KR100974563B1 - 통전시험용 프로브, 프로브 조립체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

판 형상의 접속부를 갖고 상기 접속부의 단면이 프로브 기판에 대한 접속면이 되는 프로브 본체와, 상기 접속부의 적어도 한쪽 측면에 형성된 땜납층과, 상기 접속부에 형성되고, 상기 땜납층이 형성된 상기 한쪽 측면으로부터 그 다른쪽 측면으로 상기 접속부를 그 판두께 방향으로 관통하고, 상기 땜납층이 용융되었을 때, 그 일부를 상기 다른쪽 측면을 향해 안내할 수 있는 안내부를 갖는 통전시험용 프로브.

선택도: 도1

Description

통전시험용 프로브, 프로브 조립체 및 그 제조방법{Current Testing Probe, Probe Assembly and Method for Manufacturing Such Probe Assembly}

기술분야

본 발명은, 반도체 집적회로와 같은 반도체 장치의 통전시험에 이용하는데 적합한 프로브, 프로브 조립체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

반도체 웨이퍼의 각 칩 영역상에 형성된 다수의 반도체 집적회로와 같은 반도체 장치는, 각각이 사양서대로 제조되어 있는지 여부를 판정하기 위해, 통전시험이 이루어진다. 이러한 종류의 통전시험에서는, 일반적으로 프로브 카드라 불리는 프로브 조립체가 이용된다. 상기 프로브 조립체의 프로브 기판에 형성된 다수의 프로브(접촉자)가 피검사체의 대응하는 각 전극에 가압됨으로써, 상기 프로브 조립체를 거쳐, 피검사체가 통전시험을 위한 테스터에 접속된다.

상기 프로브 조립체에서는, 그 프로브 기판의 배선회로에 형성된 각각의 부착 랜드부에 프로브가 접속되어 있다.

종래의 프로브 조립체의 제조에서는, 각 프로브를 프로브 기판의 대응하는 각 부착 랜드부에 고정부착하기 위해, 예를 들어 15 내지 25㎛의 입경을 갖는 다수 의 땜납 볼(solder ball)을 포함하는 무연 크림 땜납(lead-free cream solder)이 일반적으로 이용되었다. 상기 크림 땜납은 분무에 의해 프로브의 접속단부(connecting end portion)에 공급된다. 크림 땜납이 부착된 프로브는 그 접속단면(connecting end face)이 프로브 기판의 상기 랜드부에 접하도록 소정의 자세로 유지된다. 이러한 유지 상태에서, 프로브의 접속단부에 레이저광이 조사되고, 그 열에너지에 의해 땜납이 용융되고, 용융된 땜납의 고체화에 의해, 각 프로브가 프로브 기판의 대응하는 상기 랜드부에 고정된다.

그러나 분무에 의해 적정량의 크림 땜납을 각 프로브의 접속단부에 적용하는 것은 매우 곤란하다. 도4(b)에 나타낸 바와 같이, 프로브(1)와 배선 랜드부(2)의 결합에, 땜납(3)의 양이 부족하면 접속강도가 저하되어, 원하는 접속강도를 얻을 수 없다. 한편, 도4(c)에 나타낸 바와 같이, 배선 랜드부(2)로부터 크게 비어져 나온 과잉의 땜납(3)은 인접하는 프로브와의 단락을 일으키는 원인이 되고, 또 주변에 흩날리는 과잉의 땜납은 프로브 취급기의 오염문제를 일으킨다. 이와 같이, 땜납의 과잉 공급은 각종 문제를 발생시킨다.

그래서 프로브의 접속단면에 땜납으로서 주석을 도금하고, 이 주석 도금층과 프로브 기판의 접촉자 장착면에 형성된 금 도금층과의 용융에 의해 형성되는 금속 화합물에 의해, 프로브를 프로브 기판에 고정하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

이에 따르면, 땜납은, 프로브의 주석 도금층으로서 각 프로브의 접속단면에 미리 공급되기 때문에, 땜납이 프로브 및 프로브 기판 사이에 과다하게 공급되지 않으므로, 땜납의 과잉 공급에 의한 문제를 해소할 수 있다.

그러나 프로브 접속단면에 형성되는 주석은 도금으로 형성되기 때문에, 그 층 두께가 매우 제한된다. 게다가 상기 접속단면의 면적은 작기 때문에, 프로브의 대형화를 초래하지 않고 상기 접속단면을 증대시킬 수는 없다. 그러한 이유로, 상기 특허문헌 1에 기재된 기술로는, 프로브 접속부의 단면에, 그 양측부에 적정량의 땜납을 둘러싸기에 충분한 양의 땜납을 유지시킬 수 없기 때문에, 프로브와 프로브 기판 사이에 충분한 접속강도가 얻어질 정도로, 프로브의 접속부에 충분한 땜납을 공급할 수 없다.

