KR20060003315A - 반도체 검사용 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 검사용 프로브 카드에 대한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 메인 기판 부재(10)와 상부 보강판 부재(20)와 하부 보강판 부재(30)와 인터페이스 부재(40)과 서브 기판 부재(50)와 니들 가이드 부재(60)와 니들 부재(70)와 사이드 커버 부재(80)와 클램핑 부재(90)의 결합에 의해서 이루어지게 함으로써 회로 기판간의 인터페이스를 탄성을 갖는 연결 핀(44)에 의해 유연하게 접속되게 함으로써 반도체 디바이스의 접속 단자와의 접속 충격에 대해 유연하게 대응할 수 있도록 하여 기판 손상이 최대한 방지되도록 하는 동시에 구성간 단순히 면밀착되게 연결되도록 하여 조립 및 분해가 용이하게 이루어지게 함으로써 유지 및 관리의 측면에서 대단히 경제적인 이점을 제공하는데 특징이 있다.

반도체 검사, 프로브 카드, 회로 기판, 접속 유연성

Description

반도체 검사용 프로브 카드{Probe card for testing semiconductor}

도 1은 본 발명에 따른 프로브 카드의 구성을 도시한 분리 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 프로브 카드의 분리된 상태의 단면도,

도 3은 본 발명의 인터페이스 부재의 요부 구성을 도시한 일부 단면도,

도 4는 본 발명의 니들 가이드 부재와 니들 부재의 결합되는 구성을 일부 도시한 분리 사시도,

도 5는 본 발명의 프로브 카드에서 인터페이스 부재의 상부면과 하부면으로 가이드 부재가 구비되도록 하는 일부 확대 측단면도,

도 6은 본 발명의 니들 부재에 니들 팁부재를 연결한 형상을 도시한 요부 확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 메인 기판 부재 20 : 상부 보강판 부재

30 : 하부 보강판 부재 40 : 인터페이스 부재

50 : 서브 기판 부재 60 : 니들 가이드 부재

70 : 니들 부재 80 : 사이드 커버 부재

90 : 클램핑 부재 100 : 가이드 부재

110 : 너트 캡 120 : 조절 스크류

130 : 볼 140 : 니들 팁부재

본 발명은 반도체 검사용 프로브 카드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부적으로 전기적 신호를 전달하는 회로 구성을 간소화하는 동시에 제작 및 조립성을 향상시켜 생산성 및 성능에 대한 신뢰도를 증대시키는 반도체 검사용 프로브 카드에 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 통해 제조되며, 이런 패브리케이션 공정과 어셈블리 공정 사이에서는 웨이퍼를 구성하는 각각의 칩의 전기적 특성을 검사하는 이디에스(Electrical Die Sorting:이하 'EDS' 라 한다) 공정을 수행한다.

EDS 공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 특히 불량 칩을 판별하기 위한 공정으로, 즉 웨이퍼를 구성하고 있는 각 칩들에 전기적 신호를 인가하여 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해서 불량 여부를 판단하도록 하는 것이며, 이러한 공정 수행을 위해 구비되는 설비가 프로브 장치이다.

프로브 장치에서 특히 웨이퍼 상의 각 칩들의 패턴과 직접적으로 접촉되면서 전기적 신호를 인가시키게 되는 구성이 프로브 카드이다.

프로브 카드를 이용한 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.

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

한편 최근의 반도체 디바이스는 고집적화와 동시에 극소형화되고 있고, 생산성 증대를 위해 웨이퍼는 대구경화되는 추세이므로 이러한 반도체 디바이스의 검사를 위해서는 그에 적절히 대응할 수 있는 검사장치가 필요로 된다.

다시 말해 현재의 프로브 카드는 대구경화되는 웨이퍼로부터 보다 소형화되면서 더욱 많은 수로서 제작되는 반도체 디바이스의 검사에 적절히 대응하여 한번에 보다 많은 양을 검사할 수 있도록 하는 것이 프로브 카드의 기술 개발에 있어서의 가장 현실적인 과제이다.

이를 위해서 본 출원인은 이미 실용신안등록 제244654호와 제244655호 및 제304113호를 통해서 다양한 프로브 카드를 제안한 바 있다.

