KR20030008050A - 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드 - Google Patents

반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드 Download PDF

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KR20030008050A
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Abstract

본 발명은 케이블 블록, 포고 블록, 및 홀더 블록으로 이루어지고, 측정하려는 대상물이 배치된 프로브 카드가 포고 블록의 분리를 필요로 함이 없이 슬라이드 형식으로 그에 장착되며, 포고 블록이 단일의 손잡이 조작으로 상하 이동될 수 있고, 그에 따라 취급 및 조작이 간편하고 안전할 뿐만 아니라, 시스템 오프셋 전류 및 경로 저항을 크게 감소시켜 고집적 반도체 측정 대상물에서도 신뢰성이 있는 측정 및 분석이 가능하도록 한 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드에 관한 것이다. 그러한 인터페이스 보드는 다수의 케이블로 된 케이블 블록과, 다수의 포고 핀, 테프론 링, 테프론 링 커버, 다수의 유지 링; 및 포고 블록 커버를 포함하는 전체적으로 원형의 포고 블록과, 링형 어댑터, 회전자 링, 세타 얼라인 링, 회전 전동 기구, 세터 얼라인 손잡이, 프로브 카드 슬라이드 판, 및 슬라이드 가이드를 포함하는 홀더 블록으로 이루어진다.

Description

반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드{Interface board for semiconductor test system}
본 발명은 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이블 블록, 포고 블록, 및 홀더 블록으로 이루어지고, 측정하려는 대상물이 배치된 프로브 카드가 포고 블록의 분리를 필요로 함이 없이 슬라이드 형식으로 그에 장착되며, 포고 블록이 단일의 손잡이 조작으로 상하 이동될 수 있고, 그에 따라 취급 및 조작이 간편하고 안전할 뿐만 아니라, 시스템 오프셋 전류 및 경로 저항을 크게 감소시켜 고집적 반도체 측정 대상물에서도 신뢰성이 있는 측정 및 분석이 가능하도록 한 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드에 관한 것이다.
일반적으로, 인터페이스 보드란 각종의 반도체 웨이퍼, 디바이스, 또는 모듈의 전기 특성을 측정하여 검사하는 시스템의 일부로서, 스위칭 매트릭스(switching matrix)와 프로브 카드(probe card)간에 신호를 전송하는데 사용된다.
그러한 반도체 웨이퍼, 디바이스, 또는 모듈의 전기 특성이 양호한지의 여부를 측정하기 위해서는 측정하려는 대상물을 프로브 카드에 배치한 후에 그 프로브 카드를 인터페이스 보드에 장착하여 측정 시스템과 대상물의 측정 부위가 서로 도전될 수 있는 상태로 접속되도록 한다.
프로브 카드는 그 중심에 배치되는 측정 대상물의 원하는 측정 부위에 신호를 전송할 수 있도록 각각의 측정 부위와 전기적으로 도전된 다수의 도체 패턴 스트립(접점)이 마련되어 있는 카드이다.
도 1a 및 도 1b는 종래에 사용되던 인터페이스 보드의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 1a 및 도 1b로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 인터페이스 보드는 전체적으로 케이블 블록(10), 포고 블록(20), 및 홀더 블록(30)으로 이루어진다. 케이블 블록(10)은 측정 시스템의 신호원으로부터 나오는 신호를 측정 부위에 공급하고 측정 부위를 거친 신호를 다시 측정 시스템으로 보내기 위한 다수의, 예컨대 48개의 케이블 다발이다. 포고 블록(20)은 프로브 카드(40)의 각각의 패턴 스트립(42)에 접촉되는 다수의, 예컨대 96개의 포고 핀(pogo pin)(22)(케이블 1개당 2개의 포고핀이 연결되며, 이 중 1개는 신호라인과 연결되고 다른 1개는 신호보호라인과 연결됨), 그 포고 핀(22)을 프로브 카드의 패턴 스트립에 접촉될 수 있도록 수직으로 지지하는 테프론 링(24), 및 각각의 포고 핀과 각각의 케이블을 전기적으로 접속하는 PCB(인쇄 회로 기판)(26)를 포함한다. 홀더 블록(30)은 측정 시스템의 프로브 스테이션(probe station)의 테이블(platen)(50)과 결합되어 측정 대상물(60)이 배치된 프로브 카드(40)를 지지하고 그 위에 포고 블록(20)이 장착되는 지지 부품이다. 도면 부호 "70"은 프로브 카드를 각 방향으로 얼라인시키기 위한 세타(θ) 얼라인 손잡이를 지시하고 있다. 측정 시스템의 신호원으로부터 나온 신호는 케이블 블록(10)의 케이블을 통해 포고 블록(20)의 PCB(26), 포고 핀(22), 프로브 카드(40)의 패턴 스트립(42), 측정 대상물(60)의 측정 부위를 거쳐 다시 측정 시스템으로 보내진다.
그러한 종래의 인터페이스 보드에서는 도 1b에 도시된 바와 같이 포고 블록(20)이 4개의 나사 (28)에 의해 홀더 블록(30)에 고정된다. 즉, 프로브 카드(40)를 인터페이스 보드에 장착하기 위해서는 먼저 4개의 나사(28)를 풀어서 예컨대 48개의 케이블이 연결되어 있는 포고 블록(20)을 들어낸 후에 프로브 카드(40)를 홀더 블록(30)에 장착하고(도 1a 참조), 이어서 포고 블록(20)을 프로브 카드(40)가 장착된 홀더 블록(30) 위에 올려놓고 다시 4개의 나사를 조여야만 한다(도 1b 참조). 도 1a는 포고 블록(20)이 홀더 블록(30)으로부터 분리된 상태를 나타낸 것인데, 구성을 보다 잘 알 수 있도록 하기 위해 포고 블록(20)이 도 1b의 상태와는 반대로 뒤집혀서 도시되어 있다.
