KR101097155B1 - 프로브 카드의 보조기판 설치 깊이 보정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 카드의 보조기판 설치 깊이 보정방법에 관한 것으로서, 일면에 복수개의 도전성 핀이 본딩형성된 보조기판을 준비하는 단계, 일측에 상기 도전성 핀이 결합되는 관통공이 형성된 메인기판을 준비하는 단계, 상기 메인기판의 관통공을 통해 상기 도전성 핀을 삽입하여 상기 보조기판을 상기 메인기판의 상면에 삽입하는 단계, 중앙에 상기 보조기판에 대응되는 개구가 형성되고 개구의 측방으로 복수개의 가이드 홈이 형성된 하부 플레이트를 상기 개구에 상기 보조기판이 수용되도록 상기 메인기판의 상면에 취부하는 단계, 상면에 나사홈이 형성되고 일측에 단턱이 형성된 깊이 보정 가이드를 준비하는 단계, 상기 하부 플레이트의 가이드 홈에 상기 단턱이 상기 보조기판의 모서리에 접하도록 상기 깊이 보정 가이드를 삽입하는 단계, 중앙에 개구가 형성되고, 상기 보정 가이드의 나사홈에 대응되는 위치에 관통공이 형성된 보조기판 가이드를 상기 하부 플레이트의 상부에 취부하는 단계, 상기 나사홈에 깊이 보정 볼트를 삽입하여 상기 보조 기판의 위치를 조절하는 단계, 상기 메인기판의 저면에 상기 복수 개의 도전성 핀을 본딩하는 단계 및 상기 보조기판 가이드와 깊이 보정 가이드를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 보조기판 설치 깊이 보정방법이 제공된다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 깊이 보정 가이드와 가이프 플레이트를 이용하여 보조 기판의 설치 깊이를 정밀하게 조절할 수 있게 됨으로써 프로브 카드의 조립성이 향상됨과 아울러, 깊이 보정 가이드와 가이프 플레이트를 이용하여 보조 기판의 설치 깊이를 정밀하게 조절된 위치에서 다수의 도전성 핀이 메인 기판에 접합됨으로써 높은 평탄도가 유지할 수 있고 보조 기판이 견고하게 고정되어 검사 정확도가 향상되고 내구성이 현저하게 향상되는 효과가 있다.

프로브, 카드, 반도체, 검사, 웨이퍼, 기판, 설치, 깊이, 보정.

Description

프로브 카드의 보조기판 설치 깊이 보정방법{A Method For Calibrating Auxiliary Substrate Installation Depth}

본 발명은 프로브 카드의 보조기판 설치 깊이 보정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 깊이 보정 가이드와 가이프 플레이트를 이용하여 보조 기판의 설치 깊이를 정밀하게 조절할 수 있고, 프로브 카드의 평탄도를 향상시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제작 공정은 웨이퍼(Wafer)상에 패턴(pattern)을 형성시키는 패브리케이션(fabrication)공정과, 웨이퍼를 구성하고 있는 각각의 칩의 전기적 특성을 감사하는 이디에스(Electrical Die Sorting:EDS)공정과, 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 칩(chip)으로 조립하는 어셈블리(assembly)공정을 통해서 제조된다.

여기서 EDS공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 불량칩을 판별하기위해 수행하는 것으로 웨이퍼를 구성하는 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량을 판단하게 되는 프로브 카드라는 검사장치가 주로 사용되고 있다.

도 1은 종래 수직형 프로브 카드의 구조의 일례를 도시한 단면도이다.