프로브 카드는 주로 메인 기판과 서브 기판과 이 서브 기판을 인터페이스하는 수단과 서브 기판으로부터 전기적 신호를 반도체 디바이스에 전달하는 니들로서 이루어지도록 하고 있다.

즉 메인 기판으로부터 서브 기판으로 점차 회로 패턴은 축소되도록 하면서도 전기적 특성은 더욱 향상되도록 인터페이스 수단과 서브 기판 및 니들과 니들 가이 드의 구성을 개선되도록 하는 것이다.

본 출원인의 선등록 고안에서는 이와 같이 메인 기판과 서브 기판간을 연결하는 인터페이스 수단의 구성을 간소하게 개선하여 메인 기판으로부터 서브 기판으로의 전기적 신호 전달이 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 동시에 니들은 와이어 타입으로부터 미세한 크기의 블레이드 타입으로 변경되도록 하여 고밀도 및 고집적의 반도체 디바이스 패턴에 적절하게 대응할 수 있도록 하고 있다.

특히 니들은 반도체 디바이스의 제조를 위한 미세 패턴 형성 공정인 식각 공정을 이용하여 박판을 패터닝함으로써 많은 수의 니들이 초소형의 사이즈로서 일시에 형성되게 하여 미세 패턴을 갖는 반도체 디바이스의 전기적 특성 검사를 원활하게 수행할 수 있도록 하고 있다.

하지만 메인 기판과 서브 기판 사이의 전기적 신호를 전달하기 위한 수단으로 구비하는 종전의 인터페이스 수단은 접속 유연성이 전혀 없거나 거의 없는 구성으로 구비되도록 있다.

즉 메인 기판과 서브 기판을 연결하는 인터페이스 수단은 통상 단면이 원형 또는 원형에 가까운 타원형상인 봉형상이거나 와이어형상이 대부분이므로 이들의 상단부와 하단부를 메인 기판과 서브 기판에 각각 용접이나 납땜에 의해 연결하여 전기적 신호 전달이 이루어지도록 하고 있다.

따라서 이때의 인터페이스 수단은 전혀 유연성이 없으므로 사용 도중 반도체 디바이스측 접속 단자와의 접속으로 수직의 충격이 가해지게 되면 회로 기판측의 용접이나 납땜 부위가 손상되면서 특히 비교적 고가의 부품인 메인 기판을 손상시 키게 되는 문제가 있다.

또한 메인 기판과 인터페이스 수단 및 서브 기판을 상호 용접이나 납땜 등에 의해서 견고하게 연결되도록 하면 사실상 이들간 분리가 불가능하므로 수리 또는 보수가 불가능해지는 비경제적인 폐단이 있다.

