KR100798296B1 - 아치 형태에 따른 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법 - Google Patents

아치 형태에 따른 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 검사가 요구되는 다수 개의 전자부품의 불량 여부를 판단하기 위한 다수 개 접속 소자를 정렬시키는 방법에 관한 것이다. 다수 개의 접속 소자를 전자 기판에 배열하는 방법은 다수 개의 전극 패드에 대응되는 패드 배열 길이 및 다수 개의 접속 소자에 대응되는 소자 배열 길이를 결정하는 단계; 패드 배열 길이와 소자 배열 길이의 양 끝을 연결하는 선에 의하여 결정되는 하나의 원호를 결정하는 단계; 일정한 방향으로 연장되고 전극 패드에 대응되는 제1 연장 영역과 제1 연장 영역과 동일한 방향으로 연장되는 제2 연장 영역을 가지는 다수 개의 접속 소자를 제조하는 단계; 및 제1 연장 영역의 적어도 일부를 미리 결정된 간격으로 원호를 따라 배열하는 단계를 포함한다.
고정 포스트, 탄성 변위, 탄성 변위 결정 인자, 연결 영역

Description

아치 형태에 따른 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법{Method for Arranging a plurality of Connection Elements along an Arch Profile}
본 발명은 전기 검사가 요구되는 다수 개의 전자부품의 불량 여부를 판단하기 위한 다수 개 접속 소자를 정렬시키는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 실리콘 웨이퍼와 같은 기판에 정렬된 다수 개의 전자부품과 전기적으로 연결된 전극 패드에 접촉하여 전기 신호를 전달하고 그리고 전달된 전기 신호를 수신하여 다수 개의 전자 부품 각각의 불량 여부를 판단하기 위한 다수 개의 접속 소자를 정렬시키는 방법에 관한 것이다.
마이크로 소자 형태의 전자 부품의 검사를 위한 프로브 구조는 공지되어 있다. 실리콘 웨이퍼에 대량으로 제조된 반도체 또는 마이크로프로세서는 각각의 소자로 분리되기 전에 먼저 불량 여부가 검사되어야 한다. 소자의 전기적 불량 여부를 판단하기 위하여 검사기기에 연결된 프로브 팁이 각각의 소자에 접촉하여 시험 신호를 각각의 소자에 입력시킨다. 그리고 검사기기는 각각의 소자로부터 발생된 응답 신호에 기초하여 각각 소자의 불량 여부를 판단하게 된다. 마이크로 소자는 대량으로 집적되어 제조되므로 검사를 위한 프로브도 마찬가지로 대응될 수 있는 충분한 집적도를 가져야 한다.
전자부품들은 일반적으로 소형으로 그리고 대량으로 제조된다. 그리고 다수 개의 전자부품과 각각 연결된 다수 개의 전극 패드들은 일정한 형태로 정렬되고 다수 개의 프로브가 각각의 대응되는 전극 패드에 접촉될 수 있어야 한다. 다수 개의 전자부품의 불량 여부를 판단하기 위한 다양한 형태의 프로브가 개시되어 있다. 그리고 각각의 프로브 형태에 따른 다수 개의 프로브를 정렬하는 방법들이 또한 개시되어 있다.
WO 2007/017956은 X 및 Y 방향으로 모두 비연속적으로 배치된 프로브로 형성된 프로브 어셈블리에 대하여 개시하고 있다. US 7,082,682는 희생기판에 코어 구조를 만드는 것에 의하여 형성되는 접촉 구조를 개시하고 있다. US 공개번호 2007/0062913은 전자 방출 기계에 의하여 제조되는 프로브 정렬에 대하여 개시하고 있다. 그리고 WO 2006/049133은 빔에 가해지는 응력을 분산시킬 수 있는 외팔보 형태의 프로브에 대하여 개시하고 있다.
다수 개의 전자부품의 불량 여부를 검사하기 위한 다수 개의 프로브는 각각의 전자부품과 연결된 전극 패드의 크기 및 각각의 프로브 크기로부터 발생하는 문제점을 고려하여 구조 및 배치가 결정되어야 한다. 선행발명은 프로브 구조 자체와 관련되거나 또는 프로브 배치에 대해서만 개시하고 프로브 구조와 관련된 프로브의 배치에 대하여 개시하고 있지 아니하다. 본 발명은 프로브 구조와 관련된 다수 개의 프로브의 정렬 방법에 대하여 제안한다.
본 발명의 목적은 공간적으로 분리된 다수 개의 전자부품의 각각의 전극 패드에 접촉하여 물리적으로 균일한 결과를 가져올 수 있는 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 전극 패드 각각에 대응되는 다수 개의 접속 소자를 전자 기판에 배열하는 방법은 다수 개의 전극 패드에 대응되는 패드 배열 길이 및 다수 개의 접속 소자에 대응되는 소자 배열 길이를 결정하는 단계; 패드 배열 길이와 소자 배열 길이의 양 끝을 연결하는 선에 의하여 결정되는 하나의 원호를 결정하는 단계; 일정한 방향으로 연장되고 전극 패드에 대응되는 제1 연장 영역과 제1 연장 영역과 동일한 방향으로 연장되는 제2 연장 영역을 가지는 다수 개의 접속 소자를 제조하는 단계; 및 제1 연장 영역의 적어도 일부를 미리 결정된 간격으로 원호를 따라 배열하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 접속 소자의 각각은 제1 연장 영역과 제2 연장 영역을 잇는 연결 영역을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 접속 소자의 각각의 연결 영역의 길이는 서로 동일하다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 접속 소자 각각의 제2 연장 영역의 길이는 서로 동일하다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제1 연장 영역과 제2 연장 영역의 적어도 일부는 비탄성 구조가 되고 그리고 연결 영역은 탄성 구조가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제1 연장 영역의 폭이 서로 동일하다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제2 연장 영역의 폭이 서로 다르다.
본 발명에 따른 정렬된 다수 개의 접속 소자는 다수 개의 전극 패드에 동시에 접촉하여 동일하거나 또는 근사한 형태의 긁힘이 발생하도록 한다. 이로 인하여 본 발명에 따른 방법은 다수 개의 전자부품을 동시에 검사하는 경우 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 이점을 가진다.
아래에서 본 발명은 도면을 참조하고 그리고 본 발명의 범위를 제한하지 않는 실시 예를 이용하여 상세하게 설명된다.
본 명세서에서 접속 소자는 공간적으로 분리된 2개의 전자부품을 전기적으로 연결하는 소자를 의미한다. 접속 소자는 각각의 전자 부품과 접촉할 수 있는 2개의 연결 부분을 가지고 그리고 2개의 연결 부분은 2개의 전자 부품 각각에 견고하게 결합하거나 또는 일시적으로 접촉할 수 있다. 일시적 접촉은 전기 신호를 전달 또는 수신하기에 충분한 일정 시간 동안 연결 상태를 유지하는 것을 의미한다.
도 1a는 전자 부품의 정렬을 위하여 적용될 수 있는 접속 소자의 형태를 도시한 것 이다.
