WO2022235005A1 - Probe array gripper and probe array bonding equipment comprising same - Google Patents

Probe array gripper and probe array bonding equipment comprising same Download PDF

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WO2022235005A1
WO2022235005A1 PCT/KR2022/006012 KR2022006012W WO2022235005A1 WO 2022235005 A1 WO2022235005 A1 WO 2022235005A1 KR 2022006012 W KR2022006012 W KR 2022006012W WO 2022235005 A1 WO2022235005 A1 WO 2022235005A1
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WO
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gripper
probe array
probe
vacuum
array
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/006012
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French (fr)
Korean (ko)
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이재하
Original Assignee
화인인스트루먼트 (주)
이재하
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/073Multiple probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer

Definitions

  • the present invention relates to a device for manufacturing a probe head, and more particularly, to a device under test (DUT) unit, which is a semiconductor device, by holding a probe array in which probe pins are disposed and moving it to a bonding position of a probe head substrate, and a laser beam A probe that holds the position of the probe array without changing during the bonding process, and transmits a laser beam to the bonding area of the held probe array to bond the probe pins disposed on the probe array to the probe head substrate. It relates to an array gripper and probe array bonding equipment including the same.
  • DUT device under test
  • a probe card is used to electrically connect a semiconductor chip to be inspected and inspection equipment.
  • an electrical inspection process is performed by simultaneously contacting a plurality of probe pins to a plurality of pads that are electrical paths of a plurality of semiconductor chips formed on a wafer. After receiving a signal from the test equipment through the probe pins of the probe card in contact with the test device and performing an operation, the processing result is again output to the test equipment through the probe pins of the probe card.
  • a multi-layer ceramic (MLC) substrate with a size of about 320 mm is mainly used as a probe head substrate for a probe card that inspects a 300 mm memory wafer.
  • a gripper that grips the probe pins one by one is used to move and position the probe pins one by one on the MLC board, and then irradiate the laser beam to bond them.
  • the method using automatic laser bonding equipment is almost the only one used.
  • the problem with this method is that it takes too long to manufacture the probe head of the probe card as the number of probe pins increases. For example, if it takes 17 seconds to bond one pin, it takes about 20 days to manufacture a probe head with a scale of 100,000 pins.
  • probe pins on the MLC substrate as the probe head substrate
  • probe bonding equipment that uses a laser beam to bond
  • a probe array gripper having a structure that can effectively perform the bonding process of the probe pins by passing through the portion holding the probe array and irradiating a laser beam to the held probe array and the probe head substrate while continuing to hold the probe array
  • An object of the present invention is to provide a probe array bonding device including the same.
  • the present invention provides a probe array gripper for gripping a probe array in which a plurality of probe pins are fixedly arranged, at least one end connected to a gripper mechanism of a position control device, and a vacuum for forming a vacuum pressure therein.
  • a gripper body in which a hole is formed, one side of which is connected to an external vacuum device and the other side of which is exposed under a portion spaced apart from the one end; and a vacuum provided at a lower portion of the gripper body to be connected to the vacuum hole, a plurality of gripping holes penetrating up and down are formed to communicate with the vacuum hole, and the plurality of gripping holes are provided through the vacuum holes on the lower surface.
  • a probe array gripper comprising a gripper window having a gripping surface for gripping the probe array with pressure and transmitting light.
  • the gripper body has an upper end connected to the gripper mechanism of the position control device, and a gripper vacuum room connected to the vacuum hole is formed at the other end to open downward, and the gripper window is joined below the gripper vacuum room.
  • the gripper vacuum chamber may be covered.
  • the gripper body has upper portions of both ends connected to the gripper mechanism of the position control device, and a gripper vacuum room connected to the vacuum hole is formed in the central portion to open downward, and the gripper window is joined below the gripper vacuum room.
  • the gripper vacuum chamber may be covered.
  • the gripper body may be formed such that the gripper vacuum room penetrates vertically.
  • the probe array gripper according to the present invention may further include a body cover window that is bonded to the gripper vacuum room to cover the gripper vacuum room and transmits light.
  • a gripper vacuum room connected to the vacuum hole may be formed on an upper surface of the gripper window, and the plurality of gripper holes may be formed in the gripper vacuum room.
  • the material of the gripper body may be Invar, Kovar, ceramic, quartz, or glass.
  • the material of the gripper window may be quartz or glass through which a laser beam is transmitted.
  • the material of the body cover window may be quartz or glass through which a laser beam is transmitted.
  • the gripper window may have an array holder space in which the probe array is inserted and gripped on the gripping surface, and the plurality of gripping holes may be formed in the array holder space.
  • the gripper body may further include a cooling unit formed around the gripper window to dissipate heat generated from the gripper window to the outside.
  • the cooling unit has an installation surface on which a gripper window is installed at a lower portion, a cooling room is formed to be opened to an upper portion on an upper portion of the installation surface, and an input/output hole for inputting and outputting a refrigerant into the cooling room is formed outside the cooling unit, a cooling plate for cooling the gripper window installed below the installation surface with a refrigerant circulating to the room; and a cooling cover coupled to the cooling plate and sealing the cooling room through a cooling gasket.
  • the present invention also provides at least one probe array tray unit in which probe arrays having probe pins disposed in units of DUTs are disposed; a probe array holder holding the probe array disposed on the probe array tray unit and moving it to an alignment unit; the alignment unit including a first vision camera device for aligning positions of the probe array; the probe array gripper holding the probe array aligned in the alignment unit and transferring the light to the probe head substrate; a second vision camera device for checking whether or not the probe array is defective and a position of the probe array gripped by the probe array gripper; a chuck unit for fixing and aligning the probe head substrate to which the probe pins disposed on the probe array are bonded; a third vision camera device for aligning the probe array gripped by the probe array gripper and the probe head substrate; and a laser unit that transmits a surface light source laser beam through the probe array gripper and irradiates the probe array gripped by the probe array gripper to collectively bond the probe pins disposed on the probe array and the pads of the probe head substrate
  • the present invention provides at least one probe array tray unit in which probe arrays having probe pins disposed in units of DUTs are disposed; an alignment unit on which the probe array tray unit is mounted, the alignment unit including a first vision camera device for aligning positions of the probe array disposed on the probe array tray unit; the probe array gripper holding the probe array aligned in the alignment unit and transferring the light to the probe head substrate; a second vision camera device for checking whether or not the probe array is defective and a position of the probe array gripped by the probe array gripper; a chuck unit for fixing and aligning the probe head substrate to which the probe pins disposed on the probe array are bonded; a third vision camera device for aligning the probe array gripped by the probe array gripper and the probe head substrate; and a laser unit that transmits a surface light source laser beam through the probe array gripper and irradiates the probe array gripped by the probe array gripper to collectively bond the probe pins disposed on the probe array and the pads of the probe head substrate through a
  • the probe array gripper grips the probe array to which a plurality of probe pins are fixed, moves it to a position where it is bonded to the probe head substrate, and removes the probe pins. During the bonding process, the probe array is continuously held so that the position of the probe array is not changed.
  • the probe array gripper allows the surface light source laser beam to be transmitted through and irradiated to the probe array, so that a plurality of probe pins fixed to the probe array can be simultaneously bonded to the probe head substrate without changing their positions.
  • the positional accuracy of the probe pins is excellent and the probe head is manufactured compared to the conventional laser bonding method of bonding the probe pins one by one using a laser.
  • the process time it is possible to dramatically improve the production yield per equipment.
  • a cooling unit is installed in the gripper window that grips the probe array to prevent the probe array from being overheated by the laser beam irradiated to the gripper window.
  • the ceramic forming the probe head substrate serves as a heat sink for the pad formed on the probe head substrate, high-power laser beam irradiation is required to bond the probe pin to the pad.
  • high-power laser beam irradiation is required to bond the probe pin to the pad.
  • higher heat is applied to the probe array than to the probe head substrate.
  • the emission properties are poor. This may cause a temperature difference between the probe array and the probe head substrate.
  • the probe array can be stably bonded to the probe head substrate.
  • FIG. 1 is a side perspective view of a probe array gripper according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the probe array gripper according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a probe array gripper according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a probe array gripper according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side perspective view of a probe array gripper according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a probe array gripper according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a probe array gripper according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the gripper body in which the cooling unit of FIG. 7 is installed.
  • FIG. 9 is a perspective view of the gripper body of FIG. 8 ;
  • FIG. 10 is a bottom perspective view of the gripper body of FIG. 8 .
  • FIG. 11 is a perspective view of a probe array bonding apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of a probe array tray unit of a probe array bonding apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of a probe array bonding apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
  • 1 and 2 are views showing the probe array gripper 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • 1 is a side perspective view of the probe array gripper 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is an exploded perspective view of the probe array gripper 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the probe array gripper 10 holds the probe array 71 in which a plurality of probe pins are fixedly arranged and transmits light such as a laser beam. It includes a body 20 and a gripper window 40 . At least one end of the gripper body 20 is connected to the gripper mechanism 60 of the position control device, and a vacuum hole 21 for forming a vacuum pressure is formed therein, so that one end is connected to an external vacuum device and the other end is one end. exposed on the lower part of the spaced part.
  • the gripper window 40 is installed at the lower portion of the gripper body 20 to be connected to the vacuum hole 21 , and a plurality of gripping holes 41 penetrating vertically are formed to communicate with the vacuum hole 21 .
  • the gripper window 40 has a gripping surface 42 on its lower surface for gripping the probe array 71 with vacuum pressure provided to the plurality of gripping holes 41 through the vacuum hole 21, and transmits light.
  • the probe array gripper 10 may further include a body cover window 30 .
  • a vacuum hole 21 is formed in the gripper body 20 to form a vacuum pressure for gripping the probe array 71 .
  • One end of the vacuum hole 21 is extended and connected to the gripper vacuum room 50, and a fitting device for connecting to the tube pipe of the vacuum device supplying vacuum pressure is fixed at the other end portion, although not shown in the drawing.
  • the size of the gripper vacuum room 50 formed in the gripper body 20 may be larger than the size of the probe array 71 to be gripped by the probe array gripper 10 .
  • the gripper vacuum room 50 may serve as a mask for the surface light source laser beam to match the size of the probe array 71 without separately adjusting the size of the surface light source laser irradiated from the laser optical system.
  • the gripper body 20 is fixedly operated to the gripper mechanism 60 operated by the controller in the probe array bonding equipment.
  • the gripper mechanism 60 is connected to one end of the gripper body 20 is disclosed.
  • Invar As a material of the gripper body 20 , Invar, Kovar, ceramic, quartz, or glass having a small coefficient of thermal expansion may be used.
  • the body cover window 30 is jointly fixed over the gripper vacuum room 50 of the gripper body 20 to allow a vacuum pressure to be formed in the gripper vacuum room 50 .
  • the body cover window 30 may be made of a quartz or glass material through which light is transmitted so as to irradiate a laser beam to the probe array 71 .
  • the body cover window 30 may have a mask for changing the size and shape of the laser beam on the upper surface or the lower surface.
  • the gripper window 40 is bonded and fixed below the gripper vacuum room 50 of the gripper body 20 , and gripping holes 41 are formed vertically through the gripper body 20 , so that one side is connected to the gripper vacuum room 50 and the opposite side.
  • Silver is connected to the gripping surface 42 of the gripper window 40 to suck the probe array 71 with vacuum pressure and grip the probe array 71 on the gripping surface 42 of the gripper window 40 .
  • the gripper window 40 is formed of a quartz or glass material through which light is transmitted, so that the laser beam passes through the body cover window 30 and then passes through the gripper vacuum room 50 and passes through the gripper window 40 to pass through the gripper window.
  • a laser beam can be irradiated to the probe array 71 gripped by the vacuum pressure of the gripping hole 41 on the gripping surface 42 of (40).
  • the probe array 71 is mounted on the probe head substrate and irradiated with the probe array gripper 10 while the probe array 71 is fixed as it is.
  • the probe pins of the probe array 71 may be bonded to the pad of the probe head substrate with the laser beam of the surface light source.
  • the laser beam irradiated by the probe array gripper 10 passes through the body cover window 30 and the gripper vacuum room 50 , and the probe array 10 and the probe gripped on the gripping surface 42 through the gripper window 40 . Since the bonding process can be performed while the probe array 71 is fixed on the probe head substrate with the probe array gripper 10 by being applied to the head substrate, the probe pins of the probe array are collectively attached to the pads of the probe head substrate. can be accurately connected.
  • the probe array gripper 10 can be used to bond to the probe head substrate in units of the probe array 71 corresponding to the DUT, the positional accuracy of the probe pins is excellent and the probe head manufacturing process time is excellent. By remarkably shortening the production yield per equipment, it is possible to dramatically improve the production yield.
  • the first embodiment discloses an example in which the vacuum room 50 penetrates vertically, it is not limited thereto.
  • the vacuum room may be formed in the form of a pocket that is opened only downward.
  • the gripper window is fixed to the lower part of the vacuum room, but since the upper part of the vacuum room is closed, the installation of the body cover window can be omitted.
  • FIG. 3 is a perspective view of a probe array gripper 10 according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a state in which the probe array 71 is gripped in the array holder space 43 formed in the gripper window 40 .
  • a portion “A” of FIG. 3 shows a portion in which an array holder space 43 for stably gripping the probe array 71 is formed at the position of the gripping surface 42 of the gripper window 40 according to the second embodiment. show enlarged.
  • the probe array gripper according to the second embodiment is similar to that of the first embodiment, except that an array holder space 43 in which the probe array 71 can be inserted and seated is formed in the gripper window 40 . Since it has the same structure as the probe array gripper according to the present invention, the array holder space 43 will be mainly described as follows.
  • the array holder space 43 may be formed to a predetermined depth inward with respect to the gripping surface 42 .
  • the predetermined depth is a depth into which a part of the probe array 71 can be inserted.
  • the predetermined depth is such that a portion of the probe pin to be bonded to the probe head substrate can protrude out of the gripping surface 42 so that the probe pins disposed in the probe array 71 can be bonded to the probe head substrate.
  • a plurality of gripping holes 41 are disposed on the bottom surface of the array holder space 43 so that the probe array 71 can be sucked by vacuum pressure.
  • the sidewall of the array holder space 43 is formed so that the size of the entrance surface of the array holder space 43 is wider than the size of the probe array 71 so that the probe array 71 can easily enter and exit.
  • the size of the gripping surface 42 on which the probe array 71 is gripped by the vacuum pressure of the gripping hole 41 is formed to match the size of the probe array 71 , so that the sidewall of the array holder space 43 has a holder inclined surface 44 . ) can be formed.
  • the array holder space 43 serves to constantly fix the position of the probe array 71 when gripping the probe array 71 . That is, the probe array 71 gripped on the gripping surface 42 without the array holder space 43 contracts and expands the gripper body 20 due to the rise and fall of heat generated in the process of bonding with a laser beam, and When the probe pins are bonded to the pad of the probe head substrate, if the force such as tension at the moment when the metal adhesive hardens is greater than the vacuum pressure of the gripping surface 42 , the position of the probe array 71 gripped on the gripping surface 42 may change.
  • the position change of the probe array 71 may not be uniform whenever the probe array 71 is bonded depending on the magnitude of the vacuum pressure and various conditions. However, as in the second embodiment, when the probe array frame 71 is fixed to the array holder space 43 , a position value that may occur in each process of bonding the probe array 71 is provided to be able to constantly control.
  • the second embodiment discloses an example in which the holder inclined surface of the array holder space 43 is formed under the gripping surface 42 , the present invention is not limited thereto.
  • the array holder space 43 may be formed by protruding the holder inclined surface 44 from the gripping surface 42 .
  • the gripper vacuum room 50 in the gripper body 20 is disclosed in the first and second embodiments, the present invention is not limited thereto.
  • the gripper vacuum room 50 may be formed in the gripper window 40 .
  • FIG 4 and 5 are views showing the probe array gripper 10 according to the third embodiment of the present invention.
  • the probe array gripper 10 includes a gripper body 20 and a gripper window 40 .
  • the gripper body 20 is formed of a quartz or glass material through which a laser beam can pass, and a vacuum hole 21 for forming a vacuum is formed therein.
  • One end of the vacuum hole 21 is fixedly connected to a fitting device for connection to a tube pipe of a vacuum device for supplying vacuum pressure.
  • the other end of the vacuum hole 21 extends to a position where the gripper window 40 is attached and is exposed to the lower portion of the gripper body 20 .
