KR101347875B1

KR101347875B1 - 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물 제조 방법, 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물 및 이를 포함하는 반도체 패키지 검사용 소켓

Info

Publication number: KR101347875B1
Application number: KR1020120035889A
Authority: KR
Inventors: 안윤태; 김장현
Original assignee: (주) 루켄테크놀러지스
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2014-01-10
Also published as: KR20130113604A

Abstract

반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조 방법이 개시되며, 상기 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조 방법은 (a) 기판상에 반도체 패키지의 컨택볼과 접촉하기 위한 컨택터의 팁부를 형성하는 단계, (b) 상기 팁부 상에 하나 이상의 홀이 형성된 절연성 재질이 연결 플레이트를 접합하거나 또는 상기 팁부 상에 절연성 재질의 연결 플레이트를 접합한 후, 하나 이상의 홀을 형성하는 단계 , (c) 상기 홀에 상기 컨택터의 몸체부를 형성하는 단계 및 (d) 상기 기판을 제거하는 단계를 포함한다. 또한, 반도체 패키지 검사용 소켓이 개시되며, 상기 반도체 패키지 검사용 소켓은, 상하로 관통된 다수의 관통 홀을 갖는 절연성 재질의 연결 플레이트 및 각각의 관통 홀에 고정되고 하단으로는 컨택볼과 접촉 가능하도록 팁이 돌출된 팁부와 상단으로는 인쇄 회로 기판과 통전되도록 돌출된 몸체부를 포함하는 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물과, 도전성 단부와 쿠션부재가 구비된 텐션부를 포함할 수 있고, 텐션부의 상단에 연결되는 인쇄 회로 기판을 더 포함할 수 있다.

Description

반도체 패키지 검사용 접촉 구조물 제조 방법, 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물 및 이를 포함하는 반도체 패키지 검사용 소켓{ METHOD FOR MANUFACTURING TOUCHING STRUCTURE FOR TESTING SEMICONDUCTOR PACKAGE, TOUCHING STRUCTURE FOR TESTING SEMICONDUCTOR PACKAGE AND SOCKET FOR TESTING SEMICONDUCTOR PACKAGE INCLUDING THE SAME}

본원은 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조 방법, 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물 및 이를 포함하는 반도체 패키지 검사용 소켓에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 패키지 중에서 사방 측면으로 리드(Lead)를 설치할 수 있는 납작한 형상의 큐에프피(QFP: Quad Flat Package)의 제조 기술이 알려져 있다. 최근에 들어서는 전자기기의 소형화, 박형화, 다기능화에 따라 다량의 정보를 신속히 처리할 수 있는 고집적화된 반도체칩이 요구되고 그에 따라 다수의 입출력 단자를 갖는 소형의 반도체 패키지를 제조하는데 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만 상기 QFP 기술에 의해서는 반도체 패키지의 크기를 증대시키지 않는 한 다수의 입출력 단자를 형성하는데 한계가 있다. 그래서, 리드 피치(Lead Pitch)가 0.3mm 이하로 되는 가공 기술을 극복하지 못한 채 연구만을 거듭하던 중에 리드 대신에 구 형상의 컨택볼을 이용하는 BGA(Ball Grid Array) 기술이 출현함으로써 하나의 패키지를 통해 많은 입출력 단자를 실장 가능하게 되었다.

일반적인 BGA 타입의 반도체 패키지에서는, 반도체 칩이 접착제에 의해 인쇄회로기판(PCB)의 상부면의 중앙부에서 가장자리로 연장하여 형성된 다수의 회로 패턴에 대응하여 상기 반도체 칩의 패드가 도전성의 본딩 와이어에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 반도체 칩과 상기 본딩 와이어를 밀봉 수지에 의해 몰드 성형되고, 상기 인쇄회로기판의 하부면에 형성된 회로 패턴(도시 안됨)에 대응하여 다수 개의 컨택볼이 각각 안착된 구조로 이루어진다.

그런데, BGA 타입의 반도체 패키지는 최종적으로 검사 장치에 의한 각종 전기 시험을 통해 특성 측정 또는 불량 검사를 받게 된다. 이 때, 상기 검사 장치에 설치된 검사용 인쇄회로기판의 회로 패턴과, BGA 타입의 반도체 패키지의 컨택볼을 전기적으로 연결하기 위해 소켓이 사용되는 것이 통상적이다.

