KR20090022897A

KR20090022897A - 프로브 카드

Info

Publication number: KR20090022897A
Application number: KR1020070088573A
Authority: KR
Inventors: 반강현; 김병기
Original assignee: (주) 미코티엔
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2009-03-04
Also published as: KR101088733B1

Abstract

프로브 카드는 제1 기판 구조물, 제2 기판 구조물 및 유연 접속체들을 포함한다. 제1 기판 구조물은 제1 관통홀들을 가지며, 회로 라인들이 형성된다. 제2 기판 구조물은 제1 기판 구조물의 하부면에 구비되고, 제1 관통홀들의 개수보다 많은 개수의 제2 관통홀들을 가지며, 하부면에 다수의 탐침들을 갖는다. 유연 접속체들은 제1 관통홀들 및 제2 관통홀들을 통해 회로 라인들과 탐침들을 전기적으로 연결한다. 각각의 제1 관통홀들과 각각의 제2 관통홀들은 서로 연통하며, 제1 관통홀들 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 제2 관통홀들과 연통한다.

Description

프로브 카드{Probe card}

본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자의 패드와 접촉하는 탐침을 포함하는 프로브 카드에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 소자들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.

상기 EDS 공정을 수행하여 상기 반도체 소자들 중에서 불량 반도체 소자를 판별한다. 상기 EDS 공정은 프로브 카드라는 검사 장치를 이용하여 수행된다. 상기 프로브 카드는 상기 반도체 소자들의 패드에 탐침을 접촉한 상태에서 전기적 신호를 인가하고, 상기 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해 불량을 판정한다.

도 1은 종래 기술에 따른 프로브 카드(1)를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제1 기판 구조물(10)의 부분 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 프로브 카드(1)는 회로 라인들을 갖는 제1 기판 구조물(10), 하부면에 다수의 탐침들을 갖는 제2 기판 구조물(20) 및 상기 회로 라인들과 상기 탐침들을 연결하는 접속체(30)를 포함한다.

상기 접속체(30)는 상기 제1 기판 구조물(10)의 제1 관통홀들(12) 및 상기 제2 기판 구조물(20)의 제2 관통홀들(22)을 통해 상기 회로 라인들과 상기 탐침들을 연결한다. 상기 제1 관통홀들(12)과 상기 제2 관통홀들(22)은 일대일로 대응하여 서로 연통하며, 상기 접속체(30)는 연통된 제1 및 제2 관통홀들(12, 22)에 하나씩 배치된다.

상기 회로 라인의 설계를 위해 일정한 영역이 요구되므로 상기 제1 기판 구조물(10)에 상기 제1 관통홀들(12)을 일정 개수 이상 형성하기 어렵다. 따라서, 상기 접속체(30) 및 상기 접속체(30)와 연결된 탐침들의 개수에도 한계가 있다. 그러므로, 상기 반도체 소자를 형성하기 위한 반도체 기판의 크기가 커지더라도 상기 프로브 카드(1)가 상기 반도체 기판의 크기에 대응하는 개수의 탐침들을 가질 수 없다.

한편, 상기 접속체(30)의 단부에는 플러그 커넥터(32)가 구비되며, 상기 제1 기판 구조물(10)의 상부면에는 상기 회로 라인들과 전기적으로 연결되는 소켓 커넥터(14)가 구비된다. 상기 플러그 커넥터(32)가 상기 소켓 커넥터(14)에 삽입되어 상기 접속체(30)와 상기 회로 라인들이 연결된다.

상기 소켓 커넥터(14)는 몸체(14a), 연결 패드들(14b) 및 연결 라인들(14c)을 포함한다. 상기 몸체(14a)는 상기 제1 기판 구조물(10)의 상부면에 구비되며, 상기 플러그 커넥터(32)가 삽입되기 위한 홈을 갖는다. 상기 연결 패드들(14b)은 상기 몸체(14a)의 양측 하부에 각각 구비된다. 상기 연결 라인들(14c)은 상기 연결 패드들(14b) 사이 및 외측의 상기 제1 기판 구조물(10)에 구비되며, 상기 연결 패드들(14b)과 상기 회로 라인들을 전기적으로 연결한다. 상기 연결 라인들(14c)은 상기 연결 패드들(14c)을 기준으로 양측에 배치되므로 상기 연결 패드들(14c)과 용이하게 연결될 수 있다.

그러나, 상기 연결 라인들(14c) 중 일부가 상기 연결 패드들(14b)의 외측 부위의 제1 기판 구조물(10)에 위치하므로, 상기 소켓 커넥터(14)의 크기가 증가할 수 있다. 그러므로, 상기 제1 기판 구조물(10)의 상부면에 소켓 커넥터(14)를 일정 개수 이상 배치할 수 없다.

본 발명의 실시예들은 탐침들의 개수 및 접속체와 연결되는 소켓 커넥터의 개수를 증가시킬 수 있는 프로브 카드를 제공한다.

