KR100741697B1 - 프로브 카드 및 그 제조 방법 - Google Patents

프로브 카드 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100741697B1
KR100741697B1 KR1020050102408A KR20050102408A KR100741697B1 KR 100741697 B1 KR100741697 B1 KR 100741697B1 KR 1020050102408 A KR1020050102408 A KR 1020050102408A KR 20050102408 A KR20050102408 A KR 20050102408A KR 100741697 B1 KR100741697 B1 KR 100741697B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
support
substrate
bumps
solder bumps
solder
Prior art date
Application number
KR1020050102408A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070045764A (ko
Inventor
이억기
신규현
정성훈
Original Assignee
주식회사 파이컴
이억기
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 파이컴, 이억기 filed Critical 주식회사 파이컴
Priority to KR1020050102408A priority Critical patent/KR100741697B1/ko
Priority to CN2006800402037A priority patent/CN101310375B/zh
Priority to US12/091,742 priority patent/US7975380B2/en
Priority to JP2008537587A priority patent/JP2009513970A/ja
Priority to PCT/KR2006/004257 priority patent/WO2007049878A1/en
Priority to TW095139755A priority patent/TWI309718B/zh
Publication of KR20070045764A publication Critical patent/KR20070045764A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100741697B1 publication Critical patent/KR100741697B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3473—Plating of solder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07342—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being at an angle other than perpendicular to test object, e.g. probe card
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654—Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/09745—Recess in conductor, e.g. in pad or in metallic substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/167—Using mechanical means for positioning, alignment or registration, e.g. using rod-in-hole alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/243—Reinforcing the conductive pattern characterised by selective plating, e.g. for finish plating of pads
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49147—Assembling terminal to base
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49147—Assembling terminal to base
    • Y10T29/49149—Assembling terminal to base by metal fusion bonding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
    • Y10T29/49156—Manufacturing circuit on or in base with selective destruction of conductive paths
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
    • Y10T29/49162—Manufacturing circuit on or in base by using wire as conductive path

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

프로브 카드 및 그 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 복수개의 도전 패턴들이 형성된 기판 상에 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 솔더 범프들을 형성하고, 솔더 범프에 의해 지지되면서 도전 패턴들에 접속하는 프로브들을 형성한 후, 솔더 범프들을 용융시킴으로써 프로브들을 기판에 고정시키는 단계를 포함한다. 이때, 솔더 범프들을 형성하는 단계는 소정의 사진 및 식각 공정을 이용하여 솔더 범프들을 동일한 크기 및 모양으로 형성하는 단계를 포함한다.

Description

프로브 카드 및 그 제조 방법{Probe Card And Method Of Fabricating The Same}
도 1a 내지 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 제작 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 1b 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 프로브 카드의 제작 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.
도 11은 본 발명의 변형된 실시예들에 따른 프로브 카드의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 기판 12 : 절연막
15 : 도전 패턴 20 : 패드
30 : 제 1 마스크 패턴 35 : 제 1 개구부
50 : 제 2 마스크 패턴 55 : 제 2 개구부
40 : 지지 범프 60 : 솔더 범프
110 : 연결부 112 : 가이드 지지부들
114 : 플러그
본 발명은 전자 소자 테스트 장치에 사용되는 프로브 카드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
프로브 카드는 소정의 기판 및 상기 기판 상에 배열된 프로브들을 포함하는 장치로서, 미세 전자 장치(예를 들면, 반도체 장치)의 전기적 특성을 측정하기 위해 사용된다. 알려진 것처럼, 반도체 장치는 외부 전자 장치와의 상호 신호 전달을 위해 그 표면에 형성되는 패드들을 구비한다. 즉, 반도체 장치는 상기 패드들을 통해 전기적 신호를 입력받아 소정의 동작을 수행한 후, 처리한 결과를 다시 패드들을 통해 외부 전자 장치로 전달한다. 이때, 상기 프로브 카드는 상기 반도체 장치와 상기 외부 전자 장치(예를 들면, 테스터) 사이의 전기적 경로를 형성함으로써, 상기 반도체 장치에 대한 전기적 테스트를 가능하게 한다.
한편, 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 상기 반도체 장치의 패드들은 미세화될 뿐만 아니라 이들 사이의 간격 역시 감소하고 있다. 이에 따라, 상기 프로브 카드들 역시 반도체 장치의 고집적화에 대응하여 미세하게 제작돼야 하지만, 이러한 미세화의 요구는 상기 프로브 카드를 제작하는 과정을 어렵게 만든다. 특히, 프 로브 카드 기판에 상기 반도체 장치의 패드들에 접촉하는 프로브들을 부착시키는 결합 공정은 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 다양한 기술적 어려움에 직면하고 있다.
상기 결합 공정을 위해 사용되는 기술들에는 수작업에 기초한 납땜 기술, 플립 칩 본더를 사용하는 기술 및 레이저를 사용하는 기술 등이 있다. 하지만, 상기 수작업에 기초한 납땜 기술은 작업자의 숙련도에 의해 제품의 품질이 결정될 뿐만 아니라 작업 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이에 더하여, 상술한 미세화 추세에 따라, 이 방법은 요구되는 정렬 정밀도를 충족시키기 어렵다.
상기 플립 칩 본더를 사용하는 기술은 현재 널리 사용되고 있는 방법이지만, 단지 한 개의 프로브 불량이 프로브 카드 전체의 불량으로 이어지기 때문에, 제품의 생산 수율이 낮은 단점이 있다. 또한, 이 방법은 고가의 장비를 필요로 하기 때문에, 제품의 생산 비용이 증가하는 문제를 수반한다.
마지막으로, 상기 레이저를 사용하는 결합 기술은 각각의 프로브들을 개별적으로 가열하여 본딩하는 단계를 포함하기 때문에, 상기 납땜 기술과 마찬가지로, 작업 시간이 길어지는 단점이 있다. 또한, 이 기술은 프로브의 급가열 및 급냉각을 수반하기 때문에, 급격한 온도 변화에 따른 제품 파손의 문제를 수반한다.
