KR20090079271A - 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배열된 칩들의 패드(105)가 칩 양단으로 배열될 때, 칩패드(105)를 탐침하는 프로브 카드에 관한 것이다.

본 발명의 프로브 카드 구성은 니들플레이트(500)가 삽입되어 있는 막대플레이트(300), 이 다수의 막대플레이트(300)들을 삽입하여 체결시키는 기판 홀더(200), 그리고 기판 홀더(200)를 검사장비와 전기적으로 연결시켜주는 메인보드(400)로 구성되어 있다. 여기서 메인보드(400)의 일단은 기판 홀더(200)의 저면에 부착되면서 메인보드(400)의 저면으로는 인쇄된 회로와 전기적으로 연결되는 회로패턴이 형성되도록 하는 프로브 카드이다.

기판 홀더(200), 니들플레이트(500), 막대플레이트(300), 메인보드(400),

Description

프로브 카드{Probe Card}

본 발명은 웨이퍼 상태의 반도체 칩을 검사하는 프로브 카드에 관한 것으로 칩패드가 양쪽측면에 배치되는 메모리용 반도체 칩을 검사하는 프로브 카드이다.

반도체는 사진 식각 공정, 증착 공정, 노광 공정등의 공지기술을 사용하여 만들어진다. 여기서 생성된 반도체 웨이퍼는 각각의 칩단위로 절단되기 전에 웨이퍼 상의 칩이 완전한 기능의 특성을 가지는지 확인할 필요가 있다. 이러한 확인은 실제로 웨이퍼 자체에서의 물리적 결함과, 웨이퍼의 처리에 있어서의 어떠한 결함들을 검사한다. 그리고 이 것은 패키징 이전에 웨이퍼상의 복수개의 칩 중에 어느것이 양호한 칩인가를 확인하는 것이 바람직 하다. 이러한 검사를 위해 웨이퍼 상태에서 검사하는 니들이 이용되고, 이 니들을 기판에 장착한 것이 프로브 카드이다.

그러나 이러한 프로브 카드는 등록특허공보 10-0353788(명칭 :프로브카드)에서

니들의 길이를 축소하는 한편 메인 인쇄회로기판의 패턴과 니들간 접속 구조를 간소화하므로서 고주파 신호의 전달 효율을 향상시키고, 특히 니들로 하여금 외부 구조물과의 간섭이 최대한 방지되게 하므로서 항상 반도체 디바이스의 패턴과 안정된 접속이 이루어지게 하여 검사의 효율성이 증대되도록 하였다

한편 종래의 프로브 카드는 탐침용 니들의 길이를 대폭적으로 단축시키면서 고밀도 및 고집적화시키는 동시에 니들의 끝단부가 일방향으로 배열되도록 하므로서 고주파에의 대응성을 향상시키면서 수명이 대폭적으로 연장되도록 하고, 특히 보다 정밀한테스트가 가능토록 하는 프로브 카드에 관한 것으로서, 본 발명은 메인 보드(110)와; 상기 메인 보드(110)의 상면에서 상기 메인 보드(110)의 변형을 방지하는 보강판(120)과; 상기 메인 보드(110)의 저면에서 단자간 접촉 가능하게 구비되는 도전성 러버 플레이트(130)와; 상기 러버 플레이트(130)와 전기적으로 접속되는 인터페이스 기판(140)과; 상기 인터페이스 기판(140)의 저면에 형성된 회로패턴에 상단이 접촉되고, 소정의 각도로 하향 경사진 경사부(151)의 하단은 상기 경사부(151)의 경사방향과 동일하게 일방향으로 거의 수평에 가까운 경사각을 이루면서 절곡되도록 하여 절곡단부(152)를 이루며, 상기 절곡단부(152)의 끝단부는 다시 일방향으로 수직에 가까운 경사각으로 하향 경사지게 절곡되는 접촉단부(153)로서 형성되면서 일정한 간격으로 구비되는 다수의 니들(150)과; 상기 니들(150)을 에폭시 접착에 의해 삽입고정하는 니들 고정구(160)와; 상기 인터페이스 기판(140)과 상기 니들 고정구(160)의 외주연부를 감싸면서 볼트(171)를 체결하여 상기 보강판(120)과 상기 메인 보드(110)와 상기 러버 플레이트(130)와 상기 인터페이스 기판(140) 및 상기 니들 고정구(160)간 긴밀하게 밀착될 수 있도록 하는 하우징(170)으로 이루어져 있다.

한편 반도체 칩을 탐침 검사(probing)하는데 있어서 여러가지 어려운 점이 있다. 예컨대, 현대의 집적회로는 고집적으로 배치된 다수의 칩패드를 요구하는 수천에서 수백만개의 트랜지스터 소자들을 포함한다. 이것은 검사해야할 수가 많아지고 있다는 것으로, 여기서 검사하는 니들이 장착되는 홀더의 장착면은 한정되어 있어 기존의 와이어 타입의 니들로서는 그에 적절한 수만큼을 배열시키기가 어렵게 되었다.

또한 탐침핀과 반도체 칩 사이에서 신뢰성있는 가압 연결을 수행하기 위하여, 정렬, 탐침힘, 오버드라이브, 접촉력, 접촉저항, 평탄화등을 포함하는 매개변수들을 고려하여야만 한다.

상기 매개변수들 중에서 니들의 정렬은 프로브 카드의 생산성과 반도체 칩의 결합패드를 정확한 검사를 가능하도록 한다.

이와같은 문제점들을 해결하기 위하여 공개특허공보 특2003-37279호에 엘시디 검사용 프로브 카드가 개시되어 있으며 그 구성은, 어셈블리 홀더(10)와;

상기 어셈블리 홀더(10)의 저면에 체결고정되는 기판 홀더(20)와 저부의 요입공간에 에폭시(31)가 충진되는 니들 홀더(30);

상기 기판 홀더(20)의 저면에 부착되며, 상부면에는 드라이브 IC가 부착되는 회로 기판(40)과;

상기 니들 홀더(30)의 저면에 접착되는 상부면으로는 상향 개방되게 하향 요입시킨 장공의 니들 삽입홈(51)이 일방향으로 균일하게 다수 형성되고, 니들 삽입홈(51)과 동일 수평선상의 양측의 외측단면에는 얼라인 홈(53)이 형성되며, 니들 삽입

홈(51)의 선단부측 일단부는 하향 관통되게 구비되는 가이드 플레이트(50)와;

상기 가이드 플레이트(50)의 니들 삽입홈(51)에 하향 삽입되면서 양측은 상하로 휨 변형이 가능하게 형성되고, 일측의 끝단부는 하향 연장되어 상기 가이드 플레이트(50)의 선단부에 하향 관통되게 형성한 가이드 홀(52)을 통해 상기 가이드 플레이트(50)의 저면보다 하향 돌출되게 LCD 접속단부(61)를 형성하며, 타측의 끝단부는 상기 가이드 플레이트(50)의 상면보다는 상측으로 돌출되도록 기판접속단부(62)를 형성하고, 상기 니들 홀더(30)의 후단부측 상부면에는 상기 니들 홀더(30)의 외측면에 밀착되도록 하는 걸림턱(63)이 상향 돌출되게 구비되며, 에폭시에 지지토록 상부에 연결팁(64)이 돌출되는 니들 플레이트(60)를 포함하는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 프로브 카드는, 니들삽입홈(51)의 가이드플레이트(50)에 소정의 간격으로 배치되어 그 집적도를 극대화 시킬수 없게 되고, 기판접속단부(62)가 소정의 탄성을 유지하기 위하여 길어져야함으로써 니들플레이트(60)의 전체

적인 길이가 증가하게 되어 프로브의 특성을 저하시킬 염려가 있으며, 니들 삽입홈(51)을 갖는 가이드플레이트(50)의 형성이 힘들게 되고, 기판 홀더(20)와 니들 홀더(30)사이에 소정의 간극을 갖는 프로브 카드에만 적용이 가능하게 되는 문제점이 있는 것이다.

그리고 종래의 프로브 카드의 구성에 있어서도, 반도체 칩 패드를 전기적으로 연결하는 니들플레이트, 이 니들 플레이트와 장비를 연결하는 다층 인쇄회로 기판(Space Transformer), 그리고 다층 인쇄회로 기판과 인쇄회로기판(PCB)을 연결하는 인터포저등으로 구성되어 조립공정이 복잡해지는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 종래의 프로브 카드의 구성에 있어서, 구성을 간소화 하여 프로브 카드의 조립을 용이하게 하는 것은 물론 저렴한 비용으로 조립할수 있도록 하는 프로브 카드를 제공하는데 있으며, 기존방식 보다 니들플레이트의 길이를 줄이고, 다수의 니들 플레이트를 실장하여 웨이퍼의 테스트 검사량을 늘이는데 있다.

또한, 본 발명은 프로브 카드의 조립작업이 신속하게 이루어져 생산성이 향상되도록 하고, 프로브의 첨단이 패널의 단자 전극에 확실하게 접촉시킬 수 있도록 하며, 프로브 조립체의 프로브가 항상 정확한 위치에 위치하여 측정값이 항상 정확하

게 되도록 하는 프로브 카드를 제공하는데 있다.

종래의 프로브 카드는 구성이 복잡하였으나, 본 발명의 프로브 카드는 기판홀더에 니들플레이트가 삽입한 다음 기판홀더와 메인보드를 직접 연결하여 구성을 간소화 시킨다.

종래에는 두께를 박형화 한 가이드 플레이트에 니들 삽입홈을 만들어 니들플레이트를 위/아래에서 삽입하였지만, 본 발명은 가이드 플레이트를 막대형태로 하여, 막대플레이트의 측면에 니들 삽입홈을 만들어 측면에서 니들 플레이트를 삽입할수 있도록 하였다.

상기의 방식대로 함으로써 종래의 니들 플레이트보다 길이를 줄여 많은 수의 니들을 삽입하여 반도체 웨이퍼를 검사할수 있고, 종래의 다층인쇄회로 기판과 인터포저를 제거하여 프로브 카드의 조립공정을 단순화 시킬수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 막대플레이트의 측면에 삽입홈을 만들어 다수의 니들 플레이트를 삽입하여 다수의 반도체 칩 패드를 검사할수 있음으로, 반도체 웨이퍼 검사작업의 효율성을 대폭 향상시키게 되는 매우 유용한 효과가 있다.

또한 종래의 인터페이스 기판과 러버플레이트를 제거하여 프로브 카드의 조립공정을 단순화 하고, 생산비용을 대폭 감소시키는 효과를 가진다.

상기 과제를 달성하기 위해, 도 3은 칩들(103)이 배열된 반도체 웨이퍼(101)를 나타내는 도면으로, 이 배열된 칩들의 패드(105)가 칩 양단으로 배열될 때 칩패드(105)를 탐침하는 프로브 카드에 관한 것이다.

도4는 본 발명의 프로브 카드 구성을 나타내는 도면으로, 상기 프로브 카드는 니들플레이트(500)가 삽입되어 있는 막대플레이트(300), 이 다수의 막대플레이트(300)들을 삽입하여 체결시키는 기판 홀더(200), 그리고 기판 홀더(200)를 검사장비와 전기적으로 연결시켜주는 메인보드(400)로 구성되어 있다. 여기서 메인보드(400)의 일단은 기판 홀더(200)의 저면에 부착되면서 메인보드(400)의 저면으로는 인쇄된 회로와 전기적으로 연결되는 회로패턴이 형성 되도록 한다.

상기의 구성에서 막대플레이트(300)는 양쪽 각각의 구멍(310)과 기판 홀더의 구멍(210)을 맞춰 결합 고정 한다. 여기서 종래에는 니들플레이트(500)를 기판홀더에 삽입한다음 가이드플레이트로 고정하였지만 본 발명은 막대플레이트에 삽입된 니들플레이트(500)는 막대플레이트(300)가 기판홀더(200)와 결합되면서 니들 플레이트(500)가 빠지지 않게 하여 가이드 플레이트의 사용을 제거한다. 기판홀더(200)의 외주 구멍(220)은 메인보드(400)의 구멍과 맞춰 체결시킨다. 여기서 홀더(200)와 메인보드(400)의 체결은 니들플레이트(500)의 한쪽 끝단이 메인보드(400)의 회로 패턴과 전기적으로 연결되도록 체결시키는데 있다.

도5에서 막대플레이트(300)는 플레이트의 측면에 박막의 삽입홈(320)을 만들어 그 삽입홈(320)에 니들플레이트(500)를 끼워 삽입하도록 한다. 그리고 막대플레이트(300) 양쪽에 삽입홈(320)을 만들어 삽입할수 있도록하여 삽입되는 니들플레이트의 수를 확장한다.

니들플레이트(500)를 막대플레이트(300)에 삽입할 때, 니들플레이트(500)들의 일정한 간격을 확보하기 위하여 막대플레이트(300) 양쪽에 니들플레이트를 지그재그 방법으로 삽입하도록 한다.

도6은 니들플레이트(500)가 막대플레이트(300)의 측면에 삽입되는 것을 나타내는 것으로, 니들플레이트(500)의 접속단(510),(530)이 메인보드(400)와 웨이퍼를 접촉할때 충분한 탄성을 가질수 있도록 막대플레이트(300)의 상단과 하단에 공간을 만들어 접속단이 상하로 탄성을 가질수 있도록 한다. 또한 니들플레이트에 가이드(520)를 일체로 돌출시켜 막대플레이트를 지지하면서 탄성을 가지게 한다. 이처럼 막대플레이트(300)의 니들 삽입홈(320)에 삽입되는 니들플레이트(500) 가운데 부위의 두께는 니들 삽입홈(320)의 깊이와 동일한 두께로서 형성되도록 한다.

도7은 니들 플레이트의 구성 모양으로, 접속단이 상하로 움직이는 탄성을 가지게 하는 니들플레이트는 소정의 높이(h1),(h2)를 가지고, 막대플레이트의 측면으로 삽입되도록 하는 간극(H)으로 이뤄진다.

따라서 본 발명과 같은 구성에 의한 프로브 카드는 구성은 대폭 간소화시키고 니들플레이트를 조립하는데 있어서도 정확하고 안정적으로 조립할수 있음으로 제품의 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있다.

도1은 종래의 프로브 카드 구성도,

도2는 종래의 프로브 카드를 도시한 사시도 및 요부 단면도,

도2a,b는 각각 종래의 가이드 플레이트를 도시한 사시도,

도3은 칩들(103)이 배열된 반도체 웨이퍼(101)를 나타내는 도면,

도4는 본 발명의 프로브 카드 구성을 나타내는 도면,

도5는 본 발명의 막대플레이트를 나타내는 사시도,

도6은 본 발명의 니들플레이트(500)가 막대플레이트(300)의 측면에 삽입되는단면도,

도7은 본발명의 니들플레이트 단면도(500)이다.

Claims (11)

1. 니들플레이트(500)가 삽입되어 있는 막대플레이트(300), 이 다수의 막대플레이트(300)들을 삽입하여 체결시키는 기판 홀더(200), 그리고 기판 홀더(200)를 검사장비와 전기적으로 연결시켜주는 메인보드(400)로 구성되는 프로브 카드
2. 제 1항에 있어서,

   메인보드(400)의 일단은 기판 홀더(200)의 저면에 부착되면서 메인보드(400)의 저면으로는 인쇄된 회로와 전기적으로 연결되는 회로패턴이 형성되도록 하는 프로브 카드
3. 제 1항에 있어서,

   막대플레이트(300)는 양쪽 각각의 구멍(310)과 기판 홀더의 구멍(210)을 맞춰 결합 고정시키는 프로브 카드
4. 제 1항에 있어서,

   기판홀더(200)의 외주 구멍(220)은 메인보드(400)의 구멍과 맞춰 체결시키는 프로브 카드
5. 막대플레이트(300)는 플레이트의 측면에 박막의 삽입홈(320)을 만들어 그 삽입홈(320)에 니들플레이트(500)를 끼워 삽입하는 프로브 카드
6. 막대플레이트(300)의 양쪽에 삽입홈(320)을 만들어 니들플레이트(500)를 삽입할 수 있도록 하는 프로브 카드
7. 니들플레이트(500)를 막대플레이트(300)에 삽입할 때, 니들플레이트(500)들의 일정한 간격을 확보하기 위하여 막대플레이트(300)양쪽에 니들플레이트를 지그재그 방법으로 삽입하는 프로브 카드
8. 제6항에 있어서,

   니들플레이트(500)의 접속단(510),(530)이 메인보드(400)와 웨이퍼를 접촉할때 충분한 탄성을 가질수 있도록 막대플레이트(300)의 상단과 하단에 공간을 만들어 접속단이 상하로 탄성을 가지는 프로브카드
9. 제6항에 있어서,

   니들플레이트에 가이드(520)를 일체로 돌출시켜 막대플레이트를 지지하면서 탄성을 가지게 하는 프로브카드
10. 막대플레이트(300)의 니들 삽입홈(320)에 삽입되는 니들플레이트(500) 가운데 부위의 두께는 니들 삽입홈(320)의 깊이와 동일한 두께를 가지는 프로브카드
11. 접속단이 상하로 움직이는 탄성을 가지게 하는 니들플레이트는 소정의 높이(h1),(h2)를 가지고, 막대플레이트의 측면으로 삽입되도록 하는 간극(H)을 가지는 프로브 카드

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