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WO2018128361A1 - Dc 패러미터 테스트를 위한 수직형 울트라-로우 리키지 프로브 카드 - Google Patents

Dc 패러미터 테스트를 위한 수직형 울트라-로우 리키지 프로브 카드 Download PDF

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Publication number
WO2018128361A1
WO2018128361A1 PCT/KR2018/000067 KR2018000067W WO2018128361A1 WO 2018128361 A1 WO2018128361 A1 WO 2018128361A1 KR 2018000067 W KR2018000067 W KR 2018000067W WO 2018128361 A1 WO2018128361 A1 WO 2018128361A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
probe
guide plate
probes
probe card
pcb
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2018/000067
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이재복
김대원
강현
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teps Co Ltd
Original Assignee
Teps Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teps Co Ltd filed Critical Teps Co Ltd
Priority to CN201880005398.4A priority Critical patent/CN110114683A/zh
Priority to US16/464,507 priority patent/US20200341053A1/en
Publication of WO2018128361A1 publication Critical patent/WO2018128361A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/286—External aspects, e.g. related to chambers, contacting devices or handlers
    • G01R31/2863—Contacting devices, e.g. sockets, burn-in boards or mounting fixtures
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    • G01R1/07342—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being at an angle other than perpendicular to test object, e.g. probe card
    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G01R31/2889—Interfaces, e.g. between probe and tester

Definitions

  • the present invention relates to a probe card, and more particularly, to a vertical probe card capable of coping with fine pitch and effectively blocking current leakage.
  • semiconductor chips are widely used in various fields such as computers, mobile phones, displays, game machines, home appliances, automobiles, and the like. Such semiconductor chips are subjected to pre-inspection to determine whether they are normal or defective by evaluating the normal operation at each stage of the manufacturing process until they are packaged in the final stage and mounted on the finished product.
  • the probe card is an apparatus for inspection in such a wafer state, and electrically connects the wafer and the main inspection equipment to transfer test signals from the main inspection equipment to a pad on the wafer.
  • the probe card includes a plurality of probes in the form of needles, and each of the plurality of probes contacts the pad of the semiconductor device on the wafer to apply a test signal from the main inspection equipment to the wafer pad.
  • probe cards examples include horizontal probe cards, probe cards using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and vertical probe cards.
  • the horizontal probe card and the MEMS probe card generally have a problem of causing damage to the wafer pad by generating a straight scrub on the wafer pad due to the nature of the probe structure.
  • the damage occurring on the wafer pad becomes more sensitive as the size of the wafer pad becomes smaller and smaller according to the development of the wafer fabrication process technology. Thus, the damage to the wafer pad can be minimized.
  • a vertical probe card is being researched as an alternative. Unlike conventional horizontal or MEMS probe cards, vertical probe cards generate a pointed scrub upon contact with the wafer pad, thereby minimizing damage to the pad.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of such a conventional vertical probe card.
  • a conventional vertical probe card includes a plurality of probes 101 that contact an pad on a wafer as a test body and apply an electrical signal to each pad, and a first probe that supports the plurality of probes.
  • a probe PCB main PCB; 105
  • signal guide lines for distributing and transmitting electrical test signals from the main inspection equipment to the second guide plates 102 and 103 and the plurality of probes 101
  • Space transformers sub-PCBs
  • the coaxial cable 106 electrically connecting the solder pads on the probe PCB 105 and the solder pads on the space transducer 104, the relative positions of the probe PCB 105 and the space transducer 104.
  • High position fixed It consists of a plate 107.
  • the space converter 104 is a component that transfers power and electrical test signals to each other between the probe PCB 105 and the plurality of probes 101, that is, a component that performs spatial conversion of an electrical signal path.
  • Materials with strength and chemical resistance are required, usually consisting of ceramic materials.
  • the conventional vertical probe card configured as described above has an advantage of minimizing damage to the wafer pad as described above, whereas, due to its structural characteristics, in particular, the fabrication characteristics of the space transducer among the aforementioned components On the other hand, it is difficult to manufacture a space converter corresponding to a fine pitch in the form of a PCB. Due to the limitations in the fabrication characteristics of the spatial transducer, a pitch gap of about 80 ⁇ m has been understood as a practical fabrication limit in a conventional vertical probe card, and the fabrication of a vertical probe card capable of responding to a smaller fine pitch (that is, The fabrication of space transducers has been recognized as virtually impossible.
