KR102519285B1 - 전기 전도성 접촉핀 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측면에 별도의 기능층이 구비되어 특성이 향상된 전기 전도성 접촉핀을 제공한다.

Description

전기 전도성 접촉핀 및 이의 제조방법 {The Electro-conductive Contact Pin, Manufacturing Method thereof}
본 발명은 전기 전도성 접촉핀 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 패키지 또는 집적 회로를 위한 웨이퍼의 시험 장치에는 테스트를 위한 반도체 패키지나 웨이퍼의 접속 단자와 테스트 회로 기판 측의 접속 단자 사이에 복수의 전기 전도성 접촉핀을 구비한 시험용 장치 및 검사용 소켓이 사용되고 있다. 반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 전기 전도성 접촉핀을 구비한 검사장치에 검사 대상물(반도체 웨이퍼 또는 반도체 패키지)을 접근시켜 전기 전도성 접촉핀을 검사 대상물상의 대응하는 전극 패드(또는 솔더볼 또는 범프)에 접촉시킴으로써 수행된다. 전기 전도성 접촉핀과 검사 대상물 상의 전극 패드를 접촉시킬 때, 양자가 접촉하기 시작하는 상태에 도달한 이후, 검사 대상물을 추가로 접근하는 처리가 이루어진다.
종래에 반도체 패키지와 접촉하는 전기 전도성 접촉핀으로서 포고핀을 사용한 소켓이 알려져 있다. 종래의 포고핀은 상부 접촉팁부와 하부 접촉 팁부 사이에 스프링을 접촉시키고 배럴로 둘러싼 탄성핀반다. 그러나 이러한 구조의 포고핀은 300㎛ 이하의 미세 피치에 대응하는데 한계가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 MEMS 공정을 이용하여 전기 전도성 접촉핀을 제작하는 기술이 개발되고 있다. MEMS 공정을 이용하여 접촉핀을 제작하는 과정을 살펴보면, 먼저, 도전성 기재 표면에 포토 레지스트막을 도포한 후 포토 레지스트막을 패터닝한다. 이후 포토 레지스트막을 몰드로 이용하여 전기 도금법에 의해 개구 내에서 도전성 기재 표면의 노출면에 금속재료를 석출시키고, 포토 레지시트막과 도전성 기재를 제거하여 접촉핀을 얻는다. 이와 같이 MEMS 공정을 이용하여 제작된 접촉핀을 MEMS 접촉핀이라 한다. 이러한 MEMS 접촉핀의 형상은 포토 레지스트막의 몰드에 형성되는 개구의 형상과 동일한 형상을 가지게 된다.
그러나 종래의 MEMS 공정을 이용하여 제작된 전기 전도성 접촉핀은, 그 측면에 별도의 기능층이 구비되어 있지 않아 전기 전도성 접촉핀의 효율이 저하된다는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 제0449308호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 전기 전도성 접촉핀의 바디 측면에 별도의 기능층이 구비되어 전기 전도성 접촉핀의 특성을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법은, 제1개구 패턴이 형성된 몰드의 상기 제1개구 패턴 내부에 제1금속을 충진하여 제1, 2접촉팁과 상기 제1,2접촉팁 사이에 구비되는 탄성부를 포함하는 예비적 전기 전도성 접촉핀을 제조하는 단계; 상면에 마스킹제를 형성하고 상기 마스킹제를 패터닝하여 상기 제1,2접촉팁 중 적어도 어느 하나의 단부가 노출되도록 상기 마스킹제에 제2개구 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2개구 패턴 내부에 제2금속을 충진하여 기능층을 형성하는 단계; 및 상기 마스킹제와 상기 몰드를 제거하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 제2개구 패턴은 상기 제1,2접촉팁의 단부의 표면 형상을 따라 형성되어 상기 단부 측면이 노출되도록 한다.
또한, 상기 몰드는 양극산화막 재질이다.
또한, 상기 제1개구 패턴 내부에 충진되는 제1금속은 전기 도금에 의해 형성된다.
