KR20050030546A

KR20050030546A - 접속핀

Info

Publication number: KR20050030546A
Application number: KR1020040074163A
Authority: KR
Inventors: 모리치카오미; 나카시마마사나리
Original assignee: 일본전자재료(주)
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2005-03-30
Also published as: CN1601283A; TW200512462A; US20050093559A1; JP2005106482A; DE102004042305A1

Abstract

본 발명은 LSI 칩 등의 반도체 디바이스의 전기적 모든 측성을 측정하는 프로브 카드용 접속핀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 반도체 디바이스를 검사하는 프로브 카드용의 커넥터 핀에 있어서, 상기 접속핀은 금속의 엣칭 또는 프레스 가공에 의하여 제조되고, U 자형 또는 V 자형 형상의 탄력부를 가지는 것을 특징으로하는 접속핀을 제공한다.

Description

접속핀{Connector Pin}

본 발명은, LSI 칩 등의 반도체 디바이스의 전기적 모든 특성을 측정하는 프로브 카드에 있어서, 이를 구성하는 복수의 기판에 전기적으로 접속하는 접속핀에 관한 것이다.

LSI 칩 등의 반도체 디바이스의 전기적 모든 특성을 측정하는 프로브 카드에는, 캔치레버형으로 불리는 가로형 타입과, 수직형으로 불리는 세로형 타입이 있다. 이들 중 가로형 타입의 프로브 카드는, 최근의 LSI 칩의 대규모 고집적화와 테스터의 다중화에 따른 여러 칩 동시측정에 맞지 않은 면이 있어, 사용이 줄고 있다. 한편, 세로형 타입의 프로브 카드는, 보다 많은 프로브를 사용할 수 있고, 프로브의 배치에 자유도가 높고, 여러 칩의 동시측정에 적절하기 때문에 현재 주로 사용되고 있다.

세로형 프로브 카드는, 측정기의 전극에 접속하는 전극을 구비한 메인기판과, 피검사대상물의 전극과 접속하는 전극을 구비한 스페이스 트랜스포머와, 메인기판과 스페이스 트랜스포머 사이에 설치된 서브가판으로 구성되고, 이들의 전기적 접속을 위하여 접속핀이 사용된다.

LSI 칩 등의 반도체 디바이스 검사에는, 복수의 칩의 동시 측정이 요구되고 있고, 최근 그런까닭으로 사용하는 프로브 카드의 전극 수가 더욱 증가하여도, 보다 전기적 접촉의 안정성이 높고, 고성능, 고신뢰성의 프로브 카드가 요구되고 있다.

상기 기판 사이의 전기적 접속용 접속핀으로서는, 일본특허 제2781881호에 개시된, 도 5에 나타난 바와 같이 , 제2 기판에 납땜으로 고정되어, 제1 기판의 관통공에 탄성적으로 접촉하는 타입의 것이 많이 사용되고 있다. 그러나, 이 타입의 접속핀은 검사하는 반도체 디바이스의 종류에 맞춰 프로브 카드의 기판구성을 변경하려하여도 접속핀이 제2 기판으로부터 분리되지 않기 때문에, 대응할 수 있는 구조가 한정되게 되는 불편이 있고, 또한 접속핀이 휘고, 접히는 등의 사고가 발생할 경우에도 해당 접속핀만을 떼어낼 수 없어, 제2 기판 전체를 교환하여야만 하는 결점이 있었다.