접속 소자는 제1 전자부품(E1)과 제2 전자부품(E2)을 일시적으로 연결시켜 전기 신호를 전달 및 수신하여 제2 전자부품(E2)의 불량 여부를 판단한다. 구체적으로 제1 전자부품(E1)은 예를 들어 다층 복합 기판 또는 스페이스 트랜스포머(Space transformer), 단층기판, 플렉시블 기판(Flexible substrate), 멤브레인 기판(mebrane substrate) 등이 될 수 있고 접속 소자를 시험장치와 전기적으로 연결한다. 제2 전자부품(E2)은 웨이퍼 상에 구현된 반도체 다이(Semiconductor die)에 고밀도로 형성된 IC회로가 될 수 있다. 접속 소자는 제1 전자부품(E1)의 표면에 형성된 고정 패드(F)에 견고하게 결합되고 그리고 제2전자부품(E2)과 전기적으로 연결된 전극 패드(P)에 일시적으로 접촉하면서 제1 전자부품(E1)과 제2 전자부품(E2) 사이에 전기 신호를 전달한다. 고정 패드(F)와 전극 패드(P)는 동일 수직선 위에 위치할 수 있지만 도 1에 도시된 것처럼 서로 다른 수직선 위에 위치할 수 있다. 접속 소자는 고정 패드(F)에 고정 포스트(11); 고정 포스트(11)로부터 전극 패드(P) 방향으로 연장되는 빔(12); 빔(12)으로부터 전극 패드(P)로 연장되어 접속 소자의 접촉 위치를 결정하는 베이스(13); 및 베이스(13)의 아래쪽 평면으로부터 돌출되어 전극 패드(P)와 일시적으로 접촉할 수 있도록 형성된 접촉 팁(14)을 포함한다. 고정 포스트(11), 베이스(13) 및 접촉 팁(14)은 비탄성 구조를 가지고 그리고 빔(12)은 탄성 구조를 가질 수 있다. 본 명세서에서 탄성 및 비탄성은 상대적인 개념으로 사용되고 그리고 복원력을 전제로 한다. 제2 전자부품(E2)이 제1 전자부품(E1)의 방향으로 접근하여 접촉 팁(14)에 도달하여 힘 또는 압력을 가하면 접촉 팁(14)은 제1 전자부품(E1) 쪽으로 이동하게 된다. 접촉 팁(14)의 이동은 빔(12)의 상하 방향의 탄성 변형으로 인하여 발생한다. 빔(12)뿐만 아니라 접촉 팁(14) 또는 고정 포스트(11)가 모두 상하 방향으로 탄성 변형이 되도록 만들어질 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 정렬 방법은 주로 고정 포스트(11), 베이스(13) 및 접촉 팁(14)은 자체적으로 발생하는 탄성력에 의하여 상하 방향으로 탄성 변형이 되지 않는 접속 소자와 관련된다. 다만 이로 인하여 본 발명의 범위에서 고정 포스트(11), 베이스(13) 또는 접촉 팁(14)이 탄성 변형이 되는 접속소자가 제외된다는 의미는 아니다. 또한 탄성 변형이 되지 않는다는 것은 빔(12)의 탄성 변형에 비하여 무시할 수 있다는 의미에 지나지 않는다. 본 명세서에서 특별히 명시하지 않는 경우 탄성 변형이란 상하 방향의 탄성 변형을 의미한다. 그러므로 탄성 변형이란 한 점에서 힘 또는 압력이 가해지는 경우 다른 곳에 위치하는 인접하는 2점의 수직 위치 관계가 상대적으로 변하는 것을 의미한다. 접속 소자의 형태는 접속 소자의 고정 포스트(11)가 제1 전자 부품(E1)의 표면에 결합되는 고정 패드(F)의 위치와 전극 패드(P)가 제2 전자 부품(E2)에 형성되는 위치의 상관관계에 의하여 분류될 수 있다. 고정 패드(F)와 전극 패드(P)가 제1 전자부품(E1) 또는 제2 전자 부품(E2)의 표면에 대하여 수직으로 연장되는 동일 직선에 위치하면 수직 정렬 접속 소자가 된다. 이에 비하여 서로 다른 수직선에 위치하면 연장 정렬 접속 소자에 해당한다. 도 1a에 제시된 접속 소자는 연장 정렬 소자에 해당하지만 본 발명에 따른 방법에 적절한 변형을 가하여 수직 정렬 접속 소자에 적용될 수 있다.
다수 개의 전극 패드(P)는 웨이퍼 상에 구현된 반도체 다이에 다양한 형태로 정렬될 수 있고 예를 들어 도 1b에 도시된 것과 같은 형태로 정렬될 수 있다.
도 1b는 반도체 다이(S)에 일정 형태로 정렬된 다수 개의 전자부품에 대응되는 다수 개의 전극 패드(P)를 도시한 것이다.
반도체 다이(S)에서 다수 개의 전극 패드(P)는 일정 형태로 밀집되어 정렬된다. 일반적으로 전극 패드의 크기는 50 내지 120 ㎛의 크기를 가지지만 집적도 및 전자부품의 종류에 따라 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 패드(P)는 반도체의 종류에 따라 다양한 형태로 정렬될 수 있고 반드시 규칙적으로 정렬되는 것은 아니다. 각각의 전극 패드(P)는 각각의 전자 부품과 전기적으로 연결되어 있고 그리고 각각의 전극 패드(P)에 대응되는 각각의 접속 소자에 일시적으로 접촉된다. 도 1c는 도 1b와 같은 패드(P) 정렬에 대응되는 접속 소자의 정렬을 도시한 것이다.
각각의 접속 소자(10)는 각각의 전극 패드(P)에 대응되어 정렬이 된다. 전극 패드(P)는 다양한 형태로 정렬될 수 있고 그리고 접속 소자는 전극 패드(P)의 정렬에 대응될 수 있도록 정렬되어야 한다. 일정한 힘이 접속 소자(10)의 정렬은 접촉 팁이 전극 패드(P)에 전기 검사 과정에서 전극 패드(P) 정렬에 대응되는 접속 소자(10)는 전체가 동시에 전극 패드(P)에 접촉되어 전기 신호를 전달 및 수신하고 그리고 동시에 분리되어야 한다. 그리고 이와 같은 접촉 및 분리는 전체 반도체 다이를 검사하기 위하여 상당한 횟수로 반복되어야 한다. 일반적으로 전극 패드(P)의 크기는 접속 소자의 크기에 비하여 작고 그리고 전극 패드(P)는 미세 간격으로 배치되어 있으므로 전극 패드(P) 정렬에 적합한 다수 개의 접속 소자의 정렬 구조가 결정되어야 한다.