  • the electrical contact is made in three places in the signal path from the plurality of probes 101 to the probe PCB 105. That is, the first contact point between the probe 101 and the space converter 104, the second contact point connecting the space converter 104 and the coaxial cable 106, the solder pad on the coaxial cable 106 and the probe PCB 105. Electrical contact is made at the third contact connecting the.
  • the number of electrical contacts in the probe card increases, it may cause leakage current between each signal path during the test, and in order to prevent such leakage, It is required to reduce the number.
  • the conventional vertical probe card employs a space transducer requiring excellent mechanical strength and chemical resistance as described above, an increase in overall manufacturing cost due to the use of such a space transducer is also pointed out as a problem.
  • the present invention is to solve the technical problems of the conventional vertical probe card as described above, and to provide a vertical probe card capable of coping with a fine pitch.
  • Probe card according to an embodiment of the present invention, a probe PCB having a plurality of probes for transmitting an electrical signal in contact with the test body, a signal wiring for distributing and transmitting the electrical signal to the plurality of probes, and the test body
  • a first guide plate having a plurality of probe holes into which one end of each of the plurality of probes is inserted, and arranged in parallel with the first guide plate, and the other end of each of the plurality of probes inserted therein;
  • a second guide plate having a plurality of probe holes, wherein the signal wires on the probe PCB and the other ends of the plurality of probes are electrically connected directly through a coaxial cable.
  • the apparatus may further include a cable guide plate disposed between the probe PCB and the second guide plate, wherein the cable guide plate has a plurality of holes formed at positions corresponding to the other ends of the plurality of probes.
  • the cable guide plate has a plurality of holes formed at positions corresponding to the other ends of the plurality of probes.
  • Each end of each of the coaxial cable and the plurality of probes may be electrically connected to each other in a state in which one end of the coaxial cable is inserted into the plurality of holes of the cable guide plate.
  • each of the coaxial cable includes a plurality of inner conductors and outer conductors surrounding the plurality of inner conductors, one end of each of the coaxial cable is one of the plurality of inner conductors of the coaxial cable Inserted into the plurality of holes of the cable guide plate, respectively, characterized in that it is electrically connected to each other end of the plurality of probes.
  • the shield member is characterized in that it comprises an epoxy resin.
  • the probe card according to the present invention by replacing the probe PCB employed in the conventional vertical probe card with a cable guide plate, by inserting a coaxial cable in the cable guide plate directly connected to the probe, on the production limit of the probe PCB It is possible to provide a probe card that can sufficiently cope with a fine pitch that has not been possible in the past, for example, a fine pitch of 80 ⁇ m or less.
  • the effect of reducing the overall manufacturing cost of the probe card can also be obtained.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional vertical probe card.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of a probe card according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a cross section of a coaxial cable.
  • Probe card according to an embodiment of the present invention is a probe PCB formed with a plurality of probes (1) for contacting the test body to transmit electrical signals, and signal wiring for distributing and transmitting electrical signals to the plurality of probes (1) (Main PCB; 5).
  • the plurality of probes 1 are supported by two guide plates (the first guide plate 2 and the second guide plate 3) to be movable up and down.
  • the first guide plate 2 is disposed to face the test body, and a plurality of probe holes into which one end of the plurality of probes 1 can be inserted is formed.
  • the second guide plate 3 is disposed in the upper portion of the first guide plate 2 in parallel with the first guide plate 2, and the other end of the plurality of probes 1 is inserted into the second guide plate 3.
  • a plurality of probe holes can be formed.
  • a cable guide plate 4 is disposed between the probe PCB 5 and the second guide plate 3 in place of a sub-PCB serving as a conventional space converter.
  • the coaxial cable is directly connected to the probe 1 through the cable guide plate 4, and the same configuration will be described below.