종래의 인터페이스 보드의 그러한 구성으로 인해, 육중하고 부피가 큰 포고 블록(20)을 빈번하게 취급하는 것이 불가피하여 그에 따른 케이블 및 포고 핀(22)의 손상이 발생하기 쉬운 문제점이 있다. 또한, 그러한 손상에 따라 시스템 오프셋 전류(offset current)가 증가되어 측정의 신뢰성이 떨어지는 문제점도 수반된다. 실제, 현재 사용 중인 측정 시스템 중에서 오프셋 전류의 허용 규격(예컨대, 1 ㎀ 미만)을 만족시키는 것은 거의 없다. 아울러, 포고 핀(22)이 프로브 카드(40)의 패턴 스트립(42)과의 접촉 위치에 정확히 맞춰져 장착되는지를 육안으로 세심하게 확인해 가면서 포고 블록(20)을 장착해야 하기 때문에, 시간 및 노력이 많이 들뿐만 아니라, 그러한 위치가 조금만 어긋나도 포고 핀(22)이 긁히거나 부러질 위험이 있다. 프로브 카드(40)를 장착할 때에는 육중한 포고 블록(20)을든 채로 장착하기가 어려워 1인의 작업자만으로 작업하기 곤란하고, 그에 따라 인력의 낭비도 문제가 될 수 있다. 특히, 프로브 카드(40)를 장착하고 나서 포고 블록(20)을 다시 홀더 블록(30)에 올려놓고 4개의 나사를 조일 때에 나사의 조임의 정도가 상이하게 되면, 포고 핀(22)과 패턴 스트립(42)과의 접촉이 완전하지 못하게 될 수도 있다.
종래의 인터페이스 보드의 포고 블록(20)에서는 다수의 케이블이 포고 블록(20)의 PCB(26)에 레이저 납땜되고, 다수의 포고 핀(22)도 역시 테프론 링(24)을 관통하여 PCB(26)에 납땜된다. 즉, 케이블과 PCB(26)간의 분리 및 포고 핀(22)과 PCB(26)간의 분리가 불가능하다. 따라서, 하나의 케이블이 파손 내지 노후되거나 하나의 포고 핀(22)이 부러졌을 경우에도 그것만의 보수 및 교체가 불가능하여 그에 해당하는 측정 대상물의 측정 부위에 대해서는 측정이 불가하게 되고, 결국 전체의 케이블 블록(10) 또는 포고 블록(20)을 교체할 수밖에 없게 된다. 그로 인해, 유지를 위한 비용이 많이 소모된다. 무엇보다도, 그와 같이 많은 납땜과 케이블의 특성 저하로 인해 경로 저항(pathway resistance)이 증가되어 측정 시스템의 신뢰성을 떨어뜨리는 것이 문제가 된다.
또한, 포고 블록(20)이 홀더 블록(30)의 위에 놓여져 장착되기 때문에, 인터페이스 보드의 전체 두께가 프로브 스테이션의 테이블(50)의 두께보다 더 높게 될 수밖에 없고, 그로 인해 프로브 스테이션에서 측정 대상물의 관찰을 위해 인터페이스 보드의 상부에 설치되는 현미경의 대물 렌즈가 인터페이스 보드의 포고 블록(20)에 부딪쳐 파손되는 경우가 종종 발생하게 된다. 동일한 이유로, 프로브스테이션의 테이블 위에 매뉴얼 포지셔너(manual positioner)를 올려놓고 인터페이스 보드와 같이 사용할 수는 없고, 그러기 위해서는 인터페이스 보드를 해체시켜 제거해야만 한다.
