KR101064852B1 - Needle for probe card - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프로브 카드용 니들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로브 카드용 니들을 적층식으로 제작하여 고출력의 테스트에서도 변형이나 파손이 최소화되도록 하는 프로브 카드용 니들에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 고출력 반도체 칩을 테스트할 때 높은 전류에 의한 프로브 카드의 손상을 방지할 수 있어서 테스터의 수명을 연장할 수 있으며, 싱글 컨택트(single contact) 형태의 프로브 카드를 제작할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a needle for a probe card, and more particularly to a needle for a probe card to produce a probe card needle in a stacked manner to minimize deformation or breakage even in the test of high power.
According to the present invention, when the high power semiconductor chip is tested, damage to the probe card due to high current can be prevented, so that the life of the tester can be extended, and a single contact type probe card can be manufactured. .

Description

프로브 카드용 니들{NEEDLE FOR PROBE CARD}Needle for probe card {NEEDLE FOR PROBE CARD}

본 발명은 프로브 카드용 니들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로브 카드용 니들을 적층식으로 제작하여 고출력의 테스트에서도 변형이나 파손이 최소화되도록 하는 프로브 카드용 니들에 관한 것이다.The present invention relates to a needle for a probe card, and more particularly to a needle for a probe card to produce a probe card needle in a stacked manner to minimize deformation or breakage even in the test of high power.

일반적으로 반도체 집적회로 장치들은 제조과정 중, 제조 후, 또는 패키징(packaging)할 때 그 전체적인 또는 부분적인 전기적 특성이 설계와 일치하도록 제조 되었는지를 테스트(test)하게 된다.In general, semiconductor integrated circuit devices are tested to see if their overall or partial electrical characteristics are manufactured to match the design during, during, or after manufacturing.

이러한 테스트에 사용되는 장비가 시험 장치 및 프로브 카드가 장착된 프로브 장비이며, 상기 프로브 카드는 시험 장치 내의 각종 전기적 신호 발생부와 반도체 접적 회로 장치내의 패드(pad)간, 또는 시험 장치 내의 전기적 신호의 검출부와 반도체 집적회로 장치내의 패드(pad)간을 전기적으로 소통 시키는 역할을 한다.The equipment used for such a test is a probe device equipped with a test device and a probe card, and the probe card is provided between the various electrical signal generators in the test device and pads in the semiconductor integrated circuit device or between the electric signals in the test device. It serves to electrically communicate between the detection unit and the pad in the semiconductor integrated circuit device.

프로브 카드에는 다수의 니들이 장착되며, 니들에 돌출된 탐침 팁(tip)이 전지전자 소자의 전극패드에 전기적으로 접촉되는가의 여부로 검사를 수행하는 것이다. 말단부의 팁을 전기 전도성의 피검사체에 접촉시켜 전기적 결선상태를 확인하는 것이다.The probe card is equipped with a plurality of needles, and the inspection is performed by checking whether the probe tip protruding from the needle is in electrical contact with the electrode pad of the battery electronic device. The tip of the distal end is contacted with an electrically conductive object to check the electrical connection state.

도 1은 종래의 프로브 카드를 도시한 측면도로서, 도 1에서 도시한 바와 같이 프로브 카드(2)는 테스트 헤드(Test Head)(1)의 프로그 링(Frog ring)(1a)에 마운팅된 집(ZIF) 커넥터나 포고 핀(Pogo-pin)(1b)을 통해 전기적 및 기계적으로 연결되는 인쇄회로기판(2a)과, 상기 인쇄회로기판(2a) 위에 고정 설치된 에폭시 수지의 프로브 링(2b)과, 상기 프로브 링(2b)에 에폭시 접착제로 고정되어 일단에 소자의 전극 패드에 접촉되는 수천 개의 텅스텐 재질로 된 탐침 팁(10b)이 형성된 니들(3)과, 상기 니들(3)의 일단과 상기 인쇄회로기판(2a) 위의 각각의 스트립 라인(Strip line)을 연결하는 와이어(2c)로 구성되어 있다.FIG. 1 is a side view of a conventional probe card, and as shown in FIG. 1, a probe card 2 includes a house mounted on a frog ring 1a of a test head 1. A printed circuit board (2a) electrically and mechanically connected through a ZIF) connector or a pogo-pin (1b), a probe ring (2b) of epoxy resin fixedly installed on the printed circuit board (2a), A needle (3) formed with thousands of tungsten probe tips (10b) formed at one end of the probe ring (2b) fixed by an epoxy adhesive and in contact with an electrode pad of the device, one end of the needle (3) and the printing It consists of a wire 2c connecting each strip line on the circuit board 2a.