  • a plurality of holes are formed in the cable guide plate 4 disposed between the probe PCB 5 and the second guide plate 3, and the plurality of holes on the cable guide plate 4 are formed of a second guide plate ( It is formed at a position corresponding to the plurality of probe holes on the 3).
  • the solder pads on the probe PCB 5 and each of the plurality of probes 1 are electrically connected through the coaxial cable 6 via a plurality of holes on the cable guide plate 4.
  • each coaxial cable 6 has one end in electrical contact with a solder pad on the probe PCB 5, and the other end of the coaxial cable 6 is inserted into a plurality of holes formed on the cable guide plate 4. It is electrically connected to each probe exposed through the probe holes of the second guide plate 3 located below the log.
  • the coaxial cable 6 has a plurality of strands of inner stranded conductor 10 located at the center and an outer conductor 30 surrounding the inner stranded conductor 10 with the insulator 20 interposed therebetween. It is arrange
  • the coaxial cable 6 has a plurality of strands of inner stranded conductor 10 arranged at one end thereof, i.e., at the end of the side that is electrically connected to the probe 1, at the center of the cross section of the coaxial cable with the outer covering peeled off. One of them is inserted into a hole on the corresponding cable guide plate 4 and is electrically connected to the probe 1 exposed upward through the probe hole of the second guide plate 3.
  • the cable guide plate 4 is formed of a material having electrical insulation, and thus the inner stranded conductor 40 of each coaxial cable is formed into a plurality of holes spaced apart on the cable guide plate 4 made of the electrically insulating material. Since the electrical connection with the probe 1 is made in a state where the strands are separated and inserted, current leakage between the adjacent cables connected to each probe 1 can be effectively blocked.
  • the cable guide plate 4 May further be coated with a leakage current blocking resin (8) capable of blocking current leakage between the exposed adjacent inner twisted pair conductors (10).
  • the material of the leakage current blocking resin 8 may be a material such as an epoxy resin or an insulating synthetic resin, but is not limited thereto.
  • the leakage current blocking resin 8 may not only function to prevent current leakage, but may also serve to fix each exposed inner stranded conductor 10.
  • a plurality of spaces between the probe PCB (main PCB) and the probe may be replaced by replacing the space converter (sub-PCB), which has been limited in correspondence to the fine pitch in the conventional manufacturing characteristics.
  • Probe that can cope with fine pitch by arranging a cable guide plate having a hole formed therein and inserting one end of the coaxial cable into a hole on the cable guide plate to electrically connect the signal wiring on the probe PCB and the probe directly through the coaxial cable.
  • the card can be provided.
  • the number of electrical contacts from the probe PCB to the probe in the probe card can be reduced compared to the conventional probe card. That is, in the structure of a conventional probe card using a space converter as described above, there existed three electrical contacts from the probe PCB to the probe, but the probe card according to the present invention is provided through a coaxial cable without a space converter. Since the probe PCB and the probe are directly connected, the electrical contact in the probe card includes a first contact between the probe 1 and the coaxial cable 6 and a solder pad of the coaxial cable 6 and the probe PCB 5. Only two electrical contacts of the second contact of the liver are present. Through such a reduction in the number of electrical contacts, the probe card according to the present invention can more effectively block the current leakage during the test than before.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드는, 시험체에 접촉하여 전기적 신호를 전달하기 위한 복수의 프로브와, 상기 복수의 프로브로 전기적 신호를 분배하여 전달하기 위한 신호 배선이 형성된 프로브 PCB와, 상기 시험체와 대향하여 배치되며, 상기 복수의 프로브의 각각의 일단이 삽입되는 복수의 프로브 홀이 형성된 제1 가이드 플레이트와, 상기 제1 가이드 플레이트와 평행하게 배치되며, 상기 복수의 프로브의 각각의 타단이 삽입되는 복수의 프로브 홀이 형성된 제2 가이드 플레이트를 포함하고, 상기 프로브 PCB 상의 신호 배선과 상기 복수의 프로브의 각각의 타단은 동축 케이블을 통해 직접 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

DC 패러미터 테스트를 위한 수직형 울트라-로우 리키지 프로브 카드
본 발명은 프로브 카드에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 미세 피치에 대응 가능하며 전류 누설을 효과적으로 차단할 수 있는 수직형 프로브 카드에 관한 것이다.
