KR20090066974A - Probe card needle for semiconductor wafer test - Google Patents

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Abstract

A probe card needle for inspecting a semiconductor wafer is provided to perform a correct and reliable probing process by minimizing deformation of a needle. A probe card needle(220) for inspecting a semiconductor wafer includes a front end part fixed to a bottom surface of a printed circuit board on which circuits are formed. An end part(220c) of the probe card needle for inspecting the semiconductor wafer comes in contact with a probing pad of the semiconductor wafer during a wafer probing process. The probe card needle includes a pair of pins which are arranged opposite to each other. End parts of the pins come in contact with each other. The end parts of the pins are composed of two sets.

Description

반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들{Probe card needle for semiconductor wafer test}Probe card needle for semiconductor wafer test

본 발명은 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프로브카드 니들을 한 쌍의 핀이 서로 대향되게 배치됨과 아울러 상기 핀의 각 끝단부가 서로 접촉되도록 형성된 두 개의 세트로 구성하여, 양쪽 핀이 서로 지지되도록 함으로써 웨이퍼에 대한 프로빙 작업시 니들의 변형을 최소화시켜 측정 데이터의 신뢰성을 향상시킴과 아울러, 니들의 휨 현상을 유발시키는 니들과 웨이퍼간의 가압력을 분산시킬 수 있도록 된 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들에 관한 것이다.The present invention relates to a probe card needle for semiconductor wafer inspection, and more particularly, the probe card needle is composed of two sets in which a pair of pins are disposed to face each other and each end of the pin is in contact with each other. The semiconductor wafer inspection allows both pins to support each other, minimizing the deformation of the needle during probing for the wafer, improving the reliability of the measurement data, and distributing the pressure between the needle and the wafer, which causes the needle to bend. It relates to a probe card needle for.

일반적으로 반도체 제조공정은 요구되는 회로 패턴을 형성시키는 패브리케이션(Fabrication)공정과 회로 패턴이 형성된 기판을 각 단위 칩으로 조립하거나 금선연결 등을 포함한 패키징(Packaging)과정을 거치게 됨으로써 제품으로 완성된다.In general, a semiconductor manufacturing process is completed by a fabrication process for forming a required circuit pattern and a packaging process including assembling the substrate on which the circuit pattern is formed into each unit chip or connecting a gold wire.

패브리케이션 공정과 패키징 공정 사이에 기판을 구성하고 있는 각 단위 칩의 전기적 특성을 검사하는 EDS(Electrical Die Sorting)공정이 수행된다.An electrical die sorting (EDS) process is performed between the fabrication process and the packaging process to inspect the electrical characteristics of each unit chip constituting the substrate.

EDS 공정은 기판을 구성하고 있는 단위 칩들 중에서 불량 칩을 판별하기 위 한 것으로서, 칩들에 전기적 신호를 인가시켜 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해 불량 여부를 판단함으로써, 불량 칩 중에서 수리 가능한 칩은 수리하고, 제작공정에서의 문제점을 조기에 피드백함과 아울러, 불량 칩의 조기 제거로 조립 및 검사에서의 원가를 절감할 수 있게 된다.EDS process is to determine the defective chip among the unit chips constituting the substrate, by applying an electrical signal to the chip to determine whether the defective by the signal checked from the applied electrical signal, the repairable chip among the defective chip Repair and early feedback of problems in the manufacturing process, and early removal of defective chips can reduce the cost of assembly and inspection.

EDS의 기본 요소로는 테스터 시스템, 프로버 시스템, 프로브 카드, 테스터 프로그램을 들 수 있으며, 그 중에서 프로브 카드는 니들을 인쇄회로기판에 고정시켜 놓은 것으로 테스터에서 발생한 신호가 프로브 카드의 니들까지 전달되고, 상기 니들이 기판 내 칩의 프로빙 패드에 접촉되어 디바이스 내부의 회로에 전기적 신호가 전달되게 함으로써 전기적 특성을 검사하게 된다.Basic elements of EDS include tester system, prober system, probe card, and tester program. Among them, probe card is fixed to the printed circuit board. The signal generated from the tester is transmitted to the needle of the probe card. In addition, the needle contacts the probing pad of the chip in the substrate to transmit an electrical signal to a circuit inside the device, thereby inspecting the electrical characteristics.

