KR20100055537A

KR20100055537A - 테스트 장치와 함께 사용하기 위한 보강재 어셈블리

Info

Publication number: KR20100055537A
Application number: KR1020107008494A
Authority: KR
Inventors: 에릭 디 홉스; 앤드류 더블유 맥파랜드
Original assignee: 폼팩터, 인크.
Priority date: 2007-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-05-26
Also published as: US20080157791A1; WO2009042679A2; EP2195665A2; WO2009042679A3; CN101855559A; US20110128029A1; US8120373B2; US7884627B2; JP2010540908A; TW200921107A

Abstract

본 발명에서는 테스트 장치와 함께 사용하기 위한 보강재 어셈블리가 제공된다. 일부 실시예에서, 테스트 장치와 함께 사용하기 위한 보강재 어셈블리는, 복수의 하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리, 및 상기 상부 보강재와 상기 복수의 하부 보강재 사이에 속박된 기판을 포함할 수 있는 프로브 카드 어셈블리의 일부일 수 있으며, 상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 한다.

Description

테스트 장치와 함께 사용하기 위한 보강재 어셈블리{STIFFENER ASSEMBLY FOR USE WITH TESTING DEVICES}

본 발명의 실시예는 일반적으로, 부분적으로 또는 완전히 완성된 반도체 소자의 테스트에 관한 것이고, 보다 상세하게는 이러한 소자를 테스트하는 장치와 관련되어 사용하기 위한 보강재 어셈블리(stiffener assembly)에 관한 것이다.

집적 회로 등과 같이 반도체 기판 상에 형성되어 있는 부분적으로 또는 완전히 완성된 반도체 소자를 테스트할 때, 복수의 접촉 요소(contact element)들이 통상적으로 테스트될 소자 - 종종 피시험 소자(DUT, device under test)라 칭함 - 와 접촉하게 된다. 접촉 요소는 통상적으로, 미리 결정된 테스트 프로토콜에 따라 DUT 상의 단자에 전기 신호를 제공하는 테스트 메커니즘에 연결되어 있는 프로브 카드 어셈블리 또는 기타 유사한 장치의 일부이다.

특정 테스트 프로토콜 동안 DUT의 모든 원하는 단자에 충분히 그리고 정확하게 접촉하기 위하여, 프로브 카드 어셈블리 상에 배치된 접촉 요소들은 DUT의 원하는 단자와 접촉되어야 하고 그와의 정렬을 유지하여야 한다. 그러나, 프로브 카드 어셈블리에 가해진 다양한 힘으로 인해 어셈블리는 접촉 요소들의 오정렬(misalignment)을 야기할 수 있는 방식으로 변형될 수 있다. 따라서, 프로브 카드 어셈블리는 일반적으로 프로브 카드 어셈블리의 이러한 변형을 최소화하도록 설계된 보강 부재 및/또는 어셈블리를 포함한다.

일반적으로, 이러한 보강 부재 또는 어셈블리는 접촉 요소들이 직접적으로 영향을 받게 될 영역에서의 프로브 카드 어셈블리의 변형을 최소화하기 위하여 접촉 요소들 위에 배치된다. 그러나, 프로브 카드 어셈블리는 특정 보강 어셈블리가 보상할 수 있는 힘보다 더 큰 힘을 받을 수 있다. 또한, 적합한 보강 어셈블리를 설계하고 구현하는데 이용할 수 있는 공간에 대한 제한이 한정되어 있을 수 있다. 게다가, 접촉 요소들이 배치되어 있는 영역 밖에서 가해지는 힘이 여전히 그의 정렬에 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 프로브 카드 어셈블리에 사용하기 위한 개선된 보강 요소에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명은 테스트 장치와 함께 사용하기 위한 보강재 어셈블리를 제공하고자 한다.

테스트 장치와 사용하기 위한 보강재 어셈블리가 여기에 제공된다. 일부 실시예에서, 테스트 장치와 함께 사용하기 위한 보강재 어셈블리는, 복수의 하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리, 및 상기 상부 보강재와 상기 복수의 하부 보강재 사이에 속박된(constrained) 기판을 포함할 수 있는 프로브 카드 어셈블리의 일부일 수 있으며, 상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡(non-planar flex)을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형(radial) 이동을 용이하게 할 수 있다(facilitate).

일부 실시예에서, 테스트 장치와 함께 사용하기 위한 보강재 어셈블리는, 하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리로서, z 방향으로는 고정 결합(rigid coupling)을 제공하며 xy 평면에서는 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이의 상대 이동을 용이하게 하는 복수의 굴곡부(flexure)를 갖는 보강재 어셈블리, 및 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이에 속박된 기판을 포함할 수 있는 프로브 카드 어셈블리의 일부일 수 있으며, 상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에서, 프로브 카드 어셈블리를 사용하는 방법이 제공된다. 일부 실시예에서, 프로브 카드 어셈블리를 사용하는 방법은, 복수의 하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리, 상기 상부 보강재와 상기 복수의 하부 보강재 사이에 속박된 기판, 및 상기 기판에 결합된 프로브 기판 - 상기 프로브 기판은 자신으로부터 연장하는 복수의 탄성 접촉 요소를 가짐 - 을 포함하는 프로브 카드 어셈블리를 제공하고, 상기 프로브 카드 어셈블리를 가열하는 것을 포함할 수 있으며, 상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리와 상기 기판 사이의 열 팽창 차이로 인한 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 할 수 있다.

일부 실시예에서, 프로브 카드 어셈블리를 사용하는 방법은, 하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리로서, z 방향으로는 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이의 고정 결합을 제공할 수 있으며 xy 평면에서는 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이의 상대 이동을 용이하게 할 수 있는 복수의 굴곡부를 갖는 보강재 어셈블리, 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이에 속박된 기판, 및 상기 기판에 결합되는 프로브 기판 - 상기 프로브 기판은 자신으로부터 연장하는 복수의 탄성 접촉 요소를 가짐 - 을 포함하는 프로브 카드 어셈블리를 제공하고, 상기 프로브 카드 어셈블리를 가열하는 것을 포함할 수 있으며, 상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리와 상기 기판 사이의 열 팽창 차이로 인한 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 테스트 장치와 함께 사용하기 위한 보강재 어셈블리를 제공할 수 있다.

본 발명의 상기 언급한 특징들 및 아래에 기재되는 기타 특징들을 상세하게 이해할 수 있도록, 실시예를 참조하여 상기 간략하게 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부가 첨부 도면에 예시되어 있다. 그러나, 첨부 도면은 단지 본 발명의 대표적인 실시예를 예시한 것이고, 그러므로 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되어서는 안 되며, 본 발명에 대하여 기타 동등하게 유효한 실시예도 인정할 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 보강재 어셈블리의 개략적인 상부 평면도를 도시한다.
도 2a는 도 1에 도시된 보강재 어셈블리의 절단선 2A에 대응하여 잘라낸 단면을 나타낸 본 발명의 일부 실시예에 따른 프로브 카드 어셈블리의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 2b는 도 1에 도시된 보강재 어셈블리의 절단선 2B에 대응하여 잘라낸 단면을 나타낸 본 발명의 일부 실시예에 따른 프로브 카드 어셈블리의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 도 1의 보강재 어셈블리의 일부의 확대된 정면도 및 측면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 보강 요소들을 갖는 프로브 카드 어셈블리를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따라 기판을 테스트하는 흐름도를 도시한다.
도 6a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 보강 요소들을 갖는 프로브 카드 어셈블리의 하부 평면도를 도시한다.
도 6b는 도 6a의 프로브 카드 어셈블리의 부분적으로 잘라낸 단면의 측면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른 보강재 어셈블리의 부분적인 단면의 부분 측면도를 도시한다.
본 명세서에서 가능한 한 동일한 참조 번호는 도면들에 공통인 동일한 구성요소를 지정하는데 사용된다. 도면에 사용되는 이미지는 설명을 위한 목적으로 단순화된 것이며, 반드시 실제 축척대로 도시된 것은 아니다.

