KR100423683B1 - 인쇄 회로 기판용 상호접속 조립체 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인쇄 회로 기판용 상호접속 조립체 및 이를 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일예에서, 상호접속 조립체는 기판, 탄성 접점 요소 및 정지 구조물을 포함한다. 상기 탄성 접점 요소는 기판 상에 배치되고 다른 접점 요소와 기계적 또는 전기적으로 접속하는 탄성 접점 요소를 내재하는 정지 구조물에 의해 형성된 제1 위치까지 이동시킬 수 있는 적어도 일부분을 갖는다. 본 발명의 다른 예에서, 정지 구조물은 제1 접점 요소를 갖춘 제1 기판 상에 배치되고 제1 접점 요소와 기계적 및 전기적으로 접속하는 탄성 접점 요소를 내재하는 제2 기판 상에 배치된 탄성 접점 요소의 제1 위치를 형성한다. 본 발명은 예로써 집적회로의 반도체 웨이퍼를 포함하는 집적회로의 테스팅을 수행하기 위해 정지 구조물을 형성하고 이를 사용하는 방법을 포함한다.
Description
종래 기술에서 상호접속 조립체 및 이러한 상호접속 조립체를 제조하고 이용하기 위한 방법은 상당수 존재한다. 예를 들어, 다이를 패키지 조립하기 이전에, 바람직하게 웨이퍼로부터 단일화되기 이전에 다이가 양호한지를 측정하기 위해 반도체 웨이퍼 상에 복수의 다이를 테스트하는 것이 바람직하다. 이러한 목적에 따라, 웨이퍼 테스트 장치 또는 프로버 장치는 다이 상에서 복수의 유사 개별 접점 요소(예를 들어, 접합 패드)에 복수의 개별 압력 접속부를 제조하기 위해 바람직하게 이용될 수 있다. 이러한 방식으로, 반도체 다이는 웨이퍼로부터 다이를 단일화시키기 이전에 테스트될 수 있다. 다이가 불량으로 작동되는지를 측정하기 위해테스트가 수행된다.
웨이퍼 테스트 장치 및 프로버의 종래의 요소는 복수의 프로브 요소가 접속된 프로브 카드이다. 프로브 요소 또는 접점 요소의 팁부는 반도체 다이의 개별 접합 패드에 압력 접속에 영향을 미친다. 도1은 종래 기술에서 프로브 카드의 일례인 상호접속 조립체(500)를 도시하고 있다. 프로브 핀 또는 접점 요소(524)는 반도체 웨이퍼(508) 상에서 접속 패드(526)를 접속시킨다. 프로브 카드 조립체는 프로브 카드(502), 인터포저(504), 및 공간 변형기(506)를 포함한, 함께 조립된 일부 요소를 포함한다. 프로브 카드(502)는 일반적으로 프로빙되어진 반도체 다이의 전기 테스트를 수행하는데 이용되는 다양한 전기 부품에 회로 트레이스를 포함하는 인쇄 회로 기판이다. 프로브 카드(502) 상에 접점 요소(510)는 도1에 도시되어진 것과 같이 인터포저(504)와 공간 변형기(506)을 포함하는 일련의 중간층을 통해 접합 패드(526)와 접속된다. 인터포즈(504)는 스프링과 유사한 접점 요소(524) 등의 중간층 상에 이용된 접점 요소의 길이와는 관계없이 접합 패드에서 모든 접점 요소에 대해 충분한 접속을 제공하기 위해 수직 또는 z 방향으로 탄성의 스프링 형상의 위치설정을 제공한다. 공간 변형기(506)는 핀치 감소를 수행하며 기판 상에 탄성 접점 요소가 위치된 기판이다. 도1에 도시된 프로브 카드 조립체(500)에 관련한 상세설명은 PCT 국제 공개 WO 제 96/38858호에서 찾아볼 수 있다.
도2a는 접점 요소(312,314,316,318)를 포함한, 탄성 접점 요소가 부착된 기판(302)을 갖는 인터포저 조립체(300)를 보다 상세히 도시하고 있다. 접점 요소(312,316)는 인터포저(300)의 한 측면으로부터 관통 접속부(304A)에 의해 다른측면까지 전기적으로 결합되어 있으며, 접점 요소(314,318)는 관통 접점(306A)에 의해 전기적으로 결합되어 있다. 이러한 탄성 접점 요소의 예는 임의의 다수의 상이한 스프링 형태의 요소를 포함하며, PCT 국제 공보 제 WO96/38858호에 개시되어져 있다. 인터포저가 도1의 조립체(500) 등의 조립체 내에서 이용될 때, 탄성 접점 요소는 그 수직 높이가 감소되는 압축 상태로 굽어지게 된다. 이러한 굽어짐 상태는 접점 요소를 접합 패드(526) 등의 대응 접속점으로 구동시키는 힘을 초래한다. 도2b 및 2c는 종래 기술의 대안의 인터포저 구조를 도시하고 있다. 인터포저(300A)는 기판(302A)를 포함한다. 두 개의 탄성 접점 요소(312A,314A)는 기판(302A)의 일면에 부착된다. 기판(302A)의 바닥부의 탄성 접점 요소는 도면에 도시되어 있지 않다. 기판(302A)의 상부면 상의 탄성 접점 요소는 탄성 접점 요소(312A,314A)를 둘러싸고 있는 채널 구조(302B)에 의해 보호된다. 이는 도2c에 도시되어진 인터포저(300)의 평면도로부터 나타나 있다. 채널(302B)은 채널 내의 탄성 접점 요소를 보호하고 있으나 다른 기판에 접속하도록 설계되어 있지 않으며, 채널(302C)은 탄성 접점 요소(314B)를 보호하나 다른 기판에 접속하도록 설계되어 있지 않다.
도3a는 종래 기술의 인터포저의 다른 실시예를 도시하고 있다. 기판(334)은 상호접속 요소(332)가 구멍(336)을 통해 연장하도록 상호접속 요소(332)위에 위치된다. 상호접속 요소(322)는 구멍(336)을 채우고 지지 기판의 상부면 및 바닥면으로부터 연장하는 탄성재 등의 적합한 재료(338)에 의해 기판 내에 느슨하게 고정된다. 도3b는 구멍(336) 내의 상호접속 요소가 기판(354) 내의 구멍(366)의 중간 부분에 (납땜 등에 의해)부착된 종래 기술의 또 다른 인터포저 구조를 도시하고 있다.
도4는 종래 기술의 또 다른 상호접속 조립체를 도시하고 있다. 이러한 상호접속 조립체는 때때로 안장띠 접속기(cinch connector, 400)로 지칭된다. 도4에 도시되어진 바와 같이, 두 개의 접점 요소(406,407)는 다른 기판(402) 상에 놓여진 두 개의 다른 접점 요소(408,409)와 접속하도록 기판(401) 상에 놓여져 있다. 중간층(403)은 구멍(404,405)을 포함하며, 구멍(405)은 접점 요소(407,409) 사이에서 위치된다. 각각의 구멍은 도4에 도시되어진 바와 같이 각각의 접점 요소 사이에서 접속하도록 이용되는 탄성재를 포함한다. 기판(401,402)이 함께 압축될 때, 접점 요소 또는 패드(406,408)는 접점 요소(407,409)에서와 같이 서로를 향해 이동한다. 이러한 이동은 각각의 요소가 중간층(403)과 기계적으로 접속할 때 중지되며, 전기적인 접속은 두 개의 접점 요소 사이에 위치된 각각의 도전성 스프링에 의해 달성된다.
전술한 사항으로 알 수 있는 바와 같이, 접합 패드 또는 다른 접점 요소에 접속하도록 탄성 접점 요소의 길이가 약간 변경되는 경우에라도 접속이 가능하도록 모든 접점 요소가 수직 또는 z 방향으로의 공차를 허용한다. 그러나, 이러한 공차는 때때로 탄성 접점 요소가 수직 방향으로 압축됨에 따라 탄성 접점 요소의 파괴를 초래한다. 도2b 및 도2c, 그리고 도3a에 도시되어진 조립체가 탄성 접점 요소를 보호하는 경향이 있으나, 모든 접점 요소가 수직으로 접속되는 위치를 한정하지는 않는다. 도4의 안장띠 접속기는 기판(401,402)이 서로 너무 근접하지 않도록함으로써 탄성 접점 요소를 보호하고자 한다. 그러나, 이러한 조립체는 개별 층 내에, 스프링을 포함하고 지지하는 다수의 구멍을 갖는 요구량으로 인해 비교적 복잡하게 된다.
