KR20170022414A - 접속 구조체 및 접속 구조체 모듈, 및 이를 이용하는 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 테스트 장치 - Google Patents

접속 구조체 및 접속 구조체 모듈, 및 이를 이용하는 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 테스트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 접속 구조체는 상부홀 및 상기 상부홀에 대응되는 하부홀을 갖는 배럴(barrel); 상기 상부홀 및 하부홀중 어느 하나에 설치되고 후크형으로 구성된 제1 플런저; 상기 제1 플런저에 대응하여 상기 상부홀 및 하부홀중 다른 하나에 설치된 제2 플런저; 및 상기 배럴 내에서 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재를 포함한다.

Description

접속 구조체 및 접속 구조체 모듈, 및 이를 이용하는 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 테스트 장치{Connection structural member and connection structural member module, and probe card assembly and wafer testing apparatus using the same}
본 발명의 기술적 사상은 접속 구조체(connection structural) 및 접속 구조체 모듈(connection structural member module), 및 이를 이용하는 프로브 카드 어셈블리(probe card assembly) 및 웨이퍼 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조재들(구조물들) 간을 접속할 수 있는 접속 구조체 및 접속 구조체 모듈, 및 이를 이용하는 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 테스트 장치에 관한 것이다.
전자 장치에서 구조재들(structural members) 간을 전기적 및 기계적으로 접속하기 위하여 접속 구조체(connection structural member)가 필요할 수 있다. 구조재들은 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion; CTE)가 다를 수 있고, 구조재들에 기계적 힘이 가해질 수 있다. 이렇게 될 경우, 접속 구조체가 구조재들을 신뢰성 있게 전기적 및 기계적으로 연결하는 것이 어려울 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 구조재들간을 신뢰성 있게 전기적 및 기계적으로 접속할 수 있는 접속 구조체 및 접속 구조체 모듈을 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 다른 과제는 상술한 접속 구조체 및 접속 구조체 모듈을 이용하는 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 테스트 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 접속 구조체는 상부홀 및 상기 상부홀에 대응되는 하부홀을 갖는 배럴(barrel); 상기 상부홀 및 하부홀중 어느 하나에 설치되고 후크형으로 구성된 제1 플런저; 상기 제1 플런저에 대응하여 상기 상부홀 및 하부홀중 다른 하나에 설치된 제2 플런저; 및 상기 배럴 내에서 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 플런저는 상기 배럴 내에 위치하고 상기 상부홀 및 하부홀의 지름보다 큰 지름을 갖는 제1 후크형 플런저 바디, 및 상기 제1 후크형 플런저 바디와 연결되어 상기 배럴 밖으로 돌출되고 제1 내부 공공을 갖는 제1 후크 부재를 포함할 수 있다. 상기 제1 후크 부재 내의 상기 제1 내부 공공에는 제1 접속볼이 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 플런저는 핀형으로 구성된 플런저 또는 후크형으로 구성된 플런저일 수 있다. 상기 핀형으로 구성된 제2 플런저는 상기 배럴 내에 위치하고 상기 상부홀 및 하부홀의 지름보다 큰 지름을 갖는 핀형 플런저 바디, 및 상기 핀형 플런저 바디와 연결되어 상기 배럴 밖으로 돌출된 핀형 부재를 포함할 수 있다.
상기 후크형으로 구성된 제2 플런저는 상기 배럴 내에 위치하고 상기 상부홀 및 하부홀의 지름보다 큰 지름을 갖는 제2 후크형 플런저 바디, 및 상기 제2 후크형 플런저 바디와 연결되어 상기 배럴 밖으로 돌출되고 제2 내부 공공을 갖는 제2 후크 부재를 포함할 수 있다. 상기 제2 후크 부재 내의 상기 제2 내부 공공에는 제2 접속볼이 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 탄성 접속 부재는 상기 배럴과 이격되어 있고 스프링 부재로 구성될 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 접속 구조체 모듈은 제1 구조재; 상기 제1 구조재와 대향하여 위치하는 제2 구조재; 상기 제1 구조재와 제2 구조재 사이에 위치하고 상기 제1 구조재와 제2 구조재를 연결하는 접속 구조체; 및 상기 제1 구조재 및 제2 구조재중 적어도 어느 하나에 설치된 압전 센서를 포함한다. 상기 접속 구조체는 배럴의 일측에 설치된 후크형으로 구성된 제1 플런저, 상기 제1 플런저의 제1 후크 부재 내에 형성된 제1 접속볼, 상기 배럴의 타측에 상기 제1 플런저에 대응하여 설치된 제2 플런저, 및 상기 배럴 내에서 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 배럴은 상부홀 및 상기 상부홀에 대응되는 하부홀을 가지며, 상기 상부홀 및 하부홀중 어느 하나에 상기 후크형으로 구성된 제1 플런저가 설치되고, 상기 제1 플런저에 대응하여 상기 상부홀 및 하부홀중 다른 하나에 상기 제2 플런저가 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 플런저는 상기 배럴 내에 위치하고 상기 상부홀 및 하부홀의 지름보다 큰 지름을 갖는 제1 후크형 플런저 바디를 포함하고, 상기 제1 후크 부재는 상기 제1 후크형 플런저 바디와 연결되어 상기 배럴 밖으로 돌출되고, 상기 제1 접속볼은 상기 제1 후크 부재 내에 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 플런저는 핀형으로 구성된 플런저 또는 후크형으로 구성된 플런저일 수 있다. 상기 핀형으로 구성된 제2 플런저는 상기 배럴 내에 위치하고 상기 상부홀 및 하부홀의 지름보다 큰 지름을 갖는 핀형 플런저 바디, 및 상기 핀형 플런저 바디와 연결되어 상기 배럴 밖으로 돌출된 핀형 부재를 포함할 수 있다.
상기 후크형으로 구성된 제2 플런저는 상기 배럴 내에 위치하고 상기 상부홀 및 하부홀의 지름보다 큰 지름을 갖는 제2 후크형 플런저 바디, 상기 제2 후크형 플런저 바디와 연결되어 상기 배럴 밖으로 돌출된 제2 후크 부재, 및 상기 제2 후크 부재 내에 형성된 제2 접속볼을 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 구조재 및 제2 구조재중 어느 하나에는 제1 접속 패드가 설치되고, 상기 후크형으로 구성된 제1 플런저는 상기 제1 접속볼과 면접촉으로 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 접속 패드와 대응되는 상기 제1 구조재 및 제2 구조재중 어느 하나에는 제2 접속 패드가 설치되고, 상기 후크형으로 구성된 제2 플런저는 상기 제2 접속볼과 면접촉으로 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 접속 패드와 대응되는 상기 제1 구조재 및 제2 구조재중 어느 하나에는 제2 접속 패드가 설치되고, 상기 제2 접속 패드 상에는 상기 핀형으로 구성된 제2 플런저가 상기 제2 접속 패드와 점접촉으로 연결될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 압전 센서는 상기 접속 구조체에 대응되는 상기 제1 구조재 또는 상기 제2 구조재의 내부에 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 압전 센서는 상기 제1 구조재 또는 제2 구조재와, 상기 접속 구조체간의 접촉 저항을 분석할 수 있는 분석기가 연결되어 있을 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 프로브 카드 어셈블리는 테스트 헤드와 연결된 회로 기판; 상기 회로 기판에 대향하여 설치된 지지 기판; 상기 회로 기판 및 지지 기판 상에 각각 형성된 접속 패드들 사이를 연결하는 접속 구조체; 상기 회로 기판과 지지 기판중 적어도 어느 하나에 설치된 압전 센서; 및 상기 지지 기판의 하부에 설치되고 웨이퍼 상의 반도체 칩의 전극 패드와 접촉할 수 있는 프로브를 포함한다. 상기 접속 구조체는 배럴의 일측에 설치된 후크형으로 구성된 제1 플런저, 상기 배럴의 타측에 상기 제1 플런저에 대응하여 설치된 제2 플런저, 및 상기 배럴 내에서 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 접속 구조체를 구성하는 배럴은 상부홀 및 상기 상부홀에 대응되는 하부홀을 가지며, 상기 상부홀 및 하부홀중 어느 하나에 상기 후크형으로 구성된 제1 플런저가 설치되고, 상기 제1 플런저에 대응하여 상기 상부홀 및 하부홀중 다른 하나에 상기 제2 플런저가 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 플런저는 핀형으로 구성된 플런저 또는 후크형으로 구성된 플런저일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 회로 기판 및 지지 기판중 어느 하나에는 제1 접속 패드가 설치되고, 상기 제1 접속 패드 상에는 제1 접속볼이 형성되어 있고, 상기 후크형으로 구성된 제1 플런저는 상기 제1 접속볼과 면접촉으로 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 접속 패드와 대응되는 상기 회로 기판 및 지지 기판중 어느 하나에는 제2 접속 패드가 설치되고, 상기 제2 접속 패드 상에는 제2 접속볼이 형성되어 있고, 상기 후크형으로 구성된 제2 플런저는 상기 제2 접속볼과 면접촉으로 연결될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 접속 패드와 대응되는 상기 회로 기판 및 지지 기판중 어느 하나에는 제2 접속 패드가 설치되고, 상기 제2 접속 패드 상에는 상기 핀형으로 구성된 제2 플런저가 상기 제2 접속 패드와 점접촉으로 연결될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 압전 센서는 상기 접속 구조체에 대응되는 상기 회로 기판 또는 상기 지지 기판의 내부에 설치되어 있을 수 있다. 상기 압전 센서는 상기 회로 기판 또는 지지 기판과, 상기 접속 구조체간의 접촉 저항을 분석할 수 있는 분석기가 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 프로브는 카드형 프로브 또는 캔티레버형 프로브로 구성되어 있을 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 웨이퍼 테스트 장치는 테스터로부터의 테스트 신호를 전송받는 테스트 헤드; 및 상기 테스트 헤드로부터의 상기 테스트 신호를 웨이퍼 상의 반도체 칩에 전달하는 프로브 카드 어셈블리를 포함한다.
상기 프로브 카드 어셈블리는, 상기 테스트 헤드와 연결된 회로 기판; 상기 회로 기판에 대향하여 설치된 지지 기판; 상기 회로 기판 및 지지 기판 상에 각각 형성된 접속 패드들 사이를 연결하는 접속 구조체; 상기 회로 기판과 지지 기판중 적어도 어느 하나에 설치된 압전 센서; 및 상기 지지 기판의 하부에 설치되고 상기 웨이퍼 상의 반도체 칩의 전극 패드와 접촉할 수 있는 프로브를 포함한다.
상기 접속 구조체는 배럴의 일측에 설치된 후크형으로 구성된 제1 플런저, 상기 배럴의 타측에 상기 제1 플런저에 대응하여 설치된 제2 플런저, 및 상기 배럴 내에서 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 압전 센서에는 상기 회로 기판 또는 지지 기판과, 상기 접속 구조체간의 접촉 저항을 분석할 수 있는 분석기가 연결되어 있고, 상기 분석기를 통하여 분석된 접촉 저항은 상기 테스터로 입력되어 웨이퍼 테스트를 제어할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 지지 기판은 상기 웨이퍼와 접촉하는 프로브를 하면에서 지지하게 구성되어 있고, 상기 회로 기판은 상기 지지 기판의 상면측에 설치되고 상기 프로브에 테스트용의 전기 신호를 보내도록 구성되고, 상기 회로 기판의 상면에 상기 회로 기판을 관통하는 연결 기둥을 통하여 상기 지지 기판과 연결되는 연결판이 설치되어 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 연결판에는 상기 회로 기판의 수평도를 조절할 수 있는 회로 기판 수평 조절부가 설치되어 있을 수 있다. 상기 회로 기판 수평 조절부는 상기 연결판에 설치되어 상기 프로브의 하중을 조정하는 회로 기판 하중 조정 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 있어서, 상기 회로 기판 하중 조정 부재는 상기 연결판에 설치되고 상기 회로 기판에 가하는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서 및 상기 회로 기판 하중 센서 상에 위치하는 스프링 부재를 포함할 수 있다. 상기 회로 기판 하중 조정 부재는 상기 연결판에 설치되고 상기 회로 기판에 가해지는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서와 상기 회로 기판의 수평을 조절하는 회로 기판 엑츄에이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 접속 구조체는 구조재들을 연결하는 플러저들중에 적어도 하나의 플런저가 후크 부재를 구비함으로써 상하 수직 방향으로 편심없이 구조재들간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 접속 구조체 모듈은 상술한 접속 구조체를 구비함과 아울러 구조재 내에 압전 센서를 구비함으로써 접속 구조체와 구조재간의 접촉 저항을 측정할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 테스트 장치는 상술한 접속 구조체 및 접속 구조체 모듈을 이용하여 회로 기판과 지지 기판을 연결함으로써 편심없이 회로 기판과 지지 기판을 연결함과 아울러 접속 구조체와 상기 기판들간의 접촉 저항을 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 제1 압전 센서의 압전 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5의 제1 압전 센서 및 제1 접속 패드의 형성 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 도 10의 제1 압전 센서 및 제1 접속 패드의 형성 위치, 및 제2 압전센서 및 제2 접속 패드의 형성 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 14 및 도 15는 도 12 및 도 13의 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 확대하여 도시한 단면도이다.
