KR101304031B1 - 상호 교환 가능한 프로브 인서트를 구비한 프로브 카드조립체 - Google Patents

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Abstract

프로브 카드 조립체는 시험할 장치를 프로브하기 위한 특별한 구성으로 배치된 프로브를 포함할 수 있는 프로브 인서트를 붙들도록 구성된 인서트 홀더를 포함할 수 있다. 상기 프로브 카드 조립체는 장치의 시험을 제어할 수 있는 시험기와의 전기 인터페이스를 제공하며, 프로브 카드 조립체에 부착되어 있는 동안 인서트 홀더가 프로브 인서트를 붙들 수 있기 때문에, 프로브 인서트는 시험기로의 인터페이스의 일부인 프로브 카드 조립체 내의 전기 경로에 전기적으로 접속된다. 프로브 카드 조립체의 프로브 인서트는 인서트 홀더를 분리하고, 이 프로브 인서트를 신규한 프로브 인서트로 교체한 후, 프로브 카드 조립체에 이 인서트 홀더를 재부착함으로써 교체될 수 있다. 프로브 인서트 및 홀더는 프로브 카드 조립체로부터 분리되고 상이한 프로브 인서트 및 홀더로 교체될 수 있는 단일 구초제를 내부적으로 형성할 수 있고 포함할 수 있다.

Description

상호 교환 가능한 프로브 인서트를 구비한 프로브 카드 조립체{PROBE CARD ASSEMBLY WITH AN INTERCHANGEABLE PROBE INSERT}
본 발명은 상호 교환 가능한 프로브 인서트를 구비한 프로브 카드 조립체에 관한 것이다.
도 1a에는 예컨대, 새로 제조된 반도체 웨이퍼 상의 1개 이상의 다이(도시 생략) 혹은 다른 전자 장치(예컨대, 이전에 제조된 다이)일 수 있는 피시험 장치(device under test: "DUT")(112)를 시험하기 위해 사용되는 예시적인 종래 기술의 프로브 시스템이 도시되어 있다. 도 1a의 프로브 시스템은 시험 헤드(104)와 프로버(102)를 포함할 수 있다(프로버(102) 내부의 부분 단면도를 제공하도록 절개부(126)가 표시되어 있음). DUT(112)를 시험하기 위해, DUT는 도 1a에 도시된 바와 같이 가동 스테이지(106) 상에 배치되고, 이 스테이지(106)는 DUT(112)의 입력 및/또는 출력 단자가 도시된 바와 같이 시험 헤드 플레이트(121)에 부착되어 있는 프로브 카드 조립체(108)의 프로브(124)와 접촉하도록 이동한다. 예컨대, 프로브 카드 조립체(108)는 프로브 기판(122)과, 개구(132)를 통해 프로버(102)로 연장하는 프로브(124)와 함께, 테스트 헤드 플레이트(121)에 볼트 혹은 클램프로 체결될 수 있다(도 1b 참조).
통상적으로, 케이블(110) 혹은 다른 통신 수단은 시험기(도시 생략)를 시험 헤드(104)에 접속시킨다. 시험기(도시 생략)는 DUT(112)에 기록될 시험 데이터를 발생하고, 그리고 이 시험기는 시험 데이터에 응답하여 DUT(112)에 의해 발생된 응답 데이터를 수신 및 평가한다. 케이블(110)은 이러한 시험 및 응답 데이터를 위한 시험기(도시 생략)에 복수 개의 통신 채널(도시 생략)을 제공할 수 있다. 통상적으로, DUT(112)의 각 입력 및/또는 출력 단자용 통신 채널(도시 생략)이 존재할 수 있고, 전원과 접지를 DUT(112)에 제공하기 위한 추가의 통신 채널이 존재할 수 있다.
시험 헤드(104)와 시험 헤드 커넥터(114)는 시험기 채널(도시 생략)을 프로브 카드 조립체(108)에 연결시키는 전기 접속을 제공한다. 도 1a에 도시된 프로브 카드 조립체(108)는 배선 기판(120)과 프로브 기판(122)을 포함할 수 있다. 배선 기판(120)은 커넥터(114)에서 프로브 기판(122)으로의 전기 접속(도시 생략)을 제공하며, 프로브 기판은 프로브(124)에 전기 접속을 제공한다. 따라서 프로브 카드 조립체(108)는 시험기 통신 신호(도시 생략)를 DUT(112)의 입력 및/또는 출력 단자(도시 생략)에 접속하는 인터페이스를 제공한다.
DUT(112)의 단자(도시 생략)가 프로브(124)에 반하여 압박되는 동안(따라서 단자와 프로브 사이에 전기 접속이 형성됨), 시험기(도시 생략)는 DUT(112)에 시험을 적용한다. 예컨대, 시험기(도시 생략)는 DUT가 여러 가지 모드에서 작동할 수 있는 DUT(112)에서의 기능적인 시험을 적용할 수 있다. 이러한 조작의 결과를 모니터링 함으로써, 시험기(도시 생략)는 DUT(112)가 적절하게 기능하는지의 여부를 판정한다. 이러한 시험은 또한 DUT(112)의 최대 신뢰가능 작동 속도를 판정하기 위해 사용할 수 있다. 파라메트릭 시험(parametirc test)은 DUT(112)에 적용할 수 있는 시험의 또 다른 예이다. 파라메트릭 시험은 DUT(112)의 누설 전류를 측정하고, DUT(112)가 단락 장애 혹은 개로 장애 등이 있는지의 여부를 판정하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 인서트 홀더는 시험할 장치를 프로브하기 위한 특별한 구성으로 배치된 프로브를 포함할 수 있는, 프로브 인서트를 붙들도록 구성될 수 있다. 인서트 홀더는 프로브 카드 조립체에 착탈할 수 있으며, 이 프로브 카드 조립체는 장치의 시험을 제어하는 시험기와의 전기 인터페이스를 제공한다. 프로브 카드 조립체에 부착되어 있는 동안, 인서트 홀더가 프로브 인서트를 붙들 수 있기 때문에, 프로브 인서트는 시험기에 대한 인터페이스의 일부인 프로브 카드 조립체 내의 전기 경로에 전기적으로 접속된다. 프로브 카드 조립체로부터 분리되어 있는 동안, 인서트 홀더는 프로브 인서트가 제거되어 신규의 프로브 인서트로 교체될 수 있도록 해주며, 이는 제1 프로브 인서트와 상이하게 구성될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 프로브 인서트와 프로브 홀더는 일체로 형성될 수 있고, 단일 구조를 포함한다.
도 1a 및 도 1b는 반도체 웨이퍼의 다이를 시험하기 위한 예시적인 종래의 프로브 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 예시적인 프로브 카드 조립체를 전개하여 도시한 사시도이다.
도 3a는 도 2의 프로브 카드 조립체에서 커버를 제거한 상태로 도시한 평면도이다.
도 3b는 도 2의 프로브 카드 조립체의 저면도이다.
도 3c는 도 2의 프로브 카드 조립체에서 커버를 제거한 상태로 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 2의 프로브 카드 조립체의 프로브의 평탄화 혹은 배향의 예시적인 조절을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 프로브 헤드 조립체를 전개하여 도시한 사시도이다.
도 6a는 도 5의 프로브 헤드 조립체의 평면도이다.
도 6b는 도 5의 프로브 헤드 조립체의 저면도이다.
도 6c 및 도 6d는 도 5의 프로브 헤드 조립체의 측단면도이다.
도 7은 커버는 있지만 본 발명의 일부 실시에에 따른 인서트 홀더를 제거한 상태로 어태치먼트 툴(attachment tool)을 전개하여 도시한 사시도이다.
도 8a는 인서트 홀더는 있지만 커버를 제거한 상태로 도시한 도 7의 어태치먼트 툴의 평면도이다.
도 8b는 도 8a 및 도 8b의 어태치먼트 툴의 저면도이다.
도 8c 및 도 8d는 도 8a의 어태치먼트 툴의 측단면도이다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 본 발명의 일부 실시예에 따른 인서트의 예시적인 변형례를 도시한 도면이다.
도 10은 반도체 다이의 형태로 된 예시적인 DUT를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따른 도 10의 DUT를 시험하기 위한 도 2의 프로브 카드 조립체의 예시적인 구성의 개략적인 포맷을 도시한 도면이다.
도 12a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 도 10의 DUT를 시험하도록 구성된 프로브 인서트의 평면도이다.
도 12b는 도 12a의 프로브 인서트의 저면도이다.
도 13은 반도체 다이의 형태로 된 또 다른 예시적인 DUT를 도시한 도면이다.
도 14a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 도 13의 DUT를 시험하도록 구성된 프로브 인서트의 평면도이다.
