KR20090123665A - 반도체 소자 테스트용 프로브 카드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자를 검사하기 위한 프로브 카드에 있어서, 일면에 슬릿이 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 형성되는 팁 바와, 팁 바의 측면에 장착되며, 메인 PCB에 접속되는 서브 PCB와, 팁 바의 슬릿에 각각 장착되고, 팁 바의 슬릿 형성면으로부터 돌출되어 반도체 소자의 접속패드에 접촉되는 접촉팁이 형성되며, 팁 바의 측면으로 인출되어 서브 PCB에 접속되는 단자팁이 형성되고, 서브 PCB를 통해 메인 PCB에 연결되는 다수의 프로브를 포함한다. 따라서, 본 발명은 멤스(MEMS)에 의한 프로브의 스케일 축소로 미세 피치(Pitch) 대응이 가능하도록 하고, 프로브와 메인 PCB 간의 접속을 위하여 서브 PCB를 이용함으로써 패드(Pad) 확장이 가능할 뿐만 아니라 임피던스 매칭(Impedance matching)으로 시그날 특성이 좋아지게 할 수 있으며, 프로브의 조립 및 위치 보정이 용이하여 조립성을 향상시킴과 아울러 조립으로 인한 프로브의 변형을 방지하고, 반도체 소자를 가압시 가해지는 응력 및 충격을 흡수하여 프로브, 서브 PCB, 그리고 메인 PCB가 서로 안정적으로 접속되도록 함과 아울러 커런트 패스(Current path)를 단축시킴으로써 시그날 특성을 향상시켜서 검사의 정확도를 높이는 효과를 가지고 있다.
Figure P1020080049842
프로브, 팁 바, 서브 PCB, 인터포저, 메인 PCB, 프레임

Description

반도체 소자 테스트용 프로브 카드{PROBE CARD FOR TESTING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 멤스(MEMS)에 의한 프로브의 스케일 축소로 미세 피치(Pitch) 대응이 가능하도록 하고, 프로브와 메인 PCB 간의 접속을 위하여 서브 PCB를 이용함으로써 패드(Pad) 확장이 가능할 뿐만 아니라 임피던스 매칭(Impedance matching)으로 시그날 특성이 좋아지도록 할 수 있는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 노광공정, 확산공정, 식각공정, 화학기상증착공정 등 다양한 단위공정에 의해 제조된다. 이러한 공정에 의해 반도체 웨이퍼상에 다수개의 반도체 소자가 형성되고, 이러한 반도체 소자는 전기적인 특성을 검사 받음으로써 불량 여부를 판별받게 되는데, 이러한 검사에 의해 반도체 제조공정에서의 문제점을 조기에 피드백(Feed-Back)하여 수율을 증대시키며, 결함을 가진 반도체 소자의 조기 제거로 조립(Assembly) 및 팩키지 검사(Package Test)에서 원가를 절감할 수 있도록 한다.
이와 같은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자를 검사하는 장비는 테스터(tester)와, 프로브 시스템(probe system)으로 이루어져 있으며, 프로브 시스템에는 반도체 소자의 전극 패드와 기계적으로 접촉되는 프로브 카드(probe card)가 설치되어 있다.
종래의 반도체 소자에 대한 전기적인 특성을 검사하는 프로브 시스템에 마련되는 프로브 카드를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드를 도시한 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 소자 테스트용 프로브 카드(10)는 박판으로 형성되는 다수의 프로브(11)와, 프로브(11)가 각각 장착되도록 양측에 다수의 슬릿(12a)이 형성되는 프로브 장착바(12)와, 프로브 장착바(12) 양단이 끼워지도록 홈(13a)을 형성함과 아울러 프로브(11)가 노출되는 개구(13b)가 형성되는 장방형의 프레임(13)과, 프레임(13)이 고정됨으로써 프로브(11)가 설치되는 회로기판(printed circuit board; 14)을 포함한다.
