KR102329790B1 - 가변형 mems 프로브 카드 및 이의 조립방법 - Google Patents

Abstract

가변형 MEMS 프로브 카드가 개시된다. 실시예에 따르면, 상부 플레이트와 하부 플레이가 결합되고, 그 내부에 다수의 프로브가 장착되어 이루어지는 MEMS 프로브 카드에 있어서, 상부 플레이트는 다수의 제1핀홀이 형성되고, 제1핀홀의 일측에 형성되는 제1공간과, 제1핀홀의 타측에 형성되는 제2공간을 포함하되 상기 제1공간이 제2공간 보다 폭길이가 넓게 형성되어 이루어진다.
이에 따르면, 프로브의 휨 성능이 개선될 수 있어 피치를 줄일 수 있어 상부 플레이트와 하부 플레이트를 결합한 후 각 제1핀홀과 제2핀홀의 위치 편차로 인해 프로브가 휘어지는 특성이 더욱 향상될 수 있어 디바이스 접촉시 휘어짐이 더욱 탄력적으로 수행될 수 있는 효과가 있다.

Description

가변형 MEMS 프로브 카드 및 이의 조립방법{Variable MEMS probe card and assembly method thereof}

개시되는 내용은 가변형 MEMS 프로브 카드에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

마이크로전자기계시스템((MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)은, 마이크로제조 기술을 통해 실리콘 기판과 같은 통상의 기판 상에 기계 요소들, 센서들, 액추에이터들, 및 전자 기기들의 집적화이다.

전자 기기들이 집적 회로(IC) 공정 시퀀스(예를 들면, CMOS, Bipolar, 또는 BICOMS 공정들)를 사용하여 제조되는 한편, 마이크로기계 컴포넌트들은, 기계 및 전자기계 장치를 형성하도록 실리콘 웨이퍼의 특정 부분들을 선택적으로 에칭하거나 새로운 구조 층들을 추가하는 호환 가능한 "마이크로가공(micromachining)" 공정들을 사용하여 제조된다.

MEMS 장치는 마이크로미터 스케일(미터의 100만분의 1) 단위의 작은 구조물들을 포함한다.

MEMS 기술의 중요한 부분들은 집적 회로(IC) 기술로부터 채용되고 있다. 예를 들면, 집적 회로들과 마찬가지로, MEMS 구조물들은 박막 형태로 구현되고 포토리소그래피 방법들로 패터닝된다.

집적 회로들과 마찬가지로 MEMS 구조물들은 일련의 증착, 리소그래피 및 에칭에 의해 웨이퍼 상에 제조된다.

MEMS 구조물들의 복잡성이 증가할수록, MEMS 장치의 제조 공정 또한 복잡성이 증가하게 된다.

예를 들면, MEMS프로브들의 배열은 프로브 카드로 조립될 수 있다. 프로브 카드는 전자 테스트 시스템과 테스트 중인 반도체 웨이퍼 사이의 인터페이스이다.

프로브 카드는 테스트 시스템과 웨이퍼 상의 회로 사이에 전기적인 경로를 제공하는데, 이에 따라 웨이퍼 상의 칩들을 절단하고 패키지화하기 전에, 웨이퍼 레벨에서 회로의 유효성 및 테스트가 가능해진다.

도 1에 도시된 바와 같이, MEMS 프로브 카드(M)는 상부 플레이트(100')와 하부 플레이(200')가 결합되고, 그 내부에 다수의 프로브(500')가 장착되며, 각 프로브(500')의 상단에 MLC(700')가 결합되며, MLC(700')에 다수의 인터포저(750')가 연결되며, 인터포저(750')는 피씨비(800')에 형성되고, 피씨비(800')의 상부에 상부 고정구(900')가 결합되어 이루어진다.

프로브(500')는 소정 길이를 갖는 바디의 하단이 뾰족하게 형성되고, 상단에 머리가 형성된 도전성의 핀이며, 휨 탄성을 고려하여 프리 스트레스를 갖도록 소정의 곡률로 휘어진 상태로 결합된다.