도 16은 도 14 및 도 15의 회로 기판 및 연결판의 상면 부근의 평면도이다.
도 17은 도 14 및 도 15의 카드형 프로브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 18은 도 12 및 도 13의 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 확대하여 도시한 단면도이다.
도 19는 도 18의 캔티레버형 프로브와 웨이퍼간의 접촉 상태를 도시한 단면도이다.
도 20은 도 12 및 도 13의 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 확대하여 도시한 단면도이다.
도 21은 본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 구성 및 전기적 신호 흐름을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 22는 본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 테스트 방법을 도시한 흐름도이다.
도 23은 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 반도체 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 24는 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 카드를 보여주는 개략도이다.
도 25는 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 전자 회로 기판을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
도 26은 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치에 의한 반도체 칩을 포함하는 전자 시스템을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
도 27은 본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 전자 시스템을 보여주는 개략도이다.
도 28은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 전자 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 제1, 제2등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하의 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하의 본 발명의 실시예들은 어느 하나로만 구현될 수도 있고, 또한, 이하의 실시예들은 하나 이상을 조합하여 구현될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 하나의 실시예에 국한하여 해석되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 접속 구조체(500, connection structural member)는 배럴(515, barrel), 제1 플런저(505, first plunger), 제2 플런저(511, second plunger) 및 탄성 접속 부재(513, elastic connection member)를 포함할 수 있다. 접속 구조체(500)는 후술하는 바와 같이 구조재들(도 5의 참조번호 531, 533)을 기계적 및 전기적으로 연결하는 부품일 수 있다. 접속 구조체(500)는 후술하는 프로브 카드 어셈블리에 이용될 경우 포고핀(pogo pin)으로 명명될 수 있다.
배럴(515)은 상부홀(515a) 및 상부홀(515a)에 대응되는 하부홀(515b)을 포함할 수 있다. 상부홀(515a) 및 하부홀(515b)은 상대적인 개념일 수 있다. 편의상 상부홀(515a)은 위쪽에 위치하는 것을 의미하며, 하부홀(515b)은 아래쪽에 위치하는 것을 의미할 수 있다. 하부홀(515b)에는 후크형(hook type)으로 구성된 제1 플런저(505)가 설치될 수 있다. 후크형 제1 플런저(505)는 고리형 제1 플런저(505)로 명명될 수 있다.
후크형으로 구성된 제1 플런저(505)는 배럴(515) 내에 위치하고 하부홀(515b)의 지름(d1)보다 큰 지름(d2)을 갖는 제1 후크형 플런저 바디(501)를 포함할 수 있다. 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)는 제1 후크형 플런저 바디(501)와 연결되어 배럴(515) 밖으로 돌출되고 제1 내부 공공(502)을 갖는 제1 후크 부재(503)를 포함할 수 있다. 제1 후크 부재(503)는 후술하는 바와 같이 제1 내부 공공(502)에 접속볼(도 5의 참조번호 517)이 설치될 수 있다. 접속볼은 도전형 볼일 수 있다.
제1 후크 부재(503)가 상하 수직 방향으로 힘을 받을 경우, 후술하는 바와 같이 제1 후크 부재(503)와 접속볼(도 5의 참조번호 517)은 면접촉, 즉 다점 접촉을 할 수 있다. 이에 따라, 제1 후크 부재(503)는 상하 수직 방향으로 편심없이 구조재들간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
제1 플런저(505)에 대응하여 상부홀(515a)에 제2 플런저(511)가 설치되어 있다. 제2 플런저(511)는 하부홀(515b)에 대응한 상부홀(515a)에 설치될 수 있다. 본 실시예에서 제2 플런저(511)는 핀형 플런저일 수 있다. 핀형으로 구성된 제2 플런저(511)는 배럴(515) 내에 위치하고 상부홀(515a)의 지름(d3)보다 큰 지름(d4)을 갖는 핀형 플런저 바디(507)를 포함할 수 있다. 핀형으로 구성된 제2 플런저(511)는 핀형 플런저 바디(507)와 연결되어 배럴(515) 밖으로 돌출된 핀형 부재(509)를 포함할 수 있다.
핀형 부재(509)가 상하 수직 방향으로 힘을 받을 경우, 핀형 부재(509)는 후술하는 바와 같이 구조재와 점접촉을 하더라도 제1 후크 부재(503) 및 접속볼로 인하여 편심없이 구조재와 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
접속 구조체(500)는 배럴(515) 내에서 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511) 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재(513)를 포함할 수 있다. 탄성 접속 부재(513)는 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511)의 일부를 감싸도록 형성할 수 있다. 탄성 접속 부재(513)는 배럴(515)과 이격되어 있고 스프링 부재로 구성될 수 있다. 탄성 접속 부재(513)는 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511)가 상하 수직 방향으로 힘을 받을 경우 완충하는 역할을 수행할 수 있다.
이상과 같은 접속 구조체(500)는 제1 후크 부재(503)를 갖는 제1 플런저(505), 제2 플런저(511) 및 탄성 접속 부재(513)를 이용하여 상하 수직 방향으로 편심없이 구조재들(도 5의 참조번호 531, 533)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
도 1에서 편의상 배럴(515)의 하부홀(515b)에 고리형으로 구성된 제1 플런저(505)를 설치하고, 배럴(515)의 상부홀(515a)에 핀형으로 구성된 제2 플런저(511)가 설치되어 있는 것을 도시한다. 그러나, 반대로 배럴(515)의 하부홀(515b)에 핀형으로 구성된 플런저를 설치하고, 배럴(515)의 상부홀(515a)에 고리형으로 구성된 플런저를 설치할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 접속 구조체(500-1)는 후크형으로 제2 플런저(511a)를 구성한 것을 제외하고는 도 1의 접속 구조체(500)와 동일할 수 있다. 도 2에서, 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 편의상 도 1에서 설명된 부분은 간단히 설명하거나 생략한다.
접속 구조체(500-1)는 배럴(515, barrel), 제1 플런저(505), 제2 플런저(511a) 및 탄성 접속 부재(513)를 포함할 수 있다. 접속 구조체(500-1)는 후술하는 바와 같이 구조재들(도 5의 참조번호 531, 533)을 기계적 및 전기적으로 연결하는 부품일 수 있다.
하부홀(515b)에는 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)가 설치될 수 있다. 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)는 하부홀(515b)의 지름(d1)보다 큰 지름(d2)을 갖는 제1 후크형 플런저 바디(501) 및 제1 후크형 플런저 바디(501)와 연결되고 제1 내부 공공(502)을 갖는 제1 후크 부재(503)를 포함할 수 있다. 제1 후크 부재(503)는 후술하는 바와 같이 제1 내부 공공(502)에 형성될 수 있는 접속볼(도 5의 참조번호 517)을 통하여 구조재와 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결하는데 이용할 수 있다.
제1 플런저(505)에 대응하여 상부홀(515a)에 제2 플런저(511a)가 설치되어 있다. 본 실시예에서 제2 플런저(511a)는 후크형 플런저일 수 있다. 후크형으로 구성된 제2 플런저(511a)는 배럴(515) 내에 위치하고 상부홀(515a)의 지름(d3)보다 큰 지름(d4)을 갖는 제2 후크형 플런저 바디(501a)를 포함할 수 있다. 후크형으로 구성된 제2 플런저(511a)는 제2 후크형 플런저 바디(501a)와 연결되고 제2 내부 공공(502a)을 갖는 제2 후크 부재(503a)를 포함할 수 있다.
제2 후크 부재(503a)는 후술하는 바와 같이 제2 내부 공공(502a)에 접속볼(도 10의 참조번호 517a)이 설치될 수 있다. 제2 후크 부재(503a)가 상하 수직 방향으로 힘을 받을 경우, 후술하는 바와 같이 제2 후크 부재(503a)와 접속볼(도 10의 참조번호 517a)은 면접촉, 즉 다점 접촉을 할 수 있다. 이에 따라, 제2 후크 부재(503a)는 편심없이 구조재들(도 10의 참조번호 531, 533)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
접속 구조체(500-1)는 배럴(515) 내에서 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511a) 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재(513)를 포함할 수 있다. 탄성 접속 부재(513)는 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511a)의 일부를 감싸도록 형성할 수 있다. 탄성 접속 부재(513)는 배럴(515)과 이격되어 있고 스프링 부재로 구성될 수 있다. 탄성 접속 부재(513)는 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511a)가 상하 수직 방향으로 힘을 받을 경우 완충하는 역할을 수행할 수 있다.
이상과 같은 접속 구조체(500-1)는 제1 후크 부재(503)를 갖는 제1 플런저(505), 제2 후크 부재(503a)를 갖는 제2 플런저(511a) 및 탄성 접속 부재(513)를 이용하여 상하 수직 방향으로 편심없이 구조재들(도 10의 참조번호 531, 533)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 접속 구조체(500-2)는 후크형으로 제1 플런저(505) 내에 제1 접속볼(517)을 더 설치한 것을 도 1의 접속 구조체(500)와 동일할 수 있다. 도 3에서, 도 1과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 편의상 도 1에서 설명된 부분은 간단히 설명하거나 생략한다.
접속 구조체(500-2)는 배럴(515, barrel), 제1 플런저(505), 제2 플런저(511) 및 탄성 접속 부재(513)를 포함할 수 있다. 접속 구조체(500-2)는 후술하는 바와 같이 구조재들(도 5의 참조번호 531, 533)을 기계적 및 전기적으로 연결하는 부품일 수 있다.
하부홀(515b)에는 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)가 설치될 수 있다. 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)는 앞서 설명한 바와 같이 하부홀(515b)의 지름(d1)보다 큰 지름(d2)을 갖는 제1 후크형 플런저 바디(501), 및 제1 후크형 플런저 바디(501)와 연결되고 제1 내부 공공(502)을 갖는 제1 후크 부재(503)를 포함할 수 있다. 제1 후크 부재(503)의 제1 내부 공공(502)에 제1 접속볼(517)이 형성되어 있다. 제1 접속볼(517)은 도전형 볼일 수 있다.
제1 후크 부재(503)가 상하 수직 방향으로 힘을 받을 경우, 후술하는 바와 같이 제1 후크 부재(503)와 제1 접속볼(517)은 면접촉, 즉 다점 접촉을 할 수 있다. 이에 따라, 제1 후크 부재(503)는 상하 수직 방향으로 편심없이 구조재들(도 5의 참조번호 531, 533)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
제1 플런저(505)에 대응하여 상부홀(515a)에 제2 플런저(511)가 설치되어 있다. 제2 플런저(511)는 도 1에서 설명한 바와 같이 핀형 플런저일 수 있다. 핀형으로 구성된 제2 플런저(511)는 상부홀(515a)의 지름(d3)보다 큰 지름(d4)을 갖는 핀형 플런저 바디(507) 및 핀형 플런저 바디(507)와 연결되어 배럴(515) 밖으로 돌출된 핀형 부재(509)를 포함할 수 있다.
