KR20110084127A - Probe pin and probe card using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탐침 핀(probe pin) 및 이를 이용한 탐침 카드(probe card)에 관한 것으로, 특별하게는 나노 코팅막(nanometer-coating film)이 구비된 탐침 핀 및 탐침 카드에 관한 것이다.The present invention relates to a probe pin and a probe card using the same, and more particularly, to a probe pin and a probe card having a nano-coating film.
종래의 탐침 핀의 기본적 구조는, 주요하게는 탐침 핀 헤드,구동관(drive pipe),스프링 등을 포함하며, 예를 들어 POGOTM PIN으로 지칭되는 탐침 핀이며, 아울러 대단히 광범위하게 응용되고 있는데, 예를들어 인쇄 전기 회로판(blank panel 및 real panel) 테스팅용 핀, 반도체 테스팅용 핀 또는 디스플레이 기기 테스팅용 핀 등이며 통신 제품의 부품테스팅용 핀으로, 예를들어 휴대폰 안테나, 전지, 스피커, 진동기, LCD 등의 연결기와, 또한 PDA, 디지털 카메라, GPS, NB 등의 제품에까지 확대될 수 있다.The basic structure of a conventional probe pin mainly includes a probe pin head, a drive pipe, a spring, and the like, for example, POGO ™ Probe pins, also referred to as PINs, are also used in a very wide range of applications, such as pins for printing blank panel and real panel testing, pins for semiconductor testing, or display device testing, etc. For example, it can be extended to connectors such as mobile phone antennas, batteries, speakers, vibrators, LCDs, and also products such as PDAs, digital cameras, GPS, and NBs.
탐침 카드는 다층 인쇄 전기 회로판(PCB)으로 구성되는데, 대단히 많은 탐침 핀들을 이용하여 각각 접촉(탐촉) 웨이퍼 상의 이어지는 전자 접점(Pad)으로 테스팅이 진행된다.The probe card consists of a multilayer printed electrical circuit board (PCB), which is tested using a large number of probe pins, each with a subsequent electronic contact (Pad) on the contact (probe) wafer.
탐침 핀의 양 단부는 각각 전기적 성질로 테스팅 결정 과립(crystalline grain) 및 다층 인쇄 전기 회로판과 연결되며, 그리고 테스팅 시에 탐침 핀 정상 단부와 각 패드 사이에 순간적으로 전도되어 통하는 전류가 상당히 높으며, 통상적으로는 탐침 핀 정상 단부의 온도가 지나치게 높고 또는 심지어는 스파크가 만들어지기 때문에, 이로 인하여 탐침 핀 정상 단부가 산화층을 만들거나 또는 탄화 현상이 발생되는 상황을 야기하며, 또한 탐침 핀으로 하여금 전기 전도성과 전기 저항 수치 높아지기 때문에, 테스팅의 신뢰도 및 탐침 카드의 사용 수명에 대하여 바람직하지 못한 영향을 끼치게 된다.Both ends of the probe pin are electrically connected to the testing crystalline grain and multilayer printed electrical circuit board, respectively, and during testing, the current that is instantaneously conducted between the top end of the probe pin and each pad is considerably high. As the temperature at the tip end of the probe pin is too high or even sparks are created, this causes a situation in which the tip end of the probe pin forms an oxide layer or a carbonization phenomenon, and also causes the probe pin to Since the electrical resistance value is high, it has an undesirable effect on the reliability of testing and the service life of the probe card.
탐침 핀의 팁이 테스팅 결정 과립의 패드와 접촉 시에, 테스팅 결정 과립 표면의 물질을 깍아낼 수 있으며, 테스팅 차수가 누적됨에 따라서, 탐침 핀이 반복적으로 테스팅 결정 과립 표면의 물질을 깍아냄으로 인하여, 탐침 핀의 팁이 변형됨에 따라서 점착이 용이하게 되며, 테스팅 품질의 변화나 잘못된 테스팅을 야기하게 되어, 테스팅 우량율을 급속하게 저하시키는 상황을 초래하게 된다.일반적으로 이러한 문제를 해결하기 위하여, 대다수 탐침 핀의 팁이 더욱 확실하게 테스팅 결정 과립의 표면과 접촉할 수 있도록 접촉력(구동력, Overdrive)을 크게 늘리는 것을 채용하게 되는데, 이는 비교적 바람직한 접촉성 및 양호한 테스팅 품질에 도달할 수 있지만, 그러나 접촉력이 증가할 때에는, 비록 테스팅 우량율이 다소 개선될 수 있을지라도, 테스팅 결정 과립 하부에 하나의 층 구조가 쉽게 파손될 수 있으며, 특히 종래 웨이퍼 제조 과정(0,13um、90nm、65nm... 등등) 중에 쉽게 분쇄되는 저 유전체 재료를 도입하여 구비된 때에는, 접촉력이 증가함으로써 더욱 쉽게 테스팅 결정 과립의 구조를 변형시키거나 또는 파손되는 상황을 초래하게 된다. 또 다른 측면에서는, 만약 탐침 핀을 세정하여 비교적 바람직한 접촉성 및 양호한 테스팅 품질에 도달하게 된다 하더라도, 탐침 핀의 수량과 탐침 핀 사이의 간격 및 분포 밀집도 등의 요인으로 인하여, 탐침 핀을 세정하는 빈도 수가 증가함에 따라, 테스팅 기기의 가동률이 저하되거나 아울러 탐침 핀의 수명이 단축되는 일이 일어날 수 있다.When the tip of the probe pin contacts the pad of the testing crystalline granule, it may scrape the material off the surface of the testing crystal grain, and as the testing orders accumulate, the probe pin repeatedly scrapes the material on the testing crystal grain surface. As the tip of the probe pin is deformed, the adhesive becomes easy to stick, causing a change in testing quality or incorrect testing, which leads to a situation in which the testing superiority rate is rapidly lowered. A large increase in contact force (overdrive) is employed to ensure that the tip of most probe pins more reliably contacts the surface of the testing crystalline granule, which can reach relatively desirable contact and good testing quality, but When this increases, the testing decision is made, although the testing rainfall rate may improve somewhat. One layer structure under the granules can be easily broken, especially when the low dielectric material is easily introduced during conventional wafer fabrication process (0,13um, 90nm, 65nm ... etc.), Thereby increasing the contact force. Easily deform or break the structure of the testing crystalline granules. In another aspect, even if the probe pins are cleaned to reach relatively desirable contact and good testing quality, the frequency of cleaning the probe pins may be due to factors such as the number of probe pins and the spacing and distribution density between the probe pins. As the number increases, the operation rate of the testing device may decrease or the life of the probe pin may be shortened.
