KR20190117015A - 고주파 어플리케이션을 위한 개선된 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

전자 소자 테스트 장치용 프로브 카드(probe card)(20)는 제1 말단부(24A)와 제2 말단부(24B) 사이에서 종축(H-H)을 따라 연장된 복수의 콘택 요소들(22)을 수용하는 테스트 헤드(21), 상기 제1 말단부(24A)가 접할 수 있도록 구성된 지지 플레이트(support plate)(23), 및 제1 면(F1)과 그 반대편의 제2 면(F2)을 갖는 유연 막(flexible membrane)을 포함한다. 편리하게는, 상기 유연 막(25)의 제1 부분(25A)은 적어도 하나의 지지부(28) 상에 배치됨과 아울러 근위 말단(proximal end)(27A)과 원위 말단(distal end)(27B) 사이에서 연장되는 복수의 스트립들(strips)(27)을 포함하고, 상기 프로브 카드(20)는 제1 말단부(30A)와 제2 말단부(30B) 사이에서 상기 종축(H-H)을 따라 연장된 바디(30C)를 포함하는 복수의 마이크로 콘택 프로브들(micro contact probes)(30)을 더 포함하고, 각각의 콘택 요소(22)의 상기 제2 말단부(24B)는 각 스트립(27)의 상기 원위 말단(27B)에서 상기 유연 막(25)의 상기 제1 면(F1)에 접하고, 각각의 마이크로 콘택 프로브(30)의 상기 제1 말단부(30A)는 각 콘택 요소(22)에서 상기 유연 막(25)의 상기 제2면(F2)에 접하고, 상기 유연 막(25)은 상기 유연 막(25)의 제2 부분(25B)을 통하여 상기 지지 플레이트(23)에 전기적으로 연결되며, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제2 말단부(30B)는 피검 소자의 콘택 패드들(32)에 콘택할 수 있도록 구성되고, 적어도 하나의 상기 지지부(28)는 상기 복수의 마이크로 콘택 프로브들(30)을 수용하는 복수의 가이드 홀들(28h)을 구비한다.

Description

고주파 어플리케이션을 위한 개선된 프로브 카드

본 발명은 반도체 웨이퍼 상에 집적된 전자 소자들을 테스트 하기 위한 프로브 카드에 관한 것으로, 이하의 설명은 그 설명을 단순화 하기 위한 목적으로 이 적용 분야를 참조하여 이루어진다.

잘 알려진 바와 같이, 프로브 카드(probe card)는 미세 구조, 특히 반도체 웨이퍼 상에 집적된 전자 소자의 복수의 콘택 패드들(contact pads)을, 상기 미세 구조에 대한 기능성 테스트, 특히 전기적 테스트를 수행하거나 총칭하여 테스트를 수행하는 테스트 장치의 대응하는 채널들과 전기적으로 연결할 수 있도록 구성된 장치이다.

집적된 소자들에 대해 수행되는 상기 테스트는 생산 단계에서와 같이 가능한 빠른 단계에서 결함이 있는 회로를 감지하고 분리하는데 특히 유용하다. 따라서, 대개는, 소자들을 절단하여 칩 내장 패키지(chip containment package) 내부에 조립하기 전에 상기 소자들을 웨이퍼 상에 집적된 상태에서 전기적으로 테스트하는데 프로브 카드들이 사용된다.

프로브 카드는 테스트 헤드(testing head)를 포함하고, 상기 테스트 헤드는, 실질적으로 판상형(plate-shaped)이며 서로 평행한 적어도 한 쌍의 지지부들 또는 가이드들에 의해 유지되는 복수의 이동 가능한 콘택 프로브들을 포함한다. 이러한 판상형 지지부들에는 적절한 홀(hole)들이 마련되어 있으며, 상기 지지부들이 일정 거리를 두고 서로 이격되게 배치됨으로써 상기 콘택 프로브들의 이동 및 변형을 가능하게 하는 자유 공간(free space) 또는 에어 갭(air gap)이 확보되고, 상기 콘택 프로브들은 일반적으로 양호한 전기적 특성 및 기계적 특성을 갖는 특수 함금의 와이어로 제조된다.

도 1은 테스트 헤드(1)를 포함하는 공지의 프로브 카드(15)를 개략적으로 예시하고 있는데, 상기 테스트 헤드(1)는 흔히 "상부 다이(upper die)"라고 불리는 적어도 하나의 판상형 지지부 또는 상부 가이드(2) 및 흔히 "하부 다이(lower die)"라고 불리는 판상형 지지부 또는 하부 가이드(3)를 포함하고, 상기 상부 가이드(2) 및 상기 하부 가이드(3)는 복수의 콘택 프로브들(6)이 슬라이딩되어 삽입되는 가이드 홀들(guide holes)(4, 5)을 각각 갖는다.

각각의 콘택 프로브(6)는 웨이퍼(9) 상에 집적된 피검 소자(device under test)의 콘택 패드(8) 상에 접하게 될 콘택 팁(contact tip)으로 된 말단을 가짐으로써 상기 피검 소자와 테스트 장치(미도시) 사이의 기계적 및 전기적 콘택을 실현할 수 있는데, 상기 프로브 카드는 이 테스트 장치의 말단 구성(terminal element)이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 가이드(2) 및 상기 하부 가이드(3)는 콘택 프로브(6)들의 변형을 허용하는 에어 갭(10)에 의해 적절히 이격된다.

상기 콘택 프로브들(6)과 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(8) 간의 적절한 연결은 상기 소자 자체 상에 상기 테스트 헤드(1)를 가압함으로써 보장되고, 그 가압 콘택 동안에 콘택 프로브들(6) - 상기 가이드들에 형성된 상기 가이드 홀들 내에서 이동할 수 있는 콘택 프로브들(6) - 은 상기 에어 갭(10) 내부에서 구부러지고, 상기 가이드 홀들 내부에서 슬라이딩한다. 이러한 유형의 테스트 헤드들은 보통 "수직형 프로브 헤드(vertical probe heads)"라고 불린다.

어떤 경우들에 있어서는, 상기 콘택 프로브들이 상기 상부 판상형 지지부에서 상기 헤드 자체에 단단히 고정된다: 이러한 테스트 헤드들은 "차단형 프로브 테스트 헤드(blocked probe testing heads)"라고 한다.

테스트 헤드는 단단히 고정되어 있는 차단형 프로브들이 아닌 마이크로-콘택 보드를 통해 소위 보드에 접속되는 프로브들과 함께 더 흔히 사용되는데, 이러한 테스트 헤드들은 비차단형 테스트 헤드로 지칭된다. 상기 마이크로-콘택 보드는 보통 "스페이스 트랜스포머(space transformer)"로 불리는데, 그 이유는, 그 위에 구현된 콘택 패드들이 상기 프로브들에 접촉할 수 있게 할 뿐만 아니라 피검 소자 상의 콘택 패드들에 대하여 공간적으로 재배치될 수 있도록 하고, 특히 패드들 자체의 중심들 간의 거리 제약을 완화시킬 수 있기 때문이다.

이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 콘택 프로브(6)는 상기 테스트 헤드(1)를 포함하는 상기 프로브 카드(15)의 스페이스 트랜스포머(13)의 복수의 콘택 패드들 중 한 콘택 패드(12)를 향하는 소위 콘택 헤드(11)라 불리우는 또 다른 말단 부분 또는 영역을 갖는다. 웨이퍼(9) 상에 집적된 피검 소자의 콘택 패드들(8)과 콘택 팁들(7) 간의 접촉 방식과 유사하게, 콘택 프로브들(6)의 상기 콘택 헤드들(11)을 상기 스페이스 트랜스포머(13)의 콘택 패드들(12) 상에 접하게 함으로써 상기 콘택 프로브들(6)과 상기 스페이스 트랜스포머(13) 사이의 양호한 전기적 접촉이 보장된다.

또한, 상기 프로브 카드(15)는, 상기 스페이스 트랜스포머(13)에 연결되어 있으며 일반적으로는 인쇄 회로 기판(PCB)인 지지 플레이트(14)를 포함하는데, 상기 스페이스 트랜스포머(13)에 의해 상기 프로브 카드(15)가 상기 테스트 장치와 접속한다.

프로브 카드의 올바른 작동은 기본적으로 두 가지 파라미터들과 관련된다: 상기 콘택 프로브들의 수직이동 또는 초과이동(overtravel), 및 상기 콘택 패드들 상에서 이러한 콘택 프로브들의 콘택 팁들의 수평 이동 또는 스크럽(scrub).

이러한 특징들 모두는 프로브 카드의 제조 단계에서 평가되고 조율되어야 하는데, 이는 프로브들과 피검 소자 사이의 양호한 전기적 연결이 항상 보장되어야 하기 때문이다.

피검 소자의 콘택 패드들 상에 상기 프로브들의 콘택 팁들을 가압 콘택할 때 상기 가압 콘택이 상기 프로브 또는 상기 패드 자체의 파손을 일으킬 정도로 크지 않도록 하는 것 역시 중요하다.

이러한 문제는 소위 짧은 프로브들, 즉 제한된 바디 길이를 가진 프로브들, 특히 5000 ㎛ 미만의 치수를 가진 프로브들의 경우에 강하게 느껴진다. 이러한 종류의 프로브들은, 예를 들어 고주파 어플리케이션에 이용되는데 상기 프로브들의 감소된 길이는 자기 인덕턴스(self-inductance) 현상을 제한한다. 특히, 상기 용어 "고주파 어플리케이션을 위한 프로브들"은 1GHz보다 높은 주파수를 갖는 신호를 전달할 수 있는 프로브들을 의미한다.

무선 주파수(radiofrequencies)에 이르는 보다 더 높은 주파수의 신호를 전달할 수 있는 프로브 카드를 제조할 필요가 있는데, 노이즈의 섞임(예를 들어, 상술한 자기 유도 현상으로 인한) 없이 이러한 신호가 전달될 수 있도록 하기 위하여 콘택 프로브들의 급격한 길이 감소가 뒤따르게 된다.