도 14b는 도 14a의 프로브 인서트의 저면도이다.
도 15는 본 발명의 일부 실시예에 따른 도 13의 DUT를 시험하기 위해 도 2의 프로브 카드 조립체의 예시적인 재구성의 개략적인 포맷을 도시한 도면이다.
도 16a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 또 다른 예시적인 프로브 카드 조립체의 평면도이다.
도 16b는 도 16a의 프로브 카드 조립체의 측단면도이다.
도 17a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 또 다른 예시적인 프로브 카드 조립체의 평면도이다.
도 17b는 도 17a의 프로브 카드 조립체의 측단면도이다.
도 18은 본 발명의 일부 실시예에 따른 또 다른 예시적인 프로브 카드 조립 체의 측단면도이다.
도 19는 본 발명의 일부 실시예에 따른 또 다른 예시적인 프로브 카드 조립체의 측단면도이다.
도 20은 본 발명의 일부 실시예에 따른 또 다른 예시적인 프로브 카드 조립체의 측단면도이다.
도 21 내지 도 24는 본 발명의 일부 실시예에 따른 예시적인 차폐형 신호 트레이스(shielded signal trace)를 도시한 도면이다.
도 25는 본 발명의 일부 실시예에 따른 예시적인 차폐형 와이어 도시한 도면이다.
본 명세서에서는 본 발명의 예시적인 실시예와 용례가 설명되어 있다. 그러나 본 발명은 이러한 예시적인 실시예와 용례 또는 예시적인 실시예와 용례가 작동하는 방식 또는 본 명세서에 기재된 설명에만 한정되는 것은 아니다.
도 2 및 도 3a 내지 도 3c에는 본 발명의 일부 실시예에 따른 전자 장치를 시험하기 위한 프로버 혹은 다른 시스템에 사용할 수 있는 예시적인 프로브 카드 조립체(200)가 도시되어 있다. 예컨대, 프로브 카드 조립체(200)는 도 1a 및 도 1b의 프로버(102)와 같은 프로버를 포함할 수 있는 시험 시스템에서 프로브 카드(108) 대신에 사용될 수 있다. 쉽게 설명하기 위해, 프로브 카드 조립체(200)는 프로버(102)에 사용된 것과 마찬가지로 본 명세서에서 설명할 것이다. 그러나, 프로브 카드 조립체(200)는 반도체 웨이퍼 혹은 싱귤레이티드 다이(singulated dies) 를 프로브하기 위한 임의의 프로버에 사용할 수 있거나 또는 장치를 시험, 모니터 또는 그 반대로 작동시키기 위해 장치 프로브를 위한 임의의 다른 시스템에 사용할 수 있다.
도 2는 프로브 카드 조립체(200)를 전개하여 도시한 사시도이며, 도 3a는 프로브 카드 조립체(200)의 평면도, 도 3b는 프로브 카드 조립체의 저면도, 그리고 도 3c는 도 2의 프로브 카드 조립체의 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 프로브 카드 조립체(200)는 배선 기판(202), 강화판(204; stiffener plate), 및 프로브 헤드 조립체(209)가 부착될 수 있는 조절판(206)을 포함할 수 있다. 프로브 카드 조립체(200)는 또한 커버(282)를 포함할 수 있으며, 이 커버는 도 2에 도시되어 있지만, 이해를 돕기 위해 도 3a 내지 도 3c에는 도시가 생략되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 커버(282)는 이 커버(282)에 형성된 구멍(272)을 관통하여 스페이서(242)로 나사 체결되는 나사(240)를 이용하고 그리고 배선 기판(202) 내에 형성된 구멍(280)을 관통하여 스페이서(242)로 또한 나사 체결되는 나사(246)를 이용하여 배선 기판(202)에 체결될 수 있다.
주지하는 바와 같이, 프로브 카드 조립체(200)의 하나의 기능은 시험기와의 통신 채널과 도 1a의 도면 부호 112로 표시된 DUT의 입력 및/또는 출력 단자(도시 생략) 사이에 전기 인터페이스를 제공하는 것일 수 있다(본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "DUT"는 언싱귤레이티드(unsingulated) 반도체 웨이퍼의 1개 이상의 다이, 웨이퍼(패킹 혹은 언패킹된)로부터 싱귤레이티드 된 1개 이상의 반도체 다이, 캐리어 혹은 다른 홀딩 장치에 배치된 싱귤레이티드 반도체 다이 어레이의 1개 이 상의 다이, 1개 이상의 멀티 다이 전자 모듈, 1개 이상의 인쇄 회로 기판, 및/또는 임의 다른 타입의 전자 소자(들)일 수 있다). 전술한 바와 같이, 시험기(도시 생략)는 DUT(112)에 기록될 시험 데이터를 발생하고 이 시험 데이터에 응답하여 DUT(112)에 의해 발생된 응답 데이터를 수신 및 평가하도록 구성될 수 있다. 배선 기판(202)은 시험기(도시 생략)와의 통신 채널과 전기 접속을 형성하기 위한 채널 커넥터(208)를 포함할 수 있다. 예컨대, 채널 커넥터(208)는 도 1a 및 도 1b의 시험 헤드(104)와의 전기 접속을 형성하고 나아가 케이블(110)을 통한 시험기(도시 생략)에 접속할 수 있도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 케이블(110)과 시험 헤드(104)는 시험 데이터, 응답 데이터, 전원, 접지 및/또는 다른 전기 신호에 대해 시험기(도시 생략)와의 통신 채널(도시 생략)을 제공한다.
도 2, 도 3a 및 도 3c에 도시된 채널 커넥터(208)는 복합 핀 타입 커넥터(도시 생략)를 포함하는 무삽발력(zero-insertion-force("ZIF")) 커넥터일 수 있기 때문에 각각의 채널 커넥터(208)는 복합 시험기 채널에 전기적으로 접속한다. 도 2, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 예에 있어서, 각각의 채널 커넥터(208)는 4개의 시험기 채널(도시 생략)에 접속될 수 있고, 이러한 4개의 전기 접속 각각은 그 다음 4개의 전기 전도성 트레이스(210) 중 하나에 접속될 수 있다(다른 예에서, 4개 이상 혹은 이하의 시험기 채널은 4개 이상 혹은 이하의 트레이스(210)에 접속될 수 있다). 도 3a 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 전기 전도성 와이어(398)는 트레이스(210)로부터 전도성 핀(220)으로의 전기 접속을 제공하며, 이는 이후에 알 수 있는 바와 같이 프로브(236)에 전기적으로 접속될 수 있다(도시의 간략화와 파악이 용이해지 도록 도 3a 및 도 3c에는 단지 2개의 와이어(398)만이 도시되어 있다. 용례에 따라 대부분의 트레이스(210) 혹은 전부를 대부분의 핀(220) 혹은 전부에 전기적으로 접속하기 위해 충분한 개수의 와이어(398)가 통상적으로 사용되곤 한다). 조절판(206)의 개구(216)는 핀(220)으로의 접근을 제공한다.
ZIF 커넥터(208)의 사용은 선택적이며, 실제로 전기 접속을 만들기 위한 임의의 타입의 구조를 사용할 수 있다. 예컨대, 채널 커넥터(208)는 시험 헤드(104)로부터 전기 전도성 포고 핀(pogo-pin)과 맞물리도록 구성된 전도성 패드 혹은 단자일 수 있다.
배선 기판(202)의 조성은 중요하지 않으며 임의의 기판 물질을 사용할 수 있다. 예컨대, 배선 기판(202)은 인쇄 회로 기판일 수 있다. 또 다른 예에 있어서, 배선 기판(202)은 1개 이상의 인쇄 회로 기판 물질보다 굴절 혹은 비틀림에 대해 더 강하고 내성이 있는 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 배선 기판(202)은 프로버(102)에 부착되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 배선 기판(202)은 프로버(102)의 시험 헤드 플레이트(121)에 볼트 혹은 클램프로 체결되도록 구성될 수 있다(도 1a 및 도 1b 참조). 단지 일례로서, 배선 기판(202)은 시험 헤드 플레이트(121)의 구멍(134)과 일치하는 동시에 그 외주를 따라 형성된 구멍(도시 생략)을 포함할 수 있다. 이러한 구멍들은 배선 기판(202)을 시험 헤드 플레이트(121)에 볼트식 체결을 위한 볼트(도시 생략)를 수납할 수 있다.
