KR101000672B1

KR101000672B1 - 콘택터의 제조방법

Info

Publication number: KR101000672B1
Application number: KR1020080126946A
Authority: KR
Inventors: 이용준
Original assignee: 이용준
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-12-10
Also published as: KR20100068549A

Abstract

본 발명은 콘택터(Contactor)의 제조방법에 관한 것으로서, (a) CCL(Copper Clad Laminate)의 상하면에 반도체 소자의 볼 리드에 대응하는 다수의 도금회로가 형성된 중판과, CCL(Copper Clad Laminate)의 하측면에 다수의 도금회로가 형성된 상판 및 CCL(Copper Clad Laminate)의 상측면에 다수의 도금회로가 형성된 하판을 제공하는 단계와; (b) 상, 중, 하판을 적층시키고, 층간에는 절연 실리콘층을 추가 형성하여 상, 중, 하판이 일체가 되도록 접착시키는 단계와; (c) 일체로 접착된 상, 중, 하판에 대하여 각 도금회로의 중앙을 상하로 관통하도록 관통홀을 형성하는 단계와; (d) 각 관통홀의 내벽면에 무전해 화학 동 도금 공정을 수행하는 단계와; (e) 상판의 상면과 하판의 하면에 대하여 각각 필름입힘, 노광, 현상 및 부식 공정을 순차 수행함으로써 다수의 도금회로를 형성하는 단계; 및 (f) 각 관통홀의 내벽면에 전기 동 도금 공정을 수행하여 상하 방향의 통전이 이루어질 수 있도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 종래기술에 비해 연장된 사용수명과 우수한 성능을 갖는 콘택터의 제조방법을 제공할 수 있다.

BGA, 테스트, 콘택터, CCL(Copper Clad Laminate), 프로브 카드, 멤스 카드

Description

콘택터의 제조방법{CONTACTOR MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 반도체 소자 또는 웨이퍼 단계의 칩 등의 전기적 성능을 테스트하기 위해 사용되는 것으로서, 상기 반도체 소자와 테스트용 보드 사이에 또는 상기 웨이퍼와 프로브 카드의 사이에 개재되어 양자 간 전기적 연결 상태를 확보하도록 해주는 콘택터의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 반도체 소자 또는 웨이퍼 단계의 칩을 테스트하기 위한 콘택터(이하, 본 명세서에서 '콘택터'로 통칭하기로 함)는 반도체 소자와 테스트 소켓 보드 사이에 개재되어 접촉에 의한 가압, 마찰 등의 반복으로 수명이 짧아 자주 교체하여야 한다는 문제가 있었다.

이러한 콘택터에 관하여 최근 제안된 것으로서, 특허등록 제10-0448414호 "집적화된 실리콘 콘택터 및 그 제작장치와 제작방법", 실용신안등록 제20-0278989호 "접적화된 실리콘 콘택터의 링타입 콘택터 패드" 등이 존재하였다.

그러나, 상기 등록된 특허 및 실용신안 등에 개시된 발명을 포함하여 현재까지 사용되고 있는 거의 모든 콘택터에 있어서 여전히 제품의 사용수명 연장에 관한 요구가 있어 왔다.

또한, 이상과 같은 종래기술에 따른 콘택터에 의하면, 실리콘 패드에 상하 방향의 통전 기능을 부여하기 위해서는 액상의 실리콘 층에 상하로 자기장을 형성하여 도전성 볼이 상기 액상의 실리콘 층 내에서 유동하여 정렬되도록 하거나, 또는 상기 실리콘 패드에 홀을 형성하여 도전성 실리콘 컴파운드를 주입 및 경화시켜야 하였다.