본 발명은 보강재 어셈블리 및 이를 통합한 프로브 카드 어셈블리의 실시예를 제공한다. 보강재 어셈블리 및 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법이 더 제공된다. 보강재 어셈블리는 유리하게는 프로브 카드 어셈블리와 함께 사용되는 기판의 보강(stiffening)을 제공할 수 있으며, 보강재 어셈블리 컴포넌트들 사이의 열 전달을 상당히 감소시킴으로써, 테스트 동안 가열되어야 하는 보강재 어셈블리의 열 질량(thermal mass)을 최소화하고 보강재 어셈블리가 소정 온도까지 도달하는 가열 시간을 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 검사 평면을 검사될 표면과 배향시키는 것을 돕도록 내측 부분이 또한 외측 부분에 대하여 이동될 수 있다.

본 명세서에서 제공되는 도면과 다음의 설명은 예시적인 카르테시안(Cartesian) 좌표 시스템을 설명을 위해 참조하며, 여기에서 x 및 y 축은 보강재 어셈블리 및/또는 이를 통합한 프로브 카드 어셈블리에 의해 정의되는 평면에 실질적으로 평행하고 z 축은 이러한 평면에 실질적으로 법선이거나 수직이다. 예를 들어, 도 1은 x-y 평면에서 보강재 어셈블리의 상부 평면도를 예시적으로 나타낸 것이며, 여기에서 z 축은 페이지의 안팎으로 수직으로 연장할 것이다. 도 2a 및 도 2b는 x-z 평면에서의 측면도를 예시적으로 나타낸 것이다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 보강재 어셈블리(100)의 상부 평면도를 도시한다. 보강재 어셈블리(100)는 보강재 어셈블리(100)의 예시적인 사용을 보여주도록 기판(102)에 결합되어 있는 것으로 예시적으로 도시되어 있다. 보강재 어셈블리(100)는, 본 발명의 일부 실시예에 따라 프로브 카드 어셈블리에 예시적으로 사용되는 보강재 어셈블리(100)의 개략적인 측면도를 각각 도시한 도 2a 및 도 2b에 관련하여 더 설명된다. 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 보강재 어셈블리(100)의 절단선 2A 및 2B에 대응하여 잘라낸 단면으로 나타나 있다.

보강재 어셈블리는 상부 보강재(또는 다수의 상부 보강재) 및 하부 보강재(또는 다수의 하부 보강재)를 포함할 수 있다. 상부 및 하부 보강재는, 그 사이에 있는 기판의 (휨, 뒤틀림, 변형 등과 같은) z 방향 또는 비평면 이동을 제한하도록 사이에 있는 기판을 속박하면서, 그 사이에서의 상대적인 방사형 이동(예를 들어 x-y 평면에서 보강재 어셈블리에 대한 기판의 팽창 및/또는 수축)을 용이하게 하도록 기판과 보강재 어셈블리 사이의 방사형 자유도를 용이하게 하는데 이용될 수 있다. 상부 보강재와 하부 보강재는 패스너, 볼트, 스크류, 핀 등의 사용에 의한 것과 같은 임의의 적합한 방식으로 함께 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 보강재와 하부 보강재는 굴곡부, 힌지 등을 통하여 서로에 대하여 측방으로(laterally) 이동하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 보강재는 기판의 중심 부근에서 기판에 결합될 수 있으며, 여기에서는 상대적인 방사형 이동이 거의 없거나 아예 없으며, 다른 위치에서의 기판에는 결합되지 않은 채 유지됨으로써, 기판이 보강재 어셈블리에 대하여 팽창 및/또는 수축할 수 있는 방사형 자유도를 제공한다.

예를 들어, 일부 실시예에서, 그리고 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 보강재 어셈블리(100)는 상부 보강재(101)와 하부 보강재(160)를 포함할 수 있다. 상부 보강재(101)와 하부 보강재(160)는 일체형(예를 들어, 하나의 조각)일 수 있고, 또는 별도의 컴포넌트들일 수 있다. 상부 보강재(101)는 단일 요소(도시되지 않음)일 수 있고, 또는 비한정적인 예로 내측 부재(104) 및 외측 부재(106)와 같이 다수의 구성요소들로 이루어질 수 있다. 내측 부재(104)는, 일부 실시예에서, 기판(102) 아래에 배치된 (도 2a 및 도 2b에 도시된 프로브 기판(202)과 같은) 하나 이상의 프로브 기판에 대응하는 크기 및 형상을 일반적으로 가질 수 있는 바디(150)를 포함한다. 내측 부재(104)는 일부 경우에 기판(102)에 바로 받쳐질 수 있다. 대안으로서, 추가적인 층(도시되지 않음)이 내측 부재(104)와 기판(102) 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 내측 부재(104)와 기판(102)의 정렬을 용이하게 하도록 하나 이상의 위치설정 핀(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.

일부 실시예에서, 상부 보강재는 기판에 결합될 수 있다. 상부 보강재는 볼트, 스크류, 클램프 등과 같은 임의의 적합한 방식으로 기판에 결합될 수 있으며, 임의의 위치에서 기판에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 보강재는 상부 보강재에 대한 기판 이동의 방사형 자유도를 유지하는 방식으로 기판에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 상부 보강재는 중심 위치에서 기판에 결합될 수 있다. 중심 위치는 기판의 기하학적 중심이거나 기판의 열 중심, 또는 둘 다일 수 있다. 예를 들어, 도 1, 도 2a, 및 도 2b에 도시된 실시예에서, 내측 부재(104)는 스크류(105)에 의해 기판(102)의 중심 위치에서 기판(102)에 결합될 수 있다. 기판(102)의 중심 위치는 기판(102)의 기하학적 중심 및/또는 열 중심일 수 있다.

내측 부재(104)는, (보강재 어셈블리 및/또는 프로브 카드 어셈블리를 프리로딩하는데 사용되는 힘, 보강재 어셈블리 및/또는 프로브 카드 어셈블리를 통하는 가변 에너지 흐름으로 인해 가해지는 힘, DUT의 단자와 충분한 전기 접촉을 이루도록 가해지는 힘 등과 같이) 테스트에 이용되는 힘을 받을 때 (도 4에 관하여 이하에서 논의되는) 프로브 카드 어셈블리의 받아들일 수 있는 강성(rigidity)을 유지하고, 보강재 어셈블리(100)와 기판(102) 사이의 열 변형(thermal strain)을 비슷하게 맞추어 그 사이에 있는 전단(shear) 결합을 완화시키기에 적합한 임의의 재료를 포함할 수 있다. 적합한 재료의 비한정적인 예로는, Kovar®, Invar®, 스틸, 스테인리스 스틸 등과 같은 금속 및 금속 합금을 포함한다. 내측 부재(104)를 구성하는 재료는 내측 부재(104)에 대하여 원하는 열 용량 또는 원하는 열 전달율을 용이하게 하도록 더 선택될 수 있다.

일부 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 내측 부재(104) 아래에 배치된 프로브 기판(202)의 측방 및 평면 정렬 둘 다를 국부적으로 조정하도록 프로브 기판 정렬 메커니즘(206)이 제공될 수 있다. 따라서, 프로브 기판(202)의 이러한 평면 정렬을 용이하게 하도록 내측 부재(104)의 바디(150)를 통해 복수의 개구(124)가 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 프로브 기판 정렬 메커니즘(206)은 내측 부재(104) 위에 배치된 하나 이상의 조정 플레이트(208)를 포함할 수 있다. 각각의 조정 플레이트(208)는 프로브 기판(202)과 접하는(interface) 복수의 평면 정렬 메커니즘(204) 각각에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 정렬 메커니즘(204)은 스크류일 수 있다. 그러나, 정렬 메커니즘(204)은 프로브 기판(202)의 평탄도(planarity)를 선택적으로 조정하기에 적합한 기타 장치를 포함할 수 있다. 각각의 평면 정렬 메커니즘(204)은 내측 부재(104)의 각각의 개구(124)와 기판(102)의 대응하는 개구(125)를 통과한다. 개구(124, 125)는 내측 부재(104)와 기판(102)에 대한 이의 측방 이동을 용이하게 하도록 평면 정렬 메커니즘(204)보다 더 큰 직경을 가질 수 있다.

