KR20220138731A - 전기 전도성 접촉핀, 이를 구비하는 검사장치 및 전기 전도성 접촉핀의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수개의 금속층을 적층하여 형성되는 전기 전도성 접촉핀에 있어서 전기 전도성 접촉핀의 측면에서의 내마모성을 향상시킨 전기 전도성 접촉핀, 이를 구비하는 검사장치 및 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 전기 전도성 접촉핀, 이를 구비하는 검사장치 및 전기 전도성 접촉핀의 제조방법에 관한 것이다.
전기 전도성 접촉핀은 검사대상물과 접촉하여 검사대상물을 검사하는 프로브 카드 또는 테스트 소켓에서 사용될 수 있는 접촉핀이다. 이하에서는 일례로 프로브 카드의 접촉핀을 예시하여 설명한다.
반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 전기 전도성 접촉핀을 구비한 프로브 카드에 반도체 웨이퍼를 접근시켜 전기 전도성 접촉핀을 반도체 웨이퍼상의 대응하는 전극 패드에 접촉시킴으로써 수행된다. 전기 전도성 접촉핀과 반도체 웨이퍼 상의 전극 패드를 접촉시킬 때, 양자가 접촉하기 시작하는 상태에 도달한 이후, 프로브 카드에 반도체 웨이퍼를 추가로 접근하는 처리가 이루어진다. 이러한 처리를 오버 드라이브라고 부른다. 오버 드라이브는 전기 전도성 접촉핀을 탄성 변형시키는 처리이며 오버 드라이브를 함으로써, 전극 패드의 높이나 전기 전도성 접촉핀의 높이에 편차가 있어도, 모든 전기 전도성 접촉핀을 전극 패드와 확실하게 접촉시킬 수 있다. 또한 오버 드라이브 시에 전기 전도성 접촉핀이 탄성 변형하고, 그 선단이 전극 패드상에서 이동함으로써, 스크러브가 이루어진다. 이 스크러브에 의해 전극 패드 표면의 산화막이 제거되고 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
이러한 전기 전도성 접촉핀은 MEMS 공정을 이용하여 제작될 수 있다. MEMS 공정을 이용하여 전기 전도성 접촉핀을 제작하는 과정을 살펴보면 먼저, 도전성 기재 표면에 포토 레지스트를 도포한 후 포토 레지스트를 패터닝한다. 이후 포토 레지스트를 몰드로 이용하여 전기 도금법에 의해 개구 내에서 금속재료를 석출시키고, 포토 레지시트와 도전성 기재를 제거하여 전기 전도성 접촉핀을 얻는다. 여기서 전기 전도성 접촉핀은 복수개의 금속재료가 상,하로 적층되면서 형성된다. 내마모성이 상대적으로 높은 금속재료의 경우에는 전기 전도도가 상대적으로 낮기 때문에 복수개의 금속 재료를 적층하여 전기 전도성 접촉핀을 제작할 경우에는 내마모도와 전기 전도도는 트레이드 오프(trade off) 관계에 있게 된다.
이러한 전기 전도성 접촉핀은 가이드 플레이트의 가이드 구멍에 삽입되어 프로브 카드의 프로브 헤드를 구성한다. 검사 시에 전기 전도성 접촉핀은 가이드 플레이트의 가이드 구멍의 내벽과 지속적으로 슬라이딩 접촉하게 된다. 이로 인해 가이드 구멍의 내벽과 접촉하는 전기 전도성 접촉핀의 측면이 마모되어 내구성이 저하되고 장시간 사용시 측면 일부가 미세하게 움푹 파이는 문제가 발생한다
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 복수개의 금속층을 적층하여 형성되는 전기 전도성 접촉핀에 있어서 전기 전도성 접촉핀의 측면에서의 내마모성을 향상시킨 전기 전도성 접촉핀, 이를 구비하는 검사장치 및 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀은, 복수개의 금속층이 적층되어 형성되는 적층부를 포함하는 전기 전도성 접촉핀에 있어서, 상기 전기 전도성 접촉핀의 측면에 구비되는 강화부를 포함한다.
또한, 상기 적층부는 제1금속과 제2금속을 포함하되 상기 제1금속은 상기 제2금속에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 상기 제2금속은 상기 제1금속에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이며, 상기 강화부는 상기 제1금속으로 형성된다.
또한, 상기 제1금속은 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성되고, 상기 제2금속은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성된다.
또한, 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향으로 구분되어 형성되는 제1영역과 제2영역을 포함하되, 상기 제1영역은 상기 적층부를 포함하고, 상기 제2영역은 상기 적층부와 상기 강화부를 포함한다.
또한, 상기 제2영역은 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향으로 적어도 2개 이상 형성된다.
또한, 상기 제2영역 사이에 상기 제1영역이 구비된다.
또한, 상기 강화부는 상기 적층부를 구성하는 금속층 중 적어도 어느 하나와 동일 재질로 형성된다.
또한, 상기 강화부는 상기 적층부를 구성하는 금속층과 다른 재질로 형성된다.
