KR102595862B1 - 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 - Google Patents
그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102595862B1 KR102595862B1 KR1020220085484A KR20220085484A KR102595862B1 KR 102595862 B1 KR102595862 B1 KR 102595862B1 KR 1020220085484 A KR1020220085484 A KR 1020220085484A KR 20220085484 A KR20220085484 A KR 20220085484A KR 102595862 B1 KR102595862 B1 KR 102595862B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal pattern
- graphene
- powder paste
- graphene powder
- intersect
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 202
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 130
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 69
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims abstract description 26
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 11
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 59
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 229910021387 carbon allotrope Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 229920002577 polybenzoxazole Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032900 absorption of visible light Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 description 1
- 229920005547 polycyclic aromatic hydrocarbon Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/022—Processes for manufacturing precursors of printed circuits, i.e. copper-clad substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/03—Conductive materials
- H05K2201/0332—Structure of the conductor
- H05K2201/0364—Conductor shape
- H05K2201/0373—Conductors having a fine structure, e.g. providing a plurality of contact points with a structured tool
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/03—Metal processing
- H05K2203/0307—Providing micro- or nanometer scale roughness on a metal surface, e.g. by plating of nodules or dendrites
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
본 발명은 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 MLB와 MWB가 갖는 치명적인 단점을 보완한 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 또는 프로브 카드용 MGB(Multi Graphene Board)의 제조 방법을 제공하는데 있다. 이를 위해 본 발명은 평균 입경이 0.1㎛ ~ 10㎛ 사이이고 3차원 형태인 그래핀 분말 페이스트를 준비하는 그래핀 분말 페이스트 준비 단계; 및 유전층 상에 그래핀 분말 페이스트를 제공하여 시그널 패턴, 파워 플레인 또는 그라운드 플레인을 제조하는 그래핀 분말 페이스트 제공 단계를 포함하고, 시그널 패턴은 폭이 50㎛ ~ 65㎛ 사이이고 두께는 5㎛ ~ 65㎛ 사이이며 길이는 100mm ~ 400mm 사이이고, 파워 플레인 또는 그라운드 플레인은 두께가 5㎛ ~ 65㎛ 사이인, 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 그래핀 성분이 포함된 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)를 와이어를 이용하며, 또한 도전성 와이어 구리, 실버, 금 등과 각종 메탈 소재로 이루어진 와이어를 이용하며, 또한 도전성 와이어 구리, 실버, 금 등과 각종 메탈 소재로 이루어진 와이어에 그래핀이 코팅된 와이어를 이용하여 프로브 카드용 회로기판 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법에 관한 것이다.
프로브 카드란 반도체 웨이퍼 칩의 패드에 전도성 팁을 접촉시켜 테스터와 칩 간의 전기적 신호를 연결 시켜 주는 장치로서 도 1에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼의 불량 유무를 테스트하는 장치이다.
프로브 카드의 주된 회로기판인 원형의 PCB(Printed Circuit Board)와 관련하여, 모든 전세계의 반도체 회사는 MLB(Multi Layer Board) 또는 MWB(Multi Wire Board)의 제조 방법으로 프로브 카드용 PCB를 만들어 사용하고 있다
국내에서 생산되는 프로브 카드용 회로기판인 MLB는 주로 국내에서 MLB가 제조되어 국내의 반도체 제조사인 삼성, 하이닉스 또는 해외 반도체 제조사 등에 공급되고 있다.
프로브 카드용 회로기판중 MLB의 특징은 PCB 기판에 전체적으로 도포되어 있는 동박에 원하는 회로를 PR(Photo Resist)을 이용하여 만들고 케미컬 에칭을 통해서 원하는 회로만 남기고 나머지 동박을 제거하여 필요한 회로를 만든다.
이러한 과정을 거친 여러 장(예를 들면, 2~100층)의 회로기판을 높은 압력과 높은 온도를 가하는 적층 공정을 사용하여 완성된 하나의 회로기판 MLB를 만드는 제조 특성을 갖고 있다(도 2a 참조).
프로브 카드용 회로기판 MLB의 최대 단점은 시그널(signal)을 손실없이 보내고 받기 위해 50옴의 임피던스 매칭을 기본적으로 하며 시그널 패턴의 폭 또는 넓이(width)을 60um 또는 120um로 사용하고 위, 아래 층에 그라운드(GND)층을 삽입하여 임피던스 매칭을 하고 있다.
프로브 카드용 회로기판 MLB 중에서 중앙에 위치한 LGA(Land Grid Array)는 보통 1mm의 간격을 두고 여러 개가 LGA가 반복되게 위치하고 있고 LGA와 LGA 사이에는 1~2개의 60um 또는 120um의 넓이 시그널 패턴이 지나가는 구조이다(도 2b 참조).
그 이유는 임피던스 매칭을 하기 위한 시그널 패턴의 폭은 1~2개의 60um 또는 120um의 넓이를 필요로 하고 LGA와 LGA 사이의 간격이 1mm 피치 일 경우 LGA에 회로를 연결하기 위해서 사용되는 드릴 사이즈와 도금에 필요한 패드 사이즈를 제외하면 150um의 여유 밖에 없어서 1~2개의 60um 또는 120um의 넓이의 시그널 패턴 밖에 지나 가지 못한다.
