KR20180027303A - 프로브 회전 방지 기능을 구비한 수직형 프로브 모듈 - Google Patents

프로브 회전 방지 기능을 구비한 수직형 프로브 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수직형 프로브 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수직형 프로브의 회전 방지 기능을 구비한 수직형 프로브 모듈에 관한 것이다. 본 발명은 해드부(head part), 팁부(tip part) 및 상기 해드부와 팁부를 연결하는 스프링부(spring part)를 구비하는 프로브와, 상기 프로브의 해드부가 끼워지는 복수의 상부 관통 홀을 구비하는 상부 가이드 플레이트와, 상기 프로브의 팁부가 끼워지는 복수의 하부 관통 홀을 구비하는 하부 가이드 플레이트를 구비하며, 상기 팁부를 측정 대상물의 단자에 접촉시킴으로써 측정 대상물로부터의 전기적인 신호를 측정장치로 전달하는 프로브 모듈에 있어서, 상기 프로브의 팁부는 측정 대상물의 단자에 접촉하는 프로빙부와 상기 스프링부와 상기 프로빙부 사이에 형성되는 회전 방지부를 구비하며, 상기 하부 가이드 플레이트의 상부에 배치되며 상기 하부 가이드 플레이트의 관통 홀에 대응하는 위치에 형성되며, 상기 회전 방지부가 회전하지 않도록 끼워지는 복수의 회전 방지 홀을 구비한 회전 방지 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈을 제공한다. 본 발명에 따른 수직형 프로브 모듈은 회전 간섭으로 인한 설계상의 문제나 회로 단락으로 인한 사용상의 어려움을 개선할 수 있고 그에 따라 검사 결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 수직형 프로브의 집적도를 높일 수 있다.

Description

프로브 회전 방지 기능을 구비한 수직형 프로브 모듈{Vertical probe module with anti-rotation function for wire probes}
본 발명은 수직형 프로브 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수직형 프로브의 회전 방지 기능을 구비한 수직형 프로브 모듈에 관한 것이다.
반도체 디바이스는 일반적으로 웨이퍼 위에 패턴을 형성하는 제조 공정과 패턴이 형성된 웨이퍼로부터 각각의 칩을 제조하는 공정을 포함한다. 두 공정의 사이에는 웨이퍼 위에 형성된 패턴을 검사하는 이디에스(elecrical die sorting) 공정이 진행된다.
이디에스 공정은 웨이퍼를 구성하고 있는 칩들 중에서도 불량 칩을 판별하기 위하여 수행된다. 이디에스 공정에서는 웨이퍼를 구성하는 칩들에 전기적 신호를 인가하고, 인가된 전기신호에 의해서 칩들로부터의 출력되는 전기 신호를 통해서 칩의 불량 여부를 판단한다.
이디에스 공정에서 사용되는 검사장치로는 웨이퍼를 구성하는 각각의 칩의 패턴에 접촉되어 전기적 신호를 인가하는 다수의 니들 타입 프로브을 구비한 프로브 카드라는 장치가 주로 사용된다.
도 1은 종래의 프로브 카드의 분해 사시도이며, 도 2는 종래의 수직형 프로브의 단면, 정면 및 측면을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 프로브 카드는 다수의 수직형 프로브(3)를 지지하기 위한 상부 플레이트(1)와 하부 플레이트(2)를 구비한다. 상부 플레이트(1)는 수직형 프로브(3)의 상단이 삽입되는 관통구멍(4)들이 형성되어 있으며, 하부 플레이트(2)에는 수직형 프로브(3)의 하단이 삽입되는 관통구멍(5)들이 형성되어 있다. 또한, 프로브(3)를 상부 및 하부 플레이트(1, 2)에 쉽게 끼울 수 있도록 프로브(3)를 고정하기 위한 가이드 필름(6)을 구비한다.
그런데 종래의 프로브 카드의 경우에는 검사과정에서 수직형 프로브(3)에 가해지는 압력에 의해서 프로브(3)가 회전하여 회전 간섭에 의한 설계상의 문제나 회로 단락으로 인한 어려움이 발생하였다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 수직형 프로브(3)의 해드부(8)와 팁부(9)의 단면은 원형이고, 해드부(8)가 끼워지는 상부 플레이트(1) 및 가이드 필름(6)의 관통구멍과 팁부(9)가 끼워지는 하부 플레이트(2)의 관통구멍이 모두 원형이므로, 프로브(3)에 압력이 가해지면, 프로브(3)가 회전할 수 있다.
