WO2021201485A1 - 프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드 - Google Patents

프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드 Download PDF

Info

Publication number
WO2021201485A1
WO2021201485A1 PCT/KR2021/003603 KR2021003603W WO2021201485A1 WO 2021201485 A1 WO2021201485 A1 WO 2021201485A1 KR 2021003603 W KR2021003603 W KR 2021003603W WO 2021201485 A1 WO2021201485 A1 WO 2021201485A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
probe
guide hole
probes
plate
jig
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/003603
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이억기
Original Assignee
(주)화이컴
이억기
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)화이컴, 이억기 filed Critical (주)화이컴
Priority to JP2022560320A priority Critical patent/JP7452936B2/ja
Priority to US17/916,544 priority patent/US20230176092A1/en
Publication of WO2021201485A1 publication Critical patent/WO2021201485A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06733—Geometry aspects
    • G01R1/06744—Microprobes, i.e. having dimensions as IC details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07314—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/16—Magnets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07314—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support
    • G01R1/07321—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support the probes being of different lengths

Definitions

  • the present invention relates to a jig for manufacturing a probe card for semiconductor inspection, a probe alignment system including the same, and a probe card manufactured using the same.
  • a device called a probe card is used to inspect the electrical characteristics of a chip in such a semiconductor or wafer.
  • Inspection using such a probe card is performed by physically contacting, for example, a probe, also referred to as a probe needle, probe tip, or probe lead, as a connector mounted thereon to the surface of a chip pad arranged on a wafer, and passing through the probe Measure the electrical and functional characteristics at that time by passing the current and signal.
  • a probe also referred to as a probe needle, probe tip, or probe lead
  • the probe Measure the electrical and functional characteristics at that time by passing the current and signal.
  • the probes of the probe card should be arranged while securing a minimum separation distance. Due to these conflicting requirements, it is a challenge to improve the structure of the probe and the arrangement of the probe to accurately contact the fine-pitched pad.
  • the plurality of probes should be in contact with the chip pads at positions corresponding to the test coordinates at the same time to establish electrical connection, but some of them may fail in connection.
  • the main causes are errors in contact points due to structural deformation of the probe and contact resistance due to the oxide film formed on the chip pad.
  • a high-resistance oxide film is formed on the surface of the chip pad.
  • the tip of the probe must directly contact the conductive layer on the surface of the chip pad while removing at least a portion of the oxide film on the surface of the chip pad.
  • any probe has its tip closer to the chip pad.
  • other arbitrary probes may not contact the conductive layer of the chip pad because the tip of the probe may not contact the chip pad or, even if it does, may not sufficiently remove the oxide film.
  • overdrive refers to additional pressure at the point where the probe makes contact with the chip pad.
  • overdrive be applied to a minimum. This is because repeated application of overdrive of a certain size or larger may cause structural deformation of the probe in the probe card or damage to the conductive layer of the chip pad.
  • the present invention provides a jig for manufacturing a probe card, a probe alignment system including the same, and an alignment device as a technique for solving the technical problems described above.
  • the jig for manufacturing a probe card of the present invention includes a guide hole plate including a plurality of guide holes having the same arrangement as the arrangement of test coordinates, and a guide hole plate and a reference plate on which the probe can be seated. .
  • a plurality of probes introduced into the guide hole can be aligned in the same arrangement as the test coordinates, and after that, the probes are aligned with the micrometer at a level that minimizes flatness. Since the bar can be mounted on the probe head at the same time, the process efficiency of the probe card can be greatly improved.
  • the jig according to the present invention can be aligned so that the tips of the plurality of probes are on the same line based on the structure thereof. Therefore, when the probe card is manufactured using the jig of the present invention, the height of the tip of all probes constituting the card can be relatively uniform, so that all probes can effectively contact the test object even under the reduced overdrive method. A possible probe card can be implemented.
  • all the probes can be bonded to the microprobe head at the same time while the probes of the probe card exactly match the test coordinates and the tips of the probes are uniformly aligned, so it is an effective and economical probe card can be implemented.
  • the present invention has a practical object to provide specific embodiments thereof and various embodiments to which they are applied.
  • the present invention is a probe card configured such that a plurality of probes are erected at a predetermined position, and the probes are coupled to a micro probe head (MPH) in an upright state at the predetermined position.
  • MPH micro probe head
  • a jig for manufacturing a probe card configured to erect a plurality of probes at a predetermined position, and to couple the probes in an upright state to a micro probe head (MPH) at the predetermined position,
  • a guide hole plate having test coordinates corresponding to positions of a plurality of pads arranged on a wafer or a semiconductor chip, and having a plurality of guide holes accommodating probes at the positions of the test coordinates;
  • the guide hole plate may be configured to induce introduction and departure of the probe along the inner surface of the guide hole, so that the probe introduced into the guide hole is bonded to the microprobe head at that position and then separated along the guide hole. have.
  • the guide hole plate When the guide hole plate is positioned parallel to the ground, it extends along the outer periphery of the lower surface closest to the ground, the upper surface that is opposite to the lower surface, and the upper and lower surfaces to connect the upper and lower surfaces.
  • the guide hole vertically communicates from the upper surface to the lower surface and extends between the first opening formed on the upper surface, the second opening formed on the lower surface, and the outer periphery of the first opening and the second opening. It is hollow including a side surface, and depending on the shape of the probe to be inserted, it may be circular, triangular, rectangular, or square in plan view,
  • the reference plate is in close contact with the lower surface to seal the second opening so that the probe introduced through the first opening does not pass through the second opening and leave the guide hole plate, and the first together with the inner surface It is possible to set the internal space of an open type only with the opening.
  • the probe introduced through the first opening may be configured to descend toward the second opening while in contact with at least a portion of the inner surface.
  • the support jaw protruding outward from the proximal end of the probe may be configured to span one area of the outer periphery of the first opening.
  • all the guide holes formed in the one guide hole plate are formed to have the same shape of one of a circle, a triangle, a square and a rectangle, and the shape of the transverse section from the first opening to the second opening and a structure having the same area.
  • the tip of the probe inserted into the guide hole may contact the reference plate through the second opening to maintain an upright state in the interior space.
  • the depth of the guide hole relative to the height of the upright probe is 70 such that a portion of the proximal side of the probe protrudes through the first opening. % to 99.9%.
  • the guide hole plate may be a material that is not attracted to the magnet.
  • a metal coating layer capable of being attracted by a magnet is formed on a lower surface of the guide hole plate, but the metal coating layer may not exist on an inner surface of the guide hole.
  • the metal coating layer may include one or more selected from the group consisting of nickel, iron, cobalt, tungsten and stainless steel, or an alloy of two or more selected from the group.
  • the guide hole plate may itself be a magnetic material capable of being attracted to a magnet.
  • the guide hole plate may not include the metal coating layer.
  • the guide hole plate may include the metal coating layer.
  • At least a portion of the outer periphery of the first opening may be chamfered to have a tapered inclined structure.
  • the guide hole plate and the reference plate have a coefficient of thermal expansion of 90% to 100% of a microprobe head and/or a wafer or semiconductor chip having a circuit for inspecting a wafer or semiconductor chip, respectively.
  • Coefficient of thermal expansion specifically 95% to 100%, more specifically 97% to 99.9%, in particular, may be made of a material having a coefficient of thermal expansion of 99% to 99.9%.
  • the material comprises silicon, a ceramic-based material and/or a metallic-based material
  • the metal-based material includes SUS 304, SUS 420 series, Invar, Kovar, Novinite, and alloys thereof,
  • the ceramic material may include low temperature co-fired ceramic (LTCC), alumina, and mullite.
  • LTCC low temperature co-fired ceramic
  • alumina alumina
  • mullite alumina
  • the reference plate is a first plate
  • a magnet built-in portion formed inside the reference plate so that one or more magnets apply a magnetic force evenly to all of the seating portions of the reference plate;
  • It may include a magnet detachably mounted to the magnet built-in portion.
  • the reference plate may further include one or more suction ports communicating in a vertical direction from the seating portion to the bottom surface.
  • each of the inlet ports has an open side formed in the seating portion located on the lower surface of the guide hole plate where the second opening of the guide hole does not exist, and allows air to the other open side. by inhaling to create a negative pressure in it,
  • the guide hole plate may be in close contact with the seating portion by a pressure formed in the suction port.
  • the magnet pulls the guide hole plate in a vertical direction to closely contact the seating portion
  • the guide hole plate and the reference plate may be fixed to each other by the magnetic force of the magnet.
  • the magnet maintains its magnetic force even at a temperature of 400° C. or higher, moves the probe introduced into the guide hole by magnetism at room temperature to the seating part, and controls the flow of the probe supported by the seating part can be prevented
  • the magnet loses its magnetic force at a temperature of 300° C. or higher, moves the probe introduced into the guide hole by magnetism at room temperature to the seating part, and controls the flow of the probe supported by the seating part can be prevented
  • a clamping member for mechanically fixing the guide hole plate and the reference plate may be further included.
  • a plurality of probes are built up in a guide hole formed at a predetermined position, and the probes are aligned so that the probes are bonded from the guide hole in an upright state to the microprobe head.
  • a probe alignment system comprising a probe storage unit arranged in a lateral direction to accommodate one or more upright probes and supplying the probes to the guide hole so that the probe is inserted into the guide hole in an upright state.
  • the configuration and structure of the jig may be the same as that of the above-described embodiment, and, without limitation, the jig is formed at a position in which a plurality of guide holes for accommodating the probe, respectively, correspond to the test coordinates of the wafer or semiconductor chip.
  • a guide hole plate configured to induce introduction and departure of the probe along the inner surface of the guide hole, so that the probe introduced into the guide hole is coupled to the microprobe head at that position and then separated along the guide hole;
  • the guide hole plate is detachably coupled thereto, and the tip of the probe introduced through the guide hole is seated on it and may include a reference plate supporting the probe in an upright state together with the guide hole.
  • a reference plate supporting the probe in an upright state together with the guide hole.
  • the probe storage unit In one non-limiting embodiment, the probe storage unit,
  • a magazine for accommodating one probe, or a probe array arranged in a line while the side surfaces of two or more probes are in contact therein;
  • the feeding part is connected from one side of the magazine and the probe located at the outermost side on the other side is separated from the magazine and configured to be inserted into the guide hole,
  • a probe arrangement including the probe supplied from the feeding unit is configured so that the probes can be sequentially moved to the other side.
  • the magazine comprises:
  • connection part located on the one side and connected to the feeding part; and one or more supports extending between the side plate and the connection part and supporting the probe so that the probe moves stably in its extension direction,
  • the probe supplied from the feeding unit may move from one side to the other along the support.
  • the probes are sequentially moved to the other side by the probe supplied from the feeding unit, where the outermost probe is supported in contact with the inner surface of the side plate and is supplied from the feeding unit
  • the probe arrangement may be arranged in a line in the one direction to maintain an upright state.
  • connection part comprises a pressing means for contracting from the one side to the other side
  • the probe supplied from the feeding unit is supplied between the pressing unit and the probe adjacent thereto, and when the probe is separated from the other side, the pressing unit presses the probe supplied from the feeding unit from the one side to the other side, so that the probes are is sequentially moved to the other side, where the outermost probe is supported in contact with the inner surface of the side plate, and the probe arrangement is arranged in a line in the one direction while the pressing means presses the probe from one side to the other. state can be maintained.
  • the pressing means may be, for example, a screw member or a spring member.
  • the support is a first
  • a support jaw protruding in a second lateral direction is formed at the base end of the probe, and the support jaw extends over an end of the second support body
  • Each of the first support and the second support extends between the side plate and the connection part, and may be coupled to the side plate and the connection part, respectively.
  • the side plate is indented from the one side to the other side to form an inner surface of the side plate, and a first indentation portion is formed to form an open outlet at the upper end and the lower end,
  • the probe accommodated in the first indentation may be slid downward or upward along the first indentation by an external force to be separated from the upper end or lower end of the outlet.
  • the side plate may be equipped with a magnet for magnetically fixing the probe accommodated in the first indentation on an outer surface opposite to the first indentation.
  • the side plate has an upper end adjacent to the outlet and/or a lower end adjacent to the outlet so that a proximal end or a front end of the probe accommodated in the first indentation is exposed from the outside thereof to the outside. and a second indentation recessed in an opposite end direction.
  • the feeding unit may be a vibrating feeder.
  • the present invention provides a probe alignment device.
  • the probe alignment device comprises:
  • a vacuum pump detachably mounted to the main frame
  • a rectangular top plate detachably mounted on the main frame;
  • a jig provided in the main frame for aligning the probes so that the plurality of probes are built up in a guide hole formed at a predetermined position, and the probes are bonded from the guide hole in an upright state to the microprobe head;
  • a probe storage unit accommodating a plurality of upright probes arranged in a line in one direction so that the probes are inserted into the guide hole in an upright state and positioned so that the probes are supplied to the guide hole;
  • a first stage mounted on the upper plate of the main frame to align the jig to the insertion position of the probe to be discharged from the probe storage unit in an arbitrary guide hole by moving the jig left and right, forward and backward, and pivotally rotating;
  • a probe carrier for inserting an outermost probe among the probes accommodated in the probe storage unit into the guide hole
  • the actuator is mounted in a state of being mounted on the arm member, and the probe carrier mounted on the actuator moves to the insertion or extraction position of the probe to be discharged from the probe storage unit by moving the actuator forward, backward, left and right, and up and down. stage;
  • a fastening unit for mechanically mounting the probe storage unit to the main frame or the second stage
  • a vision unit for identifying a probe arranged at an outermost portion among the probes accommodated in the probe storage unit and a guide hole to be inserted;
  • a monitoring unit displaying an image identified by the vision unit
  • a control unit including a computer having a predetermined program embedded therein can be used to control the driving of the jig, the first stage, the second stage, the actuator, the vision unit, the monitoring unit and/or the probe storage unit and the coordinate movement of the input guide hole.
  • the coupling part in a state in which the coupling part is fastened to the main frame, it may be coupled to the probe storage part to fix the probe storage part to the main frame.
  • the probe accommodated in the probe storage unit may be detached from the magazine of the probe storage unit by a probe carrier in the form of a hollow adsorber.
  • the coupling part may be coupled to the probe storage part to fix the probe storage part to the second stage in a state in which the coupling part is fastened to a part of the second stage.
  • the probe accommodated in the probe storage unit may be detached from the magazine of the probe storage unit by a probe carrier in the form of a blade or a prismatic or rod-shaped pin.
  • the vision unit identifies the tip and the proximal end of the outermost probes among the probes accommodated in the probe storage unit, and identifies the coordinates of the guide hole into which the probe is to be inserted.
  • Information on the calculated distance is configured to provide a control unit including a computer embedded with a predetermined program,
  • the control unit may process the information provided from the vision unit to determine whether the probe carrier is accurately located at a position of the outermost probe among the probes.
  • the second arm is located on top of the first stage
  • the second stage may be detachably mounted to an end of the second arm to face the first stage at an upper portion of the first stage.
  • the second stage comprises:
  • a first plate provided with two or more first guide rails extending in the Z-axis and detachably mounted to the arm member;
  • a vertical portion configured to be complementarily engaged with the first guide rail to slide in the Z-axis direction along the first guide rail and a lower end of the vertical portion extending in the Y-axis direction and extending in the X-axis direction at the lower end a second plate including a horizontal portion on which two or more second guide rails are installed;
  • a third plate complementarily engaged with the second guide rail, configured to slide along the second guide rail in the X-axis direction, and having two or more third guide rails extending in the Y-axis at a lower end thereof;
  • the actuator is mounted at the lower front end, the vision unit is mounted on one side, and the vision unit is mounted on the other side, It may include a fourth plate having a fastener to which the fastening part in which the probe storage part is fastened is fastened.
  • the vision unit is mounted on a side surface of the fourth plate corresponding to the X-axis to measure the front and the proximal ends of the probes arranged at the outermost among the probes accommodated in the probe storage unit in the direction of the X-axis. It is configured to identify and provide information on the distance calculated by checking the coordinates of the guide hole into which the probe is to be inserted, to a control unit including a computer having a predetermined program,
  • the control unit may determine, by the vision unit, whether the probe carrier is accurately positioned at a position of a guide hole into which a probe arranged at the outermost side of the probes is inserted.
  • the actuator is a cam motion actuator including a rotation shaft and a cam or can move up and down.
  • the probe carrier pushes downwardly the outermost probe accommodated in the probe storage unit in response to the movement of the second stage and/or actuator to separate from the probe storage unit and guide It is a blade or a prismatic or rod-shaped pin that guides it to be inserted into the hole,
  • the probe carrier may be applied by a control program to which a restoring force for restoring vertically upward after insertion of the probe part is input.
  • the probe carrier is in a state in which the probe is in surface contact at the proximal side of the probe, and the probe is fixed therein by forming a negative pressure, and the probe is stored in response to the movement of the second stage and/or the actuator It may be a hollow inhaler that disengages upward from the compartment.
  • the end of the inhaler in contact with the proximal end extends downwardly perpendicular to the boundary between the first end contacting the surface of the proximal end and the first end, the end surface of the proximal end and a second end contacting an adjacent side;
  • the first end may be configured to adsorb a surface of the proximal end, and the second end may adsorb a side surface adjacent to the surface of the proximal end.
  • the first stage the first stage
  • a ⁇ -axis driving unit on which the jig is mounted and rotating the jig in the ⁇ direction; and an X-axis driving part for moving the ⁇ -axis driving part along the X-axis and a Y-axis driving part for moving the Y-axis by the ⁇ -axis driving part on which the ⁇ -axis driving part is mounted.
  • the probe carrier may be of an optional configuration using only one of a blade, a pin, and a hollow adsorber depending on the situation.
  • all operations of the probe alignment device are identified and recognized by the vision unit, and the control unit includes predetermined information, test coordinates, insertion order, and the like for identification and recognition by the vision unit. According to the program and its control logic, it is possible to control the insertion of the probe into the guide hole of the jig to proceed sequentially.
  • the present invention also provides a method for manufacturing a probe card using the probe alignment system or the probe alignment device.
  • the method is a
  • the method may include attaching a plurality of connectors for connecting a plurality of electrical components corresponding to the characteristics of a wafer or semiconductor chip to be tested and a probe card and a probe station, and fastening the deformation prevention mechanism.
  • the present invention also provides a vertical MEMS (MEMS) probe card manufactured by a method for manufacturing a probe card.
  • MEMS vertical MEMS
  • the jig according to the present invention includes a guide hole plate including a plurality of guide holes having the same arrangement as the arrangement of test coordinates, and a guide hole plate and a reference plate on which the probe can be seated.
  • a plurality of probes introduced into the guide hole can be aligned in the same arrangement as the test coordinates, which is significantly improved compared to the conventional alignment form, and thereafter, the probes are aligned with the MPH Since it can be simultaneously mounted on the probe card, the process efficiency and lifespan of the probe card can be greatly improved.
  • the jig according to the present invention can be aligned so that the tips of the plurality of probes are on the same line based on the structure thereof, so that flatness can be improved.
  • the probe alignment system and apparatus according to the present invention can quickly insert a plurality of probes into the guide hole based on the structure of the probe storage unit constituting it. Accordingly, the probe alignment system and apparatus of the present invention can greatly improve the manufacturing efficiency, quality, and lifespan of the probe card.
  • FIG. 1 is an exploded schematic view of a guide hole plate and a reference plate, which are jigs for manufacturing a probe card according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional schematic view of the jig shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is an enlarged schematic view of the guide hole plate shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic view of a probe inserted into the guide hole shown in FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an exemplary probe of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view showing another exemplary probe of the present invention is inserted into the guide hole.
  • FIG. 7 is a schematic view showing another exemplary probe of the present invention is inserted into the guide hole.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional schematic view of a jig for manufacturing a probe card according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a probe alignment system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a magazine of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic view of a vertical section of the magazine of the present invention.
  • FIG. 12 is an enlarged schematic diagram of a part of the magazine of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic view of a first recessed portion of the side plates constituting the magazine of the present invention.
  • FIG. 14 is an enlarged schematic diagram of a part of the magazine of the present invention.
  • 15 is a schematic diagram of a probe alignment apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a schematic diagram of a first stage of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating the operation of the actuator, the probe carrier, and the probe storage unit according to an embodiment of the present invention.
  • 19 is a schematic diagram illustrating operation of a second stage, an actuator, a probe carrier, and a probe storage unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a vertical cross-sectional schematic view of the probe carrier shown in FIG. 19 .
  • 21 is a schematic diagram of a part of a probe alignment apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is another schematic diagram of a part of the probe alignment device shown in FIG. 21 .
  • FIG. 23 is a schematic diagram of a probe card according to an embodiment of the present invention.
  • vertical direction broadly refers to the direction in which gravity acts, and more specifically, refers to the direction in which the thread is directed when an arbitrary object is hung on the thread on the ground having a predetermined area. In short, it means a direction perpendicular to the ground.
  • bending refers to a state in which an object is bent or bent in a predetermined direction to have a curved surface, and may alternatively be used as “curved”.
  • the term “probe” refers to a pin, a conductor, a bar extending to a predetermined length in order to be connected to an electric/electronic circuit board or component to electrically connect the substrate or component to another external device. It means a terminal or connector in the shape of a (bar).
  • the probe is physically coupled to and electrically connected to a device for inspecting the characteristics of a semiconductor or wafer chip pad, for example, a circuit board constituting a probe card, and in this state, it is physically connected to the semiconductor or wafer chip pad. It may be a member that is contacted and electrically connected to enable conduction and communication between the circuit board and the chip pad.
  • surface of a wafer or “surface of a chip pad” refers to an oxide film formed on the wafer or chip pad that is in contact with and underneath the oxide film, except for the relatively non-conductive oxide film. It means a conductive layer forming the outer surface of the wafer body or the chip pad, and when the probe of the present invention is in contact with the “surface of the wafer” or “surface of the chip pad”, the tip of the probe removes at least a part of the oxide film and It may be understood as being in contact with the outer surface of the wafer body under the oxide film, and the abutting position may be understood as a position corresponding to a chip capable of electrically interacting with the chip by contacting the probe among a plurality of chips included in the wafer. have.
  • proximal end may mean one end or a direction toward one end of an object or object with respect to any reference direction
  • tip refers to the other end or its end with respect to the arbitrary reference direction. It may mean a direction facing, in this case, the "proximal end” may include an end, a distal end, and/or a portion very adjacent to an end surface of any one of the objects or objects, and the "tip” is a position facing the proximal end end, end and/or end-to-end region in the These proximal and leading ends may be recognized as a pair of concepts, and may be distinguished from other ends, ends and/or portions very adjacent to the ends except for them.
  • FIG. 5 is only an example applicable to the utilization and application of the jig according to the present invention, and the jig of the present invention is applicable only to the probe 10 of the illustrated form and is not optimized for this. .
  • the probe 10 is combined with a micro probe head (MPH, 20) to constitute a probe card.
  • the microprobe head 20 is a substrate composed of a ceramic series so that it is connected to the main printed circuit board on one side and a plurality of probes are collectively bonded at high heat on the other side.
  • a circuit for inspecting a wafer or a semiconductor chip is formed according to semiconductor characteristics.
  • An electrical path of the probe card is formed by the circuit of the microprobe head 20 and the probe 10 connected to the circuit.
  • the exemplary probe 10 includes an upright connection portion 11 , an elastic portion 12 , and a tip portion 13 .
  • the upright connection part 11 extends vertically downward with respect to the microprobe head 20 so as to be mounted on the microprobe head 20 in the vertical direction, and protrudes so as to be horizontal with respect to the microprobe head 20 .
  • a support jaw 18 is formed at its uppermost end.
  • the elastic part 12 is integrally formed with the upright connection part 11 and extends downward, is bent twice, can be elastically deformed against an external force in the vertical direction, and is configured to distribute and absorb the pressure applied to the tip part.
  • the tip portion 13 is integrally formed with the elastic portion 12 and extends downward, and is configured to contact the central portion of the pad of the wafer or semiconductor chip.
  • the jig 100 serves to align the probe card so as to facilitate manufacturing, in particular, coupling the probe 10 to the microprobe head 20 .
  • the jig 100 includes a guide hole plate 110 and a reference plate 120 .
  • a plurality of pads whose characteristics are to be inspected vary according to circuit configuration and are arranged at complex and minute intervals.
  • test coordinates the positions at which the pads are arranged are referred to as test coordinates.
  • each probe 10 is mounted one by one on the circuit board or the microprobe head 20 of the probe card to correspond to these test coordinates, but the time required for this is considerable and the tip of the probe 10 ( 16), there is a problem that planarity and alignment are not relatively uniform. This non-uniform flatness is a major cause of excessive overdrive in inspection using a probe card, so it needs to be improved.
  • the guide hole plate 110 includes a plurality of guide holes 130 for accommodating the probe 10 , respectively.
  • the guide hole 130 is formed at a position corresponding to the test coordinates of the wafer or semiconductor chip.
  • This guide hole plate 110 induces the introduction and departure of the probe 10 along the inner surface of the guide hole 130 formed therein, so that the probe 10 inserted into the guide hole 130 moves the microprobe at that position. After being coupled to the head 20 , it is configured to be separated along the guide hole 130 .
  • the guide hole plate 110 and the reference plate 120 may be made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the microprobe head 20 in which a circuit for inspecting a wafer or a semiconductor chip is formed or the same material. This is to prepare for thermal deformation when the microprobe head 20 is coupled with the probe 10 mounted on the jig 100. If the thermal expansion coefficients are significantly different, the desired position of the microprobe head 20 and the semiconductor chip pad This is because the probe 10 may not be mounted and/or in contact with the .
  • Materials constituting the guide hole plate 110 include, but are not limited to, silicon, ceramic-based materials and/or metal-based materials, and the metal-based materials include SUS 304, SUS 420 series, Invar, Kovar, Novinite, and alloys thereof. and, the ceramic material may include silicon, low temperature co-fired ceramic (LTCC), alumina, and mullite.
  • LTCC low temperature co-fired ceramic
  • the reference plate 120 may be made of iron or stainless steel.
  • the guide hole plate 110 has a lower surface 114 closest to the ground, an upper surface 116 opposite to the lower surface 114, and the upper surface 116 based on a state positioned parallel to the ground. and a side surface extending along the outer periphery of the lower surface 114 and connecting the upper surface 116 and the lower surface 114 .
  • the lower surface 114 may be plated with a metal material attracted by magnetic force.
  • the reference plate 120 is a flat plate on which the guide hole plate 110 is seated.
  • the reference plate 120 also includes the tip 16 of the probe 10 introduced through the guide hole 130 of the guide hole plate 110 is seated on it, and the probe 10 together with the guide hole 130 ) can be supported in an upright state.
  • the reference plate 120 has a seating portion 122 on which the guide hole plate 110 is seated in a state facing the lower surface 114 of the guide hole plate 110, and a bottom surface that is opposite to the seating portion 122 ( 124 , a magnet enclosure 126 configured to receive one or more magnets 128 therein, and a magnet 128 mounted to the magnet enclosure 126 .
  • the guide hole plate 110 of the jig 100 according to the present invention includes a plurality of guide holes 130 having the same arrangement as the arrangement of the test coordinates. Therefore, using the jig 100 according to the present invention, in the stage before assembling the probe card, the plurality of probes 10 introduced into the guide hole 130 may be aligned in the same arrangement as the test coordinates of the semiconductor chip, , thereafter, the probes 10 may be simultaneously mounted on the microprobe head 20 in an aligned state, thereby greatly improving the manufacturing process efficiency of the probe card.
  • the jig 100 according to the present invention can be aligned so that the tips 16 of the plurality of probes 10 are on the same line based on the structure thereof, so that flatness can be improved.
  • the front end 16 of the probe 10 as well as the guide hole plate 110 may be seated on the seating portion 122 of the reference plate 120 . Furthermore, the plurality of probes 10 may be inserted into different guide holes 130 to be erected by the seating part 122 . At this time, if all the probes 10 built into the guide hole 130 have substantially the same height when upright, the flatness with respect to the tip 16 of the probe 10 is fairly uniform when the probe card is implemented. can do. This is an overdrive amount of 40 ⁇ m to 60 ⁇ m, which is significantly smaller than the amount of overdrive applied in the conventional vertical probe card when using the probe card, for example, 80 ⁇ m to 120 ⁇ m, so that all probes 10 effectively contact the chip pad of the wafer. It means you can make it happen. This small amount of overdrive reduces chip and pad damage and prolongs the life of the probe card.
  • the flatness of the seating part 122 is also required.
  • the flatness may be 2 ⁇ m to 3 ⁇ m, and more preferably 1 ⁇ m to 2 ⁇ m is appropriate.
  • the guide hole 130 vertically communicates from the upper surface 116 to the lower surface 114 to form a first opening 132 formed in the upper surface 116 and a second opening formed in the lower surface 114 ( 134) and an inner surface 118 extending between outer perimeters of the first opening 132 and the second opening 134.
  • All guide holes 130 formed in one guide hole plate 110 may have a cross section of one of a circle, a triangle, a rectangle, and a square, and the cross section has the same shape and size along the longitudinal direction of the guide hole 130 . can have
  • the cross-sectional shape of the guide hole 130 is not particularly limited and may be appropriately designed according to the shape of the probe 10 to be inserted.
  • the probe 10 may be introduced into the guide hole 130 through the first opening 132 .
  • the outside of the first opening 132 in order to prevent damage to the probe 10 during the introduction process and to allow the probe 10 to pass through the first opening 132 and be introduced into the guide hole 130 smoothly along the slope, the outside of the first opening 132 .
  • the periphery may be chamfered to have a tapered inclined structure.
  • the surface constituting the inclined structure may be a flat surface or a curved surface.
  • the cross-sectional shape of the guide hole 130 may be, for example, a polygonal shape, an irregular polygonal shape, a circular shape, an oval shape, or an irregular shape in which these are combined. More specifically, the guide hole 130 forms only a minimum space into which the probe 10 can be vertically introduced. That is, the cross-section of the guide hole 130 may have substantially the same shape as that of accumulating a plurality of cross-sections in the longitudinal direction of the probe 10 excluding the support jaw 18 . For example, a cross section along the length direction of the probe 10 of FIG. 4 corresponds to a rectangle, and in this case, the guide hole 130 also has a substantially same rectangular cross section, and has a rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • the probe 10 introduced through the first opening 132 may be descended toward the second opening 134 while in contact with at least a portion of the inner surface 118 of the guide hole 130 . That is, the probe 10 is guided to move downward along the inner surface 118 of the guide hole 130 .
  • each inner surface 118 of the probe facing each other It may be desirable to be spaced apart by a predetermined distance with respect to the surface of (10).
  • the separation distance A may be 1 ⁇ m to 3 ⁇ m, specifically, 1 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the probe 10 inserted into the guide hole 130 has its tip 16 in contact with the seating portion 122 of the reference plate 120 through the second opening 134 , and the seating portion 122 . ) to maintain an upright state in the interior space.
  • a support jaw 18 protruding outwardly is formed at its base 17 , and one outer periphery area of the first opening 132 has a corresponding support area 133 .