근래에 이르러 비록 해당 업계에서 탐침 핀 표면에 대한 금속 코팅막을 응용하는 연구 발전이 있을지라도, 다만 대부분이 사용 수명의 단축 문제를 겨우 해결하는 정도이며, 이에 따라 탐침 핀 점착 결정 과립 표면재료의 문제를 해결할 방법이 없다. 이로 인하여, 수명이 길면서 또한 점착을 막고 아울러 진일보하여 테스팅 우량율과 테스팅 안정도를 제고시킬 수 있는 탐침 핀 및 탐침 카드가 조속히 요구되는 시점이다. In recent years, although there are advances in the application of metal coating films on the surface of probe pins in the industry, most of them only solve the problem of shortening the service life. There is no solution. Due to this, it is time to promptly require a probe pin and a probe card that can prevent sticking and further improve adhesion superiority and testing stability.
본 발명의 목적은 탐침 핀 및 탐침 카드를 제공하는 데 있으며, 특수한 나노 유기 코팅막으로 인하여, 탐침 핀이 부점착의 효과를 구비하게 되며, 상기 탐침 핀을 이용한 탐침 카드는 웨이퍼 테스팅 품질을 안정적이게 하며, 탐침 핀을 세정하는 빈도 수를 저하시켜 주며, 이로 인하여 테스팅 기기의 가동률이 제고되고 아울러 테스팅 우량율 또한 높여 주며, 전체 테스팅 비용도 절감할 수 있다.An object of the present invention is to provide a probe pin and a probe card, due to the special nano-organic coating film, the probe pin has a non-adhesive effect, the probe card using the probe pin to stabilize the wafer testing quality This reduces the frequency of cleaning the probe pins, which increases the operating efficiency of the testing equipment, increases the testing superiority rate, and reduces the overall testing cost.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 탐침 핀은 하나의 탐침 핀 본체 및 나노 코팅막을 포함한다. 상기 탐침 핀 본체는 전도성이 구비된 금속 탐침 핀이 되며, 일 단부는 상기 기판과의 사이에 전기적으로 연결되며, 다른 일 단부는 테스팅 부품의 접각과 접촉하여 테스팅 기능이 진행된다. 상기 나노 코팅막은, 상기 탐침 본체의 표면에 형성되며, 나노 코팅막의 두께는 나노미터 급이며, 상기 나노 코팅막은 하나의 유기재료로 구성되며, 상기 유기재료는 적어도 하나의 제1 잔기(first moiety) 및 적어도 하나의 제2 잔기(second moiety)을 포함하며, 상기 제1 잔기는 상기 탐침 핀 본체의 표면에 화학적으로 결합되고 상기 제2 잔기는 상기 금속 탐침 핀의 표면으로부터 멀리 떨어져 있으며, 상기 나노 코팅막은 부점착의 성질을 구비하고 있으며, 표면에 상기 나노 코팅막이 있는 상기 탐침 핀 본체의 저항 증가량은 상대적으로 표면에 나노 코팅막이 없는 상기 탐침 핀 본체의 저항에 대하여 그 비율이 10% 이하가 된다.In order to achieve the above object, the probe pin of the present invention includes one probe pin body and a nano coating film. The probe pin body is a metal probe pin having conductivity, one end is electrically connected to the substrate, and the other end is in contact with an angle of the testing component to perform a testing function. The nano coating film is formed on the surface of the probe body, the thickness of the nano coating film is nanometer class, the nano coating film is composed of one organic material, the organic material is at least one first moiety (first moiety) And at least one second moiety, wherein the first moiety is chemically bonded to the surface of the probe pin body and the second moiety is far from the surface of the metal probe pin, Silver has an adhesive property, and the resistance increase amount of the probe pin body having the nano coating film on the surface thereof is relatively less than 10% relative to the resistance of the probe pin body having no nano coating film on the surface thereof.
본 발명의 다른 하나의 실시예에 근거하여 탐침 카드가 제공되며, 탐침 카드는 하나의 기판, 복수 개의 금속 탐침 핀 및 나노 코팅막을 포함하며, 상기 탐침 카드는 외부와의 전기적 연결을 제공한다. 상기 복수 개의 금속 탐침 핀은 상기 기판의 하부 방향에 설치되며, 상기 기판과의 사이에 전기적으로 연결되고, 하나의 웨이퍼가 이용되어 표면과 접촉하며 테스팅 기능이 진행된다. 상기 나노 코팅막은 상기 탐침 본체의 표면에 형성되며, 나노 코팅막의 두께는 나노미터 급이며, 상기 나노 코팅막은 하나의 유기재료로 구성되며, 상기 유기재료는 적어도 하나의 제1 잔기(first moiety) 및 적어도 하나의 제2 잔기(second moiety)을 포함하며, 상기 제1 잔기눈 상기 탐침 핀 본체의 표면에 화학적으로 결합되고, 상기 제2 잔기는 상기 금속 탐침 핀의 표면으로부터 멀리 떨어져 있으며, 상기 나노 코팅막은 부점착의 성질을 구비하고 있으며, 표면에 상기 나노 코팅막이 있는 상기 탐침 핀 본체의 저항 증가량은 상대적으로 표면에 나노 코팅막이 없는 상기 탐침 핀 본체의 저항에 대하여 그 비율이 10% 이하가 된다. According to another embodiment of the present invention, a probe card is provided, and the probe card includes one substrate, a plurality of metal probe pins, and a nano coating film, and the probe card provides an electrical connection with the outside. The plurality of metal probe pins are installed in the lower direction of the substrate, are electrically connected to the substrate, and one wafer is used to contact the surface and the testing function is performed. The nano coating film is formed on the surface of the probe body, the thickness of the nano coating film is nanometer class, the nano coating film is composed of one organic material, the organic material is at least one first moiety (first moiety) and At least one second moiety, wherein the first moiety is chemically bonded to the surface of the probe pin body, the second moiety is remote from the surface of the metal probe pin, and the nanocoated film Silver has an adhesive property, and the resistance increase amount of the probe pin body having the nano coating film on the surface thereof is relatively less than 10% relative to the resistance of the probe pin body having no nano coating film on the surface thereof.