종래의 BGA 타입의 반도체 패키지 검사용 소켓의 경우, 컨택볼과 접촉하는 소켓이 일자형으로 형성되어 있어서 BGA 타입의 반도체 패키지를 검사 시 반도체 패키지에 가해지는 하중 압력을 충분히 흡수하지 못한다. 이로써, 컨택볼에 손상 및 스크래치가 발생할 가능성이 높다.

또한, 소켓의 형상이 V자 형상을 이루고 있어 컨택볼을 불안정하게 접촉함으로써 컨택볼에 국부적인 스크래치가 발생할 가능성이 높다.

더욱이, 상기 종래의 BGA 타입의 반도체 패키지 검사용 소켓에 구성된 컨택터의 팁부의 직경은 적어도 300 마이크로 미터 정도이기 때문에 고밀도의 미세 전극이 배열된 반도체 패키지를 검사하는 데에 한계가 있다. 특히 탐침을 가공하는 기술적 한계로 인해 균일하고 정확히 배열된 탐침을 구비한 고밀도의 반도체 패키지 검사용 소켓을 제작하는 데에 어려움이 있다.

이러한 종래의 반도체 패키지 검사용 소켓의 경우, BGA 타입의 반도체 패키지의 전기적인 검사를 실시할 때, 상기 컨택볼에 발생한 손상이나 스크래치와 같은 외형적인 불량 때문에 상기 컨택볼의 품질이 저하될 수 밖에 없다. 결국에는 상기 BGA 타입의 반도체 패키지의 전기적인 검사가 정상으로 판정되더라도 상기 BGA 타입 반도체패키지의 품질 저하를 피할 수가 없다.

본원의 일 실시예는 고밀도의 미세 전극이 배열된 반도체 패키지를 검사하기 위해 반도체 패키지 검사용 소켓의 팁부 간에 미세 피치를 형성할 수 있는 반도체 패키지 검사용 소켓을 제공 하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본원의 일 실시예는 반도체 패키지를 검사하는 경우, 컨택볼에 발생한 손상이나 스크래치와 같은 불량을 줄이는 반도체 패키지 검사용 소켓을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본원의 일 실시예는 팁부 간에 미세 피치를 형성하는 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1측면에 따른 반도체 패키지 검사용 소켓의 제조방법은, (a) 기판상에 상기 반도체 패키지의 컨택볼과 접촉하기 위한 컨택터의 일부분을 형성하는 단계, (b) 상기 컨택터의 일부분에 하나 이상의 홀이 형성된 절연성 재질의 연결 플레이트를 접합하거나 또는 상기 컨택터의 일부분에 절연성 재질의 연결 플레이트를 접합한 후, 하나 이상의 홀을 형성하는 단계, (c) 상기 홀에 상기 컨택터의 나머지 부분을 형성하는 단계 및 (d) 상기 기판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 본원의 제 2 측면에 따른 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물은, 상하로 관통된 다수의 관통 홀을 갖는 절연성 연결 플레이트와, 상기 각각의 관통 홀에 고정되어 하단으로는 반도체 패키지의 컨택볼과 접촉 가능하도록 팁이 돌출된 팁부와 상단으로는 상단에 위치한 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결되도록 돌출된 몸체부를 포함하는 컨택터를 포함할 수 있다.

한편, 본원의 제3측면에 따른 반도체 패키지 검사용 소켓은, 전술한 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물과 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물과, 상측으로 간격을 두고 배치되며 팁부가 컨택볼에 접촉되면서 함께 상향으로 밀어 올려질 때 상기 쿠션부재의 탄성 변형에 따라 상승하여 반도체 패키지 검사용 소켓의 상단에서 인쇄 회로 기판과 통전 가능하도록 연결되는 도전성 단부와 도전성 단부가 측단에 부착되고 상하 방향으로 탄성 변형되는 쿠션부재가 구비되는 텐션부를 포함할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 상기 소켓의 컨택터의 팁부가 컨택볼을 감싸는 형태로 되어 있고, 소켓에 텐션부를 구비하여 반도체 패키지에 가해지는 하중 압력을 충분히 흡수할 수 있어 반도체 패키지에 존재하는 컨택볼에 스크래치 또는 손상과 같은 외향적 불량을 줄여 반도체 패키지의 품질을 높일 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, MEMS 공정을 이용하여 반도체 패키지 검사용 소켓에 포함된 컨택터의 팁부 사이의 간격을 미세 피치로 형성할 수 있어, 고밀도의 미세 전극이 배열된 반도체 패키지 검사 시 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조 방법의 전체 순서도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 도1의 (S100) 단계를 설명하기 위한 상세 순서도이다.
도 3 내지 도 7 은 본원의 일 실시예에 따른 도 1 의 (S100) 단계를 설명하기 위한 공정 과정을 도시한다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 도1의 (S200) 단계를 설명하기 위한 공정 과정을 도시한다.
도9 내지 도10은 본원의 일 실시예에 따른 도1의 (S300) 단계를 설명하기 위한 공정 과정을 도시한다.
도11은 본원의 일 실시예에 따른 도1의 (S400)단계를 설명하기 위한 공정 과정을 도시한다.
도12는 본원의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물에 포함된 컨택터 중 팁부의 형상을 설명하기 위해 팁부만을 도시한 개략적인 입체도이다.
도13은 본원의 일 실시예에 따른 텐션부를 개략적으로 나타낸 반도체 패키지 검사용 소켓의 확대 단면도이다.
도 14는 본원의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사용 소켓의 개략적인 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 발명 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본원을 상세히 설명하기로 한다.

