KR101350413B1 - 도전성 파우더의 제조방법 - Google Patents

도전성 파우더의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성 파우더의 제조방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 검사용 시트의 탄성 절연물질 내부에 배치되는 도전성 파우더의 제조방법으로서, (a) 기판 상에 도전성 금속층인 시드층을 형성하는 시드층 형성단계; (b) 상기 시드층의 일면에 포토레지스트를 도포한 후 금속이 도금될 수 있도록 노광시키는 포토레지스트 노광단계; (c) 상기 노광된 포토레지스트의 요홈에 금속도금을 행하는 도금단계; 및 (d) 금속도금된 도전성 파우더를 기판으로부터 분리하는 분리단계;를 포함하는 도전성 파우더의 제조방법에 대한 것이다.

Description

도전성 파우더의 제조방법{Fabrication method of conductive power}
본 발명은 도전성 파우더의 제조방법으로서, 더욱 상세하게는 다양한 형상의 도전성 파우더를 제조할 수 있는 도전성 파우더의 제조방법에 대한 것이다.
일반적으로 제조가 완료된 반도체 칩과 같은 피검사 디바이스의 불량여부를 판단하기 위하여 전기적 테스트를 실시한다. 구체적으로는 검사장치로부터 소정의 테스트신호를 피검사 디바이스로 흘려보내 피검사 디바이스의 불량여부를 판정하게 된다. 이러한 검사장치와 피검사 디바이스는 서로 직접 접속되는 것이 아니라, 소위 테스트 소켓이라는 매개장치를 이용하여 간접적으로 접속하게 된다. 그 이유는 검사장치의 패드가 피검사 디바이스의 단자와 직접 접촉하는 경우에는 반복적인 테스트과정에서 검사장치의 패드가 마모 또는 파손이 발생하게 되는데, 이러한 검사장치의 패드가 파손되면 전체적인 검사장치를 교체해야 할 수 있어 검사비용이 과도하게 될 요인이 되기 때문이다. 또한 테스트 될 피검사 디바이스의 단자도 검사장치와의 직접적인 접촉으로 인하여 파손이 발생할 우려가 있다는 문제점이 있게 된다.
따라서, 테스트 소켓을 사용하게 되면 피검사 디바이스는 검사장치에 장착된 테스트 소켓에 접촉하게 되고 이에 따라 테스트 소켓이 반복적인 접촉에 의하여 마모 또는 파손되면 그 테스트 소켓만을 교체하여 주면 별도로 검사장치를 전체적으로 교체할 필요가 없어 유지보수비용을 절감할 수 있다. 또한 통상적인 테스트 소켓은 피검사 디바이스의 단자와의 접촉시 그 단자에 의한 충격을 흡수할 수 있는 구조로 이루어져 있어 피검사 디바이스의 단자 파손을 최소화할 수 있게 된다.
한편, 이러한 테스트 소켓으로는 스프링이 포함된 포고핀 등 다양한 것이 사용될 수 있으나, 최근에는 내부에 전도성 입자가 포함되고 탄성을 가지는 검사용 시트가 주로 사용되어 오고 있다.
이러한 검사용 시트의 일 예는 도 1에 도시된다. 상기 검사용 시트(100)는, 탄성 물질 내에 다수의 전도성 입자(121)가 함유되어 있는 형태로 이루어진다. 이러한 다수의 전도성 입자(121)는 두께방향으로 배향되어 하나의 도전부(120)를 이루며 이러한 도전부(120)가 상기 피검사 디바이스(140)의 단자(141)와 대응되도록 면방향으로 다수개가 배열되어 있게 된다. 이러한 도전부(121)는 피검사 디바이스(140)의 단자(141) 이외의 부분에 배치되며 상기 도전부(121)와 결합되어 각각을 지지하면서 상기 도전부(121)를 서로 절연시키는 절연성 지지부(110)에 의하여 절연 및 지지된다.
이러한 검사용 시트(100)는 검사장치(150)에 탑재된 상태에서 그 각각의 도전부(120)가 검사장치(150)의 패드(151)와 접촉되어 있게 된다. 이후에 같이 피검사 디바이스(140)이 하강하면 그 피검사 디바이스(140)의 단자(141)가 각각의 도전부(120)와 접촉하면서 검사용 시트(100)를 하측으로 가압하게 되며, 이에 따라 도전부(120) 내의 전도성 입자(121)들은 서로 밀착되면서 통전이 가능한 상태를 형성한다. 이후, 검사장치(150)로부터 소정의 테스트신호가 인가되면 그 테스트신호가 검사용 시트(100)를 거쳐 피검사 디바이스(140)으로 전달되고, 그 반사신호는 반대로 검사용 시트(100)를 거쳐 검사장치(150)로 들어오게 된다.