[특허문헌 1] 일본 특개2005-55194호 공보

발명의 개시

발명이 해결하려는 과제

따라서 본 발명의 목적은, 과부족 없이 접속단부에 땜납을 공급할 수 있고, 이에 따라 단락을 발생시키지 않고 충분한 접속강도를 얻을 수 있는 프로브, 프로브 조립체 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 따른 통전시험용 프로브는, 판 형상의 접속부를 갖고 상기 접속부의 단면이 프로브 기판에 대한 접속면이 되는 프로브 본체와, 상기 접속부의 적어도 한쪽 측면에 형성된 땜납층과, 상기 접속부에 형성되고 상기 땜납층이 형성된 상기 한쪽 측면으로부터 그 다른쪽 측면으로 상기 접속부를 그 판두께 방향으로 관통하고, 상기 땜납층이 용융되었을 때, 그 일부를 상기 다른쪽 측면을 향해 안내할 수 있는 안내부를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 프로브에서는, 땜납이 상기 접속부의 적어도 한쪽 측면에 미리 층 형상으로 형성되어 있다. 땜납층이 형성되는 상기 접속부의 측면은, 상기 접속부가 판 형상이기 때문에, 그 단면과 비교하여 충분히 넓은 면적을 갖는다. 본 발명에서는, 이러한 넓은 면적을 갖는 측면을 이용하여, 상기 접속부의 측면에 땜납층이 형성되므로, 과부족이 없는 적정량의 땜납을 미리 프로브 본체에 유지시킬 수 있다.

또, 적정량의 땜납을 공급할 수 있기 때문에, 종래와 같이 과잉분이 주변에 흩날리지 않고, 이 흩날림에 의해 파기되어 있던 과잉분의 땜납을 절약할 수 있다. 또, 과잉 땜납의 흩날림에 의한 종래와 같은 환경오염을 방지할 수 있고, 프로브를 취급하는 기계, 기구의 각별한 세정 공정을 필요로 하지 않으며, 제조 공정의 간소화를 도모할 수 있다.

게다가 예를 들어 가열에 의해 용융된 땜납의 일부를, 상기 안내부를 거쳐, 프로브 본체의 다른쪽 측면에 확실하게 둘러싸게 할 수 있다. 따라서 상기 안내부를 거치는 용융 땜납의 흐름에 의해 용융 땜납 양을 상기 접속부의 양측면에서 거의 균등화시킬 수 있기 때문에, 땜납의 과잉 공급 및 땜납의 공급 부족을 발생시키지 않고, 프로브의 접속부에, 그 양측에서 거의 균등해지도록 적정량의 땜납을 공급할 수 있다. 그 결과, 과잉 공급에 의한 프로브 취급 장치의 땜납 오염 및 프로 브의 단락을 방지할 수 있고, 또 땜납의 부족에 의한 강도 부족이 확실하게 방지된다. 또, 상기 땜납층의 면적을 적정하게 선택함으로써, 용융 땜납의 고체화에 의해, 프로브 본체의 접속부의 양측면에, 땜납에 의한 대략 균등하고도 적정한 필렛(fillet)을 형성할 수 있다.

땜납층을 프로브 본체의 접속부의 양측면에 형성할 수 있다. 이 경우, 일측면에만 땜납층을 형성하는 경우에 비해, 땜납층의 두께 또는 그 면적을 거의 반값으로 할 수 있다. 땜납의 균등화 면에서, 땜납층을 접속부의 양측면에 형성하는 것이 바람직하다. 그러나 프로브의 제조 공정의 간소화 면에서는, 땜납층을 프로브 본체의 한쪽 측면에 형성하는 것이 바람직하다.

상기 땜납층은, 주석단체(單體) 또는 금, 은, 구리 및 비스무트(bismuth) 중 어느 한 종류 이상을 포함하는 주석합금과 같은 용융 가능한 금속재료로 이루어지는 도전성 접착제층으로 형성할 수 있다.

또, 상기 땜납층은, 이것을 예를 들어 전기주조기술(일렉트로포밍기술)을 이용한 도금법으로 형성한 도금층으로 형성할 수 있다. 땜납층을 도금층으로 형성함으로써, 상기 도금층의 두께를 정확하게 제어할 수 있기 때문에, 공급되는 땜납 양을 보다 정확하게 제어할 수 있다. 따라서 상기 도금층은 땜납이 비어져 나오는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있기 때문에, 미세 피치로 배치되는 프로브에 특히 유용하다.

상기 안내부는, 상기 접속부의 상기 단면에 개방하는 상기 단면상의 오목 홈으로 형성할 수 있다.

