KR100825266B1 - 초소형 프로브 구조체 - Google Patents

Abstract

초소형 프로브 구조체는 몸체부, 기부단부, 접촉단부 및 팁부를 포함한다. 몸체부는 수평 블레이드 형상을 갖는다. 기부단부는 상기 몸체부의 일단부로부터 곡선부가 형성되도록 하방을 향해 연장된다. 접촉단부는 상기 몸체부의 타단부로부터 연장된다. 팁부는 상기 접촉단부로부터 상방을 향해 연장된다.

초소형, 프로브, 구조체, 기부단부, 몸체부, 접촉단부, 연결부

Description

초소형 프로브 구조체{Micro probe structure}

본 발명은 반도체 디바이스 및 플랫 패널 디스플레이 디바이스와 같은 전자부품의 전기적 특성을 검사하는 프로브 구조체에 관한 것이다.

종래 기술로서는, 텅스텐 니들(W-needle)의 단부가 테이퍼져 있으며 에폭시로 몰딩하는 (1) 캔틸레버식(cantilever) 에폭시 타입과 약 1~2mil의 골드와이어를 와이어본더로 일정형의 마이크로 스프링 형태를 만들고 전해도금을 하여 그 단부에 접촉단자를 붙여 만드는 (2) 마이크로 스프링 타입 등이 있다. 최근에는 도 5에 도시된 바와 같이 폴리 실리콘에 마스크를 사용하여 이방성 식각을 하고 그 식각부에 금속층(seed layer)을 만들어 전해도금을 하여 소정의 프로브를 형성하고 이들을 세라믹 주면(ceramic substrate)에 부착하여 만드는 (3) 마이크로 캔틸레버식(micro cantilever type)인 리소그래픽 컨택 스프링(lithographic contact spring)등이 거론되고 있다.

상기한 종래 기술에 있어서의 문제들은, (1)의 경우 1.5~2.5inch의 needle을 특정각으로 밴딩(bending)하고 에폭시 수지로 수평 조립하여 고정하게 되는데 수지의 열수축, 팽창으로 인한 멀티테스트가 어렵거나 불가능하고 특정 디바이스 경우 팁(tip) 길이가 각기 달라서 검사(probing) 진행 중에 불안정한 특성을 나타내게 되며 대부분의 공정이 수작업에 의존하므로 재현성이 미흡하다. 또한, 탐침의 교체 즉 수리(Repair)가 어렵거나 불가능한 실정이다.

(2)의 경우 와이어 본더로 리드(lead)를 형성하는데 4~8밀(mil) 외경인 케필러리(capillary)의 한계 때문에 미세간격 배열(fine pitch array)인 경우 인접한 리드에 간섭이 발생한다. 또한 수리(Repair)가 불가능하며 제조공정이 복잡하여 제조단가가 비싸다.

(3)의 경우에는 대한민국 공개특허공보 10-1999-029048 (1999.04.15) '프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법'이 있으며 내용을 설명하면 다음과 같다. 스프링 접촉 구조체들은 희생 기판 상에 한정된 개구 내로 금속 재료의 적어도 하나의 층을 증착시킴으로써 제조되었고 개구는 기판의 표면 내부에, 또는 희생 기판의 표면 상에 증착된 하나 이상의 층에 있을 수 있다. 각각의 스프링 접촉 요소는 기부 단부 부분, 접촉 단부 부분 및 중앙 본체부를 구비하였고 접촉 단부 부분은 중앙 본체부보다 z축으로 오프셋되었으며 기부 단부 부분은 중앙 본체부로부터 z축을 따라 대향 방향으로 오프셋되었다. 이러한 방식으로, 복수개의 스프링 접촉 요소들은 희생 기판 상에 서로 규정된 공간적 관계로 제조되었고 스프링 접촉 요소들은 기부 단부에 의해 공간 변환기 또는 반도체 장치 등의 전자 부품 상의 대응 단자에 장착되었다.