또한, 상기 제2개구 패턴 내부에 충진되는 제2금속은 전기 도금에 의해 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법은, 제1개구 패턴이 형성된 제1몰드의 상기 제1개구 패턴 내부에 제1금속을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀을 제조하는 단계; 및 상기 예비적 전도성 접촉핀의 상부에 구비되며 제2개구 패턴이 형성된 제2몰드의 상기 제2개구 패턴 내부에 제2금속을 충진하여 상기 예비적 전기 전도성 접촉핀의 적어도 일부에 기능층을 형성하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 제1몰드는 양극산화막 재질이다.
또한, 상기 제2몰드는 포토 레지지스트 재질이다.
또한, 상기 제2금속은 그 경도가 상기 제1금속의 평균 경도보다 높은 재질로 형성된다.
또한, 상기 제2금속은 그 전기 전도도가 상기 제1금속의 평균 전기 전도도보다 높은 재질로 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀은, 제1, 2접촉팁; 및 상기 제1,2접촉팁 사이에 구비되는 탄성부;를 포함하고, 상기 제1,2접촉팁 중 적어도 어느 하나의 단부에 구비되는 기능층을 포함한다.
또한, 상기 기능층은 상기 단부의 표면 형상을 따라 상기 단부 측면에 형성된다.
또한, 상기 제1접촉팁에 구비되는 상기 기능층은 그 경도가 상기 제1접촉팁을 구성하는 금속의 평균 경도보다 높은 재질로 형성된다.
또한, 상기 제1접촉팁에 구비되는 상기 기능층은 그 전기 전도도가 상기 탄성부를 구성하는 금속의 평균 전기전도도보다 높은 재질로 형성된다.
본 발명은 전기 전도성 접촉핀의 바디 측면에 별도의 기능층이 구비되어 전기 전도성 접촉핀의 특성을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 도시한 도면.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막 및 영역들의 두께 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 도면에 도시된 전기 전도성 접촉핀의 개수는 예시적으로 일부만을 도면에 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
다양한 실시예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀은, 검사장치에 구비되어 검사 대상물과 전기적, 물리적으로 접촉하여 전기적 신호를 전달하는데 사용된다. 검사장치는 반도체 제조공정에 사용되는 검사장치일 수 있으며, 그 일례로 검사 대상물에 따라 프로브 카드일 수 있고, 테스트 소켓일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 검사장치는 이에 한정되는 것은 아니며, 전기를 인가하여 검사 대상물의 불량 여부를 확인하기 위한 장치라면 모두 포함된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀은 MEMS 기술에 의해 제작될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)을 도시한 도면이다.
전기 전도성 접촉핀(100)은 상면, 하면 및 상면과 하면을 연결하는 측면을 포함한다. 여기서 상면은 도 1을 기준으로 전기 전도성 접촉핀(100)의 전면을 의미하고, 하면은 도 1을 기준으로 전기 전도성 접촉핀(100)의 후면을 의미하며, 측면은 전면 및 후면을 제외한 면을 의미한다.
전기 전도성 접촉핀(100)은, 전도성 재료로 형성될 수 있다. 여기서 전도성 재료는 백금(Pt), 로듐(Ph), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 이리듐(Ir)이나 이들의 합금, 또는 니켈-코발트(NiCo)합금, 팔라듐-코발트(PdCo)합금, 팔라듐-니켈(PdNi)합금 또는 니켈-인(NiP)합금 중에서 적어도 하나 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 제1접촉팁(110), 제2접촉팁(120) 및 제1,2접촉팁(110,120) 사이에 구비되는 탄성부(130)를 포함한다. 제1접촉팁(110)과 제2접촉팁(120) 중 적어도 하는 검사 대상물과 접촉하는 부재이고 다른 하나는 검사 장치의 패드에 접촉 또는 접합되는 부재이다. 예를 들어 제1접촉팁(110)은 검사 대상물과 접촉하는 위치에 구비되고 제2접촉팁(120)은 검사장치의 패드와 접촉 또는 접합되는 위치에 구비된다.