  • the gripper body 20 is fixed to the gripper mechanism 60 on the opposite side of the portion where the gripper window 40 is positioned and operates in the probe array bonding equipment.
  • the gripper window 40 is fixed by being bonded to the lower surface of the gripper body 20 to which the other side of the vacuum hole 21 is exposed.
  • the gripper window 40 has a gripper vacuum room 50 that supplies vacuum pressure to the gripping holes 41 formed inside the gripper window 40 on an upper surface joined to the gripper body 20 .
  • the gripper window 40 vertically penetrates the bottom surface of the gripper vacuum room 50 to have gripping holes 41 formed therein.
  • the gripper vacuum room 50 is connected to the vacuum hole 21 .
  • the array holder space 43 described in the second embodiment is formed in a portion where the probe array 71 is gripped. Gripping holes 41 are formed in the bottom surface of the array holder space 43 .
  • the probe array 71 is held by suction by vacuum pressure on the bottom surface of the array holder space 43 .
  • the third embodiment discloses an example in which the gripper vacuum room 50 for supplying vacuum pressure to the gripping holes 41 is formed on the upper portion of the gripper window 40
  • the present invention is not limited thereto.
  • the gripper vacuum room may be formed in the form of a pocket on the lower surface of the gripper body where the vacuum hole extends, and the gripper window may be joined to cover the gripper vacuum room.
  • both sides of the gripper body 20 may be connected to the gripper mechanism 60 .
  • FIG. 6 is a view showing the probe array gripper 10 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the gripper vacuum room 50 is positioned so that the position of the gripper window 40 for gripping the probe array 71 in the gripper body 20 is located in the middle. It is formed in the middle of the gripper body 20 , and the body cover window 30 is attached to the upper surface of the gripper vacuum room 50 , and the gripper window 40 is joined to the lower surface of the gripper vacuum room 50 . It is made up of a composition that is In the probe array bonding equipment, portions fixed to the gripper mechanism 60 operated by the controller are formed at both ends of the gripper body 20 .
  • the size of thermal expansion at the melting point temperature of the metal adhesive may range from several ⁇ m to several dozen ⁇ m. It is desirable to minimize the positional deformation of the probe array 71 in which the probe pins are arranged and fixed.
  • the reason why the gripper structures 60 are symmetrically connected to both sides around the gripper window 40 is that the probe pins of the held probe array 71 are connected to the probe head. This is to attach the probe array 71 to the probe head substrate in a fixed position by minimizing the positional deformation of the probe array 71 due to heat generated or applied during bonding to the substrate.
  • the probe array gripper 10 applies a laser beam to the body cover window 30 , the gripper vacuum room 50 , and the gripper window 40 to bond the probe pins fixedly arranged on the probe array 71 to the probe head substrate. is transmitted and irradiated to the probe array 71 held by the gripper window 40 . High heat generated in the probe array 71 by the irradiated laser beam is transferred to the gripper body 20 through the gripper window 40, and the gripper is heated by the heat generated during the laser bonding process time of several seconds to several tens of seconds. As the body 20 is expanded, the position of the probe array 71 may be changed.
  • the high heat generated for bonding the probe pins with the laser beam causes the gripper body 20 to expand.
  • Positional deformation of the array 71 can be minimized.
  • FIG. 7 is a perspective view of a probe array gripper according to a fifth embodiment of the present invention.
  • 8 is an exploded perspective view of the gripper body in which the cooling unit of FIG. 7 is installed.
  • 9 is a perspective view of the gripper body of FIG. 8 ;
  • FIG. 10 is a bottom perspective view of the gripper body of FIG. 8 .
  • the position of the probe array is deformed by heat generated or applied while bonding the probe pins of the gripped probe array to the probe head substrate.
  • a gripper body 20 having a cooling unit 23 is included.
  • the cooling unit 23 is formed around the gripper window 40 to dissipate heat generated in the gripper window 40 to the outside.
  • the cooling unit 23 may include a cooling plate 24 and a cooling cover 28 .
  • the cooling plate 24 has an installation surface 25 on which the gripper window 40 is installed.
  • the cooling plate 24 is formed on the upper portion of the installation surface 25 so that the cooling room 26 is opened upward, and the input/output hole 27 for inputting and outputting the refrigerant into the cooling room 26 is formed outside the cooling room. Cooling the gripper window (40) installed under the installation surface (25) with the refrigerant circulating in (26).
  • the cooling cover 28 is coupled on the cooling plate 24 so as to cover the cooling room 26 , and seals the cooling room 26 through the cooling gasket 29 .
  • the cooling plate 24 is provided with a gripper vacuum room 50 penetrating up and down in the central portion.
  • the upper portion of the gripper vacuum room 50 is covered by the body cover window 30
  • the lower portion of the gripper vacuum room 50 is covered by the gripper window 40 bonded to the mounting surface 25 .
  • the gripper window 40 has a larger contact area with the installation surface 25 of the cooling plate 24 to dissipate heat acting on the gripper window 40 through the cooling plate 24, thereby gripping the gripper window 400.
  • the temperature of the probe array can be adjusted to a temperature suitable for bonding the probe pins.
  • the cooling room 26 is formed to surround the gripper vacuum room 50 .
  • the cooling room 26 is formed to surround the gripper vacuum room 50 with a ring-shaped pocket around the gripper vacuum room 50 .
  • the cooling room 26 and the vacuum room 50 are isolated from each other by an outer wall forming the vacuum room 50 .
  • the input/output hole 27 includes an input hole and an output hole, and is formed in communication with the cooling room 26 from the outside of the cooling plate 24 to circulate the refrigerant to the cooling room 26 .
  • a heat medium capable of heat exchange may be used as the refrigerant, for example, a refrigerant in liquid or gas form may be used.
  • the temperature of the probe array held by the gripper window 400 can be adjusted to a temperature suitable for bonding the probe pins.
  • the vacuum hole 21 is connected to the gripper vacuum room 50 through a vacuum path 22 that crosses the cooling room 26 .
  • the input/output hole 27 and the vacuum hole 21 may be formed adjacent to each other.
  • the input/output hole 27 and the vacuum hole 21 may be formed to be spaced apart from each other.
  • cooling holes 24a may be formed in the cooling plate 24 .
  • the cooling holes 24a may be formed by vertically penetrating the flesh portion of the cooling plate 24 around the cooling room 26 .
  • the cooling hole 24a is basically in charge of not only a heat dissipation function but also a function of reducing the weight of the cooling plate 24 .
  • the cooling unit 23 is installed in the gripper window 40 that grips the probe array, and is irradiated with the gripper window 40 . It is possible to prevent the probe array from being overheated by the laser beam.
  • the ceramic forming the probe head substrate serves as a heat sink for the pad formed on the probe head substrate, high-power laser beam irradiation is required to bond the probe pin to the pad.
  • the gripper window 4 is the probe array. Even if it acts as a heat sink, it has inferior heat dissipation characteristics than the probe head substrate. This may cause a temperature difference between the probe array and the probe head substrate.
  • the cooling unit 23 is installed in the gripper window 40 that grips the probe array to prevent the probe array from being overheated by the laser beam irradiated to the gripper window 40 .
  • the probe array is transferred to the probe head. It can be stably bonded to the substrate.
  • cooling unit 23 discloses an example of controlling the temperature of the probe array held by the gripper window 30 through the cooling plate 24 and the refrigerant circulation, only one of the cooling plate and the refrigerant circulation is disclosed. It is also possible to adjust the temperature of the probe array by application.
  • the gripper vacuum room 50 according to the first or fourth embodiment is applied to the probe array gripper 10 according to the fifth embodiment
  • the gripper vacuum room 50 according to the second or third embodiment is disclosed. ) can be applied.
  • the probe array bonding apparatus 100 including the probe array gripper 10 according to the first to fifth embodiments will be described with reference to FIGS. 11 to 13 as follows.
  • 11 is a perspective view of the probe array bonding apparatus 100 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • 12 is a perspective view of the probe array tray unit 72 of the probe array bonding apparatus 100 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the probe array bonding device 100 according to the sixth embodiment is a bonding device to which the probe array gripper 10 according to the first to fifth embodiments is applied.
  • the probe array bonding apparatus 100 includes a probe array tray unit 72 on which a plurality of probe arrays 71 are disposed, a probe array tray unit 72 , and a probe array tray unit ( An alignment unit 78 including a first vision camera device 10 for aligning gripping positions of the probe array 71 disposed on the probe array 71 and the probe array gripper 10, and the probe array aligned in the alignment unit 78 For checking and aligning the probe array gripper 10 that holds the 71 and moves it to the probe head substrate 79 and transmits light, and the probe array 71 that is gripped and transferred by the probe array gripper 10 is defective.
  • the probe array tray unit 72 and the chuck unit 74 may be controlled and operated in four directions x, y, z, and ⁇ by a stage located below.
  • 8 shows the probe array tray unit 72 in which the probe arrays 71 are arranged at regular intervals.
  • 8C is an enlarged view showing the state of the probe array 71 disposed on the probe array tray unit 72 .
  • 8(C-1) and 8(C-2) show the shapes of the probe array 71 in which the 2D MEMS probe pins 80 are disposed.
  • 8(C-3) shows the shapes of the probe array 71 in which the 3D MEMS probe pins 80 are disposed.
  • a plurality of probe arrays 71 formed in the size of a DUT that is a semiconductor chip formed on a wafer may be disposed in the tray groove 72a.
  • the probe support portion of the probe pin 80 that is bonded to the pad of the probe head substrate 79 in the probe array 71 faces downward, and a plate-shaped jig in which the probe pins 80 are inserted is provided.
  • the probe array grooves 72a may be formed at regular intervals so as to be positioned thereon.
  • the probe array gripper 10 is controlled to sequentially move the probe arrays 71 positioned in the probe array tray unit 72 to the alignment unit 40 by the controller.
  • the probe array gripper 10 operates the probe array 71 in the x-direction using the first vision camera device 73 to grip it at an accurate position, and attaches the probe array 71 to the probe array 71 with the second vision camera device 74 .
  • a third vision camera 76 is attached to the bonding position of the probe head substrate 79 fixed on the chuck unit 75 to the non-defective probe array 71 .
  • the surface light source laser of the laser unit 76 is held. A function of allowing the beam to be transmitted through and irradiated to the probe array 71 is provided.
  • the chuck unit 75 has four directions: z, y, z, ⁇ to align the bonding position of the probe head 79 held thereon with the probe array 71 using the third vision camera device 76 . may be controlled by
  • the third vision camera device 76 and the laser unit 77 operate in the y and z directions to align the probe head substrate 79 mounted on the probe array 71 and the chuck unit 75 and fixed, Thereafter, the laser beam of the surface light source may be irradiated to the probe array 71 through the probe array gripper 10 .
  • the probe pins 80 are positioned very precisely in DUT units, and the probe pins 80 are quickly bonded. can do.
  • the probe head substrate 79 to which all of the probe arrays 71 are bonded is removed from the plate-shaped jig of the probe array 71 through a wet etching or dry etching process in the next step, and is then used as a probe head. can be manufactured.
  • the probe array gripper 10 grips the probe array 71 from the probe array tray unit 72 and directly transfers the probe array 71 to the probe head substrate 79 . disclosed, but not limited thereto.
  • the probe array gripper 10 is aligned.
  • the unit 78 may grip the probe array 71 aligned in position and transfer it to the probe head substrate 79 .
  • FIG. 13 is a perspective view of a probe array bonding apparatus 100 according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the probe array bonding device 100 according to the seventh embodiment is a bonding device to which the probe array gripper 10 and the probe array holder 11 according to the first to fifth embodiments are applied. .
  • the probe array bonding apparatus 100 holds the probe array 71 from the probe array tray unit 72 and the probe array tray unit 72 on which a plurality of probe arrays 71 are disposed.
  • the probe array gripper 10 grips the array 71 and moves it to the bonding position, and the first vision camera device 73 aligns the gripping positions of the probe array 71 and the probe array gripper 10 on the alignment unit 78 .
  • a second vision camera device 74 for checking and aligning whether the probe array 71 held by the probe array gripper 10 is defective, and a probe head to which the probe pins 80 of the probe array 71 are bonded.
  • a chuck unit 75 for fixing the substrate 79 for fixing the substrate 79 , a third vision camera device 76 for aligning the probe array 71 to a bonding position on the probe head substrate 79 , and bonding of the probe head substrate 79 .
  • a laser unit 77 irradiating a surface light source laser to bond the probe pins 80 fixedly arranged to the probe array 71 aligned in position, and a laser unit 77 for driving each of the units and devices although not shown in the drawing It may include a control unit.
  • the probe array tray unit 72 , the alignment unit 78 , and the chuck unit 74 may be operated by being controlled in the four directions x, y, z, and ⁇ by the stage at the bottom.
  • the operation of the probe array tray unit 72 may be controlled by the tray stage 72a moving in the y-direction.
  • the third vision camera device 76 and the laser unit 77 operate in the y-direction and the z-direction to align the probe head substrate 79 held on the probe array 71 and the chuck unit 75 and hold the probe.
  • the surface light source laser beam may be irradiated to the probe array 71 through the array gripper 10 .
  • the bonding positions of the probe arrays 71 in the probe array bonding apparatus 100 must be controlled so that they are bonded in the minimum tolerance range of 1 ⁇ m or less as possible to the entire 300mm probe head substrate ( 79), the alignment state of the probe pins 80 bonded to the entirety can be manufactured best.
  • the probe array holder 11 is used in the tray stage 72a.
  • the probe array 71 transferred to the alignment unit 78 may be controlled by a simple mechanical method, but for more precise control, the alignment unit 78 includes an alignment plate 78a on which the probe array 71 is mounted. and an automatic stage 78b controlled in three directions x, y, and ⁇ under the alignment plate 78a.
  • the first vision camera device 73 is positioned so that the probe array 71 mounted on the alignment plate 78a can be automatically aligned with vision.
  • the position is determined based on the gripping position of the probe array gripper 10 manufactured in the size of the probe array 71 while checking the image of the first vision camera device 73 .
  • a teaching control operation of moving the misaligned probe array 71 to the gripping position of the probe array gripper 100 may be performed.
  • the gripping position of the probe array gripper 10 may be a position in the array holder space.
  • Position alignment may be controlled by forming in-marks.
  • the probe array holder 11 is a pick and place mechanism that performs a function similar to that of the probe array gripper 10 in that it holds and moves the probe array 71 through vacuum suction.
  • the probe array gripper 10 may be used as the probe array holder 11 .
  • the probe pins 80 are positioned very precisely in DUT units, and the probe pins 80 are quickly bonded. can do.
  • the probe head substrate 79 to which all of the probe arrays 71 are bonded is removed from the plate-shaped jig of the probe array 71 through a wet etching or dry etching process in the next step, and is then used as a probe head. can be manufactured.
  • probe array gripper 11 probe array holder
  • cooling unit 24 cooling plate 24a: cooling hole
  • cooling shroud 29 cooling gasket 30: body cover window
  • first vision camera device 74 second vision camera device
  • probe pin 100 probe array bonding equipment

Abstract

The present invention relates to a probe array gripper and probe array bonding equipment comprising same. The probe array gripper of the present invention grasps a probe array on which a plurality of probe pins are fixedly arranged, and includes a gripper body and a gripper window. The gripper body has a vacuum hole formed in at least one end, which is connected to a gripper instrument of a position control apparatus and is provided to form vacuum pressure therein, and thus, one side of the gripper body is connected to a vacuum apparatus on the outside and the other side of the gripper body is exposed to the lower portion of a portion spaced apart from the one end. In addition, the gripper window is installed in the lower portion of the gripper body to be connected to the vacuum hole, and has a plurality of grasp holes penetrating therethrough in the vertical direction and being formed to be in communication with the vacuum hole. In addition, the gripper window has, at the lower surface thereof, a grasping surface grasping the probe array via vacuum pressure provided to the plurality of grasp holes through the vacuum hole, and transmits light.

Description

프로브 어레이 그리퍼 및 이를 포함하는 프로브 어레이 본딩 장비Probe array gripper and probe array bonding equipment including the same
본 발명은 프로브 헤드 제조 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 디바이스인 DUT(Device Under Test) 단위의 크기로 프로브 핀들이 배치되어 있는 프로브 어레이를 파지하여 프로브 헤드 기판의 접합 위치로 옮기고, 레이저빔으로 접합공정이 진행되는 동안 프로브 어레이의 위치가 변동하지 않게 파지하고, 프로브 어레이에 배치된 프로브 핀들을 프로브 헤드 기판에 접합하기 위해 레이저빔을 투과시켜 파지된 프로브 어레이의 접합 영역에 조사되도록 하는 프로브 어레이 그리퍼 및 이를 포함하는 프로브 어레이 본딩 장비에 관한 것이다.The present invention relates to a device for manufacturing a probe head, and more particularly, to a device under test (DUT) unit, which is a semiconductor device, by holding a probe array in which probe pins are disposed and moving it to a bonding position of a probe head substrate, and a laser beam A probe that holds the position of the probe array without changing during the bonding process, and transmits a laser beam to the bonding area of the held probe array to bond the probe pins disposed on the probe array to the probe head substrate. It relates to an array gripper and probe array bonding equipment including the same.