핀형 부재(509)가 상하 수직 방향으로 힘을 받을 경우, 핀형 부재(509)는 후술하는 바와 같이 구조재(도 5의 참조번호 533)와 점접촉을 하더라도 앞서 제1 후크 부재(503) 및 제1 접속볼(517)로 인하여 편심없이 구조재와 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
접속 구조체(500-2)는 배럴(515) 내에서 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511) 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재(513)를 포함할 수 있다. 탄성 접속 부재(513)는 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511)가 수직 방향으로 힘을 받을 경우 완충하는 역할을 수행할 수 있다.
이상과 같은 접속 구조체(500-2)는 제1 접속볼(517)을 포함하는 제1 플런저(505), 제2 플런저(511) 및 탄성 접속 부재(513)를 이용하여 편심없이 구조재들(도 5의 참조번호 531, 533)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 접속 구조체(500-3)는 후크형으로 구성된 제1 플런저(505) 및 후크형으로 구성된 제2 플런저(511a) 내에 각각 제1 접속볼(517) 및 제2 접속볼(517a)을 설치한 것을 제외하고는 도 2의 접속 구조체(500-1)와 동일할 수 있다. 도 4에서, 도 2와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 편의상 도 2에서 설명된 부분은 간단히 설명하거나 생략한다.
접속 구조체(500-3)는 배럴(515), 제1 플런저(505), 제2 플런저(511a) 및 탄성 접속 부재(513)를 포함할 수 있다. 접속 구조체(500-3)는 후술하는 바와 같이 구조재들(도 10의 참조번호 531, 533)을 기계적 및 전기적으로 연결하는 부품일 수 있다.
하부홀(515b)에는 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)가 설치될 수 있다. 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)는 앞서 설명한 바와 같이 하부홀(515b)의 지름(d1)보다 큰 지름(d2)을 갖는 제1 후크형 플런저 바디(501), 및 제1 후크형 플런저 바디(501)와 연결되고 제1 내부 공공(502)을 갖는 제1 후크 부재(503)를 포함할 수 있다. 제1 후크 부재(503)의 제1 내부 공공(502)에 제1 접속볼(517)이 형성되어 있다.
제1 후크 부재(503)가 상하 수직 방향으로 힘을 받을 경우, 후술하는 바와 같이 제1 후크 부재(503)와 제1 접속볼(517)은 면접촉, 즉 다점 접촉을 할 수 있다. 이에 따라, 제1 후크 부재(503)는 제1 접속볼(517)을 통하여 상하 수직 방향으로 편심없이 구조재들간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
제1 플런저(505)에 대응하여 상부홀(515a)에 제2 플런저(511a)가 설치되어 있다. 제2 플런저(511a)는 도 2에서 설명한 바와 같이 후크형 플런저일 수 있다. 후크형으로 구성된 제2 플런저(511a)는 배럴(515) 내에 위치하고 상부홀(515a)의 지름(d3)보다 큰 지름(d4)을 갖는 제2 후크형 플런저 바디(501a)를 포함할 수 있다. 후크형으로 구성된 제2 플런저(511a)는 제2 후크형 플런저 바디(501a)와 연결되고 제2 내부 공공(502a)을 갖는 제2 후크 부재(503a)를 포함할 수 있다.
제2 후크 부재(503a)의 제2 내부 공공(502a)에 제2 접속볼(517a)이 형성되어 있다. 제2 접속볼(517a)은 도전형 볼일 수 있다. 제2 후크 부재(503a)가 상하 수직 방향으로 힘을 받을 경우, 후술하는 바와 같이 제2 후크 부재(503a)와 제2 접속볼(517a)은 면접촉, 즉 다점 접촉을 할 수 있다. 이에 따라, 제2 후크 부재(503a)는 제2 접속볼(517a)을 통하여 상하 수직 방향으로 편심없이 구조재들(도 10의 참조번호 531, 533)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
접속 구조체(500-3)는 배럴(515) 내에서 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511a) 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재(513)를 포함할 수 있다. 탄성 접속 부재(513)는 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511a)가 수직 방향으로 힘을 받을 경우 완충하는 역할을 수행할 수 있다.
이상과 같은 접속 구조체(500-3)는 제1 접속볼(517)을 포함하는 제1 플런저(505), 제2 접속볼(517a)을 포함하는 제2 플런저(511a) 및 탄성 접속 부재(513)를 이용하여 구조재들(도 10의 참조번호 531, 533)간을 편심없이 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
이하에서는 앞서 설명한 접속 구조체(500, 500-1, 500-2, 500-3)를 이용한 접속 구조체 모듈의 일 실시예를 설명한다. 이하에서 설명하는 접속 구조체 모듈은 구조재들을 연결하는 접속 구조체를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 접속 구조체 모듈(550)은 제1 구조재(531), 제1 구조재(531)와 대향하여 위치하는 제2 구조재(533), 제1 구조재(531)와 제2 구조재(533) 사이에 위치하고 제1 구조재(531)와 제2 구조재(533)를 연결하는 접속 구조체(500, 500-2), 및 제1 구조재(531)에 설치된 제1 압전 센서(521)를 포함할 수 있다. 접속 구조체(500, 500-2)는 도 1 및 도 3에서 자세히 설명하였으므로, 도 5에서는 간단히 설명하거나 생략한다. 도 5에서, 도 1 및 도 3과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.
제1 구조재(531)는 지지 기판(519)일 수 있다. 제1 구조재(531)를 구성하는 지지 기판(519) 상에는 제1 접속 패드(523)가 형성될 수 있다. 제2 구조재(533)는 회로 기판(525)일 수 있다. 제2 구조재(533)을 구성하는 회로 기판(525) 상에는 제2 접속 패드(527)가 형성될 수 있다.
접속 구조체(500, 500-2)는 제1 구조재(531)의 제1 접속 패드(523)와 제2 구조재(533)의 제2 접속 패드(527) 사이를 기계적 및 전기적으로 연결할 수 있다. 접속 구조체(500, 500-2)는 후술하는 바와 같이 프로브 카드 어셈블리에 이용될 경우 포고핀으로 명명될 수 있다. 접속 구조체(500, 500-2)는 제1 접속 패드(523) 상에 위치하고 배럴(515)의 일측에 설치된 후크형으로 구성된 제1 플런저(505) 및 제1 플런저(505)의 제1 후크 부재(503) 내에 형성된 제1 접속볼(517)을 포함할 수 있다.
배럴(515)은 상부홀(515a) 및 상부홀에 대응되는 하부홀(515b)을 가질 수 있다. 하부홀(515b)에 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)가 설치될 수 있다. 제1 플런저(505)는 배럴(515) 내에 위치하고 하부홀(515b)의 지름(d1)보다 큰 지름을 갖는 제1 후크형 플런저 바디(501)를 포함할 수 있다. 상기 제1 후크형 플런저 바디(501)는 배럴(515) 밖으로 돌출된 제1 후크 부재(503)와 연결될 수 있다.
제1 후크 부재(503) 내에는 제1 접속볼(517)이 형성될 수 있다. 제1 접속볼(517)은 지지 기판(519)의 제1 접속 패드(523) 상에 솔더볼 형태로 형성하여 구성할 수 있다. 제1 접속볼(517)을 솔더볼로 구성할 경우, 도 1의 접속 구조체(500)의 제1 후크 부재(503)를 제1 접속볼(517)에 끼울 수 있다.
제1 접속볼(517)은 도 3과 같이 제1 후크 부재(503) 내에 미리 설치할 경우, 도 3의 접속 구조체(500-2)를 제1 접속 패드(523) 상에 접촉할 수 있다. 제1 후크 부재(503)는 고리 형태로 구성되어 있기 때문에 제1 접속볼(517)의 전표면에 접촉할 수 있다. 다시 말해, 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)는 제1 접속볼(517)의 전표면과 접촉하는 면접촉으로 연결될 수 있다.
제1 후크 부재(503)가 상하 수직 방향으로 힘(F)을 받을 경우, 제1 후크 부재(503)와 제1 접속볼(517)은 면접촉, 즉 다점 접촉을 할 수 있다. 이에 따라, 제1 후크 부재(503)는 제1 접속볼(517)을 통하여 상하 수직 방향으로 편심없이 제1 구조재(531)와 제2 구조재(533)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
접속 구조체(500, 500-2)는 배럴(515)의 타측에 제1 플런저(505)에 대응하여 설치된 제2 플런저(511)를 포함할 수 있다. 제2 플런저(511)는 배럴(515)의 상부홀(515a)에 형성될 수 있다. 제2 플런저(511)는 핀형으로 구성될 수 있다. 핀형으로 구성된 제2 플런저(511)는 배럴(515) 내에 위치하고 상부홀(515a)의 지름(d3)보다 큰 지름(d4)을 갖는 핀형 플런저 바디(507)를 포함할 수 있다.
제2 플런저(511)는 회로 기판(525)의 제2 접속 패드(527)와 접촉될 수 있다. 제2 플런저(511)는 핀형 부재(509)를 포함하기 때문에, 핀형 부재(509)는 제2 접속 패드(527)와 점접촉으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 핀형으로 구성된 제2 플런저(511)는 제2 접속 패드(527)와 점접촉으로 연결될 수 있다.
핀형 부재(509)가 상하 수직 방향으로 힘(F)을 받을 경우, 핀형 부재(509)는 제2 구조재(533)와 점접촉을 하더라도 제1 후크 부재(503) 및 제1 접속볼(517)로 인하여 편심없이 구조재들(531, 533)과 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다. 접속 구조체(500, 500-2)는 배럴(515) 내에서 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511) 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재(513)를 포함할 수 있다.
제2 접속 패드(527)에는 신호 및 전원 송신부(535)가 연결될 수 있다. 제1 접속 패드(523)에는 신호 및 전원 수신부(537)가 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 접속 패드(527)에 인가된 신호 및 전원은 접속 구조체(500, 500-2)를 통하여 제1 접속 패드(523)에 전송될 수 있다.
제1 구조재(531)를 구성하는 지지 기판(519) 내에는 제1 압전 센서(521)가 설치될 수 있다. 제1 압전 센서(521)는 제1 구조재(531)를 구성하는 지지 기판(519) 내부에 형성될 수 있다. 제1 압전 센서(521)는 제1 접속 패드(523)의 하부에 형성될 수 있다. 제1 압전 센서(521)는 분석기(529, analyzer)와 연결될 수 있다.
분석기(529)는 제1 구조재(531)와 접속 구조체(500, 500-2)간의 접촉 저항을 측정하여 적정 여부를 분석할 수 있다. 다시 말해, 분석기(529)는 지지 기판(519) 상의 제1 접속 패드(523)와 접속 구조체(500, 500-2)의 제1 접속볼(517)간의 접촉 저항을 측정하여 적정 여부를 분석할 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 제1 압전 센서의 압전 효과를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 제1 압전 센서(521)에 외부응력이 없는 상태에서 출력 전압이 발생하지 않는다. 그러나 도 6의 (b)와 같이 제1 압전 센서(521)에 압축력(F)을 가하면 상하의 전극에 각각 양(+) 및 음(-)의 전압이 발생할 수 있다. 도 6의 (c)와 같이 제1 압전 센서(521)에 신장력(F)를 가하면 상하의 전극에 각각 음(+) 및 양(-)의 전압이 발생할 수 있다.
제1 압전 센서(521)는 도 7에 도시한 바와 같이 압축력(F)이나 신장력(F)의 압력(P)을 가하면 출력 전압이 증가할 수 있다. 제1 압전 센서에 압축력(F)이나 신장력(F)을 가할 경우, 압축력이(F)나 신장력(F)은 전기적 신호로 변경할 수 있다. 제1 압전 센서(521)를 구성하는 압전 재료는 박막 형태로 구성할 수 있으며, 예컨대 ZnO, CdS, AlN. PZT(Pb (Zr, Ti)O3)등을 이용하여 구성할 수 있다.
제1 압전 센서(521)를 이용하여 분석기(도 5의 529)를 통해 출력 전압을 측정하면 앞서 도 5에 도시한 제1 구조재(531)와 접속 구조체(500, 500-2)와의 접촉 저항을 측정할 수 있다. 제1 구조재(531)와 접속 구조체(500, 500-2)와의 접촉 저항을 측정할 경우, 분석기(도 5의 529)를 통해 제1 구조재(531)와 접속 구조체(500, 500-2)간의 접촉 여부의 적정성을 평가할 수 있다.
