KR101988378B1 - 웨이퍼 테스트 장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 테스트 장치가 제공된다. 웨이퍼 테스트 장치는, 하우징, 상기 하우징 내부에 위치하고, 측면에 가이드 레일이 형성된 원통형상의 고정부, 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 가이드 레일에 결합되어 상기 고정부의 외면을 따라 방사형으로 배열되는 복수의 테스트 보드 및 상기 고정부의 상면에 부착되어 프로브 카드 커넥터와 연결되도록 원형으로 배열되고, 상기 테스트 보드와 각각 결합되는 복수의 커넥팅 보드를 포함한다.

Description

웨이퍼 테스트 장치{Wafer test device}
본 발명은 웨이퍼 테스트 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(Wafer)의 테스트 장치는 웨이퍼 프로빙(Wafer Probing)을 수행하는 프로브 카드(Probe Card)와 프로브 카드로부터 전기 신호를 송수신하는 테스트 보드가 필요하다. 이러한 테스트 보드는 테스트 헤드(test head) 내에 위치할 수 있다. 프로브 카드와 테스트 헤드는 일반적으로 센터 클램프(Center Clamp)라는 구조를 통해서 서로 물리적으로 체결될 수 있다.
한편, 상기 프로브 카드와 테스트 헤드와의 물리적 연결 외에, 테스트 보드와 프로브 카드의 전기적인 연결은 센터 클램프의 구조에서 자유롭게 동축 케이블(Coaxial Cable)을 통해서 수행되었다. 그러나, 이러한 동축 케이블은 전기 신호의 전송 경로가 길어짐에 따라서, 고주파수(High frequency)에서의 신호 손실(signal loss)이 발생할 수 있었다.
따라서, 반도체 웨이퍼 테스트 장치에 있어서, 이러한 신호 손실을 방지하기 위한 방안이 고려되기 시작하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 고주파수 신호 손실이 감소된 웨이퍼 테스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치는, 하우징, 상기 하우징 내부에 위치하고, 측면에 가이드 레일이 형성된 원통형상의 고정부, 상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 가이드 레일에 결합되어 상기 고정부의 외면을 따라 방사형으로 배열되는 복수의 테스트 보드 및 상기 고정부의 상면에 부착되어 프로브 카드 커넥터와 연결되도록 원형으로 배열되고, 상기 테스트 보드와 각각 결합되는 복수의 커넥팅 보드를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치는, 웨이퍼를 안착시키는 스테이지, 프로브 카드 커넥터를 포함하고, 상기 웨이퍼와 접하여 상기 웨이퍼의 전기적 특성을 테스트하는 프로브 카드 및 상기 프로브 카드와 연결되어 상기 웨이퍼의 전기적 특성을 테스트 하는 전기 신호를 제공하는 테스트 헤드를 포함하되, 상기 테스트 헤드는, 상기 프로브 카드 커넥터와 제1 방향으로 결합되도록 방사형으로 배치되고, 상기 제1 방향으로 연장된 복수의 커넥팅 보드와, 상기 제1 방향에서 상기 커넥팅 보드를 기준으로 상기 프로브 카드 커넥터와 반대 방향으로 연결되어 상기 제1 방향으로 연장되고, 방사형으로 배치되는 복수의 테스트 보드와, 상기 커넥팅 보드의 하면과 상기 테스트 보드의 상면과 접하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 베이스 보드를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치는 동축 케이블을 사용하지 않고 보드 투 보드(Board to Borad) 연결을 통해서 전기 신호를 전송하므로 고주파수 신호의 손실을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치는 테스트 보드의 배치를 방사형으로 하여 프로브 카드와의 전송 경로의 길이를 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치는 분할된 영역에서 테스트 보드의 냉각을 수행하여 테스트 보드의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1의 테스트 헤드를 세부적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 1의 테스트 헤드를 A 방향으로 바라본 저면도이다.
도 4는 도 2의 테스트 헤드와 하우징과의 관계를 세부적으로 설명하기 위한 부분 사시도이다.
도 5는 도 1의 테스트 헤드의 내부 구성을 세부적으로 설명하기 위한 부분 사시도이다.
도 6은 도 5의 테스트 보드 모듈 및 커넥팅 보드를 세부적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 도 1의 테스트 헤드를 세부적으로 설명하기 위한 투시 측면도이다.
