KR100962602B1

KR100962602B1 - 전기적 접촉장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100962602B1
Application number: KR1020080001255A
Authority: KR
Inventors: 치충 첸
Original assignee: 엠피아이 코포레이션
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2008-01-04
Publication date: 2010-06-11
Also published as: US20080278185A1; TWI420607B; TW200845248A; KR20080099774A; SG148086A1

Abstract

본 발명은 전기적 접촉장치의 제조방법에 관한 것으로, (a) 베이스 제조단계, (b) 상기 베이스 표면에 유전체층을 형성하고 비에칭방식으로 상기 유전체층에 수납홈을 형성하는 단계, (c) 상기 수납홈 내에 제1희생층을 형성하는 단계, (d) 상기 유전체층과 상기 제1희생층 상에 제2희생층을 형성하여 프로브 윤곽(profile)을 형성하고, 상기 프로브 윤곽 내에 프로브 금속층을 형성하며, 전술한 단계를 1회 이상 반복하여 상기 프로브 금속층으로 프로브 구조체를 형성하는 단계, 및 (e) 상기 희생층을 제거하여 상기 베이스와, 상기 각각의 프로브 금속층으로 구성된 프로브를 수득하는 단계를 포함한다..

전기적 접촉장치, 베이스, 유전체층, 희생층, 도전층

Description

전기적 접촉장치 및 그 제조방법{ELECTRICAL CONTACT DEVICE AND ITS MANUFACTURING PROCESS}

본 발명은 전기적 접촉장치에 관한 것으로, 특히 전기적 접촉장치의 제조방법에 관한 것이다.

칩, 디스플레이 패널을 테스트하거나 또는 기타 일시적 접촉을 위한 전기적 접촉에 있어서 일반적으로 전기적 접촉장치를 테스트 대상물과의 전기적 접촉 소자로서 이용한다.

대만특허출원 제94129539호가 개시한 "프로브 카드의 전기적 접촉장치"는 주로 소정 패턴의 전기회로가 배치된 베이스 및 상기 회로와 접촉하며 상기 베이스 표면에 형성된 다수의 프로브를 포함하여 이루어지며, 상기 프로브는 테스트 대상물과의 접촉 소자로서 이용된다. 다만, 이러한 구성은 프로브가 베이스로부터 탈락 되지 않고 베이스에 견고하게 결합되도록 하고 프로브가 감당하는 탄성 응력을 증가시키기 위해서는 상기 베이스 표면에 상기 프로브 위치와 대응하는 다수의 수납홈을 형성함으로써, 상기 프로브가 테스트 대상물에 접촉할 때 상기 수납홈이 제공하는 공간에 의해 탄성 변형도가 증가하도록 하고, 나아가 프로브와 테스트 대상물 이 접촉할 때 받는 저항력의 일치성을 향상시킨다.

다만, 상기 프로브 카드의 전기적 접촉장치는 에칭방식으로 베이스 표면에 상기 다수의 수납홈을 직접 형성하는데, 이러한 에칭방식은 공정이 비교적 번거롭고, 제조 속도가 상대적으로 느려 대량 생산에 불리하며, 에칭량 대비 재료소모량이 많기 때문에 코스트가 높다. 다른 한편, 에칭방식의 가변성(variability)이 크기 때문에 제조시 수율이 떨어지고 재가공성(reworkability)을 이루기 어렵다.

상기 문제점을 감안하여, 본 발명은 공정이 간단하고 신속하며 가공 코스트가 낮고, 재가공을 할 수 있는 전기적 접촉장치의 제조방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

상기 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 단계를 포함하는 전기적 접촉장치의 제조방법을 제공한다.

본 발명은,

(a) 베이스 제조단계,

(b) 상기 베이스 표면에 유전체층을 형성하고 상기 유전체층 표면에 비에칭방식으로 수납홈을 형성하는 단계,

(c) 상기 수납홈 내에 제1 희생층을 형성하는 단계,

(d) 상기 유전체층과 상기 제1 희생층 상부에 제2 희생층을 형성하여 프로브 윤곽을 형성하고, 상기 프로브 윤곽내에 프로브 금속층을 형성하며, 본 단계를 1회 이상 반복하여 상기 프로브 금속층으로 프로브 구조체를 형성하는 단계, 및

(e) 상기 희생층을 제거하여 상기 베이스와, 상기 각각의 프로브 금속층으로 구성된 프로브를 수득하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 전기적 접촉장치의 제조방법에 따르면, 각 프로브 금속층으 로 프로브 전체를 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 유전체층에 프로브의 탄성 변형공간을 제공하는 수납홈을 형성하는 방식을 이용함으로써, 에칭공정으로 직접 베이스 상에 수납홈을 형성하는 종래의 방식에 비하여 공정을 절감할 수 있으며, 재가공성을 가지며 수율을 향상시키는데 유리하다. 또한, 본 발명은 비에칭방식으로 연결홈과 수납홈을 형성하는데, 이는 통제하기 어렵고 코스트가 높은 에칭단계를 생략할 수 있어 코스트의 절감에 유리하다.