본원은 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법 및 반도체 패키지 검사용 소켓에 관한 것이다.

우선, 본원의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조 방법(이하 '본 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법' 이라함)을 설명한다..

도1은 본원의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물 (100)의 제조 방법의 전체 순서도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본원의 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물(100)을 제조하기 위해 먼저 기판상에 반도체 패키지의 컨택볼과 접촉하기 위한 컨택터의 일부분을 형성한다(S100). 본 단계(S100)는 후술될 (S110) 단계 내지 (S150) 단계에 대응될 수 있다.

다음으로, 완성된 컨택터(130)의 일부분에 하나 이상의 홀이 형성된 절연성 재질의 연결 플레이트를 접합하거나 또는 컨택터의 일부분에 절연성 재질의 연결 플레이트를 접합한 후, 하나 이상의 홀을 형성한다(S200).

그리고, 홀에 컨택터의 나머지 부분을 형성한다(S300).

마지막으로, 기판(10)을 제거한다(S400).

도2는 도1 의 (S100) 단계에 대한 상세 순서도이다.

도3은 도2 의 (S110) 단계의 공정을 도시한 것이다. 도3 에 도시된 바와 같이, 기판(10)상에 포토리소그래피(photolithography)법을 이용하여 다질화실리콘(미도시)을 패터닝하여 일정 너비의 패턴을 가지는 포토레지스트 층을 생성하고, 이 포토레지스트 층을 마스크로 하여 미리 설정된 깊이로 기판을 식각하여 컨택터(130)의 팁부(131)의 형상을 형성한다(S110). 구체적으로, 기판(10)에 미리 정의된 마스크층인 포토레지스트 층을 덮고, 마스킹된 기판을 자외선 노광 장치 등에 의해 노광한다. 기판이 노광 장치에 인입되면, 노광 장치에서 자외선과 같은 빛이 기판의 마스크가 장착되지 않은 영역으로 조사된다. 이후, 기판(10)을 현상 장치로 인입하여 현상 공정을 수행하면, 마스크가 장착되지 않은 영역의 포토레지스트 층은 없어지고, 마스크가 장착되어 있던 포토레지스트 층은 남게 되어, 마스크의 패턴에 따라 포토레지스트 층을 패터닝할 수 있다. 여기서, 패터닝된 포토레지스트 층을 식각하는 방법으로 습식 식각 공정을 이용한다. 습식 식각 공정은 목표 금속만을 부식 용해하는 성질을 가지는 액체의 약품을 사용하여 식각하는 공정으로, 예시적으로, 상기 단계에서는 실리콘 기판(10)을 식각할 수 있는 KOH 용액을 사용한다. 이 경우 실리콘 기판(10)이 식각되어 팁부(133)의 형상을 본뜰 수 있다.

다음으로, 식각이 완료된 기판(10)의 상부면에 시드층(20)을 형성한다(S120). 도4는 도2의 (S120) 단계의 공정을 도시한 것이다. 여기서, 시드층(20)을 형성하기 위한 방법으로 스퍼터링 공정을 수행할 수 있다. 시드층(20)을 형성하기 위한 스퍼터링 공법으로는 고주파 유도가열 공법, 저항가열 공법, 일렉트론 빔 공법 및 플라즈마 공법 중 어느 하나가 될 수 있다.