이후 프로브의 하단 선단부에 디바이스가 접촉하게 되면 프로브가 휘어지게 되나 잦은 휨변형으로 인해 쉽게 피로가 누적되어 변형되거나 손상되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허출원 10-2008-0000248호

개시되는 내용은 프로브의 휨 성능이 개선될 수 있어 피치를 줄일 수 있어 피치의 제약으로 인한 문제점을 해소할 수 있도록 하는 가변형 MEMS 프로브 카드를 제공하는데 그 목적이 있다.

실시예의 목적은, 상부 플레이트와 하부 플레이트가 결합되고, 그 내부에 다수의 프로브가 장착되어 이루어지는 MEMS 프로브 카드에 있어서, 상부 플레이트는 다수의 제1핀홀이 형성되고, 제1핀홀의 일측에 형성되는 제1공간과, 제1핀홀의 타측에 형성되는 제2공간을 포함하되 상기 제1공간이 제2공간 보다 폭길이가 넓게 형성되어 이루어지는 가변형 MEMS 프로브 카드에 의해 달성될 수 있다.

실시예에 따르면, 프로브는 소정 길이로 형성되는 바디와, 상기 바디의 상단에 형성된 머리와, 바디의 하단에 뾰족하게 형성된 선단부를 포함하고, 상기 바디는 폭길이(a) 보다 두께길이(b)가 작게 형성되어 이루어질 수 있다.

개시된 실시예에 따르면, 프로브의 휨 성능이 개선될 수 있어 피치를 줄일 수 있어 상부 플레이트와 하부 플레이트를 결합한 후 각 제1핀홀과 제2핀홀의 위치 편차로 인해 프로브가 휘어지는 특성이 더욱 향상될 수 있어 디바이스 접촉시 휘어짐이 더욱 탄력적으로 수행될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 실시예에 따른 가변형 MEMS 프로브 카드에 대한 단면도,
도 2는 실시예에 따른 가변형 MEMS 프로브 카드의 조립 순서를 나타낸 도면,
도 3은 실시예에 따른 프로브의 변형 전과 변형 후를 나타낸 도면,
도 4는 실시예에 따른 프로브의 다른 실시예를 나타낸 정면도.

이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 실시예에 따른 가변형 MEMS 프로브 카드에 대한 단면도, 도 2는 실시예에 따른 가변형 MEMS 프로브 카드의 조립 순서를 나타낸 도면, 도 3은 실시예에 따른 프로브의 변형 전과 변형 후를 나타낸 도면, 도 4는 실시예에 따른 프로브의 다른 실시예를 나타낸 정면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 가변형 MEMS 프로브 카드는,

상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)가 결합되고, 그 내부에 다수의 프로브(500)가 장착되어 이루어지는 MEMS 프로브 카드에 있어서,

상기 상부 플레이트(100)는 다수의 제1핀홀(310)이 형성되고, 제1핀홀(310)의 일측에 형성되는 제1공간(321)과, 제1핀홀(310)의 타측에 형성되는 제2공간(322)을 포함하되 상기 제1공간(321)이 제2공간(322) 보다 폭길이가 넓게 형성되어 이루어진다.

하부 플레이트(200)는 프로브(500)가 결합되는 다수의 제2핀홀(220)이 형성된다.

바람직하게는 제1핀홀(310)과 제2핀홀(220)은 어긋나게 배치되는 위치 편차를 갖는다. 이러한 위치 편차로 인해 상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)가 결합되면 각 제1핀홀(310)과 제2핀홀(220)에 결합된 프로브(500)가 좌굴 상태된다.

상기 프로브(500)는 소정 길이로 형성되는 바디(520)와, 상기 바디(520)의 상단에 형성된 머리(540)와, 바디(520)의 하단에 뾰족하게 형성된 선단부(560)를 포함하고, 상기 바디(520)는 폭길이(a) 보다 두께길이(b)가 작게 형성되어 이루어진다.

도 4에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 프로브(500b)는 바디(520)의 양측면에 다수의 홈(522)이 형성된다.

따라서 홈(522)이 형성된 부위의 두께가 얇아지게 되므로 탄성력이 증대될 수 있어 휨특성이 향상될 수 있다.

도 3을 참조하여 설명하면, (P1)는 프로브의 좌굴 전의 상태이고, (P2)는 프로브의 좌굴 후의 상태이다.

