KR101047009B1 - 프로브용 기판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브용 기판 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패드의 형태 및 배열을 자유롭게 할 수 있는 프로브용 기판 제조방법에 관한 것이다.

프로브용 기판 제조방법은 본 발명에 의한 1) 기판에 비아를 형성하는 단계; 2) 상기 비아가 형성된 기판상에 절연층을 형성하는 단계; 3) 상기 절연층에 홀을 형성하는 단계; 4) 상기 홀의 내벽을 도금하는 단계; 5) 패드의 평면형상에 대응되는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 6) 상기 패턴에 금속물질을 도금하여 패드를 형성하는 단계; 및 7) 포토레지스트 제거하는 단계;를 포함한다.

프로브. 기판. 패드. 미세피치. 열전도.

Description

프로브용 기판 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SUBSTRATE FOR PROBE}

본 발명은 프로브용 기판 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패드의 형태 및 배열을 자유롭게 할 수 있는 프로브용 기판 제조방법에 관한 것이다.

반도체 집적회로와 같은 웨이퍼내의 수많은 칩(이하, '피검사체'라 한다.)은 그것이 사양서대로 제조되어 있는지 아닌지 전기적 특성 검사를 하는 EDS (Electrical Die Sorting:이하 'EDS' 라 한다) 공정이 있으며, 이러한 종류의 검사는 피검사체의 패드(Pad)에 각각 눌리는 복수의 프로브를 갖춘 프로브 카드, 프로브 블록 등, 전기적 접속장치를 이용하여 행해진다. 이러한 종류의 전기적 접속장치는, 피검사체의 패드와, 테스터를 전기적으로 접속하기 위해 이용된다. 어느 타입의 프로브도, 세라믹과 같은 배선 기판위에 프로브가 형성 및 기립되어 프로브의 선단 부위가 피검사체의 전극에 눌리면서 오버 드라이브가 프로브에 작용하고, 프로브는 탄성 변형에 의해 구부러진다.

도 1을 참조하면, 프로브 조립체(100)는 기판(120)과 상기 기판(120)에 형성된 패드(121)에 기립상태로 전기적으로 연결되는 프로브(110)로 구성된다. 프로브(110)는 켄틸레버 형상으로 팁부(112)와 빔부, 그들을 지지하는 메인포스트부와 다른쪽을 기판과 연결하는 베이스부(111)로 나눠진다.상기 베이스부(111)가 기판(120)상에 형성된 패드(121)에 전기적으로 연결되어 구성되는 것이다.

도 2는 종래의 고온 동시 소성 세라믹 기판(High Temperature Cofired Ceramics:HTCC)을 나타낸 것이다. 구체적으로 설명하면, 세라믹 기판(200)상에 비아(210)와, 상기 비아(210)로부터 연장되는 연결부(220)와, 상기 연결부(220)의 끝단에 형성되는 패드(230)로 구성된다.

상기 고온 동시 소성 세라믹 기판(High Temperature Cofired Ceramics:HTCC)은 고절연성, FR-4보다 낮은 열팽창, 우수한 파괴 강도등의 장점이 있다.

그러나 프로브카드용 HTCC 기판의 제조 공법이 Tape Casting된 세라믹 시트에 인쇄 패턴을 형성한 후 이를 적층한 후, 고온에서 소결하여 형성하는 MLC(Multi-Layer Ceramic)이기 때문에 수축율 관리가 힘들다는 단점이 있다.

수축율로 인하여 프로브가 기립될 세라믹 표면에 형성될 비아의 커버 패드가 기판의 크기가 커짐과 비례하여 커져야만 되는 문제가 있다.

이와 같은 문제는 칩의 전체 사이즈가 작고 패드의 피치가 작은 칩인 경우 비아의 커버 패드와 프로브의 본딩 패드를 함께 배치하기에는 공간의 제약이 많아 대응하기가 불가능하다. 따라서, 본딩을 위한 패드와 기판위에 형성된 비아의 커버 패드를 단열의 효과가 있는 폴리이미드를 절연하고, 비아의 커버 패드보다 비교적 작은 홀 구멍을 통해 수직 연결할 경우 기판위에 형성된 비아의 커버 패드 사이즈에 공간적 제약을 피하고, 폴리이미드 표면 위에 본딩에 필요한 적절한 크기의 전극용 패드만을 형성함으로써 기존 세라믹 기판에서의 비아의 커버 패드 및 본딩에 필요한 전극 연결 통로에 의한 간섭을 피해 공간 활용이 용이하다.

또한 HTCC 기판은 비교적 높은 열전도성(20-30W/m·k)을 갖고 있어, 리플로우 솔더링이 아닌, 국부적인 레이저 솔더링으로 본딩을 하는 프로브 접합 공정에는 레이저 빔의 출력을 높여도 주위로 열을 방출하려는 기판의 특성 때문에 솔더링이 되지 않는다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 패드의 형태 및 배열을 자유롭게 할 수 있는 프로브용 기판 제조방법을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 프로브용 기판 제조방법은 본 발명에 의한 1) 기판에 비아를 형성하는 단계; 2) 상기 비아가 형성된 기판상에 절연층을 형성하는 단계; 3) 상기 절연층에 홀을 형성하는 단계; 4) 상기 홀의 내벽을 도금하는 단계; 5) 패드의 평면형상에 대응되는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 6) 상기 패턴에 금속물질을 도금하여 패드를 형성하는 단계; 및 7) 포토레지스트 제거하는 단계;를 포함한다.