도 2a는 본 발명에 따른 패드 정렬에 따라 접속 소자의 정렬 구조에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
도시된 전극 패드(P1, P2)는 실리콘 웨이퍼에 밀집하게 배치된 전극 패드 중 서로 이웃하는 2개를 도시한 것이다. 2개의 전극 패드(P1, P2)에 대하여 2개의 접속 소자(A1,A2)가 각각 대응되고 그리고 전극 패드(P1, P2)의 전체 배치 길이(VP)(이하 “패드 배치길이”라고 함)는 접속 소자의 전체 배치 길이(VA)(이하 “소자 배치길이”라고 함)보다 작다. 전극 패드(P1, P2)의 위치는 미리 결정되어 있으므로 대응되는 접속 소자(A1, A2)는 전극 패드(P1, P2)의 배치 위치에 대응되도록 제조되어 예를 들어 스페이스 트랜스포머와 같은 전자 기판에 배치되어야 한다. 일반적으로 접속 소자(A1, A2)는 전극 패드(P1, P2)에 비하여 집적 밀도가 낮으므로 전자 기판에 고정되는 접속 소자(A1, A2)의 소자 배치길이는 전극 패드(P1, P2)의 패드 배치길이에 비하여 커진다. 이것은 전극 패드의 수 및 대응되는 접속 소자의 수가 많아질수록 차이가 심해진다. 그리고 접속 소자(A1, A2)는 전극 패드(P1, P2)와 공간적으로 분리된 평면에 정렬된다. 접속 소자(A1, A2)의 접촉 팁은 전극 패드(P1, P2)에 접촉하여 긁힘(scrub)을 발생시켜 신호를 전달한다. 각각의 전극 패드(P1, P2)에 형성되는 긁힘(scrub)은 동일한 위치 및 형태를 가지는 것이 신호 전달 측면 및 검사 안정성의 측면에서 유리하다. 그러나 접속 소자(A1, A2)의 전극 패드(P1, P2)에 대한 상대적인 배치 길이의 차이 및 접속 소자(A1, A2)와 전극 패드(P1, P2)의 공간적인 분리는 각각의 전극 패드(P1, P2)에 동일한 위치 및 형태의 긁힘(scrub)이 형성되는 것을 어렵게 한다. 위치 및 동일한 형상이 되도록 하기 위하여 접촉 팁은 전극 패드의 동일한 지점에 위치하여야 하고, 동일한 형상의 접촉 팁에 동일한 힘이 작용하여야 하고 그리고 힘이 작용하는 과정에서 접촉 팁은 동일한 접촉 면적으로 동일한 방향으로 이동하여야 한다.
도 2a에 도시된 실시 예에서 2개의 접속 소자의 고정 영역은 전극 패드 사이의 중심선(LC)을 기준으로 양쪽으로 대칭으로 배치된다. 각각의 접속 소자 고정 영역 사이의 간격은 전기 간섭을 방지할 수 있는 최소 거리로 설정될 수 있다. 아울러 요구되는 형태의 접속 소자의 제조 가능성이 고려되어야 한다. 전극 패드(P1, P2)에 형성되는 긁힘은 중심선(LC) 방향을 따라 평행하게 형성되는 것이 유리하다. 그러므로 접속 소자의 접촉 영역에 해당하는 부분은 중심선 방향과 평행하게 정렬되는 것이 유리하다. 이와 같은 형태의 접속 소자가 도 2b에 도시되어 있다.
도 2b는 도 2a의 접속 소자를 도시한 것이다.
위에서 이미 설명을 한 것처럼 접속 소자는 전자 기판에 고정되는 고정 포스트(21), 고정 포스트(21)로부터 전극 패드(P)에 대하여 수평 방향으로 연장되는 빔(22); 빔(22)으로부터 전극 패드(P)에 대하여 수직으로 연장되는 베이스(23); 및 검사 과정에서 전극 패드(P)에 일시적으로 접촉하는 접촉 팁(24)을 포함한다. 접촉 팁(24)이 전극 패드(P)에 접촉하여 일정방향의 긁힘을 발생시키기 위하여 빔(22)은 일정한 형태로 형성될 필요가 있다. 도 2b의 아래쪽에 도시된 그림은 접속 소자의 빔(22)의 평면도를 도시한 것이다.
빔(22)은 고정 포스트(21)와 결합되어 동일한 폭으로 연장되는 제1 연장 영역(L1)과 베이스(23)에 결합되어 고정 포스트(21) 방향으로 동일한 폭으로 연장되는 제2 연장 영역(L2)을 포함한다. 제1 연장 영역(L1)과 제2 연장 영역(L2)을 잇는 연결 영역(C)은 동일한 폭으로 연장되지 않는다. 연결 영역(C)은 대칭 형상으로 되거나 또는 비대칭 형상으로 될 수 있다. 연결 영역(C)은 고정 포스트(21)의 배치에 따라 결정되지만 고정 포스트(21)들이 전기 간섭 방지 및 설계가능한 최소 간격으로 배치되어야 하고 그리고 고정 포스트(21)의 소자 수직 길이가 전극 패드(P)의 패드 배치 길이보다 큰 값을 가지므로 비대칭 형상으로 되는 것이 바람직하다. 제1 연장 영역(L1)은 고정 포스트(21)의 접촉 면적 부분(LF)과 동일할 수도 있지만 바람직하게는 고정 포스트(21)의 접촉 면적 부분(LF)을 넘어서 연장될 수 있다. 제2 연장 영역(L2) 또한 베이스(23)의 접촉 면적 부분(LB)과 일치할 수 있지만 바람직하게 베이스(23)의 접촉 면적 부분(LB)을 넘어서 연장될 수 있다. 제2 연장 영역(L2)은 베이스(23)의 접촉 면적 부분(LB)의 연장 길이 및 전극 패드(P)의 연장 길이에 의하여 결정될 수 있다. 베이스(23)의 접촉 면적 부분(LB)의 연장 길이가 전극 패드(P)의 연장 길이와 적어도 동일하다면 제2 연장 영역(L2)은 베이스(23)의 접촉 면적 부분(LB)과 동일할 수 있다. 그러나 베이스(23)의 접촉 면적 부분(LB)의 연장 길이가 전극 패드(P)의 연장 길이보다 작다면 제2 연장 영역(L2)은 전극 패드(P)를 벗어나 는 범위로 연장되는 것이 유리하다. 