이러한 프로브 카드는 별도의 테스터기와 전기적으로 연결되어 프로버(Prober)상에 놓여진 웨이퍼를 검사하는 것이다.The probe card is electrically connected to a separate tester to inspect a wafer placed on a prober.

상기 니들(3)은 통상 프로브 링(2b) 상으로 높이를 가지고 돌출되는 기단부(10)에 도전성 있는 재질로 형성되고, 와이어(2c)로 인쇄회로기판(2a) 위의 각각의 스트립 라인에 연결되는 빔(10a)를 포함한다.The needle 3 is usually formed of a conductive material at a proximal end 10 protruding with a height onto the probe ring 2b, and is connected to each strip line on the printed circuit board 2a with a wire 2c. And a beam 10a.

그리고 상기 빔(10a)은 그 단부에 화학적 에칭을 통해 뾰족하게 탐침 팁(10b)을 형성하여 이 탐침 팁(10b)이 성능 검사하고자 하는 측정소자의 전극패드에 접촉하여 소자의 불량 여부를 판단하는 것이다.In addition, the beam 10a forms a probe tip 10b sharply through chemical etching at an end thereof, and the probe tip 10b contacts the electrode pad of the measuring device to be tested for performance to determine whether the device is defective. will be.

도 2는 종래의 프로브 카드에 사용되는 니들의 구조를 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the structure of the needle used in the conventional probe card.

통상적으로 니들(3)은 텅스텐이나 베릴륨, 구리, 크롬, 니켈 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 재료로 만들어진다. 니들(3)은 전기적인 연결상태를 확인하는 것이므로, 전류가 잘 흐를 수 있도록 도전성이 좋아야 하며, 웨이퍼와의 접촉시 파손되지 않을 정도의 탄성이 있어야 한다. 또한 반복적인 테스트에도 영구적인 변화가 쉽게 오지 않아야 하는 등, 여러 가지 특성을 만족시켜야 한다.Typically, the needle 3 is made of a material made of tungsten, beryllium, copper, chromium, nickel, or an alloy thereof. Since the needle 3 is to check the electrical connection, the electrical conductivity must be good so that the current can flow well, and the elasticity should not be broken when contacting the wafer. Repetitive tests also have to satisfy a number of characteristics, such that permanent changes do not come easily.

그런데, 고용량의 전류가 흐르는 테스트에서는 니들(3)의 저항에 따른 발열이나 방전으로 인해 니들(3) 또는 프로브 카드(2)가 파손되는 경우가 있다. 니들(3)의 두께나 폭이 워낙 작기 때문에 전류의 용량을 조금만 높여도 쉽게 파손이 일어나서 테스터 장비 전체가 동작을 멈추는 문제가 있었다.By the way, in the test in which the electric current of a high capacity | capacitance flows, the needle 3 or the probe card 2 may be damaged by the heat generation | discharge or discharge by the resistance of the needle 3. Since the thickness or width of the needle 3 is so small, there is a problem that the breakage easily occurs even if the capacity of the current is slightly increased, and the entire tester equipment stops working.

대한민국 공개특허 제2009-0128186호 (2009년 12월 15일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 2009-0128186 (published December 15, 2009)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 프로브 카드에 사용되는 니들의 좌우 측면에 다층의 몸체를 추가로 적층하기 위해서 은(Ag)을 접착수단으로 사용한 프로브 카드용 니들을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a needle for a probe card using silver (Ag) as an adhesive means for further stacking a multi-layer body on the left and right sides of the needle used in the probe card.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 말단부의 팁을 전기 전도성의 피검사체에 접촉시켜 전기적 결선상태를 확인하는 니들로서, ㄱ자로 절곡된 몸체(102a)의 말단에 수평으로 연장된 캔틸레버(102b)가 형성되며, 상기 캔틸레버(102b)의 말단에는 상기 피검사체와 접촉하는 팁(102c)이 아래쪽으로 절곡되어 형성되는 본체(102)와; 상기 본체(102)의 몸체(102a) 및 캔틸레버(102b)와 동일한 형상으로서 상기 본체(102)의 양측면에 각각 접착되며, 두께는 상기 본체(102)의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 형성되는 한 쌍의 보강판(104, 106)과; 상기 본체(102)의 몸체(102a)와 동일한 형상으로서 상기 한 쌍의 보강판(104, 106) 중에서 어느 하나의 외측면에 접착되며, 두께는 상기 보강판(104, 106)의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 형성되는 지지판(108);을 포함하며, 상기 보강판(104, 106)과 상기 지지판(108)은 은(Ag)이나 납(Pb)을 매개로 접착되는 것을 특징으로 한다.The present invention devised to solve the above problems is a needle for confirming the electrical connection state by contacting the tip of the distal end with an electrically conductive subject, a cantilever extending horizontally to the end of the body (102a) bent by a letter 102b) is formed, and the main body (102) formed at the end of the cantilever (102b) is bent downward tip 102c in contact with the test object; It is the same shape as the body 102a and the cantilever 102b of the body 102 and is bonded to both sides of the body 102, respectively, the thickness of the pair is formed relatively thicker than the thickness of the body 102 Reinforcing plates 104 and 106; It is the same shape as the body 102a of the main body 102, and is bonded to any one of the outer surfaces of the pair of reinforcement plates 104 and 106, the thickness of which is relatively greater than the thickness of the reinforcement plates 104 and 106. And a support plate 108 formed thicker, wherein the reinforcement plates 104 and 106 and the support plate 108 are bonded through silver (Ag) or lead (Pb).

