KR101270036B1 - 칩 검사용 프로브 장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 칩의 품질을 검사하기 위한 프로브 장치에 관한 것으로, 신뢰성과 내구성이 우수한 칩 검사용 프로브 장치에 관하여 개시한다.
본 발명은 중앙에 관통공을 구비하는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 전면에 부착되며 복수개의 핀홀을 구비하는 핀홀더; L자 형상으로 형성되어 수평단부는 상기 인쇄회로기판에 구비되는 회로패턴의 일측단부에 각각 연결되고, 수직단부는 상기 핀홀의 상면으로 노출되는 복수개의 프로브핀; 및 상기 인쇄회로기판의 배면에 부착되는 배면커버;를 포함하는 칩 검사용 프로브 장치를 제공한다.

Description

칩 검사용 프로브 장치{PROBE DEVICE FOR TESTING IC CHIP}
본 발명은 반도체 칩의 품질을 검사하기 위한 프로브 장치에 관한 것으로, 신뢰성과 내구성이 우수한 칩 검사용 프로브 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자제품 내에는 다수의 집적회로 칩을 포함하는 전자소자가 장착되어 있으며, 이들 전자소자는 전자제품의 성능을 결정하는 중요한 역할을 수행한다. 전자소자는 대부분 전류를 통과시키는 도체로 이루어지는 것이 대부분이나 최근에는 도체와 부도체의 중간 정도의 저항을 갖는 반도체가 많이 사용되고 있다.
집적회로 칩(이하, 칩)은 전자제품에 장착되어 제품의 성능을 결정하는 중요한 역할을 수행한다. 따라서, 전자제품에 칩이 장착되어 전자제품이 조립 완성되기 전에, 생산된 집적회로 칩이 제 성능을 가지는 양품인지 불량품인지를 검사해야 할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 내구성과 신뢰성이 우수한 칩 검사용 프로브 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 프로브 장치의 손상 여부를 쉽게 확인할 수 있는 칩 검사용 프로브 장치를 제공함에 있다.
본 발명은 중앙에 관통공을 구비하는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 전면에 부착되며 복수개의 핀홀을 구비하는 핀홀더; L자 형상으로 형성되어 수평단부는 상기 인쇄회로기판에 구비되는 회로패턴의 일측단부에 각각 연결되고, 수직단부는 상기 핀홀의 상면으로 노출되는 복수개의 프로브핀; 및 상기 인쇄회로기판의 배면에 부착되는 배면커버;를 포함하는 칩 검사용 프로브 장치를 제공한다.
상기 핀홀더와 상기 배면커버는 투명재질로 형성되는 것이 바람직하며, 특히, 상기 핀홀더는 크리스탈 글라스 재질이고, 상기 배면커버는 정전기 방지(antistatic) 성능을 갖는 투명합성수지 재질인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 핀홀더와 상기 배면커버는 탈부착 가능하도록 형성되어 유지보수의 편의성을 향상시키는 것이 바람직하다.
상기 프로브핀은 베릴륨동(BeCu) 재질로 이루어지며, 표면에는 동도금층, 니켈도금층, 금도금층이 순차적으로 형성된 것이 바람직하다. 이 때, 상기 금도금층은 2~4㎛ 범위이면 더욱 바람직하다.
또한, 상기 프로브핀의 수평단부는 상기 수직부와 동일한 방향으로 절곡되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 칩 검사용 프로브 장치는, 상기 인쇄회로기판의 배면에 결합되는 복수개의 지지대를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 인쇄회로기판과, 상기 배면커버의 사이에 이격간격을 형성하는 것이 바람직하며, 이를 위해 상기 인쇄회로기판과 상기 배면커버의 사이에 이격재를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 인쇄회로기판의 회로패턴의 타측단부에 연결되는 암커넥터를 더 포함할 수 있으며, 이 때 상기 암커넥터은 상기 인쇄회로기판의 가장자리에 배열되는 것이 비람직하다.
본 발명은 프로브핀이 탄성력을 가지고 검사 대상 침에 안정적으로 접속할 수 있는 구조를 제공함으로써, 칩 검사의 신뢰성을 향상시키는 효과를 가져온다.
또한, 본 발명은 프로브핀의 상태를 외부에서 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 구조를 제공한다.