동작시, 조정 플레이트(208)는 내측 부재(104)와 기판(102)에 대하여 프로브 기판(202)의 각각의 프로브 표면(210) 상에 형성된 접촉 요소들의 각각의 측방 위치를 제어하도록 측방으로 위치조정될 수 있다. 원하는 위치에 있으면, 조정 플레이트(208)는, 예를 들어 조정 플레이트(208)를 내측 부재(104)에 클램핑하거나 볼트 결합시키거나, 또는 기타의 방식으로 고정시킴으로써, 그 위치로 단단히 고정될 수 있다. 평면 정렬 메커니즘(204)은 프로브 기판(202)의 측방 정렬 전이나 후에 또는 둘 다 프로브 기판(202)의 평탄도를 선택적으로 제어하도록 개별적으로 조정될 수 있다.

도 1로 돌아가서, 외측 부재(106)는 일반적으로 중앙 개구(140)를 갖는 바디(107)를 포함한다. 개구(140)의 크기 및 형상은 일반적으로 내측 부재(104)의 크기 및 형상에 대응할 수 있으며, 그리하여 외측 부재(106)는 내측 부재(104)를 실질적으로 제한하거나(circumscribe) 둘러싼다.

일부 실시예에서, 바디(107)의 방사형 외측으로 배치되어 있는 기판(102)의 영역(128) 보강을 용이하게 하도록 복수의 암(arm)(126)이 외측 부재(106)의 바디(107)로부터 외측으로 연장할 수 있다. 외측으로 연장하는 암(outwardly extending arm)(126)은 바디(107)와 일체형으로 형성될 수 있거나, 또는 사용 중에 발생되는 힘을 견딜 수 있는 임의의 적합한 방식으로 바디(107)에 부착될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 4개의 이러한 외측으로 연장하는 암(126)이 도시되어 있다. 더 많거나 더 적은 수의 암(126)이 제공될 수 있다고 생각된다. 일부 실시예에서, 외측 부재(106)는, 예를 들어 복수의 암(126)을 통하여, 테스터(도시되지 않음)에 기계적으로 결합될 수 있다.

외측으로 연장하는 암(126)은, (예를 들어, 도 2a에서 볼 때, 상부 표면 상에 배치된 커넥터들로부터 존재할 수 있는 바와 같은 기판의 상부 표면을 따른 하향 압력으로부터) 기판(102)의 비평면 변형 또는 이동을 제한하도록 기판(102)을 속박하는 것을 더 용이하게 하며, 동시에 보강재 어셈블리(100)와 기판(102) 사이의 방사형 자유도를 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 기판(102)은 외측 부재(106)에 이동 가능하게 결합될 수 있으며, 그리하여 기판(102)은 보강재 어셈블리(100)에 대하여 팽창 및 수축(예를 들어, 방사형으로)하는 것이 자유롭다.

일부 실시예에서, 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 보강재(160)는, 그 사이에 기판(102)을 배치하는 것을 용이하게 함으로써 기판(102)의 비평면 변형을 제한(예를 들어, 기판(102)을 속박)할 수 있는 방식으로, 상부 보강재(101)에 결합될 수 있다. 기판(102)은, 기판(102)의 비평면 변형 또는 이동을 제한하도록 상부 보강재(101)와 하부 보강재(160) 사이에 속박되는 동안에, 보강재 어셈블리(100)와는 별도로 기판(102)의 팽창 및 수축을 용이하게 하는 방사형 자유도를 유지한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 복수의 하부 보강재(160)가 제공되고, 상기 설명한 바와 같이, 복수의 하부 보강재(160)는 함께 하부 보강재(160)와 상부 보강재(101) 사이에 기판(102)을 유지하고 속박하도록 각각의 하부 보강재(160)가 기판(102) 주변에 배열되어 있다.

일부 실시예에서, 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 보강재(101)는 내측 부재(104), 외측 부재(106), 및 암(126)을 포함할 수 있다. 상부 보강재(101)는 패스너, 볼트, 스크류, 핀 등에 의한 것과 같은 임의의 적합한 방식으로 하부 보강재(160)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 각각의 암(126)은 자신으로부터 연장하는 플랜지(flange)(132)를 갖는 연장부(extension)(130)를 더 포함할 수 있다(기판(102)의 예시적인 절단면(138)을 통해 도시됨). 플랜지(132)(그리고 선택적으로 연장부(130))는 하부 보강재(160)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 플랜지(132)는 기판(102)에 형성된 슬롯(134) 및 대응하는 쉘프(shelf)(136)와 접할 수 있다(예시적인 절단면(142)을 통해 드러남). 플랜지(132)와 쉘프(136) 간의 개입은 기판(102)의 변형을 제한함으로써, 외측 부재(106)의 바디(107)의 방사형 외측으로 배치된 영역(128)에서의 기판(102)에 추가된 안정성 및/또는 강성을 제공한다. 그러나, 플랜지(132)와 쉘프(136) 사이의 미끄러짐(slippage)으로 인해 기판(102)에 대한 보강재 어셈블리(100)의 공면(co-planar) 측방(예를 들어, 방사형) 이동이 여전히 일어날 수 있다.

일부 실시예에서, 예를 들어 프로브 카드 어셈블리에 사용될 때 기판과 함께 보강재 어셈블리(100)의 구성을 용이하게 하기 위해, 외측으로 연장하는 암(126) 및 연장부(130)는 적합하게 함께 결합되어 있는 별도의 컴포넌트들일 수 있다. 따라서, 스크류와 같은 하나 이상의 메커니즘이 외측으로 연장하는 암(126)을 각각의 연장부(130)에 결합시키는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 실시예에서, 외측으로 연장하는 암(126)에 2개의 홀(302)이 제공된다. 대응하는 홀(304)이 연장부(130)에 제공됨으로써, 스크류(도시되지 않음)를 사용해 외측으로 연장하는 암(126)을 연장부(130)에 결합시키는 것을 용이하게 한다. 일부 실시예에서, 기판(102)에 형성된 슬롯(134) 및 쉘프(136)에 대한 연장부(130) 및 플랜지(132)의 치수는, 그 사이의 슬라이드식 결합을 용이하게 함으로써 외측으로 연장하는 암(126)과 기판(102) 사이의 측방 이동을 가능하게 하도록 선택될 수 있다.

외측으로 연장하는 암(126), 연장부(130), 및 플랜지(132)의 다른 구성도 또한 적합하게 이용될 수 있는 것으로 생각된다. 예를 들어, 외측으로 연장하는 암(126) 및 연장부(130)는 일체형으로 형성될 수 있고 그에 결합된 플랜지(132)를 가질 수 있다. 대안으로서, 외측으로 연장하는 암(126), 연장부(130), 및 플랜지(132)는 일체형으로 형성될 수 있고 기판(102)에 대한 위치로 측방 삽입될 수 있다. 이러한 실시예에서, 외측으로 연장하는 암(126)은 기판(102) 주변에 위치된 후에 (외측 부재(106)에 대한 것과 같이) 상부 보강재(101)에 결합될 수 있다.

예를 들어, 도 7은 일체형으로 형성되어 있는 암(726), 연장부(730), 및 플랜지(732)를 갖는 보강재 어셈블리의 부분적인 단면인 부분 측면도를 도시한다. 암(726)이 기판(102)으로부터 떨어져 있는 것으로 도시되어 있으며, 점선은 암(726)의 어셈블리가 보강재(102) 및 상부 보강재(701)와 함께 그 위에 배치되는 것을 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 연장부(730) 및 플랜지(732)는 기판(102)의 슬롯(134) 및 쉘프(136)에 맞추어 정렬되고 그와 접하는 위치로 측방 삽입될 수 있다. 암(726)은 클램프, 볼트, 스크류, 핀 등에 의한 것과 같은 임의의 적합한 방식으로 상부 보강재(701)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 암(726)은 그와의 견고한 결합을 용이하게 하기 위해 상부 보강재와 접하도록 구성되는 특징부를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 7에 의해 나타난 실시예에서, 암(726)은 상부 보강재(701)에 형성된 대응하는 리세스(704)에 맞도록 구성되는 돌출부(702)를 가질 수 있다. 암(726), 연장부(730), 및 플랜지(732)는 다른 경우에 도 1에 대하여 상기 기재한 암(126), 연장부(130), 및 플랜지(132)와 유사할 수 있다.