또한, 케이블과 그 일단에 있는 TNC 커넥터와의 연결 부위에 보강재가 없어 가요성 케이블의 비틀림 등으로 끊어지거나 손상되기가 쉬운 문제점이 있는데, 케이블의 특성 저하는 대부분이 그로 인한 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술된 종래의 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드의 문제점을 해소시킬 뿐만 아니라, 측정하려는 대상물이 배치된 프로브 카드가 포고 블록의 분리를 필요로 함이 없이 장착될 수 있고, 포고 블록이 단순한 조작으로 상하 이동되어 포고 핀을 프로브 카드의 패턴 스트립에 접촉시킬 수 있고, 그에 따라 취급 및 조작이 간편하고 안전할 뿐만 아니라, 시스템 오프셋 전류 및 경로 저항을 크게 감소시켜 고집적 반도체 측정 대상물에서도 신뢰성이 있는 측정 및 분석이 가능하도록 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드를 제공하는 것이다.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 인터페이스 보드의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 케이블 블록의 개별적인 케이블 및 그 케이블과 포고 블록의 포고 핀간의 접속 형식을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 포고 블록의 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 홀더 블록의 평면도,
도 6은 도 4 및 도 5에 따른 포고 블록과 홀더 블록이 조립된 상태에서의 도 4 및 도 5의 A-A' 선을 따른 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 포고 블록 승강 기구를 예시한 것으로, 도 4의 화살표 "B" 방향으로 바라본 도면,
도 8은 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 홀더 블록의 세타 얼라인 기구를 예시한 것으로, 도 5의 화살표 "C" 방향으로 바라본 도면,
도 9는 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 홀더 블록의 프로브 카드 슬라이드 판의 평면도,
도 10a 및 도 10b는 종래의 인터페이스 보드 및 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 포고 핀의 단면 형상을 개략적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 프로브 스테이션
110 : 케이블 블록
120 : 포고 블록
121 : 포고 핀
122 : 테프론 링
123 : 케이블 가이드 홈
124 : 테프론 링 돌출부
125 : 내측 유지 링
126 : 외측 유지 링
127 : 포고 블록 커버
128 : "S"형 슬립 홈
129 : 베어링
130 :홀더 블록
131 : 링형 어댑터
132 : 회전자 링
133 : 세타 얼라인 링
134 : 회전 작동 기구
135 :세타 얼라인 손잡이
140 : 프로브 카드
그러한 목적은 본 발명에 따라 그 일단이 반도체 측정 시스템의 스위칭 매트릭스에 접속되고 그 타단이 포고 블록의 포고 핀에 접속되어 측정 시스템으로부터의 신호를 반도체 측정 대상물의 측정 부위에 공급하고 그 측정 부위를 거친 신호를 다시 측정 시스템으로 보내는 다수의 케이블로 된 케이블 블록과, 측정 대상물이 배치된 프로브 카드의 각각의 패턴 스트립에 접촉되는 다수의 포고 핀; 그 포고 핀을 프로브 카드의 패턴 스트립에 접촉될 수 있도록 수직으로 지지하는 테프론 링; 테프론 링의 상부를 덮어 포고 핀을 절연시키는 테프론 링 커버; 테프론 링의 외측 둘레에 배치되어 테프론 링과의 형상 결합에 의해 테프론 링을 유지시키는 다수의 유지 링; 및 전체 블록의 상부를 차폐하는 포고 블록 커버를 포함하는 전체적으로 원형의 포고 블록과, 측정 시스템의 프로브 스테이션의 테이블에 있는 장착부에 꼭 맞게 끼워 넣어져서 그 테이블과 결합되고, 중앙에 포고 블록이 꼭 맞게 끼워 넣어지는 포고 블록 장착부 및 전방에 돌출부를 구비하는 링형 어댑터; 최외곽 유지 링의 외측 둘레에 배치되고, 외력을 가했을 때에 최외곽 유지 링과 연동하여 최외곽 유지 링 및 그에 따라 전체의 포고 블록을 승강시키며, 그 승강을 조작하기 위한 손잡이가 달린 회전자 링; 링형 어댑터의 포고 블록 장착부의 최외곽에 배치되어 회전자 링과 결합되고, 회전자 링과 함께 회전될 수 있어 포고 블록을 각도 방향으로 이동시키는 세타 얼라인 링; 세타 얼라인 링에 회전력을 전달하는 회전 전동 기구; 회전 전동 기구와 연결되어 세터 얼라인 링에 회전력을 전달할 수 있는 세터 얼라인 손잡이; 중앙에 프로브 카드가 탑재되는 프로브 카드 장착부를 구비하고, 프로브 카드를 장착한 채로 링형 어댑터의 전방 돌출부 쪽으로부터 그 아래로 슬라이드 형식으로 밀어 넣어져 프로브 카드를 포고 블록의 포고 핀의 하부에 위치되도록 하는 전체적으로 대략 직사각형의 프로브 카드 슬라이드 판; 및 프로브 카드 슬라이드 판의 슬라이딩 이동을 안내하기 위해 링형 어댑터의 하부에 형성되는 슬라이드 가이드를 포함하는 홀더 블록으로 이루어지는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드에 의해 달성된다.
그러한 구성의 본 발명에 따른 인터페이스 보드에 있어서, 케이블 블록의 각각의 케이블은 신호 라인, 보호 라인, 및 접지 라인의 3축 케이블로 형성되고, 각각의 케이블의 일단은 TNC 커넥터에 의해 측정 시스템의 스위칭 매트릭스의 출력 단자에 접속되고, 타단은 신호 라인과 보호 라인으로 분리되어 포고 블록의 각각의 신호 포고 핀과 보호 포고 핀에 접속되는 한편, 접지 라인은 개방되게 된다.
특히, 신호 라인과 신호 포고 핀 및 보호 라인과 보호 포고 핀과의 접속은 납땜에 의하지 않고 기계적 압착에 의해 이루어지는 것이 바람직한데, 그러한 압착 접속은 각각의 케이블 라인의 끝에 마련된 포고 핀 커넥터와 포고 핀을 꽂는 포고 핀 소켓과의 압입 끼워 맞춤에 의해 이루어질 수 있다.
케이블과 커넥터간의 접속 부위에는 보강재가 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 홀더 블록에 이르기 전까지 전체의 케이블에 접지 재킷을 입혀 외부 잡음으로부터 차폐시키는 것이 좋다.
포고 블록의 테프론 링에는 포고 핀을 수직으로 지지하기 위한 다수의 포고 핀 홀 및 그 포고 핀 홀의 입구까지 각각의 케이블을 인도하는 다수의 케이블 가이드 홈이 테프론 링의 둘레를 따라 소정의 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
포고 블록의 포고 핀의 단부 중에서 프로브 카드의 패턴 스트립과 접촉되는 단부의 단면 형상은 톱니형으로 형성되는 것이 접촉의 신뢰성의 측면에서 바람직하다.
