KR100996927B1 - 공간 변환기 및 이를 포함하는 프로브 카드 - Google Patents

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Abstract

프로브 카드에 사용되는 공간 변환기가 제공된다.
프로브 카드에 사용되는 공간 변환기는, 본체부, 상기 본체부의 일면의 중앙 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 1 패드, 상기 본체부의 상기 일면의 외곽 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 2 패드, 상기 1 패드와 상기 제 2 패드 사이를 연결하도록 상기 본체부의 상기 일면에 형성되어 있는 복수의 변환 연결부를 포함하며, 이웃하는 상기 제 1 패드의 간격은 이웃하는 상기 제 2 패드의 간격보다 좁을 수 있다.
공간 변환기, 프로브 카드, 연성 인쇄 회로 기판

Description

공간 변환기 및 이를 포함하는 프로브 카드{SPACE TRANSFORMER AND PROBE CARD HAVING THE SAME}
공간 변환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기와 이를 포함하는 프로브 카드에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼(wafer) 상에 회로 패턴 및 검사를 위한 접촉 패드를 형성하는 패브리케이션(fabrication) 공정과 회로 패턴 및 접촉 패드가 형성된 웨이퍼를 각각의 반도체 칩으로 조립하는 어셈블리(assembly) 공정을 통해서 제조된다.
페브리케이션 공정과 어셈블리 공정 사이에는 웨이퍼 상에 형성된 접촉 패드에 전기 신호를 인가하여 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 검사 공정이 수행된다.
이 검사 공정은 웨이퍼의 불량을 검사하여 어셈블리 공정 시 불량이 발생한 웨이퍼의 일 부분을 제거하기 위해 수행하는 공정이다.
검사 공정 시에는 웨이퍼에 전기적 신호를 인가하는 테스터라고 하는 검사 장비와 웨이퍼와 테스터 사이의 인터페이스 기능을 수행하는 프로브 카드라는 검사 장비가 주로 이용된다. 이 중에서 프로브 카드는 테스터로부터 인가되는 전기 신호를 수신하는 인쇄 회로 기판 및 웨이퍼 상에 형성된 접촉 패드와 접촉하는 복수 개의 프로브를 포함한다.
최근에, 고 집적 반도체 칩의 수요가 증가함에 따라서, 패브리케이션 공정에 의해 웨이퍼에 형성되는 회로 패턴이 고 집적하게 되며, 이에 의해, 이웃하는 접촉 패드간의 간격, 즉 피치(pitch)가 매우 좁게 형성되고 있다.
이러한 미세 피치의 접촉 패드를 검사하기 위해, 프로브 카드의 프로브 역시 미세 피치로 형성하게 되며, 그에 따라 인쇄 회로 기판 및 프로브 사이에 인쇄 회로 기판 상의 단자간 간격과 프로브간 간격의 차이를 보상해 주는 소위 공간 변환기(space transformer)가 사용되고 있다.
도 1은 공간 변환기를 구비한 종래의 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 프로브 카드(10)는 인쇄 회로 기판(11), 인터포저(12), 공간 변환기(13) 및 프로브(14)를 포함한다.
인쇄 회로 기판(11)은 검사 공정을 위해 형성된 프로브 회로 패턴을 포함하며, 테스터(도시하지 않음)로부터 인가된 전기 신호를 수신하여 프로브(14)로 전달하는 기능을 수행한다.
인터포저(12)는 인쇄 회로 기판(11)의 프로브 회로 패턴과 연결되어 인쇄 회로 기판(11)과 프로브(14) 사이를 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다.
공간 변환기(13)는 하면에 형성된 제 1 패드(13a)간 간격(피치)이 상면에 형성된 제 2 패드(13b)간 간격(피치)보다 좁게 형성되어, 피치 변환의 기능을 수행한 다.
또한, 공간 변환기(13)는 다층 세라믹(Multi-Layer Ceramic: MLC) 기판으로 이루어져 있으며, 그 내부에 형성된 도전층에 의해 인쇄 회로 기판(11)으로부터 받은 전기 신호를 프로브(14)측에 전달한다.
이러한 다층 세라믹 기판은 절연 기판에 도전층과 절연층을 교호로 복수 회 형성함으로써 제조된다.