최근 IT 산업의 발전에 따라 컴퓨터, 휴대폰, 디스플레이, 게임기, 가전, 자동차 등 각종 분야에서 반도체 칩이 널리 사용되고 있다. 이러한 반도체 칩은 최종 단계로 패키지화되어 완제품에 장착되기 전까지 제조 공정의 각 단계에서 정상 작동 유무를 평가하여 양, 불량을 판정하는 사전 검사를 거치게 된다.
이러한 반도체 검사 단계 중, 웨이퍼 상태에서의 검사는 반도체 웨이퍼 상에 만들어진 수백 내지 수천 개의 반도체 칩들을 개개의 칩으로 절단하여 조립 공정으로 진행하기에 앞서, 웨이퍼 레벨에서 각각의 칩들의 전기적 동작 상태를 검사하는 것으로, 웨이퍼 레벨에서 칩의 불량을 사전에 걸러냄으로써 이후 패키징 단계에서의 비용 절감을 가능하게 한다. 프로브 카드는 이러한 웨이퍼 상태에서의 검사를 위한 장치로서, 웨이퍼와 주검사장비를 전기적으로 연결하여 주검사장비로부터의 테스트 신호를 웨이퍼 상의 패드(pad)로 전달하는 역할을 한다. 구체적으로, 프로브 카드는 니들 형태의 복수의 프로브를 포함하며, 이 복수의 프로브 각각이 웨이퍼 상의 반도체 장치의 패드에 접촉함으로써 주검사장비로부터의 테스트 신호를 웨이퍼 패드에 인가하게 된다.
최근 반도체 소자의 고집적화로 인하여 반도체 칩의 I/O 패드 수는 증가하고 있으며, 패드 간격(피치)도 계속 미세화되고 있다. 이와 같이, 반도체소자의 크기 및 배열의 형태가 계속 축소됨에 따라 검사용 핀의 수가 많으며 미세 피치에 효과적으로 대응할 수 있는 프로브 카드의 개발이 절실히 요구되고 있다.
이러한 프로브 카드의 형태로는, 크게 수평형 프로브 카드, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술을 이용한 프로브 카드, 수직형 프로브 카드 등이 있다. 이 중 수평형 프로브 카드, MEMS 프로브 카드는 일반적으로 프로브 구조의 특성 상, 웨어퍼 패드 상에 일자형 스크럽(scrub)을 발생시킴으로써 웨이퍼 패드에 손상을 크게 가져오는 문제가 있다. 이와 같은 웨이퍼 패드 상에 발생하는 손상은 전술한 바와 같이 웨이퍼 제작 공정 기술의 발전에 따라 웨이퍼 패드의 크기가 점점 작아질수록 더욱 민감하게 작용하게 되고, 따라서 이러한 웨이퍼 패드에 미치는 손상을 최소화할 수 있는 구조로서 수직형 프로브 카드가 그 대안으로 연구되고 있다. 수직형 프로브 카드는 종래의 수평형 또는 MEMS 프로브 카드와는 달리 웨이퍼 패드와의 접촉 시 점형 스크럽을 발생시키기 때문에 패드에 가해지는 손상을 상대적으로 최소화할 수 있다.
도 1은 이러한 종래의 수직형 프로브 카드의 구조를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 수직형 프로브 카드는 시험체인 웨이퍼 상의 패드에 접촉하여 전기적인 신호를 이들 각각의 패드에 인가하여 주는 복수의 프로브(101), 복수의 프로브를 지지하는 제1 및 제2 가이드 플레이트(102, 103), 복수의 프로브(101)로 주검사장비로부터의 전기적인 테스트 신호를 분배하여 전달하기 위한 신호 배선이 형성된 프로브 PCB(메인 PCB; 105)와, 제1 및 제2 가이드 플레이트(102, 103)의 상부에 배치되어, 프로브 PCB(105)에서 분배된 전기적 신호를 다시 재분배하여 복수의 프로브(101)로 전달하여 주는 공간 변환기(space transformer, 서브 PCB; 104), 프로브 PCB(105) 상의 납땜 패드(solder pad)와 공간 변환기(104) 상의 납땜 패드 사이를 상호 전기적으로 연결하는 동축 케이블(106), 프로브 PCB(105)와 공간 변환기(104)의 상대 위치를 위치 고정하는 고정 플레이트(107)로 구성되어 있다.
