(57)【要約】  本発明は、プローブカードに関し、ウエハのチップ構造の変更に対応してスペーストランスフォーマを有用に変更することができ、また、スペーストランスフォーマの収容チャネルを極大化することができるように構成されたプローブカードを提供するところにその目的がある。前記のような目的を達成するため、本発明は、ウエハ状態において半導体チップをテストするプローブカードに関し、特に、複数の単位プローブモジュールが離隔して配置されるスペーストランスフォーマ本体と、外部テスト装置から電気的信号が印加されるメイン回路基板と、外部影響から単位プローブモジュールが安定するようにメイン回路基板を支持する補強板と、前記スペーストランスフォーマ本体に形成された貫通部に挿入される直立導電媒介体、前記直立導電媒介が単位プローブモジュールと軟性導電媒介体により電気的に連結されつつ前記直立導電媒介体が実装される下部面回路基板と、前記下部面回路基板とメイン回路基板とを電気的に連結する相互接続体、を含むことを技術的特徴とする。【選択図】図８
2012533063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーストランスフォーマを含むプローブカードにおいて、
前記スペーストランスフォーマは、その上部面に複数のプローブと連結パッドが配置されるスペーストランスフォーマ本体、前記スペーストランスフォーマ本体の下部面に結合される下部面回路基板、前記下部面回路基板に実装され、スペーストランスフォーマ本体に具備される貫通部に挿入される直立導電媒介体、を含むことを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記プローブ連結パッドと直立導電媒介体とを電気的に連結する軟性導電媒介体を含むことを特徴とする、請求項１記載のプローブカード。
【請求項３】
前記下部面回路基板は、一つ又は複数の回路基板からなり、全体的にスペーストランスフォーマの本体と対応する面積を有し、前記直立導電媒介体が前記下部面回路基板に突出されるように実装されることを特徴とする、請求項１記載のプローブカード。
【請求項４】
前記直立導電媒介体は、前記下部面回路基板に、表面実装又は挿入実装されることを特徴とする、請求項１記載のプローブカード。
【請求項５】
前記下部面回路基板は、印刷回路基板であって、印刷回路基板の一側には直立導電媒介体が連結されるランドが形成され、印刷回路基板の他の一側には外部テスト装置から電気的信号が印加されるメイン回路基板の連結パッドに対応するランドが形成されることを特徴とする、請求項１記載のプローブカード。
【請求項６】
前記直立導電媒介体は、ピンコネクタ、切断面印刷回路基板コネクタ、三次元パターンコネクタ、ブレードコネクタ、硬性印刷回路基板コネクタ、モールディッドメタルコネクタ、多段ピンコネクタ、シリコンコネクタのいずれか一つであることを特徴とする、請求項１記載のプローブカード。
【請求項７】
前記直立導電媒介体は、パワー／グランド伝送線路を有し、前記パワー／グラウンド伝送線路上に複数の蓄電器が実装されることを特徴とする、請求項１記載のプローブカード。
【請求項８】
前記ピンコネクタは、貫通孔が形成されたハウジングと、前記貫通孔に挿入される導電体を含むことを特徴とする、請求項６記載のプローブカード。
【請求項９】
前記三次元パターンコネクタは、三次元形状の絶縁本体と、前記絶縁本体の表面に形成される導電配線を含むことを特徴とする、請求項６記載のプローブカード。
【請求項１０】
前記切断面印刷回路基板コネクタは、導電配線を含む多層印刷回路基板を切断して、前記切断面に前記導電配線の一部を露出させることを特徴とする、請求項６記載のプローブカード。
【請求項１１】
前記ブレードコネクタは、導電性ブレード、前記導電性ブレードが挿入される溝を有する絶縁性フレームを含むことを特徴とする、請求項６記載のプローブカード。
【請求項１２】
前記硬性印刷回路基板は、その一部が軟性回路基板により構成されていることを特徴とする、請求項６記載のプローブカード。
【請求項１３】
前記モールディッドメタルコネクタは、導電性金属材質の板をエッチングし、残った金属板構造物を絶縁性本体に固定し、前記金属板構造物の連結部を切断して導電性配線を形成することを特徴とする、請求項６記載のプローブカード。
【請求項１４】
前記多段ピンコネクタは、コネクタが雌雄に分離され、分解及び結合が可能であることを特徴とする、請求項６記載のプローブカード。
【請求項１５】
前記シリコンコネクタは、シリコンエッチング技術により形成された複数の溝部、前記溝部に形成される導電性配線を含むことを特徴とする、請求項６記載のプローブカード。
【請求項１６】
