KR20060040066A - Apparatus of contacting needle for calibration of probe card - Google Patents

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김규열
박석호
변언조
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 니들컨택장치는, 반도체웨이퍼 테스트를 위하여 반도체웨이퍼의 다이패드들에 대응되는 니들들을 구비하는 프루브카드의 캘리브레이션을 위한 니들컨택장치이다. 이 니들컨택장치는, 절연성 바디와, 이 절연성 바디의 상부면에 배치되되 프루브카드의 니들들의 위치에 대응되는 위치에 배치되는 복수개의 패드들과, 그리고 절연성 바디의 일 측면에서 복수개의 패드들의 각각에 연결되는 복수개의 단자들을 구비한다.The needle contact device of the present invention is a needle contact device for calibration of a probe card having needles corresponding to die pads of a semiconductor wafer for a semiconductor wafer test. The needle contact device includes an insulating body, a plurality of pads disposed on an upper surface of the insulating body and disposed at positions corresponding to the positions of the needles of the probe card, and each of the plurality of pads on one side of the insulating body. It has a plurality of terminals connected to.

Description

프루브카드의 캘리브레이션을 위한 니들컨택장치{Apparatus of contacting needle for calibration of probe card}Needle contact device for calibration of probe cards {Apparatus of contacting needle for calibration of probe card}

도 1은 일반적인 프루브카드를 나타내 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a typical probe card.

도 2는 도 1의 프루브카드를 캘리브레이션하는데 사용되는 종래의 니들컨택장치를 나타내 보인 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating a conventional needle contact device used to calibrate the probe card of FIG. 1.

도 3은 도 2의 니들컨택장치의 평면도이다.3 is a plan view of the needle contact device of FIG. 2.

도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대하여 나타내 보인 도면이다.4 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 3.

도 5는 종래의 니들컨택장치의 적용예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.5 is a view illustrating an application example of a conventional needle contact device.

도 6은 본 발명에 따른 니들컨택장치를 나타내 보인 사시도이다.6 is a perspective view showing a needle contact device according to the present invention.

도 7은 도 6의 니들컨택장치의 적용예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating an application example of the needle contact device of FIG. 6.

본 발명은 반도체웨이퍼를 테스트하는데 사용되는 테스트설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체웨이퍼의 테스트에 사용되는 프루브카드의 캘리브레이 션을 위한 니들컨택장치에 관한 것이다.The present invention relates to a test facility used to test semiconductor wafers, and more particularly, to a needle contact device for calibration of a probe card used for testing semiconductor wafers.

일반적으로 반도체 테스트 분야는 패키지 테스트와 웨이퍼 테스트로 대별된다. 이 중에서 웨이퍼 테스트의 경우 프루브 카드(probe card)라는 장비를 사용하여 테스트를 수행한다.In general, semiconductor testing is divided into package test and wafer test. Among these, the wafer test is performed using a device called a probe card.

도 1은 일반적인 프루브 카드를 나타내 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a typical probe card.

도 1을 참조하면, 프루브 카드(100)는 인쇄회로기판(PCB)과 같은 기판(110)의 상부에 지프(ZIF)(120)가 배치되고, 반대되는 면인 하부에는 복수개의 니들(needle)(130)들이 배치된다. 지프(120)는 테스트신호를 발생시키는 테스터(tester)와 전기적으로 연결되고, 니들(130)들은 반도체웨이퍼의 다이패드(미도시)들에 각각 1:1로 연결된다. 따라서 니들(130)들의 위치는 반도체웨이퍼의 다이패드들의 위치에 대응된다.Referring to FIG. 1, in the probe card 100, a jeep 120 is disposed on an upper portion of a substrate 110, such as a printed circuit board (PCB), and a plurality of needles are disposed on a lower surface of the probe card 100. 130 are arranged. The jeep 120 is electrically connected to a tester for generating a test signal, and the needles 130 are connected to the die pads (not shown) of the semiconductor wafer 1: 1. Therefore, the positions of the needles 130 correspond to the positions of the die pads of the semiconductor wafer.