이에 더하여, 프로브를 프로브 카드 기판에 고정시키기 위해서는 접착제가 사용되지만, 상술한 기술들은 상기 접착제의 모양 및 부피를 필요에 따라 정밀하게 제어하기 어렵다. 이러한 접착제 모양 및 부피에 대한 제어의 어려움은 프로브의 높이의 불균일함을 초래하여, 프로브 카드의 품질을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 특히, 상술한 기술들에 따르면, 프로브들 각각을 고정시키기 위해 사용되는 접착제들이 기판 전체에 걸쳐 소정의 모양 및 크기를 갖도록 형성되지 않기 때문에, 상술한 프로브 높이의 불균일함은 극복되기 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 프로브들의 높이가 일정한 프로브 카드를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 프로브들의 높이를 일정하게 만들 수 있는 프로브 카드의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 프로브 카드의 제작 시간을 줄이면서 급격한 온도 변화에 따른 제품 파손을 방지할 수 있는 프로브 카드의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 프로브를 프로브 카드 기판에 고정시키는데 사용되는 접착제를 소정의 모양 및 크기를 갖도록 만드는 단계를 포함하는 프로브 카드의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 본 발명은 소정의 사진 및 식각 공정을 이용하여 솔더 범프를 형성하는 단계를 포함하는 프로브 카드의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 복수개의 도전 패턴들이 형성된 기판 상에 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 솔더 범프들을 형성하고, 상기 솔더 범프에 의해 지지되면서 상기 도전 패턴들에 접속하는 프로브들을 배치한 후, 상기 솔더 범프들을 용융 시킴으로써 상기 프로브들을 상기 기판에 고정시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 솔더 범프들을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 개구부들을 갖는 마스크 패턴을 형성하고, 상기 마스크 패턴을 주형으로 사용하여 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 상기 솔더 범프들을 형성한 후, 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 개구부들은 상기 도전 패턴의 상부에 형성되며, 더 나아가 동일한 크기 및 모양을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 솔더 범프들은 상기 마스크 패턴을 주형으로 사용하는 전기 도금 기술을 적용하여 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 솔더 범프들은 Sn-Pb 계열, Sn-Bi 계열, Sn-Ag 계열 및 Sn-Zn 계열의 물질들 중의 적어도 한가지를 사용하여 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 솔더 범프들을 형성하기 전에, 상기 프로브들을 물리적으로 지지하면서 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 지지 범프들을 더 형성할 수 있다. 상기 지지 범프들은 소정의 사진 및 식각 공정을 이용하여 상기 지지 범프들을 동일한 크기 및 모양으로 형성되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 지지 범프들을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 상기 도전 패턴들의 상부면을 노출시키는 지지 범프 마스크 패턴을 형성하고, 상기 지지 범프 마스크 패턴을 주형으로 사용하는 전기 도금 기술을 적용하여 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 상기 지지 범프들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 프로브들은 가이드 지지부 및 플러그 중의 적어도 하나를 구비하되, 상기 가이드 지지부는 상기 지지 범프들 또는 상기 솔 더 범프들의 모양에 대응되는 모양을 갖고, 상기 플러그는 상기 지지 범프들 또는 상기 기판의 모양에 대응되는 모양을 갖는다. 이때, 상기 기판에는 상기 플러그의 모양에 대응되는 홈들이 형성될 수 있다. 상기 홈들은 상기 솔더 범프 또는 상기 지지 범프의 하부면보다 낮은 바닥면을 갖는다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 부분 솔더 범프 용융체들을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드를 제공한다. 이 프로브 카드는 복수개의 도전 패턴들이 형성된 기판, 상기 기판 상에 배치되어 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 프로브들, 및 상기 프로브들을 상기 기판에 고정시키는 솔더 범프 용융체들을 포함한다. 이때, 상기 프로브들은 가이드 지지부를 구비하고, 상기 솔더 범프 용융체는 상기 가이드 지지부에 의해 복수개의 부분 솔더 범프들로 구분된다.
상기 솔더 범프 용융체는 Sn-Pb 계열, Sn-Bi 계열, Sn-Ag 계열 및 Sn-Zn 계열의 물질들 중의 적어도 한가지로 이루어질 수 있다. 이에 더하여, 상기 솔더 범프 용용체들과 상기 도전 패턴 사이에는, 상기 프로브들을 물리적으로 지지하면서 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 지지 범프들이 더 배치될 수 있다.
상기 프로브는 상기 지지 범프들 또는 상기 기판의 모양에 대응되는 모양을 갖는 플러그를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 가이드 지지부는 상기 지지 범프들 또는 상기 솔더 범프들의 모양에 대응되는 모양을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판은 상기 솔더 범프 또는 상기 지지 범프의 하부면보다 낮은 바닥면을 가지면서, 상기 플러그의 모양에 대응되는 홈들 이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 홈은 상기 도전 패턴의 중앙 하부에 형성되고, 상기 도전 패턴들은 중앙부에서 상기 홈을 노출시키는 중공부를 갖는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 막이 다른 막 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 막이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a 내지 도 6a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다. 도 1b 내지 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로브 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들로서, 도 1a 내지 도 6a의 점선 I-I'을 따라 보여지는 단면을 도시한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 패드들(20)이 형성된 기판(10)을 준비한다. 상기 패드들(20)은 상기 기판(10)의 일면 상에 배치되며, 상기 기판(10) 내에 형성된 소정의 도전 패턴들(15)에 전기적으로 접속한다. 상기 도전 패턴(15)은 테스터(tester)와 같은 외부 전자 장치에 연결된다. 또한, 상기 패드들(20)은 측정 대상에 형성된 단자들(예를 들면, 반도체 장치에 형성된 입출력 패드들)의 배치에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 본 발명에 따르면, 다층인쇄회로기판이 상기 기판(10)으로 사용될 수 있다.
