(57)【要約】【課題】組立てが簡便であり、生産費が節減し、生産性が大幅に向上するプローブ及びプローブ組立体、並びにこれを有するプローブカードを提供する。【解決手段】複数の電極パッドを有する被検体の電気的特性をテストするプローブカードであって、プリント基板と、プリント基板に結合されるプローブ組立体を含む。プローブ組立体は、支持体と、支持体に結合される複数のプローブとから構成される。支持体は、第１側面と、第１側面に斜めに連結された第１斜面と、第１側面より前記第１斜面にわたって形成された複数の第１挿入スロットとを有する。複数のプローブは、第１側面に結合される第１アーム部と、第１アーム部の一端部に斜めに連結され、第１斜面に結合される第２アーム部と、プリント基板に接続できるように、第１アーム部の他端部に連結される接続端子部と、被検体に接続できるように、第２アーム部の端部に連結される接触端子部とを含む。【選択図】図１
2008309786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極パッドを有する被検体の電気的特性をテストするプローブカードにおいて、
前記被検体の前記複数の電極パッドに電気信号を伝達するプリント基板と；
前記プリント基板に結合されるもので、第１側面と、前記第１側面に斜めに連結された第１斜面と、前記第１側面より前記第１斜面にわたって形成された複数の第１挿入スロットとを有する支持体と；
前記第１挿入スロットに挿入されるもので、前記第１側面に結合される第１アーム部と、前記第１アーム部に斜めに連結され、前記第１斜面に結合される第２アーム部と、前記プリント基板に接続できるように、前記第１アーム部の末端に連結される接続端子部と、前記被検体の前記電極パッドのそれぞれに接続できるように、前記第２アーム部の末端に連結される接触端子部とを有する複数のプローブと；を含むことを特徴とする、プローブカード。
【請求項２】
前記第１斜面に第１溝が形成され、前記第１斜面は、前記第１溝によって第１面部及び第２面部に区分され、前記第２アーム部は、前記第１面部に形成された前記第１挿入スロットに挿入され、前記接触端子部は、前記第２面部に形成された前記第１挿入スロットに挿入されることを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
前記接続端子部は、前記第１アーム部の末端に連結されるスプリング部と、前記プリント基板に接続できるように、前記スプリング部の末端に連結される第１端子とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項４】
前記接続端子部は、前記第１アーム部の末端に連結される帯状スプリングと、前記プリント基板に接続できるように、前記帯状スプリングの末端に連結される第１端子とを含み、前記帯状スプリングは、前記第１アーム部の末端に連結される帯と、前記帯に長手方向に沿って形成された複数の孔とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項５】
前記接触端子部は、前記第２アーム部の末端に連結される弾性バーと、前記被検体の電極パッドに接するように、前記弾性バーの末端に連結される第２端子とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項６】
前記弾性バーを補強するための補強部をさらに含み、前記補強部は、前記第２アーム部に連結される延長部と、前記弾性バーと前記延長部を連結する連結部とを含むことを特徴とする、請求項５に記載のプローブカード。
【請求項７】
前記第１斜面に第１溝が形成され、前記補強部は、前記第１溝に収容されることを特徴とする、請求項６に記載のプローブカード。
【請求項８】
前記支持体は、前記第１側面に平行な第２側面と、前記第２側面に斜めに連結された第２斜面と、前記第２側面より前記第２斜面にわたって形成された複数の第２挿入スロットと、前記第１斜面と前記第２斜面を連結する下面とをさらに含み、前記第２挿入スロットに前記プローブが挿入されることを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項９】
前記第２斜面に第２溝が形成され、前記第２斜面は、前記第２溝によって第１面部及び第２面部に区分され、前記第２アーム部は、前記第１面部に形成された前記第２挿入スロットに挿入され、前記接触端子部は、前記第２面部に形成された前記第２挿入スロットに挿入されることを特徴とする、請求項８に記載のプローブカード。
【請求項１０】
前記プローブは、絶縁樹脂によって前記挿入スロットに固定されることを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項１１】
前記プローブは、前記第１側面と前記第１斜面が合う外側角部を収容するために、前記第１アーム部と前記第２アーム部が合う内側角部に形成された第１切欠部を有することを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項１２】
