어 있는 프로브 카드의 채널 맵에 검출된 모든 핀번호를 찾아 현재 척의 높이를 마이크론(micron) 값으로 저장하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 평탄도 검사방법.