또한, 상기 강화부는 상기 전기 전도성 접촉핀의 두께 방향으로 하면부에서 상면부에 이르기까지 연속적으로 상기 전기 전도성 접촉핀의 측면에 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀은, 전기 전도성 접촉핀에 있어서, 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향으로 구분되어 형성되는 제1영역과 제2영역을 포함하되, 상기 제1영역은 복수개의 금속층이 적층되어 구비되는 적층부를 포함하고, 상기 제2영역은 상기 적층부와 강화부를 포함하되, 상기 강화부는 상기 적층부의 평균적인 내마모성 보다 높은 내마모성을 가지면서 상기 적층부의 적어도 일측면에 구비된다.
또한, 상기 적층부는 제1금속과 제2금속을 포함하되 상기 제1금속은 상기 제2금속에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 상기 제2금속은 상기 제1금속에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이며, 상기 강화부는 상기 제1금속으로 형성된다.
또한, 상기 제1금속은 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성되고, 상기 제2금속은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 검사 장치는, 복수개의 전기 전도성 접촉핀이 삽입되는 가이드 플레이트를 포함하는 검사장치에 있어서, 상기 전기 전도성 접촉핀은 복수개의 금속층이 적층되어 형성되는 적층부를 포함하고, 상기 전기 전도성 접촉핀의 측면에 구비되는 강화부를 포함하되, 상기 적층부는 제1금속과 제2금속을 포함하되 상기 제1금속은 상기 제2금속에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 상기 제2금속은 상기 제1금속에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이며, 상기 강화부는 상기 제1금속으로 형성되고, 상기 강화부는 상기 가이드 플레이트의 가이드 구멍의 위치에 대응되는 위치에 구비된다.
또한, 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향으로 구분되어 형성되는 제1영역과 제2영역을 포함하되, 상기 제1영역은 상기 적층부를 포함하고, 상기 제2영역은 상기 적층부와 상기 강화부를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법은, 복수개의 금속층이 적층되어 구비되는 적층부를 형성하는 제1도금 단계; 및 상기 제1도금 단계와는 별도의 도금 공정으로 상기 적층부의 적어도 일측면에 상기 적층부의 평균적인 내마모성 보다 높은 내마모성을 가지는 금속으로 강화부를 형성하는 제2도금 단계를 포함한다.
또한, 상기 제1도금 단계는 몰드의 제1내부공간에 상기 적층부를 형성하는 단계이고, 상기 제2도금 단계는 상기 적층부의 측면 방향으로 상기 몰드에 형성된 제2내부공간에 강화부를 형성하는 단계이다.
또한, 상기 몰드는 양극산화막 재질로 구성된다.
본 발명은 복수개의 금속층을 적층하여 형성되는 전기 전도성 접촉핀에 있어서 전기 전도성 접촉핀의 측면에서의 내마모성을 향상시킨 전기 전도성 접촉핀, 이를 구비하는 검사장치 및 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 가이드 플레이트에 삽입된 상태를 도시한 도면.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 도시한 도면.
도 7a은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 가이드 플레이트의 가이드 구멍에 삽입된 상태의 정면도이고, 도 7b는 전기 전도성 접촉핀의 측면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 가이드 플레이트에 삽입된 상태를 도시한 도면
도 9 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 도시한 도면.
도 14a은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 가이드 플레이트의 가이드 구멍에 삽입된 상태의 정면도이고, 도 14b는 전기 전도성 접촉핀의 측면도.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 도시한 도면.
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도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 가이드 플레이트에 삽입된 상태를 도시한 도면
도 9 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 도시한 도면.
도 14a은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 가이드 플레이트의 가이드 구멍에 삽입된 상태의 정면도이고, 도 14b는 전기 전도성 접촉핀의 측면도.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막 및 영역들의 두께 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 도면에 도시된 전기 전도성 접촉핀의 개수는 예시적으로 일부만을 도면에 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 본 명세서에서 사용한 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 구체적으로 설명한다. 이하에서 다양한 실시예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은, 검사장치에 구비되어 검사대상물과 전기적, 물리적으로 접촉하여 전기적 신호를 전달하는데 사용된다. 검사장치는 반도체 제조공정에 사용되는 검사장치일 수 있으며, 그 일례로 프로브 카드일 수 있고, 테스트 소켓일 수 있다. 다만 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 검사장치는 이에 한정되는 것은 아니며, 전기를 인가하여 검사대상물의 불량 여부를 확인하기 위한 장치라면 모두 포함된다. 다만, 이하에서는 검사장치의 일례로서 프로브 카드를 예시하여 설명한다.
