KR19990029046A - Contact tip structures for microelectronic interconnection elements and methods for manufacturing them - Google Patents

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KR19990029046A KR1019980700349A KR19980700349A KR19990029046A KR 19990029046 A KR19990029046 A KR 19990029046A KR 1019980700349 A KR1019980700349 A KR 1019980700349A KR 19980700349 A KR19980700349 A KR 19980700349A KR 19990029046 A KR19990029046 A KR 19990029046A
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이고르 와이. 칸드로스
벤자민 엔. 엘드릿지
개탄 엘. 매튜
토마스 에이치. 도지어
셸던 에이. 테일러
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이고르 와이. 칸드로스
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Abstract

접촉 팁 구조체는 복합 상호 접속 요소, 단일체 상호 접속 요소, 프로브 카드의 텅스텐 니이들 및 멤브레인 프로브의 접촉 범프 등을 포함하는 상호 접속 요소에 후속 결합을 위해 희생 기판 상에 제조된다. 팁 구조체들 사이의 공간 관계는 아주 엄밀한 공차로 사진석판술 방식으로 한정된다. 팁 구조체의 야금 특성은 납땜 또는 도금 등에 의해 이들이 부착되는 상호 접속 요소의 특성과 무관하다. 접촉 팁 구조체는 전자 부품의 단자에 후속 형성되는 전기적 가압 접속을 최적화하기 위해 절두형 피라미드 형태와 같은 위치 관계적(작고, 엄밀하고, 돌출하고, 비평면성의) 접촉 특징부를 용이하게 구비한다. 사용시 탄성 접촉 요소에 결합될 필요없이도 탄성 접촉 요소로 기능하도록 설계된 긴 접촉 팁 구조체가 개시된다. 일반적으로, 본 발명은 최종의 "팁형" 상호 접속 요소의 전체 성능을 향상시키기 위해 상대적으로 '완전한' 접촉 팁 구조체("팁")를 형성(예비 제조)하는 것과 이들을 상대적으로 '불완전한' 상호 접속 요소에 결합시키는 것에 관한 것이다.The contact tip structure is fabricated on the sacrificial substrate for subsequent coupling to interconnection elements including composite interconnection elements, monolithic interconnection elements, tungsten needles on probe cards, contact bumps on membrane probes, and the like. The spatial relationship between the tip structures is limited to photolithography with very tight tolerances. The metallurgical properties of the tip structures are independent of the properties of the interconnect elements to which they are attached, such as by soldering or plating. Contact tip structures readily have positional (small, rigid, protruding, non-planar) contact features, such as truncated pyramid shapes, to optimize the electrical pressure connections subsequently formed at the terminals of the electronic component. An elongated contact tip structure is disclosed that is designed to function as an elastic contact element without the need to be coupled to the elastic contact element in use. In general, the present invention provides for the formation (prefabrication) of relatively 'complete' contact tip structures ("tips") and their relatively 'incomplete' interconnections to improve the overall performance of the final "tip" interconnection element. It is about coupling to an element.

Description

초소형 전자 상호 접속 요소용 접촉 팁 구조체와 그 제조 방법Contact tip structures for microelectronic interconnection elements and methods for manufacturing the same

일반적으로, 전자 부품들 사이의 상호 접속은 "상대적으로 영구적인" 것과 "용이하게 분리할 수 있는" 것의 2개의 넓은 범주로 분류할 수 있다.In general, the interconnections between electronic components can be divided into two broad categories, "relatively permanent" and "easy to separate."

"상대적으로 영구적인" 접속의 예는 땜납 조인트이다. 일단 2개의 전자 부품이 상호 납땜되면, 이들 부품을 분리하기 위해서 땜납 제거 공정은 반드시 사용되어야 한다. 반도체 다이 및 반도체 패키지의 내부 리드(또는 리드 프레임 핑거의 내부 단부)와 같은 와이어 본드는 "상대적으로 영구적인" 접속의 다른 예이다.An example of a "relatively permanent" connection is a solder joint. Once the two electronic components are soldered together, the solder removal process must be used to separate these components. Wire bonds, such as semiconductor dies and inner leads of semiconductor packages (or inner ends of lead frame fingers), are another example of a “relatively permanent” connection.

"용이하게 분리할 수 있는" 접속의 예는 한 전자 부품의 탄성 소켓 요소에 의해 수납되는 다른 전자 부품의 견고한 핀이다.An example of a "easy detachable" connection is a rigid pin of another electronic component received by an elastic socket element of one electronic component.

용이하게 분리할 수 있는 접속의 다른 형태는 자체적으로 탄성적인 상호 접속 요소이다. 이러한 탄성 접촉 요소의 예는 프로브 카드 부품의 텅스텐 니이들이다. 이러한 탄성 접촉 요소들은 이들이 장착되는 부품과 시험용 반도체 장치(DUT)와 같은 다른 부품의 단자 사이의 통상의 일시 가압 접속을 수행하고자 하는 것이다. 텅스텐 니이들과 관련된 문제점은 적절한 형태를 가지도록 그 팁(tip)을 연마하는 데에 어려움이 있으며, 상기 팁들은 오래 사용될 수 없고 빈번하게 재가공되어야 한다.Another form of easily detachable connection is itself an elastic interconnect element. An example of such an elastic contact element is a tungsten needle of a probe card component. These elastic contact elements are intended to carry out a conventional temporary pressurized connection between the component on which they are mounted and the terminal of another component, such as a test semiconductor device (DUT). The problem associated with tungsten needles is the difficulty in grinding their tips to have a proper shape, which cannot be used for a long time and must be reworked frequently.

일반적으로, 전자 부품(예컨대, 전자 부품 상의 단자)에 신뢰성있는 가압 접촉을 수행하기 위해 특정한 최소 접촉력이 필요하게 된다. 예를 들면, 단자의 표면 상의 필름과 혼합될 수도 있고 그 표면 상의 부식물 또는 산화물을 가질 수도 있는 전자 부품의 단자에 신뢰성있는 전기적 가압 접속이 행해지는 것을 보장하도록 (접점당, 많게는 150 gram 이상, 작게는 2 gram 이하를 포함하는) 대략 15 gram의 접촉(부하) 작용력이 필요할 수도 있다.In general, certain minimum contact forces are required to make reliable pressurized contact to an electronic component (eg, a terminal on the electronic component). For example, to ensure reliable electrical pressurization connections are made to the terminals of electronic components which may be mixed with films on the surface of the terminals and may have corrosive or oxides on the surface thereof (per contact, as much as 150 grams or more, small May require approximately 15 grams of contact (load) force, including 2 grams or less.

적절한 최소 접촉력을 달성 및 유지하는 외에, 관심있는 다른 인자는 (표면 텍스쳐를 포함한) 형태와 전자 부품의 단자에 가압 접속을 형성하는 탄성 접촉 요소의 단부의 야금 특성이다. 프로브 요소인 텅스텐 니이들의 예로 돌아가서, 상기 접촉 단부의 야금 특성은 상호 접속 요소의 야금 특성(즉, 텅스텐)에 의해 명백히 한정되고, 이들 텅스텐 니이들의 직경이 작아짐에 따라 상기 니이들은 그에 비례하여 접촉 단부에서 소정의 형태를 제어 또는 달성하는 것이 보다 어렵게 된다.In addition to achieving and maintaining an appropriate minimum contact force, other factors of interest are the shape (including surface texture) and the metallurgical properties of the ends of the elastic contact elements that form a pressure connection to the terminals of the electronic component. Returning to the example of the tungsten needle, which is a probe element, the metallurgical properties of the contact ends are clearly defined by the metallurgical properties of the interconnecting element (ie tungsten), and as the diameters of these tungsten needles become smaller, the needles are proportional to them. It becomes more difficult to control or achieve the desired shape at the contact end.

특정 경우에, 접촉 요소 그 자체는 탄성적이지 않으나, 탄성 부재에 의해 지지된다. 멤브레인 프로브는 다수의 마이크로범프(microbump)가 탄성 멤브레인 상에 배치되는 이러한 상황을 전형적으로 보여준다. 또한, 이러한 상호 접속 요소를 제조하는 데에 필요한 기술은 상기 상호 접속 요소의 접촉 부분의 형태 및 야금 특성에 대한 선택을 제한한다.In certain cases, the contact element itself is not elastic, but is supported by the elastic member. Membrane probes typically illustrate this situation where a large number of microbumps are placed on the elastic membrane. In addition, the techniques required to manufacture such interconnect elements limit the choice of form and metallurgical properties of the contact portions of the interconnect elements.

긴 탄성 접촉 접촉 요소의 예는 모출원(PCT/US95/14909)에 개시되며, 상기 모출원은 전자 부품의 단자 상에 자유 직립 와이어 스템(긴 요소)을 장착하고, 와이어 스템을 형상화하고, 상기 와이어 스템을 자유 직립하도록 절단하고, 최종 자유 직립 탄성 요소에 소정의 탄성을 제공하기 위해 와이어 자유 직립 와이어 스템을 오버코팅함으로써 "복합" 상호 접속 요소로 탄성 접촉 구조체(탄성 요소)를 제조하는 방법을 개시한다. 오버코팅된 재료는 최종 복합 상호 접속 요소를 상기 단자에 견고하게 고정하기 위해 와이어 스템이 장착되는 단자의 인접 표면 위로 연속적으로 또한 연장한다. 이들 긴 복합 탄성 상호 접속 요소들이 본 발명에 효과적이나, 본 발명은 이로 한정되지는 않는다.An example of an elongated elastic contact contact element is disclosed in the hair source (PCT / US95 / 14909), which mounts a free upright wire stem (long element) on a terminal of an electronic component, shapes the wire stem, and A method of making an elastic contact structure (elastic element) from a "composite" interconnect element by cutting the wire stem to free upright and overcoating the wire free upright wire stem to provide the desired elasticity to the final free upright elastic element. It starts. The overcoated material also continuously extends over the adjacent surface of the terminal on which the wire stem is mounted to securely fix the final composite interconnect element to the terminal. These long composite elastic interconnect elements are effective in the present invention, but the present invention is not so limited.

본 발명은 초소형 전자 기술의 적용을 위한 상호 접속(접촉) 요소에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자 부품 사이의 가압 접속을 수행하기에 적절한 탄성 접촉 요소인 접촉 요소에 관한 것이다.The present invention relates to interconnect (contact) elements for the application of microelectronic technology, and more particularly to contact elements which are elastic contact elements suitable for carrying out pressurized connections between electronic components.

본 특허 출원은 본 출원인의 소유인 95년 5월 26일자 출원된 미국 특허 출원 제08/452,255호[이하, "모출원"(parent case)이라 함] 및 95년 11월 3일자 국제 특허 출원된 국제특허출원 제PCT/US95/14909호의 일부 연속 출원이며, 상기 양 출원은 본 출원인의 소유인 94년 11월 15일자 출원된 미국 특허 출원 제08/340,144호 및 94년 11월 16일자 국제 특허 출원된 국제특허출원 제PCT/US94/13373호의 일부 연속 출원이며, 또한 상기 양 출원은 본 출원인의 소유인 93년 11월 16일자 출원된 미국 특허 출원 제08/152,812호(95년 12월 19일로 특허된 미국 특허 제5,476,211호에 해당됨)의 일부 연속 출원이며, 상기 모든 출원은 본원에서 참고 자료로 사용된다.This patent application is issued to U.S. Patent Application No. 08 / 452,255, filed May 26, 95, which is owned by Applicant (hereinafter referred to as “parent case”), and International Patent Application, filed November 3, 95; Part of the serial application of patent application No. PCT / US95 / 14909, both of which are incorporated by US Patent Application Ser. No. 08 / 340,144 filed November 15, 1994 and international patent application filed November 16, 94. Part of the serial application of patent application No. PCT / US94 / 13373, both of which are also incorporated in US patent application Ser. No. 08 / 152,812, filed Nov. 16, 93, owned by Applicant (US patents issued Dec. 19, 95). 5,476,211, which is incorporated herein by reference in its entirety.

또한, 본 특허 출원은 본 출원인의 소유인 하기의 미국 특허 출원의 일부 연속 출원이고, (하기의 미국 특허 출원 중의 임시 특허 출원을 제외한) 모든 출원은 전술한 모출원의 일부 연속 출원이고, 또한 하기의 모든 미국 특허 출원은 본원에서 참고 자료로 사용된다.In addition, this patent application is part of the following U.S. patent applications owned by the applicant, and all applications (except for the provisional patent applications in the U.S. patent application below) are some sequential applications of the aforementioned parent applications, All US patent applications are incorporated herein by reference.

즉, 95년 9월 21일자 미국 특허 출원 제08/526,246호(95년 11월 13일자 제PCT/US95/14843호), 95년 11월 9일자 미국 특허 출원 제08/554,902호(95년 11월 13일자 제PCT/US95/14844호), 95년 11월 15일자 미국 특허 출원 제08/558,332호(95년 11월 15일자 제PCT/US95/14885호), 96년 2월 15일자 미국 특허 출원 제08/602,179호(96년 5월 28일자 제PCT/US96/08328호), 96년 2월 21일자 미국 특허 출원 제60/102,027호(96년 5월 24일자 제PCT/US96/08117호), 96년 3월 5일자 미국 특허 출원 제60/012,878호(96년 5월 28일자 제PCT/US96/08274호), 96년 3월 11일자 미국 특허 출원 제60/103,247호(96년 5월 28일자 제PCT/US96/08276호), 및 96년 3월 17일자 미국 특허 출원 제60/005,189호(96년 5월 24일자 제PCT/US96/08107호)이다.That is, US patent application Ser. No. 08 / 526,246, filed Sep. 21, 1995 (PCT / US95 / 14843, filed Nov. 13, 95), US patent application Ser. No. 08 / 554,902, filed Nov. 9, 1995 (11, 1995) PCT / US95 / 14844, filed November 13, US Patent Application No. 08 / 558,332, filed November 15, 95 (PCT / US95 / 14885, filed November 15, 95), US Patent filed February 15, 96 08 / 602,179 (PCT / US96 / 08328, filed May 28, 96), US Patent Application 60 / 102,027, filed May 21, 96, PCT / US96 / 08117, filed May 24, 96 ), U.S. Patent Application No. 60 / 012,878, filed March 5, 96 (PCT / US96 / 08274, filed May 28, 96), U.S. Patent Application No. 60 / 103,247, filed March 11, 96 (5, 1996) PCT / US96 / 08276, filed May 28, and US Patent Application 60 / 005,189, filed March 17, 96 (PCT / US96 / 08107, filed May 24, 96).

또한, 본 특허 출원은 본 출원인의 소유인 미국 특허 출원 제60/020,869호(96년 6월 27일자 출원), 미국 특허 출원 제60/024,405호(96년 8월 22일자 출원), 미국 특허 출원 제60/024,555호(96년 8월 26일자 출원), 미국 특허 출원 제60/030,697호(96년 11월 13일자 출원), 및 미국 특허 출원 제60/034,053호(96년 12월 31일자 출원)와, 엘드릿지, 그루베, 칸드로스 및 매튜의 미국 특허 출원 제08/802,504호(97년 2월 18일자 출원)의 일부 연속 출원이다.In addition, this patent application is filed under US Patent Application No. 60 / 020,869, filed June 27, 96, US Patent Application No. 60 / 024,405, filed August 22, 96, and US Patent Application No. 60 / 024,555, filed August 26, 96, US Patent Application 60 / 030,697, filed November 13, 96, and US Patent Application 60 / 034,053, filed December 31, 96. And US Patent Application No. 08 / 802,504 (filed Feb. 18, 97) to Eldridge, Grove, Candros and Matthew.

첨부 도면에 도시된 본 발명의 양호한 실시예를 참고하여 상세히 설명한다. 비록 본 발명이 양호한 실시예에 관하여 기술되었으나, 이들 특정 실시예로 본 발명의 요지 및 범위가 제한되어서는 안된다는 것을 명심해야 한다.Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the invention shown in the accompanying drawings. Although the present invention has been described in terms of preferred embodiments, it should be noted that the spirit and scope of the invention should not be limited to these specific embodiments.

본원에 제시된 측면도에 있어서, 측면도의 일부만이 단면으로 도시되며 명확히 하기 위해 많은 부분은 사시도의 형태로 도시된다.In the side views presented herein, only a portion of the side views are shown in cross section and many parts are shown in the form of a perspective view for clarity.

본원에 제시된 도면에 있어서, 특정 요소의 크기는 명확히 도시하기 위해 (본 도면의 다른 요소들에 관해 실측이 아닌) 종종 확대되어 도시된다.In the drawings presented herein, the size of certain elements is often shown enlarged (not actually measured with respect to other elements of this figure) for clarity of illustration.

도1A는 본 발명의 대표적인 실시예의 부분 전개된 사시도로서, 본 발명에 의한 예비 제조된 접촉 팁 구조체(102)와 이들이 결합될 상호 접속 요소(106)를 도시한다.1A is a partially exploded perspective view of a representative embodiment of the present invention, showing a prefabricated contact tip structure 102 and interconnecting elements 106 to which they are coupled in accordance with the present invention.

도1B는 본 발명에 의한 도1A의 상호 접속 요소(106)에 납땜됨으로써 결합되는 도1A의 접촉 팁 구조체(102)의 측면 단면도이다.1B is a side cross-sectional view of the contact tip structure 102 of FIG. 1A coupled by soldering to the interconnect element 106 of FIG. 1A in accordance with the present invention.

도1C는 본 발명에 의한 도1A의 상호 접속 요소(106)에 납땜됨으로써 결합되는 도1A의 접촉 팁 구조체(102)를 부분적으로 사시도로 도시한 측면 단면도이다.1C is a partial cross-sectional side view of the contact tip structure 102 of FIG. 1A coupled by soldering to the interconnect element 106 of FIG. 1A in accordance with the present invention.

도1D는 희생 기판(104)이 제거된 후 본 발명에 의한 도1A의 상호 접속 요소(106)에 납땜(도1B와 비교)됨으로써 결합되는 도1A의 접촉 팁 구조체(102)의 측면 단면도이다.FIG. 1D is a side cross-sectional view of the contact tip structure 102 of FIG. 1A coupled by soldering (compare FIG. 1B) to the interconnect element 106 of FIG. 1A after the sacrificial substrate 104 has been removed.

도2A는 본 발명에 의한 상호 접속 요소용 접촉 팁 구조체를 제조하기 위한 기술을 도시한 단면도이다.2A is a cross-sectional view illustrating a technique for manufacturing a contact tip structure for an interconnecting element according to the present invention.

도2B는 본 발명에 의한 도2A의 기술의 추가 단계를 도시한 단면도이다.Figure 2B is a cross-sectional view illustrating additional steps of the technique of Figure 2A in accordance with the present invention.

도2C는 기존의 상호 접속 요소(252)에 결합되는 본 발명에 의한 도2B의 접촉 팁 구조체(220)의 부분적으로 단면 도시된 측면도이다.FIG. 2C is a partial cross-sectional side view of the contact tip structure 220 of FIG. 2B in accordance with the present invention coupled to an existing interconnect element 252.

도2D는 희생 기판(202)이 제거된 후 본 발명에 의한 도2B의 접촉 팁 구조체(220)와 결합된 도2C의 상호 접속 요소(252)를 결합시키는 추가(최종) 단계를 부분 단면으로 도시한 측면도이다.FIG. 2D shows, in partial cross section, an additional (final) step of joining the interconnect element 252 of FIG. 2C coupled with the contact tip structure 220 of FIG. 2B according to the present invention after the sacrificial substrate 202 has been removed. One side view.

도3A는 본 발명의 접촉 팁 구조체가 긴 형태의 상호 접속 요소에 부착되는 본 발명에 의한 실시예의 측면 단면도이다.Figure 3A is a cross-sectional side view of an embodiment of the present invention in which the contact tip structure of the present invention is attached to an elongate interconnect element.

도3B는 본 발명의 접촉 팁 구조체가 긴 형태의 상호 접속 요소에 부착되는 본 발명에 의한 다른 실시예의 측면 단면도이다.3B is a side cross-sectional view of another embodiment of the present invention in which the contact tip structure of the present invention is attached to an elongate interconnect element.

도3C는 본 발명의 접촉 팁 구조체가 긴 형태의 상호 접속 요소에 부착되는 본 발명에 의한 다른 실시예의 측면 단면도이다.Figure 3C is a cross-sectional side view of another embodiment of the present invention in which the contact tip structure of the present invention is attached to an elongate interconnect element.

도4A는 다중층 접촉 팁 구조체를 제조하기 위한 본 발명에 의한 측면 단면도이다.4A is a side cross-sectional view according to the present invention for producing a multilayer contact tip structure.

도4B는 본 발명에 의해 희생 기판(424) 상에 접촉 팁 구조체(440)를 형성하기 위한 기술과 상기 희생 기판을 해제하기 위한 기술을 도시하는 측면 단면도이다.4B is a side cross-sectional view illustrating a technique for forming a contact tip structure 440 on a sacrificial substrate 424 and a technique for releasing the sacrificial substrate in accordance with the present invention.

도5A는 희생 기판 상에 다수의 접촉 팁 구조체를 제조하기 위한 본 발명에 의한 제1 단계의 사시도이다.5A is a perspective view of a first step in accordance with the present invention for fabricating a plurality of contact tip structures on a sacrificial substrate.

도5B는 도5A의 선 5B-5B를 따라 취한, 희생 기판 상에 접촉 팁 구조체를 제조하기 위한 본 발명에 의한 다른 단계의 단면도이다.5B is a cross-sectional view of another step according to the present invention for fabricating a contact tip structure on a sacrificial substrate, taken along line 5B-5B in FIG. 5A.

도5C는 희생 기판 상에 접촉 팁 구조체를 제조하기 위한 본 발명에 의한 다른 단계의 사시도이다.5C is a perspective view of another step in accordance with the present invention for fabricating a contact tip structure on a sacrificial substrate.

도5D는 본 발명에 의해 희생 기판 상에 제조된 접촉 팁 구조체의 측면 단면도이다.5D is a side cross-sectional view of a contact tip structure fabricated on a sacrificial substrate by the present invention.

도5E는 본 발명에 의해 상호 접속 요소에 결합된 접촉 팁 구조체의 사시도이다.5E is a perspective view of a contact tip structure coupled to an interconnect element by the present invention.

도5F는 본 발명에 의해 다른 상호 접속 요소에 결합된 접촉 팁 구조체의 측면 단면도이다.5F is a side cross-sectional view of a contact tip structure coupled to another interconnect element by the present invention.

도6A는 접촉 팁 구조체 제조용 희생 기판을 제공하기 위한 본 발명에 의한 기술을 도시한 사시도이다.Figure 6A is a perspective view of the technique according to the present invention for providing a sacrificial substrate for making contact tip structures.

도6B는 (점선으로 도시된) 상호 접속 요소의 단부에 결합된 본 발명에 의한 접촉 팁 구조체(620)의 사시도이다.6B is a perspective view of a contact tip structure 620 according to the present invention coupled to an end of an interconnection element (shown in dashed lines).

도7A 내지 도7C는 본 발명에 의한 희생 기판 상에 긴 접촉 팁 구조체를 제조하기 위한 공정 단계를 도시한 단면도이다.7A-7C are cross-sectional views illustrating process steps for fabricating long contact tip structures on a sacrificial substrate in accordance with the present invention.

도7D는 본 발명에 의해 희생 기판 상에 형성된 긴 접촉 팁 구조체의 사시도이다.7D is a perspective view of an elongated contact tip structure formed on a sacrificial substrate by the present invention.

도7E는 본 발명에 의해 희생 기판 상에 형성된 긴 접촉 팁 구조체의 사시도이다.7E is a perspective view of an elongate contact tip structure formed on a sacrificial substrate by the present invention.

도7F는 본 발명에 의해 전자 부품(734)에 긴 접촉 팁 구조체(720)를 장착하기 위한 기술을 도시한 측면 단면도이다.7F is a cross-sectional side view illustrating a technique for mounting the elongate contact tip structure 720 to an electronic component 734 in accordance with the present invention.

