KR20010112837A - 집적화 마이크로 콘택트핀 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

패키지 전의 예를들면 전극간격이 150㎛정도의 고밀도 LSI에 대하여, 고속도신호 시험을 가능하게 한다. 단자지지체(11)에 관통형성된 단자용 동축선로(13)가 이차원으로 배열되고, 이들 선로(13)의 각 일단에 도전성 위스커와 같은 콘택트핀(18)의 일단이 고정되고, 타단은 단자지지체(11)와 동일한 구성의 접속판(72)을 통하여 삼차원에 상방으로 퍼지는 전송선로 블록(61)이 부착되고, 블록(61)의 일단은 동축선로(13)의 타단에 접속되고, 상단은 인접간격이 넓혀진, 직류를 통하는 증계용 고주파 전송선로(62)가 유지되어 있다. 넓혀진 전송선로(62)는 퍼포먼스보드(도시하지 않음)에 접속된다. 콘택트핀(18)의 길이는 0.3 내지 0.5mm정도이고, 이 위치까지 특성임피던스가 유지된다. 단자지지체(11)는 교체가능하다.

Description

집적화 마이크로 콘택트핀 및 그 제조방법{INTEGRATED MICROCONTACT PIN AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 예를들면 패키징 하기전의 반도체집적회로 혹은 패키지 된 초소형의 반도체 집적회로의 동작을 시험하기 위하여 사용되고, 마이크로 콘택트핀이 집적화된 마이크로 콘택트핀 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 패키징 하기전의 반도체 집적회로의 동작을 체크하기 위하여, 반도체 집적회로와 접촉시키는 콘택트핀은 바늘끝과 유사하는 것이고, 저속신호를 프로빙하는 것이다. 따라서, 종래의 이 종류의 콘택트핀은 특히 신호 전송로로서 특성임피던스를 일정하게하는 등의 배려는 되어 있지 않았다.

이때문에, 이와같은 콘택트핀을 사용하여 반도체 집적회로에 대하여 고속신호를 송,수신하는 경우에는 콘택트핀에 의한 신호전송에 있어서 방사나 크로스토크등의 좋지않는 형편이 생기고 있다.

고속신호를 프로빙하는 목적으로 신호전송선로의 개념을 담은 콘택트핀은 캐스케이드 마이크로 웨이브사의 마이크로파용 프로프가 시판되고 있다. 이는 입력측 콘택트핀을 한개 유지한 블록과, 출력측 콘택트핀을 한개 유지한 블록과를 틀체에 부착하여 반도체 집적회로에 대하여, 한쌍의 점을 프로빙 하는 것이 있다. 이 마이크로파용 프로브를 사용하여 반도체 집적회로의 다수군데를 시험하는데는 많은 시간이 걸리고, 또 복수군데의 동작상태를 동시에 시험할 수는 없다.

종래에 있어서, 다수군데를 동시에 프로빙하는 다채널 프로빙핀으로서 일본국 특허공개 321170/95「IC회로시험용 프로브 집성체」(미국특허출원 08/247,874호)가 알려져 있다. 이 프로브 집성체에 있어서는 유도체 필름층의 일면에 스프링성의 얇은 금속판을 형성하고 타면에 스프링성의 다수의 금속성 리드패턴이 병렬형성되고, 이들 리드패턴은 그 동일측의 각 일단이 유전체 필름층으로부터 0.76mm정도 돌출하여 프로브 돌기체(접속핀)로 되어 있다. 특히 명기되어 있지 않지만,「접지(그라운드)에 대하여 적절한 전기적 임피던스 특성을 달성시키고 있다」인 기재로 부터, 상기 금속판과 각 리드패턴과는 각각 마이크로 스트립라인을 구성하고 있다고 고려되고, 고주파 전송선로의 특성을 유지한 상태에서 다수의 핀을 반도체 집적회로에 대하여 동시에 프로빙시킬 수 있다고 추찰된다.

그러나, 이와같은 집적화 마이크로 콘택트핀은 접촉핀의 간격이 좁고, 접촉핀이 현저히 미세한 것으로 되어 있기 때문에, 사용을 반복하고 있는 사이에 비교적 빠르게 마모하고, 게다가 그 마모가 전체접촉핀에 대하여 한결같이 않기 때문에, 콘택트핀을 포함하는 다수의 리드패턴이 형성된 시트의 전체를 교환할 필요가 생긴다. 이 경우, 상기 일본국 특허공개공보에 개시된 종래의 집적화 마이크로 콘택트핀은 그 리드패턴을 포함하는 시트부분이 비교적 크고, 비교적 고가한 것으로서 그 고가인 시트를 교환하는 것은 비용이 상당히 소요되는 것으로 된다.

또, 상기 집적화 마이크로콘택핀은 리드패턴이 접근하고, 이들 사이를 차폐하는 것이 없기 때문에, 인접리드패턴을 전송하는 양 복호간의 간섭, 즉 채널간의 간섭이 생기는 문제가 있다.

더욱 더 접촉핀은 일열로, 또는 2 열로 배열되고, 사각형 반도체 집적회로의 각변에 따라 배열된 패드에 대하여 프로빙 하는 것이 있다.