반도체 제조 공정에는 잘 알려진 바와 같이, 일련의 반도체 제조 공정이 웨이퍼에 완료된다. 다수의 반도체 칩들이 웨이퍼에 형성된 후에는 반도체 칩들에 불량이 있는지 등의 여부를 검사하기 위하여 웨이퍼 상태에서 이루어지는 전기적 검사 공정이 요구된다.As is well known in semiconductor manufacturing processes, a series of semiconductor manufacturing processes are completed on a wafer. After a plurality of semiconductor chips are formed on a wafer, an electrical inspection process performed in a wafer state is required in order to inspect whether the semiconductor chips have defects or the like.
이러한 전기적 검사 공정에서 검사 대상인 반도체 칩과 검사 장비를 전기적으로 연결하기 위해 프로브 카드가 사용된다.In this electrical inspection process, a probe card is used to electrically connect a semiconductor chip to be inspected and inspection equipment.
일반적으로 전기적 검사 공정은 웨이퍼에 형성된 다수의 반도체 칩의 전기적 통로인 여러 패드들에 여러 개의 프로브 핀들이 동시에 접촉하여 수행된다. 접촉하고 있는 프로브 카드의 프로브 핀들을 통해 검사 장비로부터 신호를 입력받아 동작을 수행한 후, 그 처리 결과를 다시 프로브 카드의 프로브 핀들을 통해 검사 장비로 출력한다.In general, an electrical inspection process is performed by simultaneously contacting a plurality of probe pins to a plurality of pads that are electrical paths of a plurality of semiconductor chips formed on a wafer. After receiving a signal from the test equipment through the probe pins of the probe card in contact with the test device and performing an operation, the processing result is again output to the test equipment through the probe pins of the probe card.
현재는 신속하고 효율적인 검사를 위하여 300mm 웨이퍼에 있는 메모리 반도체 칩들 전체를 한 번에 접촉하여 전기적 검사 공정을 수행하고 있다.Currently, for quick and efficient inspection, an electrical inspection process is performed by contacting all memory semiconductor chips on a 300mm wafer at once.
이와 같은 기술적인 요구 사항들을 해결하기 위해 현재 300mm 메모리 웨이퍼를 검사하는 프로브 카드의 프로브 헤드 기판으로 약 320mm 크기의 MLC(Multi Layer Ceramic)기판이 주로 사용되고 있다. In order to solve these technical requirements, a multi-layer ceramic (MLC) substrate with a size of about 320 mm is mainly used as a probe head substrate for a probe card that inspects a 300 mm memory wafer.
현재 프로브 헤드 기판인 300mm 웨이퍼용 MLC기판에 프로브 핀들을 접합하는 방법으로는 프로브 핀을 하나씩 파지하는 그리퍼(Gripper)를 사용해 프로브 핀들을 하나씩 MLC기판 위로 이동시켜 위치시킨 후 레이져 빔을 조사하여 접합하는 자동 레이저 접합 장비를 사용하는 방식이 거의 유일하게 사용되고 있다.As a method of bonding the probe pins to the MLC board for 300mm wafer, which is the current probe head board, a gripper that grips the probe pins one by one is used to move and position the probe pins one by one on the MLC board, and then irradiate the laser beam to bond them. The method using automatic laser bonding equipment is almost the only one used.
이와 같은 방법의 문제점은 프로브 카드의 프로브 헤드를 제작하는데 프로브 핀 수가 증가하면서 너무 오랜 시간이 걸리는 점이다. 예를 들어 한 핀 접합에 17초가 소요될 경우, 십만 핀 규모의 프로브 헤드의 제조에는 약 20일이 소요된다.The problem with this method is that it takes too long to manufacture the probe head of the probe card as the number of probe pins increases. For example, if it takes 17 seconds to bond one pin, it takes about 20 days to manufacture a probe head with a scale of 100,000 pins.
[선행기술문헌][Prior art literature]
[특허문헌][Patent Literature]
한국등록특허 제10-1718717호(2017.03.16. 등록)Korean Patent Registration No. 10-1718717 (Registered on Mar. 16, 2017)
이로 인해 높은 생산성, 신속한 납기, 그리고 제조 원가를 낮추기 위한 목적으로 제조 공정이 간단하면서도 빠르게 제조하여 제조 비용이 경제적인 프로브 카드의 프로브 헤드의 제조 방법이 요구되고 있다.For this reason, there is a need for a method for manufacturing a probe head of a probe card that is economical by manufacturing a simple and fast manufacturing process for the purpose of high productivity, rapid delivery, and lower manufacturing cost.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 하고자, 본 발명자는 특허출원 제10-2020-0094509호(명칭 : 프로브 어레이 본딩 장비 및 그를 이용한 프로브 본딩 방법)의 연장선에서, 프로브 헤드 기판인 MLC기판에 프로브 핀들을 접합하기 위해 레이저빔을 사용하는 프로브 본딩 장비에서 프로브 헤드 제작 시간을 단축하기 위해 다수의 프로브 핀들이 일괄 접합될 수 있도록 배치 고정된 프로브 어레이를 파지하고 접합 위치로 이동시킨 후, 위치가 변경되지 않도록 프로브 어레이를 계속 파지한 상태에서, 프로브 어레이를 파지한 부분을 투과하여 파지된 프로브 어레이와 프로브 헤드 기판에 레이저빔을 일괄 조사하여 효과적으로 프로브 핀들의 접합 공정을 진행할 수 있는 구조의 프로브 어레이 그리퍼 및 이를 포함하는 프로브 어레이 본딩 장비를 제공하는 데 있다.In order to solve the above problems, the inventor of the present invention, in the extension of Patent Application No. 10-2020-0094509 (name: probe array bonding equipment and probe bonding method using the same), probe pins on the MLC substrate as the probe head substrate In probe bonding equipment that uses a laser beam to bond the A probe array gripper having a structure that can effectively perform the bonding process of the probe pins by passing through the portion holding the probe array and irradiating a laser beam to the held probe array and the probe head substrate while continuing to hold the probe array, and An object of the present invention is to provide a probe array bonding device including the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 프로브 핀들이 고정 배치된 프로브 어레이를 파지하는 프로브 어레이 그리퍼로서, 적어도 일단에 위치 제어 장치의 그리퍼 기구물에 연결이 되고, 내부에 진공 압 형성을 위한 진공 홀이 형성되어 일측이 외부의 진공장치에 연결되고 타측이 상기 일단에 이격된 부분의 하부에 노출되는 그리퍼 바디; 및 상기 진공 홀과 연결되게 상기 그리퍼 바디의 하부에 설치되며, 상하로 관통된 복수의 파지 홀이 상기 진공 홀에 연통되게 형성되며, 하부면에 상기 진공 홀을 통해서 상기 복수의 파지 홀로 제공되는 진공 압으로 상기 프로브 어레이를 파지하는 파지면을 가지며, 광을 투과하는 그리퍼 창;을 포함하는 프로브 어레이 그리퍼를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a probe array gripper for gripping a probe array in which a plurality of probe pins are fixedly arranged, at least one end connected to a gripper mechanism of a position control device, and a vacuum for forming a vacuum pressure therein. a gripper body in which a hole is formed, one side of which is connected to an external vacuum device and the other side of which is exposed under a portion spaced apart from the one end; and a vacuum provided at a lower portion of the gripper body to be connected to the vacuum hole, a plurality of gripping holes penetrating up and down are formed to communicate with the vacuum hole, and the plurality of gripping holes are provided through the vacuum holes on the lower surface. Provided is a probe array gripper comprising a gripper window having a gripping surface for gripping the probe array with pressure and transmitting light.
상기 그리퍼 바디는, 일단의 상부가 위치 제어 장치의 그리퍼 기구물에 연결이 되고, 타단에는 상기 진공 홀과 연결된 그리퍼 진공 룸이 아래로 개방되게 형성되어 있으며, 상기 그리퍼 창이 상기 그리퍼 진공 룸 아래에 접합되어 상기 그리퍼 진공 룸을 덮을 수 있다.The gripper body has an upper end connected to the gripper mechanism of the position control device, and a gripper vacuum room connected to the vacuum hole is formed at the other end to open downward, and the gripper window is joined below the gripper vacuum room. The gripper vacuum chamber may be covered.
상기 그리퍼 바디는, 양단의 상부가 위치 제어 장치의 그리퍼 기구물에 연결이 되고, 중앙부에는 상기 진공 홀과 연결된 그리퍼 진공 룸이 아래로 개방되게 형성되어 있으며, 상기 그리퍼 창이 상기 그리퍼 진공 룸 아래에 접합되어 상기 그리퍼 진공 룸을 덮을 수 있다.The gripper body has upper portions of both ends connected to the gripper mechanism of the position control device, and a gripper vacuum room connected to the vacuum hole is formed in the central portion to open downward, and the gripper window is joined below the gripper vacuum room. The gripper vacuum chamber may be covered.
상기 그리퍼 바디는 상기 그리퍼 진공 룸이 상하로 관통되게 형성될 수 있다.The gripper body may be formed such that the gripper vacuum room penetrates vertically.
본 발명에 따른 프로브 어레이 그리퍼는, 상기 그리퍼 진공 룸 위에 접합되어 상기 그리퍼 진공 룸을 덮으며, 광을 투과하는 바디 덮개 창;을 더 포함할 수 있다.The probe array gripper according to the present invention may further include a body cover window that is bonded to the gripper vacuum room to cover the gripper vacuum room and transmits light.
상기 그리퍼 창은, 상부면에 상기 진공 홀과 연결되는 그리퍼 진공 룸이 형성되어 있고, 상기 복수의 파지 홀이 상기 그리퍼 진공 룸 내에 형성될 수 있다.A gripper vacuum room connected to the vacuum hole may be formed on an upper surface of the gripper window, and the plurality of gripper holes may be formed in the gripper vacuum room.
상기 그리퍼 바디의 소재는 인바, 코바, 세라믹, 석영 또는 유리일 수 있다.The material of the gripper body may be Invar, Kovar, ceramic, quartz, or glass.
상기 그리퍼 창의 소재는 레이저빔이 투과하는 석영 또는 유리일 수 있다.The material of the gripper window may be quartz or glass through which a laser beam is transmitted.
상기 바디 덮개 창의 소재는 레이저빔이 투과하는 석영 또는 유리일 수 있다.The material of the body cover window may be quartz or glass through which a laser beam is transmitted.
상기 그리퍼 창은, 상기 파지면에 프로브 어레이가 삽입되어 파지되는 어레이 홀더 공간이 형성되어 있으며, 상기 어레이 홀더 공간에 상기 복수의 파지 홀이 형성될 수 있다.The gripper window may have an array holder space in which the probe array is inserted and gripped on the gripping surface, and the plurality of gripping holes may be formed in the array holder space.
상기 그리퍼 바디는, 상기 그리퍼 창 둘레에 형성되어 상기 그리퍼 창에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 냉각부;를 더 포함할 수 있다.The gripper body may further include a cooling unit formed around the gripper window to dissipate heat generated from the gripper window to the outside.
상기 냉각부는, 하부에 그리퍼 창이 설치되는 설치면을 구비하고, 상기 설치면의 상부에 냉각 룸이 상부로 개방되게 형성되며, 외곽에 상기 냉각 룸으로 냉매를 입출력하는 입출력 홀이 형성되어, 상기 냉각 룸으로 순환하는 냉매로 상기 설치면 아래에 설치된 그리퍼 창을 냉각시키는 냉각판; 및 상기 냉각판 위에 결합되며, 냉각 개스킷을 매개로 상기 냉각 룸을 봉합하는 냉각 덮개;를 포함할 수 있다.The cooling unit has an installation surface on which a gripper window is installed at a lower portion, a cooling room is formed to be opened to an upper portion on an upper portion of the installation surface, and an input/output hole for inputting and outputting a refrigerant into the cooling room is formed outside the cooling unit, a cooling plate for cooling the gripper window installed below the installation surface with a refrigerant circulating to the room; and a cooling cover coupled to the cooling plate and sealing the cooling room through a cooling gasket.
본 발명은 또한, DUT단위로 배치된 프로브 핀들을 구비하는 프로브 어레이들이 배치되는 적어도 하나의 프로브 어레이 트레이 유닛; 상기 프로브 어레이 트레이 유닛에 배치된 상기 프로브 어레이를 파지하여 정렬유닛으로 옮기는 프로브 어레이 홀더; 상기 프로브 어레이의 위치를 정렬하는 제1 비전카메라 장치를 포함하는 상기 정렬유닛; 상기 정렬유닛에서 정렬된 상기 프로브 어레이를 파지하고 프로브 헤드 기판으로 옮기며 광을 투과하는 상기 프로브 어레이 그리퍼; 상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 상기 프로브 어레이의 불량 유무와 위치를 확인하는 제2 비전카메라 장치; 상기 프로브 어레이에 배치된 프로브 핀들이 접합되는 프로브 헤드 기판을 고정하고 정렬하는 척유닛; 상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 프로브 어레이와 프로브 헤드 기판을 정렬하기 위한 제3 비전카메라 장치; 및 면광원 레이저빔을 상기 프로브 어레이 그리퍼를 투과하여 상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 프로브 어레이에 조사하여 상기 프로브 어레이에 배치된 프로브 핀들과 프로브 헤드 기판의 패드들을 전도성 접착제를 매개로 일괄 접합하는 레이저 유닛;을 포함하는 프로브 어레이 본딩 장비를 제공한다.The present invention also provides at least one probe array tray unit in which probe arrays having probe pins disposed in units of DUTs are disposed; a probe array holder holding the probe array disposed on the probe array tray unit and moving it to an alignment unit; the alignment unit including a first vision camera device for aligning positions of the probe array; the probe array gripper holding the probe array aligned in the alignment unit and transferring the light to the probe head substrate; a second vision camera device for checking whether or not the probe array is defective and a position of the probe array gripped by the probe array gripper; a chuck unit for fixing and aligning the probe head substrate to which the probe pins disposed on the probe array are bonded; a third vision camera device for aligning the probe array gripped by the probe array gripper and the probe head substrate; and a laser unit that transmits a surface light source laser beam through the probe array gripper and irradiates the probe array gripped by the probe array gripper to collectively bond the probe pins disposed on the probe array and the pads of the probe head substrate through a conductive adhesive. ; provides a probe array bonding equipment comprising a.
그리고 본 발명은, DUT단위로 배치된 프로브 핀들을 구비하는 프로브 어레이들이 배치되는 적어도 하나의 프로브 어레이 트레이 유닛; 상기 프로브 어레이 트레이 유닛이 탑재되며, 상기 프로브 어레이 트레이 유닛에 배치된 상기 프로브 어레이의 위치를 정렬하는 제1 비전카메라 장치를 포함하는 정렬유닛; 상기 정렬유닛에서 정렬된 상기 프로브 어레이를 파지하고 프로브 헤드 기판으로 옮기며 광을 투과하는 상기 프로브 어레이 그리퍼; 상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 상기 프로브 어레이의 불량 유무와 위치를 확인하는 제2 비전카메라 장치; 상기 프로브 어레이에 배치된 프로브 핀들이 접합되는 프로브 헤드 기판을 고정하고 정렬하는 척유닛; 상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 프로브 어레이와 프로브 헤드 기판을 정렬하기 위한 제3 비전카메라 장치; 및 면광원 레이저빔을 상기 프로브 어레이 그리퍼를 투과하여 상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 프로브 어레이에 조사하여 상기 프로브 어레이에 배치된 프로브 핀들과 프로브 헤드 기판의 패드들을 전도성 접착제를 매개로 일괄 접합하는 레이저 유닛;을 포함하는 프로브 어레이 본딩 장비를 제공한다.In addition, the present invention provides at least one probe array tray unit in which probe arrays having probe pins disposed in units of DUTs are disposed; an alignment unit on which the probe array tray unit is mounted, the alignment unit including a first vision camera device for aligning positions of the probe array disposed on the probe array tray unit; the probe array gripper holding the probe array aligned in the alignment unit and transferring the light to the probe head substrate; a second vision camera device for checking whether or not the probe array is defective and a position of the probe array gripped by the probe array gripper; a chuck unit for fixing and aligning the probe head substrate to which the probe pins disposed on the probe array are bonded; a third vision camera device for aligning the probe array gripped by the probe array gripper and the probe head substrate; and a laser unit that transmits a surface light source laser beam through the probe array gripper and irradiates the probe array gripped by the probe array gripper to collectively bond the probe pins disposed on the probe array and the pads of the probe head substrate through a conductive adhesive. ; provides a probe array bonding equipment comprising a.
