KR101719912B1 - 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법 및 그에 의한 세라믹 가이드 플레이트 - Google Patents

프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법 및 그에 의한 세라믹 가이드 플레이트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트를 제조하는 신규한 방법을 개시한다. 이를 위하여, 복수의 그린시트를 준비하고 상기 복수의 그린시트를 적층한 후 프레스하여 그린바를 형성하는 단계와, 상기 그린바의 일면에 레이저 광을 1회 또는 2회 이상 연속 조사하여 상기 그린바를 관통하는 하나 이상의 관통홀을 천공하여 형성하는 단계와, 상기 하나 이상의 관통홀이 형성된 상기 그린바를 소결하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 본 발명은 특히 고강도를 갖는 세라믹 가이드 플레이트로서 비메모리 반도체 검사용 수직형 프로브 카드용으로 적합하다.

Description

프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법 및 그에 의한 세라믹 가이드 플레이트 {MANUFACTURING METHOD OF CERAMIC GUIDE PLATE FOR PROBE CARD AND CERAMIC GUID PLATE THEREBY}
본 발명은 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고강도를 가지면서 관통홀들의 직경과 위치 정밀도가 개선된 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 위 제조방법에 의해 제조된 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트에 관한 것이다.
최근 반도체 집적회로의 집적도가 높아지고 있으며, 이와 더불어 이러한 반도체 집적회로에 대한 검사장비 또한 높은 정밀도가 요구되고 있다.
특히, 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼를 커팅하여 각각의 칩으로 조립하기 이전에 이러한 웨이퍼를 구성하는 복수의 칩의 전기적 특성을 검사하여 전기적으로 불량인 칩을 판별하여 폐기하는 공정이 선행된다. 이러한 공정은 상기 웨이퍼와 접촉하여 이에 전기적 신호를 인가 및 수신하여 집적회로의 동작시험을 수행하는 복수의 프로브 핀이 구비된 프로브 카드(probe card)가 주로 사용된다.
이러한 프로브 카드는 일반적으로 도 1과 같은 구조를 갖는다. 도 1은 반도체 웨이퍼 검사에 일반적으로 사용되는 프로브 카드의 개략 구조도이다. 또한, 도 2는 특히 비메모리 반도체 웨이퍼의 검사에 사용되는 수직형 프로브 카드의 실제 사진이다.
도 1을 참조하면, 프로브 카드(200)는 테스트 헤드에 전기적으로 접속된 복수의 프로브 핀(260)을 구비하고, 피시험 반도체 웨이퍼(340)에 근접하여 상기 복수의 프로브 핀(260)의 각 선단부와 상기 피시험 반도체 웨이퍼(340) 상의 복수의 각 단자(320)가 서로 접촉된다.
그리고, 상기 프로브 카드(200)는 상기 복수의 프로브 핀(260)의 피치와 상기 피시험 반도체 웨이퍼(340)의 복수의 단자(320)의 피치 간의 차이를 보상해주는 스페이스 트랜스포머(space transformer: 210)를 통하여 외부 반도체 검사장비(미도시)와 연결되는 PCB 기판(100)과 연결된다.
이리하여, 상기 복수의 프로브 핀(260)의 각 선단부는 상기 피시험 반도체 웨이퍼(340) 상의 복수의 각 단자(320)에 전기적으로 연결되어 상기 반도체 검사장비로부터의 전기적 신호를 상기 피시험 반도체 웨이퍼(340)로 전달하고 상기 피시험 반도체 웨이퍼(340)로부터의 전기적 신호를 상기 반도체 검사장비로 전달하게 된다.
특히, 반도체 칩의 집적도가 높아짐에 따라 상기 복수의 프로브 핀(260) 역시 초소형화 및 박형화되고 그의 피치가 작아지면서 이들 프로브 핀(260) 간의 간섭을 막기 위하여, 이들 프로브 핀(260)은 세라믹 가이드 플레이트(ceramic guide plate: 220)에 의하여 고정 및 지지되어 상기 피시험 반도체 웨이퍼(340)의 복수의 단자(320)로 연결된다.
이러한 세라믹 가이드 플레이트(220)는 상기 복수의 프로브 핀(260)의 피치에 대응하도록 수십 내지 수백 마이크론 직경의 관통홀(도 2의 "225" 참조)이 복수로 천공되어 형성된 구조로 구성된다.