패키지된 초소형 반도체 집적회로에 대한 시험을 위한 집적화 마이크로 콘택트핀에 대해서도 상기와 동일한 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 핀간격이 예를들면 150㎛와 같이 좁고, 또한 많은 핀을 갖는 것일지라도 염가로 만들 수 있는 집적화 마이크로콘택트 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적을 간단히 교환할 수 있고, 또한 비용도 염가로 해결되는 집적화 마이크로 콘택트핀 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 집적화 마이크로 콘택트핀에 의하면, 단자지지체에 직류전류를 전송할 수 있는 단자용 고주파 전송선로가 복수개 관통형성되고, 그 단자지지체의 한쪽면에 있어서 각 단자용 고주파 전송선로의 일단에 콘택트핀의 일단이 각각 부착되어 있다.

더욱더, 본 발명의 태양에 의하면 단자지지체의 다른편의 면측에 있어서 전송선로 블록이 단자지지체에 떼어내기 자유롭게 고정되고, 전송선로 블록내에는 복수의 중계용 고주파 전송선로가 배열되어 있고, 각 중계용 고주파 전송선로의 일단은 단자용 고주파 전송선로와 동일간격으로 위치되고 또한 대응하는 단자용 고주파 전송선로의 타단과 각각 접속되고, 중계용 고주파 전송선로의 타단은 단자용 고주파 전송선로의 타단은 단자용 고주파 전송선로의 간격 보다 크게되어 있다.

본 발명의 다시 다른 태양에 의하면, 단자지지체는 판상체이고, 단자용 고주파 전송선로는 이차원으로 분포되어 있고, 전송선로 블록은 삼차원적으로 점차 퍼져 있다.

본 발명의 더욱더 다른 태양에 의하면, 중계용 고주파 전송선로는 고주파적으로 서로 차폐되어 있다.

본 발명의 더욱더 다른 태양에 의하면, 단자용 고주파 전송선로는 고주파적으로 서로 차폐되어 있다.

본 발명의 제조방법에 의하면, 직류전류를 전송가능한 단자용 고주파 전송선로를 단자지지체에 관통형성하고,

마이크로 콘택트핀을 얇은 기판상에 배열하고, 그 마이크로 콘택트핀이 배열된 기판을 복수매 경사지게 적층하여 기판 적층체를 만들고,

그 기판 적층체의 각 마이크로 콘택트핀의 일단과 각 단자용 고주파 전송선로의 일단을 각각 접속하고,

그후 기판 적층체의 기판을 용해제거한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 도시하고 도 1a는 도 1b의 1a-1a선 단면도, 도 1b는 도 1a의 저면도,

도 2a 내지 도 2e는 각각 도 1중의 단자지지체(11)의 제조공정을 도시하는 도 1a와 대응하는 단면도,

도 3a 내지 도 3f는 각각 도 1중의 콘택트핀(18)의 집합을 단자지지체(11)에 접속하는 공정을 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명의 실시예의 사용상태의 예를 도시하는 단면도,

도 5a 내지 도 5c는 각각 코프레너선로를 갖는 단자지지체(11)의 제조공정을 설명하기 위한 도면,

도 6은 마이크로 스트립선로를 갖는 단자지지체(11)의 제조공정을 설명하기 위한 사시도,

도 7은 집적화 마이크로 콘택트핀(31)에 전송선로 블록(61)을 조합시킨 실시예를 도시하는 사시도,

도 8a 내지 도 8d는 각각 코프레너선로를 갖는 전송선로 블록(61)의 제조공정을 설명하기 위한 도면,

도 9는 집적화 마이크로 콘택트핀(31)과 전송선로 블록(61)을 조합시킨 다른 실시예를 도시하는 단면도,

도 10a 내지 도 10d는 각각 전송선로 블록(61)의 다른예를 제조하는 경우의 설명도,

도 11은 집적화 마이크로 콘택트핀과 전송선로 블록을 조합시킨 다른 실시예를 도시하는 단면도.

도 1에 본 발명에 의한 집적화 마이크로 콘택트핀의 실시예를 도시한다.

단자지지체(11)는 이 예에서는 사각형기판(12)에 복수의 단자용 고주파 전송선로(13)가 관통형성되고, 이들 단자용 고주파 전송선로(13)가 매트릭스상으로 배열위치하고 있다. 각 단자용 고주파 전송선로(13)는 직류전류를 통할 수 있는 것이다. 이예에서는 단자용 고주파 전송선로(13)는 동축전송선로로서 구성한 경우로, 기판(13)은 금속등의 도전성 재료로 이루어지고, 기판(12)에 관통구멍이 형성되고, 그 관통구멍(14)의 중심축선상에 이에 따라 중심도체(15)가 배치되고, 그 중심도체(15)와 관통구멍(14)의 내국면와의 사이에 유전체층(16)이 충전되고 관통구멍(14)의 내주면을 포함하는 기판(12)이 외도체로서 작용하는 동축전송선로(13)가 구성된다.

이 단자지지체(11)의 일면에서 콘택트핀(18)의 일단이, 각 단자용 고주파 전송선로(13)의 일단에 직류전류를 흐를 수 있도록 각각 접속된다. 이 실시예에서는 중심도체(15)의 일단에 콘택트핀(18)의 일단이 접속된다. 콘택트핀(18)은 중심도체(15)에 대하여 경사지게, 즉 중심도체(15)가 수평면(19)에 대하여 수직으로 경우에 콘택트핀(18)이 수평면(19)에 대한 각도가 30°내지 60°정도로 되도록 하는 것이 바람직하다.

기판(12)의 적당한 위치, 도면에서는 네귀통이에, 이 집적화 마이크로 콘택트핀(21)을 예를들면 시험장치와의 접속용 퍼포먼스보드에 부착하는 경우의 위치결정용구멍(22)이 관통형성되어 있다.

