KR101331525B1

KR101331525B1 - 프로브 장치

Info

Publication number: KR101331525B1
Application number: KR1020120142590A
Authority: KR
Inventors: 이채윤
Original assignee: 리노공업주식회사
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2013-11-20

Abstract

본 발명은 반도체와 같은 전기소자의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치에 관한 것이다.
본 발명의 프로브 장치는 중공의 배럴과; 상기 배럴의 일측에 부분적으로 삽입되는 플런저와; 상기 플런저를 탄성적으로 검사방향으로 요동시키는 제1탄성부재와; 상기 배럴의 내벽을 향해 부분 돌출하도록 상기 플런저에 지지된 제2탄성부재를 포함하여 구성한다.
본 발명에 의하면, 프로브 장치는 검사신호를 반도체 디바이스 접점과 검사회로기판의 패드 사이를 안정적으로 전달할 수 있다.

Description

프로브 장치{A PROBING DEVICE}

본 발명은 반도체와 같은 전기소자의 전기적 특성을 검사할 때 사용하는 프로브 장치, 보다 상세하게는 안정적이고 낮은 접촉저항으로 전기소자의 피검사 접점과 검사 회로기판의 접점 사이의 전기적 연결을 수행할 수 있는 프로브 장치에 관한 것이다.

반도체 칩 또는 웨이퍼와 같은 반도체 디바이스는 양품여부를 판별하기 위한 소정의 전기적 특성 검사 과정을 거치게 된다.

반도체 디바이스의 검사는 반도체 디바이스의 범프(bump)와 검사회로기판의 패드 사이를 전기적으로 연결하는 탄성적으로 요동가능한 프로브장치가 이용되고 있다.

일반적으로 프로브 장치는 배럴 내에 상부 플런저와 하부 플런저를 부분적으로 돌출한 상태로 삽입시키되, 배럴 내에서 상부 플런저와 하부 플런저 사이에 스프링을 개재시켜 상부 플런저 또는 하부 플런저가 검사방향으로 요동할 수 있도록 구성되어 있다.

상부 플런저와 하부 플런저는 배럴 내에서 원활하게 요동하여야 하기 때문에 상부 플런저와 하부 플런저의 외경은 배럴의 내경보다 작아야 한다. 일반적으로 검사신호의 흐름은 상부 플런저, 배럴 또는 스프링, 및 하부 플런저를 경유한다. 상부 플런저, 스프링, 및 하부 플런저를 흐르는 검사신호는 변화가 적지만, 상부 플런저, 배럴, 및 하부 플런저를 통한 흐름은 상부 플런저 또는 하부 플런저와 배럴 사이를 움직이면서 접촉하기 때문에 일정한 접촉 저항을 보이지 않기 때문에 검사의 신뢰성을 나쁘게 한다. 즉, 배럴과 상부 플런저 또는 하부 플런저 사이의 접촉은 스프링의 요동에 따라 일정한 위치에 접촉하는 것이 아니라 불규칙적인 접촉으로 초래할 수밖에 없다. 특히, 플런저들이 정확히 수직으로 움직일 경우에는 기본 공차에 의해 완전 접촉이 아닌 미세한 갭을 두고 플런저와 배럴이 접촉하여 큰 접촉저항이 발생할 가능성도 있다.

본 발명의 목적은 상술한 종래 프로브 장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로 안정적인 접촉을 통하여 접촉저항을 균일하게 하기 위한 프로브 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 상기 과제를 달성하기 위한 전기소자의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치는, 중공의 배럴과; 상기 배럴의 일측에 부분적으로 삽입되는 플런저와; 상기 플런저를 탄성적으로 검사방향으로 요동시키는 제1탄성부재와; 상기 배럴의 내벽을 향해 부분 돌출하도록 상기 플런저에 지지된 제2탄성부재를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 제2탄성부재는 클립을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제2탄성부재는 상기 배럴의 내벽에 면접촉이 이루어질 수 있다.

상기 플런저는 상기 제1탄성부재를 사이에 두고 배치된 상부 플런저와 하부 플런저를 포함하며, 상기 제2탄성부재는 상부 플런저와 하부 플런저 중 적어도 하나에 지지되는 것이 바람직하다.