더욱이, 복수의 접속핀의 제2 기판측이 완전히 고정되어 있기 때문에, 각 접속핀의 극히 작은 위치의 어긋남이 있어도 삽입이 곤란하게 되어 버리기 때문에, 제작에 있어서 고도의 위치 결정 정밀도를 유지하면서 접속핀을 1개씩 납땜할 필요가 있어, 제작시간이 길어지는 결점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 반도체 디바이스를 검사하는 프로브 카드에 있어서, 한 개씩 간단하게 착탈가능하고, 한편으로 반복사용하는데 있어서 안정한 전기적 접속을 가능하게 하는 접속핀을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 접속핀은, 관통공을 가지는 제1 및 제2 기판을 착탈가능하게 전기적으로 접속하는 접속핀에 있어서, 상기 접속핀은, 제1의 기판에 설치된 관통공 내에서 접촉하는 제1 접촉부, 상기 제1 접촉부를 지지하는 제1지지부, 상기 제1 및 제2 기판의 면에 바로 접하는 스토퍼부, 상기 제2 기판에 설치된 관통공 내에서 접촉하는 제2 접촉부, 상기 제2 접촉부를 지지하는 제2 지지부를 구비하고, 상기 제1 및 제2 접속부가 탄력성을 가지고 상기 제1 및 제2 기판에 설치된 관통공의 측벽에 탄성적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 접속핀은, 상기 제1 및/또는 제2 접촉부가 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 접속핀은, 관통공을 가지는 제1 및 제2의 기판을 착탈가능하게 전기적으로 접속하는 접속핀으로, 상기 접속핀은, 제1 기판에 설치된 관통공 내에서 접촉하는 제1 접촉부, 상기 제1 접촉부를 지지하는 제1 지지부, 상기 제1 및 제2 기판의 면에 바로 접하는 스토퍼 부, 상기 제2 기판에 설치된 관통공 내에 접촉하는 제2 접촉부, 상기 제2 접촉부를 지지하는 제2 지지부를 구비하고, 상기 제1 및 제2 접촉부가 탄력성을 가지고, 상기 제1 및 제2 기판에 설치된 관통공의 측벽에 탄성적으로 접촉하도록 구성되어 있기 때문에, 한 개씩 간단히 착탈가능하고, 한편으로, 반복사용에 있어서 안정된 전기적 접촉이 가능하다.

또한, 본 발명의 접속핀은 ,상기 제1 및/또는 제2 접속부를 복수개 설치할 수 있기 때문에, 접촉면적이 증가하여, 훨씬 안정한 전기적 접촉이 가능하다.

프로브 카드(A)는 도 1에 그 일부를 나타낸 바과 같이, 테스터 등의 피검사용 측정기(도시생략)에 접촉되는 제1 접속용 전극(4)을 가지는 메인기판(1), 상기 제1 접속용 전극(4)과 전기적으로 도통하는 복수의 관통공(9)을 가지는 서브기판(3), 한쪽 주면(2a)과 다른 쪽의 주면(2b)과를 전기적으로 도통하는 복수의 관통공(19)을 가지고, 다른 쪽의 주면(2b)에 IC 칩 등의 피검사 대상물인 반도체 디바이스(도시생략)에 접촉되는 복수의 접촉자(6)를 설치한 스페이스트랜스포머(2), 서브기판(3)의 관통공(9)과 스페이스트랜스포머(2)의 관통공(19)에 착탈가능하게 삽입관통하는 접속핀(7) 및 상기 스페이스트랜스포머(2)를 상기 메인기판(1)에 착탈가능하게 장착하는 유지구(10)로 구성되어 있다.

메인기판(1)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 검사용 측정기에 전기적으로 도통하는 복수의 제1 접속용 전극(4)을 제1 주면(1a)에 구비하고, 하기의 서브기판(3)에 대한 전기적 도통용으로서의 복수의 제2 접속용 전극(5)를 제2 주면(1b)에 구비하고, 상기 제2 접속용 전극(5)을 제1 접속용 전극(4)과 메인 기판 내의 배선으로 전기적으로 도통하고 하고 있다.

메인기판(1)은 제2 주면(1b)의 좁은 간격의 인접하는 제2 접속용 전극간격에서 제1 주면(1a)의 넓은 간격의 인접하는 제1 접속용 전극간격으로 간격변환하여, 측정기의 전극 사이에 상당히 넓은 간격으로 제1 주면(1a)의 제1 접속용 전극을 배치하고 있다.

서브기판(3)은 도1에 나타낸 것과 같이, 메인기판(1)의 제2 주면(1b)과 마주보는 제1 주면(3a)와, 상기 스페이스트랜스포머(2)의 제1 주면(2a)과 마주보는 제2주면(3b)을 구비하고, 상기 제1 주면(3a)과 제2 주면(3b)과의 사이에 복수의 관통공(9)을 구비하고 있다.

