KR101176932B1 - 반도체 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치에 관한 것으로, 본 발명의 장치는, 반도체 칩이 접합된 테이프의 테스트 패드와 접촉되어 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하는 프로브 카드가 안착되는 테스트 헤드; 프로브 카드에 구비된 니들에 대응되게 상부에 이격 설치되어 테이프의 상부를 지지하면서 테스트 패드가 니들에 접촉되도록 하강 및 상승하는 테이프 클램프; 테스트 헤드에 안착된 프로브 카드의 상면 둘레에 가압되게 설치되는 포고 링; 테이프 클램프의 하면에 대응하는 포고 링 상부면 양단에 각각 설치되어 테이프 클램프의 하강 시 테이프 클램프의 하면이 접촉되어 변위 값을 감지하는 제1, 제2 변위센서; 제1, 제2 변위센서에서 감지된 변위 값을 각각 표시하는 표시부; 및 포고 링의 상부에 등간격으로 볼트 체결이 가능한 형상으로 복수 개 형성되어, 볼트의 체결시 프로브 카드가 눌려지면서 제1,제2 변위센서에서 감지되는 변위 값이 조절되도록 하는 볼트 체결구를 포함하여 구성되며, 이에 의해, 프로브 카드의 수평 조절을 위해 포고 링을 재설치할 필요가 없고 기존에 비해 신속하고 정확한 수평 설치가 가능하다.

Description

반도체 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치{Apparatus for controlling horizon of probe card for testing semiconductor chip}

본 발명은 반도체 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체 필름에 접합된 반도체 칩의 접촉력을 향상시켜 반도체 칩의 검사 효율을 높일 수 있는 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치에 관한 것이다.

최근 전자기기의 소형화와 박형화 및 경량화 요구에 따라 테이프 패키지(Tape Carrier Package; TCP)나 칩 온 필름 패키지(Chip On Film Package; COP Package) 등과 같이 테이프 배선 기판을 이용하는 반도체 패키지가 개발되어 사용되고 있다. 테이프 배선 기판은 베이스 필름(base film) 상에 구리 등의 전도성 금속으로 막질을 형성하고 그 막질을 식각 등의 방법으로 패터닝(patterning)하여 회로 배선이 형성되기 때문에, 회로 배선의 폭이 작고 회로 배선간의 피치(pitch)가 작으며, 두께가 얇은 필름을 사용하기 때문에 두께와 크기 및 무게 면에서 리드 프레임이나 인쇄 회로 기판에 비하여 우수하다. 따라서, 이 테이프 배선 기판을 사용하는 반도체 패키지는 리드 프레임이나 인쇄 회로 기판을 이용하는 반도체 패키지에 비하여 소형화와 경량화 및 박형화에 있어서 유리한 구조를 가지므로, 티에프티 엘시디(TFT-LCD; Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) 구동용 반도체 칩을 적재 및 패키징하는데 주로 사용된다.

이러한 반도체 패키지가 제작되면, 최종적으로 테스트하는 공정이 필요한데, 이때 이용되는 것이 프로브 카드(Probe Card)이다. 이러한 프로브 카드는 반도체 소자의 정상 작동 유무를 확인하는 테스트 장치이다. 프로브 카드에는 반도체 칩이 접합되어 있는 테이프의 테스트 단자와 접촉되어 전기적 신호가 인가도록 하여 반도체 칩의 이상 유무를 판별하기 위한 다수개의 니들(Needle)이 설치되어 있다.

이와 같은 프로브 카드는 테이프에 접합된 반도체 칩의 테스트를 위해 핸들러(Handler)라는 장치의 테스트 헤더(Tester Head)에 설치된다.

도 1은 기존에 테이프에 접합된 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하기 위해 프로브 카드가 테스트 헤드에 설치된 예를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 프로브 카드(20)는 핸들러의 테스트 헤드(5)에 안착되고, 포고 링(Pogo Ring)(30)으로 안착된 프로브 카드(20)가 이탈되지 않도록 고정시켜준다. 이후, 프로브 카드(20)에 설치된 니들(22,24)의 상부에 테이프가 이송되는 공간을 위한 일정 간격을 두고 테이프 클램프(Tape Clamp)(10)가 설치된다. 테이프 클램프(10)는 반도체 칩이 접합된 테이프의 테스트 패드가 니들(22,24)에 접촉되도록 상하로 압력을 가하는 기능을 갖는다.