테프론 링을 유지시키는 다수의 유지 링은 테프론 링의 외주에 형성된 돌출부의 위에 맞물리는 내측 유지 링과 그 돌출부의 아래에 맞물리는 외측 유지 링에 의해 형성될 수 있다.
포고 블록의 포고 블록 커버는 특수 코팅으로 처리되어 빛의 반사 및 외부 손상이 방지되도록 하는 것이 바람직하다.
포고 블록의 최외곽 유지 링을 승강시키는 승강 기구는 최외곽 유지 링의 외주부에 그 둘레를 따라 형성된 다수의 "S"형 슬립 홈 및 홀더 블록의 회전자 링의 내주부에 그 둘레를 따라 마련되어 각각의 "S"형 슬립 홈 속에 맞물린 채로 그 홈을 따라 움직이는 베어링에 의해 형성되는 것이 바람직한데, 그러한 "S"형 슬립 홈과 베어링 쌍은 총 8개로 될 수 있다.
홀더 블록의 회전 전동 기구는 세터 얼라인 손잡이의 회전축에 연결된 제1 베벨 기어, 제1 베벨 기어와 맞물리는 제2 베벨 기어, 제2 베벨 기어에 연결된 마이크로미터, 마이크로미터의 헤드에 고정되고 그로부터 수직으로 연장되어 세터 얼라인 링에 마련된 홈 속에 맞물리는 연동 핀에 의해 형성될 수 있다. 그 경우, 세터 얼라인 손잡이는 조그 셧틀 손잡이로 형성되는 것이 간편하다.
홀더 블록의 프로브 카드 슬라이드 판에는 그 위에 놓여지는 포고 블록의 하부에 마련된 가이드 핀이 수직 방향으로 출입되는 가이드 홀이 마련되는 것이 바람직하다.
아울러, 프로브 카드 슬라이드 판의 프로브 카드 장착부에는 프로브 카드가 정확한 위치로 장착되도록 하는 가이드 핀이 마련되어 프로브 카드에 마련된 가이드 홀에 끼워지는 것이 좋다.
또한, 포고 블록 또는 홀더 블록에는 케이블 블록의 케이블을 차폐하는 대략 원호형의 케이블 타이 커버가 마련될 수 있다.
특히, 전술된 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 각각의 부품간의 결합은 테프론 링, 내측 유지링, 외측 유지링 등은 블락 조립(양각, 음각)에 의해 결합되어지고, 그외 커버 및 슬라이드 가이드 등은 나사 조립으로 이루어진다.
특히, 본 발명에 따른 인터페이스 보드는 그 모든 구성 부품을 조립하였을 때에 포고 블록 커버, 홀더 블록, 및 프로브 스테이션의 테이블이 모두 동일 높이 상에 있게 되도록 상호에 형상 결합적으로 조립된다.
또한, 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 모든 구성 부품은 측정하려는 대상물이 배치된 프로브 카드의 중앙부를 중심으로 관통 개방되어 인터페이스 보드의 상부에 설치되는 현미경으로 측정 대상물의 측정 부위를 관찰 및 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 그 바람직한 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 그러한 도 2와 그에 도시된 구성 요소의 세부 구성을 나타낸 도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드는 크게 케이블 블록(110), 포고 블록(120), 및 홀더 블록(130)으로 이루어진다.
케이블 블록(110)은 그 일단이 반도체 측정 시스템의 스위칭 매트릭스에 접속되고 그 타단이 포고 블록(120)의 포고 핀(121)에 접속되어 측정 시스템으로부터의 신호를 반도체 프로브 카드(140)에 배치된 측정 대상물(150)의 측정 부위에 공급하고 그 측정 부위를 거친 신호를 다시 측정 시스템으로 보내는 다수의 케이블로 되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 케이블 블록(110)의 각각의 케이블은 신호 라인(111), 보호 라인(112), 및 접지 라인(113)의 3축 케이블로 형성된다. 그러한 각각의 케이블의 일단은 TNC 커넥터에 의해 측정 시스템의 스위칭 매트릭스의 출력 단자에 접속되고, 타단은 신호 라인(111)과 보호 라인(112)으로 분리되어 포고 블록(120)의 각각의 신호 포고 핀과 보호 포고 핀(121)에 접속되는데, 그 때에 접지 라인(113)은 개방된 채로 남아 있게 된다.
특히, 신호 라인(111)과 신호 포고 핀 및 보호 라인(112)과 보호 포고 핀과의 접속은 납땜에 의하지 않고 기계적 압착에 의해 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 그와 같이 하면, 하나의 케이블 또는 포고 핀(121)에 이상이 생길 경우에 단지 그것만을 교체하는 것이 가능하게 되어 종래와 같이 전체의 케이블 블록(110) 또는 포고 블록(120)을 교체할 필요가 없게 된다. 또한, 납땜에 의한 접속 시에 고온으로 인해 신호 라인, 포고 핀 등의 특성에 변화가 생겨 경로 저항이 높아진다는 문제점도 방지될 수 있게 된다.
그러한 압착 접속은 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 케이블 라인의 끝에 마련된 포고 핀 커넥터(114)와 포고 핀(121)을 꽂는 포고 핀 소켓(121a)과의 압입 끼워 맞춤에 의해 이루어진다. 즉, 접속 및 그 분리가 용이하여 교체 작업도 간단하게 이루어질 수 있게 된다.