프로브(11)는 장방형의 몸체(11a)와, 몸체(11a)의 상단에 형성되어 검사를 위하여 반도체 웨이퍼(1)에 형성된 칩의 접속패드(2)에 각각 접촉함으로써 전기적으로 연결되는 탄성 탐침핀부(11b)와, 몸체(11a)의 하단에 형성되어 회로기판(14)의 패드에 접촉하는 탄성 단자부(11c)를 포함한다.
이와 같은, 종래의 프로브 카드(10)는 프로브(11)의 탄성 탐침핀부(11b)에 의해 반도체 웨이퍼(1) 상의 접속패드(2)에 전기적으로 연결됨으로써 테스터로부터 발생하여 프로브 시스템으로 전달되는 신호를 반도체 웨이퍼(1)상의 접속패드(2)로 전달한다.
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 프로브 카드는, 프로브가 회로기판의 패드에 접촉됨으로써 미세 피치 대응에 한계가 있고, 프로브 장착바에 많은 수의 프로브가 한꺼번에 장착되어야 함으로써 패드 확장이 불가능할 뿐만 아니라 조립 작업시 프로브에 변형을 초래하여 조립성을 저하시키며, 잦은 사용에 의해 가해지는 응력에 의해 프로브와 회로기판간의 접속에 악영향을 미치게 됨으로써 정확한 검사에 장애를 초래하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 프로브의 스케일 축소로 미세 피치(Pitch) 대응이 가능하도록 하고, 패드(Pad) 확장이 가능할 뿐만 아니라 임피던스 매칭(Impedance matching)으로 시그날 특성이 좋아지게 할 수 있으며, 프로브의 조립 및 위치 보정이 용이하여 조립성을 향상시킴과 아울러 조립으로 인한 프로브의 변형을 방지하고, 프로브, 서브 PCB, 그리고 메인 PCB가 서로 안정적으로 접속되도록 함으로써 검사의 정확도를 높인다.
본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드는, 반도체 소자를 검사하기 위한 프로브 카드에 있어서, 일면에 슬릿이 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 형성되는 팁 바와, 팁 바의 측면에 장착되며, 메인 PCB에 접속되는 서브 PCB와, 팁 바의 슬릿에 각각 장착되고, 팁 바의 슬릿 형성면으로부터 돌출되어 반도체 소자의 접속패드에 접촉되는 접촉팁이 형성되며, 팁 바의 측면으로 인출되어 서브 PCB에 접속되는 단자팁이 형성되고, 서브 PCB를 통해 메인 PCB에 연결되는 다수의 프로브를 포함한다.
본 발명은 멤스(MEMS)에 의한 프로브의 스케일 축소로 미세 피치(Pitch) 대응이 가능하도록 하고, 프로브와 메인 PCB 간의 접속을 위하여 서브 PCB를 이용함으로써 패드(Pad) 확장이 가능할 뿐만 아니라 임피던스 매칭(Impedance matching)으로 시그날 특성이 좋아지게 할 수 있으며, 프로브의 조립 및 위치 보정이 용이하여 조립성을 향상시킴과 아울러 조립으로 인한 프로브의 변형을 방지하고, 반도체 소자를 가압시 가해지는 응력 및 충격의 흡수를 통해서 프로브, 서브 PCB, 그리고 메인 PCB가 서로 안정적으로 접속되도록 함과 아울러 커런트 패스(Current path)를 단축시킴으로써 시그날 특성을 향상시켜서 검사의 정확도를 높이는 효과를 가지고 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 요부를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 요부를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드(100)는 반도체 소자를 검사하기 위한 것으로서, 다수의 슬릿(Slit; 111a)이 형성되는 팁 바(Tip bar; 110)와, 팁 바(110)에 장착되어 메인 PCB(140)에 접속되는 서브 PCB(120)와, 팁 바(110)의 슬릿(111a)에 장착되어 단자팁(132)이 서브 PCB(120)에 전기적으로 접속되는 다수의 프로브(140)를 포함한다.