그러나, 도전성 볼을 액상의 실리콘 내에서 유동시키는 기술에 의해서는 도전성 볼이 제대로 정렬되지 못함에 따라 콘택터의 상하 방향의 통전 성능이 떨어진다는 문제가 있었으며, 실리콘 패드에 홀을 형성하여 도전성 실리콘 컴파운드를 주입시키는 방법의 경우에는 상기 홀을 형성하기 위해 정밀가공된 금형에 액상의 실리콘을 주입 및 경화시키는 기술에 의하였는 바 이러한 방법으로는 상기 금형의 제작으로 인해 콘택터의 제조원가가 크게 상승할 수 밖에 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래기술에 비해 연장된 사용수명과 우수한 성능을 갖는 콘택터의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 콘택터(Contactor)의 제조방법에 있어서, (a) CCL(Copper Clad Laminate)의 상하 양면에 상기 반도체 소자의 볼 리드에 대응하는 다수의 도금회로가 형성된 중판과, CCL(Copper Clad Laminate)의 하측면에 상기 중판과 일치하도록 다수의 도금회로가 형성된 상판 및 CCL(Copper Clad Laminate)의 상측면에 상기 중판과 일치하도록 다수의 도금회로가 형성된 하판을 제공하는 단계와; (b) 상기 상, 중, 하판을 서로 적층시키고, 층간에는 소정 두께의 절연 실리콘층을 추가 형성하여 상기 상, 중, 하판이 일체가 되도록 접착시키는 단계와; (c) 상기 일체로 접착된 상, 중, 하판에 대하여 각 도금회로의 중앙을 상하로 관통하도록 관통홀을 형성하는 단계와; (d) 각 관통홀의 내벽면에 무전해 화학 동 도금 공정을 수행하는 단계와; (e) 상기 일체로 접착된 상, 중, 하판 중 상기 상판의 상면과 상기 하판의 하면에 대하여 각각 필름입힘, 노광, 현상 및 부식 공정을 순차 수행함으로써 상기 중판과 일치하도록 다수의 도금회로를 형성하는 단계; 및 (f) 각 관통홀의 내벽면에 전기 동 도금 공정을 수행하여 상하 방향의 통전이 이루어질 수 있도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택터 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 콘택터 제조방법은 (g) 내벽면에 도금 공정이 수행된 각 관통홀에 도전성 실리콘 컴파운드를 주입시켜 일체로 성형하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 (b) 단계는, 상기 절연 실리콘층을 형성하고자 하는 상기 상, 중, 하판의 층간 표면에 액상 실리콘을 도포하고, 상기 절연 실리콘층의 설정된 두께와 같은 두께를 갖고 상기 절연 실리콘층이 형성될 면적에 대응되게 형성된 개구를 갖는 금속박판을 상기 상, 중, 하판의 층간에 개재시킨 상태에서 상하 금형에 의한 가압 및 가열을 수행한 후 상기 금속박판을 제거함으로써 달성되도록 할 수도 있다.

이때, 상기 상판 및 중판에 형성되는 도금회로의 둘레로는 통공을 미리 형성해둠으로써 상기 금속박판의 제거 시 상기 상판과 중판은 상기 통공으로 인해 상기 도금회로가 형성된 부분을 제외하고는 모두 상기 금속박판에 의해 상방향으로 밀려서 상기 금속박판과 함께 제거되도록 할 수도 있다.

또한, 상기 상, 중, 하판 및 상기 금속박판은 각각 서로 대응되는 위치에 가이드홀이 복수 개 형성되고, 상기 상하 금형은 상기 가이드홀에 대응되는 위치에 돌출핀과 수용공이 각각 복수 개 형성되어 이들 가이드홀과 돌출핀 및 수용공 간의 결합을 통해 상기 상, 중, 하판 및 금속박판 간의 정렬이 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.

한편, 상기 CCL은 모두 경성 재질의 CCL이거나, 모두 연성 재질의 CCL이거나, 혹은 경성 재질의 CCL과 연성 재질의 CCL이 혼합된 것일 수도 있다.

또는, 상기 하판을 이루는 CCL은 경성 재질의 CCL이고, 상기 상판과 하판을 이루는 CCL은 연성 재질의 CCL일 수도 있다.

또한, 상기 (c) 단계는 CNC(computer numerical control) 드릴링에 의해 수행될 수도 있다.

그리고, 상기 (f) 단계의 도금 공정은, 상기 전기 동 도금 공정 이후 상기 관통홀 내벽면에 무전해 니켈 도금 공정과 무전해 금 도금 공정이 추가될 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 콘택터의 제조방법에 의하면, 절연 실리콘층을 매개로 서로 적층 형성되는 CCL에 의해 콘택터의 전체 구조를 형성함으로써 종래의 실리콘 성분의 구조를 갖는 콘택터에 비해 내구성, 내마모성, 내마찰성, 사용수명, 평탄성, 복원성, 가공성 등의 면에서 향상된 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 콘택터의 제조방법에 의해 제조되는 콘택터는 상하로 적층된 상, 중, 하판 사이에 각각 절연 실리콘층을 개재시킴으로써, 상하의 CCL에 의해 콘택터의 내구성, 내마모성 및 사용수명을 연장시킬 수 있도록 하고, 개재되는 절연 실리콘층으로는 콘택터의 사용 시 복원성을 갖도록 하여 상기한 바와 같이 전체적인 성능이 향상된 콘택터를 제조할 수 있다.

특히, 상기 절연 실리콘층은 상하로 CCL이 접착되는 구조를 취함으로써, 상하의 CCL과 함께 CNC 드릴링 등을 통해 홀 형성이 용이하게 이루어짐에 따라, 종래 실리콘 패드에 홀을 형성하기 위해 자기장을 이용하거나 정밀가공된 금형을 이용할 필요가 없으므로 본 발명은 제조설비 내지 제조원가 측면에서도 종래기술에 비해 크게 유리한 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 콘택터의 제조방법에 의하면, 경성 또는 연성 재질의 CCL이 다양한 두께로 제공될 수 있으므로 적절한 CCL의 선택만으로도 콘택터의 전체 두께에 관한 다양한 요구조건에 쉽게 대응할 수 있다.

