KR20090053118A

KR20090053118A - 인쇄 회로 기판 조립체 및 이를 포함한 프로브 카드 조립체

Info

Publication number: KR20090053118A
Application number: KR1020070119788A
Authority: KR
Inventors: 채종현
Original assignee: (주)엠투엔
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-05-27

Abstract

본 발명은 인쇄 회로 기판 조립체 및 이를 포함한 프로브 카드 조립체에 관한 것으로서, 구체적으로 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척으로부터 발생하는 고온의 열에 의한 제어 소자의 손상을 방지하면서 인쇄 회로 기판에 설치되는 다른 구조물과의 간섭 없이 제어 소자를 인쇄 회로 기판에 장착할 수 있는 인쇄 회로 기판 조립체 및 이를 포함한 프로브 카드 조립체에 관한 것이다.

본 발명의 프로브 카드 조립체는 인쇄 회로 기판 조립체, 상기 인쇄 회로 기판 조립체의 상부면에 장착되는 보강판, 상기 인쇄 회로 기판 조립체의 하부면에 배치되는 공간 변환기, 상기 공간 변환기의 하부면에 배치되는 프로브 기판 조립체를 포함하며, 상기 인쇄 회로 기판 조립체는, 전기 회로가 형성된 인쇄 회로 기판 및 상기 인쇄 회로 기판의 상부면에 장착되는 하나 이상의 제어 소자를 포함하되, 상기 인쇄 회로 기판의 상부면은 그 중앙부에 상기 보강판이 장착되는 보강판 장착 영역을 포함하고, 상기 하나 이상의 제어 소자는 상기 보강판 장착 영역 외측에 장착된다.

인쇄 회로 기판, 프로브 카드 조립체, 제어 소자, 릴레이

Description

인쇄 회로 기판 조립체 및 이를 포함한 프로브 카드 조립체{PRINTED CIRCUIT BOARD ASSEMBLY AND PROBE CARD ASSEMBLY USING THE SAME}

일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 일련의 공정들을 실시하게 되면, 반도체 웨이퍼 등과 같은 기판 상에 각각의 영역으로 나뉘어지는 다수의 칩(chip)이 형성된다.

이 때, 반도체 소자의 제조 공정시 발생되는 결함으로 인해 칩의 불량을 초래하게 되며, 이러한 칩의 불량 여부는 패키징 공정을 위한 절삭 공정 이전에 판별되는 것이 효과적이다.

칩의 불량 여부를 판단하기 위해 전기적 특성검사인 EDS(Electrical Die Sorting) 공정을 실시하는데, EDS 공정은 기판 상의 칩에 마련된 접촉 패드에 전기 적으로 접촉하여 전류를 인가함으로써, 접촉 패드로부터 전달되는 전기적 특성을 이용하여 칩의 불량 여부를 판단한다.

접촉 패드에 전기적으로 접촉하기 위한 구성으로 프로브 카드 조립체가 사용되는데, 도 1은 종래의 프로브 카드 조립체를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 프로브 카드 조립체(10)는 인쇄 회로 기판(11), 인쇄 회로 기판(11)의 상면에 설치된 상측 보강판(12), 인쇄 회로 기판(11)의 하면에 설치되어 상측 보강판(12)과 결합되는 하측 보강판(13), 하측 보강판(13)의 하면에 장착된 공간 변환기(14), 공간 변환기(14)의 하면에 배치된 복수개의 프로브(15), 인쇄 회로 기판(11)의 외주부에 설치되는 커넥터(16) 및 커넥터(16)로부터의 전기적 신호를 제어하는 제어 소자(17)를 포함한다.

인쇄 회로 기판(11)은 테스터로부터 인가된 전기적 신호를 공간 변환기(14)에 창작된 프로브(15)로 전달하거나, 프로브(15)로부터의 전기적 신호를 테스터로 전달한다.

상측 보강판(12)과 하측 보강판(13)은 인쇄 회로 기판의 상, 하측에 각각 위치하고 결합 수단(미도시)에 의해 서로 결합됨으로써, 인쇄 회로 기판(11)이 열 또는 압력에 의해 기하학적으로 변형되는 것을 방지한다.

공간 변환기(space transformer)(14)는 통상 세라믹 기판을 다층으로 형성한 MLC(Multi Layer Ceramic) 형태로 제작된다. 공간 변환기(14)의 상부면 및 하부면에는 내부 배선에 의해 전기적으로 연결되고 그 간격(피치)이 상이한 패드가 형성되며, 이를 통해 피치 변환의 기능을 수행한다.