도 8은 도 5의 제1 압전 센서 및 제1 접속 패드의 형성 위치를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 지지 기판(519) 상에는 제1 접속 패드(523)가 설치될 수 있다. 제1 접속 패드(523)의 하부에는 제1 압전 센서(521)가 설치될 수 있다. 제1 압전 센서(521)는 지지 기판(519) 내부에 설치될 수 있다. 제1 압전 센서(521)는 분석기(529)와 연결될 수 있다. 제1 접속 패드(523)는 신호 및 전원 수신부(537)와 연결될 수 있다.
이와 같은 구성으로 인하여 접속 구조체(도 5의 500, 500-2)를 통하여 제1 접속 패드(523)에 신호 및 전원이 수신될 수 있고, 지지 기판(519) 내에는 설치된 제1 압전 센서(521)는 분석기(529)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 분석기(529)는 제1 구조재(531)와 접속 구조체(500, 500-2)간의 접촉 저항을 측정하여 적정 여부를 분석할 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 접속 구조체 모듈(550-1)은 제2 구조재(533)를 구성하는 회로 기판(525)에 제2 압전 센서(521a)를 설치한 것을 제외하고는 도 5와 동일할 수 있다. 도 9에서, 도 5와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 도 5에서 설명된 부분은 간단히 설명하거나 생략한다.
접속 구조체 모듈(550-1)은 제1 구조재(531), 제1 구조재(531)와 대향하여 위치하는 제2 구조재(533), 제1 구조재(531)와 제2 구조재(533) 사이에 위치하고 제1 구조재(531)와 제2 구조재(533)를 연결하는 접속 구조체(500, 500-2), 제1 구조재(531)에 설치된 제1 압전 센서(521), 및 제2 구조재(533)에 설치된 제2 압전 센서(521a)를 포함할 수 있다. 제2 압전 센서(521a)는 제1 압전 센서(521)와 동일한 구성 및 효과를 가질 수 있다.
제1 압전 센서(521) 및 제2 압전 센서(521a)는 모두 분석기(529)에 연결될 수 있다. 분석기(529)는 제1 구조재(531) 또는 제2 구조재(533)와, 접속 구조체(500, 500-2)간의 접촉 저항을 측정하여 적정 여부를 분석할 수 있다.
다시 말해, 분석기(529)는 지지 기판(519) 상의 제1 접속 패드(523)와 접속 구조체(500, 500-2)의 제1 접속볼(517)간의 접촉 저항과, 회로 기판(525) 상의 제2 접속 패드(527)와 접속 구조체(500, 500-2)의 접촉 저항을 모두 측정하여 적정 여부를 분석할 수 있다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 접속 구조체 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
구체적으로, 접속 구조체 모듈(550-2)은 도 2 및 도 4에서 설명한 접속 구조체(500-1, 500-3)를 이용하고, 제2 구조재(533)를 구성하는 회로 기판(525)에 제2 압전 센서(521a)를 설치한 것을 제외하고는 도 5와 동일할 수 있다. 도 10에서, 도 2, 도 4, 및 도 5와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 도 2, 도 4 및 도 5에서 설명된 부분은 간단히 설명하거나 생략한다.
접속 구조체 모듈(550-2)은 제1 구조재(531), 제1 구조재(531)와 대향하여 위치하는 제2 구조재(533), 제1 구조재(531)와 제2 구조재(533) 사이에 위치하고 제1 구조재(531)와 제2 구조재(533)를 연결하는 접속 구조체(500-1, 500-3), 제1 구조재(531)에 설치된 제1 압전 센서(521), 및 제2 구조재(533)에 설치된 제2 압전 센서(521a)를 포함할 수 있다. 제2 압전 센서(521a)는 제1 압전 센서(521)와 동일한 구성 및 효과를 가질 수 있다. 접속 구조체(500-1, 500-3)는 후술하는 바와 같이 프로브 카드 어셈블리에 이용될 경우 포고핀으로 명명될 수 있다.
접속 구조체(500-1, 500-3)는 제1 접속 패드(523) 상에 위치하고 배럴(515)의 일측에 설치된 후크형으로 구성된 제1 플런저(505) 및 제1 플런저(505)의 제1 후크 부재(503) 내에 형성된 제1 접속볼(517)을 포함할 수 있다. 배럴(515)은 상부홀(515a) 및 상부홀에 대응되는 하부홀(515b)을 가질 수 있다. 하부홀(515b)에 후크형으로 구성된 제1 플런저(505)가 설치될 수 있다.
제1 후크 부재(503)가 상하 수직 방향으로 힘(F)을 받을 경우, 제1 후크 부재(503)와 제1 접속볼(517)은 면접촉, 즉 다점 접촉을 할 수 있다. 이에 따라, 제1 후크 부재(503)는 상하 수직 방향으로 편심없이 제1 구조재(531) 및 제2 구조재(533)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
접속 구조체(500-1, 500-3)는 배럴(515)의 타측에 제1 플런저(505)에 대응하여 설치된 제2 플런저(511)를 포함할 수 있다. 제2 플런저(511)는 배럴(515)의 상부홀(515a)에 형성될 수 있다. 제2 플런저(511)는 배럴(515) 내에 위치하고 상부홀(515a)의 지름(d3)보다 큰 지름을 갖는 제2 후크형 플런저 바디(501a)를 포함할 수 있다. 제2 후크형 플런저 바디(501a)는 배럴(515) 밖으로 돌출된 제2 후크 부재(503a)와 연결될 수 있다.
제2 후크 부재(503a) 내에는 제2 접속볼(517a)이 형성될 수 있다. 제2 접속볼(517a)은 회로 기판(525)의 제2 접속 패드(527) 상에 솔더볼 형태로 형성하여 구성할 수 있다. 제2 접속볼(517a)을 솔더볼로 구성할 경우, 도 2의 접속 구조체(500-2)의 제2 후크 부재(503a)를 제2 접속볼(517a)에 끼울 수 있다.
제2 접속볼(517a)은 도 4와 같이 제2 후크 부재(503a) 내에 설치할 경우, 도 4의 접속 구조체(500-3)를 제2 접속 패드(527) 상에 접촉할 수 있다. 제2 후크 부재(503a)는 고리형태로 구성되어 있기 때문에 제2 접속볼(517a)의 전표면에 접촉할 수 있다. 후크형으로 구성된 제2 플런저(511)는 제2 접속볼(517a)의 전표면과 접촉하는 면접촉으로 연결될 수 있다.
제2 후크 부재(503a)가 상하 수직 방향으로 힘(F)을 받을 경우, 제2 후크 부재(503a)와 제2 접속볼(517a)은 면접촉, 즉 다점 접촉을 할 수 있다. 이에 따라, 제2 후크 부재(503a)는 상하 수직 방향으로 편심없이 제1 구조재(531) 및 제2 구조재(533)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다. 접속 구조체(500-1, 500-3)는 배럴(515) 내에서 제1 플런저(505)와 제2 플런저(511) 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재(513)를 포함할 수 있다.
제1 압전 센서(521) 및 제2 압전 센서(521a)는 모두 분석기(529)에 연결될 수 있다. 분석기(529)는 제1 구조재(531) 또는 제2 구조재(533)와, 접속 구조체(500-1, 500-3)간의 접촉 저항을 측정하여 적정 여부를 분석할 수 있다.
다시 말해, 분석기(529)는 지지 기판(519) 상의 제1 접속 패드(523)와 접속 구조체(500-1, 500-3)의 제1 접속볼(517)간의 접촉 저항과, 회로 기판(525)에 위치하는 제2 접속 패드(527)와 접속 구조체(500-1, 500-3)의 제2 접속볼(517a)과의 접촉 저항을 모두 측정하여 적정 여부를 분석할 수 있다.
도 11은 도 10의 제1 압전 센서 및 제1 접속 패드의 형성 위치, 및 제2 압전센서 및 제2 접속 패드의 형성 위치를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 지지 기판(519) 상에는 제1 접속 패드(523)가 설치될 수 있다. 제1 접속 패드(523)의 하부에는 제1 압전 센서(521)가 설치될 수 있다. 제1 압전 센서(521)는 지지 기판(519) 내부에 설치될 수 있다. 제1 압전 센서(521)는 분석기(529)와 연결될 수 있다. 제1 접속 패드(523)는 신호 및 전원 수신부(537)와 연결될 수 있다.
회로 기판(525)의 하면에는 제2 접속 패드(527)가 설치될 수 있다. 제2 접속 패드(527)의 상부에는 제2 압전 센서(521a)가 설치될 수 있다. 제2 압전 센서(521a)는 회로 기판(525) 내부에 설치될 수 있다. 제2 압전 센서(521a)는 분석기(529)와 연결될 수 있다. 제2 접속 패드(527)는 신호 및 전원 송신부(535)와 연결될 수 있다.
신호 및 전원 송신부에서 발생된 신호 및 전원은 제2 접속 패드(527) 및 접속 구조체(도 10의 500-1, 500-3)를 통하여 제1 접속 패드(523)에 신호 및 전원이 수신될 수 있다. 제1 접속 패드(523)에 수신된 신호 및 전원은 신호 및 전원 수신부(537)로 입력될 수 있다.
지지 기판(519) 및 회로 기판(525) 내에 각각 설치된 제1 압전 센서(521) 및 제2 압전 센서(521a)는 분석기(529)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 분석기(529)는 제1 구조재(531)와 접속 구조체(도 10의 500-1, 500-3)간의 접촉 저항, 및 제2 구조재(533)와 접속 구조체(도 10의 500-1, 500-3)간의 접촉 저항을 측정하여 적정 여부를 분석할 수 있다.
이하에서는 앞서 설명한 접속 구조체(500, 500-1, 500-2, 500-3) 및 접속 구조체 모듈(550, 550-1, 550-2)을 이용한 프로브 카드 어셈블리 및 웨이퍼 테스트 장치의 일 실시예를 설명한다. 이하에서 설명하는 프로브 카드 어셈블리는 접속 구조체 모듈을 포함할 수 있다. 이하에서 설명하는 웨이퍼 테스트 장치는 프로브 카드 어셈블리를 포함할 수 있으며, 다양한 형태를 가질 수 있지만 예시적으로 도 12 및 도 13을 제시한다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
구체적으로, 웨이퍼 테스트 장치(1)는 웨이퍼(W)에 마련된 반도체 칩에 전기적 신호를 인가하여 전기적 특성을 테스트할 수 있는 테스트 헤드(2)와, 테스트 헤드(2)로부터 인가된 전기적 신호를 반도체 칩에 전달될 수 있게 프로브 카드 어셈블리(600)를 갖는 프로브 스테이션(5)을 포함할 수 있다.
테스트 헤드(2) 및 프로브 스테이션(5)은 테스터(미도시)에 의하여 제어될 수 있다. 프로브 카드 어셈블리(600)은 앞서 설명한 접속 구조체 모듈(550, 550-1, 550-2)을 이용할 수 있다. 프로브 카드 어셈블리(600)는 후에 보다 더 자세하게 설명한다.
테스트 헤드(2)의 하부에는 회로 기판 수평 조절부(도 14의 참조번호 20)가 설치되어 있을 수 있다. 테스트 헤드(2)는 매니퓰레이터(Manipulator, 419)에 장착될 수 있다. 프로브 스테이션(5)은 베이스 프레임(401) 및 베이스 프레임(401)의 가장자리에 형성되는 지지 기둥(407) 및 지지 기둥(407) 상에 위치하는 프로브 카드 어셈블리 홀더(417)를 포함할 수 있다. 지지 기둥(407) 상의 프로브 카드 어셈블리 홀더(417)에는 프로브 카드 어셈블리(600)가 장착될 수 있다.
프로브 스테이션(5)은 척 이송부(415) 및 로더(403)를 포함할 수 있다. 척 이송부(415)는 베이스 프레임(401)의 상부에 위치할 수 있다. 척 이송부(415) 위에는 웨이퍼(W)가 높여지는 척(3)이 위치할 수 있다. 척 이송부(415)는 척(3)을 좌우 방향(XY 방향)으로 이동시키는 XY 스테이지(411) 및 척(3)을 수직 방향(상하 방향, Z 방향)으로 이동시키는 Z 스테이지(413)를 구비할 수 있다. 척 이송부(415)의 일측에는 테스트하는 웨이퍼(W)를 카세트로부터 척(3)으로 이송하는 로더(403)가 위치할 수 있다.