前記接続端子部と接する複数の電極パッドを備え、前記プリント基板と前記プローブとの間に電気信号を伝達するように、前記プリント基板と前記支持体との間に介在されるスペーストランスフォーマーをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のプローブカード。
【請求項１３】
前記プリント基板と前記スペーストランスフォーマーとの間に電気信号を伝達するために、前記プリント基板と前記スペーストランスフォーマーとの間に介在されるインターポーザーをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載のプローブカード。
【請求項１４】
被検体とプリント基板との間に電気信号を伝達するプローブ組立体において、
第１側面と、前記第１側面に斜めに連結された第１斜面と、前記第１側面より前記第１斜面にわたって形成された複数の第１挿入スロットとを有する支持体と；
前記第１挿入スロットに挿入されるもので、前記第１側面に結合される第１アーム部と、前記第１アーム部に斜めに連結され、前記第１斜面に結合される第２アーム部と、前記プリント基板に接続できるように、前記第１アーム部の末端に連結される接続端子部と、前記被検体に接続できるように、前記第２アーム部の末端に連結される接触端子部とを有する複数のプローブと；を含むことを特徴とする、プローブ組立体。
【請求項１５】
前記第１斜面に第１溝が形成され、前記第１斜面は、前記第１溝によって第１面部及び第２面部に区分され、前記第２アーム部は、前記第１面部に形成された前記第１挿入スロットに挿入され、前記接触端子部は、前記第２面部に形成された前記第１挿入スロットに挿入されることを特徴とする、請求項１４に記載のプローブ組立体。
【請求項１６】
前記支持体は、前記第１側面に平行な第２側面と、前記第２側面に斜めに連結された第２斜面と、前記第２側面より前記第２斜面にわたって形成された複数の第２挿入スロットと、前記第１斜面と前記第２斜面を連結する下面とをさらに含み、前記第２挿入スロットに前記プローブが挿入されることを特徴とする、請求項１５に記載のプローブ組立体。
【請求項１７】
前記第２斜面に第２溝が形成され、前記第２斜面は、前記第２溝によって第１面部及び第２面部に区分され、前記第２アーム部は、前記第２斜面の前記第１面部に形成された前記第２挿入スロットに挿入され、前記接触端子部は、前記第２斜面の前記第２面部に形成された前記第２挿入スロットに挿入されることを特徴とする、請求項１６に記載のプローブ組立体。
【請求項１８】
被検体とプリント基板との間に電気信号を伝達するプローブにおいて、
第１アーム部と；
前記第１アーム部に斜めに連結される第２アーム部と；
前記プリント基板に接続できるように、前記第１アーム部の末端に連結される接続端子部と；
前記被検体に接続できるように、前記第２アーム部の末端に連結される接触端子部と；を含むことを特徴とする、プローブ。
【請求項１９】
前記接触端子部は、前記第２アーム部の末端に連結される弾性バーと、前記被検体に接続できるように、前記弾性バーの末端に連結される第２端子とを含むことを特徴とする、請求項１８に記載のプローブ。
【請求項２０】
前記弾性バーを補強するための補強部をさらに含み、前記補強部は、前記第２アーム部に連結される延長部と、前記弾性バーと前記延長部を連結する連結部とを含むことを特徴とする、請求項１９に記載のプローブ。
【請求項２１】
前記第１アーム部と前記第２アーム部が合う内側角部に第１切欠部形成され、前記第２アーム部と前記延長バーが合う内側角部に第２切欠部が形成されることを特徴とする、請求項２０に記載のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプローブカードに係り、より詳しくは半導体素子、平面ディスプレイなどの被検体の電気的特性をテストするためのプローブ及びプローブ組立体、並びにこれを有するプローブカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子は、ウェハー（Ｗａｆｅｒ）の製造を始めとして、ウェハーのテスト、ダイ（Ｄｉｅ）のパッケージング（Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）などの工程によって製造される。ウェハーに対するテストは、半導体素子の電気的特性をテストするための、いわゆる電気的ダイソーティングテスト（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｅ Ｓｏｒｔｉｎｇ Ｔｅｓｔ）である。電気的ダイソーティングテストは、半導体素子の電極パッド（Ｐａｄ）にプローブカードのプローブを接触させて電気信号を入出力することで、半導体素子を良品と不良品に分類するものである。電気的ダイソーティングテストに利用されるプローブカードは、半導体素子のテストの外にも、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＯＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの平面ディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）のセル（Ｃｅｌｌ）工程において、データ／ゲートライン（Ｄａｔａ／Ｇａｔｅ Ｌｉｎｅ）のテストにも利用される。