도 1에서 보는 바와 같이 종래의 프로브 카드(100)는 저면에 검사대상 칩에 전기적으로 접촉되는 다수의 프로브핀(111)이 설치되는 프로브헤드(110)와, 프로브헤드(110)의 상방에 프로브헤드(110)와 이격되게 설치되는 메인기판(120)과, 프로브헤드(110)와 메인기판(120) 사이에 개재되는 이격거리 유지부(130)와, 프로브헤드(110) 상면에 설치되어 협피치를 갖는 프로브헤드(110)의 전극 패턴과 광피치를 갖는 메인기판(120)의 전극 패턴 간을 공간적으로 정합시키는 보조기판(140)과, 프로브핀(111)과 메인기판(120)을 연결하는 전기연결수단(150)과, 메인기판(120) 상부에 설치되는 보강판(160)과, 보강판(160)과 메인기판(120)을 관통하고 보조기판(140)의 가장자리 영역을 가압하는 다수의 볼트부재(170)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 종래의 프로브 카드(100)는 다수의 볼트부재(170)를 이용하여 보조기판(140)의 가장자리 영역을 가압함으로써 보조기판(140)의 평탄도를 유지하고자 하였다.

그러나, 종래의 프로브 카드(100)는 다수의 볼트부재(170)를 각각 조절하여 보조기판(140)의 평탄도를 조절함으로써 다수의 볼트부재(170)를 조절하기 위해 많은 작업시간이 소요되어 생산성이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 프로브 카드(100)는 그 전기연결수단(150)으로 스프링(P)이 내삽된 인터포져를 사용하는 바 스프링(P)의 탄성력에 의해 보조기판(140)의 평탄도 가 저하될 뿐 아니라 스프링(P)의 탄성력에 의해 메인기판(120)으로부터 보조기판(140)이 분리되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 깊이 보정 가이드와 가이프 플레이트를 이용하여 보조 기판의 설치 깊이를 정밀하게 조절할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 깊이 보정 가이드와 가이프 플레이트를 이용하여 보조 기판의 설치 깊이를 정밀하게 조절된 위치에서 다수의 도전성 핀이 메인 기판에 접합됨으로써 높은 평탄도를 유지할 수 있고 보조 기판이 견고하게 고정되도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 일면에 복수개의 도전성 핀이 본딩형성된 보조기판을 준비하는 단계, 일측에 상기 도전성 핀이 결합되는 관통공이 형성된 메인기판을 준비하는 단계, 상기 메인기판의 관통공을 통해 상기 도전성 핀을 삽입하여 상기 보조기판을 상기 메인기판의 상면에 삽입하는 단계, 중앙에 상기 보조기판에 대응되는 개구가 형성되고 개구의 측방으로 복수개의 가이드 홈이 형성된 하부 플레이트를 상기 개구에 상기 보조기판이 수용되도록 상기 메인기판의 상면에 취부하는 단계, 상면에 나사홈이 형성되고 일측에 단턱이 형성된 깊이 보정 가이드를 준비하는 단계, 상기 하부 플레이트의 가이드 홈에 상기 단턱이 상기 보조기판의 모서리에 접하도록 상기 깊이 보정 가이드를 삽입하는 단계, 중앙에 개구가 형성되고, 상기 보정 가이드의 나사홈에 대응되는 위치에 관통공이 형성된 보조기판 가이드를 상기 하부 플레이트의 상부에 취부하는 단계, 상기 나사홈에 깊이 보정 볼트를 삽입하여 상기 보조 기판의 위치를 조절하는 단계, 상기 메인기판의 저면에 상기 복수 개의 도전성 핀을 본딩하는 단계 및 상기 보조기판 가이드와 깊이 보정 가이드를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 보조기판 설치 깊이 보정방법이 제공된다.

여기서, 상기 보조기판 가이드의 개구는 직사각형이고, 상기 보조기판 가이드의 개구에 대응되는 보조기판의 일면에는 상기 개구의 위치 조절을 위한 가이드 포인트가 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 깊이 보정 가이드와 가이프 플레이트를 이용하여 보조 기판의 설치 깊이를 정밀하게 조절할 수 있게 됨으로써 프로브 카드의 조립성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 다른 목적은 깊이 보정 가이드와 가이프 플레이트를 이용하여 보조 기판의 설치 깊이를 정밀하게 조절된 위치에서 다수의 도전성 핀이 메인 기판에 접합됨으로써 높은 평탄도가 유지할 수 있고 보조 기판이 견고하게 고정되어 검사 정확도가 향상되고 내구성이 현저하게 향상되는 효과도 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명이 적용된 수직형 프로브 카드의 구조를 도시한 단면도이다.

