KR101509418B1

KR101509418B1 - 무저항 방식의 프로브 카드

Info

Publication number: KR101509418B1
Application number: KR20150020596A
Authority: KR
Inventors: 김재길
Original assignee: 김재길
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2015-04-07

Abstract

본 발명은 무저항 방식의 프로브 카드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 PCB의 표면에 형성되는 신호입출력단자를 개구부 방향으로 앞뒤에 배치하고, 앞쪽과 뒤쪽에 각각 블레이드와 연결와이어를 접속시키고, 연결와이어는 블레이드와 이격된 상태에서 니들에 직접 연결되도록 하여 저항을 최소화할 수 있는 무저항 방식의 프로브 카드에 관한 것이다.

Description

무저항 방식의 프로브 카드{A PROBE CARD WITH NON-RESISTIBILITY}

프로브 카드는 반도체 소자나 회로기판의 단락 여부를 확인하기 위한 테스트 장비로서, 검사대상이 되는 소자와 직접 접촉하여 전기적인 신호를 주고받는 니들이 장착된 캔틸레버를 갖는다.

도 1은 종래기술에 따른 프로브 카드의 구조를 나타낸 사시도이며, 도 2와 3은 도 1의 프로브 카드의 평면과 단면 구조를 각각 나타낸 평면도와 단면도, 도 4는 도 1의 프로브 카드를 이용하여 신호를 주고받는 상태를 나타낸 개념도이다.

일반적인 프로브 카드(100)는 회로패턴이 인쇄되고 개구부(106)가 형성된 PCB(102) 위에 블레이드(110)와 니들(112)을 부착하여 측정기계(도면 미도시)로부터 전송되는 신호를 카드연결단자(104)와 신호입출력단자(108)를 통해 소자(10)에 전송함으로써 소자(10)의 정상 동작 여부를 확인하는 동작을 한다.

PCB(102) 상에 형성되는 신호입출력단자(108)에는 블레이드(110)가 접속되며, 블레이드(110)의 말단에는 소자(10)와 직접 접촉하는 니들(112)이 부착된다. Y자 모양으로 두 갈레로 갈라진 신호입출력단자(108)는 인가신호(Force)와 감지신호(Sense)를 각각 송수신하는 단자로서, 회로패턴에 의해 카드연결단자(104)와 전기적으로 연결된다.

본 발명에서 인가신호는 측정기계로부터 소자(10)에 전달되는 테스트용 신호를 뜻하며, 감지신호는 인가신호의 입력에 따라 소자(10)에서 출력되어 나오는 신호를 뜻한다.

도면과 같은 켈빈 방식의 프로브 카드(100)에서는 일반적으로 한 쌍의 회로패턴이 한 개의 신호입출력단자(108)를 형성하며, 각각의 회로패턴을 따라서 인가신호와 감지신호가 출입하도록 설계된다.

그런데, 블레이드(110)와 니들(112)은 납땜 등의 방식으로 전기적으로 연결되는데, 소재 자체의 성질과 더불어 연결부위의 구조적인 특성으로 인해 저항이 비교적 크게 작용한다. 프로브 카드(100)의 테스트에 사용되는 신호는 민감하게 설정되기 때문에 작은 저항의 차이에도 신호의 크기가 달라질 수 있어서 정밀한 제어를 위해서는 저항을 최소화시킬 필요가 있다.

