KR20000056993A

KR20000056993A - 프로브카드

Info

Publication number: KR20000056993A
Application number: KR1019990046075A
Authority: KR
Inventors: 오쿠보마사오; 오쿠보카주마사; 이와타히로시
Original assignee: 오쿠보 마사오; 니혼 덴시자이료 가부시키가이샤
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2000-09-15
Also published as: JP2000241453A; JP3000557B1; KR100364507B1

Abstract

신호의 S/N비의 저하나 감쇠, 접속배선간의 크로스 토크 등의 문제가 발생하는 일없이, 반도체집적회로의 고속화를 촉진시킬 수 있는 프로브카드를 제공한다.

측정대상인 LSI 등의 반도체집적회로(700)의 전극(710)에 접촉하는 프로브(100)와, 배선패턴(도시생략)이 형성된 기판(200)과 이 기판(200)과 상기 프로브(100)를 전기적으로 접속하는 접속수단(300)과, 상기 기판(200)의 이면측에 설치되어, 상기 접속수단(300)을 전자실드하는 실드수단(400)을 구비하고 있고, 상기 실드수단(400)은, 한 쪽면에 접지된 도전층(411A∼411D)이 형성된 4장의 절연판(410A∼410D)을 보유하고 있고, 각 절연판(410A∼410D)에는 접속수단(300)이 통과하는 여러개의 관통구멍(412A∼412D)이 설치되어 있다.

Description

프로브카드{PROBE CARD}

본 발명은, LSI 등의 반도체집적회로의 전기적 여러 특성을 측정할 때에 이용되는 프로브카드에 관한 것이다.

종래의 프로브카드는, 반도체집적회로의 고집적화, 미세화, 고속화에 따라, 프로브수의 증대, 프로브 배치밀도의 증가 등과 함께, 프로브와 기판에 형성된 배선패턴을 접속하는 접속수단인 접속배선의 증가가 현저하다.

기판에 형성된 배선패턴과 프로브의 종단을 접속하는 접속배선은, 평행하게 배치되는 일이 많다. 이 때문에, 프로버라고 불리는 시험장치와의 사이에서 교환되는 신호의 S/N비의 저하나 감쇠, 접속배선간의 크로스토크 등의 문제가 있고, 반도체집적회로의 고속화의 저해요인이 되고 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 접속배선대신에 적층기판에 형성한 배선패턴을 사용하는 것도 제안되고 있다. 그러나, 이 적층기판을 채용했다 해도 프로브의 종단에서 기판에 형성된 배선패턴까지의 모든 구간을 적층기판에 옮겨놓을 수 없고, 여전히 크로스토크 등의 문제는 남아 있는 것이 현실이다.

또, 접속배선에 소위 동축케이블을 사용하면, 크로스토크 등의 문제가 발생하지 않고, 프로브의 종단에서 기판에 형성된 배선패턴까지의 모든 구단을 커버할 수 있다. 그러나, 매우 가는, 예를 들면 직경 100㎛이하의 동축케이블은 현재의 기술로는 존재하지 않으므로, 동축케이블을 사용하는 것은 불가능하다.

그리고, 접속배선의 표면을 절연피복하고, 또한 도체층을 피복하고, 이 도체층을 접지하는 것으로 상기 크로스토크 등의 문제는 해소할 수 있지만, 접속배선에 형성된 모든 도체층을 접지하는 것은 기술적으로 매우 곤란하므로 현실적이지 못하다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 창안된 것으로, 신호의 S/N비의 저하나 감쇠, 접속배선간의 크로스토크 등의 문제가 발생하지 않고, 반도체집적회로의 고속화를 촉진할 수 있는 프로브카드를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 관한 프로브카드는, 측정대상의 전극에 접촉하는 프로브와, 배선패턴이 형성된 기판과, 이 기판과 상기 프로브를 전기적으로 접속하는 접속수단과, 상기 기판의 이면측에 설치되고, 상기 접속수단을 전자실드하는 실드수단을 구비하고 있고, 상기 실드수단은 적어도 한 쪽면에 접지된 도전층이 형성된 여러장의 절연판을 가지고 있고, 상기 절연판에는 접속수단이 통과하는 관통구멍이 설치되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 프로브카드의 개략적 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 관한 프로브카드의 주요부분의 개략적 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 관한 프로브카드의 주요부분의 개략적 분해사시도이다.