【０００３】
特許文献１及び２には、プリント基板にニードルタイプ（Ｎｅｅｄｌｅ Ｔｙｐｅ）のプローブが接続されたプローブカードが開示されている。前記特許文献に開示されたプローブカードは、プリント基板にプローブを支持するための支持体が装着される。プローブは絶縁物質によって支持体に固定され、はんだ付け（Ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）によってプリント基板に電気的に接続される。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許公報第７、１５０、０９５号明細書
【特許文献２】アメリカ合衆国特許公報第７、１３８、８１２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献に開示された従来のプローブカードは、作業者が支持体にプローブを固定するために、プローブの位置を決めることができる治具（Ｊｉｇ）を使用して支持体にプローブを整列しなければならなく、プローブを接続させるために、はんだ付けを実施しなければならない。よって、従来のプローブカードは、生産性が格段に低下し、プローブの平坦度を調節するのが非常に困難な問題がある。
【０００５】
従来のプローブカードは、プローブがプリント基板にはんだ付けされているため、プローブを個別的に修理するか入れ替えることが難しい。すなわち、プローブの中でいずれか一つのプローブが不良の場合、不良のプローブだけを分離することができず、プローブカード全体を入れ替らなければならない問題がある。そして、従来のプローブカードは、プローブが、短絡防止のために、絶縁物質で被覆されるため、生産費が上昇し、生産性が低下する問題がある。
【０００６】
また、近年、半導体チップの収率向上のために、ウェハーの直径が２００ｍｍ以上に大きくなる趨勢にあり、ウェハーのパターンが次第に微細化している。よって、従来のプローブカードでウェハー一枚を検査する場合、数回のタッチダウン（Ｔｏｕｃｈｄｏｗｎ）が実施されなければならない。ところが、プローブカードのタッチダウン回数が増加すれば、検査時間が長くなり、プローブの摩耗と損傷が早く進んで、プローブカードの寿命が短縮する問題が発生する。
【０００７】
本発明は前述したようなさまざまな問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、組立てが簡便であり、生産費が節減し、生産性が大幅に向上するプローブ及びプローブ組立体、並びにこれを有するプローブカードを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、プローブと支持体がプリント基板から容易に分離できるようにして、維持補修費用を節減することができるプローブ及びプローブ組立体、並びにこれを有するプローブカードを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、支持体に装着されるプローブの配置間隔を狭めて、微細なパターンを有する被検体を容易に検査することができるプローブ及びプローブ組立体、並びにこれを有するプローブカードを提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、易しく変形しなく、寿命が改善したプローブ及びプローブ組立体、並びにこれを有するプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための本発明によるプローブカードは、複数の電極パッドを有する被検体の電気的特性をテストするためのもので、前記被検体の前記複数の電極パッドに電気信号を伝達するプリント基板と；前記プリント基板に結合されるもので、第１側面と、前記第１側面に斜めに連結された第１斜面と、前記第１側面より前記第１斜面にわたって形成された複数の第１挿入スロットとを有する支持体と；前記第１挿入スロットに挿入されるもので、前記第１側面に結合される第１アーム部と、前記第１アーム部に斜めに連結され、前記第１斜面に結合される第２アーム部と、前記プリント基板に接続できるように、前記第１アーム部の末端に連結される接続端子部と、前記被検体の前記電極パッドのそれぞれに接続できるように、前記第２アーム部の末端に連結される接触端子部とを有する複数のプローブと；を含む。
【００１２】
前記目的を達成するための本発明によるプローブ組立体は、被検体とプリント基板との間に電気信号を伝達するためのもので、第１側面と、前記第１側面に斜めに連結された第１斜面と、前記第１側面より前記第１斜面にわたって形成された複数の第１挿入スロットとを有する支持体と；前記第１挿入スロットに挿入されるもので、前記第１側面に結合される第１アーム部と、前記第１アーム部に斜めに連結され、前記第１斜面に結合される第２アーム部と、前記プリント基板に接続できるように、前記第１アーム部の末端に連結される接続端子部と、前記被検体に接続できるように、前記第２アーム部の末端に連結される接触端子部とを有する複数のプローブと；を含む。
【００１３】
