• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.825-831
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• 2006

As an increase of chip complexity and level of chip integration, chip input/output (I/O) pad pitches are also drastically reduced. With arrival of high complexity SoC (System on Chip) and SiP (System in Package) products, conventional horizontal type probe card showed its limitation on probing density for wafer level test. To enhance probing density, we proposed new vertical type probe card that has the $70{\mu}m$ probe needle with tungsten wire in $80{\mu}m$ micro-drilled hole in ceramic board. To minimize alignment error, micro-drilling conditions are optimized and epoxy-hardening conditions are also optimized to minimize planarity changes. To apply wafer level test for target devices (T5365 256M SDRAM), designed probe card was characterized by probe needle tension for test, contact resistance measurement, leakage current measurement and the planarity test. Compare to conventional probe card with minimum pitch of $50{\sim}125{\mu}m\;and\;2\;{\Omega}$ of average contact resistance, designed probe card showed only $22{\mu}$ of minimum pitch and $1.5{\Omega}$ of average contact resistance. And also, with the nature of vertical probing style, it showed comparably small contact scratch and it can be applied to bumping type chip test.

• ETRI Journal
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• 제27권4호
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• pp.433-438
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• 2005

We present a new type of silicon micro-probe card using a three-dimensional probe beam of the cantilever type. It was fabricated using KOH and dry etching, a porous silicon micromachining technique, and an Au electroplating process. The cantilever-type probe beam had a thickness of $5 {\mu}m$, and a width of $50{\mu}$ and a length of $800 {\mu}m$. The probe beam for pad contact was formed by the thermal expansion coefficient difference between the films. The maximum height of the curled probe beam was $170 {\mu}m$, and an annealing process was performed for 20 min at $500^{\circ}C$. The contact resistance of the newly fabricated probe card was less than $2{\Omega}$, and its lifetime was more than 20,000 turns.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권5호
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• pp.641-649
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• 2016

In this paper, a novel time-domain measurement technique on a high parallelism probe card with protection resistors installed is proposed. The measured signal amplitude decreases when the measurement is performed by Needle Auto Calibration (NAC) probing on a high parallelism probe card with installed resistors. Therefore, the original signals must be carefully reconstructed, and the compensation coefficient, which is related to the number of channel branches and the value of protection resistors, must be introduced. The accuracy of the reconstructed signals is analyzed based on the varying number of channel branches and various protection resistances. The results demonstrate that the proposed technique is appropriate for evaluating the overall signal performance of probe cards with Automatic Test Equipment (ATE), which enhances the efficiency of probe card performance test dramatically.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.749-755
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• 2007

Recently, novel MEMS probe cards can support reliable wafer level chip test with high density probing capacity. However, manufacturing cost and process complexity are crucial weak points for low cost mass production. To overcome these limitations, we have developed micro spring structured MEMS probe card. For fabrication of micro spring module, a wire bonder and electrolytic polished gold wires are used. In this case, stringent tension force control is essential to guarantee the low level contact resistance of micro spring for reliable probing performance. For this, relation between tension force of fabricated probe card and contact resistance is characterized. Compare to conventional probe cards, developed MEMS probe card requires fewer fabrication steps and it can be manufactured with lower cost than other MEMS probe cards. Also, due to the small contact scratch patterns, we expect that it can be applied to bumping types chip test which require higher probing density.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권1호
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• pp.1-6
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• 2011

본 논문에서는 미세피치 프로브 카드 제작을 위한 S 모양의 일체형 외팔보 프로브 형성방법에 대하여 기술하였다. 마세 피치 프로브를 위하여 Deep RIE etching을 이용하여 실리콘 트렌치 안에 일체형 프로브 빔과 탑을 형성하는 방법을 사용하였고, 피라미드 팁의 형성을 위하여 KOH 및 TMAH 습식식각을 이용하였으며, 습식식각시 방향성을 가지는 실리콘 웨이퍼에서도 휘어진 형태의 프로브 빔을 형성할 수 있는 건식 식각 및 습식식각 방법을 제시하였다. 따라서 제작된 외팔보 형태의 프로브는 디렘(DRAM), 플레시 메모리 (Flash memory) 용 프로브 카드 제작에 사용될 뿐만 아니라 RF 소자용 프로브 카드, 아이씨 테스트 소켓 (IC test socket)용 프로브 탐침에도 사용 될 것이다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.361-364
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• 2008

Tips of probe card were fabricated using MEMS technology. P-type silicon wafer with $SiO_2$ layer was used as a substrate for fabricating the probe card. Ni-Cr and Au used as seed layer for electroplating Ni were deposited on the silicon wafer. Line patterns for probing devices were formed on silicon wafer by electroplating Ni through mold which formed by MEMS technology. Bridge structure was formed by wet-etching the silicon substrate. AZ-1512 photoresist was used for protection layer of back side and DNB-H100PL-40 photoresist was used for patterning of the front side. The mold with the thickness of $60{\mu}m$ was also formed using THB-120N photoresist and probe tip with thickness of $50{\mu}m$ was fabricated by electroplating process.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.1210-1215
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• 2010

