KR102534749B1 - 프로브 카드용 프로브 헤드, 이를 제작하는 방법 및 장치 - Google Patents

프로브 카드용 프로브 헤드, 이를 제작하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 순차적 삽입이 아닌 프로브 핀과 가이드 구멍을 매칭시킨 매칭 정보를 이용하여 랜덤성으로 삽입 작업을 수행되도록 하여 버려지는 프로브 핀의 수량을 현저히 줄이고 프로브 헤드의 품질을 향상시킬 수 있는, 프로브 카드용 프로브 헤드, 이를 제작하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

프로브 카드용 프로브 헤드, 이를 제작하는 방법 및 장치{Probe Head for a Probe Card, Its Manufacturing Method and Its Manufacturing Device}
본 발명은 프로브 카드용 프로브 헤드, 이를 제작하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 전기적 특성 시험은 프로브 카드에 의해 수행된다. 도 1을 참조하면, 프로브 카드에 구비되는 프로브 헤드(10)는 가이드 플레이트(20), 프로브 핀(30) 및 간격재(40)를 포함한다. 가이드 플레이트(20)는 상부 가이드 플레이트(21)와 하부 가이드 플레이트(23)를 포함한다. 간격재(40)는 상부 가이드 플레이트(21)와 하부 가이드 플레이트(23) 사이에 구비되어 상부 가이드 플레이트(21)와 하부 가이드 플레이트(23)가 그 사이의 이격 간격을 갖도록 한다. 상부 가이드 플레이트(21)와 하부 가이드 플레이트(23)에는 프로브 핀(30)이 삽입되는 복수개의 가이드 구멍(25)이 구비된다.
프로브 카드를 이용한 반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 프로브 핀(30)을 구비한 프로브 헤드(10)에 반도체 웨이퍼를 접근시켜 프로브 핀(30)을 반도체 웨이퍼상의 대응하는 전극 패드에 접촉시킴으로써 수행된다. 프로브 핀(30)과 반도체 웨이퍼 상의 전극 패드를 접촉시킬 때, 양자가 접촉하기 시작하는 상태에 도달한 이후, 프로브 헤드(10)에 반도체 웨이퍼를 추가로 접근하는 처리가 이루어진다. 이러한 처리를 오버 드라이브라고 부른다. 오버 드라이브는 프로브 핀(30)을 탄성 변형시키는 처리이며 오버 드라이브를 함으로써, 전극 패드의 높이나 프로브 핀의 높이에 편차가 있어도, 모든 프로브 핀(30)을 전극 패드와 확실하게 접촉시킬 수 있다. 또한 오버 드라이브 시에 프로브 핀(30)이 탄성 변형하고, 그 선단이 전극 패드상에서 이동함으로써, 스크러브가 이루어진다. 이 스크러브에 의해 전극 패드 표면의 산화막이 제거되고 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 복수개의 가이드 구멍(25)이 형성된 가이드 플레이트(20)에 프로브 핀(30)을 삽입하여 프로브 헤드(10)를 제작하는 종래 기술에 대해 설명한다. 종래에는 픽커가 로딩된 프로브 핀(30)을 순차적으로 픽업하여 가이드 구멍(25)에 순차적으로 삽입하는 과정을 수행한다.
먼저 비전 카메라로 프로브 핀(30)의 위치를 확인한 후 프로브 핀(30)을 픽업하는 단계를 수행한다. 다음으로 픽커에 픽업된 프로브 핀(30)의 단부 위치를 확인하고 프로브 핀(30)의 위치를 보정하는 단계를 수행한다. 그 다음 비전 카메라로 가이드 구멍(25)의 위치를 확인한 후 픽커로 프로브 핀(30)을 가이드 구멍(25)에 삽입하는 단계를 수행한다. 이때 프로브 핀(30)이 정상적으로 가이드 구멍(25)에 삽입이 되는 경우에는 삽입 공정을 완료하고 픽커는 신규 프로브 핀(30)을 다른 가이드 구멍(25)에 삽입하는 공정을 반복적으로 수행한다. 한편, 프로브 핀(30)이 가이드 구멍(25)에 제대로 삽입되지 않거나 픽커의 로드셀 압력이 상승할 경우, 픽커는 재차 삽입 과정을 시도하거나 해당 프로브 핀을 버리고 신규 프로브 핀(30)으로 삽입 과정을 수행하게 된다. 또한 동일한 가이드 구멍(25)에서 위와 같은 이상 증상이 반복될 경우에는 해당 가이드 구멍을 스킵(skip)하고 순차적으로 지정된 다음 차례의 가이드 구멍(25)으로 이동하여 삽입 공정을 수행한다.
도 4를 참조하면, 도 4(a)는 가이드 구멍(25)이 형성된 가이드 플레이트(20)를 도시한 도면이고, 도 4(b)는 프로브 핀(30)의 단면을 도시한 도면이며, 도 4(c)는 가이드 구멍(25)에 삽입된 프로브 핀(30)을 도시한 도면이다.
가이드 구멍(25)은 레이저를 이용하여 가공되어 형성되는데, 예를 들어 가로 및 세로 변의 치수는 50±3㎛의 설계 기준에 따라 가공된다. 가이드 구멍(25)은 레이저 가공에 의해 형성되므로 변과 변이 만나는 코너 부분이 라운드진 형상을 가진다. 프로브 핀(30)은 사각 단면의 형상으로 제작되며, 그 단면의 가로 및 세로의 치수는 예를 들어 45±2㎛의 설계 기준에 따라 제작된다. 또한 삽입 상태에서 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 설계 기준상의 유격은 예를 들어 2㎛~2.5㎛ 범위가 된다.