그런데, 작업자에 의해 수작업으로 설치되는 프로브 카드(20)는 테이프의 테스트 패드가 니들(22,24)에 모두 접촉되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 실제 반도체 칩에 불량 유무와 무관하게 반도체 칩의 테스트 불량이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 테스트 중인 반도체 칩에 대한 오픈/쇼트(open/short)가 발생하여 반도체 칩을 쓸 수 없게 되는 단점이 있다.

이 경우, 프로브 카드(20)의 수평을 다시 잡아주어야 하는데, 이를 위해서는 설치된 포고 링(30)을 다시 제거하고 받침대(42,44)를 추가한 후, 다시 포고 링(30)으로 프로브 카드(20)를 고정시키는 공정이 필요하다.

이에 따라, 프로브 카드(20)를 설치하고 실제 반도체 칩을 테스트하기 위한 시간에 손실이 발생학 되는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 반도체 필름에 접합된 반도체 칩의 검사를 위해 이용되는 프로브 카드를 보다 신속하고 정확한 수평 설치가 가능하도록 안내하는 프로브 카드의 수평 조절 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 반도체 필름에 접합된 반도체 칩의 접촉력을 향상시켜 반도체 칩의 검사 효율을 높일 수 있는 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치는, 반도체 칩이 접합된 테이프의 테스트 패드와 접촉되어 상기 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하는 프로브 카드가 안착되는 테스트 헤드; 상기 프로브 카드에 구비된 니들에 대응되게 상부에 이격 설치되어 상기 테이프의 상부를 지지하면서 상기 테스트 패드가 상기 니들에 접촉되도록 하강 및 상승하는 테이프 클램프; 상기 테스트 헤드에 안착된 프로브 카드의 상면 둘레에 가압되게 설치되는 포고 링; 상기 테이프 클램프의 하면에 대응하는 상기 포고 링 상부면 양단에 각각 설치되어 상기 테이프 클램프의 하강 시 상기 테이프 클램프의 하면이 접촉되어 변위 값을 감지하는 제1, 제2 변위센서; 상기 제1, 제2 변위센서에서 감지된 상기 변위 값을 각각 표시하는 표시부; 및 상기 포고 링의 상부에 등간격으로 볼트 체결이 가능한 형상으로 복수 개 형성되어, 상기 볼트의 체결시 상기 프로브 카드가 눌려지면서 상기 제1,제2 변위센서에서 감지되는 상기 변위 값이 조절되도록 하는 볼트 체결구; 를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치는, 상기 테이프 클램프의 상부면에 고정 설치되어 상기 제1, 제2 변위센서가 고정되게 설치되도록 지지하는 록 테이블; 을 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 제1, 제2 변위센서는 상기 테이프 클램프의 하강 및 상승시 상기 테이프 클램프의 하면과 접촉되어 길이 방향으로 압축 및 복원되는 탄성부재를 구비하고, 상기 탄성부재의 압축된 길이에 대응하여 상기 변위 값의 크기를 감지한다. 여기서, 상기 제1, 제2 변위센서의 상기 탄성부재는 스프링 소재로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 테이프 클램프의 하부에 수직하게 대응되는 프로브 카드를 고정시키는 포고 링의 상부에 각각 변위센서가 설치되어 테이프 클램프의 하강시 각 변위센서에서 변위 값을 산출하여 표시부를 통해 표시되도록 하고, 포고 링의 상부에 등각도로 적어도 4개의 볼트 체결구를 각각 1개씩 형성되어 볼트가 볼트 체결구에 체결됨에 따라 프로브 카드의 수평이 조절되어 변위센서의 값이 변화되도록 구성함으로써, 프로브 카드의 수평 조절을 위해 포고 링을 재설치할 필요가 없고 기존에 비해 신속하고 정확한 수평 설치가 가능한 장점이 있다.