이와 같은 프루브 카드(100)를 이용하여 테스트를 수행하기 전에, 프루브 카드(100)에 대한 캘리브레이션을 수행하여 테스트의 정밀도를 향상시킬 필요가 있다. 이때 캘리브레이션 방법으로서 반사파를 이용하는 TDR(Time Domain Reflection) 방식과 니들(130) 끝단까지의 신호지연을 측정하는 TDT(Time Domain Transmission) 방식이 있다. 이 중에서 TDT 방식을 사용하기 위해서는 TDT 설비와 프루브 카드(100)의 니들(130)이 컨택되어야 하는데, TDT 설비와 니들(130)이 직접 컨택되지 못하므로, 중간에 니들컨택장치를 매개체로 하여 컨택시킨다. 이와 같은 니들컨택장치로서 대표적으로 니들 오토 캘리브레이션(NAC; Needle Auto Calibration) 판이 있다. Before performing the test using the probe card 100, it is necessary to perform calibration on the probe card 100 to improve the accuracy of the test. At this time, a calibration method includes a time domain reflection (TDR) method using reflected waves and a time domain transmission (TDT) method for measuring signal delay to the end of the needle 130. Among them, in order to use the TDT method, the needle 130 of the TDT facility and the probe card 100 should be contacted, but since the TDT facility and the needle 130 are not directly contacted, the contact is made through the needle contact device in the middle. Let's do it. Such a needle contact device is typically a needle auto calibration (NAC) plate.                         

도 2는 도 1의 프루브카드를 캘리브레이션하는데 사용되는 종래의 니들컨택장치, 특히 니들 오토 캘리브레이션판을 나타내 보인 사시도이다. 그리고 도 3은 도 2의 니들 오토 캘리브레이션판의 평면도이며, 도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대하여 나타내 보인 도면이다.FIG. 2 is a perspective view showing a conventional needle contact device, in particular a needle auto calibration plate, used to calibrate the probe card of FIG. 1. 3 is a plan view of the needle auto calibration plate of FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 3.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 니들컨택장치, 예컨대 니들 오토 캘리브레이션판(200)은, 절연성의 바디(210)의 표면에 세 개의 패드(221, 222, 223)가 배치되고, 앞 면에는 세 개의 단자(231, 232, 233)가 배치된다. 세 개의 패드(221, 222, 223)는 어느 한 방향으로 일직선으로 배치되는 것이 아니고 사선상에 배치된다. 각각의 패드(221, 222, 223) 중 세 번째 배치되는 패드(223)를 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 패드(223)는 프루브 카드의 니들이 직접 컨택되는 컨택포인트 영역(223)과 컨택포인트 영역을 둘러싸는 아이솔레이터 영역(223-1)을 포함한다. 이와 같은 구조는 나머지 다른 패드(221, 222)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.2 to 4, in the needle contact device, for example, the needle auto calibration plate 200, three pads 221, 222, and 223 are disposed on the surface of the insulating body 210, and three on the front surface thereof. Terminals 231, 232, 233 are arranged. The three pads 221, 222, and 223 are not disposed in a straight line in either direction but are disposed diagonally. For example, as shown in FIG. 4, the third pad 223 disposed among the pads 221, 222, and 223 may include a contact point area 223 to which a needle of a probe card is directly contacted. An isolator region 223-1 surrounding the contact point region. This structure can be equally applied to the other pads 221 and 222.

도 5는 종래의 니들컨택장치의 적용예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.5 is a view illustrating an application example of a conventional needle contact device.