도 8은 도 1의 테스트 헤드를 세부적으로 설명하기 위한 투시 평면도이다.
도 9는 도 1의 테스트 헤드의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 도 3의 B 부분을 확대한 확대도이다.
도 11은 도 10의 C 부분을 확대한 확대도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
구성 요소가 다른 구성 요소의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성 요소의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성 요소가 다른 구성 요소의 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성 요소는 다른 구성 요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성 요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플렉시블 케이블용 커넥터에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치(10)는 스테이지(S), 프로브 카드(P) 및 테스트 헤드(100)를 포함할 수 있다.
스테이지(S)는 상면에 웨이퍼(W)를 안착시킬 수 있다. 스테이지(S)는 웨이퍼(W)가 안착될 수 있을 정도로 넓은 상면을 포함할 수 있다. 스테이지(S)는 웨이퍼(W)의 로딩을 위해서 움직일 수 있다. 예를 들어, 스테이지(S)는 3축 움직임이 가능할 수 있다. 여기서, 3축이랑 서로 직교하는 3방향의 축을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(X), 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)이 상기 3축의 방향을 의미할 수 있다.
프로브 카드(P)는 웨이퍼(W)가 놓여진 스테이지(S) 상에 위치할 수 있다. 프로브 카드(P)는 웨이퍼(W)의 상면에 직접 접하는 프로브 팁(tip)과 연결될 수 있다. 프로브 카드(P)는 프로브 팁으로 전기 신호를 인가할 수 있다. 반대로, 프로브 카드(P)는 프로브 팁을 통해서 전기 신호를 입력 받을 수 있다. 프로브 카드(P)는 프로브 팁에 의해서 파악된 웨이퍼(W)의 전기 특성을 테스트 헤드(100)로 전송할 수 있다.
프로브 카드(P)는 프로브 카드 커넥터를 포함할 수 있다. 상기 프로브 카드 커넥터는 테스트 헤드(100)와 결합될 수 있다. 상기 프로브 카드 커넥터는 구체적으로 테스트 헤드(100)의 테스트 헤드 커넥터(120)와 결합될 수 있다.
웨이퍼(W)는 일반적으로 원형이므로, 프로브 카드(P)는 원형의 웨이퍼(W)를 조사하기 위해서 원형의 윤곽을 가질 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
프로브 카드(P)에서 연결되는 프로브 카드 커넥터도 원형으로 배치될 수 있다. 즉, 프로브 카드 커넥터는 복수이고, 복수의 프로브 카드 커넥터가 배치된 평면 형상은 원형일 수 있다. 이 때, 복수의 프로브 카드 커넥터가 배치된 형상은 속이 빈 원 즉, 도넛형태일 수 있다. 이는 추후에 설명되는 테스트 헤드 커넥터(120)의 배치와 대응될 수 있다.
테스트 헤드(100)는 프로브 카드(P)와 결합될 수 있다. 테스트 헤드(100)는 프로브 카드(P)에서 웨이퍼(W)를 검사할 수 있도록 다양한 전기 신호를 제공할 수 있다. 이에 따라서, 프로브 카드(P)는 테스트 헤드(100)에서 제공된 전기 신호를 웨이퍼(W)에 인가하여 이에 대한 전기 출력을 제공 받고, 이를 다시 테스트 헤드(100)로 전송할 수 있다. 이를 통해서, 웨이퍼 테스트 장치(10)는 웨이퍼(W)의 전기 특성을 파악할 수 있다.
테스트 헤드(100)는 프로브 카드(P)와 분리되어 테스트 헤드 커넥터(120)가 A 방향으로 향하게 된 상태에서 테스트 헤드 커넥터(120)가 A' 방향으로 향하도록 회전하여 프로브 카드(P)와 결합될 수 있다. 이에 따라서, 테스트 헤드(100)와 프로브 카드(P)는 물리적으로 체결되고, 전기적으로도 연결될 수 있다.
테스트 헤드(100)는 이를 위해서 스테이지(S)와 고정되되 회전가능한 암(arm)으로 고정될 수 있으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 도 1의 테스트 헤드를 세부적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 도 1의 테스트 헤드를 A 방향으로 바라본 저면도이다. 도 4는 도 2의 테스트 헤드와 하우징과의 관계를 세부적으로 설명하기 위한 부분 사시도이고, 도 5는 도 1의 테스트 헤드의 내부 구성을 세부적으로 설명하기 위한 부분 사시도이다. 도 6은 도 5의 테스트 보드 모듈 및 커넥팅 보드를 세부적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 7은 도 1의 테스트 헤드를 세부적으로 설명하기 위한 투시 측면도이다. 도 4는 편의상 냉매 매니폴드 등의 일부 구성요소를 제외하고 도시하였다.