상기 관통공(9)은, 제1 주면(3a), 제2 주면(3b) 사이를 전도성 도금층을 가지고 관통하고 있고, 제1 주면(3a)에 구비된 복수의 제3 접속용 전극(15)와 전기적으로 도통하고 있다.

서브기판(3)은 서브 기판(3)의 제3 접속용 전극(15)과 메인기판(1)의 제2 접속용 전극(5)과의 사이를 납땜 또는 전도성 수지 등의 전도체(13)로 고정하고 있고, 상기 전도체 부분 이외의 메인기판(1)의 제2 주면(1b)와 마주보는 서브기판(3)의 제1 주면(3a)과의 사이에 기판 접착용의 수지부재(14)를 구비하고 있다. 이에 의해, 서브기판(3)은, 메인기판(1)과 전기적으로 도통하면서 일체적으로 결합하게 된다.

스페이스트랜스포머(2)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 서브기판(3)의 제2주면(3b)과 마주보는 제1 주면(2a)과 반도체 디바이스가 고밀도 배치된 전극(도시생략)에 접촉하기 위한 복수의 접촉자(6)를 구비한 제2 주면(2b)이 설치되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 스페이스트랜스포머(2)에는 제1 주면(2a)과 제2 주면(2b)을 관통하는 관통공(19)가 설치되어 있고, 상기 관통공(19)에 접촉핀(7)이 삽입되어 있다. 스페이스트랜스포머(2)의 제2 주면(2b)에는 복수의 제5 접속용 전극(17)을 장비하고 있어, 상기 제5 접속용 전극(17)에 접속자(6)가 납땜되어 있다.

스페이스트랜스포머(2)의 복수의 인접하는 접촉자(6)의 사이는 반도체 디바이스의 전극(도시생략)의 좁은 간격에 대응하도록 되어 있다.

스페이스트랜스포머(2)의 관통공(19)에 착탈이 자유롭게 구비된 접속핀(7)은, 서브기판(3)의 관통공(9) 내부를 향하여 착탈이 자유롭게 삽입관통하고 있고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전도성 도금층을 가지는 관통공(9) 및 관통공(19)의 내면과 탄성적으로 접촉하고, 전기적으로 도통하도록 되어 있다.

본 발명의 접속핀(7)은, 구리(Cu), 니켈(Ni) 등의 양도전성 금속재료로 엣칭, 프레스 또는 전주(電鑄) 등으로 제조되고, 바람직하게는 금(Au) 또는 주석(Sn)에 도금처리된 것으로, 도 1, 도 2에 나타낸 것과 같이, 서브기판(3)의 관통공(9) 내에서 탄성적으로 접촉하는 제1 접촉부(70), 제1 접촉부를 지지하는 제1 지지부(71), 기판의 표면에 바로 접하는 스토퍼부(72), 스페이스트랜스포머(2)의 관통공(19) 내에서 탄성적으로 접촉하는 제2 접촉부(73), 제2 접촉부를 지지하는 제2 지지부(74)로 구성되어 있다. 또한, 그 말단 형태는 관통공으로의 삽입 관통을 부드럽게하기 위하여 U 자형 또는 V 자형 형태를 하고 있다.

본 발명의 접속핀(7)은 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 서브기판(3)의 관통공(9) 내부를 향하여 제1 접촉부(70) 및 제1 지지부(71)를 끼워넣으면, 상기 제1 접촉부(70)가 전도성 도금층을 가지는 관통공 내벽과 접촉하여 서브기판(3)의 관통공(9)과 접속핀(7)이 전기적으로 도통가능 상태로 된다. 물론, 스페이스트랜스포머(2)를 끌어내리면, 관통공(9) 내부로 부터 접속핀(7)의 제1 접촉부 및 제1 지지부를 뽑아낼 수 있다.