프로브(15)는 공간 변환기(14)의 하부면에 직접 부착되거나 프로브가 장착된 프로브 기판 조립체를 통해 부착되어, 칩에 직접 접촉됨으로써 칩에 전기적 신호를 인가하거나 칩으로부터 전기적 신호를 전달 받는다.

커넥터(16)는 인쇄 회로 기판(10)의 상면 외주부에 장착되어 테스터와 전기적으로 결합됨으로써, 테스터로부터의 전원 및 전기적 신호를 전달받거나 또는 프로브(15)로부터 전달된 칩의 전기적 신호를 테스터로 전달한다.

제어 소자(17)는 커넥터(16)로부터 인가 받은 전기적 신호를 제어하는 것으로서, 종래에는 인쇄 회로 기판(11)의 하면 외주부에 설치되었다.

그런데, 제어 소자(17)가 인쇄 회로 기판(11)의 하면 외주부에 설치되는 경우, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척(미도시)에서 발생하는 고온의 열로 인해 제어 소자(17)가 손상되는 경우가 많았다.

웨이퍼 척에서 발생하는 고온의 열에 의한 제어 소자가 손상되는 문제를 해결하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 소자(17)를 상측 보강판(12)의 내측 영역에서 인쇄 회로 기판(11)의 상면에 장착하는 방법도 제안되었다.

그러나, 이 경우에는, 상측 보강판(12)의 내측에 설치된 제어 소자(17)가 상측 보강판(12) 내측 영역에 설치되는 다른 구조물과 간섭할 수 있다는 또 다른 문제점이 발생하였다.

본 발명의 일 실시예는, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척으로부터 발생하는 고온의 열에 의한 제어 소자의 손상을 방지하면서 인쇄 회로 기판에 장착되는 다른 구조물과의 간섭 없이 제어 소자를 인쇄 회로 기판에 장착할 수 있는 인쇄 회로 기판 조립체 및 이를 포함한 프로브 카드 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 프로브 카드 조립체에 장착되는 인쇄 회로 기판 조립체에 있어서, 전기 회로가 형성된 인쇄 회로 기판 및 상기 인쇄 회로 기판의 상부면에 장착되는 하나 이상의 제어 소자를 포함하되, 상기 인쇄 회로 기판의 상부면은 그 중앙부에 형성되는 보강판 장착 영역을 포함하고, 상기 하나 이상의 제어 소자는 상기 보강판 장착 영역 외측에 장착되는 인쇄 회로 기판 조립체를 제공한다.

본 발명의 제 2 측면은, 반도체 소자를 탐침 검사하기 위한 프로브 카드 조립체에 있어서, 인쇄 회로 기판 조립체, 상기 인쇄 회로 기판 조립체의 상부면에 장착되는 보강판, 상기 인쇄 회로 기판 조립체의 하부면에 배치되는 공간 변환기, 상기 공간 변환기의 하부면에 배치되는 프로브 기판 조립체를 포함하며, 상기 인쇄 회로 기판 조립체는, 전기 회로가 형성된 인쇄 회로 기판 및 상기 인쇄 회로 기판의 상부면에 장착되는 하나 이상의 제어 소자를 포함하되, 상기 인쇄 회로 기판의 상부면은 그 중앙부에 상기 보강판이 장착되는 보강판 장착 영역을 포함하고, 상기 하나 이상의 제어 소자는 상기 보강판 장착 영역 외측에 장착되는 프로브 카드 조립체를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척으로부터 발생하는 고온의 열에 의한 제어 소자의 손상을 방지하면서 인쇄 회로 기판에 설치되는 다른 구조물과의 간섭 없이 제어 소자를 인쇄 회로 기판에 장착할 수 있는 인쇄 회로 기판 조립체 및 이를 포함한 프로브 카드 조립체를 제공할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체의 상부면 및 하부면를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체(100)는 인쇄 회로 기판 조립체(110), 인쇄 회로 기판 조립체(110)의 상부면에 장착되는 보강판(120), 인쇄 회로 기판 조립체(110)의 하부면에 배치되는 공간 변환기(150), 공간 변환기(150)의 하부면에 배치되는 프로브 기판 조립체(미도시)를 포함한다.