따라서, 탄성 접점 요소의 과다굽힘 또는 파괴를 초래하는 Z 방향으로의 과다한 공차를 갖지 않고 탄성 접점 요소의 특성을 이용한 개선된 상호접속 조립체를 제공하는 것이 바람직하다. 이는 특히, 공차가 상호접속 요소의 제어된 편향을 상이하게 하는 (반도체 웨이퍼 내에서와 같이) 대형의 정합면 상에서의 상호접속시 특히 중요하다.
본 발명은 상호접속 조립체 및 이러한 상호접속물을 제조하고 이용하기 위한 방법에 관한 것이며, 특히 일시적인 방식 또는 영구적인 방식으로 반도체 집적 회로 상에서 접점 요소와 전기적으로 접속하기 위한 상호접속 조립체에 관한 것이다. 보다 상세히 설명하면, 본 발명은 반도체 장치 상에 테스트 및/또는 통전 과정을 수행하거나 반도체 장치에 영구 상호접속을 제조하기 위해 반도체 장치에 상호접속하기 위한 기술 및 조립체에 관한 것이다.
도1은 종래 기술의 탐침 카드 조립체의 예를 도시한 도면.
도2a는 종래 기술의 탐침 카드 조립체의 요소인 인터포저(interposer)의 예를 도시한 도면.
도2b는 종래 기술의 탐침 카드 조립체에 이용될 수 있는 인터포저의 또 다른 예의 단면도.
도2c는 도2b에 도시된 인터포저의 평면도.
도3a는 종래 기술의 인터포저의 또 다른 예의 단면도.
도3b는 종래 기술의 또 다른 인터포저 구조물의 단면도.
도4는 종래 기술의 상호 접속 조립체의 예를 도시한 도면.
도5a는 탄성 접점 요소가 기판 상의 정지 구조물과 함께 기판 상에 배치되어 있는 본 발명에 따른 사시도.
도5b는 탄성 접점 요소가 정지 구조물과 함께 기판 상의 팬-아웃으로 배치되어 있는 본 발명의 일실시예의 사시도.
도6a는 (기계적 및 전기적 접속이 이루어지기 전의) 본 발명의 일실시예의 예를 도시한 도면.
도6b는 기계적 및 전기적 접속이 이루어질 때 도6a의 상호 접속 조립체를 도시한 도면.
도6c는 (기계적 및 전기적 접속이 이루어지기 전의) 본 발명의 또 다른 실시예의 예를 도시한 도면.
도6d는 기계적 및 전기적 접속이 이루어질 때 도6c의 상호 접속 조립체를 도시한 도면.
도7은 본 발명에 따른 상호 접속 조립체의 또 다른 예를 도시한 도면.
도8a는 본 발명에 따른 상호 접속 조립체의 또 다른 실시예의 예를 도시한 도면.
도8b는 본 발명에 따른 정지 구조물의 또 다른 예를 도시한 도면.
도9a는 층이 본 발명에 따른 정지 구조물의 제조에 이용될 수 있는 다이(집적 회로)용 층을 도시한 도면.
도9b는 도9a의 층의 선9b-9b를 통한 단면도.
도9c는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 상의 도9a 및 도9b의 층의 이용법을 도시한 도면.
도9d는 본 발명에 따른 집적 회로용 정지 구조물의 또 다른 예를 도시한 도면.
도9e는 정지 구조물 각각이 도9d의 정지 구조물과 유사한 몇몇 정지 구조물을 동시에 성형하기 위한 재료 시트의 예를 도시한 도면.
도9f는 접착 패드로부터 팬 아웃되는 접점 요소용 개구를 갖는 정지 구조물의 사시도.
도10a, 도10b 및 도10c는 접점 요소를 석판 성형하기 위한 하나의 방법과 본 발명의 하나의 예에 따른 대응 정지 구조물을 도시한 도면.
도10d는 본 발명의 일예에 따른 석판식으로 형성된 접점 요소, 또 다른 접점 요소 및 정지 구조물 간의 상호 작용을 도시한 단면도.
도10e는 다양한 정지 구조물과 2열의 탄성 접점 요소를 구비한 다이의 평면도.
도10f 내지 도10m은 집적 회로와 같은 기판 상에 탄성 접점 요소와 정지 구조물을 석판 성형하기 위한 방법을 단면도를 통해 도시한 도면.
도11은 벨로우즈 척과 함께 본 발명의 상호 접속 조립체의 이용 방법을 도시한 도면.
도12a는 진공 척과 함께 본 발명의 상호 접속 조립체의 이용 예를 도시한 도면.
도12b는 블래더 척 시스템과 함께 본 발명에 따른 상호 접속 조립체의 이용 예를 도시한 도면.
도13은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 소자를 구비한 정지 구조물의 예를 도시한 도면.
도14는 본 발명의 일예에 따라 그 각각이 적어도 하나의 회로 소자를 포함하는 2 개의 정지 구조물을 도시한 도면.
본 발명은 다수의 상호 접속 조립체 및 이들 조립체를 제조 및 이용하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 하나의 예에서, 상호 접속 조립체는 기판과, 제1 위치로 이동할 수 있는 적어도 일부를 구비한 탄성 접점 요소를 포함한다. 탄성 접점 요소는 기판 상에 배치된다. 기판 상에 또한 배치된 정지 구조물은 탄성 접점 요소가 또 다른 접점 요소와 기계적 및 전기적 접속하는 제1 위치를 한정한다.
대개 이러한 예에서, 또 다른 접점 요소는 또 다른 기판 상에 배치되고, 정지 구조물은 탄성 접점 요소가 또 다른 접점 요소와 기계적 및 전기적 접속할 때 기판과 또 다른 기판 간을 최소한으로 분리시킨다.
본 발명의 또 다른 예에 따라, 상호 접속 조립체는 제1 기판과, 제1 기판 상에 배치된 제1 접점 요소를 포함한다. 정지 구조물은 탄성 접점 요소가 제1 접점 요소와 기계적 및 전기적 접속할 때 제2 기판 상에 배치된 제1 탄성 접점 요소의제1 위치를 한정한다. 대개, 탄성 접점 요소는 탄성 접점 요소가 압축될 때 제1 위치로 이동할 수 있는 적어도 일부를 구비한다.
본 발명은 또한 상호 접속 조립체를 성형하기 위한 방법을 포함한 다양한 방법을 포함한다. 이러한 방법에서, 탄성 접점 요소는 기판 상에 형성된다. 탄성 접점 요소는 제1 위치로 이동할 수 있는 적어도 일부를 구비한다. 정지 구조물은 또한 기판 상에 형성되고, 탄성 접점 요소가 또 다른 접점 요소와 기계적 및 전기적 접속할 때 제1 위치를 한정한다.
본 발명의 방법의 또 다른 예에 따라, 제1 접점 요소는 제1 기판 상에 형성되고 정지 구조물은 또한 제1 기판 상에 형성된다. 정지 구조물은 탄성 접점 요소가 제1 접점 요소와 기계적 및 전기적 접속할 때 탄성 접점 요소의 제1 위치를 한정한다.
다양한 다른 조립체 및 방법은 이하의 도면과 관련하여 아래에 설명된다.
본 발명은 예에 의해 설명되고 첨부 도면의 형상에 한정되지 않고 도면에서 유사 도면부호는 유사 요소들을 나타낸다.
본 발명은 상호 접속 조립체 및 방법에 관한 것이고 특히 집적 회로 상의 접점 요소에 기계적 및 전기적 접속되는 상호 접속 조립체에 관한 것이다. 다음의 설명 및 도면은 본 발명의 설명을 위한 것이지 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 많은 구체적인 상세한 설명은 본 발명의 전체적인 이해를 제공하도록 설명되어 있다. 그러나, 어떠한 경우에서 잘 알려져 있거나 통상적인 상세한 설명에 대해서는 불필요하게 본 발명을 세부적으로 불명료하지 않도록 하기 위해 설명하지 않기로 한다.