제1접촉팁(110)은 상부 바디(111)와 상부 돌출부(113)를 포함한다. 상부 바디(111)는 평면상 대략 타원형으로 형성된다. 상부 바디(111)의 형상은 타원형으로 한정되는 것은 아니며 삼각형, 사각형 등의 형상도 포함한다. 상부 돌출부(113)는 상부 바디(111)의 단부 측에서 돌출되어 형성되며 뾰족한 삼각 기둥 형상을 가진다. 상부 돌출부(113)는 복수개 형성될 수 있다.
제2접촉팁(120)은 평면상 대략 타원형으로 형성된다. 제2접촉팁(120)의 형상은 타원형으로 한정되는 것은 아니며 삼각형, 사각형 등의 형상도 포함한다.
탄성부(130)는 그 일단이 제1접촉팁(110)에 연결되고 그 타단이 제2접촉핀(120)에 연결된다. 탄성부(130)는 제1접촉팁(110)과 제2접촉팁(120)이 서로 근접하게 이동하거나 멀어지게 이동할 때 탄성 변형된다.
탄성부(130)는 가압력에 의해 탄성 변형하는 변형부(131)를 포함한다. 변형부(131)는 타원 형상의 링 형태로 복수개 구성된다. 변형부(131)는 가압력에 수직한 방향으로 대향되는 2개의 수평 리브(131a)가 구비되고 양 측부에는 2개의 리브를 연결하는 측면 리브(131b)가 구비된다. 측면 리브(131b)는 수평 리브(131a)와 연결되는 부위에서 라운드 진 형상을 가진다.
제1접촉팁(110)과 변형부(131) 사이에는 상부 연결부(133)가 구비되어 상부 연결부(133)가 제1접촉팁(110)과 변형부(131)를 서로 연결한다. 상부 연결부(133)는 변형부(131)의 폭보다 작은 폭을 가지며 상부 연결부(133)의 중심축은 변형부(131)의 중심축과 동축을 이룬다.
제2접촉팁(120)과 변형부(131) 사이에는 하부 연결부(134)가 구비되어 하부 연결부(134)가 제2접촉팁(120)과 변형부(131)를 서로 연결한다. 하부 연결부(134)는 변형부(131)의 폭보다 작은 폭을 가지며 하부 연결부(134)의 중심축은 변형부(131)의 중심축과 동축을 이룬다.
변형부(131)와 변형부(131) 사이에는 중간 연결부(135)가 구비되어 중간 연결부(135)가 변형부(131)와 변형부(131)를 서로 연결한다. 중간 연결부(135)는 변형부(131)의 폭보다 작은 폭을 가지며 중간 연결부(134)의 중심축은 변형부(131)의 중심축과 동축을 이룬다.
제1,2접촉팁(110,120) 중 적어도 어느 하나의 단부에는 기능층(150)이 구비된다. 기능층(150)은 제1접촉팁(110)의 단부에 구비될 수 있고, 및/또는 기능층(150)은 제2접촉팁(120)의 단부에 구비될 수 있다.
기능층(150)은 단부의 표면 형상을 따라 단부 측면에 형성된다.
제1접촉팁(110)에 구비되는 기능층(150)은 제1접촉팁(110)의 단부 측면을 커버한다. 제1접촉팁(110)의 단부 측면은 기능층(150)에 의해 커버되어 노출되지 않는다. 상부 돌출부(113)는 삼각 기둥 형상으로 상부 바디(111)에서 단부측으로 연장되어 형성되는데, 삼각 기둥의 노출 측면을 기능층(150)이 커버한다. 한편, 기능층의(150)의 적어도 일부는 상부 돌출부(113)의 상면 일부를 커버할 수 있다. 기능층(150)이 상부 돌출부(113)의 단부 측면 및 상면 일부를 감싸도록 형성함으로써 기능층(150)의 박리를 효과적으로 방지할 수 있다.