테스트 헤드(2)는 매니퓰레이터(419)를 구동하여 화살표 방향을 따라 회전시킴으로써 테스트 헤드(2)와 프로브 카드 어셈블리(600)를 접촉시킬 수 있다. 그리고, 척 이송부(415)가 척(3)을 좌우 및 상하 방향으로 이동하여 웨이퍼(W)가 프로브 카드 어셈블리(600)와 접촉될 수 있다. 웨이퍼(W)와 프로브 카드 어셈블리(600)가 접촉될 경우, 웨이퍼(W) 상의 반도체 칩이 테스트될 수 있다.
테스트 헤드(2)와 프로브 카드 어셈블리(600)가 접촉되면 테스트 헤드(2)의 무게가 프로브 카드 어셈블리(600) 및 웨이퍼(W)에 전달될 수 있다. 테스트 헤드(2)의 무게, 즉 압력이 프로브 카드 어셈블리(600) 및 웨이퍼(W)에 전체적으로 균일하게 가해지게 하는 것이 필요하다. 이에 따라, 테스트 헤드(2)에는 프로브 카드 어셈블리(600)와 연결된 회로 기판의 수평도를 조절할 수 있게 회로 기판 수평 조절부(도 14의 참조번호 20)가 설치될 수 있다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따라 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 13의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 도 12와 비교할 때 테스트 헤드(2)가 매니퓰레이터에 장착되어 있지 않는 것의 일 실시예일 수 있다. 도 13의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 테스터(7), 프로브 스테이션(5), 테스트 헤드(2) 및 프로브 카드 어셈블리(600)를 포함할 수 있다. 테스터(7)는 웨이퍼(W)에 마련된 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트하기 위한 테스트하기 위한 테스트 전류(또는 테스트 신호)를 발생시킬 수 있다.
프로브 스테이션(5)은 척(3)을 이송할 수 있는 척 이송부(415)를 포함할 수 있다. 척 이송부(415)는 척(3)을 좌우 방향(XY 방향) 및 수직 방향(상하 방향, Z 방향)으로 이동시킬 수 있다. 척(3) 상에는 웨이퍼(W)가 위치할 수 있다.
프로브 카드 어셈블리(600)는 테스터(7)와 전기적으로 연결될 수 있다. 테스트 헤드(2)는 프로브 카드 어셈블리(600)의 상부에 배치된다. 테스트 헤드(2)는 테스터(7)에 전기적으로 연결되어 테스트 신호를 제공받을 수 있다.
프로브 카드 어셈블리(600)는 테스트 헤드(2)에 설치되어 웨이퍼(W)에 마련된 반도체 칩과 전기적으로 접촉할 수 있다. 테스트 헤드(2) 및 프로브 스테이션(5)은 테스터(7)에 의하여 제어될 수 있다. 프로브 카드 어셈블리(600)는 앞서 설명한 접속 구조체 모듈(550, 550-1, 550-2)이 이용될 수 있다.
도 14 및 도 15는 도 12 및 도 13의 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 확대하여 도시한 단면도이고, 도 16은 도 14 및 도 15의 회로 기판 및 연결판의 상면 부근의 평면도이고, 도 17은 도 14 및 도 15의 카드형 프로브의 구성을 나타내는 단면도이다.
구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이 웨이퍼 테스트 장치(1)는 테스트 헤드(2)의 하부에는 테스트 대상체로서 웨이퍼(W)를 재치하는 척(3)이 설치될 수 있다. 테스트 헤드(2)는 척(3)의 상방에 배치되어 있고, 척(3)은 상하로 이동할 수 있다. 테스트 헤드(2)는 대략 원반 형상으로 형성될 수 있다. 도 14는 테스트 헤드(2)와 웨이퍼(W)를 재치하는 척(3)이 떨어져 있는 것을 도시한 것이고, 도 15는 척(3)이 상부로 이동하여 테스트 헤드(2)의 카드용 프로브(10)와 웨이퍼(W)의 전극 패드(U)가 접촉한 것을 도시한 것이다.
테스트 헤드(2)는 테스트시에 웨이퍼(W)의 전극 패드(U)에 접촉하는 카드형 프로브(10)를 하면에서 지지하는 지지 기판(11)과, 지지 기판(11)의 상면측에 설치되고 카드형 프로브(10)에 테스트용의 전기 신호(테스트 신호)를 보내는 회로 기판(12)을 구비할 수 있다. 도 14 및 도 15의 지지 기판(11)은 앞서 도 5, 도 9 및 도 10의 제1 구조재(531)의 지지 기판(519)에 해당할 수 있다. 도 14 및 도 15의 회로 기판(12)은 앞서 도 5, 도 9 및 도 10의 제2 구조재(533)의 회로 기판(525)에 해당할 수 있다.
회로 기판(12)의 내부에는 카드용 프로브(10)와의 사이에서 테스트용의 전기 신호(테스트 신호)를 전송하기 위한 도시하지 않은 전자 회로가 실장되어 있을 수 있다. 테스트용의 전기 신호는 회로 기판(12)의 전자 회로를 거쳐 카드용 프로브(10)에 송수신될 수 있다. 회로 기판(12)의 하면에는 접속 패드(12a)가 배치되어 있고, 접속 패드(12a)는 회로 기판(12)의 전자 회로의 일부로서 형성될 수 있다.
회로 기판(12)의 상면측에는 회로 기판(12)을 보강하는 보강 부재(13)가 설치되어 있을 수 있다. 보강 부재(13)는 회로 기판(12)의 상측에 평행하게 배치된 본체부(13a)와 본체부(13a)의 외주부로부터 하방으로 연신하여 회로 기판(12)의 외주부를 고정하는 고정부(13b)를 가질 수 있다. 회로 기판(12) 상의 고정부(13b)는 회로 기판(12)의 내측으로 돌출됨과 동시에 외측으로 연신될 수 있다.
회로 기판(12)의 상면에는 지지 기판(11)에 연결되는 연결판(14)이 회로 기판(12)과 평행하게 설치될 수 있다. 연결판(14)은 회로 기판(12)의 직경보다 작은 직경의 원반 형상으로 형성될 수 있다. 연결판(14)은 보강 부재(13)의 본체부(13a)의 하방이며, 고정부(13b)의 내측에 설치되어 있을 수 있다. 연결판(14)은 회로 기판(12)의 상면에 접함으로써 해당 회로 기판(12)의 평면도를 교정하는 기능도 가질 수 있다.
연결판(14)의 외주부의 하면에는 지지 기판(11)과 연결판(14)을 연결해 일체화하기 위한 연결 기둥(15)이 고정될 수 있다. 연결 기둥(15)은 수직 방향으로 긴 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 연결 기둥(15)은 지지 기판(11)의 외주부의 복수 개소, 예를 들면 4개소에 설치되어 있을 수 있다. 각 연결 기둥(15)은 위에서 볼 때 지지 기판(11)의 중심을 원심으로 하는 동일 원주 상에 등간격으로 배치되어 있을 수 있다.
연결 기둥(15)은 회로 기판(12)을 두께 방향으로 관통하고 하단부가 지지 기판(11)의 외주부의 외방의 위치까지 도달할 수 있다. 연결 기둥(15)의 하부에는 지지 기판(11) 측으로 돌출되고 해당 지지 기판(11)의 외주부를 잡는 돌출부(15a)가 수평 방향으로 2개소에 설치될 수 있다. 하방의 돌출부(15a)는 판 스프링 부재일 수도 있다.
돌출부(15a)는 지지 기판(11)의 외주부를 아래로부터 잡으면서 지지 기판(11)을 회로 기판(12) 측으로 눌러 지지 기판(11)과 회로 기판(12)과의 전기적인 접촉을 유지할 수 있다. 연결판(14)의 상면의 중앙부에는 도 16에 도시한 바와 같이 복수개, 예를 들면 3개의 볼트(16)가 설치될 수 있다.
복수의 볼트(16)의 상단부는 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 연결판(14)의 상면의 중앙부에 형성된 제1 오목부(14a)에 형성될 수 있다. 볼트(16)는 회로 기판(12)을 두께 방향으로 관통하고 그 하단부는 지지 기판(11)의 상면에 고정될 수 있다. 연결 기둥(15)과 볼트(16)에 의해 지지 기판(11)과 연결판(14)이 연결될 수 있다.
연결판(14)의 상면에는 카드형 프로브(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중을 일정하게 유지하는 회로 기판 수평 조절부(20)가 설치될 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)는 회로 기판 하중 조정 부재(21)로써 스프링 부재를 포함할 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)는 도 16에 도시한 바와 같이 복수개, 예를 들면 3개 설치될 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)는 위에서 볼 때, 연결판(14)의 중심을 원심으로 하는 동일 원주 상에 등간격으로 배치될 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)는 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 연결판(14)의 상면에 형성된 제2 오목부(14b)에 설치될 수 있다.
회로 기판 수평 조절부(20)는 수직 방향으로 신축하도록 배치된 스프링 부재로 구성된 회로 기판 하중 조정 부재(21)와, 회로 기판 하중 조정 부재(21)를 지지하고 수직 방향으로 신축 가능한 지지부(22)와 회로 기판(12)에 걸리는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서(23)를 포함할 수 있다. 제2 오목부(14b) 내에 회로 기판(12)에 걸리는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서(23)가 설치될 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)는 보강 부재(13)에 접촉하고 카드형 프로브(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중을 소정의 하중으로 일정하게 유지할 수 있다.
카드용 프로브(10)와 전극 패드(U)가 다른 높이로 접촉한 경우에도, 복수의 회로 기판 수평 조절부(20)가 설치되어 있어 카드용 프로브(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중의 면내 분포를 균일하게 할 수 있다. 회로 기판 수평 조절부(20)의 개수는 본 실시예에 한정되지 않지만 3개 이상인 것이 바람직하다. 회로 기판 하중 센서(23)는 하중 제어기(100)가 접속될 수 있다. 하중 제어기(100)는 회로 기판 하중 센서(23)의 측정 결과에 기초하여 회로 기판(12)에 걸리는 하중이 균등하게 소정의 값이 되도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 척(3)의 높이를 변경하여 카드용 프로브(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중을 변경하거나, 비정상적인 값의 하중이 측정된 경우의 불량 요인, 예를 들면 지지 기판(11)의 경사 등을 없애도록 제어될 수 있다. 소정의 접촉 하중은, 카드용 프로브(10)의 재질 및 치수, 예를 들면 후술하는 상면 탄성 시트(41) 및 하면 탄성 시트(42)의 재질 및 두께, 도전부(50)의 직경 및 개수 등에 기초하여 설정될 수 있다.
연결판(14)의 외주부에는 탄성 부재로서의 판 스프링 부재(24)가 설치되어 있다. 판 스프링 부재(24)의 일단은 연결판(14)의 외주부에 고정되고, 타단은 보강 부재(13)의 고정부(13b)에 고정될 수 있다. 판 스프링 부재(24)는 도 16에 도시한 바와 같이 복수, 예를 들면 3개 설치될 수 있다. 판 스프링 부재(24)는 위에서 볼 때 연결판(14)의 중심을 원심으로 하는 동일 원주 상에 등간격으로 배치될 수 있다.
판 스프링 부재(24)에 의해 지지 기판(11)의 수평 방향의 위치가 고정될 수 있다. 즉, 카드형 프로브(10)와 전극 패드(U)가 접촉한 상태에서 카드용 프로브(10)를 지지하는 지지 기판(11)에 수평 방향의 힘이 작용해도, 판 스프링 부재(24)에 의해 지지 기판(11)은 수평 방향으로 이동하지 않는다. 지지 기판(11)에 수평 방향의 힘이 작용하는 경우란, 예를 들면 카드용 프로브(10)와 전극 패드(U)가 접촉한 상태에서, 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 약간 이동시켜 양호한 접촉을 얻는 경우 등이다. 판 스프링 부재(24)의 개수는 본 실시예에 한정되지 않지만, 3개 이상인 것이 바람직하다.
