KR20130130533A

KR20130130533A - 프로브 카드

Info

Publication number: KR20130130533A
Application number: KR1020120054423A
Authority: KR
Inventors: 김병기; 김은상
Original assignee: (주) 미코에스앤피
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-12-02
Also published as: WO2013176446A1

Abstract

반도체 소자들을 검사하기 위한 프로브 카드에 있어서, 상기 프로브 카드는 탐침들이 장착되는 하부면을 가지며 상기 탐침들에 대응하는 관통홀이 구비된 프로브 기판과, 상기 프로브 기판 상부에 배치되는 메인회로기판과, 상기 메인회로기판과 전기적으로 연결되며 상기 프로브 기판의 관통홀 상에 측면이 위치되도록 배치되고 상기 측면에 인접하는 상부면 가장자리 부위에 연결 패드들이 구비된 중간 기판과, 상기 탐침들과 상기 중간 기판을 연결하기 위하여 상기 프로브 기판의 관통홀 내에 일부가 배치되며 상기 연결 패드들과 대응하는 상부 패드들이 구비된 연결 기판을 포함한다. 상기 상부 패드들이 구비된 상기 연결 기판의 일면은 상기 중간 기판의 측면 상에 배치되며 상기 연결 패드들과 상기 상부 패드들은 서로 전기적으로 연결된다.

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 가이드 부재들과 상기 가이드 부재들이 장착되는 프로브 기판 및 상기 탐침들과 전기적으로 연결되는 메인회로기판 등을 포함할 수 있다.

특히, 상기 프로브 기판 상에는 상기 탐침들과 상기 메인회로기판 사이에서 전기적 신호를 전달하기 위한 중간 기판들과 포고 블록들이 배치될 수 있다. 이때, 상기 탐침들과 상기 중간 기판들 사이는 별도의 연결 기판들을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 특히, 상기 탐침들과 상기 연결 기판들 및 상기 중간 기판들 사이는 와이어 본딩에 의해 서로 연결될 수 있다.

상기와 같이 와이어 본딩 기술을 이용하여 탐침들과 연결 기판들 및 중간 기판들 사이를 연결하는 기술의 일 예는 대한민국 특허 제10-0805217호에 개시되어 있다. 그러나, 상기 와이어 본딩 기술을 사용하는 경우 상기 와이어들의 본딩 부위가 쉽게 손상될 수 있으며, 이에 의해 상기 검사 공정에서 신호 전달 오류 등의 문제점이 발생될 수 있다.

