KR101479929B1

KR101479929B1 - 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭

Info

Publication number: KR101479929B1
Application number: KR20130103694A
Authority: KR
Inventors: 김일; 박정근; 주영훈; 김종훈; 김정호
Original assignee: 윌테크놀러지(주)
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-01-22

Abstract

본 발명은 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭에 관한 것으로서, 도체재질로 형성되고, 일측에 접지니들이 삽입되는 적어도 하나의 제1 삽입공이 형성되며, 타측에 입출력니들이 삽입되는 복수개의 제2 삽입공이 형성된 가드바디 및 상기 가드바디의 상하부에 각각 설치되고, 상기 접지니들 및 상기 입출력니들의 일측을 지지하는 한 쌍의 가이드 플레이트를 포함하되, 상기 제2 삽입공은 상기 신호니들의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭을 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 니들의 상하부를 각각 지지하는 한 쌍의 가이드 플레이트 사이에 접지니들 및 입출력 니들의 주위를 감싸는 도체 재질의 가드바디를 형성하여 전류의 루프 에어리어가 최소한의 면적을 갖도록 함과 아울러 입출력 니들 사이에 도체재질의 차폐벽이 형성되도록 함으로써 임피던스가 낮아지고, 각 입출력 니들간 신호가 상호 간섭되는 것을 미연에 방지하여 고주파 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭{needle block for semiconductor test apparatus improving performance in high frequency}

본 발명은 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 니들과 니들 사이에 도체재질의 차폐벽이 형성되도록 함으로써 니들간 전기적 신호가 상호 간섭되는 것을 미연에 방지하여 고주파 성능을 크게 향상시킬 수 있는 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제작 공정은 웨이퍼(Wafer)상에 패턴(pattern)을 형성시키는 패브리케이션(fabrication)공정과, 웨이퍼를 구성하고 있는 각각의 칩의 전기적 특성을 감사하는 이디에스(Electrical Die Sorting:EDS)공정과, 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 칩(chip)으로 조립하는 어셈블리(assembly)공정을 통해서 제조된다.

여기서 EDS공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 불량칩을 판별하기위해 수행하는 것으로 웨이퍼를 구성하는 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량을 판단하게 되는 프로브 카드라는검사장치가 주로 사용되고 있다.

도1은 종래의 프로브 카드용 니들블럭 및 니들의 단면도이다.

일반적으로 반도체 테스트 장비, 즉 프로브 카드는 테스트대상물에 접촉되는 니들(N)과, 니들의 일측을 지지하여 니들이 테스트 대상 반도체에 탄성접촉되도록 하는 니들블럭(100)과, 니들블럭(100)의 상부에 설치되는 공간변환기(미도시) 및 외부의 테스터기와 연결되고 공간변환기(미도시)에 의해 일측이 니들과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(미도시)으로 구성된다.

이러한 프로브 카드는 니들이 테스트 대상 반도체에 접촉되면 테스터기로부터 제공되는 전기적 신호가 니들을 통해 테스트 대상 반도체로 전달되고, 반도체로부터 피드백되는 전기적 신호를 분석하여 테스터 대상 반도체의 불량유무를 판단하게 된다.

이때, 종래의 프로브 카드용 니들블럭(100)은 입출력 니들(N)이 테스트 대상 반도체에 접촉되는 경우 전류가 테스트 대상 반도체로부터 복수개의 입출력 니들(N)을 따라 상부의 인쇄회로기판으로 흐르고, 인쇄회로기판의 접지단자를 통해 접지 니들로 이동된 후 접지 니들을 따라 테스트 대상 반도체로 흐르면서 전류의 루프 에어리어(A)가 형성되는데, 이와 같은 전류의 루프 에어리어(A)와 임피던스는 비례관계를 갖는 바 전류의 루프 에어리어(A)가 크게 형성되면서 임피던스 또한 높아져 고주파 성능이 크게 저하되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전류의 루프 에어리어가 최소한의 면적을 갖도록 함과 아울러 입출력 니들 사이에 도체재질의 차폐벽이 형성되도록 함으로써 임피던스가 낮아지도록 하면서도 각 입출력 니들간 신호가 상호 간섭되는 것을 미연에 방지하여 고주파 성능을 크게 향상시킬 수 있는 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 가드바디와, 가이드플레이트 사이에 일측이 접지니들에 접촉되는 가드시트를 개재함으로써 가드바디의 가공효율이 향상되도록 하면서도 임피던스가 낮아지도록 하여 고주파 성능을 향상시킬 수 있는 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가드바디의 상하부에 일측이 접지니들에 접촉되는 가이드플레이트를 제공하여 전류의 루프 에어리어가 보다 작은 면적을 갖도록 함으로써 고주파 성능을 보다 향상시킬 수 있는 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭을 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭에 있어서, 도체재질로 형성되고, 일측에 접지니들이 삽입되는 적어도 하나의 제1 삽입공이 형성되며, 타측에 입출력니들이 삽입되는 복수개의 제2 삽입공이 형성된 가드바디 및 상기 가드바디의 상하부에 각각 설치되고, 상기 접지니들 및 상기 입출력니들의 일측을 지지하는 한 쌍의 가이드 플레이트를 포함하되, 상기 제2 삽입공은 상기 신호니들의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭을 제공한다.