제2접촉팁(120)에 구비되는 기능층(150)은 제2접촉팁(120)의 단부 측면을 커버한다. 제2접촉팁(120)의 단부 측면은 기능층(150)에 의해 커버되어 노출되지 않는다. 한편, 기능층의(150)의 적어도 일부는 제2접촉팁(120)의 상면 일부를 커버할 수 있다. 기능층(150)이 제2접촉팁(120)의 단부 측면 및 상면 일부를 감싸도록 형성함으로써 기능층(150)의 박리를 효과적으로 방지할 수 있다.
기능층(150)의 구성은 전기 전도성 접촉핀(100)의 적어도 일단부에 구비되어 일단부의 기능을 보강하거나 일단부에 기능을 추가할 목적으로 형성된다. 예를 들어 기능층(150)은 단부측의 산화 방지 및/또는 아킹 방지를 위한 목적으로 채용될 수 있고, 검사 대상물의 스크래치를 방지할 목적으로 채용될 수 있으며 전류 특성을 개선할 목적으로 채용될 수 있다. 이 경우 각각의 목적에 부합되는 물질이 선택될 수 있다.
제1접촉팁(110)에 구비되는 기능층(150)은 그 경도가 제1접촉팁(110)을 구성하는 금속의 평균 경도보다 높은 재질로 형성될 수 있다. 제1접촉팁(110)은 제2접촉팁(120) 및 탄성부(130)와 함께 제작될 수 있다. 제1접촉팁(110), 제2접촉팁(120) 및 탄성부(130)는 백금(Pt), 로듐(Ph), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 이리듐(Ir)이나 이들의 합금, 또는 니켈-코발트(NiCo)합금, 팔라듐-코발트(PdCo)합금, 팔라듐-니켈(PdNi)합금 또는 니켈-인(NiP)합금 중에서 적어도 하나 선택될 수 있으며, 이들의 전도성 재료가 복수층으로 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 기능층(150)은 제1접촉팁(110), 제2접촉팁(120) 및 탄성부(130)를 구성하는 금속의 평균 경도값(예를 들어 비커스 경도)보다 높은 경도값을 가지는 재료에서 선택될 수 있다. 예를 들어 기능층(150)은 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등과 같은 고 경도의 도전성 물질일 수 있다. 상대적으로 높은 경도값을 가지는 기능층(150)의 구성을 통해, 제1접촉팁(110)의 마모를 효과적으로 방지함으로써 수명 연장의 효과를 기대할 수 있다.
제1접촉팁(110)에 구비되는 기능층(150)은 그 전기 전도도가 제1접촉팁(110)을 구성하는 금속의 평균 전기 전도도보다 높은 재질로 형성될 수 있다. 제1접촉팁(110)은 제2접촉팁(120) 및 탄성부(130)와 함께 제작될 수 있다. 그런데 탄성 변형 정도와 전기 전도도는 트레이드 오프(상충)관계일 수 있으므로, 탄성부(130)는 접촉핀(100)이 장 시간 동안 탄력적으로 변형될 수 있도록 탄성 변형 정도를 고려하여 그 재료가 선택되므로 선택된 재료는 전기 전도도가 낮을 수 있다. 따라서 접촉 대상물과 실질적으로 접촉이 이루어지는 지는 제1접촉팁(110)에 전기 전도도가 높은 기능층(150)이 구비될 경우에는 접촉시 아킹이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이 경우 기능층(150)은 프로브 카드의 공간변환기의 접속패드와 전기 전도성 접촉핀(100)의 접촉시 아킹이 발생하는 것을 방지할 목적으로 채용된 구성이다. 기능층(150)은 제1접촉팁(110), 제2접촉팁(120) 및 탄성부(130)를 구성하는 금속의 평균적인 전기 전도도보다 전기 전도도가 높은 재질로 구성될 수 있으며, 예를 들어 금(Au) 재질로 구성될 수 있다.