한편, 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허공개 제10-2011-0058535호 및 제10-2011-0114966호 등에는 유연 접속체를 이용하여 탐침들과 중간 기판 또는 메인회로기판을 전기적으로 연결하는 기술이 공개되어 있으나, 이 경우에도 솔더링 또는 커넥터 등을 이용하여 중간 기판 또는 메인회로기판의 상부면에 상기 유연 접속체를 연결하기 위해서는 상기 유연 접속체들을 대략 수직 방향으로 절곡시켜야 하므로 상기 유연 접속체들의 설치를 위한 공간적인 제약이 발생될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 탐침들과 메인회로기판 사이의 전기적인 연결을 안정적으로 이룰 수 있으며 상기 탐침들과 상기 메인회로기판 사이를 연결하는 접속체의 설치에 관련된 공간적인 제약을 감소시킬 수 있는 새로운 구조의 프로브 카드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 프로브 카드는 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들을 검사하기 위한 탐침들이 장착되는 하부면을 가지며 상기 탐침들에 대응하는 관통홀이 구비된 프로브 기판과, 상기 프로브 기판 상부에 배치되는 메인회로기판과, 상기 메인회로기판과 전기적으로 연결되며 상기 프로브 기판의 관통홀 상에 측면이 위치되도록 배치되고 상기 측면에 인접하는 상부면 가장자리 부위에 연결 패드들이 구비된 중간 기판과, 상기 탐침들과 상기 중간 기판을 연결하기 위하여 상기 프로브 기판의 관통홀 내에 일부가 배치되며 상기 연결 패드들과 대응하는 상부 패드들이 구비된 연결 기판을 포함할 수 있으며, 상기 상부 패드들이 구비된 상기 연결 기판의 일면은 상기 중간 기판의 측면 상에 배치될 수 있으며 상기 연결 패드들과 상기 상부 패드들은 전기적으로 서로 연결될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 프로브 카드는 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들을 검사하기 위한 탐침들이 장착되는 하부면을 가지며 상기 탐침들에 대응하는 제1 관통홀이 구비된 프로브 기판과, 상기 프로브 기판 상부에 배치되는 메인회로기판과, 상기 메인회로기판과 전기적으로 연결되며 상기 프로브 기판 상에 배치되고 상기 제1 관통홀과 대응하는 제2 관통홀 및 상기 제2 관통홀의 내측면에 인접하는 상부면 부위에 연결 패드들이 구비된 중간 기판과, 상기 탐침들과 상기 중간 기판을 연결하기 위하여 상기 제1 및 제2 관통홀들 내에 배치되며 상기 연결 패드들과 대응하는 상부 패드들이 구비된 연결 기판을 포함할 수 있으며, 상기 상부 패드들이 구비된 상기 연결 기판의 일면은 상기 제2 관통홀의 내측면 상에 배치될 수 있으며 상기 연결 패드들과 상기 상부 패드들은 전기적으로 서로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 연결 패드들은 상기 상부 패드들과 수직 방향으로 접촉될 수 있으며 땜납에 의해 상기 상부 패드들과 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 땜납 부위 상에는 상기 연결 패드들과 상기 상부 패드들 사이의 연결 상태를 유지시키기 위한 접착용 수지가 도포될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 연결 패드들은 상기 중간 기판의 측면 또는 상기 제2 관통홀의 내측면을 따라 하방으로 연장될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 연결 패드들은 복수의 신호 전달용 패드들과 적어도 하나의 전원 인가 패드 및 적어도 하나의 접지 패드를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 신호 전달용 패드들과 상기 전원 인가 패드 및 상기 접지 패드 중 적어도 하나는 나머지 패드들보다 큰 면적을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 연결 패드들과 상기 상부 패드들을 각각 서로 연결하는 연결 부재들을 더 포함할 수 있으며, 상기 연결 패드들과 상기 연결 부재들 및 상기 상부 패드들은 땜납에 의해 서로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 연결 부재들 각각은 와이어 또는 시트 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 중간 기판에는 상기 연결 패드들과 각각 연결된 비아홀들이 구비될 수 있으며 상기 연결 부재들의 단부들은 상기 비아홀들에 각각 삽입될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 중간 기판 상에는 상기 메인회로기판과의 전기적 연결을 위한 포고 패드들이 구비될 수 있으며, 상기 중간 기판과 상기 메인회로기판 사이에는 상기 포고 패드들과의 접촉을 위한 포고핀들을 포함하는 포고 블록이 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 프로브 기판의 하부면에는 상기 탐침들이 장착된 가이드 부재가 접착용 수지에 의해 장착될 수 있으며, 상기 가이드 부재에는 상기 탐침들이 삽입되는 슬릿들이 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 탐침들 각각은 상기 가이드 부재 하방으로 돌출되는 탐침부와 상기 가이드 부재 상방으로 돌출되는 단자부를 가질 수 있으며, 상기 연결 기판에는 상기 탐침들의 단자부와 연결되는 하부 패드들이 구비될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 중간 기판과 연결 기판을 대략 수직 방향으로 서로 결합함으로써 종래 기술에서 연성인쇄회로기판을 절곡시킴으로써 발생될 수 있는 공간 사용 효율 저하를 충분히 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 중간 기판의 연결 패드들과 상기 연결 기판의 상부 패드들을 땜납을 이용하여 접합함으로써 종래의 와이어 본딩에 비하여 구조적 안정성이 향상될 수 있으며, 특히 전원 인가 패드 및 접지 패드의 크기를 신호 전달용 패드들보다 크게 형성하고 또한 연결 부재들을 이용한 납땜 공정 및 접착용 수지 도포 공정을 통하여 상기 중간 기판과 연결 기판 사이의 구조적 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

결과적으로, 상기 연결 기판을 통한 탐침들과 중간 기판 사이의 전기적 연결 상태가 안정적으로 유지될 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 카드를 이용하는 반도체 소자들에 대한 전기적 검사의 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프로브 기판을 설명하기 위한 저면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 탐침들과 중간 기판 사이를 연결하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 중간 기판과 연결 기판을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 중간 기판과 연결 기판을 서로 연결하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 가이드 부재를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 중간 기판을 설명하기 위한 개략적인 평면도와 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 중간 기판을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 중간 기판과 연결 기판을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도들 및 사시도이다.