또한, 도체재질로 형성되고, 상기 가드바디와, 상기 한 쌍의 가이드 플레이트 사이에 각각 개재되며, 상기 제1 삽입공 및 상기 제2 삽입공과 대응되는 위치에 각각 통과홀이 형성되는 가드시트를 포함하되, 상기 가드시트는 상기 제1 삽입공과 대응되는 위치에 형성되는 통과공의 직경이 상기 접지니들의 직경과 대응되는 직경을 갖도록 형성되고, 상기 제2 삽입공과 대응되는 위치에 형성되는 통과공의 직경이 상기 입출력니들의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 가이드 플레이트는 도체재질로 형성되고, 상기 가드바디의 상하부에 각각 설치되며, 상기 접지니들과 대응되는 위치에 상기 제1 삽입공이 형성되고, 상기 입출력니들과 대응되는 위치에 제2 삽입공이 형성된 지지플레이트 및 상기 제1 삽입공 및 상기 제2 삽입공에 각각 상기 접지니들 및 상기 입출력니들이 삽입된 상태에서 상기 제1 삽입공 및 상기 제2 삽입공에 충진되어 상기 접지니들 및 상기 입력출력니들의 일측을 지지하는 절연부를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 니들의 상하부를 각각 지지하는 한 쌍의 가이드 플레이트 사이에 접지니들 및 입출력 니들의 주위를 감싸는 도체 재질의 가드바디를 형성하여 전류의 루프 에어리어가 최소한의 면적을 갖도록 함과 아울러 입출력 니들 사이에 도체재질의 차폐벽이 형성되도록 함으로써 임피던스가 낮아지도록 하면서도 각 입출력 니들간 신호가 상호 간섭되는 것을 미연에 방지하여 고주파 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 가드바디와, 가이드플레이트 사이에 일측이 접지니들에 접촉되는 가드시트를 개재함으로써 가드바디의 가공효율이 향상되도록 하면서도 임피던스가 낮아지도록 하여 고주파 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 가드바디의 상하부에 일측이 접지니들에 접촉되는 가이드플레이트를 제공하여 전류의 루프 에어리어가 보다 작은 면적을 갖도록 함으로써 고주파 성능을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래의 프로브 카드용 니들블럭 및 니들의 단면도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭의 사시도이고,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭의 단면도이고,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭의 평면도,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 가드시트 및 가드바디를 통해 전류가 입출력 니들 부근으로 유도되는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발며의 다른 실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭의 단면도.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하도록 한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭의 사시도이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭의 단면도이고, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭의 평면도이다.

도2 내지 도4에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭(1)은 가드바디(10)와, 가드시트(20) 및 가이드 플레이트(30)를 포함하여 구성된다.

가드바디(10)는 대략 직육면체 형상의 도체 재질로 형성되고, 일측에 접지니들이 삽입되는 복수개의 제1 삽입공(11)이 형성되며, 타측에 입출력 니들(S)이 삽입되는 복수개의 제2 삽입공(12)이 형성된다.

여기서 가드바디(10)는 제1 삽입공(11)이 접지니들(G)의 직경과 동일한 직경으로 형성되어 접지니들(G)의 일측에 전기적으로 접촉되고, 제2 삽입공(12)이 입출력 니들(S)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성됨으로써 입출력 니들(S)과 이격된다.

여기서, 가드바디(10)의 일측이 접지니들(G)의 일측에 접촉되도록 하는 이유는 테스트 대상 반도체로부터 입출력 니들을 따라 인쇄회로기판으로 흐른 전류가 인쇄회로기판의 접지단자를 통해 접지 니들(G)로 흐르는 경우 전류가 입출력 니들(S) 부근으로 이동되어 입출력 니들(S)을 따라 이동될 수 있도록 전류의 이동로를 제공함으로써 최소한의 면적을 갖는 전류의 루프 에어리어(A)가 형성되도록 하고, 이에 따라 임피던스가 낮아지도록 하여 고주파 성능이 향상될 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 두께를 갖는 가드바디(10)의 가공이 용이하게 이루어질 수 있도록 제1 삽입공(11) 및 제2 삽입공(12)의 직경을 모두 동일하게 형성하는 경우 접지니들이 가드바디(10)에 접지되지 않는 바 이 경우 가드바디(10)와 후술하는 가이드 플레이트(30) 사이에 가드시트(20)를 더 구비할 수 있다.

