KR100942166B1 - 전기적 접속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 배선 기판의 프로브 카드 홀더에 대한 배치면으로부터 프로브 침선 전체의 높이 위치를 소정의 높이 위치로 유지할 수 있는 전기적 접속 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명은, 보강판이 부착되고, 복수의 제1 전기접속부가 형성되는 배선 기판과, 제1 전기접속부에 대응하는 제2 전기접속부가 형성되고, 대응하는 제2 전기접속부에 전기적으로 각각 접속된 다수의 프로부가 형성된 프로브 기판과, 양 기판 사이에서 상기 양 기판의 서로 대응하는 제1 및 제2 전기접속부에 접촉 가능한 복수 쌍의 양 접점을 가지며, 상기 양 접점이 서로 멀어지는 방향을 향한 편향력을 받는 탄성접속기와, 이들을 일체로 결합하는 나사 부재와, 상기 나사 부재의 죄임에 의해 프로브의 침선을 대략 동일한 평면상에 유지하는 스페이서 부재를 포함하는 전기적 접속 장치이다. 보강판과 프로브 기판 사이에는, 상기 프로브 기판의 다른쪽 면으로부터 프로브의 침선까지의 거리를 조정하기 위한 스페이서판이 삽입되어 있다.

전기적 접속 장치, 보강판, 배선 기판, 프로브 기판, 탄성접속기, 나사 부 재, 스페이서 부재

Description

전기적 접속 장치{Electrical Connecting Apparatus}

본 발명은, 전기회로의 전기적 검사를 위해, 피검사체인 예를 들어 집적회로와 그 전기적 검사를 수행하는 테스터의 전기적 접속에 사용되는 프로브 카드와 같은 전기적 접속 장치에 관한 것이다.

종래의 이러한 종류의 전기적 접속 장치는, 예를 들어 프린트 배선 기판(PCB)으로 이루어지는 배선 기판과, 상기 배선 기판의 하부면으로부터 간격을 두고 배치되며, 배선 기판과 마주보는 면과 반대측의 하부면에 다수의 프로브가 형성된 프로브 기판을 구비한다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 배선 기판과 프로브 기판 사이에는, 포고 핀 조립체(pogo pin assembly)와 같은 탄성접속기(elastic connector)로 이루어지는 인터포저(interposer)가 배치되며, 상기 인터포저를 거쳐, 상기 프로브 기판의 각 프로브는, 상기 배선 기판에 형성된 소켓에 전기적으로 접속되어 있다. 상기 전기적 접속 장치는, 상기 소켓에 의해 테스터 본체에 접속되어 있다. 상기 배선 기판의 상부면에는, 배선 기판의 휘어짐을 억제하기 위한 보강 판(reinforcing plate)이 형성되어 있다. 이들 보강판, 배선 기판, 인터포저 및 프로브 기판은, 보강판측으로부터 삽입되는 볼트와 같은 나사 부재의 죄임에 의해, 일체적으로 결합된다.

보다 구체적으로는, 보강판의 상부면으로부터 삽입된 볼트의 선단(front end)이 프로브 기판에 형성된 앵커부(anchor portion)에 나사결합되어 죄어진다. 또한, 볼트에는, 통형상의 스페이서 부재(spacer member)가 장착되어 있고, 상기 스페이서 부재는 그 한쪽 끝을 보강판의 하부면에 접촉시키고, 하단(lower end)을 상기 앵커부의 꼭대기부에 접촉시킨다. 상기 스페이서 부재는, 상기 볼트가 죄어졌을 때, 상기 볼트의 선단이 나사결합하는 상기 앵커부와 공동으로, 상기 보강판의 하부면으로부터 각 프로브의 침선까지의 거리를 대략 일정하게 유지한다. 따라서, 프로브가 형성되는 프로브 기판에 뒤틀림이나 파형(wave-like) 변형과 같은 두께 방향으로의 변형이 도입되지 않는 한, 프로브의 침선을 가상평면 상에 유지할 수 있다.

그러나, 프로브 기판에는, 일반적으로 그 두께 방향으로의 변형이 도입되어 있으며, 이러한 변형은, 상기 스페이서 부재에 의해 충분하게 교정되기 어렵다. 그로 인해, 프로브 기판의 변형에 따라 프로브의 침선 위치에 고저차가 생기는 경우가 있다.

따라서, 본원 출원인은, 국제출원번호 PCT/JP2005/009812호 및 국제출원번호 PCT/JP2005/019850호에서, 프로브 기판의 상기 변형을 유지한 상태로 각 프로브를 그 침선이 가상평면 상에 위치하도록, 상기 프로브 기판에 각 프로브를 형성할 것 을 제안했다. 상기 PCT/JP2005/009812호에서는, 상기 프로브 기판의 변형을 교정하지 않고, 상기 프로브 기판의 변형을 유지하기 위해, 각 앵커부의 꼭대기 면이 동일 면 상에 위치하도록, 프로브 기판의 변형에 따라 각 앵커부의 높이를 변경하고, 이에 따라 프로브의 침선을 동일 면 상에 정렬시키는 것을 제안했다. 또한, 상기 PCT/JP2005/019850호에서는, 프로브 기판의 상기 변형을 유지하기 위해, 프로브 기판의 변형에 따라 길이 치수가 다른 각각의 스페이서 부재를 적용하고, 이에 따라 각 프로브의 침선을 가상평면 상에 정렬시키는 것을 제안했다.