아울러, 본 발명에 따른 칩 검사용 프로브 장치는 접촉저항이 낮고 내구성이 우수한 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칩 검사용 프로브 장치의 분리사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 칩 검사용 프로브 장치의 결합사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 칩 검사용 프로브 장치와 검사장비의 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 칩 검사용 프로브 장치에 구비되는 핀홀더에 형성되는 다양한 형태의 핀홀을 나타낸 도면임.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 칩 검사용 프로브 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 이점 및 특성, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칩 검사용 프로브 장치의 분리사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 칩 검사용 프로브 장치의 결합사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 칩 검사용 프로브 장치(100)는 중앙에 관통공(112)을 구비하는 인쇄회로기판(110)과, 상기 인쇄회로기판(110)의 전면에 부착되며 복수개의 핀홀(122)을 구비하는 핀홀더(120)와, L자 형상으로 형성되어 수평단부(134a)는 상기 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(114) 일측단부에 연결되고, 수직단부(132a)는 상기 핀홀더(120)의 상면으로 노출되는 복수개의 프로브핀(130)과, 상기 인쇄회로기판(110)의 배면에 부착되는 배면커버(140)를 포함한다.
본 발명에 따른 칩 검사용 프로브 장치(100)는 작은 크기를 가지는 칩의 접점을 검사장비와 간편하게 연결할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명에 따른 칩 검사용 프로브 장치(100)는 칩의 접점 위치에 대응하는 수직관통공을 구비하는 핀홀더(120)를 구비한다.
핀홀더(120)에는 L자 형상의 프로브핀(130)이 장착되는데, 수직단부(132a)가 칩의 접점에 접속된다. 그리고 수평단부(134a)는 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(114)에 연결되며, 회로패턴(114)은 다시 암커넥터(150)에 연결된다.
인쇄회로기판(110)에 형성되는 회로패턴(114)은 관통공(112)의 주변에서 시작되어 인쇄회로기판(110)의 테두리부에서 끝나도록 형성되어 있으며, 관통공(112) 주변에 형성된 회로패턴(114)의 일측 단부(114a)는 프로브핀(130)에 연결되고, 테두리부에 형성된 회로패턴(114)의 타측 단부(114b)는 암커넥터(150)에 연결된다.
암커넥터(150)에는 검사장비와 연결된 수커넥터(미도시)가 연결됨으로써, 본 발명에 따른 침 검사용 프로브 장치(100)에 장착된 칩이 검사장비에 접속된다.
핀홀더(120)는 투명재질로 제조되는 것이 바람직하다. 핀홀더(120)가 투명재질로 이루어지면 핀홀더(120)를 제거하지 않고도 프로브핀(130)의 변형여부를 육안으로 쉽게 확인 할 수 있다.
핀홀더(120)의 재질로는 크리스탈 글라스(crystal glass)를 사용할 수 있다.
크리스탈 글라스는 투명도가 높아, 프로브핀(130)의 상태 확인이 용이하며 정전기를 발생시키지 않아 핀홀(122)로 이물질이 부착되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가져온다.
본 발명에 다른 칩 검사용 프로브 장치(100)는 프로브핀(130)이 수직부(132)와 수평부(134)가 일체로 형성된 L자 형상을 가지고, 수직단부(132a)가 칩의 접점에 접속되도록 함으로써, 프로브핀과 침의 안정적인 접속을 확보할 수 있다.
안정적인 접속을 위해서는 프로브핀(130)의 탄성이 요구되는데, 프로브핀의 탄성은 재질 자체의 탄성력과 L자 형상이 가지는 특성에 의해서 확보될 수 있다.
또한 프로브핀(130)의 수직부(132)가 핀홀더(120)의 핀홀(122)에 수용되어 있기 때문에 수직부(132)의 변형을 방지할 수 있다. 따라서, 반복사용에도 변형되지 않고 일정한 접속 성능을 발휘하게 된다.
인쇄회로기판(110)은 중앙에 관통공(112)을 구비하며, 관통공(112)의 주변에서 시작되어 외측으로 연장되는 회로패턴(114)을 구비한다. 상기 관통공(112)을 통해 프로브핀(130)의 수직부(132)가 프로브핀(130)의 수직부(132)가 통과하게 된다.
관통공(112) 주변에 배치되는 회로패턴(114)의 단부는 프로브핀(130)의 수평단부와 연결되며, 인쇄회로기판의 외측에 배치되는 회로패턴(114)의 단부는 암커넥터(150)와 연결된다.
