KR100924623B1 - Contact structure and production method thereof and probe contact assembly using same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 접속 목표물과의 전기적인 연결을 확립하기 위한 접속 구조물에 관한 것이다. 접속 구조물은 접속기 캐리어 및 복수의 접속기로 형성된다. 접속기 캐리어는 접속기 캐리어 상에 접속기를 로킹시키기 위한 활주 플레이트를 포함한다. 접속기는 활주 플레이트와 맞물리는 절결부를 갖는 상단부와, 상단부에 대한 대향 방향으로 배향되며 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임 부분을 갖는다. 다른 태양에서, 접속기는 먼저 접속기 어댑터 상에 장착되고, 접속기 어댑터는 접속기 캐리어에 부착된다.
접속 구조물, 접속기, 접속기 캐리어, 접속기 어댑터, 절결부
The present invention relates to a connection structure for establishing an electrical connection with a connection target. The connecting structure is formed of a connector carrier and a plurality of connectors. The connector carrier includes a slide plate for locking the connector on the connector carrier. The connector has an upper end having a cutout that engages the slide plate, a lower end oriented in the opposite direction to the upper end and serving as a connection point for electrical connection with the connection target, and a diagonal provided between the upper end and the lower end to serve as a spring. Has a beam portion. In another aspect, the connector is first mounted on the connector adapter, and the connector adapter is attached to the connector carrier.
Splice structure, connector, connector carrier, connector adapter, cutout
Description
본 발명은 접속 구조물 및 그의 제조 방법과 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체에 관한 것이고, 특히 수직 방향으로 복수의 접속기를 갖는 접속 구조물과, 접속 탐침 조립체, 탐침 카드, IC 칩, 또는 다른 접속 메커니즘과 같은 접속 구조물을 형성하기 위해 그러한 복수의 접속 구조물을 반도체 웨이퍼 상에 수평 방향으로 제조하고 기판 상에 수직 방향으로 장착되도록 웨이퍼로부터 접속기를 제거하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a connection structure, a method for manufacturing the same, and a probe connection assembly using the connection structure, and in particular, to a connection structure having a plurality of connectors in a vertical direction, and to a connection probe assembly, a probe card, an IC chip, or another connection mechanism. A method is provided for fabricating a plurality of such interconnect structures in a horizontal direction on a semiconductor wafer to form the same interconnect structure and for removing the connectors from the wafer to be mounted in a vertical direction on the substrate.
LSI 및 VLSI 회로와 같은 고밀도, 고속 전기 장치를 테스트하는 데 있어서, 복수의 접속기를 갖는 탐침 카드와 같은 고성능 접속 구조물이 사용되어야 한다. 다른 적용에서, 접속 구조물은 IC 패키지 또는 IC 리드(lead)용으로 사용될 수 있다.In testing high density, high speed electrical devices such as LSI and VLSI circuits, high performance connection structures such as probe cards with multiple connectors should be used. In other applications, connection structures can be used for IC packages or IC leads.
본 발명은 LSI 및 VLSI 칩, 반도체 웨이퍼 및 다이, 패키징된 반도체 장치, 인쇄 회로 기판 등을 테스트 및 번인(burn-in)하는 데 사용하기 위한 구조물 및 그 러한 접속 구조물의 제조 공정에 관한 것이다. 본 발명은 또한 IC 칩의 리드 또는 단자 핀, IC 패키지 또는 다른 전자 장치와 같은 다른 목적에 적용될 수 있다. 그러나, 설명을 간단하고 간편하게 하기 위해, 본 발명은 주로 반도체 웨이퍼 테스트에 대해 설명된다.The present invention relates to structures for use in testing and burn-in LSI and VLSI chips, semiconductor wafers and dies, packaged semiconductor devices, printed circuit boards, and the like, as well as processes for manufacturing such interconnect structures. The present invention can also be applied to other purposes such as leads or terminal pins of IC chips, IC packages or other electronic devices. However, for simplicity and simplicity of explanation, the present invention is primarily described for semiconductor wafer testing.
테스트되는 반도체 장치가 반도체 웨이퍼의 형태인 경우에, IC 테스터와 같은 반도체 테스트 시스템은 보통 반도체 웨이퍼를 자동으로 테스트하기 위해 자동 웨이퍼 탐침기와 같은 기판 취급기에 연결된다. 그러한 예는 도1에 도시되어 있으며, 반도체 테스트 시스템은 보통 분리된 하우징 내에 있으며 케이블 다발(110)에 의해 테스트 시스템에 전기적으로 연결되는 테스트 헤드(100)를 갖는다. 테스트 헤드(100)와 기판 취급기(400)는 모터(510)에 의해 구동되는 조작기(500)의 도움으로 인터페이스 구성요소(140)를 통해 서로 기계적 및 전기적으로 연결된다. 테스트되는 반도체 웨이퍼는 기판 취급기(400)에 의해 테스트 헤드(100)의 테스트 위치로 자동으로 제공된다.In the case where the semiconductor device being tested is in the form of a semiconductor wafer, a semiconductor test system, such as an IC tester, is usually connected to a substrate handler such as an automatic wafer probe to automatically test the semiconductor wafer. Such an example is shown in FIG. 1, where the semiconductor test system typically has a
테스트 헤드(100) 상에서, 테스트되는 반도체 웨이퍼는 반도체 테스트 시스템에 의해 발생되는 테스트 신호를 제공받는다. 테스트 대상 반도체 웨이퍼(반도체 웨이퍼 상에 형성된 IC 회로)로부터의 결과적인 출력 신호는 반도체 테스트 시스템으로 전달된다. 반도체 테스트 시스템에서, 웨이퍼로부터의 출력 신호는 반도체 웨이퍼 상의 IC 회로가 바르게 기능하는지를 결정하기 위해 예상 데이터와 비교된다.On the
도1 및 도2를 참조하면, 테스트 헤드(100)와 기판 취급기(400)는 성능 보 드(120), 동축 케이블, 포고(pogo) 핀, 및 커넥터로 구성된 인터페이스 구성요소를 통해 연결된다. 성능 보드(120)는 테스트 헤드(100)의 전기 풋프린트(footprint)에 고유한 회로 연결을 갖는 인쇄 회로 기판이다. 테스트 헤드(100)는 반도체 테스트 시스템의 복수의 테스트 채널(테스트 핀)에 대응하는 복수의 인쇄 회로 기판(150)을 포함한다. 인쇄 회로 기판(150)은 각각 성능 보드(120) 상에 장착된 대응하는 접속 단자(121)를 수납하기 위한 커넥터(160)를 갖는다.1 and 2, the
"프로그(frog)" 링(130, 포고 핀 블록)은 기판 취급기(400)에 대한 접속 위치를 정확하게 결정하도록 성능 기판(120)에 연결된다. 프로그 링(130)은 동축 케이블(124)을 통해 접속 단자(121)에 연결된 ZIF 커넥터 또는 포고 핀과 같은 복수의 접속 핀(141)을 갖는다.A “frog” ring 130 (pogo pin block) is connected to the
도2에 도시된 바와 같이, 테스트 헤드(100)는 기판 취급기(400) 위에 위치되어 인터페이스 구성요소(140)를 통해 기판 취급기에 연결된다. 기판 취급기(400) 내에서, 테스트되는 반도체 웨이퍼(300)는 척(180, chuck) 상에 장착된다. 이러한 예에서, 탐침 카드(170)는 테스트되는 반도체 웨이퍼(300) 위에 제공된다. 탐침 카드(170)는 테스트 대상 반도체 웨이퍼(300) 상의 IC 회로 내의 회로 단자 또는 패드와 같은 접속 목표물과 접속하기 위한 (캔틸레버 또는 니들과 같은) 복수의 탐침 접속기(190)를 갖는다.As shown in FIG. 2, the
탐침 카드(170)의 전극(접속 패드)은 프로그 링(130) 상에 제공된 접속 핀(141)에 전기적으로 연결된다. 접속 핀(141)은 또한 동축 케이블(124)을 통해 성능 보드(120)의 접속 단자(121)에 연결되고, 각각의 접속 단자(121)는 테스트 헤 드(100)의 대응하는 인쇄 회로 기판(150)에 연결된다. 또한, 인쇄 회로 기판(150)은 예를 들어 수백 개의 내측 케이블을 갖는 케이블(110)을 통해 반도체 테스트 시스템에 연결된다.The electrode (connection pad) of the
이러한 배열 하에서, 탐침 접속기(190, 니들)는 척(180) 상의 반도체 웨이퍼(300)의 표면(접속 목표물)과 접속하여 반도체 웨이퍼(300)에 테스트 신호를 인가하고 웨이퍼(300)로부터 결과적인 출력 신호를 수신한다. 전술한 바와 같이, 테스트 대상 반도체 웨이퍼(300)로부터의 결과적인 출력 신호는 반도체 웨이퍼(300) 상의 IC 회로가 적절하게 작동하는지를 결정하기 위해 반도체 테스트 시스템에 의해 발생된 예상 데이터와 비교된다.Under this arrangement, the probe connector 190 (needle) connects with the surface (connection target) of the semiconductor wafer 300 on the
도3은 도2의 탐침 카드(170)의 저면도이다. 이러한 예에서, 탐침 카드(170)는 니들 또는 캔틸레버로 불리는 복수의 탐침 접속기(190)가 장착되어 있는 에폭시 링을 갖는다. 반도체 웨이퍼(300)를 장착한 척(180)이 도2에서 상향 이동하면, 접속기(190)의 팁은 웨이퍼(300) 상의 패드 또는 범프(접속 목표물)와 접속한다. 니들(190)의 단부는 탐침 카드(170) 상에 형성된 (도시되지 않은) 전달 라인에 연결된 와이어(194)에 연결된다. 전달 라인은 도2의 포고 핀(141)과 연통하는 복수의 전극(197, 접속 패드)에 연결된다.3 is a bottom view of the
전형적으로, 탐침 카드(170)는 많은 층 상에 접지면, 전력면, 신호 전달 라인을 갖는 다층의 폴리이미드 기판에 의해 구성된다. 기술 분야에 공지된 바와 같이, 신호 전달 라인은 각각 분배된 파라미터, 즉 폴리이미드의 유전 상수 및 자력 투과성, 탐침 카드(170) 내의 신호 경로의 인덕턴스 및 커패시턴스를 균형잡음으로 서 50 Ω과 같은 특징적인 임피던스를 갖도록 설계된다. 따라서, 신호 라인이 임피던스 정합되어, 정상 상태에서 전류를 공급하기 위한 웨이퍼(300)에 대한 고주파 전달 대역폭 및 전이 상태에서 장치의 출력 절환에 의해 발생되는 고전류 피크를 확립한다. 잡음을 제거하기 위해, 커패시터(193, 195)가 탐침 카드 상에서 전력면과 접지면 사이에 제공된다.Typically, the
탐침 카드(170)의 등가 회로가 도4에 도시되어 있다. 도4의 (a) 및 도4의 (b)에 도시된 바와 같이, 탐침 카드(170) 상의 신호 전달 라인은 전극(197), 스트립(임피던스 정합) 라인(196), 및 와이어(194)로부터 접속기(190, 니들)로 연장된다. 와이어(194) 및 접속기(190)가 임피던스 정합되지 않으므로, 이러한 부분들은 도4의 (c)에 도시된 바와 같이 고주파 대역 내의 인덕터(L)로서 고려된다. 와이어(194) 및 접속기(190)의 전체 길이가 약 20 - 30 mm이기 때문에, 테스트 대상 장치의 고주파 성능을 테스트할 때 상당한 제한이 인덕터로부터 생성될 것이다.An equivalent circuit of the