특히 서브 기판의 평탄도는 안정된 접속을 이루는데 대단히 중요하나 현실적으로 평탄도를 잡아줄 수 있는 자체적인 구성이 없으므로 결국 완전 조립된 상태에서 메인 기판에 전원을 인가하여 각 접속 단자로부터 출력되는 전원을 체크하는 시험을 통해서만 정상적인 통전 여부를 확인할 수가 있고, 따라서 이때의 시험에서 불량이 발생되면 일단 조립된 상태이므로 분해나 수리가 불가능하여 폐기해야만 하는 매우 경제적 손실이 막대한 문제가 초래된다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 메인 기판과 서브 기판을 탄력적으로 접속되게 폭넓은 유연성을 갖도록 하면서 조립성을 개선하여 보다 안정된 고주파 신호 전달 효율 향상과 제작이 용이한 반도체 검사용 프로브 카드를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 기판간 단자 접속을 탄성력을 갖는 연결 핀을 통해 이루어지게 함으로써 안정된 연결과 접촉 충격을 완충시켜 견고한 결합 구조를 갖도록 하는 반도체 검사용 프로브 카드를 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고 본 발명은 니들 팁을 더욱 견고하고 일정한 접속 면적을 갖도록 개선 함으로써 더욱 안정된 접속을 제공하도록 하는데 또다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부면에는 테스트 헤드의 포고 핀과 접속되는 접속 단자가 형성되고, 저면에는 중앙부에 상부측의 접속 단자와 통전 가능하게 연결되는 접속 단자들을 밀집시켜 접속 회로부를 갖는 메인 기판 부재와; 상기 메인 기판 부재의 상부면 중앙에 체결 고정되면서 상기 메인 기판 부재의 상향 변형을 방지하기 위해 구비되는 상부 보강판 부재와; 상기 메인 기판 부재의 중앙으로부터 소정의 두께와 폭을 갖는 테형상으로 이루어져 상기 메인 기판 부재의 저면에서 상기 상부 보강판 부재와 동시에 체결 고정되면서 상기 메인 기판 부재의 하향 변형을 방지하도록 구비되는 하부 보강판 부재와; 동일 수직선상의 상부면과 하부면에는 통전 가능하도록 각각 접속 단자를 형성하고, 상기 각 접속 단자에는 상호 대응되는 방향으로 소정의 각도로서 경사지게 하여 탄성을 갖도록 한 연결 핀의 일단이 접합되도록 하며, 상부면측의 상기 연결 핀들의 타단은 상기 메인 기판 부재의 접속 회로부에 접속되도록 하고, 상기 하부 보강판 부재의 안쪽 공간부에서 수평으로 유동하지 않도록 삽입되는 인터페이스 부재와; 반도체의 미세 패턴 형성 공정을 이용하여 회로 패턴을 형성하고, 상부면측 접속 단자는 상기 인터페이스 부재에서 하향 경사지도록 한 연결 핀과 접속되며, 하부면측 접속 단자는 상부면의 회로 패턴보다는 축소되도록 하여 집적화된 회로 패턴이 구현되도록 하는 세라믹 재질의 서브 기판 부재와; 상기 서브 기판 부재의 저면에 부착되면서 판면 에는 상기 서프 기판 부재의 저면측 접속 단자와 동일 수직선상에 니들 삽입홀이 형성되도록 한 니들 가이드 부재와; 상기 니들 가이드 부재의 각 니들 삽입홀에 삽입되는 미세 박판을 패터닝한 니들 부재와; 상기 하부 보강판 부재의 안쪽으로 삽입되고, 단차진 내경부에는 서로 접합된 상기 서브 기판 부재와 상기 니들 가이드 부재가 삽입 지지되도록 하는 사이드 커버 부재와; 일단부는 상기 하부 보강판 부재에 볼트 체결되고, 타단부는 상기 사이드 커버 부재의 단턱진 외경부를 가압하도록 탄성력을 갖는 금속재의 박판인 클램핑 부재로서 이루어지도록 하는 구성이다.

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

도 1은 본 발명에 따른 반도체 검사용 프로브 카드를 분리한 상태로 도시한 사시도이고, 도 2는 분리 단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명은 크게 메인 기판 부재(10)와 상부 보강판 부재(20)와 하부 보강판 부재(30)와 인터페이스 부재(40)와 서브 기판 부재(50)와 니들 가이드 부재(60)와 니들 부재(70)와 사이드 커버 부재(80) 및 클램핑 부재(90)로서 이루어지는 구성이다.

메인 기판 부재(10)는 상부면의 외주연부에 테스트 헤드의 포고 핀과 접속되도록 하는 접속 단자가 형성되도록 하고, 저면에는 상부측의 접속 단자와 통전 가능하게 연결되도록 한 접속 단자가 중앙에 밀집되도록 하여 접속 회로부(11)를 형성되도록 하는 평판의 회로 기판이다.

상부 보강판 부재(20)는 메인 기판 부재(10)의 상부면에서 메인 기판 부재 (10)의 상부측으로의 휨이나 뒤틀림과 같은 변형을 방지하기 위해 보강용으로 구비시킨 상부 보강수단이다.

하부 보강판 부재(30)는 상부 보강판 부재(20)와는 대응되는 메인 기판 부재(10)의 저면에 구비되면서 상부 보강판 부재(20)와 함께 볼트 체결에 의해 메인 기판 부재(10)에 견고하게 결합되는 구성이다.

이러한 하부 보강판 부재(30)는 상부 보강판 부재(20)와는 반대로 메인 기판 부재(10)의 하부측으로의 휨이나 뒤틀림과 같은 변형을 방지하기 위해 보강용으로 구비하는 하부 보강수단이며, 메인 기판 부재(10)의 저면 중심부로부터 소정의 폭과 두께로서 이루어지면서 안쪽이 소정의 면적으로 수직 관통되도록 하여 이 관통된 부위를 통해 메인 기판 부재(10)의 저면에 형성한 접속 회로부가 노출되도록 하는 테형상으로 이루어지는 구성이다.