이와 같이, 프로브 기판의 변형에 따라 상기 앵커부의 높이 치수를 선택하거나, 혹은 앵커부에 한쪽 끝을 접촉하는 상기 스페이서 부재의 길이 치수를 선택함으로써, 프로브 기판의 상기 변형에도 불구하고, 각 침선을 대략 동일 면 상에 위치시킬 수 있다. 이에 따라, 프로브 기판의 상기 변형에도 불구하고, 예를 들어 반도체 웨이퍼 상에 장착된 다수의 IC 회로를 피검사체로 하는 테스터의 통전 테스트에서, 상기 테스터에 전기적으로 접속된 각 프로브의 침선을 피검사체의 대응하는 각 전극에 대략 균등한 가압력으로 접촉시킬 수 있다.

특허문헌 1: 국제공개 제2005/106504호 팜플렛

그러나, 이들 전기적 접속 장치는, 배선 기판의 하부면 가장자리부가 테스터 헤드의 환형 카드 홀더(annular card holder)의 가장자리부 위에 놓인 상태로 사용 된다. 따라서, 상기 카드 홀더 위에 놓인 배선 기판의 하부면이 상기 홀더에 대한 배치면이 되기 때문에, 전기적 접속 장치를 카드 홀더에 장착한 상태에서는, 그 배선 기판의 제조 오차로 인한 두께의 불균일에 의해, 프로브 침선의 가상평면의 높이 위치 즉 프로브 침선 전체의 높이 위치에 불균일이 발생한다. 이러한 불균일은, 전기적 접속 장치마다의 프로브의 전체적인 침압의 불균일을 발생시키기 때문에, 안정적인 전기적 테스트를 위해, 이와 같은 전기적 접속 장치마다의 프로브 침압의 불균일을 억제하는 것이 요구되었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 배선 기판의 두께 치수의 불균일에도 불구하고 그 배선 기판의 프로브 카드 홀더에 대한 배치면으로부터 프로브 침선 전체의 높이 위치를 소정의 높이 위치로 유지할 수 있는 전기적 접속 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은, 기본적으로, 배선 기판의 두께 치수의 불균일을 보상하기 위한 스페이서판(spacer plate)을 보강판과 배선 기판 사이에 삽입하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 전기적 접속 장치는, 한쪽 면에 보강판이 부착되고 다른 쪽 면에 복수의 제1 전기접속부가 형성되는 배선 기판과, 상기 배선 기판의 다른쪽 면으로부터 간격을 두고 배치되며, 상기 배선 기판과 마주보는 한쪽 면에, 상기 제1 전기접속부에 대응하는 제2 전기접속부가 형성되고, 다른 쪽 면에, 대응하는 상기 제2 전기접속부에 전기적으로 각각 접속된 다수의 프로브가 형성된 프로브 기판 과, 상기 배선 기판 및 상기 프로브 기판 사이에 배치되며, 상기 양 기판의 서로 대응하는 상기 제1 및 제2 전기접속부에 접촉 가능한 복수 쌍의 양 접점을 가지며 각 쌍의 상기 양 접점이 서로 멀어지는 방향을 향한 편향력을 받는 탄성접속기와, 상기 보강판, 상기 배선 기판, 상기 탄성접속기 및 상기 프로브 기판을 일체로 결합하는 나사 부재와, 상기 나사 부재의 죄임에 의해 상기 프로브의 침선을 대략 가상평면 상에 유지하는 스페이서 부재를 포함하며, 상기 보강판과 상기 배선 기판 사이에는, 상기 배선 기판의 상기 다른쪽 면으로부터 상기 프로브의 침선이 위치하는 상기 가상평면까지의 거리를 조정하기 위한 스페이서판이 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 스페이서판은, 배선 기판과 그 배선 기판의 가장자리부를 수용하는 카드 홀더 사이에 배치하거나, 배선 기판과 인터포저 사이 또는 상기 인터포저와 프로브 기판 사이 등에 배치하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 배선 기판과 카드 홀더 사이에 스페이서판을 배치한 경우에는, 전기적 접속 장치의 교체시마다 각각의 전기적 접속 장치에 적정한 스페이서판을 교체해야 하고, 또한, 전기적 접속 장치의 카드 홀더에 대한 부착 작업이 번잡해진다.