도 5를 참조하면, 니들 오토 캘리브레이션판(200)의 패드(221)는 프루브 카드(도 1의 100)의 니들(도 1의 130)의 신호파형을 측정하기 위한 것으로서, 이를 위하여 패드(221)와 연결되는 단자(231)는 케이블(301)을 통해 오실로스코프와 같은 신호파형 표시장치(400)에 연결된다. 반면에 나머지 두 개의 패드(222, 223)는 각각 니들(130)의 드라이브(drive)용 니들과 비교기(comparator)용 니들에 컨택되어 각 니들의 신호지연을 측정하기 위한 것으로서, 이를 위하여 나머지 두 개의 단 자(222, 223)는 각각 케이블(302, 303)을 통해 캘리블레이션 헤드(500)와 연결된다.Referring to FIG. 5, the pad 221 of the needle auto calibration plate 200 is for measuring the signal waveform of the needle (130 of FIG. 1) of the probe card (100 of FIG. 1). The terminal 231 is connected to a signal waveform display device 400 such as an oscilloscope through a cable 301. On the other hand, the remaining two pads 222 and 223 are respectively contacted with the needle for the drive of the needle 130 and the needle for the comparator to measure the signal delay of each needle. Terminals 222 and 223 are connected to the calibration head 500 through cables 302 and 303, respectively.

그런데 이와 같은 종래의 니들컨택장치(200)에 있어서, 패드(221, 222, 223)의 위치가 프루브 카드(100)의 니들(130)의 위치에 대응되지 못하며, 그 결과 패드(221, 222, 223)들 중 어느 하나만이 프루브 카드(100)의 니들(130)들 중 어느 하나의 니들에만 컨택되고, 나머지 니들(130)들은 절연성 바디(210)와 컨택되게 된다. 따라서 각각의 개별적인 니들(130)에 대해서는 신호지연을 측정할 수 있지만, 니들(130)들 상호간의 신호지연에 대해서는 직접 측정할 수가 없었다. 따라서 종래에는 테스트용장치를 테스트하고, 그 결과를 캘리브레이션에 반영하는 옵셋(offset) 캘리브레이션을 별도로 수행하였다. 그러나 이와 같은 방법은 별도의 공정단계가 추가되어 전체적인 테스트시간이 길어지고 별도의 테스트용장치가 요구되며, 더욱이 테스트용장치의 특성으로부터 영향을 받아 정확한 측정 데이터를 얻을 수 없다는 한계가 있다.However, in the conventional needle contact apparatus 200, the positions of the pads 221, 222, and 223 do not correspond to the positions of the needles 130 of the probe card 100, and as a result, the pads 221, 222, Only one of the 223 contacts only one of the needles 130 of the probe card 100, and the remaining needles 130 come into contact with the insulating body 210. Therefore, the signal delay can be measured for each individual needle 130, but the signal delay between the needles 130 can not be measured directly. Therefore, in the related art, a test apparatus was tested and an offset calibration for reflecting the result in the calibration was performed separately. However, such a method adds a separate process step to increase the overall test time and requires a separate test device, and furthermore, there is a limitation that accurate measurement data cannot be obtained due to the characteristics of the test device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 프루브 카드의 니들들 상호간의 신호지연도 정확하게 측정할 수 있는 프루브 카드의 캘리브레이션을 위한 니들컨택장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a needle contact device for calibrating a probe card that can accurately measure signal delays between needles of a probe card.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 니들컨택장치는, 반도체웨이퍼 테스트를 위하여 상기 반도체웨이퍼의 다이패드들에 대응되는 니들들을 구비하는 프루브카드의 캘리브레이션을 위한 니들컨택장치에 있어서, 절연성 바디; 상기 절연성 바디의 상부면에 배치되되 상기 프루브카드의 니들들의 위치에 대응되는 위치에 배치되는 복수개의 패드들; 및 상기 절연성 바디의 일 측면에서 상기 복수개의 패드들의 각각에 연결되는 복수개의 단자들을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the needle contact device according to the present invention, in the needle contact device for the calibration of the probe card having a needle corresponding to the die pads of the semiconductor wafer for the semiconductor wafer test, the insulating body ; A plurality of pads disposed on an upper surface of the insulating body and disposed at positions corresponding to the positions of the needles of the probe card; And a plurality of terminals connected to each of the plurality of pads at one side of the insulating body.

상기 패드들의 각각은 중심부에 배치되는 컨택포인트영역과, 상기 컨택포인트영역을 둘러싸는 아이솔레이터영역을 포함하는 것이 바람직하다.Each of the pads preferably includes a contact point area disposed at the center and an isolator area surrounding the contact point area.