도8은 본 발명에 의해 번갈아가는 길이를 갖는 다수의 긴 접촉 팁 구조체에 관한 실시예의 사시도이다.8 is a perspective view of an embodiment of multiple long contact tip structures having alternating lengths in accordance with the present invention.

도9A는 본 발명에 의해 탄성의 상호 접속 요소(탄성 접촉 요소)로 사용되기에 적합한 긴 접촉 팁 구조체의 단면도이다.9A is a cross sectional view of an elongate contact tip structure suitable for use as an elastic interconnect element (elastic contact element) by the present invention.

도9B는 도9A에 도시된 본 발명에 의한 탄성 접촉 요소의 평면도이다.Fig. 9B is a plan view of the elastic contact element according to the invention shown in Fig. 9A.

도9C는 본 발명에 의한 탄성 접촉 요소의 대체 실시예의 단면도이다.Figure 9C is a cross-sectional view of an alternative embodiment of the elastic contact element according to the present invention.

도9D는 도9C의 본 발명에 의한 탄성 접촉 요소의 일부의 확대 단면도이다.9D is an enlarged cross-sectional view of a portion of the elastic contact element according to the invention of FIG. 9C.

도9E는 본 발명에 의한 탄성 접촉 요소의 대체 실시예의 단면도이다.9E is a cross sectional view of an alternative embodiment of an elastic contact element according to the present invention.

도10A 내지 도10D는 본 발명에 의해 긴 접촉 팁 구조체(탄성 접촉 요소)의 기계적 특성을 조절하기 위한 대체 기술에 대한 측면 단면도이다.10A-10D are side cross-sectional views of an alternative technique for adjusting the mechanical properties of an elongate contact tip structure (elastic contact element) by the present invention.

도11A 및 도11B는 본 발명에 의한 대체 탄성 접촉 요소의 사시도이다.11A and 11B are perspective views of alternative elastic contact elements in accordance with the present invention.

본 발명의 목적은 특히 상호 접속 초소형 전자 부품용으로 사용되는 상호 접속 요소를 제조하기 위한 개량된 기술을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved technique for manufacturing interconnect elements, in particular for use in interconnect microelectronic components.

본 발명의 다른 목적은 전자 부품의 단자를 가압 접속시키기에 적합한 탄성 접촉 구조체(상호 접속 요소)를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an elastic contact structure (interconnection element) suitable for pressurizing a terminal of an electronic component.

본 발명의 다른 목적은 예비 제조된 접촉 팁 구조체를 기존의 접촉 요소에 결합하기 위한 기술을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a technique for joining a prefabricated contact tip structure to an existing contact element.

본 발명의 다른 목적은 접촉 팁 구조체가 결합되는 상호 접속 요소에 관계없이 제조될 수도 있는 접촉 팁 구조체를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a contact tip structure that may be manufactured regardless of the interconnecting element to which the contact tip structure is joined.

본 발명에 의하면, 접촉 팁 구조체는 희생 기판 상에 예비 제조되고, 다른 (기존의) 상호 접속 요소에 결합되고, 이후에 상기 희생 기판은 제거(최종 "팁형" 상호 접속 요소로부터 분리)된다.According to the present invention, the contact tip structure is prefabricated on the sacrificial substrate and bonded to another (existing) interconnection element, after which the sacrificial substrate is removed (separated from the final "tip" interconnection element).

상기 상호 접속 요소는 길 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으며, 탄성 접촉 요소일 수도 있고 아닐 수도 있다. 상기 상호 접속 요소는 "복합적"일 수도 있고 "단일체로 제조될" 수도 있으며, 프로브 카드의 텅스텐 니이들 및 멤브레인 프로브의 범프 요소를 구비한다.The interconnection element may or may not be long and may or may not be an elastic contact element. The interconnection element may be "composite" or "manufactured" and includes a tungsten needle of a probe card and a bump element of a membrane probe.

본 발명의 특징에 의하면, 접촉 팁 구조체는 상호 접속 요소에 납땜 또는 도금함으로써 결합된다. 선택적으로, 접촉 팁 구조체는 도전성 접착제(예컨대, 은 충전 에폭시) 등으로써 상호 접속 요소에 결합될 수 있다.According to a feature of the invention, the contact tip structure is joined by soldering or plating to the interconnection element. Optionally, the contact tip structure can be coupled to the interconnect element with a conductive adhesive (eg, silver filled epoxy) or the like.

본 발명의 특징에 의하면, 다양한 야금 특성 및 위치 관계(topology)가 접촉 팁 구조체에 대해 개시된다.In accordance with a feature of the present invention, various metallurgical properties and topologies are disclosed for contact tip structures.

본 발명의 태양에 의하면, 다수의 접촉 팁 구조체는 상호 간에 소정의 공간 관계를 가질 수 있도록 "기계적" 기술 및 미세 가공 기술을 포함하는 종래의 반도체 공정 기술(예컨대, 사진석판술, 증착)을 이용하여 아주 작은 공차로 희생 기판 상에 용이하게 제조된다. 접촉 팁 구조체가 희생 기판 상에 잔류하는 한에는, 이들 공차와 위치 관계는 아주 잘 유지된다. 접촉 팁 구조체가 상호 접속 요소와 결합된 후, 상호 결합 요소에 의해 이들 공차는 유지된다.In accordance with aspects of the present invention, a plurality of contact tip structures utilize conventional semiconductor processing techniques (eg, photolithography, deposition), including "mechanical" techniques and micromachining techniques to have a predetermined spatial relationship with each other. Thus easily manufactured on the sacrificial substrate with very small tolerances. As long as the contact tip structure remains on the sacrificial substrate, these tolerances and positional relationships are very well maintained. After the contact tip structure is engaged with the interconnecting elements, these tolerances are maintained by the interconnecting elements.

일반적으로, 본 발명은 상대적으로 엄밀한 위치 관계를 상호 갖는 다수의 접촉 팁 구조체를 상대적으로 엄밀하지 못한 (대략적인) 위치 관계로 상호 배치될 수도 있는 대응되는 다수의 상호 접속 요소에 결합시킴으로써 전기 접촉 구조체의 구성을 용이하게 한다. 양호하게는, 각각의 접촉 팁 구조체는 기하학적 특징부 상호 간에 상대적으로 엄밀하게 배치되는 본체 부분 상의 기하학적 접촉 특징부를 가지며, 접촉 팁 구조체의 본체 부분은 상호 간에 아주 엄밀하게 위치될 필요가 없다. 이들 기하학적 접촉 특징부는 미세 가공을 포함하는 종래의 반도체 제조 공정을 이용하여 피라미드 형태 및 절두형 피라미드 등의 형태를 갖도록 접촉 팁 구조체가 예비 제조된 희생 기판을 에칭함으로써 아주 정밀한 위치 관계로 용이하게 형성된다.In general, the present invention provides an electrical contact structure by coupling a plurality of contact tip structures having relatively rigid positional relationships to a corresponding plurality of interconnecting elements that may be interleaved in a relatively insignificant (approximate) positional relationship. To facilitate the configuration of the. Preferably, each contact tip structure has a geometric contact feature on a body portion that is disposed relatively rigidly between the geometric features, and the body portions of the contact tip structure do not need to be located very strictly between each other. These geometric contact features are easily formed in a very precise positional relationship by etching the sacrificial substrates with pre-fabricated contact tip structures to form pyramidal shapes, truncated pyramids, etc. using conventional semiconductor manufacturing processes including microfabrication. .

본 발명의 특징에 의하면, 다양한 희생 기판뿐만 아니라 예비 제조된 접촉 구조체가 위치하는 희생 기판으로부터 이를 분리하기 위한 방법이 기술된다.In accordance with a feature of the invention, various sacrificial substrates as well as methods for separating them from the sacrificial substrate on which the prefabricated contact structures are located are described.

예를 들면, 희생 기판은 특징부를 포함하는 함몰부를 가지도록 미세 가공 기술을 이용하여 공정 처리되는 실리콘 웨이퍼일 수도 있으며, 이 경우에 본 발명에 의한 접촉 팁 구조체는 하나 이상의 도전성 금속 층을 상기 함몰부 및 특징부 내에 증착시킴으로써 제조된다.For example, the sacrificial substrate may be a silicon wafer that is processed using microfabrication techniques to have depressions that include features, in which case the contact tip structure according to the present invention may comprise one or more conductive metal layers. And by deposition into features.

본 발명은 접촉 팁 구조체가 예비 제조되는 것을 가능하게 하며, 상기 구조체는 표면 텍스쳐(조도 및 형태, 기하학적 형상 및 위치 관계)와 야금 특성을 가지며, 이들이 결합되는 상호 접속 요소의 제조에 수반되는 고려 사항 및 재료에 의해 한정되지 않는 크기를 갖는다. 다수의 접촉 팁 구조체가 예비 제조된 희생 기판은 상기 접촉 팁 구조체를 상호 접속 요소에 결합시키기를 희망하는 사람에게 최종 제품으로 적절히 판매된다.The present invention enables the contact tip structures to be prefabricated, the structures having surface textures (roughness and form, geometric shape and positional relationship) and metallurgical properties and considerations involved in the manufacture of the interconnecting elements to which they are joined. And a size not limited by the material. Sacrificial substrates prefabricated with a number of contact tip structures are suitably sold as a final product to those wishing to couple the contact tip structures to interconnect elements.

본 발명의 중요한 특징은 다수의 접촉 팁 구조체가 예컨대 그 크기 및 공간을 제어하기 위해 마스킹(masking), 석판술 및 증착과 같은 공지된 반도체 제조 공정을 이용함으로써 아주 엄밀한 공차로 희생 기판 상에 용이하게 제조된다는 것이다.An important feature of the present invention is that a number of contact tip structures are readily available on the sacrificial substrate with very tight tolerances, for example by using known semiconductor fabrication processes such as masking, lithography and deposition to control their size and space. It is made.

본 발명의 일 태양에 의하면, 기존의 상호 접속 요소에 결합시킬 필요없이 탄성 접촉 요소로 기능하도록 사용되기에 적합한 긴 접촉 팁 구조체가 제조된다. 스프링 탄성 접촉 요소로 기능하는 이들 긴 접촉 팁 구조체는 평평할 수 있고, 그 내부에서 긴 접촉 팁 구조체의 접촉 단부가 휠 수도 있는 전자 부품의 표면과 긴 접촉 팁 구조체 사이에 공간이 있도록 기부 단부에서 전자 부품의 표면 상의 도전성 받침대에 결합될 수 있다.According to one aspect of the present invention, an elongate contact tip structure suitable for use to function as an elastic contact element without the need for coupling to existing interconnect elements is produced. These long contact tip structures that function as spring resilient contact elements can be flat and have electrons at the base end such that there is a space between the long contact tip structure and the surface of the electronic component within which the contact end of the long contact tip structure may bend. And to a conductive pedestal on the surface of the component.

스프링 탄성 접촉 요소로 기능하는 이들 긴 접촉 팁 구조체는 그 기부 단부가 중앙 몸체 부분으로부터 일방향으로 오프셋된다는 점에서 그리고 접촉 단부들이 중앙 몸체 부분으로부터 대향 방향으로 오프셋되도록 3차원적일 수도 있다.These long contact tip structures that function as spring resilient contact elements may be three-dimensional in that their base ends are offset in one direction from the central body portion and the contact ends are opposed in the opposite direction from the central body portion.

본 발명에 의한 긴 접촉 팁 구조체는 기부 단부들 사이에서 접촉 단부에서보다 큰(듬성한) 피치를 달성하도록 상호 번갈아가는(교호식) 배치(예컨대, 좌-우-좌-우)를 가질 수 있다.Long contact tip structures according to the present invention may have alternating (alternative) arrangements (eg, left-right-left-right) between the base ends to achieve a larger (curly) pitch at the contact ends. .

본 발명에 의한 긴 접촉 팁 구조체는 기부 단부들 사이에서 접촉 단부에서보다 큰(듬성한) 피치를 달성하도록 상호 번갈아가는 길이(예컨대, 단-장-단-장)를 가질 수 있다.Elongated contact tip structures according to the present invention may have alternating lengths (eg, short-long-long) between the base ends to achieve a larger (curved) pitch at the contact ends.

기부 단부 및 접촉 단부 사이의 긴 접촉 팁 구조체의 폭 및/두께를 축소시키는 것이 개시된다.It is disclosed to reduce the width and / or thickness of the long contact tip structure between the base end and the contact end.

접촉 단부에 작용한 접촉력에 따라 긴 접촉 팁 구조체가 작용하는 작용력을 테일러링(조절)하기 위한 기술이 개시된다.Techniques for tailoring (adjusting) the action force of an elongated contact tip structure in accordance with the contact force acting on the contact end are disclosed.

본 발명은 상대적으로 '완전한'(균일하고, 엄밀한 공차로 재생가능한) 접촉 팁 구조체를 제조하여 상대적으로 '불완전한' 상호 접속 요소에 이들을 '결합(marrying)'시키기 위한 기술을 제공한다. 상호 접속 요소를 제조하는 것과 관계된 제한 조건 때문에, 팁 기하학적 형상 및 야금 특성과 상호 접속 요소의 전체적인 공간적 균일성에 관하여 특정의 교환(tradeoff)이 종종 필요하게 된다. 재가공될 수 없다면, 이들은 대체되어야 한다. 본 발명은 사진석판술의 관점에서 엄밀한 균일도로 결합되는 상호 접속 요소의 팁 야금 특성, 기하학적 특성 및 기하학적 특성을 자유롭게 함으로써 이러한 제한을 해결할 수 있다.The present invention provides a technique for fabricating relatively 'complete' (uniform, reproducible to tight tolerances) contact tip structures and 'marrying' them to relatively 'incomplete' interconnection elements. Due to the constraints associated with fabricating interconnect elements, certain tradeoffs are often needed with regard to tip geometry and metallurgical properties and the overall spatial uniformity of the interconnect elements. If they cannot be reworked, they must be replaced. The present invention solves this limitation by freeing the tip metallurgical, geometrical and geometrical characteristics of the interconnecting elements, which are combined with strict uniformity in terms of photolithography.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 후속의 상세한 설명으로부터 명백하게 된다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description.

본 발명은 통상 예비 제조된 접촉 팁 구조체에 관한 것이고, 하기의 하나 이상의 장점을 얻기 위해 이들 구조체를 기존의 상호 접속 요소들에 결합시키는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention generally relates to prefabricated contact tip structures and to joining these structures to existing interconnecting elements in order to obtain one or more of the following advantages.

(a) 본 발명에 의한 접촉 팁 구조체는 다양한 적용을 위해 전자 부품의 특정 단자로써 "팁형" 상호 접속 요소에 의해 형성된 가압 접속을 최적화하기 위해 상기 구조체들이 결합되는 상호 접속 요소의 표면 텍스쳐와 관계없이 상기 구조체들이 결합되는 상호 접속 요소에 의해 궁극적으로 접촉되는 전자 부품(들)의 단자의 야금 특성에 특히 적합한 명백한 표면 텍스쳐, 조도 및 형태(기하학적 형상 및 기하학적 특성)를 용이하게 제공한다.(a) The contact tip structure according to the present invention is independent of the surface texture of the interconnect element to which the structures are joined to optimize the pressurized connection formed by the "tip" interconnect element with specific terminals of the electronic component for various applications. The structures readily provide obvious surface textures, roughness and shapes (geometric shapes and geometrical properties) which are particularly suitable for the metallurgical properties of the terminals of the electronic component (s) that are ultimately contacted by the interconnecting elements to which they are joined.

(b) 본 발명에 의한 접촉 팁 구조체는 이들이 결합되는 상호 접속 요소의 특성과는 전혀 관계없이 상이한 임의의 적절한 야금 특성을 갖고서 용이하게 제조된다.(b) The contact tip structures according to the present invention are readily manufactured with any suitable metallurgical properties that are completely independent of the properties of the interconnecting elements to which they are bonded.

(c) 본 발명에 의한 접촉 팁 구조체는 이들이 결합되는 상호 접속 요소에 수반하는 공차 제한에 사실상 관계없이 다수의 접촉 팁 구조체의 평면도와 다수의 접촉 팁 구조체들 사이의 간격에 관해 아주 엄밀한 공차로 용이하게 제조된다.(c) Contact tip structures according to the present invention are readily available with very tight tolerances with respect to the top view of the plurality of contact tip structures and the spacing between the plurality of contact tip structures, virtually regardless of the tolerance limitations associated with the interconnecting elements to which they are coupled. Is manufactured.

(d) 본 발명에 의한 접촉 팁 구조체는 이들이 결합되는 상호 접속 요소의 대응 치수(즉, 단면 직경)보다 크고 이에 관계없는 주요 치수(즉, 직경)를 갖도록 용이하게 제조된다.(d) The contact tip structures according to the present invention are readily manufactured to have a major dimension (i.e. diameter) that is larger than and irrelevant to the corresponding dimension (i.e. cross-sectional diameter) of the interconnecting element to which they are joined.

긴 및/또는 탄성 상호 접속 요소와 같은 기존의 상호 접속 요소는 이에 결합된 본 발명에 의한 접촉 팁 구조체를 가짐으로써 효과적이게 된다.Existing interconnect elements, such as long and / or elastic interconnect elements, are effective by having the contact tip structures according to the invention coupled thereto.

일반 실시예General Example

도1A는 다수의(다수 중에서 4개가 도시됨) 접촉 팁 구조체(102)가 후술하는 방법으로 지지(희생) 기판(104) 상에 예비 제조된 본 발명에 의한 일반 실시예(100)를 도시한다. 다수의(4개가 도시됨) 상호 접속 요소(106; 이들 긴 상호 접속 요소의 말단부 및 팁만이 도시됨)는 접촉 팁 구조체(102)에 결합된 자유 단부(106a; 그 역도 성립함)를 갖도록 준비된 것이 도시된다. 긴 상호 접속 요소(106)의 자유 단부들(106a)은 반도체 장치, 다중층 기판 및 반도체 패키지 등과 같은 (도시되지 않은) 전자 부품의 표면으로부터 통상 연장된 긴 상호 접속 요소의 (도시되지 않은) 대향 단부로부터 멀게(말단부에) 위치한다.1A shows a general embodiment 100 in accordance with the present invention, prefabricated on a support (sacrificial) substrate 104 in a number of (four out of many) contact tip structures 102 described below. . A plurality of (four shown) interconnect elements 106 (only the distal ends and tips of these long interconnect elements are shown) are prepared to have free ends 106a (and vice versa) coupled to the contact tip structure 102. Is shown. The free ends 106a of the long interconnect element 106 oppose (not shown) of the long interconnect element that typically extends from the surface of the electronic component (not shown), such as semiconductor devices, multilayer substrates, semiconductor packages, and the like. It is located far from the end (at the end).

예비 제조된 접촉 팁 구조체(102)를 그 위에 갖는 지지(희생) 기판(104)은 긴 상호 접속 요소(106)와 전혀 상이한 공정에 의해 그 이전에 독립적으로 제조된다.The support (sacrificial) substrate 104 having a prefabricated contact tip structure 102 thereon is independently manufactured previously by a process completely different from the long interconnect element 106.

도1B는 납땜에 의해 접촉 팁 구조체(102)를 긴 상호 접속 요소(106)에 결합시키는 후속 단계를 도시하는 측면도이다. 최종 땜납 필렛(fillet; 108)이 도시된다. 접촉 팁 구조체(102)는 상호 소정의 공간 관계로 희생 기판(104) 상에 여전히 존재한다. 도1B는 도전성 접착제(예컨대, 은 충전 에폭시) 등으로써 긴 상호 접속 요소에 결합된 접촉 팁 구조체(102)를 또한 도시한다.FIG. 1B is a side view illustrating the subsequent step of joining the contact tip structure 102 to the long interconnection element 106 by soldering. The final solder fillet 108 is shown. The contact tip structures 102 are still present on the sacrificial substrate 104 in a predetermined spatial relationship with each other. 1B also shows a contact tip structure 102 coupled to an elongate interconnect element with a conductive adhesive (eg, a silver filled epoxy) or the like.

도1C는 니켈과 같은 금속 재료(110)로써 긴 상호 접속 요소(106)의 인접 단부와 접촉 팁 구조체(102)의 접합부를 최소한 도금과 같이 오버코팅함으로써 접촉 팁 구조체(102)를 긴 상호 접속 요소(106)에 결합시키는 대체 후속 단계를 도시하는 측면도이다. 특정적으로 도시되지는 않았으나, 오버코팅 재료(110)는 긴 상호 접속 요소(106)의 전체 길이를 따라 연장할(덮을) 수도 있다는 것을 알아야 한다.1C shows the contact tip structure 102 as a long interconnecting element by overcoating the junction of the contact tip structure 102 with the adjacent end of the long interconnecting element 106 with a metal material 110 such as nickel. Is a side view illustrating an alternative subsequent step of coupling to 106. Although not specifically shown, it should be appreciated that the overcoating material 110 may extend (cover) along the entire length of the long interconnection element 106.

도1D는 도1B 또는 도1C에 도시된 단계에 이어지는 단계를 도시하는 측면도로서, 상기 단계에서는 접촉 팁 구조체(102)를 긴 상호 접속 요소(106)에 결합한 후에 지지(희생) 기판(104)이 제거된다. 희생 기판을 제거하는 단계는 다음과 같이 기술된다. 최종 "팁형" 상호 접속 요소(106; 본원에서 사용되는 바와 같이, "팁형" 상호 접속 요소는 이에 결합된 독립적인 접촉 팁 구조체를 갖는 상호 접속 요소임)는 도1B에 대해 도시된 방법과 같이 상기 요소에 땜납(108)된 접촉 팁 구조체(102)를 갖는 것으로 도시된다.FIG. 1D is a side view illustrating the steps following the steps shown in FIG. 1B or 1C, in which the support (sacrificial) substrate 104 is formed after coupling the contact tip structure 102 to the elongated interconnection element 106. FIG. Removed. Removing the sacrificial substrate is described as follows. The final "tip" interconnect element 106 (as used herein, the "tip" interconnect element is an interconnect element with an independent contact tip structure coupled thereto) is the same as the method shown for Figure 1B. It is shown having a contact tip structure 102 soldered to the element 108.

이러한 방법으로, 접촉 팁 구조체(102)는 상호 접속 요소(106)와는 다른(보다 엄밀한) 공차 간격을 가질 수 있고, 상호 접속 요소(106)와는 다른 야금 특성을 가질 수 있고, 상호 접속 요소(106)의 경우 달리 얻을 수 없는 (후술하는) 기하학적 특성을 가질 수 있다.In this way, the contact tip structure 102 may have a tolerance gap that is different (stricter) than the interconnect element 106, may have a different metallurgical characteristic than the interconnect element 106, and the interconnect element 106. ) May have geometrical properties (described below) that cannot be obtained otherwise.

접촉 팁 구조체(102)를 예비 제조하며 접촉 팁 구조체(102)를 상호 접속 요소(106)에 결합시킨 후에 희생 기판을 제거하기 위한 적절한 기술뿐만 아니라 접촉 팁 구조체(102) 및 희생 기판(104)용 재료에 대해 이하에서 상세히 설명한다.For the contact tip structure 102 and the sacrificial substrate 104 as well as a suitable technique for removing the sacrificial substrate after prefabricating the contact tip structure 102 and bonding the contact tip structure 102 to the interconnect element 106. The material will be described in detail below.

전형적인 전체 방법 및 최종 "팁형" 상호 접속 요소Typical full method and final "tip" interconnect element

전술한 바와 같이, (희생 기판 상에) 접촉 팁 구조체를 예비 제조하고 상기 접촉 팁 구조체로부터 독립적으로 제조된 상호 접속 요소에 접촉 팁 구조체를 결합시킴으로써 많은 장점이 발생한다.As noted above, many advantages arise by prefabricating a contact tip structure (on a sacrificial substrate) and coupling the contact tip structure to an interconnecting element made independently from the contact tip structure.