케이블과 커넥터간의 접속 부위에는 보강재를 마련하여 케이블 특성 저하의 대부분의 요인이었던 그 접속 부위에서의 케이블 손상을 방지하고, 케이블 피복의 재료 자체를 보다 더 유연한 것으로 사용하여 케이블의 전체적인 수명을 증가시키는 것이 바람직하다. 또한, 홀더 블록(130)에 이르기 전까지 전체의 케이블에 접지 재킷을 입혀 케이블 블록(110)을 외부 잡음으로부터 차폐시키는 것도 시스템의 오프셋 전류를 감소시키는데 도움이 된다.
도 2, 도 4, 및 도 6을 참조하면, 포고 블록(120)은 측정 대상물(150)이 배치된 프로브 카드(140)의 각각의 패턴 스트립(142)에 접촉되는 다수의 포고 핀(121), 그 포고 핀(121)을 프로브 카드(140)의 패턴 스트립(142)에 접촉될 수 있도록 수직으로 지지하는 테프론 링(122), 테프론 링(122)의 상부를 덮어 포고 핀(121)을 외부 오염원으로부터 보호하는 테프론 링 커버(122b), 테프론 링(122)의 외측 둘레에 배치되어 테프론 링(122)과의 형상 결합에 의해 테프론 링(122)을 유지시키는 다수의 유지 링(125, 126), 및 전체 블록(120)의 상부를 차폐하는 포고 블록 커버(127)를 포함하고, 전체적으로 원형의 형태로 된다.
포고 블록(120)의 테프론 링(122)에는 포고 핀(121)을 수직으로 지지하기 위한 다수의 포고 핀 홀(122a) 및 그 포고 핀 홀(122a)의 입구까지 각각의 케이블을 인도하는 다수의 케이블 가이드 홈(123)이 테프론 링(122)의 둘레를 따라 소정의 위치에 형성되는 것이 바람직한데, 그것은 특히 도 4의 평면도로부터 잘 알 수 있다. 그와 같이, 케이블과 포고 핀(121)을 절연성이 우수한 테프론 링(122) 상에서 전술된 바와 같은 압착 형식으로 접속함으로써 종래와 같은 포고 블록의 PCB 및 그에 케이블 및 포고 핀을 접속하기 위한 납땜이 전혀 필요 없게 된다. 즉, 부품의 개수 및 공정의 감소는 물론 부품의 무게 및 부피의 절감에도 기여하게 될 뿐만 아니라, 시스템 오프셋 전류 및 경로 저항이 감소되는 양호한 결과가 얻어진다. 다시 말하자면, 케이블블록(110)으로부터 포고 블록(120)으로 인입된 케이블은 미리 정해진 위치에 있는 케이블 가이드 홈(123)을 따라 배설되기만 하면, 포고 핀(121)과의 접속을 위한 만반의 준비를 다 갖추게 된다. 이어서, 케이블은 간단한 압입 끼워 맞춤에 의해 포고 핀(121)에 접속될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포고 블록(120)의 포고 핀(121)의 단부 중에서 프로브 카드(140)의 패턴 스트립(142)과 접촉되는 단부는 톱니형의 단면 형상으로 형성되는데, 그에 의해 프로브 카드9140)의 패턴 스트립(140)에 접촉되는 포고 핀(121)의 면적이 증대되어 부정확한 얼라인에 기인한 접촉 오류 및 그에 따른 접촉 저항의 증대가 대폭적으로 감소되게 된다.
특히, 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 테프론 링(122)을 유지시키는 다수의 유지 링은 테프론 링(122)의 외주에 형성된 돌출부(124)의 위에 맞물리는 내측 유지 링(125)과 그 돌출부(124)의 아래에 맞물리는 외측 유지 링(126)에 의해 형성될 수 있다.
포고 블록(120)의 포고 블록 커버(127)는 특수 코팅으로 처리되어 빛의 반사 및 외부 손상이 방지되도록 하는 것이 바람직한데, 그것도 역시 시스템 오프셋 전류를 낮추는데 기여한다.
포고 블록(120)의 최외곽 유지 링(126)을 승강시키고, 그에 따라 포고블록(120) 전체를 승강시키는 승강 기구는 프로브 카드(140)의 장착을 위해 필수적인 구성 요소이다. 즉, 포고 블록(120)이 상승된 상태에서만 프로브 카드(140)의 장착이 가능하게 된다. 또한, 프로브 카드(140)가 장착된 후에 포고 블록(120)이 하강하여야만 포고 핀(121)이 프로브 카드(140)의 패턴 스트립(142)에 접촉될 수 있게 된다. 그를 위해, 종래에는 포고 블록을 아예 들어낸 후에 프로브 카드를 장착해야 하는 힘들고 번거로운 작업을 요하였지만, 본 발명은 간단한 조작으로 그것을 실현하게 된다. 즉, 그러한 승강 기구는 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 최외곽 유지 링(126)의 외주부에 그 둘레를 따라 형성된 다수의 "S"형 슬립 홈(128) 및 홀더 블록(130)의 회전자 링(132)의 내주부에 그 둘레를 따라 마련되어 각각의 "S"형 슬립 홈(128) 속에 맞물린 채로 그 홈(128)을 따라 움직이는 베어링(128)에 의해 형성된다.
