KR20110039952A - 탐침 구조물 및 이를 갖는 프로브 카드 - Google Patents

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Abstract

프로브 카드용 탐침 구조물은 가이드 플레이트, 고정 플레이트 및 탐침 부재를 포함하며, 가이드 플레이트는 슬릿(slit)을 가지며 슬릿의 양단에 단턱을 가지며, 고정 플레이트는 가이드 플레이트의 하면에 결합되고 슬릿에 대응하여 관통홀을 가지며, 탐침 부재는 단턱에 걸리도록 슬릿에 삽입되고 하측 일부가 가이드 플레이트의 하면으로 돌출되고 좌우 양단부가 각각 단턱과 고정 플레이트의 상면 사이에서 고정되는 몸체부와, 슬릿 내에 삽입되고 종단부가 가이드 플레이트의 상면으로 돌출되는 탐침부와, 관통홀 내에 삽입되고 종단부가 고정 플레이트의 하면으로 돌출되는 단자부를 포함한다. 따라서, 탐침 부재가 가이드 플레이트 및 고정 플레이트의 결합 압력에 의해 견고하게 고정된다.

Description

탐침 구조물 및 이를 갖는 프로브 카드{Probe structure and probe card having the same}
본 발명은 탐침 구조물 및 이를 갖는 프로브 카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자와 같은 피검사체에 접촉하는 탐침을 포함하는 탐침 구조물 및 이를 갖는 프로브 카드에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 소자들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 EDS 공정을 수행하여 상기 반도체 소자들 중에서 불량 반도체 소자를 판별한다. 상기 EDS 공정은 프로브 카드라는 검사 장치를 이용하여 수행된다. 상기 프로브 카드는 상기 반도체 소자들의 패드에 탐침을 접촉한 상태에서 전기적 신호를 인가하고, 상기 인가된 전기적 신호로부터 체크되는 신호에 의해 불량을 판정한다.
상기 프로브 카드에 이용되는 탐침의 일 예로 니들(Niddle) 타입의 탐침을 포함한다. 일반적으로 니들 타입의 탐침은 두께가 얇은 박판 형태를 갖게 된다. 니들 타입의 탐침은 두께가 얇아 프로브 기판 등에 연결하는데 어려움이 따르며, 위치를 고정 및 정렬하는데도 용이하지 못하다. 따라서, 일반적으로 박판형 탐침을 정렬을 돕기 위하여 가이드 플레이트(혹은 가이드 블록)가 사용된다. 상기 가이드 플레이트에는 슬릿이 형성되어 있고, 상기 슬릿에 니들 타입의 탐침이 삽입되어 위치가 고정된다.
상기 가이드 플레이트를 이용하는 방식은 슬릿과 탐침 사이에 유격이 있게되면 탐침이 미세하기 위치 변동을 일으키게 되며, 탐침이 움직이면서 마찰을 일으키거나 이탈하는 단점을 갖는다. 이를 개선하기 위하여 탐침 부재를 가이드 플레이트의 슬릿에 삽입한 후 금속성 봉지재를 이용하여 고정하는 방식이 제안되었다.
하지만, 봉지재를 이용한 탐침의 고정 방식은 제조 공정이 번거롭고 구조적 또는 회로적 결함이 발생할 가능성이 높다. 또한, 봉지재를 이용하여 탐침을 고정한 후에는 불량 요소가 발견되어도 부분적인 교환이나 수리가 불가능하여 탐침 구조물 자체를 모두 폐기해야만 하는 문제점을 갖는다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 탐침 부재의 위치 고정이 용이하면서, 조립 및 유지보수가 간편한 탐침 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 탐침 구조물을 갖는 프로브 카드를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드용 탐침 구조물은 가이드 플레이트, 고정 플레이트 및 탐침 부재를 포함한다. 상기 가이드 플레이트는 슬릿(slit)을 가지며, 상기 슬릿의 양단에 단턱을 갖는다. 상기 고정 플레이트는 상 가이드 플레이트의 하면에 결합되고, 상기 슬릿에 대응하여 관통홀을 갖는다. 상기 탐침 부재는 상기 단턱에 걸리도록 상기 슬릿에 삽입되고 하측 일부가 상기 가이드 플레이트의 하면으로 돌출되며 좌우 양단부가 각각 상기 단턱과 상기 고정 플레이트의 상면 사이에서 고정되는 몸체부와, 상기 슬릿 내에 삽입되고 종단부가 상기 가이드 플레이트의 상면으로 돌출되는 탐침부와, 상기 관통홀 내에 삽입되고 종단부가 상기 고정 플레이트의 하면으로 돌출되는 단자부를 포함한다
이때, 일 실시예에 따른 프로브 카드용 탐침 구조물에서 상기 고정 플레이트 및 상기 가이드 플레이트 중 어느 하나는 하나 이상의 고정 돌기를 갖고, 상기 고정 플레이트 및 상기 가이드 플레이트 중 나머지 하나는 상기 고정 돌기에 대응하는 하나 이상의 체결홀을 가질 수 있다.