제2 연장 영역(L2)은 비탄성 영역이 되는 것이 유리하지만 L2 > LF가 되는 경우 제2 연장 영역(L2) 전체를 비탄성으로 제조하기 어렵다. 그러나 전극 패드(P) 쪽에 위치하는 제2 연장 영역(L2) 일부는 비탄성 구조를 가지는 것이 유리하다. 탄성 구조를 가지는 경우 긁힘의 형태를 예측하기 어렵고 실제로 다수 개의 전극 패드(P) 각각에 동일한 형태의 긁힘이 발생하는 구조를 만들기 어렵다. 제2 연장 영역(L2) 일부가 비탄성이 되도록 하는 가장 간단한 방법은 도 2b에 도시된 것처럼 베이스(23)를 적어도 연장 영역의 두께보다 큰 범위로 아래쪽으로 연장하는 것이다. 예를 들어 베이스(23)의 수직 연장 길이(VB)는 빔(22)의 평균 두께의 1.5배 내지 10배가 될 수 있고 그리고 바람직하게 2배 내지 5배가 될 수 있다. 빔(22)은 동일한 소재로 제조되는 것이 유리하지만 필요에 따라 제2 연장 영역(L2)을 예를 들어 전극 패드(P)를 벗어나서 일정거리까지 연장된 길이로 설정하고 그리고 별도로 연결 영역(C)을 설정하여 서로 다른 소재로 제조할 수 있다. 이러한 경우 바람직하게는 연결 영역(C)과 제2 연장 영역(L2)은 계단 형태로 연결될 수 있고 그리고 제2 연장 영역(L2)은 비탄성 소재 또는 탄성 계수가 높은 전도성 소재로 제조될 수 있다. 제1 연장 영역(L1)과 제2 연장 영역(L2)의 연장 길이를 접촉 면적이상으로 연장하는 것은 접촉 팁(24)에 가해지는 힘의 크기 및 전극 패드(P)에 형성되는 긁힘의 균일성을 위하여 필요하지만 빔(22)의 탄성 변화 및 베이스(23)의 표면에 형성되는 접촉 팁(24)의 상대적인 위치를 고려할 때 반드시 요구되는 것은 아니다. 예를 들어 도 2b의 가장 아래쪽에 도시된 것처럼 제1 연장 영역(L1) 및 제2 연장 영역(L2)이 각각 고정 포스트(21)의 접촉 면적(LF) 길이 및 베이스(23)의 접촉 면적(LB) 길이와 동일하도록 만들어질 수 있다. 대안으로 L1 = LF 및 L2 = LB 중 어느 하나가 성립하도록 할 수 있다. 2개의 전극 패드(P)에 대응되는 2개의 접속 소자를 정렬하는 경우라면 긁힘의 길이, 방향성 또는 깊이에 관계없이 각각의 전극 패드(P)에 형성되는 긁힘 상호간의 대칭성은 모든 경우에 대하여 가능할 수 있다. 다만 L1의 길이 또는 L2의 길이에 따라 각각의 긁힘에서 길이, 방향성 또는 깊이가 서로 달라질 수 있다. 일반적으로 수십 개의 전극 패드에 대응되는 수십 개의 접속 소자를 정렬시키는 경우 접속 소자 사이에 연결 영역의 연장 영역(C) 사이의 길이 차이가 발생하고 그리고 이와 동시에 연장 영역(C)과 제1 연장 영역(L1) 또는 제2 연장 영역(L2)의 경계 부분에 경사가 형성된다. 이와 같은 경우 접속 소자의 정렬은 연장 영역(C)의 길이 및 경계 부분의 경사를 고려하여 결정될 필요가 있다.
도 3은 다수 개의 전극 패드에 대응되는 다수 개의 접속 소자를 정렬시키는 실시 예를 도시한 것이다.
이해의 편의를 위하여 5개의 전극 패드를 제시하지만 전극 패드는 배치관련성을 가지는 임의의 수가 될 수 있고 반드시 홀수 또는 짝수로 되어야 하는 것은 아니다. 또한 배치관련성은 설계 공정 또는 제조 공정에서 위치 관계로 인하여 구조에 영향 을 미치는 상호 관계를 의미한다. 5개의 전극 패드(P1,P2,P3,P4,P5)는 각각 5개의 접속 소자(A1,A2,A3,A4,A5)에 대응되고 각각의 접속 소자(A1,A2,A3,A4,A5)는 각각 동일한 폭으로 연장되는 제1 연장 영역(L1), 제2 연장 영역(L2) 및 연결 영역(C)을 가진다. 전극 패드(P1,P2,P3,P4,P5)의 패드 배치 길이(VP)는 접속 소자(A1, A2, A3, A4, A5)의 소자 배치 길이(VA)에 비하여 작다. 제1 연장 영역(L1) 및 제2 연장 영역(L2)의 적어도 일부는 비탄성 구조를 가지고 그리고 연결 영역(C)은 탄성 구조가 된다. 제1 연장 영역(L1) 및 제2 연장 영역(L2) 각각은 서로 평행하고 그리고 제1 연장 영역(L1)과 제2 연장 영역(L2) 또한 서로 평행하다. 각각의 5개의 접속 소자(A1,A2,A3,A4,A5)를 전자 기판에 배치하기 위하여 먼저 5개의 전극 패드(P1~EP)의 패드 배치 길이(VP)에 대응되는 접속 소자(A1~A5)의 소자 배치 길이(VA)가 결정되어야 한다. 각각의 접속 소자의 고정 포스트의 접촉 면적은 접속 소자(A1~A5) 사이의 전기 간섭을 방지할 수 있는 최소 간격을 기준으로 결정될 수 있다. 접속 소자(A1~A5)의 소자 배치 길이(VA)가 전극 패드(P1~P5)의 패드 배치 길이(VP)보다 크므로 각각의 접속 소자(A1~A5)의 연결영역(C)은 서로 평행하게 형성될 수 없다. 접속 소자(A1~A5)를 효율적으로 배치하기 위하여 먼저 중간 전극 패드(P3)에 대응되는 접속 소자(A3)의 정렬 위치가 결정된다. 만약 전체 전극 패드의 수가 짝수인 경우라면 기준 정렬 위치는 중간에 위치하는 2개의 접속 소자가 정렬 기준이 될 수 있다. 중간 위치에 정렬되는 접속 소자(A3)는 도 2b와 관련하여 설명한 것처럼 접 속 소자의 고정 포스트에 결합되는 제1 연장 영역(L1) 및 베이스에 결합되는 제2 연장 영역(L2)을 가진다. 제1 연장 영역(L1)은 고정 포스트 쪽에 위치하고 그리고 제2 연장 영역(L2)은 전극 패드 쪽에 위치한다.