반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 전기 전도성 접촉핀(100)을 형성한 프로브 카드에 반도체 웨이퍼(W)를 접근시켜 각 전기 전도성 접촉핀(100)을 반도체 웨이퍼(W)상의 대응하는 전극 패드(WP)에 접촉시킴으로써 수행된다. 전기 전도성 접촉핀(100)이 전극 패드(WP)에 접촉되는 위치까지 도달한 다음, 프로브 카드 측으로 웨이퍼(W)를 소정높이 추가 상승시킬 수 있다. 전기 전도성 접촉핀(100)은 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)에 삽입되어 탄성 변형하는 구조로서, 이러한 전기 전도성 접촉핀(100)을 채택하여 수직형 프로브 카드가 된다. 본 발명의 바람직한 실시예로서 전기 전도성 접촉핀(100)은 미리 변형된(pre-deformed) 구조 즉 코브라 핀의 형태를 가지거나 상부, 하부 또는 추가적인 가이드 플레이트를 이동시켜 일자형 핀을 변형시키는 구조도 포함된다.
수직형 프로브 카드의 경우에는 적어도 2개의 가이드 플레이트(10)가 상, 하로 서로 이격되어 구비된다. 또한 각각의 가이드 플레이트는 복수개의 박판이 밀착 적층되는 적층형 가이드 플레이트일 수 있다.
전기 전도성 접촉핀(100)는 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)에 삽입되어 구비되는데, 검사 시 전기 전도성 접촉핀(100)은 가이드 구멍(11)의 내벽에 슬라이딩 접촉하게 된다. 특히 검사 중에는 전기 전도성 접촉핀(100)은 측면(103) 방향으로 굴곡되면서 가이드 구멍(11)의 내벽에 큰 힘을 부여하기 때문에 마찰력이 높아지게 된다. 이런 상황에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 그 측면(103)에 내 마모성이 높은 강화부(120)를 구비함으로써 마찰에 따른 마모가 최소화된다. 그 결과 전기 전도성 접촉핀(100)의 내구성이 향상된다. 또한 마찰에 따른 이물질 발생을 최소화할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 제조방법은, 복수개의 금속층이 적층되어 구비되는 적층부(111)를 형성하는 제1도금 단계 및 제1도금 단계와는 별도의 도금 공정으로 적층부(111)의 적어도 일측면에 적층부(111)의 평균적인 내마모성 보다 높은 내마모성을 가지는 금속으로 강화부(120)를 형성하는 제2도금 단계를 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)이 가이드 플레이트(10)에 삽입된 상태를 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 제조방법을 도시한 도면이며, 도 7a은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)이 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)에 삽입된 상태의 정면도이고, 도 7b는 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 상면(101), 상면(101)의 반대면이 하면 및 측면(103)으로 구성된다. 전기 전도성 접촉핀(100)은 복수개의 금속층이 적층되어 형성되는 적층부(110)를 포함한다. 또한, 전기 전도성 접촉핀(100)은, 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103)에 구비되는 강화부(120)를 포함한다. 강화부(120)는 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 하면부에서 상면부에 이르기까지 연속적으로 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103)에 형성된다.
가이드 구멍(11)은 전기 전도성 접촉핀(100)이 삽입되는 구멍의 형태이지만설명의 편의상 도 1에서는 가이드 플레이트(10)의 일부만을 도시한 것이다.
적층부(110)는 제1금속(111)과 제2금속(112)을 포함한다. 제1금속(111)은 제2금속(112)에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 제2금속(112)은 제1금속(111)에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이다.
제1금속(111)은 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성되고, 제2금속(112)은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성된다.
강화부(120)는 제1금속(111)으로 형성된다. 강화부(120)는 적층부(110)를 구성하는 금속층 중 적어도 어느 하나와 동일 재질로 형성되거나 적층부(110)를 구성하는 금속층과 다른 재질로 형성될 수 있다.
예를 들어 적층부(110)는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질의 제1금속(111)과 구리(Cu) 재질의 제2금속(112)이 교번적으로 적층되어 형성될 수 있다. 이 경우 강화부(120)는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질의 제1금속(111)이거나, 로듐(rhodium, Rd) 재질의 제1금속(111)일 수 있다.
전기 전도성 접촉핀(100)은 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이 방향으로 구분되어 형성되는 제1영역(210)과 제2영역(220)을 포함한다. 제1영역(210)은 적층부(110)를 포함하고, 제2영역(220)은 적층부(110)와 강화부(120)를 포함한다. 강화부(120)는 적층부(110)의 평균적인 내마모성 보다 높은 내마모성을 가지면서 적층부(110)의 적어도 일측면에 구비된다. 강화부(120)는 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)의 내벽과 슬라이딩 접촉하는 부위이다. 전기 전도성 접촉핀(100)의 내마모성이 높은 부위인 강화부(120)가 가이드 구멍(11)의 내벽과 접촉하도록 함으로써 전기 전도성 접촉핀(100)의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1을 참조하면, 제2영역(220)은 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이 방향으로 2개 형성된다. 이는 가이드 플레이트(10)의 개수가 2개인 것을 고려한 것으로서 가이드 플레이트의 개수가 2개 이상인 경우에는 제2영역(220)은 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이 방향으로 2개 이상 형성된다.