이러한 도전성 파우더는 통상적으로 구형 또는 별형 등이 주료 사용된다. 또한 도전성 파우더의 제조는 고체 금속염이나 화합물의 열분해, 승화와 응축, 금속의 공중·액중 방전, 기계적 분쇄, 용탕 분무, 전해에 의한 석출, 용액에서의 석물 또는 환원 등 다양한 방법으로 제조되고 있다.
그러나, 이한 도전성 파우더의 제조방법들은 모두 균일한 크기의 도전성 파우더의 제조가 어려울 뿐 아니라 원하는 특성을 얻기 위해 특수한 형상으로 제작하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 더욱 상세하게는 원하는 크기 및 형상을 가지는 미세한 도전성 파우더의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 파우더의 제조방법은, 검사용 시트의 탄성 절연물질 내부에 배치되는 도전성 파우더의 제조방법으로서,
(a) 기판 상에 도전성 금속층인 시드층을 형성하는 시드층 형성단계;
(b) 상기 시드층의 일면에 포토레지스트를 도포한 후 금속이 도금될 수 있도록 노광시키는 포토레지스트 노광단계;
(c) 상기 노광된 포토레지스트의 요홈에 금속도금을 행하는 도금단계;
(d) 금속도금된 도전성 파우더를 기판으로부터 분리하는 분리단계;를 포함한다.
상기 제조방법에서,
상기 도금단계와, 상기 분리단계의 사이에는 도금된 금속도금층의 표면을 연마하는 표면연마단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제조방법에서,
상기 요홈은 제조될 도전성 파우더와 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 제조방법에서,
상기 분리단계 이후에는, 도전성 파우더의 표면을 상기 도전성 파우더보다 전도성이 우수한 재료로 표면도금하는 표면도금 단계가 더 포함될 수 있다.
상기 제조방법에서,
상기 도전성 파우더는, 일면과 타면을 관통하는 관통홀이 형성될 수 있다.
상기 제조방법에서,
상기 도전성 파우더는, 별, 링, 고리 형상 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성 파우더의 제조방법은, 검사용 시트의 탄성 절연물질 내부에 배치되는 도전성 파우더의 제조방법으로서,
(a) 기판 상에 제조되어야 하는 도전성 파우더와 대응되는 형상을 가지는 요홈을 형성하는 요홈 형성단계;
(b) 상기 요홈 및 그 요홈의 주변을 덮도록 금속층을 형성하는 금속층 형성단계;
(c) 상기 요홈을 채우도록 금속도금을 행하는 도금단계;
(d) 금속도금된 도전성 파우더를 상기 기판으로부터 분리하는 분리단계;를 포함한다.
상기 제조방법에서,
상기 요홈은, 식각공정 또는 임프린팅(Imprinting) 공정을 이용하여 상기 기판 상에 형성될 수 있다.
상기 제조방법에서,
상기 도금단계와, 상기 분리단계의 사이에는 도금된 금속도금층의 표면을 연마하는 표면연마단계가 더 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 도전성 파우더의 제조방법에 의하면, 원하는 모양과 형상을 가지는 다양한 형태의 미세 도전성 파우더를 제작할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 도전성 파우더가 배치된 검사용 시트를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 파우더의 제조공정을 나타내는 블럭도.
도 3은 도 2의 도전성 파우더의 제조방법을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도전성 파우더의 제조공정을 나타내는 블럭도.
도 5는 도 4의 도전성 파우더의 제조방법을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도전성 파우더의 금형을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 도전성 파우더의 제조공정을 나타내는 도면.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 도전성 파우더의 다양한 형태를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 도전성 파우더의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 파우더의 제조방법은, 시드층 형성단계(S100), 포토레지스트 노광단계(S200), 도금단계(S300), 표면 연마단계(S400), 분리단계(S500) 및 표면 도금단계(S600)를 포함하여 구성된다.
