KR20100055911A - 프로브 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로브 및 프로브 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피검사체에 접촉시 탄성변형이 용이한 프로브에 관한 것이다.

본 발명에 의한 프로브는 피검사체에 형성되는 패드와 접촉하는 팁부; 일단 하부에 상기 팁부가 형성되며, 상기 팁부의 중심선에 직각인 방향으로 연장형성되는 제1빔부; 상기 제1빔부의 상부에서 상기 제1빔부와 나란하게 형성되며, 상기 제1빔부보다 길이가 짧은 제2빔부; 상기 제1빔부와 제2빔부의 일단 및 타단을 각각 연결하는 제1연결부와 제2연결부; 상기 제2연결부로부터 상방으로 연장형성되는 메인포스트; 및 상기 메인포스트로부터 연장형성되며, 기판과 전기적으로 연결되는 베이스;를 포함한다.

프로브. 빔부. 팁부.

Description

프로브 및 그의 제조방법{PROBE AND MENUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 프로브 및 프로브 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피검사체에 접촉시 탄성변형이 용이한 프로브 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

반도체 집적회로와 같은 웨이퍼내의 수많은 칩(이하, '피검사체'라 한다.)은 그것이 사양서대로 제조되어 있는지 아닌지 전기적 특성 검사를 하는 EDS (Electrical Die Sorting:이하 'EDS' 라 한다) 공정이 있으며, 이러한 종류의 검사는 피검사체의 패드(Pad)에 각각 눌리는 복수의 프로브를 갖춘 프로브 카드, 프로브 블록 등, 전기적 접속장치를 이용하여 행해진다. 이러한 종류의 전기적 접속장치는, 피검사체의 패드와, 테스터를 전기적으로 접속하기 위해 이용된다. 어느 타입의 프로브도, 세라믹과 같은 배선 기판위에 프로브가 형성 및 기립되어 프로브의 선단 부위가 피검사체의 전극에 눌리면서 오버 드라이브가 프로브에 작용하고, 프로브는 탄성 변형에 의해 구부러진다.

프로브는 켄틸레버 형상으로 2개의 빔부와 그들을 지지하는 메인포스트부와 다른쪽을 기판과 연결하는 베이스부로 나눠진다.

그러나, 이들 종래의 프로브는 빔부에 대해서 일반적인 평행 연장선 또는 곡 선형태등에 지나지 않기 때문에, 오버 드라이브 양을 크게 하여 빔부의 탄성 변형시키려면, 최소한 적어도 한쪽 빔에서 파단이 발생하게 된다.

특히, 집적회로용의 미세 마이크로 프로브의 경우, 면적대비 두께가 상당히 작기 때문에 기계적 강도가 약하고, 오버드라이브양을 크게 하여 빔부를 적당한 탄성변형 시키기 어렵다.

따라서, 적절한 프로브포스와 적은 스크럽마크를 얻어 피검사체의 전극과 팁부를 양호한 전기적 연결시킬 수 없고, 팁부의 위치 정밀도를 높이지 않으면 않된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 피검사체에 접촉시 탄성변형이 용이한 프로브 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 프로브는 피검사체에 형성되는 패드와 접촉하는 팁부; 일단 하부에 상기 팁부가 형성되며, 상기 팁부의 중심선에 직각인 방향으로 연장형성되는 제1빔부; 상기 제1빔부의 상부에서 상기 제1빔부와 나란하게 형성되며, 상기 제1빔부보다 길이가 짧은 제2빔부; 상기 제1빔부와 제2빔부의 일단 및 타단을 각각 연결하는 제1연결부와 제2연결부; 상기 제2연결부로부터 상방으로 연장형성되는 메인포스트; 및 상기 메인포스트로부터 연장형성되며, 기판과 전기적으로 연결되는 베이스;를 포함한다.

또한 상기 제2빔부의 길이를 상기 제1빔부보다 짧게 하기 위하여 상기 제1연결부는 단차지게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제2빔부의 길이를 상기 제1빔부보다 짧게 하기 위하여 상기 제1연결부는 곡면지게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제2빔부의 길이를 상기 제1빔부보다 짧게 하기 위하여 상기 메인포스트는 사다리꼴형태인 것이 바람직하다.

또한 상기 제1빔부의 폭은 상기 제2빔부의 폭보다 더 큰 것이 바람직하다.

또한 상기 제1빔부는 그 두께보다 폭이 더 큰 것이 바람직하다.