상기 보강판(104, 106)은 40 내지 60㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.The reinforcing plates 104 and 106 are characterized in that it has a thickness of 40 to 60㎛.

상기 지지판(108)은 400 내지 500㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.The support plate 108 is characterized in that it has a thickness of 400 to 500㎛.

상기 보강판(104, 106)과 상기 지지판(108)은 베릴륨-구리 합금 또는 팔라듐(Pd)으로 만들어지는 것을 특징으로 한다.The reinforcement plates 104 and 106 and the support plate 108 are made of beryllium-copper alloy or palladium (Pd).

본 발명에 따르면 고출력 반도체 칩을 테스트할 때 높은 전류에 의한 프로브 카드의 손상을 방지할 수 있어서 테스터의 수명을 연장할 수 있으며, 싱글 컨택트(single contact) 형태의 프로브 카드를 제작할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, when the high power semiconductor chip is tested, damage to the probe card due to high current can be prevented, so that the life of the tester can be extended, and a single contact type probe card can be manufactured. .

도 1은 종래의 프로브 카드를 도시한 측면도.
도 2는 종래의 프로브 카드에 사용되는 니들의 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 니들의 구조를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 니들의 구성요소를 분리하여 나타낸 분해사시도.
도 5는 본체의 상세 구조를 나타낸 단면도.
도 6은 도 3의 니들의 적층상태를 나타낸 단면도.1 is a side view showing a conventional probe card.
Figure 2 is a perspective view showing the structure of the needle used in the conventional probe card.
Figure 3 is a perspective view showing the structure of the probe needle according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view showing the components of the needle of Figure 3 separately.
5 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the main body.
6 is a cross-sectional view showing the stacked state of the needle of FIG.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "프로브 카드용 니들"(이하, '니들'이라 함)을 설명한다.Hereinafter, a "probe card needle" (hereinafter referred to as "needle") according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 니들의 구조를 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 3의 니들의 구성요소를 분리하여 나타낸 분해사시도, 도 5는 본체의 상세 구조를 나타낸 단면도, 도 6은 도 3의 니들의 적층상태를 나타낸 단면도이다.Figure 3 is a perspective view showing the structure of the probe needle according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view showing the components of the needle of Figure 3, Figure 5 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the main body, Figure 6 It is sectional drawing which shows the lamination state of the needle of FIG.

도 3 내지 6을 참조하여 본 발명의 니들(100)을 설명한다.The needle 100 of the present invention will be described with reference to FIGS.

본 발명의 니들(100)의 형상은 종래 기술에 따른 프로브 카드(2)에 사용되던 니들(3)의 형상과 동일하지만, 다층의 판이 적층된 구조라는 것이 다르다.The shape of the needle 100 of the present invention is the same as that of the needle 3 used for the probe card 2 according to the prior art, except that the structure of the multilayer boards is laminated.

본 발명의 니들(100)은 가운데 본체(102)를 중심으로 좌우 양측에 보강판(104, 106)이 하나씩 부착되며, 그 외측에 하나의 지지판(108)이 추가로 부착되는 구조를 가진다.Needle 100 of the present invention has a structure in which the reinforcing plate 104, 106 is attached to each of the left and right sides around the center body 102, one support plate 108 is further attached to the outside.