스퍼터링 공법이란 금속판에 아르곤(Ar) 등의 불활성 원소를 부딪쳐서 금속 분자를 쫓아낸 후 표면에 막을 부착하는 기술이다. 진공이 유지된 챔버 내에서 불활성 기체인 아르곤 가스 등을 흘려주면 타겟(Target)에 직류 전원을 인가하면, 증착하고자 하는 기판과 타겟 사이에 플라즈마가 발생한다. 이러한 플라즈마 내에서는 고출력 직류전류계에 의해 아르곤 가스가 양이온으로 이온화 된다. 아르곤 양이온은 직류전류계에 의해서 음극으로 가속되어 타겟 표면에 충돌하게 된다. 이렇게 충돌시킨 타겟 물질은 원자가 완전 탄성 충돌에 의해 운동량을 교환하여 표면에서 밖으로 튀어나오게 된다. 방출된 원자들은 진공 챔버 안에서 자유롭게 운동하게 되며 증착하고자 하는 대상의 표면에 증착층을 형성한다. 방출된 원자들은 운동량 전달에 의해 비교적 높은 운동 에너지를 가지므로 대상의 표면에서 증착층을 형성할 때 열역학적으로 안정된 위치로 표면확산이 일어나게 되며, 치밀한 조직의 매우 얇은 피막을 형성한다. 이와 같은 스퍼터링 공법에 의하여 형성된 시드층(20)은 1000 A 이하의 매우 얇은 두께로 형성된다.

예시적으로, 시드층(20)은 Au를 스퍼터링하는 공정으로 본 단계(S120)가 수행될 수 있다.

또한, 예시적으로, 시드층(20)은 화학기상증착(CVD)공법에 의해서도 형성될 수 있다.

다음으로, 시드층(20)의 상부면에 감광성 재료층(30)을 형성하고, 감광성 재료층을 패터닝한다(S130). 시드층(20)의 상부면에 감광성 재료를 도포하여 감광성 재료층을 형성할 수 있다. 감광성 재료는 DFR(Dry Film Resist), 포토레지스트, 감광성 필름, 잉크 등이 될 수 있다.

감광성 재료층(30)을 패터닝하여 상기 컨택터(130)의 팁부(131)가 형성될 공간을 형성한다. 도5는 도2의 (S130) 단계의 공정을 도시한 것이다.

여기서, 감광성 재료층(30)을 패터닝하는 방법으로 RIE(Reactive Ion Etching) 또는 DRIE(Deep Reactive Ion Etching) 등의 건식 식각 공정에 의해 수행될 수 있다. 건식 식각 공정은 감광성 재료층(30)에 미리 정의된 마스크를 덮고, 반응성 가스를 사용하여 마스크가 장착되지 않은 영역의 감광성 재료층을 선택적으로 제거하는 것이다. 이와 같이, 팁부(131)가 형성될 영역을 건식 식각 공정에 의해 형성함으로써, 팁부(131)가 미세 피치를 가지도록 형성할 수 있다.

다음으로, 패터닝된 공간을 도전성 물질로 채워 팁부를 형성한다(S140). 도 6은 도 2 의 (S140) 단계의 공정을 도시한 것이다. 예시적으로, 본 단계(S140)는 전기 도금 방식을 통해 수행될 수 있다. 이 단계를 통해, 시드층(20)상에 위치하고, 감광성 재료층(30)이 패터닝된 공간에 도전성 물질을 채워 넣을 수 있다. 여기서 도전성 물질은 Ni-Co 합금이 바람직하나, 본원에 있어서 도전성 물질을 상기 합금으로만 한정하는 것은 아니다.

다음으로, 패터닝 된 감광성 재료층(30)을 제거한다(S150). 도7은 도2의 (S150)단계의 공정을 도시한 것이다. 예시적으로, 본 단계에서 감광성 재료층(30)을 제거하는 방법으로 에싱(ashing), 습식 제거 공정, 02플라즈마 공정 중 어느 하나에 의할 수 있다.

다음으로, (S100)단계에 의해 형성된 컨택터(130)의 일부분에 하나 이상의 홀이 형성된 절연성 재질의 연결 플레이트(110)를 접합하거나 또는 상기 컨택터의 일부분에 절연성 재질의 연결 플레이트(110)를 접합한 후 하나 이상의 홀을 형성한다(S200).