  • the support region 133 has a shape corresponding to the shape of the support jaw 18 , so that the support jaw 18 is sagged downward or deviated laterally by the load of the probe 10 so that the probe 10 is moved to the first It is fixed so as not to be drawn into the opening 132 . Therefore, even when the first opening 132 has a chamfer for flexible insertion of the probe 10, it is preferable that the chamfer is provided while avoiding the supporting area 133 .
  • the corresponding shape of the support region 133 and the support jaw 18 may mean that the lower surface of the support jaw 18 and the support region 133 contact each other.
  • the supporting jaw 18 protrudes from the base end 17 in the horizontal direction so that the lower surface of the supporting jaw 18 is formed horizontally on the ground
  • the supporting region 133 may also be formed horizontally on the ground.
  • the support region 133 also forms an inclined surface or a curved surface corresponding to the shape.
  • the support jaw 18 forms a lower surface of an inclined surface or a curved surface, the risk of the probe 10 falling out of the seating part 122 and being drawn into the first opening 132 can be fundamentally prevented.
  • the downward force can no longer be applied in that state. That is, the front end 16 of the probe 10 is supported by the seating portion 122 of the reference plate 120 , and the uppermost end of the probe 10 maintains an upright height while the support jaw 18 spans the support area 133 . .
  • This may be equally applied to all probes 10 . Since the probe 10 has a structure that is elastically deformable, the upright height may be changed by a force applied downward even if it is minute. However, since all the probes 10 must be arranged at the same upright height so that the flatness with respect to the tip 16 thereof can be uniform, the upright height of the probes 10 can be kept constant as described above. This is a major advantage of the jig 100 according to the present invention, and when MEMS technology is applied to the manufacturing process of the probe, the size of the probe can be almost perfectly uniform.
  • the supporting jaw 18 may protrude to the outside of the first opening 132 .
  • the protruding jaw 18 can easily come into contact with the circuit of the circuit board, and can be joined immediately in that state.
  • the depth of the guide hole 130 may be 85% to 99.9%, specifically 90% to 95%, more specifically 92% to 93%, compared to the height of the guide hole 130.
  • the reference plate 120 and the guide hole plate 110 may be detachably coupled to each other.
  • the coupling thereof may be a mechanical fastening method well known in the art, for example, a fastening using a clamping member or a complementary engaging hook and groove fastening method, but is not limited thereto.
  • the jig 100 includes a structure and configuration in which the guide hole plate 110 and the reference plate 120 can be firmly fastened.
  • the guide hole plate 110 and the reference plate 120 may be coupled to each other by an attractive force generated by magnetism.
  • the reference plate 120 may include a magnet 128 therein, and the guide hole plate 110 may include a member or material that generates a mutual attraction with the magnet 128 , for example a metal material.
  • a metal coating layer capable of being attracted to the magnet 128 may be formed on the lower surface 114 of the guide hole plate 110 . Meanwhile, the lower surface 114 on which the metal coating layer is formed may be finished by a planarization process before the metal coating layer is formed, and in this state, the metal coating layer may be plated.
  • the guide hole plate 110 may be made of a magnetic material that can be attracted to the magnet itself, and in this case, the metal coating layer may be omitted.
  • the magnet 128 of the reference plate 120 pulls the metal coating layer of the guide hole plate 110 in the vertical direction to bring the guide hole plate 110 into close contact with the reference plate 120 . That is, the guide hole plate 110 and the reference plate 120 may be fixed to each other by the magnetic force of the magnet 128 .
  • the metal coating layer may not exist on the inner surface 118 of the guide hole 130 . This is not only to facilitate the coating process of the metal coating layer, but also to prevent the possibility of interference caused by the plating of the inner surface 118 when the guide hole 130 of the probe 10 is drawn in. Therefore, it is preferable to form the guide hole 130 after the formation of the metal coating layer.
  • the metal coating layer may include one or more selected from the group consisting of nickel, iron, cobalt, tungsten and stainless steel, or an alloy of two or more selected from the group.
  • the magnet 128 is not particularly limited as long as it can stably express the coercive force in a high-temperature chamber applied for bonding, but specifically, an alico magnet, a ferrite magnet, or It may be samarium cobalt, and a mixture thereof may be used.
  • the magnet 128 can also move the probe 10 introduced into the guide hole 130 with its magnetism to the seating portion 122 and prevent the flow of the probe 10 supported on the seating portion 122 . .
  • the probe 10 is stably descended from the guide hole 130 by the action of the magnet 128 and is fixed.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a jig 200 according to another embodiment of the present invention.
  • the jig 200 shown in FIG. 8 shares substantially the same configuration and function as the jig 100 as described above, but the reference plate 220 is vertically disposed from the seating portion 222 to the bottom surface 224 . There is a difference in including a plurality of suction ports 221 that are in communication.
  • Each of these suction ports 221 has its open side formed in the seating portion 222 on the lower surface 214 of the guide hole plate 210 where the second opening 234 of the guide hole 230 does not exist. will be located When the suction port 221 is positioned in this way, air can be sucked in from the other open side using an air drain device or the like. At this time, negative pressure is formed in the suction port 221 , and the guide hole plate 210 may be fixed while being more closely attached to the seating portion 222 by the pressure formed in the suction port 221 .
  • only one of the magnet 228 and the suction port 221 may be selectively used, but both of them may be used in combination.
  • FIGS. 10 to 13 schematically shows a probe alignment system 300 according to an embodiment of the present invention. Also, the magazine 330 of the probe storage unit 320 is schematically illustrated in FIGS. 10 to 13 .
  • the probe alignment system 300 includes a jig 310 and a probe storage unit 320 .
  • the jig 310 embeds a plurality of probes 10 in a guide hole 312 formed at a predetermined position and makes it upright, and the probes 10 are erected from the guide hole 312 to a microprobe head (not shown). It is configured to be coupled to the state.
  • jig 310 may be at least partially the same as the structure, configuration, and structural advantages of the jig 100 described with reference to FIGS. 1 to 8 . Therefore, a detailed description thereof will be omitted in the description of the present embodiment.
  • the probe storage unit 320 is a member for storing the probes 10 in a predetermined arrangement so as to supply the probes 10 one by one to the guide holes 312 of the jig 310 , and includes a magazine 330 and a feeding unit 340 .
  • the probe storage unit 320 may accommodate a plurality of probes 10 , and the accommodated plurality of probes 10 may be arranged in a line in an upright state while facing the same direction.
  • the arranged plurality of probes 10 has a structure that can be sequentially supplied to each guide hole 312 . Since the probe storage unit 320 accommodates the plurality of probes 10 in an upright state, it is possible to insert the probes 10 into the guide hole 312 in such an upright state, which guides the probes 10 . It provides an optimal state for repeatedly performing the operation of inserting into the hole 312 . In particular, there is a synergistic effect of providing a room for inserting the probe 10 into the guide hole 312 through a physical, optical, or electronic device.
  • the magazine 330 is a straight line
  • the end of the magazine 330 on the side where the feeding unit 340 is located is referred to as one side 331 and the opposite end of the one side 331 . is referred to as the other side 332 .
  • the magazine 330 is configured to receive therein the probe arrangement 10a in which the plurality of probes 10 face the same one direction and are arranged in an upright state. As shown in the drawing, the magazine 330 is connected to the feeding part 340 from one side 331 and has a structure extending from the one side 331 to the other side 332 direction, so that a plurality of probes ( 10) can be accommodated in a row.
  • the probe 10 may be arranged and arranged in one direction so that the side faces the adjacent probe 10 .
  • the lateral side refers to a side of the probe 10 in an upright state coupled to the microprobe head 20 , and in particular, may refer to two mutually parallel surfaces of the probe 10 .
  • the feeding unit 340 preliminarily prepares the orientation state so that the plurality of probes 10 can be positioned in the arrangement in the magazine 330 .
  • the feeding unit 340 is configured to continuously feed the probes 10 to the magazine 330 one by one.
  • the feeding unit 340 may be a vibration feeder that supplies the plurality of probes 10 while aligning them with vibration.
  • the feeding unit 340 such as a vibrating feeder may arrange a plurality of probes 10 in a specific intended direction, and may supply the plurality of probes 10 one by one to the magazine 330 while maintaining the arrangement direction.
  • the vacuum feeder may be a spiral vacuum feeder (see 340 in FIG. 18 ).
  • the magazine 330 is connected to the feeding unit 340 from one side 331 to receive the probe 10, and from the other side 332, one probe 10 located at the outermost side is detached to the outside and a guide hole 312). It has a form that can be inserted into When the probe 10 is separated from the other side 332 of the magazine 330 , the feeding unit 340 supplies the probe 10 to the magazine 330 .
  • the probe 10 may be drawn downward by the mechanism from the other side 332 of the magazine 330 and directly inserted into the guide hole 312 , or may be drawn upward and moved to the guide hole 312 to be inserted. A more specific mechanism will be described later.
  • a new probe 10 supplied from the feeding unit 340 constitutes the probe assembly 10a, and the probes 10 of the assembly move from one side 331 to the other 332 direction. and the adjacent probe 10 located on the side of the detached probe 10 moves to the position of the detached probe 10 .
  • the above-described aspects may be iteratively performed.
  • a recognition error may occur in the vision unit 490, which will be described later, due to the vibration effect of the feeding unit 340 of the probe 10 present in the first indentation unit 350, and the probe carrier (Fig. 18, 600) may be improperly driven. Therefore, in this step, it is possible to stop the driving of the feeding unit 340 by the operating software or the like.
  • the magazine 330 is a side plate 334 located on the other side 332, a connection part 336 located on one side 331 and connected to the feeding part 340, the side plate 334 and the connection part 336. one or more supports 338 located therein.
  • the probes 10 are sequentially transferred to the other side 332 by the probe 10 supplied from the feeding unit 340 .
  • the probe 10 positioned at the other end is supported in contact with the inner surface 352 of the side plate 334 , and the probe 10 supplied from the feeding unit 340 moves from one side 331 to the other side 332 .
  • the probe assembly 10a may be pressed. Accordingly, the probe assembly 10a may be pressed so that the side surfaces are in close contact between the inner surface 352 of the side plate 334 and the newly supplied probe 10 to maintain an upright state arranged in a line in the side direction.
  • connection part 336 may include a pressing means (not shown) for pressing from one side 331 to the other side 332 .
  • the pressing means is It may help a force to press the probe 10 supplied from the feeding unit 340 from one side 331 to the other side 332 .
  • the probes 10 are sequentially moved to the other side 332 by the pressing means, the outermost probe 10 is supported in contact with the inner surface 352 of the side plate 334, and the pressing means is the probe Press (10) to the side.
  • the magazine 330 can be accommodated in an upright state in which the probes 10 of the probe assembly 10a are arranged in a line while contacting the sides.
  • the pressing means may include at least one of a vibrating feeder, a spring, a screw, a gear, and a belt.
  • the support 338 mechanically fixes the side plate 334 and the connection part 336 and at the same time supports the front and back surfaces of the probe 10 when the probe 10 moves from one side 331 to the other side 332 . , guides to move while forming a line in the lateral direction with respect to the previously accommodated probe 10 .
  • the support 338 includes one or more front supports 338a facing the front surface of the probe 10 and one or more rear supports 338b facing the rear surface of the probe 10 .
  • the feeding unit 340 may also serve to prevent the probe 10 disposed in the wrong direction from moving to the magazine 330 . That is, when the support 338 is disposed in at least one area among the passages formed by the magazine 330 excluding the area in which the probe 10 is desired to be arranged, the probe 10 oriented in an unintended direction is moved to the support 338 . ) and cannot be introduced into the passage of the magazine 330 , it may serve to filter the probe 10 oriented in such an unintended direction.
  • the support 338 may be implemented in the form of a plurality of beams provided along the passage length direction of the magazine 330 .
  • the support 338 includes a front support 338a for supporting the front surface of the probe 10 and a rear supporter for supporting the rear surface of the probe 10 ( 338b) and can be supported from both front and rear sides. Since the surfaces of the probe 10 supported by the front support 338a and the rear support 338b are not necessarily front and rear, the front support 338a is the first support and the rear support 338b is the second support. It may be replaced by a support. However, for convenience of description, the case of the front supporter 338a and the rear supporter 338b will be described.
  • the front support 338a may be a cylindrical beam having a substantially circular shape in a transverse cross-section, and in detail, may be formed as a pair.
  • One of the front supports (338a) connects the side plate 334 and the connection part 336 at the upper side of the magazine 330 so as to guide the probe 10 from the upper side adjacent to the base in the front side, and the other is the probe 10.
  • the side plate 334 and the connection part 336 are connected from the lower side of the magazine 330 so as to guide it from the lower side adjacent to the tip in the front of the .
  • the front supporter 338a has a relatively small area in contact with the front surface of the probe 10 based on a cylindrical structure, so that contact resistance and damage of the probe 10 due to contact can be minimized.
  • one of the front supports 338a located below the magazine 330 may be located in the bent portion of the probe 10 . In this case, since the front support 338a has a curved surface, the bent portion corresponding to the bent portion may be formed. can be supported stably.
  • the back support 338b may include a cuboidal beam 388b' and a cylindrical beam 388b" that are substantially rectangular in shape in transverse cross-section.
  • the cuboid beam 388b' of the rear support 338b connects the side plate 334 and the connection part 336 at the top of the magazine 330 so as to guide the probe 10 from the upper side adjacent to the base end also from the rear surface.
  • the support 338 may be formed by mechanical processing or by a MEMS process.
  • the probe 10 of the present invention has a supporting jaw 18 protruding in the rear direction at the base end thereof, and the supporting jaw 18 may span the end of the rectangular parallelepiped beam 388b'. Accordingly, the probe 10 may maintain an upright state without moving downward in a state in which the support jaw 18 spans the rectangular parallelepiped beam 388b'.
  • the cylindrical beam 388b" of the back support 338b connects the side plate 334 and the connection part 336 from the lower side of the magazine 330 so as to guide the probe 10 from the lower side adjacent to the tip even on the rear surface of the probe 10 .
  • One positioned below the magazine 330 may be positioned on the bent portion of the probe 10 , and in this case, since the rear supporter 338b has a curved surface, the bent portion can be stably supported in response to the bent portion.
  • the side plate 334 of the magazine 330 is indented in the direction from one side 331 to the other side 332 to form the inner surface 352 of the side plate 334, and to form an outlet 335 open at its upper end and lower end. It includes a first indentation 350 .
  • the first indentation portion 350 includes, together with the inner surface 352 , first side surfaces 354 and second side surfaces 356 extending from both ends of the inner surface 352 , respectively, and the inner surface 352 has an outermost portion.
  • the side surface of the probe 10 positioned is in contact, the rear surface of the probe 10 faces to the first side surface 354 , and the front surface of the probe 10 faces to the second side surface 356 .
  • the first indentation portion 350 having a depth of indentation equal to the width of the first side surface 354 and the second side surface 356 accommodates the probe 10 located at the outermost portion, and the support 338 in the accommodated space. ) is not located, so the upward or downward movement of the probe 10 is not limited, and by the force pressed in contact with the inner surface 352 of the first indentation part 350 or the attractive force by the slip prevention part 339 to be described later.
  • the probe 10 may be supported and fixed.
  • the probe 10 accommodated in the first indentation part 350 may be separated from the upper outlet 3351 or the lower outlet 3352 while sliding upward or downward by an external force.
  • the anti-slip part 339 prevents the probe 10 from being unintentionally separated from the indentation part 350 .
  • the probe 10 located at the end of the other side 332 of the probe assembly 10a has to be separated from the magazine 330 only in an intended state, the top outlet 3351 or There may be a case where it is separated from the magazine 330 through the lower outlet 3352 .
  • the anti-slip part 339 is provided at the other end of the side plate 334 in the form of a magnet for generating mutual attraction with the probe 10 .
  • the anti-slip part 339 prevents unintentional separation by pulling the probe 10 located at the end of the other side 332 .
  • the attractive force of the probe 10 generated by the slip prevention unit 339 is designed so that the intended external force does not interfere with the separation of the probe 10 .
  • a probe carrier in the form of a blade having a thickness equal to or less than the width of the first indentation 350 pushes the proximal end of the probe 10 downward from the proximal end of the probe 10 .
  • the probe 10 moves downward while being guided by the inner surface 352, the first side surface 354 and the second side surface 356 of the first indentation part 350 in contact with it. It can be slid to and eventually separated from the magazine 330 through the bottom outlet 3352 of the side plate 334 .
  • a groove 355 may be formed in the first side surface 354 of the first indentation part 350 .
  • the groove 355 has a structure extending from the upper end to the lower end of the side plate 334 .
  • the probe 10 when a member such as a collet that can be sucked in close contact with the proximal end of the probe 10 moves upward after adsorbing the probe 10, the probe 10 is the first indentation part 350 in contact with it. It slides upward while being guided by the inner surface 352 , the first side 354 , and the second side 356 , and may eventually be separated from the magazine 330 through the top outlet 3351 of the side plate 334 .
  • 15 to 20 are schematic diagrams of the probe alignment apparatus 400 and its respective components according to the present invention.
  • the probe alignment device 400 includes a jig 100 , a probe storage unit 320 , a feeding unit 340 , a main frame 410 , a vacuum pump 416 , a top plate 412 , a fastening unit 415 , and an arm. member 414 , first stage 440 , second stage 450 , actuator 470 , vision unit 490 , monitoring unit 480 , control unit 460 , and probe carrier 600 or 700 . include
  • the jig 100 and the probe storage unit 320 may have the same structure and configuration as those described with reference to FIGS. 1 to 14 , and accordingly, detailed description thereof will be omitted below.
  • the main frame 410 is a structure in which a plurality of beams are assembled, and the remaining components, for example, the upper plate 412, the arm member 414, the jig 100, the probe storage unit 320, and the first It is configured to support the stage 440 , the second stage 450 , the actuator 470 , the vision unit 490 , the control unit 460 , and the like.
  • the upper plate 412 is a flat metal or plastic plate on which the first stage 440 on which the jig 100 is mounted is stably seated, and may be mechanically fastened to the first stage 440 in some cases. .
  • the arm member 414 is an arm mounted on the main frame 410 and vertically bent in an 'a' shape so as to be spaced upwardly from the upper plate 412 .
  • the arm member 414 includes a first arm 414a that is perpendicular to the upper plate 412 with respect to the upper plate 412 .
  • the first arm 414a has its distal end mechanically coupled to the main plate.
  • the arm member also includes a second arm 414b extending from the proximal end of the first arm 414a.
  • the second arm 414b is perpendicular to the first arm 414a and is substantially parallel to the top plate 412 with respect to the top plate 412 .
  • the arm member 414 may be a single member in which the first arm 414a and the second arm 414b extend integrally with each other.
  • the arm member may be an assembly in which the first arm 414a and the second arm 414b are releasably mechanically fastened to each other.
  • the second stage 450 is mounted on the other end of the second arm 414b. Accordingly, the second stage 450 and the first stage 440 are spaced apart from each other substantially corresponding to the length in which the first arm 414a extends upward, and face each other in the same area when viewed from above. see.
  • the probe storage unit 320 is located between the first stage 440 and the second stage 450 . Accordingly, the outermost probe 10 among the probe arrays 10a stored in the probe storage unit 320 is also located between the first stage 440 and the second stage 450 .
  • the first stage 440 aligns the guide hole 130 into which the outermost probe 10 of the magazine 330 is to be inserted so as to be positioned on the same line as the probe 10 .
  • the actuator 470 drives the probe carrier 600 or 700 mounted on the actuator 470 so that the outermost probe 10 is inserted into the guide hole 130 .
  • the actuator 470 may be implemented to rotate or reciprocate linearly to drive the probe carrier 600 (FIG. 18), or in the form of a second stage 450 that translates about the x-axis, y-axis and z-axis. It may be implemented as to drive the probe carrier 700 (FIG. 19).
  • the vision unit 490 identifies the front end and the proximal end of the probe 10 arranged at the outermost among the probe arrangement 10a accommodated in the probe storage unit 320, and the probe 10 is inserted thereinto. It is configured to provide information on the distance calculated by checking the coordinates of the guide hole 130 to the control unit 460 including a computer having a predetermined program embedded therein.
  • the vision unit 490 may be configured in the form of an optical camera for acquiring an image of a subject or a sensor for sensing a distance or shape to a counterpart, but is not limited thereto.
  • the vision unit 490 indicates the position of the probe 10 by the user or the internal system, the relative position or application state of the probe 10 and the probe carriers 600 and 700 , and the relative position of the probe 10 and the guide hole 130 . Or whether it is introduced or the like can be checked.
  • the vision unit 490 is positioned relative to the probe 10 and the magazine 330 , and more specifically, the probe 10 is properly positioned from the first indentation 350 .
  • the side plate 334 may form a second indentation 337 so as to easily check whether it is drawn out.
  • the second indentation portion 337 is indented in the direction opposite to the top or bottom of the outlet 335 so that the proximal end or tip of the probe 10 accommodated in the first indentation portion 350 is exposed to the outside. consist of.
  • the monitoring unit 480 is a member that functions in conjunction with the above-described vision unit 490 , and may display, for example, an image identified by the vision unit 490 as an enlarged screen. Accordingly, the user can easily check the probe having an extremely fine size with the naked eye.
  • the control unit 460 may process the information provided from the vision unit 490 to determine whether the probe carrier is accurately located at the position of the outermost probe among the probes.
  • a driving signal is transmitted to the first stage 440 , the second stage 450 , or the actuator 470 based on an internal operation result or an external input signal.
  • the fastening part 415 is a member fastened to and fixing the probe storage unit 320 , and may be coupled anywhere in the probe alignment device 400 to maintain the probe storage unit 320 fixed at a predetermined position. have.
  • the fastening part 415 is fastened to the main frame 410 to fix the probe storage unit 320 at a predetermined position, but this is only an example for better understanding, and not only the main frame 410, but also the upper plate ( 412 ) or, for example, may be fastened to the second stage 450 to fix the probe storage unit 320 .
  • fastening part 415 is shown in the shape of a 'L' in FIG. 15, this is only an example for helping understanding, and the shape of the fastening part 415 is not limited thereto, depending on the desired fastening position, Alternatively, it should be understood that the shape of the probe storage unit 320 may be changed as needed depending on a portion where the probe storage unit 320 is to be located, or in consideration of the convenience of fastening.
  • all driving of the probe alignment device 400 is identified and recognized by the vision unit 490 , and the control unit 460 inserts predetermined information and test coordinates for identification and recognition by the vision unit 490 .
  • Insertion of the probe 10 into the guide hole 130 of the jig 100 may be controlled to sequentially proceed according to the program including the sequence and its control logic.
  • the first stage 440 is the jig 100 of the present invention is detachably mounted, and itself rotates left, right and axis (x, y, ⁇ ) while the jig 100 and the guide hole formed therein 130 is a member that moves so that it can be aligned to any intended position.
  • the first stage 440 is characterized in that the jig 100 is aligned with the desired guide hole 130 to the position of the probe to be discharged from the probe storage unit 320 .
  • the structure of the first stage 440 is shown in FIG. 17 .
  • the first stage 440 is equipped with a jig 100 , a ⁇ -axis driving unit 510 for rotating the jig 100 in the ⁇ direction, and a Y-axis driving unit for moving the Y-axis of the jig 100 .
  • the X-axis driving unit 530 , the Y-axis driving unit 520 , and the ⁇ -axis driving unit 510 may be sequentially stacked upward.
  • FIG. 16 schematically shows the second stage 450 mounted on the arm member 414 .
  • the second stage 450 includes two or more first guide rails 455 extending along the Z-axis.
  • the second stage 450 includes a first plate 451 that is detachably mounted to the arm member 414 .
  • the second stage 450 is complementarily engaged with the first guide rail 455 and is configured to slide along the first guide rail 455 in the Z-axis direction.
  • a second plate 452 including a horizontal portion 452b extending in the Y-axis direction and extending in the Y-axis direction from the vertical and having two or more second guide rails 456 extending in the X-axis at the lower end is further included. .
  • the second stage 450 is configured to be complementarily engaged with the second guide rail 456 to slide along the second guide rail 456 in the X-axis direction, and two or more thirds extending in the Y-axis at the lower end. Complementarily engaged with the third plate 453 and the third guide rail 457 on which the guide rail 457 is installed, it is configured to slide along the third guide rail 457 in the Y-axis direction,
  • the actuator is mounted on the lower end, and further includes a fourth plate 454 on which the vision unit 490 is mounted on the side.
  • the vision unit 490 is mounted on the side surface of the fourth plate 454 corresponding to the X axis and is located at the outermost part of the probe arrangement 10a accommodated in the probe storage unit 320 in the direction of the X axis.
  • a control unit including a computer having a predetermined program to identify the tip and the base of the arranged probes 10 and check the coordinates of the guide hole 130 into which the probe 10 is to be inserted and provide information on the calculated distance 460 .
  • the control unit 460 may determine whether the probe carrier 600 is accurately positioned at the position of the probe 10 arranged at the outermost part of the probe arrangement 10a.
  • the feeding part 340 of the probe storage part 320 may be mechanically fastened to the side surface of the vertical part 452a of the second plate 452 by a bracket (not shown), in this case , the probe storage unit 320 may move along the Z-axis in response to the Z-axis movement of the second plate 452 .
  • the actuator 470 mounted on the fourth plate 454 may be a cam motion actuator 470a including a rotation shaft and a cam, or an actuator 470b that moves up and down.
  • FIG. 18 is a schematic diagram of an actuator according to embodiments of the present invention.
  • the actuator 470a includes a rotation shaft 474a and a cam 472a.
  • the cam 472a may be implemented as a plate-shaped member having different lengths from the central axis of rotation to the plurality of end points. According to the rotation of the rotating shaft 474a provided in the horizontal direction and the cam 472a having different radii connected thereto, the probe carrier 600 engaged with the cam 472a moves up and down. In particular, when the probe carrier 600 moves vertically downward, the probe 10 is withdrawn.
  • An elastic restoring force with respect to the vertical upward direction may act on the probe carrier 600 .
  • the probe carrier 600 may be in the form of a 'T'-shaped plate-shaped blade that is easy to push downward the probe 10 arranged at the outermost part accommodated in the probe storage unit 320 .
  • a blade shape is shown as an example in the drawings, a rod-shaped pin or a prismatic pin may alternatively be used.
  • probe carrier 600 of this type is shown in FIG. 18, this is only an example to help understanding, and is not limited thereto, and the probe carrier 700 of the adsorber type shown in FIGS. 19 and 20 is also provided.
  • the probe carrier 700 is configured to form a negative pressure therein in a state in which the probe 10 is in surface contact with the proximal end, and upwardly detach from the probe storage unit 320 in a state in which the probe 10 is adsorbed and fixed.
  • the probe carrier 700 includes a first end 712 and a second end 714 for adsorbing the proximal end of the probe 10 in two directions.
  • the adsorption hole 716 is formed over the first end 712 and the second end 714 .
  • the first end 712 includes a partially open first adsorption boundary 712a.
  • the second end 714 includes a second adsorption boundary 714a that is partially open.
  • the first adsorption boundary 712a and the second adsorption boundary 714a form an open portion in the adsorption hole 716 , and when the probe respectively contacts the adsorption hole 716 , the adsorption hole 716 is substantially or substantially sealed.
  • the first adsorption boundary 712a of the first end 712 and the second adsorption boundary 714a of the second end 714 may be perpendicular to each other to correspond to the shape of the proximal edge region of the probe 10 . That is, the first adsorption boundary 712a of the first end 712 adsorbs the upper surface of the proximal end of the probe 10 , and the second adsorption boundary 714a of the second end 714 adsorbs the side surface of the proximal end of the probe 10 . can be adsorbed.
  • the second end 714 further includes a closed end 714b.
  • the adsorption hole 716 In a state where the second adsorption boundary 714a is in contact with the side surface of the probe 10 and the first adsorption boundary 712a is in contact with the upper surface of the probe 10, the adsorption hole 716 is blocked by the top surface of the probe 10 Its interior is sealed by the first adsorption boundary 712a, the second adsorption boundary 714a blocked to the side of the probe 10, and the end 714b of the self-closing structure. Therefore, the adsorption hole 716 acts to stably adsorb the probe 10 when a negative pressure is formed therein.
  • the above-described special structure of the probe carrier 700 can stably fix the probe 10 by simultaneously adsorbing the side and top surfaces of the probe 10 .
  • the probe 10 receives an external force tilting with respect to the probe carrier 700 , it has a high resistance and is not easily peeled off.
  • the second end 714 can move to an area inside the first indentation part 350 (refer to FIG. 13 ) of the probe storage unit 320 to hold the probe 10 , the probe 10 and the probe carrier 700 are ) can be clearly recognized.
  • This series of operations may be operated while being confirmed by the vision unit 490 and the system operation program.
  • the vision unit 490 allows the user or the internal system to determine the position of the probe 10 , the relative position or application state of the probe 10 and the probe carriers 600 , 700 , the probe 10 and the Since it is a means for confirming the relative position or introduction of the guide hole 130, in order to effectively implement this, the probe carriers 600 and 700 and/or the probe 10 in the lateral direction of the probe carriers 600 and 700. It may be configured to observe the air mass and the front end.
  • the vision unit 490 is mounted on the Y-axis actuator to identify the tip and the proximal end of the probe 10 arranged at the outermost among the probes 10 accommodated in the probe storage unit 320 , and the probe 10 .
  • Information on the distance calculated by checking the coordinates of the guide hole 130 to be inserted may be provided to the control unit 460 including a computer having a predetermined program embedded therein.
  • the mounting position and the direction of the vision unit 490 may be sufficiently varied according to interference with other components and arrangement of other components.
  • FIGS. 21 and 22 show a probe alignment apparatus 400' according to another embodiment of the present invention.
  • the probe alignment apparatus 400' as shown in FIGS. 21 and 22 includes the same configuration as the probe alignment apparatus 400 described with reference to FIGS. 15 to 20 except for the probe storage unit 300', Its structure is also the same.
  • the configuration of the probe storage unit 300 ′ or the magazine 330 ′ is higher than that of the previous embodiment. It may be necessary to be provided with a bias towards
  • the probe storage unit 300' shown in FIGS. 21 and 22 includes a magazine 330' and a feeding unit 340' as in the previous embodiments.
  • a feeding part 340 ′ is positioned on one side 331 ′ of the magazine 330 ′, and the probe 10 is separated from the other side 332 ′ to be inserted into the guide hole 130 .
  • the feeding part 340' is connected at one side 331' of the magazine 330', and a part thereof is mechanically fastened to the fastening part 415'.
  • the fastening part 415' is opposite to the side of the fourth plate 454', that is, the side of the fourth plate 454' to which the vision part 490' is fastened as shown in the drawing. connected to the other side of
  • the method for manufacturing a probe card according to the present invention may include the following steps. However, the order described is only an example, and does not proceed only in the order described:
  • Step 1 After confirming predetermined semiconductor pad coordinate information, an operating program of the probe alignment apparatus is prepared.
  • Second step design and manufacture a main circuit board and a microprobe head (MPH) for inspection of a wafer or semiconductor chip as an inspection object having a predetermined pad arrangement;
  • MPH microprobe head
  • Third step manufacturing a plurality of probes for contacting a test circuit of a wafer or semiconductor chip having predetermined test coordinates
  • Step 4 Form a guide hole in the guide hole plate at the location of the test coordinates, and combine with the reference plate;
  • Step 5 inserting the probes into a plurality of guide holes formed at positions corresponding to the test coordinates, respectively;
  • Step 6 Add conductive paste adhesive to each circuit pad of MPH;
  • Step 7 Aligning the microprobe head with the guide hole plate so that the probes inserted in correspondence to the test coordinates and the circuit of the MPH formed in correspondence to the test coordinates face each other;
  • Step 8 lowering the MPH to the top surface of the Hall plate so that the top of the probes and the circuit of the MPH are in contact, so that the plurality of probes are adhered upright on the circuit;
  • Step 9 performing a reflow process on the bonded circuit and the probe to bond the circuit and the probe;
  • Step 10 Separate the magnet, the reference plate, and the guide hole plate of the reference plate where the probe is coupled to the bonded MPH, and connect to the main printed circuit board through the interposer;
  • Step 11 Construct an electrical member to match the device characteristics to the main printed circuit board, and assemble a mechanical reinforcement.
  • the preparation of the probe tip may be performed according to the following steps:
  • the sacrificial film is a metallic material film containing copper
  • the template film is at least one selected from a photoresist film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, and an SOS film
  • the conductive probe is etched with respect to the sacrificial film.
  • It may be a film of a metallic material having selectivity, such as copper, nickel, cobalt, rhodium, or an alloy thereof.
  • rhodium, palladium, copper, or an alloy thereof with good conductivity and abrasion resistance can be formed integrally with only a portion of the tip of the probe through an interlayer process.
  • an inhaler or tweezers or an automatic inserter for recognizing the coordinates at which the guide hole is formed and moving to the coordinates to introduce the probe tip into the guide hole may be used, but is not limited thereto.
  • FIG. 23 shows a probe card according to the present invention.
  • the probe card 1000 includes a main circuit board 1100 , an interposer (not shown), an MPH 1200 , and a probe 1300 .
  • a plurality of connectors 1020 are formed on the main circuit board 1100 for connection to a probe station (not shown) that inspects the electrical characteristics of the chip pad, for example, and the other side of the surface on which the connector 1020 is formed. is combined with the MPH (1200).
  • the probe 1300 is arranged at a position corresponding to the position of the chip pad 1410 formed on the wafer 1400 on one side of the MPH 1200 facing the probe card 1000 in the Y-axis direction.
  • the MPH 1200 includes a plurality of interposers, and the interposers are configured to electrically connect the connector 1020 of the main circuit board 1100 and each probe 1300 .
  • the above-described features of the present invention can be partially or wholly used in industrial fields related to a jig for manufacturing a probe card, a probe alignment system including the same, and a probe card manufactured using the same.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 검사를 위한 프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드를 제공한다.