도 2 내지 도 7를 참조하면, 테스트 헤드(100)는 하우징(110), 센터 클램프(160), 테스트 헤드 커넥터(120), 고정부(125), 파티션(150), 테스트 보드 모듈(130), 커넥팅 보드(140), 베이스 보드(180) 및 냉매 매니폴드(170)를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 하우징(110)은 테스트 헤드(100)의 외곽을 정의할 수 있다. 하우징(110)은 내부에 센터 클램프(160), 테스트 헤드 커넥터(120), 고정부(125), 파티션(150), 테스트 보드 모듈(130), 커넥팅 보드(140) 및 냉매 매니폴드(170)를 포함할 수 있다.
하우징(110)은 상면(111), 돌출 측벽(114), 제1 측벽(112), 제2 측벽(113) 및 하부 개구부(115)를 포함할 수 있다.
상면(111)은 하우징(110)의 상부를 정의하는 표면을 의미할 수 있다. 상면(111)은 센터 클램프(160)를 노출시키는 개구를 포함할 수 있다. 테스트 헤드 커넥터(120)도 상기 개구를 통해서 같이 노출될 수 있다.
돌출 측벽(114)은 상면(111)과 연결되어 상면(111)보다 제3 방향(Z)으로 돌출될 수 있다. 돌출 측벽(114)은 테스트 헤드 커넥터(120)의 측면을 둘러쌀 수 있다. 이에 따라서, 테스트 헤드 커넥터(120)의 외측면은 노출되지 않을 수 있다. 반대로, 테스트 헤드 커넥터(120)의 내측면은 외부로 노출될 수도 있다. 테스트 헤드 커넥터(120)가 센터 클램프(160) 주변으로 도넛 형태로 둘러싸도록 배치되어 있으므로, 돌출 측벽(114)은 원통형의 외주면을 가질 수 있다.
제1 측벽(112)은 테스트 헤드(100)은 제1 방향(X)의 양 측벽을 의미할 수 있다. 제1 측벽(112)은 제2 측벽(113)과 연결되어 테스트 헤드(100)의 측면 외곽을 정의할 수 있다.
제1 측벽(112)은 상부 제1 측벽(112a)과 하부 제1 측벽(112b)을 포함할 수 있다. 상부 제1 측벽(112a)은 상면(111)과 연결되어 제1 방향(X)의 테스트 헤드(100)의 양 측면을 둘러쌀 수 있다. 상부 제1 측벽(112a)의 제2 방향(Y)의 폭은 일정할 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
하부 제1 측벽(112b)은 상부 제1 측벽(112a)과 연결되고, 상부 제1 측벽(112a)의 아래측에 형성될 수 있다. 하부 제1 측벽(112b)의 제2 방향(Y)의 폭은 아래로 갈수록 줄어들 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 측벽(113)은 테스트 헤드(100)은 제2 방향(Y)의 양 측벽을 의미할 수 있다. 제2 측벽(113)은 상부 제2 측벽(113a)과 하부 제2 측벽(113b)을 포함할 수 있다. 상부 제2 측벽(113a)은 상면(111)과 연결되어 제2 방향(Y)의 테스트 헤드(100)의 양 측면을 둘러쌀 수 있다. 상부 제2 측벽(113a)은 상부 제1 측벽(112a)과 연결될 수 있다. 상부 제2 측벽(113a)의 제1 방향(X)의 폭은 일정할 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
하부 제2 측벽(113b)은 상부 제2 측벽(113a)과 연결되고, 상부 제2 측벽(113a)의 아래측에 형성될 수 있다. 하부 제2 측벽(113b)은 하부 제1 측벽(112b)과 연결될 수 있다. 하부 제1 측벽(112b)의 제2 방향(Y)의 폭이 점차줄어들기 때문에 하부 제2 측벽(113b)은 제2 방향(Y)으로 비스듬하게 기울어지는 형상일 수 있다. 하부 제2 측벽(113b)의 제1 방향(X)의 폭은 일정할 수 있다.
