KR20030033206A - Probe micro-structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 디바이스 및 플랫 패널 디스플레이 디바이스와 같은 전자부품의 전기적 특성을 검사하는 프로브 카드 및 프로브 구조체에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to probe cards and probe structures for inspecting electrical characteristics of electronic components such as semiconductor devices and flat panel display devices.
본 발명의 또다른 목적은 상기 프로브 구조체를 프로브 카드에 장착하는 방법에 관한 것이다.Another object of the invention relates to a method of mounting the probe structure to a probe card.
종래기술로서는, 텅스텐 니들(W-needle)의 단부가 테이퍼져 있으며 에폭시로 몰딩하는 (1) 캔틸레버식(cantilever) 에폭시 타입과 약 1~2mil의 골드와이어를 와이어본더로 일정형의 마이크로 스프링 형태를 만들고 전해도금을 하여 그 단부에 접촉단자를 붙여 만드는 (2) 마이크로 스프링 타입 등이 있다. 최근에는 도 5에 도시 된 바와 같이 폴리 실리콘에 마스크를 사용하여 이방성 식각을 하고 그 식각부에 금속층(seed layer)을 만들어 전해도금을 하여 소정의 프로브를 형성하고 이들을 세라믹 주면(ceramic substrate)에 부착하여 만드는 (3) 마이크로 캔틸레버식(micro cantilever type)인 리소그래픽 컨택 스프링(lithographic contact spring)등이 거론되고 있다.In the prior art, a tungsten needle (W-needle) is tapered and epoxy molded (1) cantilever epoxy type and about 1 to 2 mils of gold wire with a wire bonder to form a micro spring in a certain form. (2) Micro spring type and the like that are made by electroplating and attaching contact terminals to their ends. Recently, as shown in FIG. 5, anisotropic etching is performed on a polysilicon using a mask, a metal layer is formed on the etching portion, and an electroplating is performed to form predetermined probes, and the ceramics are attached to a ceramic substrate. (3) A micro cantilever type lithographic contact spring is mentioned.
상기한 종래 기술에 있어서의 문제들은, (1)의 경우 1.5~2.5inch의 needle을 특정각으로 밴딩(bending)하고 에폭시 수지로 수평 조립하여 고정하게 되는데 수지의 열수축, 팽창으로 인한 멀티테스트가 어렵거나 불가능하고 특정 디바이스 경우 팁(tip) 길이가 각기 달라서 검사(probing) 진행 중에 불안정한 특성을 나타내게 되며 대부분의 공정이 수작업에 의존하므로 재현성이 미흡하다. 또한, 탐침의 교체 즉 수리(Repair)가 어렵거나 불가능한 실정이다.Problems in the above-described prior art, in the case of (1) is to be fixed by bending a needle of 1.5 ~ 2.5inch at a specific angle and assembled horizontally with epoxy resin, which is difficult to multi-test due to thermal shrinkage and expansion of the resin In the case of a specific device, the tip lengths are different, and thus, they are unstable during the probing process, and the reproducibility is insufficient because most processes are manual. In addition, it is difficult or impossible to replace the probe (Repair).
(2)의 경우 와이어 본더로 리드(lead)를 형성하는데 4~8밀(mil) 외경인 케필러리(capillary)의 한계 때문에 미세간격 배열(fine pitch array)인 경우 인접한 리드에 간섭이 발생한다. 또한 수리(Repair)가 불가능하며 제조공정이 복잡하여 제조단가가 비싸다.In the case of (2), the lead is formed by wire bonder, but due to the limitation of capillary having an outer diameter of 4 to 8 mils, in the case of fine pitch array, interference occurs in adjacent leads. . In addition, repair is impossible and the manufacturing cost is high due to the complicated manufacturing process.
(3)의 경우에는 대한민국 공개특허공보 10-1999-029048 (1999.04.15) '프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법'이 있으며 내용을 설명하면 다음과 같다. 스프링 접촉 구조체들은 희생 기판 상에 한정된 개구 내로 금속 재료의 적어도 하나의 층을 증착시킴으로써 제조되었고 개구는 기판의 표면 내부에, 또는 희생 기판의 표면 상에 증착된 하나 이상의 층에 있을 수 있다. 각각의 스프링 접촉 요소는 기부 단부 부분, 접촉 단부 부분 및 중앙 본체부를 구비하였고 접촉 단부 부분은 중앙 본체부보다 z축으로 오프셋되었으며 기부 단부 부분은 중앙 본체부로부터 z축을 따라 대향 방향으로 오프셋되었다. 이러한 방식으로, 복수개의 스프링 접촉 요소들은 희생 기판 상에 서로 규정된 공간적 관계로 제조되었고 스프링 접촉 요소들은 기부 단부에 의해 공간 변환기 또는 반도체 장치 등의 전자 부품 상의 대응 단자에 장착되었다.In case of (3), there is a Republic of Korea Patent Publication No. 10-1999-029048 (1999.04.15) 'probe card and probe card manufacturing method' and the contents are as follows. The spring contact structures were made by depositing at least one layer of metal material into a defined opening on the sacrificial substrate and the opening can be in one or more layers deposited on the surface of the substrate or on the surface of the sacrificial substrate. Each spring contact element had a base end portion, a contact end portion and a central body portion with the contact end portion offset in the z axis than the central body portion and the base end portion in the opposite direction along the z axis from the central body portion. In this way, a plurality of spring contact elements were manufactured in a defined spatial relationship with each other on the sacrificial substrate and the spring contact elements were mounted to corresponding terminals on an electronic component such as a space converter or a semiconductor device by a base end.
이러한 형태의 초소형 전자 접촉 구조체의 제조 방법을 개략적으로 설명을 하면 다음과 같다. 즉, 희생 기판에 에칭 등에 의해 홈과 같은 만입부를 형성하고 만입부 내에 (도금 등에 의해) 금속 재료를 증착시킴으로써 제조되며 그 후 생성된 스프링 접촉 구조체는 반도체 장치 등의 수동형 기판 또는 능동형 기판과 같은 다른 기판에 장착되고 난 후에, 희생 기판이 제거된다. 스프링 접촉 구조체가 제조될 수 있는 희생 기판은 일실시예로서 실리콘 웨이퍼이며, 이 경우의 공정은 미세 기계 가공 공정에 사용되는 실리콘의 방향 선택 에칭을 이용하여, 최종 스프링 접촉 구조체를 도금하는데 사용되는 전기 주조품을 생성하도록 하는 것이다.The manufacturing method of the microelectronic contact structure of this type will be briefly described as follows. That is, by forming an indent such as a groove on the sacrificial substrate by etching or the like and depositing a metal material (by plating or the like) in the indent, the resulting spring contact structure is then made into another substrate such as a passive substrate such as a semiconductor device or an active substrate. After mounting on the substrate, the sacrificial substrate is removed. The sacrificial substrate from which the spring contact structures can be fabricated is, in one embodiment, a silicon wafer, in which case the process is used to plate the final spring contact structure, using a directional selective etching of silicon used in the micromachining process. To produce castings.
이러한 접촉 구조체는 탐침 대상인 전자 부품의 패드 형상에 맞추어 프로브 구조체를 제작할 수 밖에 없어 제작 수량에 한계가 있고 프로브 구조체의 수명을 늘리기 위해서는 역학적으로 곡선부등을 적용하여 응력 분산시키는 노력이 필요한 바 종래의 제조 방법으로는 용이하게 구현할 수 없으며 그 결과 상업화가 진전되지 않고 있는 상황이며 비교적 많은 단계의 제조 공정이 필요한 단점이 있다.Since the contact structure can only be manufactured in accordance with the pad shape of the electronic component to be probed, there is a limitation in the number of production, and in order to increase the life of the probe structure, an effort to disperse the stress by applying dynamic curves is required. The method cannot be easily implemented, and as a result, commercialization is not progressing, and there are disadvantages in that a relatively large number of steps are required.