이와 같은 종래의 프로브 카드(10)는 공간 변환기(13)가 고가의 다층 세라믹 기판으로 이루어져 있기 때문에, 프로브 카드(10)의 제조 비용이 상승하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 프로브 카드(10)는 단순히 하나의 형태의 피검사체를 검사할 수 있을 뿐, 다양한 형태의 피검사체를 검사하기 위해서는 프로브 카드(10) 전체의 형태를 재구성해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 프로브 카드(10)는 복수개의 반도체 디바이스가 형성된 웨이퍼에서 한번의 검사 공정으로 설정된 개수의 반도체 디바이스만을 검사할 수 있을 뿐, 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스의 개수의 변화에 대응하여 한번의 검사 공정으로 검사할 수 있는 반도체 개수를 조절할 수 없어서 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스 개수에 증가에 따라 검사 공정의 횟수가 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 다양한 형태의 피검사체를 검사할 수 있는 공간 변환기 및 이를 포함하는 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스의 개수의 변화에 대응하여 한번의 검사 공정으로 검사할 수 있는 반도체 개수를 조절할 수 있는 공간 변환기 및 이를 포함하는 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기에 있어서, 본체부, 상기 본체부의 일면의 중앙 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 1 패드, 상기 본체부의 상기 일면의 외곽 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 2 패드, 상기 1 패드와 상기 제 2 패드 사이를 연결하도록 상기 본체부의 상기 일면에 형성되어 있는 복수의 변환 연결부를 포함하며, 이웃하는 상기 제 1 패드의 간격은 이웃하는 상기 제 2 패드의 간격보다 좁은 것인 공간 변환기를 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 2 측면은 프로브 카드에 사용되며, 본체부, 상기 본체부의 일면의 중앙 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 1 패드, 상기 본체부의 상기 일면의 외곽 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 2 패드 및 상기 1 패드와 상기 제 2 패드 사이를 연결하도록 상기 본체부의 상기 일면에 형성되어 있는 복수의 변환 연결부를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법에 있어서, (a) 상기 본체부를 마련하는 단계, (b) 상기 본체부 상에 도전층을 형성하는 단계, (c) 상기 도전층 상에 제 1 포토레지스트층을 형성하는 단계, (e) 상기 제 1 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 도전층 상에 상기 제 1 패드, 상기 제 2 패드 및 상기 변환 연결부에 대응하는 이미지를 가진 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 (f) 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 도전층을 식각하여 상기 제 1 패드, 상기 제 2 패드 및 상기 변환 연결부를 형성하는 단계 및 (g) 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법을 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 3 측면은 피검사체와 접촉하는 프로브 유닛을 포함하는 프로브 카드에 있어서, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판과 상기 프로브 유닛 사이에 위치하는 공간 변환기 및 상기 공간 변환기와 상기 인쇄 회로 기판을 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 공간 변환기는, 본체부, 상기 본체부의 일면의 중앙 영역 상에 형성되어 있으며, 상기 프로브 유닛과 접촉하는 복수의 제 1 패드, 상기 본체부의 상기 일면의 외곽 영역 상에 형성되어 있으며, 상기 연결부와 연결되는 복수의 제 2 패드, 상기 1 패드와 상기 제 2 패드 사이를 연결하도록 상기 본체부의 상기 일면에 형성되어 있는 복수의 변환 연결부를 포함하며, 이웃하는 상기 제 1 패드의 간격은 이웃하는 상기 제 2 패드의 간격보다 좁은 것인 프로브 카드를 제공한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 다양한 형태의 피검사체를 검사할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 다른 하나에 의하면, 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스의 개수의 변화에 대응하여 한번의 검사 공정으로 검사할 수 있는 반도체 개수를 조절할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 2 내지 도 30을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 블록 유닛 및 이를 포함하는 프로브 카드를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 저면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드(1000)는 보강판(100), 인쇄 회로 기판(200), 공간 변환기(300), 프로브 유닛(400) 및 프로브 블록 유닛(500)을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강판의 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 보강판(100)은 인쇄 회로 기판(200) 상에 위치하고 있으며, 인쇄 회로 기판(200)을 외부의 충격 등으로부터 보호하는 역할을 한다.
보강판(100)은 고정 나사가 삽입되는 복수 개의 나사홀(110)을 포함하며, 나사홀(110)에 삽입된 고정 나사는 보강판(100), 인쇄 회로 기판(200) 및 프로브 블록 유닛(500)을 상호 고정하는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 평면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 인쇄 회로 기판(200)은 대략 원판 형상으로 형성되며, 상면 및 상면과 대향하는 하면을 가지고 있다. 상면에는 검사 공정을 위한 프로브 회로 패드(미도시)이 형성되어 있다.
인쇄 회로 기판(200)은 기판 관통구(210), 복수 개의 나사홀(220) 및 복수 개의 기준핀홀(230)을 포함한다.
기판 관통구(210)는 인쇄 회로 기판(200)의 중앙 영역에 인쇄 회로 기 판(200)을 관통하여 형성되며, 기판 관통구(210)에는 프로브 블록 유닛(500)의 일부가 삽입 지지된다.
나사홀(220)은 기판 관통구(210)의 외곽 영역에 인쇄 회로 기판(200)을 관통하여 형성되며, 나사홀(220)에는 보강판(100)과 프로브 블록 유닛(400)의 고정을 위한 고정 나사가 삽입된다.
기준핀홀(230)은 인쇄 회로 기판(200) 상의 소정 위치에 인쇄 회로 기판(200)을 관통하여 형성되며, 기준핀홀(230)은 인쇄 회로 기판(200)이 공간 변환기(300)와의 결합 시에 기준이 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 확대 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 배면도이고, 도 9는 도 8의 A 부분의 확대 사시도이고, 도 10은 도 9의 X-X를 따른 이동 단면도이다.