상기 패드(20)는 구리, 니켈, 텅스텐, 금 및 이들의 합금 물질 등 중에서 선택된 적어도 한가지로 이루어질 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 패드들(20)은 다른 다양한 금속성 물질들 및 이들의 합금 물질들 중의 적어도 한가지를 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 패드들(20)이 형성된 기판(10) 상에, 상기 패드(20)의 상부면 일부를 노출시키는 제 1 개구부(35)를 갖는 제 1 마스크 패턴(30)을 형성한다. 상기 제 1 개구부(35)는 후속 공정에서 지지 범프(도 3a 및 도 3b의 40)의 모양을 정의한다. 즉, 상기 제 1 마스크 패턴(30)은 상기 지지 범프(40)의 주형으로 사용된다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 마스크 패턴(30)은 상기 패드(20), 상기 기판(10) 및 상기 지지 범프(20)에 대해 식각 선택성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제 1 마스크 패턴(30)은 통상적인 리쏘그래피 공정을 통해 형성되는 포토레지스트 패턴으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 마스크 패턴(30)을 형성하는 단계는 상기 패드들(20)이 형성된 기판 상에 포토레지스트막을 형성한 후, 상기 제 1 개구부(35)의 위치를 정의하는 소정의 포토 마스크를 사용하여 상기 포토레지스트막을 노광하는 단계를 포함한다. 이후, 상기 노광한 포토레지스트막을 현상함으로써, 상기 제 1 마스크 패턴(30)으로 사용되는 포토레지스 트 패턴을 완성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 포토레지스트막을 형성하기 전에, 상기 패드들(20)이 형성된 기판 상에 상기 제 1 마스크 패턴(30)으로 사용될 소정의 마스크막을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 마스크막을 패터닝함으로써, 상기 제 1 마스크 패턴(30)은 완성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 마스크 패턴(30)은 상기 패드(20)의 상부면 중앙부 및 상기 패드(20) 주변의 기판을 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 개구부(35)는 도시한 것처럼 상기 패드(20)의 상부면 가장자리를 노출시키도록 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 상기 제 1 개구부(35)의 모양은 도시된 구조에 한정되지 않고, 다양하게 변형될 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 제 1 개구부(35)를 채우면서, 상기 패드들(20)에 접속하는 지지 범프들(40)을 형성한다. 상기 지지 범프들(40)을 형성하는 단계는 상기 제 1 마스크 패턴(30) 상에 상기 제 1 개구부들(35)을 채우는 지지 범프막을 형성한 후, 상기 제 1 마스크 패턴(30)의 상부면이 노출될 때까지 상기 지지 범프막을 평탄화 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 이처럼, 상기 지지 범프(40)는 상기 제 1 마스크 패턴(30)을 주형으로 사용하여 형성되기 때문에, 기판(10) 전체에 걸쳐 동일한 모양 및 부피를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 본 발명의 일 특징은 본 발명에 따른 프로브들이 기판 전체에 걸쳐 동일한 높이로 형성될 수 있게 만든다.
상기 지지 범프막은 상기 패드들(20)과의 접착력이 우수한 도전성 물질로 형 성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 지지 범프막은 구리, 니켈, 텅스텐 및 이들의 합금 물질 등 중에서 선택된 적어도 한가지로 이루어질 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 지지 범프막은 다른 다양한 금속성 물질들 및 이들의 합금 물질들 중의 적어도 한가지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지 범프막은 전기 도금 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 마스크 패턴(30) 상에 상기 패드들(20)에 접속하는 씨드층(도시하지 않음)을 형성한 후, 상기 씨드층을 일 전극으로 사용하여 전기 도금 공정을 진행함으로써, 상기 제 1 개구부들(35)을 채우는 지지 범프막을 형성할 수 있다. 이때, 상기 씨드층은 (소스 물질의 종류에 관계없이 물질막을 증착할 수 있는) 스퍼터링 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 씨드층은 구리막으로 형성될 수 있다.
상기 지지 범프막을 식각하는 단계는 상기 제 1 마스크 패턴(30)에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지 범프막을 식각하는 단계는 화학적 기계적 연마, 기계적 연마, 습식 전면 식각 및 건식 전면 식각 중의 한가지 방법을 사용하여 실시할 수 있다. 특히, 상기 기판(10)의 상부면이 균일하지 않더라도, 상기 화학적 기계적 연마 및 기계적 연마의 방법을 사용하여 상기 지지 범프막을 식각할 경우, 형성되는 지지 범프들(40)의 상부면은 평탄화된다. 그 결과, 후속 공정에서 배치되는 프로브들은 기판의 평탄도와 관계없이 평탄한 높이를 갖게 된다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 지지 범프들(40)이 형성된 결과물 상에, 제 2 마스크 패턴(50)을 형성한다. 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 상기 지지 범프(40)의 상부면을 노출시키는 제 2 개구부(55)를 정의하도록 형성된다. 상기 제 2 개구부(55)는 후속 공정에서 솔더 범프(60)의 모양을 정의한다. 즉, 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 상기 솔더 범프(60)의 주형으로 사용된다. 이에 따라, 상기 솔더 범프(60)는 기판(10) 전체에 걸쳐 동일한 모양으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 상기 패드(20), 상기 기판(10), 상기 지지 범프(40) 및 상기 솔더 범프(60)에 대해 식각 선택성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 통상적인 리쏘그래피 공정에서 사용되는 포토레지스트막으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 마스크 패턴(50)을 형성하는 단계는 상기 지지 범프들(40)이 형성된 기판 상에 포토레지스트막을 형성한 후, 상기 제 2 개구부(55)의 위치를 정의하는 소정의 포토 마스크를 사용하여 상기 포토레지스트막을 노광하는 단계를 포함한다. 이후, 상기 노광한 포토레지스트막을 현상함으로써, 상기 제 2 마스크 패턴(50)으로 사용되는 포토레지스트 패턴을 완성한다.