미국 특허 US6,144212A 미국 특허 US2015-0061713A1
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 수직형 프로브의 회전을 방지할 수 있는 수직형 프로브 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 해드부(head part), 팁부(tip part) 및 상기 해드부와 팁부를 연결하는 스프링부(spring part)를 구비하는 프로브와, 상기 프로브의 해드부가 끼워지는 복수의 상부 관통 홀을 구비하는 상부 가이드 플레이트와, 상기 프로브의 팁부가 끼워지는 복수의 하부 관통 홀을 구비하는 하부 가이드 플레이트를 구비하며, 상기 팁부를 측정 대상물의 단자에 접촉시킴으로써 측정 대상물로부터의 전기적인 신호를 측정장치로 전달하는 프로브 모듈에 있어서, 상기 프로브의 팁부는 측정 대상물의 단자에 접촉하는 프로빙부와 상기 스프링부와 상기 프로빙부 사이에 형성되는 회전 방지부를 구비하며, 상기 하부 가이드 플레이트의 상부에 배치되며 상기 하부 가이드 플레이트의 관통 홀에 대응하는 위치에 형성되며, 상기 회전 방지부가 회전하지 않도록 끼워지는 복수의 회전 방지 홀을 구비한 회전 방지 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈을 제공한다.
본 발명에 따른 수직형 프로브 모듈은 수직형 프로브의 회전을 방지할 수 있다. 따라서 회전 간섭으로 인한 설계상의 문제나 회로 단락으로 인한 사용상의 어려움을 개선할 수 있고 그에 따라 검사 결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 수직형 프로브의 집적도를 높일 수 있다.
도 1은 종래의 프로브 카드의 분해 사시도이다.
도 2는 종래의 수직형 프로브의 단면, 정면 및 측면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 수직형 프로브 모듈의 일실시예의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 프로브의 단면, 정면 및 측면을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 프로브의 다른 예의 단면, 정면 및 측면을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 프로브의 또 다른 예의 단면, 정면 및 측면을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 가이드 필름의 평면도이다.
도 8은 도 3에 도시된 가이드 필름의 다른 예들의 평면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 회전 방지 플레이트의 평면도이다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 수직형 프로브 모듈의 일실시예의 분해 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 복수의 수직형 프로브(10), 상부 가이드 플레이트(20), 중간 플레이트(30), 하부 가이드 플레이트(40), 가이드 필름(50) 및 회전 방지 플레이트(60)를 포함한다.
도 4는 도 3에 도시된 프로브의 단면, 정면 및 측면을 나타낸 도면이다. 도 4를 참고하면, 프로브(10)는 해드부(head part,11), 팁부(tip part, 12) 및 해드부(11)와 팁부(12)를 연결하는 스프링부(spring part, 13)를 구비한다. 프로브(10)의 해드부(11)는 상부 가이드 플레이트(20)를 통과한다. 팁부(12)는 하부 가이드 플레이트(40)를 통과한다.
해드부(11)는 원형 단면을 구비한다. 스프링부(13)는 납작한 단면을 구비하여 한 방향으로 휠 수 있다. 스프링부(13)는 해드부(11)의 직경에 비해서 두께가 얇다. 팁부(12)는 회전 방지부(121)와 프로빙부(122)를 구비한다. 프로빙부(122)는 측정 대상물의 단자와 직접 접촉하는 부분이다. 프로빙부(122)는 원형 단면을 구비한다. 프로빙부(122)는 해드부(11)와 직경이 동일할 수 있다. 회전 방지부(121)는 스프링부(13)와 프로빙부(122) 사이에 위치한다. 회전 방지부(121)는 납작한 단면을 구비한다. 회전 방지부(121)는 스프링부(13)와 달리 휘지 않을 정도로 두께가 충분히 두꺼운 것이 바람직하다. 프로브(10)는 해드부(11)와 팁부(12)의 프로빙부(122)의 원형 단면과 동일한 단면을 가지는 와이어의 일부분을 프레스하는 방법으로 제작할 수 있다. 이때, 스프링부(13)을 회전 방지부(121)에 비해서 더 많이 프레스하여 회전 방지부(121)에 비해서 두께가 얇고 폭이 넓게 만든다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링부(13)와 회전 방지부(121)는 단면의 폭 방향이 서로 나란하다. 단면의 폭 방향이 서로 나란한 경우에는 한 번의 프레스로 스프링부(13)와 회전 방지부(121)를 형성할 수 있다는 장점이 있다.
도 5는 도 3에 도시된 프로브의 다른 예의 단면, 정면 및 측면을 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 프로브(70)는 스프링부(73)와 회전 방지부(721)의 단면의 폭 방향이 서로 직교한다는 점에서 도 4에 도시된 실시예와 차이가 있다. 도 5에 도시된 실시예는 한 번의 프레스로 스프링부(73)와 회전 방지부(721)를 형성할 수 없다는 단점이 있다. 그러나 회전 방지부(721)가 스프링부(73)와 함께 휘지 않는다는 장점이 있다.