본체(102)는 종래 기술의 니들(3)과 동일하게 ㄱ자로 절곡된 몸체(102a)의 말단에 가늘게 수평으로 연장된 캔틸레버(102b)가 형성되며, 캔틸레버(102b)의 말단에는 피검사체(반도체 칩이나 회로 도선)와 접촉하는 팁(102c)이 아래쪽으로 절곡되어 형성된다.The main body 102 is formed with a cantilever 102b that extends thinly and horizontally at the end of the body 102a bent in the letter A in the same way as the needle 3 of the prior art, and has a test object (semiconductor) at the end of the cantilever 102b. Tip 102c in contact with the chip or circuit lead) is bent downwardly.

캔틸레버(102b)와 팁(102c)은 가는 금속판으로서 피검사체에 대한 테스트 과정에서 전류가 흐르도록 하면서 약간의 탄성에 의해 변형되어 피검사체와의 접촉이 유지될 수 있도록 한다.The cantilever 102b and the tip 102c are thin metal plates that are deformed by slight elasticity while allowing current to flow during the test process on the inspected object to maintain contact with the inspected object.

본체(102)는 베릴륨-구리의 합금으로 만들어지는 것이 일반적이며, 대략 40 내지 60㎛ 정도의 두께를 가지는데, 바람직하게는 50㎛의 두께를 가진다. 베릴륨-구리 합금 소재인 경우, 합금 비율은 베릴륨 2-3%, 구리 97-98% 정도이다.The body 102 is generally made of an alloy of beryllium-copper and has a thickness of about 40 to 60 mu m, preferably 50 mu m. In the case of a beryllium-copper alloy material, the alloy ratio is about 2-3% beryllium and 97-98% copper.

본체(102)의 외표면에는 경도나 탄성, 내마모성을 향상시키기 위한 소재가 코팅될 수도 있다. 바람직하게는 캔틸레버(102b)나 팁(102c)에만 경도 향상을 위한 코팅이 이루어지도록 한다.The outer surface of the body 102 may be coated with a material for improving the hardness, elasticity, and wear resistance. Preferably, only the cantilever 102b or the tip 102c is coated to improve hardness.

도 5에 도시된 바와 같이, 팁(102c)은 캔틸레버(102b)의 말단으로부터 아래쪽으로 절곡되는데, 절곡되는 부분은 탄성을 향상시키기 위해서 곡선 형상을 가지도록 제작된다.As shown in FIG. 5, the tip 102c is bent downward from the end of the cantilever 102b, and the bent portion is manufactured to have a curved shape to improve elasticity.

보강판(104, 106)은 본체(102)의 좌우 양측에 은(Ag)이나 납(Pb)을 매개로 접착된다. 보강판(104, 106)은 본체(102)보다 더 두꺼운 대략 180 내지 220㎛ 정도의 두께를 가지는 평판으로서, 바람직하게는 200㎛의 두께를 가진다.The reinforcing plates 104 and 106 are bonded to both left and right sides of the main body 102 via silver (Ag) or lead (Pb). The reinforcement plates 104 and 106 are flat plates having a thickness of about 180 to 220 mu m thicker than the body 102, and preferably have a thickness of 200 mu m.

보강판(104, 106)은 베릴륨-구리 합금 또는 팔라듐(Pd)으로 만들어진다. Reinforcement plates 104 and 106 are made of beryllium-copper alloy or palladium (Pd).

보강판(104, 106) 역시 몸체(104a, 106a)와 캔틸레버(104b, 106b)로 이루어지지만, 본체(102)와 달리 팁을 가지지는 않는다.The reinforcement plates 104 and 106 also consist of the bodies 104a and 106a and the cantilevers 104b and 106b, but unlike the main body 102, they do not have a tip.

보강판(104, 106)은 본체(102)와 동일한 형상을 가지지만 팁(102c)을 가지지 않는다는 점만 다르며, 본체(102)의 좌우 양측에 부착되는데, 보강판(104, 106)에 의해 니들(100)의 강도와 경도는 높아지고, 전류의 용량이 커지는 효과가 있다. 따라서 고출력의 반도체 칩 테스트에서도 니들(100)의 손상이 적어진다.The reinforcement plates 104 and 106 have the same shape as the main body 102, except that they do not have the tips 102c, and are attached to both left and right sides of the main body 102, and the needles The strength and hardness of 100) are increased, and the capacity of the current is increased. Therefore, the damage of the needle 100 is reduced even in a high-power semiconductor chip test.