그러나, 이 경우에 있어서, 상기 프로브 바디의 감소된 길이는 상기 프로브 자체의 강성을 급격히 증가시킴으로써 각각의 콘택 팁에 의해 피검 소자의 콘택 패드들 상에 가해지는 힘의 증가를 가져와 이들 패드들의 파손 및 피검 소자의 회복할 수 없는 손상을 초래할 수 있는데, 이와 같은 상황은 피해야만 한다. 더욱 위험한 것은, 바디 길이의 감소로 인한 상기 콘택 프로브의 강성 증가가 상기 프로브들 자체의 파손 위험까지도 증가시킨다는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는, 종래기술에 여전히 영향을 미치는 제한 및 단점들을 극복 가능하게 하는 구조적 및 기능적 특징들을 가지며 특히 고주파 신호를 노이즈 섞임 없이 전달함과 동시에 피검 소자의 콘택 패드들에 그 콘택 프로브들이 접촉하는 동안 상기 콘택 프로브들 및 상기 콘택 패드들의 파손 없이 적절히 작동하도록 보장할 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것이다.

본 발명의 근간을 이루는 해결 방안은 피검 소자(device to be tested)에 콘택(contact)할 수 있도록 구성된 마이크로 콘택 프로브들(micro contact probes)을 구비하는 프로브 카드(probe card)를 구현하는 것인데, 이러한 마이크로 콘택 프로브들 각각은 상기 프로브 카드의 유연 막(flexible membrane)에 형성된 복수의 스트립들(strips) 각각의 스트립의 말단에 접하는 말단부 가지며, 상기 프로브 카드의 테스트 헤드(testing head)의 콘택 요소들(contact elements)은 상기 스트립들의 이러한 말단에 접하지만 상기 유연 막의 반대편의 면에 접하는 말단부를 가질수도 있고, 상기 대응하는 콘택 프로브들에 대한 감쇠(damping) 지지 요소로 작용하는 것을 통해, 이러한 스트립들의 상기 말단부는 상기 마이크로 콘택 프로브들이 상기 피검 소자에 콘택하는 동안 이동할 수 있다.

이러한 해결 방안에 기초하여, 상기 기술적 과제는 제1 말단부와 제2 말단부 사이에서 종축을 따라 연장된 복수의 콘택 요소들을 수용하는 테스트 헤드, 상기 제1 말단부가 접할 수 있도록 구성된 지지 플레이트(support plate), 및 제1면과 그 반대편의 제2면을 갖는 유연 막을 포함하는, 전자 소자 테스트 장치용 프로브 카드에 의해 해결되는데, 상기 유연 막의 제1 부분은 적어도 하나의 지지부 상에 배치됨과 아울러 근위 말단(proximal end)과 원위 말단(distal end) 사이에서 연장되는 복수의 스트립들을 포함하고, 상기 프로브 카드는, 제1 말단부와 제2 말단부 사이에서 상기 종축을 따라 연장된 바디를 포함하는 복수의 마이크로 콘택 프로브들을 더 포함하고, 각각의 콘택 요소의 상기 제2 말단부는 각 스트립의 상기 원위 말단에서 상기 유연 막의 상기 제1 면에 접하고, 각각의 마이크로 콘택 프로브의 상기 제1 말단부는 각 콘택 요소에서 상기 유연 막의 상기 제2 면에 접하고, 상기 유연 막은 상기 유연 막의 제2 부분을 통하여 상기 지지 플레이트에 전기적으로 연결되고, 상기 마이크로 콘택 프로브들의 상기 제2 말단부는 피검 소자의 콘택 패드들에 콘택할 수 있도록 구성되고, 적어도 하나의 상기 지지부는 상기 복수의 마이크로 콘택 프로브들을 수용하는 복수의 가이드 홀들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

더욱 구체적으로, 본 발명은 다음과 같은 추가적 및 선택적 특징들을 단독으로 또는 필요에 따라 조합으로 포함한다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 프로브 카드는 상기 유연 막을 제자리에 계속 위치시킬 수 있도록 구성된 유지 수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 유지 수단은 상기 콘택 요소들을 수용하기 위한 복수의 추가 가이드 홀들을 구비하는 추가 지지부를 포함하고, 상기 유연 막은 상기 지지부와 상기 추가 지지부 사이에 배치되며, 상기 마이크로 콘택 프로브들의 상기 제2 말단부가 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들에 콘택하는 동안, 상기 지지부와 상기 추가 지지부 사이로 정의되는 갭(gap)을 통해 상기 스트립들의 상기 원위 말단의 움직임이 허용된다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 지지부와 상기 추가 지지부 사이의 상기 갭은 상기 추가 지지부에 마련된 리세스(recess)에 의해 형성되거나, 상기 추가 지지부는 중앙 개구를 포함하는 제1 플레이트형 요소(plate-like element)와 상기 제1플레이트형 요소의 상부에 있는 제2 플레이트형 요소로 나누어지고 상기 갭은 상기 제1 플레이트형 요소의 상기 중앙 개구에 의해 정의된다.

또한, 상기 지지부의 상기 가이드 홀들은 상기 지지부 내에 숄더(shoulder)를 형성하는 오목부(recessed portion)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 지지부는 적어도 하나의 제1 플레이트형 요소 및 적어도 하나의 제2 플레이트형 요소를 포함할 수 있고, 제1 플레이트형 요소 및 제2 플레이트형 요소는 서로 중첩되어 일체화되어 있으며, 상기 제1 플레이트형 요소는 상기 제2 플레이트형 요소의 대응하는 개구들에 비해 더 큰 직경을 갖는 개구들을 구비하고, 상기 제1 플레이트형 요소의 상기 개구들은 상기 제2 플레이트형 요소의 상기 개구들과 동심으로 중첩되며(concentrically overlapped), 중첩된 상기 개구들은 상기 오목부를 구비하는 상기 지지부의 가이드 홀들을 형성한다.

본 발명에 또 다른 관점에 따르면, 상기 유연 막의 상기 스트립들 각각의 상기 원위 말단은 개구를 포함할 수 있고, 상기 마이크로 콘택 프로브들의 상기 제1 말단부는 상기 개구에 끼워지는 결합부(engagement portion)를 포함하며, 상기 결합부는 공간에 의해 분리되어 있는 제1 맴버(member)와 제2 맴버를 포함하고, 상기 맴버들은 상기 개구에 삽입될 수 있도록 구성되고 상기 개구의 벽에 의하여 서로를 향해 이동할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 마이크로 콘택 프로브들은 상기 콘택 요소들의 길이보다 짧은 길이, 바람직하게는 500㎛ 미만의 길이를 가질 수 있다 - 상기 길이는 상기 종축을 따라 측정됨 -.

또한, 상기 유연 막은 상기 스트립들의 상기 원위 말단으로부터 연장된 전도성 트랙들(tracks)을 포함할 수 있다.

상기 스트립들 각각의 상기 원위 말단은 상기 마이크로 콘택 프로브들의 상기 제1 말단부가 접하게 되는 하부 콘택 패드 또는 하부 전도성 층을 상기 제2 면 상에 포함할 수 있고, 상기 전도성 트랙들은 상기 하부 콘택 패드 또는 상기 전도성 층으로부터 연장될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 유연 막의 상기 전도성 트랙들은 상기 지지 플레이트의 콘택 패드들에 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 유연 막 및 상기 지지 플레이트는 가압 콘택, 전도성 고무, 또는 용점에 의해 전기적으로 서로 연결될 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 전도성 트랙들은, 상기 유연 막의 제1 면 및/또는 제2 면을 따라 연장되고/연장되거나 상기 유연 막 내에서 연장될 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 스트립들 각각의 상기 원위 말단은 상기 콘택 요소들의 상기 제2 말단부가 접하는 상부 콘택 패드 또는 상부 전도성 층을 상기 제1 면상에 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 상부 전도성 층은 상기 콘택 요소들의 상기 제2 말단부를 수용하기 위한 적어도 하나의 패임부(lowered portion)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 지지 플레이트는 상기 테스트 장치에 연결될 수 있도록 구성된 인쇄회로기판(printed circuit board)일 수 있다.

또한, 상기 지지부는 세라믹 물질로 제조될 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 프로브 카드는 상기 피검 소자와 상기 지지 플레이트 사이에서 전력 신호, 및/또는 접지 신호, 및/또는 저주파 신호를 전달할 수 있도록 구성된 추가 콘택 요소들을 더 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 지지부는 상기 추가 콘택 요소들을 수용하기 위한 복수의 추가 가이드 홀들을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 테스트 헤드의 상기 콘택 요소들은 한 그룹의 콘택 요소들을 포함할 수 있고, 상기 그룹의 콘택 요소 각각은 대응하는 마이크로 콘택 프로브와 전기적으로 연결되며, 상기 그룹에 포함되지 않는 콘택 요소들은 상기 마이크로 콘택 프로브들 및 상기 그룹의 상기 콘택 요소들로부터 전기적으로 절연되고, 상기 그룹의 상기 콘택 요소들은 전력 신호, 및/또는, 접지 신호, 및/또는 저주파 신호를 전달할 수 있도록 구성된다.

이 경우에 있어서, 상기 그룹의 콘택 요소 각각은 상기 유연 막에 형성된 연결 전도성 트랙들에 의하여 대응하는 마이크로 콘택 프로브들에 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 전도성 트랙들은 상기 유연 막의 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이에서 연장된다.

또한, 상기 테스트 헤드는 상기 콘택 요소들이 슬라이딩되어 내부에 수용되는 복수의 가이드 홀들을 구비한 적어도 하나의 가이드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 상기 마이크로 콘택 프로브들의 상기 제1 말단부는 그 상부 가장자리에 경사부(beveled portion)를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 마이크로 콘택 프로브들의 상기 제1 말단부는 상기 마이크로 콘택 프로브들의 상기 바디의 직경에 비해 더 큰 직경을 가지고, 상기 직경이라는 용어는 최대 횡방향 치수를 의미한다. 특히, 상기 바디의 직경은 상기 종축을 따라 변할 수 있고, 상기 바디는 막대 모양이며 확대부를 포함하되, 상기 확대부 내에서 상기 직경은 상기 제1 말단부에서 최대값을 가지며, 이러한 직경은, 상기 확대부 내에서는 상기 종축을 따라 상기 제1 말단부에서 멀어질수록 감소하고, 상기 확대부 외에서는 일정할 수 있다.

