KR20130130527A

KR20130130527A - 프로브 카드

Info

Publication number: KR20130130527A
Application number: KR1020120054417A
Authority: KR
Inventors: 김병기; 김현구
Original assignee: (주) 미코에스앤피
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-12-02
Also published as: WO2013176445A1

Abstract

웨이퍼 상의 반도체 소자들을 검사하기 위한 프로브 카드에 있어서, 상기 프로브 카드는 상기 반도체 소자들을 검사하기 위한 복수의 탐침들이 장착된 프로브 기판과, 상기 프로브 기판의 상부에 배치되며 상기 탐침들과 전기적으로 연결된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판 상에 배치되며 디스크 형태의 본체와 상기 본체로부터 외측 방사상으로 연장하는 복수의 리브들을 포함하는 보강판과, 상기 본체 상에 배치되며 상기 본체와 함께 내부 공간을 형성하는 커버와, 상기 리브들 사이에서 상기 인쇄회로기판과 연결되며 상기 인쇄회로기판으로부터 상기 내부 공간으로 연장하는 복수의 릴레이 기판들을 포함한다.

Description

프로브 카드{Probe card}

본 발명의 실시예들은 프로브 카드에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 웨이퍼 상에 형성된 복수의 반도체 소자들과 접촉하여 상기 반도체 소자들을 검사하기 위하여 사용되는 프로브 카드에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자들은 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 집적 회로를 형성하기 위한 일련의 처리 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 웨이퍼에 대하여, 증착, 포토리소그래피, 패터닝, 이온주입, 세정 등과 같은 단위 공정들을 반복적으로 수행함으로써 상기 웨이퍼 상에 복수의 반도체 소자들이 형성될 수 있다.

상기와 같이 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들은 전기적인 검사 공정을 통하여 양불 판정이 이루어질 수 있으며, 상기와 같이 전기적인 검사 공정이 완료된 후 양품으로 판정된 반도체 소자들에 대하여 다이싱, 본딩, 몰딩 등의 공정들을 통하여 완제품으로 개별화될 수 있다.

상기 전기적인 검사 공정은 상기 반도체 소자들에 구비되는 전극 패드들에 접촉하도록 구성된 복수의 탐침들을 갖는 프로브 카드와 상기 프로브 카드가 장착되는 프로브 스테이션 등의 설비를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 프로브 카드는 복수의 탐침들이 장착되는 프로브 기판, 상기 탐침들과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 보강판 등을 포함할 수 있다.

한편, 단위 시간당 검사 처리량을 증가시키기 위하여 테스터로부터 인가되는 상대적으로 작은 개수의 채널(channel) 수를 확장시키기 위하여 복수의 릴레이들과 이를 제어하기 위하여 FPGA(Field Programmable Gate Array), PLD(Programmable Logic Device), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 시퀀서(sequencer), 마이크로 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 등과 같은 집적 회로 소자들을 포함하는 제어기가 사용될 수 있다.

상기 제어기 및/또는 릴레이들을 사용하는 프로브 카드의 일 예들은 대한민국 특허공개 제2009-0103046호, 제2010-0020298호, 제2010-0053854호 등에 개시되어 있다. 상기와 같은 공개특허들을 참조하면, 상기 릴레이들은 상기 보강판 내측에 형성된 개구들을 통하여 노출되는 상기 인쇄회로기판의 중앙 부위 상에 수평 또는 수직 방향으로 장착될 수 있다. 또한, 상기 제어기가 장착된 제어 회로 기판은 상기 보강판의 상부에서 수평 방향으로 배치될 수 있다.

한편, 웨이퍼 상에 형성되는 반도체 소자들의 개수가 증가되는 경우 더 많은 개수의 릴레이들이 요구될 수 있다. 특히, 최근 단위 시간당 검사 처리량을 더욱 증가시키기 위하여 탐침들이 웨이퍼 상의 반도체 소자들과 전체적으로 동시 컨택될 수 있도록 프로브 카드를 구성하는 경우 더 많은 수량의 릴레이들이 요구될 수 있다.