이제 강화판(204)을 참조하면, 이 강화판은 프로브 카드 조립체(200)에 기계적 강도를 부여하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 이러한 기계적 강도는 기계적인 부하, 열 변화 등에 의해 일어날 수 있는 배선 기판(202) 및/또는 프로브 카드 조립체(200)의 다른 부분의 굴절, 비틀림 혹은 다른 움직임(예컨대, 수평 혹은 방사상의 팽창 혹은 수축)에 견디도록 사용될 수 있다. 이러한 굴절, 비틀림 혹은 다른 움직임은 프로브(236)를 이것의 의도한 위치로부터 이동시킬 수 있으며, 이로 인해 1개 이상의 프로브가 DUT(112)에 반하여 너무 큰 힘으로 압박될 수 있으며, 이는 프로브(236) 및/또는 DUT(112)를 손상시킬 수 있다. 이러한 원하지 않는 프로브(236)의 움직임은 그 대신에 양호한 전기 접속을 만들기 위해 또는 DUT(112)와 전혀 접촉하지 않도록 하기 위해 프로브(236)가 DUT에 반하여 매우 작은 힘으로 압박되도록 할 수 있다. 강화판(204)은 튼튼하고 및/또는 프로브 카드 조립체(200)의 특별한 응용에 요구되는 기계적 강도를 제공하는 임의의 재료(들)로 구성될 수 있다. 예컨대, 강화판(204)은 금속판일 수도 있다.
배선 기판(202) 혹은 프로브 카드 조립체(200)의 다른 부분을 비틀거나 혹은 굴절시킬 수 있는, 프로브 카드 조립체(200)를 횡단하여 일어나는 열 변화는, DUT(112)를 저온 혹은 고온에서 시험하는 도중에 발생할 수 있다. 통상적으로, 스테이지(106)는 시험 중에 DUT(112)를 냉각 혹은 가열한다. 이러한 DUT(112)의 냉각 혹은 가열은 프로브 카드 조립체(200)를 횡단하여 일어나는 열 변화를 유발할 수 있고, 이러한 열 변화에서 프로브 카드 조립체(200)의 프로브 쪽의 온도가 프로브 카드 조립체(200)의 채널 커넥터(208) 쪽의 온도보다 더 낮거나 높아지게 된다. 세라믹 배선 기판(202) 뿐만 아니라 강화판(204)의 사용은 이러한 열적으로 야기된 굴절 혹은 비틀림 효과를 상쇄시키도록 사용할 수 있는 기술의 일례이다.
도 2 및 도 3a 내지 도 3c에 도시된 예시적인 프로브 카드 조립체(200)에 있어서, 예시적인 강화판(204)은 배선 기판(202)에 부착될 수 있고 배선 기판(202)에 직접 기계적 강도를 제공한다. 그 대안으로, 강화판(204)(배선 기판(202)이라기 보다)은 프로버(102)의 시험 헤드 플레이트(121)에 부착되도록 구성될 수 있으며, 이 경우 강화판(204)은 배선 기판(202)을 시험 헤드 플레이트(121)에 부착하기 위해 전술한 임의의 수단을 사용하여 시험 헤드 플레이트(121)에 직접 부착될 수 있다. 프로버(102)의 시험 헤드 플레이트(121)에 부착되도록 구성된 강화판(204)의 일례는 사건 번호 P226-PRV로 2005. 4. 21일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 제60/594,562호에 개시되어 있다.
이제, 도 2 및 도 3a 내지 도 3c에 도시된 프로브 카드 조립체(200)의 조절판(206)을 참조하면, 배선 기판(202) 및/또는 프로브 헤드 조립체(209) 뿐만 아니라 강화판(204)은 임의의 강성 재질로 구성될 수 있는 조절판(206)에 부착될 수 있다. 예컨대, 조절판(206)은 금속, 세라믹 등일 수 있다. 조절판(206)이 금속 혹은 굴절 혹은 비틀림에 견디는 다른 물질로 구성될 경우, 조절판에 직접 프로브 헤드 조립체(209)(나아가 프로브(236))를 부착하는 것은, 심지어 배선 기판(202)의 기계적 부하 혹은 열 변화가, 전술한 바와 같이, 배선 기판(202) 혹은 카드 조립체(200)의 다른 부분의 굴절 혹은 비틀림을 야기하더라도 프로브(236)를 정위치에 유지시키는 것을 돕는다. 후술하는 바와 같이, 조절판(206)은 또한 프로브(236)의 평탄화 혹은 배향을 조절할 수 있도록 해준다.
이제 프로브 헤드 조립체(209)를 참조하면, 이것의 주목적은, 전술한 바와 같이 언싱귤레이티드 반도체 웨이퍼의 1개 이상의 다이, 1개 이상의 싱귤레이티드 다이(패킹 혹은 언패킹된), 전자 모듈, 혹은 임의의 다른 전자 소자 혹은 시험 대상의 다른 소자일 수 있는 DUT(112)(도 1a 참조)의 입력 및/또는 출력 단자(도시 생략)와 접촉하고 전기 접속하기 위한 전기 전도성 프로브(236)를 구비하는 프로브 인서트(238)(도 2 및 도 3a에서는 볼 수 없지만 도 3b 및 도 3c에서 볼 수 있는)를 유지하는 것일 수 있다.
특히 도 2 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 프로브 헤드 조립체(209)는 배선 기판(202)의 개구(256)와 강화판(204)의 유사한 개구(254) 내에 배치될 수 있고 또 볼트(232)와 너트(290)에 의해 조절판(206)에 부착될 수 있다. 도시된 바와 같이, 볼트(232)는 프로브 헤드 조립체(209)의 상부로부터 연장하며, 조절판(206)의 구멍(298)을 관통하고, 너트(290)로 나사 체결된다. 도 2 및 도 3a 내지 도 3b에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 프로브 헤드 조립체(209)는 강화판(204) 혹은 배선 기판(202)보다 차라리 조절판(206)에 직접 부착될 수 있다. 전술한 바와 같이, 조절판(206)에 직접 프로브 헤드 조립체(209)를 부착하는 것은, 프로브 헤드 조립체(209)가 배선 기판(202)에 직접 부착되었을 경우 달성할 수 있었던 것보다 프로브 헤드 조립체(209)에 더 큰 기계적 강도와 안정성을 제공할 수 있다.
또한 도 2, 도 3a 및 도 3c에 특히 도시된 바와 같이, 재킹(jacking) 나사(276)가 조절판(206)으로 나사 체결되고 강화판(204)에 인접할 수 있다. 따라서 재킹 나사(276)를 한 방향으로 회전하는 것은, 재킹 나사(276)가 강화판(204)을 향해 전진할 수 있도록 해주며 강화판(204)이 조절판(206)으로부터 멀어지도록 밀 수 있다. 재킷 나사(276)를 반대 방향으로 회전하는 것은, 재킹 나사(276)를 강화판(204)으로부터 멀어지게 후퇴시켜 강화판(206)이 조절판(206)을 향해 이동하도록 해준다.
록킹 나사(214)는 조절판(206) 내의 구멍(274)을 관통하고 강화판(204)으로 나사 체결된다. 록킹 나사(214)가 충분하게 느슨해져 있는 동안, 재킹 나사(214)는 전술한 바와 같이 강화판(204)을 향해 전진할 수 있거나 강화판(204)으로부터 멀어지게 후퇴할 수 있다. 그러나, 록킹 나사(214)를 죄는 것은 즉, 록킹 나사(214)를 강화판(204)으로 나사 체결하는 것은, 재킹 나사(276)가 허용하는 것만큼 조절판(206)에 근접하게 강화판(204)을 당기며, 또 강화판(204)을 조절판(206)에 대해 그 위치에 붙든다.
따라서, 재킹 나사(276)와 록킹 나사(214)는 배선 기판(204)에 대해 조절판(206)의 평탄화 혹은 배향을 조절할 능력을 제공한다. 커버(282) 내의 구멍(248)(도 2 참조)은 재킹 나사(276)와 록킹 나사(214)로의 접근을 제공한다. 비록 4쌍의 재킹 나사(276) 및 록킹 나사(214)가 프로브 카드 조립체(200)에 있는 것으로 도시되어 있지만(도 2 및 도 3a 참조), 더 많거나 작은 재킹 나사(276)와 록킹 나사(214)를 사용할 수 있다.
도 4(도 1a 및 도 1b의 프로버(102)의 프로버 헤드 플레이트(121)에 부착된 프로브 카드 조립체(200)의 간략한 블록도)에 도시된 바와 같이, 프로브(236)를 구비한 프로브 인서트(도 4에 별도로 도시되어 있지 않지만 전술한 바와 같이 프로브 헤드 조립체(209)의 일부일 수 있다)는 조절판(206)에 부착되어 있기 때문에, 조절 판(206)의 평탄화 혹은 배향을 조절(예컨대, 도 4의 배향(290)에서 배향(290')으로)하는 것은, 프로버(102)의 시험 헤드 플레이트(121)에 대해 프로브(236)의 평탄화 혹은 배향을 또한 조절(예컨대, 도 4의 배향(292)에서 배향(292')으로)한다. 따라서 프로버(236)의 평탄화 혹은 배향은 DUT(예컨대, 도 1a의 스테이지(106) 상에 배치된 DUT(112))의 평탄화 혹은 배향과 일치하도록 조절될 수 있다.