본 발명의 특징 및 장점에 대한 이해 및 인정에 도움을 주고자 아래에 바람직한 실시예를 도면과 결부하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기적 접촉장치의 제조방법을 보여준 도면이며, 본 발명은 다음과 같은 단계를 포함한다.

단계 (a): 도 1이 보여준 바와 같이 본 단계에서 베이스(11)를 제조하되, 상기 베이스(11)는 제1 표면(111) 및 상기 제1 표면(111)의 반대쪽에 위치한 제2 표면(112)을 포함한다. 상기 베이스(11) 내측에는 소정 패턴을 가지고 상기 제1 표면(111) 및 제2 표면(112)과 연통한 다수의 회로배선(113)이 배치된다. 또한, 필요에 따라 상기 제1 표면(111) 및 제2 표면(112)상에 회로배선 및 접점(미도시)을 배치하여 필요한 어셈블리를 장착하거나 프로브에 연결할 수 있다.

단계 (b): 도 2가 보여준 바와 같이, 상기 베이스(11)의 제1 표면(111)상에 유전체층(12)을 형성한다. 상기 유전체층(12)은 미세 가공으로 성형될 수 있는 절연재료, 예를 들면 후막(thick-film) 포토레지스트 재료를 이용하여 형성할 수 있 다. 본 실시예에 따른 유전체층은 예를 들면 리소그래피 공정으로 성형되며, 그 상부면에 수납홈과 상기 베이스(11)의 제1 표면(111)상의 회로배선(113)과 연통하는 다수의 위치고정부를 형성한다. 상기 수납홈(121)의 벽면은 상기 유전체층(12) 표면에 인접하며, 본 실시예에서 상기 위치고정부는 상기 벽면에 형성된 연결홈(122)이다. 상기 후막 포토레지스트는 코팅 또는 라미네이팅 부착 방식으로 상기 베이스(11)의 상기 제1 표면(111)상에 형성된다.

단계 (c): 도 3이 보여준 바와 같이, 전기주조공정을 통하여 상기 유전체층(12)의 연결홈(122)내에는 도전성을 가진 제1 프로브 금속층(131)을, 상기 유전체층(12)의 수납홈(121) 내에는 제1 희생층(14)을 임플란트한다(implant). 또한, 필요하다면 상기 제1 프로브 금속층(131)과 상기 희생층(14)의 표면에 대해 추가적으로 평탄화 작업을 행하여 상기 유전체층(12)의 표면과 일치해지도록 할 수도 있다. 상기 평탄화 방식은 기계적 연마, 화학적 연마, 전기화학적 가공, 화학적 에칭 등 가공방식을 이용할 수 있다.

상기 단계 (b), (c)는 상기 유전체층(12)과 제1희생층(14)이 소정의 크기에 도달할 때까지 1회 내지 다수 회에 거쳐 반복적으로 수행할 수 있다.

단계 (d): 도 4가 보여준 바와 같이, 상기 유전체층(12)의 상부면에 도전층(15)을 형성한다. 본 실시예에서 상기 도전층(15)은 리소그래피 및 에칭공정을 통해 일부 또는 전체 프로브 패턴을 형성한다. 즉 상기 도전층(15)은 수납홈(121) 내의 제1 희생층(14)과 연결홈(122) 내의 제1 프로브 금속층(131) 사이의 영역만 남긴다. 상기 도전체층(15)은 리소그래피 및 에칭공정 외에도 금속 박리(lift-off) 공정, 인쇄, 리소그래피와 전기증착 또는 화학증착의 결합공정, 미세 분사 코팅 등 방식을 이용하여 도전성 재료를 패턴화함으로써 형성할 수도 있다.

단계 (e): 도 5가 보여준 바와 같이, 상기 유전체층(12)의 상부면에 상기 도전층(15)과 제1 프로브 금속층(131) 주변부 및 제1 희생층(14)과 유전체층(12) 상부에 위치하는 제2 희생층(16)을 형성한다. 도 5에 따른 제2 희생층(16)은 리소그래피공정을 이용하여 형성되고 제거할 수 있는 포토레지스트층이며, 리소그래피공정을 통해 상기 제2 희생층(16) 내에 프로브 윤곽을 형성한다. 상기 도전층(15)은 리소그래피 및 에칭공정에 전기증착, 스퍼터링, 증기증착, 화학증착, 분사코팅을 결합한 방식을 이용하여 형성하거나 또는 직접 인쇄회로공정 등 방식으로 형성할 수 있다.

단계 (f): 도 6이 보여준 바와 같이 전기주조공정으로 상기 제2 희생층(16)의 프로브 윤곽 내에 도전성을 가진 제2 프로브 금속층(132)을 형성한다.

상기 단계 (e) 내지 (f)는 상기 제2 프로브 금속층(132)과 상기 제2 희생층(16)이 소정의 크기에 도달할 때까지 1회 내지 다수 회에 거쳐 반복할 수 있다.

