KR20040082745A - 프로브 카드용 니들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 카드용 니들에 대한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 소정의 두께를 갖는 도전성 박판(100)을 식각에 의해 패터닝하여 단면을 장방형으로 하는 본체(50)를 이루되, 상기 본체(50)는 일단부가 양면 식각에 의해 측면 두께가 축소되도록 하여 접촉단부(51)를 수직에 가까운 형상으로 형성하고, 상기 접촉단부(51)의 하단부는 첨단을 이루며, 상기 접촉단부(51)의 상단부에는 소정의 경사각으로 상기 도전성 박판(100)의 두께와 동일한 두께로서 연결부(52)를 형성하는 구성으로 구비되도록 하는 것이 특징인 바 다수의 니들을 균일한 형상으로 손쉽게 얻을 수 있도록 하면서 검사용 패드와의 안정되고 균일한 접촉으로 검사의 신뢰성을 한층 향상시키게 되는 이점이 있다.

Description

프로브 카드용 니들{Needle for probe card}

본 발명은 프로브 카드용 니들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도전성 박판으로부터 식각에 의해 단면을 장방형으로 하면서 복수개가 균일한 형상으로 일시에 제작되도록 하여 제작의 편의를 제공하는 동시에 검사용 패드에의 안정되고 균일한 접촉을 제공하게 됨으로써 보다 검사의 신뢰성을 향상시키도록 하는 프로브 카드용 니들에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼(Wafer) 상에 패턴(pattern)을 형성시키는 패브리케이션(Fabrication)공정과 패턴이 형성된 웨이퍼를 각각의 칩(Chip)으로 조립하는 어셈블리(Assembly)공정을 통해서 제조된다.

그리고 패브리케이션공정과 어셈블리공정 사이에는 웨이퍼를 구성하고 있는 각각의 칩의 전기적 특성을 검사하는 이디에스(Electrical Die Sorting:이하 'EDS' 라 한다)라는 공정이 있는데, 이 EDS공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 불량칩을 판별하기 위하여 수행하는 것으로 여기서 EDS공정은 웨이퍼를 구성하는 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량을 판단하게 되는 검사장치를 주로 이용한다.

웨이퍼를 구성하는 칩들의 전기적 검사는 이들 각 칩의 패턴과 접촉되면서 전기적 신호를 인가하게 되는 다수의 니들을 구비한 프로브 카드라는 검사장치를 주로 이용한다.

프로브 카드를 이용한 테스트의 결과가 양품으로 판정되면 반도체 디바이스는 패키징 등의 후공정에 의해서 완성품으로서 제작된다.

반도체 웨이퍼의 전기적 특성검사는 통상 웨이퍼의 각 디바이스의 전극패드에 프로브 카드의 니들이 접촉되게 하므로서 이 니들을 통해 특정의 전류를 통전시켜 그때의 전기적 특성을 측정하는 것이다.

한편 최근의 반도체 디바이스는 고집적화와 동시에 극소형화로 발전하는 추세이므로 이런 반도체 디바이스의 검사를 위해서는 그에 적절히 대응할 수는 검사장치가 필요로 된다.

이와같은 반도체 웨이퍼 검사장치로서, 도 1과 도 2는 종래의 프로브 카드를 도시하고 있다.

도시된 바와같이 종래의 프로브 카드는 중앙에 관통공(1a)이 형성된 원형의 메인 인쇄회로기판(1)과, 이 메인 인쇄회로기판(1)의 상면 중앙에 구비되는 보강판(2)과, 메인 인쇄회로기판(1)의 저면 중앙에 보강판(2)과 대응되게 구비되는 고정판(3) 및 고정판(3)에 절연물(4)에 의해서 고정되는 다수의 니들(5)로서 이루어지는 구성이다.

이들 구성 중 특히 니들(5)은 고정판(3)에서 통상 양측으로 서로 대칭이 되게 형성되고, 상단부는 메인 인쇄회로기판(1)의 저면에서 고정판(3)의 외측 주연부에 형성되어 있는 배선 패턴에 용접에 의해 접합되고, 하부는 고정판(3)의 중심부로 완만한 경사각을 이루면서 끝단부가 거의 수직에 가깝게 하향 절곡되게 한 형상으로 구비된다.

이때 니들(5)의 경사지는 일부는 고정판(3)에 절연물(4)에 의해서 부착되는 방식으로 고정되며, 특히 하향 절곡되는 접촉단부(5a)는 상호 마주보는 방향으로 약간 휘어지게 함으로서 수직의 탄성을 갖도록 하고 있다.

양측에서 서로 대칭되게 형성되는 니들(5)은 전후방향으로 접촉하게 될 반도체 디바이스의 전극 패드와 동일한 갯수로서 구비된다.

한편 메인 인쇄회로기판(1)에 접합되는 니들(5) 상단부의 직상부측 메인 인쇄회로기판(1)의 상면에는 디커플링 캐페시터(6)가 부착된다.