前記目的を達成するための本発明によるプローブは、被検体とプリント基板との間に電気信号を伝達するためのもので、第１アーム部と；前記第１アーム部に斜めに連結される第２アーム部と；前記プリント基板に接続できるように、前記第１アーム部の末端に連結される接続端子部と；前記被検体に接続できるように、前記第２アーム部の末端に連結される接触端子部と；を含む。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明した本発明によるプローブカードは、複数のプローブが高密度に配列可能な構造からなることにより、被検体の検査の際、タッチダウンの回数が減少し、被検体に対する検査速度が大幅に向上する。
【００１５】
また、本発明によるプローブカードは、絶縁性を有する支持体の挿入スロットにプローブがそれぞれ挿入される構造からなるので、組立て作業が簡便で正確に行うことができ、生産費が節減され、生産性が大幅に向上する。
【００１６】
また、本発明によるプローブカードは、支持体及びプローブがプリント基板から簡便に分離可能な一つのプローブ組立体で構成されるので、不良プローブ及びプローブ組立体の入れ替えが易しくて維持補修費用が節減される。
【００１７】
また、本発明によるプローブカードは、プローブが被検体とプリント基板に正確に接続され、プローブの塑性変形が防止されるので、信頼性及び寿命が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施例によるプローブカードを説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明の一実施例によるプローブカード１００は、プリント基板１１０と、複数のインターポーザー１２０と、複数のスペーストランスフォーマー１３０と、複数のプローブ組立体（Ｐｒｏｂｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１４０とを含む。
【００２０】
プリント基板１１０は、公知のポゴブロック（Ｐｏｇｏ Ｂｌｏｃｋ）とパフォーマンスボードユニット（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｂｏａｒｄ Ｕｎｉｔ）によってテスターのテストヘッド（図示せず）と接続される。プリント基板１１０の上面には、プリント基板１１０の剛性を補強するスティフナー（芯材；Ｓｔｉｆｆｅｎｅｒ）１０１が装着される。スティフナー１０１の上面には、スティフナー１０１を保護するスティフナーカバー（Ｓｔｉｆｆｅｎｅｒ Ｃｏｖｅｒ）１０２が装着され、スティフナーカバー１０２の上面には複数の取っ手１０３が装着される。
【００２１】
複数のインターポーザー１２０は、プリント基板１１０と接続するように、プリント基板１１０の下面に装着される。インターポーザー１２０は、プリント基板１１０とプローブ組立体１４０との間に電気信号を伝達し、プローブカード１００の平坦度を維持させる。
【００２２】
複数のスペーストランスフォーマー１３０は、インターポーザー１２０と接続するように、インターポーザー１２０の下面に装着される。スペーストランスフォーマー１３０は、多層プリント基板（Ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）１３１で構成され、多層プリント基板１３１の下面に複数の電極パッド１３２が備えられる。これらの電極パッド１３２は、インターポーザー１２０を介してプリント基板１１０と電気的に連結される。図１には、インターポーザー１２０とスペーストランスフォーマー１３０がそれぞれ二つずつ装着されたものが示されているが、インターポーザー１２０とスペーストランスフォーマー１３０の個数は多様に変更可能である。
【００２３】
図１〜図３を参照すれば、プローブ組立体１４０は、多層プリント基板１３１の下面に装着される複数の支持体（サポーター）１４１と、支持体１４１のそれぞれの両側面に長手方向に装着される複数のプローブ１６１とから構成される。支持体１４１は、絶縁性を有する素材、例えばジルコニア（Ｚｉｒｃｏｎｉａ、ＺｒＯ２）などのようなセラミックでなる。
【００２４】
図３及び図４に示すように、支持体１４１のそれぞれは、両側部に垂直に形成された第１及び第２側面１４２、１４３と、下部に水平に形成された下面１４６と、第１及び第２側面１４２、１４３と下面１４６をそれぞれ連結する第１及び第２斜面１４４、１４５とを有する。第１側面１４２と第２側面１４３は互いに平行である。第１斜面１４４は、第１側面１４２と下面１４６との間に斜めに形成され、第２斜面１４５は、第２側面１４３と下面１４６との間に斜めに形成される。第１斜面１４４の中間に第１溝１５１が長手方向に形成され、第２斜面１４５の中間に第２溝１５２が長手方向に形成される。第１斜面１４４は、第１溝１５１によって、第１側面１４２に連結される第１面部１４４ａと、下面１４６に連結される第２面部１４４ｂとに区分される。第２斜面１４５は、第２溝１５２によって、第２側面１４３に連結される第１面部１４５ａと、下面１４６に連結される第２面部１４５ｂとに区分される。
【００２５】
