KR20140044998A - Probe array head and probe card comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a probe array head and a probe card having the probe array head capable of maintaining the excellence of the probe pin arrangement of the probe card for a wafer check and easily performing the probe pin arrangement. The probe card comprises a support board, a plurality of probe array heads, a main circuit board, and an interface pin. The support board comprises a plurality of penetration holes which corresponds to wafer chips of a wafer. The plurality of probe array heads is installed into the penetration holes and comprises a plurality of probe pins which corresponds to the pads of the semiconductor chip of the wafer. The main circuit board in which the support board is installed is electrically connected to the probe array heads. The interface pin is arranged between the probe array head and the main circuit board and electrically connects the probe pin of the probe array head and the main circuit board. Each probe array head comprises the support board, a flexible probe board, and the probe pins. The probe board is positioned on the support board. The probe pins are positioned on the probe board.

Description

프로브 어레이 헤드 및 그를 갖는 프로브 카드 및 그의 제조 방법{Probe array head and probe card comprising the same}Probe array head and a probe card having the same and a method of manufacturing the same {Probe array head and probe card comprising the same}

본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 검사를 위한 프로브 카드의 프로브 핀 정렬의 우수성을 유지하면서도 프로브 핀 정렬을 보다 용이하게 할 수 있고, 미세피치화에 대응할 수 있는 프로브 카드 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a probe card, and more particularly, a probe card and a probe card capable of facilitating probe pin alignment more easily while maintaining superiority of probe pin alignment of a probe card for wafer inspection, and capable of coping with fine pitching. It relates to a manufacturing method.

일련의 웨이퍼 제조(wafer fabrication) 공정이 완료되어 웨이퍼 안에 수많은 반도체 칩들이 형성된 후에는 웨이퍼를 개별 반도체 칩들로 분할하여 패키지 조립(package assembly) 공정을 진행한다. 이때 패키지 조립 공정 전에 생산된 반도체 칩들의 상태에 불량이 발생하였는지 등의 여부를 검사하기 이하여 웨이퍼 상태에서 마지막으로 이루어지는 공정인 전기적 검사(electrical die sorting; EDS) 공정이 요구된다. 이러한 전기적 검사 고정에서 검사 대상인 반도체 칩과 검사 장비를 전기적으로 연결하는 매개물로 사용되는 것으로 프로브 카드(probe card)가 이용된다.After a series of wafer fabrication processes are completed and numerous semiconductor chips are formed in the wafer, the wafer is divided into individual semiconductor chips and package assembly is performed. At this time, to inspect whether or not a defect occurs in the state of the semiconductor chips produced before the package assembly process, an electrical die sorting (EDS) process, which is the last process in the wafer state, is required. In this electrical test fixing, a probe card is used as a medium for electrically connecting the semiconductor chip to be inspected and the test equipment.

한편 반도체 칩의 표면에는 외부로 노출된 수많은 입출력 패드들이 형성되며, 프로브 카드는 이러한 패드들과 물리적으로 접촉하여 전기적 신호를 입출력할 수 있는 프로브 핀(probe pin)을 구비한다. 그리고 프로브 카드는 검사 장치에 연결된다. 반도체 칩은 패드와 접촉하고 있는 프로브 핀을 통해 검사 장비로부터 소정의 신호를 입력받아 동작을 수행한 후, 그 처리 결과를 다시 프로브 핀을 통해 검사 장비로 출력한다. 검사 장비는 이를 통해 반도체 칩의 전기적 특성을 검사하고 해당 칩의 불량 여부를 판별할 수 있다.On the other hand, a number of input and output pads exposed to the outside are formed on the surface of the semiconductor chip, the probe card is provided with a probe pin (probe pin) for inputting and outputting electrical signals by physically contacting these pads. The probe card is then connected to the inspection device. The semiconductor chip receives a predetermined signal from an inspection device through a probe pin in contact with a pad, performs an operation, and then outputs the processing result back to the inspection device through a probe pin. The inspection equipment may examine the electrical characteristics of the semiconductor chip and determine whether the corresponding chip is defective.

일반적으로 이러한 검사 공정은 신속하고 효율적인 검사를 위하여 반도체 칩의 여러 패드들에 여러 개의 프로브 핀들을 동시에 접촉하여 수행된다. 그런데 반도체 칩은 점차 소형화될 뿐만 아니라 그 패드의 수는 점점 많아지며 크기가 작아지고 있다. 이에 따라 반도체 칩들의 패드 사이의 간격, 즉 피치도 갈수록 줄어들고 있다. 따라서 프로브 카드도 반도체 칩의 패드들에 대응하여 다수의 프로브 핀들을 미세 간격으로 배치하여 제조하여야 한다. 그러나 프로브 카드에 마련되는 프로브 핀들 간의 간격이 줄어들수록 프로브 핀들 간의 전기적 또는 물리적 간섭이 발생하기 때문에 이러한 간섭 발생 없이 프로브 핀들을 형성하기란 매우 어려운 작업이 될 수밖에 없다. Generally, this inspection process is performed by simultaneously contacting a plurality of probe pins to various pads of a semiconductor chip for quick and efficient inspection. However, semiconductor chips are not only miniaturized, but also have a larger number of pads and smaller sizes. Accordingly, the spacing between the pads of the semiconductor chips, that is, the pitch, is gradually decreasing. Therefore, the probe card must also be manufactured by arranging a plurality of probe pins at minute intervals corresponding to the pads of the semiconductor chip. However, as the distance between the probe pins provided in the probe card is reduced, electrical or physical interference between the probe pins occurs, so forming the probe pins without such interference is a very difficult task.

더욱이, 반도체 칩들이 배치된 웨이퍼 상에서 다수의 반도체 칩들을 검사하기 위하여 수많은 프로브 핀들을 정밀하게 정렬하고 고도의 평탄도를 가지도록 배치하는 것 역시 매우 중요하지만 프로브 핀들을 일률적이며 일정한 평탄도를 가지도록 배치하는 것은 매우 어려운 실정이다. 이에 더불어 생산 단가의 저감과 수율 향상 등을 목적으로 공정이 간단하고 제조비용이 경제적인 프로브 카드의 제조방법이 요구되고 있다. 추가로 종래 프로브 카드는 웨이퍼와의 열팽창률 차이로 인한 프로브 핀 접촉 불량에 대한 해결방안도 요구되고 있다.Moreover, it is also very important to precisely align numerous probe pins and arrange them with high flatness in order to inspect a large number of semiconductor chips on the wafer on which the semiconductor chips are placed, but the probe pins must be uniform and uniform. It is very difficult to deploy. In addition, a method of manufacturing a probe card having a simple process and economical manufacturing cost is required for the purpose of reducing production cost and improving yield. In addition, the conventional probe card also requires a solution for poor probe pin contact due to the difference in thermal expansion coefficient with the wafer.

따라서 본 발명의 목적은 프로브 카드 상의 프로브 핀의 정렬을 보다 우수하게 하면서도 프로브 핀의 정렬을 보다 용이하게 하여 프로브 카드 제작에 소요되는 시간과 노동력을 절약하고 보다 향상된 프로브 카드를 제공할 수 있도록 하는 프로브 어레이 헤드 및 그를 갖는 프로브 카드를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to improve the alignment of the probe pins on the probe card and to facilitate the alignment of the probe pins, thereby saving time and labor required for the manufacture of the probe card, and providing a more improved probe card. An array head and a probe card having the same are provided.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼와의 열팽창률 차이가 적은 프로브 카드를 보다 용이하게 제작함으로써 생산비를 절감하면서도 보다 견고한 제품 생산을 지원하는 프로브 어레이 헤드 및 그를 갖는 프로브 카드를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a probe array head and a probe card having a probe card that supports the production of a more robust product while reducing the production cost by more easily manufacturing a probe card with a small difference in thermal expansion coefficient with a wafer.

본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼에 형성된 반도체 칩의 칩 패드의 미세피치화에 대응할 수 있는 프로브 어레이 헤드 및 그를 갖는 프로브 카드를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a probe array head and a probe card having the same which can cope with the fine pitch of the chip pad of the semiconductor chip formed on the wafer.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지지판, 복수의 프로브 어레이 헤드, 메인 회로기판 및 인터페이스 핀을 포함하는 프로브 카드를 제공한다. 상기 지지판은 테스트할 웨이퍼의 반도체 칩들에 대응되게 복수의 관통 홀이 형성되어 있다. 상기 복수의 프로브 어레이 헤드는 상기 복수의 관통 홀에 각각 삽입 설치되며, 상기 웨이퍼의 반도체 칩의 패드들에 대응되게 복수의 프로브 핀을 구비한다. 상기 메인 회로기판은 상기 지지판이 고정 설치되며, 상기 복수의 프로브 어레이 헤드가 전기적으로 연결된다. 그리고 상기 인터페이스 핀은 상기 프로브 어레이 헤드와 상기 메인 회로기판 사이에 배치되어 상기 프로브 어레이 헤드의 프로브 핀과 상기 메인 회로기판을 전기적으로 연결한다. 이때 상기 복수의 프로브 어레이 헤드는 각각은 지지 기판, 상기 지지 기판 위에 접합되는 연성의 프로브 기판, 및 상기 프로브 기판의 면 상에 접합된 복수의 프로브 핀을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a probe card including a support plate, a plurality of probe array heads, a main circuit board and an interface pin. The support plate has a plurality of through holes corresponding to the semiconductor chips of the wafer to be tested. The plurality of probe array heads are inserted into the plurality of through holes, respectively, and include a plurality of probe pins corresponding to pads of the semiconductor chip of the wafer. The main circuit board is fixed to the support plate, the plurality of probe array head is electrically connected. The interface pin is disposed between the probe array head and the main circuit board to electrically connect the probe pin of the probe array head and the main circuit board. In this case, each of the plurality of probe array heads includes a support substrate, a flexible probe substrate bonded on the support substrate, and a plurality of probe pins bonded on a surface of the probe substrate.

본 발명에 따른 프로브 카드에 있어서, 상기 프로브 기판은 양면에 형성된 회로패턴과, 양면의 회로패턴을 서로 연결하는 복수의 비아 홀을 포함하며, 상기 복수의 프로브 핀은 상기 복수의 비아 홀 위에 각각 접합될 수 있다.In the probe card according to the present invention, the probe substrate includes a circuit pattern formed on both sides and a plurality of via holes connecting the circuit patterns on both sides to each other, and the plurality of probe pins are respectively bonded onto the plurality of via holes. Can be.

본 발명에 따른 프로브 카드에 있어서, 상기 프로브 기판은 상기 비아 홀에 충전되는 충전제를 더 포함할 수 있다. 상기 충전제는 상기 비아 홀에 접합되는 상기 프로브 핀을 지지한다.In the probe card according to the present invention, the probe substrate may further include a filler filled in the via hole. The filler supports the probe pins that are bonded to the via holes.

본 발명에 따른 프로브 카드에 있어서, 상기 프로브 기판은 양면에 형성된 회로패턴과, 양면의 회로패턴을 연결하는 복수의 비아 홀을 포함하며, 상기 복수의 프로브 핀은 상기 복수의 비아 홀에서 연장된 회로패턴에 각각 접합될 수 있다.In the probe card according to the present invention, the probe substrate includes a circuit pattern formed on both sides and a plurality of via holes connecting the circuit patterns on both sides, and the plurality of probe pins extend from the plurality of via holes. Each can be bonded to a pattern.

본 발명에 따른 프로브 카드에 있어서, 상기 프로브 핀이 접합되는 면에 형성된 회로패턴은 상기 비아 홀에 연결되어 형성되며, 끝단 부분에 상기 프로브 핀이 접합되는 접속 패드가 형성될 수 있다.In the probe card according to the present invention, a circuit pattern formed on a surface to which the probe pin is bonded may be formed to be connected to the via hole, and a connection pad to which the probe pin is bonded may be formed at an end portion thereof.

본 발명에 따른 프로브 카드에 있어서, 상기 프로브 어레이 헤드는 적어도 하나의 반도체 칩의 칩 패드들에 대응되게 복수의 프로브 핀이 형성될 수 있다.In the probe card according to the present invention, a plurality of probe pins may be formed in the probe array head to correspond to chip pads of at least one semiconductor chip.

본 발명에 따른 프로브 카드에 있어서, 상기 프로브 핀은 접속부, 빔부 및 접촉부를 포함한다. 상기 접속부는 상기 프로브 기판의 면 상에 표면 실장 형태로 접합된다. 상기 빔부는 일단이 상기 접속부의 상단부에 연결되어 수평 방향으로 연장되며, 상기 수평 방향으로 중심 부분에 관통부가 형성되고, 상기 관통부의 바닥의 일측과 천장의 타측을 연결하는 적어도 하나의 핀 압 조절바를 갖는다. 그리고 상기 접촉부는 상기 빔부의 타단에 연결되어 위쪽으로 뻗어 있으며, 웨이퍼 상에 형성된 반도체 칩의 칩 패드에 접촉하는 접촉팁을 갖는다.In the probe card according to the invention, the probe pin comprises a connecting portion, a beam portion and a contact portion. The connection portion is bonded to the surface of the probe substrate in the form of a surface mount. The beam part has one end connected to an upper end of the connection part and extending in a horizontal direction, and a penetrating part is formed in the center part in the horizontal direction, and at least one pin pressure control bar connecting one side of the bottom of the through part and the other side of the ceiling. Have The contact part is connected to the other end of the beam part and extends upward, and has a contact tip contacting a chip pad of a semiconductor chip formed on a wafer.

본 발명에 따른 프로브 카드에 있어서, 상기 지지판은 반도체 칩이 배열된 웨이퍼의 열팽창률과 유사한 열팽창률을 가지는 재질로 구성될 수 있다.In the probe card according to the present invention, the support plate may be made of a material having a thermal expansion rate similar to that of a wafer on which semiconductor chips are arranged.