또한 상기 1)단계에서 상기 비아로부터 연장형성되는 연결부가 더 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 절연층은 폴리이미드재질인 것이 바람직하다.

또한 상기 3)단계는 레이저를 이용하여 홀 가공하는 것이 바람직하다.

또한 상기 3)단계에서 상기 홀은 비아 또는 연결부가 노출되도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 4)단계는 금 또는 구리 중 적어도 어느 하나로 도금하는 것이 바람직하다.

또한 상기 6)단계에서 상기 금속물질은 구리, 금, 및 니켈 중 적어도 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 패드의 형태 및 배열을 자유롭게 할 수 있는 효과가 있다. 따라서 패드 및 프로브의 미세피치 구현이 가능해진다.

또한 패드가 단열 및 절연재로 사용되는 폴리이미드상에 형성되므로, 프로브 본딩시 열전도를 최소화함으로써, 비교적 낮은 열로도 프로브 본딩이 가능해진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 프로브용 기판 제조방법을 설명한다.

먼저, 본 발명에 의한 프로브용 기판을 제조하기 위하여는 세라믹 기판(300)에 비아(302)와, 상기 비아(302)로부터 연장형성되는 연결부(304)를 형성한다(도 3 참조).

다음으로 상기 비아가 형성된 기판(300)상에 절연층 박막(310)을 형성한다. 상기 절연층 박막(310)으로는 폴리이미드를 사용하는데, 특히 내열성이 약한 드라이타입의 폴리이미드보다는 내열성이 우수한 액상 폴리이미드를 사용한다. 이것은 후에 진행할 레이저 홀가공시 박막 손상을 최소화하기 위한 것이다(도 4 참조).

다음으로, 상기 액상의 폴리이미드를 소성한 후, 레이저 홀가공을 통해 홀(312)을 형성한다. 특히, 상기 홀(312)은 비아(302) 또는 연결부(304)가 노출되는 위치에 형성하는 것이 바람직하다(도 5 참조). 상기 홀 가공이 완성되면, 상기 홀을 금 또는 구리로 도금한다.

다음으로, 상기 홀이 형성된 절연층상에 포토레지스트(320)를 도포하고(도 6참조), 포토리소그래피 공정을 통해 포토레지스트 패턴(322)을 형성한다(도 7 참조). 물론, 상기 포토레지스트 패턴(322)은 이후 형성될 패드의 평면형상에 대응되는 형태이다. 상기 포토레지스트는 액상 또는 드라이타입의 폴리이미드를 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 포토레지스트 패턴(322)에 금속물질을 도금하여 패드(330)를 형성한다(도 8 참조). 여기서 금속물질은 구리, 니켈, 금 중 적어도 어느 하나 이상의 물질이 바람직하다.

마지막으로, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하여 완성된다(도 9참조).

절연재로 사용하는 폴리이미드는 앞서 설명한 HTCC의 두 가지 문제점을 해결한다.

첫째는 앞에서 설명한 HTCC 기판이 MLC이기 때문에 수축율 관리가 어려워 미세 피치 대응이 불가능한데, 본 발명에 의하면 절연재로 사용하는 폴리이미드에 레이저 비아를 가공하여 비아의 커버 패드는 세라믹상에 위치하고, 본딩 패드는 폴리이미드 상단에 위치하도록 분리하여 설계 공간에 여유를 확보하고, 본딩 패드를 교차된 배열로 위치함으로서 미세 피치 대응이 가능해지게 되었다.

둘째는 HTCC 기판의 열전도성이 비교적 높기 때문에 레이저 접합 공정에는 적합하지 않지만, 절연재인 폴리이미드가 도 9에서 처럼 형성되어 있기 때문에 비교적 낮은 레이저 출력에 의해서도 열의 차단 효과가 있기 때문에 국부적으로 본딩 될 프로브팁과 프로브 패드에 레이저 빔이 기판내부로 방출됨이 없이 효과적으로 전사되므로써 솔더링이 쉽게 이루어지게 된다.

도 1은 종래 프로브 카드를 나타낸 것이다.

도 2는 종래 프로브 카드에 이용되는 기판을 나타낸 것이다.

도 3 내지 도 9는 본 발명에 의한 프로브용 기판 제조방법을 나타낸 것이다.

Claims (7)

1) 기판에 비아를 형성하는 단계;

2) 상기 비아가 형성된 기판상에 절연층을 형성하는 단계;

3) 상기 절연층에 홀을 형성하는 단계;

4) 상기 홀을 도금하는 단계;

5) 패드의 평면형상에 대응되는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;

6) 상기 패턴에 금속물질을 도금하여 패드를 형성하는 단계; 및

7) 포토레지스트 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브용 기판 제조방법.

제1항에 있어서,

상기 1)단계에서 상기 비아로부터 연장형성되는 연결부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브용 기판 제조방법.

제1항에 있어서,

상기 절연층은 폴리이미드재질인 것을 특징으로 하는 프로브용 기판 제조방법.

제1항에 있어서,

상기 3)단계는 레이저를 이용하여 홀 가공하는 것을 특징으로 하는 프로브용 기판 제조방법.

제2항에 있어서,

상기 3)단계에서 상기 홀은 비아 또는 연결부가 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브용 기판 제조방법.

제1항에 있어서,

상기 4)단계는 금 또는 구리로 도금하는 것을 특징으로 하는 프로브용 기판 제조방법.

제1항에 있어서,

상기 6)단계에서 상기 금속물질은 구리, 니켈 및 금 중 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 프로브용 기판 제조방법.

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