지지 기판(11)은 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 척(3)과 대향하고 회로 기판(12)과 평행이 되도록 배치될 수 있다. 지지 기판(11)의 상면에는 복수의 접속 패드(11a)가 설치되어 있다. 접속 패드(11a)는 회로 기판(12) 하면의 접속 패드(12a)의 배치에 대응하도록 형성될 수 있다. 도 14의 접속 패드(11a) 및 접속 패드(12a)는 앞서 도 5, 도 9 및 도 10의 제1 접속 패드(523) 및 제2 접속 패드(527)에 해당할 수 있다.
지지 기판(11)의 접속 패드(11a)와 접속 패드(11a)에 대응하는 회로 기판(12)의 접속 패드(12a)와의 사이에는, 해당 접속 패드(11a, 12a) 간의 전기적 도통을 도모하기 위한 접속 구조체(30)가 복수 설치될 수 있다. 도 14 및 도 15의 접속 구조체(30)는 앞서 도 5, 도 9 및 도 10의 접속 구조체(500, 500-1, 500-2, 500-3)에 해당할 수 있다. 접속 구조체(30)에 대하여는 앞서 설명하였으므로 생략한다.
복수의 접속 구조체(30)는 지지 기판(11)의 상면 내에서 분포에 편향이 없도록 균일하게 배치될 수 있다. 각 접속 구조체(30)는 각각이 독립하여 수직 방향으로 신축하도록 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들면 카드용 프로브(10)와 전극 패드(U)가 다른 높이로 접촉한 경우에도, 이들 접속 구조체(30)가 카드용 프로브(10)와 전극 패드(U)와의 접촉 하중의 면내 분포를 균일하게 할 수 있다.
지지 기판(11)의 하면에는 상면의 접속 패드(11a)보다 좁은 피치로 접속 패드(11b)가 설치될 수 있다. 하면의 접속 패드(11b)는 상면의 접속 패드(11a)와 동일한 수가 설치되고 상면의 접속 패드(11a)와 대응하는 하면의 접속 패드(11b)는 각각 전기적으로 접속될 수 있다. 지지 기판(11)은 회로 기판(12)의 접속 패드(12a)의 간격을 변경하는 피치 변환 기판으로서 기능할 수 있다.
지지 기판(11) 내에는 제1 압전 센서(521)가 설치될 수 있다. 회로 기판(12) 내에는 제2 압전 센서(521a)를 포함할 수 있다. 제1 압전 센서(521) 및 제2 압전 센서(521a)의 기능 및 효과에 대하여는 앞서 도 5 등에서 설명하였으므로 생략한다. 지지 기판(11), 회로 기판(12), 접속 구조체(30), 제1 압전 센서(521) 및 제2 압전 센서(521a)는 도 5의 접속 구조체 모듈(550)을 구성할 수 있다. 도 14 및 도 15에서는 편의상 접속 구조체 모듈의 참조번호를 550으로 표시하였으나, 접속 구조체 모듈의 참조번호는 550-1, 550-2일 수 있다.
지지 기판(11)의 하면에 지지된 카드용 프로브(10)는 도 17에 도시한 바와 같이, 예를 들면 중간체로서의 평판 형상의 중간 기판(40)과, 중간 기판(40)의 상면에 장착된 상면 탄성 시트(41)와, 중간 기판(40)의 하면에 장착된 하면 탄성 시트(42)를 구비하는 3층 구조를 가질 수 있다. 하면 탄성 시트(42)에는 도전성을 가지는 복수의 도전부(50)가 형성될 수 있다.
도전부(50)는 웨이퍼(W)의 전극 패드(U)의 배치에 대응하도록 형성될 수 있다. 각 도전부(50)는 하면 탄성 시트(42)를 수직 방향으로 관통하고 하면 탄성 시트(42)의 상하의 양면으로부터 볼록 형상으로 돌출되어 있고, 사각 기둥 형상을 가지고 있다. 하면 탄성 시트(42)의 도전부(50) 이외의 부분은 고무 시트만으로 이루어지는 절연부(51)로 되어 있을 수 있다.
상면 탄성 시트(41)는 탄성을 가지는 절연재, 예를 들면 상기 하면 탄성 시트(42)와 같은 고무 시트에 의해 형성될 수 있다. 상면 탄성 시트(41)에는 도전성을 가지는 복수의 도전부(60)가 형성될 수 있다. 도전부(60)는, 예를 들면 지지 기판(11) 하면의 접속 패드(11b)의 배치에 대응하도록 배치될 수 있다. 각 도전부(60)는 상면 탄성 시트(41)를 수직 방향으로 관통하여 상면 탄성 시트(41)의 상하의 양면으로부터 볼록 형상으로 돌출될 수 있다. 상면 탄성 시트(41)의 도전부(60) 이외의 부분은 절연부(61)가 될 수 있다.
중간 기판(40)은 상면 탄성 시트(41) 및 하면 탄성 시트(42)에 비해 높은 강성을 가질 수 있다. 중간 기판(40)에는 하면으로부터 상면으로 통하는 복수의 통전로(70)가 형성될 수 있다. 통전로(70)는 중간 기판(40)의 두께 방향으로 직선 형상으로 형성될 수 있다. 통전로(70)의 상단부에는 접속 패드(70a)가 형성되고 통전로(70)의 하단부에는 접속 패드(70b)가 형성될 수 있다.
중간 기판(40)의 통전로(70)는 하면 탄성 시트(42)의 도전부(50) 및 상면 탄성 시트(41)의 도전부(60)와 1대1로 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이에 의해, 통전로(70)의 접속 패드(70b)와 하면 탄성 시트(42)의 도전부(50)가 대응될 수 있다. 통전로(70)의 접속 패드(70a)와 상면 탄성 시트(41)의 도전부(60)가 대응될 수 있다.
하면 탄성 시트(42)는 그 외주부를 둘러싸는 금속 프레임(80)에 고정될 수 있다. 금속 프레임(80)은 하면 탄성 시트(42)의 외주부에 따른 사각의 테두리 형상을 가질 수 있다. 금속 프레임(80)은, 예를 들면 탄성을 가지는 접착제(81)에 의해, 중간 기판(40)의 외주부의 하면에 접착될 수 있다. 이에 의해, 하면 탄성 시트(42)의 각 도전부(50)가 중간 기판(40)의 통전로(70)의 접속 패드(70b)에 접촉될 수 있다.
상면 탄성 시트(41)는 그 외주부를 둘러싸는 금속 프레임(90)에 고정될 수 있다. 금속 프레임(90)은 상면 탄성 시트(41)의 외주부를 따른 사각의 테두리 형상을 가질 수 있다. 금속 프레임(90)은 탄성을 가지는 접착제(91)에 의해 중간 기판(40)의 외주부의 상면에 접착될 수 있다. 이에 의해, 상면 탄성 시트(41)의 각 도전부(60)가 중간 기판(40)의 통전로(70)의 접속 패드(70a)에 접촉될 수 있다.
척(3)은 수평 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하고 재치한 웨이퍼(W)를 3차원 이동할 수 있다. 지지 기판(11), 회로 기판(12), 접속 구조체(30), 제1 압전 센서(521), 제2 압전 센서(521a) 및 카드용 프로브(10)는 프로브 카드 어셈블리(600)를 구성할 수 있다. 프로브 카드 어셈블리(600)에 이용되는 접속 구조체(30)는 포고핀으로 명명될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 접속 구조체(30), 제1 압전 센서(521), 및 제2 압전 센서(521a)를 포함하여 편심없이 지지 기판(11) 및 회로 기판(12)간을 기계적 및 전기적으로 신뢰성 있게 연결할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 연결판(14)의 상면에 복수의 회로 기판 수평 조절부(20)가 설치되어 있으므로, 복수의 도전부(50)와 전극패드(U)가 다른 높이로 접촉한 경우에도, 모든 도전부(50)와 전극 패드(U)를 소정의 접촉 하중으로 접촉시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 프로브 카드 어셈블리(600)를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치(1)는 연결판(14)의 외주부에는 지지 기판(11)의 수평 방향의 위치를 고정하는 복수의 판 스프링 부재(24)가 설치되어 있으므로 카드용 프로브(10)와 전극 패드(U)가 접촉한 상태에서 지지 기판(11)에 수평 방향의 힘이 작용한 경우에도, 지지 기판(11)을 수평 방향으로 이동시키지 않고 연직 방향으로만 이동시킬 수 있다. 따라서, 도전부(50)와 전극 패드(U)를 적절히 접촉시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 프로브 카드 어셈블리(600)를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치(1)는 회로 기판 수평 조절부(20)에는 회로 기판(12)에 걸리는 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서(23)를 포함한다. 이에 따라, 하중 제어기(100)는 회로 기판 하중 센서(23)의 측정 결과에 기초하여, 회로 기판(12)에 걸리는 하중이 균등하게 소정의 값이 되도록 제어한다. 따라서, 도전부(50)와 전극 패드(U)와의 사이에 비정상적인 값의 접촉 하중이 발생한 경우에도 하중 제어기(100)에 의해 도전부(50)와 전극 패드(U)를 적절히 접촉시킬 수 있다.
도 18은 도 12 및 도 13의 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 확대하여 도시한 단면도이고, 도 19는 도 18의 캔티레버형 프로브와 웨이퍼간의 접촉 상태를 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 18의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 캔티레버형 프로브(200)를 갖는 것을 제외하고는 도 14 및 도 15와 동일하다. 도 18에 도시한 캔티레버형 프로브(200)는 캔틸레버 구조를 가질 수 있다. 회로 기판(12)의 하면측에는 캔틸레버형 프로브(200)를 구비하는 지지 기판(11)이 설치되어 있다.
지지 기판(11)의 하면에는 웨이퍼(W) 상의 전극 패드(U)에 대응하는 위치에 복수의 캔틸레버형 프로브(200)가 설치될 수 있다. 캔틸레버형 프로브(200)는 지지 기판(11)의 상면에 설치된 접속 패드(11a)와 전기적으로 접속될 수 있다.
캔틸레버형 프로브(200)는 도 19에 도시한 바와 같이 지지 기판(11)의 하면으로부터 돌출하는 지지부(210)를 가질 수 있다. 지지부(210)의 하단에는 캔틸레버부(211)가 설치될 수 있다. 캔틸레버부(211)의 자유 단부에는 캔틸레버부(211)의 직각 방향 하부로 연신하는 접촉자(212)가 설치될 수 있다.
도 18 및 도 19의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 지지 기판(11), 회로 기판(12), 접속 구조체(30), 제1 압전 센서(521) 및 제2 압전 센서(521a)는 접속 구조체 모듈(550)을 구성할 수 있다. 그리고, 도 18 및 도 19의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 지지 기판(11), 회로 기판(12), 접속 구조체(30), 제1 압전 센서(521), 제2 압전 센서(521a) 및 캔티레버형 프로브(200)는 프로브 카드 어셈블리(600)를 구성할 수 있다.
도 20은 도 12 및 도 13의 프로브 카드 어셈블리를 포함하는 웨이퍼 테스트 장치를 개략적으로 확대하여 도시한 단면도이다.
구체적으로, 도 20의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 회로 기판 수평 조절부(20)를 구성하는 회로 기판 하중 조정 부재로써 회로 기판 엑츄에이터(110) 및 회로 기판 하중 센서(120)를 포함하는 것을 제외하고는 도 18과 동일할 수 있다.
웨이퍼 테스트 장치(1)의 회로 기판 엑츄에이터(110)는 회로 기판(12)의 하중을 측정하는 회로 기판 하중 센서(120)에 접속될 수 있다. 회로 기판 하중 센서는 하중 제어기(100)에 접속될 수 있다. 회로 기판 엑츄에이터(110)는 유량 제어기(130)에 접속될 수 있다. 유량 제어기(130)는 하중 제어기(100)가 접속될 수 있다. 하중 제어기(100)에 의해 회로 기판 하중 센서(120)의 측정 결과에 기초하여, 유량 제어기(130)로부터의 공기의 압력을 조정함으로써 카드용 프로브(10)와 전극 패드와의 접촉 하중이 일정하도록 제어될 수 있다.