도 5 및 도 6a 내지 도 6d에는 본 발명의 일부 실시예에 따른 프로브 헤드 조립체(209)의 예시적인 실시예가 상세하게 도시되어 있다(도 5 및 도 6a 내지 도 6d에 도시된 도면은 반드시 실측일 필요는 없다). 도 5는 프로브 헤드 조립체(209)의 전개된 사시도, 도 6a는 프로브 헤드 조립체(209)의 평면도, 도 6b는 프로브 헤드 조립체(209)의 저면도, 도 6c 및 도 6d는 프로브 헤드 조립체(209)의 측단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 프로브 헤드 조립체(209)는 DUT(112)의 입력 및/또는 출력 단자(전원 및 접지 단자를 포함), 핀 홀더(218) 및 스페이서(252)와 접촉하도록 프로브(236)로 프로브 인서트(238)를 붙드는 인서트 홀더(230)를 포함할 수 있다.
인서트 홀더(230)는 돌출부(306)를 지닌 눈금을 매긴 개구(234)를 포함할 수 있다. 프로브 인서트(238)는 개구(234)의 상부로 끼워져 돌출부(306) 상에 안착될 수 있고, 인서트(238)에 부착된 프로브(236)는 도 6c 및 도 6d에서 가장 명확하게 도시된 바와 같이 개구(234)의 바닥을 통해 연장할 수 있다. 인서트 홀더(230)는 또한 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이 세트 나사(239)로의 접근을 제공하는 리세스(237)를 포함할 수 있다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 세트 나사(239)는 인서 트 홀더(230)를 통해 개구(234)로 그리고 프로브 인서트(238)에 반하여 나사 체결된다. 세트 나사(239)를 일방향으로 회전하면, 프로브 인서트(238)에 반하여 나사(239)가 조이고, 이로 인해 인서트 홀더(230) 내부의 정위치에 프로브 인서트(238)가 유지된다. 상기 나사(239)를 반대 방향으로 회전하면, 나사(239)가 느슨해져 프로브 인서트(238)가 인서트 홀더(230)로부터 제거되도록 해준다. 개구(234)의 주위 둘레에는 개구(234)로부터 프로브 인서트(238)의 제거를 용이하게 하기 위해 추가의 개구(도시 생략)가 포함될 수 있다. 인서트 홀더(230)는 한정하려는 의도는 아니지만 금속, 세라믹 등의 포함한 임의의 적절한 재질로 형성될 수 있다.
프로브 인서트(238)는 한 쪽에 부착된 프로브(236)를 포함할 수 있다. 인서트(238)는 또한 프로브(236)로부터 반대편에 배치된 전기 전도성 패드(602)를 포함할 수 있다. 전기 접속(도시 생략)은 패드(602)들 중 하나를 프로브(236)들 중 하나에 접속한다. 인서트(238)는 한정하려는 의도는 아니지만 세라믹, 인쇄 회로 기판 물질 등을 포함하는 임의의 적절한 물질을 포함할 수 있다.
프로브(236)는 탄성의 전도성 구조체일 수 있다. 적절한 프로브(236)의 비제한적인 예로는 미국 특허 제5,476,211호, 제5,917,707호, 및 제6,336,269호에 개시된 바와 같은 탄성 물질로 상측이 피복된 프로브 인서트(238) 상에서 전도성 단자(도시 생략)에 접합된 코어 와이어로 형성되는 복합 구조를 포함한다. 프로브(236)는 그 대안으로 미국 특허 제5,994,152호, 제6,033,935호, 제6,255,126호, 미국 특허 출원 공개 제2001/0044225호, 및 제2001/0012739호에 개시된 스프링 부 재 등의 리소그래픽으로 형성된 구조체일 수 있다. 다른 비제한적인 프로브(236)의 예들은 전도성 포고 핀, 범프, 스터드, 스탬핑 처리된 스프링, 니들, 버클링 빔 등을 포함한다.
핀 홀더(218)는 복수 개의 전기 전도성 핀(220)을 위한 관통공(222)을 제공한다. 핀(220)은 관통공(222)을 통과하여 프로브 인서트(238) 상의 패드(602)와 함께 전기 접속을 만든다. 핀(220)은 패드(602)에 반하여 스프링력을 제공하도록 장전된 스프링일 수 있고, 이에 따라 패드(602)와의 전기 접속을 유지할 수 있다. 예컨대, 핀(220)은 핀 홀더(218)로부터 멀어지고 프로브 인서트(238)를 향하는 스프링 편향을 갖도록 구성된 포고 핀일 수 있다. 핀 홀더(218)는 한정하려는 의도는 아니지만 금속, 세라믹, 인쇄 회로 기판 재료 등을 포함하는 임의의 적절한 재질로 형성될 수 있다. 만약 핀 홀더(218)가 전기 전도성 물질을 포함할 경우, 구멍(222)은 전기 절연재를 포함할 수 있다.
스페이서(252)는 핀(220)이 그 속으로 연장하게 되는 개구(216)를 포함할 수 있다. 스페이서(252)는 한정하려는 의도는 아니지만 금속, 세라믹, 인쇄 회로 기판 재료 등을 포함하는 임의의 적절한 재질로 형성될 수 있다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 볼트(232)는 홀더(218)와 스페이서(252)의 구멍(402, 502)을 각각 통해 프로브 헤드 조립체(209)의 상측으로 벗어나도록 연장한다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 프로브 헤드 조립체(209)의 상측 밖으로 연장하는 볼트(232)의 부분들은 조절판의 구멍(298)을 관통하고 대응하는 너트(290)로 나사 체결되며, 이에 따라 핀 홀더(218)와 스페이서(252)를 조절판(206)에 부착시킨다. 도 6c를 다시 참조하면, 볼트(470)는 인서트 홀더(230) 내의 구멍(302)을 관통하여 핀 홀더(218) 속으로 나사 체결되며, 이에 따라 인서트 홀더(230)를 핀 홀더(218), 나아가 스페이서(252)와 조절판(206)에 부착시킨다. 또한 도시된 바와 같이, 핀 홀더(218) 내의 카운트 싱크 구멍(460)은 볼트(232)의 헤드를 수용하여 인서트 홀더(230)가 핀 홀더(218)에 반해 동일한 높이에서 부착되도록 해준다.
프로브 카드 조립체(200)의 인서트(238)는 볼트(470)를 간단히 제거함으로써 프로브 카드 조립체(200)로부터 제거될 수 있으며, 이러한 제거로 인해 인서트 홀더(230)는 핀 홀더(218)로부터 나아가 프로브 카드 조립체(200)로부터 분리된다. 인서트 홀더(230)가 일단 제거되면, 프로브 인서트(238)는 인서트 홀더(230)로부터 제거될 수 있고 신규의 인서트(238')로 대체될 수 있다. 그 후, 인서트 홀더(230)는 인서트 홀더(230)의 구멍(302)을 통해 볼트(470)를 통과시키고 볼트(470)를 핀 홀더(218)로 나사 체결시킴으로써 프로브 카드 조립체(200)에 재부착될 수 있다. 그 대안으로, 신규의 인서트(238')를 지닌 신규의 인서트 홀더(230')는 볼트(470)를 사용하여 핀 홀더(218)에 부착될 수 있다.
볼트(470) 대신에 다른 부착 기구를 사용할 수 있다. 예컨대, 나사, 클램프, 기계적 록킹 장치 등은 인서트 홀더(230)를 핀 홀더(218)에 고정하기 위해 볼트(470) 대신에 사용될 수 있다. 더욱이, 인서트 홀더(230)와 프로브 인서트(238)는 따로따로의 별개의 구조적 실체물일 필요는 없다. 예컨대, 인서트 홀더(230)는 고형체일 수 있으며, 따라서 개구(234)가 없을 수도 있다. 단자(602)들은 인서트 홀더(230)의 일측면 상에 배치될 수 있고, 프로브(236)는 인서트 홀더(230)를 통해 단자(602)와 프로브(236) 사이에 전기 접속을 갖는 다른 쪽에 배치될 수 있다. 이 경우, 프로브 세트는 프로브 인서트를 교환하기 보다는 차라리 인서트 홀더(230)를 교환함으로써 교체될 수 있다.
