KR101365769B1 - 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브카드 제조시에 경성 프로브카드에 연성 회로기판을 구성하고 경성 회로기판인 메인 PCB와 보조장치를 연성 회로기판으로 연결이 가능하도록 하여 공간적 제약과 더 많은 보조 기능을 탑재할 수 있도록 한 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예는 (a) 회로를 형성시킨 PCB를 2개 이상 적층하고, 적층된 PCB들을 프리프레그를 이용하여 상호 접합하여 경성 프로브카드를 제조하는 단계; (b) 경성 프로브카드의 하부면에 회로를 형성하는 단계; (c) 경성 프로브카드를 회로가 상호 마주보도록 상부와 하부에 각각 위치시키고, 경성 프로브카드의 사이에 연성 회로기판 및 연성 회로기판의 상부면과 하부면에 각각 프리프레그를 적층하되, 연성 회로기판은 일단부가 적층된 경성 프로브카드에서 더 돌출되어 커넥터 결합부를 형성하도록 하여 접합하는 단계; (d) 커넥터 결합부의 상부와 하부에는 각각 더미보드를 적층하는 단계; (e) 프레스 작업하는 단계; (f) 연성 회로기판의 커넥터 결합부에서 더미보드를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법{Manufacturing method of probecard}

본 발명은 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프로브카드 제조시에 경성 프로브카드에 연성 회로기판을 구성하고 경성 회로기판인 메인 PCB와 보조장치를 연성 회로기판으로 연결이 가능하도록 하여 공간적 제약과 더 많은 보조 기능을 탑재할 수 있도록 한 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법이다.

일반적으로 반도체소자는 웨이퍼에 회로패턴을 형성하는 패브리케이션 공정과 패턴이 형성된 웨이퍼를 분할하여 각각의 칩으로 조립하는 어셈블리공정을 거쳐서 제조되는데, 이때 패브리케이션 공정과 어셈블리공정 사이에는 웨이퍼를 구성하는 각 칩의 전기적 특성을 검사하여 불량 여부를 판단하는 EDS(Electric Die Sorting) 검사를 거치게 된다.

EDS 검사는 웨이퍼를 구성하는 각 칩에 전기적 신호를 인가시켜 체크되는 신호를 이용하여 불량 여부를 판단하며, 이때 양품으로 판단된 칩에 대해서만 후속공정이 진행되고 불량으로 판단된 칩은 폐기처분된다. 이러한 EDS 검사를 위해서는 웨이퍼상의 각 칩에 검사장치의 전기적 신호를 인가할 수 있어야 하는데, 이를 위해 사용되는 것이 프로브카드(probe card)이다.

그러나 종래에는 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 내층PCB와, 다수의 내층PCB 사이에 프리프레그와 최외층의 프리프레그의 외층에 동박을 적층한 후, 소정 온도에서 압착하여 완성하였다.

또한, 상기와 같은 적층작업으로 프로브카드 작업을 진행할 시에는 압력과 온도로 인하여 프리프레그가 반경화상태에서 경화상태로 바뀌는 중에 프리프레그 성분 중 수지에 의해서 센터와 사이드 사이에 두께 편차가 발생하는 문제점 및 일정 두께로 제작하기 위하여 내층PCB의 두께가 최소화 되어 기존 컨베어라인에서 걸림, 말림, 찢어짐이 발생하는 문제점이 발생하였고, EDS 검사 시 일정한 수량의 검사에 의한 프로브카드 손상이 발생하여 주기적인 제작이 필요한 문제점이 있었다.

또한 본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제0682578호 "인쇄회로기판의 제조방법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 표면에 회로패턴을 가지는 다수의 내층PCB와 최외층의 동박을 층간접착제를 개재한 후 소정 온도에서 압착하여 적층하는 단계; 표면연마를 통해 상기 최외층의 동박과 층간접착제의 일부를 제거하고 표면을 평탄화시키는 단계; 상기 평탄화된 최외층에 층간접착제를 개재하여 동박을 부착하는 단계; 상기 최외층의 동박과 내부의 내층PCB를 관통하는 관통홀을 형성하고, 상기 관통홀의 내벽에 상기 내층PCB의 회로패턴과 전기적으로 연결되는 도금층을 형성하는 단계; 상기 최외층에 부착된 동박을 처리하여 회로패턴을 형성하는 단계를 포함하는 인쇄회로기판의 제조방법을 제안하였다.