도 2에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드(1)는 프로브헤드(10)와, 메인기판(30)과, 보조기판(20)과, 도전성 핀(21)과, 고정관(90)과, 결합수단(95)을 포함하여 구성된다.

프로브헤드(10)는 저면에 검사대상 반도체 칩과 전기적으로 접촉되는 프로브핀이 설치되어 있다.

메인기판(30)은 복잡한 회로 패턴이 형성된 기판으로서, 일측에 후술하는 보조기판(20)의 도전성 핀(21)이 삽입관통되는 관통공(31)이 형성되고, 프로브헤드(10)의 상방으로 프로브헤드(10)와 이격되게 설치된다.

이와 같은 메인기판(30)은 외부에 구비된 테스터 장비(미도시)와 연결되어 보조기판(20)으로부터 인가되는 전기적 신호를 외부에 구비된 테스터 장비(미도시)에 전달하는 역할을 하는 것으로서, 통상의 인쇄회로기판((Printed Circuit Boad:PCB)이 사용될 수 있다.

보조기판(20)은 프로브팁으로부터 인가받는 전기적신호를 메인기판(30)으로 전달하는 역할을 하는 것으로서, 통상의 다층 세라믹 기판(Multi layer ceramic, MLC)이 사용될 수 있다.

도전성 핀(21)은 도전성 재질로 형성되고, 일단부가 메인기판(30)의 관통 공(31)을 통해 메인기판(30)의 상면 일측에 솔더(S)에 의해 본딩결합되고, 타단부가 보조기판(20)의 전극패드에 본딩결합되어 보조기판(20)으로부터 전달되는 전기적 신호를 메인기판(30)으로 전달될 수 있도록 통전로를 제공하는 역할을 한다.

이때, 도전성 핀(21)은 대략 봉형상의 지지봉으로 형성되고, 메인기판(30)과 보조기판(20)을 지지하여 후술하는 고정관(90) 및 결합수단(95)에 의해 유지되는 보조기판(20)의 평탄도가 보다 견고하게 유지되도록 하는 역할을 한다.

고정관(90)은 상면 중앙에 결합공(91)이 형성된 원기둥 형상으로 형성되고, 하단부가 보조기판(20)의 상면 중앙에 본딩결합되며, 상단부가 메인기판(30) 일측에 고정결합된다.

그리고, 결합수단(95)은 통상의 볼트부재가 사용될 수 있으며, 보강판의 상면 중앙을 관통하여 하단부가 고정관(90)의 결합공(91)에 나사결합된다.

도 2에서 프로브헤드(10)와 메인기판(30) 간의 거리가 규격화되어 있으므로 보조기판(20)의 설치 깊이를 정밀하게 조절하는 것이 매우 중요한 이슈가 되며, 보조기판(20)을 메인기판(30)에 설치하는 깊이 조절 방법이 이하에서 상세하게 설명될 것이다.

도 3은 본 발명에 따라 보조기판을 메인 기판에 설치하기 위한 구성들의 결합 관계를 도시한 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 보조기판을 메인 기판에 설치하기 위한 구성은 메인 기판(30), 보조기판(20), 하부 플레이트(40), 깊이 보정 가이드(50), 보조기판 가이드(60), 결합나사(70) 및 깊이 조절 나사(80)를 포함하여 구성된다.

메인 기판(30)은 중앙부에 보조 기판(20)에 접합된 다수의 도전성 핀(21)이 관통결합되는 관통공(31)이 다수개 형성되어 있고 관통공(31)의 외측 부분에 복수개의 나사공(32)이 형성되어 있다.