도 7 및 도 8a 내지 도 8d에는 본 발명의 일부 실시예에 따른 프로브 카드 조립체(200)에 그리고 그것으로부터 인서트 홀더(230)의 부착 및 탈착을 용이하게 하는 예시적인 어태치먼트 툴(902)이 도시되어 있다. 도 7은 선택적인 커버(904)가 있는 어태치먼트 툴(902)의 전개된 사시도이며, 도 8a는 어태치먼트 툴(902)(커버(904)가 없는 상태)의 평면도이며, 도 8b는 그것의 저면도, 도 8c 및 도 8d는 그것의 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 어태치먼트 툴(902)은 벽(well)(908)을 구비하는 기판(906)을 포함할 수 있다. 도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이, 벽(908)은 인서트 홀더(230)와 같은 인서트 홀더를 수용할 수 있는 정도의 크기일 수 있다. 도 7 및 도 8c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 세트 나사(916)는 기판(906)에 나사가 형성된 구멍(914)으로 그리고 인서트 홀더(230)에 나사가 형성된 구멍(480)으로 나사 체결된다. 세트 나사(916)를 구멍(914)을 통해 구멍(480) 속으로 전진시키면 벽(908)에 인서트 홀더(230)를 확실하게 붙들게 된다. 나사(916)가 구멍(480)으로부터 후퇴하도록 세트 나사(916)가 느슨해지면 인서트 홀더(230)가 해제되어 인서트 홀더(230)가 벽(908)으로부터 제거되도록 해준다. 벽(908)은 인서트(238)에 부착된 프로브(236)를 위한 공간(1006)을 제공하는 확장부(1004)를 포함할 수 있다. 기판(906) 내의 구멍(912)은 인서트 홀더(230) 내의 구멍(302)과 정렬되고, 전술한 바와 같이 인서트 홀더(230)를 핀 홀더(218)에 부착시키는 나사(470) 접근용 나사 드라이버(도시 생략) 혹은 다른 공구를 위한 개구를 제공한다. 제거 가능한 커버(904)는 기판(906)에 나사 체결(도시 생략), 볼트 체결(도시 생략), 클램프 체결(도시 생략) 혹은 제거 가능하게 부착될 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c에는 프로브 카드 조립체(200) 상에 인서트(238)를 교환하기 위한 예시적인 공정이 간략한 블록 포맷으로 도시되어 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 조절판(206), 강화판(204), 배선 기판(202), 및 프로브 헤드 조립체(209)는 블록 포맷에 도시되어 있지만 전술한 바와 같이 될 수 있고, 전술한 바와 같이 조립될 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 나사(470)는 볼트(232)와 너트(290)(도 9a에는 도시 생략)에 의해 전술한 바와 같이 인서트 홀더(230)를 핀 홀더(218)(스페이서(252)(도 9a에는 도시 생략)에 부착할 수 있는)와 조절판(206)에 부착시킨다. 도 9a에는 도시 생략되어 있지만, 인서트(238)는 대개 전술한 바와 같이 인서트 홀더(230) 내에 배치될 수 있다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 인서트 홀더(230)는 어태치먼트 툴(902)을 화살표 1102로 이동시킴으로써 핀 홀더(218)로부터 제거될 수 있어(도 9b에는 간략한 블록 포맷으로 또한 도시되어 있지만 도 7 및 도 8a 내지 도 8d에 대해 전술한 특징부를 포함 가능) 인서트 홀더(230)는 어태치먼트 툴(902)의 벽(908) 내에 배치될 수 있다. 그 다음에, 세트 나사(916)는 벽(908) 내에 인서트 홀더(230)를 고착하기 위해 전술한 바와 같이 조일 수 있다. 그 다음, 나사 드라이버(도시 생략) 등의 공구는 나사(470)와 맞물리도록 어태치먼트 툴(902) 내의 관통공(912)을 통해 삽입될 수 있고, 그 다음에, 이는 느슨해지고 제거되어 핀 홀더(218)로부터 인서트 홀더(230)를 분리시킬 수 있다. 어태치먼트 툴(902)의 벽(908)에 인서트 홀더(230)가 구비되어 있는 어태치먼트 툴(902)은 프로브 카드 조립체(200)로부터 멀어지게 화살표 1104로 이동할 수 있다. 그 다음에, 커버(904)는 프로브 인서트(238)를 보호하기 위해 어태치먼트 툴(902) 상에 배치될 수 있고, 따라서 프로브 인서트(238)는 수선 설비에 안전하게 저장 혹은 운송될 수 있다.
도 9c에 도시된 바와 같이, 교체 인서트(238')(도시 생략)를 유지하는 교체 인서트 홀더(230')는 유사한 방식으로 프로브 카드 조립체(200)에 부착될 수 있다. 즉, 벽(908')이 교체 인서트 홀더(230')에 고착되어 있는 또 다른 어태치먼트 툴(902')은, 핀 홀더(218)와 맞물림 상태로 화살표 1102'로 이동할 수 있고, 인서트 홀더(230')의 구멍(302)(도 9c에는 도시 생략)은 핀 홀더(218) 내의 대응하는 나사 형성 구멍(도시 생략)과 정렬될 수 있다. 그 다음에, 나사 드라이버(도시 생략)와 같은 공구는 나사(470)를 신규의 인서트 홀더(230')의 구멍(302)을 통해 구동하고 나사(470)를 핀 홀더(218)(도 6c에 도시된 바와 같이)로 나사 체결되도록 어태치먼트 툴(902')의 구멍(912')을 통해 삽입될 수 있어 신규의 인서트 홀더(230')을 핀 홀더(218)에 부착시킨다. 나사(470)가 죄이게 되면, 세트 나사(916)는 느슨해질 수 있어 인서트 홀더(230')을 풀어 놓게 되고 어태치먼트 공구(902')는 인서트 홀더(230')로부터 멀어지게 화살표 1104'로 이동할 수 있으며, 이는 이제 핀 홀더(218)에 부착될 수 있다.
전술한 바와 같이, 인서트 홀더(230)와 프로브 인서트(238)는 별도의 구조적 인 구성 요소이기보다 단일의 구성 요소를 포함하도록 변형될 수 있다.
도 10, 11, 12a, 12b, 13, 14a, 14b, 및 15에는 본 발명의 일부 실시예에 따른 프로브 카드 조립체(200)의 프로브 인서트(238)를 교환하는 전술한 공정의 예시적인 응용이 도시되어 있다. 도 10은 프로브 카드 조립체(200)를 사용하여 시험할 예시적인 DUT(다른 DUT의 예는 한정하려는 의도는 아니지만 패킹된 다이, 테스트 구조 혹은 다른 반도체 웨이퍼 상의 다른 특징 등을 포함한다)일 수 있는 반도체 다이(1050)를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 다이(1050)는 입력 신호, 전원 및 접지를 다이(1050)로 수신하고 다이(1050)로부터 신호를 출력하기 위한 8개의 입력 및/또는 출력 단자(1052)를 포함할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 단자(1052)는 각 열에 4개의 단자(1052)씩 2열로 다이(1050) 상에 배열될 수 있다.
도 11은 다이(1050)를 시험하기 위한 프로브 카드 조립체(200)의 구성의 간략화된 개략적인 포맷을 도시한 도면이며, 도 12a 및 도 12b는 다이(1050)를 시험하기 위한 프로브 인서트(1138)를 도시한 도면이다.
도 11에서, 프로브 카드 조립체(200)의 4개의 채널 커넥터(208)는 전술한 바와 같이 시험기(도시 생략)로부터의 시험 데이터, 전원 및 접지를 다이(1050)로 제공하기 위해 그리고 시험 데이터에 응답하여 다이(1050)에 의해 발생된 응답 데이터를 시험기(도시 생략)로 제공하기 위해 8개의 시험기 채널(1150)에 접속될 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 시험기 채널(1050)로의 접속은 커넥터(208)를 통해 트레이스(210)에 제공될 수 있으며, 와이어(398)는 트레이스(210)를 전도성 핀(220)에 전기적으로 접속시킨다.