이와 같이 구성되는 종래의 프로브 카드는 검사장비의 테스트 헤드 하부에 설치되며, 검사공정 진행시 테스트 헤드의 포고 핀이 메인 인쇄회로기판(1)의 상면에 형성되어 있는 회로패턴에 접촉되고, 각 니들(5)의 하향 절곡된 접촉단부(5a)가 웨이퍼의 상면에 형성되는 검사용 패드에 접촉되므로서 웨이퍼의 각 반도체 디바이스에 전류를 통전시켜 전기적인 특성 검사를 수행하게 되는 것이다.

하지만 종래의 프로브 카드에서 니들(5)은 소정의 직경을 갖는 와이어를 일정한 길이로 절단하여 이들을 각각 특별히 제작한 밴딩기를 이용하여 부분별로 적절히 밴딩시킨 다음 프로브 카드의 고정판(3)에 절연물(4)을 이용하여 부착되도록 하고 있으며, 특히 검사용 패드에 접촉되는 접촉단부(5a)는 보다 미세한 가공을 하도록 하고 있으므로 니들(5) 제작이 대단히 복잡하고 난해한 단점이 있다.

또한 종래의 니들(5)은 단면이 원형으로 이루어지므로 검사용 패드와의 접촉 시 접촉단부(5a)의 휨 변형 각도가 불규칙하고, 따라서 검사용 패드에서의 접촉 범위가 커지는 현상이 유발되므로 이렇게 접촉 범위가 넓어지다 보면 접속 불량이 유발되기도 하고 검사용 패드의 패턴을 고집적화시키는데 한계에 부딪치게 되는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 도전성 박판을 식각 공정을 이용하여 가공함으로써 다량으로 제조되면서 제작 편의를 제공하도록 하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 단면이 장방형으로 이루어지게 함으로써 접촉단부가 일방향으로만 유동하게 함으로써 검사용 패드와의 접촉 면적을 최소화하는 동시에 안정된 접속에 의한 검사의 신뢰성이 향상되도록 하는데 다른 목적이 있다.

도 1은 종래의 프로브 카드를 도시한 측단면도,

도 2는 도 1을 저면에서 바라 본 저면도,

도 3은 본 발명에 따른 프로브 카드용 니들의 일례를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 니들을 도전성 박판으로부터 형성하는 모습을 도시한 사시도,

도 5의 (가)도 및 (나)도는 본 발명의 니들의 다른 예를 도시한 측면도,

도 6은 본 발명의 니들을 프로브 카드에 적용한 구성을 확대 도시한 사용 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

50 : 본체 51 : 접촉단부

52 : 연결부 100 : 도전성 박판

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정의 두께를 갖는 도전성 박판을 식각에 의해 패터닝하여 단면을 장방형으로 하는 본체를 이루되, 상기 본체는 양면 식각에 의해서 측면 두께가 축소되도록 하고, 수직에 가까운 형상이면서 하단부는 첨단을 이루는 접촉단부와; 상기 접촉단부의 상단부로부터 상기 도전성 박판의 두께와 동일한 두께로서 일체로 형성되고, 소정의 경사각을 갖도록 한 연결부로서 이루어지는 구성이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 3에 도시한 바와 같이 니들의 단면을 장방형으로 형성되도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.

즉 본 발명은 도전성 박판을 이용하여 반도체 제조를 위해 사용하는 식각 공정을 통해서 제조되는 구성으로, 이때 니들은 도전성 박판으로부터 일시에 복수개가 제조되면서 각 니들의 단면은 장방형을 이루게 되는 것이다.

이러한 방식으로 제조되는 프로브 카드용 니들은 본체(50)가 크게 접촉단부(51)와 연결부(52)로서 구분되도록 하고 있다.

연결부(52)는 도전성 박판의 두께로서 이루어지는 바 다만 접촉단부(51)는 도 4에서와 같이 도전성 박판(100)을 식각 시 접촉단부(51)에 해당되는 도전성 박판(100)의 일측을 우선 양면 식각을 하여 상대적으로 보다 얇은 두께를 갖도록 한 상태에서 재차 식각을 수행하여 니들을 제조하게 되는 것으로 따라서 접촉단부(51)는 측면 두께가 연결부(52)에 비해 축소되는 형상을 갖게 되는 것이다.

이때 접촉단부(51)는 수직에 가까운 형상으로 이루어지면서 특히 그 하단부는 검사용 패드와의 최소한의 접촉 저항을 갖도록 첨단(尖端)을 이루는 형상으로 구비한다.

이러한 접촉단부(51)의 상단부에 보다 큰 두께로서 일체로 연결되는 연결부(52)는 소정의 완만한 경사각을 갖도록 하면서 프로브 카드에서 절연물에 의해 고정판에 견고하게 고정되는 구성이다.

한편 이 연결부(52)의 접촉단부와 대응되는 상단부는 프로브 카드의 메인인쇄회로 기판에서 저면의 배선 패턴과 견고하게 부착되는 부위로서, 배선 패턴과의 결합을 위해 연결부(52)의 상단부를 수직으로 절곡하는 형상으로 형성되게 할 수도 있다.

