説明

プローブカード及びその製造方法

【課題】本発明は、プローブピンが接合される電極パッドがプローブ基板から剥離することを防止できるプローブカード及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明の実施例によるプローブカードは、一面に少なくとも一つの電極パッドを備えるセラミック基板と、上記電極パッドに接合されるプローブピンと、を含み、上記電極パッドは、上記プローブピンの接合面より広く形成されることができる。

【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するもので、より詳細には、プローブピンが接合される電極パッドがプローブ基板から剥離することを防止できるプローブカード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、半導体回路の集積技術開発により、半導体サイズの小型化が進展する傾向にあり、半導体チップの検査装置にも高い精密度が求められている。
【0003】
ウェハ組立工程(wafer fabrication process)を経て半導体ウェハで形成された集積回路チップは、ウェハ状態で行われる電気的特性検査(EDS、Electrical Die Sorting)によって良品または不良品に分類される。
【0004】
このような電気的特性検査には、一般に、検査信号の発生及び検査結果の判定を担当するテスター(tester)と、半導体ウェハのローディング(loading)及びアンローディング(unloading)を担当するプローブステーション(probe station)と、半導体ウェハとテスターとの電気的連結を担当するプローブカード(probe card)と、で構成された検査装置が主に用いられている。
【0005】
このうち、プローブカードには、一般に、セラミックグリーンシートに回路パターンや電極パッド、ビア電極などを形成し積層した後、それを焼成し製造したセラミック基板にプローブピンを接合した形態が主に用いられる。
【0006】
このようなセラミック基板としては、主に高温同時焼成処理されたセラミック基板が用いられてきたが、最近では、低温同時焼成処理されたセラミック基板も用いられる趨勢にある。
【0007】
しかしながら、低温同時焼成処理されたセラミック基板を用いる場合、高温同時焼成処理されたセラミック基板に比べて基板上に形成された電極パッドと基板との固着力が弱まるという短所がある。
【0008】
また、このような短所は、セラミック基板上にプローブピンを付着させた後、必要に応じてプローブピンを再び除去する過程においてプローブピンのみが除去されず、プローブピンが付着された電極パッドが基板から剥離する問題をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、セラミック基板に形成される電極パッドと基板との固着力を確保することができるプローブカード及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の実施例によるプローブカードは、一面に少なくとも一つの電極パッドを備えるセラミック基板と、上記電極パッドに接合されるプローブピンと、を含み、上記電極パッドは、上記プローブピンの接合面より広く形成されることができる。
【0011】
本実施例において、上記セラミック基板は、多数の導電性ビアと、上記導電性ビアと上記電極パッドとを電気的に連結する回路パターンと、をさらに備えることができる。
【0012】
本実施例において、上記プローブピンは、上記セラミック基板の外部に露出する上記電極パッドの上部面の中心に接合されることができる。
【0013】
本実施例において、上記セラミック基板は、上記電極パッドの一部を覆って形成される絶縁保護層をさらに含むことができる。
【0014】
本実施例において、上記絶縁保護層は、上記プローブピンが接合される部分に貫通孔が形成されることができる。
【0015】
本実施例において、上記絶縁保護層は、ポリイミド(Polyimide)材質で形成されることができる。
【0016】
また、本発明の実施例によるプローブカードの製造方法は、プローブピンの接合面より広く電極パッドが形成されたセラミック基板を用意する段階と、上記電極パッド上に上記プローブピンを接合する段階と、を含むことができる。
【0017】
本実施例において、上記電極パッドを形成する段階の後、上記セラミック基板の上部面に絶縁保護層を形成する段階をさらに含むことができる。
【0018】
本実施例において、上記絶縁保護層を形成する段階は、上記プローブピンが接合される部分に貫通孔が備えられるように上記絶縁保護層を形成する段階であることができる。
【0019】
本実施例において、上記絶縁保護層を形成する段階は、上記電極パッドの周りに沿って一部分を覆い、上記絶縁保護層を形成する段階であることができる。
【0020】
本実施例において、上記絶縁保護層を形成する段階は、ポリイミド(Polyimide)材質で上記絶縁保護層を形成する段階であることができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によるプローブカードは、電極パッドがより広くセラミック基板上に付着されるため、電極パッドとセラミック基板との間の固着力を増加させることができる。
【0022】
また、プローブピンの側面から力が加えられる場合、プローブピンが電極パッドの中心に接合されるため、電極パッドの縁部分ではなく、電極パッドの内部に力が加えられることから、縁部分から剥離が始まったり、電極パッドがプローブピンと共に基板から剥離することを抑制できる。
【0023】
また、電極パッドの一部を覆って絶縁保護層を形成するため、電極パッドとセラミック基板との固着力をより補強することができる。よって、使用中のプローブピンに異常が発生しても、プローブピンを容易に交換することができ、プローブ基板として低温同時焼成セラミック基板を容易に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の実施例によるプローブカードを概略的に示す斜視図である。