본 발명에 따르면, 프로브 어레이 본딩 장비를 사용하는 프로브 카드의 프로브 헤드 제조 과정에서 프로브 어레이 그리퍼는 다수의 프로브 핀들이 고정된 프로브 어레이를 파지하여 프로브 헤드 기판에 접합되는 위치로 이동시키고, 프로브 핀들을 접합하는 공정시간 동안 프로브 어레이를 계속 파지하여 프로브 어레이의 위치가 변동되지 않도록 정 위치시킨다. 그리고 프로브 어레이 그리퍼는 정 위치시킨 프로브 어레이로 면광원 레이저빔이 투과되어 조사 될 수 있도록 함으로써, 프로브 어레이에 고정된 다수의 프로브 핀들을 동시에 프로브 헤드 기판에 위치 변동 없이 접합이 가능하다.According to the present invention, in the process of manufacturing the probe head of the probe card using the probe array bonding device, the probe array gripper grips the probe array to which a plurality of probe pins are fixed, moves it to a position where it is bonded to the probe head substrate, and removes the probe pins. During the bonding process, the probe array is continuously held so that the position of the probe array is not changed. In addition, the probe array gripper allows the surface light source laser beam to be transmitted through and irradiated to the probe array, so that a plurality of probe pins fixed to the probe array can be simultaneously bonded to the probe head substrate without changing their positions.
이로 인해 본 발명에 따른 프로브 어레이 그리퍼를 포함하는 프로브 어레이 본딩 장비를 이용할 경우, 레이저를 사용하여 프로브 핀을 하나씩 접합하는 종래의 레이저 접합 방식에 비해, 프로브 핀들의 위치 정밀도가 우수하면서, 프로브 헤드 제작 공정 시간을 획기적으로 단축시킴으로써, 장비 당 생산 수율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.For this reason, when using the probe array bonding equipment including the probe array gripper according to the present invention, the positional accuracy of the probe pins is excellent and the probe head is manufactured compared to the conventional laser bonding method of bonding the probe pins one by one using a laser. By dramatically shortening the process time, it is possible to dramatically improve the production yield per equipment.
그리고 프로브 어레이 그리퍼를 이용하여 프로브 어레이를 프로브 헤드 기판에 본딩하는 과정에서, 프로브 어레이를 파지하는 그리퍼 창에 냉각부를 설치하여 그리퍼 창으로 조사되는 레이저빔에 의해 프로브 어레이가 과열되는 것을 방지할 수 있다.In the process of bonding the probe array to the probe head substrate using the probe array gripper, a cooling unit is installed in the gripper window that grips the probe array to prevent the probe array from being overheated by the laser beam irradiated to the gripper window. .
즉 프로브 헤드 기판에 형성된 패드는 프로브 헤드 기판을 형성하는 세라믹이 히트 싱크 역할을 하기 때문에, 프로브 핀을 패드에 접합하기 위해서는 고출력의 레이저빔 조사가 필요하다. 하지만 고출력의 레이저빔을 그리퍼 창의 파지면에 파지된 프로브 어레이에 조사하게 되면, 프로브 헤드 기판 보다 프로브 어레이에 더 높은 열이 인가되기 때문에, 그리퍼 창이 프로브 어레이의 히트 싱크 역할을 하더라도 프로브 헤드 기판 보다는 열 방출 특성이 떨어진다. 이로 인해 프로브 어레이와 프로브 헤드 기판 사이에 온도 차이가 발생할 수 있다. 하지만 본 발명에서는 프로브 어레이를 파지하는 그리퍼 창에 냉각부를 설치하여 그리퍼 창으로 조사되는 레이저빔에 의해 프로브 어레이가 과열되는 것을 방지할 수 있다.That is, since the ceramic forming the probe head substrate serves as a heat sink for the pad formed on the probe head substrate, high-power laser beam irradiation is required to bond the probe pin to the pad. However, when a high-power laser beam is irradiated to the probe array held on the gripping surface of the gripper window, higher heat is applied to the probe array than to the probe head substrate. The emission properties are poor. This may cause a temperature difference between the probe array and the probe head substrate. However, in the present invention, it is possible to prevent the probe array from being overheated by the laser beam irradiated to the gripper window by installing a cooling unit in the gripper window holding the probe array.
또한 냉각부를 통하여 그리퍼 창의 온도를 프로브 헤드 기판의 온도와 유사하게 조절하여 프로브 어레이를 프로브 헤드 기판에 접합하기 위한 솔더링 온도 조건을 안정적으로 유지함으로써, 프로브 어레이를 프로브 헤드 기판에 안정적으로 접합시킬 수 있다.In addition, by adjusting the temperature of the gripper window to be similar to that of the probe head substrate through the cooling unit to stably maintain the soldering temperature condition for bonding the probe array to the probe head substrate, the probe array can be stably bonded to the probe head substrate. .
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼의 측면 투시도이다.1 is a side perspective view of a probe array gripper according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼의 분해사시도이다.2 is an exploded perspective view of the probe array gripper according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼의 사시도이다.3 is a perspective view of a probe array gripper according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼의 분해사시도이다.4 is an exploded perspective view of a probe array gripper according to a third embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼의 측면투시도이다.5 is a side perspective view of a probe array gripper according to a third embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼의 분해사시도이다.6 is an exploded perspective view of a probe array gripper according to a fourth embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼의 사시도이다.7 is a perspective view of a probe array gripper according to a fifth embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 냉각부가 설치된 그리퍼 바디의 분해사시도이다.8 is an exploded perspective view of the gripper body in which the cooling unit of FIG. 7 is installed.
도 9는 도 8의 그리퍼 바디의 사시도이다.9 is a perspective view of the gripper body of FIG. 8 ;
도 10은 도 8의 그리퍼 바디의 저면사시도이다.FIG. 10 is a bottom perspective view of the gripper body of FIG. 8 .
도 11은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비의 사시도이다.11 is a perspective view of a probe array bonding apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비의 프로브 어레이 트레이 유닛의 사시도이다.12 is a perspective view of a probe array tray unit of a probe array bonding apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비의 사시도이다.13 is a perspective view of a probe array bonding apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention are described, and descriptions of other parts will be omitted without departing from the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms to describe their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
[제1 실시 예][First embodiment]
도 1과 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)를 나타내는 도면이다. 여기서 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)의 측면 투시도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)의 분해사시도이다.1 and 2 are views showing the probe array gripper 10 according to the first embodiment of the present invention. 1 is a side perspective view of the probe array gripper 10 according to the first embodiment of the present invention. 2 is an exploded perspective view of the probe array gripper 10 according to the first embodiment of the present invention.
도 1과 도 2를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)는 다수의 프로브 핀들이 고정 배치된 프로브 어레이(71)를 파지하며 레이저빔과 같은 광을 투과하는 기구로서, 그리퍼 바디(20)와 그리퍼 창(40)을 포함한다. 그리퍼 바디(20)는 적어도 일단에 위치 제어 장치의 그리퍼 기구물(60)에 연결이 되고, 내부에 진공 압 형성을 위한 진공 홀(21)이 형성되어 일측이 외부의 진공장치에 연결되고 타측이 일단에 이격된 부분의 하부에 노출된다. 그리퍼 창(40)은 진공 홀(21)과 연결되게 그리퍼 바디(20)의 하부에 설치되며, 상하로 관통된 복수의 파지 홀(41)이 진공 홀(21)에 연통되게 형성된다. 그리퍼 창(40)은 하부면에 진공 홀(21)을 통해서 복수의 파지 홀(41)로 제공되는 진공 압으로 프로브 어레이(71)를 파지하는 파지면(42)을 가지며, 광을 투과한다.1 and 2 , the probe array gripper 10 according to the first embodiment holds the probe array 71 in which a plurality of probe pins are fixedly arranged and transmits light such as a laser beam. It includes a body 20 and a gripper window 40 . At least one end of the gripper body 20 is connected to the gripper mechanism 60 of the position control device, and a vacuum hole 21 for forming a vacuum pressure is formed therein, so that one end is connected to an external vacuum device and the other end is one end. exposed on the lower part of the spaced part. The gripper window 40 is installed at the lower portion of the gripper body 20 to be connected to the vacuum hole 21 , and a plurality of gripping holes 41 penetrating vertically are formed to communicate with the vacuum hole 21 . The gripper window 40 has a gripping surface 42 on its lower surface for gripping the probe array 71 with vacuum pressure provided to the plurality of gripping holes 41 through the vacuum hole 21, and transmits light.
그 외 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)는 바디 덮개 창(30)을 더 포함할 수 있다.In addition, the probe array gripper 10 according to the first embodiment may further include a body cover window 30 .
여기서 그리퍼 바디(20)에는 프로브 어레이(71)를 파지하기 위한 진공 압 형성을 위해 내부에 진공 홀(21)이 형성되어 있다. 진공 홀(21)의 한쪽 끝은 그리퍼 진공 룸(50)에 까지 연장되어 연결되며, 다른 한쪽 끝 부분에는 도면에는 도시되지 않았지만 진공 압을 공급하는 진공장치의 튜브 배관에 연결되기 위한 피팅 장치가 고정 연결된다. 그리퍼 바디(20)에 형성된 그리퍼 진공 룸(50)의 크기는 프로브 어레이 그리퍼(10)로 파지하고자 하는 프로브 어레이(71)의 크기 이상으로 형성할 수 있다. 그리퍼 진공 룸(50)은 레이저 광학계에서 조사되는 면광원 레이저의 크기를 별도로 조정하지 않고도 프로브 어레이(71)의 크기에 맞추기 위한 면광원 레이저 빔의 마스크 역할을 할 수도 있다.Here, a vacuum hole 21 is formed in the gripper body 20 to form a vacuum pressure for gripping the probe array 71 . One end of the vacuum hole 21 is extended and connected to the gripper vacuum room 50, and a fitting device for connecting to the tube pipe of the vacuum device supplying vacuum pressure is fixed at the other end portion, although not shown in the drawing. Connected. The size of the gripper vacuum room 50 formed in the gripper body 20 may be larger than the size of the probe array 71 to be gripped by the probe array gripper 10 . The gripper vacuum room 50 may serve as a mask for the surface light source laser beam to match the size of the probe array 71 without separately adjusting the size of the surface light source laser irradiated from the laser optical system.
그리퍼 바디(20)는 프로브 어레이 본딩 장비에서 제어부에 의해 동작되는 그리퍼 기구물(60)에 고정되어 동작된다. 제1 실시 예에서는 그리퍼 바디(20)의 일단 상부에 그리퍼 기구물(60)이 연결된 예를 개시하였다.The gripper body 20 is fixedly operated to the gripper mechanism 60 operated by the controller in the probe array bonding equipment. In the first embodiment, an example in which the gripper mechanism 60 is connected to one end of the gripper body 20 is disclosed.
그리퍼 바디(20)의 소재로는 열팽창율이 작은 인바, 코바, 세라믹, 석영 또는 유리가 사용될 수 있다.As a material of the gripper body 20 , Invar, Kovar, ceramic, quartz, or glass having a small coefficient of thermal expansion may be used.
바디 덮개 창(30)은 그리퍼 바디(20)의 그리퍼 진공 룸(50) 위에 접합 고정되어 그리퍼 진공 룸(50)에 진공 압이 형성될 수 있게 한다. 바디 덮개 창(30)은 프로브 어레이(71)에 레이저빔을 조사할 수 있도록 광이 투과되는 석영 또는 유리 재질로 제작할 수 있다.The body cover window 30 is jointly fixed over the gripper vacuum room 50 of the gripper body 20 to allow a vacuum pressure to be formed in the gripper vacuum room 50 . The body cover window 30 may be made of a quartz or glass material through which light is transmitted so as to irradiate a laser beam to the probe array 71 .
또한 바디 덮개 창(30)은 도면에 도시 되지는 않았지만 상부면 또는 하부 면에 레이저 빔의 크기와 형태를 변경시키기 위한 마스크가 형성될 수도 있다.In addition, although not shown in the figure, the body cover window 30 may have a mask for changing the size and shape of the laser beam on the upper surface or the lower surface.
그리퍼 창(40)은 그리퍼 바디(20)의 그리퍼 진공 룸(50) 아래에 접합 고정되고, 내부에는 파지 홀(41)들이 상하로 관통으로 형성되어 한쪽은 그리퍼 진공 룸(50)에 연결되고 반대쪽은 그리퍼 창(40)의 파지면(42)으로 연결되어 진공 압으로 프로브 어레이(71)를 흡착하여 그리퍼 창(40)의 파지면(42)에 파지한다. 한편 그리퍼 창(40)은 광이 투과되는 석영 또는 유리 재질로 형성되어 레이저빔이 바디 덮개 창(30)을 투과한 후, 그리퍼 진공 룸(50)을 지나 그리퍼 창(40)을 투과하여 그리퍼 창(40)의 파지면(42)에 파지 홀(41)의 진공 압으로 파지되어 있는 프로브 어레이(71)에 레이저빔이 조사될 수 있도록 한다.The gripper window 40 is bonded and fixed below the gripper vacuum room 50 of the gripper body 20 , and gripping holes 41 are formed vertically through the gripper body 20 , so that one side is connected to the gripper vacuum room 50 and the opposite side. Silver is connected to the gripping surface 42 of the gripper window 40 to suck the probe array 71 with vacuum pressure and grip the probe array 71 on the gripping surface 42 of the gripper window 40 . Meanwhile, the gripper window 40 is formed of a quartz or glass material through which light is transmitted, so that the laser beam passes through the body cover window 30 and then passes through the gripper vacuum room 50 and passes through the gripper window 40 to pass through the gripper window. A laser beam can be irradiated to the probe array 71 gripped by the vacuum pressure of the gripping hole 41 on the gripping surface 42 of (40).
이와 같이 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)는 파지한 프로브 어레이(71)를 프로브 헤드 기판 위에 탑재한 후 그대로 프로브 어레이(71)를 고정한 상태에서, 프로브 어레이 그리퍼(10)로 조사되는 면광원의 레이저빔으로 프로브 어레이(71)의 프로브 핀들을 프로브 헤드 기판의 패드 위에 접합시킬 수 있다. 이때 프로브 어레이 그리퍼(10)로 조사된 레이저빔은 바디 덮개 창(30), 그리퍼 진공 룸(50)을 지나 그리퍼 창(40)을 통하여 파지면(42)에 파지된 프로브 어레이(10)와 프로브 헤드 기판으로 인가됨으로써, 프로브 어레이 그리퍼(10)로 프로브 어레이(71)를 프로브 헤드 기판 위에 고정한 상태에서 본딩 공정을 진행할 수 있기 때문에, 프로브 어레이의 프로브 핀들을 일괄적으로 프로브 헤드 기판의 패드들에 정확히 접합할 수 있다.As described above, in the probe array gripper 10 according to the first embodiment, the probe array 71 is mounted on the probe head substrate and irradiated with the probe array gripper 10 while the probe array 71 is fixed as it is. The probe pins of the probe array 71 may be bonded to the pad of the probe head substrate with the laser beam of the surface light source. At this time, the laser beam irradiated by the probe array gripper 10 passes through the body cover window 30 and the gripper vacuum room 50 , and the probe array 10 and the probe gripped on the gripping surface 42 through the gripper window 40 . Since the bonding process can be performed while the probe array 71 is fixed on the probe head substrate with the probe array gripper 10 by being applied to the head substrate, the probe pins of the probe array are collectively attached to the pads of the probe head substrate. can be accurately connected.
제1 실시예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)를 활용하여 DUT에 대응되는 프로브 어레이(71) 단위로 프로브 헤드 기판에 접합할 수 있기 때문에, 프로브 핀들의 위치 정밀도가 우수하면서, 프로브 헤드 제작 공정 시간을 획기적으로 단축시킴으로써, 장비 당 생산 수율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.Since the probe array gripper 10 according to the first embodiment can be used to bond to the probe head substrate in units of the probe array 71 corresponding to the DUT, the positional accuracy of the probe pins is excellent and the probe head manufacturing process time is excellent. By remarkably shortening the production yield per equipment, it is possible to dramatically improve the production yield.
