KR200486147Y1 - 웨이퍼를 테스트하는 프로브카드 및 그것의 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 인쇄회로기판은, 상면의 일부 영역에는 테스터의 포고핀들과 접촉될 다수의 접촉단자들이 구비되며, 상기 인쇄회로기판의 일부인 서브기판과 상기 인쇄회로기판의 나머지 일부인 메인기판으로 분리되고, 상기 서브기판은, 상기 메인기판의 상면 측에서 상기 메인기판과 서로 결합 및 분리 가능하고 상면에 상기 다수의 접촉단자들 중 일부의 접촉단자들을 구비하며, 상기 메인기판에는 상기 서브기판이 수용될 수 있도록 상기 서브기판의 형태에 상응하는 수용공간이 형성되고, 상기 서브기판에는, 접촉단자로부터 상기 인쇄회로기판의 안쪽 방향으로 마이크로스트립 패턴이 형성되고, 상기 마이크로스트립 패턴의 끝단에 고속신호용 케이블이 연결되고, 상기 메인기판에는, 상기 고속신호용 케이블을 상기 서브기판의 상부로부터 상기 메인기판의 하부로 통과시키기 위한 관통 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼를 테스트하는 프로브카드 및 그것의 인쇄회로기판{Probe card for wafer testing and printed circuit board thereof}

본 고안은 프로브카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속신호로 웨이퍼를 테스트하기 위한 프로브카드 및 그 프로브카드의 인쇄회로기판에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 반도체 웨이퍼를 제조하는 공정, 상기 반도체 웨이퍼에 다수개의 단위 반도체 칩을 제조하는 공정, 반도체 칩의 불량여부를 판별하는 반도체 칩의 전기적 검사(Electrical Die Sorting test) 공정, 양품의 반도체 칩을 패키징하는 공정, 패키징된 반도체 칩을 최종적으로 테스트하는 공정 등 일련의 반도체 제조공정을 거쳐 완성된다. EDS 검사공정은 웨이퍼상에 형성된 반도체 칩이 전기적으로 양호한 상태 또는 불량 상태인가를 판별하기 위한 공정으로서, 웨이퍼상의 반도체 칩에 전기적 신호를 인가시켜 불량을 판단하는 검사장치를 이용한다.

이러한 검사장치는 전기적 신호를 발생시키는 테스터와, 테스터로부터 전기적 신호를 반도체 웨이퍼 상의 반도체 칩에 형성된 전극에 보내기 위하여 복수개의 니들이 부착되어 있는 프로브카드를 구비한다. 상기 프로브카드는 웨이퍼와 접촉하는 니들을 통해 테스터로부터 발생한 전기적 신호를 웨이퍼에 전달하거나 또는 웨이퍼로부터 전기적 신호를 테스터로 전달하는 역할을 한다.

그런데 최근 반도체 칩이 고집적화됨에 따라 빠른 반응속도의 전기적 신호 전달과 고주파 신호 전달의 특성이 요구되고 있다. 따라서 웨이퍼 테스트 시에도 테스터에서 고속신호를 발생시켜 웨이퍼로 전달하는 고속신호 테스트가 요구되고 있다.

그러나 기존의 프로브카드 및 그 인쇄회로기판에서는, 니들로부터 전기적 신호를 발생시키는 테스터까지 연결시켜 주는 인쇄회로기판 내의 신호라인과, 니들로부터 테스터까지의 연결 배선에 불가피하게 마련되는 비아홀들 및 접점(예컨대, 솔더 접점)들로 인하여, 고속신호 전달 시 신호의 손실, 지연 및 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.

이에, 본 고안의 출원인은, 등록특허 제10-1480129호에서, 고속신호의 전송에 적합하고, 신호 손실을 최소화하면서 고속신호로 웨이퍼를 테스트하기 위한 프로브카드 및 상기 프로브카드를 위한 인쇄회로기판을 제안한 바 있다.

