KR102641270B1 - 프로브 카드 - Google Patents

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KR102641270B1
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Abstract

테스트 기계 및 다수의 프로브 침을 결합하기 위한 프로브 카드. 프로브 카드는 축방향으로 양측 상에 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 회로 기판을 포함한다. 회로 기판은 복수의 제1 접촉부 및 복수의 제2 접촉부를 갖는다. 제1 접촉부들은 테스트 기계에 전기적으로 연결되고 제2 접촉부들은 프로브 침들에 전기적으로 연결된다. 제1 표면은 테스트 기계를 향하고 제2 표면은 프로브 침들을 향한다. 회로 기판은 제2 표면 상에 수용 공간이 제공되고 전자 컴포넌트는 수용 공간에 배열된다. 회로 기판의 제2 표면 상에 수용 공간을 제공함으로써 사용 가능한 표면이 더 커진다.

Description

프로브 카드{PROBE CARD}
본 발명은 프로브 카드, 특히 회로 기판의 표면 상에 전자 컴포넌트를 갖는 프로브 카드에 관한 것이다.
집적 회로 디바이스들의 제조에서, 전기 테스팅은 다이 커팅(die cutting) 또는 디바이스 패키징 전에 수행된다. 테스팅 프로세스는 일반적으로 프로브 카드에 의해 테스트 기계(테스터)에서 DUT(device under testing)로 전력 및 테스트 신호들을 송신하여 달성된다. 따라서, DUT는 테스트될 수 있다.
종래의 프로브 카드는 도 1에 도시된다. 프로브 카드는 여러 개의 제1 접촉부(91) 및 여러 개의 제2 접촉부(92)를 갖는 인쇄 회로 기판(9)을 포함한다. 일반적으로 포고 핀(pogo pin)으로 알려진 연결 구조(T)는 인쇄 회로 기판(9)의 외주 상에 있는 제1 접촉부(91)와 테스터를 전기적으로 연결한다. 인쇄 회로 기판(9)의 내주 상의 제2 접촉부들(92)은 프로브 침들(P)에 전기적으로 연결된다. 프로브 침들(P)은 프로브 홀더에 의해 인쇄 회로 기판(9)에 고정되고, 프로브 침들(P)은 DUT의 테스팅 패드에 아래쪽으로 접촉할 수 있다.
인쇄 회로 기판(9)의 영역(9')의 일부 확대도인 도 2를 또한 참조하자. 일반적으로 말하면, 트랜지스터 또는 다이오드와 같은 능동 컴포넌트, 또는 저항기 또는 커패시터와 같은 수동 컴포넌트일 수 있는 전자 컴포넌트(1)를 인쇄 회로 기판(9) 상에 장착하는 것이 필요하다. 인쇄 회로 기판(9)은 일반적으로 다층의 회로 기판을 포함하고, 인쇄 회로 기판(9)은 컴포넌트들을 결합하기 위해 전선(93) 또는 관통 홀(94)을 구비한다. 인쇄 회로 기판(9)의 양측 상에 제1 표면과 제2 표면이 있다. 제2 표면(9b)은 전자 컴포넌트(1)가 장착되는 것을 허용하지 않는 DUT들을 포함하는 웨이퍼를 향한다. 그러므로, 전자 컴포넌트(1)는 테스터를 향하는 제1 표면(9a)에 장착된다. 제1 접촉부들(91) 외측의 인쇄 회로 기판(9)의 영역(A)은 제1 접촉부들(91)에 의해 분리되어, 전자 컴포넌트(1)를 수용하기 어렵게 하고; 다른 한편, 제2 접촉부들(92) 내측의 인쇄 회로 기판(9)의 영역(B)은 일반적으로 다수의 프로브 침의 배선 라우팅에 사용되고, 이는 또한 전자 컴포넌트(1)를 수용하기 어렵게 한다.