본 발명에 따른 프로브 카드는, 상기 프로브 어레이 헤드 또는 상기 지지판과 상기 메인 회로기판 사이에 배치되어 상기 프로브 어레이 헤드 또는 상기 지지판을 메인 회로기판과 연결되도록 보강하는 연결 보강판을 더 포함할 수 있다.The probe card according to the present invention may further include a connection reinforcing plate disposed between the probe array head or the support plate and the main circuit board to reinforce the probe array head or the support plate to be connected to the main circuit board.

본 발명에 따른 프로브 카드는, 상기 프로브 어레이 헤드의 일측 또는 상기 지지판의 일측을 관통하여 상기 연결 보강판을 상기 메인 회로기판에 고정시키는 제1 체결부재, 및 상기 프로브 어레이 헤드의 일측 또는 상기 지지판의 일측과 상기 연결 보강판 및 상기 연결 보강판과 상기 메인 회로기판은 연결 고정시키는 제2 체결부재 중 하나를 더 포함할 수 있다.The probe card according to the present invention includes a first fastening member for penetrating one side of the probe array head or one side of the support plate to fix the connection reinforcing plate to the main circuit board, and one side of the probe array head or the support plate. One side and the connection reinforcement plate and the connection reinforcement plate and the main circuit board may further include one of the second fastening members for fixing the connection.

그리고 본 발명은 또한, 지지 기판, 상기 지지 기판 위에 접합되고, 상기 지지 기판에서 연장된 부분은 메인 회로기판에 접합되는 연성의 프로브 기판 및 상기 프로브 기판의 면 상에 접합된 복수의 프로브 핀을 포함하는 프로브 카드용 프로브 어레이 헤드를 제공한다.The present invention also includes a support substrate, a flexible probe substrate bonded to the support substrate, the extended portion of the support substrate being bonded to the main circuit board, and a plurality of probe pins bonded to a surface of the probe substrate. A probe array head for a probe card is provided.

본 발명에 따르면, 프로브 기판의 열팽창에 의하여 프로브 핀의 위치가 웨이퍼의 칩 패드를 벗어나지 않는 범위의 크기로 프로브 어레이 헤드들을 제조함으로써 프로브 카드와 웨이퍼간의 열팽창률 차이로 인한 프로브 핀의 패드 위치이탈을 방지할 수 있다.According to the present invention, the probe array heads are manufactured by manufacturing the probe array heads in such a range that the position of the probe pin does not deviate from the chip pad of the wafer by thermal expansion of the probe substrate, thereby eliminating the pad position of the probe pin due to the difference in thermal expansion coefficient between the probe card and the wafer. You can prevent it.

또한 본 발명은 프로브 기판에 프로브 핀을 삽입하는 공정을 웨이퍼 공정을 통하여 수행함으로써 프로브 기판 상의 프로브 핀 정렬도를 비약적으로 개선할 수 있다. In addition, the present invention can significantly improve the probe pin alignment on the probe substrate by performing the process of inserting the probe pin into the probe substrate through the wafer process.

또한 본 발명은 검사되는 반도체 칩 패드에 대응하는 위치에 핀 홀을 형성한 웨이퍼를 마련함으로써 반도체 칩 패드에 대한 프로브 핀 정렬을 보다 용이하게 할 수 있다.In addition, the present invention can facilitate alignment of the probe pin with respect to the semiconductor chip pad by providing a wafer having a pin hole formed at a position corresponding to the semiconductor chip pad to be inspected.

또한, 본 발명은 웨이퍼와 같은 형태의 원형 지지판 상에 일정 모듈 형태의 프로브 어레이 헤드들을 일괄 접합한 후 사용자 목적에 따라 절단 공정을 통해 일정 부위를 분할함으로써 간단한 공정과 경제적인 제조비용으로 다양한 형태의 프로브 카드를 제조할 수 있다.In addition, the present invention by bonding a batch of probe array heads of a certain module type on a circular support plate of the wafer-like shape and then by dividing a predetermined portion through a cutting process according to the user purpose of various forms with a simple process and economical manufacturing cost Probe cards can be made.

또한, 본 발명은 프로브 어레이 헤드들을 지지판 상에 일괄 삽입함으로써 공정을 단순화할 뿐만 아니라 프로브 핀들의 정렬 상태를 우수하게 맞추고 유지할 수 있다.In addition, the present invention not only simplifies the process by inserting the probe array heads onto the support plate, but also makes it possible to better match and maintain the alignment of the probe pins.

또한, 본 발명은 인터페이스 핀 및 지지판의 관통 홀 등을 이용하여 프로브 어레이 헤드와 메인회로기판 간의 전기적 연결을 간편하게 구현하면서도 그 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can easily improve the reliability of the electrical connection between the probe array head and the main circuit board using the interface pin and the through hole of the support plate.

또한, 본 발명은 프로브 핀을 프로브 기판의 면 상에, 예컨대 비아 홀 또는 배선 패턴의 접속 패드에 표면 실장 형태로 접합할 수 있기 때문에, 웨이퍼에 형성된 반도체 칩의 칩 패드의 미세피치화에 더욱 효과적으로 대응할 수 있다.In addition, the present invention can bond the probe pin to the surface of the probe substrate, for example, in the form of a surface mount to a connection hole of a via hole or a wiring pattern, so that the chip pad of the semiconductor chip formed on the wafer can be more effectively pitched. It can respond.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 카드의 일정 단면을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 카드의 전면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 "A" 영역을 보다 상세히 나타낸 도면.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 카드의 프로브 어레이 헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프로브 카드의 프로브 어레이 헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 프로브 카드의 프로브 어레이 헤드를 보여주는 도면들.
도 18 및 도 19는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 프로브 카드의 프로브 어레이 헤드를 보여주는 도면들.
1 is a cross-sectional view showing a predetermined cross section of a probe card according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of the front of a probe card according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates the area “A” of FIG. 1 in more detail.
4 to 9 are views for explaining a method of manufacturing a probe array head of a probe card according to a first embodiment of the present invention.
10 to 15 are views for explaining a method of manufacturing a probe array head of a probe card according to a second embodiment of the present invention.
16 and 17 illustrate a probe array head of a probe card according to a third embodiment of the present invention.
18 and 19 illustrate a probe array head of a probe card according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1 실시 예First Embodiment

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 카드를 나타내는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 카드의 전면을 개략적으로 나타내는 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 카드의 구성 중 도 1의 "A" 영역 즉 프로브 어레이 헤드를 보다 상세히 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view illustrating a probe card according to a first embodiment of the present invention. 2 is a diagram schematically illustrating a front surface of a probe card according to a first embodiment of the present invention. 3 is a view showing in detail the area “A” of the probe card, ie, the probe array head, of the probe card according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 카드(100)는 지지판(110), 프로브 어레이 헤드(130), 메인 회로기판(140), 인터페이스 핀(150)을 포함하여 구성된다. 그리고 프로브 카드(100)는 프로브 어레이 헤드(130)가 배치되는 지지판(110)과 메인 회로기판(140)의 연결을 위하여 상부 보강판(160) 및 연결 보강판(170)을 더 포함하며, 보강판들(160, 170)을 관통하여 결합시키는 체결부재(190)를 더 포함할 수 있다.1 to 3, the probe card 100 according to the first embodiment of the present invention includes a support plate 110, a probe array head 130, a main circuit board 140, and an interface pin 150. It is configured by. The probe card 100 further includes an upper reinforcement plate 160 and a connection reinforcement plate 170 for connection between the support plate 110 on which the probe array head 130 is disposed and the main circuit board 140. It may further include a fastening member 190 for coupling through the plates (160, 170).

이와 같은 구성을 가지는 제1 실시 예에 따른 프로브 카드(100)는 지지판(110)을 웨이퍼와 유사한 열팽창률을 가지는 재질로 구성하며, 지지판(110) 상에 일정 간격을 가지며 이격된 위치에 프로브 어레이 헤드(130)들을 배열함으로써 열팽창률에 따른 형태 변경을 최소화할 수 있도록 지원한다. 또한 프로브 어레이 헤드(130)들을 별도 제작한 후 지지판(110) 상에 이식함으로써 기판 제작과 보수 및 교체를 보다 용이하게 할 수 있다. 한편 도 2에서는 프로브 카드(100)가 원형의 형태로 구성되는 것을 도시하였으나, 설계자의 의도에 따라 직사각형 등 다양한 형태로의 변형도 가능할 것이다. 이하 프로브 카드(100)의 각 구성에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Probe card 100 according to the first embodiment having such a configuration is composed of a material having a coefficient of thermal expansion similar to the wafer 110, the probe array on a spaced apart position on the support plate 110 By arranging the heads 130, it is possible to minimize the shape change according to the coefficient of thermal expansion. In addition, since the probe array heads 130 are separately manufactured, the probe array heads 130 may be implanted on the support plate 110 to facilitate substrate fabrication, repair, and replacement. Meanwhile, although FIG. 2 illustrates that the probe card 100 is configured in a circular shape, the probe card 100 may be modified in various forms such as a rectangle according to a designer's intention. Hereinafter, each configuration of the probe card 100 will be described in more detail.

지지판(110)은 웨이퍼와 같은 형태의 원형 판으로 구성 가능하며, 웨이퍼와 유사한 열팽창률을 갖는 재질, 예컨대 실리콘, 세라믹, 글래스, 인바(invar), 노비나이트(nobinite)를 포함하는 금속합금 등으로 형성될 수 있다. 지지판(110)은 메인 회로기판(140) 상에 배치되어 프로브 어레이 헤드(130)들이 배치될 수 있는 물리적 토대를 제공할 수 있다. 지지판(110)은 웨이퍼와 같은 형태의 원형일 수도 있지만, 여러 개의 긴 블록 형태들이 모여 웨이퍼와 유사한 형태를 이루도록 할 수도 있다. 이러한 지지판(110)에는 프로브 어레이 헤드(130)들이 이식될 수 있는 소정의 간격을 두고 관통 홀(139)이 다수 개 형성될 수 있다. The support plate 110 may be formed of a circular plate shaped like a wafer, and may be formed of a material having a thermal expansion similar to that of the wafer, such as a metal alloy including silicon, ceramic, glass, invar, and nobinite. Can be formed. The support plate 110 may be disposed on the main circuit board 140 to provide a physical foundation on which the probe array heads 130 may be disposed. The support plate 110 may be circular in the form of a wafer, but a plurality of long block shapes may be collected to form a wafer-like shape. A plurality of through holes 139 may be formed in the support plate 110 at predetermined intervals at which the probe array heads 130 may be implanted.

이때 지지판(110)에 형성되는 관통 홀(139)들은 웨이퍼에 마련된 반도체 칩들의 위치에 대응하는 위치에 마련될 수 있다. 이 관통 홀(139)들에 각각 설치된 프로브 어레이 헤드(130)들은 메인 회로기판(140)에 형성된 인터페이스 핀(150)을 매개로 전기적으로 연결된다. 인터페이스 핀(150)으로는 포고 핀 또는 스프링 핀 등이 사용될 수 있다. 관통 홀(139)들의 형상은 이식되는 프로브 어레이 헤드(130)들의 형상에 대응하는 형상으로 마련될 수 있다. 도 2를 기준으로 설명하면, 관통 홀(139)들은 하나의 프로브 어레이 헤드(130)가 이식되는 형상들뿐만 아니라, 다수개의 프로브 어레이 헤드(130)가 줄지어 이식되는 블록 형상들에 대응하는 형태로도 마련될 수 있다. 한편 지지판(110)은 메인 회로기판(140) 상에 고정되기 위하여 일측에 체결부재(190)가 배치되는 영역을 포함할 수 있다. 즉 지지판(110)의 일정 영역에는 체결부재(190)가 관통하는 연결구가 다수개 마련될 수 있다.In this case, the through holes 139 formed in the support plate 110 may be provided at positions corresponding to the positions of the semiconductor chips provided in the wafer. The probe array heads 130 installed in the through holes 139 are electrically connected to each other via the interface pin 150 formed on the main circuit board 140. As the interface pin 150, a pogo pin or a spring pin may be used. The shape of the through holes 139 may be provided in a shape corresponding to the shape of the probe array heads 130 to be implanted. Referring to FIG. 2, the through holes 139 correspond to not only shapes in which one probe array head 130 is implanted but also block shapes in which a plurality of probe array heads 130 are lined and implanted. It can also be arranged. Meanwhile, the support plate 110 may include a region in which the fastening member 190 is disposed on one side in order to be fixed on the main circuit board 140. That is, a plurality of connectors through which the fastening member 190 penetrates may be provided in a predetermined region of the support plate 110.

프로브 어레이 헤드(130)는 지지판(110)에 마련된 관통 홀(139)들에 각각 이식된다. 이러한 프로브 어레이 헤드(130)들은 다층 세라믹(MLC) 또는 경연성 인쇄회로기판(RFPCB) 등 다양한 형태로 제작될 수 있다. 프로브 어레이 헤드(130) 제조에 대해서는 후술하는 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 우선 이하 설명에서는 다층 세라믹 형태로 제작된 형태에 대하여 주로 설명하기로 한다. 프로브 어레이 헤드(130)는 도시된 바와 같이 프로브 기판 부재 및 프로브 기판 부재에 전도성 접착제(133)을 매개로 전기적으로 접합된 프로브 핀(180)을 포함하며, 프로브 기판 부재는 프로브 기판(120)과, 프로브 기판(120)에 비전도성 접착제(135)를 매개로 접합된 지지층(131)을 포함하여 구성될 수 있다. 특히 프로브 핀(180)이 삽입 고정되는 지지층(131)은 테스트 대상인 웨이퍼와 동등한 열팽창계수를 갖는 소재, 예컨대 실리콘이나 세라믹 소재로 이루어진다. 따라서 프로브 어레이 헤드(130)는 웨이퍼와 동등한 열팽창계수를 가질 수 있다.The probe array head 130 is implanted into the through holes 139 provided in the support plate 110, respectively. The probe array heads 130 may be manufactured in various forms such as multilayer ceramic (MLC) or rigid printed circuit board (RFPCB). Manufacturing of the probe array head 130 will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. First, in the following description, a form manufactured in a multilayer ceramic form will be mainly described. The probe array head 130 includes a probe substrate 180 and a probe pin 180 electrically connected to the probe substrate member through a conductive adhesive 133 as shown, and the probe substrate member is connected to the probe substrate 120. The support layer 131 may be configured to be bonded to the probe substrate 120 through the non-conductive adhesive 135. In particular, the support layer 131 to which the probe pin 180 is inserted and fixed is made of a material having a thermal expansion coefficient equivalent to that of the wafer under test, for example, silicon or ceramic material. Therefore, the probe array head 130 may have a coefficient of thermal expansion equivalent to that of the wafer.