2개의 제2영역(220) 사이에는 제1영역(210)이 구비된다. 제1영역(210)은 전기 전도도가 높은 금속이 포함되어 있는 영역이기 때문에 가이드 구멍(11)의 내벽과 슬라이딩 접촉 우려가 적은 영역에 전기 전도도가 높은 금속의 함량을 높임으로써 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체적인 전류 운반 용량(Current Carrying Capacity)을 향상시킬 수 있게 된다.
이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 제조방법은, 복수개의 금속층이 적층되어 구비되는 적층부(111)를 형성하는 제1도금 단계 및 제1도금 단계와는 별도의 도금 공정으로 적층부(111)의 측면(103) 일부에 적층부(111)의 평균적인 내마모성 보다 높은 내마모성을 가지는 금속으로 강화부(120)를 형성하는 제2도금 단계를 포함한다. 이하에서 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 도 2a는 제1내부공간(21)이 구비된 몰드(20)의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A’단면도이고, 도 2c는 도 2a의 B-B’단면도이며, 도 2d는 도 2a의 C-C’단면도이고, 도 2e는 도 2a의 D-D’단면도이다.
도 2를 참조하면, 몰드(20)에는 제1내부 공간(21)이 형성되고 있고, 몰드(20)의 하부에는 시드층(30)이 구비되어 있다.
몰드(20)는 양극산화막, 포토레지스트, 실리콘 웨이퍼 또는 이와 유사한 재질로 구성될 있다. 다만, 바람직하게는 몰드(20)은 양극산화막 재질로 구성될 수 있다. 양극산화막은 모재인 금속을 양극산화하여 형성된 막을 의미하고, 포어는 금속을 양극산화하여 양극산화막을 형성하는 과정에서 형성되는 구멍을 의미한다. 예컨대, 모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 경우, 모재를 양극산화하면 모재의 표면에 알루미늄 산화물(Al203) 재질의 양극산화막이 형성된다. 다만 모재 금속은 이에 한정되는 것은 아니며, Ta, Nb, Ti, Zr, Hf, Zn, W, Sb 또는 이들의 합금을 포함한다. 위와 같이 형성된 양극산화막은 수직적으로 내부에 포어가 형성되지 않은 배리어층과, 내부에 포어가 형성된 다공층으로 구분된다. 배리어층과 다공층을 갖는 양극산화막이 표면에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 알루미늄 산화물(Al203) 재질의 양극산화막만이 남게 된다. 양극산화막은 양극산화시 형성된 배리어층이 제거되어 포어의 상, 하로 관통되는 구조로 형성되거나 양극산화시 형성된 배리어층이 그대로 남아 포어의 상, 하 중 일단부를 밀폐하는 구조로 형성될 수 있다.
양극산화막은 2~3ppm/℃의 열팽창 계수를 갖는다. 이로 인해 고온의 환경에 노출될 경우, 온도에 의한 열변형이 적다. 따라서 전기 전도성 접촉핀(100)의 제작 환경이 비록 고온 환경이라 하더라도 열 변형없이 정밀한 전기 전도성 접촉핀(100)을 제작할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 포토 레지스트 몰드 대신에 양극산화막 재질의 몰드(20)를 이용하여 제조된다는 점에서 포토 레지스트 몰드로는 구현하는데 한계가 있었던 형상의 정밀도, 미세 형상의 구현의 효과를 발휘할 수 있게 된다. 또한 기존의 포토 레지스트 몰드의 경우에는 40㎛ 두께 수준의 전기 전도성 접촉핀을 제작할 수 있으나 양극산화막 재질의 몰드를 이용할 경우에는 100㎛ 이상에서 200㎛ 이하의 두께를 가지는 전기 전도성 접촉핀(100)을 제작할 수 있게 된다.
몰드(20)의 하면에는 시드층(30)이 구비된다. 시드층(30)은 몰드(20)에 제1내부 공간(21)을 형성하기 이전에 몰드(20)의 하면에 구비될 수 있다. 한편 몰드(20)의 하부에는 지지기판(미도시)이 형성되어 몰드(20)의 취급성을 향상시킬 수 있다. 또한 이 경우 지지기판(미도시)의 상면에 시드층(30)을 형성하고 제1내부 공간(21)이 형성된 몰드(20)을 지지기판(미도시)에 결합하여 사용할 수도 있다. 시드층(30)은 구리(Cu)재질로 형성될 수 있고, 증착 방법에 의해 형성될 수 있다. 시드층(30)은 적층부(110)와 강화부(120)을 전기 도금법을 이용하여 형성할 때 이들의 도금 품질을 향상시키기 위해 사용된다.
제1내부 공간(21)은 양극산화막 재질의 몰드(20)을 습식 에칭하여 형성될 수 있다. 이를 위해 몰드(20)의 상면에 포토 레지스트를 구비하고 이를 패터닝한 다음, 패터닝되어 오픈된 영역의 양극산화막이 에칭 용액과 반응하여 제1내부 공간(21)이 형성될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 제1내부 공간(21)을 형성하기 전의 몰드(20)의 상면에 감광성 재료를 구비한 다음 노광 및 현상 공정이 수행될 수 있다. 감광성 재료는 노광 및 현상 공정에 의해 오픈영역을 형성하면서 적어도 일부가 패터닝되어 제거될 수 있다. 양극산화막 재질의 몰드(20)는 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 오픈영역을 통해 에칭 공정이 수행되며, 에칭 용액에 의해 제1내부 공간(21)에 대응되는 위치의 양극산화막이 제거되어 제1내부 공간(21)을 형성하게 된다.