이 중, 공간 변환기(104)는 프로브 PCB(105)와 복수의 프로브(101) 사이에서 전원 및 전기적 테스트 신호를 상호 전달하는 역할, 즉, 전기적 신호 경로의 공간 변환을 행하는 구성 요소로서, 뛰어난 기계적 강도와 내화학성을 갖춘 재질이 요구되는데, 통상은 세라믹 재질로 구성된다.
이와 같이 구성되는 종래의 수직형 프로브 카드는 전술한 바와 같이 웨이퍼 패드에 가해지는 손상은 상대적으로 최소화할 수 있는 장점이 있는 반면, 그 구조적인 특성 상, 특히 전술한 구성요소 가운데 공간 변환기의 제작 특성 상, 미세한 피치에 대응하는 공간 변환기를 PCB 형태로 제작하는 것이 어렵다는 문제점이 있다. 이러한 공간 변환기의 제작 특성 상의 한계로 인하여, 종래의 수직형 프로브 카드에서는 대략 80μm 정도의 피치 간격이 실제 제작 한계로 이해되어 왔으며, 그 보다 작은 미세 피치에 대응 가능한 수직형 프로브 카드의 제작(즉, 공간 변환기의 제작)은 사실상 불가능한 것으로 인식되어 왔다.
또한, 이와 같이 공간 변환기를 구성요소로 채택하고 있는 종래의 수직형 프로브 카드에서는, 복수의 프로브(101)으로부터 프로브 PCB(105)에 이르기까지의 신호 경로에서 전기적 접점이 총 3군데에서 이루어진다. 즉, 프로브(101)와 공간 변환기(104) 사이의 제1 접점, 공간변환기(104)와 동축 케이블(106)을 연결하는 제2 접점, 동축 케이블(106)과 프로브 PCB(105) 상의 납땜 패드를 연결하는 제3 접점에서 전기적 컨택이 이루어진다. 한편, 이와 같은 프로브 카드 내에서의 전기적 컨택은 그 수가 증가할수록 테스트 시 각 신호 경로 사이의 전류 누설(leakage current)을 발생시키는 원인이 될 수 있어, 이러한 전류 누설 방지를 위해서는 가능한 한 전기적 컨택점의 개수를 줄이는 것이 요구된다.
나아가, 종래의 수직형 프로브 카드는 전술한 바와 같이 뛰어난 기계적 강도와 내화학성이 요구되는 공간 변환기를 채용하고 있기 때문에, 이러한 공간 변환기의 사용에 따른 전체적인 제조 비용의 증가 역시 문제점으로 지적되고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 수직형 프로브 카드가 안고 있는 기술적 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미세 피치에 대응 가능한 수직형 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 종래의 수직형 프로브 카드보다 프로브 카드 내에서의 전기적 컨택점의 수를 줄임으로써, 테스트 시의 전류 누설을 방지하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 수직형 프로브 카드의 전체적인 제조 비용을 절감하게 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드는, 시험체에 접촉하여 전기적 신호를 전달하기 위한 복수의 프로브와, 상기 복수의 프로브로 전기적 신호를 분배하여 전달하기 위한 신호 배선이 형성된 프로브 PCB와, 상기 시험체와 대향하여 배치되며, 상기 복수의 프로브의 각각의 일단이 삽입되는 복수의 프로브 홀이 형성된 제1 가이드 플레이트와, 상기 제1 가이드 플레이트와 평행하게 배치되며, 상기 복수의 프로브의 각각의 타단이 삽입되는 복수의 프로브 홀이 형성된 제2 가이드 플레이트를 포함하고, 상기 프로브 PCB 상의 신호 배선과 상기 복수의 프로브의 각각의 타단은 동축 케이블을 통해 직접 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 프로브 PCB와 상기 제2 가이드 플레이트의 사이에 배치된 케이블 가이드 플레이트를 더 포함하고, 상기 케이블 가이드 플레이트에는 상기 복수의 프로브의 각각의 타단에 대응하는 위치에 복수의 홀이 형성되어 있으며, 상기 케이블 가이드 플레이트의 복수의 홀에 상기 동축 케이블의 각각의 일단부가 삽입되는 상태로 상기 각 동축케이블과 상기 복수의 프로브의 각각의 타단이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 