단자용 고주파 전송선로(13)의 수는 실제로는 수십 내지 수백 ×수십 내지수백 정도로 다수 설치되고, 기판(12)의 두께 D1는 예를들면 300㎛, 콘택트핀(18)의 간격(피치)D2는 예를들면 150㎛정도, 관통구멍(14)의 내경(R1)이 예를들면 80㎛정도, 콘택트핀(18)의 길이 L1가 예를들면 30 내지 50㎛정도이다.

단자용 고주파 전송선로(13)의 특성임피던스는 이것이 접속되는 반도체 집적회로 시험장치와의 접속선의 특성 임피던스와 정합하도록 예를들면 50Ω로 된다. 특성임피던스는 동축선로의 경우, 외도체의 내경과 중심도체의 외경과 이들사이의 유전체의 유전율에 의하여 결정된다.

기판(12)으로서 세라믹스와 같은 절연재를 사용하고, 관통구멍(14)의 내주면에 금속의 증착등에 의하여 메탈라이즈를 행하여, 외도체를 형성하여, 동축선로로 하여도 좋다.

다음에 이 집적화 마이크로 콘택트핀의 제조방법의 실시예를 도 2를 참조하여 설명한다.

기판(12)으로서 Al, Cu, Bronze등의 금속재 또는 예를들면 실리콘기판에 붕소등의 불순물을 주입한 도전재가 사용되고 그 단자용 고주파 전송선로(13)가 형성되어야 할 위치에 각각, 예를들면 사진촉각법에 의하여 원형관통구멍(14)이 도 2a에 도시하는 바와같이 형성된다.

더욱이 도 2의 단면은 도 1a의 단면과 대응하는 것이다. 이 경우 도면에 도시하지 않지만 도 1b중의 위치결정용 구멍(22)도 관통형성하여 둔다.

다음에, 도 2b에 도시하는 바와같이 관통구멍(14)에 예를들면 SiO₂등의 유전체층(16)을 CVD법(화학적 기상 성장법)에 의하여 매립하고, 그후, 도 2c에 도시하는 바와같이 관통구멍(14)과 동축심의 중심구멍(24)을 포토에칭법 등에 의하여 관통형성한다. 도 2d에 도시하는 바와같이 그 중심구멍(24)내에 금, 구리 등을 도금, 증착 등을 행하여 중심도체(15)를 매립한다. 이 중심도체(5)를 관통구멍(14)에 매립함에는 금속세선을 글라스의 허메틱시일(hermetic seal)로 하더라도 좋다. 이와같이하여 도 1중의 단자지지체(11)가 구성된다.

한편, 콘택트핀 집합체를 예를들면 이하와 같이하여 작성한다. 즉 도 3a에 도시하는 바와같이 얇은 기판(25)에서도 서로 평행한 등피치의 복수의 위치결정홈(26)을 형성한다. 이 위치결정홈(26)의 피치(D3)는 콘택트핀(18)의 피치(D2)와 동일하게 한다. 기판(25)의 폭(W1)은 콘택트핀(18)의 길이(L1)정도로 한다. 이 위치결정홈(26)은 V홈이 바람직하고, 예를들면 기판(25)으로서 실리콘결정판을 사용하고, 이에 대하여 패터닝과 실리콘결정의 이방성을 이용한 에칭에 의하여 용이하게 형성할 수가 있다.

도 3b에 도시하는 바와같이 각 위치결정홈(26)에 콘택트핀(18)을 그 홈(26)을 안내로서 배치한다. 콘택트핀(18)으로서는 도전성 위스커(머리털모양 단결정), 세선상 글라스에 금도금한 것, 인청동선과 같은 스프링성 금속센서등 도전성이 있고, 견고하고 또한 탄력성이 있는 직경 20 내지 30㎛정도의 것이 사용된다. 위치결정홈(26)내에 위치결정된 콘택트핀(18)의 위치를 유지하기 위하여, 예를들면 SiO₂등의 절연재의 얇은 유지막(27)을 예를들면 CVD법에 의하여 도 3c에 도시하는 바와같이 기판(25)상에 형성한다. 콘택트핀(18)은 기판(25)과 유지막(29)와의 사이에 매립된 상태로 된다.

이와같이 기판(25)위에 복수의 콘택트핀(18)을 유지한 것의 복수매를 도 3d에 도시하는 바와같이, 콘택트핀(18)의 길이방향에 있어서, 거리 D4만큼 순차적으로 비키어 놓은 상태에서, 에폭시계 유기 접착제, 폴리이미드계 유기접착제등의 접착제를 통하여 포개어서 적층체(28)를 구성한다. 이 적층체(28)를 수평으로 배치하였을 때, 콘택트핀(18)이 수평면에 대하여 각도θ가 소정값(30도 내지 60도)로 되도록 어긋남(D4)의 크기를 결정한다.

이 적층체(28)의 상면과 하면을 각각 도 3e에 도시하는 바와같이 예를들면 기계연마에 의하여 평탄화 한다. 이 평탄화에 의하여 콘택트핀(18)의 양단이 각각 일평면상에 있는 접촉면으로 나타나도록한다. 이때, 행열에 배치된 콘택트핀(18)의 행방향의 피치 및 열방향의 피치가 단자지지체(11)에 지지되어 있는 동축선로(13)의 중심도체(15)의 행방향의 피치 및 열방향의 피치와 각각 일치하도록 위치결정홈(26)의 피치, 기판(25)의 두께, 홈(26)의 길이, 유지막(27)의 두께를 선정하여 둔다.

이 상면과, 하면을 평탄화한 적층체(28)(도 3e)와 단자지지체(11)(도 2d)를 도 3f에 도시하는 바와같이 콘택트핀(18)의 끝면과 중심도체(15)의 끝면을 서로접촉시켜서 양자를 가열용착법이나 땜납등에 의하여 서로 접합한다. 그후, 기판(25)과 유지막(27)을 화학적으로 용해제거한다. 이 경우 중심도체(15)가 화학적 반응을 하기 어려운 재료, 예를들면 금등을 코팅한 도체를 사용하든가, 기판(25)과유지막(27)을 각각 단독을 용해하는 화학용해제를 사용하여 화학적 에칭등에 의하여 제거한다. 더욱이 필요하면, 화학적 반응에 대하여 보호하는 레지스트 재료등에 의하여, 단자지지체(11)를 마스킹을 행하여 기판(25), 유지막(27)을 용해제거한다. 이로써 도 1에 도시한 집적화 마이크 콘택트핀이 얻어진다. 상기 중심도체(15)와 콘택트핀(18)와의 접합이 용이하고 또한 확실히 행해지도록, 중심도체(15)의 끝면을 단자지지체(11)(기판12)의 판면 보다 약간 돌출시켜두면 좋다.

상술에서는 단자지지체(11)의 기판(12)으로서 도전성 재료를 사용하였지만, 세라믹스와 같이 절연재를 사용하여도 좋다. 이경우는 도 2a에 도시한 바와같이 관통구멍(14)을 형성한 후, 도 2e에 도시하는 바와같이 관통구멍(14)의 내주면을 금의 증착등에 의하여 메탈라이즈하여 외부도체(29)를 형성하고, 그후, 그 외부도체(29)내에 도 2b 내지 도 2d를 참조하여 설명한 것과 동일한 수법에 의하여 중심도체(15)와 유전체(16)를 형성하여라도 좋다.

도 4에 도시하는 바와같이, 반도체 집적회로 시험장치의 신호처리용 퍼포먼스보드(32)로부터 돌출한 위치결정핀(33)을 단자지지체(11)의 위치결정용구멍(22)내에 끼워맞춤삽입하여, 단자용 동축선로(고주파 전송선로)(13)을 퍼포먼스보드(32)의 동축형 관통구멍(34)와 접속한 상태에서 퍼포먼스보드(32)에 본 발명에 의한 집적화 마이크로 콘택트핀(31)을 떼어내기 자유롭게 고정한다. 집적화 마이크로 콘택트핀(31)의 각 콘택트핀(18)의 선단을 피시험 반도체 집적회로(35)상의 패드(전극)(36)의 대응하는 것에 각각 접촉시켜서, 시험을 행한다. 더욱이 패드(전극)(36)에는 직류바이어스 인가용의 것, 시험신호인가(송신)용전극, 프로빙용(수신)용 전극이 있다. 퍼포먼스보드(32)의 동축형 관통구멍(34)의 특성 임피던스와 단자용 고주파 전송선로(13)의 특성 임피던스가 정합하도록 되어 있다. 게다가 콘택트핀(18)은 길이가 예를들면 0.3 내지 0.5mm정도로 현저히 짧기 때문에, 고속의 시험신호를 패드(36)에 양호하게 전송하고, 또, 패드(36)로부터의 고속신호를 퍼포먼스보드(32)로 양호하게 전송할 수가 있다. 바이어스가 인가되는 패드와 접촉하는 콘택트핀(18)과 접속된 동축형 관통구멍(34)을 퍼포먼스보드(32)위의 선로패턴(37)과 접속되어 있다.

상술에 있어서 단자용 고주파 전송선로(13)로서 동축형의 것을 사용하였지만, 고주파신호를 전송하고 또한 직류신호도 전송할수만 있으면 다른 전송선로 로도좋다. 예를들면 코플레너 선로를 사용하여도 좋다. 이경우는 예를들면 도 5a에 도시하는 바와같이 Si₃N₄기판, 세라믹기판이나 글라스기판 등의 유전체기판(41)위에 예를들면 동박, 금박등에 대한 패터닝에 의하여 폭이 넓은 어스선(42)과 폭이 좁은신호선(43)을 번갈아 배열형성하고, 그 하나의 신호선(43)과 그 양 이웃의 어스선(42)에 의하여 코플레너선로(44)를 구성한다. 이 복수의 평행한 코플레너 선로(44)위에 예를들면 SiO₂의 화학적 기상성장 또는 증착에 의하여 유전제층(45)을 형성하고, 더욱어 그 유전체층(45)위에 코플레너선로(44)를 형성하고, 코플레너선로(44)와 유전체증(45)을 번갈아 형성하는 것을 반복한다. 이 코플레너선호(44)의 도면에 있어서 횡방향에 있어서 피치와 수, 또 도면에 있어서 종방향에 있어서 피치와 수가 목적하는 콘택트핀(18)의 배열의 대응하는 피치와 수에 각각 일치하도록한다.

그후, 도 5a중에 파선으로 도시하는 바와같이, 이 적층선로를 단자지지체(11)의 두께 D1씩, 코플레너선로(44)의 길이방향에 있어서 절단함으로써, 코플레너선로(44)를 단자용 고주파전송선로(13)로 하는 단자지지체(11)가 복수얻어진다.

도 5b에 단자용 코플레너선로를 갖는 단자지지체(11)의 도 1a와 대응하는 단면을 도시하고 있다. 도 5a의 아래와 위에 비교적 두꺼운 기판(41,46)을 설치하고, 이들의 부분에 위치결정용 구멍(22)을 각 단자지지체(11)에 절단전 또는 절단후에 형성하면 좋다. 코플레너선로(44)의 어스선(42)과 신호선(43)의 배열방향에 있어서는 인접코플레너선로(44)간에 어스선(42)이 존재하기 때문에 이들인접 코플레너선로(44)간의 간섭을 충분히 작게할 수가 있다. 도 5a에 있어서 코플레너선로(44)을 포개지는 방향에 있어서, 인접코플레너선로(44)간에서 간섭하는 염려가 있는 경우는 도 5c에 일부를 도시하는 바와같이 코플레너선로(44)와 유전체층(45)을 번갈아 겹쳐쌓을 경우에 유전체층(45)을 이층으로하고, 그 사이에 어스용 도체층(47)을 개재시키면 좋다.

단자용 고주파선로(13)로서 마이크로 스트립선로를 사용하여도 좋다.

그 경우의 단자지지체(11)의 제조방법을 도 6을 참조하여 설명한다. 코플레너선로에 의하여 단자용 고주파선로(13)를 구성하는 경우와 동일하게, 기판(41)위에 도체층으로 이루어지는 어스층(48)을 구리 또는 금등의 증착에 의하여 형성하고, 어스층(48)위에 예를들면 SiO₂의 증착에 의하여 유전체층(49)을 형성하고, 그 유전체층(49)위에 서로 평행한 복수의 신호선(51)을 형성하고, 마이크로 스트립선로(52)를 구성한다.

그 위에 유전체층(53)을 형성하고, 이후, 어스층(48)-유전체층(49)-신호선(51)-유전체층(53)을 순차적으로 형성하는 것을 반복하고, 그후, 이 적층체를 신호선(51)의 길이방향에 있어서 두께(D1)씩 절단함으로써, 마이크로스트림선로(52)를 단자용 고주파 전송선로(13)로하는 단자지지체(11)를 복수 얻을 수가 있다.

더욱이, 도 5, 도 6중의 유전체층으로서 예를들면 폴리이미드 필름을 사용하고, 이에 동박등의 도체박을 붙이고, 그 도체박을 코플레너선로(44), 신호선(51)에 가공하고, 또는 가공할 것없이 어스층으로 하고, 이와같은 것을 적층하여 열융착함으로써 도 5a 또는 도 6에 도시하는 적층체를 만들수도 있다.

상술한 집적화 마이크로 콘택트핀과 퍼포먼스보드와의 접촉을 용이하게하고, 또한 양호한 고주파특성을 유지하기 위하여, 단자지지체(11)에 전송선로 블록을 떼어내기 자유롭게 부착하면 좋다. 즉 도 7에 도시하는 바와같이 이차원으로 분포한 콘택트핀(18)을 구비한 집적화 마이크로 콘택트핀(31)위에 즉 콘택트핀(18)과 반대측에 전송선로 블록(61)이 떼어내기 자유롭게 부착된다. 전송선로 블록(61)의 내부에 일단이 집적화 마이크로 콘택트핀(31)의 각 단자용 고주파 전송선로(13)와 각각 접속되고, 타단이 집적화 마이크로 콘택트핀(31)과 반대의 면상(61a)에 위치는 중계용 고주파 전송선로(62)가 설치되어 있다. 이들 중계용 고주파전송선로(62)는 각각 집적화 마이크로 콘택트핀(31)으로 부터 멀어짐에 따라, 그 특성임피던스를 유지한채로 인접간격이 서서히 넓혀지고, 면상(61a)위에서는 단자지지체(11)측의 면에 있어서 중계용 고주파 전송선로(62)의 인접간격의 예를들면 10배정도로 되어 있다. 또, 이들 중계용 고주파 전송선로(62)는 직류신호도 전송가능한 것으로써, 또한 단자용 고주파 전송선로(13)와 특성임피던스가 정합되어 있는 것이다.

다음에 전송선로 블록(61)의 제조방법을 설명한다. 예를들면 도 8a에 도시하는 바와같이 일변측이 짧고 대향변이 긴, 예를들면 세라믹스등의 얇은 유전체기판(63)을 준비한다. 기판(63)에는 상기 짧은 변(63a)의 양측을 연장한 부착부(64)가 각각 일체로 형성되어 있다. 이 기판(63)의 일면에 일단이 짧은 변(63a)에 위치하고, 타단이 상기 긴 변(63b)에 위치한 코플레너선로(65)가 다수개, 포토에칭법이나 후막인쇄법등에 의하여 구리, 금등의 금속으로 형성된다.

코플레너선로(65)는 폭이 넓은 어스선(65a)과 폭이 좁은 신호선(65b)이 번갈아 배열되어, 각 신호선(65b)과 그 양측의 어스선(65a)에 의하여 한개의 코플레너선로(65)가 구성된다.

코플레너선로(65)의 수는 집적화 마이크로 콘택트핀(31)의 콘택트핀(18)의 행(또는 열)방향에 있어서 수와 같게되고, 또한 그 짧은 변(63a)측의 피치는 그 콘택트핀(18)의 행(또는 열)배열의 피치와 같게된다. 코플레너선로(65)의 타단 즉, 긴변(63b)측의 끝은 간격이 크게되고, 예를들면 짧은 변(63a)측의 간격의 약 10배로 된다(도면에는 작도이 형편상 그와같이 도시하지 않고 있다). 그 경우 코플레너선로(65)의 특성임피던스가 일정하게 유지되도록, 신호선(65b)의 폭은 일정 또한 신호선(65b)과 양측의 어스선(65a)와의 각간격도 일정하게 된다. 따라서 각 어스선(65a)의 폭은 짧은 변(63a)보다도 긴변(63b)에 가까와짐에 따라 서서히 넓혀지고 있다. 도면중의 한군데에 파선으로 도시하는 바와같이, 어스선(65a)의 도중에서 긴변(63b)에 가까와짐에 따라 넓어지는 슬릿(66)을 설치하여 어스선(65a)의 폭을 일정하게 유지할 수가 있다. 또 짧은 변(63a)은 직선으로 하지만, 코플레너선로(65)의 선로길이가 서로 같게 되도록 즉, 신호전반시간이 동일하게되도록, 긴변(63b)는 짧은 변(63a)에 대하여 오목한 원호상의 곡선으로 된다.

필요에 따라 도 8b에 도시하는 바와같이, 기판(63)의 타면에 구리등의 도체층(67)이 예를들면 증착에 의하여 형성된다. 이와같이 얻어진 다수의 코플레너선로(65)가 형성된 기판(63)을 다수매, 도 8c에 도시하는 바와같이, 짧은변(63a)측을 서로 접촉시켜, 긴변(63b)측을 예를들면, 세라믹스, 글래스드의 스페이서(68)을 통하여 순차적으로 포개맞추어서 서로 접착시킨다. 이 접착은 에폭시계나 폴리이미드계 등의 유기접촉제를 사용하거나 혹은 글라스, 세라믹 등이 저유전율의 스페이서를 개재시켜 열압착시키는 등에 의하면 좋다. 다음에 이 기판(63)을 직접접착시킨 측의 끝면을 도 8d에 도시하는 바와같이 평탄하게 한다.

이 겹쳐쌓는 기판(63)의 수는 집적화 마이크로 콘택트핀(31)의 콘택트핀(18)의 배열의 열(또는 행)방향에 있어서 수와 같게하고, 또한 그 평탄화한 끝면(61b)에 있어서, 코플레너선로(65)의 기판(63)의 겹쳐쌓는 방향에 있어서 피치는 집적화 마이크로 콘택트핀(31)의 콘택트핀(18)의 배열의 열(또는 행)방향에 있어서 피치와같게되어 있다. 즉 이렇게 되도록 기판(63)의 두께를 선정하고 있다.

이와같이 하여, 구성한 전송선로 블록(61)을 도 7에 도시한 바와같이, 그 각 기판(63)의 양측의 부착부(64)의 포개진 부분에 형성한 위치결정구멍(69)과 단자지지체(11)의 위치결정구멍(22)(도1)에 위치맞춤핀(71)을 삽통하여, 양자를 위치맞춤하여, 단자지지체(11)의 단자용 고주파 전송선로(13)와 중계용 고주파 전송선로(62)와의 각각 대응하는 것을 접촉 접속시킨다. 이경우 도 9에 도시하는 바와같이, 전송선로 블록(61)의 집적화 마이크로 콘택트핀(31)과의 접촉면(61b)에 단자지지체(11)와 동일한 구성의 접속핀(72)을 미리 고정하여두고, 그 접속판(72)에는 위치맞춤핀(71)을 돌출고정시켜두고, 접속판(72)에 단자지지체(11)을 떼어내기 자유롭게 고정하고, 그 경우에 위치맞춤핀(71)을 단자지지체(11)의 위치결정구멍(22)에 삽입함으로써, 각 대응하는 고주파 전송선로가 위치결정접속하고, 또한 집적화 마이크로 콘택트핀(91)을 교환하기 쉽도록 할 수도 있다. 중계용 고주파 전송선로(62)로서의 코플레너선로(65)는 도 10a에 도시하는 바와같이 기판(63)위에 어스선용 홈과 신호선용 홈과를 도 8a에 도시한 바와같은 패턴으로 형성하고, 이들 홈형성면상에 금속층을 형성한 후, 평탄화 연마함으로써, 이들 홈내에 각각 어스선(65a)와 신호선(65b)을 번갈아 얻도록하여도 좋다. 그후의 처리는 도 8에 도시한 경우와 동일하게 행하면 된다.

중계용 고주파전송선로(62)로서 동축선로에서 구성하는 예를 도시하다. 도 10b, 도 10c에 도시하는 바와같이, 기판(63)위에 사각형 동축선로의 끝면의 일반부의 형상을 이루는 사각형홈(75)을 다수개, 도 8a에 도시한 코플레너선로(65)와 동일하게 인접간격이 서서히 넓어지는 패턴으로 형성하고, 그홈(75)의 내면을 금 또는 구리 등에 의하여 메탈라이즈하여 외도체(76)을 형성하고, 그후 홈(75)내에 SiO₂와 같은 유전체(77)를 예를들면 증착에 의하여 매립하고, 그 유전체(77)위에 홈(75)의 중심에 따라 중심도체(78)를 인쇄법 또는 포토에칭법 등에 의하여 형성한다. 도 10b에서는 보기쉽도록 중심도체(78)를 파선으로 도시하였다. 이와같이 사각형 동축선로를 종방향으로 쪼갬으로 한 것을 형성한 기판(63)을 다수매 만들고 그 이매씩을 도 10d에 도시하는 바와같이 홈(75)의 형성면을 서로 접합하고, 사각형 동축선로의 종방향으로 쪼갬의 반체를 서로 합체시켜 사각형 동축선로(79)를 구성한다. 즉 다수의 동축선로(79)가 일단측의 인접간격이 접근하고, 타단측의 인접간격이 넓어진 것이 얻어진다. 이 포개어 맞춤기판(81)의 다수매, 도 8c에 도시한 것과 동일하게 일단측을 접촉시켜 타단측을 스페이서를 통하여 포개어서 합체하고, 다시 직접접촉하고 있는 측의 끝면을 도 8d에 도시한 것과 동일하게 평탄화하여 전송선로 블록(61)을 구성한다. 마찬가지로 중계용 고주파 전송선로(62)로서 원형동축선로를 구성하여도 좋다.