또한 상기 베이스는 상기 기판과 접하는 면에 요철부가 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 베이스에는 두께를 관통하는 적어도 1 이상의 홀이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 메인포스트에는 두께를 관통하는 적어도 1 이상의 강도보강용 홀이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팁부, 제1빔부, 제2빔부, 제1연결부와 제2연결부, 메인포스트 및 베이스는 금도금되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팁부, 제1빔부, 제2빔부, 제1연결부와 제2연결부, 메인포스트 및 베이스는 일체형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팁부와 제1빔부는 일체형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팁부는 피라미드형태인 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 피라미드형태의 팁부를 구비한 프로브의 제조방법은 몸체와 팁부를 일체로 형성한 후, 팁부의 양면을 연마가공 등의 기계적 가공에 의하여 피라미드형태로 형성하여 제조한다.

본 발명에 의한 프로브의 다른 제조방법은 1) 팁부를 제외한 몸체의 평면형상인 제1층을 제조하는 단계; 2) 상기 제1층 상에, 상기 팁부와 몸체의 평면형상인 제2층을 제조하는 단계; 및 3) 상기 제2층 상에, 상기 팁부를 제외한 몸체의 평면형상인 제3층을 제조하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 피검사체에 접촉시 탄성변형에 유리한 효과가 있다.

또한 피라미드형태의 팁부를 용이하게 형성할 수 있는 효과도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 프로브(100)의 구성 및 작용을 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 프로브(100)는 팁부(110)와, 제1빔부(120)와 제2빔부(130), 제1연결부(130)와 제2연결부(170), 메인포스트(140)와 베이스(150)를 포함한다.

상기 팁부(110)는 피검사체에 형성되는 패드와 접촉하는 구성요소이며, 패드와 접촉시 작은 마크를 형성하기 위해 피라미드형태로 형성되어 있음을 알 수 있다.

상기 제1빔부(120)는 일단 하부에 상기 팁부(110)가 일체로 형성되며, 상기 팁부(110)의 중심선에 직각인 방향으로 연장형성된다. 또한 상기 제2빔부(130)는 상기 제1빔부(120)의 상부에서 상기 제1빔부(120)와 나란하게 형성된다.

상기 제1빔부(120)는 피검사체의 패드에 접촉하여 자유롭게 탄성변형하도록 피검사체와 나란하게 형성되며, 제2빔부(130)는 프로브포스(Probe force)를 높이고, 스크럽마크(Scrub Mark, Contact Mark), 즉, 패드에 접촉시 탄성변형하면서 밀리는 양을 줄이는 기능을 한다.

상기 제1연결부(160)와 제2연결부(170)는 상기 제1빔부(120)와 제2빔부(130) 의 일단 및 타단을 각각 연결하는 구성요소이다.

상기 메인포스트(140)는 상기 제2연결부(170)로부터 상방으로 연장형성된다.

상기 베이스(150)는 및 상기 메인포스트(140)로부터 연장형성되며, 기판과 전기적으로 연결되는 것이다.

특히, 상기 제1연결부(160)에 단차부(161)가 형성됨으로 인해, 상기 제2빔부(130)의 길이가 상기 제1빔부(120)보다 짧게 형성된 것을 알 수 있다. 이로 인해 탄성변형에 매우 유리한 구조가 된다. 보다 구체적으로 설명하면, 패드에 접촉시 팁부 끝단으로부터 발생된 스트레스가 제1연결부(160)로 전달되고, 제1연결부(160)는 단차부(161)가 형성되어 있기 때문에 기계적 강도를 높여 제2빔부(130)에 전달되는 스트레스의 양이 극히 줄어들어 탄성변형에 유리한 구조가 되는 것이다.

또한 상기 제2빔부(130)의 길이를 상기 제1빔부(120)보다 짧게 하기 위하여 상기 메인포스트(140)는 일변이 수직인 사다리꼴형태로 형성되어 있음을 알 수 있다.

또한 상기 제1빔부(120)의 폭은 상기 제2빔부(130)의 폭보다 더 큰 것이 바람직하다(d1>d2).

또한 상기 제1빔부(120)는 그 두께보다 폭이 더 큰 것이 바람직하다(d1>t1).