① 폭길이(a)가 두께길이(b) 보다 작은 a<b 일 경우,

프로브(500)의 좌굴의 변형방향은 -X, +X 방향, 즉 좌우 휘어짐이 용이해질 수 있으나 두께길이(b)의 길이가 길어짐에 따라(핀의 두께가 두꺼워짐) 피치의 제약이 발생된다.

② 반면 폭길이(a), 두께길이(b)가 a=b 일 경우,

프로브(500)의 좌굴의 변형방향은 예측이 어렵다(-X, +X 방향, -Z, +Z 방향).

따라서 두께길이(b)의 길이가 길어짐에 따라(핀의 두께가 두꺼워짐) 피치의 제약이 발생된다.

③ 바람직하게는 도 3의 단면도에서 보이듯이,

폭길이(a), 두께길이(b)가 a>b 일 경우,

프로브(500)의 좌굴의 변형방향은 -Z, +Z방향이다.

따라서 두께길이(b)의 길이가 짧아짐에 따라(핀의 두께가 얇아짐) 피치를 줄일 수 있게 된다.

그러므로 피치를 줄일수 있으면서, 단면 길이 a>b의 조건을 만족하게 된다.

도 2를 참조하여 조립공정에 대해 설명한다.

(STEP 1)

상부 플레이트(100)와 하부 플레이트(200)를 각기 마주보도록 배치한다.

이때는 프로브(500)는 직선 상태가 된다.

(STEP 2)

이후 상부 플레이트(100)를 이동시켜 하부 플레이트(200)와 일치되도록 정렬시킨다.

이 과정에서 프로브(500)는 바디(520)가 휘어지므로 좌굴 상태가 된다.

(STEP 3)

하부 플레이트(200)의 제2핀홀(220)로 노출된 프로브(500)의 선단(560)과 디바이스(600)에 안착된 웨이퍼 패드가 접촉되면 가압력에 의해 프로브(500)의 바디(520)가 휘어지면서 좌굴 상태가 더 진행된다.

전술한 프로브(500)의 좌굴은 전술한 바와 같이 폭길이보다 두께길이가 작게 형성된 상태이므로 주로 전후 방향, 즉 -Z, +Z 방향으로 수행될 것이다.

이러한 프로브(500)의 두께 차이로 인해 피치를 줄일 수 있게 된다.

비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

100 : 상부 플레이트 200 : 하부 플레이트
220 : 제2핀홀 310 : 제1핀홀
321 : 제1공간 322 : 제2공간
500 : 프로브 520 : 바디
540 : 머리 560 : 선단부

Claims (5)

1. 상부 플레이트와 하부 플레이트가 결합되고, 그 내부에 다수의 프로브가 장착되어 이루어지는 MEMS 프로브 카드에 있어서,
   상기 상부 플레이트는 다수의 제1핀홀이 형성되고, 상기 제1핀홀의 일측에 형성되는 제1공간과, 상기 제1핀홀의 타측에 형성되는 제2공간을 포함하되 상기 제1공간이 상기 제2공간 보다 폭길이가 넓게 형성되어 이루어지며,
   상기 프로브는,
   다수의 홈이 형성된 바디;
   상기 바디의 상단에 형성된 머리; 및
   상기 바디의 하단에 뾰족하게 형성된 선단부;를 포함하며,
   상기 바디는 폭길이(a)가 두께길이(b) 보다 길게 형성되어 폭길이 방향으로의 좌굴이 감소하여 피치를 줄이는 것을 특징으로 하는 가변형 MEMS 프로브 카드.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 기재된 프로브 카드를 조립하는 방법에 있어서,
   상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트를 각기 마주보도록 배치하는 1공정; 및
   상기 상부 플레이트를 이동시켜 상기 하부 플레이트와 일치되도록 정렬시키고, 이 과정에서 상기 프로브는 상기 바디가 휘어져 좌굴 상태가 되는 2공정;을 포함하며,
   상기 2공정 이후 상기 하부 플레이트의 제2핀홀로 노출된 상기 프로브의 선단과 디바이스에 안착된 웨이퍼 패드가 접촉되어 상기 프로브의 바디가 휘어지면서 좌굴 상태가 더 진행되도록 하는 것을 특징으로 하는 가변형 MEMS 프로브 카드의 조립방법.
5. 삭제

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