도5a는 그 각각이 기판(102A) 상에 배치되어 있는 8 개의 탄성 접점 요소(110)의 사시도이다. 도5a에 도시된 상호 접속 조립체는 임의의 방법들에 의해 성형될 수 있고, 일예로 탄성 접점 요소들은 와이어 본딩 작업에 의해패드(103)에 기계적으로 고정될 수 있다. 달리, 탄성 접점 요소는 석판 성형될 수 있다. 또한, 다수의 정지 구조물은 기판(102A) 상에 배치된다. 좌측 열의 정지 구조물(105)은 우측 열의 정지 구조물(104)이 이러한 정지면 위로 돌출하는 양과 대개 동일한 소정 양 만큼 기판(102A)의 상부면 위로 돌출한다. 이들 정지 구조물은 탄성 접점 요소들에 발생될 수 있는 압축 또는 만곡의 최대량을 결정 및 제한하도록 설계된다. 각각의 탄성 접점 요소는 탄성 접점 요소가 기판(102A)의 상부면을 향해 수직 방향으로 압축될 때 제1 위치로 이동할 수 있는 적어도 일부를 포함한다. 각각의 정지 구조물은 탄성 접점 요소가 제1 접점 요소와 기계적 및 전기적 접속할 때 제1 위치를 한정하도록 하는 수직으로의 크기를 갖게 된다. 일 실시예에서, 각 멈춤 구조는 기부상의 수직 높이가 통계적으로 합리적으로 존재할 수 있는 최단 탄성 접점 요소의 수직 높이보다 작다. (예를 들면, 멈춤부의 높이는 가능한 탄성 접점 요소들의 높이의 99.9%보다 작다)
도5b는 일렬의 접합 패드(103)가 전개선(103A)에 의해 몇몇의 탄성 접점 요소(110A)에 연결되는 본 발명의 다른 실시예의 사시도이다. 전개선(103A)은 (탄성 접점 요소(110)가 공간 분산 요소들과 접속하도록 다른 길이를 갖는 도5a의 경우에서와 같이) 다른 길이를 갖는 탄성 접점 요소의 사용을 요구하지 않고서 일렬로부터 탄성 접점 요소의 공간 분포를 허용한다. 각 접합 패드(103)는 대응 패드(103B)에 전기적으로 연결되는 대응 전개선(103A)에 전기적으로 연결되고, 각 탄성 접점 요소(110A)는 대응 패드(103B)에 전기 기계적으로 연결된다. 몇몇의 멈춤 구조체(105)는 집적 회로(102B)의 표면에 배치된다.
도6a는 본 발명의 상호 연결 조립체(601)의 예를 도시한 것이다. 상호 연결 조립체(601)는 기부(602)와 기부(603)를 포함한다. 기부(603)는 기부(603)에 부착되어 기부(603)에 배치되는 2개의 접점 요소(604, 605)를 포함한다. 기부(602)는 탄성 접점 요소(608, 609)에 비교적 인접하여 배치될 수 있는 2개의 멈춤 구조체(606, 607)를 포함한다. 이 탄성 접점 요소들은 PCT 공보 WO96/38858호에 기재된 스프링 상호 연결 요소들일 수 있다. 각 탄성 접점 요소는 도6a에 도시된 바와 같이 각 멈춤 구조체의 상부 위로 전형적으로 연장하는 팁 또는 최원거리의 연장부를 포함한다. 예를 들면, 탄성 접점 요소(608)의 팁부(608A)는 탄성 접점 부재(608)의 총 수직 길이가 멈춤 구조체(606)의 총 수직 길이를 초과하도록 멈춤 구조체(606)의 상부위로 연장한다. 멈춤 구조체의 높이는 탄성 접점 요소가 다른 접점 요소와 기계 및 전기적 접속을 할 때 제1 위치를 한정하기 위해 사전에 결정된다. 더욱이, 멈춤 구조체의 높이는 탄성 접점 요소가 접점 요소(604, 605) 등의 다른 접점 요소와 기계 및 전기적으로 접속할 때 기부(602)와 다른 기부(603)의 사이에서의 분리를 한정한다. 더욱이, 이는 기부(602, 603)가 상호 연결 조립체(601A)를 생성하도록 함께 가압되는 도6b에 도시되어 있다. 도6b에서 알 수 있는 바와 같이, 멈춤 구조체(606, 607)는 기부(603)와 기계적 접속을 하며, 특히, 각 멈춤 구조체의 상부면은 기부(603)의 상부면과 기계적으로 인접한다. 이는 탄성 접점 요소(608, 609)의 팁부(608A)와 팁부(609A)가 각각 탄성 접점 요소(604, 605)와 접속할 때 탄성 접점 요소(608, 609)의 팁부(608A, 609A)의 제1 위치를 한정한다.
상호 연결 조립체(601)는 다수의 다른 상황에서 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 기부(602)는 웨이퍼 탐침기 또는 웨이퍼 시험기에 연결되는 탐침 카드 조립체의 부분일 수 있고, 기부(603)는 반도체 집적 회로 또는 반도체 웨이퍼상의 복수의 집적 회로일 수 있다. 대안으로, 기부(602)는 반도체 집적 회로 또는 웨이퍼상의 복수의 집적 회로의 부분일 수 있다. 이러한 경우에, 탄성 접점 요소는 집적 회로상의 접합 패드 또는 다른 접점 요소들에 전형적으로 연결되며, 멈춤 구조체는 집적 회로의 상부면에 부착될 것이다. 기부(603)는 집적 회로 또는 반도체 웨이퍼상의 복수의 집적 회로를 시험 또는 연소하기 위해 다양한 탄성 접점 요소들과 전기 접속을 하도록 설계되는 탐침 카드 구조의 부분일 수 있다. 대안으로, 기부(603)는 도6a에 도시된 요소(608, 609)등의 탄성 접점 요소들을 통하여 영구적 접속을 하도록 사용되는 패키지 조립체의 부분일 수 있다.
도6c 및 도6d는 직선형(외팔보형) 탄성 접점 요소(608B, 609B)를 사용하는 본 발명의 다른 예를 도시한 것이다. 이 직선형 탄성 접점 요소들은 기부(602)에 고정되고 기부(602)가 기부(603)를 향해 가압될 때 도6d에서 도시된 압축 상태로 구부러진다. 멈춤 구조체(606, 607)는 2개의 기부들의 사이의 분리를 결정하고 대응 패드와 기계 및 전기적 접속을 하게 될 때 각 탄성 접점 요소의 압축량을 결정한다.
도7은 본 발명에 따른 다른 상호 연결 조립체의 예를 도시한 것이다. 도7의 상호 연결 조립체(621)는 기부(622)와 기부(623)를 포함한다. 2개의 탄성 접점 요소(628, 629)는 기부(623)의 각 접점 요소(624, 625)와 접속하기 위해 기부(622)의표면에 부착된다. 2개의 멈춤 구조체(626, 627)는 또한 기부(623)에 부착되고 대응 접점 요소(624, 625)에 비교적 인접하여 부착된다. 기부(622)와 기부(623)가 서로 가압될 때, 탄성 접점 요소(628)는 멈춤 구조체의 높이에 의해 결정된 위치로 구부러질 것이다. 한 특정 실시예에서, 멈춤 구조체의 높이는 대략 5 내지 40 mil(0.13 내지 1.02 mm)일 수 있고, 압축 전의 탄성 접점 요소의 높이는 대략 45 mil(1.14 mm)일 수 있다. 압축 전의 탄성 접점 요소의 높이에 대한 멈춤 구조체의 특정 높이는 압축 전 다양한 탄성 접점 요소들의 팁부의 평탄성을 조정하기 위한 능력에 부분적으로 의존한다. 이 평탄성이 매우 큰 정밀도로 조절될 수 있으면, 다음에 멈춤 구조체의 높이는 압축전 탄성 접점 요소의 높이보다 약간 작을 수 있다. 한편, 소형화된 멈춤 구조체는 탄성 접점 요소를 특정 높이로 형성하는 데에 큰 허용 오차를 제공한다. 멈춤 구조체의 높이는 전형적으로 150 mil 보다 작고 바람직하게는 40 mil(1.02 mm)보다 작다.