KR

10-2010-0090037

A

KR

10-2007-0016441

A

KR

10-2009-0041036

A

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 PCB에 두 개의 신호입출력단자를 형성하고, 개구부까지 연장된 제1신호입출력단자에는 블레이드와 니들을 연결하고, 뒤쪽까지만 형성된 제2신호입출력단자에는 연결와이어를 접속하고, 연결와이어의 끝부분을 니들에 직접 연결시켜 켈빈 효과를 발생하는 과정에서 저항을 최소화시킬 수 있도록 하는 무저항 방식의 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 블레이드(210)와 이격되어 설치되는 연결와이어(214)를 신호입출력단자(208)와 니들(212)에 연결하여 신호 전송 경로의 저항을 최소화하는 프로브 카드로서, 개구부(206)가 형성되는 PCB(202)와; 상기 PCB(202)의 표면에 형성되어 계측장치로부터 전송되는 신호를 입출력하는 신호입출력단자(208)와; 상기 신호입출력단자(208)에 전기적 신호의 전달이 가능하도록 연결되는 블레이드(210)와; 상기 블레이드(210)의 끝부분에 부착되어 검사 대상이 되는 소자(10)와 직접 접촉하는 니들(212)과; 상기 블레이드(210)와 이격된 상태에서 상기 신호입출력단자(208)와 상기 니들(212)을 연결하는 연결와이어(214);를 포함하며, 상기 신호입출력단자(208)는 끝부분이 상기 개구부(206)의 둘레까지 연장되며 표면에 상기 블레이드(210)가 연결되는 제1신호입출력단자(208a)와, 끝부분이 상기 개구부(206)의 둘레까지 연장되지 않으며 표면에 상기 연결와이어(214)의 일단이 연결되는 제2신호입출력단자(208b)로 구성되며, 상기 제1신호입출력단자(208a)와 상기 제2신호입출력단자(208b)는 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 프로브 카드에서 신호가 흘러가는 경로상의 저항을 최소화시켜 정밀한 계측이 가능해지는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 프로브 카드의 구조를 나타낸 사시도.
도 2와 3은 도 1의 프로브 카드의 평면과 단면 구조를 각각 나타낸 평면도와 단면도.
도 4는 도 1의 프로브 카드를 이용하여 신호를 주고받는 상태를 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 구조를 나타낸 사시도.
도 6은 도 5에 포함된 블레이드와 연결와이어의 구조를 상세하게 나타낸 부분사시도.
도 7과 8은 도 5의 프로브 카드의 평면과 단면 구조를 각각 나타낸 평면도와 단면도.
도 9는 도 5의 프로브 카드를 이용하여 신호를 주고받는 상태를 나타낸 개념도.
도 10은 다른 실시예에 따른 블레이드를 사용한 프로브 카드의 구조를 나타낸 단면도.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "무저항 방식의 프로브 카드"(이하, '프로브 카드'라 함)를 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 구조를 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 5에 포함된 블레이드와 연결와이어의 구조를 상세하게 나타낸 부분사시도, 도 7과 8은 도 5의 프로브 카드의 평면과 단면 구조를 각각 나타낸 평면도와 단면도, 도 9는 도 5의 프로브 카드를 이용하여 신호를 주고받는 상태를 나타낸 개념도이다.

본 발명의 프로브 카드(200) 역시 종래기술에서와 마찬가지로 일측에 카드연결단자(204)가 형성된 PCB(202)의 가운데에 개구부가 형성되며, 표면에 인쇄된 신호입출력단자(208)에 얇은 판 모양의 블레이드(210), 가느다란 바늘 형태의 니들(212)이 부착되는 구조를 갖는다. 신호입출력단자(208)를 통해 인가된 테스트용 신호는 소자(10)에 입력되었다가 나와서 계측장치로 들어간다.

카드연결단자(204)와 신호입출력단자(208), 블레이드(210), 니들(212)은 모두 전기적으로 연결된다.

본 발명의 신호입출력단자(208)는 종래기술에서와 같이 두 갈레로 나뉘어져서 형성되는데, 도 6에 나타난 바와 같이 끝부분의 길이가 다르게 형성된다. 본 발명에서는 개구부(206)의 둘레까지 연장되는 단자(상대적으로 긴 부분)를 제1신호입출력단자(208a)라고 하고, 개구부(206)의 둘레에 닿지 않는 단자(상대적으로 짧은 부분)를 제2신호입출력단자(208b)라고 정의한다. 제1신호입출력단자(208a)와 제2신호입출력단자(208b)는 전기적으로 절연되어 있다.

제1신호입출력단자(208a)에는 블레이드(210)가 전기적 신호의 전달이 가능하도록 연결되며, 블레이드(210)의 끝부분에는 소자(10)와 직접 접촉하는 니들(212)이 부착된다. 블레이드(210)와 니들(212)의 구조나 형상, 기능은 종래기술에서와 동일하다.

제2신호입출력단자(208b)에는 연결와이어(214)의 일단이 전기적 신호의 전달이 가능하도록 연결되며, 연결와이어(214)의 타단은 니들(212)에 연결된다. 연결와이어(214)는 구리나 몰리브덴, 턴스텐 등의 도전성 소재로 만들어지는 전선으로서, 제2신호입출력단자(208b)와 니들(212) 사이의 신호의 전송경로를 형성한다.