탐침 카드(170) 내의 주파수 대역폭을 제한하는 다른 인자가 도4의 (d) 및 도4의 (e)에 도시된 전력 및 접지 접속기 내에 잔류한다. 전력 라인이 테스트 대상 장치에 충분히 큰 전류를 공급할 수 있으면, 장치를 테스트하는 데 있어서 작동 대역폭을 심각하게 제한하지 않을 것이다. 그러나, 전력을 공급하기 위한 일련의 연결된 와이어(194) 및 니들(190)(도4의 (d))과 전력 및 신호를 접지하기 위한 일련의 연결된 와이어(194) 및 접속기(190, 니들)(도4의 (e))가 인덕터에 상응하기 때문에, 고속 전류 흐름이 심각하게 제한된다.Other factors limiting the frequency bandwidth in the
또한, 커패시터(193, 195)가 전력 라인 상의 잡음 또는 서지 펄스를 필터링 함으로써 테스트 대상 장치의 적절한 성능을 보장하도록 전력 라인과 접지 라인 사이에 제공된다. 커패시터(193)는 10 ㎌과 같은 비교적 큰 값을 갖고, 필요하다면 스위치에 의해 전력 라인으로부터 단절될 수 있다. 커패시터(195)는 0.01 ㎌과 같은 비교적 작은 커패시턴스 값을 갖고, DUT에 근접하여 고정 연결된다. 이러한 커패시터는 전력 라인 상에서 고주파 감결합(decoupling)으로서 기능을 한다. 바꾸어 말하면, 커패시터는 탐침 접속기의 고주파 성능을 제한한다.In addition,
따라서, 전술한 바와 같이 가장 널리 사용되는 탐침 접속기는 최근의 반도체 장치를 테스트하기에 불충분한 대략 200 MHz의 주파수 대역폭으로 제한된다. 업계에서, 1 GHz 정도 이상의 주파수 대역폭이 가까운 미래에 필요할 것으로 고려된다. 또한, 탐침 카드가 테스트 처리량을 증가시키는 것과 병행하여 32개 이상의 복수의 반도체 장치, 특히 메모리를 취급할 수 있는 것이 업계에서 요구된다.Thus, as described above, the most widely used probe connectors are limited to a frequency bandwidth of approximately 200 MHz, which is insufficient for testing modern semiconductor devices. In the industry, frequency bandwidths above 1 GHz are considered necessary in the near future. In addition, there is a need in the industry to be able to handle 32 or more of a plurality of semiconductor devices, especially memories, in parallel with increasing the test throughput of the probe card.
종래의 기술에서, 도3에 도시된 바와 같은 탐침 카드 및 탐침 접속기는 수동으로 만들어져서, 일정하지 않은 품질을 나타낸다. 그러한 일정하지 않은 품질은 크기, 주파수 대역폭, 접속력, 및 저항 등의 변동을 포함한다. 종래의 탐침 접속기에서, 접속 성능을 신뢰할 수 없게 만드는 다른 인자는 탐침 접속기와 테스트 대상 반도체 웨이퍼가 다른 온도 팽창율을 갖는 온도 변화이다. 따라서, 변화되는 온도 하에서, 그들 사이의 접속 위치가 변하여, 접속력, 접속 저항 및 대역폭에 악영향을 미친다. 따라서, 차세대 반도체 테스트 기술의 요구를 만족시킬 수 있는 신개념의 접속 구조물에 대한 요구가 있다.In the prior art, the probe card and probe connector as shown in Figure 3 are made manually, resulting in inconsistent quality. Such non-uniform qualities include variations in size, frequency bandwidth, connectivity, resistance, and the like. In a conventional probe connector, another factor that makes the connection performance unreliable is the temperature change at which the probe connector and the semiconductor wafer under test have different temperature expansion rates. Thus, under varying temperatures, the connection positions between them change, adversely affecting the connection force, the connection resistance and the bandwidth. Therefore, there is a need for a new concept of interconnect structure that can satisfy the needs of next-generation semiconductor test technology.
그러므로, 본 발명의 목적은 고주파 대역폭, 높은 핀 개수 및 높은 접속 성능은 물론 높은 신뢰성을 가지고 접속 목표물과 전기적으로 접속하기 위한 복수의 접속기를 갖는 접속 구조물을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a connection structure having a plurality of connectors for electrically connecting with a connection target with high reliability as well as high frequency bandwidth, high pin count and high connection performance.
본 발명의 다른 목적은 접속기 및 접속기 캐리어가 활주 플레이트를 포함하는 로킹 메커니즘을 사용함으로써 쉽게 조립될 수 있는, 복수의 접속기를 갖는 접속기 구조물을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a connector structure having a plurality of connectors, in which the connector and the connector carrier can be easily assembled by using a locking mechanism including a sliding plate.
본 발명의 다른 목적은 접속기가 접속기 어댑터의 사용에 의해 접속기 캐리어 상에 쉽고 확실하게 장착되는, 접속기 캐리어 및 복수의 접속기로 형성된 접속 구조물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a connecting structure formed of a connector carrier and a plurality of connectors, wherein the connector is easily and reliably mounted on the connector carrier by use of a connector adapter.
본 발명의 다른 목적은 반도체 장치를 동시에 병렬로 테스트하기 위해 복수의 반도체 장치와의 전기적인 연결을 확립하기 위한 접속 구조물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a connection structure for establishing an electrical connection with a plurality of semiconductor devices for simultaneously testing the semiconductor devices in parallel.
본 발명의 다른 목적은 복수의 접속기를 실리콘 기판 상에 2차원 방식으로 제공하고, 접속기를 기판으로부터 제거하고, 접속 구조물을 형성하기 위해 3차원 방식으로 접속기를 접속 기판 상에 장착하기 위한 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for providing a plurality of connectors on a silicon substrate in a two-dimensional manner, removing the connectors from the substrate, and mounting the connectors on the connection substrate in a three-dimensional manner to form the connection structure. It is.
본 발명에서, 접속 구조물은 포토리소그래피 기술에 의해 실리콘 기판과 같은 유전성 기판의 평탄한 표면 상에 제조된 복수의 접속기로 형성된다. 본 발명의 접속 구조물은 유리하게는 LSI 및 VLSI 칩, 반도체 웨이퍼 및 다이, 패키징된 IC, 인쇄 회로 기판 등을 테스트 및 번인하는 데 적용된다. 본 발명의 접속 구조물은 또한 IC 리드 및 핀과 같은 전자 장치의 구성요소로서 사용될 수 있다.In the present invention, the connecting structure is formed by a plurality of connectors manufactured on the flat surface of the dielectric substrate such as the silicon substrate by photolithography technique. The interconnect structures of the present invention are advantageously applied to test and burn-in LSI and VLSI chips, semiconductor wafers and dies, packaged ICs, printed circuit boards and the like. The connection structure of the present invention can also be used as a component of electronic devices such as IC leads and pins.
본 발명의 제1 태양은 접속 목표물과의 전기적인 연결을 확립하기 위한 접속 구조물이다. 접속 구조물은 접속기 캐리어 및 복수의 접속기로 형성된다. 접속기는 로킹 메커니즘을 확립하도록 절결부를 갖는 수직 방향으로 배향된 상단부와, 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 상단부에 대한 대향 방향으로 배향된 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임 부분을 갖는다.A first aspect of the invention is a connection structure for establishing an electrical connection with a connection target. The connecting structure is formed of a connector carrier and a plurality of connectors. The connector includes a vertically oriented top end having a cutout to establish a locking mechanism, a lower end oriented in an opposite direction to the top end functioning as a connection point for electrical connection with the connection target, and an upper end to function as a spring. It has a diagonal beam portion provided between the lower ends.
본 발명의 제2 태양은 접속기 캐리어 및 복수의 접속기로 형성된 접속 구조물이다. 접속기는 접속기 어댑터를 통해 접속기 캐리어 상에 장착된다. 접속기는 수직 방향으로 배향된 상단부와, 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임 부분을 갖는다.A second aspect of the invention is a connection structure formed of a connector carrier and a plurality of connectors. The connector is mounted on the connector carrier via the connector adapter. The connector has an upper end oriented in the vertical direction, a lower end serving as a connection point for electrical connection with the connecting target, and a diagonal beam portion provided between the upper end and the lower end to serve as a spring.
본 발명의 제3 태양은 실리콘 기판 상에 2차원 방식으로 접속기를 제조하고 접속 구조물을 확립하기 위해 그로부터 제거하는 방법이다. 다양한 제조 방법이 기판의 평탄한 표면 상에 접속기를 제조하기 위해 사용된다. 접속기는 기판으로부터 제거되어 접속기 캐리어 상에 장착된다.A third aspect of the invention is a method of making a connector on a silicon substrate in a two-dimensional manner and removing it from there to establish the connection structure. Various manufacturing methods are used to manufacture the connector on the flat surface of the substrate. The connector is removed from the substrate and mounted on the connector carrier.
