KR20120076727A - 프로브 카드 및 이를 갖는 테스트 장치 - Google Patents

프로브 카드 및 이를 갖는 테스트 장치 Download PDF

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Abstract

프로브 카드는 프로브 헤드 및 접촉 구조물을 포함한다. 프로브 카드는 피검체의 단자로 테스트 전류를 제공하는 테스트 회로를 갖는다. 접촉 구조물은 상기 프로브 헤드에 설치되어, 상기 단자와 탄성 접촉한다. 따라서, 비록 단자들이 열적으로 변형되어 서로 다른 크기들을 가지더라도, 접촉 구조물이 모든 단자들에 정확하게 접촉할 수가 있게 된다.

Description

프로브 카드 및 이를 갖는 테스트 장치{PROBE CARD AND APPARATUS FOR TESTING AN OBJECT INCLUDING THE SAME}
본 발명은 프로브 카드 및 이를 갖는 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 도전성 범프를 갖는 플립 칩 패키지의 전기적 특성을 테스트하는데 사용되는 프로브 카드, 및 이러한 프로브 카드를 갖는 테스트 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지와 같은 피검체의 전기적 특성을 테스트하기 위해서 테스트 장치가 사용된다. 테스트 장치는 테스트 전류를 발생시키는 테스터, 피검체를 수용하는 소켓, 소켓의 상부에 배치되어 테스트 전류를 제공받는 테스트 헤드, 및 테스트 헤드에 장착되어 피검체와 전기적으로 접촉하는 프로브 카드를 포함한다.
피검체의 전기적 특성을 정확하게 테스트하기 위해서는, 프로브 카드의 탐침들이 피검체의 단자들과 정확하게 접촉할 것이 요구된다. 또한, 피검체의 전기적 특성 테스트는 고온과 저온 등과 같은 여러 악조건 하에서 수행된다.
이로 인하여, 피검체의 단자들이 온도의 영향에 의해 열적으로 변형될 수 있다. 특히, 단자들의 크기가 서로 달라질 수 있다. 이러한 경우, 프로브 카드의 탐침들이 열적으로 변형된 단자들에 정확하게 접촉하지 못하는 문제가 유발될 수 있다.
피검체가 단자로서 도전성 범프를 갖는 플립 칩 패키지일 경우, 도전성 범프들이 온도 변화에 의해 쉽게 변형될 수 있다. 이러한 도전성 범프들에 프로브 카드의 탐침들이 정확하게 접촉하지 못하여, 플립 칩 패키지에 대한 전기적 특성 테스트에 오류가 발생되는 경우가 많다.
본 발명은 피검체의 단자들과 정확하게 접촉될 수 있는 프로브 카드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 프로브 카드를 갖는 테스트 장치를 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 프로브 카드는 프로브 헤드 및 접촉 구조물을 포함한다. 프로브 카드는 피검체의 단자로 테스트 전류를 제공하는 테스트 회로를 갖는다. 접촉 구조물은 상기 프로브 헤드에 설치되어, 상기 단자와 탄성 접촉한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접촉 구조물은 상기 프로브 카드에 회전 가능하게 연결된 스프링 플레이트, 상기 단자와 접촉하는 접촉 플레이트, 및 상기 스프링 플레이트와 상기 접촉 플레이트를 지그재그 형태로 연결하는 제 1 링크를 포함할 수 있다. 상기 접촉 플레이트는 상기 단자와 면접촉하는 하부면을 가질 수 있다. 상기 접촉 플레이트의 하부면은 오목부를 가질 수 있다. 상기 스프링 플레이트와 상기 접촉 플레이트는 평행하게 배열될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접촉 구조물은 상기 프로브 카드에 고정된 고정 플레이트, 및 상기 고정 플레이트에 상기 스프링 플레이트를 회전 가능하게 연결시키는 제 2 링크를 더 포함할 수 있다. 상기 고정 플레이트는 상기 스프링 플레이트와 상기 접촉 플레이트와 평행하게 배열될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 피검체는 범프를 상기 단자로서 갖는 플립 칩 패키지를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 테스트 장치는 테스터, 소켓, 테스트 헤드 및 프로브 카드를 포함한다. 테스터는 피검체를 테스트하기 위한 테스트 전류를 발생시킨다. 소켓은 상기 테스터와 전기적으로 연결되고, 상기 피검체를 수용한다. 테스트 헤드는 상기 소켓의 상부에 배치되고 상기 테스터에 전기적으로 연결되어, 상기 테스트 전류를 제공받는다. 프로브 카드는 상기 테스트 헤드에 설치되어 상기 피검체의 단자로 테스트 전류를 제공하는 테스트 회로를 갖는 프로브 헤드, 및 상기 프로브 헤드에 설치되어 상기 단자와 탄성 접촉하는 접촉 구조물을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 접촉 구조물이 피검체의 단자들과 탄성적으로 접촉한다. 따라서, 비록 단자들이 열적으로 변형되어 서로 다른 크기들을 가지더라도, 접촉 구조물이 모든 단자들에 정확하게 접촉할 수가 있게 된다. 결과적으로, 피검체를 빠른 시간 내에 정확하게 테스트할 수가 있게 됨과 아울러 테스트 결과에 대한 신뢰도도 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 프로브 카드를 갖는 테스트 장치를 나타낸 정면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 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.
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 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
프로브 카드
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 프로브 카드(100)는 프로브 헤드(110) 및 접촉 구조물(120)을 포함한다.
프로브 헤드(110)는 피검체를 테스트하기 위한 테스트 전류가 흐르는 테스트 회로(112)를 갖는다. 본 실시예에서, 피검체는 도전성 범프(B)를 단자로서 갖는 플립 칩 패키지(P)를 포함할 수 있다. 피검체는 프로브 헤드(110)의 하부면을 향하도록 배치된다.
접촉 구조물(120)은 고정 플레이트(121), 제 2 링크(122), 스프링 플레이트(123), 제 1 링크(124) 및 접촉 플레이트(125)를 포함한다. 고정 플레이트(121)와 제 2 링크(122)는 제 1 힌지핀(131)을 매개로 회전 가능하게 연결된다. 제 2 링크(122)와 스프링 플레이트(123)는 제 2 힌지핀(132)을 매개로 회전 가능하게 연결된다. 스프링 플레이트(123)와 제 1 링크(124)는 제 3 힌지핀(133)을 매개로 회전 가능하게 연결된다. 제 2 링크(124)와 접촉 플레이트(125)는 제 4 힌지핀(134)을 매개로 회전 가능하게 연결된다.
