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 이해되어 야 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 하나의 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 않 는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 프로브 카드의 분해 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(100)는 제1 기판 구조물(110), 제2 기판 구조물(120), 보강판(130), 레벨 볼트(140), 평탄 조절 부재(150) 및 픽싱 볼트(160)를 포함한다.
상기 제1 기판 구조물(110)은 제1 기판(112)과 커넥터(114)를 포함한다.
상기 제1 기판(112)은 평판 형태를 가지며, 그 중앙부에는 다수의 제1 관통홀(116)들이 구비된다. 상기 제1 기판(112)의 상부면에는 회로 패턴이 형성된다. 상기 제1 기판(112)의 상부면에는 상기 제1 관통홀(116)과 각각 인접되게 다수의 커넥터(114)가 구비된다. 상기 커넥터(114)들은 접속체를 통해 상기 회로 패턴과 전기적으로 연결되어 신호를 주고 받게 된다.
또한, 상기 제1 기판(112)은 가장자리를 따라서 형성된 다수의 개구(118)들을 갖는다. 상기 개구(118)들은 서로 일정 간격으로 이격되어 배치된다. 일 실시예에 따르면, 상기 개구(118)들은 상기 제1 기판(112)의 측면에서 중심을 향해 연장된 홈 형태일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 개구들(118)은 상기 제1 기판(112)을 상하로 관통하는 홀 형태일 수 있다.
한편, 상기 제1 기판(112)의 상부면의 가장자리를 따라 테스트 헤드의 포고핀과 접속하는 접속 단자가 형성되며, 상기 접속 단자는 상기 회로 패턴과 전기적으로 연결된다.
도 4는 도 2에 도시된 제2 기판 구조물을 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 4를 추가적으로 참조하면, 상기 제2 기판 구조물(120)은 상기 제1 기판 구조물(110)의 하부에 배치된다. 상기 제2 기판 구조물(120)의 크기는 상기 제1 기판 구조물(110)에서 상기 개구들(118)이 형성된 가장자리 부위를 제외한 영역의 크기와 동일하거나 상기 영역의 크기보다 작을 수 있다.
상기 제2 기판 구조물(120)은 제2 기판(121), 다수의 가이드바(122)들, 다수의 가이드 부재(123)들 및 다수의 탐침(124)들을 포함한다. 상기 제2 기판(121)은 평판 형태를 가지며, 상기 제1 기판(112)의 하부에 배치된다. 상기 제2 기판(121)의 크기는 상기 제2 기판(112)의 크기와 비슷할 수 있다. 상기 제2 기판(121)에는 다수의 제2 관통홀(125)들이 구비된다. 상기 제2 관통홀(125)들은 상기 제1 관통홀(116)들에 각각 대응하도록 배치된다. 즉, 대응하는 제2 관통홀(125)들과 상기 제1 관통홀(116)들은 불연속적으로 연통 한다. 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.
상기 가이드바(122)들은 상기 제2 기판(121)의 하부면에 서로 일정 간격 이격되게 구비된다. 상기 각 가이드바(122)는 다수의 제3 관통홀(126)들을 갖는다. 상기 각 가이드바(122)가 다수의 제3 관통홀(126)들을 가지므로 상기 가이드바(122)들은 열에 의해 쉽게 변형되지 않는 특성을 갖게 된다. 상기 제3 관통홀(126)들은 상기 제2 관통홀(125)들과 연통되도록 형성된다.
상기 가이드바(122)들은 제1 볼트(127)들에 의해 상기 제2 기판(121)에 결합된다. 여기서, 상기 가이드바(122)들이 한 방향으로 연장된 형태이므로 처짐이 발생할 수 있다. 이러한 상기 가이드바(122)들의 처짐을 방지하기 위하여 상기 제1 볼트(127)들은 상기 각 가이드바(122)들의 가장자리를 따라 일정 간격으로 다수개가 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.