도2A 내지 도2D는 희생 기판 상에 접촉 팁 구조체를 예비 제조하고, 전형적인 긴 상호 접속 요소에 접촉 팁 구조체를 결합하고, 상기 희생 기판을 제거하는 기술을 도시하고 있으며, 이 기술은 통상 전술한 PCT/US95/14844호의 도8A 내지 도8E에 통상 대응된다.2A-2D illustrate techniques for prefabricating a contact tip structure on a sacrificial substrate, coupling the contact tip structure to a typical long interconnection element, and removing the sacrificial substrate, which techniques typically include the PCT described above. It generally corresponds to Figs. 8A to 8E of / US95 / 14844.

도2A는 희생 기판(200)에 접촉 팁 구조체를 예비 제조하기 위한 기술(200)을 도시한다. 본 실시예에서 (도시된 방향으로) 상부 표면을 갖는 실리콘 기판(웨이퍼; 202)은 희생 기판으로 사용된다. 티타늄 층(204)은 실리콘 기판(202)의 상부 표면 상에 (예컨대, 스퍼터링에 의해) 증착되고, 대략 250 Å(1Å = 0.1 ㎚ = 10-10m)의 두께를 적절히 갖는다. 알루미늄 층(206)은 티타늄 층(204) 위에 (예컨대, 스퍼터링에 의해) 증착되고, 대략 20,000 Å의 두께를 적절히 갖는다. 티타늄 층(204)은 선택적이며, 알루미늄 층(206)의 접착 층으로 작용한다. 구리 층(208)은 알루미늄 층(206) 위에 (예컨대, 스퍼터링에 의해) 증착되고, 대략 5,000 Å의 두께를 적절히 갖는다.2A shows a technique 200 for prefabricating a contact tip structure on a sacrificial substrate 200. In this embodiment, a silicon substrate (wafer) 202 having an upper surface (in the direction shown) is used as the sacrificial substrate. Titanium layer 204 is deposited (eg, by sputtering) on the top surface of silicon substrate 202 and suitably has a thickness of approximately 250 Hz (1 Hz = 0.1 nm = 10 -10 m). Aluminum layer 206 is deposited over titanium layer 204 (eg, by sputtering) and has a thickness of approximately 20,000 kPa. Titanium layer 204 is optional and acts as an adhesive layer for aluminum layer 206. Copper layer 208 is deposited (eg, by sputtering) on aluminum layer 206 and has a thickness of approximately 5,000 kPa.

마스킹 재료 층(예컨대, 포토레지스트)은 구리 층(208) 위에 증착되고, 대략 2 mil의 두께를 갖는다. 마스킹 층(210)은 포토레지스트 층(210)을 관통하여 하부 구리 층(208)으로 연장되는 다수의(3개가 도시됨) 구멍(개구; 212)을 갖도록 임의의 적절한 방법으로 처리된다. 예를 들면, 각 구멍(212)은 직경이 6 mil이고, 구멍(212)은 10 mil의 피치(중앙간 거리)로 배치될 수도 있다. 이러한 방법으로, 희생 기판(202)은 구멍(212) 내의 희생 기판(202) 상의 "석판 인쇄적으로 정의된" 위치에 다수의 접촉 팁 구조체를 제조하기 위해 준비된다. 전형적인 접촉 팁 구조체는 다음과 같이 형성될 수도 있다.A masking material layer (eg, photoresist) is deposited over the copper layer 208 and has a thickness of approximately 2 mils. The masking layer 210 is processed in any suitable way to have a plurality of (three shown) holes (openings) 212 extending through the photoresist layer 210 to the lower copper layer 208. For example, each hole 212 may be 6 mils in diameter, and the holes 212 may be disposed at a pitch (intermediate distance) of 10 mils. In this way, the sacrificial substrate 202 is prepared to fabricate a number of contact tip structures in a “lithographically defined” position on the sacrificial substrate 202 in the aperture 212. Typical contact tip structures may be formed as follows.

니켈 층(214)은 구멍(212) 내에서 구리 층(208) 상으로 예컨대 도금에 의해 증착되고, 대략 1.0 내지 1.5 mil의 두께를 적절히 갖는다. 선택적으로는, 로듐과 같은 귀금속의 (도시되지 않은) 얇은 층이 니켈을 증착하기 전에 구리 층(208) 상으로 증착될 수 있다. 다음으로, 금 층(216)은 니켈(214) 위로 도금에 의해 증착된다. 니켈 및 금(선택적으로는 로듐)으로 된 다중층 구조체는 에비 제조된 접촉 팁 구조체(220; 도2B)로 작용한다.Nickel layer 214 is deposited, for example by plating, onto copper layer 208 in hole 212 and has a thickness of approximately 1.0 to 1.5 mils as appropriate. Optionally, a thin layer (not shown) of a noble metal such as rhodium may be deposited onto the copper layer 208 before depositing nickel. Next, a gold layer 216 is deposited by plating over nickel 214. The multilayer structure of nickel and gold (optionally rhodium) acts as an eb fabricated contact tip structure 220 (FIG. 2B).

다음으로, 도2B에 도시된 바와 같이, 포토레지스트(210)는 (임의의 적절한 용제에 의해) 박리하여, 다수의 예비 제조된 접촉 팁 구조체(220)를 구리 층(208) 위에 위치하게 한다. 다음으로, 구리 층(208)의 노출된[즉, 접촉 팁 구조체(220)에 의해 덮이지 않은] 부분은 신속한 에칭 공정을 받게 되고, 이럼으로써 알루미늄 층(206)을 노출시키게 된다. 이하 명백하게 되는 바와 같이, 알루미늄이 대부분의 땜납 재료로서 사실상 비습윤성이므로 알루미늄은 후속 단계에서 유용하게 된다.Next, as shown in FIG. 2B, photoresist 210 is stripped (by any suitable solvent) to place multiple prefabricated contact tip structures 220 over copper layer 208. Next, an exposed portion of the copper layer 208 (ie, not covered by the contact tip structure 220) is subjected to a rapid etching process, thereby exposing the aluminum layer 206. As will be apparent below, aluminum becomes useful in subsequent steps because aluminum is virtually non-wetting as most solder materials.

실제 접촉 팁 구조체(220)를 용이하게 제조하도록 사용된 동일한 공정 단계 내에서 "대용(ersatz)" 접촉 팁 구조체(222)가 제조될 수 있는 (도시되지 않은) 추가 구멍(도면 부호 222와 비교)으로써 포토레지스트를 패턴화하는 것이 바람직하다는 것을 명심해야 한다. 대용 접촉 팁 구조체는 도금되는 표면을 가로질러 드러나게 되는 급작스런 구배(gradient)를 감소시킴으로써 공지되어 익숙한 방법으로 전수란 도금 단계(214, 216)를 균일화하도록 기능한다. 이러한 구조체(222)는 본 기술 분야에서 통상 "로버(robber)"라고 불린다.Additional holes (not shown) (compared to reference numeral 222) in which the "ersatz" contact tip structure 222 can be manufactured within the same process step used to easily manufacture the actual contact tip structure 220. It should be noted that it is desirable to pattern the photoresist. The surrogate contact tip structure functions to homogenize all egg plating steps 214 and 216 in a known and familiar manner by reducing abrupt gradients that are revealed across the surface being plated. Such a structure 222 is commonly referred to in the art as a "robber".

이러한 방법으로, 다수의 접촉 팁 구조체(220)는 희생 기판(202) 상에 성공적으로 에비 제조되었고, 대응되는 다수의 상호 접속 요소에 이후 결합되도록 대기한다. 선택적으로는, 접촉 팁 구조체의 예비 조립의 일부로(선택적으로는, 접촉 팁 구조체를 상호 접속 요소에 결합시키기 직전에), 땜납 페이스트(224; "결합 재료")는 팁 구조체(220)의 (도시된 방향으로) 상부 표면 상으로 증착된다. [상기 페이스트를 대용 팁 구조체(222)의 상부로 증착할 필요가 없다.] 이는 스테인레스 스크린 또는 형판(stencil)을 이용하거나 본 기술 분야에 공지된 땜납 페이스트를 자동적으로 분배되게 함으로써 임의의 적절한 방법으로 실시된다. 전형적인 페이스트(결합 재료; 224)는 예컨대 1 mil의 구(볼)를 형상화한 (플럭스 매트릭스 내의) 금-주석 합금을 함유한다.In this way, the plurality of contact tip structures 220 have been successfully fabricated on the sacrificial substrate 202 and wait to be subsequently coupled to the corresponding plurality of interconnect elements. Optionally, as part of the preliminary assembly of the contact tip structure (optionally, just prior to coupling the contact tip structure to the interconnecting element), the solder paste 224 (“binding material”) may be formed of the tip structure 220 (not shown). Direction) and onto the top surface). [There is no need to deposit the paste on top of the surrogate tip structure 222.] This can be done in any suitable way by using a stainless screen or stencil or by automatically dispensing the solder paste known in the art. Is carried out. A typical paste (bonding material) 224 contains, for example, a gold-tin alloy (in a flux matrix) in the form of a ball of 1 mil.

접촉 팁 구조체(220)는 이로 반드시 제한될 필요는 없으나 전술한 모출원(PCT/US95/14909호)의 복합 상호 접속 요소와 같은 상호 접속 요소의 단부(팁)에 결합(예컨대, 납땜)되기가 용이하게 된다.The contact tip structure 220 is not necessarily limited thereto but is intended to be coupled (eg soldered) to the end (tip) of the interconnect element, such as the composite interconnect element of the aforementioned parent application (PCT / US95 / 14909). It becomes easy.

희생 기판(202) 상에 제조되고 위치하는 접촉 팁 구조체(220)는 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이 자체적으로 제품을 형성하고, 다양한 기존의 상호 접속 요소에 이어서 결합될 수 있다.The contact tip structure 220 fabricated and positioned on the sacrificial substrate 202 may form its own product and then be coupled to various existing interconnect elements as described in detail below.

그 위에 위치하는 접촉 팁 구조체를 갖는 희생 기판은 전자 부품일 수도 있는 전형적인 기판(254)으로부터 연장하는 통상 긴 상호 접속 요소(252)의 팁(자유 단부) 상에 유지된다. 도2C에 도시된 바와 같이, (명확히 도시하기 위해 단지 2개의 접촉 팁 구조체가 도2D에 관해 도시된) 접촉 팁 구조체(220)는 표준의 플립-칩 기술(예컨대, 분리 프리즘)을 이용하여 상호 접속 요소(252)의 팁(말단부)과 정렬되고, 상기 조립체는 결합 재료(224)를 재유동시키기 위해 (도시되지 않은) 납땜 노를 통과하며, 이럼으로써 예비 제조된 접촉 팁 구조체(220)를 상호 접속 요소(232)의 단부에 영구적으로 결합(예컨대, 납땜)시킨다.A sacrificial substrate having a contact tip structure positioned thereon is held on the tip (free end) of a typically elongated interconnect element 252 extending from a typical substrate 254, which may be an electronic component. As shown in FIG. 2C, the contact tip structure 220 (only two contact tip structures are shown with respect to FIG. 2D for clarity) is interconnected using standard flip-chip technology (eg, a separation prism). Aligned with the tip (end) of the connecting element 252, the assembly passes through a soldering furnace (not shown) to reflow the coupling material 224, thereby removing the prefabricated contact tip structure 220. Permanently couple (eg, solder) to the end of the interconnect element 232.

재유동 공정 중에, 비습윤성의 노출된 알루미늄 층(206)은 땜납이 접촉 팁 구조체(220)들 사이로 유동하는 것을 방지하고, 즉 땜납 브리지가 인접한 접촉 팁 구조체들 사이에 형성되는 것을 방지한다.During the reflow process, the non-wetting exposed aluminum layer 206 prevents solder from flowing between the contact tip structures 220, that is, prevents solder bridges from forming between adjacent contact tip structures.

알루미늄 층(206)은 이러한 비습식 기능뿐만 아니라 해제 기구를 제공하는 작용도 한다. 적절한 에칭제(etchant)를 이용함으로써, 알루미늄은 선택적으로(상기 조립체의 다른 재료로) 에칭 제거될 수 있고, 실리콘 희생 기판(202)은 단순히 "보이지 않게 되어(pop off)", 도2D에 도시된 바와 같이 예비 제조된 팁 구조체(220)를 각각 갖는 "팁형" 상호 접속 요소(252)를 갖는 기판 또는 전자 부품(254)을 초래한다. [결합 재료(224)가 상호 접속 요소(252)의 단부 부분 상에 "필렛"으로 재유동됨을 알 수 있다.]The aluminum layer 206 serves to provide this release mechanism as well as this non-wetting function. By using a suitable etchant, aluminum can be selectively etched away (with other materials of the assembly), and the silicon sacrificial substrate 202 is simply " pop off ", as shown in Figure 2D. This results in a substrate or electronic component 254 having a "tipped" interconnect element 252, each having a prefabricated tip structure 220 as described. (It can be seen that the bonding material 224 is reflowed into the “fillet” on the end portion of the interconnect element 252.)

이러한 공정의 최종 단계에 있어서, 잔류 구리(208)는 에칭 제거되고, (도시되지 않은) 다른 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자에 신뢰성있는 전기적 가압 접속을 형성하도록 노출된 니켈(또는, 전술한 바와 같이, 로듐)이 접촉 팁 구조체(220)에 노출된다.In the final step of this process, the residual copper 208 is etched away and the exposed nickel (or the aforementioned as described above) to form a reliable electrical press connection to the terminals (not shown) of other electronic components (not shown). As such, rhodium) is exposed to the contact tip structure 220.

땜납 페이스트(224)가 생략되는 대신에, 임의의 공융비로 금 및 주석의 교대(alternating) 층이 접촉 팁 구조체(220)를 장착하기 전에 상호 접속 요소(252) 상에 도금되는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 유사한 방법으로 공융 결합 층은 상호 접속 요소(252)에 결합되기 전에 접촉 팁 구조체(220) 상에 도금될 수 있다.Instead of the solder paste 224 being omitted, it is within the scope of the present invention that an alternating layer of gold and tin is plated on the interconnect element 252 prior to mounting the contact tip structure 220 at any eutectic ratio. It belongs to. In a similar manner, the eutectic bonding layer may be plated on the contact tip structure 220 before bonding to the interconnect element 252.

접촉 팁 구조체(220)가 동일 평면 상에서 균일한 두께로 용이하게 제조되므로, 최종의 "팁형" 상호 접속 요소(도2D)는 거의 동일한 평면 형태인 팁(즉, 접촉 팁 구조체의 노출된 표면)을 갖는다.Since the contact tip structure 220 is easily fabricated to a uniform thickness on the same plane, the final "tip" interconnection element (Figure 2D) is intended to provide a tip (i.e. exposed surface of the contact tip structure) that is approximately the same planar shape. Have

상호 접속 요소(예컨대, 252)가 장착될 수 있는 전자 부품(예컨대, 254)은 주문형 집적 회로(ASIC), 마이크로프로세서, 프로브 카드 조립체의 컴퓨터(예컨대, 공간 변환 부품) 등일 수 있다.The electronic component (eg, 254) into which the interconnect element (eg, 252) may be mounted may be an application specific integrated circuit (ASIC), a microprocessor, a computer (eg, a space conversion component) of a probe card assembly, or the like.

실시예Example

탄성이거나 비탄성인, 길거나 짧은, (모출원 PCT/US95/14909호에 개시된 것과 같은) 복합 상호 접속 요소이거나 단일체 상호 접속 요소 등인 상호 접속 요소를 예비 제조된 접촉 팁 구조체에 결합(예컨대, 납땜)하는 데에 본원에 개시된 기술이 사용될 수 있다는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 접촉 팁 구조체가 결합되는 상호 접속 요소는 (전술한 PCT/US95/14844호에 개시된 것과 같은 프로브 카드 조립체의 공간 변환기에 한정되지는 않으나, 이러한) 전자 부품과 같은 기판에 장착(또는 이로부터 연장)될 수도 있고, 기판 상에 장착되지는 않으나 소정의 공간 관계로 다른 수단에 의해 상호 유지되는 다수의 상호 접속 요소일 수도 있다.Coupling (eg, soldering) an interconnecting element that is elastic or inelastic, long or short, such as a composite interconnect element (such as disclosed in parent PCT / US95 / 14909) or a monolithic interconnect element, to a prefabricated contact tip structure. It is within the scope of the present invention that the techniques disclosed herein may be used. The interconnection element to which the contact tip structure is coupled is mounted to (or extends from) a substrate, such as an electronic component (such as, but not limited to, a spatial transducer of a probe card assembly as disclosed in PCT / US95 / 14844 described above). It may be a plurality of interconnecting elements which are not mounted on a substrate but are mutually maintained by other means in a predetermined spatial relationship.

도3A, 도3B 및 도3C는 본 발명에 의해 예비 제조된 접촉 팁 구조체(예컨대, 220)가 다양한 형태의 "기존의" (독립적으로 예비 제조된) 상호 접속 요소에 결합되는 이러한 전형적인 몇몇 실시예를 도시한다.Figures 3A, 3B and 3C illustrate some of these exemplary embodiments in which contact tip structures (e.g., 220) prefabricated by the present invention are coupled to various types of "existing" (independently prefabricated) interconnect elements. Shows.

실시예 1Example 1

단부에 의해 기판에 장착되지 않는 다수의 긴 상호 접속 요소의 실시예는 도3A에 도시(형상화)된 바와 같이 2개의 고정 평면 구조체(304, 306) 사이에서 상호 통상 평행하게 연장하는 다수의(4개가 도시됨) 긴 상호 접속 요소(302)를 갖는 상표명 IBM 코브라(Cobra) 프로브이고, 각 상호 접속 요소(302)의 2개의 대향 단부는 (도시되지 않은) 한 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자와 (도시되지 않은) 다른 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자 사이에 가압 접속을 형성하기 위해 2개의 견고히 고정된 평면 구조체 중의 각각의 하나를 통해 노출된다. 도3A의 도면은 본질상 개략도이고, 기계적 조립 도면이 아니다. 긴 상호 접속 요소(302)는 꼬일(kink) 수 있고, 통상 버클링 비임(buckling beam)으로서 기능한다.Embodiments of a number of elongated interconnect elements that are not mounted to a substrate by an end may include a number of (4) extending generally parallel to each other between two fixed planar structures 304, 306 as shown (shape) in FIG. 3A. Dogs are trademarked IBM Cobra probes with long interconnection elements 302, and two opposite ends of each interconnection element 302 are terminals (not shown) of one electronic component (not shown). And through each one of the two rigidly fixed planar structures to form a pressurized connection between the terminal and the terminal (not shown) of the other electronic component (not shown). 3A is schematic in nature and not mechanical assembly. The long interconnection element 302 can be kink and typically function as a buckling beam.

에비 제조된 접촉 팁 구조체, 예컨대 상기 도2B에 도시된 팁 구조체(220)는 (도시되지 않은) 희생 기판(예컨대, 202)이 제거된 후에 도3A에 도시된 바와 같이 상호 접속 요소(302)의 (도시된) 양 단부에 또는 (도시되지 않은) 한 단부에 (전술한 바와 같이, 납땜 또는 도금과 같은 방법으로) 용이하게 결합될 수 있다. 예를 들면, 팁 구조체(220)가 상호 접속 요소의 단지 한 단부에만 결합된다면, 상기 상호 접속 요소의 공통(예컨대, 도면으로 보아 상부) 단부에 양호하게는 결합될 수 있다.The fabricated contact tip structure, such as the tip structure 220 shown in FIG. 2B, may be applied to the interconnect element 302 as shown in FIG. 3A after the sacrificial substrate (eg, 202) is removed. Easily coupled to both ends (shown) or to one end (not shown) (as described above, such as soldering or plating). For example, if tip structure 220 is coupled to only one end of an interconnection element, it may preferably be coupled to a common (eg, top) view of the interconnection element.

이는 본 발명의 주요 장점을 도시한다. 접촉 팁 구조체(220)의 야금 특성, 크기 및 기하학적 특성은 이들이 결합되는 긴 상호 접속 요소(302)의 물리적 특성과 완전히 독립적이며, 또한 이러한 다수의 상호 접속 요소의 유용한 장치 내로의 조립에 수반하는 임의의 공정 제한에 독립적이다.This illustrates the main advantages of the present invention. The metallurgical, size and geometrical properties of the contact tip structures 220 are completely independent of the physical properties of the long interconnecting elements 302 to which they are coupled, and also any subsequent accompanying assembly of these multiple interconnecting elements into useful devices. Independent of process limitations.

본 발명은 팁이 유효하기 위해 아주 조심스럽게 형상화되어야 하는 코브라형 상호 접속 요소에 관련된 문제점을 극복한다.The present invention overcomes the problems associated with cobra-type interconnect elements that must be shaped very carefully for the tip to be effective.

실시예 2Example 2

도3B는 (도시되지 않은) 종래의 프로브 카드의 전형적인 요소인 긴 텅스텐 니이들의 한 단부에 (전술한 바와 같이, 도시되지 않은 납땜 또는 도금 방법으로) 결합되는 다수의 접촉 팁 구조체(220) 중의 하나를 도시한다.Figure 3B shows a plurality of contact tip structures 220 coupled to one end of elongated tungsten needles (not shown) by a soldering or plating method as described above, which is typical of conventional probe cards (not shown). Shows one.

이는 통상의 방법으로 본 발명의 주요 장점을 도시한다. 프로브 카드의 기존의 텅스텐 니이들에 특히 상기 니이들이 크기가 아주 작아지므로 소정의 팁 형상(예컨대, 1 mil의 직경을 가짐)을 제공하는 것은 통상 어렵다. 예비 제조된 접촉 팁 구조체(220)를 텅스텐 니이들(312)의 단부에 결합시킴으로써, 이들 문제는 회피될 수도 있고, 이에 의해서 텅스텐 니이들보다 (직경이) 큰 (예컨대, 접촉 팁 구조체의) 접촉 표면["풋프린트(foorprint)"]을 (예컨대, 직경이) 보다 작은 텅스텐 니이들을 용이하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 예컨대 상기 텅스텐 니이들의 팁(단부)의 형태 및 정확한 위치를 제어하는 어려움을 극복한다.This illustrates the main advantages of the present invention in a conventional manner. It is usually difficult to provide a predetermined tip shape (eg, having a diameter of 1 mil) to the existing tungsten needles of the probe card, especially since the needles are very small in size. By coupling the prefabricated contact tip structures 220 to the ends of the tungsten needles 312, these problems may be avoided, thereby contacting (eg, of the contact tip structures) larger (diameter) than the tungsten needles. Tungsten needles smaller than the surface (“foorprint”) (eg, diameter) can be readily used. In addition, the present invention overcomes, for example, the difficulty of controlling the shape and exact position of the tip (end) of the tungsten needle.

본 발명은 팁을 연마하여 적절한 형태 및 수명을 갖게 하는 어려움을 포함한 텅스텐 니이들 프로브 요소와 관련된 다양한 문제점을 극복한다.The present invention overcomes a variety of problems associated with tungsten needle probe elements, including the difficulty of grinding the tips to ensure proper shape and life.

특정 상호 접속 요소의 경우, 땜납(또는 도금)을 수용하기 쉬운 상호 접속 요소의 표면을 제조하기 위해 적절한 도금 절차와 같이 접촉 팁 구조체를 결합하기 위한 상호 접속 요소의 표면을 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 프로브 카드의 도금 텅스텐 니이들(예컨대, 312)은 접촉 팁 구조체를 이에 결합하기 전에 금, 니켈, 니켈-팔라디움 등과 함께 삽입된다.For certain interconnect elements, it is desirable to provide a surface of the interconnect element for joining the contact tip structure, such as a suitable plating procedure, to produce a surface of the interconnect element that is susceptible to solder (or plating). For example, plated tungsten needles (eg, 312) of the probe card are inserted with gold, nickel, nickel-palladium, and the like before bonding the contact tip structure thereto.

실시예 3Example 3

접촉 팁 구조체가 결합되는 상호 접속 요소는 종종 길며, 이전의 2개의 실시예에서와 같이 본질적으로 탄성적이다. 그러나, 접촉 팁 구조체가 결합되는 상호 접속 요소가 길지도 않고 탄성적이지도 않은 것도 본 발명의 범위에 속한다.The interconnecting elements to which the contact tip structures are bonded are often long and are essentially elastic as in the previous two embodiments. However, it is also within the scope of the present invention that the interconnection element to which the contact tip structure is coupled is neither long nor elastic.

