KR101619221B1 - Manfacturing method of stiffener of probe card using a carbon complex material and the manfacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 고비중 난절삭 소재인 인바(Invar)나 노비나이트(Nobinate), 스테인리스(Stainless)를 대체할 수 있는 탄소복합소재를 개발함으로써 경량화를 통한 작업성 향상 및 가공성을 개선함과 동시에 우수한 탄성율을 가지며 특히, 요구되는 열적 변형으로서 휨 변형량을 만족시키는 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 탄소섬유 45 ~ 55 중량부에 바인더 수지 20 ~ 30 중량부와, 세라믹 또는 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화마그네슘 중에서 하나 또는 둘 이상으로 구성된 비철금속 파우더 10 ~ 25 중량부, 충전제(filler) 0.1 ~ 5 중량부의 혼합물을 함침하고, 프리프레그(Prepreg)의 형태로 제조하는 단계; 상기 프리프레그(Prepreg)를 적층하여 탄소복합소재를 제조하는 단계; 및 상기 탄소복합소재를 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 구성요소별로 마련된 금형에 투입하여 가압 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a stiffener of a probe card using a carbon composite material and a method of manufacturing the stiffener. More particularly, the present invention relates to a stiffener of a probe card, Invar), nobonite and stainless steel, it is possible to improve workability and workability through light weight, and at the same time to have an excellent elastic modulus. Especially, as a required thermal deformation, The present invention relates to a stiffener of a probe card using a carbon composite material and a method of manufacturing the stiffener.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention comprises the steps of: mixing 20 to 30 parts by weight of a binder resin with 45 to 55 parts by weight of carbon fiber, and one or more of ceramic or calcium oxide, aluminum oxide, 10 to 25 parts by weight of a nonferrous metal powder composed of two or more fillers and 0.1 to 5 parts by weight of a filler is impregnated and prepared in the form of a prepreg; Laminating the prepreg to produce a carbon composite material; And a step of injecting the carbon composite material into a mold provided for each constituent element of a stiffener of a probe card, followed by press molding.
Description
본 발명은 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존 프로브 카드의 보강판(stiffener)의 고비중 난절삭 소재인 인바(Invar)나 노비나이트(Nobinate), 스테인리스(Stainless)를 대체할 수 있는 탄소복합소재를 개발함으로써 경량화를 통한 작업성 향상 및 가공성을 개선함과 동시에 우수한 탄성율을 가지며 특히, 요구되는 열적 변형으로서 휨 변형량을 만족시키는 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a stiffener for a probe card using a carbon composite material and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a stiffener for a probe card using a carbon composite material, By developing a carbon composite material that can replace noble and stainless steel, it is possible to improve workability and workability through light weight, and at the same time to have an excellent elastic modulus. Especially, as a thermal deformation required, A stiffener of a probe card using a composite material, and a manufacturing method thereof.
최근 들어 산업기술의 발달이 급속하게 진행됨에 따라 복잡하면서도 방대한 산업상 정보를 단시간 내 처리함은 물론 빠른 시간 내에 기억 및 출력할 수 있는 수단으로 반도체 제품의 사용이 급격이 늘어나고 있다. 특히, 이러한 반도체 제품은 특히 정보 처리 성능의 업그레이드가 매우 빠르게 진행되어 산업상 정보를 처리하는 정보처리장치에 집중적으로 사용되고 있다.
In recent years, as the development of industrial technology has progressed rapidly, the use of semiconductor products has been increasing rapidly as a means of storing and outputting complicated and vast industrial information in a short time as well as storing and outputting in a short time. Particularly, such semiconductor products are being used intensively in information processing apparatuses that process information in an extremely fast manner, especially in upgrading information processing performance.
이와 같은 반도체 제품은 웨이퍼(Wafer)라 불리는 순수 실리콘 기판상에 박막 형태를 갖으면서도 수십 ~ 수백만 개의 저항, 트랜지스터, 커패시턴스 등의 조합으로 이루어진 반도체 칩 모음을 제작하고, 제작된 반도체 칩을 외부 하드웨어와 전기 신호가 입출입되도록 함과 더불어 취성이 약한 반도체 칩을 보호하는 패키징 공정 및 적어도 1 개 이상의 반도체 패키지가 인쇄회로기판 등에 실장된 반도체 모듈의 형태로 제작한 후 최종 테스트를 거쳐 사양대로 작동하는 반도체 모듈만이 사용자에게 판매된다.