이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법은, 제1개구 패턴(210)이 형성된 제1몰드(200)의 제1개구 패턴(210) 내부에 제1금속(220)을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)을 제조하는 단계와, 예비적 전도성 접촉핀(101)의 상부에 구비되며 제2개구 패턴(310)이 형성된 제2몰드(300)의 제2개구 패턴(310) 내부에 제2금속(320)을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)의 적어도 일부에 기능층(150)을 형성하는 단계를 포함한다.
제1개구 패턴(210)이 형성된 제1몰드(200)의 제1개구 패턴(210) 내부에 제1금속(220)을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)을 제조하는 단계는, 제1몰드(200)에 제1개구 패턴(210)을 형성하는 단계와, 제1개구 패턴(210) 내부에 제1금속(220)을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)을 제조하는 단계를 포함한다.
도 2a를 참조하면, 도 2a는 제1몰드(200)에 제1개구 패턴(210)을 형성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
먼저 제1몰드(200)를 준비한다. 제1몰드(200)는 양극산화막 재질 또는 포토 레지스트 재질로 구성될 수 있다.
여기서 양극산화막은 모재인 금속을 양극산화하여 형성된 막을 의미하고, 포어는 금속을 양극산화하여 양극산화막을 형성하는 과정에서 형성되는 구멍을 의미한다. 예컨대, 모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 경우, 모재를 양극산화하면 모재의 표면에 알루미늄 산화물(Al203) 재질의 양극산화막이 형성된다. 위와 같이 형성된 양극산화막은 수직적으로 내부에 포어가 형성되지 않은 배리어층과, 내부에 포어가 형성된 다공층으로 구분된다. 배리어층과 다공층을 갖는 양극산화막이 표면에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 알루미늄 산화물(Al203) 재질의 양극산화막만이 남게 된다.
양극산화막은 양극산화시 형성된 배리어층이 제거되어 포어의 상, 하로 관통되는 구조로 형성되거나 양극산화시 형성된 배리어층이 그대로 남아 포어의 상, 하 중 일단부를 밀폐하는 구조로 형성될 수 있다.
양극산화막은 2~3ppm/℃의 열팽창 계수를 갖는다. 이로 인해 고온의 환경에 노출될 경우, 온도에 의한 열변형이 적다. 따라서 전기 전도성 접촉핀(100)의 제작 환경에 비록 고온 환경이라 하더라도 열 변형없이 정밀한 전기 전도성 접촉핀(100)을 제작할 수 있다.
제1몰드(200)의 일면에는 시드층(230)이 구비된다. 시드층(230)은 구리(Cu)재질로 형성될 수 있고, 증착 방법에 의해 형성될 수 있다. 시드층(230)은 제1금속(220)을 전해 도금법을 이용하여 형성할 때 제1금속(220)의 도금 품질을 향상시키기 위해 사용된다.
다음으로, 양극산화막 재질의 제1몰드(200)의 적어도 일부 영역을 에칭하여 제1개구 패턴(210)을 형성하는 단계를 수행한다. 제1개구 패턴(210)의 전체적인 형상은 전기 전도성 접촉핀(100)의 형상과 대응되는 형상을 가진다.
제1개구 패턴(210)의 내부에는 양극산화막 재질로 구성되는 아일랜드(240)가 구비된다. 아일랜드(240)는 제1몰드(200)의 일부를 에칭하여 제1개구 패턴(210)을 형성할 때 양극산화막이 제거되지 않고 남아 있는 영역으로서, 주위가 제1개구 패턴(210)으로 둘러싸인 양극산화막 영역이다.
제1개구 패턴(210)은 양극산화막 재질의 제1몰드(200)를 에칭하여 형성될 수 있다. 이를 위해 제1몰드(200)의 상면에 포토 레지스트(미도시)를 구비하고 이를 패터닝한 다음, 패터닝되어 오픈된 영역의 양극산화막이 에칭 용액과 반응하여 제1개구 패턴(210)이 형성될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 제1개구 패턴(210)을 형성하기 전의 제1몰드(200)의 상면에 감광성 재료를 구비한 다음 노광 및 현상 공정이 수행될 수 있다. 감광성 재료는 노광 및 현상 공정에 의해 오픈영역을 형성하면서 적어도 일부가 패터닝되어 제거될 수 있다. 이때 추후 아일랜드(240)가 되는 부분의 상면에는 포토 레지스트가 제거되지 않고 남아 있는다. 제1몰드(200)은 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 오픈영역을 통해 에칭 공정이 수행되며, 에칭 용액에 의해 추후 아일랜드(240)가 될 영역을 제외하고 그 주변의 양극산화막이 제거되어 제1개구 패턴(210)을 형성하게 된다. 양극산화막 재질의 제1몰드(200)를 에칭 용액으로 습식 에칭하면 수직한 내벽을 가지는 제1개구 패턴(210)이 형성된다.
이처럼 양극산화막을 몰드로 이용하여 제1금속(220)을 형성하게 되면, 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)의 형상 정밀도가 향상되어 정밀한 미세 구조를 가지는 전기 전도성 접촉핀(100)의 제작이 가능하게 된다.
다음으로 도 2b를 참조하면, 도 2b는 제1개구 패턴(210) 내부에 제1금속(220)을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)을 제조하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
제1개구 패턴(210)에 도금하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)을 형성하는 단계를 수행한다. 제1개구 패턴(210) 내부에 충진되는 제1금속(220)은 전기 도금에 의해 형성된다. 전기 도금시 시드층(230)를 이용하여 제1금속(220)을 형성할 수 있다. 도금 공정이 완료되면 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 통해 제1몰드(200)의 상면으로 돌출된 제1금속(220)을 제거하면서 평탄화시킨다. 이상과 같은 단계들을 수행함으로써, 제1금속(220)으로 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)을 제조하게 된다.
여기서 제1금속(220)은 백금(Pt), 로듐(Ph), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 이리듐(Ir)이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(PdCo)합금, 팔라듐-니켈(PdNi)합금 또는 니켈-인(NiP)합금 중에서 선택될 수 있다. 제1금속(220)은 하나의 금속으로 형성될 수 있거나 복수 개의 전도성 재료가 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
이상과 같이, 제1개구 패턴(210)이 형성된 몰드(200)의 제1개구 패턴(210) 내부에 제1금속(220)을 충진하여 제1, 2접촉팁(110,120)과 탄성부(130)를 포함하는 예비적 전기 전도성 접촉핀을 제조하는 단계를 완료한다.
다음으로, 예비적 전도성 접촉핀(101)의 상부에 구비되며 제2개구 패턴(310)이 형성된 제2몰드(300)의 제2개구 패턴(310) 내부에 제2금속(320)을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)의 적어도 일부에 기능층(150)을 형성하는 단계를 수행한다.
예비적 전도성 접촉핀(101)의 상부에 구비되며 제2개구 패턴(310)이 형성된 제2몰드(300)의 제2개구 패턴(310) 내부에 제2금속(320)을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)의 적어도 일부에 기능층(150)을 형성하는 단계는, 예비적 전도성 접촉핀(101)의 상부에 구비되며 제2개구 패턴(310)이 형성된 제2몰드(300)를 형성하는 단계와, 제2개구 패턴(310) 내부에 제2금속(320)을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)의 적어도 일부에 기능층(150)을 형성하는 단계를 포함한다.
도 2c를 참조하면, 도 2c는 예비적 전도성 접촉핀(101)의 상부에 구비되며 제2개구 패턴(310)이 형성된 제2몰드(300)를 형성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2b 단계에서 완료된 구조의 상면에 마스킹제(330)를 형성하고 마스킹제(330)를 패터닝하여 제1,2접촉팁(110,120) 중 적어도 어느 하나의 단부가 노출되도록 마스킹제(330)에 제2개구 패턴(310)을 형성하는 단계를 수행한다. 제2개구 패턴(310)이 구비된 마스킹제(330)는 제2금속(320)을 충진하기 위한 제2몰드(300)가 된다.
구체적으로 살펴보면, 예비적 전도성 접촉핀(101)의 상부에 먼저 마스킹제(330)를 형성한다. 마스킹제(330)는 감광성 재료일 수 있으며, 절연 물질일 수 있다. 예를 들어 마스킹제(330)는 포토 레지스트일 수 있다. 마스킹제(330)는 제1몰드(200) 및 예비적 전도성 접촉핀(101)의 상면에 전체적으로 도포되어 제1몰드(200) 및 예비적 전도성 접촉핀(101)의 상면이 외부로 노출되지 않도록 한다. 다음으로, 마스킹제(330)에 대해 노광 및 현상 공정을 수행하여 제2개구 패턴(310)을 형성한다. 제2개구 패턴(310)은 제1,2접촉팁(110, 120)의 단부의 표면 형상을 따라 형성되어 단부 측면이 노출되도록 한다.
다음으로 도 3a를 참조하면, 도 3a는 제2개구 패턴(310) 내부에 제2금속(320)을 충진하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)의 적어도 일부에 기능층(150)을 형성하는 단계를 설명하는 도면이다.
제2개구 패턴(310)을 통해 시드층(230)과 제1,2접촉팁(110, 120)의 단부 측면 사이에 공간이 형성된다. 제2개구 패턴(310) 내부에 충진되는 제2금속(320)은 전기 도금에 의해 형성된다. 시드층(230)을 이용하여 전기 도금함으로써 제2개구 패턴(310)의 내부에 제2금속(320)이 충전되어 기능층(150)을 형성하게 된다.
제2금속(320)은 제1금속(220)과는 다른 재질의 금속일 수 있다.
제2금속(320)은 제1금속(220)에 비해 전기 전도도, 경도 중 적어도 어느 하나의 특성에서 차이를 가질 수 있다. 제2금속(320)은 제1금속(220)에 비해 경도값이 높은 금속 재질일 수 있거나 제2금속(320)은 제1금속(220)에 비해 전기 전도도 값이 높은 금속 재질일 수 있다. 한편, 제1금속(220) 및/또는 제2금속(320)은 복수개의 금속층으로 적층되어 구성될 수 있는데, 이 경우에는, 제2금속(320)은 제1금속(220)에 비해 평균적인 경도값이 높은 금속 재질일 수 있거나 제2금속(320)은 제1금속(220)에 비해 평균적인 전기 전도도 값이 높은 금속 재질일 수 있다.
전기 도금의 시간과 전류 밀도를 조절하여 기능층(150)이 단부로 갈수록 높이가 낮아지도록 형성할 수 있다. 제2개구 패턴(310)의 내부는 양극산화막 재질의 제1몰드(200), 예비적 전기 전도성 접촉핀(101) 및 포토 레지스트 재질의 제2몰드(300)에 의해 둘러싸인 형태의 홈의 구성을 가진다. 이러한 제2개구 패턴(310)의 내부에 전기 도금을 이용하여 제2금속(320)을 형성하게 되면, 시드층(230)뿐만 아니라 전기 전도성 접촉핀(101)에 의해 제2금속(320)이 성장하게 되므로 미리 형성된 예비적 전기 전도성 접촉핀(101) 측에서 상대적으로 제2금속(320)이 많이 성장하게 된다. 그 결과 기능층(150)은 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)에서 단부 측으로 갈수록 높이가 낮아지는 형태가 되어 단부 측에서 보다 날까로운 형상을 가지게 된다.
다음으로 마스킹제(330)와 몰드(200)를 제거하는 단계를 수행한다.
도 3b를 참조하면, 마스킹제(330)를 제거한 후의 상태를 도시한 도면이다. 마스킹제(330) 재질의 제2몰드(300)에만 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 마스킹제(330) 재질의 제2몰드(300)를 제거한다. 다음으로 양극산화막 재질의 제1몰드(200)에만 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 양극산화막 재질의 제1몰드(200)를 제거한다. 이를 통해 도 3c와 같은 전기 전도성 접촉핀(100)을 제작하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 기능층(150)은 제1,2접촉팁(110,120) 중 적어도 어느 하나의 단부에 구비될 수 있으나 이와는 다르게 기능층(150)은 전기 전도성 접촉핀(100)의 적어도 일부에 구비될 수 있다. 기능층(150)은 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면 중 적어도 일부에 구비될 수 있으며, 예를 들어 전기 전도성 접촉핀(100)의 상,하 단부 측면 이외에 좌,우 단부 측면에도 구비될 수 있다.