支持体１４１は、薄板タイプのプローブ１６１が挿入される複数の第１及び第２挿入スロット１４７、１４８を有する。第１挿入スロット１４７は第１側面１４２及び第１斜面１４４に形成され、第２挿入スロット１４８は第２側面１４３及び第２斜面１４５に形成される。第１挿入スロット１４７のそれぞれは、第１側面１４２に形成される第１スロット１４７ａと、第１斜面１４４の第１面部１４４ａに形成される第２スロット１４７ｂと、第１斜面１４４の第２面部１４４ｂに形成される第３スロット１４７ｃとから構成される。これらの第１〜第３スロット１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃは同一平面上に位置する。第２挿入スロット１４８も、第２側面１４３に形成される第１スロット１４８ａと、第２斜面１４５の第１面部１４５ａに形成される第２スロット１４８ｂと、第２斜面１４５の第２面部１４５ｂに形成される第３スロット１４８ｃとから構成される。これらの第１〜第３スロット１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃも同一平面上に位置する。第１挿入スロット１４７と第２挿入スロット１４８は、支持体１４１の左右に互いに対称をなすように、互いに同一平面上に位置することもでき、互いに異なる平面上に位置することもできる。
【００２６】
第１及び第２挿入スロット１４７、１４８の成形の際、支持体１４１の下面１４６に延びるよう、これらの挿入スロット１４７、１４８が形成できる。よって、下面１４６では、第１挿入スロット１４７と第２挿入スロット１４８が合うことができるが、第１斜面１４４または第２斜面１４５では、第１挿入スロット１４７と第２挿入スロット１４８が互いに合わない。
【００２７】
支持体１４１は、多層プリント基板１３１の下面にネジで結合される。このために、各支持体１４１の両端部に、一対のネジ孔１４９が形成される。図４に示すように、ネジ１５３が多層プリント基板１３１を貫いてネジ孔１４９に挿入されることにより、支持体１４１が多層プリント基板１３１の下面に固定される。図面において、支持体１４１は細長い棒状（Ｂａｒ Ｔｙｐｅ）のものが示されているが、支持体１４１の幅と長さは必要によって適宜変更することができる。すなわち、支持体１４１は、棒状の外に、ブロック状（Ｂｌｏｃｋ Ｔｙｐｅ）のような他の形状に形成されることもできる。
【００２８】
薄板タイプのプローブ１６１は、支持体１４１の第１及び第２挿入スロット１４７、１４８のそれぞれに装着される。図４に示すように、プローブ１６１のそれぞれは、その一端が多層プリント基板１３１の電極パッド１３２に接続され、その他端がウェハー、平面ディスプレイなどのような被検体１０の電極パッド１１に接触して、多層プリント基板１３１と被検体１０との間に電気信号を伝達する。プローブ１６１は、第１アーム部１６２、第２アーム部１６３、接続端子部１６４、及び接触端子部１６７で構成される。第２アーム部１６３は、第１アーム部１６２の下端部に下向きに斜めに連結される。
【００２９】
図５に示すように、接続端子部１６４は、多層プリント基板１３１の電極パッド１３２に接続されるように、第１アーム部１６２の上端部に連結される。接続端子部１６４は、弾性を有するスプリング部１６５と、第１端子１６６とから構成される。スプリング部１６５は、第１アーム部１６２の上端部に連結され、圧縮力を受けるとき、弾性変形するように、ジグザグに屈曲した形状になっている。第１端子１６６は、スプリング部１６５の上端部に連結され、かつ多層プリント基板１３１の電極パッド１３２に接続される。本発明において、プローブ１６１の接続端子部１６４は多様な形態に変更することができる。
【００３０】
図６ａ及び図６ｂは接続端子部の多様な形態を示すものである。図６ａに示すような接続端子部１８２は、第１アーム部１８１の上端部に連結され、プレストレス（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ）された、すなわち予め応力を受けて湾曲した形状の細長いスプリング部１８３と、スプリング部１８３の上端部に連結される第１端子１８４とから構成される。湾曲型スプリング部１８３は、プレストレスを受ける屈曲ビーム（Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｂｅａｍ）の構造に形成され、比較的高い曲げ剛性（Ｆｌｅｘｕｒａｌ Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）、すなわち弾性変形率及び耐久性を有する。よって、湾曲型スプリング部１８３は、第１端子１８４が多層プリント基板１３１（図４参照）の電極パッド１３２に接して垂直荷重を受けるとき、塑性変形が防止される。そして、第１端子１８４が電極パッド１３２に接続されるとき、湾曲型スプリング部１８３が弾性変形することにより、第１端子１８４と電極パッド１３２との間の接触面積が増加し、第１端子１８４と電極パッド１３２との間の接続が安定的に維持できる。
【００３１】