본 발명의 나노 코팅막의 두께는 1∼40nm이며, 비교적 이상적인 것은 1∼20nm이며, 비교적 바람직한 것은 1∼5nm이다. 금속 탐침 핀의 재질은 니켈(Ni), 금(Au), 구리(Cu), 텅스텐(W), 레늄(Re), 지르코늄(Zr), 코발트(Co), 팔라듐(Pd),백금(Pt), 티타늄(Ti), 베릴륨(Be) 등으로 전도성이 구비된 금속 재료 또는 그 합금이 된다. 탐침 핀의 구조는 예를 들어 금속 마이크로 스프링 또는 금속선 핀이 된다. 본 발명의 나노 코팅막은 화학적 코팅막 제조 공정 방식으로 상기 여러 가지 금속 탐침 핀의 표면에 코팅된다. 또한 본 발명에 근거하여, 나노 코팅막은 상기 여러 가지 금속 탐침 핀의 팁으로부터 5∼15mil 범위에 위치하여 연장되어 있는 표면에 코팅을 필요로 한다.The thickness of the nanocoating film of this invention is 1-40 nm, a relatively ideal thing is 1-20 nm, and a comparatively preferable thing is 1-5 nm. Metal probe pins are made of nickel (Ni), gold (Au), copper (Cu), tungsten (W), rhenium (Re), zirconium (Zr), cobalt (Co), palladium (Pd), and platinum (Pt). , Titanium (Ti), beryllium (Be), or the like, or a metal material having conductivity, or an alloy thereof. The structure of the probe pins is for example metal micro springs or metal wire pins. The nanocoating film of the present invention is coated on the surface of the various metal probe pins in a chemical coating film manufacturing process. In addition, based on the present invention, the nano coating film requires a coating on the surface extending in the range of 5 to 15 mils from the tips of the various metal probe pins.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 나노 코팅막은 예를 들어 메틸벤젠(methylbenzene), 에틸 알코올(ethyl alcohol), 아세톤(acetone) 및 실레인 유도체를 포함하거나 또는 메틸벤젠, 에틸 아세테이트 및 실레인 유도체를 포함하거나 또는 메틸벤젠, 에틸 알코올 및 인산 유도체 및 다른 조성물을 포함하며, 자기 조립장치(self assembly) 처리를 통하여 형성된다.In order to achieve the above object, the nano-coating film of the present invention includes, for example, methylbenzene, ethyl alcohol, acetone and silane derivatives or methylbenzene, ethyl acetate and silane derivatives. Or include methylbenzene, ethyl alcohol and phosphoric acid derivatives and other compositions, and are formed through a self assembly process.
본 발명의 탐침 핀 및 탐침 카드에 근거하여 나노미터 재료를 이용하여 금속 탐침 핀 표면에 코팅막을 형성하는 것이며, 본 발명의 금속 탐침 핀은 부점착(Non-stick), 고 전도성, 저 접촉력(Low Contact force), 장기적인 사용 수명 등의 우수한 특성이 구비된다.Based on the probe pin and the probe card of the present invention to form a coating film on the surface of the metal probe pin using nanometer material, the metal probe pin of the present invention is non-stick, high conductivity, low contact force (Low) Excellent characteristics such as contact force, long service life.
본 발명에서 제공되는 탐침 카드의 탐침 핀은, 테스팅 품질을 안정적이게 하며, 탐침 핀을 이용하여 테스팅 결정 과립과의 사이에서 흡인력의 원리가 거의 생기지 않도록 하는 것이며, 탐침 핀이 부점착의 특성을 구비하도록 하며, 본 발명에서 탐침 핀의 세정 빈도 수를 저하시키도록 하며, 테스팅 기기의 가동률을 제고시키며, 테스팅 우량율을 제고시키며, 및 전체 테스팅 비용을 절감시키는 이점을 지닌다.The probe pin of the probe card provided in the present invention is to stabilize the testing quality and to hardly generate the principle of suction force between the testing crystal granules by using the probe pin, and the probe pin has the property of non-adhesion. In the present invention, it is possible to lower the frequency of cleaning of the probe pins, to improve the operation rate of the testing apparatus, to improve the testing superiority rate, and to reduce the overall testing cost.
도 1은 본 발명에 따른 수평식 탐침 카드 실시예의 구조 설명도.
도 2는 도 1의 탐침 핀 팁 나노 코팅막의 확대 설명도.
도 3은 본 발명에 따른 수직식 탐침 카드 실시예의 구조 설명도.
도 4는 도 3의 탐침 핀 팁 나노 코팅막의 확대 설명도.
도 5는 본 발명의 일 실시예 중 레늄-텅스텐 합금 기판 상에 나노 코팅막으로 코팅된 관통식 전자 현미경의 사진을 표시한다.1 is a structural explanatory diagram of an embodiment of a horizontal probe card according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of the probe pin tip nano coating film of FIG. 1. FIG.
3 is a structural explanatory diagram of a vertical probe card embodiment according to the present invention;
FIG. 4 is an enlarged explanatory view of the probe pin tip nano coating film of FIG. 3. FIG.
5 shows a photograph of a penetrating electron microscope coated with a nano coating film on a rhenium-tungsten alloy substrate in one embodiment of the present invention.
이하에서는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명의 내용을 상세하게 설명하며, 아울러 도시된 도면을 통하여 보조적인 설명을 한다. 설명 중에서 언급되는 부호는 도면 부호를 참조한다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to specific embodiments, and a supplementary description will be made with reference to the drawings. Reference numerals in the description refer to reference numerals.
본 발명의 일 실시예에 근거하여, 탐침 카드가 개시되며, 하나의 기판, 복수 개의 금속 탐침 핀 및 하나의 나노 코팅막을 포함한다.In accordance with one embodiment of the present invention, a probe card is disclosed and includes a substrate, a plurality of metal probe pins, and a nano coating film.