그러나, 상기 릴레이들이 장착되는 공간 즉 상기 보강판의 내측 공간이 한정되어 있으므로 상기 릴레이들의 필요 수량을 충분히 만족시키기 매우 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 실시예들은 채널 증가를 위하여 사용되는 릴레이들의 수량을 증가시킬 수 있는 새로운 구조의 프로브 카드를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 프로브 카드는 웨이퍼 상의 반도체 소자들을 검사하기 위한 복수의 탐침들이 장착된 프로브 기판과, 상기 프로브 기판의 상부에 배치되며 상기 탐침들과 전기적으로 연결된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판 상에 배치되며 디스크 형태의 본체와 상기 본체로부터 외측 방사상으로 연장하는 복수의 리브들을 포함하는 보강판과, 상기 본체 상에 배치되며 상기 본체와 함께 내부 공간을 형성하는 커버와, 상기 리브들 사이에서 상기 인쇄회로기판과 연결되며 상기 인쇄회로기판으로부터 상기 내부 공간으로 연장하는 복수의 릴레이 기판들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 리브들 사이에는 테스터와의 연결을 위한 복수의 커넥터들이 구비될 수 있으며, 상기 릴레이 기판들은 상기 커넥터들과 상기 본체 사이에서 상기 인쇄회로기판에 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 릴레이 기판들 각각은 상기 인쇄회로기판에 연결되어 상기 내부 공간으로 연장하는 연성인쇄회로기판과 상기 내부 공간으로 연장된 상기 연성인쇄회로기판의 단부 상에 배치되는 복수의 릴레이들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 본체 및 상기 커버 중 적어도 하나에는 상기 릴레이 기판들을 통과시키기 위한 통로들이 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 통로들로는 상기 본체의 가장자리 부위에 형성된 복수의 홈들, 상기 본체의 가장자리 부위를 관통하는 복수의 홀들, 상기 커버의 가장자리 부위에 형성된 복수의 홈들, 상기 커버의 가장자리 부위를 관통하는 복수의 홀들 등이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 본체와 커버의 홈들 및 홀들은 단독으로 사용될 수도 있으며 이와 다르게 조합의 형태로 사용될 수도 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 홈들 및 홀들 각각은 상기 릴레이 기판들을 각각 개별적으로 통과시킬 수 있으며, 이와 다르게, 상기 릴레이 기판들 중 적어도 두 개 이상의 릴레이 기판들을 통과시키기 위하여 상기 본체의 원주 방향으로 연장될 수도 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 릴레이들은 상기 내부 공간에서 원형 링 형태로 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 보강판의 본체와 상기 커버 사이에는 상기 릴레이들의 동작을 제어하기 위한 제어 회로 기판이 배치될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 릴레이들을 프로브 카드의 커버와 보강판 사이의 공간 내에 배치하되 연성인쇄회로기판들을 이용하여 상기 보강판의 본체 외측에서 상기 릴레이들과 인쇄회로기판 사이를 연결함으로써 상기 릴레이들의 장착에 따른 공간적인 제약을 충분히 극복할 수 있다.

또한, 상기 릴레이들을 상기 커버의 내측 공간에서 원형 링 형태로 배치함으로써 제어 회로 기판의 배치를 위한 공간을 충분히 확보할 수 있으며, 경우에 따라서, 상기 원형 링 형태로 배치된 릴레이들의 내측에 추가적으로 릴레이들을 배치할 수 있으므로 보다 많은 수량의 릴레이들을 상기 인쇄회로기판 상에 장착할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판과 보강판을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 릴레이 기판들을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 프로브 기판을 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 가이드 부재들의 장착 형태를 설명하기 위한 개략적인 확대 저면도이다.

이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판과 보강판을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(10)는 실리콘 웨이퍼와 같이 반도체 기판으로서 사용되는 웨이퍼 상에 형성된 복수의 반도체 소자들(미도시)에 대한 전기적인 검사를 위하여 사용될 수 있다.