다음으로 도 3을 참조하면, 도 3a는 제1내부 공간(21)에 적층부(110)을 형성한 몰드(20)의 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 A-A’단면도이고, 도 3c는 도 3a의 B-B’단면도이며, 도 3d는 도 3a의 C-C’단면도이고, 도 3e는 도 3a의 D-D’단면도이다.
몰드(20)의 제1내부 공간(21)에 전기 도금 공정을 수행하여 적층부(110)를 형성하는 단계를 수행한다. 복수회의 전기 도금 공정을 수행하여 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 복수개의 금속층이 적층되어 형성된다. 적층부(110)는 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 제1금속(111)과, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 중에서 선택된 제2금속(112)을 포함하여 구비된다. 예를 들어, 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질의 제1금속(210)과 구리(Cu) 재질의 제2금속(230)이 교번적으로 적층되어 형성될 수 있다. 여기서 제1금속(210)은 전기 전도성 접촉핀(100)이 탄성 변형될 수 있도록 하며, 제2금속(230)은 전기 전도성 접촉핀(100)의 전류 운반 용량(CCC)이 향상되도록 한다.
도금 공정이 완료되면 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 통해 몰드(20)의 상면으로 돌출된 금속을 제거하면서 평탄화시킨다.
다음으로 도 4를 참조하면, 도 4a는 제2내부공간(22)을 형성한 몰드(20)의 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 A-A’단면도이고, 도 4c는 도 4a의 B-B’단면도이며, 도 4d는 도 4a의 C-C’단면도이고, 도 4e는 도 4a의 D-D’단면도이다.
몰드(20)의 일부분을 제거하는 공정을 수행한다. 몰드(20)의 일부분을 제거하여 제2내부 공간(22)을 몰드(20)에 형성한다. 구체적으로 설명하면, 몰드(20)의 상면에 감광성 재료를 구비한 다음 노광 및 현상 공정이 수행될 수 있다. 감광성 재료는 노광 및 현상 공정에 의해 오픈영역을 형성하면서 적어도 일부가 패터닝되어 제거될 수 있다. 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 오픈영역을 통해 에칭 공정이 수행되며, 에칭 용액에 의해 몰드(20)의 일부분이 제거되어 제2내부 공간(22)을 형성하게 된다.
제2내부공간(22)은 강화부(120)의 위치에 대응하여 적층부(110)의 측면에 인접하여 적어도 4개 이상 형성된다. 각각의 제2내부 공간(22)의 3개의 측면으로는 복수개로 적층된 적층부(111)가 노출되고, 1개의 측면으로는 몰드(20)가 노출되게 된다.
다음으로 도 5를 참조하면, 도 5a는 제2내부공간(22)에 강화부(120)를 형성한 몰드(20)의 평면도이고, 도 5b는 도5a의 A-A’단면도이고, 도 5c는 도 5a의 B-B’단면도이며, 도 5d는 도 5a의 C-C’단면도이고, 도 5e는 도 5a의 D-D’단면도이다.
강화부(120)를 형성하는 단계를 수행한다. 이전 단계에서 형성된 제2내부 공간(22)에 전기 도금 공정을 이용하여 강화부(120)를 형성한다.
강화부(120)는 전 단계에서 제작된 적층부(110)와 일체화된다. 앞서 설명한 바와 같이 제2내부 공간(22)의 3개의 측면에는 적층부(110)이 노출되는데 이 측면에서 강화부(120)는 적층부(110)와 일체화된다.
강화부(120)는 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 금속 일 수 있으며, 바람직하게는 강화부(120)는 적층부(110)을 구성하는 제1금속(210)과 동일 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 적층부(110)가 제1금속(111) 중에서 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질로 형성되는 경우에, 강화부(120) 역시 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질일 수 있다. 이와는 다르게 강화부(120)는 적층부(110)을 구성하는 제1금속(210)과 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 적층부(110)가 제1금속(111) 중에서 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질로 형성되는 경우에, 강화부(120)는 로듐(rhodium, Rd) 재질일 수 있다.
다음으로 도 6을 참조하면, 도 6a는 전기 전도성 접촉핀(100)의 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 A-A’단면도이고, 도 6c는 도 6a의 B-B’단면도이며, 도 6d는 도 6a의 C-C’단면도이고, 도 6e는 도 6a의 D-D’단면도이다.
이전 단계 이후에 몰드(20)와 시드층(30)를 제거하는 공정을 수행한다. 몰드(20)가 양극산화막 재질인 경우에는 양극산화막 재질에 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 몰드(20)를 제거한다. 또한 시드층(30)이 구리(Cu) 재질인 경우에는 구리(Cu)에 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 시드층(30)을 제거한다.
