KR101097157B1 - 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로서, 상기 테스터장비와 전기적으로 연결되는 메인기판과, 저면으로부터 상방으로 휘어지게 탄성결합되고 검사대상 반도체 칩에 전기적으로 접촉되는 다수의 니들을 포함하고, 상기 메인기판의 하방에 설치되는 프로브 헤드 및 상기 프로브 헤드와 대향하는 면이 상기 다수의 니들과 전기적으로 연결되고, 상기 메인기판과 대향하는 면이 상기 메인기판과 전기적으로 연결되어 상기 다수의 니들로부터 발생되는 전기적 신호를 전달받아 상기 메인기판으로 전달하는 보조기판을 포함하되, 상기 프로브헤드는 상면에 제1 도금물질이 도포되고, 상기 보조기판은 저면 중 상기 제1 도금물질과 대응되는 위치에 제2 도금물질이 도포되어 상기 프로브헤드와 상기 보조기판은 상기 제1 도금물질과 상기 제2 도금물질과 융착되어 결합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드를 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 프로브헤드의 상면에 제1 도금물질을 도포하고, 보조기판의 저면 중 제1 도금물질과 대응되는 위치에 제2 도금물질을 도포하며, 제1 도금물질과 제2 도금물질을 융착하여 프로브헤드와 보조기판을 결합함으로써 보조기판의 고정력을 향상시켜 보조기판의 평탄도를 현저하게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 조립시간이 단축되어 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

프로브카드, 메인기판

Description

프로브 카드{Probe card}

본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로브헤드의 상면에 제1 도금물질을 도포하고, 보조기판의 저면 중 제1 도금물질과 대응되는 위치에 제2 도금물질을 도포하며, 제1 도금물질과 제2 도금물질을 융착하여 프로브헤드와 보조기판을 결합함으로써 보조기판의 고정력을 향상시켜 보조기판의 평탄도를 현저하게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 조립시간이 단축되어 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있는 프로브 카드에 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 판별하기 위해 수행하는 것으로 웨이퍼를 구성하는 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량을 판단하게 되는 프로브 카드라는 검사장치가 주로 사용되고 있다.

도1은 종래의 프로브 카드의 단면도이다.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 프로브 카드(100)는 저면에 검사대상 칩에 전기적으로 접촉되는 다수의 니들(111)이 설치되는 프로브헤드(110)와, 프로브헤드(110)의 상방에 프로브헤드(110)와 이격되게 설치되는 메인기판(120)과, 프로브헤드(110)와 메인기판(120) 사이에 개재되되 프로브헤드(110)의 가장자리부근에 설치되는 이격거리유지블럭(130)과, 상면 일측으로부터 상방으로 연장형성되어 메인기판(120) 일측에 본딩결합되는 전기연결수단(1210)을 포함하며 프로브헤드(110) 상면에 설치되어 협피치를 갖는 프로브헤드(110)의 전극 패턴과 광피치를 갖는 메인기판(120)간을 공간적으로 정합시키는 보조기판(1200) 및 프로브헤드(110)를 관통하여 이격거리 유지블럭에 고정결합되는 결합부재(150)를 포함하여 구성된다.

이러한 종래의 프로브 카드(100)는 검사대상 칩에 니들(111)을 접촉시키면 검사대상 칩으로부터 니들(111)로 전기적 신호가 전달되고, 니들(111)로 전달된 전기적 신호는 보조기판(1200)을 지나 전기연결수단(1210)을 통해 메인기판(120)으로 인가된다.