이러한 형태의 초소형 전자 접촉 구조체의 제조 방법을 개략적으로 설명을 하면 다음과 같다. 즉, 희생 기판에 에칭 등에 의해 홈과 같은 만입부를 형성하고 만입부 내에 (도금 등에 의해) 금속 재료를 증착시킴으로써 제조되며 그 후 생성된 스프링 접촉 구조체는 반도체 장치 등의 수동형 기판 또는 능동형 기판과 같은 다른 기판에 장착되고 난 후에, 희생 기판이 제거된다. 스프링 접촉 구조체가 제조될 수 있는 희생 기판은 일 실시예로서 실리콘 웨이퍼이며, 이 경우의 공정은 미세 기계 가공 공정에 사용되는 실리콘의 방향 선택 에칭을 이용하여, 최종 스프링 접촉 구조체를 도금하는데 사용되는 전기 주조품을 생성하도록 하는 것이다.

이러한 접촉 구조체는 탐침 대상인 전자 부품의 패드 형상에 맞추어 프로브 구조체를 제작할 수 밖에 없어 제작 수량에 한계가 있고 프로브 구조체의 수명을 늘리기 위해서는 역학적으로 곡선부등을 적용하여 응력 분산시키는 노력이 필요한 바 종래의 제조 방법으로는 용이하게 구현할 수 없으며 그 결과 상업화가 진전되지 않고 있는 상황이며 비교적 많은 단계의 제조 공정이 필요한 단점이 있다.

또 다른 종래 기술로는, 대한민국 공개특허공보 10-1999-037422 (1999.05.25) '프로브 카드 및 프로브 카드의 제조방법'이 있으며 그 내용은 기판의 한 주면 상에 그 일부가 돌출부를 갖는 적절한 접촉단자가 형성되었고 리드(lead)의 일단이 상기 기판 및 프로브 사이에 설치되는 지지부를 통하여 장착되는데, 이 리드는 상기 주면으로부터 박리된 상태로 기판의 상기 주면을 따라 설치되어 있다. 이러한 프로브 구조체 역시 이러한 접촉 구조체는 탐침 대상인 전자 부품의 패드 형상에 맞추어 프로브 구조체를 제작할 수 밖에 없어 제작 수량에 한계가 있고 프로브 구조체의 수명을 늘리기 위해서는 역학적으로 곡선부 등을 적용하여 응력 분산시키는 노력이 필요한 바 종래의 제조 방법으로는 용이하게 구현할 수 없는 상황이며 비교적 많은 단계의 제조 공정이 필요한 단점이 있다.

또 다른 종래 기술로는 미국 특허 6,268,015B1 (1998.12.2) '석판 인쇄식 접촉 스프링을 제작하는 방법 및 사용 방법'으로서 석판 인쇄술에 의한 스프링 접촉 요소를 포함하는 상호연결 형성 방법으로 제조되는 프로브 구조체에 관한 것이다. 실시예로서, 기판의 첫째면을 덮는 마스킹 재료를 공급하는 것을 포함하는 방법에 관한 것으로 마스킹 재료는 스프링 구조의 첫째면에 정의된 개구부를 가지고 있으며, 개구부에서 구조체(예를 들어 유전체)를 석출시키며, 구조체의 개구부를 과적시키고, 구조체의 일면을 제거하며, 마스킹 재료의 첫째면을 제거한다.