【図2】図1のA−A線に沿った断面図である。
【図3】図1のプローブ基板を示す平面図である。
【図4a】本発明の実施例によるプローブ基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。
【図4b】本発明の実施例によるプローブ基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。
【図4c】本発明の実施例によるプローブ基板の製造方法を説明するための工程別断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明の詳細な説明に先立って、以下で説明する本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的または辞書的意味に限定して解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に正義することができるという原則に立脚して本発明の技術的思想に適う意味及び概念で解釈されなければならない。従って、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明の最も好ましい実施例に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないため、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解しなければならない。
【0026】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施例について説明する。しかし、本発明の実施例は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施例に限定されない。また、本発明の実施例は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。なお、図面における要素の形状及びサイズなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【0027】
以下では、本発明の実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【0028】
図1は本発明の実施例によるプローブカードを概略的に示す斜視図であり、図2は図1のA−A線に沿った断面図である。また、図3は図1のプローブ基板を示す平面図である。
【0029】
図1から図3を参照すると、本実施例によるプローブカード100は、プローブ基板10と、プローブピン20と、を含んで構成されることができる。
【0030】
また、プローブ基板10は、セラミック基板であり、一面には少なくとも一つの電極パッド4が形成される。
【0031】
プローブ基板(10、以下では説明の便宜のため、プローブ基板及びセラミック基板を共に使用して説明するが、両基板は同一構成要素を示す)は、複数のセラミックグリーンシートを積層した後、それを焼成し製造されることができる。
【0032】
セラミック基板10は、セラミックグリーンシートによって多数のセラミック層が形成されることができ、それぞれのセラミック層には、配線パターン8やそれを垂直に連結する導電性ビア2などが形成されることができる。
【0033】
セラミック基板10の一面には、回路パターン6及び多数の電極パッド4が形成されることができる。
【0034】
回路パターン6は、セラミック基板10の内部に連結される導電性ビア2とセラミック基板10の一面に配置された電極パッド4とを電気的に連結することができる。
【0035】
電極パッド4は、各々が一定距離ずつ離隔されるように、セラミック基板10の一方の面に配置されることができる。また、電極パッド4には、後述するプローブピン20が接合されて物理的、電気的に連結される。
【0036】
ここで、電極パッド4は、本実施例によるプローブ基板10がセラミック基板からなることによって付加される構成である。上記の通り、セラミック基板10は、セラミックグリーンシートに配線パターン8やビア電極(図示せず)などを形成し積層した後、これを焼成して製造される。しかしながら、セラミック基板10が焼成される過程においてセラミックグリーンシートの収縮が発生し、これにより、ビア電極はその位置が一部変更される。よって、焼成が完了したセラミック基板10のビア電極は、配置位置に対する精密度が低い。
【0037】
従って、本実施例によるセラミック基板10は、一面に別途の電極パッド4を形成し、回路パターン6を用いてビア電極と電極パッド4とを電気的に連結する。
【0038】
また、このような電極パッド4及び回路パターン6は、セラミック基板10上に狭く配置されるビア電極に対し、プローブピン20が容易に付着できるようにプローブピン20との距離を拡張させるたり、プローブピン20を再配置するのにも活用されることができる。
【0039】
なお、セラミック基板10は、低温同時焼成セラミック(LTCC、Low temperature co−fired ceramic)基板であることができる。高温同時焼成セラミック(HTCC、 High temperature co−fired ceramic)基板の場合、約1500〜1700℃で焼成が行われるため、導電性物質としてW、Moなどを使用しなければならないことから、工程費用が高くなり、大面積の精密パターンに対する寸法精密度を具現しにくいという問題がある。
【0040】
しかしながら、低温同時焼成セラミック(LTCC)基板10は、高温同時焼成セラミック(HTCC)基板に比べて電極パッド4との固着力が低いという短所により、その使用に制限があった。
【0041】