다른 실시예에 따른 프로브 카드용 탐침 구조물에서 상기 고정 플레이트 및 상기 가이드 플레이트는 결합 위치를 서로 얼라인 하기 위한 얼라인 마크가 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따른 프로브 카드용 탐침 구조물에서 상기 체결홀과 상기 고정 돌기가 서로 점착되도록 상기 체결홀과 상기 고정 돌기 사이에 개재되는 점착 물질을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 프로브 카드용 탐침 구조물에서 상기 가이드 플레이트와 상기 고정 플레이트가 서로 접합되도록 상기 가이드 플레이트와 상기 고정 플레이트 사이에 개재되는 접착 필름을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접착 필름은 비전도성 필름(Non-Conductive Film:NCF)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 탐침 구조물.
또 다른 실시예에 따른 프로브 카드용 탐침 구조물에서 상기 탐침부는 상기 몸체부로부터 상방으로 연장되는 탐침기둥부, 상기 탐침기둥부의 종단으로부터 상기 슬릿의 길이 방향으로 연장되는 캔틸레버(cantilever) 형태의 탐침빔부와, 상기 탐침빔부의 종단으로부터 상방으로 연장되는 탐침팁부를 포함하고, 상기 단자부는 상기 몸체부로부터 하방으로 연장되는 단자기둥부와, 상기 단자기둥부의 종단으로부터 상기 슬릿의 길이 방향으로 연장되는 캔틸레버 형태의 단자빔부와, 상기 단자빔부의 종단으로부터 하방으로 연장되는 단자팁부를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드는 가이드 플레이트, 고정 플레이트, 탐침 부재 및 프로브 기판을 포함한다. 상기 가이드 플레이트는 슬릿(slit)을 가지며, 상기 슬릿의 양단에 단턱을 갖는다. 상기 고정 플레이트는 상기 가이드 플레이트의 하면에 결합되고, 상기 슬릿에 대응하여 관통홀을 갖는다. 상기 탐침 부재는 상기 단턱에 걸리도록 상기 슬릿에 삽입되고 하측 일부가 상기 가이드 플레이트의 하면으로 돌출되며 좌우 양단부가 각각 상기 단턱과 상기 고정 플레이트의 상면 사이에서 고정되는 몸체부와, 상기 슬릿 내에 삽입되고 종단부가 상기 가이드 플레이트의 상면으로 돌출되는 탐침부와, 상기 관통홀 내에 삽입되고 종단부가 상기 고정 플레이트의 하면으로 돌출되는 단자부를 포함한다. 상기 프로브 기판은 상기 고정 플레이트의 하면에 결합되고, 테스트용 전기신호 전달을 위하여 상기 고정 플레이트의 하면으로 돌출된 상기 단자부가 탄력적으로 접촉되는 접점을 갖는다.
여기서, 일 실시예에 따른 프로브 카드에서 상기 고정 플레이트와 상기 프로브 기판이 서로 접합되도록 상기 고정 플레이트와 상기 프로브 기판 사이에 개재되는 접착 필름을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접착 필름은 비전도성 필름(Non-Conductive Film:NCF)을 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 프로브 카드용 탐침 구조물은 가이드 플레이트의 슬릿에 단턱을 형성하여 탐침 부재가 단턱에 걸려 하부가 가이드 플레이트의 하면으로 돌출되도록 슬릿에 삽입되고, 가이드 플레이트 하면에 결합되는 고정 플레이트가 돌출된 탐침 부재를 가압하여 고정한다. 따라서, 탐침 부재는 슬릿의 단턱과 고정 플레이트 사이에서 가압 고정되므로 위치 변경이 억제되며, 위치 변경 억제를 통해 탐침 부재와 피검사체의 단자와의 얼라인이 용이해진다.
또한, 탐침 부재의 고정을 위한 별도의 금속성 봉지재 사용이 생략되므로 금속성 봉지재로 인한 탐침 부재들 사이의 단락을 방지하며, 탐침 구조물의 구조가 간단하여 조립 및 유지 보수가 간편해진다. 그러므로, 상기 탐침 구조물 제조 공정 및 이를 갖는 프로브 카드의 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있고, 유지 보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
또한, 탐침 구조물에서 다수의 탐침 부재들이 서로 간격을 두고 배열될 때, 배열 방식에 구애받지 않고 폭넓게 적용할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탐침 구조물 및 이를 포함하는 프로브 카드에 대하여 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 이해되어야 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 한정되어서 는 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 명세서 상에 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 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 탐침 구조물을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 탐침 구조물의 조립 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A부분의 부분 확대도이고, 도 4는 도 1에 도시된 가이드 플레이트와 고 정 플레이트의 결합을 나타내는 부분 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탐침 구조물(100)은 가이드 플레이트(110), 고정 플레이트(120) 및 탐침 부재(130)를 포함한다. 상기 탐침 구조물(100)은 탐침 부재(130)가 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120) 사이에서 고정되는 구조를 갖는다.