즉, 전자 컴포넌트(1)가 프로브 카드에 장착될 수 있는 유일한 영역들은 제1 접촉부들(91)과 제2 접촉부들 사이에 위치한 인쇄 회로 기판(9)의 제1 표면(9a)의 부분이다. 이는 더욱 복잡해지고 있는 기존 IC 칩들의 경우 특히 그러하고, 프로브 카드가 칩 테스팅을 위해 더 많은 입력/출력 신호, 더 고속의 동작, 또는 증가된 기능에 대한 요구를 충족하기 위해 더 많은 수의 전자 컴포넌트를 필요로 한다.
요약하면, 인쇄 회로 기판(9) 상에 전자 컴포넌트(1)을 장착하는 데 이용가능한 영역은 반도체 기술 발전의 기본 요건들을 충족할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해 개선된 프로브 카드를 제공하는 것이 절박하게 필요하다.
본 발명의 목적은 테스트 기계와 다수의 프로브 침을 결합하기 위한 프로브 카드를 제공하는 것이다. 프로브 카드는 축방향으로 양측 상에 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 회로 기판을 포함한다. 회로 기판은 복수의 제1 접촉부 및 복수의 제2 접촉부를 갖는다. 제1 접촉부들은 테스트 기계에 전기적으로 연결되고 제2 접촉부들은 프로브 침들에 전기적으로 연결된다. 제1 표면은 테스트 기계를 향하고 제2 표면은 프로브 침들을 향한다. 회로 기판은 제2 표면 상에 수용 공간이 제공되고 전자 컴포넌트는 수용 공간에 배열된다.
전자 컴포넌트를 수용하기 위한 수용 공간을 프로브 침들을 향하는 회로 기판의 제2 표면 상에 설정함으로써, 전자 컴포넌트를 장착하기 위한 불충분한 영역 문제가 효과적으로 해결될 수 있다. 이는 더 많은 또는 더 큰 전자 컴포넌트를 수용할 수 있고, 전자 컴포넌트들이 동시에 회로 기판에서 너무 많은 공간을 차지하는 것을 방지하여, 더 큰 이용가능한 표면을 유도한다.
도 1은 종래 프로브 카드의 단면 구조의 개략도이다.
도 2는 종래 프로브 카드의 단면 구조의 부분 확대 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브 카드의 단면 구조의 부분 확대 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브 카드의 단면 구조의 부분 확대 개략도이다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브 카드의 엘리먼트들 관계의 개략도이다.
도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브 카드의 다른 엘리먼트들 관계의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 프로브 카드의 단면 구조의 부분 확대 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 프로브 카드의 단면 구조의 부분 확대 개략도이다.
특정 디바이스들을 지칭하기 위해 소정의 용어들이 명세서 및 청구항들에 사용된다; 그러나, 제조자가 동일한 디바이스에 대해 다른 용어들을 사용할 수 있고, 명세서 및 청구항들이 디바이스들을 구분하는 수단으로 명명법상의 차이를 사용하는 것이 아니라 디바이스의 전반적인 기술적 장점을 사용하는 것이 본 발명의 기술 분야의 통상의 기술자들에 의해 이해되어야 한다. 구분 기준들로서의 차이. 설명 각서 및 요청서 전체에 걸쳐 "포함하는"에 대한 지칭들은 개방형 용어들이며 "제한없이 포함하는"으로 해석된다. 또한, 본원에서 "결합"이라는 단어는 직접 및 간접 연결 수단 둘 모두를 포함한다. 따라서, 텍스트가 제2 디바이스에 결합된 제1 디바이스를 설명하는 경우, 제1 디바이스가 제2 디바이스에 직접 연결되거나, 다른 디바이스들 또는 제2 디바이스에 간접적으로 접지된 다른 연결 수단을 통해 제2 디바이스에 연결될 수 있음을 의미한다.