본 발명은 동일 또는 다른 기판에 배치되는 다수 또는 소수의 탄성 접점 요소와 다수의 멈춤 구조체로 사용될 수 있다. 본 발명는 멈춤 구조체 및 탄성 접점 요소를 갖는 단일 IC나 각 IC가 적어도 하나의 멈춤 구조체 및 탄성 접점 요소를 포함하는 반도체 웨이퍼상의 IC들로 사용될 수 있다. 각 탄성 접점 요소는 대응 멈춤 구조체(예를 들면, 도5b의 포스트형 멈춤 구조체)를 가질 수 있거나, 하나의 멈춤 구조체는 (도9d에 도시된 바와 같이) 몇몇의 탄성 접점 요소들에 의해 분할될 수 있다. 더욱이, 접점 요소 및 탄성 접점 요소는 다양한 회로 요소에 연결되어, 이들 회로 요소가 피시험 직접 회로나 탐침 카드 회로나 패키지된 직접 회로를 포함하는 최종 조립 시스템으로 사용되는 회로에 배치되는 것으로 이해하여야 한다.
도8a는 본 발명에 따른 상호 연결 조립체의 다른 예를 도시한 것이다. 상호 연결 조립체(801)는 2개의 멈춤 구조체(805, 806)에 부착되는 기부(802)를 포함한다. 또한, 기부(802)에는 2개의 탄성 접점 요소(803, 804)가 부착된다. 기판(802)은 일체형 회로의 일부일 수도 있고 또는 프로브 카드 조립체의 일부 또는 다른 시험 혹은 번인 장치일 수 있음이 이해될 수 있다. 도8a에 도시된 바와 같은 각각의 정지 구조물은 접착층 및 접착층 상에 배치된 커버링을 포함한다. 정지 구조물(806)은 정지 구조물의 상면에 배치된 접착층(807)을 포함하고, 커버링(809)은 접착제(807) 상에 배치된다. 이러한 커버링은 접착제로부터 박리로부터 벗겨지거나 제거될 수 있는 포일 또는 플라스틱과 같은 층일 수 있다. 유사하게, 정지 구조물(805)은 접착층(808) 및 커버링 층(810)을 포함한다. 커버링은 접착제를 노출시키도록 벗겨질 수 있고, 그 다음에 접착제는 다른 기판과 같은 다른 대상물 상에 조립체(801)의 나머지뿐만 아니라 정지 구조물을 부착시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판(802)은 구성 요소들이 기계적 및 전기적 접속을 이루도록 집적 회로의 본딩 패드가 탄성 접점 요소들과 결합하도록 집적 회로(도시안됨)에 부착될 수 있다. 기판(802)은 정지 구조물 상의 접착제가 집적 회로의 상면과 접촉되도록 정지 구조물의 상면에 커버링을 제거함으로써 그리고 기판(802)을 집적 회로를 향해 가압함으로써 집적 회로의 상면에 부착될 수 있다. 따라서, 정지 구조물의 상면 위의 접착층은 기판(802)을 집적 회로에 접착시키고 탄성 접점 요소가 집적 회로 상의 대응 본딩 패드 또는 다른 접점 요소와 기계적 및 전기적접촉되게 한다. 이 방식으로, 집적 회로용 패키지는 기판(802) 및 그 대응 구조물 및 집적 회로 사이에 형성될 수 있다. 이 실시예에서, 기판(802)은 기판(802) 및 기판에 부착된 집적 회로에 의해 형성된 패키지 조립체의 외측에 다른 전기 성분들에 대한 상호 접속부를 허용하도록 다양한 탄성 접점 요소로부터 다른 접속 지점을 향한 상호 접속부를 포함한다.
도8a의 상호 접속 조립체의 또 다른 사용은 기판(802) 자체가 집적 회로인 경우를 포함할 수 있고, 접속에 필요한 다른 접점 요소들뿐만 아니라 탄성 접점 요소(803, 804)들은 집적 회로 상의 다양한 본딩 패드 또는 다른 접점 요소들에 부착된다. 정지 구조물은 도8a에 도시된 바와 같은 집적 회로의 상면에 부착될 수 있다. 접착층 위의 커버링이 제거된 후에, 집적 회로는 이 실시예에서 기판(802) 내의 집적 회로의 요소들과 또 다른 기판을 통한 다양한 외부 전기 부품들 사이에 전기 접속을 이루도록 또 다른 배선 기판에 대해 가압될 수 있다. 이러한 또 다른 기판은 프로브 카드 조립체 또는 번인 조립체의 일부일 수 있고 "외부" 환경에 대한 상호 접속부를 포함하는 최종 집적 회로 패키지의 일부일 수 있다.
도8b는 접착층이 정지 구조물(822)의 상부 및 하부층에 접착되는 정지 구조물(821)의 또 다른 실시예를 도시한다. 접착층(824)은 정지 구조물(822)의 상면에 형성되고, 제거 가능한 커버링(826)은 이 접착제 상에 배치된다. 또 다른 접착층(823)은 정지 구조물(822)의 하부면에 형성되고 커버링(825)에 의해 덮여진다. 이러한 정지 구조물은 복수의 정지 구조물을 기판 상에 형성하도록 시트 또는 필름으로 형성될 수 있고 기판에 부착될 수 있다. 이것은 도9a, 도9b 및 도9c와관련하여 설명된다.
도9a에 도시된 층(903)은 시트 또는 필름 내의 2개의 개구 열을 구비한다. 이러한 개구들은 도9c에 도시된 바와 같은 적어도 하나의 탄성 접점 요소를 둘러싸도록 설계된다. 도9a는 시트 또는 필름 내에 형성된 4개의 개구(905, 907, 909, 911)를 도시한다. 층(903)은 도9a에 도시된 이 실시예에서 집적 회로의 반도체 웨이퍼(902) 상에 끼워맞춤되도록 설계된 시트의 일부이다. 층(903)은 예를 들어 폴리이미드 재료를 포함하는 다수의 가능한 재료 중 어느 것으로부터 형성될 수 있다. 개구는 층(903) 내로 에칭 또는 펀칭 또는 절단될 수 있다. 이러한 개구들은 반도체 웨이퍼(또는 다른 형태의 기판 상의 접점 요소)의 집적 회로 상의 접속 회로용의 개구들을 형성하도록 층 내에 형성된다. 또 다른 실시예에서, 층(903)은 단일 집적 회로에 부착되고 덮고 따라서 웨이퍼 상에 복수의 집적 회로를 덮지 않도록 설계될 수 있음이 이해될 수 있다. 도9a에 도시된 라인(9b-9b)은 도9b에 도시된 단면의 층(903)의 단면을 도시한다.
층(903)은 도9c에 도시된 바와 같은 기판(915)에 부착된다. 개구(905, 907)는 접점 요소(912, 911)와 같은 접점 요소를 위한 것이다. 도9c는 접점 요소(912)와 같은 일부 접점 요소들이 탄성 접점 요소를 포함하지 않고, 접점 요소(911)와 같은 다른 접점 요소는 탄성 접점 요소를 포함하는 하이브리드 구성을 도시한다. 그러한 하이브리드 구성은 본 발명의 범주 내에 있을 지라도 그다지 양호하지는 않음이 이해될 것이다. 기판(915)은 복수의 집적 회로를 포함하는 반도체 웨이퍼일 수 있고 단일 집적 회로일 수 있으며 프로브 카드 조립체 또는 번인 시험 조립체의접속 또는 상호접속 구조물일 수 있다. 층(903)은 층(903)과 기판(915)의 인접면 사이에 접착제를 사용하여 기판(915)에 부착될 수 있다. 이 경우에, 층(903)은 2개의 인접면 사이에 접착제에 의해 기판(915)에 부착되어 형성된 시트 재료일 수 있다. 또는, 층(903)은 기판(195) 상에 사진 석판술로 형성될 수 있다. 이 경우에, 층(903)은 정지 구조물을 형성하는 경도로 패턴화 및 경화되는 음 포토레지스트로부터 형성될 수 있다. 층(903)은 도8a 및 도8b의 정지 구조물이 그러한 접착제를 포함하는 동일한 방식으로 그 상면 위에 접착제를 포함할 수도 있다. 기판(915)에 형성된 바와 같은 층(903)은 접점 요소(912)를 둘러싸는 정지 구조물(916)과 같이 본 발명에 따른 정지 구조물을 제공함이 이해될 것이다.
