KR20110084098A

KR20110084098A - 전기적 시험용 프로브 및 그 제조방법, 및 전기적 접속장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20110084098A
Application number: KR1020100139516A
Authority: KR
Inventors: 다이고 나카무라; 타카시 아키니와; 켄지 사사키
Original assignee: 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-07-21
Also published as: TW201142302A; JP2011145200A; US20110175635A1; JP5530191B2

Abstract

본 발명은 기판에 대한 프로브의 위치를 용이하게 특정 가능하게 하기 위한 것이다. 통전 시험용 프로브는, 기판에 결합되는 기부와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출하는 침선부를 포함한다. 또 상기 기부, 상기 암부 및 상기 침선부로부터 선택되는 적어도 하나는, 상기 기판 상에서의 상기 프로브의 위치를 특정하는 기호를 갖는다.

Description

전기적 시험용 프로브 및 그 제조방법, 및 전기적 접속장치 및 그 제조방법{Probe for Electrical Test and Method for Manufacturing the Same, and Electrical Connecting Apparatus and Method for Manufacturing the Same}

본 발명은, 반도체 집적회로와 같은 평판상 피검사체의 전기적 시험에 이용하는 프로브 및 그 제조방법, 및 전기적 접속장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼에 만들어 넣어진 다수의 반도체 집적회로는, 각 칩으로 분리되기 전에 또는 각 칩으로 분리된 후에, 사양서대로 제조되어 있는지 아닌지 전기적 시험을 받는다. 이런 종류의 전기적 시험에는, 각 반도체 집적회로인 피검사체의 전극에 접속되는 복수의 프로브를 갖춘 프로브 카드와 같은 프로브 조립체 즉, 전기적 접속장치가 이용된다. 피검사체는 전기적 접속장치를 거쳐 시험장치의 전기회로에 접속된다.

이런 종류의 전기적 접속장치의 하나로서, 가요성의 절연성 합성수지 필름에 복수의 배선을 형성한 시트상의 기판과, 상기 기판의 아래쪽에 복수의 프로브를 배치한 것이 있다(특허문헌 1). 이 전기적 접속장치에 있어서, 각 프로브는, 기판의 아래쪽에 결합되는 기부(基部)와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출하는 침선부를 포함하고, 또 기판에 캔틸레버 형상으로 지지되어 있다.

그러한 전기적 접속장치에 있어서, 각 프로브는 침선부의 선단(하단)을 피검사체의 전극에 눌려, 암부에서 탄성 변형됨과 동시에, 침선부의 선단에서 피검사체의 전극 위의 산화막을 긁어낸다. 이로 인해, 프로브와 피검사체는 전기적으로 접속된다.

각 프로브는, 시험마다 피검사체의 전극에 대한 침선부의 선단의 눌림과 그 해체가 이루어진다. 그 결과, 각 프로브는, 그러한 눌림과 해제가 반복되어 손상된다. 그러한 손상은, 프로브 자체의 영구 변형에 의해 기판에 대한 침선의 위치가 목적으로 하는 위치(좌표위치)에서 변위하여 침선이 소정의 전극에 접촉하지 않게 되는 것, 프로브 자체가 절손 또는 기판에서 떨어지는 것 등을 포함한다.

상기로 인해, 이러한 종류의 전기적 접속장치에 있어서는, 손상된 프로브를, 기판에 대한 침선의 위치가 목적으로 하는 위치가 되도록 수리하고, 새로운 프로브로 교환하는 등의 보수가 행해지고 있다. 그러한 보수에는, 보수해야 하는 프로브의 기판에 대한 침선의 좌표위치를 구하지 않으면 안된다.

그러한 좌표위치는, 종래에는, 광학현미경 등을 이용하여 보수해야 하는 프로브의 좌표위치를 확인하고 있기 때문에, 좌표위치의 확인에 장시간을 요하고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허 특개2008-151573호 공보

본 발명의 목적은, 기판에 대한 프로브의 위치를 용이하게 특정 가능하게 하는데 있다.

본 발명에 따른 통전시험용 프로브는, 기판에 결합되는 기부와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출하는 침선부를 포함하고, 또 상기 기판 상에서의 상기 프로브의 위치를 특정하는 기호를, 상기 기부, 상기 암부 및 상기 침선부에서 선택된 적어도 하나의 개소에 갖는다.

본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 전기적 시험용 프로브는, 기판에 결합되는 기부와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출한 침선부를 포함한다. 그러한 프로브의 제조방법은, 기대(基台) 위에 기초층을 형성하는 것과, 상기 기판 상에서의 상기 프로브의 위치를 특정하는 기호에 대응하고 대응하는 기호와 경상(鏡像)관계를 갖는 표시를 상기 기초층에 형성하는 것과, 상기 기초층의 상기 표시를 포함하는 영역에 금속재료를 퇴적시켜, 상기 침선부, 상기 암부 및 상기 기부를 형성하는 것을 포함한다.

본 발명에 따른 전기적 접속장치는, 기판과, 상기 기판의 아래쪽에 배치된 복수의 프로브를 포함한다. 각 프로브는, 상기 기판에 상단부에서 결합되는 기부와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출하는 침선부를 포함하고, 또 상기 기판 상에서의 상기 프로브의 위치를 특정하는 기호를, 상기 기부, 상기 암부 및 상기 침선부에서 선택되는 적어도 하나의 개소에 갖는다.