그러나 상기 종래의 기술 및 배경기술은 적층 공정으로 형성되는데, 주어진 두께로 적층하여 진행하며 이렇게 진행할 시에는 프로브카드는 하이테크 되는 반도체 칩을 효율적으로 검사하기 위하여 적층되는 층을 높여가야 하고 그로 인하여 적층되는 두께가 점점 더 두꺼워져 보조기능 탑재 등에 한계가 있어 제조 및 그 사용에 한계가 있는 문제점이 있었다.

특허등록 제0682578호 "인쇄회로기판의 제조방법"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로브카드 제조시에 웨이퍼와 접하는 프로브카드에 연성 회로기판을 구성하고 연성 회로기판을 이용하여 회로를 집중시킨 메인 PCB 또는 보조장치와 연결이 가능하도록 하여, 프로브카드와 연성 회로기판을 이용하여 연결되는 메인 PCB 또는 보조장치는 평탄도와 두께, 형태(원형 또는 여타 도형)에 제약을 받지 않아 다양한 제품을 적용할 수 있어 두께를 최소화하여 두께 증가시 발생하는 리스크를 줄일 수 있으며, 고다층 적층에서 발생하기 쉬운 쏠림과 밀림 불량을 획기적으로 줄일 수 있고, 소모품인 프로브카드의 반복 작업시 메인 PCB는 소모가 없어 소모성 카드를 최소화할 수 있는 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 (a) 회로를 형성시킨 PCB를 2개 이상 적층하고, 적층된 PCB들을 프리프레그를 이용하여 상호 접합하여 경성 프로브카드를 제조하는 단계; (b) 경성 프로브카드의 하부면에 회로를 형성하는 단계; (c) 경성 프로브카드를 회로가 상호 마주보도록 상부와 하부에 각각 위치시키고, 경성 프로브카드의 사이에 연성 회로기판 및 연성 회로기판의 상부면과 하부면에 각각 프리프레그를 적층하되, 연성 회로기판은 일단부가 적층된 경성 프로브카드에서 더 돌출되어 커넥터 결합부를 형성하도록 하여 접합하는 단계; (d) 커넥터 결합부의 상부와 하부에는 각각 더미보드를 적층하는 단계; (e) 프레스 작업하는 단계; (f) 연성 회로기판의 커넥터 결합부에서 더미보드를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, (c) 단계에서, 적층된 경성 프로브카드 및 연성 회로기판을 리벳을 이용하여 결합하도록 할 수 있으며, (d) 단계에서, 커넥터 결합부와 더미보드의 사이와 적층된 경성 프로브카드의 최외측면에 완충제를 각각 구성하고, (f) 단계에서, 완충제를 제거하도록 할 수 있다.

본 발명의 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법은 프로브카드 제조시에 웨이퍼와 접하는 프로브카드에 연성 회로기판을 구성하고 연성 회로기판을 이용하여 회로를 집중시킨 메인 PCB 또는 보조장치와 연결이 가능하도록 하여, 프로브카드와 연성 회로기판을 이용하여 연결되는 메인 PCB 또는 보조장치는 평탄도와 두께, 형태(원형 또는 여타 도형)에 제약을 받지 않아 다양한 제품을 적용할 수 있어 두께를 최소화하여 두께 증가시 발생하는 리스크를 줄일 수 있으며, 고다층 적층에서 발생하기 쉬운 쏠림과 밀림 불량을 획기적으로 줄일 수 있고, 소모품인 프로브카드의 반복 작업시 메인 PCB는 소모가 없어 소모성 카드를 최소화할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 경성 프로브카드의 구성을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 연성 회로기판의 구성을 도시한 도이다.
도 3은 본 발명의 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법을 단계별로 도시한 도이다.
도 4는 종래의 프로브카드용 인쇄회로기판의 제조방법에 의한 적층 공정도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 경성 프로브카드(10)의 제조시 PCB(11) 사이에 연성 회로기판(20)을 적층하여 형성하도록 하고, 상기 연성 회로기판(20)의 노출된 단부인 커넥터 결합부(20a)에 커넥터를 이용하여 회로를 집중시킨 메인 PCB와 연결하거나, 보조장치와 연결이 가능하도록 한다.

본 발명의 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법을 바람직한 실시 예를 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 경성 프로브카드(10)를 제조하고(a), 이후, 경성 프로브카드(10)의 하부면에 회로를 형성시킨다(b).