이 실시예에 있어서, 스프링 구조의 첫째면의 일면은 최소한 마스킹 재료에 구속되지 않는다. 발명에 있어서 일측면에서는, 그 방법이 구조체의 하나의 면을 제거하는 구조체와 마스킹 재료층을 평탄화하는 것을 포함한다. 또 다른 측면에서는, 구성된 스프링 구조는 하나의 지지부와 몸체부 접촉 구조부를 포함한다. 지지부는 프로브 카드의 일면에 패터닝된 터미널에 부착되어 있고 타단의 터미널에 도전성 회로로 연결되어 있으며, 미국특허 6,255,126B1 (1998.12.2) '석판 인쇄술에 의한 접촉 요소'에 개시된 바와 같이 리소 그래피(lithography)와 도금(plating)을 하여 구현한 소형화된 캔틸레버식 프로브로서, 웨이퍼 전극배열(wafer pad array)이 직선형태가 아닌 QFP용 디바이스 경우처럼 사방 배열일 때는 Dual 이상의 멀티테스트가 용이하지 않게 되며, 미세 간격 배열일 때도 대응이 쉽지 않다. 특히, 다층(4층)이상의 포토 리지스트(Photo resist)가 적용되는 경우, 포토 리지스트 제거시 금속층간이나 주면과 프로브 지지부 사이의 금속층의 결합력(adhision)이 약해지거나 불안정할 수 밖에 없으며 프로브가 소형화 될수록 검사중 웨이퍼 패드에 적정한 스크래치 양이 부족할 수 있고, 프로브 접속 접촉력(contact force)이 충분하지 않아 통전 문제 등이 지적되고, 물리적 하중에 대하여 다층구조의 리드 지지부(50)에 응력이 가장 많이 발생하므로 쉽게 단락될 수 있다.

리소그래픽 컨텍 스프링(lithographic contact spring) 경우에서 접촉단자가 피라미드 형태로 되어 있거나 긴 피라미드 형태인데, 자세히 분석해 보면 세라믹(Ceramic) 주변으로부터 프로브 구조체를 형성시키는데 다층(3층 이상)이상의 포토레지스트(photoresist) 층을 만들어야 하고 각 층마다 금속도금을 하여 면을 평평하게 만들어야 한다. 이때 포토리지스트가 있는 상태에서 금속층을 그라인딩(grinding)하거나 샌딩(sanding)하게 되면 각 층간에 존재하는 몸체부의 정확한 두께 조정이 어려워 프로브 구조체의 몸체부 두께가 층에 따라 다소 달라 지게 되어 미세한 접속 접촉력(probing contact force)의 차이가 생기게 되며 장시간 검사 후에는 각각의 프로브의 물리적 특성이 달라 지게 된다.

또한, 교체 수리문제에 있어서는, 반복적인 리소그래피와 도금공정 등을 통하여 세라믹 주면의 전극이나 지지부에 직접 프로브를 형성하게 하거나 베어(bare) 실리콘에 프로브를 형성하여 주면위 전극이나 지지부에 일괄 부착(bonding) 후 화학적인 식각(주로 KOH etching)을 하거나 베어(bare) 실리콘의 기저층에 깔았던 금속 전극층(seed layer)을 제거함으로서 분리시키기 때문에, 결함이나 휴먼 에러(human error)로 인한 손상된 프로브 구조체는 교체(repair)가 사실상 곤란하게 된다.

도 11(a-d)은 상기 종래 기술에 의해 제조된 프로브 구조체가 부착된 프로브 카드의 예를 간단한 도해로 나타낸 것이다.

번호 110, 120, 130, 140은 프로브 카드의 본체를 나타내며 번호 111, 121. 131, 141은 프로브 구조체를 나타낸다.

도 12(e-g)는 상기 종래 기술에 의해 제조된 프로브 구조체가 부착된 프로브 카드의 예를 간단한 도해로 나타낸 것이다.

번호 150, 160, 170은 프로브 카드의 본체를 나타내며 번호 151, 161. 171은 프로브 구조체를 나낸다.

상기한 종래기술에 있어서 해결되어야 할 문제들을 정리하면,

첫째, 일본 특개평 97-295361 (1997.10.28) '프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법'에 개시 된 바와 같은 프로브 규격으로는 전극이 매트릭스 배열로 배치된 LSI장치나 다른 IC의 테스트용 프로브를 제조하기 어렵거나 에 언급한 바와 같은 이유로 동일한 접속 접촉력을 지속적으로 갖게 하기 어렵다는 것인데, 미세간격의 패드(pad)배열, 복열 패드배열 대응에 적합한 다양한 형태의 초소형 프로브 구조체가 필요하다.

