KR101947128B1 - 프로브 카드 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브카드 조립체에 의하면, 프로브카드 조립체의 수평 상태를 정밀하게 조절할 수 있다.

Description

프로브 카드 조립체{Probe card assembly}

본 발명의 실시예들은 프로브 카드 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 집적 회로 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위하여 사용되는 프로브 카드 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 장치들과 같은 집적 회로 소자들은 반도체 웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 집적 회로 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical diesorting) 공정과, 상기 집적 회로 소자들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 공정을 통해 제조될 수 있다.

상기 EDS 공정에서는 상기 반도체 웨이퍼 상에 형성된 집적 회로 소자들에 전기적인 신호들을 인가하고, 상기 집적 회로 소자들로부터 출력되는 전기적인 신호들을 획득하며, 상기 집적 회로 소자들의 전기적인 특성들을 검사하기 위하여 상기 획득된 신호들을 분석할 수 있다.

상기 집적 회로 소자들을 전기적으로 테스트하기 위한 장치는, 상기 전기적인 신호를 인가하고 상기 획득된 신호들을 분석하는 테스터와 상기 전기적인 신호들을 전달하는 프로브 스테이션을 포함할 수 있다. 상기 프로브 스테이션은 상기 집적 회로 소자들과 접촉하여 전기적인 신호들을 전달하는 프로브 카드 조립체를 포함할 수 있다.

상기 프로브 카드 조립체는 프로브 카드와 상기 프로브 카드를 상기 테스터에 장착하며 상기 상부 기판을 구조적으로 보강하는 제1 보강판으로서 기능하는 프레임을 포함할 수 있다. 상기 프로브 카드는 상기 집적 회로소자들과 접촉하는 다수의 프로브 핀들을 포함하는 프로브 기판과 상기 테스터와 연결되는 상부 기판을 포함할 수 있다. 상기 프로브 기판과 상부 기판은 탄성을 갖는 다수의 연결 핀들에 의해 전기적으로 연결될 수 있으며,

상기 상부 기판의 하부면에 장착되는 제2 보강판에 의해 구조적으로 지지될 수 있다. 특히, 상기 제2 보강판과 상기 프로브 기판은 탄성 부재에 의해 연결될 수 있으며, 상기 프로브 기판의 평탄도는 상기 상부 기판을 통해 하방으로 연장하는 조절 부재에 의해 조절될 수 있다. 상기와 같이 프로브 기판의 평탄도를 조절하는 방법의 예들은 대한민국 공개특허 제2002-95151호, 제2006-126773호, 제2008-76457호, 등에 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같이 조절 부재를 이용하여 프로브 기판의 평탄도를 조절하는 경우에도 상기 프로브 카드 조립체 전체의 수평 상태를 정밀하게 조절하기에는 다소 어려움이 있다.

본 발명의 실시예들은 수평 상태를 정밀하게 조절할 수 있는 프로브카드 조립체를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 프로브 카드 조립체는 기판 상에 형성된 집적 회로 소자들의 전기적인 검사를 위하여 상기 집적 회로 소자들과 접촉하도록 구성된 프로브 카드와, 상기 프로브 카드의 상부에 결합되며 상기 검사를 위한 신호를 제공하는 테스터의 하부에 상기 프로브 카드를 장착하기 위한 프레임과, 상기 프레임과 상기 테스터를 연결하기 위하여 상기 프레임에 결합되며 상기 프로브 카드의 수평 상태를 조절하기 위하여 상기 프레임에 대한 상대 높이의 조절이 가능한 다수의 연결 부재들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 연결 부재 각각은 적어도 하나의 볼트에 의해 상기 프레임의 가장자리 부위에 결합될 수 있으며, 상기 연결부재의 상대 높이는 상기 연결 부재에 형성된 나사홀에 결합되어 상기 프레임의 가장자리 부위에 밀착되는 세트 스크루에 의해 조절될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 연결 부재 각각은 상기 볼트가 통과하는 관통홀과 상기 볼트의 헤드가 삽입되는 볼트홈 및 상기 테스터의 하부면에 밀착되는 상부면을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 연결 부재의 상부면에는 상기 세트 스크루의 회전수 및 회전 각도를 조절하기 위하여 상기 나사홀을 둘러싸도록 눈금이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 프레임의 가장자리 부위들에는 상기 연결 부재들이 각각 삽입되는 홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 테스터는 상기 연결 부재들을 파지하기 위한 다수의 후크들을 가질 수 있으며, 상기 연결 부재들은 각각의 후크가 삽입되는 후크 결합부를 각각 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후크들은 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있으며, 각각의 연결 부재는 상기 후크들의 이동에 의해 상기 테스터의 하부면에 밀착되는 상부면을 각각 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 후크 결합부는 상기 후크가 삽입되도록 상기 연결 부재의 상부면 부위에 형성된 슬릿 형태의 입구와 상기 삽입된 후크가 회전 가능하도록 형성된 캐버티(cavity)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 프레임과 프로브 카드를 포함하는 프로브 카드 조립체는 다수의 연결 부재들에 의해 테스터의 하부에 장착될 수 있다. 상기 프레임에 대한 상기 연결 부재들의 상대 높이는 세트 스크루들에 의해 조절될 수 있으며, 이에 따라 상기 프로브 카드 조립체의 전체적인 수평 상태가 정밀하게 조절될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프레임을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 프레임의 가장자리 부위를 설명하기 위한 확대 평면도이다.
도 4는 도 3 연결부재를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4 연결부재의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 4 연결부재의 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.