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 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(10)는 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에서 형성된 반도체 소자들에 대한 전기적인 검사 공정을 수행하기 위하여 사용될 수 있다.

상기 프로브 카드(10)는 상기 반도체 소자들의 전극 패드들에 접촉하여 상기 반도체 소자를 검사하기 위한 복수의 탐침들(110)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 전극 패드들에 접촉된 탐침들(110)을 통하여 상기 반도체 소자들을 검사하기 위한 전기적인 신호가 상기 반도체 소자들로 인가될 수 있다.

예를 들면, 상기 프로브 카드(10)는 상기 탐침들(110)이 구비된 프로브 기판(200)과 상기 프로브 기판(200) 상부에 배치되어 상기 전기적인 신호를 제공하는 테스터(미도시)와 연결되는 메인회로기판(600)을 포함할 수 있다. 상기 탐침들(110)은 가이드 부재(100)에 장착될 수 있으며 상기 가이드 부재(100)는 상기 프로브 기판(200)의 하부면에 접착용 수지를 통하여 부착될 수 있다.

상기 메인회로기판(600) 상에는 보강판(700)이 배치될 수 있으며 상기 메인회로기판(600)과 상기 프로브 기판(200)은 복수의 체결 부재들(미도시)을 통하여 상기 보강판(700)과 결합될 수 있다.

상기 메인회로기판(600)과 상기 프로브 기판(200) 사이에는 중간 기판(400)과 포고 블록(500)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 중간 기판(400)은 상기 프로브 기판(200) 상에 배치될 수 있으며 상기 중간 기판(400)과 상기 메인회로기판(600) 사이에는 상기 포고 블록(500)이 배치될 수 있다.

상기 탐침들(110)은 상기 중간 기판(400)과 상기 포고 블록(500)을 통하여 상기 메인회로기판(600)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 중간 기판(400)은 연결 기판(300)을 통하여 상기 탐침들(110)과 전기적으로 연결될 수 있으며 상기 중간 기판(400)은 상기 포고 블록(500)을 통하여 상기 메인회로기판(600)과 연결될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 프로브 기판을 설명하기 위한 저면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 탐침들과 중간 기판 사이를 연결하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 프로브 기판(200)에는 상기 탐침들(110)과 상기 중간 기판(400)을 연결하기 위한 관통홀(220)이 구비될 수 있으며, 상기 가이드 부재(100)는 상기 탐침들(110)이 상기 관통홀(220)과 대응하도록 또한 상기 관통홀(220)을 커버하도록 상기 프로브 기판(200)의 하부면에 장착될 수 있다.

상기 가이드 부재(100)에는 상기 탐침들(110)이 삽입되는 복수의 슬릿들(102; 도 6 참조)이 구비될 수 있다. 특히, 각각의 탐침들(110)은 상기 가이드 부재(100)의 하방으로 돌출되는 탐침부와 상기 가이드 부재(100)의 상방으로 돌출되는 단자부를 가질 수 있다. 이때, 상기 탐침들(110)은 수평 방향으로 배열될 수 있으며 상기 프로브 기판(200)의 관통홀(220)은 도시된 바와 같이 상기 탐침들(110)이 배열된 방향과 평행하게 연장되는 장공의 형태를 가질 수 있다.

한편, 상기 중간 기판(400)은 측면이 상기 관통홀(220) 상에 위치되도록 상기 프로브 기판(200) 상에 배치될 수 있다. 이때, 상기 중간 기판(400)의 측면은 상기 관통홀(220)을 따라 배치될 수 있으며, 상기 중간 기판(400)의 측면에 인접하는 상부면 가장자리 부위에는 상기 탐침들(110)과의 전기적인 연결을 위한 복수의 연결 패드들(410; 도 4 참조)이 상기 수평 방향과 평행한 방향으로 배치될 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 중간 기판과 연결 기판을 설명하기 위한 개략적인 사시도이며, 도 5는 도 1에 도시된 중간 기판과 연결 기판을 서로 연결하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 중간 기판(400)의 연결 패드들(410)과 상기 탐침들(110)은 연결 기판(300)을 통해 서로 연결될 수 있다. 상기 연결 기판(300)은 일부가 상기 관통홀(220) 내에 삽입되며 대략 수직 상방으로 연장될 수 있다. 이때, 상기 연결 기판(300)의 상부 일측면에는 상기 연결 패드들(410)과 각각 대응하는 상부 패드들(310)이 구비될 수 있으며, 상기 상부 패드들(310)이 구비된 상기 연결 기판(300)의 일측면은 상기 중간 기판(400)의 측면(402) 상에 배치될 수 있다.