한편 상부 보강판 부재(20)나 하부 보강판 부재(30)는 메인 기판 부재(10)를 보강시키는 구성이므로 재질은 충격이나 변형에 강한 SUS 재질을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

인터페이스 부재(40)는 메인 기판 부재(10)로부터의 전기적 신호를 연결하는 연결 수단으로서, 도 3에서와 같이 박판의 기판(41)에는 수직으로 컨텍홀을 형성하여 이를 도체(42)로서 채워지도록 한 뒤 이 도체(42)의 상단부와 하단부에는 각각 접속 단자(43)가 형성되도록 하고, 이들 접속 단자(43)에는 소정의 각도로 경사지게 하여 탄성력을 갖도록 한 연결 핀(44)의 일단이 납땜 등과 같은 방식으로 접합에 의해 결합되고, 타단은 소정의 높이로 하향 또는 상향 경사지게 구비되도록 한 구성이다.

또한 인터페이스 부재(40)는 외주연부로 일정한 위치에 끼움홀을 형성하고, 그 상측의 메인 기판 부재(10)에는 저면의 접속 회로부(11) 외측으로 일정 위치에 소정의 높이로 하향 돌출되게 가이드 돌기(12)가 형성되도록 하여 인터페이스 부재(40)의 끼움홀이 가이드 돌기(12)에 끼워지도록 하면서 인터페이스 부재(40)가 수평 방향으로 유동하지 않도록 한다.

인터페이스 부재(40)의 기판(41)은 메인 기판 부재(10)와 같은 재질의 부도체로서 이루어지도록 하고, 단지 상부면과 하부면에 구비되는 연결 핀(44)은 전도성이 좋은 재질로서 형성되도록 한다.

서브 기판 부재(50)는 메인 기판 부재(10)로부터의 회로 패턴을 더욱 조밀하면서 고집적, 고밀도로서 형성되도록 하는 회로 기판으로, 따라서 상부면측 접속 단자는 인터페이스 부재(40)의 하부면으로 탄성력을 갖도록 형성한 연결 핀(44)을 통해 접속이 이루어진다.

다만 본 발명의 서브 기판 부재(50)는 그 자체가 열에 강한 세라믹 재질로 이루어지도록 하되 실리콘 기판에서와 마찬가지로 반도체의 미세 패턴을 형성하는 방식을 이용하여 회로 패턴이 형성되도록 한다.

이때의 서브 기판 부재(50)는 외경이 인터페이스 부재(40)의 외경과 동일한 외경을 갖도록 하는 것이 보다 바람직하다.

니들 가이드 부재(60)는 통상 실리콘 재질의 평판에 도 4에서와 같이 무수하게 많이 니들 삽입홀(61)이 일정하게 형성되도록 한 구성으로, 이때의 니들 삽입홀 (61)은 실리콘 미세 가공 공정 특히 식각 공정을 이용하여 일시에 많은 수의 니들 삽입홀(61)이 형성되도록 하되 니들 삽입홀(61)의 상부와 하부측 홈 사이즈는 각각 도시한 바와 같이 다르게 형성되도록 한다.

니들 부재(70)는 니들 가이드 부재(60)의 각 니들 삽입홀(61)에 삽입되는 구성으로, 니들 부재(70)는 미세 박판을 식각 가공에 의해서 대단히 많은 수가 일시에 제작되는 구성이다. 이때 니들 부재(70)는 상부측 서브 기판 부재(50)의 접속 단자와 접촉되는 끝단부가 안정되게 접속될 수 있도록 접촉 면적을 확장시켜 점접촉이 아니라 면접촉으로 이루어지도록 한다.

특히 니들 부재(70)는 패턴 가공이 용이하도록 Be-Cu 재질로서 형성되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

사이드 커버 부재(80)는 내경부가 단차지면서 내경부의 직경이 크게 형성된 부위에는 서브 기판 부재(50)가 안치되며, 직경이 작게 형성되는 부위에는 니들 가이드 부재(60)가 삽입되도록 한다.