이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 유사한 요소들에 대하여는 전체적으로 유사한 참조 부호들이 사용될 것이며 또한, “및/또는”이란 용어는 관련된 항목들 중 어느 하나 또는 그 이상의 조합을 포함한다.

다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다. 이들 용어들은 단지 다른 요소로부터 하나의 요소를 구별하기 위하여 사용되는 것이다.

따라서, 하기에서 설명되는 제1 요소, 조성, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 제2 요소, 조성, 영역, 층 또는 부분으로 표현될 수 있을 것이다.

공간적으로 상대적인 용어들, 예를 들면, “하부” 또는 “바닥” 그리고 “상부” 또는 “최상부“ 등의 용어들은 도면들에 설명된 바와 같이 다른 요소들에 대하여 한 요소의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면에 도시된 방위에 더하여 장치의 다른 방위들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도면들 중 하나에서 장치가 방향이 바뀐다면, 다른 요소들의 하부 쪽에 있는 것으로 설명된 요소들이 상기 다른 요소들의 상부 쪽에 있는 것으로 맞추어질 것이다. 따라서, ”하부“라는 전형적인 용어는 도면의 특정 방위에 대하여 ”하부“ 및 ”상부“ 방위 모두를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 도면들 중 하나에서 장치가 방향이 바뀐다면, 다른 요소들의 ”아래“ 또는 ”밑“으로서 설명된 요소들은 상기 다른 요소들의 ”위“로 맞추어질 것이다. 따라서, ”아래“ 또는 ”밑“이란 전형적인 용어는 ”아래“와 ”위“의 방위 모두를 포함할 수 있다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 하기에서 사용된 바와 같이, 단수의 형태로 표시되는 것은 특별히 명확하게 지시되지 않는 이상 복수의 형태도 포함한다. 또한, “포함한다” 및/또는 “포함하는”이란 용어가 사용되는 경우, 이는 언급된 형태들, 영역들, 조립체들, 단계들, 작용들, 요소들 및/또는 성분들의 존재를 특징짓는 것이며, 다른 하나 이상의 형태들, 영역들, 조립체들, 단계들, 작용들, 요소들, 성분들 및/또는 이들 그룹들의 추가를 배제하는 것은 아니다.

달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 상세한 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 것이 아니라 형상들에서의 편차들까지도 포함하는 것이다. 예를 들면, 평평한 것으로서 설명된 영역은 일반적으로 거칠기 및/또는 비선형적인 형태들을 가질 수 있다. 또한, 도해로서 설명된 뾰족한 모서리들은 둥글게 될 수도 있다. 따라서, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체(100)는 집적 회로 소자들의 전기적인 특성들을 검사하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 반도체 기판 상에 형성된 집적 회로 소자들의 전기적인 특성들을 검사하기 위하여 사용될 수 있다.

상기 프로브 카드 조립체(100)는 전기적인 신호들을 제공하고 상기 집적 회로 소자들로부터 획득된 신호들을 분석하는 테스터(10)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 집적 회로 소자들을 전기적으로 검사하기 위하여 상기 집적 회로 소자들과 접촉할 수 있다.