프로브 인서트(238)와 마찬가지로 프로브 인서트(1138)는 인서트 홀더(230) 내에 배치되도록 설계될 수 있으며, 인서트 홀더(230)가 핀 홀더(218)에 볼트 체결(470)되어 있는 동안, 패드(1162)는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 핀(220)에 반하여 압박되어 그것과의 전기 접속을 만든다(도 12a는 인서트(1138)의 평면도이며, 패드(1162)는 도 5의 패드(602)와 대체로 유사할 수 있다). 패드(1162)는 도 12b(인서트(1138)의 저면도)에 도시된 바와 같이 다이(1050)의 단자(1052)에 대응하는 레이아웃으로 배열될 수 있는 프로브(1136)에 전기적으로 접속될 수 있다. 다시 말해서, 프로브(1136)는 다이(1050)의 단자(1052)에 해당하고 접촉하도록 위치 설정 및 구성될 수 있다. 따라서, 구성된 프로브 카드 조립체(200)는 시험기 채널(1150)과 다이(1050)의 단자(1052) 사이에 전기 인터페이스를 제공하도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 커넥터(208), 트레이스(210), 와이어(398), 핀(220), 패드(1162), 및 프로브(1136)는 시험기 채널(1150)과 다이(1050)의 단자(1052) 사이에 전기 경로를 제공한다. 물론, 와이어(398)는 대응하는 트레이스(210)와 핀(220)과 결합하여 특정 신호가 할당되는 시험기 채널(1150)은 그 신호에 대응하는 다이(1050)의 단자(1052)에 접속될 수 있다. 예컨대, 전원을 전송하는 채널(1150)은 다이(1050)의 전원 단자(1052)와 접촉하도록 위치 설정되어 있는 프로브(236)에 접속되어야 한다. 또 다른 예로서, 특정의 제어 신호(예컨대, 기록 인에이블 신호)를 전송하는 채널(1150)은 이러한 제어 신호(예컨대, 다이(1050)의 기록 인에이블 단자(1052))를 수신하도록 설계되어 있는 다이(1050)의 단자(1052)와 접촉한 프로브(236)에 접속되어야 한다.
도 13에는 시험할 또 다른 다이(1060)가 도시되어 있으며, 제2 DUT는 접촉될 단자의 제2 패턴을 갖는 것으로 도시되어 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 다이(1060)는 일렬로 배열된 6개의 입력 및/또는 출력 단자(1062)를 포함할 수 있다. 도 14b는 다이(1060)의 패드(1062)에 대응하여 접촉하도록 단일 열로 배열된 6개의 프로브(1066)를 지닌 프로브 인서트(1064)를 도시한 저면도이다. 도 14a에 도시되어 있는 인서트(1064)의 상측면은 인서트(1138)와 동일하게 구성될 수 있다. 다시 말해서, 인서트(1064)가 인서트 홀더(230) 내에 있고 인서트 홀더(230)가 볼트(470)에 의해 핀 홀더(218)에 부착될 수 있는 동안, 인서트(1064)는 패드(1168)가 핀(220)에 반하여 압박되어 그것과의 전기 접속을 만들도록 배열된 8개의 패드(1168)를 포함할 수 있다. 인서트(1064)는 단지 6개의 프로브(1066)를 포함할 수 있기 때문에, 8개의 패드(1168) 중 단지 6개의 패드만이 프로브(1066)에 접속되고 다른 2개의 패드(1168)는 사용되지 않는다.
도 11, 도 12a 및 도 12b를 참조하여 전술한 바와 같이 다이(1050)와 접촉하도록 구성된 프로브 카드 조립체(200)는, 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 전술한 바와 같이 단지 인서트(1138)를 인서트(1064)로 교체함으로써 다이(1060)와 접촉하도록 용이하게 재구성될 수 있다. 확장 필요성을 위해, 배선(398)이 또한 재구성될 수 있다. 예컨대, 도 15에 도시된 바와 같이, 다이(1060)는 단지 6개의 단자(1062)를 구비하기 때문에, 다이(1060)를 시험하기 위해 8개의 시험기 채널(1150) 중 단지 6개만 필요하다. 따라서 와이어(398)는 인서트(1064)의 6개의 프로브(1066)에 접속되어 있는 인서트(1064) 상에 6개의 패드(1162)에 대응하는 단 지 6개의 핀(220)에 단지 6개의 시험기 채널(1150)을 접속하도록 재구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 와이어(398)는 채널(1050) 신호를 단자(1062) 신호에 합치시키도록 시험기 채널(1050)을 프로브(236)에 접속시킨다.
대부분의 프로브 카드 조립체(200)는, 다이(1050)의 단자(1052)의 구성, 레이아웃, 위치 및 신호 할당이 다이(1060)의 단자(1062)에 대한 것과 상이함에도 불구하고 다이(1050)와 다이(1060) 양자를 시험하기 위해 사용할 수 있다는 것이 명백해야 한다. 실제로, 배선 기판(202), 강화판(204), 조절판(206), 커버(282), 및 프로브 인서트(238)를 제외한 프로브 헤드 조립체 전부는, 다이(1050, 1060) 양자를 시험하기 위해 사용할 수 있다. 단지 프로브 인서트(238)와 와이어(298)가 교체되어야 한다. 물론, 상이한 구성의 다이를 시험하는데 프로브 카드 조립체(200)의 대부분을 재사용하는 능력은, 시험할 각각의 새로운 다이 구성을 위해 완전히 새로운 프로브 카드 조립체를 재설계하고 제작하는 것에 비해 비용과 시간 절약을 제공할 수 있다.
도 10 내지 도 14b에 도시된 예는 단지 예시적인 것이다. 많은 변형이 가능하다. 예컨대, 다이 상의 다이 개수 및 레이아웃과 시험기 채널의 개수와 레이아웃은 단지 예시적인 것으로, 예로서 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 더욱이, 도 10 내지 도 14b의 도시는 실측이 아닐 수 있다.
프로브 인서트(238)를 프로브 카드 조립체(200)에 교환할 수 있는 것과 관련한 용이성은, 프로브 카드 조립체(200)의 수리를 또한 쉽게 해준다. 1개 이상의 프로브(236)의 손상은 프로브 카드 조립체의 수리할 필요성을 야기시키는 문제점일 수 있다. 만약 프로브 카드 조립체(200)의 프로브(236)가 손상(예컨대, 파손)될 경우, 프로브 인서트(238)는 제거되어 새로운 프로브 인서트(238)로 교체될 수 있다. 그 다음, 프로브(236)가 파손되어 있는 제거된 프로브 인서트(238)는 수선실로 가져가 프로브를 수리하고 교체할 수 있다. 그러나, 수리하는 동안, DUT를 시험하기 위해 프로브 카드 조립체(200)(이제 신규의 프로브 인서트(238)를 지님)를 계속 사용할 수 있다. 프로브 카드 조립체(200) 전체를 수선실로 운반하여 프로브(236)를 수선하기 위해 요구되는 시간 동안 프로브 카드 조립체(200)를 사용하지 못하게 되는 일이 없다.
도 16a, 16b, 17a, 17b, 18 내지 20에는 본 발명의 일부 실시예에 따라 제거 및 교체될 수 있는 프로브 인서트를 구비하는 다른 예시적인 프로브 카드 조립체가 도시되어 있다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 일부 실시예 따른 또 다른 예시적인 프로브 카드 조립체(1200)가 도시되어 있다. 도 16a는 컷아웃(1290)이 커버(1250)에 형성되어 있는 평면도이다. 컷아웃(1290)은 패드(1254)를 드러낸다. 도 16b는 프로브 카드 조립체(200)의 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 프로브 카드 조립체(1200)는 채널 커넥터(1208)를 구비한 배선 기판(1202)과 프로브(1236)를 구비한 인서트(1238)를 포함할 수 있으며, 이들 모두는 대체로 프로브 카드 조립체(200)의 지정된 구성 요소들과 유사할 수 있다. 프로브 카드 조립체(1200)에 있어서, 도 16b에 도시된 바와 같이 커버(1250) 내의 통로(1270)를 관통하는 전기 전도성 트레이스(1210)는 데이터 신호, 제어 신호, 및 채널 커넥터(1208)에서 배선 기판(1202)의 상면에 배치된 전기 전도성 패드(1254)로의 다른 입력 및/또는 출력(예컨대, 전원 및 접지)을 위한 전기 접속을 제공한다. 전기 전도성 바이어스(1260)는 패드(1254)를 배선 기판(1202)의 저면 상에 배치된 패드(1256)와 전기적으로 접속시킨다.
인서트(1238)는 인서트 홀더(1230)의 돌출부(1266) 상에 배치될 수 있다. 볼트(1264)는 너트(1252)와 맞물리도록 인서트 홀더(1230)의 구멍(도시 생략), 배선 기판(1202), 및 커버(1250)를 관통한다. 인서트 홀더(1230)가 도 16b에 도시된 바와 같이 볼트(1264)와 너트(1252)에 의해 배선 기판(1202)에 볼트 체결되어 있는 동안, 인서트(1238) 상의 전기 전도성 패드(1258)는 패드(1256)에 반하여 유지되어 그것과 맞물려 배선 기판(1202)의 저면 상의 패드(1256)와의 전기 접속을 형성한다. 인서트(1238) 상의 패드(1258)는 도 16b에 도시된 바와 같이 전기 전도성 바이어스(1262)에 의해 프로브(1236)에 전기 접속될 수 있다.