중간에 정렬되는 접속 소자(A3)를 기준으로 나머지 접속 소자(A1,A2,A4,A5)는 대칭으로 정렬될 수 있지만 각각의 연결 영역(C)은 서로 평행하지 않게 된다. 이와 같이 대칭성을 가지지만 서로 평행하지 않은 다수 개의 접속 소자들은 연결 영역(C)의 경계가 경사를 가지게 되고 그리고 연결 영역(C)의 길이가 서로 동일하지 않게 된다. 이러한 경우 각각의 연결 영역(C)의 경계 지점의 경사각 및 연결 영역(C)의 길이는 각각의 전극 패드에 형성되는 긁힘의 형태에 기초하여 결정될 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법을 결정하는 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
다수 개의 접속 소자의 정렬 방법을 결정하기 위하여 먼저 검사 대상이 되는 전자 부품과 전기적으로 연결되고 그리고 반도체 다이에 형성된 다수 개의 전극 패드(P)를 배치 관련성을 가지도록 구분하여야 한다(S11). 배치 관련성이란 다수 개의 전극 패드에 대응되는 접속 소자들이 위치 및 구조에 규칙성을 가질 수 있도록 하는 것을 말하고 도 4b에 예시적인 형태가 도시되어 있다. 배치 관련성을 가진 전극 패드(P)는 각각의 그룹(G1, G2, G3, G4)로 나누어질 수 있고 그리고 각각의 그룹은 적어도 하나의 전극 패드(P)를 포함한다. 전극 패드(P)가 각각의 그룹(G1~G4) 로 분류되면 각각의 그룹(G1~G4)에 포함된 전극패드(P)의 수에 대응되는 접속 소자의 수 및 접속 패드의 정렬 방향이 결정될 수 있다(S12). 각각의 그룹(G1~G4)에 속하는 전극패드(P)의 대응되는 접속 소자들은 동일한 방향을 정렬되거나 서로 다른 방향으로 정렬될 수 있다. 접속 소자들의 정렬 방향이 결정되면(S12) 접속 소자(A1~A5)에 소자 배치 길이(VA)가 결정된다(S132). 소자 배치 길이(VA)는 동일 그룹(GS)에 속하는 전극패드(P1~P5)에 대응되는 접속 소자(A1~A5)의 고정 포스트가 전자 부품에 결합하기 위한 접촉 면적에 의하여 결정된다. 이와 동시에 접속 소자의 제조 공정 또는 구조에 따른 제한으로 인하여 가장 바깥쪽에 위치하는 접속 소자(A1, A5)의 허용 경사각(θ)이 결정된다(S131). 도 4b에 도시된 것처럼 허용 경사각(θ)은 제1 연장 영역(L1)의 연장선과 연결 영역(C)이 이루는 각을 말한다. 허용 경사각(θ)은 제조 공정 및 구조에 따라 달라질 수 있다. 허용 경사각(θ)은 0° 내지 45° 그리고 바람직하게 0° 내지 25°가 될 수 있다. 접속 소자(A1~A5)의 수에 따른 소자 배치 길이(VA) 및 허용 경사각(θ)이 결정되면 각각의 접속 소자(A1~A5)에 대응되는 연결 영역(C)의 길이가 결정된다(S141). 그리고 제1 연장 영역 길이(L1) 및 제2 연장 영역(L2)의 길이가 결정된다(S142). 위에서 이미 설명을 한 것처럼 제1 연장 영역(L1) 및 제2 연장 영역(L2)은 각각 서로 평행하도록 전극 패드(P)의 정렬 방향에 대응하는 형태로 연장된다. 또한 제1 연장 영역(L1) 및 제2 연장 영역(L2)은 각각 동일한 폭으로 연장될 수 있다. 각각의 접속 소자(A1~A5)에 해당되는 각각의 제1 연장 영역(L1)은 서로 동일한 폭(W1)으로 동일한 길이(D1) 만큼 연장될 수 있다. 각각의 제2 연장 영역(L2)도 제1 연장 영역(L1)과 동일한 형태로 연장되지만 다만 W2 < W1 ; 그리고 D2 < D1이 되어야 한다.
연결 영역(C) 및 연장 영역(L1, L2)의 길이가 각각 결정되면 고정 포스트의 위치가 결정된다(S15). 각각의 접속 소자(A1~A5)에 대응되는 고정 포스트의 위치는 아래에서 설명을 하는 것처럼 동일 직선 또는 동일 원호를 따라 배치될 수 있다. 각각의 그룹(G1~G4)에 대응되는 접속 소자들에 대하여 위에서 설명한 단계에 따라 예를 들어 스페이스 트랜스포머와 같은 전자 기판에 결합 위치가 결정된다. 그리고 검사 대상이 되는 전자부품 전체에 대응되는 전극 소자의 정렬 방법이 결정되고 이에 따라 전체 접속 소자가 일정한 정렬 방법에 기초하여 제조될 수 있다.
위에서 설명을 한 것처럼 제1 연장 영역과 제2 연장 영역 각각은 동일한 폭으로 연장된다. 그러나 서로 다른 접속 소자에 해당되는 제1 연장 영역은 서로 다른 길이로 연장되거나 또는 서로 다른 폭을 가질 수 있고 그리고 서로 다른 접속 소자에 해당되는 제1 연장 영역은 서로 다른 길이로 연장되거나 또는 서로 다른 폭으로 연장될 수 있다. 각각의 접속 소자의 제1 연장 영역의 길이와 폭 그리고 제2 연장 영역의 길이와 폭은 각각의 접속 소자의 접촉 팁의 탄성 변위에 의하여 결정된다.
도 5a는 접속소자가 제2 전자부품의 전극패드와 접촉한 후 제2 전자부품의 가압에 의하여 접속소자가 탄성 변형된 상태를 나타내는 개념도이고 그리고 도 5b 는 도 5a의 과정에 따른 연장 영역의 탄성 변형 및 이에 따른 접촉 팁의 위치 변화를 개략적으로 도시한 것이다.
접속 소자는 제1 전자부품(E1)에 견고하게 결합되고 그리고 제2 전자부품(E2)의 표면에 형성된 전극 패드(P)에 일시적으로 접촉한다. 다수 개의 접속 소자가 다수 개의 제2 전자부품을 동시에 검사하는 경우 다수 개의 접속 소자 사이의 높이 오차로 인하여 다수 개의 전극 패드(P)에 동시에 접촉할 수 없다. 그러므로 도 5a의 좌측 및 우측에 각각 도시된 것처럼 접속 소자가 전극 패드(P)에 최초로 접촉한 이후 제2 전자부품(E2)은 제1 전자부품(E1)을 향하여 일정 거리만큼 접근하여야 한다. 이러한 일정 거리의 접근은 또한 전극 패드(P)의 상부 표면에 형성된 산화 막에 일정한 크기의 긁힘을 발생시키기 위하여 필요하다.