또, 상기 오목 홈은, 상기 단면상에서 상기 접속부의 판두께 방향과 직각인 신장방향으로 이어지는 파상(波狀) 곡면으로 형성할 수 있다.

상기 프로브 본체는, 니켈, 그 합금 또는 인청동으로 형성할 수 있고, 이 경우 상기 프로브 본체의 상기 한쪽 측면과 상기 땜납층 사이에는, 금 도금층을 배치함으로써, 땜납의 프로브 본체에 대한 부착력을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 통전시험용 프로브를 이용하여 프로브 조립체를 구성할 수 있다. 상기 프로브 조립체는, 복수의 부착 랜드부가 형성된 배선로를 갖는 프로브 기판과 상기 프로브 기판의 상기 랜드부에 고정부착되는 복수의 프로브를 구비하며, 상기 각 프로브는, 판 형상의 접속부를 갖고 상기 접속부의 단면이 상기 랜드부에 대향하여 배치되는 프로브 본체와, 상기 접속부의 적어도 한쪽 측면에 미리 형성된 땜납층과, 상기 접속부에 형성되고, 상기 땜납층이 형성된 상기 한쪽 측면으로부터 그 다른쪽 측면으로 상기 접속부를 그 판두께 방향으로 관통하고, 상기 땜납층이 용융되었을 때, 그 일부를 상기 다른쪽 측면을 향해 안내할 수 있는 안내부를 갖고, 상기 접착제층의 용융 후의 고체화에 의해 상기 접속부의 상기 단면이 대응하는 상기 랜드부에 고정부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 통전시험용 프로브의 제조방법은, 판 형상의 접속부를 갖고 상기 접속부의 단면에 상기 접속부의 한쪽 측면으로부터 그 다른쪽 측면으로 상기 접속부의 판두께 방향으로 관통하는 안내부가 형성된 프로브 본체를 포토리소그래피를 이용하여 형성하는 단계와, 상기 프로브 본체의 상기 접속부의 적어도 상기 한쪽 측면에 용융 가능하고 용융되었을 때 그 일부가 상기 안내부에 의해 상기 다 른쪽 면으로 안내되는 땜납층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 프로브의 제조 방법에 의하면, 포토리소그래피를 이용하여 프로브 본체를 형성함으로써, 상기 프로브 본체의 형성과 동시에 상기 안내부를 형성할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 프로브를 효율적으로 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 제조 방법은, 통전시험용 프로브 조립체의 제조에 적용할 수 있다. 상기 프로브 조립체의 제조 방법에 의하면, 본 발명에 따른 상기 프로브의 상기 프로브 본체의 상기 접속부의 상기 단면을 상기 랜드부에 접촉시킨 상태로 상기 땜납층을 용융시키기 위해 레이저를 상기 단부를 향해 조사함으로써, 본 발명에 따른 프로브 조립체를 효율적으로 제조할 수 있다.

또, 상기 프로브의 상기 접속부에서와 마찬가지로, 상기 랜드부에 땜납층을 미리 형성해 둘 수 있고, 이에 따라 상기 프로브와 상기 랜드부 간의 보다 확실한 결합을 얻을 수 있다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이, 땜납이 접속부의 적어도 한쪽 측면에 층 형상으로 미리 형성되어 있고, 이에 따라 미리 과부족 없는 적정량의 땜납을 프로브 본체에 유지시킬 수 있으며, 게다가 용융된 땜납의 일부를 상기 안내부를 거쳐 프로브 본체의 다른쪽 측면에 확실하게 둘러싸게 할 수 있기 때문에, 땜납의 과잉 공급 및 땜납의 공급 부족을 발생시키지 않고, 프로브의 접속부에, 그 양측에서 거의 균등해지도록, 적정량의 땜납을 공급할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도1은, 본 발명에 따른 프로브를 나타낸 사시도이다.

도2는, 도1에 나타낸 프로브의 접속부를 부분적으로 확대하여 모식적으로 나타낸 평면도이다.

도3은, 도1에 나타낸 프로브의 접속부를 부분적으로 확대하여 모식적으로 나타낸 측면도이다.

도4는, 본 발명과 종래예와의 비교예를 나타내며, (a)는 배선부에 대한 접속 후의 본 발명에 따른 프로브의 접속부의 종단면도이고, (b) 및 (c)는 땜납의 과부족에 의한 종래예의 접속부를 나타내는 (a)와 동일한 종단면도이다.

도5는, 도2와 동일한 도면이고, (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다.

도6은, 본 발명의 프로브의 제조방법의 공정(1)을 나타낸 설명도이다.

도7은, 본 발명의 프로브의 제조방법의 공정(2)를 나타낸 설명도이다.

도8은, 본 발명에 따른 프로브 조립체를 나타낸 저면도이다.

도9는, 본 발명에 따른 프로브 조립체를 나타낸 측면도이다.