인쇄 회로 기판 조립체(110)는 전기 회로가 형성된 인쇄 회로 기판(111) 및 인쇄 회로 기판(111)의 상부면에 장착되는 하나 이상의 제어 소자(112)를 포함한다.

인쇄 회로 기판(111)의 상부면은 그 중앙부에 보강판(120)이 장착되는 보강판 장착 영역(114)을 포함하며, 또한 인쇄 회로 기판(111)의 외주부에 후술하는 커넥터(113)를 장착하는 커넥터 장착 영역(115)을 추가로 포함할 수 있다.

보강판(120)은 인쇄 회로 기판(111)의 상부면에 마련된 보강판 장착 영역(114)에 장착되며, 인쇄 회로 기판(111)의 기하학적 변형을 방지하기 위해 나사 등의 결합 수단(미도시)을 통해 인쇄 회로 기판(111)에 고정 결합된다.

보강판(120)은 인쇄 회로 기판(111)의 중앙부에 링 형상의 원형부(121) 및 인쇄 회로 기판(111)의 중앙부로부터 방사형으로 연장된 연장부(122)를 포함할 수 있다.

또한, 프로브 카드 조립체(100)는 인쇄 회로 기판(111)의 상부면에 장착되는 보강판(120) 이외에, 인쇄 회로 기판(111)의 하부면에 장착되는 하부 보강판(140)을 추가로 포함할 수 있으며, 보강판(120)과 하부 보강판(140)이 인쇄 회로 기 판(111)의 상, 하부면에 각각 배치되어, 나사 등의 결합 수단을 통해 보강판(120)과 하부 보강판(140)이 서로 밀착되도록 결합됨으로써, 인쇄 회로 기판(111)의 변형을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 프로브 카드 조립체(100)는 공간 변환기(150)를 고정 겹합시키기 위한 중앙 고정부(130)를 보강판(120)의 원형부(121)의 내측에 추가로 포함할 수 있다.

공간 변환기(150)는 인쇄 회로 기판(111)의 하부면에 배치되고 프로브 기판 조립체는 공간 변환기(150)의 하부면에 배치되는데, 공간 변환기(150)의 상부면 및 하부면에는 간격(피치)이 상이한 패드가 형성되어 있어, 프로브 기판 조립체에 장착된 프로브와 인쇄 회로 기판(111)의 피치를 변환하는 기능을 수행한다.

칩의 패드에 직접적으로 접촉하는 프로브(미도시)는 공간 변환기(150)의 하부면에 직접 장착될 수 있고, 프로브 기판 조립체에 프로브를 장착한 후 프로브 기판 조립체를 공간 변환기(150)의 하부면에 장착할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체를 확대한 도면으로서, 제어 소자(112)와 커넥터(113)가 인쇄 회로 기판(111)의 상부면에 장착된 도면을 나타낸다.

도 5에 도시된 바와 같이, 커넥터(113)는 인쇄 회로 기판(111)의 상부면에 마련된 커넥터 장착 영역(115)에 장착되며, 커넥터(113)로서 무삽입력(ZIF:Zero Insertion Force) 커넥터가 사용될 수 있다.

커넥터(113)는 테스터 헤드(미도시)와 전기적으로 결합되어 테스터 헤드로부터의 전원 또는 전기적 신호를 인쇄 회로 기판(111)으로 전달하거나 프로브의 전기 적 신호를 역방향으로 전달한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 하나 이상의 제어 소자(112)가 보강판 장착 영역(114)의 외측의 인쇄 회로 기판(111) 상부면에 장착된다.

하나 이상의 제어 소자(112)가 인쇄 회로 기판(111)의 상부면에 장착됨으로써, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척(미도시)로부터 발생하는 고온의 열이 인쇄 회로 기판(111)에 의해 차단되어 직접적으로 제어 소자(112)에 전달되지 않으므로, 고온의 열에 의한 제어 소자(112)의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 종래처럼 보강판(120) 내측에 제어 소자(112)를 장착하는 경우, 보강판(120)의 형상에 따라 제어 소자(112)가 장착되는 위치가 변경되며 인쇄 회로 기판의 전기 회로의 설계 또한 변경되어 프로브 카드 제작 비용 및 제작 기간이 증가하게 된다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강판(120)이 장착되는 영역 외측에 제어 소자(112)가 장착됨으로써, 보강판(120)이 장착되는 영역 내측에 장착되는 다른 구조물과의 간섭도 방지할 수 있을 뿐만 아니라 보강판(120)의 형상에 관계없이 제어 소자(112)를 장착할 수 있다.