위에서 설명한 것처럼 접속 소자는 비탄성 영역에 해당하는 제1 연장 영역(L1)과 제2 연장 영역(L2) 및 탄성 영역에 해당하는 연결 영역(C)을 포함한다. 제2 전자부품(E2)이 제1 전자 부품(E1)을 향하여 이동하여 접촉 팁(24)이 전극 패드(P)에 최초로 접촉하고 그리고 제2 전자 부품(E2)이 계속하여 이동함에 따라 오버 드라이버(Over Drive)가 발생하여 탄성 영역에 해당하는 연결 영역(C)이 탄성 변형을 하게 되면 도 5a의 우측에 도시된 것처럼 접촉 팁(24)이 수평 및 수직 방향으로 이동하게 된다. 고정 포스트(21), 베이스(23) 및 접촉 팁(24)도 탄성 변형이 될 수 있지만 연결 영역(C)의 탄성 변형에 비하여 무시될 수 있는 경우, 고정 포스트(21), 베이스(23) 및 접촉 팁(24)은 탄성 변형되지 않는 것으로 가정할 수 있다. 오버 드라이버에 의한 연장 영역(C)의 탄성 변형 및 이에 따른 접촉 팁의 위치 변화가 도 5b에 도시되어 있다. 도 5b에 도시된 것처럼 연결 영역(C)의 탄성 변형 결과 접촉 팁은 최초 위치(TI)로부터 최종 위치(TF)로 위치 이동을 하게 되고 이에 따라 수평 및 수직 방향으로 각각 수평 탄성 변위(DH) 및 수직 탄성 변위(DV)를 발생시킨다. 본 명세서에서 탄성 변위란 탄성 영역의 탄성 변형으로 인한 접촉 팁의 위치 변화를 의미하고 그리고 탄성 변위는 수평 탄성 변위(DH) 및 수직 탄성 변위(DV)를 포함한다. 탄성 변위의 크기는 다양한 원인에 의하여 변할 수 있다. 탄성 변위 결정 인자는 탄성 변위를 발생시키는 원인이 되는 인자를 말한다. 탄성 변위 결정 인자는 예를 들어 접촉 팁의 수직 연장 길이, 제1연장 영역과 제2 연장 영역의 폭 및 연장 길이, 연결 영역의 길이, 접속 소자의 각 부분의 탄성 계수 또는 굽힘 강도, 접속 소자의 구조 및 접속 소자 각 부분의 두께를 포함할 수 있다. 일반적으로 수평 탄성 변위(DH)는 긁힘의 길이를 결정하고 그리고 수직 탄성 변위(DV)는 고정 포스트(21)의 수직 연장 길이의 한계 또는 접속 소자 사이의 높이 오차의 보상과 관련된다. 접속 소자 사이의 수평 탄성 변위(DH)가 동일하다면 동일한 길이의 긁힘(Scrub)이 발생한다고 볼 수 있다. 그러므로 서로 다른 접속 소자가 동일한 길이의 긁힘을 발생시키기 위하여 수평 탄성 변위(DH)가 동일하여야 한다. 그러나 실제로 동일한 형태의 수평 탄성 변위(DH)는 동일한 구조의 접속 소자 사이의 경우에도 차이를 나타낸다. 동일한 전자 기판에 배치되는 접속 소자는 동일한 수평 탄성 변 위(DH)를 가지는 것이 유리하지만 실제로 다소 간의 오차를 가진다. 그러므로 동일한 기판에 배치되는 접속 소자는 수평 탄성 변위(DH)의 차이를 최소로 할 필요가 있다. 아울러 접속 소자 사이의 수직 탄성 변위(DV) 오차가 작은 것이 유리하다. 탄성 변위는 탄성 변위 결정 인자에 의하여 결정되므로 탄성 변위 인자의 차이가 작으면 탄성 변위가 작아지게 된다. 결국 동일한 전자 기판에 배치되는 접속 소자들은 탄성 변형 결정 인자의 차이가 최소가 되도록 정렬되어야 한다.
접속 소자의 탄성 변위의 차이가 최소가 되도록 하기 위하여 각각의 접속 소자의 제1 연장 영역은 서로 평행하도록 배치될 수 있다. 그리고 접속 소자는 제1 연장 영역의 폭 또는 길이가 동일하도록 제1 전자 기판의 표면에 배치될 수 있다. 위와 같은 사항은 제2 연장 영역에 대하여 동일하게 적용될 수 있다. 그러나 다수 개의 접속 소자가 정렬되는 경우 각 접속 소자의 연장 영역의 길이 또는 폭은 동일하게 형성될 수 없다. 이러한 경우 각 접속 소자 사이의 연장 영역(C)의 구조 차이가 최소가 되도록 접속 소자가 정렬되어야 한다. 다수 개의 접속 소자를 정렬시키는 경우 탄성 변위 또는 탄성 변형 결정 인자의 차이가 최소가 되도록 하는 실시 예가 아래에서 설명된다.
도 6a는 제1 연장 영역과 제2 연장 영역 사이를 잇는 연결 영역의 길이가 서로 동일하도록 배치된 접속 소자 정렬 방법을 도시한 것이다.
일정한 간격으로 배치된 전극 패드(P1~P5)에 각각의 접속 소자(A1~A5)가 대응된다. 전극 패드(P1~P5)의 패드 배치길이(VP)에 대응되는 접속 소자(A1~A5)의 소 자 배치길이(VA)가 결정된다. 그리고 가장 바깥쪽 접속 소자(A5)의 허용 경사각(θ)이 결정된다. 연결 영역(C1~C5), 제1 연장 영역(L11~L15) 및 제2 연장 영역(L21, L22, L23, L24, L25)의 길이가 결정되면 각각의 접속 소자의 고정 포스트가 제1 전자부품의 표면에 결합되어야 할 위치가 결정된다. 각각 소자의 탄성 변위의 차를 최소로 하기 위하여 먼저 각각의 제2 연장 영역(L21~L25)은 동일한 폭으로 동일한 길이만큼 연장되도록 한다. 그리고 제1 연장 영역(L11,L12,L13,L14,L15)이 동일한 폭으로 서로 평행하게 연장되도록 한다. 각각의 접속 소자(A1~A5)의 고정 포스트(도시되지 않음)의 좌측 부분은 고정 포스트 기준선(LP)에 위치하도록 한다. 그리고 제2 연장 영역(L21~L25)의 좌측은 베이스 기준선(LB)에 위치한다. 위에서 이미 설명을 한 것처럼 탄성 변위는 탄성 변형 결정 인자에 의하여 결정된다. 도 6a에 제시된 실시 예의 경우 탄성 변형 결정 인자에 해당하는 연결 영역(C1~C5)의 길이에 의하여 각각의 접속 소자(A1~A5) 사이의 탄성 변위를 최소로 한다. 각각의 접속 소자의 연결 영역(C1~C5)의 길이를 동일하게 설정하여 각각의 접속 소자의 제1 연장 영역(L11~L15)의 길이를 결정한다. 이와 같이 탄성 변형 결정 인자 중 연결 영역(C1~C5)의 길이를 동일하게 조절하는 경우 접속 소자의 각각의 빔의 길이 상관관계는 아래와 같다.
각 빔의 길이 상관관계
L21 = L22 = L23 = L24 = L25 (제2 연장 영역의 길이)
C1 = C2 = C3 = C4 = C5 (연결 영역의 길이)
L11=L15 > L12 = L14 > L13 (제1 연장 영역의 길이)
각각의 접속 소자의 접촉 팁에 작용하는 힘 또는 토크가 탄성 변형 결정 인자가 될 수 있다. 각 접속 소자의 제2 연장 영역(L21,L22,L23,L24,L25)에 작용하는 힘 또는 토크를 조절하기 위하여 제1 연장 영역(L11,L12,L13,L14,L15)의 폭 또는 두께를 조절할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 각각의 접속 소자에 상대적인 폭 또는 두께 비의 조절이 어렵다는 문제점을 가진다. 제2 연장 영역(L21,L22,L23,L24,L25)의 폭을 좁게 만드는 경우 접촉 팁 또는 베이스의 토크 회전 기준 위치는 각 접속 소자의 연결 영역(C1~C5)과 제2 연장 영역(L21~L25) 사이의 경계 위치가 되도록 설정하는 것이 유리하다. 토크 회전축의 중심이 연결 영역(C1~C5)과 제2 연장 영역(L21~L25) 사이의 경계가 되도록 하기 위하여 연결 영역(C1~C5)의 제1 연장 영역(L11~L15)의 폭과 동일하도록 만들 수 있다. 이러한 경우 연결 영역(C1~C5)은 제2 연장 영역(L21~L25)의 경계위치에서 폭이 좁아지게 된다. 그러나 접속 소자의 제1 연장영역들이 최소 간격으로 배치된다는 점을 고려하면 제2 연장 영역(L21~L25) 근처에서 연결 영역(C1~C5) 사이에 전기 간섭을 방지할 수 있는 최소 간격을 확보하기 어렵다는 문제점을 가진다. 각 접속 소자의 연결 영역(C1~C5)의 길이를 동일하게 할 수 있는 다른 실시 예가 도 6b에 도시되어 있다.
