KR102551966B1 - 프로브 카드의 지지 어셈블리 - Google Patents

프로브 카드의 지지 어셈블리 Download PDF

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조용호
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Abstract

본 발명에 따른 프로브 카드의 지지 어셈블리는 반도체 소자를 검사하는 프로브 카드의 프로브 시트 내면을 가압하는 가압편 후방에 마련된 자세복원모듈을 이용하여 접촉팁이 반도체 소자의 패드에 접촉할 때 접촉팁이 틀어지는 접촉 오류를 방지하고 가압 과정에서 접촉팁에 가해지는 접촉 충격을 흡수하며, 반복적인 검사 공정을 수행하더라도 접촉팁이 제자리로 복귀 가능한 자세 복원력을 가짐으로써 검사의 신뢰도를 향상할 수 있다.

Description

프로브 카드의 지지 어셈블리{Supporting Assembly For Probe Card}
본 발명은 반도체 소자의 패드에 접촉할 때 접촉 오류를 방지하고 접촉 충격을 흡수하며, 접촉팁이 제자리로 복귀 가능한 자세 복원력을 가짐으로써 검사의 신뢰도를 향상하는 프로브 카드의 지지 어셈블리에 관한 것이다.
프로브 카드는 RF통신소자와 같은 반도체 소자의 전기적 특성을 검사하기 위해 사용된다. 프로브 카드에는 반도체 소자와 전기적으로 접촉되는 범프가 형성된 범프필름이 사용되고 있다. 이와 관련하여 한국등록특허공보 제10-2066678호에는 필름타입 프로브 카드를 개시하고 있다.
상기 문헌에서 마모 방지를 위한 패킹부재, 접촉충격을 완화하기 위한 보조탄성부재, 및 범프필름의 돌출거리를 조절하기 위한 복수개의 돌출거리조절부재 등을 포함하고 있어 장치 구성의 복잡성에 따른 제작 및 수리의 곤란함이 있다.
또한 탄성 변형되는 탄성 영역의 지지 구조가 취약하여 반도체 소자의 중심에서 어긋나게 접촉하는 접촉 오류가 발생할 수 있고, 프로브 카드의 특성상 반복적인 검사 공정을 수행하더라도 제자리로 복귀 가능한 자세 복원력을 보장하기 어렵다.
[문헌1] 한국등록특허 제10-2066678호
없음
본 발명의 목적은 반도체 소자를 검사하는 프로브 카드의 프로브 시트 내면을 가압하는 가압편 후방에 마련된 자세복원모듈을 이용하여 접촉 오류를 방지하고 접촉 충격을 흡수하며, 자세 복원력을 가짐으로써 검사의 신뢰도를 향상하는 프로브 카드의 지지 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로브 카드의 지지 어셈블리는, 프로브 시트를 고정하고, 프로브 시트가 감싸도록 중앙에 가압편이 돌출 형성되는 베이스블럭; 상기 베이스블럭에 대면하여 결합되는 지지블럭; 및 상기 프로브 시트의 접촉팁이 제자리로 복귀 가능한 자세복원력을 가지도록 상기 지지블럭 상부에 결합되는 자세복원모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 자세복원모듈은 상기 베이스블럭의 가압편에 대면 결합되는 이동블럭, 상기 이동블럭을 탄성지지하는 탄성부재, 상기 탄성부재의 일측에 결합되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 이동블럭은 상기 지지블럭의 조인트 챔버에 수납 가능하게 형성하고, 가압편 상면에 접촉하며, 탄성부재의 일측을 지지하기 위한 수용홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 커버는 상기 지지블럭의 조인트 블럭 상면에 결합되는 커버몸체를 포함하고, 상기 커버몸체가 상기 지지블럭의 조인트챔버의 개구부를 개폐하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 탄성부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 베이스블럭과 상기 지지블럭 각각은 블럭몸체에서 연장되고 모서리에 형성된 복수개 체결날개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 복수개 체결날개는 인쇄회로기판에 장착되는 정렬 위치를 용이하게 확인하기 위하여 적어도 하나의 체결날개는 다른 체결날개와 구별되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따르면 복수개 탄성부재에 의해 탄성지지되는 자세복원모듈의 이동블럭이 가압편 후면을 지지하기 때문에 가압편에 의해 가압되는 접촉팁이 반도체 소자에 접촉할 때 접촉팁이 틀어지는 접촉 오류를 방지할 수 있다.