보조기판(20)은 메인 기판(30)에 대향하는 일면에 다수 개의 도전성 핀(21)이 솔더링 등에 의해 일체로 접합되어 있고, 반대면에 4개의 가이드 포인트(22)가 형성되어 있다.

하부 플레이트(40)는 중앙에 보조기판(20)이 통과되도록 사각형 형상의 개구(41)가 형성되고 개구(41)의 각변의 중앙에는 외측으로 가이드 홈(42)이 형성되어 있다. 하부 플레이트(40)의 외측 테두리에는 다른 부분보다 상방으로 돌출되는 환턱(45)이 형성되고, 환턱(45)에는 하부 플레이트(40)를 메인 기판(30)에 나사 등으로 고정하기 위한 나사홈(43)이 형성되어 있다. 환턱(45)의 내측 함몰된 부분에는 후술하는 보조기판 가이드(60)를 결합나사(70)로 취부하기 위한 나사홈(44)이 형성되어 있다.

깊이 보정 가이드(50)는 일측에 단턱(51)이 형성된 직육면체 형상으로서 상면에 깊이 보정 나사가 나사 결합되는 나사홈(52)이 형성되어 있다. 깊이 보정 가이드(50)는 하부 플레이트(40)가 개구(41)에 보조기판(20)을 수용한 상태로 메인 기판(30)에 취부되는 경우 가이드 홈(42)을 통해 보조기판(20)의 하부로 삽입되어 단턱(51)에 의해 보조기판(20)을 지지하는 구조를 취하게 된다.

보조기판 가이드(60)는 디스크 형상으로서 중앙에 사각형 개구(61)가 형성되 고 외측에는 결합나사(70)와 깊이 조절 나사(80)가 관통결합되는 나사홈(62, 63)이 형성되어 있다. 사각형 개구(61)는 상기 가이드 포인트(22)에 대응되는 형상으로 형성되어 나사 결합시 결합 기준을 제공하기 위한 것이다.

결합나사(70)는 나사공(62, 44)을 통해 하부 플레이트(40)에 취부되어 보조기판 가이드(60)를 하부 플레이트(40)에 고정시키기 위한 것이고, 깊이 조절 나사(80)는 나사공(63, 52)을 통해 깊이 보정 가이드(50)에 결합되어 보조기판(20)의 설치 깊이를 조절하기 위한 것이다. 보조기판(20)의 설치 깊이 조절은 이하의 도 4a 내지 도 4g에서 상세하게 설명될 것이다.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명에 따른 보조기판 설치 깊이 보정방법이 수행되는 공정을 순서대로 도시한 것이다.

도 4a와 도 4b를 참조하면, 우선 보조기판(20)의 일면에 본딩된 다수의 도전성 핀(21)을 메인기판(30)의 관통공(31)에 임의의 깊이만큼 삽입한다.

그 다음, 도 4c와 같이, 하부 플레이트(40)의 개구(41)내에 보조기판(20)이 위치하도록 하부 플레이트(40)를 메인기판(30)상에 취부하고, 도 3d와 같이, 가이드 홈(42)에 깊이 보정 가이드(50)를 삽입한다. 이때, 깊이 보정 가이드(50)의 단턱(51)이 가이드 홈(42)의 내측으로 삽입되도록 하여 단턱(51)에 의해 보조기판(20)이 지지되는 구조를 취한다.

그 다음, 도 4e와 같이, 결합 나사(70)를 이용하여 보조기판 가이드(60)를 보조기판(20)의 상부에 이격위치 되도록 취부하고 깊이 보정용 나사(80)가 보조기 판 가이드(60)를 관통하여 깊이 보정 가이드(50)의 나사홈(52)에 삽입되도록 한다. 이때, 보조기판 가이드(60)의 설치 높이는 보조기판(20)의 설치 깊이에 따라 적절하게 조절된다.