상기 복수개의 패드들은 어느 한 방향으로 일직선상에서 상기 니들의 간격과 동일한 간격을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.The plurality of pads may be arranged to have the same spacing as the spacing of the needles in a straight line in either direction.

상기 복수개의 단자들 중 적어도 어느 하나는 신호파형표시장치 또는 캘리브레이션 수행장치에 연결될 수 있다.At least one of the terminals may be connected to a signal waveform display device or a calibration device.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below.

도 6은 본 발명에 따른 니들컨택장치를 나타내 보인 사시도이다.6 is a perspective view showing a needle contact device according to the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 니들컨택장치(600)는, 절연성의 바디(610)와, 절연성 바디(610)의 상부면에 배치되는 복수개의 패드들(621, 622, 623)과, 그리고 절연성 바디(610)의 일 측면에서 복수개의 패드들(621, 622, 623)의 각각에 연결되는 복수개의 단자들(631, 632, 633)을 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 6, the needle contact device 600 according to the present invention may include an insulating body 610, a plurality of pads 621, 622, and 623 disposed on an upper surface of the insulating body 610; And a plurality of terminals 631, 632, and 633 connected to each of the plurality of pads 621, 622, and 623 on one side of the insulating body 610.                     

상기 복수개의 패드들(621, 622, 623)의 각각은 일 방향을 따라 일직선상으로 배치되는데, 특히 각각의 패드(621, 622, 623)는 프루브 카드(도 1의 100)의 니들(130)들의 각각의 위치에 대응되는 위치에 위치한다. 그 결과 프루브 카드(100)의 니들(130)들 중 적어도 2개 이상의 동시에 니들컨택장치(600)의 패드들(621, 622, 623)에 동시에 컨택될 수 있다. 통상적으로 프루브 카드(100)의 니들(130)들은 테스트하고자 하는 반도체웨이퍼의 다이패드의 위치와 같은 위치이며, 따라서 상기 복수개의 패드들(621, 622, 623)의 위치도 반도체웨이퍼의 다이패드의 위치에 대응되는 위치이다.Each of the plurality of pads 621, 622, 623 is disposed in a straight line along one direction, and in particular, each of the pads 621, 622, 623 is a needle 130 of a probe card (100 in FIG. 1). Are located at positions corresponding to their respective positions. As a result, at least two or more of the needles 130 of the probe card 100 may be simultaneously contacted with the pads 621, 622, and 623 of the needle contact device 600. Typically, the needles 130 of the probe card 100 are positioned at the same positions as the die pads of the semiconductor wafer to be tested. The position corresponding to the position.

상기 복수개의 패드들(621, 622, 623) 중 첫 번째로 배치되는 패드(621)는 신호파형 표시장치, 예컨대 오실로스코프에 연결하여 니들(130)의 종단의 파형을 볼 수 있는 오실로 패드(Oscillo pad)이다. 두 번째로 배치되는 패드(622)는 니들(130) 중 드라이브 핀을 컨택하여 드라이브 니들의 신호지연을 측정하는 드라이브 패드(drive pad)이다. 그리고 세 번째로 배치되는 패드(623)는 니들(130) 중 컴패러터(comparator) 핀을 컨택하여 컴패러터 니들의 신호지연을 측정하는 컴패러터 패드(comparator pad)이다. 이 경우, 상기 오실로 패드(621)에 연결되는 첫 번째 단자(631)는 오실로스코프에 연결되고, 드라이브 패드(622) 및 컴패러터 패드(623)에 각각 연결되는 단자(632, 633)는 캘리브레이션 헤드에 연결된다.The first pad 621 disposed among the plurality of pads 621, 622, and 623 is an oscillo pad that can view a waveform of an end of the needle 130 by connecting to a signal waveform display device, for example, an oscilloscope. )to be. The second pad 622 is a drive pad that contacts a drive pin of the needle 130 to measure a signal delay of the drive needle. The third pad 623 is a comparator pad that measures a signal delay of the comparator needle by contacting a comparator pin among the needles 130. In this case, a first terminal 631 connected to the oscilloscope pad 621 is connected to an oscilloscope, and terminals 632 and 633 respectively connected to a drive pad 622 and a comparator pad 623 are calibration heads. Is connected to.