(부호의 설명)

100…프로브 200…기판

300…접속수단 400…실드수단

410A∼410D…절연판 411A∼411D…도전층

412A∼412D…관통구멍 700…반도체집적회로

710…전극

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 프로브카드의 개략적 단면도, 도 2는 본 발명의 실시예에 관한 프로브카드의 주요부분의 개략적 단면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 관한 프로브카드의 주요부분의 개략적 분해사시도이다.

본 발명의 실시예에 관한 프로브카드는 측정대상인 LSI 등의 반도체집적회로(700)의 전극(710)에 접촉하는 프로브(100)와, 배선패턴(도시생략)이 형성된 기판(200)과, 이 기판(200)과 상기 프로브(100)를 전기적으로 접속하는 접속수단(300)과, 상기 기판(200)의 이면측에 설치되어, 상기 접속수단(300)을 전자실드하는 실드수단(400)을 구비하고 있고, 상기 실드수단(400)은 한 쪽면에 접지된 도전층(411A∼411D)이 형성된 4장의 절연판(410A∼410D)을 가지고 있고, 각 절연판(410A∼410D)에는 접속수단(300)이 통과하는 여러개의 관통구멍(412A∼412D)이 뚫려 있다.

먼저, 프로브(100)는 상기 전극(710)에 접촉하는 선단의 접촉부(110)가 다른 부분보다 끝이 예리하게 된 것으로, 레늄·텅스텐합금으로 구성된다. 이 프로브(100)는 전체길이가 8㎜, 직경이 0.07㎜로 설정되어 있다.

또, 기판(200)은, 적층기판으로, 필요한 배선패턴이 형성되어 있다. 그리고 이 기판(200)의 윗면둘레가장자리부에는 상기 배선패턴과 접속된 접촉전극(210)이 설치되어 있다. 이 접촉전극(210)은, 도시하지 않은 테스터라고 불리는 시험장치와의 접속에 이용되는 포고핀이라고 일컬어지는 접촉핀이 압접되는 통상 포고시이트라고 불리는 부분이 있다.

또한, 이 기판(200)의 밑면측에는, 후술하게 되는 실드수단(400)을 구성하는 4장의 절연판(410A∼410D)중, 가장 상측, 즉 절연판(410A)의 개구부(412A)에 대응해서 상기 배선패턴의 단부(220)가 노출되어 있다. 또, 이 배선패턴의 단부(220)는 접속수단(300)의 듀밋(dumet)도선(310)과의 접속의 확실성을 고려해서 하측을 향해서 볼록하게 되어 있다.

상기 접속수단(300)은, 직경이 0.08㎜의 듀밋도선(310)을 절연피복(320)으로 피복한 피복도선이다. 이 접속수단(300)의 듀밋도선(310)은 상기 프로브(100)의 후단의 접속부(120)에 용융접착되어 있다. 이것에 의해, 프로브(100)와 접속수단(300)은 전기적으로 접속되는 것이다.

상기 실드수단(400)은 밑면의 전면에 도전층(411A∼411D)으로서의 두께 0.1㎜의 동박(銅箔)이 붙여진 4장의 절연판(410A∼410D)을 가지고 있다. 이 절연판(410A∼410D)은, 폴리이미드수지제이고, 상기 접속수단(300)의 처리에 따라 여러개의 관통구멍(412A∼412D)이 설치되어 있다.

이 실드수단(400)을 구성하는 4장의 절연판(410A∼410D)중, 가장 하측, 즉 반도체집적회로(700)에 가까운 절연판(410D)은, 반도체집적회로(700)에 형성된 전극(710)의 배치에 따라 관통구멍(412D)이 설치되어 있다. 또, 이 절연판(410D)이외의 절연판(410A∼410C)은, 접속수단(300)의 처리에 따라 관통구멍(412A∼412C)이 설치되어 있다.

또, 상기 절연판(410A∼410D)의 도전층(411A∼411D)은, 도시가 생략된 배선에 의해 각각 접지되어 있다.