이러한 이유로 MLB 회로기판은 1~2개의 시그널 패턴만이 60um 또는120um의 폭을 가지며 지나가기 때문에 세로로 여러 개 층을 적층 사용하여 시그널 패턴의 회로를 연결하고 있다.
따라서 프로브 카드용 회로기판 MLB의 최대 단점은 회로가 복잡하고 연결되는 회로의 수가 증가하면 층수가 무한정 올라간다는 것이다.
이러한 단점 때문에 프로브 카드용 회로기판 MLB는 가격, 납기, 성능 상의 치명적인 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위해서 나온 것이 프로브 카드용 회로기판 MWB(Multi Wire Board)이다.
프로브 카드용 회로기판 MWB는 일본 회사가 독점으로 전세계에 공급하고 있다.
프로브 카드용 회로기판 MWB의 기본 구조는 폴리이미드로 감싼 와이어를 MLB의 에칭된 패턴을 대체하여 사용하는 구조이다.
프로브 카드용 회로기판 MWB의 특징은 MLB의 치명적인 단점인 LGA와 LGA 사이를 1~2개 밖에 지나가지 못하는 시그널 패턴을 폴리이미드로 감싼 60um 내지 65um의 직경의 구리 와이어를 사용하여 LGA와 LGA 사이를 기본적으로 2개의 시그널 패턴이 지나가게 할 수 있는 것은 유사하지만, 여기에 더해서 시그널 패턴이 서로 쇼트되어 겹쳐지는 부분을 3개까지 가능하게 제조 할 수 있다.
왜냐하면 MWB의 시그널 패턴은 폴리리미드로 감싼 와이어이기 때문에 서로 겹쳐 지더러도 합선이 안되기 때문이다.
이러한 특징 때문에 프로브 카드용 회로기판 MWB는 현재 DRAM, CIS(Camera Image Sensor)용 프로브 카드용 회로기판에는 층수를 낮출 수 있어서 많은 수량의 MWB를 사용하고 있다.
프로브 카드용 회로기판 MWB의 최대 단점은 일본에서 독점으로 제조하다 보니 국내에서 제조되는 MLB에 비해서 높은 가격과 많은 납기가 소요된다.
또한 전기적 특성 또한 도전성 와이어를 사용하고 있어 전통적으로 MLB와 같이 구리를 사용하는 방식으로 구리 재료가 가지는 물리적인 전기적 특성의 한계도 가지고 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 MLB와 MWB가 갖는 치명적인 단점을 보완한 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 또는 프로브 카드용 MGB(Multi Graphene Board)의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법은 평균 입경이 0.1㎛ ~ 10㎛ 사이이고 3차원 형태인 그래핀 분말 페이스트를 준비하는 그래핀 분말 페이스트 준비 단계; 및 유전층 상에 그래핀 분말 페이스트를 제공하여 시그널 패턴, 파워 플레인 및 그라운드 플레인을 각각 제조하는 그래핀 분말 페이스트 제공 단계를 포함하고, 시그널 패턴은 폭이 50㎛ ~ 65㎛ 사이이고 두께는 5㎛ ~ 65㎛ 사이이며 길이는 100mm ~ 400mm 사이이고, 파워 플레인 및 그라운드 플레인은 두께가 각각 5㎛ ~ 65㎛ 사이이며, 그래핀 분말 페이스트는 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)를 포함하고, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)는 구리 나노와이어(copper nanowire, Cu NW)를 합성하는 단계와, 화학기상증착법을 통해 구리 나노와이어(copper nanowire, Cu NW)의 표면에 그래핀(graphene)을 성장시키는 단계와, 그래핀의 표면에 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 추가 성장 시켜서 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)를 제조하는 단계와, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)를 바인더 용액 내에 첨가하여 분산 공정을 진행하여, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(coppernanowire)와 바인더가 혼합된 페이스트를 제조하는 단계를 포함하고, 그래핀 분말 페이스트 제공 단계는 그래핀 분말 페이스트를 스텐실 마스크 상에 도포하고 스퀴징하여 이루어지거나, 그래핀 분말 페이스트를 디스펜서로 도포하여 이루어지거나, 그래핀 분말 페이스트를 포토레지스트로 이루어진 구조물 내측에 도포하여 이루어지거나, 그래핀 분말 페이스트를 스크린 마스크 상에 도포하고 스퀴징하여 이루어지거나, 그래핀 분말 페이스트를 MLB(Multi Layer Board) 상에 도포하고 에칭하여 이루어지고, 시그널 패턴은 첫번째 시그널 패턴, 두번째 시그널 패턴, 세번째 시그널 패턴 및 네번째 시그널 패턴을 포함하되, 첫번째 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함하고, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 양측의 본딩 패드는 제1시그널 패턴과 쇼트되지 않도록 제1시그널 패턴의 상부 방향으로 지나가는 도전성 와이어에 의해 상호간 연결되고, 교차할 영역에 절연성 페이스트가 도포되어 베이킹되며, 두번째 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함하고, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 양측의 본딩 패드는 제1시그널 패턴과 쇼트되지 않도록 제1시그널 패턴의 상부 방향에 실장되는 점퍼 와이어 또는 0옴 저항에 의해 상호간 연결되되, 교차할 영역에 절연성 페이스트가 도포되어 베이킹되며, 세번째 