도 7은 도 6의 니들컨택장치의 다른 적용예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다. FIG. 7 is a view illustrating another application example of the needle contact device of FIG. 6.

도 7을 참조하면, 프루브 카드(도 1의 100)의 니들(130)들 중 인접한 니들 (130) 사이의 신호지연을 측정하기 위해서는, 측정하고자 하는 니들(130)들 두 개를 패드(622, 623)에 동시에 컨택시킨다. 그리고 이 니들(130)들이 컨택된 패드(622, 623)에 각각 연결되는 단자(632, 633)를 모두 캘리브레이션 헤드(500)에 연결시킨다. 경우에 따라서, 도면에 나타내지는 않았지만, 상기 단자(632, 633)를 모두 오실로스코프에 연결시킬 수도 있다. 이 상태에서 두 개의 니들(130) 사이의 신호지연을 측정하고, 그 결과 오차를 TDT 캘리브레이션에 반영하여 TDT 캘리브레이션 이후에도 남아 있는 오차를 제거한다.Referring to FIG. 7, in order to measure the signal delay between adjacent needles 130 among the needles 130 of the probe card (100 of FIG. 1), two needles 130 to be measured may be pads 622. 623) at the same time. The terminals 130 and 633 respectively connected to the pads 622 and 623 to which the needles 130 are contacted are connected to the calibration head 500. In some cases, although not shown, the terminals 632 and 633 may all be connected to an oscilloscope. In this state, the signal delay between the two needles 130 is measured, and as a result, the error is reflected in the TDT calibration to remove the remaining error even after the TDT calibration.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 니들컨택장치에 의하면, 프루브 카드의 니들들 중 복수개의 니들들을 동시에 컨택시켜 니들들 상호간의 신호지연을 측정할 수 있으며, 측정 결과를 TDT 캘리브레이션에 반영함으로써 TDT 캘리브레이션 이후에도 남아 있는 오차까지 제거할 수 있다.As described so far, according to the needle contact apparatus according to the present invention, by contacting a plurality of needles of the probe card at the same time to measure the signal delay between the needles, TDT by reflecting the measurement results in the TDT calibration Even after calibration, the remaining error can be eliminated.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.

Claims (4)

반도체웨이퍼 테스트를 위하여 상기 반도체웨이퍼의 다이패드들에 대응되는 니들들을 구비하는 프루브카드의 캘리브레이션을 위한 니들컨택장치에 있어서,A needle contact device for calibrating a probe card having needles corresponding to die pads of a semiconductor wafer for a semiconductor wafer test, the needle contact device comprising: 절연성 바디;Insulating body; 상기 절연성 바디의 상부면에 배치되되 상기 프루브카드의 니들들의 위치에 대응되는 위치에 배치되는 복수개의 패드들; 및A plurality of pads disposed on an upper surface of the insulating body and disposed at positions corresponding to the positions of the needles of the probe card; And 상기 절연성 바디의 일 측면에서 상기 복수개의 패드들의 각각에 연결되는 복수개의 단자들을 구비하는 것을 특징으로 하는 니들컨택장치.And a plurality of terminals connected to each of the plurality of pads on one side of the insulating body. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 패드들의 각각은 중심부에 배치되는 컨택포인트영역과, 상기 컨택포인트영역을 둘러싸는 아이솔레이터영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 니들컨택장치.Each of the pads includes a contact point region disposed at a central portion thereof, and an isolator region surrounding the contact point region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 패드들은 어느 한 방향으로 일직선상에서 상기 니들의 간격과 동일한 간격을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 니들컨택장치.And the plurality of pads are arranged to have the same spacing as the spacing of the needles in a straight line in any one direction. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 단자들 중 적어도 어느 하나는 신호파형표시장치 또는 캘리브레이션 수행장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 니들컨택장치.At least one of the plurality of terminals is connected to the signal waveform display device or the calibration performing device.
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