상기 제 2 개구부(55)는 상기 지지 범프(40)의 상부면 일부를 노출시키도록 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 한 개의 지지 범프(40)는 서로 이격된 복수개의 제 2 개구부들(55)에 의해 노출된다. 예를 들면, 도시한 것처럼, 상기 제 2 개구부들(55)은 상기 제 1 개구부(35)의 네 모서리 상부에서 상기 지지 범프(40)를 노출시킨다. 결과적으로, 상기 패드(20) 및 상기 지지 범프(40)의 상부에서, 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 십자가 모양으로 형성된 부분을 갖는다.
한편, 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 상기 제 1 마스크 패턴(30)과 중첩되는 위치에 형성될 수도 있다. 즉, 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 상기 패드(20)의 상부면 중앙부 및 상기 패드(20) 주변의 기판 상에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 개구부(55)는 상기 지지 범프(40)의 상부면을 노출시키도록 형성될 수 있으며, 이러한 노출 영역은 상기 제 2 마스크 패턴(50)에 의해 단절되지 않는다. 이런 점에서, 상기 제 1 마스크 패턴(30) 및 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 동일한 포토마스크을 사용하는 리쏘그래피 공정을 통해 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 2 개구부(55)가 상기 지지 범프(40)로부터 벗어나는 오정렬의 문제를 예방하기 위해, 상기 제 2 개구부(55)의 폭은 상기 제 1 개구부(35)의 폭보다 좁은 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 포토레지스트 리플로우 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 포토레지스트 리플로우 공정은 상기 제 2 마스크 패턴(50)의 폭을 확장하기 위해 소정의 온도까지 상기 제 2 마스크 패턴(50)을 가열하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 개구부(35)와 마찬가지로, 본 발명에 따른 상기 제 2 개구부(55)의 위치 및 모양은 상술한 실시예들에 한정되지 않고, 다양하게 변형될 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 제 2 개구부(55)를 채우면서, 상기 지지 범프들(40)에 접속하는 솔더 범프들(60)을 형성한다. 상기 솔더 범프들(60)을 형성하는 단계는 상기 제 2 마스크 패턴(50) 상에 상기 제 2 개구부들(55)을 채우는 솔더 범프막을 형성한 후, 상기 제 2 마스크 패턴(50)의 상부면이 노출될 때까지 상기 솔더 범프막을 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 이처럼, 상기 솔더 범프(60)는 상기 제 2 마스크 패턴(50)을 주형으로 사용하여 형성되기 때문에, 기판(10) 전체에 걸쳐 동일한 모양 및 부피를 갖도록 형성된다. 이러한 본 발명의 일 특징은, 상술한 지지 범프(40)의 모양 및 부피의 일정함과 더불어, 본 발명에 따른 프로브들이 기판 전체에 걸쳐 동일한 높이로 형성될 수 있게 만든다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 개구부들(55)은 상기 제 1 개구부(35)의 네 모서리 상부에서 상기 지지 범프(40)를 노출시키기 때문에, 상기 제 2 마스크 패턴(50)을 주형으로 형성되는 상기 솔더 범프들(60)은 상기 제 1 개구부(35)의 네 모서리 상부에서 상기 지지 범프(40)에 접속한다. 즉, 상기 솔더 범프(60)는 상기 제 2 마스크 패턴(50)에 의해 구분되는 복수개의 부분 솔더 범프들로 구성될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 제 2 마스크 패턴(50)은 상기 제 1 마스크 패턴(30)과 중첩되는 위치에 형성되기 때문에, 상기 제 2 마스크 패턴(50)을 주형으로 형성되는 상기 솔더 범프들(60)은 상기 지지 범프(40)와 동일한 모양으로 형성될 수 있다.
상기 솔더 범프막은 상기 지지 범프들(40)과의 접착력(adhesive strength)이 크면서, 용융점(melting point)이 낮은 도전성 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 솔더 범프막의 용융점은 상기 지지 범프(40), 상기 패드(20), 상기 기판(10) 및 상기 도전 패턴(15)의 물리적 특성 및 구조를 변화시키지 않는 온도 범위(예를 들면, 130 내지 230℃의 온도 범위)인 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 솔더 범프막은 (그 용융점이 차례로, 대략, 183℃, 141℃, 223℃ 및 198℃인 것을 특징으로 하는) Sn-Pb 계열, Sn-Bi 계열, Sn-Ag 계열 및 Sn-Zn 계열의 물질들 중의 적어도 한가지로 이루어질 수 있다.
상기 솔더 범프막은 전기 도금 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 2 마스크 패턴(50) 상에 상기 지지 범프들(40)에 접속하는 씨드층을 형성한 후, 상기 씨드층을 일 전극으로 사용하여 전기 도금 공정을 진행함으로써, 상기 제 2 개구부들(55)을 채우는 솔더 범프막을 형성할 수 있다. 이때, 상기 씨드층은 상술한 스퍼터링 기술을 사용하여 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 솔더 범프막을 형성하는 단계는 상기 지지 범프들(40)을 씨드층으로 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 지지 범프들(40)을 형성하기 위한 씨드층이 상기 솔더 범프막을 형성하기 위한 일 전극으로 사용될 수 있다. 이 경우, 별도의 씨드층을 형성하는 단계가 필요하지 않기 때문에, 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 나아가 제조 비용을 절감할 수 있다.