본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 전기적 접속장치에서 이용하는 복수의 프로브의 각각은, 기판에 결합되는 기부와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출하는 침선부를 포함한다. 그러한 프로브를 갖춘 전기적 접속장치의 제조방법은, 기대 위에 기초층을 형성하는 것, 상기 기판 상에서의 상기 프로브의 위치를 특정하는 기호에 대응하고 대응하는 기호와 경상관계를 갖는 표시를 상기 기초층에 형성하고, 상기 기초층의 상기 표시를 포함하는 영역에 금속재료를 퇴적시켜, 상기 침선부, 상기 암부 및 상기 기부를 형성하고, 상기 기부의 상단이 이어지는 배선부를 갖는 시트상의 상기 기판을 형성하는 것을 포함한다.

상기 암부는 각주상의 형상을 갖고 있고, 상기 기호는 상기 암부에 형성되어 있어도 좋다.

본 발명에 의하면, 기판에 대한 프로브의 위치와 그 프로브에 기록된 기호와의 관계를 미리 정해 둠으로써, 기판에 대한 프로브의 위치는, 그 프로브에 기록된 기호에 의해 용이하게 특정할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 프로브를 이용한 전기적 접속장치의 한 실시예를 나타낸 평면도이다.
도2는 도1에 나타낸 전기적 접속장치의 저면도이다.
도3은 도1에서의 3-3선을 따라 얻은 단면도이다.
도4는 도3의 전기적 접속장치에 있어서의 시트상 배선기판의 일부 및 그 근방을 확대하여 나타낸 단면도이며, (a)는 시트상 배선기판 및 블록을 부분적으로 확대하여 나타내고, (b)는 프로브 및 그 근방을 확대하여 나타낸다.
도5는 본 발명에 따른 프로브의 한 실시예를 나타낸 사시도이다.
도6은 본 발명에 따른 프로브 및 전기적 접속장치의 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
도7은 도6에 이어지는 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
도8은 도7에 이어지는 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
도9는 도8에 이어지는 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
도10은 도9에 이어지는 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
도11은 도10에 이어지는 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
도12는 도6(f)에 나타낸 공정에 의해 형성된, 기호를 위한 표시를 나타낸 도면이다.

[프로브 및 전기적 접속장치의 실시예]

도1 내지 도4를 참조하면, 프로브 조립체 즉, 전기적 접속장치(10)는, 도시하지 않은 시험장치에 수평으로 배치되는 리지드 배선기판(12)과, 리지드 배선기판(12)에 스프링 부재(14)를 통하여 탄성 지지된 블록(16)과, 리지드 배선기판(12)의 도시하지 않은 복수의 배선로에 전기적으로 각각 접속된 복수의 도전로(18a)(도4 참조)를 갖는 플렉시블 배선기판으로 된 시트상 배선기판(18)을 갖춘다.

리지드 배선기판(12)은, 공지의 리지드 프린트 배선기판과 같이, 유리섬유 함유의 에폭시 수지로 이루어지는 판상의 전기 절연 모재(母材)와, 그 모재에 설치된 상기한 복수의 배선로와, 상기 모재의 바깥 가장자리에 배치된 복수의 테스터 랜드(22)를 갖는다. 리지드 배선기판(12)의 각 배선로는 대응하는 테스터 랜드(22)를 거쳐, 도시하지 않은 시험장치의 전기회로에 접속된다. 도시한 예에서는, 리지드 배선기판(12)으로서, 중앙에 원형 개구(12a)를 갖는 원형 기판이 이용되고 있다.

스프링 부재(14)는, 도1 및 도3에 나타나 있듯이, 평판상의 스프링 재료로 제작되어 있고, 또 리지드 배선기판(12)의 원형 개구(12a)의 직경보다도 작은 외경을 갖는 환상 지지부(14a)(도1 및 도3 참조)와, 환상 지지부(14a) 내에 배치된 십자상의 본체부(14b)(도1 및 도3 참조)를 일체로 갖춘다.

도1 및 도3에 나타낸 바와 같이, 리지드 배선기판(12)의 윗면에는, 상기 배선로에 방해가 되지 않는 부분에서 리지드 배선기판(12)에 결합하는 볼트(24)를 통하여, 스테인리스와 같은 금속으로 이루어지는 원형의 지지판(26)이 고정되어 있다. 지지판(26)은, 리지드 배선기판(12)을 지지하고 있고, 또 리지드 배선기판(12)의 보강부재로서 작용한다.

도3에 나타나 있듯이, 스프링 부재(14)는, 환상으로 상호 조합되어 환상 지지부(14a)를 양면에서 끼워 지지하는 환상의 설치판(28) 및 복수의 누름판(30)을 통하여, 원형 개구(12a) 내에 지지되어 있다. 리지드 배선기판(12)에의 스프링 부재(14)의 지지를 위해, 설치판(28)은 지지판(26)의 아랫면에 볼트(32)에 의해 결합되어 있고, 또 각 누름판(30)은 누름판(30) 및 스프링 부재(14)의 환상 지지부(14a)를 관통하여 설치판(28)에 결합된 볼트(34)에 의해 설치판(28)에 결합되어 있다. 이에 따라, 스프링 부재(14)는, 원형 개구(12a) 내에서 개구(12a)를 가로질러 리지드 배선기판(12)에 지지되어 있다.