도8은 도1의 (S200)단계의 공정을 도시한 것이다. 절연성 재질의 연결 플레이트(110)를 접합하는 단계에서, 절연성 재질의 연결 플레이트(110)를 도8에 도시된 바와 같은 홀을 형성한 다음 컨택터(130)의 일부분에 접합할 수 있다. 더불어, 연결 플레이트(110)를 컨택터(130)의 일부분에 접합한 다음 도8에 도시된 바와 같은 홀을 형성할 수도 있다.

절연성 재질의 연결 플레이트(110)를 접합 시, 에폭시 스프레딩(epoxy spreading)을 수행하여 팁부(131)의 상부면에 에폭시 수지를 도포할 수 있다. 본원에 있어서 접착제로서 사용되는 물질은 반드시 에폭시 수지에 한정되는 것은 아니다.

예시적으로, 절연성 재질의 연결 플레이트(110)는 폴리이미드 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 폴리술폰 필름, 폴리에테르이미드 필름, 수지에 함참된 유리포 등이 사용될 수 있다. 그러나, 절연성 재질이 이에만 한정되는 것은 아니다.

절연성 재질의 연결 플레이트(110)에 홀을 형성하는 방법으로는 laser drilling이 바람직하나 반드시 이에만 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 홀에 컨택터(130)의 나머지 부분을 형성한다(S300). 도9내지 도10은 도1의 (S300)단계의 공정을 도시한 것이다.

도1의 (S200)의 단계에서 형성된 홀에 도전성 물질을 채우는 경우, 도9에 도시된 바와 같이 도전성 물질이 연결 플레이트(110)의 상부의 일부에 까지 채워질 수 있다. 이와 같은 경우 도10에 도시된 바와 같이 만들어 주기 위해 폴리싱 과정을 더 거칠 수 있다.

도10에 도시된 바와 같이 컨택터(130)의 몸체부(133)를 평평하게 폴리싱해 주는 것은 후술하는 도전성 단부(310)에 컨택볼(710)로부터 전달받은 신호를 정확하고 원활하게 전달하기 위한 것이다. 즉, 몸체부(133)를 평평하게 함으로써 도전성 단부(310)에 접촉되는 면적을 넓혀 신호를 좀 더 정확하게 전달 할 수 있다.

컨택터(130)의 나머지 부분인 몸체부(133)는 컨택볼(710)로부터 전달되는 전기적 신호를 팁부(131)에서 전달받을 수 있도록 도전성 물질로 형성된다. 예시적으로, 도전성 물질을 채우는 과정은 전기 도금 방식으로 수행될 수 있다. 여기서 도전성 물질을 Cu로 하여 수행될 수 있으나, 도전성 물질이면 되고 Cu에만 한정되는 것은 아니다.

마지막으로, 컨택터(130)의 팁부(131)에 부착된 기판(10)을 제거한다(S400). 도 11 은 도 1 의 (S400) 단계의 공정을 도시한 것이다.

예시적으로, 기판을 제거하는 방법은 KOH, TMAH 등의 용액을 사용하여 제거하는 습식 식각 공정과 RIE, DRIE와 같은 건식 식각 공정 등이 있다. 일부의 제1감광성 재료층(30)을 제거하는 방법으로는 에싱, 습식 제거 공정, O2 플라즈마 공정 중 어느 하나에 의할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상술된 도 3내지 도11의 공정 과정으로 복수 개의 팁(135)이 일괄 형성될 수 있다.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물(이하 ' 본 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물 '이라함)(100)에 대해 설명한다. 다만, 앞서 살핀 본원의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사용 소켓(1000)의 제조방법에서 설명한 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다

본 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물(100)은 상하로 관통된 다수의 관통 홀을 갖는 절연성 재질의 연결 플레이트(110)를 포함한다.

연결 플레이트(110)는 대략 사각판상으로서 절연을 위해 폴리이미드 재질로 이루어짐이 바람직하나, 본원에 있어 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 연결 플레이트(110)가 절연성 재질로 이루어짐으로써 컨택터(130)에 전달되는 전기적 신호가 정확하게 반도체 패키지(700)의 컨택볼(710) 또는 인쇄 회로 기판(500)에 전달될 수 있다.

또한, 연결 플레이트(110)는 컨택볼(710)이 팁부(131)에 접촉 시 컨택터(130)의 상하 유동이 자유롭도록 플렉서블한 필름으로 이루어짐이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 연결 플레이트(110)가 필름으로 이루어짐으로써 컨택터(130)와 컨택볼(710)이 접촉 시 컨택볼(710)에 가해지는 하중 압력을 줄일 수 있다.