세라믹 가이드 플레이트(220)와 관련한 종래기술로서, 국제특허공개공보 제WO2005/083773호(2005. 9. 9 공개) "Probe card, and method of producing the same"에서는 복수의 프로브 핀을 지지하는 프로브 가이드를 반도체 웨이퍼의 열팽창계수와 실질적으로 동일한 열팽창계수를 갖는 물질로 구성함으로써 프로브 핀의 위치 정밀도를 높게 유지할 수 있도록 한 기술을 개시한다.
또한, 일본 공개특허공보 특개2003-21668호(2003. 1. 24 공개) "검사장치 및 프로브 가이드"에서는 세라믹 플레이트 상에 수지층과 도체회로를 순차적으로 적층시켜 가열 및 냉각시에도 정밀하게 사용가능한 프로브 가이드의 구조를 개시한다.
그러나, 특히 무엇보다도 반도체 칩의 고집적도화에 따른 프로브 핀(260) 간의 피치가 초소형화되고 있으므로, 상기 관통홀들은 직경이 대략 수십 내지 수백㎛ 범위(바람직하게는 대략 100㎛ 내외)로서 단위면적당 수천 내지 수만 개의 고밀도로 정밀하게 천공되어 형성되어야 한다.
현재 이러한 관통홀의 형성을 위해서는 일반적으로 개별 세라믹 플레이트에 CNC 머신을 이용한 기계적 천공방식으로 천공하여 관통홀들을 형성한 후, 이러한 복수의 세라믹 플레이트들을 적층하여 최종 세라믹 가이드 플레이트를 제조하고 있다.
결국 이러한 제조방식으로는 형성된 관통홀들의 위치 정밀도에서 오차가 커질 수밖에 없는데, 개별 세라믹 플레이트에의 천공과정에서 대략 ±5㎛의 위치 오차가 발생할 때, 이러한 위치 오차는 이들 세라믹 플레이트의 적층과정에서 더 증가하여 최종으로는 대략 ±20㎛ 정도의 위치 오차가 발생하게 된다. 이러한 위치 오차는 프로브 핀의 위치 정밀도를 크게 떨어뜨려 반도체 집적회로에 대한 검사 정밀도에 악영향을 미친다.
따라서, 이러한 세라믹 가이드 플레이트에 관통홀들을 형성함에 있어 관통홀들의 위치 정밀도를 향상시켜 생산성을 높이고 비용을 낮추는 제조방법이 관건으로 된다.
이에 따라, 본 발명은 고강도를 가지면서 관통홀들의 직경과 위치 정밀도가 개선된 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법과 이러한 세라믹 가이드 플레이트를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의한 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법은 복수의 그린시트를 준비하고 상기 복수의 그린시트를 적층한 후 프레스하여 그린바를 형성하는 단계와, 상기 그린바의 일면에 레이저 광을 조사하여 상기 그린바를 관통하는 하나 이상의 관통홀을 천공하여 형성하는 단계와, 상기 하나 이상의 관통홀이 형성된 상기 그린바를 소결하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 그린바의 일면에 레이저 광을 조사하여 상기 그린바를 관통하는 하나 이상의 관통홀을 천공하여 형성하는 단계는 상기 레이저 광을 1회 조사하는 것일 수 있다.
또는, 상기 그린바의 일면에 레이저 광을 조사하여 상기 그린바를 관통하는 하나 이상의 관통홀을 천공하여 형성하는 단계는 상기 레이저 광을 2회 이상 조사하는 것으로 될 수 있다. 그리고, 상기 그린바의 일면에 레이저 광을 조사하여 상기 그린바를 관통하는 하나 이상의 관통홀을 천공하여 형성하는 단계는 상기 레이저 광을 1회 이상 조사하여 상기 그린바를 완전히 관통하지 않는 제1홀을 형성하는 단계와, 상기 제1홀의 위치로 상기 레이저 광을 최종 조사하여 상기 제1홀을 더 깊게 하는 제2홀을 형성함으로써 상기 그린바를 완전히 관통하는 관통홀을 천공하여 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2홀을 형성하기 위해 상기 최종 조사하는 상기 레이저 광의 출력은 상기 제1홀을 형성하기 위해 상기 1회 이상 조사하는 상기 레이저 광의 출력보다 더 큰 값으로 조절됨이 바람직하다.