중계용 고주파 전송선로(62)로서, 동일하게 마이크로 스트립선을 사용하여 구성할 수도 있다. 이 경우는 도면에 도시하지 않지만 도 8a의 코플레너선로(65)의 패턴과 동일한 패턴의 신호선을 기판(63)의 일면에 형성하고, 기판(63)의 타면에 도체층(67)을 어스면으로서 형성하면 좋은 것은 용이하게 이해될 것이다.

전송선로 블록(61)의 집적화 마이크로 콘택트핀(31)과 반대측에 있어서, 간격이 크게된 중계용 고주파 전송선로(62)의 끝이 퍼포먼스보드의 대응하는 단자(전극)와 접속되지만, 그 접촉을 용이하게하기 위하여, 도 11에 도시하는 바와같이 집적화 마이크로 콘택트핀(31)측의 끝면(61b)와 평행한 평면으로 연마하여, 그 평면(61c)에 대하여 퍼포먼스보드(32)를 대접시켜서, 각 중계용 고주파 전송선로(62)가 소요의 전극과 접속하도록 하여도 좋다. 이 경우, 중계용 고주파 전송선로(62)에 있어서 신호전반시간의 어긋남을 퍼포먼스보드(32)측에 지연선을 삽입하여 전체로서의 전반시간을 가지런히 하면 좋다.

상술에 있어서, 집적화 마이크로 콘택트핀(31)으로서 콘택트핀(18)을 이차원 배열하였지만, 일차원 배열한 것도 좋다. 이에 대한 전송선로 블록(61)은 도 8a, 도 10a, 도 10d에 도시한 바와같이, 중계용 고주파 전송선로(62)를 이차원으로 배열한 것으로 된다. 더욱더 콘택트핀(18)을 경사지게 부착하였지만, 피시험 반도체 집적회로의패드(전극)에 수직으로 접촉하도록 부착하여도 좋다.

더욱더 부가적 기능으로서,

(a) 피시험 반도체 집적회로의 전극(36)과 마이크로 콘택트핀(18)사이의 접촉저항을 내릴 목적으로 전송선로 블록(61)을 초음파로 미동시켜, 콘택트핀(18)이 전극(36)을 문질러서 그 산화피막을 파괴하도록 하여도 좋다.

(b) 피시험 반도체 집적회로의 전극(36)으로부터 마이크로 콘택트핀(18)을 통하여 혹은 복사에 의하여 전송선로 블록(61)에 전달되는 열을 냉각기구에 의하여 방산시키도록 구성할 수도 있다.

(c) 전송선로 블록(61)의 측면 혹은 그에 준하는 장소에 감시카메라를 설치하고, 피시험 반도체 집적회로의 기판의 마커등을 식별하여, 마이크로 콘택트핀(18)을 피시험 반도체 집적회로의 전극(36)에 확실히 가이드하는 기구를 구비할 수도 있다.

본 발명에 의하면 이하의 효과가 얻어진다.

1) 패키징하기 이전 또는 최신의 초소형 패키지 된 반도체집적회로 동작시험을 실효있게 하는 마이크로 콘택트핀을 실현할 수 있다. 핀간격 150미크론 미터정도, 핀수도 수천채널의 실현도 가능하다.

2) 피시험 반도체 집적회로의 전극(36)에 프로빙하는 콘택트핀(18)의 직전까지 신호전송선로의 특성임피던스를 일정하게 유지함으로서 고속신호의 프로밍이 가능하다.

3) 시험신호가 측정신호의 전송뿐만 아니라, 직류바이어스도 피시험 반도체 집적회로에 인가할 수 있다.

4) 피시험 반도체 집적회로의 전극배치에 대응하여 마이크로 콘택트핀(18)을 기판에 이차원적으로 집적하는 것도 가능하다.

5) 집적화 마이크로 콘택트핀(31)의 단자지지체(11)에 가이드홈 혹은 가이드핀을 설치하는 경우는 피시험 반도체 집적회로가 바뀔때, 혹은 마이크로 콘택트핀(18)이 마모되었을때에 집적화 마이크로 콘택트핀(31)의 전체의 교환을 용이하게 행할 수 있고, 또한 위치결정 조정이 용이하게 된다.

6) 전송선로 블록(61)을 사용하는 경우는 집적화 마이크로 콘택트핀(31)의단자용 고주파 전송선로(13)의 간격을 이차원적으로 또는 삼차원적으로 널리할 수가 있고, 퍼포먼스보드와의 접속이 용이하게 된다.

