KR20000011554A

KR20000011554A - 집적회로시험장치용프로브카드

Info

Publication number: KR20000011554A
Application number: KR1019990027285A
Authority: KR
Inventors: 스가가즈나리
Original assignee: 가부시키가이샤 어드밴티스트
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2000-02-25
Also published as: JP2000028640A; DE19931278B4; KR100482733B1; TW460703B; US6292005B1; JP3586106B2; DE19931278A1

Abstract

본 발명은 IC시험장치의 테스트 헤드 기판(11)에 전기적으로 접속되고, 피시험물에 전기적으로 접촉하는 복수의 바늘형상(針狀)접점(211)이 한 쪽 면에 형성된 IC시험장치용 프로브 카드(probe card)(2)로서, 이 바늘형상접점(211)과 전기적으로 접속된 복수의 제로 삽입력(zero insersion force) 커넥터의 한 쪽(22a)이 상기 바늘형상접점이 설치된 위치로부터 실질적으로 방사상(放射狀)의 위치에 형성된 것이다.

Description

집적회로 시험장치용 프로브 카드{A PROBE CARD FOR IC TESTING APPARATUS}

본 발명은 반도체 집적회로 소자 등의 각종 전자부품(이하, 대표적으로 IC라 칭한다)을 시험하기 위한 IC시험장치에 관한 것으로, 특히 테스트 헤드와 피시험물을 접속하기 위해 이용되는 프로브 카드에 관한 것이다.

반도체 집적회로 소자는 실리콘 웨이퍼 등에 다수개 조립된 후, 다이싱, 와이어 본딩 및 패키징 등의 여러 공정을 거쳐 전자부품으로서 완성된다. 이러한 IC에서는 출하 전에 동작 테스트가 행해지고, 이 IC의 테스트는 완성품 상태에서도 웨이퍼 상태에서도 행해진다.

웨이퍼 상태의 피시험 IC를 시험하는 IC 시험장치로서는 예를 들면 실개평 5-15431호 공보에 개시된 것이 알려져 있다. 이 IC 시험장치에서는 니들(바늘형상접점)이 형성된 프로브 카드의 테스트 헤드로부터의 압력을 경감하기 위해 제로 삽입력 커넥터가 실장되고, 이것에 의해 프로브 카드의 변형에 의한 접촉 불량이 방지된다.

그러나, 종래의 프로브 카드에 있어서는 각 니들과 이것에 접속된 제로 삽입력 커넥터의 각 접점과의 거리가 불균일하였기 때문에, 그 배선 패턴의 임피던스가 서로 달라 전기적 특성이 불규칙적으로 된다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 전기적 특성이 우수한 IC 시험장치용 프로브 카드를 제공하는 것이다.

(1)상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 IC 시험장치용 프로브 카드는 IC 시험장치의 테스트 헤드 기판에 전기적으로 접속되고, 피시험물에 전기적으로 접촉하는 복수의 바늘형상접점이 한 쪽 면에 형성된 IC 시험장치용 프로브 카드에 있어서, 상기 바늘형상접점과 전기적으로 접속된 복수의 커넥터의 한 쪽이 상기 바늘형상접점이 형성된 위치로부터 실질적으로 방사상의 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 특별히 한정되지는 않지만, 상기 커넥터는 제로 삽입력 커넥터(Zero Insersion Force Connector)인 것이 바람직하다. 본 발명에서 말하는 제로 삽입력 커넥터란 상대방의 제로 삽입력 커넥터와 함께 삽입될 때에 삽입방향으로 힘을 가할 필요가 없는 형태의 커넥터를 말하고, 그 구체적인 구조는 특별히 한정되어 있지 않다.

본 발명의 IC 시험장치용 프로브 카드에서는 커넥터가 바늘형상접점이 형성된 위치로부터 실질적으로 방사상의 위치에 형성되어 있기 때문에, 각각의 바늘형상접점과 이것에 접속된 커넥터의 각각의 접점과의 거리를 균일하게 설정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 각 바늘형상접점으로부터 커넥터의 각 접점에 이르는 배선의 임피던스를 균일하게 할 수 있고, 이것에 의해 전기적 특성의 불규칙을 억제할 수 있다.

상기 발명에서의 「실질적으로 방사상의 위치」란 바늘형상접점이 형성된 위치 또는 영역을 중심점으로 하여 여기에서부터 방사상으로 펼쳐진 거의 등거리(중심점으로부터의 거리)의 위치 또는 영역을 의미하는 것이고, 기하학적으로 엄밀한 방사상을 의미하는 것은 아니다. 요약하면, 상술한 바와 같이 바늘형상접점과 커넥터의 접점을 잇는 배선의 임피던스가 프로브 카드의 전기적 특성에 영향이 없는 범위에서 거의 균일하게 되는 위치를 모두 포함한다는 취지이다.

(2)상기 발명에서, 커넥터를 바늘형상접점이 형성된 위치로부터 실질적으로 방사상으로 배치하는 구체적 수단을 특별히 한정되어 있는 것은 아니지만, 하나의 형태로서 기판을 원형 모양으로 형성하고, 상기 바늘형상접점을 기판의 거의 중심에 형성하고, 상기 커넥터의 한 쪽을 기판의 외주 가장자기 위에 형성한 IC 시험장치용 프로브 카드를 들 수 있다.

