KR20020096094A

KR20020096094A - 테스터 헤드용 프로브 카드

Info

Publication number: KR20020096094A
Application number: KR1020010034140A
Authority: KR
Inventors: 강기상; 강성모
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2001-06-16
Filing date: 2001-06-16
Publication date: 2002-12-31
Also published as: JP2003028894A; US6642729B2; US20020192986A1

Abstract

본 발명은 테스터 헤드용 프로브 카드에 관한 것이다. 본 발명은 반도체 기판을 올려놓을 수 있는 지지판과 상기 지지판과 소정 거리 이격되어 설치되고 상부판을 가진 테스터 헤드를 갖고 상기 반도체 기판 상에 형성된 칩의 전기적 특성을 측정하는 테스트 장비에 사용되는 것으로서, 상부판에 연결되고 적어도 400mm의 직경을 갖는 원형 판 상으로 형성된 복수의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)과, 인쇄회로 기판을 관통하여 형성된 탐침부를 포함한다. 이렇게 인쇄회로기판의 크기를 400 mm 이상으로 확대함으로써, 측정 처리능력을 향상시킬 수 있고 추후 대형화되는 반도체 기판에 대해서도 처리능력에 큰 감소 없이 용이하게 칩의 전기적 파라메터(electrical parameter)를 측정할 수 있다.

Description

테스터 헤드용 프로브 카드{Probe card for tester head}

본 발명은 반도체 기판에 형성된 각 칩의 전기적 파라메타(electrical parameter)를 측정하기 위한 테스터 장치의 테스터 헤드용 프로브 카드(probecard)에 관한 것이다.

로직(LOGIC)이나 메모리(Memory)용 반도체 장치의 제조공정(In-Fab process)들이 모두 완료되고 반도체 칩이 완성되면, 이들 반도체 기판은 패키지 공정을 위한 절삭단계로 들어가기 전에 형성된 각 칩들의 전기적 특성(electrical parameter)을 테스터 장비를 이용하여 측정하고 그 양/불량(pass/fail)을 검수(inspection)하게 된다. 이러한 테스터 장비는 반도체 기판을 올려놓을 수 있는 지지대와 테스터 장비의 프로브 스테이션 사이에 개재되어 장착되는 프로브 카드용 인쇄회로 기판을 포함한다. 이 인쇄회로 기판에는 200 mm(8 inch) 이하의 직경을 갖는 반도체 기판 상에 형성된 칩들의 전기적 특성을 검사하기 위해서 반도체 칩의 표면에 복수로 형성되어 있는 단자용 패드와 대응하여 접촉할 수 있도록 복수 개로 형성된 일련의 탐침들이 형성되어 있는 탐침부가 있다. 이 탐침부는 복수의 칩들을 동시에 측정하도록 배치되어 있는데, 현재 사용되는 프로브 카드에는 보통 십 여 개 이상의 칩을 동시에 측정할 수 있도록 배치되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 프로브 카드는 반도체 기판의 직경이 300 mm 이상으로 확장될 경우, 반도체 기판 크기에서 차이가 있기 때문에 기존의 테스터 장치로는 300 mm 이상의 직경을 가진 반도체 기판을 사용하는 데 문제가 발생할 수 있고, 또한 반도체 기판의 크기가 커지면서 반도체 기판 당 형성되는 칩의 수도 거의 2배 이상 증가하여 반도체 기판 하나를 처리하는 속도가 기존의 프로브 카드로는 충분하지 않아 처리능력이 감소되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인쇄회로기판의 크기를 보다 크게 확장하여, 보다 큰 차세대 반도체 기판에서도 전기적 특성을 측정할 수 있도록 기준이 마련된 테스터 헤드용 프로브 카드를 제공하는 것이다.

그리고, 탐침부의 수를 증가시켜 단위시간당 측정 처리속도를 향상시킬 수 있는 테스터 헤드용 프로브 카드를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 테스터 헤드가 장착된 테스터 장비를 나타낸 개략도이다.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 의한 테스터 헤드용 프로브 카드를 나타낸 평면도들이다.

