KR20090128186A - 프로브 카드의 프로브 니들 구조체와 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 카드의 프로브 니들 구조체와 그 제조 방법에 관한 것으로, 기판부재(100) 상에 돌출되는 기단부(10)로 지지되는 베이스 빔부재(20)의 하부에 베이스 빔부재(20)의 탄성과 반력을 조정하는 지지 빔부재(30)를 구비한 프로브 니들(3)을 제공하는 것이다.

그리고 상기 프로브 니들(3)을 제조함에 있어, 기단부 제 1 형성공정과, 지지 빔 형성공정과, 기단부 제 2 형성공정과, 베이스 빔 형성공정을 순차적으로 행하는 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 반도체 칩의 고집적화에 따른 미세화에도 사용 시 필요한 탄성과 반력을 가지는 빔을 제공하여 사용 중 소성 변형을 방지하고 장기간 사용이 가능함은 물론 프로브 니들(3)을 프로브 카드(2)에 장착함에 있어 높은 신뢰도와 정확도를 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명은 미세 피치용 프로브 카드(2)의 프로브 니들(3)을 제조하는 것으로 웨이퍼에 접촉하는 빔의 탄성 및 반력을 조정할 수 있어 제조가 용이하고, 제조 공정이 단순화되는 효과가 있는 것이다.

Description

프로브 카드의 프로브 니들 구조체와 그 제조 방법{Probe Needle Structure and Manufacturing Method of The Same}

본 발명은 프로브 카드의 프로브 니들 구조체와 그 제조 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 더 상세하게는 미세 피치에 대응할 수 있는 프로브 카드 제작에 있어서 물리적으로 축소된 빔의 반력 및 탄성을 기존의 빔과 동일한 특성을 유지할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 전기전자 소자는 제조 후 전기적 동작여부에 대한 성능검사를 실행하여 불량품 및 양품을 선별하여야 한다.

전기전자 소자인 웨이퍼 상태의 반도체 칩, 페키징된 반도체 칩, 그리고 인쇄회로기판 등은 프로브 카드를 사용하여 그 성능검사가 이루어지며, 이 경우 프로브 카드의 니들에 돌출된 탐침 팁(tip)이 전지전자 소자의 전극패드에 전기적으로 접촉되는 가의 여부로 검사를 수행하는 것이다.

도 1에서 도시한 바와 같이 프로브 카드(2)는 테스트 헤드(Test Head)(1)의 프로그 링(Frog ring)(1a)에 마운팅된 집(ZIF) 커넥터나 포고 핀(Pogo-pin)(1b)을 통해 전기적 및 기계적으로 연결되는 인쇄회로기판(2a)과, 상기 인쇄회로기판(2a) 위에 고정 설치된 에폭시 수지의 프로브 링(2b)과, 상기 프로브 링(2b)에 에폭시 접착제로 고정되어 일단에 소자의 전극 패드에 접촉되는 수천 개의 텅스텐 재질로 된 탐침 팁(10b)이 형성된 프로브 니들(3)과, 상기 프로브니들(23)의 일단과 상기 인쇄회로기판(2a) 위의 각각의 스트립 라인(Strip line)을 연결하는 와이어(2c)로 구성되어 있다.

이러한 프로브 카드는 도 2에서 도시한 바와 같이 테스터기(4)와 전기적으로 연결되어 프로버(Prober)(5)상에 놓여진 웨이퍼(6)를 검사하는 것이다.

상기 프로브 니들(3)은 통상 프로브 링(2b) 상으로 높이를 가지고 돌출되는 기단부(10)에 도전성 있는 재질로 형성되고, 와이어(2c)로 인쇄회로기판(2a) 위의 각각의 스트립 라인에 연결되는 빔(10a)를 포함한다.

그리고 상기 빔(10a)은 그 단부에 화학적 에칭을 통해 뾰족하게 탐침 팁(10b)을 형성하여 이 탐침 팁(10b)이 성능 검사하고자 하는 측정소자의 전극패드에 접촉하여 소자의 불량 여부를 판단하는 것이다.