또한, 상기 그린시트의 조성은 Al2O3일 수 있고, SiO2 및 Y2O3 중의 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 SiO2의 첨가량은 상기 조성물 총중량 대비 2~5wt%이고 상기 Y2O3의 첨가량은 상기 조성물 총중량 대비 0.25~1wt%일 수 있다.
또한, 상기 그린시트의 조성은 CaO 및 MgO 중의 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 상기 CaO의 첨가량은 상기 조성물 총중량 대비 3wt% 이하이고 상기 MgO의 첨가량은 상기 조성물 총중량 대비 1wt% 이하일 수 있다. 이때, 상기 그린시트의 소결온도는 1450~1500℃일 수 있다.
또한, 상기 레이저 광의 출력은 상기 천공하여 형성된 관통홀 상면의 직경과 상기 천공하여 형성된 관통홀 저면의 직경 간의 차이값에 비례하도록 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 천공하여 형성하고자하는 관통홀의 직경은 상기 천공하여 형성된 관통홀 상면의 직경과 상기 천공하여 형성된 관통홀 저면의 직경 간의 차이값에 반비례하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 의한 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트는 전술한 제조방법으로 제조되고 특히 60~140㎛ 직경으로 형성된 복수의 관통홀을 포함할 수 있다.
본 발명은 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법에 있어서 복수의 그린시트를 적층한 그린바로의 레이저 광 천공공정을 새로이 제시하며, 이러한 공정에 의하면, 고강도를 가지면서 미세한 직경의 관통홀을 미세한 피치로 정밀하게 형성할 수 있어 관통홀들의 직경과 위치의 정밀도가 크게 향상된다. 따라서, 생산성을 높이고 공정이 단순해져 제조경비가 절감된다.
도 1은 반도체 웨이퍼 검사에 일반적으로 사용되는 프로브 카드의 개략 구조도이다.
도 2는 일반적으로 비메모리 반도체 웨이퍼의 검사에 사용되는 수직형 프로브 카드의 실제 사진이다.
도 3은 본 발명에 의한 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 바람직한 구현예들에 의한 것으로, 도 4a는 실리카(SiO2)의 첨가량에 따른 세라믹 플레이트의 강도변화를, 도 4b는 이트리아(Y2O3)의 첨가량에 따른 세라믹 플레이트의 강도변화를 나타낸다.
도 5는 레이저 광에 의한 천공시 일반적으로 광이 들어가는 입사 관통홀(즉, 관통홀의 상면)의 직경과 광이 나가는 출사 관통홀(즉, 관통홀의 하면)의 직경이 달라지는 테이퍼(taper) 현상을 설명하는 모식도이다.
도 6은 그린바에 조사되는 레이저 광의 출력을 변화시켜가며 100㎛ 크기 직경의 관통홀을 천공하였을 때 형성된 관통홀의 크기를 나타내는 그래프이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예들에 있어서 500㎛ 두께의 알루미나 그린 바에 레이저 출력을 1Watt, 반복률을 50으로 조절하였을 때 입사 관통홀과 출사 관통홀의 각 직경 크기 변화를 나타낸 것으로, 도 7a는 소결 전이고 도 7b는 소결 후를 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 것으로, 테이퍼 현상을 감소시키기 위하여 그린바로의 레이저광의 조사에 의한 관통홀의 형성을 2회 이상 수행하는 공정을 설명하는 모식도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예로서 500㎛ 두께의 알루미나 그린바에 레이저 광을 조사하되, 최초 레이저 광 조사의 출력은 1watt, 반복률은 20으로 하고 2차 레이저 광 조사의 출력은 2watt, 반복률은 20으로 하여 60~140㎛ 직경의 관통홀을 형성함에 있어서, 입사 관통홀과 출사 관통홀 간의 직경 크기 편차의 변화를 나타내며, 도 9a는 상기 그린 바의 소결 전을, 도 9b는 그의 소결 후를 각각 나타낸다.