상기 솔더 범프막을 식각하는 단계는 상기 제 2 마스크 패턴(50)에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 솔더 범프막을 식각하는 단계는 화학적 기계적 연마, 기계적 연마, 습식 전면 식각 및 건식 전면 식각 중의 한가지 방법을 사용하여 실시할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 제 2 마스크 패턴(50) 및 상기 제 1 마스크 패턴(30)을 차례로 제거하여, 상기 패드(20) 주변의 기판(10)을 노출시킨다. 그 결과, 상기 패드(20) 상에는 상기 지지 범프(40)가 형성되고, 상기 지지 범프(40) 상에는 상기 솔더 범프(60)가 형성된다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 패드(20)는 소정의 두께를 갖는 평판(plate) 모양으로 형성되고, 상기 지지 범프(40)는 상기 패드(20)의 중앙부를 노출시키는 중공형의 모양으로 형성된다. 또한, 상기 솔더 범프들(60)은 상기 지지 범프(40)의 네 모서리에 각각 하나씩 배치된다. 그 결과, 상기 지지 범프(40)의 상부면은 상기 솔더 범프들(60) 사이에서 노출되는 부분들을 갖는다(도 7 참조). 또한, 상술한 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 솔더 범프(60)는 상기 지지 범프(40)와 동일한 모양으로 형성될 수 있다(도시하지 않음).
상기 제 1 및 제 2 마스크 패턴들(30, 50)을 제거하는 단계는 상기 솔더 범프(60), 상기 지지 범프(40), 상기 패드(20) 및 상기 기판(10)에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하여 제거하는 것이 바람직하다. 상술한 것처럼, 상기 제 1 및 제 2 마스크 패턴들(30, 50)이 포토레지스트 패턴으로 이루어지는 경우, 상기 식각 공정은 통상적인 포토레지스트 스트립 기술을 사용하여 수행될 수 있다.
이후, 상기 솔더 범프들(60)이 형성된 기판(10)에 별도의 공정을 통해 제작되는 프로브들을 부착한다. 상기 프로브는 반도체 장치의 패드들에 직접 접촉하는 팁부(도시하지 않음) 및 상기 기판(10)의 패드들(20)에 연결되는 연결부(110)로 구성된다. 상기 프로브는 상기 팁부가 반도체 장치의 입출력 패드에 접촉할 때 인가되는 힘의 작용점 위치에 따라, 크게 수직형(vertical type)과 켄틸레버형(cantilever type)으로 구분될 수 있다. 수직형 프로브는 상기 힘의 작용점이 상기 연결부(110)의 축(z) 상에 위치하는 반면, 상기 켄틸레버형 프로브는 상기 힘의 작용점이 상기 연결부(110)의 축(z)에서 벗어난다. 아래에서는 상기 프로브의 연결부(110) 구조와 관련하여 본 발명을 설명할 것이지만, 모든 프로브들은 연결부를 구비한다는 점에서 본 발명은 팁부의 구조 및 그 위치에 영향을 받지 않는다. 이런 점에서, 본 발명은 상기 수직형 및 켄틸레버형 프로브들 모두에 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 프로브와 상기 기판(10) 사이의 견고한 결합 및 안정적인 전기적 연결을 위해, 상기 프로브의 연결부(110)는 다양한 구조로 변형될 수 있다. 예를 들면, 상기 연결부(110)는 상기 축(z)의 방향에 수직한 방향으로 돌출된 가이드 지지부들(112) 및 상기 연결부(110)의 축에 평행하게 돌출된 플러그(114)를 구비할 수 있다(도 7 참조). 상기 가이드 지지부들(112)은 상기 지지 범프(40)의 상부면에 접촉하도록, 상기 솔더 범프들(60) 사이로 삽입된다. (즉, 상기 가이드 지지부들(112)은 상기 부분 솔더 범프들 사이에 배치된다.) 또한, 상기 플러그(114)는 상기 패드(20)의 중앙부를 노출시키는 상기 지지 범프(40)의 개구부(42)에 삽입되며, 상기 패드(20)에 직접 접촉하는 것이 바람직하다.
이후, 상기 프로브들이 배치된 기판(10)은 내부 온도는 점진적으로 올리거나 내릴 수 있는 소정의 가열 장치의 내부로 로딩된다. 이어서, 상기 가열 장치를 상기 솔더 범프(60)의 용융점 이상까지 가열한 후 냉각시킨다. 이에 따라, 상기 솔더 범프(60)는 용융된 후 냉각되며, 그 결과로서, 상기 연결부(110)(더 자세하게는, 상기 가이드 지지부들(112))는 상기 지지 범프(40) 및 상기 기판(10)에 부착된다.
한편, 상기 가열 장치의 점진적인 가열 및 냉각은 본 발명에 따른 프로브 카드에 열적 스트레스를 최소화할 수 있기 때문에, 레이저를 사용하는 기술에서 발생하는 열적 스트레스에 의한 제품 파손의 가능성을 줄이는데 기여한다. 또한, 상기 가열 장치는 기판 전체에 걸쳐 상기 솔더 범프들(60)을 용융/냉각시키기 때문에, 각 프로브들을 개별적으로 프로브 카드 기판에 부착시키는 기술들에 비해 작업 시간을 획기적으로 줄일 수 있다. 이러한 작업 시간의 감소는 제품 생산의 효율을 증대시킴으로써, 제품의 제조 비용을 절감할 수 있게 만든다.
본 발명에 따르면, 상기 지지 범프(40), 상기 솔더 범프(60), 상기 패드(20) 및 상기 기판(10)은 상기 프로브의 연결부(110) 구조에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 프로브 카드를 설명하기 위한 사시도들이다. 간략한 설명을 위해, 이러한 실시예들에 대한 설명에서, 앞서 설명한 실시예들과 중복되는 내용은 생략한다.