Description

프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드
본 발명은 반도체 검사를 위한 프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드에 관한 것이다.
반도체 조립공정을 진행하기 전 또는 반도체가 최종적으로 패키징(packaging) 된 이후 웨이퍼(wafer) 또는 패키징된 반도체 상에 만들어진 수백 내지 수 천개의 반도체 칩 패드가 소망하는 바와 같은 전기적 특성을 갖는 것인지 확인하는 검사(EDS; Electrical Die Sorting 또는 packaging test)가 수행된다. 이와 같은 반도체 또는 웨이퍼에서 칩의 전기적 특성 검사에 이용되는 것이 소위 프로브 카드로 지칭되는 장치이다.
이러한 프로브 카드를 이용한 검사는, 그에 장착되는 커넥터로서, 예를 들어, 프로브 니들, 프로브 팁 또는 프로브 리드로도 지칭되는 프로브를 웨이퍼에 배열된 칩 패드 표면에 물리적으로 접촉시키고, 이 프로브를 통해 특정의 전류와 신호를 통전 시킴으로써 그때의 전기적 및 기능적 특성을 측정한다.
한편, 반도체가 고집적화됨에 따라 웨이퍼 상의 칩 패드의 수량이 증가하고 간격과 크기 또한 감소하고 있으며, 프로브 카드가 이에 대응하도록 프로브를 미세한 간격으로 배열하는 추세이다.
그럼에도 불구하고 인접하는 프로브들 사이의 전기적 간섭(interference) 및 단락(short)을 방지할 수 있도록, 프로브 카드의 프로브들은 최소한의 이격 거리를 확보하면서 배열되어야 한다. 이처럼 상충되는 요구사항들로 인해 프로브의 구조 및 미세 피치화되는 패드에 정확하게 접촉시키는 프로브의 배열을 개선하는 것은 당면한 과제이다.
다른 측면에서, 복수의 프로브는 테스트좌표와 대응하는 위치의 칩 패드에 동시에 접촉되어 전기적 접속을 이루어야 하지만, 그 중 일부는 접속에 실패할 수 있다. 그 주요한 원인은 크게 프로브의 구조적 변형으로 인한 접촉 지점의 오류 및 상기 칩 패드 상에 형성된 산화막에 의한 접촉 저항이다.
통상적으로 칩 패드 표면에는 고저항의 산화막이 형성되어 있는데, 이러한 이유로 프로브의 선단은 칩 패드 표면 상의 산화막의 적어도 일부를 제거하면서 칩 패드 표면의 전도층에 직접 접촉해야 한다. 그런데, 예를 들어, 프로브들의 선단이 칩 패드 표면에 대면할 때, 복수의 프로브 선단의 평탄도 오차 또는 칩 패드 표면의 평탄도 오차 등으로 인해 임의의 프로브는 이의 선단이 칩 패드에 더 인접하는 반면 다른 임의의 프로브는 이의 선단이 칩 패드에 닿지 못하거나 닿더라도 산화막을 충분히 제거하지 못해 칩 패드의 전도층에 접촉되지 않을 수 있다.
따라서 프로브와 칩 패드의 접촉 신뢰도를 보장하기 위해 프로브가 칩 패드에 맞닿은 이후 프로브 선단이 칩 패드의 방향으로 더 이동하게 하여 가압함으로써, 프로브와 칩 패드 간의 안정적인 전기적 접촉을 이루게 하는 오버드라이브가 필요하다. 좀 더 정확하게, 오버드라이브는 프로브가 칩 패드에 접촉한 위치에서 추가적으로 가압되는 것을 말한다.
복수의 프로브들의 단차를 나타내는 평탄도(planarity)는 필연적으로 발생하므로, 오버드라이브는 최소로 적용되는 것이 바람직하다. 일정 크기 이상의 오버드라이브의 반복적인 적용은 프로브 카드에서 프로브의 구조적 변형 또는 칩 패드의 전도층 손상을 야기할 수 있기 때문이다.
정리하면, 프로브의 선단의 평탄도를 균일하게 하여 프로브가 반도체의 소망하는 위치에 잘 접촉되되, 반도체의 품질을 저해하지 않는 프로브 카드 및 이를 구현할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 기술적 문제의 해소를 위한 기술로서, 프로브 카드 제조용 지그 및 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템과 정렬 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 본 발명의 프로브 카드 제조용 지그는 테스트좌표의 배열과 동일한 배열을 갖는 복수의 가이드 홀을 포함하는 가이드 홀 플레이트 및 가이드 홀 플레이트와 프로브가 안착될 수 있는 기준 플레이트를 포함한다.
이러한 지그를 이용하면, 프로브 카드의 조립 전 단계에서, 가이드 홀에 도입된 복수의 프로브들이 테스트좌표와 동일한 배열로 정렬될 수 있고, 평탄도를 최소화하는 수준에서 그 후 프로브들이 정렬된 상태로 마이크로프로브 헤드에 동시에 장착될 수 있는 바, 프로브 카드의 공정 효율을 크게 개선할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 지그는 그 구조에 기반하여 복수의 프로브의 선단이 동일 선상에 있도록 정렬 가능하다. 따라서 본 발명의 지그를 이용하여 프로브 카드를 제조하면, 카드를 구성하는 모든 프로브의 선단의 높이가 상대적으로 균일할 수 있는 바, 더 감소된 오버드라이브 방식 하에서도 검사 대상체에 모든 프로브가 효과적으로 접촉될 수 있는 프로브 카드를 구현할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 지그는 프로브 카드의 프로브들이 테스트좌표에 정확하게 일치되고, 프로브들의 선단이 균일하게 정렬된 상태에서 모든 프로브들을 동시에 마이크로프로브 헤드에 본딩 결합시킬 수 있으므로, 효과적이고 경제적인 프로브 카드를 구현할 수 있다.
이러한 측면에 따라 상술한 종래의 문제가 해소될 수 있는 바, 본 발명은 이에 대한 구체적인 실시예 및 이를 응용한 다양한 실시예를 제공하는데 실질적인 목적이 있다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 본 발명은 복수의 프로브를 소정의 위치에서 직립시키고, 상기 소정의 위치에서 프로브들이 마이크로프로브 헤드(Micro Probe Head, MPH)에 직립된 상태로 결합되도록 구성된 프로브 카드 제조용 지그를 제공한다.
본 발명에 따른 지그는,
복수의 프로브를 소정의 위치에서 직립시키고, 상기 소정의 위치에서 프로브들이 마이크로프로브 헤드(Micro Probe Head, MPH)에 직립된 상태로 결합되도록 구성된 프로브 카드 제조용 지그로서,
웨이퍼 또는 반도체 칩에 배열된 복수의 패드의 위치에 대응하는 테스트 좌표를 가지며, 상기 테스트 좌표의 위치에서 프로브를 각각 수용하는 복수의 가이드 홀이 형성되어 있는 가이드 홀 플레이트; 및
상기 가이드 홀 플레이트가 그것 상에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 가이드 홀을 통해 도입된 프로브의 선단이 그것 상에 안착되어 상기 가이드 홀과 함께 상기 프로브를 직립된 상태로 지지하는 기준 플레이트를 포함하고,
상기 가이드 홀 플레이트는, 가이드 홀의 내면을 따라 프로브의 도입과 이탈을 유도하여, 상기 가이드 홀에 도입된 프로브가 그 위치에서 상기 마이크로프로브 헤드에 본딩 결합된 후 상기 가이드 홀을 따라 이탈되도록 구성될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서,
상기 가이드 홀 플레이트는 지면에 대해 평행하게 위치할 때 지면에 최인접하는 하부면, 상기 하부면의 대향면인 상부면, 상기 상부면과 하부면의 외주를 따라 연장되어 상기 상부면과 하부면을 연결하는 측면을 포함하고,
상기 가이드 홀은 상기 상부면으로부터 하부면까지 수직으로 연통되어 상기 상부면에 형성된 제1 개구부, 상기 하부면에 형성된 제2 개구부 및 상기 제1 개구부와 제2 개구부의 외주변들 사이에서 연장된 내측면을 포함하는 중공이고, 삽입할 프로브의 형상에 따라, 평면상으로 원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형일 수 있으며,
상기 기준 플레이트는 상기 제1 개구부를 통해 도입된 프로브가 상기 제2 개구부를 통과하여 가이드 홀 플레이트를 이탈하지 않도록, 상기 하부면에 밀착되어 상기 제2 개구부를 밀폐시키고, 상기 내측면과 함께 제1 개구부만 개방된 형태의 내부 공간을 설정할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 제1 개구부를 통해 도입되는 프로브가 상기 내측면의 적어도 일부에 접촉한 상태로 상기 제2 개구부를 향해 하강되도록 구성될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 프로브의 기단에 외향 돌출된 지지턱이 상기 제1 개구부의 외주 일 영역에 걸쳐지도록 구성될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 하나의 가이드 홀 플레이트에 형성된 모든 가이드 홀은 원형, 삼각형, 정사각형 및 직사각형 중 하나의 동일한 형상을 가지며 형성되고, 제1 개구부로부터 제2 개구부까지 횡 단면의 형상 및 면적이 동일한 구조일 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 가이드 홀에 삽입된 상기 프로브는 그것의 선단이 상기 제2 개구부를 통해 상기 기준 플레이트에 접촉하여 상기 내부 공간에서 직립된 상태를 유지할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 프로브가 직립된 상태로 유지될 될 때, 상기 프로브의 기단 측 일부가 상기 제1 개구를 통해 돌출되도록, 직립된 상기 프로브의 높이 대비 상기 가이드 홀의 깊이가 70% 내지 99.9%일 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 가이드 홀 플레이트는 자석에 이끌리지 않는 물질일 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 가이드 홀 플레이트의 하부면에는 자석에 이끌릴 수 있는 금속 피복층이 형성되어 있되, 상기 금속 피복층이 가이드 홀의 내측면에는 존재하지 않을 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 금속 피복층은 니켈, 철, 코발트, 텅스텐 및 스테인레스 스틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하거나 또는 상기 군으로부터 선택되는 둘 이상이 합금된 것일 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 가이드 홀 플레이트는 그 자체로 자석에 이끌릴 수 있는 자성체일 수 있다. 이때, 상기 가이드 홀 플레이트는 상기 금속 피복층을 포함하지 않을 수도 있다. 반대로 상기 가이드 홀 플레이트는 상기 금속 피복층을 포함할 수도 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 제1 개구부의 외주변 중 적어도 일부가 모따기 처리되어 테이퍼드된 경사 구조를 가질 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 가이드 홀 플레이트 및 기준 플레이트는 각각 웨이퍼 또는 반도체 칩을 검사하기 위한 회로가 형성된 마이크로프로브 헤드 및/또는 웨이퍼 또는 반도체 칩의 열팽창계수에 대해 90% 내지 100%의 열팽창계수, 상세하게는 95% 내지 100%, 보다 상세하게는 97% 내지 99.9%, 특히 상세하게는 99% 내지 99.9%의 열팽창계수를 갖는 소재로 이루어질 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 소재는 실리콘, 세라믹계 물질 및/또는 금속계 물질을 포함하고,
상기 금속계 물질은 SUS 304, SUS 420 계열, 인바, 코바, 노비나이트 및 이들의 합금을 포함하고,
상기 세라믹계 물질은 저온 동시소성 세라믹(LTCC), 알루미나 및 뮬라이트를 포함할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서,
상기 기준 플레이트는,
상기 가이드 홀 플레이트의 상기 하부면에 대면한 상태로 상기 가이드 홀 플레이트가 안착되는 안착부;
상기 안착부의 대향면인 바닥면;
하나 이상의 자석을, 자력이 기준 플레이트의 안착부 전부에 고르게작용하도록, 상기 기준 플레이트의 내부에 형성되어 있는 자석 내장부; 및
상기 자석 내장부에 탈착가능하게 장착되는 자석을 포함할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 기준 플레이트는 상기 안착부로부터 상기 바닥면까지 연직방향으로 연통되어 있는 하나 이상의 흡입구를 더 포함할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 흡입구는 각각, 상기 안착부에 형성된 그것의 개방된 일측이 가이드 홀의 제2 개구부가 존재하지 않는 상기 가이드 홀 플레이트의 하부면에 위치하고, 개방된 타측으로 공기를 흡입하여 그것 내에 음압(negative pressure)을 형성하고,
상기 가이드 홀 플레이트는 상기 흡입구에 형성된 읍압에 의해 상기 안착부 상에 밀착될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 자석은 상기 가이드 홀 플레이트를 연직방향으로 당겨서 상기 안착부 상에 밀착시키고,
상기 가이드 홀 플레이트 및 기준 플레이트는 상기 자석의 자력에 의해 서로에 대해 고정될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 자석은 400℃ 이상의 온도에서도 자력을 유지하고, 상온에서 자성에 의해 상기 가이드 홀로 도입되는 프로브를 상기 안착부까지 이동시키고 상기 안착부에 지지된 프로브의 유동을 방지할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 자석은 300℃ 이상의 온도에서 자력을 상실하고, 상온에서 자성에 의해 상기 가이드 홀로 도입되는 프로브를 상기 안착부까지 이동시키고 상기 안착부에 지지된 프로브의 유동을 방지할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 가이드 홀 플레이트 및 상기 기준 플레이트를 기계적으로 고정시는 클램핑 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 본 발명은 복수의 프로브를 소정의 위치에 형성된 가이드 홀에 내장하여 직립시키고, 상기 가이드 홀로부터 프로브들이 마이크로프로브 헤드에 직립된 상태로 본딩 결합되도록, 상기 프로브를 정렬하는 지그; 및
상기 프로브가 직립된 상태로 상기 가이드 홀에 삽입되도록, 측면 방향으로 배열되어 직립된 하나 이상의 프로브를 수용하고 상기 가이드 홀에 상기 프로브를 공급하는 프로브 저장부를 포함하는 프로브 정렬 시스템을 제공한다.
상기 지그의 구성 및 구조는 앞서 설명한 실시양태의 그것과 동일할 수 있으며, 비제한적으로, 상기 지그는, 프로브를 각각 수용하는 복수의 가이드 홀이 웨이퍼 또는 반도체 칩의 테스트좌표에 대응하는 위치에서 형성되어 있고, 상기 가이드 홀의 내면을 따라 프로브의 도입과 이탈을 유도하여, 상기 가이드 홀에 도입된 프로브가 그 위치에서 상기 마이크로프로브 헤드에 결합된 후 상기 가이드 홀을 따라 이탈되도록 구성된 가이드 홀 플레이트; 및
상기 가이드 홀 플레이트가 그것 상에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 가이드 홀을 통해 도입된 프로브의 선단이 그것 상에 안착되어 상기 가이드 홀과 함께 상기 프로브를 직립된 상태로 지지하는 기준 플레이트를 포함할 수 있으며, 여기서 가이드 홀 플레이트 및 기준 플레이트의 구성 및 구조는 앞서 설명한 실시양태의 그것과 각각 동일할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 프로브 저장부는,
하나의 프로브, 또는 둘 이상의 프로브의 측면이 접하면서 일렬로 배열된 프로브 배열체를 내부에 수용하는 매거진(magazine); 및
프로브를 상기 매거진으로 하나씩 연속적으로 공급하는 피딩부를 포함하고,
상기 매거진의 일측에서 상기 피딩부가 연결되어 있고 타측에서 최외곽에 위치하는 프로브가 상기 매거진으로부터 이탈되어 가이드 홀에 삽입될 수 있도록 구성되고,
상기 타측에서 프로브가 이탈되면, 상기 피딩부로부터 공급되는 프로브를 포함하는 프로브 배열체가 구성되어 프로브들이 상기 타측으로 순차적으로 이동될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 매거진은,
상기 타측에 위치하는 측판;
상기 일측에 위치하며 피딩부에 연결되는 연결부; 및상기 측판과 연결부 사이에서 연장되어 있고, 그것의 연장 방향으로프로브가 안정적으로 이동하도록 프로브를 지지하는 하나 이상의 지지체를 포함하고,
상기 피딩부로부터 공급되는 프로브가 상기 지지체를 따라 일측에서 타측으로 이동할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서,
상기 타측에서 프로브가 이탈되면, 상기 피딩부로부터 공급되는 프로브에 의해 프로브들이 상기 타측으로 순차적으로 이동되고, 여기서 최외곽에 위치하는 프로브가 상기 측판의 내면에 접촉하여 지지되고 상기 피딩부로부터 공급되는 프로브가 상기 일측에서 타측 방향으로 이동하며 가압하면서 프로브 배열체가 상기 일 방향으로 일렬 배열되어 직립된 상태를 유지할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 연결부는 상기 일측에서 타측 방향으로 수축하는 가압 수단을 포함하고,
상기 피딩부로부터 공급되는 프로브가 상기 가압 수단 및 이에 인접하는 프로브 사이로 공급되며, 상기 타측에서 프로브가 이탈되면, 상기 가압 수단이 피딩부로부터 공급되는 프로브를 상기 일측에서 타측 방향으로 가압하여 프로브들이 상기 타측으로 순차적으로 이동되고, 여기서, 최외곽에 위치하는 프로브가 상기 측판의 내면에 접촉하여 지지되고 상기 가압 수단이 프로브를 일측에서 타측 방향으로 가압하면서 프로브 배열체가 상기 일 방향으로 일렬 배열되어 직립된 상태를 유지할 수 있다.
상기 가압 수단은 예를 들어 스크류 부재 또는 스프링 부재일 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서,
상기 지지체는,
상기 프로브의 제1 측면에 대면하는 하나 이상의 제1 지지체; 및
상기 프로브의 제2 측면에 대면하는 하나 이상의 제2 지지체를 포함하고,
상기 프로브의 기단에는 제2 측면 방향으로 돌출된 지지턱이 형성되어 있고, 상기 지지턱이 제2 지지체의 단부에 걸쳐지고,
상기 제1 지지체 및 제2 지지체 각각 상기 측판과 연결부 사이에서 연장되어 있고, 상기 측판과 연결부에 각각 결합될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 측판에는 상기 일측에서 타측 방향으로 만입되어 측판의 내면을 이루며, 상단 및 하단에 개방된 배출구를 형성하는 제1 만입부가 형성되어 있고,
상기 제1 만입부에 수용된 프로브는 외력에 의해 상기 제1 만입부를 따라 하향 또는 상향으로 슬라이딩되어 상기 배출구의 상단 또는 하단으로 이탈되도록 구성될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 측판은 상기 제1 만입부와 대향하는 외측면에 상기 제1 만입부에 수용된 프로브를 자력으로 고정시키는 자석이 장착될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 측판은, 그것의 외부로부터 제1 만입부에 수용된 프로브의 기단 또는 선단이 외측으로 노출되도록, 상기 배출구와 인접하는 상단 및/또는 상기 배출구와 인접하는 하단이 대향하는 단부 방향으로 만입된 제2 만입부를 포함할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 피딩부는 진동 피더일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 본 발명은, 프로브 정렬 장치를 제공한다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 프로브 정렬 장치는,
복수의 빔이 조립된 골조인 메인 프레임;
상기 메인 프레임에 분리가능하게 장착되는 진공 펌프;
상기 메인 프레임에 분리가능하게 장착되는, 장방형의 상판;
상기 메인 프레임에 분리가능하게 장착되되, 상기 상판에 대해 수직 방향으로 연장된 제1 암(arm) 및 상기 제1 암에 대해 수직을 이루면서 상기 상판에 대해 평행하게 연장된 제2 암을 포함하는 암 부재;
상기 메인 프레임에 구비되어 복수의 프로브를 소정의 위치에 형성된 가이드 홀에 내장하여 직립시키고, 상기 가이드 홀로부터 프로브들이 마이크로프로브 헤드에 직립된 상태로 본딩 결합되도록, 상기 프로브를 정렬하는 지그;
프로브가 직립된 상태로 상기 가이드 홀에 삽입되도록, 일 방향으로 일렬 배열되어 직립된 복수의 프로브를 수용하고 프로브가 가이드 홀에 공급되도록 위치하는 프로브 저장부;
상기 메인 프레임의 상판에 장착되어 지그를 좌우, 전후 이동 및 축회전하여 임의의 가이드 홀에 프로브 저장부에서 배출될 프로브의 삽입 위치로 지그를 정렬시키는 제1 스테이지;
상기 프로브 저장부에 수용된 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브를 상기 가이드 홀에 삽입시키는 프로브 캐리어;
상기 프로브 캐리어가 장착되며 상기 프로브 캐리어를 움직이는 액추에이터;
상기 암 부재에 장착된 상태에서 상기 액추에이터가 장착되며, 상기 액추에이터를 전후, 좌우 및 상하로 움직여서 상기 액추에이터에 장착된 상기 프로브 캐리어가 프로브 저장부에서 배출될 프로브의 삽입 또는 발취 위치로 이동시키는 제2 스테이지;
상기 프로브 저장부를 상기 메인 프레임 또는 상기 제2 스테이지에 기계적으로 장착시키는 체결부;
상기 프로브 저장부에 수용된 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브와 삽입할 가이드 홀을 식별하는 비전부;
상기 비전부가 식별하는 화상을 나타내는 모니터링 부;
상기 지그, 제1 스테이지, 제2 스테이지, 액추에이터, 비전부, 모니터링 부 및/또는 프로브 저장부의 구동 및 입력된 가이드 홀의 좌표 이동을 제어하도록, 소정의 프로그램이 내재된 컴퓨터를 포함하는 컨트롤 부를 포함할 수 있다.
하나의 비제한적인 예에서, 상기 체결부는 상기 메인 프레임에 체결된 상태에서, 상기 프로브 저장부에 결합되어 상기 프로브 저장부를 상기 메인 프레임에 고정시키는 것일 수 있다. 이에 연계한 하나의 비제한적인 예에서, 상기 프로브 저장부에 수용된 프로브는 중공형 흡착기 형태의 프로브 캐리어에 의해 프로브 저장부의 매거진으로부터 이탈될 수 있다.
하나의 비제한적인 예에서, 상기 체결부는 상기 제2 스테이지의 일부에 체결된 상태에서, 상기 프로브 저장부에 결합되어 상기 프로브 저장부를 상기 제2 스테이지에 고정시키는 것일 수 있다. 이에 연계한 하나의 비제한적인 예에서, 상기 프로브 저장부에 수용된 프로브는 블레이드 또는 각형 또는 봉형의 핀 형태의 프로브 캐리어에 의해 프로브 저장부의 매거진으로부터 이탈될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 비전부는 상기 프로브 저장부에 수용된 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브의 선단 및 기단을 식별하고, 프로브를 삽입할 가이드 홀의 좌표를 확인하여 산출된 거리에 대한 정보를 소정의 프로그램을 내재한 컴퓨터를 포함하는 컨트롤부에 제공하도록 구성되며,