또한, 집적 회로가 환경 조건(즉, 습도)으로부터 보호되도록 층(903)에 의해 덮여지는 집적 회로를 기밀 밀봉하는데 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 층(903)의 하부는 집적 회로에 부착식으로 고정되고 집적 회로 상에 사진 석판술로 형성되면, 층(903)의 상부는 집적 회로를 기밀 밀봉하는 커버와 같은 기판에 접착식으로 부착 또는 고정될 수 있다.
도9d는 일부 탄성 접점 요소들을 둘러싸는 정지 구조물의 또 다른 예를 도시하는 평면도이다. 특히, 도9d는 일부 탄성 접점 요소(923)를 둘러싸는 외주 정지 구조물(922)을 갖는 집적 회로(921)를 도시한다. 이러한 외주 정지 구조물(922)은 집적 회로(921)의 상면에 고정되는 시트로부터 형성될 수 있고 또는 집적 회로(921) 상에 적소에 (예를 들어 사진 석판술로) 형성될 수 있다. 정지 구조물(922)의 상면은 커버 또는 다른 패키지에 정지 구조물(922)을 고정하는데 사용되는 접착제로 코팅될 수 있다.
도9e는 상호 접속 재료의 웨브(936)에 의해 함께 보유되는 일부 외주 정지 구조물(932, 933, 934, 935)을 포함하는 시트(931)의 일예를 도시한다. 시트는 폴리이미드 재료 또는 에폭시 재료 또는 다른 재료로 형성될 수 있다. 시트(931)는 웨이퍼 상의 수 개의 IC의 각각에 주변 정지 구조물을 동시에 배치하도록 IC 웨이퍼 상에 인가될 수 있다. 시트(931)는 접착제에 의해 웨이퍼에 고정될 수 있다. 시트(931)가 웨이퍼 상의 각각의 IC를 위한 정지 구조물을 포함할 수 있음을 알아야 한다. 시트(931)가 웨이퍼에 인가된 후에, 웨브(936)는 통상적으로 각각의 IC가 웨이퍼로부터 절단되는 정상적인 단일화 공정에서 절단된다. 단일화 이후에, 각각의 IC는 도9d에 도시된 바와 같이 주변 정지 구조물을 포함할 것이다.
도9f는 본 발명의 다른 예를 사시도로서 도시한다. 본 예에서, 시트(953)가 IC(또는 스페이스 트랜스포머 또는 다른 구조물)일 수 있는 기판(952)의 상부면에 인가된다. 시트(953)는 시트(953)에 절단되거나 다른 방법에 의해 형성될 수 있는 개구(956, 963) 등의 개구를 포함한다. 개구는 전개형 패드(fan-out pads)와 정렬되는데, 예컨대 시트(953) 내의 개구(956)는 전개형 패드(956A)의 적어도 일부분 상에 개구를 제공하도록 전개형 패드(956A)의 적어도 일부분 상에서 정렬된다. 마찬가지로, 개구(953)는 이러한 전개형 패드 상에 개구를 제공하도록 전개형 패드(963A)의 적어도 일부분 상에서 정렬된다. 요소(957 또는 964) 등의 탄성 접점 요소는 트레이스(955 또는 962)에 전기 연결된 대응하는 전개형 트레이스에 기계적 및 전기적으로 연결된다. 각각의 전개형 트레이스는 패드(954 또는 961) 등의 대응하는 패드를 대응하는 전개형 패드에 전기적으로 연결한다. 따라서, 탄성 접점 요소는 패드(954, 961) 등의 일직선 열의 패드들을 위한 분산된 원격 전기 접속부를 제공한다. 탄성 접점 요소 둘레의 각각의 개구는 탄성 접점 요소를 둘러싸는 정지 구조물을 제공한다. 도9f의 다른 실시예에서, 시트(953)가 기판(952)의 상부면 상의 제위치에 형성된 층(예컨대, (실리콘 이산화물 등의) 포토레지스트 또는 절연 재료로 형성된 패턴 형성 층)으로 대체될 수 있음을 알 수 있다.
도10a, 도10b 및 도10c는 탄성 접점 요소 및 대응하는 정지 구조물 모두를 석판술로 생성하는 방법을 도시한다. 도10a에 도시된 공정은, 접점 요소를 갖는 다른 기판 상에도 사용될 수 있지만, 기판(1001)이 접점 요소(1002)(예컨대, 접합 패드)가 상부에 배치된 반도체 웨이퍼라고 가정한다. 도10a 및 도10b는 접점 요소(1002)를 통해 취해진 단면도를 도시하며, 이러한 접점 요소는 기판(1001)에 형성된 집적 회로의 도시되지 않은 다른 회로 소자와 전기 접속을 이룬다는 것을 알 수 있다. 기판(1001)의 상부면에 도금층 또는 도금 표면(100)이 인가되고, 도금 표면(1000)은 기판(1001) 상에 전도성 금속의 스퍼터링에 의해 인가될 수 있다. 이러한 도금 표면(1000)은 후속의 전기 도금 공정에서 전극으로서 사용된다. 레지스트 층(1003)이 도금 표면(1000) 상에 형성되고 패터닝되어 레지스트 층 내의 개구가 접점 요소(1002) 상에 있도록 한다. 그리고 나서, 도10a에 도시된 바와 같이 제1 금속 층(1004)이 레지스트(1003)의 개구 내의 접점 요소(1002)(및 도금 표면(1000)) 상에 그리고 레지스트(1003)의 일부분 상에 퇴적되어 패터닝된다. 그리고 나서, 금속 층(1004) 위에 도금된 금속 층(1005)을 형성하도록 전기 도금 작업이 사용된다. 이어서, 탄성 접점 요소를 남기는 상태로 레지스트(1003) 및 도금 표면(100)이 벗겨지고, 탄성 접점 요소 부근에 정지 구조물(1003A)이 형성된다. 레지스트(1003A) 내의 정지 구조물을 위한 패턴을 생성하기 위하여 마스크가 사용될 수 있으며, 그리고 나서 레지스트(1003A)가 에칭되어 도10b에 도시된 정지 구조물(1003A)을 남기게 된다. 도10c는 도10b의 탄성 접점 요소 및 대응하는 정지 구조물의 평면도를 도시한다.
도10b의 탄성 접점 요소는 나머지의 도금 표면(1000)에 부착된 기부로부터 가장 멀리 떨어진 범위에서 통상적으로 압축성이고 가요성을 갖는다. 따라서, 탄성 접점 요소의 (낮은 높이로의) 휘어짐은 기부로부터 수직으로 상승하여 있는 요소의 부분에서는 통상적으로 발생하지 않는다. 결과적으로, 이러한 탄성 접점 요소를 위한 정지 구조물은 (이러한 요소들을 형성하는 공차로 인해 이러한 요소들의 높이 범위를 고려하여) 모든 가능한 탄성 접점 요소보다 높은 높이를 가져야 한다. 탄성 접점 요소들을 석판술로 형성하는 여러 방법이 함께 출원 중인 1998년 2월 26일자 미국 특허 출원 제09/032,473호 및 1997년 11월 20일자 공개된 국제공보 제WO97/43654호를 포함하여 본 양수인의 수 개의 출원에 기재되어 있다. 이들 여러 방법은 정지 구조물을 갖는 석판술로 형성된 탄성 접점 요소를 생성하도록 본 발명과 함께 사용될 수 있다.
도10d는 석판술로 형성된 탄성 접점 요소와 다른 기판(1021) 상의 접점 요소(1023) 사이의 상호 접속의 예를 도시한다. 정지 구조물(1003A)은 2개의 구조물이 함께 가압된 때 기판(1001)과 기판(1021) 사이의 분리를 형성하는 크기(탄성접점 요소 이상의 높이)로 되어 있고, 이러한 분리는 탄성 접점 요소의 가장 먼 범위의 점선 표시부(1025)에 의해 도시된 탄성 접점 요소의 휘어짐 양을 결정한다. 탄성 접점 요소는 기판(1001, 1021)이 정지 구조물(1003A)의 높이에 의해 한정된 지점까지 함께 가압된 때 탄성 접점 요소와 기계적 및 전기적으로 접속된 접점 요소(1023)에 의해 이 지점까지 휘어지게 된다.