도 1은 종래 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들을 나타낸 측면도이고, 도 2는 도 1의 프로브카드 니들을 이용한 프로빙 작업시에 니들과 웨이퍼간의 접촉 상태도이다.1 is a side view illustrating a probe card needle for a conventional semiconductor wafer inspection, and FIG. 2 is a state diagram of contact between the needle and the wafer during a probing operation using the probe card needle of FIG. 1.

반도체 웨이퍼(1)의 회로 및 출력 단자인 프로빙 패드(미도시됨)와의 접촉으로 전기적 검사를 수행하는 장치인 프로브카드(10)는, 회로가 구성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, 40)과, 선단부는 상기 인쇄회로기판(40)의 회로에 연결되고 타측 끝단부는 웨이퍼(1)의 프로빙 패드에 접촉되는 니들(20)을 포함한다.The probe card 10, which is an apparatus for performing electrical inspection by contact with a circuit of the semiconductor wafer 1 and a probing pad (not shown) which is an output terminal, includes a printed circuit board 40 including a circuit, The tip portion is connected to the circuit of the printed circuit board 40 and the other end portion includes a needle 20 in contact with the probing pad of the wafer 1.

상기 니들(20)은 인쇄회로기판(40)에 절연물질인 에폭시(epoxy, 30)를 도핑하고, 상기 에폭시(30)에 의해 니들(20)을 심은 후 그 한쪽 부분을 납땜고정하고, 반대쪽 단부가 원하는 위치를 향하도록 하여 다시 에폭시(30)를 덮어 씌운 후 경화시킨다.The needle 20 is doped with an epoxy (epoxy, 30) an insulating material on the printed circuit board 40, and after planting the needle 20 by the epoxy 30, one side of the soldering and fixing, the opposite end To cover the epoxy 30 to the desired position again to cure.

한편, 프로빙 작업의 수행시에는 상기 니들(20)과 상기 프로빙 패드간의 접촉도를 증대시키기 위해, 서로 밀착되도록 가압시키게 된다.On the other hand, when performing the probing operation in order to increase the contact between the needle 20 and the probing pad, it is pressed to be in close contact with each other.

프로브카드 니들(20)을 이용한 프로빙 작업은 프로브카드(10)를 셋팅한 후, 그 하방향에 웨이퍼(1)가 놓여진 척(5)을 승강시키면서 웨이퍼(1)의 프로빙 패드에 접촉시키는 과정으로 수행된다. 여기서, 상기 척(5)이 상승하게 되면, 상기 척(5)의 상면에 놓여진 웨이퍼(1)가 니들(20)을 밀어 올리고, 이에 따라 니들(20)은 에폭시(30)에 의해 고정된 부분부터 시작해서 그 단부가 상방향으로 휘어져 올라간다.The probing operation using the probe card needle 20 is a process of setting the probe card 10 and then contacting the probing pad of the wafer 1 while lifting the chuck 5 on which the wafer 1 is placed downward. Is performed. Here, when the chuck 5 is raised, the wafer 1 placed on the upper surface of the chuck 5 pushes up the needle 20, and thus the needle 20 is a portion fixed by the epoxy 30. Starting from the end, the end is bent upwards.

그리고, 웨이퍼(1)의 프로빙 작업이 완료되면 다시 척(5)은 하강하고, 상기 상방향으로 휘어져 올라갔던 니들(20)은 자체 복원력에 의해 원위치로 복원된다.Then, when the probing operation of the wafer 1 is completed, the chuck 5 is lowered again, and the needle 20 which is bent upwards is restored to its original position by its restoring force.

