KR20170036511A - 상호 접속 구조체 및 이를 포함하는 프로브 카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상호 접속 구조체를 제안한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 접속 구조체는, 하부 팁부 및 상기 하부 팁부로부터 상측으로 연장형성되고, 상부가 개방된 슬라이딩 홈이 형성된 제1 접촉부를 포함하는 제1 컨택터; 상기 슬라이딩 홈에 하부가 삽입되는 제2 접촉부, 상기 제2 접촉부의 상측으로 연장형성되는 단차부; 및 상기 단차부의 상측으로 연장형성된 상부 팁부를 포함하는 제2 컨택터; 및 상기 슬라이딩 홈에 배치되며, 상기 제2 접촉부와 상기 슬라이딩 홈의 단부 사이에 위치하는 탄성부재를 포함하되, 상기 제1 접촉부의 외측면과 상기 슬라이딩 홈의 내측면이 면접촉된다.

Description

상호 접속 구조체 및 이를 포함하는 프로브 카드{INTERCONNECT STRUCTURE AND PROBE CARD HAVING THE SAME}

본 발명은 상호 접속 구조체 및 이를 포함하는 프로브 카드에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지는, 최종적으로 검사 장치에 의해 각종 전기 시험을 통한 특성 측정 또는 불량 검사를 받게 된다. 이러한 불량 검사에 있어서, 전자 소자와 검사 장치를 전기적으로 연결하기 위해 프로브 카드, 테스트 소켓 등이 이용되며, 이러한 프로브 카드 및 테스트 소켓은 전자 소자와 검사 장치 사이에서 구동하는 상호 접속 구조체를 포함한다.

종래의 상호 접속 구조체는 상부 프로브 핀, 상부 프로브 핀과 이격되어 상부 프로브핀의 하측에 배치되는 하부 프로브 핀, 상부 프로브 핀과 하부 프로브 핀의 사이에 위치하는 탄성부재, 및 상부 프로브 핀, 하부 프로브 핀 및 스프링을 감싸는 하우징을 포함한다.

이러한, 상호 접속 구조체는 전기적 신호의 전달이 스프링의 기울어짐을 통해 형성되는 상부 프로브 핀, 스프링, 하우징 및 하부 프로브 핀 간의 접촉 지점을 따라 이루어졌다. 또한, 이에 따르면, 전기적 신호의 이동 경로가, 상부 프로브 핀, 스프링, 하우징 및 하부 프로브 핀을 따라 순차적 또는 역순차적으로 형성되는바, 전기적 신호의 이동 경로가 복잡했다. 또한, 전기적 신호의 이동 경로가 복잡하여, 반도체 패키지의 검사 시간이 오래 걸릴 수 있었고, 인피던스 매칭 구간이 감소된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 상호 접속 구조체는, 전기적 신호의 전달을 위해, 하우징이 꼭 구비되어야 했다. 또한, 전기적 신호의 전달을 위해서는 스프링의 기울어짐이 필요한바, 스프링의 기울어짐을 유도하기 위해, 상호 접속 구조체의 전체적 길이가 일정 이상으로 요구되었고, 상부 프로브 핀과 하부 프로브 핀 사이에 위치하는 스프링의 길이로 인해 상호 접속 구조체의 전체적 길이가 증가되는 단점이 있었다. 이와 같은, 길이에 대한 요구조건은, 상호 접속 구조체의 스크로크 길이를 제한한다. 또한, 상호 접속 구조체에 요구되는 길이의 증가는 전기적 신호의 이동 시간을 상승시키는 문제점 또한 유발시켰다.

또한, 이러한 상호 접속 구조체에 의하면, 전기적 신호가, 상부 프로브 핀, 스프링, 하우징 및 하부 프로프 핀간의 점 접촉에 의해 전달되는바, 전기적 신호의 전달시 노이즈의 발생율이 높았고, 전달성이 낮았다.

이러한 종래의 상호 접속 구조체의 문제점을 해소하기 위해, 대한민국공개특허 제10-2015-0053480호(발명의 명칭: 공차가 확대된 인너브릿지 타입 스프링 프로브 핀)에서는, 적어도 일측에 제 1 연결다리부가 형성되고 타측에 제 1 외부 접촉부가 형성되는 제 1 탐침; 적어도 일측에 제2 연결다리부가 형성되고 타측에 제 2 외부 접촉부가 형성되는 제 2 탐침; 및 제 1 및 제2 연결다리부를 내삽한 상태에서 제 1 및 제 2 탐침을 탄성적으로 지지하는 코일 스프링을 포함하는 구성을 개시하고 있다.