특히, 상기 프로브 카드 조립체(100)는 상기 반도체 기판 상에 형성된 집적 회로 소자들의 전기적인 검사를 위하여 상기 집적 회로 소자들과 접촉하도록 구성된 프로브 카드(110)와 상기 프로브 카드(110)의 상부에 결합되며 상기 테스터(10)의 하부에 상기 프로브 카드(110)를 장착하기 위한 프레임(130)을 포함할 수 있다.

상기 프레임(130)은 대략 원반 형태를 가질 수 있으며 다수의 연결 부재들(140)에 의해 상기 테스터(10)의 하부면에 연결될 수 있다. 상기 연결 부재들(140)은 상기 프레임(130)과 상기 테스터(10)를 연결하기 위하여 상기 프레임(130)의 가장자리 부위들에 결합될 수 있다. 특히, 상기 연결 부재들(140)은 상기 프로브 카드(110)의 수평 상태를 조절하기 위하여 상기 프레임(130)에 대한 상대 높이 즉 상기 프레임(130)에 장착되는 높이가 조절되도록 구성될 수 있다.

상기 프로브 카드(110)는 상세히 도시되지는 않았으나 상기 테스터(10)와 전기적으로 연결되는 상부 기판(112), 예를 들면, 인쇄회로기판과 상기 집적 회로 소자들과 접촉하기 위한 다수의 프로브 핀들(114)을 구비하는 프로브 기판(116)을 포함할 수 있다.

상기 프로브 기판(116)은 제2 보강판(118), 제3 보강판(120) 및 판스프링과 같은 탄성 부재(122)에 의해 상기 상부 기판(112)에 구조적으로 연결될 수 있다. 특히, 상기 제2 보강판(118)은 상기 상부 기판(112)의 하부면에 다수의 볼트들을 이용하여 결합될 수 있으며, 상기 제3 보강판(120)은 상기 프로브 기판(116)을 지지하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 제2 보강판(118)과 제3 보강판(120)은 상기 탄성 부재(122)에 의해 연결될 수 있다. 여기서, 상기 프레임(130)은 상기 상부 기판(112)을 구조적으로 보강하기 위한 제1 보강판으로서 기능할 수도 있다.

한편, 상기 상부 기판(112)과 프로브 기판(116)은 다수의 연결 핀들(124)에 의해 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 프로브 기판(116)의 평탄도는 상기 프레임(130)과 상부 기판(112)을 통해 연장하는 다수의 조절 부재들(126)에 의해 조절될 수 있다.

상기 프로브 카드(110)의 수평 상태는 상기 연결 부재들(140)에 의해 조절될 수 있다. 특히, 상기 연결 부재들(140)은 상기 테스터(10)의 후크들(12)에 의해 상기 테스터(10)의 하부면 상에서 고정될 수 있으며, 상기 연결 부재들(140) 각각의 상기 프레임(130)에 대한 상대 높이를 조절함으로써 상기 프로브 카드 조립체(100)의 전체적인 수평 상태가 조절될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 프레임을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 프레임(130)은 대략 원반 형태를 가질 수 있으며, 상기 다수의 연결 부재들(140)은 상기 프레임(130), 예를 들면, 상기 프레임(130)의 가장자리 부위들에 결합될 수 있다. 한편, 상기 프레임(130)의 형상은 다양하게 변경될 수 있으므로 이에 의해 본 발명의 사상 및 범위가 제한되지는 않을 것이다. 또한, 도시된 바에 의하면 특정 개수의 연결 부재들(140)이 도시되어 있으나, 상기 연결 부재들(140)의 개수 또한 본 발명의 사상 및 범위를 제한하지는 않을 것이다.

도 3은 도 2에 도시된 프레임의 가장자리 부위를 설명하기 위한 확대 평면도이고, 도 4는 도 3 연결부재를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임(130)의 가장자리에는 연결부재(140)가 위치할 수 있다.

연결부재(140)는, 캠타입의 조절부(142)와 슬라이드 고정부(144)를 포함할 수 있다.