또다른 종래 기술로는, 대한민국 공개특허공보 10-1999-037422 (1999.05.25) '프로브 카드 및 프로브 카드의 제조방법'이 있으며 그 내용은 기판의 한 주면 상에 그 일부가 돌출부를 갖는 적절한 접촉단자가 형성되었고 리드(lead)의 일단이 상기 기판 및 프로브 사이에 설치되는 지지부를 통하여 장착되는데, 이 리드는 상기 주면으로부터 박리된 상태로 기판의 상기 주면을 따라 설치되어 있다. 이러한 프로브 구조체 역시 이러한 접촉 구조체는 탐침 대상인 전자 부품의 패드 형상에 맞추어프로브 구조체를 제작할 수 밖에 없어 제작 수량에 한계가 있고 프로브 구조체의 수명을 늘리기 위해서는 역학적으로 곡선부등을 적용하여 응력 분산시키는 노력이 필요한 바 종래의 제조 방법으로는 용이하게 구현할 수 없는 상황이며 비교적 많은 단계의 제조 공정이 필요한 단점이 있다.Another prior art is the Republic of Korea Patent Publication No. 10-1999-037422 (1999.05.25) 'Probe card and method of manufacturing a probe card' the contents of the appropriate contact with a part of the projection on one main surface of the substrate A terminal is formed and one end of a lead is mounted through a support portion provided between the substrate and the probe, which lead is provided along the main surface of the substrate in a state of being peeled from the main surface. These probe structures are also limited to the number of production because the contact structure can only be manufactured in accordance with the pad shape of the electronic component to be probed. In order to increase the life of the probe structure, it is necessary to effortly disperse the stress by applying dynamic curves and the like. It is a situation that cannot be easily implemented by the conventional manufacturing method and has a disadvantage that a relatively large number of steps are required.
또다른 종래 기술로는 미국 특허 6,268,015B1 (1998.12.2) '석판 인쇄식 접촉 스프링을 제작하는 방법 및 사용 방법'으로서 석판 인쇄술에 의한 스프링 접촉 요소를 포함하는 상호연결 형성 방법으로 제조되는 프로브 구조체에 관한 것이다. 실시예로서, 기판의 첫째면을 덮는 마스킹 재료를 공급하는 것을 포함하는 방법에 관한 것으로 마스킹 재료는 스프링 구조의 첫째면에 정의된 개구부를 가지고 있으며, 개구부에서 구조체(예를 들어 유전체)를 석출시키며, 구조체의 개구부를 과적시키고, 구조체의 일면을 제거하며, 마스킹 재료의 첫째면을 제거한다.Another prior art is US Pat. No. 6,268,015B1 (December 2, 1998) 'Methods and Methods of Making Lithographic Contact Springs' in probe structures made by interconnect forming methods comprising spring contact elements by lithography. It is about. In an embodiment, the present invention relates to a method comprising supplying a masking material covering a first side of a substrate, wherein the masking material has an opening defined on the first side of the spring structure and deposits a structure (eg, a dielectric) in the opening. Overload the openings of the structure, remove one side of the structure, and remove the first side of the masking material.
이 실시예에 있어서, 스프링 구조의 첫째면의 일면은 최소한 마스킹 재료에 구속되지 않는다. 발명에 있어서 일측면에서는, 그 방법이 구조체의 하나의 면을 제거하는 구조체와 마스킹 재료층을 평탄화하는 것을 포함한다. 또다른 측면에서는, 구성된 스프링 구조는 하나의 지지부와 몸체부 접촉 구조부를 포함한다.지지부는 프로브 카드의 일면에 패터닝된 터미널에 부착되어 있고 타단의 터미널에 도전성 회로로 연결되어 있으며, 미국특허 6,255,126B1 (1998.12.2) '석판 인쇄술에 의한 접촉 요소'에 개시된 바와 같이 리소 그래피(lithography)와 도금(plating)을 하여 구현한 소형화된 캔틸레버식 프로브로서, 웨이퍼 전극배열(wafer pad array)이 직선형태가 아닌 QFP용 디바이스 경우처럼 사방 배열일 때는 Dual 이상의 멀티테스트가 용이하지 않게 되며, 미세 간격 배열일 때도 대응이 쉽지 않다. 특히, 다층(4층)이상의 포토 리지스트(Photo resist)가 적용되는 경우, 포토 리지스트 제거시 금속층간이나 주면과 프로브지지부 사이의 금속층의 결합력(adhision)이 약해지거나 불안정할 수 밖에 없으며 프로브가 소형화 될 수록 검사중 웨이퍼 패드에 적정한 스크래치 양이 부족할 수 있고, 프로브 접속 접촉력(contact force)이 충분하지 않아 통전 문제등이 지적되고, 물리적 하중에 대하여 다층구조의 리드 지지부(50)에 응력이 가장 많이 발생하므로 쉽게 단락될 수 있다.In this embodiment, one side of the first side of the spring structure is at least not constrained to the masking material. In one aspect of the invention, the method includes planarizing the structure and masking material layer to remove one side of the structure. In another aspect, the constructed spring structure includes one support and body contact structure. The support is attached to a patterned terminal on one side of the probe card and connected to the other end by a conductive circuit, US Pat. No. 6,255,126B1. (1998.12.2) A miniaturized cantilever probe implemented by lithography and plating as described in Lithography Contact Elements, in which the wafer pad array has a linear shape. In the case of QFP devices, multi-testing of Dual or more is not easy, and even in the case of finely spaced arrays, it is difficult to cope. In particular, when a photoresist of more than multiple layers (4 layers) is applied, when the photoresist is removed, the adhision of the metal layer between the metal layers or between the main surface and the probe support may be weakened or unstable. The smaller the size, the less adequate scratch amount may be in the wafer pad during inspection, the insufficient contact force of the probe contact point may cause a problem of energization, and the stress on the lead support 50 of the multi-layer structure against the physical load may be the most significant. Many occur and can easily be shorted.
리소그래픽 컨텍 스프링(lithographic contact spring)경우에서 접촉단자가 피라미드 형태로 되어 있거나 긴 피라미드 형태인데, 자세히 분석해 보면 세라믹(Ceramic)주변으로부터 프로브 구조체를 형성시키는데 다층(3층 이상)이상의 포토레지스트(photoresist) 층을 만들어야 하고 각 층마다 금속도금을 하여 면을 평평하게 만들어야 한다. 이때 포토리지스트가 있는 상태에서 금속층을 그라인딩(grinding)하거나 샌딩(sanding)하게 되면 각 층간에 존재하는 몸체부의 정확한 두께 조정이 어려워 프로브 구조체의 몸체부 두께가 층에 따라 다소 달라 지게 되어 미세한 접속 접촉력(probing contact force)의 차이가 생기게 되며 장시간 검사 후에는 각각의 프로브의 물리적 특성이 달라 지게 된다.In the case of lithographic contact springs, the contact terminals are pyramidal or long pyramids. In detail, photoresist of more than three layers (more than three layers) is used to form the probe structure from the ceramic periphery. Layers must be made and each layer must be metal plated to make the face flat. At this time, when grinding or sanding the metal layer in the presence of photoresist, it is difficult to precisely adjust the thickness of the body between each layer, so the thickness of the body of the probe structure varies slightly depending on the layer. (probing contact force) is different and after a long time the physical properties of each probe will be different.
또한, 교체 수리문제에 있어서는, 반복적인 리소그래피와 도금공정등을 통하여 세라믹 주면의 전극이나 지지부에 직접 프로브를 형성하게 하거나 베어(bare) 실리콘에 프로브를 형성하여 주면위 전극이나 지지부에 일괄 부착(bonding)후 화학적인 식각(주로 KOH etching)을 하거나 베어(bare) 실리콘의기저층에 깔았던 금속 전극층(seed layer)을 제거 함으로서 분리 시키기 때문에, 결함이나 휴먼 에러(human error)로 인한 손상된 프로브 구조체는 교체(repair)가 사실상 곤란하게 된다.In addition, in the case of replacement and repair problems, it is possible to form a probe directly on an electrode or a support on a ceramic main surface through repeated lithography and plating processes, or to form a probe on bare silicon to bond the electrode or a support on a main surface. Damaged probe structures due to defects or human errors can be replaced because they are separated by chemical etching (usually KOH etching) or by removing the metal electrode layer laid on the bare silicon base layer. Repair becomes virtually difficult.