둘째, 그러한 이유에서 접촉단부가 수직 블레이드화 하면서도 전자 소자의 전극이나 접속 접촉이 상하 방향으로의 어느 정도의 변형이나 변위를 갖는 경우에도 각각에 대하여 신뢰성있는 접촉이 이루어지도록 적절한 정도의 탄성도를 갖게 하려면 몸체부에 수평 블레이드화가 요구된다.

셋째, 동일한 프로브 구조체의 접속 접촉력과 탄성력 및 반력이 생기도록 리소그래피 공정에서 마스크로 현상하여 프로브 구조체의 규격을 동일하게 하여, 동일 규격의 프로브 구조체를 구현하므로써 프로브 카드의 수명을 길게 한다.

넷째, 결함(defect)이나 휴먼에러(human error)로 발생할 수 있는 프로브 교체 수리(repair)문제에 있어 종래 기술들에 있어서 제조 공정이 단위공정마다 원스텝(one step process)공정들이기 때문에 국부적인 교체 수리가 불가능한데, 실리콘에 삽설부를 식각하여 만든 프로브 임시 고정 다이를 사용하므로써 삽설부에 있는 손상된 프로브를 제거하고 새 프로브를 삽입하여 용재를 융착하는 형태의 국부적인 수리가 가능하도록 할 과제가 생긴다.

본 발명의 일 견지에 따른 초소형 프로브 구조체는 몸체부, 기부단부, 접촉단부 및 팁부를 포함한다. 몸체부는 수평하게 배치된 블레이드 형상을 갖는다. 기부단부는 상기 몸체부의 일단부로부터 곡선부가 형성되도록 하방을 향해 연장된다. 접촉단부는 상기 몸체부의 타단부로부터 연장된다. 팁부는 상기 접촉단부로부터 상방을 향해 연장된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 몸체부는 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 변화하는 단면적들을 가질 수 있다. 상기 몸체부의 단면적은 상기 기부단부로부터 상기 접촉단부 방향을 따라 점진적으로 감소할 수 있다. 또한, 상기 몸체부는 상기 접촉단부의 폭보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 상기 몸체부는 테이퍼진 상하부면들을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 팁부는 절두된 형상의 첨단을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 견지에 따른 초소형 프로브 구조체는 몸체부, 기부단부, 접촉단부 및 팁부를 포함한다. 기부단부는 상기 몸체부의 일단부로부터 곡선부가 형성되도록 하방을 향해 연장된다. 접촉단부는 상기 몸체부의 타단부로부터 연장되고, 상기 몸체부에 비하여 상대적으로 좁은 폭과 두꺼운 두께를 갖는다. 팁부는 상기 접촉단부로부터 수직 상방을 향해 연장되고, 절두된 형상의 첨단을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 몸체부는 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 변화하는 단면적들을 가질 수 있다. 상기 몸체부의 단면적은 상기 기부단부로부터 상기 접촉단부 방향을 따라 점진적으로 감소할 수 있다. 상기 몸체부는 상기 기부단부로부터 상기 접촉단부 방향을 따라 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 상기 몸체부는 테이퍼진 상하부면들을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 견지에 따른 초소형 프로브 구조체는 몸체부, 기부단부, 접촉단부 및 팁부를 포함한다. 몸체부는 수평 방향을 따라 배치되고, 폭이 두께보다 큰 단면을 가지며, 길이 방향을 따라 변화하는 단면적을 갖는다. 기부단부는 상기 몸체부의 일단부로부터 하방을 향해 연장된다. 접촉단부는 상기 몸체부의 타단부로부터 수직으로 연장된다. 팁부는 상기 접촉단부로부터 상방을 향해 연장된다.

본 발명의 또 다른 견지에 따른 초소형 프로브 구조체는 몸체부, 기부단부, 접촉단부 및 팁부를 포함한다. 몸체부는 수평판 형상을 갖는다. 기부단부는 상기 몸체부의 일단부로부터 곡선부를 형성하도록 하방을 향해 연장된다. 접촉단부는 상기 몸체부의 타단부로부터 연장된다. 팁부는 상기 접촉단부로부터 상방을 향해 연장된다. 상기 접촉단부와 상기 팁부는 전체적으로 수직 블레이드 형상을 갖는다.

종래의 석판 인쇄술로 제조된 프로브 구조체는 프로브 카드에 장착시 자동화로 이루어지는 장점이 있으나 탐침 대상인 전자 부품의 패드 형상에 맞추어 프로브 구조체를 제작할 수밖에 없어 제작 수량에 한계가 있나. 본 발명의 프로브 구조체는 낱개화되어 프로브 카드에 각기 조립되는 관계로 희생 기판내에 가능한 많은 수의 프로브 구조체를 배치할 수 있어 많은 수량을 제조할 수 있으며 프로브 구조체의 수명을 늘리기 위해서는 역학적으로 곡선부등을 적용하여 응력 분산시키는 노력이 필요한 바 종래의 제조 방법으로는 용이하게 구현할 수 없으며 그 결과 상업화가 진전되지 않고 있는 상황이나 본 프로브 구조체는 이러한 응력 분산을 위한 곡선부 적용이 무한대로 자유로운 장점이 있고 제조 방법 역시 종래의 프로브를 제조하기 위해서 필요한 많은 단계의 공정 중 상당한 공정의 생략이 가능하여 대폭적인 원가절감이 가능하다. 아울러 손상된 프로브 구조체에 대한 국부적인 수리가 가능하여 원가 절감이 가능하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체에 대해 상세히 설명한다. 본 명세서에서 블레이드 형상이란 연장 방향에 수직되는 단면이 예를 들어 사각형이 되고 그리고 사각형의 어느 한 변의 길이가 사각형의 다른 한 변의 길이에 비하여 상대적으로 크게 되는 형상을 의미한다. 수평과 수직 플레이드는 연장 방향에 대한 단면의 형태에 의하여 결정된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나 의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(04)의 투시도로서 전체 그림은 본 발명의 초소형 프로브 구조체(04)가 프로브 카드(02)의 기부면(02a)에 패터닝된 단자(03)에 접합된 상태를 나타낸다. 초소형 프로브 구조체는 기부단부(04a)와 접촉단부(04c)와 이 양자를 연결한 몸체부(04b)로 구성되었고 접 촉단부는 수직 블레이드(04f) 형태로 구성되어 인접 프로브와의 간섭을 배제코자 하였다.

구체적으로, 초소형 프로브 구조체(04)는 수평 방향을 따라 연장된 몸체부(04b), 상기 몸체부(04b)의 일단부로부터 수직 하방을 향해 연장된 기부단부(04a), 상기 몸체부(04b)의 타단부로부터 연장된 접촉단부(04c), 및 접촉단부(04c)로부터 수직 상방을 향해 연장된 팁부(04g)를 포함한다. 또한, 상기 몸체부(04b)의 폭은 상기 접촉단부(04c)의 폭보다 넓다. 아울러, 몸체부(04b)는 두께보다 폭이 넓은 직육면체 형상을 갖는다. 또한 접촉단부(04c)의 팁부(04g)에 가압(05) 작용시 프로브로서 당연히 갖추어야 할 탄성력과 복원력을 갖도록 하기 위하여 몸체부(04b)는 수평하게 배치된 블레이드 형상(04e)으로 구성되었다. 반면에, 접촉단부(04c)와 팁부(04g)는 수직하게 배치된 블레이드 형상으로 구성된다. 부가적으로, 몸체부(04b)는 몸체부(04b)의 길이 방향을 따라 변화하는 단면적들을 가질 수 있다. 구체적으로, 몸체부(04b)의 단면적은 기부단부(04c)로부터 접촉단부(04c) 방향으로 감소될 수 있다. 또한, 몸체부(04b)는 테이퍼진 상하부면들을 가질 수 있다.