상기 탐침 구조물(100)은 피검사체의 단자 또는 패드 등에 접촉하여 테스터로부터 제공되는 테스트용 전기신호를 상호 전달함으로써 전기적 검사를 수행하기 위하여 프로브 카드에서 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 가이드 플레이트(110)는 예를 들어, 사각 플레이트 형상을 갖는다. 상기 가이드 플레이트(110)의 형상은 사각 플레이트 형상으로 한정되지 않으며, 피검사체에 대응하여 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 가이드 플레이트(110)는 중앙 부위에 상기 탐침 부재(130)를 수용하여 가이드하기 위한 제1 슬릿(slit, 112)을 갖는다. 상기 제1 슬릿(112)은 수직 방향(예컨대 상하 방향)으로 관통되도록 형성된다. 상기 가이드 플레이트(110)에는 다수개의 제1 슬릿(112)들이 구비된다. 상기 제1 슬릿(112)들은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 엇갈리도록 2열로 배열되거나, 또는 서로 마주보며 나란하게 2열로 배열될 수 있다. 이와 달리, 제1 슬릿(112)들은 피검사체의 단자 또는 패드의 배열에 대응하도록 배열된다. 상기 제1 슬릿(112)의 내측에는 탐침 부재(130)가 걸리도록 단턱(112a)을 갖는다. 상기 단턱(112a)은 제1 슬릿(112)의 좌우(예컨대 길이 방향) 양단부에 각각 형성된다. 단턱(112a)은 가이드 플레이트(110)의 하면으로부터 소정 깊이에 형성된다.
또한, 상기 가이드 플레이트(110)는 체결홀(114)을 갖는다. 상기 체결홀(114)은 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120)를 결합하는 과정에서 결합 위치 얼라인, 결합 안정성 등의 편의성을 제공하기 위하여 구비된다. 상기 체결홀(114)에는 고정 플레이트(120)의 고정 돌기(124)가 삽입된다. 따라서 체결홀(114)은 고정 돌기(124)에 대응하여 구비된다. 상기 가이드 플레이트(110)에는 하나 이상의 체결홀(114)이 구비되며, 바람직하게는 다수개의 체결홀(114)이 구비된다. 예를 들어, 가이드 플레이트(110)에는 4개의 체결홀(114)이 구비될 수 있으며, 4개의 체결홀(114)은 가이드 플레이트(110)의 네 모서리부에 각각 구비될 수 있다.
상기 가이드 플레이트(110)는 탐침 부재(130)들이 전기신호를 전달하는 역할을 하므로, 탐침 부재(130)들 사이의 절연을 위하여 절연 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 가이드 플레이트(110)는 세라믹 재질, 실리콘 재질을 포함할 수 있고, 이들을 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 고정 플레이트(120)는 가이드 플레이트(110)의 하면에 마주하여 결합된다. 고정 플레이트(120)는 가이드 플레이트(110)에 대응하는 형상을 갖는다. 예를 들어, 가이드 플레이트(110)가 사각 플레이트 형상을 가지므로, 고정 플레이트(120)도 사각 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 고정 플레이트(120)는 가이드 플레이트(110)의 제1 슬릿(112)에 삽입되어 가이드된 탐침 부재(130)의 하측을 가압하며, 상기 가압을 통해 탐침 부재(130)를 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120) 사이에 고정하는 역할을 한다. 상기 고정 플레이트(120)는 중앙 부위에 가 이드 플레이트(110)의 제1 슬릿(112)에 대응하여 관통홀(122)을 가지며, 관통홀(122)에는 상기 탐침 부재(130)의 일부가 삽입된다. 따라서, 관통홀(122)은 탐침 부재(130)의 배치 위치에 대응하도록 위치한다. 상기 관통홀(122)은 도 1에 도시된 바와 같이 제1 슬릿(112)들에 삽입되어 일렬로 배열된 다수의 탐침 부재(130)들의 단자부(133)들이 수용될 수 있도록 개방형태(혹은 장방형)를 가질 수 있다. 즉, 탐침 부재(130)들이 2열 배치되는 경우 고정 플레이트(120)에는 각 열에 배치된 탐침 부재(130)들에 대응하는 2개의 장방형 관통홀(122)이 구비될 수 있다. 상기 관통홀(122)의 폭은 탐침 부재(130)의 좌우 양단을 가압 할 수 있도록 탐침 부재(130)의 좌우 길이보다 작은 폭을 갖는다.