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함하고, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 제1시그널 패턴 상에 유전층이 제공되며, 유전층 상에 구리, 알루미늄, 니켈, 실버 및 금을 포함하는 메탈 재료가 제공되거나, 또는 구리, 알루미늄, 니켈, 실버, 금 및 접착제를 포함하는 전도성 페이스트가 제공됨으로써, 양측의 본딩 패드가 전기적으로 상호간 연결되고, 네번째 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함하고, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 제1시그널 패턴 상에 유전층이 제공되며, 유전층 상에 그래핀 분말 페이스트가 스텐실 마스크, 디스펜서, 포토레지스트 구조물 또는 스크린 마스크에 의해 제공됨으로써 양측의 본딩 패드가 그래핀 분말 페이스트로 상호간 연결되며, 그래핀 분말 페이스트에 의한 첫번째, 두번째, 세번째 및 네번째 시그널 패턴은 프로브 카드용 회로기판의 중간 부분에 있는 랜드 그리드 어레이를 지나가도록 제공되고, 이후에는 유전체로 감싸인 도전성 와이어로 첫번째, 두번째, 세번째 및 네번째 시그널 패턴이 제공된다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명은 MLB와 MWB가 갖는 치명적인 단점을 보완한 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 또는 프로브 카드용 MGB(Multi Graphene Board)의 제조 방법을 제공한다.
도 1은 종래 기술에 따른 프로브 카드의 사용 상태를 도시한 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 프로브 카드용 회로기판을 도시한 평면도 및 일부 확대 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 예시적 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 또는 프로브 카드용 회로기판 MGB(Multi Graphene Board)에 이용되는 그래핀의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 예시적 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 프로브 카드용 회로기판을 도시한 평면도 및 일부 확대 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 예시적 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 또는 프로브 카드용 회로기판 MGB(Multi Graphene Board)에 이용되는 그래핀의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 예시적 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 3은 본 발명에 따른 예시적 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 또는 프로브 카드용 회로기판 MGB(Multi Graphene Board)에 이용되는 그래핀의 구조를 도시한 도면이다. 참고로, 도 3은 여러가지 탄소 동소체의 구조를 도시하고 있으며, 탄소의 다른 동소체에는 흑연, 탄소 나노 튜브, 풀러렌, 다이아몬드 등이 있다. 그래핀은 동일한 결합 구조이지만, 여러층이 겹쳐 있는 흑연과는 다른 특성을 보인다. 도 3에서 a는 다이아몬드, b는 흑연, c는 플러렌, d는 그래핀, e는 비결정성 탄소, f는 탄소 나노 튜브이다.
이러한 다양한 탄소 동소체 중에서 특히 그래핀은 얇고 가벼우면서 내구성이 좋고, 독특한 물리적 화학적 성질 때문에 활용 범위가 넓다. 그래핀은 매우 높은 전성, 전자 이동도, 높은 열 전도도, 큰 영계수(Young coefficient)를 가지고 있으며 이론적 비 표면적도 크다. 또한 한 층이기 때문에 가시광선에 대한 흡수량이 적어 550nm에서 투과율이 97.7%이다.
그래핀을 다른 물질과 비교해보면, 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체인 단결정 규소보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하고, 다이아몬드보다 2배 이상 열 전도성이 높으며, 탄성도 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다.
본 발명에 따른 예시적 프로브 카드용 회로기판 MGB의 제조 방법은 가장 문제가 되었던 MLB의 시그널 패턴과 MWB의 구리 와이어를 그래핀으로 대체하여 제조하는 방법이며, 여기에 더해서, 추가적 파워층(power layer) 및/또는 그라운드층(GND layer) 또한 그래핀으로 제조하여 파워 및/또는 그라운드의 전기적 특성을 월등하게 개선하는 제조 방법이다.
위와 같은 21세기 신 물질인 그래핀을 이용하여 프로브 카드용 회로기판 MGB를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 예시적 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 예시적 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판의 제조 방법은 그래핀 분말 페이스트 준비 단계(S1) 및 그래핀 분말 페이스트 제공 단계(S2)를 포함할 수 있다.
그래핀 분말 페이스트 준비 단계(S1)에서는, 평균 입경이 대략 0.1㎛ 내지 대략 10㎛이고, 3차원 형태인 그래핀 분말을 페이스트 형태로 준비하여 이루어질 수 있다.