상기 가이드 부재(123)들은 평판 형태를 갖는다. 상기 가이드 부재(123)는 웨이퍼에서 검사하고자 하는 반도체 소자의 패드들과 동일한 개수 및 간격을 갖는 제4 관통홀(128)을 갖는다. 예를 들어, 상기 제4 관통홀(128)들은 서로 마주보도록 배치될 수 있고, 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 상기 가이드 부재(123)는 실리콘 재질을 포함할 수 있다.
상기 탐침(124)들은 반도체 소자의 패드와 직접 접촉하여 전기 신호를 전달하는 역할을 한다. 상기 탐침(124)들은 상단부에 걸림턱을 갖는다. 상기 탐침(124)들은 상기 가이드 부재(124)의 제4 관통홀(128)들에 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)의 상기 탐침들(124)의 걸림턱을 고정한다. 상기 접착제의 예로는 에폭시를 들 수 있다. 상기 각 탐침(123)은 상방으로 돌출된 단자를 갖는다. 상기 단자들은 상기 가이드 부재(123)의 중심에 가깝도록 배치된다.
한편, 상기 탐침(124)들은 상기와 달리 다양한 형태로 상기 가이드 부재(123)들에 고정될 수 있다. 상기 탐침(124)들이 고정된 가이드 부재(123)들은 상기 가이드바(122)들의 하면에 부착된다. 이 때 상기 탐침(124)들이 상기 가이드바(122)의 제3 관통홀(126)에 삽입된다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 보강판(130)은 몸체(132)와 캡(136)을 포함한다. 상기 보강판(130)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 철 또는 철 합금을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.
상기 몸체(132)는 상기 제1 기판(112)의 크기와 대응하는 크기를 가지며 상기 제1 기판(112)의 상부면에 구비된다. 상기 몸체(132)는 이하 설명하게 될 레벨 볼트(140)의 체결을 위해 상하로 형성된 다수의 제5 관통홀(133)들을 갖는다. 상기 제5 관통홀(133)은 단차를 갖도록 형성된다. 구체적으로 상기 제5 관통홀(133)은 상단 부위의 직경이 하단 부위의 직경보다 큰 직경을 갖도록 단차 가공되어 구비된다. 상기 제5 관통홀(133)에 대해서는 상기 레벨 볼트(140)에 대한 설명으로 더욱 명확해질 것이다.
또한, 상기 몸체(132)는 상기 커넥터들(114)이 형성된 영역을 노출시키는 제 6 관통홀(134)을 갖는다. 상기 몸체(132)는 다수의 돌출부(135)들을 포함한다. 상기 돌출부(135)들은 상기 몸체(132)의 하면 가장자리를 따라 일정 간격 이격되게 구비된다. 상기 돌출부(135)들의 위치는 상기 제1 기판(112)의 개구들(118)의 위치와 대응한다. 상기 돌출부(135)들의 두께는 예를 들어 상기 제1 기판(112)의 두께와 같을 수 있고, 상기 제1 기판(112)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 돌출부(135)들이 상기 개구들(118)에 삽입되어 상기 몸체(132)와 상기 제1 기판(112)이 결합된다. 상기 몸체(132)는 상기 제1 기판(112)의 상부면을 보강하여 상기 제1 기판(112)의 휨이나 뒤틀림과 같은 변형을 방지한다.
한편, 상기한 바와 달리 상기 보강판(130)은 상기 캡(136)을 제외하고 상기 몸체(132)만으로 이루어질 수 있고, 몸체(132)와 캡(136)이 일체로 이루어질 수 있다.
반도체 소자를 검사하는 장치에서 스테이지(미도시)는 상기 프로브 카드(100)의 상기 제2 기판 구조물(120)을 노출시키며 상기 프로브 카드(100)를 지지한다. 상기 스테이지가 상기 프로브 카드(100)를 지지할 때, 상기 스테이지는 상기 제1 기판 구조물(110)의 하부면이 아닌 상기 돌출부(135)들의 하부면을 지지한다. 상기 돌출부(135)들을 포함하는 보강판(130)의 강도가 상기 제1 기판 구조물(110)의 강도보다 크므로, 상기 보강판(130)은 상기 제1 기판 구조물(110)의 무게 및 상기 제2 기판 구조물(120)의 무게를 충분히 지지할 수 있다. 또한, 상기 스테이지가 상기 제1 기판 구조물(110)을 지지하지 않으므로, 상기 제1 기판 구조물(110)의 변형을 방지할 수 있다.