한편, 상기 연결 기판(300)으로는 조립의 편의성을 향상시키기 위하여 연성인쇄회로기판이 사용될 수 있다.

상기 중간 기판(400)의 연결 패드들(410)과 상기 연결 기판(300)의 상부 패드들(310)은 서로 수직 방향으로 접촉될 수 있으며 땜납(330)에 의해 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 이때, 상기 연결 패드들(410)은 복수의 신호 전달용 패드들(412)과 적어도 하나의 전원 인가 패드(414) 및 적어도 하나의 접지 패드(416)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기와 같은 신호 전달용 패드들(412)과 전원 인가 패드(414) 및 접지 패드(416) 중 적어도 하나는 나머지 패드들보다 큰 면적을 가질 수 있다. 이는 상기 연결 패드들(410) 중 일부의 크기를 증가시킴으로써 상기 연결 패드들(410)과 상부 패드들(310) 및 상기 땜납(330)과의 상호 접촉 면적을 증가시키고 이를 통하여 상기 땜납(330)이 형성된 부위가 분리되는 현상을 감소시키기 위함이다.

예를 들면, 상기 전원 인가 패드(414)는 복수의 전원 인가 패드들을 통합한 것일 수 있으며 상기 접지 패드(416)는 복수의 접지 패드들을 통합한 것일 수 있다. 따라서, 복수의 전원 인가 패드들과 복수의 접지 패드들이 통합된 상기 전원 인가 패드(414)와 상기 접지 패드(416)는 상기 각각의 신호 전달용 패드(412)보다 큰 면적을 가질 수 있다.

도시된 바에 의하면 하나의 연결 기판(300)의 상부 패드들(310)과 연결되는 연결 패드들(410)은 하나의 전원 인가 패드(414)와 하나의 접지 패드(416)를 포함하고 있으나, 필요에 따라서 상기 전원 인가 패드(414)와 상기 접지 패드(416)의 개수는 조절이 가능하다.

상술한 바에 따르면, 상기 전원 인가 패드(414)와 접지 패드(416)의 면적을 상대적으로 증가시키고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 신호 전달용 패드들(412) 중 일부의 크기를 나머지 연결 패드들(410)에 비하여 더 크게 형성할 수도 있으며, 이를 통하여 상기 땜납(330)과의 접합 면적을 증가시키고 상기 상부 패드들(310)과 연결 패드들(410) 사이의 전기적인 연결 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결 패드들(410)과 상부 패드들(310) 사이의 땜납 부위를 보호하기 위하여 즉 상기 연결 패드들(410)과 상기 상부 패드들(310) 사이의 연결 상태를 안정적으로 유지시키기 위하여 상기 땜납(330) 부위 상에 접착용 수지(340)가 도포될 수 있다. 상기 접착용 수지(340)로는 열경화성 수지, 예를 들면, 에폭시 수지가 사용될 수 있으며, 이에 의해 상기 중간 기판(400)과 상기 연결 기판(300) 사이의 구조적 안정성이 크게 향상될 수 있다.

도 6은 도 1에 도시된 가이드 부재를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 가이드 부재(100)는 도시된 바와 같이 상기 탐침들(110)이 삽입되는 복수의 슬릿들(102)을 가질 수 있다. 상기 각각의 탐침들(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 수직 방향으로의 탄성을 확보하기 위하여 대략 알파벳 ‘C’자 형태로 절곡될 수 있다. 상기 탐침들(110)은 상기 탐침부와 단자부가 각각 상기 가이드 부재(100)의 하부 및 상부로 돌출되도록 상기 슬릿들(102)에 삽입되어 고정될 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이 상기 프로브 기판(200)의 하부면에는 복수의 가이드 부재들(100)이 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 가이드 부재들(100)은 접착용 수지(130)를 이용하여 상기 프로브 기판(200)의 하부면에 장착될 수 있다.

상기 프로브 기판(200)의 하부면에는 서로 평행하게 연장하는 복수의 그루브들(210; 도 2 참조)이 형성될 수 있다. 상기 가이드 부재(100)는 대략 사각 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 상기 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.

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.