도 10a와 도 10b는 표 1의 실시예 1의 조성으로 그린시트의 그린바를 제조하고 도 9a 및 도 9b와 같이 500㎛ 두께의 알루미나 그린바에 최초 레이저 조사의 출력은 1watt, 반복률은 20으로 하고 2차 레이저 조사의 출력은 2watt, 반복률은 20으로 하여 100㎛ 직경의 관통홀을 형성하고 600℃에서 2시간 바인더를 번아웃한 후 1450℃에서 2시간 소성하여 최종 제조한 세라믹 가이드 플레이트의 표면 사진으로서, 도 10a는 그의 전면을, 도 10b는 그의 배면을 나타낸다.
이하, 도면을 참조하며 본 발명을 상세히 설명한다.
전술했듯이, 관통홀들의 직경 및 위치의 정밀도가 향상된 세라믹 가이드 플레이트를 제조 가능한 방법을 제공하기 위하여 본 발명은 다음의 측면으로 해결방법을 제시한다:
- 본 발명은 복수의 그린시트를 제조하고 이들을 적층한 후 레이저광을 조사하여 이들 적층된 복수의 그린시트를 한꺼번에 관통홀을 형성한다.
- 위와 같이 레이저광의 조사에 의한 관통홀의 형성은 1회로 수행되거나 또는 테이퍼 현상을 방지하기 위하여 2회 이상 수행될 수 있다.
- 본 발명은 강도가 증가된 세라믹 가이드 플레이트를 제조하기 위한 조성으로서 알루미나(Al2O3)를 기본조성으로 하되 이에 실리카(SiO2)와 이트리아(Y2O3)를 첨가한다.
위와 같은 본 발명의 제조방법에 의해 최종 적층되어 제조된 세라믹 가이드 플레이트는 대략 ±100㎛ 내외 직경의 관통홀을 형성할 때 관통홀의 위치 정밀도는 대략 ±5㎛의 오차까지 크게 감소될 수 있다.
이하, 위의 각 측면에서 본 발명을 도면들을 참조하며 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 세라믹 가이드 플레이트의 제조방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의하면, 통상의 공정에 따라 복수의 그린시트를 제조하고 적층하여 그린바(green bar)를 형성한 후(S301~S303), 이 그린바에 레이저 광을 조사하여 관통홀을 형성한다(S304).
이러한 그린시트의 조성은 알루미나(Al2O3)를 포함한 이 분야에서 공지된 모든 재료로 될 수 있다.
또는, 특히 바람직한 본 발명의 일 구현예로서, 세라믹 가이드 플레이트의 강도를 증가시키기 위한 조성으로서 알루미나(Al2O3)를 기본조성으로 하고 이에 실리카(SiO2) 및 이트리아(Y2O3) 중의 하나 이상을 첨가한 조성물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 실리카의 첨가량은 상기 조성물 총중량 대비 2~5wt%이고, 이트리아의 첨가량은 상기 조성물 총중량 대비 0.25~1wt%이다.
또한, 본 발명의 실시예들로서, 알루미나 조성의 소결온도를 저하시키기 위하여 부가적으로 CaO 및/또는 MgO를 더 첨가할 수 있다. 바람직하게는, CaO의 첨가량은 상기 조성물 총중량 대비 3wt% 이하이고, MgO의 첨가량은 상기 조성물 총중량 대비 1wt% 이하이다.
위와 같은 본 발명에 의한 여러 조성들을 아래 표 1과 같이 정리하며, 특히 실리카(SiO2)와 이트리아(Y2O3)의 각 첨가량에 따른 세라믹 플레이트의 강도변화를 도 4a와 도 4b에 각각 나타낸다.