前記軟性導電媒介体は、ワイヤボンディング、軟性回路基板、異方性伝導フィルム、サブ印刷回路基板、ソルダーボールのいずれか一つ又は組合せにより接続されることを特徴とする、請求項２記載のプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカードに関し、特に、ウエハのチップ構造の変更に対応してスペーストランスフォーマを有用に変更することができ、また、スペーストランスフォーマの収容チャネルを極大化することができるように構成されたものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体の製造工程は、大きく、前工程と後工程に区分される。前工程は、ファブリケーション（ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）工程で、ウエハ上に集積回路パターンを形成させる工程であり、後工程は、アセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）工程で、ウエハを複数のチップに分離させ、外部装置と電気的信号の連結が可能なようにそれぞれのチップに導電性のリード（ｌｅａｄ）やボールを接続させた後、チップをエポキシ等でモールドさせることにより、集積回路パッケージを形成する工程である。
【０００３】
前記アセンブリ工程を進める前に、各チップの電気的特性を検査するＥＤＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｄｉｅ  Ｓｏｒｔｉｎｇ）工程が行われる。前記ＥＤＳ工程は、ウエハを構成するチップの中から不良チップを判別して、再生（ｒｅｐａｉｒ）可能なチップは再生させ、再生不可能なチップは除去させることにより、後続のアセンブリ工程等において所要される時間及び原価を節減するための工程である。
【０００４】
このようなＥＤＳ工程は、プローブステーション（ｐｒｏｂｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）において行われるが、前記プローブステーションは、通常、検査対象物であるウエハが保持されるプローブチャックとプローブカードが具備されるテストヘッドを含んで構成される。前記プローブカード上には、多数の微細探針が具備され、前記微細探針は、前記ウエハの各チップに具備されたパッドに電気的に接触して、究極的にチップの良・不良を判別する。
【０００５】
一方、半導体技術の発展に伴い、原価節減と生産性向上のために、単一ウエハ上に次第に多数のチップが形成されており、最近では、３００ｍｍウエハ工程が具現されてウエハ当たりのチップ数の増加が加速化しており、ウエハテストの分野においても、大面積のプローブカードの開発が重要視されている。
【０００６】
図面において、図１は、従来技術によるプローブカードを示した平面図、図２は、従来の他の技術によるプローブカードを示した平面図、図３は、従来技術によるプローブカードを示した平面図、図４は、図３に図示されたＡ部の拡大平面図、図５は、図４に図示されたＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【０００７】
従来の大面積テスト用プローブカードは、スペーストランスフォーマの観点から見ると、大きく、基板方式とブロック方式によって開発されている。基板方式は、図１に示すように、テストするウエハに相応する大きさを有するスペーストランスフォーマ１、たとえば、セラミック基板等に複数の微細探針２を具備する方式であり、スペーストランスフォーマの後続の組立てが容易で、プローブの整列が安定的に維持されるという長所がある。しかし、スペーストランスフォーマ用セラミック基板は、一般的なセラミック基板とは異なり、プローブと基板間の電気的連結のための電気配線が具備された基板であって、その製造工程が複雑であり、また、それにより製造単価が上昇するという問題点がある。このようなスペーストランスフォーマ用セラミック基板の問題点は、基板の面積が大きくなるほど深刻となり、現在、３００ｍｍウエハに相応するスペーストランスフォーマ用セラミック基板は、生産自体が難しい。参考として、韓国登録特許公報第６０９６５２号及び第６７４４４０号に、上述した基板方式のプローブカードについて開示されている。
【０００８】
一方、ブロック方式は、図２に示すように、テストする面積をいくつかのブロック１２に分けて製作し、各ブロック１２上に複数の微細探針１３を装着させた後、各ブロック１２をブロック固定枠１１上に精密に整列して、大面積のプローブカードを作る方式である。製造工程の面から見ると、ブロック方式は、製造工程中や使用中に問題が発生すれば当該ブロックのみを交換することができるという長所を有しているが、テストする面積が大きくなるにつれて、精密に整列しなければならないブロックの数及びブロックの長さが増加することになり、ブロック間の精密な整列に多くの時間が所要されるという問題点と共に、テスト環境に露出される使用中のブロック間の整列が悪くなるという短所がある。前記ブロック方式のプローブカードについては、韓国登録実用新案公報４２３４４６号に開示されている。
【０００９】
