KR20160148097A

KR20160148097A - Ｐｃｒ 디바이스 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20160148097A
Application number: KR1020150084075A
Authority: KR
Inventors: 오성경; 김병조; 박형석; 안종열; 윤해석; 이금묵
Original assignee: 에이케이이노텍주식회사
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2016-12-26

Abstract

본 발명은 PCR 디바이스 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 PCR 디바이스는 복수의 볼 그리드를 갖는 반도체 소자와, 복수의 검사 패드가 형성된 검사회로기판 사이에서 상호 대응하는 상기 볼 그리드와 상기 검사 패드를 전기적으로 연결하며, 각각의 상기 볼 그리드에 대응하는 위치에 상하 방향으로 복수의 관통공이 형성된 절연성 본체와, 각각의 상기 관통공 내부에 충진되어, 상하 방향으로 상기 볼 그리드와 상기 검사 패드를 전기적으로 연결하기 위한 도전 라인을 형성하는 도전성 분말과, 상기 절연성 본체의 상기 반도체 소자와 대향하는 표면에 상기 도전성 분말의 표면을 포함하여 코팅되는 DLC 코팅층을 포함하며; 상기 DLC 코팅층은 탄성을 갖는 원소를 도핑 원소로 하는 DLC 코팅 방법을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 한다. 이에 따라, 도전 패턴을 구성하는 도전성 분말과의 접착력을 높이면서도 일정 정도의 탄성을 유지하면서 도전성 분말의 손상이나 이탈을 방지할 수 있는 PCR 디바이스 및 그 제조 방법이 제공된다.

Description

ＰＣＲ 디바이스 및 그 제조 방법{PCR DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 PCR 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 볼 그리드를 갖는 반도체 소자와, 복수의 검사 패드가 형성된 검사 회로기판 사이에서 상호 대응하는 볼 그리드와 검사 패드를 전기적으로 연결하여 반도체 소자를 검사하기 위한 PCR 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 소자는 제조 과정을 거친 후 전기적 성능의 양불을 판단하기 위한 검사를 수행하게 된다. 반도체 소자의 양불 검사는 반도체 소자의 볼 그리드와 전기적으로 접촉될 수 있도록 형성된 반도체 테스트 소켓(또는 콘텍터 또는 커넥터)을 반도체 소자와 검사회로기판 사이에 삽입한 상태에서 검사가 수행된다. 그리고, 반도체 테스트 소켓은 반도체 소자의 최종 양불 검사 외에도 반도체 소자의 제조 과정 중 번-인(Burn-In) 테스트 과정에서도 사용되고 있다.

반도체 소자의 집적화 기술의 발달과 소형화 추세에 따라 반도체 소자의 볼 그리드 즉, 리드의 크기 및 간격도 미세화되는 추세이고, 그에 따라 반도체 테스트 소켓의 도전 패턴 상호간의 간격도 미세하게 형성하는 방법이 요구되고 있다. 따라서, 기존의 포고-핀(Pogo-pin) 타입의 반도체 테스트 소켓으로는 집적화되는 반도체 소자를 테스트하기 위한 반도체 테스트 소켓을 제작하는데 한계가 있었다.

이와 같은 반도체 소자의 집적화에 부합하도록 제안된 기술이, 탄성 재질의 실리콘 소재로 제작되는 실리콘 본체 상에 수직 방향으로 타공 패턴을 형성한 후, 타공된 패턴 내부에 도전성 분말을 충진하여 도전 패턴을 형성하는 PCR(Pressure Conductive Rubber) 디바이스 타입이 널리 사용되고 있으며, 한국등록특허 제10-1029488호나 한국공개특허 제10-2011-0087437호에 개시된 기술이 PCR 디바이스 타입을 기본으로 하는 반도체 테스트 소켓의 예를 개시하고 있다.

도 1은 반도체 소자(10)의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 도 1에 도시된 반도체 소자(10)는 대략 직육면체 형상을 가지며, 일측 표면에 전기적인 접점을 위한 복수의 볼 그리드(11)(Ball grid)가 형성되어 있다.

도 2는 도 1에 도시된 반도체 소자(10)를 테스트하기 위한 종래의 반도체 테스트 장치의 구성의 예를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 반도체 테스트 장치는 PCR 디바이스(20)와 검사회로기판(30)을 포함한다.