본 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물(100)은 연결 플레이트(110)가 갖는 상하로 관통된 다수의 홀에 고정되는 컨택터(130)를 포함한다.

컨택터(130)는 하단으로는 반도체 패키지(700)의 컨택볼(710)과 접촉 가능하도록 팁이 돌출된 팁부(131)와 상단으로는 상단에 위치한 인쇄 회로 기판(500)과 전기적으로 연결되도록 돌출된 몸체부(133)를 포함할 수 있다.

도12는 컨택터(130)에 포함된 팁부(131)의 팁(135) 형상을 예시적으로 설명하기 위한 컨택터(130)의 사시도이다.

도 12을 참조하면, 컨택터(130)는 연결 플레이트(110)를 상하로 관통하여 형성된 홀에 고정되어 상단으로 돌출된 몸체부(133)와 반도체 패키지(700)의 컨택볼(710)과 접촉하는 팁부(131)로 이루어져 있다. 상기 컨택터(130)는 도전성 재질로 되어 있어, 반도체 패키지(700)의 테스트시, 팁부(131)는 컨택볼(710)과 접촉되고 몸체부(133)는 텐션부(300)를 통해 인쇄 회로 기판(500)에 반도체 패키지(700)의 불량 유무를 판단하는 출력을 전달하는 전기적 전달자 역할을 수행하게 된다.

도 12를 참조하면, 컨택터(130)의 팁부(131)는 팁이 컨택볼(710)을 감싸는 형태로 되어 있다. 컨택터(130)는 하나의 팁부(131)에 복수 개의 팁(135)이 배치되어 반도체 패키지의 컨택볼(710)을 감싸도록 형성되며, 도 12는 컨택볼(710)을 감싸는 형태를 설명하기 위한 본원의 일 실시예에 불과하며, 반드시 4개의 팁(133)로 이루어져 있어야 하는 것은 아니다. 팁이 컨택볼(710)을 감싸는 형태로 이루어짐으로써 컨택볼(710)에 정확하게 접촉되어 반도체 패키지(700)의 불량 유무 판단의 정확도를 높일 수 있다.

컨택터(130)의 팁부(131) 및 몸체부(133)는 인쇄 회로 기판(500)에 전기적 출력을 전달할 수 있도록 도전성 재질로 이루어지면 족하고, 팁부(131)와 몸체부(133)가 반드시 같은 재질로 이루어진 것은 아니다.

한편, 이하에서는 전술한 본원의 일 실시예에 따른 BGA 타입의 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물(100)을 이용한 본원의 일 실시예에 따른 BGA 타입의 반도체 패키지 검사용 소켓(이하 '본 반도체 패키지 검사용 소켓'이라함)(1000)에 대해 설명한다. 다만, 앞서 살핀 본원의 일 실시예에 따른 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물(100)에서 설명한 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.

본 반도체 패키지 검사용 소켓(1000)은 앞서 설명한 본 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물(100)을 포함한다.

본 반도체 패키지 검사용 소켓(1000)은 텐션부(300)를 포함한다.

도12는 본 반도체 패키지 검사용 소켓(1000)의 단면도이고, 도13 은 텐션부(300)를 개략적으로 나타낸 본 반도체 패키지 검사용 소켓(1000)의 확대 단면도이다. 도14 에 도시된 바와 같이, 하나의 텐션부(300)는 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물(100)과 상측으로 간격을 두고 배치되는 도전성 단부(310) 및 도전성 단부(310)가 측단에 부착되고 상하 방향으로 탄성 변형되는 쿠션부재(350)로 구성된다. 여기서, 도14는 컨택터(130)의 팁부(131)가 컨택볼(710)에 접촉된 상태를 나타낸 단면도이다.

도전성 단부(310)는 텐션부(300) 하단에 위치한 컨택터(130)의 돌출된 팁부(131)에 컨택볼(710)이 접촉 시, 텐션부(300) 상단에 부착된 인쇄 회로 기판(500)으로부터 전기적 입력을 받아 컨택터(130)를 통해 컨택볼(710)로 전기적 신호를 전달하고, 컨택볼(710)로부터 출력을 받은 전기적 신호를 컨택터(130)가 받고, 이 전기적 신호를 도전성 단부(310)가 받아 인쇄 회로 기판(500)에 전달하는 역할을 한다.