이렇게 구성된 4장의 절연판(410A∼410D)은 적층된 것이지만, 이들사이에는 절연재료로서의 합성수지(450)가 충전된다. 이 합성수지(450)의 충전시에는, 4장의 절연판(410A∼410D)을 소정의 간격을 유지하면서 적층하는 동시에, 접속수단(300)을 4장의 절연판(410A∼410D)사이에 미리 배치해 둔다. 이 상태에서, 합성수지(450)인 열가소성 프리프레그를 각 절연판(410B∼410D)사이에 충전한다. 또, 가장 상측의 절연판(410A)의 윗면에도 마찬가지로 합성수지(450)를 도포한다.

여기서, 예를 들면, 도 2에 나타내듯이, 합성수지(450)를 절연판(410B)과 절연판(410C)과의 사이에 충전하면, 절연판(410B)과 절연판(410C)과의 사이에서 접속수단(300)의 평행부분은 절연판(410B)과 절연판(410C)과의 대략 중간에 위치하게 된다.

또, 접속수단(300)은, 기판(200)에 에칭으로 형성되는 배선패턴의 간격을 고려해서, 평면상에서 방사선상으로 넓어지도록 해 둔다.

그리고, 접속수단(300)중 같은 종류의 신호가 흐르는 것, 예를 들면 전원라인이면 전원라인만을, 신호선이면 신호선만을 같은 영역, 즉 같은 절연판에 끼워지는 영역으로 통합하는 것이다.

한편, 이 프로브카드는, 반도체집적회로(700)의 전극(710)에 대해서 수직으로 접촉하는 프로브(100)를 이용하기 때문에, 프로브(100)를 지지하는 지지부재(500)를 가지고 있다. 이 지지부재(500)는 상기 실드수단(400)의 아래쪽에 설치된 것으로, 예를 들면 두께가 0.25㎜의 세라믹 등으로 이루어지며, 절연성을 가진 2장의 판재(510A, 510B)와, 이 판재(510A, 510B)사이에 일정한 간극을 형성하는 스페이서(도시생략)를 가지고 있다.

상기 판재(510A, 510B)에는, 상기 전극(710)의 배치에 대응한 직경이 0.09㎜의 여러개의 개구(511A, 511B)가 설치되어 있다. 이 개구(511A, 511B)는, 프로브(100)가 삽입되어 끼워지는 부분이다. 2장의 판재(510A, 510B)는, 상하에서 개구부(511A, 511B)가 일치하도록 되어 있으므로, 곧은 프로브(100)가 수직으로 삽입되어 끼워지는 것이다.

또, 상측의 판재(510A)의 윗면에는, 절연성을 가진 수지, 예를 들면 실리콘고무(520)가 도포되어 있다. 이 실리콘고무(520)은, 상측의 판재(510A)에 대해서 프로브(100)를 고정하는 것이다. 따라서, 이 실리콘고무(520)가 있기 때문에, 프로브(100)는 지지부재(500)에 대해서 고정되어 있게 된다.

또, 상기 프로브(100), 실드수단(400) 및 지지부재(500)는, 절연성 및 내열성을 갖는 실리콘수지(도시생략)로 일체화되므로써 모듈화된다.

한편, 이 모듈화된 실드수단(400) 등은, 도시가 생략된 부착수단, 예를 들면 볼트·너트 등에 의해, 기판(200)의 아래면측에 부착된다. 그리고, 접속수단(300)의 듀밋도선(310)은, 기판(200)의 밑면에 노출된 배선패턴의 단부(220)과 이방성 도전시이트(600)를 매개로 전기적으로 접속된다. 여기서, 이방성 도전시이트(600)란, 도전층과 고무 등의 탄력성을 갖는 절연층이 교대로 적층된 것으로, 도전층의 방향으로만 전류가 흐르도록 되어 있는 것을 말한다. 이 경우는, 상하방향으로만 전류가 흐르도록 해서 사용한다. 이것에 의해, 상기 프로브(100)를 접속수단(300)과 이방성 도전시이트(600)를 매개로 배선패턴과 접속한다.

이렇게 구성된 프로브카드에 의한 반도체집적회로(700)의 전기적 여러특성의 측정의 순서에 대해서 설명한다.