도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 공간 변환기(300)는 본체부(310), 복수 개의 제 1 패드(320), 복수 개의 제 2 패드(330), 복수 개의 변환 연결부(340), 하나 이상의 얼라인부(350), 연결부(360) 및 절연층(370)을 포함한다.
본체부(310)는 투명한 판 형상이며, 상면 및 상면에 대향하는 하면을 가지고 있다. 본체부(310)의 하면에는 제 1 패드(320) 및 제 2 패드(330)가 형성되어 있다.
제 1 패드(320)는 본체부(310)의 하면 상의 중앙 영역에 형성되며, 프로브(410,420)의 인터포저부(417,427)와 접촉하는 역할을 한다.
제 2 패드(330)는 제 1 패드(320)와 대향하는 본체부(310)의 하면 상의 외곽 영역에 위치하며, 연결부(360)와 접촉하는 역할을 한다.
제 1 패드(320) 및 제 2 패드(330)의 사이를 연결하기 위한 변환 연결부(340)가 연결되어 있다. 이때, 복수 개의 서로 이웃하는 제 1 패드(320)의 간격은 복수 개의 서로 이웃하는 제 2 패드(330)의 간격보다 좁다. 또한, 본체부(310)의 하면 상의 소정 위치에는 프로브 블록 유닛(500)과의 얼라인을 맞추기 위한 복수 개의 얼라인부(350)가 형성되어 있다.
연결부(360)는 공간 변환기(300) 상의 제 1 패드(320)와 인쇄 회로 기판(200) 상에 형성되어 있는 회로 패드(미도시)와의 사이를 연결한다. 이러한 연결부(360)는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)으로 구현될 수 있다.
절연층(370)은 상기 변환 연결부(340)를 사이에 두고 상기 본체부() 상에 위치하며, 제 1 패드(320) 및 제 2 패드(330)를 노출시키는 개구부(371)를 갖는다. 절연층(370)은 변환 연결부(340)를 덮고 있으며, 외부로부터 유입되어 이웃하는 변환 연결부(340)간의 단락을 발생시킬 수 있는 파티클 등의 간섭 물질의 유입을 방지하는 역할을 한다. 또한, 절연층(370)은 이웃하는 변환 연결부(340) 사이에 위치하며, 피검사체에 대한 프로브 카드의 검사 공정 시 공간 변환기(300)의 변환 연결부(340)를 거치는 전기 신호에 의한 이웃하는 변환 연결부(340) 간의 신호 불량을 억제하는 역할을 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 제조 방법을 나타낸 순서도이며, 도 12 내지 도 16은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 제 조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 본체부(610)를 마련한다(S100).
다음, 본체부(610) 상에 도전층(620)을 형성(S110)한 다음, 도전층(620) 상에 제 1 포토레지스트층(630)을 형성한다(S120).
구체적으로, 도 12에 도시한 바와 같이, 본체부(610) 상에 스퍼터링(Sputtering) 공정 등을 이용하여 금(Au) 등을 포함하는 도전층(620)을 형성한 다음, 스핀 코팅 공정 또는 도포 공정 등을 이용하여 도전층(620) 상에 빛을 받으면 현상 공정 시 현상액에 녹는 포지티브 타입의 포토레지스트 물질로 이루어진 제 1 포토레지스트층(630)을 형성한다.
다음, 도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 포토레지스트층(630)을 노광 및 현상하여, 도전층(620) 상에 제 1 패드(320), 제 2 패드(330) 및 변환 연결부(340)에 대응하는 이미지를 가진 제 1 포토레지스트 패턴(640)을 형성한다(S130).
다음, 도 14에 도시된 바와 같이, 제 1 포토레지스트 패턴(640)을 마스크를 이용하여 도전층(620)을 식각한 후 제 1 패드(320), 제 2 패드(330) 및 변환 연결부(340)를 형성한다(S140).
다음, 본체부(610)의 일면 상에 프로브 블록 유닛(500)과의 얼라인을 맞추기 위한 얼라인부(350)를 형성한다(S150).
다음, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제 1 포토레지스트 패턴(640)을 제거(S160)한 다음, 제 1 패드(320), 제 2 패드(330) 및 변환 연결부(340)를 사이에 두고 본체부(610) 상에 제 2 포토레지스트층(660)을 형성한다(S170).
마지막으로, 제 2 포토레지스트층(660)을 노광 및 식각하여 제 1 패드(320) 및 제 2 패드(330)를 노출시키는 개구부를 가지는 절연층(370)을 형성한다(S180).
이상과 같은 공정에 의해 제 1 패드(320), 제 2 패드(330), 변환 연결부(340),얼라인부(350) 및 절연층(370)을 가진 공간 변환기(300)가 제조된다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 프로브 중 일부 프로브를 도시한 확대 사시도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 제 1 프로브(410) 및 제 2 프로브(420)는 몸체부(411,421), 제 1 지지부(412,422), 빔부(413,423), 팁부(414,424), 제 2 지지부(415,425), 탄성부(416,426), 인터포저부(417,427) 및 탄성 정렬부(418, 428)를 각각 포함한다.
몸체부(411,421)는 막대기 형상이며, 일 방향으로 연장되어 있다.