このような問題点を克服するために開発された技術が、大韓民国特許出願番号第２００７−００８８２７０号（発明の名称：プローブカード及びその製造方法）に開示されている。
【００１０】
大韓民国特許出願番号第２００７−００８８２７０号（発明の名称、プローブカード及びその製造方法）によるプローブカードは、図３〜図５に示すように、スペーストランスフォーマ２０と下部回路基板４０の組合せからなり、スペーストランスフォーマ２０の本体一面には複数の単位プローブモジュール３０が離隔して配置され、スペーストランスフォーマ２０の本体を貫通する貫通部２３が各単位プローブモジュール３０から離隔した位置に形成される。そして、貫通部２３には、上下導電媒介体２５が位置し、上下導電媒介体（２５）の一端は、単位プローブモジュール３０にワイヤ３１ボンディングされ、上下導電媒介体２５の他端は、下部回路基板４０にワイヤ４１ボンディングされる。よって、スペーストランスフォーマ２０の下部回路基板４０と単位プローブモジュール３０は、上下導電媒介体２５のワイヤ３１ボンディングによって通電されつつ、電気的信号が伝達される。また、図４及び図５に示すように、下部回路基板４０は、相互接続体５０によってメイン回路基板６０と接続される。したがって、メイン回路基板６０と単位プローブモジュール３０は、通電されて電気的信号の伝達が可能になる。
【００１１】
一方、図５に示すように、従来技術によるプローブカードのスペーストランスフォーマ２０に装着された下部回路基板４０は、上部に位置した単位プローブモジュール３０によって位置的制限を受けることになる。
【００１２】
具体的には、従来の下部回路基板４０は、それぞれの単位プローブモジュール３０と対応してスペーストランスフォーマ２０の反対側の面に位置するため、単位プローブモジュール３０のパターンに応じて下部回路基板４０の位置が設定され、位置的制限を受けることになる。また、下部回路基板４０は、単位プローブモジュール３０のパターンに応じて設定されるため、下部回路基板４０とメイン回路基板との間の相互接触体が電気的に連結される同一パターンがそれらの間に形成されなければならないので、メイン回路基板を汎用的に使用するには困難がある。単位プローブモジュール３０のパターンに応じて、スペーストランスフォーマ２０の本体２１、下部回路基板４０及びメイン印刷回路基板が設定され、単位プローブモジュール３０のパターンが変わる場合、下部回路基板４０のパターンとメイン印刷回路基板もまた変わらなければならないという短所がある。
【００１３】
そして、図５に示すように、単位プローブモジュール３０に印加される電気的信号は、メイン回路基板６０で分岐した後、相互接続体５０を介し、各下部回路基板４０と上下導電媒介体２５を介して単位プローブモジュール３０に伝送される。よって、電気的信号が分岐されるメイン回路基板６０から単位プローブモジュール３０までの距離が遠く、信号保存性（Ｓｉｇｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）が不安定であるという短所がある。
【００１４】
また、メイン回路基板６０と単位プローブモジュール３０間のチャネルが、位置的制限を受ける下部回路基板４０によって限定されることにより、スペーストランスフォーマ２０の制御に困難がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、先に説明したところのような従来技術の問題点を解決するために発明されたものであり、電気的信号が下部面回路基板からそれぞれのプローブモジュールに分岐されて伝送されるように構成することにより、プローブモジュールのパターンに関係なく、メイン回路基板を汎用的に使用することができ、また、電気的信号が下部面回路基板で分岐されることによって信号保存性が安定的であり、さらに、それぞれのプローブモジュールに連結されたチャネルが大面積の下部面回路基板に形成されることにより、チャネルを極大化することができるように構成されたプローブカードを提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記のような目的を達成するために、本発明は、ウエハ状態において半導体チップをテストするプローブカードに関し、特に、複数の単位プローブモジュールが離隔して配置されるスペーストランスフォーマ本体と、外部テスト装置から電気的信号が印加されるメイン回路基板と、外部影響から単位プローブモジュールが安定するようにメイン回路基板を支持する補強板と、前記スペーストランスフォーマ本体に形成された貫通部に挿入される直立導電媒介体、前記直立導電媒介体が単位プローブモジュールと軟性導電媒介体により電気的に連結されつつ前記直立導電媒介体が実装される下部面回路基板と、前記下部面回路基板とメイン回路基板とを電気的に連結する相互接続体、を含むことを技術的特徴とする。
【００１７】