図６ｂに示すような接続端子部１９２は、帯状スプリング（Ｓｐｒｉｎｇ Ｂａｎｄ）１９３と、第１端子１９６とから構成される。帯状スプリング１９３は、第１アーム部１９１の上端部に連結される帯１９４と、帯１９４の長手方向に沿って等間隔で形成された複数の孔１９５とを含む。帯１９４の両側面は、弾性変形のために、波形に形成される。第１端子１９６が多層プリント基板１３１（図４参照）の電極パッド１３２に接して、帯状スプリング１９３が垂直荷重を受ければ、帯状スプリング１９３は圧縮されながら弾性変形する。そして、帯状スプリング１９３の弾性力によって、第１端子１９６が電極パッド１３２と緊密な接続を維持することができる。
【００３２】
各プローブ１６１の接触端子部１６７は、図４及び図５に示すように、弾性を有する弾性バー１６８と、第２端子１６９とから構成される。弾性バー１６８は、弾性変形できるように、第２アーム部１６３の端部から細長く延びる。第２端子１６９は、被検体１０の電極パッド１３２に接触するように、弾性バー１６８の端部に連結される。
【００３３】
各プローブ１６１は、弾性バー１６８の剛性を補強するための補強部１７１を有する。補強部１７１は、延長部１７２と、連結部１７３とから構成される。延長部１７２は、第２アーム部１６３の上縁から上向きに延設され、連結部１７３は、弾性バー１６８の中間部分と延長部１７２の上面を連結する。弾性バー１６８、延長部１７２、及び連結部１７３は、各プローブ１６１の正面から見るとき、三角形を成す。図４に示すように、各プローブ１６１の補強部１７１は、支持体１４１の第１溝１５１または第２溝１５２に位置する。
【００３４】
この外に、プローブ１６１のそれぞれは、第１切欠部１７４及び第２切欠部１７５を有する。第１切欠部１７４は、第１アーム部１６２と第２アーム部１６３が合う内側角部に形成され、第２切欠部１７５は、第２アーム部１６３と延長部１７２が合う内側角部に形成される。プローブ１６１のそれぞれに第１及び第２切欠部１７４、１７５が備えられることにより、プローブ１６１製造の際、第１アーム部１６２と第２アーム部１６３が合う角部、及び第２アーム部１６３と延長部１７２が合う角部での応力集中を減らすことができる。また、第１及び第２切欠部１７５は、支持体１４１に加工誤差が存在するとか、支持体１４１とプローブ１６１との間に組立て誤差が存在しても、プローブ１６１が支持体１４１に正確に結合できるようにする役目をする。
【００３５】
図４に示すように、プローブ１６１が支持体１４１の第１挿入スロット１４７に挿入されるとき、第１側面１４２と第１斜面１４４が合う外側角部が第１切欠部１７４に収容され、第１斜面１４４の第１面部１４４ａとこれにつながる面との間の外側角部が第２切欠部１７５に収容されることにより、プローブ１６１が第１挿入スロット１４７に正確に挿入できる。プローブ１６１が支持体１４１の第２挿入スロット１４８に挿入されるとき、第２側面１４３と第２斜面１４５が合う外側角部が第１切欠部１７４に収容され、第２斜面１４５の第１面部１４５ａとこれにつながる面との間の外側角部が第２切欠部１７５に収容されることにより、プローブ１６１が第２挿入スロット１４８に正確に挿入できる。
【００３６】
このような構成のプローブ１６１は、支持体１４１の第１及び第２挿入スロット１４７、１４８に挿入された後、エポキシ樹脂のような絶縁樹脂１５４によって支持体１４１に堅固に固定される。そして、支持体１４１と複数のプローブ１６１で構成される複数のプローブ組立体１４０は多層プリント基板１３１の下面に結合される。多層プリント基板１３１に結合されたプローブ組立体１４０を保護するために、図１に示すように、プリント基板１１０の下面にカバー１０４が装着される。カバー１０４は、複数のネジ１０６によってプリント基板１１０の下面に結合される。カバー１０４の中央には、プローブ組立体１４０を収容するためのスペース１０５が形成される。
【００３７】
以下では、前記のような構成を有する本発明の一実施例によるプローブカードの製造過程について説明する。
【００３８】
まず、支持体１４１に第１及び第２挿入スロット１４７、１４８が加工され、これらの挿入スロット１４７、１４８にプローブ１６１が結合されることでプローブ組立体１４０が組み立てられる。第１及び第２挿入スロット１４７、１４８は、図７に示すように、一定直径、例えば、５５．４ｍｍのホイールカッター２０によって、支持体１４１の左右に等間隔または非等間隔で切削加工される。それぞれの挿入スロット１４７、１４８が切削加工されるとき、第１挿入スロット１４７が第１側面１４２及び第１斜面１４４に先加工された後、第２挿入スロット１４８が第２側面１４３及び第２斜面１４５に後加工される。
【００３９】
第１及び第２挿入スロット１４７、１４８が第１及び第２斜面１４４、１４５にそれぞれ切削加工されるとき、下面１４６にも第１及び第２挿入スロット１４７、１４８が形成されることができる。そして、下面１４６に第１及び第２挿入スロット１４７、１４８が重畳する部分が発生することができる。第１及び第２挿入スロット１４７、１４８間の重畳は、支持体１４１の下面１４６でのみ発生し、第２挿入スロット１４８が後加工される間に、ホイールカッター２０は、第１側面１４２及び第１斜面１４４に先加工された第１挿入スロット１４７と合わないことになる。よって、第１挿入スロット１４７と第２挿入スロット１４８は相互干渉しないで、支持体１４１の左右にそれぞれ稠密な間隔で形成されることができる。
【００４０】