본 발명에 따른 프로브 카드는 제1 관통홀들을 가지며, 회로 라인들이 형성된 제1 기판 구조물과, 상기 제1 기판 구조물의 하부면에 구비되고, 상기 제1 관통홀들의 개수보다 많은 개수의 제2 관통홀들을 가지며, 하부면에 다수의 탐침들을 갖는 제2 기판 구조물 및 상기 제1 관통홀들 및 상기 제2 관통홀들을 통해 상기 회로 라인들과 상기 탐침들을 전기적으로 연결하는 유연 접속체들을 포함하되, 각각의 상기 제1 관통홀들과 각각의 상기 제2 관통홀들은 서로 연통하며, 상기 제1 관통홀들 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 제2 관통홀들과 연통한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 관통홀들은 각각 하나의 유연 접속체를 수용하며, 상기 제1 관통홀들은 연통된 제2 관통홀들의 개수와 동일한 개수의 유연 접속체들을 수용할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 기판 구조물은 각각의 상기 제1 관통홀들과 각각 서로 연통하며, 상기 제1 관통홀들 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 연통하는 제3 관통홀을 가지며, 상기 제1 기판 구조물의 하부면에 구비되는 기판과, 상기 기판의 제3 관통홀들과 각각 연통하는 제4 관통홀들을 가지며, 상기 기판의 하부면에 결합되는 다수의 가이드바들과, 각각의 가이드바들의 하부면에 부 착되는 다수의 가이드 부재들 및 상기 가이드 부재들에 고정되는 다수의 탐침들을 포함하며, 상기 제2 관통홀들은 상기 제3 및 제4 관통홀들을 포함한다.

하나의 상기 제1 관통홀과 연통하는 적어도 두 개의 제3 관통홀들은 상단 부위가 서로 연통할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 회로 라인들과 연결되며 상기 제1 기판 구조물에 구비되는 소켓 커넥터 및 상기 유연 접속체와 연결되며 상기 소켓 커넥터에 삽입되는 플러그 커넥터를 더 포함하며, 상기 소켓 커넥터는 상기 제1 기판 구조물의 상부면에 구비되며, 상기 플러그 커넥터가 삽입되기 위한 홈을 갖는 몸체와, 상기 몸체의 양측 하부에 구비되는 연결 패드들 및 상기 연결 패드들 사이의 상기 제1 기판 구조물에 구비되며, 상기 연결 패드들과 상기 회로 라인들을 전기적으로 연결하는 연결 라인들을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브 카드는 회로 라인들이 형성된 제1 기판 구조물, 상기 제1 기판 구조물의 하부면에 구비되고, 하부면에 다수의 탐침들을 갖는 제2 기판 구조물, 상기 회로 라인들과 상기 탐침들을 전기적으로 연결하는 유연 접속체들, 상기 제1 기판 구조물의 상부면에 구비되며 홈을 갖는 몸체와, 상기 몸체의 양측 하부에 구비되는 연결 패드들 및 상기 연결 패드들 사이의 상기 제1 기판 구조물에 구비되며 상기 연결 패드들과 상기 회로 라인들을 전기적으로 연결하는 연결 라인들을 포함하는 소켓 커넥터 및 상기 유연 접속체와 연결되며 상기 몸체의 홈에 삽입되는 플러그 커넥터를 포함한다.

본 발명에 따르면 제1 기판 구조물의 각 제1 관통홀들 중 일부가 제2 기판 구조물의 제2 관통홀들 중 적어도 두 개와 대응한다. 상기 제1 관통홀들의 개수를 상대적으로 감소시킬 수 있으므로 상기 제1 기판 구조물의 회로 라인을 용이하게 설계할 수 있고, 상기 제2 관통홀들의 개수를 상대적으로 증가시킬 수 있으므로 접속체 및 상기 접속체와 연결된 탐침들의 개수를 증가시킬 수 있다.

또한, 소켓 커넥터의 몸체의 양측 하부에 연결 패드들을 구비하고 연결 라인들을 연결 패드들 사이의 제1 기판 구조물에 구비하므로, 상기 소켓 커넥터의 폭을 줄일 수 있다. 그러므로, 상기 제1 기판 구조물의 상부면에 소켓 커넥터를 일정 개수 이상 배치할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프로브 카드에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나 의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(100)를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 프로프 카드(100)의 분해 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 프로브 카드(100)는 제1 기판 구조물(110), 제2 기판 구조물(120), 상부 보강판(130), 하부 보강판(140), 탄성 부재(150), 유연 접 속체(160), 가장자리나사들(170), 지지 부재들(172), 중앙나사(174), 지지나사들(176), 누름나사들(178), 체결 나사들(182, 184), 단열 필름(190) 및 삽입 부재들(192)을 포함한다.

도 5는 도 3에 도시된 제1 기판 구조물(110) 및 제2 기판 구조물(120)을 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 제1 기판 구조물(110)의 부분 평면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 기판 구조물(110)은 제1 기판(112) 및 소켓 커넥터들(114)을 포함한다.

상기 제1 기판(112)은 원형의 평판 형태를 가지며, 중앙에는 다수의 제1 관통홀(116)을 갖는다. 상기 제1 기판(112)은 회로 라인들(미도시)을 갖는다. 상기 회로 라인들은 상기 제1 기판(112)의 내부, 표면 또는 내부와 표면에 위치할 수 있다.