앞선 설명에서는 제1내부 공간(21)이 형성된 몰드(20)를 이용하여 제1내부 공간(21)에 도금하여 적층부(110)를 형성하는 단계를 먼저 수행하고 그 다음에 몰드(20)의 일부를 제거하여 제2내부 공간(22)을 형성하고 제2내부 공간(22)에 도금하여 강화부(120)를 형성하는 단계를 수행하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법은, 몰드(20)의 일부를 제거하여 제2내부 공간(22)을 형성하고 제2내부 공간(22)에 도금하여 강화부(120)를 형성하는 단계를 먼저 수행하고 그 다음에 제1내부 공간(21)이 형성된 몰드(20)를 이용하여 제1내부 공간(21)에 도금하여 복수개의 적층부(110)를 형성하는 단계를 수행하는 것도 포함한다.
도 7a는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 검사장치의 일부로서 전기 전도성 접촉핀(100)이 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)에 삽입된 상태를 정면에서 바라본 도면이고, 도 7b는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)측면도이다.
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 검사장치는 복수개의 전기 전도성 접촉핀(100)이 삽입되는 가이드 플레이트(10)를 포함한다. 또한 검사장치에 구비되는 전기 전도성 접촉핀(100)은 복수개의 금속층이 적층되어 형성되는 적층부(110)를 포함하고, 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103)에 구비되는 강화부(120)를 포함한다. 또한, 적층부(110)는 제1금속(111)과 제2금속(112)을 포함하되 제1금속(111)은 제2금속(112)에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 제2금속(112)은 제1금속(111)에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이며, 강화부(120)는 제1금속(111)으로 형성되고, 강화부(120)는 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)의 위치에 대응되는 위치에 구비된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은, 2개의 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)의 위치에 대응하여 강화부(120)가 구비된다. 따라서 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103)에는 2개의 강화부(120)가 구비된다. 2개의 강화부(120) 사이에는 적층부(110)가 구비된다. 강화부(120)가 구비되는 영역만으로 제외하고, 적층부(110)는 전기 전도성 접촉핀(100)에 전체적으로 형성된다. 적층부(110)는 복수개의 금속층이 적층되어 형성되는 구성인데, 이러한 금속층에는 강화부(120)를 구성하는 금속에 비해 전기 전도도가 높은 금속을 포함하고 있다. 2개의 강화부(120) 사이에 구비되는 적층부(110)의 구성을 통해, 전기 전도성 접촉핀(100)의 전류 운반 용량(Current Carrying Capacity)의 저하를 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111)과 구리(Cu) 재질의 제2금속(112)이 교번적으로 적층되어 구성될 수 있다. 예를 들어 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111), 구리(Cu) 재질의 제2금속(112), 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111), 구리(Cu) 재질의 제2금속(112), 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111) 순으로 5개 층이 교번적으로 적층되어 구성될 수 있다. 물론 동일한 교번 적층 패턴으로 그 이상의 적층수로 적층될 수 있다. 다만 이 경우 전기 전도성 접촉핀(100)의 최하층과 최상층은 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111)이 위치할 수 있다. 이 경우 강화부(120)는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111)으로 구성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111)이 도금 공정을 통해 전체적으로 연속되어 일체(一體)형으로 형성되므로 전기 전도성 접촉핀(100)의 탄성 변형 거동 시 층간 박리를 최소화하여 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한 복수개의 금속층이 적층되는 적층부(110)의 구성을 통해 전기 전도성이 상대적으로 높은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 중에서 선택된 제2금속(112)의 함량을 높일 수 있게 되므로, 전기 전도성 접촉핀(100)의 전류 운반 용량(Current Carrying Capacity)의 저하를 방지할 수 있게 된다.
또한, 강화부(120)를 구성하는 금속은 적층부(110)을 구성하는 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 중에서 선택된 제2금속(112)에 비해 경도가 높기 때문에 가이드 구멍(11)의 내벽과 접촉 시 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103)이 소성 변형되어 움푹 파이는 현상을 방지할 수 있다. 이를 통해 전기 전도성 접촉핀(100)의 거동 패턴을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
이하, 도 8 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)에 대해 설명한다. 도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)이 가이드 플레이트(10)에 삽입된 상태를 도시한 도면이고, 도 9 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 제조방법을 도시한 도면이며, 도 14a은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)이 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)에 삽입된 상태의 정면도이고, 도 14b는 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 상면(101), 상면(101)의 반대면이 하면 및 측면(103)으로 구성된다. 전기 전도성 접촉핀(100)은 복수개의 금속층이 적층되어 형성되는 적층부(110)를 포함한다. 또한, 전기 전도성 접촉핀(100)은, 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103)에 구비되는 강화부(120)를 포함한다. 강화부(120)는 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 하면부에서 상면부에 이르기까지 연속적으로 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103)에 형성된다. 가이드 구멍(11)은 전기 전도성 접촉핀(100)이 삽입되는 구멍의 형태이지만설명의 편의상 도 8에서는 가이드 플레이트(10)의 일부만을 도시한 것이다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 구성과는 달리 강화부(120)가 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103) 전체에 구비된다는 점에서 구성상의 차이가 있다.