그런데, 이러한 상호 접속 구조체는 미세 피치가 요구될수록 코일 스프링의 내에 위치하는 제1 및 제2 연결다리부의 두께가 얇아짐에 따라, 제1 및 제2 연결다리부의 강성이 감소되고, 컨택 포스가 감소됨에 따라 상호 접속 구조체의 성능이 감소되는 문제점이 있다. 또한, 이러한 상호 접속 구조체는 고전류의 인가시 서로 면접촉되는 제1 및 제2 연결다리부가 파손되는 문제점이 있었다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프로브 카드의 물리적 특성 및 전기적 특성이 보완된 상호 접속 구조체 및 이를 포함하는 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일측면에 따른 상호 접속 구조체는, 하부 팁부 및 상기 하부 팁부로부터 상측으로 연장형성되고, 상부가 개방된 슬라이딩 홈이 형성된 제1 접촉부를 포함하는 제1 컨택터; 상기 슬라이딩 홈에 하부가 삽입되는 제2 접촉부, 상기 제2 접촉부의 상측으로 연장형성되는 단차부; 및 상기 단차부의 상측으로 연장형성된 상부 팁부를 포함하는 제2 컨택터; 및 상기 슬라이딩 홈에 배치되며, 상기 제2 접촉부와 상기 슬라이딩 홈의 단부 사이에 위치하는 탄성부재를 포함하되, 상기 제1 접촉부의 외측면과 상기 슬라이딩 홈의 내측면이 면접촉된다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 제2 접촉부가 제1 접촉부에 형성된 슬라이딩 홈에 삽입되어 면접촉됨에 따라, 접촉부의 강성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 상호 접속 구조체의 물리적 특성 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 접속 구조체의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 접속 구조체의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 접속 구조체의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 A-A’의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 컨택터의 다양한 형상을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 접촉부의 다양한 형상을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층체의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층체의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층체의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상측, 상단, 하측, 하단 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들어 도 1을 보았을 때, 전반적으로 12시 방향이 상측, 전반적으로 12시 방향을 향하는 단부가 상단, 전반적으로 6시 방향이 하측, 전반적으로 6시 방향을 향하는 단부가 하단 등이 될 수 있다.

본원은 상호 접속 구조체(100) 및 이를 포함하는 프로브 카드(10)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 접속 구조체의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 접속 구조체의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 접속 구조체의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 A-A’의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 컨택터의 다양한 형상을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 접촉부의 다양한 형상을 설명하기 위한 개략적인 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드의 단면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층체의 평면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드의 사시도이며, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층체의 평면도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터 제조방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층체의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 본원의 일 실시예에 따른 상호 접속 구조체(100)(이하, '본 상호 접속 구조체(100)'라 함)에 대해 설명한다.

본 상호 접속 구조체(100)는 반도체 패키지와 검사 장치 사이를 전기적으로 연결한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 상호 접속 구조체(100)는 제1 컨택터(110), 제2 컨택터(120), 및 탄성부재(130)를 포함한다.

상호 접속 구조체(100)는 제1 컨택터(110), 제2 컨택터(120), 및 제1 및 제2 컨택터(110, 120)의 사이에 위치하고, 탄성지지하는 탄성부재(130)를 포함한다.

예시적으로, 제1 컨택터(110)의 하단은 반도체 패키지에 접촉되고, 제2 컨택터(120)의 상단은 검사 장치에 접촉될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 제1 컨택터(110)의 하단이 검사 장치에 접촉되고, 제2 컨택터(120)의 상단이 반도체 패키지에 접촉될 수도 있다.

제1 컨택터(110)는 판형으로 형성될 수 있다. 즉, 그 수평방향으로의 단면이 사각형일 수 있다. 또한, 제1 컨택터(110)는 하부 팁부(111) 및 하부 팁부(111)로부터 상측으로 연장형성되고, 상부가 개방된 슬라이딩 홈(113)이 형성된 제1 접촉부(112)를 포함한다.