PCR 디바이스(20)는 절연성의 실리콘 본체(21)에 상하로 타공된 타공부(미도시)가 형성되고, 해당 타공 패턴 내에 충진되는 도전성 분말에 의해 상하 방향으로 도전 패턴(22)들이 형성된다. 여기서, 도전 패턴(22)은 반도체 소자(10)의 볼 그리드에 각각 대응하는 위치에 형성되어 반도체 소자(10)의 볼 그리드(11)와 검사회로기판(30)의 단자(31)를 각각 상호 전기적으로 연결하게 된다.

여기서, PCR 디바이스(20)의 경우 도전 패턴(22)을 형성하는 도전성 분말이 반도체 소자(10)의 접촉시 발생하는 압력에 의해 상하 방향으로 도전성이 형성되는 원리를 이용하여 반도체 소자(10)와 검사회로기판(30)을 전기적으로 연결하게 된다.

그런데, 도 2의 (b)의 확대 영역에 도시된 바와 같이, 반도체 소자(10)가 상부에서 하부로 가압될 때, 반도체 소자(10)의 볼 그리드(11)가 도전 패턴(22) 내부로 가압되면서 이동하게 되고, 새로운 반도체 소자(10)를 테스트할 때 마다 반도체 소자(10)의 볼 그리드(11)에 의해 도전 패턴(22)을 형성하는 도전성 분말이 타격을 받게 된다.

도 3은 종래의 PCR 디바이스(20)에 대한 타격 실험 결과를 설명하기 위한 도면으로, 반도체 소자(10)의 볼 그리드(11)가 도전 패턴(22)을 타격할 때 도전 패턴(22)을 형성하는 도전성 분말의 손상을 실험한 결과를 나타낸 도면이다. 도 3의 (a)는 10,000 번의 타격이 가해졌을 때 도전 패턴의 표면을 촬영한 것이고, 도 3의 (b)는 20,000 번의 타격이 가해졌을 때 도전 패턴의 표면을 촬영한 것이고, 도 3의 (c)는 30,000 번의 타격이 가해졌을 때 도전 패턴의 표면을 촬영한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 30,000 번이 가해졌을 때에는 시각적으로도 확인 가능하게 도전 패턴의 표면이 손상된 것을 확인할 수 있으며, 실제 측정 결과 70 ㎛ 깊이로 파임 현상이 나타난 것으로 확인되었다. 실제 측정 결과에서 10,000 번의 타격시 20㎛ 깊이로 파임 현상이 나타났고, 20,000 번의 타격시 30~40 ㎛ 깊이로 파임 현상이 나타났다.

이와 같은 도전 패턴의 손상 정도는 결과적으로 PCR 디바이스(20)의 교체 주기를 결정하는 요인으로 작용하게 되는데, 이는 결국 반도체 소자(10)이 제조 원가를 높이는 원인으로 작용하게 된다. 실제, 반도체 소자(10)의 제조사에서는 PCT 디바이스(20)를 최소 30,000 번의 타격에도 사용 가능하도록 제작해 줄 것으로 요구하고 있는 실정이다.

상기와 같은 도전성 분말의 손실이나 파임 등의 현상을 최소화하기 위해, 본원 출원인이 특허권자로 등록된 한국등록특허 제10-1029826호에 개시된 '실리콘 콘텍터 및 그 표면 처리 방법'에서는 도전성 분말의 포면에 메쉬를 부착하여 도전성 분말의 이탈을 방지하는 기술을 제안하고 있다.

그런데, 상기 한국등록특허에 개시된 기술의 경우, 도전성 분말과 메쉬라는 이질적인 구성에 따른 메쉬의 부착력의 문제가 발생하게 되는데, 이는 반도체 소자의 테스트 과정에서 메쉬 자체가 실리콘 콘텍터로부터 이탈되는 문제를 야기시킨다.