また、本発明の好適な実施形態によれば、下部面回路基板は、一つ又は複数の回路基板からなり、全体的にスペーストランスフォーマの本体と対応する面積を有し、各下部面回路基板に複数の単位プローブモジュールが連結され、直立導電媒介体が下部面回路基板に突出されるように実装される。
【００１８】
また、本発明の好適な実施形態によれば、直立導電媒介体は、下部面回路基板に表面実装又は挿入実装される。
【００１９】
また、本発明の好適な実施形態によれば、下部面回路基板は、印刷回路基板であって、印刷回路基板には、直立導電媒介体が連結されるランドと相互接続体が接触するランドが形成される。
【００２０】
また、本発明の好適な実施形態によれば、直立導電媒介体は、ピンコネクタ、切断面印刷回路基板コネクタ、三次元パターンコネクタ、ブレードコネクタ、硬性印刷回路基板コネクタ、モールディッドメタルコネクタ、多段コネクタ、シリコンコネクタのいずれかである。
【００２１】
また、本発明の好適な実施形態によれば、直立導電媒介体の一面は、平坦な導電性パターンと蓄電器が電気的に連結されるグランド／パワー伝送線路を有し、直立導電媒介体の他面は、下部面回路基板に実装される導電性パターンを有する。
【００２２】
また、本発明の好適な実施形態によれば、直立導電媒介体の一面には、蓄電器が装着される。
【００２３】
また、本発明の好適な実施形態によれば、ピンコネクタは、貫通部に挿入されて位置し、貫通孔が形成されたハウジングと、ハウジングの貫通孔に挿入された状態で、一端は単位プローブモジュールが位置する側に位置し、他端は下部面回路基板側に位置し、単位プローブモジュールと下部面回路基板に電気的に連結される導電体、を含む。
【００２４】
また、本発明の好適な実施形態によれば、ハウジングには、蓄電池が装着される。
【００２５】
また、本発明の好適な実施形態によれば、導電体の一端は、単位プローブモジュールとワイヤボンディングされる。
【００２６】
また、本発明の好適な実施形態によれば、軟性導電媒介体は、ワイヤボンディング、軟性回路基板、異方性伝導フィルム、サブ印刷回路基板、ソルダーボールのいずれか一つ又は組合せにより接続される。
【発明の効果】
【００２７】
先に説明したところのように、本発明のプローブカードは、スペーストランスフォーマに装着される下部面回路基板がスペーストランスフォーマの本体の面積と対応する大面積の大きさであり、下部面回路基板がメイン回路基板と接続された状態で、プローブモジュールのパターンに関係なく、メイン回路基板を汎用的に使用することができるという長所がある。
【００２８】
また、本発明のプローブカードは、直立導電媒介体が下部面回路基板に実装された状態で、直立導電媒介体をスペーストランスフォーマの本体に装着することにより、従来のように、各プローブモジュールに対応して上下導電媒介体と下部回路基板を整列していた問題を解決することができる。
【００２９】
また、本発明のプローブカードは、直立導電媒介体を下部面回路基板に実装し、直立導電媒介体をスペーストランスフォーマの貫通部に挿入して装着することにより、従来のように、上下導電媒介体をスペーストランスフォーマの本体に形成された貫通部に挿入して上下導電媒介体と下部回路基板にワイヤの両端をボンディングするよりも作業的に効率的であり、生産性に優れるという長所があり、構造的にも安定的であるという長所がある。
【００３０】
また、本発明のプローブカードは、メイン回路基板から印可された電気的信号が相互接続体を通って下部面回路基板で分岐されるため、分岐された地点からプローブモジュールまでの距離が従来のメイン回路基板で分岐した距離よりも短く、信号保存性に優れるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術によるプローブカードを示した平面図である。
【図２】従来の他の技術によるプローブカードを示した平面図である。
【図３】従来技術によるプローブカードを示した平面図である。
【図４】図３に図示されたＡ部の拡大平面図である。
【図５】図４に図示されたＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るプローブカードの平面図である。
【図７】図６のＣの部分を拡大した平面図である。
【図８】図６に図示されたＤ−Ｄ’線に沿った断面図である。
【図９】ねじが装着された部位を示した断面図である。
【図１０】図７の斜視図である。
【図１１】図１０の分解斜視図である。
【図１２】図１０に図示されたＥの部分の拡大図である。
【図１３】ピンコネクタの分解斜視図である。
【図１４】コネクタの他の実施形態を示した概念図である。
【図１５】コネクタの他の実施形態を示した概念図である。
【図１６】コネクタの他の実施形態を示した概念図である。
【図１７】コネクタの他の実施形態を示した概念図である。
【図１８】コネクタの他の実施形態を示した概念図である。
【図１９】コネクタの他の実施形態を示した概念図である。
【図２０】コネクタの他の実施形態を示した概念図である。