상기 캡(136)은 상기 제6 관통홀(134)을 개폐한다. 상기 캡(136)이 상기 제6 관통홀(134)을 덮는 경우 상기 보강판(130)의 하부면에 수용홈(139)을 형성한다. 상기 수용홈(139)은 상기 제1 기판(112)의 상부면에 구비된 커넥터(114)들을 수용한다. 상기 커넥터(114)들과 후술하는 접속체들(140) 사이의 접촉 불량이 발생하는 경우, 상기 보강판(130) 전체를 분리하지 않고, 상기 캡(136)만을 분리하여 신속하게 처리할 수 있다.
상기 제2 기판 구조물(120)의 크기가 커짐에 따라 종래와 같이 체결 볼트들을 상기 제1 기판 구조물(110)의 상기 제1 기판(112) 하부에서 상기 제1 기판(112)을 관통하여 상기 보강판(130)의 상기 몸체(132)와 체결할 수 없다.
이에, 다수의 제2 볼트(172)들 및 다수의 너트(174)들을 이용하여 상기 제1 기판 구조물(110)과 보강판(130)을 결합한다. 상기 너트(174)들은 상기 제1 기판(112)의 하부면에 삽입된다. 일 예로, 상기 너트(174)들은 외측면에 단차를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 너트(164)들은 상기 제1 기판(112)의 하부면으로 삽입되어 상기 제1 기판(112)의 상부면에 노출될 수 있다. 다른 예로, 상기 너트들(174)은 외측면에 단차를 가지지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 너트들(174)은 상기 제1 기판(112)의 하부면으로 삽입되며, 상기 제1 기판(112)의 상부면에 노출되지 않는다. 상기 제1 기판(112)의 재질 특성상 상기 제1 기판(112)에 볼트를 결합하기 위한 홀을 형성하기 어려우므로 상기 너트들(174)이 필요하다. 상기 제2 볼트(172)들은 상기 몸체(132)의 상방에서 상기 몸체(132)와 체결 및 관통하여 상기 너트들(174)과 체결된다. 상기 제2 기판 구조물(120)의 크기가 상기 제1 기판 구조물(110)의 크기 및 상기 보강판(130)의 크기와 비슷하더라도 상기 제2 볼트(172)들 및 상기 너트(174)들을 이용하여 상기 제1 기판 구조물(110)과 상기 보강판(130)을 용이하게 결합할 수 있다.
한편, 상기 탐침(124)의 단자와 상기 제1 기판 구조물(110)의 커넥터(114)를 연결하기 위하여 접속체(180)가 구비된다. 상기 접속체(180)는 상기 단자 및 상기 커넥터(114)와 납땜에 의해 고정된다. 상기 접속체(180)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(180)는 상기 제1 기판(112)의 제1 관통홀(116)들, 상기 제2 기판(121)의 제2 관통홀(125)들 및 상기 가이드바(122)들의 제3 관통홀(126)들을 지난다. 상기 접속체(180)는 전도성의 유연 재질로 형성된다. 상기 접속체(180)의 예로는 플렉시블 인쇄회로기판을 들 수 있다.