하부 개구부(115)는 하부 제1 측벽(112b)과 하부 제2 측벽(113b)에 의해서 정의될 수 있다. 즉, 하부 개구부(115)는 하부 제1 측벽(112b)과 하부 제2 측벽(113b)의 단부에 의해서 형성된 개방 영역일 수 있다.
하부 개구부(115)에 의해서 고정부(125), 냉매 매니폴드(170) 및 테스트 보드 모듈(130)이 외부로 노출될 수 있다. 하부 개구부(115)를 통해서, 테스트 보드 모듈(130)은 테스트 헤드(100) 내부로 삽입되거나 반출될 수 있다. 이에 대해서는 추후에 더 자세히 설명한다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 센터 클램프(160)는 프로브 카드(P)와 물리적으로 체결되는 부분일 수 있다. 즉, 센터 클램프(160)를 통해서 프로브 카드(P)와 테스트 헤드(100)가 서로 고정될 수 있다. 이에 따라서, 센터 클램프(160)는 프로브 카드(P)의 특정 부위와 맞물려 고정될 수 있는 특정한 구조일 수 있다.
테스트 헤드 커넥터(120)는 복수이다. 테스트 헤드 커넥터(120)는 센터 클램프(160)를 중심으로 센터 클램프(160)를 도넛 형상으로 둘러싸도록 배치될 수 있다. 테스트 헤드 커넥터(120)는 센터 클램프(160)가 프로브 카드(P)와 체결됨과 동시에 프로브 카드(P)의 프로브 카드 커넥터와 접촉하여 프로브 카드(P)와 테스트 헤드(100)를 전기적으로 연결할 수 있다.
커넥팅 보드(140)는 테스트 헤드 커넥터(120) 제2 방향(Y)의 아래에 위치할 수 있다. 커넥팅 보드(140)는 베이스 보드(180)와 테스트 헤드 커넥터(120)를 전기적으로 연결할 수 있다. 커넥팅 보드(140)는 하우징(110)의 상면(111)보다 제2 방향(Y)으로 돌출될 수 있다. 따라서, 커넥팅 보드(140)는 돌출 측벽(114)에 의해서 측면이 둘러싸일 수 있다.
커넥팅 보드(140)는 테스트 헤드 커넥터(120)와 2대1로 대응할 수 있다. 즉, 두개의 커넥팅 보드(140)와 하나의 테스트 헤드 커넥터(120)가 결합될 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
테스트 헤드 커넥터(120)가 커넥팅 보드(140)와 연결됨에 따라서, 커넥팅 보드(140)도 센터 클램프(160)를 중심으로 센터 클램프(160)를 둘러싸는 도넛 형태로 배치될 수 있다.
커넥팅 보드(140)는 제3 방향(Z)의 상면에 테스트 헤드 커넥터(120)와 연결되고, 제3 방향(Z)의 하면에 제1 커넥터(181)와 연결될 수 있다. 커넥팅 보드(140)가 복수이므로, 제1 커넥터(181)도 당연히 복수일 수 있다. 커넥팅 보드(140)는 제1 커넥터(181)와도 2대 1로 대응할 수 있다. 즉, 두개의 커넥팅 보드(140)와 하나의 제1 커넥터(181)가 결합될 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 커넥터(181)가 커넥팅 보드(140)와 연결됨에 따라서, 제1 커넥터(181)의 배치 역시 자연스럽게 커넥팅 보드(140)의 도넛형 배치와 대응될 수 있다.
베이스 보드(180)는 제1 커넥터(181)가 상면에 설치되는 보드일 수 있다. 제1 커넥터(181)가 복수이므로 베이스 보드(180)도 복수일 수 있다. 즉, 각각의 베이스 보드(180)에는 각각 하나의 제1 커넥터(181)가 설치될 수 있다.
베이스 보드(180)는 제3 방향(Z)과 직교하는 방향 즉, 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)을 포함하는 평면 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 복수의 베이스 보드(180)는 각각 고정부(125)의 외면에서 돌출되는 방향으로 배치될 수 있다. 이에 따라서, 베이스 보드(180)의 배치는 고정부(125)의 외면을 따른 방사형일 수 있다.