これにより、本実施例による電極パッド4は、セラミック基板10上に形成される面積が後述するプローブピン20の接合部13の断面より広く形成される。
【0042】
より具体的には、本実施例による電極パッド4は、プローブピン20の接合部13が電極パッド4と接合される接合面を基準にして接合面より広く形成される。
【0043】
プローブピン20の接合部13は、下段面が電極パッド4の中心に配置され、電極パッド4に接合されることができる。従って、プローブピン20の接合部13が電極パッド4に接合されると、図1に示されているように、電極パッド4は、接合部13の周辺に一定部分露出することができる。
【0044】
このような構成は、使用中のプローブピン20に問題が発生してプローブピン20を交替する工程において利点を提供することができる。これを具体的に説明すると、以下の通りである。
【0045】
電極パッド4上に既に接合されているプローブピン20を除去する工程としては、一般に、プローブピン20の側面からプローブピン20を加圧することで、電極パッド4からプローブピン20を分離する方法が用いられている。
【0046】
しかしながら、プローブピン20と電極パッド4との間では金属結合が行われるため、一般に、プローブピン20と電極パッド4との結合力が電極パッド4とセラミック基板10との結合力より大きく形成される。
【0047】
これにより、プローブピン20を加圧する過程において、意図した通りにプローブピン20が電極パッド4から分離されず、電極パッド4がプローブピン20と共にセラミック基板10から分離される可能性がある。
【0048】
しかしながら、本実施例による電極パッド4は、上記の通り、電極パッド4がより広くセラミック基板10上に付着されるため、電極パッド4とセラミック基板10との間の固着力を増加させることができる。
【0049】
また、本実施例による電極パッド4は、プローブピン20が電極パッド4の中心部分に接合される。よって、プローブピン20の側面から力が加えられる場合、電極パッド4の縁部分ではなく、電極パッド4の中心部分に力が加えられるため、縁部分から剥離が始まることを抑制できる。
【0050】
このように本実施例による電極パッド4は、セラミック基板10との固着力を向上させることができるため、プローブ基板10として低温同時焼成セラミック基板を容易に活用することができる。
【0051】
このような電極パッド4は、導電性物質によって形成されることができる。具体的には、Ag、Au、Pd、Pt、Rh、Cu、Ti、W、Mo、Ni及びこれらの合金が材料として用いられることができる。しかしながら、これに限定されるものではない。
【0052】
また、電極パッド4は、一般に用いられる基板の回路パターン形成工程を通じて形成されることができるが、これに限定されず、めっきやスクリーン印刷工法など多様な方法が用いられることができる。
【0053】
また、本実施例によるセラミック基板10は、絶縁保護層19を含む。絶縁保護層19は、セラミック基板10のもっとも上部に配置されてセラミック基板10の一面を保護する。
【0054】
また、絶縁保護層19は、電極パッド4の上部を一部覆う形態に形成される。即ち、絶縁保護層19には、電極パッド4に対応する部分に貫通孔3が形成されるが、このような貫通孔3は、電極パッド4の面積より小さいサイズで形成される。より具体的には、貫通孔3は、プローブピン20の接合部13の接合面に対応するサイズで形成される。
【0055】
よって、本実施例による電極パッド4は、絶縁保護層19によってセラミック基板10にさらに堅固に付着されることができる。絶縁保護層19が電極パッド4の一部を覆う形態に形成されることから、プローブピン20に力が加えられても、絶縁保護層19はセラミック基板10との接着力を通じて下方に電極パッド4を支持するようになる。従って、電極パッド4がセラミック基板10から容易に剥離しなくなる。
【0056】
このため、本実施例による絶縁保護層19の材質としては、ポリイミド(polyimide)が用いられることができる。ポリイミドは、耐熱性に優れ、高温における特性変化が少ないため、これを用いる場合、プローブピン20を接合するなどの工程において接合パッドに熱が加えられても、絶縁保護層19が損傷されることを防止できる。
【0057】
また、ポリイミドを用いる場合、絶縁保護層19の厚さを薄く形成することができるため、セラミック基板10の厚さが大幅に増加しないという利点もある。
【0058】
プローブピン20は、片持ち梁形態であり、接合部13と、本体部15と、接触部17と、を含むことができる。プローブピン20は、半導体製造において応用される微細薄板技術を用いて製造されることができる。
【0059】
接合部13は四角板状を有する。また、接合部13の一端がセラミック基板10の電極パッド4と接合されて電気的に連結され、接合部13の他端は本体部15の一端と連結されることができる。
【0060】
本体部15はカンチレバー構造を有し、本体部15の他端と接触部17の一端が連結されることができる。
【0061】
接触部17は本体部15の他端と垂直に形成され、接触部17の他端は被検査体(図示せず)と接触できる接触チップを含むことができる。
【0062】
また、本実施例においては、プローブピン20が片持ち梁形態であるが、これに限定されず、垂直に接合される一字型で形成されるなど、多様な形態に変形されることができる。
【0063】
以下では、本発明の実施例によるプローブ基板10の製造方法を説明する。図4aから図4cは、本発明の実施例によるプローブ基板を説明するための工程別断面図である。
【0064】
まず、図4aに示されているように、複数のセラミック層が積層焼結されたセラミック基板10を用意する。
【0065】
セラミック基板10を構成する複数のセラミック層には、配線パターン8や導電性ビア2、ビア電極(図示せず)などが形成されることができる。また、セラミック基板10の一面、即ち、上部面には、回路パターン(図1の6)と、少なくとも一つの電極パッド4と、が形成されることができる。