하부 팁부(111)는 하단이 반도체 패키지 또는 검사 장치에 접촉하고, 상단이 제1 접촉부(112)에 연결될 수 있다. 예시적으로, 하부 팁부(111)의 하단은 중앙부가 돌출형성되는 ‘V’자 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 반도체 패키지 또는 검사 장치와 접촉 가능하도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

제1 접촉부(112)는 하부 팁부(111)의 상측으로 연장형성되고, 폭이 하부 팁부(111)의 폭보다 길게 제작되어 제1 단차(114)를 가질 수 있다.

상술한 폭은 도 1의 4시 방향 및 10시 방향 또는 도 2의 3시 방향 및 9시 방향일 수 있다.

제1 접촉부(112)는 제1 단차(114)를 가짐으로써, 후술되는 하우징(200)의 홀에 삽입 결합되었을 경우, 하부방향으로 이동이 저지될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

제1 접촉부(112)는 길이방향으로 연장형성되고, 상부가 개방된 형태로 형성되는 슬라이딩 홈(113)을 포함한다.

상술한 길이방향이란 도 1의 12시 방향 및 6시 방향일 수 있다.

제2 컨택터(120)는 판형으로 형성될 수 있다. 즉, 그 수평방향으로의 단면이 사각형일 수 있다. 또한, 제2 컨택터(120)는 슬라이딩 홈(113)에 삽입되는 제2 접촉부(121), 제2 접촉부(121)의 상측으로 연장형성되는 단차부(122) 및 단차부(122)의 상측으로 연장형성되는 상부 팁부(123)를 포함한다.

또한, 탄성부재(130)는 슬라이딩 홈(113)에 배치되며, 제2 접촉부(121)와 슬라이딩 홈(113)의 단부 사이에 위치한다. 다시 말해, 탄성부재(130)는 슬라이딩 홈(113)의 내부에 완전히 삽입되되, 상단이 제2 접촉부(121)의 하단부에 접촉되며, 하단이 슬라이딩 홈(113)의 단부 즉, 하부면에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 컨택터(110, 120)는 탄성부재(130)에 의해 탄성지지될 수 있다. 예시적으로, 탄성부재(130)는 코일 스프링일 수 있다.

제2 접촉부(121)는 제1 접촉부(112)에 형성된 슬라이딩 홈(113)에 삽입되어, 제1 접촉부(112)의 외측면과 슬라이딩 홈(113)의 내측면이 면접촉될 수 있다. 다시 말해, 제1 컨택터(110) 및 제2 컨택터는 서로 평면축이 동일하여, 제2 접촉부(121)가 슬라이딩 홈(113)에 삽입되고, 제1 접촉부(112)의 외측면과 슬라이딩 홈(113)의 내측면이 면접촉될 수 있다.

도 2를 참조하면, 제2 접촉부(121)는 하단부가 탄성부재(130)에 접촉되어 탄성지지되고, 슬라이딩 홈(113)에 삽입되어 슬라이딩 홈(113)을 따라, 슬라이딩 이동될 수 있다.

상세하게는, 제2 접촉부(121)는, 제1 컨택터(110) 또는 제2 컨택터(120)가 가압됨에 따라, 슬라이딩 홈(113)을 따라 이동하게 되며, 외측면이 슬라이딩 홈(113)의 내측면에 면접촉될 수 있다.

상술한 제2 접촉부(121)의 외측면이란 도 2의 3시 방향 및 9시 방향에 위치한 면일 수 있다.

이때, 슬라이딩 홈(113)의 길이는 제2 접촉부(121)가 원활하게 이동되도록 충분한 길이로 형성될 수 있다. 다시 말해, 슬라이딩 홈(113)의 길이는 아래 <수학식 1>을 만족할 수 있다.

A : 슬라이딩 홈(113)의 길이

B : 제2 접촉부(121)의 길이

C : 압축되지 않은 탄성부재(130)의 길이

즉, 슬라이딩 홈(113)의 길이는 제2 접촉부(121)가 슬라이딩 홈(113)에 삽입되는 공간을 형성되도록 압축되지 않은 탄성부재(130)의 길이보다 클 수 있다. 또한, 슬라이딩 홈(113)의 길이는, 반도체 패키지에 검사 시, 제1 컨택터(110) 또는 제2 컨택터(120)가 원활히 이동될 수 있도록, 압축되지 않은 탄성부재(130)의 길이와 제2 접촉부(121)의 길이의 합보다 작을 수 있다.

