KR101650729B1 - 프로브 카드 검사용 테스트 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 카드를 검사하기 위한 헤드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로브 카드를 통해서 출력되는 신호 및 전원을 모두 입력받기 위한 복수의 접촉면이 형성되고 상기 접촉면과 상기 프로브 카드의 바늘들과 접촉하는 헤드부 및 상기 헤드부와 연결되고 상기 헤드부로 입력되는 신호 및 전원 중 적어도 어느 하나를 외부로 출력하는 케이블과 연결되는 단자부를 포함하되, 상기 헤드부가 상기 프로브 카드의 신호 무결성(SI:Signal Integrity) 및 전원 무결성(PI:Power Integrity) 중 적어도 어느 하나를 검출하는 프로브 카드 검사용 테스트 헤드에 의해 달성된다. 이에 따라, 프로브 카드를 더트 단위로 검사할 수 있고, 반도체 웨이퍼 검사환경과 동일한 환경조건에서 프로브 카드를 신속하게 검사할 수 있다.

Description

프로브 카드 검사용 테스트 헤드{A test head for testing a probe card}

본 발명은 프로브 카드를 검사하기 위한 헤드에 관한 것이다.

일반적으로 프로브 카드는 복수의 칩(Chip)들이 집약돼 있고, 칩에는 복수의 바늘이 구비된다. 이때, 더트(DUT : Device Under Test)는 칩 1개에 해당하는 영역이다.

종래에는 프로브 카드를 검사하기 위해서 끝단이 송곳 같은 접속핀이 형성된 검사도구를 이용하였다.

즉, 수작업으로 일일이 검사도구의 접속핀을 프로브 카드의 바늘에 접점시켜 프로브 카드를 검사하였다.

따라서, 하나의 더트를 검사하는데도 검사속도가 매우 느리고 수작업으로 접점을 시켜야 하므로 정밀한 검사가 곤란하였다. 게다가 검사하는 과정에서 프로브 카드의 바늘이 휘어지는 문제점도 발생하였다.

현재까지 프로브 카드를 더트 단위로 검사하는 장비가 전무한 상태여서 프로브 카드를 검사하는데 막대한 시간을 투자하고 있으며, 정밀한 검사 또한 곤란한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-0929121호(2009.11.21)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프로브 카드를 더트 단위로 검사할 수 있는 프로브 카드 검사용 테스트 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 비접합 방식으로 케이블을 헤드에 접점시켜 노이즈를 제거한 프로브 카드 검사용 테스트 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

프로브 카드를 통해서 출력되는 신호 및 전원을 모두 입력받기 위한 복수의 접촉면이 형성되고 상기 접촉면과 상기 프로브 카드의 바늘들과 접촉하는 헤드부 및 상기 헤드부와 연결되고 상기 헤드부로 입력되는 신호 및 전원 중 적어도 어느 하나를 외부로 출력하는 케이블과 연결되는 단자부를 포함하되, 상기 헤드부가 상기 프로브 카드의 신호 무결성(SI:Signal Integrity) 및 전원 무결성(PI:Power Integrity) 중 적어도 어느 하나를 검출하는 프로브 카드 검사용 테스트 헤드에 의해 달성된다.

또, 상기 접촉면은,

상기 프로브 카드를 검사할 때 적어도 하나의 더트(DUT : Device Under Test) 단위로 검사하기 위해서 상기 프로브 카드의 더트 단위에 대응할 수 있다.

또, 상기 헤드부 및 상기 단자부 중 적어도 어느 하나는 지리드플렉스 피시비(Rigid-Flex PCB)로 형성될 수 있다.

또, 상기 헤드부는,

플레이트 형태로 형성되고, 상기 접촉면들이 동일 평면상에 배열되어 상기 바늘들과 동시에 접촉할 수 있다.