제 1 지지부(412,422)는 몸체부(412,421)의 일 부분으로부터 절곡 연장되어 있으며, 몸체부(412,421)와의 사이에 제 1 탄성 영역(412a,422a)을 포함한다. 이러한 제 1 탄성 영역(412a,422a)에 의해 제 1 지지부(412,422)가 프로브 블록(430)에 형성된 제 1 슬릿(433)에 삽입될 때 탄성적으로 대응할 수 있게 된다.
빔부(413,423)는 제 1 지지부(412,422)와 이격되어 몸체부(411,421)의 일 단부로부터 절곡 연장되어 있다.
팁부(414,424)는 빔부(413,423)의 단부로부터 절곡 연장되어 있으며, 검사 공정 시 웨이퍼에 형성된 접촉 패드와 접촉하는 역할을 한다.
제 2 지지부(415,425)는 몸체부(411,421)의 타 부분으로부터 절곡 연장되어, 제 1 지지부(412,422)와 대향하고 있으며, 몸체부(411,421)와의 사이에 제 2 탄성 영역(415a,425a) 및 제 3 탄성 영역(415b,425b)을 포함한다. 이러한 제 2 탄성 영역(415a,425a) 및 제 3 탄성 영역(415b,425b)에 의해 제 2 지지부(415,425)가 프로브 블록(430)에 형성된 제 2 슬릿(434)에 삽입될 때 탄성적으로 대응할 수 있게 된다.
탄성부(416,426)는 제 2 지지부(415,425)로부터 각각 절곡 연장되어 있으며, 이때, 제 1 프로브(410)의 탄성부(416)는 제 2 지지부(415)의 단부로부터 두번 절곡 연장되어 있고, 제 2 프로브(420)의 탄성부(426)는 몸체부(421)와 제 2 지지부(425)의 사이에서 절곡 연장된다.
인터포저부(417,427)는 탄성부(416,426)의 단부로부터 팁부(414,424)와 반대 방향으로 절곡 연장되어 있으며, 공간 변환기(300)의 제 1 패드(320)와 접촉하는 역할을 한다.
탄성 정렬부(418,428)는 몸체부(411,421)로부터 일 방향으로 돌출되어 있으며, 프로브 블록(430)의 삽입부(435)에 삽입되어 제 1 및 제 2 프로브(410,420)를 프로브 블록(430)에 고정시킨다.
전술한 구성에서, 제 1 프로브(410) 및 제 2 프로브(420)는 프로브 블록(430) 상에 서로 이웃하여 장착되며, 이에 의해 제 1 프로브(410) 및 제 2 프로브(420)의 각 인터포저부(417,427)는 프로브 블록(430) 상에 서로 어긋나게 위치하게 된다. 이와 같이, 서로 이웃하는 인터포저부(417,427) 간의 간격이 멀어지게 되면, 검사 공정 시 테스터로부터 각각의 인터포저부(417,427)에 전달되는 전기 신호 에 의해 각 인터포저부(417,427)에서 발생할 수 있는 전자파에 의한 상호 간섭이 억제될 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 블록의 사시도이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브가 장착된 프로브 블록의 분해 사시도이고, 도 20은 도 19의 XX-XX를 따른 단면도이고, 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브가 장착된 프로브 블록의 저면 사시도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 프로브 블록(430)은 블록 본체부(431), 제 1 슬릿(432), 제 2 슬릿(433), 프로브 안착부(434) 및 삽입부(435)를 포함한다.
블록 본체부(431)는 막대 형상이며, 일 방향으로 연장되어 있다. 블록 본체부(431)에는 제 1 슬릿(432) 및 제 2 슬릿(433)이 형성되어 있다.
제 1 슬릿(432)은 블록 본체부(431)의 하측에 형성되며, 각 프로브(410,420)의 제 1 지지부(412,422)가 삽입된다.
제 2 슬릿(433)은 블록 본체부(431)의 상측에 형성되며, 각 프로브(410,420)의 제 2 지지부(415,425)가 삽입된다.
프로부 안착부(434)는 제 1 슬릿(432)과 제 2 슬릿(433)의 사이에 위치하며, 블록 본체부(431)로부터 함몰 형성되어 있다. 프로브 안착부(434)에는 각 프로브(410,420)의 몸체부(411,421)가 안착된다.
삽입부(435)는 프로브 안착부(434) 상의 소정 위치에 각 프로브(410,420)의 탄성 정렬부(418,428)가 삽입된다. 이러한 삽입부(435)는 프로브(410,420)의 탄성 정렬부(418,428)에 대응하여 복수 개가 형성된다.
도 19에 도시된 바와 같이, 프로브 블록(430)은 제 1 서브 프로브 블록(430a), 제 1 서브 프로브 블록(430a)과 마주하는 제 2 서브 프로브 블록(430b) 및 제 2 서브 프로브 블록(430b)과 이격되어 제 2 서브 프로브 블록(430b)과 대향하는 제 3 서브 프로브 블록(430c)을 포함한다.