이 경우 빔(10a)의 탄성과 전기전도성을 이용하고 있으나, 상기 빔(10a)은 와이어(2c)를 통해 인쇄회로기판(2a) 상의 스트립 라인(Strip line)으로 연결되어 스트립 라인과 임피던스(Impedance) 메칭이 이루어지지 않아 이 매칭되지 않는 부분이 인덕터(Inductor) 성분이 되어 빠른 신호 대응이 불가능했던 것이다.

그리고 최근의 반도체 칩은 고 집적화되고, 대 면적 웨이퍼를 공정용 기판으로 사용할 뿐만 아니라 고주파 대역의 빠른 응답속도로 발전됨에 따라 이에 대응하는 프로브 카드(2)도 반도체 칩의 축소된 패드 피치(pitch)(100마이크론 이하), 동 시에 측정하는 소자 개수의 증가(64개 이상) 및 빠른 신호 대응 속도(1Hz) 등을 만족시켜야 한다.

그러나 상기 종래 프로브 니들(3)의 빔(10a)은 상기한 바와 같이 인피던스 매칭 문제로 인한 빠른 신호 대응이 불가능한 문제점뿐만 아니라, 측정할 수 있는 소자가 64개 이상이 될 경우 프로브 니들(3)은 약 5000여개 이상이 되는데 이를 수동으로 기단부에 장착할 경우 불량률이 매우 높은 문제점이 있는 것이다.

또한 반도체 칩의 패드 피치 간격이 100 마이크론 이하일 경우 텅스텐 재질의 빔(10a)의 직경이 100±10 마이크론이기 때문에 서로 붙어버려 대응이 불가능한 문제점이 있었던 것이다.

즉, 상기한 이유로 패드 피치에 맞게 빔의 폭, 길이를 축소하여 프로브 카드의 기능을 수행하고자 하였으나 빔의 물리적인 조건을 변화하였을 때 기존의 빔의 탄성 및 반력도 축소되는 문제점이 있었던 것이다.

또한, 빔의 기능을 회복하고자 빔의 두께를 두껍게 하였을 경우에는 범프(포스트, 기단부)부분의 응력이 집중되어 파단 또는 소성변형이 발생되는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 점차 크기가 축소되는 빔의 탄성과 반력을 유지시켜 반도체 칩의 고집적화에 따른 미세화에 있어 불량률을 최소화하고, 빠른 대응이 가능하도록 한 프로브 카드의 프로브 니들 구조체와 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼에 접촉되는 빔의 제조 시 이를 지지하는 빔을 일체로 제조하여 제조 공정을 단순화하고, 안정적으로 제조할 수 있으며, 프로브 니들을 프로브 카드에 장착함에 있어 신뢰도와 정확도를 증대시킬 수 있는 프로브 카드의 프로브 니들 구조체와 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 기판부재에 도전성 금속이 높이를 가지고 돌출 형성되는 기단부와;

상기 기단부의 상부에 일단이 고정되어 기단부의 일 측으로 돌출되며, 도전성 금속으로 형성되는 베이스 빔부재와;

상기 베이스 빔부재의 단부에 뾰족하게 돌출되며, 도전성 금속으로 형성되는 탐침 팁과;

일단이 기단부에 고정되고 상기 베이스 빔부재의 하부에 간격을 두고 위치하도록 돌출되는 지지 빔부재를 포함한 프로브 카드의 프로브 니들 구조체를 제공함으로써 해결되는 것이다.

또한 본 발명은 기판부재에 돌출되는 기단부를 도전성 금속으로 형성하는 기 단부 제 1 형성공정과;

상기 기단부 제 1 형성공정을 거쳐 형성된 기단부의 상부에 일단이 고정되고, 타단은 기단부의 일 측으로 돌출되는 지지 빔부재를 도전성 금속으로 형성하는 지지 빔 형성공정과;

상기 지지 빔 형성공정을 거쳐 제조된 지지 빔부재의 일 단부 상부로 돌출되는 기단부를 도전성 금속으로 형성하는 기단부 제 2 형성공정과;

상기 기단부 제 2 형성공정으로 형성된 기단부의 상부에 일단이 고정되고, 타단은 기단부의 일측으로 돌출되며, 단부에 탐침 팁을 구비하는 베이스 빔부재를 도전성 금속으로 형성하는 베이스 빔 형성공정을 순차적으로 행하는 프로브 카드의 프로브 니들 구조체 제조 방법을 제공함으로써 해결되는 것이다.

