KR100912088B1 - 통전 시험용 프로브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 통전 시험용 프로브는, 제1 방향으로 연장되는 암 영역과, 상기 암 영역의 제1 방향과 교차하는 제2 방향에 있어서의 한쪽에 이어지는 침선 영역을 포함하며, 제1 및 제2 방향과 교차하는 방향을 두께 방향으로 하는 판 형상을 갖는다. 침선 영역은, 암 영역에 이어지는 대좌부와, 그 대좌부에 이어지는 접촉부를 포함하며, 접촉부는 대좌부의 일부를 형성하는 기부와, 상기 기부에 이어지며 또한 대좌부로부터 제2 방향으로 돌출된 돌출부를 포함한다. 이로써, 접촉부의 손상이 방지된다.

Description

통전 시험용 프로브{Continuity Testing Probe}

기술분야

본 발명은 반도체 집적 회로와 같은 평판형 피검사체의 통전 시험에 사용하는 프로브에 관한 것이다.

배경기술

반도체 집적 회로와 같은 평판형 피검사체는, 그것이 사양서대로 제조되어 있는지의 여부가 통전 시험 된다. 이러한 종류의 통전 시험은, 피검사체의 전극에 각각 가압되는 복수의 접촉자 즉 프로브를 구비한, 프로브 카드, 프로브 블록, 프로브 유닛 등의 전기적 접속 장치를 사용하여 수행된다. 이러한 종류의 전기적 접속 장치는 피검사체의 전극과 테스터를 전기적으로 접속하는데 이용된다.

상기와 같은 종류의 전기적 접속 장치에 사용되는 프로브에는, 도전성 금속 세선(細線)으로 제조된 니들 타입(needle-type), 판 형상으로 형성된 블레이드 타입(blade-type), 전기 절연 시트(필름)의 한쪽 면에 형성된 배선에 돌기 전극을 형성한 프로브 요소를 사용하는 프로브 요소 타입(probe element-type) 등이 있다.

블레이드 타입의 프로브에는, 도전성 금속판으로 제조된 단일 판 타입(single plate-type)과, 포토레지스트의 노광 및 에칭과 에칭된 부분에 대한 도 금을 1회 이상 실시하는 적층 타입(lamination-type)의 프로브 등이 있다.

모든 타입의 프로브는, 배선 기판과 같은 지지부재(support member)에 캔틸레버(cantilever) 형상으로 지지되며, 침선(tip)이 피검사체의 전극에 가압된다. 침선이 피검사체의 전극에 가압되면, 오버드라이브(overdrive)가 프로브에 작용하고, 프로브는 탄성 변형에 의해 구부러진다.

블레이드 타입 프로브의 하나로서, 제2 방향으로 간격을 두고 제1 방향으로 연장되는 제1 및 제2 암부(arm portion), 상기 제1 및 제2 암부를 그것들의 선단부(front end portion) 및 기단부(base end portion)에서 각각 연결하는 제1 및 제2 연결부, 제1 연결부의 제2 방향에 있어서의 한쪽에 이어지는 침선부, 및 제2 연결부의 제2 방향에 있어서의 다른쪽에 이어지는 설치부를 포함하는 것이 있다 (특허문헌 1).

특허문헌 1: WO 2004-102207호 공보 A1

상기 종래의 프로브에서, 침선부는, 제1 연결부에 이어지는 대좌부(pedestal portion)와, 그 대좌부에 일체로 이어지는 접촉부(침선)를 포함한다.

상기와 같은 프로브는, 설치부가 적절한 지지부재에 장착되어, 상기 지지부재에 캔틸레버 형상으로 지지된 상태에서 침선이 피검사체의 전극에 가압된다. 이에 따라, 과도한 오버드라이브가 프로브에 작용하고, 프로브는 제1 및 제2 암부의 탄성 변형에 의해 구부러진다.

그러나, 종래의 프로브는 오버드라이브가 작용하면, 접촉부가 파손되는 등의 손상이 발생한다. 특히, 집적회로용 마이크로 프로브의 경우, 접촉부가 매우 작고 기계적 강도도 약하기 때문에, 오버드라이브에 의해 접촉부가 대좌부와의 접속 부분에서 파손되기 쉽다. 따라서 오버드라이브 양을 크게 하여, 제1 및 제2 암부의 탄성 변형을 크게 하는 것은 쉽지 않다.