도10e는 두 종류의 정지 구조물들이 기판(1031) 상에 사용되는 본 발명의 예를 도시한다. 일렬의 지주형 정지 구조물(1034, 1035) 및 지주형 정지 구조물이 기판(1031) 상에 형성되거나 부착된다. 몇몇 경계형 정지 구조물(1037, 1038, 1039, 1040, 1041)이 기판(1031) 상에 형성되거나 부착된다. 통상적으로, 모든 이들 정지 구조물은 기판(1031)의 상부면 위에서 동일한 높이를 갖는다. 2열의 탄성 접점 요소(1032, 1033)가 기판(1031) 상에 배치된다.
탄성 접점 요소를 석판술로 형성하는 다른 방법이 도10f 내지 도10m에 도시되어 있다. 본 방법에 따르면, 탄성 접점 요소는 전개형 패드 또는 전개형 트레이스 상에 형성되어서, 도5b에 도시된 조립체와 유사한 조립체를 생성한다. 본 방법은 다른 기판 상의 다른 접점 요소와 전기적으로 접속할 수 있는 탄성 접점 요소와 접점 요소(1046) 사이의 전기 접속을 이룰 것이다. 접점 요소(1046)는 도시되지 않은 다른 회로 요소와 전기 접속을 이루고 기판(1045)은 IC의 일부, 또는 시험 또는 상호 접속 조립체(예컨대, 인터포저, 스페이스 트랜스포머 또는 탐침 카드)의 일부일 수 있다. 도10g에 도시된 바와 같이, 기판(1045)의 상부면 상에 (예컨대 블랭킷 금속을 스퍼터링함으로써) 도금 층(1047)(예컨대, 블랭킷 금속)이 형성되어, 이러한 상부면을 피복하고 접점 요소(1046)와 전기 접속을 이룬다. 도금 층(1047)의 일부분 상에서 포토레지스트 층(1048) 내에 개구를 남기도록 포토레지스트 층이 퇴적되어 패터닝되며, 다른 금속 층(1049)이 도금 층(1047) 상에 금속을 도금함으로써 형성된다. 도10h는 생성된 구조물을 도시한다. 도10i에 도시된 바와 같이 재료 층(1049) 상에서 개구를 갖는 현상된 포토레지스트 층(1050)을 생성하도록 다른 포토레지스트 층이 퇴적되어 패터닝된다. 이어서, 스퍼터링 마스크(1052)가 금속 층(1051)을 현상된 포토레지스트 층(1050)의 일부 및 금속 층(1049)의 노출된 부분으로 선택적으로 스퍼터링하는 데에 사용된다. 최종 구조( 및 대응 스퍼터링 마스크)가 도10j에 도시된다. 다른 금속 층(1053)이 금속 층(1051)으로 도금되어 도10k에 도시된 구조가 된다. 이어서, 포토레지스트 층은 제거(strip)되고 층(1049)에 의해 보호되지 않는 도금 층(1047)의 부분들은 도금 층(1047)의 이러한 모든 부분들을 제거하기 위해 선택적으로 에칭되어 도10l에 도시된 구조가 된다. 정지 구조(1055)와 팁(1054)은 도10m에 도시된 바와 같이 기판(1045) 및 탄성 접점 요소에 각각 가해질 수 있다.
도11은 본 발명의 상호 연결 조립체를 사용하기 위한 기술을 도시한다. 이 상호 연결부(1101)는 벨로즈 구조(1103)에 의해 지지되는 반도체 웨이퍼(1111) 위에 배치된 척(chuck) 구조(1117)를 구비한다. 벨로즈 구조(1103)는 팽창가능한 벨로즈(1105)와 흡기 및 배기 포트(1107A, 1107B)를 갖는다. 이러한 벨로즈 구조의 사용시, 물(1106)과 같은 유체가 벨로즈 구조(1103)를 통과하여 배출된다. 얇은 강막(steel membrane)은 웨이퍼(1111)의 상부 표면을 정지 구조(1121, 1123)에 대해 가압하도록 웨이퍼의 후방에 대해 균일한 압력을 가하도록 사용될 수 있고, 이럼으로써 웨이퍼 상의 스프링(또는 다른 탄성 접점 요소)과 기판 상의 접점 요소(1117) 사이에 전기적 접속을 향상시킨다. 이러한 균일한 압력은 웨이퍼(1111)의 상부 표면과 같은 접경 표면과 정지 구조(1121) 및 접점 요소(1125, 1127)를 지지하는 표면 사이의 평탄도의 변동을 통상 극복하게 한다. 또한, 이러한 얇은 강막(1109)은 막(1109)의 상부에 배치된 반도체 웨이퍼(1111)로 또는 이로부터의 열 전달을 가능하게 한다. 물(1106)과 같은 유체는 막(1109)을 웨이퍼(1111)의 후측과 직접 접속하게 하도록 가압하에 벨로즈 구조 내로 유입될 수도 있다.
이러한 유체는 웨이퍼의 온도를 제어하거나 영향을 받도록 가열 또는 냉각된다. 예를 들면, 번인 시험(burn-in test)에 있어서, 이 유체는 가열되어 웨이퍼의 온도를 상승시키고 이어서 몇 사이클에 걸쳐 냉각될 수도 있다. 척(1117)은 접점 요소(1125, 1127)에 각각 인접한 정지 구조(1121, 1123)를 구비한다. 유체와 웨이퍼(1111) 사이의 열 전달 효율을 향상시키기 위해 막(1109)과 웨이퍼(1111)의 후방 사이에 열 전달 층을 위치시키는 것이 바람직할 수도 있다. 접점 요소(1125, 1127)는 웨이퍼(1111) 상의 접점 요소(1115, 1113)와 탄성 접속하도록 설계된다. 도11에 도시된 것보다 더 많은 탄성 접점 요소들과 접점 요소들이 있다는 것을 알 수 있다. 척(1117)은 접점 요소(1125, 1127)를 통해 테스터(tester)와 반도체 웨이퍼 사이에서의 동력, 신호 등의 연결을 가능하게 하는 테스터에 탄성 접점 요소(1115, 1113)를 연결시키기 위해 배선 또는 다른 상호 연결부를 구비한다.척(1117)은 벨로즈(1105)의 팽창에 의해 웨이퍼(1111)가 척(1117)에 대해 가압될 수 있도록 포스트(1118)에 의해 정위치에 유지되고, 선택적으로는 척(1117)은 척(1117)의 상부를 후방 판과 접촉시켜 이로써 덮이게 하는 클램셀(clamshell)형 지지부에 의해 가압 및 유지될 수도 있고, 벨로즈(1105)의 측면 및 하부를 또한 둘러쌀 수도 있다.
도12a는 본 발명에 따른 상호 연결 조립체(1201)의 다른 예를 도시한다. 이 경우에, 척(1203)은 반도체 장치(1204)의 웨이퍼를 지지한다. 이 웨이퍼는 배선 기판(1206) 상의 탄성 접점 요소에 대해 접촉하도록 설계 및 배치된 접점 요소(1210A)와 같은 복수의 접점 요소를 포함한다. 탄성 접점 요소(1207, 1209, 1210)는 탄성 요소의 다른 예이고, 이 경우에 이들은 일반적으로 직선의 외팔보 구조를 갖는다. 정지 구조(1214, 1216, 1218)는 배선 기판(1206) 및 웨이퍼(1204) 사이에 간격을 형성하도록 설계된다. 배선 기판(1206) 내의 진공 포트(1212)는 진공이 배선 기판(1206)과 척(1203) 사이의 공간에 형성되게 한다. O-링 밀봉부(1205)는 진공이 배선 기판(1206)과 척(1203) 사이에 형성되는 것을 보장한다. 진공이 형성될 때, 배선 기판(1206)은 다양한 탄성 접점 요소들과 웨이퍼 상의 대응 접점 요소들 사이의 접속이 이루어지도록 웨이퍼(1204)를 향해 하향 가압된다.