또한, 상기 유연 막의 상기 제1 부분은 유연 막의 중앙부인 반면, 상기 유연 막의 상기 제2 부분은 유연 막의 주변부일 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 상기 스트립들은 들림부(lifted portion)를 포함할 수 있다.

마지막으로, 상기 프로브 카드는 상이한 길이를 갖는 스트립들을 포함할 수 있다 - 이러한 길이는 상기 스트립들의 축을 따라 측정됨 -.

본 발명에 따른 프로브 카드의 특징들 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 주어진 그 실시예에 대한 아래의 설명들로부터 자명할 것이다.

도면들에서:
- 도 1은 종래 기술에 따른 프로브 카드를 개략적으로 보여주고;
- 도 2a는 본 발명에 따른 프로브 카드를 개략적으로 보여주고;
- 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 카드를 개략적으로 보여주고;
- 도 3은 도 2a 및 도 2b의 프로브 카드의 개략적인 평면도로서, 특히 지지부 상에 유연 막이 배치된 부분을 보여주고;
- 도 4a는 도 2b의 프로브 카드를 확대한 측면도를 보여주고;
- 도 4b는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 프로브 카드를 확대한 측면도이고;
- 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 프로브 카드의 마이크로 콘택 프로브에 대하여 상이한 방향의 도면을 보여주고;
- 도 6은 본 발명에 따른 프로브 카드의 유연 막 일부에 대한 평면도, 특히 도 3에 도시된 면의 반대편 면의 평면도이고;
- 도 7은 본 발명에 따른 대안적인 실시예에 따른 프로브 카드를 개략적으로 보여주고;
- 도 8은 본 발명의 추가적인 대안적 실시예에 따른 프로브 카드를 개략적으로 보여주고;
- 도 9는 도 8에 도시된 프로브 카드 일부에 대한 개략적인 평면도, 특히 지지부 상에 배치된 유연 막 일부의 평면도이며;
- 도 10a 및 도 10b는 상이한 동작 조건 하에서 본 발명에 따른 프로브 카드의 동작을 개략적으로 보여준다.

상기 도면들, 특히 도 2a를 참고하면, 본 발명에 따른 프로브 카드(probe card)는 전체적으로 및 개략적으로 도면부호 20으로 표시된다.

상기 도면들은 개략적인 도면을 나타내고 있고, 크기대로 그려진 것이 아니라 본 발명의 중요한 특징들을 강조하기 위해 그려진 것임을 알아야 한다. 또한, 상기 도면들에서 상이한 요소들은 개략적인 방법으로 묘사되고, 그것들의 형태는 원하는 응용에 따라 변한다. 상기 도면들에서 동일한 참조번호는 형상 또는 기능이 동일한 요소를 지칭한다는 것에 또한 유의해야 한다. 마지막으로, 도면에 도시된 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징들은 다른 도면들에 도시된 실시예에도 적용 가능하다.

더욱 일반적인 형태에서, 상기 프로브 카드(20)는 반도체 웨이퍼 상에 집적된 전자 소자들을 테스트하기 위한 장치에 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다.

상기 프로브 카드(20)는 복수의 콘택 요소들(contact elements)(22)을 수용하는 테스트 헤드(21)를 포함하고, 4개의 상기 콘택 요소들(22)이 도 2a에 단지 예로서 도시되어 있다.

일반적으로, 상기 테스트 헤드(21)는 상기 콘택 요소들(22)을 수용하게 되어 있는 메인 바디(21')를 포함하고, 따라서 상기 메인 바디(21')는 상기 콘택 요소들(22)의 지지구조이다.

상기 프로브 카드(20)는 지지 플레이트(support plate)(23)를 더 포함하고, 상기 지지 플레이트(23)는 상기 프로브 카드(20)와 상기 테스트 장치 사이의 연결을 보장하는 인쇄회로기판(PCB : printed circuit board)인 것이 바람직하다.

상기 콘택 요소들(22)은 제1 말단부(24A)와 제2 말단부(24B) 사이에서 종축(H-H)을 따라 연장된 바디(22b)를 포함하고, 상기 제1 말단부(24A)는 상기 지지 플레이트(23)에 접할 수 있도록 구성된다.

상기 프로브 카드(20)는 상기 콘택 요소들(22)의 상기 제2 말단부(24B)에 접할 수 있도록 구성된 제1 면(F1) 및 상기 제1 면(F2)의 반대편의 제2 면(F2)을 갖는 유연 막(flexible membrane)(25)을 더 포함하는데, 상기 제2 면(F2)은 도 2a의 국지 기준계(local reference system)에 따라 하부면, 즉 피검 소자를 향하는 면에 해당하며, 상기 제1 면(F1)은 도 2a의 국지 기준계에 따라 상부면, 즉 상기 테스트 헤드(21)를 향하는 면에 해당한다.

적합하게는, 상기 테스트 헤드(21)가 상기 유연 막(25)과 상기 지지 플레이트(23) 사이에 개재(interposed)된다. 구체적으로, 상기 유연 막(25)은 제1 부분/중앙부(25A) 및 제2 부분/주변부(25B)를 포함하는데, 이들은 상기 테스트 헤드(21)와 상기 지지 플레이트(23)에 각각 접촉하도록 되어있다.

상기 유연 막(25)은 그 주변부(25B)에 의해 상기 지지 플레이트(23)에 전기적으로 연결되는데, 예컨대 상기 지지 플레이트(23)의 적절한 전도성 콘택 패드들(26) 및 상기 주변부(25B)에서 상기 유연 막(25) 상에 형성된 적절한 콘택 패드들 또는 전도성 부분들에 의해 상기 전기적 연결이 이루어지며, 이는 이하에서 설명될 것이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 지지 플레이트(23)의 상기 콘택 패드들(26)은 상기 테스트 헤드(21)를 향하는 지지 플레이트(23)의 면(F) 상에 형성되고, 상기 면(F)은 도 2a의 국지 기준계에 따라 하부면에 해당한다.

상기 도면들에 도시되지 않은 실시예에 있어서, 상기 지지 플레이트(23)는 적절한 개구들을 포함함으로써 상기 유연 막(25)이 상기 개구들을 통과하는 것을 허용할 수 있고, 이러한 경우에 상기 유연 막(25)은 상기 지지 플레이트(23)의 상기 면(F)의 반대편의 면 상에 형성된(즉, 도 2a의 국지 기준계에 따라 상부 면 상에 형성된) 콘택 패드들(미도시)에 전기적으로 연결된다. 대안적으로, 상기 유연 막(25)은 상기 테스트 장치에 직접 연결될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유연 막(25)의 전도성 부분들은 가압 콘택에 의해 상기 지지 플레이트(23)의 상기 콘택 패드들(26)에 전기적으로 연결된다. 대안적으로, 상기 유연 막(25)과 상기 지지 플레이트(23)는 전도성 고무 또는 용접에 의해 연결될 수 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 유연 막(25)의 상기 주변부(25B)는 상기 지지 플레이트(23)에 접촉하는 반면, 상기 유연 막의 중앙부(25A)는 적어도 하나의 지지부(28)에 연결되는데, 상기 지지부(28)는 바람직하게는 판상형이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유연 막(25)이 배치되는 상기 지지부(28)는 복수의 마이크로 콘택 프로브들(micro contact probes)(30)을 슬라이딩 방식으로 수용할 수 있도록 구성된 복수의 가이드 홀들(28h)을 포함하고 - 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)은 반도체 웨이퍼(33) 상의 피검 소자의 콘택 패드들(32)에 콘택할 수 있도록 구성됨 -, 상기 유연 막(25)은 상기 콘택 요소들(22)과 상기 마이크로 콘택 프로브들(30) 사이에 개재된다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 프로브 카드(20)는 상기 유연 막(25)을 제자리에 계속 위치시킬 수 있도록 구성된 적절한 유지수단(retaining means)(29)을 더 포함한다. 따라서 동작 중에 상기 프로브 카드(20)에서 상기 유연 막(25)의 적절한 홀딩(holding)이 보장되고, 특히 상기 유연 막(25)이 항상 팽팽하게 유지되고 상기 지지부(28) 상에 정확한 위치에 유지되는 것이 보장되며, 예컨대 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 콘택할 때, 이들의 바람직하지 않은 움직임을 막을 수 있다.

도 2b에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유지수단(29)은 추가 지지부 형태로서 여전히 도면부호 29로 표시되고, 상기 유연 막(25)은 상기 지지부(28)와 상기 추가 지지부(29) 사이에 개재된다.

상기 추가 지지부(29)는 상기 콘택 요소들(22)을 수용할 수 있도록 구성된 복수의 추가 가이드 홀들(29h)을 포함한다. 대안적으로, 상기 추가 지지부(29)는 모든 콘택 요소들(22)을 위한 오직 하나의 개구를 포함할 수도 있다.

상기 마이크로 콘택 프로브들(30)은 제1 말단부(30A)와 제2 말단부(30B) 사이에서 종축(H-H)을 따라 연장된 바디(30C)를 포함하고, 상기 제2 말단부(30B)는 상기 반도체 웨이퍼(33) 상에 집적된 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 콘택할 수 있도록 구성된다.

본 발명에 따르면, 상기 유연 막(25)은 복수의 스트립들(strips) 또는 핑거들(fingers)(27)(즉, 상기 유연 막(25)에서의 컷아웃(cutout))을 바람직하게는 그 중앙부(25A)에 포함하도록 적절한 형태를 갖는 것이 유리하다.

특히, 도 3에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 상기 스트립들(27)은 상기 유연 막(25)에 연결되는 제1 말단 또는 근위 말단(proximal end)(27A)과 제2 말단 또는 원위 말단(distal end)(27B) 사이에서 - 원위 말단(27B)은 돌출되고 상기 유연 막(25)의 어떠한 부분과도 연결되지 않음 -, 상기 축(H-H)에 대해 실질적으로 수직인 축(H'-H')을 따라 상기 유연 막(25)의 중앙부(25A)로 돌출되고 연장된다.