또, 상기 단자부는,

상기 케이블에서 신호 및 전원 중 적어도 어느 하나를 전송하는 전송선과 연결되는 접속단자 및 상기 케이블의 접지선과 연결되는 접지단자를 포함할 수 있다.

또한, 상기 헤드부 및 상기 단자부 중 적어도 어느 하나를 고정하는 본체를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 본체와 결합하고 상기 케이블을 상기 단자부에 밀착시켜 접촉시키되 비접합 방식으로 접촉시켜 고정하는 고정부를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 고정부는,

상기 케이블을 밀착시키는 밀착면이 단차져 형성되되, 상기 전송선 및 상기 접지선이 상기 접속단자 및 상기 접지단자에 각각 밀착되어 밀착력이 높아질 수 있다.

또, 상기 고정부는,

한 부분에 상기 케이블을 고정하는 복수의 고정홈이 더 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 헤드의 접촉면을 더트 단위로 형성함으로써, 프로브 카드를 더트 단위로 신속하게 검사할 수 있다.

특히, 접점 부분을 면으로 형성함으로써 프로브 카드로 반도체 웨이퍼를 검사하는 방식과 동일한 조건으로 검사할 수 있고, 이에 따라 프로브 카드가 실제 사용되었을 때의 문제점을 사전에 파악할 수 있다.

또한, 헤드를 얇게 제작함으로써 소형화시킬 수 있고, 지리드플렉스 피시비(Rigid-Flex PCB)로 형성함으로써 모양을 자유롭게 형성할 수 있으며, 나아가 복수의 더트 단위로 검사할 수 있는 헤드의 제작이 용이하다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 카드 검사용 테스트 헤드의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 카드 검사용 테스트 헤드의 결합 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 카드 검사용 테스트 헤드에 케이블이 결합되는 상태를 개략적으로 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 카드 검사용 테스트 헤드에서 헤드부 및 단자부의 저면을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 카드 검사용 테스트 헤드에서 헤드부와 프로브 카드의 바늘이 접촉된 상태의 일부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 도 5의 "A"부를 측면에서 바라본 확대 도면.
도 7은 본 발명에서 고정부가 설치된 프로브 카드 검사용 테스트 헤드를 개략적으로 나타낸 측면도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 카드 검사용 테스트 헤드에서 고정부의 배면을 나타낸 사시도.

본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 다른 프로브 카드 검사용 테스트 헤드는, 헤드부(1) 및 단자부(2)를 포함한다. 여기에, 본체(3) 및 고정부(4)를 더 포함한다.

헤드부(1)는, 대략 직사각의 얇은 플레이트 형태의 피시비(PCB)로 형성되고, 저면에 프로브 카드의 바늘(6)들과 접촉하는 복수의 접촉면(11)이 외부로 드러나도록 형성되며, 후술할 단자부(2)와 연결된다.

이때, 접촉면(11)은 프로브 카드(미도시)의 더트(DUT) 단위에 해당하는 접촉면(11)이 형성되고, 프로브 카드의 바늘(6)들에 대응하도록 배치되되 일정한 면적으로 형성되며, 동일 평면상에 배치된다.

이에 따라, 프로브 카드의 바늘(6)들이 헤드부(1)의 접촉면(11)에 맞닿으면, 접촉되지 않은 프로브 카드의 바늘(6)을 검출할 수 있다. 즉, 프로브 카드의 바늘(6)들의 끝단이 동일 평면상에 존재하고 있는지의 여부를 검출할 수 있고, 프로브 카드의 신호 무결성(SI:Signal Integrity) 및 전원 무결성(PI:Power Integrity)을 모두 검출할 수 있다.

여기서, 헤드부(1)의 접촉면(11)은 복수의 더트 단위에 해당하는 접촉면(11)이 형성될 수도 있다. 이에 따라, 프로브 카드를 검사할 때 복수의 칩(Chip)을 동시에 검사할 수 있어서 프로브 카드를 신속하게 검사할 수 있다.