Such a semiconductor product includes a semiconductor chip assembly formed of a combination of tens or millions of resistors, transistors, and capacitors while having a thin film form on a pure silicon substrate called a wafer, A semiconductor module having at least one or more semiconductor packages mounted on a printed circuit board in the form of a semiconductor module and then subjected to a final test so as to function as a semiconductor module Are sold to the user.
한편, 상기와 같이 인쇄회로기판에 반도체 칩이 실장형 형태를 갖는 반도체 제품을 단시간 내 대량으로 테스트하기 위해서는 외부 기기와 접속되는 단자에 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)을 결합한 후 반도체 제품 테스트를 수행한다.
In order to test a semiconductor product having a mounting-type semiconductor chip on a printed circuit board in a short time and in a large quantity, a stiffener of a probe card is connected to a terminal connected to an external device, Perform product testing.
이와 같은 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 구성형태는 도 1에 도시된 바와 같으며, 임의적으로 Handle Lever, Top Cover, Top Idle Ring, Top Stiffener, PCB Terminal, Ring Plate, Strip Square라 칭해지는 구성부품들이 결합된 형태를 갖는다.
The stiffener of the probe card is as shown in FIG. 1, and optionally includes a Handle Lever, a Top Cover, a Top Idle Ring, a Top Stiffener, a PCB Terminal, a Ring Plate, a Strip Square And the components to be referred to are combined.
상기 반도체 칩 검사용으로 사용되고 있는 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)은 공정의 특성상 Top Stiffener와, Ring Plate, Strip Square의 경우 열팽창 수축률이 극소화되어야만 하는 관계로, 일반 상용재료인 고장력 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 특수합금강을 소재로 사용할 경우에는 냉열에 의한 팽창 및 수축 변화 범위가 크다는 문제점이 발생하기 때문에, 통상적으로 냉열에 의한 변화량이 극히 적은 인바(Invar)나 노비나이트(Nobinate), 스테인리스(Stainless)와 같은 특수한 합금류를 소재로 제작되고 있다.
Since the stiffener of the probe card used for inspecting the semiconductor chip has to minimize the thermal expansion shrinkage in the case of the top stiffener, the ring plate, and the strip square due to the characteristics of the process, Alloy, magnesium alloy, and special alloy steel, there is a problem that the range of expansion and shrinkage change due to cold heat is large. Therefore, invar, nobinate, stainless steel, (Stainless steel).
그러나, 이와 같이 나열된 특수 합금류는 열적 변형을 극소화하기 위한 니켈(Ni)이 다량 함유된 합금이기 때문에 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 제품화에 따른 가공성이 좋지 못하여 제작기간의 지연 및 가공비의 상승요인이 되고 있으며, 상기와 같은 합금에 의해 제조된 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 경우 전체 무게가 20 ~ 30㎏를 상회하는 고중량물로서 작업자가 취급하기가 용이하지 못하여 작업피로도 심화 및 고가장비의 취급상 낙하위험이 있다는 문제점이 있었다.
However, since the special alloys listed in this way are alloys containing a large amount of nickel (Ni) for minimizing thermal deformation, the processability due to the commercialization of the stiffener of the probe card is poor, And as a result, the stiffener of the probe card manufactured by the above-described alloy has a total weight exceeding 20 to 30 kg, which is easy to handle by the operator There is a problem that there is a risk that work fatigue is intensified and falling of the expensive equipment is handled.
따라서, 기존 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 고비중 난절삭 소재를 경량소재로 대체하기 위한 방안으로 고장력 알루미늄 합금, 마그네슘 합금을 사용하는 것이 검토되고 있으나, 이 경우 제품의 일부 경량화는 가능한 반면 냉열에 의한 팽창 및 수축 변화 범위가 커서 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)으로 사용하기에는 불충분하다는 결과가 나왔다.
Therefore, it is considered to use a high-strength aluminum alloy or a magnesium alloy as a means for replacing a heavy-duty hard-cutting material of a stiffener of a conventional probe card with a lightweight material. However, in this case, While the range of expansion and contraction changes due to cold heat is large, it is not enough to be used as a stiffener of a probe card.
이에, 기존 고비 중의 인바(Invar), 노비나이트(Nobinate), 스테인리스(Stainless)를 대체하여 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)으로 제작할 수 있는 소재에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있으나, 아직까지는 마땅히 대체할 수 있는 소재 개발이 미진한 실정이다.