상기 컨트롤부는 상기 비전부로부터 제공된 정보를 처리하여, 상기 프로브 캐리어가 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브의 위치에 정확하게 위치하는지를 결정할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 제2 암은 상기 제1 스테이지의 상부에 위치하고,
상기 제2 스테이지는, 상기 제2 암의 단부에 분리가능하게 장착되어 상기 제1 스테이지의 상부에서 상기 제1 스테이지와 대면할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 제2 스테이지는,
높이인 Z축, 가로인 X축 및 세로인 Y축을 갖는 입방체를 기준으로,
Z축으로 연장된 둘 이상의 제1 가이드 레일이 설치되어 있고, 상기 암 부재에 분리가능하게 장착되는 제1 플레이트;
상기 제1 가이드 레일에 상보적으로 계합되어 상기 제1 가이드 레일를 따라 Z축 방향으로 슬라이딩되도록 구성된 수직부 및 상기 수직부의 하단부로부터 수직을 이루며 Y축 방향으로 연장되어 있고, 하단에 X축으로 연장된 둘 이상의 제2 가이드 레일이 설치되어 있는 수평부를 포함하는 제2 플레이트;
상기 제2 가이드 레일에 상보적으로 계합되어 상기 제2 가이드 레일을 따라 X축 방향으로 슬라이딩되도록 구성되어 있고, 하단에 Y축으로 연장된 둘 이상의 제3 가이드 레일이 설치되어 있는 제3 플레이트; 및
상기 제3 가이드 레일에 상보적으로 계합되어 상기 제3 가이드 레일을 따라 Y축 방향으로 슬라이딩되도록 구성되어 있으며, 전면 하단에 상기 액추에이터가 장착되고, 일측면에 상기 비전부가 장착되고, 타측면에, 상기 프로브 저장부가 체결된 상태의 체결부가 체결되는 체결구를 갖는 제4 플레이트를 포함할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 비전부는, X축과 대응하는 제4 플레이트의 측면에 장착되어 상기 X축의 방향에서 상기 프로브 저장부에 수용된 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브의 선단 및 기단을 식별하고, 프로브를 삽입할 가이드 홀의 좌표를 확인하여 산출된 거리에 대한 정보를 소정의 프로그램을 내재한 컴퓨터를 포함하는 컨트롤부에 제공하도록 구성되며,
상기 컨트롤부는 상기 비전부에 의해서, 상기 프로브 캐리어가 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브가 삽입될 가이드 홀의 위치에 정확하게 위치하는지를 결정할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 액추에이터는 회전 축 및 캠(cam)을 포함하는 캠 운동 액추에이터 또는 상하로 승강 운동할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 프로브 캐리어는 상기 제2 스테이지 및/또는 액추에이터의 움직임에 대응하여 프로브 저장부에 수용된 최외곽에 배열된 프로브를 하향으로 밀어내어 상기 프로브 저장부로부터 이탈시키고 가이드 홀에 삽입되도록 유도하는 블레이드 또는 각형 또는 봉형의 핀이고,
상기 프로브 캐리어는 프로부의 삽입 후에, 연직 상방으로 복원하는 복원력이 입력된 제어 프로그램에 의해 인가될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 프로브 캐리어는 프로브의 기단 측에서 면접촉한 상태로 내부에 음압을 형성하여 프로브를 고정한 상태로, 상기 제2 스테이지 및/또는 액추에이터의 움직임에 대응하여 상기 프로브 저장부로부터 상향으로 이탈시키는 중공형 흡입기일 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 기단에 접촉하는 흡입기의 단부는 상기 기단의 표면에 접촉하는 제1 단부 및 상기 제1 단부의 경계와 수직을 이루며 하향으로 연장되어 있고, 상기 기단의 표면과 인접하는 측면에 접촉하는 제2 단부를 포함하고,
상기 제1 단부가 상기 기단의 표면을 흡착하고, 상기 제2 단부가 상기 기단의 표면과 인접하는 측면을 흡착하도록 구성될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 제1 스테이지,
지면에 대해 평행하며 가로인 X축 및 세로인 Y축을 갖는 평면을 기준으로,
지그가 장착되며, 지그를 θ방향으로 회전시키는 θ축 구동부; 및 상기 θ축 구동부가 장착되며, 상기 θ축 구동부를 X축을 따라 이동시키는 X축 구동부 및 상기 θ축 구동부를 Y축을 이동시키는 Y축 구동부를 포함할 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 프로브 캐리어는 상황에 따라서 블레이드, 핀 및 중공형 흡착기 중 하나만 사용하는 선택적 구성일 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 프로브 정렬 장치의 모든 구동은 비전부에 의해 식별 및 인식되고, 상기 컨트롤 부가 상기 비전부에 의한 식별 및 인식을 소정의 정보와 테스트좌표, 삽입 순서 등을 포함하는 프로그램과 그것의 제어 논리에 따라 프로브를 지그의 가이드 홀에 삽입하는 것을 순차적으로 진행되도록 제어할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 프로브 정렬 시스템 또는 상기 프로브 정렬 장치 이용하여 프로브 카드를 제조하는 방법을 제공한다.
상기 방법은,
프로브를 제작하는 단계;
가이드 홀 플레이트와 기준 플레이트를 준비 결합시키는 단계;
프로브를 삽입할 복수의 가이드 홀 좌표와 삽입 순서를 입력하는 단계;
소정의 테스트좌표를 갖는 웨이퍼 또는 반도체 칩의 테스트회로에 접촉하기 위한 복수의 프로브를 상기 테스트좌표에 대응하는 위치에 형성된 복수의 가이드 홀에 각각 삽입하는 단계;
상기 테스트좌표에 대응하는 위치에서 상기 웨이퍼 또는 반도체 칩을 검사하기 위한 복수의 회로가 형성되어 있는 마이크로프로브 헤드를 준비하는 단계;
상기 마이크로프로브 헤드의 회로 각각에 전도성 페이스트 접착제를 부가하는 단계;
상기 테스트좌표에 대응하여 삽입되어 있는 프로브들의 기단 및 상기 테스트좌표와 대응하여 형성된 상기 마이크로프로브 헤드의 회로가 서로 대면하도록 마이크로프로브 헤드를 상기 가이드 홀 플레이트에 정렬하는 단계;
상기 프로브들의 기단과 상기 마이크로프로브 헤드의 회로가 접촉하도록 마이크로프로브 헤드를 가이드 홀 플레이트의 상단면으로 대면 및 접촉시켜 복수의 프로브들이 마이크로프로브 헤드의 회로 상에 직립으로 접착되도록 조작하는 단계;
접착된 상기 회로와 프로브에 대해 리플로우 공정을 수행하여 상기 회로 및 프로브를 본딩 결합시키는 단계;
프로브가 본딩되어 있는 마이크로프로브 헤드로부터 자석, 기준 플레이트 및 가이드 홀 플레이트를 순차적으로 분리시키는 단계;
마이크로프로브 헤드를 메인 인쇄회로기판과 결합시키되, 마이크로프로브 헤드와 메인 인쇄회로기판이 전장부품과 인터포져에 의해 전기적으로 상호 접속되는 단계; 및
테스트할 웨이퍼 또는 반도체 칩과 프로브 카드의 특성에 대응하는 복수의 전장 부품 및 프로브 스테이션을 연결하는 복수의 커넥터들을 부착하고 변형방지 기구물 장치를 체결하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 프로브 카드를 제조하는 방법에 의해 제조된 수직형 멤스(MEMS) 프로브 카드를 제공한다.
본 발명에 따른 지그는 테스트좌표의 배열과 동일한 배열을 갖는 복수의 가이드 홀을 포함하는 가이드 홀 플레이트 및 가이드 홀 플레이트와 프로브가 안착될 수 있는 기준 플레이트를 포함한다.
이러한 지그를 이용하면, 프로브 카드의 조립 전 단계에서, 가이드 홀에 도입된 복수의 프로브들이 종래의 정렬 형태 보다 현격히 개선된 테스트좌표와 동일한 배열로 정렬될 수 있고, 그후 프로브들이 정렬된 상태로 MPH에 동시에 장착될 수 있는 바, 프로브 카드의 공정 효율과 수명을 크게 개선할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 지그는 그 구조에 기반하여 복수의 프로브의 선단이 동일 선상에 있도록 정렬 가능하여 평탄도를 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 프로브 정렬 시스템 및 장치는 그것을 구성하는 프로브 저장부의 구조에 기반하여 복수의 프로브를 가이드 홀 내로 신속하게 삽입할 수 있다. 이로서 본 발명의 프로브 정렬 시스템 및 장치는 프로브 카드의 제조 효율과 품질 및 수명을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프로브 카드 제조용 지그인 가이드 홀 플레이트와 기준 플레이트의 분해 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 지그의 수직 단면 모식도이다.
도 3은 도 1에 도시된 가이드 홀 플레이트의 확대 모식도이다.
도 4는 도 1에 도시된 가이드 홀에 프로브가 삽입된 형태의 모식도들이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 프로브의 모식도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 예시적인 프로브가 가이드 홀에 삽입된 형태를 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 예시적인 프로브가 가이드 홀에 삽입된 형태를 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 카드 제조용 지그의 수직 단면 모식도이다.
도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프로브 정렬 시스템의 모식도이다.
도 10은 본 발명의 매거진의 모식도이다.
도 11은 본 발명의 매거진의 수직 단면에 대한 모식도이다.
도 12는 본 발명의 매거진의 일부분을 확대한 모식도이다.
도 13은 본 발명의 매거진을 구성하는 측판 중 제1 만입부의 모식도이다.
도 14는 본 발명의 매거진의 일부분을 확대한 모식도이다.
도 15는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프로브 정렬 장치의 모식도이다.
도 16은 본 발명의 암 부재 및 제2 스테이션의 모식도이다.
도 17은 본 발명의 제1 스테이지의 모식도이다.
도 18은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 액추에이터, 프로브 캐리어 및 프로브 저장부가 작동하는 것을 나타낸 모식도들이다.
도 19는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제2 스테이지, 액추에이터, 프로브 캐리어 및 프로브 저장부가 작동하는 것을 나타낸 모식도이다.
도 20은 도 19에 도시된 프로브 캐리어의 수직 단면 모식도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 정렬 장치 중, 일부의 모식도이다.
도 22는 도 21에 도시된 프로브 정렬 장치 중 일부의 또 다른 모식도이다.
도 23은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프로브 카드의 모식도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 "프로브 카드 제조용 지그", "프로브 정렬 시스템" 및 "프로브 정렬 장치"의 순서로 발명의 실시양태를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명을 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "연직방향"은 넓게는 중력이 작용하는 방향을 의미하고, 보다 상세하게는 소정의 면적을 갖는 지면의 위에 임의의 물체를 실에 매달았을 때, 실이 향하는 방향을 의미하며, 간략하게는 지면에 대해 수직인 방향을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "절곡"은 임의의 물체가 곡면을 갖도록 소정의 방향으로 휘어진 상태나 휘어지는 것을 의미하고, 대안적으로 "만곡"으로도 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "프로브"는 전기전자회로 기판 또는 부품에 연결되어 상기 기판이나 부품을 다른 외부 디바이스에 전기적으로 접속시키기 위해, 소정의 길이로 연장된 형태의 핀(pin), 도선, 바(bar) 형상의 단자나 커넥터 등을 의미한다. 보다 상세하게는 프로브는 반도체 또는 웨이퍼의 칩 패드의 특성을 검사하는 장치, 예를 들어 프로브 카드를 구성하는 회로기판에 물리적으로 결합되고 전기적으로 연결되며, 이 상태에서 반도체 또는 웨이퍼의 칩 패드에 물리적으로 접촉되고 전기적으로 접속되어 상기 회로기판과 칩 패드 간 통전과 통신이 가능하도록 하는 부재일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 "웨이퍼의 표면" 또는 "칩 패드의 표면"은, 웨이퍼 또는 칩 패드 상에 형성된, 상대적으로 통전되기 용이하지 않은 산화막을 제외하고, 이 산화막과 접하면서 그 아래에 있는 웨이퍼 본체 또는 칩 패드의 외면을 이루는 전도층을 의미하고, 본 발명의 프로브가 상기 "웨이퍼의 표면" 또는 "칩 패드의 표면"에 접촉한다는 것은, 프로브의 선단이 산화막의 적어도 일부를 제거하여 그 산화막 아래에 있는 웨이퍼 본체의 외면에 맞닿는 것으로 이해될 수 있으며, 그 맞닿는 위치는 웨이퍼에 포함된 복수의 칩 중에서 그 프로브가 맞닿아서 칩과 전기적으로 상호작용가능한 칩에 상응하는 위치로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 "기단"은 임의의 기준 방향에 대해, 물체 또는 대상체의 한쪽 끝 또는 그 끝을 향하는 방향을 의미할 수 있고, "선단"은 상기 임의의 기준 방향에 대해 다른 한쪽 끝 또는 그 끝을 향하는 방향을 의미할 수 있다, 이때, "기단"은 물체 또는 대상체를 이루는 어느 하나의 단부, 말단 및/또는 단부면과 매우 인접한 부위를 포함할 수 있고, "선단"은 상기 기단과 대향하는 위치에 있는 단부, 말단 및/또는 단부 내지 말단과 매우 인접한 부위를 포함할 수 있다. 이들 기단과 선단은 서로 한 쌍의 개념으로 인식될 수도 있고, 이들을 제외한 다른 단부, 말단 및/또는 단부 내지 말단과 매우 인접한 부분과 구별될 수 있다.
프로브 카드 제조용 지그
도 1 내지 도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프로브 카드 제조용 지그의 구조를 구체적으로 설명하기 위한 모식도들이 도시되어 있다. 참고적으로, 본 발명의 지그의 구조 및 기능을 더욱 상세하게 위해서 도 5에 도시된 예시적인 프로브(10)를 참조하여 상술할 것이다. 다만 도 5의 프로브(10)는 본 발명에 따른 지그의 활용과 응용에 적용 가능한 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명의 지그가 도시된 형태의 프로브(10)에만 적용 가능하고 이것에 최적화된 것은 아니다.
프로브(10)는 마이크로프로브 헤드(Micro Probe Head; MPH, 20)와 결합하여 프로브 카드를 구성한다. 마이크로프로브 헤드(20)는 일면에서 메인 인쇄회로기판과 연결되며 타면에서 다수의 프로브들이 고열로 일괄 본딩 결합되도록 세라믹 계열로 구성된 기판이다. 웨이퍼 또는 반도체 칩을 검사하기 위한 회로가 반도체 특성에 맞춰서 형성된다. 마이크로프로브 헤드(20)의 회로 및 회로에 연결된 프로브(10)에 의해 프로브 카드의 전기적 경로가 형성된다.
예시적인 프로브(10)는 직립연결부(11), 탄성부(12) 및 팁(tip)부(13)를 포함한다. 직립연결부(11)는 마이크로프로브 헤드(20)에 연직방향으로 장착되도록, 상기 마이크로프로브 헤드(20)에 대해 연직하방으로 연장되어 있고, 마이크로프로브 헤드(20)에 대해 수평을 이루도록 돌출된 구조의 지지턱(18)이 그것의 최상단에 형성되어 있다. 탄성부(12)는 직립연결부(11)와 일체를 이루며 하향 연장되어 있고, 2회 절곡되어 연직방향으로의 외력에 대해 탄력적으로 변형이 가능하고 팁부에 인가되는 압력을 분산 및 흡수하도록 구성되어 있다. 팁부(13)는 탄성부(12)와 일체를 이루며 하향 연장되어 있고, 웨이퍼 또는 반도체 칩의 패드의 중심부에 접촉하도록 구성되어 있다.
지그(100)는 프로브 카드를 제조, 특히 프로브(10)를 마이크로프로브 헤드(20)에 결합하기 용이하도록 정렬하는 역할을 수행한다. 지그(100)는 가이드 홀 플레이트(110) 및 기준 플레이트(120)를 포함한다.
통상적으로, 웨이퍼 또는 반도체 칩에서 그의 특성이 검사 되어야 할 복수의 패드들은 회로구성에 따라 다르고 복잡하고 미세한 간격으로 배열되어 있다.
본 발명은 상기 패드들이 배열된 위치를 테스트좌표로 지칭한다. 종래에는 이러한 테스트좌표에 대응하도록 각각의 프로브(10)들을 프로브 카드의 회로기판 또는 마이크로프로브 헤드(20)에 하나씩 장착하였지만 이에 소요되는 시간이 상당하고 완성된 프로브 카드에서 프로브(10)의 선단(16)을 기준으로하는 평탄도(planarity)와 위치 정밀도(alignment)가 상대적으로 균일하지 못한 문제가 있다. 이처럼 불균일한 평탄도는 프로브 카드를 이용하는 검사에서 과도한 오버드라이브를 초래하는 주요한 원인이므로 이를 개선할 필요가 있다.
가이드 홀 플레이트(110)는 프로브(10)를 각각 수용하는 복수의 가이드 홀(130)을 포함한다. 가이드 홀(130)은 웨이퍼 또는 반도체 칩의 테스트좌표에 대응하는 위치에서 형성되어 있다. 이러한 가이드 홀 플레이트(110)는 그것에 형성된 가이드 홀(130)의 내면을 따라 프로브(10)의 도입과 이탈을 유도하여, 상기 가이드 홀(130)에 삽입된 프로브(10)가 그 위치에서 마이크로프로브 헤드(20)에 결합된 후 상기 가이드 홀(130)을 따라 이탈되도록 구성된다.
가이드 홀 플레이트(110) 및 기준 플레이트(120)는 웨이퍼 또는 반도체 칩을 검사하기 위한 회로가 형성된 마이크로프로브 헤드(20)와 근접한 열팽창계수를 갖는 소재나 동일한 소재로 이루어질 수 있다. 이는 마이크로프로브 헤드(20)를 지그(100)에 장착된 프로브(10)와 결합시킬 때 열 변형에 대비하기 위한 것으로서, 열팽창계수가 크게 상이하면 마이크로프로브 헤드(20) 및 반도체 칩 패드의 원하는 위치에 프로브(10)가 장착 및/또는 접촉되지 않을 수 있기 때문이다.
가이드 홀 플레이트(110)를 구성하는 소재는 비제한적으로, 실리콘, 세라믹계 물질 및/또는 금속계 물질을 포함하고, 상기 금속계 물질은 SUS 304, SUS 420 계열, 인바, 코바, 노비나이트 및 이들의 합금을 포함하고, 상기 세라믹계 물질은 실리콘, 저온 동시소성 세라믹(LTCC), 알루미나 및 뮬라이트를 포함할 수 있다.
기준 플레이트(120) 소재는 철 또는 스테인레스 스틸일 수 있다.
가이드 홀 플레이트(110)는 지면에 대해 평행하게 위치한 상태를 기준으로, 지면에 최인접하는 하부면(114), 상기 하부면(114)의 대향면인 상부면(116), 상기 상부면(116)과 하부면(114)의 외주를 따라 연장되어 상기 상부면(116)과 하부면(114)을 연결하는 측면을 포함한다. 하부면(114)에는 자력에 이끌리는 금속소재로 도금이 될 수 있다.
기준 플레이트(120)는 가이드 홀 플레이트(110)가 안착되는 평탄한 플레이트이다. 기준 플레이트(120)는 또한 가이드 홀 플레이트(110)의 가이드 홀(130)을 통해 도입된 프로브(10)의 선단(16)이 그것 상에 안착되어 상기 가이드 홀(130)과 함께 상기 프로브(10)를 직립된 상태로 지지할 수 있다.
기준 플레이트(120)는 가이드 홀 플레이트(110)의 하부면(114)에 대면한 상태로 가이드 홀 플레이트(110)가 안착되는 안착부(122), 안착부(122)의 대향면인 바닥면(124), 하나 이상의 자석(128)을 내부로 수용하도록 구성된 자석 내장부(126) 및 자석 내장부(126)에 장착되는 자석(128)을 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 지그(100)의 가이드 홀 플레이트(110)는 테스트좌표의 배열과 동일한 배열을 갖는 복수의 가이드 홀(130)을 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 지그(100)를 이용하면, 프로브 카드의 조립 전 단계에서, 가이드 홀(130)에 도입된 복수의 프로브(10)들이 반도체 칩의 테스트좌표와 동일한 배열로 정렬될 수 있고, 그 후 프로브(10)들이 정렬된 상태로 마이크로프로브 헤드(20)에 동시에 장착될 수 있는 바, 프로브 카드의 제조 공정 효율을 크게 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 지그(100)는 그 구조에 기반하여 복수의 프로브(10)의 선단(16)이 동일 선상에 있도록 정렬 가능하여 평탄도를 개선할 수 있다.
구체적으로, 기준 플레이트(120)의 안착부(122)에는 가이드 홀 플레이트(110)뿐만 아니라 프로브(10)의 선단(16)이 안착될 수 있다. 나아가 복수의 프로브(10)는 서로 다른 가이드 홀(130)에 삽입되어 안착부(122)에 의해 직립될 수 있다. 이때, 가이드 홀(130)에 내장된 모든 프로브(10)가 직립되었을 때의 높이가 실질적으로 동일하면, 프로브 카드를 구현하였을 때 프로브(10) 선단(16)을 기준으로 하는 평탄도가 상당히 균일할 수 있다. 이는 프로브 카드를 사용함에 있어서 종래의 수직형 프로브 카드에서 적용되던 오버드라이브량, 예컨대 80μm 내지 120μm 보다 현저히 작은 40μm 내지 60 μm 수준의 오버드라이브량으로 모든 프로브(10)가 웨이퍼의 칩 패드에 효과적으로 접촉되도록 할 수 있음을 의미한다. 이러한 작은 오버드라이브량은 칩과 패드의 손상을 줄이고 프로브 카드의 수명을 길게 연장시킨다.
따라서, 프로브 카드의 평탄도 개선을 위해서는, 안착부(122)의 평탄도도 좋을 것을 필요로 한다. 예를 들어, 12인치 직경의 안착부(122)인 경우 평탄도는 2μm 내지 3μm 일 수 있고, 좀 더 바람직하게는 1μm 내지 2μm가 적절하다.
이하에서는 지그(100)의 각 구성과 프로브(10)를 정렬하는 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
가이드 홀(130)은 상기 상부면(116)으로부터 하부면(114)까지 수직으로 연통되어 상기 상부면(116)에 형성된 제1 개구부(132), 상기 하부면(114)에 형성된 제2 개구부(134) 및 상기 제1 개구부(132)와 제2 개구부(134)의 외주변들 사이에서 연장된 내측면(118)을 포함하는 중공이다. 하나의 가이드 홀 플레이트(110)에 형성된 모든 가이드 홀(130)은 원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형 중 하나의 횡단면을 가질 수 있으며, 횡단면은 가이드 홀(130)의 길이 방향을 따라 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
가이드 홀(130)의 횡단면 형상은 특별히 한정되지는 않고 삽입되는 프로브(10)의 형상에 따라 적절히 설계될 수 있다.
프로브(10)는 제1 개구부(132)를 통해 가이드 홀(130)로 도입될 수 있다. 다만 도입 과정에서 프로브(10)의 손상을 방지하고 경사를 따라 부드럽게 프로브(10)가 제1 개구부(132)를 통과하여 가이드 홀(130)로 도입될 수 있도록, 제1 개구부(132)의 외주변은 모따기 처리되어 테이퍼드된 경사구조를 가질 수 있다. 경사구조를 이루는 면은 평탄면 또는 곡면일 수 있다.