또한, 전자주조 공정으로 상기 제2 프로브 금속층(132)을 형성하는 것 외에 상기 단계 (e)를 생략할 수도 있다. 즉 상기 도전층(15)을 형성하지 않고, 도전성 물질을 상기 제2 희생층(16)내의 프로브 윤곽 내에 직접 화학적 증착하거나 또는 충전함으로써 상기 제2 프로브 금속층(132)을 형성할 수 있다. 또한 필요에 따라 상기 제2 프로브 금속층(132)과 상기 제2 희생층(16)이 소정의 크기에 도달할 때까지 상기 단계를 다수 회에 거쳐 반복할 수 있다.

단계 (g): 도 7이 보여준 바와 같이 제2 희생층(16)을 제거한다.

단계 (h): 도 8이 보여준 바와 같이 유전체 재료로 형성된 절연층(18)을 배치한다. 본 실시예에서는 리소그래피 공정을 통하여 상기 절연층(18)이 상기 연결홈(122) 상부에 위치한 제2 프로브 금속층(132)의 일부분을 감싸도록 함으로써 제2 프로브 금속층(132)과 상기 유전체층(12)의 결합 강도를 증대시킨다. 상기 절연층(18)에 감싸지지 않은 부분은 제2 프로브 금속층(132) 옆에 공극이 남겨진다. 상기 절연층(18)은 마스크와 분사코팅의 결합, 코팅, 증기증착, 스퍼터링, 절연재료의 전기증착(electrodeposition) 등의 방식으로 형성할 수도 있다.

단계 (i): 도 9가 보여준 바와 같이, 전회 단계에서 형성된 공극에 전기주조 공정으로 제거가능한 재료를 임플란트(Implant) 또는 충전함으로써 제3 희생층(19)을 형성하며, 필요에 따라 상기 제3 희생층(19) 표면을 상기 절연층(18)과 일치해질 때까지 평탄화할 수 있다. 상기 평탄화 방식은 기계적 연마, 화학적 연마, 전기화학적 가공, 화학적 에칭 등 방식으로 수행할 수 있다.

단계 (j): 도 10에서 보여준 바와 같이 단계 (e) 내지 단계 (f)를 반복함으로써 제3 프로브 금속층(133)과 제4 프로브 금속층(134)을 연속하여 형성한다.

단계 (k): 도 11 및 도 12에서 보여준 바와 같이, 에칭방식으로 제1, 제2 및 제3 희생층(14, 16, 19)을 제거하여 본 발명에 따른 전기적 접촉장치의 제조공정을 완료하고, 나아가 종래의 조립방식을 이용하여 베이스(11)와 기타 소자를 조립 및 연결할 수 있다.

본 발명에 따른 전기적 접촉장치의 제조방법을 이용하면, 각각의 프로브 금 속층(131,132, 133, 134)으로 프로브 전체 구성을 형성할 수 있다. 여기에서 상기 제1 프로브 금속층(131)은 측정된 전기적 특성을 상기 베이스(11)의 회로배선(113)에 연결하는 작용을 하며, 상기 제1, 제2 프로브 금속층(131, 132)은 각각 상기 유전체층(12)과 절연층(18) 내에 삽입된 상태를 이룸으로써 프로브와 베이스간이 더욱 견고하게 연결될 수 있도록 한다. 상기 제2, 제3 프로브 금속층(132, 133)은 프로브 본체 부분이며, 상기 제4 프로브 금속층(134)은 프로브 선단부이다. 또한, 프로브의 일단부를 상기 위치고정부(연결홈)내에 위치시키고, 타단부를 수납홈 방향으로 연장시킴으로써 상기 유전체층(12) 상에 형성된 수납홈(121)이 프로브의 탄성 변형공간을 제공할 수 있도록 한다. 이를 위한 공정은 베이스 상에 직접 수납홈을 에칭 형성하는 종래의 공정에 비해 단계가 적으며 생산에 더욱 적합하다. 또한, 본 발명은 비에칭방식으로 연결홈과 수납홈을 형성하는데 이는 통제하기 어렵거나 코스트가 높은 에칭 공정을 피할 수 있으며, 재가공성을 가진다(에칭공정은 재가공을 할 수 없다). 따라서 베이스 재료를 선택함에 있어 에칭공정의 한정을 별로 받지 않으며, 단지 절연성과 구조적 강도만을 고려하여 더욱 적합한 재료, 예를 들면 세라믹 기판을 선택할 수 있으며, 제품의 성능 및 수율을 대폭 향상시킬 수 있다.

여기에서, 제1 희생층(14)의 재료는 전기주조의 방식으로 성형할 수 있는 금속에 한정되지 않으며, 증기증착, 스퍼터링, 코팅, 분사코팅, 화학증착 등의 방식으로 충전된 기타 임시적 희생 재료로 대신할 수 있음을 유의하기 바란다.

제2 희생층(16)은 제거 가능한 포토레지스트 재료를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 기타 제거 가능한 희생 재료를 사용하여 레이저 가공, 기계적 가공, 열압가 공성형 등의 방식으로 제2 희생층(16)을 형성할 수도 있다.

본 실시예에서 언급된 전기주조 공정은 모두 화학증착공정으로 대신할 수 있으며, 증기증착, 스퍼터링 등 금속증착방식 또는 도전성 재료를 충전하는 방식을 이용할 수도 있다.