도 5는 도 2의 레벨 볼트, 평탄 조절 부재, 픽싱 볼트의 체결을 설명하기 위한 일 실시예에 따른 부분 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 레벨 볼트(140)는 상기 보강판(130)에 고정되도록 체결되며, 상기 제1 기판 구조물(110)을 관통하여 상기 제2 기판 구조물(120)의 상부면과 접촉한다. 구체적으로, 상기 레벨 볼트(140)는 상기 몸체(132)에 구비된 상기 제5 관통홀(133) 내에 체결되며, 상기 제1 기판(112)을 관통하여 상기 제2 기판(121)의 상부면에 접촉한다. 상기 레벨 볼트(140)는 상기 제5 관통홀(133)에 대응하는 형상을 갖는다. 즉, 상기 레벨 볼트(140)는 머리 부위가 상기 제5 관통 홀(133)의 상단 부위에 대응하는 직경을 갖고, 상기 머리 부위의 하부로 연장하는 몸통 부위는 상기 제5 관통홀(133)의 하단 부위에 대응하는 직경을 갖는다. 한편, 상기 제5 관통홀(133)의 하단 부위에는 상기 레벨 볼트(140)와의 체결을 위한 나사산을 갖고, 이에 대응하여 상기 레벨 볼트(140)의 몸통 부위에 상기 제5 관통홀(133)과 체결을 위한 나사산을 갖는다. 결과적으로 상기 레벨 볼트(140)는 머리 부위가 상기 제5 관통홀(133)의 단차 부위에 걸릴 때까지 조임으로써 고정되도록 체결된다.
또한, 상기 레벨 볼트(140)는 머리 부위가 상기 제5 관통홀(133) 내에 삽입되도록 설치된다. 즉, 상기 레벨 볼트(140)의 머리 부위는 그 상부면이 상기 몸체(132)의 상부면보다 낮게 구비된다.
상기 레벨 볼트(140)는 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121) 사이의 간격을 조절한다. 이를 통해 상기 레벨 볼트(140)들은 상기 제2 기판(121) 즉, 상기 제2 기판 구조물(120)의 평탄도를 조절하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 레벨 볼트(140)들이 각각 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121) 사이의 간격을 조절함으로써 상기 제2 기판(121)의 평탄도를 조절하게 된다.
한편, 상기 레벨 볼트(140)는 중심을 관통하는 제7 관통홀(142)을 갖는다. 상기 제7 관통홀(142)은 이하 설명하게 될 상기 픽싱 볼트(160)를 관통시키기 위하여 구비된다.
상기 평탄 조절 부재(150)는 상기 레벨 볼트(140)와 상기 몸체(132) 사이에 개재된다. 상기 평탄 조절 부재(150)는 링 형상을 갖는다. 상기 평탄 조절 부 재(150)는 그 중심부를 상기 레벨 볼트(140)가 관통하도록 배치되어 상기 레벨 볼트(140)와 상기 몸체(132) 사이에 개재된다. 즉, 상기 평탄 조절 부재(150)는 상기 레벨 볼트(140)의 머리 부위의 하면과 상기 제5 관통홀(133)의 단차부 사이에 개재된다.
상기 평탄 조절 부재(150)는 상기 레벨 볼트(140)와 상기 몸체(132) 사이에 개재됨으로써 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121) 사이의 간격을 조절하는 역할을 한다. 상기 평탄 조절 부재(150)의 두께에 따라서 상기 레벨 볼트(140)가 상기 몸체(132)의 하방으로 돌출되는 높이를 조절하게 된다. 이를 통해 상기 레벨 볼트(140)에 의한 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121) 사이의 간격이 조절되어 상기 제2 기판(121)의 평탄도를 조절한다.