상기 등록특허에 의하면, 상면의 일부 영역에 테스터의 포고핀들과 접촉될 다수의 접촉단자들이 구비되는 인쇄회로기판에 있어서, 인쇄회로기판의 일부인 서브기판과 나머지 일부인 메인기판으로 구분되고, 서브기판은 메인기판의 상면 측에서 메인기판과 서로 결합 및 분리 가능하고 다수의 접촉단자들 중 일부의 접촉단자들을 구비하며, 메인기판에는 서브기판이 수용될 수 있도록 서브기판의 형태에 상응하는 수용공간이 형성되고, 메인기판에는 고속신호용 케이블을 메인기판의 하부로부터 서브기판에 구비되는 적어도 하나의 접촉단자에 상응하는 비아홀까지 가이드하기 위한 가이드부가 형성됨으로써, 고속신호가 인쇄회로기판 내의 신호라인을 거치지 않게 되고 니들로부터 테스터까지의 연결 배선에 비아홀과 접점이 최소화되어, 고속신호 전달시 신호의 손실, 지연 및 노이즈 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 상기 등록특허에 따른 인쇄회로기판을 포함하는 프로브카드의 측면도로서 고속신호 테스트를 위한 배선이 이루어진 모습을 나타낸다.

서브기판(200)에는 고속신호 테스트를 위한 배선을 위하여 니들(160) 및 고속신호용 케이블(170)마다 하나의 비아홀(230)이 마련된다.

니들(160)은 메인기판(100)의 하부에 고정되어 한쪽 끝이 테스트할 웨이퍼(미도시)와 접촉되며, 다른쪽 끝은 고속신호용 케이블(170)에 연결된다. 니들(160)은 고속신호용 케이블(170)에 직접 연결되므로, 매우 짧은 길이의 니들(160)을 사용할 수 있으며, 따라서 니들(160)의 길이가 길어짐으로 인한 임피던스 비매칭의 문제가 발생하지 않는다.

고속신호용 케이블(170)은 한쪽 끝이 니들(160)과 연결되고, 관통 홀(130) 및 가이드 홈(120)을 통해 가이드되어, 다른쪽 끝이 서브기판(200)에 마련되는 어느 하나의 비아홀(230)의 하부에 연결된다. 비아홀(230)은 그 상부가 접촉단자(측면도인 관계로 표시되지 않음)와 연결된다.

고속신호 테스트 시, 고속신호는 테스터의 포고핀으로부터 접촉단자, 비아홀(230), 고속신호용 케이블(170), 니들(160)을 거쳐 웨이퍼로 전달되거나, 웨이퍼로부터 니들(160), 고속신호용 케이블(170), 비아홀(230), 접촉단자를 거쳐 테스터의 포고핀으로 전달된다.

상기 등록특허에 의하면, 고속신호의 전송이 오직 고속신호용 케이블(170)을 통하여만 이루어지고, 매우 짧은 길이의 니들(160)을 사용할 수 있어서, 전체 신호 경로 상에서 임피던스 매칭이 이루어지고, 고속신호의 손실이 거의 없으며, 인쇄회로기판 내의 신호라인이 사용되지 않기 때문에 전송속도가 빠르고 안정성이 높으며 신호 손실 및 노이즈가 발생하지 않는 장점이 있는 반면, 비아홀(230)에 기생하는 노이즈와 반사파로 인하여 고속신호 전달시 신호 손실이 발생할 수 있고, 서브기판(200)에는 다수의 비아홀(230)을 형성하여야 하고 메인기판(100)에는 고속신호용 케이블(170)을 수용할 수 있는 가이드 홈(120)을 형성하여야 하는 등 구조가 복잡한 단점이 존재한다.

등록특허공보 제10-1480129호 (2014.12.31)

본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고속신호의 전송에 적합하고, 신호 손실을 최소화하면서 고속신호로 웨이퍼를 테스트할 수 있을 뿐만 아니라, 비아홀로 인한 노이즈와 반사파를 제거할 수 있고 구조가 간단한 프로브카드 및 상기 프로브카드를 위한 인쇄회로기판을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안에 따른 인쇄회로기판은, 상면의 일부 영역에는 테스터의 포고핀들과 접촉될 다수의 접촉단자들이 구비되며, 상기 인쇄회로기판의 일부인 서브기판과 상기 인쇄회로기판의 나머지 일부인 메인기판으로 분리되고, 상기 서브기판은, 상기 메인기판의 상면 측에서 상기 메인기판과 서로 결합 및 분리 가능하고 상면에 상기 다수의 접촉단자들 중 일부의 접촉단자들을 구비하며, 상기 메인기판에는 상기 서브기판이 수용될 수 있도록 상기 서브기판의 형태에 상응하는 수용공간이 형성되고, 상기 서브기판에는, 접촉단자로부터 상기 인쇄회로기판의 안쪽 방향으로 마이크로스트립 패턴이 형성되고, 상기 마이크로스트립 패턴의 끝단에 고속신호용 케이블이 연결되고, 상기 메인기판에는, 상기 고속신호용 케이블을 상기 서브기판의 상부로부터 상기 메인기판의 하부로 통과시키기 위한 관통 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 고속신호용 케이블은 상기 마이크로스트립 패턴의 끝단에 솔더패드를 통하여 접합될 수 있다.