도 3은 도 2a의 'A' 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.

도 4는 도 2a의 'B' 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 테스터 헤드용 프로브 카드의 연결부에 장착되는 연결커넥터를 나타낸 도면들이다.

도 6은 본 발명에 의한 테스터 헤드용 프로브 카드의 연결부에 장착된 연결 커넥터와 결합되기 위해 상부판에 장착된 연결 커넥터를 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명에 의한 테스터 헤드용 프로브 카드의 측면도이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 테스터 헤드용 프로브 카드는, 반도체 기판을 올려놓을 수 있는 지지판과 상기 지지판과 소정 거리 이격되어 설치된 테스터 헤드를 갖고 상기 반도체 기판 상에 형성된 칩의 전기적 파라메터(electrical parameter)를 측정하는 테스트 장비에 있어서, 테스터 헤드에 장작되고 판면을 관통하여 형성된 탐침부를 가지며 적어도 400mm의 직경을 갖고 복층으로 형성된 원형판 상의 인쇄회로 기판을 포함한다.

여기서, 인쇄회로기판의 직경은 440 mm인 것이 300 mm 이상의 직경을 가진 반도체 기판을 취급하기 용이하여 바람직하다. 이러한 인쇄회로기판의 판면 상에는 반도체 기판 상에 형성된 칩의 전기적 특성을 측정하기 위해서 복수의 접촉핀을 가진 연결부가 복수로 형성되어 있다. 그리고, 연결부는 원형 판상의 인쇄회로기판의 외측 가장자리 영역에 각각 원형으로 인접하여 배치되어 인쇄회로기판의 중앙원점을 중심으로 용이하게 구별할 수 있도록 판면에 4개의 사분면으로 분리되어 배치되어 있다.

이러한 연결부는 막대형으로 형성되어 있고, 상기 인쇄회로기판의 중앙원점을 중심으로 외측 직경방향을 따라 길이방향으로 배치되어 있는 것이 보다 많은 연결부를 설치할 수 있어 바람직하다. 이러한 연결부에 형성된 접촉핀은 모두 112개이고, 연결부의 길이방향을 각각 56개씩 2열로 형성되어 있는 것이 연결부의 단위 길이당 핀의 수를 증가시킬 수 있어 바람직하다. 이렇게 형성된 연결부는 각 사분면에 24 개씩 배치되어 있다.

각 연결부의 중심은 상기 인쇄회로기판의 중심으로부터 191.5 mm 위치에 배치되고, 동일 사분면에 속하는 연결부들은 인접한 연결부와의 이격각이 3.5 °이며, 각 사분면의 경계에 배치된 연결부는 인쇄회로기판의 중앙 원점을 기준으로 각 사분면의 경계선으로부터 상기 각각 4.75 °이격되어 있다.

한편, 인쇄회로기판은 각 사분면의 경계선 상에 보강판 고정홀이 형성되어 있는데, 이러한 보강판 고정홀은 인쇄회로기판의 중심으로부터 182.5 mm의 위치에 형성된다.

그리고, 인쇄회로기판에서 사분면의 경계선 중 어느 하나의 경계선과 이와 대응하여 반대쪽에 배치된 경계선 상에 카드 홀더홀이 형성되어 있다. 카드홀더 홀은 각각 두 개씩 형성되어 있고, 이들 각각은 인쇄회로기판의 중심으로부터 197.5 mm와 214.5 mm의 위치에 형성되어 있다.

또한, 인쇄회로기판은 상기 각 사분면의 경계선 상에 가이드핀 홀을 포함하고 있는데, 이 가이드핀 홀은 인쇄회로기판의 중심으로부터 207.5 mm의 위치에 형성되어 있다.