Therefore, research on a material which can be made as a stiffener of a probe card instead of invar, nobinate and stainless steel in the existing goby has been continuously carried out, So far, there has been little development of materials that can be substituted.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 고비중 난절삭 소재인 인바(Invar)나 노비나이트(Nobinate), 스테인리스(Stainless)를 대체할 수 있는 탄소복합소재를 개발함으로써 경량화를 통한 작업성 향상 및 가공성을 개선함과 동시에 우수한 탄성율을 가지며 특히, 요구되는 열적 변형으로서 휨 변형량을 만족시키는 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 및 그 제조방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a probe card, By developing a carbon composite material that can replace stainless steel, it is possible to improve the workability and workability by weight reduction, and at the same time to have a good elastic modulus and, in particular, to provide a probe using a carbon composite material satisfying the required deflection as a thermal deformation It is an object of the present invention to provide a stiffener for a card and a method of manufacturing the stiffener.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결하고자 하는 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 탄소섬유 45 ~ 55 중량부에 바인더 수지 20 ~ 30 중량부와, 세라믹 또는 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화마그네슘 중에서 하나 또는 둘 이상으로 구성된 비철금속 파우더 10 ~ 25 중량부, 충전제(filler) 0.1 ~ 5 중량부의 혼합물을 함침하고, 프리프레그(Prepreg)의 형태로 제조하는 단계; 상기 프리프레그(Prepreg)를 적층하여 탄소복합소재를 제조하는 단계; 및 상기 탄소복합소재를 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 구성요소별로 마련된 금형에 투입하여 가압 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a stiffener of a probe card using a carbon composite material, which comprises: mixing 20 to 30 parts by weight of a binder resin with 45 to 55 parts by weight of carbon fiber; 10 to 25 parts by weight of a nonferrous metal powder composed of one or more of aluminum and magnesium oxide, and 0.1 to 5 parts by weight of a filler is impregnated and prepared in the form of a prepreg; Laminating the prepreg to produce a carbon composite material; And a step of injecting the carbon composite material into a mold provided for each constituent element of a stiffener of a probe card, followed by press molding.
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 프리프레그(Prepreg)를 적층하되, 상기 프리프레그(Prepreg)의 상기 탄소섬유의 방향을 하나의 프리프레그(Prepreg) 단위로 직각으로 교차되게 교차결합(Cross-link) 형태로 적층하는 것을 특징으로 한다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention is characterized in that the prepreg is laminated, and the direction of the carbon fibers of the prepreg is changed to a single prepreg Prepreg units in a cross-linking manner at right angles to each other.
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 가압 성형된 성형물에 탄화(carbonization) 또는 화학기상증착(CVD)하여 성형물의 외면에 박막층을 형성하는 단계; 및 상기 박막층이 형성된 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)용 부품들을 조립하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention comprises the steps of: forming a thin film layer on the outer surface of a molded product by carbonization or chemical vapor deposition (CVD) on the press-molded product; And assembling parts for a stiffener of a probe card having the thin film layer formed thereon.
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 박막층이 형성된 성형물 외면에 최대 5㎛ 두께의 세라믹을 코팅하여 절연막층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stiffener of a probe card using a carbon composite material, the method comprising: forming an insulating layer by coating a ceramic with a thickness of 5 m at the outer surface of the mold .
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 바인더 수지가 에폭시(Epoxy) 수지 또는 페놀(Phenol) 수지, 폴리이미드(Polyimide) 중에 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention is characterized in that the binder resin is one or two or more selected from the group consisting of epoxy resin, phenol resin, polyimide, .
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 충전제(filler)가 흑연(Graphite) 또는 탄화규소(SiC)인 것을 특징으로 한다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention is characterized in that the filler is graphite or silicon carbide (SiC).
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 가압 성형하는 단계가 100 ~ 300℃에서 100 ~ 350Kg/cm2 압력으로 가압 성형하는 것을 특징으로 한다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention is characterized in that the step of pressure molding is performed at a pressure of 100 to 350 kg / cm 2 at 100 to 300 ° C.
한편, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener)은 상기 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
Meanwhile, a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention is manufactured by a method of manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 및 그 제조방법에 의하면, 기존 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 고비중 난절삭 소재인 인바(Invar)나 노비나이트(Nobinate), 스테인리스(Stainless)를 대체할 수 있는 탄소복합소재를 개발함으로써 경량화를 통한 작업성 향상 및 가공성을 개선함과 동시에 우수한 탄성율을 가지며 특히, 요구되는 열적 변형으로서 휨 변형량을 만족시킬 수 있는 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
According to the stiffener of the probe card using the carbon composite material according to the present invention having the above-described structure and the method of manufacturing the stiffener of the probe card of the present invention, it is possible to provide a stiffener of a conventional probe card, (Invar), Nobinate, and Stainless steel, it is possible to improve workability and workability through light weight and to have excellent elasticity, It is possible to provide a stiffener of a probe card using a carbon composite material capable of satisfying a deformation amount and a manufacturing method thereof.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)을 나타내는 사진.