그러나 종래의 프로브 카드(100)는 결합부재(150)를 이용하여 프로브헤드(110)를 이격거리유지블럭(130)에 고정하고, 보조기판(1200)이 단순히 전기연결 수단(1210)에 의해 메인기판(120)에 고정됨으로써 보조기판(1200)의 고정력이 현저히 낮아 보조기판(1200)의 평탄도를 유지하기 어려울 뿐 아니라 결합부재(150)의 조립에 따른 시간이 소요되면서 작업시간이 현저하게 증대되어 생산성이 저하되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프로브헤드의 상면에 제1 도금물질을 도포하고, 보조기판의 저면 중 제1 도금물질과 대응되는 위치에 제2 도금물질을 도포하며, 제1 도금물질과 제2 도금물질을 융착하여 프로브헤드와 보조기판을 결합함으로써 보조기판의 고정력을 향상시켜 보조기판의 평탄도를 현저하게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 조립시간이 단축되어 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있는 프로브 카드를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 메인기판과 프로브헤드 사이에 개재되어 프로브 헤드 일측을 관통한 결합부재가 결합되는 이격거리유지블럭을 생략함으로써 소형화가 가능하고, 이에 한정된 검사공간에 다수개가 수용되어 다수의 반도체 칩을 동시에 검사할 수 있는 프로브 카드를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 프로브헤드 일측에 결합부재를 결합하고 상면으로 노출되는 결합부재의 일측에 제1 도금물질을 도포함으로써 프로브헤드에 도포되는 제1 도금물질의 접착력을 향상시켜 프로브헤드와 보조기판의 결합력을 현저하게 향상시킬 수 있는 프로브 카드를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 웨이퍼 칩에 전기적으로 접촉되어 발생되는 전기적 신호를 외부에 구비된 테스터 장비에 전달하 는 프로브 카드에 있어서, 상기 테스터장비와 전기적으로 연결되는 메인기판과, 저면으로부터 상방으로 휘어지게 탄성결합되고 검사대상 반도체 칩에 전기적으로 접촉되는 다수의 니들을 포함하고, 상기 메인기판의 하방에 설치되는 프로브 헤드 및 상기 프로브 헤드와 대향하는 면이 상기 다수의 니들과 전기적으로 연결되고, 상기 메인기판과 대향하는 면이 상기 메인기판과 전기적으로 연결되어 상기 다수의 니들로부터 발생되는 전기적 신호를 전달받아 상기 메인기판으로 전달하는 보조기판을 포함하되, 상기 프로브헤드는 상면에 제1 도금물질이 도포되고, 상기 보조기판은 저면 중 상기 제1 도금물질과 대응되는 위치에 제2 도금물질이 도포되어 상기 프로브헤드와 상기 보조기판은 상기 제1 도금물질과 상기 제2 도금물질과 융착되어 결합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드를 제공한다.

그리고, 상기 프로브헤드는 일측에 적어도 하나 이상의 결합공이 형성되고, 일단부가 상면을 통해 외부로 노출되도록 상기 결합공에 결합되는 결합부재를 포함하며, 상기 상면으로 노출된 상기 결합부재 일측에 상기 제1 도금물질이 도포되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 프로브헤드의 상면에 제1 도금물질을 도포하고, 보조기판의 저면 중 제1 도금물질과 대응되는 위치에 제2 도금물질을 도포하며, 제1 도금물질과 제2 도금물질을 융착하여 프로브헤드와 보조기판을 결합함으로써 보조기판의 고정력을 향상시켜 보조기판의 평탄도를 현저하게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 조립시간이 단축되어 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 메인기판과 프로브헤드 사이에 개재되어 프로브 헤드 일측을 관통한 결합부재가 결합되는 이격거리유지블럭을 생략함으로써 소형화가 가능하고, 이에 한정된 검사공간에 다수개가 수용되어 다수의 반도체 칩을 동시에 검사할 수 있는 효과가 있다.

또한, 프로브헤드 일측에 결합부재를 결합하고 상면으로 노출되는 결합부재의 일측에 제1 도금물질을 도포함으로써 프로브헤드에 도포되는 제1 도금물질의 접착력을 향상시켜 프로브헤드와 보조기판의 결합력을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.

도2에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드(1)는 메인기판(10)과, 프로브헤드(20) 및 보조기판(30)을 포함하여 구성된다.

메인기판(10)은 복잡한 회로 패턴이 형성된 기판으로서, 일측에 후술하는 보조기판(30)의 전기연결수단(32)이 삽입관통되는 통과공(11)이 형성된다.

이와 같은 메인기판(10)은 외부에 구비된 테스터 장비(미도시)와 연결되어 보조기판(30)으로부터 인가되는 전기적 신호를 외부에 구비된 테스터 장비(미도시)에 전달하는 역할을 하는 것으로서, 통상의 인쇄회로기판((Printed Circuit Boad:PCB)이 사용될 수 있다.