상기 고정 플레이트(120)는 가이드 플레이트(110)와 동일하게 탐침 부재(130)들 사이의 절연을 위하여 절연 재질로 이루어진다. 상기 절연 재질의 예로는 세라믹 재질, 실리콘 재질을 포함할 수 있고, 이들을 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 고정 플레이트(120)에는 가이드 플레이트(110)와의 결합에서 결합 위치 얼라인, 결합 안정성 등의 편의성을 제공하기 위해 고정 돌기(124)가 구비된다. 상기 고정 돌기(124)는 가이드 플레이트(110)에 형성된 체결홀(114)에 대응된다. 즉, 고정 플레이트(120)의 고정 돌기(124)는 체결홀(114)들에 대응하는 개수 및 위치에 구비된다. 예를 들어, 가이드 플레이트(110)에 4개의 체결홀(114)이 네 모서리부에 구비되는 경우, 고정 플레이트(120)에는 4개의 고정 돌기(124)가 네 모서리부에 구비된다. 고정 돌기(124)는 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 체결홀(114) 은 고정 돌기(134)가 원기둥 형상을 가짐에 따라 원형을 가질 수 있다.
상기의 설명에서 상기 가이드 플레이트(110)에 체결홀(114)이 구비되고, 고정 플레이트(120)에 체결홀(114)에 대응하는 고정 돌기(124)가 구비되는 것으로 설명하였다. 하지만, 상기와 반대로 가이드 플레이트(110)에 고정 돌기(124)가 구비되고, 고정 플레이트(120)에 체결홀(114)이 구비될 수 있다.
본 실시예에서 상기 탐침 구조물(100)은 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120) 사이에 개재된 접착 필름(102)을 포함할 수 있다. 상기 접착 필름(102)은 고정 플레이트(120)와 가이드 플레이트(110)의 결합을 위하여 구비된다. 접착 필름(102)에는 고정 돌기(124)가 통과할 수 있도록 고정 돌기(124)에 대응하는 위치에 홀(102a)이 구비된다. 상기 접착 필름(102)의 예로는 비전도성 필름(Non Conductive Film: NCF)을 들 수 있다. 상기 접착 필름(102)으로 비전도성 필름(NCF)을 이용하는 경우의 접착 공정은 고정 플레이트(120)와 가이드 플레이트(110) 사이에 비전도성 필름(NCF)을 개재시킨 상태에서 약 180℃ 내지 220℃의 온도로 가열하여 이루어진다. 이처럼 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120)의 결합 공정이 비교적 낮은 온도에서 이루어짐에 따라 탐침 부재(130) 및 주변 부품의 열변형을 최소화 할 수 있는 장점을 갖는다. 이와 달리, 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120) 사이에 개재되는 접착 필름(102)으로 양면 테이프 등 다른 접합 수단이 사용될 수 있다.
상기 탐침 부재(130)는 피검사체의 단자, 패드 등에 직접 접촉하여 전기 신호를 상호 전달한다. 상기 탐침 부재(130)는 가이드 플레이트(110)의 제1 슬 릿(112)에 삽입되어 가이드 되며, 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120) 사이에서 고정된다. 탐침 구조물(100)에서 일반적으로 다수개의 탐침 부재(130)가 구비된다.
상기 탐침 부재(130)는 얇은 두께(예컨대 박판 형태)를 가지며, 크게 몸체부(131), 탐침부(132) 및 단자부(133)를 포함할 수 있다. 상기 탐침 부재(130)는 몸체부(131), 탐침부(132) 및 단자부(133)가 단일체 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 몸체부(131)는 제1 슬릿(112)에 대응하는 길이를 가지며, 수직 방향의 폭은 단턱(112a)의 깊이보다 조금 더 큰 폭을 갖는다. 몸체부(132)는 좌우 양단부가 제1 슬릿(112)의 단턱(112a)에 걸리도록 제1 슬릿(112)에 삽입된다. 즉, 몸체부(132)는 단턱(112a)에 의해 일정 깊이만큼 삽입되면 더 이상 삽입되지 않게 된다. 상기 몸체부(132)는 상측 일부가 제1 슬릿(112)에 삽입되고, 하측 일부가 가이드 플레이트(110)의 하면으로 돌출 된다. 다시 말해서 몸체부(131)의 수직 방향의 폭이 단턱(112a)의 깊이 보다 큰 폭을 가지므로 도 3에 도시된 바와 같이 몸체부(131)는 하측 일부가 가이드 플레이트(110)의 하면으로 돌출 된다. 가이드 플레이트(110)의 하면으로 돌출된 몸체부(131)의 하측 일부는 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120) 사이에 유격(d)을 발생시킨다. 상기 몸체부(131)에 의한 유격(d)에 의해 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120)의 결합 압력(예컨대 접합 압력)이 몸체부(131)에 가해지게 되므로 몸체부(131)는 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120) 사이에서 견고하게 고정된다. 여기서, 고정 플레이트(120)에는 제1 슬릿(112)에 대응하여 관통홀(122)이 구비되므로, 몸체부(131)의 좌우 양단부가 유격(d)에 의해 가압 된다. 즉, 몸체부(131)는 좌우 양단부가 각각 단턱(112a)과 고정 플레이트(120)의 상면 사이에서 가압되어 고정되는 형태가 된다.