도3C는 다수의(2개가 도시됨) 비탄성 범프 상호 접속 요소(접촉 범프; 322)가 가요성 멤브레인(324) 상에 위치하는 종래의 공지된 형태의 멤브레인 프로브의 일부를 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 접촉 팁 구조체, 예컨대 팁 구조체(220)는 (전술한 바와 같이 도시되지 않은 납땜 또는 도금 방법에 의해) 상호 접속 요소(322)에 결합된다. 이를 설명하기 위해, 원형의 범프(322)는 그 정점(도시된 바에 의하면, 상부 모서리)에 "팁" 또는 "단부"를 갖는 것으로 고려된다.3C illustrates a portion of a conventionally known type of membrane probe in which a plurality of (two are shown) inelastic bump interconnect elements (contact bumps) 322 are located on flexible membrane 324. As shown, the contact tip structure, such as the tip structure 220, according to the present invention is coupled to the interconnect element 322 (by a soldering or plating method, not shown, as described above). To illustrate this, the circular bump 322 is considered to have a "tip" or "end" at its vertex (top corner, as shown).

이러한 멤브레인 프로브의 상호 접속 요소에 접촉 팁 구조체(220)를 결합시키는 성능은 전혀 상이한 공정 및 야금 특성이 접촉 팁 구조체 및 범프 접점 그 자체의 제조에 사용될 수 있게 한다.The ability to couple the contact tip structure 220 to the interconnection elements of such membrane probes allows completely different process and metallurgical properties to be used in the manufacture of the contact tip structure and the bump contacts themselves.

본 발명은 통상 재작업될 수 없는 멤브레인 프로브의 반구형 접촉 범프와 관련된 문제점을 극복한다.The present invention overcomes the problems associated with hemispherical contact bumps of membrane probes, which typically cannot be reworked.

이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명은 사실상 비제한적인 소정의 표면 텍스쳐가 팁형 비접속 요소의 가압 접촉 표면 내에 형성될 수 있게 한다.As will be described in detail below, the present invention allows a virtually non-limiting predetermined surface texture to be formed within the pressure contacting surface of the tipless connection element.

접촉 팁 구조체의 야금 특성Metallurgical Properties of Contact Tip Structures

본 발명에 의한 접촉 팁 구조체의 다양한 야금 특성(금속 제조법)이 전술되었다. 최종 "팁형" 비접속 요소의 궁극적인 적용예에 적합한 임의의 야금 특성이 사용되는 것은 본 발명에 속한다.Various metallurgical properties (metal manufacturing) of the contact tip structures according to the invention have been described above. It is within the present invention that any metallurgical properties suitable for the ultimate application of the final "tip" disconnected element are used.

도4A에 도시된 바와 같이, 상호 접속 요소용의 유용한(예컨대, 양호한) 접촉 팁 구조체는 희생 기판(400)과 같은 얇은 알루미늄 (호일)을 이용하여 하기의 방법으로 희생 기판 내에(또는 그 상에) 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4A, a useful (eg, good) contact tip structure for an interconnect element may be in (or on) a sacrificial substrate using a thin aluminum (foil) such as sacrificial substrate 400 in the following manner. Can be formed.

- 상기 호일[이러한 지지 층(402)은 도금 배리어/마스크로서 작용할 수 있음]의 구조적 일체성을 증가시키기 위해 플라스틱 시트와 같은 호일(400)용 임시 지지 층(402)을 제공하는 단계,Providing a temporary support layer 402 for foil 400, such as a plastic sheet, to increase the structural integrity of the foil, which support layer 402 can act as a plating barrier / mask,

- 얇은(대략 3 mil) 포토레지스트(404)의 층 등으로 호일(400)의 (도면에서 상부) 표면을 패턴화하여, 접촉 팁 구조체를 형성하는 것이 바람직한 위치(예컨대, 212)에 개구를 형성(생성)하는 단계와,Patterning the surface of the foil 400 (upper in the figure) with a layer of thin (approximately 3 mil) photoresist 404 or the like to form an opening at a location (eg 212) where it is desirable to form a contact tip structure (Creation),

- 포토레지스트(404) 내의 개구에 얇은 (대략 100 마이크로인치의) 경질 금의 층(406)을 (도금 방법으로) 증착하는 단계와,Depositing (by a plating method) a layer of thin gold (approximately 100 microinches) of hard gold in the opening in the photoresist 404,

- 경질 금의 층 상에 아주 얇은 (대략 12.7 내지 25.4 ㎛의) 구리의 층(406)을 (도금 방법으로) 증착하는 단계[이 단계는 구리 스트라이크(strike)가 다소 선택적이며, 주요하게는 이전의 금 층(406)의 후속 도금에 보조하는 것으로 제공됨]과,Depositing (by a plating method) a very thin layer of copper (approximately 12.7 to 25.4 μm) on the layer of hard gold, in which the copper strike is rather selective, mainly the former To assist in subsequent plating of the gold layer 406 of

- 구리 스트라이크 상에 상대적으로 두꺼운 (대략 2 mil) 니켈 층(410)을 (도금과 같은 방법으로) 증착시키는 단계와,Depositing a relatively thick (approximately 2 mil) nickel layer 410 (as in plating) on a copper strike,

- 니켈 상에 얇은 (대략 100 마이크로인치의) 연질 금의 층(412)을 (도금과 같은 방법으로) 증착시키는 단계임.Depositing a layer (412) of thin gold (approximately 100 microinches) of soft gold on the nickel (in the same way as plating).

이럼으로써, (도시되지 않은) 상호 접속 요소의 단부에 용이하게 결합되는 다중층 접촉 팁 구조체(420)를 형성할 수 있다. 접촉 팁 구조체(420)는 주요 층으로서 (도시되지 않은) 전자 부품을 접촉(예컨대, 가압 접속)시키기 위한 경질 금 표면(406)과, 강도를 제공하기 위한 니켈 층(410)과, 상호 접속 요소에 용이하게 고착(결합)될 수 있는 연질 금 층(412)을 갖는다.This can form a multilayer contact tip structure 420 that is easily coupled to an end of an interconnect element (not shown). The contact tip structure 420 has a hard gold surface 406 for contacting (eg, pressure-connecting) an electronic component (not shown) as a main layer, a nickel layer 410 for providing strength, and an interconnecting element. It has a soft gold layer 412 that can be easily fixed (bonded) to.

희생 기판 위의 마스킹 재료의 개구 내로 접촉 팁 구조체용 재료(예컨대, 214, 216; 406, 408, 410, 412)를 증착하는 것에 관해서는, 희생 기판 그 자체(예컨대, 400) 또는 그 상에 증착된 하나 이상의 블랭킷 층(blanket layer)은 상기 개구를 상호 전기적으로 접속하도록 작용하여 전기 도금 공정을 용이하게 사용할 수 있다.As for depositing the material for the contact tip structure (eg, 214, 216; 406, 408, 410, 412) into the opening of the masking material on the sacrificial substrate, it is deposited on the sacrificial substrate itself (eg 400) or on it. One or more blanket layers may act to electrically connect the openings to one another to facilitate the use of an electroplating process.

희생 기판의 제거Removal of Sacrificial Substrate

전술한 바와 같이, "단순한(plain)"(예컨대, 그 상에 작동 장치가 위치하지 않는) 실리콘 웨이퍼는 본 발명에 의한 접촉 팁 구조체가 제조될 수도 있는 희생 기판으로서 사용될 수 있다. 적절한 선택적 에칭 공정을 이용하여 접촉 팁 구조체가 희생 기판으로부터 해제되는 전형적인 야금 특성은 이상에서 기술되었다.As mentioned above, a "plain" (eg, no actuator is located thereon) silicon wafer can be used as a sacrificial substrate on which contact tip structures according to the present invention may be fabricated. Typical metallurgical properties in which the contact tip structure is released from the sacrificial substrate using a suitable selective etching process have been described above.

열과 관련된 적절한 야금 특성이 화학적 에칭제보다는 희생 기판을 해제하는 데에 사용될 수 있다는 것은 본 발명의 범위에 속한다. 예를 들면, 도4B에 도시된 바와 같이 다음의 단계이다.It is within the scope of the present invention that suitable metallurgical properties associated with heat can be used to release the sacrificial substrate rather than the chemical etchant. For example, as shown in Fig. 4B, the following steps are taken.

단계 1.접촉 팁 구조체 상에 기하학적 특성을 갖는 것이 바람직한 (몇몇이 도시된) 위치에 실리콘(희생) 기판(424) 내로의 (다수 중 하나가 도시된) 홈(etch pit; 422)을 에칭하는 단계. 후술하는 바와 같이, 실리콘의 에칭은 자기 제한적이다. Step 1. Etching an etch pit (one of which is shown, many) into the silicon (sacrificial) substrate 424 at a location (some of which is shown) where it is desirable to have geometrical characteristics on the contact tip structure. step. As described below, the etching of silicon is self limiting.

단계 2.패턴화된 마스킹 층(426; 예컨대, 포토레지스트)을 실리콘(희생) 기판(424)의 표면 상에 도포하는 단계. 마스킹 층 내의 개구(428)는 접촉 팁 구조체가 제조되는 위치에 있다. Step 2. Applying a patterned masking layer 426 (eg, photoresist) onto the surface of the silicon (sacrificial) substrate 424. The opening 428 in the masking layer is in the position where the contact tip structure is made.

단계 3.텅스텐(또는 티타늄-텅스텐)과 같은 (후술하는 바와 같이 비습윤성인) 재료의 얇은 층(430)을 마스킹 층(426)의 개구(428) 내에서 상기 기판 상으로 (스퍼터링과 같은 방법으로) 증착하는 단계. Step 3. A thin layer 430 of a material (non-wetting as described below), such as tungsten (or titanium-tungsten), is deposited onto the substrate (such as sputtering) in the opening 428 of the masking layer 426. ) Deposition.

단계 4.도금가능한 납(또는 인디움)과 같은 넌웨팅(non-wetting) 재료의 얇은 층(432)을 마스크(426)의 개구(428) 내에서 얇은 텅스텐 층 상으로 (스퍼터링과 같은 방법으로) 증착하는 단계. Step 4. A thin layer 432 of non-wetting material, such as plateable lead (or indium), is deposited onto the thin tungsten layer in the opening 428 of the mask 426 (in a method such as sputtering). ) Deposition.

단계 5.상기 마스크의 개구 내에 하나 이상의 층을 갖는 접촉 팁 구조체(440; 220, 420과 비교)를 전술한(예컨대, 도4A에 대한) 방법으로 제조하는 단계. Step 5. Fabricating a contact tip structure (440 (compare 220, 420)) having one or more layers within the opening of the mask by the method described above (eg, with respect to FIG. 4A).

단계 6.전술한 방법으로 (도시되지 않은) 상호 접속 요소 상으로 접촉 팁 구조체(440)를 (열을 이용하여) 재유동(reflow)시키는 단계. 재유동 중에, 텅스텐(430)이 납(432)에 대해 비습윤성이므로 (재료인) 납(432)은 용융되어 구형화된다. 이는 접촉 팁 구조체(440)가 희생 기판(424)으로부터 해제되게 한다. Step 6. Reflowing (using heat) the contact tip structure 440 onto the interconnect elements (not shown) in the manner described above. During reflow, lead 432 (which is a material) melts and becomes spherical because tungsten 430 is non-wetting to lead 432. This causes the contact tip structure 440 to be released from the sacrificial substrate 424.

선택적으로, 비습윤성 재료(예컨대, 텅스텐)의 제2 층은 층(432) 위로 도포될 수 있다. 상기 재료는 (예컨대, 에칭에 의해) 제거되지 않는다면 최종 접촉 팁 구조체의 일부가 된다. 몇몇 경우에, 납은 구형화되지 않고(예컨대, 납은 니켈을 적시고자 함), 이 경우에 접촉 팁 구조체의 희생 기판으로부터의 적절한 해제를 보장하기 위해 납, 텅스텐, 납과 같은 추가 층들을 위치시키는 것이 바람직할 수도 있다.Optionally, a second layer of non-wetting material (eg, tungsten) may be applied over layer 432. The material becomes part of the final contact tip structure if it is not removed (eg by etching). In some cases, lead is not spherical (e.g., lead is intended to wet nickel), and in this case additional layers such as lead, tungsten, and lead are placed to ensure proper release of the contact tip structure from the sacrificial substrate. It may be desirable to.

선택적으로, 가열될 때 구형화하는 재료(예컨대, 납, 인디움)의 다른 층은 비습윤성 재료(예컨대, 텅스텐) 위로 도포될 수 있다. 최종 접촉 팁 구조체의 표면 위의 임의의 잔류 납은 용이하게 제거되거나 또는 그대로 남을 수도 있다. 선택적으로는, "배리어" 재료의 층은 구형화되는 재료의 제2 층과 제조된 접촉 팁 구조체(420)의 제1 층(예컨대, 로듐) 사이에 증착될 수 있다. "배리어" 재료는 텅스텐, 실리콘 질화물, 또는 몰리브덴 등일 수도 있다.Optionally, another layer of spherical material (eg, lead, indium) when heated may be applied over a non-wetting material (eg, tungsten). Any residual lead on the surface of the final contact tip structure may be easily removed or left as is. Optionally, a layer of “barrier” material may be deposited between the second layer of material to be spherical and the first layer (eg, rhodium) of the contact tip structure 420 produced. The "barrier" material may be tungsten, silicon nitride, molybdenum, or the like.

팁의 위치 관계 특성(표면 지형학)Positional Relationship Characteristics of Tips (Surface Topography)

위에서 주로 언급한 바와 같이, 평평한 접촉 표면을 갖는 접촉 팁 구조체(예컨대, 102, 220, 420)를 주로 설명한다. 많은 가압 접촉 적용예에 있어서, 외형적으로 평평한 표면을 갖는 전자 부품의 단자를 압착하는 구형 또는 아주 작은 표면적이 바람직하다. 다른 적용예에 있어서, 접촉 팁 구조체의 표면은 양호하게는 피라미드, 절두형 피라미드, 원추 또는 쐐기 등의 형태의 돌출부를 갖는 것이 좋다.As noted primarily above, contact tip structures (eg, 102, 220, 420) having flat contact surfaces are mainly described. For many pressurized contact applications, a spherical or very small surface area is desired that compresses the terminals of an electronic component that has an outwardly flat surface. In other applications, the surface of the contact tip structure preferably has protrusions in the form of pyramids, truncated pyramids, cones or wedges or the like.

도5A는 실리콘 웨이퍼인 희생 기판(502) 상에 피라미드형 또는 절두형 피라미드형의 접촉 특징부를 갖는 긴 접촉 팁 구조체를 형성하기 위한 기술(500)의 제1 단계를 도시한다. 포토레지스트와 같은 마스킹 재료의 층(504)은 실리콘 기판(502)의 표면에 도포되고, 실리콘 기판(502)의 표면으로 연장하는 다수의 (2개가 도시된) 개구(506)를 갖도록 패턴화된다. 개구(506)는 양호하게는 정사각형이고, 일 측면이 대략 1 내지 4 mil(예컨대, 2.5 mil)의 치수를 갖는다. 그러나, 상기 개구는 직사각형이거나 다른 기하학적 형태를 가질 수도 있다.5A shows a first step of a technique 500 for forming an elongated contact tip structure having pyramidal or truncated pyramidal contact features on a sacrificial substrate 502 that is a silicon wafer. A layer 504 of masking material, such as photoresist, is applied to the surface of the silicon substrate 502 and patterned to have a plurality of (two shown) openings 506 extending to the surface of the silicon substrate 502. . The opening 506 is preferably square and has dimensions of approximately 1-4 mils (eg 2.5 mils) on one side. However, the openings may be rectangular or have other geometric shapes.

다음으로, 도5B에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(502)은 실리콘 내에 다수의 (1개가 도시된) 유사한 피라미드형 함몰부(508)를 형성하도록 에칭된다. 이러한 실리콘의 에칭은 (100) 실리콘에 대해 54.74°로 수정면(crystal plane)을 따라 진행하므로 자기 제한적이다. 다시 말하면, 상기 함몰부는 개구(506)의 크기와 실리콘 기판(502)의 특성에 의해 정의(지시)된 깊이로 연장한다. 예를 들면, 한 측면의 크기가 2.5 mil인 직사각형 개구의 경우, 함몰부의 깊이는 대략 2.0 mil이 된다. 궁극적으로, 이들 함몰부(508)는 실리콘 기판을 형성하도록 최종 접촉 팁 구조체 상에 일체로 형성된 접촉 특징부가 된다. 이는 양호하게는 사진석판술 공정이며, 그 결과 개구(506) 및 특징부(508)의 크기 및 간격은 미크론 공차로 아주 엄밀하게 된다.Next, as shown in FIG. 5B, the silicon substrate 502 is etched to form multiple (one shown) similar pyramidal depressions 508 in silicon. This etching of silicon is self-limiting because it proceeds along the crystal plane at 54.74 ° for (100) silicon. In other words, the depression extends to a depth defined (indicated) by the size of the opening 506 and the properties of the silicon substrate 502. For example, for a rectangular opening with a size of 2.5 mils on one side, the depth of the depression is approximately 2.0 mils. Ultimately, these depressions 508 become integrally formed contact features on the final contact tip structure to form a silicon substrate. This is preferably a photolithography process, with the result that the size and spacing of the openings 506 and features 508 are very tight with micron tolerances.

다음으로, 도5C에 도시된 바와 같이, 마스킹 재료(504)는 제거되고, 포토레지스트와 같은 신규 마스킹 재료(514; 504와 비교)는 실리콘 기판(502)의 표면에 도포되고, 실리콘 기판(502)의 표면으로 연장하는 다수의 (하나만 도시된) 개구(516; 506과 비교)를 갖도록 패턴화된다. 개구(516)는 개구(506)보다 크며 이와 정렬된다. [각 개구(516)는 함몰부(508) 위에 있다.] 전형적인 개구(516)는 (도시된 바에 의하면, 지면을 가로질러) 대략 7.0 mil 크기이고 (지면 내로) 8 내지 30 mil의 크기를 갖는 직사각형이다. 궁극적으로는, 이들 개구 함몰부(516)는 희생 기판(502) 상에서 예비 제조된 접촉 팁 구조체의 몸체를 형성하는 도전성 재료로 충전된다. 이는 양호하게는 사진석판술 공정이나, 이들 개구(516)의 크기 및 간격은 이전의 개구(506)만큼 엄밀할 필요가 없으며, 1.0 mil(0.001 inch) 정도의 공차가 통상 허용된다.Next, as shown in FIG. 5C, the masking material 504 is removed, a new masking material 514 such as photoresist (compare 504) is applied to the surface of the silicon substrate 502, and the silicon substrate 502 Patterned to have a plurality of (only shown) openings 516 (compare 506) extending to the surface. The opening 516 is larger than and aligned with the opening 506. (Each opening 516 is above depression 508.) A typical opening 516 is approximately 7.0 mils (as shown across the ground) and has a size of 8 to 30 mils (into the ground). It is rectangular. Ultimately, these opening depressions 516 are filled with a conductive material that forms the body of the contact tip structure prefabricated on the sacrificial substrate 502. This is preferably a photolithography process, but the size and spacing of these openings 516 need not be as rigorous as the previous openings 506, and tolerances on the order of 1.0 mil (0.001 inch) are typically acceptable.

다음으로, 도5C에 도시된 바와 같이, 다수의 (하나만이 도시된) 다중층 접촉 팁 구조체(520; 220 및 420과 비교)는 개구(516) 내에 형성되며, 각각의 개구는 그 표면으로부터 연장하는 피라미드형 특징부(530)를 갖는다. 이러한 실시예에 있어서, 다중층 형성은 다음과 같은 적절하게는 수행된다.Next, as shown in FIG. 5C, multiple (only one) multilayer contact tip structures 520 (compare 220 and 420) are formed in openings 516, each opening extending from its surface. And pyramidal features 530. In this embodiment, multilayer formation is suitably performed as follows.

- 전술한 바와 같은 해제 기구(522; 예컨대, 납/텅스텐/납의 다중층 형성부)를 먼저 증착(도포)하는 단계와,First depositing (applying) a release mechanism 522 (e.g. a multilayer formation of lead / tungsten / lead) as described above,

- 로듐 또는 텅스텐(또는 루테니움, 이리디움, 경질 니켈 또는 코발트, 그 합금, 또는 텅스텐 카바이드)을 구성된 상대적으로 얇은 층(524)을 0.1 내지 1.0 mil 두께로 증착하는 단계와,Depositing from 0.1 to 1.0 mil thick a relatively thin layer 524 composed of rhodium or tungsten (or ruthenium, iridium, hard nickel or cobalt, alloys thereof, or tungsten carbide),

- 니켈, 코발트 또는 그 합금으로 구성된 상대적으로 얇은 층(526)을 증착하는 단계와,Depositing a relatively thin layer 526 consisting of nickel, cobalt or an alloy thereof,

- 용이하게 납땜되는 연질 금으로 구성된 상대적으로 얇은 층(528)을 최종적으로 증착하는 단계.Finally depositing a relatively thin layer 528 of soft gold that is easily soldered.

이러한 방법으로, 다수의 긴 접촉 팁 구조체(520)는 그 표면으로부터 돌출하는 돌출 피라미드형 접촉 특징부(530)를 각각 갖는다. 이러한 특징 돌출부는 (도시되지 않은) 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자로써 실제 접촉을 형성하고자 하는 것이다.In this way, the plurality of elongated contact tip structures 520 each have a protruding pyramidal contact feature 530 protruding from its surface. These feature protrusions are intended to form actual contact with terminals (not shown) of electronic components (not shown).

도5D, 도5E 및 도5F에 도시된 바와 같이, 피라미드형 접촉 특징부(530)는 절두형 피라미드형 특징부와 같은 피라미드형 특징부를 형상화하는 선(524)을 따라 적절하게는 폴리싱(마모)된다. 사실상 날카로운 단부 형태라기보다는 상대적으로 평평한 단부 형태(예컨대, 일 측면이 수십 분의 일 정도의 mil 크기를 갖는 정사각형)는 (도시되지 않은) 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자와의 신뢰성있는 가압 접촉을 형성하기 위해 충분히 "날카로운" 경향이 있게 되고, 본 발명에 의한 탐침(probing)용 팁형 상호 접속 요소(예컨대, 실리콘 장치 웨이퍼)의 적용예에서 예견되는 바와 같이 반복되는(예컨대, 수 천번) 가압 접속을 형성하기 위한 사실상 날카로운 특징부보다 더 마모된다.As shown in Figures 5D, 5E, and 5F, pyramidal contact features 530 are suitably polished (wear) along lines 524 that shape pyramidal features, such as truncated pyramidal features. do. In fact, rather than a sharp end shape, a relatively flat end shape (e.g., a square with a mil size on the one side of a tenth of a mil) is a reliable press contact with a terminal (not shown) of an electronic component (not shown). The pressurization tends to be sufficiently "sharp" to form a, and is repeated (e.g., several thousand times) as predicted in the application of a tip-type interconnect element (e.g. a silicon device wafer) for probing according to the present invention. It wears more than virtually sharp features to form a connection.

접촉 특징부(530)의 날카로운 부분을 폴리싱하는 장점은 다중층 형성부의 제2 층이 (도시되지 않은) 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자와 접촉되도록 노출될 수 있다는 것이다. 예를 들면, 이러한 층은 우수한 전기적 특성을 갖는 재료(예컨대, 로듐)로 제조될 수도 있다. 그렇지 않다면, 티타늄-텅스텐과 같이 아주 우수한 마모 특성을 갖는 재료로 제조될 수 있다.An advantage of polishing the sharp portion of the contact feature 530 is that the second layer of the multilayer formation can be exposed to contact the terminals (not shown) of the electronic component (not shown). For example, such a layer may be made of a material having good electrical properties (eg rhodium). If not, it can be made of a material with very good wear properties such as titanium-tungsten.