상기 프로브 카드(10)는 상기 반도체 소자들을 검사하기 위하여 복수의 탐침들(110)이 장착된 프로브 기판(200)과 상기 프로브 기판(200) 상부에 배치되며 상기 탐침들(110)과 전기적으로 연결된 인쇄회로기판(400)을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(400) 상에는 보강판(500)이 배치될 수 있으며, 상기 보강판(500)은 디스크 형태의 본체(510)와 상기 본체(510)로부터 외측 방사상으로 연장하는 복수의 리브들(520)을 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 프로브 기판(200)과 인쇄회로기판(400)은 복수의 체결 부재들을 통하여 상기 보강판(500)과 결합될 수 있다.

상기 프로브 기판(200)의 하부면 상에는 복수의 탐침들(110)이 각각 장착된 복수의 가이드 부재들(100)이 배치될 수 있으며 상기 프로브 기판(200)의 상부면 상에는 상기 탐침들(110)과 전기적으로 연결되는 중간 기판(300)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 중간 기판(300) 상에는 상기 인쇄회로기판(400)과 상기 중간 기판(300)을 서로 연결하기 위하여 복수의 포고핀들을 갖는 포고 블록들(350)이 배치될 수 있다. 한편, 상기 프로브 기판(200)에는 복수의 관통홀들이 구비될 수 있으며 상기 탐침들(110)은 연성인쇄회로기판들(310)을 통하여 상기 중간 기판(300)과 연결될 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 보강판(500)의 본체(510)는 전체적으로 디스크 형태를 가질 수 있으며, 상기 인쇄회로기판(400)의 상부면을 부분적으로 노출시키는 복수의 개구들(512)을 가질 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 상기 본체(510)는 복수의 내측 리브들(514)을 가질 수 있으며 상기 개구들(512)은 상기 내측 리브들(514)에 의해 정의될 수 있다. 또한, 상기한 바와는 다르게, 상기 개구들(512)은 전체적으로 디스크 형태를 갖는 본체(510)에 형성된 복수의 홀들과 같은 형태를 가질 수도 있다. 이때, 상기 복수의 홀들이 갖는 형상은 필요에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프로브 카드(10)는 테스터(미도시)의 제한된 테스트 채널로 모든 검사 대상 소자들에 대한 검사가 가능하도록 하기 위하여 복수의 릴레이들(610)과 라우팅을 위한 제어 소자들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 채널 수를 확장을 위하여 스위칭 동작들을 수행하는 복수의 릴레이들(610)이 각각 장착된 복수의 릴레이 기판들(600)과 상기 릴레이 기판들(600)의 동작을 제어하며 상기 채널들과 상기 탐침들(110) 사이에서의 라우팅을 위한 제어 회로 기판(700)을 포함할 수 있다.

상기 제어 회로 기판(700)은 상기 보강판(500)의 본체(510) 상에 배치될 수 있으며 상기 개구들(512)을 통하여 상기 인쇄회로기판(400)과 연결될 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 제어 회로 기판(700)은 FPGA, PLD, ASIC, 시퀀서, 마이크로 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 등과 같은 제어 소자들을 포함할 수 있다.

상기 보강판(500)의 외측 리브들(520)은 상기 인쇄회로기판(400)의 상부면 가장자리 부위들에 결합될 수 있으며, 상기 외측 리브들(520) 사이에는 상기 테스터와의 통신을 위한 커넥터들(410)이 구비될 수 있다. 일 예로서, 상기 인쇄회로기판(400)의 상부면 가장자리 부위들에 결합된 외측 리브들(520) 사이에는 복수의 소켓들이 방사상으로 배치될 수 있으며, 상기 테스터와의 연결을 위한 복수의 연결 케이블들(미도시)이 상기 소켓들에 결합될 수 있다.