본 발명은 반도체 칩의 고집적화에 따른 미세화에도 사용 시 필요한 탄성과 반력을 가지는 빔을 제공하여 사용 중 소성 변형을 방지하고 장기간 사용이 가능함은 물론 프로브 니들을 프로브 카드에 장착함에 있어 높은 신뢰도와 정확도를 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명은 미세 피치용 프로브 카드의 프로브 니들을 제조하는 것으로 웨이퍼에 접촉하는 빔의 탄성 및 반력을 조정할 수 있어 제조가 용이하고, 제조 공정이 단순화되는 효과가 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음 과 같다.

도 3은 본 발명인 프로브 카드의 프로브 니들 구조체를 도시한 개략도로서, 베이스 빔부재와 기판부재의 사이에 베이스 빔부재를 지지하는 지지 빔부재가 구비된 예를 나타내고 있다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명인 프로브 카드의 프로브 니들 구조체의 다른 실시 예를 도시한 개략도로서, 도 4a 내지 도 4b는 지지 빔부재의 길이로 베이스 빔부재의 탄성 및 반력을 조정하는 예를 나타내고 있으며, 도 4c는 베이스 빔부재와 기판부재의 사이에 베이스 빔부재를 지지하는 지지 빔부재가 복수로 구비된 예를 나타내고 있다.

도 5는 본 발명의 프로브 카드의 프로브 니들 구조체의 제조 방법을 순차적으로 도시한 공정도로서, 기단부 제 1 형성공정, 지지 빔 형성공정, 기단부 제 2 형성공정, 베이스 빔 형성공정이 순차적으로 이루어지는 것을 나타내고 있다.

도 6은 본 발명이 적용된 프로브 카드의 구성을 나타낸 측면도로서, 본 발명인 프로브 니들 구조체를 가지는 프로브 카드를 나타내고 있다.

이하, 도 3에서 도시한 바와 같이 본 발명인 프로브 니들 구조체의 기단부(10)는 기판부재(100)의 상부에 임의의 높이로 돌출되게 도전성 금속으로 형성되는 것이다.

상기 도전성 금속은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈합금, 골드합금 중 어느 하나를 사용하여 한가지 재질로 기단부(10)를 형성할 수도 있고, 2 개 이상의 금속재질을 차례로 적층시켜 기단부(10)를 형성할 수도 있다.

또한 상기 기단부(10)의 상부에는 임의의 길이를 가지며, 도전성 금속으로 형성되는 베이스 빔부재(20)의 일 단이 고정된다.

상기 베이스 빔부재(20)의 단부에는 뾰족하게 돌출되는 탐침 팁(10b)이 구비된다.

상기 탐침 팁(10b)은 단부가 뾰족하게 형성되어 본 발명인 프로브 니들(3)로 검사하는 웨이퍼에 접촉되는 것이다.

탐침 팁(10b)의 단부 형상은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 도시하지는 않았지만 라인 패드나 그리드 어레이 패드용으로 십자형상이나 마름모형상으로 형성할 수 있고, 일반 라인 패드용으로 사다리꼴형상으로 형성되며, 전기전자 소자에 접촉하여 그 접속을 용이하게 하는 어떠한 형상도 본 발명에 포함됨을 밝혀둔다.

상기 베이스 빔부재(20)와, 탐침 팁(10b)은 도전성 금속으로 형성되는 데, 상기 도전성 금속은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈합금, 골드합금 중 어느 하나를 사용하여 한가지 재질로 베이스 빔부재(20)와, 탐침 팁(10b)을 형성할 수도 있고, 2 개 이상의 금속재질을 차례로 적층시켜 베이스 빔부재(20)와 탐침 팁(10b)을 형성할 수도 있다.