프로브 기판(120)은 내부에 회로패턴(121)이 형성되고, 프로브 기판(120)의 일면에는 제1 패드(125)가 형성되고, 일면에 반대되는 타면에는 제2 패드(127)가 형성되어 있다. 제1 및 제2 패드(125,127)는 회로패턴(121)을 매개로 전기적으로 연결된다. 이때 제1 패드(125)는 인터페이스 핀(150)이 기계적인 접촉에 의해 전기적으로 연결된다. 제2 패드(127)는 지지층(131)의 노출공((132)에 대응되는 위치에 형성된다. 인터페이스 핀(150)과 접촉되는 제1 패드(125)는 프로브 어레이 헤드(130)가 지지판(110)에 안착된 이후 인터페이스 핀(150)과 접촉되는 방향 쪽 즉 프로브 핀(180)이 배치된 면의 반대쪽 면에 형성될 수 있다. 이러한 프로브 기판(120)은 인쇄회로기판, 연성 인쇄회로기판(FPCB; flexible PCB), 세라믹기판 중의 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진 경연성 인쇄회로기판(RFPCB; rigid flexible PCB)으로 구성될 수 있다. 회로패턴(121)은 도시하지 않았으나 프로브 기판(120)의 후면 중 인터페이스 핀(150)과 접촉되는 면에 마련되는 제1 패드(125)과 전기적으로 연결되며, 다층으로 형성될 수 있다. 이러한 프로브 기판(120)은 지지판(110)과 마찬가지로, 웨이퍼와 같은 형태의 원형 판 또는 여러 개의 긴 블록 형태를 가질 수 있다. 프로브 기판(120)은 지지판(110) 위에 일괄 설치될 수 있다. 프로브 기판(120)과 지지판(110)의 연결은 에폭시와 같은 비전도성 접착제 또는 볼트와 너트를 이용한 기구적 체결 방식에 의해 이루어질 수 있다. 프로브 기판(120)의 두께는 지지판(110)에 형성된 관통 홀(139)의 깊이에 대응하도록 형성될 수 있다. 이러한 프로브 기판(120) 두께 형성은 프로브 어레이 헤드(130)들의 지지판(110) 상의 배치 균일도와 평탄도를 위한 것이다. 한편 프로브 기판(120) 두께는 설계자 의도에 따라 관통 홀(139)의 깊이보다 얇게 형성되거나 보다 두껍게 형성될 수 도 있으며, 이 경우에도 프로브 어레이 헤드(130)들을 지지판(110) 상에 배치할 때 일정 균일도를 가지도록 배치되는 것이 바람직하다.The circuit board 121 is formed inside the probe substrate 120, and a first pad 125 is formed on one surface of the probe substrate 120, and a second pad 127 is formed on the other surface opposite to the one surface. have. The first and second pads 125 and 127 are electrically connected to each other through the circuit pattern 121. In this case, the first pad 125 is electrically connected to the interface pin 150 by mechanical contact. The second pad 127 is formed at a position corresponding to the exposed hole 132 of the support layer 131. The first pad 125 in contact with the interface pin 150 has the probe array head 130 supported by the support plate ( It may be formed on the side of the direction in contact with the interface pin 150, that is opposite to the surface on which the probe pin 180 is disposed after being seated on 110. Such a probe substrate 120 is a printed circuit board, a flexible printed circuit board (FPCB; flexible PCB), or a flexible printed circuit board (RFPCB; rigid flexible PCB) made of any one or a combination thereof, the circuit pattern 121 is not shown, but the probe substrate 120 It is electrically connected to the first pad 125 provided on a surface of the rear surface of the rear surface of the rear surface of the rear surface of the substrate 110 and may be formed in multiple layers. Round plates of the same form or several long block types The probe substrate 120 may be collectively installed on the support plate 110. The connection between the probe substrate 120 and the support plate 110 may be performed by using a non-conductive adhesive such as epoxy or mechanically using bolts and nuts. The thickness of the probe substrate 120 may be formed to correspond to the depth of the through hole 139 formed in the support plate 110. The thickness of the probe substrate 120 may be formed by using a probe array head. For the uniformity and flatness of the arrangement on the support plate 110 of 130. Meanwhile, the thickness of the probe substrate 120 may be formed thinner or thicker than the depth of the through hole 139 according to the designer's intention. Even when the probe array head 130 is disposed on the support plate 110 is preferably arranged to have a uniform uniformity.

제2 패드(127)이 형성된 프로브 기판(120)의 표면에는 비전도성 접착제(135)를 매개로 지지층(131)이 접합된다. 지지층(131)은 프로브 기판(120)의 제2 패드(127)에 대응하는 위치마다 노출공(132)을 갖는다. 지지층(131)의 재료는 전술한 바와 같이 웨이퍼의 재료와 동등한 재료이다. 그러나 열팽창률의 차이로 인한 프로브 핀(180)의 접촉 불량을 우려하지 않아도 될 정도로 프로브 카드(100)의 면적이 크지 않다면, 지지층(131)의 재료로는 세라믹, FR4, 폴리이미드(polyimide), 유기질, 포토레지스트(PR), 드라이 필름(dry film) 등의 다양한 물질들이 사용될 수 있다. 각각의 노출공(132) 안에는 프로브 핀(180)과의 전기적 접합을 위하여 전도성 접착제(133)가 채워질 수 있다. 전도성 접착제(133)는 전기적 전도성을 가지는 접착제이며, 예를 들어 금속 분말이 함유된 액상 접착제나 솔더 페이스트(solder paste) 또는 땜납 등이 될 수 있다. 노출공(132)에 채워진 전도성 접착제(133)는 프로브 핀(180) 삽입 시 프로브 핀(180)을 노출공(132)에 고정시킴과 아울러 프로브 핀(180)과 전기적으로 연결 상태를 유지하도록 지원한다. 이로 인해 노출공(132)에 노출된 제2 패드(127)와 프로브 핀(180)은 전도성 접착제(133)을 매개로 전기적으로 연결된다. 비전도성 접착제(135)는 전기적 전도성을 갖지 않는 접착제로서, 예를 들어 에폭시 계열의 접착제가 사용될 수 있다.The support layer 131 is bonded to the surface of the probe substrate 120 on which the second pad 127 is formed through the non-conductive adhesive 135. The support layer 131 has exposure holes 132 at positions corresponding to the second pads 127 of the probe substrate 120. The material of the support layer 131 is a material equivalent to that of the wafer as described above. However, if the area of the probe card 100 is not large enough that the poor contact of the probe pin 180 due to the difference in thermal expansion rate is not concerned, the material of the support layer 131 may be ceramic, FR4, polyimide, Various materials such as organic materials, photoresist (PR), dry film, and the like may be used. Each exposed hole 132 may be filled with a conductive adhesive 133 for electrical bonding with the probe pin 180. The conductive adhesive 133 is an adhesive having electrical conductivity, and may be, for example, a liquid adhesive, a solder paste, solder, or the like containing metal powder. The conductive adhesive 133 filled in the exposed hole 132 secures the probe pin 180 to the exposed hole 132 when the probe pin 180 is inserted, and maintains the electrical connection with the probe pin 180. do. As a result, the second pad 127 and the probe pin 180 exposed to the exposure hole 132 are electrically connected to each other through the conductive adhesive 133. The non-conductive adhesive 135 is an adhesive having no electrical conductivity. For example, an epoxy-based adhesive may be used.

프로브 핀(180)은 도시된 바와 같이 외팔보(cantilever) 형태일 수 있다. 그러나 프로브 핀(180)이 반드시 이러한 형태로 국한되는 것은 아니며, 웨이퍼의 칩 패드에 접촉하여 가압하고 접촉 상태에서 떨어졌을 때 원상태로 복원 가능한 탄성을 갖는 형태라면 어떠한 형태도 가능하다. 예를 들어 본 발명의 프로브 핀(180)은 프로브 기판(120)의 노출공(132)에 삽입되어 접속되는 접속부(181), 일단이 접속부(181)의 상단부에 연결되어 수평 방향으로 연장되며 수평 방향으로 중심 부분에 관통부가 형성되고 관통부의 바닥의 일측과 천장의 타측을 연결하는 핀 압 조절바를 갖는 빔부(183), 빔부(183)의 타단에 연결되어 위쪽으로 뻗어 있으며 웨이퍼 상에 형성된 반도체 칩의 패드에 접촉하는 접촉팁을 갖는 접촉부(185)를 포함하는 형태로 마련될 수 있다. The probe pin 180 may be in the form of a cantilever as shown. However, the probe pin 180 is not necessarily limited to this shape, and any shape may be used as long as the probe pin 180 has elasticity that can be restored to its original state when pressed against the chip pad of the wafer and dropped from the contact state. For example, the probe pin 180 of the present invention has a connection part 181 inserted into and connected to the exposed hole 132 of the probe substrate 120, and one end thereof is connected to the upper end of the connection part 181 to extend in a horizontal direction and horizontally. The semiconductor chip formed on the wafer and connected upwardly by being connected to the other end of the beam part 183 and the beam part 183 having a pin pressure control bar connecting one side of the bottom of the through part and the other side of the ceiling in the direction; It may be provided in the form including a contact portion 185 having a contact tip in contact with the pad of the.

프로브 핀(180)의 접속부(181)는 프로브 기판(120)의 노출공(132) 안에 수직 방향으로 삽입되며 노출공(132) 내에 충진되는 전도성 접착제(133)를 통해 노출공(132) 안에 물리적으로 고정될 뿐만 아니라 프로브 기판(120)의 제2 패드(127)에 전기적으로 연결된다. 이러한 프로브 핀(180)의 접속부(181)는 노출공(132)의 깊이에 대응하도록 마련될 수 있다. 즉 프로브 핀(180)의 접속부(181)는 노출공(132)의 깊이에 대응하는 길이와 노출공(132)의 직경보다 적은 두께를 가지며 형성될 수 있다. 한편 프로브 핀(180)의 몸체에서 접속부(181)가 돌출되는 시작 부위는 접속부 돌출을 위하여 주변 구조물 예를 들면 빔부(183)로부터 단차진 형상으로 마련될 수 있다. 단차진 형상의 접속부 하단은 접속부(181)가 노출공(132)에 삽입되는 동안 프로브 기판(120)의 전면과 대면되어 프로브 핀(180)이 필요 이상으로 노출공(132) 내측으로 삽입되지 않도록 지지하는 역할을 수행할 수 있다.The connection portion 181 of the probe pin 180 is inserted into the exposure hole 132 of the probe substrate 120 in the vertical direction and physically inserted into the exposure hole 132 through the conductive adhesive 133 filled in the exposure hole 132. As well as being fixed to the electrically connected to the second pad 127 of the probe substrate 120. The connection part 181 of the probe pin 180 may be provided to correspond to the depth of the exposure hole 132. That is, the connection part 181 of the probe pin 180 may have a length corresponding to the depth of the exposure hole 132 and a thickness smaller than the diameter of the exposure hole 132. On the other hand, the start portion from which the connection portion 181 protrudes from the body of the probe pin 180 may be provided in a stepped shape from a peripheral structure, for example, the beam portion 183, for protruding the connection portion. The stepped lower end of the connection part faces the front surface of the probe substrate 120 while the connection part 181 is inserted into the exposure hole 132 so that the probe pin 180 is not inserted into the exposure hole 132 more than necessary. Can play a supporting role.

프로브 핀(180)의 접촉부(185)는 반도체 칩의 패드와 물리적으로 접촉되는 부분이다. 이러한 접촉부(185)의 끝단인 접촉팁은 칩 패드의 소형화에 따라 첨단 부분이 보다 얇고 가는 형상으로 가공될 수 있다. 예를 들면 접촉팁의 끝단은 인접된 주변 첨단 영역으로부터 돌출된 핀 형상으로 마련될 수 도 있다.The contact portion 185 of the probe pin 180 is a part in physical contact with the pad of the semiconductor chip. The tip of the contact portion 185 may be processed into a thinner and thinner tip portion as the chip pad is miniaturized. For example, the tip of the contact tip may be provided in the shape of a pin protruding from the adjacent peripheral tip region.

한편 본 발명의 프로브 핀(180)은 빔부(183)에서 핀 압 조절바가 여러개 형성된 형태, 접촉부(185)의 일부가 변형된 형태, 빔부(183)의 두께가 단차진 형태 등 다양한 형태로 마련될 수 있다. 이러한 프로브 핀(180)은 텅스텐(W), 레늄 텅스텐(ReW), 베릴륨 구리(BeCu), MEMS(micro electro-mechanical system) 재질인 니켈(Ni) 합금 등으로 형성되며, 그 밖에 이에 상응하는 전도성 물질들로 마련될 수 있다.Meanwhile, the probe pin 180 of the present invention may be provided in various forms such as a form in which a plurality of pin pressure adjusting bars are formed in the beam unit 183, a portion of the contact unit 185 is deformed, and a thickness of the beam unit 183 is stepped. Can be. The probe pin 180 may be formed of tungsten (W), rhenium tungsten (ReW), beryllium copper (BeCu), nickel (Ni) alloy which is a micro electro-mechanical system (MEMS) material, and the like. It can be provided with materials.

