KR101951254B1 - 프로브 카드 - Google Patents

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Abstract

검사회로기판으로부터 피검사체에 검사신호를 전달하는 프로브 카드가 개시된다. 프로브 카드는 피검사체의 단자에 접촉하는 복수의 프로브핀에 대응하는 복수의 핀단자와 상기 검사회로기판의 패드에 대응하는 복수의 패드단자를 가지며, 상기 복수의 패드단자 피치를 상기 복수의 핀단자 피치로 변환하는 인터포저와, 상기 검사회로기판과 상기 인터포저 사이에 배치되고, 상기 검사회로기판의 패드로부터 상기 검사신호를 상기 인터포저의 패드단자에 전달하는 신호연결부와, 상기 신호연결부와 상기 검사회로기판을 관통하여 상기 인터포저에 결합되며, 상기 인터포저를 상기 검사회로기판 측으로 당기거나 프로브헤드 측으로 밀어내는 적어도 하나의 평탄조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 인터포저의 하중을 프로브핀 측에서 검사회로기판 및/또는 보강부재측으로 분산시켜 인터포저와 검사회로기판의 평탄도, 그리고 프로브헤드와 인터포저 간의 평탄도도 용이하고 정밀하게 조정할 수 있다.

Description

프로브 카드{A probe card}
본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 피검사체의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 카드, 더욱 상세하게는 프로브 카드를 사용하는 중에 변화하는 인터포저(interposer)의 평탄도를 쉽게 교정할 수 있는 프로브 카드에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 전기적 특성을 검사를 위한 프로브 카드는 프로브헤드, 검사회로기판, 및 프로브헤드와 검사회로기판 사이에 배치되는 인터포저를 포함하여 구성한다. 인터포저는 검사회로기판의 패드와 프로브헤드의 프로브핀 사이를 전기적으로 연결하여 전기신호를 전달한다. 이때, 인터포저는 큰 패드 피치를 작은 프로브핀의 피치로 변환하는 역할을 한다. 큰 사이즈의 반도체 웨이퍼를 검사하기 위해서 다수의 프로브핀에 접촉하는 인터포저의 평탄도는 검사의 신뢰성을 위해 매우 중요한 요인이다.
또한, 프로브 카드를 이용하여 검사를 수행하던 중에 인터포저의 평탄도가 변화는 경우에 프로브 카드를 분해하여 재조립해야하는 불편함이 있었다.
본 발명의 목적은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로 인터포저의 평탄도를 용이하고 정밀하게 조절할 수 있는 프로브 카드를 제공함에 있다.
상술한 과제를 달성하기 위한 프로브 카드가 제공된다. 프로브 카드는 상기 피검사체의 단자에 접촉하는 복수의 프로브핀을 지지하는 프로브헤드와, 상기 복수의 프로브핀에 대응하는 위치에 배치된 복수의 핀단자와 상기 검사회로기판의 패드에 대응하는 위치에 배치된 복수의 패드단자를 가지며, 상기 복수의 패드단자 피치를 상기 복수의 핀단자 피치로 변환하는 인터포저와, 상기 검사회로기판과 상기 인터포저 사이에 배치되고, 상기 검사회로기판의 패드로부터 상기 검사신호를 상기 인터포저의 패드단자에 전달하는 신호연결부와, 상기 신호연결부와 상기 검사회로기판을 관통하여 상기 인터포저에 결합되며, 상기 인터포저를 상기 검사회로기판 측으로 당기거나 프로브헤드 측으로 밀어내는 적어도 하나의 평탄조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 인터포저의 하중을 프로브핀 측에서 검사회로기판 및/또는 보강부재 측으로 분산시켜 인터포저와 검사회로기판의 평탄도, 그리고 프로브헤드와 인터포저 간의 평탄도를 용이하고 정밀하게 조정할 수 있다.
상기 검사회로기판의 패드를 가진 면의 이면에 배치되며, 상기 평탄조절부를 지지하는 보강부재를 더 포함할 수 있다.