배면커버(140)는 프로브핀(130)의 수평부(134)를 지지하는 역할을 수행한다.
배면커버(140)는 수평부(134)의 아래쪽을 지지함으로써 수평부(134)가 쳐지는 현상을 방지하며, 수평단부(134a)와 인쇄회로기판(110)이 접속된 부분이 파손되는 것을 방지한다.
배면커버(140)는 투명재질로 형성되어, 프로브핀(130)의 형태를 외부에서 쉽게 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한 배면커버(140)는 정전기 방지(antistatic) 기능을 가지는 재질로 제조됨이 바람직하다. 배면커버(140)에 정전기가 발생하면, 배면커버(140)와 인쇄회로기판 사이에 이물질이 부착될 우려가 있다.
또한, 배면커버(140)는 인쇄회로기판(110)에 탈부착 가능한 체결수단에 의하여 결합되는 것이 바람직하다. 이는 일부 프로브핀(130)이 손상되거나 점검이 필요한 경우 배면커버(140)를 탈거하고 프로브핀(130)을 교체하거나 점검할 수 있도록 하기 위한 것이다.
프로브핀(130)은 수직부(132)와 수평부(134)를 구비하는 L자 형상을 가지며, 수직부(132)의 단부(132a)는 칩의 접점에 접속되고, 수평부(134)의 단부(134a)는 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(114)에 연결된다. 특히, 수평부(134)의 단부(134a)는 수직부(132)와 동일한 방향으로 절곡되어 인쇄회로기판(110)에 삽입될 수 있도록 하면 프로브핀(130)을 보다 쉽게 인쇄회로기판(110)에 연결할 수 있게 된다.
프로브핀(130)은 베릴률동(BeCu) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 베릴륨동 재질의 프로브핀은 탄성력이 우수하며, 범용 스프링재로 사용되는 인청동(P Cu)과 비교하여 내용(耐用) 특성이 우수한 효과를 가진다.
이러한 프로브핀(130)은 접촉저항 감소를 위하여 도금하여 사용할 수 있다.
프로브핀(130)의 도금은 베릴륨동 재질의 모재를 산세한후, 동(Cu)으로 도금하고, 니켈(Ni) 도금과 금(Au) 도금을 순차적으로 수행하는 것이 바람직하다.
접촉 저항을 감소시키기 위해서는 표면에 금(Au) 도금을 형성하는 것이 바람직한데, 베릴륨동 재질의 모재에 직접 금(Au)을 도금하면, 부착력이 약해 충분한 내구성이 확보되지 못한다. 따라서, 중간층으로 동 도금층과 니켈 도금층을 형성함으로써 도금층의 내구성을 확보하는 것이다.
금(Au) 도금층은 사용에 의하여 손상, 마모되므로 100만회 이상의 사용횟수를 확보하기 위해서는 금(Au) 도금층의 두께를 2~4㎛로 형성하는 것이 바람직하다. 도금층의 두께가 2㎛ 미만이면 충분한 사용횟수를 확보할 수 없으며 4㎛ 초과는 지나친 원가 상승을 가져오므로 바람직하지 못하다.
또한, 상기 인쇄회로기판(110)의 배면에는 복수개의 지지대(160)가 결합된다. 지지대(160)는 본 발명에 따른 검사용 프로브 장치를 다른 장비에 고정할 때 사용된다.
도 3은 본 발명에 따른 칩 검사용 프로브 장치의 단면을 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 검사 대상 칩이 핸들러에 고정된 상태로 프로브핀(130)의 수직단부에 밀착하면, 칩의 접점이 프로브핀에 연결되고, 인쇄회로기판(110)의 회로패턴(114)과 암커넥터(150)를 거쳐 검사장비(미도시)로 연결되어, 검사장비가 칩(10)의 검사를 수행할 수 있게 된다.
검사 대상 칩(10)을 프로브핀(130) 상단에 밀착하면, 그에 따라 프로브핀(130)이 하방으로 쳐지면서 탄성 변형하게 되는데, 이 때 프로브핀(130)의 수평부(134)는 배면커버(140)에 의하여 제한되므로 일정 범위에서만 프로브핀(130)이 변형하게 된다.