한편, 상기 베이스 빔부재(20)는 탐침 팁(10b)이 검사될 전기소자에 접촉되면서 발생하는 힘에 의해 처짐이 발생하고, 이 처짐에 따른 탄성과 반력을 가져 힘이 제거된 후 원위치로 복귀되어 전기소자를 일정한 핀압으로 반복하여 정확하게 검사할 수 있도록 해야한다.

전기소자 검사 시 베이스 빔부재(20)에 가해지는 가압력의 최대값과 이로 인 해 변형되는 베이스 빔부재(20)의 처짐 최대값은 제한된다.

처짐은 클수록 전기소자 검사 시 유리하나 범프(Bump)의 한계 등의 제한 조건으로 일반적으로 125㎛로 한정된다.

그리고 가압력의 경우 일정한 오버트레블(Over travel)에서 제한적인 반력이 베이스 빔부재(20)에 나타나야 하고 반력이 너무 작은 경우 탐침 팁(10b)이 웨이퍼 표면을 뚫지 못하여 접속이 불안정하게 되어 검사의 정확도가 저하되고, 반면 반력이 너무 강한 경우 웨이퍼 표면의 알루미늄 패드에 상처를 주어 검사를 마친 전기전자소자의 웨이퍼를 손상시키게 작용하게 되므로 일반적으로 반력을 오버트레블(Over Travel) 70㎛에서 4 ~ 5gf를 가지도록 조절한다.

또한 상기 베이스 빔부재(20)가 전기전자소자와 안정적으로 접촉하도록 일정범위 이상 편향(Deflection)되기 위해서는 베이스 빔부재(20)의 길이가 일정길이 이상으로 유지되어야 하고 이 경우 적당한 반력을 유지하기 위한 방법으로 베이스 빔부재(20)의 길이에 맞게 두께를 크게 하면 되나 전기 소자의 미세화에 따라 검사되는 패드 피치가 미세하게 좁아진 파인 피치(fine-pitch)에 대응하기 어려운 문제를 가진다.

또 반대로 베이스 빔부재(20)의 길이를 줄이고 두께를 줄이는 경우 길이와 두께가 선형적으로 변하게 되어 최대 응력이 소성 범위를 벗어나기 쉬워 베이스 빔부재(20)가 탄성을 갖지 못하고 소성 변형하게 되는 문제점이 있는 것이다.

즉, 상기한 문제점으로 인해 전기전자소자의 초미세화에 따라 프로브 니들(3)을 어느 한계점 이하로 축소할 경우 검사 중 베이스 빔부재(20)에 발생하는 처짐이 금속의 탄성 한계를 벗어나 베이스 빔부재(20)가 탄성을 갖지 못하고 소성변형을 일으키게 되고, 이러한 소성변형을 방지하기 위하여 베이스 빔부재(20)의 두께를 얇게 하면 처짐에 따른 탄성력을 가지나 검사 시 전기전자소자에 정확하게 접촉하기 위한 핀 압(contact force)을 얻을 수 없는 것이다.

또, 프로브 카드로 검사하는 전기전자소자 중 비 메모리 칩들은 패드가 페리퍼럴(Peripheral), 그리드 어레이(Grid Array)방식으로 위치하는 경우가 많아 이에 대응하기 위해 베이스 빔부재(20)의 길이가 더욱 짧아질 수밖에 없어 이로 인한 소성변형이 발생하는 것이다.

따라서, 베이스 빔부재(20)의 길이를 작게 하고, 베이스 빔부재(20)에 가해지는 응력이 빔의 소성 응력 내에 있도록 두께를 제한하면서 원하는 반력을 얻기 위해서는 베이스 빔부재(20)에서 자체적으로 발생되는 반력 외에 독립적으로 빔에 힘을 가해주는 것이 필요하다.

이러한 이유로 상기 베이스 빔부재(20)의 하부에 베이스 빔부재(20)를 탄성적으로 지지하는 지지 빔부재(30)를 구비하는 것이다.

상기 지지 빔부재(30)는 상기 베이스 빔부재(20)의 하부에서 임의의 간격을 두고, 일단이 기단부(10)에 고정되어 베이스 빔부재(20)의 하부에 대응되게 위치되어 미세화에 의해 상실되는 베이스 빔부재(20)의 탄성 및 핀압을 보완하여 검사 중 소성변형을 방지하고 정밀검사에 요구되는 핀압(contact force)를 얻을 수 있게 하는 것이다.