각 동축케이블은 복수의 내부도체와 상기 복수의 내부도체를 둘러싸는 외부도체를 포함하고, 상기 각 동축케이블의 일단부에서 상기 각 동축 케이블의 복수의 내부도체 중 하나가 상기 케이블 가이드 플레이트의 복수의 홀에 각각 삽입되어 상기 복수의 프로브의 각각의 타단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 케이블 가이드 플레이트의 상부에 형성되어, 상기 케이블 가이드 플레이트의 복수의 홀 외부로 노출되는 상기 각 동축케이블의 내부도체 간의 전류 누설을 차폐하는 차폐 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 차폐 부재는 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 프로브 카드에 의하면, 종래의 수직형 프로브 카드가 채용하고 있던 프로브 PCB를 케이블 가이드 플레이트로 대체하고, 케이블 가이드 플레이트 내에 동축 케이블을 삽입하여 프로브와 직접 연결함으로써, 프로브 PCB의 제작 한계 상 종래에는 대응이 불가능하였던 미세 피치, 예컨대 80μm 이하의 미세 피치에도 충분히 대응 가능한 프로브 카드를 제공할 수 있게 된다.
또한, 이와 같이 프로브 PCB 없이 동축 케이블을 통해 프로브와 직접 연결함으로써, 프로브 카드 내에서의 전기적 컨택의 수를 줄여 테스트 시의 전류 누설을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 프로브 PCB의 사용을 배제함으로써, 프로브 카드의 전체적인 제조 비용을 줄일 수 있는 효과를 또한 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 수직형 프로브 카드의 구조를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 구조를 도시한 단면도.
도 3은 동축 케이블의 횡단면을 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 이하의 상세한 설명에서 참조되는 첨부 도면에 도시된 구성 요소의 크기와 형태 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 강조될 수 있다.
또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 규정된 용어들로서, 사용자의 사용 의도 또는 용법에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본원 명세서 전반에 걸친 내용을 기초로 하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 단면 구조를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드는 시험체에 접촉하여 전기적 신호를 전달하기 위한 복수의 프로브(1)와, 복수의 프로브(1)로 전기적 신호를 분배하여 전달하기 위한 신호 배선이 형성된 프로브 PCB(메인 PCB; 5)를 포함한다. 복수의 프로브(1)는 두 개의 가이드 플레이트(제1 가이드 플레이트(2) 및 제2 가이드 플레이트(3))에 의해 상하 이동 가능하게 지지된다. 제1 가이드 플레이트(2)는 시험체와 마주보며 배치되며, 복수의 프로브(1)의 일단이 삽입될 수 있는 복수의 프로브 홀이 형성되어 있다. 제1 가이드 플레이트(2)의 상부에는 제1 가이드 플레이트(2)와 평행하게 제2 가이드 플레이트(3)가 배치되며, 제2 가이드 플레이트(3)에는 복수의 프로브(1)의 타단이 삽입될 수 있는 복수의 프로브 홀이 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드는, 프로브 PCB(5)와 제2 가이드 플레이트(3)의 사이에, 종래의 공간 변환기 역할을 하는 서브 PCB를 대신하여, 케이블 가이드 플레이트(4)가 배치되고, 이 케이블 가이드 플레이트(4)를 통해 동축 케이블이 프로브(1)에 직접 연결되도록 한 구성으로, 이하 동 구성에 대해 상세히 설명한다.