일부예들에서, 그래핀 분말은 테이프를 사용하는 등 물리적인 방법으로 그라파이트로부터 그래핀 시트를 박리하여 얻을 수 있다. 일부 예들에서, 그래핀 분말은 그라파이트를 산화하는 등의 화학적인 방법으로 박리하거나, 그라파이트의 탄소 층간에 산, 염기, 메탈 등을 삽입하여 인터칼레이션 화합물(intercalation compound) 로부터 박리시켜 얻을 수 있다. 일부 예들에서, 그래핀 분말은 그라파이트 등을 액상 분산시킨 상태에서, 초음파 조사 또는 볼밀 등을 사용한 밀링 방법으로 그라파이트에 포함된 탄소층들을 박리하여 얻을 수도 있다.
일부 예들에서, 그래핀 분말 페이스트는 흑연 또는 이의 유도체를 포함한 탄소계 소재 및 분산제의 분산액에 물리적 힘을 인가하되, 분산제가 복수 종의 폴리 방향족 탄화수소 산화물의 혼합물로서, 분자량 300 내지 1000의 폴리 방향족 탄화수소 산화물을 60 중량% 이상의 함량으로 포함한 혼합물을 포함하며, 흑연 또는 이의 유도체는 물리적 힘의 인가 하에 나노 스케일의 두께를 갖는 그래핀 플레이크 형태로 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 흑연 또는 이의 유도체는 그라파이트, 팽창 흑연(expanded graphite), 부정형 흑연, 판상형 흑연, 인조 흑연, 탄소 층간에 인터칼레이션 화합물이 삽입되어 있는 개질 흑연 및 탄소나노섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 일부 예들에서, 분산액은 수용매 또는 극성 유기 용매 내에 탄소계 소재 및 분산제가 용해 또는 분산된 분산액일 수 있다. 일부 예들에서, 분산제에 포함된 복수 종의 폴리 방향족 탄화수소 산화물을 원소 분석하였을 때, 산소 함량이 전체 원소 함량의 12 내지 50 중량%일 수 있다. 일부 예들에서, 분산제에 포함된 폴리 방향족 탄화수소 산화물은 5 내지 30개의 벤젠 고리가 포함된 방향족 탄화수소에 산소 함유 작용기가 하나 이상 결합된 구조를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 방향족 탄화수소는 7 내지 20개의 벤젠 고리를 구조 내에 가질 수 있다. 일부 예들에서, 물리적 힘의 인가 단계는 고속 균질기(High Speed Homogenizer), 고압 균질기(High Pressure Homogenizer), 볼밀, 비드밀 또는 초음파 조사기를 사용한 방법으로 진행될 수 있다. 일부 예들에서, 그래핀 플레이크는 1.5 내지 50nm의 두께를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 그래핀 플레이크는 0.1㎛ 내지 10㎛의 직경을 갖는 동시에, 50 내지 6000의 직경/두께비를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 그래핀 플레이크는 그 표면에 분산제가 물리적 부착된 상태로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 그래핀 분산 조성물은 전도성 페이스트 조성물 뿐만 아니라 전도성 잉크 조성물, 방열 기판 형성용 조성물, 전기전도성 복합체, EMI 차페용 복합체 또는 전지용 도전재 등으로 사용될 수도 있다. 또한, 상술한 바와 같은 "분산제"란 수용매, 유기 용매 기타 액상의 매질 내에 다른 성분, 예를 들어, 그라파이트 기타 흑연 또는 이의 유도체나, 그래핀 (플레이크) 등의 탄소계 소재를 균일하게 분산시키기 위한 임의의 성분을 지칭할 수 있다. 이러한 "분산제" 및 탄소계 소재 등 분산의 대상이 되는 다른 성분이 액상 매질 내에 분산되어 있는 조성물을 "분산 조성물"로 지칭할 수도 있으며, 이러한 "분산 조성물"은 용액상, 슬러리상 또는 페이스트상 등의 여러 상태로 존재할 수 있다. 따라서, 하기에 이용된 "페이스트"라는 용어는 상술한 용액 또는 슬러리로 지칭될 수도 있으며, 그 응용 분야에 따라 적절하게 이해되어야 한다.
그래핀 분말 페이스트 제공 단계(S2)에서는, 유전층(또는 절연층이라 함) 상에 그래핀 분말 페이스트를 제공하여 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인을 제조하여 이루어질 수 있다.
일부 예들에서, 유전층은 회로기판에 사용되는 통상의 재료를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 유전층은 실리콘, 글래스, 유기물, FR4(copper Foil - glass Fiber Fabric - copper Foil의 적층체), BT(bismaleimide triazine), PI(polyimide), BCB(benzocyclobutene), PBO(polybenzoxazole), PET(polyethylene terephthalate) 또는 세라믹을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 유전층의 두께는 대략 3㎛ 내지 대략 100㎛의 범위 일 수 있다. 일부 예들에서, 유전층의 두께는 유전층의 개별 층들을 의미할 수 있다. 일부 예들에서, 유전층의 모든 층들의 결합된 두께는 회로기판의 두께와 유사하거나 같을 수 있다. 유전층은 회로기판의 외형을 유지할 수 있고, 또한 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인을 지지할 수 있다.
일부 예들에서, 시그널 패턴은 폭이 대략 50㎛ ~ 대략 65㎛ 사이이고 두께는 대략 5㎛ ~ 대략 65㎛ 사이이며 길이는 대략 100mm ~ 대략 400mm 사이 일 수 있다.