【図２１】下部回路基板の平面図である。
【図２２】下部回路基板の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付された図面を参考に、本発明のいくつかの実施例について、更に十分に詳細に説明する。しかし、本発明は、いくつかの異なる形態での具現が可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
むしろ、これらの実施形態は、本発明の開示が完全になるように完全に提供されたものであって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明の開示範囲を十分に示すであろう。本願明細書において、周知の特徴及び技術は、示された実施形態を不必要に不明確にすることを避けるために省略されることがある。
【００３３】
ここで使用される技術用語は、特定の実施形態を説明する目的のみであって、本願の発明の開示を限定するものでは無い。本願明細書に記載されるように、単数形「ａ」及び「ａｎ」、と「ｔｈｅ」は、文脈の前後関係から明らかに他のことを示さない限り、複数形も含むことが意図されている。更に、ａ、ａｎ等の用語は、量の限定を意味するものでは無く、むしろ、その付されたものの少なくとも一つの存在を意味する。更に、「第１」、「第２」等の用語の使用は、特定の順番を示すものでは無く、個々の要素を区別するために付け加えられる。更に、第１、第２等の用語の使用は、何らかの順番や重要性を示すのでは無く、むしろ、１つの要素を他の要素から区別するために使用される。また、本明細書で用いるところでは、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」若しくは「包含する（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」及び／又は「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、言及された特徴、領域、整数、ステップ、操作、要素、及び／又は成分を具体的に記載する。しかし、これらの用語は、一つ以上の他の特徴、領域、整数、ステップ、操作、要素、成分及び又はその群を排除しない。
【００３４】
異なるように定義されていない限り、本願明細書で用いられる全ての用語（技術的及び科学的用語を含む）は、本発明の分野における当業者に一般的に理解されるのと同じ意味を持つ。通常使用される辞書で定義される用語等の用語は、関連する技術及び本願明細書の開示の前後の文脈における意味と整合するように解釈されるべきであって、明確に定義されていない限り、理想的な或いは過度に文語的に解釈されるものでは無い。
図面において、同じ数字の参照符号は、同じ要素を示す。図面において、その形状、サイズ及び領域等は、明確さのために誇張されることがある。
以下、本発明に係るプローブカードの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明がこれらの実施形態で限定されるものではない。
【００３５】
図面において、図６は、本発明の一実施形態に係るプローブカードの平面図、図７は、図６のＣの部分を拡大した平面図、図８は、図６に図示されたＤ−Ｄ’線に沿った断面図、図９は、ねじが装着された部位を示した断面図である。そして、図１０は、図７の斜視図、図１１は、図１０の分解斜視図、図１２は、図１０に図示されたＥの部分の拡大図である。また、図１３は、ピンコネクタの分解斜視図、図１４〜図２０は、コネクタの他の実施形態を示した概念図である。
【００３６】
図６〜図９に示すように、プローブカード１００は、大きく、メイン回路基板１６０と、スペーストランスフォーマ１２０が順次的に積層された形態を有する。スペーストランスフォーマ１２０上には、検査対象物である半導体チップ（図示せず）と電気的に接触する単位プローブモジュール１１０が位置し、前記単位プローブモジュール１１０と半導体チップの接触によって発生する電気的信号は、メイン回路基板１６０に伝達される構造からなる。
【００３７】
メイン回路基板１６０とスペーストランスフォーマ１２０の間には、相互接続体１５０が位置して、メイン回路基板１６０と単位プローブモジュール１１０を通電させ、メイン回路基板１６０の背面には、補強板１７０が装着されてメイン回路基板１６０を補強する。
【００３８】
以下では、このように構成されたプローブカードについて具体的に説明する。
【００３９】
プローブカード１００のスペーストランスフォーマ１２０は、図６及び図７に示すように、テスト対象ウエハの面積に対応する大きさを有し、スペーストランスフォーマ１２０上には、複数の単位プローブモジュール１１０が離隔して配置され、複数の単位プローブモジュール１１０は、一定の間隔で離隔されて反復的に配置されていてもよい。
【００４０】