상기 신호연결부는 상기 검사회로기판의 패드와 상기 인터포저의 패드단자를 전기적으로 연결하는 탄성 신축가능한 포고핀 또는 이방성 도전부재를 포함할 수 있다.
상기 평탄조절부는 상기 보강부재 및 상기 검사회로기판 중 적어도 하나에 나사 결합하고, 나사 회전에 따라 상기 인터포저를 프로브헤드 측으로 밀어내는 푸시볼트를 포함할 수 있다.
상기 평탄조절부는 상기 인터포저에 결합된 베이스 너트 및 상기 베이스 너트에 나사 결합하여 상기 베이스 너트를 검사회로기판측으로 당기는 풀볼트를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 프로브 카드의 검사회로기판과 인터포저의 평탄도를 용이하고 정밀하게 개선할 수 있다. 또한, 프로브헤드로 가해지는 하중을 평탄조절부를 통하여 보강부재로 분배하여 프로브헤드 측으로 가해지는 스트레스 집중를 줄일 수 있다. 또한, 인터포저를 고정하는 볼트의 높이를 조정하여 인터포저와 프로브헤드 간의 평탄도를 용이하게 조정하는 것이 가능하다.
도 1은 프로브 카드의 구조를 나타내는 모식도, 및
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드의 구조를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 프로브 카드를 상세히 설명한다.
도 1은 프로브 카드(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 프로브 카드(1)는 프로브헤드(110), 인터포저(120), 신호연결부(130), 검사회로기판(140), 마운트링(150) 및 보강부재(160)을 포함한다.
프로브헤드(110)는 피검사체의 단자에 접촉하는 복수의 프로브핀(112), 프로브핀(112)을 지지하는 프로브핀 지지체(114), 및 프로브핀 지지체(114)를 마운트링(126)에 고정하는 제1볼트(116)를 포함한다.
도 1에는 한정되지 않는, 탄성적으로 신축하는 포고핀, 및 인터포저(120)의 핀단자(122)와 포고핀을 연결하는 연결체로 구성된 프로브핀(112)이 도시되어 있다. 프로브핀(112)은 포고핀, MEMS핀, 이방성 도전체 등이 적용될 수 있다.
인터포저(120)는 피검사체의 단자, 구체적으로는 프로브핀(112)에 대응하는 핀단자(122) 및 검사회로기판(140)의 패드(142), 구체적으로는 신호연결부(130)의 도전접속체132)에 대응하는 패드단자(124)를 포함한다. 반도체 웨이퍼와 같은 피검사체의 단자는 매우 작은 피치로 배열되어 있다. 따라서, 프로브핀(112)의 피치도 매우 작아야 한다. 검사회로기판(140)의 패드는 상대적으로 피검사체의 단자에 비해 큰 피치로 배열되어 있다. 인터포저(120)는 피검사체와 검사회로기판(140)의 상대적 피치 차이를 변환하는 역활을 한다. 핀단자(122)와 패드단자(124)는 내부적으로 도전선에 의해 연결되어 있다. 인터포저(120)는 쓰로우홀 도전부 및 인쇄패턴층으로 구성된 다층 기판으로 구현 가능하다. 인터포저(120)는 패드단자(124)가 배치되는 일면을 포함하는 확장부(121) 및 핀단자(122)가 배치되는 이면을 포함하는 좁은 폭의 돌출부(123)를 포함한다. 결과적으로, 확장부(121)와 돌출부(123) 사이에는 단차부(125)가 형성된다.
신호연결부(130)는 검사회로기판(140)의 패드(142)와 인터포저(120)의 패드단자(124)를 전기적으로 연결하는 도전접속체(132)를 포함한다. 도전접속체(132)는 탄성적으로 신축 가능한 포고핀, MEMS핀, 이방성 도전부재 등이 적용될 수 있다.
검사회로기판(140)은 인쇄패턴(미도시)이 배치된 기판(144) 및 패드(142)를 포함한다.