좌우 양측의 보강판(104, 106) 중에서 어느 하나의 외측에는 지지판(108)이 부착된다. 지지판(108)은 대략 두께가 400 내지 500㎛ 정도 되는 판으로서, 보강판(104, 106)과 마찬가지로 베릴률-구리 합금이나 팔라듐으로 만들어진다.The support plate 108 is attached to the outer side of any one of the reinforcement plates 104 and 106 on both the left and right sides. The support plate 108 is a plate having a thickness of approximately 400 to 500 µm and is made of a beryl-copper alloy or palladium, similar to the reinforcement plates 104 and 106.

지지판(108)에 의해 니들(100)의 강도와 경도는 더 높아지고, 전류의 용량 역시 훨씬 더 커지게 된다.The support plate 108 results in a higher strength and hardness of the needle 100 and a much larger current capacity.

지지판(108)은 몸체(108a)만으로 이루어지며, 캔틸레버나 팁이 형성되지 않는 형상을 가진다.The support plate 108 is formed of only the body 108a and has a shape in which a cantilever or a tip is not formed.

지지판(108) 역시 은(Ag)이나 납(Pb)을 매개로 보강판(104, 106)에 접착된다.The support plate 108 is also bonded to the reinforcing plates 104 and 106 via silver (Ag) or lead (Pb).

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the above-described technical configuration of the present invention may be embodied by those skilled in the art to which the present invention pertains without changing its technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that the present invention may be practiced as. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 니들 102 : 본체
104, 106 : 보강판 108 : 지지판100: needle 102: main body
104, 106: reinforcement plate 108: support plate

Claims (4)

말단부의 팁을 전기 전도성의 피검사체에 접촉시켜 전기적 결선상태를 확인하는 니들로서,
ㄱ자로 절곡된 몸체(102a)의 말단에 수평으로 연장된 캔틸레버(102b)가 형성되며, 상기 캔틸레버(102b)의 말단에는 상기 피검사체와 접촉하는 팁(102c)이 아래쪽으로 절곡되어 형성되는 본체(102)와;
상기 본체(102)의 몸체(102a) 및 캔틸레버(102b)와 동일한 형상으로서 상기 본체(102)의 양측면에 각각 접착되며, 두께는 상기 본체(102)의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 형성되는 한 쌍의 보강판(104, 106)과;
상기 본체(102)의 몸체(102a)와 동일한 형상으로서 상기 한 쌍의 보강판(104, 106) 중에서 어느 하나의 외측면에 접착되며, 두께는 상기 보강판(104, 106)의 두께보다 상대적으로 더 두껍게 형성되는 지지판(108);을 포함하며,
상기 보강판(104, 106)과 상기 지지판(108)은 은(Ag)이나 납(Pb)을 매개로 접착되는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드용 니들.A needle for checking the electrical connection state by contacting the tip of the distal end with an electrically conductive object,
A cantilever 102b extending horizontally is formed at an end of the body 102a bent by a letter, and a tip 102c contacting the object under test is bent downward at the end of the cantilever 102b. 102);
It is the same shape as the body 102a and the cantilever 102b of the body 102 and is bonded to both sides of the body 102, respectively, the thickness of the pair is formed relatively thicker than the thickness of the body 102 Reinforcing plates 104 and 106;
It is the same shape as the body 102a of the main body 102, and is bonded to any one of the outer surfaces of the pair of reinforcement plates 104 and 106, the thickness of which is relatively greater than the thickness of the reinforcement plates 104 and 106. Including a thicker support plate 108;
The reinforcing plate (104, 106) and the support plate 108, characterized in that the adhesive (Ag) or lead (Pb) is a medium, the needle for the probe card. 제1항에 있어서,
상기 보강판(104, 106)은 40 내지 60㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드용 니들.The method of claim 1,
The reinforcing plate (104, 106) is a needle for a probe card, characterized in that having a thickness of 40 to 60㎛. 제1항에 있어서,
상기 지지판(108)은 400 내지 500㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드용 니들.The method of claim 1,
The support plate 108, characterized in that having a thickness of 400 to 500㎛, probe card needle. 제1항에 있어서,
상기 보강판(104, 106)과 상기 지지판(108)은 베릴륨-구리 합금 또는 팔라듐(Pd)으로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 프로브 카드용 니들.The method of claim 1,
Probe card, characterized in that the reinforcing plate (104, 106) and the support plate (108) is made of beryllium-copper alloy or palladium (Pd).
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