そして、単位プローブモジュール１１０から離隔した位置には、図７に示すように、一定の間隔を置いて貫通部１２３がスペーストランスフォーマ１２０の本体１２１に形成されるが、前記貫通部１２３は、前記スペーストランスフォーマ１２０の本体１２１両面（図面上における上面と下面）を貫通する。
【００４１】
前記貫通部１２３は、前記単位プローブモジュール１１０の上下左右４つの側面のうち少なくとも一以上の側面から離隔した位置に具備されていてよい。すなわち、前記貫通部１２３は、単位プローブモジュール１１０の一側若しくは両側に、又は３つの側面若しくは４つの側面から離隔した位置に形成される。
【００４２】
そして、図８及び図９に図示した構造のように、スペーストランスフォーマ１２０の本体１２１には、スペーストランスフォーマ１２０の面積と対応する面積のスペーストランスフォーマの下部面回路基板（以下、「下部面回路基板１３０」という）が位置する。したがって、本発明に係るスペーストランスフォーマ１２０の本体１２１と下部面回路基板１３０は、ウエハの面積と対応する面積を有する。
【００４３】
このような下部面回路基板１３０には、スペーストランスフォーマ本体１２１に形成された貫通部１２３に挿入されるコネクタ１４０が実装されるが、コネクタ１４０は、下部面回路基板１３０に、表面実装技術又は挿入実装技術によって実装される。また、下部面回路基板１３０は印刷回路基板であり、下部面回路基板１３０には、コネクタ１４０と相互接続体１５０に連結されるように、図２１及び図２２に示すように、ランド１３１が平面（図２１）及び底面（図２２）に形成される。そして、下部面回路基板１３０は、本体１２１に固定されるにあたり、コネクタ１４０が貫通部１２３に挿入された状態において、下部面回路基板１３０をスペーストランスフォーマ本体１２１に固定する。
【００４４】
参考として、スペーストランスフォーマ本体１２１の貫通部１２３に挿入された前記コネクタ１４０の間に位置する単位プローブモジュール１１０の個数は、一つ又は複数であってよい。すなわち、一つ又は複数の単位プローブモジュール１１０が、特定のコネクタに共通して、又は単独で連結されていてよい。
【００４５】
前記スペーストランスフォーマ１２０上に具備される前記単位プローブモジュール１１０は、半導体チップの大きさに相応する大きさ又は半導体チップの２０〜１００％の大きさを有することが好ましい。単位プローブモジュール１１０の大きさが大きくなるほど、製造費用が上昇し、収率が低下する反面、プローブカードの組立てが容易になるという長所があり、単位プローブモジュール１１０の大きさが小さくなるほど、製造費用が下がり、収率が高くなる長所がある反面、プローブカードの組立てが複雑になるという短所があるが、本発明は、このような単位プローブモジュール１１０の大きさによる長所と短所を十分に考慮して、単位プローブモジュール１１０を、半導体チップの大きさに相応する大きさ又は半導体チップの２０〜１００％の大きさで製造することを提示する。
【００４６】
一方、前記単位プローブモジュール１１０は、図１０〜図１２に示すように、絶縁性のプローブ本体１１１と、前記プローブ本体１１１上に具備された微細探針（ｐｒｏｂｅ）１１３により構成されるが、前記微細探針１１３は、細部的に、柱１１５ａ、梁（ｂｅａｍ）１１５ｂ及びチップ（ｔｉｐ）１１５ｃからなり、前記チップ１１５ｃが検査対象物である半導体チップのパッドと実質的に接触する役割をする。前記プローブ本体１１１の上部面上には、前記微細探針１１３以外に、前記微細探針１１３と半導体チップの接触時に発生する電気的信号をメイン回路基板１６０に伝達するための導線１１７及びパッド１１９が具備される。
【００４７】
前述したところのように、前記単位プローブモジュール１１０が半導体チップと接触して発生する電気的信号はメイン回路基板１６０に伝達されるが、コネクタ１４０が、前記単位プローブモジュール１１０とメイン回路基板１６０間の電気的伝達の一次媒介体の役割を遂行する。前記コネクタ１４０に伝達された電気的信号は、前記スペーストランスフォーマ１２０の下部面に具備される下部面回路基板１３０と相互接続体１５０を経て、最終的にメイン回路基板１６０に伝達されるが、前記下部面回路基板１３０について具体的に説明する。
【００４８】
直立導電媒介体であるコネクタ１４０は、一実施形態として、図１３に示されたピンコネクタ１４１の形態で構成することができ、その他には、図１４及び図１８に示すように、切断面印刷回路基板コネクタ（図１４）、三次元パターンコネクタ（図１５）、ブレードコネクタ（図１６）、硬性印刷回路基板コネクタ（図１７）、モールディッドメタルコネクタ（図１８）、多段コネクタ（図１９）、シリコンコネクタ（図２０）等により下部面回路基板１３０に実装されて、下部面回路基板１３０に垂直に固定される。
【００４９】
以下では、ピンコネクタ１４１が下部面回路基板１３０に固定された構造について説明する。
【００５０】