피시험물이 논리계 IC 등인 경우에는 1개 또는 2개의 소수의 피시험물을 동시 측정하는 경우가 많지만, 이러한 경우에는 특히 바늘형상접점을 기판의 거의 중심에 형성함과 아울러, 커넥터를 기판의 외주 가장자리 위에 형성함으로써 기판의 주면(主面)을 효율적으로 이용할 수 있고, 또한 바늘형상접점과 커넥터의 접점과의 거리를 균일하게 레이아웃하기에 용이하다.

도 1은 본 발명의 프로브 카드가 적용된 IC시험장치의 테스트 헤드를 나타낸 요부 분해 사시도,

도 2는 도 1의 프로브 카드가 테스트 헤드에 부착된 상태를 나타낸 단면도,

도 3은 도 1의 프로브 카드를 나타낸 평면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 테스트 헤드 11: 톱 플레이트

12: 콘택트 링 121: 구멍

122: 가이드 부시 13: 가이드 부시

2: 프로브 카드 21: 니들세트(niddle set)

211: 니들(바늘형상접점)

22a: 제로 삽입력 커넥터(프로브 카드측)

22b: 제로 삽입력 커넥터(콘택트 링측)

23: 가이드 핀 3: 웨이퍼 척(wafer chuck)

4: 카드 홀더 41: 원형 구멍

42: 단부 43: 링 케리어

44: 가이드 핀

도 1에 도시한 바와 같이, 피시험물인 웨이퍼 IC는 1장의 웨이퍼에 다수의 반도체 회로가 집적된 것이고, 테스트를 행하는 경우에는 웨이퍼 척(3)에 진공흡착되고, 높은 정밀도로 위치맞춤된 상태를 유지한다.

웨이퍼 척(3)의 상부에 위치한 카드 홀더(4)는 중앙에 원형의 구멍(41)이 형성되고, 이 구멍(41)의 둘레 가장자리에는 프로브 카드(2)를 유지하기 위한 단부(42)가 형성되어 있다. 이 카드 홀더(4)는 도 2에 도시한 바와 같이 링 케리어(43)에 고정되어 있고, 후술하는 톱 플레이트(11)에 대한 위치 맞춤은 링 케리어(43)측에 형성된 가이드 핀(44)을 톱 플레이트(11)측에 형성된 가이드 부시(13)에 삽입함으로써 행해진다.

본 실시형태의 프로브 카드(2)는 원형으로 형성된 기판을 갖고, 그 한 쪽 면(도 1 및 도 2에 있어서 하면)의 대략 중앙에 2개의 IC를 동시 측정 가능하도록 2쌍의 니들세트(21)(본 발명의 바늘형상접점에 상당한다)가 형성되어 있다. 이 2쌍의 니들세트(21)은 도 3에 도시한 바와 같이 웨이퍼 IC에 집적된 IC의 형상에 대응한 형상(도시한 예에서는 하나가 정방형)의 것이 2개 갈짓자(서로 다름)로 배치된다.

이 중의 하나의 니들세트(21)에는 웨이퍼 IC상에 집적형성된 1개의 IC 단자(와이어 본딩하기 전 상태의 접점)의 각각에 접촉하는 수만큼 니들(211)이 형성되어 있고, 도 2에 도시한 바와 같이 이 니들(211)의 끝이 웨이퍼 IC측을 향함과 아울러, 다른 쪽 끝은 프로브 카드(2)의 기판에 고정되어 있다.

이와 관련하여 2개의 니들세트(21)를 도시한 바와 같이 갈짓자로 배치하는 것은 각각의 니들(211)이 서로 간섭하는 것을 회피하기 위해서이다. 또한, 본 실시형태에서는 2개 동시 측정하는 예를 들었지만, 본 발명의 프로브 카드(2)는 동시 측정 개수에는 아무런 한정이 없고, 단수 측정 또는 3개 이상의 동시 측정을 행하는 형태의 것이어도 좋다.

본 실시형태의 프로브 카드(2)에서는, 기판의 반대쪽 면(도 1 및 도 2에서는 상면)의 외주 가장자리에 제로 삽입력 커넥터의 한 쪽(22a)이 거의 같은 간격으로 실장되어 있다.

이 제로 삽입력 커넥터(Zero Insersion Force Connector)란 후술할 콘택트 링에 설치된 다른 쪽의 제로 삽입력 커넥터(22b)와 함께 삽입할 때에, 삽입방향(본 예에서는 상하방향)으로 힘을 가할 필요가 없는 형태의 커넥터를 말하며, 예를 들면 커넥터 내에 길이방향으로 조합되어 있는 레일을 실린더에 의해 전후로 구동시키고, 레일과 걸어 맞추어진 캠을 상하로 구동시키고, 그 캠의 상하에 의해 핀 콘택트를 사이에 끼우는 소켓 콘택트의 간격을 좁히거나 넓히는 방식, 혹은 그 외의 방식을 이용할 수 있다.