마운트링(150)은 프로브헤드(110)와 검사회로기판(140) 사이에 인터포저(120)와 신호연결부(130)를 수용한 상태로 지지한다. 마운트링(150)은 수용된 인터포저(120)의 단차부(125)에 접촉하는 가압프랜지부(155)를 포함한다. 가압플랜지부(155)를 제외한 마운트링(150)의 높이는 인터포저(120)의 확장부(121)와 신호연결부(130)의 높이를 합한 값보다 작아야 한다. 여기서 인터포저(120)의 확장부(121)의 높이는 패드단자(124)의 높이를 포함한다. 마찬가지로 신호연결부(130)의 높이는 도전접속체(132)의 돌출 높이를 포함한다. 결과적으로, 패드단자(124), 도전접속체(132) 및 패드(142)는 가압에 의해 전기적으로 상호 접촉한다. 즉, 마운트링(150)을 검사회로기판(140)에 고정하면, 가압플랜지부(155)가 인터포저(130)의 단차부(125)를 가압함으로써 도전접속체(132)가 압축되면서 패드단자(124), 도전접속체(132) 및 패드(142)를 상호 접촉하게 한다.
보강부재(160)는 마운트링(150)을 검사회로기판(140)에 고정 지지하기 위한 제2볼트(166)를 포함한다. 물론 보강부재(160)는 반드시 필요한 것은 아니며, 제2볼트(166)를 검사회로기판(140)에 체결할 수도 있다. 이때, 검사회로기판(140)은 제2볼트(166)를 체결하기 위한 강도가 요구된다. 검사회로기판(140)은 제2볼트(166)의 체결을 위한 너트 등이 포함할 수도 있다.
도 1에서, 인터포저(120)의 평탄도는 가압플랜지부(155)를 제외한 마운트링(150)의 두께 균일성, 인터포저(120)의 확장부(121) 두께 균일성, 신호연결부(130)의 두께 균일성, 및 검사회로기판(140)의 평탄도에 영향을 받는다. 이와 같이 평탄도를 결정하는 요인들은 사전 설정되고, 프로브헤드(110), 인터포저(120), 신호연결부(130) 및 검사회로기판(140)은 상호 결합된다. 특히, 인터포저(120)의 외곽인 단차부(125)를 마운트링(150)의 가압플랜지부(155)가 가압함으로써 상대적으로 자유로운 중앙의 인터포저(120)의 핀단자들(122) 영역에 탄성의 신호연결부(130)에서 발생하는 반박력이 집중된다. 결과적으로 이러한 반발력은 매우 미세한 피치의 핀단자(122)의 평탄도에 영향을 미쳐 검사의 신뢰성을 저해하게 된다. 또한, 이미 조립되어 검사되는 프로브 카드에서 환경 변화, 즉 열화, 압력변화, 이물질, 공차변화 등의 요인으로 인해 인터포저(120)의 평탄도가 변화할 수 있다. 이러한 사용 중의 평탄도 변화는 프로브 카드(100)의 재조립 또는 새로운 프로브 카드의 대체를 초래하여 생산성을 저해하는 문제가 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로브카드(100)를 나타내는 도면이다. 도 2는 인터포저(120) 중앙의 핀단자(122) 측으로 집중되는 탄성 반발력을 완화시키는 평탄조절부(170)를 설명하기 위한 도면이다.