제2의 본 발명의 다른 태양은 본 발명의 접속 구조물을 포함하는 탐침 접속 조립체이다. 탐침 접속 조립체는 표면 상에 장착된 복수의 접속기를 갖는 접속기 캐리어와, 접속기 캐리어를 장착하여 접속기와 탐침 카드 상에 제공된 전극 사이에 전기적인 연결을 확립하기 위한 탐침 카드와, 핀 블록이 탐침 카드에 부착되었을 때 탐침 카드와 반도체 테스트 시스템 사이를 연결하기 위한 복수의 접속 핀을 갖는 핀 블록으로 형성된다. 각각의 접속기는 본 발명의 제1 태양에 대해 전술한 바와 같은 구조물이다.Another aspect of the second invention is a probe connection assembly comprising the connection structure of the invention. The probe connection assembly comprises a connector carrier having a plurality of connectors mounted on a surface, a probe card for mounting the connector carrier to establish an electrical connection between the connector and the electrode provided on the probe card, and a pin block on the probe card. When attached, it is formed of a pin block having a plurality of connecting pins for connecting between the probe card and the semiconductor test system. Each connector is a structure as described above for the first aspect of the invention.
본 발명에 따르면, 접속 구조물은 변위 로킹 메커니즘 또는 접속기 어댑터의 사용에 의해 접속기 캐리어 상에 쉽고 확실하게 장착되는 복수의 접속기를 갖는다. 접속 구조물은 매우 높은 주파수 대역폭을 갖고, 접속 성능의 일정한 품질, 높은 신뢰성 및 긴 수명과, 저비용을 달성할 수 있다. 또한, 접속기가 테스트 대상 장치와 동일한 기판 재료 상에 장착되기 때문에, 온도 변화에 의해 야기되는 위치 오류를 보상하는 것이 가능하다.According to the invention, the connecting structure has a plurality of connectors which are easily and securely mounted on the connector carrier by use of a displacement locking mechanism or connector adapter. The connection structure has a very high frequency bandwidth and can achieve constant quality of connection performance, high reliability and long life, and low cost. In addition, since the connector is mounted on the same substrate material as the device under test, it is possible to compensate for the position error caused by the temperature change.
또한, 본 발명에 따르면, 제조 공정은 비교적 간단한 기술을 사용함으로써 실리콘 기판 상에 수평 방향으로 복수의 접속기를 제조할 수 있다. 그러한 접속기는 기판으로부터 제거되어 접속 기판 상에 수직 방향으로 장착된 다음, 접점의 상단부 상의 절결부를 사용하고 캐리어의 상부 층을 활주시킴으로써 조립된다. 본 발명에 의해 제조되는 접속 구조물은 저비용, 고효율이며, 높은 기계적인 강도 및 신뢰성을 갖는다.Further, according to the present invention, the manufacturing process can manufacture a plurality of connectors in the horizontal direction on the silicon substrate by using a relatively simple technique. Such a connector is assembled by removing it from the substrate and mounting it vertically on the connection substrate, then using the cutout on the top of the contact and sliding the top layer of the carrier. The connection structure produced by the present invention is low cost, high efficiency, high mechanical strength and reliability.
본 발명의 제1 실시예가 이제 도5 내지 도14를 참조하여 상세하게 설명될 것 이다. 본 발명의 설명은 "수평" 또는 "수직"과 같은 용어를 포함한다는 것을 알아야 한다. 본 발명자는 본 발명과 관련된 구성요소의 상대적인 위치 관계를 설명하기 위해 이러한 용어를 사용한다. 그러므로, "수평" 또는 "수직"이라는 용어의 해석은 지면 수평 또는 중력 수직과 같은 절대적인 의미로 제한되지 않아야 한다.A first embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to Figs. It should be understood that the description of the present invention includes terms such as "horizontal" or "vertical". The present inventors use these terms to describe the relative positional relationship of the components associated with the present invention. Therefore, the interpretation of the terms "horizontal" or "vertical" should not be limited to absolute meanings such as ground horizontal or gravity vertical.
도5a 및 도5b는 본 발명의 제1 실시예의 접속 구조물의 예를 도시한다. 접속 구조물은 접속기 캐리어(20) 및 접속기(30)에 의해 구성된다. 반도체 테스트의 적용에서, 접속 구조물은 예를 들어, 테스트되는 반도체 웨이퍼(300)와 같은 반도체 장치 위에 위치된다. 실리콘 웨이퍼(300)가 상향 이동되면, 접속기(30)의 하단부는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 접속하여 그들 사이에 전기적인 연통을 확립한다.5A and 5B show an example of the connecting structure of the first embodiment of the present invention. The connection structure is constituted by a
접속기 캐리어(20)는 시스템 캐리어(22) 및 활주 플레이트(층)(25)로 구성된다. 활주 플레이트(25)는 시스템 캐리어(22) 상에서 활주(변위)함으로써 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 로킹시킨다. 도5a는 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 로킹시키기 전의 상황을 도시하고, 도5b는 접속기(30)가 활주 플레이트(25)를 변위시킴으로써 접속기 캐리어 상에 로킹된 상황을 도시한다. 접속기 캐리어(20)는 양호하게는 실리콘, 또는 폴리아미드, 세라믹 또는 유리와 같은 유전성 재료로 만들어진다. 시스템 캐리어(22) 및 활주 플레이트(25)는 모두 접속기(30)를 장착하기 위한 관통 구멍을 갖는다.The
도5a 및 도5b에서, 각각의 접속기(30)는 상단부(33, 기부), 대각선 비임(스프링) 부분(32), 및 하단부(35, 접속부)로 구성된다. 각각의 접속기(30)는 접속기 의 상단부(33)가 접속기를 접속기 캐리어(20) 상에 로킹시키도록 활주 플레이트(25)를 수납하기 위한 절결부(39, 로킹 홈)를 갖도록 제조된다. 양호하게는, 스토퍼(38)가 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 확실하게 장착하기 위해 각각의 접속기(30)에 제공된다. 즉, 스토퍼(38)는 시스템 캐리어(22)의 바닥 표면과 맞물림으로써 접속기(30)의 상향 이동을 제한한다. 스토퍼(38)는 또한 활주 플레이트(25)가 절결부(39) 내에 끼워지면, 활주 플레이트(25)와 함께 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 견고하게 로킹시키도록 기능한다.5A and 5B, each
대각선 비임 부분(32)은 상단부(33)로부터 하단부(35)로 대각선으로 연장된다. 상단부(33) 및 하단부(35)는 다른 구성요소와 전기적인 연통을 확립하는 접속 지점으로서 기능한다. 반도체 테스트 적용에서, 상단부(33)는 테스트 시스템의 탐침 카드와 접속하도록 기능하고, 하단부(35)는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드와 같은 접속 목표물과 접속하도록 기능한다.The
접속기 캐리어(20) 상에 접속기(30)를 조립하기 위해, 먼저 접속기(30)는 활주 플레이트(25) 및 시스템 캐리어(22) 상에 생성된 관통 구멍 내에 삽입된다. 이러한 목적으로, 활주 플레이트(25)는 시스템 캐리어(22)의 표면 상에서 수평으로 변위되어, 활주 플레이트(25) 상의 관통 구멍 및 시스템 캐리어 상의 관통 구멍은 동일한 수직 축 상에서 서로 정합된다. 도5a의 예에서, 활주 플레이트(25)는 우측면에 위치된다. 도5b에서, 시스템 캐리어 및 활주 플레이트 상의 관통 구멍 내에 모든 접속기를 삽입한 후에, 활주 플레이트(25)는 접속기(30)의 결절부 내에 삽입되도록 좌측을 향해 수평 위치 내에서 변위된다. 따라서, 접속기(30)는 접속기 캐 리어(20) 상에 로킹된다.In order to assemble the
도5c는 본 발명의 접속 구조물의 다른 예를 도시한다. 이러한 예에서, 접속기 캐리어(20)는 시스템 캐리어(22), 상부 캐리어(24), 활주 플레이트(25), 중간 캐리어(26), 및 바닥 캐리어(28)로 구성된다. 접속기 캐리어(20)는 양호하게는 실리콘, 또는 폴리이미드와 같은 유전성 재료, 세라믹 또는 유리로 만들어진다. 시스템 캐리어(22)는 상부, 중간, 및 바닥 캐리어들을 그들 사이에 소정의 공간을 가지고 지지한다.5C shows another example of the connecting structure of the present invention. In this example, the
상부 캐리어(24), 중간 캐리어(26), 및 바닥 캐리어(28)는 각각 접속기(30)를 장착하기 위한 관통 구멍을 갖는다. 활주 플레이트(25)는 상부 캐리어(24) 상에 수평 방향으로 활주 가능하게 제공된다. 도5a 및 도5b를 참조하여 전술한 동일한 방식으로, 활주 플레이트(25)는 또한 접속기(30)를 삽입하기 위한 관통 구멍을 갖는다. 상부 캐리어(24) 및 활주 플레이트(25) 상의 관통 구멍 내에 접속기(30)를 삽입한 후에, 활주 플레이트(25)는 접속기(30)의 절결부(39) 내에 활주 플레이트를 끼움으로써 접속기(30)를 로킹하도록 좌측을 향해 변위된다. 이러한 로킹 메커니즘(변위-로킹 메커니즘) 및 공정은 도12a 내지 도12c를 참조하여 이후에 더욱 상세하게 설명될 것이다.The
도5c에서, 각각의 접속기(30)는 전반적으로 상단부(33, 기부), 대각선 비임(스프링) 부분(32), 직선 비임 부분(36), 하단부(35, 접속부), 및 복귀부(37)로 구성된 캔틸레버형 형상을 갖는다. 각각의 접속기(30)는 접속기의 상단부(33)가 상부 캐리어(24) 상의 활주 플레이트(25)를 수납하기 위한 절결부(39)를 갖도록 제조 된다. 양호하게는, 스토퍼(34, 38)가 접속기 캐리어(20) 상에 접속기(30)를 확실하게 장착하기 위해 각각의 접속기(30)에 제공된다. 스토퍼(38)는 상부 캐리어(24)와 맞물림으로써 접속기의 상향 이동을 제한하고, 스토퍼(34)는 중간 캐리어(26)와 맞물림으로써 접속기(30)의 하향 이동을 제한한다.In FIG. 5C, each
대각선 비임 부분(32)은 상단부(33)와 직선 비임 부분(36) 사이에서 대각선으로 연장된다. 직선 비임 부분(25)은 대각선 비임 부분(32)과 하단부(35) 사이에서 하향 연장된다. 상단부(33) 및 하단부(35)는 다른 구성요소와의 전기적인 연통을 확립하는 접속 지점으로서 기능한다. 반도체 테스트 적용에서, 상단부(33)는 테스트 시스템의 탐침 카드와 접속하도록 기능하고, 하단부(35)는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 같은 접속 목표물과 접속하도록 기능한다.