또한, 각각의 도전 패턴이 상호 절연되어야 하므로 메쉬를 부착한 후 패턴 간을 절단하는 공정(상기 한국등록특허의 도 7 참조)이 추가되어 공정의 효율성을 저해하는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 도전 패턴을 구성하는 도전성 분말과의 접착력을 높이면서도 일정 정도의 탄성을 유지하면서 도전성 분말의 손상이나 이탈을 방지할 수 있는 PCR 디바이스 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 각각의 도전 패턴 간의 절연을 위한 추가적인 공정을 제거하여 공정 효율 또한 높일 수 있는 PCR 디바이스 및 그 제조 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 복수의 볼 그리드를 갖는 반도체 소자와, 복수의 검사 패드가 형성된 검사회로기판 사이에서 상호 대응하는 상기 볼 그리드와 상기 검사 패드를 전기적으로 연결하는 PCR 디바이스에 있어서, 각각의 상기 볼 그리드에 대응하는 위치에 상하 방향으로 복수의 관통공이 형성된 절연성 본체와, 각각의 상기 관통공 내부에 충진되어, 상하 방향으로 상기 볼 그리드와 상기 검사 패드를 전기적으로 연결하기 위한 도전 라인을 형성하는 도전성 분말과, 상기 절연성 본체의 상기 반도체 소자와 대향하는 표면에 상기 도전성 분말의 표면을 포함하여 코팅되는 DLC 코팅층을 포함하며; 상기 DLC 코팅층은 탄성을 갖는 원소를 도핑 원소로 하는 DLC 코팅 방법을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 도핑 원소는 실리콘(Si)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 도전성 분말은 실리콘 분말과 혼합되어 상기 관통공 내부에 충진될 수 있다.

그리고, 상기 DLC 코팅층의 두께는 5 nm와 100 nm 사이의 범위일 수 있다.

또한, 상기 절연성 본체와 상기 DLC 코팅층 사이에는 절연성 시트층이 형성되며; 상기 절연성 시트층에는 상기 도전성 분말이 노출되도록 상기 관통공에 대응하는 패턴의 복수의 노출공이 형성될 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 복수의 볼 그리드를 갖는 반도체 소자와, 복수의 검사 패드가 형성된 검사 회로기판 사이에서 상호 대응하는 상기 볼 그리드와 상기 검사 패드를 전기적으로 연결하는 PCR 디바이스의 제조방법에 있어서, (a) 절연성 본체에 각각의 상기 볼 그리드에 대응하는 위치에 상하 방향으로 복수의 관통공을 형성하는 단계와, (b) 각각의 상기 관통공 내부에 도전성 재질의 도전성 분말을 충진시키는 단계와, (c) 상기 절연성 본체의 상기 반도체 소자와 대향하는 표면에 상기 도전성 분말의 표면을 포함하여 DLC 코팅층을 형성하는 단계를 포함하며; 상기 DLC 코팅층은 탄성을 갖는 원소를 도핑 원소로 하는 DLC 코팅 방법을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스의 제조방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 탄성을 갖는 원소는 실리콘(Si)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 (b) 단계에서 상기 도전성 분말은 실리콘 분말과 혼합되어 상기 관통공 내부에 충진될 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계에서는 상기 DLC 코팅층의 두께가 5 nm 내지 100 nm 가 되도록 수행될 수 있다.

그리고, 상기 (a) 단계 전에 상기 절연성 본체의 상부 표면에 절연성 시트층을 형성하는 단계를 더 포함하며; 상기 (a) 단계에서는 상기 관통공의 형성시 상기 절연성 시트층에 상기 관통공에 대응하는 복수의 노출공이 함께 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성에 따라, 도전 패턴을 구성하는 도전성 분말과의 접착력을 높이면서도 일정 정도의 탄성을 유지하면서 도전성 분말의 손상이나 이탈을 방지할 수 있는 PCR 디바이스 및 그 제조 방법이 제공된다.

또한, 각각의 도전 패턴 간의 절연을 위한 추가적인 공정을 제거하여 공정 효율 또한 높일 수 있다.

도 1은 반도체 소자의 일 예를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 반도체 소자를 테스트하기 위한 종래의 반도체 테스트 장치의 구성의 예를 도시한 도면이고,
도 3은 종래의 PCR 디바이스에 대한 타격 실험 결과를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 PCR 디바이스의 사시도이고,
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 선에 따른 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 PCR 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 PCR 다바이스의 DLC 코팅층의 표면을 촬영한 도면이고,
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 PCR 디바이스에 대한 타격 실험 결과를 설명하기 위한 도면이고,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCR 디바이스의 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)는 복수의 볼 그리드(11)를 갖는 반도체 소자(10)와, 복수의 검사 패드(31)가 형성된 검사회로기판(30) 사이에서 상호 대응하는 볼 그리드(11)와 검사 패드(31)를 전기적으로 연결하여 반도체 소자(10)의 불량 여부를 검사한다. 여기서, 반도체 소자(10)와 검사회로기판(30)의 구성은 도 2를 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서에서의 '반도체'라는 표현은 본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)에 의한 테스트 대상을 정의하는 명칭으로, 사전적인 의미의 '반도체' 뿐만 아니라 스마트 폰과 같은 전자기기에 적용되는 소형의 칩이나 회로 기판 등도 포함하는 개념으로 사용되는 바, 본 발명에 따른 '반도체 소자(10)'의 범주에 포함된다.