또한, 스페이서판을 배선 기판과 인터포저 사이 혹은 상기 인터포저와 프로브 기판 사이에 배치한 경우, 스페이서판의 삽입에 의해, 인터포저가 배치되는 배선 기판과 프로브 기판 사이, 즉 각 기판의 마주보는 전기접속부의 간격이 변화한다. 따라서, 인터포저로서, 예를 들어 포고 핀 조립체와 같은 탄성접속기가 사용되면, 스페이서판의 배치에 의해, 상기 양 기판의 서로 마주보는 전기접속부에 가압 되는 탄성접속기의 접촉압이 변화한다.

보다 상세하게는, 예를 들어 포고 핀 조립체는, 각 한 쌍의 포고 핀 접촉자와, 그 포고 핀 접촉자 사이의 스프링 부재로 이루어지는 포고 핀(pogo pin)을 구비한다. 각 포고 핀은 포고 핀 블록(pogo pin block)에 수용되어 있으며, 각 포고 핀의 양 끝, 즉 한 쌍의 포고핀 접촉자의 선단은 소정의 스트로크(stroke)로 상기 포고 핀 블록으로부터 돌출가능하게 수용되어 있다. 상기 포고 핀 조립체의 각 한 쌍의 포고 핀 접촉자는, 상기 스프링 부재의 편향력에 의해, 상기 배선 기판과 프로브 기판의 서로 마주보는 전기접속부에 각각 가압된다. 상기 양 기판 간의 간격은, 배선 기판과 포고 핀 조립체의 포고 핀 블록 사이 혹은 상기 포고 핀 블록과 프로브 기판 사이에 스페이서판이 삽입되면, 증대된다. 또한, 상기 간격이 증대되면, 상기 양 기판의 각 전기접속부에 대한 각 포고 핀 접촉자의 접촉압이 저하된다. 따라서, 스페이서판의 삽입에 의해 양 기판 간의 간격이 소정의 값을 초과하면, 배선 기판과 프로브 기판 사이에서의 상기 탄성접속기에 의한 안정적인 전기적 접속이 손상될 우려가 있다.

이에 대하여, 본 발명에서는, 배선 기판의 두께 치수의 불균일을 보상하기 위해 배선 기판의 제조 오차에 따라 선택된 스페이서판이 보강판과 배선 기판 사이에 삽입되고, 볼트와 같은 나사 부재에 의해, 상기 스페이서판은 보강판, 배선 기판, 탄성접속기 및 프로브 기판과 일체로 결합되기 때문에, 전기적 접속 장치의 교체시마다 상기 스페이서판을 교체할 필요는 없다.

또한, 스페이서판이 배치되는 보강판과 배선 기판 사이에 전기적 접속 관계 는 없기 때문에, 이것에 영향을 끼치지는 않는다. 게다가, 상기 스페이서판이 배선 기판과 프로브 기판 사이의 간격에 변경을 초래하지 않으며, 따라서 스페이서판의 삽입에 의해 탄성접속기에 의한 안정적인 전기적 접속 특성이 손상되지는 않는다.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 탄성접속기의 안정적인 전기적 접속 특성을 손상하지 않고, 배선 기판의 제조 오차에 의한 각 배선 기판의 두께 치수의 불균일에도 불구하고, 상기 배선 기판의 상기 다른쪽 면으로부터 각 프로브의 침선까지의 거리를 적정하게 설정할 수 있다. 따라서, 배선 기판의 두께 치수의 불균일에 의한 프로브의 전체적인 침압의 변화를 방지하고, 확실한 전기 검사가 가능해진다.

상기 스페이서 부재는, 적어도 상기 보강판 및 상기 배선 기판을 판 두께 방향으로 관통하여 배치할 수 있고, 또한, 상기 프로브 기판의 상기 한쪽 면에는 상기 스페이서 부재의 단부(end portion)가 접촉되고 상기 나사 부재의 선단부가 나사결합되는 앵커부를 형성할 수 있다.

상기 프로브 기판에 형성되는 각 프로브의 침선은, 상기 프로브 기판의 두께 방향으로의 변형이 도입된 상태로 가상평면 상에 위치하도록 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 스페이서 부재의 길이 치수 및 상기 앵커부의 높이 치수를 적절히 선택함으로써, 상기 프로브 기판의 뒤틀림이나 파형 변형을 교정하지 않고, 이를 유지한 상태로 상기 프로브 기판을 조립할 수 있으며, 이에 따라, 각 프로브의 높이 위치를 상기 가상평면 상에 정렬시킬 수 있다.

상기 배선 기판의 상기 다른쪽 면의 가장자리부를 테스트 헤드의 환형 카드 홀더의 가장자리부의 상부면에 얹어서 사용할 수 있으며, 상기 카드 홀더의 상기 상부면으로부터 상기 프로브의 침선이 위치하는 상기 가상평면까지 거리를 조정하기 위해 상기 스페이서판을 선택할 수 있다.