시료		 조성비(wt%)
소성온도(℃)
밀도(g/㎤)
Al2O3 CaO MgO SiO2 Y2O3
실시예 1 92 3 1 3 1 1450 3.47
실시예 2 92 1 1 5 1 1500 3.97
실시예 3 93 2 1 3 1 1500 3.72
실시예 4 93 1 1 4 1 1500 3.99
실시예 5 94 1 1 3 1 1450 3.45
실시예 6 94.25 1 1 3 0.25 1450 3.20
실시예 7 94.5 1 1 3 0.5 1450 3.25
실시예 8 94.75 1 1 3 0.75 1450 3.34
실시예 9 95 0 1 3 1 1500 3.21
실시예 10 95 1 1 2 1 1500 3.68
또한, 상기 사용되는 레이저 광은 예를 들어 UV(ultraviolet) 레이저로 될 수 있고, 이를 위하여 CO2, YAG, YLF 또는 엑시머 레이저발진기를 포함한 공지된 모든 레이저 천공장비가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예로서, 알루미나(Al2O3)만의 분말 또는 실시예 1~10의 조성비에 따라 혼합된 분말에 분산제, 바인더와 가소제를 첨가하여 슬러리를 제조하고 이를 테이프캐스팅하고 원하는 크기에 맞게 절단하여 각각의 그린시트를 제조한다. 이때, 상기 분산제는 비이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 옥틸알콜, 또는 아크릴계 고분자 등으로 될 수 있다. 또한, 상기 바인더는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 또는 폴리에스터 수지 등으로 될 수 있고, 특히 PVB(Poly vinyl butyral)를 사용할 수 있다. 또한, 상기 가소제로는 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate: DBP)를 사용할 수 있다. 그리고, 이들 복수의 그린시트를 적층한 후 WIP(Warm Isostatic Press)로 압착하여 그린바(green bar)를 형성한다. 이러한 그린바 상에 UV 레이저를 조사하여 관통홀을 천공 및 형성한다.
그런데, 이렇게 복수의 그린시트가 적층되어 형성된 그린바에 레이저 광을 조사하여 천공하는 경우, 일반적으로 광이 들어가는 입사 관통홀(즉, 관통홀의 상면)의 직경과 광이 나가는 출사 관통홀(즉, 관통홀의 하면)의 직경이 달라지는 테이퍼(taper) 현상이 발생할 가능성이 크다. 도 5는 이러한 테이퍼 현상을 설명하는 모식도이다.
본 명세서에서 기술하는 용어인 "입사 관통홀"은 레이저 광이 그린 바에 입사함으로써 형성된 관통홀에서 그 상면 부위를 가리키며, 따라서 "입사 관통홀"의 직경은 형성된 관통홀 상면의 직경을 의미한다. 또한, 마찬가지로, 여기서 기술하는 용어인 "출사 관통홀"은 레이저 광이 그린 바에 형성된 관통홀을 관통 후 나가는 부위, 즉 관통홀의 저면 부위를 가리키며, 따라서 "출사 관통홀"의 직경은 형성된 관통홀 저면의 직경을 의미한다.
또한, 도 6은 조사되는 레이저 광의 출력을 변화시켜가며 100㎛ 크기 직경의 관통홀을 천공하였을 때 형성된 관통홀의 크기를 나타내는 그래프이다.
즉, 레이저 광의 출력(watt)이 낮으면 관통홀이 제대로 천공되지 않고 버(burr)가 발생하기 쉬운 반면에, 도 6에 잘 나타내듯이 출력이 높을수록 입사 관통홀과 출사 관통홀의 직경의 크기 차이가 발생하는 테이퍼 현상이 커지게 된다. 따라서, 이를 감안하여 레이저 소스의 출력을 조절하는 것이 필요하다.
도 7a 및 도 7b는 위와 같은 직경 편차를 줄이기 위해 500㎛ 두께의 알루미나 그린 바에 레이저 출력을 1Watt, 반복률(repetition rate)을 50으로 조절하였을 때 입사 관통홀과 출사 관통홀의 각 직경 크기 변화를 나타낸 것으로, 도 7a는 소결 전이고 도 7b는 소결 후를 나타낸다. 또한, 아래 표 2 및 표 3은 이의 데이터를 정리한 것이고, 테이퍼(%) 크기는 다음 식에 의하여 산출된다:
테이퍼(%) = 1- (시트 하부 홀 사이즈/ 시트 상부 홀 사이즈)×100.
또한, 도 7a~7b에서의 "천공하는 관통홀의 크기"와 표 2~3에서의 "관통홀"은 천공하여 형성하기 위해 설정된 관통홀의 직경값을 가리킨다.