도 6은 도 3에 도시된 프로브의 다른 예의 단면, 정면 및 측면을 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 프로브(80)는 팁부(82)의 회전 방지부(821)가 팁부(82)의 중간 정도에 형성된다는 점에서 도 4에 도시된 프로브와 차이가 있다. 따라서 본 실시예의 팁부(82)는 팁부(82)의 회전 방지부(821)와 스프링부(83)을 연결하는 연결부(823)을 더 포함한다. 연결부(823)는 프로빙부(822)와 동일한 형태의 단면을 구비한다.
하부 가이드 플레이트(40)는 프로브(10)의 팁부(12)가 측정 대상물의 패드와 접하도록, 프로브(10)의 팁부(12)를 위치시킨다. 하부 가이드 플레이트(40)는 전체적으로 원판형이다. 하부 가이드 플레이트(40)에는 프로브(10)의 팁부(12)가 끼워지는 복수의 하부 관통 홀(41)이 형성된다. 상부 가이드 플레이트(20)도 전체적으로 원판형이다. 상부 가이드 플레이트(20)에는 프로브(10)의 해드부(11)가 끼워지는 복수의 상부 관통 홀(21)이 형성된다. 상부 관통 홀(21)과 하부 관통 홀(41)은 동일 수로 형성된다. 프로브(10)의 해드부(11)와 팁부(12)가 오프셋 되어있으므로, 하나의 프로브(10)에 대응하는 상부 관통 홀(21)과 하부 관통 홀(41)도 오프셋 되어있다.
상부 가이드 플레이트(20)와 하부 가이드 플레이트(40)는 측정 대상인 반도체 웨이퍼와 동일한 실리콘 화합물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘 나이트라이드(Silicon Nitride, Si3N4)로 이루어질 수 있다. 측정 대상물과 가이드 플레이트(20, 30)의 열팽창률이 동일하므로 주변 온도와 관계없이, 프로브(10)의 정밀한 정렬이 가능하다는 장점이 있다. 상부 관통 홀(21)과 하부 관통 홀(41)은 일반적으로 초음파를 이용하여 형성한다.
중간 플레이트(30)는 상부 가이드 플레이트(20)와 하부 가이드 플레이트(40) 사이에 배치된다. 중간 플레이트(30) 역시 측정 대상인 반도체 웨이퍼와 동일한 실리콘 화합물로 이루어질 수 있다. 중간 플레이트(30)의 중간에는 프로브(10)들이 배치되는 사각형 개구(31)가 형성된다.
도 7은 도 3에 도시된 가이드 필름의 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가이드 필름(50)은 상부 가이드 플레이트(20)와 중간 플레이트(30) 사이에 배치된다. 가이드 필름(50)은 대체로 원형이다. 가이드 필름(50)은 프로브 모듈의 조립과정에서 프로브(10)를 상부 가이드 플레이트(20)와 하부 가이드 플레이트(40)에 끼우기 쉽도록 프로브(10)를 지지하는 역할을 한다. 프로브(10)들을 모두 가이드 필름(50)에 먼저 고정시킨 후에 프로브(10)의 팁부(12)를 하부 가이드 플레이트(40)에 끼우고, 다음, 프로브(10)의 해드부(11)를 상부 가이드 플레이트(20)에 끼운다.
도 7에 도시된 바와 같이, 가이드 필름(50)에는 복수의 회전 방지 가이드 홀(51)이 형성된다. 회전 방지 가이드 홀(51)은 상부 가이드 플레이트(20)의 상부 관통 홀(21)에 대응하는 위치에 형성된다. 회전 방지 가이드 홀(51)은 원형과 납작한 도형이 중첩된 형태를 가진다. 원의 지름은 프로브(10)의 해드부(11)의 지름에 비해서 약간 더 크며, 납작한 도형의 폭과 두께는 프로브(10)의 스프링부(13)의 폭과 두께에 비해서 약간 더 큰 것이 바람직하다. 본 발명에서는 종래의 프로브 모듈과 달리, 가이드 필름(50)이 프로브(10)의 스프링부(13)가 회전하는 것을 방지하는 역할도 수행한다. 가이드 필름(50)의 회전 방지 가이드 홀(51)에 끼워진 프로브(10)의 스프링부(13)는 유격에 의한 약간의 회전만 가능하다. 그리고 종래와 달리 가이드 필름(50)은 프로브 모듈이 조립되었을 때 프로브(10)의 스프링부(13)가 가이드 필름(50)에 끼워질 수 있는 위치에 배치된다.