인서트(1238)는 볼트(1264)를 느슨하게 하고 배선 기판(1202)로부터 인서트 홀더(1230)를 분리시킴으로써 교체될 수 있다. 인서트 홀더(1230)가 배선 기판(1202)로부터 분리되면, 인서트(1238)는 인서트 홀더(1230)로부터 제거되어 신규의 인서트(1238')로 교체될 수 있다. 그 다음, 인서트 홀더(1230)는 볼트(1264)를 이용하여 배선 기판(1202)에 재부착되어 배선 기판(1202)의 저면 상의 패드(1256)에 나아가 채널 커넥터(1208)에 신규의 인서트(1238')를 접속할 수 있다.
도 17a 및 도 17b에는 프로브 카드 조립체(1200)와 대체로 유사할 수 있고 실제로 프로브 카드 조립체(1200)와 프로브 카드 조립체(1300)의 동일한 참조 부호 로 표기된 구성 요소는 동일한, 또 다른 예시적인 프로브 카드 조립체(1200)가 도시되어 있다. 그러나, 프로브 카드 조립체(1300)에 있어서, 전기 전도성 바이어스(1360)는 채널 커넥터(1208)를 배선 기판(1202)의 저면을 따라 배치된 전기 전도성 트레이스(1310)에 전기적으로 접속시킨다. 트레이스(1310)는 인서트 홀더(1230)의 통로(1370)를 관통하고 배선 기판(1202)의 저면 상의 전도성 패드(1256)에 접속된다.
도 18은 채널 커넥터(1208)가 전기 전도성 바이어스와 배선 기판(1202) 내에 매립된 트레이스를 포함하는 전도성 경로(1410)에 의해 배선 기판(1202)의 저면 상의 패드(1256)에 전기 접속되는 것만 제외하고 프로브 카드 조립체(1200, 1300)(동일한 참조 번호의 구성 요소는 동일)와 일반적으로 유사할 수 있는 또 다른 예시적인 프로브 카드 조립체(1400)의 측단면도이다.
도 19에는 프로브 카드 조립체(1200, 1300, 1400)에 있어서 유사한 참조 번호의 구성 요소와 동일한, 채널 커넥터(1208)와 프로브(1236)를 포함할 수 있는 추가의 예시적인 프로브 카드 조립체(1500)가 도시되어 있다. 비록 모든 점에서는 배선 기판(1202)과 유사하지만, 프로브 카드 조립체(1500)의 배선 기판(1502)은 인서트(1538)가 끼워지게 될 개구(1514)를 포함할 수 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 인서트(1538)는 배선 기판(1502)의 개구(1514) 속으로 끼워져 프로브(1536)가 개구(1514) 밖으로 연장하게 된다. 인서트(1538)의 쇼울더(1520) 상에 배치된 전기 전도성 패드(1558)가 자리하고, 이에 따라 배선 기판(1502) 상의 전기 전도성 패드(1556)와 전기 접속을 이룬다. 도 19에 또한 도시된 바와 같이, 배선 기 판(1502) 내에 배치된 전도성 바이어스와 트레이스를 포함하는 전기 경로(1510)는, 채널 커넥터(1208)를 패드(1556)에 전기적으로 접속시키며, 인서트(1538) 내에 배치된 전도성 바이어스와 트레이스를 포함하는 전기 경로(1512)는 패드(1558)를 프로브(1236)와 전기적으로 접속시킨다. 볼트(1264)와 너트(1252)에 의해 배선 기판(1502)에 볼트 체결될 수 있는 브래킷(1504)은 배선 기판(1502)에 반하여 정위치에서 인서트(1538)를 유지시킨다.
인서트(1538)는 볼트(1264)를 느슨하게 하여 인서트(1238)를 제거함으로써 교체될 수 있다. 그 다음, 신규의 인서트(1538')는 배선 기판(1502)의 개구(1514) 내에 배치될 수 있고, 그 후 볼트(1264)는 신규의 인서트(1538')를 정위치에 붙들도록 조여질 수 있다.
도 20에는 일반적으로 프로브 카드 조립체(1500)와 유사할 수 있는, 또 다른 예시적인 프로브 카드 조립체(1600)가 도시되어 있다(동일한 참조 번호의 구성 요소는 동일). 그러나, 프로브 카드 조립체(1600)에 있어서, 전기 전도성 바이어스(1604)는 프로브(1236)를 인서트(1638) 상의 전기 전도성 패드(1604)에 전기적으로 접속시키며, 전기 전도성 와이어(1602)는 패드(1604)를 채널 커넥터(1208)에 전기적으로 접속시킨다.
도 16b, 도 17b 및 도 18에 도시된 바와 같이, 패드(1256)와 패드(1258) 사이의 전기 접속은 패드(1256) 및 패드(1258) 사이에 탄성 전기 커넥터(예컨대, 포고 핀, 전도성 탄성중합체, 전도성 퍼즈 버튼, 전도성 스프링, 일단부가 패드에 각각 접합되어 있고 타단부는 유연한 기형을 갖는 와이어, 탄성 벨로우즈 접촉부 등)(도시 생략)를 포함시킴으로써 형성될 수 있다. 이와 유사하게, 도 19 및 도 20에서, 패드 쌍(1558, 1556) 사이의 전기 접속은 탄성 전기 커넥터(예컨대, 포고 핀, 전도성 탄성중합체, 전도성 퍼즈 버튼, 전도성 스프링 등)(도시 생략)를 사용하여 이루어질 수 있다.
도 21에는 본 명세서에 개시된 예시적인 프로브 카드 조립체(200, 1200, 1300, 1400, 1500, 혹은 1600) 중 어떤 조립체에 도시된 전기 전도성 트레이스 및/또는 바이어스 중 어느 것을 대신하여 사용할 수 있는 차폐형 트레이스(1700)가 도시되어 있다. 도 21에 도시된 바와 같이, 트레이스(1700)는 데이터 혹은 제어 신호를 전송하기 위한 전기 전도성 신호 트레이스(1706)를 포함할 수 있다. 접지, 가드 포텐셜, 혹은 전원(도시 생략)에 접속될 수 있는 전기 전도성 평면(1702)은 신호 트레이스(1702)를 전기적으로 차폐한다. 절연 물질(1704)은 상기 평면(1702)로부터 신호 트레이스(1706)를 전기적으로 절연한다. 변형례로서, 복합 신호 트레이스(1706)는 평면(1702) 사이에 배치될 수 있다. 또 다른 변형례로서, 접지 혹은 가드 포텐셜 트레이스(2202, 2204)는 도 22(차폐형 트레이스(1700')를 도시)에 도시된 바와 같이 신호 트레이스를 더 차폐시키기 위해 신호 트레이스(1706)의 어느 한 면 상의 절연 물질(1704) 내부에 배치될 수 있다.
도 23 및 도 24는 본 명세서에 개시된 예시적인 프로브 카드 조립체(200, 1200, 1300, 1400, 1500, 혹은 1600) 중 어떤 조립체에 도시된 전기 전도성 트레이스 및/또는 바이어스 중 어느 것을 대신하여 사용할 수 있는 다른 예시적인 차폐형 트레이스(2300, 2400)가 도시되어 있다. 도 23을 참조하면, 신호 트레이스 (2306)(신호 트레이스(1706)와 유사할 수 있음)는 절연 물질(2308) 내에 매립될 수 있고, 그 때문에 전도성 플레이트(2302)와 전도성 박스 구조체(2310)에 의해 에워싸여 신호 트레이스(2306)를 차폐할 수 있다. 전도성 박스(2310), 절연 물질(2308) 및 신호 트레이스(2306)는 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있는 기판(2304) 내에 매립될 수 있다. 도 24에는 도 23의 트레이스(2300)의 변형례가 도시되어 있다. 도 24에서, 절연 물질(2308)에 의해 에워싸일 수 있는 신호 트레이스(2306)는 전도성 박스 구조체(2404)와 전도성 덮개 구조체(2402)에 의해 차폐될 수 있다.
도 25에는 본 명세서에 개시된 예시적인 프로브 카드 조립체(200, 1200, 1300, 1400, 1500, 혹은 1600) 중 어떤 조립체에 도시된 전기 전도성 와이어 중 어느 것을 대신하여 사용할 수 있는 차폐형 와이어(1800)가 도시되어 있다. 도 22에 도시된 바와 같이, 차폐형 와이어(1800)는 데이터 혹은 제어 신호를 전송하기 위한 전기 전도성 신호 라인(1806)을 포함할 수 있다. 접지 혹은 가드 포텐셜에 접속될 수 있는 전기 커넥터(1802)는 신호 라인(1802)을 에워싸고 이에 따라 신호 라인(1806)을 전기적으로 차폐한다. 절연 물질(1804)은 커넥터(1802)로부터 신호 라인(1806)을 전기적으로 절연한다. 보호 재킷(1808)은 와이어(1800)를 보호한다. 차폐형 와이어(1800)는 예컨대, 동축 케이블일 수 있다.