상기 관통 홀은 상기 수용공간의 일측에 인접하여 형성될 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안에 따른 프로브카드는, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 하부에 고정되어, 웨이퍼와 접촉될 니들; 및 일단이 상기 니들에 연결되는 고속신호용 케이블을 포함하고, 상기 인쇄회로기판의 상면의 일부 영역에는 테스터의 포고핀들과 접촉될 다수의 접촉단자들이 구비되며, 상기 인쇄회로기판은, 상기 인쇄회로기판의 일부인 서브기판과 상기 인쇄회로기판의 나머지 일부인 메인기판으로 분리되고, 상기 서브기판은, 상기 메인기판의 상면 측에서 상기 메인기판과 서로 결합 및 분리 가능하고 상면에 상기 다수의 접촉단자들 중 일부의 접촉단자들을 구비하며, 상기 메인기판에는 상기 서브기판이 수용될 수 있도록 상기 서브기판의 형태에 상응하는 수용공간이 형성되고, 상기 서브기판에는, 접촉단자로부터 상기 인쇄회로기판의 안쪽 방향으로 마이크로스트립 패턴이 형성되고, 상기 마이크로스트립 패턴의 끝단에 상기 고속신호용 케이블의 타단이 연결되고, 상기 메인기판에는, 상기 고속신호용 케이블을 상기 서브기판의 상부로부터 상기 메인기판의 하부로 통과시키기 위한 관통 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기된 본 고안에 따른 프로브카드 및 인쇄회로기판은 고속신호의 전송에 적합하고, 신호 손실을 최소화하면서 고속신호로 웨이퍼를 테스트할 수 있을 뿐만 아니라, 비아홀로 인한 노이즈와 반사파를 제거할 수 있고 구조가 간단한 장점이 있다.

도 1은 기존의 인쇄회로기판을 포함하는 프로브카드의 측면도로서 고속신호 테스트를 위한 배선이 이루어진 모습을 나타낸다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 분해 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판을 포함하는 프로브카드의 측면도로서 고속신호 테스트를 위한 배선이 이루어진 모습을 나타낸다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 분해 사시도를 나타내고, 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 결합 사시도를 나타내며, 도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판을 포함하는 프로브카드의 측면도로서 고속신호 테스트를 위한 배선이 이루어진 모습을 나타낸다.

도 2 내지 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판은 메인기판(300)과 서브기판(400), 그리고 메인기판(300)의 정확한 위치에 서브기판(400)을 고정시키기 위한 가이드핀(500)을 포함하여 이루어진다.

인쇄회로기판은 메인기판(300)과 서브기판(400)에 걸쳐서 상면의 일부 영역, 예컨대 바깥쪽의 환형 영역(A)에 테스터의 포고핀들과 접촉될 다수의 접촉단자들이 구비된다.

서브기판(400)은 인쇄회로기판의 일부로서, 인쇄회로기판의 상면 측에서 인쇄회로기판의 나머지 일부인 메인기판(300)과 서로 결합되거나 분리 가능하다. 서브기판(400)은 인쇄회로기판의 다수의 접촉단자들 중 일부의 접촉단자들을 구비한다. 서브기판(400)에 구비되는 접촉단자들의 일부 또는 전부는 고속신호 테스트에 사용할 접촉단자들에 해당한다.

메인기판(300)의 각 접촉단자에는 비아홀이 형성되나, 서브기판(400)의 접촉단자들 중 고속신호 테스트에 사용할 접촉단자(420)들에는 비아홀에 형성되지 않으며, 또한 고속신호 테스트에 사용할 접촉단자(420)들은 일반신호(저속신호) 테스트를 위한 접촉단자들보다 작은 면적으로 형성된다. 고속신호 테스트에 사용할 접촉단자(420)들은 도시된 바와 같이 환형 영역(A) 중에서 인쇄회로기판 가운데 쪽의 일부 영역(B) 내에 배치될 수 있다.