메인 회로기판(140)은 프로브 어레이 헤드(130)들과 전기적으로 연결되어 검사 장비로부터 전달되는 신호를 프로브 어레이 헤드(130)를 통하여 반도체 칩 패드에 전달하고, 반도체 칩 패드가 프로브 어레이 헤드(130)에 피드백하는 정보를 검사 장비에 제공하는 구성이다. 이러한 메인 회로기판(140)에는 지지판(110)이 결합 및 고정되며, 인터페이스 핀(150)을 통해 메인 회로기판(140)의 패드(도시되지 않음)와 프로브 기판(120)의 접점이 전기적으로 연결된다. 도면에 도시된 바와 같이 메인 회로기판(140)과 지지판(110)간의 결합은 체결부재(190)를 기반으로 한 나사 결합으로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 또는 사용자 선택 사항에 따라 비전도성 접착제 등으로 결합될 수 도 있다. 이러한 메인 회로기판(140)과 지지판(110)과의 결합 시 메인 회로기판(140)과 지지판(110)의 결합을 보강하기 위하여 메인 회로기판(140)의 하부면에는 별도의 연결 보강판(170)이 더 사용될 수도 있다. 즉 메인 회로기판(140)과 지지판(110) 사이 일정 영역에 연결 보강판(170)이 배치될 수 있다. 그러나 지지판(110)이 자체적으로 보강판의 역할을 수행하도록 마련되는 경우 연결 보강판(170)은 생략되어도 충분하다. The main circuit board 140 is electrically connected to the probe array heads 130 to transmit a signal transmitted from the inspection equipment to the semiconductor chip pad through the probe array head 130, and the semiconductor chip pad is connected to the probe array head 130. Is to provide information to the inspection equipment. The support plate 110 is coupled and fixed to the main circuit board 140, and the pad (not shown) of the main circuit board 140 and the contact point of the probe board 120 are electrically connected to each other through the interface pin 150. do. As shown in the figure, the coupling between the main circuit board 140 and the support plate 110 may be made of a screw coupling based on the fastening member 190, and may be made of a non-conductive adhesive or the like according to necessity or a user option. It may be combined. In order to reinforce the coupling of the main circuit board 140 and the support plate 110 when the main circuit board 140 and the support plate 110 are coupled, a separate connection reinforcement plate 170 is provided on the lower surface of the main circuit board 140. ) May be used further. That is, the connection reinforcement plate 170 may be disposed in a predetermined region between the main circuit board 140 and the support plate 110. However, when the supporting plate 110 is provided to perform the role of the reinforcing plate itself, the connection reinforcing plate 170 may be omitted.

메인 회로기판(140)과 지지판(110)과의 결합 고정을 위하여 연결 보강판(170)이 마련되는 경우, 연결 보강판(170)은 지지판(110)의 가장자리 영역과 메인 회로기판(140) 사이에 일정폭과 일정 길이 및 일정 개수를 가지며 배치될 수 있다. 연결 보강판(170)이 메인 회로기판(140)과 지지판(110) 사이에 배치되면, 체결부재(190)는 지지판(110) 일측 예를 들면 지지판(110)의 가자장리에 형성된 연결구를 관통하여 연결 보강판(170)까지 이어지는 형태로 지지판(110)을 연결 보강판(170)에 고정시킬 수 있다. 이를 위하여 연결구는 체결부재(190)가 관입된 후 고정될 수 있도록 체결부재(190)에 대응하는 형상 예를 들면 암나사산 형상으로 마련될 수 있다. 이에 따라 체결부재(190) 또한 숫나사산의 형상으로 마련되어 나사 결합을 통하여 지지판(110)을 연결 보강판(170)에 고정시킬 수 있다. 한편 연결 보강판(170)은 메인 회로기판(140) 일측에 견고하게 부착된 상태를 유지함으로서, 결과적으로 연결 보강판(170)에 결합 고정되는 지지판(110)이 메인 회로기판(140)에 고정될 수 있다.When the connection reinforcement plate 170 is provided to couple and fix the main circuit board 140 and the support plate 110, the connection reinforcement plate 170 is disposed between the edge region of the support plate 110 and the main circuit board 140. It can be arranged with a certain width, a certain length and a certain number of. When the connection reinforcement plate 170 is disposed between the main circuit board 140 and the support plate 110, the fastening member 190 penetrates through the connector formed at one side of the support plate 110, for example, the temporary edge of the support plate 110. The support plate 110 may be fixed to the connection reinforcement plate 170 in a form extending to the connection reinforcement plate 170. To this end, the connector may be provided in a shape corresponding to the fastening member 190, for example, a female thread shape, so that the fastening member 190 may be fixed after being inserted. Accordingly, the fastening member 190 may also be provided in the shape of a male thread to fix the support plate 110 to the connection reinforcement plate 170 through screw coupling. Meanwhile, the connection reinforcement plate 170 is firmly attached to one side of the main circuit board 140, so that the support plate 110 coupled to the connection reinforcement plate 170 is fixed to the main circuit board 140. Can be.

상부 보강판(160)은 메인 회로기판(140) 상부에 마련되어 메인 회로기판(140)의 상부면을 보강하며 메인 회로기판(140)을 지지하는 구성이다. 상부 보강판(160)의 일정 영역 및 메인 회로기판(140)의 일정 영역에는 체결부재(190)가 관통할 수 있는 연결홀이 마련된다. 그러면 체결부재(190)는 메인 회로기판(140)과 상부 보강판(160)에 마련된 연결홀을 관통한 후 연결 보강판(170)과 체결된다. 이에 따라 체결부재(190)는 상부 보강판(160), 메인 회로기판(140) 및 연결 보강판(170)의 연결 고정시킬 수 있다.The upper reinforcement plate 160 is provided on the main circuit board 140 to reinforce the upper surface of the main circuit board 140 and to support the main circuit board 140. Connection holes through which the fastening member 190 may pass are provided in a predetermined region of the upper reinforcement plate 160 and a predetermined region of the main circuit board 140. Then, the fastening member 190 passes through the connection hole provided in the main circuit board 140 and the upper reinforcement plate 160 and then is fastened to the connection reinforcement plate 170. Accordingly, the fastening member 190 may connect and fix the upper reinforcement plate 160, the main circuit board 140, and the connection reinforcement plate 170.

인터페이스 핀(150)은 메인 회로기판(140)과 프로브 어레이 헤드(130)를 전기적으로 연결시키며 특히 프로브 어레이 헤드(130)의 프로브 기판(120)에 마련된 회로패턴(121)과 메인 회로기판(140)을 전기적으로 연결시키는 구성이다. 이를 위하여 메인 회로기판(140) 상에 인터페이스 핀(150)이 접촉되는 지점에는 일정 접점 또는 패드가 마련될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 프로브 기판(120)의 후면에서 회로패턴(121)과 연결되며 인터페이스 핀(150)과 접촉되기 위한 제1 패드(125)가 마련될 수 있다. 이러한 인터페이스 핀(150)은 다양한 형태의 전기 전도성 부재로 구성될 수 있으며, 예를 들면, 와이어, 케이블, 포고 핀, 스프링 핀 등이 사용될 수 있다.The interface pin 150 electrically connects the main circuit board 140 and the probe array head 130, and in particular, the circuit pattern 121 and the main circuit board 140 provided on the probe board 120 of the probe array head 130. ) Is configured to electrically connect. To this end, a predetermined contact point or pad may be provided at a point where the interface pin 150 contacts on the main circuit board 140, and as described above, the circuit pattern 121 is connected to the rear surface of the probe board 120. The first pad 125 may be provided to be in contact with the interface pin 150. The interface pin 150 may be composed of various types of electrically conductive members, and for example, wires, cables, pogo pins, spring pins, and the like may be used.

상술한 구성을 기반으로 제1 실시 예에 따른 프로브 카드(100)는 프로브 핀(180)이 프로브 기판(120)의 노출공(132)에 삽입되어 회로패턴(121)과 전기적으로 연결되고, 다시 인터페이스 핀(150)을 통하여 메인 회로기판(140)과 연결됨으로써 전기적 신호 송수신 패스를 구성할 수 있다. 특히 제1 실시 예에 따른 프로브 카드(100)는 지지판(110)을 웨이퍼와 유사하거나 근접한 열팽창률을 가지도록 구성하며, 또한 지지판(110)에 이식되는 프로브 어레이 헤드(130)들 또한 지지판(110)과 유사한 열팽창률을 가지도록 구성한다. 즉 제1 실시 예에 따른 프로브 카드(100) 중 프로브 어레이 헤드(130)는 다층 세라믹 기판 또는 경연성 인쇄회로기판으로 구성됨으로써 지지판(110) 및 반도체 칩이 마련된 웨이퍼와의 열팽창률 차이를 줄이고 일정 간격으로 이격된 형태로 배치됨으로써 열팽창 또는 열수축에 따른 위치 변경을 최소화할 수 있다. 특히 제1 실시 예에 따른 프로브 카드(100)는 프로브 핀(180)이 배열된 프로브 기판(120)을 별도로 제작하여 프로브 어레이 헤드(130)들로서 마련하고 이를 지지판(110) 상에 일률적으로 배치 및 접합함으로써 프로브 핀(180)들의 정렬도를 높이고 프로브 카드(100)의 제작을 보다 용이하게 할 수 있으며, 필요에 따라 일정 부분을 보다 손쉽게 교체 또는 보수하도록 지원한다.Based on the above-described configuration, the probe card 100 according to the first exemplary embodiment may be electrically connected to the circuit pattern 121 by inserting the probe pin 180 into the exposed hole 132 of the probe substrate 120. By connecting to the main circuit board 140 through the interface pin 150, an electrical signal transmission and reception path may be configured. In particular, the probe card 100 according to the first embodiment configures the support plate 110 to have a coefficient of thermal expansion similar to or close to that of the wafer, and the probe array heads 130 implanted in the support plate 110 also support plate 110. It is configured to have a coefficient of thermal expansion similar to). That is, the probe array head 130 of the probe card 100 according to the first exemplary embodiment may be formed of a multilayer ceramic substrate or a flexible printed circuit board, thereby reducing a difference in thermal expansion rate between the support plate 110 and a wafer on which a semiconductor chip is provided, and thus maintaining a constant ratio. By being disposed in the form spaced apart from each other it is possible to minimize the positional change due to thermal expansion or thermal contraction. In particular, the probe card 100 according to the first exemplary embodiment may separately prepare the probe substrate 120 having the probe pins 180 arranged thereon and provide them as the probe array heads 130 and uniformly arrange them on the support plate 110. By bonding, it is possible to increase the degree of alignment of the probe pins 180 and to facilitate the fabrication of the probe card 100, and to easily replace or repair a certain portion as necessary.

한편 상술한 설명에서는 별도의 더미 세라믹으로 구성된 지지판(110)을 마련하고, 지지판(110) 상에 프로브 어레이 헤드(130)들을 배치하는 것으로 설명하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 제1 실시 예에 따른 프로브 카드(100)는 별도의 지지판(110)을 마련하지 않고, 프로브 어레이 헤드(130)들이 일정 배열로 부착된 형태로 마련한 후 메인 회로기판(140)과 결합 고정되도록 제작이 가능하다. 이 경우 제1 실시 예에 따른 프로브 카드(100)는 프로브 핀들(180)이 접속된 프로브 기판(120)을 포함하는 적어도 하나의 프로브 어레이 헤드(130), 프로브 어레이 헤드(130)들과 전기적으로 연결되며 프로브 어레이 헤드(130)들을 고정시키는 메인 회로기판(140), 메인 회로기판(140)과 프로브 어레이 헤드(130)들을 전기적으로 연결하는 인터페이스 핀(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때 프로브 카드(100)는 프로브 어레이 헤드(130)와 메인 회로기판(140) 연결을 보강하며, 이들은 체결 부재로 서로 연결되며, 연결 보강판(170)과 메인 회로기판(140)을 보강하는 상부 보강판(160)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in the above description, the support plate 110 formed of a separate dummy ceramic is provided, and the probe array heads 130 are disposed on the support plate 110, but the present invention is not limited thereto. That is, the probe card 100 according to the first embodiment does not provide a separate support plate 110, but is provided in a form in which the probe array heads 130 are attached in a predetermined arrangement so that the probe card 100 is fixedly coupled to the main circuit board 140. Production is possible. In this case, the probe card 100 according to the first embodiment may be electrically connected to the at least one probe array head 130 and the probe array head 130 including the probe substrate 120 to which the probe pins 180 are connected. It may be configured to include a main circuit board 140 connected to the probe array head 130, the interface pin 150 for electrically connecting the main circuit board 140 and the probe array head 130. At this time, the probe card 100 reinforces the connection of the probe array head 130 and the main circuit board 140, which are connected to each other by a fastening member, and the upper part reinforcing the connection reinforcing plate 170 and the main circuit board 140. It may further include a reinforcement plate 160.

이하 제1 실시 예에 따른 프로브 카드(100)의 프로브 어레이 헤드(130) 제조에 대하여 도 4 내지 도 10을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, manufacturing of the probe array head 130 of the probe card 100 according to the first embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 10.