그러나, 상기 종래 프로브카드 니들(20)은 웨이퍼(1)의 프로빙 작업이 계속되는 동안 니들(20)이 상하로 승강을 반복하게 되면서 점차 복원력이 떨어지게 되고 나중에는 상방향으로 휘어지게 되어 니들(20)이 가지고 있는 고유의 각도(approach angle, bending angle)이 변하게 되고, 니들(20)의 접촉부위가 닳아서 길이도 짧아지게 되는 복합적인 문제로 인하여 프로빙 패드의 정중앙에 정렬(align)되지 못하고 벗어나서 프로빙 마크를 형성하게 되어 정확한 프로빙 작업의 수행이 어려워지는 문제점이 있다.However, in the conventional probe card needle 20, while the probing operation of the wafer 1 continues, as the needle 20 repeatedly moves up and down, the restoring force gradually decreases, and later, the needle 20 is bent upwards. The inherent angles (approach angle, bending angle) is changed, and due to the complex problem that the contact portion of the needle 20 is worn out, the length is also shortened, the probing mark is not aligned in the center of the probing pad There is a problem that it is difficult to perform accurate probing operation to form a.

이 때, 상방향으로 휘어진 니들(20)을 다시 원위치로 내려주기 위한 작업을 하게 되며, 이러한 작업이 계속 반복되는 동안 상기 니들(20)의 복원력은 점차 감소되어 결과적으로 니들(20)의 수명이 단축되는 문제점이 있다.At this time, the work for lowering the needle 20 bent upward again to its original position, while the restoring force of the needle 20 is gradually decreased while the work is repeated repeatedly, consequently the life of the needle 20 is decreased. There is a problem that is shortened.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 웨이퍼의 프로빙 작업 수행시에 니들의 변형을 최소화시켜 니들과 프로빙 패드간의 정렬도를 높이고, 측정 데이터의 신뢰성을 확보함과 아울러, 니들을 포함한 프로브카드의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, to minimize the deformation of the needle during the probing operation of the wafer to increase the alignment between the needle and the probing pad, and to ensure the reliability of the measurement data, An object of the present invention is to provide a probe card needle for inspecting a semiconductor wafer, which can prolong the life of the probe card.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들은, 회로가 형성된 인쇄회로기판의 저면에 그 선단부가 고정되고, 웨이퍼의 프로빙 작업 수행시에 그 끝단부가 웨이퍼의 프로빙 패드에 접촉되는 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들에 있어서, 상기 니들은 한 쌍의 핀이 서로 대향되게 배치됨과 아울러 상기 핀의 각 끝단부가 서로 접촉되도록 형성된 두 개의 세트로 이루어진 것을 특징으로 한다.Probe card needle for semiconductor wafer inspection of the present invention for achieving the above object, the front end is fixed to the bottom surface of the printed circuit board, the circuit is formed, the end is probing pad of the wafer during the probing operation of the wafer In the probe card needle for semiconductor wafer inspection in contact with the needle, the needle is characterized in that the pair of pins are arranged opposite to each other and each end of the pin is formed so as to contact each other.

상기 핀의 각 끝단부는 서로 접촉되어 고정된 것을 특징으로 한다.Each end of the pin is characterized in that the contact is fixed to each other.

상기 끝단부에는 절곡된 끝단면이 형성된 것을 특징으로 한다.The end portion is characterized in that the bent end surface is formed.

상기 니들은 그 선단부의 고정된 부위로부터 그 끝단부에 이르는 구간의 일부에 절곡부가 형성된 것을 특징으로 한다.The needle is characterized in that the bent portion is formed in a portion from the fixed portion of the tip portion to the end portion.

본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들에 의하면, 니들의 구 조를 한 쌍의 핀이 서로 대향되면서 각 끝단부가 서로 접촉되도록 형성함으로써 니들과 웨이퍼가 반복적으로 접촉되더라도, 니들의 변형을 최소화시켜 정확하고 신뢰성 있는 프로빙 작업을 수행할 수 있으며, 니들의 내구성 증가로 인하여 프로브카드의 수명 또한 연장시킬 수 있는 장점이 있다.According to the probe card needle for semiconductor wafer inspection according to the present invention, the structure of the needle is formed so that each end portion is in contact with each other while the pair of pins face each other to minimize the deformation of the needle even if the needle and the wafer is repeatedly contacted Probing can be performed accurately and reliably, and the durability of the needle can also increase the life of the probe card.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들을 나타낸 측면도이고, 도 4는 도 3의 프로브카드 니들을 이용한 프로빙 작업시에 니들과 웨이퍼간의 접촉 상태도이다.FIG. 3 is a side view illustrating a probe card needle for inspecting a semiconductor wafer according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a contact state diagram between the needle and the wafer during probing using the probe card needle of FIG. 3.