도 5를 참조하면, 도 5(a)는 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx0, dy0)이 설계 기준의 유격 범위내에 있는 것을 도시한 도면이고, 도 5(b)는 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx1, dy1)이 설계 기준의 유격 범위 미만인 것을 도시한 도면이고, 도 5(c)는 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx2, dy2)이 설계 기준의 유격 범위를 초과한 것을 도시한 도면이다. 예를 들어, 도 5(a)는 가이드 구멍(25)의 가로 치수가 50㎛이고, 프로브 핀(25) 단면의 가로 치수는 45㎛인 경우이고, 도 5(b)는 가이드 구멍(25)의 가로 치수가 47㎛이고, 프로브 핀(25) 단면의 가로 치수는 45㎛인 경우이며, 도 5(c)는 가이드 구멍(25)의 가로 치수가 53㎛이고, 프로브 핀(25) 단면의 가로 치수는 45㎛인 경우이다. 이처럼 비록 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)이 설계 기준에 따라 제작되었다고 하더라도, 삽입된 상태에서는, 도 5(b), 도 5(c)와 같이 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 설계 기준상의 유격 범위를 벗어나는 경우가 발생하게 된다. 특히 도 5(b)와 같이 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx1, dy1)이 설계 기준의 유격 범위 미만인 경우에는, 픽커 등의 위치 오차를 고려하면 프로브 핀(30)이 가이드 구멍(25)에 제대로 삽입되지 않거나 삽입을 시도하는 과정에서 픽커의 로드셀 압력이 상승하는 경우가 발생하게 된다.
도 6을 참조하면, 도 6(a)는 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx0, dy0)이 설계 기준의 유격 범위내에 있는 것을 도시한 도면이고, 도 6(b)는 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx3, dy3)이 설계 기준의 유격 범위를 초과한 것을 도시한 도면이고, 도 6(c)는 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx4, dy4)이 설계 기준의 유격 미만인 것을 도시한 도면이다. 예를 들어, 도 6(a)는 가이드 구멍(25)의 가로 치수가 50㎛이고, 프로브 핀(25) 단면의 가로 치수는 45㎛인 경우이고, 도 6(b)는 가이드 구멍(25)의 가로 치수가 50㎛이고, 프로브 핀(25) 단면의 가로 치수는 43㎛인 경우이며, 도 6(c)는 가이드 구멍(25)의 가로 치수가 50㎛이고, 프로브 핀(25) 단면의 가로 치수는 47㎛인 경우이다. 이처럼 비록 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)이 설계 기준에 따라 제작되었다고 하더라도, 삽입된 상태에서는, 도 6(b), 도 6(c)와 같이 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 설계 기준상의 유격 범위를 벗어나는 경우가 발생하게 된다. 특히 도 6(c)와 같이 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx1, dy1)이 설계 기준의 유격 범위 미만인 경우에는, 픽커 등의 위치 오차를 고려하면 프로브 핀(30)이 가이드 구멍(25)에 제대로 삽입되지 않거나 삽입을 시도하는 과정에서 픽커의 로드셀 압력이 상승하는 경우가 발생하게 된다.
도 7을 참조하면, 도 7(a)는 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx0, dy0)이 설계 기준의 유격 범위내에 있는 것을 도시한 도면이고, 도 7(b)는 프로브 핀(30)이 가이드 구멍(25)에 삽입되지 않는 것을 도시한 도면이고, 도 7(c)는 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 유격(dx6, dy6)이 설계 기준의 유격 미만인 것을 도시한 도면이다. 예를 들어, 도 7(a)는 가이드 구멍(25)의 가로 치수가 50㎛이고, 프로브 핀(25) 단면의 가로 치수는 45㎛인 경우이고, 도 7(b)는 가이드 구멍(25)의 가로 치수가 47㎛이고, 프로브 핀(25) 단면의 가로 치수는 47㎛인 경우이며, 도 7(c)는 가이드 구멍(25)의 가로 치수가 53㎛이고, 프로브 핀(25) 단면의 가로 치수는 43㎛인 경우이다. 이처럼 비록 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)이 설계 기준에 따라 제작되었다고 하더라도, 도 6(b)와 같이 프로브 핀(30)이 가이드 구멍(25)에 제대로 삽입되지 않거나 삽입을 시도하는 과정에서 픽커의 로드셀 압력이 상승하는 경우가 발생하게 된다. 또한 삽입된 상태에서 다수의 프로브 핀(30)들과 관계에서 유격 편차가 높게 나타나게 된다.
종래기술은 가이드 구멍(25)의 치수 편차와 프로브 핀(30) 단면의 치수 편차를 고려하지 않고, 로딩된 프로브 핀(30)을 순차적으로 이동시켜 가이드 구멍(25)에 삽입하는 구성이기 때문에, 프로브 핀(30)을 가이드 구멍(25)에 삽입하기 곤란한 상황이 발생한다. 또한, 설사 프로브 핀(30)을 가이드 구멍(25)에 삽입하였더라도 다수의 프로브 핀(30)들 사이에서 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 내벽 사이의 유격 편차가 존재하게 된다. 이로 인해 가이드 구멍(25) 내에서의 프로브 핀(30)의 거동이 전체적으로 불균일하므로 일부 프로브 핀(30)에 응력이 집중되거나 가이드 구멍(25)의 내벽과의 마찰력에 의해 일부 프로브 핀(30)이 심하게 마모되는 등 프로브 헤드(10)의 품질이 저하되는 문제가 발생한다.
등록번호 10-2261798호의 등록특허공보
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 순차적 삽입이 아닌 프로브 핀과 가이드 구멍을 매칭시킨 매칭 정보를 이용하여 랜덤성으로 삽입 작업을 수행되도록 하여 버려지는 프로브 핀의 수량을 현저히 줄이고 프로브 헤드의 품질을 향상시킬 수 있는, 프로브 카드용 프로브 헤드, 이를 제작하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 방법은, 복수개의 가이드 구멍이 형성된 가이드 플레이트에 프로브핀을 삽입하여 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 방법에 있어서, 각각의 상기 프로브핀과 각각의 상기 가이드 구멍에 대한 데이터를 수신하는 단계; 각각의 상기 프로브핀에 부합한 상기 가이드 구멍을 각각 매칭하여 매칭정보를 생성하는 단계; 및 상기 매칭정보를 기준으로 상기 프로브핀을 상기 가이드 구멍에 삽입하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 매칭정보는, 상기 프로브핀과 상기 가이드 구멍의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각의 상기 프로브핀과 상기 가이드 구멍을 각각 매칭하여 생성한 정보이다.
또한, 상기 설계 기준상의 유격은 상기 가이드 구멍의 내부폭과 상기 프로브핀의 폭의 차이를 기준으로 결정된다.
또한, 상기 매칭정보를 생성하는 단계와 상기 삽입하는 단계 사이에, 상기 매칭정보를 이용하여 픽커가 상기 프로브핀을 픽업하여 상기 가이드 구멍들 전체에 삽입하는 과정을 시뮬레이션하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 가이드 플레이트는, 복수개의 가이드 구멍이 형성된 상부 가이드 플레이트; 및 복수개의 가이드 구멍이 형성된 하부 가이드 플레이트를 포함하고, 상기 매칭정보는, 동일 프로브핀에 대응하는 가이드 구멍들의 치수 중 더 작은 유격 치수를 가지는 가이드 구멍을 기준으로 상기 프로브핀을 매칭하여 생성한 정보이다.
또한, 상기 상부 가이드 플레이트 및 상기 하부 가이드 플레이트 중 적어도 어느 하나는 복수개의 플레이트가 적층되어 구비되며, 상기 매칭정보는, 동일 프로브핀에 대응하는 가이드 구멍들의 치수 중 가장 작은 유격 치수를 가지는 가이드 구멍을 기준으로 상기 프로브핀을 매칭하여 생성한 정보이다.
한편, 본 발명에 따른 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 장치는, 복수개의 가이드 구멍이 형성된 가이드 플레이트에 프로브핀을 삽입하여 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 장치에 있어서, 각각의 상기 프로브핀에 대한 데이터가 저장된 프로브핀 데이터부; 각각의 상기 가이드 구멍에 대한 데이터가 저장된 가이드 구멍 데이터부; 상기 프로브핀 데이터부와 상기 가이드 구멍 데이터부로부터 수신된 데이터를 이용하여 각각의 상기 프로브핀에 부합한 상기 가이드 구멍을 각각 매칭하여 매칭정보를 생성하는 매칭부; 및 상기 매칭정보를 이용하여 픽업부를 구동하여 상기 프로브핀을 상기 가이드 구멍에 삽입하는 구동 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 매칭정보는 상기 프로브핀과 상기 가이드 구멍의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각의 상기 프로브핀과 상기 가이드 구멍을 각각 매칭하여 생성한 정보이다.
또한, 상기 매칭정보를 이용하여 픽커가 상기 프로브핀들을 픽업하여 상기 가이드 구멍 전체에 삽입하는 과정을 시뮬레이션하는 시뮬레이션부;를 더 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 프로브 카드용 프로브 헤드는, 복수개의 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트; 상기 상부 가이드 플레이트와 이격되어 배치되며 복수개의 가이드 구멍이 구비된 하부 가이드 플레이트; 상기 상부 가이드 플레이트와 상기 하부 가이드 플레이트사이에 구비되어 상기 상부 가이드 플레이트와 상기 하부 가이드 플레이트가 이격 배치되도록 하는 간격재; 및 매칭 정보에 기반하여 상기 가이드 구멍에 삽입되어 구비되는 프로브 핀;을 포함한다.
또한, 상기 프로브 헤드에 설치되는 복수개의 상기 프로브 핀 모두는 설계 기준 상의 유격의 최소값보다 큰 치수로 상기 가이드 구멍의 내벽과 이격된다.
본 발명은 순차적 삽입이 아닌 프로브 핀과 가이드 구멍을 매칭시킨 매칭 정보를 이용하여 랜덤성으로 삽입 작업을 수행되도록 하여 버려지는 프로브 핀의 수량을 현저히 줄이고 프로브 헤드의 품질을 향상시킬 수 있는, 프로브 카드용 프로브 헤드, 이를 제작하는 방법 및 장치를 제공한다.
도 1은 종래기술에 따른 프로브카드용 프로브 헤드를 도시한 도면.
도 2는 종래기술에 따라 가이드 플레이트에 프로브 핀을 삽입하는 과정을 도시한 도면.
도 3은 종래기술에 따라 프로브 헤드를 제작하는 과정을 설명하는 플로우 차트.
도 4(a)는 종래기술에 따라 제작된 가이드 구멍이 형성된 가이드 플레이트를 도시한 도면이고, 도 4(b)는 종래기술에 따라 제작된 프로브 핀의 단면을 도시한 도면이고, 도 4(c)는 종래기술에 따라 가이드 구멍에 프로브 핀이 삽입된 상태를 도시한 도면.
도 5 내지 도 7은 프로브 핀과 가이드 구멍이 설계기준에 따라 제작되었더라도 프로브 핀이 가이드 구멍에 삽입되지 않거나 프로브 핀과 가이드 구멍의 내벽 사이의 유격이 설계기준을 벗어나서 불균일하게 발생하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 8는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 헤드를 제작하는 장치의 시스템을 도시한 도면.
도 9 및 도 10은 프로브 핀과 가이드 구멍의 내벽 사이의 유격이 설계 기준을 만족하는 조건으로 매칭하는 것을 도시한 도면.
도 11은 프로브 핀과 가이드 구멍의 내벽 사이의 유격이 설계 기준을 만족하는 것을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 헤드를 제작하는 과정을 설명하는 플로우차트.
도 13는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 가이드 플레이트에 프로브 핀을 삽입하는 과정을 도시한 도면.
도 14는 다수의 상부 가이드 플레이트와 다수의 하부 가이드 플레이트를 구비하는 프로브 헤드에서 가이드 플레이트에 프로브 핀을 삽입하는 과정을 도시한 도면.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막 및 영역들의 두께 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 본 명세서에서 사용한 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 8는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치의 시스템을 도시한 도면이고, 도 9 및 도 10은 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 내벽 사이의 유격이 설계 기준을 만족하는 조건으로 매칭하는 것을 도시한 도면이며, 도 11은 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 내벽 사이의 유격이 설계 기준을 만족하는 것을 도시한 도면이고, 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 헤드(100)를 제작하는 과정을 설명하는 플로우차트이고, 도 13는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 가이드 플레이트(250)에 프로브 핀(300)을 삽입하는 과정을 도시한 도면이며, 도 14는 다수의 상부 가이드 플레이트(210)와 다수의 하부 가이드 플레이트(230)를 구비하는 프로브 헤드(100)에서 가이드 플레이트(200)에 프로브 핀(300)을 삽입하는 과정을 도시한 도면이다.
프로브 카드용 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 카드용 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치는, 프로브 핀 데이터부(510), 가이드 구멍 데이터부(520), 매칭부(530), 구동제어부(540), 시뮬레이션부(550)를 포함한다.
프로브 핀 데이터부(510)에는 각각의 프로브 핀(300)에 대한 데이터가 저장된다. 프로브 핀(300)에 대한 데이터는 프로브 핀(300)의 길이 치수, 단면의 가로 및 세로 치수, 재질 및/또는 물성 정보를 포함한다.
프로브 핀(300)은 수직형 프로브 핀일 수 있다. 프로브 핀(300)은 MEMS 공정에 의해 제작될 수 있으며 이 경우 프로브 핀(300)의 단면은 사각 단면을 가지므로 프로브 핀 데이터부(510)는 프로브 핀(300)의 사각 단면에서의 가로 및 세로 치수에 대한 정보를 포함한다. 여기서 프로브 핀(300)의 단면 위치에 대한 정보는, 프로브 핀(300)의 전체 길이 중에서 가이드 구멍(250)을 통과하는 부분이면서 단면적이 가장 큰 부분일 수 있다.
각각의 프로브 핀(300)에 대한 데이터는 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치에 구비된 측정부(미도시)를 통해 측정되어 프로브 핀 데이터부(510)에 입력될 수 있고, 또는 별도로 구비된 측정부를 통해 측정되어 프로브 핀 데이터부(510)에 입력될 수 있다.
가이드 구멍 데이터부(520)에는 각각의 가이드 구멍(250)에 대한 데이터가 저장된다. 가이드 구멍(250)에 대한 데이터는 가이드 구멍(250)의 가로 및 세로 치수, 형상, 코너의 곡률 및/또는 가이드 플레이트(200)의 재질 정보를 포함한다.
가이드 플레이트(200)는 실리콘나이트라이드(Si3N4) 재질일 수 있으며 이 경우 가이드 구멍(250)은 라운드진 코너를 가지는 사각 모양으로 형성되고 가이드 구멍 데이터부(520)는 가이드 구멍(250)의 라운드진 코너에서의 곡률 정보와 사각 모양의 가로 및 세로 치수 정보를 포함한다.
각각의 가이드 구멍(250)에 대한 데이터는 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치에 구비된 측정부(미도시)를 통해 측정되어 가이드 구멍 데이터부(520)에 입력될 수 있고, 또는 별도로 구비된 측정부를 통해 측정되어 가이드 구멍 데이터부(520)에 입력될 수 있다.
가이드 플레이트(200)는 복수개의 가이드 구멍(250)이 형성된 상부 가이드 플레이트(210)와 복수개의 가이드 구멍(250)이 형성된 하부 가이드 플레이트(230)를 포함한다. 상부 가이드 플레이트(210)와 하부 가이드 플레이트(230)는 간격재(400)를 사이에 두고 이격되어 설치된다. 간격재(400)는 상부 가이드 플레이트(210)와 하부 가이드 플레이트(230)가 서로 이격되어 배치되도록 한다.
프로브 핀(300)은 상부 가이드 플레이트(210)의 하나의 가이드 구멍(250)과 하부 가이드 플레이트(230)의 하나의 가이드 구멍(250)에 삽입된다. 즉, 하나의 프로브 핀(300)은 수직하게 배열된 2개의 가이드 구멍(250)에 삽입된다. 따라서 가이드 구멍 데이터부(520)는 상부 가이드 플레이트(210)의 가이드 구멍(250)에 대한 데이터와 하부 가이드 플레이트(230)의 가이드 구멍(250)에 대한 데이터를 포함한다. 또한 가이드 구멍 데이터부(520)는 하나의 동일 핀이 삽입되는 상부 가이드 플레이트(210)의 가이드 구멍(250)과 하부 가이드 플레이트(230)의 가이드 구멍(250)을 서로 대응시킨 데이터를 포함한다.
한편, 상부 가이드 플레이트(210)와 하부 가이드 플레이트(230) 각각은 복수의 플레이트가 적층되어 구비될 수 있다. 이 경우, 하나의 프로브 핀(300)은 수직하게 배열된 3개 이상의 가이드 구멍(250)에 삽입된다. 따라서 가이드 구멍 데이터부(520)는 적층된 복수의 플레이트의 가이드 구멍(250)에 대한 데이터를 포함하며, 하나의 동일 핀이 삽입되는 복수의 플레이트의 가이드 구멍(250)들을 서로 대응시킨 데이터를 포함한다.
매칭부(530)는 프로브 핀 데이터부(510)와 가이드 구멍 데이터부(520)로부터 수신된 데이터를 이용하여 각각의 프로브 핀(300)에 부합한 가이드 구멍(250)을 각각 매칭하여 매칭 정보를 생성한다.
매칭 정보는 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각의 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)을 각각 매칭하여 생성한 정보일 수 있다.
매칭 정보는 매칭 조건을 만족할 때 생성된다.
매칭 조건은 하나의 프로브 핀(300)에 대응하는 가이드 구멍(250)이 설계 기준 상의 유격 범위 내에 있거나 또는 설계 기준 상의 유격 범위의 최소값 이상인 조건일 수 있다.
설계 기준 상의 유격은 가이드 구멍(250)의 내부폭과 프로브 핀(300)의 폭의 차이를 기준으로 결정된다. 가이드 구멍(250)의 내부폭은 가로 및 세로 치수일 수 있으며, 프로브 핀(300)의 폭은 프로브 핀(300) 단면의 가로 및 세로 치수일 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 매칭부(530)는 예를 들어 프로브 핀 데이터부(510)에서 5개의 프로브 핀(300)에 대한 가로 치수와 세로 치수에 대한 정보를 수신하고, 가이드 구멍 데이터부(520)에서 5개의 가이드 구멍(250)에 대한 가로 치수 및 세로 치수를 수신한다. 5개의 프로브 핀(300)들이 5개의 가이드 구멍(250)에 순차적으로 매칭되지 않고, 매칭 조건을 충족할 때 서로 매칭된다. 각각의 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)은 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각 매칭된다. 보다 구체적으로, 각각의 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)간의 가로 및 세로 치수의 차이의 절반이 설계 기준 상의 유격 범위 내에 있거나 설계 기준 상의 유격 범위의 최소값 이상일 때, 해당 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)을 서로 매칭한다.
설계 기준 상의 유격은 최소값과 최대값의 범위로 결정될 수 있다. 설계 기준 상의 유격이 2㎛~2.5㎛일 때, 최소값은 2㎛이고, 최대값은 2.5㎛이다. 설계 기준 상의 유격의 범위가 2㎛~2.5㎛일 때, 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 유격이 2㎛(최소값)이상 2.5㎛(최대값)이하의 범위을 만족하도록 매칭된다. 예를 들어, 프로브 핀 1과 가이드 구멍 ④는 가로 및 세로 방향의 유격이 설계 기준 상의 유격 범위내에 있으므로 서로 매칭되고, 프로브 핀 2와 가이드 구멍 ⑤는 가로 및 세로 방향의 유격이 설계 기준 상의 유격 범위내에 있으므로 서로 매칭되며, 프로브 핀 3과 가이드 구멍 ①은 가로 및 세로 방향의 유격이 설계 기준 상의 유격 범위내에 있으므로 서로 매칭되고, 프로브 핀 4와 가이드 구멍 ②는 가로 및 세로 방향의 유격이 설계 기준 상의 유격 범위내에 있으므로 서로 매칭되며, 프로브 핀 5와 가이드 구멍 ③은 가로 및 세로 방향의 유격이 설계 기준 상의 유격 범위내에 있으므로 서로 매칭되는 매칭 정보가 생성된다. 따라서 도 10에 도시된 바와 같이, 매칭 정보에서의 각각의 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250) 사이의 유격 모두는 설계 기준 상의 유격(2㎛~2.5㎛) 범위 내에 있게 된다.
가이드 플레이트(200)는 상부 가이드 플레이트(210)와 하부 가이드 플레이트(230)를 포함하므로, 하나의 프로브 핀(300)은 적어도 2개 이상의 가이드 구멍(250)을 통과한다. 매칭 정보는 하나의 동일 프로브 핀(300)에 대응하는 가이드 구멍(250)들의 치수 데이터를 고려하여 생성된다. 매칭 정보는 하나의 동일 프로브 핀(300)에 대응하는 가이드 구멍(250)들 중에서 적어도 어느 하나의 가이드 구멍(250)을 기준으로 프로브 핀(300)을 매칭한다.
매칭 정보는 하나의 핀(300)에 대응하는 복수개의 가이드 구멍(250) 모두가 설계 기준 상의 유격 범위 내에 있는 매칭 조건을 만족할 때 생성될 수 있다.
또는, 매칭 정보는 하나의 핀(300)에 대응하는 복수개의 가이드 구멍(250) 모두가 설계 기준 상의 유격 범위의 최소값 이상인 매칭 조건을 만족할 때 생성될 수 있다. 이 경우, 매칭 정보는 하나의 동일 프로브 핀(300)에 대응하는 가이드 구멍(250)들의 치수 중에서 더 작은 치수를 가지는 가이드 구멍(250)을 기준으로 프로브 핀(300)을 매칭하여 매칭 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 가이드 구멍 ①, ②, ③, ④의 가로 및 세로 치수는, 하나의 프로브 핀(300)에 대응하는 2개의 가이드 구멍(250) 중에서 더 작은 유격 치수를 가지는 가이드 구멍(250)에 대한 치수일 수 있다. 이를 통해, 프로브 핀(300)을 가이드 구멍(250)에 에러 없이 삽입되도록 하고 프로브 핀(300)의 마모를 최소화하도록 한다.
상부 가이드 플레이트(210) 및 하부 가이드 플레이트(230) 중 적어도 어느 하나는 복수개의 플레이트가 적층되어 구비된다. 도 14를 참조하면, 상부 가이드 플레이트(210)는 2개의 플레이트가 적층되어 구비된다. 보다 구체적으로 상부 가이드 플레이트(210)는 복수개의 가이드 구멍(250)이 형성된 제1상부 가이드 플레이트(211)와 복수개의 가이드 구멍(250)이 형성된 제2상부 가이드 플레이트(213)가 적층되어 구비된다. 또한, 하부 가이드 플레이트(230)는 2개의 플레이트가 적층되어 구비된다. 보다 구체적으로 하부 가이드 플레이트(230)는 복수개의 가이드 구멍(250)이 형성된 제1하부 가이드 플레이트(231)와 복수개의 가이드 구멍(250)이 형성된 제2하부 가이드 플레이트(233)가 적층되어 구비된다.
이처럼 복수개의 플레이트가 면 접촉하면서 적층되어 상부 가이드 플레이트(210) 및/또는 하부 가이드 플레이트(230)가 되는 구성에 있어서도, 매칭 정보는 하나의 동일 프로브 핀(300)에 대응하는 가이드 구멍(250)들 중에서 적어도 어느 하나의 가이드 구멍(250)을 기준으로 프로브 핀(300)을 매칭한다.
매칭 정보는 하나의 핀(300)에 대응하는 복수개의 가이드 구멍(250) 모두가 설계 기준 상의 유격 범위 내에 있는 매칭 조건을 만족할 때 생성될 수 있다.
또는, 매칭 정보는 하나의 핀(300)에 대응하는 복수개의 가이드 구멍(250) 모두가 설계 기준 상의 유격 범위의 최소값 이상인 매칭 조건을 만족할 때 생성될 수 있다. 이 경우 매칭 정보는 하나의 동일 프로브 핀(300)에 대응하는 가이드 구멍(250)들의 치수 중에서 가장 작은 유격 치수를 가지는 가이드 구멍(250)을 기준으로 프로브 핀(300)을 매칭하여 매칭 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 가이드 구멍 ①, ②, ③, ④의 가로 및 세로 치수는, 하나의 동일 프로브 핀(300)에 대응하는 4개의 가이드 구멍(250) 중에서 가장 작은 유격 치수를 가지는 가이드 구멍(250)에 대한 치수이다.
시뮬레이션부(550)는 매칭 정보를 이용하여 픽커가 프로브 핀(300)들을 픽업하여 가이드 구멍(250)들 전체에 삽입하는 과정을 모의 실험한다. 시뮬레이션부(550)는 실제 삽입 예상 시간 및 로딩된 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 작업성을 우선적으로 확인한다.