기부단부(04a)는 가압(05) 작용시 오버 드라이브(OD)의 접촉 간섭을 방지하기 위하여 접합부(04d)가 하방으로 돌출되어 있다. 상기 블레이드 형태들은 직사각형 타입도 가능하다. 이와 같은 프로브 구조체는 미세 간격 배열의 패드나 QFD용 디바이스와 같은 사방 배열 패드의 탐침 검사에 용이하게 적용할 수가 있다. 오버 드라이브 작용시 치수 변화 등의 기술적 사항은 주지의 사실이므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(14)의 투시도로서 몸체부, 기부단부(14a), 접촉단부(14c) 및 팁부(14d)로 구성된 프로브 구조체(14)가 기판(12)의 기부면(12a)에 패터닝된 단자(13)에 접합된 상태를 나타낸다. 주요 특징으로는 도1의 실시예는 기부단부(14a)와 접촉단부(14c)간의 수평 길이가 비교적 긴 경우에 대응하는 프로브 구조체인 반면에, 본 일 실시예는 짧은 길이에도 대응하면서 고유의 탄성력과 복원력을 발휘할 수 있도록한 'U'자형 몸체부가 구비된 초소형 프로브 구조체를 나타낸다. 구체적으로, 상기 몸체부의 타단부와 상기 접촉단부(14c)는 상기 기부단부(14a)의 양측에 위치한다. 따라서, 접촉단부(14c)의 수직축과 상기 기부단부(14a)의 수직축은 서로 어긋나게 위치하게 된다. 또한, 상기 몸체부의 타단부와 상기 접촉단부(14c)는 대략 U자형의 만곡부(14b)에 의해 서로 연결된다. 즉, 형상에 있어서는 다소 복잡하다고 할 수 있으나 가압(15)이 작용시 보다 우수한 탄성력 및 복원력이 발휘될 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(22)의 정면도로서 초소형 프로브 구조체(22)가 프로브 카드에 접합된 상태(21)를 나타낸다. 초소형 프로브 구조체(22)는 기부단부(22a)와 접촉단부(22c), 몸체부(22b) 및 팁부(22f)로 구성되었으며 세분화하면 기부단부(22a)와 몸체부(22b)를 연결하는 연결부(22d)와 몸체부(22b)와 접촉단부(22c)를 연결하는 연결부(22e)가 추가된다. 기부단부(22a)와 몸체부(22b)를 연결하는 연결부(22d)에는 필렛 형태의 곡선부(24)가 구비되어 응력 분산을 도모하였고 주목적은 제품 장수명화가 될 것이다. 이외에도 프로브 구 조체의 여타 평면과 평면이 만나는 부위는 곡선부 처리를 함을 통하여 물리적 특성을 개선할 수 있는 것이다.

아울러, 팁부(22f)의 형태는 첨단이 좁아지는 'V'자 형을 나타내고 있고 팁부(22f)의 첨단은 미세한 평탄면(22g)을 얻기 위하여 절두된 형태인 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체의 응력 분포도를 나타내며 일반적으로 취약한 기부단부와 몸체부의 '연결부'보다 몸체부 중심에 응력이 많이 분포됨을 알 수 있으며 이는 노란색으로 표시된 것을 통하여 알 수 있다.본 그림은 하나의 사례를 해석한 것으로서 구조체 전체에 걸쳐 응력이 양호하도록 설계하는 것은 당업자라면 용이하게 실행할 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(31)가 프로브 카드에 접합된 상태의 정면도를 나타내며 기부단부와 몸체부를 연결하는 연결부에 필렛 형상의 곡선부(32)가 구비되어 있고 접촉단부와 몸체부를 연결하는 연결부에 역시 곡선부(33)가 구비되어 응력 분산을 통한 장수명화를 도모하고 있다. 이러한 곡선부는 본 발명의 실시예의 제조 공정을 통하여 용이하게 실현할 수 있으며 이외에도 정면 방향에 있어서는 어떠한 곡선부도 용이하게 제조할 수 있다는 것이 장점이라고 볼 수 있다. 기부단부 중심과 접촉단부 팁부까지의 수평 거리는 '0'보다 긴 것이 권장되며 탐침시 적정한 스크래치가 발생하기에 충분한 거리 확보가 요망된다. 팁부의 형태는 도3의 실시예와 동일하다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(41)의 정면도를 나타내며 기부단부(42)의 접합부(42a)가 상기 실시예와는 달리 돌출부가 없고 평탄한 상태를 나타내며 이는 기판 기부에 범프가 구비되어 있을 경우에 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(51)의 정면도를 나타내며 기부단부(52)의 접합부(52a)가 상기 실시예와는 달리 돌출부가 없고 평탄한 상태를 나타내며 이는 기판 기부에 범프가 구비되어 있을 경우에 적용될 수 있다.