이와 더불어, 상, 중, 하판으로 적층된 CCL 사이에 개재되는 절연 실리콘층 또한 이의 형성을 위한 금속박판을 다양한 두께로 다수 개 구비함으로써 상기 절연 실리콘층의 두께를 요구 환경에 따라 다양하게 형성할 수 있다.

한편, 종래기술에 의하면 실리콘 패드의 홀 내벽면에는 상기 실리콘 재질의 특성상 도금막을 형성할 수 없는 구조였으나, 본 발명에 따른 콘택터의 제조방법에 의하면 절연 실리콘층을 상하에서 지지하는 CCL에 의하여 이들을 상하로 관통하는 홀의 내벽면을 도금하는 경우, 상하 CCL의 홀 부분에서 형성되기 시작하는 도금막이 중간의 실리콘층의 홀 부분으로 연장되어 서로 만나는 방식으로 실리콘층의 홀 내벽면에도 형성될 수 있다. 이와 같이, 콘택터의 홀 내벽면에 도금막을 형성할 수 있으므로 이 도금막만으로도 상기 콘택터의 원활한 상하 통전 기능을 달성할 수 있다.

이때, 상, 중, 하판 및 절연 실리콘층의 홀 내벽면에 대한 도금은 무전해 화학 동 도금과 전기 동 도금의 2단계 공정으로 이루어지도록 함으로써 무전해 화학 동 도금으로만 처리할 경우 부족하게 형성될 수 있는 도금막을 보강할 수 있다.

이에 더하여 상기 도금막이 형성된 홀 내부에 도전성 실리콘 컴파운드를 주 입 및 경화시킴으로써 상기 콘택터의 통전 기능을 보완할 뿐 아니라 상기 홀 내벽면의 도금막이 반복 사용으로 인해 이탈되지 않도록 지지하도록 할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 콘택터 제조방법에 의해 제조되는 콘택터(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 소자(10)와 테스트 소켓 보드(20)의 사이에 마련되어 상하 전기적 연결을 확보하기 위해 사용된다.

구체적으로, 반도체 소자(10)는 하면에 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array, BGA)를 구성하는 볼 리드(Ball Lead, 11)가 돌출 형성되어 있으며, 이에 대응하여 하부의 테스트 소켓 보드(20)는 상면에 다수의 접촉 패드(Contact Pad, 21)가 돌출 형성된다. 반도체 소자 테스트용 콘택터(100)는 상기한 볼 리드(11)와 접촉 패드(21) 간의 전기적 연결을 확보하는 기능을 담당한다.

콘택터(100)는 상판(110), 중판(120) 및 하판(130)으로 적층 형성되어 있으며, 상하로 이웃하는 판(110과 120, 120과 130) 사이에는 절연성 실리콘층(140, 150)이 각각 개재된다.

각 판(110, 120, 130)은 서로 대응하는 위치에 홀(111, 121, 131)이 상하로 공통되게 형성된다.

각 홀(111, 121, 131)의 내측면으로는 도금막(160)이 상하 공통되게 형성되어 있으며, 도금막(160)에 연장하여 각 판(110, 120, 130)의 상면 및 하면으로는 도금회로(112, 122, 132)가 반경 방향으로 소정 폭으로 형성된다.

상판(110), 중판(120) 및 하판(130)의 재료로는 CCL(Copper Clad Laminate) 을 사용한다.

CCL은 통상적으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)의 원재료가 되는 시트(sheet)로서, 직조된 유리섬유(fiber glass)와 폴리이미드(Polyimide), 프리프레그(Prepreg), 에폭시수지(Epoxy Resin) 등의 합성수지가 혼합 성형되어 이루어진 필름의 상하면에 구리 박막이 접착된 것을 말한다.

본 발명의 실시예에서 사용될 수 있는 CCL로는 연성 재질의 CCL과 경성 재질의 CCL, 또는 연성과 경성이 혼합된 재질의 CCL을 이용할 수 있다.

연성 재질의 CCL은 경성 재질의 CCL에 비해 비교적 경도가 낮고 휨성이 좋은 것으로서 필름의 재질로는 폴리이미드, 프리프레그, 폴리에스터(Polyester) 등의 주로 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPC)의 재질로서 사용되는 것들이 이용된다.

한편, 경성 재질의 CCL은 비교적 경도가 높은 것으로서 그 재질로는 페놀수지(Phenol Resin), 에폭시수지 등의 주로 경성 회로기판(Rigid Printed Circuit Board)에 사용되는 것들이 이용된다.