이러한 도입 구조 구현을 위해, 가이드 홀(130)의 횡단면 형상은 예를 들어 다각형, 비정형의 다각형, 원형, 타원형 및 이들이 조합된 비정형 형태일 수 있다. 좀 더 구체적으로, 가이드 홀(130)은 프로브(10)가 수직으로 도입 가능한 최소 공간만을 형성한다. 즉, 가이드 홀(130)의 횡단면은 지지턱(18)을 제외한 프로브(10)의 길이 방향에 따른 복수의 횡단면을 누적시킨 것과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4의 프로브(10)의 길이 방향에 따른 횡단면은 직사각형에 해당하며, 이 경우 가이드 홀(130)도 실질적으로 동일한 직사각형의 횡단면을 갖게 되고, 전체적으로는 직육면체 형상을 갖게 된다.
이처럼 제1 개구부(132)를 통해 도입되는 프로브(10)는 가이드 홀(130)의 내측면(118)의 적어도 일부에 접촉한 상태로 제2 개구부(134)를 향해 하강될 수 있다. 즉, 프로브(10)는 가이드 홀(130)의 내측면(118)을 따라 아래로 이동하도록 유도된다. 다만, 프로브(10)가 가이드 홀(130)을 설정하는 내측면(118)에 완전하게 맞물리는 것은 삽입 과정에서 프로브(10)의 손상을 유발할 수 있으므로, 각 내측면(118)은 대면하는 프로브(10)의 표면에 대해 소정의 거리로 이격되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 이격 거리 A는 1μm 내지 3μm일 수 있으며, 상세하게는 1μm 내지 2μm일 수 있다.
가이드 홀(130)에 삽입된 상기 프로브(10)는 그것의 선단(16)이 상기 제2 개구부(134)를 통해 상기 기준 플레이트(120)의 안착부(122)를 접촉, 및 안착부(122)에 지지함으로써 내부 공간에서 직립된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 프로브(10)는 그것의 기단(17)에 외향 돌출된 지지턱(18)이 형성되어 있고, 제1 개구부(132)의 외주 일 영역은 그에 대응하는 지지 영역(133)을 형성한다. 지지 영역(133)은 지지턱(18)의 형상에 대응하는 형상을 가짐으로써, 지지턱(18)이 프로브(10)의 하중에 의해 하방으로 쳐지거나 측방으로 이탈하여 프로브(10)가 제1 개구부(132) 내로 인입되지 않도록 고정시켜 준다. 따라서, 제1 개구부(132)가 프로브(10)의 유연한 삽입을 위한 챔퍼를 갖는 경우에도, 챔퍼는 이 지지 영역(133)을 회피하여 구비되는 것이 바람직하다.
지지 영역(133)과 지지턱(18)의 형상이 대응한다는 의미는, 지지턱(18)의 하면과 지지 영역(133)이 맞닿음을 의미할 수 있다. 예를 들어 지지턱(18)이 기단(17)에서 수평 방향으로 돌출되어 지지턱(18)의 하면이 지면에 수평하게 형성되는 경우, 지지 영역(133) 또한 지면에 수평하게 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7은 제1 개구부(132)의 지지 영역(133)에 대한 또 다른 실시 예를 각각 도시한 것이다.
또는 지지턱(18)의 하면이 지면을 향하는 경사면, 또는 절곡면을 형성하는 경우, 지지 영역(133) 또한 그 형상에 대응하는 경사면, 또는 절곡면을 형성하는 것이 바람직하다. 지지턱(18)이 경사면, 또는 절곡면의 하면을 형성하는 경우 프로브(10)가 안착부(122)에서 빠져 제1 개구부(132) 내로 인입되는 위험을 원천적으로 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 지지턱(18)이 지지 영역(133)에 걸쳐지면, 그 상태에서는 더 이상 하향으로 힘이 인가될 수 없다. 즉, 프로브(10)는 선단(16)이 기준 플레이트(120)의 안착부(122)에 의해 지지되고, 최상단은 지지턱(18)이 지지 영역(133)에 걸쳐지면서 직립된 높이가 유지된다. 이는 모든 프로브(10)에 동일하게 적용될 수 있따. 프로브(10)는 탄력적으로 변형가능한 구조인 바, 미세하더라도 하향으로 인가되는 힘에 의해 상기 직립된 높이가 변동될 수 있다. 그러나 모든 프로브(10)가 동일한 직립 높이로 배열되어야만 그의 선단(16)을 기준으로하는 평탄도가 균일해질 수 있으므로, 상술한 바와 같이 프로브(10)의 직립 높이가 일정하게 유지될 수 있다는 점은 본 발명에 따른 지그(100)의 주요 이점이고, 프로브의 제조공정에 MEMS 기술을 적용할 경우 프로브의 규격은 거의 완벽하게 균일할 수 있다.
또한, 지지턱(18)이 제1 개구부(132)의 경계에 걸쳐지면서 이 지지턱(18)은 제1 개구부(132) 외측으로 돌출될 수 있다. 이처럼 돌출된 지지턱(18)은 프로브(10)가 프로브 카드의 회로기판에 접합되는 공정을 수행할 때, 회로기판의 회로에 쉽게 접촉할 수 있고, 그 상태에서 곧바로 접합될 수 있다.
이에 대한 하나의 예에서, 프로브(10)가 직립된 상태로 유지될 될 때, 프로브(10)의 기단(17) 측 일부가 제1 개구부(132)를 통해 돌출되도록, 직립된 상기 프로브(10)의 높이 대비 상기 가이드 홀(130)의 깊이는 85% 내지 99.9%, 상세하게는 90% 내지 95%, 더욱 상세하게는 92% 내지 93%일 수 있으며, 일정한 높이가 구성되어야 안정적인 본딩 결합을 이룰 수 있다.
다시 도 1 내지 5를 참조하면, 기준 플레이트(120) 및 가이드 홀 플레이트(110)는 서로에 대해 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 여기서 이들의 결합은 당업계에 잘알려진 기계적 체결방식, 예컨대 클램핑 부재를 이용한 체결이나 상보적으로 계합 가능한 후크 및 그루브가 체결되는 방식이 고려될 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
다만 이러한 방식 외에도 본 발명에 따른 지그(100)는 가이드 홀 플레이트(110)와 기준 플레이트(120)가 공고히 체결될 수 있는 구조 및 구성을 포함한다.
이에 대한 하나의 예로서, 가이드 홀 플레이트(110)와 기준 플레이트(120)는 자성에 의해 발생하는 인력으로 체결될 수 있다. 일 예로, 기준 플레이트(120)는 그것 내에 자석(128)을 포함할 수 있으며, 가이드 홀 플레이트(110)는 자석(128)과 상호 인력을 발생시키는 부재 또는 물질, 예를 들어 금속 물질을 포함할 수 있다. 좀 더 구체적인 예로, 가이드 홀 플레이트(110)의 하부면(114)에는 자석(128)에 이끌릴 수 있는 금속 피복층이 형성될 수 있다. 한편, 금속 피복층이 형성되는 하부면(114)은 금속 피복층 형성 이전에 평탄화 공정으로 마감 처리된 것일 수 있고, 이 상태에서 금속 피복층이 도금 형성될 수 있다.
경우에 따라서는 가이드 홀 플레이트(110)는 그 자체가 자석에 이끌릴 수 있는 자성체로 이루어질 수 있으며, 이때는 상기 금속 피복층이 생략될 수도 있다.
이에 따라 기준 플레이트(120)의 자석(128)이 가이드 홀 플레이트(110)의 금속 피복층을 연직방향으로 당겨서 가이드 홀 플레이트(110)를 기준 플레이트(120) 상에 밀착시킨다. 즉, 상기 가이드 홀 플레이트(110) 및 기준 플레이트(120)는 상기 자석(128)의 자력에 의해 서로에 대해 고정될 수 있다.
단, 금속 피복층은 가이드 홀(130)의 내측면(118)에는 존재하지 않을 수 있다. 이는 금속 피복층의 피복 공정의 용이성뿐만 아니라, 프로브(10)의 가이드 홀(130) 인입시 내측면(118) 도금에 의한 인입 방해 발생 가능성을 방지하기 위함이다. 따라서 금속 피복층 형성 후에 가이드 홀(130)을 형성하는 것이 바람직하다.
금속 피복층은 니켈, 철, 코발트, 텅스텐 및 스테인레스 스틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하거나 또는 상기 군으로부터 선택되는 둘 이상이 합금된 것일 수 있다.
자석(128)은 본딩 결합을 위해 적용되는 고온의 챔버에서 안정적으로 보자력을 발현할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지는 않지만, 상세하게는 450 ℃ 이상의 온도에서도 보자력을 발현할 수 있는 알리코 자석, 페라이트 자석 또는 사마륨코발트일 수 있고, 이들이 혼합되어 사용될 수도 있다.
자석(128)은 또한 그것의 자성으로 가이드 홀(130)로 도입되는 프로브(10)를 안착부(122)까지 이동시키고 안착부(122)에 지지된 프로브(10)의 유동을 방지할 수 있다. 이러한 자석(128)의 작용에 의해 프로브(10)는 가이드 홀(130)에서 안정적으로 하강하고, 고정된다.
또 다른 예로서, 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지그(200)의 수직 단면도가 도시되어 있다.
도 8에 도시된 지그(200)는 앞서 설명한 바와 같은 지그(100)와 실질적으로 동일한 구성 및 기능을 공유하지만, 기준 플레이트(220)가 안착부(222)로부터 바닥면(224)까지 연직방향으로 연통되어 있는 복수의 흡입구(221)를 포함하는 것에 차이가 있다.
이러한 흡입구(221)는 각각, 안착부(222)에 형성된 그것의 개방된 일측이 가이드 홀(230)의 제2 개구부(234)가 존재하지 않는 가이드 홀 플레이트(210)의 하부면(214)에 위치하게 된다. 이처럼 흡입구(221)가 위치하면 개방된 타측에서, 에어 드레인 장치 등을 이용하여 공기를 흡입할 수 있다. 이때 흡입구(221)에는 음압(negative pressure)이 형성되며, 가이드 홀 플레이트(210)는 상기 흡입구(221)에 형성된 읍압에 의해 상기 안착부(222) 상으로 더욱 밀착되면서 고정될 수 있다.
가이드 홀 플레이트(210)와 기준 플레이트(220)의 탈착 가능하도록 결합되는 모델이 상술한 자석(228) 및 흡입구(221) 중 하나만 선택적으로 이용될 수도 있지만 이들이 조합되어 둘다 사용될 수 있음은 물론이다.
프로브 정렬 시스템
도 9에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 프로브 정렬 시스템(300)이 모식적으로 도시되어 있다. 또한 도 10 내지 도 13에는 프로브 저장부(320)의 매거진(330)이 모식적으로 도시되어 있다.
이들 도면을 함께 참조하면, 프로브 정렬 시스템(300)은 지그(310) 및 프로브 저장부(320)를 포함한다.
지그(310)는 복수의 프로브(10)를 소정의 위치에 형성된 가이드 홀(312)에 내장하여 직립시키고, 가이드 홀(312)로부터 프로브(10)들이 마이크로프로브 헤드(도시하지 않음)에 직립된 상태로 결합되도록 구성된다.
지그(310)에 관한 특징들은 도 1 내지 도 8에서 설명한 지그(100)의 구조, 구성 및 그에 따른 구조적 이점과 적어도 일부 동일할 수 있다. 따라서 본 실시예의 설명에서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
프로브 저장부(320)는 지그(310)의 가이드 홀(312)로 프로브(10)를 하나씩 공급하도록 프로브(10)를 소정의 배열로 저장하는 부재로서, 매거진(330) 및 피딩부(340)를 포함한다.
프로브 저장부(320)는 복수의 프로브(10)를 수용할 수 있으며, 수용된 복수의 프로브(10)는 동일한 일 방향을 향하며 직립된 상태로 일렬 배치될 수 있다. 배열된 복수의 프로브(10)는 순차적으로 각 가이드 홀(312)에 공급될 수 있는 구조로 이루어져 있다. 프로브 저장부(320)는 복수의 프로브(10)가 직립된 상태로 수용하기 때문에, 그러한 직립된 상태로 프로브(10)를 가이드 홀(312)에 삽입시킬 수 있으며, 이는 프로브(10)를 가이드 홀(312)에 삽입시키는 동작을 반복적으로 수행하는데 최적의 상태를 제공한다. 특히, 물리적, 광학, 전자적 장치를 통해 프로브(10)를 가이드 홀(312)에 삽입시킬 수 있는 여지를 제공한다는 상승효과가 있다.
이하에서는 이해를 돕기 위하여, 매거진(330)을 직선으로 가정할 때, 피딩부(340)가 위치하는 쪽의 매거진(330)의 단부를 일측(331)으로 지칭하고 일측(331)의 반대 쪽 단부를 타측(332)으로 지칭한다.
매거진(330)은 복수의 프로브(10)가 동일한 일 방향을 향하며 직립된 상태로 일렬 배치된 프로브 배열체(10a)를 내부에 수용하도록 구성되어 있다. 도면에서와 같이 매거진(330)은 일측(331)에서 피딩부(340)와 연결되어 있고, 상기 일측(331)으로부터 타측(332) 방향으로 길게 연장된 구조로 이루어져 있어 길이 방향으로 복수의 프로브(10)를 일렬로 수용할 수 있다.
특히 프로브(10)는 인접한 프로브(10)와 측면이 마주하도록 일 방향 배치 및 배열될 수 있다. 여기서 측면이란 프로브(10)가 마이크로프로브 헤드(20)에 결합한 직립 상태를 기준으로 측면을 의미하며, 특히 프로브(10)의 상호 평행한 두 면을 의미할 수 있다.
피딩부(340)는 복수의 프로브(10)가 매거진(330) 내에 상기 배열로 위치할 수 있도록 상기 배향 상태를 예비적으로 만들어 준다. 피딩부(340)는 프로브(10)를 매거진(330)으로 하나씩 연속적으로 공급하도록 구성되어 있다. 피딩부(340)는 도면에 별도로 도시하지는 않았지만 복수의 프로브(10)를 진동으로 정렬시키면서 공급하는 진동 피더(vibration feeder)일 수 있다. 진동 피더와 같은 피딩부(340)는 복수의 프로브(10)를 의도한 특정 방향으로 배치시키고, 배치 방향을 유지한 채로 매거진(330)에 하나씩 공급할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명에서 진공 피더는 나선형의 진공 피더일 수 있다(도 18의 340 참조).
매거진(330)은 일측(331)에서 피딩부(340)와 연결되어 프로브(10)를 공급받고 타측(332)에서는 최외곽에 위치하는 프로브(10) 하나가 외부로 이탈하여 가이드 홀(312)에 삽입될 수 있는 형태를 갖는다. 매거진(330)의 타측(332)에서 프로브(10)가 이탈되면, 피딩부(340)는 매거진(330)으로 프로브(10)를 공급한다.
프로브(10)는 매거진(330) 타측(332)에서 기구물에 의해 하방으로 인출되어 가이드 홀(312)로 바로 삽입되거나, 상방으로 인출되어 가이드 홀(312)로 이동하여 삽입될 수 있다. 좀 더 구체적인 메커니즘에 대해서는 후술한다.
이탈되는 프로브(10)를 대신해, 피딩부(340)로부터 공급되는 새로운 프로브(10)가 프로브 배열체(10a)를 구성하면서 배열체의 프로브(10)들이 일측(331)에서 타측(332) 방향으로 이동하게 되고 이탈된 프로브(10)의 측면에 위치한 인접 프로브(10)가 이탈된 프로브(10)의 자리로 이동한다. 상술한 양상은 반복적으로 수행될 수 있다.
전술한 일련의 과정 중 제1 만입부(350)에 존재하게 되는 프로브(10)가 피딩부(340)의 진동 영향으로 후술하는 비전부(490)에 인식 오류가 발생할 수도 있고, 프로브 캐리어(도 18의 600 참조)의 구동이 부적절할 수도 있다. 따라서 이 단계에서는 운영 소프트 웨어 등에 의한 피딩부(340)의 구동을 정지시킬 수 있다.
매거진(330)은 타측(332)에 위치하는 측판(334), 일측(331)에 위치하며 피딩부(340)에 연결되는 연결부(336), 측판(334)과 연결부(336) 사이에서 연장되어 있는 하나 이상의 지지체(338)를 포함한다.
하나의 예에서, 매거진(330)의 타측(332)에서 프로브(10)가 이탈되면, 상기 피딩부(340)로부터 공급되는 프로브(10)에 의해 프로브(10)들이 타측(332)으로 순차적으로 이동될 수 있다. 이때, 타측 단부에 위치하는 프로브(10)는 측판(334)의 내면(352)에 접촉하여 지지되며 피딩부(340)로부터 공급되는 프로브(10)는 일측(331)에서 타측(332) 방향으로 이동함에 따라 프로브 배열체(10a)를 가압할 수 있다. 따라서 프로브 배열체(10a)는 측판(334)의 내면(352)과 새로 공급되는 프로브(10) 사이에서 측면이 밀착하도록 가압되어 측면 방향으로 일렬 배열된 직립된 상태를 유지할 수 있다.
다른 예에서, 연결부(336)는 일측(331)에서 타측(332) 방향으로 가압하는 가압 수단(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
이러한 구조는 피딩부(340)로부터 공급되는 프로브(10)가 가압 수단 및 이에 인접하는 프로브(10) 사이로 공급되어 매거진(330)의 타측(332)에서 프로브(10)가 이탈되면, 가압 수단이 피딩부(340)로부터 공급되는 프로브(10)를 일측(331)에서 타측(332) 방향으로 가압하는 힘을 도와줄 수 있다.
따라서, 가압 수단에 의해 프로브(10)들은 타측(332)으로 순차적으로 이동하고, 최외곽에 위치하는 프로브(10)는 측판(334)의 내면(352)에 접촉하여 지지되고, 가압 수단은 프로브(10)를 측면으로 가압한다. 그 결과 매거진(330)은 프로브 배열체(10a)의 프로브(10)들이 측면을 서로 접하면서 일렬로 배열되어 직립된 상태로 수용할 수 있다.
가압 수단은 진동 피더, 스프링, 스크류, 기어 및 벨트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
지지체(338)는 측판(334)과 연결부(336)를 기계적으로 고정함과 동시에 프로브(10)가 일측(331)에서 타측(332)으로 이동할 때, 프로브(10)의 전면과 배면을 지지하여, 기 수용되어 있는 프로브(10)에 대해 측면 방향으로 일렬을 이루면서 이동하도록 가이드한다.
지지체(338)는 프로브(10)의 전면에 대면하는 하나 이상의 전면 지지체(338a) 및 프로브(10)의 배면에 대면하는 하나 이상의 후면 지지체(338b)를 포함한다.
특히 지지체(338)가 프로브(10) 형상에 대응하도록 구비되어 피딩부(340)가 잘못된 방향으로 배치시킨 프로브(10)가 매거진(330)으로 이동하지 못하도록 하는 역할도 수행할 수 있다. 즉 매거진(330)이 형성하는 통로 중 프로브(10)가 배열되기 원하는 영역을 제외한 영역 중 적어도 일 영역에 지지체(338)가 배치되면, 의도하지 않은 방향으로 배향된 프로브(10)가 지지체(338)에 걸려 매거진(330)의 통로로 유입될 수 없어, 이러한 의도하지 않은 방향으로 배향된 프로브(10)를 걸러주는 역할을 할 수 있다.
지지체(338)는 매거진(330)의 통로 길이 방향을 따라 구비된 복수의 빔(beam) 형태로 구현될 수 있다. 특히 프로브(10)가 측면이 상호 마주하는 일 방향으로 배열된 경우, 지지체(338)는 프로브(10)의 전면을 지지하는 전면 지지체(338a) 및 프로브(10)의 배면을 지지하는 배면 지지체(338b)로 구비되어 전면 및 배면 양측에서 지지할 수 있다. 전면 지지체(338a) 및 배면 지지체(338b)가 지지하는 프로브(10)의 면이 반드시 전면 및 배면이어야 하는 것은 아니므로, 전면 지지체(338a)는 제1 지지체로, 배면 지지체(338b)는 제2 지지체로 대체될 수 있다. 다만 설명의 편의를 위해 전면 지지체(338a) 및 배면 지지체(338b)인 경우를 기준으로 설명한다.
예를 들어, 전면 지지체(338a)는 횡 단면의 형상이 실질적으로 원형인 원통형 빔이고, 상세하게는 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 전면 지지체(338a) 중 하나는 프로브(10) 전면에서도 기단에 인접하는 상부 측에서 가이드하도록, 매거진(330)의 위쪽에서 측판(334)과 연결부(336)를 연결하고 나머지 하나는 프로브(10)의 전면에서도 선단에 인접하는 하부 측에서 가이드하도록, 매거진(330)의 아래쪽에서 측판(334)과 연결부(336)를 연결한다.
전면 지지체(338a)는 원통형의 구조에 기반하여 프로브(10)의 전면에 접촉하는 면적이 상대적으로 넓지 않아 접촉에 따른 프로브(10)의 접촉 저항과 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 전면 지지체(338a) 중 매거진(330)의 아래쪽에 위치하는 하나는 프로브(10)의 절곡부에 위치할 수 있고, 이때 전면 지지체(338a)가 곡면을 가지므로 절곡부에 대응하여 절곡부를 안정적으로 지지할 수 있다.
후면 지지체(338b)는 횡 단면의 형상이 실질적으로 사각형인 직육면체 빔(388b') 및 원통형 빔(388b")을 포함할 수 있다.
후면 지지체(338b) 중 직육면체 빔(388b')은 프로브(10) 배면에서도 기단에 인접하는 상부 측에서 가이드하도록, 매거진(330)의 위쪽에서 측판(334)과 연결부(336)를 연결한다.
지지체(338)는 기계적 가공에 의해, 또는 MEMS 공정에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 프로브(10)는 기단에 배면 방향으로 돌출된 지지턱(18)이 형성되어 있는 바, 이러한 지지턱(18)이 직육면체 빔(388b')의 단부에 걸쳐질 수 있다. 이에 따라 프로브(10)는 지지턱(18)이 직육면체 빔(388b')에 걸쳐진 상태에서는 하향으로 이동하지 않고 직립된 상태를 유지할 수 있다.
후면 지지체(338b) 중 원통형 빔(388b")은 프로브(10)의 배면에서도 선단에 인접하는 하부 측에서 가이드하도록, 매거진(330)의 아래쪽에서 측판(334)과 연결부(336)를 연결한다. 이러한 매거진(330)의 아래쪽에 위치하는 하나는 프로브(10)의 절곡부에 위치할 수 있고, 이때 후면 지지체(338b)가 곡면을 가지므로 절곡부에 대응하여 절곡부를 안정적으로 지지할 수 있다.
매거진(330)의 측판(334)은 일측(331)에서 타측(332) 방향으로 만입되어 측판(334)의 내면(352)을 이루며, 그것의 상단 및 하단에 개방된 배출구(335)를 형성하는 제1 만입부(350)를 포함한다.
제1 만입부(350)는 내면(352)과 함께, 내면(352)의 양단부로부터 각각 연장된 제1 측면(354) 및 제2 측면(356)을 포함하고, 내면(352)에는 최외곽에 위치하는 프로브(10)의 측면이 접하며, 제1 측면(354)에는 프로브(10)의 배면이 대면하고, 제2 측면(356)에는 프로브(10)의 전면이 대면한다.
따라서, 제1 측면(354)과 제2 측면(356)의 폭만큼의 만입 깊이를 갖는 제1 만입부(350)는 최외곽에 위치하는 프로브(10)를 수용하고, 수용된 공간에서는 지지체(338)가 위치하지 않아 프로브(10)의 상향 또는 하향의 움직임이 제한되지 않으며 제1 만입부(350)의 내면(352)에 접하여 가압되는 힘 또는 후술하는 슬립 방지부(339)에 의한 인력에 의해서 프로브(10)가 지지되어 고정될 수 있다.
제1 만입부(350)에 수용된 프로브(10)는 외력에 의해 상향 또는 하향으로 슬라이딩되면서 상단 배출구(3351)의 또는 하단 배출구(3352)로 이탈될 수 있다.
슬립 방지부(339)는 만입부(350)에서 의도되지 않은 프로브(10)가 이탈하는 것을 방지한다. 프로브 배열체(10a) 중 타측(332) 단부에 위치한 프로브(10)는 의도된 상태에서만 매거진(330)으로부터 이탈되어야 함에도 불구하고 일측에서 밀어주는 힘의 부족 또는 중력 등에 의해 상단 배출구(3351) 또는 하단 배출구(3352)를 통해 매거진(330)으로부터 이탈되는 경우가 발생할 수 있다.
슬립 방지부(339)는 프로브(10)와 상호 인력을 발생시키는 자석 내장의 형태로 측판(334)의 타측 단부에 구비된다. 슬립 방지부(339)는 타측(332) 단부에 위치한 프로브(10)를 당겨줌으로써 의도하지 않은 이탈을 방지한다.
이때 슬립 방지부(339)에 의해 발생하는 프로브(10)의 인력은 의도된외력이 프로브(10)를 이탈시키는데 지장을 주지 않을 정도의 크기로 발생하도록 설계함이 바람직하다.
하나의 예에서, 제1 만입부(350)의 폭 이하의 두께를 갖는 블레이드 형태의 프로브 캐리어(도 18의 600 참조)가 프로브(10)의 기단 측에서 프로브(10)의 기단을 하향으로 밀어내면서 제1 만입부(350)를 통과하면, 프로브(10)는 그것이 접하는 제1 만입부(350)의 내면(352)과 제1 측면(354) 및 제2 측면(356)에 의해 가이드되면서 하향으로 슬라이딩되고 종국에는 측판(334)의 하단 배출구(3352)를 통해 매거진(330)으로부터 이탈될 수 있다.
경우에 따라서는 프로브(10)가 하향으로 운동할 때, 프로브(10)의 기단에 형성된 지지턱(18, 도 4 참조)이 제1 만입부(350)의 배면에 걸리지 않고 통과할 수 있도록, 제1 만입부(350)의 제1 측면(354)에는 그루브(355)가 형성될 수 있다. 이 그루브(355)는 측판(334) 상단부터 하단까지 길게 연장된 구조이다.
또 다른 예에서, 프로브(10)의 기단에 밀착하여 흡입할 수 있는 콜렛 등의 부재가 프로브(10)를 흡착한 후 상향으로 운동하면 프로브(10)는 그것이 접하는 제1 만입부(350)의 내면(352)과 제1 측면(354) 및 제2 측면(356)에 의해 가이드되면서 상향으로 슬라이딩되고 종국에는 측판(334)의 상단 배출구(3351)를 통해 매거진(330)으로부터 이탈될 수 있다.
프로브(10)를 상단 배출구(3351) 또는 하단 배출구(3352)로 이탈시켜 가이드 홀(312)에 삽입될 수 있도록 하는 구체적인 구조는 후술한다.
프로브 정렬 장치
도 15 내지 도 20에는 본 발명에 따른 프로브 정렬 장치(400) 및 이의 각 구성요소들에 대한 모식도들이 도시되어 있다.
프로브 정렬 장치(400)는, 지그(100), 프로브 저장부(320), 피딩부(340), 메인 프레임(410), 진공 펌프(416), 상판(412), 체결부(415), 암 부재(414), 제1 스테이지(440), 제2 스테이지(450), 액추에이터(470), 비전부(490), 모니터링 부(480), 컨트롤부(460) 및 프로브 캐리어(600 또는 700)를 포함한다.
지그(100) 및 프로브 저장부(320)의 경우 도 1 내지 도 14에서 설명한 바와 구조 및 구성이 동일할 수 있으며, 이에 따라 이하에서는 이에 대한 상세한 설명을 생략할 것이다.
메인 프레임(410)은 복수의 빔들이 조립되어 이루어진 골조 형태로서, 나머지 구성들, 예를 들어, 상판(412), 암 부재(414), 지그(100), 프로브 저장부(320), 제1 스테이지(440), 제2 스테이지(450), 액추에이터(470), 비전부(490) 및 컨트롤부(460) 등을 지지하도록 구성되어 있다.
상판(412)은 그것 상에 지그(100)가 장착된 제1 스테이지(440)가 안정적으로 안착되는 편평한 금속 또는 플라스틱의 플레이트이며, 경우에 따라서 제1 스테이지(440)와 기계적으로 체결될 수 있다.
암 부재(414)는, 메인 프레임(410)에 장착되되, 상판(412)으로부터 상향으로 이격되도록, 전반의 형상이 'ㄱ' 형태로 수직 절곡된 암(arm)이다.
암 부재(414)는 상판(412)을 기준으로 할 때, 상판(412)에 대해 수직을 이루는 제1 암(414a)을 포함한다. 제1 암(414a)은 그것의 선단이 메인 플레이트에 기계적으로 결합된다.
암 부재는 또한 제1 암(414a)의 기단으로부터 연장된 제2 암(414b)을 포함한다. 제2 암(414b)은 제1 암(414a)에 대해 수직을 이루며, 상판(412)을 기준으로 할 때, 상판(412)에 대해 실질적으로 평행하다. 하나의 예에서, 암 부재(414)는 제1 암(414a) 및 제2 암(414b)은 서로 일체를 이루며 연장된 단일 부재일 수 있다. 또 다른 예에서, 암 부재는, 제1 암(414a) 및 제2 암(414b)이 서로 분리가능하게 기계적으로 체결된 조립체일 수 있다.
제2 암(414b) 에서 제1 암(414a)과 연결되는 단부를 일측으로 정의하면, 제2 암(414b)의 타측 단부에는 제2 스테이지(450)가 장착된다. 따라서, 제2 스테이지(450) 및 제1 스테이지(440)는 제1 암(414a)이 상향으로 연장된 길이에 실질적으로 상응하여 서로 이격되고, 위에서 바라볼 때를 기준으로는 서로 동일한 영역에서 마주본다.
또한, 도면에 도시한 바와 같이, 프로브 저장부(320)는 제1 스테이지(440)와 제2 스테이지(450) 사이에 위치한다. 따라서, 프로브 저장부(320)에 저장된 프로브 배열체(10a) 중 최외곽에 위치하는 프로브(10) 또한 제1 스테이지(440)와 제2 스테이지(450) 사이에 위치한다. 제1 스테이지(440)는 매거진(330)의 최외곽 프로브(10)가 삽입될 가이드 홀(130)이 상기 프로브(10)와 동일 선상에 위치하도록 정렬시킨다.
액추에이터(470)는 액추에이터(470)에 장착된 프로브 캐리어(600 또는 700)을 구동시켜 상기 최외곽 프로브(10) 가 상기 가이드 홀(130)에 삽입되도록 한다. 액추에이터(470)는 회전 운동 또는 왕복 직선 운동하도록 구현되어 프로브 캐리어(600)를 구동할 수도 있고(도 18), 또는 x축, y축 및 z축에 대해 병진 운동하는 제2 스테이지(450) 형태로 구현되어 프로브 캐리어(700)를 구동할 수도 있다(도 19).
본 발명에서, 비전부(490)는 프로브 저장부(320)에 수용된 프로브 배열체(10a) 중 최외곽에 배열된 프로브(10)의 선단 및 기단을 식별하고, 이 프로브(10)가 삽입될 가이드 홀(130)의 좌표를 확인하여 산출된 거리에 대한 정보를 소정의 프로그램을 내재한 컴퓨터를 포함하는 컨트롤부(460)에 제공하도록 구성된다.
비전부(490)는 피사체의 이미지를 획득하는 광학계 카메라 또는 상대물까지의 거리 또는 형상 등의 센싱을 수행하는 센서의 형태로 구성될 수 있지만, 이러한 예시로 한정되는 것은 아니다.
비전부(490)는 사용자 또는 내부 시스템이 프로브(10)의 위치, 프로브(10)와 프로브 캐리어(600, 700)의 상대적인 위치 또는 인가 상태, 프로브(10)와 가이드 홀(130)의 상대적인 위치 또는 도입 여부 등을 확인할 수 있다.
예를 들어, 도 14를 참조하면, 특히, 비전부(490)가 프로브(10)와 매거진(330)의 상대 위치, 좀 더 구체적으로는 제1 만입부(350)로부터 프로브(10)가 적절히 인출되었는지 확인이 용이하도록, 측판(334)은 제2 만입부(337)를 형성할 수 있다.
이에, 제2 만입부(337)는 제1 만입부(350)에 수용된 프로브(10)의 기단 또는 선단이 외측으로 노출되도록 배출구(335)의 상단 또는 하단과 대향하는 단부 방향으로 만입된 구조로 이루어져 있다.
모니터링 부(480)는 상술한 비전부(490)와 연계하여 기능하는 부재로서, 예를 들어, 비전부(490)가 식별하는 화상을 확대 화면으로 나타낼 수 있다. 따라서, 사용자는 극히 미세한 사이즈의 프로브를 육안으로 용이하게 확인할 수 있다.
컨트롤부(460)는 상기 비전부(490)로부터 제공된 정보를 처리하여, 프로브 캐리어가 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브의 위치에 정확하게 위치하는지를 결정할 수 있다. 또 내부 연산 결과 또는 외부 입력 신호에 근거하여 제1 스테이지(440), 제2 스테이지(450) 또는 액추에이터(470)에 구동 신호를 전달한다.
체결부(415)는 프로브 저장부(320)에 체결되어 이를 고정시키는 부재로서, 프로브 저장부(320)가 소정의 위치에서 고정된 상태를 유지하도록 프로브 정렬 장치(400)의 어디에든 결합될 수 있다.
도 15에는 체결부(415)가 메인 프레임(410)에 체결되어 프로브 저장부(320)를 소정의 위치에서 고정시키지만, 이는 이해를 돕기위한 예시일 뿐이며, 메인 프레임(410)뿐만 아니라, 상판(412)이나 예를 들어, 제2 스테이지(450)에도 체결되어 프로브 저장부(320)를 고정시킬 수 있다.
또한, 도 15에는 체결부(415)가 'ㄱ'자의 형상으로 도시되었지만, 이는 이해를 돕기위한 예시일 뿐, 체결부(415)의 형상이 이것으로 한정되는 것은 아니고, 원하는 체결 위치에 따라서, 또는 프로브 저장부(320)가 위치되어야 하는 부분에 따라서, 또는 체결의 편의성을 고려하여 그 형상이 필요에 따라 변할 수 있음을 이해해야 한다.
정리하면, 프로브 정렬 장치(400)의 모든 구동은 비전부(490)에 의해 식별 및 인식되고, 컨트롤부(460)가 상기 비전부(490)에 의한 식별 및 인식을 소정의 정보와 테스트좌표 삽입 순서 포함하는 프로그램과 그것의 제어 논리에 따라 프로브(10)를 지그(100)의 가이드 홀(130)에 삽입하는 것을 순차적으로 진행되도록 제어할 수 있다.
본 발명에서 제1 스테이지(440)는 본 발명의 지그(100)가 분리 가능하게 장착되고, 그 자체가 좌측, 우측 및 축회전(x, y, θ)하면서 지그(100)와 이에 형성된 가이드 홀(130)이 의도된 임의의 위치로 정렬될 수 있도록 움직이는 부재이다.
특히 제1 스테이지(440)는 원하는 가이드 홀(130)을 프로브 저장부(320)로부터 배출될 프로브의 위치로 지그(100)를 정렬시키는데 특징이 있다.
이와 관련하여 제1 스테이지(440)의 구조가 도 17에 도시되어 있다. 도 17을 참조하면, 제1 스테이지(440)는 지그(100)가 장착되며, 지그(100)를 θ방향으로 회전시키는 θ축 구동부(510), 지그(100)를 Y축을 이동시키는 Y축 구동부(520) 및 지그(100)를 X축을 따라 이동시키는 X축 구동부(530)를 포함한다.
지면을 기준으로 X축 구동부(530), Y축 구동부(520) 및 θ축 구동부(510)는 순차적으로 상향 적층될 수 있다.
도 16에는 암 부재(414)에 장착된 제2 스테이지(450)가 모식적으로 도시되어 있다.
도 16을 참조하면, 제2 스테이지(450)는 Z축으로 연장된 둘 이상의 제1 가이드 레일(455)을 포함한다. 제2 스테이지(450)는 암 부재(414)에 분리가능하게 장착되는 제1 플레이트(451)를 포함한다.
제2 스테이지(450)는 상기 제1 가이드 레일(455)에 상보적으로 계합되어 제1 가이드 레일(455)을 따라 Z축 방향으로 슬라이딩되도록 구성된 수직부(452a) 및 수직부(452a)의 하단부로부터 수직을 이루며 Y축 방향으로 연장되어 있고, 하단에 X축으로 연장된 둘 이상의 제2 가이드 레일(456)이 설치되어 있는 수평부(452b)를 포함하는 제2 플레이트(452)를 더 포함한다.
제2 스테이지(450)는 제2 가이드 레일(456)에 상보적으로 계합되어 제2 가이드 레일(456)을 따라 X축 방향으로 슬라이딩되도록 구성되어 있고, 하단에 Y축으로 연장된 둘 이상의 제3 가이드 레일(457)이 설치되어 있는 제3 플레이트(453) 및 상기 제3 가이드 레일(457)에 상보적으로 계합되어 상기 제3 가이드 레일(457)을 따라 Y축 방향으로 슬라이딩되도록 구성되어 있으며, 하단에 상기 액추에이터가 장착되고, 측면에 비전부(490)가 장착되는 제4 플레이트(454)를 더 포함한다.
이러한 구조에서 비전부(490)는, X축과 대응하는 제4 플레이트(454)의 측면에 장착되어 상기 X축의 방향에서 상기 프로브 저장부(320)에 수용된 프로브 배열체(10a) 중 최외곽에 배열된 프로브(10)의 선단 및 기단을 식별하고, 프로브(10)가 삽입될 가이드 홀(130)의 좌표를 확인하여 산출된 거리에 대한 정보를 소정의 프로그램을 내재한 컴퓨터를 포함하는 컨트롤부(460)에 제공하도록 구성된다.
컨트롤부(460)는 프로브 캐리어(600)가 프로브 배열체(10a) 중 최외곽에 배열된 프로브(10)의 위치에 정확하게 위치하는지를 결정할 수 있다.
경우에 따라서는, 제2 플레이트(452)의 수직부(452a)의 측면에는 프로브 저장부(320)의 피딩부(340)가 브라켓(도시하지 않음)에 의해 기계적으로 체결될 수 있고, 이 경우, 프로브 저장부(320)는 제2 플레이트(452)의 Z축 움직임에 대응하여 함께 Z축을 따라 운동할 수 있다.
제4 플레이트(454)에 장착되는 액추에이터(470)는 회전 축 및 캠(cam)을 포함하는 캠 운동 액추에이터(470a), 상하로 승강 운동하는 액추에이터(470b)일 수 있다.
도 18에는 본 발명의 실시예들에 따른 액추에이터의 모식도들이 도시되어 있다.
도 18의 (a)를 참조하면, 액추에이터(470a)는 회전축(474a)과 캠(cam, 472a)을 포함한다. 캠(472a)은 회전 중심축으로부터 복수의 단부 지점까지의 길이가 상이한 판형의 부재로 구현될 수 있다. 수평 방향으로 구비된 회전축(474a) 및 그에 연결된 상이한 반경을 가진 캠(472a)의 회전에 따라, 캠(472a)에 맞물린 프로브 캐리어(600)는 상하 운동 한다. 특히 프로브 캐리어(600)가 연직 하방으로 이동할 때, 프로브(10)는 인출된다.
프로브 캐리어(600)에는 수직 상방에 대한 탄성 복원력이 작용할 수 있다.
도 18의 (b)를 참조하면, 회전 운동하는 액추에이터(470a)와는 달리, 상하로 승강운동하도록 구성된 액추에이터(470b)이며, 힘 전달 메커니즘이 상이할 뿐 프로브 캐리어(600)로 프로브(10)를 삽입시키는 원리는 실질적으로 동일하다.
한편, 프로브 캐리어(600)는 프로브 저장부(320)에 수용된 최외곽에 배열된 프로브(10)를 하향으로 밀어내기 용이한 'T' 형상 판형의 블레이드 형태일 수 있다. 도면에는 예시로서 블레이드 형태가 도시되었지만, 봉형의 핀 또는 각형 핀이 대안적으로 사용될 수 있다.
이러한 형태의 프로브 캐리어(600)가 도 18에 도시되었지만, 이는 하나의 예시로서 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 이로서 한정되는 것은 아니고 도 19 및 도 20에 도시된 흡착기 형태의 프로브 캐리어(700)도 구비될 수 있다. 프로브 캐리어(700)는 프로브(10)의 기단 측에서 면접촉한 상태로 내부에 음압을 형성하여 프로브(10)를 흡착 및 고정한 상태로 프로브 저장부(320)로부터 상향으로 이탈시키도록 구성되어 있다.
구체적으로 프로브 캐리어(700)는 프로브(10)의 기단을 두 방향에 대해 흡착하는 제1 단부(712) 및 제2 단부(714)를 포함한다. 흡착 홀(716)은 제1 단부(712) 및 제2 단부(714)에 걸쳐 형성된다.
제1 단부(712)는 일부가 개방된 제1 흡착 경계(712a)를 포함한다. 제2 단부(714)는 일부가 개방된 제2 흡착 경계(714a)를 포함한다. 제1 흡착 경계(712a) 및 제2 흡착 경계(714a)는 흡착 홀(716)에서 개방된 부분을 이루되, 프로브가 그에 각각 접하면, 흡착 홀(716)은 실질적으로 또는 실제로 밀폐된다.
제1 단부(712)의 제1 흡착 경계(712a) 및 제2 단부(714)의 제2 흡착 경계(714a)는 상호 수직이 되어 프로브(10)의 기단 모서리 영역 형상에 대응될 수 있다. 즉 제1 단부(712)의 제1 흡착 경계(712a)는 프로브(10) 기단의 상면을 흡착하고, 제2 단부(714)의 제2 흡착 경계(714a)는 프로브(10) 기단의 측면을 흡착할 수 있다.
부언하면, 제2 단부(714)는 막혀있는 끝단(714b)을 더 포함한다. 제2 흡착 경계(714a)가 프로브(10)의 측면에 접하고, 제1 흡착 경계(712a)가 프로브(10)의 상면에 접한 상태에서, 흡착 홀(716)은 프로브(10) 상면으로 가로막히는 제1 흡착 경계(712a), 프로브(10) 측면으로 막히는 제2 흡착 경계(714a) 및 자체적으로 막힌 구조의 끝단(714b)에 의해 그것의 내부가 밀폐된다. 따라서 흡착 홀(716)은 내부에 음압이 형성되면 프로브(10)를 안정적으로 흡착하도록 작용한다.
다시 말해, 전술한 프로브 캐리어(700)의 특별한 구조는 프로브(10)의 측면 및 상면을를 동시에 흡착함으로써 프로브(10)를 안정적으로 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 프로브(10)가 프로브 캐리어(700)에 대해 틸팅하는 외력을 받은 경우 이에 대해 저항성이 높아 쉽게 박리되지 않는 장점을 갖는다.
또, 제2 단부(714)는 프로브 저장부(320)의 제1 만입부(350, 도 13 참조) 내측 일 영역까지 이동하여 프로브(10)를 잡을 수 있으므로 프로브(10)와 프로브 캐리어(700)의 접촉 여부를 명확하게 인지할 수 있다.
이러한 일련의 동작은 비전부(490)와 시스템 운용 프로그램에 의하여 확인되면서 작동될 수 있다.
이와 관련하여, 앞서 설명하였지만, 비전부(490)는 사용자 또는 내부 시스템이 프로브(10)의 위치, 프로브(10)와 프로브 캐리어(600, 700)의 상대적인 위치 또는 인가 상태, 프로브(10)와 가이드 홀(130)의 상대적인 위치 또는 도입 여부 등을 확인할 수 있는 수단이므로, 이를 효과적으로 실행하기 위하여, 프로브 캐리어(600, 700)의 측면 방향에서 프로브 캐리어(600, 700) 및/또는 프로브(10) 기단과 선단을 관측하도록 구성될 수 있다.
이러한 측면에서 비전부(490)는 Y축 액추에이터에 장착되어 프로브 저장부(320)에 수용된 프로브(10) 중 최외곽에 배열된 프로브(10)의 선단 및 기단을 식별하고, 프로브(10)를 삽입 할 가이드 홀(130)의 좌표를 확인하여 산출된 거리에 대한 정보를 소정의 프로그램을 내재한 컴퓨터를 포함하는 컨트롤부(460)에 제공할 수 있다.
다만 이는 예시일 뿐, 비전부(490)의 장착 위치 및 구비 방향은 다른 구성과의 간섭, 다른 구성들의 배치에 따라 충분히 달라질 수 있다.
도 21 및 도 22에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로브 정렬 장치(400')가 도시되어 있다. 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같은 프로브 정렬 장치(400')는 프로브 저장부(300')를 제외하면 도 15 내지 도 20을 참고하여 설명한 프로브 정렬 장치(400)와 동일한 구성을 포함하고, 그 구조가 또한 동일하다.
지그(100) 또는 프로브 정렬 장치(400)의 나머지 구성들 중 적어도 하나의 형상 또는 배치 등을 고려하여, 프로브 저장부(300') 또는 매거진(330') 등의 구성은 앞선 실시예보다 더 위쪽으로 치우쳐 구비될 필요가 있을 수 있다.
이를 구현하는 본 실시예에서, 도 21 및 도 22에 도시된 프로브 저장부(300')는 앞선 실시예들과 동일하게 매거진(330') 및 피딩부(340')를 포함한다. 매거진(330')의 일측(331')에는 피딩부(340')가 위치하고, 타측(332')에서는 프로브(10)가 가이드 홀(130)에 삽입되도록 이탈된다. 피딩부(340')는 매거진(330')의 일측(331')에서 연결되며, 그것의 일부가 체결부(415')에 기계적으로 체결된다. 이 상태에서 체결부(415')는 제4 플레이트(454')의 측면, 즉, 도면에 도시된 바와 같이 비전부(490')가 체결된 제4 플레이트(454')의 측면을 기준으로 반대쪽의 타측면에 연결된다.
프로브 카드의 제조방법
본 발명에 따른 프로브 카드의 제조방법은 하기와 같은 단계를 포함할 수 있다. 다만, 기재된 순서는 예시일 뿐이며, 기재된 순으로만 진행되는 것은 아니다:
제1 단계: 소정의 반도체 패드 좌표 정보를 확인 후 프로브 정렬 장치의 운용 프로그램을 준비한다.
제2 단계: 소정의 패드 배열을 갖는 피검사체인 웨이퍼 또는 반도체 칩의 검사를 위한 메인 회로기판 및 마이크로프로브 헤드(MPH)를 설계, 제작한다;
제3 단계: 소정의 테스트좌표를 갖는 웨이퍼 또는 반도체 칩의 테스트회로에 접촉하기 위한 복수의 프로브를 제작한다;
제4 단계: 상기 테스트좌표의 위치에서 가이드 홀 플레이트에 가이드 홀을 형성하고, 기준 플레이트와 결합시킨다;
제5 단계: 프로브를 상기 테스트좌표에 대응하는 위치에 형성된 복수의 가이드 홀에 각각 삽입시킨다;
제6 단계: MPH의 회로 패드 각각에 전도성 페이스트 접착제를 부가한다;
제7 단계: 테스트좌표에 대응하여 삽입되어 있는 프로브들 및 상기 테스트좌표와 대응하여 형성된 상기 MPH의 회로가 서로 대면하도록 마이크로프로브 헤드를 상기 가이드 홀 플레이트에 정렬시킨다;
제8 단계: 프로브들의 상단과 상기 MPH의 회로가 접촉하도록 MPH를 상기 홀 플레이트의 상단면으로 하향하여 복수의 프로브들이 회로 상에 직립으로 접착되도록 조작한다;
제9 단계: 접착된 상기 회로와 프로브에 대해 리플로우 공정을 수행하여 상기 회로 및 프로브를 본딩 결합한다;
제10 단계: 프로브가 본딩 결합된 MPH와 결합되어 있는 기준 플레이트의 자석, 기준 플레이트, 가이드 홀 플레이트을 분리시키고 인터포져를 매개로 메인 인쇄회로기판과 연결한다;
제11단계: 메인 인쇄회로기판에 디바이스 특성을 맞추도록 전장부재를 구성하고, 기계적 보강물을 조립한다.
상기 제2 단계에서, 프로브 팁의 제조는 하기 단계에 따라 수행될 수 있다:
기판 상에 희생막 및 주형막을 순차적으로 형성하는 단계;
상기 주형막을 패터닝하여 프로브의 형상을 설정하면서 상기 희생막의 상부면을 노출시키는 개구부들을 갖는 주형 패턴을 형성하는 단계;
상기 주형 패턴 내에 배치되어, 상기 개구부들을 도금 공법으로 채우는 복수의 프로브를 형성하는 단계; 및
상기 주형 패턴 및 상기 희생막을 차례로 제거하여, 상기 프로브들을 리프트-오프시키는 단계.
상기 방법에서 상기 희생막은 구리를 포함하는 금속성 물질막이고, 상기 주형막은 포토 레지스트막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산화질화막 및 에스오지막 중에서 선택된 적어도 한가지이고, 상기 도전성 프로브는 상기 희생막에 대해 식각 선택성을 갖는 구리, 니켈, 코발트, 로듐, 이들의 합금 등 금속성 물질막일 수 있다. 또 프로브의 선단 일부분에만 전도성, 내마모성이 좋은 로듐, 팔라듐, 구리, 또는 이들의 합금 등을 일체형으로 층간 공정 등을 통해 구성할 수 있다.
상기 제4 단계에서는 흡입기 또는 핀셋을 이용하거나, 가이드 홀이 형성된 좌표를 인식하고 그 좌표로 이동하여 프로브 팁을 가이드 홀로 도입시키는 자동삽입기 등이 이용될 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
프로브 카드
도 23에는 본 발명에 따른 프로브 카드가 도시되어 있다.
도 23을 참조하면, 프로브 카드(1000)는 메인 회로기판(1100), 인터포져(도시하지 않음), MPH(1200) 및 프로브(1300)를 포함한다.
메인 회로기판(1100)에는 예를 들어 칩 패드의 전기적 특성을 검사하는 프로브 스테이션(도시하지 않음)에 접속하기 위한 복수의 커넥터(1020)가 형성되어 있으며, 커넥터(1020)가 형성된 면의 타측 면에서 MPH(1200)와 결합된다.
프로브(1300)는 Y축 방향에서 프로브 카드(1000)와 마주보는 MPH(1200)의 일측에서 웨이퍼(1400)에 형성된 칩 패드(1410)의 위치와 대응하는 위치에 배열된다. 도면에 별도로 도시하지는 않았지만, MPH(1200)는 복수의 인터포져를 포함하고, 인터포져는 메인 회로기판(1100)의 커넥터(1020)와 각 프로브(1300)를 전기적으로 접속하도록 구성되어 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
상술한 본 발명의 특징들은 프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드와 관련된 산업 분야에 부분 또는 전체적으로 사용될 수 있다.

Claims (45)

  1. 복수의 프로브를 소정의 위치에서 직립시키고, 상기 소정의 위치에서 프로브들이 마이크로프로브 헤드(Micro Probe Head, MPH)에 직립된 상태로 결합되도록 구성된 프로브 카드 제조용 지그로서,
    웨이퍼 또는 반도체 칩에 배열된 복수의 패드의 위치에 대응하는 테스트 좌표를 가지며, 상기 테스트 좌표의 위치에서 프로브를 각각 수용하는 복수의 가이드 홀이 형성되어 있는 가이드 홀 플레이트; 및
    상기 가이드 홀 플레이트가 그것 상에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 가이드 홀을 통해 도입된 프로브의 선단이 그것 상에 안착되어 상기 가이드 홀과 함께 상기 프로브를 직립된 상태로 지지하는 기준 플레이트를 포함하고,
    상기 가이드 홀 플레이트는, 가이드 홀의 내면을 따라 프로브의 도입과 이탈을 유도하여, 상기 가이드 홀에 도입된 프로브가 그 위치에서 상기 마이크로프로브 헤드에 본딩 결합된 후 상기 가이드 홀을 따라 이탈되도록 구성된 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홀 플레이트는 지면에 대해 평행하게 위치할 때 지면에 최인접하는 하부면, 상기 하부면의 대향면인 상부면, 상기 상부면과 하부면의 외주를 따라 연장되어 상기 상부면과 하부면을 연결하는 측면을 포함하고,
    상기 가이드 홀은 상기 상부면으로부터 하부면까지 수직으로 연통되어 상기 상부면에 형성된 제1 개구부, 상기 하부면에 형성된 제2 개구부 및 상기 제1 개구부와 제2 개구부의 외주변들 사이에서 연장된 내측면을 포함하는 중공이고,
    상기 기준 플레이트는 상기 제1 개구부를 통해 도입된 프로브가 상기 제2 개구부를 통과하여 가이드 홀 플레이트를 이탈하지 않도록, 상기 하부면에 밀착되어 상기 제2 개구부를 밀폐시키고, 상기 내측면과 함께 제1 개구부만 개방된 형태의 내부 공간을 설정하는 지그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 개구부를 통해 도입되는 프로브가 상기 내측면의 적어도 일부에 접촉한 상태로 상기 제2 개구부를 향해 하강되도록 구성된 지그.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프로브의 기단에 외향 돌출된 지지턱이 상기 제1 개구부의 외주 일 영역에 걸쳐지도록 구성된 지그.
  5. 제2항에 있어서,
    하나의 상기 가이드 홀 플레이트에 형성된 모든 가이드 홀은 원형, 삼각형, 정사각형 및 직사각형 중 하나의 동일한 형상을 가지며, 제1 개구부로부터 제2 개구부까지 횡 단면의 형상 및 면적이 동일한 구조인 지그.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 홀에 삽입된 상기 프로브는 그것의 선단이 상기 제2 개구부를 통해 상기 기준 플레이트에 접촉하여 상기 내부 공간에서 직립된 상태를 유지하는 지그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로브가 직립된 상태로 유지될 때, 상기 프로브의 기단 측 일부가 상기 제1 개구를 통해 돌출되도록, 직립된 상기 프로브의 전체 높이 대비 상기 가이드 홀의 깊이가 70% 내지 99.9%인 지그.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 홀 플레이트의 하부면에는 자석에 이끌릴 수 있는 금속 피복층이 형성되어 있되, 상기 금속 피복층이 가이드 홀의 내측면에는 존재하지 않으며,
    상기 금속 피복층은 니켈, 철, 코발트, 텅스텐 및 스테인레스 스틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하거나 또는 상기 군으로부터 선택되는 둘 이상이 합금된 것인 지그.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 홀 플레이트는 그 자체로 자석에 이끌릴 수 있는 자성체인 지그.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 홀 플레이트는 자석에 이끌리지 않는 물질로 이루어진 지그.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 개구부의 외주변 중 적어도 일부가 모따기 처리되어 테이퍼드된 경사 구조를 갖는 지그.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홀 플레이트 및 기준 플레이트는 각각 웨이퍼 또는 반도체 칩을 검사하기 위한 회로가 형성된 마이크로프로브 헤드 및/또는 웨이퍼 또는 반도체 칩의 열팽창계수에 대해 90% 내지 100%의 열팽창계수를 갖는 소재로 이루어진 지그.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소재는 실리콘, 세라믹계 물질 및/또는 금속계 물질을 포함하고,
    상기 금속계 물질은 SUS 304, SUS 420 계열, 인바, 코바, 노비나이트 및 이들의 합금을 포함하고,
    상기 세라믹계 물질은 저온 동시소성 세라믹(LTCC), 알루미나 및 뮬라이트를 포함하는 지그.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 기준 플레이트는,
    상기 상기 가이드 홀 플레이트의 상기 하부면에 대면한 상태로 상기 가이드 홀 플레이트가 안착되는 안착부;
    상기 안착부의 대향면인 바닥면;
    하나 이상의 자석을, 자력이 기준 플레이트의 안착부 전부에 고르게작용하도록, 상기 기준 플레이트의 내부에 형성되어 있는 자석 내장부; 및
    상기 자석 내장부에 탈착가능하게 장착되는 자석을 포함하는 지그.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기준 플레이트는 상기 안착부로부터 상기 바닥면까지 연직방향으로 연통되어 있는 하나 이상의 흡입구를 더 포함하는 지그.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 흡입구는 각각, 상기 안착부에 형성된 그것의 개방된 일측이 가이드 홀의 제2 개구부가 존재하지 않는 상기 가이드 홀 플레이트의 하부면에 위치하고, 개방된 타측으로 공기를 흡입하여 그것 내에 음압(negative pressure)을 형성하고,
    상기 가이드 홀 플레이트는 상기 흡입구에 형성된 읍압에 의해 상기 안착부 상에 밀착되는 지그.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 자석은 상기 가이드 홀 플레이트를 연직방향으로 당겨서 상기 안착부 상에 밀착시키고,
    상기 가이드 홀 플레이트 및 기준 플레이트는 상기 자석의 자력에 의해 서로에 대해 고정되는 지그.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 자석은 400℃ 이상의 온도에서도 자력을 유지하고, 상온에서 자성에 의해 상기 가이드 홀로 도입되는 프로브를 상기 안착부까지 이동시키고 상기 안착부에 지지된 프로브의 유동을 방지하는 지그.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 자석은 300℃ 이상의 온도에서 자력을 상실하며, 상온에서 자성에 의해 상기 가이드 홀로 도입되는 프로브를 상기 안착부까지 이동시키고 상기 안착부에 지지된 프로브의 유동을 방지하는 지그.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홀 플레이트 및 상기 기준 플레이트를 기계적으로 고정시는 클램핑 부재를 더 포함하는 지그.
  21. 복수의 프로브를 소정의 위치에 형성된 가이드 홀에 내장하여 직립시키고, 상기 가이드 홀로부터 프로브들이 마이크로프로브 헤드에 직립된 상태로 결합되도록, 상기 프로브를 정렬하는 지그; 및
    상기 프로브가 직립된 상태로 상기 가이드 홀에 삽입되도록, 일 방향으로 배열되어 직립된 하나 이상의 프로브를 수용하고 상기 가이드 홀에 상기 프로브를 공급하는 프로브 저장부를 포함하는 프로브 정렬 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 프로브 저장부는,
    하나의 프로브, 또는 둘 이상의 프로브의 측면이 접하면서 일렬로 배열된 프로브 배열체를 내부에 수용하는 매거진(magazine); 및
    프로브를 상기 매거진으로 하나씩 연속적으로 공급하는 피딩부를 포함하고,
    상기 매거진의 일측에서 상기 피딩부가 연결되어 있고 타측에서 최외곽에 위치하는 프로브가 상기 매거진으로부터 이탈되어 가이드 홀에 삽입될 수 있도록 구성되고,
    상기 타측에서 프로브가 이탈되면, 상기 피딩부로부터 공급되는 프로브를 포함하는 프로브 배열체가 구성되어 프로브들이 상기 타측으로 순차적으로 이동되는 프로브 정렬 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 매거진은,
    상기 타측에 위치하는 측판;
    상기 일측에 위치하며 피딩부에 연결되는 연결부; 및 상기 측판과 연결부 사이에서 연장되어 있고, 그것의 연장 방향으로 프로브가 안정적으로 이동하도록 프로브를 지지하는 하나 이상의 지지체를 포함하고,
    상기 피딩부로부터 공급되는 프로브가 상기 지지체를 따라 일측에서 타측으로 이동하는 프로브 정렬 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 타측에서 프로브가 이탈되면, 상기 피딩부로부터 공급되는 프로브에 의해 프로브들이 상기 타측으로 순차적으로 이동되고, 여기서 최외곽에 위치하는 프로브가 상기 측판의 내면에 접촉하여 지지되고 상기 피딩부로부터 공급되는 프로브가 상기 일측에서 타측 방향으로 이동하며 가압하면서 프로브 배열체가 상기 일 방향으로 일렬 배열되어 직립된 상태를 유지하는 프로브 정렬 시스템.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 일측에서 타측 방향으로 가압하여 프로브를 원활하게 이동시키는 가압 수단을 포함하고,
    상기 피딩부로부터 공급되는 프로브가 상기 가압 수단 및 이에 인접하는 프로브 사이로 공급되며, 상기 타측에서 프로브가 이탈되면, 상기 가압 수단이 피딩부로부터 공급되는 프로브를 상기 일측에서 타측 방향으로 가압하여 프로브들이 상기 타측으로 순차적으로 이동되고, 여기서, 최외곽에 위치하는 프로브가 상기 측판의 내면에 접촉하여 지지되고 상기 가압 수단이 프로브를 일측에서 타측 방향으로 가압하면서 프로브 배열체가 상기 일 방향으로 일렬 배열되어 직립된 상태를 유지하는 프로브 정렬 시스템.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 지지체는,
    상기 프로브의 제1 측면에 대면하는 하나 이상의 제1 지지체; 및
    상기 프로브의 제2 측면에 대면하는 하나 이상의 제2 지지체를 포함하고,
    상기 프로브의 기단에는 제2 측면 방향으로 돌출된 지지턱이 형성되어 있고, 상기 지지턱이 제2 지지체의 단부에 걸쳐지고,
    상기 제1 지지체 및 제2 지지체 각각 상기 측판과 연결부 사이에서 연장되어 있고, 상기 측판과 연결부에 각각 결합되는 프로브 정렬 시스템.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 측판에는 상기 일측에서 타측 방향으로 만입되어 측판의 내면을 이루며, 상단 및 하단에 개방된 배출구를 형성하는 제1 만입부가 형성되어 있고,
    상기 제1 만입부에 수용된 프로브는 외력에 의해 상기 제1 만입부를 따라 하향 또는 상향으로 슬라이딩되어 상기 배출구의 상단 또는 하단으로 이탈되도록 구성된 프로브 정렬 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 측판은 상기 제1 만입부와 대향하는 외측면에 상기 제1 만입부에 수용된 프로브를 자력으로 고정시키는 자석이 장착되어 있는 프로브 정렬 시스템.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 측판은, 그것의 외부로부터 제1 만입부에 수용된 프로브의 기단 또는 선단이 외측으로 노출되도록, 상기 배출구와 인접하는 상단 및/또는 상기 배출구와 인접하는 하단이 대향하는 단부 방향으로 만입된 제2 만입부를 포함하는 프로브 정렬 시스템.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 피딩부는 진동 피더인 프로브 정렬 시스템.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 지그는,
    프로브를 각각 수용하는 복수의 가이드 홀이 웨이퍼 또는 반도체 칩의 테스트좌표에 대응하는 위치에서 형성되어 있고, 상기 가이드 홀의 내면을 따라 프로브의 도입과 이탈을 유도하여, 상기 가이드 홀에 도입된 프로브가 그 위치에서 상기 마이크로프로브 헤드에 본딩 결합된 후 상기 가이드 홀을 따라 이탈되도록 구성된 가이드 홀 플레이트; 및
    상기 가이드 홀 플레이트가 그것 상에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 가이드 홀을 통해 도입된 프로브의 선단이 그것 상에 안착되어 상기 가이드 홀과 함께 상기 프로브를 직립된 상태로 지지하는 기준 플레이트를 포함하는 프로브 정렬 시스템.
  32. 복수의 빔이 조립된 골조인 메인 프레임;
    상기 메인 프레임에 분리가능하게 장착되는 진공 펌프;
    상기 메인 프레임에 분리가능하게 장착되는, 장방형의 상판;
    상기 메인 프레임에 분리가능하게 장착되되, 상기 상판에 대해 수직 방향으로 연장된 제1 암(arm) 및 상기 제1 암에 대해 수직을 이루면서 상기 상판에 대해 평행하게 연장된 제2 암을 포함하는 암 부재;
    상기 메인 프레임에 구비되어 복수의 프로브를 소정의 위치에 형성된 가이드 홀에 내장하여 직립시키고, 상기 가이드 홀로부터 프로브들이 마이크로프로브 헤드에 직립된 상태로 본딩 결합되도록, 상기 프로브를 정렬하는 지그;
    프로브가 직립된 상태로 상기 가이드 홀에 삽입되도록, 일 방향으로 일렬 배열되어 직립된 복수의 프로브를 수용하고 프로브가 가이드 홀에 공급되도록 위치하는 프로브 저장부;
    상기 메인 프레임의 상판에 장착되어 지그를 좌우, 전후 이동및 축회전하여 임의의 가이드 홀에 프로브 저장부에서 배출될 프로브의 삽입 위치로 지그를 정렬시키는 제1 스테이지;
    상기 프로브 저장부에 수용된 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브를 상기 가이드 홀에 삽입시키는 프로브 캐리어;
    상기 프로브 캐리어가 장착되며 상기 프로브 캐리어를 움직이는 액추에이터;
    상기 암 부재에 장착된 상태에서 상기 액추에이터가 장착되며, 상기 액추에이터를 전후, 좌우 및 상하로 움직여서 상기 액추에이터에 장착된 상기 프로브 캐리어가 프로브 저장부에서 배출될 프로브의 삽입 또는 발취 위치로 이동시키는 제2 스테이지;
    상기 프로브 저장부를 상기 메인 프레임 또는 상기 제2 스테이지에 기계적으로 장착시키는 체결부; 상기 프로브 저장부에 수용된 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브와 삽입할 가이드 홀을 식별하는 비전부;
    상기 비전부가 식별하는 화상을 나타내는 모니터링 부; 및
    상기 지그, 제1 스테이지, 제2 스테이지, 액추에이터, 비전부, 모니터링 부 및/또는 프로브 저장부의 구동 및 입력된 가이드 홀의 좌표 이동을 제어하도록, 소정의 프로그램이 내재된 컴퓨터를 포함하는 컨트롤 부를 포함하는 프로브 정렬 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 비전부는 상기 프로브 저장부에 수용된 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브의 선단 및 기단을 식별하고, 프로브를 삽입할 가이드 홀의 좌표를 확인하여 산출된 거리에 대한 정보를 소정의 프로그램을 내재한 컴퓨터를 포함하는 컨트롤부에 제공하도록 구성되며,
    상기 컨트롤부는 상기 비전부로부터 제공된 정보를 처리하여, 상기 프로브 캐리어가 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브의 위치에 정확하게 위치하는지를 결정하는 프로브 정렬 장치.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 제2 암은 상기 제1 스테이지의 상부에 위치하고,
    상기 제2 스테이지는, 상기 제2 암의 단부에 분리가능하게 장착되어 상기 제1 스테이지의 상부에서 상기 제1 스테이지와 대면하는 프로브 정렬 장치.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 제2 스테이지는,
    높이인 Z축, 가로인 X축 및 세로인 Y축을 갖는 입방체를 기준으로,
    Z축으로 연장된 둘 이상의 제1 가이드 레일이 설치되어 있고, 상기 암 부재에 분리가능하게 장착되는 제1 플레이트;
    상기 제1 가이드 레일에 상보적으로 계합되어 상기 제1 가이드 레일를 따라 Z축 방향으로 슬라이딩되도록 구성된 수직부 및 상기 수직부의 하단부로부터 수직을 이루며 Y축 방향으로 연장되어 있고, 하단에 X축으로 연장된 둘 이상의 제2 가이드 레일이 설치되어 있는 수평부를 포함하는 제2 플레이트;
    상기 제2 가이드 레일에 상보적으로 계합되어 상기 제2 가이드 레일을 따라 X축 방향으로 슬라이딩되도록 구성되어 있고, 하단에 Y축으로 연장된 둘 이상의 제3 가이드 레일이 설치되어 있는 제3 플레이트; 및
    상기 제3 가이드 레일에 상보적으로 계합되어 상기 제3 가이드 레일을 따라 Y축 방향으로 슬라이딩되도록 구성되어 있으며, 전면 하단에 상기 액추에이터가 장착되고, 일측면에 상기 비전부가 장착되고, 타측면에, 상기 프로브 저장부가 체결된 상태의 체결부가 체결되는 체결구를 갖는 제4 플레이트를 포함하는 프로브 정렬 장치.
  36. 제32항에 있어서,
    상기 비전부는, X축과 대응하는 제4 플레이트의 측면에 장착되어 상기 X축의 방향에서 상기 프로브 저장부에 수용된 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브의 선단 및 기단을 식별하고, 프로브를 삽입할 가이드 홀의 좌표를 확인하여 산출된 거리에 대한 정보를 소정의 프로그램을 내재한 컴퓨터를 포함하는 컨트롤부에 제공하도록 구성되며,
    상기 컨트롤부는 상기 비전부에 의해서 상기 프로브 캐리어가 프로브 중 최외곽에 배열된 프로브가 삽입될 가이드 홀의 위치에 정확하게 위치하는지를 결정하는 프로브 정렬 장치.
  37. 제32항에 있어서,
    상기 액추에이터는 회전 축 및 캠(cam)을 포함하는 캠 운동 액추에이터 또는 상하로 승강 운동하는 전자식 액추에이터인 프로브 정렬 장치.
  38. 제32항에 있어서,
    상기 프로브 캐리어는 상기 제2 스테이지 및/또는 액추에이터의 움직임에 대응하여 프로브 저장부에 수용된 최외곽에 배열된 프로브를 하향으로 밀어내어 상기 프로브 저장부로부터 이탈시키고 가이드 홀에 삽입되도록 유도하는 블레이드 또는 각형 또는 봉형의 핀이고,
    상기 프로브 캐리어는 프로부의 삽입 후에, 연직 상방으로 복원하는 복원력이 입력된 제어 프로그램에 의해 인가되는 프로브 정렬 장치.
  39. 제32항에 있어서,
    상기 프로브 캐리어는 프로브의 기단 측에서 면접촉한 상태로 내부에 음압을 형성하여 프로브를 고정한 상태로, 상기 제2 스테이지 및/또는 액추에이터의 움직임에 대응하여 상기 프로브 저장부로부터 상향으로 이탈시키는 중공형 흡입기인 프로브 정렬 장치.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 기단에 접촉하는 흡입기의 단부는 상기 기단의 표면에 접촉하는 제1 단부 및 상기 제1 단부의 경계와 수직을 이루며 하향으로 연장되어 있고, 상기 기단의 표면과 인접하는 측면에 접촉하는 제2 단부를 포함하고,
    상기 제1 단부가 상기 기단의 표면을 흡착하고, 상기 제2 단부가 상기 기단의 표면과 인접하는 측면을 흡착하도록 구성된 프로브 정렬 장치.
  41. 제32항에 있어서,
    상기 제1 스테이지,
    지면에 대해 평행하며 가로인 X축 및 세로인 Y축을 갖는 평면을 기준으로,
    지그가 장착되며, 지그를 θ방향으로 회전시키는 θ축 구동부; 및
    상기 θ축 구동부가 장착되며, 상기 θ축 구동부를 X축을 따라 이동시키는 X축 구동부 및 상기 θ축 구동부를 Y축을 이동시키는 Y축 구동부를 포함하는 프로브 정렬 장치.
  42. 제32항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로브 캐리어는 상황에 따라서 블레이드, 핀 및 중공형 흡착기 중 하나만 사용하는 선택적 구성인 프로브 정렬 장치.
  43. 제32항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로브 정렬 장치의 모든 구동은 비전부에 의해 식별 및 인식되고, 상기 컨트롤 부가 상기 비전부에 의한 식별 및 인식을 소정의 정보와 테스트좌표 삽입 순서를 포함하는 프로그램과 그것의 제어 논리에 따라 프로브를 지그의 가이드 홀에 삽입하는 것을 순차적으로 진행되도록 제어하는 프로브 정렬 장치.
  44. 제1항에 따른 지그, 제21항에 따른 프로브 정렬 시스템 또는 제32항에 따른 프로브 정렬 장치 이용하여 프로브 카드를 제조하는 방법으로서,
    프로브를 제작하는 단계;
    가이드 홀 플레이트와 기준 플레이트를 준비 결합시키는 단계;
    프로브를 삽입할 복수의 가이드 홀 좌표와 삽입 순서를 입력하는 단계;
    소정의 테스트좌표를 갖는 웨이퍼 또는 반도체 칩의 테스트회로에 접촉하기 위한 복수의 프로브를 상기 테스트좌표에 대응하는 위치에 형성된 복수의 가이드 홀에 각각 삽입하는 단계;
    상기 테스트좌표에 대응하는 위치에서 상기 웨이퍼 또는 반도체 칩을 검사하기 위한 복수의 회로가 형성되어 있는 마이크로프로브 헤드를 준비하는 단계;
    상기 마이크로프로브 헤드의 회로 각각에 전도성 페이스트 접착제를 부가하는 단계;
    상기 테스트좌표에 대응하여 삽입되어 있는 프로브들의 기단 및 상기 테스트좌표와 대응하여 형성된 상기 마이크로프로브 헤드의 회로가 서로 대면하도록 마이크로프로브 헤드를 상기 가이드 홀 플레이트에 정렬하는 단계;
    상기 프로브들의 기단과 상기 마이크로프로브 헤드의 회로가 접촉하도록 마이크로프로브 헤드를 가이드 홀 플레이트의 상단면으로 대면 및 접촉시켜 복수의 프로브들이 마이크로프로브 헤드의 회로 상에 직립으로 접착되도록 조작하는 단계;
    접착된 상기 회로와 프로브에 대해 리플로우 공정을 수행하여 상기 회로 및 프로브를 본딩 결합시키는 단계;
    프로브가 본딩되어 있는 마이크로프로브 헤드로부터 자석, 기준 플레이트 및 가이드 홀 플레이트를 순차적으로 분리시키는 단계;
    마이크로프로브 헤드를 메인 인쇄회로기판과 결합시키되, 마이크로프로브 헤드와 메인 인쇄회로기판이 전장부품과 인터포져에 의해 전기적으로 상호 접속되는 단계; 및
    테스트할 웨이퍼 또는 반도체 칩과 프로브 카드의 특성에 대응하는 복수의 전장 부품 및 프로브 스테이션을 연결하는 복수의 커넥터들을 부착하고 변형방지 기구물 장치를 체결하는 단계를 포함하는 방법.
  45. 제44항에 따른 프로브 카드를 제조하는 방법에 의해 제조된 수직형 멤스(MEMS) 프로브 카드.
PCT/KR2021/003603 2020-04-03 2021-03-23 프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드 WO2021201485A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022560320A JP7452936B2 (ja) 2020-04-03 2021-03-23 プローブカード製造用治具、これを含むプローブ整列システム、およびこれを用いて製造されたプローブカード
US17/916,544 US20230176092A1 (en) 2020-04-03 2021-03-23 Jig for manufacturing probe card, probe alignment system comprising same, and probe card manufactured thereby