支持体１４１に第１及び第２挿入スロット１４７、１４８が切削加工された後、それぞれの挿入スロット１４７、１４８に絶縁樹脂１５４が塗布される。そして、図３及び図４に示すように、絶縁樹脂１５４が塗布されたそれぞれの挿入スロット１４７、１４８にプローブ１６１が挿入されることで、プローブ組立体１４０の組立てが完了する。この際、第１挿入スロット１４７に挿入されるプローブ１６１のそれぞれの第１アーム部１６２は第１挿入スロット１４７のそれぞれの第１スロット１４７ａに挿入され、第２アーム部１６３は第２スロット１４７ｂに挿入され、接触端子部１６７は第３スロット１４７ｃに挿入される。補強部１７１は第１溝１５１に位置する。第２挿入スロット１４８に挿入されるプローブ１６１のそれぞれの第１アーム部１６２は第２挿入スロット１４８のそれぞれの第１スロット１４８ａに挿入され、第２アーム部１６３は第２スロット１４８ｂに挿入され、接触端子部１６７は第３スロット１４８ｃに挿入される。補強部１７１は第２溝１５２に位置する。
【００４１】
第１及び第２挿入スロット１４７、１４８にプローブ１６１が挿入された後、絶縁樹脂１５４が完全に硬化すれば、絶縁樹脂１５４の結合力によってプローブ１６１が支持体１４１に堅たく固定される。このように、支持体１４１の左右にそれぞれ稠密な間隔で形成された第１及び第２挿入スロット１４７、１４８にプローブ１６１が挿入されることにより、プローブ１６１の配置間隔も稠密になる。よって、本発明によるプローブ組立体１４０は、微細なパターンの被検体１０をテストすることができる。
【００４２】
プローブ組立体１４０が組み立てられる過程で、プローブ１６１を支持体１４１に固定させる絶縁樹脂１５４は、それぞれの挿入スロット１４７、１４８に塗布されずにプローブ１６１に塗布されることもできる。すなわち、プローブ１６１がそれぞれの挿入スロット１４７、１４８に挿入される前、プローブ１６１の第１及び第２アーム部１６２、１６３に絶縁樹脂１５４が塗布されてもプローブ１６１が支持体１４１に堅固に固定できる。
【００４３】
プローブ組立体１４０の組立てが完了すれば、ネジ１５３が多層プリント基板１３１を貫いて支持体１４１のネジ孔１４９に締結されることにより、プローブ組立体１４０が多層プリント基板１３１の下面に固定される。この際、プローブ１６１の接続端子部１６４が多層プリント基板１３１の電極パッド１３２に接する。接続端子部１６４のそれぞれの第１端子１６６がそれぞれの電極パッド１３２に接しながら垂直荷重を受ければ、スプリング部１６５が弾性変形し、スプリング部１６５の弾性力によって、第１端子１６６は電極パッド１３２と緊密に接続を維持する。
【００４４】
プローブ組立体１４０が多層プリント基板１３１の下面に固定された後、多層プリント基板１３１は、プリント基板１１０の下面に結合されたインターポーザー１２０に装着される。そして、プリント基板１１０に、プローブ組立体１４０を保護するためのカバー１０４が結合され、プリント基板１１０の上部にスティフナー１０１とスティフナーカバー１０２が順次装着されることで、プローブカード１００の組立てが完了する。
【００４５】
以下では、本発明の一実施例によるプローブカードによって被検体を検査する方法について説明する。
【００４６】
本発明によるプローブカード１００は、テストヘッドと接続するように設置された後、テストヘッドの作動によって、図４に示すように、プローブ１６１のそれぞれの第２端子１６９が被検体１０の電極パッド１３２のそれぞれに接する。プローブ１６１のそれぞれの第２端子１６９が電極パッド１３２のそれぞれに接して垂直荷重を受ければ、弾性バー１６８が弾性変形しながら第２端子１６９が被検体１０の電極パッド１３２に緊密に接続したままで維持される。この際、補強部１７１の連結部１７３は、弾性変形する弾性バー１６８の中間部分を支えて、弾性バー１６８の塑性変形を防止する。よって、プローブ１６１の寿命が保障されて信頼性が向上する。
【００４７】
また、プローブ１６１のそれぞれの弾性バー１６８は、第１挿入スロット１４７のそれぞれの第３スロット１４７ｃまたは第２挿入スロット１４８のそれぞれの第３スロット１４８ｃに挿支されるので、易しく曲げ変形することができない。よって、第２端子１６９が被検体１０の電極パッド１３２に正確に接触することができ、これにより被検体１０のテストに対する信頼性及び再現性が大幅に向上する。
【００４８】
プローブ１６１のそれぞれの第２端子１６９が被検体１０の電極パッド１１に接触した後、インターポーザー１２０と、多層プリント基板１３１と、プローブ組立体１４０を介して、プリント基板１１０と被検体１０とのの間に電気信号が伝達される。複数のプローブ１６１が高密度に配列される場合、多層プリント基板１３１は、その層間導体回路によって、プローブ１６１とプリント基板１１０間の接続を容易にする。また、プローブ組立体１４０は、複数のインターポーザー１２０と複数のスペーストランスフォーマー１３０によって高密度に配列されることができる。よって、本発明によるプローブカード１００は、２００ｍｍ、３００ｍｍのウェハー一枚の検査の際、１〜２回のタッチダウンだけでも一枚のウェハールを検査することができ、これにより被検体１０に対する検査速度を大幅に向上させることができる。
【００４９】