그리고, 이러한 연결부는 테스터 헤드의 상부판와 전기적으로 연결될 수 있도록 각각 짚(ZIF)형 연결 커넥터를 포함하고 있고, 이러한 짚(ZIF)연결 커넥터는 암수로 나뉘어 있어 연결부에는 짚(Zero Insertion Force)형 숫연결 커넥터를 장착하고 상부판에는 짚(Zero Insertion Force)형 암커넥터가 장착되어 있는 것이 장착이 용이하고 원가절감 측면에서 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 테스터 헤드용 인쇄회로기판는, 크기가 300 mm 이상의 반도체 기판을 수용할 수 있도록 확장되어, 차세대 반도체 장치의 전기적 특성을 측정할 때 기준을 설정할 수 있고 반도체 기판의 확장에 따라 증가하는 칩의 수에 대응하여 단위시간당 처리량을 증가시킬 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 테스터 헤드용 인쇄회로기판이 장착된 테스트 장비를 나타낸 개략도이다. 도시된 바와 같이, 테스터 장치는, 복수의 칩이 형성된 반도체 기판(100)을 올려놓는 기판 지지대(110)와, 기판 지지대(110)의 상부에서 소정 거리 이격되어 설치된 테스터 헤드(140)와, 테스터 헤드(140)의 하부에 설치되어 반도체 기판(100)과 테스터 헤드(140) 사이에 개재되고 반도체 기판(100) 상의 칩과 전기적으로 접촉하는 복수의 탐침을 가진 탐침부(129)가 마련된 인쇄회로기판(120)와, 역시 테스터 헤드(140)의 하부에 장착되며 인쇄회로기판(120)와 착탈 가능하게결합되는 상부판(130)과, 인쇄회로기판(120)을 통하여 칩의 전기적 특성을 측정하는 테스터기(150)를 포함한다. 여기서, 기판 지지대(110)와 테스트 헤드(140)는 상호 근접이동 가능하게 구성되어 있으며, 테스트 헤드(140)는 고정되어 있고 반도체 기판(100)이 위치한 기판지지대(110)가 이동하게 되어 있어 칩의 전기적 특성을 측정하기 위해서 탐침부(129)를 반도체 기판(100)에 근접시키기 위해서는 기판 지지대(110)가 이동한다. 경우에 따라서, 기판 지지대(110)가 고정되고 테스터 헤드(140)가 이동하도록 구성할 수도 있다.

도 2a 내지 도 2b는, 본 발명에 의한 테스터 헤드용 프로브 카드를 설명하기 위해서 도시한 평면도들로서, 도 2a는 특별히 하층에 배열된 연결부의 배치를 볼 수 있도록 상피면을 한 층 제거하여 도시한 평단면도이다. 본 도면들에서는 설명의 편의를 도모하고자 인쇄회로기판(120)의 중앙영역에 형성되어 있는 탐침부(129)를 생략하고 도시하였다.

도 2a를 참조하면, 테스터 헤드용 인쇄회로기판(120)는 원형 판상이고, 판면 상에는 복수의 연결부(121)가 배치되어 있다. 이러한 연결부(121)는 인쇄회로기판(120)의 판면을 네 개의 사분면(120a,120b,120c,120d)으로 나누어 각 사분면(120a,120b,120c,120d)에 인쇄회로기판(120)의 중앙 원점(O)으로부터 소정거리 이격되어 원호의 가장자리에 인접한 부분에 각각 배치되어 있다. 각 사분면(120a,120b,120c,120d)의 경계에 배치된 연결부(121)들 사이는 소정의 각도로 이격 배치되어 있다. 여기서, 연결부(121)는 일측의 변이 긴 막대형으로 형성되어 있고 이들 연결부(121)에는 탐침부(도 1의 129)에 형성된 탐침들과 연결 접촉될수 있도록 복수의 접촉핀(미도시)들이 인쇄회로기판(120) 판면 내에 수용 형성되어 있다. 이렇게 인쇄회로기판(120)에 배치된 연결부(121)의 수는 모두 96개로서, 각 사분면에 배치된 연결부(121)의 수는 각각 24개이다.