프로브 카드는 반도체 제조 공정 전에 반도체 소자 및 필름의 기능과 성능을 검사하기 위한 테스트 장비이다. 반도체 산업의 급속한 기술 발전과 반도체 소자의 고집적화로 인하여 반도체 소자의 패드 간격과 패드의 수가 증가하고 있다. 따라서 반도체 소자의 크기 및 배열의 형태가 계속 축소됨에 따라 미세 피치를 갖고 검사용 핀의 수가 많은 프로브 카드가 필요하다. 본 논문에서는 수직형 프로브 카드의 적용을 위하여 MEMS 기술을 이용한 프로브 팁을 개발하였다. 프로브 팁의 설계를 위해서 유한요소해석을 이용하여 프로브 팁의 구조 및 기계적 특성에 대한 구조설계를 수행하였다. 또한 구조 설계를 적용한 프로브 팁을 제작하여 유한요소해석의 결과와 실제 시험을 통한 접촉력의 평가를 수행하였다. 이에 따라 피치 간격이 약 $50{\mu}m$이하의 프로브 카드를 제작하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1718-1723
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• 2007

The Probe Card is a test component which is to classify the good semiconductor chips before the packaging. The yield of semiconductor product can be better from analysis of probe test information. Recently the technology of the probe card needs narrow width and large amount of probe tip. In this research, the probe tip based on the MEMS(micro electro mechanical system) technology was designed and fabricated to improve the reliability of the test and to meet 2-dimensional Array of tip. The mechanical and electrical properties of proposed tip were evaluated and it has over 100,000 of repetition times in the condition of 5gf, $20{\mu}m$ Over Drive.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.71-71
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• 2012

Memory 반도체 Test공정에서 사용되는 Probe Card의 Probing Area가 넓어지면서 종래에 사용되던 Cantilever제품의 사용이 불가능하게 되고, MEMS공정을 사용한 새로운 형태의 Advanced제품이 시장에 출현을 하였다. MEMS형의 제품은 다수의 Micro Spring을 MLC(Multi Layer Ceramic)위에 MEMS 공정을 사용하여 생성하는 방식으로서 MLC는 좁은 지역에 다수의 Pin을 생성 할 수 있는 공간을 만들어 주며, 또 다른 이유는 전기적 특성인 임피던스를 맞추고 다수의 Pin의 압력에 의하여 생기는 하중을 Ceramic기판으로 지탱하기 위한 목적도 있다. 이에 MLC와 같은 전기적 특성을 임피던스를 맞춘 RF-CPCB를 사용하여 작은 면적에 다수의 Pin접합이 가능한 방법을 마련한 후, 이 RF-PCB를 부착하여 Pin의 하중을 받는 Wafer와 유사한 열팽창을 갖는 Substrate를 사용하여 MLC를 대체하여 다양한 온도 조건에서 사용이 가능하며, 복잡하고 공정비가 많이 드는 MEMS 공정에 의한 일괄 Micro Spring 생성 공정을 전주 도금 또는 2D방식의 도금 Pin으로 대체하였으며, Probe Card의 중요한 물리적 특성인 Pin들의 정렬도를 마련하기 위해 Photo Process를 사용한 Wafer로 만든 Wafer Pin Array Frame을 사용하여 2D 제작 Pin을 일괄 또는 부분 접합이 가능한 방법으로 Probe Array Head를 제작하여 이들을 부착하여 Probe Array Head를 이전의 MEMS공정 방법에 비해 쉽고 빠르게 만들어 probe Card를 제작 할 수 있게 되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4121-4128
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• 2010

프로브 카드는 웨이퍼의 칩 검사에 사용된다. 또한 반도체의 고집적화에 따른 미세피치 대응으로 높은 위치 정도가 요구된다. 그러나 실제 장비에서는 하부 척에서 높은 열이 프로브 카드로 전달되어, 프로브 카드의 열변형을 초래하게 된다. 프로브 카드의 수직방향 열변형은 핀의 접촉관련 문제를 야기할 것이고, 수평방향의 열변형은 x-y 방향으로의 위치 오차를 만들 것이다. 따라서 프로브 카드는 허용 범위내의 열변형이 이루어지도록 재질과 구조를 갖게 설계되어야 한다. 본 연구에서는 유한요소 해석프로그램인 ANSYS$^{TM}$를 이용하여 프로브 카드의 실제 부하 조건들을 적용한 열전달 해석을 수행하였다. 정상상태 온도 구배에 대해 열변형이 계산되었으며, 최종적으로 적절한 설계변수들을 조정하여 열변형이 최소화 될 수 있는 새로운 구조를 제안하였다.