도 8은 도 6의 프로브 구조체(61)의 측면 확대도를 나타내며 가압(65)이 접촉단부(63)에 작용시 몸체부(62)의 뒤틀림(66) 변형을 감소시키코자 몸체 저면(67)에 테이퍼부(64)를 구비한 것을 나타낸다.

도 9a 내지 9c는 도 6의 프로브 구조체(61)의 부분 정면 확대도를 나타내는 것으로서, 상기 몸체부와 상기 접촉단부 사이에 형성된 보강부를 더 포함하는 프로브 구조체(61)를 나타낸다.

보강부의 구체적인 예로서는, 도 9a는 프로브 구조체(71)의 몸체부(73)와 접촉단부(72)의 연결부(75)에 계단(74) 형상의 복단 직사각형 형태 내지는 블레이드 형태를 구비하여 변형 방지 및 응력 분산을 도모한 것이다.

도 9b는 프로브 구조체(81)의 몸체부(83)와 접촉단부(82)의 연결부(85)에 필렛형 곡선부(84) 복단 직사각형 형태 내지는 블레이드 형태를 구비하여 변형 방지 및 응력 분산을 도모한 것이다.

도 9c는 프로브 구조체(91)의 몸체부(93)와 접촉단부(92)의 연결부(95)에 단일 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태가 아닌 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태로 서 전구간 혹은 일부 구간이 테이퍼 형태인 것(94)을 구비하여 변형 방지 및 응력 분산을 도모한 것이다.

도 10은 본 발명의 일실시예로서 접촉단부의 팁부(100)의 부분 상세도를 나타내며 팁부의 첨단부(101) 사방 모서리를 필렛처리하여 형성된 필렛부(102)가 형성됨으로써, 탐침 접촉성을 향상시키고자 하는 것이다.

즉, 종래의 기술에 개시 된 바와 같은 프로브 규격으로는 전극이 매트릭스 배열로 배치된 LSI장치나 다른 IC의 테스트용 프로브를 제조하기 어렵거나 에 언급한 바와 같은 이유로 동일한 접속 접촉력을 지속적으로 갖게 하기 어렵고, 미세간격의 패드(pad)배열, 복열 패드배열에의 대응이 용이하지 않으나 본 발명의 초소형 프로브 구조체는 기부단부와 접촉단부간의 길이를 다양화함과 아울러 접촉단부를 블레이드화함으로써 이러한 문제를 해결하였다.

접촉단부가 수직 블레이드화 하면서도 전자 소자의 전극이나 접속 접촉이 상하 방향으로의 어느 정도의 변형이나 변위를 갖는 경우에도 각각에 대하여 신뢰성있는 접촉이 이루어져 하므로 몸체부를 수평 블레이드화하여 이 문제를 해결하였다.

동일한 프로브 구조체의 접속 접촉력과 탄성력및 반력이 생기도록 리소그래피 공정에서 마스크로 현상하여 프로브 구조체의 규격을 동일하게 하여, 동일 규격의 프로브 구조체를 구현하므로써 프로브 구조체의 수명을 연장함과 아울러 동시에 프로브 카드의 수명을 연장하였다.

이는, 종래의 기술로 제조되는 프로브 구조체는 가압에 의해 응력을 받는 몸체부의 상하 두께가 제조공정의 특성으로 산포가 유발될 가능성이 많으나 본 발명의 초소형 구조체는 이의 산포를 최소화한 것이다.