팁 바(110)는 일면에 슬릿(111a)이 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 형성되는데, 슬릿(111a)이 1 열로 배열됨과 아울러 한 쪽 측면에만 서브 PCB(120)가 장착될 수 있으며, 이에 한하지 않고, 본 실시예에서처럼 미세 피치(Pitch)를 구현할 수 있도록 슬릿(111a)이 길이방향을 따라 2열로 배열되도록 형성되고, 서브 PCB(120)가 양쪽 측면에 각각 장착됨으로써 슬릿(111a)에 장착되는 프로브(130)들이 양측으로 나뉘어져서 단자팁(132)에 의해 접속되도록 함이 바람직하다.
팁 바(110)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 슬릿(111a)이 1열 또는 2열로 배열되도록 형성되는 슬릿부재(111)와, 슬릿부재(111)가 일면에 장착됨과 아울러 서브 PCB(120)가 측면에 장착되는 고정부재(112)를 포함한다.
슬릿부재(111)는 단일로 이루어질 수 있으나, 조립의 편리성 및 부분적인 분리를 가능하도록 하기 위하여 고정부재(112) 상면에 길이방향을 따라 다수로 형성되는 제 1 고정돌기(112a)에 결합됨으로써 배열되고, 제 1 고정돌기(112a)가 삽입되는 제 1 고정홀(111b)이 각각 형성된다.
슬릿부재(111)는 접착제의 주입을 통해서 고정부재(112)에 고정되도록 함과 아울러 고정부재(112) 상에서 위치 정렬이 가능하도록 하기 위하여 제 1 고정 홀(111b)이 제 1 고정돌기(112a)의 길이보다 길게 형성됨으로써 제 1 고정홀(111b) 양측이 제 1 고정돌기(112a)와 유격을 가지도록 한다.
고정부재(112)는 설치면에 볼트 등으로 고정되기 위하여 양단에 고정부(112c)가 마련되고, 측면에 부착되는 서브 PCB(120)에 형성되는 제 2 고정홀(121)에 삽입됨으로써 서브 PCB(120)를 고정시키기 위한 제 2 고정돌기(112b)가 측면에 형성되며, 후술하게 될 프레임 바(161)가 삽입되어 장착되도록 하부에 삽입홈(112d)이 형성된다.
한편, 팁 바(110)는 프로브(130)를 고정시키기 위하여 다양한 구조를 가질 수 있는데, 예를 들면, 도 7에 도시된 다른 실시예에 따른 팁 바는 길이방향을 따라 슬릿(113a)이 형성되는 슬릿부재(113)가 고정부재(114)에 길이방향을 따라 1열 또는 2열로 형성되는 장착홈(114a)에 각각 장착되어 접착제나 볼트 등과 같은 체결수단으로 고정되며, 슬릿부재(113)는 세라믹 재질로 이루어짐이 바람직하다.
서브 PCB(120)는 팁 바(110)의 양쪽 측면에 장착되어 메인 PCB(140)에 솔더링에 의해 직접적으로 접속되거나, FPCB 등과 같은 별도의 접속수단에 의해 접속될 수 있는데, 이러한 접속수단으로 인터포저(150)가 사용됨이 바람직한데, 이에 대해서는 후술하기로 하겠다.
서브 PCB(120)는 팁 바(110)의 측면에 단일로 장착될 수 있으나, 조립의 편리성 및 부분적인 분리를 가능하도록 하기 위하여 팁 바(110), 구체적으로 고정부재(112)의 측면에 길이방향을 따라 다수로 장착된다.
서브 PCB(120)는 프로브(130)의 단자팁(132)이 솔더링에 의해 접속되는 제 1 패드(122)가 일측면의 상단에 길이방향을 따라 배열되고, 하부에 위치하는 메인 PCB(140) 측에 접속되기 위한 제 2 패드(123)가 하단에 길이방향을 따라 배열 형성되며, 제 1 및 제 2 패드(122,123)간의 접속을 위한 회로패턴(미도시)이 형성된다. 한편, 본 실시예에서는 서브 PCB(120)에 제 1 패드(122)의 열이 1 열임을 나타내었으나, 프로브(130)간의 미세 피치를 구현하기 위하여 프로브(130)들간에 단자팁(132) 길이를 서로 다르게 형성함으로써 이러한 단자팁(132)이 각각 접속되기 위한 제 1 패드(122)가 서브 PCB(120)의 길이방향을 따라 지그재그로 배열됨으로써 서브 PCB(120)의 일측면에 길이방향을 따라 다수의 열을 이루도록 형성될 수 있다.