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0041111 2020-04-03
KR1020200041111A KR102261798B1 (ko) 2020-04-03 2020-04-03 프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021201485A1 true WO2021201485A1 (ko) 2021-10-07

Family

ID=76374011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/003603 WO2021201485A1 (ko) 2020-04-03 2021-03-23 프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230176092A1 (ko)
JP (1) JP7452936B2 (ko)
KR (1) KR102261798B1 (ko)
WO (1) WO2021201485A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115951203A (zh) * 2023-03-14 2023-04-11 杭州朗迅科技股份有限公司 一种双模组集成电路高频测试设备

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102566008B1 (ko) * 2021-09-14 2023-08-14 (주) 티원시스템 프로브카드 핀 삽입장치
KR102566009B1 (ko) * 2021-09-14 2023-08-14 (주) 티원시스템 프로브카드 핀의 삽입제어 디바이스
KR102534749B1 (ko) 2022-10-17 2023-05-30 주식회사 윌인스트루먼트 프로브 카드용 프로브 헤드, 이를 제작하는 방법 및 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010061857A1 (ja) * 2008-11-25 2010-06-03 日本発條株式会社 コンタクトプローブ、プローブユニットおよびプローブユニットの組立方法
KR20150111309A (ko) * 2014-03-25 2015-10-05 엠피아이 코포레이션 수직형 프로브 장치 및 수직형 프로브 장치에 사용되는 지지 기둥
KR20170017693A (ko) * 2015-08-04 2017-02-15 크루셜머신즈 주식회사 프로브핀 본딩 장치
KR20180031271A (ko) * 2016-09-19 2018-03-28 피엠피(주) 수직 프로브 카드
KR101955528B1 (ko) * 2017-12-21 2019-03-07 한국기술교육대학교 산학협력단 수직형 프로브 모듈, 제조 방법 및 제조 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10300782A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Mitsubishi Materials Corp プローブ装置およびその組立方法
TWI272392B (en) * 2002-03-22 2007-02-01 Electro Scient Ind Inc Test probe alignment apparatus
JP2006162422A (ja) * 2004-12-07 2006-06-22 Japan Electronic Materials Corp プローブカード
KR100855302B1 (ko) 2007-02-16 2008-08-29 주식회사 파이컴 프로브 카드 및 접속체 본딩 방법
KR20090092935A (ko) * 2008-02-28 2009-09-02 윌테크놀러지(주) 프로브 본딩 방법
JP2010078432A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Nidec-Read Corp 基板検査治具及び接触子
US8587331B2 (en) * 2009-12-31 2013-11-19 Tommie E. Berry Test systems and methods for testing electronic devices
JP5720845B1 (ja) * 2014-10-14 2015-05-20 富士ゼロックス株式会社 検査装置
CN116183986A (zh) * 2014-12-30 2023-05-30 泰克诺探头公司 用于测试头的接触探针的制造方法
KR20190033856A (ko) * 2017-09-22 2019-04-01 주식회사 오킨스전자 강자성체 및 메탈 파우더의 하이브리드 콘택 테스트 소켓, 그 제조 방법, 및 지그 어셈블리
TWI643375B (zh) * 2017-10-25 2018-12-01 Chroma Ate Inc. 電池化成系統及其針盤
JP7254450B2 (ja) * 2018-05-16 2023-04-10 日本電産リード株式会社 プローブ、検査治具、検査装置、及びプローブの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010061857A1 (ja) * 2008-11-25 2010-06-03 日本発條株式会社 コンタクトプローブ、プローブユニットおよびプローブユニットの組立方法
KR20150111309A (ko) * 2014-03-25 2015-10-05 엠피아이 코포레이션 수직형 프로브 장치 및 수직형 프로브 장치에 사용되는 지지 기둥
KR20170017693A (ko) * 2015-08-04 2017-02-15 크루셜머신즈 주식회사 프로브핀 본딩 장치
KR20180031271A (ko) * 2016-09-19 2018-03-28 피엠피(주) 수직 프로브 카드
KR101955528B1 (ko) * 2017-12-21 2019-03-07 한국기술교육대학교 산학협력단 수직형 프로브 모듈, 제조 방법 및 제조 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115951203A (zh) * 2023-03-14 2023-04-11 杭州朗迅科技股份有限公司 一种双模组集成电路高频测试设备
CN115951203B (zh) * 2023-03-14 2023-06-16 杭州朗迅科技股份有限公司 一种双模组集成电路高频测试设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20230176092A1 (en) 2023-06-08
JP7452936B2 (ja) 2024-03-19
KR102261798B1 (ko) 2021-06-07
JP2023520244A (ja) 2023-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021201485A1 (ko) 프로브 카드 제조용 지그, 이를 포함하는 프로브 정렬 시스템 및 이를 이용하여 제조된 프로브 카드
WO2016099051A1 (ko) 렌즈 구동장치
WO2010095810A2 (ko) 엘이디 칩 분류장치
WO2017196045A1 (ko) 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈 및 휴대용 디바이스
WO2009139543A1 (ko) 떨림 보정기능이 구비된 영상 촬영 장치
WO2018216955A1 (ko) 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈 및 광학 기기
WO2018186674A1 (ko) 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학 기기
WO2019088563A1 (ko) 연성 회로기판 및 이를 포함하는 칩 패키지
WO2020209502A1 (ko) 이차전지의 셀 적층장치 및 이를 포함하는 제조 시스템
WO2016099061A1 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
WO2019164106A1 (ko) 손 착용형 장치 및 이의 제조 방법
WO2020242098A1 (ko) 마이크로 led 디스플레이 제작 방법 및 이를 이용한 마이크로 led 디스플레이
WO2014025120A1 (en) Carrier tape feeding device, chip mounting system, and chip mounting method
WO2020231068A1 (ko) 마이크로 led 흡착체 및 이를 이용한 마이크로 led 디스플레이 제작 방법 및 마이크로 led 디스플레이
WO2019231239A1 (ko) 렌즈 구동 장치, 및 카메라 장치, 및 이를 포함하는 광학 기기
WO2018147697A1 (ko) 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈 및 광학기기
WO2018212498A1 (ko) 올인원 칩 온 필름용 연성 회로기판 및 이를 포함하는 칩 패키지, 및 이를 포함하는 전자 디바이스
WO2021080099A1 (ko) 변환 부재 및 이를 포함하는 전기 청소기
WO2020204245A1 (ko) 반도체 소자 테스트용 리드리스 bga 소켓장치
WO2020180078A1 (ko) 이미지 센서용 기판
WO2011002151A2 (ko) 떨림 보정기능이 구비된 영상 촬영 장치
WO2017188766A1 (ko) 정보 출력 장치
WO2011013966A2 (ko) Led 방열기판의 제조방법 및 그의 구조
WO2022124837A1 (ko) 카메라 장치
WO2018038372A1 (ko) 청소기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21778817

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022560320

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 26.01.2023)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21778817

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1