도 1은 기존에 테이프에 접합된 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하기 위해 프로브 카드가 테스트 헤드에 설치된 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 테이프 클램프가 하강시 그 끝단이 접촉되면서 변위 값을 획득하는 포고 링의 상단에 설치된 변위센서의 동작 원리를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 프로브 카드의 수평을 조절하도록 구성된 포고 링의 구성을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 칩 검사용 프로브 카드의 수평 조절 장치를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 프로브 카드의 수평 조절 장치는 테스트 헤드(110)의 상부에 안착되는 프로브 카드(120)의 상면 둘레에 포고 링(130)이 가압되게 설치되어 프로브 카드(120)가 이탈되지 않도록 한다.

포고 링(130)의 상부면 중에서, 테이프 클램프(160)의 설치 방향과 동일한 방향에 대응하는 위치의 상부면에는 록 테이블(Rock Table)(142,144)이 설치된다. 즉, 록 테이블(142,144)은 테이프 클램프(160)의 하면에 대응하는 포고 링(130)의 상부면 양단에 테이프 클램프(160)의 이동 방향에 대응되게 설치된다.

록 테이블(142,144)의 상부면에는 각각 가해지는 압력에 대응하여 변위 값을 감지하는 변위센서(152,154)가 테이프 클램프(160)의 하면을 향해 일직선으로 설치된다.

테이프 클램프(160)는 반도체 칩이 접합된 테이프의 테스트 패드가 니들(122,124)에 접촉되도록 상하로 이동하면서 압력을 가하는 기능을 갖는다.

이와 같은 구성을 통해, 본 실시예에서는 반도체 칩의 테스트 공정을 수행하기 전에 프로브 카드(120)가 수평되게 설치되었는지를 먼저 판단하고 이에 따른 수평을 조작하도록 안내하는 기술을 제공한다.

테이프 클램프(160)가 하강하면, 테이프 클램프(160)의 양측 하단이 변위센서(152,154)의 상단과 접촉된다. 이후 테이프 클램프(160)의 하강이 지속되면, 변위센서(152,154)의 상단이 가해지는 압력에 의해 눌려지고 이에 대응하는 변위 값을 산출하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 테이프 클램프가 하강시 그 끝단이 접촉되면서 변위 값을 획득하는 포고 링의 상단에 설치된 변위센서의 동작 원리를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 변위센서(152)는 상부가 가해지는 압력에 대응하여 압축되고 복원되는 스프링과 같은 탄성부재로 구성되고, 그 상부 끝단에는 테이프 클램프(160)와 접촉될 시 가해지는 압력을 지지하면서 하부의 스프링으로 전달할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 변위센서(152)는 가해지는 압력에 대응하는 스프링이 수축한 값에 대응하여 변위 값을 산출할 수 있도록 구성되어 있다. 이를 위해, 변위센서(152)는 적어도 스프링과 같은 압력 수용부, 변위 값 산출부, 및 산출된 변위 값을 외부로 전송하는 전송부를 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시예에서 변위센서(152,154)는 테이프 클램프(160)로부터 가해지는 압력에 대응하여 산출된 변위 값을 표시부(170)로 전송한다.

표시부(170)는 각 변위센서(152,154)에서 감지된 변위 값을 각각 표시한다. 이를 통해, 작업자가 변위 값의 동일 여부에 기초하여 프로브 카드(120)의 수평 설치 여부를 판단할 수 있도록 한다. 즉, 변위센서(152,154)에서 감지된 각각의 변위 값이 동일하면 프로브 카드(120)가 수평하게 설치된 것이고, 동일하지 않으면 프로브 카드(120)가 수평하지 않게 설치된 것임을 알 수 있도록 하는 것이다.

본 실시예에서 프로브 카드(120)가 수평하지 않게 설치된 경우, 프로브 카드(120)의 상단부에 설치된 포고 링(130)을 이용하여 프로브 카드(120)의 수평을 조절하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 프로브 카드의 수평을 조절하도록 구성된 포고 링의 구성을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 포고 링(130)에는 그 상부면을 따라 등간격으로 4개의 볼트 체결구(132,134,236,138)가 각각 1개씩 형성되어 있고, 형성된 볼트 체결구(132,134,236,138)에 체결되는 볼트(180)에 의해 프로브 카드(120)에 압력이 전달되어 눌려지게 된다. 여기서 볼트 체결구(132,134,236,138)는 다수개로 형성되어 있어도 본 실시예가 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명의 프로브 카드(160)에 대한 수평 조절 장치를 이용한 프로브 카드의 수평 설치 과정은 다음과 같다.