제 1 서브 프로브 블록(430a), 제 2 서브 프로브 블록(430b) 및 제 3 서브 프로브 블록(430c)에는 제 1 프로브(410) 및 제 2 프로브(420)가 서로 이웃하여 장착되어 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 제 1 프로브(410) 및 제 2 프로브(420)는 프로브 블록(430)에 서로 이웃하여 장착되어 있다.
구체적으로, 제 1 프로브(410)의 몸체부(411)는 프로브 블록(430)의 프로브 안착부(432)에 안착되어, 제 1 프로브(410)의 탄성 정렬부(418)는 프로브 블록(430)의 삽입부(435)에 삽입되어 있다. 프로브(410)의 제 1 지지부(412) 및 빔부(413)는 프로브 블록(430)의 제 1 슬릿(433)에 삽입되어 있으며, 팁부(414)는 제 1 슬릿(433)의 외부로 노출되어 있다.
제 1 프로브(410)의 제 2 지지부(415) 및 탄성부(416)는 프로브 블록(430)의 제 2 슬릿(432)에 삽입되어 있으며, 인터포저부(417)는 프로브 블록(430)의 제 2 슬릿(432)의 외부로 노출되어 있다.
또한, 제 2 프로브(420)도 제 1 프로브(410)와 마찬가지로 프로브 블록(430)에 장착되어 있으며, 제 2 프로브(420)의 인터포저부(427)는 프로브 블록(430)의 제 2 슬릿(432)의 외부로 노출되어 있다.
이때, 서로 이웃하는 제 1 프로브(410) 및 제 2 프로브(420)의 각 인터포저부(417,427)는 프로브 블록(430) 상에 서로 어긋나게 위치하고 있다.
또한, 프로브 블록(430)의 본체부(431)의 내부에는 고온에도 열변화가 적은 에폭시(436)를 일정 두께로 충진하여, 프로브 블록(430)에 안착되는 각 프로브(410,420)의 손상을 방지할 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 제 1 서브 프로브 블록(430a) 상에 장착된 프로브(410,420) 및 제 1 서브 프로브 블록(430a)과 마주하는 제 2 서브 프로브 블록(430b) 상으로 노출된 프로브(410,420)의 각 팁부(414,424)는 서로 교호적으로 배열되어 있다. 이와 같이, 제 1 서브 프로브 블록(430a) 및 제 2 서브 프로브 블록(430b) 상으로 노출된 팁부(414,424)가 조밀하게 배열됨으로써, 웨이퍼 상에 형성된 미세 피치 간격에 용이하게 대응할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 블록 유닛의 분해 사시도이고, 도 23은 도 22의 하부 블록 어셈블리에서 제 1 서브 프로브 블록의 확대 사시도이고, 도 24는 도 22의 하부 블록 어셈블리에서 제 2 서브 프로브 블록의 확대 사시도이고, 도 25는 도 22의 하부 블록 어셈블리에서 제 3 서브 프로브 블록의 확대 사시도이고, 도 26은 도 22의 하부 블록 어셈블리에서 제 4 서브 프로브 블록의 확대 사시도이고, 도 27은 도 22의 상부 블록 어셈블리에서 제 1 서브 상부 블록의 확대 사시도이고, 도 28은 도 22의 상부 블록 어셈블리에서 제 2 서브 상부 블록의 확대 사시도이고, 도 29는 도 22의 하부 블록 어셈블리 상에 안착된 프로브 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 블록 유닛(500)은 하부 블록 어셈블리(510), 정렬 블록(520) 및 상부 블록 어셈블리(530)를 포함한다.
하부 블록 어셈블리(510)는 프로브 유닛(400)이 안착되는 안착 공간(511)을 형성하며, 제 1 서브 하부 블록(512), 제 2 서브 하부 블록(513), 제 3 서브 하부 블록(514) 및 제 4 서브 하부 블록(515)을 포함한다.
정렬 블록(520)은 하부 블록 어셈블리(510)가 형성하는 안착 공간(511)에 위치하며, 안착 공간(511) 내에 프로브 유닛(400)을 정렬하는 역할을 한다.
정렬 블록(520)은 프로브 유닛(400)의 제 1 측면과 마주하는 제 1 서브 정렬 블록(521) 및 프로브 유닛(400)의 제 2 측면과 마주하는 제 2 서브 정렬 블록(522)을 포함한다. 이러한 제 1 서브 정렬 블록(521) 및 제 2 서브 정렬 블록(522)은 안착 공간(511) 내에서 슬라이딩 운동이 가능하며, 이때, 슬라이딩 운동 방향의 연장선은 평면 상에서 상호 교차한다.
상부 블록 어셈블리(530)는 정렬 블록(520)을 사이에 두고, 하부 블록 어셈블리(510)와 대향하며, 제 1 서브 상부 블록(531) 및 제 2 서브 상부 블록(532)을 포함한다.
도 23에 도시된 바와 같이, 제 1 서브 하부 블록(512)은 제 1 안착부(512a), 제 1 격벽(512b), 복수 개의 나사홀(512c) 및 복수 개의 기준핀홀(512d)을 포함한다.
제 1 안착부(512a)는 프로브 유닛(400) 및 제 2 서브 정렬 블록(522)이 안착 된다.