상기 스페이서판은, 두께 치수가 동일한 복수장의 스페이서판을 겹쳐서 구성할 수 있으며, 상기 배선 기판의 두께 치수에 따라 상기 스페이서판의 사용 장수를 선택할 수 있다.

상기 각 스페이서판은, 금속판 또는 절연판으로 구성할 수 있다.

상기 탄성접속기는, 각각이 축선을 일치시키도록 쌍을 이루어 배치되는 한 쌍의 접촉자로서 서로 멀어지는 방향으로의 탄성 편향력을 받아 전기적으로 서로 접속된 한 쌍의 접촉자를 갖는 포고 핀과 상기 포고 핀을 유지하는 포고 핀 블록을 구비하는 종래에 잘 알려진 포고 핀 접속기를 사용할 수 있다.

또한, 필요에 따라, 상기 탄성접속기로서, 상기 배선 기판 및 프로브 기판의 대응하는 각 전기접속부 사이에 탄성 변형된 상태로 배치되는 다수의 탄성 와이어를 구비하는 종래에 잘 알려진 와이어 접속기를 사용할 수 있다. 상기 와이어 접속기에서는, 각 탄성 와이어의 양 끝이 와이어 접속기의 양 접점이 된다.

본 발명에 따르면, 배선 기판의 두께 치수의 불균일에도 불구하고 프로브 카드 홀더에 부착된 상태에서 프로브 침선 전체의 높이 위치를 소정의 높이 위치로 유지할 수 있는 전기적 접속 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 배선 기판의 제조 오차에 의한 두께 치수의 불균일에도 불구하고, 프로브의 침선을 소정의 가압력으로 대응 전극에 접촉시킬 수 있기 때문에, 전기 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 전기적 접속 장치(10)가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 상기 전기적 접속 장치(10)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 테스터의 시료대를 구성하는 종래에 잘 알려진 진공 척(vaccum chuck)(12) 상의 반도체 웨이퍼(14)의 전기 검사에 사용된다. 반도체 웨이퍼(14)에는, 도시하지 않았으나, 다수의 IC 회로가 장착되어 있으며, 상기 IC 회로의 전기적 검사를 위해, 그들의 각 접속 패드를 테스터 본체(도시 생략)의 전기 회로에 접속하는데 사용된다.

상기 전기적 접속 장치(10)는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 테스터의 테스터 헤드에 형성되는 환형 카드 홀더(16)에 대한 부착면이 되는 하부면(18a)을 갖는 원형 평판 형상의 배선 기판(18)과, 그 배선 기판의 상부면(18b)에 장착되는 원형 평판 형상의 보강판(20)과, 배선 기판(18)의 하부면(18a)으로부터 간격을 두고 배치되는 프로브 기판(22)과, 배선 기판(18)의 하부면(18a) 및 그 하부면과 마주보는 프로브 기판의 상부면(22a) 사이에 배치되는 탄성접속기(24)를 구비한다.

배선 기판(18)은, 종래의 경우와 동일한 프린트 배선 기판(PCB)으로 이루어지며, 도 1에 나타내는 바와 같이, 그것의 상부면(18b)의 보강판(20)으로부터 노출된 가장자리부에는, 상기 테스터에 대한 전기접속을 위한 다수의 소켓(26)이 환형으로 배열되어 있다. 도 2에서는, 도면의 간소화를 위해, 소켓(26)이 생략되어 있 다.

배선 기판(18)의 하부면(18a)에는, 각 소켓(26)의 각 접점에 각각 대응하는 제1 전기접속부(28)가 형성되어 있다. 각 전기접속부(28)는, 배선 기판(18)에 형성된, 종래에 잘 알려진 도전로(도시 생략)를 거쳐 각 소켓(26)의 대응하는 상기 각 접점에 접속되어 있다.

프로브 기판(22)은, 도 2에 나타낸 예에서는, 배선 기판(18)과 마주보고 배치되는 세라믹판(30)과 그 세라믹판에 접합된 가요성을 갖는 배선판(32)을 갖는다. 세라믹판(30)의 상부면(30a)은 배선 기판(18)의 하부면(18a)과 마주보고 배치되며, 이에 따라 배선 기판(18)과 마주보는 프로브 기판(22)의 상부면을 구성한다. 상기 상부면(30a)에는, 배선 기판(18)의 전기접속부(28)에 대응하는 제2 전기접속부(34)가 형성되어 있다.

배선판(32)은, 그 상부면(32a)을 세라믹판(30)의 하부면(30b)에 접합시켜 배치되어 있으며, 이에 따라, 상기 하부면(32b)으로 프로브 기판(22)의 하부면이 구성된다. 상기 프로브 기판(22)의 하부면 즉 배선판(32)의 하부면(32b)에는, 반도체 웨이퍼(14)의 상기 접속 패드에 대응하는 다수의 프로브(36)가 형성되어 있다.