도12b는 본 발명에 의한 상호 연결 조립체(1251)의 다른 예를 도시한다. 이 경우에, 압력 블래더(1255)는 배선 기판(1254)이 웨이퍼(1253)와 접촉하게 한다. 클램프(1255A)는 기판(1254)의 블래더를 가압하기 위해 사용된다. 웨이퍼(1253)는척(1252)의 상부에 위치하고, 도12b에 도시된 접점 요소(1257A)와 같은 복수의 접점 요소를 구비한다. 블래더(1255)가 배선 기판(1254)을 가압하여 웨이퍼(1253)와 접촉함에 따라, 정지 구조(1258, 1259, 1260)는 웨이퍼(1253)의 상부 표면과 접촉하게 된다. 이러한 접촉은 배선 기판(1254)과 반도체 웨이퍼(1253) 사이의 간격을 형성한다. 이러한 접촉이 발생할 때, 탄성 접점 요소(1257)는 웨이퍼(1253) 상의 대응 접점 요소들과 기계적 및 전기적으로 접속된다.
도13은 기판(1302)의 집적 회로 내의 회로 소자와 결합되는 회로 요소, 이 경우에는 커패시터를 내장하는 정지 구조(1310)를 구비한 상호 연결 조립체(1301)의 예를 도시한다. 정지 구조(1310)는 탄성 접점 요소(1304, 1305)가 기판(1302) 내의 대응 접점 요소(1306, 1307)와 기계적 및 전기적으로 접속될 때 기판(1302)과 기판(1303) 사이에 최소한의 수직 간격을 형성하도록 설계된다. 접점 요소(1307, 1306)는 집적 회로를 제조하는 데에 사용되는 종래의 유전체 재료일 수도 있는 절연 재료(1308) 내에 보유된다. 정지 구조(1310) 및 기판(1302)을 따라 취한 단면도인 도13에는 기판(1302)의 집적 회로 내의 다양한 다른 회로 요소에 대한 상호 연결부가 도시되지 않는다는 것을 알 수 있다. 정지 구조(1310)는 몇몇 유전체 층과 금속 층일 수도 있는 몇몇 도전성 층을 구비한 다중 층이다. 도13에 도시된 예에 있어서, 금속 (또는 다른 도전성) 층(1314, 1318)은 커패시터를 형성하기 위해 절연 층(1316)에 의해 분리된다. 절연 층(1316, 1322) 뿐만 아니라 금속 층(1314, 1318)은 절연 층(1312) 내에 둘러싸인다. 정지 구조(1310) 그 자체는 둘러싸는 절연 층(1312)에 의해 완전히 덮이는 포스트, 원통 또는 다른 형태(예컨대, 직사각형, 임의의 형태, 지그재그로 연결된 직사각형)와 유사할 수도 있다. 이러한 절연 층은 폴리이미드 재료, 실리콘 디옥사이드 또는 다른 절연체일 수도 있다. 금속 층(1318)은 일 실시예에서 납땜 볼(1321)에 의해 기판(1302) 내의 포스트 또는 다른 접점 요소(1320)에 전기적으로 결합된다. 금속 층(1314)은 기판(1302) 내로 연장하는 포스트 구조(1314A)에 의해 결합된다. 이러한 방법으로, 정지 구조(1310) 내의 커패시터는 기판(1302) 내의 회로 요소에 전기적으로 결합된다. 커패시터와 같은 전기 요소를 포함하도록 정지 구조물(1310)을 제조하는 데 사용될 수 있는 많은 공지 기술이 있다는 것을 알 수 있다. 일 예로서, 포스트 구조물(1314A, 1320)이 기판(1302)에 형성될 수 있다. 그 후, 납땜 볼(1321)과 같은 납땜 볼을 위한 개구를 허용하도록 유전성 층(1322)이 형성되어 패터닝될 수 있다. 또는, 금속 층(1318)이 전체 표면에 스퍼터링되어, 절연 층(1322)의 개구를 충전할 수 있다. 그 후, 금속 층(1318)이 도13에서 도시된 형태로 패터닝되고, 다른 절연 층이 금속 층(1318) 위에 적층된다. 그 후, 이러한 절연 층은 절연 층(1316)을 형성하도록 패터닝되고, 그 후 다른 금속 층이 표면에 적층되어 금속 층(1314)을 형성하도록 패터닝된다. 마지막으로, 절연 층 또는 다른 산화 피막 층이 가해져 절연 층(1312)을 형성하도록 패터닝되어 정지 구조물(1310)의 형성을 완료한다.
도14는 상호접속 조립체의 다른 예를 도시한다. 이러한 상호접속 조립체(1401)는, 기판(1402)의 전기 회로 요소에 결합되는 회로 요소를 각각 포함하는 두 개의 정지 구조물(1404, 1405)을 포함한다. 기판(1402)은 탄성 접점 요소(1403)에 기계적으로 그리고 전기적으로 결합되는 포스트 또는 다른 접점요소(1403A)를 또한 포함한다.
정지 구조물(1404)은 기판(1402)의 접지 버스 또는 다른 회로에 결합되는 접지 실드(1411)를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어, 회로 요소는 접지 실드 또는 접지 면을 포함한다. 따라서, 정지 구조물은 도14에서 도시된 본 발명에 따른 접지 실드를 포함할 수도 있다. 정지 구조물(1414)은 기판(1402)의 적어도 하나의 회로 요소에 전기 결합된 도전성 판(1413, 1415)을 갖는 커패시터를 또한 포함한다.
정지 구조물(1405)은 기판(1402)의 접지 회로에 전기 결합된 접지 실드(1421)를 또한 포함한다. 정지 구조물(1405)은 기판(1402)의 적어도 하나의 회로 요소에 전기 결합되는 도전성 판(1427, 1429)에 의해 형성된 커패시터를 또한 포함한다. 또한, 정지 구조물(1405)은 정지 구조물의 외부의 전기 부품에 또는 정지 구조물 내의 전기 부품에 정지 구조물을 통해 버스될 수 있는 Vss및 Vss와 같은 기준 전압을 제공하는 도전성 요소(1423, 1425)를 포함한다.
또한, 도13 및 도14의 조립체에 관련된 특징은, 이고르 와이. 칸드로스, 데이비드 브이. 페더슨, 벤자민 엔. 엘드리지, 리차드 에스. 로이 및 개탄 마티에우에 의한 미국 출원과 동일자에 출원되어 함께 계류중인 미국 특허 출원에서 알 수 있다.
상술된 설명은 본 발명의 예시적인 예이며 본 발명의 상호접속 조립체를 형성하는 데 사용될 수 있는 여러 가지 재질 또는 방법의 한정적인 리스트를 제공하는 것은 아니라는 점을 알아야 한다. 예를 들어, 폴리이미드 재질이 본 발명의 정지 구조물을 형성하도록 사용될 수 있지만, 높은 종횡비(aspect ratio)를 발생시킬 수 있으며 포토레지스트 SU8과 같은 기계적인 요소로서 위치에 경화되어 남겨질 수 있는 포토 레지스트를 포함하는 다른 재질이 사용될 수 도 있다. 또는, 충전-경화된 에폭시 시트 또는 중합체 재질 또는 임의의 재질이 정지 구조물을 형성하기 위한 재질로서 사용될 수도 있다. 즉, 시험 및/또는 번인 환경 및 예상되는 사용 환경을 포함하여 구조물이 노출되는 소정의 온도에서 안정된 임의의 재질로부터 정지 구조물이 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 정지 구조물은, 보다 낮은 높이의 정지 구조물도 본 발명의 범위 내에 있지만, 약 80미크론의 최소 높이를 가질 것이다.
상기 명세서에서, 특정 예시적인 실시예를 참조하여 본 발명이 설명되었다. 그러나, 첨부된 특허 청구의 범위에서 기술된 본 발명의 보다 넓은 범위 및 정신으로부터 벗어나지 않고 실시예에 여러 가지 변형 및 변경이 이루어 질 수 있을 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 한정적이 아닌 예시적인 의미로 간주되어야 할 것이다.