상기 플런저는 검사방향에 대해 가로방향으로 연장하는 개공을 포함하며, 상기 제2탄성부재는 플런저의 개공에 삽입되어 지지될 수 있다.

상기 개공은 플런저를 관통하며, 상기 제2탄성부재는 관통하는 개공에 삽입되어 양측으로 부분 돌출하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 프로브 장치의 플런저가 안정적으로 배럴 내벽이 접촉할 수 있어 접촉 저항의 편차를 줄일 수 있어 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프로브 장치의 부분 절개 사시도,
도 2는 도 1의 플런저를 확대하여 나타낸 부분확대 사시도,
도 3은 도 1의 부분확대 종단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부분확대 종단면도,
도 5는 도 1의 부분확대 횡단면도, 및
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부분확대 횡단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 또한, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다.

도 1에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기소자의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치(100)는 내부가 비어 있는 중공의 배럴(110)과; 상기 배럴(110)의 일측에 부분적으로 삽입되는 플런저(120,140)와; 상기 플런저(120, 140)를 탄성적으로 검사방향으로 요동시키는 제1탄성부재(130)와; 상기 배럴(110)의 내벽을 향해 부분 돌출하도록 상기 플런저(120,140)에 지지된 제2탄성부재(160)를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 전기소자(미도시)는 반도체 칩, 반도체 웨이퍼, 평판표시장치의 부품 등 전기적 특성을 검사하기 위한 소자라면 어느 것이든 적용될 수 있다.

프로브 장치(100)는 검사를 피검사체의 피검사접점, 예를 들면 반도체 칩의 범프(bump)와 검사회로기판(미도시)의 패드 사이를 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다.

배럴(110)은 전기전도가 가능한 금속체로 이루어질 수 있다. 배럴(110)은 통형상으로 양 끝에 상부 플런저(120)와 하부 플런저(140)가 부분 삽입될 수 있다.

도 1에 나타나 있는 바와 같이 상부 플런저(120)는 배럴(110)의 외측 제1돌출부(123)의 단부에 날카로운 복수의 팁부(122)를 포함할 수 있다. 팁부(122)는 검사 시에 반도체 범프(미도시)에 접촉할 수 있다. 상부 플런저(120)는 상기 팁부(122)의 반대측에 위치하여 배럴(110)에 삽입되는 제1삽입부(124)를 포함할 수 있다.

하부 플런저(140)는 배럴(110)의 외측 제2돌출부(143)의 단부에 단일 팁부(142)를 포함할 수 있다. 팁부(142)는 검사 시에 검사회로기판의 패드(미도시)에 접촉할 수 있다. 하부 플런저(140)는 상기 팁부(142)의 반대측에 위치하여 배럴(110)에 삽입되는 제2삽입부(144)를 포함할 수 있다.

배럴(110)의 상측 단부는 삽입된 상부 플런저(120)가 인출되지 않도록 반경 내측 방향으로 절곡될 수 있다. 상부 플런저(120)는 배럴(110)에 삽입된 상태에서 검사방향을 따라 요동할 수 있다.

배럴(110)의 하측 단부는 삽입된 하부 플런저(140)가 인출되지 않도록 반경 내측 방향으로 절곡될 수 있다. 하부 플런저(140)는 배럴(110)에 삽입된 상태에서 검사방향을 따라 요동할 수 있다.

필요에 따라 상부 플런저(120)와 하부 플런저(140) 중 어느 하나는 배럴(110)에 고정될 수 있다. 또한, 상부 플런저(120)와 하부 플런저(140) 중 어느 하나는 생략하고 배럴(110)이 직접 피검사접점 또는 패드에 접촉할 수도 있다.

배럴(110) 내에는 삽입된 상부 플런저(120)와 하부 플런저(140) 사이에 스프링과 같은 제1탄성부재(130)가 삽입될 수 있다. 제1탄성부재(130)는 상부 플런저(120) 또는 하부 플런저(140)를 검사 방향을 따라 탄성적으로 요동하도록 할 수 있다. 이는 검사 시 프로브 장치(100)에 가해지는 압력을 흡수하여 프로브 장치(100)가 손상되는 것을 막아줄 수 있다.