상기 탐침부(132)는 몸체부(131)로부터 상방으로 연장된다. 따라서, 탐침부(132)는 가이드 플레이트(110)의 제1 슬릿(112) 내에 삽입되며, 종단부가 가이드 플레이트(110)의 상면으로 돌출되도록 형성된다. 탐침부(132)는 피검사체의 단자 또는 패드와 직접 접촉하는 역할을 한다. 탐침부(132)는 피검사체의 패드 또는 단자와 탄력적으로 접촉할 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 탐침부(132)는 탐침기둥부(132a), 탐침빔부(132b) 및 탐침팁부(132c)로 이루어질 수 있다. 상기 탐침기둥부(132a)는 몸체부(131)로부터 상방으로 연장되는 기립 구조를 갖는다. 상기 탐침빔부(132b)는 탐침기둥부(132a)의 종단으로부터 수평 방향으로 캔틸레버(cantilever) 형태로 연장된다. 즉, 탐침빔부(132b)는 탐침기둥부(132a)의 종단부로부터 제1 슬릿(112)의 길이 방향으로 연장한다. 상기 탐침팁부(132c)는 탐침빔부(132b)의 종단으로부터 상방으로 연장되는 기립구조를 갖는다. 상기 탐침부(132)에서 적어도 탐침팁부(132b)가 가이드 플레이트(110)의 상면으로 돌출되도록 구비된다. 탐침부(132)는 탐침팁부(132c)가 피검사체의 단자 또는 패드에 접촉할 때 발생되는 수직 방향의 압력에 의해 캔틸레버 형태의 탐침빔부(132b)가 휘어지고, 압력이 제거되면 탐침빔부(132b)가 복귀한다. 따라서, 탐침부(132)는 탄력적으로 피검사체의 단자 또는 패드에 접촉하게 된다.
상기 단자부(133)는 몸체부(131)로부터 하방으로 연장된다. 따라서, 단자 부(133)는 고정 플레이트(120)의 관통홀(122) 내에 삽입되며, 종단부가 고정 플레이트(120)의 하면으로 돌출되도록 형성된다. 단자부(133)는 피검사체의 테스트를 위한 전기신호를 전달받는 역할을 한다. 단자부(133)는 테스트용 전기신호 전달을 위한 접점(미도시)에 탄력적으로 접촉할 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 단자부(133)는 단자기둥부(133a), 단자빔부(133b), 단자팁부(133c)로 이루어질 수 있다. 상기 단자기둥부(133a)는 몸체부(131)의 하단으로부터 하방으로 연장되는 기립 구조를 갖는다. 상기 단자빔부(133b)는 단자기둥부(133a)의 종단으로부터 수평 방향(예컨대 제1 슬릿(112)의 길이 방향)을 따라서 캔틸레버 형태로 연장된다. 상기 단자팁부(133c)는 단자빔부(133b)의 종단으로부터 하방으로 연장되는 기립구조를 갖는다. 상기 단자부(133)에서 적어도 단자팁부(133c)는 고정 플레이트(120)의 하면으로 돌출되도록 구비된다.
상기 탐침 부재(130)는 단자빔부(133b)의 길이는 탐침빔부(132b)의 길이보다 짧은 길이를 갖는다. 이처럼, 이는 탐침부(132)가 단자부(133) 보다 작은 탄성을 갖도록 하기 위함이다. 탐침부(132)는 검사를 수행할 때마다 피검사체의 단자 또는 패드에 빈번하게 접촉하게 되므로, 상대적으로 탄성이 작은 것이 변형을 억제할 수 있어 바람직하다. 반면에 단자부(133)는 탐침 구조물(100)을 설치하면 장시간 사용하게 되므로, 안정적인 접촉이 우선해야 하므로 상대적으로 탄성이 큰 것이 바람직하다. 따라서, 탐침부(132)가 단자부(133)보다 상대적으로 작은 탄성을 갖도록 탐침빔부(132b)의 길이는 단자빔부(133b)의 길이보다 긴 길이를 갖는다. 이와 달리, 탐침 부재(130)는 탐침빔부(132b)와 단자빔부(133b)의 길이가 동일할 수 있다.