상기와 같이 오버드라이브의 양을 크게 할 수 없는 경우에는, 피검사체의 전극에 대한 침선의 가압력(침압; needle pressure)을 크게 할 수 없기 때문에, 피검사체의 전극과 침선 간에 양호한 전기적 접속 상태가 형성될 수 없으며, 제2 방향에 있어서의 침선의 위치를 매우 정확하게 일치시켜야만 한다. 그러한 결과, 정확한 검사를 수행할 수 없다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명의 목적은 접촉부의 손상을 방지하는데 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 따른 통전 시험용 프로브는, 제1 방향으로 연장되는 암 영역과, 그 암 영역의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향의 한쪽에 이어지는 침선 영역을 포함하며, 상기 제1 및 제2 방향과 교차하는 방향을 두께 방향으로 하는 판 형상을 갖는다. 상기 침선 영역은, 상기 암 영역에 이어지는 대좌부와, 그 대좌부에 이어지는 접촉부를 포함한다. 상기 접촉부는, 대좌부의 일부를 형성하는 기부(base portion)와, 그 기부에 이어지고 상기 대좌부로부터 제2 방향으로 돌출된 돌출부를 포함한다.

발명의 효과

본 발명의 프로브에서, 돌출부는 피검사체의 전극에 가압된다. 그러나, 접촉부의 기부가 대좌부의 일부를 형성하고 있기 때문에, 종래의 프로브에 비해 접촉부와 대좌부의 접촉 면적이 크고, 따라서 접촉부의 손상이 방지된다.

상기 암 영역은, 상기 제2 방향으로 간격을 두고 제1 방향으로 연장되는 제1 및 제2 암부와, 그 제1 및 제2 암부를 그것들의 선단부 및 기단부에서 각각 연결하는 제1 및 제2 연결부를 포함하며, 상기 침선 영역은 상기 제1 연결부 또는 제2 암부에 일체로 이어지도록 형성되는 것도 바람직하다.

본 발명에 따른 프로브는, 상기 제2 연결부의 제2 방향에 있어서의 다른쪽에 이어지는 연장 영역과, 그 연장 영역의 제2 방향에 있어서의 다른쪽에 이어지는 설치 영역을 더 포함할 수 있다.

상기 접촉 영역의 기부는, L자형, U자형, T자형 또는 Y자형의 형상을 가질 수 있다.

상기 접촉 영역의 기부는 상기 대좌부의 표면의 일부를 형성해도 좋고, 그것 대신, 상기 대좌부에 매립되어 있어도 좋다.

상기 접촉부는 고경도(high hardness) 금속 재료로 형성되어 있으며, 상기 암 영역은 고인성(high tenacity) 금속 재료로 형성되는 것도 바람직하다.

도면의 간단한 설명

도1은 본 발명에 따른 프로브의 제1 실시예를 나타내는 정면도이다.

도2는 도1에 나타내는 프로브의 우측면도이다.

도3은 본 발명에 따른 프로브의 제2 실시예를 나타내는 우측면도이다.

도4는 본 발명에 따른 프로브의 제3 실시예를 나타내는 우측면도이다.

도5는 본 발명에 따른 프로브의 제4 실시예를 나타내는 우측면도이다.

도6은 본 발명에 따른 프로브의 제5 실시예를 나타내는 우측면도이다.

도7은 도1에 나타내는 프로브의 제조 방법의 실시예를 나타내는 공정도이다.

도8은 도7에 이어지는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도9는 도8에 이어지는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도10은 도9에 이어지는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명*

10, 40, 44, 48, 52: 프로브

12: 암 영역 14: 침선 영역

16: 연장 영역 18: 설치 영역

20, 22: 암부 24, 26: 연결부

28: 침선 영역의 대좌부 30: 침선 영역의 접촉부

32, 42, 46, 50, 54: 접촉부의 기부 34: 접촉부의 돌출부

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도1에 있어서, 좌우 방향을 제1 방향, 상하 방향을 제2 방향, 지면에 수직인 방향을 제3 방향으로 하는데, 그러한 방향은 통전해야할 피검사체를 수용하는 프로버의 척 상부(chuck top)에 따라 다르다.

도1및 도2를 참조하면, 프로브(10)는, 제1 방향(좌우 방향)으로 연장되는 암 영역(12)과, 암 영역(12)의 선단부의 하부 가장자리에 일체로 이어지는 침선 영역(14)과, 암 영역(12)의 기단부의 상부 가장자리에 일체로 이어지는 연장 영역(16)과, 연장 영역(16)의 상부 가장자리에 일체로 이어지는 설치 영역(18)을 포함한다.

암 영역(12)은, 제2 방향(상하 방향)으로 간격을 두고 제1 방향으로 연장되는 제1 및 제2 암부(20, 22)와, 제1 및 제2 암부(20, 22)를 그것들의 선단부 및 기단부에서 각각 연결하는 제1 및 제2 연결부(24, 26)를 포함한다.

침선 영역(14)은, 제2 암부(22)의 선단부의 하부 가장자리 및 제1 연결부(24)의 하부 가장자리에 일체로 이어지는 대좌부(28)와, 대좌부(28)의 하부 가장자리로부터 돌출된 접촉부(30)를 구비하며, 또한 제1 연결부(24)의 선단측의 하부 가장자리로부터 아래쪽으로 돌출된다.

암 영역(12), 연장 영역(16), 설치 영역(18) 및 대좌부(28)는 대략 같은 두께의 일체형 판 형상으로 되어 있으며, 따라서 프로브(10)는 전체적으로 평탄한 블레이드 타입의 프로브로 형성된다.

이에 반해, 접촉부(30)는, 도2에 나타낸 바와 같이, 대좌부(28)의 일부를 형성하는 기부(32)와, 기부(32)에 이어지고 또한 대좌부(28)로부터 아래쪽으로 돌출된 돌출부(34)를 포함하며, 전체적으로 크랭크(crank) 형상의 단면을 구비한다. 기부(32)는, L자형의 단면 형상을 구비하며, 또한 대좌부(28)에 매립되어 있다.

접촉부(30)는, 아래로 향한 선단면을 하단(lower end)에 구비한다. 도시한 예에서, 상기 선단면은 피검사체의 전극에 가압되는 침선으로서 작용한다. 그러나, 침선을 면으로 하는 대신, 끝이 뾰족한 침선으로 할 수도 있다.

도1에서 보면, 대좌부(28)의 좌우 방향의 폭 치수는 제1 연결부(24)의 좌우 방향의 폭 치수 보다 길다. 이 때문에, 대좌부(28)는 제1 연결부(24)의 하부 가장자리에서 제2 암부(22)의 선단측의 하부 가장자리까지 연장되는 폭 치수를 갖는다. 그러나, 대좌부(28)의 좌우 방향의 폭 치수를 제1 연결부(24)의 좌우 방향의 폭 치수와 같은 값으로 할 수도 있다.

연장 영역(16)의 좌우 방향의 폭 치수는, 제2 연결부(26)의 좌우 방향의 폭 치수와 같다. 그러나, 연장 영역(16)의 좌우 방향의 폭 치수를 제2 연결부(26)의 좌우 방향의 폭 치수와 다른 값으로 해도 좋다.

프로브(10)의 소재로는, 니켈·인 합금(Ni-P), 니켈·텅스텐 합금(Ni-W), 로듐(Rh), 인청동(P-Sn-Cu), 니켈(Ni), 파라듐·코발트 합금(Pd-Co), 및 파라듐·니켈·코발트 합금(Pd-Ni-Co) 등의 도전성 금속 재료를 들 수 있다.

프로브(10)는, 그 전체를 상기의 어떠한 재료로 제조해도 좋다. 그러나, 접촉부(30)를 다른 부분(12, 14, 16, 28) 등과 상이한 재료로 제조할 수도 있다.

후자의 경우, 접촉부(30)를 로듐과 같은 고경도의 금속 재료로 형성하고, 다 른 부분(12, 14, 16, 28)을 니켈과 같은 고인성 금속 재료로 형성할 수 있다. 이에 따라, 큰 오버드라이브를 프로브(10)에 작용시키더라도, 암 영역(12)이 크게 휘어, 프로브(10)의 파손이 방지된다.

또한, 프로브(10)의 전체를 같은 재료로 제조하거나, 접촉부(30)를 제외한 부분을 같은 재료로 제조하는 경우, 프로브(10)의 제조가 용이해진다.

프로브(10)는, 프로브 카드와 같은 전기적 접속 장치에 조립된다. 그러한 전기적 접속 장치는 특허문헌 1에 기재되어 있으며, 그 상세한 설명은 생략한다. 그러한 전기적 접속 장치는, 복수의 프로브(10)를 설치부(18)를 통해 캔틸레버 형상으로 설치 기판에 지지한다.

프로브(10)는, 전기적 접속 장치의 설치 기판에 캔틸레버 형상으로 지지된 상태에서 접촉부의 침선이 피검사체의 전극에 가압된다.