상기 평탄 조절 부재(150)는 수십 ㎛ 내지 수백㎛의 두께로 형성하거나, 수십 ㎛의 두께를 다수개 겹쳐 배치시킴으로써, 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121) 사이의 간격 조절을 용이하게 수행할 수 있게 된다. 특히, 상기 평탄 조절 부재(150)의 두께에 따라서 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121) 사이의 간격이 조절되는 것이므로, 상기 평탄 조절 부재(150)의 두께를 측정함으로써 상기 간격 조절의 정도를 파악할 수 있게 된다. 따라서 보다 효과적으로 간격 조절이 이루어지게 되므로 상기 제2 기판(121)의 평탄도를 조절하기 위한 작업이 용이하게 수행될 수 있다. 여기서, 상기 평탄 조절 부재(140)는 평탄도 조절의 정확성을 확보하기 위하여 상기 레벨 볼트(140)를 결합할 때 압력에 견딜 수 있도록 상대적으로 강도가 높은 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 픽싱 볼트(160)는 상기 보강판(130)의 몸체(132)와 상기 제2 기판 구조물(120)의 제2 기판(121)을 체결하며, 다수개가 구비된다. 상기 픽싱 볼트(160)들은 상기 레벨 볼트(140)들의 중심에 구비되는 상기 제7 관통홀(142)들을 관통하여 상기 제2 기판(121)과 체결된다.
상기 픽싱 볼트(160)들은 상기 보강판(130)과 상기 제2 기판 구조물(120)을 고정할 수 있다. 또한, 상기 픽싱 볼트(160)들이 상기 레벨 볼트(140)들을 관통하므로 상기 픽싱 볼트(160)들을 체결하기 위한 추가적인 공간을 필요로 하지 않는다. 따라서 상기 프로브 카드(100)의 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 픽싱 볼트(160)는 머리 부위가 상기 제5 관통홀(133)의 상단 부위의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 따라서, 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121)을 체결했을 때 상기 픽싱 볼트(160)의 머리 부위는 상기 몸체(132)의 상부면에 배치되도록 설치된다.
상기 제2 기판 구조물(120)은 상기 제1 기판 구조물(110)에 고정되지 않고 상기 보강판(130)에 고정된다. 따라서 상기 제2 기판 구조물(120)의 무게로 인해 상기 제1 기판 구조물(110)이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 기판 구조물(110)이 자체 무게로 인해 변형되거나, 상기 반도체 소자의 검사를 위해 가열된 상기 반도체 소자의 열이나 그 외의 열에 의해 변형되더라도 상기 제2 기판 구조물(120)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 특히, 상기 레벨 볼트(140)들의 하단부가 상기 제1 기판(112)의 하부면으로 돌출되는 경우, 상기 제1 기판 구조물(110)과 상기 제2 기판 구조물(120)이 서로 이격될 수 있어 상기 제1 기판 구조 물(110)의 변형되더라도 상기 제2 기판 구조물(120)에 영향을 미치지 않는다.
상기 레벨 볼트(140)들 및 픽싱 볼트(160)들은 상기 제1 기판 구조물(110), 상기 제2 기판 구조물(120) 및 상기 보강판(130)의 가장자리 영역에 구비되는 것으로 도시되었지만, 이와 달리 전체 영역에 균일하게 구비될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 상기 프로브 카드(100)는 단열 필름과 삽입 부재들을 더 포함할 수 있다.
상기 단열 필름은 상기 제1 기판(112)의 상부면 및 하부면에 구비된다. 상기 단열 필름은 상기 반도체 소자의 검사를 위해 가열된 상기 반도체 소자의 열이나 그 외의 열이 상기 제1 기판(112)으로 직접 전도되는 것을 방지한다. 상기 단열 필름은 폴리이미드를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 열에 의한 상기 제1 기판(112)의 변형을 방지할 수 있다.
상기 삽입 부재들은 원기둥 형태를 가지며, 상기 제1 기판(112)을 관통하여 상기 제1 기판(112)의 상하로 각각 돌출된다. 따라서, 상기 삽입 부재들에 의해 상기 제1 기판(112)은 상기 보강판(130) 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. 일 예로, 상기 삽입 부재들은 얇은 판 형태를 가지며, 상기 제1 기판(112)과 상기 보강판(130) 사이, 상기 제1 기판(112)과 상기 제2 기판(121) 사이에 각각 개재될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 프로브 카드(100)는 상기 평탄 조절 부재(150)의 두께 또는 개수를 조절하여 상기 보강판(130)과 상기 제2 기판 구조물(120) 사이의 간격을 조절함으로써, 상기 제2 기판 구조물(120)의 평탄도 조절이 간편하게 수행될 수 있다. 아울러, 상기 보강판(130)과 제2 기판 구조물(120)을 고정하기 위한 상기 픽싱 볼트(160)가 상기 레벨 볼트(140)를 관통하는 구조를 가짐에 따라서 프로브 카드(100)의 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 상기 프로브 카드(100)의 조립 방법을 간략하게 설명한다.