구동 제어부(540)는 매칭 정보를 이용하여 픽업부(543)를 구동하여 프로브 핀(300)을 가이드 구멍(250)에 삽입한다. 구동 제어부(540)는 프로브 핀(300)이 위치하는 공급부(541)를 제어하고, 가이드 플레이트(200)가 위치하는 실장부(542)를 제어하며, 공급부(541)에서 프로브 핀(300)을 픽업하여 실장부(542)의 가이드 플레이트(200)의 가이드 구멍(250)에 프로브 핀(300)을 삽입하는 픽업부(543)를 제어한다. 픽업부(543)는 매칭 정보를 이용하여 프로브 핀(300)을 가이드 구멍(250)에 삽입하므로 순차적 이송 방식이 아닌 랜덤식 이송 방식이라 할 수 있다.
가이드 구멍(250)이 설계 기준에 따라 제작되더라도 가이드 구멍(250)은 설계 기준의 범위 내에서 각각의 치수에 차이가 있고, 프로브 핀(300) 역시 설계 기준에 따라 제작되더라도 프로브 핀(300)은 설계 기준의 범위 내에서 각각의 치수에 차이가 있게 된다. 이러한 치수 차이를 고려하지 않고 프로브 핀(300)들을 순차적으로 가이드 구멍(250)에 삽입할 경우에는 프로브 핀(300)이 가이드 구멍(250)에 삽입되지 않거나 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250) 사이의 유격이 너무 좁아 마모가 심해지거나 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250) 사이의 유격이 너무 커서 과도한 스크러브를 유발하는 문제가 발생하게 된다.
하지만, 프로브 핀(300)의 단면의 가로 및 세로 치수가 서로 다르고, 가이드 구멍(250)의 가로 및 세로 치수가 서로 다르더라도, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 매칭부(530)에서 매칭된 매칭 정보를 이용하면, 프로브 핀(300)을 가이드 구멍(250)에 에러 없이 삽입되도록 하고 프로브 핀(300)의 마모를 최소화하도록 한다.
도 11(a) 내지 도 11(c)에 도시된 바와 같이, 매칭 정보를 이용하여 프로브 핀(300)을 가이드 구멍(250)에 삽입하면, 복수개의 프로브 핀(30)과 가이드 구멍(25)의 가로 방향의 유격(dx0, dx1, dx2)과 세로 방향의 유격(dy0, dy1, dy2)이 설계 기준의 유격 범위내에 있게 된다.
이처럼 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각의 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)을 각각 매칭할 경우에는, 다수의 프로브 핀(30)들 전체를 가이드 구멍(25)에 에러없이 삽입하는 것이 가능하고, 전체적인 유격의 편차가 크지 않아 프로브 헤드(100)의 내구성 내지는 검사 효율을 향상시킬 수 있는 이점을 발휘하게 된다.
프로브 카드용 프로브 헤드(100)를 제작하는 방법
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 카드용 프로브 헤드(100)를 제작하는 방법은, 각각의 프로브 핀(300)과 각각의 가이드 구멍(250)에 대한 데이터를 수신하는 단계(S100); 각각의 프로브 핀(300)에 부합한 가이드 구멍(250)을 각각 매칭하여 매칭 정보를 생성하는 단계(S200); 및 매칭 정보를 기준으로 프로브 핀(300)을 가이드 구멍(250)에 삽입하는 단계(S300)를 포함한다.
먼저, 각각의 프로브 핀(300)과 각각의 가이드 구멍(250)에 대한 데이터를 수신하는 단계(S100)를 수행한다.
프로브 핀(300)에 대한 데이터는 각각의 프로브 핀(300)에 대한 넘버링과 함께 해당 프로브 핀(300)의 길이 치수, 단면의 가로 및 세로 치수, 재질 및/또는 물성 정보를 포함한다.
가이드 구멍(250)에 대한 데이터는 각각의 가이드 구멍(250)에 대한 넘버링과 함께 해당 가이드 구멍(250)의 가로 및 세로 치수, 형상, 및/또는 가이드 플레이트(200)의 재질 정보를 포함한다. 각각의 프로브 핀(300)과 각각의 가이드 구멍(250)에 대한 데이터는 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치에 수신될 수 있다.
다음으로, 각각의 프로브 핀(300)에 부합한 가이드 구멍(250)을 각각 매칭하여 매칭 정보를 생성하는 단계(S200)를 수행한다.
프로브 헤드(100)를 제작하는 장치가 매칭 정보를 생성할 수 있다. 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치는 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)간의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각의 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)을 각각 매칭하여 매칭 정보를 생성할 수 있다.
매칭 정보는 하나의 핀(300)에 대응하는 복수개의 가이드 구멍(250) 모두가 설계 기준 상의 유격 범위 내에 있는 매칭 조건을 만족할 때 생성될 수 있다.
또는, 매칭 정보는 하나의 핀(300)에 대응하는 복수개의 가이드 구멍(250) 모두가 설계 기준 상의 유격 범위의 최소값 이상인 매칭 조건을 만족할 때 생성될 수 있다. 이 경우, 매칭 정보는 하나의 동일 프로브 핀(300)에 대응하는 가이드 구멍(250)들의 치수 중에서 가장 작은 유격 치수를 가지는 가이드 구멍(250)을 기준으로 프로브 핀(300)을 매칭하여 매칭 정보를 생성할 수 있다.
한편, 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)간의 치수가 상술한 매칭 조건을 만족하지 못하는 경우에는 해당 프로브 핀(300) 또는 해당 가이드 구멍(250) 대신 다른 프로브 핀(300) 또는 가이드 구멍(250)를 비교하여 매칭 조건을 만족하는지를 재확인한다. 재확인 과정을 통해 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)를 서로 매칭하는 매칭 정보를 생성한다.
여기서 전체적인 확인 과정이 완료되었을 때, 서로 매칭되지 않는 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)이 존재할 수 있다. 이 경우, 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치는 매칭되지 않은 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 넘버링을 안내하고, 매칭되지 않은 가이드 구멍(250)에 부합한 프로브 핀(300)에 대한 정보를 안내한다. 매칭되지 않은 프로브 핀(300)은 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치에서 배제되고, 부합한 새로운 프로브 핀(300)이 프로브 헤드(100)를 제작하는 장치에 제공된다. 새롭게 제공받은 프로브 핀(300)에 대하여 매칭 조건을 만족하는지를 확인한다. 이러한 과정을 반복하여 가이드 구멍(250) 전체 개수에 대하여 1:1로 대응하는 프로브 핀(300)이 모두 매칭되면 매칭단계를 완료한다.