Claims (57)
- 기판과,상기 기판 상에 배치되어 적어도 일부분이 다른 접점 요소와 기계적인 그리고 전기적인 접속 상태에 있는 제1 위치로 이동 가능한 탄성 접점 요소와,상기 기판 상에 배치되어 상기 제1 위치를 한정하는 정지 구조물과,상기 정지 구조물 내부에 배치된 회로 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 다른 접점 요소는 다른 기판 상에 배치되며, 상기 정지 구조물은 상기 탄성 접점 요소가 상기 다른 접점 요소와 기계적인 그리고 전기적인 접속 상태에 있을 때 상기 기판과 상기 다른 기판 사이의 분리부를 한정하는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 정지 구조물은 상기 기판 상의 탄성 접점 요소에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 탄성 접점 요소는 스프링 구조물인 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 정지 구조물은 접착 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제5항에 있어서, 상기 접착 층은 상기 다른 기판에 접착하기 위한 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 기판 및 다른 기판은 상기 기판과 다른 기판 사이에 발생된 진공에 의해 서로를 향해 압박되는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 기판 및 다른 기판은 가압된 블래더 또는 벨로우즈 중 하나에 의해 서로를 향해 압박되며, 상기 블래더 또는 벨로우즈 내의 유체는 상기 기판 및 다른 기판 중 적어도 하나의 온도를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 상호접속 조립체는 탐침 카드 조립체의 일부인 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 상호접속 조립체는 웨이퍼 수평 시험 조립체의 일부인 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 정지 구조물은 사진석판술로 형성된 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 정지 구조물은 a) 포토레지스트 재질, b) 에폭시 재질, c) 전기이동 에폭시로 피막된 재질, 또는 d) 중합체 재질 중 하나로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 정지 구조물은 개구가 존재하는 시트 재질로부터 형성되며, 상기 탄성 접점 요소는 상기 개구 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제13항에 있어서, 다수의 탄성 접점 요소가 상기 기판 상에 배치된 시트 재질의 개구에 대응하여 상기 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제14항에 있어서, 상기 시트 재질은 접착 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제1 기판과,상기 제1 기판 상에 배치된 제1 접점 요소와,상기 제1 기판 상에 배치된 정지 구조물과,상기 정지 구조물 내부에 배치된 회로 요소를 포함하며,상기 정지 구조물은 탄성 요소의 제1 위치를 한정하고, 상기 탄성 접점 요소가 제1 접점 요소에 기계 및 전기적으로 접속되도록 된 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제16항에 있어서, 상기 탄성 접점 요소가 제2 기판 상에 배치되고, 상기 탄성 접점 요소는 압축되었을 때 적어도 그 일부분이 제1 위치로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 정지 구조물이 제1 접점 요소에 근접하게 인접하여 배치된 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 탄성 접점 요소가 스프링 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 정지 구조물이 접착제 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제20항에 있어서, 상기 접착제 층이 상기 또 다른 기판에 결합되기 위한 것임을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 제1 기판 및 제2 기판이 이들 사이에 발생된 진공에 의해 서로를 향해 가압되는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 제1 기판 및 제2 기판이 가압 블래더 또는 벨로우즈에 의해 서로를 향해 가압되고, 상기 블래더 또는 벨로우즈 내의 유체는 제1 기판 및 제2 기판중 적어도 하나에서의 온도를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 상호접속 조립체가 프로브 카드 조립체의 일부인 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 상호접속 조립체가 웨이퍼 레벨 시험 조립체의 일부인 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 정지 구조물이 석판술에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 정지 구조물이 포토레지스트 재료, 에폭시 재료, 전기영동 에폭시로 코팅된 금속 또는 중합체 재료중 하나로부터 형성된 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 정지 구조물은, 개구가 존재하고 상기 제1 접점 요소가 상기 개구 내에 배치되도록 된 시트 재료로부터 형성된 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제28항에 있어서, 다수의 제1 접점 요소가 상기 기판 상에 배치되어 있는 시트 재료의 대응 개구의 제1 기판 상에 배치된 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제29항에 있어서, 상기 시트 재료가 접착제 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제2항에 있어서, 상기 기판이 반도체 집적회로인 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 제17항에 있어서, 상기 제1 기판이 반도체 집적회로인 것을 특징으로 하는 상호접속 조립체.
- 기판 상에 정지 구조물을 형성하는 방법이고,시트에 다수의 개구를 형성하는 단계와,상기 시트를 기판에 도포하는 단계와,상기 다수의 개구에 대응하는 위치에서 상기 기판 상에 다수의 접점 요소를 형성하는 단계를 포함하며,상기 시트는 상기 정지 구조물인 상기 개구중 적어도 하나의 개구 주위에 배치된 적어도 하나의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제33항에 있어서, 상기 정지 구조물은 또 다른 기판 상의 탄성 접점 요소의 제1 위치를 한정하고, 상기 탄성 접점 요소는 상기 개구중 적어도 하나의 개구에 있는 접점 요소중 하나에 기계 및 전기적으로 접속되도록 된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제33항에 있어서, 각각의 상기 접점 요소는 상기 기판 상에 배치되고 제1 위치로 이동할 수 있는 탄성 접점 요소를 포함하고, 상기 정지 구조물은 제1 위치를 한정하고, 여기서 상기 탄성 접점 요소는 또 다른 기판 상의 또 다른 접점 요소에 기계 및 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제33항에 있어서, 상기 기판이 반도체 집적회로의 웨이퍼이고, 상기 시트가 상기 웨이퍼 상에 끼워지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제33항에 있어서, 상기 시트가 폴리이미드 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제33항에 있어서, 상기 시트에 접착제 층을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제33항에 있어서, 상기 다수의 개구는 시트를 기판에 도포하기 전에 형성되고, 상기 다수의 접점은 시트가 기판에 도포되기 전에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제33항에 있어서, 상기 다수의 접점은 시트를 기판에 도포한 후에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 상호접속 조립체를 형성하는 방법이고,제1 위치로 이동할 수 있는 적어도 일부분을 갖고 기판 상에 형성되는 탄성 접점 부재를 형성하는 단계와,탄성 접점 요소가 또 다른 탄성 접점 요소에 기계 및 전기적으로 접속되도록 된 제1 위치를 한정하는 정지 구조물을 상기 기판 상에 형성하는 단계와,상기 정지 구조물 내부에 회로 요소를 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제41항에 있어서, 상기 또 다른 접점 요소가 또 다른 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제41항에 있어서, 상기 정지 구조물이 상기 탄성 접점 부재에 근접하게 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제41항에 있어서, 상기 탄성 접점 부재가 스프링 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제42항에 있어서, 상기 기판과 상기 또 다른 기판을 함께 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제41항에 있어서, 상기 정지 구조물이 석판술에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 상호접속 조립체를 형성하는 방법이고,제1 기판 상에 제1 접점 요소를 형성하는 단계와,탄성 접점 요소가 또 다른 탄성 접점 요소에 기계 및 전기적으로 접속되도록 된 탄성 접점 요소의 제1 위치를 한정하는 정지 구조물을 상기 제1 기판 상에 형성하는 단계와,상기 정지 구조물 내부에 회로 요소를 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 탄성 접점 요소가 제2 기판 상에 배치된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 정지 구조물이 제1 접점 요소에 근접하게 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제48항에 있어서, 상기 제1 기판과 제2 기판을 함께 가압하는 단계를 더 포함하고, 상기 정지 구조물이 제1 기판과 제2 기판 사이에 최소의 간격을 형성하고, 상기 탄성 접점이 제1 접점 요소에 기계 및 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 반도체 다이스 상에 정지 구조물을 형성하는 방법이고,상기 반도체 다이스를 포함하는 반도체 웨이퍼에 시트를 제공하는 단계와,상기 각각의 다이스 상에 적어도 하나의 제1 접점 요소를 형성하는 단계를 포함하며,상기 제1 접점 요소는 상기 다이스에 대하여 제1 높이를 갖고, 상기 시트는 상기 다이스에 대하여 제2 높이를 갖고, 상기 시트는 상기 다이스와 다른 기판 사이에서 존재할 수 있는 최소 간격을 한정하고, 상기 다른 기판은 상기 최소 간격이 존재할 때 상기 제1 접점 요소에 기계 및 전기적으로 접속되는 제2 접점 요소를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 시트는 주연 정지 구조물인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 제1 접점 요소는 탄성 접점 요소이고, 상기 제1 높이는 제2 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 제2 접점 요소는 탄성 접점 요소이고, 상기 제1 높이는 제2 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 시트는 이를 상기 반도체 웨이퍼에 고정하는 접착제 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 시트는 상기 각각의 다이스의 일부분만 덮는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 웨이퍼를 개별적인 다이스로 단일화시키는 단계와,상기 다이스 중 하나와 상기 다른 기판이 상기 최소 간격으로 이격되도록 이들을 함께 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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