도 3은 본 발명의 프로브 카드를 도시한 도 2a의 'A'부분을 확대하여 도시한 확대도이다. 이를 참조하면, 동일 사분면에 속하는 연결부(121)는 인쇄회로기판(120)의 중앙 원점(O)을 중심으로 하여 각 연결부(121)의 중심(C)들 사이가 3.5 °이격되도록 배치되어 있다. 그리하여, 인쇄회로기판(120)가 중앙원점(O)을 중심으로 회전하면서 특정 연결부(121)를 선택하고자 할 때, 이동 각도에 의해서 연결부(121)의 이동수를 감지할 수 있도록 하였다. 그리고, 각 사분면의 경계에 배치된 연결부(121)는 인접한 타 사분면의 연결부(121)와 연결부 중심(C)들 사이가 인쇄회로기판(120)의 중앙 원점(O)을 기준으로 9.5 °이격되어 있어, 각 사분면(120a,120b,120c,120d)의 영역을 인쇄회로기판(120)의 판면 상에서 육안으로 구분할 수 있도록 하였다. 그리고, 각 사분면(120a,120b,120c,120d)의 경계에 배치된 연결부(121)들 간에 형성된 소정의 공간은, 테스터 헤드(140)의 상부판(130)에 인쇄회로기판(120)의 장착을 견고하고 용이하게 할 수 있도록 하기 하는 복수의 기능성 홀들(도 4의 210,220,230)을 형성하기 위한 것이다.

도 4는 본 발명의 프로브 카드를 도시한 도 2a에서 기능 별로 모든 홀이 나타나 있는 3사분면(120c)과 4사분면(120d)사이의 경계에 있는 'B'부분을 확대 도시하여 인쇄회로기판(120)의 판면 상에 형성되어 있는 홀들을 대표적으로 나타낸 것이다. 이를 참조하면, 인쇄회로기판(120)의 판 면상에는 각사분면(120a,120b,120c,120d)의 경계영역에 복수의 홀(210,220,230)들이 기능에 맞게 원점(O)과 일직선상으로 형성되어 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 각각 보강판 고정홀(210)과 카드홀더홀(220) 및 가이드 핀용 홀(230) 등이 형성되어 있다.

보강판 고정홀(210)은, 테스터 헤드(도 1의 140)에 장착된 상부판(도 1의 130)와 인쇄회로기판(120) 사이에 개재되어 인쇄회로기판(120)의 휨현상을 방지하기 위해서 고정하는 보강판(stiffener, 미도시)에서 돌출된 고정부(미도시)를 수용하기 위해서 형성된 홀이다. 이 보강판 고정홀(210)은, 인쇄회로기판(120)의 중앙 원점(O)으로부터 각 사분면(120a,120b,120c,120d)의 경계선을 따라서 182.5 mm의 위치에 형성되어 있으며, 홀의 주변으로 부분 역원뿔 모양으로 모따기 라운딩 처리를 하였다. 그리고, 홀의 크기는 직경이 6 mm 정도이다.

카드홀더홀(220)은, 인쇄회로기판(120)를 카드홀더(미도시)에 고정시키기 위해서 카드홀더(미도시)로부터 돌출 형성된 고정핀(미도시)이 삽입 결합되는 홀이다. 이 카드홀더홀(220)은 역시 네 개의 사분면(120a,120b,120c,120d)의 경계선 상에 형성되어 있고, 인쇄회로기판(120)의 무게가 무겁기 때문에 두 지점에서 고정시키기 위해 각각 두 개의 카드홀더홀(220)이 형성되어 있다. 이들 카드홀더홀(220)은 인쇄회로기판(120)의 중앙 원점(O)으로부터 각각 197.5 mm 및 214.5 mm의 위치에 형성되어 있다.