도 1을 참조하면, 다수 조각의 상부 보강재(101)를 갖는 보강재 어셈블리(100)의 일부로서 도 1에 예시적으로 도시되어 있지만, 하나의 조각인 상부 보강재 어셈블리를 포함하여 다른 구성을 갖는 기타 보강 요소 또는 어셈블리와 조합하여 하부 보강재(160)가 이용될 수 있다고 생각된다. 또한, 하부 보강재(160)는 연장 암 또는 4개의 연장하는 암 상에 배치되거나 결합되거나 또는 그의 일부인 것으로서 도 1에 도시되어 있지만, 하부 보강재(160)는 더 많거나 더 적은 수의 다른 형상 및 형태로 상부 보강재에 결합될 수 있다고 생각된다.

대안으로서 또는 조합으로, 하부 보강재(160)의 다른 실시예들이 상부 보강재(101)의 실시예들과 조합하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 6a 및 도 6b는 하부 보강재(660)가 상부 보강재(101)에 결합되어 있으며 그 사이에 기판이 배치된 하부 평면도 및 부분 단면도를 각각 나타낸 것이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 하부 보강재(660)는 일반적으로 기판의 둘레 부근의 기판(102) 주변에 연속적인 지지를 제공하는 부재(602)를 포함할 수 있다. 부재(602)는 일반적으로 기판(102)보다 더 크거나, 동일한 사이즈거나, 더 작을 수 있다. 부재(602)는, 하부 보강재(660)가 평면 또는 실질적인 평면 배향으로는 기판(102)을 속박하면서 상부 보강재(101) 및 하부 보강재(660)에 대한 기판(102)의 방사형 팽창 및/또는 수축을 용이하게 할 수 있는 방사형 자유도를 제공할 수 있도록 충분한 재료 두께를 가질 수 있다.

하부 보강재(660)의 부재(602)는 단일 요소일 수 있거나, 또는 세그먼트, 동심원 형상 등, 또는 이들의 조합과 같은 다수의 컴포넌트들로부터 제조될 수 있다. 부재(602)는 하나 이상의 프로브 기판(202)을 수용하기에 충분히 큰 내부 개구(614)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 내부 개구(614)는 프로브 기판(202)의 외부 둘레의 형상에 실질적으로 대응하는 형태를 가질 수 있다.

하부 보강재(660)는 패스너, 스크류, 볼트, 핀 등과 같은 임의의 적합한 방식으로 상부 보강재(101)에 결합될 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 실시예에서, 기판(102)에 형성된 개구(612)를 통하여 하부 보강재(660)를 상부 보강재(101)에 결합시키는데 복수의 스크류(608)가 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 하부 보강재(660)의 상부 보강재(101)에의 결합은 모든 방향에서 단단할 수 있다. 일부 실시예에서, 하부 보강재(660)의 상부 보강재(101)에의 결합은 z 방향에서(예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이 위아래로) 단단할 수 있다. 일부 실시예에서, 하부 보강재(660)의 상부 보강재(101)에의 결합은, 상부 보강재(101)에 대한 하부 보강재(660)의 팽창 및/또는 수축 정도의 차이 그리고 그 반대의 경우도 용이하게 하도록 연성일 수 있다(예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이, 결합은 xy 평면에서 좌, 우, 위, 또는 아래로 이동을 용이하게 할 수 있음).

예를 들어, 상부 보강재(101) 및/또는 하부 보강재(660)는 각각 상부 및 하부 보강재(101, 660) 사이의 상대 이동을 용이하게 하도록 복수의 굴곡부를 포함할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 하부 보강재(660)의 복수의 굴곡부(604)가 예시적으로 도시되어 있다. 굴곡부(604)에 관련하여 본 명세서에 기재된 실시예 및 변형은 상부 보강재(101)에 배치될 수 있는 임의의 굴곡부에 적용된다. 일부 실시예에서, 굴곡부(604)는 하부 보강재(660)와 상부 보강재(101) 사이의 결합점 부근에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 굴곡부(604)는 하부 보강재(660)에 배치된 개구(610) 내에 또는 부근에 형성될 수 있다. 연성 부재(606)는 상부 보강재(101)에 대한 견고한 연결이 가능하도록 적합하게 크기가 형성되는 중앙부(607)에 하부 보강재(660)로부터 개구(610)로 연장할 수 있다. 예를 들어, 도 6a 및 도 6b에 도시된 실시예에서, 중앙부(607)는 상부 보강재(101)로 연장하는 스크류(608)(또는 기타 부속 메커니즘)를 수용할 수 있다. 연성 부재(606)는 상부 보강재(101)에 대한 하부 보강재(660)의 방사형 이동을 용이하게 하도록 개구(610) 내에서 정렬될 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 굴곡부(604)의 수와 기하 형상은 단지 예시적인 것이며, 굴곡부의 다른 수 및/또는 굴곡부의 다른 기하 형상을 생각해볼 수 있다. 도 6a를 참조하여, 이러한 굴곡부는 페이지에 수직인 방향으로 스크류(608)의 연결에서 강성을 제공하지만, 페이지에 평행한 방향으로는 이동을 허용한다.

일부 실시예에서, 상부 및 하부 보강재(101, 660)는 상부 및 하부 보강재(101, 660)의 어느 하나 또는 둘 다에 대한 기판(102)의 방사형 팽창 및/또는 수축을 용이하게 하면서 기판(102)의 비평면 변형을 제한할 수 있다. 예를 들어, 상부 및 하부 보강재(101, 660)는 기판(102)의 대향 측면들 상에 함께 결합될 수 있다(예를 들어, 기판(102)이 상부 및 하부 보강재(101, 660) 사이에 끼여 있거나 개재되어 있지만 상부 및 하부 보강재(101, 660) 사이에 슬라이드하거나 떠 있는 것이 가능할 수 있음). 예를 들어, 도 6b에 예시적으로 도시된 바와 같이, 기판(102)은 결합 메커니즘(예를 들어, 스크류(608))이 통과할 수 있는 복수의 오버사이즈된(oversized) 슬롯, 홀, 경로 등(예를 들어, 개구(612))을 가질 수 있다. 마찬가지로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 보강재(101, 160)는 기판(102)에 결합되지 않고 함께 결합된다.

상부 및 하부 보강재(101, 160 및/또는 660)(또는 이들의 임의의 컴포넌트)는, (보강재 어셈블리 및/또는 프로브 카드 어셈블리를 프리로딩하는데 사용되는 힘, 보강재 어셈블리 및/또는 프로브 카드 어셈블리를 통하는 가변 에너지 흐름으로 인해 가해지는 힘, DUT의 단자와 충분한 전기 접촉을 이루도록 가해지는 힘 등과 같이) 테스트에 이용되는 힘을 받을 때 (도 4에 관련하여 아래에 더 설명되는 바와 같이) 프로브 카드 어셈블리의 받아들일 수 있는 강성을 유지하기에 적합한 임의의 재료를 포함할 수 있다. 이들 컴포넌트를 구성하는 재료는 또한, 보강재 어셈블리(100)와 기판(102) 사이의 열 변형을 비슷하게 맞추어 그 사이의 전단 결합을 완화시키도록 선택될 수 있다. 적합한 재료의 비한정적인 예로는, Kovar®, Invar®, 스틸, 스테인리스 스틸, 금속 기지 복합체, 세라믹, 서멧 등과 같은 금속 및 금속 합금을 포함한다. 임의의 특정 실시예에서, 하부 보강재(또는 이의 임의의 컴포넌트)는 상부 보강재(또는 이의 임의의 컴포넌트)와 동일하거나 상이한 재료로부터 제조될 수 있다.