프로브 기판(22)을 구성하는 세라믹판(30) 및 배선판(32)에는, 도시하지 않았으나 종래의 경우와 동일한 도전로가 형성되어 있으며, 그 도전로를 거쳐, 각각의 프로브(36)는 대응하는 제2 전기접속부(34)에 접속되어 있다.

프로브 기판(22)에는, 상기 도전로의 형성 공정, 기타 공정에 있어서 열적 혹은 기계적인 변형 응력이 가해지기 때문에, 일반적으로 그 판 두께 방향으로의 뒤틀림이나 파형과 같은 판 두께 방향으로의 변형이 도입된다. 이러한 변형의 일부는, 프로브 기판(22)에 부하가 작용하지 않는 상태로 잔류하게 된다. 각 프로브(36)의 침선(36a)은, 상기 프로브 기판(22)의 잔류된 무부하 변형을 유지한 상태로, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 가상평면(P) 상에 정렬되도록 형성되어 있다.

배선 기판(18)과 프로브 기판(22) 사이에 배치되는 탄성접속기(24)는, 도 2에 나타내는 예에서는, 종래에 잘 알려진 포고 핀 조립체이다. 상기 포고 핀 조립체(24)는, 배선 기판(18) 및 프로브 기판(22) 사이에 삽입되는 포고 핀 블록(24a)과, 그 포보 핀 블록에 조립되는 복수의 포고 핀(24b)을 구비한다.

도 3은, 도 2의 타원형으로 둘러싸인 영역 A를 부분적으로 확대하여 나타낸다. 도 3에 명확하게 나타나 있는 바와 같이, 포고 핀 조립체(24)의 포고 핀 블록(24a)에는, 배선 기판(18) 및 프로브 기판(22)의 각 전기접속부(28 및 34)에 대응하는 위치에, 판 두께 방향으로 관통하는 구멍(38)이 형성되어 있다. 각 구멍(38)에는, 각 포고 핀(24b)이 그 축선 방향을 일치시켜 유지되어 있다. 각 포고 핀(24b)은, 종래에 잘 알려져 있는 바와 같이, 구멍(38) 내에 수용되는 원통형 부재(42)와, 그 원통형 부재 내에서 원통형 부재의 축선 방향으로 서로 간격을 두고 상기 축선 방향에 길이 방향을 정렬시켜 배치되는 한 쌍의 봉형상(rod-like) 접촉자(44)와, 원통형 부재(42) 내에 배치되는 통형상(cylindrical) 압축 코일 스프링(46)을 구비한다.

한 쌍의 접촉자(44)의 마주보는 안쪽 끝에는, 각 접촉자(44)의 원통형 부 재(42)로부터의 탈락을 방지하는 걸림고정부(44a)가 형성되고, 상기 걸림고정부(44a) 사이에 코일 스프링(46)이 각각의 걸림고정부(44a)에 끝 부분을 접촉시켜 배치되어 있다. 상기 코일 스프링(46)은, 각 접촉자(44)를 전기적으로 접속함과 동시에, 양 접촉자(44)의 바깥쪽 끝이 원통형 부재(42)의 끝 부분보다 돌출되도록, 접촉자(44)에 그 바깥쪽 끝이 서로 멀어지는 방향으로의 편향력을 가한다. 양 접촉자(44)의 각 바깥쪽 끝이 포고 핀(24b)의 접점이 된다. 각 포고 핀 조립체(24)의 포고 핀(24b)은, 코일 스프링(46)의 편향력에 의해, 상기 접촉자(44)의 바깥쪽 끝인 양 접점이 대응하는 전기접속부(28 및 34)에 가압된다. 이러한 종류의 포고 핀 조립체(24)는, 예를 들어 양 접촉자(44)의 양 바깥쪽 끝 사이의 신축 변위량이 약 300μm내인 한, 각 접촉자(44)가 적절한 편향력으로 대응하는 전기접속부(28 및 34)에 접촉되도록 설정되어 있다.

상기 포고 핀 조립체(24)로 이루어지는 탄성접속기(24)는, 상술한 바와 같이, 프로브 기판(22)의 상부면(30a)을 규정하는 세라믹판(30)과, 이것과 마주보는 배선 기판(18)의 하부면(18a) 사이에 배치되며, 이에 따라, 배선 기판(18)의 제1 전기접속부(28)와, 프로브 기판(22)의 마주보는 제2 전기접속부(34) 즉 세라믹판(30)의 제2 전기접속부(34)를 전기적으로 접속한다. 상기 탄성접속기(24)의 전기적 접속 작용에 의해, 각 프로브(36)는, 소켓(26)의 대응하는 상기 각 접점에 접속되기 때문에, 상기 테스터 본체에 접속된다.