가이드핀 홀(230)은, 인쇄회로기판(120)이 중앙 원점(도 1의 O)을 기준으로 회전 대칭형으로 형성되어 있기 때문에, 인쇄회로 기판(120)을 장착할 때 잘못 장착되는 것을 방지하기 위하여 장착시 인쇄회로기판(120)의 위치를 정확히 식별하여장착할 수 있도록 카드홀더(미도시)로부터 돌출된 가이드 핀(미도시)을 수용하기 위한 홀이다. 이러한 가이드핀 홀(230)은, 네 개의 사분면(120a,120b,120c,120d) 경계선 영역 중에서 두 개의 사분면 경계영역에만 형성되어 있다. 즉, 인쇄회로기판(120)를 중앙 원점(O)을 기준으로 좌우 대칭형으로 분리하는 1사분면(120a)과 2사분면(120b)의 경계영역 및 3사분면(120c)과 4사분면(120d)의 경계영역에 각각 하나씩 형성되어 있다. 그리고, 가이드핀 홀(230)은, 앞서 설명한 두 개의 카드홀더홀(220)의 사이에 위치하고 인쇄회로기판(120)의 중앙원점(O)으로부터 207.5 mm의 위치에 형성되어 있다.

도 5a 는 본 발명의 인쇄회로기판(도 1의 120)에 배치되어 있는 연결부(121)를 상술하기 위해서 인쇄회로기판(120)의 상면에서 도시한 연결부(121) 하나의 평면도와 도 5b는 연결부(121)를 테스터 헤드(140)에 장착된 상부판(130)와 결합시키는 연결 커넥터(125)를 나타낸 사시도이다.

도 5a를 참조하면, 연결부(121)는 직사각형으로 형성되어 있으며, 연결부(121)의 중앙영역에 길이방향을 따라 복수의 고정홀(1211)이 판면으로부터 소정깊이로 형성되어 있어, 하기 하는 도 5b의 고정핀들(1251, 1253)과 결합하여 숫연결 커넥터(125)를 연결부(121)상에 고정시킨다. 그리고, 도 1의 탐침부(129)에 형성되어 있는 각 탐침들과 전기적으로 접촉하여 연결되는 복수의 접촉핀(미도시)들이 패드 모양으로 인쇄회로기판(120)의 판면 상에 연결부(121)의 길이방향을 따라 2열로 배열되어 있다. 이 접촉핀들은 하기 하는 숫연결 커넥터(125)의 제1 연결접촉단자들(1257)과 접촉하여 전기적으로 연결된다. 이 때, 이들 접촉핀(미도시)의수는 측정하고자 하는 파라메터(parameter)의 수에 따라 변화될 수 있지만, 여기서는 양측에 각각 56개씩 전체 112개의 접촉핀으로 구성되어 있다. 이들 접촉핀들은 각각이 고유의 번호가 지정될 수 있어 이들 각각이 테스터기(150)의 측정 항목에 따라서 서로 다른 단자에 연결되어 있다. 즉, 접촉핀들은 인쇄회로기판(120)의 원점과 일직선상에서 외측을 향해 순서대로 번호가 부여되어 배치되어 있고, 이러한 배열이 테스터기(150)의 중앙처리부(미도시)에서 어드레스로서 기억되어 중앙처리부가 내부 단자 연결을 제어할 수 있도록 한다.

이렇게 형성된 연결부(121)는, 각각이 위치에 따라서 혹은 기능에 따라서 고유의 번호를 부여할 수 있다. 즉, 인쇄회로기판(120) 판면의 X축을 원점으로 하여 시계 혹은 반시계 방향으로 순서대로 번호를 부여하여 배치할 수 있고, 이러한 번호 배열은 테스터기(150)의 중앙처리부에서 역시 어드레스로서 기억되어 프로그램화함으로써, 자동으로 인쇄회로기판(120)를 제어하여 연결부(121)의 연결을 제어할 수 있다.

도 5b 내지 5d를 참조하면, 이들 도면은 전술한 연결부(121)의 상면에 부착되어 테스터 헤드(140)의 상부판(130)와 결합시키는 숫연결 커넥터(125)를 나타낸 사시도와 평면도 및 저면도이다.