관통홀 크기별 입사 관통홀과 출사 관통홀의 각 직경 크기 변화 (소결 전)
관통홀(㎛) 60 70 80 90 100 110 120 130 140
입사 관통홀(㎛) 63 72 82 91 101 110 120 130 140
출사 관통홀(㎛) 52 63 73 82 90 101 111 121 131
테이퍼(%) 17.46 12.50 10.98 9.89 10.89 8.18 7.50 6.92 6.43
관통홀 크기별 입사 관통홀과 출사 관통홀의 각 직경 크기 변화 (소결 후)
관통홀(㎛) 60 70 80 90 100 110 120 130 140
입사 관통홀(㎛) 55 63 73 82 90 97 105 115 123
출사 관통홀(㎛) 46 56 66 75 82 91 100 110 118
테이퍼(%) 16.36 11.11 9.59 8.54 8.89 6.19 4.76 4.35 4.07
위와 같이 도 7a~7b와 표 2~3을 참조하면, 형성하는 관통홀의 크기가 클수록 이들 입사 관통홀과 출사 관통홀의 직경 편차가 줄어듬이 관찰된다.
또한, 본 발명의 일 구현예로서, 위와 같은 레이저광의 조사에 의한 관통홀의 형성은 2회 이상 수행되어 테이퍼 현상을 감소시킬 수 있다. 도 8a~8b는 이를 설명하는 모식도이다.
즉, 본 구현예에서는 입사 관통홀과 출사 관통홀 간의 직경 크기 편차를 줄이기 위하여 최초 레이저 광을 조사하여 상기 그린바를 완전히 통과하지 않는 깊이로 제1홀을 천공한 후, 이 홀의 위치로 2차 레이저 광을 조사하여 제1홀에 덧붙여 제2홀을 천공함으로써 상기 그린바를 마저 완전히 관통하는 관통홀을 천공하여 형성할 수 있다.
이때, 2차 조사가 1차 조사보다 더 큰 레이저 출력으로 될 경우, 도 8b에 도시하듯이 더 높은 출력의 2차 조사로 인해 제1홀의 하단부 직경보다 더 큰 직경을 갖는 제2홀이 연이어 형성되므로 테이퍼 현상이 감소될 수 있다.
또한, 물론 상기 그린바를 완전히 통과하지 않는 깊이로 레이저 광을 복수회 연이어 조사하여 점점 깊어지는 제1홀을 천공한 후, 이 홀의 위치로 최종회의 레이저 광을 조사하여 이러한 제1홀에 덧붙여 제2홀을 천공함으로써 상기 그린바를 마저 완전히 관통하는 관통홀을 천공하여 형성할 수도 있음은 당업자에게는 지극히 당연하다.
일 실시예로서, 500㎛ 두께의 알루미나 그린바에 레이저 광을 조사하되, 최초 레이저 광 조사의 출력은 1watt, 반복률은 20으로 하고 2차 레이저 광 조사의 출력은 2watt, 반복률은 20으로 하여 60~140㎛ 직경의 관통홀을 형성할 수 있다. 이 경우, 입사 관통홀과 출사 관통홀 간의 직경 크기 편차의 변화를 도 9a 및 도 9b에 나타내며, 도 9a는 상기 그린 바의 소결 전을, 도 9b는 그의 소결 후를 각각 나타낸다. 또한, 표 4~5는 이의 관련 데이터를 정리한 것이다. 또한, 도 9a~9b에서의 "천공하는 관통홀의 크기"와 표 4~5에서의 "관통홀"은 천공하여 형성하기 위해 설정된 관통홀의 직경값을 가리킨다.
2회 레이저 조사에 의한 천공시 관통홀 크기별 입사 관통홀과 출사 관통홀의각 직경 크기 변화 (소결 전)
관통홀(㎛) 60 70 80 90 100 110 120 130 140
제2홀 (㎛) 57 66.5 76 85.5 95 104.5 114 123.5 133
입사 관통홀(㎛) 63 72 82 91 101 110 120 130 140
출사 관통홀(㎛) 56 66 75 86 94 105 116 127 135
테이퍼(%) 11.11 8.33 8.54 5.49 6.93 4.55 3.33 2.31 3.57
2회 레이저 조사에 의한 천공시 관통홀 크기별 입사 관통홀과 출사 관통홀의각 직경 크기 변화 (소결 후)
관통홀(㎛) 60 70 80 90 100 110 120 130 140
입사 관통홀(㎛) 54 64 73 82 89 97 105 115 123
출사 관통홀(㎛) 49 58 69 77 86 93 102 112 120
테이퍼(%) 9.26 9.38 5.48 6.10 3.37 4.12 2.86 2.61 2.44
특히 표 4~5의 테이퍼 값을 표 2~3의 것과 비교하면, 본 구현예와 같이 2회 레이저 연속 조사에 의하여 관통홀을 천공하는 경우, 단 1회 레이저 조사에 의해 관통홀을 천공하는 경우보다 약 60% 정도로 테이퍼 현상이 억제됨으로써 관통홀 직경의 정밀도가 향상됨을 알 수 있다. 이러한 관통홀 직경의 정밀도는 관통홀 위치 정밀도와 직결된다.