상기 탐침 부재(130)는 탐침부(132)와 단자부(133)가 몸체부(131)를 기준으로 상호 대칭 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 탐침기둥부(132a) 및 단자기둥부(133a)가 동일하게 몸체부(131)의 좌측부에 위치하고, 탐침팁부(132c) 및 단자팁부(133c)가 동일하게 몸체부(131)의 우측부에 위치한다. 이처럼, 탐침부(132)와 단자부(133)가 상호 대칭 형태를 가짐으로써, 탐침부(132)가 받는 접촉 압력과 단자부(133)가 받는 접촉압력이 서로 상쇄되어 탐침 부재(130)의 비틀림을 억제할 수 있어 바람직하다. 이와 달리, 탐침부(132)와 단자부(133)를 몸체부(131)를 기준으로 상호 비대칭 형태를 가질 수도 있다.
상기 탐침 부재(130)는 테스터와 피검사체 상호간 전기신호를 전달하는 역할을 하므로 도전성 재질로 이루어진다. 상기 도전성 재질의 예로는 탐침 부재(130)는 니켈-코발트 합금(Ni-Co), 니켈-철 합금(Ni-Fe), 니켈-팔라듐 합금(Ni-Pd) 또는 니켈-코발트-텅스텐 합금(Ni-Co-W) 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 탐침 구조물(100)의 다른 실시 형태에 대하여 도면을 첨부하여 설명하기로 한다.
도 5는 도 1에 도시된 고정 플레이트의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
상기의 설명에서 고정 플레이트(120)는 개방형태의 관통홀(122)을 갖는 것으로 설명하였으나, 고정 플레이트(120)는 다른 실시 형태를 가질 수 있다.
도 5를 추가적으로 참조하면, 다른 실시형태에 따른 고정 플레이트(120)는 중앙 부위에 제2 슬릿(123)을 갖는다. 상기 제2 슬릿(123)은 가이드 플레이트(110)의 제1 슬릿(112)에 대응하여 구비된다. 즉, 가이드 플레이트(110)에 다수개의 제1 슬릿(112)이 구비되므로, 고정 플레이트(120)에는 다수개의 제2 슬릿(123)이 구비된다. 또한, 제2 슬릿(123)의 배열은 제1 슬릿(112)의 배열에 대응한다. 상기 제2 슬릿(123)은 탐침 부재(130)의 좌우 양단부가 고정 플레이트(120)의 상면에 걸릴 수 있도록 형성된다. 즉, 제2 슬릿(123)의 길이는 탐침 부재(130)의 몸체부(131)의 길이보다 짧은 길이를 갖도록 형성한다.
도 6a 및 도 6b는 도 1에 도시된 고정 플레이트와 가이드 플레이트의 다른 실시형태에 따른 결합 방식들을 나타내는 도면들이다.
도 6a를 참조하면, 다른 실시 형태에서 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120)의 사이에는 접착 필름(104)이 개재된다. 본 실시 형태에서는 앞서 설명한 바 있는 가이드 플레이트(110) 및 고정 플레이트(120)에 각각 형성되어 결합 편의성을 제공하는 체결홀(도 1의 114) 및 고정 돌기(도 1의 124)를 생략하고, 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120)를 직접 접착 필름(104)으로 결합하는 방식이다. 여기서, 상기 접착 필름(104)은 이방성 비전도 필름(NCF)을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 상기 접착 부재(104)는 양면 테이프 등을 포함할 수 있다.
한편, 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120)를 결합 할 때는 결합 위치를 얼라인 하여 결합해야 한다. 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120)의 얼라인을 통해 제1 슬릿(112)과 관통홀(122)을 얼라인 하여 탐침 부재(130)가 바른 위치에서 안정적으로 고정될 수 있게 된다. 따라서, 도시하지는 않았지만 본 실시 형태에서는 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120)의 얼라인을 위하여 가이드 플레이트(110) 및 고정 플레이트(120)는 각각 얼라인 마크를 갖는다. 상기 얼라인 마크는 예를 들어 십자 형상을 가질 수 있으며, 이와 다른 다양한 형상을 가질 수도 있다. 상기 얼라인 마크는 임의의 위치에 형성될 수 있으며, 비쥬얼 카메라 등의 광학 기기를 이용하여 상기 얼라인 마크를 인식하고 이를 기준으로 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120)의 위치를 얼라인 시킨다.
도 6b를 참조하면, 또 다른 실시 형태에서 상기 고정 플레이트(120)에는 고정 돌기(124)가 구비되고, 상기 가이드 플레이트(110)에는 고정 돌기(124)에 대응하여 체결홀(114)이 구비된다. 또한, 고정 돌기(124)와 체결홀(114) 사이에는 점착 물질(106)이 개재된다. 본 실시 형태에서 결합 공정은 먼저 체결홀(114)에 점착 물질(106)을 도포하고, 점착 물질(106)이 도포된 상태에 고정 돌기(124)를 체결홀(114)에 삽입하여 결합이 이루어진다. 즉, 본 실시 형태는 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120) 사이에 개재되는 접착 필름(도 1의 102)을 생략하고, 전적으로 고정 돌기(124)와 체결홀(114)에서 결합이 이루어지는 방식이다.