또한, 도전성 단부(310)는 팁부(131)가 컨택볼(710)에 접촉되면서 함께 상향으로 밀어 올려질 때 쿠션부재(350)의 탄성 변형에 따라 상승하여 반도체 패키지 검사용 소켓의 상단에서 인쇄 회로 기판(500)과 통전 가능하도록 연결된다.

또한, 도전성 단부(310)는 전기적 신호의 전달을 위해 금속의 한 종류임이 바람직하나, 본원에 있어 그 재질을 금속으로만 한정하는 것은 아니다.

또한, 컨택터(130)가 컨택볼(710)과 접촉하여 도전성 단부(310)에 컨택볼(710)의 하중 압력을 받을 경우 도전성 단부(310)의 손상을 방지하기 위해 도전성 단부(310)의 형태는 쿠션부재(350)의 측단을 감싸는 형상, 예시적으로, 굽쇠 모양으로 이루어짐이 바람직하나, 본원에 있어 그 형상을 굽쇠 모양으로만 한정하는 것은 아니다.

여기서, 도전성 단부(310)를 쿠션부재(350)에 증착하기 위해서 상기 쿠션부재(350)에 패터닝된 섀도우 마스크(shadow mask)를 부착하여 도전성 물질을 증착시키고, 섀도우 마스크를 제거하는 과정을 거친다. 섀도우 마스크란 증착을 원하는 부위는 가리지 않고, 증착을 원하지 않는 부위는 가리도록 패터닝 시킨 마스크로서, 증착시키고자 하는 물질 위에 부착하여 원하는 물질을 증착시킬 때 사용한다.

쿠션부재(350)는 컨택터(130)가 컨택볼(710)과 접촉 시 컨택볼(710)에 의해 가해지는 하중 압력을 받을 경우 상하 방향으로 탄성 변형될 수 있도록 한다. 이를 위해서 쿠션부재(350)는 플렉서블한 재질인 실리콘 고무, 폴리비닐, 아크릴 중 어느 하나로 이루어짐이 바람직하나, 본원에 있어서 그 재질을 이에만 한정하는 것은 아니다.

또한, 쿠션부재(350)는 휨 거동을 하는 캔틸레버의 형상을 가질 수 있다. 이는 컨택터(130)의 유동을 자유롭게 함과 동시에 컨택볼(710)과 팁부(131)가 접촉 시 다른 컨택터(130)와 통일되도록 유동하게 하기 위한 것이다.

텐션부(300)는 복수 개가 상하 방향으로 이격배치될 수 있다. 텐션부(300)가 복수 개인 경우, 컨택터(130)가 더 많은 쿠션부재(350)에 의해 더 탄성적으로 움직일 수 있다.

도 14는 본 반도체 패키지 검사용 소켓(1000)의 다른 실시 예의 개략적인 단면도이다. 도 14를 참조하면, 반도체 패키지 검사용 소켓(1000)은 인쇄 회로 기판(500)의 아래에서 반도체 패키지(700)의 컨택볼(710)과 직접적으로 접촉하도록 배치된다.

본 반도체 패키지 검사용 소켓(1000)는 인쇄 회로 기판(500)을 포함할 수 있다.

인쇄 회로 기판(500)은 컨택볼(710)과 팁부(310)가 접촉 시, 컨택터(130)의 상승에 따라 쿠션부재(350)가 휘어지면서 도전성 단부(310)와 통전 가능하도록 부착될 수 있다.

인쇄 회로 기판(500)은 본 반도체 패키지 검사용 소켓의 상단에 부착되고, 반도체 패키지(700)의 컨택볼(710)과 컨택터(130)의 팁부(131)가 접촉 시 인쇄 회로 기판(500)이 전기적 신호를 도전성 단부에 전달하고, 반도체 패키지(700)로부터 출력되는 전기적 신호를 도전성 단부로부터 받아 반도체 패키지(700)의 불량 유무를 판단한다.