상부 보강재(101)가 내측 부재(104)와 외측 부재(106)를 포함하는 실시예에서, 외측 부재(106)를 구성하는 재료는 내측 부재(104)에 대하여 원하는 열 전달율 또는 원하는 열 용량을 용이하게 하도록 선택될 수 있다. 내측 및 외측 부재(104, 106)는 동일하거나 상이한 재료로 구성될 수 있다. 또한, 내측 및 외측 부재(104, 106)를 구성하는 재료는 내측 및 외측 부재(104, 106)에 대하여 유사하거나 상이한 열 특성을 제공하도록 유리하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 내측 부재(104)는 테스트 중의 온도를 처리하기 위해 내측 부재(104)의 급속 가열을 용이하게 하도록 낮은 열 용량 및/또는 높은 열 전달율을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 외측 부재(106)는 열이 내측 부재(104)의 밖으로 외측 부재(106)를 통해 흘러 나가는 것을 방지하는 것이 용이하도록 높은 열 용량 및/또는 낮은 열 전달율을 가질 수 있다. 특정 응용에 따라 내측 및 외측 부재(104, 106)의 열 특성이 상기 기재와는 뒤바뀔 수도 있는 것으로 생각된다.

도 1로 돌아가면, 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이에 갭(108)이 유지될 수 있고, 그리하여 부재들은 서로에 대하여 뚜렷하게 이격되어 있는 관계로 배치된다. 갭(108)은 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이의 전도성 열 전달을 제한함으로써 보강재 어셈블리(100)의 원하는 열 특성에 대한 보다 양호한 제어를 용이하게 할 수 있다.

내측 및 외측 부재(104, 106)를 서로에 대하여 배향시키기 위해 복수의 정렬 메커니즘(110)이 제공될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 3개의 이러한 정렬 메커니즘(110)이 도시되어 있다. 더 크거나 더 적은 수의 정렬 메커니즘이 제공될 수 있는 것으로 생각된다. 각각의 정렬 메커니즘(110)은 내측 부재(104)의 하부 표면에 가해진 힘을 외측 부재(106)에 전달하는데 추가적으로 이용될 수 있다(예를 들어, DUT를 프로브 기판(202)의 접촉 요소와 접촉시킬 때). 또한, 복수의 정렬 메커니즘(110)은 그 사이의 갭(108)의 유지로 인해 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이의 뚜렷한 전도성 열 전달 통로를 제공할 수 있다. 이러한 정렬 메커니즘(110)을 이용하여 내측 및 외측 부재(104, 106)를 서로에 대하여 위치시키며 그 사이에 갭(108)을 제공함으로써, 보강재 어셈블리(100)는 유리하게는 강하게 기계 결합되고(그리하여 보강재 어셈블리(100)가 사용되고 있는 기판 또는 프로브 카드 어셈블리의 보강을 용이하게 함), 동시에 느슨하게 열 결합된다(그리하여 테스트 전에 안정적인 상태에 도달하는데 요구되는 열 온도상승(ramp-up) 또는 흡수(soak) 시간의 감소를 용이하게 함).

일부 실시예에서, 정렬 메커니즘(110)은, 내측 또는 외측 부재(104, 106) 중 어느 하나에 형성된 리세스와 접하는 내측 또는 외측 부재(104, 106) 중 다른 하나로부터 연장한 돌출부, 및 정렬 메커니즘(110)의 위치에서 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이의 상대 간격을 제어하기 위한 액추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2b에 도시된 예시적인 실시예에서, 돌출부(112)는 내측 부재(104)로부터 외측 부재(106)에 제공된 리세스(212)로 연장한다. 돌출부(112) 및 리세스(212)는 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이에 갭(108)을 유지하도록 크기가 형성된다. 액추에이터(114)는 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이에 연장되고, 그 사이의 간격을 선택적으로 제어함으로써 내측 및 외측 부재(104, 106)의 상대 위치를 선택적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 보강재 어셈블리(110) 주위에 배치된 기타 정렬 메커니즘(110)과 조합하여, 정렬 메커니즘(110)은 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이의 평면 정렬을 제어할 수 있고, 그리하여 유리하게는 프로브 기판(202)의 평면 정렬을 제어하면서 기판(102)의 단단한 지지를 유지할 수 있다. 일부 실시예에서, 액추에이터(114)는 세트 스크류와 같은 스크류일 수 있다. 대안으로서, 기타 작동 가능한 메커니즘이 이용될 수 있다.

일부 실시예에서, 내측 및 외측 부재(104, 106)의 측방 정렬을 용이하게 하고 그리고/또는 내측 부재(104)로부터 외측 부재(106)로의 힘의 추가적인 전달을 제공하도록 복수의 측방 정렬 메커니즘(116)이 제공될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 6개의 이러한 측방 정렬 메커니즘(116)이 제공된다. 더 많거나 더 적은 수의 측방 정렬 메커니즘(116)이 제공될 수 있는 것으로 생각된다. 일부 실시예에서, 측방 정렬 메커니즘(116)은 정렬 메커니즘(110)에 대하여 상기 기재한 바와 마찬가지로 리세스로 연장하는 돌출부(118)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 외측 부재(106)에 대한 내측 부재(104)의 측방 이동 및/또는 변형을 제한하는 것을 돕도록 세트 스크류와 같은 작동 가능한 메커니즘(120)이 더 제공될 수 있다. 작동 가능한 메커니즘(120)은 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이에 최소한의 추가적인 전도성 열 전달점을 제공함으로써 그 사이의 낮은 전도성 열 전달율을 유지한다.

선택적으로, 외측 부재(106)에 대하여 내측 부재(104)를 위쪽으로 바이어싱하는 하나 이상의 굴곡부(122)가 제공될 수 있다. 굴곡부(122)는 보강재 어셈블리(110)에 z 컴플라이언스는 물론 추가적인 x-y 강성을 추가적으로 제공할 수 있다. 굴곡부(122)는 굴곡부의 작은 단면적으로 인해 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이의 낮은 전도성 열 전달율을 제공함으로써, 내측 및 외측 부재(104, 106) 사이의 낮은 전도성 열 전달율을 유지한다. 보강재 부재들 사이의 열 전달은 굴곡부(122)의 재료 특성의 선택에 의해 더 제어될 수 있다. 도 1에는 3개의 굴곡부(122)가 도시되어 있지만, 더 많거나 더 적은 수의 굴곡부가 제공될 수 있다. 또한, 굴곡부(122)가 전반적으로 정방형인 것으로서(도 1을 향해 볼 때) 도시되어 있지만, 이들은 다른 형상일 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따라 보강재 어셈블리(100)를 이용하는 프로브 카드 어셈블리(400)의 개략 측면도를 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 보강재 어셈블리(100)는 예시적으로 상부 보강재(101), 하부 보강재(160), 및 하부 보강재(660)를 포함한다. 보강재 어셈블리(100)는 하부 보강재(160, 660)의 어느 하나를 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있는 것으로 생각된다. 도 4에 도시된 예시적인 프로브 카드 어셈블리(400)는 하나 이상의 전자 소자(DUT(428)로 나타냄)를 테스트하는데 사용될 수 있다. DUT(428)는 테스트될 임의의 전자 소자 또는 소자들일 수 있다. 적합한 DUT의 비한정적인 예로는, 단품화되지 않은 반도체 웨이퍼의 하나 이상의 다이, 웨이퍼로부터 단품화된 하나 이상의 반도체 다이(패키징되거나 패키징되지 않음), 캐리어 또는 기타 홀딩 장치에 배치된 단품화된 반도체 다이의 어레이, 하나 이상의 멀티다이 전자 모듈, 하나 이상의 인쇄 회로 기판, 또는 임의의 기타 유형의 전자 소자 또는 소자들을 포함한다. 용어 DUT는, 본 명세서에서 사용될 때, 하나 또는 복수의 이러한 전자 소자를 칭한다.