도11(a-d)은 상기 종래 기술에 의해 제조된 프로브 구조체가 부착된 프로브 카드의 예를 간단한 도해로 나타낸 것이다.Fig. 11 (a-d) shows a simple illustration of an example of a probe card with a probe structure manufactured according to the prior art.
번호 110, 120, 130, 140은 프로브 카드의 본체를 나타내며 번호 111, 121. 131, 141은 프로브 구조체를 나타낸다.Reference numerals 110, 120, 130, and 140 denote the main body of the probe card, and numerals 111, 121, 131, and 141 denote the probe structures.
도12(e-g)는 상기 종래 기술에 의해 제조된 프로브 구조체가 부착된 프로브 카드의 예를 간단한 도해로 나타낸 것이다.Fig. 12 (e-g) shows a simple illustration of an example of a probe card with a probe structure manufactured according to the prior art.
번호 150, 160, 170은 프로브 카드의 본체를 나타내며 번호 151, 161. 171은 프로브 구조체를 나낸다.Numerals 150, 160 and 170 denote the main body of the probe card and numerals 151, 161 and 171 denote the probe structure.
상기한 종래기술에 있어서 해결되어야 할 문제들을 정리하면,To summarize the problems to be solved in the prior art,
첫째, 일본 특개평 97-295361 (1997.10.28) '프로브 카드 및 프로브 카드의 제조 방법'에 개시 된 바와 같은 프로브 규격으로는 전극이 매트릭스 배열로 배치된 LSI장치나 다른 IC의 테스트용 프로브를 제조하기 어렵거나 에 언급한 바와 같은 이유로 동일한 접속접촉력을 지속적으로 갖게 하기 어렵다는 것인데, 미세간격의 패드(pad)배열, 복열 패드배열 대응에 적합한 다양한 형태의 초소형 프로브 구조체가 필요하다.First, as a probe standard disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 97-295361 (October 28, 1997) 'Probe Card and Probe Card Manufacturing Method', a test probe for an LSI device or another IC in which electrodes are arranged in a matrix array is manufactured. It is difficult to do the same or it is difficult to continuously have the same contact contact force for the reasons mentioned in the above, there is a need for a variety of micro probe structures of various types suitable for the pad spacing of the micro-spaced, double-row pad array.
둘째, 그러한 이유에서 접촉단부가 수직 블레이드화 하면서도 전자 소자의전극이나 접속 접촉이 상하 방향으로의 어느 정도의 변형이나 변위를 갖는 경우에도 각각에 대하여 신뢰성있는 접촉이 이루어지도록 적절한 정도의 탄성도를 갖게 하려면 몸체부에 수평 블레이드화가 요구 된다.Secondly, even if the contact end is vertically bladed, even if the electrode or the connecting contact of the electronic device has a certain deformation or displacement in the vertical direction, it has an appropriate degree of elasticity so that reliable contact is made with each other. This requires horizontal blades on the body.
셋째, 동일한 프로브 구조체의 접속 접촉력과 탄성력및 반력이 생기도록 리소그래피 공정에서 마스크로 현상하여 프로브 구조체의 규격을 동일하게 하여, 동일 규격의 프로브 구조체를 구현하므로써 프로브 카드의 수명을 길게 하고,Third, the development of the contact structure, the elastic force and the reaction force of the same probe structure is developed by the mask in the lithography process to make the specifications of the probe structure the same, by realizing the probe structure of the same standard to extend the life of the probe card,
넷째, 결함(defect)이나 휴먼에러(human error)로 발생할 수 있는 프로브 교체 수리(repair)문제에 있어 종래 기술들에 있어서 제조 공정이 단위공정마다 원스텝(one step process)공정들이기 때문에 국부적인 교체 수리가 불가능한데, 실리콘에 삽설부를 식각하여 만든 프로브 임시 고정 다이를 사용하므로써 삽설부에 있는 손상된 프로브를 제거하고 새 프로브를 삽입하여 용재를 융착하는 형태의 국부적인 수리가 가능하도록 할 과제가 생긴다.Fourth, in the replacement problem of probe replacement that may occur due to defects or human errors, local replacement repair is performed because the manufacturing processes are one-step processes per unit process in the prior arts. However, the use of a probe temporary fixing die made by etching the insert in silicon creates a challenge to remove the damaged probe in the insert and insert a new probe to allow local repair in the form of fusion welding.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(04)의 투시도.1 is a perspective view of a micro probe structure 04 according to an embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(14)의 투시도.2 is a perspective view of a micro probe structure 14 according to an embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(22)의 정면도.Figure 3 is a front view of the micro probe structure 22 according to an embodiment of the present invention.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체의 응력 분포도.Figure 4 is a stress distribution of the micro probe structure according to an embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(31)가 프로브 카드에 접합된 상태의 정면도.Figure 5 is a front view of the micro probe structure 31 is bonded to the probe card according to an embodiment of the present invention.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(41)의 정면도.6 is a front view of the micro probe structure 41 according to an embodiment of the present invention.
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(51)의 정면도.7 is a front view of the micro probe structure 51 according to the embodiment of the present invention.
도8은 도6의 프로브 구조체(61)의 측면 확대도.8 is an enlarged side view of the probe structure 61 of FIG.
도9a-c는 도6의 프로브 구조체(61)의 부분 정면 확대도.9A-C are fragmentary front enlarged views of the probe structure 61 of FIG.
도10은 본 발명의 일실시예로서 접촉단부의 팁부(100)의 부분 상세도.Figure 10 is a partial detail view of the tip portion 100 of the contact end as an embodiment of the present invention.
도11(a-d)은 종래 기술에 의해 제조된 프로브 구조체가 부착된 프로브 카드의 개략도.Figure 11 (a-d) is a schematic diagram of a probe card with a probe structure prepared by the prior art.
도12(e-g)는 종래 기술에 의해 제조된 프로브 구조체가 부착된 프로브 카드의 개략도.Fig. 12 (e-g) is a schematic diagram of a probe card with a probe structure prepared by the prior art.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
02: 기판 04: 초소형 프로브 구조체02: substrate 04: micro probe structure
04a: 기부단부 04b: 몸체부04a: base portion 04b: body portion
04c: 접촉단부 04g: 팁부04c: contact end 04g: tip end
24: 곡선부24: curved portion
본 발명은 반도체 디바이스 및 플랫 패널 디스플레이 디바이스와 같은 전자부품의 전기적 특성을 검사하는 초소형 프로브 구조체 및 프로브 카드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to micro probe structures and probe cards for inspecting electrical characteristics of electronic components such as semiconductor devices and flat panel display devices, and methods of manufacturing the same.
상세히 설명하면, 기부단부와 접촉단부 및 이 양자를 연결하는 몸체부로 구성된 프로브 구조체에 있어서, 탐침시 접촉단부의 팁에 인가되는 가압 방향과, 본 구조체가 제조되는 희생 기층면의 법선 방향이, 서로 직각이거나 서로 직각과 유사한 방향인 것을 특징으로 한다.In detail, in a probe structure including a base end, a contact end, and a body connecting the both, the pressing direction applied to the tip of the contact end during the probe and the normal direction of the sacrificial base surface from which the present structure is manufactured are mutually different. Orthogonal or perpendicular to each other is characterized in that the direction.