프로브 PCB(5)와 제2 가이드 플레이트(3)의 사이에 배치되는 케이블 가이드 플레이트(4)에는 복수의 홀이 형성되어 있고, 이들 케이블 가이드 플레이트(4) 상의 복수의 홀은 제2 가이트 플레이트(3) 상의 복수의 프로브 홀과 대응하는 위치에 형성된다. 프로브 PCB(5) 상의 납땜 패드와 복수의 프로브(1) 각각은 케이블 가이드 플레이트(4) 상의 복수의 홀을 통해 동축 케이블(6)을 통해 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 각각의 동축 케이블(6)은 한쪽 일단부는 프로브 PCB(5) 상의 납땜 패드와 전기적 접촉을 이루며, 그 반대쪽의 다른 일단부는 케이블 가이드 플레이트(4) 상에 형성된 복수의 홀 내에 삽입되는 상태로 그 아래에 위치한 제2 가이트 플레이트(3)의 프로브 홀을 통해 노출된 각각의 프로브와 전기적으로 연결된다.
도 3은 동축 케이블(6)의 횡단면 구조를 도시한 단면도이다. 도시한 바와 같이, 동축 케이블(6)은 중심에 위치한 여러 가닥의 내부 연선 도체(10)와, 이 내부 연선 도체(10)를 둘러싸는 외부 도체(30)가, 절연체(20)를 사이에 두고 방사상으로 배치되고, 외부 도체(30)는 외피(40)에 의해 피복 절연되는 구조로 되어 있다.
동축 케이블(6)은 그 일단부, 즉, 프로브(1)와 전기적으로 연결되는 측의 단부에 있어서, 외부 피복이 벗겨진 상태로 동축 케이블의 단면 중심에 배치된 여러 가닥의 내부 연선 도체(10) 중 하나가 대응하는 케이블 가이드 플레이트(4) 상의 홀 내로 삽입되어, 제2 가이드 플레이트(3)의 프로브 홀을 통해 상부로 노출된 프로브(1)와 전기적으로 연결된다.
케이블 가이드 플레이트(4)는 전기적 절연성을 갖는 재질로 형성되고, 따라서 이와 같이 전기적 절연 재료로 이루어진 케이블 가이드 플레이트(4) 상에 이격 형성된 복수의 홀 내로 각 동축 케이블의 내부 연선 도체(40)가 한 가닥씩 분리되어 삽입된 상태로 프로브(1)와의 전기적 연결이 이루어지기 때문에, 각 프로브(1)와 연결된 인접 케이블 간의 전류 누설이 효과적으로 차단될 수 있다.
한편, 케이블 가이드 플레이트(4)의 상부(프로브와 마주보는 측의 반대측) 외측으로까지 동축 케이블(6)의 내부 연선 도체(10)가 일부 노출될 수 있는 경우를 고려하여, 케이블 가이드 플레이트(4)의 상부에는 노출된 인접 내부 연선 도체(10) 간의 전류 누설을 차단할 수 있는 누설전류차단용 수지(8)를 더 피복할 수도 있다. 누설전류차단용 수지(8)의 재료로는 에폭시 수지, 절연용 합성 수지 등의 재료를 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 누설전류차단용 수지(8)는 전류 누설 방지의 기능뿐만 아니라, 노출된 각 내부 연선 도체(10)를 고정하는 역할도 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드에 의하면, 종래 제작 특성 상 미세 피치로의 대응에 한계가 있었던 공간 변환기(서브 PCB)를 대체하여, 프로브 PCB(메인 PCB)와 프로브 사이에 복수의 홀이 형성된 케이블 가이드 플레이트를 배치하고, 이 케이블 가이드 플레이트 상의 홀 내로 동축 캐이블의 일단부를 삽입하여 프로브 PCB 상의 신호 배선과 프로브를 동축 케이블을 통해 직접 전기적으로 연결함으로써, 미세 피치에도 충분히 대응가능한 프로브 카드를 제공할 수 있게 된다.