상기 소켓 커넥터들(114)은 상기 제1 관통홀들(116)과 인접하는 상기 제1 기판(112)의 상부면에 구비된다. 상기 소켓 커넥터(114)는 상기 회로 라인과 전기적으로 연결된다. 상기 소켓 커넥터(114)는 몸체(114a), 연결 패드들(114b) 및 연결 라인들(114c)을 포함한다.

상기 몸체(114a)는 상기 제1 관통홀(116)과 인접하는 상기 제1 기판(112)의 상부면에 구비되며, 후술하는 플러그 커넥터(132)가 삽입되기 위한 홈을 갖는다. 상기 연결 패드들(114b)은 상기 몸체(114a)의 하부 양측에 구비된다. 상기 연결 패드들(114b)은 양측에 각각 다수개가 구비되며, 서로 이격된 형태로 배치된다. 상기 연결 라인들(114c)은 상기 연결 패드들(114b) 사이의 상기 제1 기판(112)에 구비된다. 즉, 상기 연결 라인들(114c)은 상기 몸체(114a) 하부의 제1 기판(112)에 구비된다. 상기 연결 라인들(114c)은 상기 제1 기판(112)을 관통하는 기둥 형태를 가지며, 상기 연결 라인들(114c)은 상기 연결 패드들(114b)과 상기 회로 라인들을 전기적으로 연결한다.

상기 연결 라인들(114c)이 상기 몸체(114a)의 하부 양측에 구비된 상기 연결 패드들(114b) 사이의 제1 기판(112)에 구비되므로, 상기 소켓 커넥터(114)는 연결 라인들 중 일부가 상기 몸체의 외측 부위의 제1 기판에 구비되는 종래의 소켓 커넥터보다 좁은 폭을 가질 수 있다. 따라서, 동일한 크기의 제1 기판(112)에 보다 많은 수의 소켓 커넥터(114)를 구비할 수 있다.

한편, 상기 제1 기판(112)의 상부면의 가장자리를 따라 테스트 헤드의 포고 핀과 접속하는 접속 단자가 형성되며, 상기 접속 단자는 상기 회로 라인과 전기적으로 연결된다.

상기 제2 기판 구조물(120)은 상기 제1 기판 구조물(110)의 하부면에 구비된다. 상기 제2 기판 구조물(120)은 제2 기판(121), 다수의 가이드바들(122), 다수의 가이드 부재들(123) 및 다수의 탐침들(124)을 포함한다.

상기 제2 기판(121)은 판 형태를 가지며 상기 제1 기판(112)의 하부면에 구비된다. 상기 제2 기판(121)은 상기 제1 관통홀들(116)의 개수보다 많은 개수의 제2 관통홀들(126)을 갖는다. 상기 제1 관통홀들(116) 각각은 상기 제2 관통홀들(126) 각각과 서로 연통한다. 상기 제2 관통홀들(126) 개수가 상기 제1 관통홀 들(116) 개수보다 많으므로 상기 제1 관통홀들(116) 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 제2 관통홀들(116)과 연통한다.

일 예로, 상기 제2 관통홀들(126)의 개수는 상기 제1 관통홀들(116)의 개수의 2배, 3배 또는 그 이상일 수 있다. 상기 제2 관통홀들(126)의 개수가 상기 제1 관통홀들(116)의 개수의 2배인 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 인접하는 두 개의 제2 관통홀(126)이 각각 하나의 제1 관통홀(116)과 연통할 수 있다.

상기 소켓 커넥터(114)의 개수는 각각의 상기 제1 관통홀들(116)과 연결되는 상기 제2 관통홀들(126)의 개수에 따라 달라진다. 상기 제1 관통홀들(116)과 연결되는 상기 제2 관통홀들(126)의 개수와 동일한 개수의 상기 소켓 커넥터(114)가 각 제1 관통홀들(116)과 인접하는 상기 제1 기판(112)의 상부면에 구비된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 인접하는 두 개의 제2 관통홀(126)이 각각 하나의 제1 관통홀(116)과 연통하는 경우, 상기 제1 관통홀(116)과 인접하는 제1 기판(112)의 상부면에는 두 개의 소켓 커넥터(114)가 구비된다.

상기 제2 관통홀들(126)의 개수가 종래의 제2 관통홀들의 개수와 동일한 경우, 상기 제1 관통홀들(116)의 개수를 종래의 제1 관통홀들의 개수에 비해 상대적으로 적게 할 수 있다. 그러므로, 상기 제1 기판(112)에서 상기 제1 관통홀들(116)이 차지하는 영역을 감소시킬 수 있어 상기 제1 기판(112)에 회로 라인을 보다 용이하게 설계할 수 있다.

상기 제1 관통홀들(116)의 개수가 종래의 제1 관통홀들의 개수와 동일한 경우, 상기 제2 관통홀들(126)의 개수를 종래의 제2 관통홀들의 개수에 비해 상대적 으로 많게 할 수 있다. 그러므로, 후술하는 유연 접속체(160) 및 탐침들(124)의 개수를 증가시킬 수 있다.