프로브(130)는 팁 바(110)의 슬릿(111a)에 각각 장착되도록 다수로 이루어지고, 검사의 대상물인 반도체 소자의 접속패드(2; 도 1에 도시)와 서브 PCB(120)에 전기적으로 연결되기 위하여 전도성이 뛰어난 재질로 제작되며, 미세한 구조를 가지도록 박판으로 이루어지는데, 도 8에 도시된 바와 같이, 팁 바(110)의 슬릿(111a) 형성면으로부터 돌출되어 반도체 소자의 접속패드(2; 도 1에 도시)에 접촉되는 접촉팁(131)이 몸체(135)로부터 상방으로 돌출되도록 형성되며, 팁 바(110)의 측면으로 인출되어 서브 PCB(120)에 접속되는 단자팁(132)이 몸체(135)로부터 하방으로 돌출되도록 형성되고, 서브 PCB(120)를 통해 메인 PCB(140)에 연결된다.
프로브(130)는 팁 바(110)상에 1열로 배열될 수 있는데, 본 실시예에서처럼 팁 바(110)에 2열로 형성되는 슬릿(111a)에 각각 장착됨으로써 2열로 배열됨이 바람직하다.
프로브(130)는 단자팁(132)을 솔더링에 의해 서브 PCB(120)의 제 1 패 드(122)에 접속 시 납이 타고 올라가도록 가이드함으로써 서브 PCB(120)와의 접속에 대한 신뢰성을 높이기 위하여 단자팁(132)에 가이드홀(132a)이 형성된다.
프로브(130)는 슬릿(111a)에 클램핑됨으로써 조립의 편리성과 수직방향의 움직임을 최소화하여 반도체 소자의 접속패드(2; 도 1에 도시)와의 접속 신뢰성을 확보하기 위하여 몸체(135) 하부에 탄성편(133)이 마련되는데, 이러한 탄성편(133)은 슬릿(111a)에 삽입됨과 아울러 휨에 대한 복원력을 가지도록 몸체(135)로부터 하측으로 돌출되도록 연장 형성되며, 슬릿(111a)으로부터 이탈을 제한하도록 걸림돌기(133a)가 끝단에 형성된다.
프로브(130)는 본 실시예에서 탄성편(133)이 서로 간격을 두고서 단자팁(132) 양측에 위치하도록 한 쌍으로 이루어지고, 단자팁(132)이 탄성편(133)과 간격을 두고서 나란하게 형성되어 슬릿(111a)을 관통하도록 하며, 탄성편(133)이 단자팁(132)과 함께 슬릿(111)에 삽입 시 슬릿(111a) 내의 양측에 각각 위치한다.
한편, 프로브(130)는 탄성편(133)이 다양한 개수 및 구조를 가지도록 형성될 수 있는데, 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 프로브(170)의 경우 몸체(175)에 탄성편(173)이 단일로 형성되고, 단자팁(72)이 몸체(175)로부터 연장되어 나란하게 형성되는 2 개의 연장부(172a)를 가지게 된다.
프로브(130)는 팁 바(110), 구체적으로 슬릿부재(111)에 슬릿(111a)과 일렬을 이루도록 형성되는 가이드슬릿(111c)에 삽입되어 움직임을 최소화하도록 몸체(135) 하부에 가이드부(134)가 돌출되도록 형성된다. 이로 인해 슬릿부재(111)는 가이드슬릿(111c)이 슬릿(111a)의 열과 동일한 개수의 열로 이루어지고, 가이드슬 릿(111c)의 열과 슬릿(111a)의 열이 나란하도록 형성된다.
가이드부(134)는 가이드슬릿(111c)과의 접촉면을 줄이기 위하여 양측에 홈부(134a)가 형성되며, 중심부에 개구(134b)가 형성된다.