또한, 제1 접촉부(112)의 상단은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 컨택터(120)의 제2 접촉부가 원활히 삽입될 수 있도록 내측방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

제2 접촉부(121)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 접촉부(121)가 삽입되는 슬라이딩홈(113)은 제2 접촉부(113)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다.

예시적으로, 제2 접촉부(121)는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 단면이 직사각형으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 제2 접촉부(121)의 측면, 즉 도 4의 3시 방향과 9시 방향에 위치하는 면이 슬라이딩 홈(113)의 내측면에 접촉될 수 있다.

또한, 제2 접촉부(121)는, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 단면이 사다리꼴로 형성될 수 있다. 제2 접촉부(121)가 사다리꼴로 형성될 경우, 직사각형의 형상보다 접촉면적이 넓어 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 접촉부(121)는, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 수평방향으로 단면이 사다리꼴로 형성되고, 적어도 일부가 슬라이딩 홈(113)의 외부로 돌출되도록 삽입될 수 있다. 또한, 제2 접촉부(121)는 슬라이딩 홈(113)의 외부로 돌출된 모서리부로부터 외측으로 돌출형성되고, 제1 접촉부(112)의 후면에 접촉되는 단턱부(1121)를 더 포함할 수 있다.

이때, 제2 접촉부(121)는 슬라이딩 홈(113)의 내측면 및 제1 접촉부(112)의 후면에 접촉되어, 접촉면적을 극대화시킬 수 있다.

상술한 수평방향이란 상호 접속 구조체(100)의 길이방향과 수직되는 방향일 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여, 제1 컨택터(110)의 다양한 실시예에 대해서 설명한다.

제1 컨택터(110)는 슬라이딩 홈(113)의 하부면으로부터 상부방향으로 돌출형성되는 돌출부(115)를 더 포함할 수 있다.

또한, 돌출부(115)에는 탄성부재(130)의 하부가 삽입되어 고정될 수 있다.

예시적으로, 돌출부(115)는, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 탄성부재(130)의 하단부만 삽입될 수 있도록 짧게 형성될 수 있다. 또한, 돌출부(115)는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 탄성부재(130)의 하부 일부분이 삽입될 수 있도록 소정의 길이를 가지고 형성될 수 있다. 이때, 돌출부(115)의 길이는 반도체 패키지 검사 시, 탄성부재(130)가 압축될 경우, 제2 접촉부(121)의 하단부가 돌출부(115)의 상단부에 접촉되지 않도록 적절한 길이로 형성될 수 있다.

또한, 제1 컨택터(110)는, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 홈(113)만 형성될 수 있다. 이때, 탄성부재(130)는, 후술되는 하우징(200)에 형성된 삽입홈에 삽입됨에 따라 지지될 수 있다.

이하, 도 6을 참조하여, 제2 접촉부(121)의 다양한 실시예에 대해서 설명한다.

제2 접촉부(121)의 하단부는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, ‘V’자 형성으로 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2 접촉부(121)의 하단부는, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 둥근 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 접촉부(121)의 하단부를 탄성부재(130)의 상단에 원활히 삽입할 수 있으며, 탄성부재(130)를 수직방향으로 가압할 수 있다.

제2 접촉부(121)의 하단부는, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 중심축을 기준으로 좌우가 비대칭적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 접촉부(121)가 탄성부재(130)를 가압할 경우, 제2 접촉부(121)는 좌측 또는 우측 방향으로 치우쳐 이동될 수 있다. 이에 따라, 제1 접촉부(112)의 외측면과 슬라이딩 홈(113)의 내측면은 면접촉되어, 제1 컨택터(110)와 제2 컨택터(120)는 안정적으로 전기 신호를 서로 주고 받을 수 있다.

또한, 탄성부재(130)의 외측이 슬라이딩 홈(113)의 내측면에 접촉되어, 탄성부재(130)와 제1 컨택터(110)의 접촉면적이 증가하여, 고전류의 인가 시, 탄성부재(130)의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.