프로브가 피검사체에 형성되는 패드와 접촉 시 발생되는 적절한 프로브포스(Probe Force)와 작은 스크럽마크(Scrub Mark)를 위해서 두께를 크게하거나 작게하는 방법이 있으나, 미세 피치화(Pitch)에 대처하기 위해서는 두께를 크게하는 것은 한계가 있다. 또한, 두께를 작게하는 것은 약한 프로브포스와 더불어 휘어지는 현상이 발생하게 된다. 따라서, 정해진 두께에서 상기와 같이 제1,2빔부를 구성하고 있고, 팁을 포함하고 프로브 전체의 외형을 유지하는 제1빔부의 폭이 제2빔부의 폭 보다 작을 경우 제1빔부의 파손 및 변형이 용이하여 불량 발생이 빈번이 발생할 수 있다. 또한, 피검사체에 수직 접촉에 의해 움직이는 제1,2빔부는 수직 변형하도록 되어 있으나, 제1,2빔부의 두께는 폭보다 작을 경우 수직 운동 방향의 두께가 폭 보다 커야 프로브가 피검사체에 형성되는 패드와 접촉 시 발생되는 하중의 스트레스를 견디지 못하여, 탄성 변형부위 중 두께가 폭보다 작은 부위에서 집중하중에 의한 탄성구간 범위를 벗어나 항복강도 구간에 속하게 쉽다. 따라서, 파단 및 탄성 변형 불가 상태에 이르게 된다.

또한 상기 베이스(150)는 상기 기판과 접하는 면에 요철부(151)가 형성된다. 프로브를 기판에 전기적 연결을 위하여 솔더 페이스트가 담겨진 납조에 상기 베이스(150)를 디핑하게 되는데, 이 때, 요철부(151)에 솔더 페이스트가 충진되어 충분한 양의 페이스트를 갖게되어 결과적으로 기판에 견고하게 연결시킬 수 있다.

이와 같은 이유로 상기 베이스(150)에는 두께를 관통하는 적어도 1 이상의 홀(152)이 형성되어 있다. 상기 홀(152)에도 역시 솔더 페이스트가 충진되어 충분한 양의 페이스트를 갖게 된다.

한편, 상기 메인포스트(140)에는 두께를 관통하는 적어도 1 이상의 강도보강용 홀(141)이 형성되어 있는데, 이로 인해 프로브의 강도가 커진다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 프로브의 제조방법을 나타낸 것이다. 보다 구체적으로 설명하면, 팁부를 패드와 접촉시 작은 마크를 형성하기 위해 피라미드 형태로 형성하는 방법을 나타낸 것이다.

먼저, 상기 팁부를 포함한 제1빔부, 제2빔부, 제1연결부와 제2연결부, 메인포스트 및 베이스는 일체형성한 후(도 3a 참조), 상기 팁부를 샌딩처리하여 피라미드 형태로 가공하는 것이다(도 3b 참조).

도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 기판(210)상에 접착력 향상을 위해 티타늄(Ti)으로 희생층(220)을 증착하고, 상기 희생층상에 금(Au)으로 제1도금층(230)을 형성한다(도 4(a)).

다음으로 상기 제1도금층상에 프로브의 평면형상에 대응되는 포토레지스트 패턴(240)을 형성하고(도 4(b)), 상기 포토레지스트 패턴에 전기도금법으로 금속물질(100)을 도금하여 프로브 본체를 형성한 후(도 4(c)), 상기 프로브 본체를 물리화학적 방법으로 평탄화한다(도 4(d)).

다음으로 상기 프로브 본체 상면에 금(Au)으로 제2도금층(250)을 형성한다(도 4(e)).

다음으로 상기 포토레지스트 패턴 및 제1도금층 씨드(Seed)를 제거한다(도 4(f)).

다음으로 상기 희생층을 제거하여 상기 기판으로부터 상기 프로브 본체를 박리시켜 완성한다(도 4(g)).

마지막으로, 팁부의 끝단을 연마하여 피라미드 형태로 형성함으로써 완성한다(도 4(h)).

도 5 내지 도 6o는 도 3a 내지 도 4와 다른 방법으로 프로브를 제조하는 방 법을 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 팁부를 제외한 몸체의 평면형상인 제1층(100a)을 제조한 후, 상기 제1층(100a) 상에, 상기 팁부와 몸체의 평면형상인 제2층(100b)을 제조하고, 마지막으로 상기 제2층(100b) 상에, 상기 팁부를 제외한 몸체의 평면형상인 제3층(100c)을 제조함으로써 프로브를 제조하는 것이다.

도 6a 내지 도 6n을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 기판(310)상에 접착력 향상을 위해 티타늄(Ti)으로 희생층(320)을 증착하고, 상기 희생층상에 금(Au)으로 제1도금층(330)을 형성한다(도 6(a)).

다음으로 상기 제1도금층상에 팁부를 제외한 몸체의 평면형상에 대응되는 포토레지스트 패턴(340)을 형성하고(도 6(b)), 상기 포토레지스트 패턴에 전기도금법으로 금속물질을 도금하여 제1층(100a)을 형성한 후(도 6(c)), 상기 제1층(100a)을 물리화학적 방법으로 평탄화한다(도 6(d)).

다음으로 상기 제1층(100a)상에 제2희생층(350) 및 제2도금층(360)을 형성한다(도 6(e)).