또한, 도 10a와 도 10b는 표 1의 실시예 1의 조성으로 그린시트의 그린바를 제조하고 도 9a 및 도 9b와 같이 500㎛ 두께의 알루미나 그린바에 최초 레이저 조사의 출력은 1watt, 반복률은 20으로 하고 2차 레이저 조사의 출력은 2watt, 반복률은 20으로 하여 100㎛ 직경의 관통홀을 형성하고 600℃에서 2시간 바인더를 번아웃한 후 1450℃에서 2시간 소성하여 최종 제조한 세라믹 가이드 플레이트의 표면 사진으로서, 도 10a는 그의 전면을, 도 10b는 그의 배면을 나타낸다.
도 10a~10b에 보이듯이, 관통홀의 천공상태가 양호하고 정밀한 피치를 이루고 있음을 알 수 있다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예들의 제반 특성은 조성분말의 평균입도, 분포 및 비표면적과 같은 분말특성과, 원료의 순도, 불순물 첨가량 및 소결 조건에 따라 통상적인 오차범위 내에서 다소 변동이 있을 수 있음은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 지극히 당연하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: PCB 기판, 200: 프로브 카드, 210: 스페이스 트랜스포머, 220: 세라믹 가이드 플레이트, 320: 반도체 웨이퍼 단자, 340: 반도체 웨이퍼, 400: 서포터

Claims (16)

  1. 프로브 카드용 세라믹 가이드 플레이트를 제조하는 방법에 있어서,
    복수의 그린시트를 준비하고 상기 복수의 그린시트를 적층한 후 프레스하여 그린바를 형성하는 제1단계와;
    상기 그린바의 일면에 레이저 광을 조사하여 상기 그린바를 관통하는 하나 이상의 관통홀을 천공하여 형성하는 제2단계와;
    상기 하나 이상의 관통홀이 형성된 상기 그린바를 소결하는 제3단계를 포함하고,
    상기 제2단계는
    상기 그린바의 일면에 레이저 광을 1차 조사하여 상기 그린 바를 관통하지 않도록 하는 깊이의 제1홀을 형성하는 단계와;
    형성된 상기 제1홀의 위치로 레이저 광을 2차 조사하여 상기 그린 바를 관통하는 제2홀을 형성함으로써 상기 제1홀과 제2홀이 상기 관통홀을 이루도록 하되, 상기 2차 조사는 상기 제2홀의 상면의 직경이 제1홀의 저면의 직경보다 더 큰 직경을 갖도록 하고 상기 2차 조사를 위한 레이저 광의 출력은 상기 1차 조사를 위한 레이저 광의 출력보다 더 큰 값으로 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 그린시트의 조성은 Al2O3인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 그린시트의 조성은 SiO2 및 Y2O3 중의 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 그린시트의 조성물은 상기 조성물 총중량 대비 2~5wt%의 SiO2와 상기 조성물 총중량 대비 0.25~1wt%의 Y2O3 중의 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 그린시트의 조성은 CaO 및 MgO 중의 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 그린시트의 조성물은 상기 조성물 총중량 대비 3wt% 이하의 CaO와 상기 조성물 총중량 대비 1wt% 이하의 MgO 중의 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계에서 상기 복수의 그린시트를 준비하는 것은 원료분말로 슬러리를 제조하고 상기 슬러리를 테이프캐스팅함으로써 그린시트를 제조하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 소결의 온도는 1450~1500℃인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항 및 제6항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 의한 방법으로 제조된 세라믹 가이드 플레이트.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 관통홀의 각 직경은 60~140㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 세라믹 가이드 플레이트.
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