복귀부(37)는 직선 비임 부분(36)과 평행하게 하단부(35)로부터 상향 연장된다. 바꾸어 말하면, 복귀부(37) 및 직선 비임 부분(36)은 바닥 플레이트 캐리어(28)의 관통 구멍 내에 삽입된 대략적인 위치에서 그들 사이에 공간(S, 갭)을 구성한다. 이러한 구조는 바닥 캐리어(28) 상의 관통 구멍에 대한 충분한 폭을 보장하고 접속기(30)를 변형시켰을 때 유연성을 허용한다. 이는 접속기가 접속 목표물에 대해 가압되었을 때 효과적이며, 도7a 및 도7b를 참조하여 이후에 상세하게 설명될 것이다.The
접속기(30)는 접속기 캐리어 내에 제공된 관통 구멍을 통해 접속기 캐리어(20) 상에 장착된다. 이러한 예에서, 상부 캐리어(24), 활주 플레이트(25), 중간 캐리어(26), 및 바닥 캐리어(28)는 각각 그 안에 접속기(30)를 수납하기 위한 관통 구멍을 포함한다. 상단부(33)는 상부 캐리어(24)의 상부 표면으로부터 돌출되고, 하단부(35)는 바닥 캐리어(28)의 하부 표면으로부터 돌출된다. 활주 플레이트(25)는 접속기(30)의 상단부 상의 절결부(39)와 맞물리도록 상부 캐리어(24) 상에서 활주할 수 있고, 이에 의해 접속기 캐리어(20) 상에 접속기(30)를 로킹시킨다.The
접속기(30)의 중간 부분은 중간 캐리어(26)에 헐겁게 결합될 수 있다. 따라서, 접속기(30)는 상단부가 상부 캐리어(24) 상에 로킹되었을 때, 중간 부분 및 하단부에서 이동할 수 있다. 접속 구조물이 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 같은 접속 목표물에 대해 가압되면, 접속기(30)는 변형되어 후술하는 스프링 작용을 달성한다.The middle portion of the
접속기의 대각선 비임(스프링) 부분(32)은 하단부(35)가 접속 목표물에 대해 가압되었을 때, 탄력성을 생성하도록 스프링으로서 기능한다. 접속기(30)의 하단부(35, 접속 지점)는 양호하게는 접속 패드(320)의 표면과 마찰할 수 있도록 예리하게 된다. 탄력성은 하단부(35)에서 접속 패드(320)의 표면에 대한 그러한 마찰 효과를 증진시킨다. 마찰 효과는 접속 지점이 금속 산화물 표면 층 아래의 접속 패드(320)의 전도성 재료와 전기적으로 접속하도록 접속 패드(320)의 금속 산화물 표면 층과 마찰할 때의 접속 성능을 개선시킨다.The diagonal beam (spring)
도6의 (a) 및 도6의 (b)는 그러한 접속기를 제조하기 위한 본 발명의 기본 개념을 도시한다. 본 발명에서, 도6의 (a)에 도시된 바와 같이, 접속기(30)는 기판(40)의 평탄한 표면 상에서 수평 방향으로, 즉 기판(40)의 평탄한 표면과 평행하게 제조된다. 바꾸어 말하면, 접속기(30)는 기판(40) 상에서 2차원 방식으로 형성 된다. 그 다음 접속기(30)는 기판(40)으로부터 제거되어, 도5a 및 도5b에 도시된 접속기 캐리어(20) 상에 수직 방향, 즉 3차원 방식으로 장착된다. 전형적으로, 기판(40)은 실리콘 기판이지만, 유전성 재료를 사용하는 다른 기판 또한 가능하다.6 (a) and 6 (b) show the basic concept of the present invention for manufacturing such a connector. In the present invention, as shown in Fig. 6A, the
도6의 (a) 및 도6의 (b)의 예에서, 전술한 바와 같이, 접속기(30)는 기판(40)의 평탄한 표면 상에서 수평 방향으로 제조된다. 그 다음, 도6의 (b)의 예에서, 접속기(30)는 기판으로부터 접착 테이프, 접착 필름 또는 접착 플레이트(총괄하여 "접착 테이프")와 같은 접착 부재(90)로 전달된다. 다음 공정에서, 접착 테이프(90) 상의 접속기(30)는 예를 들어 픽 앤 플레이스 메커니즘의 사용에 의해, 그로부터 제거되어 도5a 내지 도5c의 접속기 캐리어(20) 상에 수직 방향, 즉 3차원 방식으로 장착된다.In the example of Figs. 6A and 6B, as described above, the
도7a는 도5a 및 도5b의 접속 구조물 내에서 사용되는 본 발명의 접속기(30)의 상세도를 도시한다. 도7b 및 도7c는 도5c의 접속 구조물 내에서 사용되는 본 발명의 접속기(30)의 상세도를 도시한다. 도7b는 압력이 인가되지 않을 때의 접속기(30)의 정면도를 도시하고, 도7c는 압력이 접속 목표물에 대해 가압됨으로써 접속 구조물에 인가되었을 때의 접속기(30)의 정면도를 도시한다.FIG. 7A shows a detailed view of the
도5a 및 도5b를 참조하여 전술한 바와 같이, 도7a의 접속기(30)는 절결부를 갖는 상단부(33, 기부), 대각선 비임(스프링) 부분(32), 및 하단부(35, 접속부)를 갖는다. 도7b 및 도7c의 예에서, 접속기(30)는 절결부를 갖는 상단부(33, 기부), 대각선 비임(스프링) 부분(32), 직선 비임 부분(36), 하단부(35, 접속부), 및 복귀부(37)를 갖는다. 각각의 접속기(30) 상에서, 절결부(39)는 접속기를 제 위치에 로킹시키기 위해 접속기 캐리어(20) 상의 활주 플레이트(25)를 수납할 수 있도록 상단부(33)에 제공된다.As described above with reference to FIGS. 5A and 5B, the
반도체 테스트 적용에서, 상단부(33)는 도13에 도시된 바와 같은 테스트 시스템의 탐침 카드와 접속하고, 하단부(35)는 테스트 대상 반도체 웨이퍼와 같은 접속 목표물과 접속한다. 도5c의 접속기 캐리어(20) 상에 장착될 때, 상단부(33)는 접속기 캐리어(20)의 상부 캐리어(24)의 상부 표면으로부터 돌출되고 하단부(35)는 접속기 캐리어(20)의 바닥 캐리어(28)의 하부 표면으로부터 돌출된다.In the semiconductor test application, the
도7b의 정면도에서, 대각선 비임 부분(32) 및 직선 비임 부분(36)은 양호하게는 스프링 작용을 증진시키기 위해 상단부(33) 또는 하단부(35)의 폭보다 작은 폭을 갖는다. 복귀부(37)와 직선 비임 부분(36) 사이의 공간(S, 갭)은 도7c에 도시된 바와 같이 스프링 작용을 더욱 증진시킨다. 즉, 공간(S)은 도7c에 도시된 방식으로 직선 비임 부분(36) 및 대각선 비임 부분(32)의 수평 이동을 허용한다. 감소된 폭과 비임 부분(32, 36) 및 하단부(35)에 형성된 공간(S) 때문에, 대각선 비임 부분(32) 및 직선 비임 부분(36)은 접속기(30)가 접속 목표물에 대해 가압될 때 쉽게 변형된다.In the front view of FIG. 7B, the
도8a 내지 도8l은 본 발명의 접속기(30)를 제조하기 위한 제조 공정의 예를 도시하는 개략도이다. 도8a에서, 희생 층(42)은 전형적으로 실리콘 기판인 기판(40) 상에 형성된다. 유리 기판 및 세라믹 기판과 같은 다른 기판도 가능하다. 희생 층(42)은 화학 증착(CVD)과 같은 침착 공정을 통해 예를 들어 실리콘 산화 물(SiO2)로 만들어진다. 희생 층(42)은 제조 공정의 이후의 단계에서 실리콘 기판으로부터 접속기(30)를 분리하는 것이다.8A to 8L are schematic diagrams showing examples of manufacturing processes for manufacturing the
접착 증진 층(44)은 예를 들어 증발 공정을 통해 도8b에 도시된 바와 같이 희생 층(42) 상에 형성된다. 접착 증진 층(44)을 위한 재료의 예는 예를 들어 약 200 - 1,000 Å의 두께를 갖는 크롬(Cr) 및 티타늄(Ti)을 포함한다. 접착 증진 층(44)은 실리콘 기판(40) 상에서의 도8c의 전도성 층(46)의 접착을 용이하게 하는 것이다. 전도성 층(46)은 예를 들어 약 1,000 - 5,000 Å의 두께를 갖는 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 만들어진다. 전도성 층(46)은 이후 스테이지에서 전기 도금 공정을 위한 전도성을 확립하는 것이다.An
다음 공정에서, 포토레지스트 층(48)은 포토 마스크(50)가 도8d에 도시된 바와 같이 자외선(UV)으로 노광되도록 정밀하게 정렬되어 있는 전도성 층(46) 상에 형성된다. 포토 마스크(50)는 포토레지스트 층(48) 상에 현상될 접속기(30)의 2차원 화상을 보여준다. 기술 분야에 공지된 바와 같이, 포지티브 및 네거티브 포토레지스트가 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 포지티브 작용 레지스트가 사용되면, 마스크(50)의 불투명한 부분에 의해 덮인 포토레지스트는 노광 후에 굳어진다(경화된다). 포토레지스트 재료의 예는 노볼락(M-크레졸-포름알데히드), PMMA(폴리 메틸 메쓰아크릴레이트), SU-8, 및 광 감응성 폴리이미드를 포함한다. 현상 공정에서, 레지스트의 노광된 부분은 용해되고 세척되어, 개구 또는 패턴("A")을 갖는 도8e의 포토레지스트 층(48)을 남긴다. 따라서, 도8f의 평면도는 접속기(30)의 화상(형상)을 갖는 포토레지스트 층(48) 상의 패턴 또는 개구("A")를 보여준다.In the next process,