도 5b 및 5d에 도시된 바와 같이, 숫연결 커넥터(125)는, 연결부(121)와 접촉되는 부분이 연결부(121)와 같이 직사각형으로 형성되어 있다. 그리고, 연결부(121) 표면과 접하여 결합되는 숫연결 커넥터(125)의 하부면은, 도 5c에 도시된 바와 같이, 평면으로 이루어져있다. 이러한 숫연결 커넥터(125)의 하부면에는숫연결 커넥터(125)의 길이방향을 따라 복수의 커넥터 고정핀(1251)과, 적어도 하나의 기준 고정핀(1253)이 판면으로부터 돌출 형성되어 연결부(121)에 형성된 고정홀(1211)에 결합됨으로써, 숫연결 커넥터(125)를 연결부(121)에 정렬하여 인쇄회로기판(120) 상면에 고정시킨다.

도 5b와 도 5d를 참조하면, 상부판(도 1의 130)과 결합되는 숫연결 커넥터(125)의 상부영역에는 상부면으로부터 소정 높이 돌출된 숫결합부(1255)가 형성되어 있고, 이 숫결합부(1255)의 장축 양측벽에는 숫연결 커넥터(125)의 길이방향을 따라서 복수의 제1연결 접촉단자(1257)가 형성되어 있다. 이 제1연결 접촉단자(1257)는 일측이 긴 장방형의 전도성 금속편 등으로 형성되어 있고 측벽면에 대해 외측으로 탄력성을 가지고 형성되어 있다. 그리고, 도 5d에 도시된 바와 같이, 제1연결접촉단자(1257)가 숫연결 커넥터(125)의 몸체를 숫결합부(1255)가 있는 상부면에서 고정핀이 형성된 하부면으로 관통하여 연장 형성되어 있다. 이 연결접촉단자들(1257)이 연결부(121)에 형성된 접촉핀들(미도시, 도 1a의 숫자상에 패드모양으로 형성됨)과 접촉하여 숫연결 커넥터(125)의 하부면에 돌출된 단자 연결핀(1251)의 신호를 상부판(130)에 연결하는 역할을 한다. 그리하여, 궁극적으로 반도체 기판(100)의 칩으로부터 연결된 각 패드 단자에서 측정된 전기신호는 인쇄회로기판(120)의 연결부(121) 및 숫연결 커넥터(125)와 상부판(130)을 순차적으로 거쳐 테스터기(150)에서 측정되어 전기적 파라메터(electrical parameter)가 분석된다.

도 6a 내지 도 6b는 상부판(도 1의 130)에 부착되어 인쇄회로기판(120)의 연결 커넥터(125)와 결합되는 암연결 커넥터(135)를 나타낸 사시도 및 저면도이다.

도 6a를 참조하면, 암연결 커넥터(135)는 상부판(도 1의 130)에 일측이 부착되어 있고, 타측은 인쇄회로기판(120)의 숫결합부(1255)가 삽입되어 결합될 수 있도록 소정의 공간을 형성하는 암결합부(1355)가 마련되어 있다. 이러한 암결합부(1355)는 숫결합부(1255)의 모양에 맞추어 일측 변이 긴 거의 장방형으로 형성되어 있고 내측 벽면에는 길이방향을 따라서 숫결합부(1255)의 외측 벽에 형성되어 있는 제1연결 접촉단자(1257)들에 대응하여 접촉 연결되는 제2연결 접촉단자(1357)가 복수로 형성되어 있다. 이러한 제2연결 접촉단자(1357)는 일변이 긴 장방형의 전도성 금속편으로 형성되어 있고, 반도체 기판(100)의 칩으로부터 전달되는 전기적 신호를 숫연결 접촉단자(1257)로부터 전달받아 테스터기(150)로 연계해주는 역할을 한다. 이 때, 암연결 커넥터(135)와 숫연결 커넥터(125)가 결합되면, 제1 및 제2접촉단자(1257,1237)는 소정의 면적을 가지고 면대향하고 있어 접촉불량을 방지할 수 있고, 면접촉을 하고 있기 때문에 상대적으로 접촉저항이 적은 장점이 있어 전기적 신호의 전달과정에서 발생할 수 있는 측정오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.