특히, 도 3에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 상기 스트립들(27)은 돌출되어 있고 상기 유연 막(25)의 중앙부(25A)에서 제1 말단 또는 근위 말단(proximal end)(27A)과 제2말단 또는 원위 말단(distal end)(27B) 사이에서 상기 축(H-H)에 대해 실질적으로 수직인 축(H'-H')을 따라 연장되어 있는데, 상기 근위 말단(27A)은 상기 유연 막(25)에 연결되어 있고 상기 원위 말단(27B)은 돌출되어 상기 유연 막(25)의 어떠한 부분과도 연결되어 있지 않다.

다시 말해, 상기 유연 막(25)은 상기 스트립들(27)이 연장되어 있는 중앙부(27A)에 바람직하게 형성된 적어도 하나의 개구(25r)를 가지며, 따라서 상기 스트립들의 원위 말단(27B)은 자유단이고, 인접한 스트립들 사이에 적절한 갭(25v)이 정의되어 상기 스트립들을 분리한다.

여전히 도 3을 참고하면, 각각의 스트립(27)의 상기 원위 말단(27B)은 상기 테스트 헤드(21)를 향하는 상기 제1 면(F1) 상에 상부 콘택 패드(40)를 포함하는데, 상기 상부 콘택 패드(40)는 바람직하게는 금속 물질로 제조되고 그 위에 상기 콘택 요소들(22)의 상기 제2말단부(24B)가 접하게 된다.

도 2b의 프로브 카드(20)의 일부 측면도를 나타내는 도 4a에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 콘택 요소(22) 각각의 상기 제2 말단부(24B)는 스트립(27) 각각의 상기 원위 말단(27B)에서 상기 유연 막(25)의 상기 제1 면(F1) 상에 접한다. 마찬가지로, 마이크로 콘택 프로브(30) 각각의 상기 제1 말단부(30A)는, 여전히 상기 원위 말단(27B)에서, 상기 유연 막(25)의 상기 제2 면(F2) 상에 접한다.

다시 말해, 상기 콘택 요소들(22)의 제2 말단부(24B) 및 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 제1 말단부(30A) 모두는 상기 유연 막(25)의 동일한 각각의 스트립(27)의 원위 말단(27B)에 접하고, 다만 이러한 스트립(27)의 반대 면들, 즉, 유연 막(25)의 상기 제1 면(F1) 및 상기 제 2면(F2)에 각각 접한다. 이를 통해, 적합하게는 상기 콘택 요소들(22)은 이들의 상기 제2 말단부(24B)에 의해 상기 유연 막(25)의 상기 제1 면(F1)에 접하는 반면, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)은 이들의 상기 제1 말단부(30A)에 의해 상기 유연 막(25)의 상기 제2 면(F2)에, 특히 각 콘택 요소(22)에 대응하는 위치에서, 접한다.

적합하게는, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)은 공지의 해결방안들에서 사용되는 상기 콘택 프로브들의 길이에 비해 더 짧은 길이를 가지고, 특히 상기 콘택 프로브들은 적어도 500㎛ 에 비해 짧은 길이를 갖는다. 상기 설명에서, “길이” 라는 용어는 상기 종축(H-H)에 대해 평행한 방향을 기준으로 측정되는 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 치수 및 상기 콘택 요소들(22)의 치수를 의미한다. 본 발명에 따른 상기 프로브 카드(20)의 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)은 고주파 소자들을 검사할 수 있도록 구성되고, 마이크로 콘택 프로브들의 상기 길이는 불리한 자기 유도 현상을 방지할 수 있는 길이이다.

도 2a, 도 2b, 도 3, 및 도 4a의 실시예에 따르면, 각각의 콘택 요소(22)는 마이크로 콘택 프로브(30) 각각의 상기 제1 말단부(30A)가 위치하는 상기 유연 막(25)의 스트립(27)의 상기 제1 면(F1) 상에 접하고, 각 마이크로 콘택 프로브(30)의 제1 말단부(30A)는 상기 유연 막(25)의 상기 제2 면(F2)에 접한다. 특히, 이러한 경우에 콘택 요소들(22)의 수는 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 수에 대응하고, 따라서 상기 콘택 요소들(22)과 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 일대일 대응을 하게된다. 다시 말해, 각각의 마이크로 콘택 프로브(30)는 상기 유연 막(25)에 접하지만 그것의 반대편의 면에 접하는 각각의 콘택 요소(22)와 대응한다. 이하에서 명백한 바와 같이, 상기 콘택 요소들(22)은 상기 프로브 카드(20)와 상기 웨이퍼(30) 상에 집적된 피검 소자 사이에 신호를 전달하는 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)을 위한 감쇠(damping) 구성으로서 작용한다.

이러한 실시예에서, 상기 콘택 요소들(22)은, 특히 상기 콘택 요소들과 상기 마이크로 콘택 프로브들 사이에 개재된 상기 유연 막 덕분에 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)로부터 전기적으로 절연된다.

여전히 도 4a를 참고하면, 상기 지지부(28) 및 상기 추가 지지부(29)는 상기 종축(H-H)을 따라 상기 스트립들(27), 특히 원위 말단(27B)의 수직 이동을 허용한다.

특히, 갭(gap)(31)은 상기 지지부(28)와 상기 추가 지지부(29) 사이에서 정의되고, 이러한 갭은 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제2 말단부(30B)가 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 콘택할 때 상기 스트립들(27)의 상기 원위 말단(27B)의 움직임을 허용한다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 여전히 도 4a를 참고하면, 상기 추가 지지부(29)는 상기 지지부(28)와 상기 추가 지지부(29) 사이에서 상기 갭(31)을 형성하는 리세스(recess)(31')를 포함하고, 상기 스트립들(27)은 상기 갭(31) 내부로 이동한다.

결과적으로, 상기 갭(31) 덕분에, 유연한 상기 스트립들(27)의 상기 원위 말단(27B)은 상기 마이크로 콘택 프로브들이 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 콘택할 때 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 가압 하에서 자유롭게 이동한다.

상기 리세스(31')는 상기 추가 지지부(29)의 낮춤 공정(lowering process)에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 상기 도면들에 도시되지 않은 실시예에 있어서, 상기 추가 지지부(29)는 상기 유연 막(25)에 콘택하고 중앙 개구를 포함하는 제1 플레이트형 요소(plate-like element), 및 상기 제1 플레이트형 요소의 상부에 위치하고 상기 콘택 요소들(22)을 수용하기 위한 홀들을 포함하는 제2 플레이트형 요소로 나누어지고, 이 경우에 상기 갭(31)은 상기 제1 플레이트형 요소의 상기 중앙 개구로 정의된다.

상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 상기 피검 소자에 콘택할 때, 상기 콘택 요소들(22)은 감쇠 요소들(즉, 충격 흡수제)로 작용하고 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 가해지는 콘택력(contact force)을 조절하도록 작용한다.

실제로, 상기 테스트 헤드(21)의 상기 콘택 요소들(22)은 일반적으로 1.5mm와 10mm 사이의 길이, 즉 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 길이에 비해 더 큰 길이를 갖는 것으로 관찰된다 - 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 길이는 앞에서 본 바와 같이 500㎛에 비해 짧은 길이를 가짐 -. 따라서, 이들은 전술한 감쇠 효과를 보장하기 위해 훨씬 더 큰 굽힘 용량(bending capacity)을 갖는다.

적합하게는, 상기 콘택 요소들(22)은 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)에 대한 상기 감쇠 효과를 최대화하기에 적절한 물질로 제조된다.

또한, 상기 각각의 콘택 요소(22)가 인접한 콘택 요소들과 독립적으로 이동함으로써 마이크로 콘택 프로브들이 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 콘택할 때 각각의 마이크로 콘택 프로브들(30)이 인접한 마이크로 콘택 프로브들과 독립적으로 이동한다는 점을 명심하여야 한다. 이것은, 상기 유연 막(25)의 유연성(flexibility), 특히 그 스트립들(27)의 유연성과 함께, 상기 피검 소자의 레벨 차이, 특히 그 콘택 패드들(32)의 레벨 차이가 효과적으로 보상될 수 있도록 한다.

또한, 상기 콘택 요소들(22)은 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)에 대한 압력 하에서 상기 유연 막(25), 특히 상기 스트립들(27)의 원위 말단(27B)을 유지하는 프리-로딩(pre-loading) 요소들로 작용하고, 따라서 상기 콘택 요소들(22)이 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)과 상기 유연 막(25) 사이의 정확한 기계적 결합을 보장한다는 것 역시도 명심하여야 한다.

도 3 및 도 4a에서 알 수 있듯이, 상기 유연 막(25)의 상기 스트립들(27)들 중 상기 원위 말단(27B)은 개구(34)를 포함하고, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)는 상기 개구(34)에 끼워지는 돌출부(35)를 포함하며, 이를 통해 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)과 상기 유연 막(25) 사이의 더 양호한 결합이 가능하게 되고, 상기 돌출부(35)는 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)의 상부에 형성되고 - 특히 상기 제1 말단부(30A)의 상부 가장자리에 형성됨 -, 상기 상부 가장자리는 상기 마이크로 콘택 프로브(30)가 상기 각각의 스트립(27)에 연결될 때 상기 스트립들(27)의 상기 근위 말단(27A)으로부터 가장 먼 가장자리에 위치한다.

상기 스트립들(27)의 상기 개구(34)에 끼워지는 상기 돌출부(35)는 상기 스트립들(27)에 대한 장벽(barrier) 또는 억제(containment) 요소로도 작용하며, 상기 스트립들의 들림부(lifted portion)(L)가 형성될 수 있도록 한다. 특히, 상기 스트립들(27)의 근위 말단(27A)에 대한 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)[상기 스트립들(27)의 원위 말단(27B)에 연결된]의 배열은 상기 들림부(L)의 존재를 결정한다. 상기 유연 막(25)이 놓인 평면에 대해 축(H-H)을 따라 측정되는 상기 들림부(L)의 높이(h)가 적절히 보정됨으로써, 초과이동(overtravel) 동안 상기 스트립들(27)의 상기 원위 말단(27B)이 상승하여 상기 유연 막(25)에 과도한 견인 응력(traction stresses)이 가해지는 것을 방지한다. 비제한적인 실시예로서, 100㎛의 최대 초과이동에 대해, 상기 들림부(L)의 높이(h)가 적절히 보정됨으로써 상기 스트립들(27)의 상기 원위 말단(27B)이 상기 초과이동 동안 적어도 15㎛ 이상 들려진다.