도 2는 비교예 1의 휨 변형 테스트 결과를 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1의 휨 변형 테스트 결과를 나타내는 그래프.1 is a photograph showing a stiffener of a probe card;
2 is a graph showing the results of the bending deformation test of Comparative Example 1. Fig.
3 is a graph showing the results of the bending deformation test of Example 1 according to the present invention.
이하, 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어 지는 것이다. 본 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the following description. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)을 나타내는 사진이고, 도 2및 도 3은 각각 비교예 1 및 본 발명에 따른 실시예 1의 휨 변형 테스트 결과를 나타내는 그래프이다.
FIG. 1 is a photograph showing a stiffener of a probe card, and FIGS. 2 and 3 are graphs showing results of bending deformation test of Comparative Example 1 and Example 1 according to the present invention, respectively.
본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 탄소섬유 45 ~ 55 중량부에 바인더 수지 20 ~ 30 중량부와, 세라믹 또는 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화마그네슘 중에서 하나 또는 둘 이상으로 구성된 비철금속 파우더 10 ~ 25 중량부, 충전제(filler) 0.1 ~ 5 중량부의 혼합물을 함침하고, 프리프레그(Prepreg)의 형태로 제조하는 단계; 상기 프리프레그(Prepreg)를 적층하여 탄소복합소재를 제조하는 단계; 및 상기 탄소복합소재를 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 구성요소별로 마련된 금형에 투입하여 가압 성형하는 단계;를 포함하여 구성할 수 있다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention comprises the steps of: mixing 20 to 30 parts by weight of a binder resin with 45 to 55 parts by weight of carbon fiber, and one or more of ceramic or calcium oxide, aluminum oxide, 10 to 25 parts by weight of a nonferrous metal powder composed of two or more fillers and 0.1 to 5 parts by weight of a filler is impregnated and prepared in the form of a prepreg; Laminating the prepreg to produce a carbon composite material; And a step of injecting the carbon composite material into a mold provided for each constituent element of a stiffener of a probe card, followed by press molding.
보다 구체적으로, 먼저 상기 바인더 수지와 상기 비철금속 파우더, 그리고 상기 충전제를 서로 혼합하고 상온에서 4 ~ 12시간 동안 1,000 rpm의 속도로 교반하여 균일하게 분산시킨 상태에서 상기 탄소섬유를 함침시킨 다음 프리프레그(Prepreg)의 형태로 제조한다. 이때 함침은 air pocket 등을 제거하기 위해 진공상태에서 진행되는 것이 바람직하다.
More specifically, the binder resin, the nonferrous metal powder, and the filler are mixed with each other and stirred at room temperature for 4 to 12 hours at a speed of 1,000 rpm to uniformly disperse the carbon fiber, and then the prepreg Prepreg). At this time, the impregnation is preferably carried out in a vacuum state to remove an air pocket and the like.
본 발명에서 상기 프리프레그(Prepreg)의 형태로 제조한다는 것은 상기 탄소섬유를 상기 바인더 수지 등과 혼합하여 상기 탄소섬유에 상기 바인더 수지를 침투시켜 반경화 상태로 시트(Sheet) 형태로 제조되는 것이며, 상기 시트(Sheet) 형태의 프리프레그(Prepreg)를 복수개 적층하여 본 발명의 탄소복합소재를 구성할 수 있다.
The preparation in the form of the prepreg in the present invention means that the carbon fiber is mixed with the binder resin or the like to penetrate the binder resin into the carbon fiber to form a sheet in a semi-cured state, A carbon composite material of the present invention can be formed by laminating a plurality of prepregs in the form of a sheet.
본 발명의 상기 탄소복합소재는 내화학성 및 열전도성이 우수하고, 저열팽창성에 따른 치수안정성과 800℃까지 역학적 특성이 변하지 않는 냉열 변형량이 매우 우수한 저밀도 소재이다. 따라서, 상기 탄소복합재료는 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)이 요구하는 물성을 충족하면서도 그 비중이 기존의 인바나 노비나이트, 비하여 약 1/4로 낮은 경량화 물질이라 할 수 있다.