또한 사이드 커버 부재(80)는 외경부도 단차지도록 하면서 외경이 큰 부위는 하부 보강판 부재(30)의 내경부에 근접하면서 삽입되도록 하고, 외경이 작은 부위는 하부 보강판 부재(30)의 판면으로부터 미세하게 하향 돌출되도록 한다.

특히 사이드 커버 부재(80)는 외부로부터의 충격 및 변형에 강한 세라믹 재질로 이루어지도록 한다.

클램핑 부재(90)는 탄성력을 갖는 금속 재질의 박판으로서, 일단부는 하부 보강판 부재(30)에서 볼트 체결에 의해 고정되고, 타단부는 사이드 커버 부재(80) 의 외경을 작게 형성한 부위를 탄력적으로 눌러 사이드 커버 부재(80)와 함께 그 상부로 구비되는 서브 기판 부재(50)와 인터페이스 부재(40)를 메인 기판 부재(10)측으로 긴밀하게 압착되도록 한다.

한편 메인 기판 부재(10)와 인터페이스 부재(40)의 사이 그리고 인터페이스 부재(40)와 서브 기판 부재(50)의 사이에 도 5에서와 같이 가이드 부재(100)가 구비되게 할 수도 있다.

가이드 부재(100)는 통상 인터페이스 부재(40)에 형성한 연결 핀(44)의 상향 및 하향으로 연장된 높이보다는 미세하게 작은 두께로서 형성되면서 센터로부터 연결 핀(44)들을 수용 가능한 면적으로 수직 관통되게 한 테형상으로 이루어지도록 하는 구성이다.

이때 가이드 부재(100)의 두께는 인터페이스 부재(40)의 연결 핀(44)이 메인 기판 부재(10)와 서브 기판 부재(50)의 회로 단자에 접촉되면서 지나치게 눌려지지 않게 하는 정도, 즉 인터페이스 부재(40)로부터 메인 기판 부재(10)와 서브 기판 부재(50)와의 거리가 지나치게 멀게 되면 연결 핀(44)이 눌려지면서 눌려지는 정도가 커지게 되어 연결 핀(44)의 접속 단부가 점차 회로 단자의 접속 면적으로부터 벗어나게 되는 접속 불량을 초래하기도 한다.

따라서 연결 핀(44)의 접속 단부가 회로 단자에 접속된 상태에서 지나치게 눌려지지 않도록 가이드 부재(100)의 두께를 연결 핀(44)의 인출 높이보다 미세하게 작게 형성되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

또한 가이드 부재(100)는 메인 회로 기판(10)에서 하향 돌출되게 형성한 가 이드 돌기(12)가 인터페이스 부재(40)와 함께 끼워지도록 하여 수평 유동이 방지되게 결합되도록 한다.

이와 함께 본 발명에서 상부 보강판 부재(20)에는 중심부로부터 동일 반경에 등간격으로 복수의 너트 캡(110)이 판면을 관통하면서 끼워지도록 하고, 상부 보강판 부재(20)의 하부에 구비되는 메인 기판 부재(10)와 인터페이스 부재(40)의 너트 캡(110)과 동일한 위치에는 판면이 수직 관통되도록 하며, 상부 보강판 부재(20)에 결합된 너트 캡(110)의 상부로부터는 조절 스크류(120)가 스크류 결합되도록 하면서 이 조절 스크류(120)와 동일 수직선상의 서브 기판 부재(50)의 상부면에는 볼(130)이 각각 구비되도록 하여 상부 보강판 부재(20)에서 체결되는 조절 스크류(120)의 체결 상태에 따라 서브 기판 부재(50)의 상부면측 볼(130)을 소정의 힘으로 압력을 가하여 서브 기판 부재(50)의 평탄도를 맞추도록 한다.

이와 함께 본 발명은 도 6에서와 같이 니들 부재(70)의 하단부에는 니들 팁부재(140)가 결합되도록 한다.

니들 팁부재(140)는 별도로 반도체 제조 공정에서 응용되는 미세 패턴 가공 공정 즉 식각과 금속 증착 등의 공정을 이용하여 제작되어 용융 접합에 의해서 니들 부재(70)의 하단부에 일체로 연결되는 구성이다.