적합하게는, 각각의 스트립들(27)의 상기 원위 말단(27B)은, 금속 재료로 이루어지고 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)가 접하는 하부 콘택 패드(39)를 상기 제2 면(F2) 상에 포함하고, 전도성 트랙들은 아래에 설명되는 바와 같이 하부 콘택 패드(39)로부터 연장된다.

더욱 구체적으로, 상기 유연 막(25)의 상기 콘택 패드들(39, 40)은 유연 막(25)의 중앙부(25A)에 형성되고, 따라서 상기 중앙부(25A)는 상기 유연 막(25)의 콘택 영역이며, 상기 콘택 영역은, 웨이퍼(33) 상에 집적되어 있고 콘택 패드들(32)을 포함하는 피검 소자의 영역에 실직적으로 대응하며, 상기 유연 막(25)의 주변부(25B)는 이 콘택 영역의 외부 부분이다.

상기 하부 콘택 패드들(39) 및 상기 상부 콘택 패드들(40)은 상기 유연 막(25)의 상기 스트립들(27)을 강화하는데 더 용이하다. 특히, 상기 하부 콘택 패드들(39) 및 상기 상부 콘택 패드들(40)은 상기 콘택 요소들(22)의 상기 제2 말단부(24B)와 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)가 상기 유연 막(25)으로의 접합을 감쇠시킬 수 있도록 구성되어 실질적으로 상기 유연 막(25)을 위한 상기 스트립들(27) - 특히, 상기 스트립들의 상기 원위 말단(27B) - 의 보호구조로서 작용한다. 또한, 상기 하부 콘택 패드들(39)은 신호가 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)로부터 상기 유연 막(25)의 전도성 트랙으로 통과하는 것을 허용한다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)과 상기 유연 막(25) 사이의 연결은 클립형(clip-like) 부착에 의해 수행된다. 특히, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)는, 제1 말단부(30A)의 상부에서, 상기 유연 막(25)의 개구(34)에 끼워질 수 있도록 구성된 결합부(engagement portion)(41)를 포함하고, 이러한 결합부(41)가 공간(41g)에 의해 분리되어 있는 제1 맴버(member)(41a)와 제2 맴버(41b)를 포함함으로써, 상기 결합부(41)가 상기 유연 막(25)의 상기 개구(34)에 삽입될 때 상기 제1 맴버(41a) 및 상기 제2 맴버(41b)가 상기 개구(34)의 벽에 의해 가해지는 측 방향(즉, 횡방향) 힘에 의해 어느 하나가 다른 쪽으로 이동하면, 상기 공간(41g)은 감소된다. 상기 유연 막(25) 및 상기 결합부(41)의 상기 맴버들(41a, 41b)은 상기 마이크로 콘택 프로브(30)를 유지시키는데 기여하는 측 방향 힘을 가하게 되고, 따라서 이러한 결합부는 클립(clip)으로 작용한다.

또한, 상기 콘택 패드들(39, 40)을 대신하여, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 유연 막(25) 상에 전도성 층들(39', 40')을 제공하는 것도 가능하다. 이 경우에 있어서, 상기 콘택 요소(22)를 향하는 상기 제1 면(F1) 상에 형성된 상기 전도성 층(40')은 상기 막(membrane)(22)의 상기 개구(34)에서 적어도 하나의 패임부(lowered portion)(40'I)를 구비하고, 이러한 패임부(40'I)는 상기 콘택 요소(22)의 상기 제2 말단부(24B)를 위한 하우징 시트(housing seat)이다 - 상기 콘택 요소(22)의 상기 제2 말단부(24B)는 이 하우징 시트에 접함 -. 상기 도면들에 도시되지 않은 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 상기 패임부(40'I)는 관통홀(through hole)로 형성될 수 있고 상기 콘택 요소(22)의 상기 제2 말단부(24B)는 상기 유연 막(25)에 직접적으로 접한다. 여전히 도 4a 및 도 4b를 참고하면, 상기 지지부(28)의 상기 가이드 홀들(28h)은 오목부(recessed portion)(281)를 포함하는데, 상기 오목부(281)는 이 가이드 홀들(28h) 각각에 숄더(shoulder)(SI)를 형성한다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 여전히 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 지지부(28)는 도면부호 28A 및 28B로 각각 표시된 적어도 하나의 제1 플레이트형 요소 및 적어도 하나의 제2 플레이트형 요소를 각각 포함하고, 이들은 서로 중첩되어 일체화되어 있다.

더욱 구체적으로, 상기 제1 플레이트형 요소(28A)는 상기 제2 플레이트형 요소(28B)의 대응하는 개구들(28Bh)에 비해 더 큰 직경을 갖는 개구들(28Ah)을 구비함으로써, 상기 제1 및 제2 플레이트형 요소의 상기 개구들(28Ah, 28Bh)이 동심으로 중첩(concentrically overlapped)될 때 지지부(28)의 상기 가이드 홀들(28h)이 형성되고 상기 가이드 홀들(28h)은 전술한 바와 같이 오목부(281)를 구비하게 된다.

본 설명에서 상기 "직경"이라는 용어는 최대 횡방향 치수를 의미하는 것임을 유의하여야 한다.

상기 플레이트형 요소들(28A, 28B)의 두께는 필요 및/또는 상황에 따라 달라질 수 있다. 예로서, 상기 제1 플레이트형 요소(28A)의 두께는 150㎛ 내지 200㎛, 바람직하게는 150㎛일 수 있는 반면, 상기 제2 플레이트형 요소(28B)의 두께는 80㎛ 내지 150㎛, 바람직하게는 100㎛일 수 있다. 추가 지지부(29)가 있는 경우, 상기 추가 지지부(29)의 두께는 200㎛ 내지 400㎛, 바람직하게는 250㎛일 수 있다.

상기 플레이트형 요소들(28A, 28B)은 동일한 물질 또는 상이한 물질로 제조될 수 있다. 또한, 2개를 초과하는 다수의 플레이트형 요소들을 포함하는 지지부(28)를 제공하는 것도 가능하다.

도 5a를 참고하면, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)가 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 바디(30)의 직경(D2)에 비해 더 큰 직경(D1)을 가짐으로써, 상기 스트립들(27)의 상기 원위 말단(27B)과 상기 제1 말단부(30A) 사이의 연결을 가능하게 할 수 있다.

상기 바디(30C)의 직경(D2)에 비해 더 큰 직경(D1)을 갖는 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)는, 제1 및 제 2 돌출부들이 돌출되는 표면(S2)을 정의하는데, 이 돌출부들은 도면부호 36A, 36B로 각각 표시된다. 다시 말해, 상기 제1 및 제 2 돌출부들(36A, 36B)은 상기 제1 말단부(30A)의 상기 표면(S2)으로부터 상기 가이드 홀들(28h)의 상기 숄더(SI)를 향해 돌출되되 이것에 접하지는 않는다. 특히, 보통 몇 ㎛를 갖는 보정된 갭(calibrated gap)기 상기 제1 및 제2 돌출부들(36A, 36B)과 상기 숄더(SI) 사이에 존재한다.

또한, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)는 그 상부 에 경사부(beveled portion)(37)를 포함한다. 특히, 상기 경사부(37)는 상기 제1 말단부(30A)의 상부 가장자리에 형성되는데, 이 상부 가장자리는 상기 마이크로 콘택 프로브(30)가 상기 각각의 스트립(27)에 연결될 때 상기 스트립들(27)의 상기 근위 말단(27A)에 가장 인접한 가장자리이다. 다시 말해, 상기 경사부(37)는, 상기 돌출부(35)가 있다면, 상기 돌출부(35)에 대하여 반대편의 가장자리에 형성된다.

상기 경사부(37)는, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 상기 피검 소자의 상기 패드들(32)에 콘택할 때 - 즉, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 수직 이동 또는 초과이동 동안 -, 상기 제1 말단부(30A)의 상부에서 상기 스트립(27)이 놓여진 경사면(37S)을 정의한다. 이를 통해, 상기 초과이동 동안 상기 유연 막(25)에 가해지는 손상을 피할 수 있는데, 이는 상기 경사부(37) 덕분에 상기 유연 막(25)이 뾰족한 모서리에 놓여지게 되는 것이 방지되기 때문이다.

또한, 도 5a 및 도 5b에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 바디(30C)는 적절히 가늘어진(tapered) 막대 모양(rod-like)의 바디이다. 특히, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 바디(30C)의 상기 직경(D2)은 상기 종축(H-H)을 따라 변하므로, 상기 바디(30C)는 이러한 종축(H-H)을 따라 일정하지 않은 단면적을 가진다.

더욱 구체적으로, 상기 직경(D2)은 상기 제1 말단부(30A)에서 최대값을 가지고 상기 제2 플레이트형 요소(28B)의 상기 개구(28Bh)의 직경에 비해 더 큰 값을 가진다. 상기 직경(D2)은 상기 종축(H-H)을 따라 상기 제1 말단부(30A)에서 상기 제2 말단부(30B)를 향해 일정한 값을 가질 때까지 감소한다. 다시 말해, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 바디(30C)는 상기 제1 말단부(30A)에 인접한 부분에 형성된 확대부(30D)를 포함하고, 상기 확대부(30D)에서 상기 직경(D2)은 이러한 제1 말단부(30A)에서 최대값을 가지고 상기 제1 말단부(30A)에서 멀어질수록 감소된 값을 가지며, 이러한 확대부(30D) 외에서 상기 직경(D2)은 일정한 값- 특히 상기 제2 플레이트형 요소(28B)의 상기 개구(28Bh)의 직경보다 작은 값 -을 가진다. 변하는 상기 직경(D2)은 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 바디(30C)의 4개의 벽 중 적어도 하나를, 바람직하게는 2개의 벽을, 경사지게 함으로써 얻어진다. 예컨대, 상기 직경(D2)이 내부에서 달라지는 상기 확대부(30D)는 상기 막대 모양의 바디(30C)의 내부를 향해 경사지는 2개의 면을 포함할 수 있고, 이들 면들은 상기 제1 말단부(30A)의 하부면으로부터 경사져 있다. 이들 면들은 오목한 형상을 가질 수 있고, 바람직하게는 2개의 인접한 면들이며, 나머지 면들은 서로 평행하게 형성되어 있다.

적합하게는, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 바디(30C)의 형상은 한편으로 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 상기 가이드 홀들(28h)에 걸리는(stuck) 것을 방지하고, 다른 한편으로 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)과 상기 가이드 홀들(28h)의 벽들, 특히 상기 제2 플레이트형 요소(28B)의 상기 개구(28Bh)의 벽들, 사이의 간극을 감소시킨다.

상기 확대부(30D)의 경사면들이 상기 숄더(S1)의 가장자리에 맞닿음으로써 상기 가이드 홀들(28h) 내에 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 유지될 수 있다. 상기 경사면들에 마모가 발생하는 경우에는, 상기 제1 및 상기 제2 돌출부(36A, 36B)가 상기 가이드 홀들(28h)의 상기 숄더(S1)에 접하게 됨으로써 상기 가이드 홀들(28h) 내에 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 유지될 수 있다.

또한, 상기 바디(30C)의 형상은, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 콘택한 후 상기 프리-로딩 콘택 요소들(22)의 하중 하에서 동일한 동작 위치에 재배치될 수 있도록 한다.

도 4a, 도 4b, 도 5a, 및 도 5b의 실시예는 본 발명에 따른 비제한적인 실시예로서만 제공되는 것임을 명심하여야 하는데, 이는 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 임의의 적절한 형상을 가질 수 있기 때문이다.

이제 도 6을 참고하면, 상기 유연 막(25)은 전술한 바와 같이 상기 피검 소자와 상기 지지 플레이트(23) 사이에 신호를 전달하고 신호를 라우팅(routing)하기 위한 전도성 트랙들(38)을 포함한다. 구체적으로, 상기 전도성 트랙들(38)은 상기 스트립들(27)의 상기 원위 말단(27B)으로부터, 특히 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)가 접하는 상기 스트립 지점으로부터, 연장된다.

결과적으로, 상기 유연 막(25)은 상기 전도성 트랙들(38)에 의해 상기 PCB를 향한 신호의 라우팅을 제공하고, 따라서 상기 유연 막(25)은 공지된 프로브 카드의 스페이스 트랜스포머(space transformer)에 의해 일반적으로 수행되는 기능을 수행한다.

명백히, 상기 프로브 카드(20)가 스페이스 트랜스포머의 기능을 갖는 추가적인 보드를 더 포함하는 것이 가능하기 때문에, 신호의 라우팅은 상기 유연 막(25)의 상기 전도성 트랙들(38) 및 스페이스 트랜스포머 모두에 의해 수행될 수도 있다.

도 2a-2b, 도 3, 도 4a, 도 4b, 및 도 6에 도시된 실시예들에 있어서, 상기 콘택 요소들(22)이 신호를 전달할 수 있도록 구성되지 않고 오직 상기 프로브 카드(20)의 감쇠 구성으로만 포함됨으로써, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 강성 문제를 극복하고, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 콘택하는 동안 파손되는 것을 방지할 수 있다.

대안적으로, 도 7에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, 일 그룹(22')의 콘택 요소들(22)도 상기 피검 소자와 상기 테스트 장치 사이에 신호를 전달할 수 있도록 구성된다. 이 그룹(22')의 콘택 요소 각각은 상기 유연 막(25)의 연결 전도성 트랙들(38')에 의해 대응하는 마이크로 콘택 프로브(30)와 전기적으로 연결되고, 상기 연결 전도성 트랙들(38')은 상기 유연 막(25)의 상기 제1 면(F1)과 상기 제2 면(F2) 사이에서 연장된다. 다시 말해, 상기 연결 전도성 트랙들(38')은 상기 유연 막(25)의 서로 반대 면들(F1, F2)을 서로 연결할 수 있도록 구성되고, 이러한 트랙들은 예컨대 상기 유연 막(25)에 형성된 관통홀들(through-holes) 또는 관통로들(through-paths)에 전도성 물질을 충전함으로써 형성된다.

따라서 상기 그룹(22')의 콘택 요소들은 이중 기능을 수행하는데, 즉 상기 그룹(22')의 콘택 요소들은 한편으로는 상기 프로브 카드(20)의 감쇠 요소들, 특히 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 감쇠 요소들로 작용하고, 다른 한편으로는 상기 지지 플레이트(23) 측으로 신호를 전달한다. 이러한 실시예에 있어서, 상기 그룹(22')에 포함되지 않는 콘택 요소들은 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)로부터 전기적으로 절연되어(또한, 다른 콘택 요소들로부터도 전기적으로 절연되어) 단지 감쇠 요소로만 작용한다. 상기 그룹(22')의 콘택 요소들은 상기 피검 소자와 상기 지지 플레이트(23) 사이에 전력 신호, 및/또는 접지 신호, 및/또는, 저주파 신호를 전달할 수 있도록 구성된다.

이러한 실시예에 있어서, 상기 지지 플레이트(23)는 상기 그룹(22')의 콘택 요소들의 제1 말단부(24A')에 대응하는 추가 전도성 패드들(미도시)을 더 포함하는데, 이것들에 상기 말단부들이 접하게 됨으로써 상기 테스트 장치로 신호가 실제로 전달된다.

상기 연결 전도성 트랙들(38')이 상기 제1 면(F1)의 하부 콘택 패드(39)와 상기 제2 면(F2)의 상부 콘택 패드(40)를 연결할 수 있고, 또는 상기 유연 막(25)을 통과하여 상기 면들(F1, F2) 상에 드러나는 단 하나의 전도성 패드를 제조하는 것도 가능하다.

어떤 경우든지, 상기 전도성 트랙들(38)은 상기 스트립들(27)을 따라 상기 유연 막(25)의 중앙부(25A)에서 상기 주변부(25B)까지 연장됨으로써 상기 지지 플레이트(23)에 연결된다. 특히, 상기 전도성 트랙들(38)은, 예컨대 가압 콘택 또는 용접에 의해, 상기 지지 플레이트(23)의 상기 콘택 패드들(26)에 전기적으로 연결된다.

여전히 도 6을 참고하면, 상기 전도성 트랙들(38)은 각각의 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)로부터, 특히 각각의 하부 콘택 패드(39)로부터 상기 유연 막(25)의 상기 제2 면(F2)을 따라 연장된다.

상기 전도성 트랙들(38)은, 배치상 필요한 경우, 상기 유연 막(25)의 상기 제1 면(F1) 상에서 연장될 수도 있다.

또한, 상기 전도성 트랙들(38)은 상기 유연 막(25) 내에서 연장될 수도 있다(즉 상기 전도성 트랙들(38)이 상기 유연 막(25)에 끼워질 수 있다). 이 경우에 있어서, 상기 전도성 트랙들(38)은 상기 제2 면(F2)으로부터 시작하는 상이한 레벨들에 형성된다. 상기 전도성 트랙들(38)이 형성되는 상기 유연 막(25)의 레벨의 수는 필요 및/또는 상황에 따라 달라질 수 있고, 특히 전달되는 신호의 수에 따라, 따라서 상기 유연 막(25)의 라우팅 패턴의 복잡성에 따라 달라질 수 있다. 예로서, 제1 레벨은 전력 신호를 전달할 수 있도록 구성된 트랙들을 포함하고 제2 레벨은 접지 신호를 전달할 수 있도록 구성된 트랙들을 포함하도록 배치될 수 있다.

상기 반도체 웨이퍼(33) 상에 집적된 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 연결될 수 있도록 구성된 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)은 전도성 물질, 또는 적절한 합금으로 제조된다.

상기 유연 막(25)은 유전체 물질들, 바람직하게는 원하는 유연성 및 원하는 전기적 절연성을 제공할 수 있는 폴리아미드(polyamide)로 제조되는 반면, 상기 전도성 트랙들(38)은 전도성 금속 물질, 바람직하게는 구리로 제조된다.

상기 지지 플레이트(23)는 공지된 PCB와 유사하긴 하지만 지지 플레이트(23)의 콘택 패드들(26)이 바람직하게는 주변부 상에 형성된다는 점에 차이가 있는데, 이러한 차이점 덕분에 상기 콘택 패드들(26)이 유연 막(25)의 주변부(25B)에서 상기 전도성 트랙들(38)에(또는 상기 유연 막의 가능한 패드들에) 전기적으로 접촉할 수 있다.

또한, 상기 지지부(28) 및 상기 추가 지지부(29)(존재한다면)는, 바람직하게는 세라믹 물질로 제조된다.

상기 스트립들(27)의 길이, 즉 상기 축(H'-H')을 따라 측정되는 치수는 필요 및/또는 상황에 따라 달라질 수 있음을 명심하여야 한다. 예로서, 상기 스트립들(27)의 길이는 상기 하부 콘택 패드들(39)의 최대 치수에 비해 약간 큰 정도로 매우 작을 수 있는데, 이것은 예를 들어 일부 접지 신호의 경로를 감소시키기 위해서이다. 바람직하게는, 상기 유연 막(25)은 상기 하부 콘택 패드들(39)보다 약간 큰 길이를 갖는 스트립들과 더불어 그보다 더 길게 연장된 스트립들을 포함한다.

본 발명에 따른 대안적인 실시예에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 프로브 카드(20)의 상기 테스트 헤드(21)는, 상기 피검 소자와 상기 지지 플레이트(23) 사이에서 전력 신호 및/또는 접지 신호 및/또는 저주파 신호와 같이 더 긴 프로브들에 의해 전달될 수 있는 신호를 전달할 수 있도록 구성된 추가 콘택 요소들(22bis)을 포함한다.

특히, 상기 지지부(28)는 이 경우에 상기 추가 콘택 요소들(22bis)의 통과를 위한 추가 가이드 홀들(28h')을 포함한다. 또한, 추가 지지부(29)가 존재하는 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 추가 지지부(29)는 상기 추가 콘택 요소들(22bis)의 통과를 위해 상기 추가 가이드 홀들(28h')과 동심인 복수의 제2 가이드 홀들(29h')을 포함한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 추가 가이드 홀들(28h')은 상기 지지부(28)에 형성되되, 상기 유연 막(25)을 더 관통하지 않도록, 상기 유연 막(25)의 개구부(25r)에 실질적으로 대응하는 상기 지지부(28) 영역에 형성된다.

도시되지 않은 추가적인 실시예에 있어서, 상기 유연 막(25)은 상기 추가 콘택 요소들(22bis)이 임의의 부분으로 통과할 수 있도록 추가적인 형상을 포함하거나, 컷아웃(cutout)될 수 있다.

명백히, 상기 콘택 요소들(22) 및 상기 추가 콘택 요소들(22bis)은, 이 추가 콘택 요소들(22bis) 및 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 초과이동 동안 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 실질적으로 동일한 힘은 물론이고 비슷한 문지름(scrub)을 가하도록 설계된다.

이제 도 10a, 및 도 10 b를 참고하면, 상이한 동작 조건 하에서 본 발명에 따른 상기 프로브 카드(20)의 동작이 설명된다. 특히, 유연 막(25)의 스트립들(27)은, 지지부(28) 상에 놓여 있는 휴지 위치(rest position)(도 10a)로부터 시작하여 마이크로 콘택 프로브들(30)의 제2 말단부(30B)가 피검 소자에 콘택할 때(도 10b) 들어 올려져 종축 H-H를 따라 이동하게 되는데, 이때 콘택 요소들(22)은 피검 소자의 콘택 패드들(32) 상에 마이크로 콘택 프로브들(30)이 정확히 가압하도록 언제나 보장할 뿐만 아니라 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 제1 말단부(30A) 상에 유연 막(25)이 정확히 가압하도록 언제나 보장한다. 또한, 상기 스트립들(27)의 들림부(L)는 바람직하지 않은 견인 응력을 피하기 위한 것임을 주목해야 한다.

이와 관련하여, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)에 접하는 상기 콘택 요소들(22)에 의해 가해지는 압력이 적절히 교정됨으로써, 한편으로 상기 유연 막(25)은 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)에 대해 항상 가압되고, 다른 한편으로 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)이 상기 피검 소자에 대한 정확한 기계적 및 정확한 전기적 콘택이 항상 보장되는데, 이는 프리-로딩 압력과 작동 압력 모두를 고려하여 교정되는 것이다.

마지막으로, 도면에 도시되지 않은 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 테스트 헤드(21)의 상기 메인 바디(21)는 상기 콘택 요소들(22)이 슬라이딩되어 내부에 수용되는 복수의 가이드 홀들을 구비하는 적어도 하나의 가이드를 포함한다.

결론적으로, 본 발명은 피검 소자와 콘택할 수 있도록 구성된 마이크로 콘택 프로브들을 구비하는 프로브 카드를 제공하고, 이러한 마이크로 콘택 프로브들 각각은 상기 프로브 카드의 유연 막에 형성된 복수의 스트립들의 각각의 스트립 말단에 접하는 말단부를 가지며, 상기 프로브 카드의 테스트 헤드의 콘택 요소는 스트립의 이러한 단부에 접하지만 상기 유연 막의 반대편의 면에 접하는 말단부를 가질 수도 있고, 이를 통해 콘택 요소는 상기 마이크로 콘택 프로브들을 위한 감쇠 지지 요소로 작용하며, 이러한 스트립의 상기 말단부는 상기 마이크로 콘택 프로브들이 상기 피검 소자에 콘택하는 동안 이동한다.

본 발명에 따르면, 상기 프로브 카드는 이에 포함되는 상기 마이크로 콘택 프로브들의 감소된 치수(콘택 요소에 비해 훨씬 짧은 길이, 특히 500 ㎛ 보다 짧은 길이를 가짐) 덕분에 특히 고주파 응용 분야에서 수행되고 있다는 점에서 유리하다.

상기 테스트 헤드의 상기 콘택 요소들은 상기 유연 막과 상기 PCB 사이에 개재되고, 상기 콘택 요소들은 마이크로 콘택 프로브 각각을 위한 감쇠 요소로 작용하며(즉 상기 콘택 요소들은 상기 마이크로 콘택 프로브와 상기 피검 소자의 콘택 패드들 사이의 콘택을 감쇠할 수 있도록 구성됨), 이는 감소된 길이를 갖는 상기 마이크로 콘택 프로브들의 강성 문제를 극복하고, 마이크로 프로브들 자체의 파손 가능성을 현저히 감소시킴과 동시에 마이크로 콘택 프로브들이 가하는 압력을 적절히 감소하는 것을 보장하며, 상기 마이크로 콘택 프로브들이 접하는 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 테스트 헤드의 상기 콘택 요소들은, 상기 각각의 마이크로 콘택 프로브들 중 그 어느 것보다도 긴 길이를 갖기 때문에, 훨씬 큰 굽힘 용량을 가진다.

결과적으로, 본 발명에 따른 프로브 카드는 한편으로 고주파 전자 소자들을 시험하는 것을 허용하고 다른 한편으로 마이크로 콘택 프로브들의 파손 및/또는 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들의 파손을 방지함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수 있다.

적합하게는, 본 발명에 따른 상기 프로브 카드의 상기 마이크로 콘택 프로브들은 매우 긴 작동 수명을 가지고, 상기 마이크로 콘택 프로브들은 쉽게 교체 가능하다.

상기 유연 막의 상기 스트립들의 상기 원위 말단에 접하는 복수의 개별 콘택 요소들의 존재는 공지된 해결책과 비교하여 볼 때 본 발명을 특히 매력적으로 만들고, 이러한 콘택 요소들 각각은 상기 다른 콘택 요소들 및 상기 다른 마이크로 콘택 프로브들과 독립적으로 대응하는 마이크로 콘택 프로브들에 대한 지지력을 제공함에 따라, 레벨, 높이, 및 상기 패드들에 가해지는 힘의 관점에서 상기 프로브 카드의 균일성 부족을 보상한다.

이를 통해, 인접한 다른 마이크로 콘택 프로브에 대한 마이크로 콘택 프로브의 이동의 독립성이 존재하는데, 이는 상기 마이크로 프로브들을 위한 댐핑 요소로 작용하는 상기 단일의 콘택 요소의 이동의 독립성 및 상기 막 그 자체의 상이한 유연한 스트립들 덕분이다.

그러므로, 본 발명에 따른 상기 프로브 카드는 그 구성 요소, 또는 상기 웨이퍼, 및 상기 피검 소자의 평면성(planarity) 문제가 있는 경우에도 정확하게 작동한다.

또한, 상기 콘택 요소들은 상기 마이크로 콘택 프로브들을 위한 사전부하 요소로 작용하기도 하고, 이는 상기 마이크로 콘택 프로브들이 상기 막의 각각의 유연 스트립들에 항상 연결되는 것을 보장하며, 이는 상기 프로브 카드 내에서 신호의 원하는 라우팅을 수행하기도 한다.

본 발명에 따르면, 상기 유연 막, 상기 마이크로 콘택 프로브들, 및 상기 콘택 요소들은 구조적으로 상호들로부터 서로 독립적이므로, 상기 프로브 카드의 적절한 동작을 보장한다는 점에서 유리하다. 예컨대, 상기 콘택 요소들은 상기 유연 막에 단단히 고정되어 있지 않고(즉, 납땜되어 있지 않고) 단순히 상기 유연막에 접하므로, 원하지 않는 응력을 피할 수 있다.

또한, 추가 콘택 요소들이 특정 신호를 전달할 수 있도록 구성된 상기 하이브리드 구성은, 상기 유연 막에 의해 신호 라우팅을 대단히 단순화시킨다 - 특히 상기 프로브 카드에 의해 전달되는 몇가지 신호의 경우 -. 예컨대, 상기 추가 콘택 요소들에 의해서 전력 신호, 및/또는 접지 신호, 즉 짧은 콘택 프로브들을 요구하지 않는 신호, 를 전달하는 것이 가능한 반면, 셀프 인덕턴스 문제를 피하기 위해 짧은 프로브들을 요구하는 상기 고주파 신호는 상기 유연 막에 연결된 상기 마이크로 콘택 프로브들에 의해 전달된다.

마지막으로, 본 발명의 프로브 카드의 몇몇의 장점은 제조 공정을 과도하게 복잡하게 하지 않으면서 수직 프로브 테스트 헤드의 기술을 이용함으로써 달성된다는 것에 주목하여야 한다. 명백히, 당업자는, 특정 요구 및 사양을 충족시키기 위해, 전술한 프로브 카드에 대해 다양한 수정 및 변형을 가할 수 있으며, 이들은 모두 아래의 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (28)

1. 제1 말단부(24A)와 제2 말단부(24B) 사이에서 종축(H-H)을 따라 연장된 복수의 콘택 요소들(22)을 수용하는 테스트 헤드(21), 상기 제1 말단부(24A)가 접할 수 있도록 구성된 지지 플레이트(support plate)(23), 및 제1 면(F1)과 그 반대편의 제2 면(F2)을 갖는 유연 막(flexible membrane)(25)을 포함하는, 전자 소자 테스트 장치용 프로브 카드(probe card)(20)에 있어서,
   상기 유연 막(25)의 제1 부분(25A)은 적어도 하나의 지지부(28) 상에 배치됨과 아울러 근위 말단(proximal end)(27A)과 원위 말단(distal end)(27B) 사이에서 연장되는 복수의 스트립들(strips)(27)을 포함하고,
   상기 프로브 카드(20)는 제1 말단부(30A)와 제2 말단부(30B) 사이에서 상기 종축(H-H)을 따라 연장된 바디(30C)를 포함하는 복수의 마이크로 콘택 프로브들(micro contact probes)(30)을 더 포함하고,
   각각의 콘택 요소(22)의 상기 제2 말단부(24B)는 각 스트립(27)의 상기 원위 말단(27B)에서 상기 유연 막(25)의 상기 제1 면(F1)에 접하고,
   각각의 마이크로 콘택 프로브(30)의 상기 제1 말단부(30A)는 각 콘택 요소(22)에서 상기 유연 막(25)의 상기 제2 면(F2)에 접하고,
   상기 유연 막(25)은 상기 유연 막(25)의 제2 부분(25B)을 통하여 상기 지지 플레이트(23)에 전기적으로 연결되며,
   상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제2 말단부(30B)는 피검 소자의 콘택 패드들(32)에 콘택할 수 있도록 구성되고,
   적어도 하나의 상기 지지부(28)는 상기 복수의 마이크로 콘택 프로브들(30)을 수용하는 복수의 가이드 홀들(28h)을 구비하는,
   프로브 카드(20).
2. 제1항에 있어서,
   상기 유연 막(25)을 제자리에 계속 위치시킬 수 있도록 구성된 유지 수단(29)을 더 포함하는,
   프로브 카드(20).
3. 제2항에 있어서,
   상기 유지 수단(29)은 상기 콘택 요소들(22)을 수용하기 위한 복수의 추가 가이드 홀들(29h)을 구비하는 추가 지지부를 포함하고,
   상기 유연 막(25)은 상기 지지부(28)와 상기 추가 지지부(29) 사이에 배치되며,
   상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제2 말단부(30B)가 상기 피검 소자의 상기 콘택 패드들(32)에 콘택하는 동안, 상기 지지부(28)와 상기 추가 지지부(29) 사이로 정의되는 갭(gap)(31)을 통해 상기 스트립들(27)의 상기 원위 말단(27B)의 움직임이 허용되는,
   프로브 카드(20).
4. 제3항에 있어서,
   상기 지지부(28)와 상기 추가 지지부(29) 사이의 상기 갭(31)은 상기 추가 지지부(29)에 마련된 리세스(recess)(31')에 의해 형성되거나,
   상기 추가 지지부(29)는 중앙 개구를 포함하는 제1 플레이트형 요소(plate-like element)와 상기 제1 플레이트형 요소의 상부에 있는 제2 플레이트형 요소로 나누어지고 상기 갭(31)은 상기 제1 플레이트형 요소의 상기 중앙 개구에 의해 정의되는,
   프로브 카드(20).
5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 지지부(28)의 상기 가이드 홀들(28h)은 상기 지지부(28) 내에 숄더(shoulder)(S1)를 형성하는 오목부(281)를 포함하는,
   프로브 카드(20).
6. 제5항에 있어서,
   상기 지지부(28)는 적어도 하나의 제1 플레이트형 요소(28A) 및 적어도 하나의 제2 플레이트형 요소(28B)를 포함하고,
   제1 플레이트형 요소(28A) 및 제2 플레이트형 요소(28B)는 서로 중첩되어 일체화되어 있으며,
   상기 제1 플레이트형 요소(28A)는 상기 제2 플레이트형 요소(28B)의 대응하는 개구들(28Bh)에 비해 더 큰 직경을 갖는 개구들(28Ah)들을 구비하고,
   상기 제1 플레이트형 요소(28A)의 상기 개구들(28Ah)은 상기 제2 플레이트 형 요소(28B)의 상기 개구들(28Bh)과 동심으로 중첩되며(concentrically overlapped),
   중첩된 상기 개구들(28Ah, 28Bh)은 상기 오목부(281)를 구비하는 상기 지지부(28)의 상기 가이드 홀들(28h)을 형성하는,
   프로브 카드(20).
7. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유연 막(25)의 상기 스트립들(27) 각각의 상기 원위 말단(27B)은 개구(34)를 포함하고,
   상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)는 상기 개구(34)에 끼워지는 결합부(engagement portion)(41)를 포함하며,
   상기 결합부(41)는 공간(41g)에 의해 분리되어 있는 제1 맴버(member)(41a)와 제2 맴버(41b)를 포함하고,
   상기 맴버들(41a, 41b)은 상기 개구(34)에 삽입될 수 있도록 구성되고 상기 개구(34)의 벽에 의하여 서로를 향해 이동할 수 있도록 구성된,
   프로브 카드(20).
8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 마이크로 콘택 프로브들(30)은 상기 콘택 요소들(22)의 길이보다 짧은 길이, 바람직하게는 적어도 500㎛ 미만의 길이를 갖는 - 상기 길이는 상기 종축(H-H)을 따라 측정됨 -,
   프로브 카드(20).
9. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유연 막(25)은 상기 스트립들(27)의 상기 원위 말단(27B)으로부터 연장된 전도성 트랙들(tracks)(38)을 포함하는,
   프로브 카드(20).
10. 제9항에 있어서,
    상기 스트립들(27) 각각의 상기 원위 말단(27B)은 상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)가 접하게 되는 하부 콘택 패드(39) 또는 하부 전도성 층(39')을 상기 제2 면(F2) 상에 포함하고,
    상기 전도성 트랙들(38)은 상기 하부 콘택 패드(39) 또는 상기 하부 전도성 층(39')으로부터 연장된,
    프로브 카드(20.)
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 유연 막(25)의 상기 전도성 트랙들(38)은 상기 지지 플레이트(23)의 콘택 패드들(26)에 전기적으로 연결된,
    프로브 카드(20).
12. 제11항에 있어서,
    상기 유연 막(25) 및 상기 지지 플레이트(23)는 가압 콘택, 전도성 고무 또는 용접에 의해 전기적으로 서로 연결된,
    프로브 카드(20).
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 트랙들(38)은, 상기 유연 막(25)의 제1 면(F1) 및/또는 제2 면(F2)을 따라 연장되고/연장되거나 상기 유연 막(25) 내에서 연장된,
    프로브 카드(20).
14. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스트립들(27) 각각의 상기 원위 말단(27B)은 상기 콘택 요소들(22)의 상기 제2 말단부(24B)가 접하는 상부 콘택 패드(40) 또는 상부 전도성 층(40')을 상기 제1 면(F1) 상에 포함하는,
    프로브 카드(20).
15. 제14항에 있어서,
    상기 상부 전도성 층(40')은 상기 콘택 요소들(22)의 상기 제2 말단부(24B)를 수용하기 위한 적어도 하나의 패임부(lowered portion)(40'1)를 포함하는,
    프로브 카드(20).
16. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트(23)는 상기 테스트 장치에 연결될 수 있도록 구성된 인쇄 회로 기판(printed circuit board)인,
    프로브 카드(20).
17. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부(28)는 세라믹 물질로 제조된,
    프로브 카드(20).
18. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피검 소자와 상기 지지 플레이트(23) 사이에서 전력 신호, 및/또는 접지 신호, 및/또는 저주파 신호를 전달할 수 있도록 구성된 추가 콘택 요소들(22bis)을 더 포함하는,
    프로브 카드(20).
19. 제18항에 있어서,
    상기 지지부(28)는 상기 추가 콘택 요소들(22bis)을 수용하기 위한 복수의 추가 가이드 홀들(28h')을 더 포함하는,
    프로브 카드(20).
20. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테스트 헤드(21)의 상기 콘택 요소들(22)은 한 그룹(22')의 콘택 요소들을 포함하고,
    상기 그룹(22')의 콘택 요소 각각은 대응하는 마이크로 콘택 프로브(30)와 전기적으로 연결되며,
    상기 그룹(22')에 포함되지 않는 콘택 요소들은, 상기 마이크로 콘택 프로브들(30) 및 상기 그룹(22')의 상기 콘택 요소들로부터 전기적으로 절연되고,
    상기 그룹(22')의 상기 콘택 요소들은 전력 신호, 및/또는 접지 신호, 및/또는 저주파 신호를 전달할 수 있도록 구성된,
    프로브 카드(20).
21. 제20항에 있어서,
    상기 그룹(22')의 콘택 요소 각각은 상기 유연 막(25)에 형성된 연결 전도성 트랙들(38')에 의하여 대응하는 마이크로 콘택 프로브들(30)에 전기적으로 연결되고,
    상기 연결 전도성 트랙들(38')은 상기 유연 막(25)의 상기 제1 면(F1)과 상기 제2 면(F2) 사이에서 연장된,
    프로브 카드(20).
22. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테스트 헤드(21)는, 상기 콘택 요소들(22)이 슬라이딩되어 내부에 수용되는 복수의 가이드 홀들을 구비한 적어도 하나의 가이드를 포함하는,
    프로브 카드(20).
23. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)는 그 상부 가장자리에 경사부(beveled portion)(37)를 포함하는,
    프로브 카드(20).
24. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로 콘택 프로브들(30)의 상기 제1 말단부(30A)는 상기 바디(30C)의 직경(D2)에 비해 더 큰 직경(D1)을 갖는 - 상기 직경이라는 용어는 최대 횡방향 치수를 의미함 -,
    프로브 카드(20).
25. 제24항에 있어서,
    상기 바디(30C)의 직경(D2)은 상기 종축(H-H)을 따라 변하고,
    상기 바디(30C)는 막대 형상(rod-shaped)으로 형성되며 확대부(30D)를 포함하되, 상기 확대부(30D) 내에서 상기 직경(D2)은 상기 제1 말단부(30A)에서 최대값을 가지며,
    상기 직경(D2)은, 상기 확대부(30D) 내에서는 상기 종축(H-H)을 따라 상기 제1 말단부(30A)로부터 멀어질수록 감소하고, 상기 확대부(30D) 외에서는 일정한,
    프로브 카드(20).
26. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유연 막(25)의 상기 제1 부분(25A)은 상기 유연 막(25)의 중앙부(central portion)인 반면,
    상기 유연 막(25)의 상기 제2 부분(25B)은 상기 유연 막(25)의 주변부(peripheral portion)인,
    프로브 카드(20).
27. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스트립들(27)은 들림부(lifted portion)(L)를 포함하는,
    프로브 카드(20).
28. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로브 카드(20)는 상이한 길이를 갖는 스트립들(27)을 포함하는 - 상기 길이는 상기 스트립들(27)의 축(H'-H')을 따라 측정됨 -,
    프로브 카드(20).

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