베이스 보드(180)는 제1 커넥터(181)를 통해서 2개의 커넥팅 보드(140)와 연결될 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 베이스 보드(180)는 하면에 제2 커넥터(182)가 설치될 수 있다. 베이스 보드(180)의 하면에 위치한 제2 커넥터(182)는 테스트 보드 모듈(130)의 테스트 보드(132)와 결합될 수 있다. 베이스 보드(180)는 제1 커넥터(181) 및 제2 커넥터(182)를 통해서 커넥팅 보드(140)와 테스트 보드(132)를 보드 투 보드(Board to Board) 방식으로 전기적으로 연결할 수 있다. 이러한 연결은 케이블을 통하지 않으므로 고주파수 전기 신호의 경우에도 신호의 손실(loss)를 크게 줄일 수 있다.
고정부(125)는 하우징(110) 내부에 위치할 수 있다. 고정부(125)는 원통형상으로 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 고정부(125)의 상면에는 커넥팅 보드(140)들과, 베이스 보드(180)들과, 테스트 헤드 커넥터(120)가 형성될 수 있고, 고정부(125)의 측면에는 테스트 보드 모듈(130)이 부착될 수 있다.
베이스 보드(180)의 제1 커넥터(181)는 제3 방향(Z)으로 고정부(125)의 상면 상에 위치할 수 있다. 베이스 보드(180)의 제2 커넥터(182)는 고정부(125)의 외측면 바깥쪽에 배치될 수 있다. 즉, 제2 커넥터(182)는 고정부(125)의 상면과 제3 방향(Z)으로 오버랩되지 않을 수 있다.
테스트 보드 모듈(130)은 고정부(125)의 측면을 따라서 방사형으로 부착될 수 있다. 테스트 보드 모듈(130)은 고정부(125)의 길이 방향 즉, 제3 방향(Z)을 따라서 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 또한, 테스트 보드 모듈(130)은 고정부(125)의 외주면에서 돌출되는 방향으로 균일한 폭을 가질 수 있다.
테스트 보드 모듈(130)은 제2 커넥터(182)와 결합되어 베이스 보드(180)와 전기적으로 연결될 수 있다. 테스트 보드 모듈(130)은 제2 커넥터(182), 베이스 보드(180), 제1 커넥터(181), 커넥팅 보드(140) 및 테스트 헤드 커넥터(120)를 통해서 보드 투 보드 방식으로 프로브 카드(P)와 전기적으로 연결될 수 있다.
테스트 보드 모듈(130)은 하나의 테스트 보드(132)와 2개의 콜드 플레이트(131)를 포함할 수 있다.
테스트 보드(132)는 실질적으로 전기 신호를 송수신하고, 해석하는 부분일 수 있다. 즉, 테스트 보드(132)는 프로브 카드(P)로 어떠한 전기 신호를 전송할지를 결정할 수 있다. 또한, 테스트 보드(132)는 프로브 카드(P)로부터 받은 전기 신호를 이용하여 웨이퍼의 전기 특성을 해석할 수 있다.
테스트 보드(132)의 제3 방향(Z)의 상면에는 커넥팅 단자가 위치할 수 있다. 테스트 보드(132)의 상기 커넥팅 단자는 제2 커넥터(182)와 결합하여 테스트 보드(132)와 베이스 보드(180)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
테스트 보드(132)는 서로 반대되는 제1 면과 제2 면을 포함할 수 있다. 복수의 테스트 보드(132)가 고정부(125)의 외주면을 따라 방사형으로 돌출되므로, 각각의 테스트 보드(132)의 제1 면과 제2 면은 서로 다른 테스트 보드(132)와 마주하는 면일 수 있다.
콜드 플레이트(131)는 테스트 보드(132)의 제1 면 및 제2 면에 부착될 수 있다. 즉 2개의 콜드 플레이트(131)가 하나의 테스트 보드(132)의 양면을 덮을 수 있다. 테스트 보드(132)는 동작에 의해서 발열이 있으므로, 콜드 플레이트(131)가 이러한 발열을 냉매를 통해서 제어할 수 있다.
콜드 플레이트(131)의 내부는 냉매가 이동할 수 있다. 콜드 플레이트(131)는 인렛 호스(172)를 통해서 냉매를 제공 받고, 아웃렛 호스(173)를 통해서 냉매가 배출될 수 있다. 콜드 플레이트(131)는 인렛 호스(172) 및 아웃렛 호스(173)를 통해서 냉매가 순환하고, 이를 통해서 테스트 보드(132)의 온도를 낮출 수 있다.