그 다음, 도 4f와 같이, 깊이 보정용 나사(80)를 일방으로 회전시키면 그에 따라 깊이 보정 가이드(50)가 상방으로 이동하게 되고, 보정 가이드(50)의 단턱(51)에 의해 지지되고 있는 보조기판(20)이 동반 상승하게 된다. 깊이 보정용 나사(80)를 계속 회전시키면 보조기판(20)은 보조기판 가이드(60)의 저면에 접촉하는 위치까지 상승하게 된다. 따라서, 보조기판 가이드(60)의 설치높이 조절에 의해 보조기판(20)의 설치깊이를 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

보조기판(20)의 설치 깊이가 결정되면, 도 4g와 같이 도전성 핀(21)의 선단부를 메인기판(30) 상에 솔더링하여 도전성 핀(21)에 의해 보조기판(20)을 메인기판(30) 상에 견고하게 고정함과 아울러 보조기판(20)의 전기신호를 도전성 핀(21)을 통해 메인기판(30)으로 전달할 수 있게 된다.

도전성 핀(21)의 솔더링이 완료되면, 보조기판 가이드(60)와 깊이 보정 가이드(50)를 순차적으로 제거하여 메인기판(30)과 보조기판(20) 간의 접합을 완료하게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이 나 변형을 포함할 것이다.

도 1은 종래 수직형 프로브 카드의 구조의 일례를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명이 적용된 수직형 프로브 카드의 구조를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따라 보조기판을 메인 기판에 설치하기 위한 구성들의 결합 관계를 도시한 분해 사시도이다.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명에 따른 보조기판 설치 깊이 보정방법이 수행되는 공정을 순서대로 도시한 것이다.

<주요도면부호에 관한 설명>

10 : 프로브 헤드 20 : 보조 기판

21 : 도전성 핀 30 : 메인 기판

31 : 관통공 40 : 하부 플레이트

41, 61 : 개구 42 : 가이드 홈

50 : 깊이 보정 가이드 51 : 단턱

52 : 나사홈 60 : 보조기판 가이드

70 : 결합나사 80 : 깊이 조절나사

Claims (2)

1. 일면에 복수개의 도전성 핀이 본딩형성된 보조기판을 준비하는 단계;

   일측에 상기 도전성 핀이 결합되는 관통공이 형성된 메인기판을 준비하는 단계;

   상기 메인기판의 관통공을 통해 상기 도전성 핀을 삽입하여 상기 보조기판을 상기 메인기판의 상면에 삽입하는 단계;

   중앙에 상기 보조기판에 대응되는 개구가 형성되고 개구의 측방으로 복수개의 가이드 홈이 형성된 하부 플레이트를 상기 개구에 상기 보조기판이 수용되도록 상기 메인기판의 상면에 취부하는 단계;

   상면에 나사홈이 형성되고 일측에 단턱이 형성된 깊이 보정 가이드를 준비하는 단계;

   상기 하부 플레이트의 가이드 홈에 상기 단턱이 상기 보조기판의 모서리에 접하도록 상기 깊이 보정 가이드를 삽입하는 단계;

   중앙에 개구가 형성되고, 상기 보정 가이드의 나사홈에 대응되는 위치에 관통공이 형성된 보조기판 가이드를 상기 하부 플레이트의 상부에 취부하는 단계;

   상기 나사홈에 깊이 보정 볼트를 삽입하여 상기 보조 기판의 위치를 조절하는 단계;

   상기 메인기판의 저면에 상기 복수 개의 도전성 핀을 본딩하는 단계; 및

   상기 보조기판 가이드와 깊이 보정 가이드를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 보조기판 설치 깊이 보정방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조기판 가이드의 개구는 직사각형이고, 상기 보조기판 가이드의 개구에 대응되는 보조기판의 일면에는 상기 개구의 위치 조절을 위한 가이드 포인트가 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 보조기판 설치 깊이 보정방법.

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