【0066】
ここで、電極パッド4は、回路パターン6によって示されていないビア電極と電気的に連結されることができる。
【0067】
また、上記の通り、セラミック基板10は、低温同時焼成セラミック基板であることができる。低温同時焼成セラミック基板10は、ドクターブレード工程のような当該技術分野における公知の方法でセラミックグリーンシートを用意した後、それぞれのセラミックグリーンシートに導電性ビア2と、配線パターン8と、を形成してから、これらを積層焼結することで形成されることができる。このとき、焼結工程は約700〜900℃の温度で行われることができる。
【0068】
次に、図4bに示されているように、セラミック基板10上に絶縁保護層19を形成する段階が行われる。絶縁保護層19は、基板に絶縁層を形成する一般の方法によって形成されることができる。また、上記の通り、本実施例による絶縁保護層19は、ポリイミド(polyimide)材質で形成されることができる。
【0069】
次いで、図4cに示されているように、マスクなどを用いて絶縁保護層19に貫通孔3を形成する段階が行われる。貫通孔3は、上記の通り、プローブピン20の接合面面積に対応するサイズ及び形状で形成されることができる。
【0070】
以上の過程により、本実施例によるプローブ基板10が完成すると、電極パッド4の上部にプローブピン20を付着して図1に示される本実施例によるプローブカード100が完成するようになる。このとき、プローブピン20は、絶縁保護層19の貫通孔3を貫通して電極パッド4に接合されることができる。
【0071】
以上のように構成される本実施例によるプローブカードは、電極パッドがより広くセラミック基板上に付着されるため、電極パッドとセラミック基板との間の固着力を増加させることができる。
【0072】
また、プローブピンの側面から力が加えられる場合、プローブピンが電極パッドの中心に接合されるため、電極パッドの縁部分ではなく、電極パッドの内部に力が加えられることから、縁部分から剥離が始まったり、電極パッドがプローブピンと共に基板から剥離することを抑制できる。
【0073】
なお、電極パッドの一部を覆って絶縁保護層が形成されるため、電極パッドとセラミック基板との固着力をより補強することができる。
【0074】
よって、使用中のプローブピンに異常が発生しても、プローブピンを容易に交換することができ、プローブ基板として低温同時焼成セラミック基板を容易に用いることができる。
【0075】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。
【符号の説明】
【0076】
100 プローブカード
10 プローブ基板、セラミック基板
20 プローブピン
2 導電性ビア
4 電極パッド
6 回路パターン
8 配線パターン
19 絶縁保護層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方の面に少なくとも一つの電極パッドを備えるセラミック基板と、
前記電極パッドに接合されるプローブピンと
を含み、
前記電極パッドの面積は、前記プローブピンの接合面の面積より大きいプローブカード。
【請求項2】
前記セラミック基板は、
複数の導電性ビアと、
前記導電性ビアと前記電極パッドとを電気的に連結する回路パターンと
をさらに含む、請求項1に記載のプローブカード。
【請求項3】
前記プローブピンは、
前記セラミック基板の外部に露出する前記電極パッドの面の中心に接合される、請求項1又は2に記載のプローブカード。
【請求項4】
前記セラミック基板は、前記電極パッドの一部を覆って形成される絶縁保護層をさらに含む、請求項3に記載のプローブカード。
【請求項5】
前記絶縁保護層は、前記プローブピンが接合される部分に貫通孔が形成される、請求項4に記載のプローブカード。
【請求項6】
前記絶縁保護層は、ポリイミド(Polyimide)材質で形成される、請求項4又は5に記載のプローブカード。
【請求項7】
プローブピンの接合面の面積より大きい面積を有する電極パッドが形成されたセラミック基板を用意する段階と、
前記電極パッド上に前記プローブピンを接合する段階と
を含む、プローブカードの製造方法。
【請求項8】
前記セラミック基板を用意する段階の後に、
前記セラミック基板の前記電極パッドが形成された面に絶縁保護層を形成する段階をさらに含む、請求項7に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項9】
前記絶縁保護層を形成する段階は、
前記プローブピンが接合される部分に貫通孔が備えられるように前記絶縁保護層を形成する段階である、請求項8に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項10】
前記絶縁保護層を形成する段階は、
前記電極パッドの周りに沿って一部分を覆って前記絶縁保護層を形成する段階である、請求項8又は9に記載のプローブカードの製造方法。
【請求項11】
前記絶縁保護層を形成する段階は、
ポリイミド(Polyimide)材質で前記絶縁保護層を形成する段階である、請求項8から10の何れか1項に記載のプローブカードの製造方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4a】
image rotate

【図4b】
image rotate

【図4c】
image rotate


【公開番号】特開2013−83635(P2013−83635A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−197079(P2012−197079)
【出願日】平成24年9月7日(2012.9.7)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】