도 2에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브 장치(100)의 하부 플런저(140)는 배럴(100) 내에 삽입되는 제2삽입부(144)에 가로방향으로 관통하는 개공(150)을 포함할 수 있다. 개공(150)은 제2삽입부(144)를 관통하지 않도록 형성될 수도 있다.

도 3 및 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 상기 제2삽입부(144)의 개공(150)에는 예를 들면 클립과 같은 제2탄성부재(160)가 삽입될 수 있다. 제2탄성부재(160)는 개공(150)에 삽입하되, 양측 또는 일측으로 부분 돌출하도록 하여 배럴(110)의 내벽에 접촉하게 할 수 있다.

개공(150) 외부로 돌출하여 배럴(110) 내벽에 접촉하는 제2탄성부재(160)는 탄성적으로 개공(150) 내측으로 이동할 수 있다.

비록 도면에는 하부 플런저(140)의 제2삽입부(144)에 개공(150)과 제2탄성부재(160)를 형성하는 것을 개시하였지만, 선택적으로 상부 플런저(120)의 제1삽입부(124)에도 배치할 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이 상술한 제2탄성부재(160)는 배럴(110) 내벽에 접촉한 상태에서 검사 시 하부 플런저(140)가 검사방향으로 요동할 때 지렛대 효과에 의해 하부 플런저(140)를 배럴(110) 내측의 한 점(P5)으로 향하게 한다. 물론 완전 접촉 점(P5)의 반대측에는 비교적 큰 갭(G)이 형성되나 안정적으로 특정 지점에서 확실하게 접촉하는 것이 검사의 신뢰성에 유리하다.

상술한 바와 같이, 제2탄성부재(160)의 효과에 의해 배럴(110)과 하부 플런저(140)는 확실하게 접촉할 수 있어 안정된 접촉을 달성할 수 있으며, 또한 접촉저항을 낮출 수 있다.

제2탄성부재(160)는 또한 하부 플런저(140)와 배럴(110) 사이의 전기적 도통로(P1, P2)가 될 수 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이 제2탄성부재(160)는 배럴(110)의 길이방향 형상에 대응하도록 제작하여 하부 플런저(140)와 배럴(110) 사이의 전기적 도통로(P1,P2)의 면적을 넓게 할 수 있다. 즉, 제2탄성부재(160)는 하부 플런저(140)와 배럴(110) 사이의 면접촉을 하도록 할 수 있다. 물론 지나치게 접촉 면적이 넓으면 하부 플런저(140)의 요동을 방해할 수 있기 때문에 적절하게 조정하는 것이 중요하다.

마찬가지로 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2탄성부재(160)는 배럴(110)의 가로방향 형상에 대응하도록 제작하여 하부 플런저(140)와 배럴(110) 사이의 전기적 도통로(P3,P4)의 면적을 넓게 할 수 있다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100: 프로브 장치
110: 배럴
120: 상부 플런저
130: 제1탄성부재(스프링)
140: 하부 플런저
150: 개공
160: 제2탄성부재(클립)

Claims

전기소자의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 장치에 있어서,
중공의 배럴과;
상기 배럴의 일측에 부분적으로 삽입되는 플런저와;
상기 플런저를 탄성적으로 검사방향으로 요동시키는 제1탄성부재와;
상기 배럴의 내벽을 향해 부분 돌출하도록 상기 플런저에 지지된 제2탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제2탄성부재는 클립을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제2탄성부재는 상기 배럴의 내벽에 면접촉이 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플런저는 상기 제1탄성부재를 사이에 두고 배치된 상부 플런저와 하부 플런저를 포함하며,
상기 제2탄성부재는 상부 플런저와 하부 플런저 중 적어도 하나에 지지되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플런저는 검사방향에 대해 가로방향으로 연장하는 개공을 포함하며,
상기 제2탄성부재는 플런저의 개공에 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.
제 5항에 있어서,
상기 개공은 플런저를 관통하며,
상기 제2탄성부재는 관통하는 개공에 삽입되어 양측으로 부분 돌출하는 것을 특징으로 하는 프로브 장치.