접속핀(7)의 제1 접촉부(70) 및 제1 지지부(71)를 서브기판(3)의 관통공(9) 내에 삽입관통하고, 관통공(9) 내에서 접촉부를 탄성적으로 접촉시키고, 더욱이 제2 접촉부(73) 및 제2 지지부(74)를 스페이스트랜스포머(2)에 설치된 관통공(19) 내부에 삽입관통하고, 상기 관통공(19) 내벽에 단자부가 탄성적으로 접촉하도록 하고 있다. 이에 의해 스페이스트랜스포머(2)의 관통공(19)과 접속핀(7)이 전기적으로 도통가능한 상태로 되고, 서브기판(3)의 관통공(9)과 스페이스트랜스포머(2)의 관통공(19)이 전기적으로 도통가능한 상태가 된다. 당연히 스페이스트랜스포머(2)와 접속핀(7)을 간단하게 분리할 수 있다.

이 경우, 서브기판(3)쪽의 접속핀(7)의 제1 접촉부(70)의 탄력압과, 스페이스트랜스포머(2)에 설치된 관통공(19)와 접속핀(7)의 제2 접촉부(73)의 탄력압의 차이를 두는 것에 의하여, 서브기판(3)에서 스페이스트랜스포머(2)를 착탈하는 경우, 접속핀(7)을 남겨두는 쪽을 선택할 수 있다. 즉, 서브기판(3)측의 탄력압을 스페이스트랜스포머(2)측의 탄력압보다 크게 하는 것으로 스페이스트랜스포머(2)의 착탈시에 접속핀(7)이 반드시 서브기판(3)쪽에 남아있게 된다. (스페이스트랜스포머(2)측을 강하게 설정하면, 스페이스트랜스포머(2)쪽에 남아있게 된다.

도 2는, 도 1에서 설명한 본 발명의 접속핀(7)의 확대도를 나타내는 것으로, 서브기판(3)의 관통공(9) 내에서 탄성적으로 접촉하는 제1 접촉부(70), 제1 접촉부를 지지하는 제1 지지부(71), 기판의 표면에 바로 접하는 스토퍼(72), 스페이스트랜스포머(2)의 관통공(19) 내부에서 탄성적으로 접촉하는 제2 접촉부(73), 제2 접촉부를 지지하는 제2 지지부(74)로 구성되어 있고, 구리(Cu), 니켈(Ni) 등의 양전도성 금속재료로 엣칭, 프레스 또는 전주 등으로 제조되고, 바람직하게는 금(Au) 또는 주석(Sn)으로 도금처리된다.

도 2에 나타낸 본 발명의 접속핀(7)은, 1개의 접촉부(70)에 있어서 2개의 접촉 포인트를 가지고, 종래의 접속핀과 비교하여 접촉면적을 배가하는 것과 함께, 제1 지지부(71), 제2 지지부(74)를 닫는 형상을 하고 있어 뽑아낼 때의 파손을 매우 효과적으로 방지하는 형상을 하고 있다. 또한, 관통공의 중심선에 대하여 좌우대칭형을 하고 있기 때문에, 삽입하는 것만으로 자동적으로 관통공의 중심에 설 수 있어, 접속핀의 간격을 채워서 배치하는 소위 파인 피치(Fine Pitch)에 대응가능하다.

도 2에 나타낸 형상은, 엣칭, 프레스 또는 전주 등의 가공방법으로밖에 제조할 수 없지만, 이들 가공방법은 금속의 구부러짐을 동반하지 않는 가공방법이기 때문에, 가공에 의한 금속피로가 남아있지 않고, 반복적인 사용에 있어서도, 탄력성이 없어지지 않는 내구성이 우수한 것이다.

도 2에 나타난 탄력핀(7)은 각각 삽입관통하는 기판의 두께 또는 관통공의 크기에 대응하여 접촉부, 지지부의 길이나 폭을 변경할 수 있고, 또한, 형상도 도시한 것에 한정되는 것이 아니다. 기판의 두께나 관통공의 크기가 같다면 스토퍼부(72)를 중심으로한 대칭형으로 하는 것도 가능하다.