도 1은 본 발명의 경성 프로브카드의 구성을 도시한 도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 회로를 형성시킨 PCB(11)를 2개 이상 적층하고, 적층된 PCB(11)들을 프리프레그(12)를 이용하여 상호 접합하여 경성 프로브카드(10)를 제조한다. 요구되는 두께를 구현하기 위하여 절연체인 프리프레그(12)를 이용하여 각각의 내층회로면을 적층하고, 최하부면 한 면만 외층 회로를 형성하여 경성 프로브카드(10)를 제조한다.

즉, 연성 회로기판(20)과 마주보는 면만 외층 회로를 형성시킨다.

프리프레그(Prepreg; Pre-impregnated material)는 유리 섬유에 열경화성 수지를 침투시켜 반 경화상태로 만든 것으로 이를 SHEET상태로 만들어 기판사이를 접착하는 원자재로 사용된다.

경성 프로브카드(10)는 일반적인 프로브카드의 제조방법과 동일하며, 회로형성 → 적층 → 드릴 → 도금 → DF/PSR → 표면처리의 과정을 포함하여 이루어진다.

이후, 연성 회로기판(20)을 중심으로 상부면과 하부면에 각각 프리프레그(21)와 경성 프로브카드(10)를 적층하여 접합한다(c).

도 2는 본 발명의 연성 회로기판의 구성을 도시한 도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 연성 회로기판(20)은 폴리이미드(polyimid) 절연체의 상하로 회로가 형성되고, 상하의 회로를 관통한 홀을 이용하여 상하부의 회로가 통하게 하고, 상하로 회로를 보호하고 휨이 가능하게 하도록 상부면과 하부면에 커버레이(coverlay)를 접착한다.

연성 회로기판(20)은 일반적인 연성 회로기판의 제조방법과 동일하며, 재단 → 드릴 → 도금 → 회로형성 → Coverlay, 가접, 적층 → 표면처리의 과정을 포함하여 이루어진다.

연성 회로기판(20)을 중심으로 상부면과 하부면에 각각 프리프레그(21)와 경성 프로브카드(10)를 적층하여 접합하는데, 이때 정확한 접합을 위하여 경성 프로브카드와 연성 회로기판에 펀칭을 한 후 리벳(1a)을 사용하여 정확도 높여 접합할 수 있다.

도 3은 본 발명의 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법을 단계별로 도시한 도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 연성 회로기판(20)의 상부면과 하부면에 각각 프리프레그(21)와 경성 프로브카드(10)를 적층하여 접합한다.

프리프레그(21)는 레진이 발생하지 않는 비 레진 프리프레그를 사용하여 연성 회로기판(20)과 경성 프로브카드(10) 사이에 적층되어 연성 회로기판(20)과 경성 프로브카드(10)을 접합한다. 이때, 연성 회로기판(20)과 경성 프로브카드(10)을 리벳(1a)을 사용하여 접합할 수 있다.

이때, 상부와 하부에 적층된 경성 프로브카드(10)는 회로가 형성된 하부면이 연성 회로기판(20)을 중심으로 상호 마주보게 각각 위치시키고, 마주보는 경성 프로브카드(10)(10)의 일측면의 외측으로 연성 회로기판(20)의 일단부가 더 돌출되어 커넥터 결합부(20a)를 형성하도록 한다.

이후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 커넥터 결합부(20a)의 상부와 하부에는 각각 더미보드(23)를 적층한다(d).

연성 회로기판(20)과 연성 회로기판(20)의 상하부에 적층된 경성 프로브카드(10) 간의 길이가 차이나는 부분인 커넥터 결합부(20a)에는 커넥터 결합부(20a)의 상부와 하부에는 각각 더미보드(23)를 적층하여 연성 회로기판(20)의 상부와 하부에 적층된 경성 프로브카드(10)와 두께를 균일하게 한다.

더미보드(23)는 전체적인 두께를 맞추기 위하여 사용되는 절연체로서, 공지의 다양한 소재로 구성될 수 있다.

또한, 커넥터 결합부(20a)와 더미보드(23)의 사이에는 절연체이며 완충작용을 하는 완충제(22)를 구성하고, 적층된 경성 프로브카드(10)의 최외측면에도 완충제(24)를 적층하도록 하여 프레스 치구를 보호하도록 할 수 있다

완충제(22)(24)는 절연체로서, 공지의 다양한 소재로 구성될 수 있으며, 완충제로서 주로 사용되는 소재로는 PET FILM 과 크라프트지가 있다.