고정 플레이트(121)는 프로브 헤드(110)의 하부면에 고정된다. 고정 플레이트(121)의 우측 단부가 테스트 회로(112)에 연결되어, 테스트 전류가 고정 플레이트(121)로 전달된다.
스프링 플레이트(123)는 고정 플레이트(121)의 하부에 배치된다. 제 2 링크(122)는 고정 플레이트(121)의 좌측 단부와 스프링 플레이트(123)의 우측 단부 사이를 연결한다. 따라서, 제 1 힌지핀(131)은 고정 플레이트(121)의 좌측 단부와 제 2 링크(122)의 좌측 단부를 회전 가능하게 연결시킨다. 제 2 힌지핀(132)은 제 2 링크(122)의 우측 단부와 스프링 플레이트(123)의 우측 단부를 회전 가능하게 연결시킨다. 본 실시예에서, 스프링 플레이트(123)는 고정 플레이트(121)와 평행하게 배치될 수 있다. 스프링 플레이트(123)와 제 2 링크(122)는 테스트 전류가 흐를 수 있도록 도전성 재질을 포함한다.
접촉 플레이트(125)는 스프링 플레이트(123)의 하부에 배치된다. 제 1 링크(124)는 스프링 플레이트(123)의 좌측 단부와 접촉 플레이트(125)의 우측 단부 사이를 연결한다. 따라서, 제 3 힌지핀(131)은 스프링 플레이트(123)의 좌측 단부와 제 1 링크(124)의 좌측 단부를 회전 가능하게 연결시킨다. 제 4 힌지핀(134)은 제 1 링크(124)의 우측 단부와 접촉 플레이트(125)의 우측 단부를 회전 가능하게 연결시킨다. 본 실시예에서, 접촉 플레이트(125)는 고정 플레이트(121)와 스프링 플레이트(123)와 평행하게 배치될 수 있다. 접촉 플레이트(125)와 제 1 링크(124)는 테스트 전류가 흐를 수 있도록 도전성 재질을 포함한다.
본 실시예에서, 스프링 플레이트(123)와 접촉 플레이트(125)는 수직 방향을 따라 이동될 수 있으므로, 접촉 플레이트(125)는 플립 칩 패키지(P)의 범프(B)와 탄성 접촉한다. 따라서, 범프(B)들이 열적으로 변형되어 서로 다른 크기들을 가지더라도, 접촉 플레이트(125)들이 서로 다른 크기들을 갖는 범프(B)들 모두에 정확하게 접촉하게 된다. 접촉 플레이트(125)는 평평한 하부면(126)을 갖는다. 따라서, 접촉 플레이트(125)의 하부면은 볼 형상의 범프(B)와 점접촉을 하게 된다.
본 실시예에서, 고정 플레이트(121), 스프링 플레이트(123) 및 접촉 플레이트(125)는 경사지게 배치된 제 2 링크(122)와 제 1 링크(124)를 매개로 연결되어 있으므로, 접촉 구조물(120)은 지그재그 구조를 갖게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 접촉 구조물이 플립 칩 패키지의 범프들과 탄성적으로 접촉한다. 따라서, 비록 범프들이 열적으로 변형되어 서로 다른 크기들을 가지더라도, 접촉 구조물이 모든 범프들에 정확하게 접촉할 수가 있게 된다. 결과적으로, 플립 칩 패키지를 빠른 시간 내에 정확하게 테스트할 수가 있게 됨과 아울러 테스트 결과에 대한 신뢰도도 향상된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에 따른 프로브 카드(100a)는 접촉 플레이트를 제외하고는 도 1의 프로브 카드(100)와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 프로브 카드(100a)는 프로브 헤드(110) 및 접촉 구조물(120)을 포함한다.
접촉 구조물(120)의 접촉 플레이트(128)는 오목한 하부면을 갖는다. 즉, 오목부(129)가 접촉 플레이트(128)의 하부면에 형성된다. 본 실시예에서, 오목부(129)는 플립 칩 패키지(P)의 범프(B)에 면접촉되도록 범프(B)의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는다. 따라서, 접촉 플레이트(128)와 범프(B) 간의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 오목부(129)의 곡률은 피검체의 단자가 갖는 곡률에 따라 변경될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 접촉 플레이트의 오목부가 플립 칩 패키지의 범프들에 면접촉한다. 따라서, 접촉 플레이트와 범프 간의 접촉 면적이 늘어나게 되므로, 접촉 구조물이 모든 범프들에 정확하게 접촉할 수가 있게 된다. 결과적으로, 플립 칩 패키지를 빠른 시간 내에 정확하게 테스트할 수가 있게 됨과 아울러 테스트 결과에 대한 신뢰도도 향상된다.
도 3은 도 1의 프로브 카드를 갖는 테스트 장치를 나타낸 정면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 테스트 장치(200)는 테스터(210), 소켓(220), 테스트 헤드(230) 및 프로브 카드(100)를 포함한다.
테스터(210)는 플립 칩 패키지(P)를 테스트하기 위한 테스트 전류를 발생시킨다.
소켓(220)은 테스터(210)와 전기적으로 연결된다. 소켓(220)은 플립 칩 패키지(P)를 수용하는 구조를 갖는다.
테스트 헤드(230)는 소켓(220)의 상부에 배치된다. 테스트 헤드(230)는 테스터(210)에 전기적으로 연결되어, 테스트 전류를 제공받는다.
프로브 카드(100)는 테스트 헤드(230)에 설치되어 소켓(220)에 수용된 플립 칩 패키지(P)의 범프(B)들에 전기적으로 접촉한다. 본 실시예에서, 프로브 카드(100)는 도 1에 도시된 프로브 카드와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 프로브 카드(100)에 대한 반복 설명은 생략한다. 다른 실시예로서, 도 2에 도시된 프로브 카드(100a)가 테스트 장치(200)에 채용될 수도 있다.
여기서, 본 실시예들에서는, 피검체로서 플립 칩 패키지를 예시적으로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 프로브 카드를 이용해서 다른 디바이스들을 전기적으로 테스트할 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 접촉 구조물이 피검체의 단자들과 탄성적으로 접촉한다. 따라서, 비록 단자들이 열적으로 변형되어 서로 다른 크기들을 가지더라도, 접촉 구조물이 모든 단자들에 정확하게 접촉할 수가 있게 된다. 결과적으로, 피검체를 빠른 시간 내에 정확하게 테스트할 수가 있게 됨과 아울러 테스트 결과에 대한 신뢰도도 향상된다.
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.
110 ; 프로브 헤드 120 ; 접촉 구조물
121 ; 고정 플레이트 122 ; 제 2 링크
123 ; 스프링 플레이트 124 ; 제 1 링크
125 ; 접촉 플레이트