상기 릴레이 기판들(600)은 도시된 바와 같이 상기 본체(510) 상부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 본체(510) 상부에는 커버(800)가 배치될 수 있으며 상기 커버(500)와 상기 본체(510) 사이에는 상기 제어 회로 기판(700) 및 상기 릴레이 기판들(600)이 배치되는 공간이 마련될 수 있다.

특히, 상기 릴레이 기판들(600)은 상기 제어 회로 기판(700)의 가장자리와 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 릴레이 기판들(600)은 상기 본체(510)의 가장자리 상부에 배치될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 릴레이 기판들을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 릴레이 기판들(600)은 상기 외측 리브들(520) 사이에서 상기 인쇄회로기판(400)과 연결될 수 있으며 상기 본체(510)와 커버(800) 사이의 내부 공간으로 연장될 수 있다. 특히, 각각의 상기 릴레이 기판들(600)의 일측에는 상기 인쇄회로기판(400)과의 연결을 위한 플러그와 같은 제1 접속 부재(620)가 구비될 수 있으며, 이에 대응하여 상기 인쇄회로기판(400) 상에는 상기 릴레이 기판들(600)의 플러그와의 접속을 위한 소켓과 같은 제2 접속 부재들(420)이 구비될 수 있다.

일 예로서, 상기 릴레이 기판들(600)과의 접속을 위한 제2 접속 부재들(420)은 상기 보강판(500)의 외측 리브들(520) 사이에서, 특히, 상기 보강판(500)의 본체(510)와 상기 테스터와의 접속을 위한 방사상의 커넥터들(410) 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 각각의 릴레이 기판들(600)의 타측에는 복수의 릴레이들(610)이 장착될 수 있다. 상기 릴레이들(610)은 상기 커버(800)와 본체(510) 사이의 내부 공간에 배치될 수 있으며, 특히 보다 많은 수량의 릴레이 기판들(610)을 상기 인쇄회로기판(400)에 장착하기 위하여 상기 릴레이들(610)의 장착된 상기 릴레이 기판들(600)의 타측 부위들은 상기 내부 공간 내에서 서로 겹쳐지도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 각각의 릴레이 기판들(600)은 연성인쇄회로기판(630)을 포함할 수 있다. 즉 연성인쇄회로기판(630)의 일측에 상기 제1 접속 부재(620)를 장착하고, 또한 타측에 상기 복수의 릴레이들(610)을 장착함으로써 상기 각각의 릴레이 기판들(600)을 구성할 수 있다.

상기와 같이 연성인쇄회로기판(630)을 이용하여 릴레이 기판들(600)을 구성함으로써 보다 용이하게 상기 릴레이 기판들(600)을 상기 인쇄회로기판(400) 상에 장착할 수 있으며, 또한 상기와 같이 릴레이들(610)이 상기 커버(800)와 본체(510) 사이의 공간에 배치되도록 함으로써 보다 많은 수량의 릴레이들(610)을 상기 인쇄회로기판(400) 상에 장착할 수 있다. 즉, 종래 기술과는 다르게 복수의 릴레이들(610)을 상기 보강판(500)의 본체(510)와 커버(800) 사이에 배치하되 연성인쇄회로기판(630)을 이용하여 상기 릴레이들(610)과 상기 인쇄회로기판(400) 사이의 연결부를 상기 본체(510) 외측에 배치함으로써 릴레이들(610)의 배치에 관한 공간적인 제약을 충분히 극복할 수 있다.

또한, 종래 기술과는 다르게 상기 릴레이들(610)을 도시된 바와 같이 상기 커버(800)의 내측 공간에서 원형 링 형태로 배치함으로써 상기 제어 회로 기판(700)의 배치 공간을 충분히 확보할 수 있으며, 경우에 따라서 상기 본체(510)의 개구(512) 내에도 추가적으로 릴레이들(미도시)을 배치할 수 있으므로, 상기 보강판(500)의 본체(510)와 커버(800) 사이의 공간 활용도가 크게 향상될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 상기 본체(510) 및/또는 상기 커버(800)에는 상기 릴레이 기판들(600)을 통과시키기 위한 통로들(516)이 구비될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 상기 본체(510)의 가장자리 부위에는 상기 릴레이 기판들(600)을 통과시키기 위하여 상기 통로들(516)로서 사용되는 복수의 홈들이 구비될 수 있다. 상기와 다른 예로서, 상기 본체(510)의 가장자리 부위를 관통하는 복수의 홀들이 상기 통로들(516)로서 사용될 수도 있다.