일부 예들에서, 파워 플레인 또는 그라운드 플레인은 두께가 대략 5㎛ ~ 대략 65㎛ 사이일 수 있다.
일부 예들에서, 유전층 상에 그래핀 분말 페이스트로 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인이 제공된 이후 소결(경화) 공정이 뒤따를 수 있다. 소결 공정은 그래핀 분말 페이스트에서 수용성 액체를 제거하여 그래핀 분말의 도전율을 증가시키는 공정이다. 일부 예들에서, 소결 공정은 열 및/또는 광을 제공하여 이루어질 수 있다. 일부 예들에서, 그래핀 분말 페이스트의 소결을 위해 히터, 플래시 램프, 적외선 램프 및/또는 레이저 빔이 이용될 수 있다. 일부 예들에서, 소결 공정 이후 냉각 공정이 진행될 수 있다. 냉각 공정은 에어 나이프 및/또는 쿨링 롤러에 의해 수행될 수 있다.
일부 예들에서, 그래핀 분말 페이스트 준비 단계(S1) 및 그래핀 분말 페이스트 제공 단계(S2)는 반복될 수 있다. 물론, 소결 및 냉각 공정도 반복될 수 있다. 이에 따라, 다층 구조를 갖는 MGB 회로기판이 제공될 수 있다. 일부 예들에서 층과 층 사이의 전기적 연결 역시 그래핀 분말 페이스트에 의한 비아에 의해 구현될 수 있다. 일부 예들에서, 다층 MGB 회로기판의 경우 압착 공정이 추가적으로 진행되어 층과 층이 상호간 기계적/전기적으로 연결되도록 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 다양한 예시적 그래핀 분말 페이스트를 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법을 설명한다.
일부 예들에서, 그래핀 분말 페이스트 제공 단계는 그래핀 분말 페이스트를 스텐실 마스크 상에 도포하고 패드로 스퀴징하여 이루어짐으로써, 유전층 상에 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인이 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 스텐실 마스크에는 미리 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인의 모양이 예를 들면 레이저 빔에 의해 가공되어 있을 수 있다.
일부 예들에서, 그래핀 분말 페이스트 제공 단계는 그래핀 분말 페이스트를 디스펜서로 도포하여 이루어짐으로써, 유전층 상에 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인이 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 디스펜서는 반도체 장비인 자동 액상 디스펜서를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 디스펜서는 반도체 장비인 자동 액상 디스펜서를 이용하여 액상 형태의 현재 상용화된 3차원 형태인 예를 들면 평균입경이 대략 5㎛ 이하인 그래핀 분말을 유전층 상에 제공할 수 있다.
일부 예들에서, 그래핀 분말 페이스트 제공 단계는 그래핀 분말 페이스트를 포토레지스트로 이루어진 구조물 내측에 도포하여 이루어짐으로써, 유전층 상에 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인이 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 포토레지스트는 반도체 제조 공정에 사용하는 것으로서, 원하는 회로 구조물을 만들어서 구조물 안에 그래핀 분말 페이스트를 도포할 수 있다. 일부 예들에서, 포토레지스트는 비교적 두꺼운 드라이 필름 및 두꺼운 필름인 액상 포토레지스트를 사용해서 원하는 회로(즉, 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인)의 구조물 모양을 만들어서 구조물 안에 그래핀 분말 페이스트를 도포할 수 있다.
일부 예들에서, 그래핀 분말 페이스트 제공 단계는 그래핀 분말 페이스트를 스크린 마스크 상에 도포하고 패드로 스퀴징하여 이루짐으로써, 유전층 상에 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인이 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 스크린 마스크는 메쉬 모양이며, 이러한 메쉬 모양의 재료에 스크린 프린팅 방법으로 그래핀 분말 페이스트가 도포될 수 있다.
일부 예들에서, 그래핀 분말 페이스트 제공 단계는 그래핀 분말 페이스트를 MLB(Multi Layer Board) 상에 도포하고 에칭하여 이루어짐으로써, 유전층 상에 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인이 형성될 수 있다. 즉, 이 방법은 MLB의 구리(동박)로 덮혀져 있는 원판 위에 미리 그래핀을 도포하여 제조하는 방법이다. 일부 예들에서, 구리로 덮혀져 있는 MLB 원판 위에 미리 두께가 대략 5㎛ ~ 65㎛ 사이의 그래핀을 도포하여 그래핀 원판을 만들어 MLB에서 제조하는 에칭 방식으로 원하는 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인을 제조한다. 일부 예들에서, 그래핀을 마스크로 하여 나머지 동박을 에칭하여 제공할 수 있다.
일부 예들에서, 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 양측의 본딩 패드는 제1시그널 패턴과 쇼트되지 않도록 제1시그널 패턴의 상부 방향으로 지나가는 도전성 와이어에 의해 상호간 연결될 수 있다.