또한, 배선 기판(18)의 상부면(18b)과 보강판(20) 사이에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 균일한 두께 치수를 갖는 판 부재로 이루어지는 스페이서판(48)이 삽입 되어 있다. 상기 스페이서판(48)은, 후술하는 바와 같이, 배선 기판(18)의 제조 오차로 인한 배선 기판(18) 마다의 두께 치수의 차이에 따라, 단독으로, 혹은 복수의 동일한 두께의 판 부재를 적층하여 사용할 수 있다. 이와 같은 스페이서판(48)으로는, 예를 들어 100μm의 두께 치수를 갖는 스테인레스판과 같은 도전성 판 부재 혹은 폴리이미드 필름과 같은 비도전성 판 부재를 사용할 수 있다. 또한, 두께 치수가 다른 복수의 스페이서판(48)을 적층하여 결합함으로써 사용할 수 있다.

보강판(20), 스페이서판(48), 배선 기판(18), 탄성접속기(24), 및 프로브 기판(22)은, 볼트와 같은 나사 부재(50)에 의해 일체로 결합되어 있다. 상기 나사 부재(50)에 의한 결합을 위해, 상기 나사 부재는, 보강판(20)의 상부면(20a) 측으로부터, 보강판(20), 스페이서판(48), 배선 기판(18), 및 탄성접속기(24)를 삽입 관통하여 배치되어 있다. 또한, 프로브 기판(22)의 배선 기판(18)과 마주보는 면 즉 세라믹판(30)의 상부면(30a)에는, 나사 부재(50)의 삽입단부가 나사결합되는 암나사구멍(52a)을 갖는 앵커부(52)가 형성되어 있다. 암나사구멍(52a)은, 각 앵커부(52)의 꼭대기 면으로 개방된다. 상기 암나사구멍(52a)에 선단부가 나사결합되는 나사 부재(50)에는, 전체에 통형상 스페이서 부재(54)가 장착되어 있다.

각 스페이서 부재(54)의 상단부에는, 그 직경 방향의 바깥쪽으로 돌출된 플랜지부(flange portion)(54a)가 형성되어 있다. 보강판(20)에는, 스페이서 부재(54)의 플랜지부(54a)를 제외한 부분의 삽입 관통을 허용하는 구멍(56)이, 판 두께 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 보강판(20)의 상부면(20a) 측에 위치하는 구멍(56)의 상단(upper end)에는, 플랜지부(54a)를 수용하는 증가된 직경 부(increased diameter portion)(56a)가 형성되어 있으며, 이에 따라, 스페이서 부재(54)의 상단인 플랜지부(54a)의 단부 표면이 보강판(20)의 상부면(20a)에 일치하도록, 상기 플랜지부(54a)가 구멍(56)의 증가된 직경부(56a)에 수용되어 있다. 각 스페이서 부재(54)의 하단(lower end)은, 대응하는 앵커부(52)의 상부면에 접촉하여 배치되어 있다.

프로브 기판(22)에 뒤틀림이나 파형 변형이 도입된 상태로 각 프로브(36)의 침선(36a)이 동일한 가상면(P) 상에 정렬되어 있는 경우, 각 스페이서 부재(54)의 길이 치수(L1)와 대응하는 앵커부(52)의 높이(L2)의 합은, 기본적으로, 프로브 기판(22)의 뒤틀림이나 파형 변형을 유지하도록, 보강판(20)의 하부면(20b)을 기준면으로 하여, 스페이서 부재(54)마다 그 길이 치수(L1)와 이것에 대응하는 앵커부(52)의 높이(L2)가, 설정되어 있다.

상기 스페이서 부재(54) 및 앵커부(52)에 대해서는, 프로브 기판(22)의 상기 변형에도 불구하고, 앵커부(52)의 꼭대기면을 동일 평면상에 정렬하는 것이 바람직하다. 즉, 앵커부(52)의 높이 치수(L2)를 프로브 기판(22)의 상기 변형에 따라 증감시킴으로써, 프로브 기판(22)의 변형에도 불구하고 앵커부(52)의 꼭대기면을 동일 평면상에 정렬할 수 있으므로, 서로 동일한 길이 치수(L1)를 갖는 스페이서 부재(54)를 사용하여, 프로브 기판(22)을 그 변형을 유지한 상태로, 배선 기판(18) 및 보강판(20) 등과 결합하는 것이 가능해진다.

결국, 스페이서 부재(54)의 길이 치수(L1)와 앵커부(52)의 높이(L2)의 합을 적절히 선택함으로써, 프로브 기판(22)의 상기 변형을 유지한 상태로 상기 프로브 기판을 부착할 수 있으며, 이에 따라, 보강판(20)의 하부면(20b)과 평행한 가상평면(P) 상에 각 프로브(36)의 침선(36a)을 정렬시킬 수 있다. 그러나, 전기적 접속 장치(10)는, 그 배선 기판(18)의 하부면(18a)이 카드 홀더(16)의 환형 가장자리부의 상부면(16a)에 놓이도록, 카드 홀더(16)에 부착되기 때문에, 카드 홀더(16)의 부착면이 되는 상부면(16a)으로부터 각 프로브(36)의 침선(36a)이 위치하는 가상평면(P)까지의 거리(L3)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 배선 기판(18)의 두께 치수(L4)의 제조 오차에 따라, 불균일이 발생한다.