후술되는 바와 같이 회전자 링(132)에는 그 회전자 링(132)에 고정적으로 부착된 손잡이(132a)(도 5를 참조)가 마련되고, 홀더 블록(130)의 세타 얼라인 링(133)에는 그 손잡이(132a)가 끼워져 그것의 원주 방향으로의 이동을 안내하는 가이드 홈(132b)이 마련된다. 따라서, 손잡이(132a)를 가이드 홈(132b)을 따라 원주 방향으로 이동시키면, 베어링(128)이 "S"형 슬립 홈(128)을 따라 이동하게 되는데, 베어링(128)은 회전자 링(132)에 고정되어 있으므로, 상대적으로 홈(128)이 마련되어 있는 최외곽 유지 링(126)이 "S"형 커브를 따라 상승하거나 하강하게 된다. 그와 같이, 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 포고 블록(120)은 단순한 손잡이(132a)의 조작에 의해 오르내리면서 프로브 카드(140)의 장착 및 제거를 가능하게 하고, 그에 따라 종래와 같은 번거로운 취급을 요하지 않고, 포고 핀, 케이블 등의 손상과 같은 그 취급상의 문제점을 방지할 수 있는 획기적인 구성을 제공하게 된다. 그러한 "S"형 슬립 홈(128)과 베어링(129) 쌍은 전체의 둘레를 따라 총 8개로 될 수 있다.
도 5, 도 6, 및 도 9를 참조하면, 홀더 블록(130)은 측정 시스템의 프로브 스테이션(100)의 테이블(102)에 있는 장착부에 꼭 맞게 끼워 넣어져서 그 테이블(102)과 결합되고, 중앙에 포고 블록(120)이 꼭 맞게 끼워 넣어지는 포고 블록 장착부(138) 및 전방에 돌출부(139)를 구비하는 링형 어댑터(131), 최외곽 유지 링(126)의 외측 둘레에 배치되고, 전술된 바와 같이 외력을 가했을 때(손잡이(132a)의 조작)에 최외곽 유지 링(128)과 연동하여 최외곽 유지 링(128) 및 그에 따라 전체의 포고 블록(120)을 승강시키며, 그 승강을 조작하기 위한 손잡이가 달린 회전자 링(132), 링형 어댑터(131)의 포고 블록 장착부(136)의 최외곽에 배치되어 회전자 링(132)과 결합되고, 회전자 링(132)과 함께 회전될 수 있어 포고 블록(120)을 각도 방향으로 이동시키는 세타 얼라인 링(133), 세타 얼라인 링(133)에 회전력을 전달하는 회전 전동 기구(134), 회전 전동 기구(134)와 연결되어 세터 얼라인 링(133)에 회전력을 전달할 수 있는 세터 얼라인 손잡이(135), 중앙에 프로브 카드(140)가 탑재되는 프로브 카드 장착부(136a)를 구비하고, 프로브 카드(140)를 장착한 채로 링형 어댑터(131)의 전방 돌출부(139) 쪽으로부터 그 아래로 슬라이드 형식으로 밀어 넣어져 프로브 카드(140)를 포고 블록(120)의 포고 핀(121)의 하부에 위치되도록 하는 전체적으로 대략 직사각형의 프로브 카드 슬라이드판(136); 및 프로브 카드 슬라이드 판(136)의 슬라이딩 이동을 안내하기 위해 링형 어댑터(131)의 하부에 형성되는 슬라이드 가이드(137)를 포함한다.
도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 홀더 블록(130)의 회전 전동 기구(134)는 세터 얼라인 손잡이(135)의 회전축(135a)에 연결된 제1 베벨 기어(134a), 제1 베벨 기어(134a)와 맞물리는 제2 베벨 기어(134b), 제2 베벨 기어(134b)에 연결된 마이크로미터(134c), 마이크로미터의 헤드(134d)에 고정되고 그를 가로지르는 방향으로 연장되어 세터 얼라인 링(133)에 마련된 홈(134e) 속에 맞물리는 연동 핀(134f)에 의해 형성될 수 있다. 그 경우, 세터 얼라인 손잡이(135)는 조그 셧틀 손잡이로 형성되는 것이 간편하다.
그러한 회전 전동 기구(134)의 작동을 살펴보면, 세터 얼라인 손잡이(135)를 돌릴 경우에 그 회전축(135a)에 연결된 제1 베벨 기어(134a) 및 그에 연결된 제2 베벨(134b)이 회전하게 되고, 그에 따라 제2 베벨 기어(134b)에 연결된 마이크로미터(134c)의 축이 회전된다. 그런데, 마이크로미터의 헤드(134d)에 고정되고 세터 얼라인 링(133)에 마련된 홈(134e) 속에 맞물리는 연동 핀(134f)에 의해 마이크로미터(134c)의 축의 회전 이동이 마이크로미터 헤드(134d)의 직선 운동으로 전환되게 되고, 그에 따라 마이크로미터 헤드(134d)에 연결된 연동 핀(134f)에 의해 세터 얼라인 링(133)이 각 방향으로 이동하게 된다.
결국, 세터 얼라인 링(133)의 그러한 이동에 따라 그에 결합된 회전자 링(132)도 각 방향으로 이동되고, 포고 블록(120)이 하강된 상태에서는 "S"형 슬립 홈(128) 속에 있는 베어링(129)이 그 홈의 단부에 있게 되므로, 최외곽 유지링(126)도 역시 회전자 링(132)과 함께 동반하여 각 방향으로 이동되게 된다. 즉, 포고 블록(120)이 각 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 포고 블록(120)에 있는 포고 핀(121)을 하부의 프로브 카드(140)의 패턴 스트립(142)에 정확히 접촉되도록 세밀하게 조절하는 것이 가능하게 되어 접촉 오류가 발생될 위험이 거의 없으며, 그로 인한 경로 저항이 생기는 일도 거의 없게 된다.
홀더 블록(130)의 프로브 카드 슬라이드 판(136)에는 그 위에 놓여지는 포고 블록(120)의 하부에 마련된 가이드 핀(도시를 생략)이 수직 방향으로 출입되는 가이드 홀(136b)이 마련되고, 그에 따라 이미 장착된 슬라이드 판(136)이 포고 블록(120)의 상승이 이루어지지 않는 한 제거될 수 없고, 아직 장착되지 않은 슬라이드 판(136)이 포고 블록(120)의 상승이 없는 한 장착될 수 없게 되어 프로브 카드가 혹시라도 포고 블록에 긁히는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
아울러, 프로브 카드 슬라이드 판(133)의 프로브 카드 장착부(136a)에는 프로브 카드(140)가 정확한 위치로 장착되도록 하는 가이드 핀(136c)이 마련되어 프로브 카드(140)에 마련된 가이드 홀에 끼워지게 되고, 그에 따라 프로브 카드(140)가 항상 정확한 위치로 장착되어 포고 핀(121)과 확실한 접촉이 이루어지도록 보장할 수 있게 된다.
또한, 포고 블록(120) 또는 홀더 블록(130)에는 케이블 블록(110)의 케이블을 차폐하는 대략 원호형의 케이블 타이 커버(도시를 생략)가 마련될 수 있다.
특히, 전술된 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 각각의 부품간의 결합은 나사 결합에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
특히, 본 발명에 따른 인터페이스 보드는 그 모든 구성 부품을 조립하였을 때에 포고 블록 커버(127), 홀더 블록(130), 및 프로브 스테이션 (110)의 테이블(102)이 모두 동일 높이 상에 있게 되도록 상호에 형상 결합적으로 조립되도록 구성되기 때문에, 즉 인터페이스 보드의 두께가 테이블의 두께와 거의 동일하기 때문에, 종래와 같이 인터페이스 보드를 제거하지 않고서도 매뉴얼 포지셔너를 병행 사용하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 인터페이스 보드의 모든 구성 부품은 측정하려는 대상물(150)이 배치된 프로브 카드(140)의 중앙부를 중심으로 관통 개방되어 인터페이스 보드의 상부에 설치되는 현미경으로 측정 대상물(150)의 측정 부위를 관찰 및 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이미 전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 측정 장치용 인터페이스 보드는 측정하려는 대상물이 배치된 프로브 카드가 포고 블록의 분리를 필요로 함이 없이 슬라이드 형식으로 그에 장착되고, 포고 블록이 단일의 손잡이 조작으로 상하 이동될 수 있으므로, 취급 및 조작에 있어 매우 간편하고 안전할 뿐만 아니라, 케이블과 포고 핀의 압착식 접속, 유연성이 높은 케이블 재료의 선정, 케이블과 커넥터와의 접속 부위의 보강, 접지 재킷의 사용, 표면 특수 코팅, 포고 핀의 톱니식 접촉 구조 등의 개선책에 의해 시스템 오프셋 전류 및 경로 저항이 크게 감소되어 고집적 반도체 측정 대상물에서도 신뢰성이 있는 측정 및 분석이 가능하게 되는 효과를 제공한다.

Claims (20)

  1. 그 일단이 반도체 측정 시스템의 스위칭 매트릭스에 접속되고 그 타단이 포고 블록의 포고 핀에 접속되어 측정 시스템으로부터의 신호를 반도체 측정 대상물의 측정 부위에 공급하고 그 측정 부위를 거친 신호를 다시 측정 시스템으로 보내는 다수의 케이블로 된 케이블 블록과,
    측정 대상물이 배치된 프로브 카드의 각각의 패턴 스트립에 접촉되는 다수의 포고 핀; 그 포고 핀을 프로브 카드의 패턴 스트립에 접촉될 수 있도록 수직으로 지지하는 테프론 링; 테프론 링의 상부를 덮어 포고 핀을 절연시키는 테프론 링 커버; 테프론 링의 외측 둘레에 배치되어 테프론 링과의 형상 결합에 의해 테프론 링을 유지시키는 다수의 유지 링; 및 전체 블록의 상부를 차폐하는 포고 블록 커버를 포함하는 전체적으로 원형의 포고 블록과,
    측정 시스템의 프로브 스테이션의 테이블에 있는 장착부에 꼭 맞게 끼워 넣어져서 그 테이블과 결합되고, 중앙에 포고 블록이 꼭 맞게 끼워 넣어지는 포고 블록 장착부 및 전방에 돌출부를 구비하는 링형 어댑터; 최외곽 유지 링의 외측 둘레에 배치되고, 외력을 가했을 때에 최외곽 유지 링과 연동하여 최외곽 유지 링 및 그에 따라 전체의 포고 블록을 승강시키며, 그 승강을 조작하기 위한 손잡이가 달린 회전자 링; 링형 어댑터의 포고 블록 장착부의 최외곽에 배치되어 회전자 링과 결합되고, 회전자 링과 함께 회전될 수 있어 포고 블록을 각도 방향으로 이동시키는 세타 얼라인 링; 세타 얼라인 링에 회전력을 전달하는 회전 전동 기구; 회전 전동 기구와 연결되어 세터 얼라인 링에 회전력을 전달할 수 있는 세터 얼라인 손잡이; 중앙에 프로브 카드가 탑재되는 프로브 카드 장착부를 구비하고, 프로브 카드를 장착한 채로 링형 어댑터의 전방 돌출부 쪽으로부터 그 아래로 슬라이드 형식으로 밀어 넣어져 프로브 카드를 포고 블록의 포고 핀의 하부에 위치되도록 하는 전체적으로 대략 직사각형의 프로브 카드 슬라이드 판; 및 프로브 카드 슬라이드 판의 슬라이딩 이동을 안내하기 위해 링형 어댑터의 하부에 형성되는 슬라이드 가이드를 포함하는 홀더 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  2. 제1항에 있어서, 케이블 블록의 각각의 케이블은 신호 라인, 보호 라인, 및 접지 라인의 3축 케이블로 형성되고, 각각의 케이블의 일단은 TNC 커넥터에 의해 측정 시스템의 스위칭 매트릭스의 출력 단자에 접속되고, 타단은 신호 라인과 보호 라인으로 분리되어 포고 블록의 각각의 신호 포고 핀과 보호 포고 핀에 접속되는 한편, 접지 라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 신호 라인과 신호 포고 핀 및 보호 라인과 보호 포고 핀과의 접속은 납땜에 의하지 않고 기계적 압착에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  4. 제3항에 있어서, 압착 접속은 각각의 케이블 라인의 끝에 마련된 포고 핀 커넥터와 포고 핀을 꽂는 포고 핀 소켓과의 압입 끼워 맞춤에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 케이블과 커넥터간의 접속 부위에는 보강재가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 홀더 블록에 이르기 전까지 전체의 케이블에 접지 재킷을 입혀 외부 잡음으로부터 차폐시키는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  7. 제1항에 있어서, 포고 블록의 테프론 링에는 포고 핀을 수직으로 지지하기 위한 다수의 포고 핀 홀 및 그 포고 핀 홀의 입구까지 각각의 케이블을 인도하는 다수의 케이블 가이드 홈이 테프론 링의 둘레를 따라 소정의 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  8. 제1항에 있어서, 포고 블록의 포고 핀의 단부 중에서 프로브 카드의 패턴 스트립과 접촉되는 단부의 단면 형상은 톱니형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  9. 제1항에 있어서, 테프론 링을 유지시키는 다수의 유지 링은 테프론 링의 외주에 형성된 돌출부의 위에 맞물리는 내측 유지 링과 그 돌출부의 아래에 맞물리는 외측 유지 링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  10. 제1항에 있어서, 포고 블록의 포고 블록 커버는 특수 코팅으로 처리되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  11. 제1항에 있어서, 포고 블록의 최외곽 유지 링을 승강시키는 승강 기구는 최외곽 유지 링의 외주부에 그 둘레를 따라 형성된 다수의 "S"형 슬립 홈 및 홀더 블록의 회전자 링의 내주부에 그 둘레를 따라 마련되어 각각의 "S"형 슬립 홈 속에 맞물린 채로 그 홈을 따라 움직이는 베어링에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  12. 제11항에 있어서, "S"형 슬립 홈과 베어링 쌍은 총 8개로 되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  13. 제1항에 있어서, 홀더 블록의 회전 전동 기구는 세터 얼라인 손잡이의 회전축에 연결된 제1 베벨 기어, 제1 베벨 기어와 맞물리는 제2 베벨 기어, 제2 베벨 기어에 연결된 마이크로미터, 마이크로미터의 헤드에 고정되고 그로부터 수직으로연장되어 세터 얼라인 링에 마련된 홈 속에 맞물리는 연동 핀에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  14. 제1항 또는 제13항에 있어서, 세터 얼라인 손잡이는 조그 셧틀 손잡이로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  15. 제1항에 있어서, 홀더 블록의 프로브 카드 슬라이드 판에는 그 위에 놓여지는 포고 블록의 하부에 마련된 가이드 핀이 수직 방향으로 출입되는 가이드 홀이 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  16. 제1항 또는 제15항에 있어서, 프로브 카드 슬라이드 판의 프로브 카드 장착부에는 프로브 카드가 정확한 위치로 장착되도록 하는 가이드 핀이 마련되어 프로브 카드에 마련된 가이드 홀에 끼워지는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  17. 제1항에 있어서, 포고 블록 또는 홀더 블록에는 케이블 블록의 케이블을 차폐하는 대략 원호형의 케이블 타이 커버가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  18. 제1항에 있어서, 인터페이스 보드의 각각의 부품간의 결합은 나사 결합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  19. 제1항에 있어서, 인터페이스 보드는 그 모든 구성 부품을 조립하였을 때에 포고 블록 커버, 홀더 블록, 및 프로브 스테이션의 테이블이 모두 동일 높이 상에 있게 되도록 상호에 형상 결합적으로 조립되는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
  20. 제1항에 있어서, 인터페이스 보드의 모든 구성 부품은 측정하려는 대상물이 배치된 프로브 카드의 중앙부를 중심으로 관통 개방되어 인터페이스 보드의 상부에 설치되는 현미경으로 측정 대상물의 측정 부위를 관찰 및 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 시스템용 인터페이스 보드.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114113846A (zh) * 2021-11-23 2022-03-01 上海创远仪器技术股份有限公司 实现针对压控振荡器进行自动化测试的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质
CN117471258A (zh) * 2023-11-16 2024-01-30 河北如电电气设备有限公司 一种电力设备故障检测装置

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