다음으로 상기 제2도금층상에 팁부를 포함한 몸체의 평면형상에 대응되는 포토레지스트 패턴(370)을 형성하고(도 6(f)), 상기 포토레지스트 패턴에 전기도금법으로 금속물질을 도금하여 제2층(100b)을 형성한 후(도 6(g)), 상기 제2층을 물리화학적 방법으로 평탄화한다(도 6(h)).

다음으로 상기 제2층상에 팁부를 제외한 몸체의 평면형상에 대응되는 포토레지스트 패턴(380)을 형성하고(도 6(i)), 상기 포토레지스트 패턴에 전기도금법으로 금속물질을 도금하여 제3층(100c)을 형성한 후(도 6(j)), 상기 제3층을 물리화학적 방법으로 평탄화한다(도 6(k)).

다음으로 제3층상에 제3도금층(390)을 형성하고(도 6(l)), 상기 포토레지스트 패턴, 제1도금층 및 제2도금층 씨드(Seed)를 제거한다(도 6(m)).

마지막으로 상기 희생층을 제거하여 상기 기판으로부터 제1층 내지 제3층으로 형성된 프로브 본체를 박리시켜 완성한다(도 6(n)).

이와 같이 형성함으로써, 팁부의 연마공정 등과 같은 별도의 공정 추가 없이 팁부의 끝단을 피라미드형태로 형성할 수 있는 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 프로브를 나타낸 것이다.

도 3a 및 도 3b, 도 4는 본 발명에 의한 프로브의 제조방법을 나타낸 것이다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 프로브의 다른 제조방법을 나타낸 것이다.

Claims (16)

1. 피검사체에 형성되는 패드와 접촉하는 팁부;

   일단 하부에 상기 팁부가 형성되며, 상기 팁부의 중심선에 직각인 방향으로 연장형성되는 제1빔부;

   상기 제1빔부의 상부에서 상기 제1빔부와 나란하게 형성되며, 상기 제1빔부보다 길이가 짧은 제2빔부;

   상기 제1빔부와 제2빔부의 일단 및 타단을 각각 연결하는 제1연결부와 제2연결부;

   상기 제2연결부로부터 상방으로 연장형성되는 메인포스트; 및

   상기 메인포스트로부터 연장형성되며, 기판과 전기적으로 연결되는 베이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2빔부의 길이를 상기 제1빔부보다 짧게 하기 위하여 상기 제1연결부는 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2빔부의 길이를 상기 제1빔부보다 짧게 하기 위하여 상기 제1연결부는 곡면지게 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제2빔부의 길이를 상기 제1빔부보다 짧게 하기 위하여 상기 메인포스트는 사다리꼴형태인 것을 특징으로 하는 프로브.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1빔부의 폭은 상기 제2빔부의 폭보다 더 큰 것을 특징으로 하는 프로브.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1빔부는 그 두께보다 폭이 더 큰 것을 특징으로 하는 프로브.
7. 제1항에 있어서,

   상기 베이스는 상기 기판과 접하는 면에 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브.
8. 제1항에 있어서,

   상기 베이스에는 두께를 관통하는 적어도 1 이상의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브.
9. 제1항에 있어서,

   상기 메인포스트에는 두께를 관통하는 적어도 1 이상의 강도보강용 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 프로브.
10. 제1항에 있어서,

    상기 팁부, 제1빔부, 제2빔부, 제1연결부와 제2연결부, 메인포스트 및 베이스는 금도금되는 것을 특징으로 하는 프로브.
11. 제1항에 있어서,

    상기 팁부, 제1빔부, 제2빔부, 제1연결부와 제2연결부, 메인포스트 및 베이 스는 일체형성되는 것을 특징으로 하는 프로브.
12. 제1항에 있어서,

    상기 팁부와 제1빔부는 일체형성되는 것을 특징으로 하는 프로브.
13. 제12항에 있어서,

    상기 팁부는 피라미드형태인 것을 특징으로 하는 프로브.
14. 피라미드형태의 팁부를 구비한 프로브의 제조방법에 있어서,

    몸체와 팁부를 일체로 형성한 후, 팁부의 양면을 기계적 가공에 의하여 피라미드형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 프로브의 제조방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 기계적 가공은 연마가공인 것을 특징으로 하는 프로브의 제조방법.
16. 1) 팁부를 제외한 몸체의 평면형상인 제1층을 제조하는 단계;

    2) 상기 제1층 상에, 상기 팁부와 몸체의 평면형상인 제2층을 제조하는 단계; 및

    3) 상기 제2층 상에, 상기 팁부를 제외한 몸체의 평면형상인 제3층을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브의 제조방법.

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