우선, 제2 기판(121), 다수의 가이드바(122)들, 다수의 가이드 부재(123)들 및 다수의 탐침(124)들을 조립하여 제2 기판 구조물(120)을 형성한다.
접속체(180)로 상기 제2 기판 구조물(120)의 탐침(124)과 제1 기판 구조물(110)의 커넥터(114)를 전기적으로 연결한다. 이때, 너트들(174)은 상기 제1 기판(112)의 하부면에 삽입된다.
다음으로, 보강판(130)을 뒤집은 상태에서 전기적으로 연결된 제1 기판 구조물(110)과 제2 기판 구조물(120)을 순차적으로 위치시킨다. 이때, 상기 보강판(130)의 돌출부들(135)이 상기 제1 기판 구조물(110)의 개구들(118)에 삽입된다.
상기 보강판(130)의 몸체(132)와 체결 및 관통하며, 상기 제1 기판(112)을 관통하여 상기 제2 기판(121)과 접촉하도록 레벨 볼트(140)들을 구비한다. 이 때, 상기 레벨 볼트(140)들과 상기 몸체(132) 사이에 개재되는 상기 평탄 조절 부재(150)들의 두께를 가감하여 상기 몸체(132)와 제2 기판(121) 사이의 간격을 조절함으로써 상기 제2 기판 구조물(120)의 평탄도를 조절한다. 이후, 상기 보강판(130)판과 상기 제2 기판 구조물(120)을 고정하기 위하여 상기 제2 볼트(172)들 및 상기 픽싱 볼트(160)들을 체결한다.
상기 제2 볼트(172)들은 상기 몸체(132)와 체결 및 관통하여 상기 너트들(174)과 체결된다. 따라서, 상기 제2 볼트(172)들 및 상기 너트(174)들은 상기 제1 기판 구조물(110)과 상기 보강판(130)을 결합한다. 상기 픽싱볼트(160)들은 상기 레벨 볼트(140)들의 중심을 관통하여 상기 제2 기판(121)과 체결하여 프로브 카드(100)를 완성한다.
도 6은 도 2의 레벨 볼트, 평탄 조절 부재, 픽싱 볼트의 체결을 설명하기 위한 다른 실시예에 따른 부분 단면도이다.
여기서, 도 6에 도시한 다른 실시예에 따른 상기 레벨 볼트(140), 평탄 조절 부재(150) 및 픽싱 볼트(160)들은 앞서 도 5를 참조하여 설명한 구성들과 동일한 기능을 가지므로, 설명의 편의를 위하여 차이점 위주로 간략하게 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 상기 레벨 볼트(140)는 상기 픽싱 볼트(160)가 관통하도록 중심축을 따라서 형성된 제7 관통홀(142)을 갖는다. 특히, 상기 제7 관통홀(142)은 단차 가공된 구조를 갖는다. 즉, 상기 제7 관통홀(142)은 상단 부위가 하단 부위보다 큰 직경을 갖도록 형성된다.
상기 평탄 조절 부재(150)는 상기 레벨 볼트(140)와 상기 몸체(132) 사이에 개재되어 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121) 사이의 간격을 조절하고, 이를 통해 상기 제2 기판 구조물(120)의 평탄도를 조절하는 역할을 한다.