한편, 일 예로, 하나의 제1 관통홀(116)과 연통하는 적어도 두 개의 제2 관통홀들(126)은 상단 부위가 서로 연결될 수 있다. 다른 예로, 상기 하나의 제1 관통홀(116)과 연통하는 적어도 두 개의 제2 관통홀들(126)은 상기 제1 관통홀(116)을 향해 경사지도록 형성될 수 있다.

그러므로, 상기 제1 관통홀(116)의 크기가 작더라도 상기 다수개의 제2 관통홀들(126)과 모두 연통할 수 있다. 또한, 상기 접속체(160)가 상기 제2 관통홀들(126) 및 상기 제1 관통홀들(116)을 용이하게 지날 수 있다.

상기 제2 기판(121)은 상부면 중앙 부위와 가장자리 사이에 다수의 나사홀들(129)을 갖는다. 상기 나사홀들(129)은 상기 제2 기판(121)의 중앙 부위를 기준으로 원형 또는 방사상으로 배치될 수 있다. 상기 제2 기판(121)의 재질은 세라믹 또는 철 합금을 포함할 수 있다. 상기 철 합금으로는 철-니켈 합금(인바(invar)), 철-니켈-코발트 합금(수퍼 인바(super invar)), 철-코발트-니켈 합금(스테인리스 인바(stainless invar)) 및 철-납 합금 등을 들 수 있다.

도 7은 도 5에 도시된 가이드바(122)를 설명하기 위한 저면도이다.

도 7을 참조하면, 상기 가이드바들(122)은 바 형태를 가지며, 상기 제2 기판(121)의 하부면에 서로 일정 간격 이격되도록 구비된다. 상기 각 가이드바(122)는 다수의 제3 관통홀들(127)을 갖는다. 상기 각 가이드바(122)가 하나의 긴 관통홀이 아니라 다수의 제3 관통홀들(127)을 가지므로 상기 가이드바들(122)은 열에 의해 쉽게 변형되지 않는다. 상기 제3 관통홀들(127)은 상기 제2 관통홀들(126)과 연통된다. 상기 제3 관통홀들(127)은 열(row) 형태로 배치된다. 상기 가이드바들(122)은 상기 제3 관통홀들(127)로 이루어진 열을 다수개 포함할 수 있다. 상기 제3 관통홀들(127)로 이루어진 열의 개수는 하나의 제1 관통홀들(116)과 연통되는 제2 관통홀들(126)의 개수에 따라 달라진다.

상기 가이드바들(122)은 상기 제2 기판(121)과 제1 체결 나사들(180)에 의해 결합된다. 상기 가이드바들(122)이 한 방향으로 연장된 형태이므로 처짐이 발생하기 쉽다. 상기 가이드바들(122)의 처짐을 방지하기 위해 상기 제1 체결 나사들(180)은 상기 각 가이드바들(122)의 가장자리를 따라 일정 간격으로 다수가 구비될 수 있다.

상기 가이드바들(122)은 열팽창 계수가 상대적으로 0에 가까운 물질을 포함한다. 상기 물질의 예로는 철 합금이 사용된다. 상기 철 합금으로는 63.5%의 철과 36.5%의 니켈로 이루어진 철-니켈 합금(인바(invar)), 63%의 철, 32%의 니켈, 5%의 코발트로 이루어진 철-니켈-코발트 합금(수퍼 인바(super invar)), 36.5%의 철, 54%의 코발트, 9.5%의 크롬으로 이루어진 철-코발트-니켈 합금(스테인리스 인바(stainless invar)) 및 57%의 철과 43%의 납으로 이루어진 철-납 합금 등을 들 수 있다.

다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 가이드 부재들(123)은 평판 형태를 갖는다. 상기 가이드 부재(123)는 웨이퍼에서 검사하고자 하는 반도체 소자의 패드들과 동일한 개수 및 간격을 갖는 제4 관통홀(128)을 갖는다. 일 예로, 상기 제4 관 통홀들(128)은 서로 마주보도록 배치된다. 다른 예로, 상기 제4 관통홀들(128)은 서로 엇갈리도록 배치된다. 상기 가이드 부재(123)는 실리콘 재질을 포함할 수 있다.

상기 탐침들(124)은 반도체 소자의 패드와 직접 접촉하여 전기 신호를 전달한다. 상기 탐침들(124)은 상단부에 걸림턱을 갖는다. 상기 탐침들(124)은 상기 가이드 부재(124)의 제4 관통홀들(128)에 하향 삽입된다. 상기 걸림턱이 상기 제4 관통홀(128) 가장자리의 가이드 부재(123)에 걸쳐지므로 상기 탐침들(124)은 상기 가이드 부재(123)에 의해 지지된다. 접착제는 상기 가이드 부재(123)와 상기 탐침들(124)의 걸림턱을 고정한다. 상기 접착제의 예로는 에폭시를 들 수 있다. 상기 각 탐침(124)은 상방으로 돌출된 단자를 갖는다. 상기 단자들은 상기 가이드 부재(110)의 중심에 가깝도록 배치된다.