지지 빔부재(30)는 도전성 금속으로 제조되어 기단부(10)를 2단계로 나누어 형성함으로써 1단계로 형성되는 기단부(10)의 상부에서 일 단이 고정되도록 형성되고, 고정된 일단의 상부로 다시 기단부(10)가 적층되도록 구성되어 적층이 완료된 기단부(10)의 상부로 상기 베이스 빔부재(20)의 일단이 고정되게 되는 것을 기본으로 한다.

지지 빔부재(30)는 별도로 제조되어 일단이 기단부(10)에 접합되어 고정될 수도 있는 것이다.

지지 빔부재(30)를 제조하는 도전성 금속은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈합금, 골드합금 중 어느 하나를 사용하여 한가지 재질로 지지 빔부재(30)를 형성할 수도 있고, 2 개 이상의 금속재질을 차례로 적층시켜 지지 빔부재(30)를 형성할 수도 있다.

상기 지지 빔부재(30)는 베이스 빔부재(20)의 재질과 이종 즉, 다른 재질로 형성될 수도 있고, 동종 즉, 같은 재질로 형성될 수도 있으며 이는 요구되는 베이스 빔부재(20)의 탄성과 반력에 의해 설계 시 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.

지지 빔부재(30)는 도 4a 내지 도 4b에서 도시한 바와 같이 베이스 빔부재(20)의 길이에 대한 길이를 조정함으로써 베이스 빔부재(20)의 탄성 및 핀압을 조정할 수도 있는 것이다.

또 지지 빔부재(30)는 베이스 빔부재(20)의 사이 간격으로 베이스 빔부재(20)의 탄성 및 핀압을 조정할 수 있는 것이다.

이는 전기전자소자의 검사 중 베이스 빔부재(20)가 처짐량을 조정하고, 일정 처짐량 이상에서 베이스 빔부재(20)의 단부가 지지 빔부재(30)에 접촉되어 지지됨으로써 지지 빔부재(30)의 탄력을 이용하여 탄성 및 핀압이 조정되는 것이다.

또한 상기 지지 빔부재(30)는 도 4c에서 도시한 바와 같이 베이스 빔부재(20)의 하부에 간격을 두고 복수로 구비될 수도 있는 것이다.

상기 베이스 빔부재(20)는 전기전자소자의 검사 중 처짐으로 지지 빔부재(30)에 의해 지지되는데, 복수의 지지 빔부재(30)가 각각 휘어지면서 다단계로 지지함으로써 탄성 및 핀압을 더욱 폭 넓게 지지할 수 있는 것이다.

이는 베이스 빔부재(20)에 의해 접촉되어 휘어지는 지지 빔부재(30)가 하부의 다른 지지 빔부재(30)에 의해 탄성적으로 지지됨으로써 베이스 빔부재(20)에 과도한 하중이 걸려 처짐량이 급격히 늘어난 경우 탄성 및 핀압을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.

상기 지지 빔부재(30)는 반도체 칩의 고집적화에 따른 프로브 니들(3)의 미세화와 패드 피치의 미세화에도 베이스 빔부재(20)가 필요한 탄성과 반력을 가지도록 지지하여 사용 중 베이스 빔부재(20)의 소성 변형을 방지하고 장기간 사용이 가능하도록 하는 것이다.

한편, 본 발명인 프로브 카드의 프로브 니들 구조체는 기단부 제 1 형성공정, 지지 빔 형성공정, 기단부 제 2 형성공정, 베이스 빔 형성공정이 순차적으로 행해지면서 제조되는 것이다.

상기 기단부 제 1 형성공정은 포토 레지스트를 도포하여 포토 레지스트층을 형성한 후 마스크패턴에 따라 기단부(10)가 형성될 부분을 노광으로 현상하여 노출 시키는 포토 레지스트 단계와, 포토 레지스트 단계로 노출된 부분에 도전성 금속을 도포하여 적층시키는 금속 적층 단계를 반복하여 기단부(10)를 형성하는 마이크로 제조기술을 사용할 수도 있으며, 이 외 지지 빔부재(30)를 지지하기 위해 임의의 높이를 가지는 도전성 금속 재질의 기단부(10)를 형성하는 어떠한 방법도 본 발명에 포함됨을 밝혀둔다.