프로브 카드 어셈블리(400)는 일반적으로 테스터(도시되지 않음)와 DUT(428) 간의 접점(interface)으로서 작용한다. 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템일 수 있는 테스터는, 예를 들어 DUT(428)로 입력될 테스트 데이터를 생성하고 테스트 데이터에 응답하여 DUT(428)에 의해 생성된 응답 데이터를 수신하여 평가함으로써, 통상적으로 DUT(428)의 테스트를 제어한다. 프로브 카드 어셈블리(400)는 테스터로부터의 복수의 통신 채널(도시되지 않음)과 전기 접속을 이루도록 구성되는 전기 커넥터(404)를 포함한다. 일부 실시예에서, 커넥터(404)는 프로브 카드 어셈블리(400)에 탈착 가능하게 결합되도록 구성되는 (제로 삽입력(ZIF, zero insertion force) 커넥터와 같은) 탈착식 커넥터와 접하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 커넥터(404)의 프로브 카드 어셈블리(400)에의 결합으로 인해 프로브 카드 어셈블리(400)의 상부 표면에 힘을 가한다. 이 힘은 프로브 카드 어셈블리 또는 (여기에 기재한 바와 같이 프로브 카드 어셈블리의 일부일 수 있는 다양한 기판과 같은) 이의 컴포넌트들의 변형을 일으키기에 충분할 수 있다. 여기에 기재된 보강재 어셈블리(100)의 실시예는, 커넥터(404)의 프로브 카드 어셈블리(400)에의 결합에서 생기는 힘으로 인한(그 뿐만 아니라 프로브 카드 어셈블리의 동작시 생기는 임의의 기타 힘으로 인한) 프로브 카드 어셈블리(400) 또는 이의 임의의 기판의 변형이나 구부러짐을 제한하는 것을 용이하게 할 수 있다.

프로브 카드 어셈블리(400)는 또한, 가압됨으로써 DUT(428)의 하나 이상의 입력 및/또는 출력 단자(420)와 일시적인 전기 접속을 이루도록 구성되는 하나 이상의 탄성 접촉 요소(426)를 포함한다. 탄성 접촉 요소(426)는 통상적으로 DUT(428)의 단자(420)에 대응하도록 구성되며, 원하는 기하 형상을 갖는 하나 이상의 어레이로 배열될 수 있다.

프로브 카드 어셈블리(400)는, 커넥터(404) 및 탄성 접촉 요소(426)를 지지하고 그 사이의 전기 접속을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 기판을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 예시적인 프로브 카드 어셈블리(400)는 3개의 이러한 기판을 갖지만, 다른 구현에서 프로브 카드 어셈블리(400)는 더 많거나 더 적은 수의 기판을 가질 수 있다. 도 4에 도시된 실시예에서, 프로브 카드 어셈블리(400)는 배선 기판(402), 인터포저 기판(408), 및 프로브 기판(424)을 포함한다. 배선 기판(402), 인터포저 기판(408), 및 프로브 기판(424)은 일반적으로 한정없이 인쇄 회로 기판, 세라믹, 유기 또는 무기 재료 등, 또는 이들의 조합과 같은 임의의 유형의 적합한 재료 또는 재료들로 이루어질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 보강재 어셈블리(100)는 배선 기판(402)에 결합될 수 있다. 보강재 어셈블리(100)는, 상기 기재한 바와 같이, 구성 또는 토포그래피(topography)의 탄성 접촉 요소의 각각의 팁을 DUT(428)의 단자(420)의 각각의 상면의 대응하는 토포그래피의 미리 정의된 허용 오차 내에 유지하는데 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 허용 오차는 30 마이크론 내에 있다. 일부 실시예에서, 토포그래피는 실질적으로 평면이다. 일부 실시예에서, 토포그래피는 비평면일 수 있다.

전기 전도성 경로(도시되지 않음)는 통상적으로 커넥터(404)로부터 다양한 기판을 통하여 탄성 접촉 요소(426) 및 컴포넌트(430)로 제공된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 실시예에서, 전기 전도성 경로(도시되지 않음)는 커넥터(404)로부터 배선 기판(402)을 통하여 복수의 전기 전도성 스프링 상호접속 구조(406)로 제공될 수 있다. 스프링 상호접속 구조(406)로부터 인터포저 기판(408)을 통하여 복수의 전기 전도성 스프링 상호접속 구조(419)로 다른 전기 전도성 경로(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 스프링 상호접속 구조(419)로부터 프로브 기판(424)을 통하여 탄성 접촉 요소(426)로 또 다른 전기 전도성 경로(도시되지 않음)가 더 제공될 수 있다. 배선 기판(402), 인터포저 기판(408), 및 프로브 기판(424)을 통하는 전기 전도성 경로는, 배선 기판(402), 인터포저 기판(408), 및 프로브 기판(424) 상에, 그 내부에 그리고/또는 그를 관통하여 배치될 수 있는 전기 전도성 비아, 트레이스 등을 포함할 수 있다.

배선 기판(402), 인터포저 기판(408), 및 프로브 기판(424)은 하나 이상의 브래킷(422) 및/또는 (볼트, 스크류, 또는 기타 적합한 패스너에 의한 것과 같은) 기타 적합한 수단에 의해 고정될 수 있다. 도 4에 도시된 프로브 카드 어셈블리(400)의 구성은 단지 예시적인 것이며 예시와 설명을 용이하게 하기 위하여 단순화된 것이고, 많은 변형, 수정, 및 추가를 생각해볼 수 있다. 예를 들어, 프로브 카드 어셈블리는 도 4에 도시된 프로브 카드 어셈블리(400)보다 더 적거나 더 많은 수의 기판(예를 들어, 402, 408, 424)을 가질 수 있다. 다른 예로서, 프로브 카드 어셈블리는 하나보다 많은 수의 프로브 기판(예를 들어, 424)을 가질 수 있고, 각각의 이러한 프로브 기판은 독립적으로 조정 가능할 수 있다(도 1 및 도 2에 관련하여 상기 기재한 바와 같이). 다수의 프로브 기판을 갖는 프로브 카드 어셈블리의 다른 비한정적인 예가 2005년 6월 24일 출원된 미국 특허 출원 제11/165,833호에 개시되어 있다. 프로브 카드 어셈블리의 추가적인 비한정적인 예가 1999년 11월 2일 발행된 미국 특허 제5,974,662호 및 2003년 1월 21일 발행된 제6,509,751호, 그 뿐만 아니라 전술한 미국 특허 출원 제11/165,833호에 예시되어 있다. 이들 특허 및 출원에 기재되어 있는 프로브 카드 어셈블리의 다양한 특징들이 도 4에 도시된 프로브 카드 어셈블리(400)에서 구현될 수 있으며, 전술한 특허 및 출원에 기재되어 있는 프로브 카드 어셈블리가 본 명세서에서 개시된 본 발명의 보강재 어셈블리의 사용으로부터의 이점을 얻을 수 있다고 생각된다.

통상적으로, 상기 기재한 바와 같이, 프로브 카드 어셈블리(400)의 초기 조립 동안 프로브 기판(424) 및/또는 그 위에 배치된 탄성 접촉 요소(426)의 초기 평면 및/또는 측방 배향을 제공하도록, 보강재 어셈블리(100)의 내측 및 외측 부재는 서로에 대하여 정렬될 수 있다. 또한, 예를 들어 이용될 특정 프로버/테스터 및/또는 테스트될 특정 DUT의 평탄도 및/또는 측방 위치 편차를 보상하도록 프로브 카드 어셈블리(400)가 특정 테스트 장치에 설치된 후에, 부가의 평면 및/또는 측방 조정을 위해 보강재 어셈블리(100)의 내측 및 외측 부재가 서로에 대해 더 이동될 수 있다.