상기 픽싱 볼트(160)는 상기 보강판(130)의 몸체(132)와 상기 제2 기판 구조물(120)의 제2 기판(121)을 체결하며, 상기 레벨 볼트(140)들에 대응하여 다수개 구비된다. 상기 픽싱 볼트(160)는 상기 레벨 볼트(140)에 형성된 제7 관통홀(142)을 관통하여 체결된다. 특히, 상기 픽싱 볼트(160)는 머리 부위가 상기 제7 관통홀(142)의 상단 부위의 직경에 대응하는 직경을 갖는다. 따라서, 상기 픽싱 볼트(160)는 머리 부위가 상기 제7 관통홀(142)의 상단 부위 내에 위치되도록 설치된다.
이와 같이, 다른 실시예에서 상기 픽싱 볼트(160)는 머리 부위가 상기 몸체(132) 상부로 돌출되지 않게 설치됨으로써, 외부로부터 가해질 수 있는 충격으로부터 보호받을 수 있게 되며, 미관상의 장점을 갖는다.
도 7은 도 2의 레벨 볼트, 평탄 조절 부재, 픽싱 볼트의 체결을 설명하기 위한 또 다른 실시예에 따른 부분 단면도이다.
여기서, 도 7에 도시된 또 다른 실시예에 따른 상기 레벨 볼트(140), 평탄 조절 부재(150) 및 픽싱 볼트(160)들은 앞서 도 5를 참조하여 설명한 구성들과 동일한 기능을 가지므로, 설명의 편의를 위하여 차이점 위주로 간략하게 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 상기 레벨 볼트(140)는 상기 픽싱 볼트(160)가 관통하도록 중심축을 따라서 형성된 제7 관통홀(142)을 갖는다. 상기 제7 관통홀(142)은 단차 가공된 구조를 갖는다. 즉, 상기 제7 관통홀(142)은 상단 부위가 하단 부위보다 큰 직경을 갖도록 형성된다.
또한, 상기 레벨 볼트(140)는 머리 부위의 외주면에 상기 몸체(132)에 체결하기 위한 나사산을 갖는다. 이에 대응하여 상기 몸체(132)의 제3 관통홀(133)의 상단 부위에 상기 레벨 볼트(140)의 체결을 위한 나사산을 갖는다. 이처럼 상기 레벨 볼트(140)의 머리 부위에서 체결이 이루어짐으로써, 체결 면적이 증가되어 보다 안정적인 체결을 수행할 수 있는 장점을 갖게 된다.
상기 평탄 조절 부재(150)는 상기 레벨 볼트(140)와 상기 몸체(132) 사이에 개재되어 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121) 사이의 간격을 조절하고, 이를 통해 상기 제2 기판 구조물(120)의 평탄도를 조절하는 역할을 한다.
상기 픽싱 볼트(160)는 상기 보강판(130)의 몸체(132)와 상기 제2 기판 구조물(120)의 제2 기판(121)을 체결하며, 상기 레벨 볼트(140)들에 대응하여 다수개 구비된다. 상기 픽싱 볼트(160)는 상기 레벨 볼트(140)에 형성된 제7 관통홀(142)을 관통하여 체결된다. 특히, 상기 픽싱 볼트(160)는 머리 부위가 상기 제7 관통홀(142)의 상단 부위의 직경에 대응하는 직경을 갖는다. 따라서, 상기 픽싱 볼트(160)는 머리 부위가 상기 제7 관통홀(142)의 상단 부위 내에 위치되도록 설치된다. 이와 같이, 다른 실시예에서 상기 픽싱 볼트(160)는 머리 부위가 상기 몸체(132) 상부로 돌출되지 않게 설치됨으로써, 외부로부터 가해질 수 있는 충격으로부터 보호받을 수 있게 되며, 미관상의 장점을 갖는다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 프로브 카드의 분해 단면도이다.
여기서, 도 8 및 도 9에 도시된 프로브 카드(100)는 앞서 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한 프로브 카드(100)와 유사하므로 설명의 편의를 위하여 동일 부재에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드(100)는 제1 기판 구조물(110), 제2 기판 구조물(120), 보강판(130), 탄성 부재(190) 및 픽싱 볼트(160)를 포함한다.