마이크로 제조 방법으로 제조 시 포토 레지스트 단계와 금속 적층 단계의 반복 횟수는 기단부(10)의 설계높이와 포토 레지스트층의 두께에 따라 제조 시 변경될 수 있다.

기단부 제 1 형성공정에 사용되는 도전성 금속은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈합금, 골드합금 중 어느 하나를 사용하여 한가지 재질로 기단부(10)를 형성할 수도 있고, 2 개 이상의 금속재질을 차례로 적층시켜 기단부(10)를 형성할 수도 있다.

상기 기단부 제 1 형성공정 후에는 형성된 기단부(10)의 상부로 지지 빔부재(30)를 형성하는 지지 빔 형성공정을 행한다.

상기 지지 빔 형성공정은 포토 레지스트를 도포하여 포토 레지스트층을 형성한 후 마스크패턴에 따라 지지 빔부재(30)가 형성될 부분을 노광으로 현상하여 노출시키는 포토 레지스트 단계와, 포토 레지스트 단계로 노출된 부분에 도전성 금속을 도포하여 지지 빔부재(30)의 형상으로 적층시키는 금속 적층 단계를 반복하여 지지 빔부재(30)를 형성하는 마이크로 제조기술을 사용할 수도 있으며, 이 외 임의의 길이로 형성되어 단부가 상기 기단부(10)의 상부로 안착되어 고정되는 형태의 지지 빔부재(30)를 형성하는 어떠한 방법도 본 발명에 포함됨을 밝혀둔다.

지지 빔 형성공정에 사용되는 도전성 금속은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈합금, 골드합금 중 어느 하나를 사용하여 한가지 재질로 지지 빔부재(30)를 형성할 수도 있고, 2 개 이상의 금속재질을 차례로 적층시켜 지지 빔부재(30)를 형성할 수도 있다.

상기 지지 빔부재(30)는 베이스 빔부재(20)의 재질과 이종 즉, 다른 재질로 형성될 수도 있고, 동종 즉, 같은 재질로 형성될 수도 있으며 이는 요구되는 베이스 빔부재(20)의 탄성과 반력에 의해 설계 시 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.

또한 상기 지지 빔 형성공정 후에는 상기 기단부 제 1 형성공정의 기단부(10)의 상부, 즉, 기단부(10)의 상부로 고정된 지지 빔부재(30)의 일단 상부로 임의의 높이를 가지는 기단부(10)를 형성하는 기단부 제 2 형성공정이 행해지는 것이다.

상기 기단부 제 2 형성공정은 포토 레지스트를 도포하여 포토 레지스트층을 형성한 후 마스크패턴에 따라 기단부(10)가 형성될 부분을 노광으로 현상하여 노출시키는 포토 레지스트 단계와, 포토 레지스트 단계로 노출된 부분에 도전성 금속을 도포하여 적층시키는 금속 적층 단계를 반복하여 기단부(10)를 형성하는 마이크로 제조기술을 사용할 수도 있으며, 이 외 베이스 빔부재(20)를 지지하기 위해 임의의 높이를 가지는 도전성 금속 재질의 기단부(10)를 형성하는 어떠한 방법도 본 발명에 포함됨을 밝혀둔다.

마이크로 제조 방법으로 제조 시 포토 레지스트 단계와 금속 적층 단계의 반복 횟수는 기단부(10)의 설계높이와 포토 레지스트층의 두께에 따라 제조 시 변경될 수 있다.

기단부 제 2 형성공정에 사용되는 도전성 금속은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈합금, 골드합금 중 어느 하나를 사용하여 한가지 재질로 기단부(10)를 형성할 수도 있고, 2 개 이상의 금속재질을 차례로 적층시켜 기단부(10)를 형성할 수도 있다.

기단부 제 2 형성공정 후에는 단부에 탐침 팁(10b)이 구비되는 베이스 빔부재(20)를 형성하는 베이스 빔 형성공정을 행하는 것이다.