이러한 니들 팁부재(140)는 크게 베이스부(141)와 팁부(142) 및 결합부(143)로서 이루어지며, 베이스부(141)는 소정의 두께를 갖는 평판의 구성이다.

이 베이스부(141)의 일단에서 저면에는 팁부(142)를 형성하고, 팁부(142)는 베이스부(141)에 부착되는 면으로부터 수평 단면적이 하향으로 점차 축소되는 다각 뿔 또는 원뿔형상으로 형성되며, 하단부는 소정의 단면적을 갖도록 수평 절개되도록 한다. 이러한 팁부(142)는 접속 단자와의 일정한 접촉면을 유지하도록 사각뿔 형상으로 형성되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

결합부(143)는 베이스부(141)에서 팁부(142)와는 대응되는 반대면 즉 상부면에서 소정의 높이로 상향 구비되어 니들 부재(70)와의 결합 시 용융되게 하여 니들 부재(70)가 내부로 삽입되면서 일체로 결합되도록 하는 구성이다.

이때 니들 팁부재(140)의 베이스부(141)와 팁부(142)는 Ni-W 합금으로 이루어지고, 결합부(143)는 최근 접합용으로 주로 사용되는 Au-Sn 합금으로 이루어지도록 하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 전술한 바와 같이 메인 기판 부재(10)의 상부면과 하부면에 각각 상부 보강판 부재(20)와 하부 보강판 부재(30)를 밀착시킨 다음 볼트 체결에 의해서 견고하게 결합되도록 한다.

그리고 하부 보강판 부재(30)의 안쪽에는 인터페이스 부재(40)와 서브 기판 부재(50)와 니들 가이드 부재(60) 및 가이드 부재(100)가 차례로 적층되면서 삽입되게 한 뒤 맨 하단부로부터 사이드 커버 부재(80)를 덮은 다음 하부 보강판 부재(30)와를 탄성을 갖는 클램핑 부재(90)에 의해서 탄력적으로 고정되도록 한다.

이때 니들 가이드 부재(60)에는 판면에 형성한 각 니들 삽입홀(61)에 미세 박판 형상의 니들 부재(70)가 각각 삽입되어 있도록 한다.

이와 같이 조립시킨 상태에서 상부 보강판 부재(20)에서는 조절 스크류(120) 를 이용하여 서브 기판 부재(50)의 상부면에 안치되는 볼(130)을 소정의 압력으로 가압하면서 서브 기판 부재(50)의 평탄도가 조절되게 한다.

따라서 본 발명에서와 같이 서브 기판 부재(50)를 휨변형에 강한 세라믹으로 형성하면서 이 세라믹에 박막 패턴 공정을 이용하여 회로를 형성하게 되면 보다 견고한 회로 기판을 제공하게 되므로 내구력이 향상된다.

또한 본 발명은 메인 기판 부재(10)에 인터페이스 부재(40)와 서브 기판 부재(50)와 니들 가이드 부재(60) 및 사이드 커버 부재(80)가 단순히 적층되도록 하여 이를 클램핑 부재(90)에 의해서 탄력적으로 고정시키게 되는 구성이므로 조립이 용이하고, 부분적인 부품 교체 작업을 손쉽게 할 수가 있다.

그리고 본 발명을 이용하여 특성 검사를 하는 중에 오류가 발생하거나 불량이 발생되면 간단히 클램핑 부재(90)를 분리시켜 각 구성요소들을 분해시킬 수가 있으므로 손쉽게 오류 원인을 찾을 수가 있는 동시에 부품 교체 및 수리가 매우 용이하다.

한편 니들 부재(70)의 접속 단부에는 별도로 반도체의 미세 패턴 형성 공정인 식각 및 증착 공정 등을 이용해서 제작한 니들 팁부재(140)가 접합되게 할 수가 있다.

이러한 니들 팁부재(140)는 통상 Be-Cu 재질로 이루어지는 니들 부재(70)의 조기 마모성 문제를 해결하는 동시에 안정된 접속을 제공하게 된다.