프로브핀(130)의 탄성 변형을 유도하기 위해서는 배면커버(140)와 인쇄회로기판(110)의 배면 사이에 이격간격(G)이 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해 배면커버(140)와 인쇄회로기판(110)의 체결시에, 배면커버(140)와 인쇄회로기판(110) 사이에 간격재(149)를 배치할 수 있다. 간격재(149)를 배치하게 되면, 배면커버(140)와 인쇄회로기판(110)의 사이에 간격재의 두께에 해당하는 이격간격(G)이 발생하며, 이 영역에서 프로브핀(130)의 수평부(134)가 상하로 이동할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 칩 검사용 프로브 장치에 구비되는 핀홀더에 형성되는 다양한 형태의 핀홀을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 검사대상 칩의 접점 형태에 따라 핀홀을 다양한 형태로 형성할 수 있다.
(a)는 양측에 3개, 중앙에 1개 총 7개의 접점을 가지는 칩에 대응한 핀홀의 배치를 나타낸 것이며,
(b)는 양측에 8개의 접점을 가지고 있어, 총 16개의 접점을 가지는 칩에 대응한 핀홀의 배치를 나타낸 것이고,
(c)는 사면에 4개의 접점을 가지고 있어, 총 16개의 접점을 가지는 칩에 대응한 핀홀의 배치를 것이고,
(d)는 사면에 8개의 접점을 가지고 있어, 총 32개의 접점을 가지는 칩에 대응한 핀홀의 배치를 것이다.
이외에도 각각의 칩의 접점 위치에 대응하게 핀홀을 형성하여 다양한 형태의 칩의 검사에 사용될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 칩 검사용 프로브 장치는 프로브핀의 수직단부에 칩의 접점이 안정적으로 접속될 수 있는 효과를 가져온다. 칩 검사과정에서 프로브핀이 상하로 이동하게 되는데, 프로브핀은 핀홀더와 배면커버에 의하여 구속되므로 탄성변형 영역에서만 상하로 유동하게 된다. 따라서 사용횟의 증가에도 프로브핀의 형상이 변형되지 않는 효과를 가져온다.
다른 한편으로, 본 발명에 따른 칩 검사용 프로브 장치는 프로브핀의 재질로 내용성이 우수한 베릴륨동(BeCu) 재질을 사용하고, 외면을 금도금함으로써 내구성과 낮은 접촉 저항을 확보할수 있다.
10 : 검사대상 칩
100 : 프로브 장치
110 : 인쇄회로기판
120 : 핀홀더
130 : 프로브핀
140 : 배면커버
150 : 암커넥터
160 : 지지대

Claims (15)

  1. 중앙에 관통공을 구비하는 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 전면에 부착되며 복수개의 핀홀을 구비하는 핀홀더;
    수직부와 수평부가 L자 형상으로 형성되어 수평단부는 상기 인쇄회로기판에 구비되는 회로패턴의 일측단부에 각각 연결되고, 수직부는 상기 핀홀더에 수용된 상태에서 수직단부가 상기 핀홀의 상면으로 노출되는 복수개의 프로브핀;
    상기 인쇄회로기판의 배면에 부착되는 배면커버; 및
    상기 인쇄회로기판의 회로패턴의 타측단부에 연결되며 상기 인쇄회로기판의 가장자리에 배열되는 암커넥터;를 포함하며,
    상기 핀홀더는 투명 크리스탈 재질이고, 상기 배면커버는 정전기 방지(antistatic) 성능을 갖는 투명합성수지 재질로 형성되어 상기 프로브핀의 변형여부를 식별할 수 있으며, 상기 핀홀더와 상기 배면커버는 탈부착 가능하고, 상기 프로브핀은 베릴륨동(BeCu) 재질이며, 표면에는 동도금층, 니켈도금층, 금도금층이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 칩 검사용 프로브 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 금도금층은 2~4㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 칩 검사용 프로브 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브핀의 수평단부는 상기 수직부와 동일한 방향으로 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 칩 검사용 프로브 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 칩 검사용 프로브 장치는,
    상기 인쇄회로기판의 배면에 결합되는 복수개의 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 검사용 프로브 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판과, 상기 배면커버의 사이에 이격재를 구비함으로써 이격간격을 형성하여 상기 프로브핀의 변형공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 칩 검사용 프로브 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 회로패턴은 상기 관통공 주변에서 시작되어 상기 인쇄회로기판의 테두리부까지 형성되는 것을 특징으로 하는 칩 검사용 프로브 장치.
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