적층부(110)는 제1금속(111)과 제2금속(112)을 포함한다. 제1금속(111)은 제2금속(112)에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 제2금속(112)은 제1금속(111)에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이다.
제1금속(111)은 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성되고, 제2금속(112)은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성된다.
강화부(120)는 제1금속(111)으로 형성된다. 강화부(120)는 적층부(110)를 구성하는 금속층 중 적어도 어느 하나와 동일 재질로 형성되거나 적층부(110)를 구성하는 금속층과 다른 재질로 형성될 수 있다.
예를 들어 적층부(110)는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질의 제1금속(111)과 구리(Cu) 재질의 제2금속(112)이 교번적으로 적층되어 형성될 수 있다. 이 경우 강화부(120)는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질의 제1금속(111)이거나, 로듐(rhodium, Rd) 재질의 제1금속(111)일 수 있다.
이하에서는 도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 제조방법은, 복수개의 금속층이 적층되어 구비되는 적층부(111)를 형성하는 제1도금 단계 및 제1도금 단계와는 별도의 도금 공정으로 적층부(111)의 측면 전체에 적층부(111)의 평균적인 내마모성 보다 높은 내마모성을 가지는 금속으로 강화부(120)를 형성하는 제2도금 단계를 포함한다. 이하에서 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 9를 참조하면, 도 9a는 제1내부공간(21)이 구비된 몰드(20)의 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 A-A’단면도이고, 도 9c는 도 9a의 B-B’단면도이며, 도 9d는 도 9a의 C-C’단면도이다.
도 9를 참조하면, 몰드(20)에는 제1내부 공간(21)이 형성되고 있고, 몰드(20)의 하부에는 시드층(30)이 구비되어 있다.
몰드(20)는 양극산화막, 포토레지스트, 실리콘 웨이퍼 또는 이와 유사한 재질로 구성될 있다. 다만, 바람직하게는 몰드(20)은 양극산화막 재질로 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 포토 레지스트 몰드 대신에 양극산화막 재질의 몰드(20)를 이용하여 제조된다는 점에서 포토 레지스트 몰드로는 구현하는데 한계가 있었던 형상의 정밀도, 미세 형상의 구현의 효과를 발휘할 수 있게 된다.
몰드(20)의 하면에는 시드층(30)이 구비된다. 시드층(30)은 몰드(20)에 제1내부 공간(21)을 형성하기 이전에 몰드(20)의 하면에 구비될 수 있다. 한편 몰드(20)의 하부에는 지지기판(미도시)이 형성되어 몰드(20)의 취급성을 향상시킬 수 있다. 또한 이 경우 지지기판(미도시)의 상면에 시드층(30)을 형성하고 제1내부 공간(21)이 형성된 몰드(20)을 지지기판(미도시)에 결합하여 사용할 수도 있다. 시드층(30)은 구리(Cu)재질로 형성될 수 있고, 증착 방법에 의해 형성될 수 있다. 시드층(30)은 적층부(110)와 강화부(120)을 전기 도금법을 이용하여 형성할 때 이들의 도금 품질을 향상시키기 위해 사용된다.
제1내부 공간(21)은 양극산화막 재질의 몰드(20)을 습식 에칭하여 형성될 수 있다. 이를 위해 몰드(20)의 상면에 포토 레지스트를 구비하고 이를 패터닝한 다음, 패터닝되어 오픈된 영역의 양극산화막이 에칭 용액과 반응하여 제1내부 공간(21)이 형성될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 제1내부 공간(21)을 형성하기 전의 몰드(20)의 상면에 감광성 재료를 구비한 다음 노광 및 현상 공정이 수행될 수 있다. 감광성 재료는 노광 및 현상 공정에 의해 오픈영역을 형성하면서 적어도 일부가 패터닝되어 제거될 수 있다. 양극산화막 재질의 몰드(20)는 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 오픈영역을 통해 에칭 공정이 수행되며, 에칭 용액에 의해 제1내부 공간(21)에 대응되는 위치의 양극산화막이 제거되어 제1내부 공간(21)을 형성하게 된다.
다음으로 도 10을 참조하면, 도 10a는 제1내부 공간(21)에 적층부(110)을 형성한 몰드(20)의 평면도이고, 도 10b는 도 10a의 A-A’단면도이고, 도 10c는 도 10a의 B-B’단면도이며, 도 10d는 도 10a의 C-C’단면도이다.