또 다른 예로서, 상기 릴레이 기판들(600)을 통과시키기 위한 통로들로서 상기 커버(800)의 가장자리 부위에 형성된 복수의 홈들(미도시) 또는 상기 커버(800)의 가장자리 부위를 관통하는 복수의 홀들이 구비될 수도 있다.

도 3에 도시된 바에 의하면, 상기 본체(510)의 외측 모서리 부위에 상기 통로들(516)로서 사용되는 홈이 도시되어 있으나, 경우에 따라서 상기 복수의 홈들과 복수의 홀들은 함께 사용될 수도 있다. 예를 들면, 상기 릴레이 기판들(600)의 필요 수량이 증가되는 경우 상기 본체(510)의 가장자리 부위를 관통하는 홀들과 상기 본체(510) 및/또는 상기 커버(800)의 가장자리 부위에 형성된 복수의 홈들이 함께 사용될 수 있다. 또한, 상기 본체(510) 및/또는 상기 커버(800)에 복수의 홈들이 구비되고 추가적으로 상기 커버(800)에 복수의 관통홀들이 구비될 수도 있으며, 상기 본체(510)와 커버(800)에 복수의 관통홀들이 각각 구비될 수도 있다.

한편, 상기 통로들(516) 각각은 상기 각각의 릴레이 기판들(600)을 개별적으로 통과시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게 일단(一團)의 릴레이 기판들(600) 즉 상기 릴레이 기판들(600) 중 적어도 두 개 이상의 릴레이 기판들(600)을 통과시킬 수 있도록 상기 본체(510)의 원주 방향으로 연장하는 장홈 또는 장홀의 형태를 가질 수도 있다. 예를 들면, 상기 각 리브들(520) 사이에 위치되는 일단의 릴레이 기판들(600)을 통과시킬 수 있도록 상기 각 리브들(520) 사이에 대응하는 상기 본체(510)의 외측 모서리 부위들에는 각각 하나씩의 장홈 또는 장홀이 구비될 수 있다.

한편, 도시된 바에 의하면, 상기 본체(510)의 외측 모서리 부위에는 상기 통로(516)로서 모따기 처리된 것과 유사한 홈이 형성되어 있으나, 본 발명의 범위가 상기 홈의 형태에 의해 한정되지는 않을 것이다. 또한, 상술한 바에 의하면, 상기 릴레이 기판들(600)이 제1 및 제2 접속 부재들(620,420)을 이용하여 상기 인쇄회로기판(400) 상에 장착되고 있으나, 이와 다르게, 상기 릴레이 기판들(600)은 땜납 등을 이용하여 상기 인쇄회로기판(400) 상에 장착될 수도 있다. 이 경우, 상기 릴레이 기판들(600)과 상기 인쇄회로기판(400) 각각에는 납땜을 위한 연결 패드들(미도시)이 구비될 수 있으며, 또한 납땜 공정 후 상기 땜납 부위들을 보호하고 상기 릴레이 기판들(600)의 장착 상태를 안정적으로 유지하기 위하여 상기 땜납 부위들 상에 에폭시 수지와 같은 접착용 수지가 도포될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 각각의 가이드 부재들(100)에는 복수의 탐침들(110)이 장착될 수 있으며, 상기 가이드 부재들(100)은 상기 프로브 기판(200)의 하부면 상에 접착용 수지를 이용하여 부착될 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 프로브 기판을 설명하기 위한 개략적인 저면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 가이드 부재들의 장착 형태를 설명하기 위한 개략적인 확대 저면도이다.