예시를 위해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브 카드의 단면 구조의 부분 확대 개략도인 도 3을 참조하자. 제1 표면(2a)은 테스트 기계를 향하고, 제2 표면(2b)은 프로브 침들을 향한다(도시되지 않음). 회로 기판(2)은 복수의 제1 접촉부(21) 및 복수의 제2 접촉부(22)를 갖고, 회로 기판(2)은 회로 엘리먼트들과 결합하기 위한 전선(23) 또는 관통 홀(24)을 구비한다. 제1 접촉부들(22)은 회로 기판(2)의 외주에 방사상으로 위치하고, 제1 접촉부들(22)은 일반적으로 포고 핀으로 알려진 연결 구조(T)를 통해 테스트 기계를 전기적으로 연결하기 위해 제1 표면(2a)에서 노출된다. 제2 접촉부들(22)은 회로 기판(2)의 내주에 방사상으로 위치하고, 제2 접촉부들(22)은 프로브 침들을 전기적으로 연결하기 위해 적어도 제2 표면(2b)에서 노출된다. 회로 기판(2)은 제2 표면(2b) 상에 하나 이상의 수용 공간(R)을 포함하고, 수용 공간(R)은 전자 컴포넌트(1)을 수용하는 데 사용된다.
구체적으로, 이 실시예에서, 회로 기판(2)은 서로 적층된 제1 회로 기판(25), 제2 회로 기판(26), 및 제3 회로 기판(27)을 포함할 수 있는 다층의 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 제1 회로 기판(25)은 테스트 기계를 향하는 제1 표면(2a)을 갖고, 제3 회로 기판(27)은 프로브 침들을 향하는 제2 표면(2b)을 갖는다. 수용 공간(R)은 프로브 카드를 따라 원형 그루브 형태일 수 있거나, 직사각형, 원형, 또는 타원형 구멍의 형태일 수 있다. 또한, 수용 공간(R)은 바람직하게는 제2 접촉부들(22)의 방사상 외측에 배치된다.
수용 공간(R)은 축방향으로 제3 회로 기판(27)을 관통할 수 있다. 그러므로, 이 실시예에서, 전자 컴포넌트(1)는 수용 공간(R)에서 노출된 제2 회로 기판(26)의 표면 상에 배치될 수 있다. 본 발명은 이것을 제한으로 사용하지 않는다. 전자 컴포넌트(1)는 전선(23) 또는 회로 기판(2)의 관통 홀(24)을 통해 다른 컴포넌트에 결합된다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로브 카드는 전자 컴포넌트(1)을 장착하기 위한 수용 공간(R)을 회로 기판(2)의 제2 표면(2b)에 제공함으로써 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 전자 컴포넌트(1)가 장착될 수 있는 영역이 제1 표면(9a)의 부분일뿐이라는 프로브 카드의 문제는 해결되고, 따라서 더 많은 또는 더 큰 전자 컴포넌트를 장착하는 것이 허용된다. 본 발명의 제1 실시예는 또한 전자 컴포넌트(1)가 점유하는 회로 기판(2)의 면적을 감소시켜, 회로 기판(2)이 더 큰 이용가능 표면을 갖게 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브 카드의 단면 구조의 부분 확대 개략도인 도 4를 참조하자. 도면에 도시된 바와 같이, 회로 기판(2)은, 다층의 인쇄 회로 기판(예컨대, 서로 적층된 제1 회로 기판(25) 및 제2 회로 기판(26))을 포함하는 것 외에, 회로 기판(2)의 제2 표면(2b)에 인쇄 회로 기판과 동일한 재료로 만들어질 수 있는 높이-조절판(28)이 제공된다는 점에서 제1 예와 상이하다. 높이-조절판(28)은 프로브 카드의 미리-정의된 사양들에 따르도록 회로 기판(2)의 축방향 높이를 상승시키도록 설계된다. 높이-조절판(28)은 수용 공간(R)을 형성하기 위해 제2 표면(2b)과 조합되는 구멍들(apertures)을 위해 예비될 수 있다. 