한편 제1 실시 예에서는 진공 룸(50)이 상하로 관통된 예를 개시하지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 그리퍼 바디의 소재가 광을 투과하는 석영 또는 유리로 제조되는 경우, 진공 룸은 아래로만 개방되어 있는 포켓 형태로 형성될 수 있다. 이 경우 진공 룸의 하부에는 그리퍼 창이 접합 고정되지만, 진공 룸의 상부는 닫혀 있기 때문에, 바디 덮개 창의 설치를 생략할 수 있다.On the other hand, although the first embodiment discloses an example in which the vacuum room 50 penetrates vertically, it is not limited thereto. For example, when the material of the gripper body is made of quartz or glass that transmits light, the vacuum room may be formed in the form of a pocket that is opened only downward. In this case, the gripper window is fixed to the lower part of the vacuum room, but since the upper part of the vacuum room is closed, the installation of the body cover window can be omitted.
[제2 실시 예][Second embodiment]
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)의 사시도이다. 여기서 도 3은 그리퍼 창(40)에 형성된 어레이 홀더 공간(43)에 프로브 어레이(71)가 파지된 상태를 보여준다.3 is a perspective view of a probe array gripper 10 according to a second embodiment of the present invention. Here, FIG. 3 shows a state in which the probe array 71 is gripped in the array holder space 43 formed in the gripper window 40 .
도 3의"A"부분은 제2 실시 예에 따른 그리퍼 창(40)의 파지면(42) 위치에 프로브 어레이(71)를 안정되게 파지하기 위한 어레이 홀더 공간(43)이 형성되어 있는 부분을 확대하여 보여준다.A portion “A” of FIG. 3 shows a portion in which an array holder space 43 for stably gripping the probe array 71 is formed at the position of the gripping surface 42 of the gripper window 40 according to the second embodiment. show enlarged.
도 3을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼는 그리퍼 창(40)에 프로브 어레이(71)가 들어가 안착할 수 있는 어레이 홀더 공간(43)이 형성된 것을 제외하면, 제1 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼와 동일한 구조를 갖기 때문에, 어레이 홀더 공간(43)을 중심으로 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 3 , the probe array gripper according to the second embodiment is similar to that of the first embodiment, except that an array holder space 43 in which the probe array 71 can be inserted and seated is formed in the gripper window 40 . Since it has the same structure as the probe array gripper according to the present invention, the array holder space 43 will be mainly described as follows.
어레이 홀더 공간(43)은 파지면(42)에 대해서 안쪽으로 일정 깊이로 형성될 수 있다. 일정 깊이는 프로브 어레이(71)의 일부가 삽입될 수 있는 깊이이다. 일정 깊이는 프로브 어레이(71)에 배치된 프로브 핀들을 프로브 헤드 기판에 접합할 수 있도록, 프로브 헤드 기판에 접합될 프로브 핀 부분은 파지면(42) 밖으로 돌출될 수 있는 깊이다. 어레이 홀더 공간(43)의 바닥면에는 프로브 어레이(71)를 진공 압으로 흡착할 수 있도록 복수의 파지 홀(41)이 배치된다.The array holder space 43 may be formed to a predetermined depth inward with respect to the gripping surface 42 . The predetermined depth is a depth into which a part of the probe array 71 can be inserted. The predetermined depth is such that a portion of the probe pin to be bonded to the probe head substrate can protrude out of the gripping surface 42 so that the probe pins disposed in the probe array 71 can be bonded to the probe head substrate. A plurality of gripping holes 41 are disposed on the bottom surface of the array holder space 43 so that the probe array 71 can be sucked by vacuum pressure.
어레이 홀더 공간(43)의 측벽은 어레이 홀더 공간(43)의 입구면의 크기를 프로브 어레이(71)가 쉽게 들어가고 나올 수 있도록 프로브 어레이(71)의 크기보다 넓게 형성된다. 프로브 어레이(71)가 파지 홀(41)의 진공 압으로 파지되는 파지면(42)의 크기는 프로브 어레이(71)의 크기에 맞게 형성되도록, 어레이 홀더 공간(43)의 측벽은 홀더 경사면(44)으로 형성될 수 있다.The sidewall of the array holder space 43 is formed so that the size of the entrance surface of the array holder space 43 is wider than the size of the probe array 71 so that the probe array 71 can easily enter and exit. The size of the gripping surface 42 on which the probe array 71 is gripped by the vacuum pressure of the gripping hole 41 is formed to match the size of the probe array 71 , so that the sidewall of the array holder space 43 has a holder inclined surface 44 . ) can be formed.
어레이 홀더 공간(43)은 프로브 어레이(71)를 파지 할 때 프로브 어레이(71)의 위치를 일정하게 고정하는 역할을 한다. 즉 어레이 홀더 공간(43)이 없는 파지면(42)에 파지된 프로브 어레이(71)은 레이저 빔으로 접합하는 공정 과정에서 발생하는 열의 상승과 하강에 의한 그리퍼 바디(20)의 수축과 팽창, 그리고 프로브 핀들이 프로브 헤드 기판의 패드에 접합할 때 금속 접착제가 굳는 순간의 장력 등의 힘이 파지면(42)의 진공 압 보다 크면 파지면(42)에 파지된 프로브 어레이(71)의 위치가 변할 수 있다. 이와 같은 프로브 어레이(71)의 위치 변형은 진공 압의 크기와 여러 조건에 따라 프로브 어레이(71)를 접합할 때마다 그 위치 변화가 일정하지 않을 수 있다. 하지만 제2 실시 예와 같이 프로브 어레이 프레임(71)이 어레이 홀더 공간(43)에 고정되어 있으면, 프로브 어레이(71) 접합 공정 마다 발생할 수 있는 위치 값을 일정하게 제어할 수 있게 마련해 준다.The array holder space 43 serves to constantly fix the position of the probe array 71 when gripping the probe array 71 . That is, the probe array 71 gripped on the gripping surface 42 without the array holder space 43 contracts and expands the gripper body 20 due to the rise and fall of heat generated in the process of bonding with a laser beam, and When the probe pins are bonded to the pad of the probe head substrate, if the force such as tension at the moment when the metal adhesive hardens is greater than the vacuum pressure of the gripping surface 42 , the position of the probe array 71 gripped on the gripping surface 42 may change. can The position change of the probe array 71 may not be uniform whenever the probe array 71 is bonded depending on the magnitude of the vacuum pressure and various conditions. However, as in the second embodiment, when the probe array frame 71 is fixed to the array holder space 43 , a position value that may occur in each process of bonding the probe array 71 is provided to be able to constantly control.
한편 제2 실시 예에서는 어레이 홀더 공간(43)의 홀더 경사면이 파지면(42) 아래에 형성된 예를 개시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 어레이 홀더 공간(43)은 파지면(42)에서 홀더 경사면(44)이 돌출되어 형성될 수도 있다Meanwhile, although the second embodiment discloses an example in which the holder inclined surface of the array holder space 43 is formed under the gripping surface 42 , the present invention is not limited thereto. For example, the array holder space 43 may be formed by protruding the holder inclined surface 44 from the gripping surface 42 .
[제3 실시예][Third embodiment]
한편 제1 및 제2 실시 예에서는 그리퍼 바디(20)에 그리퍼 진공 룸(50)을 형성하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 그리퍼 창(40)에 그리퍼 진공 룸(50)을 형성할 수 있다.Meanwhile, although an example of forming the gripper vacuum room 50 in the gripper body 20 is disclosed in the first and second embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIGS. 4 and 5 , the gripper vacuum room 50 may be formed in the gripper window 40 .
도 4와 도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)를 나타내는 도면이다.4 and 5 are views showing the probe array gripper 10 according to the third embodiment of the present invention.
도 4와 도 5를 참조하면, 제3 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)는, 그리퍼 바디(20)와 그리퍼 창(40)을 포함한다.4 and 5 , the probe array gripper 10 according to the third embodiment includes a gripper body 20 and a gripper window 40 .
그리퍼 바디(20)는 레이저 빔이 투과할 수 있는 석영 또는 유리 재질로 형성 되며, 내부에는 진공 형성을 위한 진공 홀(21)이 형성되어 있다. 진공 홀(21)의 한쪽 끝은 진공 압을 공급하는 진공장치의 튜브 배관에 연결되기 위한 피팅 장치가 고정 연결된다. 진공 홀(21)의 다른 한쪽은 그리퍼 창(40)이 부착되는 위치까지 연장되어 그리퍼 바디(20)의 하부로 노출되어 있다.The gripper body 20 is formed of a quartz or glass material through which a laser beam can pass, and a vacuum hole 21 for forming a vacuum is formed therein. One end of the vacuum hole 21 is fixedly connected to a fitting device for connection to a tube pipe of a vacuum device for supplying vacuum pressure. The other end of the vacuum hole 21 extends to a position where the gripper window 40 is attached and is exposed to the lower portion of the gripper body 20 .
그리퍼 바디(20)에서 그리퍼 창(40)이 위치하는 부분의 반대편에는 그리퍼 기구물(60)에 고정되어 프로브 어레이 본딩 장비에서 동작한다.The gripper body 20 is fixed to the gripper mechanism 60 on the opposite side of the portion where the gripper window 40 is positioned and operates in the probe array bonding equipment.
그리퍼 창(40)은 진공 홀(21)의 다른 한쪽이 노출된 그리퍼 바디(20)의 하부면에 접합되어 고정된다. 그리퍼 창(40)은 그리퍼 바디(20)에 접합되는 상부면에 그리퍼 창(40)의 내부에 형성된 파지 홀(41)들에 진공 압을 공급해 주는 그리퍼 진공 룸(50)이 형성되어 있다.The gripper window 40 is fixed by being bonded to the lower surface of the gripper body 20 to which the other side of the vacuum hole 21 is exposed. The gripper window 40 has a gripper vacuum room 50 that supplies vacuum pressure to the gripping holes 41 formed inside the gripper window 40 on an upper surface joined to the gripper body 20 .
그리퍼 창(40)은 그리퍼 진공 룸(50)의 바닥면을 상하로 관통하여 파지 홀(41)들이 형성되어 있다. 그리퍼 진공 룸(50)은 진공 홀(21)과 연결된다.The gripper window 40 vertically penetrates the bottom surface of the gripper vacuum room 50 to have gripping holes 41 formed therein. The gripper vacuum room 50 is connected to the vacuum hole 21 .
그리퍼 창(40)은 프로브 어레이(71)가 파지되는 부분에, 도 5의 B와 같이, 제2 실시 예에서 설명한 어레이 홀더 공간(43)이 형성되어 있다. 어레이 홀더 공간(43)의 바닥면에 파지 홀(41)들이 형성된다. 어레이 홀더 공간(43)의 바닥면에 프로브 어레이(71)가 진공 압에 의한 흡착으로 파지된다.In the gripper window 40 , as shown in FIG. 5B , the array holder space 43 described in the second embodiment is formed in a portion where the probe array 71 is gripped. Gripping holes 41 are formed in the bottom surface of the array holder space 43 . The probe array 71 is held by suction by vacuum pressure on the bottom surface of the array holder space 43 .
한편 제3 실시 예에서는 파지 홀(41)들에 진공 압을 공급하기 위한 그리퍼 진공 룸(50)이 그리퍼 창(40)의 상부에 형성된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 그리퍼 진공 룸은 진공 홀이 연장된 부분의 그리퍼 바디의 하부면에 포켓 형태로 형성되고, 해당 그리퍼 진공 룸을 덮도록 그리퍼 창이 접합될 수 있다.Meanwhile, although the third embodiment discloses an example in which the gripper vacuum room 50 for supplying vacuum pressure to the gripping holes 41 is formed on the upper portion of the gripper window 40 , the present invention is not limited thereto. For example, the gripper vacuum room may be formed in the form of a pocket on the lower surface of the gripper body where the vacuum hole extends, and the gripper window may be joined to cover the gripper vacuum room.
[제4 실시 예][Fourth embodiment]
한편 제1 내지 제3 실시 예에서는 그리퍼 바디(20)의 한쪽이 그리퍼 기구물(60)로 연결된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이, 그리퍼 바디(20)의 양쪽이 그리퍼 기구물(60)에 연결될 수 있다.Meanwhile, in the first to third embodiments, an example in which one side of the gripper body 20 is connected to the gripper mechanism 60 is disclosed, but the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 6 , both sides of the gripper body 20 may be connected to the gripper mechanism 60 .
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)를 나타내는 도면이다.6 is a view showing the probe array gripper 10 according to the fourth embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이(10)는 그리퍼 바디(20)에서 프로브 어레이(71)를 파지하는 그리퍼 창(40)의 위치가 중간에 위치하도록 그리퍼 진공 룸(50)이 그리퍼 바디(20)의 중간에 형성되어 있고, 그리퍼 진공 룸(50)의 상부면에 바디 덮개 창(30)이, 그리고 그리퍼 창(40)이 그리퍼 진공 룸(50)의 아래 면에 접합이 되는 구성으로 형성되어 있다. 프로브 어레이 본딩 장비에서 제어부에 의해 동작되는 그리퍼 기구물(60)에 고정되는 부분은 그리퍼 바디(20)의 양쪽 끝 두 부분에 형성되어 있다.Referring to FIG. 6 , in the probe array 10 according to the fourth embodiment, the gripper vacuum room 50 is positioned so that the position of the gripper window 40 for gripping the probe array 71 in the gripper body 20 is located in the middle. It is formed in the middle of the gripper body 20 , and the body cover window 30 is attached to the upper surface of the gripper vacuum room 50 , and the gripper window 40 is joined to the lower surface of the gripper vacuum room 50 . It is made up of a composition that is In the probe array bonding equipment, portions fixed to the gripper mechanism 60 operated by the controller are formed at both ends of the gripper body 20 .
그리퍼 바디(20)의 재질에 따라 금속 접착제의 융점 온도에서 열팽창이 되는 크기는 수 ㎛에서 십여 ㎛가 될 수 있는데, 프로브 헤드의 프로브 헤드 기판에 접합되는 프로브 핀들의 정렬 상태를 우수하게 제작하기 위해서는 프로브 핀들이 배치 고정된 프로브 어레이(71)의 위치 변형을 최소화하는 것이 바람직하다.Depending on the material of the gripper body 20, the size of thermal expansion at the melting point temperature of the metal adhesive may range from several μm to several dozen μm. It is desirable to minimize the positional deformation of the probe array 71 in which the probe pins are arranged and fixed.
따라서 제4 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)는 그리퍼 창(40)을 중심으로 양쪽에 그리퍼 기구물(60)을 대칭되게 연결한 이유는, 파지한 프로브 어레이(71)의 프로브 핀들을 프로브 헤드 기판에 접합하는 과정에서 발생하거나 인가되는 열에 의해 프로브 어레이(71)의 위치 변형을 최소화하여 프로브 어레이(71)를 프로브 헤드 기판에 정 위치에 접합시키기 위해서이다.Therefore, in the probe array gripper 10 according to the fourth embodiment, the reason why the gripper structures 60 are symmetrically connected to both sides around the gripper window 40 is that the probe pins of the held probe array 71 are connected to the probe head. This is to attach the probe array 71 to the probe head substrate in a fixed position by minimizing the positional deformation of the probe array 71 due to heat generated or applied during bonding to the substrate.
즉 프로브 어레이 그리퍼(10)는 프로브 어레이(71)에 고정 배치된 프로브 핀들을 프로브 헤드 기판에 접합하기 위해 레이저빔을 바디 덮개 창(30)과 그리퍼 진공 룸(50), 그리고 그리퍼 창(40)을 투과하여 그리퍼 창(40)에 파지된 프로브 어레이(71)에 조사한다. 조사된 레이저빔에 의한 프로브 어레이(71)에 발생하는 높은 열이 그리퍼 창(40)을 통해 그리퍼 바디(20)에 전달이 되고, 수 초에서 수 십초의 레이저 접합 공정 시간 동안 발생하는 열에 의해 그리퍼 바디(20)가 팽창되어 프로브 어레이(71)의 위치가 변경될 수 있다.That is, the probe array gripper 10 applies a laser beam to the body cover window 30 , the gripper vacuum room 50 , and the gripper window 40 to bond the probe pins fixedly arranged on the probe array 71 to the probe head substrate. is transmitted and irradiated to the probe array 71 held by the gripper window 40 . High heat generated in the probe array 71 by the irradiated laser beam is transferred to the gripper body 20 through the gripper window 40, and the gripper is heated by the heat generated during the laser bonding process time of several seconds to several tens of seconds. As the body 20 is expanded, the position of the probe array 71 may be changed.