또한, 전술한 본 발명에 따른 프로브 카드에 의하면, 프로브 카드 내에서 프로브 PCB로부터 프로브에 이르기까지의 전기적 접점의 수도 종래의 프로브 카드보다 줄일 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 공간 변환기를 사용하는 종래의 프로브 카드의 구조에서는 프로브 PCB에서 프로브에 이르기까지 총 3군데의 전기적 접점에 존재하였지만, 본 발명에 따른 프로브 카드는, 공간변환기 없이 동축케이블을 통해 프로브 PCB와 프로브가 직접 연결되는 구조이기 때문에, 프로브 카드 내에서의 전기적 접점은 프로브(1)와 동축 케이블(6) 간의 제1 접점과, 동축 케이블(6)과 프로브 PCB(5)의 납땜 패드 간의 제2 접점의 두 군데의 전기적 접점만이 존재하게 된다. 이와 같은 전기적 접점 수의 감소를 통해, 본 발명에 따른 프로브 카드는 테스트 시의 전류 누설을 종래보다 보다 효과적으로 차단할 수 있게 된다.
나아가, 공간 변환기의 사용을 배제함으로써, 프로브 카드의 전체적인 제작 비용의 절감을 가져올 수 있다.
이상 특정 용어를 취하여 본 발명을 설명하였지만, 그 특정 용어는 한정적인 것이 아니라 단지 포괄적이고 설명적인 의미로 사용된 것이므로, 그에 따라 해석되어야 한다. 따라서, 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고도 그 형태나 상세 사항에 있어 다양한 변화가 이루어질 수 있다는 것이 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 이해될 것이다. 이하의 특허청구범위는 그러한 모든 변형과 등가의 구조 그리고 기능을 아우르도록 최광의로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
1, 101: 프로브
2, 102: 제1 가이드 플레이트
3, 103: 제2 가이드 플레이트
4: 케이블 가이드 플레이트
104: 공간변환기(서브 PCB)
5, 105: 프로브 PCB(메인 PCB)
6, 106: 동축 케이블
7, 107: 고정 플레이트
8: 누설전류차단용 수지
10: 내부 연선 도체
20: 절연체
30: 외부도체
40: 외피

Claims (5)

  1. 시험체에 접촉하여 전기적 신호를 전달하기 위한 복수의 프로브와,
    상기 복수의 프로브로 전기적 신호를 분배하여 전달하기 위한 신호 배선이 형성된 프로브 PCB와,
    상기 시험체와 대향하여 배치되며, 상기 복수의 프로브의 각각의 일단이 삽입되는 복수의 프로브 홀이 형성된 제1 가이드 플레이트와,
    상기 제1 가이드 플레이트와 평행하게 배치되며, 상기 복수의 프로브의 각각의 타단이 삽입되는 복수의 프로브 홀이 형성된 제2 가이드 플레이트를 포함하고,
    상기 프로브 PCB 상의 신호 배선과 상기 복수의 프로브의 각각의 타단은 동축 케이블을 통해 직접 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로브 PCB와 상기 제2 가이드 플레이트의 사이에 배치된 케이블 가이드 플레이트를 더 포함하고, 상기 케이블 가이드 플레이트에는 상기 복수의 프로브의 각각의 타단에 대응하는 위치에 복수의 홀이 형성되어 있으며,
    상기 케이블 가이드 플레이트의 복수의 홀에 상기 동축 케이블의 각각의 일단부가 삽입되는 상태로 상기 각 동축케이블과 상기 복수의 프로브의 각각의 타단이 전기적으로 연결되는 프로브 카드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각 동축 케이블은 복수의 내부도체와 상기 복수의 내부도체를 둘러싸는 외부도체를 포함하고, 상기 각 동축케이블의 일단부에서 상기 각 동축 케이블의 복수의 내부도체 중 하나가 상기 케이블 가이드 플레이트의 복수의 홀에 각각 삽입되어 상기 복수의 프로브의 각각의 타단과 전기적으로 연결되는 프로브 카드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 케이블 가이드 플레이트의 상부에 형성되어, 상기 케이블 가이드 플레이트의 복수의 홀 외부로 노출되는 상기 각 동축케이블의 내부도체 간의 전류 누설을 차폐하는 차폐 부재를 더 포함하는 프로브 카드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차폐 부재는 에폭시 수지를 포함하는 프로브 카드.
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