The carbon composite material of the present invention is a low-density material having excellent chemical resistance and thermal conductivity, dimensional stability due to low thermal expansion, and excellent cold deflection without changing mechanical properties up to 800 ° C. Therefore, the carbon composite material can be said to be a lightweight material having a specific gravity of about 1/4 as low as that of the existing invenanovinite while satisfying the physical properties required by a stiffener of a probe card.
여기서, 상기 프리프레그(Prepreg) 내지 탄소복합재료에서 각 구성 성분들의 배합비율은 상기 탄소섬유 45 ~ 55 중량부에 대하여 상기 바인더 수지는 20 ~ 30 중량부가 되도록 하는 것이 바람직하며, 이는 상기 탄소섬유가 더 많은 양이 첨가되면 상대적으로 상기 바인더 수지의 첨가량이 줄어들어 점도에 따른 작업성이 저하되고, 반대로 상기 탄소섬유가 더 적은 양이 첨가되면 전술한 상기 탄소섬유의 우수한 물성이 나타나지 못하기 때문이다.
It is preferable that the compounding ratio of the respective components in the prepreg to the carbon composite material is 20 to 30 parts by weight of the binder resin relative to 45 to 55 parts by weight of the carbon fiber, If a larger amount is added, the amount of the binder resin to be added is decreased to lower the workability according to the viscosity. On the other hand, when the carbon fiber is added in a smaller amount, excellent physical properties of the carbon fiber can not be exhibited.
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 프리프레그(Prepreg)를 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 구성요소별로 마련된 금형에 요구되는 수량만큼 복수개 적층하되, 상기 프리프레그(Prepreg) 내의 상기 탄소섬유의 방향을 하나의 프리프레그(Prepreg) 단위로 연속하여 어긋나게 적층하는 것이 바람직하며, 십자 내지 격자 방향으로 직각으로 교차되게 교차결합(Cross-link) 형태로 복수개 적층하는 것이 더욱 바람직하다. 이에 의하여 열적 변형의 균등화를 유도할 수 있으며 상기 탄소섬유 조직에 의한 탄성을 확보하여 요구되는 휨 변형량을 만족시킬 수 있다.
A method of manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention is characterized in that the prepreg is applied to a mold provided for each component of a stiffener of a probe card, The direction of the carbon fibers in the prepreg is preferably shifted continuously in units of prepregs, and it is preferable that the direction of the carbon fibers in the prepreg is shifted continuously in a crossing direction to cross -link) are more preferable. Thus, it is possible to induce the equalization of the thermal deformation and to secure the elasticity by the carbon fiber structure, thereby satisfying the required amount of flexural deformation.
또한, 본 발명에서 상기 하나의 프리프레그의 두께는 0.1 ~ 0.15 mm로 구성할 수 있다. 상기 하나의 프리프레그의 두께가 0.1 mm 미만이면 생산성 저하를 초래하고, 0.15 mm를 초과이면 물성치 변화 우려가 있으므로 이 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
In addition, in the present invention, the thickness of one prepreg may be 0.1 to 0.15 mm. If the thickness of one prepreg is less than 0.1 mm, the productivity is deteriorated. If the thickness is more than 0.15 mm, there is a possibility that the property value is changed.
또한, 본 발명은 본 발명 발명자의 기존 특허로서 선행기술문헌(대한민국 등록특허 제10-1360175호(2014. 02. 11. 공고))의 발명을 개량한 것이므로 프리프레그를 교차결합 형태로 적층하는 것과 더불어 고강도형 탄소섬유를 적용함으로써, 표준탄성율 200 ~ 260 GPa, 인장강도 3,000 MPa 이상인 탄소섬유를 적용하는 것을 특징으로 한다.
Further, since the present invention is an improvement of the invention of the inventor of the present invention as a prior art document (Korean Registered Patent No. 10-1360175 (published on Apr. 2014. 02. 11.)), it is possible to stack prepregs in cross- By applying high-strength carbon fibers, carbon fibers having a standard elastic modulus of 200 to 260 GPa and a tensile strength of 3,000 MPa or more are applied.
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 가압 성형된 성형물에 탄화(carbonization) 또는 화학기상증착(CVD)하여 성형물의 외면에 박막층을 형성하는 단계; 및 상기 박막층이 형성된 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)용 부품들을 조립하는 단계;를 더 포함하여 구성할 수 있다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention comprises the steps of: forming a thin film layer on the outer surface of a molded product by carbonization or chemical vapor deposition (CVD) on the press-molded product; And assembling parts for a stiffener of a probe card having the thin film layer formed thereon.