도 4 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)를 제조하는 방법을 설명하기 위해 프로브 어레이 헤드의 일단면을 나타낸 것이다. 여기서 제1 및 제2 웨이퍼(210,220)로는 반도체 칩이 형성되지 않은 베어 웨이퍼가 사용될 수 있으며, 그 외 다양한 소재가 사용될 수 있다.4 to 10 illustrate one end surface of the probe array head to explain a method of manufacturing the probe array head 130 according to the first embodiment of the present invention. The first and second wafers 210 and 220 may be bare wafers on which semiconductor chips are not formed, and various other materials may be used.

도 4 내지 도 10을 참조하면, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이 프로브 핀(180)을 정렬시키기 위한 제1 웨이퍼 소재(211)를 마련한다. 제1 웨이퍼 소재(211)는 반도체 칩이 마련된 웨이퍼에 대응되는 형태로 마련될 수 있으며, 또한 도시된 바와 같이 일정 개수의 프로브 핀(180) 정렬을 위해 일정 형태로 마련될 수 도 있다. 이하 설명에서 제1 웨이퍼 소재(211)는 2개의 프로브 핀(180)이 정렬되는 형태를 기준으로 설명하기로 한다.4 through 10, first, as shown in FIG. 4, a first wafer material 211 is provided to align the probe pins 180. The first wafer material 211 may be provided in a form corresponding to a wafer on which a semiconductor chip is provided, and may also be provided in a form for aligning a predetermined number of probe pins 180 as shown. In the following description, the first wafer material 211 will be described based on a form in which two probe pins 180 are aligned.

제1 웨이퍼 소재(211)가 마련되면, 도 5에 도시된 바와 같이 마련된 제1 웨이퍼 소재(211)를 기반으로 프로브 핀(180)의 탐침이 놓일 x, y축 좌표에 대응하는 형상을 가지도록 가공한다. 예를 들어 도시된 바와 같이 프로브 핀(180)의 구성 중 반도체 칩의 패드에 접촉되는 접촉부(185)가 삽입될 핀 홀 영역(201)과, 프로브 핀(180)의 빔부(183)가 안착될 받침 영역(203), 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 배치될 관통부 영역(205) 등이 형성되도록 가공된 제1 웨이퍼(210)를 제조한다. 관통부 영역(205)은 추후 프로브 핀(180)의 접속부(181)를 프로브 기판(120)의 노출공(132)에 고정시키기 위한 작업을 수행하는데 이용될 수 있다. 이때 가공 공정으로 사진 공정과 Dry Etch 공정이 이용될 수 있다. 제1 실시 예에 수행되는 노광을 위한 사진 공정으로는 멤스(MEMS; Micro Electro Mechanical Systems) 노광 공정이 사용될 수 있다. When the first wafer material 211 is provided, based on the first wafer material 211 provided as shown in FIG. 5, the probe wafer 180 may have a shape corresponding to the x and y axis coordinates on which the probe pin 180 is to be placed. Processing. For example, as illustrated, the pin hole region 201 into which the contact portion 185 contacting the pad of the semiconductor chip is inserted and the beam portion 183 of the probe pin 180 may be seated. The first wafer 210 processed to form the support region 203 and the through region 205 where the connection portion 181 of the probe pin 180 is to be formed is manufactured. The penetrating region 205 may be used to perform the operation for fixing the connection 181 of the probe pin 180 to the exposed hole 132 of the probe substrate 120. At this time, a photo process and a dry etching process may be used as the processing process. As the photolithography process performed in the first embodiment, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) exposure process may be used.

제1 웨이퍼 소재(211) 가공이 완료되어 가공된 제1 웨이퍼(210)가 마련되면, 도 6에 도시된 바와 같이 가공된 제1 웨이퍼(210)에 프로브 핀(180)들을 배치한다. 이때 프로브 핀(180)의 접촉부는 가공된 제1 웨이퍼(210)의 핀 홀에 삽입되도록 프로브 핀(180)의 위치를 조정한다. 핀 홀의 위치는 실질적으로 검사 공정을 수행할 반도체 칩이 마련된 웨이퍼의 패드에 대응하는 위치에 해당할 수 있다. 이에 따라 제1 웨이퍼 소재(211)를 가공하여 핀 홀 영역(201) 형성 시 검사할 웨이퍼의 패드 위치에 대응하도록 형성할 수 있다. 한편 프로브 어레이 헤드(130)가 일정 모듈 형태로 마련되는 경우, 핀 홀 영역(201)은 프로브 핀(180)의 접촉부(185)에 대응하는 형상으로 마련될 수 있다.When the processing of the first wafer material 211 is completed and the processed first wafer 210 is provided, the probe pins 180 are disposed on the processed first wafer 210 as shown in FIG. 6. In this case, the contact portion of the probe pin 180 adjusts the position of the probe pin 180 to be inserted into the pin hole of the processed first wafer 210. The position of the pinhole may correspond to a position corresponding to a pad of a wafer on which a semiconductor chip to perform an inspection process is substantially provided. Accordingly, the first wafer material 211 may be processed to be formed to correspond to the pad position of the wafer to be inspected when the pinhole region 201 is formed. Meanwhile, when the probe array head 130 is provided in a predetermined module shape, the pin hole region 201 may be formed in a shape corresponding to the contact portion 185 of the probe pin 180.

프로브 핀(180)을 가공된 제1 웨이퍼(210)에 배치한 다음 도 7에 도시된 바와 같이 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 가공된 제1 웨이퍼(210)의 전면으로부터 일정 부분 돌출되도록 가공된 제2 웨이퍼(220)를 적층한다. 이때 제2 웨이퍼(220)는 제2 웨이퍼 소재를 가공하여 형성한다. 제2 웨이퍼 소재에 대해서 사진 공정과, Dry 또는 Wet 에칭 공정을 이용하여 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 돌출되도록 제2 웨이퍼(220)를 형성한다. 여기서 제2 웨이퍼(220)의 두께가 모든 프로브 핀(180)의 평탄도를 결정하게 됨으로, 제2 웨이퍼(220)의 표면이 일정하고 균일하게 형성되도록 폴리싱(Polishing) 작업을 수행한다. 그리고 제2 웨이퍼(220)를 가공된 제1 웨이퍼(210)의 상부면 상에 적층하되 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 배치된 관통부 영역이 외부에 노출되도록 제2 웨이퍼(220)를 배치한다. 이에 따라 프로브 핀(180)의 접속부(181)는 가공된 제1 웨이퍼(210) 및 제2 웨이퍼(220)의 관통부 영역(205)을 통하여 노출될 수 있다. 상술한 바와 같은 공정을 통하여 가공된 제1 웨이퍼(210), 제2 웨이퍼(220) 및 프로브 핀(180)을 포함하는 프로브 어레이 프레임(250)을 마련한다.After the probe pin 180 is disposed on the processed first wafer 210, a portion 181 of the probe pin 180 protrudes from the front surface of the processed first wafer 210 as shown in FIG. 7. The second wafer 220 processed so as to be stacked. At this time, the second wafer 220 is formed by processing the second wafer material. The second wafer 220 is formed to protrude the connection portion 181 of the probe pin 180 by using a photo process and a dry or wet etching process with respect to the second wafer material. Here, since the thickness of the second wafer 220 determines the flatness of all the probe pins 180, polishing is performed to uniformly and uniformly form the surface of the second wafer 220. In addition, the second wafer 220 is stacked on the upper surface of the processed first wafer 210, but the second wafer 220 is exposed to the outside so that the penetration region where the connection part 181 of the probe pin 180 is disposed is exposed to the outside. Place it. Accordingly, the connection portion 181 of the probe pin 180 may be exposed through the through region 205 of the processed first wafer 210 and the second wafer 220. The probe array frame 250 including the first wafer 210, the second wafer 220, and the probe pin 180 processed through the above process is provided.

한편 도 8에 도시된 바와 같이 프로브 기판(120) 위에 지지층(131)이 접합된 프로브 어레이 헤드의 중간체를 마련한다. 지지층(131)의 노출공(132)에 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 삽입되도록 프로브 어레이 프레임(250)을 지지층(131) 상에 배치한다. 이때 제2 웨이퍼(220)의 상부면이 프로브 기판(120)의 전면과 대면되도록 프로브 어레이 프레임(250)을 배치한다. 이에 따라 프로브 핀(180)의 접속부(181) 및 지지층(131)의 노출공(132)은 웨이퍼들의 관통부 영역(205)을 통하여 노출될 수 있다. 그러면 관통부 영역(205)을 통하여 프로브 핀(180)의 접속부(181)와 노출공(132)을 접합시키는 과정을 수행한다. 이때 접합 방법으로 리플로우, 레이저 등과 같은 개별본딩 등에 의하여 프로브 핀(180)을 프로브 기판(120)의 노출공(132)에 전도성 접착제(133)를 매개로 접합시킬 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 8, an intermediate body of the probe array head to which the support layer 131 is bonded is prepared on the probe substrate 120. The probe array frame 250 is disposed on the support layer 131 so that the connection portion 181 of the probe pin 180 is inserted into the exposed hole 132 of the support layer 131. In this case, the probe array frame 250 is disposed such that the upper surface of the second wafer 220 faces the front surface of the probe substrate 120. Accordingly, the connection portion 181 of the probe pin 180 and the exposure hole 132 of the support layer 131 may be exposed through the through region 205 of the wafers. Then, the process of bonding the connection part 181 of the probe pin 180 and the exposure hole 132 through the through part region 205 is performed. In this case, the probe pin 180 may be bonded to the exposed hole 132 of the probe substrate 120 through the conductive adhesive 133 by individual bonding such as reflow, laser, or the like as a bonding method.

다음으로 에칭 공정을 이용하여 도 9에 도시된 바와 같이 프로브 핀(180)을 제외한 제1 및 제2 웨이퍼(도 8의 210,220)을 제거한다. 이에 따라 지지층(131)의 노출공(132)에 접속된 프로브 핀(180)들이 배열되는 프로브 어레이 헤드(130)가 마련될 수 있다.Next, as shown in FIG. 9, the first and second wafers 210 and 220 of FIG. 8 except for the probe pin 180 are removed using an etching process. Accordingly, a probe array head 130 may be provided in which probe pins 180 connected to the exposed holes 132 of the support layer 131 are arranged.

상술한 설명에서는 두 개의 프로브 핀(180)을 프로브 기판(120) 상에 배치하는 것을 예시로 하여 설명하였지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 제1 실시 예의 프로브 어레이 헤드(130) 제조 공정은 설계자 의도 등에 따라 보다 많은 개수의 프로브 핀(180)을 동시에 프로브 기판(120) 상에 배치한 프로브 어레이 헤드(130)를 제조하는데 이용될 수 있으며 또한 프로브 핀(180)들을 프로브 기판(120) 상에 배치한 프로브 어레이 헤드(130)를 제조하는데 이용될 수 도 있다.In the above description, the two probe pins 180 are disposed on the probe substrate 120 as an example, but the present invention is not limited thereto. That is, the manufacturing process of the probe array head 130 of the first embodiment may be used to manufacture the probe array head 130 in which a larger number of probe pins 180 are simultaneously disposed on the probe substrate 120 according to the designer's intention. It may also be used to fabricate the probe array head 130 in which the probe pins 180 are disposed on the probe substrate 120.

한편 상술한 바와 같은 방식에 따라 제조된 프로브 어레이 헤드(130)는 앞서 설명한 바와 같이 관통 홀(139)이 형성된 지지판에 각각 삽입되어 프로브 카드(100)를 구성할 수 있다.Meanwhile, as described above, the probe array head 130 manufactured according to the above-described method may be inserted into each of the support plates on which the through holes 139 are formed to constitute the probe card 100.

제2 실시 예Second Embodiment

한편 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 프로브 기판(120) 위에 노출공(132)이 형성된 지지층(131)이 접합되고, 노출공(132)을 통하여 프로브 기판(120)에 프로브 핀(180)이 접합되어 전기적으로 연결된 구성을 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, in the probe array head 130 according to the first embodiment, the support layer 131 having the exposed holes 132 formed thereon is bonded to the probe substrate 120, and the probe pins are connected to the probe substrate 120 through the exposed holes 132. Although 180 has been disclosed to be bonded and electrically connected, the configuration is not limited thereto.

예컨대 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는, 도 15에 도시된 바와 같이, 지지 기판(138) 위에 비아 홀(134)이 형성된 프로브 기판(136)이 접합되고, 비아 홀(134)에 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 삽입되어 전도성 접착제(133)를 매개로 접합되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이때 프로브 어레이 헤드(130)은 프로브 기판 부재 및 프로브 기판 부재에 전도성 접착제(133)을 매개로 전기적으로 접합된 프로브 핀(180)을 포함한다. 프로브 기판 부재는 지지 기판(138)과, 지지 기판(138) 위에 비전도성 접착제(135)를 매개로 접합된 프로브 기판(136)을 포함한다.For example, in the probe array head 130 according to the second embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 15, a probe substrate 136 having a via hole 134 formed on a supporting substrate 138 is bonded to the probe array head 130. The connection portion 181 of the probe pin 180 may be inserted into the 134 to be electrically connected to the junction 181 through the conductive adhesive 133. In this case, the probe array head 130 includes a probe substrate member and a probe pin 180 electrically connected to the probe substrate member through the conductive adhesive 133. The probe substrate member includes a support substrate 138 and a probe substrate 136 bonded onto the support substrate 138 via a nonconductive adhesive 135.

도 10 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 특히 도 10 내지 도 15는 경연성 인쇄회로기판 타입의 프로브 기판(136)을 포함하는 프로브 어레이 헤드(130) 제조를 설명하기 위한 도면이다.10 to 15 are views for explaining a method of manufacturing the probe array head 130 according to the second embodiment of the present invention. In particular, FIGS. 10 to 15 are views for explaining fabrication of the probe array head 130 including the flexible printed circuit board type probe substrate 136.