파티션(150)은 테스트 보드 모듈(130)의 위치하는 영역을 분리하기 위한 격벽일 수 있다. 파티션(150)에 의해서 복수의 테스트 보드 모듈(130)이 복수의 영역으로 분류되고, 각각의 영역이 독립적으로 냉각될 수 있다. 이에 대해서는 추후에 자세히 설명한다.
냉매 매니폴드(170)는 고정부(125)의 하부에 형성될 수 있다. 냉매 매니폴드(170)는 냉매를 테스트 보드 모듈(130)에 공급하고 반환받을 수 있다. 냉매 매니폴드(170)는 냉매홀(171)을 포함할 수 있다.
냉매홀(171)은 냉매 매니폴드(170)에서 냉매가 빠져나가고, 다시 들어오는 구멍일 수 있다. 냉매홀(171)은 인렛 호스(172)와 아웃렛 호스(173)와 결합되어 테스트 보드 모듈(130)의 콜드 플레이트(131)로 냉매를 공급하고 반환받을 수 있다.
도 8은 도 1의 테스트 헤드를 세부적으로 설명하기 위한 투시 평면도이고, 도 9는 도 1의 테스트 헤드의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치(10)의 테스트 헤드(100)는 제어부(175)를 포함할 수 있다.
제어부(175)는 냉매 매니폴드(170)의 냉매의 공급을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(175)는 냉매 매니폴드(170)를 통해서 콜드 플레이트(131)에 냉매를 공급할 수 있다. 이에 따라서, 제어부(175)는 테스트 보드 모듈(130)의 온도를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(175)는 테스트 보드 모듈(130) 내의 테스트 보드(132)의 온도가 너무 높아지지 않도록 어느 정도의 냉매를 공급할지를 결정할 수 있다.
하우징(110)은 복수의 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 제1 내지 제4 영역(R1~R4)을 포함할 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 4개의 영역은 하나의 예시에 불과할 뿐이고, 하우징(110)의 영역이 3개 이하 또는 5개 이상이 될 수도 있다. 이하, 본 실시예의 경우, 편의상 4개의 영역으로 가정하고 설명한다.
제1 내지 제4 영역(R1~R4)은 파티션(150)에 의해서 나누어질 수 있다. 제1 내지 제4 영역(R1~R4)은 각각 별도의 온도 센서를 가지고 온도 정보를 제어부(175)에 전송할 수 있다. 이에 따라서, 제어부(175)는 냉매 매니폴드(170)를 제어하여 제1 내지 제4 영역(R1~R4)에 각각 서로 다른 정도의 냉매를 공급할 수 있다.
본 실시예의 웨이퍼 테스트 장치(10)는 이를 통해서, 더욱 정밀한 온도 조절이 가능할 수 있다.
기본적으로, 테스트 보드 모듈(130)은 발열에 의해서 신뢰성이 저하될 수 있으므로 냉각이 필수적으로 수행되어야 한다. 이 때, 특정 테스트 보드 모듈(130)이 온도는 당연히 동일하지 않을 수 있다. 따라서, 온도가 더 높은 테스트 보드 모듈(130)에 맞추어 냉각 온도를 제어하는 것이 모든 테스트 보드 모듈(130)의 신뢰성을 유지할 수 있는 방안일 수 있다.
이러한 경우, 영역이 구분되어 있지 않으므로 냉각이 필요하지 않은 테스트 보드 모듈(130)에도 동일한 정도의 냉각이 수행될 수 있고, 이는 필요 이상의 과다 냉각일 수 있다. 이에 따라서, 전체적인 냉각의 효율이 낮아질 수 있다.
이에 반해서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치(10)는 제1 내지 제4 영역(R1~R4)으로 냉각 영역을 분할하여 각각의 영역이 제어부(175)에 의해서 독립적으로 온도를 유지할 수 있다. 즉, 제1 영역(R1)이 제2 영역(R2)에 비해서 더 높은 온도인 경우에는 제1 영역(R1)에 제어부(175)가 상대적으로 더 많은 냉매를 제공하고, 제2 영역(R2)에 제어부(175)가 상대적으로 더 적은 냉매를 제공할 수 있다.