도 3에 나타낸 바와 같이 한쪽 편의 접촉부를 팩 형상으로 하는 것으로 뽑는 방향에 걸이가 생겨, 접속핀(7)이 잔유하는 기판을 확정할 수 있다.

본 발명의 접속핀(7)은 도 4에 나타낸 것고 같이 제1 접촉부(70)를 복수개 설치한 구성을 하고 있어도 좋다. 즉, 제1 접촉부(70)를 복수개 설치하는 것으로 접촉면적을 증가시킬 수 있고, 전기도통 특성을 더욱 상향시킬 수 있다. 또한, 제2 접촉부(73)를 복수개 설치하여도 좋고, 더욱이 제1, 제2 접촉부 양쪽에 복수개 설치하여도 좋다. 제1 또는 제2 접촉부를 복수개 설치한 경우, 각각의 접촉부의 접촉압은 같더라도 삽입하고 빼는 힘이 증가되기 때문에, 기판 착탈시의 접속핀이 잔류하는 기판이 확정된다.

이상의 설명으로 밝힌 바와 같이, 본 발명의 접속핀은, 관통공을 가지는 제1 및 제2 기판을 착탈가능하게 전기적으로 접속하는 접속핀으로, 상기 접속핀은, 제1 기판에 설치된 관통공 내부에서 접촉하는 제1 접촉부, 상기 제1 접촉부를 지지하는 제1 지지부, 상기 제1 및 제2 기판의 면에 바로 접하는 스토퍼부, 상기 제2 기판에 설치된 관통공 내에서 접촉하는 제2 접촉부, 상기 제2 접촉부를 지지하는 제2 지지부로 구성되고, 상기 제1 및 제2 접촉부가 탄력성을 가지고 상기 제1 및 제2 기판에 설치된 관통공의 측벽에 탄성적으로 접촉하도록 구성되어 있기 때문에, 한 개씩 간단하게 착탈가능하여, 한편으로 반복사용에 있어서 안정한 전기적 접속을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 접속핀은, 상기 제1 및/또는 제2 접촉부를 복수개 설치하는 것이 가능하기 때문에, 접촉면적이 복수배로 되어, 한층 안정한 전기적 접속을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명 실시예의 접속핀의 결합상태를 나타내는 일부 개략도이다.

도 2는 본 발명 실시예의 접속핀 형상을 나타내는 확대도이다.

도 3은 본 발명 실시예의 다른 접속핀 형상을 나타내는 확대도이다.

도 4는 본 발명 실시예의 다른 접속핀 형상을 나타내는 확대도이다.

도 5는 종래의 접속핀의 결합상태를 나타내는 개략도이다.

*부호의 설명*

A: 프로브카드 1: 메인기판

2: 스페이스트랜스포머 3: 서브기판

4: 제1 접속용 전극 5: 제2 접속용 전극

6: 접촉자 7: 접속핀

8: 보강판 9: 서브기판의 관통공

10: 유지구 13: 도전체

14: 수지부재 15: 제3 접속용 전극

16: 제4 접속용 전극 17: 제5 접속용 전극

19: 스페이스트랜스포머의 관통공 70: 제1 접촉부

71: 제1 지지부 72: 스토퍼부

73: 제2 접촉부 74: 제2 지지부

Claims

관통공을 가지는 제1 및 제2 기판을 착탈가능하게 전기적으로 접속하는 접속핀에 있어서:

상기 접속핀은, 제1의 기판에 설치된 관통공 내에서 접촉하는 제1 접촉부, 상기 제1 접촉부를 지지하는 제1지지부, 상기 제1 및 제2 기판의 면에 바로 접하는 스토퍼부, 상기 제2 기판에 설치된 관통공 내에서 접촉하는 제2 접촉부, 상기 제2 접촉부를 지지하는 제2 지지부를 구비하고, 상기 제1 및 제2 접속부가 탄력성을 가지고 상기 제1 및 제2 기판에 설치된 관통공의 측벽에 탄성적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 접속핀.
제1항에 있어서, 상기 제1 및/또는 제2 접속부가 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 접속핀.