도 1은 본 발명에 따른 탐침 카드 실시예의 구조 설명도로서, 탐침 카드는 에폭시 수지를 통한 접착에 의하여, 수십 개의 조각, 심지어는 수백 개 조각의 탐침 핀이 기판(10)에 설치되며, 이러한 종류의 탐침 카드는 또한 에폭시 수지 탐침 카드라고 지칭하기도 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 탐침 카드의 전체 구조는 탐침 핀(11), 기판(10), 세라믹 고리(13) 및 강화체(15)를 포함하며, 도 2의 본 실시예에서 개시된 탐침 핀(11)은 캔틸레버 식 탐침 핀(cantilever mode, 수평식 탐침 핀)이며, 기판(10)은 탐침 카드가 외부와의 전기적 성질로 연결되어 제공되고 공동(cavity)이 되며, 세라믹 고리(13)는 상기 수십 개의 조각, 심지어는 수백 개 조각의 탐침 핀(11)에 설치된다. 상기 여러 가지 탐침 핀은 상기 기판과의 사이에 전기적 성질이 구비되어 연결된다. 뿐만 아니라, 상기 부품들의 설계를 거친 후에, 후속적으로 장치 조립, 접착, 접착제 결합, 가선(선 가설) 및 마지막으로 각 단계별 탐침 핀 위치의 세부적인 조정 등의 절차를 거쳐서, 이에 따라 하나의 탐침 카드 구조가 완성된다. 도 2는 도 1의 탐침 핀 팁 나노 코팅막의 확대 설명도이다.1 is a structural explanatory diagram of a probe card embodiment according to the present invention, in which a probe card is attached to the
도 3은 본 발명의 수직식 탐침 카드 실시예의 구조 설명도로서, 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예의 수직식 탐침 카드는 하나의 기판(10), 하나의 가이드 기구(12) 및 다수 개의 탐침 핀(14)을 포함하며, 그 중에서 기판(10) 저면부에 다수 개의 볼록한 모양의 양상을 띠고 있는 패드(본 도면에서는 미도시)가 구비되며, 가이드 기구(12)는 상대적으로 기판(10) 저면부에 대응되는 위치에 설치된다. 이전의 실시예와 다른 것으로는, 상기 탐침 핀(14)의 탐침 팁 형상은 도시된 바와 같이 긴 원주 형상이 되며, 탐침 핀(14)은 이동하는 방식으로서 가이드 기구(12) 내에 설치되며, 각 탐침 핀(14)의 정상 단부는 기판(10)의 각 패드 위치 하부 방향에 대응되며, 저면 단부는 가이드 기구(12)의 외부 측면을 향하여 연장되며, 이로 인하여 해당 탐침 카드가 테스팅 결정 과립에 응용될 때에, 각 탐침 핀(14)의 저면 단부는 테스팅 결정편의 접점(패드)에 안정적으로 균형을 잡으며, 동시에 각 탐침 핀(14)의 탄성은 탐침 핀 정상 단부가 각 패드에 안정적으로 균형을 잡도록 하며, 테스팅 결정편은 탐침 카드와 상호 전기적 성질로 연결된다.3 is a structural explanatory diagram of a vertical probe card embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the vertical probe card of this embodiment includes one
도 4는 도 3의 탐침 핀 팁 나노 코팅막의 확대 설명도로서, 본 발명의 이 실시예의 탐침 핀은 원래의 탐침 카드에 따라서 동일 평면(coplane)을 유지한다.FIG. 4 is an enlarged explanatory view of the probe pin tip nanocoating film of FIG. 3, wherein the probe pin of this embodiment of the present invention maintains the same plane according to the original probe card.
본 발명의 다른 일 실시예에 근거하여, 하나의 탐침 핀이 개시되며, 하나의 탐침 핀 본체 및 하나의 나노 코팅막을 포함한다. 하나의 탐침 핀 본체는, 전도성이 구비된 금속 탐침 핀이 되며, 그 일단부는 상기 기판과의 사이에 전기적 성질이 구비되어 연결되며, 다른 일단부는 하나의 테스팅 부품을 이용한 접각과 접촉하여 테스팅 기능이 진행되된다. 하나의 나노 코팅막은 상기 탐침 핀 본체의 표면에 형성된다.According to another embodiment of the present invention, one probe pin is disclosed, and includes one probe pin body and one nano coating film. One probe pin body is a conductive metal probe pin, one end of which is connected to the substrate with electrical properties, the other end is in contact with the joint using one testing component to test function It is going. One nano coating film is formed on the surface of the probe pin body.