이와 같이 레이저빔으로 프로브 핀들을 접합하기 위해 발생하는 높은 열은 그리퍼 바디(20)의 팽창을 발생시키는데, 제4 실시 예에서는 그리퍼 바디(20)에서 열에 의해 팽창되는 부분을 그리퍼 바디(20)의 가운데에서 발생하게 하여 팽창이 그리퍼 바디(20)를 중심으로 양쪽 그리퍼 기구물(60) 방향으로 같은 크기의 팽창이 진행되도록 함으로써, 그리퍼 바디(20)의 가운데에 설치된 그리퍼 창(40)에 파지된 프로브 어레이(71)의 위치 변형을 최소화할 수 있다.As described above, the high heat generated for bonding the probe pins with the laser beam causes the gripper body 20 to expand. The probe gripped by the gripper window 40 installed in the center of the gripper body 20 by causing the expansion to occur in the center so that the expansion of the same size proceeds in the direction of both gripper mechanisms 60 with the gripper body 20 as the center. Positional deformation of the array 71 can be minimized.
[제5 실시예][Example 5]
도 7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼의 사시도이다. 도 8은 도 7의 냉각부가 설치된 그리퍼 바디의 분해사시도이다. 도 9는 도 8의 그리퍼 바디의 사시도이다. 그리고 도 10은 도 8의 그리퍼 바디의 저면 사시도이다.7 is a perspective view of a probe array gripper according to a fifth embodiment of the present invention. 8 is an exploded perspective view of the gripper body in which the cooling unit of FIG. 7 is installed. 9 is a perspective view of the gripper body of FIG. 8 ; and FIG. 10 is a bottom perspective view of the gripper body of FIG. 8 .
도 7 내지 도 10을 참조하면, 제5 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)는, 파지한 프로브 어레이의 프로브 핀들을 프로브 헤드 기판에 접합하는 과정에서 발생하거나 인가되는 열에 의해 프로브 어레이의 위치 변형을 최소화하기 위해서, 냉각부(23)를 구비한 그리퍼 바디(20)를 포함한다.7 to 10 , in the probe array gripper 10 according to the fifth embodiment, the position of the probe array is deformed by heat generated or applied while bonding the probe pins of the gripped probe array to the probe head substrate. In order to minimize this, a gripper body 20 having a cooling unit 23 is included.
냉각부(23)는 그리퍼 창(40) 둘레에 형성되어 그리퍼 창(40)에서 발생되는 열을 외부로 방출한다.The cooling unit 23 is formed around the gripper window 40 to dissipate heat generated in the gripper window 40 to the outside.
이러한 냉각부(23)는 냉각판(24)과 냉각 덮개(28)를 포함할 수 있다. 냉각판(24)은 하부에 그리퍼 창(40)이 설치되는 설치면(25)을 구비한다. 냉각판(24)은 설치면(25)의 상부에 냉각 룸(26)이 상부로 개방되게 형성되며, 외곽에 냉각 룸(26)으로 냉매를 입출력하는 입출력 홀(27)이 형성되어, 냉각 룸(26)으로 순환하는 냉매로 설치면(25) 아래에 설치된 그리퍼 창(40)을 냉각시킨다. 그리고 냉각 덮개(28)는 냉각 룸(26)을 덮도록 냉각판(24) 위에 결합되며, 냉각 개스킷(29)을 매개로 냉각 룸(26)을 봉합한다.The cooling unit 23 may include a cooling plate 24 and a cooling cover 28 . The cooling plate 24 has an installation surface 25 on which the gripper window 40 is installed. The cooling plate 24 is formed on the upper portion of the installation surface 25 so that the cooling room 26 is opened upward, and the input/output hole 27 for inputting and outputting the refrigerant into the cooling room 26 is formed outside the cooling room. Cooling the gripper window (40) installed under the installation surface (25) with the refrigerant circulating in (26). And the cooling cover 28 is coupled on the cooling plate 24 so as to cover the cooling room 26 , and seals the cooling room 26 through the cooling gasket 29 .
냉각판(24)은 중심 부분에 상하로 관통되게 그리퍼 진공 룸(50)이 형성되어 있다. 그리퍼 진공 룸(50)의 상부는 바디 덮개 창(30)에 의해 덮이고, 그리퍼 진공 룸(50)의 하부는 설치면(25)에 접합되는 그리퍼 창(40)에 의해 덮인다.The cooling plate 24 is provided with a gripper vacuum room 50 penetrating up and down in the central portion. The upper portion of the gripper vacuum room 50 is covered by the body cover window 30 , and the lower portion of the gripper vacuum room 50 is covered by the gripper window 40 bonded to the mounting surface 25 .
그리퍼 창(40)은 냉각판(24)의 설치면(25)과 접촉 면적을 넓게 하여 그리퍼 창(40)에 작용한 열을 냉각판(24)을 통하여 배출시킴으로써, 그리퍼 창(400)에 파지된 프로브 어레이의 온도에 프로브 핀의 접합에 적합한 온도로 조절할 수 있다.The gripper window 40 has a larger contact area with the installation surface 25 of the cooling plate 24 to dissipate heat acting on the gripper window 40 through the cooling plate 24, thereby gripping the gripper window 400. The temperature of the probe array can be adjusted to a temperature suitable for bonding the probe pins.
냉각 룸(26)은 그리퍼 진공 룸(50)을 둘러싸도록 형성된다. 냉각 룸(26)은 그리퍼 진공 룸(50)을 중심으로 링 형태의 포켓으로 그리퍼 진공 룸(50)을 둘러싸도록 형성된다. 냉각 룸(26)과 진공 룸(50)은 진공 룸(50)을 형성하는 외벽에 의해 서로 격리된다.The cooling room 26 is formed to surround the gripper vacuum room 50 . The cooling room 26 is formed to surround the gripper vacuum room 50 with a ring-shaped pocket around the gripper vacuum room 50 . The cooling room 26 and the vacuum room 50 are isolated from each other by an outer wall forming the vacuum room 50 .
입출력 홀(27)은 입력 홀과 출력 홀을 포함하고, 냉각판(24)의 외측에서 냉각 룸(26)에 연통되게 형성되어 냉매를 냉각 룸(26)으로 순환시킨다. 이때 냉매로는 열 교환이 가능한 열매체가 사용될 수 있으며, 예컨대 액체 또는 기체 형태의 냉매 등이 사용될 수 있다.The input/output hole 27 includes an input hole and an output hole, and is formed in communication with the cooling room 26 from the outside of the cooling plate 24 to circulate the refrigerant to the cooling room 26 . In this case, a heat medium capable of heat exchange may be used as the refrigerant, for example, a refrigerant in liquid or gas form may be used.
냉각 룸에서의 냉매 순환을 통하여, 그리퍼 창(40)에 작용한 열을 냉매와 열 교환시킴으로써, 그리퍼 창(400에 파지된 프로브 어레이의 온도에 프로브 핀의 접합에 적합한 온도로 조절할 수 있다.By exchanging heat acting on the gripper window 40 with the refrigerant through refrigerant circulation in the cooling room, the temperature of the probe array held by the gripper window 400 can be adjusted to a temperature suitable for bonding the probe pins.
진공 홀(21)은 냉각 룸(26)을 가로지르는 진공로(22)를 통하여 그리퍼 진공 룸(50)이 연결된다.The vacuum hole 21 is connected to the gripper vacuum room 50 through a vacuum path 22 that crosses the cooling room 26 .
입출력 홀(27)과 진공 홀(21)은 서로 근접하게 형성될 수 있다. 물론 입출력 홀(27)과 진공 홀(21)은 서로 이격되게 형성될 수 있다.The input/output hole 27 and the vacuum hole 21 may be formed adjacent to each other. Of course, the input/output hole 27 and the vacuum hole 21 may be formed to be spaced apart from each other.
그 외 냉각판(24)에는 냉각 홀(24a)들을 형성할 수 있다. 냉각 홀(24a)들은 냉각 룸(26)을 중심으로 냉각판(24)의 살 부분을 상하로 관통하여 형성될 수 있다. 냉각 홀(24a)은 기본적으로 방열 기능 뿐만 아니라 냉각판(24)의 무게를 줄이는 기능도 담당한다.In addition, cooling holes 24a may be formed in the cooling plate 24 . The cooling holes 24a may be formed by vertically penetrating the flesh portion of the cooling plate 24 around the cooling room 26 . The cooling hole 24a is basically in charge of not only a heat dissipation function but also a function of reducing the weight of the cooling plate 24 .
이와 같이 프로브 어레이 그리퍼(10)를 이용하여 프로브 어레이를 프로브 헤드 기판에 본딩하는 과정에서, 프로브 어레이를 파지하는 그리퍼 창(40)에 냉각부(23)를 설치하여 그리퍼 창(40)으로 조사되는 레이저빔에 의해 프로브 어레이가 과열되는 것을 방지할 수 있다.In the process of bonding the probe array to the probe head substrate by using the probe array gripper 10 as described above, the cooling unit 23 is installed in the gripper window 40 that grips the probe array, and is irradiated with the gripper window 40 . It is possible to prevent the probe array from being overheated by the laser beam.
즉 프로브 헤드 기판에 형성된 패드는 프로브 헤드 기판을 형성하는 세라믹이 히트 싱크 역할을 하기 때문에, 프로브 핀을 패드에 접합하기 위해서는 고출력의 레이저빔 조사가 필요하다. 하지만 고출력의 레이저빔을 그리퍼 창(40)의 파지면(42)에 파지된 프로브 어레이에 조사하게 되면, 프로브 헤드 기판 보다 프로브 어레이에 더 높은 열이 인가되기 때문에, 그리퍼 창(4)이 프로브 어레이의 히트 싱크 역할을 하더라도 프로브 헤드 기판 보다는 열 방출 특성이 떨어진다. 이로 인해 프로브 어레이와 프로브 헤드 기판 사이에 온도 차이가 발생할 수 있다. 하지만 제5 실시 예에서는 프로브 어레이를 파지하는 그리퍼 창(40)에 냉각부(23)를 설치하여 그리퍼 창(40)으로 조사되는 레이저빔에 의해 프로브 어레이가 과열되는 것을 방지할 수 있다.That is, since the ceramic forming the probe head substrate serves as a heat sink for the pad formed on the probe head substrate, high-power laser beam irradiation is required to bond the probe pin to the pad. However, when a high-power laser beam is irradiated to the probe array held on the gripping surface 42 of the gripper window 40 , higher heat is applied to the probe array than to the probe head substrate, so the gripper window 4 is the probe array. Even if it acts as a heat sink, it has inferior heat dissipation characteristics than the probe head substrate. This may cause a temperature difference between the probe array and the probe head substrate. However, in the fifth embodiment, the cooling unit 23 is installed in the gripper window 40 that grips the probe array to prevent the probe array from being overheated by the laser beam irradiated to the gripper window 40 .
또한 냉각부(23)를 통하여 그리퍼 창(40)의 온도를 프로브 헤드 기판의 온도와 유사하게 조절하여 프로브 어레이를 프로브 헤드 기판에 접합하기 위한 솔더링 온도 조건을 안정적으로 유지함으로써, 프로브 어레이를 프로브 헤드 기판에 안정적으로 접합시킬 수 있다.In addition, by adjusting the temperature of the gripper window 40 to be similar to the temperature of the probe head substrate through the cooling unit 23 and stably maintaining the soldering temperature condition for bonding the probe array to the probe head substrate, the probe array is transferred to the probe head. It can be stably bonded to the substrate.
한편 제5 실시 예에 따른 냉각부(23)는 냉각판(24)과 냉매 순환을 통하여 그리퍼 창(30)에 파지된 프로브 어레이의 온도를 조절하는 예를 개시하였지만, 냉각판 및 냉매 순환 중에 하나만 적용하여 프로브 어레이의 온도를 조절할 수도 있다.Meanwhile, although the cooling unit 23 according to the fifth embodiment discloses an example of controlling the temperature of the probe array held by the gripper window 30 through the cooling plate 24 and the refrigerant circulation, only one of the cooling plate and the refrigerant circulation is disclosed. It is also possible to adjust the temperature of the probe array by application.
그리고 제5 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)에 제1 또는 제4 실시 예에 따른 그리퍼 진공 룸(50)이 적용된 예를 개시하였지만, 제2 또는 제3 실시 예에 따른 그리퍼 진공 룸(50)이 적용될 수 있다.In addition, although the example in which the gripper vacuum room 50 according to the first or fourth embodiment is applied to the probe array gripper 10 according to the fifth embodiment is disclosed, the gripper vacuum room 50 according to the second or third embodiment is disclosed. ) can be applied.
이와 같은 제1 내지 제5 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)를 포함하는 프로브 어레이 본딩 장비(100)에 대해서 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The probe array bonding apparatus 100 including the probe array gripper 10 according to the first to fifth embodiments will be described with reference to FIGS. 11 to 13 as follows.
[제6 실시 예][Sixth embodiment]
도 11은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비(100)의 사시도이다. 도 12는 본 발명의 제6 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비(100)의 프로브 어레이 트레이 유닛(72)의 사시도이다.11 is a perspective view of the probe array bonding apparatus 100 according to the sixth embodiment of the present invention. 12 is a perspective view of the probe array tray unit 72 of the probe array bonding apparatus 100 according to the sixth embodiment of the present invention.
도 7과 도 8을 참조하면, 제6 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비(100)는 제1 내지 제5 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)가 적용된 본딩 장비이다.7 and 8 , the probe array bonding device 100 according to the sixth embodiment is a bonding device to which the probe array gripper 10 according to the first to fifth embodiments is applied.
이러한 제6 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비(100)는, 다수의 프로브 어레이(71)들이 배치되어 있는 프로브 어레이 트레이 유닛(72), 프로브 어레이 트레이 유닛(72)이 탑재되며 프로브 어레이 트레이 유닛(72)에 배치된 프로브 어레이(71)와 프로브 어레이 그리퍼(10)의 파지 위치를 정렬하는 제1 비전카메라 장치(10)를 포함하는 정렬유닛(78), 정렬유닛(78)에서 정렬된 프로브 어레이(71)를 파지하고 프로브 헤드 기판(79)으로 옮기며 광을 투과하는 프로브 어레이 그리퍼(10), 프로브 어레이 그리퍼(10)로 파지되어 이송되는 프로브 어레이(71)의 불량 여부를 확인하고 정렬하기 위한 제2 비전카메라 장치(74), 프로브 어레이(71)의 프로브 핀(80)들이 접합되는 프로브 헤드 기판(79)을 파지하는 척(Chuck)유닛(75), 프로브 어레이(71)를 프로브 헤드 기판(79) 위의 접합 위치에 정렬하기 위한 제3 비전카메라 장치(76), 프로브 헤드 기판(79)의 접합 위치에 정렬된 프로브 어레이(71)에 고정 배치된 프로브 핀(80)들을 접합하기 위해 면광원 레이저를 조사하는 레이저 유닛(77), 그리고 도면에 나타나지는 않았지만 상기의 각 유닛과 장치들을 구동하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.The probe array bonding apparatus 100 according to the sixth embodiment includes a probe array tray unit 72 on which a plurality of probe arrays 71 are disposed, a probe array tray unit 72 , and a probe array tray unit ( An alignment unit 78 including a first vision camera device 10 for aligning gripping positions of the probe array 71 disposed on the probe array 71 and the probe array gripper 10, and the probe array aligned in the alignment unit 78 For checking and aligning the probe array gripper 10 that holds the 71 and moves it to the probe head substrate 79 and transmits light, and the probe array 71 that is gripped and transferred by the probe array gripper 10 is defective. The second vision camera device 74, the chuck unit 75 for holding the probe head substrate 79 to which the probe pins 80 of the probe array 71 are bonded, and the probe array 71 are attached to the probe head substrate. (79) for bonding the probe pins 80 fixedly arranged to the third vision camera device 76 for alignment at the bonding position above, and the probe array 71 aligned at the bonding position of the probe head substrate 79 It may include a laser unit 77 for irradiating a surface light source laser, and a control unit for driving each of the units and devices, although not shown in the drawing.