이하, 언급한 탐침 구조물(100)을 구성요소로 포함하는 프로브 카드에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 나타내는 개략적인 단면도이다.
여기서, 도 7에 도시된 가이드 플레이트(110), 고정 플레이트(120) 및 탐침 부재(130)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 구성과 유사하므로 동일 부호를 사용하고 차이점 위주로 간략하게 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(200)는 가이드 플레이트(110), 고정 플레이트(120) 탐침 부재(130) 및 프로브 기판(10)을 포함한다. 여기서, 탐침 부재(130)는 다수개가 구비된다.
상기 가이드 플레이트(110)는 탐침 부재(130)를 가이드 하기 위한 제1 슬릿(112)을 가지며, 제1 슬릿(112)의 좌우 양단부 내측에는 단턱(112a)을 갖는다. 또한, 가이드 플레이트(110)는 하나 이상의 체결홀(114)을 갖는다.
상기 고정 플레이트(120)는 가이드 플레이트(110)의 하면에 결합되며, 제1 슬릿(122)에 대응하여 관통홀(122)을 갖는다. 또한, 고정 플레이트(120)는 체결홀(114)에 대응하는 고정 돌기(124)를 갖는다.
상기 탐침 부재(130)는 가이드 플레이트(110)와 고정 플레이트(120) 사이에서 고정된다. 탐침 부재(130)는 몸체부(131), 탐침부(132) 및 단자부(133)로 이루어지며, 단일체 구조를 갖는다.
상기 프로브 기판(140)은 고정 플레이트(120)의 하면에 결합된다. 이를 위해, 프로브 기판(140)과 고정 플레이트(120) 사이에는 접착 부재(108)가 개재된다. 상기 접착 부재(108)의 예로는 이방성 비전도 필름(Nod Conductive Film: NCF)을 포함한다. 프로브 기판(140)과 고정 플레이트(120)의 결합 공정은 접착 부재(108)를 개재시킨 상태에서 약 180℃ 내지 220℃로 가열함에 의해 이루어진다.
상기 프로브 기판(140)의 상면에는 탐침 부재(130)와 전기적으로 연결하기 위한 접점(142)을 갖는다. 즉, 프로브 기판(140)은 상면에 단자부(123)가 소정의 압력으로 접촉되는 접점(142)을 갖는다. 상기 접점(142)은 탐침 부재(130)에 일대일 대응하여 구비된다. 따라서, 탐침 부재(130)가 다수개 구비되므로 접점(142)도 다수개가 구비된다. 탐침 부재(130)와 접점(142)의 연결은 고정 플레이트(120)에 프로브 기판(140)을 결합하여 이루어진다. 다시 말해서, 프로브 기판(140)과 고정 플레이트(120)를 결합하는 것으로 고정 플레이트(120)의 하부로 돌출된 단자부(133)의 종단이 접점(142)에 소정의 압력으로 접촉되어 이루어진다. 결과적으로, 탐침 부재(130)와 접점(142)의 연결은 별도의 물질 없이 압력에 의한 접촉에 의해서 이루어진다.
상기 접점(142)에는 테스터로부터 제공되는 테스트용 전기신호가 인가되며, 이를 탐침 부재(130)를 통해 피검사체와 주고받게 된다. 따라서, 상기 프로브 기판(140)의 내부에는 접점(142)들에 연결되어 전기신호를 전달하기 위한 회로패턴(혹은 배선)들이 형성된다.
상기와 같이 본 발명의 탐침 구조물 및 이를 갖는 프로브 카드에 따르면 탐침 부재는 하측 일부가 돌출되도록 가이드 플레이트에 형성된 슬릿에 삽입되어 가이드 되고, 가이드 플레이트와 대향하여 결합되는 고정 플레이트에 의해 돌출된 탐침 부재의 하측부가 가압되어 견고하게 고정된다.
따라서, 조립성이 우수하고, 유지 복수가 용이해지며, 탐침 부재가 견고하게 고정되므로 피검사체와 탐침 부재의 얼라인이 용이해진다. 또한, 별도의 솔더링 공정이 생략되므로 탐침 부재 및 주변 부품들의 열변형을 최소화할 수 있으며, 솔더링 공정의 생략으로 단락 발생을 개선할 수 있다. 또한, 봉지재가 생략되므로 탐침 부재들간 미세 피치의 구성이 가능해진다.
따라서, 탐침 부재들의 안정적인 고정이 요구되고, 탐침 부재들간 미세 피치가 요구되는 탐침 구조물 및 프로브 카드를 구성하기 위하여 바람직하게 사용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 탐침 구조물을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 탐침 구조물의 조립 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A부분의 부분 확대도이다.
도 4는 도 1에 도시된 가이드 플레이트와 고정 플레이트의 결합을 나타내는 부분 확대도이다.