이후, 프레스 작업을 한다(e).

연성 회로기판(10)의 상부와 하부면에 각각 경성 프로브카드(10)를 적층하고, 돌출된 연성 회로기판(20)의 커넥터 결합부(20a)의 상부와 하부에도 경성 프로브카드(10)와 두께를 맞추어 더미보드(23)를 구성하였기 때문에, 경성 프로브카드(10)와 더미보드(23)를 동시에 프레스 작업을 한다. 프레스 자업시 가압조건과 환경 등은 목적 제품의 용도에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

마지막으로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 프레스 작업 후 연성 회로기판(20)의 커넥터 결합부(20a)에서 더미보드(23)를 제거한다(f).

프레스 작업 후 더미보드(23)를 제거하여 본 발명의 연성 회로기판을 이용한 프로브카드(1)를 완성한다. 더미보드(23)와 연성 회로기판(20) 사이 및 경성 프로브카드(10)의 외측면에 완충제(22)(24)가 구성된 경우에는 완충제(22)(24)도 같이 제거한다.

본 발명의 연성 회로기판을 이용한 프로브카드(1)는 연성 회로기판(20)의 일측은 상부와 하부에 각각 경성 프로브카드(10)가 접합되어 형성되고, 타측은 돌출되어 커넥터 결합부(20a)를 형성한다. 따라서, 커넥터 결합부(20a)에 커넥터를 연결하여 회로를 집중시킨 메인 PCB와 연결하거나, 보조장치와 연결이 가능하도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법은 프로브카드 제조시에 웨이퍼와 접하는 프로브카드에 연성 회로기판을 구성하고 연성 회로기판을 이용하여 회로를 집중시킨 메인 PCB 또는 보조장치와 연결이 가능하도록 하여, 프로브카드와 연성 회로기판을 이용하여 연결되는 메인 PCB 또는 보조장치는 평탄도와 두께, 형태(원형 또는 여타 도형)에 제약을 받지 않아 다양한 제품을 적용할 수 있어 두께를 최소화하여 두께 증가시 발생하는 리스크를 줄일 수 있으며, 고다층 적층에서 발생하기 쉬운 쏠림과 밀림 불량을 획기적으로 줄일 수 있고, 소모품인 프로브카드의 반복 작업시 메인 PCB는 소모가 없어 소모성 카드를 최소화할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

1 : 연성 회로기판을 이용한 프로브카드
1a : 리벳
10 : 경성 프로브카드
11 : PCB
12 : 프리프레그
13 : PSR
20 : 연성 회로기판
20a : 커넥터 결합부
21 : 프리프레그
22, 24 : 완충제
23 : 더미보드

Claims (3)

1. (a) 회로를 형성시킨 PCB(11)를 2개 이상 적층하고, 적층된 PCB(11)들을 프리프레그(12)를 이용하여 상호 접합하여 경성 프로브카드(10)를 제조하는 단계;
   (b) 경성 프로브카드(10)의 하부면에 회로를 형성하는 단계;
   (c) 경성 프로브카드(10)를 회로가 상호 마주보도록 상부와 하부에 각각 위치시키고, 경성 프로브카드(10)(10)의 사이에 연성 회로기판(20) 및 연성 회로기판(20)의 상부면과 하부면에 각각 프리프레그(21)를 적층하되,
   연성 회로기판(20)은 일단부가 적층된 경성 프로브카드(10)에서 더 돌출되어 커넥터 결합부(20a)를 형성하도록 하여 접합하는 단계;
   (d) 커넥터 결합부(20a)의 상부와 하부에는 각각 더미보드(23)를 적층하는 단계;
   (e) 프레스 작업하는 단계;
   (f) 연성 회로기판(20)의 커넥터 결합부(20a)에서 더미보드(23)를 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   (c) 단계에서,
   적층된 경성 프로브카드(10)(10) 및 연성 회로기판(20)을 리벳(1a)을 이용하여 결합하는 것을 특징으로 하는 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   (d) 단계에서, 커넥터 결합부(20a)와 더미보드(23)의 사이와, 적층된 경성 프로브카드(10)의 최외측면에 완충제(22)(24)를 각각 구성하고,
   (f) 단계에서, 완충제(22)(24)를 제거하는 것을 특징으로 하는 연성 회로기판을 이용한 프로브카드 제조방법.

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