도 20의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 앞서 설명한 바와 같이 지지 기판(11), 회로 기판(12), 접속 구조체(30), 제1 압전 센서(521) 및 제2 압전 센서(521a)를 포함하여 접속 구조체 모듈(550)을 구성할 수 있다. 그리고, 도 20의 웨이퍼 테스트 장치(1)는 앞서 설명한 바와 같이 지지 기판(11), 회로 기판(12), 접속 구조체(30), 제1 압전 센서(521), 제2 압전 센서(521a) 및 캔티레버형 프로브(200)를 포함하여 프로브 카드 어셈블리(600)를 구성할 수 있다.
도 21은 본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 구성 및 전기적 신호 흐름을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 22는 본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼 테스트 장치의 테스트 방법을 도시한 흐름도이다.
구체적으로, 웨이퍼 테스트 장치는 웨이퍼(W)에 마련된 반도체 칩의 전기적 특성을 테스트할 수 있는 테스트 신호를 발생하는 테스터(7)를 포함한다. 테스터(7)로부터 발생된 테스트 신호는 테스트 헤드(2)로 전송될 수 있다(스텝 S100).
전송된 테스트 신호는 프로브 카드 어셈블리(600)를 통해 웨이퍼에 마련된 반도체 칩에 전송될 수 있다(스텝 S200). 전송된 테스트 신호는 프로브 카드 어셈블리(600)를 구성하는 접속 구조체 모듈(550) 및 프로브(10, 200)를 순차적으로 거쳐 웨이퍼(W)의 반도체 칩에 인가될 수 있다.
프로브(10, 200)와 웨이퍼에 마련된 반도체 칩이 전기적으로 접촉하여 테스트할 때, 접속 구조체(도 14의 참조번호 30)와 기판들(도 14의 참조번호 11, 12)간의 접촉 저항을 실시간적으로 측정하여 적정 범위인가를 판단한다(스텝 S300). 다시 말해, 제1 압전 센서(521)를 이용하여 접속 구조체(도 14의 참조번호 30)와, 지지 기판(도 14의 참조번호 11) 및 회로 기판(도 14의 참조번호 12)간의 접촉 저항을 측정하고, 측정된 결과는 분석기(529) 및 테스터(7)로 전송하여 적정 범위인가를 판단한다.
분석기(529) 및 테스터(7)로 전송된 접촉저항값이 적정 범위일 경우에는 웨이퍼에 전송된 테스트 신호를 이용하여 반도체 칩을 테스트한다(스텝 S400). 만약에 분석기(529) 및 테스터(7)로 전송된 접촉저항값이 적정 범위가 아닐 경우에는 테스터(7)를 이용하여 웨이퍼에 마련된 반도체 칩의 테스트를 중지한다(스텝 S500). 분석기(529)를 통하여 분석된 접촉 저항은 테스터(7)로 입력되어 적정 범위를 근거로 웨이퍼 테스트를 제어할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치는 프로브(10, 200), 접속 구조체(30), 및 제1 압전 센서(521)를 포함하는 프로브 카드 어셈블리(600)를 구비함으로써 웨이퍼(W)에 마련된 반도체 칩을 실시간적으로 신뢰성 있게 테스트 할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼 테스트 장치(1)에 의해 제조된 반도체 칩의 응용례 내지 적용례를 제시한다. 이하에서 설명하는 반도체 칩의 응용례는 예시적인 것이다.
도 23은 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 반도체 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.
구체적으로, 반도체 모듈(1300)은 모듈 기판(1352), 모듈 기판(1352) 상에 배치된 복수개의 반도체 패키지들(1354), 모듈 기판(1352)의 한 모서리(edge)에 나란히 형성되고 반도체 패키지들(1354)과 전기적으로 각각 연결되는 모듈 접촉 단자들(1358)을 포함한다.
모듈 기판(1352)은 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)일 수 있다. 모듈 기판(1352)은 양면이 모두 사용될 수 있다. 즉, 모듈 기판(1352)의 앞면 및 뒷면에 모두 반도체 패키지들(1354)이 배치될 수 있다. 모듈 기판(1352)의 앞면에 8개의 반도체 패키지들(1354)이 배치된 것을 도시하였으나 이것은 예시적인 것이다. 반도체 모듈(1300)에는 반도체 패키지들(1354)을 컨트롤하기 위한 별도의 반도체 패키지를 더 포함할 수 있다.
반도체 패키지들(1354)은 적어도 하나가 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 의해 제조된 반도체 칩을 포함할 수 있다. 모듈 접촉 단자들(1358)은 금속으로 형성될 수 있고, 내산화성을 가질 수 있다. 모듈 접촉 단자들(1358)은 반도체 모듈(1300)의 표준 규격에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 그러므로, 도시된 모듈 접촉 단자들(1358)의 개수는 특별한 의미를 갖지 않는다.
도 24는 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 카드를 보여주는 개략도이다.
구체적으로, 카드(1400)는 회로 기판(1402) 상에 배치된 컨트롤러(1410)와 메모리(1420)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(1410)와 메모리(1420)는 전기적인 신호를 교환하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(1410)에서 명령을 내리면, 메모리(1420)는 데이터를 전송할 수 있다. 메모리(1420) 또는 컨트롤러(1410)에는 본 발명의 실시예들에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다. 이러한 카드(1400)는 다양한 종류의 카드, 예를 들어 메모리 스틱 카드(memory stick card), 스마트 미디어 카드(smart media card; SM), 씨큐어 디지털 카드(secure digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini secure digital card; mini SD), 또는 멀티 미디어 카드(multi media card; MMC)일 수 있다.
도 25는 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 전자 회로 기판을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
구체적으로, 전자 회로 기판(1500, electronic circuit board)은 회로 기판(1525, circuit board) 상에 배치된 마이크로프로세서(1530, microprocessor), 마이크로프로세서(1530)와 통신하는 주 기억 회로(1535, main storage circuit) 및 부 기억 회로(1540, supplementary storage circuit), 마이크로프로세서(1530)로 명령을 보내는 입력 신호 처리 회로(1545, input signal processing circuit), 마이크로프로세서(1530)로부터 명령을 받는 출력 신호 처리 회로(1550, output signal processing circuit) 및 다른 회로 기판들과 전기 신호를 주고 받는 통신 신호 처리 회로(1555, communicating signal processing circuit)를 포함한다. 화살표들은 전기적 신호가 전달될 수 있는 경로를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
마이크로프로세서(1530)는 각종 전기 신호를 받아 처리 하고 처리 결과를 출력할 수 있으며, 전자 회로 기판(1500)의 다른 구성 요소들을 제어할 수 있다. 마이크로프로세서(1530)는 예를 들어, 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 및/또는 주 제어 장치(MCU: main control unit) 등으로 이해될 수 있다.
주 기억 회로(1535)는 마이크로프로세서(1530)가 항상 또는 빈번하게 필요로 하는 데이터 또는 프로세싱 전후의 데이터를 임시로 저장할 수 있다. 주 기억 회로(1535)는 빠른 속의 응답이 필요하므로, 반도체 메모리 칩으로 구성될 수 있다. 보다 상세하게, 주 기억 회로(1535)는 캐시(cache)로 불리는 반도체 메모리일 수도 있고, SRAM(static random access memory), DRAM(dynamic random access memory), RRAM(resistive random access memory) 및 그 응용 반도체 메모리들, 예를 들어 Utilized RAM, Ferro-electric RAM, Fast cycle RAM, Phase changeable RAM, Magnetic RAM, 기타 다른 반도체 메모리로 구성될 수 있다.
부가하여, 주 기억 회로(1535)는 휘발성/비휘발성과 관계가 없으며, 랜덤 억세스 메모리를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 주 기억 회로(1535)는 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다. 부 기억 회로(1540)는 대용량 기억 소자이고, 플래시 메모리 같은 비휘발성 반도체 메모리이거나 마그네틱 필드를 이용한 하드 디스크 드라이브일 수 있다. 또는 빛을 이용한 컴팩트 디스크 드라이브일 수 있다. 부 기억 회로(1540)는 주 기억 회로(1535)에 비하여, 빠른 속도를 원하지 않는 대신, 대용량의 데이터를 저장하고자 할 경우 사용될 수 있다. 부 기억 회로(1240)는 랜덤/비랜덤과 관계가 없으며, 비휘발성 기억 소자를 포함할 수 있다.
부 기억 회로(1540)는 본 발명의 기술적 사상의 실시예에 의한 반도체 칩을 을 포함할 수 있다. 입력 신호 처리 회로(1545)는 외부의 명령을 전기적 신호로 바꾸거나, 외부로부터 전달된 전기적 신호를 마이크로프로세서(1530)로 전달할 수 있다.
외부로부터 전달된 명령 또는 전기적 신호는 동작 명령일 수도 있고, 처리해야 할 전기 신호일 수도 있고, 저장해야 할 데이터일 수도 있다. 입력 신호 처리 회로(1545)는 예를 들어 키보드, 마우스, 터치 패드, 이미지 인식장치 또는 다양한 센서들로부터 전송되어 온 신호를 처리하는 단말기 신호 처리 회로(terminal signal processing circuit), 스캐너 또는 카메라의 영상 신호 입력을 처리하는 영상 신호 처리 회로(image signal processing circuit) 또는 여러 가지 센서 또는 입력 신호 인터페이스 등일 수 있다. 입력 신호 처리 회로(1545)는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 패키지, 또는 반도체 모듈을 포함할 수 있다.
출력 신호 처리 회로(1550)는 마이크로프로세서(1530)에서 처리된 전기 신호를 외부로 전송하기 위한 구성 요소일 수 있다. 예를 들어, 출력 신호 처리 회로(1550)는 그래픽 카드, 이미지 프로세서, 광학 변환기, 빔패널 카드, 또는 다양한 기능의 인터페이스 회로 등일 수 있다. 출력 신호 처리 회로(1550)는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다.
통신 회로(1555)는 다른 전자 시스템 또는 다른 회로 기판과 전기적 신호를 입력 신호 처리 회로(1245) 또는 출력 신호 처리 회로(1250)를 통하지 않고 직접적으로 주고 받기 위한 구성 요소이다. 예를 들어, 통신 회로(1555)는 개인 컴퓨터 시스템의 모뎀, 랜카드, 또는 다양한 인터페이스 회로 등일 수 있다. 통신 회로(1555)는 본 발명의 기술적 사상의 실시예에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다.
도 26은 본 발명의 기술적 사상의 웨이퍼 테스트 장치에 의한 반도체 칩을 포함하는 전자 시스템을 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
구체적으로, 전자 시스템(1600)은, 제어부(1665, control unit), 입력부(1670, input unit), 출력부(1675, output unit), 및 저장부(1680, storage unit)를 포함하고, 통신부(1685,communication unit) 및/또는 기타 동작부(1690, operation unit)를 더 포함할 수 있다.
제어부(1665)는 전자 시스템(1600) 및 각 부분들을 총괄하여 제어할 수 있다. 제어부(1665)는 중앙처리부 또는 중앙 제어부로 이해될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 전자 회로 기판(도 25의 1500)을 포함할 수 있다. 또, 제어부(1665)는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다.
입력부(1670)는 제어부(1665)로 전기적 명령 신호를 보낼 수 있다. 입력부(1670)는 키보드, 키패드, 마우스, 터치 패드, 스캐너 같은 이미지 인식기, 또는 다양한 입력 센서들일 수 있다. 입력부(1670)는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다.
출력부(1675)는 제어부(1665)로부터 전기적 명령 신호를 받아 전자 시스템(1600)이 처리한 결과를 출력할 수 있다. 출력부(1675)는 모니터, 프린터, 빔 조사기, 또는 다양한 기계적 장치일 수 있다. 출력부(1675)는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다.
저장부(1680)는 제어부(1665)가 처리할 전기적 신호 또는 처리한 전기적 신호를 임시적 또는 영구적으로 저장하기 위한 구성 요소일 수 있다. 저장부(1680)는 제어부(1665)와 물리적, 전기적으로 연결 또는 결합될 수 있다. 저장부(1680)는 반도체 메모리, 하드 디스크 같은 마그네틱 저장 장치, 컴팩트 디스크 같은 광학 저장 장치, 또는 기타 데이터 저장 기능을 갖는 서버일 수 있다. 또, 저장부(1680)는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다.