가드시트(20)는 대략 판상의 도체 재질로 형성되고, 제1 삽입공(11) 및 제2 삽입공(12)과 대응되는 일측, 즉 접지니들(G) 및 입출력니들(S)과 대응되는 일측에 각각 제1 통과공(21) 및 제2 통과공(22)이 형성되는데, 제1 통과공(21)은 접지니들(G)의 직경과 대응되는 직경을 갖도록 형성되고, 제2 통과공(22)은 입출력니들(S)의 직경 보다 큰 직경을 갖도록 형성된다.

이와 같은 도체 재질의 가드시트(20)는 가드바디(10)의 상하부에 가드바디(10)와 밀착설치됨에 따라 가드바디(10)가 접지니들(G)과 직접 접촉되지 않더라도 인쇄회로기판의 접지단자를 통해 접지니들(G)로 흐르는 전류가 가드바디(10)를 통해 입출력 니들(S) 부근으로 이동될 수 있도록 하는 역할을 한다.

가이드 플레이트(30)는 대략 부도체 재질의 플레이트 형상으로 형성되고, 한 쌍이 가드바디(10)의 상하부, 즉 접지니들 또는 입출력 니들(S)의 상하부에 각각 배치되어 입출력 니들(S)의 상하부를 고정함으로써 제2 삽입공(12)에서 가드바디(10)와 입출력 니들(S) 사이에 형성된 이격공간이 유지되도록 하는 역할을 한다.

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 가드시트 및 가드바디를 통해 전류가 입출력 니들 부근으로 유도되는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭(1)의 동작을 첨부된 도5를 참조하여 설명하면, 먼저, 테스트 대상 반도체(P)로부터 입출력 니들(S)을 따라 인쇄회로기판으로 흐르는 전류가 인쇄회로기판의 접지단자(G)를 통해 접지니들(G)의 상단부로 이동된다.

여기서 전류는 그 특성상 접지니들(G)에서 입출력니들(S)로 이동하려는 힘이 발생되는데, 가드시트(20)가 접지니들(G)의 일측에 접촉됨에 따라 접지니들(G)의 상단부로 이동된 전류가 접지니들(G)에서 가드시트(20)로 흐르게 되고, 가드시트(20) 중 입출력니들(S)과 가장 가까운 영역으로 이동된다.

이후 전류는 가드시트(20)와, 가드바디(10)를 따라 입출력 니들(N)의 길이방향으로 이동되다가 다시 접지니들(G) 방향으로 이동되고, 접지니들(G)의 하단부를 통해 테스트 대상 반도체(P)로 흐르게 된다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭(1)은 전류가 인쇄회로기판(B)에서 접지 니들(G) 상단부로 이동된 전류가 가드시트(20) 및 가드바디(10)을 통해 입출력 니들(S)부근으로 이동됨에 따라 도5에서 보는 바와 같이 루프 에어리어(A)의 면적이 종래 전류의 루프 에어리어의 면적보다 크게 작아지면서 임피던스값 또한 낮아지게 되고, 이에 따라 고주파 성능이 향상되는 특징이 있는데, 이는 아래의 아이다이아그램(eye diagram)을 통해 확인 할 수 있다.

아이다이아그램(eye diagram)은 장파형을 unit-interval-long 단위로 잘라내고, unit-interval-wide time으로 중첩시킨 도형으로서, 빈공간의 크기, 즉 대략 타원 형상으로 형성되는 아이 오픈 영역(eye open area) 개방상태에 따라 고주파 성능을 판단(아이 오픈 영역(eye open area)이 커질수록 고주파 성능이 높음)할 수 있는데, 사진1에서 보는 바와 같이 종래 가드바디(10) 없이 절연체 재질로만 형성되는 종래 니들블럭(1)의 경우 아이 오픈 영역(eye open area)의 개방상태가 17.85%(111.502ps)의 면적으로 나타나는 반면에 가드바디(10)를 이용한 니들블럭(1)의 경우 사진2에서 보는 바와 같이 아이 오픈 영역이 54.39%(339.963ps)로 종래에 비해 대략 3배 정도의 고주파 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

< 사진1 : 종래의 니들블럭에 따른 아이다이아그램 >

< 사진2 : 본 발명의 일실시예에 따른 니들블럭에 따른 아이다이아그램 >

도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭의 단면도이다.