접촉단자(420)로부터 인쇄회로기판의 안쪽 방향으로는 마이크로스트립 패턴(405)이 형성된다. 마이크로스트립 패턴(405)은 도시된 바와 같이 해당 접촉단자(420)로부터 접촉단자(420)들이 배치된 영역(B) 밖의 일 지점까지 연장 형성될 수 있다. 고속신호 테스트에 사용할 접촉단자(420)들은 (일반신호 테스트를 위한 접촉단자들보다) 충분히 작은 면적으로 형성되어, 접촉단자(420)들 사이에 공간이 확보되므로, 각 접촉단자(420)와 연결되는 마이크로스트립 패턴(405)들은 서로 교차하지 않고 접촉단자(420)들을 피해 영역(B) 밖의 각 지점까지 연장 형성될 수 있다. 또한, 마이크로스트립 패턴(405)은 접촉단자(420)들 사이의 공간을 통해 최단거리 또는 원하는 거리로 형성할 수 있으므로 고속신호의 전송에 요구되는 임피던스 매칭을 이룰 수 있고 신호의 손실을 최소화할 수 있다.

서브기판(400)에는 가이드핀(500)이 삽입될 수 있는 가이드핀 홀(410)이 형성된다.

메인기판(300)에는 서브기판(400)이 수용될 수 있도록 서브기판(400)의 형태에 상응하는 수용공간(310)이 형성되고, 서브기판(400)의 가이드핀 홀(410)에 상응하는 위치에, 가이드핀(500)이 삽입될 수 있는 가이드핀 홀(350)이 형성된다. 메인기판(300)의 수용공간(310)에 서브기판(400)을 결합하고, 가이드핀 홀(410)과 가이드핀 홀(350)을 통과하도록 가이드핀(500)을 삽입하면 메인기판(300)의 정확한 위치에 서브기판(400)이 결합될 수 있다.

마이크로스트립 패턴(405)의 끝단(375)에는, 웨이퍼와 접촉될 니들(360)과 연결되는 고속신호용 케이블(370)이 연결된다. 여기서 고속신호용 케이블(370)은 마이크로스트립 패턴(405)의 끝단(375)에 솔더패드를 통하여 접합될 수 있다.

메인기판(300)에는 고속신호용 케이블(370)을 서브기판(400)의 상부로부터 메인기판(300)의 하부로 통과시키기 위한 관통 홀(330)이 형성된다. 관통 홀(330)은 수용공간(310)의 일측, 예컨대 도시된 바와 같이 수용공간(310)의 인쇄회로기판 가운데 쪽 가장자리에 인접하여 형성될 수 있으며, 관통 홀(330)을 통하여 고속신호용 케이블(370)을 통과시킬 수 있도록 메인기판(300)을 수직으로 관통하는 홀 형태로 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 프로브카드는, 메인기판(300)과 서브기판(400)으로 이루어지는 인쇄회로기판, 니들(360), 고속신호용 케이블(370)을 포함한다.

니들(360)은 인쇄회로기판의 메인기판(300)의 하부에 고정되어 한쪽 끝이 테스트할 웨이퍼(미도시)와 접촉되며, 다른쪽 끝은 고속신호용 케이블(370)의 일단에 연결된다. 본 고안의 실시예에서 니들(360)은 고속신호용 케이블(370)에 직접 연결되므로, 매우 짧은 길이의 니들(360)을 사용할 수 있으며, 따라서 니들(360)의 길이가 길어짐으로 인한 임피던스 비매칭의 문제가 발생하지 않는다.

고속신호용 케이블(370)은 인쇄회로기판의 하부에서 일단이 니들(360)과 연결되고, 인쇄회로기판의 하부로부터 관통 홀(330)을 통과하여 인쇄회로기판의 상부에서, 타단이 서브기판(400)에 마련되는 어느 하나의 마이크로스트립 패턴(405)의 끝단(375)에 연결된다.