제2 접촉부(121)의 하단부는, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 경사지게 형성되고, 제2 접촉부(121)의 하단부와 탄성부재(13) 사이에 구형의 연결부(140)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 반도체 패키지 검사 시, 제1 컨택터(110) 또는 제2 컨택터(120)가 가압됨에 따라, 제2 컨택터(120)는 제2 접촉부(121)의 하단부의 경사면을 따라 이동하게 되어, 제1 접촉부(112)의 외측면과 슬라이딩 홈(113)의 내측면은 면접촉될 수 있다.

이와 같이, 제1 접촉부(112)와 제2 접촉부(121)가 서로 면접촉되는바, 본 상호 접속 구조체(100)는, 종래의 상호 접속 구조체에 비해 저항 특성 및 전류 특성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 상호 접속 구조체(100)는 제2 접촉부(121)와 제1 접촉부(112)의 슬라이딩 홈(113)에 삽입되어 서로 면접촉되는바, 상호 접속 구조체(100)의 길이를 최소화할 수 있다. 또한, 스트로크 길이를 최대한으로 확보할 수 있는 효과가 있다.

이와 같이, 본 상호 접속 구조체(100)는, 전체길이를 최소화하면서 스트로크 길이를 향상시킴에 따라, 고주파수의 대역폭(bandwidth), 낮은 인덕턴스(inductance), 및 높은 전류(current)의 전기적 특성을 확보할 수 있다.

제1 및 제2 컨택터(110, 120)의 전면 및 후면 각각이 평면인바, 이러한 제1 및 제2 컨택터(110, 120)는 기판에 대한 식각 공정 및 패터닝 공정을 통해 추가 공정 없이 용이하게 제조될 수 있다. 다시 말해, 상호 접속 구조체(100)는 단순한 공정을 통해 제조될 수 있는바, 종래의 상호 접속 구조체에 비해 가공 단가의 경쟁력을 확보할 수 있다.

상술한 전면은 도 1의 8시 방향일 수 있으며, 후면은 도 1의 2시 방향일 수 있다.

또한, 제1 및 제2 컨택터(110, 120)는 평면부재에 대하여 멤스(MEMS, Micro Electro Mechanical Systems) 공정을 통해 제조되는바, 제1 컨택터(110)의 하부 팁부(111) 및 제2 컨택터(120)의 상부 팁부(123)는 미세피치를 가지도록 형성될 수 있다.

이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(10)에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 카드(10)는 복수의 상호 접속 구조체(100) 및 복수의 상호 접속 구조체(100)가 각각 삽입되는 복수의 삽입홀(211, 221, 231, 241)이 형성된 하우징(200)을 포함한다.

또한, 상호 접속 구조체(100)는 M*N 행열의 형태로 위치할 수 있다.

예시적으로, 상호 접속 구조체(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 3*3 형태로 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 반도체 패키지의 형태에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.

하우징(200)은 복수의 적층체(210, 220, 230, 240)가 적층되어 형성될 수 있다.

다시 말해, 하우징(200)은 제1 적층체(210), 제2 적층체(220), 제3 적층체(230) 및 제4 적층체(240)를 포함할 수 있다.

제1 적층체(210)는 제1 컨택터(110)의 하부 팁부(111)가 삽입되는 복수의 제1 홀(211)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 컨택터(110)의 하부 팁부(111)가 제1 홀(211)에 삽입됨으로써, 제1 컨택터(110)는 상하방향으로 이동되도록 가이드될 수 있다. 예시적으로, 도 9의 (a)에 도시된 바와같이, 제1 홀(211)은 제1 컨택터(110)의 하부 팁부(111)와 대응되는 형상인 직사각형 형상으로 형성될 수 있다.

제2 적층체(220)는 제1 컨택터(110)의 제1 접촉부(112)의 하부 및 탄성부재(130)가 삽입되는 복수의 제2 홀(221)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 홀(221)은 제1 접촉부(112)의 하부 및 탄성부재(130)가 삽입되도록 “

” 형상으로 형성될 수 있다.

이때, 제1 컨택터(110)는 제1 및 제2 홀(211, 221)에 삽입될 경우, 제1 접촉부(112)의 하부면이 제1 적층체(210)의 상부면에 접촉되어, 제1 컨택터(110)의 하부방향으로 이동이 저지되어 고정될 수 있다.