도 4는 본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)의 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ 선에 따른 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)는 절연성 본체(110), 도전성 분말(140) 및 DLC 코팅층(120)을 포함한다.

절연성 본체(110)는 절연성의 탄성을 갖는 재질로 마련되며, 본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)의 전체 몸체를 형성한다. 여기서, 본 발명에서는 절연성의 탄성을 갖는 재질로 실리콘 재질이 적용되는 것을 예로 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 PCR 디바이스(100)가, 도 1에 도시된 바와 같이, 직육면체 형상의 반도체 소자(10)에 대응하여 직육면체 형상을 갖도록 마련되는 것을 예로 한다. 그리고, 절연성 본체(110)에는 반도체 소자(10)의 볼 그리드(11)에 대응하는 위치에 상하 방향으로 복수의 관통공(130)이 형성된다(도 6의 (b) 참조).

도전성 분말(140)은 절연성 본체(110)에 형성된 각각의 관통공(130)에 충진되어 상하 방향으로 도전 라인을 형성한다. 이를 통해, 도 2에 도시된 바와 같이, PCR 디바이스(100)의 상부 및 하부에 각각 반도체 소자(10)와 검사회로기판(30)이 접촉될 때, 반도체 소자(10)의 볼 그리드(11)와 검사회로기판(30)의 검사 패드(31)가 각각 상부 및 하부 표면에 연결됨으로써 볼 그리드(11)와 검사 패드(31)를 전기적으로 하게 된다.

본 발명에서는 도전성 분말(140)이 도전성을 갖는 금속성 분말과, 실리콘 분말이 혼합된 혼합 분말로 구성되는 것을 예로 한다.

DLC 코팅층(120)은 절연성 본체(110)의 반도체 소자(10)와 대향하는 표면에 코팅된다. 도 5에 도시된 바와 같이, DLC 코팅층(120)은 절연성 본체(110)의 표면 뿐만 아니라 도전성 분말(140)의 표면까지 포함하여 코팅되는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 절연성 본체(110)의 상부 표면 전체에 코팅되어 형성된다.

여기서, DLC 코팅층(120)은 탄성을 갖는 원소를 도핑 원소로 하는 DLC 코닝 방법을 통해 형성된다. DLC 코팅 방법은 고경도, 고윤활성, 내식성, 화학적 안정성이 우수한 코팅막을 형성하는 기술이다. DLC 코팅 방법은 탄소(C)를 기본 원소로 하고, 실리콘(Si), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등과 같은 다양한 도핑 원소의 첨가를 통해 품질을 향상시키고 있다.

이에 본 발명은 PCR 디바이스(100)로의 동작을 위해 탄성을 갖는 도핑 원소를 이용하는 것을 예로 하며, 실리콘이 도핑 원소로 적용되는 것을 예로 한다. 이에 따라, 실리콘이 탄성을 갖는 도핑 원소로 적용됨으로써, 반도체 소자(10)의 테스트 과정에서 반도체 소자(10)의 볼 그리드(11)와의 접촉시 탄성에 의해 볼 그리드(11)의 손상을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한, DLC 코팅층(120)이 갖는 고유의 경도에 의해 DLC 코팅층(120)의 손상을 최소화할 수 있어, 도전성 분말(140)의 이탈도 방지할 수 있게 되어, PCR 소켓의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

또한, 실리콘을 도핑 원소로 이용함으로써, DLC 코팅층(120)과 접하는 도전성 분말(140) 내의 실리콘 분말과의 접착력이 향상되어 DLC 코팅층(120)이 도전성 분말(140)의 표면과 분리되는 현상을 최소화함으로써, PCR 소켓의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 DLC 코팅층(120)의 두께는 5 nm와 100 nm 사이의 범위로 형성되는 것을 예로 한다. 이를 통해, 절연성 재질인 DLC 코팅층(120)을 사이에 두고 접하게 되는 볼 그리드(11)와 도전성 분말(140)이 전기적으로 연결될 수 있고, 볼 그리드(11)나 도전성 분말(140)에 비해 상대적으로 높은 저항으로 인해 도전 라인 간의 단락은 발생하지 않게 된다.