상기의 포토리소그래피 공정에서, UV 광선 대신에, 기술 분야에 공지된 바와 같이 전자 비임 또는 X선으로 포토레지스트 층(48)을 노광하는 것도 가능하다. 또한, 직접 기록 전자 비임, X선, 또는 광원(레이저)으로 포토레지스트(48)를 노광시킴으로써 포토레지스트 층(48) 상에 접속 구조물의 화상을 직접 기록하는 것도 가능하다.In the above photolithography process, it is also possible to expose the
구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W) 또는 다른 금속, 니켈-코발트(NiCo) 또는 그의 다른 합금 화합물과 같은 전도성 재료는 도8g에 도시된 바와 같이 접속기(30)를 형성하기 위해 포토레지스트 층(48)의 패턴("A") 내에 침착(전기 도금)된다. 양호하게는, 전도성 층(46)의 접속 재료와 다른 접속 재료는 후술될 바와 같이 에칭 특징들을 서로 구분하기 위해 사용되어야 한다. 도8g의 접속기(30)의 도금된 부분은 도8h의 연마(평탄화) 공정에서 제거된다.Conductive materials such as copper (Cu), nickel (Ni), aluminum (Al), rhodium (Rh), palladium (Pd), tungsten (W) or other metals, nickel-cobalt (NiCo) or other alloy compounds thereof As shown at 8g, it is deposited (electroplated) in a pattern ("A") of
전술한 공정은 둘 이상의 전도성 층을 형성함으로써 상이한 두께를 갖는 접속기를 제조하기 위해 반복될 수 있다. 예를 들어, 접속기(30)의 일정 부분은 다른 부분보다 두꺼운 두께를 갖도록 설계될 수 있다. 그러한 경우에, 접속기(전도성 재료)의 제1 층을 형성한 후에, 필요하다면, 도8d 내지 도8h의 공정은 접속기의 제1 층 상에 제2 층 또는 다른 층을 형성하기 위해 반복될 것이다.The above-described process can be repeated to produce connectors having different thicknesses by forming two or more conductive layers. For example, some portions of the
다음 공정에서, 포토레지스트 층(48)은 도8i에 도시된 바와 같이 레지스트 탈거 공정에서 제거된다. 전형적으로, 포토레지스트 층(48)은 습식 화학 공정에 의해 제거된다. 탈거의 다른 예는 아세톤계 탈거 및 플라즈마 O2 탈거이다. 도8j에서, 희생 층(42)은 접속기(30)가 실리콘 기판(40)으로부터 분리되도록 에칭된다. 다른 에칭 공정은 도8k에 도시된 바와 같이 접착 증진 층(44) 및 전도성 층(46)이 접속기(30)로부터 제거되도록 수행된다.In the next process, the
에칭 조건은 층(44, 46)은 에칭하지만 접속기(30)를 에칭하기 않도록 선택될 수 있다. 바꾸어 말하면, 접속기(30)를 에칭하지 않고서 전도성 층(46)을 에칭하기 위해, 전술한 바와 같이, 접속기(30)용으로 사용되는 전도성 재료는 전도성 층(46)의 재료와 달라야 한다. 마지막으로, 접속기(30)는 도8l의 사시도에 도시된 바와 같이 임의의 다른 재료로부터 분리된다. 도8a 내지 도8l의 제조 공정은 도6의 (a) 및 도6의 (b)에 도시된 바와 같이 실제 제조 공정에서 단지 하나의 접속기(30)만을 도시하지만, 복수의 접속기가 동시에 제조된다.Etching conditions may be selected to etch
도9a 내지 도9d는 본 발명의 접속기를 제조하기 위한 제조 공정의 예를 도시하는 개략도이다. 이러한 예에서, 접착 테이프(90)는 접속기(30)를 실리콘 기판(40)으로부터 접착 테이프로 전달하기 위해 제조 공정 내에 통합된다. 도9a 내지 도9d는 접착 테이프(90)가 관련되어 있는 제조 공정의 후반부만을 도시한다.9A to 9D are schematic diagrams showing examples of manufacturing processes for manufacturing the connector of the present invention. In this example, the
도9a는 포토레지스트 층(48)이 레지스트 탈거 공정에서 제거되는, 도8i에 도시된 공정에 상응하는 공정을 도시한다. 그 다음, 또한 도9a의 공정에서, 접착 테이프(90)는 접속기(30)가 접착 테이프(90)에 접착되도록 접속기(30)의 상부 표면 상에 위치된다. 도6의 (b)를 참조하여 전술한 바와 같이, 본 발명의 범주 내에서, 접착 테이프(90)는 접착 필름 및 접착 플레이트 등과 같은 다른 유형의 접착 부재를 포함한다. 접착 테이프(90)는 자성 플레이트 또는 테이프, 전기 하전 플레이트 또는 테이프 등과 같은 접속기(30)를 흡인하기 위한 임의의 부재를 또한 포함한다.FIG. 9A shows a process corresponding to the process shown in FIG. 8I, wherein
도9b에 도시된 공정에서, 희생 층(42)은 접착 테이프(90) 상의 접속기(30)가 실리콘 기판(40)으로부터 분리되도록 에칭된다. 다른 에칭 공정은 접착 증진 층(44) 및 전도성 층(46)이 도9c에 도시된 바와 같이 접속기(30)로부터 제거되도록 수행된다.In the process shown in FIG. 9B, the
전술한 바와 같이, 접속기(30)를 에칭하지 않고서 전도성 층(46)을 에칭하기 위해, 접속기(30)용으로 사용되는 전도성 재료는 전도성 층의 재료와 달라야 한다. 도9a 내지 도9c의 제조 공정이 하나의 접속기만을 도시하지만, 실제 제조 공정에서 복수의 접속기가 동시에 제조된다. 따라서, 복수의 접속기(30)가 접착 테이프(90)로 전달되어 도9d의 평면도에 도시된 바와 같이 실리콘 기판 및 다른 재료로부터 분리된다.As mentioned above, in order to etch the
도10a 내지 도10n은 접속기가 접착 테이프로 전달되는, 접속기(30)를 제조하기 위한 제조 공정의 다른 예를 도시하는 개략도이다. 도10a에서, 전기 도금 종자(전도성) 층(342)은 전형적으로 실리콘 또는 유리 기판인 기판(340) 상에 형성된다. 종자 층(342)은 예를 들어 약 1,000 - 5,000 Å의 두께를 갖는 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 만들어진다. 크롬-인코넬 층(344)은 예를 들어 스퍼터링 고정을 통해 도10b에 도시된 바와 같이 종자 층(342) 상에 형성된다.10A to 10N are schematic diagrams showing another example of a manufacturing process for manufacturing the
도10c의 다음 공정에서, 전도성 기판(346)이 크롬-인코넬 층(344) 상에 형성 된다. 전도성 층(346)은 예를 들어 약 100 - 130 ㎛의 두께를 갖는 니켈-코발트(NiCo)로 만들어진다. 전도성 기판(346)을 부동태화한 후에, 약 100 - 120 ㎛의 두께를 갖는 포토레지스트 층(348)이 도10d의 전도성 기판(346) 상에 형성되고, 포토 마스크(348)는 포토레지스트 층(348)이 도10e에 도시된 바와 같이 자외(UV) 광선으로 노광되도록 정밀하게 정렬된다. 포토 마스크(350)는 포토레지스트 층(348)의 표면 상에 현상될 접속기(30)의 2차원 화상을 보여준다.In the next process of FIG. 10C, a
현상 공정에서, 레지스트의 노광된 부분은 용해되고 세척되어, 접속기(30)의 화상(형상)을 갖는 포토 마스크(350)로부터 전달된 도금 패턴을 갖는 도10f의 포토레지스트 층(348)을 남긴다. 도10g의 단계에서, 접속기 재료는 약 50 - 60 ㎛의 두께로 포토레지스트 층(348) 상의 도금 패턴 내에 전기 도금된다. 전도성 재료의 예는 니켈-코발트(NiCo)이다. 니켈-코발트 접속기 재료는 니켈-코발트로 만들어진 전도성 기판(346)에 강하게 접착되지 않을 것이다.In the developing process, the exposed portion of the resist is dissolved and washed, leaving the
접속기가 둘 이상의 상이한 두께를 갖는 경우에, 전술한 공정은 둘 이상의 전도성 층을 형성함으로써 접속기를 제조하기 위해 반복될 수 있다. 즉, 접속기의 제1 층을 형성한 후에, 필요하다면 도10d 내지 도10g의 공정은 접속기의 제1 층 상에 제2 층 또는 다른 층을 형성하도록 반복된다.In the case where the connector has two or more different thicknesses, the above-described process may be repeated to make the connector by forming two or more conductive layers. That is, after forming the first layer of the connector, if necessary, the process of FIGS. 10D-10G is repeated to form a second layer or another layer on the first layer of the connector.