마찬가지로, 수용 공간(R)은 전자 컴포넌트(1)를 장착하는 데 사용된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브 카드의 엘리먼트들 관계의 개략도인 도 4a를 또한 참조하자. 이 예에서, 회로 기판(2)은 여러 캐비티(cavity)(R)를 구비하고, 상이한 캐비티에서의 전자 컴포넌트들(1)은 제2 회로 기판(26)과 같은 회로 기판(2)의 전선(23) 또는 관통 홀(24)을 통해 서로 결합된다. 대안적으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로브 카드의 다른 엘리먼트들 관계의 개략도인 도 4b를 참조하자. 수용 공간(R)의 전자 컴포넌트(1)와 회로 기판(2)의 제1 표면(2a)의 전자 컴포넌트(1)는 제1 회로 기판(25)과 제2 회로 기판(26)의 전선(23) 또는 관통 홀(24)을 통해 서로 결합될 수 있다. 그러므로, 프로브 카드의 이런 제2 실시예는 전자 컴포넌트(1)을 위한 수용 공간(R)을 제공하는 것 외에, 전자 컴포넌트(1)의 장착 유연성을 효과적으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 프로브 카드의 단면 구조의 부분 확대 개략도인 도 5를 참조하자. 도면에 도시된 바와 같이, 회로 기판(2)은 다층의 인쇄 회로 기판(예컨대, 서로 적층된 제1 회로 기판(25) 및 제2 회로 기판 (26))을 포함하는 것 외에, 회로 기판(2)의 제2 표면(2b)에 인쇄 회로 기판과 다른 재료로 만들어진 보강판(29)이 제공된다는 점에서 제2 실시예와 상이하다. 보강판(29)은 회로 기판(2)의 구조적 강도를 보강하는 데 사용되고, 전자 컴포넌트(1)를 설치하기 위한 수용 공간(R)을 형성하기 위해 제2 표면(2b)과 조합되도록 구멍들이 보강판(29)에 예비될 수 있다. 보강판(29)이 또한 전자 컴포넌트(1)과 웨이퍼의 표면을 보호하도록 수용 공간(R)을 차폐하기 위해 덮개판(291)과 조합될 수 있다는 것이 주목할만하다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 프로브 카드의 단면 구조의 부분 확대 개략도인 도 6을 참조하자. 도면에 도시된 바와 같이, 이전의 제3 실시예와 차이는, 수용 공간(R)에서의 전자 컴포넌트(1)가 회로 기판(2)을 관통하여 이어지는 관통 홀(24')에 결합될 수 있고, 관통 홀(24')이 회로 기판(2)의 제1 표면(2a)에 전기적으로 연결된다는 것이다. 이렇게 함으로써, 원래 회로 기판(2)의 제1 표면(2a)에 배치되었던 전자 컴포넌트(1)는 배선을 재설계하지 않고 수용 공간(R)으로 직접 이동될 수 있어, 회로 기판 재배열의 효율성을 크게 향상시키고, 실용성을 더 높게 한다.
요약하면, 본 발명은 프로브 카드를 제공하고, 프로브 카드의 각각의 실시예는 전자 컴포넌트를 설치하기 위한 프로브 침들을 향하는 회로 기판의 제2 표면 상에 수용 공간을 제공한다. 각각의 실시예의 프로브 카드는, 인쇄 회로 기판의 제1 표면만이 전자 컴포넌트를 수용하기 위해 이용가능하다는 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 더 많은 또는 더 큰 전자 컴포넌트들을 수용할 수 있다. 본 발명의 각각의 실시예는 또한 전자 컴포넌트가 점유하는 회로 기판의 영역을 감소시켜, 회로 기판이 더 큰 사용가능한 표면을 갖게 한다.
전술한 바는 본 발명의 더 나은 구현일 뿐이고, 본 발명의 범위에 대한 모든 동일한 변형 및 수정이 본 발명에 의해 커버된다.