제3 적층체(230)는 제1 접촉부(112)의 상부, 제2 접촉부(121) 및 단차부(122)가 삽입되는 복수의 제3홀(231)을 포함할 수 있다. 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 제3 홀(231)은 제1 접촉부(112)와 대응되는 직사각형 형상으로 형성될 수 있다.

제4 적층체(240)는 제2 컨택터(120)의 상부 팁부(123)가 삽입되는 복수의 제4 홀을 포함할 수 있다. 예시적으로, 도 9의 (d)에 도시된 바와 같이, 제4 홀(240)은 제2 컨택터(120)의 상부 팁부(123)와 대응되는 형상인 직사각형 형상으로 형성될 수 있다.

이때, 제2 컨택터(120)는 제3홀(231) 및 제4 홀(241)에 삽입될 경우, 제2 컨택터(120)의 단차부(122)의 상부면이 제4 적층체(240)의 하부면에 접촉되어, 제2 컨택터(120)의 상부방향으로 이동이 저지되어 고정될 수 있다.

이하, 도 10 및 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드(10)에 대해서 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드(10)는 상호 접속 구조체(100)가 소정의 각도를 가지고 경사지게 삽입될 수 있다. 또한, 제1 홀 내지 제4 홀(211, 221, 231, 241)은 상호 접속 구조체(100)가 소정의 각도를 가지고 경사지게 삽입될 수 있도록 형성될 수 있다.

예시적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 홀 내지 제4 홀(211, 221, 231, 241)은 45도의 각도를 가지고, 대각선 방향으로 형성될 수 있다. 상세하게는, 하우징(200)은 직육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 상하방향으로 사각형 형상으로 천공된 제1 홀 내지 제4 홀(211, 221, 231, 241)이 상호 접속 구조체(100)가 삽입되는 중심축을 중심으로 45도의 각도를 가지고 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1, 제2, 제4 홀(211, 221, 241)의 내측면과 하우징(200)의 외측면은 평행하지 않고, 소정의 각도를 가지고 형성될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로브 카드(10)는, 일 실시예에 따른 프로브 카드(10)에 비해 두께와 폭이 큰 상호 접속 구조체(100)를 사용할 수 있으며, 물리적 특성 및 전기적 특성을 보다 향상시킬 수 있다.

이하, 도 12를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 접속 구조체 제조 방법에 대해서 설명한다.

본 상호 접속 구조체(100)는 제1 컨택터(110) 및 제2 컨택터(120)를 포함한다. 또한, 제1 및 제2 컨택터(110, 120)는 상술한 바와 같이 멤스 공정을 통해 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 컨택터(110, 120)는 종래의 상호 접속 구조체와 반대로 반도체 미세 패터닝 공정을 이용한 전기 도금 공정을 통해 다양한 미세 형상을 가지도록 구현될 수 있으며, 미세 피치를 가질 수 있다.

본 상호 접속 구조체(100)를 형성하는 방법은, 컨택터(110, 120)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

도 12의 (a)를 참조하면, 컨택터(110, 120)를 형성하는 단계는, 기판(81)을 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 기판(81)은 실리콘 웨이퍼일 수 있다.

또한, 도 12의 (b)를 참조하면, 컨택터(110, 120)를 형성하는 단계는, 시드층(82)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 도 12의 (b)에 나타난 바와 같이, 시드층(82)은 기판(81) 상에 형성될 수 있다.

이에 따라, 후술하는 금속층(84)이 효과적으로 증착될 수 있다. 만약, 시드층(84)이 증착되지 않는다면, 금속층(84)이 기판(81) 상에 증착되기 어렵고, 금속층(84)이 기판(81) 상에 증착된다하더라도, 금속층(84)이 기판(81) 상에 증착되는 중에, 금속층(84)의 적어도 일부가 기판(81)으로부터 분리될 수 있기 때문이다. 따라서, 기판(81) 상에 시드층(82)을 형성하는 단계가 수행됨이 바람직하다.

예시적으로, 시드층(82)은 금 또는 구리 등이 사용될 수 있으며, 시드층(340)은 이베퍼레이션(evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 일반적인 반도체 제조 과정에 사용되는 물리적 진공증착법에 의해 형성될 수 있다.