제 1 격벽(512b)은 프로브 유닛(400)의 제 1 측면과 대향하는 프로브 유닛(400)의 제 3 측면과 마주하며, 프로브 유닛(400)의 제 3 측면을 지지하는 역할을 한다.
나사홀(512c)은 제 1 서브 하부 블록(512)의 일 측면에 형성되며, 제 3 서브 하부 블록(514)과 나사 결합하기 위한 나사가 결합된다.
기준핀홀(512d)는 제 1 서브 하부 블록(512)의 일 측면에 형성되며, 하부 블록 어셈블리(510)의 조립 시에 얼라인을 맞추는 역할을 한다.
마찬가지로, 제 1 서브 하부 블록(512)의 타 측면에는 제 4 서브 하부 블록(515)과 나사 결합하기 위해 형성된 나사홀(미도시) 및 하부 블록 어셈블리(510)의 조립 시에 얼라인을 맞추기 위한 기준핀 홀(미도시)이 형성되어 있다.
도 24에 도시된 바와 같이, 제 2 서브 하부 블록(513)은 제 1 서브 하부 블록(512)과 대향하며, 제 2 안착부(513a), 제 2 격벽(513b), 하나 이상의 제 1 정렬 관통홀(513c), 하나 이상의 제 1 정렬부(513d), 복수 개의 나사홀(513e) 및 복수 개의 기준핀홀(513f)을 포함한다.
제 2 안착부(513a)는 프로브 유닛(400), 제 1 서브 정렬 블록(521) 및 제 2 서브 정렬 블록(522)이 안착된다.
제 2 격벽(513b)은 제 1 서브 정렬 블록(521)을 사이에 두고, 프로브 유닛(400)의 제 1 측면과 대향하며, 제 1 서브 정렬 블록(521)을 지지하는 역할을 한다.
제 1 정렬 관통홀(513c)은 제 2 격벽(513b) 상에 제 2 격벽(513b)을 관통하여 형성되어 있다.
제 1 정렬부(513d)는 제 1 정렬 관통홀(513c)을 관통하여 제 1 서브 정렬 블록(521)에 연결되어 있으며, 프로브 블록 유닛(500)의 안착 공간(511)에 안착된 프로브 유닛(400)의 제 1 측면을 향하여 제 1 서브 정렬 블록(521)을 슬라이딩 운동시키는 역할을 한다.
나사홀(513e)은 제 2 서브 하부 블록(513)의 일 측면에 형성되며, 제 4 서브 하부 블록(515)과 나사 결합하기 위한 나사가 고정된다.
기준핀홀(513f)은 제 2 서브 하부 블록(513)의 일 측면에 형성되며, 하부 블록 어셈블리(510)의 조립 시에 얼라인을 맞추는 역할을 한다.
마찬가지로, 제 2 서브 하부 블록(513)의 타 측면에는 제 3 서브 하부 블록(514)과 나사 결합하기 위해 형성된 나사홀(미도시) 및 하부 블록 어셈블리(510)의 조립 시에 얼라인을 맞추기 위한 기준핀홀(미도시)이 형성되어 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 제 3 서브 하부 블록(514)은 제 3 격벽(514a), 복수 개의 나사홀(514b) 및 복수 개의 기준핀홀(514c)을 포함한다.
제 3 격벽(514a)은 제 1 서브 하부 블록(512)의 일 단부 및 제 2 서브 하부 블록(513)의 일 단부와 마주하며, 프로브 유닛(400)의 제 2 측면과 대향하는 프로브 유닛(400)의 제 4 측면과 마주한다. 제 3 격벽(514a)은 프로브 유닛(400)의 제 4 측면을 지지하는 역할을 한다.
나사홀(514b)은 제 1 서브 하부 블록(512) 및 제 2 서브 하부 블록(513)의 각 일 측면과 마주하는 제 3 서브 하부 블록(514)의 소정 위치에 형성되며, 제 1 서브 하부 블록(512) 및 제 2 서브 하부 블록(513)과 각각 나사 결합하기 위한 나사가 결합된다.
기준핀홀(514c)은 나사홀(514b)의 상측에 형성되며, 하부 블록 어셈블리(510)의 조립 시에 얼라인을 맞추는 역할을 한다.
또한, 상부 블록 어셈블리(530)의 제 1 서브 상부 블록(531)의 하면과 마주하는 제 3 서브 하부 블록(514)의 소정 위치에는 제 1 서브 상부 블록(531)과 나사 결합하기 위한 나사홀(514e) 및 프로브 블록(500)의 조립 시에 상부 블록 어셈블리(530)와의 얼라인을 맞추기 위한 기준핀 홀(514d)이 형성되어 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 제 4 서브 하부 블록(515)은 제 4 격벽(515a), 하나 이상의 제 2 정렬 관통홀(515b) 및 하나 이상의 제 2 정렬부(515c)를 포함한다.