또한, 본 실시예에서 유전체층에 적용한 리소그래피공정은 레이저 가공, 기계적 가공, 열압가공성형 등의 방식으로도 대신할 수 있으며, 이러한 방식들은 모두 본 발명에 따른 비에칭방식의 목적과 효과를 이룰 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 각각의 프로브 금속층은 동일한 금속재료를 취할 수 있을 뿐만 아니라 각각 서로 다른 도전성 재료를 사용할 수도 있다. 여기에는 서로 다른 금속 또는 복합성 재료가 포함되며, 도전 특성을 가진 재료라면 무엇이든 된다. 프로브의 선단부는 도전성이 좋은 재료를 선택하는 것 외에 내마모성이 높고 점착성이 낮은 재료를 선택함으로써 프로브의 사용수명을 연장하고, 테스트 신뢰성을 향상시키고 프로브의 세정 및 유지보수에 대한 수요를 감소시키고 테스트 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 13 내지 도 18는 본 발명에 따른 제2 바람직한 실시예에 따른 전기적 접촉장치의 제조방법을 보여준 도면이다. 본 실시예는 다음과 같은 단계를 포함한다.

단계 (a): 도 13과 같이 전술한 실시예와 동일한 단계 (a) 및 단계 (b)를 수행하여 전술한 실시예와 동일한 베이스(21), 유전체층(22) 및 상기 유전체층(22)상의 수납홈(221) 및 연결홈(222)을 형성한다.

단계 (b): 도 14와 같이, 전기주조공정에 의하여 상기 유전체층(22)의 연결 홈(222) 내에는 도전성을 가진 제1 프로브 금속층(231)을, 상기 유전체층(22)의 수납홈(221) 내에는 제1 희생층(24)을 형성한다. 또한, 필요에 따라 계속하여 상기 희생층(24)의 표면에 대해 상기 유전체층(22)의 표면과 일치해지도록 평탄화 작업을 수행하고, 상기 연결홈(222) 내에 형성된 제1 프로브 금속층(231)은 상기 유전체층(22)의 표면과 일치해지지 않고 일부 공간이 남겨지도록 할 수 있다. 상기 제1프로브 금속층(231)은 상기 공간을 남기지 않고 상기 연결홈(222) 전부를 충전하며 상기 유전체층(22)의 표면과 일치해지도록 그에 제1 프로브 금속층(231)에 대한 평탄화 작업을 수행할 수도 있다(미도시). 제1 실시예와 마찬가지로, 상기 유전체층(22), 상기 희생층(24) 및 상기 제1 프로브 금속층(231)의 형성단계는 이들 적층구조가 소정의 크기에 도달할 때까지 1회 내지 수회 반복 수행할 수 있다.

단계 (c): 도 15와 같이, 제1 실시예의 단계 (d) 및 단계 (e)와 동일하게 상기 유전체층(22)의 상부면에 도전층(25)과 제2 희생층(26)을 형성한다.

단계 (d): 도 16과 같이, 전기주조공정으로 제2 프로브 금속층(232)을 형성하고, 상기 제2 프로브 금속층(232)의 일부는 연결홈(222)에 남겨진 공간에 형성하고 일부는 상기 도전층(25) 상에 위치하도록 한다. 또한 필요에 따라 상기 제2 프로브 금속층(232)에 대해 추가적인 평탄화 작업을 수행함으로써 상기 제2 프로브 금속층(232)이 상기 제2 희생층(26)과 일치해지도록 할 수 있다. 여기에서 사용되는 평탄화 방식은 제1 실시예에서와 같으므로 반복하여 설명하지 않기로 한다.

제1 실시예와 마찬가지로, 제2 실시예의 단계 (c) 내지 단계 (d)는 상기 제2 프로브 금속층(232)과 상기 제2 희생층(26)이 소정의 크기에 도달할 때까지 1회 내 지 수회 반복 수행할 수 있다. 또한, 전기주조 공정으로 상기 제2 프로브 금속층(232)을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 도전층(15)의 형성을 생략하고 직접 화학증착 또는 도전성 물질을 상기 제2 희생층의 프로브 윤곽 내에 충전함으로써 상기 제2 프로브 금속층(232)을 형성할 수 있다. 또한 필요에 따라 상기 제2 프로브 금속층(232)과 상기 제2 희생층(26)이 소정의 크기에 도달할 때까지 상기 단계를 1회 내지 수회 반복 수행할 수 있다.

단계 (e): 도 17에서 보여준 바와 같이 제1 실시예와 마찬가지로 다수의 제3 희생층(27)과 제3, 4 프로브 금속층(233, 234)을 반복 형성함으로써 프로브 구조체를 적층 형성할 수 있다.

단계 (f): 도 18에서 보여준 바와 같이, 제1, 2, 3희생층(24,26,27)을 제거하여 본 발명에 따른 전기적 접촉장치를 얻는다.

따라서 본 발명에서 제2 프로브 금속층(232)은 그 일부가 연결홈(222) 내에 삽입되고 일부는 유전체층(22) 외측에 노출된다. 이러한 구성은 각각의 프로브 금속층으로 구성된 프로브와 유전체층 간의 결합강도가 더욱 강해지도록 하며, 프로브가 장기간 사용된 후 끊어지거나 탈락되는 경우가 발생하지 않도록 한다.

도 19 내지 도 22는 본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따른 전기적 접촉장치의 제조방법을 보여준다. 본 실시예는 다음과 같은 단계를 포함한다.

단계 (a): 도 19에서 보여준 바와 같이, 제1 실시예와 동일한 단계 (a) 내지 단계 (d)를 이용하여 전술한 실시예와 동일한 베이스(31), 유전체층(32) 및 상기 유전체층(32) 상에 형성된 수납홈(321)과 연결홈(322)을 형성하고, 전기주조 공정 으로 상기 연결홈(322) 및 수납홈(321) 내에 도전성을 가진 제1 프로브 금속층(331), 제1 희생층(34)을 각각 형성하고, 상기 수납홈(321) 내의 제1 희생층과 연결홈(322) 내의 제1 프로브 금속층(331) 사이 영역을 연결하는 도전층(35)을 형성한다.

단계 (b): 도 20에서 보여준 바와 같이, 제1 실시예의 단계 (e) 및 단계 (f)와 마찬가지로 다수의 제2 희생층(36)을 연속하여 형성하고, 전기주조방식으로 제3 및 제4 프로브 금속층(333, 334)을 적층 형성한다.

단계 (c): 도 21에서 보여준 바와 같이, 제2 희생층(36) 및 제1 희생층(34)을 제거하면 본 발명에 따른 전기적 접촉장치의 제조방법이 완료된다.

제1 실시예의 단계 (h) 및 단계 (i)와 같이, 본 실시예는 상기 제1 프로브 금속층(331)에서 상기 제1 희생층(34)에 위치하지 않은 부분에 제1 실시예에서와 같은 절연층(18)을 감쌈으로써 제1 프로브 금속층(331)과 유전체층(32)간의 부착력을 향상시킬 수 있는 바, 이는 프로브의 신뢰성을 향상시키는데 유리하다.

또한, 제1 실시예에서의 설명과 같이, 제1, 2, 3, 4 프로브 금속층(331, 332, 333, 334)은 모두 희생층의 형성과 금속층의 성형 단계를 반복 수행하고 필요시에는 표면 평탄화 작업을 수행함으로써 각 부분의 구성이 소정의 크기에 도달하도록 할 수 있다. 아울러, 이러한 목적을 이루기 위한 각종 다양한 방식 역시 제1 실시예에서의 설명과 같으므로 여기에서 반복하여 설명하지 않기로 한다.

도 23 내지 도 26은 본 발명에 따른 제4의 바람직한 실시예를 보여준 도면으로, 본 실시예에 따른 전기적 접촉장치의 제조방법은 다음과 같은 단계를 포함한 다.

단계 (a): 도 23에서 보여준 바와 같이, 제1 실시예와 동일한 단계 (a) 내지 단계 (d)를 이용하여 전술한 실시예와 동일한 베이스(41), 유전체층(42) 및 상기 유전체층(42) 상의 수납홈(421)과 연결홈(422)을 형성하고, 전기주조방식으로 상기 연결홈(422) 및 수납홈(421) 내에 도전성을 가진 제1 프로브 금속층(431)과 제1 희생층(44)을 각각 형성한다. 공정상 필요한 경우에는 상기 연결홈(422) 내의 제1 프로브 금속층(431) 사이 영역을 연결하는 제1 도전층(45)을 형성한다. 각 부분의 공정은 모두 제1 실시예의 설명과 같으므로 여기에서 반복하여 설명하지 않기로 한다.

단계 (b): 도 24와 같이, 임시 기판(49)을 취하고 그 위에 다수의 제2 희생층(46)을 연속 형성하고, 역방향 전기주조 공정을 이용하여 제4, 제3 및 제2 프로브 금속층(434, 433, 432)을 적층 형성한다. 공정상 필요한 경우에는 상기 제2 프로브 금속층(432) 상에 제2 도전층(48)을 형성하여 결합용 부재로 이용한다.

단계 (c): 도 25와 같이, 기판(41)상의 제1 도전층(45)과 임시기판(49)상의 제2 도전층(48)을 서로 결합시킨다. 상기 제2 도전층(48)의 형성을 생략한 경우에는 제2 프로브 금속층(432)과 제1 도전층(45) 또는 제1 프로브 금속층(431)을 직접 결합시킨다. 동일한 이치로, 상기 제1 도전층(45)의 형성을 생략한 경우에는 제1 프로브 금속층(431)과 제2 도전층(48) 또는 제2 프로브 금속층(432)을 직접 결합시킬 수 있다.

단계 (d): 도 26과 같이, 제2 희생층(46), 임시기판(49) 및 제1 희생층(44) 을 제거하면 본 발명에 따른 전기적 접촉장치가 완료된다.

제4 실시예의 다른 한가지 유사 실시방식에 따르면, 단계 (a)를 수행한 후 계속하여 상기 유전체층(42) 상에 제2 프로브 금속층(432) 및 그 주변의 희생층 부분을 형성할 수 있다. 단계 (b)에서는 상기 제2 프로브 금속층(432) 및 그 주변의 희생층 부분의 형성을 생략하고, 그 대신 상기 제2 프로브 금속층(432)과 상기 제3 프로브 금속층(433)을 결합시킴으로써 프로브 본체를 형성할 수 있다. 여기에서 결합 계면은 도전층을 통하거나 통하지 않을 수 있음은 마찬가지이다.

제4 실시예의 또 다른 하나의 유사 실시방식에 따르면, 단계 (a)를 수행한 후에 계속하여 상기 유전체층(42) 상에 제2, 제3 프로브 금속층(432,433) 및 그 주변의 희생층 부분을 형성할 수도 있으며, 단계 (b)에서는 상기 제4 프로브 금속층(434) 및 그 주변의 희생층 부분만을 형성하고, 나아가 상기 제3 프로브 금속층(433)과 상기 제4 프로브 금속층(434)을 결합시킴으로써 프로브 본체를 구성할 수 있다. 여기에서 결합 계면은 도전층을 통하거나 통하지 않을 수 있음은 마찬가지이다..

제4 실시예의 또 다른 하나의 유사 실시방식 역시 단계 (a)에서 상기 제1 희생층(44)의 형성을 생략하고, 단계 (c)에서 상기 임시기판의 상기 프로브에 직접 결합시킬 수 있다.

도 27 내지 도 28을 참조하면, 이는 본 발명의 제5의 바람직한 실시예에 따른 전기적 접촉장치의 제조방법을 보여준다. 본 실시예는 다음의 단계를 포함한다.

본 실시예에 따른 단계는 전술한 실시예와 거의 동일하며, 주로 다음과 같은 면에서 상이하다: 유전체층(52) 상에 수납홈(521)과 연결홈(522)을 형성할 때, 전자소자가 배치되는 오목홈(523, 도 27과 같음)을 함께 형성함으로써, 프로브를 구성하는 프로브 금속층(53)을 형성하고 희생층(미도시)을 제거한 후, 배치하고자 하는 전자소자(54)를 숄더링 또는 기타 방식으로 베이스(51)에 연결하여 오목홈(523)에 위치시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 모든 실시예에서는 모두 제1 프로브 금속층(131, 231, 331, 431) 부분의 형성을 생략하고 그 대신 연결용 와이어(37)로 도전층(35)과 베이스(31) 상의 회로배선(313, 도 22와 같음)을 전기적으로 연결하거나 또는 제2 프로브 금속층(132, 232, 332, 432)과 회로배선(313,미도시)을 직접 연결할 수 있다.

본 발명에 따른 제1 실시예와 같이, 본 발명의 다른 실시예 역시 리소그래피 공정을 이용하여 절연층으로 프로브 일부를 감쌈으로써 프로브와 유전체층의 결합강도를 증가시킬 수 있다. 상기 절연층은 반도체공정, 마스크와 분사코팅의 결합, 코팅, 증기증착, 스퍼터링, 절연재료의 전기증착 등의 방식으로 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 각 실시예의 전기적 접촉장치의 제조방법에 따르면, 각 프로브 금속층으로 프로브 전체를 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 유전체층에 프로브의 탄성 변형공간을 제공하는 수납홈을 형성하는 방식을 이용함으로써, 에칭공정으로 직접 베이스 상에 수납홈을 형성하는 종래의 방식에 비하여 공정을 절감할 수 있으며, 재가공성을 가지며 수율을 향상시키는데 유리하다. 또한, 본 발명은 비에칭방식으로 연결홈과 수납홈을 형성하는데, 이는 통제하기 어렵고 코스트가 높은 에칭단계를 생략할 수 있어 코스트의 절감에 유리하다.

도 1 내지 도 12는 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 공정을 보여준 도면이다.

도 13 내지 도 18은 본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따른 공정을 보여준 도면이다.

도 19 내지 도 21은 본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따른 공정을 보여준 도면이다.

도 22는 제3 바람직한 실시예의 다른 하나의 실시형태를 보여준 도면이다.

도 23 내지 도 26은 본 발명의 제4 바람직한 실시예에 따른 공정을 보여준 도면이다.

도 27 내지 도 28은 본 발명의 제5 바람직한 실시예에 따른 공정을 보여준 도면이다.