한편, 상기 탐침들(124)은 상기와 달리 다양한 형태로 상기 가이드 부재들(123)에 고정될 수 있다.

상기 탐침들(124)이 고정된 가이드 부재들(123)은 상기 가이드바들(122)의 저면에 부착된다. 이때, 상기 탐침들(124)이 상기 가이드바들(122)의 제3 관통홀들(127)에 삽입된다.

상기 제1 관통홀들(116)의 개수가 종래의 제1 관통홀들의 개수와 동일한 경우, 상기 제2 관통홀들(126)의 개수를 종래의 제2 관통홀들의 개수에 비해 상대적으로 많게 할 수 있으므로, 상기 제2 관통홀들(126)과 연통하는 제3 관통홀들(127)의 개수도 종래의 제3 관통홀들의 개수에 비해 상대적으로 많게 할 수 있다. 그러 므로, 상기 탐침들(124)의 개수 및 상기 탐침들(124)과 상기 회로 라인들을 연결하기 위한 접속체들(160)의 개수가 증가시킬 수 있다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 상부 보강판(130)은 몸체(132)와 캡(134)을 포함한다. 상기 몸체(132)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 캡(134)은 스테인리스 스틸 재질로 이루어질 수 있다.

상기 몸체(132)는 상기 제1 기판(112)의 상부면과 결합되며, 상기 소켓 커넥터들(114)이 형성된 영역을 노출시키는 개구(136)를 갖는다. 상기 몸체(132)는 상기 제1 기판(112)의 상부면을 보강하여 상기 제1 기판(112)의 휨이나 뒤틀림과 같은 변형을 방지한다.

상기 캡(134)은 평판 형태를 가지며, 하부면에 돌출부(137)가 돌출된다. 상기 캡(134)의 크기는 상기 몸체(132)의 크기와 유사하거나 상기 몸체(132)의 크기보다 약간 작거나 약간 클 수 있다. 예를 들면, 상기 캡(134)의 크기는 상기 몸체(132) 크기의 약 80 내지 120%일 수 있다.

상기 캡(134)은 체결 나사(미도시)에 의해 상기 몸체(132)에 고정된다. 상기 캡(134)은 상기 돌출부(137)가 상기 개구(136)에 삽입되어 상기 개구(136)를 개폐한다. 상기 캡(134)은 상기 개구(136)를 덮을 때, 상기 상부 보강판(130)의 하부면에 수용홈(138)을 형성한다. 상기 수용홈(138)은 상기 제1 기판(112)의 상부면으로부터 상향 돌출된 소켓 커넥터들(114) 및 상기 소켓 커넥터들(114)과 연결되는 접속체들(160)을 수용한다.

상기 캡(134)의 두께를 종래의 캡 두께와 동일하게 형성하더라도 상기 캡(134)의 상부면이 상기 몸체(132)의 상부면보다 높게 위치하므로, 상기 수용홈(138)의 크기를 종래의 수용홈보다 크게 형성할 수 있다. 따라서, 상기 캡(134)과 상기 접속체들(160)의 접촉을 방지하여 상기 접속체들(160)이 손상되거나 상기 접속체들(160)과 상기 소켓 커넥터(114)의 연결이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 캡(134)의 크기가 상기 몸체(132)의 크기와 유사하므로, 상기 캡(134)에 가해지는 외력을 균일하게 분산시킬 수 있다. 따라서, 후술하는 중앙나사(174), 지지나사들(176) 및 누름나사들(178)이 상기 캡(134) 및 상기 제1 기판 구조물(110)을 관통하여 상기 제2 기판 구조물(120)에 체결 및 접촉하더라도 상기 캡(134)이 상기 중앙나사(174), 지지나사들(176) 및 누름나사들(178)을 안정적으로 지지할 수 있다.

다른 예로, 상기 캡(134)은 상기 돌출부(137)를 구비하지 않는 평판 형태를 가질 수 있다. 상기 캡(134)의 하부면이 상기 몸체(132)의 상부면과 동일한 높이를 가지므로, 상기 수용홈(138)의 크기를 보다 크게 형성할 수 있다.

상기 소켓 커넥터들(114)과 후술하는 접속체들(160) 사이의 접촉 불량이 발생하는 경우, 상기 상부 보강판(130) 전체를 분리하지 않고, 상기 캡(134)만을 분리하여 신속하게 처리할 수 있다.

제2 체결 나사들(182)은 상기 제1 기판(112)과 상기 상부 보강판(130)의 몸체(132)를 체결한다. 상기 제2 체결 나사들(182)은 상기 제1 기판(112)의 하방에서 상기 제1 기판(112)과 상기 상부 보강판(130)의 몸체(132)를 관통한다.