다음으로, 픽커는 매칭 정보를 기준으로 프로브 핀(300)을 가이드 구멍(250)에 삽입하는 단계(S300)를 수행한다.
프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)간의 유격을 기준으로 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)이 사전에 매칭되어 있기 때문에, 다수의 프로브 핀(30)들 전체를 가이드 구멍(25)에 에러없이 삽입하는 것이 가능하고, 전체적인 유격의 편차가 크지 않게 된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 프로브 핀(300)은 가이드 구멍(250)에 순차적으로 삽입되지 않고, 매칭 정보에 기반하여 랜덤하게 가이드 구멍(250)에 삽입된다. 여기서 랜덤하게 삽입하는 것은, 가이드 구멍(250)의 배치 순서와는 무관하게 매칭 정보에 대응하는 위치의 가이드 구멍(250)에 프로브 핀(300)을 삽입한다는 것을 의미한다.
한편, 매칭 정보를 생성하는 단계(S200)와 삽입하는 단계(S300) 사이에, 매칭 정보를 이용하여 픽커가 프로브 핀(300)을 픽업하여 가이드 구멍(250)들 전체에 삽입하는 과정을 시뮬레이션하는 단계를 포함할 수 있다. 프로브 핀(300)을 삽입하기 전에, 매칭 정보에 따른 삽입 과정을 사전에 모의 실험함으로써, 삽입 예상 시간 및 로딩된 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 작업성을 우선적으로 확인한다.
다음으로, 모든 가이드 구멍(250)에의 삽입이 완료되었는지를 판단하는 단계(S400)를 수행한다. 모든 가이드 구멍(250)에 프로브 핀(300)이 삽입되면, 프로브 헤드(100)의 제작이 완료된다. 프로브 헤드(100)는 다층배선기판 또는 공간변환기와 같은 배선기판에 결합되어 프로브 카드로 완성된다.
이상과 같이, 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각의 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)을 각각 매칭한 매칭 정보를 이용함으로써, 다수의 프로브 핀(30)들 전체를 가이드 구멍(25)에 에러없이 삽입하는 것이 가능하고, 전체적인 유격의 편차가 크지 않아 프로브 헤드(100)의 내구성 내지는 검사 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
프로브 카드용 프로브 헤드(100)
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 카드용 프로브 헤드(100)는 복수개의 가이드 구멍(250)을 구비하는 상부 가이드 플레이트(210), 상부 가이드 플레이트(230)와 이격되어 배치되며 복수개의 가이드 구멍(250)이 구비된 하부 가이드 플레이트(230), 상부 가이드 플레이트(210)와 하부 가이드 플레이트(230)사이에 구비되어 상부 가이드 플레이트(210)와 하부 가이드 플레이트(230)가 이격 배치되도록 하는 간격재(400) 및 매칭 정보에 기반하여 가이드 구멍(250)에 삽입되어 구비되는 프로브 핀(300)을 포함한다.
매칭 정보는 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각의 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)을 각각 매칭하여 생성한 정보일 수 있다.
가이드 플레이트(200)는 상부 가이드 플레이트(210)와 하부 가이드 플레이트(230)를 포함하므로, 하나의 프로브 핀(300)은 적어도 2개 이상의 가이드 구멍(250)을 통과한다. 매칭 정보는 하나의 프로브 핀(300)에 대응하는 가이드 구멍(250)이 설계 기준 상의 유격 범위 내에 있거나 설계 기준 상의 유격 범위의 최소값 이상인 매칭 조건을 만족하는 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)들이 서로 매칭된 정보이다.
프로브 핀(300)이 상부 가이드 플레이트(210) 및 하부 가이드 플레이트(230)에 삽입되었을 때, 하나의 동일 프로브 핀(300)과 이에 대응하는 2개의 가이드 구멍(250)간의 유격 모두는, 설계 기준 상의 유격의 범위 내에 있거나 설계 기준 상의 유격의 최소값(예를 들어, 2㎛)보다 큰 치수를 가진다.
따라서, 프로브 헤드(100)에 설치되는 복수개의 프로브 핀(300) 모두는 설계 기준 상의 유격의 최소값(예를 들어, 2㎛)보다 큰 치수로 가이드 구멍(250)의 내벽과 이격된다. 이 경우 하나의 프로브 핀(300)을 기준으로 가이드 구멍(250)들의 치수 중에서 더 큰 치수를 가지는 가이드 구멍(250)에 있어서는, 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 유격이 설계 기준 상의 유격의 최대값(예를 들어, 2.5㎛)보다 큰 경우도 존재할 수 있다. 하지만, 프로브 핀(300)의 유동은 더 작은 치수를 가지는 가이드 구멍(250)에 의해 제한되므로 종래와 같이 프로브 핀(300) 전체의 불 균일한 거동은 방지된다.
상부 가이드 플레이트(210) 및 하부 가이드 플레이트(230) 중 적어도 어느 하나는 복수개의 플레이트가 적층되어 구비될 수 있다. 프로브 핀(300)이 적층형 상부 가이드 플레이트(210) 및 적층형 하부 가이드 플레이트(230)에 삽입되었을 때, 하나의 동일 프로브 핀(300)과 이에 대응하는 복수개의 가이드 구멍(250)간의 유격 모두는, 설계 기준 상의 유격의 범위 내에 있거나 설계 기준 상의 유격의 최소값(예를 들어, 2㎛)보다 큰 치수를 가진다. 따라서, 프로브 헤드(100)에 설치되는 복수개의 프로브 핀(300) 모두는 설계 기준 상의 유격의 최소값(예를 들어, 2㎛)보다 큰 치수로 가이드 구멍(250)의 내벽과 이격된다. 이 경우 하나의 프로브 핀(300)을 기준으로 가이드 구멍(250)들의 치수 중에서 더 큰 치수를 가지는 가이드 구멍(250)에 있어서는, 프로브 핀(300)과 가이드 구멍(250)의 유격이 설계 기준 상의 유격의 최대값(예를 들어, 2.5㎛)보다 큰 경우도 존재할 수 있다. 하지만, 프로브 핀(300)의 유동은 가장 작은 치수를 가지는 가이드 구멍(250)에 의해 제한되므로 종래와 같이 프로브 핀(300) 전체의 불 균일한 거동은 방지된다.