일부 예들에서, 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 양측의 본딩 패드는 제1시그널 패턴과 쇼트되지 않도록 제1시그널 패턴의 상부 방향에 실장되는 점퍼 와이어 또는 0옴 저항에 의해 상호간 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 점퍼 와이어 또는 0옴 저항은 SMT 방식으로 자동 솔더링 또는 수동 솔더링하여 제1시그널 패턴으로부터 이격된 상부 영역으로 지나갈 수 있다.
일부 예들에서, 상술한 교차할 영역에 절연성 페이스트(절연체 또는 유전체로 지칭될 수 있음)가 도포되고 베이킹될 수 있다. 일부 예들에서, 상술한 쇼트 현상을 방지하기 위해 자동 디스펜서를 이용하거나 수동으로 액상의 절연 재료가 제1시그널 패턴을 덮을 수 있다.
일부 예들에서, 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함하고, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 제1시그널 패턴 상에 유전층(절연층)이 제공되며, 유전층 상에 구리, 알루미늄, 니켈, 실버 및 금을 포함하는 메탈 재료가 제공되거나, 또는 구리, 알루미늄, 니켈, 실버, 금 및 접착제를 포함하는 전도성 페이스트가 제공됨으로써, 양측의 본딩 패드가 전기적으로 상호간 연결될 수 있다.
일부 예들에서, 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 제1시그널 패턴 상에 유전층(절연층)이 제공되며, 유전층 상에 그래핀 분말 페이스트가 상술한 스텐실 마스크, 디스펜서, 포토레지스트 구조물 또는 스크린 마스크에 의해 제공됨으로써 양측의 본딩 패드가 그래핀 분말 페이스트로 상호간 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 유전층은 액상의 유전체이거나 또는 절연 테이프 등 절연 가능한 다양한 절연 재료를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 그래핀 분말 페이스트에 의한 시그널 패턴은 프로브 카드용 회로기판의 중간 부분에 있는 랜드 그리드 어레이를 지나가도록 제공되고, 이후에는 유전체로 감싸인 도전성 와이어로 나머지 시그널 패턴을 제공할 수 있다. 즉, MGB는 프로브 카드의 중간 부분 LGA 영역에 지나가는 시그널 패턴을 그래핀으로 제공하고 중간 이후부터는 MWB의 와이어로 배선하여 그래핀과 와이어를 혼용으로 사용하여 제조하는 방식으로 MGB와 MWB의 장점을 살린 하이브리드 방식일 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명은 MLB와 MWB가 갖는 치명적인 단점을 보완한 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 또는 프로브 카드용 MGB(Multi Graphene Board)의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상술한 모든 공정은 반복될 수 있다. 이에 따라, 다층 구조를 갖는 MGB 회로기판이 제공될 수 있다. 일부 예들에서 층과 층 사이의 전기적 연결 역시 그래핀 분말 페이스트에 의한 비아에 의해 구현될 수 있다. 일부 예들에서, 다층 MGB 회로기판의 경우 압착 공정이 추가적으로 진행되어 층과 층이 상호간 기계적/전기적으로 연결될 수 있다.
일부 예들에서, 그래핀은 상술한 재료 외에도 현재 상용화된 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire) 물질을 이용하여 기존의 전통적인 구리 와이어를 대체하여 MGB 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인을 제공할 수 있다.
일부 예들에서, 와이어는 그래핀 성분이 들어가며 구리, 실버, 니켈, 알루미늄, 은, 금 등 모든 메탈 도전성 성분이 포함된 모든 와이어를 이용 할 수 있다.
탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)의 장점은 값 싸고, 구리보다 100배 빠른 전자 속도와 플렉시블하며 표면에 결함이 없고, 배선의 산화 방지와 구조적으로 높은 전류 밀도를 가지고 있어 전자 전달 특성을 우수하게 하여 탄소나노튜브-그래핀 코어 구리 나노 와이어 재료를 이용한 구리보다 100배 빠른 전자 속도를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)는 기계적 특성 향상과 발생하는 열을 흡수 시킬 수 있을 뿐 아니라, 높은 전류 밀도를 가지고 있어 전자전달 특성이 우수하여 효과적인 전극으로도 사용하여 유연 구동기의 큰 굽힘 변형을 얻는 동시에 큰 힘을 낼 수 있는 현저한 효과가 있다.
일부 예들에서, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)는 폴리이미드나 기타 절연 물질로 코팅되어 일반 전화선이나 전기 선처럼 가운데 와이어를 절연 보호할 수 있다.
일부 예들에서, 상기 절연된 와이어를 이용하여 자체 개발한 프로브 카드용 회로 기판의 시그널 패턴, 파워 플레인 및/또는 그라운드 플레인을 위한 와이어 배선 본딩 장비를 사용하여 배선을 할 수 있다.
일부 예들에서, 와이어는 절연되어 있어서 회로 기판 한 층에 여러 겹으로 쌓아도 합선을 방지 할 수 있어서 기존 MLB 회로 기판의 층수를 50% 이상 줄 일수 있다.
일부 예들에서, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)는 통상의 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)가 가지는 뭉치는 현상을 완화시킬 수 있으며 바인더 내에서 분산이 잘 일어날 수 있다.