도 8은 도 3에 도시된 가이드 필름의 다른 예들의 평면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 회전 방지 가이드 홀은 타원형으로 형성되거나, 원을 눌러서 형성할 수 있는 납작한 형태일 수 있다. 타원형인 경우에는 단축은 프로브(10)의 해드부(11)의 지름에 비해서 약간 더 크며, 장축은 프로브(10)의 스프링부(13)의 폭에 비해서 약간 더 큰 것이 바람직하다. 납작한 형태일 경우에는 두께는 프로브(10)의 해드부(11)의 지름에 비해서 약간 더 크며, 폭은 프로브(10)의 스프링부(13)의 폭에 비해서 약간 더 큰 것이 바람직하다.
도 9는 도 3에 도시된 회전 방지 플레이트의 평면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 회전 방지 플레이트(60)는 대체로 직사각형 형태이다. 회전 방지 플레이트(60)는 하부 가이드 플레이트(40)에 형성된 함몰부(45)에 끼워진다. 회전 방지 플레이트(60)에는 프로브(10)의 회전 방지부(121)가 끼워지는 회전 방지 홀(61)이 복수 개 형성되어 있다. 회전 방지 홀(61)은 납작한 형태의 도형일 수 있다. 또한, 회전 방지 가이드 홀(51)과 마찬가지로 원형과 납작한 형태의 도형이 충첩된 형태일 수 있다. 원의 지름은 프로브의 프로빙부의 지름에 비해서 약간 더 크며, 납작한 도형의 폭과 두께는 프로브의 회전 방지부의 폭과 두께에 비해서 약간 더 큰 것이 바람직하다. 또한, 타원형일 수도 있다.
본 발명에서, 프로브(10)는 프로브(10)의 회전 방지부(121)가 회전 방지 플레이트(60)의 회전 방지 홀(61)에 끼워져 회전이 제한되고, 또한, 스프링부(13)가 가이드 필름(50)의 회전 방지 가이드 홀(51)에 끼워져 회전이 제한되므로, 검사과정에서 수직형 프로브(10)에 가해지는 압력에 의해서 프로브(10)가 회전하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
10, 70, 80: 프로브 11, 71: 해드부
12, 72: 팁부 121, 721: 회전방지부
122, 722: 프로빙부 13, 73: 스프링부
20: 상부 가이드 플레이트 21: 상부 관통 홀
30: 중간 플레이트 40: 하부 가이드 플레이트
41: 하부 관통 홀 42: 함몰부
50: 가이드 필름 51: 회전 방지 가이드 홀
60: 회전 방지 플레이트 61: 회전 방지 홀

Claims (9)

  1. 해드부(head part), 팁부(tip part) 및 상기 해드부와 팁부를 연결하는 스프링부(spring part)를 구비하는 프로브와, 상기 프로브의 해드부가 끼워지는 복수의 상부 관통 홀을 구비하는 상부 가이드 플레이트와, 상기 프로브의 팁부가 끼워지는 복수의 하부 관통 홀을 구비하는 하부 가이드 플레이트를 구비하며, 상기 팁부를 측정 대상물의 단자에 접촉시킴으로써 측정 대상물로부터의 전기적인 신호를 측정장치로 전달하는 프로브 모듈에 있어서,
    상기 프로브의 팁부는 측정 대상물의 단자에 접촉하는 프로빙부와 상기 스프링부와 상기 프로빙부 사이에 형성되는 회전 방지부를 구비하며,
    상기 하부 가이드 플레이트의 상부에 배치되며 상기 하부 가이드 플레이트의 관통 홀에 대응하는 위치에 형성되며, 상기 회전 방지부가 회전하지 않도록 끼워지는 복수의 회전 방지 홀을 구비한 회전 방지 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전 방지부는 납작한 단면을 구비하는 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 가이드 플레이트의 하부에 배치되며, 상기 상부 가이드 플레이트의 상부 관통 홀에 대응하는 위치에 형성되며, 상기 스프링부가 회전하지 않도록 끼워지는 복수의 회전 방지 가이드 홀을 구비한 가이드 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 필름의 상기 회전 방지 가이드 홀은 원형과 납작한 도형이 중첩된 형태인 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스프링부는 납작한 단면을 구비하며,
    상기 해드부와 상기 프로빙부는 원형 단면을 구비하는 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로브는 원형 단면을 가지는 금속 와이어의 일부를 압축하여 스프링부와 회전 방지부를 형성하는 방법으로 제작된 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 스프링부의 단면의 폭 방향과 상기 회전 방지부의 단면의 폭 방향이 서로 나란한 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 스프링부의 단면의 폭 방향과 상기 회전 방지부의 단면의 폭 방향이 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 가이드 필름의 상기 회전 방지 가이드 홀은 타원형인 것을 특징으로 하는 수직형 프로브 모듈.
KR1020160148083A 2016-09-05 2016-11-08 프로브 회전 방지 기능을 구비한 수직형 프로브 모듈 KR101907270B1 (ko)

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