또한, 접촉단부의 단면은 수직 방향으로 세워진 직사각형 혹은 직사각형과 유사한 형태이며 몸체부의 단면은 수평 방향으로 누운 직사각형 혹은 직사각형과 유사한 형태이며 그 결과 그 몸체부의 폭이 접촉단부의 폭보다 넓은 형태를 나타내며, 기부단부는 기판의 전극에 부착되는 일면을 갖추고 있다.In addition, the cross section of the contact end has a shape similar to a rectangle or rectangle erected in the vertical direction, and the cross section of the body part is similar to a rectangle or rectangle lying in the horizontal direction, and as a result, the width of the body part is wider than that of the contact end. The base end has one surface attached to the electrode of the substrate.
또한, 상기 초소형 프로브 구조체의 몸체부는 단면의 형상과 면적이 동일하거나 유사한 것을 특징으로 한다.In addition, the body portion of the micro probe structure is characterized in that the same or similar in shape and area of the cross-section.
또한, 상기 몸체부는 단면의 형상과 단면적이 동일하거나 유사한 중앙부와 응력 분산을 위하여 기부단부와 몸체부를 연결하는 연결부 및 접촉단부와 몸체부를 연결하는 연결부에 곡선부를 적용한 것을 특징으로 한다.In addition, the body portion is characterized in that the curved portion is applied to the connecting portion connecting the base end and the body portion and the connecting end and the body portion for stress distribution to the central portion and the same or similar cross-sectional area and cross-sectional shape.
또한, 상기 몸체부는 단면의 형상이 동일하거나 유사하며 응력 분산을 위하여 기부단부와 몸체부의 연결부로 부터 몸체부와 접촉단부의 연결부까지 단면적이 감소되어 결과적으로 몸체부의 상하면이 테이퍼 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, the body portion is the same or similar in cross-sectional shape, the cross-sectional area is reduced from the connection portion of the base end and the body portion to the connection portion of the body portion and the contact end portion for stress distribution, and as a result, the upper and lower surfaces of the body portion is tapered do.
여기에서 상하면이란 도면에 나타난 것을 그대로 반영한 것이다.The upper and lower surfaces herein reflect what is shown in the drawings.
또한, 상기 몸체부는 단면의 형상이 동일하거나 유사하며 응력 분산을 위하여 단면적이 감소되어 결과적으로 상하면이 테이퍼 형상을 이루는 중앙부와 역시 응력 분산을 위하여 기부단부와 몸체부를 연결하는 연결부와 몸체부와 접촉단부를 연결하는 연결부에 곡선부를 적용한 것을 특징으로 한다.In addition, the body portion is the same or similar in cross-sectional shape, and the cross-sectional area is reduced for stress dispersion, and consequently, the upper and lower surfaces are tapered, and the connecting portion, the body portion, and the contact end connecting the base end and the body portion for stress dispersion. It characterized in that the curved portion is applied to the connecting portion for connecting.
또한, 본 프로브 구조체는 응력 분산을 위한 연결부의 곡선부를 제외한 몸체부의 상하면중 일면이 평면이며 식각 방향으로 직각 내지는 직각과 유사한 각도인것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure is characterized in that one surface of the upper and lower surfaces of the body portion except for the curved portion of the connection portion for stress dispersion is a flat surface and an angle similar to the right angle or right angle in the etching direction.
또한, 본 프로브 구조체는 가압이 밑에서 위로 가해지는 것을 기준으로, 응력 분산을 위한 연결부의 곡선부를 제외한 몸체부의 하면이 길이 방향으로 곡면이며 식각 방향으로 직각 내지는 직각과 유사한 각도인것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure is characterized in that the lower surface of the body portion, except for the curved portion of the connection for stress distribution on the basis of the pressure applied from the bottom is curved in the longitudinal direction and the angle perpendicular to or right angle in the etching direction.
또한, 본 프로브 구조체는 접촉단부의 단면은 수직 방향으로 세워진 직사각형 혹은 직사각형과 유사한 형태로서 몸체부의 일측에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure is characterized in that the cross section of the contact end portion is formed on one side of the body portion in a form similar to a rectangle or a rectangle standing in the vertical direction.
또한, 본 프로브 구조체의 접촉단부의 단면은 수직 방향으로 세워진 직사각형 혹은 직사각형과 유사한 형태로서 몸체부의 중앙에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the cross section of the contact end portion of the present probe structure is characterized in that formed in the center of the body portion in a form similar to a rectangle or a rectangle standing in the vertical direction.
또한, 본 프로브 구조체는 응력 분산을 위한 연결부의 곡선부를 제외한 몸체부의 밑면이 평면이며 탐침시 작용하는 뒤틀림 응력을 감소시키기 위하여 식각 방향으로 경사지도록 하였으며, 응력 분산을 위한 연결부의 곡선부를 제외한 몸체부의 하면이 길이 방향으로 곡면이며 탐침시 작용하는 뒤틀림 응력을 감소시키기 위하여 식각 방향으로 경사지도록 한것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure has a bottom surface of the body portion except the curved portion of the connection portion for stress distribution and inclined in the etching direction to reduce the torsional stress applied during the probe, and the bottom surface of the body portion except the curved portion of the connection portion for stress dispersion It is curved in the longitudinal direction and characterized in that it is inclined in the etching direction in order to reduce the distortion stress acting upon the probe.
또한, 본 프로브 구조체는 몸체부의 상하면이 길이 방향으로 곡면인 것이, 기부단부와 접촉단부의 수평거리가 짧아 충분한 텐션 작용을 발휘하지 못할시 충분한 텐션 작용을 발휘하기 위하여 기부단부가 몸체부의 중앙부와 접촉단부의 사이에 위치되도록 하며 몸체부의 형태가 옆으로 누운 'U'자 형태이며,In addition, the present probe structure is that the upper and lower surfaces of the body portion is curved in the longitudinal direction, the base end portion is in contact with the center portion of the body portion in order to exhibit a sufficient tension action when the horizontal distance between the base end portion and the contact end portion is short enough to exert sufficient tension action. It is located between the ends and the shape of the body portion is laid out sideways 'U' shape,
탐침시 스크래치 발생에 의한 접촉 효율 향상을 위하여 기부단부와 접촉단부의 수평거리가 '0'보다 큰것을 특징으로 한다.The horizontal distance between the base end and the contact end is greater than '0' in order to improve the contact efficiency due to scratch generation during the probe.
또한, 본 프로브 구조체는 수직 방향으로 세워진 직사각형 형태 혹은 직사각형과 유사한 형태는 한변과 그 변과 접하는 다른변의 길이 차이가 큰 블레이드 형태이며, 수직 방향으로 세워진 직사각형 형태 또는 블레이드 형태는 모멘트 하중에 의한 뒤틀림 현상을 억제하기 위하여 몸체부에서 접촉단부 방향으로 단일 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태가 아닌 계단 형상의 복단 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure has a rectangular shape or a rectangular shape standing in the vertical direction is a blade shape with a large difference in length between one side and the other side in contact with the side, the rectangular shape or a blade shape in the vertical direction is warped by the moment load It is characterized in that the stepped rectangular shape or blade shape instead of a single rectangular shape or blade shape in the direction of the contact end portion in the body portion to suppress the.
또한, 본 프로브 구조체에 있어서, 수직 방향으로 세워진 직사각형 형태 또는 블레이드 형태는 모멘트 하중에 의한 뒤틀림 현상을 억제하기 위하여 몸체부에서 접촉단부 방향으로 단일 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태가 아닌 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태로서 전구간 혹은 일부 구간이 테이퍼 형태인 것을 특징으로 하며, 아울러In addition, in the present probe structure, the rectangular shape or the blade shape, which is erected in the vertical direction, is a rectangular shape or a blade shape instead of a single rectangular shape or a blade shape in the direction from the body part to the contact end part in order to suppress the distortion caused by the moment load. Or a portion of the tapered shape,
수직 방향으로 세워진 직사각형 형태 또는 블레이드 형태는 모멘트 하중에 의한 뒤틀림 현상을 억제하기 위하여 몸체부에서 접촉단부 방향으로 단일 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태가 아닌 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태로서 전구간 혹은 일부 구간이 필렛(fillet) 형태인 것을 특징으로 한다.The rectangular shape or blade shape, which is erected in the vertical direction, is a rectangular shape or a blade shape instead of a single rectangular shape or a blade shape from the body part to the contact end part in order to suppress the distortion caused by the moment load. It is characterized by the form.