프로브 카드를 이용한 반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 프로브 핀(300)을 구비한 프로브 헤드(100)에 반도체 웨이퍼(미도시)를 접근시켜 프로브 핀(300)을 반도체 웨이퍼상의 대응하는 전극 패드에 접촉시킴으로써 수행된다. 프로브 핀(300)과 반도체 웨이퍼 상의 전극 패드를 접촉시킬 때, 양자가 접촉하기 시작하는 상태에 도달한 이후, 프로브 헤드(100)에 반도체 웨이퍼를 추가로 접근하는 오버 드라이브를 수행한다. 오버 드라이브 시에 프로브 핀(300)이 탄성 변형하고, 그 선단이 전극 패드상에서 이동함으로써, 스크러브가 이루어진다. 이 스크러브에 의해 전극 패드 표면의 산화막이 제거되고 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 프로브 헤드(100)는 가이드 구멍(250)과 프로브 핀(300) 들 사이의 유격 거리가 일정 범위 내에 있기 때문에 오버 드라이브 과정을 수행하더라도 프로브 핀(300)들은 서로 균일한 거동을 하게 된다. 이로 인해 스크로브 작동이 균일하여 반도체 웨이퍼 상의 전극 패드의 손상을 최소화하고 프로브 핀(300)들의 마모도가 균일하므로 프로브 헤드(100)의 내구성이 향상된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
100: 프로브 헤드 200: 가이드 플레이트
300: 프로브 핀 510: 프로브 핀데이터부
520: 가이드 구멍 데이터부 530: 매칭부
540: 구동 제어부 550: 시뮬레이션부

Claims (11)

  1. 복수개의 가이드 구멍이 형성된 가이드 플레이트에 프로브핀을 삽입하여 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 방법에 있어서,
    각각의 상기 프로브핀과 각각의 상기 가이드 구멍에 대한 데이터를 수신하는 단계;
    각각의 상기 프로브핀에 부합한 상기 가이드 구멍을 각각 매칭하여 매칭정보를 생성하는 단계; 및
    상기 매칭정보를 기준으로 상기 프로브핀을 상기 가이드 구멍에 삽입하는 단계;를 포함하는, 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매칭정보는, 상기 프로브핀과 상기 가이드 구멍의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각의 상기 프로브핀과 상기 가이드 구멍을 각각 매칭하여 생성한 정보인, 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 설계 기준상의 유격은 상기 가이드 구멍의 내부폭과 상기 프로브핀의 폭의 차이를 기준으로 결정되는, 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 매칭정보를 생성하는 단계와 상기 삽입하는 단계 사이에,
    상기 매칭정보를 이용하여 픽커가 상기 프로브핀을 픽업하여 상기 가이드 구멍들 전체에 삽입하는 과정을 시뮬레이션하는 단계;를 더 포함하는, 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트는,
    복수개의 가이드 구멍이 형성된 상부 가이드 플레이트; 및
    복수개의 가이드 구멍이 형성된 하부 가이드 플레이트를 포함하고,
    상기 매칭정보는, 동일 프로브핀에 대응하는 가이드 구멍들의 치수 중 더 작은 유격 치수를 가지는 가이드 구멍을 기준으로 상기 프로브핀을 매칭하여 생성한 정보인, 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부 가이드 플레이트 및 상기 하부 가이드 플레이트 중 적어도 어느 하나는 복수개의 플레이트가 적층되어 구비되며,
    상기 매칭정보는, 동일 프로브핀에 대응하는 가이드 구멍들의 치수 중 가장 작은 유격 치수를 가지는 가이드 구멍을 기준으로 상기 프로브핀을 매칭하여 생성한 정보인, 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 방법.
  7. 복수개의 가이드 구멍이 형성된 가이드 플레이트에 프로브핀을 삽입하여 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 장치에 있어서,
    각각의 상기 프로브핀에 대한 데이터가 저장된 프로브핀 데이터부;
    각각의 상기 가이드 구멍에 대한 데이터가 저장된 가이드 구멍 데이터부;
    상기 프로브핀 데이터부와 상기 가이드 구멍 데이터부로부터 수신된 데이터를 이용하여 각각의 상기 프로브핀에 부합한 상기 가이드 구멍을 각각 매칭하여 매칭정보를 생성하는 매칭부; 및
    상기 매칭정보를 이용하여 픽업부를 구동하여 상기 프로브핀을 상기 가이드 구멍에 삽입하는 구동 제어부;를 포함하는, 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 매칭정보는 상기 프로브핀과 상기 가이드 구멍의 설계 기준상의 유격을 기준으로 각각의 상기 프로브핀과 상기 가이드 구멍을 각각 매칭하여 생성한 정보인, 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 매칭정보를 이용하여 픽커가 상기 프로브핀들을 픽업하여 상기 가이드 구멍 전체에 삽입하는 과정을 시뮬레이션하는 시뮬레이션부;를 더 포함하는, 프로브 카드용 프로브 헤드를 제작하는 장치.
  10. 복수개의 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트;
    상기 상부 가이드 플레이트와 이격되어 배치되며 복수개의 가이드 구멍이 구비된 하부 가이드 플레이트;
    상기 상부 가이드 플레이트와 상기 하부 가이드 플레이트사이에 구비되어 상기 상부 가이드 플레이트와 상기 하부 가이드 플레이트가 이격 배치되도록 하는 간격재; 및
    매칭 정보에 기반하여 상기 가이드 구멍에 삽입되어 구비되는 프로브 핀;을 포함하는 프로브 카드용 프로브 헤드.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로브 헤드에 설치되는 복수개의 상기 프로브 핀 모두는 설계 기준 상의 유격의 최소값보다 큰 치수로 상기 가이드 구멍의 내벽과 이격되는, 프로브 카드용 프로브 헤드.

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