도 6b는 연결 영역이 동일한 다수 개 접속 소자의 배치 방법에 대한 다른 실시 예를 도시한 것이다.
제1 전자 부품의 평면에 각각의 접속 소자의 고정 포스트의 위치를 결정하는 과정은 위에서 설명한 것과 동일하다.
다수 개의 전극 패드(P1~P5)는 정렬에 수직되는 방향의 동일 직선에 위치하는 것으로 가정한다. 만약 다수 개의 전극 패드(P1~P5)의 위치가 서로 다른 수직선에 위치한다면, 각각의 접속 소자의 고정 포스트의 위치는 도 6b에서 설명하는 위치와 서로 달라질 수 있지만 결과적으로 동일한 원리가 적용된다.
위에서 이미 설명을 한 것처럼 전극 패드(P1~P5)에 긁힘을 형성하는 제2 연장 영역(L21~L25)은 각각 일정한 폭으로 평행하게 동일 길이만큼 연장된다. 그러므로 제2 연장 영역(L21~L25)의 각각의 기준점(B1, B2, B3, B4, B5)은 동일 수직선에 위치한다. 각 접속 소자의 접촉 팁에 동일한 토크가 작용하도록 하기 위하여 각 기준점(B1,B2,B3,B4,B5)로부터 연결 영역(C1~C5)이 동일하게 연장되도록 한다. 제1 전자부품의 표면에서 각 접속 소자의 고정 포스트의 수직 위치 및 수직 길이가 결정된다. 중간 접속 소자의 연결 영역(C3) 및 고정 포스트는 중간 접속 소자의 제2 연장 영역(L23)의 연장 직선에 위치하게 된다. 중간 접속 소자의 연결 영역을 결정하는 한계점(LC3)이 결정되면 중간 접속 소자의 연결 영역(C3)의 길이는 기준점(B3)로부터 한계점(LC3)에 이르는 거리가 된다. 다른 접속 소자의 연결 영역(C1, C2, C4, C5)의 길이는 각 기준점(B1,B2,B4,B5)로부터 결정될 수 있다. 예를 들어 두 번째 접속 소자의 연결 영역(C2)의 길이는 두 번째 기준점(B2)을 원점으로 그리고 중간 접속 소자의 기준점(B3)과 한계점(LC3)에 이르는 거리를 반지름으로 하는 원주에 위치하게 된다. 이와 같은 방법으로 각각의 접속 소자의 연결 영역(C1,C2,C4,C5)의 위치가 결정된다.
대안으로 각 접속 소자의 연결 영역은 개략적으로 결정될 수 있다. 중간 접속 소자의 연결 영역(C3)의 길이가 결정되면 가장 바깥쪽 접속 소자의 연결 영역(C1,C5)의 길이가 가장 바깥쪽 접속 소자의 기준점(B1, B5)에 의하여 결정된다. 그리고 중간 접속 소자와 가장 바깥쪽 접속 소자의 수평 거리 차(HD)가 결정된다. 다른 접속 소자의 연결 영역(C2,C4)의 길이는 수평 거리 차(HD)를 비례 배분하여 결정할 수 있다.
위에서 설명한 방법에 따라 각 접속 소자의 연결 영역(C1~C5)의 길이가 결정되면 제1 연결 영역(L11, L12, L13, L14, L15)의 길이가 결정된다. 각 접속 소자의 제1 연결 영역(L11, L12, L13, L14, L15)은 서로 평행하게 동일길이를 가질 수 있다. 또한 각 접속 소자의 제1 연결 영역(L11, L12,L13, L14, L15)은 일정한 폭으로 연장된다. 위와 같은 형태의 접속 소자 배치는 전극 패드의 정렬 형태에 상관없이 각각의 전극 패드에 균일한 힘 또는 토크가 작용하도록 하고 그리고 이로 인하여 동일한 형태의 긁힘이 발생할 수 있도록 한다.
도 7a는 본 발명에 따라 배치된 각각의 접속 소자의 정면도 및 평면도를 도시한 것이다.
도 7a의 위쪽에 도시된 것처럼, 접속 소자는 고정 포스트(21), 빔(22), 베이스(23) 및 접촉 팁(24)을 포함하고 그리고 빔(22)은 제1 연장 영역(L1), 연결 영역(C) 및 제2 연장 영역(L2)으로 나누어진다. 제1 연장 영역(L1)은 점선으로 표시된 고정 포스트(21)와 빔(22)의 결합 영역이상으로 연장되고 그리고 제2 연장 영역(L2)은 마찬가지로 빔(22)과 베이스(23)의 결합 영역이상으로 연장된다. 도 7a에 도시되지 않았지만 제1 연장 영역(L1)과 연결 영역(C)은 서로 다른 두께를 가질 수 있고 그리고 연결 영역(C)과 제2 연장 영역(L2)도 또한 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 또한 도 7a의 중간에 도시된 것처럼 연결 영역(C)은 길이 방향으로 따라서 서로 다른 폭을 가질 수 있다. 대안으로 도 7a의 아래쪽에 도시된 것처럼 연결 영역(C)은 동일한 폭으로 연장될 수 있다. 도 7a의 아래쪽에 도시된 실시 예의 경우 탄성 변형 기준 위치 또는 빔(22)의 토크 회전축은 제1 연장 영역(L1)과 연결 영역(C)의 경계가 될 것이다. 이에 비하여 도 7a의 위쪽에 도시된 실시 예의 경우 탄성 변형 기준 위치 또는 빔(22)의 토크 회전축은 아래쪽에 도시된 실시 예에 비하여 고정 포스트(21) 방향으로 약간 이동될 것이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 접속 소자가 전극 패드에 접촉하면서 발생하는 구조적 변화를 도시한 것이다. 도 7b의 위쪽에 도시된 접속 소자는 도 7a의 중간에 도시된 접속 소자 그리고 도 7b의 아래쪽에 도시된 접속 소자는 도 7a의 아래쪽에 도시된 접속 소자에 각각 대응된다.
접속 소자의 제1 연장 영역(L1)은 적어도 일부는 상하 방향의 탄성 변형이 발생하지 않는다. 도 7b의 위쪽에 도시된 실시 예의 경우 빔(22)은 제1 중심축(TC1)을 기준으로 탄성 변형이 되고 그리고 제2 연장 영역(L2)은 탄성 변형이 되지 않는 다. 이에 비하여 도 7b의 아래쪽에 도시된 실시 예의 경우 빔(22)은 제1 연장 영역(L1)과 연결 영역(C)의 경계에 형성된 제2 중심축(TC2)을 기준으로 탄성 변형이 되고 그리고 제1 연장 영역(L1)은 탄성 변형이 되지 않는다. 제1 중심축(TC1)과 제2 중심축(TC2)을 기준으로 빔(22)이 탄성 변형이 되는 경우 접촉 팁(24)의 탄성 변위가 서로 달라질 수 있다.