또한, 본 프로브 구조체의 기부단부는 오버 드라이브에 의한 간섭을 회피하기 위하여 몸체부 길이 방향 기준으로 접촉단부의 외력 작용 방향으로 몸체부 하면에 돌출단 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 초소형 프로브 구조체이다.In addition, the base end of the present probe structure is a micro probe structure characterized in that it is formed in the form of a protruding end on the lower surface of the body portion in the direction of the external force action of the contact end portion in the longitudinal direction of the body portion in order to avoid the interference by the overdrive.
또한, 본 프로브 구조체의 기부단부는 오버 드라이브에 의한 간섭을 회피하기 위하여 몸체부 길이 방향 기준으로 접촉단부의 외력 작용 방향으로 몸체부 하면에 돌출단 형태로 구성된 것을 대체할 수 있는 범프가 기판의 단자에 부가되어 상기 돌출단이 생략되어 평탄한 형태이기도 하다.In addition, in order to avoid interference by the overdrive, the proximal end of the present probe structure is a bump terminal that can replace the one formed in the form of a protruding end on the lower surface of the body in the direction of the external force acting on the contact end in the longitudinal direction of the body. The protruding end is omitted in addition to the flat shape.
본 발명의 또다른 특징은 본 발명의 초소형 프로브 구조체의 기부단부와 접촉단부 및 이 양자를 연결하는 몸체부로 구성된 프로브 구조체에 있어서, 접촉단부의 단면은 수직 방향으로 세워진 직사각형 혹은 직사각형과 유사한 형태이며 몸체부의 단면은 수평 방향으로 누운 직사각형 혹은 직사각형과 유사한 형태이며 그 결과 그 몸체부의 폭이 접촉단부의 폭보다 넓은 형태를 나타내며, 기부단부는 기판의 전극에 부착되는 일면을 갖춘 형태로서, 탐침시 접촉단부의 팁에 인가되는 가압 방향과, 본 구조체가 제조되는 희생 기층면의 법선 방향이, 서로 동일 선상이거나 서로 동일 선상과 유사한 방향인 것을 특징으로 한다.Another feature of the present invention is a probe structure including a base end and a contact end and a body connecting the both ends of the micro probe structure of the present invention, the cross section of the contact end is a rectangular or rectangular shape in the vertical direction and the body The cross section of the part is similar to the rectangular or rectangular shape lying in the horizontal direction. As a result, the width of the body part is wider than the width of the contact end part. The base end part has a surface attached to the electrode of the substrate. The pressing direction applied to the tip of the film and the normal direction of the sacrificial base surface from which the present structure is manufactured are characterized in that they are colinear with each other or in a similar direction to each other.
상기 발명에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.Detailed description of the invention is as follows.
상기 초소형 프로브 구조체의 몸체부는 단면의 형상과 면적이 동일하거나 유사한 것을 특징으로 한다.The body portion of the micro probe structure is characterized in that the same shape or area of the cross section.
또한, 상기 몸체부는 단면의 형상과 단면적이 동일하거나 유사한 중앙부와 응력 분산을 위하여 기부단부와 몸체부를 연결하는 연결부 및 접촉단부와 몸체부를 연결하는 연결부에 곡선부를 적용한 것을 특징으로 한다.In addition, the body portion is characterized in that the curved portion is applied to the connecting portion connecting the base end and the body portion and the connecting end and the body portion for stress distribution to the central portion and the same or similar cross-sectional area and cross-sectional shape.
또한, 상기 몸체부는 단면의 형상이 동일하거나 유사하며 응력 분산을 위하여 기부단부와 몸체부의 연결부로 부터 몸체부와 접촉단부의 연결부까지 단면적이 감소되어 결과적으로 몸체부의 상하면이 테이퍼 형상을 이루는 것을 특징으로한다.In addition, the body portion is the same or similar in cross-sectional shape, the cross-sectional area is reduced from the connection portion of the base end and the body portion to the connection portion of the body portion and the contact end portion for stress distribution, and as a result, the upper and lower surfaces of the body portion is tapered do.
또한, 상기 몸체부는 단면의 형상이 동일하거나 유사하며 응력 분산을 위하여 단면적이 감소되어 결과적으로 상하면이 테이퍼 형상을 이루는 중앙부와 역시 응력 분산을 위하여 기부단부와 몸체부를 연결하는 연결부와 몸체부와 접촉단부를 연결하는 연결부에 곡선부를 적용한 것을 특징으로 한다.In addition, the body portion is the same or similar in cross-sectional shape, and the cross-sectional area is reduced for stress dispersion, and consequently, the upper and lower surfaces are tapered, and the connecting portion, the body portion, and the contact end connecting the base end and the body portion for stress dispersion. It characterized in that the curved portion is applied to the connecting portion for connecting.
또한, 본 프로브 구조체는 응력 분산을 위한 연결부의 곡선부를 제외한 몸체부의 상하면중 일면이 평면이며 식각 방향으로 직각 내지는 직각과 유사한 각도인것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure is characterized in that one surface of the upper and lower surfaces of the body portion except for the curved portion of the connection portion for stress dispersion is a flat surface and an angle similar to the right angle or right angle in the etching direction.
또한, 본 프로브 구조체는 가압이 밑에서 위로 가해지는 것을 기준으로, 응력 분산을 위한 연결부의 곡선부를 제외한 몸체부의 하면이 길이 방향으로 곡면이며 식각 방향으로 직각 내지는 직각과 유사한 각도인것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure is characterized in that the lower surface of the body portion, except for the curved portion of the connection for stress distribution on the basis of the pressure applied from the bottom is curved in the longitudinal direction and the angle perpendicular to or right angle in the etching direction.
또한, 본 프로브 구조체는 접촉단부의 단면은 수직 방향으로 세워진 직사각형 혹은 직사각형과 유사한 형태로서 몸체부의 일측에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure is characterized in that the cross section of the contact end portion is formed on one side of the body portion in a form similar to a rectangle or a rectangle standing in the vertical direction.
또한, 본 프로브 구조체의 접촉단부의 단면은 수직 방향으로 세워진 직사각형 혹은 직사각형과 유사한 형태로서 몸체부의 중앙에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the cross section of the contact end portion of the present probe structure is characterized in that formed in the center of the body portion in a form similar to a rectangle or a rectangle standing in the vertical direction.
또한, 본 프로브 구조체는 응력 분산을 위한 연결부의 곡선부를 제외한 몸체부의 상면이 평면이며 탐침시 작용하는 뒤틀림 응력을 감소시키기 위하여 식각 방향으로 경사지도록 하였으며, 응력 분산을 위한 연결부의 곡선부를 제외한 몸체부의 하면이 길이 방향으로 곡면이며 탐침시 작용하는 뒤틀림 응력을 감소시키기 위하여 식각 방향으로 경사지도록 한것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure has a top surface of the body portion except the curved portion of the connection portion for stress dispersion is inclined in the etching direction to reduce the distortion stress applied during the probe, and the bottom surface of the body portion except the curved portion of the connection portion for stress dispersion It is curved in the longitudinal direction and characterized in that it is inclined in the etching direction in order to reduce the distortion stress acting upon the probe.