도 1, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 각 가이드 부재(100)는 도시된 바와 같이 상기 탐침들(110)이 삽입되는 복수의 슬릿들(102)을 가질 수 있으며, 상기 각각의 탐침들(110)은 수직 방향으로 탄성을 확보하기 위하여 대략 알파벳 ‘C’자 형태로 절곡될 수 있다. 특히, 상기 각각의 탐침들(110)의 하부 및 상부에는 상기 반도체 소자들의 전극 패드들에 접촉되는 탐침부와 상기 인쇄회로기판(400)과의 전기적 연결을 위한 단자부가 구비될 수 있다. 또한, 상기 탐침들(110)은 상기 탐침부와 단자부가 상기 가이드 부재(100)의 하부 및 상부로 각각 노출되도록 상기 슬릿들(102)에 삽입되어 고정될 수 있다.

상기 가이드 부재들(100)은 상기 프로브 기판(200)의 일면, 예를 들면, 하면에 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 가이드 부재들(100)은 접착용 수지(130)를 이용하여 상기 프로브 기판(200)의 하면에 장착될 수 있다.

상기 프로브 기판(200)의 일면 즉 하면에는 서로 평행하게 연장하는 복수의 그루브들(210)이 형성될 수 있다. 상기 각 가이드 부재(100)는 대략 사각 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 상기 각 가이드 부재(100)의 서로 대향하는 측면 부위들 즉 양측 부위들은 상기 그루브들(210) 중 서로 인접하는 그루브들(210)을 각각 부분적으로 커버하도록 배치될 수 있다.

상기 가이드 부재(100)의 양측 부위들과 상기 그루브들(210)에 의해 한정된 공간에는 접착용 수지(130)가 주입될 수 있으며, 이에 의해 상기 가이드 부재(100)가 상기 프로브 기판(200) 상에 장착될 수 있다. 이때, 상기 접착용 수지(130)에 의한 접착력을 증가시키기 위하여 상기 접착용 수지(130)는 도시된 바와 같이 상기 각 가이드 부재(100)의 서로 대향하는 양쪽 측면들 즉 상기 그루브들(210) 상부에 배치되는 상기 가이드 부재들(100)의 측면들을 적어도 부분적으로 커버하도록 주입될 수 있다.

일 예로서, 상기 접착용 수지(130)로는 열경화성 수지 예를 들면 에폭시 수지가 사용될 수 있으며, 상기 가이드 부재들(100)의 양측 부위들과 상기 그루브(210) 사이로 주입된 에폭시 수지(130)는 오븐을 이용한 가열에 의해 경화될 수 있다.

상술한 바에 따르면, 상기 접착용 수지(130)가 상기 가이드 부재(100)의 양측 부위들에서 서로 인접하는 상부면과 측면 상에 각각 도포될 수 있으므로 상기 접착용 수지(130)에 의한 접착력이 크게 향상될 수 있으며, 이에 따라 상기 프로브 기판(200)에 대한 상기 가이드 부재들(100)의 장착 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이 상기 가이드 부재(100)의 양측 부위, 예를 들면, 양쪽 측면들과 모서리 부위들에는 상기 접착용 수지(130)에 의한 접착력을 향상시키기 위한 리세스들이 구비될 수 있다.

상기한 바와는 다르게, 도시되지는 않았으나, 상기 접착용 수지(130)를 주입하기 이전에 상기 가이드 부재들(100)과 상기 프로브 기판(200)을 일차 접합하기 위한 접착제(미도시)가 상기 가이드 부재들(100)과 상기 프로브 기판(200) 사이에 도포될 수 있다. 예를 들면, 시아노아크릴레이트와 같은 순간 접착제를 이용하여 상기 가이드 부재들(100)과 상기 프로브 기판(200)을 일차 접합한 후 상기 가이드 부재들(100)의 정렬 상태를 검사하고, 오정렬된 가이드 부재(100)의 위치 교정 등을 거친 후 상기 접착용 수지(130)를 상기 공간에 주입할 수 있다.