침선이 피검사체의 전극에 가압되면, 오버드라이브(OD)가 프로브(10)에 작용하여, 양 암부(20, 22)가 탄성 변형하여 구부러진다.

그러나, 접촉부(30)의 기부(32)가 대좌부(28)의 일부를 형성하고 있기 때문에, 종래의 프로브에 비해, 접촉부(30)와 대좌부(28)의 접촉 면적이 크고, 따라서 접촉부(30)가 대좌부(28)로부터 떨어지는 등의 접촉부의 파손이 방지된다.

기부(32)를 대좌부(28)에 매립하는 대신, 도3에 나타내는 프로브(40)와 같이, 접촉부(30)의 기부(42)를 크게 하여, 기부(42)가 대좌부(28)의 측면 및 밑면의 일부를 형성하도록 해도 좋다.

도4에 나타내는 프로브(44)는, 접촉부(30)의 기부(46)의 단면 형상을 U자형 으로 하여, 접촉부(30)의 단면 형상을 Y자형으로 형성한다. 기부(46)는, 대좌부(28)에 매립되어 있다. 상기 프로브(44)도 프로브(10)와 같은 작용 효과를 이룰 수 있다.

기부(46)를 대좌부(28)에 매립하는 대신, 도5에 나타내는 프로브(48)와 같이, 접촉부(30)의 기부(50)를 크게 하여, 기부(50)가 대좌부(28)의 측면 및 밑면의 일부를 형성하도록 해도 좋다.

도6에 나타내는 프로브(52)는 접촉부(30)의 기부(54)의 단면 형상을 T자형으로 하여, 접촉부(30)의 단면 형상을 T자형으로 형성한다. 기부(54)는, 대좌부(28)에 매립되어 있다. 상기 프로브(52)도 프로브(10)과 같은 작용 효과를 이룰 수 있다.

도7 내지 도10을 참조하여, 도1 및 도2에 나타내는 구조를 갖는 프로브(10)의 제조 방법의 일례에 대해 설명한다.

우선, 도7의 (A)에 나타내는 바와 같이, 스테인레스제 판형 기재(base material; 60)의 한쪽 면에 니켈층과 같은 금속층(62)을 스퍼터링(sputtering) 공정으로 형성한다.

다음으로, 도7의 (B)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트(64)를 금속층(62)에 도포한다.

다음으로, 도7의 (C)에 나타내는 바와 같이, 암 영역(12), 연장 영역(16), 설치 영역(18) 및 대좌부(28)의 일부에 대응하는 오목부(66)가 포토레지스트(64)에 형성되도록, 포토레지스트(64)를 노광 및 현상한다.

이어서, 도7의 (D)에 나타내는 바와 같이, 니켈·크롬 합금과 같은 고인성의 금속 재료를 사용하는 전기 도금으로, 암 영역(12), 연장 영역(16), 설치 영역(18) 및 대좌부(28)의 일부로서 작용하는 금속층(68)을 오목부(66)에 형성한다.

계속해서, 도7의 (E)에 나타내는 바와 같이, 니켈층과 같은 금속층(70)을 포토레지스트(64) 및 금속층(68)에 스퍼터링 공정으로 형성한다.

그 후, 도7의 (F)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트(72)를 금속층(70)에 도포한다.

다음으로, 도8의 (A)에 나타내는 바와 같이, 오목부(74)가 포토레지스트(72)에 형성되도록, 포토레지스트(72)를 노광 및 현상한다.

다음으로, 도8의 (B)에 나타내는 바와 같이, 나중에 제거하는 희생층(76)을 오목부(74)에 전기 도금으로 형성한다.

이어서, 도8의 (C)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트(72)를 제거하여, 금속층(70) 및 희생층(76)을 노출시킨다.

이어서, 도8의 (D)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트(78)를 금속층(70) 및 희생층(76)에 도포한다.

계속해서, 도8의 (E)에 나타내는 바와 같이, 접촉부(30)에 대응하는 오목부(80)가 포토레지스트(78)에 형성되도록, 포토레지스트(72)를 노광 및 현상한다.

그 후, 도8의 (F)에 나타내는 바와 같이, 로듐과 같은 고경도성 금속 재료에 따른 전기 도금으로, 접촉부(30)로서 작용하는 금속층(82)을 오목부(80)에 형성한다.

다음으로, 도9의 (A)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트(78)를 제거하여, 금속층(70, 82) 및 희생층(76)을 노출시킨다.

다음으로, 도9의 (B)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트(84)를 금속층(70, 82) 및 희생층(76)에 도포한다.

이어서, 도9의 (C)에 나타내는 바와 같이, 암 영역(12), 연장 영역(16), 설치 영역(18) 및 대좌부(28)의 잔존부(remaining part)에 대응하는 오목부(86)가 포토레지스트(84)에 형성되도록, 포토레지스트(84)를 노광 및 현상한다.

이어서, 도9의 (D)에 나타내는 바와 같이, 니켈·크롬 합금과 같은 고인성 금속 재료를 사용하는 전기 도금을 통해, 암 영역(12), 연장 영역(16), 설치 영역(18) 및 대좌부(28)의 잔존부로서 작용하는 금속층(88)을 오목부(86)에 형성한다.

계속해서, 도9의 (E)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트(84)의 잔존부를 제거하여, 금속층(70, 82) 및 희생층(76)을 노출시킨다.

다음으로, 도10의 (A)에 나타내는 바와 같이, 금속층(70)의 일부와 희생층(76)을 에칭으로 제거한다.

다음으로, 도10의 (B)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트(64)의 잔존부를 제거하여, 금속층(62)을 노출시킨다.

이어서, 도10의 (C)에 나타내는 바와 같이, 금속층(62)의 일부를 에칭으로 제거하여, 기재(60)를 노출시킨다.

그 후, 도10의 (D)에 나타내는 바와 같이, 금속층(62, 68, 70, 82 및 88)을 기재(60)로부터 분리한다. 이에 따라, 프로브(10)가 제조된다.

상기의 제조 방법에 있어서, 금속층(62 및 70)은, 금속층(68, 82 및 88)의 부착성을 높이기 위한 것이며, 따라서 금속층(68, 82 및 88)에 사용하는 금속 재료에 따라서는 생략할 수도 있다.

다른 프로브(40, 44, 48 및 52)도 상기와 마찬가지로, 전기 도금 기술, 스퍼터링 기술, 포토리소그래피 기술, 에칭 기술 등을 이용하여 제조할 수 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 그 취지를 벗어나지 않는 한, 각종 변경이 가능하다.

Claims (8)

1. 제1 방향으로 연장되는 암 영역과, 그 암 영역의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에 있어서의 한쪽에 이어지는 침선 영역을 포함하며, 상기 제1 및 제2 방향과 교차하는 방향을 두께 방향으로 하는 판 형상을 갖는 통전 시험용 프로브로서,

   상기 침선 영역은 상기 암 영역에 이어지는 대좌부와, 상기 대좌부에 이어지는 접촉부를 포함하며, 상기 접촉부는 상기 대좌부의 밑면의 일부를 형성하면서 매립되거나, 또는 상기 대좌부의 측면 및 밑면의 일부를 형성하면서 상기 대좌부의 나머지 부분과 일체로 이어지는 기부와, 상기 기부에 이어지고 상기 대좌부로부터 상기 제2 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하고,

   상기 접촉부의 상기 기부는 L자형, U자형, T자형 또는 Y자형의 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 통전 시험용 프로브
2. 제1항에 있어서, 상기 암 영역은 상기 제2 방향으로 간격을 두고 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 및 제2 암부와, 상기 제1 및 제2 암부를 그것들의 선단부 및 기단부에서 각각 연결하는 제1 및 제2 연결부를 포함하며,

   상기 침선 영역은 상기 제1 연결부 또는 상기 제2 암부에 일체로 이어지는 것을 특징으로 하는 통전 시험용 프로브.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2 연결부의 상기 제2 방향에 있어서의 다른쪽에 이 어지는 연장 영역과, 그 연장 영역의 상기 제2 방향에 있어서의 다른쪽에 이어지는 설치 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통전 시험용 프로브.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 접촉부의 상기 기부는 상기 대좌부의 표면의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 통전 시험용 프로브.
6. 제1항에 있어서, 상기 접촉부의 상기 기부는 상기 대좌부에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 통전 시험용 프로브.
7. 제1항에 있어서, 상기 접촉부는 고경도 금속 재료로 형성되며, 상기 암 영역은 고인성 금속 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 통전 시험용 프로브.
8. 제1항에 있어서, 상기 기부 및 상기 돌출부는, 상기 기부를 제외한 상기 대좌부의 나머지 부분보다 높은 경도를 갖는 금속 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 통전 시험용 프로브.

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