상기 하부 보강판(140)은 링 형상을 가지며, 내부에 상기 제2 기판 구조물(120)을 수용한다. 상기 하부 보강판(140)은 철 합금의 일종인 인바(invar)를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 하부 보강판(140)은 상기 제2 기판 구조물(120)의 측면, 구체적으로 상기 제2 기판(121)의 측면을 감싸면서 상기 제1 기판(112)의 하부면과 결합한다. 상기 하부 보강판(140)은 상기 제1 기판(112)의 하부를 보강하여 상기 제1 기판(112)의 휨이나 뒤틀림과 같은 변형이 방지한다.

제3 체결 나사들(184)은 상기 제1 기판(112)과 상기 하부 보강판(140)을 체결한다. 상기 제3 체결 나사들(184)은 상기 하부 보강판(140)의 하방에서 상기 하부 보강판(140), 상기 제1 기판(112) 및 상기 상부 보강판(130)을 관통한다.

상기 탄성 부재들(150)은 상기 하부 보강판(140)의 측면 부위에 연결되어 상기 제2 기판(121)의 하부면을 지지한다. 이때, 상기 탄성 부재들(150)은 상기 제2 기판(121)의 하부면 가장자리 부위를 지지한다. 상기 탄성 부재들(150)의 예로는 판 스프링을 들 수 있다.

한편, 상기 탄성 부재들(150)이 상기 제2 기판(121)을 지지하는 힘에 의해 상기 제2 기판(121)이 변형될 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 하부 보강판(140)과 상기 제2 기판(121) 사이에 상기 제2 기판(121)을 지지하는 걸림턱을 갖는 보조링(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 보조링은 상기 제2 기판(121)보다 높은 강도를 가질 수 있다. 상기 하부 보강판(140)에 연결된 상기 탄성 부재들(150)이 상기 보조링을 지지한다. 그러므로, 상기 보조링은 상기 탄성 부재들(150)의 지지력에 의해 변형되지 않으면서 상기 지지력을 상기 제2 기판(121)으로 균일하게 전달한다.

상기 접속체(160)는 상기 탐침(124)의 단자(124)와 상기 제1 기판 구조물(110)의 소켓 커넥터(114)를 연결한다. 상기 접속체(160)의 일단에는 플러그 커넥터(162)가 구비되며, 상기 플러그 커넥터(162)와 상기 소켓 커넥터(114)가 결합함으로써 상기 접속체(160)와 상기 회로 라인이 서로 전기적으로 연결된다. 상기 접속체(160)의 타단은 상기 단자와 납땜에 의해 고정된다.

상기 접속체(160)와 상기 단자의 연결 부위 및 상기 가이드 부재(123) 상에 노출된 상기 탐침들(124)을 감싸도록 봉지재가 구비될 수 있다. 상기 봉지재의 예로는 에폭시 수지를 들 수 있다. 상기 접속체(160)는 상기 제1 기판(112)의 제1 관통홀들(116), 상기 제2 기판(121)의 제2 관통홀들(126) 및 상기 가이드바들(122)의 제3 관통홀들(127)을 지난다.

상기 제2 관통홀들(126) 및 상기 제2 관통홀들(126)과 연통되는 상기 제3 관통홀들(127) 각각에서는 하나의 접속체(160)가 지난다. 상기 제1 관통홀들(116)에서는 상기 제1 관통홀들(116)과 연통하는 제2 관통홀들(126)의 개수만큼의 접속체(160)가 지난다. 상기 접속체(160)는 전도성의 유연 재질로 형성된다. 상기 접속체(160)의 예로는 플렉시블 인쇄회로기판을 들 수 있다.

도 8은 도 3에 도시된 가장자리나사(170)를 설명하기 위한 단면도이다.

도 8을 참조하면, 상기 가장자리나사들(170)은 상기 상부 보강판(130)의 몸체(132)와 상기 제1 기판(112)을 관통하여 구비된다. 상기 가장자리나사들(170)은 상기 제2 기판 구조물(120)의 제2 기판(121) 가장자리 부위를 누른다. 상기 가장자리나사들(170)이 상기 탄성 부재(150)에 의해 지지되는 상기 제2 기판(121)을 누르 는 정도를 조절함으로써 상기 제2 기판(121)의 평탄도를 조절할 수 있다.

상기 지지 부재들(172)은 상기 제2 기판(121)의 가장자리 부위들과 접촉하면서 상기 가장자리나사들(170)을 지지한다. 상기 지지 부재들(172)은 상기 가장자리나사들(170)의 누르는 힘을 상기 제2 기판(121)으로 전달한다. 상기 지지 부재들(172)의 예로는 볼을 들 수 있다.

보강 부재들(125)은 상기 지지 부재들(172)과 접촉하는 상기 제2 기판(121)의 상부면 가장자리 부위에 구비된다. 상기 보강 부재들(125)은 상기 제2 기판(121)의 상부면에 삽입되어 상기 제2 기판(121)의 상부면과 동일한 높이를 갖는다. 상기 보강 부재들(125)은 상기 제2 기판(121)의 강도보다 높은 강도를 갖는다. 따라서, 상기 가장자리나사들(170)이 누르는 힘에 의해 상기 지지 부재들(172)이 상기 제2 기판(121)을 손상시키는 것을 방지할 수 있다.

도 9는 도 3에 도시된 중앙나사(174)를 설명하기 위한 단면도이다.