또한, 결함(defect)이나 휴먼에러(human error)로 발생할 수 있는 프로브 교체 수리(repair)문제에 있어 종래 기술들에 있어서 제조 공정이 단위공정마다 원스텝(one step process)공정들이기 때문에 국부적인 교체 수리가 불가능한데, 본 발명의 프로브 구조체는 실리콘에 삽설부를 식각하여 만든 프로브 임시 고정 지그를 사용하므로써 삽설부에 있는 손상된 프로브를 제거하고 새 프로브를 삽입하여 용재를 융착하는 형태의 국부적인 수리가 가능한 것이다.

한편, 앞에서 개시한 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 등록 청구범위뿐만 아니라 이 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

종래의 석판 인쇄술로 제조된 프로브 구조체는 프로브 카드에 장착시 자동화로 이루어 지는 장점이 있으나 탐침 대상인 전자 부품의 패드 형상에 맞추어 프로브 구조체를 제작할 수밖에 없어 제작 수량에 한계가 있나. 본 발명의 프로브 구조체는 낱개화되어 프로브 카드에 각기 조립되는 관계로 희생 기판내에 가능한 많은 수의 프로브 구조체를 배치할 수 있어 많은 수량을 제조할 수 있으며 프로브 구조체의 수명을 늘리기 위해서는 역학적으로 곡선부등을 적용하여 응력 분산시키는 노력이 필요한 바 종래의 제조 방법으로는 용이하게 구현할 수 없으며 그 결과 상업화가 진전되지 않고 있는 상황이나 본 프로브 구조체는 이러한 응력 분산을 위한 곡선부 적용이 무한대로 자유로운 장점이 있고 제조 방법 역시 종래의 프로브를 제조하기 위해서 필요한 많은 단계의 공정 중 상당한 공정의 생략이 가능하여 대폭적인 원가절감이 가능하다. 아울러 손상된 프로브 구조체에 대한 국부적인 수리가 가능하여 원가 절감이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(04)의 투시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(14)의 투시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(22)의 정면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체의 응력 분포도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(31)가 프로브 카드에 접합된 상태의 정면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(41)의 정면도.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(51)의 정면도.

도 8은 도 6의 프로브 구조체(61)의 측면 확대도.

도 9a-c는 도 6의 프로브 구조체(61)의 부분 정면 확대도.

도 10은 본 발명의 일 실시예로서 접촉단부의 팁부(100)의 부분 상세도.

도 11(a-d)은 종래 기술에 의해 제조된 프로브 구조체가 부착된 프로브 카드의 개략도.

도 12(e-g)는 종래 기술에 의해 제조된 프로브 구조체가 부착된 프로브 카드의 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

02: 기판 04: 초소형 프로브 구조체

04a: 기부단부 04b: 몸체부

04c: 접촉단부 04g: 팁부

24: 곡선부

Claims (13)

1. 삭제
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7. 몸체부;

   상기 몸체부의 일단부로부터 곡선부가 형성되도록 하방을 향해 연장된 기부단부;

   상기 몸체부의 타단부로부터 연장되고, 상기 몸체부에 비하여 상대적으로 좁은 폭과 두꺼운 두께를 갖는 접촉단부; 및

   상기 접촉단부로부터 수직 상방을 향해 연장되고, 절두된 형상의 첨단을 갖는 팁부를 포함하는 초소형 프로브 구조체.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 몸체부는 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 변화하는 단면적들을 갖는 초소형 프로브 구조체.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 몸체부의 단면적은 상기 기부단부로부터 상기 접촉단부 방향을 따라 점진적으로 감소하는 초소형 프로브 구조체.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 몸체부는 상기 기부단부로부터 상기 접촉단부 방향을 따라 테이퍼진 형상을 갖는 초소형 프로브 구조체.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 몸체부는 테이퍼진 상하부면들을 갖는 초소형 프로브 구조체.
12. 삭제
13. 삭제

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