실시예에 따르면 자세복원모듈의 이동블럭과 탄성부재에 의해 가압 과정에서 접촉팁에 가해지는 접촉 충격을 흡수할 수 있고, 반복적인 검사 공정을 수행하더라도 접촉팁이 제자리로 복귀 가능한 자세 복원력을 가짐으로써 검사의 신뢰도를 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지지 어셈블리의 외관을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 지지 어셈블리의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 베이스블럭을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 1의 지지블럭을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 1의 자세복원모듈의 이동블럭을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 1의 자세복원모듈의 커버를 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 1의 지지 어셈블리를 위에서 바라본 평면도,
도 8은 도 7의 B-B선 단면도,
도 9는 도 7의 A-A선 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 시트의 접촉팁이 검사 대상인 웨이퍼의 범프에 접촉하는 동작을 나타내는 도면,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 지지 어셈블리의 주요 부분에 대한 동작을 설명하기 위한 도면.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 프로브 카드는 프로브 시트(100)를 지지하는 지지 어셈블리를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 프로브 시트(100)는 유연한 폴리이미드 필름으로 제조할 수 있다.
프로브 카드는 검사 장치에 연결되어 반도체 소자를 검사하고, 이때 프로브 카드는 인쇄회로기판(PCB)에 형성된 개구부에 장착되어 반도체 소자의 정보를 센싱할 수 있다.
실시예에 따른 지지 어셈블리는 프로브 시트(100)를 고정하는 베이스블럭(200), 베이스블럭(200)과 대면하여 결합되는 지지블럭(300), 지지블럭(300) 상부에 결합되는 자세복원모듈(400)을 포함한다.
도 3을 참고하여, 베이스블럭(200)은 온도 구간(-196~160℃)에서 우수한 열적 안정성을 가진 소재로 제작된 고기능 플라스틱으로 구현할 수 있다. 일예로 Quadrant EPP와 Solvay Advanced Polymers가 공동 개발한 비결정 무정형 Torlon-PAI(Poly Amide Imide)를 사용할 수 있다.
베이스블럭(200)은 블럭몸체(210), 블럭몸체(210)에 연결부(220)를 통해 연결되는 가압편(230), 블럭몸체(210)에서 연장되고 모서리에 형성된 복수개 체결날개(240)를 포함한다.
가압편(230)은 베이스블럭(200)의 중앙에 탄성 변형이 가능한 사각 블럭 형상으로 형성된다. 연결부(220)가 지그 재그 구부러지고 가압편(230)의 일부와 블럭몸체(210)의 일부를 연결한다. 가압편(230)의 하단 돌출부(231)는 대면하는 프로브 시트(100)를 향하여 하향 돌출된다. 복수개 체결날개(240) 중 3개 체결날개는 동일한 형상으로 형성되고, 장착되는 인쇄회로기판의 정렬 위치를 확인하도록 1개 체결날개는 다른 형상으로 형성될 수 있다.
각 체결날개(240)에 체결구멍(211)(212)이 형성되고, 후술할 지지블럭(300)의 체결핀(320)이 체결되는 체결구멍(213)이 형성될 수 있다.
도 4를 참고하여, 지지블럭(300)은 블럭몸체(310), 체결핀(320), 체결날개(330), 조인트 블럭(340)을 포함할 수 있다.
지지블럭(300)은 가볍고 높은 열전도성을 갖는 알루미늄 합금으로 제조할 수 있다.
지지블럭(300)은 베이스블럭(200) 상면에 체결부재(290)(390)에 의해 일체로 결합할 수 있고, 대면하는 지지블럭(300)의 블럭몸체(310) 하면과 베이스블럭(200)의 블럭몸체(210) 상면은 면접촉이 가능하게 평탄하게 형성된다.
또한 지지블럭(300)의 체결날개(330)는 대응하는 베이스블럭(200)의 체결날개(240)와 대응하는 형상으로 형성할 수 있다.
각 체결날개(240)의 체결구멍(211)(212)에 대응하여 각 체결날개(330)의 체결구멍(313)(314)을 정렬시켜 체결할 수 있다. 즉, 체결부재(390)는 지지블럭(300)의 체결구멍(313)을 관통하여 베이스블럭(200)의 체결구멍(211)에 삽입되고, 다른 체결부재(290)는 베이스블럭(200)의 체결구멍(212)을 관통하여 지지블럭(300)의 체결구멍(314)에 삽입된다.
블럭몸체(310) 상부에 조인트 블럭(340)이 일체로 형성된다. 조인트 블럭(340)의 상부는 블럭몸체(310) 위쪽으로 일정 높이 돌출 형성되며, 조인트 블럭(340)의 중앙에 상하로 뚫린 조인트 챔버(312)가 형성된다. 조인트 블럭(340)의 지지턱(311)은 조인트 챔버(312) 내측으로 연장 형성되어, 후술하는 자세복원모듈(400)의 이동블럭(410) 하면을 지지할 수 있다.