도 1과 도 3 및 상술한 탐침 핀 중에서, 나노 코팅막의 두께는 대략적으로 1∼40nm이며, 상대적으로 탐침 카드가 웨이퍼에 대하여 테스팅이 진행되면서 필요로 하는 정밀도를 말한다면, 나노 코팅막(110)의 두께는 탐침 핀이 웨이퍼 크기에 상호 대응되는 변화를 조성하지 않으며, 동시에 나노 코팅막(110)의 두께는 저항 수치(임피던스)가 다소 증가하는 이외에, 고주파 전자 신호의 측정량에 대하여 영향을 미치지 않으며, 나노 코팅막의 형성 조건이 조정된다. 나노 코팅막의 두께가 비교적 이상적인 것은 1∼5nm이며, 예를 들어 단층 분자막(Langmuir-Blodgett film)과 같은 것이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예 중의 레늄-텅스텐 합금 기판 상에 나노 코팅막으로 코팅된 관통식 전자 현미경의 사진이 표시된 것으로, 그 중에 화살표로 표시된 층(사진 중의 백색 부분)은 본 발명의 나노 코팅막이며, 도면의 최상층이 도금층이며, 나노 코팅막의 하부 방향에 위치한 층은 레늄-텅스텐 합금층이다.1 and 3 and the above-described probe pin, the thickness of the nano-coating film is approximately 1 to 40nm, and relatively, if the probe card refers to the precision required as the testing proceeds with respect to the wafer, the nano-
도 1 및 도 3에서, 기판(10)은 인쇄 전기회로판 또는 실리콘 기판이 되며, 탐침 핀(11 또는 14)의 재료는 전도성 재료로서 예를 들어 금속 재료 또는 합금으로서, 예를 들어 니켈, 금, 구리, 텅스텐, 레늄, 지르코늄, 코발트, 팔라듐, 백금, 티타늄, 베릴륨-구리 합금, 레늄-텅스텐 합금 또는 상기 금속의 합금인데, 통상적인 것으로는 예를 들어 레늄-텅스텐 합금과 베릴륨-구리 합금들이다.1 and 3, the
본 발명의 탐침 핀 및 탐침 카드의 탐침 핀에 근거하여, 탐침 핀 표면 상에는, 하나의 나노 코팅막이 구비되며, 상기 나노 코팅막의 두께는 나노미터 급이며, 상기 나노 코팅막은 하나의 유기재료로 구성되며, 상기 유기재료는 적어도 하나의 제1 잔기(first moiety) 및 적어도 하나의 제2 잔기(second moiety)을 포함하며, 상기 제1 잔기는 상기 탐침 핀 본체의 표면에 화학적으로 결합되고, 상기 제2 잔기는 상기 금속 탐침 핀의 표면으로부터 멀리 떨어져 있으며, 상기 나노 코팅막은 부점착의 성질을 구비하고 있으며, 표면에 상기 나노 코팅막이 있는 상기 금속 탐침 핀 본체의 저항 증가량은 상대적으로 표면에 나노 코팅막이 없는 상기 금속 탐침 핀 본체의 저항에 대하여 그 비율이 10% 이하가 된다. 상기 제1 잔기는 하기 집단으로부터 하나가 선택된다: 티올기(-SH), 알킬설파이드기(-S-R, R은 알킬기를 표시), 알킬디설파이드기(-S-S-R, R은 알킬기를 표시), 티오글리콜산기(-SCH2COOH) 아미노기(-NH2), -SiX3(X=Cl,F,OCH2CH3 또는 OH), 인산기(-PO4 2 -), 아인산기(-PO3 2 -), 알킬포스핀기(-PR2, R은 알킬기를 표시) 및 카르복실기(-COO-/-COOH) 등이다. 상기 제2 잔기는 하나의 소수성 기이다. 상기 소수성 기는 예를 들어 직쇄사슬 또는 가지사슬 알킬기, 치환기가 구비된 직쇄사슬 또는 가지사슬 알킬기, 직쇄사슬 또는 가지사슬 알케닐기, 치환기가 구비된 직쇄사슬 또는 가지사슬 알케닐기, 아로마틱 알킬기 등이다.Based on the probe pin and the probe pin of the probe card of the present invention, on the surface of the probe pin, one nano coating film is provided, the thickness of the nano coating film is nanometer class, the nano coating film is composed of one organic material Wherein the organic material comprises at least one first moiety and at least one second moiety, the first moiety being chemically bonded to the surface of the probe pin body, The residue is far from the surface of the metal probe pin, the nano-coating film has a property of non-adhesion, the resistance increase of the metal probe pin body having the nano-coating film on the surface is relatively free of nano-coating film on the surface The ratio is 10% or less with respect to the resistance of the metal probe pin body. The first moiety is selected from the following population: thiol group (-SH), alkylsulfide group (-SR, R represents alkyl group), alkyldisulfide group (-SSR, R represents alkyl group), thioglycol acid group (-SCH 2 COOH) an amino group (-NH 2), -SiX 3 ( X = Cl, F,
구체적으로, 상기 유기재료는 하기의 집단으로부터 하나의 화합물 또는 그 조합을 선택한다 : 티올 유도체, 실레인 유도체, 인산 유도체 및 아민 유도체 등이다. 상기 유기재료는 예를 들어 CH3(CH2)nSH(n=1∼24), CH3(CH2)nC6H4-C6H4-SH(n=0∼12), 또는 CF3(CF2)nSH(n=1∼24), CF3(CF2)nC6H4-C6H4-SH(n=0∼12)의 티올 유도체이며, 또한 예를 들어 긴사슬(탄소수 1∼24)가 구비된 지방족 탄화수소 또는 부분적 불화 또는 전체적 불화 긴사슬(탄소수1∼24)가 구비된 지방족 탄화수소의 실레인 유도체, 인산 유도체 및 아민 유도체(예를 들어 옥타데실아민) 등이다. 상기 다만 예시된 화합물은, 실제로 사용 시에는 금속 탐침 핀의 표면 상황에 의거하여 필요에 따라 적당한 화합물을 조정하거나 선택할 수 있으며, 아울러 상기 예시된 화합물에 한정되지는 않는다.Specifically, the organic material selects one compound or combination thereof from the following group: thiol derivatives, silane derivatives, phosphoric acid derivatives, amine derivatives and the like. The organic material may be, for example, CH 3 (CH 2 ) n SH (n = 1 to 24), CH 3 (CH 2 ) n C 6 H 4 -C 6 H 4 -SH (n = 0 to 12), or Thiol derivatives of CF 3 (CF 2 ) n SH (n = 1 to 24), CF 3 (CF 2 ) nC 6 H 4 -C 6 H 4 -SH (n = 0 to 12), and for example, Silane derivatives, phosphoric acid derivatives and amine derivatives (e.g., octadecylamine) of aliphatic hydrocarbons having a chain (C1-C24) or partially fluorinated or totally fluorinated long-chain (C1-C24) to be. The above exemplified compounds may be adjusted or selected as appropriate according to the needs of the metal probe pins in actual use, and are not limited to the above exemplified compounds.
본 발명에서 이용하는 것은 예를 들어 다음과 같다. 즉 화학적인 코팅막의 제조 공정은, 상기 나노 코팅막은 상기 여러 가지 탐침 핀의 표면에 코팅된다. 또한 나노 코팅막은 예를 들어 상기 여러 가지 탐침 핀의 팁에서 5∼15mil의 표면에 위치한 곳에 코팅되는 것이 가능하다. 상기 나노 코팅막은 예를 들어 부점착 성질을 갖는 유기 나노재료가 구비된다.For use in the present invention is as follows. That is, in the manufacturing process of the chemical coating film, the nano coating film is coated on the surface of the various probe pins. In addition, the nano-coating film may be coated at a position of, for example, 5-15mil at the tip of the various probe pins. The nano coating film is provided with an organic nanomaterial having, for example, a non-adhesive property.
또한 분자 자기조합 단층막을 형성하는 원리를 이용함에 있어서, 역시 즉 박막 분자와 탐침 핀 표면의 작용력이 비교적 강하고 쉽게 떨어지지 않으며, 또한 다양한 종류의 동일하지 않은 유형의 작용기를 운용함으로써 표면의 성질이 제어되는 특성을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 나노 재료는 분자 자기조합 형성막이 있는 작용기 유도체를 포함한다. 이른바 분자 자기조합 단층막은 표면에 대하여 분자 자발성의 흡착을 이용하는 것이며, 질서를 갖춘 성질의 단층 분자막이 구비된 하나의 층이 형성된다. 이로 인하여 상기 작용기는 더욱 자발성의 흡착이 기재 표면에서 화학적인 반응을 진행시킨다. 동시에, 형성된 분자 자기조합 단층막은 외부와 부분적으로 접촉하면서 말단부 잔기가 되며, 상기 부분은 상기 분자 자기조합 단층막의 특성을 결정하게 된다. 예를 들어 소수성(또는 친수성) 또는 표면은 전자 전이의 기능이 구비된다. 상기 여러 가지 특성을 이용하여 탐침 핀 조작에 운용하며, 비교적 바람직한 양 측정의 효과를 획득할 수 있다.In addition, in using the principle of forming a molecular self-combination monolayer, the action force of the surface of the thin film molecules and the probe pins is relatively strong and does not easily fall off, and the surface properties are controlled by operating various kinds of dissimilar types of functional groups. Characteristics can be obtained. Thus, the nanomaterial includes a functional group derivative having a molecular self-combination film. The so-called molecular self-combining monolayer film utilizes molecular spontaneous adsorption to the surface, and one layer is provided with a monolayer molecular film of ordered nature. This allows the functional groups to have more spontaneous adsorption to advance the chemical reaction on the substrate surface. At the same time, the formed molecular self-combining monolayer becomes a terminal residue in partial contact with the outside, and the portion determines the properties of the molecular self-combining monolayer. For example, hydrophobic (or hydrophilic) or surfaces are equipped with the function of electron transfer. The above various characteristics are used to operate the probe pin, and the effect of the comparatively desirable amount measurement can be obtained.
상기 나노 코팅막은, 나노 코팅막의 제조 공정액은 침적법, 증발법 등 각종 익히 알려져 있는 방법을 통하여, 탐침 핀의 표면에 적용시킨다(apply). 상기 나노 코팅막의 제조 공정액은 물, 비극성 유기용제, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로필 알코올/유황-알코올 유도체, 에테르 유도체 및 인산류 유도체 등 비교적 바람직한 실시예가 되는 각종 유형의 작용기 유도체를 포함한다.The nano-coating film is applied to the surface of the probe pin through a variety of well-known methods such as the deposition process, the deposition process and the evaporation method of the nano-coating film (apply). The nanocoating film production process solution includes various types of functional group derivatives which are relatively preferred embodiments such as water, nonpolar organic solvents, methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol / sulfur-alcohol derivatives, ether derivatives and phosphate derivatives.
이하의 범례에서는, 탐침 핀의 팁 단부의 재질이 비록 구리 도금 또는 레늄-텅스텐 합금일지라도, 나노 코팅막의 제조 공정액은 주요하게는 물, 메틸 알코올 등을 포함하는 것을 예로 설명을 하며, 다만 본 발명에서는 이에 한정하지는 않는다. 테스팅 탐침 핀의 수명에 대하여 판단해 볼 때, 탐침 핀에 대하여 사전에 설정된 테스팅 차수(예를 들어 3만 차수)를 거쳐서 이후의 저항 변화를 통하여 결정한다. 이하에서는 각종 분자 자기조합 형성막 제조 공정액의 조성 및 비례에 대하여 화학적 결합 방식으로써 탐침 핀 본체 상의 실험 차수에 근거한 형성막을 흡착시킨다. 예를 들어 티올 유도체, 인산 유도체, 실레인 유도체 또는 아민 유도체 중의 하나이다. 비극성 유기 용제의 사용이 가능하며, 예를 들어 헥산, 메틸벤젠 또는 크실렌 등이 사용된다. 알코올류로 용제를 만들어서 사용이 가능하며, 예를 들어 메틸 알코올, 에틸 알코올, 부틸 알코올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 또는 이소프로필 글리콜 등이 사용된다. 상기 용제의 첨가량은 제조 공정 방식, 환경, 기판의 종류 및 기판의 유기 재료의 동일하지 않은 종류의 결합 등에 따라서 조정되고 변화될 수 있으며, 이로 인하여 이하의 범례 중의 용제 성분의 첨가 비례는 특별히 확실하게 표명하지 않는다. 통상적인 결합으로 기판의 유기 재료의 첨가량은 10wt% 이하가 된다.In the following legend, although the material of the tip end of the probe pin is copper plated or rhenium-tungsten alloy, the manufacturing process solution of the nano-coating film mainly includes water, methyl alcohol, etc., but the present invention is described by way of example. Is not limited to this. When judging the life of the testing probe pin, it is determined through a change in resistance after a predetermined testing order (for example, 30,000 orders) for the probe pin. Hereinafter, the formed film based on the experimental order on the probe pin body is adsorbed by the chemical bonding method with respect to the composition and proportion of the various molecular self-combination film production process solutions. For example, thiol derivatives, phosphoric acid derivatives, silane derivatives or amine derivatives. Nonpolar organic solvents can be used, for example hexane, methylbenzene, xylene or the like. Alcohols can be used to make solvents, for example methyl alcohol, ethyl alcohol, butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol or isopropyl glycol. The amount of the solvent added may be adjusted and varied according to the manufacturing process, the environment, the type of the substrate and the combination of unequal types of the organic materials of the substrate, and the proportion of the solvent component in the following legend is particularly reliably changed. I do not express it. By conventional bonding, the amount of the organic material added to the substrate is 10 wt% or less.
실시예Example 1 One
테스팅 탐침 핀의 팁 단부 재질은 레늄-텅스텐 합금이 되며, 나노 코팅막의 제조 공정액은 메틸 알코올, 에틸 알코올, 아세톤 및 메르캅톤 유도체를 포함하며(≤10wt%), 저항 증가는 약 10%가 나타나며, 탐침 핀의 수명은 증가한다.The tip end material of the testing probe pin is made of rhenium-tungsten alloy, and the manufacturing process of the nano-coated film contains methyl alcohol, ethyl alcohol, acetone and mercaptone derivative (≤10 wt%), and the increase in resistance is about 10%. The life of the probe pins increases.