또한, 각 니들(211)과 제로 삽입력 커넥터(22a)의 각 접점과는, 프로브 카드(2)의 기판에 형성된 배선 패턴과 스루홀(모두 도시를 생략한다)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

한편, 웨이퍼 척(3)의 상부에는 IC시험장치의 테스트 헤드(1)가 위치하고, 도시는 생략하였지만 여기에는 퍼포먼스 보드 등의 각종 기판이 형성되어 있다. 이 테스트 헤드(1)의 최하면에는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 톱 패널(11)이 고정되어 있고, 또한 이 톱 패널(11)의 하면에 콘택트 링(12)이 고정되어 있다.

본 실시형태의 콘택트 링(12)은 도 1에 도시한 바와 같이 링 모양으로 형성되어 있고, 외주에 형성된 단편적인 부채꼴의 구멍(121)에 상술한 다른 쪽의 제로 삽입력 커넥터(22b)가 고정되어 있다. 도 2의 단면도에 이 제로 삽입력 커넥터(22b)의 부착상태를 나타내었다.

또한, 상술한 프로브 카드(2)와 콘택트 링(12)과의 위치 맞춤은, 프로브 카드(2)측에 형성된 가이드 핀(23)을 콘택트 링(12)측에 형성된 가이드 부시(122)에 걸어 맞춤으로써 행해진다.

이와 관련하여 도시는 생략하였지만, 콘택트 링(12)측에 부착된 제로 삽입력 커넥터(22b)와 테스트 헤드(1) 내의 퍼포먼스 보드는 다수의 배선 혹은 도우터 보드(daughter-board)에 의해 전기적으로 접속된다.

다음으로 작용을 설명하다.

웨이퍼 IC를 테스트 하는 경우에는, 우선 그 웨이퍼를 웨이퍼 척(3)에 위치결정하면서 흡착 유지한 상태에서, 목적하는 2개의 IC 접점에 프로브 카드(2)의 니들(211)이 접촉하도록 웨이퍼 척(3)을 X-Y 평면에서 위치 맞춤하면서 상승시킨다. 이것에 의해 최초 2개의 IC의 테스트가 실행되는데, 이 테스트를 종료하면 웨이퍼 척(3)을 약간 하강시키고, 다음 2개의 IC의 접점에 프로브 카드(2)의 니들(211)이 접촉하도록 웨이퍼 척(3)을 X-Y 평면에서 위치맞춤하면서 다시 상승시킨다. 순차적으로 이 동작을 반복하여 모든 영역의 웨이퍼 IC의 테스트를 행한다.

특히 본 실시형태의 프로브 카드(2)는 2개의 니들세트(21, 21)가 원형 기판의 중심에 배치되고, 제로 삽입력 커넥터의 한 쪽(22a)이 그 원형상 기판의 외주를 따라 배치되도록 형성되기 때문에, 이들을 전기적으로 잇는 배선 패턴의 거리가 모든 니들(211)에 대해서도 거의 균일하게 되어 있다. 따라서, 각 니들(211)로부터 제로 삽입력 커넥터(22a)의 각 접점에 이르는 배선 패턴의 임피던스가 균일하게 되고, 이것에 의해 전기적 특성의 불규칙을 현저히 작게 할 수 있다.

또한, 이상 설명한 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 기재된 것으로, 본 발명을 한정하기 위한 기재는 아니다. 따라서, 상기의 실시형태에 개시된 각 요소는 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경과 균등물도 포함하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 각 바늘형상접점으로부터 제로 삽입력 커넥터의 각 접점에 이르는 배선의 임피던스를 균일하게 할 수 있고, 이것에 의해 전기적 특성의 불규칙을 억제할 수 있다.

Claims

IC시험장치의 테스트 헤드 기판에 전기적으로 접속되고, 피시험물에 전기적으로 접촉하는 복수의 바늘형상접점이 한 쪽 면에 형성된 IC시험장치용 프로브 카드에 있어서,

상기 바늘형상접점과 전기적으로 접속된 복수의 제로 삽입력 커넥터의 한 쪽이, 상기 바늘형상접점이 형성된 위치로부터 실질적으로 방사상의 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 IC시험장치용 프로브 카드.
제1항에 있어서,

상기 커넥터는 제로 삽입력 커넥터인 것을 특징으로 하는 IC시험장치용 프로브 카드.
제1항에 있어서,

기판은 원형으로 형성되고, 상기 바늘형상접점은 상기 기판의 대략 중심에 형성되고, 상기 제로 삽입력 커넥터의 한 쪽은 상기 기판의 외주 가장자리 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 IC시험장치용 프로브 카드.
제2항에 있어서,

기판은 원형으로 형성되고, 상기 바늘형상접점은 상기 기판의 대략 중심에 형성되고, 상기 제로 삽입력 커넥터의 한 쪽은 상기 기판의 외주 가장자리 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 IC시험장치용 프로브 카드.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 프로브 카드와, 상기 피시험물을 유지하는 척과, 상기 프로브 카드와 전기적으로 접속되어 상기 피시험물과의 사이에서 테스트 신호의 입출력을 행하는 테스트 헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 IC시험장치.