평탄조절부(170)는 인터포저(120)에 결합된 베이스 너트(172), 검사회로기판을 관통하고 보강부재(160)에 나사결합하는 푸쉬(push)볼트(174), 및 상기 푸쉬볼트(174)의 중앙을 관통하여 상기 베이스 너트(172)에 나사 결합하는 풀(pull)볼트(176)를 포함한다. 베이스 너트(172)는 신호연결부(130)의 관통공(135)에 삽입되어, 풀볼트(176)의 단부(178)와 나사 결합된다. 푸쉬볼트(174)는 보강부재(160)의 나사공(165)과의 나사 회전에 따라 베이스 너트(172)를 프로브헤드(110) 측으로 민다. 푸쉬볼트(174)는 중앙에 관통공이 형성되어 풀볼트(176)가 통과한다. 푸쉬볼트(174)는 검사회로기판(140)의 관통공(145)을 통과하며, 보강부재(160)의 나사공(165)에 나사 결합한다. 풀볼트(176)는 푸쉬볼트(174)의 관통공을 통과하여 베이스 너트(172)에 나사 결합한다. 풀볼트(176)는 보강부재(160)의 나사공(165)보다 큰 나사머리(177)를 포함한다. 나사머리(177)를 회전시키면 베이스 너트(172)의 나사회전으로 베이스 너트(172)를 나사머리(177) 측으로 이동하게 한다. 결과적으로 풀볼트(176)와 베이스 너트(172)의 나사회전으로 베이스 너트(172)에 결합된 인터포저(120)가 검사회로기판(140) 측으로 당겨진다. 이와 같이, 인터포저(120)는 푸쉬볼트(174)와 풀볼트(176)에 의해 밀고 당겨진다. 도 2에서 푸쉬볼트(174)는 보강부재에만 나사결합하는 것으로 도시하였으나, 검사회로기판(140)에도 나사결합될 수 있고, 보강부재(1600 생략 시에는 검사회로기판(140)에만 나사결합될 수 있다.
결과적으로, 인터포저(120), 신호연결부(130) 및 검사회로기판(140)을 전기적 연결하게 하는 가압력에 의해 발생하는 신호연결부(130)의 중앙 측 탄성 반발력은 풀볼트(176)에 의해 검사회로기판(140) 또는 보강부재(160) 측으로 분산시킬 수 있다.
도 2에, 평탄조절부(170)는 하나만 도시하였지만 복수개를 설치하면 더욱 정밀하게 조절하는 것도 가능하다. 또한, 베이스 너트(172)의 폭을 더욱 확대하여 프로브핀(112)에 대응하는 핀단자(122) 영역 전체로 확대하여도 좋다.
이상과 같이 본 발명은 한정된 예시적 실시예와 도면을 통해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 예시적 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 예시적 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 프로브 카드
110: 프로브헤드
112: 프로브핀
120: 인터포저
130: 신호연결부
140: 검사회로기판
150: 마운트링
160: 보강부재

Claims (5)

  1. 검사회로기판으로부터 피검사체에 검사신호를 전달하는 프로브 카드에 있어서,
    상기 피검사체의 단자에 접촉하는 복수의 프로브핀을 지지하는 프로브헤드와;
    상기 복수의 프로브핀에 대응하는 위치에 배치된 복수의 핀단자와 상기 검사회로기판의 패드에 대응하는 위치에 배치된 복수의 패드단자를 가지며, 상기 복수의 패드단자 피치를 상기 복수의 핀단자 피치로 변환하는 인터포저와;
    상기 검사회로기판과 상기 인터포저 사이에 배치되고, 상기 검사회로기판의 패드로부터 상기 검사신호를 상기 인터포저의 패드단자에 전달하는 신호연결부와;
    상기 신호연결부와 상기 검사회로기판을 관통하여 상기 인터포저에 결합되며 상기 인터포저를 상기 검사회로기판 측으로 당기거나 프로브헤드 측으로 밀어내는 적어도 하나의 평탄조절부를 포함하며,
    상기 신호연결부는 상기 검사회로기판의 패드와 상기 인터포저의 패드단자를 전기적으로 연결하는 탄성 신축가능한 포고핀 또는 이방성 도전부재를 포함하며,
    상기 평탄조절부는 상기 인터포저를 상기 프로브헤드 측으로 미는 푸쉬볼트 및 상기 검사회로기판 측으로 당기는 풀볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 검사회로기판의 패드를 가진 면의 이면에 배치되며, 상기 평탄조절부를 지지하는 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  3. 삭제
  4. 삭제
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