반도체 웨이퍼(14)의 검사 시, 카드 홀더(16)의 부착면 즉 상부면(16a)과, 진공 척(12)의 척 표면 간의 간격은 일정하게 유지되기 때문에, 상기 거리(L3)의 불균일은, 프로브(36)의 침선(36a)이 대응하는 상기 전극에 가압될 때의 침압 차를 발생시킨다.

예를 들어, 배선 기판(18)은, 그 두께 치수가 6.2mm±0.3mm의 허용 오차로 형성되어 있을 때, 배선 기판(18)은 5.9mm에서 6.5mm 사이의 불균일을 발생시킨다. 따라서, 스페이서판(48)을 사용하지 않으면, 전기적 접속 장치(10)의 프로브(36)의 침선(36a)의 가압력 즉 프로브(36)의 침압에는, 최대 0.6mm 차에 따른 차이가 발생하게 된다.

본 발명에 따른 전기적 접속 장치(10)에서는, 배선 기판(18)의 판 두께 치수(L4)의 제조 오차에 의한 불균일에도 불구하고, 카드 홀더(16)의 부착면(16a)으로부터 프로브(36)의 침선(36a)이 정렬되는 가상평면(P)까지의 거리(L3)를 적정값으로 유지하도록, 배선 기판(18)의 판 두께에 따라 선택된 장수의 스페이서판(48) 이 적용되어 있다.

따라서, 본 발명에 따른 전기적 접속 장치(10)에서는, 예를 들어 각 스페이서판(48)이 100μm의 두께 치수를 갖는 경우, 최대 6장의 스페이서판(48)을 적층시키도록, 보강판(20)과 배선 기판(18) 사이에 부착하고, 또한, 스페이서판(48)의 삽입 장수를 적절히 선택함으로써, 실질적인 침압 차를 거의 영으로 유지한 상태에서, 반도체 웨이퍼(14)의 전기적 검사를 실시할 수 있다.

이러한 스페이서판(48)의 삽입에 의해, 삽입된 스페이서판(48)의 장수에 따른 총 두께 치수만큼, 보강판(20)과 배선 기판(18) 사이의 간격이 증대되지만, 이 간격의 증대에 따라, 예를 들어 각 스페이서 부재(54)가 적절한 길이 치수(L1)의 스페이서 부재(54)로 교체된다.

본 발명에 따른 전기적 접속 장치(10)에서는, 배선 기판(18)의 두께 치수의 불균일을 보상하기 위해 선택된 스페이서판(48)이 보강판(20)과 배선 기판(28) 사이에 삽입되며, 스페이서판(48)은, 나사 부재(50)에 의해, 보강판(20), 배선 기판(18), 탄성접속기(24) 및 프로브 기판(22)과 일체로 결합되기 때문에, 전기적 접속 장치(10)의 교체시마다 스페이서판(48)을 교체할 필요는 없다.

또한, 스페이서판(48)이 배치되는 보강판(20)과 배선 기판(18) 사이에 전기적 접속 관계는 없기 때문에, 이것에 영향을 끼치지 않는다. 게다가, 상기 스페이서판(48)이 배선 기판(18)과 프로브 기판(22) 사이의 간격에 변경을 초래하지 않는다. 따라서, 스페이서판(48)의 삽입에 의해 탄성접속기(24)의 포고 핀(24b)의 접촉압이 변화하지 않으며, 상기 접촉압의 부족에 의한 접촉 불량을 일으키지 않는다. 따라서, 스페이서판(48)의 삽입에 의해, 포고 핀 조립체(24)에 의한 안정적인 전기적 접속 특성이 손상되지는 않는다.

그 결과, 본 발명에 따르면, 탄성접속기(24)의 안정적인 전기적 접속 특성을 손상하지 않고, 배선 기판(18)의 제조 오차에 의한 각 배선 기판(18)의 두께 치수의 불균일에도 불구하고, 상기 배선 기판의 하부면(18a)으로부터 각 프로브(36)의 침선(36a)까지의 거리(L3)를 적절히 설정할 수 있다. 따라서, 배선 기판(18)의 두께 치수의 불균일에 의한 프로브(36) 전체의 접촉압의 변화를 방지하고, 반도체 웨이퍼와 같은 피검사체(14)의 확실한 전기 검사가 가능해진다.

상술한 바에 따르면, 프로브 기판(22)의 변형에도 불구하고, 프로브(36)의 침선(36a)을 동일 가상면(P)에 정렬시키기 위해, 프로브 기판(22)에 상기 변형이 도입된 상태로 프로브(36)를 그 침선(36a)이 동일 가상면(P) 상에 정렬되도록 형성하고, 앵커부(52) 및 스페이서 부재(54)에 의해, 프로브 기판(22)이 그 변형을 유지하도록 상기 프로브 기판을 배선 기판(18) 및 보강판(20) 등에 결합한 예를 나타냈다.

