KR101300473B1 - 솔더볼 프로빙용 프로브핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 검사시 사용되는 프로브카드의 솔더볼 프로빙용 프로브핀에 관한 것이다. 본 발명에 따른 프로브핀은 내부에 중공이 형성된 원통형 구조의 몸체를 포함하여, 솔더볼 프로빙시 원통형 구조의 몸체의 하부의 테두리 부분이 솔더볼에 접촉되어 프로빙시 발생되는 이물질이 원통형 구조의 몸체의 내부면을 따라 이동하도록 구성된다.

Description

솔더볼 프로빙용 프로브핀{PROBE PIN FOR PROBING SOLDER BALL}

본 발명은 솔더볼 프로빙용 프로브핀에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼에 형성된 솔더볼에 접촉하여 반도체 소자를 검사하는 프로브 카드의 프로브핀에 관한 것이다.

전자제품의 소형화에 따라 반도체 부품의 패키지 형태도 다양한 발전이 이루어져 왔다. 최근에는 칩스케일패키지(Chip Scale Package; CSP)로서 솔더볼을 반도체 웨이퍼에 직접 형성하여 별도의 패키지 없이 직접 실장하는 형태가 적용되고 있는 실정이다.

이와 같이 솔더볼이 형성된 웨이퍼는 제품의 실장 전에 반도체가 적합하게 만들어졌는지를 검사하는 검사공정을 거치게 되는데, 이때 전기적인 신호를 웨이퍼에 전달하기 위해 프로브 카드가 사용된다. 즉, 프로브 카드는 솔더볼이 형성된 웨이퍼의 솔더볼에 직접 접촉하여 전기적으로 연결됨으로써 검사 공정을 수행하게 된다.

솔더볼에 직접 접촉하는데 사용되는 것이 프로브 핀인데 이들의 형태와 구조는 여러가지 형태가 있을 수 있다. 대표적으로 사용되고 있는 것이 포고 핀(POGO PIN)과 코브라 핀(COBRA PIN)이다. 어떤 프로브 핀을 사용하던 간에 그 기능은 솔더볼을 접촉하는 것으로 실제 반도체 생산현장에 적용되어 사용되기 위해서 이러한 프로브핀들은 제품수명과 안정성 등 여러가지 요구사항을 만족하여야 한다.

특히, 솔더볼을 접촉해야 하는데 있어서 프로브핀들의 접촉부 단면은 솔더볼로부터 묻어나오는 이물질들에 의해 오염이 되는데, 이들 오염 물질은 전기적 저항 성분을 발생시켜 정상적인 반도체 검사를 방해하는 요소로 작용되고 있다.

즉, 프로브핀은 솔더볼과의 접촉과 분리가 반복적으로 이루어지게 되는데, 접촉할 때마다 솔더볼로부터 미소량의 이물질이 프로브핀에 흡착되는 과정이 반복되게 된다. 이렇게 반복되는 이물질의 흡착은 궁극적으로 프로브핀의 접촉단면부를 별도의 이물제거 수단으로 제거하여야만 정상적인 프로브핀 기능을 가능하게 한다. 이러한 과정에서 프로브핀의 마모가 발생하게 되고, 새로운 프로브핀을 포함하는 프로카드를 추가로 생산하여야 하는 등의 경제적인 낭비요소가 발생되게 된다.

도 1 및 도 2는 종래의 프로브핀이 솔더볼이 형성된 웨이퍼에 접촉된 상태를 나타내는 도면이다.

도 1에서 프로브핀(10)의 하단부 단면이 편평(FLAT)하게 형성되어 있으며, 도 2에서 프로브핀(20)의 하단부 단면은 왕관(CROWN) 모양으로 형성되어 있다. 도 1의 프로브핀(10)의 편평한 단면이 웨이퍼(90)에 형성된 솔더볼(70)에 접촉하게 되는데, 이러한 접촉점에 이물질이 흡착되어 정상적인 검사를 수행할 수 없게 한다.

또한, 도 2의 프로브핀(20)은 하단부가 왕관(CROWN) 모양으로 형성되어 있으나, 솔더볼(70)과의 접촉면이 넓어지는 효과만 있을 뿐, 프로빙시 발생되는 이물질은 여전히 프로브핀(20)의 하단부 내부측에 쌓여 궁극적으로는 이물질을 제거하는 공정이 필요하게 된다.

KR 10-1108479 B1

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 솔더볼이 형성된 웨이퍼를 검사하는데 적용되는 프로브카드의 프로브핀을 솔더볼로부터의 오염을 최소화하고 별도의 오염제거 공정 없이 반도체 검사 공정을 가능하게 하는 프로브핀을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 솔더볼 프로브용 프로브핀은, 내부에 중공이 형성된 원통형 구조의 몸체를 포함하여, 솔더볼 프로빙시 상기 원통형 구조의 몸체의 하부의 테두리 부분이 솔더볼 경사면 마찰 밀림을 동반하며 접촉되고, 접촉시 발생되는 이물질이 상기 원통형 구조의 몸체의 내외부를 따라 이동하여 상기 테두리 부위의 접촉부에는 이물질이 쌓이지 않도록 구성될 수 있다.