프로브헤드(20)는 하부플레이트(21)와, 하부플레이트(21) 상부에 설치되는 상부플레이트(22) 및 하부플레이트(21)와 상부플레이트(22) 사이에 개재되어 상부플레이트(22)와 하부플레이트(21) 사이에 이격공간(C)을 형성하는 미들플레이트(23) 및 일단부가 하부플레이트(21)의 하방으로 돌출되고, 일측이 이격공간에서 휘어지게 설치되며, 상단부가 보조기판(30)의 제2 전극패드(31)와 전기적으로 연결되는 니들(24)을 포함하여 구성된다.

보조기판(30)은 상기한 프로브헤드(20)과 대향하는 일면에 다수의 전극패드(31)가 형성되고, 메인기판(10)과 대향하는 타면에는 다수의 니들(24)과 대응되는 위치에 상방으로 다수의 전기연결수단(32)이 연장형성된다.

또한, 보조기판(30)은 저면 중 프로브헤드(20)에 형성된 제1 도금물질(27)과 대응되는 영역에 제2 도금물질(33)이 도포되어 제1 도금물질(27)과 제2 도금물질(33)이 융착되면서 프로브헤드(20)와 결합된다.

이와 같은 보조기판(30)은 프로브팁으로부터 인가받는 전기적신호를 후술하는 전기연결수단(32)을 통해 메인기판(10)으로 전달하는 역할을 하는 것으로서, 통상의 다층 세라믹 기판(Multi layer ceramic, MLC)이 사용될 수 있다.

상기한 전기연결수단(32)은 도전성 재질로 형성되고, 일단부가 메인기판(10)의 통과공(11)을 통해 메인기판(10)의 상면 일측에 솔더(S)에 의해 본딩결합되고, 타단부가 보조기판(30)의 전극패드(31)에 본딩결합되어 보조기판(30)으로부터 전달되는 전기적 신호를 메인기판(10)으로 전달될 수 있도록 통전로를 제공하는 역할을 한다.

이러한 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드(1)는 보조기판(30)의 고정력을 향상시켜 보조기판(30)의 평탄도를 현저하게 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 조립시간이 단축되어 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

또한, 메인기판(10)과 프로브헤드(20) 사이에 개재되어 프로브 헤드 일측을 관통한 결합부재(26)가 결합되는 이격거리유지블럭을 생략함으로써 소형화가 가능하고, 이에 한정된 검사공간에 다수개가 수용되어 다수의 반도체 칩을 동시에 검사할 수 있는 특징이 있다.

아울러 프로브헤드(20) 일측에 결합부재(26)를 결합하고 상면으로 노출되는 결합부재(26)의 일측에 제1 도금물질(27)을 도포함으로써 프로브헤드(20)에 도포되는 제1 도금물질(27)의 접착력을 향상시켜 프로브헤드(20)와 보조기판(30)의 결합력을 현저하게 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

도3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.

도3 실시예의 기본적인 구성은 도2의 실시예와 동일하나 제1 도금물질(27)이 상부플레이트(22)에 접착되는 접착력이 향상되도록 구성된 것이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 전 실시예와 달리 프로브헤드(20)는 일측에 적어도 하나 이상의 결합공(25)이 형성되어 있으며, 일단부가 상면을 통해 외부로 노출되도록 결합공(25)에 결합되는 결합부재(26)를 포함한다.

아울러, 프로브헤드(20)는 상면으로 노출된 결합부재(26) 일측에 제1 도금물질(27)이 도포되는 것이 바람직하다.

이는 세라믹재질로 형성되는 상부플레이트(22)에 제1 도금물질(27)이 도포되는 경우 제1 도금물질(27)의 접착력이 약해 상부플레이트(22)로부터 제1 도금물질(27)이 탈거되는 것을 방지하고자 하는 것으로서, 결합부재(26)의 일측에 제1 도금물질(27)을 도포하여 상부플레이트(22)에 접착되는 제1 도금물질(27)의 접착력이 향상되도록 한 것이다.

그 외의 구조는 전술한 기본 실시예와 동일하므로 나머지 설명은 생략하기로 한다.

도4는 국소용융장치의 일예인 Quick사의 IR2005를 나타낸 사진이다.

본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드(1)는 보조기판(30) 또는 프로브헤드(20) 수리시 보조기판(30)과 프로브헤드(20)의 분리가 용이하게 이루어질 수 있도록 구성된 것으로서, 도3에서 보는 Quick사의 IR2005(200)과 같은 국소용융장치를 이용하여 보조기판(30)과 프로브헤드(20)를 분리할 수 있는데, 이하에서는 일례로 Quick사의 IR2005(200)를 이용하여 보조기판(30)과 프로브헤드(20)를 분리하는 방법을 살펴보도록 한다.

