KR100877076B1 - 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 고집적화되는 반도체 칩 및 디스플레이 회로검사에 사용되는 프로브카드용 탐침 상호 간에 절연성을 확보하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명의 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법은 프로브카드용 탐침을 절연하는 방법에 있어서, 도금 또는 에칭 공정으로 탐침을 제작하는 단계; 상기 탐침을 크리닝한 후, 유리잉크를 이용하여 코팅하는 단계; 상기 코팅된 탐침의 양끝을 연마하여 프로브 유닛에 삽입하는 단계; 및 상기 탐침을 에폭시로 고정한 후, 상기 프로브 유닛을 PCB 회로부에 연결시키는 단계를 포함한다.

프로브카드, 탐침, 절연, 유리잉크, 에폭시

Description

유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법{Insulating method of tips for probe card by glass ink coating method}

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일실시예에 따른 유리잉크 코팅법을 이용한 절연 탐침 제작방법을 나타낸 도면,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 도금 공정을 이용한 탐침의 제작방법을 나타낸 도면,

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따른 에칭 공정을 이용한 탐침의 제작방법을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 탐침

110 : 유리잉크

본 발명은 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 고집적화되는 반도체 칩 및 디스플레이 회로검사에 사용되는 프로브카드용 탐침 상호간에 절연성을 확보하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 본 발명에서와 같은 탐침은 프로브카드를 구성하는 핵심부품으로 반도체 공정에서 DRAM을 비롯한 메모리 칩 또는 디스플레이의 회로검사 등에 사용되어 불량 유무를 패키지 전 단계에서 미리 검사하기 위한 장치이다.

이러한 프로브카드는 일정한 간격으로 가공된 프로브 유닛의 채널 또는 홀에 금속 탐침들을 삽입한 후 절연성 에폭시로 고정시키는 과정을 거쳐 프로브카드를 제작하였다. 그러나 최근 들어 디스플레이 회로기판 및 고집적 칩의 패드 간격들이 점차 미세화되면서 탐침들의 배열 간격 또한 좁아지고 있고 특히, 탐침을 삽입하여 고정하는 프로브 유닛의 가공 피치에 한계가 있어 탐침 상호간에 절연성 확보가 필수적이다.

이에 에폭시를 이용하여 탐침을 코팅하여 절연막을 생성하는 에폭시 습식 코딩방법이 개발되었다.

하지만 이러한 에폭시 습식 코딩방법을 이용한 절연 탐침은 최근에 개발되고 있는 고집적 칩에는 패드 크기 및 간격의 미세화로 인하여 대응이 어려우며 에폭시 특성상 완벽한 절연성을 기대하기 어렵다.

따라서, 본 발명은 프로브카드용 탐침에 유리잉크를 코팅하여 우수한 절연성 을 갖도록 하는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

또한, 본 발명은 탐침에 유리잉크를 코팅하기 전 단계에서, 산, 알칼리 습식세정 및 플라즈마 에싱 공정을 수행하여 밀착력이 강화되는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 탐침에 유리잉크를 코팅하기 전 단계에서, 화학연마법을 수행하여 밀착력이 강화되는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 프로브카드용 탐침을 절연하는 방법에 있어서, 도금 또는 에칭 공정으로 탐침을 제작하는 단계; 상기 탐침을 크리닝한 후, 유리잉크를 이용하여 코팅하는 단계; 상기 코팅된 탐침의 양끝을 연마하여 프로브 유닛에 삽입하는 단계; 및 상기 탐침을 에폭시로 고정한 후, 상기 프로브 유닛을 PCB 회로부에 연결시키는 단계를 포함하는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법에 의해 달성된다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일실시예에 따른 유리잉크 코팅법을 이용한 절연 탐침 제작방법을 나타낸 도면이다.

도 1a는 고강도 정밀도금 또는 에칭 공정을 이용하여 제조된 프로브카드용 탐침(100)을 나타낸다.

도 1b는 탐침(100)을 크리닝한 후, 탐침(100)을 저농도 유리잉크에 침지시키거나 스프레이 코팅법을 이용하여 저농도 유리잉크(110)를 균일하게 일정한 두께로 코팅된 탐침(100)을 나타낸다. 상기 과정에서 탐침(100)에 스트레스가 인가되지 않도록 대기중에서 자연경화 시키면, 탐침 표면에는 유리잉크(110)의 화학반응에 의해 얇은 SiO₂ 박막이 형성된다.

여기서 유리잉크(110)는 이미 상용화된 물질로서, -Si-H-N- 구조로 이루어져 있으며 공기중에 노출시 화학반응에 의해 SiO₂와 암모니아 가스로 변하는 성질을 가지고 있다. 이 과정에서 생성되는 SiO₂는 반도체 공정에서 사용되는 절연막 이상의 절연 특성을 가지고 있다.

도 1c는 탐침의 전기적 통전을 위해 양 끝단이 국부적으로 연마된 유리잉크(110)로 코팅된 탐침(100)을 나타낸다.

도 1d는 일정 간격으로 가공되어 있는 프로브 유닛의 캐리어 홀에 일대일로 대응이 되도록 삽입하여 에폭시로 고정된 탐침(100)을 나타낸다.

도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 유리잉크 코팅법을 이용한 절연 탐침 제작방법은 첫 번째로, 전도성 금속이 증착된 실리콘 기판 또는 금속기판상에 포토레지스트(photoresist, 이하 PR)를 패터닝한 후, 고강도 정밀도금 또는 에칭(etching) 공정을 이용하여 탐침(100)을 제작한다.

두 번째로, 각각의 방법으로 제작된 탐침(100)의 표면에 잔유물이 없도록 산, 알칼리 습식세정 또는 플라즈마 에싱(ashing) 공정을 이용하여 크리닝(Cleaning)한다. 프로브카드에 적용되는 탐침은 기능적인 특성상 탄성변형을 지속적으로 반복해서 수행하여야 하며, 따라서 탐침과 절연막 사이의 밀착력 강화는 매우 중요하다. 상기 크리닝 공정은 표면의 잔유물 제거뿐만 아니라 밀착력을 확보한다. 또한 밀착력 강화를 위해 화학연마법을 추가로 수행하기도 한다.

세 번째로, 상기 크리닝된 탐침(100)을 저농도 유리잉크(110)에 침지시키거나 스프레이 코팅법을 이용하여 유리잉크(110)를 균일하게 일정한 두께로 코팅시킨다.

네 번째로, 유리잉크(110)가 코팅된 탐침(100)의 양 끝단을 연마하여 전기적으로 통전이 되도록 절연박막을 국부적으로 제거한다.

다섯 번째로, 탐침(100)을 일정 간격으로 가공되어 있는 프로브 유닛의 캐리 어 홀에 일대일로 대응이 되도록 삽입하고 에폭시로 고정하여 조립한 후, PCB(Printed Circuit Board)와 연결하여 프로브카드를 완성한다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 도금 공정을 이용한 탐침(200)의 제작방법을 나타낸 도면이다.

도 2a는 실리콘 웨어퍼(210)에 전도성 박막이 증착된 전도성 기판(220)을 나타낸다. 여기서 전도성 기판(220)은 한쪽 면을 미리 연마하여 두께편차를 수 μm 이내로 가공하고 표면이 우수한 광택을 갖도록 한다.

도 2b는 전도성 기판(220)에 PR(230)을 코팅한 후, 탐침(200)의 형상으로 패터닝된 것을 나타낸다.

주로 도금 공정의 전 공정에서의 PR(230)은 negative thick PR을 사용한다. 여기서 PR(230) 코팅은 전용 스핀코터를 이용하여 탐침(200)의 제품 스펙에 따라 10~70μm 두께로 전도성 기판에 균일하게 코팅한 후 baking 한다. 또한 PR(230) 대신에 필름 타입의 DFR(Dry Film Resist)도 사용가능하다.

그리고 패터닝은 준비된 탐침 형상의 포토마스크를 baking된 PR(230)상에 장착한 후, 사진식각공정(photolithography)을 이용한다.

도 2c는 탐침(200)의 형상대로 도금한 후, CMP 공정으로 평탄화하고 PR을 제거하여 제작한 탐침(200)을 나타낸다.

도 2d는 실리콘 웨어퍼(210)로부터 분리된 탐침(200)을 나타낸다.

도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 도금 공정을 이용한 탐침(200)의 제작방법은 첫 번째로, 전도성 박막이 증착된 실리콘 웨어퍼(210)를 포함하는 전도성 기 판(220)을 준비한다.

두 번째로, 전도성 기판(220)에 negative 또는 positive thick PR(230)을 코팅하고 탐침 형상을 갖도록 정밀 패터닝한다.

세 번째로, 탐침을 제작하기 위해 PR에 패터닝된 탐침 형상을 Ni, Ni-W, Ni-Fe, Ni-Co, Ni-Mn 등 고강도 도금으로 패턴 높이보다 두껍게 도금한다. 그리고 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 이용하여 평탄화한 후, PR을 전용 에칭용액으로 제거한다.

네 번째로, 도금된 탐침을 기판으로부터 분리하여 탐침 제작을 완료한다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따른 에칭 공정을 이용한 탐침(300)의 제작방법을 나타낸 도면이다.

도 3a는 전도성 금속기판(310)을 나타낸다.

도 3b는 전도성 금속기판(310)에 PR(320)을 코팅한 후, 탐침(300)의 형상으로 패터닝된 것을 나타낸다.

도 3c는 전도성 금속기판(310)을 전용 에칭 용액으로 에칭하여 형성된 탐침(300)을 나타낸다.

도 3d는 탐침(300)의 표면에 남아있는 PR(320)을 제거한 후, 제작 완료된 탐침(300)을 나타낸다.

도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 에칭 공정을 이용한 탐침(300)의 제작방법은 첫 번째로, 전도성 금속기판(310)을 준비한다.

두 번째로, 전도성 금속기판(310)에 PR(320)을 코팅하고 탐침 형상의 패터닝 을 한다.

세 번째로, 패터닝된 전도성 금속기판(310)을 탐침(300) 형상으로 에칭한다.

네 번째로, 탐침(300)의 표면에 남아있는 PR(320)을 제거하여 탐침(300) 제작을 완료한다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

따라서, 본 발명의 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법은 프로브카드용 탐침을 유리잉크를 이용하여 코팅함으로써 절연박막의 두께를 얇게 조절할 수 있는 장점이 있고, 우수한 절연효과가 있다.

또한 본 발명의 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법은 유리잉크 코팅 전 단계에서 산, 알칼리 습식세정 및 플라즈마 에싱 공정을 수행함으로써 탐침의 유리잉크에 대한 밀착력이 강화되는 효과가 있다.

또한 본 발명의 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법은 유리잉크 코팅 전 단계에서 화학연마법을 수행함으로써 탐침의 유리잉크에 대한 밀착력이 강화되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 프로브카드용 탐침을 절연하는 방법에 있어서,

   도금 또는 에칭 공정으로 탐침을 제작하는 단계;

   상기 탐침을 크리닝한 후, 유리잉크를 이용하여 코팅하는 단계;

   상기 코팅된 탐침의 양 끝을 연마하여 프로브 유닛에 삽입하는 단계; 및

   상기 탐침을 에폭시로 고정한 후, 상기 프로브 유닛을 PCB 회로부에 연결시키는 단계

   를 포함하는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 도금 공정을 이용한 상기 탐침의 제작은,

   전도성 박막이 증착된 실리콘 웨이퍼를 포함하는 전도성 기판에 포토레지스트를 코팅한 후, 패터닝하는 단계;

   상기 기판을 베이킹한 후, 도금하는 단계; 및

   상기 기판을 평탄화한 후, 상기 포토레지스트를 제거하고 탐침을 분리하는 단계

   를 포함하는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 평탄화 작업은 화학기계적연마법을 이용하는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 에칭 공정을 이용한 상기 탐침의 제작은,

   금속 기판에 포토레지스트를 코팅한 후, 패터닝하는 단계;

   상기 기판을 베이킹한 후, 에칭하는 단계; 및

   상기 포토레지스트를 제거하는 단계

   를 포함하는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 크리닝 공정은 산, 알칼리 습식세정 또는 플라즈마 에싱 공정을 포함하는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 크리닝 공정은 화학연마법을 더 포함하는 유리잉크 코팅법을 이용한 프로브카드용 탐침의 절연방법.

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