도10은, 도8에 나타낸 프로브 조립체의 일부를 확대하여 나타낸 사시도이다.

부호의 설명

10, 10' 프로브

12 프로브 본체

12a 프로브 본체의 단면(端面)

14 접속부

14a, 14b 접속부의 측면

22 땜납 도금층

24 오목 홈(안내부)

24-1 파상 곡면(안내부)

24-2 관통구멍(안내부)

26 금 도금층

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명에 따른 프로브(10)는, 도1에 도시되어 있는 바와 같이, 전체에 판 형상의 프로브 본체(12)를 구비한다. 프로브 본체(12)는, 후술하는 배선로에 대한 접속면이 되는 평탄한 직사각형의 단면(12a)과, 그 단면으로부터 각을 이루어 서있는 판 형상의 접속부(14)와, 그 접속부를 포함하는 평면상에서 접속부(14)의 선단으로부터 단면(12a)의 길이방향과 거의 평행한 방향으로 둔각(θ)으로 신장하는 암부(16)를 갖는다. 암부(16)의 선단부는, 접속부(14)의 단면(12a)으로부터 멀어지는 방향으로 서있으며, 그 선단면에는 침선(18)이 형성되어 있다.

침선(18)을 제외한 프로브 본체(12)는, 예를 들어 니켈, 그 합금 혹은 인청동과 같은 고인성을 갖는 금속재료로 이루어지며, 도시의 예에서는 암부(16)의 가 요성을 높이기 위해, 상기 암부의 판두께 방향으로 관통하고 또한 암부(16)의 길이방향을 따라 신장하는 긴 구멍(20)이 형성되어 있다.

침선(18)을 프로브 본체(12)와 동일한 금속재료로 상기 프로브 본체와 일체로 형성할 수 있다. 그러나 내구성 향상의 측면에서, 도시한 바와 같이, 각추형의 침선(18)을 코발트, 로듐 혹은 그들 합금과 같은 고경도 금속재료로 형성하고, 상기 침선(18)을 암부(16)의 선단부에 매립하는 것이 바람직하다.

프로브 본체(12)의 상기 배선로에 대한 결합을 위해, 접속부(14)의 단면(12a)의 근방 부분에는, 땜납으로 이루어진 도금층(22)이 형성되어 있으며, 또한 단면(12a)에는, 상기 단면에 개방하는 오목 홈(24)이 형성되어 있다. 프로브(10)의 상기 땜납 도금층(22) 및 오목 홈(24)을 포함하는 접속부(14)의 일부가, 도2 및 도3에 확대되어 모식적으로 나타나있다.

각 오목 홈(24)은, 단면(12a)을 그 폭방향으로 가로질러서, 접속부(14)의 한쪽 측면(14a)으로부터 다른쪽 측면(14b)으로 관통하여 형성되어 있으며, 도시의 예에서는, 각각 평탄한 저면을 갖는 3개의 오목 홈(24)이 단면(12a)의 길이방향으로 상호 간격을 두고 형성되어 있다.

땜납 도금층(22)은, 도2 및 도3에 나타낸 예에서는, 금 도금층(26)을 통해, 접속부(14)의 한쪽 측면(14a)상에 형성되어 있다. 금 도금층(26)은 도3에 명확하게 나타나 있는 바와 같이, 프로브(10)의 단면(12a)과, 그 접속부(14)의 양측면(14a, 14b)의 단면(12a) 근방 부분을 덮어서 형성되어 있으며, 땜납 도금층(22)은 금 도금층(26)의 한쪽 측면(14a)을 덮는 부분에 겹쳐져서 형성되어 있다.

땜납 도금층(22)의 폭 치수(W)는 약 600μm이며, 그 높이 치수(H)는 약 250μm이다. 따라서, 땜납 도금층(22)의 면적(S)은, 약 600×250μm²이다. 또, 땜납 도금층(22)의 두께 치수(t)는, 30μm±2μm이며, 이 경우, 땜납 도금층(22)에 의해 각 프로브(10)의 접속부(14)에 유지되는 땜납 양은 30~35mg의 중량 범위내가 된다.

땜납 도금층(22)은, 주석단체(單體) 또는 금, 은, 구리 및 비스무트 중 어느 한 종류 이상을 포함하는 주석합금과 같은 가열에 의해 용융 가능한 금속 재료로 이루어지는 도전성 접착제층으로 형성할 수 있다.

프로브(10)를 도4(a)에 나타내는 바와 같이 종래와 동일한 배선 랜드부(2)에 결합하기 위해, 상기 배선 랜드부상에 단면(12a)을 올려둔 상태로, 도3에 나타내는 바와 같이, 접속부(14)의 한쪽 측면(14a)에 형성된 땜납 도금층(22)이 가열에 의해 용융되면, 이 액상 땜납(22)의 일부는, 도4(a)에 나타낸 바와 같이, 오목 홈(24)의 빈 공간으로 구성되는 통로(24a)를 거쳐, 다른쪽 측면(14b)으로 안내되고, 상기 다른쪽 측면(14b)으로 안내된 액상의 땜납(22)은 금 도금층(26)상에 퍼진다.