따라서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 절연성 본체(110)의 전체 표면을 코팅하더라도 도전 라인 간의 단락 현상이 방지됨으로써, 기존의 메쉬에서와 같이 도전 라인 간의 절연을 위한 절단 과정을 제거할 수 있게 된다.

이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.

먼저, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 실리콘 재질의 절연성 본체(110)를 마련한다. 그런 다음, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 절연성 본체(110)에 볼 그리드(11)에 대응하는 위치에 상하 방향으로 복수의 관통공(130)을 형성한다. 여기서, 본 발명에서는 관통공(130)을 레이저 가공을 통해 형성하는 것을 예로 한다.

그런 다음, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 각각의 관통공(130) 내부에 도전성 재질의 도전성 분말(140)을 충진시켜, 상하 방향으로 복수의 도전 라인을 형성한다.

그리고, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 절연성 본체(110)의 반도체 소자(10)와 대향하는 표면에 도전성 분말(140)의 표면을 포함하여 DLC 코팅층(120)을 형성하는데, 상술한 바와 같이, 탄성을 갖는 원소를 도핑 원소로 하는 DLC 코팅 방법을 통해 형성하게 된다.

이하에서는, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)에 대한 타격 실험 결과에 대해 설명한다.

먼저, 도 7은 상기와 같은 과정을 통해 제작된 본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)의 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 도전성 분말(140)의 상부 표면에도 DLC 코팅층(120)이 형성되어 있음을 확인할 수 있다.

도 8은 DLC 코팅층(120)의 두께를 20 nm로 형성한 PCR 디바이스(100)의 타격 실험 결과를 나타낸 것으로, 도 8의 (a)는 10,000 번의 타격이 가해졌을 때 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이고, 도 8의 (b)는 20,000 번의 타격이 가해졌을 때 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이고, 도 8의 (c)는 30,000 번의 타격이 가해졌을 때 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이다.

도 3과 비교하여 볼 때, 동일한 타격 횟수에서 DLP 코팅층(120)이 형성된 본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)의 손상이나 DLP 코팅층(120)의 손상이 거의 없음을 시각적으로도 확인할 수 있다. 또한, 실제 측정 결과에서도, 10,000 번의 타격시 10㎛ 이하의 파임 현상이 나타났고, 20,000 번의 타격시 10 ~ 20 ㎛의 파임 현상이 나타났고, 30,000 번의 타격시 30 ㎛ 정도의 파임 현상이 나타나는 것으로 측정되어, 도 3에 도시된 종래의 PCR 디바이스(100)보다 손상이 적음을 확인할 수 있다.

도 9는 DLC 코팅층(120)의 두께를 40 nm로 형성한 PCR 디바이스(100)의 타격 실험 결과를 나타낸 것으로, 도 9의 (a)는 10,000 번의 타격이 가해졌을 때 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이고, 도 9의 (b)는 20,000 번의 타격이 가해졌을 때 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이고, 도 9의 (c)는 30,000 번의 타격이 가해졌을 때 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이다.

도 3과 비교하여 볼 때, 동일한 타격 횟수에서 DLP 코팅층(120)이 형성된 본 발명에 따른 PCR 디바이스(100)의 손상이나 DLP 코팅층(120)의 손상이 적음을 시각적으로도 확인할 수 있다. 또한, 실제 측정 결과에서도, 10,000 번의 타격시 10㎛ 이하의 파임 현상이 나타났고, 20,000 번의 타격시 10 ~ 20 ㎛의 파임 현상이 나타났고, 30,000 번의 타격시 30 ㎛ 정도의 파임 현상이 나타나는 것으로 측정되어, 도 8에 도시된 실험 결과와 유사한 결과가 도출되었다.

도 10는 DLC 코팅층(120)의 두께를 60 nm로 형성한 PCR 디바이스(100)의 타격 실험 결과를 나타낸 것으로, 도 10의 (a)는 10,000 번의 타격이 가해졌을 때 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이고, 도 10의 (b)는 20,000 번의 타격이 가해졌을 때 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이고, 도 10의 (c)는 30,000 번의 타격이 가해졌을 때 DLC 코팅층(120)의 표면을 촬영한 도면이다.