실시예Example 2 2
탐침 핀의 팁 단부 재질은 합금이 되며, 나노 코팅막의 제조 공정액은 메틸 벤젠, 에틸 알고올 및 인산 유도체를 포함하며(≤10wt%), 저항은 명확한 증가 없이 나타나며, 탐침 핀의 수명은 증가한다.The tip end material of the probe pin is alloyed, and the manufacturing process of the nanocoated film contains methyl benzene, ethyl alginol and phosphate derivative (≤10wt%), the resistance is shown without a clear increase, and the life of the probe pin is increased. .
실시예Example 3 3
탐침 핀의 팁 단부 재질은 합금이 되며, 나노 코팅막의 제조 공정액은 메틸 벤젠, 에틸 알코올 및 실레인 유도체를 포함하며(≤10wt%), 저항 증가는 약 10%가 나타나며, 탐침 핀의 수명은 증가한다.The tip end material of the probe pin is alloyed, and the manufacturing process of the nano-coated film contains methyl benzene, ethyl alcohol and silane derivative (≤10wt%), the resistance increase is about 10%, and the life of the probe pin is Increases.
실시예Example 4 4
탐침 핀의 팁 단부 재질은 합금이 되며, 나노 코팅막의 제조 공정액은 메틸 벤젠, 에틸 알코올 및 아민 유도체를 포함하며(≤10wt%), 저항은 명확한 증가 없이 나타나며, 탐침 핀의 수명은 증가한다.The tip end material of the probe pin is alloyed, and the process solution for manufacturing the nanocoated film contains methyl benzene, ethyl alcohol and amine derivative (≦ 10 wt%), the resistance is shown without a clear increase, and the life of the probe pin is increased.
전술한 나노 코팅막의 두께는 예를 들어 1∼40nm이며, 비교적 이상적인 것은 1∼20nm이며, 더욱 비교적 바람직한 것은 1∼5nm이다.The thickness of the above-mentioned nano coating film is 1-40 nm, for example, 1-20 nm is comparatively ideal, and 1-5 nm is more preferable.
전술한 탐침 핀의 재질은 금속 재료가 되는데, 예를 들어 니켈, 금, 구리, 텅스텐, 레늄, 지르코늄, 코발트, 팔라듐, 백금, 티타늄, 베릴륨 등이며, 전도성이 구비된 금속 재료 또는 그 합금이 되며, 예를 들어 레늄-텅스텐 또는 베릴륨-구리 합금이다. 그 중에서, 탐침 핀의 구조는 예를 들어 금속 마이크로 스프링 또는 금속선 핀이 된다. The above-described probe pin may be made of a metal material. For example, nickel, gold, copper, tungsten, rhenium, zirconium, cobalt, palladium, platinum, titanium, beryllium, or the like may be a conductive metal material or an alloy thereof. For example, rhenium-tungsten or beryllium-copper alloys. Among them, the structure of the probe pin is, for example, a metal microspring or a metal wire pin.
이외에도, 신호 전송 과정 중에, 해당 탐침 핀이 신호 전송을 진행할 때, 나노 코팅막은 탐침 핀이 부점착의 특성을 구비하고 있기 때문에, 이로 인하여 탐침 핀은 테스팅 결정 과립의 정확한 테스팅 위치와의 명확한 접촉을 더욱 용이하게 하며, 그리고 탐침 핀이 신호 전송을 진행할 때 잡신호를 피할 수 있고 더욱 명확한 신호 전송에 도달할 수 있으며, 동시에 테스팅의 안정성을 제고시킬 수 있다.In addition, during the signal transmission process, when the probe pin proceeds with the signal transmission, the nano-coated film has the characteristic of the non-adhesive property of the probe pin, which causes the probe pin to have a clear contact with the exact testing position of the testing crystal grain. It makes it easier, and when the probe pin proceeds with signal transmission, it can avoid miscellaneous signals, reach clearer signal transmission, and at the same time improve the stability of testing.
이외에, 본 발명에서 개시하는 탐침 카드의 나노 코팅막은 예를 들어 화학적인 코팅막 제조 공정 방법은 탐침 핀 표면상에 직접 탐침 핀 나노 코팅막이 형성되며, 이로 인하여 탐침 핀의 코팅막 두께를 제어할 수 있는 정밀 코팅막의 부품 고정장치가 필요하며, 또한 인쇄 전기 회로판 또는 실리콘 기판의 크기 및 탐침 핀의 상대적 거리가 필요하다. 정밀 코팅막 부품 고정장치를 위한 설계 계수(parameter)가 만들어지며, 이로 인하여 본 발명은 원래의 탐침 카드 구조가 변동이 없다는 전제 하에, 탐침 카드 나노 코팅막의 사전 준비작업이 완성되며, 이로 인하여 상대적으로 본 발명에서 개시되어 있는 탐침 카드의 탐침 핀 동일 평면도가 탐침 핀 팁에 나노 코팅막의 두께가 증가되는 것으로 인하여 변화되는 결과를 가져오지는 않는다.In addition, the nano-coating film of the probe card disclosed in the present invention, for example, the chemical coating film manufacturing process method is formed on the probe pin nano-coating film directly on the surface of the probe pin, thereby precisely controlling the coating film thickness of the probe pin Component fixing of the coating film is required, and also the size of the printed electrical circuit board or silicon substrate and the relative distance of the probe pin. A design parameter for the precision coating membrane component fixing device is made, and thus, the present invention completes the preliminary preparation of the probe card nanocoating membrane under the premise that the original probe card structure is not changed. The same top view of the probe pin of the probe card disclosed in the invention does not result in a change due to an increase in the thickness of the nanocoating film on the tip of the probe pin.