상기 베이스 빔 형성공정은 포토 레지스트를 도포하여 포토 레지스트층을 형성한 후 마스크 패턴에 따라 베이스 빔부재(20)가 형성될 부분을 노광으로 현상하여 노출시키는 제 1 포토 레지스트 단계와, 제 1 포토레시스트 단계에서 노출된 부분에 도전성 금속을 도포하여 베이스 빔부재(20)의 형상으로 적층시키는 제 1 금속 적층 단계를 반복함으로써 베이스 빔부재(20)를 형성하고, 베이스 빔부재(20)의 상부로 탐침 팁(10b)이 형성될 부분을 노광으로 현상하여 노출시키는 제 2 포토 레지스트 단계과, 상기 제 2 포토 레지스트 단계로 노출된 부분에 도전성금속을 도포하여 적층시키되, 단부가 뾰족하게 단면이 줄어들도록 차례로 적층시키는 제 2 금속 적층 단계를 반복함으로써 탐침 팁(10b)을 형성하는 마이크로 제조기술을 사용할 수도 있으며, 하나의 도전성 금속판을 사용하여 베이스 빔부재(20)를 제조할 수도 있고, 임의의 길이를 가지는 하나의 도전성 금속판으로 형성된 기단부(10)를 절곡 시켜 기단부(10)와 일체로 베이스 빔부재(20)를 제조할 수 있으며, 그 외 기단부(10)에 일단이 지지되고 단부에 뾰족한 탐침 팁(10b)을 구비하는 베이스 빔부재(20)를 형성하기 위한 어떠한 방법도 본 발명에 포함됨을 밝혀둔다.

또 탐침 팁(10b)은 그 단부의 크기가 점차적으로 그 크기가 작아지는 형상으로 형성되는 것으로 단부가 뾰족하게 형성되는 것이다.

마이크로 제조 기술을 사용한 베이스 빔 형성공정에서 제 1 포토 레지스트 단계와, 제 1 금속 적층 단계 및 제 2 포토 레지스트 단계와 제 2 금속 적층 단계의 반복 횟수는 베이스 빔부재(20)의 설계와 탐침 팁(10b)의 설계에 따라 제조 시 변경될 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

또 상기 베이스 빔 형성공정에서 형성되는 탐침 팁(10b)은 그 뾰족한 끝단의 형상이 검사하는 전기전자 소자에 따라 다양한 형태로 형성할 수 있으며, 이는 마이크로 제조 기술에서는 최종 포토 레지스트 단계에서 사용되는 마스크 패턴의 형상을 변화시킴으로써 가능하고 그 외 에칭이나, 연삭 작업으로 뾰족하게 돌출되는 탐침 팁(10b)의 단부 형상을 다양한 형태로 형성할 수 있음을 밝혀둔다.

탐침 팁(10b)의 형상은 도시하지는 않았지만 라인 패드나 그리드 어레이 패드용으로 십자형상이나 마름모형상으로 형성할 수 있고, 일반 라인 패드용으로 사다리꼴형상으로 형성되며, 전기전자 소자에 접촉하여 그 접속을 용이하게 하는 어떠한 형상도 본 발명에 포함됨을 밝혀둔다.

베이스 빔 형성공정에 사용되는 도전성 금속은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈합금, 골드합금 중 어느 하나를 사용하여 한가지 재질 로 베이스 빔부재(20) 또는 탐침 팁(10b)을 형성할 수도 있고, 2 개 이상의 금속재질을 차례로 적층시켜 베이스 빔부재(20) 또는 탐침 팁(10b)을 형성할 수도 있다.

또 상기 베이스 빔 형성공정 후에는 기단부(10)와 지지 빔부재(30), 베이스 빔부재(20)를 고온 처리 하는 고온처리공정을 행하는 것이 바람직하다.

상기 고온처리공정은 기단부(10)와 지지 빔부재(30), 베이스 빔부재(20)의 도전성 금속 간 접합부분을 더욱 견고하게 접합시키는 작용을 하여 내구성을 증대시키는 것이다.