상기 연결 기판(300)은 상기 관통홀(220) 내에서 상기 탐침들(110)과 연결될 수 있다. 특히, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 연결 기판(300)의 하단부에는 상기 탐침들(110)과의 연결을 위한 복수의 하부 패드들(320)이 구비될 수 있으며 상기 하부 패드들(320)과 상기 탐침들(110)은 땜납에 의해 서로 연결될 수 있다. 또한, 상기 연결 기판(300)의 하부 패드들(320)과 상기 탐침들(110)의 단자부들 사이의 연결을 위한 납땜 공정 이후 상기 연결 기판(300)과 상기 탐침들(110) 사이의 연결 상태를 안정적으로 유지시키기 위하여 접착용 수지(140; 도 3 참조), 예를 들면, 에폭시 수지가 상기 연결 부위에 도포될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 중간 기판(400) 상에는 상기 중간 기판(400)과 상기 메인회로기판(600) 사이를 연결하기 위한 포고 블록(500)이 배치될 수 있다. 상기 포고 블록(510)은 상기 중간 기판(400)과 상기 메인회로기판(600) 사이를 전기적으로 연결하기 위한 복수의 포고핀들(510)을 포함할 수 있다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 중간 기판(400) 상에는 상기 포고핀들(510)과의 접촉을 위한 포고 패드들(420)이 구비될 수 있다.

또한, 도시되지는 않았으나, 상기 중간 기판(400)에는 상기 연결 패드들(410)과 상기 포고 패드들(420)을 서로 연결하는 내부 배선들이 구비될 수 있으며, 상기 연결 패드들(410)과 상기 내부 배선들 및 상기 포고 패드들(420)은 비아홀들에 의해 서로 연결될 수 있다. 이때, 상기 비아홀들은 도전성 물질로 채워질 수도 있으며, 이와 다르게 상기 비아홀들의 내측면 상에 도전성 물질층이 형성될 수도 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 중간 기판을 설명하기 위한 개략적인 평면도와 확대 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 프로브 기판(200) 상에 배치되는 중간 기판(450)은 상기 프로브 기판(200)의 관통홀(220)과 대응하도록 즉 상기 관통홀(220) 상에 배치되는 제2 관통홀(460)을 가질 수 있다. 특히, 상기 제2 관통홀(460)은 상기 관통홀(220)과 동일한 방향으로 연장할 수 있으며, 도시된 바와 같이 상기 연결 기판(300)의 상부 패드들(310)과의 연결을 위하여 상기 제2 관통홀(460)의 내측면에 인접하는 상부면 부위에 복수의 연결 패드들(470)이 배치될 수 있다.

상기 연결 패드들(470)은 땜납(330A)에 의해 상기 연결 기판(300)의 상부 패드들(310)과 연결될 수 있으며 구조적인 안정성 향상을 위하여 상기 땜납(330A) 부위 상에 접착용 수지(340A)가 도포될 수 있다.

도시된 바에 의하면, 상기 중간 기판(400,450)이 직사각 형태를 갖고 있으나, 상기 중간 기판(400,450)의 형태는 상기 웨이퍼 상의 검사 대상 소자들의 배치 관계 및/또는 상기 웨이퍼의 형태에 따라 다양하게 변경될 수 있으며 필요한 위치에 상기 제2 관통홀들(460)이 구비될 수 있다. 즉, 필요에 따라서 상기 연결 패드들(410,470)은 상기 중간 기판(400,450)의 측면(402) 및/또는 제2 관통홀(460)의 내측면에 인접하도록 배치될 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 중간 기판을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 상기 프로브 기판(200) 상에 배치되는 중간 기판(400)은 측면(402)에 인접하는 상부면 부위에 상기 연결 기판(300)의 상부 패드들(310)과의 연결을 위한 복수의 연결 패드들(410)이 구비될 수 있다. 이때, 각각의 연결 패드들(410)은 상기 중간 기판(400)의 측면(402)을 따라 수직 하방으로 연장하는 하단부(410A)를 더 포함할 수 있다. 이는 상기 상부 패드들(310)과의 접촉 면적을 증가시켜 전기적인 연결 상태를 개선하고 또한 납땜 공정을 보다 쉽게 하기 위함이다.