또한, 도 12의 (c)를 참조하면, 컨택터(110, 120)를 형성하는 단계는, 기판(81) 상에 컨택터(110, 120)의 형상과 대응되는 패터닝이 된 포토레지스트층(83)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 컨택터(110, 120)의 형상과 대응되는 패터닝이라 함은, 예시적으로, 도 3에 도시된 컨택터(110, 120)의 전면 형상이 패터닝된 것을 의미할 수 있다.

또한, 예시적으로, 기판(81) 상에 전체적으로 포토레지스트층(83)을 증착하고, 그 후, 컨택터(110, 120)의 형상과 대응되는 패턴을 갖는 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 수행함으로써, 컨택터(110, 120)의 형상과 대응되는 패터닝이 된 포토레지스트층(83)이 형성될 수 있다.

또한, 도 12의 (d)에 나타난 바와 같이, 컨택터(110, 120)를 형성하는 단계는, 패터닝된 포토레지스트층(83)에 근거하여 금속층(84)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 금속층(84)은 Ni 및 Ni 합금, Au, Cu, Rho 중 하나 이상을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 금속층(84)은 도금 공정, 화학적 기상 증착법(CVD) 및 물리적 기상 증착법(PVD) 중 하나 이상에 의해 형성될 수 있다.

또한, 도 12의 (e)에 나타난 바와 같이, 컨택터(110, 120)를 형성하는 단계는, 금속층(84)을 연마하는 단계를 포함할 수 있다.

금속층(84)을 연마하는 단계는, 금속층(84)이 포토레지스트층(83)의 높이에 대응되게 금속층(84)을 연마할 수 있다. 금속층(84)을 연마하는 단계는, 화학적 기계적 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing) 공정을 이용해 금속층(84)을 연마할 수 있다. 화학적 기계적 연마에 따르면, 금속층(84)의 두께 조절이 가능하다. 이에 따라, 금속층(84)의 두께는 정밀한 값을 가질 수 있다.

금속층(84)의 미리 설정된 두께는, 컨택터(110, 120)의 두께 값을 의미할 수 있다.

또한, 도 12의 (f)에 나타난 바와 같이, 컨택터(110, 120)를 형성하는 단계는, 포토레지스트층(83) 및 기판(81)을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 금속층(84)만 남게될 수 있고, 남게된 금속층(84)은 컨택터(110, 120)가 될 수 있다.

또한, 포토레지스트층(83) 및 기판(81)을 제거하는 단계에서, 기판(81) 상에 형성된 컨택터(110, 120)는 복수 개 이며, 복수 개의 컨택터(110, 120)는 브릿지 형태로 서로 연결되어 있을 수 있다. 이러한 경우, 포토레지스트층(83) 및 기판(81)을 제거하는 단계는, 브릿지 형태로 서로 연결된 복수 개의 컨택터(110, 120)를 개별적으로 분리할 수 있다.

이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층체 제조 방법에 대해서 설명한다.

적층체 제조 방법은, 도13의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(91)을 준비하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 적층체 제조 방법은, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판에 복수개의 상호 접속 구조체(100)와 대응되는 형상의 홀이 복수가 패터닝이 된 포토레지스트층(92)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 적층체 제조 방법은, 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이, 포토레지스트층(92)에 근거하여 홀(95)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 적층체 제조 방법은, 도 13의 (d)에 도시된 바와 같이, 절연 박막(93)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

절연 박막(93)을 형성하는 단계는, thermal oxidation 및 LPCVD 공정 등을 이용하여 절연 박막(93)을 형성할 수 있으며, 추가적으로 열기화 및 스핀코팅 공정 등을 수행 할 수 있다. 예시적으로, 절연 박막(93)은 실리콘 산화막 또는 질화막일 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 프로브 카드
100 :프로브핀
110 : 제1 컨택터 111 : 하부 팁부
112 : 제1 접촉부 113 : 슬라이딩 홈
114 : 제1 단차 115 : 돌출부
120 : 제2 컨택터 121 : 제2 접촉부
1121 : 단턱부
122 : 단차부 123 : 상부 팁부
130 : 탄성부재
200 : 하우징
210 : 제1 적층체 211 : 제1 홀
220 : 제2 적층체 221 : 제2 홀
230 : 제3 적층체 231 : 제3 홀
240 : 제4 적층체 241 : 제4 홀