이에 따라서, 제1 영역(R1) 내에 위치한 테스트 보드 모듈(130)에 더 많은 냉매가 제공되어 제1 영역(R1)의 온도를 상대적으로 더 많이 낮출 수 있다. 이에 따라서, 제2 내지 제4 영역(R2~R4)은 필요하지 않은 냉각이 수행되지 않아 전체적인 냉각의 효율이 매우 개선될 수 있다.
제1 내지 제4 영역(R1~R4)에는 각각 복수의 테스트 보드 모듈(130)이 위치하고, 이에 따라서 복수의 콜드 플레이트(131)가 존재할 수 있다. 제어부(175)가 제1 내지 제4 영역(R1~R4)에 각각 냉매를 제공하는 것은 각 영역에 위치하는 복수의 콜드 플레이트(131)에 냉매를 제공하는 것을 의미한다.
도 10은 도 3의 B 부분을 확대한 확대도이고, 도 11은 도 10의 C 부분을 확대한 확대도이다.
도 1, 도 3, 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치(10)의 고정부(125)는 측면에 가이드 레일(127)을 포함할 수 있다. 가이드 레일(127)은 고정부(125)의 외주면에서 제3 방향(Z)으로 형성된 홈 구조일 수 있다.
이에 대응하여, 테스트 보드(132)는 보드 바디(132a)와 가이드 패턴(132b)을 포함할 수 있다. 보드 바디(132a)는 테스트 보드(132)에서 전기 신호를 처리하는 영역이 형성된 대부분의 영역일 수 있다.
가이드 패턴(132b)은 보드 바디(132a)의 일 단에 형성된 특정한 패턴으로서, 가이드 레일(127)에 맞물려 테스트 보드(132)가 고정부(125)에 결합되게 할 수 있다. 즉, 가이드 패턴(132b)은 테스트 보드(132)의 두께보다 얇게 형성되는 오목부를 포함하고, 이와 대응되는 두께의 패턴을 가이드 레일이 포함하여 테스트 보드 모듈(130)이 제3 방향(Z)으로 이동은 가능하지만 고정부(125)의 외주면에서 돌출되는 방향으로는 분리되지 않도록 할 수 있다.
도 1 에서, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치(10)는 프로브 카드(P)와 결합되기 위해서는 A' 방향으로 위치하지만, 테스트 보드 모듈(130)을 테스트 헤드(100)에 장착하기 위해서는 90도 회전한 A 방향으로 테스트 헤드(100)를 위치시킬 수 있다.
이 때, 도 3의 하부 개구부(115)는 수평한 방향으로 노출되어 고정부(125)의 하면과 고정부(125)의 측면에 형성된 가이드 레일(127)을 A 방향으로 노출시킬 수 있다. 이에 따라서, 사용자는 테스트 보드 모듈(130) 즉, 테스트 보드(132)와 콜드 플레이트(131)가 결합된 모듈을 A 방향으로 밀어 넣어 고정부(125)와 테스트 보드 모듈(130)을 결합시킬 수 있다.
이를 통해서, 본 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치(10)는 테스트 보드 모듈(130)의 교체를 용이하게 수행할 수 있다. 이에 따라서, 웨이퍼 테스트 과정상 추가적인 테스트나 조절되어야 하는 부분을 사용자가 쉽게 변경할 수 있어 전체적인 테스트 과정의 효율이 향상될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 테스트 헤드 110: 하우징
120: 테스트 헤드 커넥터 125: 고정부
130: 테스트 보드 모듈 140: 커넥팅 보드
150: 파티션 160: 센터 클램프
170: 냉매 매니폴드

Claims (14)

  1. 제1 및 제2 영역을 포함하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 위치하고, 측면에 가이드 레일이 형성된 원통형상의 고정부;
    상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 가이드 레일에 결합되어 상기 고정부의 외면을 따라 방사형으로 배열되는 복수의 테스트 보드로서, 상기 복수의 테스트 보드는 상기 제1 영역에 위치하는 제1 테스트 보드와, 상기 제2 영역에 위치하는 제2 테스트 보드를 포함하는 복수의 테스트 보드;
    상기 고정부의 상면에 부착되어 프로브 카드 커넥터와 연결되도록 원형으로 배열되고, 상기 복수의 테스트 보드와 각각 결합되는 복수의 커넥팅 보드;
    상기 복수의 테스트 보드의 양 측면에 부착되고, 내부의 냉매의 순환을 통해 상기 복수의 테스트 보드를 냉각시키는 콜드 플레이트로서, 상기 콜드 플레이트는 상기 제1 영역 내에서 상기 제1 테스트 보드에 부착되는 제1 콜드 플레이트와, 상기 제2 영역 내에서 상기 제2 테스트 보드에 부착되는 제2 콜드 플레이트를 포함하는 콜드 플레이트;