특히, 상기 접착제는 상기 그루브들(210)의 내측면들과 이에 인접하는 상기 가이드 부재(100)의 양측 부위들의 상부면들에 도포될 수 있다. 결과적으로, 상기 접착제가 상기 접착용 수지(130)와 상기 가이드 부재들(100) 사이에 도포됨으로써 상기 가이드 부재들(100)의 전체적인 접착 효율이 향상될 수 있다. 예를 들면, 상기 가이드 부재들(100)과 상기 프로브 기판(200) 사이의 접착력이 더욱 향상될 수 있으며 또한 상기 가이드 부재들(100)의 접착 공정에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있다.

또한, 상기 접착제를 일차 도포하는 경우 상기 접착용 수지(130)와 상기 가이드 부재들(100) 사이의 직접적인 접촉 면적이 감소될 수 있으며, 이에 의해 상기 프로브 카드(10)에 대한 리페어 공정을 수행하는 경우 상기 가이드 부재들(100)이 상기 프로브 기판(200)으로부터 용이하게 분리될 수 있다. 구체적으로, 상기 프로브 카드(10)의 리페어 공정시 상기 가이드 부재들(100)을 분리하기 위하여 상기 접착용 수지를 제거하는 경우 상기 가이드 부재들(100)이 파손될 수 있으나, 상기와 같이 상기 가이드 부재들(100)과 상기 접착용 수지(130) 사이에 상기 접착제가 도포되어 있는 경우, 용제를 이용하여 상기 접착제를 먼저 제거함으로써 상기 접착용 수지(130)의 제거가 용이하게 수행될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 그루브들(210)은 상기 가이드 부재들(100), 예를 들면, 서로 인접하는 가이드 부재들(100)을 장착하기 위하여 공용으로 사용될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 서로 인접하는 두 개의 가이드 부재들(100)의 일측 부위들은 하나의 그루브(210)를 사이에 두고 서로 마주하도록 배치될 수 있으며, 상기 가이드 부재들(100)의 일측 부위들은 모두 상기 하나의 그루브(210) 상부에 배치될 수 있다.

도시된 바에 의하면, 서로 인접하는 가이드 부재들(100)이 상기 하나의 그루브(210)를 기준으로 선 대칭적으로 배치되고 있으나, 상기 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들의 배치에 따라 상기 가이드 부재들(100)의 위치는 다소 변경될 수도 있다. 또한, 도시된 바에 의하면, 모든 그루브들(210)이 상기 프로브 기판(200)의 일측에서 타측으로 직선 형태로 연장되고 있으나, 상기 그루브들(210)의 길이와 위치 역시 상기 반도체 소자들의 배열 형태에 따라 변경될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 프로브 기판(200)에는 상기 가이드 부재들(100)과 각각 대응하는 복수의 관통홀들(220)이 구비될 수 있으며, 상기 관통홀들(220)을 통하여 상기 중간 기판들(300)과 상기 가이드 부재들(100)의 탐침들(110) 사이를 연결하기 위한 연성인쇄회로기판들(310)이 배치될 수 있다.

상기 연성인쇄회로기판들(310)은 땜납을 통하여 상기 탐침들(110)과 연결될 수 있으며 또한 커넥터를 통하여 상기 중간 기판들(300)과 각각 연결될 수 있다. 일 예로서, 각각의 연성인쇄회로기판(310)의 일측 단부에는 상기 탐침들(110)과의 연결을 위한 단자부들이 구비될 수 있으며, 타측 단부에는 상기 중간 기판(300)에 구비된 소켓과의 연결을 위한 플러그가 구비될 수 있다. 또한, 상기 연성인쇄회로기판(310)과 상기 탐침들(110) 사이의 납땜 이후 상기 연성인쇄회로기판(310)과 상기 탐침들(110) 사이의 연결 상태를 안정적으로 유지시키기 위하여 접착용 수지(330), 예를 들면, 에폭시 수지가 상기 연결 부위에 도포될 수 있다.