도 8를 참조하면, 상기 플러그(114)는 상기 지지 범프(40) 및 패드(20)를 관통하여, 상기 기판(10)과 직접 접촉할 수 있다. 바람직하게는, 상기 플러그(114)의 길이(L1)는 상기 지지 범프(40) 및 상기 패드(20)의 두께의 합(L21+L22)보다 크거나 같다. 상기 플러그(114)의 길이가 상기 두께의 합(L21+L22)보다 큰 경우, 상기 플러그(114)는 상기 기판(10) 내에 삽입될 수 있으며, 이를 위해, 상기 기판(10)에는 두 길이들의 차이에 해당하는 깊이(L1-L21-L22)를 갖는 홈(200)이 형성된다. 이처럼 상기 플러그(114)가 상기 홈(200) 내에 삽입될 경우, 상기 플러그(114)는 상기 기판(10)에 구조적으로 더욱 안정하게 고정될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 프로브 카드는 상기 지지 범프(40)를 구비하지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 프로브의 연결부(110)는 복수개의 가이드 지지부들(112)을 구비하고, 각각의 가이드 지지부들(112)은 도 7 및 8에서와 동일하게 상기 솔더 범프들(60) 사이에 삽입되어 상기 패드(20)에 접촉한다. 이에 따라, 상기 프로브는 상기 솔더 범프들(60)에 의해 구조적으로 지지된다.
이러한 실시예는, 상기 솔더 범프들(60)이 상기 제 2 마스크 패턴(50)을 주형으로 형성되기 때문에 상기 솔더 범프들(60)의 모양을 임의로 변형할 수 있는, 본 발명의 일 기술적 특징에 의해 가능하다. 즉, 본 발명에 따르면, 상기 솔더 범프들(60)은 (상기 프로브의 정렬 및 구조적 지지를 위해 이용되는) 상기 지지 범프(40)의 역할을 대신할 수 있는 모양으로 형성될 수 있으며, 이러한 솔더 범프의 모양 변형은 상기 솔더 범프들(60)이 상기 제 2 마스크 패턴(50)을 주형으로 형성되는 본 발명의 일 기술적 특징에 의해 가능하다. 이러한 실시예에 따르면, 상기 지지 범프(40)를 형성하기 위한 공정이 생략될 수 있기 때문에, 공정 단순화에 따른 제품 생산 비용의 절감이라는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 이 실시예의 변형된 실시예에 따르면, 상기 패드(20) 주변에는 상기 기판(10)의 상부면을 덮는 소정의 절연막(12)이 형성될 수도 있다. 상기 절연막(12)은 화학기상증착 공정을 통해 형성되는 실리콘 산화막인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 상술한 것처럼, 상기 솔더 범프(60)는 Sn-Pb 계열, Sn-Bi 계열, Sn-Ag 계열 및 Sn-Zn 계열의 물질들 중의 적어도 한가지로 형성된다. 이 경우, 상기 솔더 범프(60)는 상기 용융 단계에서 상기 패드(20)의 바깥 영역으로 퍼지지 않고, 소정의 영역(즉, 상기 가이드 지지부들(114) 사이의 패드(20) 상부면)에 한정적으로 배치된다. 이러한 한정적 배치는 상기 솔더 범프(60)로 사용되는 물질들이, 용융될 때, 상기 절연막(12) 상에는 형성되지 않는 물질적 특성 때문으로, 상기 솔더 범프(60)의 수평적 확장에 따른 프로브들의 전기적 쇼트를 예방하게 한다.
도 10을 참조하면, 상기 프로브의 연결부(110)는, 도 8를 참조하여 설명한 것처럼, 상기 기판(10)에 삽입되는 플러그(114)를 구비할 수 있다. 이 실시예에 따르면, 상기 플러그(114)의 길이(L3)는 상기 패드(20)의 두께(L4)보다 크거나 같다. 상기 플러그(114)의 길이가 상기 패드의 두께(L4)보다 큰 경우, 상기 플러그(114)는 상기 기판(10) 내에 삽입될 수 있으며, 이를 위해, 상기 기판(10)에는 두 길이들의 차이에 해당하는 깊이(L3-L4)를 갖는 홈(200)이 형성된다. 이처럼 상기 플러그(114)가 상기 홈(200) 내에 삽입될 경우, 상기 플러그(114)는 상기 기판(10)에 구조적으로 더욱 안정하게 고정될 수 있다.
한편, 본 발명의 또다른 변형된 실시예들에 따르면, 상기 지지 범프들(40)을 형성한 후, 상기 제 1 마스크 패턴(30)을 제거하고, 그 결과물 상에 상기 제 2 마스크 패턴(50)을 형성할 수도 있다(도 11 참조). 이때, 상기 제 2 마스크 패턴(50) 및 상기 제 2 개구부(55)는 상술한 실시예에서와 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 소정의 마스크 패턴을 주형으로 이용하여 솔더 범프를 형성한다. 이때, 상기 마스크 패턴은 사진 공정을 통해 형성될 수 있기 때문에, 상기 솔더 범프를 원하는 모양으로 형성할 수 있으며, 나아가 솔더 범프의 모양을 기판 전체에 걸쳐 동일하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 프로브의 연결부 구조에 대응되는 솔더 범프를 기판 전체에 걸쳐 동일한 모양 및 부피로 형성할 수 있다. 그 결 과, 프로브는 기판 전체에 걸쳐 일정한 높이로 형성될 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따르면, 점진적으로 내부 온도를 올리거나 내릴 수 있는 가열 장치를 이용하여 상기 솔더 범프를 용융시킨다. 이에 따라, 본 발명에 따른 프로브 카드는 열적 스트레스에 의한 제품 파손없이 제작될 수 있다. 또한, 상기 가열 장치는 기판 전체에 걸쳐 상기 솔더 범프들을 용융/냉각시키기 때문에, 각 프로브들을 개별적으로 프로브 카드 기판에 부착시키는 기술들에 비해 작업 시간을 획기적으로 줄일 수 있다. 이러한 작업 시간의 감소는 제품 생산의 효율을 증대시킴으로써, 제품의 제조 비용을 절감할 수 있게 만든다.