ピンコネクタ１４１は、直立導電媒介体の一つであり、図１３に示すように、スペーストランスフォーマ１２０の本体１２１に形成された貫通部１２３に挿入されて位置し、前記貫通部と平行して上面から下面まで貫通した多数の垂直貫通孔１４３が形成されたハウジング１４４と、前記ハウジング１４４の貫通孔１４３に挿入された状態において、上端はハウジング１４４の上面に突出され、下端はハウジング１４４の外側に折り曲げられた導電体１４５と、ハウジングの上面に装着された蓄電池１４７、及び、導電体１４５を単位プローブモジュール１１０に軟性導電媒介体でワイヤボンディングするにあたって接地のためのグランド伝送線路である接地ピン１４９を含み、前記ハウジング１４４は、絶縁体である。
【００５１】
このように構成されたピンコネクタ１４１の導電体１４５下端は、下部面回路基板１３０に実装され、導電体１４５の上端は、単位プローブモジュール１１０にワイヤボンディングされる。したがって、単位プローブモジュール１１０とメイン回路基板１６０の間で電気的信号が伝達されるように連結する。
【００５２】
そして、ピンコネクタ１４１に代わり得る、切断面印刷回路基板コネクタ（図１４）、三次元パターンコネクタ（図１５）、ブレードコネクタ（図１６）、硬性印刷回路基板コネクタ（図１７）、モールディッドメタルコネクタ（図１８）、多段コネクタ（図１９）、シリコンコネクタ（図２０）もまた、スペーストランスフォーマ１２０の本体１２１に形成された貫通部１２３に位置し、内部に位置した導電体１４５の上端が単位プローブモジュール１１０にワイヤボンディングされ、導電体１４５の下端は下部面回路基板１３０に実装されて垂直に位置する形態を有する。
【００５３】
そして、図１０に示すように、ピンコネクタ１４１がスペーストランスフォーマ１２０の本体１２１に形成された貫通部１２３に挿入された状態において、下部面回路基板１３０を貫通したボルトＢが本体１２１に締結されて、本体１２１に下部面回路基板１３０がねじ止められる。このようなボルトＢの他にも、下部面回路基板１３０をエポキシ又は粘着テープで付着固定することができる。
【００５４】
また、図１４に示すように、切断面印刷回路基板コネクタは、多層印刷回路基板を四角に切断して、切断された四面を導電性パターンとして使用するものである。そして、三次元パターンコネクタは、図１５に示すように、セラミック或いはプラスチック樹脂系成形部の表面に立体的に直接電気回路を形成したものであり、成形部の基板の面すべてが導電性パターンからなることが特徴である。
【００５５】
また、図１６に図示されたブレードコネクタの構造は、複数の導電性ピンと等間隔の溝を有する絶縁性フレームにより構成され、等間隔の溝を有する絶縁性フレームの間に導電性ピンを等間隔又は任意の間隔で挿入した構造である。
【００５６】
そして、図１７に示すように、硬性印刷回路基板コネクタは、両側端は硬性印刷回路基板であり、その間に軟性印刷回路基板を連結する構造であり、一端の硬性印刷基板を回路基板に電気的に連結し、他端の硬性印刷回路基板をプローブモジュールに接続する。
【００５７】
また、モールディッドメタルコネクタは、図１８に示すように、導電性金属材質の板をエッチングし、エッチング後に残った構造物を絶縁性フレームに固定して、上部面と下部面に導電性パターンが形成されていることが特徴である。
【００５８】
また、図１９は、多段コネクタが装着されたスペーストランスフォーマに関するものである。多段コネクタは、中間が結合された構造であって、上部と下部に分割され、スペーストランスフォーマの本体上面から多段コネクタの上部を引き上げることができる。
【００５９】
また、図２０に示されたコネクタは、シリコンコネクタであり、シリコンウエハをエッチングした後、Ｃｕめっきとｗｅｔエッチング過程により導電性パターンを形成した後、多層印刷回路基板に積層された構造であることが特徴である。
【００６０】
一方、図１３に図示されたピンコネクタ１４１において、下部面回路基板１３０がスペーストランスフォーマ１２０の本体１２１に対応して位置するため、ピンコネクタ１４１の導電体１４５が表面実装されて、下部回路基板内部の線路設計面積に対する制約を与えない。従来の技術においては、多数の下部面回路基板が単位プローブモジュールにそれぞれ対応するように分離配置され、また、上下導電媒介体が下部面回路基板に具備されたパッドとワイヤボンディングするため、下部面回路基板に上下導電媒介体の貫通孔又はそれに相応する面積が必要で、下部回路基板内部の線路設計面積に対する制約を多く受けた。最近では、半導体技術が進歩しつつ、微細ピッチのプローブカードの開発が要請されるが、本発明の場合には、下部面回路基板１３０の面積が広く、大容量チャネルの設計、究極的には、微細ピッチのプローブカード１００を具現することができる利点がある。
【００６１】