상기 연결 패드들(410)의 하단부(410A)는 상기 연결 패드들(410)의 단부들과 연결되는 매립형 비아(미도시)를 각각 형성한 후 상기 매립 비아들이 형성된 부위를 수직 방향으로 절단함으로써 형성될 수 있다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 중간 기판과 연결 기판을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도들 및 사시도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 프로브 기판(200) 상에 배치되는 중간 기판(400)의 연결 패드들(410)과 상기 연결 기판(300)의 상부 패드들(310)은 구조적 안정성을 향상시키기 위하여 추가적으로 제공되는 연결 부재들(430)에 의해 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 연결 부재들(430)은 대략 수직 방향으로 절곡된 시트 또는 와이어 형태를 가질 수 있으며 상기 연결 패드들(410)과 상부 패드들(310)에 땜납(미도시)을 통하여 부착될 수 있다.

예를 들면, 상기 연결 부재들(430)은 납땜 공정을 통하여 상기 중간 기판(400)의 연결 패드들(410)에 먼저 부착된 후 상기 연결 기판(300)의 상부 패드들(310)에 납땜 공정에 의해 부착될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게 상기 연결 부재들(430)의 납땜 공정 순서는 경우에 따라서 바뀔 수도 있다. 또한, 상기 연결 부재들(430)을 이용하여 상기 연결 패드들(410)과 상부 패드들(310)을 서로 연결시킨 후 구조적 안정성 향상을 위하여 상기 연결 부재들(430) 상에 접착용 수지(340)가 도포될 수 있다.

도 11을 참조하면, 상기 연결 부재들(430)로서 연결 와이어들(432)이 사용되는 경우 상기 연결 와이어들(432)의 단부(432A)는 상기 중간 기판(400)의 비아홀들(404)에 각각 삽입되어 고정될 수 있다. 이는 상기 연결 와이어들(432)을 이용하는 연결 방법에 있어서 구조적 안정성을 더욱 향상시키기 위함이다.

상기 비아홀들(404)은 상기 연결 패드들(410)과 연결될 수 있으며 내측면에는 상기 연결 패드들(410)과 연결되는 도전층이 구비될 수 있다. 또한, 상기 비아홀들(404)은 상기 중간 기판(400) 상의 포고 패드들(420)과 내부 배선들(406)을 통하여 연결될 수 있으며, 상기 내부 배선들(406)과 상기 포고 패드들(420)은 매립 비아들(미도시)을 통하여 연결될 수 있다.

도 12를 참조하면, 상기 연결 부재들(430)로서 연결 시트들(434)이 사용되는 경우, 도시된 바와 같이 시트 형태의 모재(434A)에 복수의 슬릿들을 형성하여 상기 연결 시트들(434)을 마련한 후 납땜 공정을 통하여 상기 연결 시트들(434)의 일측 단부들을 상기 연결 패드들(410)에 접합할 수 있다. 이때, 상기 슬릿들의 일측에서 상기 연결 시트들(434)은 서로 연결된 상태일 수 있으며, 상기 연결 패드들(410)에 접합된 후 상기 연결 시트들(434)의 연결된 부분, 즉 도 12에서 상단 부위를 절단함으로써 상기 연결 시트들(434)을 개별화할 수 있다.

이어서, 상기 개별화된 연결 시트들(434)을 상기 연결 기판(300)의 상부 패드들(310)에 납땜 공정을 통하여 접합함으로써 상기 연결 패드들(410)과 상부 패드들(310)을 전기적으로 서로 연결할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 중간 기판(400)과 연결 기판(300)을 대략 수직 방향으로 서로 결합함으로써 종래 기술에서 연성인쇄회로기판을 절곡시킴으로써 발생될 수 있는 공간 사용 효율 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기 중간 기판(400)의 연결 패드들(410)과 상기 연결 기판(300)의 상부 패드들(310)을 땜납(330)을 이용하여 접합함으로써 종래의 와이어 본딩에 비하여 구조적 안정성이 향상될 수 있으며, 특히 전원 인가 패드(414) 및 접지 패드(416)의 크기를 신호 전달용 패드들(412)보다 크게 형성하고 또한 연결 부재들(430)을 이용한 납땜 공정 및 접착용 수지(340) 도포 공정을 통하여 상기 중간 기판(400)과 연결 기판(300) 사이의 구조적 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