일부 예들에서, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)의 제조 방법은 구리 나노와이어(copper nanowire, Cu NW)를 합성하는 단계; 화학기상증착법을 통해 구리 나노와이어(copper nanowire, Cu NW)의 표면에 그래핀(graphene)을 성장시키는 단계; 표면에 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 추가 성장 시켜서 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)를 제조하는 단계; 상기 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)를 바인더 용액 내에 첨가하여 분산 공정을 진행하여, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(coppernanowire)와 바인더가 혼합된 페이스트를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 더불어, 이와 같이 제조된 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(coppernanowire) 페이스트를 이용하여 상술한 다양한 방법으로 회로기판을 제조할 수 있다.
일부 예들에서, 본 발명에 따른 그래핀 분말 페이스트는 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire) 외에도 구리 와이어, 알루미늄 와이어, 니켈 와이어, 실버 와이어, 금 와이어, 그래핀이 코팅된 구리 와이어, 그래핀이 코팅된 알루미늄 와이어, 그래핀이 코팅된 니켈 와이어, 그래핀이 코팅된 실버 와이어 및 그래핀이 코팅된 금 와이어를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 예시적 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
Claims (12)
- 평균 입경이 0.1㎛ ~ 10㎛ 사이이고 3차원 형태인 그래핀 분말 페이스트를 준비하는 그래핀 분말 페이스트 준비 단계; 및
유전층 상에 그래핀 분말 페이스트를 제공하여 시그널 패턴, 파워 플레인 및 그라운드 플레인을 각각 제조하는 그래핀 분말 페이스트 제공 단계를 포함하고,
시그널 패턴은 폭이 50㎛ ~ 65㎛ 사이이고 두께는 5㎛ ~ 65㎛ 사이이며 길이는 100mm ~ 400mm 사이이고, 파워 플레인 및 그라운드 플레인은 두께가 각각 5㎛ ~ 65㎛ 사이이며,
그래핀 분말 페이스트는 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)를 포함하고, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)는 구리 나노와이어(copper nanowire, Cu NW)를 합성하는 단계와, 화학기상증착법을 통해 구리 나노와이어(copper nanowire, Cu NW)의 표면에 그래핀(graphene)을 성장시키는 단계와, 그래핀의 표면에 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 추가 성장 시켜서 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)를 제조하는 단계와, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(copper nanowire)를 바인더 용액 내에 첨가하여 분산 공정을 진행하여, 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)-그래핀(graphene) 코어(core) 구리 나노와이어(coppernanowire)와 바인더가 혼합된 페이스트를 제조하는 단계를 포함하고,
그래핀 분말 페이스트 제공 단계는 그래핀 분말 페이스트를 스텐실 마스크 상에 도포하고 스퀴징하여 이루어지거나, 그래핀 분말 페이스트를 디스펜서로 도포하여 이루어지거나, 그래핀 분말 페이스트를 포토레지스트로 이루어진 구조물 내측에 도포하여 이루어지거나, 그래핀 분말 페이스트를 스크린 마스크 상에 도포하고 스퀴징하여 이루어지거나, 그래핀 분말 페이스트를 MLB(Multi Layer Board) 상에 도포하고 에칭하여 이루어지고,
시그널 패턴은 첫번째 시그널 패턴, 두번째 시그널 패턴, 세번째 시그널 패턴 및 네번째 시그널 패턴을 포함하되,
첫번째 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함하고, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 양측의 본딩 패드는 제1시그널 패턴과 쇼트되지 않도록 제1시그널 패턴의 상부 방향으로 지나가는 도전성 와이어에 의해 상호간 연결되고, 교차할 영역에 절연성 페이스트가 도포되어 베이킹되며,
두번째 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함하고, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 양측의 본딩 패드는 제1시그널 패턴과 쇼트되지 않도록 제1시그널 패턴의 상부 방향에 실장되는 점퍼 와이어 또는 0옴 저항에 의해 상호간 연결되되, 교차할 영역에 절연성 페이스트가 도포되어 베이킹되며,
세번째 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함하고, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 제1시그널 패턴 상에 유전층이 제공되며, 유전층 상에 구리, 알루미늄, 니켈, 실버 및 금을 포함하는 메탈 재료가 제공되거나, 또는 구리, 알루미늄, 니켈, 실버, 금 및 접착제를 포함하는 전도성 페이스트가 제공됨으로써, 양측의 본딩 패드가 전기적으로 상호간 연결되고,
네번째 시그널 패턴은 제1시그널 패턴과, 제1시그널 패턴과 교차할 제2시그널 패턴을 포함하고, 제2시그널 패턴은 제1시그널 패턴과 교차할 영역의 양측에 제공되는 본딩 패드를 포함하며, 제1시그널 패턴 상에 유전층이 제공되며, 유전층 상에 그래핀 분말 페이스트가 스텐실 마스크, 디스펜서, 포토레지스트 구조물 또는 스크린 마스크에 의해 제공됨으로써 양측의 본딩 패드가 그래핀 분말 페이스트로 상호간 연결되며,
그래핀 분말 페이스트에 의한 첫번째, 두번째, 세번째 및 네번째 시그널 패턴은 프로브 카드용 회로기판의 중간 부분에 있는 랜드 그리드 어레이를 지나가도록 제공되고, 이후에는 유전체로 감싸인 도전성 와이어로 첫번째, 두번째, 세번째 및 네번째 시그널 패턴이 제공되는, 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220085484A KR102595862B1 (ko) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 |