즉 니들 부재(70)와 반도체 디바이스의 패턴과의 접속은 반도체 디바이스의 패턴에 형성되는 자연 산화막을 니들 부재(70)가 미끄러지면 스크래치를 유발하도 록 하여 벗겨진 부분을 통해 접속이 이루어지게 되므로 니들 부재(70)의 마모는 불가피하다.

하지만 현재 제작되는 니들 부재(70)는 통상 Be-Cu 재질로서 제작되므로 마모에 약한 재질적 특성이 있고, 이런 니들 부재(70)가 반도체 디바이스의 패턴과 지속적으로 마찰되면 니들 부재(70)의 접촉 면적이 점차 마모에 의해서 커지게 되는 동시에 접속 위치가 바뀌게 되는 문제가 발생되므로 니들 부재(70)의 접속 단부에 니들 팁부재(140)를 결합하여 이러한 문제를 원만하게 해결할 수가 있게 된다.

특히 니들 팁부재(140)는 접속 면적을 최소화할 수가 있으므로 더욱 미세해지는 디자인 룰을 갖는 반도체 디바이스 패턴의 미세 피치에 대응이 용이할 뿐만 아니라 패턴과의 접속 단면적을 항상 일정하게 유지할 수가 있도록 함으로써 정확하고 안정된 검사가 유지될 수 있도록 한다.

또한 이러한 점검 및 수리의 이점은 전체 반도체 공정을 유지하는 제반 비용을 대폭적으로 절감시키게 되고, 특히 고집적, 고밀도의 첨단화되어 가는 반도체 디바이스에 적절히 대응할 수가 있도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 회로 기판간의 인터페이스를 탄성을 갖는 연결 핀(52)에 의해 유연하게 접속되게 함으로써 반도체 디바이스의 접속 단자와의 접속 충격에 대해 유연하게 대응하도록 하여 기판 손상이 최대한 방지되도록 하는 동시에 구성간 단순히 면밀착에 의해서 연결되도록 하여 조립 및 분해가 용이하게 이루 어지게 함으로써 유지 및 관리의 편의를 제공할 수가 있게 된다.

또한 반도체 디바이스의 접속 단자와 접속되는 니들 부재(70)의 접속 단부에는 반도체 디바이스의 접속 단자와 항상 일정하게 면접촉이 유지될 수 있도록 하는 동시에 더욱 접촉 강도가 증강되도록 한 니들 팁부재(140)가 구비되도록 하여 반도체 디바이스와의 더욱 안정된 접속이 제공되도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

Claims (14)

1. 상부면에는 테스트 헤드의 포고 핀과 접속되는 접속 단자가 형성되고, 저면에는 중앙부에 상부측의 접속 단자와 통전 가능하게 연결되는 접속 단자들을 밀집시켜 접속 회로부를 갖는 메인 기판 부재와;

   상기 메인 기판 부재의 상부면 중앙에 체결 고정되면서 상기 메인 기판 부재의 상향 변형을 방지하기 위해 구비되는 상부 보강판 부재와;

   상기 메인 기판 부재의 중앙으로부터 소정의 두께와 폭을 갖는 테형상으로 이루어져 상기 메인 기판 부재의 저면에서 상기 상부 보강판 부재와 동시에 체결 고정되면서 상기 메인 기판 부재의 하향 변형을 방지하도록 구비되는 하부 보강판 부재와;

   동일 수직선상의 상부면과 하부면에는 통전 가능하도록 각각 접속 단자를 형성하고, 상기 각 접속 단자에는 상호 대응되는 방향으로 소정의 각도로서 경사지게 하여 탄성을 갖도록 한 연결 핀의 일단이 접합되도록 하며, 상부면측의 상기 연결 핀들의 타단은 상기 메인 기판 부재의 접속 회로부에 접속되도록 하고, 상기 하부 보강판 부재의 안쪽 공간부에서 수평으로 유동하지 않도록 삽입되는 인터페이스 부재와;

   반도체의 미세 패턴 형성 공정을 이용하여 회로 패턴을 형성하고, 상부면측 접속 단자는 상기 인터페이스 부재로부터 하향 경사지도록 한 연결 핀과 접속되며, 하부면측 접속 단자는 상부면의 회로 패턴보다는 축소되도록 하여 집적화된 회로 패턴이 구현되도록 하는 세라믹 재질의 서브 기판 부재와;