상기와 다르게, 상기 연성인쇄회로기판들(310)과 상기 중간 기판들(300) 사이 역시 납땜 공정에 의해 연결될 수도 있다. 이 경우에도, 상기 연성인쇄회로기판들(310)과 상기 중간 기판들(300) 사이의 납땜 부위에는 연결 상태의 안정적인 유지를 위하여 접착용 수지, 예를 들면, 에폭시 수지가 도포될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 릴레이들(610)을 프로브 카드(10)의 커버(800)와 보강판(500) 사이의 공간 내에 배치하되 연성인쇄회로기판들(630)을 이용하여 상기 보강판(500)의 본체(510) 외측에서 상기 릴레이들(610)과 인쇄회로기판(400) 사이를 연결함으로써 상기 릴레이들(610)의 장착에 따른 공간적인 제약을 충분히 극복할 수 있다.

또한, 상기 릴레이들(610)을 상기 커버(800)의 내측 공간에서 원형 링 형태로 배치함으로써 상기 제어 회로 기판(700)의 배치를 위한 공간을 충분히 확보할 수 있으며, 경우에 따라서, 상기 원형 링 형태로 배치된 릴레이들(610)의 내측에 추가적으로 릴레이들을 더 배치할 수 있으므로 보다 많은 수량의 릴레이들을 상기 인쇄회로기판(400) 상에 장착할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 프로브 카드 100 : 가이드 부재
110 : 탐침 130 : 접착용 수지
200 : 프로브 기판 300 : 중간 기판
320 : 포고 블록 400 : 인쇄회로기판
500 : 보강판 510 : 본체
600 : 릴레이 기판 610 : 릴레이
700 : 제어 회로 기판 800 : 커버

Claims

웨이퍼 상의 반도체 소자들을 검사하기 위한 복수의 탐침들이 장착된 프로브 기판;
상기 프로브 기판의 상부에 배치되며 상기 탐침들과 전기적으로 연결된 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판 상에 배치되며 디스크 형태의 본체와 상기 본체로부터 외측 방사상으로 연장하는 복수의 리브들을 포함하는 보강판;
상기 본체 상에 배치되며 상기 본체와 함께 내부 공간을 형성하는 커버; 및
상기 리브들 사이에서 상기 인쇄회로기판과 연결되며 상기 인쇄회로기판으로부터 상기 내부 공간으로 연장하는 복수의 릴레이 기판들을 포함하는 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 리브들 사이에는 테스터와의 연결을 위한 복수의 커넥터들이 구비되며, 상기 릴레이 기판들은 상기 커넥터들과 상기 본체 사이에서 상기 인쇄회로기판에 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 릴레이 기판들 각각은 상기 인쇄회로기판에 연결되어 상기 내부 공간으로 연장하는 연성인쇄회로기판과 상기 내부 공간으로 연장된 상기 연성인쇄회로기판의 단부 상에 배치되는 복수의 릴레이들을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제3항에 있어서, 상기 본체 및 상기 커버 중 적어도 하나에는 상기 릴레이 기판들을 통과시키기 위한 통로들이 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제4항에 있어서, 상기 통로들은 상기 본체의 가장자리 부위에 형성된 복수의 홈들, 상기 본체의 가장자리 부위를 관통하는 복수의 홀들, 상기 커버의 가장자리 부위에 형성된 복수의 홈들 및 상기 커버의 가장자리 부위를 관통하는 복수의 홀들로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제5항에 있어서, 상기 홈들 및 홀들 각각은 상기 릴레이 기판들을 각각 개별적으로 통과시키거나, 상기 릴레이 기판들 중 적어도 두 개 이상의 릴레이 기판들을 통과시키기 위하여 상기 본체의 원주 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제3항에 있어서, 상기 릴레이들은 상기 내부 공간에서 원형 링 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제3항에 있어서, 상기 보강판의 본체와 상기 커버 사이에 배치되며 상기 릴레이들의 동작을 제어하기 위한 제어 회로 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.