본 발명에 따르면, 지지 범프들 및 솔더 범프들은 평탄화 공정을 통해 형성된다. 이에 따라, 기판이 평탄하지 않을지라도, 본 발명에 따른 프로브들은 개선된 평탄도를 가질 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수개의 도전 패턴들이 형성된 기판 상에, 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하면서 프로브들이 삽입될 수 있는 부분을 갖는 솔더 범프들을 형성하는 단계;
    상기 솔더 범프의 프로브들이 삽입될 수 있는 부분에 삽입됨으로써 상기 솔더 범프에 의해 구조적으로 지지되면서, 상기 도전 패턴들에 접속하는 프로브들을 배치하는 단계; 및
    상기 솔더 범프들을 용융시킴으로써, 상기 프로브들을 상기 기판에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔더 범프들을 형성하는 단계는
    상기 기판 상에 개구부들을 갖는 마스크 패턴을 형성하는 단계;
    상기 마스크 패턴을 주형으로 사용하여, 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 상기 솔더 범프들을 형성하는 단계; 및
    상기 마스크 패턴을 제거하여, 상기 프로브들이 삽입될 수 있는 상기 부분들을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 개구부들은 상기 도전 패턴의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 솔더 범프들은 상기 마스크 패턴을 주형으로 사용하는 전기 도금 기술 을 적용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔더 범프들은 Sn-Pb 계열, Sn-Bi 계열, Sn-Ag 계열 및 Sn-Zn 계열의 물질들 중의 적어도 한가지를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔더 범프들을 형성하기 전에, 상기 프로브들을 물리적으로 지지하면서 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 지지 범프들을 형성하는 단계를 더 구비하는 프로브 카드의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지 범프들은 소정의 사진 및 식각 공정을 통해 한번에 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지 범프들을 형성하는 단계는
    상기 기판 상에 상기 도전 패턴들의 상부면을 노출시키는 지지 범프 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 지지 범프 마스크 패턴을 주형으로 사용하는 전기 도금 기술을 적용하여, 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 상기 지지 범프들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로브들은 가이드 지지부 및 플러그 중의 적어도 하나를 구비하되, 상기 가이드 지지부는 상기 지지 범프들 또는 상기 솔더 범프들의 모양에 대응되는 모양을 갖고, 상기 플러그는 상기 지지 범프들 또는 상기 기판의 모양에 대응되는 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판에는 상기 플러그의 모양에 대응되는 홈들이 형성되되, 상기 홈들은 상기 솔더 범프 또는 상기 지지 범프의 하부면보다 낮은 바닥면을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 제조 방법.
  10. 복수개의 도전 패턴들이 형성된 기판;
    상기 기판 상에 배치되어, 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 프로브들; 및
    상기 프로브들을 상기 기판에 고정시키는 솔더 범프 용융체들을 포함하되,
    상기 프로브는 그 측벽들로부터 돌출된 가이드 지지부들을 구비하고, 상기 솔더 범프 용융체는 상기 돌출된 가이드 지지부들에 의해 복수개의 부분 솔더 범프들로 구분되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 솔더 범프 용융체는 Sn-Pb 계열, Sn-Bi 계열, Sn-Ag 계열 및 Sn-Zn 계열의 물질들 중의 적어도 한가지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 솔더 범프 용용체들과 상기 도전 패턴 사이에는, 상기 프로브들을 물리적으로 지지하면서 상기 도전 패턴들에 전기적으로 접속하는 지지 범프들이 더 배치되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로브는 상기 지지 범프들 또는 상기 기판의 모양에 대응되는 모양을 갖는 플러그를 더 구비하고,
    상기 가이드 지지부는 상기 지지 범프들 또는 상기 솔더 범프들의 모양에 대응되는 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판에는 상기 플러그의 모양에 대응되는 홈들이 형성되되, 상기 홈들 은 상기 솔더 범프 또는 상기 지지 범프의 하부면보다 낮은 바닥면을 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 도전 패턴의 중앙 하부에 형성되고, 상기 도전 패턴들은 중앙부에서 상기 홈을 노출시키는 중공부를 갖는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
KR1020050102408A 2005-10-28 2005-10-28 프로브 카드 및 그 제조 방법 KR100741697B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050102408A KR100741697B1 (ko) 2005-10-28 2005-10-28 프로브 카드 및 그 제조 방법
CN2006800402037A CN101310375B (zh) 2005-10-28 2006-10-19 探针板以及制造该探针板的方法
US12/091,742 US7975380B2 (en) 2005-10-28 2006-10-19 Method of fabricating a probe card
JP2008537587A JP2009513970A (ja) 2005-10-28 2006-10-19 プローブカード及びその製造方法
PCT/KR2006/004257 WO2007049878A1 (en) 2005-10-28 2006-10-19 Probe card and method of fabricating the same
TW095139755A TWI309718B (en) 2005-10-28 2006-10-27 Probe card and method of fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050102408A KR100741697B1 (ko) 2005-10-28 2005-10-28 프로브 카드 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070045764A KR20070045764A (ko) 2007-05-02
KR100741697B1 true KR100741697B1 (ko) 2007-07-23

Family

ID=37967957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050102408A KR100741697B1 (ko) 2005-10-28 2005-10-28 프로브 카드 및 그 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7975380B2 (ko)
JP (1) JP2009513970A (ko)
KR (1) KR100741697B1 (ko)
CN (1) CN101310375B (ko)
TW (1) TWI309718B (ko)
WO (1) WO2007049878A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100806383B1 (ko) * 2007-01-05 2008-02-27 세크론 주식회사 프로브 카드 제조 방법
KR101301739B1 (ko) * 2007-06-26 2013-08-29 주식회사 코리아 인스트루먼트 프로브 카드 제조 방법
CN101957389B (zh) * 2009-07-13 2013-09-04 巧橡科技有限公司 测试装置及其制造方法