도6 실시예의 기본적인 구성은 도1 내지 도4의 실시예와 동일하나 가이드 플레이트(30)의 두께에 의한 임피던스 상승을 방지하여 고주파 성능을 보다 향상시킬 수 있는 구조로 형성된 것이다.

도6에서 도시된 바와 같이, 본 실시예는 전 실시예와 달리 가이드 플레이트(30)가 도체 재질의 지지플레이트(31)와, 지지플레이트(31) 및 입출력 니들 사이에 충진되는 절연부(32)를 포함하여 구성된다.

여기서 지지플레이트(31)는 도체 재질로서 대략 판상으로 형성되고, 한 쌍이 가드바디(10)의 상하부에 각각 설치되며, 접지니들 및 입출력 니들과 대응되는 위치에 각각 제1 삽입공(11) 및 제2 삽입공(12)이 형성된다.

이때, 지지플레이트(31)는 제1 삽입공(11)이 접지니들의 직경과 대응되는 직경을 갖도록 형성되어 접지니들 일측에 접촉되고, 제2 삽입공(12)은 입출력 니들의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되어 입출력 니들과는 이격되게 설치된다.

절연부(32)는 제2 삽입공(12)에 입출력 니들이 삽입된 상태에서 제2 삽입공(12)에 충진되어 입출력 니들과 지지플레이트(31)가 상호 접촉되지 않도록 절연함과 아울러 입출력 니들의 상하부를 각각 지지하여 이격된 입출력 니들과 가드바디(10)가 상호 접촉되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭(1)은 전 실시예와는 달리 인쇄회로기판의 접지단자(G)를 통해 접지니들(G)의 상단부로 이동된 전류가 접지단자(G)와 접촉된 지지플레이트(31)로 이동되되, 지지플레이트(31) 중 입출력 니들(S)과 가장 가까운 영역으로 이동되고, 지지플레이트(31)와, 가드바디(10)를 따라 입출력 니들(N)의 길이방향으로 이동되다가 다시 접지니들(G) 방향으로 이동된 후 접지니들(G)의 하단부를 통해 테스트 대상 반도체(P)로 흐르게 된다.

즉, 본 실시예는 가이드 플레이트(30)를 도체로 형성함에 따라 가이드 플레이트(30)에 의해 손실되는 임피던스를 보상함으로써 고주파 성능을 보다 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1 : 반도체 테스트 장비용 니들블럭 10 : 가드바디
11 : 제1 삽입공 12 : 제2 삽입공
20 : 가드시트 21 : 제1 통과공
22 : 제2 통과공 30 : 가이드 플레이트
31 : 지지플레이트 32 : 절연부

Claims

고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭에 있어서,
도체재질로 형성되고, 일측에 접지니들이 삽입되는 적어도 하나의 제1 삽입공이 형성되며, 타측에 입출력니들이 삽입되는 복수개의 제2 삽입공이 형성되되, 상기 제2 삽입공이 상기 입출력니들의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되는 가드바디; 및
상기 가드바디의 상하부에 각각 설치되고, 상기 접지니들 및 상기 입출력니들의 일측을 지지하는 한 쌍의 가이드 플레이트를 포함하되,
상기 가이드 플레이트는
도체재질로 형성되고, 상기 가드바디의 상하부에 각각 설치되며, 상기 접지니들과 대응되는 위치에 상기 제1 삽입공이 형성되고, 상기 입출력니들과 대응되는 위치에 제2 삽입공이 형성된 지지플레이트; 및
상기 제1 삽입공 및 상기 제2 삽입공에 각각 상기 접지니들 및 상기 입출력니들이 삽입된 상태에서 상기 제1 삽입공 및 상기 제2 삽입공에 충진되어 상기 접지니들 및 상기 입출력니들의 일측을 지지하는 절연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭.
제1항에 있어서,
도체재질로 형성되고, 상기 가드바디와, 상기 한 쌍의 가이드 플레이트 사이에 각각 개재되며, 상기 제1 삽입공 및 상기 제2 삽입공과 대응되는 위치에 각각 제1 통과공 및 제2 통과공이 형성되는 가드 시트를 포함하되,
상기 제1 통과공은 상기 접지니들의 직경과 대응되는 직경을 갖도록 형성되고,
상기 제2 통과공은 상기 입출력니들의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 성능이 향상된 반도체 테스트 장비용 니들블럭.
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