또한, 본 프로브 구조체는 몸체부의 상하면이 길이 방향으로 곡면인 것이, 기부단부와 접촉단부의 수평거리가 짧아 충분한 텐션작용을 발휘하지 못할시 충분한 텐션작용을 발휘하기 위하여 기부단부가 몸체부의 중앙부와 접촉단부의 사이에 위치되도록 하며 몸체부의 형태가 옆으로 누운 'U'자 형태이며,In addition, this probe structure is that the upper and lower surfaces of the body portion is curved in the longitudinal direction, the base end portion is in contact with the center portion of the body portion in order to exhibit a sufficient tension action when the horizontal distance between the base end portion and the contact end portion is short, and thus does not exhibit sufficient tension action. It is located between the ends and the shape of the body portion is laid out sideways 'U' shape,
탐침시 스크래치 발생에 의한 접촉 효율 향상을 위하여 기부단부와 접촉단부의 수평거리가 '0'보다 큰것을 특징으로 한다.The horizontal distance between the base end and the contact end is greater than '0' in order to improve the contact efficiency due to scratch generation during the probe.
또한, 본 프로브 구조체는 수직 방향으로 세워진 직사각형 형태 혹은 직사각형과 유사한 형태는 한변과 그 변과 접하는 다른변의 길이 차이가 큰 블레이드 형태이며, 수직 방향으로 세워진 직사각형 형태 또는 블레이드 형태는 모멘트 하중에 의한 뒤틀림 현상을 억제하기 위하여 몸체부에서 접촉단부 방향으로 단일 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태가 아닌 계단 형상의 복단 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, the present probe structure has a rectangular shape or a rectangular shape standing in the vertical direction is a blade shape with a large difference in length between one side and the other side in contact with the side, the rectangular shape or a blade shape in the vertical direction is warped by the moment load It is characterized in that the stepped rectangular shape or blade shape instead of a single rectangular shape or blade shape in the direction of the contact end portion in the body portion to suppress the.
또한, 본 프로브 구조체의 기부단부는 오버 드라이브에 의한 간섭을 회피하기 위하여 몸체부 길이 방향 기준으로 접촉단부의 외력 작용 방향으로 몸체부 하면에 돌출단 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 초소형 프로브 구조체이다.In addition, the base end of the present probe structure is a micro probe structure characterized in that it is formed in the form of a protruding end on the lower surface of the body portion in the direction of the external force action of the contact end portion in the longitudinal direction of the body portion in order to avoid the interference by the overdrive.
또한, 본 프로브 구조체의 기부단부는 오버 드라이브에 의한 간섭을 회피하기 위하여 몸체부 길이 방향 기준으로 접촉단부의 외력 작용 방향으로 몸체부 하면에 돌출단 형태로 구성된 것을 대체할 수 있는 범프가 기판의 단자에 부가되어 상기 돌출단이 생략되어 평탄한 형태이기도 하다.In addition, in order to avoid interference by the overdrive, the proximal end of the present probe structure is a bump terminal that can replace the one formed in the form of a protruding end on the lower surface of the body in the direction of the external force acting on the contact end in the longitudinal direction of the body. The protruding end is omitted in addition to the flat shape.
위에서 언급된 바 있는, 접촉단부의 팁에 인가되는 탐침 가압 방향과 반도체 제조 공정 중에서 식각되는 방향이 서로 직각이거나 서로 직각과 유사한 방향인 것을 특징으로 하거나, 접촉단부의 팁에 인가되는 탐침 가압 방향과 반도체 제조 공정 중에서 식각되는 방향이 서로 동일 선상이거나 서로 동일 선상과 유사한 방향인 것을 특징으로 하는 초소형 프로브 구조체의 접촉단부의 팁부의 형태는 첨단이 좁아지는 'V'자 형인 것을 특징으로 하며 접촉단부의 팁부의 첨단은 미세한 평탄면을 얻기 위하여 절두된 형태이기도 한것을 특징으로 한다.As mentioned above, the direction in which the probe is applied to the tip of the contact end and the direction in which the etching is etched in the semiconductor manufacturing process are perpendicular to each other or similar to each other, or the direction of the probe pressurization applied to the tip of the contact end. In the semiconductor manufacturing process, the tip portion of the contact end portion of the ultra-small probe structure, characterized in that the etching direction is in the same line or in the same line and the same direction is characterized in that the 'V' shape of the tip is narrowed. The tip of the tip is characterized by a truncated shape to obtain a fine flat surface.
또한, 본 프로브 구조체에 있어서, 수직 방향으로 세워진 직사각형 형태 또는 블레이드 형태는 모멘트 하중에 의한 뒤틀림 현상을 억제하기 위하여 몸체부에서 접촉단부 방향으로 단일 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태가 아닌 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태로서 전구간 혹은 일부 구간이 테이퍼 형태인 것을 특징으로 하며, 아울러In addition, in the present probe structure, the rectangular shape or the blade shape, which is erected in the vertical direction, is a rectangular shape or a blade shape instead of a single rectangular shape or a blade shape in the direction from the body part to the contact end part in order to suppress the distortion caused by the moment load. Or a portion of the tapered shape,
수직 방향으로 세워진 직사각형 형태 또는 블레이드 형태는 모멘트 하중에 의한 뒤틀림 현상을 억제하기 위하여 몸체부에서 접촉단부 방향으로 단일 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태가 아닌 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태로서 전구간 혹은 일부 구간이 필렛(fillet) 형태인 것을 특징으로 한다.The rectangular shape or blade shape, which is erected in the vertical direction, is a rectangular shape or a blade shape instead of a single rectangular shape or a blade shape from the body part to the contact end part in order to suppress the distortion caused by the moment load. It is characterized by the form.
상기 언급된 초소형 프로브 구조체들의 재료는 니켈 및 그 합금, 구리 및 그 합금, 구리, 코발트, 철, 및 그 합금, 금(특히 경질 금) 및 은, 백금계 원소, 귀금속, 준귀금속 및 그 합금, 특히 필라디움 군 및 그 합금 요소, 텅스텐, 몰리브덴 및 다른 내화성 금속 및 그 합금, 주석, 납, 비스무쓰 인디움 및 그 합금의 군으로 부터 선택된다.The materials of the aforementioned subminiature probe structures include nickel and its alloys, copper and its alloys, copper, cobalt, iron, and their alloys, gold (particularly hard gold) and silver, platinum-based elements, precious metals, semi-precious metals and their alloys, In particular from the group of palladium and its alloying elements, tungsten, molybdenum and other refractory metals and their alloys, tin, lead, bismuth indium and their alloys.