상기 시드층 형성단계(S100)는, 도 3(a)와 같이 소정의 기판(10) 상에 도전성 금속인 시드층(20)을 형성하는 단계이다. 구체적으로는 Wafer 등의 기판(10) 상에 스퍼터링이나 진공증착 방식에 의하여 형성된 구리박막이나 구리합금박막과 같은 금속소재로 이루어진 시드층(20)을 형성하는 단계이다.
상기 포토레지스트 노광단계(S200)는, 도 3(b)와 같이 상기 시드층(20)의 일면에 포토레지스트(30)를 도포한 후 금속이 도금될 수 있도록 노광시키는 것이다. 구체적으로는 시드층(20)의 일면에 포토레지스트(30)를 도포한 후 금속이 도금될 수 있도록 요홈(31)이 형성될 부분이 관통될 포토마스크(미도시)를 통해 자외선을 조사시켜 노광하는 단계이다. 도 3(c)에서는 포토레지스트(30)가 노광되어 요홈(31)이 형성된 상태를 나타낸다.
상기 도금단계(S300)는, 상기 노광된 포토레지스트(30)의 요홈(31)에 금속도금을 행하는 단계이다. 구체적으로는 전기도금을 행하여 전 단계에서 형성된 요홈(31)에 금속코팅층(40)을 일정 두께로 성장시키는 단계이다. 요홈 내에 성장된 금속도금층이 도전성 파우더(40; 금속도금층)를 구성하는 것으로서, 상기 요홈(31)은 제조될 도전성 파우더와 대응되는 형상을 가지게 된다.
상기 표면 연마단계(S400)는, 도금과정에서 표면이 불균일한 경우 그 표면의 상태를 균일하게 하기 위하여 소정의 연마기구를 이용하여 제조될 파우더(금속도금층)의 표면을 연마하는 것이다.
상기 분리단계(S500)는, 금속도금된 도전성 파우더(40)를 기판(10)으로부터 분리하는 단계이다. 도 3(e)에서는 기판(10)으로부터 분리된 도전성 파우더(40)를 도시하고 있다.
상기 표면 도금단계(S600)는, 도전성 파우더(40)의 표면을 상기 도전성 파우더보다 전도성이 우수한 재료로 표면도금하는 것이다. 구체적으로는 도전성 파우더의 표면에 도전성이 우수한 금, 은과 같은 귀금속으로 도금을 행하는 것이다. 도전성 파우더의 표면을 소정의 표면도금층을 피복하는 수단으로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨데 화학 도금 또는 전해 도금법, 스퍼터링법, 증착법이 이용될 수 있다.
본 발명의 도전성 파우더의 제조방법은 이에 한정되는 것은 아니며 도 4 및 도 5에 개시된 바와 같이 제조될 수 있다. 구체적으로 도전성 파우더의 제조방법은, 요홈 형성단계(S100'), 금속층 형성단계(S200'), 도금단계(S300'), 표면연마단계(S400'), 분리단계(S500') 및 표면 도금단계(S600')를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 요홈 형성단계(S100')는, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 기판(10')을 준비하고, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 기판(10') 상에 제조되어야 하는 도전성 파우더와 대응되는 형상을 가지는 요홈(11')을 형성하는 단계이다. 이때 요홈(11')은, 기판(10')이 웨이퍼나 금속인 경우에는 식각공정을 이용하고, 폴리머인 경우에는 임프린팅 공정을 이용하여 음각으로 형상을 구현할 수 있다.
상기 금속층 형성단계(S200')는, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 상기 요홈(11') 및/또는 요홈(11')의 주변에 금속층(20')을 형성하는 단계이다. 이때 금속층(20)은, 스퍼터링이나 진공증착 방식에 의하여 형성될 수 있으며, 구리박막이나 구리합금박막과 같은 금속소재로 이루어질 수 있다.
상기 도금단계(S300')는, 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 상기 금속층(20')이 도포된 요홈(11')을 채우도록 금속도금을 행하는 것이다. 구체적으로는 금속층(20')을 전극으로 이용하여 음각의 도전성 파우더 형상을 전주도금으로 채우는 것이다. 이때 요홈 내에 채워지는 도금층(40')이 도전성 파우더를 구성하게 된다.
상기 표면연마단계(S400')는, 요홈(11') 내에 도금된 도금층(40')의 표면을 평탄하게 균일화하는 것으로서, 소정의 연마기구를 사용하여 이루어지게 된다.