Claims (12)

1. 상호 접속 구조체에 있어서,
   하부 팁부 및 상기 하부 팁부로부터 상측으로 연장형성되고, 상부가 개방된 슬라이딩 홈이 형성된 제1 접촉부를 포함하는 제1 컨택터;
   상기 슬라이딩 홈에 삽입되는 제2 접촉부, 상기 제2 접촉부의 상측으로 연장형성되는 단차부; 및 상기 단차부의 상측으로 연장형성된 상부 팁부를 포함하는 제2 컨택터; 및
   상기 슬라이딩 홈에 배치되며, 상기 제2 접촉부와 상기 슬라이딩 홈의 단부 사이에 위치하는 탄성부재를 포함하되,
   상기 제1 접촉부의 외측면과 상기 슬라이딩 홈의 내측면이 면접촉되는 것인 상호 접속 구조체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 컨택터는
   상기 슬라이딩 홈의 하부면으로부터 상부방향으로 돌출 형성되고, 상기 탄성부재가 삽입되는 돌출부를 포함하는 것인 상호 접속 구조체.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 접촉부의 하단부가 중심축을 기준으로 좌우가 비대칭적으로 형성되는 것인 상호 접속 구조체.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 접촉부의 하단부가 경사지게 형성되고,
   상기 제2 접촉부의 하단부와 상기 탄성부재의 사이에 구형의 연결부를 더 포함하는 것인 상호 접속 구조체.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 접촉부는 수평방향으로 단면이 사다리꼴로 형성되고,
   상기 슬라이딩 홈은 상기 제2 접촉부와 대응되는 형상으로 형성되는 것인 상호 접속 구조체.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 접촉부는 적어도 일부가 상기 슬라이딩 홈의 외부로 돌출되도록 삽입되고,
   상기 제2 접촉부 중 상기 슬라이딩 홈의 외부로 돌출된 모서리부로부터 외측으로 돌출형성되고, 상기 제1 접촉부의 측면에 접촉되는 단턱부를 더 포함하는 것인 상호 접속 구조체.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 슬라이딩 홈의 길이는 압축되지 않은 상기 탄성부재의 길이보다 크고, 상기 제2 접촉부의 길이와 압축되지 않은 상기 탄성부재의 길이를 합한 값보다 작은 것인 상호 접속 구조체.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 컨택터 및 제2 컨택터는 판형으로 형성되고, 평면축이 서로 동일하게 위치하는 것인 상호 접속 구조체.
   
9. 프로브 카드에 있어서,
   제1 항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 복수의 상호 접속 구조체; 및
   상기 복수의 상호 접속 구조체가 삽입되는 복수의 삽입홀이 구비되는 하우징을 포함하는 프로브 카드.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 상호 접속 구조체의 하부 팁부가 삽입되는 복수의 제1 홀을 갖는 제1 적층체;
    상기 상호 접속 구조체의 제1 접촉부의 하부 및 탄성부재가 삽입되는 복수의 제2 홀을 갖는 제2 적층체;
    상기 상호 접속 구조체의 제1 접촉부의 상부, 제2접촉부 및 단차부가 삽입되는 복수의 제3 홀을 갖는 제3 적층체; 및
    상기 상호 접속 구조체의 상부 팁부가 삽입되는 복수의 제4 홀을 갖는 제4 적층체를 포함하는 것인 프로브 카드.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 상호 접속 구조체의 제1 컨택터 및 제2 컨택터는 판형으로 형성되고,
    상기 제1 홀은 상기 하부 팁부와 대응되는 직사각형 형상으로 형성되고,
    상기 제2 홀은 상기 제1 접촉부 및 탄성부재가 삽입되도록 “

    

    ”형상으로 형성되고,
    상기 제3 홀은 상기 제1 접촉부와 대응되는 직사각형 형상으로 형성되고,
    상기 제4 홀은 상기 상부 팁부와 대응되는 직사각형 형상으로 형성된 것인 프로브 카드.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 홀 내지 제4 홀은 상기 상호 접속 구조체가 삽입되는 중심축을 중심으로 소정의 각도를 가지도록 경사지게 형성되는 것인 프로브 카드.

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