상술한 신호 무결성 및 전원 무결성은 주지된 것으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

단자부(2)는, 대략 리지드플렉스 피시비(Rigid-Flex PCB) 형태로 형성되고, 접촉면(11)들에 대응하되 접촉면(11)들과 각각 연결되며, 케이블(5)과 연결되는 접속단자(21) 및 접지단자(22)가 형성된다.

여기서, 케이블(5)은 신호 및 전원 중 어느 하나를 전송하는 전송선(51)과, 접지용 접지선(52)이 마련되고, 프로브 카드를 검사하는 외부의 검사장비(미도시)와 연결되며, 주지된 케이블을 이용하는바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

접속단자(21)는 케이블(5)의 전송선(51)과 연결되고, 접지단자(22)는 케이블(5)의 접지선(52)과 각각 연결된다.

이에 따라, 프로브 카드에서 출력되는 신호 및 전원이 헤드부(1), 단자부(2)를 거쳐 케이블(5)을 통해서 검사장비에 전달된다.

상술한 헤드부(1)는 리지드플렉스 피시비(Rigid-Flex PCB) 형태로 형성될 수 있고, 단자부(2)와 일체로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 제작이 용이하고 얇게 형성할 수 있으며, 크기를 최소화할 수 있다. 또한, 단자부(2)를 구부릴 수 있어서 케이블(5)과의 연결방향을 용이하게 설정할 수 있다.

본체(3)는, 대략 상부는 직육면체로 형성되고, 하부는 헤드부(1) 및 단자부(2)에 대응하도록 절두된 역 사각뿔 형태로 형성되며, 절연체이면서 내열성 및 경도가 높은 재질로 형성된다.

이에 따라, 헤드부(1)가 본체(3)의 저면에 밀착한 상태에서 단자부(2)를 절곡하여 본체(3)의 양면에 밀착시키되, 헤드부(1) 및 단자부(2)와 본체(3)와의 결합은 에폭시 또는 접착제 등의 주지된 고정수단(미도시)을 이용하여 서로 접착시켜 고정한다.

고정부(4)는, 한 쌍이 구비되고, 케이블(5)이 단자부(2)와 연결된 상태에서 케이블(5)을 고정하는 것으로, 대략 직육면체로 형성되되 본체와 결합하기 위해서 나사가 끼워지는 복수의 구멍이 형성되고, 고정부(4)의 일면에는 케이블(5)을 밀착시키는 밀착면(41)이 단차져 형성되며 본체(3)와 나사(S)결합한다.

즉, 밀착면(41)은 케이블(5)의 전송선(51) 및 접지선(52)을 단자부(2)에 밀착시키기 위해서 전송선(51)과 접지선(52)의 단차에 대응하도록 단차져 형성된다.

물론 밀착면(41)이 전송선(51)과 접지선(52)의 단차에 대응하도록 경사져 형성될 수도 있지만, 밀착성을 높이기 위해서 밀착면(41)을 단차지게 형성하여 밀착면적을 넓히는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전송선(51)을 접속단자(21)에, 접지선(52)을 접지단자(22)에 각각 밀착시켜 고정할 수 있다. 따라서, 케이블(5)과 단자부(2)의 납땜을 생략함으로써, 납땜으로 인해 발생하는 노이즈를 제거할 수 있고, 케이블(5)의 고정 및 교체가 용이하다.

한편, 고정부(4)는 말착면의 상부에 케이블(5)이 끼워져 고정되는 복수의 고정홈(42)이 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 고정홈(42)에 케이블(5)을 각각 끼워서 케이블(5)의 끝단을 정렬한 후 고정부(4)를 본체(3)와 나사(S)결합 함으로써 케이블(5)을 단자부(2)에 용이하게 밀착시켜 접점시킬 수 있다.