一方、図８及び図９に示すように、前記下部面回路基板１３０には、前述したところのように、相互接続体１５０、メイン回路基板１６０及び補強板１７０が具備される。前記相互接続体１５０は、前記下部面回路基板１３０とメイン回路基板１６０の間を電気的に連結する媒介の役割をし、メイン回路基板１６０は、外部のテスト装置から伝達される電気的信号を前記単位プローブモジュール１１０に伝達したり、前記半導体チップと前記単位プローブモジュール１１０の接触によって発生する信号を前記テスト装置に伝達したりする役割をする。ここで、前記相互接続体１５０は、ポゴピン又は圧力伝導性ゴム（ＰＣＲ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｒｕｂｂｅｒ）により構成されていてよい。
【００６２】
そして、前記補強板１７０は、メイン回路基板１６０の背面上に具備されて、前記スペーストランスフォーマ１２０、相互接続体１５０及びメイン回路基板１６０を物理的に結合、保持する役割をする。前記補強板１７０は、ステンレス鋼、アルミニウム、インバー、コバール、ノビナイト、ＳＫＤ１１のいずれか一つ又はこれらのうち少なくとも２つ以上が結合、積層された構造からなることができる。
【００６３】
また、前記補強板１７０、メイン回路基板１６０、相互接続体１５０及びスペーストランスフォーマ１２０のそれぞれには、開口孔１７１が複数具備され、前記補強板１７０、メイン回路基板１６０、相互接続体１５０及びスペーストランスフォーマ１２０のそれぞれに形成された開口孔１７１は、互いに対応する位置に具備される。このとき、前記開口孔１７１は、前記補強板１７０、メイン回路基板１６０、相互接続体１５０は全部貫通し、前記スペーストランスフォーマ１２０は、一部厚さのみを貫通する。前記スペーストランスフォーマ１２０と前記補強板１７０内に形成された開口孔１７１内には、後述する引きねじ１７３又は押しねじ１７５との結合のために、ねじ山が形成されることが好ましい。
【００６４】
前記それぞれの開口孔１７１内には、引きねじ１７３又は押しねじ１７５が具備されるが、前記引きねじ１７３、押しねじ１７５が交互に前記開口孔１７１内に具備したり、開口孔１７１に応じて前記引きねじ１７３、押しねじ１７５を選択的に具備したりすることができる。このように、前記複数の開口孔１７１内に引きねじ１７３及び押しねじ１７５が具備された状態において、前記引きねじ１７３又は押しねじ１７５を選択的に動作させて、前記スペーストランスフォーマ１２０を、前記補強板１７０を基準に上方に押したり、下方に引いたりすることができるようになる。これを通じ、スペーストランスフォーマ１２０の変形を防止し、究極的には、スペーストランスフォーマ１２０の平坦度を一定に維持させることができるようになる。
【００６５】
一方、上記においては、コネクタとプローブモジュールをワイヤボンディングするものとして説明しているが、ワイヤボンディングに代えて、軟性回路基板、異方性伝導フィルム、サブ印刷回路基板、ソルダーボールにより電気的に連結することができる。
【００６６】
以上、実施形態を参照しつつ説明してきたが、当該技術分野の熟練した当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内において、本発明を多様に修正及び変更させることができることが理解できよう。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上、説明したところのように、本発明のプローブカードは、スペーストランスフォーマに装着される下部面回路基板がスペーストランスフォーマの本体の面積と対応する大面積の大きさであり、下部面回路基板がメイン回路基板と連結された状態で、プローブモジュールのパターンに関係なく、メインの回路基板を汎用的に使用することができるという長所がある。
【００６８】
また、本発明のプローブカードは、直立導電媒介体が下部面回路基板に実装された状態で、直立導電媒介体をスペーストランスフォーマの本体に装着することにより、従来のように、各プローブモジュールに対応して上下導電媒介体と下部回路基板を整列していた問題を解決することができる。
【００６９】
また、本発明のプローブカードは、直立導電媒介体を下部面回路基板に実装し、直立導電媒介体のスペーストランスフォーマの貫通部に挿入して装着することにより、従来のように、上下導電媒介体をスペーストランスフォーマの本体に形成された貫通部に挿入して上下導電媒介体と下部回路基板にワイヤの両端をボンディングするよりも作業的に効率的であり、生産性に優れるという長所があり、構造的にも安定的であるという長所がある。
【００７０】
また、本発明のプローブカードは、メイン回路基板から印可された電気的信号が相互接続体を通って下部面回路基板で分岐されるため、分岐された地点からプローブモジュールまでの距離が従来のメイン回路基板で分岐した距離よりも短く、信号保存性に優れているという長所がある。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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