본 발명의 프로브카드(100) 니들(120)은, 도 1에 도시된 종래의 프로브카드(10) 니들(20)이 단일 핀구조로 이루어진 것과는 달리, 한 쌍의 핀(120a,120b)이 서로 대향되게 배치됨과 아울러 상기 핀(120a,120b)의 각 끝단부(120c)가 서로 접촉되도록 형성된 두 개의 세트로 이루어진 것을 특징으로 한다.Probe card 100 needle 120 of the present invention, unlike the conventional probe card 10 needle 20 shown in Figure 1 is a single pin structure, a pair of pins (120a, 120b) are mutually In addition to being disposed facing each other, each end portion 120c of the pins 120a and 120b is formed of two sets formed to be in contact with each other.

즉, 상기 니들(120)은 한 쌍의 핀(120a,120b)이 서로 대향되는 대칭구조의 세트를 이루어 각 선단부는 인쇄회로기판(140)의 저면에 연결되고, 끝단부(120c)는 웨이퍼(1)의 프로빙 패드에 접촉되어 프로빙 테스트가 수행된다.That is, the needle 120 is a set of symmetrical structures in which a pair of pins 120a and 120b face each other so that each end portion is connected to the bottom surface of the printed circuit board 140, and the end portion 120c is a wafer ( The probing test is performed in contact with the probing pad of 1).

상기 한 쌍의 핀(120a,120b)으로 구성된 일측 세트는 상기 인쇄회로기판(140) 일측의 단자에 전기적으로 연결되며, 상기 한 쌍의 핀(120a,120b)과 동일한 구조로 된 타측 세트는 상기 인쇄회로기판(140) 타측의 단자에 전기적으로 연결 된다.One set of the pair of pins 120a and 120b is electrically connected to a terminal of one side of the printed circuit board 140, and the other set of the same structure as the pair of pins 120a and 120b is The printed circuit board 140 is electrically connected to the other terminal.

상기 핀(120a,120b)의 각 끝단부(120c)는 서로 접촉되어 고정되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1)에 대한 프로빙 작업의 수행시에 웨이퍼(1)가 상방향으로 승강됨에 따라서 니들(120)이 상방향으로 밀려 올라갈 때, 양쪽 핀(120a,120b)의 끝단면(120d,120e)이 서로 접촉하게 되고, 상기 웨이퍼(1)의 가압에 의해 상기 핀(120a,120b)에 작용하는 힘은 양측으로 분산되어 니들(120)의 변형을 최소화시킬 수 있게 된다.Each end portion 120c of the pins 120a and 120b is contacted and fixed to each other, and as shown in FIG. 4, the wafer 1 is lifted upward when performing a probing operation on the wafer 1. As the needle 120 is pushed upward, the end surfaces 120d and 120e of both pins 120a and 120b come into contact with each other, and the pins 120a and 120b are pressed by the wafer 1. The force acting on) may be distributed to both sides to minimize deformation of the needle 120.

프로빙 작업의 수행시에는 니들(120)의 핀(120a,120b)의 끝단면(120d,120e)이 서로 접촉되어 웨이퍼(1)의 프로빙 패드에 수직하게 접촉되도록 한다.When performing the probing operation, the end surfaces 120d and 120e of the pins 120a and 120b of the needle 120 are in contact with each other such that they vertically contact the probing pads of the wafer 1.

상기 핀(120a,120b)은 양측의 대칭구조로 되어 있으므로, 웨이퍼(1)가 다시 하강하는 경우에 상기 핀(120a,120b)은 자체 복원력에 의하여 원래의 형태로 되돌아가게 된다.Since the pins 120a and 120b have a symmetrical structure on both sides, when the wafer 1 descends again, the pins 120a and 120b are returned to their original shape by the self restoring force.