블럭 몸체(310) 하면에 하향 돌출된 복수개 체결핀(320)은 베이스블럭(200)의 블럭몸체(210) 상면에 노출 형성된 복수개 삽입홈(213)에 삽입되어 체결력을 강화시킬 수 있다.
도 2를 참고하여, 자세복원모듈(400)은 이동블럭(410), 탄성부재(420), 커버(430)을 포함할 수 있다.
도 5를 참고하여, 이동블럭(410)은 조인트 챔버(312)에 수납 가능하게 형성된 블럭몸체(411)를 포함한다. 블럭몸체(411) 하부는 가압편(230) 상부와 대면하게 설치되는데, 즉 블럭몸체(441)의 하단 돌출부(413)는 가압편(230)을 향하여 돌출 형성되고, 가압편(230) 상면에 접촉한다. 이동블럭(410)의 상면에 복수개 탄성부재(420)의 일측을 각각 지지하기 위한 복수개 수용홈(412)이 형성된다.
도 6을 참고하여, 커버(430)는 조인트 블럭(340)의 상면에 결합되는 커버몸체(431)를 포함한다. 커버몸체(431)가 조인트챔버(312)의 개구부를 개폐하며, 체결구멍(432)이 형성될 수 있다. 커버몸체(431)의 체결구멍(432)과 조인트 블럭(340)의 체결구멍(341)을 정렬시킨 상태에서 체결부재(440)로 체결할 수 있다. 복수개 탄성부재(420) 타측은 커버몸체(431) 하면에 형성된 수용홈(433)에 수용된다. 탄성부재(420)는 코일 스프링으로 구현할 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참고하여, 베이스블럭(200)의 블럭몸체(210)가 지지블럭(300)의 블럭몸체(310)에 결합되고, 블럭몸체(310) 상부 중앙에 체결부재(440)에 의해 일체로 결합된 조인트블럭(340) 및 커버몸체(431)가 위치한다.
조인트 챔버(312) 안에는 탄성부재(420) 및 이동블럭(410)이 위치하고, 이동블럭(410)의 하단 돌출부(413)가 가압편(230) 상면을 면접촉 상태로 탄성지지하게 된다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 프로브 시트(100)는 중앙에 돌출된 가압편(231)을 감싸서 설치되고, 표면에 다단구조 접촉팁과 전기회로 패턴이 형성될 수 있다. 전기회로 패턴은 신호선, 전력선 및 접지선 등의 검사 대상의 센싱 신호를 전달하기 위한 전기 회로를 구성할 수 있다.
가압편(230)의 하단 돌출부(231)는 프로브 시트(100)의 내측 중앙에 위치한다. 프로브 시트(100)의 접촉팁(110)이 검사대상인 웨이퍼(10)의 구형 범프(11)에 접촉하여 검사 공정이 이루어지고, 센싱 신호를 검사 장치로 전달할 수 있다.
복수개 접촉팁(110)의 간격은 검사 대상인 구형 범프(11)에 대응하여 좁게 설정되기 때문에 접촉팁(110)이 구형 범프(11) 꼭대기 중앙 위치에서 벗어나 접촉할 때 접촉팁(110)의 자세가 틀어지는 경우, 접촉팁(110)이 삐딱한 자세로 구형 범프(11)에 접촉함에 따라 접촉 오류를 발생시키게 된다.
이를 고려하여 자세복원모듈(400)은 접촉 과정에서 프로브 시트(100)의 접촉팁(110)이 안정된 자세를 유지하도록 가압편(230)을 지지한다. 이때 이동블럭(410)의 하단 돌출부(413)는 가압편(230) 상면을 지지한다. 접촉팁(110)이 하강하여 구형 범프(11)에 접근하여 가압하는 경우, 탄성지지되는 이동블럭(410)이 조인트 챔버(312) 안에서 3자유도로 변형함에 따라 안정된 자세를 유지할 수 있다. 실시예에 따르면 가압편(230)에 의해 가압되는 접촉팁(110)이 접촉할 때 탄성부재(420) 및 이동블럭(410)에 의해 탄성 지지하고 있기 때문에 접촉팁(110)이 틀어져 중심에서 벗어나는 접촉 오류를 방지할 수 있고, 가압 과정에서 접촉팁(110)에 가해지는 접촉 충격을 흡수할 수 있다.
또한 프로브 시트(110)가 접촉 해제되어 웨이퍼(10)에서 분리되는 경우, 탄성부재(420) 및 이동블럭(410)에 의해 접촉팁(110)이 제자리로 복귀할 수 있다. 실시예에 따르면 반복적인 검사 공정을 수행시 자세복원모듈(400)에 의해 자세 복원력을 가짐으로써 검사의 신뢰도를 향상할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 프로브시트 110 : 접촉팁 200 : 베이스블럭
210 : 블럭몸체 220 : 연결부 230 : 가압편
231 : 하단 돌출부 240 : 체결날개 300 : 지지블럭
310 : 블럭몸체 311 : 지지턱 312 : 조인트 챔버
320 : 체결핀 330 : 체결날개 340 : 조인트 블럭
400 : 자세복원모듈 410 : 이동블럭 411 : 블럭몸체
412 : 수용홈 413 : 하단 돌출부 414 : 블럭바닥면
420 : 탄성부재 430 : 커버 431 : 커버몸체
432 : 체결구멍 433 : 수용홈