상기와 같이 가압 성형된 성형물에 탄화(carbonization) 또는 화학기상증착(CVD)하여 성형물의 외면에 박막층을 형성하는 단계를 거치게 되며, 이를 통하여 성형물의 표면을 경질처리함으로써 표면변화를 줄이고, 2,000℃이상의 고온에서도 사용하기 위함이다.
The surface of the molded product is hardened by the carbonization or chemical vapor deposition (CVD) process to form a thin layer on the outer surface of the molded product. It is for use at high temperatures.
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 박막층이 형성된 성형물 외면에 최대 5㎛ 두께의 세라믹을 코팅하여 절연막층을 형성하는 단계;를 더 포함하여 구성할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stiffener for a probe card using a carbon composite material, the method comprising: forming an insulating layer by coating a ceramic with a thickness of 5 탆 at the outer surface of the molded product, can do.
상기와 같이 박막층이 형성된 성형물에 대하여 적용분야가 절연성이 필요한 부품의 경우에는 추가로 절연막 코팅하는 단계가 시행될 수 있으며, 상기 절연막 코팅은 부도체 특성을 갖는 세라믹을 성형물의 외면에 최대 5㎛ 두께로 코팅함으로써 형성이 가능하다.
The insulating layer coating may be performed by coating a ceramic having non-conductive properties on the outer surface of the molded product to a thickness of 5 μm at maximum Can be formed by coating.
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 바인더 수지로서 에폭시(Epoxy) 수지 또는 페놀(Phenol) 수지, 폴리이미드(Polyimide) 중에 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention is characterized in that as the binder resin, an epoxy resin or a phenol resin, one or a mixture of two or more selected from a polyimide Can be used.
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 비철금속 파우더는 가열 성형 및 고온 증착시 생길 수 있는 미세기공을 실링(sealing)하여 표면의 평활도를 유지하며 원가절감의 목적으로도 사용되며, 그 첨가량을 상기 탄소섬유 45 ~ 55 중량부에 대하여 10 중량부 미만으로 첨가하게 되면 상기한 효과가 미비하게 나타나는 반면, 30 중량부를 초과하여 첨가하게 되면 상대적으로 바인더 수지의 첨가량이 감소하게 되므로 물성이 저하되는 현상이 발생된다. 이러한 비철금속 파우더는 중공세라믹, 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화마그네슘 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention is characterized in that the non-ferrous metal powder is sealed by sealing the micropores which may be formed by heat molding or high-temperature deposition, If the addition amount of the carbon fiber is less than 10 parts by weight based on 45 to 55 parts by weight of the carbon fiber, the effect is insufficient. When the added amount is more than 30 parts by weight, And the physical properties of the resin are deteriorated. The non-ferrous metal powder may be one or a mixture of two or more selected from among hollow ceramic, calcium oxide, aluminum oxide and magnesium oxide.
또한, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법은 상기 충전제(filler)로서 흑연(Graphite) 또는 탄화규소(SiC)가 사용되며, 이러한 충전제는 열팽창방지 및 혼합(Mixing)이 용이하도록 하는 역할을 수행하게 되는데, 그 최대 첨가량을 상기 탄소섬유 45 ~ 55 중량부에 대하여 5 중량부로 한정하는 것은 이를 초과하여 첨가하게 되면 제품의 강도가 저하되기 때문이다.
The method for manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention is characterized in that graphite or silicon carbide (SiC) is used as the filler, The maximum amount of the carbon fiber added is limited to 5 parts by weight based on 45 to 55 parts by weight of the carbon fiber.
이와 같이 제조된 탄소복합소재는 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 구성요소별로 마련된 금형에 투입하고 100 ~ 300℃에서 100 ~ 350Kg/cm2 압력으로 각각 가압 성형하게 된다.
The carbon composite material thus prepared is put into a mold provided for each constituent element of a stiffener of a probe card and subjected to pressure molding at 100 to 350 kg / cm 2 pressure at 100 to 300 ° C.
한편, 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener)은 상기 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
Meanwhile, a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention can be manufactured by a method of manufacturing a stiffener of a probe card using the carbon composite material according to the present invention.
따라서, 본 발명에 의해 제조된 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 경우 탄소섬유를 주 소재로 사용함으로써 금속보다 낮은 비중으로 경량화가 가능하고 절삭성이 좋아 가공성이 우수하며, 바인더 수지에 의해 부식으로 인한 물성 저하가 없을 뿐만 아니라 우수한 열팽창율 및 특히, 요구되는 열적 변형으로서 휨 변형량을 만족시킴으로써 기존 인바(Invar)나 노비나이트(Nobinate) 스테인리스(Stainless)를 대체할 수 있다.