동작시, 탄성 접촉 요소(426)는 프로브 카드 어셈블리(400) 또는 DUT(428)의 적어도 하나를 이동시킴으로써 DUT(428)의 단자(420)와 접촉하게 된다. 통상적으로, DUT(428)는 단자(420)와의 탄성 전기 접촉을 제공하기 위해 탄성 접촉 요소(426)와 충분히 접촉하도록 DUT(428)를 이동시키는, 테스트 시스템(도시되지 않음)에 배치된 이동가능한 지지체 상에 배치될 수 있다. 그 다음, DUT(428)는 테스터의 메모리에 포함되어 있는 미리 결정된 프로토콜에 따라 테스트될 수 있다. 예를 들어, 테스터는 프로브 카드 어셈블리(400)를 통하여 DUT(428)에 제공되는 전력 및 테스트 신호를 생성할 수 있다. 테스트 신호에 응답하여 DUT(428)에 의해 생성된 응답 신호는 마찬가지로 프로브 카드 어셈블리(400)를 통하여 테스터에 수송되며, 테스터는 이어서 응답 신호를 분석하고 DUT(428)가 테스트 신호에 올바르게 응답하였는지 여부를 결정할 수 있다. 통상적으로, DUT(428)는 상승된 온도에서(예를 들어, 웨이퍼 레벨 번인의 경우 250 ℃까지) 테스트된다. 따라서, 프로브 카드 어셈블리(450)는 통상적으로 테스트 온도의 소정의 허용 오차와 동등하거나 그 내의 온도로 예열된다. 내측 및 외측 부재(104, 106)를 갖는 보강재 어셈블리(100) 실시예는 가열되어야 하는 보강재 어셈블리(예를 들어, 내측 부재(104))의 감소된 열 질량으로 인해 급속한 가열 시간을 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 보강재 어셈블리(100)는 또한, 컴포넌트의 가열 및/또는 냉각으로 인해, 상기 기재한 바와 같이, 상부 및 하부 보강재(101, 160, 및/또는 660) 둘 다에 대하여 기판의 독립적인 방사형 팽창 및/또는 수축을 용이하게 할 수 있다.

프로브 카드 어셈블리(400)의 탄성 접촉 요소(426)와 접촉시키도록 DUT(428)를 이동시킬 때, DUT(428)는 통상적으로 탄성 접촉 요소(426) 전부가 단자(420)와 충분히 접촉하게 될 때까지 프로브 카드 어셈블리(400)를 향해 계속해서 이동한다. 프로브 카드 어셈블리(400) 상에 배치된 탄성 접촉 요소들(426) 각각의 팁의 비평탄도 및 단자들(420) 높이의 편차 중 하나 또는 둘 다로 인해, DUT(428)는 DUT(428)에 접촉하는 첫 번째 탄성 접촉 요소(426)의 최초 접촉 후에 약 1-4 밀(약 25.4 - 102 ㎛)의 추가적인 비한정적인 예시적인 범위에 대하여 프로브 카드 어셈블리(400)를 향해 계속해서 이동할 수 있다(종종 오버트래블(overtravel)이라고 칭함). 오버트래블의 실제 양은 탄성 접촉 요소들(426) 각각의 팁의 비평탄도 및/또는 단자들(420) 높이의 편차의 특성에 따라 좌우된다. 따라서, 탄성 접촉 요소들(426) 중 일부는 다른 것들보다 더 많은 변형을 겪을 수 있다. 그러나, 오버트래블 요건은 프로브 기판(424)에 힘을 부여하며, 이는 배선 기판(402)에 전달된다. 보강재 어셈블리(100)는 원치않게 접촉 요소(426)의 팁의 위치를 이동시켜 어쩌면 DUT(428)의 단자(420)와의 접촉을 잃게 할 수 있는 배선 기판(402)의 어떠한 구부러짐 또는 변형도 제한하는 것을 용이하게 한다. 보강재 어셈블리(100)는, 상기 기재한 바와 같이, 하부 보강재(160 및/또는 660)와 함께 상부 보강재(101)의 사용을 통해 또는 단독으로 상부 보강재(101)의 사용을 통해 기판의 굴곡을 제한할 수 있다. 일부 실시예에서, 보강재 어셈블리(100)는 또한 보강재 어셈블리(100)(또는 이들의 컴포넌트)에 대한 기판의 독립적인 방사형 이동(예를 들어, 팽창 및/또는 수축)을 용이하게 하도록 기판 이동의 방사형 자유도를 제공할 수 있다.

예를 들어, 도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따라 도 4에 관련하여 상기 기재한 바와 같은 프로브 카드 어셈블리(400)를 이용하여 반도체 소자 또는 DUT를 테스트하는 프로세스(500)를 나타낸 것이다. 예시적인 프로세스(500)는 보강재 어셈블리(100)가 결합되어 있는 프로브 카드 어셈블리(400)가 제공되는 502에서 시작한다. 통상적으로, 보강재 어셈블리(100)의 내측 부재(104)의 평면은 정렬 메커니즘(110)을 통하여 외측 부재(106)의 평면에 대해 조정될 수 있다. 또한, 상기 설명한 바와 같이, 내측 부재(104)는 외측 부재(106)에 대하여 측방으로 조정될 수 있고 그리고/또는 프로브 기판(424)은 측방으로 조정될 수 있다. 선택적으로, 504에서, 프로브 카드 어셈블리(400)가 가열될 수 있다. 다음으로, 506에서, 테스트될 소자는 프로브 카드 어셈블리(400)의 탄성 접촉 요소(426)의 각각의 팁과 접촉하게 될 수 있다.

따라서, 보강재 어셈블리 및 이를 통합한 프로브 카드 어셈블리가 여기에 제공되었다. 보강재 어셈블리는 기계적으로는 강하게 그리고 열적으로는 느슨하게 결합되어 있는 컴포넌트들을 포함함으로써, 유리하게는 프로브 카드 어셈블리와 함께 사용하는 기판의 보강을 제공하면서 보강재 어셈블리 컴포넌트들 사이의 열 전달을 최소화할 수 있다. 보강재 어셈블리 컴포넌트들 사이의 최소화된 열 전달은 테스트 동안 가열되어야 하는 보강재 어셈블리의 열 질량을 최소화하는 것을 용이하게 함으로써, 보강재 어셈블리를 소정 온도까지 올리는 가열 시간을 감소시킨다. 보강재 어셈블리는 보강재 어셈블리가 함께 사용되는 기판의 굴곡을 더 제한할 수 있으며, 보강재 어셈블리 컴포넌트에 대한 기판의 독립적인 방사형 팽창 및/또는 수축을 더 용이하게 할 수 있다.

전술한 바는 본 발명의 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나는 일 없이 본 발명의 기타 및 부가적인 실시예들이 고안될 수 있고, 본 발명의 범위는 다음 청구항에 의해 결정된다.

100: 보강재 어셈블리
101: 상부 보강재
102: 기판
104: 내측 부재
106: 외측 부재
160: 하부 보강재
206: 프로브 기판 정렬 메커니즘