Claims (7)

  1. 프로브 시트를 고정하고, 프로브 시트가 감싸도록 중앙에 가압편이 돌출 형성되는 베이스블럭;
    상기 베이스블럭에 대면하여 결합되는 지지블럭; 및
    상기 프로브 시트의 접촉팁이 제자리로 복귀 가능한 자세복원력을 가지도록 상기 지지블럭 상부에 결합되는 자세복원모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 지지 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자세복원모듈은 상기 베이스블럭의 가압편에 대면 결합되는 이동블럭, 상기 이동블럭을 탄성지지하는 탄성부재, 상기 탄성부재의 일측에 결합되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 지지 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동블럭은 상기 지지블럭의 조인트 챔버에 수납 가능하게 형성하고, 가압편 상면에 접촉하며, 탄성부재의 일측을 지지하기 위한 수용홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 지지 어셈블리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 커버는 상기 지지블럭의 조인트 블럭 상면에 결합되는 커버몸체를 포함하고, 상기 커버몸체가 상기 지지블럭의 조인트챔버의 개구부를 개폐하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 지지 어셈블리.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 지지 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베이스블럭과 상기 지지블럭 각각은 블럭몸체에서 연장되고 모서리에 형성된 복수개 체결날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 지지 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수개 체결날개는 인쇄회로기판에 장착되는 정렬 위치를 용이하게 확인하기 위하여 적어도 하나의 체결날개는 다른 체결날개와 구별되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 지지 어셈블리.
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