한편 전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일 형으로 설명되어 있는 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

그리고 본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 기판 20: 시드층
30: 감광성 재료층 1000: 반도체 패키지 검사용 소켓
100: 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물
110: 연결 플레이트 130: 컨택터
131: 팁부 133: 몸체부
135: 팁
300: 텐션부 310: 도전성 단부 350: 쿠션부재 500: 인쇄 회로 기판
700: 반도체 패키지 710: 반도체 패키지의 컨택볼

Claims

반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법에 있어서,
(a)기판상에 상기 반도체 패키지의 컨택볼과 접촉하기 위한 컨택터의 팁부를 형성하는 단계;
(b)상기 팁부 상에 하나 이상의 홀이 형성된 절연성 재질의 연결 플레이트를 접합하거나 또는 상기 팁부 상에 절연성 재질의 연결 플레이트를 접합한 후, 하나 이상의 홀을 형성하는 단계;
(c)상기 홀에 상기 컨택터의 몸체부를 상기 팁부와 연결되게 형성하는 단계; 및
(d)상기 기판을 제거하는 단계를 포함하되,
상기 (a)단계에서,
상기 팁부에는, 상기 컨택볼과 접촉 가능하고 상기 컨택볼을 감싸도록, 복수 개의 팁이 돌출 형성되는 것인 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a1) 상기 기판상에 패터닝 된 포토레지스트 층을 식각하여 상기 팁부의 돌출된 상기 팁의 형상을 형성하는 단계;
(a2) 상기 기판 상에 시드층을 형성하는 단계;
(a3) 상기 시드층 상에 감광성 재료층을 형성하고, 상기 감광성 재료층을 패터닝하는 단계;
(a4) 상기 감광성 재료층이 패터닝된 공간에 도전성 물질을 채워 팁부를 형성하는 단계; 및
(a5) 상기 감광성 재료층을 제거하는 단계를 포함하는 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법.
제 2 항에 있어서,
상기 시드층은 Au로 이루어진 것인 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법.
제 2항에 있어서,
상기 도전성 물질이 Ni-Co 합금인 것인 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 연결 플레이트가 PI(Poly Imide) 필름인 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 (c)단계는 상기 홀에 도전성 물질을 충진하여 상기 몸체부를 상기 연결 플레이트의 상측으로 돌출되도록 형성하는 것인 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 도전성 물질의 충진을 통해 돌출된 몸체부의 상측은 폴리싱(polishing)을 통해 평평하게 가공되는 것인 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 도전성 물질은 Cu인 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물의 제조방법.
반도체 패키지 검사용 접촉 구조물에 있어서,
상하로 관통된 다수의 관통 홀을 갖는 절연성 재질의 연결 플레이트; 및
상기 각각의 관통 홀에 고정되는 컨택터를 포함하되,
상기 컨택터는,
하단으로는 반도체 패키지의 컨택볼과 접촉 가능하도록 팁이 돌출된 팁부; 및
상단으로는 상단에 위치한 인쇄 회로 기판(PCB)과 전기적으로 연결되도록 돌출된 몸체부를 포함하고,
상기 팁은 상기 컨택볼을 감싸도록 복수 개 형성되는 것인 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물.
삭제
제 9항에 있어서,
상기 연결 플레이트는 플렉서블한 필름인 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물.
반도체 패키지 검사용 소켓에 있어서,
제9항에 따른 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물; 및
상기 반도체 패키지 검사용 접촉 구조물과 상측으로 간격을 두고 배치되는 도전성 단부와 상기 도전성 단부가 측단에 부착되고 상하 방향으로 탄성 변형되는 쿠션부재를 구비하는 텐션부를 포함하되,
상기 도전성 단부는 상기 팁부가 컨택볼에 접촉되면서 상기 컨택터가 상향으로 밀어 올려질 때 상기 쿠션부재의 탄성 변형에 따라 상기 컨택터와 접촉된 상태로 상승하여 상기 반도체 패키지 검사용 소켓의 상단에서 인쇄 회로 기판(PCB)과 통전 가능하도록 연결되는 반도체 패키지 검사용 소켓.
제12항에 있어서,
상기 텐션부는 복수 개가 상하 방향으로 이격배치되는 것인 반도체 패키지 검사용 소켓.
제12항에 있어서,
상기 도전성 단부는 상기 쿠션부재의 측단을 감싸는 형상인 반도체 패키지 검사용 소켓.
제12항에 있어서,
상기 쿠션부재는 실리콘 고무, 폴리비닐 및 아크릴 중 어느 하나로 이루어진 반도체 패키지 검사용 소켓.
제 12항에 있어서,
상기 쿠션부재는 휨 거동을 통해 탄성 변형되는 캔틸레버 형상인 반도체 패키지 검사용 소켓.
제12항에 있어서,
상기 반도체 패키지 검사용 소켓의 상단에 부착된 상기 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하는 반도체 패키지 검사용 소켓.