구체적인 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Specific embodiments will be described below with reference to the drawings.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(04)의 투시도로서 전체 그림은 본 발명의 초소형 프로브 구조체(04)가 프로브 카드(02)의 기부면(02a)에 패터닝된 단자(03)에 접합된 상태를 나타낸다. 초소형 프로브 구조체는 기부단부(04a)와 접촉단부(04c)와 이 양자를 연결한 몸체부(04b)로 구성되었고 접촉단부는 수직 블레이드(04f) 형태로 구성되어 인접 프로브와의 간섭을 배제코자 하였다. 또한 접촉단부의 팁부(04g)에 가압(05)이 작용시 프로브로서 당연히 갖추어야 할 탄성력과 복원력을 갖도록 하기 위하여 몸체부(04b)는 수평 블레이드(04e) 형태로 구성되었다. 기부단부는 가압(05)이 작용시 오버 드라이브(OD)의 접촉 간섭을 방지하기 위하여 접합부(04d)가 하방으로 돌출되어 있다. 상기 블레이드 형태들은 직사각형 타입도 가능하다. 이와 같은 프로브 구조체는 미세간격 배영의 패드나 QFD용 디바이스와 같은 사방 배열 패드의 탐침 검사에 용이하게 적용할 수가 있다. 오버 드라이브 작용시 치수 변화등의 기술적 사항은 주지의 사실이므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.1 is a perspective view of an ultra-small probe structure 04 according to an embodiment of the present invention. The entire figure shows a terminal 03 in which the ultra-small probe structure 04 of the present invention is patterned on the base surface 02a of the probe card 02. FIG. It shows the state joined to). The micro probe structure is composed of a base end portion 04a, a contact end portion 04c, and a body portion 04b connecting both thereof, and the contact end portion is formed in the form of a vertical blade 04f to exclude interference with adjacent probes. . In addition, the body portion (04b) is configured in the form of a horizontal blade (04e) in order to have the elastic force and the restoring force that must be naturally provided as a probe when the pressure (05) acts on the tip portion (04g) of the contact end portion. At the base end, the joint portion 04d protrudes downward to prevent contact interference of the overdrive OD when the pressurization 05 is applied. The blade shapes may also be rectangular types. Such a probe structure can be easily applied to probe inspection of four-sided pads and four-side array pads such as QFD devices. Technical matters such as dimensional change during overdrive are well known and will not be described in detail.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(14)의 투시도로서 기부단부(14a)와 접촉단부(15c) 및 몸체부(14b)로 구성된 프로브 구조체(14)가 기판(12)의 기부면(12a)에 패터닝된 단자(13)에 접합된 상태를 나타낸다. 주요 특징으로는 도1의 실시예는 기부단부와 접촉단부간의 수평 길이가 비교적 긴 경우에 대응하는 프로브 구조체인 반면에, 본 일실시예는 짧은 길이에도 대응하면서 고유의 탄성력과 복원력을 발휘할 수 있도록한 'U'자형 몸체부가 구비된 초소형 프로브 구조체를 나타낸다. 즉, 형상에 있어서는 다소 복잡하다고 할 수 있으나 가압(15)이 작용시 보다 우수한 탄성력 및 복원력이 발휘될 수 있는 것이다.2 is a perspective view of the micro probe structure 14 according to an embodiment of the present invention, in which a probe structure 14 including a base end 14a, a contact end 15c, and a body portion 14b is formed of a substrate 12. As shown in FIG. The state joined to the terminal 13 patterned by the base surface 12a is shown. As a main feature, the embodiment of Figure 1 is a probe structure corresponding to the case where the horizontal length between the base end and the contact end is relatively long, whereas the present embodiment corresponds to a short length while exhibiting inherent elasticity and restoring force. Represents a micro probe structure with one 'U' shaped body. That is, it may be said that the shape is somewhat complicated, but when the pressure 15 acts, superior elastic force and restoring force can be exhibited.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(22)의 정면도로서 초소형 프로브 구조체(22)가 프로브 카드에 접합된 상태(21)를 나타낸다. 초소형 프로브 구조체(22)는 기부단부(22a)와 접촉단부(22c)와 몸체부(22b)로 구성되었으며 세분화하면 기부단부와 몸체부를 연결하는 연결부(22d)와 몸체부와 접촉단부를 연결하는 연결부(22e)가 추가된다. 기부단부와 몸체부를 연결하는 연결부(22d)에는 필렛 형태의 곡선부(24)가 구비되어 응력 분산을 도모하였고 주목적은 제품 장수명화가 될 것이다. 이외에도 프로브 구조체의 여타 평면과 평면이 만나는 부위는 곡선부 처리를 함을 통하여 물리적 특성을 개선할 수 있는 것이다.3 is a front view of the micro probe structure 22 according to the embodiment of the present invention, showing the state 21 in which the micro probe structure 22 is bonded to the probe card. The micro probe structure 22 is composed of a base end portion 22a, a contact end portion 22c and a body portion 22b, and when subdivided, a connection portion 22d connecting the base end portion and the body portion and a connection portion connecting the body portion and the contact portion 22e is added. The connection part 22d connecting the base end and the body part is provided with a curved portion 24 in the form of a fillet to achieve stress dispersion, and its main purpose will be product longevity. In addition, the area where the plane meets other planes of the probe structure may be improved through physical treatment.
아울러, 접촉 단부(22c)의 팁부(22f)의 형태는 첨단이 좁아지는 'V'자 형을 나타내고 있고 팁부의 첨단은 미세한 평탄면(22g)을 얻기 위하여 절두된 형태인 것이 바람직하다.In addition, the tip portion 22f of the contact end 22c has a 'V' shape in which the tip is narrowed, and the tip of the tip is preferably truncated to obtain a fine flat surface 22g.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체의 응력 분포도를 나타내며 일반적으로 취약한 기부단부와 몸체부의 '연결부'보다 몸체부 중심에 응력이 많이 분포됨을 알 수 있으며 이는 노란색으로 표시된 것을 통하여 알 수 있다.본 그림은 하나의 사례를 해석한 것으로서 구조체 전체에 걸쳐 응력이 양호하도록 설계하는 것은 당업자라면 용이하게 실행할 수 있을 것이다.Figure 4 shows the stress distribution of the ultra-small probe structure according to an embodiment of the present invention and it can be seen that the stress is distributed more in the center of the body than the 'connection portion' of the generally weak base end and the body portion, which is shown through the yellow This figure is an example analysis, and it is easy for a person skilled in the art to design a good stress throughout the structure.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(31)가 프로브 카드에 접합된 상태의 정면도를 나타내며 기부단부와 몸체부를 연결하는 연결부에 필렛 형상의 곡선부(32)가 구비되어 있고 접촉단부와 몸체부를 연결하는 연결부에 역시 곡선부(33)가 구비되어 응력 분산을 통한 장수명화를 도모하고 있다. 이러한 곡선부는 본 발명의 실시예의 제조 공정을 통하여 용이하게 실현할 수 있으며 이외에도 정면 방향에 있어서는 어떠한 곡선부도 용이하게 제조할 수 있다는 것이 장점이라고 볼 수 있다. 기부단부 중심과 접촉단부 팁부까지의 수평 거리는 '0'보다 긴 것이 권장되며 탐침시 적정한 스크래치가 발생하기에 충분한 거리 확보가 요망된다. 팁부의 형태는 도3의 실시예와 동일하다.Figure 5 shows a front view of the micro probe structure 31 is bonded to the probe card according to an embodiment of the present invention and the fillet-shaped curved portion 32 is provided in the connection portion connecting the base end and the body portion and contact A curved portion 33 is also provided at the connection portion connecting the end portion and the body portion to achieve long life through stress dispersion. Such a curved portion can be easily realized through the manufacturing process of the embodiment of the present invention, and in addition, any curved portion can be easily manufactured in the front direction. It is recommended that the horizontal distance between the center of the base end and the tip of the contact end be longer than '0' and that there is a sufficient distance for proper scratching during the probe. The shape of the tip portion is the same as in the embodiment of FIG.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(41)의 정면도를 나타내며 기부단부(42)의 접합부(42a)가 상기 실시예와는 달리 돌출부가 없고 평탄한 상태를 나타내며 이는 기판 기부에 범프가 구비되어 있을 경우에 적용될 수 있다.6 shows a front view of the micro probe structure 41 according to an embodiment of the present invention, and the junction 42a of the base end 42 shows a flat state without a protrusion unlike the above embodiment, which bumps the substrate base. It can be applied when is provided.
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 초소형 프로브 구조체(51)의 정면도를 나타내며 기부단부(52)의 접합부(52a)가 상기 실시예와는 달리 돌출부가 없고 평탄한 상태를 나타내며 이는 기판 기부에 범프가 구비되어 있을 경우에 적용될 수 있다.FIG. 7 shows a front view of the micro probe structure 51 according to the embodiment of the present invention, and the junction 52a of the base end 52 shows a flat state without the protrusion unlike the above embodiment, which bumps the substrate base. It can be applied when is provided.
도8은 도6의 프로브 구조체(61)의 측면 확대도를 나타내며 가압(65)이 접촉단부(63)에 작용시 몸체부(62)의 뒤틀림(66) 변형을 감소시키코자 몸체 저면(67)에 테이퍼부(64)를 구비한 것을 나타낸다.FIG. 8 shows an enlarged side view of the probe structure 61 of FIG. 6 and the body bottom 67 to reduce distortion 66 deformation of the body portion 62 when the pressure 65 acts on the contact end 63. It shows that the taper part 64 was provided in this.