상기 분리단계(S500')는, 금속도금된 도전성 파우더(40')를 기판(10')으로부터 분리하는 단계이다. 도 5(e)에서는 기판(10')으로부터 분리된 도전성 파우더(40')를 도시하고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 파우더에서 금형을 이루는 기판은 도 6과 같은 반원형상을 가지는 요홈 내지 기타 다양한 형상의 요홈이 제작될 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 순차적인 공정을 통하여 일괄적으로 제조될 수 있다.
구체적으로는 먼저 롤형태로 감긴 기판을 투입하고 이후에는 기판에 요홈을 형성하고, 이후에 도전성 파우더 형성을 위한 금속도금을 행하고, 최종적으로 파우더를 분리/ 회수하는 공정을 통하여 자동화하여 다수의 도전성 파우더를 제조할 수 있다.
이와 같이 제조된 도전성 파우더는 도 8 내지 13에 도시된 바와 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.
예컨데, 도 8에 도시된 바와 같이 별모양의 도전성 파우더(41)의 중앙에 단일의 관통공(41')이 형성되도록 하는 것도 가능하며, 도 9에 도시된 바와 같이 도전성 파우더(42)가 우주비행선과 같은 형상이 되도록 구현할 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이 도전성 파우더(43)를 타원형상으로 제작하거나, 도 11에 도시된 바와 같이 도전성 파우더(44)를 "C" 형상으로 구현하는 것도 가능하다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이 도전성 파우더(45)를 원형판의 내부에 별모양의 구멍이 형성되도록 하는 것도 가능하며, 도 13에 도시된 바와 같이 도전성 파우더(46)를 원형판의 내부에 다수의 관통공이 형성되도록 하는 것이 가능하다.
상술한 실시예에서, 도전성 파우더에 관통공이 형성되도록 하는 경우에는 도전성 파우더가 실리콘 고무 내에 배치되는 경우에 실리콘 고무와 확고한 결합상태를 유지하여 실리콘 고무로부터 쉽게 분리 및 이탈하지 않는 효과를 가지게 된다. 특히, 도 13에 도시된 바와 같이 다수의 관통공이 형성되는 경우에는 관통공 사이사이에 실리콘 고무가 침투하여 도전성 파우더가 실리콘 고무의 압축 및 팽창과정에서 쉽게 분리되지 않는다.
이러한 본 발명에서 설명한 다양한 제조방법은 다음과 같은 장점을 가진다.
먼저, 종래기술과 달리 제작자가 원하는 형상을 가지는 다양한 형상의 파우더를 제조할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 원하는 형상으로 균일하게 도전성 파우더를 제조할 수 있어 검사의 신뢰성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 기존에는 구현할 수 없었던 다양한 형상, 예컨데 도 8 내지 도 13에 도시된 바와 같이 다양한 형상의 도전성 파우더의 형상을 구현할 수 있어 설계자가 원하는 도전성 파우더의 특성을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 도전성 파우더 내에 관통공을 형성하여 실리콘 고무와의 결합력을 극대화하는 도전성 파우더의 형상도 구현할 수 있어 전체적인 검사용 시트의 내구성을 증진시키는 것이 가능하다는 장점이 있다.
이상에서 다양한 실시예를 들어 본 발명의 도전성 파우더의 제조방법을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 권리범위로부터 합리적으로 해석될 수 있는 것이라면 무엇이나 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연하다.
10...기판 20...시드층
30...포토레지스트 31...요홈
40...도금층

Claims (9)

  1. 검사용 시트의 탄성 절연물질 내부에 배치되는 도전성 파우더의 제조방법으로서,
    (a) 기판 상에 도전성 금속층인 시드층을 형성하는 시드층 형성단계;
    (b) 상기 시드층의 일면에 포토레지스트를 도포한 후 금속이 도금될 수 있도록 노광시키는 포토레지스트 노광단계;
    (c) 상기 노광된 포토레지스트의 요홈에 금속도금을 행하는 도금단계;
    (d) 금속도금된 도전성 파우더를 기판으로부터 분리하는 분리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 파우더의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도금단계와, 상기 분리단계의 사이에는 도금된 금속도금층의 표면을 연마하는 표면연마단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 파우더의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요홈은 제조될 도전성 파우더와 대응되는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 파우더의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분리단계 이후에는, 도전성 파우더의 표면을 상기 도전성 파우더보다 전도성이 우수한 재료로 표면도금하는 표면도금 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 도전성 파우더의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 파우더는, 일면과 타면을 관통하는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 파우더의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 파우더는, 별, 링, 고리 형상 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 파우더의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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