Therefore, in the case of the stiffener of the probe card using the carbon composite material manufactured by the present invention, it is possible to reduce the weight to a lower specific gravity than that of the metal by using the carbon fiber as the main material, And it is possible to replace existing Invar or Nobinate stainless steel by satisfying not only deterioration of physical properties due to corrosion by the binder resin but also satisfying an excellent thermal expansion rate and particularly a required deflection as a thermal deformation have.
이하에서는 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하지만, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로서 아래의 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.
1. 탄소섬유 45 ~ 55 중량부에 바인더 수지 20 ~ 30 중량부와, 세라믹 또는 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화마그네슘 중에서 하나 또는 둘 이상으로 구성된 비철금속 파우더 10 ~ 25 중량부, 충전제(filler) 0.1 ~ 5 중량부의 혼합물을 함침하고, 프리프레그(Prepreg)의 형태로 제조하였다.
1. A resin composition comprising 20 to 30 parts by weight of a binder resin, 45 to 55 parts by weight of carbon fiber, 10 to 25 parts by weight of a ceramic or a nonferrous metal powder composed of one or more of calcium oxide, aluminum oxide and magnesium oxide, And 5 parts by weight of the mixture was impregnated and prepared in the form of a prepreg.
2. 상기 프리프레그(Prepreg)를 적층하여 탄소복합소재를 제조하였다. 이때, 상기 프리프레그(Prepreg)를 적층하되, 상기 프리프레그(Prepreg)의 상기 탄소섬유의 방향을 하나의 프리프레그(Prepreg) 단위로 십자 내지 격자 방향으로 직각으로 교차되게 교차결합(Cross-link) 형태로 적층하였으며, 프리프레그(Prepreg)의 두께는 0.1 ~ 0.15 mm로 하였다.
2. Prepregs were laminated to prepare carbon composite materials. At this time, the prepreg is laminated, and the direction of the carbon fibers of the prepreg is cross-linked so as to intersect at right angles in a cross or lattice direction in units of one prepreg, And the thickness of the prepreg was 0.1 to 0.15 mm.
3. 상기 탄소복합소재를 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)의 구성요소별로 마련된 금형에 투입하여 100 ~ 300℃에서 100 ~ 350Kg/cm2 압력으로 가압 성형하여 본 발명에 따른 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)를 제조하였다.
3. The carbon composite material is put into a mold provided for each component of a stiffener of a probe card and press-molded at a temperature of 100 to 300 DEG C under a pressure of 100 to 350 kg / cm < 2 > A stiffener of a probe card using a material was manufactured.
[비교예 1][Comparative Example 1]
본 발명의 프리프레그(Prepreg) 대신 선행기술문헌(대한민국 등록특허 제10-1360175호(2014. 02. 11. 공고))에 기재된 바와 같이 탄소복합소재로서 분말체를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)를 제조하였다.
Except that the powder was used as the carbon composite material as described in the prior art document (Korean Registered Patent No. 10-1360175 (published on Apr. 2014. 02. 11.)) instead of the prepreg of the present invention A stiffener of a probe card using a carbon composite material was prepared.
보다 구체적으로, 탄소섬유 45 ~ 55 중량부에 바인더 수지 20 ~ 30 중량부와, 세라믹 또는 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화마그네슘 중에서 하나 또는 둘 이상으로 구성된 비철금속 파우더 10 ~ 25 중량부, 충전제(filler) 0.1 ~ 5 중량부의 혼합물을 함침하고 건조시킨 다음, 분쇄하여 탄소복합소재 분말체를 제조하여 이를 가압 성형하였다.
More specifically, 20 to 30 parts by weight of a binder resin, 10 to 25 parts by weight of a nonferrous metal powder composed of one or more of ceramic or calcium oxide, aluminum oxide and magnesium oxide, 45 to 55 parts by weight of a filler, 0.1 to 5 parts by weight was impregnated, dried and pulverized to prepare a carbon composite material powder, which was then pressure-molded.
[시험예 1][Test Example 1]
상기 본 발명에 따른 실시예 1과 선행기술문헌에 따른 비교예 1에 대하여 인장 탄성율 및 열적 변형으로서 휨 변형량을 측정하였으며 그 결과를 도 2 및 도 3에 나타내었다. 휨 변형량 측정방법은 다음과 같다.
The tensile elastic modulus and the bending deformation amount as thermal deformation were measured for Example 1 according to the present invention and Comparative Example 1 according to the prior art document, and the results are shown in FIG. 2 and FIG. The method of measuring the deflection is as follows.