도 9를 참조하면, 상기 중앙나사(174)는 상기 상부 보강판(130)의 캡(134)과 상기 제1 기판(112)을 관통하여 상기 제2 기판(121)의 상부면 중앙 부위와 체결된다. 상기 중앙나사(174)는 대면적의 상기 제2 기판(121)의 중앙 부위가 하방으로 처지는 것을 방지한다. 따라서, 상기 제2 기판(121)의 평탄도를 조절할 수 있다.

도 10은 도 3에 도시된 지지나사(176)를 설명하기 위한 단면도이고, 도 11은 도 3에 도시된 누름나사(178)를 설명하기 위한 단면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 지지나사들(176)은 상기 상부 보강판(130)의 캡(134)과 상기 제1 기판(112)을 관통하여 상기 제2 기판(121)의 나사홀들(129) 과 체결된다. 상기 누름나사들(178)은 상기 상부 보강판(130)의 캡(134)과 상기 제1 기판(112)을 관통하여 상기 제2 기판(121)의 나사홀들(129) 부위를 누른다. 일예로, 상기 누름나사들(178)의 지름은 상기 나사홀들(129)의 지름보다 클 수 있다. 따라서, 상기 누름나사들(178)은 상기 나사홀들(129)의 입구 부위를 누른다. 다른 예로, 상기 누름나사들(178)의 지름은 상기 나사홀들(129)의 지름보다 작을 수 있다. 따라서, 상기 누름나사들(178)은 상기 나사홀들(129)의 저면 부위를 누른다. 또한, 상기 나사홀들(129) 부위는 상기 제2 기판(121)의 강도보다 높은 강도의 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 누름나사들(178)에 의해 상기 나사홀들(129) 또는 상기 나사홀들(129)의 나사산이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 상기 지지나사들(176) 및 상기 누름나사들(178)을 이용하여 상기 제2 기판(121)의 평탄도를 조절할 수 있다.

상기 제2 기판(121)의 중앙 부위와 가장자리 부위 사이의 평탄도에 따라 상기 지지나사들(176)과 상기 누름나사들(178)은 서로 대체될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 기판(121)의 하방으로 처짐이 주로 발생하는 경우, 상기 누름나사들(178)보다 상기 지지나사들(176)이 상대적으로 많이 사용될 수 있다. 상기 제2 기판(121)의 상방으로 볼록함이 주로 발생하는 경우, 상기 지지나사들(176)보다 상기 누름나사들(178)이 상대적으로 많이 사용될 수 있다.

상기 캡(134)의 크기가 상기 몸체(132)의 크기와 유사하여 상기 캡(134)에 가해지는 외력을 균일하게 분산시키므로, 상기 캡(134)은 상기 중앙나사(174), 지지나사들(176) 및 누름나사들(178)을 안정적으로 지지할 수 있다.

상기 반도체 소자들을 갖는 반도체 기판의 크기가 커지면, 상기 탐침(124)들의 개수가 증가하므로 상기 제2 기판 구조물(130)의 크기가 커진다. 따라서, 상기 제2 기판 구조물(130)의 평탄도를 조절하는 상기 지지나사들(176) 및 누름나사들(178)의 개수가 증가한다. 상기 지지나사들(176) 및 누름나사들(178)의 개수가 증가하더라도 상기 캡(134)은 상기 지지나사들(176) 및 누름나사들(178)을 안정적으로 지지할 수 있다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 단열 필름(190)은 상기 제1 기판(112)의 상부면 및 하부면에 구비된다. 상기 단열 필름(190)은 상기 반도체 소자의 검사를 위해 가열된 상기 반도체 소자의 열이나 그 외의 열이 상기 제1 기판(112)으로 직접 전도되는 것을 방지한다. 상기 단열 필름(190)은 폴리이미드를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 열에 의한 상기 제1 기판(112)의 변형을 방지할 수 있다.

상기 삽입 부재들(192)은 원기둥 형태를 가지며, 상기 제1 기판(112)을 관통하여 상기 제1 기판(112)의 상하로 각각 돌출된다. 따라서, 상기 삽입 부재들(192)에 의해 상기 제1 기판(112)은 상기 상부 보강판(130), 상기 하부 보강판(140) 및 상기 제2 기판(121)과 이격된다. 그러므로, 상기 반도체 소자로의 열이나 그 외의 열이 상기 제1 기판 구조물(110)로 직접 전도되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 열에 의한 상기 제1 기판 구조물(110)의 변형을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 삽입 부재들(192)은 얇은 판 형태를 가지며, 상기 제1 기판(112)과 상기 상부 보강판(130) 사이, 상기 제1 기판(112)과 상기 하부 보강판(140) 사이 및 상기 제1 기판(112)과 상기 제2 기판(121) 사이에 각각 개재될 수 있다.

또한, 소켓 커넥터의 몸체의 양측 하부에 연결 패드들을 구비하고 연결 라인들을 연결 패드들 사이의 제1 기판 구조물에 구비하므로, 상기 소켓 커넥터의 폭을 줄일 수 있다. 그러므로, 상기 제1 기판 구조물의 상부면에 구비되는 소켓 커넥터의 개수를 증가시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 제1 기판 구조물의 부분 평면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 프로프 카드의 분해 단면도이다.