상기 대칭구조를 갖는 니들(120)은 프로빙 작업의 수행을 위하여 승하강이 반복적으로 이루어지더라도, 복원력의 감소를 줄일 수 있게 되어 니들(120)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.Needle 120 having the symmetrical structure can reduce the reduction of the restoring force even if the lifting and lowering is repeatedly performed to perform the probing operation, it is possible to extend the life of the needle (120).

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브카드 니들을 나타낸 측면도이다.5 is a side view showing a probe card needle according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브카드(200) 니들(220)은, 선단부가 에폭시(130)에 의해 고정된 부위로부터 그 끝단부(220c)에 이르는 구간의 일부에 외측방향으로 절곡된 절곡부(230)가 형성되어 니들(220)에 작용하는 가압력을 완충시킬 수 있는 구조로 되어 있다. 상기 절곡부(230)는 계단 형상 등으로 다양하게 수정,변형될 수 있다.The probe card 200 needle 220 according to another embodiment of the present invention, the bent portion bent outward in a portion of the section leading to the end portion 220c from the end portion is fixed by the epoxy 130 230 is formed to have a structure capable of buffering the pressing force acting on the needle (220). The bent portion 230 may be variously modified and deformed in a step shape or the like.

상기 절곡부(230)는 완충작용과 함께 니들(220)의 반복적인 승하강에 따른 복원력 약화를 최소화시키는 역할도 한다.The bent portion 230 also serves to minimize the weakening of the restoring force due to the repeated lifting and lowering of the needle 220 together with the buffering action.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be practiced in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. will be.

도 1은 종래 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들을 나타낸 측면도,1 is a side view showing a probe card needle for a conventional semiconductor wafer inspection,

도 2는 도 1의 프로브카드 니들을 이용한 프로빙 작업시에 니들과 웨이퍼간의 접촉 상태도,2 is a state of contact between the needle and the wafer during the probing operation using the probe card needle of FIG.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들을 나타낸 측면도,3 is a side view showing a probe card needle for semiconductor wafer inspection according to an embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 프로브카드 니들을 이용한 프로빙 작업시에 니들과 웨이퍼간의 접촉 상태도,4 is a state of contact between the needle and the wafer during the probing operation using the probe card needle of FIG.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브카드 니들을 나타낸 측면도이다.5 is a side view showing a probe card needle according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 웨이퍼 5 : 척1: wafer 5: chuck

10,100,200 : 프로브카드 20,120,220 : 니들10,100,200: probe card 20,120,220: needle

30,130 : 에폭시 40,140 : 인쇄회로기판30,130 epoxy 40,140 printed circuit board

120a,120b : 핀 120c,220c : 끝단부120a, 120b: Pin 120c, 220c: End

120d,120e : 끝단면 230 : 절곡부120d, 120e: end face 230: bend

Claims (4)

회로가 형성된 인쇄회로기판의 저면에 그 선단부가 고정되고, 웨이퍼의 프로빙 작업 수행시에 그 끝단부가 웨이퍼의 프로빙 패드에 접촉되는 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들에 있어서,In the probe card needle for semiconductor wafer inspection in which the tip is fixed to the bottom surface of the printed circuit board on which the circuit is formed, and the tip thereof contacts the probing pad of the wafer when the wafer is probed. 상기 니들은 한 쌍의 핀이 서로 대향되게 배치됨과 아울러 상기 핀의 각 끝단부가 서로 접촉되도록 형성된 두 개의 세트로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들.The needle is a probe card needle for semiconductor wafer inspection, characterized in that the pair of pins are arranged opposite to each other and each end of the pin is formed to be in contact with each other. 제 1 항에 있어서, 상기 핀의 각 끝단부는 서로 접촉되어 고정된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들.The probe card needle of claim 1, wherein each end of the pin is in contact with and fixed to each other. 제 1 항에 있어서, 상기 끝단부에는 절곡된 끝단면이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들.The probe card needle of claim 1, wherein a bent end surface is formed at the end portion. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 니들은 그 선단부의 고정된 부위로부터 그 끝단부에 이르는 구간의 일부에 절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 검사용 프로브카드 니들.The probe card needle according to any one of claims 1 to 3, wherein the needle has a bent portion formed in a portion from the fixed portion of the tip portion to the tip portion.
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