    상기 냉매의 공급을 제어하여 상기 테스트 보드의 온도를 조절하는 제어부; 및
    상기 제1 및 제2 영역의 온도를 각각 측정하여 상기 제어부로 전송하는 제1 및 제2 온도 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 온도 센서에 의해서 전송된 상기 제1 영역의 온도를 기초로 상기 제1 콜드 플레이트의 온도를 제어하고,
    상기 제어부는 상기 제2 온도 센서에 의해서 전송된 상기 제2 영역의 온도를 기초로 상기 제2 콜드 플레이트의 온도를 제어하는 웨이퍼 테스트 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 콜드 플레이트에 연결되어 냉매를 상기 콜드 플레이트 내부로 공급하는 인렛 호스와,
    상기 콜드 플레이트에 연결되어 냉매를 상기 콜드 플레이트 내부에서 배출시키는 아웃렛 호스와,
    상기 인렛 호스 및 상기 아웃렛 호스와 연결되고, 냉매를 공급 및 배출하는 냉매 매니폴드를 더 포함하는 웨이퍼 테스트 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 테스트 보드와 상기 커넥팅 보드를 연결하는 베이스 보드를 더 포함하는 웨이퍼 테스트 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 테스트 보드는, 상기 가이드 레일에 맞물려 상기 고정부와 상기 테스트 보드를 용이하게 탈착시키는 가이드부를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치.
  9. 웨이퍼를 안착시키는 스테이지;
    프로브 카드 커넥터를 포함하고, 상기 웨이퍼와 접하여 상기 웨이퍼의 전기적 특성을 테스트하는 프로브 카드; 및
    상기 프로브 카드와 연결되어 상기 웨이퍼의 전기적 특성을 테스트하는 전기 신호를 제공하는 테스트 헤드를 포함하되,
    상기 테스트 헤드는,
    상기 프로브 카드 커넥터와 제1 방향으로 결합되도록 방사형으로 배치되고, 상기 제1 방향으로 연장된 복수의 커넥팅 보드와,
    상기 제1 방향에서 상기 커넥팅 보드를 기준으로 상기 프로브 카드 커넥터와 반대 방향으로 연결되어 상기 제1 방향으로 연장되고, 방사형으로 배치되는 복수의 테스트 보드와,
    상기 커넥팅 보드의 하면과 상기 테스트 보드의 상면과 접하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 베이스 보드와,
    상기 테스트 보드의 양측면에 부착되어 상기 테스트 보드를 냉각시키는 콜드 플레이트와,
    상기 테스트 헤드 내부의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하되,
    상기 테스트 헤드는 내부에 분리된 제1 및 제2 영역을 포함하고,
    상기 온도 센서는 상기 제1 및 제2 영역의 온도를 각각 측정하는 제1 및 제2 온도 센서를 포함하고,
    상기 콜드 플레이트는 각각 상기 제1 및 제2 영역 내에 위치하는 제1 및 제2 콜드 플레이트를 포함하고,
    상기 제1 콜드 플레이트에 제공되는 냉매의 양은 상기 제1 온도 센서에 의해서 측정된 상기 제1 영역의 온도에 따라서 결정되고,
    상기 제2 콜드 플레이트에 제공되는 냉매의 양은 상기 제2 온도 센서에 의해서 측정된 상기 제2 영역의 온도에 따라서 결정되는 웨이퍼 테스트 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 커넥팅 보드의 아래에 형성되고, 상기 테스트 보드가 측면에 부착되는 원통형의 고정부를 더 포함하는 웨이퍼 테스트 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 커넥팅 보드는 제1 및 제2 커넥팅 보드를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 커넥팅 보드는 상기 제1 방향으로 나란하게 배치되는 웨이퍼 테스트 장치.
  12. 삭제
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 테스트 보드의 상면은 상기 커넥팅 보드의 하면과 상기 제1 방향으로 오버랩되지 않는 웨이퍼 테스트 장치.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 테스트 보드와 상기 프로브 카드 커넥터는 보드 투 보드(board to board)로 전기적으로 연결되는 웨이퍼 테스트 장치.
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