- 시료 Dimension : 직경 4 inch, 두께 25t- Sample Dimension:
- 가열온도 : 95 ℃- Heating temperature: 95 ℃
- 변형량 체크 방법 : 가장자리 8 점부를 Screw Locking- Method of Checking Deformation: Screw Locking 8 points on the edge
- 측정 시간 및 간격 : 120분간 매 10분마다 변형량 체크
- Measuring time and interval: Deformation check every 10 minutes for 120 minutes
가열 후 허용 누계 휨 변형량은 50 ㎛인데 탄소섬유의 분말체를 이용한 비교예 1의 경우 도 2에서 도시한 바와 같이 인장 탄성율이 100 GPa 수준이며 휨 변형 최대범위가 80 ~ 90㎛에 근접한 반면에, 탄소섬유의 프리프레그(Prepreg)를 이용한 본 발명에 따른 실시예 1의 경우 도 3에서 도시한 바와 같이 열(선)팽창계수는 x-y방향인 격자 방향으로 진행됨으로 인해 기존 데이터와 동일한 팽창계수가 유지되며, 인장 탄성율이 200 GPa 수준이며 상하 방향의 최대범위가 50 ㎛ 이내로 나타나 요구되는 열적 변형으로서 휨 변형량을 만족시킴을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 2, in Comparative Example 1 using carbon fiber powders, the tensile elastic modulus was about 100 GPa and the maximum range of flexural deformation was close to 80 to 90 탆. On the other hand, In the case of Example 1 according to the present invention using a prepreg of carbon fiber, as shown in FIG. 3, the coefficient of thermal expansion is maintained in the lattice direction in the xy direction, And the tensile modulus of elasticity is 200 GPa and the maximum range in the up and down direction is within 50 탆. As a result, it can be confirmed that the required thermal strain satisfies the bending deformation amount.
이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (8)
상기 프리프레그(Prepreg)를 적층하되, 상기 프리프레그(Prepreg)의 상기 탄소섬유의 방향이 직각으로 교차되게 교차결합(Cross-link) 형태로 적층하며,
상기 하나의 프리프레그의 두께는 0.1 ~ 0.15 mm이며,
상기 가압 성형된 성형물에 탄화(carbonization) 또는 화학기상증착(CVD)하여 성형물의 외면에 박막층을 형성하는 단계; 및 상기 박막층이 형성된 프로브 카드(Probe Card)의 보강판(stiffener)용 부품들을 조립하는 단계;를 더 포함하며,
상기 박막층이 형성된 성형물 외면에 최대 5㎛ 두께의 세라믹을 코팅하여 절연막층을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
상기 바인더 수지는 에폭시(Epoxy) 수지 또는 페놀(Phenol) 수지, 폴리이미드(Polyimide) 중에 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며,
상기 충전제(filler)는 흑연(Graphite) 또는 탄화규소(SiC)이며,
상기 가압 성형하는 단계는 100 ~ 300℃에서 100 ~ 350Kg/cm2 압력으로 가압 성형하는 것을 특징으로 하는 탄소복합소재를 이용한 프로브 카드의 보강판(stiffener) 제조방법.20 to 30 parts by weight of a binder resin and 10 to 25 parts by weight of a nonferrous metal powder composed of one or more of ceramic or calcium oxide, aluminum oxide and magnesium oxide, 0.1 to 5 parts by weight of a filler Impregnating a mixture of the first and second components in the form of a prepreg; Laminating the prepreg to produce a carbon composite material; And a step of injecting the carbon composite material into a mold provided for each constituent element of a stiffener of a probe card to perform press molding,
The prepregs are stacked in a cross-link fashion so that the carbon fibers of the prepreg are crossed at right angles.
The thickness of the one prepreg is 0.1 to 0.15 mm,
Forming a thin film layer on the outer surface of the molded product by carbonization or chemical vapor deposition (CVD) on the press-molded product; And assembling parts for a stiffener of a probe card having the thin film layer formed thereon,
Further comprising the step of forming an insulating film layer by coating a ceramic with a maximum thickness of 5 탆 on the outer surface of the molded product having the thin film layer formed thereon,
The binder resin may be one or a mixture of two or more selected from among epoxy resin, phenol resin and polyimide,
The filler is graphite or silicon carbide (SiC)
Wherein the step of press-molding is performed at a pressure of 100 to 350 kg / cm < 2 > at a temperature of 100 to 300 < 0 > C.
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