상기한 바와 같이 기단부 제 1 형성공정, 지지 빔 형성공정, 기단부 제 2 형성공정, 베이스 빔 형성공정을 차례로 거치면서, 기단부(10)와 지지 빔부재(30), 베이스 빔부재(20)를 포함한 프로브 니들(3)의 제조가 완료되는 것이다.

그리고 프로브 카드의 탄성 기능빔 제조 방법은 하나의 프로브 니들(3)을 제조하는 것을 설명하고 있으나 통상 마이크로 제조기술이 사용되어 수백, 수천 개의 프로브 니들(3)이 파인 피치를 가지고 한꺼번에 제조됨을 밝혀둔다.

한편, 통상의 프로브 카드는 도 7에서 도시한 바와 같이 전기적 신호를 테스터기로부터 전달시키는 테스트헤드에 연결되는 인쇄회로기판(PCB ; Printed Circuit Board)(2a)과, 상기 인쇄회로기판(2a) 아래에 위치하며 복수의 미세 인터페이스 핀(2d)에 의해 전기적으로 연결되며, 하부면에 전자전기소자와 접촉하는 복수의 프로브 니들(3)을 구비한 다층 기판부재(100)와, 인쇄회로기판(2a)과 복수의 인터페이스 핀(2d), 다층 기판부재(100)를 기계적으로 고정되게 잡아주는 지그(Jig)(7)를 포함하는 것으로, 상기 프로브 니들(3)을 본 발명으로 제조된 것을 사용함으로써 실시할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 종래의 프로브 카드를 도시한 측면도

도 2는 프로브 카드에 의한 웨이퍼 검사의 개략 구성도

도 3은 본 발명인 프로브 카드의 프로브 니들 구조체를 도시한 개략도

도 4a 내지 도 4c는 본 발명인 프로브 카드의 프로브 니들 구조체의 다른 실시 예를 도시한 개략도

도 5는 본 발명의 프로브 카드의 프로브 니들 구조체의 제조 방법을 순차적으로 도시한 공정도

도 6은 본 발명이 적용된 프로브 카드의 구성을 나타낸 측면도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

10 : 기단부 20 : 베이스 빔부재

30 : 지지 빔부재

Claims (5)

1. 기판부재에 도전성 금속이 높이를 가지고 돌출 형성되는 기단부와;

   상기 기단부의 상부에 일단이 고정되어 기단부의 일 측으로 돌출되며, 도전성 금속으로 형성되는 베이스 빔부재와;

   상기 베이스 빔부재의 단부에 뾰족하게 돌출되며, 도전성 금속으로 형성되는 탐침 팁과;

   일단이 기단부에 고정되고 상기 베이스 빔부재의 하부에 간격을 두고 위치하도록 돌출되는 지지 빔부재를 포함한 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 니들 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지 빔부재는 베이스 빔부재의 재질과 서로 다른 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 니들 구조체.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지 빔부재는 베이스 빔부재의 하부에 간격을 두고 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 니들 구조체.
4. 기판부재에 돌출되는 기단부를 도전성 금속으로 형성하는 기단부 제 1 형성 공정과;

   상기 기단부 제 1 형성공정을 거쳐 형성된 기단부의 상부에 일단이 고정되고, 타단은 기단부의 일 측으로 돌출되는 지지 빔부재를 도전성 금속으로 형성하는 지지 빔 형성공정과;

   상기 지지 빔 형성공정을 거쳐 제조된 지지 빔부재의 일 단부 상부로 돌출되는 기단부를 도전성 금속으로 형성하는 기단부 제 2 형성공정과;

   상기 기단부 제 2 형성공정으로 형성된 기단부의 상부에 일단이 고정되고, 타단은 기단부의 일측으로 돌출되며, 단부에 탐침 팁을 구비하는 베이스 빔부재를 도전성 금속으로 형성하는 베이스 빔 형성공정을 순차적으로 행하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 니들 구조체 제조 방법.
5. 청구항 4항에 있어서,

   상기 베이스 빔 형성공정 후에는 기단부와 지지 빔부재, 베이스 빔부재를 고온 처리하여 접합시키는 고온처리공정을 행하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드의 프로브 니들 구조체 제조 방법.

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