제 4 격벽(515a)은 제 1 서브 하부 블록(512) 및 제 2 서브 하부 블록(513)을 사이에 두고 제 3 서브 하부 블록(514)과 대향하며, 제 2 서브 정렬 블록(522)을 사이에 두고, 프로브 유닛(400)의 제 2 측면과 대향한다. 제 4 격벽(515a)은 제 2 서브 정렬 블록(522)을 지지하는 역할을 하며, 제 4 격벽(515a)에는 하나 이상의 제 2 정렬 관통홀(515b)이 형성되어 있다.
제 2 정렬 관통홀(515b)은 제 4 서브 하부 블록(515)의 제 4 격벽(515a)을 관통하여 형성되어 있다.
제 2 정렬부(515c)는 제 4 서브 하부 블록(515)의 제 2 정렬 관통홀(515b)을 관통하여 제 2 서브 정렬 블록(522)에 연결되어 있으며, 프로브 블록 유닛(500)의 안착 공간(511)에 안착된 프로브 유닛(400)의 제 2 측면을 향하여 제 2 서브 정렬 블록(522)을 슬라이딩 운동시키는 역할을 한다.
제 1 서브 하부 블록(512) 및 제 2 서브 하부 블록(513)의 각 일 측면과 마주하는 제 4 서브 하부 블록(515)의 소정 위치에는 제 1 서브 하부 블록(512) 및 제 2 서브 하부 블록(513)과 각각 나사 결합하기 위한 나사홀(515c) 및 하부 블록 어셈블리(510)의 조립 시에 얼라인을 맞추기 위한 기준핀 홀(514d)이 형성되어 있다.
또한, 상부 블록 어셈블리(530)의 제 1 서브 상부 블록(531)의 하면과 마주하는 제 4 서브 하부 블록(515)의 소정 위치에는 제 1 서브 상부 블록(531)과 나사 결합하기 위한 나사홀(515e) 및 프로브 블록 유닛(500)의 조립 시에 상부 블록 어셈블리(530)와의 얼라인을 맞추기 위한 기준핀홀(515f)이 형성되어 있다.
도 27에 도시된 바와 같이, 상부 블록 어셈블리(530)의 제 1 서브 상부 블록(531)은 삽입부(531a), 복수 개의 나사홀(531b), 복수 개의 기준핀 홀(531c) 및 하나 이상의 얼라인부(531d)을 포함한다.
삽입부(531a)는 제 1 서브 상부 블록(531)의 중앙 영역을 관통하여 형성되며, 제 2 서브 상부 블록(532)의 결합부(532a)가 삽입된다.
나사홀(531b)은 제 1 서브 상부 블록(531)을 관통하여 형성되며, 상부 블록 어셈블리(530)의 조립 시에 제 2 서브 상부 블록(532)과의 나사 결합을 위한 나사가 결합된다.
기준핀홀(531c)은 나사홀(531b)의 상부 블록 어셈블리(530)의 조립 시에 얼라인을 맞추는 역할을 한다.
얼라인부(531d)는 제 1 서브 상부 블록(531)의 소정 위치에 형성되며, 상부 블록 어셈블리(530) 및 하부 블록 어셈블리(510)와의 사이에 위치하는 공간 변환기(300)와 상부 블록 어셈블리(530)와의 얼라인을 맞추는 역할을 한다.
도 28에 도시된 바와 같이, 상부 블록 어셈블리(530)의 제 2 서브 상부 블록(532)은 결합부(532a) 및 복수 개의 나사홀(532b)을 포함한다.
결합부(532a)는 제 2 서브 상부 블록(532)의 하면에 하방으로 돌출 형성되며, 제 1 서브 상부 블록(531)의 삽입부(531a)에 삽입된다.
나사홀(532b)은 제 2 서브 상부 블록(532)을 관통하여 형성되며,제 1 서브 상부 블록(531)과의 나사 결합을 위한 나사가 결합된다.
도 29에 도시된 바와 같이, 하부 블록 어셈블리(510)가 형성하는 안착 공간(511) 내에 안착된 프로브 유닛(400)은 제 1 서브 정렬 블록(521) 및 제 2 서브 정렬 블록(522)이 슬라이딩 운동을 함으로써, 하부 블록 어셈블리(510) 내에 정렬된다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 블록 유닛의 저면 사시도이다.
도 30에 도시된 바와 같이, 프로브 유닛(400)은 제 1 서브 정렬 블록(521) 및 제 2 서브 정렬 블록(522)에 의해 프로브 블록 유닛(500)의 안착 공간(510)에 정렬되며, 외부로 노출된 각 프로브(410,420)의 팁부(414,424)는 그 배열이 매우 조밀하게 배열됨으로써 웨이퍼 상에 형성된 미세 피치 간격에 용이하게 대응할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드는 다양한 형태의 피검사체를 검사할 수 있을 뿐만 아니라, 웨이퍼에 형성된 반도체 디바이스의 개수의 변화에 대응하여 한번의 검사 공정으로 검사할 수 있는 반도체 개수를 조절할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 프로브 카드의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강판의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 확대 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 배면도이다.
도 9는 도 8의 A 부분의 확대 사시도이다.