프로브(130)는 접촉팁(132)이 돌출되도록 형성되는 몸체(135)와 접촉팁(132) 사이에 반도체 소자의 접속패드(2; 도 1에 도시)를 가압 시 발생되는 응력이 가해지면 접히도록 "〉"자 형상을 가지는 응력흡수부(136)가 형성됨으로써 응력흡수부(136)의 텐션에 의해 응력을 흡수함과 아울러 가압이 해제 시 복원되며, 응력흡수부(136)에 의한 변형 시 파손을 방지하기 위하여 몸체(135)와 접촉팁(132)과의 연결 부분에 절개부(137)가 형성된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드(100)는 서브 PCB(120)와 메인 PCB(140; 도 3에 도시)를 전기적으로 연결시키기 위한 인터포저(Interposer; 150)를 포함할 수 있다.
인터포저(150)는 단일로 이루어짐으로써 서브 PCB(120)의 제 2 패드(123)와 메인 PCB(140)의 비아홀(141; 도 3에 도시)을 접속시키도록 마련될 수 있는데, 본 실시예에서는 상하로 서로 결합되는 상부 인터포저(151)와 하부 인터포저(152)로 이루어진다.
상부 인터포저(151)는 서브 PCB(120)의 제 2 패드(123)에 각각 접속되는 제 1 접속핀(151a)이 상측으로 돌출되도록 다수로 배열되며, 하부에 제 1 접속핀(151a)에 각각 접속되기 위한 다수의 접속홀(미도시)이 형성되며, 제 1 접속핀(151a)이 제 2 패드(123)에 접촉된 상태에서 솔더링됨으로써 서브 PCB(120)의 하 측에 고정된다.
하부 인터포저(152)는 상면에 다수로 형성되는 제 3 고정홀(152b)이 상부 인터포저(151)의 하면에 형성되는 제 3 고정돌기(151b) 각각에 삽입됨으로써 상부 인터포저(151)의 하측에 고정되고, 상측과 하측으로 돌출되는 제 2 접속핀(152a)이 다수로 배열됨으로써 제 2 접속핀(152a)의 상부가 상부 인터포저(151)의 접속홀(미도시)에 삽입됨으로써 접속홀을 통해서 제 1 접속핀(151a)에 접속되고, 제 2 접속핀(152a)의 하부가 하측에 위치하는 메인 PCB(140)의 비아홀(141; 도 3에 도시)에 접속됨으로써 서브 PCB(120)와 메인 PCB(140)를 서로 연결시킨다.
한편, 하부 인터포저(152)는 본 실시예에서 제 2 접속핀(152a)의 하부가 메인 PCB(140)의 비아홀(141; 도 3에 도시)에 삽입되어 접속됨을 나타내었으나, 메인 PCB(140)가 비아홀(141)을 대신하여 접속을 위한 다수의 패드를 형성함으로써 하부 인터포저(152)의 제 2 접속핀(152a)이 메인 PCB(140)의 패드 각각에 접하여 서로 접속되도록 할 수도 있다.
상부 및 하부 인터포저(151,152)는 서브 PCB(120)의 하부에 양측으로 마련되는 제 2 패드(123)에 각각 접속되기 위하여 제 1 및 제 2 접속핀(151a,152a)이 각각 2열로 배열되도록 설치된다.
제 2 접속핀(152a)은 압축력에 의해 수축됨과 아울러 탄성력에 의해 복원되는 스프링 핀이 사용되는데, 이로 인해 수직방향으로 신축됨으로써 프로브(130)를 통해서 가해지는 응력을 흡수하여 반도체 소자의 검사 시 반복적으로 가해지는 충격으로부터 안정적인 접속을 유지시키게 된다.
한편, 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드(100)는 프로브(130), 서브 PCB(120), 그리고 인터포저(150)가 결합된 팁 바(110)가 메인 PCB(140) 상에 안정적으로 고정되도록 다양한 구성부재가 사용될 수 있는데, 본 실시예에서는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 팁 바(110)를 메인 PCB(140) 상에 고정시키는 프레임(160)과, 팁 바(110)가 메인 PCB(140)로부터 들뜨는 등의 변형을 방지하기 위하여 마련되는 프레임 바(161)를 더 포함한다.
프레임(160)은 사각형의 테두리로 이루어지고, 메인 PCB(140) 상에 볼트 등의 체결부재로 고정되며, 상측에 팁 바(110)가 나란하게 다수로 배열되어 양단의 고정부(112c)가 볼트로 고정됨으로써 중심의 개방된 부위를 통해서 인터포저(150)가 메인 PCB(140)에 접속되도록 한다.
프레임 바(161)는 프레임(160)의 하면에 형성된 장착홈(162)에 팁 바(110)들과 직교하도록 하나 또는 2 이상이 장착되며, 길이 방향을 따라 팁 바(110) 각각에 대응하도록 형성되는 체결홀(161a)을 통해서 팁 바(110) 각각이 볼트로 고정됨으로써 팁 바(110)들이 변형없이 정렬된 상태로 동일 평면을 유지하도록 하여 검사의 신뢰성을 향상시킨다.
프레임 바(161)는 인터포저(150)에 의한 서브 PCB(120)와 메인 PCB(140)와의 접속을 방해하지 않도록 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 팁 바(110) 하부에서 서브 PCB(120)들 사이에 위치하도록 형성되는 삽입홈(112d)에 삽입된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 5에 도시된 바와 같이, 고정부재(112) 상에 제 1 고정돌기(112a)와 제 1 고정홀(111b)을 결합시킴으로써 길이방향을 따라 다수의 슬릿부재(111)를 고정시킨다. 이 때, 제 1 고정홀(111b)과 제 1 고정돌기(112a)와의 갭에 접착제를 주입하여 슬릿부재(111)가 고정부재(112)에 고정되도록 한다. 그리고, 고정부재(112) 양쪽 측면에 제 2 고정돌기(112b)와 제 2 고정홀(121)을 결합시킴으로써 길이방향을 따라 다수의 서브 PCB(120)를 장착시키며, 서브 PCB(120) 사이에 고정부재(112)가 노출되도록 형성되는 홈(미도시)에 접착제를 주입하여 서브 PCB(120)가 고정부재(112)에 고정되도록 한다.
그런 다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 슬릿부재(111) 상에 프로브(130)가 2열로 배열되도록 슬릿(111a)과 가이드슬릿(111c)에 탄성편(133)과 가이드부(134)를 각각 삽입하여 장착시키고, 서브 PCB(120)의 제 1 패드(122)에 접촉되는 프로브(130)의 단자팁(132)을 솔더링에 의해 고정 및 접속시킨다.
그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 서브 PCB(120)의 제 2 패드(123)를 인터포저(150)의 제 1 접속핀(151a)사이에 끼운 상태에서 솔더링으로 고정 및 접속시킨다.
도 11에 도시된 바와 같이, 조립을 마친 팁 바(110)를 프레임(160)상에 나란하게 밀착되도록 배열시킨 상태에서 볼트를 사용하여 고정부(112c)를 프레임(160)에 고정시킨 다음, 프레임(160)의 하부에 장착되는 프레임 바(161)에 팁 바(110) 각각을 볼트로 고정시키고, 도 12에 도시된 바와 같이, 프레임(160)을 메인 PCB(140) 상에 볼트 등의 체결부재를 사용하여 고정시킴으로써 인터포저(150)의 제 2 접속핀(152a)이 메인 PCB(140)에 마련되는 비아홀(141)에 삽입되거나, PCB(140)에 비아홀(141)을 대신하여 형성되는 패드에 접촉되어 전기적으로 접속되도록 하여 프로브(130) 각각이 메인 PCB(140)에 접속되도록 한다.
이와 같이, 조립을 마친 프로브 카드(100)를 사용하여 반도체 소자에 대한 전기적인 특성을 검사하기 위해 반도체 웨이퍼(1; 도 1에 도시)상에 형성된 칩 각각의 접속패드(2; 도 1에 도시)에 프로브(130)의 접촉팁(131)을 탄성력을 가지고서 접촉시키면, 테스터(tester)와 반도체 소자를 서로 연결시킴으로써 테스터로부터 발생하여 프로브 시스템으로 전달되는 신호를 프로브(130)를 통해서 반도체 소자의 접속패드(2; 도 1에 도시)로 전달하여 반도체 소자 각각에 대한 불량 여부를 테스트하게 된다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예들에 따르면, 멤스(MEMS)에 의한 프로브의 스케일 축소로 60㎛ 정도에 도달하는 미세 피치(Pitch) 대응이 가능하도록 하고, 프로브와 메인 PCB 간의 접속을 위하여 서브 PCB를 이용함으로써 패드(Pad) 확장이 가능할 뿐만 아니라 임피던스 매칭(Impedance matching)으로 시그날 특성이 좋아지게 할 수 있으며, 프로브의 조립 및 위치 보정이 용이하여 조립성을 향상시킴과 아울러 조립으로 인한 프로브의 변형을 방지하고, 반도체 소자를 가압시 가해지는 응력 및 충격의 흡수를 통해서 프로브, 서브 PCB, 그리고 메인 PCB가 서로 안정적으로 접속되도록 함과 아울러 커런트 패스(Current path)를 단축시킴으로써 시그날 특성을 향상시켜서 검사의 정확도를 높인다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명 하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드를 도시한 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 요부를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 요부를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 고정부재를 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 팁 바에 서브 PCB가 장착되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 팁 바에 프로브가 장착되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 다른 실시예에 따른 팁 바를 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 프로브를 도시한 사시도이고,
도 9는 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 다른 실시예에 따른 프로브를 도시한 사시도이고,
도 10은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 서브 PCB에 인 터포저가 장착되는 모습을 도시한 사시도이고,
도 11은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 프레임과 프레임 바를 도시한 사시도이고,
도 12는 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 프로브 카드의 조립 후 모습을 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 팁 바 111,113 : 슬릿부재
111a,113a : 슬릿 111b : 제 1 고정홀
111c : 가이드슬릿 112,114 : 고정부재
112a : 제 1 고정돌기 112b : 제 2 고정돌기
112c : 고정부 112d : 삽입홈
114a : 장착홈 120 : 서브 PCB
121 : 제 2 고정홀 122 : 제 1 패드
123 : 제 2 패드 130,170 : 프로브
131 : 접촉팁 132,172 : 단자팁
132a : 가이드홀 133,173 : 탄성편
133a : 걸림돌기 134 : 가이드부
134a : 홈부 134b : 개구
135,175 : 몸체 136 : 응력흡수부
137 : 절개부 140 : 메인 PCB
141 : 비아홀 150 : 인터포저
151 : 상부 인터포저 151a : 제 1 접속핀
151b : 제 3 고정돌기 152 : 하부 인터포저
152a : 제 2 접속핀 152b : 제 3 고정홀
160 : 프레임 161 : 프레임 바
161a : 체결홀 162 : 장착홈
172a : 연장부

Claims (21)

  1. 반도체 소자를 검사하기 위한 프로브 카드에 있어서,
    일면에 슬릿이 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 형성되는 팁 바와,
    상기 팁 바의 측면에 장착되며, 메인 PCB에 접속되는 서브 PCB와,
    상기 팁 바의 슬릿에 각각 장착되고, 상기 팁 바의 슬릿 형성면으로부터 돌출되어 상기 반도체 소자의 접속패드에 접촉되는 접촉팁이 형성되며, 상기 팁 바의 측면으로 인출되어 상기 서브 PCB에 접속되는 단자팁이 형성되고, 상기 서브 PCB를 통해 상기 메인 PCB에 연결되는 다수의 프로브
    를 포함하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 팁 바는 상기 슬릿이 2열로 배열되도록 형성되고,
    상기 서브 PCB는 상기 팁 바의 양쪽 측면에 각각 장착됨으로써 상기 슬릿에 장착되는 상기 프로브들이 양측으로 나뉘어져서 상기 단자팁에 의해 접속되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 팁 바는,
    상기 슬릿이 형성되는 슬릿부재와,