상술한 고정부(4)와 본체(3)는 나사(S)결합을 생략하고 후크 방식 등의 주지된 결합수단(미도시)에 의해서 결합될 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 카드 검사용 테스트 헤드의 작동 상태를 설명하기로 한다.

헤드부(1) 및 단자부(2)와 본체(3)가 결합된 후 케이블(5)들을 고정홈(42)에 각각 끼운다.

이때, 케이블(5)을 고정홈(42)에 끼울 때, 전송선(51) 및 접지선(52)이 접속단자(21) 및 접지단자(22)에 각각 배치되도록, 케이블(5)을 정렬하면서 끼운다.

케이블(5)들이 고정홈(42)에 고정되면 고정부(4)를 본체(3)에 밀착시켜 나사(S)결합한다.

이때, 나사(S)를 조이면 고정부(4)가 본체(3)에 더욱 밀착되고, 케이블(5)들은 단자부(2)에 접점된다.

즉, 케이블(5)은 고정부(4)의 밀착면(41)에 의해서 전송선(51) 및 접지선(52)이 눌려서 전송선(51)이 접속단자(21)에, 접지선(52)이 접지단자(22)에 각각 접점되고, 나사(S)를 더욱 조이면 전송선(51) 및 접지선(52)이 고정부(4)와 본체(3) 사이에 꽉 껴서 케이블(5)이 본체(3)에 고정된다.

따라서, 케이블(5)은 고정부(4)에 의해서 단자부(2)에 접점된 상태를 유지하면서 동시에 본체(3)에 고정됨으로써, 케이블(5)이 본체(3)로부터 이탈하거나 유동하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 케이블(5)과 단자부(2)를 연결하기 위한 납땜을 생략함으로써 케이블(5)과 단자부(2)를 간편하게 연결할 수 있고, 노이즈를 제거할 수 있으며, 케이블(5)을 용이하게 교체할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 카드 검사용 테스트 헤드의 사용상태를 설명하기로 한다.

본 발명과 프로브 카드를 검사하는 외부의 검사장비가 케이블(5)을 통해 연결되면, 헤드부(1)의 접촉면(11)을 프로브 카드의 바늘(6)에 밀착시킨다.

이에 따라, 프로브 카드를 검사할 때 최소 더트 단위로 검사함으로써 프로브 카드를 신속하게 검사할 수 있다.

또한, 면접촉을 통해서 프로브 카드의 바늘(6)들의 정렬상태를 검출할 수 있다. 즉, 프로브 카드로 웨이퍼를 검사할 때와 동일한 환경으로 프로브 카드를 검사함으로써, 프로브 카드가 실제로 사용되었을 때 문제점을 사전에 파악할 수 있다.

예를 들면, 프로브 카드의 바늘(6)들이 접촉면(11)과 접점될 때 휘어지거나 짧은 바늘(6)이 있는 지의 여부를 검사할 수 있다.

한편, 바늘(6)의 끝단이 오차범위 내에서 서로 길이가 다르다면, 본 발명을 프로브 카드에 더욱 밀착시켜서 모든 접촉면(11)을 바늘(6)들과 각각 접점시킨다. 이때, 바늘(6)들 중 길이가 긴 바늘(6)은 오차범위 내에서 휘어지고 긴 바늘(6)이 접촉면(11)을 긁으면서 접촉면(11)에 접점된다. 이는, 접촉면(11)들이 일정한 영역의 면으로 형성되기 때문에 가능한 것이며, 나아가 반도체 웨이퍼 검사환경과 동일한 조건에서 검사함으로써 프로브 카드가 실제 사용되었을 때의 문제점을 사전에 파악할 수 있는 것이다.

이렇게 프로브 카드의 바늘(6)이 접촉면(11)에 각각 접점되면, 외부의 검사장비를 통해서 프로브 카드의 신호 무결성(SI:Signal Integrity) 및 전원 무결성(PI:Power Integrity)을 각각 또는 동시에 검출할 수 있다.

만약, 프로브 카드의 바늘과 검사바늘(미도시)을 접점시키는 형태의 검사장비라면 모든 바늘들을 동시에 접점시킬 수 없는 문제점이 발생한다. 왜냐하면 프로브 카드의 바늘들은 두께가 매우 미세하여 바늘들의 끝단과 검사바늘들의 끝단을 각각 접점시키는 것은 곤란하며, 특히 프로브 카드에서 휘어지거나 길이가 다른 바늘이 존재하면 모든 바늘들을 각각 접점시키는 것은 실제로 불가능 하기 때문이다.

따라서, 본 발명은 프로브 카드를 더트 단위로 검사할 수 있어서 프로브 카드의 신속한 검사가 가능하고, 특히 케이블(5)과 단자부(2)의 납땜을 생략함으로써 납땜에 따른 노이즈를 제거할 수 있으며, 노이즈를 제거함으로써 더욱 정밀한 검사가 가능하다.

또한, 케이블(5)의 설치가 간편하면서 교체 또한 손쉽게 할 수 있다.

게다가, 헤드부(1) 및 단자부(2)를 얇은 플레이트 형태로 형성함으로써, 본 발명을 소형화할 수 있고, 나아가 접촉면(11)을 복수의 더트 단위에 대응하도록 형성할 수 있어서 더욱 신속하게 프로브 카드를 검사할 수 있으며, 확장성 또한 용이하다.

상술한 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.

1; 헤드부
11; 접촉면
2; 단자부
21; 접속단자
22; 접지단자
3; 본체
4; 고정부
41; 밀착면
42; 고정홈
5; 케이블
51; 전송선
52; 접지선
6; 바늘
S; 나사

Claims (9)

1. 프로브 카드를 통해서 출력되는 신호 및 전원을 모두 입력받기 위한 복수의 접촉면이 형성되고 상기 접촉면과 상기 프로브 카드의 바늘들과 접촉하는 헤드부;
   상기 헤드부와 연결되고 상기 헤드부로 입력되는 신호 및 전원 중 적어도 어느 하나를 외부로 출력하는 케이블과 연결되는 단자부;
   상기 헤드부 및 상기 단자부 중 적어도 어느 하나를 고정하는 본체;
   상기 본체와 결합하고 상기 케이블을 상기 단자부에 밀착시켜 접촉시키되 비접합 방식으로 접촉시켜 고정하는 고정부;를 포함하되,
   상기 헤드부가 상기 프로브 카드의 신호 무결성(SI:Signal Integrity) 및 전원 무결성(PI:Power Integrity) 중 적어도 어느 하나를 검출하고,
   상기 단자부는,
   상기 케이블에서 신호 및 전원 중 적어도 어느 하나를 전송하는 전송선과 연결되는 접속단자; 및
   상기 케이블의 접지선과 연결되는 접지단자를 포함하고,
   상기 고정부는,
   상기 케이블을 밀착시키는 밀착면이 단차져 형성되되, 상기 전송선 및 상기 접지선이 상기 접속단자 및 상기 접지단자에 각각 밀착되어 밀착력이 높아지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 검사용 테스트 헤드.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 접촉면은,
   상기 프로브 카드를 검사할 때 적어도 하나의 더트(DUT : Device Under Test) 단위로 검사하기 위해서 상기 프로브 카드의 더트 단위에 대응하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 검사용 테스트 헤드.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부 및 상기 단자부 중 적어도 어느 하나는 리지드플렉스 피시비(Rigid-Flex PCB)로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 검사용 테스트 헤드.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부는,
   플레이트 형태로 형성되고, 상기 접촉면들이 동일 평면상에 배열되어 상기 바늘들과 동시에 접촉하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 검사용 테스트 헤드.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 고정부는,
   한 부분에 상기 케이블을 고정하는 복수의 고정홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 검사용 테스트 헤드.

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