도9는 도6의 프로브 구조체(61)의 부분 정면 확대도를 나타내며 도9a는 프로브 구조체(71)의 몸체부(73)와 접촉단부(72)의 연결부(75)에 계단(74) 형상의 복단직사각형 형태 내지는 블레이드 형태를 구비하여 변형 방지 및 응력 분산을 도모한 것이다.FIG. 9 shows a partial front enlarged view of the probe structure 61 of FIG. 6, and FIG. 9A shows a step 74 shape in the connection portion 75 of the body portion 73 and the contact end 72 of the probe structure 71. It has a double-sided rectangular shape or a blade shape to prevent deformation and stress distribution.
도9b는 프로브 구조체(81)의 몸체부(83)와 접촉단부(82)의 연결부(85)에 필렛형 곡선부(84) 복단 직사각형 형태 내지는 블레이드 형태를 구비하여 변형 방지 및 응력 분산을 도모한 것이다.FIG. 9B includes a fillet-type curved portion 84 double-ended rectangular or blade shape in the body portion 83 of the probe structure 81 and the connection portion 85 of the contact end 82 to prevent deformation and stress distribution. will be.
도9c는 프로브 구조체(91)의 몸체부(93)와 접촉단부(92)의 연결부(95)에 단일 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태가 아닌 직사각형 형태 혹은 블레이드 형태로서 전구간 혹은 일부 구간이 테이퍼 형태인 것(94)을 구비하여 변형 방지 및 응력 분산을 도모한 것이다.9C is a rectangular shape or a blade shape instead of a single rectangular shape or a blade shape in the body portion 93 of the probe structure 91 and the connecting portion 95 of the contact end portion 92, and the whole or some sections are tapered ( 94) is provided to prevent deformation and to disperse stress.
도10은 본 발명의 일실시예로서 접촉단부의 팁부(100)의 부분 상세도를 나타내며 팁부의 첨단부(101) 사방 모서리를 필렛처리하여 탐침 접촉성을 향상시키고자 하는 것이다.10 is a partial detailed view of the tip portion 100 of the contact end as an embodiment of the present invention to improve the probe contactability by filleting the four corners 101 of the tip portion 101.
즉, 종래의 기술에 개시 된 바와 같은 프로브 규격으로는 전극이 매트릭스 배열로 배치된 LSI장치나 다른 IC의 테스트용 프로브를 제조하기 어렵거나 에 언급한 바와 같은 이유로 동일한 접속접촉력을 지속적으로 갖게 하기 어렵고, 미세간격의 패드(pad)배열, 복열 패드배열에의 대응이 용이하지 않으나 본 발명의 초소형 프로브 구조체는 기부단부와 접촉단부간의 길이를 다양화함과 아울러 접촉단부를 블레이드화함으로써 이러한 문제를 해결하였고,That is, it is difficult to manufacture a test probe of an LSI device or another IC in which electrodes are arranged in a matrix arrangement, or to have the same connection contact force continuously for the reasons described in the prior art. The micro probe structure of the present invention solves this problem by varying the length between the base end and the contact end and blades the contact end. ,
접촉단부가 수직 블레이드화 하면서도 전자 소자의 전극이나 접속 접촉이 상하 방향으로의 어느 정도의 변형이나 변위를 갖는 경우에도 각각에 대하여 신뢰성있는 접촉이 이루어져 하므로 몸체부를 수평 블레이드화하여 이 문제를 해결하였다.Even when the contact end is vertically bladed, even when the electrode or the connecting contact of the electronic element has a certain deformation or displacement in the vertical direction, reliable contact is made to each of them, thereby solving the problem by horizontally bladed the body.
동일한 프로브 구조체의 접속 접촉력과 탄성력및 반력이 생기도록 리소그래피 공정에서 마스크로 현상하여 프로브 구조체의 규격을 동일하게 하여, 동일 규격의 프로브 구조체를 구현하므로써 프로브 구조체의 수명을 연장함과 아울러 동시에 프로브 카드의 수명을 연장하였다.In the lithography process, the dimensions of the probe structures are the same, and the probe structures of the same size can be implemented to extend the life of the probe structures and at the same time Extended life.
이는, 종래의 기술로 제조되는 프로브 구조체는 가압에 의해 응력을 받는 몸체부의 상하 두께가 제조공정의 특성으로 산포가 유발될 가능성이 많으나 본 발명의 초소형 구조체는 이의 산포를 최소화한 것이다.This is because the probe structure manufactured according to the prior art is likely to cause dispersion due to the characteristics of the manufacturing process in the upper and lower thicknesses of the body portion stressed by pressure, but the microstructure of the present invention minimizes the dispersion thereof.
또한, 결함(defect)이나 휴먼에러(human error)로 발생할 수 있는 프로브 교체 수리(repair)문제에 있어 종래 기술들에 있어서 제조 공정이 단위공정마다 원스텝(one step process)공정들이기 때문에 국부적인 교체 수리가 불가능한데, 본 발명의 프로브 구조체는 실리콘에 삽설부를 식각하여 만든 프로브 임시 고정 지그를 사용하므로써 삽설부에 있는 손상된 프로브를 제거하고 새 프로브를 삽입하여 용재를 융착하는 형태의 국부적인 수리가 가능한 것이다.In addition, in the replacement of probes, which may occur due to defects or human errors, in the prior art, since the manufacturing process is one-step process per unit process, local replacement repair Although the probe structure of the present invention uses a probe temporary fixing jig made by etching the insert into silicon, it is possible to perform local repair in the form of removing the damaged probe in the insert and inserting a new probe to fuse the material. will be.
한편, 앞에서 개시한 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어 나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 등록 청구범위뿐만 아니라 이 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, in the above detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
종래의 석판 인쇄술로 제조된 프로브 구조체는 프로브 카드에 장착시 자동화로 이루어 지는 장점이 있으나 탐침 대상인 전자 부품의 패드 형상에 맞추어 프로브 구조체를 제작할 수 밖에 없어 제작 수량에 한계가 있나. 본 발명의 프로브 구조체는 낱개화되어 프로브 카드에 각기 조립되는 관계로 희생 기판내에 가능한한 많은 수의 프로브 구조체를 배치할 수 있어 많은 수량을 제조할 수 있으며 프로브 구조체의 수명을 늘리기 위해서는 역학적으로 곡선부등을 적용하여 응력 분산시키는 노력이 필요한 바 종래의 제조 방법으로는 용이하게 구현할 수 없으며 그 결과 상업화가 진전되지 않고 있는 상황이나 본 프로브 구조체는 이러한 응력 분산을 위한 곡선부 적용이 무한대로 자유로운 장점이 있고 제조 방법 역시 종래의 프로브를 제조하기 위해서 필요한 많은 단계의 공정 중 상당한 공정의 생략이 가능하여 대폭적인 원가절감이 가능하다. 아울러 손상된 프로브 구조체에 대한 국부적인 수리가 가능하여 원가 절감이 가능하다.Probe structure manufactured by conventional lithography has an advantage of being automated when mounted on a probe card, but is there a limit to the number of production because the probe structure can only be manufactured according to the pad shape of the electronic component to be probed. Since the probe structures of the present invention are individualized and assembled on the probe card, as many probe structures as possible can be placed in the sacrificial substrate, a large quantity can be manufactured, and a dynamic curve can be used to increase the life of the probe structures. The effort to disperse the stress is required, which cannot be easily implemented by the conventional manufacturing method. As a result, commercialization is not progressed, but the present probe structure has the advantage that the application of the curved portion for stress dispersion is infinitely free. The manufacturing method can also omit a considerable process out of many of the steps required to manufacture a conventional probe, thereby enabling significant cost reduction. In addition, local repair of damaged probe structures is possible, resulting in cost savings.
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