특히 도 5의 (가)도 및 (나)도는 접촉단부를 다양한 형상으로 구현한 실시예구조를 도시한 것으로서, 접촉단부의 보강을 위해서 연결부를 보다 연장되게 형성되도록 하여 장시간 사용에 따른 강성 유지에 더욱 효과적으로 대처할 수 있도록 할 수가 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 니들은 도 6에서와 같이 종전의 프로브 카드에 와이어 타입의 니들 대신 교체해서 절연물(4)에 의해 부착시켜 사용하게 되는 것이다.

다시 말해 본 발명의 니들은 종전의 프로브 카드의 구조를 전혀 개선하지 않고 단순히 니들의 교체만으로 보다 안정된 검사 수행이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

이때 본 발명의 니들은 도전성 박판(100)을 식각 공정을 이용하여 제조하게 되므로 단면이 장방형 타입으로 형성되는데 가장 두드러진 특징이 있다.

따라서 이렇게 제조된 니들을 프로브 카드에 적용하면서 종전과 마찬가지로 본체(50)에서 연결부(52)의 상단부는 메인인쇄회로 기판의 저면에 형성되어 있는 배선 패턴에 납땜이나 용접 등에 의해서 일단 견고하게 고정되도록 하고, 고정판(3)에 밀착되는 연결부(52)는 절연물(4)로서 감싸면서 견고하게 고정되도록 한다.

이와 같이 본 발명의 니들을 고정하고 나면 절연물(4)의 하단부에는 연결부(52)의 일부와 함께 접촉단부(51)가 노출되는 상태가 된다.

접촉단부(51)는 수직에 가까운 형상으로 연결부(52)로부터 하향 일체로 형성되고, 그 하단부는 첨단을 이루는 형상이므로 종전과 마찬가지로 검사용 패드에는아주 미세하게 접촉하면서 검사를 수행하게 된다.

한편 본 발명의 니들은 장방형의 단면 구조를 갖는 구성이므로 종래의 와이어 타입의 니들에 비해서는 유동성이 작은 특징이 있다.

다시 말해 종전과 같은 와이어 타입의 니들을 적용한 프로브 카드에 의해 디바이스의 전기적 특성 검사를 수행하다 보면 검사용 패드에 니들의 접촉단부가 접촉되면서 접촉단부는 상하로 휘는 탄성을 갖는 동시에 측방으로도 유동하는 성질을 갖게 되am로 결국 검사용 패드에서의 접촉 범위가 넓게 분포되는데 반해 본 발명의 장방형 타입의 니들은 프로브 카드에서 검사용 패드에 접촉단부(51)가 접촉되면서 접촉단부(51)는 절연물(4)에 커버되면서 인출되는 부위를 축으로 부득이 상하 유동을 하게 되나 단면이 장방형인 특성 때문에 측방으로의 유동은 거의 없거나 그 유동폭이 매우 작게 되는 것이다.

이렇게 본 발명의 니들은 단면을 장방형으로 형성함으로써 검사용 패드와의 접촉 면적을 대폭적으로 축소시키는 효과를 제공하게 되므로 보다 집적화된 디바이스의 검사에도 적절히 대응할 수가 있게 된다.

특히 본 발명의 니들은 제조 시 적절한 경사각을 갖도록 이미 형성되는 동시에 이러한 형상으로 복수개의 니들이 균일하게 형성되도록 하고 있으므로 그 검사 특성 또한 균등하게 출력되면서 와이어 타입의 니들에서와 같은 별도의 밴딩 공정을 생략하게 되어 제품 제작 공정의 단축 및 제품 제작 비용의 절감을 기대할 수가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도전성 박판(100)을 식각에 의해 가공하여 균일한 형상으로 복수개가 일시에 형성되도록 한 니들을 단면이 장방형의 형상으로 이루어지게 하면서 특히 검사용 패드와 전기적으로 접속되는 접촉단부(51)는 연결부(52)보다 얇은 두께를 갖도록 하는 동시에 검사용 패드에서의 접촉 범위를 최소화함으로써 검사용 패드와의 균일하고 안정된 접속을 제공하여 검사의 신뢰성을 대폭적으로 향상시킬 수가 있게 된다.

또한 본 발명은 별도의 밴딩 공정이나 접촉단부(51)를 형성하기 위한 후공정이 불필요하므로 공정 축소 및 제조 비용이 대폭적으로 절감되는 대단히 경제적인 이점을 제공하게 된다.

Claims (1)

1. 소정의 두께를 갖는 도전성 박판을 식각에 의해 패터닝하여 단면을 장방형으로 하는 본체를 이루되, 상기 본체는 양면 식각에 의해서 측면 두께가 축소되도록 하고, 수직에 가까운 형상이면서 하단부는 첨단을 이루는 접촉단부와; 상기 접촉단부의 상단부로부터 상기 도전성 박판의 두께와 동일한 두께로서 일체로 형성되고, 소정의 경사각을 갖도록 한 연결부로서 이루어지는 구성인 프로브 카드용 니들.