다음 공정에서, 포토레지스트 층(348)은 도10h에 도시된 바와 같이 레지스트 탈거 공정에서 제거된다. 도10i에서, 전도성 기판(346)은 기판(340) 상의 크롬-인코넬 층(344)으로부터 박리된다. 전도성 기판(346)은 접속기(30)가 비교적 약한 접착 강도로 장착되어 있는 얇은 기판이다. 접속기(30)를 갖는 전도성 기판(346) 의 평면도가 도10j에 도시되어 있다.In the next process,
도10k는 접착 테이프(90)가 접속기(30)의 상부 표면 상에 위치되는 공정을 도시한다. 접착 테이프(90)와 접속기(30) 사이의 접착 강도는 접속기(30)와 전도성 기판(346) 사이의 접착 강도보다 크다. 따라서, 접착 테이프(90)가 전도성 기판(346)으로부터 제거되면, 접속기(30)는 도10l에 도시된 바와 같이 전도성 기판(346)으로부터 접착 테이프(90)로 전달된다. 도10m은 그 위에 접속기(30)를 갖는 접착 테이프(90)의 평면도를 도시하고, 도10n은 그 위에 접속기(30)를 갖는 접착 테이프(90)의 단면도를 도시한다.10K shows the process by which the
도11a 및 도11b는 접착 테이프(90)로부터 접속기(30)를 집어서 접속기를 접속기 캐리어(20) 상에 위치시키기 위한 공정의 예를 도시하는 개략도이다. 도11a 및 도11b의 픽 앤 플레이스 메커니즘은 유리하게는 접착 테이프를 포함하는 도9a 내지 도9d 및 도10a 내지 도10n을 참조하여 설명된 본 발명의 제조 공정에 의해 제조된 접속기에 적용된다. 도11a는 픽 앤 플레이스 작동의 제1 반공정을 도시하는 픽 앤 플레이스 메커니즘(80)의 정면도이다. 도11b는 픽 앤 플레이스 작동의 제2 반공정을 도시하는 픽 앤 플레이스 메커니즘(80)의 정면도이다.11A and 11B are schematic diagrams showing an example of a process for picking up the
이러한 예에서, 픽 앤 플레이스 메커니즘(80)은 접속기(30)를 집어서 위치시키는 전달 메커니즘(84)과, X, Y 및 Z 방향으로의 전달 기구(84)의 이동을 허용하는 이동 아암(86, 87)과, X, Y 및 Z 방향으로 위치가 조정될 수 있는 테이블(81, 82)과, 예를 들어 내부에 CCD 화상 센서를 갖는 모니터 카메라(78)로 구성된다. 전달 기구(84)는 접속기(30)를 위한 흡입(집는 작동) 및 흡입 해제 작동(위치시키 는 작동)을 수행하는 흡입 아암(85)을 포함한다. 흡입력은 예를 들어 진공과 같은 부압에 의해 생성된다. 흡입 아암(85)은 90°와 같은 소정의 각도 내에서 회전한다.In this example, the pick and
작동 시에, 접속기(30)를 갖는 접착 테이프(90) 및 결합 위치(32) (또는 관통 구멍)을 갖는 접속기 캐리어(20)는 픽 앤 플레이스 메커니즘(80) 상의 각각의 테이블(81, 82) 상에 위치된다. 도11a에 도시된 바와 같이, 전달 메커니즘(80)은 흡입 아암(85)의 흡입력에 의해 접착 테이프(90)로부터 접속기(30)를 집는다. 접속기(30)를 집은 후에, 흡입 아암(85)은 도11b에 도시된 바와 같이 예를 들어 90°만큼 회전한다. 따라서, 접속기(30)의 배향은 수평 방향에서 수직 방향으로 변화된다. 이러한 배향 메커니즘은 단지 예시일 뿐이고, 당업자는 접속기의 배향을 변화시키는 많은 다른 방식이 있다는 것을 알고 있다. 전달 메커니즘(80)은 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 위치시킨다. 접속기(30)는 접속기가 관통 구멍 내에 삽입된 후에 접속기와 캐리어를 로킹시키도록 캐리어 상의 활주 플레이트를 사용하여 접속기 캐리어(20)에 부착된다.In operation, the
도12a 내지 도12c는 활주 플레이트(층)(25)의 사용에 의해 접속기 캐리어(20) 상에 접속기(30)를 확실하게 조립하여 로킹시키기 위한 공정을 도시하는 개략도이다. 활주 플레이트(25)는 접속기(30)의 상부 상에 형성된 절결부(39)와 끼워 맞춰진다. 도12a에 도시된 바와 같이, 접속기 캐리어(20)는 시스템 캐리어(22) 상의 활주 플레이트(25)를 구비한다. 활주 플레이트(25)의 관통 구멍(29) 및 시스템 캐리어(22)의 관통 구멍(23)은 동일한 수직 축 상에서 서로 정합된다. 스페이 서(27)가 활주 플레이트(25)의 위치를 유지하도록 활주 플레이트(25)와 시스템 캐리어(22) 사이의 갭 내로 삽입될 수 있다.12A to 12C are schematic diagrams showing a process for assembling and locking the
그 다음, 접속기(30)는 도12b에 도시된 바와 같이 시스템 캐리어(22) 및 활주 플레이트(25) 상의 관통 구멍(23, 29)을 통해 위치된다. 접속기(30)의 절결부(39)는 접속기 캐리어(20) 상의 활주 플레이트(25)와 동일한 수직 위치 상에 위치된다. 접속기(30)의 중간 부분에 형성된 스토퍼(38)는 시스템 캐리어(22)의 바닥 표면과 맞물렸을 때 접속기의 상향 이동을 억제한다.The
모든 접속기(30)가 관통 구멍을 내에 삽입된 후에, 스페이서(27)가 접속기 캐리어(20)로부터 제거되어, 활주 플레이트(25)가 좌측을 향해 후방으로 탄성 이동하는 것을 허용한다. 따라서, 활주 플레이트(25)는 도12c에 도시된 바와 같이 접속기(30)의 상부 상의 절결부(39) 내에 끼워진다. 활주 플레이트(25)를 절결부(39) 내에 삽입함으로써, 접속기(30) 및 접속기 캐리어(20)는 쉽고 확실하게 조립된다. 또한, 접속기 캐리어(20)가 전술한 활주 플레이트(25)를 후방으로 탄성 이동시키는 메커니즘을 구비하지 않으면, 활주 플레이트(25)는 수동으로 좌측으로 변위될 수 있으며, 스페이서(27)를 사용함으로써 도12b의 위치에 대향하는 측면 내의 좌측 위치 내에 유지된다.After all the
도13은 본 발명의 접속 구조물을 사용하여 탐침 접속 조립체를 형성하기 위한 전체 적층 구조물의 예를 도시하는 단면도이다. 탐침 접속 조립체는 테스트 대상 장치(DUT)와 도2에 도시된 바와 같은 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이의 인터페이스로서 사용된다. 이러한 예에서, 탐침 접속 조립체는 경로 보드(260, 탐침 카드)와, 도13에 도시된 정도로 접속 구조물 위에 제공된 포고 핀 블록(130, 프로그 링)을 포함한다.Figure 13 is a sectional view showing an example of the entire laminated structure for forming the probe connection assembly using the connection structure of the present invention. The probe connection assembly is used as the interface between the device under test (DUT) and the test head of the semiconductor test system as shown in FIG. In this example, the probe connection assembly includes a path board 260 (probe card) and a pogo pin block 130 (programming) provided over the connection structure to the extent shown in FIG.
접속 구조물은 접속기 캐리어(20) 상에 장착된 복수의 접속기(30)에 의해 구성된다. 접속기(30) 각각의 상단부(33, 기부)는 접속기 캐리어(20)의 상부 표면에서 돌출된다. 하단부(35, 접속부)는 접속기 캐리어(20)의 하부 표면으로부터 돌출된다. 본 발명에서, 상단부(33)와 중간 부분 사이의 대각선 비임(스프링) 부분(32)은 중간 플레이트 캐리어(26)로부터 상향으로 기울어진 캔틸레버 형상을 갖는다. 접속기(30)는 반도체 웨이퍼(300) 및 탐침 카드(260)에 대해 가압되었을 때 수직 및 수평 방향으로 작은 이동을 허용하는 방식으로 접속기 캐리어(20) 상의 관통 구멍 내에 약간 헐겁게 삽입될 수 있다.The connection structure is constituted by a plurality of
탐침 카드(260), 포고 핀 블록(130), 및 접속 구조물은 서로 기계적 및 전기적으로 연결되어, 탐침 접속 조립체를 형성한다. 따라서, 접속기(30)의 접속 지점으로부터 케이블(124) 및 성능 보드(120, 도2)를 통해 테스트 헤드(100)로의 전기 통로가 생성된다. 따라서, 반도체 웨이퍼(300) 및 탐침 접속 조립체가 서로 가압되면, 전기적인 연통이 DUT(웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320))와 테스트 시스템 사이에 확립될 것이다.The
포고 핀 블록(130, 프로그 링)은 탐침 카드(260)와 성능 보드(120) 사이를 연결하기 위한 복수의 포고 핀을 갖는 도2에 도시된 것에 상응한다. 포고 핀의 상단부와 동축 케이블과 같은 케이블(124)은 성능 보드(120)를 통해 도2의 테스트 헤드(100) 내의 인쇄 회로 기판(150, 핀 전자 카드)으로 신호를 전달하도록 연결된 다. 탐침 카드(260)는 그의 상부 및 하부 표면 상에 복수의 전극(262, 265)을 갖는다.Pogo pin block 130 (programming) corresponds to that shown in FIG. 2 with a plurality of pogo pins for connecting between
조립되었을 때, 접속기(30)의 기부(33, 상단부)는 전극(262)과 접속한다. 전극(262, 265)은 접속 구조물의 피치를 포고 핀 블록(130) 내의 포고 핀의 피치에 도달하도록 확장시키기 위해 상호 연결 트레이스(263)를 통해 연결된다. 접속기(30)가 접속기 캐리어(20)의 관통 구멍 내에 헐겁게 삽입되기 때문에, 접속기(30)의 대각선 비임 부분(32)은 쉽게 변형되어, 반도체 웨이퍼(300)에 대해 가압되었을 때 전극(262) 및 접속 패드(320)를 향해 탄성 접속력을 생성한다.When assembled, the base 33 (upper end) of the
도14는 본 발명의 접속 구조물을 사용하여 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다. 이러한 예에서, 탐침 접속 구조물은 전도성 탄성체(250)와, 탐침 카드(260)와, 접속 구조물 위에 제공된 포고 핀 블록(130, 프로그 링)을 포함한다. 접속기(30)가 수직 방향으로 탄성을 생성하도록 전술한 바와 같이 대각선 비임(스프링) 부분을 가지므로, 그러한 전도성 탄성체는 보통 불필요하다. 그러나, 전도성 탄성체는 탐침 카드(260)와 접속 구조물 사이의 갭의 불균일성을 보상(평탄성)하기 위해 여전히 유용하다.14 is a cross-sectional view showing another example of the probe connection assembly using the connection structure of the present invention. In this example, the probe connection structure includes a
전도성 탄성체(250)는 접속 구조물과 탐침 카드(260) 사이에 제공된다. 조립되었을 때, 접속기(30)의 상단부(33)는 전도성 탄성체(250)와 접속한다. 전도성 탄성체(250)는 수직 방향으로 복수의 전도성 와이어(252)를 갖는 탄성 시트이다. 예를 들어, 전도성 탄성체(250)는 실리콘 고무 시트와 다중 열의 금속 필라멘트(252)로 구성된다. 금속 필라멘트(252, 와이어)는 도14의 수직 방향으로, 즉 전 도성 탄성체(250)의 수평 시트에 대해 직교하게 제공된다. 금속 필라멘트들 사이의 피치의 예는 0.05 mm 이하이고, 실리콘 고무 시트의 두께는 약 0.2 mm이다. 그러한 전도성 탄성체는 일본 신-이쯔 폴리머 코. 엘티디에 의해 제조되며 상업적으로 구입할 수 있다.The
본 발명의 제2 실시예가 이제 도15 내지 도19를 참조해서 상세하게 설명될 것이다. 도15는 본 발명의 제2 실시예의 접속 구조물의 예를 도시하는 단면도이다. 접속 구조물은 접속기 캐리어(420), 접속기 어댑터(425), 및 복수의 접속기(430)에 의해 구성된다. 반도체 테스트의 적용에서, 실리콘 웨이퍼(300)가 상향 이동되면, 접속기(430)의 하단부는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 접속하여 그들 사이에 전기적인 연통을 확립한다.A second embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to Figs. Fig. 15 is a sectional view showing an example of the connecting structure of the second embodiment of the present invention. The connection structure is constituted by a
접속기 캐리어(320) 및 접속기 어댑터(425)는 예를 들어 실리콘 또는 폴리이미드와 같은 유전성 재료, 세라믹, 및 유리로 만들어진다. 접속기(430)는 전도성 재료로 만들어지거나 전도성 재료로 코팅된다. 둘 이상의 접속기(430)가 접속기 어댑터(425)에 부착되고, 접속기 어댑터는 접속기 캐리어(420)에 부착된다. 각각 복수의 접속기(430)를 보유하는 둘 이상의 접속기 어댑터(25)는 접속기 캐리어에 부착되고, 이에 대한 세부 사항은 도17a 내지 도17d를 참조하여 이후에 설명될 것이다.