한편 프로브 어레이 트레이 유닛(72)과 척유닛(74)은 하부에 있는 스테이지에 의해 x, y, z, θ 네 방향으로 제어되어 동작할 수도 있다.Meanwhile, the probe array tray unit 72 and the chuck unit 74 may be controlled and operated in four directions x, y, z, and θ by a stage located below.
도 8은 프로브 어레이(71)들이 일정한 간격으로 배치되어 있는 프로브 어레이 트레이 유닛(72)을 보여주고 있다. 도 8의 C는 프로브 어레이 트레이 유닛(72)에 배치되어 있는 프로브 어레이(71)의 상태를 보여주는 확대도이다. 도 8(C-1), 도8(C-2)는 2D MEMS 프로브 핀(80)들이 배치되어 있는 프로브 어레이(71)의 형태들을 보여주고 있다. 도8(C-3)은 3D MEMS 프로브 핀(80)들이 배치되어 있는 프로브 어레이(71)의 형태들을 보여주고 있다.8 shows the probe array tray unit 72 in which the probe arrays 71 are arranged at regular intervals. 8C is an enlarged view showing the state of the probe array 71 disposed on the probe array tray unit 72 . 8(C-1) and 8(C-2) show the shapes of the probe array 71 in which the 2D MEMS probe pins 80 are disposed. 8(C-3) shows the shapes of the probe array 71 in which the 3D MEMS probe pins 80 are disposed.
프로브 어레이 트레이 유닛(72)에는 웨이퍼에 형성된 반도체 칩인 DUT의 크기로 형성된 다수의 프로브 어레이(71)가 트레이 홈(72a)에 배치되어 있을 수 있다. 프로브 어레이 트레이 유닛(72)에는 프로브 어레이(71)에서 프로브 헤드 기판(79)의 패드에 접합이 되는 프로브 핀(80)의 프로브 지지부가 아래로 향하고, 프로브 핀(80)들이 끼워진 판상의 지그가 상부에 위치되어 놓이도록 프로브 어레이 홈(72a)이 일정한 등 간격으로 형성될 수 있다. 프로브 어레이 그리퍼(10)는 제어부에 의해 프로브 어레이 트레이 유닛(72)에 위치한 프로브 어레이(71)들을 순차적으로 정렬유닛(40)으로 이동할 수 있도록 제어 된다.In the probe array tray unit 72 , a plurality of probe arrays 71 formed in the size of a DUT that is a semiconductor chip formed on a wafer may be disposed in the tray groove 72a. In the probe array tray unit 72 , the probe support portion of the probe pin 80 that is bonded to the pad of the probe head substrate 79 in the probe array 71 faces downward, and a plate-shaped jig in which the probe pins 80 are inserted is provided. The probe array grooves 72a may be formed at regular intervals so as to be positioned thereon. The probe array gripper 10 is controlled to sequentially move the probe arrays 71 positioned in the probe array tray unit 72 to the alignment unit 40 by the controller.
프로브 어레이 그리퍼(10)는 프로브 어레이(71)를 제1 비전카메라 장치(73)를 사용하여 x 방향으로 동작하여 정확한 위치에서 파지하고, 제2 비전카메라 장치(74)로 프로브 어레이(71)에 고정된 프로브 핀(80)들의 불량 유무와 위치를 확인 후, 양품의 프로브 어레이(71)를 척유닛(75) 위에 고정된 프로브 헤드 기판(79)의 접합 위치에 제3 비전카메라(76)를 사용하여 정렬시켜 레이저 유닛(77)으로 프로브 어레이(71)에 배치되어 있는 프로브 핀(80)들을 프로브 헤드 기판(79)에 접합할 수 있도록 파지한 상태에서, 레이저 유닛(76)의 면광원 레이저빔이 투과하여 프로브 어레이(71)에 조사 될 수 있도록 하는 기능을 제공한다.The probe array gripper 10 operates the probe array 71 in the x-direction using the first vision camera device 73 to grip it at an accurate position, and attaches the probe array 71 to the probe array 71 with the second vision camera device 74 . After confirming the presence and location of defects in the fixed probe pins 80 , a third vision camera 76 is attached to the bonding position of the probe head substrate 79 fixed on the chuck unit 75 to the non-defective probe array 71 . In a state in which the probe pins 80 arranged on the probe array 71 by using the laser unit 77 to be bonded to the probe head substrate 79 by using the laser unit 77, the surface light source laser of the laser unit 76 is held. A function of allowing the beam to be transmitted through and irradiated to the probe array 71 is provided.
척유닛(75)은 상부에 올려 파지된 프로브 헤드(79)의 접합 위치를 제3 비전카메라 장치(76)를 사용하여 프로브 어레이(71)와 정렬하기 위해, z, y, z, θ 네 방향으로 제어될 수도 있다.The chuck unit 75 has four directions: z, y, z, θ to align the bonding position of the probe head 79 held thereon with the probe array 71 using the third vision camera device 76 . may be controlled by
또한 제3 비전카메라 장치(76)와 레이저 유닛(77)은 y 방향과 z 방향으로 동작하여, 프로브 어레이(71)와 척유닛(75) 위에 올려 고정된 프로브 헤드 기판(79)을 정렬하고, 이후 프로브 어레이 그리퍼(10)를 투과하여 프로브 어레이(71)에 면광원의 레이저빔을 조사할 수 있다.In addition, the third vision camera device 76 and the laser unit 77 operate in the y and z directions to align the probe head substrate 79 mounted on the probe array 71 and the chuck unit 75 and fixed, Thereafter, the laser beam of the surface light source may be irradiated to the probe array 71 through the probe array gripper 10 .
이와 같은 일련의 공정을 반복 수행하여 300mm MLC의 프로브 헤드 기판(79)과 같은 대면적 기판 전체에 프로브 어레이(71)를 사용하여 DUT 단위로 프로브 핀(80)들을 매우 정밀하게 위치시키고, 빠르게 접합할 수 있다.By repeating this series of processes, using the probe array 71 on the entire large-area substrate such as the probe head substrate 79 of 300 mm MLC, the probe pins 80 are positioned very precisely in DUT units, and the probe pins 80 are quickly bonded. can do.
이와 같은 일련의 공정을 통해 프로브 어레이(71)가 모두 접합된 프로브 헤드 기판(79)은 다음 공정에서 습식 식각 또는 건식 식각 공정을 통해 프로브 어레이(71)의 판상의 지그가 제거되어, 프로브 헤드로 제조될 수 있다.Through this series of processes, the probe head substrate 79 to which all of the probe arrays 71 are bonded is removed from the plate-shaped jig of the probe array 71 through a wet etching or dry etching process in the next step, and is then used as a probe head. can be manufactured.
[제7 실시 예][Seventh embodiment]
한편 제6 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비(100)는 프로브 어레이 그리퍼(10)가 프로브 어레이 트레이 유닛(72)으로부터 프로브 어레이(71)를 파지하여 프로브 헤드 기판(79)으로 바로 이송하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 13에 도시된 바와 같이, 프로브 어레이 홀더(11)가 프로브 어레이 트레이 유닛(72)으로부터 프로브 어레이(71)를 파지하여 정렬유닛(78)으로 이송한 후, 프로브 어레이 그리퍼(10)가 정렬유닛(78)에서 위치가 정렬된 프로브 어레이(71)를 파지하여 프로브 헤드 기판(79)으로 이송할 수 있다.Meanwhile, in the probe array bonding apparatus 100 according to the sixth embodiment, the probe array gripper 10 grips the probe array 71 from the probe array tray unit 72 and directly transfers the probe array 71 to the probe head substrate 79 . disclosed, but not limited thereto. For example, as shown in FIG. 13 , after the probe array holder 11 holds the probe array 71 from the probe array tray unit 72 and transfers it to the alignment unit 78 , the probe array gripper 10 is aligned. The unit 78 may grip the probe array 71 aligned in position and transfer it to the probe head substrate 79 .
도 13은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비(100)의 사시도이다.13 is a perspective view of a probe array bonding apparatus 100 according to a seventh embodiment of the present invention.
도 12와 도 13을 참조하면, 제7 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비(100)는 제1 내지 제5 실시 예에 따른 프로브 어레이 그리퍼(10)와 프로브 어레이 홀더(11)가 적용된 본딩 장비이다.12 and 13 , the probe array bonding device 100 according to the seventh embodiment is a bonding device to which the probe array gripper 10 and the probe array holder 11 according to the first to fifth embodiments are applied. .
이러한 제7 실시 예에 따른 프로브 어레이 본딩 장비(100)는, 다수의 프로브 어레이(71)들이 배치되어 있는 프로브 어레이 트레이 유닛(72), 프로브 어레이 트레이 유닛(72)으로부터 프로브 어레이(71)를 파지하여 옮기는 프로브 어레이 홀더(11), 프로브 어레이 홀더(11)에 의해 옮겨진 프로브 어레이(71)를 파지 위치에 정밀하게 정렬하기 위한 정렬유닛(78), 정렬유닛(78)에서 파지 위치에 정렬된 프로브 어레이(71)를 파지하고 접합 위치로 옮기는 프로브 어레이 그리퍼(10), 정렬유닛(78) 위의 프로브 어레이(71)와 프로브 어레이 그리퍼(10)의 파지 위치를 정렬하는 제1 비전카메라 장치(73), 프로브 어레이 그리퍼(10)에 파지된 프로브 어레이(71)의 불량 여부를 확인하고 정렬하기 위한 제2 비전카메라 장치(74), 프로브 어레이(71)의 프로브 핀(80)들이 접합되는 프로브 헤드 기판(79)을 고정하는 척유닛(75), 프로브 어레이(71)를 프로브 헤드 기판(79) 위의 접합 위치에 정렬하기 위한 제3 비전카메라 장치(76), 프로브 헤드 기판(79)의 접합 위치에 정렬된 프로브 어레이(71)에 고정 배치된 프로브 핀(80)들을 접합하기 위해 면광원 레이저를 조사하는 레이저 유닛(77), 그리고 도면에 나타나지는 않았지만 상기의 각 유닛과 장치들을 구동하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.The probe array bonding apparatus 100 according to the seventh embodiment holds the probe array 71 from the probe array tray unit 72 and the probe array tray unit 72 on which a plurality of probe arrays 71 are disposed. The probe array holder 11 to be moved and the aligning unit 78 for precisely aligning the probe array 71 moved by the probe array holder 11 to the gripping position, and the probe aligned to the gripping position in the alignment unit 78 The probe array gripper 10 grips the array 71 and moves it to the bonding position, and the first vision camera device 73 aligns the gripping positions of the probe array 71 and the probe array gripper 10 on the alignment unit 78 . ), a second vision camera device 74 for checking and aligning whether the probe array 71 held by the probe array gripper 10 is defective, and a probe head to which the probe pins 80 of the probe array 71 are bonded. A chuck unit 75 for fixing the substrate 79 , a third vision camera device 76 for aligning the probe array 71 to a bonding position on the probe head substrate 79 , and bonding of the probe head substrate 79 . A laser unit 77 irradiating a surface light source laser to bond the probe pins 80 fixedly arranged to the probe array 71 aligned in position, and a laser unit 77 for driving each of the units and devices although not shown in the drawing It may include a control unit.
한편 프로브 어레이 트레이 유닛(72)과 정렬유닛(78), 그리고 척유닛(74)은 하부에 있는 스테이지에 의해 x, y, z, θ 네 방향으로 제어되어 동작할 수도 있다. 예컨대 프로브 어레이 트레이 유닛(72)은 y 방향으로 이동하는 트레이 스테이지(72a)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 제3 비전카메라 장치(76)와 레이저 유닛(77)은 y 방향과 z 방향으로 동작하여, 프로브 어레이(71)와 척유닛(75) 위에 올려 파지된 프로브 헤드 기판(79)을 정렬하고, 프로브 어레이 그리퍼(10)를 투과하여 프로브 어레이(71)에 면광원 레이저빔을 조사할 수 있다.On the other hand, the probe array tray unit 72 , the alignment unit 78 , and the chuck unit 74 may be operated by being controlled in the four directions x, y, z, and θ by the stage at the bottom. For example, the operation of the probe array tray unit 72 may be controlled by the tray stage 72a moving in the y-direction. The third vision camera device 76 and the laser unit 77 operate in the y-direction and the z-direction to align the probe head substrate 79 held on the probe array 71 and the chuck unit 75 and hold the probe. The surface light source laser beam may be irradiated to the probe array 71 through the array gripper 10 .
정렬유닛(78)의 동작을 설명하면, 프로브 어레이 본딩 장치(100)에서 프로브 어레이(71)들의 접합 위치는 가능한 ㅁ1㎛ 이하의 최소 공차 범위에서 접합되도록 위치 제어가 되어야 전체 300mm 프로브 헤드 기판(79)에 전체에 접합되는 프로브 핀(80)들의 정렬 상태를 최상으로 제작할 수 있다.When explaining the operation of the alignment unit 78, the bonding positions of the probe arrays 71 in the probe array bonding apparatus 100 must be controlled so that they are bonded in the minimum tolerance range of 1 μm or less as possible to the entire 300mm probe head substrate ( 79), the alignment state of the probe pins 80 bonded to the entirety can be manufactured best.
상기와 같은 이유로 프로브 어레이(71)를 옮기는 동작에서 프로브 어레이(71)의 위치를 일정하게 제어하는 것이 매우 중요하다, 이러한 목적을 달성하기 위해서 프로브 어레이 홀더(11)에 의해 트레이 스테이지(72a)에서 정렬유닛(78)으로 옮겨진 프로브 어레이(71)를 단순하게 기구적인 방법으로 제어할 수도 있지만, 보다 정밀하게 제어하기 위해서, 정렬유닛(78)은 프로브 어레이(71)가 올려지는 정렬판(78a)과, 정렬판(78a)의 하부에 x, y, θ 세 방향으로 제어되는 자동 스테이지(78b)를 구비한다.For the above reasons, it is very important to constantly control the position of the probe array 71 in the operation of moving the probe array 71. In order to achieve this purpose, the probe array holder 11 is used in the tray stage 72a. The probe array 71 transferred to the alignment unit 78 may be controlled by a simple mechanical method, but for more precise control, the alignment unit 78 includes an alignment plate 78a on which the probe array 71 is mounted. and an automatic stage 78b controlled in three directions x, y, and θ under the alignment plate 78a.
제1 비전카메라 장치(73)가 정렬판(78a) 위에 올려진 프로브 어레이(71)를 비전으로 자동정렬할 수 있도록 위치한다. 제1 비전카메라 장치(73)의 동작을 설명하면, 제1 비전카메라 장치(73)의 영상으로 확인하면서 프로브 어레이(71) 크기로 제작된 프로브 어레이 그리퍼(10)의 파지 위치를 기준으로 위치가 틀어진 프로브 어레이(71)를 프로브 어레이 그리퍼(100의 파지 위치로 이동시키는 티칭(Teaching) 제어 동작을 수행할 수 있다. 프로브 어레이 그리퍼(10)의 파지 위치는 어레이 홀더 공간의 위치일 수 있다.The first vision camera device 73 is positioned so that the probe array 71 mounted on the alignment plate 78a can be automatically aligned with vision. When the operation of the first vision camera device 73 is described, the position is determined based on the gripping position of the probe array gripper 10 manufactured in the size of the probe array 71 while checking the image of the first vision camera device 73 . A teaching control operation of moving the misaligned probe array 71 to the gripping position of the probe array gripper 100 may be performed. The gripping position of the probe array gripper 10 may be a position in the array holder space.
한편 설명의 편의 상 비전얼라인 동작을 위한 기준을 프로브 어레이 그리퍼(10)의 파지 위치와 프로브 어레이(71) 크기로 설명하였지만, 프로브 어레이(71)와 프로브 어레이 그리퍼(10)에 정렬을 위한 얼라인마크를 형성하여 위치 정렬을 제어할 수도 있다.Meanwhile, for convenience of explanation, the reference for the non-alignment operation was described with the gripping position of the probe array gripper 10 and the size of the probe array 71 , but the aligner for aligning the probe array 71 and the probe array gripper 10 . Position alignment may be controlled by forming in-marks.
프로브 어레이 홀더(11)는 진공 흡착을 통하여 프로브 어레이(71)를 파지하여 옮기는 기능을 수행한다는 점에서 프로브 어레이 그리퍼(10)와 유사한 기능을 수행하는 픽 앤 플레이스(pick and place) 기구이다. 프로브 어레이 홀더(11)로는 프로브 어레이 그리퍼(10)가 사용될 수 있다.The probe array holder 11 is a pick and place mechanism that performs a function similar to that of the probe array gripper 10 in that it holds and moves the probe array 71 through vacuum suction. The probe array gripper 10 may be used as the probe array holder 11 .