상기 몸체에는 상기 몸체의 내부면을 따라 이동되는 상기 이물질이 배출되는 배출구가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 솔더볼 프로브용 프로브핀은 상기 원통형 구조의 몸체의 하부의 테두리 부분의 일정 길이의 영역으로부터 상기 몸체의 상방으로 소정 길이로 상기 몸체가 일부 제거된 영역인 몸체 제거부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 솔더볼 프로빙용 프로브핀에 의하면, 별도의 오염제거 공정 없이 반도체 검사 공정에서의 프로브카드의 프로브핀을 솔더볼로부터의 오염을 최소화시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 프로브핀이 솔더볼이 형성된 웨이퍼에 접촉된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면이다.
도 5은 본 발명의 제3 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공하는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 “포함한다(comprise)” 및/또는 “포함하는(comprising)”은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 “및/또는”은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면, 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면이다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브핀(30)은 내부에 중공이 형성된 원통형 구조의 몸체를 포함하여 구성된다. 도 1 및 도 2의 종래의 프로브핀과 달리 프로브핀(30)은 프로빙시 솔더볼(70)과의 접촉을 솔더볼(70)의 정상부가 아닌 경사부에서 수행하게 된다.

다시 말하면, 프로브핀(30)의 몸체가 내부에 중공이 형성된 원통형 구조로 형성되어 있기 때문에 하단부의 원형의 테두리 부분만이 솔더볼(70)에 접촉하게 되는 것이다. 이때, 프로브핀(30)과의 솔더볼(70)과의 접촉시 솔더볼(70)의 표면에서 밀림 현상이 발생되게 되고, 반복적인 접촉 동작으로 이물질은 프로브핀(30)의 몸체의 내부 빈 공간의 표면을 따라 이동하게 된다. 도면에 표시되지는 않았지만, 프로브핀(30)의 내부에는 배출구가 더 형성되어 프로브핀(30)의 내부 안쪽 표면을 따라 이동되는 이물질이 배출되도록 할 수도 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브핀(30)은 이러한 구조로 프로브핀(30) 하단부의 솔더볼(70)과의 접촉 부위에 이물질의 흡착에 의한 오염을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 프로브핀(30)은 프로브핀(30) 내부 표면을 따라 이물질이 존재하더라도, 이들 이물질은 프로빙시 접촉점과 관련 없는 부분이므로 접촉저항에 영향을 주지 않게 된다. 또한, 솔더볼(70)의 접촉이 일어나는 부분은 접촉시마다 밀림 현상으로 마찰이 작용하여 프로프핀(30)을 자동 연마해주는 역할도 기대할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 프로브핀을 나타내는 도면이다.

도 4 및 도 5의 제2 실시예에 따른 프로브핀(40) 및 제3 실시예에 따른 프로브핀(50)은 내부에 몸체 제거부(45, 55)를 포함한 것을 제외하고는 도 3의 제1 실시예에 따른 프로브핀(30)과 동일하다. 즉, 몸체 제거부(45, 55)는 프로브핀(40, 50)의 몸체 테두리 부분중에 일부 몸체를 이루는 금속 등의 재질이 제거된 영역을 말한다. 구체적으로 몸체 제거부(45, 55)는 프로빙시 솔더볼(70)과 접촉하는 부분은 프로브핀(40, 50)의 하단 테두리 부분의 일정 길이 영역에서 상방으로 일정 길이로 금속 등의 재질이 제거되어 구성된다. 도 4 및 도 5에서 볼 수 있듯이, 하방으로 개방된 영역이 존재하는 모양으로 몸체 제거부(45, 55)가 형성된다.

결국, 도 4 및 도 5의 실시예에는 프로브핀(40, 50)의 몸체 테두리 부분의 하단 부분에서 솔더볼(70)과 접촉하는 부분이 줄어들게 되므로 이물질의 발생이 줄어들 수 있다.

여기서, 도 5의 프로브핀(50)의 도 4의 프로브핀(40)과 달리 프로브핀 몸체의 상부가 막혀져 있는 차이를 가진다.

이상 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하셔 설명하였다. 하지만, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 기술된 것이고 본 발명의 내용을 이에 한정하거나 제한하기 위하여 기술된 것은 아니다, 그러므로, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예를 실시하는 것이 가능할 것이다, 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.

30, 40, 50: 프로브핀 45, 55: 몸체 제거부
70: 솔더볼 90: 웨이퍼

Claims (3)

1. 내부에 중공이 형성된 원통형 구조의 몸체를 포함하여, 솔더볼 프로빙시 상기 원통형 구조의 몸체의 하부의 테두리 부분이 솔더볼 경사면에 마찰 밀림을 동반하며 접촉되고, 접촉시 발생되는 이물질이 상기 원통형 구조의 몸체의 내외부를 따라 이동하여 상기 테두리 부위의 접촉부에는 이물질이 쌓이지 않도록 구성되고,
   상기 몸체에는 상기 몸체의 내부면을 따라 이동되는 상기 이물질이 배출되는 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 솔더볼 프로브용 프로브핀.
2. 삭제
3. 내부에 중공이 형성된 원통형 구조의 몸체를 포함하여, 솔더볼 프로빙시 상기 원통형 구조의 몸체의 하부의 테두리 부분이 솔더볼 경사면에 마찰 밀림을 동반하며 접촉되고, 접촉시 발생되는 이물질이 상기 원통형 구조의 몸체의 내외부를 따라 이동하여 상기 테두리 부위의 접촉부에는 이물질이 쌓이지 않도록 구성되고,
   상기 원통형 구조의 몸체의 하부의 테두리 부분의 일정 길이의 영역으로부터 상기 몸체의 상방으로 소정 길이로 상기 몸체가 일부 제거된 영역인 몸체 제거부가 형성된 것을 특징으로 하는 솔더볼 프로브용 프로브핀.

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