동시에 접촉되어야 할 다수 개의 접속 소자의 연결 영역의 길이, 길이에 따른 폭 변화, 두께 및 소재와 같은 탄성 변형 결정 인자가 동일하다면 빔(22)의 탄성 변형 기준 위치 또는 토크 중심의 위치가 동일해진다. 그러므로 탄성 변형 기준 위치가 하나의 접속 소자에서 어떤 위치로 설정될 것인가는 탄성 변위의 차이의 최소화라는 관점에서 보면 중요하지 않다. 그러나 각각의 전극 패드에서 형성되는 긁힘의 형태 자체를 고려하면 탄성 변형 기준 위치가 중요하다. 예를 들어 탄성 변형 기준 위치에 따라 수평 탄성 변위 및 수직 탄성 변위가 서로 달라진다면 수평 탄성 변위 및 수직 탄성 변위가 각각 최소가 되도록 탄성 변형 기준 위치가 설정될 수 있다. 긁힘의 길이만 고려된다면 수평 탄성 변위를 기준으로 탄성 변형 기준 위치가 결정될 수 있다.
접속 팁의 탄성 변위를 결정하는 탄성 변위 결정 인자는 다양하다. 다수 개의 접속 소자를 정렬시키는 경우 각각의 접속 소자에서 일정하게 형성될 수 있는 부분과 다르게 형성될 수 있는 부분을 결정한다. 그리고 다르게 형성될 수 있는 부분과 관련된 탄성 변위 결정 인자의 차가 최소가 되도록 하는 것에 의하여 각각의 접속 팁의 탄성 변위차를 최소로 할 수 있다. 도 6a에 제시된 실시 예의 경우 각각의 접속 소자에서 연결 영역은 서로 다르게 형성되어야 한다. 그러므로 연결 영역과 관련되는 연결영역의 연장 길이라는 탄성 변위 결정 인자를 각각의 접속 소자에 대하여 동일하게 설정하였다. 이로 인하여 각각의 접속소자에 대하여 접속 팁의 탄성 변위 차를 최소로 할 수 있다. 위에 제시된 실시 예의 경우 탄성 변위 결정 인자는 연결 영역의 단위 길이 대한 폭의 비가 될 수도 있다. 이와 같이 다양한 탄성 변위 결정 인자의 조절을 통하여 탄성 변위의 차를 감소시킬 수 있다.
제1 연장 영역 및 제2 연장 영역으로 구분되는 빔을 가진 접속 소자의 이점은 명확하다. 제1 연장 영역 및 제2 연장 영역을 일정 길이로 결정하는 것에 의하여 서로 다른 접속 소자에 대하여 제1 연장 영역과 제2 연장 영역과 관련된 탄성 변위 결정 인자를 동일하게 만들 수 있다. 그리고 연결 영역과 관련된 탄성 변위 결정 인자를 각각의 접속 소자에 대하여 동일하게 결정될 수 있도록 한다. 이로 인하여 각각의 접속 팁의 탄성 변위 차를 최소로 할 수 있도록 한다. 또한 서로 다른 전극 패드 그룹에 대하여 탄성 변위 차를 최소로 할 수 있도록 한다. 아울러 적어도 일부를 비탄성 영역이 되도록 하여 각각의 접속 소자의 탄성 변형 기준점이 동일하게 결정될 수 있도록 한다. 이로 인하여 전극 패드에 접촉하는 접촉 팁에 대한 힘 또는 토크가 균일해지도록 설정하여 각각의 전극 패드에 동일한 형태의 원하는 긁힘 형상이 만들어지도록 할 수 있다. 아울러 빔을 형성하는 소재의 탄성 계수 또는 굽힘 강도를 적절히 선택하는 것에 의하여 접촉 팁의 탄성 변위를 가능하다. 이로 인하여 각각의 전극 패드에 형성되는 긁힘의 형태가 예측될 수 있다.
도 1a는 전자 부품의 정렬을 위하여 적용될 수 있는 접속 소자의 형태를 도시한 것이다.
도 1b는 반도체 다이(S)에 일정 형태로 정렬된 다수 개의 전자부품에 대응되는 다수 개의 전극 패드(P)를 도시한 것이다.
도 1c는 도 1b와 같은 패드(P) 정렬에 대응되는 접속 소자의 정렬을 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 패드 정렬에 따라 접속 소자의 정렬 구조에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
도 2b는 도 2a의 접속 소자를 도시한 것이다.
도 3은 다수 개의 전극 패드에 대응되는 다수 개의 접속 소자를 정렬시키는 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법을 결정하는 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
도 5a 및 5b는 접속 소자의 탄성 변위 과정 및 접촉 팁의 위치 변화를 설명하기 위한 개념도를 도시한 것이다.
도 6a는 제1 연장 영역과 제2 연장 영역 사이를 잇는 연결 영역의 길이가 서로 동일하도록 배치된 접속 소자 정렬 방법을 도시한 것이다.
도 6b는 연결 영역이 동일한 다수 개 접속 소자의 배치 방법에 대한 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 7a는 본 발명에 따라 배치된 각각의 접속 소자의 정면도 및 평면도를 도시한 것이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 접속 소자가 전극 패드에 접촉하면서 발생하는 구조적 변화를 도시한 것이다.

Claims (7)

  1. 다수 개의 전극 패드 각각에 대응되는 다수 개의 접속 소자를 전자 기판에 정렬하는 방법에 있어서,
    다수 개의 전극 패드에 대응되는 패드 배열 길이 및 다수 개의 접속 소자에 대응되는 소자 배열 길이를 결정하는 단계;
    패드 배열 길이와 소자 배열 길이의 양끝을 연결하는 선에 의하여 결정되는 하나의 원호를 결정하는 단계;
    일정한 방향으로 연장되고 전극 패드에 대응되는 제1 연장 영역과 제1 연장 영역과 동일한 방향으로 연장되는 제2 연장 영역을 가지는 다수 개의 접속 소자를 제조하는 단계; 및
    다수 개의 접속 소자의 제1 연장 영역을 미리 결정된 간격으로 원호를 따라 배열하는 단계를 포함하는 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 다수 개의 접속 소자의 각각은 제1 연장 영역과 제2 연장 영역을 잇는 연결 영역을 더 포함하는 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 다수 개의 접속 소자의 각각의 연결 영역의 길이는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 다수 개의 접속 소자 각각의 제2 연장 영역의 길이는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법.
  5. 청구항 2에 있어서, 제1 연장 영역과 제2 연장 영역의 적어도 일부는 비탄성 구조가 되고 그리고 연결 영역은 탄성 구조가 되는 것을 특징으로 하는 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 제1 연장 영역의 폭이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 제2 연장 영역의 폭이 서로 다른 것을 특징으로 하는 다수 개의 접속 소자의 정렬 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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