    상기 슬릿부재가 일면에 장착되며, 상기 서브 PCB가 측면에 장착되는 고정부재
    를 포함하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 슬릿부재는,
    상기 고정부재에 길이방향을 따라 다수로 형성되는 제 1 고정돌기에 삽입되어 배열되도록 제 1 고정홀이 각각 형성되어 다수로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 슬릿부재는,
    상기 고정부재에 길이방향을 따라 1열 또는 2열로 형성되는 장착홈에 각각 장착되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 슬릿부재는,
    세라믹 재질로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정부재는,
    상기 서브 PCB에 형성되는 제 2 고정홀에 삽입되는 제 2 고정돌기가 측면에 형성되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 PCB는,
    상기 팁 바의 측면에 길이방향을 따라 다수로 장착되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 PCB는,
    상기 프로브의 단자팁이 접속되는 제 1 패드가 일측면에 길이방향을 따라 다수의 열을 이루도록 형성되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 단자팁에 솔더링 시 납이 타고 올라가도록 가이드하기 위한 가이드홀이 형성되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 슬릿에 삽입됨과 아울러 휨에 대한 복원력을 가지는 탄성편이 형성되며, 상기 탄성편의 끝단에 상기 슬릿으로부터 이탈을 제한하는 걸림돌기가 형성되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 탄성편이 서로 간격을 두고서 상기 슬릿 내의 양측에 위치하도록 한 쌍으로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 단자팁이 상기 슬릿을 관통하도록 상기 탄성편과 간격을 두고서 나란하게 형성되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  14. 제 1 항, 제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 팁 바에 상기 슬릿과 일렬을 이루도록 형성되는 가이드슬릿에 삽입되도록 가이드부가 형성되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 가이드슬릿과의 접촉을 줄이기 위하여 양측에 홈부가 형성되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  16. 제 1 항, 제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 프로브는,
    상기 접촉팁이 돌출되도록 형성되는 몸체와 상기 접촉팁 사이에 응력이 가해지면 접히도록 "〉"자 형상을 가지는 응력흡수부가 형성되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 PCB와 상기 메인 PCB를 전기적으로 연결시키는 인터포저
    를 더 포함하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 인터포저는,
    상기 서브 PCB의 하측에 고정되고, 상기 서브 PCB의 하부에 길이방향을 따라 배열되는 제 2 패드에 접속되는 제 1 접속핀이 상측으로 돌출되도록 다수로 배열되며, 하부에 상기 제 1 접속핀에 각각 접속되기 위한 다수의 접속홀이 형성되는 상부 인터포저와,
    상기 상부 인터포저의 하측에 고정되고, 상기 접속홀을 통해서 상기 제 1 접속핀에 접속됨과 아울러 하측에 위치하는 상기 메인 PCB에 접속되는 제 2 접속핀이 상측과 하측으로 돌출되도록 다수로 배열되는 하부 인터포저
    를 포함하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 인터포저는,
    상기 서브 PCB의 하부에 양측으로 마련되는 제 2 패드에 각각 접속되기 위하여 상기 제 1 및 제 2 접속핀이 각각 2열로 배열되도록 설치되는 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 접속핀은,
    압축력에 의해 수축됨과 아울러 탄성력에 의해 복원되는 스프링 핀인 것
    을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
  21. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 메인 PCB 상에 고정되고, 상측에 상기 팁 바가 나란하게 다수로 배열되어 양단이 볼트로 고정됨으로써 상기 인터포저가 상기 메인 PCB에 접속되도록 하는 프레임과,
    상기 프레임의 하면에 상기 팁 바에 직교하도록 장착되어 상기 팁 바가 볼트로 고정되는 프레임 바
    를 더 포함하는 반도체 소자 테스트용 프로브 카드.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102475092B1 (ko) * 2022-09-30 2022-12-07 주식회사 프로이천 프로브 장치
KR20220166597A (ko) * 2021-06-10 2022-12-19 주식회사 프로이천 핀 보드

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