   상기 서브 기판 부재의 저면에 부착되면서 판면에는 상기 서프 기판 부재의 저면측 접속 단자와 동일 수직선상에 니들 삽입홀이 형성되도록 한 니들 가이드 부재와;

   상기 니들 가이드 부재의 각 니들 삽입홀에 삽입되는 미세 박판을 패터닝한 니들 부재와;

   상기 하부 보강판 부재의 안쪽으로 삽입되고, 단차진 내경부에는 서로 접합된 상기 서브 기판 부재와 상기 니들 가이드 부재가 삽입 지지되도록 하는 사이드 커버 부재와;

   일단부는 상기 하부 보강판 부재에 볼트 체결되고, 타단부는 상기 사이드 커버 부재의 단턱진 외경부를 가압하도록 탄성력을 갖는 금속재의 박판인 클램핑 부재;

   로서 구비되는 반도체 검사용 프로브 카드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 보강판 부재와 하부 보강판 부재는 SUS 재질로 이루어지는 반도체 검사용 프로브 카드.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 인터페이스 부재는 부도체의 기판에 도전성 연결 핀 을 구비한 반도체 검사용 프로브 카드.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 서브 기판 부재에는 상기 니들 가이드 부재가 접착제에 의해 접합되도록 하는 반도체 검사용 프로브 카드.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 니들 가이드 부재는 식각 공정에 의해서 니들 삽입홀을 형성하는 반도체 검사용 프로브 카드.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 니들 부재는 미세 박판을 식각 가공하여 일시에 많은 수로서 제작되는 반도체 검사용 프로브 카드.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 사이드 커버 부재는 세라믹으로 이루어지는 반도체 검사용 프로브 카드.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 인터페이스 부재를 기준으로 상기 메인 기판 부재측 과 상기 서브 기판 부재측으로는 소정의 두께를 갖는 박판의 가이드 부재가 각각 구비되도록 하는 반도체 검사용 프로브 카드.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 가이드 부재는 상기 인터페이스 부재의 상부면과 하부면에 형성한 회로 패턴이 노출되도록 안쪽면이 소정의 면적으로 수직 관통되는 테형상으로 이루어지는 반도체 검사용 프로브 카드.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 가이드 부재는 상기 메인 회로 기판의 상기 가이드 돌기에 끼워져 수평 유동이 방지되게 구비되는 반도체 검사용 프로브 카드.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 보강판 부재에는 중심부로부터 동일 반경에 등간격으로 복수의 너트 캡이 끼워지도록 하고, 상기 너트 캡에는 조절 스크류가 체결되면서 상기 조절 스크류가 그 직하부측 상기 메인 기판 부재와 상기 가이드 부재와 상기 인터페이스 부재의 판면을 수직으로 관통하여 상기 서브 기판 부재의 상부면에 구비되는 볼을 소정의 힘으로 가압하여 상기 조절 스크류의 체결 상태에 따라 상기 서브 기판 부재의 평탄도가 조절되도록 하는 반도체 검사용 프로브 카드.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 니들 부재의 반도체 디바이스의 접속 단자에 접속되는 하단부의 접속 단부에는 반도체 제조 공정에서 응용되는 미세 패턴 가공 공정을 이용하여 제작되는 니들 팁부재를 용융 접합에 의해 일체로 결합되도록 하는 반도체 검사용 프로브 카드.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 니들 팁부재는 소정의 두께를 갖는 평판의 베이스부와, 상기 베이스부의 일단에서 저면에 부착되는 면으로부터 수평 단면적이 하향으로 점차 축소되는 다각뿔 또는 원뿔형상으로 형성되면서 하단부가 소정의 다면적을 갖도록 수평 절개되어 상기 반도체 디바이스의 접속 단자와 항상 일정한 면적으로 접촉되도록 한 팁부와, 상기 베이스부에서 상기 팁부와 대응되는 반대면인 상부면에서 소정의 높이로 상향 돌출되게 형성되도록 하여 용융 접합에 의해서 상기 니들 부재의 접속 단부와 연결되는 연결부로서 이루어지는 반도체 검사용 프로브 카드.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 니들 팁부재는 Ni-W 재질로 이루어지는 반도체 검사용 프로브 카드.

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