Claims

프로브 카드 어셈블리에 있어서,
복수의 하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리(stiffener assembly); 및
상기 상부 보강재와 상기 복수의 하부 보강재 사이에 속박된(constrained) 기판을 포함하고,
상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡(non-planar flex)을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형(radial) 이동을 용이하게 하는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 1에 있어서, 상기 상부 보강재와 상기 복수의 하부 보강재는 상기 기판을 통하여 함께 결합되어 있는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 1에 있어서, 상기 상부 보강재는,
상기 복수의 하부 보강재 중 각각의 하부 보강재에 각각 결합되어 있는 복수의 연장부(extension)를 더 포함하는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 3에 있어서, 상기 기판은,
상기 기판의 둘레 주변에 형성된 복수의 슬롯을 더 포함하고, 각각의 슬롯은 그 내부에 상기 복수의 연장부 중 각각의 연장부가 배치되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 4에 있어서, 각각의 하부 보강재는 각각의 대응하는 슬롯보다 더 큰 플랜지를 더 포함함으로써 상기 하부 보강재는 상기 슬롯을 통과할 수 없는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 5에 있어서, 상기 기판은,
각각의 슬롯에 형성된 쉘프(shelf)를 더 포함하며, 상기 쉘프는 상기 복수의 하부 보강재의 플랜지와 접하도록(interface) 크기가 형성되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 3에 있어서, 상기 상부 보강재는,
복수의 방사형 연장 암(extending arm)을 더 포함하며, 각각의 암은 상기 상부 보강재를 상기 복수의 하부 보강재에 결합시키는 연장부를 갖는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
프로브 카드 어셈블리에 있어서,
하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리로서, z 방향으로는 고정 결합(rigid coupling)을 제공하며 xy 평면에서는 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이의 상대 이동을 용이하게 하는 복수의 굴곡부(flexure)를 갖는 보강재 어셈블리; 및
상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이에 속박된 기판을 포함하고,
상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 하는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 8에 있어서, 상기 하부 보강재는,
상기 기판의 둘레 부근의 기판 주변에 연속적인 지지를 제공하는 부재를 포함하는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 9에 있어서,
상기 보강재 어셈블리에 결합된 하나 이상의 프로브 기판을 더 포함하고, 상기 부재는 상기 하나 이상의 프로브 기판을 실질적으로 둘러싸는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 9에 있어서, 상기 부재는 상기 기판에 형성된 복수의 개구를 통해 상기 상부 보강재에 결합되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 11에 있어서, 상기 개구는 상기 상부 및 하부 보강재에 대한 상기 기판의 상대적인 방사형 팽창 및/또는 수축을 용이하게 하도록 크기가 형성되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 9에 있어서, 상기 복수의 굴곡부는 상기 하부 보강재의 부재에 형성되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
프로브 카드 어셈블리를 사용하는 방법에 있어서,
복수의 하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리, 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이에 속박된 기판, 및 상기 기판에 결합된 프로브 기판 - 상기 프로브 기판은 자신으로부터 연장하는 복수의 탄성 접촉 요소를 가짐 - 을 포함하는 프로브 카드 어셈블리를 제공하고;
상기 프로브 카드 어셈블리를 가열하는 것을 포함하고,
상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리와 상기 기판 사이의 열 팽창 차이로 인한 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 하는 것인, 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 프로브 카드 어셈블리의 상면에 하향력을 가하는 것을 더 포함하는 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 프로브 카드 어셈블리의 하면에 상향력을 가하는 것을 더 포함하는 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 16에 있어서, 상기 상향력을 가하는 것은,
테스트될 소자의 각각의 단자에 상기 탄성 접촉 요소를 접촉시키는 것을 포함하는 것인, 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
프로브 카드 어셈블리를 사용하는 방법에 있어서,
하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리로서, z 방향으로는 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이의 고정 결합을 제공하며 xy 평면에서는 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이의 상대 이동을 용이하게 하는 복수의 굴곡부를 갖는 보강재 어셈블리, 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이에 속박된 기판, 및 상기 기판에 결합되는 프로브 기판 - 상기 프로브 기판은 자신으로부터 연장하는 복수의 탄성 접촉 요소를 가짐 - 을 포함하는 프로브 카드 어셈블리를 제공하고;
상기 프로브 카드 어셈블리를 가열하는 것을 포함하고,
상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리와 상기 기판 사이의 열 팽창 차이로 인한 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 하는 것인, 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 프로브 카드 어셈블리의 상면에 하향력을 가하는 것을 더 포함하는 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 프로브 카드 어셈블리의 하면에 상향력을 가하는 것을 더 포함하는 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 20에 있어서, 상기 상향력을 가하는 것은,
테스트될 소자의 각각의 단자에 상기 탄성 접촉 요소를 접촉시키는 것을 포함하는 것인, 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
프로브 카드 어셈블리에 있어서,
복수의 하부 보강재에 결합된 하부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리; 및
상기 상부 보강재와 상기 복수의 하부 보강재 사이에 속박된 기판을 포함하고,
상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 하는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 22에 있어서, 상기 상부 보강재와 상기 복수의 하부 보강재는 상기 기판을 통해 함께 결합되어 있는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 22 또는 청구항 23에 있어서, 상기 상부 보강재는,
상기 복수의 하부 보강재 중 각각의 하부 보강재에 각각 결합되어 있는 복수의 연장부를 더 포함하는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 24에 있어서, 상기 기판은,
상기 기판의 둘레 주변에 형성된 복수의 슬롯을 더 포함하고, 각각의 슬롯은 그 내부에 상기 복수의 연장부 중 각각의 연장부가 배치되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 25에 있어서, 각각의 하부 보강재는 각각의 대응하는 슬롯보다 더 큰 플랜지를 더 포함함으로써 상기 하부 보강재는 상기 슬롯을 통과할 수 없는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 26에 있어서, 상기 기판은,
각각의 슬롯에 형성된 쉘프를 더 포함하며, 상기 쉘프는 상기 복수의 하부 보강재의 플랜지와 접하도록 크기가 형성되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 24 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 보강재는,
복수의 방사형 연장 암을 더 포함하며, 각각의 암은 상기 상부 보강재를 상기 복수의 하부 보강재에 결합시키는 연장부를 갖는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
프로브 카드 어셈블리에 있어서,
하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리로서, z 방향으로는 고정 결합을 제공하며 xy 평면에서는 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이의 상대 이동을 용이하게 하는 복수의 굴곡부를 갖는 보강재 어셈블리; 및
상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이에 속박된 기판을 포함하고,
상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 하는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 29에 있어서, 상기 하부 보강재는,
상기 기판의 둘레 부근의 기판 주변에 연속적인 지지를 제공하는 부재를 포함하는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 30에 있어서,
상기 보강재 어셈블리에 결합된 하나 이상의 프로브 기판을 더 포함하고, 상기 부재는 상기 하나 이상의 프로브 기판을 실질적으로 둘러싸는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 30 또는 청구항 31에 있어서, 상기 부재는 상기 기판에 형성된 복수의 개구를 통해 상기 상부 보강재에 결합되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 32에 있어서, 상기 개구는 상기 상부 및 하부 보강재에 대한 상기 기판의 상대적인 방사형 팽창 및/또는 수축을 용이하게 하도록 크기가 형성되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 30 내지 청구항 33 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 굴곡부는 상기 하부 보강재의 부재에 형성되는 것인, 프로브 카드 어셈블리.
프로브 카드 어셈블리를 사용하는 방법에 있어서,
복수의 하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리, 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이에 속박된 기판, 및 상기 기판에 결합된 프로브 기판 - 상기 프로브 기판은 자신으로부터 연장하는 복수의 탄성 접촉 요소를 가짐 - 을 포함하는 프로브 카드 어셈블리를 제공하고;
상기 프로브 카드 어셈블리를 가열하는 것을 포함하고,
상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리와 상기 기판 사이의 열 팽창 차이로 인한 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 하는 것인, 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 35에 있어서,
상기 프로브 카드 어셈블리의 상면에 하향력을 가하는 것을 더 포함하는 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 35 또는 청구항 36에 있어서,
상기 프로브 카드 어셈블리의 하면에 상향력을 가하는 것을 더 포함하는 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 37에 있어서, 상기 상향력을 가하는 것은,
테스트될 소자의 각각의 단자에 상기 탄성 접촉 요소를 접촉시키는 것을 포함하는 것인, 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
프로브 카드 어셈블리를 사용하는 방법에 있어서,
하부 보강재에 결합된 상부 보강재를 포함하는 보강재 어셈블리로서, z 방향으로는 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이의 고정 결합을 제공하며 xy 평면에서는 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이의 상대 이동을 용이하게 하는 복수의 굴곡부를 갖는 보강재 어셈블리, 상기 상부 보강재와 상기 하부 보강재 사이에 속박된 기판, 및 상기 기판에 결합되는 프로브 기판 - 상기 프로브 기판은 자신으로부터 연장하는 복수의 탄성 접촉 요소를 가짐 - 을 포함하는 프로브 카드 어셈블리를 제공하고;
상기 프로브 카드 어셈블리를 가열하는 것을 포함하고,
상기 보강재 어셈블리는 상기 기판의 비평면 굴곡을 제한하면서 상기 보강재 어셈블리와 상기 기판 사이의 열 팽창 차이로 인한 상기 보강재 어셈블리에 대한 상기 기판의 방사형 이동을 용이하게 하는 것인, 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 39에 있어서,
상기 프로브 카드 어셈블리의 상면에 하향력을 가하는 것을 더 포함하는 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 39 또는 청구항 40에 있어서,
상기 프로브 카드 어셈블리의 하면에 상향력을 가하는 것을 더 포함하는 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.
청구항 41에 있어서, 상기 상향력을 가하는 것은,
테스트될 소자의 각각의 단자에 상기 탄성 접촉 요소를 접촉시키는 것을 포함하는 것인, 프로브 카드 어셈블리의 사용 방법.