한편, 커넥터(113)가 인쇄 회로 기판(111)의 상부면의 외주부에 마련된 커넥터 장착 영역(114)에 장착되어 있는 경우, 제어 소자(112)는 인쇄 회로 기판(111) 상부면의 커넥터 장착 영역(115)과 보강판 장착 영역(114) 사이에 장착된다.

도 5에는 제어 소자(112)가 커넥터 장착 영역(115)과 보강판 장착 영역(114) 사이에서 규칙적으로 배열되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

한편, 제어 소자(112)는 콘덴서, 딥(DIP) 스위치, 릴레이 소자 중 적어도 하나 이상이 사용될 수 있다.

특히, 릴레이 소자는 커넥터(113)에 가까울수록 전원 분배의 분기점이 짧아져 프로브 카드 조립체(100) 설계가 용이한데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 릴레이 소자가 커넥터(113)가 장착된 커넥터 장착 영역(115) 근방에 장착되므로 프로브 카드 조립체(100) 설계를 용이하게 할 수 있다는 효과도 있다.

제어 소자(112)가 장착되는 영역은 인쇄 회로 기판(111)의 직경에 따라 결정되는데, 본 발명의 일 실시예처럼 인쇄 회로 기판(111)의 직경이 440mm인 경우에는 제어 소자(112)가 인쇄 회로 기판(111)의 지름이 300mm 내지 340mm 인 영역 상에 장착된다. 그러나, 이에 한정되지 않고 인쇄 회로 기판(111)의 직경이 증가하는 경우 제어 소자(112)는 인쇄 회로 기판(111)의 지름이 340mm 이상인 영역에 장착될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 종래의 프로브 카드 조립체를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 종래의 프로브 카드 조립체의 상부면을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체의 상부면 및 하부면를 각각 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드 조립체의 상부면를 확대한 도면이다.

Claims

프로브 카드 조립체에 장착되는 인쇄 회로 기판 조립체에 있어서,

전기 회로가 형성된 인쇄 회로 기판 및

상기 인쇄 회로 기판의 상부면에 장착되는 하나 이상의 제어 소자

를 포함하되,

상기 인쇄 회로 기판의 상부면은 그 중앙부에 형성되는 보강판 장착 영역을 포함하고, 상기 하나 이상의 제어 소자는 상기 보강판 장착 영역 외측에 장착되는

인쇄 회로 기판 조립체.
제 1 항에 있어서,

상기 인쇄 회로 기판의 상부면은 그 외주부에 형성되는 커넥터 장착 영역을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 제어 소자는 상기 커넥터 장착 영역과 상기 보강판 장착 영역 사이에 장착되는 인쇄 회로 기판 조립체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 하나 이상의 제어 소자는 콘덴서, 딥 스위치, 릴레이 소자 중 어느 하나 이상을 포함하는 인쇄 회로 기판 조립체.
반도체 소자를 탐침 검사하기 위한 프로브 카드 조립체에 있어서,

인쇄 회로 기판 조립체,

상기 인쇄 회로 기판 조립체의 상부면에 장착되는 보강판,

상기 인쇄 회로 기판 조립체의 하부면에 배치되는 공간 변환기,

상기 공간 변환기의 하부면에 배치되는 프로브 기판 조립체를 포함하며,

상기 인쇄 회로 기판 조립체는,

전기 회로가 형성된 인쇄 회로 기판 및

상기 인쇄 회로 기판의 상부면에 장착되는 하나 이상의 제어 소자

를 포함하되,

상기 인쇄 회로 기판의 상부면은 그 중앙부에 상기 보강판이 장착되는 보강판 장착 영역을 포함하고, 상기 하나 이상의 제어 소자는 상기 보강판 장착 영역 외측에 장착되는

프로브 카드 조립체.
제 4 항에 있어서,

상기 인쇄 회로 기판의 상부면은 그 외주부에 형성되는 커넥터 장착 영역을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 제어 소자는 상기 커넥터 장착 영역과 상기 보강판 장착 영역 사이에 장착되는 프로브 카드 조립체.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 하나 이상의 제어 소자는 콘덴서, 딥 스위치, 릴레이 소자 중 어느 하 나 이상을 포함하는 프로브 카드 조립체.