이와 같은 일련의 공정을 반복 수행하여 300mm MLC의 프로브 헤드 기판(79)과 같은 대면적 기판 전체에 프로브 어레이(71)를 사용하여 DUT 단위로 프로브 핀(80)들을 매우 정밀하게 위치시키고, 빠르게 접합할 수 있다.By repeating this series of processes, using the probe array 71 on the entire large-area substrate such as the probe head substrate 79 of 300 mm MLC, the probe pins 80 are positioned very precisely in DUT units, and the probe pins 80 are quickly bonded. can do.
이와 같은 일련의 공정을 통해 프로브 어레이(71)가 모두 접합된 프로브 헤드 기판(79)은 다음 공정에서 습식 식각 또는 건식 식각 공정을 통해 프로브 어레이(71)의 판상의 지그가 제거되어, 프로브 헤드로 제조될 수 있다.Through this series of processes, the probe head substrate 79 to which all of the probe arrays 71 are bonded is removed from the plate-shaped jig of the probe array 71 through a wet etching or dry etching process in the next step, and is then used as a probe head. can be manufactured.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
[부호의 설명][Explanation of code]
10 : 프로브 어레이 그리퍼 11 : 프로브 어레이 홀더10: probe array gripper 11: probe array holder
20 : 그리퍼 바디 21 : 진공 홀 22 : 진공로20: gripper body 21: vacuum hole 22: vacuum furnace
23 : 냉각부 24 : 냉각판 24a : 냉각 홀23: cooling unit 24: cooling plate 24a: cooling hole
25 : 설치면 26 : 냉각 룸 27 : 입출력 홀25: installation surface 26: cooling room 27: input/output hole
28 : 냉각 덮개 29 : 냉각 개스킷 30 : 바디 덮개 창28: cooling shroud 29: cooling gasket 30: body cover window
40 : 그리퍼 창 41 : 파지 홀 42 : 파지면40: gripper window 41: gripping hole 42: gripping surface
43 : 어레이 홀더 공간 44 : 홀더 경사면 50 : 그리퍼 진공 룸43: array holder space 44: holder inclined plane 50: gripper vacuum room
60 : 그리퍼 기구물 71 : 프로브 어레이60: gripper mechanism 71: probe array
72 : 프로브 어레이 트레이 유닛 72a : 트레이 스테이지72: probe array tray unit 72a: tray stage
73 : 제1 비전카메라 장치 74 : 제2 비전카메라 장치73: first vision camera device 74: second vision camera device
75 : 척 유닛 76 : 제3 비전카메라 장치75: chuck unit 76: third vision camera device
77 : 레이저 유닛 78 : 정렬유닛 78a : 정렬판77: laser unit 78: alignment unit 78a: alignment plate
78b : 자동 스테이지 79 : 프로브 헤드 기판78b: automatic stage 79: probe head board
80 : 프로브 핀 100 : 프르브 어레이 본딩 장비80: probe pin 100: probe array bonding equipment

Claims (13)

  1. 다수의 프로브 핀들이 고정 배치된 프로브 어레이를 파지하는 프로브 어레이 그리퍼로서,A probe array gripper for gripping a probe array in which a plurality of probe pins are fixedly arranged, comprising:
    적어도 일단에 위치 제어 장치의 그리퍼 기구물에 연결이 되고, 내부에 진공 압 형성을 위한 진공 홀이 형성되어 일측이 외부의 진공장치에 연결되고 타측이 상기 일단에 이격된 부분의 하부에 노출되는 그리퍼 바디; 및At least one end of the gripper body is connected to the gripper mechanism of the position control device, and a vacuum hole for forming vacuum pressure is formed therein, so that one end is connected to an external vacuum device and the other end is exposed to the lower portion of the spaced apart part. ; and
    상기 진공 홀과 연결되게 상기 그리퍼 바디의 하부에 설치되며, 상하로 관통된 복수의 파지 홀이 상기 진공 홀에 연통되게 형성되며, 하부면에 상기 진공 홀을 통해서 상기 복수의 파지 홀로 제공되는 진공 압으로 상기 프로브 어레이를 파지하는 파지면을 가지며, 광을 투과하는 그리퍼 창;A vacuum pressure provided at a lower portion of the gripper body to be connected to the vacuum hole, a plurality of gripping holes penetrating up and down are formed to communicate with the vacuum hole, and the plurality of gripping holes are provided through the vacuum hole on the lower surface. a gripper window having a gripping surface for gripping the probe array and transmitting light;
    을 포함하는 프로브 어레이 그리퍼.A probe array gripper comprising a.
  2. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 바디는According to claim 1, wherein the gripper body is
    일단의 상부가 위치 제어 장치의 그리퍼 기구물에 연결이 되고, 타단에는 상기 진공 홀과 연결된 그리퍼 진공 룸이 아래로 개방되게 형성되어 있으며, 상기 그리퍼 창이 상기 그리퍼 진공 룸 아래에 접합되어 상기 그리퍼 진공 룸을 덮는 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.The upper end of one end is connected to the gripper mechanism of the position control device, and the gripper vacuum room connected to the vacuum hole is formed at the other end to open downward, and the gripper window is joined below the gripper vacuum room to close the gripper vacuum room. A probe array gripper, characterized in that it covers.
  3. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 바디는,According to claim 1, wherein the gripper body,
    양단의 상부가 위치 제어 장치의 그리퍼 기구물에 연결이 되고, 중앙부에는 상기 진공 홀과 연결된 그리퍼 진공 룸이 아래로 개방되게 형성되어 있으며, 상기 그리퍼 창이 상기 그리퍼 진공 룸 아래에 접합되어 상기 그리퍼 진공 룸을 덮는 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.The upper portions of both ends are connected to the gripper mechanism of the position control device, and the gripper vacuum room connected to the vacuum hole is formed in the central portion to open downward, and the gripper window is joined below the gripper vacuum room to close the gripper vacuum room. A probe array gripper, characterized in that it covers.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,4. The method of claim 2 or 3,
    상기 그리퍼 바디는 상기 그리퍼 진공 룸이 상하로 관통되게 형성되며,The gripper body is formed such that the gripper vacuum room penetrates up and down,
    상기 그리퍼 진공 룸 위에 접합되어 상기 그리퍼 진공 룸을 덮으며, 광을 투과하는 바디 덮개 창;a body cover window joined over the gripper vacuum room to cover the gripper vacuum room and transmitting light;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.Probe array gripper, characterized in that it further comprises.
  5. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 창은,According to claim 1, wherein the gripper window,
    상부면에 상기 진공 홀과 연결되는 그리퍼 진공 룸이 형성되어 있고, 상기 복수의 파지 홀이 상기 그리퍼 진공 룸 내에 형성된 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.A gripper vacuum room connected to the vacuum hole is formed on an upper surface of the probe array gripper, and the plurality of gripping holes are formed in the gripper vacuum room.
  6. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 그리퍼 바디의 소재는 인바, 코바, 세라믹, 석영 또는 유리인 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.The probe array gripper, characterized in that the material of the gripper body is Invar, Kovar, ceramic, quartz, or glass.
  7. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 그리퍼 창의 소재는 레이저빔이 투과하는 석영 또는 유리인 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.The probe array gripper, characterized in that the material of the gripper window is quartz or glass through which the laser beam passes.
  8. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4,
    상기 바디 덮개 창의 소재는 레이저빔이 투과하는 석영 또는 유리인 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.The probe array gripper, characterized in that the material of the body cover window is quartz or glass through which the laser beam passes.
  9. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 창은,According to claim 1, wherein the gripper window,
    상기 파지면에 프로브 어레이가 삽입되어 파지되는 어레이 홀더 공간이 형성되어 있으며, 상기 어레이 홀더 공간에 상기 복수의 파지 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.An array holder space in which the probe array is inserted and gripped is formed in the gripping surface, and the plurality of gripping holes are formed in the array holder space.
  10. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 바디는,According to claim 1, wherein the gripper body,
    상기 그리퍼 창 둘레에 형성되어 상기 그리퍼 창에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 냉각부;a cooling unit formed around the gripper window to dissipate heat generated from the gripper window to the outside;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.Probe array gripper, characterized in that it further comprises.
  11. 제10항에 있어서, 상기 냉각부는,The method of claim 10, wherein the cooling unit,
    하부에 그리퍼 창이 설치되는 설치면을 구비하고, 상기 설치면의 상부에 냉각 룸이 상부로 개방되게 형성되며, 외곽에 상기 냉각 룸으로 냉매를 입출력하는 입출력 홀이 형성되어, 상기 냉각 룸으로 순환하는 냉매로 상기 설치면 아래에 설치된 그리퍼 창을 냉각시키는 냉각판; 및It has an installation surface on which a gripper window is installed at a lower portion, a cooling room is formed to be opened upwardly on the upper portion of the installation surface, and an input/output hole for inputting and outputting a refrigerant to and from the cooling room is formed on the outside to circulate to the cooling room a cooling plate for cooling the gripper window installed below the installation surface with a refrigerant; and
    상기 냉각판 위에 결합되며, 냉각 개스킷을 매개로 상기 냉각 룸을 봉합하는 냉각 덮개;a cooling cover coupled to the cooling plate and sealing the cooling room through a cooling gasket;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 어레이 그리퍼.A probe array gripper comprising a.
  12. DUT단위로 배치된 프로브 핀들을 구비하는 프로브 어레이들이 배치되는 적어도 하나의 프로브 어레이 트레이 유닛;at least one probe array tray unit in which probe arrays having probe pins disposed in units of DUTs are disposed;
    상기 프로브 어레이 트레이 유닛에 배치된 상기 프로브 어레이를 파지하여 정렬유닛으로 옮기는 프로브 어레이 홀더;a probe array holder holding the probe array disposed on the probe array tray unit and moving it to an alignment unit;
    상기 프로브 어레이의 위치를 정렬하는 제1 비전카메라 장치를 포함하는 상기 정렬유닛;the alignment unit including a first vision camera device for aligning positions of the probe array;
    상기 정렬유닛에서 정렬된 상기 프로브 어레이를 파지하고 프로브 헤드 기판으로 옮기며 광을 투과하는 프로브 어레이 그리퍼;a probe array gripper holding the probe array aligned in the alignment unit and transferring it to the probe head substrate and transmitting light;
    상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 상기 프로브 어레이의 불량 유무와 위치를 확인하는 제2 비전카메라 장치;a second vision camera device for checking whether or not the probe array is defective and a position of the probe array gripped by the probe array gripper;
    상기 프로브 어레이에 배치된 프로브 핀들이 접합되는 프로브 헤드 기판을 고정하고 정렬하는 척유닛;a chuck unit for fixing and aligning the probe head substrate to which the probe pins disposed on the probe array are bonded;
    상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 프로브 어레이와 프로브 헤드 기판을 정렬하기 위한 제3 비전카메라 장치; 및a third vision camera device for aligning the probe array gripped by the probe array gripper and the probe head substrate; and
    면광원 레이저빔을 상기 프로브 어레이 그리퍼를 투과하여 상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 프로브 어레이에 조사하여 상기 프로브 어레이에 배치된 프로브 핀들과 프로브 헤드 기판의 패드들을 전도성 접착제를 매개로 일괄 접합하는 레이저 유닛;을 포함하고,a laser unit that transmits a surface light source laser beam through the probe array gripper and irradiates the probe array gripped by the probe array gripper to collectively bond the probe pins disposed on the probe array and the pads of the probe head substrate through a conductive adhesive; including,
    상기 프로브 어레이 그리퍼는,The probe array gripper,
    적어도 일단에 위치 제어 장치의 그리퍼 기구물에 연결이 되고, 내부에 진공 압 형성을 위한 진공 홀이 형성되어 일측이 외부의 진공장치에 연결되고 타측이 상기 일단에 이격된 부분의 하부에 노출되는 그리퍼 바디; 및At least one end of the gripper body is connected to the gripper mechanism of the position control device, and a vacuum hole for forming vacuum pressure is formed therein, so that one end is connected to an external vacuum device and the other end is exposed to the lower portion of the spaced apart part. ; and
    상기 진공 홀과 연결되게 상기 그리퍼 바디의 하부에 설치되며, 상하로 관통된 복수의 파지 홀이 상기 진공 홀에 연통되게 형성되며, 하부면에 상기 진공 홀을 통해서 상기 복수의 파지 홀로 제공되는 진공 압으로 상기 프로브 어레이를 파지하는 파지면을 가지며, 광을 투과하는 그리퍼 창;A vacuum pressure provided at a lower portion of the gripper body to be connected to the vacuum hole, a plurality of gripping holes penetrating up and down are formed to communicate with the vacuum hole, and the plurality of gripping holes are provided through the vacuum hole on the lower surface. a gripper window having a gripping surface for gripping the probe array and transmitting light;
    을 포함하는 프로브 어레이 본딩 장비.Probe array bonding equipment comprising a.
  13. DUT단위로 배치된 프로브 핀들을 구비하는 프로브 어레이들이 배치되는 적어도 하나의 프로브 어레이 트레이 유닛;at least one probe array tray unit in which probe arrays having probe pins disposed in units of DUTs are disposed;
    상기 프로브 어레이 트레이 유닛이 탑재되며, 상기 프로브 어레이 트레이 유닛에 배치된 상기 프로브 어레이의 위치를 정렬하는 제1 비전카메라 장치를 포함하는 정렬유닛;an alignment unit on which the probe array tray unit is mounted, the alignment unit including a first vision camera device for aligning positions of the probe array disposed on the probe array tray unit;
    상기 정렬유닛에서 정렬된 상기 프로브 어레이를 파지하고 프로브 헤드 기판으로 옮기며 광을 투과하는 프로브 어레이 그리퍼;a probe array gripper holding the probe array aligned in the alignment unit and transferring it to the probe head substrate and transmitting light;
    상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 상기 프로브 어레이의 불량 유무와 위치를 확인하는 제2 비전카메라 장치;a second vision camera device for checking whether or not the probe array is defective and a position of the probe array gripped by the probe array gripper;
    상기 프로브 어레이에 배치된 프로브 핀들이 접합되는 프로브 헤드 기판을 고정하고 정렬하는 척유닛;a chuck unit for fixing and aligning the probe head substrate to which the probe pins disposed on the probe array are bonded;
    상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 프로브 어레이와 프로브 헤드 기판을 정렬하기 위한 제3 비전카메라 장치; 및a third vision camera device for aligning the probe array gripped by the probe array gripper and the probe head substrate; and
    면광원 레이저빔을 상기 프로브 어레이 그리퍼를 투과하여 상기 프로브 어레이 그리퍼에 파지된 프로브 어레이에 조사하여 상기 프로브 어레이에 배치된 프로브 핀들과 프로브 헤드 기판의 패드들을 전도성 접착제를 매개로 일괄 접합하는 레이저 유닛;을 포함하고,a laser unit that transmits a surface light source laser beam through the probe array gripper and irradiates the probe array gripped by the probe array gripper to collectively bond the probe pins disposed on the probe array and the pads of the probe head substrate through a conductive adhesive; including,
    상기 프로브 어레이 그리퍼는,The probe array gripper,
    적어도 일단에 위치 제어 장치의 그리퍼 기구물에 연결이 되고, 내부에 진공 압 형성을 위한 진공 홀이 형성되어 일측이 외부의 진공장치에 연결되고 타측이 상기 일단에 이격된 부분의 하부에 노출되는 그리퍼 바디; 및At least one end of the gripper body is connected to the gripper mechanism of the position control device, and a vacuum hole for forming vacuum pressure is formed therein, so that one end is connected to an external vacuum device and the other end is exposed to the lower portion of the spaced apart part. ; and
    상기 진공 홀과 연결되게 상기 그리퍼 바디의 하부에 설치되며, 상하로 관통된 복수의 파지 홀이 상기 진공 홀에 연통되게 형성되며, 하부면에 상기 진공 홀을 통해서 상기 복수의 파지 홀로 제공되는 진공 압으로 상기 프로브 어레이를 파지하는 파지면을 가지며, 광을 투과하는 그리퍼 창;A vacuum pressure provided at a lower portion of the gripper body to be connected to the vacuum hole, a plurality of gripping holes penetrating up and down are formed to communicate with the vacuum hole, and the plurality of gripping holes are provided through the vacuum hole on the lower surface. a gripper window having a gripping surface for gripping the probe array and transmitting light;
    을 포함하는 프로브 어레이 본딩 장비.Probe array bonding equipment comprising a.
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