1 전자 컴포넌트
2 회로 기판
2a 제1 표면
2b 제2 표면
21 제1 접촉부들
22 제2 접촉부들
23 전선
24 관통 홀
24' 관통 홀
25 제1 회로 기판
26 제2 회로 기판
27 제3 회로 기판
28 높이-조절판
29 보강판
291 덮개판
T 연결 구조
R 수용 공간
P 프로브 침들
D DUT(device under testing)
9 인쇄 회로 기판
9' 영역의 일부
9a 제1 표면
9b 제2 표면
91 제1 접촉부들
92 제2 접촉부들
93 전선
94 관통 홀
A 영역
B 영역

Claims (12)

  1. 테스트 기계 및 복수의 프로브 침(probe needle)에 결합될 수 있는 프로브 카드로서,
    축방향의 양측들 상에 제1 표면 및 제2 표면을 갖고, 복수의 제1 접촉부(contact) 및 복수의 제2 접촉부를 갖는 회로 기판
    을 포함하고, 상기 제1 접촉부들은 상기 테스트 기계에 전기적으로 연결되고 상기 제2 접촉부들은 상기 프로브 침들에 전기적으로 연결되고;
    상기 제1 표면은 상기 테스트 기계를 향하고 상기 제2 표면은 상기 프로브 침들을 향하며, 상기 회로 기판은 상기 제2 표면 상에 수용 공간이 제공되고 상기 수용 공간에는 전자 컴포넌트가 배열되며, 상기 수용 공간은 리세스 또는 구멍이고,
    상기 회로 기판은 복수의 인쇄 회로 기판을 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판들 중 하나는 상기 프로브 침들을 향하는 상기 제2 표면을 갖고, 상기 수용 공간은 상기 인쇄 회로 기판들 중 하나 상에 형성되고,
    관통 홀이 상기 인쇄 회로 기판에 설치되고 이를 관통하여 상기 인쇄 회로 기판 상의 각 엘리먼트에 결합되는, 프로브 카드.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 회로 기판의 제2 표면은 상기 수용 공간을 형성하기 위해 높이-조절판이 제공되는, 프로브 카드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회로 기판은 다층의 인쇄 회로 기판을 포함하고 상기 회로 기판의 제2 표면은 상기 수용 공간을 형성하기 위해 보강판이 제공되고, 상기 보강판의 재료는 상기 인쇄 회로 기판들과 상이한, 프로브 카드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보강판은 상기 수용 공간을 차폐하기 위해 덮개판과 조합되는(combined), 프로브 카드.
  6. 제1항, 제3항, 제4항, 또는 제5항에 있어서, 상기 전자 컴포넌트는 상기 회로 기판의 전선 또는 관통 홀을 통해 다른 컴포넌트들에 결합되는, 프로브 카드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 회로 기판은 복수의 캐비티가 제공되고, 상이한 캐비티들에 위치한 상기 전자 컴포넌트들은 상기 회로 기판의 전선 또는 관통 홀을 통해 서로 결합되는, 프로브 카드.
  8. 제6항에 있어서, 상기 수용 공간에 위치한 상기 전자 컴포넌트 및 상기 회로 기판의 제1 표면 상에 위치한 다른 전자 컴포넌트는 상기 회로 기판의 전선 또는 관통 홀을 통해 서로 결합되는, 프로브 카드.
  9. 제6항에 있어서, 상기 전자 컴포넌트는 상기 회로 기판을 통과하는 관통 홀에 결합되는, 프로브 카드.
  10. 제1항, 제3항, 제4항, 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 접촉부들은 상기 회로 기판의 방사상 외향 측 상에 위치하고 상기 제2 접촉부들은 상기 회로 기판의 방사상 내향 측 상에 위치하는, 프로브 카드.
  11. 제10항에 있어서, 상기 수용 공간은 상기 제2 접촉부들의 방사상 외측에 배치되는, 프로브 카드.
  12. 제1항, 제3항, 제4항, 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 접촉부들은 포고 핀(pogo pin)을 통해 상기 테스트 기계에 전기적으로 연결되는, 프로브 카드.
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