먼저, 도 10을 참조하면, 프로브 핀(180)이 배치될 수 있는 공간을 가지는 제1 웨이퍼(210) 및 제2 웨이퍼(220)를 마련한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 일정 두께와 폭을 가지는 웨이퍼들을 마련하고, 사진 공정과 에칭 공정을 이용하여 우선적으로 프로브 핀(180)의 접촉부(185)가 삽입될 수 있는 핀 홀 영역(201)이 마련되는 제2 웨이퍼(220)를 마련할 수 있다. 그리고 제2 웨이퍼(220) 상에 배치되며 프로브 핀(180)의 빔부(183)가 배치되는 받침 영역을 포함하며 프로브 핀(180)의 접속부(181) 노출시키는 빔부 안착 영역(207)이 마련된 제1 웨이퍼(210)를 마련한다. 제1 웨이퍼(210)의 형상 또한 사진 공정 및 에칭 공정을 이용하여 프로브 핀(180)의 빔부(183)에 대응하는 형상으로 가공할 수 있다. 여기서 제1 웨이퍼(210) 및 제2 웨이퍼(220)의 전체 두께는 프로브 핀(180)의 접속부(181)를 제외한 수직 높이에 해당하도록 마련될 수 있다. 이에 따라 제1 웨이퍼(210) 및 제2 웨이퍼(220)가 마련한 공간 상에 프로브 핀(180)이 안착되면, 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 제1 웨이퍼(210)의 전면으로부터 일정 높이만큼 돌출된 형태로 배치될 수 있다.First, referring to FIG. 10, a first wafer 210 and a second wafer 220 having a space in which the probe pin 180 may be disposed are prepared. In more detail, a wafer having a predetermined thickness and width is provided, and a pin hole region 201 through which the contact portion 185 of the probe pin 180 can be inserted first using a photo process and an etching process is provided. The second wafer 220 may be prepared. And a support area on the second wafer 220 and including a support area on which the beam part 183 of the probe pin 180 is disposed and to expose the connection part 181 of the probe pin 180. 1 Wafer 210 is prepared. The shape of the first wafer 210 may also be processed into a shape corresponding to the beam portion 183 of the probe pin 180 using a photo process and an etching process. The entire thickness of the first wafer 210 and the second wafer 220 may be provided to correspond to the vertical height of the probe pin 180 except for the connection portion 181. Accordingly, when the probe pin 180 is seated in the space provided by the first wafer 210 and the second wafer 220, the connection portion 181 of the probe pin 180 is fixed from the front surface of the first wafer 210. It may be arranged in a shape protruding by the height.

다음으로 도 11에 도시된 바와 같이 제1 웨이퍼(210) 및 제2 웨이퍼(220)를 각각 구비하고 핀 홀 영역(201)과 빔부 안착 영역(207)이 연결되도록 합착한 후, 제1 웨이퍼(210) 및 제2 웨이퍼(220)에 형성된 공간에 프로브 핀(180)을 안착시킨다. 여기서 제1 웨이퍼(210) 및 제2 웨이퍼(220)를 합착하도록 구성하는 것은 공정을 보다 단순하게 하기 위한 것이다. 이에 따라 설계자 의도에 따라 하나의 웨이퍼를 프로브 핀(180)이 안착될 수 있는 형상으로 가공하는 것도 가능할 것이다. 프로브 핀(180) 배치 시, 제2 웨이퍼(220)에 마련된 핀 홀 영역(201)에 프로브 핀(180)의 접촉부가 배치되도록 작업한다. 그리고 제2 웨이퍼(220)의 전면에 프로브 핀(180)의 빔부 일면이 대면되도록 프로브 핀(180)을 배치한다.Next, as shown in FIG. 11, after the first wafer 210 and the second wafer 220 are respectively provided and bonded to connect the pin hole region 201 and the beam seating region 207, the first wafer ( The probe pin 180 is seated in the space formed in the 210 and the second wafer 220. Herein, the first wafer 210 and the second wafer 220 may be configured to be bonded together to simplify the process. Accordingly, it may be possible to process a single wafer into a shape in which the probe pin 180 may be seated according to a designer's intention. When arranging the probe pin 180, the contact portion of the probe pin 180 may be disposed in the pin hole region 201 provided in the second wafer 220. The probe pin 180 is disposed so that one surface of the beam part of the probe pin 180 faces the front surface of the second wafer 220.

다음으로 도 12에 도시된 바와 같이 프로브 핀(180)의 일측을 덮는 스페이서(spacer; 230)를 마련한다. 즉 프로브 핀(180) 영역 중 핀 홀 영역 상부에서 프로브 핀(180)의 일면을 덮도록 스페이서(230)를 배치한다. 이때 스페이서(230)는 제1 웨이퍼(210) 영역을 충진하는 형태로 마련될 수 있다. 스페이서(230) 형성 시 프로브 핀(180)의 나머지 영역 즉 프로브 핀(180)의 빔부 일부와 접속부가 마련된 영역이 노출되도록 하기 위하여 사진 공정과 에칭 공정이 이용될 수 있다. 이와 같은 방식을 기반으로 프로브 핀(180), 제1 웨이퍼(210), 제2 웨이퍼(220) 및 스페이서(230)를 포함하는 프로브 어레이 프레임(250)을 마련할 수 있다. 이때 스페이서(230)의 소재로는 제1 웨이퍼(210)의 소재와 동일한 실리콘가 사용될 수 있고, 그 외 세라믹, 플라스틱 등 다양한 소재가 사용될 수 있다.Next, as shown in FIG. 12, a spacer 230 covering one side of the probe pin 180 is provided. That is, the spacer 230 is disposed to cover one surface of the probe pin 180 on the pin hole region of the probe pin 180 region. In this case, the spacer 230 may be formed to fill a region of the first wafer 210. In forming the spacer 230, a photo process and an etching process may be used to expose the remaining area of the probe pin 180, that is, a part of the beam part and the connection part of the probe pin 180. Based on the above method, the probe array frame 250 including the probe pin 180, the first wafer 210, the second wafer 220, and the spacer 230 may be prepared. In this case, the same silicon as the material of the first wafer 210 may be used as the material of the spacer 230, and various materials such as ceramics and plastics may be used.

이후 도 13에 도시된 바와 같이 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 접속되는 비아 홀(134)을 가지는 프로브 기판(136)을 프로브 어레이 프레임(250) 상에 마련한다. 프로브 기판(136)은 프로브 핀(180)의 접속부(181) 영역을 제외한 나머지 영역에 마련된 제1 웨이퍼(210) 영역과 스페이서(230) 영역 및 제2 웨이퍼(220) 영역과 대면되는 회로 기판으로, 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 접속되는 비아 홀(134)을 포함한다. 여기서 비아 홀(134) 내에는 프로브 핀(180)의 접속부(181) 고정과 함께 전기적 연결을 위하여 전도성 접착제(133)가 충진될 수 있다.Subsequently, as illustrated in FIG. 13, a probe substrate 136 having a via hole 134 to which the connection portion 181 of the probe pin 180 is connected is provided on the probe array frame 250. The probe substrate 136 is a circuit board facing the first wafer 210 region, the spacer 230 region, and the second wafer 220 region provided in the remaining region except for the connection portion 181 of the probe pin 180. And a via hole 134 to which the connection portion 181 of the probe pin 180 is connected. The conductive adhesive 133 may be filled in the via hole 134 for electrical connection with fixing of the connection part 181 of the probe pin 180.

다음으로 도 14에 도시된 바와 같이 프로브 기판(136) 상에 프로브 핀(180)의 접속부(181)를 지지하는 지지 기판(138)이 비전도성 접착제(135)를 매개로 접합된다.Next, as illustrated in FIG. 14, the support substrate 138 supporting the connection portion 181 of the probe pin 180 is bonded to the non-conductive adhesive 135 on the probe substrate 136.

이후 도 15에 도시된 바와 같이 제1 웨이퍼(210) 및 제2 웨이퍼(220) 및 스페이서(230)를 해체하여 프로브 어레이 헤드(130)를 마련할 수 있다. 즉 프로브 기판(136)에서 제1 웨이퍼(210)와 제2 웨이퍼(220)를 분리한다. 그리고 스페이서(230)를 프로브 기판(136)의 표면을 따라서 수평 방향으로 이동시켜 프로브 핀(180)과 프로브 기판(136) 사이에서 분리함으로써, 프로브 어레이 헤드(130)를 마련할 수 있다. 또는 스페이서(230)가 제1 웨이퍼(210)와 동일한 소재인 경우, 에칭 공정을 이용하여 제거하여 프로브 어레이 헤드(130)를 마련할 수 있다.Thereafter, as illustrated in FIG. 15, the probe array head 130 may be prepared by disassembling the first wafer 210, the second wafer 220, and the spacer 230. That is, the first wafer 210 and the second wafer 220 are separated from the probe substrate 136. In addition, the probe array head 130 may be prepared by moving the spacer 230 in the horizontal direction along the surface of the probe substrate 136 to separate the probe pin 180 from the probe substrate 136. Alternatively, when the spacer 230 is made of the same material as the first wafer 210, the probe array head 130 may be provided by removing the spacer 230 using an etching process.

상술한 바와 같은 방식으로 제작된 프로브 어레이 헤드(130)는 프로브 핀(180)이 프로브 기판(136)에 마련된 비아 홀(134)에 삽입되어 접합되고, 프로브 기판(136)은 지지 기판(138)에 의해 지지된다. 여기서 프로브 기판(136)은 경연성 인쇄회로기판이 될 수 있다. 프로브 기판(136)의 내부에 형성된 회로패턴은 일단은 비아 홀(134)에 연결되고, 타단은 프로브 기판(136)의 일측면으로 노출된다. 일측으로 노출된 회로패턴은 외부의 연성 인쇄회로기판과 연결부재에 의해 메인 회로기판에 전기적으로 접속될 수 있다.The probe array head 130 fabricated in the above-described manner is inserted into and bonded to the via hole 134 provided in the probe substrate 136, and the probe substrate 136 is supported by the support substrate 138. Is supported by. The probe substrate 136 may be a flexible printed circuit board. The circuit pattern formed inside the probe substrate 136 is connected to the via hole 134 at one end thereof, and the other end thereof is exposed to one side of the probe substrate 136. The circuit pattern exposed to one side may be electrically connected to the main circuit board by an external flexible printed circuit board and a connection member.

한편 제2 실시 예에서는, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 프로브 어레이 프레임(350) 위에 프로브 기판(136)을 접합한 후, 프로브 기판(136) 위에 지지 기판(138)을 접합하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 아니다. 예컨대 지지 기판(138)에 프로브 기판(136)이 접합한 후, 지지 기판(138)에 의해 지지된 프로브 기판(136)을 프로브 어레이 프레임(250)에 접합할 수 있다.Meanwhile, in the second embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, after bonding the probe substrate 136 on the probe array frame 350, the supporting substrate 138 is bonded on the probe substrate 136. Although disclosed is not limited thereto. For example, after the probe substrate 136 is bonded to the support substrate 138, the probe substrate 136 supported by the support substrate 138 may be bonded to the probe array frame 250.

제3 및 제4 실시 예Third and fourth embodiments

한편 제1 실시 예에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 지지층(131)의 노출공(132)에 삽입되는 예를 개시하였다. 그리고 제2 실시 예에서는, 도 15에 도시된 바와 같이, 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 프로브 기판(136)의 비아 홀(134)에 삽입되는 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 16 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 프로브 핀(180)의 접속부(181)는 프로브 기판(136)의 면 상에 표면 실장 형태로 접합될 수 있다.Meanwhile, in the first embodiment, as shown in FIG. 9, an example in which the connection portion 181 of the probe pin 180 is inserted into the exposure hole 132 of the support layer 131 is disclosed. In the second embodiment, as shown in FIG. 15, an example in which the connection portion 181 of the probe pin 180 is inserted into the via hole 134 of the probe substrate 136 is disclosed. However, the present invention is not limited thereto. no. For example, as illustrated in FIGS. 16 to 19, the connection portion 181 of the probe pin 180 may be bonded to the surface of the probe substrate 136 in the form of a surface mount.

도 16 및 도 17은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 프로브 카드의 프로브 어레이 헤드(130)를 보여주는 도면들이다. 여기서 도 16은 프로브 어레이 헤드(130)의 일부를 보여주는 평면도이고, 도 17은 도 16의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.16 and 17 illustrate a probe array head 130 of a probe card according to a third embodiment of the present invention. 16 is a plan view showing a part of the probe array head 130, and FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.

도 16 및 도 17을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 지지 기판(138), 프로브 기판(136) 및 복수의 프로브 핀(180)을 포함하며, 복수의 프로브 핀(180)은 프로브 기판의(136) 면 상에 표면 실장 형태로 접합된 구조를 갖는다.16 and 17, the probe array head 130 according to the third embodiment includes a support substrate 138, a probe substrate 136, and a plurality of probe pins 180, and includes a plurality of probe pins ( 180 has a structure bonded to the surface of the probe substrate 136 in the form of a surface mount.

지지 기판(138)으로는 웨이퍼와 유사한 열팽창율을 갖는 소재가 사용될 수 있다. 예컨대 지지 기판(138)의 소재로는 세라믹, 인바, 노비나이트를 포함하는 금속합금 등이 사용될 수 있다.As the support substrate 138, a material having a thermal expansion similar to that of the wafer may be used. For example, a material of the support substrate 138 may be a ceramic, invar, a metal alloy including novenite, or the like.

프로브 기판(136)은 지기 기판(138) 위에 비전도성 접착제(135)를 매개로 접합되어 고정된다. 프로브 기판(136)으로는 연성 인쇄회로기판이 사용될 수 있다. 프로브 기판(136) 중 지지 기판(138)의 외측으로 연장된 프로브 기판(136) 부분은 메인 회로기판에 접합된다.The probe substrate 136 is bonded onto and fixed to the substrate substrate 138 via a nonconductive adhesive 135. As the probe substrate 136, a flexible printed circuit board may be used. A portion of the probe substrate 136 extending outward of the support substrate 138 of the probe substrate 136 is bonded to the main circuit board.