금 도금층(26)상의 액상 땜납(22)은, 각각 중력의 영향을 받기 때문에, 아래쪽을 향하여 늘어지며, 액상 땜납(22)은 온도 저하에 따라, 도4(a)에 나타낸 바와 같은 필렛 형상으로 고체화된다. 상기 액상 땜납(22)은, 그 고체화에 의해, 접속부(14) 및 배선 랜드부(2)에 고정부착되기 때문에, 상기 땜납을 통해, 프로브(10)가 배선 랜드부(2)에 고정적으로 결합된다.

도4(b) 및 (c)에 따라 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 땜납(3)에 과부족이 발생하면, 견고한 접속을 확실하게 얻을 수 없으나, 도4(a)에 나타내는 바와 같은 과부족 없는 필렛 형상을 실현함으로써, 프로브(10)와 배선 랜드부(2) 간의 견고한 결합을 확실하게 얻을 수 있다.

이와 같은 접속부(14)의 양측면(14a, 14b)에서의 과부족 없는 균등하고 이상적인 필렛 형상은, 접속부(14)의 땜납 도금층(22)으로서 적정한 땜납 양을 유지시키고 또한 상기 오목 홈(24)으로 구성되는 상기 안내부의 크기를 적절히 선택함으로써, 달성할 수 있다.

이상적인 필렛 형상을 얻기 위해, 땜납 도금층(22)에서는 땜납 양이 부족하게 되면, 배선 랜드부(2)상에 미리 땜납 도금층(22)과 동일한 땜납 층을 형성해 둘 수 있다.

또, 접속부(14)의 양측면(14a, 14b)에서 금 도금층(26)상에 땜납 도금층(22)을 형성할 수 있다.

상기 금 도금층(26)을 필요로 하지 않고, 프로브 본체(12)상에 직접 땜납 도금층(22)을 형성할 수 있다. 그러나 플럭스(flux)를 사용하지 않고 땜납(22)과 프로브 본체(12) 간의 강한 결합을 얻기 위해서는, 금 도금층(26)을 이용하는 것이 바람직하다.

프로브(10)의 단면(12a)에 형성되는 오목 홈(24) 대신, 도5(a)에 나타내는 바와 같이, 단면(12a)의 일부를 파상 곡면(24-1)으로 형성할 수 있다. 파상 곡면(24-1)은, 단면(12a)의 양 끝을 제외한 영역에서 그 단면의 길이방향 즉 신장방향으로 연속하여 형성됨으로써, 각 파(波)의 골 부분이 상기 오목 홈(24)과 동일한 액상 땜납(22)의 안내부로서 기능한다.

상기 액상 땜납(22)의 안내부는, 단면(12a)에 형성할 필요는 없다. 예를 들어, 도5(b)에 나타내는 바와 같이, 각각이 접속부(14)를 그것의 두께방향으로 관통하여, 양측면(14a, 14b)에 개방하는 복수의 관통구멍(24-2)으로, 상술한 바와 동일한 안내부를 구성할 수 있다. 각 관통구멍(24-2)은 용융된 액상의 땜납(22)을 양측면(14a, 14b)으로 안내할 수 있는 높이 위치에 형성되도록, 접속부(14)의 단면(12a) 근방에서 상기 단면으로부터 간격을 두고 배치되어 있다.

본 발명에 따른 프로브(10)의 제조 방법을 도6 및 도7에 따라 설명한다.

도6(a)에 도시하는 바와 같이, 평탄면(30a)을 갖는 예를 들어 스테인레스제의 판 부재로 이루어지는 작업대(30)상에, 액상의 감광재가 도포되고, 포토레지스트막(32)이 형성되면, 상기 포토레지스트막 위에 프로브(10)의 평면 패턴에 대응한 형상을 갖는 노광 마스크(도시 생략)를 이용하여, 포토레지스트막(32)이 선택노광 된다. 이 선택노광 후, 포토레지스트막(32)은 현상처리 된다.

상기 현상처리에 의해, 포토레지스트막(32)에는 도6(b)에 도시하는 바와 같이, 작업대(30)의 평탄면(30a)을 노출시키는 오목부(34)가 형성된다. 이 오목부(34)는 상기 접속부(14), 암부(16)를 포함하는 프로브(10)의 평면 형상에 대응하며, 오목부(34)에는 상기 오목 홈(24)에 대응하는 형상부분도 포함되어 있다.

도6(c)에 나타낸 바와 같이, 오목부(34)의 접속부(14)에 대응하는 원하는 영역에 오목부(34)를 남긴 두께의 금 도금층(36)이 필요에 따라 형성되면, 도6(d)에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 종래에 잘 알려진 전기주조기술을 이용하여, 상기 니켈, 그 합금 또는 인청동과 같은 도전성 금속재료층(38)이 오목부(34)내에 퇴적된다. 도전성 금속재료층(38) 아래에 금 도금층(36)이 형성되어 있는 경우에는, 도전성 금속재료층(38)은 그 아래의 금 도금층(36)과 일체로 형성된다.

도전성 금속재료층(38)의 퇴적 후, 도6(e)에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트막(32)이 제거되고, 그 후, 도7(a)에 나타내는 바와 같이, 도전성 금속재료층(38)이 소정의 판두께가 되도록, 평면연삭 된다.

도전성 금속재료층(38)의 평면연삭 후, 다시 상기한 바와 같은 감광재를 작업대(30)상 및 도전성 금속재료층(38)상에 도포한 후, 상기 감광재에 상기한 바와 동일한 노광 마스크를 이용한 선택노광 및 현상처리가 실시된다. 이에 따라, 도7(b)에 도시되어 있는 바와 같이, 다시, 도전성 금속재료층(38)을 노출시키도록 상기 도전성 금속재료층(38)을 둘러싼 포토레지스트막(40)이 형성된다. 상기 포토레지스트막(40)은 도전성 금속재료층(38)을 노출시키는 오목부(42)를 형성하며, 상기 오목부의 상기 도전성 금속재료층의 표면까지의 깊이는 얕다. 오목부(42)는, 또한, 프로브(10)의 평면형상에 대응하는 평면형상을 갖는다.

상기 포토레지스트막(40)의 오목부(42)를 이용하여, 도7(c)에 도시되어 있는 바와 같이, 금 도금층(36)과 같은 금 도금층(44)이 원하는 영역에 형성된다. 이 금 도금층(44)은, 도7(c)에는 도시되어 있지 않은 프로브 본체(12)의 단면(12a)을 덮는 부분에서 앞에서 언급한 금 도금층(36)과 일체로 이어진다.

금 도금층(44)의 형성 후, 포토레지스트막(40)이 제거되고, 상기 감광재가 금 도금층(44)을 덮도록, 도포된 후, 땜납 도금층(22)의 평면형상에 대응한 노광 마스크를 이용하여, 상기 감광재를 선택노광 한다. 이 선택노광 후의 현상 처리에 의해, 도7(d)에 나타내는 바와 같이, 금 도금층(44)을 노출시키는 포토레지스트막(46)이 형성된다. 이 포토레지스트막(46)에 의해 형성되는 오목부(48)의 깊이, 즉 금 도금층(44)의 표면까지의 깊이는 땜납 도금층(22)의 원하는 두께 치수(t)와 거의 같다.

오목부(48) 내에, 상기한 바와 같은 주석단체 또는 금, 은, 구리 및 비스무트 중 어느 한 종류 이상을 포함하는 주석합금과 같은 가열에 의해 용융 가능한 금속재료로 이루어지는 도전성 접착제층(50)이, 예를 들어 상기한 바와 동일한 전기주조기술을 이용하여, 금 도금층(44)상에 이것과 일체가 되도록 퇴적된다. 그 후, 도전성 접착제층(50)의 표면이 필요에 따라 평면연삭 되고, 작업대(30)로부터 포토레지스트막(46)이 제거되고, 상기 적층체(36, 38, 44 및 50)가 작업대(30)로부터 떼어내진다. 이에 따라, 도7(e)에 나타낸 바와 같이, 상술한 프로브 본체(12)가 형성되고, 상기 본체에 침선(18)이 부착되어, 프로브(10)가 완성된다.

상기 포토레지스트막(32, 40, 46)을 이용하는 포토리소그래피기술에 의해, 프로브 본체(12)의 형성 공정에서 그 단면(12a)에 오목 홈(24) 또는 파상 곡면(24-1)을 형성하거나, 프로브 본체(12)의 접속부(14)에 관통구멍(24-2)을 형성할 수 있기 때문에, 효율적으로 프로브(12)를 형성할 수 있다.

또한, 포토리소그래피를 이용하여 도전성 접착제층(50) 즉 땜납 도금층(22)의 퇴적 면적(S) 및 퇴적 두께(t)를 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 과부족 없 는 적정하고 정확한 양의 땜납을 접속부(14)에 유지시킬 수 있다.

상기 프로브(10)는 도8~도10에 도시하는 프로브 조립체(60)에 사용할 수 있다.

상기 프로브 조립체(60)는, 예를 들어 도시하지 않았으나 반도체 웨이퍼상에 매트릭스 상태로 배열된 다수의 반도체 칩과 같은 반도체 집적회로의 도통시험에 적용된다. 프로브 조립체(60)는 도8 및 도9에 나타내는 바와 같이, 원형의 배선기판(62)과 그 배선기판의 하부면에 배치된 직사각형의 프로브 기판(64)을 포함한다. 도8에 나타내는 바와 같이, 배선기판(62)의 상부면에는, 통전시험을 위한 도시하지 않은 테스터에 접속되는 다수의 테스터 랜드(62a)가 형성되어 있다.

프로브 기판(64)은, 도10에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 세라믹과 같은 전기절연판(64a)을 구비하고, 그 절연기판의 하부면에는 다수의 배선로(64b)가 형성되어 있다. 각 배선로(64b)는 도시하지 않았으나 종래에 잘 알려져 있는 바와 같이, 전기절연판(64a)의 상부면에 도달하고, 각 배선로(64b)가 대응하는 테스터 랜드(62a)에 전기적으로 접속되도록, 프로브 기판(64)은 그 상부면 즉 전기절연판(64a)의 상부면이 배선기판(62)의 하부면에 대향하도록, 상기 배선기판에 고정되어 있다. 또, 각 배선로(64b)에 형성된 프로브를 위한 각 부착랜드부(66)에 프로브(10, 10＇)가 고정부착되어 있다.

도10에 나타낸 예에서는, 상기 프로브(10)와, 상기 프로브와 유사한 프로브(10＇)가 이용되고 있다. 프로브(10)와 프로브(10＇)의 차이는, 프로브(10)의 접속부(14)와 암부(16) 간의 각도(θ)가 둔각인 반면, 프로브(10＇)에서는 그 접속 부(14)와 암부(16) 간의 각도가 예각(θ＇)이다. 그 외의 구성은, 프로브(10)와 동일하다.

각 배선로(64b)는, 가상직선(L)을 포함하며 또한 전기절연판(64a)과 직각인 수직면을 사이에 두고, 그 양측에 각각 형성되어 있다. 각 배선로(64b)는 각각 가상선(L)의 신장방향을 폭방향으로 하여, 상기 수직면을 향해 신장한다. 또, 가상직선(L)의 양측에서 각각의 배선로(64b)는, 종단(distal end) 위치가 가상직선(L)에 가까운 것과 먼 것이, 배선로(64b)의 폭방향으로 교대로 배열되어 있다. 게다가 가상직선(L)의 한쪽의 각 배선로(64b)의 연장선이 다른쪽의 각 배선로(64b) 사이로 신장하도록, 가상직선(L)의 양측에서 각 배선로(64b)의 배열이 상호 어긋나 있다.

각 종단 위치에 상기 랜드부(66; 66a, 66b)가 형성되어 있고, 가상직선(L)의 각 측(side)에서, 상기 가상직선에 비교적 먼 위치에 형성된 부착 랜드부(66a)상에는, 프로브(10)가 배치되어 있다. 또, 부착 랜드부(66a)보다도 가상직선(L)에 가까운 위치에 형성된 부착 랜드부(66b)상에는, 프로브(10＇)가 배치되어 있다.

각 프로브(10, 10＇)는 각각의 침선(18)이 가상직선(L)상에 정렬되도록, 상기 가상직선(L)을 따라 교대로 배열되어 있다. 이들 각 프로브(10, 10＇)는, 대응하는 각각의 부착 랜드부(66; 66a, 66b)상에 각 단면(12a)을 올려둔 상태로, 각 프로브(10, 10＇)의 땜납 도금층(22)을 레이저광으로 주사함으로써, 땜납 도금층(22)을 효율적으로 가열하여 용융하고, 그 온도 저하에 따른 고체화에 의해, 각 프로브(10, 10＇)를 땜납의 과부족 없이 대응하는 상기 랜드부(66)에 견고하게 고정부착할 수 있다.

또, 도10에 나타내는 바와 같은 각 프로브(10, 10＇) 및 배선로(64b)의 배치형태를 채택함으로써, 인접하는 프로브(10, 10＇)에 레이저광에 의한 손상을 받는 것을 확실하게 방지하고, 또 땜납이 비어져 나옴에 따른 단락을 확실하게 방지함과 동시에, 다수의 프로브(10, 10＇)의 각 침선(18)을 근접하여 배치하는 것이 가능해진다.