KR20130072544A (ko) * 2011-12-22 2013-07-02 삼성전기주식회사 프로브 카드 및 그 제조방법
CN103412164B (zh) * 2013-07-16 2015-12-23 上海交通大学 基于弹性基底和背面引线的微机电系统探针卡和制备方法
DE102015203680A1 (de) * 2015-03-02 2016-09-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Schaltung, Baugruppe mit einer elektronischen Schaltung sowie Fertigungsanlage zur Herstellung einer elektronischen Schaltung
CN116819145B (zh) * 2023-08-26 2023-11-03 江苏鹏利芝达恩半导体有限公司 一种采用无导镀金法的探针制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020014677A (ko) * 2000-08-16 2002-02-25 류달래 프로브 및 프로브 카드와 프로브의 제조 방법
JP2002158264A (ja) * 2000-11-17 2002-05-31 Ando Electric Co Ltd プローブカード及びその製造方法
KR100323657B1 (ko) 1994-05-24 2002-06-24 클라크 3세 존 엠. 소울더범프를형성시키는방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2745720B2 (ja) * 1989-09-26 1998-04-28 松下電器産業株式会社 リフローはんだ付方法
JP3188975B2 (ja) * 1990-11-06 2001-07-16 セイコーエプソン株式会社 半導体素子が実装される基板の検査方法、及びその基板を検査する検査治具
JP3240793B2 (ja) * 1993-12-15 2001-12-25 ソニー株式会社 プローブ集合体、その製造方法及びそれを用いたｉｃ測定用プローブカード
WO2002015260A1 (en) 2000-08-16 2002-02-21 Nanomechatronics Inc Probe, probe card and probe manufacturing method
JP2002164104A (ja) 2000-11-22 2002-06-07 Ando Electric Co Ltd プローブカード
US6647036B1 (en) * 2000-12-06 2003-11-11 Xerox Corporation Integration and alignment of VCSEL's with MEMS using micromachining and flip-chip techniques
JP3983077B2 (ja) * 2001-04-05 2007-09-26 東レエンジニアリング株式会社 プローブ基板及びその製造方法
CN1210777C (zh) * 2002-01-10 2005-07-13 育霈科技股份有限公司 晶圆级测试卡的探针构造及其制造方法
CN1201384C (zh) * 2002-01-10 2005-05-11 育霈科技股份有限公司 晶圆级探针卡及其制造方法
EP1486105B1 (en) * 2002-03-20 2009-09-30 Andrew LLC Interconnection pin/socket components for electrically connecting two circuit boards and method for mounting said components in a circuit board
JP3761479B2 (ja) 2002-03-22 2006-03-29 新光電気工業株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP3918779B2 (ja) * 2003-06-13 2007-05-23 松下電器産業株式会社 非耐熱部品のはんだ付け方法
US7024763B2 (en) * 2003-11-26 2006-04-11 Formfactor, Inc. Methods for making plated through holes usable as interconnection wire or probe attachments

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100323657B1 (ko) 1994-05-24 2002-06-24 클라크 3세 존 엠. 소울더범프를형성시키는방법
KR20020014677A (ko) * 2000-08-16 2002-02-25 류달래 프로브 및 프로브 카드와 프로브의 제조 방법
JP2002158264A (ja) * 2000-11-17 2002-05-31 Ando Electric Co Ltd プローブカード及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI309718B (en) 2009-05-11
CN101310375A (zh) 2008-11-19
JP2009513970A (ja) 2009-04-02
US20090184726A1 (en) 2009-07-23
TW200720667A (en) 2007-06-01
KR20070045764A (ko) 2007-05-02
CN101310375B (zh) 2010-05-19
US7975380B2 (en) 2011-07-12
WO2007049878A1 (en) 2007-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100741697B1 (ko) 프로브 카드 및 그 제조 방법
JP3611637B2 (ja) 回路部材の電気接続構造
JP4187718B2 (ja) プローブカード
KR20050086803A (ko) 프로브 배열체 및 그 제조 방법
JPH0563029A (ja) 半導体素子
TW201030872A (en) Probe card and manufacturing method thereof
US7830162B2 (en) Vertical probe and methods of fabricating and bonding the same
KR20020014677A (ko) 프로브 및 프로브 카드와 프로브의 제조 방법
KR20070103073A (ko) 프로브 카드 어셈블리와, 이 프로브 카드 어셈블리에프로브를 부착하는 방법
US20010009376A1 (en) Probe arrangement assembly, method of manufacturing probe arrangement assembly, probe mounting method using probe arrangement assembly, and probe mounting apparatus
US7886957B2 (en) Method of bonding probes and method of manufacturing a probe card using the same
JP2002031652A (ja) プローブカード、その修復方法及びその製造方法
US20070161285A1 (en) Electrically-conductive-contact holder, electrically-conductive-contact unit, and method for manufacturing electrically-conductive-contact holder
JP2006525516A (ja) マッチングデバイスを利用するデバイスのプロービング
KR101273970B1 (ko) 프로브의 탐침 및 프로브의 제조방법
US20160178668A1 (en) Probe card
JP2002139547A (ja) 電気的特性検査装置におけるプロービング装置およびプロービングシート構造並びに角錐バンプ付プリント配線基板の製造方法
JPH11154694A (ja) ウェハ一括型測定検査用アライメント方法およびプローブカードの製造方法
JP3761479B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR101301737B1 (ko) 프로브 카드 제조 방법
JP2003329734A (ja) 検査装置及び検査部材とその製造方法
KR101301739B1 (ko) 프로브 카드 제조 방법
KR100823879B1 (ko) 프로브 카드의 제조 방법
JP2000357861A (ja) 電子回路装置
TWI532998B (zh) 垂直式探針卡及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120716

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee