KR20100099598A - 실리콘 콘택터 및 그 표면 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리콘 콘택터 및 그 표면 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도전성 분말의 이탈을 억제하여 도전패턴의 도전성이 상실되는 것을 방지할 수 있는 실리콘 콘택터 및 그 표면 처리 방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 단자와 상기 반도체 소자의 양불을 테스트하기 위한 검사회로기판 사이에 설치되어 상기 반도체 소자 단자와 상기 검사회로기판 사이의 전기적 접속을 중계하는 반도체 소자 테스트용 실리콘 콘택터에 있어서, 절연성 실리콘 소재로 이루어진 메인 본체와, 상기 메인 본체의 상하를 연결하여 형성되며, 도전성 분말을 포함하는 도전패턴을 구비하는 본체를 포함하되, 상기 도전패턴의 상부 또는 하부 중 적어도 하나를 덮은 상태로 상기 메인 본체에 부착되어 상기 도전패턴을 이루는 상기 도전성 분말의 이탈을 방지하는 메쉬를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터를 제공한다.

본 발명에 의하면 도전패턴에 함유된 도전성 분말의 이탈 및 도전패턴의 마모를 방지하여 반도체 소자의 단자와 도전패턴 사이에 양호한 통전상태가 이루어지도록 할 수 있다는 효과가 있다.

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Description

실리콘 콘택터 및 그 표면 처리 방법{Silicon contactor and Method for treating surface thereof}

본 발명은 실리콘 콘택터 및 그 표면 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도전패턴 사이의 간격을 미세화하고, 도전성 분말의 이탈을 억제하여 도전패턴의 도전성이 상실되는 것을 방지할 수 있는 실리콘 콘택터 및 그 표면 처리 방법에 관한 것이다.

반도체 소자는 제조과정을 거친 후 전기적 성능의 양불을 판단하기 위한 검사를 수행한다. 반도체 소자의 양불 검사는 반도체 소자의 단자와 전기적으로 접촉될 수 있게 형성된 실리콘 콘택터를 검사 회로기판 사이에 삽입한 상태에서 검사를 수행한다.

이러한 반도체 소자용 실리콘 콘택터는 절연성을 갖는 실리콘 소재로 이루어진 본체 상에 수직으로 연통되게 도전성 소재로 형성된 도전패턴이 상호 이격되게 형성된 구조로 되어 있다.

반도체 소자의 집적화 기술의 발달과 소형화 추세에 따라 반도체 소자의 단자 즉, 리드의 크기 및 간격도 미세화되는 추세이고, 그에 따라 실리콘 콘택터의 도전패턴 상호간의 간격도 미세하게 형성하는 방법이 요구되고 있다.

한국공개특허공보 제2002-0079350호에는 상하판 금형에 자석에 의해 자력을 발생시키는 투자성 핀을 이격되게 설치하고, 실리콘과 자력에 반응하는 금속 파우더를 혼합한 재료를 금형의 캐비티 내에 주입하면, 주입된 재료 중 자력의 자성에 반응하는 금속 파우더가 투자성 핀 사이에 모여들게 됨으로써 이후 경화 과정을 거쳐 상호 이격된 도전패턴을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 실리콘 콘택터 제조방법은 금형 내에 자력을 발생시키기 위한 자석 및 투자성 핀을 설치해야 하므로 제조장치의 구조가 복잡해지고, 투자성 핀에 의해 형성되는 자력선은 직선이 아니고 중앙부분이 볼록한 자력선을 형성하기 때문에 도전패턴 사이의 간격을 300㎛ 이하로 미세화하는 데는 한계가 있다. 또한, 자력에 반응할 수 있는 자력선의 분포 범위를 벗어난 위치에 있는 일부 금속 파우더는 도전패턴을 형성하는데 기여하지 못함으로써 금속 파우더의 낭비를 초래할 수 있고, 원하는 직경을 갖는 도전패턴을 형성하기 위해 요구되는 금속 파우더와 실리콘의 혼합비율을 적절하게 조정하기가 용이하지 않은 단점이 있다.

한편, 실리콘 콘택터의 도전패턴과 반도체 소자의 단자가 서로 접촉되면서 도전패턴에 함유되는 도전성 분말과 같은 도전성 소재가 이탈되거나 도전패턴이 마모되어 반도체 소자의 단자와 전기적 접촉을 이루게 되지 못하게 되는 경우가 발생하기도 한다는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 특히 도전패턴 사이의 간격의 미세화가 가능하면서도 원하는 크기의 도전패턴 형성이 용이하고, 도전패턴에 함유된 도전성 분말의 이탈 및 도전패턴의 마모를 방지할 수 있도록 하는 실리콘 콘택터 및 그 표면 처리 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 반도체 소자의 단자와 상기 반도체 소자의 양불을 테스트하기 위한 검사회로기판 사이에 설치되어 상기 반도체 소자 단자와 상기 검사회로기판 사이의 전기적 접속을 중계하는 반도체 소자 테스트용 실리콘 콘택터에 있어서, 절연성 실리콘 소재로 이루어진 메인 본체와, 상기 메인 본체의 상하를 연결하여 형성되며, 도전성 분말을 포함하는 도전패턴을 구비하는 본체를 포함하되, 상기 도전패턴의 상부 또는 하부 중 적어도 하나를 덮은 상태로 상기 메인 본체에 부착되어 상기 도전패턴을 이루는 상기 도전성 분말의 이탈을 방지하는 메쉬를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터를 제공한다.

바람직하게 상기 메쉬는 도전성 재질로 형성된다.

또한, 상기 메쉬는 비도전성 재질로 형성되고, 상기 메쉬의 격자공에는 메쉬 충진용 도전성 분말이 삽입 고착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비도전성 재질은 폴리에스터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도전패턴은 실리콘 소재와 상기 도전성 분말이 혼합된 도전 혼합 물로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 도전성 분말은 니켈 분말, 은 분말, 금 분말 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 반도체 소자의 단자와 상기 반도체 소자의 양불을 테스트하기 위한 검사회로기판 사이에 설치되어 상기 반도체 소자 단자와 상기 검사회로기판 사이의 전기적 접속을 중계하는 실리콘 콘택터의 제조방법에 있어서, (a) 절연성 실리콘 소재로 이루어진 메인 본체와, 상기 메인 본체의 상하를 연결하여 형성되며, 도전성 분말을 포함하는 도전패턴을 구비하는 본체를 형성하는 단계; (b) 상기 본체의 일측면에 도전성을 갖는 메쉬를 부착하는 단계; 및 (c) 서로 인접한 상기 도전패턴들이 상기 메쉬를 통해 통전되지 않도록 상기 부착된 메쉬를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터의 표면 처리 방법을 제공한다.

바람직하게 상기 메쉬는 비도전성 재질로 형성되고, 상기 (c) 단계는 (c1) 상기 부착된 메쉬의 상부에 메쉬 충진용 도전성 분말을 도포하는 단계; (c2) 상기 메쉬 충진용 도전성 분말이 도포된 메쉬를 압착하는 단계; 및 (c3) 서로 인접한 상기 도전패턴들이 상기 메쉬를 통해 통전되지 않도록 상기 부착된 메쉬를 절단하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면 도전패턴의 미세화 및 원하는 크기의 도전패턴 형성이 용이하고, 도전패턴에 함유된 도전성 분말의 이탈 및 도전패턴의 마모를 방지하여 반도체 소자의 단자와 도전패턴 사이에 양호한 통전상태가 이루어지도록 할 수 있다 는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 콘택터의 사시도이다. 도 2는 도 1의 실리콘 콘택터의 수직 단면도이다. 도 3은 도 1의 지지 플레이트의 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 콘택터(10)는 지지 플레이트(12)와 본체(20)를 포함하여 형성된다.

지지 플레이트(12)는 본체(20)가 상하방향으로 유동될 수 있게 본체를 지지한다. 지지 플레이트(12)는, 도 3에 도시된 바와 같이 중앙에 진퇴 가이드용 메인 관통홀(13)이 형성되어 있고, 메인 관통홀(13)을 형성하는 가장자리를 따라 가장자리로부터 이격되는 위치에 결합용 관통홀(14)이 상호 이격되게 형성된다.

본체(20)는 결합용 관통홀(14)에 절연성 실리콘 소재가 상하로 충진되어 지 지 플레이트(12)의 상면 및 하면에 접합되는 주변 지지부(22)와, 주변 지지부(22)로부터 메인 관통홀(13)보다 작은 크기로 상방으로 연장된 메인 본체(24)를 갖는 구조로 되어 있다.

메인 본체(24)에는 도전성 분말을 포함하고 메인 본체(24)의 상하를 연결하도록 형성되어, 반도체 소자(40)의 단자(42)와 검사회로기판(50)의 검사 단자(52)가 전기적으로 연결되도록 하는 도전패턴(26)이 형성된다.

메인 본체(24)의 상부면이나 하부면 중 어느 일측면 또는 상부면과 하부면의 양측면에는 도전패턴(26)을 덮을 수 있도록 메쉬(30)가 부착되어 도전패턴(26)에 포함된 도전성 분말이 이탈되거나 도전패턴(26)이 마모되는 것을 방지한다. 이러한 메쉬(30)는 도전성을 가지도록 형성되어 반도체 소자(40)의 단자(42)와 검사회로기판(50)의 검사 단자(52) 간에 통전되도록 한다.

또한, 메쉬(30)는 은, 구리, 니켈 등의 도전성 재질로 형성되거나, 그 표면에 상기한 금속이 코팅되어 형성될 수 있다. 반대로, 메쉬(30)를 제조공정에 따라 비도전성 소재로 형성할 수도 있는데, 이에 대하여는 후에 상세히 설명한다.

이러한 실리콘 콘택터는 반도체 소자(40)의 단자(42)와, 반도체 소자(40)의 양불을 테스트하기 위한 검사회로기판(50) 사이에 설치되고, 반도체 소자(40)의 단자(42)와 검사회로기판(50)의 검사 단자(52) 사이에 대응되는 위치의 도전패턴(26)이 반도체 소자(40)의 단자(42)와 검사 단자(52)를 전기적으로 접속시켜 반도체 소자의 양불을 테스트할 수 있게 한다.

이러한 실리콘 콘택터(10)를 제조하는 방법으로는 레이저 홀 가공기(70)를 이용하여 몸체(20)에 홀을 형성한 후, 상기 형성된 홀에 도전성 분말을 충진하거나, 한국공개특허공보 제2004-0084202호에 개시된 바와 같이 액체 실리콘과 도전성 분말이 혼합된 혼합 실리콘의 상하에 자석을 배치하고, 자석의 자력선 방향으로 도전성 분말이 모여들게 하여 제조할 수도 있다. 후자에 의해 실리콘 콘택터(10)를 제조하는 방법은 한국공개특허공보 제2004-0084202호를 참고하도록 하고, 여기서는 레이저 홀 가공기(70)를 이용하는 방법을 중심으로 실리콘 콘택터(10)의 제조공정을 설명한다.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실리콘 콘택터의 표면을 처리하는 방법을 도시한 수직 단면도이다.

먼저, 상기한 바와 같은 중앙에 진퇴 가이드용 메인 관통홀(13)이 형성되어 있고, 메인 관통홀(13)로부터 이격되는 위치에 결합용 관통홀(14)이 형성된 지지 플레이트(12)를 형성한다.

다음은 지지 플레이트(12)를 성형기(미도시)에 내장시키고, 결합용 관통홀(14)에 절연성 실리콘 소재가 상하로 충진되어 지지 플레이트(12)의 상면 및 하면에 접합되는 주변 지지부(22)가 성형되도록 하고, 주변 지지부(22)로부터 메인 관통홀(13)보다는 작은 크기로 형성되며, 상방으로 연장된 메인 본체(24)를 절연성 실리콘 소재로 성형한다.

그리고나서, 메인 본체(24)의 상부면 및 하부면에 도 4에 도시된 바와 같은 보호용 필름(60)을 부착한다. 여기서, 보호용 필름은 후속되는 홀 가공 과정에서 생성되는 부산물이 메인 본체(24)를 오염시키는 것을 억제하여 별도의 폴리 싱(polishing) 공정을 생략할 수 있도록 적용된 것이다. 보호용 필름(60)은 합성수지 소재로 된 것을 적용할 수 있다.

이후, 도 5에 도시된 바와 같이 레이저 홀 가공기(70)를 이용하여 보호용 필름 및 메인 본체(24)를 상하로 관통하는 관통홀(28)을 형성한다. 여기서, 레이저 홀 가공기(70)는 반도체 제조과정에서 미세 선폭을 형성하기 위해 적용되는 레이저 홀 가공기를 적용할 수 있다. 레이저 홀 가공기(70)는 빔의 선폭을 1 pm(pico meter) 이하까지로도 줄일 수 있고 이에 대한 장치의 일례로서 한국공개특허공보 제2002-0022136호에 개시되어 있다.

다음은 관통홀(28) 내에 도전성 분말 또는 도전성 분말과 실리콘 소재가 혼합된 도전 혼합물로 충진된 도전패턴(26)을 형성한다.

여기서, 도전 혼합물은 도전성 분말과 실리콘 소재가 혼합된 상태에서 관통홀(28)에 충진되어 이후 경화과정을 거쳐 상하 방향으로 도전성을 제공할 수 있도록 하면 되고, 도전성 분말로는 니켈 분말, 은 분말, 금 분말 등과 같이 도전성을 제공할 수 있는 것이면 된다. 도전 혼합물의 일례로서 액상의 실리콘에 금 분말 또는 은 분말을 혼합한 것을 적용한다.

도전성 분말 또는 도전 혼합물을 메인 본체(24)에 형성된 관통홀(28) 내로 충진시켜 도전패턴(26)을 형성하는 방법은 도전성 분말 또는 도전 혼합물을 메인 본체(24)의 관통홀(28) 내로 충진되도록 가압하여 충진시키는 등의 다양한 방법을 적용할 수 있다.

이후, 보호용 필름(60)을 떼어내어 관통홀(28) 가공 과정에서 생성되는 부산 물을 제거한다.

그리고나서, 도 6에 도시된 바와 같이 메인 본체(24)에 메쉬(30)를 부착시킨다. 메쉬(30)를 메인 본체(24)에 부착시키는 방법은 특별히 정해진 것은 아니지만, 메쉬(30)의 부착면과 관통홀(28) 내부에 충진된 도전패턴(26)이 접하여서 상호간에 통전이 가능하도록 하여야 한다.

메쉬(30)를 메인 본체(24)에 부착한 후에는 도 7에 도시된 바와 같이 메인 본체(24)에 부착된 메쉬(30)를 절단하는데, 미세한 간격으로 배치된 도전패턴(26)에 따라 메쉬(30)를 절단하기 위해서는 레이저 절단기(80)를 이용하는 것이 바람직하다.

이때, 절단된 상태로 메인 본체(24)에 부착되어 남아있는 메쉬(30)의 조각들이 각 도전패턴(26)에 하나씩 대응되어 도전패턴(26)을 덮을 수 있도록 하여 서로 인접한 도전패턴(26) 사이가 전기적으로 연결되지 않도록 한다.

메쉬(30)가 도전성을 가진 재질로 형성되는 경우에는 상술한 바와 같이 도전성 메쉬(30)를 부착하면 된다. 그런데, 메쉬(30)를 폴리에스터(polyester)와 같은 비도전성 재질로 형성하는 경우에는 메인 본체(24)에 부착된 메쉬(30) 위로 메쉬 충진용 도전성 분말을 도포하고, 상기 메쉬 충진용 도전성 분말이 도포된 메쉬(30)를 프레스를 이용하여 압착함으로써 도 8에 도시된 바와 같이 메쉬(30)의 격자공에 메쉬 충진용 도전성 분말이 삽입고착되도록 한다. 이때, 메쉬(30)의 격자공에 충진된 메쉬 충진용 도전성 분말을 통해 도전패턴(26)과 메쉬(30)의 표면이 전기적으로 연결될 수 있도록 메쉬 충진용 도전성 분말을 메쉬(30)의 표면에 충분히 도포하여 압착하는 것이 바람직하다.

한편, 메쉬 충진용 도전성 분말은 은 분말, 금 분말, 니켈 분말, 구리 분말 등의 금속분말일 수 있는데, 바람직하게는 도전성이 우수한 은 분말인 것으로 한다.

그 후, 도 7에서 설명한 바와 같이 레이저 절단기(80)를 이용하여 서로 인접한 도전패턴(26)이 메쉬(30)를 통해 전기적으로 연결되지 않도록 한다.

이러한 메쉬(30)는 메인 본체(24)의 상부면과 하부면 중 어느 일 측면에 부착되거나 메인 본체(24)의 상부면과 하부면 양측에 모두 부착되어도 무방하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 반도체 소자 테스트 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 콘택터의 사시도,

도 2는 도 1의 실리콘 콘택터의 단면도,

도 3은 도 1의 지지 플레이트의 사시도,

도 4는 도 1의 실리콘 콘택터의 제조과정을 설명하기 위해 지지 플레이트에 본체가 형성된 상태를 도시한 단면도,

도 5는 도 4의 본체에 레이저 홀 가공기를 이용하여 관통홀을 형성하는 과정을 도시한 단면도,

도 6과 도 7은 도 5의 본체에 도전성 재질로 형성되는 메쉬를 부착하는 과정을 도시한 단면도,

도 8은 도 5의 본체에 비도전성 재질로 형성되는 메쉬가 부착된 상태에서의 확대 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 실리콘 콘택터 12 : 지지 플레이트

13 : 메인 관통홀 14 : 결합용 관통홀

20 : 본체 22 : 주변 지지부

24 : 메인 본체 26 : 도전패턴

28 : 관통홀 30 : 메쉬

Claims (8)

1. 반도체 소자의 단자와 상기 반도체 소자의 양불을 테스트하기 위한 검사회로기판 사이에 설치되어 상기 반도체 소자 단자와 상기 검사회로기판 사이의 전기적 접속을 중계하는 반도체 소자 테스트용 실리콘 콘택터에 있어서,

   절연성 실리콘 소재로 이루어진 메인 본체(24)와, 상기 메인 본체(24)의 상하를 연결하여 형성되며, 도전성 분말을 포함하는 도전패턴(26)을 구비하는 본체(20)를 포함하되,

   상기 도전패턴(26)의 상부 또는 하부 중 적어도 하나를 덮은 상태로 상기 메인 본체(24)에 부착되어 상기 도전패턴(26)을 이루는 상기 도전성 분말의 이탈을 방지하는 메쉬(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 메쉬(30)는 도전성 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 메쉬(30)는 비도전성 재질로 형성되고, 상기 메쉬(30)의 격자공에는 메쉬 충진용 도전성 분말이 삽입 고착되는 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 비도전성 재질은 폴리에스터인 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전패턴(26)은 실리콘 소재와 상기 도전성 분말이 혼합된 도전 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 도전성 분말은 니켈 분말, 은 분말, 금 분말 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터.
7. 반도체 소자의 단자와 상기 반도체 소자의 양불을 테스트하기 위한 검사회로기판 사이에 설치되어 상기 반도체 소자 단자와 상기 검사회로기판 사이의 전기적 접속을 중계하는 실리콘 콘택터의 제조방법에 있어서,

   (a) 절연성 실리콘 소재로 이루어진 메인 본체(24)와, 상기 메인 본체(24)의 상하를 연결하여 형성되며, 도전성 분말을 포함하는 도전패턴(26)을 구비하는 본체(20)를 형성하는 단계;

   (b) 상기 본체(20)의 일측면에 도전성을 갖는 메쉬(30)를 부착하는 단계; 및

   (c) 서로 인접한 상기 도전패턴(26)들이 상기 메쉬(30)를 통해 통전되지 않도록 상기 부착된 메쉬(30)를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리 콘 콘택터의 표면 처리 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 메쉬(30)는 비도전성 재질로 형성되고, 상기 (c) 단계는

   (c1) 상기 부착된 메쉬(30)의 상부에 메쉬 충진용 도전성 분말을 도포하는 단계;

   (c2) 상기 메쉬 충진용 도전성 분말이 도포된 메쉬(30)를 압착하는 단계; 및

   (c3) 서로 인접한 상기 도전패턴(26)들이 상기 메쉬(30)를 통해 통전되지 않도록 상기 부착된 메쉬(30)를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 콘택터의 표면 처리 방법.

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