도 10은 도 9의 X-X를 따른 이동 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 12 내지 도 16은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 변환기의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 프로브 중 일부 프로브를 도시한 확대 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 블록의 사시도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브가 장착된 프로브 블록의 분해 사시도이다.
도 20은 도 19의 XX-XX를 따른 단면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 블록 유닛의 저면을 확대한 확대 사시도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 블록 유닛의 분해 사시도이다.
도 23은 도 22의 하부 블록 어셈블리에서 제 1 서브 프로브 블록의 확대 사시도이다.
도 24는 도 22의 하부 블록 어셈블리에서 제 2 서브 프로브 블록의 확대 사시도이다.
도 25는 도 22의 하부 블록 어셈블리에서 제 3 서브 프로브 블록의 확대 사시도이다.
도 26은 도 22의 하부 블록 어셈블리에서 제 4 서브 프로브 블록의 확대 사시도이다.
도 27은 도 22의 상부 블록 어셈블리에서 제 1 서브 상부 블록의 확대 사시도이다.
도 28은 도 22의 상부 블록 어셈블리에서 제 2 서브 상부 블록의 확대 사시도이다.
도 29는 도 22의 하부 블록 어셈블리 상에 안착된 프로브 유닛을 설명하기 위한 평면도이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 블록 유닛의 저면 사시도이다.

Claims (11)

  1. 프로브 카드에 사용되는 공간 변환기에 있어서,
    본체부,
    상기 본체부의 일면의 중앙 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 1 패드,
    상기 본체부의 상기 일면의 외곽 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 2 패드 및
    상기 1 패드와 상기 제 2 패드 사이를 연결하도록 상기 본체부의 상기 일면에 형성되어 있는 복수의 변환 연결부
    를 포함하며,
    이웃하는 상기 제 1 패드의 간격은 이웃하는 상기 제 2 패드의 간격보다 좁은 것인 공간 변환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환 연결부를 사이에 두고 상기 본체부 상에 위치하며,
    상기 제 1 패드 및 상기 제 2 패드를 노출시키는 개구부를 가지는 절연층을 더 포함하는 공간 변환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 카드는 회로 패드가 형성되어 있는 인쇄 회로 기판을 포함하며,
    상기 제 1 패드와 상기 회로 패드 사이를 연결하는 연결부를 더 포함하는 공간 변환기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결부는 연성 인쇄 회로 기판인 것인 공간 변환기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부의 상기 일면 상에 형성되어 있는 얼라인부를 더 포함하는 공간 변환기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부는 투명한 것인 공간 변환기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부는 판 형상인 것인 공간 변환기.
  8. 프로브 카드에 사용되며, 본체부, 상기 본체부의 일면의 중앙 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 1 패드, 상기 본체부의 상기 일면의 외곽 영역 상에 형성되어 있는 복수의 제 2 패드 및 상기 1 패드와 상기 제 2 패드 사이를 연결하도록 상기 본체부의 상기 일면에 형성되어 있는 복수의 변환 연결부를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법에 있어서,
    (a) 상기 본체부를 마련하는 단계,
    (b) 상기 본체부 상에 도전층을 형성하는 단계,
    (c) 상기 도전층 상에 제 1 포토레지스트층을 형성하는 단계,
    (e) 상기 제 1 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 도전층 상에 상기 제 1 패드, 상기 제 2 패드 및 상기 변환 연결부에 대응하는 이미지를 가진 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계,
    (f) 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 상기 도전층을 식각하여 상기 제 1 패드, 상기 제 2 패드 및 상기 변환 연결부를 형성하는 단계 및
    (g) 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계
    를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 패드, 상기 제 2 패드 및 상기 변환 연결부를 사이에 두고 상기 본체부 상에 제 2 포토레지스트층을 형성하는 단계 및
    상기 제 2 포토레지스트층을 노광 및 식각하여 상기 제 1 패드 및 상기 제 2 패드를 노출시키는 개구부를 가지는 절연층을 형성하는 단계
    를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는 상기 본체부의 상기 일면 상에 형성되는 얼라인부를 형성하는 단계를 포함하는 공간 변환기의 제조 방법.
  11. 피검사체와 접촉하는 프로브 유닛을 포함하는 프로브 카드에 있어서,
    인쇄 회로 기판,
    상기 인쇄 회로 기판과 상기 프로브 유닛 사이에 위치하는 공간 변환기 및
    상기 공간 변환기와 상기 인쇄 회로 기판을 연결하는 연결부
    를 포함하며,
    상기 공간 변환기는,
    본체부,
    상기 본체부의 일면의 중앙 영역 상에 형성되어 있으며, 상기 프로브 유닛과 접촉하는 복수의 제 1 패드,
    상기 본체부의 상기 일면의 외곽 영역 상에 형성되어 있으며, 상기 연결부와 연결되는 복수의 제 2 패드 및
    상기 1 패드와 상기 제 2 패드 사이를 연결하도록 상기 본체부의 상기 일면에 형성되어 있는 복수의 변환 연결부
    를 포함하며,
    이웃하는 상기 제 1 패드의 간격은 이웃하는 상기 제 2 패드의 간격보다 좁은 것인 프로브 카드.
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