종합적으로 살펴보면,본 발명에서 제공되는 탐침 핀 및 탐침 카드는, 구비되어진 나노 코팅막은 탐침 핀이 부점착의 특성을 구비하게 하며, 그리고 높은 집적도, 높은 접각수, 밀도 간 거리의 웨이퍼 선진 제조공정 기술을 구비하여 응용할 수 있다. 또한 반도체 산업에서 웨이퍼 선진 제조공정 중의 웨이퍼 테스팅에 응용되며, 익히 알려져 있는 점착 결정과립의 문제를 해결할 수 있다. 본 발명에서 탐침 카드의 탐침 핀이 탐침 핀 표면에 나노 코팅막으로 코팅되는데, 탐침 핀이 테스팅 결정과립과의 사이에서 어떠한 흡인력도 거의 만들어지지 않으며, 탐침 핀이 부점착의 특성을 구비하게 되며, 이로 인하여 탐침 핀의 세정 빈도율이 저하될 수 있으며, 테스팅 우량율이 제고되는 것 이외에도, 게다가 테스팅 기기의 가동률 제고 및 웨이퍼 테스팅 전체 비용의 절감 등의 우수한 점이 구비된다.In general, the probe pin and the probe card provided in the present invention, the nano-coating film provided has a feature that the probe pin has a non-adhesive property, and the wafer advanced manufacturing process technology of high integration, high angle of contact, density distance It can be applied and provided. In addition, it is applied to wafer testing during the advanced wafer manufacturing process in the semiconductor industry, and solves the well-known problem of coarse crystal grains. In the present invention, the probe pin of the probe card is coated on the surface of the probe pin with a nano-coating film, the probe pin is hardly made any suction force between the test grains, the probe pin has a non-adhesive property, Due to this, the cleaning frequency rate of the probe pins may be lowered, and in addition to improving the test superiority rate, the present invention also provides advantages such as an increase in the utilization rate of the testing apparatus and a reduction in the overall cost of wafer testing.
본 발명은 이미 비교적 바람직한 실시예가 개시되었는 바, 본 발명에 한정되어 사용하지 않는다. 본 발명에 속한 기술 영역 중에 통상적으로 구비되어 있는 지식은, 본 발명에서 이탈할 수 없는 정신과 범위 내에서, 마땅히 각종의 변경과 수정이 이루어져야 한다. 이로 인하여, 본 발명의 보호 범위는 특허 청구범위에 한정하여 준한다. Since the present invention has already been disclosed a relatively preferred embodiment, it is not limited to the present invention. The knowledge normally provided in the technical field belonging to the present invention should be variously changed and modified within the spirit and scope which cannot be separated from the present invention. For this reason, the protection scope of the present invention is limited to the claims.
10 기판 11 탐침 핀 12 가이드 기구
13 세라믹 고리 14 탐침 핀 15 강화체
110 나노 코팅막 140 나노 코팅막10
13
110
Claims (14)
상기 나노 코팅막은 상기 탐침 본체의 표면에 형성되며, 상기 나노 코팅막의 두께는 나노미터 급이며, 상기 나노 코팅막은 하나의 유기재료로 구성되며, 상기 유기재료는 적어도 하나의 제1 잔기 및 적어도 하나의 제2 잔기를 포함하며, 상기 제1 잔기는 상기 탐침 핀 본체의 표면에 화학적으로 결합되고, 상기 제2 잔기는 상기 금속 탐침 핀의 표면으로부터 멀리 떨어져 있으며, 상기 나노 코팅막은 부점착의 성질을 구비하고 있으며, 표면에 상기 나노 코팅막이 있는 상기 탐침 핀 본체의 저항 증가량은 상대적으로 표면에 상기 나노 코팅막이 없는 상기 탐침 핀 본체의 저항에 대하여 그 비율이 10% 이하가 되는 탐침 카드.A probe card comprising a substrate, a plurality of metal probe pins, and a nano coating film, the probe card providing an electrical connection to an exterior, wherein the plurality of metal probe pins are installed in a lower direction of the substrate and between the substrate and the substrate. Electrically connected, one wafer is used to make contact with the surface for testing.
The nano coating film is formed on the surface of the probe body, the thickness of the nano coating film is nanometer class, the nano coating film is composed of one organic material, the organic material is at least one first residue and at least one A second moiety, wherein the first moiety is chemically bonded to the surface of the probe pin body, the second moiety is remote from the surface of the metal probe pin, and the nano-coating layer has a non-adhesive property. And a resistance increase amount of the probe pin body having the nanocoating film on the surface thereof is relatively less than 10% relative to the resistance of the probe pin body having no nanocoating film on the surface thereof.
상기 탐침 핀 본체는 전도성이 구비된 금속 탐침 핀이 되며, 일 단부는 상기 기판과의 사이에 전기적으로 연결되며, 다른 일 단부는 테스팅 부품의 접각과 접촉하여 테스팅 기능이 진행되며,
상기 나노 코팅막은 상기 탐침 본체의 표면에 형성되며, 상기 나노 코팅막의 두께는 나노미터 급이며, 상기 나노 코팅막은 하나의 유기재료로 구성되며, 상기 유기재료는 적어도 하나의 제1 잔기 및 적어도 하나의 제2 잔기를 포함하며, 상기 제1 잔기는 상기 탐침 핀 본체의 표면에 화학적으로 결합되고, 상기 제2 잔기는 상기 금속 탐침 핀의 표면으로부터 멀리 떨어져 있으며, 상기 나노 코팅막은 부점착의 성질을 구비하고 있으며, 표면에 상기 나노 코팅막이 있는 상기 탐침 핀 본체의 저항 증가량은 상대적으로 표면에 상기 나노 코팅막이 없는 상기 탐침 핀 본체의 저항에 대하여 그 비율이 10% 이하가 되는 탐침 핀.A probe pin comprising a probe pin body and a nano coating film,
The probe pin body is a conductive metal probe pin, one end is electrically connected with the substrate, the other end is in contact with the contact angle of the testing component, the testing function proceeds,
The nano coating film is formed on the surface of the probe body, the thickness of the nano coating film is nanometer class, the nano coating film is composed of one organic material, the organic material is at least one first residue and at least one A second moiety, wherein the first moiety is chemically bonded to the surface of the probe pin body, the second moiety is remote from the surface of the metal probe pin, and the nano-coating layer has a non-adhesive property. And an increase in resistance of the probe pin body having the nanocoating film on the surface thereof is relatively less than 10% relative to the resistance of the probe pin body having no nanocoating film on the surface thereof.
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2011
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