7) 콘택트핀을 경사지게 부착하는 경우는 콘택트핀(18)이 반도체 집적회로의 전극에 접속시킬때마다 그 콘택트핀이 탄성적으로 휘고 접촉점이 어긋나서 전극이 문질러지고, 그 산화피막을 파괴하여, 양호한 전기적 접촉이 얻어진다.

8) 단자용 고주파 전송선로(13), 중계용 고주파 전송선로(62)로서 동축선로나 코플레너선로를 사용하는 경우는 인접전송선로간의 간섭을 방지할 수 있다.

Claims (13)

1. 직류전류를 전송가능한 단자용 고주파 전송선로가 복수개, 관통형성된 단자지지체와,

   상기 단자지지체의 한쪽면에 있어서, 상기 각 단자용 고주파 전송선로의 일단에, 일단이 각각 부착된 복수의 콘택트핀과

   를 구비하는 집적화 마이크로 콘택트핀.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단자지지체의 다른쪽 면에 있어서, 상기 각 단자용 고주파 전송선로의 타단과, 각각 일단이 접속되고, 타단이 상기 단자용 고주파 전송선로의 간격보다 넓혀진 중계용 고주파 전송선로를 갖고, 상기 단자지지체에 떼어내기 자유롭게 서로 고정된 전송선로 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트핀.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 단자지지체는 판상체이고, 상기 단자용 고주파 전송선로는 이차원으로 분포되고, 상기 전송선로 블록은 삼차원적으로 점차 넓혀져 있는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트핀.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 전송선로 블록의 중계용 고주파 전송선로는 서로 고주파적으로 차폐되어 있는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트핀.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 각 콘택트핀은, 상기 단자지지체의 상기 한쪽면에 대해, 거의 동일방향으로 경사지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트핀.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 단자지지체의 상기 단자용 고주파 전송선로는 고주파적으로 서로 차폐되어 있는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트핀.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 단자지지체는 상기 전송선로 블록에 착탈이 자유롭게 부착되고 또한 상호로 위치결정이 이루어지는 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트핀.
8. 제 3 항에 있어서, 상기 각 중계용 고주파 전송선로의 각 전기길이는 동일하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 직접화 마이크로 콘택트핀.
9. 제 3 항에 있어서, 상기 전송선로 블록은 상기 중계용 고주파 전송선로가 이차원적으로 배열된 층상블록의 복수개가 적층되어 삼차원 블록으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트핀.
10. 직류전류를 전송가능한 단자용 고주파 전송선로의 복수개를 분포시켜 관통시킨 단자지지체를 형성하는 공정과,

    복수의 마이크로 콘택트핀을 얇은 기판상에 병렬로 배열하고, 그 마이크로 콘택트핀이 배열된 기판을 복수매 경사지게 적층하여 기판 적층체를 만드는 공정과,

    상기 기판 적층체의 각 마이크로 콘택트핀과 상기 단자지지체의 각 단자용 고주파 전송선로의 일단을 각각 접속하는 공정과,

    상기 기판 적층체의 기판을 용해제거하는 공정과,

    를 갖는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 단자지지체를 형성하는 공정은,

    사각형 절연기판의 일면에 복수의 고주파 전송선로를 평행하게 나열하여 형성하는 전송선로 형성공정과,

    상기 고주파 전송선로가 형성된 상기 사각형 절연기판상에 유전체층을 형성하는 유전체 형성공정과,

    상기 유전체층상에 상기 전송선로형성공정과 상기 유전체형성공정을 소정회수 반복하여 고주파 전송선로 배열의 복수층을 내부에 포함하는 유전체블록을 형성하는 공정과,

    상기 유전체 블록을, 상기 고주파전송선로를 그 길이방향에 있어서, 상기 단자용 고주파 전송선로의 길이씩 절단하여 상기 단자지지체를 얻는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트핀의 제조방법.
12. 제 10 항에 있어서, 일평면에 상기 단자지지체의 단자용 고주파 전송선로의 분포와 동일분포를 갖고 일단이 배치되고, 타단이 상기 단자용 고주파 전송선로의 간격보다 넓혀진 중계용 고주파 전송선로를 내부에 구비하는 전송선로 블록을 형성하는 공정과,

    상기 전송선로 블록의 상기 일평면측과 상기 단자지지체의 상기 마이크로 콘택트핀과 반대측과를 대향시켜서 떼어내기 가능하게 서로 고정하고, 상기 단자용 고주파 전송선로와 상기 중계용 고주파 전송선로와의 대응하는 것을 서로 접속하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 집적화 마이크로 콘택트핀의 제조방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 전송선로 블록을 형성하는 공정은, 일변이 짧고, 이것과 대향하는 변이 긴, 얇은 유전체 기판의 일면에, 상기 복수의 중계용 고주파 전송선로의 일단이 상기 짧은면에 위치하고, 타단이 상기 긴변에 위치하고, 짧은 변으로부터 긴 변으로 근접함에 따라 인접간격이 서서히 넓혀지도록, 상기 중계용 고주파 전송선로를 나열하여 형성하는 공정과,

    이 중계용 고주파 전송선로가 일면에 형성된 얇은 유전체 기판의 복수매를, 그 짧은 변측을 서로 접촉시켜 긴변측을 스페이서를 통하여 순차적으로 포개어 맞추어서 서로 고정하는 공정과,

    이들 포개진 얇은 유전체 기판의 상기 짧은 변측을 평탄하게 하는 공정을 갖는 것을 특징으로하는 집적화 마이크로 콘택트핀의 제조방법.