도5E는 긴 상호 접속 요소(540; 302와 비교)의 한 단부에 결합되는 본 발명에 의한 긴 접촉 팁 구조체(520)를 도시한다. 도5F는 멤브레인 프로브(324; 도3C와 비교)의 접촉 범프(322)에 결합된 본 발명에 의한 긴 접촉 팁 구조체(520)를 도시한다. 이러한 전형적인 적용예에 있어서, 돌출 기하학적 특성을 갖는 접촉 특징부(530)를 갖는 접촉 팁 구조체는 다음과 같은 특성을 제공한다.5E shows an elongate contact tip structure 520 according to the present invention coupled to one end of an elongated interconnect element 540 (compare 302). 5F shows an elongated contact tip structure 520 according to the present invention coupled to contact bumps 322 of membrane probe 324 (compare FIG. 3C). In this typical application, the contact tip structure with the contact feature 530 with the projecting geometry provides the following properties.

- 특정 야금 특성-Specific metallurgical properties

- 특정 접촉 기하학적 특성(지형학)Specific contact geometrical characteristics (geography)

- 엄밀 제어되는 기하학적 공차, 및-Tightly controlled geometrical tolerances, and

- 필요하다면, 피치 연장(pitch spreading)의 정도.The degree of pitch spreading, if necessary.

유효 피치 연장에 관해서는, 도5F에서 접촉 팁 구조체는 접촉 특징부(530) 사이의 간격이 접촉 볼(322) 사이의 간격보다 더 크거나(도시됨) 더 작을(도시되지 않음) 수 있도록 배치된다는 것을 알 수 있다.As for effective pitch extension, the contact tip structures in FIG. 5F are arranged such that the spacing between the contact features 530 can be greater (shown) or smaller (not shown) than the spacing between the contact balls 322. It can be seen that.

일반적으로, 사용 시에 "팁형" 상호 접속 요소는 제1 전자 부품에 장착되고, 피라미드의 정점(도5E 및 도5F에서는, 상부) 부분은 (도시되지 않은) 제2 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자에 전기 접속을 수행한다.In general, in use a "tip" interconnection element is mounted to the first electronic component, and the apex (top in FIGS. 5E and 5F) portion of the pyramid is not shown (not shown) of the second electronic component. ) Make electrical connections to the terminals.

전술한 바와 같이, 그 표면 상에 기하학적 특징부(예컨대, 530)로써 접촉 팁 구조체(예컨대, 520)를 예비 제조함으로써, 접촉 팁 구조체가 결합되는 상호 접속 요소 또는 접촉 팁 구조체의 몸체 부분 내에 월등한 정밀도를 요구하지 않고서도 가압 접속을 형성하기 위한 아주 엄밀한 위치 결정 정밀도를 달성하는 것이 가능하다. 유사하게는, (마음속으로) 골프 코스를 생각해 보면, 컵(홀)은 그린 상의 정확한 위치에 있다. 골퍼(golfer)는 그린 상의 어느 지점에 서 있다. 엄밀하게 위치하고 아주 엄밀한 지수를 갖는 컵(수 inch 정도의 크기)은 위치적 접촉 특징부(예컨대, 530)와 유사하다. 큰 공차(즉, 피트 단위 또는 야드 단위)를 갖고서 컵 주위로 연장하는 그린은 접촉 팁 구조체(예컨대, 520)의 몸체 부분과 유사하다. 그린(골퍼의 발은 상호 접속 요소의 단부임) 상의 임의의 위치에 서 있는 골퍼는 접촉 팁 구조체가 결합되는 상호 접속 요소(예컨대, 540)와 유사하다. 다시 말하면, 기하학적 접촉 특징부는 상호 접속 요소의 단부의 상대적으로 아주 임의적인(sloppy) 위치 관계가 될 수 있는 엄밀한 정밀도를 제공한다. 따라서, 다수의 대략 위치 결정된 접촉 팁 구조체의 각각을 다수의 접촉 팁 구조체의 다른 하나 상의 기하학적 접촉 특징부에 대해 엄밀하게 위치하는 접촉 특징부에 제공함으로써, 전바 부품의 단자에 엄밀하게 위치되어 접속될 수 있다.As noted above, by prefabricating the contact tip structure (eg, 520) with geometric features (eg, 530) on its surface, the contact tip structure is superior in the body portion of the interconnecting element or contact tip structure to which it is coupled. It is possible to achieve very precise positioning accuracy for forming a pressurized connection without requiring precision. Similarly, when you consider a golf course (in your heart), the cup (hole) is in the correct position on the green. A golfer stands at any point on the green. Cups that are strictly located and have a very exact index (a few inches in size) are similar to positional contact features (eg, 530). Greens that extend around the cup with large tolerances (ie, feet or yards) are similar to the body portion of the contact tip structure (eg, 520). A golfer standing at any position on the green (the golfer's foot is the end of the interconnecting element) is similar to the interconnecting element (eg, 540) to which the contact tip structure is coupled. In other words, the geometric contact features provide a precise precision that can be a relatively sloppy positional relationship of the ends of the interconnecting elements. Thus, by providing each of the plurality of approximately positioned contact tip structures to a contact feature that is located strictly with respect to the geometric contact feature on the other one of the plurality of contact tip structures, it is strictly located and connected to the terminals of the electrical component. Can be.

교호적 팁 기하학적 특성Alternate tip geometric characteristics

도6A 및 도6B는 기하학적 접촉 특징부에 접촉 팁 구조체를 제공하는 실시예를 도시한다. 본 실시예에서는 희생 기판(602)은 다수의 (1개만이 도시된) 개구(606)를 갖는 마스킹 층(602)을 갖는다. 희생 기판의 층(본 실시예에서는 희생 기판은 알루미늄임)은 날카로운 공구를 하향으로(도면에서는 지면 내로) 상기 기판의 표면에 대해 압착함으로써 접촉 팁의 제조를 "준비"하며, 그 결과 희생 기판(602)의 표면 내에 형성된 3개 이상의, 양호하게는 (도시된 바와 같이) 4개의 딤플(608; 함몰부)을 구비하는 하나 이상의 표면을 형성한다.6A and 6B illustrate embodiments of providing contact tip structures to geometric contact features. In this embodiment, the sacrificial substrate 602 has a masking layer 602 with a plurality of (only one shown) openings 606. A layer of sacrificial substrate (in this embodiment, the sacrificial substrate is aluminum) "prepares" the manufacture of the contact tip by pressing the sharp tool downward (in the figure into the ground) against the surface of the substrate, resulting in a sacrificial substrate ( One or more surfaces are formed having three or more, preferably four, dimples 608 (depressions) formed within the surface of 602.

접촉 팁 구조체가 (전술한 바와 같이) 제조되는 후속 처리 단계에 있어서, 이들 함몰부(608)는 최종 접촉 팁 구조체(620; 102, 220, 420과 비교)의 본체로부터 돌출하는 (4개가 도시된) 하나 이상의 "딤플" 접촉 특징부(618)로서 자체적으로 "미러상"이 된다. 공지된 바와 같이, 3개의 다리부를 갖는 의자는 4개의 다리부를 갖는 의자보다 안정하다. 따라서, 정확히 3개의 돌출 특징부(618)를 가지는 것이 바람직하며, 4개의 돌출 특징부(618)를 가짐으로써 양호하게는 (정사각형의 코너와 같이) 균일하게 이격되어 배치되는 것이 바람직할지라도, 접촉 팁 구조체(620)가 (도시되지 않은) 전자 부품의 (도시되지 않은) 평평한 표면을 갖는 단자에 대해 압착될 때 접촉 팁 구조체(620)는 상기 단자 상의 산화물 등을 관통하기 위해 전후 방향으로[즉, 2개의 대각선 방향의 대향 특징부(618) 상에서] "요동"하도록 허용되고, 이럼으로써 "팁형" 상호 접속 요소 및 단자 사이의 신뢰성있는 전기적 가압 접속을 수행한다. 이는 특정 적용예에서 가압 접속을 수행하기 위해 바람직하다.In subsequent processing steps in which the contact tip structures are fabricated (as described above), these depressions 608 protrude from the body of the final contact tip structures 620 (compare 102, 220, 420) (shown four). ) One or more “dimple” contact features 618 that themselves “mirror image”. As is known, a chair with three legs is more stable than a chair with four legs. Thus, it is desirable to have exactly three protruding features 618, and preferably by having four protruding features 618, preferably preferably evenly spaced apart (such as square corners). When the tip structure 620 is pressed against a terminal having a flat surface (not shown) of an electronic component (not shown), the contact tip structure 620 is moved back and forth (i.e., to penetrate oxide or the like on the terminal). , On two diagonally opposing features 618], thereby performing a reliable electrical press connection between the "tip" interconnection element and the terminal. This is desirable for performing pressurized connections in certain applications.

교호적 팁 야금 특성Alternate tip metallurgy properties

다중층 팁 구조체를 제조하기 위한 양호성과 다양한 팁 야금 특성은 전술하였다.Good tip and various tip metallurgical properties for making multilayer tip structures have been described above.

팁 야금 특성이 다음과 같은 것은 본 발명의 범위에 속한다. 먼저 실리콘 기판은 다음과 같은 단계를 거친다.Tip metallurgical characteristics are within the scope of the present invention. First, the silicon substrate is subjected to the following steps.

단계 1.알루미늄 층을 증착하는 단계. Step 1. Deposit the aluminum layer.

단계 2,크롬 층을 증착하는 단계. Step 2, depositing a chromium layer.

단계 3.구리 층을 증착하는 단계. Step 3. Deposit a copper layer.

단계 4.금 층을 증착하는 단계. Step 4. Deposit the gold layer.

최종 접촉 팁 구조체는 상호 접속 요소에 대한 납땜 등을 용이하게 하기 위해 (단계 1에서) 알루미늄 접촉 표면을 가지고, (단계 4에서) 금 표면을 가진다. 알루미늄 접촉 표면은 LCD 판(panel)에 가압 접속, 양호하게는 전술한 팁 구조체를 갖는 상호 접속 요소를 갖는 전자 부품을 LCD 판에 유지하기 위해 외부 장비(예컨대, 탄성 클립 등)를 사용하여 소켓식 접속을 형성하는 것이 이상적이다.The final contact tip structure has an aluminum contact surface (in step 1) and a gold surface (in step 4) to facilitate soldering or the like to the interconnect elements. The aluminum contact surface is socketed using external equipment (e.g., elastic clips, etc.) to hold the electronic components on the LCD plate that have a pressure connection to the LCD panel, preferably the interconnecting elements having the tip structures described above. It is ideal to form a connection.

본원에서 설명된 이러한 또는 다른 실시예에 의한 다중층 접촉 팁 구조체를 가시화하는 것을 돕기 위해, 도2A 및 도4A의 도면을 참고한다.To aid in visualizing the multilayer contact tip structures according to these or other embodiments described herein, reference is made to the figures of FIGS. 2A and 4A.

긴 접촉 팁 구조체Long contact tip structure

희생 기판이 (a) (범프 요소 또는 멤브레인 프로브와 같은) 형태의 상호 접속 요소뿐만 아니라 (반드시 이로 한정되지는 않으나, 복합 상호 접속 요소와 같은) 긴 상호 접속 요소의 팁(단부)에 후속 부착(결합)을 위한 접촉 팁 구조체를 예비 제조하고, (b) "팁형" 상호 접속 요소로서 전자 부품의 단자에 후속 장착하기 위해 직접 제조될 수 있는 접촉 팁 구조체를 예비 제조하도록 사용될 수 있는 방법을 위에서 설명하였다.The sacrificial substrate is (a) subsequently attached to the tip (end) of the long interconnecting element (such as, but not limited to, a composite interconnect element) as well as an interconnect element of the form (such as a bump element or a membrane probe). A method that can be used to prefabricate a contact tip structure for (coupling) and (b) prefabricated a contact tip structure that can be manufactured directly for subsequent mounting to a terminal of an electronic component as a "tip" interconnect element. It was.

접촉 팁 구조체들이 기존의 상호 접속 요소에 결합되는 것을 필요로 하지 않으면서도 상호 접속 요소로서 접촉 팁 구조체들이 자체적으로 기능하는 방법을 설명한다. 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 자체적으로 탄성 접촉 요소로서 기능하는 이들 접촉 팁 구조체는 통상 길며 "접촉 팁 구조체"로 여전히 불린다.It is described how contact tip structures function themselves as interconnecting elements without requiring contact tip structures to be coupled to existing interconnecting elements. As will be explained in detail below, these contact tip structures, which themselves function as elastic contact elements, are usually long and still referred to as "contact tip structures".

도7A 내지 도7F는 길며 사용시 외팔보형(도금된 외팔보형 비임) 탄성 접촉 요소로서 기능하는 접촉 팁 구조체를 제조하고 이를 전자 부품의 단자에 장착하기 위한 기술(700)을 도시한다. 이들 기술은 탄성 접촉 요소를 반도체 장치, 프로브 카드 조립체의 공간 변환 기판 등과 같은 전자 부품에 궁극적으로 장착하는 데에 잘 적용된다.7A-7F illustrate a technique 700 for making a contact tip structure that is long and in use serves as a cantilevered (plated cantilever beam) elastic contact element and mounts it to a terminal of an electronic component. These techniques apply well to ultimately mounting elastic contact elements to electronic components such as semiconductor devices, space conversion substrates of probe card assemblies, and the like.

도7A는 실리콘 웨이퍼와 같은 희생 기판(702)을 도시하며, 그 표면 내로 다수의 (하나가 도시된) 홈(trench; 704)이 에칭된다. 홈(704)은 희생 기판(702) 상에 제조되는 접촉 팁 구조체용의 임의의 표면 텍스쳐 '템플리트(template)'를 지시한다. (전술한 기하학적 접촉 특징부와 비교) 홈(704)의 레이아웃(간격 및 배치)은 (사용시) 궁극적으로 접촉(예컨대, 탐침)되고자 하는 (도시되지 않은) 반도체 다이의 결합 패드 레이아웃으로부터 유도(복제; 예컨대 "거울상을 가짐")될 수 있다. 예를 들면, 홈(704)은 희생 기판의 중앙 아래로 일 파일의 형태로 일렬로 배치될 수 있다. 예를 들면, 많은 메모리 칩은 결합 패드의 중앙 열과 함께 제조될 수 있다.Figure 7A shows a sacrificial substrate 702, such as a silicon wafer, with a number of (one shown) trenches 704 etched into its surface. The groove 704 indicates any surface texture 'template' for the contact tip structure fabricated on the sacrificial substrate 702. The layout (spacing and placement) of the grooves 704 (compared to the geometric contact features described above) is derived (replicated) from the bond pad layout of the semiconductor die (not shown) that is ultimately to be contacted (eg, probed) (if used). For example, "having a mirror image". For example, the grooves 704 may be arranged in line in the form of a pile down the center of the sacrificial substrate. For example, many memory chips can be manufactured with a central row of bond pads.

도7B는 홈(704) 내로의 증착을 포함하여 희생 기판의 기판 상에 증착되었다. 필드 층이 텅스텐-실리사이드, 텅스텐 또는 다이아몬드와 같이 도금되기 쉽지 않은 재료로 구성된다면, 도금가능한 재료의 다른 층(708)은 선택적으로 필드 층(706) 위에 증착될 수 있다. [이하로부터 명백하게 되는 바와 같이, 층(706)이 제거되기 어렵다면 이러한 제거를 회피하기 위해 선택적 증착(예컨대, 마스킹을 이용한 패턴화)에 의해 적용될 수도 있다.]7B was deposited on a substrate of a sacrificial substrate including deposition into groove 704. If the field layer is composed of a material that is not easily plated, such as tungsten-silicide, tungsten or diamond, another layer 708 of the plateable material may optionally be deposited over the field layer 706. (As will be apparent from below, if layer 706 is difficult to remove, it may be applied by selective deposition (eg, patterning with masking) to avoid such removal.]

다음 단계에서, 도7C에 도시된 바와 같이, 포토레지스트와 같은 마스킹 재료(710)는 도금된 외팔보형 팁 구조체를 제조하기 위한 다수의 개구를 형성하도록 적용된다. 마스킹 층(710) 내의 이들 개구는 홈(704) 위로 연장한다. 이어서, 상대적으로 (니켈 및 그 합금과 같은) 탄성 합금 재료의 두꺼운(예컨대, 1 내지 3 mil) 층(712)은 선택적으로 (도금에 의해서와 같이) 증착되고, 탄성 합금이 결합 또는 납땜되기가 용이하지 않은 경우에 납땜되기 쉬운 재료의 층(714)은 층(712)의 위에 증착된다. 탄성 합금 층(712)은 도금, 스퍼터링 또는 화학적 증착(CVD)과 같은 임의의 방법에 의해 증착된다.In the next step, as shown in Figure 7C, masking material 710, such as photoresist, is applied to form a plurality of openings for fabricating the plated cantilevered tip structure. These openings in the masking layer 710 extend over the grooves 704. Subsequently, a relatively thick (eg, 1 to 3 mil) layer 712 of elastic alloy material (such as nickel and its alloys) is optionally deposited (such as by plating) to prevent the elastic alloy from bonding or soldering. If not easy, a layer 714 of material susceptible to solder is deposited over layer 712. The elastic alloy layer 712 is deposited by any method such as plating, sputtering or chemical vapor deposition (CVD).

다음으로, 도7D 및 도7E에 도시된 바와 같이, 마스킹 재료(710)는 마스킹 재료(710) 아래의 층(706, 708)의 일부를 따라 박리(제거)되고, 희생 기판(702) 상에 제조된 다수의(하나만 도시됨) 긴 접촉 팁 구조체(720)를 초래한다. 각각의 긴 접촉 팁 구조체(720)는 [홈(704)의 대응되는 부분의 바로 위에] 내부 단부(722)와, 외부 단부(724)와, 내부 단부(722) 및 외부 단부(724) 사이의 중간 단부(726)를 갖는다.Next, as shown in FIGS. 7D and 7E, the masking material 710 is stripped (removed) along a portion of the layers 706 and 708 under the masking material 710 and on the sacrificial substrate 702. This results in a number of (only one) long contact tip structures 720 fabricated. Each long contact tip structure 720 is disposed between the inner end 722, the outer end 724, and the inner end 722 and outer end 724 [just above the corresponding portion of the groove 704]. Has an intermediate end 726.

도7E에 가장 잘 도시된 바와 같이, 외팔보형 팁 구조체(720)는 (좌-우-좌-우로 배치되어) 엇갈리게 배치될 수도 있으며, 그 결과 내부 단부(722)가 모두 일렬로)대응되게, 즉 반도체 장치 상의 결합 패드의 중앙 열을 따라) 정렬되어 있음에도 외부 단부(724)는 상호 대향되게 배치될 수도 있다. 이러한 방법으로, 접촉 팁 구조체(720)의 외부 단부(724) 사이의 간격은 내부 단부(722)보다 더 큰(넓은) 피치(간격)가 된다.As best shown in FIG. 7E, the cantilevered tip structure 720 may be staggered (placed left-right-left-right) such that the inner ends 722 are all in line correspondingly. That is, the outer ends 724 may be disposed to face each other even though they are aligned along a central row of the bonding pads on the semiconductor device. In this way, the spacing between the outer ends 724 of the contact tip structure 720 is a larger (wide) pitch (spacing) than the inner ends 722.

본 발명에 의한 외팔보형 팁 구조체(720)의 다른 특징은 중간 부분(726)이 도7E에 가장 잘 도시된 바와 같이 폭이 가장 좁은 내부(접촉) 단부(722)로부터 폭이 가장 넓은 외부(기부) 단부(724)로 테이퍼질 수 있다는 것이다. 이러한 특징은 외부 단부(724)가 프로브 카드 조립체의 공간 변환 장치 또는 반도체 장치의 결합 패드와 같은 전자 부품의 단자에 견고히 장착될 때 내부 단부(722)의 제어가능하고 확정적인 양의 편향을 제공한다. 일반적으로, 편향은 접촉 팁 구조체의 내부(접촉) 단부에 또는 그 근처에 국부적으로 있게 된다.Another feature of the cantilevered tip structure 720 according to the present invention is that the intermediate portion 726 is the widest outside (base) from the narrowest inner (contact) end 722 as best shown in Figure 7E. Taper to end 724. This feature provides a controllable and positive amount of deflection of the inner end 722 when the outer end 724 is rigidly mounted to a terminal of an electronic component, such as a space conversion device of a probe card assembly or a coupling pad of a semiconductor device. . Generally, the deflection will be locally at or near the inner (contacting) end of the contact tip structure.

도7F는 도7A 내지 도7E의 기술(700)에 의해 제조된 외팔보형 팁 구조체(720)를 전자 부품(734)의 대응 단자(732; 하나만 도시됨)로부터 연장하는(예컨대, 자유 직립하는) 견고한 "받침대"(730)에 장착하는 방법을 도시한다. 일반적으로, 받침대(730)의 기능은 단순히 z축 방향으로 부품(734)의 표면 위로 접촉 팁 구조체(720)를 상승시키는 것이고, 그 결과 (도시되지 않은) 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자에 가압 접촉을 형성할 때 접촉 단부(722)가 (도시된 것처럼, 하향으로) 편향할 수 있는 공간이 있게 된다. 받침대(730) 자체가 탄성적일 수도 있으며, 그 경우에 특정 적용예(사용예)에서 요구되는 바와 같이 긴 접촉 팁 구조체(720)가 탄성적이거나 그렇지 않은 것도 본 발명의 범위에 속한다.7F extends (eg, free standing up) the cantilevered tip structure 720 fabricated by the technique 700 of FIGS. 7A-7E from the corresponding terminal 732 (only one shown) of the electronic component 734. A method of mounting on a rigid "base" 730 is shown. In general, the function of the pedestal 730 is simply to raise the contact tip structure 720 over the surface of the component 734 in the z-axis direction, resulting in a terminal (not shown) of the electronic component (not shown). There is a space in which contact end 722 can deflect (downward, as shown) when forming a press contact. The pedestal 730 itself may be elastic, in which case it is within the scope of the present invention that the long contact tip structure 720 may or may not be elastic, as required in certain applications.

도시된 바와 같이, 예비 제조된 긴 접촉 팁 구조체(720)는 납땜과 같은 임의의 적절한 방법으로 외부(기부) 단부(724)에 의해 받침대(730)의 (도면에서 상부) 단부로 장착된다. 외팔보형 팁 구조체(720)의 폭이 가장 넓은 부분이 되는 외부 단부의 다른 장점은 명백하며, 긴 접촉 팁 구조체의 큰 외부 단부는 납땜 등을 수행하기 위한 상대적으로 큰 면적을 제공하며, 상기 면적은 필렛 구조(736)에 의해 도시되고 긴 접촉 팁 구조체의 외부(기부) 단부를 상기 받침대에 안전하게 결합할 수 있게 한다.As shown, the prefabricated long contact tip structure 720 is mounted to the (upper in figure) end of the pedestal 730 by the external (base) end 724 in any suitable manner such as soldering. Another advantage of the outer end being the widest part of the cantilevered tip structure 720 is evident, the large outer end of the long contact tip structure provides a relatively large area for performing soldering and the like, the area being It is shown by fillet structure 736 and enables secure engagement of the outer (base) end of the elongate contact tip structure to the pedestal.

받침대(730)가 반드시 이로 한정되지는 않으나 복합 상호 접속 요소, 특히 프로브 멤브레인의 접촉 범프[이 경우, 전자 부품(734)은 프로브 멤브레인이 될 수 있음]와 종래의 프로브 카드의 텅스텐 니이들을 포함하는 임의의 자유 직립 상호 접속 요소일 수도 있다는 것은 본 발명의 범위에 속한다.Pedestal 730 is not necessarily limited to this, but includes a composite interconnect element, in particular the contact bumps of the probe membrane (in this case, the electronic component 734 can be a probe membrane) and the tungsten needle of a conventional probe card. It may be within the scope of the present invention that it may be any free standing interconnect element.

도7F에 가장 잘 도시된 바와 같이, 긴 접촉 팁 구조체(720)의 접촉 단부(722)는 사용시 (도시되지 않은) 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자에 실제 가압 접속을 수행하는 돌출된 특징부(740)를 구비한다. 이 특징부(740)의 형태 및 크기는 (도7A의) 홈(704)의 형태 및 크기에 의해 제어된다.As best shown in FIG. 7F, the contact end 722 of the long contact tip structure 720 is a protruding feature that, in use, makes an actual pressure connection to a terminal (not shown) of an electronic component (not shown). 740. The shape and size of this feature 740 is controlled by the shape and size of the groove 704 (FIG. 7A).

임의의 외팔보형 비임 배치에 있어서, 외팔보의 한 단부는 "고정"단이고 다른 단부는 "이동"단인 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 굽힘 모우멘트는 용이하게 계산된다. 따라서, 받침대(730)는 가급적 견고하다는 것은 명백하다. 멤브레인 프로브 상의 접촉 범프에 결합되는 긴 접촉 팁 구조체(720)의 경우에, 멤브레인(734)에 의해 큰 탄성 및/또는 유연성(compliance)이 제공된다. 특정 적용예에 있어서, 받침대(730)가 형성된 가압 접속에 따라 긴 접촉 팁 구조체의 접촉 단부의 전체 편향에 기여하는 "복합 상호 접속 요소"(상기 PCT/US95/14909호 참조)로서 실시되는 것이 바람직하다.In any cantilevered beam arrangement, it is preferred that one end of the cantilever beam is the "fixed" end and the other end is the "moving" end. In this way, the bending moment is easily calculated. Thus, it is clear that the pedestal 730 is as rigid as possible. In the case of the long contact tip structure 720 coupled to the contact bumps on the membrane probe, the membrane 734 provides great elasticity and / or compliance. In certain applications, it is preferred to be implemented as a "composite interconnect element" (see PCT / US95 / 14909, supra), which contributes to the overall deflection of the contact end of the elongate contact tip structure in accordance with the pressure connection in which the pedestal 730 is formed. Do.

접촉 팁 구조체에 의한 피치 연장의 수행Performance of pitch extension by contact tip structure

상기의 실시예(도7E 참조)에 있어서, 접촉 팁 구조체(720)는 내부(접촉) 단부가 제1 피치로 외부(기부) 단부가 제1 피치보다 큰(넓은) 제2 피치로 되도록 교호식 배치(좌-우-좌-우)를 갖게 배치된다. "피치 연장" 효과는 교호식 길이를 갖도록 접촉 팁 구조체를 제조함으로써 달성된다.In the above embodiment (see FIG. 7E), the contact tip structure 720 is alternating so that the inner (contacting) end is at the first pitch and the outer (base) end is at the second pitch that is greater than the first (wide) pitch. It is arranged to have a layout (left-right-left-right). The "pitch extension" effect is achieved by making contact tip structures to have alternating lengths.

도8은 접촉 팁 구조체에 의한 피치 연장(이와는 달리 또는 이에 추가하여, 접촉 팁 구조체가 장착되는 공간 변환 장치에 의해 수행될 수도 있는 피치 연장)을 수행하기 위한 다른 기술(800)을 도시한다.FIG. 8 illustrates another technique 800 for performing pitch extension by a contact tip structure (otherwise or in addition, pitch extension that may be performed by a space conversion apparatus in which the contact tip structure is mounted).

본 실시예(800)에 있어서, 다수의(5개가 도시됨) 긴 접촉 팁 구조체(820a 내지 820e; 특징적으로는 820; 720과 비교)는 희생 기판(802; 702와 비교) 상에 형성되었다. 각 접촉 팁 구조체(820)는 내부(접촉) 단부(822; 즉, 822a 내지 822e)와 외부(기부) 단부(824; 즉 824a 내지 824e)를 갖는다. 본 도면에 있어서, 내부 단부(822)는 선(R)을 따라 정렬되고 접촉 팁 구조체(820)는 동일한 방향(본 도면에서는 우측 방향)으로 모두 배치(또는 연장)된다는 것을 알 수 있다.In this embodiment 800, a number of (five shown) long contact tip structures 820a through 820e (specifically 820; compared to 720) were formed on the sacrificial substrate 802; compared to 702. Each contact tip structure 820 has an inner (contacting) end 822 (ie 822a through 822e) and an outer (base) end 824 (ie 824a through 824e). In this figure, it can be seen that the inner end 822 is aligned along the line R and the contact tip structures 820 are all disposed (or extended) in the same direction (right direction in this figure).

본 발명에 의하면, 긴 접촉 팁 구조체(820)는 상호 다른 길이를 가지고 장-단-장-단-장과 같은 교호식 방법으로 배치되며, 그 결과 외부(기부) 단부(824a 내지 824e)는 내부(접촉) 단부(822a 내지 822e)보다 더 큰 피치를 갖는다.According to the present invention, the long contact tip structures 820 have different lengths and are arranged in an alternating manner such as long-short-long-short-long so that the outer (base) ends 824a through 824e are internal. It has a larger pitch than the (contacting) ends 822a to 822e.

사용시, 긴 접촉 팁 구조체(820)는 전술한 임의의 적절한 방법으로 기부 단부(824)에 의해 전자 부품의 단자에 용이하게 장착된다.In use, the long contact tip structure 820 is easily mounted to the terminal of the electronic component by the base end 824 in any suitable manner described above.

다른 긴 접촉 팁 구조체Other long contact tip structure

긴 외팔보형 접촉 팁 구조체(예컨대, 720, 820)가 마스킹, 에칭 및 도금과 같은 (미세 기계 가공을 포함한) 종래의 반도체 제조 공정을 이용하여 희생 기판 상에 제조될 수 있는 방법과, 최종의 긴 외팔보형 접촉 팁 구조체가 평면적이지 않은(동일 평면이 아닌) "돌출" 특징부(예컨대, 740)를 구비하는 방법을 본원에서는 개시하였다. 다시 말하면, 최종의 긴 외팔보형 접촉 팁 구조체의 형태는 3개의 축방향(x, y, z)으로 용이하게 제어될 수 있다는 것은 명백하다.Long cantilevered contact tip structures (e.g., 720, 820) can be fabricated on a sacrificial substrate using conventional semiconductor manufacturing processes (including micromachining) such as masking, etching, and plating; Disclosed herein is a method in which the cantilevered contact tip structure has non-planar (not coplanar) "protrusion" features (eg, 740). In other words, it is obvious that the shape of the final long cantilevered contact tip structure can be easily controlled in three axial directions (x, y, z).

도9A 내지 도9E는 긴 접촉 팁 구조체에 관한 대체 실시예를 도시하며, 96년 12월 31일자로 출원된 전술한 미국 임시 특허 출원 제60/034,053호의 도1A 내지 도1E에 해당된다.9A-9E illustrate alternative embodiments of long contact tip structures, corresponding to FIGS. 1A-1E of the above-mentioned U.S. Provisional Patent Application No. 60 / 034,053, filed December 31, 96.

도9A 및 도9B는 전술한 PCT/US95/14844호의 공간 변환기를 포함하는, 그러나 이러한 것으로 제한되지 않는 전자 부품에 자유 직립 구조체로서 부착하기에 적당한 긴 접촉 팁 구조체(900; 탄성 접촉 요소)를 도시한다.9A and 9B show an elongate contact tip structure 900 (elastic contact element) suitable for attachment as a free upright structure to an electronic component that includes, but is not limited to, the spatial transducers of PCT / US95 / 14844 described above. do.

구조체(900)는 길고, 2개의 단부(902, 904)를 가지며, 2개의 단부들 사이에서 길이 방향의 전체 길이 "L"을 갖는다. 예를 들면, 길이 "L"은 40 내지 500 mil 또는 40 내지 250 mil 등의 10 내지 1000 mil 범위 내에 있으며, 양호하게는 60 내지 100 mil의 범위 내에 있다. 후속 설명으로부터 명백하게 되는 바와 같이, 사용시 상기 구조체는 "L"보다 작은 유효 길이 "L1"을 가지며, 이는 인가되는 힘에 응답하여 구조체(900)가 굴곡될 수 있는 길이이다.The structure 900 is long, has two ends 902 and 904, and has an overall length “L” in the longitudinal direction between the two ends. For example, the length "L" is in the range of 10 to 1000 mils, such as 40 to 500 mils or 40 to 250 mils, preferably in the range of 60 to 100 mils. As will be apparent from the following description, the structure in use has an effective length "L1" of less than "L", which is the length that the structure 900 can bend in response to an applied force.

단부(902)는 접촉 요소(900)가 (도시되지 않은) 전자 부품에 장착되는 "기부"이다. 단부(904)는 다른 전자 부품(예컨대, 도시되지 않은 피시험 장치)과의 가압 접속을 수행하는 "자유 단부"(팁)이다.End 902 is a "base" in which contact element 900 is mounted to an electronic component (not shown). End 904 is a "free end" (tip) for making a pressure connection with another electronic component (eg, device under test not shown).

구조체(900)는 전체 높이 "H"를 갖는다. 예를 들면, 높이 "H"는 4 내지 40 mil, 양호하게는 5 내지 12 mil의 범위 내에 있다(1 mil = 0.001 인치).Structure 900 has an overall height "H". For example, the height "H" is in the range of 4 to 40 mils, preferably 5 to 12 mils (1 mil = 0.001 inch).

도9A에 가장 잘 도시된 바와 같이, 구조체는 "단차형(stepped)"이다. 기부 부분(902)은 제1 높이에 있고, 팁(904)은 다른 높이에 있으며, 중간부(중앙부; 906)는 제1 높이와 제2 높이 사이의 제3 높이에 있다. 따라서, 구조체(900)는 도면에서 "d1" 및 "d2"로 표시된 2개의 "이격(standoff)" 높이를 갖는다. 다시 말하면, 스프링 접촉 요소(900)는 2개의 "단차", 즉 접촉 단부(904)로부터 중앙 본체부(906)까지의 단차와, 중앙 본체부(906)로부터 기부 단부(902)까지의 추가 단차를 갖는다.As best shown in Figure 9A, the structure is "stepped". The base portion 902 is at a first height, the tip 904 is at another height, and the middle portion (middle portion) 906 is at a third height between the first height and the second height. Thus, structure 900 has two "standoff" heights, denoted "d1" and "d2" in the figures. In other words, the spring contact element 900 has two “steps”, namely, the step from the contact end 904 to the central body portion 906 and the further step from the central body portion 906 to the base end 902. Has

사용시, 접촉 단부(904)와 중앙부(906) 사이의 "수직"(도9A에서 볼 때) 거리인 이격 높이 "d1"은 (도시되지 않은) 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자와의 가압 접속에 따라 편향될 때 (도시되지 않은) 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자와의 상기 구조체의 충돌을 방지하는 기능을 수행한다.In use, the separation height “d1”, the “vertical” (as seen in FIG. 9A), between the contact end 904 and the central portion 906 is a pressurized connection with the terminal (not shown) of the electronic component (not shown). And deflects the structure against collisions with terminals (not shown) of electronic components (not shown).

사용시, 기부(902)와 중앙부(906) 사이의 "수직"(도9A에서 볼 때) 거리인 이격 높이 "d2"는 긴 접촉 구조체(900)가 장착되는 (전자 부품을 포함한) 기판의 표면과 접촉하지 않고서도 비임이 소정의 과도 이동(overtravel)을 통해 절곡되게 하는 기능을 수행한다.In use, the separation height “d2”, the “vertical” (as seen in FIG. 9A), between the base 902 and the central portion 906 is the surface of the substrate (including the electronic component) on which the long contact structure 900 is mounted. It performs the function of causing the beam to bend through a predetermined overtravel without contact.

예를 들면, 이격 높이 "d1" 및 "d2"에 대한 치수는 다음과 같다.For example, the dimensions for the separation heights "d1" and "d2" are as follows.

· "d1"은 3 내지 15 mil의 범위이고, 양호하게는 약 7 mil ± 1 mil이고,"D1" ranges from 3 to 15 mils, preferably about 7 mils ± 1 mils,

· "d2"는 0 내지 15 mil의 범위이고, 양호하게는 약 7 mil ± 1 mil이다. "d2"가 0 mil인 경우에, 구조체는 중앙부(906)와 기부 부분(902) 사이에서 (도시된 단차 없이) 거의 평평하다."D2" ranges from 0 to 15 mils, preferably about 7 mils ± 1 mils. When "d2" is 0 mil, the structure is nearly flat (without the step shown) between the central portion 906 and the base portion 902.

도9B에 가장 잘 도시된 바와 같이, 구조체(900)는 기부 부분(902)에 특정의 "결합 특징부"(910)를 구비한다. 결합 특징부는 탭(tab) 또는 선택적으로는 스터드(stud)일 수 있으며, 이는 조립 중에 기판(예컨대, 공간 변환기 또는 반도체 장치)에 프로브 구조체를 용이하게 납땜하는 데에 사용된다. 선택적으로는, 구조체(900)가 장착되는 부품 또는 기판에는 기부 부분(902)이 장착되는 스터드(받침대, 730과 비교) 등이 마련될 수 있다.As best shown in FIG. 9B, the structure 900 has a particular “coupling feature” 910 in the base portion 902. Coupling features may be tabs or optionally studs, which are used to facilitate soldering of the probe structure to a substrate (eg, a space converter or semiconductor device) during assembly. Optionally, a part or substrate on which the structure 900 is mounted may be provided with a stud (compared to 730), etc., on which the base portion 902 is mounted.

사용시, 구조체(900)는 외팔보 비임으로서 기능하도록 되어 있고, 양호하게는 도9B에서 "α"로 표시된 적어도 하나의 테이퍼 각도를 구비한다. 예컨대, 기부 단부(902)에서의 구조체(900)의 폭 "w1"은 3 내지 20 mil, 양호하게는 8 내지 12 mil의 범위 내에 있으며, 팁 단부(904)에서의 구조체의 폭 "w2"는 1 내지 10 mil, 양호하게는 2 내지 8 mil의 범위 내에 있고, 테이퍼 각도 "α"는 양호하게는 2 내지 6°의 범위 내에 있다. 구조체(900)가 기부(902)로부터 팁(904)까지 좁아지는 것(테이퍼지는 것)은 기부(902)가 고정되고(이동 불가) 힘이 팁(904)에 인가된 때 구조체(900)의 제어된 굴곡 및 (집중과 대비하여) 보다 균일한 응력 분포를 허용한다. 구조체의 폭(즉, 테이퍼 각도 "α")은 공지된 사진석판술 기술을 이용하여 용이하게 제어된다.In use, the structure 900 is adapted to function as a cantilever beam and preferably has at least one taper angle indicated by " α " in FIG. 9B. For example, the width "w1" of the structure 900 at the base end 902 is in the range of 3 to 20 mils, preferably 8 to 12 mils, and the width "w2" of the structure at the tip end 904 is It is in the range of 1 to 10 mils, preferably 2 to 8 mils, and the taper angle "α" is preferably in the range of 2 to 6 degrees. The narrowing (tapping) of the structure 900 from the base 902 to the tip 904 is such that when the base 902 is fixed (non-movable) and a force is applied to the tip 904 Allows for controlled bending and more uniform stress distribution (as opposed to concentration). The width of the structure (ie, taper angle "α") is easily controlled using known photolithography techniques.

양호하게는, 구조체(900)의 팁 단부(904)는 (도시되지 않은) 전자 부품의 단자에 가압 접속하는 것을 돕기 위하여, 예컨대 피라미드의 기하학적 형태로 된 기하학적 특징부(908)를 구비한다.Preferably, the tip end 904 of the structure 900 is provided with geometric features 908, for example in the form of pyramids, to assist in pressure connection to terminals of electronic components (not shown).

도9A 및 도9B에 도시된 바와 같이, 스프링 접촉 요소(900)는 x축, y축 및 z축으로 연장되는 3차원 형태이다. 길이 "L"은 y축을 따르고, 폭("w1" 및 "w2")은 x축을 따르며, 두께("t1" 및 "t2") 및 높이("H")는 z축을 따른다. 스프링 접촉 요소(900)가 전자 부품에 장착될 때, 스프링 접촉 요소의 길이 및 폭이 전자 부품의 표면에 대해 평행하고 그 높이가 전자 부품의 표면에 대해 수직이 되도록 전자 부품에 장착된다.As shown in Figures 9A and 9B, the spring contact element 900 is a three dimensional shape extending along the x, y and z axes. The length "L" is along the y axis, the widths "w1" and "w2" are along the x axis, and the thicknesses "t1" and "t2" and the height "H" are along the z axis. When the spring contact element 900 is mounted to the electronic component, the spring contact element 900 is mounted to the electronic component such that the length and width of the spring contact element are parallel to the surface of the electronic component and the height thereof is perpendicular to the surface of the electronic component.

도9C는 도9A 및 도9B의 구조체(900)에 대하여 가장 유사한 접촉 구조체(950)를 도시한다. 이 구조체는 길며, 기부 단부(952; 902와 비교)와 팁 단부(954; 904와 비교)와 접촉 단부(954)에 배치된 기하학적 특징부(958; 908과 비교)를 구비한다. 도9C에 도시된 주요 차이점은 상기 구조체가 z축방향의 제2 테이퍼 각도 "β"를 구비할 수 있다는 것이다.9C shows the contact structure 950 most similar to the structure 900 of FIGS. 9A and 9B. This structure is long and has a geometrical feature 958 (compare 958; 908) disposed at the base end 952 (compare 902), the tip end 954 (compare 904), and the contact end 954. The main difference shown in Figure 9C is that the structure may have a second taper angle "β" in the z-axis direction.

예를 들면, 도9C에 가장 잘 도시된 바와 같이, 기부 단부(902)에서의 구조체(950)의 두께 "t1"은 1 내지 10 mil, 양호하게는 2 내지 5 mil의 범위 내에 있으며, 팁 단부(904)에서의 구조체(950)의 두께 "t2"는 1 내지 10 mil, 양호하게는 1 내지 5 mil의 범위 내에 있고, 테이퍼 각도 "β"는 양호하게는 2 내지 6°의 범위 내에 있다.For example, as best shown in Figure 9C, the thickness " t1 " of structure 950 at base end 902 is in the range of 1 to 10 mils, preferably 2 to 5 mils, with tip end The thickness "t2" of the structure 950 at 904 is in the range of 1 to 10 mils, preferably 1 to 5 mils, and the taper angle "β" is preferably in the range of 2 to 6 degrees. .

테이퍼 각도 "β"(도9C)는 두께 분포를 제어하는 여러 방법을 사용하여 생성될 수 있다. 예컨대, 구조체(950)가 도금에 의해 형성된다면, 적당한 도금 차폐체(plating shield)가 도금조 내로 합체될 수 있다. 구조체(950)가 도금 이외의 방법에 의해 형성된다면, 생성된 구조체의 두께의 공간 분포를 제어하는 적절한 공지 공정이 사용될 것이다. 예컨대, 구조체(950)를 샌드블라스팅 또는 방전 기계 가공하는 것이 그것이다.The taper angle "β" (Figure 9C) can be generated using several methods of controlling the thickness distribution. For example, if structure 950 is formed by plating, a suitable plating shield may be incorporated into the plating bath. If the structure 950 is formed by a method other than plating, suitable known processes for controlling the spatial distribution of the thickness of the resulting structure will be used. For example, sandblasting or discharge machining the structure 950.

따라서, 기부 단부(902, 952)로부터 팁 단부(904, 954)까지의 복합 (이중) 테이퍼를 갖는 긴 접촉 구조체가 형성된다. 상기 구조체는 긴 접촉 구조체가 장착되는 기판 또는 부품의 x-y 평면에 평행한 테이퍼 각도 "α"를 갖는다. 그리고, 상기 구조체는 이 구조체의 두께(z축)가 좁아지는 것을 나타내는 테이퍼 각도 "β"를 갖는다. 양 테이퍼 각도는 기부 단부(902, 952)에서 크고 접촉 단부(904, 954)에서는 작은 구조체(900, 950)의 단면적 감소를 나타낸다.Thus, an elongate contact structure is formed having a composite (double) taper from the base ends 902, 952 to the tip ends 904, 954. The structure has a taper angle "α" parallel to the x-y plane of the substrate or component on which the long contact structure is mounted. The structure has a taper angle "β" indicating that the thickness (z-axis) of the structure is narrowed. Both taper angles show a reduction in cross-sectional area of the structures 900, 950 at the base ends 902, 952 and large at the contact ends 904, 954.

구조체의 폭이 테이퍼지지 않는 것은 본 발명의 범주 내에 있으며, 이 경우 테이퍼 각도 "α"는 0이 될 것이다. 또한, 테이퍼 각도 "α"가 2 내지 6°보다 큰 것, 예컨대 30°정도로 큰 것도 본 발명의 범주 내에 있다. 구조체의 두께가 테이퍼지지 않는 것도 본 발명의 범주 내에 있으며, 이 경우 테이퍼 각도 "β"는 0이 될 것이다. 또한, 테이퍼 각도 "β"가 2 내지 6°보다 큰 것, 예컨대 30°정도로 큰 것도 본 발명의 범주 내에 있다. 구조체의 두께만 테이퍼지고 그 폭은 테이퍼지지 않거나, 폭만 테이퍼지고 그 두께는 테이퍼지지 않는 것도 본 발명의 범주 내에 있다.It is within the scope of the present invention that the width of the structure is not tapered, in which case the taper angle "α" will be zero. It is also within the scope of the present invention that the taper angle " α " is greater than 2 to 6 degrees, such as about 30 degrees. It is also within the scope of the present invention that the thickness of the structure is not tapered, in which case the taper angle "β" will be zero. It is also within the scope of the present invention that the taper angle "β" is greater than 2 to 6 degrees, such as about 30 degrees. It is also within the scope of the present invention that only the thickness of the structure is tapered and the width is not tapered, or only the width is tapered and the thickness is not tapered.

접촉 구조체(900, 950)는 주요하게는, 전적으로는 금속제이고, 전술한 바와 같이 다중층 구조체로서 형성(제조)될 수도 있다.The contact structures 900 and 950 are primarily entirely of metal and may be formed (manufactured) as a multilayer structure as described above.

도9D는 (본원에서 설명되는 다른 접촉 구조체의 접촉 단부에도 동일하게 적용 가능한) 접촉 구조체(950)의 접촉 단부(954)의 확대도를 도시한다. 상기 확대도에서, 스프링 접촉 요소의 접촉 단부의 바닥(도면에서 볼 때) 표면으로부터 0.25 내지 5 mil의 범위인, 양호하게는 3 mil인 거리 "d3"만큼 돌출한 접촉 특징부(954)는 적당하게 상당히 현저하며, 적당하게는 피라미드, 쐐기, 반구형 등의 기하학적 형상으로 되어 있음을 알 수 있다.9D shows an enlarged view of the contact end 954 of the contact structure 950 (which is equally applicable to the contact ends of other contact structures described herein). In this enlarged view, the contact feature 954 protruding by a distance “d3”, preferably 3 mils, in the range of 0.25 to 5 mils, preferably from the bottom (as shown) surface of the contact end of the spring contact element is suitable. It can be seen that it is quite remarkable and suitably has a geometric shape such as pyramid, wedge, hemispherical shape.

최종 스프링 접촉 요소는 "d1", "d2"(및 "d3")와 중앙 본체부의 두께의 합인 전체 높이 "H"를 갖는다.The final spring contact element has an overall height "H" which is the sum of "d1", "d2" (and "d3") and the thickness of the central body part.

따라서, 2개의 전자 부품들 중 하나에 기부 단부에 의해 장착되어 2개의 전자 부품들 사이에서 접속을 수행하고, 2개의 전자 부품들 중 다른 하나에 접촉 단부에 의해 가압 접속을 수행하기에 적당하며, 이하의 치수(다른 언급이 없으면, mil 단위)를 갖는 예시적인 스프링 접촉 요소가 본 명세서에 기재되어 있다.Thus, it is suitable to be mounted by one of the two electronic components by the base end to make a connection between the two electronic components, and to make a pressure connection by the contact end to the other of the two electronic components, Exemplary spring contact elements are described herein having the following dimensions (in mil unless otherwise noted).

치수size 범위range 양호한 범위Good range

L 10 - 1000 60 - 100L 10-1000 60-100

H 4 - 40 5 - 12H 4-40 5-12

d1 3 - 15 7±1d1 3-15 7 ± 1

d2 0 - 15 7±1d2 0-15 7 ± 1

d3 0.25 - 5 3d3 0.25-5 3

w1 3 - 20 8 - 12w1 3-20 8-12

w2 1 - 10 2 - 8w2 1-10 2-8

t1 1 - 10 2 - 5t1 1-10 2-5

t2 1 - 10 1 - 5t2 1-10 1-5

α 0 - 30° 2 - 6°α 0-30 ° 2-6 °

β 0 - 30° 2 - 6°β 0-30 ° 2-6 °

이상으로부터 이하의 일반적인 관계가 명백해진다.The following general relationship becomes clear from the above.

"L"은 "H"의 적어도 약 5배이고, "d1"은 "H"의 1/5 내지 1/2 크기인 것처럼 "H"의 일부이며, "w2"는 "w1"의 약 1/2 크기이고 "H"의 1/10 내지 1/2 크기인 것처럼 "H"의 일부이며, "t2"는 "t1"의 약 1/2 크기이다."L" is at least about 5 times "H", "d1" is part of "H" as if it is 1/5 to 1/2 the size of "H", and "w2" is about 1/2 of "w1" It is part of "H" as if it is about 1/10 to 1/2 the size of "H", and "t2" is about 1/2 the size of "t1".

도9E는 본 발명의 다른 실시예를 도시하며, 개별 접촉 팁 구조체(972; 220과 비교)는 접촉 단부에 일체로 형성된 돌출 접촉 특징부(908, 958)를 제공하는 대신에 긴 접촉 팁 구조체(970; 900, 950과 비교)의 접촉 단부(974)에 결합될 수 있다. 이는 긴 접촉 팁 구조체(970; 스프링 접촉 요소)와는 상이한 야금 특성을 갖는 접촉 팁 구조체(968)의 가능성을 제공한다. 예컨대, 스프링 접촉 요소(970)의 야금 특성은 기계적(예컨대, 탄성, 스프링) 특성 및 전반적인 전기 도전성에 목표를 두는 반면에, 이에 장착된 접촉 팁 구조체(972)의 야금 특성은 접촉될 (도시되지 않은) 전자 부품의 (도시되지 않은) 단자와 우수한 전기 접속을 이루는 것에 목표를 두며, 필요하다면 우수한 내마모성을 가질 수 있다.9E illustrates another embodiment of the present invention, wherein the individual contact tip structures 972 (compared to 220) provide long contact tip structures (instead of providing projecting contact features 908, 958 integrally formed at the contact ends). 970 (compare 900, 950). This offers the possibility of contact tip structures 968 having different metallurgical properties than long contact tip structures 970 (spring contact elements). For example, the metallurgical properties of the spring contact element 970 target mechanical (eg, elastic, spring) properties and overall electrical conductivity, while the metallurgical properties of the contact tip structure 972 mounted thereto are to be contacted (not shown). Aims at making good electrical connections with terminals (not shown) of the electronic component, and may have good wear resistance if necessary.

재료 및 공정Materials and processes

본원에서 개시된 접촉 팁 구조체의 적어도 하나 이상 층의 적절한 재료로는 하기의 것이 포함되며, 반드시 이로 한정되지는 않는다.Suitable materials of at least one or more layers of the contact tip structures disclosed herein include, but are not limited to the following.

니켈 및 그 합금,Nickel and its alloys,

구리, 코발트, 철 및 이들 합금,Copper, cobalt, iron and their alloys,

우수한 전기 도전성 및 양호한 고유 저항 특성을 나타내는 금(특히, 경질 금) 및 은,Gold (particularly hard gold) and silver, which exhibit good electrical conductivity and good resistivity properties,

백금계 원소,Platinum Element,

귀금속,Precious Metals,

준귀금속(semi-noble metal) 및 이들 합금, 특히 팔라듐계 원소 및 그 합금,Semi-noble metals and their alloys, especially palladium-based elements and their alloys,

텅스텐, 몰리브덴 및 다른 내화성 금속, 및 이들 합금.Tungsten, molybdenum and other refractory metals, and these alloys.

납땜과 같은 마무리가 요구되는 경우에, 주석, 납, 비스무쓰, 인디움 및 이들 합금이 사용될 수도 있다.If a finish such as soldering is desired, tin, lead, bismuth, indium and these alloys may be used.

이들 재료를 (예컨대, 희생 기판 상의 마스킹 층의 개구 내로) 증착하기 위한 적절한 공정으로는 액상 용액 이외의 재료의 증착에 관계된 다양한 공정과, 전해질 도금과, 전극 도금과, 화학적 증착(CVD)과, 물리적 증착(PVD)과, 액상 또는 고상 프리커서의 유도 분리를 통해 재료의 증착을 일으키는 공정 등을 포함하며, 이들 모두는 잘 공지되어 있으며, 반드시 이들 방법으로 한정되지는 않는다. 전기 도금이 통상 가장 양호한 방법이다.Suitable processes for depositing these materials (eg into the openings of the masking layer on the sacrificial substrate) include various processes related to the deposition of materials other than liquid solutions, electrolyte plating, electrode plating, chemical vapor deposition (CVD), Physical vapor deposition (PVD) and processes that cause deposition of materials through inductive separation of liquid or solid precursors, and the like, all of which are well known and not necessarily limited to these methods. Electroplating is usually the best method.

"K"의 조절(균일화)"K" regulation (homogenization)

(재료와 단면적과 같은 모든 다른 인자는 동일한) 상이한 길이를 갖는 다수의 긴 접촉 팁 구조체는 자유(접촉) 단부에 인가된 접촉력에 대한 저항을 나타낸다. 소정의 전자 부품에 장착된 긴 접촉 팁 구조체의 모두에 관한 스프링 상수 "K"는 균일하게 되는 것이 바람직하다.Many long contact tip structures with different lengths (all other factors, such as material and cross-sectional area, are the same) exhibit resistance to contact force applied to the free (contacting) end. The spring constant "K" for all of the long contact tip structures mounted to a given electronic component is preferably made uniform.

도10A 내지 도10D는 전자 부품(1010, 1030, 1050, 1070)에 (각각) 장착되는 긴 접촉 팁 구조체(1000, 1020, 1040, 1060)와, 다수의 불균일한 긴 접촉 팁 구조체의 저항 "K"를 균일하게 조절하는 기술을 도시하며, 96년 12월 31일자로 출원된 전술한 미국 임시 특허 출원 제60/034,053호의 도7A 내지 도7D에 해당된다.10A-10D show long contact tip structures 1000, 1020, 1040, 1060 mounted (respectively) on electronic components 1010, 1030, 1050, and 1070, and resistances of multiple non-uniform long contact tip structures. ", Which corresponds to FIGS. 7A-7D of the aforementioned U.S. Provisional Patent Application No. 60 / 034,053, filed Dec. 31,96.

긴 접촉 팁 구조체(1000, 1020, 1040, 1060)는 전술한 임의의 긴 접촉 팁 구조체와 유사하며, 중앙부(1006, 1026, 1046, 1066)로부터 각각 일방향으로 오프셋되는 기부 단부(1002, 1022, 1042, 1062)와 상기 중앙부로부터 대향 방향으로 오프셋되는 팁 부분(1004, 1024, 1044, 1064)을 갖는다. 도9A 및 도9C의 긴 접촉 팁 구조체(900, 950)와 각각 비교해 보면 이를 알 수 있다.The long contact tip structures 1000, 1020, 1040, and 1060 are similar to any of the long contact tip structures described above and have base ends 1002, 1022, 1042 offset in one direction from the center portions 1006, 1026, 1046, 1066, respectively. 1062 and tip portions 1004, 1024, 1044, 1064 which are offset in the opposite direction from the center portion. This can be seen by comparing the long contact tip structures 900 and 950 of FIGS. 9A and 9C, respectively.

도10A는 스프링 상수를 조절하는 제1 기술을 도시한다. 본 실시예에서, 스프링 접촉 요소(1000; 전술한 임의의 긴 접촉 팁 구조체와 비교)는 전자 부품(1010)의 단자에 기부 단부(1002)에 의해 장착된다. 홈(1012)은 전자 부품(1010)의 표면에 형성되며, 스프링 접촉 구조체(1000)의 접촉 단부(1004) 아래로부터 본체부(1006)를 따라 스프링 접촉 요소(1000)의 기부 단부(1002)를 향해, 접촉 단부(1004)로부터 예컨대60 mil의 규정된 고정 거리에 배치된 위치(지점) "P"까지 연장된다. 힘이 접촉 단부(1004)를 향해 하방으로 인가될 때 전체 스프링 접촉 요소(1000)는 몸체부(1006)가 지점 "P"에서 홈[1012; 즉, 부품(1010)의 표면]의 모서리와 접촉할 때까지 절곡(변형)되며, 이때 스프링 접촉 요소(1000)의 최외곽 부분[지점 "P"로부터 단부(1004)까지]만이 추가 편향되도록 된다. 스프링 접촉 요소의 최외곽 부분은 '유효' 제어 길이 "L1"을 가지며, 이는 "L1"보다 큰 전체 길이 "L"을 갖는 임의 개수의 스프링 접촉 요소(1000)와 동일하게 용이하게 제조될 수 있다. 이러한 방법으로, 인가된 접촉력에 대한 반력은 (지점 "P"이 스프링 접촉 요소의 중앙 본체부 내의 어떤 위치에 속하는 한) 다양한 길이를 갖는 스프링 접촉 요소들 중에서 균일하게 될 수 있다.10A shows a first technique for adjusting the spring constant. In this embodiment, the spring contact element 1000 (compared to any of the long contact tip structures described above) is mounted by the base end 1002 to a terminal of the electronic component 1010. The groove 1012 is formed in the surface of the electronic component 1010 and forms the base end 1002 of the spring contact element 1000 along the body portion 1006 from below the contact end 1004 of the spring contact structure 1000. Towards, it extends from the contact end 1004 to a position "P" disposed at a defined fixed distance of, for example, 60 mils . When a force is applied downwards toward the contact end 1004, the entire spring contact element 1000 has a body 1012 in the groove 1012 at the point “P”; That is, the surface of the component 1010] is bent (deformed) until it is in contact with the edge, whereby only the outermost portion of the spring contact element 1000 (from point "P" to the end 1004) is further deflected. . The outermost part of the spring contact element has an 'effective' control length "L1", which can be easily manufactured equally to any number of spring contact elements 1000 with an overall length "L" greater than "L1". . In this way, the reaction force against the applied contact force can be made uniform among the spring contact elements having various lengths (as long as point “P” belongs to some position within the central body portion of the spring contact element).

도10B는 스프링 상수를 조절하는 다른 기술을 도시한다. 본 실시예에서, 스프링 접촉 요소(1020)는 기부 단부(1002)에 의해 전자 부품(1030; 1010과 비교)에 장착된다. 구조체(1032; 1012와 비교)는 스프링 접촉 요소(1020)의 중앙 본체부(1026; 1006과 비교)와 전자 부품(1030)의 표면 사이와, 스프링 접촉 구조체(1020)의 기부 단부(1022) 사이의 한 위치에서 전자 부품(1030)의 한 표면 상에 형성되며, 몸체부(1026; 1006과 비교)를 따라 스프링 접촉 요소(1020)의 접촉 단부(1024; 1004와 비교)를 향해 접촉 단부(1024)로부터 (도10A에 관해) 전술한 규정 거리와 같은 규정된 고정 거리에 위치된 위치(지점) "P"로 연장된다. 구조체(1032)는 적당하게는 전자 부품(1030)의 표면 상에 배치된 유리 또는 예비 절단 세라믹 링과 같은 임의의 경질 재료의 비드(bead)이다. 힘이 접촉 단부(1024)를 향해 하방으로 인가될 때, 스프링 접촉 요소(1020)의 최외곽 부분[지점 "P"로부터 단부(1024)까지]만이 편향되도록 된다. 이전의 실시예(1000)에서처럼, 인가된 접촉력에 대한 반력은 다양한 길이를 갖는 스프링 접촉 요소들 중에서 균일하게 될 수 있다.Figure 10B shows another technique for adjusting the spring constant. In this embodiment, the spring contact element 1020 is mounted to the electronic component 1030 (compare 1010) by the base end 1002. The structure 1032 (compare 1012) is between the central body portion 1026 (compare 1006) of the spring contact element 1020 and the surface of the electronic component 1030, and between the base end 1022 of the spring contact structure 1020. Is formed on one surface of the electronic component 1030 at a location of the contact end 1024 along the body portion 1026 (compare 1006) toward the contact end 1024 (compare 1004) of the spring contact element 1020. ) Extends to a position (point) "P" located at a defined fixed distance, such as that defined above (relative to Figure 10A). The structure 1032 is suitably a bead of any hard material, such as glass or precut ceramic ring, disposed on the surface of the electronic component 1030. When a force is applied downwards toward the contact end 1024, only the outermost portion of the spring contact element 1020 (from point “P” to the end 1024) is allowed to deflect. As in the previous embodiment 1000, the reaction force against the applied contact force can be uniform among the spring contact elements having various lengths.

도10C는 스프링 상수를 조절하는 또 다른 기술을 도시한다. 본 실시예에서는, 스프링 접촉 요소(1040; 1000, 1020과 비교)는 기부 단부(1042)에 의해 전자 부품(1050)에 장착된다. 캡슐화 구조체(1052)는 이전 실시예의 구조체(1032)와 유사한 방법으로 전자 부품(1050)의 표면 상에 형성된다. 그러나, 이러한 경우에, 구조체(1052)는 스프링 접촉 구조체(1040)의 기부 단부(1042)를 완전히 캡슐화하며, 접촉 단부(1044)로부터 본체부(1046)를 따라 접촉 단부(1044)를 향해 (도10B에 대하여) 전술한 규정 거리와 같은 규정된 고정 거리에 배치된 위치(지점) "P"까지 연장된다. 스프링 접촉 요소(1040)의 최외곽 부분은 '유효' 길이 "L1"을 갖는다. 이전 실시예에서처럼, 힘이 접촉 단부(1044)를 향해 하방으로 인가될 때, 스프링 접촉 요소(1044)의 최외곽 부분[지점 "P"로부터 단부(1044)까지]만이 편향되도록 된다. 이전 실시예에서처럼, 인가된 접촉력에 대한 반력은 다양한 길이를 갖는 스프링 접촉 요소들 중에서 균일하게 될 수 있다.Figure 10C shows another technique for adjusting the spring constant. In this embodiment, the spring contact element 1040 (compare 1000, 1020) is mounted to the electronic component 1050 by the base end 1042. Encapsulation structure 1052 is formed on the surface of electronic component 1050 in a similar manner as structure 1032 of the previous embodiment. In this case, however, the structure 1052 completely encapsulates the base end 1042 of the spring contact structure 1040, from the contact end 1044 toward the contact end 1044 along the body portion 1046 (FIG. 10B) extends to a position (point) "P" disposed at a defined fixed distance, such as the above-described specified distance. The outermost portion of the spring contact element 1040 has a 'effective' length 'L1'. As in the previous embodiment, when a force is applied downwards toward the contact end 1044, only the outermost portion of the spring contact element 1044 (from point “P” to the end 1044) is to be deflected. As in the previous embodiment, the reaction force against the applied contact force can be uniform among the spring contact elements having various lengths.

도10D는 스프링 상수를 조절하는 또 다른 기술을 도시한다. 본 실시예에서, 스프링 접촉 요소(1060; 1000, 1020, 1040과 비교)는 기부 단부(1062)에 의해 전자 부품(1080; 1050과 비교)에 장착된다. 본 실시예에서, 본체부(1066)에는 접촉 단부(1064)로부터 (도8C에 대하여) 전술된 규정 거리와 같은 규정된 고정 거리에 배치된 위치(지점) "P"에서 "절곡부(kink)"(1072)가 형성된다. 따라서, 스프링 접촉 요소(1060)의 최외곽 부분은 '유효' 길이 "L1"을 갖는다. 이전 실시예에서처럼, 힘이 접촉 단부(1064)를 향해 하방으로 인가될 때, 스프링 접촉 요소(1060)의 최외곽 부분[지점 "P"로부터 단부(1064)까지]만이 편향되도록 된다. [절곡부(1072)는 절곡부(1072)가 전자 부품(1070)의 표면과 접촉하기 전에 전체 접촉 구조체가 약간 변형되고 나서 스프링 요소(1060)의 최외곽 부분만이 계속 편향되도록 하는 크기 및 형상으로 될 수 있다.] 이전 실시예에서처럼, 인가된 접촉력에 대한 반력은 다양한 길이를 갖는 스프링 접촉 요소들 중에서 균일하게 될 수 있다.Figure 10D shows another technique for adjusting the spring constant. In this embodiment, the spring contact elements 1060 (compare 1000, 1020, 1040) are mounted to the electronic component 1080 (compare 1050) by the base end 1062. In this embodiment, the body portion 1066 has a "kink" at a position (point) "P" disposed from a contact end 1064 at a defined fixed distance, such as the prescribed distance described above (with respect to Figure 8C). "1072 is formed. Thus, the outermost portion of the spring contact element 1060 has a 'effective' length 'L1'. As in the previous embodiment, when a force is applied downwards toward the contact end 1064, only the outermost portion of the spring contact element 1060 (from point “P” to the end 1064) is deflected. [The bend 1072 is of a size and shape such that only the outermost portion of the spring element 1060 continues to deflect after the entire contact structure is slightly deformed before the bent 1072 is in contact with the surface of the electronic component 1070. As in the previous embodiment, the reaction force against the applied contact force can be uniform among the spring contact elements having various lengths.

상이한 전체 길이("L")를 갖는 접촉 요소들 중에서 스프링 상수를 "균일화"하기 위해 다른 기술이 채용될 수 있는 것도 본 발명의 범주 내에 있다. 예컨대, 이들의 폭 및/또는 테이퍼 각도 "α"는 이러한 소정의 결과를 성취하기 위하여 서로 상이할 수 있다.It is also within the scope of the present invention that other techniques may be employed to “homogenize” the spring constant among contact elements having different overall lengths (“L”). For example, their width and / or taper angle "α" may be different from one another to achieve this predetermined result.

3차원의 긴 접촉 팁 구조체3D long contact tip structure

전자 부품의 단자에 직접 장착되거나 또는 그 위에 제조되기에 적합하고 접촉 단부가 다른 전자 부품의 단자와 가압 접속하기 위해 위치되도록 전자 부품으로부터 "3차원적으로" 연장할 수 있는 다수의 긴 접촉 팁 구조체를 전술하였다.Many long contact tip structures suitable for being mounted directly onto or manufactured on the terminals of the electronic component and capable of extending "three-dimensionally" from the electronic component such that the contact ends are positioned for pressure connection with the terminals of other electronic components. Has been described above.

도11A는 접촉 요소의 중앙 본체부(1106; 906과 비교)가 직선형이 아닌 것을 제외하고는(또는 이것이 현저한 차이점인) 전술한 기술에 따라 제조된 스프링 접촉 요소(1100)를 도시한다. 스프링 접촉 요소는 여전히 평면(예컨대, x-y 평면) 내에 놓일 수 있지만, 이는 y축을 횡단하면서 x축을 따라 "이동"하는 것으로서 도시되어 있으며, 이 경우 기부 단부(1102; 902와 비교)는 접촉 단부(1104)에 배치된 접촉 특징부(1108; 908과 비교) 또는 접촉 단부(1104)와는 상이한 x 좌표를 갖는다.11A shows a spring contact element 1100 fabricated according to the technique described above except that the central body portion 1106 (compare 906) of the contact element is not straight (or this is a significant difference). The spring contact element may still lie in a plane (eg, xy plane), but it is shown as "moving" along the x axis while crossing the y axis, where the base end 1102 (compare 902) is the contact end 1104. ) Has a different x coordinate than the contact feature 1108 (compare 908) or the contact end 1104.

도11B는 중앙부(1156)와 접촉 단부(1154; 1104와 비교) 사이의 단차에 더하여 중앙 본체부(1156; 1106과 비교)와 기부 부분(1152; 1102와 비교) 사이에 z축 단차가 있는 것을 제외하고는 도11A의 스프링 접촉 요소(1100)와 많은 측면에서 유사한 스프링 접촉 요소(1150)를 도시한다. 스프링 접촉 요소(1150)는 접촉 단부(1154)에서 접촉 특징부(1158; 1108과 비교)를 갖는 것으로 도시되어 있다.11B shows that there is a z-axis step between the central body portion 1156 (compare 1106) and the base portion 1152 (compare 1102) in addition to the step between the central portion 1156 and the contact end 1154 (compare 1104). Except for the spring contact element 1100 of FIG. 11A, a spring contact element 1150 similar in many respects is shown. The spring contact element 1150 is shown having a contact feature 1158 (compare 1108) at the contact end 1154.

비록 본 발명이 첨부 도면 및 전술한 설명을 참고로 하여 상세히 설명되었으나, 이는 특성상 설명적인 것이지 제한적인 것은 아니다. 즉, 단지 양호한 실시예가 도시되고 개시된 것이고 본 발명의 범위에 속하는 모든 변경 및 수정은 보호되어야 한다. 명백하게는, 전술한 "요지"에 대한 많은 다른 "변형"은 당업자에게는 가능하며, 전술한 바와 같이 이러한 변형도 역시 본 발명의 범위에 속한다.Although the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings and the foregoing description, it is illustrative in nature and not restrictive. In other words, only preferred embodiments are shown and disclosed and all changes and modifications falling within the scope of the invention should be protected. Apparently, many other "variations" to the "point" described above are possible to those skilled in the art, and as described above, such modifications are also within the scope of the present invention.

예를 들면, 최종의 긴 접촉 팁 구조체와 스프링 접촉 요소는 희생 기판 상에 위치하는 동안에, 또는 다른 기판 또는 전자 부품에 장착된 후에 기계적 특성을 향상시키기 위해 열처리될 수도 있다. 또한, 접촉 팁 구조체를 상호 접속 요소에 결합하거나 또는 스프링 접촉 요소를 전자 부품에 장착(예컨대, 납땜에 의해) 하는 것에 수반되는 임의의 열은 상호 접속 요소 또는 스프링 접촉 요소의 각각의 재료를 "열처리"하는 데에 효과적으로 사용될 수도 있다.For example, the final elongated contact tip structure and the spring contact element may be heat treated to improve mechanical properties while positioned on the sacrificial substrate or after being mounted to another substrate or electronic component. Further, any heat involved in coupling the contact tip structure to the interconnect element or mounting the spring contact element to the electronic component (eg, by soldering) may cause the heat treatment of each material of the interconnect element or spring contact element to be “heated. May be used effectively.