이러한 CCL은 통상적으로 PCB를 제조하기 위한 중간재로서 사용되고 있다.

따라서, 콘택터(100)를 구성하는 상, 중, 하판(110, 120, 130)은 필요에 따라 경성 재질의 CCL과 연성 재질의 CCL 중 어느 하나를 선택하여 적용할 수 있다.

특히, 하판(130)을 경성 재질의 CCL로 사용할 경우에는 콘택터(100)를 지지하기 위한 별도의 보강판(통상, SUS-304의 재질로 이루어짐)을 부착할 필요없이, 상기 경성 재질의 CCL로 이루어지는 하판(130) 자체가 이러한 보강판의 기능까지 겸할 수 있다.

다만, 상, 중, 하판(110, 120, 130) 모두가 경성 재질의 CCL을 사용하는 경우에는 이와 가압 접촉되는 반도체 소자(10) 내지 테스트 소켓 보드(20)에 손상이 가해진다는 우려가 있을 수 있으나, 이러한 손상은 층간 개재되는 절연 실리콘층(140, 150)의 충격 흡수를 통해 방지할 수 있다.

각판(110, 120, 130)은 이러한 CCL의 상하 표면에 감광성 필름을 입힌 후 노광, 현상 및 부식 공정을 수행함으로써 원하는 도금회로(112, 122, 132)의 형상(도 2 참조)을 갖춘 후, 후술하는 바와 같이 층간 절연 실리콘층(140, 150)을 개재시켜 상하 금형으로 가압 및 가열하는 순서로 콘택터(100)의 형태를 갖게 된다. 이후, 상하로 적층된 도금회로(112, 122, 132)의 중앙을, 후술하는 바와 같이 CNC 드릴링 등을 통해, 상하로 관통하는 관통홀을 형성함으로써 상기와 같이 상하로 일치 배열되는 홀들(111, 121, 131)을 형성한다.

도금회로(112, 122, 132)는 도 2에 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라서는 사각형 등의 다각형으로 형성될 수도 있다.

이와 같이, 종래 인쇄회로기판의 제조에 사용되던 재료를 콘택터(100)의 주 재료로서 사용함으로써, 종래의 절연성 실리콘에 의하던 경우에 비해 콘택터(100)의 내마모성, 내구성, 사용 수명, 접촉성능 등을 향상시킬 수 있다.

한편, 상판(110)과 중판(120) 사이 및 중판(120)과 하판(130) 사이에는 각각 절연 실리콘층(140, 150)을 형성함으로써 상, 하판 간의 접착이 가능하도록 할 수 있을 뿐 아니라, 콘택터(100)의 완성 시 상하 가압 접촉에 대한 탄성 복원력을 갖도록 할 수 있다.

절연 실리콘층(140, 150)은 후술하는 바와 같이 적층되는 판 사이에 액상 실리콘을 적당량 도포한 후 상하 금형에 의해 가압 및 가열 경화시킴으로써 얻을 수 있다.

절연 실리콘층(140, 150)은 방열 기능을 추가로 구비할 수도 있으며, 이를 위해서는 통상의 액상 실리콘에 산화알루미늄(Al₂O₃) 분말을 첨가하여 골고루 분산시킴으로써 달성될 수 있다. 고주파 집적회로용 테스트 소켓(Test Socket)에 적용되는 콘택터의 경우, 상기 테스트 소켓으로부터 많은 열이 발생하기 때문에 이러한 방열 기능을 갖는 절연 실리콘층을 통해 이를 원활하게 외부로 방출시킬 필요가 있다.

한편, 각 판(110, 120, 130)의 홀(111, 121, 131) 내부에는 공통 도금막(160)의 내측면으로 도전성 실리콘 컴파운드(Conductive Silicone Compound, 170)가 주입 및 성형된다.

도전성 실리콘 컴파운드(170)는 액상의 실리콘 기질에 금(Au), 은(Ag) 등의 도전성 금속 소재의 미세볼(Ball)이 분산된 형태를 갖는 것으로서 스크린 인쇄 또는 진공주입 방식으로 홀(111, 121, 131)에 주입될 수 있으며, 이후 경화(Curing) 공정에 의해 고화(固化)된다.

도전성 실리콘 컴파운드(170) 내의 도전성 금속 볼은 상하로 자기 장(Magnetic Field)을 형성함으로써 종방향으로 접촉 정렬된 형태를 취하도록 할 수도 있으며, 단순히 골고루 분산 접촉된 형태를 취할 수도 있다.

이로써, 콘택터(100)가 상부의 반도체 소자(10)와 하부의 테스트 소켓 보드(20)에 의해 접촉 가압될 경우, 도전성 실리콘 컴파운드(170)는 상기한 도금막(160)과 함께 볼 리드(11)와 접촉 패드(21) 사이를 상하 통전하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 각 판(110, 120, 130)의 홀(111, 121, 131) 내벽면에 형성된 도금막(160)은 전도성 금속을 함유하며, 특히 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au)이 순차 적층된 형태의 다중막 구조를 취할 수 있다.