결과적으로, 상기 연결 기판(300)을 통한 탐침들(110)과 중간 기판(400) 사이의 전기적 연결 상태가 안정적으로 유지될 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 카드(10)를 이용하는 반도체 소자들에 대한 전기적 검사의 신뢰도가 크게 향상될 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 200 : 프로브 기판
300 : 연결 기판 310 : 상부 패드
320 : 하부 패드 330 : 땜납
340 : 접착용 수지 400 : 중간 기판
410 : 연결 패드 420 : 포고 패드
430 : 연결 부재 500 : 포고 블록
600 : 메인회로기판 700 : 보강판

Claims

웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들을 검사하기 위한 탐침들이 장착되는 하부면을 가지며 상기 탐침들에 대응하는 관통홀이 구비된 프로브 기판;
상기 프로브 기판 상부에 배치되는 메인회로기판;
상기 메인회로기판과 전기적으로 연결되며 상기 프로브 기판의 관통홀 상에 측면이 위치되도록 배치되고 상기 측면에 인접하는 상부면 가장자리 부위에 연결 패드들이 구비된 중간 기판; 및
상기 탐침들과 상기 중간 기판을 연결하기 위하여 상기 프로브 기판의 관통홀 내에 일부가 배치되며 상기 연결 패드들과 대응하는 상부 패드들이 구비된 연결 기판을 포함하되,
상기 상부 패드들이 구비된 상기 연결 기판의 일면이 상기 중간 기판의 측면 상에 배치되며 상기 연결 패드들과 상기 상부 패드들이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자들을 검사하기 위한 탐침들이 장착되는 하부면을 가지며 상기 탐침들에 대응하는 제1 관통홀이 구비된 프로브 기판;
상기 프로브 기판 상부에 배치되는 메인회로기판;
상기 메인회로기판과 전기적으로 연결되며 상기 프로브 기판 상에 배치되고 상기 제1 관통홀과 대응하는 제2 관통홀 및 상기 제2 관통홀의 내측면에 인접하는 상부면 부위에 연결 패드들이 구비된 중간 기판; 및
상기 탐침들과 상기 중간 기판을 연결하기 위하여 상기 제1 및 제2 관통홀들 내에 배치되며 상기 연결 패드들과 대응하는 상부 패드들이 구비된 연결 기판을 포함하되,
상기 상부 패드들이 구비된 상기 연결 기판의 일면이 상기 제2 관통홀의 내측면 상에 배치되며 상기 연결 패드들과 상기 상부 패드들이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연결 패드들은 상기 상부 패드들과 수직 방향으로 접촉되며 땜납에 의해 상기 상부 패드들과 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제3항에 있어서, 상기 땜납 부위 상에는 상기 연결 패드들과 상기 상부 패드들 사이의 연결 상태를 유지시키기 위한 접착용 수지가 도포되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제3항에 있어서, 상기 연결 패드들은 상기 중간 기판의 측면 또는 상기 제2 관통홀의 내측면을 따라 하방으로 연장하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연결 패드들은 복수의 신호 전달용 패드들과 적어도 하나의 전원 인가 패드 및 적어도 하나의 접지 패드를 포함하되, 상기 복수의 신호 전달용 패드들과 상기 전원 인가 패드 및 상기 접지 패드 중 적어도 하나는 나머지 패드들보다 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연결 패드들과 상기 상부 패드들을 각각 서로 연결하는 연결 부재들을 더 포함하며, 상기 연결 패드들과 상기 연결 부재들 및 상기 상부 패드들은 땜납에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제7항에 있어서, 상기 연결 부재들 각각은 와이어 또는 시트 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제7항에 있어서, 상기 중간 기판에는 상기 연결 패드들과 각각 연결된 비아홀들이 구비되며 상기 연결 부재들의 단부들은 상기 비아홀들에 각각 삽입되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중간 기판 상에는 상기 메인회로기판과의 전기적 연결을 위한 포고 패드들이 구비되며, 상기 중간 기판과 상기 메인회로기판 사이에는 상기 포고 패드들과의 접촉을 위한 포고핀들을 포함하는 포고 블록이 배치되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프로브 기판의 하부면에는 상기 탐침들이 장착된 가이드 부재가 접착용 수지에 의해 장착되며, 상기 가이드 부재에는 상기 탐침들이 삽입되는 슬릿들이 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
제11항에 있어서, 상기 탐침들 각각은 상기 가이드 부재 하방으로 돌출되는 탐침부와 상기 가이드 부재 상방으로 돌출되는 단자부를 가지며, 상기 연결 기판에는 상기 탐침들의 단자부와 연결되는 하부 패드들이 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.