산업상의 이용 가능성

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

Claims (15)

1. 판 형상의 접속부를 갖고, 상기 접속부의 단면이 프로브 기판에 대한 접속면이 되는 프로브 본체;

   상기 접속부의 적어도 한쪽 측면에 미리 형성된 땜납층; 및

   상기 접속부에 형성되고, 상기 땜납층이 형성된 상기 한쪽 측면으로부터 그 다른쪽 측면으로 상기 접속부를 그것의 판두께 방향으로 관통하고, 상기 땜납층이 용융했을 때 그 일부를 상기 다른쪽 측면을 향해 안내할 수 있는 안내부;

   를 갖는 것을 특징으로 하는 통전시험용 프로브.
2. 제1항에 있어서, 상기 땜납층은, 주석단체 또는 금, 은, 구리 및 비스무트 중 어느 한 종류 이상을 포함하는 주석합금으로 이루어지는 용융 가능한 도전성 접착제층인 것을 특징으로 하는 프로브.
3. 제1항에 있어서, 상기 땜납층은 도금층인 것을 특징으로 하는 프로브.
4. 제1항에 있어서, 상기 안내부는 상기 접속부의 상기 단면에 개방하는 상기 단면상의 오목홈으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브.
5. 제4항에 있어서, 상기 오목홈은 상기 단면상에서 상기 접속부의 판두께 방향과 직각인 신장방향으로 이어지는 파상 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브.
6. 제1항에 있어서, 상기 프로브 본체는, 니켈, 그 합금 또는 인청동에 의해 형성되고, 상기 프로브 본체의 상기 한쪽 측면과 상기 땜납층 사이에는, 금 도금층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브.
7. 복수의 부착 랜드부가 형성된 배선로를 갖는 프로브 기판과 상기 프로브 기판의 상기 랜드부에 고정부착되는 복수의 프로브를 구비하고, 상기 각 프로브는, 판 형상의 접속부를 갖고 상기 접속부의 단면이 상기 랜드부에 대향하여 배치되는 프로브 본체;

   상기 접속부의 적어도 한쪽 측면에 미리 형성된 땜납층; 및

   상기 접속부에 형성되고, 상기 땜납층이 형성된 상기 한쪽 측면으로부터 그 다른쪽 측면으로 상기 접속부를 그 판두께 방향으로 관통하고, 상기 땜납층이 용융했을 때, 그 일부를 상기 다른쪽 측면을 향해 안내할 수 있는 안내부;

   를 가지며, 상기 땜납층의 용융 후의 고체화에 의해 상기 접속부의 상기 단면이 대응하는 상기 랜드부에 고정부착되어 있는 것을 특징으로 하는 통전시험용 프로브 조립체.
8. 제7항에 있어서, 상기 땜납층은, 주석단체 또는 금, 은, 구리 및 비스무트 중 어느 한 종류 이상을 포함하는 주석합금으로 이루어지는 용융 가능한 도전성 접착제층인 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
9. 제7항에 있어서, 상기 땜납층은 도금층인 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
10. 제7항에 있어서, 상기 안내부는 상기 접속부의 상기 단면에 개방하는 상기 단면상의 오목 홈으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
11. 제10항에 있어서, 상기 오목 홈은 상기 단면상에서 상기 접속부의 판두께 방 향과 직각인 신장방향에 이어지는 파상 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체.
12. 판 형상의 접속부를 갖고 상기 접속부의 단면에 상기 접속부의 한쪽 측면으로부터 그 다른쪽 측면으로 상기 접속부의 판두께 방향으로 관통하는 안내부가 형성된 프로브 본체를 포토리소그래피를 이용하여 형성하는 단계와 상기 프로브 본체의 상기 접속부의 적어도 상기 한쪽 측면에 용융 가능하고 용융했을 때 그 일부가 상기 안내부에 의해 상기 다른쪽 면으로 안내되는 땜납층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통전시험용 프로브의 제조 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 프로브 본체의 상기 접속부의 상기 한쪽 측면에 상기 땜납층을 형성하는 단계는, 상기 프로브 본체를 형성하는 단계의 포토리소그래피를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 통전시험용 프로브의 제조방법.
14. 판 형상의 접속부를 갖고 상기 접속부의 단면에 상기 접속부의 한쪽 측면으로부터 다른쪽 측면으로 상기 접속부의 판두께 방향으로 관통하는 안내부가 형성된 프로브 본체를 포토리소그래피를 이용하여 형성하는 단계;

    상기 프로브 본체의 상기 접속부의 적어도 상기 한쪽 측면에 땜납층을 형성하는 단계; 및

    상기 프로브 본체의 상기 접속부의 상기 단면을 상기 프로브 본체를 위한 랜드부에 접촉시킨 상태로 상기 땜납층을 용융시키기 위해 레이저를 상기 프로브 본체의 접속단부를 향해 조사하는 단계;

    를 포함하는 프로브 조립체의 제조방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 프로브 본체의 상기 접속단부의 상기 측면에 상기 땜납층을 형성하는 단계는, 상기 프로브 본체를 형성하는 단계의 포토리소그래피를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브 조립체의 제조방법.

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