이러한 다중막 구조의 형성은 무전해 화학 동 도금공정 및 감광성 필름의 도포 후 노광, 현상, 전기 동 도금, 부식 공정, 무전해 니켈 도금 공정 및 무전해 금 도금 공정에 의해 달성될 수 있다. 상기 무전해 니켈 도금은 구리 박막 상에 금이 직접 도금될 수 없기 때문에 상기 무전해 금 도금의 수행을 매개하기 위한 공정으로서 필요하다.

도 2는 도 1에 도시된 반도체 소자 테스트용 콘택터(100)의 평면도로서, 하판(130) 상에 중판(도면 미도시)과 상판(110)이 순차 적층된 바를 나타내고 있다.

상판(110)의 내측으로는 다수의 배열된 도금회로(112a)가 형성되어 있으며, 도금회로(112a)의 내측 홀(h)의 내부에는 도전성 실리콘 컴파운드(170)가 형성된다.

도금회로(112a) 중앙의 홀(h) 크기는 도금막(170)의 형성 시 상기한 전기 동 도금공정에서 구리의 도금량에 따라 조절될 수 있다. 이때, 도금량이 많아짐에 따라 상기 홀(h)이 점차 좁아지게 형성된다.

도 3은 상기한 콘택터의 변형례(200)를 도시한 측단면도이다. 본 변형례의 설명에 있어서 상기한 콘택터(100)와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 변형례에서는, 상기한 콘택터(100)의 경우와는 달리, 각 홀(211, 221, 231)의 내부에 도전성 실리콘 컴파운드가 주입 형성되지 않고 빈 공간으로 유지된다.

따라서, 이 경우 콘택터(200)는 상부의 반도체 소자(도 1의 10)와 하부의 테스트 소켓 보드(도 1의 20)에 의해 접촉 가압될 때 도금막(260)에 의해서만 볼 리드(도 1의 11)와 접촉 패드(도 1의 21) 사이를 상하 통전하는 기능을 수행하게 된다.

도 4 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 상기한 콘택터(100)를 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 상기에서 이미 설명한 바 있는 CCL을 준비하여 상, 하 표면에 감광성 필름을 입힌 후 노광, 현상 및 부식 공정을 수행함으로써 홀(h)이 형성되기 전의 도금회로(122a', 122b')를 상하좌우로 다수 개 배열, 형성하여 중판(120')을 제공한다.

도금회로(122a')는 다수 개가 하나의 행렬을 이루어 최종적으로는 콘택터(100)를 구성하는 하나의 중판(도 1의 120)이 된다.

CCL(120')은 이러한 도금회로(122a')의 행렬이 다시 상하좌우로 다수 개 배 열, 형성됨으로써, 콘택터(100)의 대량생산을 달성할 수 있도록 한다.

이때, 도금회로(122a')가 형성된 부분의 둘레로는 막대 모양의 통공(124)를 형성함으로써 후술하는 바와 같이 도금회로(122a')를 제외한 부분의 제거가 용이하도록 한다.

상기 통공(124)의 형성은 레이저 가공 또는 금형에 의한 펀칭가공 등을 통해 달성될 수 있다.

한편, CCL(120')의 테두리 부분으로는 일정 간격으로 가이드홀(123)을 형성함으로써, 후술하는 바와 같이 금형의 가압 시 상하로 적층되는 상, 중, 하판 간에 정위치에서 접착이 이루어질 수 있도록 한다.

도 5는 상판(110')을 준비한 것으로서, CCL을 준비하여 하측 표면에 감광성 필름을 입힌 후 노광, 현상 및 부식 공정을 수행함으로써 홀(h)이 형성되기 전의 도금회로(112b')를 상하좌우로 다수 개 배열, 형성한다.

이때, 상판(110')의 상측면에 대하여는 아직 도금회로를 형성하지 않은 상태여서 여전히 동박면(115)의 상태가 유지되어 있다.

여기에서도 상기 중판(120')의 경우와 마찬가지로, 도금회로(112b')가 형성된 부분의 둘레로는 막대 모양의 통공(114)를 형성함으로써 도금회로(112b')를 제외한 부분의 제거가 용이하도록 한다.

상판(110')의 테두리 부분으로는 상기 중판(120')의 경우와 마찬가지로 일정 간격의 가이드홀(113)이 형성된다.

도 6은 하판(130')을 준비한 것으로서, CCL을 준비하여 상측 표면에 감광성 필름을 입힌 후 노광, 현상 및 부식 공정을 수행함으로써 홀(h)이 형성되기 전의 도금회로(132a')를 상하좌우로 다수 개 배열, 형성한다.