Claims (71)

전자 부품의 단자에 가압 접속을 수행하기 위한 단부를 갖는 상호 접속 요소를 제조하기 위한 방법에 있어서,A method for manufacturing an interconnecting element having an end for performing a pressure connection to a terminal of an electronic component, the method comprising: 접촉 팁 구조체를 희생 기판 상에 예비 제조하기 위한 단계와,Prefabricating the contact tip structure on the sacrificial substrate; 접촉 팁 구조체를 상호 접속 요소의 단부에 결합하기 위한 단계와,Coupling the contact tip structure to the end of the interconnection element, 접촉 팁 구조체를 상호 접속 요소의 단부에 결합한 후, 희생 기판을 제거하여 상기 단부에 결합된 예비 제조된 접촉 팁 구조체를 갖는 팁형 상호 접속 요소를 형성하는 단계를Coupling the contact tip structure to the end of the interconnect element, and then removing the sacrificial substrate to form a tip-type interconnect element having a prefabricated contact tip structure coupled to the end; 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.A manufacturing method comprising the. 제1항에 있어서, 상호 접속 요소는 긴 형태인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the interconnection element is elongate. 제1항에 있어서, 상호 접속 요소는 복합 상호 접속 요소인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the interconnect element is a composite interconnect element. 제1항에 있어서, 상호 접속 요소는 단일체 상호 접속 요소인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the interconnect element is a monolithic interconnect element. 제1항에 있어서, 상호 접속 요소는 텅스텐 니이들인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the interconnect element is a tungsten needle. 제1항에 있어서, 상호 접속 요소는 멤브레인 프로브의 접촉 범프인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the interconnect element is a contact bump of a membrane probe. 제1항에 있어서, 사용시 전자 부품의 대응되는 단자와 함께 접촉 팁 구조체에 의해 형성되는 전기적 가압 접속을 향상시키는 기하학적 접촉 특징부를 접촉 팁 구조체의 표면에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The manufacturing method of claim 1, further comprising providing a geometric contact feature to the surface of the contact tip structure that enhances the electrical press connection formed by the contact tip structure with corresponding terminals of the electronic component in use. Way. 제7항에 있어서, 기하학적 접촉 특징부는 피라미드 형태인 것을 특징으로 하는 제조 방법.8. The method of claim 7, wherein the geometric contact feature is in the form of a pyramid. 제7항에 있어서, 기하학적 접촉 특징부는 절두형 피라미드 형태인 것을 특징으로 하는 제조 방법.8. The method of claim 7, wherein the geometric contact features are in the form of truncated pyramids. 제7항에 있어서, 기하학적 접촉 특징부는 적어도 하나 이상의 딤플 형태인 것을 특징으로 하는 제조 방법.8. The method of claim 7, wherein the geometric contact feature is in the form of at least one dimple. 제1항에 있어서, 접촉 팁 구조체는 상호 접속 요소에 납땜에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the contact tip structure is bonded to the interconnect element by soldering. 제1항에 있어서, 접촉 팁 구조체는 상호 접속 요소에 도금에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the contact tip structure is bonded to the interconnection element by plating. 제1항에 있어서, 접촉 팁 구조체는 상호 접속 요소에 도전성 접착제로서 결합되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the contact tip structure is bonded to the interconnect element as a conductive adhesive. 제1항에 있어서, 접촉 팁 구조체는 사진석판술 공정을 이용하여 희생 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1, wherein the contact tip structure is formed on the sacrificial substrate using a photolithography process. 제1항에 있어서, 상호 접속 요소는 전자 부품의 표면으로부터 연장하는 도전성 받침대인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the interconnect element is a conductive pedestal extending from the surface of the electronic component. 제15항에 있어서, 접촉 팁 구조체는 긴 형태인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 15, wherein the contact tip structure is elongate. 제1항에 있어서, 한 단부와 다른 단부를 갖는 각각의 긴 접촉 팁 구조체의 형태로 희생 기판 상에 접촉 팁 구조체를 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1, further comprising manufacturing the contact tip structure on the sacrificial substrate in the form of each long contact tip structure having one end and the other end. 제17항에 있어서, 단부들이 동일 평면에 위치하도록 긴 접촉 팁 구조체를 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.18. The method of claim 17, further comprising manufacturing an elongated contact tip structure such that the ends are coplanar. 제17항에 있어서, 긴 접촉 팁 구조체는 교호식 배치를 갖는 것을 특징으로 하는 제조 방법.18. The method of claim 17, wherein the elongate contact tip structure has an alternating arrangement. 제17항에 있어서, 긴 접촉 팁 구조체는 교호식 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 제조 방법.18. The method of claim 17, wherein the long contact tip structure has an alternating length. 제1항에 있어서, 희생 기판은 에칭에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1, wherein the sacrificial substrate is removed by etching. 제1항에 있어서, 희생 기판은 가열에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1, wherein the sacrificial substrate is removed by heating. 제1항에 있어서, 팁 구조체는 희생 기판 상에 마스킹 층을 제공하고, 마스킹 층 내에 개구를 형성하고, 적어도 하나의 금속 재료 층을 개구 내에 증착함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1, wherein the tip structure is formed by providing a masking layer on the sacrificial substrate, forming an opening in the masking layer, and depositing at least one layer of metal material in the opening. 제23항에 있어서, 상기 금속 재료는The method of claim 23, wherein the metal material is 니켈 및 그 합금,Nickel and its alloys, 구리, 코발트, 철 및 그 합금,Copper, cobalt, iron and its alloys, 금(특히 경질 금) 및 은,Gold (especially hard gold) and silver, 백금계 원소,Platinum Element, 귀금속,Precious Metals, 준귀금속 및 그 합금, 특히 팔라디움 군 및 그 합금 요소,Quasi-noble metals and their alloys, especially palladium groups and their alloy elements, 텅스텐, 몰리브덴 및 다른 내화성 금속 및 그 합금,Tungsten, molybdenum and other refractory metals and their alloys, 주석, 납, 비스무쓰(bismuth), 인디움 및 그 합금의Of tin, lead, bismuth, indium and its alloys 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The production method, characterized in that selected from the group. 제1항에 있어서, 접촉 팁 구조체는 긴 형태이고, 한 단부로부터 대향 단부로의 제1 방향으로 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1 wherein the contact tip structure is elongated and tapered in a first direction from one end to the opposite end. 제25항에 있어서, 접촉 팁 구조체는 다른 방향으로 그리고 한 단부로부터 대향 단부로의 제1 방향에 수직하게 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 25, wherein the contact tip structure tapers in another direction and perpendicular to the first direction from one end to the opposite end. 제1항에 있어서, 접촉 팁 구조체는 긴 형태이며, 상기 기판의 표면에 인접한 한 단부로부터 상기 표면으로부터 말단에 위치하는 다른 단부로 3차원적으로 연장하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1, wherein the contact tip structure is elongate and extends three-dimensionally from one end adjacent to the surface of the substrate to another end located distal from the surface. 제27항에 있어서, 상호 접속 요소는 전자 부품 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.29. The method of claim 27 wherein the interconnect element is located on an electronic component. 제1항에 있어서, 접촉 팁 구조체가 희생 기판 상에 위치하는 동안에 상호 접속 요소는 접촉 팁 구조체 상에서 제조되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1, wherein the interconnect element is fabricated on the contact tip structure while the contact tip structure is located on the sacrificial substrate. 제1항에 있어서, 상호 접속 요소는 2개의 고정 결합 평면 구조체들 사이에서 상호 평행하게 연장하는 긴 상호 접속 요소이고, 각각의 긴 상호 접속 요소의 2개의 단부의 각각은 2개의 고정 결합 평면 구조체의 각각을 통해 연장하고, 접촉 팁 구조체는 긴 상호 접속 요소의 적어도 하나의 공통 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The interconnecting element of claim 1, wherein the interconnection element is an elongated interconnection element extending parallel to each other between the two stationary mating planar structures, wherein each of the two ends of each elongate interconnection element is of Extending through each other, wherein the contact tip structure is coupled to at least one common end of the elongated interconnection element. 제1항에 있어서, 다수의 접촉 팁 구조체의 각각을 기하학적 접촉 특징부에 대해 다수의 접촉 팁 구조체의 다른 하나 상에 엄밀하게 위치하는 접촉 특징부에 제공하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 1, wherein each of the plurality of contact tip structures is provided in a contact feature located strictly on the other one of the plurality of contact tip structures with respect to the geometric contact feature. 전기적 접촉 구조체에 있어서,In the electrical contact structure, 상호 상대적으로 큰(넓은) 관계로 배치된 다수의 상호 접속 요소와,A number of interconnecting elements arranged in a relatively large (wide) relationship with each other, 조인트에 의해 상호 접속 요소의 각각에 부착되고, 상호 상대적으로 엄밀한 위치 관계로 배치되는 다수의 접촉 팁 구조체를A plurality of contact tip structures attached to each of the interconnecting elements by joints and disposed in a relatively rigid positional relationship with one another. 구비하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉 구조체.An electrical contact structure comprising: 제32항에 있어서, 각각의 접촉 팁 구조체는 다른 접촉 팁 구조체에 대해 상대적으로 넓은 관계로 배치된 몸체 부분을 가지며, 상기 몸체 상에 다른 기하학적 접촉 특징부에 대해 상대적으로 엄밀한 관계로 상호 배치된 기하학적 접촉 특징부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉 구조체.33. The system of claim 32, wherein each contact tip structure has a body portion disposed in a relatively wide relationship relative to another contact tip structure, and wherein the geometry is disposed mutually in a relatively rigid relationship relative to other geometric contact features on the body. An electrical contact structure having a contact feature. 제33항에 있어서, 기하학적 접촉 특징부는 피라미드 형태인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉 구조체.34. The electrical contact structure of claim 33, wherein the geometric contact feature is in the form of a pyramid. 제33항에 있어서, 기하학적 접촉 특징부는 절두형 피라미드 형태인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉 구조체.34. The electrical contact structure of claim 33, wherein the geometric contact features are in the form of truncated pyramids. 제33항에 있어서, 기하학적 접촉 특징부는 적어도 하나 이상의 딤플 형태인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉 구조체.34. The electrical contact structure of claim 33, wherein the geometric contact features are in the form of at least one dimple. 제32항에 있어서, 상기 조인트는 땜납인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉 구조체.33. The electrical contact structure of claim 32, wherein said joint is solder. 제32항에 있어서, 상기 조인트는 도금체인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉 구조체.33. The electrical contact structure of claim 32, wherein said joint is a plated body. 제32항에 있어서, 상기 조인트는 도전성 접착제인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉 구조체.33. The electrical contact structure of claim 32, wherein said joint is a conductive adhesive. 2개의 전자 부품을 상호 접속하기 위한 방법에 있어서,In a method for interconnecting two electronic components, 2개의 전자 부품 중의 하나의 표면으로부터 연장하는 상호 접속 요소에 예비 제조된 접촉 팁 구조체를 결합하는 단계와,Coupling the prefabricated contact tip structure to an interconnecting element extending from the surface of one of the two electronic components, 상기 접촉 팁 구조체를 2개의 전자 부품의 다른 하나 상의 대응 단자에 대해 압착하는 단계를Pressing the contact tip structure against a corresponding terminal on the other of the two electronic components 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제40항에 있어서, 2개의 전자 부품 중의 하나는 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein one of the two electronic components is a semiconductor device. 제41항에 있어서, 반도체 장치는 주문형 집적 회로(ASIC)인 것을 특징으로 하는 방법.42. The method of claim 41 wherein the semiconductor device is an application specific integrated circuit (ASIC). 제41항에 있어서, 반도체 장치는 마이크로프로세서(microprocessor)인 것을 특징으로 하는 방법.42. The method of claim 41 wherein the semiconductor device is a microprocessor. 제40항에 있어서, 2개의 전자 부품 중의 하나는 프로브 카드 조립체의 요소인 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein one of the two electronic components is an element of a probe card assembly. 제40항에 있어서, 2개의 전자 부품 중의 하나는 프로브 카드 조립체의 공간 변환기인 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein one of the two electronic components is a spatial transducer of the probe card assembly. 제40항에 있어서, 2개의 전자 부품 중의 다른 하나는 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein the other of the two electronic components is a semiconductor device. 제40항에 있어서, 2개의 전자 부품 중의 다른 하나는 반도체 웨이퍼 상에 위치하는 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 방법.41. The method of claim 40, wherein the other of the two electronic components is a semiconductor device located on a semiconductor wafer. 제47항에 있어서, 상기 반도체 장치는 메모리 장치인 것을 특징으로 하는 방법.48. The method of claim 47, wherein the semiconductor device is a memory device. 다수의 접촉 팁 구조체를 희생 기판 상에 형성하는 방법에 있어서,A method of forming a plurality of contact tip structures on a sacrificial substrate, the method comprising: A. 다수의 접촉 팁 구조체가 제조될 희생 기판을 제공하는 단계와,A. providing a sacrificial substrate on which a plurality of contact tip structures are to be manufactured; B. 그 표면 상에 해제 기구를 형성하고 다수의 접촉 팁 구조체가 제조될 다수의 위치를 한정함으로써 희생 기판을 준비하는 단계와,B. preparing a sacrificial substrate by forming a release mechanism on its surface and defining a number of locations where a plurality of contact tip structures will be manufactured; C. 준비된 희생 기판 상에 다수의 위치에 다수의 접촉 팁 구조체를 제조하는 단계를C. manufacturing a plurality of contact tip structures at a plurality of locations on the prepared sacrificial substrate. 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제49항에 있어서, 상기 해제 기구는 사용시 열 또는 화학적 에칭 중의 어느 한 공정에 의해 희생 기판으로부터 접촉 팁 구조체를 해제시키도록 설계된 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 49, wherein the release mechanism is designed to release the contact tip structure from the sacrificial substrate by either a thermal or chemical etching process in use. 제49항에 있어서, 희생 기판은 다수의 각각의 위치에 엄밀하게 위치된 기하학적 접촉 특징부를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.50. The method of claim 49, wherein the sacrificial substrate has geometric contact features located strictly in a plurality of respective locations. 제49항에 있어서, 접촉 팁 구조체는 우수한 접촉 저항을 위해 선택된 재료로 제조된 제1 층과, 결합성을 위해 선택된 재료로 제조된 최종 층과, 구조적 일체성을 위해 선택된 재료로 제조된 중간 층을 갖는 다중층을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.50. The contact tip structure of claim 49, wherein the contact tip structure comprises a first layer made of a material selected for good contact resistance, a final layer made of a material selected for bonding, and an intermediate layer made of a material selected for structural integrity. And a multilayer having a layer. 제49항에 있어서,The method of claim 49, A. 희생 기판은 실리콘 기판이고,A. The sacrificial substrate is a silicon substrate, B. 상기 실리콘 기판은 실리콘 기판의 표면 상에 알루미늄 층을 증착하는 단계와, 알루미늄 층 위에 구리 층을 증착하는 단계와, 구리 층 위에 마스킹 재료의 층을 증착하는 단계와, 다수의 위치에 마스킹 층을 통해 하부의 구리 층으로 연장하는 다수의 개구를 갖도록 마스킹 층을 처리하는 단계에 의해 준비되고,B. The silicon substrate comprises the steps of depositing an aluminum layer on the surface of the silicon substrate, depositing a copper layer over the aluminum layer, depositing a layer of masking material over the copper layer, and masking layer in multiple locations Treating the masking layer to have a plurality of openings extending therethrough to the underlying copper layer, C. 다수의 접촉 팁 구조체는 구리 층 상으로 상기 개구 내의 니켈 층을 증착하는 단계와, 니켈 층 상으로 금 층을 증착하는 단계에 의해 준비된 실리콘 기판 상에 제조되는C. A plurality of contact tip structures are fabricated on a silicon substrate prepared by depositing a nickel layer in the opening onto a copper layer and depositing a gold layer onto the nickel layer. 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the method. 제53항에 있어서, 알루미늄 층은 대략 20,000 Å의 두께를 가지며, 구리 층은 대략 5,000 Å의 두께를 가지며, 마스킹 층은 대략 2 mil의 두께를 가지며, 니켈 층은 대략 1 내지 1.5 mil의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.55. The method of claim 53, wherein the aluminum layer has a thickness of approximately 20,000 mm 3, the copper layer has a thickness of approximately 5,000 mm 3, the masking layer has a thickness of approximately 2 mils, and the nickel layer has a thickness of approximately 1-1.5 mils. Having a method. 제53항에 있어서, 알루미늄 층을 증착하기 전에 티타늄 층을 실리콘 기판의 표면 위로 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.54. The method of claim 53, further comprising depositing a titanium layer over the surface of the silicon substrate prior to depositing the aluminum layer. 제53항에 있어서, 니켈 층을 증착하기 전에 구리 층 위로 귀금속 층을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.54. The method of claim 53, further comprising depositing a noble metal layer over the copper layer prior to depositing the nickel layer. 제49항에 있어서,The method of claim 49, A. 희생 기판은 알루미늄이고,A. The sacrificial substrate is aluminum B. 알루미늄 기판은 알루미늄 기판 위로 마스킹 재료 층을 증착하는 단계와, 다수의 위치에 마스킹 층을 통해 하부의 알루미늄 기판으로 연장하는 다수의 개구를 갖도록 마스킹 층을 처리하는 단계에 의해 준비되고,B. The aluminum substrate is prepared by depositing a layer of masking material over the aluminum substrate, and processing the masking layer to have a plurality of openings in multiple locations extending through the masking layer to the underlying aluminum substrate, C. 다수의 접촉 팁 구조체는 상기 개구 내에 알루미늄 기판 위로 경질 금의 얇은 층을 증착하는 단계와, 경질 금의 층 위로 상대적으로 두꺼운 니켈 층을 증착하는 단계와, 니켈 층 위로 연질 금의 얇은 층을 증착하는 단계에 의해 준비된 알루미늄 상에서 제조되는C. The plurality of contact tip structures include depositing a thin layer of hard gold over the aluminum substrate in the opening, depositing a relatively thick layer of nickel over the layer of hard gold, and depositing a thin layer of soft gold over the nickel layer. Prepared on aluminum prepared by the depositing step 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the method. 제57항에 있어서, 경질 금의 층은 대략 100 마이크로인치의 두께를 가지며, 니켈 층은 대략 2 mil의 두께를 가지며, 연질 금의 층은 대략 100 마이크로인치의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.58. The method of claim 57, wherein the layer of hard gold has a thickness of approximately 100 microinches, the nickel layer has a thickness of approximately 2 mils, and the layer of soft gold has a thickness of approximately 100 microinches. 제57항에 있어서, 니켈 층을 증착하기 전에 아주 얇은 구리 스트라이크를 경질 금의 층으로 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.59. The method of claim 57, further comprising depositing a very thin copper strike into a layer of hard gold prior to depositing the nickel layer. 제57항에 있어서, 알루미늄 기판에 배킹(backing) 시트를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.58. The method of claim 57, wherein a backing sheet is provided on the aluminum substrate. 제49항에 있어서,The method of claim 49, A. 희생 기판은 실리콘 기판이고,A. The sacrificial substrate is a silicon substrate, B. 상기 실리콘 기판은 제조될 접촉 팁 구조체 상에 기하학적 접촉 특징부를 갖는 것이 바람직한 특정 위치에서 실리콘 기판 내로 홈(pit)을 에칭하는 단계와, 마스킹 층을 도포하여 접촉 팁 구조체가 제조될 위치에 개구를 갖도록 마스킹 층을 패턴화하는 단계에 의해 준비되는B. The silicon substrate is etched into a silicon substrate at a particular location where it is desired to have geometric contact features on the contact tip structure to be fabricated, and the masking layer is applied to open the location where the contact tip structure will be fabricated. Patterned masking layer to have a 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the method. 제49항에 있어서, 해제 기구는 기판의 표면 위로 증착된 비습윤성 재료이고, 넌웨팅(non-wetting) 재료는 상기 비습윤성 재료 위로 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.50. The method of claim 49, wherein the release mechanism is a non-wetting material deposited over the surface of the substrate and a non-wetting material is deposited over the non-wetting material. 제62항에 있어서, 넌웨팅 재료 층 위로 비습윤성 재료의 제2 층을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.63. The method of claim 62, further comprising depositing a second layer of non-wetting material over the non-wetting material layer. 제63항에 있어서, 비습윤성 재료의 제2 층 위에 넌웨팅 재료의 제2 층을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.64. The method of claim 63, further comprising depositing a second layer of non-wetting material over the second layer of non-wetting material. 제64항에 있어서, 넌웨팅 재료의 제2 층 위로 배리어 층을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.65. The method of claim 64, further comprising depositing a barrier layer over the second layer of nonwetting material. 제49항에 있어서,The method of claim 49, A. 희생 기판은 실리콘 기판이고,A. The sacrificial substrate is a silicon substrate, C. 다수의 접촉 팁 구조체는 알루미늄 층을 증착하고, 크롬 층을 증착하고, 구리 층을 증착하고, 금 층을 증착함으로써 준비된 실리콘 기판 상에 제조되는C. A number of contact tip structures are fabricated on a silicon substrate prepared by depositing an aluminum layer, a chromium layer, a copper layer, and a gold layer. 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the method. 상호 접속 요소의 단부에 결합하기 위해 사용되도록 설계된 접촉 팁 구조체에 있어서,A contact tip structure designed for use to engage an end of an interconnection element, the contact tip structure comprising: 희생 기판 상의 소정의 위치에서 희생 기판 상에 위치하고 제조된 다수의 접촉 팁 구조체를 구비하고,Having a plurality of contact tip structures positioned and fabricated on the sacrificial substrate at predetermined locations on the sacrificial substrate, 사용시 희생 기판은 접촉 팁 구조체가 대응되는 다수의 상호 접속 요소에 결합된 후에 접촉 팁 구조체로부터 분리되는In use, the sacrificial substrate is separated from the contact tip structure after the contact tip structure is coupled to a corresponding plurality of interconnecting elements. 것을 특징으로 하는 접촉 팁 구조체.A contact tip structure, characterized in that. 전자 부품의 단자에 접속을 위해 사용되도록 설계된 예비 제조된 접촉 팁 구조체에 있어서,In a prefabricated contact tip structure designed to be used for connection to a terminal of an electronic component, 희생 기판 상에 형성되고, 사용시 상호 접속 요소에 결합되도록 설계되고, 상호 접속 요소와 전자 부품의 단자들 사이의 전기적 접속을 수행하는 다수의 금속 구조체를 구비하는 것을 특징으로 하는 예비 제조된 접촉 팁 구조체.A prefabricated contact tip structure formed on the sacrificial substrate and designed to be coupled to the interconnection element in use and having a plurality of metal structures for performing electrical connection between the interconnection element and the terminals of the electronic component. . 제68항에 있어서, 금속 구조체는 다중층 금속 구조체이고, 희생 기판은 금속 시트이고, 상기 금속은 알루미늄이고, 상기 희생 기판은 실리콘 웨이퍼이고, 상기 희생 기판은 알루미늄, 구리 및 실리콘으로 구성된 군으로부터 선택된 재료인 것을 특징으로 하는 예비 제조된 접촉 팁 구조체.69. The method of claim 68, wherein the metal structure is a multilayer metal structure, the sacrificial substrate is a metal sheet, the metal is aluminum, the sacrificial substrate is a silicon wafer, and the sacrificial substrate is selected from the group consisting of aluminum, copper, and silicon. A prefabricated contact tip structure, characterized in that the material. 제68항에 있어서, 금속 구조체는The method of claim 68, wherein the metal structure is 니켈 및 그 합금,Nickel and its alloys, 구리, 코발트, 철 및 그 합금,Copper, cobalt, iron and its alloys, 우수한 도전 특성과 양호한 접촉 저항 특성을 나타내는 금(경질 금) 및 은,Gold (hard gold) and silver, which exhibit good conductivity and good contact resistance properties, 백금계 원소,Platinum Element, 귀금속,Precious Metals, 준귀금속 및 그 합금, 특히 팔라디움 군 및 그 합금 요소,Quasi-noble metals and their alloys, especially palladium groups and their alloy elements, 텅스텐, 몰리브덴 및 다른 내화성 금속 및 그 합금,Tungsten, molybdenum and other refractory metals and their alloys, 주석, 납, 비스무쓰, 인디움 및 그 합금의Of tin, lead, bismuth, indium and its alloys 군으로부터 선택된 재료로 제조된 적어도 하나 이상의 층이 되는At least one layer made of a material selected from the group 것을 특징으로 하는 예비 제조된 접촉 팁 구조체.A prefabricated contact tip structure, characterized in that. 제68항에 있어서, 각각의 금속 구조체는 표면 상에 기하학적 특성을 가지며, 기하학적 특성을 가지는 상기 표면은 사용시 전자 부품의 단자에 가압 접속을 수행하는 표면인 것을 특징으로 하는 예비 제조된 접촉 팁 구조체.69. The prefabricated contact tip structure of claim 68, wherein each metal structure has a geometrical characteristic on the surface, the surface having the geometrical characteristic being a surface that makes a pressure connection to a terminal of an electronic component in use.
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