KR101801605B1 - 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 검사 대상물의 패턴과 접촉 가능한 복수의 프로브 핀이 하면에 돌출 구비되는 제1기판; 상기 제1기판의 상부에 구비되되, 상기 제1기판과 전기접속수단을 통해 전기적으로 연결되는 제2기판; 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 구비되어 평탄도를 조절하기 위한 평탄도 조절부재를 포함하며, 상기 평탄도 조절부재는, 상기 제1기판의 상면에 접착되고 제1결합부가 형성되는 고정볼트와, 상기 제2기판을 상부에서 관통하여 상기 고정볼트와 결합되는 조정볼트를 포함하고, 상기 제1기판의 상면에는 상기 고정볼트의 제1결합부와 결합되는 제2결합부가 형성되는 프로브 카드를 개시한다.
본 발명에 따르면, 세라믹 기판과 인쇄회로기판의 조립 및 프로브 카드의 평탄도를 조절하는 과정에서 고정볼트와 세라믹 기판의 접합부위 파손 및 세라믹 기판의 손상 또는 파손을 방지할 수 있다.

Description

프로브 카드{PROBE CARD}

본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세라믹 기판과 같은 공간 변형기의 평탄도 조절시 세라믹 기판의 손상과 파손을 방지할 수 있는 프로브 카드에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼 상에 패턴을 형성시키는 패브리케이션(Fabrication) 공정과, 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 칩으로 조립하는 어셈블리(Assembly) 공정을 통해 제조되며, 이와 같은 패브리케이션 공정과 어셈블리 공정 사이에 웨이퍼를 구성하는 칩 각각의 전기적 특성을 검사하는 EDS(Electrical die sorting)공정을 수행한다.

이러한 EDS 공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 특히 불량 칩을 [0003] 판별하기 위한 공정으로, 즉 웨이퍼를 구성하고 있는 각 칩들에 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량 여부를 판단하도록 하는 것이며, 이를 위해서는 웨이퍼 상의 칩 패턴과 직접적으로 접촉되면서 전기적 신호를 인가하는 프로브 카드의 구비가 필수적이다.

종래 프로브 카드(10)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 전기 검사 대상인 웨이퍼 칩(미도시)들의 패턴에 직접적으로 접촉하는 프로브 핀(미도시)들이 하면에 다수 형성된 세라믹 기판(11)과, 상기 세라믹 기판(11)의 상부에 구비되고 인터페이스 수단인 연결기(16)를 통해 상기 세라믹 기판(11)과 전기적으로 결합된 인쇄회로기판(14)과, 그리고 상기 세라믹 기판(11) 및 상기 인쇄회로기판(14)을 커버하는 프로브 지그(15)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 프로브 카드(10)는 상기 세라믹 기판(11)과 상기 인쇄회로기판(14)의 결합 그리고 프로브 카드의 수평상태 즉, 평탄도를 조절하기 위하여, 상기 세라믹 기판(11)과 상기 인쇄회로기판(14) 사이에 구비되는 평탄도 조절부재를 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 평탄도 조절부재는, 상기 세라믹 기판(11)의 상면 중앙에 에폭시와 같은 접착제(13)로 고정되는 수나사 형태의 고정볼트(12)와, 상기 인쇄회로기판(14)을 상부에서 관통하여 상기 고정볼트(12)와 나사 체결되는 조정볼트(17)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 조정볼트(17)의 헤드부에는 렌치(wrench:18:도 3 참조)와 같은 공구로 상기 조정볼트(17)를 회전시키기 위한 결합홈(17a)이 형성되며, 이에 따라 도 3에서와 같이 상기 고정볼트(12)와 상기 조정볼트(17)가 나사 체결된 상태에서 상기 렌치(18)를 상기 조정볼트(17)의 결합홈(17a)에 삽입하여 정역회전시킴으로써 상기 세라믹 기판(11)과 상기 인쇄회로기판(14) 사이의 간격 및 프로브 카드(10)의 수평상태 즉, 평탄도를 조절할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 구조의 프로브 카드(10)는 상기 조정볼트(17)를 회전시켜 평탄도를 조절하는 과정에서 상기 조정볼트(17)에 가해지는 토크가 상기 고정볼트(12)에 응력(stress)으로 작용하여 이로 인해 상기 고정볼트(12)와 상기 세라믹 기판(11)의 접착부위가 파손되거나 상기 세라믹 기판(11)이 손상 또는 파손되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 세라믹 기판과 인쇄회로기판의 조립 및 프로브 카드의 평탄도를 조절하는 과정에서 고정볼트와 세라믹 기판의 접합부위 파손 및 세라믹 기판의 손상 또는 파손을 방지함으로써 내구성 및 수명을 향상할 수 있는 평탄도 조절부재 및 이를 포함하는 프로브 카드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은: 검사 대상물의 패턴과 접촉 가능한 복수의 프로브 핀이 하면에 돌출 구비되는 제1기판; 상기 제1기판의 상부에 구비되되, 상기 제1기판과 전기접속수단을 통해 전기적으로 연결되는 제2기판; 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 구비되어 평탄도를 조절하기 위한 평탄도 조절부재를 포함하며, 상기 평탄도 조절부재는, 상기 제1기판의 상면에 접착되고 제1결합부가 형성되는 고정볼트와, 상기 제2기판을 상부에서 관통하여 상기 고정볼트와 결합되는 조정볼트를 포함하고, 상기 제1기판의 상면에는 상기 고정볼트의 제1결합부와 결합되는 제2결합부가 형성되는 프로브 카드를 제공한다.

상기 제1결합부는 상기 고정볼트의 하면에 형성된 결합돌기를 포함하고 상기 제2결합부는 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈을 포함하거나, 또는 상기 제1결합부는 상기 고정볼트의 하면에 형성된 결합홈을 포함하고 상기 제2결합부는 상기 결합홈에 삽입되는 결합돌기를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 결합돌기는 돌출방향을 따라 적어도 하나의 단차부를 가질 수 있으며, 상기 결합돌기는 링 형태의 복수의 돌기를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 복수의 돌기는, 동심을 이루는 방사(放射) 형태로 이격 형성될 수 있다.

그리고, 상기 결합홈에는 접착제가 충진되며, 상기 접착제는 상기 고정볼트의 하면과 상기 제1기판의 상면 사이에 소정두께를 가지도록 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1기판은 세라믹 기판을 포함하며, 상기 제2기판은 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브 카드에 의하면, 제1기판 즉, 세라믹 기판과 제2기판 즉, 인쇄회로기판의 조립 및 이를 포함하는 프로브 카드의 평탄도를 조절하는 과정에서 세라믹 기판에 가해지는 응력을 분산하여 세라믹 기판의 접합부위 파손 및 세라믹 기판의 손상 또는 파손을 방지할 수 있으며, 나아가 프로브 카드의 내구성과 생산성 및 수명을 향상할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명에 따른 프로브 카드에 의하면, 접착제에 의해 세라믹 기판에 접착 고정되는 고정볼트의 고착력을 강화할 수 있는 이점이 있다. 즉, 접착제가 세라믹 기판에 접촉되는 면적을 넓힘으로써 접착제가 고정볼트를 세라믹 기판에 고착시키는 힘 즉, 고착력을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 프로브 카드에 의하면, 고정볼트와 세라믹 기판을 돌기와 홈의 결합형태로 형성함으로써 세라믹 기판에 고정볼트가 고착되는 위치 파악 및 조립이 정확하고 용이하여 오조립 등을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 프로브 카드에 있어서, 세라믹 기판에 고정볼트가 접착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 프로브 카드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 프로브 카드의 평탄도를 조절하는 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프로브 카드에 있어서, 제1기판에 고정볼트가 접착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 제1기판의 요부를 개략적으로 나타낸 평면도 및 단면도이다.
도 6은 도 4의 고정볼트를 개략적으로 나타낸 단면도 및 저면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 프로브 카드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 프로브 카드의 평탄도를 조절하는 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 프로브 카드의 다른 실시예에 적용되는 제1기판의 요부를 개략적으로 나타낸 평면도 및 단면도이다.
도 10은 도 9의 제1기판에 고정되는 고정볼트를 개략적으로 나타낸 단면도 및 저면도이다.
도 11은 도 9의 제1기판 및 도 10의 고정볼트를 포함하는 본 발명에 따른 프로브 카드의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

먼저, 첨부된 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 프로브 카드의 일실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 프로브 카드에 있어서, 제1기판에 고정볼트가 접착된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 제1기판의 요부를 개략적으로 나타낸 평면도 및 단면도이며, 도 6은 도 4의 고정볼트를 개략적으로 나타낸 단면도 및 저면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 프로브 카드를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 프로브 카드의 평탄도를 조절하는 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프로브 카드의 일실시예(100)는, 크게 제1기판(110), 제2기판(140), 평탄도 조절부재를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1기판(110)은, 웨이퍼와 같은 검사 대상물(미도시)의 패턴과 접촉 가능한 복수의 프로브 핀(미도시)이 하면에 돌출 구비될 수 있으며, 세라믹 기판으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제2기판(140)은, 상기 제1기판(110)의 상부에 구비되되, 연결핀과 같은 전기접속수단(160)을 통해 상기 제1기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 인쇄회로기판으로 구성될 수 있다.

이때, 본 실시예에 따른 프로브 카드(100)는 상기 제1기판(110)과 상기 제2기판(140)을 커버하는 프로브 지그(150)를 포함할 수 있다.

한편, 상기 평탄도 조절부재는, 상기 제1기판(110)과 상기 제2기판(140)의 사이에 구비되어 평탄도를 조절하기 위한 것으로서, 본 실시예에서 상기 평탄도 조절부재는 상기 제1기판(110)의 상면에 접착되는 고정볼트(120)와, 상기 제2기판(140)을 상부에서 관통하여 상기 고정볼트(120)와 결합되는 조정볼트(170)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 조정볼트(170)의 헤드부에는 평탄도 조절을 위한 렌치(180)가 결합되는 결합홈(170a)이 형성될 수 있다.

그리고, 본 실시예에서 상기 평탄도 조절부재는 상기 제1기판(110)과 상기 고정볼트(120) 사이의 결합력 즉, 고착력을 증대시키기 위하여, 상기 고정볼트(120)의 하면에 제1결합부(120a)를 형성하고 상기 제1기판(110)의 상면 중 상기 고정볼트(120)가 접착되는 부위에 상기 고정볼트(120)의 제1결합부(120a)와 결합되어 상기 제1기판(110)과 상기 고정볼트(120) 사이의 고착력을 강화하는 제2결합부(110a)를 형성할 수 있다.

본 실시예에서 상기 제1결합부(120a)는 상기 고정볼트(120)의 하면에 형성된 결합돌기로 형성될 수 있고 상기 제2결합부(110a)는 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 제1결합부는 결합홈의 형태로 형성되고 상기 제2결합부가 상기 결합홈에 삽입되는 결합돌기로 형성될 수도 있다.

여기서, 상기 제1결합부(120a)인 결합돌기는 링 형태의 복수의 돌기를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 상기 복수의 돌기는 동심을 이루는 방사(放射) 형태로 이격 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 제2결합부(110a)인 결합홈은 상기 복수의 돌기와 대응되는 링 형태의 복수의 돌기를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 결합홈에는 에폭시와 같은 접착제(130)가 충진될 수 있다.

이때, 상기 제1기판(110)의 두께가 대략 3~8mm로 형성될 경우, 상기 제1결합부(120a)인 결합돌기는 대략 10~30mm의 사이즈 및 대략 1~3mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 제2결합부(110a)인 결합 홈 또한 대략 10~30mm의 사이즈 및 대략 1~3mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 결합돌기는 3개인 것을 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이에 따라, 상기 고정볼트(120)에 상기 조정볼트(170)가 결합된 상태에서 평탄도 조절을 위하여 상기 조정볼트(170)가 회전될 경우, 상기 조정볼트(170)의 회전형태와 대응되도록 본 실시예의 제1결합부(120a) 및 제2결합부(110a)를 방사 타입으로 형성된 링 형태로 구성함으로써 상기 제1기판(110) 즉, 세라믹 기판에 가해지는 응력을 효과적으로 분산할 수 있으며, 이에 따라 상기 평탄도 조절부재에 의한 평탄도 조절과정에서 제1기판(110)의 손상 또는 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 상기 접착제(130)는 상기 제1기판(110)의 상면으로부터 소정두께를 가지도록 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 접착제(130)는 상기 제1기판(110)에 형성된 제2결합부(110a)에 충진됨과 아울러 상기 제1기판(110)과 상기 고정볼트(120)의 하면 사이에 소정두께로 구비되기 때문에 상기 제1기판(110)에 고착되는 접착제(130)의 고착 면적 및 양을 증가시켜 상기 제1기판(110)에 상기 고정볼트(120)를 고착시키는 힘 즉, 고착력을 더욱 증대시킬 수 있다.

다음으로, 첨부된 도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 프로브 카드의 다른 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명에 따른 프로브 카드의 다른 실시예에 적용되는 제1기판의 요부를 개략적으로 나타낸 평면도 및 단면도이고, 도 10은 도 9의 제1기판에 고정되는 고정볼트를 개략적으로 나타낸 단면도 및 저면도이며, 도 11은 도 9의 제1기판 및 도 10의 고정볼트를 포함하는 본 발명에 따른 프로브 카드의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 프로브 카드(200)는 전술한 실시예와 달리 제1결합부(220a)를 하나의 통짜로 형성된 원형의 결합돌기로 구성한 것이며, 이에 따라 상기 제1결합부(220a)와 결합되는 제2결합부(210a)를 원형의 결합홈으로 구성한 것이다.

이때, 상기 결합돌기는 돌출방향을 따라 적어도 하나 이상의 단차부를 가지도록 형성하는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 결합홈에도 상기 결합돌기의 단차부와 대응되는 단차부가 형성될 수 있다.

여기서, 자세하게 도시하진 않았지만, 상기 제1결합부가 결합홈의 형태로 구성될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2결합부가 결합돌기의 형태로 구성될 수도 있다.

본 실시예에 따른 프로브 카드(200) 역시, 고정볼트(220)에 조정볼트(270)가 결합된 상태에서 평탄도 조절을 위하여 조정볼트(270)가 회전하는 과정에서, 상기 제1결합부(220a)와 상기 제2결합부(210a)에 의하여 상기 제1기판(210) 즉, 세라믹 기판에 가해지는 응력을 효과적으로 분산할 수 있으며, 이에 따라 상기 평탄도 조절부재에 의한 평탄도 조절과정에서 제1기판(210)의 손상 또는 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 프로브 카드(200)는, 상기 제1기판(210)에 고착되는 접착제(230)의 고착 면적 및 양을 증가시켜 상기 제1기판(210)에 상기 고정볼트(220)를 고착시키는 힘 즉, 고착력을 더욱 증대시킬 수 있다.

본 실시예들에 따른 프로브 카드는 종래 프로브 카드에 비하여, 제1기판 즉, 세라믹 기판과 고정볼트 사이의 고착력 즉, 고착강도를 크게 향상할 수 있으며, 이는 실험예를 통해 확인이 가능하다.

즉, 아래 표 1을 참조하면, 제1기판의 두께를 5mm로 형성하고, 상기 고정볼트에 사이즈가 20mm이고 돌출길이가 2mm인 링 형태의 결합돌기 5개를 형성함과 아울러 상기 제1기판에 상기 결합돌기와 대응되는 복수의 결합홈을 형성한 프로브 카드의 평탄도 조절 과정을 수행하여 종래 프로브 카드와 비교하였다.

Sampling No.	종래(Kgf)	본 발명(Kgf)
1	27	48
2	23	52
3	25	50
4	25	56
5	24	57
6	24	52
7	30	51
8	21	47
9	28	50
10	23	51
평균	25	51.4
표준편차	2.67	3.13

비교 결과, 10개의 샘플링 모두 본 발명에 따른 프로브 카드의 고착강도가 종래 프로브 카드의 고착강도보다 평균 2배 이상 높았다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 프로브 카드 110: 제1기판
110a: 제2결합부 120: 고정볼트
120a: 제1결합부 130: 접착제
140: 제2기판 150: 프로브 지그
160: 전기접속수단 170: 조정볼트
180: 렌치

Claims (7)

1. 검사 대상물의 패턴과 접촉 가능한 복수의 프로브 핀이 하면에 돌출 구비되는 제1기판;
   상기 제1기판의 상부에 구비되되, 상기 제1기판과 전기접속수단을 통해 전기적으로 연결되는 제2기판과;
   상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 구비되어 평탄도를 조절하기 위한 평탄도 조절부재와;
   상기 평탄도 조절부재는, 상기 제1기판의 상면에 접착되고 제1결합부가 형성되는 고정볼트와, 상기 제2기판을 상부에서 관통하여 상기 고정볼트와 결합되는 조정볼트를 포함하고,
   상기 제1기판의 상면에는 상기 고정볼트의 제1결합부와 결합되는 제2결합부가 형성되고,
   상기 제1결합부는 상기 고정볼트의 하면에 형성된 결합돌기를 포함하고 상기 제2결합부는 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈을 포함하거나, 또는 상기 제1결합부는 상기 고정볼트의 하면에 형성된 결합홈을 포함하고 상기 제2결합부는 상기 결합홈에 삽입되는 결합돌기를 포함하고,
   상기 결합돌기는 링 형태의 복수의 돌기를 포함하고, 상기 복수의 돌기는, 동심을 이루는 방사(放射) 형태로 이격 형성되고,
   상기 결합홈에는 접착제가 충진되며, 상기 접착제는 상기 고정볼트의 하면과 상기 제1기판의 상면 사이에 소정 두께를 가지도록 구비되고,
   상기 제1기판은 세라믹 기판인 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조정볼트의 헤드부에는 평탄도 조절을 위한 렌치가 결합되는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images