이때, 하판(130')의 하측면에 대하여는 아직 도금회로를 형성하지 않은 상태여서 여전히 동박면(135)의 상태가 유지되어 있다.

한편, 하판(130')의 경우에는 상기 중판(120') 및 상판(110')의 경우와 달리, 도금회로(132a')가 형성된 부분의 둘레로는 막대 모양의 통공을 형성하지 않는다.

하판(130')의 테두리 부분에도 상기 중판(120') 및 상판(110')의 경우와 마찬가지로 일정 간격의 가이드홀(133)이 형성된다.

도 7은 상기와 같이 도금회로가 형성된 상, 중, 하판(110', 120', 130')을 상하로 적층 구비하여 층간에 절연 실리콘층을 형성함과 동시에 일체로 접착시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 본 도면에서는 상, 중, 하판(110', 120', 130')의 각 크기가 작게 표현되어 있으나, 실제로는 각각 도 4 내지 도 6에 도시된 CCL(110', 120', 130')의 규모를 가지고 진행됨을 밝혀둔다.

먼저, 상기한 과정에서 도금회로가 형성된 하판(130')을 준비하여 하부 금형(310) 상에 정렬하여 둔다.

하부 금형(310)의 테두리 부분에는 돌출핀(312)이 형성되어 하판(130') 측에 형성된 가이드홈(133)에 삽입됨으로써 상기 하판(130')이 정위치에 정렬되도록 한다.

하부 금형(310) 상에 하판(130')이 정렬되어 놓인 후에는, 금속박판(330)을 상기 하판(130') 상에 정렬시킨다.

금속박판(330)은 하판(130')의 도금회로(132a')에 대응하는 위치에 개구(331)가 형성되어, 하판(130') 상에 정렬 시 상기 도금회로(132a')가 이를 통해 노출된다.

금속박판(330)의 두께는 절연 실리콘층(도 1의 150)이 형성될 두께와 동일한 것으로 구비한다.

금속박판(330)의 테두리에는 가이드홈(332)이 형성되어 하부 금형(310)의 돌출핀(312)이 이에 삽입되도록 함으로써 상기 금속박판(330)이 정위치에 정렬될 수 있도록 한다.

하판(130') 상에 금속박판(330)이 적층되어 정렬된 후에는, 개구(331)를 통해 노출된 도금회로(132a') 부분을 위주로 하여 액상 실리콘을 도포한다.

이때, 도포되는 액상 실리콘의 양은 적어도 각 개구(331)에 의해 형성되는 공간에 충분히 수용될 수 있을 정도여야 한다.

즉, 정확히 개구(331)에 수용되는 액상 실리콘은 이후 상하 금형(310, 320)의 가압 및 가열 과정을 통해 절연 실리콘층(도 1의 150)이 된다.

한편, 상하 금형(310, 320)의 가압 및 가열 과정에서 상기 개구(331) 내부에 수용되고 남는 액상 실리콘은 금속박판(330)의 표면을 따라 테두리 외측으로 밀려나 외부로 유출된다.

개구(331)를 통해 노출된 도금회로(132a') 상에 액상 실리콘을 도포 완료하면, 금속박판(330) 상에 중판(120')을 정렬시킨다.

또한, 중판(120') 상에는 또 다른 금속박판(340)을 정렬시킨 후, 이 금속박판(340)의 각 개구(341)를 통해 노출되는 도금회로(122a') 상에 액상 실리콘을 충분한 양으로 도포한다.

그리고 나서, 금속박판(340) 상에 상판(110')을 정렬시킨 후, 마지막으로 상부 금형(320)을 정렬시킨다.

상부 금형(320)은 테두리에 수용공(322)이 형성되어 이를 통해 하부 금형(310)의 돌출핀(312)이 삽입됨으로써 정위치에 정렬된다.

이상에서와 같이, 상,하부 금형(310, 320) 사이에서 상, 중, 하판(110', 120', 130') 모두와 금속박판(330, 340)의 정렬이 완료되면 상기 금형(310, 320)을 유압 프레스 등으로 상하 가압함과 동시에 가열한다.

가압 및 가열에 의해 상, 중, 하판(110', 120', 130')이 일체로 형성되면, 이후 2개의 금속박판(330, 340)을 동시에 상부로 들어 올려 제거한다.

이때, 중판(120')과 상판(110')은 각 도금회로(122a', 112a')가 형성된 부분은 상하 일체로서 하판(130')에 그대로 접착되어 있으나, 이 도금회로(122a', 112a')가 형성된 부분을 제외한 나머지 부분은 상기 도금회로(122a', 112a')의 둘레에 형성된 통공(124, 114)으로 인해, 상승되는 금속박판(330, 340)에 의해 밀리는 과정에서 상기 도금회로(122a', 112a')와 연결되는 부분이 절단되어 함께 상승되어 제거된다.

도 8a 및 8b는 상기한 과정을 거쳐 1차적으로 얻어지는 콘택터(100-1)를 나타내는 사시도 및 AA 부분의 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이, 콘택터(100-1)는, 상기 이전 단계에서 서로 분리되어 있던 상, 중, 하판(110', 120', 130')이 절연 실리콘층(140, 150)을 매개로 하여 상, 중, 하판(110-1, 120-1, 130-1)으로 서로 일체로 성형되어 얻어짐을 알 수 있다.

다음 단계로서, 상, 중, 하판(110-1, 120-1, 130-1)에 대하여 각 도금회로(112b-1, 122-1, 132b-1)의 중앙 부분을 상하로 관통하도록 하는 관통홀(H)을 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 형성한다.

관통홀(H)은 CNC 드릴링을 통해 형성할 수 있다.

종래의 실리콘 패드의 재질에 대하여 CNC 드릴링이 곤란하였던 것에 비해, 본 발명의 실시예에 있어서는 절연 실리콘층(140, 150)의 상하면에 각각 CCL로 이루어진 상, 중, 하판(110-2, 120-2, 130-2)이 일체로 접착되어 있으므로 상기 드릴링이 용이한 구조를 갖는다.

관통홀(H)은 상, 중, 하판(110-2, 120-2, 130-2)의 층으로 구분하여 상하로 일치하여 배열되는 홀들(111, 121, 131)을 이룬다.

이들 홀(111, 121, 131)의 사이에는 절연 실리콘층(140, 150)에 형성되는 홀(141, 151)이 존재하게 된다.

이후, 관통홀(H)의 내벽면에 대하여 무전해 화학 동 도금공정을 수행함으로써, 도 10에 도시된 바와 같이, 도금막(160-1)을 형성한다.

이 무전해 화학 동 도금 공정은 후술하는 전기 동 도금을 위한 1차적인 과정으로서 수행한다.

이와 같이, 무전해 화학 동 도금 공정을 수행하는 것은, 통상의 전기 동 도 금 공정만으로는 상, 중, 하판(110-3, 120-3, 130-3)의 각 홀(111, 121, 131)과 절연 실리콘층(140, 150) 측의 홀(141, 151) 표면에 도금이 이루어질 수 없기 때문이다.

다음으로, 아직 도금회로가 형성되지 않은 상판(110-3)의 상면(115)과 하판(130-1)의 하면(135)에 대하여 각각 감광성 필름을 입힌 후 노광, 현상 및 부식 공정을 수행함으로써, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 도금회로(112a, 132b)를 형성한다.

그리고 나서, 관통홀(H)의 내벽면에 대하여 도금공정을 수행함으로써, 도 12에 도시된 바와 같이, 도금막(160)을 형성한다.

이 도금막(160)은 상기 무전해 화학 동 도금이 형성된 표면 상에 수행되는 것으로서 전도성 금속을 함유하며, 특히 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au)이 순차 적층된 형태의 다중막 구조를 취하도록 할 수도 있다.

이러한 다중막 구조의 형성은 상기 무전해 화학 동 도금공정이 수행된 도금막(도 10의 160-1) 상에 전기 동 도금 공정을 수행한 후, 무전해 니켈 도금 공정과 무전해 금 도금 공정을 수행함으로써 달성된다.

상기 무전해 니켈 도금은 구리 박막 상에 금이 직접 도금될 수 없기 때문에 상기 무전해 금 도금의 수행을 매개하기 위한 공정으로서 필요하다.

도금막(160)이 형성된 관통홀(H)에는 도 13에 도시된 바와 같이 도전성 실리콘 컴파운드(170)가 주입되어 가열 및 고화(固化)된다.

이후, 도 14에 도시된 바와 같이, 상판, 중판과 달리 아직 분할되지 않은 하 판 부분을 재단함으로써 도 2에서와 같은 형상 및 모양을 갖는 콘택터(100)의 제조가 완료된다.

한편, 상기에서 설명한 도 3의 변형례에 따른 콘택터(200)의 경우에는, 관통홀(H)에 도전성 실리콘 컴파운드(170)가 주입되지 않고 상기 도 12의 콘택터(100-5) 단계에서 하판의 재단을 수행함으로써 제조될 수 있다.

이상에서 설명된 콘택터의 제조방법은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과할 뿐이며 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘택터의 제조방법에 따라 제조되는 콘택터의 사용상태를 개략적으로 도시한 측단면도,

도 2는 도 1의 콘택터에 대한 평면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 콘택터의 제조방법에 따라 제조되는 콘택터의 변형례를 개략적으로 도시한 단면도,

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 콘택터의 제조방법에 이용되는 중판, 상판 및 하판의 가공 과정의 상태를 도시한 사시도 및 부분 확대단면도,

도 7은 도 4 내지 도 6의 중판, 상판 및 하판이 합지되는 과정을 설명하기 위한 분해사시도,

도 8a 내지 도 14는 각각 도 7에 도시된 과정을 통해 합지된 후의 콘택터의 가공 과정을 설명하기 위한 도면들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 200: 콘택터 110: 상판

111, 121, 131: 홀 112, 122, 132: 도금회로

113, 123, 133: 가이드홀 114, 124: 통공

115, 135: 동박면 120: 중판

130: 하판 140, 150: 절연 실리콘층

160: 도금막 170: 도전성 실리콘 컴파운드

310: 하부금형 311, 321: 요홈부

312: 돌출핀 320: 상부금형

322: 수용공 330, 340: 금속박판

332, 342: 가이드홀

Claims

반도체 소자 테스트용 콘택터(Contactor)의 제조방법에 있어서,

(a) CCL(Copper Clad Laminate)의 상하 양면에 상기 반도체 소자의 볼 리드에 대응하는 다수의 도금회로가 형성된 중판과, CCL(Copper Clad Laminate)의 하측면에 상기 중판과 일치하도록 다수의 도금회로가 형성된 상판 및 CCL(Copper Clad Laminate)의 상측면에 상기 중판과 일치하도록 다수의 도금회로가 형성된 하판을 제공하는 단계와;

(b) 상기 상, 중, 하판을 서로 적층시키고, 층간에는 소정 두께의 절연 실리콘층을 추가 형성하여 상기 상, 중, 하판이 일체가 되도록 접착시키는 단계와;

(c) 상기 일체로 접착된 상, 중, 하판에 대하여 각 도금회로의 중앙을 상하로 관통하도록 관통홀을 형성하는 단계와;

(d) 각 관통홀의 내벽면에 무전해 화학 동 도금 공정을 수행하는 단계와;

(e) 상기 일체로 접착된 상, 중, 하판 중 상기 상판의 상면과 상기 하판의 하면에 대하여 각각 필름입힘, 노광, 현상 및 부식 공정을 순차 수행함으로써 상기 중판과 일치하도록 다수의 도금회로를 형성하는 단계; 및

(f) 각 관통홀의 내벽면에 전기 동 도금 공정을 수행하여 상하 방향의 통전이 이루어질 수 있도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택터 제조방법.
제1항에 있어서,

(g) 내벽면에 도금 공정이 수행된 각 관통홀에 도전성 실리콘 컴파운드를 주입시켜 일체로 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택터 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 (b) 단계는, 상기 절연 실리콘층을 형성하고자 하는 상기 상, 중, 하판의 층간 표면에 액상 실리콘을 도포하고, 상기 절연 실리콘층의 설정된 두께와 같은 두께를 갖고 상기 절연 실리콘층이 형성될 면적에 대응되게 형성된 개구를 갖는 금속박판을 상기 상, 중, 하판의 층간에 개재시킨 상태에서 상하 금형에 의한 가압 및 가열을 수행한 후 상기 금속박판을 제거함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 콘택터 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 상판 및 중판에 형성되는 도금회로의 둘레로는 통공을 미리 형성해둠으로써 상기 금속박판의 제거 시 상기 상판과 중판은 상기 통공으로 인해 상기 도금회로가 형성된 부분을 제외하고는 모두 상기 금속박판에 의해 상방향으로 밀려서 상기 금속박판과 함께 제거되도록 한 것을 특징으로 하는 콘택터 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 상, 중, 하판 및 상기 금속박판은 각각 서로 대응되는 위치에 가이드홀 이 복수 개 형성되고, 상기 상하 금형은 상기 가이드홀에 대응되는 위치에 돌출핀과 수용공이 각각 복수 개 형성되어 이들 가이드홀과 돌출핀 및 수용공 간의 결합을 통해 상기 상, 중, 하판 및 금속박판 간의 정렬이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 콘택터 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 CCL은 모두 경성 재질의 CCL이거나, 모두 연성 재질의 CCL이거나, 혹은 경성 재질의 CCL과 연성 재질의 CCL이 혼합된 것임을 특징으로 하는 콘택터 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 하판을 이루는 CCL은 경성 재질의 CCL이고, 상기 상판과 하판을 이루는 CCL은 연성 재질의 CCL인 것을 특징으로 하는 콘택터 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 (c) 단계는 CNC(computer numerical control) 드릴링에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 콘택터 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 (f) 단계의 도금 공정에는, 상기 전기 동 도금 공정 이후 상기 관통홀 내벽면에 무전해 니켈 도금 공정과 무전해 금 도금 공정이 추가되는 것을 특징으로 하는 콘택터 제조방법.