본 발명은, 그것 대신, 변형이 도입되어 있지 않은 평탄한 프로브 기판으로서, 침선이 동일 가상면(P) 상에 정렬하여 형성된 프로브 배선 기판을 사용한 전기적 접속 장치에 적용할 수 있다. 그 경우, 각 스페이서 부재(54) 및 앵커부(52)로서, 각각이 동일한 길이 치수(L1, L2)를 갖는 스페이서 부재 및 앵커부가 채용된다.

또한, 인터포저로서 형성된 탄성접속기(24)에, 상기 포고 핀 조립체를 대신 하여, 탄성 와이어를 구비하는 종래에 잘 알려진 와이어 접속기와 같은 다른 탄성접속기를 사용할 수 있다.

본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않으며, 그 취지를 벗어나지 않는 한, 각종 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 전기적 접속 장치의 평면도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 II-II선에 따른 단면도이다.

도 3은 도 2에 나타낸 탄성접속기의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

10: 전기적 접속 장치 16: 카드 홀더

18: 배선 기판 20: 보강판

22: 프로브 기판 24: 포고 핀 조립체(탄성접속기)

24a: 포고 핀 블록 24b: 포고 핀

28: 제1 전기접속부 34: 제2 전기접속부

36: 프로브 36a: 침선

44: 접촉자 46: 코일 스프링

48: 스페이서판 50: 나사 부재

54: 스페이서 부재

Claims (7)

1. 한쪽 면에 보강판이 부착되고, 다른쪽 면에 복수의 제1 전기접속부가 형성되는 배선 기판;

   상기 배선 기판의 다른쪽 면으로부터 간격을 두고 배치되며, 상기 배선 기판과 마주보는 한쪽 면에, 상기 제1 전기접속부에 대응하는 제2 전기접속부가 형성되고, 다른쪽 면에, 대응하는 상기 제2 전기접속부에 전기적으로 각각 접속된 다수의 프로브가 형성된 프로브 기판;

   상기 배선 기판 및 상기 프로브 기판 사이에 배치되고, 상기 양 기판의 서로 대응하는 상기 제1 및 제2 전기접속부에 접촉 가능한 복수 쌍의 양 접점을 가지며, 각 쌍의 상기 양 접점이 서로 멀어지는 방향을 향한 편향력을 받는 탄성접속기;

   상기 보강판, 상기 배선 기판, 상기 탄성접속기 및 상기 프로브 기판을 일체로 결합하는 나사 부재; 및

   상기 나사 부재의 죄임에 의해 상기 프로브의 침선을 가상평면 상에 유지하는 스페이서 부재;

   를 포함하는 전기적 접속 장치로서,

   상기 보강판과 상기 배선 기판 사이에는, 상기 배선 기판의 상기 다른쪽 면으로부터 상기 프로브의 침선이 위치하는 상기 가상평면까지의 거리를 조정하기 위한 스페이서판이 삽입되어 있고,

   상기 스페이서 부재는, 적어도 상기 보강판 및 상기 배선 기판을 판 두께 방향으로 관통하여 배치되고, 상기 프로브 기판의 상기 한쪽 면에는 상기 스페이서 부재의 단부가 접촉되고 상기 나사 부재의 선단부가 나사결합되는 앵커부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 프로브 기판에는, 그 두께 방향으로의 변형이 도입되어 있으며, 상기 프로브 기판의 변형을 유지한 상태로, 상기 프로브는 그 침선을 상기 가상평면 상에 일치시켜 형성되어 있고, 상기 스페이서 부재는 상기 앵커부와 공동으로, 상기 프로브의 침선이 상기 가상평면에 유지되도록 상기 프로브 기판의 상기 변형을 유지하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 배선 기판의 상기 다른쪽 면의 가장자리부가, 테스트 헤드의 환형 카드 홀더의 가장자리부의 상부면에 놓여지고, 상기 카드 홀더의 상기 상부면으로부터 상기 프로브의 침선이 위치하는 상기 가상평면까지의 거리 조정을 위해 상기 스페이서판이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 스페이서판은, 두께 치수가 동일한 복수장의 스페이서판을 겹쳐서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 각 스페이서판은, 금속판 또는 절연판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 탄성접속기는, 각각이 축선을 일치시키도록 쌍을 이루어 배치되는 한 쌍의 접촉자로서 서로 멀어지는 방향으로의 탄성 편향력을 받아 서로 전기적으로 접속된 한 쌍의 접촉자를 갖는 포고 핀과, 상기 포고 핀을 유지하는 포고 핀 블록을 구비하는 포고 핀 조립체인 것을 특징으로 하는 전기적 접속 장치.

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