조절부(142)는 시계방향 내지 반시계방향으로 회전 가능한 구조이다. 예를 들어, 작업자가 조절부(142)를 조작하여 결과적으로, 조절부(142)가 회전할 수 있음을 의미한다. 해당하는 부분에서 보다 구체적으로 설명하겠지만, 조절부(142)는 캠과 연결되어 있을 수 있다. 따라서 조절부(142)가 회전하면 캠도 함께 회전할 수 있다. 캠은 회전하며 슬라이트 플레이트(도 5의 148)를 수평방향으로 밀 수 있다. 슬라이트 플레이트(도 5의 148)이 밀리면, 슬라이드 고정부(144) 사이의 간격이 변경될 수 있다. 따라서 프로브 카드 조립체(100)의 전체적인 수평 상태를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조절부(142)를 사용하면, 캡을 사용하여 정밀하게 수평 상태를 조절할 수 있다. 즉, 조절부(142)가 회전하며 직접 수평 상태를 조절하는 경우에 비하여 조절부(142)가 캠을 회전시키고, 회전된 캠이 슬라이드 고정부(144)를 밀어 수평 상태를 조절하는 것이 보다 정밀할 수 있음을 의미한다. 이와 같은 점은 다음과 같은 점을 고려할 때 보다 명확히 이해될 수 있다. 즉, 조절부(142)의 몸체를 따라 나사산이 형성된 경우에, 나사산의 피치(pitch)에 따라서 조절부(142)의 상하 방향의 정밀도는 결정될 수 있다. 예를 들어, 나사산의 피치가 크면 조절부(142)를 적게 회전시켜도 상하 방향의 이동이 크고, 그 반대의 경우에는 상하 방향의 이동이 작음을 의미한다. 나사산의 피치는, 가공 정밀도에 영향을 받을 수 있다. 나아가, 나사산의 피치를 작게함은 가공 상의 한계가 있을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체(100)는, 조절부(142)에 연결된 캠이 슬라이트 플레이트(도 5의 148)를 밀어내고 밀려난 슬라이트 프레이트(도 5의 148)가 비스듬히 슬라이드 고정부(144)의 간격이 멀어지도록 할 수 있다. 따라서 마름모 형태의 슬라이트 플레이트(도 5의 148)의 기울기에 따라서 정밀한 조절이 가능할 수 있다.

고정부(144)는, 슬레이트 플레이트(도 5의 148) 등을 연결부재(140)에 결합되도록 할 수 있다.

도 5는 도 4 연결부재의 동작을 설명하기 위한 평면도이고, 도 6은 도 4 연결부재의 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부재(140)는, 조절부(142)의 회전 동작에 의하여 슬라이트 플레이트(148)가 이동할 수 있다.

도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 조절부(142)와 슬라이트 플레이트(148)가 위치할 수 있다.

도 5의 (b) 및 (c)에 도시한 바와 같이, 조절부(142)가 회전되며 캠이 슬라이트 플레이트(148)를 밀어내어, 최초 위치보다 D1 내지 D2 만큼 이동 되도록 할 수 있다. 슬라이트 플레이트(148)가 밀려나는 정도는, 조절부(142)의 회전에 의한 캠의 회전에 비례할 수 있다.

도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 슬라이트 플레이트(148)는, 슬라이드 고정부(144) 사이에 위치할 수 있다. 최초 위치에서, 슬라이드 고정부(144)의 사이는 H1 만큼 이격된 상태일 수 있다.

도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 조절부(142)가 회전함에 따라 슬라이트 플레이트(148)가 슬라이드 고정부(144) 사이로 D3 만큼 진입될 수 있다. 슬라이트 플레이트(148)가 슬라이드 고정부(144)의 사이로 진입됨에 따라, 슬라이 고정부(144) 사이의 간격이 H1 에서 H2로 증가될 수 있다.

100 : 프로브 카드 조립체 140 : 연결부재
142 : 조절부 144 : 슬라이드 고정부
148 : 슬라이트 플레이트

Claims (2)

1. 기 설정된 위치에 회전 가능하게 구비된 캠;
   상기 캠에 접촉되며, 상기 캠의 회전에 대응하여 제1 방향으로 이동 가능하게 구비되는 슬라이트 플레이트; 및
   상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이웃하여 배치되며 상기 슬라이트 플레이트의 하면 및 상면에 각각 접하는 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 슬라이트 고정부를 포함하고,
   상기 슬라이트 플레이트의 상면과 하면은,
   소정의 기울기를 가지며,
   상기 슬라이트 고정부의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이의 상기 제2 방향으로의 간격은,
   상기 슬라이트 플레이트의 상기 제1 방향으로의 이동에 대응하여 변경되는, 프로브 카드 조립체.
   
   
2. 삭제

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