| PCT/KR2022/011555 WO2024014610A1 (ko) | 2022-07-12 | 2022-08-04 | 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220085484A KR102595862B1 (ko) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102595862B1 true KR102595862B1 (ko) | 2023-10-30 |
Family
ID=88557957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220085484A KR102595862B1 (ko) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102595862B1 (ko) |
| WO (1) | WO2024014610A1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03274791A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-05 | Olympus Optical Co Ltd | 印刷厚膜多層回路基板 |
| KR20170087183A (ko) * | 2016-01-20 | 2017-07-28 | 성균관대학교산학협력단 | 다층 고전도 인쇄 전자 회로 소재 및 이를 이용한 신축성 임베디드 회로 기판의 제조 방법 |
| KR20180078414A (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | 투명도전막 및 이를 포함하는 액정표시장치 |
| KR20210056780A (ko) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | 삼성전자주식회사 | 프로브 카드 및 이를 포함하는 반도체 검사 시스템 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5251395B2 (ja) * | 2008-09-24 | 2013-07-31 | 富士通株式会社 | 多層配線基板、プローブカード、及び、多層配線基板の製造方法 |
| KR101526412B1 (ko) * | 2013-10-22 | 2015-06-05 | 현대자동차 주식회사 | 그래핀 나노플레이트의 제조 방법, 이에 따라 제조된 그래핀, 및 이를 포함하는 그래핀 나노플레이트 페이스트와 전도성 막 |
-
2022
- 2022-07-12 KR KR1020220085484A patent/KR102595862B1/ko active IP Right Grant
- 2022-08-04 WO PCT/KR2022/011555 patent/WO2024014610A1/ko unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03274791A (ja) * | 1990-03-23 | 1991-12-05 | Olympus Optical Co Ltd | 印刷厚膜多層回路基板 |
| KR20170087183A (ko) * | 2016-01-20 | 2017-07-28 | 성균관대학교산학협력단 | 다층 고전도 인쇄 전자 회로 소재 및 이를 이용한 신축성 임베디드 회로 기판의 제조 방법 |
| KR20180078414A (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | 투명도전막 및 이를 포함하는 액정표시장치 |
| KR20210056780A (ko) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | 삼성전자주식회사 | 프로브 카드 및 이를 포함하는 반도체 검사 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024014610A1 (ko) | 2024-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1810332B1 (en) | Nanotube-based circuit connection approach | |
| JP3616031B2 (ja) | 異方導電性シート、その製造方法、電子装置及び動作試験用検査装置 | |
| KR20090047328A (ko) | 도전성 페이스트 및 이를 이용한 인쇄회로기판 | |
| KR101693974B1 (ko) | 전도성 구리 잉크 및 광소결을 이용한 다층인쇄 회로기판의 제조방법 및 이로부터 제조된 다층인쇄 회로기판 | |
| US7791194B2 (en) | Composite interconnect | |
| CN109643189A (zh) | 印刷布线 | |
| JP2011066293A (ja) | 樹脂基板およびその製造方法、ならびに導電性ペースト | |
| JP7005851B2 (ja) | 多層異方性導電フィルム | |
| KR102595862B1 (ko) | 그래핀을 이용한 프로브 카드용 회로기판 제조 방법 | |
| US20210410343A1 (en) | Microelectronic package electrostatic discharge (esd) protection | |
| US7504711B2 (en) | Semiconductor substrate with strip conductors formed of carbon nanotubes and production thereof | |
| US8847081B2 (en) | Planar thermal dissipation patch | |
| TW201641417A (zh) | 複合碳材及其製備方法 | |
| TWI441577B (zh) | 元件散熱方法 | |
| TW201206288A (en) | Electronic component and method for producing same | |
| KR20090127605A (ko) | 인쇄회로기판 및 그 제조방법 | |
| KR101088631B1 (ko) | 비아 페이스트 조성물 | |
| WO2012043795A1 (ja) | 回路基板、電源構造体、回路基板の製造方法、および電源構造体の製造方法 | |
| JP6294784B2 (ja) | 接続構造体およびその製造方法 | |
| TWI489916B (zh) | Multilayer wiring board and manufacturing method thereof | |
| JPH0234461B2 (ja) | Hienkeipinanaakitasojudentaikibanoyobisonoseizohoho | |
| KR20170019158A (ko) | 저온 소결용 구리 나노 잉크를 이용한 적층형 디지타이저 및 이의 제조방법 | |
| US7888182B2 (en) | Electronic component, production method of electronic component, mounted structure of electronic component, and evaluation method of electronic component | |
| CN103680764A (zh) | 一种导电复合体的制作方法 | |
| CN220602565U (zh) | 可穿戴嵌入式柔性电热传感结构、传感器及可穿戴设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |