KR20040070199A - 접속 구조물 및 그의 제조 방법과 그를 사용하는 탐침접속 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접속 목표물과의 전기적인 연결을 확립하기 위한 접속 구조물에 관한 것이다. 접속 구조물은 접속기 캐리어 및 복수의 접속기로 형성된다. 접속기 캐리어는 접속기 캐리어 상에 접속기를 로킹시키기 위한 활주 플레이트를 포함한다. 접속기는 활주 플레이트와 맞물리는 절결부를 갖는 상단부와, 상단부에 대한 대향 방향으로 배향되며 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임 부분을 갖는다. 다른 태양에서, 접속기는 먼저 접속기 어댑터 상에 장착되고, 접속기 어댑터는 접속기 캐리어에 부착된다.

Description

접속 구조물 및 그의 제조 방법과 그를 사용하는 탐침 접속 조립체 {CONTACT STRUCTURE AND PRODUCTION METHOD THEREOF AND PROBE CONTACT ASSEMBLY USING SAME}
LSI 및 VLSI 회로와 같은 고밀도, 고속 전기 장치를 테스트하는 데 있어서, 복수의 접속기를 갖는 탐침 카드와 같은 고성능 접속 구조물이 사용되어야 한다. 다른 적용에서, 접속 구조물은 IC 패키지 또는 IC 리드(lead)용으로 사용될 수 있다.
본 발명은 LSI 및 VLSI 칩, 반도체 웨이퍼 및 다이, 패키징된 반도체 장치, 인쇄 회로 기판 등을 테스트 및 번인(burn-in)하는 데 사용하기 위한 구조물 및 그러한 접속 구조물의 제조 공정에 관한 것이다. 본 발명은 또한 IC 칩의 리드 또는단자 핀, IC 패키지 또는 다른 전자 장치와 같은 다른 목적에 적용될 수 있다. 그러나, 설명을 간단하고 간편하게 하기 위해, 본 발명은 주로 반도체 웨이퍼 테스트에 대해 설명된다.
테스트되는 반도체 장치가 반도체 웨이퍼의 형태인 경우에, IC 테스터와 같은 반도체 테스트 시스템은 보통 반도체 웨이퍼를 자동으로 테스트하기 위해 자동 웨이퍼 탐침기와 같은 기판 취급기에 연결된다. 그러한 예는 도1에 도시되어 있으며, 반도체 테스트 시스템은 보통 분리된 하우징 내에 있으며 케이블 다발(110)에 의해 테스트 시스템에 전기적으로 연결되는 테스트 헤드(100)를 갖는다. 테스트 헤드(100)와 기판 취급기(400)는 모터(510)에 의해 구동되는 조작기(500)의 도움으로 인터페이스 구성요소(140)를 통해 서로 기계적 및 전기적으로 연결된다. 테스트되는 반도체 웨이퍼는 기판 취급기(400)에 의해 테스트 헤드(100)의 테스트 위치로 자동으로 제공된다.
테스트 헤드(100) 상에서, 테스트되는 반도체 웨이퍼는 반도체 테스트 시스템에 의해 발생되는 테스트 신호를 제공받는다. 테스트 대상 반도체 웨이퍼(반도체 웨이퍼 상에 형성된 IC 회로)로부터의 결과적인 출력 신호는 반도체 테스트 시스템으로 전달된다. 반도체 테스트 시스템에서, 웨이퍼로부터의 출력 신호는 반도체 웨이퍼 상의 IC 회로가 바르게 기능하는지를 결정하기 위해 예상 데이터와 비교된다.
도1 및 도2를 참조하면, 테스트 헤드(100)와 기판 취급기(400)는 성능 보드(120), 동축 케이블, 포고(pogo) 핀, 및 커넥터로 구성된 인터페이스 구성요소를 통해 연결된다. 성능 보드(120)는 테스트 헤드(100)의 전기 풋프린트(footprint)에 고유한 회로 연결을 갖는 인쇄 회로 기판이다. 테스트 헤드(100)는 반도체 테스트 시스템의 복수의 테스트 채널(테스트 핀)에 대응하는 복수의 인쇄 회로 기판(150)을 포함한다. 인쇄 회로 기판(150)은 각각 성능 보드(120) 상에 장착된 대응하는 접속 단자(121)를 수납하기 위한 커넥터(160)를 갖는다.
"프로그(frog)" 링(130, 포고 핀 블록)은 기판 취급기(400)에 대한 접속 위치를 정확하게 결정하도록 성능 기판(120)에 연결된다. 프로그 링(130)은 동축 케이블(124)을 통해 접속 단자(121)에 연결된 ZIF 커넥터 또는 포고 핀과 같은 복수의 접속 핀(141)을 갖는다.
도2에 도시된 바와 같이, 테스트 헤드(100)는 기판 취급기(400) 위에 위치되어 인터페이스 구성요소(140)를 통해 기판 취급기에 연결된다. 기판 취급기(400) 내에서, 테스트되는 반도체 웨이퍼(300)는 척(180, chuck) 상에 장착된다. 이러한 예에서, 탐침 카드(170)는 테스트되는 반도체 웨이퍼(300) 위에 제공된다. 탐침 카드(170)는 테스트 대상 반도체 웨이퍼(300) 상의 IC 회로 내의 회로 단자 또는 패드와 같은 접속 목표물과 접속하기 위한 (캔틸레버 또는 니들과 같은) 복수의 탐침 접속기(190)를 갖는다.
탐침 카드(170)의 전극(접속 패드)은 프로그 링(130) 상에 제공된 접속 핀(141)에 전기적으로 연결된다. 접속 핀(141)은 또한 동축 케이블(124)을 통해 성능 보드(120)의 접속 단자(121)에 연결되고, 각각의 접속 단자(121)는 테스트 헤드(100)의 대응하는 인쇄 회로 기판(150)에 연결된다. 또한, 인쇄 회로 기판(150)은 예를 들어 수백 개의 내측 케이블을 갖는 케이블(110)을 통해 반도체 테스트 시스템에 연결된다.
이러한 배열 하에서, 탐침 접속기(190, 니들)는 척(180) 상의 반도체 웨이퍼(300)의 표면(접속 목표물)과 접속하여 반도체 웨이퍼(300)에 테스트 신호를 인가하고 웨이퍼(300)로부터 결과적인 출력 신호를 수신한다. 전술한 바와 같이, 테스트 대상 반도체 웨이퍼(300)로부터의 결과적인 출력 신호는 반도체 웨이퍼(300) 상의 IC 회로가 적절하게 작동하는지를 결정하기 위해 반도체 테스트 시스템에 의해 발생된 예상 데이터와 비교된다.
도3은 도2의 탐침 카드(170)의 저면도이다. 이러한 예에서, 탐침 카드(170)는 니들 또는 캔틸레버로 불리는 복수의 탐침 접속기(190)가 장착되어 있는 에폭시 링을 갖는다. 반도체 웨이퍼(300)를 장착한 척(180)이 도2에서 상향 이동하면, 접속기(190)의 팁은 웨이퍼(300) 상의 패드 또는 범프(접속 목표물)와 접속한다. 니들(190)의 단부는 탐침 카드(170) 상에 형성된 (도시되지 않은) 전달 라인에 연결된 와이어(194)에 연결된다. 전달 라인은 도2의 포고 핀(141)과 연통하는 복수의 전극(197, 접속 패드)에 연결된다.
전형적으로, 탐침 카드(170)는 많은 층 상에 접지면, 전력면, 신호 전달 라인을 갖는 다층의 폴리이미드 기판에 의해 구성된다. 기술 분야에 공지된 바와 같이, 신호 전달 라인은 각각 분배된 파라미터, 즉 폴리이미드의 유전 상수 및 자력 투과성, 탐침 카드(170) 내의 신호 경로의 인덕턴스 및 커패시턴스를 균형잡음으로서 50 Ω과 같은 특징적인 임피던스를 갖도록 설계된다. 따라서, 신호 라인이 임피던스 정합되어, 정상 상태에서 전류를 공급하기 위한 웨이퍼(300)에 대한 고주파 전달 대역폭 및 전이 상태에서 장치의 출력 절환에 의해 발생되는 고전류 피크를 확립한다. 잡음을 제거하기 위해, 커패시터(193, 195)가 탐침 카드 상에서 전력면과 접지면 사이에 제공된다.
탐침 카드(170)의 등가 회로가 도4에 도시되어 있다. 도4의 (a) 및 도4의 (b)에 도시된 바와 같이, 탐침 카드(170) 상의 신호 전달 라인은 전극(197), 스트립(임피던스 정합) 라인(196), 및 와이어(194)로부터 접속기(190, 니들)로 연장된다. 와이어(194) 및 접속기(190)가 임피던스 정합되지 않으므로, 이러한 부분들은 도4의 (c)에 도시된 바와 같이 고주파 대역 내의 인덕터(L)로서 고려된다. 와이어(194) 및 접속기(190)의 전체 길이가 약 20 - 30 mm이기 때문에, 테스트 대상 장치의 고주파 성능을 테스트할 때 상당한 제한이 인덕터로부터 생성될 것이다.
탐침 카드(170) 내의 주파수 대역폭을 제한하는 다른 인자가 도4의 (d) 및 도4의 (e)에 도시된 전력 및 접지 접속기 내에 잔류한다. 전력 라인이 테스트 대상 장치에 충분히 큰 전류를 공급할 수 있으면, 장치를 테스트하는 데 있어서 작동 대역폭을 심각하게 제한하지 않을 것이다. 그러나, 전력을 공급하기 위한 일련의 연결된 와이어(194) 및 니들(190)(도4의 (d))과 전력 및 신호를 접지하기 위한 일련의 연결된 와이어(194) 및 접속기(190, 니들)(도4의 (e))가 인덕터에 상응하기 때문에, 고속 전류 흐름이 심각하게 제한된다.
또한, 커패시터(193, 195)가 전력 라인 상의 잡음 또는 서지 펄스를 필터링함으로써 테스트 대상 장치의 적절한 성능을 보장하도록 전력 라인과 접지 라인 사이에 제공된다. 커패시터(193)는 10 ㎌과 같은 비교적 큰 값을 갖고, 필요하다면 스위치에 의해 전력 라인으로부터 단절될 수 있다. 커패시터(195)는 0.01 ㎌과 같은 비교적 작은 커패시턴스 값을 갖고, DUT에 근접하여 고정 연결된다. 이러한 커패시터는 전력 라인 상에서 고주파 감결합(decoupling)으로서 기능을 한다. 바꾸어 말하면, 커패시터는 탐침 접속기의 고주파 성능을 제한한다.
따라서, 전술한 바와 같이 가장 널리 사용되는 탐침 접속기는 최근의 반도체 장치를 테스트하기에 불충분한 대략 200 MHz의 주파수 대역폭으로 제한된다. 업계에서, 1 GHz 정도 이상의 주파수 대역폭이 가까운 미래에 필요할 것으로 고려된다. 또한, 탐침 카드가 테스트 처리량을 증가시키는 것과 병행하여 32개 이상의 복수의 반도체 장치, 특히 메모리를 취급할 수 있는 것이 업계에서 요구된다.
종래의 기술에서, 도3에 도시된 바와 같은 탐침 카드 및 탐침 접속기는 수동으로 만들어져서, 일정하지 않은 품질을 나타낸다. 그러한 일정하지 않은 품질은 크기, 주파수 대역폭, 접속력, 및 저항 등의 변동을 포함한다. 종래의 탐침 접속기에서, 접속 성능을 신뢰할 수 없게 만드는 다른 인자는 탐침 접속기와 테스트 대상 반도체 웨이퍼가 다른 온도 팽창율을 갖는 온도 변화이다. 따라서, 변화되는 온도 하에서, 그들 사이의 접속 위치가 변하여, 접속력, 접속 저항 및 대역폭에 악영향을 미친다. 따라서, 차세대 반도체 테스트 기술의 요구를 만족시킬 수 있는 신개념의 접속 구조물에 대한 요구가 있다.
본 발명은 접속 구조물 및 그의 제조 방법과 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체에 관한 것이고, 특히 수직 방향으로 복수의 접속기를 갖는 접속 구조물과, 접속 탐침 조립체, 탐침 카드, IC 칩, 또는 다른 접속 메커니즘과 같은 접속 구조물을 형성하기 위해 그러한 복수의 접속 구조물을 반도체 웨이퍼 상에 수평 방향으로 제조하고 기판 상에 수직 방향으로 장착되도록 웨이퍼로부터 접속기를 제거하기 위한 방법에 관한 것이다.
도1은 기판 취급기와 테스트 헤드를 갖는 반도체 테스트 시스템 사이의 구조적인 관계를 도시하는 개략도이다.
도2는 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드를 인터페이스 구성요소를 통해 기판 취급기에 연결시키기 위한 더욱 상세한 구조의 예를 도시하는 도면이다.
도3은 종래의 기술에서 복수의 탐침 접속기를 장착하기 위한 에폭시 링을 갖는 탐침 카드의 예를 도시하는 저면도이다.
도4의 (a) 내지 도4의 (e)는 도3의 탐침 카드의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.
도5a 내지 도5c는 기판 상에서 수평 방향으로 제조되어 접속기 상에 수직으로 장착된 접속기를 사용하는 본 발명의 접속 구조물의 예를 도시하는 개략도이다.
도6의 (a) 및 도6의 (b)는 복수의 접속기가 기판의 평탄한 표면 상에 형성되어 이후의 공정을 위해 그로부터 제거되는, 본 발명의 제조 방법의 기본 개념을 도시하는 개략도이다.
도7a 내지 도7c는 본 발명의 접속기의 세부를 도시하는 선도이며, 도7a 및 도7b는 압력이 인가되지 않는 접속기의 정면도이고, 도7c는 접속 목표물에 대해 가압되었을 때의 도7b의 접속기의 정면도이다.
도8a 내지 도8l은 본 발명의 접속기를 제조하기 위한 본 발명의 제조 공정의 예를 도시하는 개략도이다.
도9a 내지 도9d는 본 발명의 접속기를 제조하기 위한 본 발명의 제조 공정의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도10a 내지 도10n은 기판의 표면 상에서 본 발명의 접속기를 제조하여 접속기를 중간 플레이트로 전달하기 위한 공정의 예를 도시하는 개략도이다.
도11a 및 도11b는 본 발명의 접속 구조물을 제조하기 위해 접속기를 집어서 접속기 캐리어 상에 위치시키기 위한 픽 앤 플레이스(pick and place) 메커니즘 및 그의 공정의 예를 도시하는 개략도이다.
도12a 내지 도12c는 본 발명에서 접속기를 접속기 캐리어 상에 조립하여 로킹시키기 위한 공정을 도시하는 개략도이다.
도13은 테스트 대상 반도체 장치와 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이에서의 사용을 위해 본 발명의 접속 구조물을 이용하는 탐침 접속 조립체의 예를 도시하는 단면도이다.
도14는 테스트 대상 반도체 장치와 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이의 인터페이스로서의 사용을 위해 본 발명의 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도15는 접속기, 접속기 캐리어, 및 접속기 어댑터를 포함하는 본 발명의 접속 구조물의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도16a 내지 도16c는 도15에 도시된 개념을 사용하는 본 발명의 접속기 구조물의 예를 도시하는 정면도이다.
도17a 내지 도17c는 도15의 개념에 기초한 본 발명의 접속 구조물을 도시하는 사시도이며, 도17a는 접속기를 도시하고, 도17b는 접속기 어댑터를 도시하고, 도17c는 접속기가 장착되어 있는 접속기 어댑터를 도시하고, 도17d는 도17c의 접속기 어댑터를 장착하기 위한 접속기 캐리어를 도시한다.
도18은 테스트 대상 반도체 장치와 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이에 배열된 도15의 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도19는 테스트 대상 반도체 장치와 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이에 배열된 도15의 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 고주파 대역폭, 높은 핀 개수 및 높은 접속 성능은 물론 높은 신뢰성을 가지고 접속 목표물과 전기적으로 접속하기 위한 복수의 접속기를 갖는 접속 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접속기 및 접속기 캐리어가 활주 플레이트를 포함하는 로킹 메커니즘을 사용함으로써 쉽게 조립될 수 있는, 복수의 접속기를 갖는 접속기 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접속기가 접속기 어댑터의 사용에 의해 접속기 캐리어 상에 쉽고 확실하게 장착되는, 접속기 캐리어 및 복수의 접속기로 형성된 접속 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 장치를 동시에 병렬로 테스트하기 위해 복수의 반도체 장치와의 전기적인 연결을 확립하기 위한 접속 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 접속기를 실리콘 기판 상에 2차원 방식으로 제공하고, 접속기를 기판으로부터 제거하고, 접속 구조물을 형성하기 위해 3차원 방식으로 접속기를 접속 기판 상에 장착하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서, 접속 구조물은 포토리소그래피 기술에 의해 실리콘 기판과 같은 유전성 기판의 평탄한 표면 상에 제조된 복수의 접속기로 형성된다. 본 발명의 접속 구조물은 유리하게는 LSI 및 VLSI 칩, 반도체 웨이퍼 및 다이, 패키징된 IC, 인쇄 회로 기판 등을 테스트 및 번인하는 데 적용된다. 본 발명의 접속 구조물은 또한 IC 리드 및 핀과 같은 전자 장치의 구성요소로서 사용될 수 있다.
본 발명의 제1 태양은 접속 목표물과의 전기적인 연결을 확립하기 위한 접속 구조물이다. 접속 구조물은 접속기 캐리어 및 복수의 접속기로 형성된다. 접속기는 로킹 메커니즘을 확립하도록 절결부를 갖는 수직 방향으로 배향된 상단부와, 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 상단부에 대한 대향 방향으로 배향된 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임 부분을 갖는다.
본 발명의 제2 태양은 접속기 캐리어 및 복수의 접속기로 형성된 접속 구조물이다. 접속기는 접속기 어댑터를 통해 접속기 캐리어 상에 장착된다. 접속기는 수직 방향으로 배향된 상단부와, 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임 부분을 갖는다.
본 발명의 제3 태양은 실리콘 기판 상에 2차원 방식으로 접속기를 제조하고 접속 구조물을 확립하기 위해 그로부터 제거하는 방법이다. 다양한 제조 방법이 기판의 평탄한 표면 상에 접속기를 제조하기 위해 사용된다. 접속기는 기판으로부터 제거되어 접속기 캐리어 상에 장착된다.
제2의 본 발명의 다른 태양은 본 발명의 접속 구조물을 포함하는 탐침 접속 조립체이다. 탐침 접속 조립체는 표면 상에 장착된 복수의 접속기를 갖는 접속기 캐리어와, 접속기 캐리어를 장착하여 접속기와 탐침 카드 상에 제공된 전극 사이에 전기적인 연결을 확립하기 위한 탐침 카드와, 핀 블록이 탐침 카드에 부착되었을 때 탐침 카드와 반도체 테스트 시스템 사이를 연결하기 위한 복수의 접속 핀을 갖는 핀 블록으로 형성된다. 각각의 접속기는 본 발명의 제1 태양에 대해 전술한 바와 같은 구조물이다.
본 발명에 따르면, 접속 구조물은 변위 로킹 메커니즘 또는 접속기 어댑터의 사용에 의해 접속기 캐리어 상에 쉽고 확실하게 장착되는 복수의 접속기를 갖는다. 접속 구조물은 매우 높은 주파수 대역폭을 갖고, 접속 성능의 일정한 품질, 높은 신뢰성 및 긴 수명과, 저비용을 달성할 수 있다. 또한, 접속기가 테스트 대상 장치와 동일한 기판 재료 상에 장착되기 때문에, 온도 변화에 의해 야기되는 위치 오류를 보상하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 제조 공정은 비교적 간단한 기술을 사용함으로써 실리콘 기판 상에 수평 방향으로 복수의 접속기를 제조할 수 있다. 그러한 접속기는 기판으로부터 제거되어 접속 기판 상에 수직 방향으로 장착된 다음, 접점의 상단부 상의 절결부를 사용하고 캐리어의 상부 층을 활주시킴으로써 조립된다. 본 발명에 의해 제조되는 접속 구조물은 저비용, 고효율이며, 높은 기계적인 강도 및 신뢰성을 갖는다.
본 발명의 제1 실시예가 이제 도5 내지 도14를 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 본 발명의 설명은 "수평" 또는 "수직"과 같은 용어를 포함한다는 것을 알아야 한다. 본 발명자는 본 발명과 관련된 구성요소의 상대적인 위치 관계를 설명하기 위해 이러한 용어를 사용한다. 그러므로, "수평" 또는 "수직"이라는 용어의 해석은 지면 수평 또는 중력 수직과 같은 절대적인 의미로 제한되지 않아야 한다.
도5a 및 도5b는 본 발명의 제1 실시예의 접속 구조물의 예를 도시한다. 접속 구조물은 접속기 캐리어(20) 및 접속기(30)에 의해 구성된다. 반도체 테스트의 적용에서, 접속 구조물은 예를 들어, 테스트되는 반도체 웨이퍼(300)와 같은 반도체 장치 위에 위치된다. 실리콘 웨이퍼(300)가 상향 이동되면, 접속기(30)의 하단부는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 접속하여 그들 사이에 전기적인 연통을 확립한다.
접속기 캐리어(20)는 시스템 캐리어(22) 및 활주 플레이트(층)(25)로 구성된다. 활주 플레이트(25)는 시스템 캐리어(22) 상에서 활주(변위)함으로써 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 로킹시킨다. 도5a는 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 로킹시키기 전의 상황을 도시하고, 도5b는 접속기(30)가 활주 플레이트(25)를 변위시킴으로써 접속기 캐리어 상에 로킹된 상황을 도시한다. 접속기 캐리어(20)는 양호하게는 실리콘, 또는 폴리아미드, 세라믹 또는 유리와 같은유전성 재료로 만들어진다. 시스템 캐리어(22) 및 활주 플레이트(25)는 모두 접속기(30)를 장착하기 위한 관통 구멍을 갖는다.
도5a 및 도5b에서, 각각의 접속기(30)는 상단부(33, 기부), 대각선 비임(스프링) 부분(32), 및 하단부(35, 접속부)로 구성된다. 각각의 접속기(30)는 접속기의 상단부(33)가 접속기를 접속기 캐리어(20) 상에 로킹시키도록 활주 플레이트(25)를 수납하기 위한 절결부(39, 로킹 홈)를 갖도록 제조된다. 양호하게는, 스토퍼(38)가 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 확실하게 장착하기 위해 각각의 접속기(30)에 제공된다. 즉, 스토퍼(38)는 시스템 캐리어(22)의 바닥 표면과 맞물림으로써 접속기(30)의 상향 이동을 제한한다. 스토퍼(38)는 또한 활주 플레이트(25)가 절결부(39) 내에 끼워지면, 활주 플레이트(25)와 함께 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 견고하게 로킹시키도록 기능한다.
대각선 비임 부분(32)은 상단부(33)로부터 하단부(35)로 대각선으로 연장된다. 상단부(33) 및 하단부(35)는 다른 구성요소와 전기적인 연통을 확립하는 접속 지점으로서 기능한다. 반도체 테스트 적용에서, 상단부(33)는 테스트 시스템의 탐침 카드와 접속하도록 기능하고, 하단부(35)는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드와 같은 접속 목표물과 접속하도록 기능한다.
접속기 캐리어(20) 상에 접속기(30)를 조립하기 위해, 먼저 접속기(30)는 활주 플레이트(25) 및 시스템 캐리어(22) 상에 생성된 관통 구멍 내에 삽입된다. 이러한 목적으로, 활주 플레이트(25)는 시스템 캐리어(22)의 표면 상에서 수평으로 변위되어, 활주 플레이트(25) 상의 관통 구멍 및 시스템 캐리어 상의 관통 구멍은동일한 수직 축 상에서 서로 정합된다. 도5a의 예에서, 활주 플레이트(25)는 우측면에 위치된다. 도5b에서, 시스템 캐리어 및 활주 플레이트 상의 관통 구멍 내에 모든 접속기를 삽입한 후에, 활주 플레이트(25)는 접속기(30)의 결절부 내에 삽입되도록 좌측을 향해 수평 위치 내에서 변위된다. 따라서, 접속기(30)는 접속기 캐리어(20) 상에 로킹된다.
도5c는 본 발명의 접속 구조물의 다른 예를 도시한다. 이러한 예에서, 접속기 캐리어(20)는 시스템 캐리어(22), 상부 캐리어(24), 활주 플레이트(25), 중간 캐리어(26), 및 바닥 캐리어(28)로 구성된다. 접속기 캐리어(20)는 양호하게는 실리콘, 또는 폴리이미드와 같은 유전성 재료, 세라믹 또는 유리로 만들어진다. 시스템 캐리어(22)는 상부, 중간, 및 바닥 캐리어들을 그들 사이에 소정의 공간을 가지고 지지한다.
상부 캐리어(24), 중간 캐리어(26), 및 바닥 캐리어(28)는 각각 접속기(30)를 장착하기 위한 관통 구멍을 갖는다. 활주 플레이트(25)는 상부 캐리어(24) 상에 수평 방향으로 활주 가능하게 제공된다. 도5a 및 도5b를 참조하여 전술한 동일한 방식으로, 활주 플레이트(25)는 또한 접속기(30)를 삽입하기 위한 관통 구멍을 갖는다. 상부 캐리어(24) 및 활주 플레이트(25) 상의 관통 구멍 내에 접속기(30)를 삽입한 후에, 활주 플레이트(25)는 접속기(30)의 절결부(39) 내에 활주 플레이트를 끼움으로써 접속기(30)를 로킹하도록 좌측을 향해 변위된다. 이러한 로킹 메커니즘(변위-로킹 메커니즘) 및 공정은 도12a 내지 도12c를 참조하여 이후에 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도5c에서, 각각의 접속기(30)는 전반적으로 상단부(33, 기부), 대각선 비임(스프링) 부분(32), 직선 비임 부분(36), 하단부(35, 접속부), 및 복귀부(37)로 구성된 캔틸레버형 형상을 갖는다. 각각의 접속기(30)는 접속기의 상단부(33)가 상부 캐리어(24) 상의 활주 플레이트(25)를 수납하기 위한 절결부(39)를 갖도록 제조된다. 양호하게는, 스토퍼(34, 38)가 접속기 캐리어(20) 상에 접속기(30)를 확실하게 장착하기 위해 각각의 접속기(30)에 제공된다. 스토퍼(38)는 상부 캐리어(24)와 맞물림으로써 접속기의 상향 이동을 제한하고, 스토퍼(34)는 중간 캐리어(26)와 맞물림으로써 접속기(30)의 하향 이동을 제한한다.
대각선 비임 부분(32)은 상단부(33)와 직선 비임 부분(36) 사이에서 대각선으로 연장된다. 직선 비임 부분(25)은 대각선 비임 부분(32)과 하단부(35) 사이에서 하향 연장된다. 상단부(33) 및 하단부(35)는 다른 구성요소와의 전기적인 연통을 확립하는 접속 지점으로서 기능한다. 반도체 테스트 적용에서, 상단부(33)는 테스트 시스템의 탐침 카드와 접속하도록 기능하고, 하단부(35)는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 같은 접속 목표물과 접속하도록 기능한다.
복귀부(37)는 직선 비임 부분(36)과 평행하게 하단부(35)로부터 상향 연장된다. 바꾸어 말하면, 복귀부(37) 및 직선 비임 부분(36)은 바닥 플레이트 캐리어(28)의 관통 구멍 내에 삽입된 대략적인 위치에서 그들 사이에 공간(S, 갭)을 구성한다. 이러한 구조는 바닥 캐리어(28) 상의 관통 구멍에 대한 충분한 폭을 보장하고 접속기(30)를 변형시켰을 때 유연성을 허용한다. 이는 접속기가 접속 목표물에 대해 가압되었을 때 효과적이며, 도7a 및 도7b를 참조하여 이후에 상세하게설명될 것이다.
접속기(30)는 접속기 캐리어 내에 제공된 관통 구멍을 통해 접속기 캐리어(20) 상에 장착된다. 이러한 예에서, 상부 캐리어(24), 활주 플레이트(25), 중간 캐리어(26), 및 바닥 캐리어(28)는 각각 그 안에 접속기(30)를 수납하기 위한 관통 구멍을 포함한다. 상단부(33)는 상부 캐리어(24)의 상부 표면으로부터 돌출되고, 하단부(35)는 바닥 캐리어(28)의 하부 표면으로부터 돌출된다. 활주 플레이트(25)는 접속기(30)의 상단부 상의 절결부(39)와 맞물리도록 상부 캐리어(24) 상에서 활주할 수 있고, 이에 의해 접속기 캐리어(20) 상에 접속기(30)를 로킹시킨다.
접속기(30)의 중간 부분은 중간 캐리어(26)에 헐겁게 결합될 수 있다. 따라서, 접속기(30)는 상단부가 상부 캐리어(24) 상에 로킹되었을 때, 중간 부분 및 하단부에서 이동할 수 있다. 접속 구조물이 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 같은 접속 목표물에 대해 가압되면, 접속기(30)는 변형되어 후술하는 스프링 작용을 달성한다.
접속기의 대각선 비임(스프링) 부분(32)은 하단부(35)가 접속 목표물에 대해 가압되었을 때, 탄력성을 생성하도록 스프링으로서 기능한다. 접속기(30)의 하단부(35, 접속 지점)는 양호하게는 접속 패드(320)의 표면과 마찰할 수 있도록 예리하게 된다. 탄력성은 하단부(35)에서 접속 패드(320)의 표면에 대한 그러한 마찰 효과를 증진시킨다. 마찰 효과는 접속 지점이 금속 산화물 표면 층 아래의 접속 패드(320)의 전도성 재료와 전기적으로 접속하도록 접속 패드(320)의 금속 산화물표면 층과 마찰할 때의 접속 성능을 개선시킨다.
도6의 (a) 및 도6의 (b)는 그러한 접속기를 제조하기 위한 본 발명의 기본 개념을 도시한다. 본 발명에서, 도6의 (a)에 도시된 바와 같이, 접속기(30)는 기판(40)의 평탄한 표면 상에서 수평 방향으로, 즉 기판(40)의 평탄한 표면과 평행하게 제조된다. 바꾸어 말하면, 접속기(30)는 기판(40) 상에서 2차원 방식으로 형성된다. 그 다음 접속기(30)는 기판(40)으로부터 제거되어, 도5a 및 도5b에 도시된 접속기 캐리어(20) 상에 수직 방향, 즉 3차원 방식으로 장착된다. 전형적으로, 기판(40)은 실리콘 기판이지만, 유전성 재료를 사용하는 다른 기판 또한 가능하다.
도6의 (a) 및 도6의 (b)의 예에서, 전술한 바와 같이, 접속기(30)는 기판(40)의 평탄한 표면 상에서 수평 방향으로 제조된다. 그 다음, 도6의 (b)의 예에서, 접속기(30)는 기판으로부터 접착 테이프, 접착 필름 또는 접착 플레이트(총괄하여 "접착 테이프")와 같은 접착 부재(90)로 전달된다. 다음 공정에서, 접착 테이프(90) 상의 접속기(30)는 예를 들어 픽 앤 플레이스 메커니즘의 사용에 의해, 그로부터 제거되어 도5a 내지 도5c의 접속기 캐리어(20) 상에 수직 방향, 즉 3차원 방식으로 장착된다.
도7a는 도5a 및 도5b의 접속 구조물 내에서 사용되는 본 발명의 접속기(30)의 상세도를 도시한다. 도7b 및 도7c는 도5c의 접속 구조물 내에서 사용되는 본 발명의 접속기(30)의 상세도를 도시한다. 도7b는 압력이 인가되지 않을 때의 접속기(30)의 정면도를 도시하고, 도7c는 압력이 접속 목표물에 대해 가압됨으로써 접속 구조물에 인가되었을 때의 접속기(30)의 정면도를 도시한다.
도5a 및 도5b를 참조하여 전술한 바와 같이, 도7a의 접속기(30)는 절결부를 갖는 상단부(33, 기부), 대각선 비임(스프링) 부분(32), 및 하단부(35, 접속부)를 갖는다. 도7b 및 도7c의 예에서, 접속기(30)는 절결부를 갖는 상단부(33, 기부), 대각선 비임(스프링) 부분(32), 직선 비임 부분(36), 하단부(35, 접속부), 및 복귀부(37)를 갖는다. 각각의 접속기(30) 상에서, 절결부(39)는 접속기를 제 위치에 로킹시키기 위해 접속기 캐리어(20) 상의 활주 플레이트(25)를 수납할 수 있도록 상단부(33)에 제공된다.
반도체 테스트 적용에서, 상단부(33)는 도13에 도시된 바와 같은 테스트 시스템의 탐침 카드와 접속하고, 하단부(35)는 테스트 대상 반도체 웨이퍼와 같은 접속 목표물과 접속한다. 도5c의 접속기 캐리어(20) 상에 장착될 때, 상단부(33)는 접속기 캐리어(20)의 상부 캐리어(24)의 상부 표면으로부터 돌출되고 하단부(35)는 접속기 캐리어(20)의 바닥 캐리어(28)의 하부 표면으로부터 돌출된다.
도7b의 정면도에서, 대각선 비임 부분(32) 및 직선 비임 부분(36)은 양호하게는 스프링 작용을 증진시키기 위해 상단부(33) 또는 하단부(35)의 폭보다 작은 폭을 갖는다. 복귀부(37)와 직선 비임 부분(36) 사이의 공간(S, 갭)은 도7c에 도시된 바와 같이 스프링 작용을 더욱 증진시킨다. 즉, 공간(S)은 도7c에 도시된 방식으로 직선 비임 부분(36) 및 대각선 비임 부분(32)의 수평 이동을 허용한다. 감소된 폭과 비임 부분(32, 36) 및 하단부(35)에 형성된 공간(S) 때문에, 대각선 비임 부분(32) 및 직선 비임 부분(36)은 접속기(30)가 접속 목표물에 대해 가압될 때 쉽게 변형된다.
도8a 내지 도8l은 본 발명의 접속기(30)를 제조하기 위한 제조 공정의 예를 도시하는 개략도이다. 도8a에서, 희생 층(42)은 전형적으로 실리콘 기판인 기판(40) 상에 형성된다. 유리 기판 및 세라믹 기판과 같은 다른 기판도 가능하다. 희생 층(42)은 화학 증착(CVD)과 같은 침착 공정을 통해 예를 들어 실리콘 산화물(SiO2)로 만들어진다. 희생 층(42)은 제조 공정의 이후의 단계에서 실리콘 기판으로부터 접속기(30)를 분리하는 것이다.
접착 증진 층(44)은 예를 들어 증발 공정을 통해 도8b에 도시된 바와 같이 희생 층(42) 상에 형성된다. 접착 증진 층(44)을 위한 재료의 예는 예를 들어 약 200 - 1,000 Å의 두께를 갖는 크롬(Cr) 및 티타늄(Ti)을 포함한다. 접착 증진 층(44)은 실리콘 기판(40) 상에서의 도8c의 전도성 층(46)의 접착을 용이하게 하는 것이다. 전도성 층(46)은 예를 들어 약 1,000 - 5,000 Å의 두께를 갖는 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 만들어진다. 전도성 층(46)은 이후 스테이지에서 전기 도금 공정을 위한 전도성을 확립하는 것이다.
다음 공정에서, 포토레지스트 층(48)은 포토 마스크(50)가 도8d에 도시된 바와 같이 자외선(UV)으로 노광되도록 정밀하게 정렬되어 있는 전도성 층(46) 상에 형성된다. 포토 마스크(50)는 포토레지스트 층(48) 상에 현상될 접속기(30)의 2차원 화상을 보여준다. 기술 분야에 공지된 바와 같이, 포지티브 및 네거티브 포토레지스트가 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 포지티브 작용 레지스트가 사용되면, 마스크(50)의 불투명한 부분에 의해 덮인 포토레지스트는 노광 후에 굳어진다(경화된다). 포토레지스트 재료의 예는 노볼락(M-크레졸-포름알데히드), PMMA(폴리 메틸 메쓰아크릴레이트), SU-8, 및 광 감응성 폴리이미드를 포함한다. 현상 공정에서, 레지스트의 노광된 부분은 용해되고 세척되어, 개구 또는 패턴("A")을 갖는 도8e의 포토레지스트 층(48)을 남긴다. 따라서, 도8f의 평면도는 접속기(30)의 화상(형상)을 갖는 포토레지스트 층(48) 상의 패턴 또는 개구("A")를 보여준다.
상기의 포토리소그래피 공정에서, UV 광선 대신에, 기술 분야에 공지된 바와 같이 전자 비임 또는 X선으로 포토레지스트 층(48)을 노광하는 것도 가능하다. 또한, 직접 기록 전자 비임, X선, 또는 광원(레이저)으로 포토레지스트(48)를 노광시킴으로써 포토레지스트 층(48) 상에 접속 구조물의 화상을 직접 기록하는 것도 가능하다.
구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W) 또는 다른 금속, 니켈-코발트(NiCo) 또는 그의 다른 합금 화합물과 같은 전도성 재료는 도8g에 도시된 바와 같이 접속기(30)를 형성하기 위해 포토레지스트 층(48)의 패턴("A") 내에 침착(전기 도금)된다. 양호하게는, 전도성 층(46)의 접속 재료와 다른 접속 재료는 후술될 바와 같이 에칭 특징들을 서로 구분하기 위해 사용되어야 한다. 도8g의 접속기(30)의 도금된 부분은 도8h의 연마(평탄화) 공정에서 제거된다.
전술한 공정은 둘 이상의 전도성 층을 형성함으로써 상이한 두께를 갖는 접속기를 제조하기 위해 반복될 수 있다. 예를 들어, 접속기(30)의 일정 부분은 다른 부분보다 두꺼운 두께를 갖도록 설계될 수 있다. 그러한 경우에, 접속기(전도성 재료)의 제1 층을 형성한 후에, 필요하다면, 도8d 내지 도8h의 공정은 접속기의 제1 층 상에 제2 층 또는 다른 층을 형성하기 위해 반복될 것이다.
다음 공정에서, 포토레지스트 층(48)은 도8i에 도시된 바와 같이 레지스트 탈거 공정에서 제거된다. 전형적으로, 포토레지스트 층(48)은 습식 화학 공정에 의해 제거된다. 탈거의 다른 예는 아세톤계 탈거 및 플라즈마 O2탈거이다. 도8j에서, 희생 층(42)은 접속기(30)가 실리콘 기판(40)으로부터 분리되도록 에칭된다. 다른 에칭 공정은 도8k에 도시된 바와 같이 접착 증진 층(44) 및 전도성 층(46)이 접속기(30)로부터 제거되도록 수행된다.
에칭 조건은 층(44, 46)은 에칭하지만 접속기(30)를 에칭하기 않도록 선택될 수 있다. 바꾸어 말하면, 접속기(30)를 에칭하지 않고서 전도성 층(46)을 에칭하기 위해, 전술한 바와 같이, 접속기(30)용으로 사용되는 전도성 재료는 전도성 층(46)의 재료와 달라야 한다. 마지막으로, 접속기(30)는 도8l의 사시도에 도시된 바와 같이 임의의 다른 재료로부터 분리된다. 도8a 내지 도8l의 제조 공정은 도6의 (a) 및 도6의 (b)에 도시된 바와 같이 실제 제조 공정에서 단지 하나의 접속기(30)만을 도시하지만, 복수의 접속기가 동시에 제조된다.
도9a 내지 도9d는 본 발명의 접속기를 제조하기 위한 제조 공정의 예를 도시하는 개략도이다. 이러한 예에서, 접착 테이프(90)는 접속기(30)를 실리콘 기판(40)으로부터 접착 테이프로 전달하기 위해 제조 공정 내에 통합된다. 도9a 내지 도9d는 접착 테이프(90)가 관련되어 있는 제조 공정의 후반부만을 도시한다.
도9a는 포토레지스트 층(48)이 레지스트 탈거 공정에서 제거되는, 도8i에 도시된 공정에 상응하는 공정을 도시한다. 그 다음, 또한 도9a의 공정에서, 접착 테이프(90)는 접속기(30)가 접착 테이프(90)에 접착되도록 접속기(30)의 상부 표면 상에 위치된다. 도6의 (b)를 참조하여 전술한 바와 같이, 본 발명의 범주 내에서, 접착 테이프(90)는 접착 필름 및 접착 플레이트 등과 같은 다른 유형의 접착 부재를 포함한다. 접착 테이프(90)는 자성 플레이트 또는 테이프, 전기 하전 플레이트 또는 테이프 등과 같은 접속기(30)를 흡인하기 위한 임의의 부재를 또한 포함한다.
도9b에 도시된 공정에서, 희생 층(42)은 접착 테이프(90) 상의 접속기(30)가 실리콘 기판(40)으로부터 분리되도록 에칭된다. 다른 에칭 공정은 접착 증진 층(44) 및 전도성 층(46)이 도9c에 도시된 바와 같이 접속기(30)로부터 제거되도록 수행된다.
전술한 바와 같이, 접속기(30)를 에칭하지 않고서 전도성 층(46)을 에칭하기 위해, 접속기(30)용으로 사용되는 전도성 재료는 전도성 층의 재료와 달라야 한다. 도9a 내지 도9c의 제조 공정이 하나의 접속기만을 도시하지만, 실제 제조 공정에서 복수의 접속기가 동시에 제조된다. 따라서, 복수의 접속기(30)가 접착 테이프(90)로 전달되어 도9d의 평면도에 도시된 바와 같이 실리콘 기판 및 다른 재료로부터 분리된다.
도10a 내지 도10n은 접속기가 접착 테이프로 전달되는, 접속기(30)를 제조하기 위한 제조 공정의 다른 예를 도시하는 개략도이다. 도10a에서, 전기 도금 종자(전도성) 층(342)은 전형적으로 실리콘 또는 유리 기판인 기판(340) 상에 형성된다. 종자 층(342)은 예를 들어 약 1,000 - 5,000 Å의 두께를 갖는 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)로 만들어진다. 크롬-인코넬 층(344)은 예를 들어 스퍼터링 고정을 통해 도10b에 도시된 바와 같이 종자 층(342) 상에 형성된다.
도10c의 다음 공정에서, 전도성 기판(346)이 크롬-인코넬 층(344) 상에 형성된다. 전도성 층(346)은 예를 들어 약 100 - 130 ㎛의 두께를 갖는 니켈-코발트(NiCo)로 만들어진다. 전도성 기판(346)을 부동태화한 후에, 약 100 - 120 ㎛의 두께를 갖는 포토레지스트 층(348)이 도10d의 전도성 기판(346) 상에 형성되고, 포토 마스크(348)는 포토레지스트 층(348)이 도10e에 도시된 바와 같이 자외(UV) 광선으로 노광되도록 정밀하게 정렬된다. 포토 마스크(350)는 포토레지스트 층(348)의 표면 상에 현상될 접속기(30)의 2차원 화상을 보여준다.
현상 공정에서, 레지스트의 노광된 부분은 용해되고 세척되어, 접속기(30)의 화상(형상)을 갖는 포토 마스크(350)로부터 전달된 도금 패턴을 갖는 도10f의 포토레지스트 층(348)을 남긴다. 도10g의 단계에서, 접속기 재료는 약 50 - 60 ㎛의 두께로 포토레지스트 층(348) 상의 도금 패턴 내에 전기 도금된다. 전도성 재료의 예는 니켈-코발트(NiCo)이다. 니켈-코발트 접속기 재료는 니켈-코발트로 만들어진 전도성 기판(346)에 강하게 접착되지 않을 것이다.
접속기가 둘 이상의 상이한 두께를 갖는 경우에, 전술한 공정은 둘 이상의 전도성 층을 형성함으로써 접속기를 제조하기 위해 반복될 수 있다. 즉, 접속기의 제1 층을 형성한 후에, 필요하다면 도10d 내지 도10g의 공정은 접속기의 제1 층 상에 제2 층 또는 다른 층을 형성하도록 반복된다.
다음 공정에서, 포토레지스트 층(348)은 도10h에 도시된 바와 같이 레지스트 탈거 공정에서 제거된다. 도10i에서, 전도성 기판(346)은 기판(340) 상의 크롬-인코넬 층(344)으로부터 박리된다. 전도성 기판(346)은 접속기(30)가 비교적 약한 접착 강도로 장착되어 있는 얇은 기판이다. 접속기(30)를 갖는 전도성 기판(346)의 평면도가 도10j에 도시되어 있다.
도10k는 접착 테이프(90)가 접속기(30)의 상부 표면 상에 위치되는 공정을 도시한다. 접착 테이프(90)와 접속기(30) 사이의 접착 강도는 접속기(30)와 전도성 기판(346) 사이의 접착 강도보다 크다. 따라서, 접착 테이프(90)가 전도성 기판(346)으로부터 제거되면, 접속기(30)는 도10l에 도시된 바와 같이 전도성 기판(346)으로부터 접착 테이프(90)로 전달된다. 도10m은 그 위에 접속기(30)를 갖는 접착 테이프(90)의 평면도를 도시하고, 도10n은 그 위에 접속기(30)를 갖는 접착 테이프(90)의 단면도를 도시한다.
도11a 및 도11b는 접착 테이프(90)로부터 접속기(30)를 집어서 접속기를 접속기 캐리어(20) 상에 위치시키기 위한 공정의 예를 도시하는 개략도이다. 도11a 및 도11b의 픽 앤 플레이스 메커니즘은 유리하게는 접착 테이프를 포함하는 도9a 내지 도9d 및 도10a 내지 도10n을 참조하여 설명된 본 발명의 제조 공정에 의해 제조된 접속기에 적용된다. 도11a는 픽 앤 플레이스 작동의 제1 반공정을 도시하는 픽 앤 플레이스 메커니즘(80)의 정면도이다. 도11b는 픽 앤 플레이스 작동의 제2 반공정을 도시하는 픽 앤 플레이스 메커니즘(80)의 정면도이다.
이러한 예에서, 픽 앤 플레이스 메커니즘(80)은 접속기(30)를 집어서 위치시키는 전달 메커니즘(84)과, X, Y 및 Z 방향으로의 전달 기구(84)의 이동을 허용하는 이동 아암(86, 87)과, X, Y 및 Z 방향으로 위치가 조정될 수 있는 테이블(81, 82)과, 예를 들어 내부에 CCD 화상 센서를 갖는 모니터 카메라(78)로 구성된다. 전달 기구(84)는 접속기(30)를 위한 흡입(집는 작동) 및 흡입 해제 작동(위치시키는 작동)을 수행하는 흡입 아암(85)을 포함한다. 흡입력은 예를 들어 진공과 같은 부압에 의해 생성된다. 흡입 아암(85)은 90°와 같은 소정의 각도 내에서 회전한다.
작동 시에, 접속기(30)를 갖는 접착 테이프(90) 및 결합 위치(32) (또는 관통 구멍)을 갖는 접속기 캐리어(20)는 픽 앤 플레이스 메커니즘(80) 상의 각각의 테이블(81, 82) 상에 위치된다. 도11a에 도시된 바와 같이, 전달 메커니즘(80)은 흡입 아암(85)의 흡입력에 의해 접착 테이프(90)로부터 접속기(30)를 집는다. 접속기(30)를 집은 후에, 흡입 아암(85)은 도11b에 도시된 바와 같이 예를 들어 90°만큼 회전한다. 따라서, 접속기(30)의 배향은 수평 방향에서 수직 방향으로 변화된다. 이러한 배향 메커니즘은 단지 예시일 뿐이고, 당업자는 접속기의 배향을 변화시키는 많은 다른 방식이 있다는 것을 알고 있다. 전달 메커니즘(80)은 접속기(30)를 접속기 캐리어(20) 상에 위치시킨다. 접속기(30)는 접속기가 관통 구멍 내에 삽입된 후에 접속기와 캐리어를 로킹시키도록 캐리어 상의 활주 플레이트를 사용하여 접속기 캐리어(20)에 부착된다.
도12a 내지 도12c는 활주 플레이트(층)(25)의 사용에 의해 접속기 캐리어(20) 상에 접속기(30)를 확실하게 조립하여 로킹시키기 위한 공정을 도시하는 개략도이다. 활주 플레이트(25)는 접속기(30)의 상부 상에 형성된 절결부(39)와 끼워 맞춰진다. 도12a에 도시된 바와 같이, 접속기 캐리어(20)는 시스템 캐리어(22) 상의 활주 플레이트(25)를 구비한다. 활주 플레이트(25)의 관통 구멍(29) 및 시스템 캐리어(22)의 관통 구멍(23)은 동일한 수직 축 상에서 서로 정합된다. 스페이서(27)가 활주 플레이트(25)의 위치를 유지하도록 활주 플레이트(25)와 시스템 캐리어(22) 사이의 갭 내로 삽입될 수 있다.
그 다음, 접속기(30)는 도12b에 도시된 바와 같이 시스템 캐리어(22) 및 활주 플레이트(25) 상의 관통 구멍(23, 29)을 통해 위치된다. 접속기(30)의 절결부(39)는 접속기 캐리어(20) 상의 활주 플레이트(25)와 동일한 수직 위치 상에 위치된다. 접속기(30)의 중간 부분에 형성된 스토퍼(38)는 시스템 캐리어(22)의 바닥 표면과 맞물렸을 때 접속기의 상향 이동을 억제한다.
모든 접속기(30)가 관통 구멍을 내에 삽입된 후에, 스페이서(27)가 접속기 캐리어(20)로부터 제거되어, 활주 플레이트(25)가 좌측을 향해 후방으로 탄성 이동하는 것을 허용한다. 따라서, 활주 플레이트(25)는 도12c에 도시된 바와 같이 접속기(30)의 상부 상의 절결부(39) 내에 끼워진다. 활주 플레이트(25)를 절결부(39) 내에 삽입함으로써, 접속기(30) 및 접속기 캐리어(20)는 쉽고 확실하게 조립된다. 또한, 접속기 캐리어(20)가 전술한 활주 플레이트(25)를 후방으로 탄성 이동시키는 메커니즘을 구비하지 않으면, 활주 플레이트(25)는 수동으로 좌측으로 변위될 수 있으며, 스페이서(27)를 사용함으로써 도12b의 위치에 대향하는 측면 내의 좌측 위치 내에 유지된다.
도13은 본 발명의 접속 구조물을 사용하여 탐침 접속 조립체를 형성하기 위한 전체 적층 구조물의 예를 도시하는 단면도이다. 탐침 접속 조립체는 테스트 대상 장치(DUT)와 도2에 도시된 바와 같은 반도체 테스트 시스템의 테스트 헤드 사이의 인터페이스로서 사용된다. 이러한 예에서, 탐침 접속 조립체는 경로 보드(260, 탐침 카드)와, 도13에 도시된 정도로 접속 구조물 위에 제공된 포고 핀 블록(130, 프로그 링)을 포함한다.
접속 구조물은 접속기 캐리어(20) 상에 장착된 복수의 접속기(30)에 의해 구성된다. 접속기(30) 각각의 상단부(33, 기부)는 접속기 캐리어(20)의 상부 표면에서 돌출된다. 하단부(35, 접속부)는 접속기 캐리어(20)의 하부 표면으로부터 돌출된다. 본 발명에서, 상단부(33)와 중간 부분 사이의 대각선 비임(스프링) 부분(32)은 중간 플레이트 캐리어(26)로부터 상향으로 기울어진 캔틸레버 형상을 갖는다. 접속기(30)는 반도체 웨이퍼(300) 및 탐침 카드(260)에 대해 가압되었을 때 수직 및 수평 방향으로 작은 이동을 허용하는 방식으로 접속기 캐리어(20) 상의 관통 구멍 내에 약간 헐겁게 삽입될 수 있다.
탐침 카드(260), 포고 핀 블록(130), 및 접속 구조물은 서로 기계적 및 전기적으로 연결되어, 탐침 접속 조립체를 형성한다. 따라서, 접속기(30)의 접속 지점으로부터 케이블(124) 및 성능 보드(120, 도2)를 통해 테스트 헤드(100)로의 전기 통로가 생성된다. 따라서, 반도체 웨이퍼(300) 및 탐침 접속 조립체가 서로 가압되면, 전기적인 연통이 DUT(웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320))와 테스트 시스템 사이에 확립될 것이다.
포고 핀 블록(130, 프로그 링)은 탐침 카드(260)와 성능 보드(120) 사이를 연결하기 위한 복수의 포고 핀을 갖는 도2에 도시된 것에 상응한다. 포고 핀의 상단부와 동축 케이블과 같은 케이블(124)은 성능 보드(120)를 통해 도2의 테스트 헤드(100) 내의 인쇄 회로 기판(150, 핀 전자 카드)으로 신호를 전달하도록 연결된다. 탐침 카드(260)는 그의 상부 및 하부 표면 상에 복수의 전극(262, 265)을 갖는다.
조립되었을 때, 접속기(30)의 기부(33, 상단부)는 전극(262)과 접속한다. 전극(262, 265)은 접속 구조물의 피치를 포고 핀 블록(130) 내의 포고 핀의 피치에 도달하도록 확장시키기 위해 상호 연결 트레이스(263)를 통해 연결된다. 접속기(30)가 접속기 캐리어(20)의 관통 구멍 내에 헐겁게 삽입되기 때문에, 접속기(30)의 대각선 비임 부분(32)은 쉽게 변형되어, 반도체 웨이퍼(300)에 대해 가압되었을 때 전극(262) 및 접속 패드(320)를 향해 탄성 접속력을 생성한다.
도14는 본 발명의 접속 구조물을 사용하여 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다. 이러한 예에서, 탐침 접속 구조물은 전도성 탄성체(250)와, 탐침 카드(260)와, 접속 구조물 위에 제공된 포고 핀 블록(130, 프로그 링)을 포함한다. 접속기(30)가 수직 방향으로 탄성을 생성하도록 전술한 바와 같이 대각선 비임(스프링) 부분을 가지므로, 그러한 전도성 탄성체는 보통 불필요하다. 그러나, 전도성 탄성체는 탐침 카드(260)와 접속 구조물 사이의 갭의 불균일성을 보상(평탄성)하기 위해 여전히 유용하다.
전도성 탄성체(250)는 접속 구조물과 탐침 카드(260) 사이에 제공된다. 조립되었을 때, 접속기(30)의 상단부(33)는 전도성 탄성체(250)와 접속한다. 전도성 탄성체(250)는 수직 방향으로 복수의 전도성 와이어(252)를 갖는 탄성 시트이다. 예를 들어, 전도성 탄성체(250)는 실리콘 고무 시트와 다중 열의 금속 필라멘트(252)로 구성된다. 금속 필라멘트(252, 와이어)는 도14의 수직 방향으로, 즉 전도성 탄성체(250)의 수평 시트에 대해 직교하게 제공된다. 금속 필라멘트들 사이의 피치의 예는 0.05 mm 이하이고, 실리콘 고무 시트의 두께는 약 0.2 mm이다. 그러한 전도성 탄성체는 일본 신-이쯔 폴리머 코. 엘티디에 의해 제조되며 상업적으로 구입할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예가 이제 도15 내지 도19를 참조해서 상세하게 설명될 것이다. 도15는 본 발명의 제2 실시예의 접속 구조물의 예를 도시하는 단면도이다. 접속 구조물은 접속기 캐리어(420), 접속기 어댑터(425), 및 복수의 접속기(430)에 의해 구성된다. 반도체 테스트의 적용에서, 실리콘 웨이퍼(300)가 상향 이동되면, 접속기(430)의 하단부는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 접속하여 그들 사이에 전기적인 연통을 확립한다.
접속기 캐리어(320) 및 접속기 어댑터(425)는 예를 들어 실리콘 또는 폴리이미드와 같은 유전성 재료, 세라믹, 및 유리로 만들어진다. 접속기(430)는 전도성 재료로 만들어지거나 전도성 재료로 코팅된다. 둘 이상의 접속기(430)가 접속기 어댑터(425)에 부착되고, 접속기 어댑터는 접속기 캐리어(420)에 부착된다. 각각 복수의 접속기(430)를 보유하는 둘 이상의 접속기 어댑터(25)는 접속기 캐리어에 부착되고, 이에 대한 세부 사항은 도17a 내지 도17d를 참조하여 이후에 설명될 것이다.
도15에서, 각각의 접속기(430)는 상단부(433, 기부), 대각선 (스프링) 부분(432), 및 하단부(435, 접속부)로 구성된다. 스토퍼(438)가 접속기 어댑터(425) 상에 접속기(430)를 확실하게 장착하도록 상단부(433)로부터 소정의 거리로 각각의 접속기(430)에 제공된다. 즉, 상단부(433) 및 스토퍼(438)는 접속기 어댑터(425) 상의 홈(427) 내에 끼워지는 절결부(439, 도16a 내지 도16c)를 형성한다. 바꾸어 말하면, 상단부(433)와 스토퍼(438) 사이의 거리는 접속기 어댑터(425)의 두께와 대략 동일하게 형성된다. 절결부(439), 접속기 어댑터(425), 및 접속기 캐리어(420)는 접속기 캐리어(420) 상에 접속기(430)를 확실하고 쉽게 장착하기 위한 로킹 메커니즘을 생성한다.
대각선 부분(432)은 상단부(433)로부터 하단부(435)로 대각선으로 연장된다. 상단부(433) 및 하단부(435)는 다른 구성요소와의 전기적인 연통을 확립하기 위한 접속 지점으로서 기능한다. 반도체 테스트 적용에서, 상단부(433)는 테스트 시스템의 탐침 카드와 접속하도록 기능하고, 하단부(435)는 반도체 웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320)와 같은 접속 목표물과 접속하도록 기능한다.
전술한 바와 같이, 접속기(430)는 접속기 어댑터(425)를 거쳐 접속기 캐리어(420) 상에 장착된다. 상단부(433) 및 하단부(435)는 접속기 어댑터(425)의 상부 표면 및 하부 표면으로부터 각각 돌출된다. 접속기(430)의 대각선 (스프링) 부분(432)은 하단부(435)가 접속 패드(320)와 같은 접속 목표물에 대해 가압되었을 때 탄성력을 생성하는 스프링으로서 기능한다. 접속기(430)의 하단부(435, 접속지점)은 양호하게는 접속 패드(320)의 표면과 마찰할 수 있도록 예리하게 된다. 탄성력은 하단부(435)에서 접속 패드(320)의 표면에 대한 그러한 마찰 효과를 증진시킨다. 마찰 효과는 접속 지점(435)이 금속 산화물 표면 층 아래의 접속 패드(320)의 전도성 재료와 전기적으로 접속하도록 접속 패드(320)의 금속 산화물 표면 층과 마찰할 때 접속 성능을 증진시킨다.
도16a 내지 도16c는 본 발명의 접속기(430)의 형상의 예를 도시한다. 도15를 참조하여 전술한 바와 같이, 접속기(430)는 상단부(433, 기부), 대각선 (스프링) 부분(432), 및 하단부(435, 접속부)를 갖는다. 절결부(439, 함몰부)는 접속기(430)가 접속기 어댑터(425) 상에 형성된 홈 내에 꼭 맞게 끼워질 수 있도록 상단부(433) 및 스토퍼(438)에 의해 형성된다.
도16a의 예에서, 대각선 부분(432)은 스프링 작용을 증진시키도록 대각선 방향으로 연장되는 직선 비임이다. 도16b의 예에서, 대각선 부분(432)은 스프링 작용을 증진시키도록 중간 위치에서 지그재그 방식으로 구부러진다. 도16c의 예에서, 절결부(439)는 접속기(430)의 상부의 일 측면에만 형성된다. 접속기의 많은 다른 형상이 접속기 어댑터(425)에 적절하게 부착되는 구조를 갖는 한 본 발명의 접속 구조물 내에 사용될 수 있다.
양호하게는, 대각선 부분(432)은 스프링 작용을 증진시키도록 상단부(433)보다 작은 폭 및/또는 두께를 갖는다. 감소된 폭 및 대각선 부분(432) 때문에, 접속기(430)는 접속 목표물에 대해 가압되었을 때 쉽게 변형될 수 있다. 도6 및 도8 내지 도10을 참조하여 전술한 바와 같이, 접속기(430)는 실리콘 기판의 수평 표면상에서 수평 방향으로 제조된다. 접속기(430)의 그러한 두께 차이를 달성하기 위해, 전도성 재료를 침착시키기 위한 공정은 도8 내지 도10을 참조하여 전술한 제조 공정에서 반복될 것이다.
도17a 내지 도17d는 접속기 어댑터(425)를 사용하여 접속기 캐리어(420) 상에 접속기(430)를 확실하게 장착하기 위한 공정을 도시하는 개략도이다. 도17a에 도시된 바와 같이, 접속기(430)는 그의 상부의 양 측면에서 절결부(439, 함몰부)를 구비한다. 절결부(439)는 접속기 어댑터(425)에 확실하게 부착되도록 소정의 길이(상단부(433)와 스토퍼(438) 사이의 거리)를 갖는다.
접속기 어댑터(425)는 도17b에 도시된 바와 같이 홈(427)과 스토퍼(426)를 구비한다. 접속기(430)의 절결부(439)와 접속기 어댑터(425)의 홈(427)은 서로에 대해 꼭 맞게 끼워지도록 제조된다. 즉, 접속기(430)의 절결부(439)의 폭 및 두께는 접속기 어댑터(425) 상의 홈(427)의 폭 및 두께와 동일하게 만들어진다. 또한, 접속기의 상단부(433)와 스토퍼(438) 사이의 거리는 접속기 어댑터(425)의 두께와 동일하게 만들어진다. 접속기 어댑터(425)는 접속기 캐리어(420)와 끼워 맞춰지는 스토퍼(426, 단차부)를 갖는다.
도17c에서, 접속기(430)는 절결부(439)를 홈(437) 내에 끼움으로서 접속기 어댑터(425) 상에 장착된다. 장착되었을 때, 접속기 어댑터(425) 및 접속기(430)는 도17c의 전방 표면에서 서로 동일 평면이다. (도시되지 않은) 접착제는 서로 확실하게 고정되도록 접속기(430) 및 접속기 어댑터(425)에 도포될 수 있다.
도17d에서, 복수의 접속기(430)를 갖는 접속기 어댑터(425)는 접속기캐리어(420) 내로 삽입된다. 도17d의 예에서, 접속기 캐리어(420)는 접속기(430)가 장착된 접속기 어댑터(425)를 수납하는 복수의 슬롯(424)을 갖는다. 각각의 슬롯은 접속기 어댑터(425)의 스토퍼(426)와 맞물리는 단차부(428, 스토퍼)를 갖는다. 접속기(430)를 갖는 접속기 어댑터(425)를 접속기 캐리어(420)의 슬롯(424) 내로 삽입함으로써, 접속기(430) 및 접속기 캐리어(420)는 서로 확실하고 쉽게 조립된다. 접속기 어댑터(425)의 스토퍼(426)는 슬롯(424) 내에 형성된 단차부(428)와 접촉하여, 접속기(430)의 수직 위치를 결정한다.
도18은 본 발명의 제2 실시예의 접속 구조물을 사용하여 탐침 접속 조립체를 형성하기 위한 전체 적층 구조물의 예를 도시하는 단면도이다. 탐침 접속 조립체는 테스트 대상 장치(DUT)와 도2에 도시된 바와 같은 반도체 테스트 시스템 사이의 인터페이스로서 사용된다. 이러한 예에서, 탐침 접속 조립체는 경로 보드(260, 탐침 카드)와, 도18에 도시된 정도로 접속 구조물 위에 제공된 포고 핀 블록(130, 프로그 링)을 포함한다.
접속 구조물은 접속기 캐리어(420) 상에 장착된 복수의 접속기(430)에 의해 구성된다. 접속기(430) 각각의 상단부(433, 기부)는 접속기 캐리어(420)의 상부 표면에서 돌출된다. 하단부(435, 접속부)는 접속기 캐리어(420)의 하부 표면으로부터 돌출된다. 접속기(430)는 접속기 어댑터(425)를 거쳐 접속기 캐리어(420) 상의 슬롯(424) 내에 삽입된다. 전술한 바와 같이, 대각선 (스프링) 부분(433)은 상단부(433)와 하단부(435) 사이에서 대각선 방향으로 연장된다. 대각선 부분(432)은 반도체 웨이퍼(300)에 대해 가압되었을 때 탄성력을 생성한다.
탐침 카드(260), 포고 핀 블록(130), 및 접속 구조물은 서로 기계적 및 전기적으로 연결되어, 탐침 접속 조립체를 형성한다. 따라서, 전기 통로가 접속기(430)의 접속 지점으로부터 케이블(124) 및 성능 보드(120, 도2)를 통해 테스트 헤드(100)로 생성된다. 따라서, 반도체 웨이퍼(300)와 탐침 접속 조립체가 서로 가압되면, 전기적인 연통이 DUT(웨이퍼(300) 상의 접속 패드(320))와 테스트 시스템 사이에 확립될 것이다.
포고 핀 블록(130, 프로그 링), 탐침 카드(260), 및 케이블(124)은 도13 및 도14에 도시된 것과 동일하고, 성능 보드(120)를 통해 도2의 테스트 헤드(100) 내의 인쇄 회로 기판(150, 핀 전자 카드)으로 신호를 전달한다. 조립되었을 때, 접속기(430)의 상단부(433)는 탐침 카드의 전극(262)과 접속한다. 접속기 캐리어(420) 상에 장착된 접속기(430)가 대각선 부분(432)을 갖기 때문에, 접속기(430)는 반도체 웨이퍼(300)에 대해 가압되었을 때 접속 패드(320)를 향해 쉽게 변형되어 접속력을 생성한다.
도19는 본 발명의 제2 실시예의 접속 구조물을 사용하는 탐침 접속 조립체의 다른 예를 도시하는 단면도이다. 이러한 예에서, 탐침 접속 조립체는 도18의 탐침 접속 조립체에 부가하여 전도성 탄성체(250)를 포함한다. 전도성 탄성체(250)는 접속 구조물과 탐침 카드(260) 사이에 제공된다. 조립되었을 때, 접속기(430)의 상단부(433)는 전도성 탄성체(250)와 접속한다. 도14를 참조하여 전술한 바와 같이, 전도성 탄성체(250)는 수직 방향으로 복수의 전도성 와이어(252)를 갖는 실리콘 고무와 같은 탄성 시트이다.
본 발명에 따르면, 접속 구조물은 차세대 반도체 기술의 테스트 요구를 만족시키기 위해 매우 높은 주파수 대역폭을 갖는다. 제1 실시예에서, 접속 구조물은 접속기가 활주 플레이트에 의해 접속기 캐리어 상에 로킹되는 변위 로킹 메커니즘에 의해 쉽고 확실하게 형성된다. 제2 실시예에서, 접속 구조물은 접속기 어댑터를 통해 접속기 캐리어 상에 접속기를 장착함으로써 쉽고 확실하게 형성된다. 복수의 접속기가 수동 취급을 수반하지 않고서 동시에 기판 상에서 제조되므로, 접속 성능의 일정한 품질, 높은 신뢰성 및 긴 수명을 달성하는 것이 가능하다.
단지 양호한 실시예만이 본원에서 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 많은 변형 및 변경이 상기 개시 내용에 비추어 그리고 본 발명의 취지 및 의도하는 범주를 벗어나지 않고서 첨부된 청구의 범위 내에서 가능하다는 것을 이해해야 한다.

Claims (24)

  1. 접속 목표물과의 전기적인 연결을 확립하기 위한 접속 구조물이며,
    각각 수직 방향으로 배향된 상단부로 구성되고, 절결부, 상단부에 대한 대향 방향으로 배향되어 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 하단부 및 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임 부분을 갖는 전도성 재료로 만들어진 복수의 접속기와,
    접속기 캐리어 상에 형성된 관통 구멍 내에 접속기를 삽입한 후에 활주 플레이트가 접속기의 절결부 내에 끼워졌을 때 상기 복수의 접속기를 장착하기 위한 상부 표면 상의 활주 플레이트를 갖는 접속기 캐리어를 포함하고,
    각각의 접속기의 상기 상단부는 상기 접속기 캐리어의 상기 상부 표면으로부터 돌출되고, 각각의 접속기의 상기 하단부는 상기 접속기 캐리어의 하부 표면으로부터 돌출되는 접속 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 접속기 캐리어는 상기 상부 표면을 갖는 상부 캐리어와, 상기 하부 표면을 갖는 바닥 캐리어와, 상부 캐리어와 바닥 캐리어 사이에 제공된 중간 캐리어를 추가로 포함하는 접속 구조물.
  3. 제2항에 있어서, 접속기 캐리어는 상부 캐리어, 중간 캐리어, 및 바닥 캐리어를 지지하기 위한 시스템 캐리어를 포함하는 접속 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접속기 캐리어는 및 상기 활주 플레이트는 접속기를 장착하기 위한 관통 구멍을 구비하는 접속 구조물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 접속기는 상부 캐리어와 맞물림으로써 접속기의 상향 변위를 제한하기 위한 제1 스토퍼와, 중간 캐리어와 맞물림으로써 접속기의 하향 변위를 제한하기 위한 제2 스토퍼를 구비하는 접속 구조물.
  6. 제1항에 있어서, 하단부의 직선 비임 부분과, 직선 비임 부분의 바닥 단부로부터 복귀되어 직선 비임 부분과 평행하게 연장되어 그들 사이에 소정의 갭을 생성하는 복귀부를 추가로 포함하는 접속 구조물.
  7. 접속 목표물과의 전기적인 연결을 확립하기 위한 접속 구조물이며,
    각각 수직 방향으로 배향된 상단부로 구성되고, 절결부, 상단부에 대한 대향 방향으로 배향되어 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 하단부 및 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 부분을 갖는 전도성 재료로 만들어진 복수의 접속기와,
    접속기의 절결부를 대응하는 홈 내에 끼움으로써 접속기를 부착시키기 위한, 수직 방향으로 연장되는 복수의 홈을 갖는 접속기 어댑터와,
    접속기를 갖는 접속기 어댑터가 내부에 삽입되었을 때 복수의 접속기를 장착하기 위한 슬롯을 갖는 접속기 캐리어를 포함하고,
    각각의 접속기의 상기 상단부는 상기 접속기 캐리어의 상부 표면으로부터 돌출되고, 각각의 접속기의 상기 하단부는 상기 접속기 캐리어의 하부 표면으로부터 돌출되는 접속 구조물.
  8. 제7항에 있어서, 접속기는 접속기 어댑터의 홈 내에 끼워졌을 때 접속기 어댑터의 바닥 표면과 접촉하는 스토퍼를 추가로 포함하고, 절결부는 접속기의 상단부와 스토퍼 사이에 형성되는 접속 구조물.
  9. 제7항에 있어서, 절결부는 접속기의 양 측면에 형성되고, 접속기의 절결부들 사이의 폭은 접속기 어댑터의 홈의 폭과 대체로 동일한 접속 구조물.
  10. 제7항에 있어서, 절결부는 접속기의 일 측면에 형성되고, 절결부에서의 접속기의 폭은 접속기 어댑터의 홈의 폭과 대체로 동일한 접속 구조물.
  11. 제7항에 있어서, 접속기 어댑터는 접속기 어댑터가 슬롯 내에 끼워졌을 때 접속기의 수직 위치를 결정하기 위해 접속기 캐리어의 슬롯 내에 형성된 단차부와 맞물리는 스토퍼를 추가로 포함하는 접속 구조물.
  12. 접속 구조물을 제조하기 위한 방법이며,
    (a) 기판의 표면 상에 희생 층을 형성하는 단계와,
    (b) 희생 층 상에 포토레지스트 층을 형성하는 단계와,
    (c) 포토레지스트 층의 표면 상에 접속기의 화상 패턴을 현상하는 단계와,
    (d) 전도성 재료를 침착시킴으로써 포토레지스트 층 상의 패턴 내에 전도성 재료로 만들어진 접속기를 형성하는 단계와,
    (e) 포토레지스트 층을 탈거하는 단계와,
    (f) 접속기가 기판으로부터 분리되도록 희생 층을 제거하는 단계와,
    (g) 활주 플레이트를 접속기의 절결부와 맞물림으로써 또는 접속기를 갖는 접속기 어댑터를 접속기 캐리어 상에 장착함으로써 접속기 캐리어 상에 접속기를 장착하는 단계를 포함하고,
    접속기는 각각 접속기 캐리어 상에 장착되도록 활주 플레이트 또는 접속기 어댑터와 끼워 맞춰지기 위한 절결부를 갖는 상단부와, 접속 지점으로서 기능하도록 상단부에 대한 대향 방향으로 배향된 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임 부분을 갖는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 전도성 재료를 침착시킴으로써 접속기를 형성한 후에, 접속기의 상부 표면이 접착 테이프에 부착되도록 접속기 상에 접착 테이프를 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 접속기 캐리어 상에 접속기를 장착하는 상기 단계는 접속기를 흡인하기 위해 흡입력을 이용하는 픽 앤 플레이스 메커니즘의 사용에 의해 접착 테이프로부터 접속기를 집어서 접속기의 배향을 변화시키고 접속기를 접속기 캐리어 상에 위치시키는 단계를 포함하는 방법.
  15. 접속 구조물을 제조하기 위한 방법이며,
    (a) 기부 기판 상에 전도성 재료로 만들어진 전도성 기판을 형성하는 단계와,
    (b) 전도성 기판 상에 포토레지스트 층을 형성하는 단계와,
    (c) 접속기의 화상을 포함하는 포토 마스크를 포토레지스트 층 위에 정렬시키고 포토 마스크를 통해 포토레지스트 층을 노광시키는 단계와,
    (d) 포토레지스트 층의 표면 상에 접속기의 화상 패턴을 현상하는 단계와,
    (e) 전도성 재료를 침착시킴으로써 포토레지스트 층 상의 패턴 내에 전도성 재료로 만들어진 접속기를 형성하는 단계와,
    (f) 포토레지스트 층을 탈거하는 단계와,
    (g) 기부 기판으로부터 접속기를 갖는 전도성 층을 박리하는 단계와,
    (h) 접속기의 상부 표면이 접착 테이프에 접착되도록 전도성 기판 상의 접속기 상에 접착 테이프를 위치시키는 단계와,
    (i) 접착 테이프 상의 접속기가 전도성 기판으로부터 분리되도록 전도성 기판을 박리하는 단계와,
    (j) 활주 플레이트를 접속기의 절결부와 맞물림으로써 또는 접속기를 갖는접속기 어댑터를 접속기 캐리어 상에 장착함으로써 접속기 캐리어 상에 접속기를 장착하는 단계를 포함하고,
    접속기는 각각 접속기 캐리어 상에 장착되도록 활주 플레이트 또는 접속기 어댑터와 끼워 맞춰지기 위한 절결부를 갖는 상단부와, 접속 지점으로서 기능하도록 상단부에 대한 대향 방향으로 배향된 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임 부분을 갖고,
    접속기와 접착 테이프 사이의 접착 강도는 접속기와 전도성 기판 사이의 접착 강도보다 큰 방법.
  16. 접속 목표물과의 전기적인 연결을 확립하기 위한 탐침 접속 조립체이며,
    표면 상에 장착된 복수의 접속기 및 접속기 캐리어 상에 접속기를 로킹시키기 위한 활주 플레이트를 갖는 접속기 캐리어와,
    접속기 캐리어를 장착하며 접속기와 탐침 카드 상에 제공된 전극 사이의 전기적인 연통을 확립하기 위한 탐침 카드와,
    핀 블록이 탐침 카드에 부착되었을 때 탐침 카드와 반도체 테스트 시스템 사이를 연결하기 위한 복수의 접속 핀을 갖는 핀 블록을 포함하고,
    접속기는 각각 수직 방향으로 배향되며 활주 플레이트와 끼워 맞춰지기 위한 절결부를 가져서 접속기 캐리어 상에 장착되는 상단부와, 상단부에 대한 대향 방향으로 배향되며 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 비임부분으로 구성되는 탐침 접속 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 접속기 캐리어는 상기 복수의 접속기를 장착하기 위한 상부 표면 및 하부 표면을 갖고, 각각의 접속기의 상기 상단부는 상기 접속기 캐리어의 상기 상부 표면으로부터 돌출되고, 각각의 접속기의 상기 하단부는 상기 접속기 캐리어의 상기 하부 표면으로부터 돌출되는 탐침 접속 조립체.
  18. 제16항에 있어서, 접속기 캐리어는 상기 상부 표면을 갖는 상부 캐리어와, 상기 하부 표면을 갖는 바닥 캐리어와, 상부 캐리어와 바닥 캐리어 사이에 제공된 중간 캐리어를 포함하는 탐침 접속 조립체.
  19. 제18항에 있어서, 상부 캐리어, 중간 캐리어, 및 바닥 캐리어는 각각 접속기를 장착하기 위한 관통 구멍을 구비하는 탐침 접속 조립체.
  20. 접속 목표물과의 전기적인 연결을 확립하기 위한 탐침 접속 조립체이며,
    슬롯 내에 삽입된 접속기 어댑터를 갖는 접속기 캐리어와,
    접속기 캐리어를 장착하여 접속기와 탐침 카드 상에 제공된 전극 사이에 전기적인 연통을 확립하기 위한 탐침 카드와,
    핀 블록이 탐침 카드에 부착되었을 때 탐침 카드와 반도체 테스트 시스템 사이를 연결하기 위한 복수의 접속 핀을 갖는 핀 블록을 포함하고,
    접속기는 접속기의 절결부가 접속기 어댑터 상의 홈 내에 끼워지는 방식으로 복수의 접속기를 갖고,
    접속기는 각각 수직 방향으로 배향되며 접속기 어댑터 상의 홈 내에 끼워지기 위한 절결부를 갖는 상단부와, 상단부에 대한 대향 방향으로 배향되며 접속 목표물과의 전기적인 연결을 위한 접속 지점으로서 기능하는 하단부와, 스프링으로서 기능하도록 상단부와 하단부 사이에 제공된 대각선 부분으로 구성되는 탐침 접속 조립체.
  21. 제20항에 있어서, 접속기는 접속기 어댑터의 홈 내에 끼워졌을 때 접속기 어댑터의 바닥 표면과 접촉하는 스토퍼를 추가로 포함하고, 절결부는 접속기의 상단부와 스토퍼 사이에 형성되는 탐침 접속 조립체.
  22. 제20항에 있어서, 절결부는 접속기의 양 측면에 형성되고, 접속기의 절결부들 사이의 폭은 접속기 어댑터의 홈의 폭과 대체로 동일한 탐침 접속 조립체.
  23. 제20항에 있어서, 절결부는 접속기의 일 측면에 형성되고, 절결부에서의 접속기의 폭은 접속기 어댑터의 홈의 폭과 대체로 동일한 탐침 접속 조립체.
  24. 제20항에 있어서, 접속기 어댑터는 접속기 어댑터가 슬롯 내에 삽입되었을 때 접속기의 수직 위치를 결정하기 위해 접속기 캐리어의 슬롯 내에 형성된 단차부와 맞물리는 스토퍼를 추가로 포함하는 탐침 접속 조립체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100806379B1 (ko) * 2006-12-22 2008-02-27 세크론 주식회사 프로브 및 이를 포함하는 프로브 카드

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7364477B2 (en) * 2004-11-12 2008-04-29 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Low profile circuit board connector
US7737708B2 (en) * 2006-05-11 2010-06-15 Johnstech International Corporation Contact for use in testing integrated circuits
US8130007B2 (en) * 2006-10-16 2012-03-06 Formfactor, Inc. Probe card assembly with carbon nanotube probes having a spring mechanism therein
TWI381168B (zh) * 2009-09-02 2013-01-01 Au Optronics Mfg Shanghai Corp 通用探針模組
TWI425718B (zh) * 2011-06-21 2014-02-01 Nat Chip Implementation Ct Nat Applied Res Lab 連接座結構組及其連接座結構
KR101363485B1 (ko) * 2013-08-12 2014-02-18 주식회사 프로이천 엘씨디 패널 테스트 검사용 테스트 니들 및 이를 갖는 프로브 블록, 테스트 니들의 제조 방법
TW201537181A (zh) 2014-03-25 2015-10-01 Mpi Corp 垂直式探針裝置及使用於該垂直式探針裝置之支撐柱
JP6484137B2 (ja) * 2014-11-26 2019-03-13 株式会社日本マイクロニクス プローブ及び接触検査装置
SG11201707348QA (en) * 2015-03-13 2017-10-30 Technoprobe Spa Testing head with vertical probes, particularly for high frequency applications
KR101662951B1 (ko) * 2015-06-14 2016-10-14 김일 푸쉬 플레이트가 있는 프로브 카드
JP6484136B2 (ja) * 2015-07-27 2019-03-13 株式会社日本マイクロニクス 接触検査装置
TWI596346B (zh) * 2016-08-24 2017-08-21 中華精測科技股份有限公司 垂直式探針卡之探針裝置
KR101907270B1 (ko) * 2016-09-05 2018-10-12 주식회사 코엠테크 프로브 회전 방지 기능을 구비한 수직형 프로브 모듈
TWI597504B (zh) * 2017-01-26 2017-09-01 Electronic components conveying device and its application test classification equipment
CN109725209B (zh) * 2017-10-31 2022-08-30 富泰华工业（深圳）有限公司 测试治具及具有所述测试治具的测试装置
US11156640B2 (en) 2017-10-31 2021-10-26 Formfactor, Inc. MEMS probe card assembly having decoupled electrical and mechanical probe connections
KR102145719B1 (ko) * 2019-04-12 2020-08-19 윌테크놀러지(주) 벤딩방향 제어가 가능한 수직형 프로브 카드용 니들유닛
KR20220022668A (ko) * 2020-08-19 2022-02-28 (주)포인트엔지니어링 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물
TWI821750B (zh) * 2020-10-07 2023-11-11 台灣愛司帝科技股份有限公司 電子元件量測設備、電子元件量測方法及發光二極體的製造方法
JP2023076046A (ja) * 2021-11-22 2023-06-01 株式会社日本マイクロニクス プローブ格納治具、プローブ格納システムおよびプローブ格納方法
EP4382920A1 (en) * 2022-12-06 2024-06-12 Microtest S.p.A. Probe head comprising pogo pins for wafer-level burn-in test

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165969A (ja) * 1987-12-23 1989-06-29 Hitachi Ltd カセット構造形コンタクト方式
JPH0290062A (ja) * 1988-09-27 1990-03-29 Nec Corp プローブ・カード
JPH0769349B2 (ja) * 1993-04-02 1995-07-26 榊 矢野 プローブの固定構造及びこの構造に用いるプローブ
JP3099947B2 (ja) * 1997-02-03 2000-10-16 日本電子材料株式会社 垂直作動型プローブカード
US6540524B1 (en) * 2000-02-14 2003-04-01 Advantest Corp. Contact structure and production method thereof
JP3392079B2 (ja) * 1999-08-09 2003-03-31 日本電子材料株式会社 プローブカード

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100806379B1 (ko) * 2006-12-22 2008-02-27 세크론 주식회사 프로브 및 이를 포함하는 프로브 카드

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