한편, 인쇄회로기판(120, probe card)의 연결부와 상부판(130, top plate) 사이를 연결시켜 주는 연결 커넥터는 인쇄회로기판(120)에 암연결 커넥터(135)를 장착하고 상부판(130)에 숫연결 커넥터(125)를 형성하여 사용할 수도 있다, 그러나, 제조상의 난이도나 원가 절감의 측면에서 볼 때, 인쇄회로기판(120)의 연결부(121)에는 각 연결부(121)마다 하나씩의 연결 커넥터를 장착할 때, 숫연결커넥터(125)를 형성하는 것이 제조비용이 낮고, 이에 대응하여 상부판(130)에는 숫연결 커넥터(125)와 결합될 수 있도록 암연결 커넥터(135)를 마련하는 것이 여러 측면에서 바람직하다. 이러한 형태의 연결 커넥터를 ZIF(Zero Insertion Force) 커넥터라 한다. 참고로, 기존의 인쇄회로기판은 포고(POGO) 핀형의 커넥터를 채용하는 것이 일반적이다.

또한, 도 5b와 도 6에서 도시된 바와 같이, 전술한 암연결 커넥터(135)와 숫연결 커넥터(125)에는 상호 결합시킬 때, 결합을 견고히 하기 위해서 착탈식으로 고정시킬 수 있는 보조 결합수단(1259,1359)을 더 포함할 수 있다. 즉, 각 커넥터(125,135)의 측벽에 소정의 공간을 마련하고, 스크류나사를 이용하여 체결하는 나사결합형이나 원터치 형식의 결합 잭 등을 적용할 수 있고, 암연결 커넥터(135)와 숫연결 커넥터(125)를 연결을 고정시킬 수 있는 착탈식 결합수단은 용도와 목적에 맞게 다양한 형태로 적용할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 테스터 헤드용 프로브 카드는, 인쇄회로기판(120)의 직경 크기를 400mm 이상으로 형성하여 차세대의 300 mm 반도체 기판에 대해서도 측정이 가능하도록 하였다. 그리고, 상부판(130)와 인쇄회로기판(120)의 연결부(121)를 연결하는 연결 커넥터(125,135)로서 ZIF(Zero Insertion Force)형 커넥터를 사용하여 각 단자들의 상호 전기적 접촉 신뢰성을 높였으며, 단자가 면접촉하고 있기 때문에 접촉저항이 낮아 측정오차를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 7은 본 발명에 의한 테스터 헤드용 프로브 카드를 측면에서 본 측면도이다. 여기서, 인쇄회로기판(120)의 원형 판상의 본체는 금속 배선회로가 집척되어 있는 복수의 인쇄회로기판이 적층되어 형성되어 있다. 이러한 인쇄회로기판은 약 10여 층이 적층되어 형성되어 도시된 바와 같이, 그 두께가 약 6mm이다. 그리고, 인쇄회로기판(120)의 중앙영역은 상부판(도 1의 130)를 향하여 돌출되어 있어, 보강판(320)을 장착하기 용이하게 하였다. 즉, 인쇄회로기판(120)의 가장자리로부터 소정 폭 내측으로 플랜지 형태의 보강판용 지지턱(310)이 형성되어 있다.

또한, 이러한 인쇄회로기판(120)의 중앙 영역에는 반도체 기판(도 1의 100)의 칩상에 형성되어 있는 패드에 접촉하여 전기적 특성을 측정할 수 있도록, 복수의 탐침을 가지고 있는 이 탐침부(도 1의 129)가 형성되어 있다. 하나의 탐침부는 하나의 칩을 측정할 수 있고 복수 개의 탐침부를 마련하면 한번에 여러 개의 칩을 동시에 측정할 수 있다. 그리하여, 본 발명의 테스터 헤드용 프로브카드는 판의 면적이 넓어 탐침부를 더 많이 형성할 수 있어 측정 처리능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 테스터 헤드용 프로브 카드는 인쇄회로기판의 직경을 400mm 이상으로 대형화함으로써, 반도체 기판 상에 형성된 칩의 측정 처리능력을 증가시키고 미래에 대형화되는 반도체 기판에 대해서도 파라메터 측정을 용이하게 할 수 있다.