볼트(32)를 느슨하게 한 상태에서 스프링 부재(14)의 지지자세를 조정하기 위한 평행 조정 나사부재(36)가, 그 선단을 설치판(28)의 정면(頂面)에 접촉할 수 있게, 지지판(26)에 결합되어 있다.

블록(16)은, 리지드 배선기판(12)의 원형 개구(12a) 내에 지지된 스프링 부재(14)의 본체부(14b)에 고정되어 있다. 블록(16)은, 도시한 예에서는, 직사각형 횡단면을 갖는 스템(stem)부(16a)와, 스템부(16a)의 하단에 연결되는 정팔각형의 횡단면 형상을 갖는 지지부(16b)를 갖춘다. 지지부(16b)의 하부 중앙에는, 도2에 나타낸 바와 같이 8각형의 평탄한 저면(38)이 형성되어 있고, 또 저면(38)의 외주에는 그 각 변에 연속하는 테이퍼 면(40)이 형성되어 있다.

블록(16)은, 그 저면(38)을 아래쪽으로 향하고, 스템부(16a)의 정면(頂面)에서 스프링 부재(14)의 본체부(14b)에 결합되어 있다. 이 결합을 위하여, 스템부(16a)와 공동으로 본체부(14b)를 끼워서 지지하는 고정판(42)이, 스템부(16a)에 결합된 나사부재(44)에 의해 스템부(16a)에 고정되어 있다.

도2 및 도3에 나타나 있듯이, 시트상 배선기판(18)은, 그 중앙부에 블록(16)의 저면(38)에 대응하여 형성된 팔각형 부분(46a)과, 팔각형 부분(46a)에서 반경방향 바깥쪽으로 연장하는 8개의 연재(延在)부분(46b)을 갖는다. 팔각형 부분(46a)의 중앙부는, 다수의 프로브(48)가 그들의 침선(48d)을 정렬시켜 배치된 접촉자 영역(50)으로 되어 있다. 이 접촉자 영역(50)은, 도2에 나타낸 예에서는, 직사각으로 형성되어 있다. 프로브(48)는, 한번에 동시에 시험 가능한 피검사체의 총 전극 수와 동일한 수로 배치되어 있다.

도4 및 도5에 나타나 있듯이, 각 프로브(48)는, 시트상 배선기판(18)의 아래쪽에 결합되는 각주상의 설치부 즉, 기부(48a)와, 기부(48a)로부터 기부(48a)와 교차하는 방향으로 연장하는 각주상의 암부(48b)와, 암부(48b)의 선단부로부터 기부(48a)와 반대쪽으로 돌출하는 침선부(48c)를 갖추고 있고, 또 시트상 배선 기판(18)의 아래쪽에 캔틸레버 형상으로 지지되어 있다.

즉, 각 프로브(48)는, 기부(48a)가 상하방향으로 연장하고, 또한 암부(48b)가 기부(48a)의 하단부에서 가로로 연장하고, 게다가 침선부(48c)가 암부(48b)에서 아래쪽으로 돌출하는 상태로, 기부(48a)의 상단부에서 시트상 배선기판(18)의 아래쪽에 결합되어 있다.

암부(48b)는, 단차(段差)(78)를 후단부 위쪽에 갖는다(도5 참조). 침선부(48c)의 선단부(하단부)는 끝이 날카롭게 되어, 선단(하단)이 피검사체의 전극에 눌리는 침선(48d)으로 되어 있다. 각 프로브(48)는, 시트상 배선기판(18) 상에서의 프로브(48)의 좌표위치를 특정하는 기호(48e)를 암부(48b)의 아랫면에 갖는다.

기호(48e)는, 도시한 예에서는, 프로브(48)의 번호를 특정하는 숫자이지만, 시트상 배선기판(18) 상의 XY좌표에서의 프로브(48)의 좌표를 나타내는 수치와 같은 다른 기호여도 좋다. 상기 기호(48e)는, 암부(48b)의 아랫면에 설치하는 대신에, 암부(48b)의 윗면 또는 측면에 설치해도 좋다. 또한, 기호(48e)는, 암부(48b)에 설치하는 대신에, 기부(48a) 또는 침선부(48c)에 설치해도 좋다. 그러나, 기호(48e)는, 관찰(프로브의 특정)의 용이함을 고려하면, 암부(48b)의 아랫면에 설치하는 것이 적합하다.

도3에 나타나 있듯이, 시트상 배선기판(18)은, 그 접촉자 영역(50)으로부터 돌출하는 다수의 프로브(48)의 침선(48d)을 아래쪽으로 향하고, 팔각형 부분(46a)이 그 배면에서 블록(16)의 저면(38)에 지지됨과 동시에 연재부분(46b)이 테이퍼 면(40)에 지지되도록, 접착제에 의해 저면(38)에 고착되어 있다. 또, 시트상 배선기판(18)은, 연재부분(46b)이 약간 느슨하도록, 그 연재부분(46b)의 바깥 가장자리에서 리지드 배선기판(12)에 결합되어 있다.

시트상 배선기판(18)의 상기 바깥 가장자리를 리지드 배선기판(12)에 결합하기 위해, 탄성 고무링(52)이 시트상 배선기판(18)의 바깥 가장자리를 따라 배치되어 있고, 또한, 탄성 고무링(52)을 덮는 링 금구(金具)(54)가 배치되어 있다. 시트상 배선기판(18)의 바깥 가장자리 및 양 부재(52, 54)는, 도2에 나타나 있듯이, 복수의 위치결정 핀(56)에 의해, 리지드 배선기판(12)에 대한 상대 위치가 결정되어 있다.

시트상 배선기판(18) 및 양 부재(52, 54)를 관통하는 나사부재(58)의 리지드 배선기판(12)에의 조임에 의해, 시트상 배선기판(18)이 그 바깥 가장자리에서 리지드 배선기판(12)에 결합된다. 상기 바깥 가장자리의 리지드 배선기판(12)에의 결합에 의해, 시트상 배선기판(18)의 도전로(18a)(도4 참조)가 리지드 배선기판(12)의 대응하는 상기 배선로에 전기적으로 접속된다.

도2 및 도3에 나타낸 예에서는, 복수의 얼라인먼트 핀(60)이 시트상 배선기판(18)을 관통하여 설치되어 있다. 각 얼라인먼트 핀(60)의 하단에는, 어디에도 도시되어 있지 않지만, 피검사체를 지지하는 지지 테이블에 지지된 비디오 카메라로 촬영 가능한 얼라인먼트 마크(60a)가 설치되어 있다. 각 얼라인먼트 마크(60a)는, 십자상, *표시상, 이중환, 광학특성(특히, 명도)이 주위의 광학특성과 다른 것으로 할 수 있다.

각 얼라인먼트 마크(60a)의 촬영 화상으로부터, 상기 지지 테이블에 대한 전기적 접속장치(10)의 상대적인 위치 정보를 얻을 수 있기 때문에, 이 위치 정보에 근거하여 전기적 접속장치(10)의 각 프로브(48)의 침선(48d)이 상기 지지 테이블 상의 피검사체의 대응하는 각 전극에 정확하게 접촉하도록, 전기적 접속장치(10)의 상기 지지 테이블에 대한 상대 위치가 조정된다. 그 후, 각 프로브(48)의 침선(48d)과 대응하는 상기 전극과의 전기적 접촉이 이루어짐으로써, 시험장치에 의한 피검사체의 전기적 시험이 행해진다.

도4(a) 및 (b)를 참조하면, 시트상 배선기판(18)은, 서로 겹쳐진 한 쌍의 수지 필름(62, 64)을 갖추고, 양 수지 필름(62, 64) 사이에 도전로(18a)를 형성하고 있다. 양 수지 필름(62, 64)은 폴리이미드 수지와 같은 가요성을 가진 전기 절연성 합성수지로 제작되어 있다.

도전로(18a)는, 적층 구조로 되어 있다. 이 적층 구조는, 예를 들어, 전선으로서 이용하는데 적합한 높은 도전성을 갖는 구리와 같은 도전재료로 형성된 한 쌍의 제1 도전재료층과, 상기 제1 도전재료층보다 높은 인성을 갖는 니켈 또는 니켈인 합금과 같은 금속재료로 형성된 제2 도전재료층으로서, 한 쌍의 제1 도전재료층 사이에 끼워진 제2 도전재료층을 갖는 3층의 적층 구조를 갖춘다. 도전로(18a)를 이러한 3층 구조로 함으로써, 도전로(18a)의 강도를 높여, 손상을 방지하고, 내구성을 높일 수가 있다.

각 프로브(48)는, 한쪽 수지 필름(62)을 관통하고, 수지 필름(62)에서 아래쪽으로 돌출하도록, 도전로(18a)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 접촉자 영역(50)(도2 참조)과 거의 같은 크기 및 형상을 갖는, 세라믹과 같은 평판상의 보강판(66)이, 도전로(18a)를 부분적으로 덮도록, 양 수지 필름(62, 64) 사이에서 접촉자 영역(50)에 대응하는 부분에 매설되어 있다.

보강판(66)은, 도시된 듯이, 합성수지 시트와 같은 접착 시트(68)를 통하여 양 수지 필름(62, 64) 사이에 고착할 수 있다. 그와 같은 보강판(66)은, 수지 필름(62, 64)보다도 높은 강성을 갖기 때문에, 시트상 배선기판(18)의 보강판(66)에 대응하는 영역이 외력에 의해 변형하는 것을 억제한다.

보강판(66)으로서 다른 판상 부재를 이용할 수 있으나, 경량이고, 열변형이 작은 세라믹 판이 바람직하다. 이 세라믹 판으로 이루어지는 보강판(66)은, 시트상 배선기판(18)의 상기한 외력에 의한 변형이 가해지고, 열에 의한 신축 변형이 생기기 어렵기 때문에, 시트상 배선기판(18)의 열 신축에 의한 변형도 효과적으로 억제한다.

시트상 배선기판(18)의 배면을 받는 블록(16)의 저면(38)에는, 아래쪽으로 개방하는 직사각형의 중앙 요소(凹所)(70)가 형성되어 있다. 시트상 배선기판(18)의 접촉자 영역(50)은, 중앙 요소(70)에 수용된 접착제(70a)에 의해, 블록(16)의 저면(38)에 고착되어 있다.

각 프로브(48)는, 도4(b)에 나타나 있듯이, 기부(48a)가 시트상 배선기판(18)의 도전로(18a)에서 수지 필름(62)을 관통하여 아래쪽으로 연재하고, 암부(48b)가 시트상 배선기판(18)의 아랫면을 형성하는 수지 필름(62)으로부터 아래쪽으로 간격을 두고 수지 필름(62)과 거의 평행하게 연재하고, 침선부(48c)가 시트상 배선기판(18)의 아랫면에서 아래쪽으로 멀어지도록, 기부(48a) 위에서 도전로(18a)에 전기적으로 접속되어 있음과 동시에, 기부(48a)의 상부에서 수지 필름(62)에 결합되어 있고, 그에 의해 시트상 배선기판(18)에 지지되어 있다.

상기와 같은 전기적 접속장치(10)는, 이것이 시험장치에 설치됨과 함께 동시에 시험장치의 전기회로에 접속되고 피검사체가 시험장치에 배치된 상태에서, 각 프로브(48)의 침선(48d)이 피검사체의 소정의 전극에 눌린다. 이에 의해, 각 프로브(48)는, 암부(48b)가 도4(b)에 점선으로 표시한 상태에서 실선으로 표시한 상태로 변형됨으로써, 침선(48d)에서 대응하는 전극의 산화막을 긁어내고, 그 전극에 전기적으로 접속된다.

상기 상태에서, 전기신호가 시험장치의 전기회로로부터 피검사체로 공급되고, 피검사체로부터의 응답신호가 시험장치의 전기회로에 출력되어, 그 피검사체의 시험이 행해진다. 그 후, 피검사체에 대한 프로브(48)의 눌림이 해제된다. 이에 의해, 각 프로브(48)는, 도4(b)에 실선으로 표시한 상태에서 점선으로 표시한 상태로 되돌아간다.

상기와 같은 대응하는 전극에의 침선(48d)의 눌림 및 그 해제는, 피검사체의 시험마다 반복된다. 이에 의해, 각 프로브(48)는, 프로브(48) 자체의 영구 변형에 의해 시트상 배선기판(18)에 대한 침선(48d)의 좌표위치가 목적으로 하는 위치로부터 변위하여 침선(48d)이 소정의 전극에 접촉하지 않게 되는, 프로브(48) 자체가 절손 또는 시트상 배선기판(18)에서 떨어지는 등의 손상을 입는다.

그와 같은 손상된 한 프로브(48)는, 시트상 배선기판(18)에 대한 침선(48d)의 위치가 목적으로 하는 위치가 되도록 수리하거나, 새로운 프로브(48)로 교환하는 등의 보수가 이루어진다. 그러한 보수는, 보수해야 하는 프로브(48)의 시트상 배선기판(18)에 대한 침선의 좌표위치를 특정한 후에 행해진다.

그러나, 각 프로브(48)는, 시트상 배선기판(18) 위에서의 프로브(48)의 좌표위치를 특정하는 기호(48e)를 갖기 때문에, 그러한 좌표위치를 용이하게 알 수 있다.

[프로브 및 전기적 접속장치의 제조방법의 실시예]

먼저, 도6(a)에 나타낸 바와 같이, 스테인리스 판과 같은 금속판이 기대(基台)(100)로서 이용되고, 그 표면에 압자(壓子, indenter)가 친 자국에 의해 프로브(48)의 침선(48d)을 위한 요소(凹所)(102)가 형성된다. 도면은 단일 요소(102)를 나타내고 있는데 지나지 않지만, 실제로는 접촉자 영역(50) 내에 형성되는 프로브(48)와 같은 수의 요소(102)가 피검사체의 전극과 같은 배치 상태로 소정의 간격을 두고 형성된다.

계속해서, 도6(b)에 나타나 있듯이, 요소(102)를 포함하는 영역에, 프로브(48)의 침선(48d)을 본뜬 패턴 마스크(104)가 포토레지스트의 선택 노광 및 현상 처리를 이용하는 포토리소그래피 기술에 의해 형성된다. 패턴 마스크(104)는, 요소(102) 및 그 근방을 위쪽으로 노출시키는 개구와 같은 복수의 패턴(104a)을 갖는다.

이어서, 도6(c)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(104)를 이용하여 요소(102) 및 그 근방에 침선(48d)을 위한 금속(106)이, 일렉트로포밍(전기 도금), 스패터링, 증착 등의 퇴적기술에 의해 형성된다. 상기 금속(106)으로는, 침선(48d)의 재료로서 적절한 로듐, 파라듐·코발트 합금 등의 경질금속이 이용된다.

이어서, 도6(d)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(104)가 제거된 후, 기대(100) 위에, 시트상 배선기판(18)의 완성 후에 제거될 희생층을 위한 개구와 같은 복수의 패턴(108a)을 갖는 새로운 패턴 마스크(108)가 상기와 동일한 포토리소그래피 기술에 의해 형성된다.

다음에, 도6(e)에 나타나 있듯이, 상기한 희생층이 형성된다. 각 희생층은, 먼저 니켈층(110)을 기대(100) 위의 패턴 마스크(108)의 패턴(108a)에 의해 노출된 영역에 상기와 동일한 퇴적기술에 의해 퇴적시키고, 이어서 구리층(112)을 니켈층(110) 위에 상기와 동일한 퇴적기술에 의해 퇴적시킴으로써 형성할 수 있다.

계속해서, 도6(f)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(108)가 제거된 후, 표시(50)(도12 참조)를 기초재로서의 구리층(112)에 형성하기 위한 개구와 같은 복수의 패턴(113a)을 갖는 새로운 패턴 마스크(113)가, 기대(100) 위에 상기와 동일한 포토리소그래피 기술에 의해 형성된다.

표시(150)는, 시트상 배선기판(18) 상에서의 프로브(48)의 좌표위치를 특정하는 기호(48e)를 암부(48b)의 아랫면에 형성하기 위해 구리층(112)에 형성하는 것이며, 또한 대응하는 기호와 경상(鏡像)관계를 갖는다. 패턴 마스크(113)는, 시트상 배선기판(18) 상에서의 프로브(48)의 좌표위치를 특정하는 기호(48e)를 암부(48b)의 아랫면에 형성하는 표시(150)(도12 참조)를, 기초재로서의 구리층(112)에 형성하기 위한 것이다.

각 표시(150)는, 인장(印章)과 인영(印影)과 같이 대응하는 기호(48e)와 경상관계를 갖는다. 그와 같은 표시(150)는, 에칭 처리에 의해, 기초재로서의 구리층(112)에 형성할 수 있다. 이 때문에, 패턴 마스크(113)의 각 패턴(113a)은, 표시(150)에 대응하는 오목부(凹部) 또는 볼록부(凸部)돌출부를 구리층(112)에 형성하는 형상을 갖는다.

이어서, 도7(a)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(113)가 제거된 후, 프로브(48)의 암부(48b) 및 침선부(48c)를 본뜬 개구와 같은 복수의 패턴(114a)을 금속(106) 및 구리층(112)의 위쪽에 갖는 새로운 패턴 마스크(114)가 상기와 동일한 포토리소그래피 기술에 의해 형성된다.

다음에, 도7(b)에 나타나 있듯이, 프로브(48)의 암부(48b) 및 침선부(48c)로서 작용하는 니켈인 합금과 같은 금속재료가, 패턴(114a)에 의해 노출된 영역에 상기와 동일한 퇴적기술에 의해 형성된다. 이에 의해, 니켈인 합금과 같은 금속재료로 이루어지는 암부(48b) 및 침선부(48c)가 일체로 형성된다.

니켈인 합금과 같은 금속재료의 퇴적에 의해 형성되는 프로브(48)는, 스테인리스와 같은 금속재료제의 기대(100)로부터 박리하는 것이 어렵다. 이 때문에, 상기한 구리층(112)은, 기대(100)로부터의 프로브(48)의 박리를 용이하게 하는 작용을 한다. 또한, 구리층(112)을 스테인리스제의 기대(100)에 직접적으로 퇴적시키는 것이 곤란하기 때문에, 구리층(112)은 상기한 니켈층(110)을 사이에 두고 퇴적된다.

암부(48b) 및 침선부(48c)를 개별 퇴적공정으로 형성해도 좋다. 그러나, 암부(48b) 및 침선부(48c)를 같은 금속재료로 형성하는 경우에는, 그것들을 일체로 동시에 형성하는 것이 공정이 간소화되어 바람직하다.

계속해서, 도7(c)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(114)가 제거된 후, 개구와 같은 복수의 패턴(116a)을 암부(48b)의 후단부 위쪽에 갖는 새로운 패턴 마스크(116)가 형성된다.

이어서, 도7(d)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(116)의 패턴(116a) 내에는, 암부(48b)와 동일한 금속재료가 동일한 방법에 의해 퇴적된다. 이에 의해, 보강부분(74)이 암부(48b) 위에 형성된다. 보강부분(74)은, 암부(48b)의 길이방향으로 똑같은 높이 치수를 갖는다. 상기 보강부분(74)에 의해, 단차(78)(도5 참조)를 갖는 암부(48b)가 형성된다.

이어서, 도7(e)에 나타나 있듯이, 후술하는 레이저를 이용한 천공작업에 있어서 보호층으로서 기능하는 구리층(118)이 보강부분(74) 위에 상기와 동일한 퇴적기술에 의해 형성된다.

계속해서, 도8(a)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(116)가 제거된 후, 시트상 배선기판(18)의 기준면이 되는 제2 희생층을 형성하기 위한 패턴 마스크(120)가 상기와 동일한 포토리소그래피 기술에 의해 형성된다. 패턴 마스크(120)는, 암부(48b), 침선부(48c), 보강부분(74) 및 구리층(118)을 덮는 형태로 형성된다.

다음에, 도8(b)에 나타나 있듯이, 기대(100)의 위쪽에 패턴 마스크(120)에 의해 노출된 영역에, 제2 희생층(122)을 위한 니켈과 같은 금속재료가 퇴적된다.

이어서, 도8(c)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(120)가 제거되고, 시트상 배선기판(18)의 기준면이 되는 제2 희생층(122), 암부(48b), 침선부(48c), 보강부분(74) 및 구리층(118)이 기대(100) 위에 노출된다.

이어서, 도8(d)에 나타나 있듯이, 노출된 그것들 위에, 제3 희생층인 드라이 필름(124), 시트상 배선기판(18)의 제1 전기 절연성 합성수지 필름(62)을 위한 수지층(126) 및 레지스트로 이루어지는 보호막(128)이 차례로 형성된다.

계속해서, 도8(e)에 나타나 있듯이, 보호막(128)에 의해 수지층(126) 즉, 전기 절연성 합성수지 필름(62)의 표면을 보호한 상태에서, 암부(48b) 위의 구리층(118)에 달하는 개구(130)가 레이저광을 이용하여 형성된다. 각 개구(130)의 하단은, 암부(48b)의 보강부분(74)의 침선부(48c)와 반대쪽에 위치하는 단부(端部)로, 구리층(118) 위로 개방한다. 상기 구리층(118)은, 보강부분(74)의 윗면을 덮고 있음으로써, 보강부분(74)을 레이저광으로부터 보호한다.

다음에, 도8(f)에 나타나 있듯이, 개구(130) 내의 구리층(118)이 에칭에 의해 제거되어, 개구(130) 내에 보강부분(74)의 일부가 노출된다.

다음에, 도8(g)에 나타나 있듯이, 프로브(48)의 기부(48a)를 형성하기 위한 니켈층(132)이, 퇴적 기술에 의해, 개구(130) 내의 보강부분(74) 위에 이것과 일체로 퇴적된다. 개구(130) 내의 니켈층(132)의 두께 치수는, 드라이 필름 즉, 제3 희생층(124)의 두께 치수를 넘지만, 제3 희생층(124)과 수지층(126)과의 두께 치수의 합을 넘지는 않는다. 따라서, 니켈층(132)의 윗면은, 전기 절연성 합성수지 필름(62)을 위한 수지층(126)의 두께 영역 내에 위치한다.

이어서, 도8(g)에 나타나 있듯이, 구리층(134)이 니켈층(132)의 윗면에 이것과 일체로 퇴적기술에 의해 형성된다. 양 금속(132, 134)의 이종(異種) 금속 접합 영역은, 수지층(126) 즉, 전기 절연성 합성수지 필름(62)의 두께 범위 내에 존재하게 된다. 이에 의해, 상기 이종 금속 접합 영역은, 전기 절연성 합성수지 필름 (126(62))에 의해 보호된다. 구리층(134)은, 그 윗면이 수지층(126)의 윗면에 거의 일치하는 두께 치수를 갖는다.

보호막(128)은, 도8(h)에 나타나 있듯이, 구리층(134)의 퇴적 후에 제거된다.

계속해서, 도9(a)에 나타나 있듯이, 도전로(18a)를 성장시키기 위한 예를 들어 0.3 μm의 두께 치수를 갖는 구리층(136)이, 스패터링에 의해, 보호막(128)의 제거에 의해 노출되는 수지층(126) 및 구리층(134) 위에 형성된다.

다음에, 도9(b)에 나타나 있듯이, 구리층(136) 위에서 도전로 영역을 본뜬 개구와 같은 복수의 패턴(138a)을 갖는 패턴 마스크(138)가 포토리소그래피 기술에 의해 형성된다.

이어서, 도9(c)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(138)의 패턴(138a)에 의해 노출된 영역에는, 도전로(18a)를 위한 10 μm의 두께 치수의 구리층(166)과, 2 μm의 두께 치수의 니켈층(168)과, 10 μm의 두께 치수의 구리층(166)이, 상기와 같은 퇴적기술에 의해 차례로 형성된다.

이어서, 도9(d)에 나타나 있듯이, 구리층(166), 니켈층(168) 및 구리층(166)의 퇴적에 의해 도전로(18a)가 형성되면, 패턴 마스크(138)가 제거된다.

계속해서, 도9(e)에 나타나 있듯이, 구리층(136)의 도전로(18a)에서 비어져 나오는 부분이 에칭에 의해 제거된다. 이에 의해, 파단(破斷)에 대한 강도가 우수한 도전로(18a)가 형성된다.

이어서, 도9(f)에 나타나 있듯이, 패턴 마스크(138)의 제거 및 구리층(136)의 부분적인 제거에 의해서 노출된 수지층(126) 즉, 전기 절연성 합성수지 필름(62) 및 그 필름 위의 도전로(18a) 위에, 합성수지 재료로 이루어지는 접착 시트(68)가 접착되고, 시트(68) 위에 접촉자 영역(50)을 덮는 보강판(66)이 배치된다.

이어서, 도9(g)에 나타나 있듯이, 보강판(66)을 덮는 동일한 접착 시트(68)가 배치된다.

다음에, 도9(g)에 나타나 있듯이, 다른쪽의 전기 절연성 합성수지 필름(64)을 형성하는 폴리이미드 수지층(140)이, 접착 시트(68), 보강판(66) 및 접착 시트(68)를 덮도록, 퇴적기술에 의해 형성된다.

계속해서, 도10(a)에 나타나 있듯이, 제4 희생층으로서의 드라이 필름(142)이 폴리이미드 수지층(140) 위에 접착된다.

이어서, 도10(b)에 나타나 있듯이, 도전로(18a)의 일부를, 접착 시트(68), 그 위층인 폴리이미드 수지층(140), 및 그 위층인 제4 희생층(142)을 거쳐, 위쪽으로 개방시키는 개구(144)가 레이저광에 의해 형성된다.

상기 개구(144) 내에는, 도10(c)에 나타나 있듯이, 패드 즉, 범프(146)를 위한 금속재료가 상기와 동일한 퇴적기술에 의해 형성된다. 범프(146)의 금속재료로서 니켈을 이용할 수 있다.

이어서, 도10(d)에 나타나 있듯이, 범프(146)의 제4 희생층(142)의 표면으로부터 돌출하는 부분이 평탄하게 되도록 연마 가공된다. 범프(146)의 평탄면에는, 도10(e)에 나타난 바와 같이, 리지드 배선기판(12)의 상기 배선로와의 전기적 접촉을 양호하게 하기 위한 금층(148)이 상기와 동일한 퇴적기술에 의해 형성된다.

계속해서, 도11(a)에 나타나 있듯이, 시트상 배선기판(18)이 제2 희생층(122) 및 제4 희생층(142)들과 함께, 기대(100)로부터 분리된다(떼어내진다). 이때, 시트상 배선기판(18)의 접촉자 영역(50)에, 프로브(48)를 거쳐, 가령 박리력의 일부가 휨력으로서 작용해도, 접촉자 영역(50) 내에 매설된 보강판(66)에 의해, 접촉자 영역(50)의 변형이 억제된다. 이 때문에, 그러한 박리력에서 기인하는 각 프로브(48)의 자세 및 침선(48d)의 어긋남이 방지된다.

이어서, 도11(b)에 나타나 있듯이, 니켈층(110) 및 구리층(112)으로 이루어지는 상기 제1 희생층과 제2 희생층(122)이 에칭 처리에 의해 제거된다. 또한, 도11(c)에 나타나 있듯이, 제2 희생층(122)의 제거에 의해 노출된 드라이 필름(124)이 제거되고, 제4 희생층(142)이 제거된다.

그 후, 레이저 가공 혹은 커터에 의한 절단 가공에 의해, 도2에 나타낸 바와 같은 시트상 배선기판(18)의 윤곽이 정돈되고, 또한 시트상 배선기판(18)의 도전로(18a)에 간섭하지 않는 위치에, 위치결정 핀(56)을 받아들이는 개구 및 얼라인먼트 핀(60)을 받아들이는 긴 구멍이 각각 형성되어, 시트상 배선기판(18)이 형성된다.

상기 제조방법에 의하면, 프로브(48)와 시트상 배선기판(18)이 일련의 공정에 의해 일체로 제작되기 때문에, 프로브(48)와 시트상 배선기판(18)이 강고하게 결합된 조립체를 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 그러한 제조공정 도중에 시트상 배선기판(18)에 대한 프로브(48)의 위치를 특정하는 기호(48e)를 그 프로브(48)에 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 한, 여러 가지로 변경할 수 있다.

10: 전기적 접속장치 12: 리지드 배선기판
16: 블록 18: 시트상 배선기판
18a: 도전로 48: 프로브
48a: 기부(基部) 48b: 암부
48c: 침선부 48d: 침선
48e: 기호 150: 기호에 대응하는 표시

Claims

기판에 결합되는 기부(基部)와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출하는 침선부를 포함하는 전기적 시험용 프로브로서, 상기 기판 상에서의 상기 프로브의 위치를 특정하는 기호를, 상기 기부, 상기 암부 및 상기 침선부로부터 선택되는 적어도 하나의 개소에 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 시험용 프로브.
제1항에 있어서, 상기 암부는 각주상의 형상을 갖고 있고, 상기 기호는 상기 암부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 시험용 프로브.
기판에 결합되는 기부와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출하는 침선부를 포함하는 전기적 시험용 프로브를 제조하는 방법으로서,
기대 위에 기초층을 형성하고, 상기 기판 상에서의 상기 프로브의 위치를 특정하는 기호에 대응하는 동시에 대응하는 기호와 경상관계를 갖는 표시를 상기 기초층에 형성하고, 상기 기초층의 상기 표시를 포함하는 영역에 금속재료를 퇴적시켜, 상기 침선부, 상기 암부 및 상기 기부를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 시험용 프로브의 제조방법.
기판과, 상기 기판의 아래쪽에 배치된 복수의 프로브를 포함하고,
각 프로브는, 상기 기판에 상단부에서 결합된 기부와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출하는 침선부를 포함하고, 또 상기 기판 상에서의 상기 프로브의 위치를 특정하는 기호를, 상기 기부, 상기 암부 및 상기 침선부로부터 선택되는 적어도 하나의 개소에 갖는 것을 특징으로 하는 전기적 접속장치.
제4항에 있어서, 상기 암부는 각주상의 형상을 갖고 있고, 상기 기호는 상기 암부의 아랫면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적 접속장치.
기판에 결합되는 기부와, 상기 기부의 하단부에서 가로로 연장하는 암부와, 상기 암부의 선단부에서 아래쪽으로 돌출하는 침선부를 포함하는 복수의 프로브를 갖춘 전기적 접속장치를 제조하는 방법으로서,
기대 상에 기초층을 형성하고,
상기 기판 상에서의 상기 프로브의 위치를 특정하는 기호에 대응하고 대응하는 기호와 경상(鏡像)관계를 갖는 표시를 상기 기초층에 형성하고,
상기 기초층에 상기 표시를 포함하는 영역에 금속재료를 퇴적시켜, 상기 침선부, 상기 암부 및 상기 기부를 형성하고,
상기 기부의 상단이 이어지는 배선부를 갖는 상기 기판을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 접속장치의 제조방법.