Claims (9)

  1. 피검체의 단자로 테스트 전류를 제공하는 테스트 회로를 갖는 프로브 헤드; 및
    상기 프로브 헤드에 설치되어, 상기 단자와 탄성 접촉하는 접촉 구조물을 포함하는 프로브 카드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 구조물은
    상기 프로브 카드에 회전 가능하게 연결된 스프링 플레이트;
    상기 단자와 접촉하는 접촉 플레이트; 및
    상기 스프링 플레이트와 상기 접촉 플레이트를 지그재그 형태로 연결하는 제 1 링크를 포함하는 프로브 카드.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 접촉 플레이트는 상기 단자와 면접촉하는 하부면을 갖는 프로브 카드.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 접촉 플레이트의 하부면은 오목부를 갖는 프로브 카드.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 스프링 플레이트와 상기 접촉 플레이트는 평행하게 배열된 프로브 카드.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 접촉 구조물은
    상기 프로브 카드에 고정된 고정 플레이트; 및
    상기 고정 플레이트에 상기 스프링 플레이트를 회전 가능하게 연결시키는 제 2 링크를 더 포함하는 프로브 카드.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 고정 플레이트는 상기 스프링 플레이트와 상기 접촉 플레이트와 평행하게 배열된 프로브 카드.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 피검체는 범프를 상기 단자로서 갖는 플립 칩 패키지를 포함하는 프로브 카드.
  9. 피검체를 테스트하기 위한 테스트 전류를 발생시키는 테스터;
    상기 테스터와 전기적으로 연결되고, 상기 피검체를 수용하는 소켓;
    상기 소켓의 상부에 배치되고 상기 테스터에 전기적으로 연결되어, 상기 테스트 전류를 제공받는 테스트 헤드; 및
    상기 테스트 헤드에 설치되어 상기 피검체의 단자로 테스트 전류를 제공하는 테스트 회로를 갖는 프로브 헤드, 및 상기 프로브 헤드에 설치되어 상기 단자와 탄성 접촉하는 접촉 구조물을 포함하는 테스트 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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