바람직하게는 연결와이어(214)는 블레이드(210)의 윗부분의 형상과 비슷한 형상을 가지도록 굴곡되는데, 블레이드(210)와 연결와이어(214)는 전기적으로 절연되도록 한다. 이를 위해 블레이드(210)와 연결와이어(214)가 일정 거리 이상으로 이격되도록 설치한다.

도 8에는 블레이드(210)와 연결와이어(214)의 구조와 위치가 나타나는데, 비교적 강도가 높은 재질의 도전체를 사용하여 연결와이어(214)를 제작함으로써 블레이드(210)와 이격된 형상이 그대로 유지될 수 있도록 한다.

연결와이어(214)의 끝부분은 니들(212)에 연결된다. 니들(212)은 일반적으로 블레이드(210)의 끝부분에서 지면과 대략 수평인 방향으로 연장되다가 끝부분이 지면에 대략 수직인 방향으로 절곡되는 형태를 가진다. 니들(212)에서 끝부분의 절곡된 부분(접촉팁)은 소자(10)와 직접 닿는 부분인데, 연결와이어(214)는 니들(212)의 절곡된 부분에 최대한 근접하도록 연결한다.

연결와이어(214)가 니들(212)에 직접 연결되면, 니들(212)의 접촉팁과 연결와이어(214)의 사이 구간만 저항이 인식되며, 블레이드(210)의 저항이 신호의 특성에 영향을 미치지 않기 때문에 프로브 카드(200)의 저항이 거의 없어지는 효과가 생긴다.

도 9에 도시된 바와 같이, 계측장치로부터 입력된 인가신호는 제1신호입출력단자(208a)와 블레이드(210), 니들(212)을 거쳐서 소자(10)에 전송된다. 그리고 소자(10)에서 출력된 감지신호는 니들(212)과 연결와이어(214), 제2신호입출력단자(208b)를 거쳐서 계측장치에 전달된다.

한편, 도 10은 다른 실시예에 따른 블레이드를 사용한 프로브 카드의 구조를 나타낸 단면도이다.

전술한 예에서는 얇은 판 형태의 블레이드(210)를 사용한 경우를 설명했는데, 다른 경우에는 와이어 형태로 된 블레이드(210')를 사용할 수도 있을 것이다. 이때에도 연결와이어(214')는 블레이드(210')와 절연된 상태에서 니들(212')의 가운데 부분에 직접 연결되도록 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 200 : 프로브 카드 102, 202 : PCB
104, 204 : 카드연결단자 106, 206 : 개구부
108, 208 : 신호입출력단자 110, 210, 210' : 블레이드
112, 212, 212' : 니들 214, 214' : 연결와이어

Claims

블레이드(210)와 이격되어 설치되는 연결와이어(214)를 신호입출력단자(208)와 니들(212)에 연결하여 신호 전송 경로의 저항을 최소화하는 프로브 카드로서,
개구부(206)가 형성되는 PCB(202)와;
상기 PCB(202)의 표면에 형성되어 계측장치로부터 전송되는 신호를 입출력하는 신호입출력단자(208)와;
상기 신호입출력단자(208)에 전기적 신호의 전달이 가능하도록 연결되는 블레이드(210)와;
상기 블레이드(210)의 끝부분에 부착되어 검사 대상이 되는 소자(10)와 직접 접촉하는 니들(212)과;
상기 블레이드(210)와 이격된 상태에서 상기 신호입출력단자(208)와 상기 니들(212)을 연결하는 연결와이어(214);를 포함하며,
상기 신호입출력단자(208)는
끝부분이 상기 개구부(206)의 둘레까지 연장되며 표면에 상기 블레이드(210)가 연결되는 제1신호입출력단자(208a)와, 끝부분이 상기 개구부(206)의 둘레까지 연장되지 않으며 표면에 상기 연결와이어(214)의 일단이 연결되는 제2신호입출력단자(208b)로 구성되며,
상기 제1신호입출력단자(208a)와 상기 제2신호입출력단자(208b)는 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는, 무저항 방식의 프로브 카드.