그리고, 본 발명의 테스터 헤드용 프로브 카드는 상부판와 연결되는 연결 커넥터를 짚(ZIF)형으로 마련함으로써, 접촉저항을 감소시켜 접촉저항에 의한 측정오차를 줄이고 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims

반도체 기판을 올려놓을 수 있는 지지판과 상기 지지판과 소정 거리 이격되어 설치되고 상부판을 가진 테스터 헤드를 갖고, 상기 반도체 기판 상에 형성된 칩의 전기적 파라메터(electrical parameter)를 측정하는 테스트 장비에 있어서,

상기 상부판에 연결되고 적어도 400mm의 직경을 갖는 원형판 상의 인쇄회로 기판(Printed Circuit Board); 및

상기 인쇄회로기판의 판면을 관통하여 형성된 탐침부를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 복수 개가 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 직경은 440 mm인 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판의 판면 상에는 복수의 접촉핀을 가진 연결부가 복수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제4항에 있어서, 상기 연결부는 상기 인쇄회로기판의 중앙 원점을 중심으로판면에 4개의 사분면으로 분리되어 배치되는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제5항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 각 사분면의 경계선 상에 보강판 고정홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제6항에 있어서, 상기 보강판 고정홀은 상기 인쇄회로기판의 중심으로부터 182.5 mm의 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제5항에 있어서, 상기 인쇄회로기판에서 사분면의 경계선 중 어느 하나의 경계선과 이와 대응하여 반대쪽에 배치된 경계선 상에 카드 홀더홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제8항에 있어서, 상기 카드홀더 홀은 각각 두 개씩 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제9항에 있어서, 상기 카드홀더홀은 각각 인쇄회로기판의 중심으로부터 197.5 mm와 214.5 mm의 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제5항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은 상기 각 사분면의 경계선 상에 가이드 핀홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제11항에 있어서, 상기 가이드 핀홀은 상기 인쇄회로기판의 중심으로부터 207.5 mm의 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제5항에 있어서, 상기 연결부의 중심은 상기 인쇄회로기판의 중심으로부터 191.5 mm 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제13항에 있어서, 상기 동일 상한 내에 속하는 연결부들은 인접한 연결부들과의 중심 사이 이격각이 3.5 °인 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제5항에 있어서, 상기 각 상한의 경계에 배치된 연결부의 중심은 상기 인쇄회로기판의 중앙 원점을 기준으로 상기 각 상한의 경계선으로부터 상기 각각 4.75 °이격되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제5항에 있어서, 상기 연결부는 각 사분면에 24 개씩 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제16항에 있어서, 상기 연결부는 원형 판상의 인쇄회로기판의 외측 영역에 각각 원형으로 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제17항에 있어서, 상기 연결부는 막대형으로 형성되어 있고, 상기 인쇄회로기판의 중앙원점을 중심과 일직선 방향으로 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제4항에 있어서, 상기 접촉핀은 112개인 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제19항에 있어서, 상기 접촉핀은 연결부의 길이방향을 각각 56개씩 2열로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제4항에 있어서, 상기 연결부는 상기 상부판에 전기적으로 연결될 수 있도록 각각 짚(ZIF)형 연결 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.
제21항에 있어서, 상기 연결부는 각각 ZIF(Zero Insertion Force)형 숫연결 커넥터를 포함하고, 상기 연결부의 ZIF(Zero Insertion Force)형 숫연결 커넥터와 결합될 수 있도록 상기 상부판에 ZIF(Zero Insertion Force)형 암연결 커넥터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테스터 헤드용 프로브 카드.