<도면부호에 대한 설명>

<제1 실시예>

11 베이스 111 제1 표면

112 제2 표면 113 회로배선

12 유전체층 121 수납홈

122 연결홈 131 제1 프로브 금속층

14 제1 희생층 15 도전층

16 제2 희생층 132 제2 프로브 금속층

18 절연층 19 제3 희생층

133 제3 프로브 금속층 134 제4 프로브 금속층

<제2 실시예>

21 베이스 22 유전체층

221 수납홈 222 연결홈

231 제1 프로브 금속층 232 제2 프로브 금속층

233 제3 프로브 금속층 234 제4프로브 금속층

24 제1 희생층 25 도전층

26 제2 희생층 27 제3 희생층

<제3 실시예>

31 베이스 32 유전체층

321 수납홈 322 연결홈

331 제1 프로브 금속층 332 제2 프로브 금속층

333 제3 프로브 금속층 334 제4 프로브 금속층

34 제1 희생층 35 도전층

36 제2 희생층 313 회로배선

37 연결용 와이어

<제4 실시예>

41 베이스 42 유전체층

421 수납홈 422 연결홈

431 제1 프로브 금속층 432 제2 프로브 금속층

433 제3 프로브 금속층 434 제4 프로브 금속층

44 제1 희생층 45 제1 도전층

46 제2 희생층 48 제2 도전층

49 임시기판

<제5 실시예>

52 유전체층 521 수납홈

522 연결홈 53 프로브 금속층

523 오목홈 54 전자소자

Claims

(a) 베이스를 제조하는 단계,

(b) 상기 베이스 표면에 유전체층을 형성하고 상기 유전체층에 수납홈을 형성하는 단계,

(c) 상기 수납홈 내에 제1 희생층을 형성하는 단계,

(d) 상기 유전체층과 상기 제1 희생층 상에 제2 희생층을 형성하여 프로브 윤곽(profile)을 형성하는 단계,

(e) 상기 프로브 윤곽 내에 제1 프로브 금속층을 형성하는 단계,

(f) 상기 단계 (d) 및 단계 (e)를 1회 이상 반복하여 전기적 접촉부를 적층 형성하는 단계, 및

(g) 상기 희생층을 제거하여 상기 베이스와, 상기 유전체층에 그 일부가 감싸지고 상기 각각의 프로브 금속층으로 구성되며 프로브 본체 및 프로브 선단으로 구성된 상기 전기적 접촉부를 수득하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (b)에서, 상기 유전체층 내에 상기 베이스 표면과 연통하는 연결홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 단계 (c)에서, 상기 연결홈에 제2 프로브 금속층을 임플란트하여 상기 베이스 표면상의 회로와 상기 제1 프로브 금속층을 전기적으로 연결하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 제2 프로브 금속층, 상기 제2 프로브 금속층과 인접한 상기 제1 프로브 금속층 및 상기 제1 희생층을 평탄화함으로써 상기 3자가 일치해지도록 하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제3항에 있어서,

먼저 상기 제2 프로브 금속층과, 상기 제2 프로브 금속층과 인접한 상기 유전체층 상에 제2 도전층을 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 제2 도전층은 종래의 반도체 공정 또는 패턴 코팅 방식에 의해 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 제2 프로브 금속층은 전기주조(Electroforming)공정, 반도체공정, 화학증착의 방식 또는 도전성 재료를 충전하는 방식으로 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (c)를 수행한 후 상기 제1 희생층과 상기 유전체층을 평탄화하여 양자가 일치해지도록 하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (e)를 수행한 후 상기 제1 프로브 금속층과 상기 제2 희생층을 평탄화하여 양자가 일치해지도록 하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (d)를 수행하기 전에 먼저 상기 유전체층 표면에 제1 도전층을 형성하여 상기 제1 도전층의 일부가 상기 제1 희생층 상에 위치하도록 하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 제1 도전층은 반도체 공정 또는 패턴 코팅의 방식으로 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 베이스 표면에는 회로배선이 형성되고, 연결용 와이어로 상기 제1 도전층과 상기 회로배선을 전기적으로 연결한

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (b)에서 상기 수납홈은 리소그래피공정, 레이저가공, 열압가공 또는 기계적 가공 중의 어느 한가지 방식으로 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (c)에서 상기 제1 희생층은 전기주조, 화학증착 또는 희생 재료를 충전하는 방식 중 어느 한가지 방식으로 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 희생층은 리소그래피공정, 레이저가공, 열압가공 또는 기계적 가공 방식 중 어느 한가지 방식으로 상기 프로브 윤곽을 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 각각의 프로브 금속층은 서로 상이한 도전성 재료로 프로브 본체와 프로브 선단부를 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 프로브 금속층은 전기주조공정, 반도체 공정, 화학 증착 또는 도전성 재료를 충전하는 방식 중 어느 한가지 방식을 이용하여 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 유전체층 표면에 절연층을 형성하여 상기 제1 프로브 금속층의 일부를 감싸는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제18항에 있어서,

상기 단계 (e)에서 상기 프로브 본체 부분을 형성한 후 먼저 상기 프로브 본 체에 인접한 제2 희생층을 제거하고, 이어서 리소그래피 공정을 통하여 상기 절연층을 형성한 다음 상기 절연층의 공극에 제3 희생층을 충전하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제19항에 있어서,

상기 제3 희생층은 반도체 공정, 전기증착, 화학증착 또는 희생 재료를 충전하는 방식 중의 어느 한가지 방식에 의해 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제19항에 있어서,

상기 단계 (e)에서 상기 프로브 본체 부분을 형성한 후, 먼저 상기 프로브 본체에 인접하는 제2 희생층을 제거하고, 이어서 마스크와 분사코팅의 결합 방식에 의해 상기 절연층을 형성한 다음 상기 절연층의 공극에 제3 희생층을 충전하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제21항에 있어서,

상기 제3 희생층은 반도체 공정, 전기증착, 화학증착 또는 희생 재료를 충전하는 방식 중의 어느 한가지 방식에 의해 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 베이스의 내부 및 표면에 전기회로와 접점을 배치하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 베이스는 추가적으로 다른 하나의 프로브 카드 어셈블리와 전기적으로 연결되는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 유전체층 내에 전자소자가 설치되는 오목홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

연결용 와이어를 이용하여 상기 제1 프로브 금속층과 상기 베이스 표면의 회로를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
(a) 베이스를 준비하는 단계,

(b) 상기 베이스 표면에 유전체층을 형성하고 상기 유전체층 내에 수납홈을 형성하는 단계, 및

(c) 프로브를 상기 유전체층에 결합시키고, 상기 프로브의 일부를 상기 수납홈 상에 위치시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제27항에 있어서,

상기 베이스의 내부 및 표면에 전기회로와 접점이 배치된 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제27항에 있어서,

상기 단계 (b)에서 전자소자가 설치되는 오목홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제27항에 있어서,

상기 단계 (b)에서 상기 유전체층 내에 상기 베이스 표면과 연통하는 연결홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제30항에 있어서,

상기 연결홈 내에 제1 프로브 금속층을 형성하고, 상기 제1 프로브 금속층에 의해 상기 프로브와 결합시키는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제31항에 있어서,

상기 제1 프로브 금속층은 전기주조 공정, 반도체 공정, 화학증착 또는 도전성 재료를 충전하는 방식 중의 어느 한가지 방식에 의해 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제27항에 있어서,

상기 단계 (c)에서 상기 유전체층 표면에 도전층을 구비하여 상기 유전체층과 상기 프로브가 서로 결합되도록 하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제27항에 있어서,

상기 단계 (b)에서 리소그래피 공정, 레이저 가공, 열압가공 또는 기계적 가공 중의 어느 한가지 방식에 의해 상기 수납홈을 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제27항에 있어서,

상기 프로브는,

(a) 임시기판을 준비하는 단계,

(b) 희생층을 형성하여 프로브 윤곽을 형성하는 단계,

(c) 상기 프로브 윤곽 내에 프로브 금속층을 형성하는 단계,

(d) 상기 단계(b), 단계 (c)를 1회 이상 반복하여 상기 프로브를 완성하는 단계,

(e) 상기 프로브 금속층과 상기 유전체층을 결합시키는 단계, 및

(f) 상기 희생층을 제거하여 프로브 구조체를 릴리스(release)하는 단계

를 거쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제35항에 있어서,

상기 단계 (c)를 수행한 후 상기 희생층과 상기 프로브 금속층을 평탄화하여 양자가 일치해지도록 하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제35항에 있어서,

상기 프로브의 각 프로브 금속층은 각각 한가지 이상의 도전성 재료를 이용하여 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제35항에 있어서,

상기 프로브 금속층은 전기주조공정, 반도체 공정, 화학증착, 도전성 재료를 충전하는 방식 중의 어느 한가지 방식에 의해 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제35항에 있어서,

상기 희생층에 대해 리소그래피 공정, 레이저 가공, 열압가공 또는 기계적 가공 중의 어느 한가지 방식에 의해 상기 프로브 윤곽을 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제27항에 있어서,

상기 유전체층의 표면에 상기 프로브의 일부를 감싸는 절연층을 형성한

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제40항에 있어서,

상기 절연층은 반도체 공정 또는 마스크와 분사코팅의 결합방식에 의해 형성하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
제27항에 있어서,

연결용 와이어로 상기 프로브와 상기 베이스를 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는

것을 특징으로 하는 전기적 접촉장치의 제조방법.
표면 유전체층을 구비한 베이스,

상기 표면 유전체층에 오목하게 형성되고, 상기 표면에 인접하는 1 이상의 벽면을 가지며 상기 1 이상의 벽면에 1 이상의 위치고정부가 형성된 수납홈, 및

제1 단부 및 제2 단부를 가지며, 상기 제1 단부는 상기 베이스의 위치고정부에 형성되고 상기 제2 단부는 상기 수납홈을 향해 연장된 1 이상의 프로브

를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브카드의 전기적 접촉장치.
제43항에 있어서,

상기 위치고정부는 상기 벽면 및 상기 표면에 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 프로브카드의 전기적 접촉장치.
제43항에 있어서,

상기 위치고정부의 일부는 상기 표면 유전체층을 관통하며, 이로써 상기 위치고정부는 상기 베이스 표면과 연통하는 것을 특징으로 하는 프로브카드의 전기적 접촉장치.
제45항에 있어서,

상기 베이스 표면과 연통하는 상기 위치고정부 내에는 프로브의 일부분이 포 함되며, 상기 프로브는 상기 베이스 표면의 전기회로와 연결되는 것을 특징으로 하는 프로브카드의 전기적 접촉장치.