각각의 반도체집적회로(700)로 분할하기 전의 웨이퍼형상의 반도체집적회로(700)를 흡착테이블(800)에 흡착시킨다. 프로브카드와 반도체집적회로(700)를 상대적으로 이동시켜, 반도체집적회로(700)의 전극(710)에 프로브(100)의 접촉부(110)를 압접한다. 이 상태에서, 프로버로부터의 신호가 반도체집적회로(700)에 입력되고, 반도체집적회로(700)의 전기적 여러특성의 측정이 행해진다.

이 프로브카드에 있어서, 어떤 한 개의 프로브(100)나 접속수단(300)에 단선 등의 문제가 발생한 경우에는, 문제가 발생된 부분만을 교환하지 않고, 프로브(100), 접속수단(300) 및 실드수단(400)이 일체화된 모듈로서 일괄적으로 교환한다. 이 때문에, 프로브(100) 등에 문제가 발생한 경우의 수리가 간단해지는 효과도 있다.

또, 상술한 실시예에서는, 실드수단(400)을 구성하는 것은 4장의 절연판(410A∼410D)이라고 했지만, 본 발명은 여기에 한정된 것은 아니다. 예를 들면, 최근의 고집적 반도체집적회로이면 20장정도의 절연판을 이용한 실드수단으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 3600개의 프로브(100)가, 절연판 1장당 평균 20개의 접속수단(300)이 할당된다. 단, 접속수단(300)은, 같은 종류의 신호가 흐르는 것으로 합쳐지므로, 그 개수는 반드시 일정하지 않다.

또, 기판(200)의 배선패턴과 접속수단(300)을 이방성 도전시이트(600)로 접속하지 않아도 좋고, 경우에 따라서는 양자를 직접 접속하도록 해도 좋다.

본 발명에 관한 프로브카드는, 측정대상의 전극에 접촉하는 프로브와, 배선패턴이 형성된 기판과, 이 기판과 상기 프로브를 전기적으로 접속하는 접속수단과, 상기 기판의 이면측에 설치되고, 상기 접속수단을 전자실드하는 실드수단을 구비하고 있고, 상기 실드수단은, 적어도 한 쪽면에 접지된 도전층이 형성된 여러개의 절연판을 가지고 있고, 상기 절연판에는 접속수단이 통과하는 관통구멍이 설치되어 있다.

이 때문에 실드수단을 구성하는 절연판사이를 통과하는 접속수단은, 절연판의 도전층에 의해 전자적으로 실드되어 있으므로, 신호의 S/N비의 저하나 감쇠, 접속배선간의 크로스토크 등의 문제가 발생하지 않는다.

또, 상기 절연판사이에는, 절연재료가 개재되어 있으므로, 절연판과 절연판사이를 통과하는 접속수단의 단락을 미연에 방지할 수 있다.

또, 상기 접속수단은, 피복도선을 이용하므로, 보다 확실하게 접속수단의 단락을 미연에 방지할 수 있다.

그리고, 상기 접속수단 중 같은 종류의 신호가 흐르는 것을, 절연판에 의해 끼워지는 같은 영역으로 통합하면, 신호의 S/N비의 저하나 감쇠, 접속배선간의 크로스토크 등의 문제의 발생을 보다 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 프로브는, 피측정대상의 전극에 수직으로 접촉하도록 되어 있으므로, 고밀도화된 반도체집적회로에 의해 적합한 것으로 되어 있다.

Claims

측정대상의 전극에 접촉하는 프로브와, 배선패턴이 형성된 기판과, 이 기판과 상기 프로브를 전기적으로 접속하는 접속수단과, 상기 기판의 이면측에 설치되고, 상기 접속수단을 전자실드하는 실드수단을 구비하고 있고, 상기 실드수단은 적어도 한 쪽면에 접지된 도전층이 형성된 여러장의 절연판을 가지고 있고, 상기 절연판에는 접속수단이 통과하는 관통구멍이 뚫려 있는 것을 특징으로 하는 프로브카드.
제1항에 있어서, 상기 절연판사이에는 절연재료가 개재되는 것을 특징으로 하는 프로브카드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접속수단은 피복도선인 것을 특징으로 하는 프로브카드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접속수단 중 같은 종류의 신호가 흐르는 것을, 절연판에 의해 끼워지는 같은 영역으로 통합하는 것을 특징으로 하는 프로브카드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프로브는, 피측정대상의 전극에 수직으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 프로브카드.