프로브 기판(136)은 양면에 회로패턴이 형성되어 있으며, 양면에 형성된 회로패턴은 복수의 비아 홀(131)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 프로브 기판(136)은 다층으로 형성될 수 있으며, 이 경우 프로브 기판(136)의 내부에 회로패턴이 형성될 수 있다. 프로브 기판(136)의 내부에 형성된 회로패턴은 비아 홀(131)에 의해 프로브 기판(136)의 양면에 형성된 회로패턴 중에 적어도 하나에 연결될 수 있다. 복수의 비아 홀(131)은 프로브 기판(136)에 접합될 프로브 핀(180)의 수에 대응되게 형성될 수 있다. 프로브 핀(180)이 접속되는 용도 이외의 용도로 사용될 비아 홀(131)이 필요한 경우, 비아 홀(131)은 프로브 핀(180)의 수보다 많게 형성될 수도 있다.Circuit patterns are formed on both surfaces of the probe substrate 136, and the circuit patterns formed on both surfaces are electrically connected to each other by a plurality of via holes 131. The probe substrate 136 may be formed in multiple layers. In this case, a circuit pattern may be formed in the probe substrate 136. The circuit pattern formed in the probe substrate 136 may be connected to at least one of the circuit patterns formed on both surfaces of the probe substrate 136 by the via hole 131. The plurality of via holes 131 may be formed to correspond to the number of probe pins 180 to be bonded to the probe substrate 136. When the via holes 131 are to be used for purposes other than the purpose in which the probe pins 180 are connected, the via holes 131 may be formed more than the number of the probe pins 180.

웨이퍼의 반도체 칩에는 복수의 칩 패드가 미세피치로 형성되기 때문에, 프로브 기판(136)에 접합되는 프로브 핀(180) 또한 이러한 칩 패드의 미세피치에 대응될 수 있도록 프로브 기판(136)에 접합된다. 따라서 프로브 기판(136)에 형성되는 비아 홀(131)은 칩 패드의 미세피치에 대응할 수 있도록 지그재그 형태로 형성될 수 있다.Since a plurality of chip pads are formed on the semiconductor chip of the wafer with fine pitch, the probe pin 180 bonded to the probe substrate 136 is also bonded to the probe substrate 136 so as to correspond to the fine pitch of the chip pad. . Therefore, the via hole 131 formed in the probe substrate 136 may be formed in a zigzag form so as to correspond to the fine pitch of the chip pad.

비아 홀(131) 위에 프로브 핀(180)이 접합될 때, 프로브 핀(180)을 안정적으로 지지할 수 있도록 비아 홀(131)의 노출공(132)을 충전제(133a)로 충전할 수 있다. 충전제(133a)로는 전도성 또는 비전도성 충전제가 사용될 수 있다. 예를 들어 전도성 충전제로는 은, 구리, 니켈 또는 솔더 등이 사용될 수 있다. 비전도성 충전제로는 에폭시 소재, 포토 솔더 레지시트 등이 사용될 수 있다.When the probe pin 180 is bonded to the via hole 131, the exposed hole 132 of the via hole 131 may be filled with the filler 133a to stably support the probe pin 180. As the filler 133a, a conductive or nonconductive filler may be used. For example, silver, copper, nickel or solder may be used as the conductive filler. As the non-conductive filler, an epoxy material, a photo solder resist sheet, or the like may be used.

그리고 복수의 프로브 핀(180)은 프로브 기판(136)의 비아 홀(131) 위에 접합된다. 이때 제3 실시 예에서는 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 비아 홀(131) 위에 탑재되어 접합된다. 프로브 핀(180)을 비아 홀(131)에 접합하는 방법으로는 브레이징, 솔더링, 레이저 용접 등의 방법이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 도면부호 187은 전술된 접합 방법에 의해 형성된 접합층(187)이다. 비아 홀(131)의 노출공(132)은 충전제(133a)에 의해 충전되어 있기 때문에, 비아 홀(131) 위에 탑재되는 프로브 핀(180)의 접속부(181)를 안정적으로 지지할 수 있다.The plurality of probe pins 180 are bonded to the via holes 131 of the probe substrate 136. At this time, in the third embodiment, the connection part 181 of the probe pin 180 is mounted on the via hole 131 and bonded. As the method of bonding the probe pin 180 to the via hole 131, a method such as brazing, soldering, laser welding, or the like may be used, but is not limited thereto. Reference numeral 187 denotes a bonding layer 187 formed by the bonding method described above. Since the exposed hole 132 of the via hole 131 is filled with the filler 133a, the connection part 181 of the probe pin 180 mounted on the via hole 131 can be stably supported.

이때 제3 실시 예에 따른 프로브 핀(180)은 제1 및 제2 실시 예에 따른 프로브 핀과 비교할 때, 빔부(183)와 접촉부(185)는 동일한 형태를 가지고, 접속부(181)는 비아 홀(131)에 삽입되는 부분이 제거되어 있다는 점에서 차이가 있다.In this case, when compared to the probe pins according to the first and second embodiments, the probe pin 180 according to the third embodiment has the same shape as the beam part 183 and the contact part 185, and the connection part 181 has a via hole. The difference is that the part inserted in 131 is removed.

이와 같이 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 프로브 핀(180)이 비아 홀(131) 위에 표면 실장되는 형태로 접합되기 때문에, 프로브 핀(180)이 비아 홀(131)에 삽입되는 제1 및 제2 실시 예에 따른 접합 방식과 비교하여 비아 홀(131)의 크기를 줄일 수 있다. 비아 홀(131)의 크기를 줄임으로써, 비아 홀(131) 간의 간격을 좀 더 미세피치화할 수 있기 때문에, 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 웨이퍼의 반도체 칩에 형성된 칩 패드의 미세피치화에 보다 효과적으로 대응할 수 있다.As described above, the probe array head 130 according to the third embodiment is bonded to the probe pin 180 in a surface-mounted manner on the via hole 131, so that the probe pin 180 is inserted into the via hole 131. Compared to the bonding method according to the first and second embodiments, the size of the via hole 131 may be reduced. Since the spacing between the via holes 131 can be finer by reducing the size of the via holes 131, the probe array head 130 according to the third embodiment may be formed by the chip pad formed on the semiconductor chip of the wafer. It can respond more effectively to fine pitching.

이러한 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 도 10 내지 도 15에 개시된 제2 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드의 제조 방법과 동일한 순서로 제조할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.Since the probe array head 130 according to the third embodiment may be manufactured in the same order as the method of manufacturing the probe array head according to the second embodiment disclosed in FIGS. 10 to 15, detailed description thereof will be omitted.

또는 일면에 지지 기판(138)이 접합된 프로브 기판(136)의 비아 홀(131)들에 각각 프로브 핀(180)을 접합하여 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)를 제조할 수도 있다.Alternatively, the probe array head 130 according to the third exemplary embodiment may be manufactured by bonding the probe pins 180 to the via holes 131 of the probe substrate 136 to which the support substrate 138 is bonded. .

제4 실시 예Fourth Embodiment

도 18 및 도 19는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 프로브 카드의 프로브 어레이 헤드(130)를 보여주는 도면들이다. 도 18은 프로브 어레이 헤드(130)의 일부를 보여주는 평면도이고, 도 19는 도 18의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.18 and 19 illustrate a probe array head 130 of a probe card according to a fourth exemplary embodiment of the present invention. 18 is a plan view showing a portion of the probe array head 130, and FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.

도 18 및 도 19를 참조하면, 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 지지 기판(138), 프로브 기판(136) 및 복수의 프로브 핀(180)을 포함하며, 복수의 프로브 핀(180)은 프로브 기판(136)의 면 상에 표면 실장 형태로 접합된 구조를 갖는다.18 and 19, the probe array head 130 according to the fourth embodiment includes a support substrate 138, a probe substrate 136, and a plurality of probe pins 180, and includes a plurality of probe pins ( 180 has a structure bonded to the surface of the probe substrate 136 in the form of a surface mount.

제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 지지 기판(138), 프로브 기판(136) 및 복수의 프로브 핀(180)을 포함하고, 프로브 기판(136)의 면 상에 프로브 핀(180)이 접합되는 구조를 갖는다는 점에서 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드와 동일한 구성을 갖기 때문에, 이 부분에 대한 상세한 설명은 생략한다.The probe array head 130 according to the fourth embodiment includes a support substrate 138, a probe substrate 136, and a plurality of probe pins 180, and a probe pin 180 on a surface of the probe substrate 136. Since it has the same configuration as the probe array head according to the third embodiment in that it has a bonded structure, detailed description of this portion is omitted.

하지만 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 복수의 프로브 핀(180)이 프로브 기판(136)의 일면에 형성된 회로패턴(137) 위에 접합된다는 점에서 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드와 비교하여 구성 상의 차이를 갖고 있다.However, the probe array head 130 according to the fourth embodiment is a probe array head according to the third embodiment in that the plurality of probe pins 180 are bonded on the circuit pattern 137 formed on one surface of the probe substrate 136. Compared with the configuration has a difference.

프로브 기판(136)은 양면에 회로패턴(137)이 형성되어 있으며, 양면에 형성된 회로패턴(137)은 복수의 비아 홀(131)에 의해 전기적으로 연결된다. 복수의 비아 홀(131)은 프로브 기판(136)에 접합될 프로브 핀(180)의 수에 대응되게 형성될 수 있다. 프로브 기판(136)의 면에 형성된 회로패턴(137)은 비아 홀(131)에 연결되어 형성되며, 끝단 부분에 프로브 핀(180)이 접합될 접속 패드(137a)가 형성되어 있다.Circuit patterns 137 are formed on both surfaces of the probe substrate 136, and the circuit patterns 137 formed on both surfaces of the probe substrate 136 are electrically connected by a plurality of via holes 131. The plurality of via holes 131 may be formed to correspond to the number of probe pins 180 to be bonded to the probe substrate 136. The circuit pattern 137 formed on the surface of the probe substrate 136 is connected to the via hole 131, and a connection pad 137a to which the probe pin 180 is bonded is formed at an end portion thereof.

그리고 복수의 프로브 핀(180)은 프로브 기판(136)의 접속 패드(137a)에 접합된다. 이때 제4 실시 예에서는 프로브 핀(180)의 접속부(181)가 접속 패드(137a) 위에 탑재되어 접합된다. 프로브 핀(180)을 접속 패드(137a)에 접합하는 방법으로는 브레이징, 솔더링, 레이저 용접 등의 방법이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 도면부호 187은 전술된 접합 방법에 의해 형성된 접합층(187)이다.The plurality of probe pins 180 are bonded to the connection pads 137a of the probe substrate 136. At this time, in the fourth embodiment, the connection part 181 of the probe pin 180 is mounted on the connection pad 137a and bonded. As a method of bonding the probe pin 180 to the connection pad 137a, a method such as brazing, soldering, laser welding, or the like may be used, but is not limited thereto. Reference numeral 187 denotes a bonding layer 187 formed by the bonding method described above.

이와 같이 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 프로브 핀(180)이 접속 패드(137a) 위에 면 실장되는 형태로 접합되기 때문에, 제1 및 제2 실시 예와 같이 프로브 핀이 비아 홀에 삽입되는 접합 방식과 비교하여 비아 홀(131)의 크기를 줄일 수 있다. 또한 비아 홀(131)에 연결된 회로패턴(137)을 통하여 프로브 핀(180)이 접합되는 접속 패드(137a)를 비아 홀(131)로부터 원하는 형태로 재배치가 가능하기 때문에, 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 웨이퍼의 반도체 칩에 형성된 칩 패드의 미세피치화에 보다 효과적으로 대응할 수 있다. 즉 비아 홀(131)이 형성된 부분에 대해서 회로패턴(137)을 재배선하여 프로브 핀(180)이 접합되는 접속 패드(137a)를 형성함으로써, 비아 홀(131) 간의 간격에 비해서 접속 패드(137a) 간의 간격을 보다 넓게 확보할 수 있다. 따라서 비아 홀 삽입 방식과 비교할 때, 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 웨이퍼의 반도체 칩에 형성된 칩 패드의 미세피치화에 보다 효과적으로 대응할 수 있다. 또한 비아 홀(131) 간의 간격에 비해서 접속 패드(137a) 간의 간격을 보다 넓게 확보할 수 있기 때문에, 프로브 핀(180)의 미세피치화에 따라 인접하는 프로브 핀(180) 간의 쇼트 문제도 억제할 수 있는 이점이 있다.As described above, the probe array head 130 according to the fourth embodiment is bonded in such a manner that the probe pins 180 are surface-mounted on the connection pads 137a, so that the probe pins are via holes as in the first and second embodiments. The size of the via hole 131 can be reduced compared to the bonding method inserted into the bonding hole. In addition, since the connection pad 137a to which the probe pin 180 is bonded may be rearranged from the via hole 131 to a desired shape through a circuit pattern 137 connected to the via hole 131, according to the fourth exemplary embodiment The probe array head 130 may more effectively correspond to the fine pitch of the chip pad formed on the semiconductor chip of the wafer. In other words, by rewiring the circuit pattern 137 on the portion where the via hole 131 is formed, the connection pads 137a to which the probe pins 180 are bonded are formed to form the connection pads 137a as compared with the spacing between the via holes 131. It is possible to secure more space between Therefore, compared with the via hole insertion method, the probe array head 130 according to the fourth embodiment may more effectively cope with the fine pitch of the chip pad formed on the semiconductor chip of the wafer. In addition, the spacing between the connection pads 137a can be more wider than the spacing between the via holes 131, so that the short problem between adjacent probe pins 180 can be suppressed as the pitch of the probe pins 180 becomes finer. There is an advantage to this.