고속신호 테스트 시, 고속신호는 테스터의 포고핀으로부터 접촉단자(420), 마이크로스트립 패턴(405), 고속신호용 케이블(370), 니들(160)을 거쳐 웨이퍼로 전달되거나, 웨이퍼로부터 니들(160), 고속신호용 케이블(370), 마이크로스트립 패턴(405), 접촉단자(420)를 거쳐 테스터의 포고핀으로 전달된다.

본 실시예에 따른 프로브카드에는 니들(360)과 고속신호용 케이블(370)을 연결하기 위한 접점(365) 및 고속신호용 케이블(370)과 마이크로스트립 패턴(405)을 연결하기 위한 접점(375), 즉 단지 두 개의 접점만이 요구된다. 게다가, 서브기판(400)에는 도 1과 같이 고속신호 전송을 위한 비아홀(230)이 요구되지 않으므로 비아홀로 인한 노이즈와 반사파가 문제되지 않는다. 또한 도 1과 같이 고속신호용 케이블을 수용하기 위한 가이드 홈(120)이 요구되지 않으므로 메인기판(300)의 구조를 단순화할 수 있다.

이제까지 본 고안에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 고안의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 고안에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 웨이퍼를 테스트하는 프로브카드의 인쇄회로기판에 있어서,
   상기 인쇄회로기판의 상면의 일부 영역에는 테스터의 포고핀들과 접촉될 다수의 접촉단자들이 구비되며,
   상기 인쇄회로기판은, 상기 인쇄회로기판의 일부인 서브기판과 상기 인쇄회로기판의 나머지 일부인 메인기판으로 분리되고,
   상기 서브기판은, 상기 메인기판의 상면 측에서 상기 메인기판과 서로 결합 및 분리 가능하고 상면에 상기 다수의 접촉단자들 중 일부의 접촉단자들을 구비하며,
   상기 메인기판에는 상기 서브기판이 수용될 수 있도록 상기 서브기판의 형태에 상응하는 수용공간이 형성되고,
   상기 서브기판에는, 접촉단자로부터 상기 인쇄회로기판의 안쪽 방향으로 마이크로스트립 패턴이 형성되고,
   상기 마이크로스트립 패턴의 끝단에 고속신호용 케이블이 연결되고,
   상기 메인기판에는, 상기 고속신호용 케이블을 상기 서브기판의 상부로부터 상기 메인기판의 하부로 통과시키기 위한 관통 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고속신호용 케이블은 상기 마이크로스트립 패턴의 끝단에 솔더패드를 통하여 접합되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
3. 제1항에 있어서,
   상기 관통 홀은 상기 수용공간의 일측에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.
4. 웨이퍼를 테스트하는 프로브카드에 있어서,
   인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판의 하부에 고정되어, 웨이퍼와 접촉될 니들; 및
   일단이 상기 니들에 연결되는 고속신호용 케이블을 포함하고,
   상기 인쇄회로기판의 상면의 일부 영역에는 테스터의 포고핀들과 접촉될 다수의 접촉단자들이 구비되며,
   상기 인쇄회로기판은, 상기 인쇄회로기판의 일부인 서브기판과 상기 인쇄회로기판의 나머지 일부인 메인기판으로 분리되고,
   상기 서브기판은, 상기 메인기판의 상면 측에서 상기 메인기판과 서로 결합 및 분리 가능하고 상면에 상기 다수의 접촉단자들 중 일부의 접촉단자들을 구비하며,
   상기 메인기판에는 상기 서브기판이 수용될 수 있도록 상기 서브기판의 형태에 상응하는 수용공간이 형성되고,
   상기 서브기판에는, 접촉단자로부터 상기 인쇄회로기판의 안쪽 방향으로 마이크로스트립 패턴이 형성되고,
   상기 마이크로스트립 패턴의 끝단에 상기 고속신호용 케이블의 타단이 연결되고,
   상기 메인기판에는, 상기 고속신호용 케이블을 상기 서브기판의 상부로부터 상기 메인기판의 하부로 통과시키기 위한 관통 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 프로브카드.
5. 제4항에 있어서,
   상기 고속신호용 케이블의 타단은 상기 마이크로스트립 패턴의 끝단에 솔더패드를 통하여 접합되는 것을 특징으로 하는 프로브카드.
6. 제4항에 있어서,
   상기 관통 홀은 상기 수용공간의 일측에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브카드.

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