도15에서, 각각의 접속기(430)는 상단부(433, 기부), 대각선 (스프링) 부분(432), 및 하단부(435, 접속부)로 구성된다. 스토퍼(438)가 접속기 어댑터(425) 상에 접속기(430)를 확실하게 장착하도록 상단부(433)로부터 소정의 거리로 각각의 접속기(430)에 제공된다. 즉, 상단부(433) 및 스토퍼(438)는 접속기 어댑터(425) 상의 홈(427) 내에 끼워지는 절결부(439, 도16a 내지 도16c)를 형성한다. 바꾸어 말하면, 상단부(433)와 스토퍼(438) 사이의 거리는 접속기 어댑터(425)의 두께와 대략 동일하게 형성된다. 절결부(439), 접속기 어댑터(425), 및 접속기 캐리어(420)는 접속기 캐리어(420) 상에 접속기(430)를 확실하고 쉽게 장착하기 위한 로킹 메커니즘을 생성한다.In Fig. 15, each
대각선 부분(432)은 상단부(433)로부터 하단부(435)로 대각선으로 연장된다. 상단부(433) 및 하단부(435)는 다른 구성요소와의 전기적인 연통을 확립하기 위한 접속 지점으로서 기능한다. 반도체 테스트 적용에서, 상단부(433)는 테스트 시스템의 탐침 카드와 접속하도록 기능하고, 하단부(435)는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 같은 접속 목표물과 접속하도록 기능한다.
전술한 바와 같이, 접속기(430)는 접속기 어댑터(425)를 거쳐 접속기 캐리어(420) 상에 장착된다. 상단부(433) 및 하단부(435)는 접속기 어댑터(425)의 상부 표면 및 하부 표면으로부터 각각 돌출된다. 접속기(430)의 대각선 (스프링) 부분(432)은 하단부(435)가 접속 패드(320)와 같은 접속 목표물에 대해 가압되었을 때 탄성력을 생성하는 스프링으로서 기능한다. 접속기(430)의 하단부(435, 접속 지점)은 양호하게는 접속 패드(320)의 표면과 마찰할 수 있도록 예리하게 된다. 탄성력은 하단부(435)에서 접속 패드(320)의 표면에 대한 그러한 마찰 효과를 증진시킨다. 마찰 효과는 접속 지점(435)이 금속 산화물 표면 층 아래의 접속 패드(320)의 전도성 재료와 전기적으로 접속하도록 접속 패드(320)의 금속 산화물 표 면 층과 마찰할 때 접속 성능을 증진시킨다.As discussed above,
도16a 내지 도16c는 본 발명의 접속기(430)의 형상의 예를 도시한다. 도15를 참조하여 전술한 바와 같이, 접속기(430)는 상단부(433, 기부), 대각선 (스프링) 부분(432), 및 하단부(435, 접속부)를 갖는다. 절결부(439, 함몰부)는 접속기(430)가 접속기 어댑터(425) 상에 형성된 홈 내에 꼭 맞게 끼워질 수 있도록 상단부(433) 및 스토퍼(438)에 의해 형성된다.16A to 16C show examples of the shape of the
도16a의 예에서, 대각선 부분(432)은 스프링 작용을 증진시키도록 대각선 방향으로 연장되는 직선 비임이다. 도16b의 예에서, 대각선 부분(432)은 스프링 작용을 증진시키도록 중간 위치에서 지그재그 방식으로 구부러진다. 도16c의 예에서, 절결부(439)는 접속기(430)의 상부의 일 측면에만 형성된다. 접속기의 많은 다른 형상이 접속기 어댑터(425)에 적절하게 부착되는 구조를 갖는 한 본 발명의 접속 구조물 내에 사용될 수 있다.In the example of Figure 16A,
양호하게는, 대각선 부분(432)은 스프링 작용을 증진시키도록 상단부(433)보다 작은 폭 및/또는 두께를 갖는다. 감소된 폭 및 대각선 부분(432) 때문에, 접속기(430)는 접속 목표물에 대해 가압되었을 때 쉽게 변형될 수 있다. 도6 및 도8 내지 도10을 참조하여 전술한 바와 같이, 접속기(430)는 실리콘 기판의 수평 표면 상에서 수평 방향으로 제조된다. 접속기(430)의 그러한 두께 차이를 달성하기 위해, 전도성 재료를 침착시키기 위한 공정은 도8 내지 도10을 참조하여 전술한 제조 공정에서 반복될 것이다.Preferably,
도17a 내지 도17d는 접속기 어댑터(425)를 사용하여 접속기 캐리어(420) 상 에 접속기(430)를 확실하게 장착하기 위한 공정을 도시하는 개략도이다. 도17a에 도시된 바와 같이, 접속기(430)는 그의 상부의 양 측면에서 절결부(439, 함몰부)를 구비한다. 절결부(439)는 접속기 어댑터(425)에 확실하게 부착되도록 소정의 길이(상단부(433)와 스토퍼(438) 사이의 거리)를 갖는다.17A-17D are schematic diagrams illustrating a process for reliably mounting a
접속기 어댑터(425)는 도17b에 도시된 바와 같이 홈(427)과 스토퍼(426)를 구비한다. 접속기(430)의 절결부(439)와 접속기 어댑터(425)의 홈(427)은 서로에 대해 꼭 맞게 끼워지도록 제조된다. 즉, 접속기(430)의 절결부(439)의 폭 및 두께는 접속기 어댑터(425) 상의 홈(427)의 폭 및 두께와 동일하게 만들어진다. 또한, 접속기의 상단부(433)와 스토퍼(438) 사이의 거리는 접속기 어댑터(425)의 두께와 동일하게 만들어진다. 접속기 어댑터(425)는 접속기 캐리어(420)와 끼워 맞춰지는 스토퍼(426, 단차부)를 갖는다.The
도17c에서, 접속기(430)는 절결부(439)를 홈(437) 내에 끼움으로서 접속기 어댑터(425) 상에 장착된다. 장착되었을 때, 접속기 어댑터(425) 및 접속기(430)는 도17c의 전방 표면에서 서로 동일 평면이다. (도시되지 않은) 접착제는 서로 확실하게 고정되도록 접속기(430) 및 접속기 어댑터(425)에 도포될 수 있다.17C,
도17d에서, 복수의 접속기(430)를 갖는 접속기 어댑터(425)는 접속기 캐리어(420) 내로 삽입된다. 도17d의 예에서, 접속기 캐리어(420)는 접속기(430)가 장착된 접속기 어댑터(425)를 수납하는 복수의 슬롯(424)을 갖는다. 각각의 슬롯은 접속기 어댑터(425)의 스토퍼(426)와 맞물리는 단차부(428, 스토퍼)를 갖는다. 접속기(430)를 갖는 접속기 어댑터(425)를 접속기 캐리어(420)의 슬롯(424) 내로 삽 입함으로써, 접속기(430) 및 접속기 캐리어(420)는 서로 확실하고 쉽게 조립된다. 접속기 어댑터(425)의 스토퍼(426)는 슬롯(424) 내에 형성된 단차부(428)와 접촉하여, 접속기(430)의 수직 위치를 결정한다.In FIG. 17D, a
도18은 본 발명의 제2 실시예의 접속 구조물을 사용하여 탐침 접속 조립체를 형성하기 위한 전체 적층 구조물의 예를 도시하는 단면도이다. 탐침 접속 조립체는 테스트 대상 장치(DUT)와 도2에 도시된 바와 같은 반도체 테스트 시스템 사이의 인터페이스로서 사용된다. 이러한 예에서, 탐침 접속 조립체는 경로 보드(260, 탐침 카드)와, 도18에 도시된 정도로 접속 구조물 위에 제공된 포고 핀 블록(130, 프로그 링)을 포함한다.Figure 18 is a cross sectional view showing an example of the entire laminated structure for forming the probe connection assembly using the connection structure of the second embodiment of the present invention. The probe connection assembly is used as an interface between the device under test (DUT) and the semiconductor test system as shown in FIG. In this example, the probe connection assembly includes a path board 260 (probe card) and a pogo pin block 130 (program ring) provided over the connection structure to the extent shown in FIG.