먼저, 설치된 프로브 카드(120)의 수평 확인인 위해 테이프 클램프(160)를 하강시켜 변위센서(152,154)에 접촉되면, 변위센서(152,154)는 테이프 클램프(160)의 접촉에 대응하여 가해지는 압력을 통해 눌려진 길이에 대응하는 변위 값을 산출하여 표시부(170)에 제공한다.

표시부(170)는 변위센서(152,154)로부터 제공받은 변위센서(152,154)에서 감지된 변위 값을 표시한다.

표시된 값이 서로 다른 값이면, 작업자에 의해 포고 링(130)에 형성된 볼트 체결구(132,134,236,138)에 볼트(180)가 체결되어, 변위센서(152,154)로부터 제공받은 변위 값이 서로 동일한 값이 되도록 한다.

이때, 변위센서(152,154)로부터 제공받은 변위 값이 동일한 값이 되면, 프로브 카드(120)가 수평하게 설치된 것으로 판단될 수 있다.

본 발명에 따르면, 테이프 클램프의 하부에 수직하게 대응되는 프로브 카드를 고정시키는 포고 링의 상부에 각각 변위센서가 설치되어 테이프 클램프의 하강시 각 변위센서에서 변위 값을 산출하여 표시부를 통해 표시되도록 하고, 포고 링의 상부에 등각도로 적어도 4개의 볼트 체결구를 각각 1개씩 형성되어 볼트가 볼트 체결구에 체결됨에 따라 프로브 카드의 수평이 조절되어 변위센서의 값이 변화되도록 구성함으로써, 프로브 카드의 수평 조절을 위해 포고 링을 재설치할 필요가 없고 기존에 비해 신속하고 정확한 수평 설치가 가능한 장점이 있다.

이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 및 균등한 타 실시가 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부한 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 반도체 칩이 접합된 테이프의 테스트 패드와 접촉되어 상기 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하는 프로브 카드가 안착되는 테스트 헤드;
   상기 프로브 카드에 구비된 니들에 대응되게 상부에 이격 설치되어 상기 테이프의 상부를 지지하면서 상기 테스트 패드가 상기 니들에 접촉되도록 하강 및 상승하는 테이프 클램프;
   상기 테스트 헤드에 안착된 프로브 카드의 상면 둘레에 가압되게 설치되는 포고 링;
   상기 테이프 클램프의 하면에 대응하는 상기 포고 링 상부면 양단에 각각 설치되어 상기 테이프 클램프의 하강 시 상기 테이프 클램프의 하면이 접촉되어 변위 값을 감지하는 제1, 제2 변위센서;
   상기 제1, 제2 변위센서에서 감지된 상기 변위 값의 동일 여부에 기초하여 작업자가 상기 프로브 카드의 수평 설치 여부를 판단할 수 있도록, 상기 변위 값을 각각 표시하는 표시부; 및
   상기 포고 링의 상부에 등간격으로 볼트 체결이 가능한 형상으로 복수 개 형성되어, 상기 볼트의 체결시 상기 프로브 카드가 눌려지면서 상기 제1,제2 변위센서에서 감지되는 상기 변위 값이 조절되도록 함으로써, 상기 작업자가 상기 표시부에 표시된 상기 변위 값이 서로 동일한 값이 되도록 하여 상기 프로브 카드의 수평을 조절하도록 하는 볼트 체결구;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 수평 조절 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 테이프 클램프의 상부면에 고정 설치되어 상기 제1, 제2 변위센서가 고정되게 설치되도록 지지하는 록 테이블;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 수평 조절 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1, 제2 변위센서는 상기 테이프 클램프의 하강 및 상승시 상기 테이프 클램프의 하면과 접촉되어 길이 방향으로 압축 및 복원되는 탄성부재를 구비하고,
   상기 탄성부재의 압축된 길이에 대응하여 상기 변위 값의 크기를 감지하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 수평 조절 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1, 제2 변위센서의 상기 탄성부재는 스프링 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 수평 조절 장치.

Images