프로브 카드 조립체(200, 1200, 1300, 1400, 1500)의 실시예에 차폐형 트레이스(1700, 1700', 2300, 2400) 및/또는 차폐형 와이어(1800)를 사용함으로써, 이들 프로브 카드 조립체의 작동 주파수를 증가시킬 수 있다. 따라서 이러한 프로브 카드 조립체가 DUT 상에서 기능적인 시험을 적용하도록 사용될 때, 차폐형 트레이 스(1700, 1700', 2300, 2400) 및/또는 와이어(1800)의 사용은 시험을 적용할 수 있는 최대 주파수를 증가시킨다. 차폐형 트레이스(1700, 1700', 2300, 2400) 및/또는 차폐형 및/또는 가드 포텐셜 와이어(1800)의 사용은 또한 DUT에서 누설 전류의 감지 등과 같은 소정의 파라메트릭 시험에 대한 감도를 증가시킨다. 따라서 예컨대, 이러한 프로브 카드 조립체가 DUT에서 파라메트릭 시험에 적용하기 위해 사용될 때, 차폐형 트레이스(1700, 1700', 2300, 2400) 및/또는 와이어(1800)의 사용은 극소의 누설 전류의 검출을 가능하게 해줄 수 있다.
본 명세서에는 본 발명의 특정 실시예와 용례들이 설명되어 있지만, 본 발명은 이들 예시적인 실시예와 용례들에만 한정되거나 또는 예시적인 실시예와 용례들을 본 명세서에서 설명한 바와 같이 작동하게 되는 방식에만 한정하려는 의도는 없다. 예컨대, 도 5 및 도 6a 내지 도 6d의 나사(470)는 너트(도시 생략)와 맞물리도록 핀 홀더(218), 스페이서(252), 및 조절판(206)의 구멍을 통해 연장하는 볼트(도시 생략)로 대체할 수 있다. 또 다른 예로서, 개구(234)로부터 프로브 인서트(238)의 제거를 용이하게 하도록 인서트 홀더(230) 내의 개구(234) 상부의 주위 둘레에 추가적인 소형의 벽(도시 생략)을 포함할 수도 있다. 또 다른 예로서, 본 명세서에 도시된 볼트와 너트(예컨대, 볼트(1264), 너트(1252))의 위치는 반대될 할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 본 명세서에 도시된 실시에의 특정 구성은 예컨대, 실시예의 구성 요소를 수정하고, 구성 요소를 추가하거나 구성 요소를 생략함으로써 변경될 수 있다. 예컨대, 도 2의 프로브 카드 조립체(200)는 강화판(204) 없이 구성될 수 있다. 또 다른 변경의 예로는 복합 프로브 인서트(예컨대, 프로브 인서트(238) 등)가 프로브 카드 조립체에 부착될 수 있도록 프로브 카드 조립체(200)를 구성하는 것과, 이러한 프로브 인서트 각각의 위치, 배향 및/또는 장소가 다른 프로브 인서트와 무관하게 조절될 수 있도록 해주는 기구를 제공하는 것을 들 수 있다. 프로브 인서트(예컨대, 프로브 인서트(238) 등)는 하나의 DUT 보다 많게 혹은 전체의 DUT보다 작게 접촉하도록 구성될 수 있다.

Claims (29)

  1. 프로브 카드 장치에 있어서,
    제1 구조체;
    전기 컨택들을 포함하는 제2 구조체;
    상기 전기 컨택들로의 복수 개의 탄성(compliant) 전기 접속부들;
    상기 제1 구조체에 대한 상기 제2 구조체의 배향을 변경하도록 구성된 기구; 및
    피시험 전자 장치와 접촉하도록 배치된 복수 개의 프로브들을 포함하고, 상기 제2 구조체에 착탈 가능하도록 구성된 제3 구조체를 포함하며,
    상기 복수 개의 프로브들 중에 있는 프로브들은, 상기 제2 구조체에 부착되는 동안, 상기 전기 컨택들 중에 있는 컨택들에 전기적으로 접속되고,
    상기 제3 구조체는,
    상기 복수 개의 프로브들을 포함하는 프로브 인서트(probe insert); 및
    상기 제2 구조체에 착탈 가능하고 상기 프로브 인서트를 붙들도록 구성된 홀더를 포함하는 것인, 프로브 카드 장치.
  2. 제1항에 있어서, 시험기로의 인터페이스를 더 포함하며,
    상기 탄성 전기 접속부들은 상기 시험기 인터페이스를 상기 전기 컨택들에 전기적으로 접속시키는 것인, 프로브 카드 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탄성 전기 접속부들은 와이어를 포함하는 것인 프로브 카드 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 홀더가 상기 제2 구조체로부터 분리되는 동안, 상기 프로브 인서트는 상기 홀더로부터 제거 가능한 것인, 프로브 카드 장치.
  6. 제1항에 있어서, 미리 결정된 배향으로 상기 제2 구조체에 상기 제3 구조체를 부착하도록 구성된 어태치먼트 기구(attachment mechanism)를 더 포함하는 프로브 카드 장치.
  7. 제1항에 있어서, 미리 결정된 배향으로 상기 제2 구조체에 상기 제3 구조체를 부착하고, 상기 제2 구조체로부터 상기 제3 구조체를 분리하고, 상기 미리 결정된 배향으로 상기 제2 구조체에 상기 제3 구조체를 재부착하도록 구성된 어태치먼트 기구(attachment mechanism)를 더 포함하는 프로브 카드 장치.
  8. 프로브 카드 장치에 있어서,
    조립되는 동안 시험기로의 전기 인터페이스를 형성하는 복수 개의 조립된 엘리먼트들을 구비하는 프로브 카드 조립체;
    피시험 전자 장치를 접촉시키도록 배치된 복수 개의 프로브들을 포함하는 프로브 구조체를 포함하고,
    상기 프로브 구조체는,
    상기 프로브 카드 조립체에 부착되어 상기 복수 개의 프로브들 중에 있는 프로브들이 상기 시험기 인터페이스에 전기적으로 접속될 수 있도록 하고,
    상기 프로브 카드 조립체로부터 분리되어 상기 복수 개의 프로브들 중에 있는 상기 프로브들이 상기 시험기 인터페이스로부터 전기적으로 접속 해제될 수 있도록 구성되며,
    상기 프로브 구조체는 제1 홀더와 상기 프로브들에 부착될 프로브 인서트를 포함하고, 상기 프로브 구조체가 상기 프로브 카드 조립체로부터 분리되는 동안 상기 프로브 인서트는 상기 제1 홀더로부터 제거 가능한 것인, 프로브 카드 장치.
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  10. 제8항에 있어서, 상기 시험기 인터페이스는 상기 프로브 카드 조립체 상에 배치된 제1 전기 전도성 컨택들을 포함하며,
    상기 제1 홀더가 상기 프로브 카드 조립체에 부착되는 동안, 상기 제1 홀더는, 상기 제1 전기 전도성 컨택들 중 하나 이상의 제1 컨택과 전기 접촉하고 있는 상기 프로브 인서트 상의 제2 전기 전도성 컨택들 중 하나 이상의 제2 컨택을 유지하며, 상기 하나 이상의 제2 전기 전도성 컨택은 상기 복수 개의 프로브들 중 하나 이상의 프로브에 전기적으로 접속되는 것인, 프로브 카드 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 시험기로부터의 통신 채널과의 전기 접속을 형성하도록 구성된 채널 커넥터들을 포함하는 배선 기판을 더 포함하는 프로브 카드 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 전기 전도성 컨택들을 유지하기 위한 제2 홀더를 더 포함하며, 상기 제1 전기 전도성 컨택들 중 하나 이상의 제1 컨택은 상기 채널 커넥터들 중 하나 이상의 채널 커넥터에 전기적으로 접속되는 것인, 프로브 카드 장치.
  13. 제12항에 있어서, 차폐형 전기 도전체들을 더 포함하고,
    상기 차폐형 전기 도전체들 중 하나 이상의 도전체는 상기 하나 이상 제1 컨택을 상기 하나 이상의 채널 커넥터에 접속시키는 것인, 프로브 카드 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 홀더는 상기 제2 홀더에 직접 부착 가능한 것인, 프로브 카드 장치.
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