상기 보강판(130)의 몸체(132)는 상기 픽싱 볼트(160)가 관통할 수 있도록 상하로 형성된 제5 관통홀(133)을 갖는다. 특히, 상기 제5 관통홀(133)은 상단 부위가 하단 부위보다 작은 직경이 되도록 단차 가공된 구조를 갖는다.
상기 탄성 부재(190)는 상기 제5 관통홀(133)의 하단 부위에 대응하는 직경을 갖는다. 상기 탄성 부재(190)는 상단 일부분이 상기 제5 관통홀(133)의 하단 부위에 삽입되도록 설치된다. 또한, 상기 탄성 부재(190)의 하단부는 상기 제1 기판 구조물(110)의 제1 기판(112)을 관통하여 상기 제2 기판 구조물(120)의 제2 기판(121)의 상부면과 접촉한다. 상기 탄성 부재(190)는 상기 픽싱 볼트(160)가 관통할 수 있도록 그 중심을 관통하는 홀을 갖는다.
상기 픽싱 볼트(160)는 상기 보강판(130)과 상기 제2 기판 구조물(120)을 체결하는 역할을 한다. 즉, 상기 픽싱 볼트(160)는 상기 보강판(132)의 상기 몸체(132)와 상기 탄성 부재(190)를 관통하여 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121)을 고정되도록 체결한다. 여기서, 상기 픽싱 볼트(160)는 그 머리 부위가 도면에서와 같이 상기 몸체(132)의 상부면 상에 돌출 되도록 설치될 수 있다. 이와 달리, 상기 픽싱 볼트(160)는 그 머리 부위가 상기 몸체(132)의 상부면으로 돌출되지 않도록 상기 머리 부위 전체가 상기 몸체(132) 내에 삽입되는 구조로 설치될 수 있고, 상기 머리 부위의 일부분이 상기 몸체(132) 내에 삽입되는 구조로 설치될 수 있다. 이 경우에 상기 픽싱 볼트(160)의 머리 부위가 전부 또는 일부분이 상기 몸체(132) 내에 삽입되는 구조를 갖도록 상기 제5 관통홀(133)의 상단부는 상기 픽싱 볼트(160)의 머리 부위에 대응하는 직경을 갖도록 형성된다. 즉, 상기 제5 관통홀(133)은 상단부의 직경 및 하단부의 직경이 중단부의 직경보다 큰 구조를 가질 수 있으며, 상기 상단부의 직경은 상기 픽싱 볼트(160)의 머리 부위의 직경에 대응하도록 형성되고, 상기 하단부의 직격은 상기 탄성 부재(190)의 직경에 대응하도록 형성된다.
이러한 구성에 의해 상기 프로브 카드(100)는 상기 픽싱 볼트(160)를 조이고 풀어 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121)의 간격을 조절하게 된다. 즉, 상기 픽싱 볼트(160)를 조이고 푸는 정도에 따라서 상기 탄성 부재(190)의 압축 정도가 조절되고, 상기 압축 정도에 따라서 상기 탄성 부재(190)의 높이가 가변됨으로써 상기 몸체(132)와 상기 제2 기판(121) 사이의 간격을 조절한다. 이로써, 상기 제2 기판 구조물(120)의 평탄도를 조절하게 된다.
한편, 상기 프로브 카드(100)에 의해 반도체 소자를 검사함에 따라 상기 탄성 부재(190)는 열에 노출된다. 따라서, 상기 탄성 부재(190)는 상기 제2 기판 구조물(120)의 평탄도를 일정하게 유지할 수 있도록 기계적, 열적 특성이 뛰어난 탄성 고무로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성 부재(190)는 실리콘, 우레탄, 부틸 고무 중 하나로 이루어질 수 있다.
이와 같이 다른 실시예에 따르면 상기 제2 기판 구조물(120)의 평탄도를 조절하기 위한 상기 탄성 부재(190)를 관통하여 상기 픽싱 볼트(160)가 체결됨으로써 상기 프로브 카드(100)의 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.