통신부(1685)는 제어부(1665)로부터 전기적 명령 신호를 받아 다른 전자 시스템으로 전기적 신호를 보내거나 받을 수 있다. 통신부(1685)는 모뎀, 랜카드 같은 유선 송수신 장치, 와이브로 인터페이스 같은 무선 송수신 장치, 또는 적외선 포트 등일 수 있다. 또, 통신부(1685)는 본 발명의 기술적 사상에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다.
기타 동작부(1690)는 제어부(1665)의 명령에 따라 물리적 또는 기계적인 동작을 할 수 있다. 예를 들어, 기타 동작부(1690)는 플로터, 인디케이터, 업/다운 오퍼레이터 등, 기계적인 동작을 하는 구성 요소일 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 전자 시스템(1600)은 컴퓨터, 네트웍 서버, 네트워킹 프린터 또는 스캐너, 무선 컨트롤러, 이동 통신용 단말기, 교환기, 또는 기타 프로그램된 동작을 하는 전자 소자일 수 있다.
또한, 전자 시스템(1600)은 모바일 폰(mobile phone), MP3 플레이어, 네비게이션(navigation), 휴대용 멀티미디어 재생기(portable multimedia player, PMP), 고상 디스크(solid state disk; SSD) 또는 가전 제품(household appliances)에 이용될 수 있다.
도 27은 본 발명의 기술적 사상에 의한 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 전자 시스템을 보여주는 개략도이다.
구체적으로, 전자 시스템(1700)은 컨트롤러(1710), 입/출력 장치(1720), 메모리(1730) 및 인터페이스(1740)를 포함할 수 있다. 전자 시스템(1700)은 모바일 시스템 또는 정보를 전송하거나 전송받는 시스템일 수 있다. 모바일 시스템은 PDA, 휴대용 컴퓨터(portable computer), 웹 타블렛(web tablet), 무선 폰(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 디지털 뮤직 플레이어(digital music player) 또는 메모리 카드(memory card)일 수 있다.
컨트롤러(1710)는 프로그램을 실행하고, 전자 시스템(1700)을 제어하는 역할을 할 수 있다. 컨트롤러(1710)는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다. 컨트롤러(1710)는, 예를 들어 마이크로프로세서(microprocessor), 디지털 신호 처리기(digital signal processor), 마이크로콘트롤러(microcontroller) 또는 이와 유사한 장치일 수 있다.
입/출력 장치(1720)는 전자 시스템(1700)의 데이터를 입력 또는 출력하는데 이용될 수 있다. 전자 시스템(1700)은 입/출력 장치(1720)를 이용하여 외부 장치, 예컨대 개인용 컴퓨터 또는 네트워크에 연결되어, 외부 장치와 서로 데이터를 교환할 수 있다. 입/출력 장치(1720)는, 예를 들어 키패드(keypad), 키보드(keyboard) 또는 표시장치(display)일 수 있다.
메모리(1730)는 컨트롤러(1710)의 동작을 위한 코드 및/또는 데이터를 저장하거나, 및/또는 컨트롤러(1710)에서 처리된 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1730)는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 칩을 포함할 수 있다. 인터페이스(1740)는 전자 시스템(1700)과 외부의 다른 장치 사이의 데이터 전송통로일 수 있다. 컨트롤러(1710), 입/출력 장치(1720), 메모리(1730) 및 인터페이스(1740)는 버스(1750)를 통하여 서로 통신할 수 있다.
예를 들어, 이러한 전자 시스템(1700)은 모바일 폰(mobile phone), MP3 플레이어, 네비게이션(navigation), 휴대용 멀티미디어 재생기(portable multimedia player, PMP), 고상 디스크(solid state disk; SSD) 또는 가전 제품(household appliances)에 이용될 수 있다.
도 28은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 웨이퍼 테스트 장치에 의해 제조된 반도체 칩을 포함하는 전자 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
구체적으로, 도 27의 전자 시스템(1700)이 모바일 폰(1800)에 적용되는 구체예를 보여주고 있다. 모바일 폰(1800)은 시스템 온 칩(1810)을 포함할 수 있다. 시스템 온 칩(1810)은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 의한 반도체 칩을 포함할 수 있다. 모바일 폰(1800)은 상대적으로 고성능의 메인 기능 블록을 배치할 수 있는 시스템 온 칩(1810)이 포함될 수 있는 바, 상대적으로 고성능을 가질 수 있다. 또한 시스템 온 칩(1810)이 동일 면적을 가지면서도 상대적으로 고성능을 가질 수 있기 때문에, 모바일 폰(1800)의 크기를 최소화하면서도 상대적으로 고성능을 가지도록 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 개략적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형, 치환 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
500, 500-1,500-2, 500-3: 접속 구조체, 503: 제1 후크 부재, 503a: 제2 후크 부재, 505: 제1 플런저, 509: 핀형 부재, 511, 511a: 제2 플런저, 513: 탄성 접속 부재, 515: 배럴, 517: 제1 접속 부재, 550, 550-1: 접속 구조체 모듈, 531: 제1 구조재, 533: 제2 구조재, 521: 제1 압전 센서, 521a: 제2 압전 센서, 519, 11: 지지 기판, 523: 제1 접속 패드, 525, 12: 회로 기판, 527: 제2 접속 패드, 1: 웨이퍼 테스트 장치, 2: 테스트 헤드, 600: 프로브 카드 어셈블리, 10: 카드형 프로브, 200: 캔티레버형 프로브

Claims (20)

  1. 상부홀 및 상기 상부홀에 대응되는 하부홀을 갖는 배럴(barrel);
    상기 상부홀 및 하부홀중 어느 하나에 설치되고 후크형으로 구성된 제1 플런저;
    상기 제1 플런저에 대응하여 상기 상부홀 및 하부홀중 다른 하나에 설치된 제2 플런저; 및
    상기 배럴 내에서 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 플런저는 상기 배럴 내에 위치하고 상기 상부홀 및 하부홀의 지름보다 큰 지름을 갖는 제1 후크형 플런저 바디, 및 상기 제1 후크형 플런저 바디와 연결되어 상기 배럴 밖으로 돌출되고 제1 내부 공공을 갖는 제1 후크 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 후크 부재 내의 상기 제1 내부 공공에는 제1 접속볼이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 플런저는 핀형으로 구성된 플런저 또는 후크형으로 구성된 플런저인 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 핀형으로 구성된 제2 플런저는 상기 배럴 내에 위치하고 상기 상부홀 및 하부홀의 지름보다 큰 지름을 갖는 핀형 플런저 바디, 및 상기 핀형 플런저 바디와 연결되어 상기 배럴 밖으로 돌출된 핀형 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 후크형으로 구성된 제2 플런저는 상기 배럴 내에 위치하고 상기 상부홀 및 하부홀의 지름보다 큰 지름을 갖는 제2 후크형 플런저 바디, 및 상기 제2 후크형 플런저 바디와 연결되어 상기 배럴 밖으로 돌출되고 제2 내부 공공을 갖는 제2 후크 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 후크 부재 내의 상기 제2 내부 공공에는 제2 접속볼이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
  8. 제1 구조재;
    상기 제1 구조재와 대향하여 위치하는 제2 구조재;
    상기 제1 구조재와 제2 구조재 사이에 위치하고 상기 제1 구조재와 제2 구조재를 연결하는 접속 구조체; 및
    상기 제1 구조재 및 제2 구조재중 적어도 어느 하나에 설치된 압전 센서를 포함하되,
    상기 접속 구조체는 배럴의 일측에 설치된 후크형으로 구성된 제1 플런저, 상기 제1 플런저의 제1 후크 부재 내에 형성된 제1 접속볼, 상기 배럴의 타측에 상기 제1 플런저에 대응하여 설치된 제2 플런저, 및 상기 배럴 내에서 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 구조체 모듈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 플런저는 핀형으로 구성된 플런저 또는 후크형으로 구성된 플런저인 것을 특징으로 하는 접속 구조체 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 구조재 및 제2 구조재중 어느 하나에는 제1 접속 패드가 설치되고, 상기 후크형으로 구성된 제1 플런저는 상기 제1 접속볼과 면접촉으로 연결되는 것을 특징으로 하는 접속 구조체 모듈.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 접속 패드와 대응되는 상기 제1 구조재 및 제2 구조재중 어느 하나에는 제2 접속 패드가 설치되고, 상기 후크형으로 구성된 제2 플런저는 상기 제2 접속볼과 면접촉으로 연결되는 것을 특징으로 하는 접속 구조체 모듈.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 접속 패드와 대응되는 상기 제1 구조재 및 제2 구조재중 어느 하나에는 제2 접속 패드가 설치되고, 상기 제2 접속 패드 상에는 상기 핀형으로 구성된 제2 플런저가 상기 제2 접속 패드와 점접촉으로 연결되는 것을 특징으로 하는 접속 구조체 모듈.
  13. 제8항에 있어서, 상기 압전 센서는 상기 제1 구조재 또는 제2 구조재와, 상기 접속 구조체간의 접촉 저항을 분석할 수 있는 분석기가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 접속 구조체 모듈.
  14. 테스트 헤드와 연결된 회로 기판;
    상기 회로 기판에 대향하여 설치된 지지 기판;
    상기 회로 기판 및 지지 기판 상에 각각 형성된 접속 패드들 사이를 연결하는 접속 구조체;
    상기 회로 기판과 지지 기판중 적어도 어느 하나에 설치된 압전 센서; 및
    상기 지지 기판의 하부에 설치되고 웨이퍼 상의 반도체 칩의 전극 패드와 접촉할 수 있는 프로브를 포함하되,
    상기 접속 구조체는 배럴의 일측에 설치된 후크형으로 구성된 제1 플런저, 상기 배럴의 타측에 상기 제1 플런저에 대응하여 설치된 제2 플런저, 및 상기 배럴 내에서 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재를 포함하는 것을 특징으로 프로브 카드 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서, 상기 압전 센서는 상기 회로 기판 또는 지지 기판과, 상기 접속 구조체간의 접촉 저항을 분석할 수 있는 분석기가 연결되어 있고, 상기 프로브는 카드형 프로브 또는 캔티레버형 프로브로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 카드 어셈블리.
  16. 테스터로부터의 테스트 신호를 전송받는 테스트 헤드; 및
    상기 테스트 헤드로부터의 상기 테스트 신호를 웨이퍼 상의 반도체 칩에 전달하는 프로브 카드 어셈블리를 포함하고,
    상기 프로브 카드 어셈블리는,
    상기 테스트 헤드와 연결된 회로 기판;
    상기 회로 기판에 대향하여 설치된 지지 기판;
    상기 회로 기판 및 지지 기판 상에 각각 형성된 접속 패드들 사이를 연결하는 접속 구조체;
    상기 회로 기판과 지지 기판중 적어도 어느 하나에 설치된 압전 센서; 및
    상기 지지 기판의 하부에 설치되고 상기 웨이퍼 상의 반도체 칩의 전극 패드와 접촉할 수 있는 프로브를 포함하되,
    상기 접속 구조체는 배럴의 일측에 설치된 후크형으로 구성된 제1 플런저, 상기 배럴의 타측에 상기 제1 플런저에 대응하여 설치된 제2 플런저, 및 상기 배럴 내에서 상기 제1 플런저와 상기 제2 플런저 사이를 연결하도록 설치된 탄성 접속 부재를 포함하는 것을 특징으로 웨이퍼 테스트 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 압전 센서에는 상기 회로 기판 또는 지지 기판과, 상기 접속 구조체간의 접촉 저항을 분석할 수 있는 분석기가 연결되어 있고,
    상기 분석기를 통하여 분석된 접촉 저항은 상기 테스터로 입력되어 웨이퍼 테스트를 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 지지 기판은 상기 웨이퍼와 접촉하는 프로브를 하면에서 지지하게 구성되어 있고, 상기 회로 기판은 상기 지지 기판의 상면측에 설치되고 상기 프로브에 테스트용의 전기 신호를 보내도록 구성되고, 상기 회로 기판의 상면에 상기 회로 기판을 관통하는 연결 기둥을 통하여 상기 지지 기판과 연결되는 연결판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 연결판에는 상기 회로 기판의 수평도를 조절할 수 있는 회로 기판 수평 조절부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 회로 기판 수평 조절부는 상기 연결판에 설치되어 상기 프로브의 하중을 조정하는 회로 기판 하중 조정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
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