이때 제4 실시 예에 따른 프로브 핀(180)은 제3 실시 예에 따른 프로브 핀과 동일한 형태를 가질 수 있다.In this case, the probe pin 180 according to the fourth embodiment may have the same shape as the probe pin according to the third embodiment.

제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드(130)는 도 10 내지 도 15에 개시된 제2 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드의 제조 방법과 동일한 순서로 제조할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.Since the probe array head 130 according to the fourth embodiment may be manufactured in the same order as the method for manufacturing the probe array head according to the second embodiment disclosed in FIGS. 10 to 15, detailed description thereof will be omitted.

또는 일면에 지지 기판(138)이 접합된 프로브 기판(136)의 접속 패드(137a)들에 각각 프로브 핀(180)을 접합하여 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 헤드를 제조할 수도 있다.Alternatively, the probe array head according to the fourth exemplary embodiment may be manufactured by bonding the probe pins 180 to the connection pads 137a of the probe substrate 136 to which the support substrate 138 is bonded.

한편 이와 같은 방식으로 제조된 프로브 어레이 헤드(130)는 앞서 설명한 지지판(110)의 관통 홀(139)에 삽입되어 프로브 카드를 구성할 수 있으며, 또한 사용자 목적에 따라 복수의 프로브 어레이 헤드들이 집적되어 지지판 없이 독립적으로 프로브 카드의 헤드를 구성할 수 도 있다.Meanwhile, the probe array head 130 manufactured in this manner may be inserted into the through hole 139 of the support plate 110 described above to configure a probe card, and a plurality of probe array heads may be integrated according to a user's purpose. It is also possible to configure the head of the probe card independently without the support plate.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.In addition, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and the drawings are only presented as specific examples for clarity and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 프로브 카드 110 : 지지판
120 : 프로브 기판 121 : 회로패턴
125 : 제1 패드 127 : 제2 패드
130 : 프로브 어레이 헤드 131 : 지지층
132 : 노출공 133 : 전도성 접착제
134 : 비아 홀 135 : 비전도성 접착제
136 : 프로브 기판 137 : 회로패턴
137a : 접속 패드 139 : 관통 홀
140 : 메인 회로기판 150 : 인터페이스 핀
160 : 상부 보강판 170 : 연결 보강판
180 : 프로브 핀 181 : 접속부
183 : 빔부 185 : 접촉부
190 : 체결부재 210, 211, 220, 230 : 웨이퍼
250 : 프로브 어레이 프레임
100: probe card 110: support plate
120: probe substrate 121: circuit pattern
125: first pad 127: second pad
130: probe array head 131: support layer
132: exposed hole 133: conductive adhesive
134: via hole 135: non-conductive adhesive
136: probe substrate 137: circuit pattern
137a: connection pad 139: through hole
140: main circuit board 150: interface pins
160: upper reinforcement plate 170: connection reinforcement plate
180: probe pin 181: connection
183: beam portion 185: contact portion
190: fastening member 210, 211, 220, 230: wafer
250 probe frame

Claims (17)

테스트할 웨이퍼의 반도체 칩들에 대응되게 복수의 관통 홀이 형성된 지지판;
상기 복수의 관통 홀에 각각 삽입 설치되며, 상기 웨이퍼의 반도체 칩의 패드들에 대응되게 복수의 프로브 핀을 구비하는 복수의 프로브 어레이 헤드;
상기 지지판이 고정 설치되며, 상기 복수의 프로브 어레이 헤드가 전기적으로 연결되는 메인 회로기판;
상기 프로브 어레이 헤드와 상기 메인 회로기판 사이에 배치되어 상기 프로브 어레이 헤드의 프로브 핀과 상기 메인 회로기판을 전기적으로 연결하는 인터페이스 핀;을 포함하며,
상기 복수의 프로브 어레이 헤드는 각각,
지지 기판;
상기 지지 기판 위에 접합되는 연성의 프로브 기판;
상기 프로브 기판의 면 상에 접합된 복수의 프로브 핀;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
A support plate having a plurality of through holes formed corresponding to the semiconductor chips of the wafer to be tested;
A plurality of probe array heads inserted into the plurality of through holes and having a plurality of probe pins corresponding to pads of the semiconductor chip of the wafer;
A main circuit board to which the support plate is fixedly installed and to which the plurality of probe array heads are electrically connected;
And an interface pin disposed between the probe array head and the main circuit board to electrically connect the probe pin of the probe array head and the main circuit board.
The plurality of probe array heads, respectively
A support substrate;
A flexible probe substrate bonded onto the support substrate;
A plurality of probe pins bonded on a surface of the probe substrate;
Probe card comprising a.
제1항에 있어서, 상기 프로브 기판은,
양면에 형성된 회로패턴과, 양면의 회로패턴을 서로 연결하는 복수의 비아 홀을 포함하며, 상기 복수의 프로브 핀은 상기 복수의 비아 홀 위에 각각 접합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
The method of claim 1, wherein the probe substrate,
And a plurality of via holes connecting the circuit patterns formed on both surfaces and the circuit patterns formed on both surfaces thereof, wherein the plurality of probe pins are respectively bonded onto the plurality of via holes.
제2항에 있어서, 상기 프로브 기판은,
상기 비아 홀에 충전되는 충전제;를 더 포함하며,
상기 충전제는 상기 비아 홀에 접합되는 상기 프로브 핀을 지지하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
The method of claim 2, wherein the probe substrate,
And a filler filled in the via hole.
And the filler supports the probe pin bonded to the via hole.
제1항에 있어서, 상기 프로브 기판은,
양면에 형성된 회로패턴과, 양면의 회로패턴을 연결하는 복수의 비아 홀을 포함하며, 상기 복수의 프로브 핀은 상기 복수의 비아 홀에서 연장된 회로패턴에 각각 접합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
The method of claim 1, wherein the probe substrate,
And a plurality of via holes connecting the circuit patterns formed on both sides and the circuit patterns on both sides, wherein the plurality of probe pins are respectively bonded to circuit patterns extending from the plurality of via holes.
제4항에 있어서, 상기 프로브 핀이 접합되는 면에 형성된 회로패턴은,
상기 비아 홀에 연결되어 형성되며, 끝단 부분에 상기 프로브 핀이 접합되는 접속 패드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
The circuit pattern of claim 4, wherein the circuit pattern formed on the surface to which the probe pin is bonded is formed.
And a connection pad formed to be connected to the via hole and to which the probe pin is joined at an end portion thereof.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로브 어레이 헤드는 적어도 하나의 반도체 칩의 칩 패드들에 대응되게 복수의 프로브 핀이 형성된 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
The method according to any one of claims 1 to 5,
And the probe array head includes a plurality of probe pins corresponding to chip pads of at least one semiconductor chip.
제6항에 있어서, 상기 프로브 핀은
상기 프로브 기판의 면 상에 표면 실장 형태로 접합되는 접속부;
일단이 상기 접속부의 상단부에 연결되어 수평 방향으로 연장되며, 상기 수평 방향으로 중심 부분에 관통부가 형성되고, 상기 관통부의 바닥의 일측과 천장의 타측을 연결하는 적어도 하나의 핀 압 조절바를 갖는 빔부;
상기 빔부의 타단에 연결되어 위쪽으로 뻗어 있으며, 웨이퍼 상에 형성된 반도체 칩의 칩 패드에 접촉하는 접촉팁을 갖는 접촉부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
The method of claim 6, wherein the probe pin
A connection part bonded to a surface of the probe substrate in a surface mount form;
A beam part having one end connected to an upper end of the connection part and extending in a horizontal direction, and having a through part formed at a center portion in the horizontal direction, and having at least one pin pressure control bar connecting one side of the bottom of the through part and the other side of the ceiling;
A contact part connected to the other end of the beam part and extending upward and having a contact tip contacting a chip pad of a semiconductor chip formed on a wafer;
Probe card comprising a.
제6항에 있어서,
상기 지지판은
반도체 칩이 배열된 웨이퍼의 열팽창률과 유사한 열팽창률을 가지는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
The method according to claim 6,
The support plate
A probe card comprising a material having a thermal expansion rate similar to that of a wafer in which semiconductor chips are arranged.
제6항에 있어서,
상기 프로브 어레이 헤드 또는 상기 지지판과 상기 메인 회로기판 사이에 배치되어 상기 프로브 어레이 헤드 또는 상기 지지판을 메인 회로기판과 연결되도록 보강하는 연결 보강판;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
The method according to claim 6,
A connection reinforcement plate disposed between the probe array head or the support plate and the main circuit board to reinforce the probe array head or the support plate to be connected to the main circuit board;
Probe card further comprising.
제9항에 있어서,
상기 프로브 어레이 헤드의 일측 또는 상기 지지판의 일측을 관통하여 상기 연결 보강판을 상기 메인 회로기판에 고정시키는 제1 체결부재; 및
상기 프로브 어레이 헤드의 일측 또는 상기 지지판의 일측과 상기 연결 보강판 및 상기 연결 보강판과 상기 메인 회로기판은 연결 고정시키는 제2 체결부재;
중 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
10. The method of claim 9,
A first fastening member penetrating one side of the probe array head or one side of the support plate to fix the connection reinforcing plate to the main circuit board; And
A second fastening member configured to connect and fix one side of the probe array head or one side of the support plate and the connection reinforcement plate and the connection reinforcement plate and the main circuit board;
Probe card further comprising any one of.
프로브 카드용 프로브 어레이 헤드로서,
지지 기판;
상기 지지 기판 위에 접합되고, 상기 지지 기판에서 연장된 부분은 메인 회로기판에 접합되는 연성의 프로브 기판;
상기 프로브 기판의 면 상에 접합된 복수의 프로브 핀;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 프로브 어레이 헤드.
A probe array head for a probe card,
A support substrate;
A flexible probe substrate bonded to the support substrate, wherein a portion extending from the support substrate is bonded to a main circuit board;
A plurality of probe pins bonded on a surface of the probe substrate;
Probe array head for a probe card comprising a.
제11항에 있어서, 상기 프로브 기판은,
양면에 형성된 회로패턴과, 양면의 회로패턴을 서로 연결하는 복수의 비아 홀을 포함하며, 상기 복수의 프로브 핀은 상기 복수의 비아 홀 위에 각각 접합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 프로브 어레이 헤드.
The method of claim 11, wherein the probe substrate,
And a plurality of via holes connecting the circuit patterns formed on both surfaces and the circuit patterns formed on both surfaces thereof, wherein the plurality of probe pins are respectively bonded onto the plurality of via holes.
제12항에 있어서, 상기 프로브 기판은,
상기 비아 홀에 충전되는 충전제;를 더 포함하며,
상기 충전제는 상기 비아 홀에 접합되는 상기 프로브 핀을 지지하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 프로브 어레이 헤드.
The method of claim 12, wherein the probe substrate,
And a filler filled in the via hole.
And said filler supports said probe pin bonded to said via hole.
제11항에 있어서, 상기 프로브 기판은,
양면에 형성된 회로패턴과, 양면의 회로패턴을 서로 연결하는 복수의 비아 홀을 포함하며, 상기 복수의 프로브 핀은 상기 복수의 비아 홀에서 연장된 회로패턴에 각각 접합되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 프로브 어레이 헤드.
The method of claim 11, wherein the probe substrate,
And a plurality of via holes connecting the circuit patterns formed on both sides and the circuit patterns on both sides, wherein the plurality of probe pins are bonded to circuit patterns extending from the plurality of via holes, respectively. Probe array head.
제14항에 있어서, 상기 프로브 핀이 접합되는 면에 형성된 회로패턴은,
상기 비아 홀에 연결되어 형성되며, 끝단 부분에 상기 프로브 핀이 접합되는 접속 패드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 프로브 어레이 헤드.
The circuit pattern of claim 14, wherein the circuit pattern formed on the surface to which the probe pin is bonded is formed.
And a connection pad formed to be connected to the via hole and to which the probe pin is joined at an end portion thereof.
제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 프로브 핀은 상기 프로브 기판 위에 적어도 하나의 반도체 칩의 칩 패드들에 대응되게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 프로브 어레이 헤드.
The method according to any one of claims 11 to 15,
And the plurality of probe pins are arranged on the probe substrate so as to correspond to chip pads of at least one semiconductor chip.
제16항에 있어서, 상기 프로브 핀은
상기 프로브 기판의 면 상에 표면 실장 형태로 접합되는 접속부;
일단이 상기 접속부의 상단부에 연결되어 수평 방향으로 연장되며, 상기 수평 방향으로 중심 부분에 관통부가 형성되고, 상기 관통부의 바닥의 일측과 천장의 타측을 연결하는 적어도 하나의 핀 압 조절바를 갖는 빔부;
상기 빔부의 타단에 연결되어 위쪽으로 뻗어 있으며, 웨이퍼 상에 형성된 반도체 칩의 칩 패드에 접촉하는 접촉팁을 갖는 접촉부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드용 프로브 어레이 헤드.
The method of claim 16, wherein the probe pin
A connection part bonded to a surface of the probe substrate in a surface mount form;
A beam part having one end connected to an upper end of the connection part and extending in a horizontal direction, and having a through part formed at a center portion in the horizontal direction, and having at least one pin pressure control bar connecting one side of the bottom of the through part and the other side of the ceiling;
A contact part connected to the other end of the beam part and extending upward and having a contact tip contacting a chip pad of a semiconductor chip formed on a wafer;
Probe array head for a probe card comprising a.
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KR102098654B1 (en) * 2019-10-02 2020-04-09 주식회사 프로이천 Probe card
KR102399195B1 (en) * 2022-01-06 2022-05-18 주식회사 프로이천 Probe card for testing wafer

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