도 5는 도 3에 도시된 제1 기판 구조물 및 제2 기판 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 제1 기판 구조물의 부분 평면도이다.

도 7은 도 5에 도시된 가이드바를 설명하기 위한 저면도이다.

도 8은 도 3에 도시된 가장자리나사를 설명하기 위한 단면도이다.

도 9는 도 3에 도시된 중앙나사를 설명하기 위한 단면도이다.

도 10은 도 3에 도시된 지지나사를 설명하기 위한 단면도이다.

도 11은 도 3에 도시된 누름나사를 설명하기 위한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 프로브 카드 110 : 제1 기판 구조물

112 : 제1 기판 114 : 소켓 커넥터

114a : 몸체 114b : 연결 패드

114c : 연결 라인 116 : 제1 관통홀

120 : 제2 기판 구조물 121 : 제2 기판

122 : 가이드바 123 : 가이드 부재

124 : 탐침 125 : 보강 부재

126 : 제2 관통홀 127 : 제3 관통홀

128 : 제4 관통홀 129 : 나사홀

130 : 상부 보강판 132 : 몸체

134 : 캡 136 : 개구

137 : 돌출부 138 : 수용홈

140 : 하부 보강판 150 : 탄성 부재

160 : 접속체 162 : 플러그 커넥터

170 : 가장자리나사 172 : 지지 부재

174 : 중앙나사 176 : 지지나사

178 : 누름나사 180 : 제1 체결 나사

182 : 제2 체결 나사 184 : 제3 체결 나사

190 : 단열 필름 192 : 삽입 부재

Claims

제1 관통홀들을 가지며, 회로 라인들이 형성된 제1 기판 구조물;

상기 제1 기판 구조물의 하부면에 구비되고, 상기 제1 관통홀들의 개수보다 많은 개수의 제2 관통홀들을 가지며, 하부면에 다수의 탐침들을 갖는 제2 기판 구조물; 및

상기 제1 관통홀들 및 상기 제2 관통홀들을 통해 상기 회로 라인들과 상기 탐침들을 전기적으로 연결하는 유연 접속체들을 포함하되,

각각의 상기 제1 관통홀들과 각각의 상기 제2 관통홀들은 서로 연통하며, 상기 제1 관통홀들 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 제2 관통홀들과 연통하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 제2 관통홀들은 각각 하나의 유연 접속체를 수용하며, 상기 제1 관통홀들은 연통된 제2 관통홀들의 개수와 동일한 개수의 유연 접속체들을 수용하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 제2 기판 구조물은,

각각의 상기 제1 관통홀들과 각각 서로 연통하며, 상기 제1 관통홀들 중 적어도 하나는 적어도 두 개의 연통하는 제3 관통홀을 가지며, 상기 제1 기판 구조물의 하부면에 구비되는 기판;

상기 기판의 제3 관통홀들과 각각 연통하는 제4 관통홀들을 가지며, 상기 기판의 하부면에 결합되는 다수의 가이드바들;

각각의 가이드바들의 하부면에 부착되는 다수의 가이드 부재들; 및

상기 가이드 부재들에 고정되는 다수의 탐침들을 포함하며,

상기 제2 관통홀들은 상기 제3 및 제4 관통홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제3항에 있어서, 하나의 상기 제1 관통홀과 연통하는 적어도 두 개 이상의 제3 관통홀들은 상단 부위가 서로 연통하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 회로 라인들과 연결되며 상기 제1 기판 구조물에 구비되는 소켓 커넥터 및 상기 유연 접속체와 연결되며 상기 소켓 커넥터에 삽입되는 플러그 커넥터를 더 포함하며,

상기 소켓 커넥터는,

상기 제1 기판 구조물의 상부면에 구비되며, 상기 플러그 커넥터가 삽입되기 위한 홈을 갖는 몸체;

상기 몸체의 양측 하부에 구비되는 연결 패드들; 및

상기 연결 패드들 사이의 상기 제1 기판 구조물에 구비되며, 상기 연결 패드들과 상기 회로 라인들을 전기적으로 연결하는 연결 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
회로 라인들이 형성된 제1 기판 구조물;

상기 제1 기판 구조물의 하부면에 구비되고, 하부면에 다수의 탐침들을 갖는 제2 기판 구조물;

상기 회로 라인들과 상기 탐침들을 전기적으로 연결하는 유연 접속체들;

상기 제1 기판 구조물의 상부면에 구비되며 홈을 갖는 몸체와, 상기 몸체의 양측 하부에 구비되는 연결 패드들 및 상기 연결 패드들 사이의 상기 제1 기판 구조물에 구비되며, 상기 연결 패드들과 상기 회로 라인들을 전기적으로 연결하는 연결 라인들을 포함하는 소켓 커넥터; 및

상기 유연 접속체와 연결되며 상기 몸체의 홈에 삽입되는 플러그 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.