このような本発明によるプローブカード１００は、プローブ１６１のそれぞれのスプリング部１６５が弾性変形しながら多層プリント基板１３１の電極パッド１３２とプローブ１６１のそれぞれの第１端子１６６間の物理的な接触が緊密に維持される。よって、電極パッド１３２と第１端子１６６間のはんだ付けが不要になり、これにより、従来に比べて生産性及び信頼性が大幅に向上する。
【００５０】
また、本発明によるプローブカード１００は、プローブ１６１が支持体１４１の第１及び第２挿入スロット１４７、１４８のそれぞれに挿入されて固定されるので、プローブ１６１を支持体１４１に結合するために、従来のような治具を使用する必要がない。よって、プローブ組立体１４０を簡便に組立てることができ、これにより生産性が大幅に向上する。
【００５１】
また、本発明によるプローブカード１００は、絶縁性を有する支持体１４１の第１及び第２挿入スロット１４８のそれぞれにプローブ１６１が挿入される構造であるので、プローブ１６１のそれぞれを被覆する必要がない。よって、生産費が節減され、生産性が向上する。
【００５２】
また、本発明によるプローブカード１００は、プローブ組立体１４０のいずれか一つのプローブ組立体１４０に異常が発生する場合は、該当プローブ組立体１４０のみを分離して簡便に入れ替ることができるので、維持補修費用が大幅に節減される。
【００５３】
図８は本発明の他の一実施例によるプローブカードを概略的に示す断面図である。図８に示すようなプローブカード２００は、前記一実施例によるプローブカード１００と大部分の構成が同様であるが、プローブ組立体２２０が、インターポーザー１２０（図１参照）及びスペーストランスフォーマー１３０（図１参照）を介しなくて直接プリント基板２１０に結合される。プリント基板２１０に複数の電極パッド２１１が備えられ、プローブ組立体２２０のプローブ２３１は、それぞれの接続端子部２３２がプリント基板２１０の電極パッド２１１に接続される。プローブ組立体２２０は、ネジ２２３がプリント基板２１０を貫いて支持体２２１のネジ孔２２２に締結されることにより、プリント基板２１０に固定される。プローブ組立体２２０などの残りの構成は前記一実施例によるプローブカード１００と同様であるので、これらについての詳細な説明は省略する。
【００５４】
以上説明した本発明は図示及び説明の構成及び作用に限定されるものではない。すなわち、本発明は前記開示した特許請求範囲の思想及び範囲内で多様な変更及び修正が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、半導体素子、平面ディスプレイなどの被検体の電気的特性をテストするためのプローブ及びプローブ組立体、並びにこれを有するプローブカードに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施例によるプローブカードを概略的に示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるプローブカードに備えられる複数のプローブ組立体を示す斜視図である。
【図３】図２に示すプローブ組立体の分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施例によるプローブカードのプリント基板、インターポーザー、スペーストランスフォーマー及びプローブ組立体が結合された状態を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例によるプローブ組立体のプローブを概略的に示す正面図である。
【図６ａ】本発明の一実施例によるプローブ組立体のプローブに備えられる接続端子部の多様な形態を示す正面図である。
【図６ｂ】本発明の一実施例によるプローブ組立体のプローブに備えられる接続端子部の多様な形態を示す正面図である。
【図７】本発明の一実施例によるプローブ組立体の支持体に挿入スロットが加工される過程を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施例によるプローブカードの一部を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００    プローブカード
１１０    プリント基板
１２０    インターポーザー
１３０    スペーストランスフォーマー
１３１    多層プリント基板
１４０    プローブ組立体
１４１    支持体
１４２    第１側面
１４３    第２側面
１４４    第１斜面
１４５    第２斜面
１４６    下面
１４７    第１挿入スロット
１４８    第２挿入スロット
１５１    第１溝
１５２    第２溝
１６１    プローブ
１６２    第１アーム部
１６３    第２アーム部
１６４    接続端子部
１６５    スプリング部
１６６    第１端子
１６７    接触端子部
１６８    弾性バー
１６９    第２端子
１７１    補強部
１７２    延長部
１７３    連結部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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