종래의 MEMS 공정을 이용하여 제작된 전기 전도성 접촉핀은, 그 측면에 별도의 기능층이 구비되어 있지 않아 전기 전도성 접촉핀의 효율이 저하된다는 문제점이 있다. 반면에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 그 측면에 기능층(150)이 별도로 구비됨으로써 전기 전도성 접촉핀(100)의 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 양극산화막 재질의 제1몰드(200)를 이용하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(100)을 제작하여 전기 전도성 접촉핀(100)으로서의 전체적인 형상과 구조를 완성하고, 포토 레지스트 재질의 제2몰드(300)를 이용하여 예비적 전기 전도성 접촉핀(101)의 측면에 기능층(150)을 추가함으로써 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면에 기능성(경도, 전기 전도도 등)을 부가하여 전기 전도성 접촉핀(100)의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
100: 전기 전도성 접촉핀 110: 제1접촉팁
120: 제2접촉팁 130: 탄성부
150: 기능층 200: 제1몰드
300: 제2몰드

Claims (14)

  1. 제1개구 패턴이 형성된 몰드의 상기 제1개구 패턴 내부에 제1금속을 충진하여 제1, 2접촉팁과 상기 제1,2접촉팁 사이에 구비되는 탄성부를 포함하는 예비적 전기 전도성 접촉핀을 제조하는 단계;
    상면에 마스킹제를 형성하고 상기 마스킹제를 패터닝하여 상기 제1,2접촉팁 중 적어도 어느 하나의 단부가 노출되도록 제2개구 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제2개구 패턴 내부에 제2금속을 충진하여 기능층을 형성하는 단계; 및
    상기 마스킹제와 상기 몰드를 제거하는 단계;를 포함하고,
    상기 몰드는 양극산화막 재질이며,
    상기 제2개구 패턴 내부는 상기 몰드, 상기 예비적 전기 전도성 접촉핀 및 상기 마스킹제에 의해 둘러싸인 형태의 홈의 구성을 갖는, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2개구 패턴은 상기 제1,2접촉팁의 단부의 표면 형상을 따라 형성되어 상기 단부 측면이 노출되도록 하는, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1개구 패턴 내부에 충진되는 제1금속은 전기 도금에 의해 형성되는, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2개구 패턴 내부에 충진되는 제2금속은 전기 도금에 의해 형성되는, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마스킹제는 포토 레지스트 재질인, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속은 그 경도가 상기 제1금속의 평균 경도보다 높은 재질로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속은 그 전기 전도도가 상기 제1금속의 평균 전기 전도도보다 높은 재질로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
  11. 제1, 2접촉팁; 및
    상기 제1,2접촉팁 사이에 구비되는 탄성부;를 포함하고,
    상기 제1,2접촉팁 중 적어도 어느 하나의 단부에 구비되는 기능층을 포함하고,
    상기 탄성부는 가압력에 의해 탄성 변형하는 변형부를 포함하고,
    상기 변형부는 상기 가압력에 수직한 방향으로 대향되는 2개의 수평 리브 및 상기 리브를 연결하는 측면 리브를 구비하는, 전기 전도성 접촉핀.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기능층은 상기 단부의 표면 형상을 따라 상기 단부 측면에 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1접촉팁에 구비되는 상기 기능층은 그 경도가 상기 제1접촉팁을 구성하는 금속의 평균 경도보다 높은 재질로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1접촉팁에 구비되는 상기 기능층은 그 전기 전도도가 상기 탄성부를 구성하는 금속의 평균 전기전도도보다 높은 재질로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.


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