한편, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCR 디바이스(200)의 단면도이다. 도 11을 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCR 디바이스(200)는 절연성 본체(210), 도전성 분말(240) 및 DLC 코팅층(220)을 포함한다. 또한, PCR 디바이스(200)는 절연성 시트층(250)을 더 포함한다.

절연성 시트층(250)은 절연성 본체(210)와 DLC 코팅층(220) 사이에 형성되는데, 절연성 시트층(250)에는 도전성 분말(240)이 상부로 노출될 수 있도록 관통공(미도시)에 대응하는 패턴의 복수의 노출공(미도시)이 형성된다.

이를 통해, 절연성 시트층(250)은 절연성 본체(210)와 부착된 상태로 반도체 소자(10)의 가압시 탄성 재질의 절연성 본체(210)가 가로 방향으로 신장되는 것을 차단하여, 관통공(미도시) 내부의 도전성 분말(240)의 이탈을 방지하게 된다. 여기서, 절연성 시트는 도 6의 (b) 공정 진행 전에 절연성 본체(210)에 부착되어, 관통공의 형성시 노출공을 함께 형성할 수 있다.

본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.

100,200 : PCR 디바이스 120,220 : DLC 코팅층
130 : 관통공 140,240 : 도전성 분말
250 : 절연성 시트층

Claims

복수의 볼 그리드를 갖는 반도체 소자와, 복수의 검사 패드가 형성된 검사회로기판 사이에서 상호 대응하는 상기 볼 그리드와 상기 검사 패드를 전기적으로 연결하는 PCR 디바이스에 있어서,
각각의 상기 볼 그리드에 대응하는 위치에 상하 방향으로 복수의 관통공이 형성된 절연성 본체와,
각각의 상기 관통공 내부에 충진되어, 상하 방향으로 상기 볼 그리드와 상기 검사 패드를 전기적으로 연결하기 위한 도전 라인을 형성하는 도전성 분말과,
상기 절연성 본체의 상기 반도체 소자와 대향하는 표면에 상기 도전성 분말의 표면을 포함하여 코팅되는 DLC 코팅층을 포함하며;
상기 DLC 코팅층은 탄성을 갖는 원소를 도핑 원소로 하는 DLC 코팅 방법을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 도핑 원소는 실리콘(Si)을 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스.
제2항에 있어서,
상기 도전성 분말은 실리콘 분말과 혼합되어 상기 관통공 내부에 충진되는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 DLC 코팅층의 두께는 5 nm와 100 nm 사이의 범위 인 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 절연성 본체와 상기 DLC 코팅층 사이에는 절연성 시트층이 형성되며;
상기 절연성 시트층에는 상기 도전성 분말이 노출되도록 상기 관통공에 대응하는 패턴의 복수의 노출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스.
복수의 볼 그리드를 갖는 반도체 소자와, 복수의 검사 패드가 형성된 검사 회로기판 사이에서 상호 대응하는 상기 볼 그리드와 상기 검사 패드를 전기적으로 연결하는 PCR 디바이스의 제조방법에 있어서,
(a) 절연성 본체에 각각의 상기 볼 그리드에 대응하는 위치에 상하 방향으로 복수의 관통공을 형성하는 단계와,
(b) 각각의 상기 관통공 내부에 도전성 재질의 도전성 분말을 충진시키는 단계와,
(c) 상기 절연성 본체의 상기 반도체 소자와 대향하는 표면에 상기 도전성 분말의 표면을 포함하여 DLC 코팅층을 형성하는 단계를 포함하며;
상기 DLC 코팅층은 탄성을 갖는 원소를 도핑 원소로 하는 DLC 코팅 방법을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 탄성을 갖는 원소는 실리콘(Si)을 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스의 제조 방법.
제7항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 상기 도전성 분말은 실리콘 분말과 혼합되어 상기 관통공 내부에 충진되는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 (c) 단계에서는 상기 DLC 코팅층의 두께가 5 nm 내지 100 nm 가 되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 (a) 단계 전에 상기 절연성 본체의 상부 표면에 절연성 시트층을 형성하는 단계를 더 포함하며;
상기 (a) 단계에서는 상기 관통공의 형성시 상기 절연성 시트층에 상기 관통공에 대응하는 복수의 노출공이 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 PCR 디바이스의 제조 방법.