접속 구조물은 접속기 캐리어(420) 상에 장착된 복수의 접속기(430)에 의해 구성된다. 접속기(430) 각각의 상단부(433, 기부)는 접속기 캐리어(420)의 상부 표면에서 돌출된다. 하단부(435, 접속부)는 접속기 캐리어(420)의 하부 표면으로부터 돌출된다. 접속기(430)는 접속기 어댑터(425)를 거쳐 접속기 캐리어(420) 상의 슬롯(424) 내에 삽입된다. 전술한 바와 같이, 대각선 (스프링) 부분(433)은 상단부(433)와 하단부(435) 사이에서 대각선 방향으로 연장된다. 대각선 부분(432)은 반도체 웨이퍼(300)에 대해 가압되었을 때 탄성력을 생성한다.The connection structure is constituted by a plurality of
탐침 카드(260), 포고 핀 블록(130), 및 접속 구조물은 서로 기계적 및 전기적으로 연결되어, 탐침 접속 조립체를 형성한다. 따라서, 전기 통로가 접속기(430)의 접속 지점으로부터 케이블(124) 및 성능 보드(120, 도2)를 통해 테스트 헤드(100)로 생성된다. 따라서, 반도체 웨이퍼(300)와 탐침 접속 조립체가 서로 가압되면, 전기적인 연통이 DUT(웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320))와 테스트 시스템 사이에 확립될 것이다.The
포고 핀 블록(130, 프로그 링), 탐침 카드(260), 및 케이블(124)은 도13 및 도14에 도시된 것과 동일하고, 성능 보드(120)를 통해 도2의 테스트 헤드(100) 내의 인쇄 회로 기판(150, 핀 전자 카드)으로 신호를 전달한다. 조립되었을 때, 접속기(430)의 상단부(433)는 탐침 카드의 전극(262)과 접속한다. 접속기 캐리어(420) 상에 장착된 접속기(430)가 대각선 부분(432)을 갖기 때문에, 접속기(430)는 반도체 웨이퍼(300)에 대해 가압되었을 때 접속 패드(320)를 향해 쉽게 변형되어 접속력을 생성한다.Pogo pin block 130 (programming),
도19는 본 발명의 제2 실시예의 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다. 이러한 예에서, 탐침 접속 조립체는 도18의 탐침 접속 조립체에 부가하여 전도성 탄성체(250)를 포함한다. 전도성 탄성체(250)는 접속 구조물과 탐침 카드(260) 사이에 제공된다. 조립되었을 때, 접속기(430)의 상단부(433)는 전도성 탄성체(250)와 접속한다. 도14를 참조하여 전술한 바와 같이, 전도성 탄성체(250)는 수직 방향으로 복수의 전도성 와이어(252)를 갖는 실리콘 고무와 같은 탄성 시트이다.Fig. 19 is a sectional view showing another example of the probe connection assembly using the connection structure of the second embodiment of the present invention. In this example, the probe connection assembly includes a
본 발명에 따르면, 접속 구조물은 차세대 반도체 기술의 테스트 요구를 만족시키기 위해 매우 높은 주파수 대역폭을 갖는다. 제1 실시예에서, 접속 구조물은 접속기가 활주 플레이트에 의해 접속기 캐리어 상에 로킹되는 변위 로킹 메커니즘에 의해 쉽고 확실하게 형성된다. 제2 실시예에서, 접속 구조물은 접속기 어댑터 를 통해 접속기 캐리어 상에 접속기를 장착함으로써 쉽고 확실하게 형성된다. 복수의 접속기가 수동 취급을 수반하지 않고서 동시에 기판 상에서 제조되므로, 접속 성능의 일정한 품질, 높은 신뢰성 및 긴 수명을 달성하는 것이 가능하다.According to the present invention, the interconnect structure has a very high frequency bandwidth to meet the test requirements of next-generation semiconductor technology. In the first embodiment, the connecting structure is easily and securely formed by a displacement locking mechanism in which the connector is locked on the connector carrier by the slide plate. In the second embodiment, the connecting structure is easily and securely formed by mounting the connector on the connector carrier via the connector adapter. Since a plurality of connectors are manufactured on the substrate at the same time without involving manual handling, it is possible to achieve a constant quality of connection performance, high reliability and long life.
단지 양호한 실시예만이 본원에서 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 많은 변형 및 변경이 상기 개시 내용에 비추어 그리고 본 발명의 취지 및 의도하는 범주를 벗어나지 않고서 첨부된 청구의 범위 내에서 가능하다는 것을 이해해야 한다.Although only preferred embodiments have been specifically shown and described herein, it is to be understood that many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings and within the scope of the appended claims without departing from the spirit and intended scope of the invention. You have to understand.
도1은 기판 취급기와 테스트 헤드를 갖는 반도체 테스트 시스템 사이의 구조적인 관계를 도시하는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the structural relationship between a substrate handler and a semiconductor test system having a test head.
도2는 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드를 인터페이스 구성요소를 통해 기판 취급기에 연결시키기 위한 더욱 상세한 구조의 예를 도시하는 도면이다.2 illustrates an example of a more detailed structure for connecting a test head of a semiconductor test system to a substrate handler through an interface component.
도3은 종래의 기술에서 복수의 탐침 접속기를 장착하기 위한 에폭시 링을 갖는 탐침 카드의 예를 도시하는 저면도이다.Figure 3 is a bottom view showing an example of a probe card having an epoxy ring for mounting a plurality of probe connectors in the prior art.
도4의 (a) 내지 도4의 (e)는 도3의 탐침 카드의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.4A to 4E are circuit diagrams showing an equivalent circuit of the probe card of FIG.
도5a 내지 도5c는 기판 상에서 수평 방향으로 제조되어 접속기 상에 수직으로 장착된 접속기를 사용하는 본 발명의 접속 구조물의 예를 도시하는 개략도이다.5A-5C are schematic diagrams showing an example of the connecting structure of the present invention using a connector manufactured in the horizontal direction on a substrate and mounted vertically on the connector.
도6의 (a) 및 도6의 (b)는 복수의 접속기가 기판의 평탄한 표면 상에 형성되어 이후의 공정을 위해 그로부터 제거되는, 본 발명의 제조 방법의 기본 개념을 도시하는 개략도이다.6 (a) and 6 (b) are schematic diagrams showing the basic concept of the manufacturing method of the present invention, in which a plurality of connectors are formed on a flat surface of the substrate and removed therefrom for later processing.
도7a 내지 도7c는 본 발명의 접속기의 세부를 도시하는 선도이며, 도7a 및 도7b는 압력이 인가되지 않는 접속기의 정면도이고, 도7c는 접속 목표물에 대해 가압되었을 때의 도7b의 접속기의 정면도이다.7A to 7C are diagrams showing details of the connector of the present invention, and FIGS. 7A and 7B are front views of a connector without applying pressure, and FIG. 7C is a connector of FIG. 7B when pressed against a connection target. Front view.
도8a 내지 도8l은 본 발명의 접속기를 제조하기 위한 본 발명의 제조 공정의 예를 도시하는 개략도이다.8A to 8L are schematic diagrams showing examples of the manufacturing process of the present invention for producing the connector of the present invention.
도9a 내지 도9d는 본 발명의 접속기를 제조하기 위한 본 발명의 제조 공정의 다른 예를 도시하는 개략도이다.9A to 9D are schematic diagrams showing another example of the manufacturing process of the present invention for producing the connector of the present invention.
도10a 내지 도10n은 기판의 표면 상에서 본 발명의 접속기를 제조하여 접속기를 중간 플레이트로 전달하기 위한 공정의 예를 도시하는 개략도이다.10A-10N are schematic diagrams showing examples of processes for fabricating the connector of the present invention on the surface of a substrate and delivering the connector to an intermediate plate.
도11a 및 도11b는 본 발명의 접속 구조물을 제조하기 위해 접속기를 집어서 접속기 캐리어 상에 위치시키기 위한 픽 앤 플레이스(pick and place) 메커니즘 및 그의 공정의 예를 도시하는 개략도이다.11A and 11B are schematic diagrams showing examples of pick and place mechanisms and processes thereof for picking up and placing a connector on a connector carrier for manufacturing the connection structure of the present invention.
도12a 내지 도12c는 본 발명에서 접속기를 접속기 캐리어 상에 조립하여 로킹시키기 위한 공정을 도시하는 개략도이다.12A-12C are schematic diagrams illustrating a process for assembling and locking a connector onto a connector carrier in the present invention.
도13은 테스트 대상 반도체 장치와 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이에서의 사용을 위해 본 발명의 접속 구조물을 이용하는 탐침 접속 조립체의 예를 도시하는 단면도이다.13 is a cross-sectional view showing an example of a probe connection assembly using the connection structure of the present invention for use between the semiconductor device under test and the test head of the semiconductor test system.
도14는 테스트 대상 반도체 장치와 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이의 인터페이스로서의 사용을 위해 본 발명의 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다.14 is a cross-sectional view showing another example of a probe connection assembly using the connection structure of the present invention for use as an interface between a semiconductor device under test and a test head of a semiconductor test system.
도15는 접속기, 접속기 캐리어, 및 접속기 어댑터를 포함하는 본 발명의 접속 구조물의 다른 예를 도시하는 단면도이다.Fig. 15 is a sectional view showing another example of the connecting structure of the present invention including a connector, a connector carrier, and a connector adapter.
도16a 내지 도16c는 도15에 도시된 개념을 사용하는 본 발명의 접속기 구조물의 예를 도시하는 정면도이다.16A-16C are front views showing examples of the connector structure of the present invention using the concept shown in FIG.
도17a 내지 도17c는 도15의 개념에 기초한 본 발명의 접속 구조물을 도시하는 사시도이며, 도17a는 접속기를 도시하고, 도17b는 접속기 어댑터를 도시하고, 도17c는 접속기가 장착되어 있는 접속기 어댑터를 도시하고, 도17d는 도17c의 접속기 어댑터를 장착하기 위한 접속기 캐리어를 도시한다.17A-17C are perspective views showing a connecting structure of the present invention based on the concept of FIG. 15, FIG. 17A shows a connector, FIG. 17B shows a connector adapter, and FIG. 17C shows a connector adapter with a connector mounted thereon. Fig. 17D shows the connector carrier for mounting the connector adapter of Fig. 17C.
도18은 테스트 대상 반도체 장치와 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이에 배열된 도15의 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다.18 is a sectional view showing another example of the probe connection assembly using the connection structure of FIG. 15 arranged between the semiconductor device under test and the test head of the semiconductor test system.
도19는 테스트 대상 반도체 장치와 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이에 배열된 도15의 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다.FIG. 19 is a sectional view showing another example of the probe connection assembly using the connection structure of FIG. 15 arranged between the semiconductor device under test and the test head of the semiconductor test system.
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