보조기판(30)과 프로브헤드(20)의 분리방법을 설명하기에 앞서 국소용융장치(200)의 구성을 첨부된 도3을 참조하여 설명하도록 한다.

도4에서 보는 바와 같이 Quick사의 IR2005(200)는 프로브 카드(1)를 고정하는 지그(211)가 형성된 받침플레이트(210)와, 받침플레이트(210)의 상부에 상하가능하게 설치되는 히팅빔출사부(220)와, 받침플레이트(210)의 지그(211)에 고정된 프로브 카드(1)의 도금위치를 확인하기 위한 위치확인카메라(230) 및 각 구성의 동작정보를 입력하기 위한 조작반(240)을 포함하여 구성된다.

이러한 구성을 갖는 국소용융장치(200)를 이용하여 본 발명의 일실시예에 따른 프로브헤드(20) 및 보조기판(30)의 분리동작을 살펴보면, 본 발명의 일실시예의 프로브카드를 받침플레이트(210)의 지그에 고정하되, 프로브 카드(1)의 측부가 상방으로 향하도록 설치한다.

이후, 위치확인카메라(230)를 이용하여 프로브카드의 제1 도금물질(27) 및 제2 도금물질(33)의 위치를 확인하고, 확인된 위치에 따라 조작반(240)을 조작하여 히팅빔출사부(220)에서 제1 도금물질(27) 및 제2 도금물질(33)로 레이저빔을 출사하도록 함으로써 제1 도금물질(27) 및 제2 도금물질(33)을 용융시켜 보조기판(30)과 프로브헤드(20)를 분리한다.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드(1)는 상기한 국소용융장치(200)를 이용하여 보조기판(30)과 프로브헤드(20)를 간단하게 분리할 수 있어 그 교체 및 수리가 용이하고, 교체 및 수리에 소요되는 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 특징이 있다.

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 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도1은 종래의 프로브 카드의 단면도,

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 카드의 단면도,

도3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도,

도3은 국소용융장치의 일예인 Quick사의 IR2005를 나타낸 사진.

<주요도면부호에 관한 설명>

1 : 프로브 카드 10 : 메인기판

11 : 통과공 20 : 프로브헤드

21 : 하부플레이트 22 : 상부플레이트

23 : 미들플레이트 24 : 니들

25 : 결합공 26 : 결합부재

27 : 제1 도금물질 30 : 보조기판

31 : 전극패드 32 : 전기연결수단

33 : 제2 도금물질 200 : 국소용융장치

210 : 받침플레이트 220 : 히팅빔출사부

230 : 위치확인카메라 240 : 조작반

Claims (2)

1. 웨이퍼 칩에 전기적으로 접촉되어 발생되는 전기적 신호를 외부에 구비된 테스터 장비에 전달하는 프로브 카드에 있어서,

   상기 테스터장비와 전기적으로 연결되는 메인기판과;

   저면으로부터 상방으로 휘어지게 탄성결합되고 검사대상 반도체 칩에 전기적으로 접촉되는 다수의 니들을 포함하고, 상기 메인기판의 하방에 설치되는 프로브 헤드; 및

   상기 프로브 헤드와 대향하는 면이 상기 다수의 니들과 전기적으로 연결되고, 상기 메인기판과 대향하는 면이 상기 메인기판과 전기적으로 연결되어 상기 다수의 니들로부터 발생되는 전기적 신호를 전달받아 상기 메인기판으로 전달하는 보조기판을 포함하되,

   상기 프로브헤드는 상면에 제1 도금물질이 도포되고, 상기 보조기판은 저면 중 상기 제1 도금물질과 대응되는 위치에 제2 도금물질이 도포되어 상기 프로브헤드와 상기 보조기판은 상기 제1 도금물질과 상기 제2 도금물질과 융착되어 결합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 프로브헤드는 일측에 적어도 하나 이상의 결합공이 형성되고, 일단부가 상면을 통해 외부로 노출되도록 상기 결합공에 결합되는 결합부재를 포함하며, 상기 상면으로 노출된 상기 결합부재 일측에 상기 제1 도금물질이 도포되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.

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