도 5는 도 1에 도시된 고정 플레이트의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1에 도시된 고정 플레이트와 가이드 플레이트의 다른 실시형태에 따른 결합 방식들을 나타내는 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 나타내는 개략적인 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 탐침 구조물 102, 104, 160: 접착 필름
108: 점착 물질 110: 가이드 플레이트
112: 슬릿 112a: 단턱
114: 체결홀 120: 고정 플레이트
122: 관통홀 124: 고정 돌기
130: 탐침 부재 131: 몸체부
132: 탐침부 132a: 탐침기둥부
132b: 탐침빔부 132c: 탐침팁부
133: 단자부 133a: 단자기둥부
133b: 단자빔부 133c: 단자팁부
140: 프로브 기판 142: 접점
200: 프로브 카드

Claims (10)

  1. 슬릿(slit)을 가지며, 상기 슬릿의 양단에 단턱을 갖는 가이드 플레이트;
    상기 가이드 플레이트의 하면에 결합되고, 상기 슬릿에 대응하여 관통홀을 갖는 고정 플레이트; 및
    상기 단턱에 걸리도록 상기 슬릿에 삽입되고 하측 일부가 상기 가이드 플레이트의 하면으로 돌출되며 좌우 양단부가 각각 상기 단턱과 상기 고정 플레이트의 상면 사이에서 고정되는 몸체부와, 상기 슬릿 내에 삽입되고 종단부가 상기 가이드 플레이트의 상면으로 돌출되는 탐침부와, 상기 관통홀 내에 삽입되고 종단부가 상기 고정 플레이트의 하면으로 돌출되는 단자부로 이루어진 탐침 부재를 포함하는 프로브 카드용 탐침 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정 플레이트 및 상기 가이드 플레이트 중 어느 하나는 하나 이상의 고정 돌기를 갖고,
    상기 고정 플레이트 및 상기 가이드 플레이트 중 나머지 하나는 상기 고정 돌기에 대응하는 하나 이상의 체결홀을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 탐침 구조물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 체결홀과 상기 고정 돌기가 서로 점착되도록 상기 체결홀과 상기 고정 돌기 사이에 개재되는 점착 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 탐침 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고정 플레이트 및 상기 가이드 플레이트는 결합 위치를 서로 얼라인 하기 위한 얼라인 마크가 형성된 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 탐침 구조물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가이드 플레이트와 상기 고정 플레이트가 서로 접합되도록 상기 가이드 플레이트와 상기 고정 플레이트 사이에 개재되는 접착 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 탐침 구조물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 접착 필름은 비전도성 필름(Non-Conductive Film:NCF)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 탐침 구조물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 탐침부는 상기 몸체부로부터 상방으로 연장되는 탐침기둥부, 상기 탐침기둥부의 종단으로부터 상기 슬릿의 길이 방향으로 연장되는 캔틸레버(cantilever) 형태의 탐침빔부와, 상기 탐침빔부의 종단으로부터 상방으로 연장되는 탐침팁부를 포함하고,
    상기 단자부는 상기 몸체부로부터 하방으로 연장되는 단자기둥부와, 상기 단자기둥부의 종단으로부터 상기 슬릿의 길이 방향으로 연장되는 캔틸레버 형태의 단자빔부와, 상기 단자빔부의 종단으로부터 하방으로 연장되는 단자팁부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 탐침 구조물.
  8. 슬릿(slit)을 가지며, 상기 슬릿의 양단에 단턱을 갖는 가이드 플레이트;
    상기 가이드 플레이트의 하면에 결합되고, 상기 슬릿에 대응하여 관통홀을 갖는 고정 플레이트;
    상기 단턱에 걸리도록 상기 슬릿에 삽입되고 하측 일부가 상기 가이드 플레이트의 하면으로 돌출되며 좌우 양단부가 각각 상기 단턱과 상기 고정 플레이트의 상면 사이에서 고정되는 몸체부와, 상기 슬릿 내에 삽입되고 종단부가 상기 가이드 플레이트의 상면으로 돌출되는 탐침부와, 상기 관통홀 내에 삽입되고 종단부가 상기 고정 플레이트의 하면으로 돌출되는 단자부로 이루어진 탐침 부재; 및
    상기 고정 플레이트의 하면에 결합되고, 테스트용 전기신호 전달을 위하여 상기 고정 플레이트의 하면으로 돌출된 상기 단자부가 탄력적으로 접촉되는 접점을 갖는 프로브 기판을 포함하는 프로브 카드.
  9. 제8항에 있어서, 상기 고정 플레이트와 상기 프로브 기판이 서로 접합되도록 상기 고정 플레이트와 상기 프로브 기판 사이에 개재되는 접착 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 접착 필름은 비전도성 필름(Non-Conductive Film:NCF)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
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