몰드(20)의 제1내부 공간(21)에 전기 도금 공정을 수행하여 적층부(110)를 형성하는 단계를 수행한다. 복수회의 전기 도금 공정을 수행하여 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 복수개의 금속층이 적층되어 형성된다. 적층부(110)는 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 제1금속(111)과, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 중에서 선택된 제2금속(112)을 포함하여 구비된다. 예를 들어, 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질의 제1금속(210)과 구리(Cu) 재질의 제2금속(230)이 교번적으로 적층되어 형성될 수 있다. 여기서 제1금속(210)은 전기 전도성 접촉핀(100)이 탄성 변형될 수 있도록 하며, 제2금속(230)은 전기 전도성 접촉핀(100)의 전류 운반 용량(CCC)이 향상되도록 한다.
도금 공정이 완료되면 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 통해 몰드(20)의 상면으로 돌출된 금속을 제거하면서 평탄화시킨다.
다음으로 도 11을 참조하면, 도 11a는 제2내부공간(22)을 형성한 몰드(20)의 평면도이고, 도 11b는 도 11a의 A-A’단면도이고, 도 11c는 도 11a의 B-B’단면도이며, 도 11d는 도 11a의 C-C’단면도이다.
몰드(20)의 일부분을 제거하는 공정을 수행한다. 몰드(20)의 일부분을 제거하여 제2내부 공간(22)을 몰드(20)에 형성한다. 구체적으로 설명하면, 몰드(20)의 상면에 감광성 재료를 구비한 다음 노광 및 현상 공정이 수행될 수 있다. 감광성 재료는 노광 및 현상 공정에 의해 오픈영역을 형성하면서 적어도 일부가 패터닝되어 제거될 수 있다. 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 오픈영역을 통해 에칭 공정이 수행되며, 에칭 용액에 의해 몰드(20)의 일부분이 제거되어 제2내부 공간(22)을 형성하게 된다.
제2내부 공간(22)은 강화부(120)의 위치에 대응하여 적층부(110)의 측면을 따라 길게 2개가 형성된다. 각각의 제2내부 공간(22)의 1개의 측면으로는 복수개로 적층된 적층부(111)가 노출되고, 3개의 측면으로는 몰드(20)가 노출되게 된다.
다음으로 도 12를 참조하면, 도 12a는 제2내부공간(22)에 강화부(120)를 형성한 몰드(20)의 평면도이고, 도 12b는 도 12a의 A-A’단면도이고, 도 12c는 도 12a의 B-B’단면도이며, 도 12d는 도 12a의 C-C’단면도이다.
강화부(120)를 형성하는 단계를 수행한다. 이전 단계에서 형성된 제2내부 공간(22)에 전기 도금 공정을 이용하여 강화부(120)를 형성한다.
강화부(120)는 전 단계에서 제작된 적층부(110)와 일체화된다. 앞서 설명한 바와 같이 제2내부 공간(22)의 1개의 측면에는 적층부(110)이 노출되는데 이 측면에서 강화부(120)는 적층부(110)와 일체화된다.
강화부(120)는 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 금속 일 수 있으며, 바람직하게는 강화부(120)는 적층부(110)을 구성하는 제1금속(210)과 동일 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 적층부(110)가 제1금속(111) 중에서 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질로 형성되는 경우에, 강화부(120) 역시 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질일 수 있다. 이와는 다르게 강화부(120)는 적층부(110)을 구성하는 제1금속(210)과 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 적층부(110)가 제1금속(111) 중에서 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금 재질로 형성되는 경우에, 강화부(120)는 로듐(rhodium, Rd) 재질일 수 있다.
다음으로 도 13을 참조하면, 도 13a는 전기 전도성 접촉핀(100)의 평면도이고, 도 13b는 도 13a의 A-A’단면도이고, 도 13c는 도 13a의 B-B’단면도이며, 도 13d는 도 13a의 C-C’단면도이다.
이전 단계 이후에 몰드(20)와 시드층(30)를 제거하는 공정을 수행한다. 몰드(20)가 양극산화막 재질인 경우에는 양극산화막 재질에 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 몰드(20)를 제거한다. 또한 시드층(30)이 구리(Cu) 재질인 경우에는 구리(Cu)에 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 시드층(30)을 제거한다.
앞선 설명에서는 제1내부 공간(21)이 형성된 몰드(20)를 이용하여 제1내부 공간(21)에 도금하여 적층부(110)를 형성하는 단계를 먼저 수행하고 그 다음에 몰드(20)의 일부를 제거하여 제2내부 공간(22)을 형성하고 제2내부 공간(22)에 도금하여 강화부(120)를 형성하는 단계를 수행하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법은, 몰드(20)의 일부를 제거하여 제2내부 공간(22)을 형성하고 제2내부 공간(22)에 도금하여 강화부(120)를 형성하는 단계를 먼저 수행하고 그 다음에 제1내부 공간(21)이 형성된 몰드(20)를 이용하여 제1내부 공간(21)에 도금하여 복수개의 적층부(110)를 형성하는 단계를 수행하는 것도 포함한다.
도 14a는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 검사장치의 일부로서 전기 전도성 접촉핀(100)이 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)에 삽입된 상태를 정면에서 바라본 도면이고, 도 14b는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)측면도이다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 검사장치는 복수개의 전기 전도성 접촉핀(100)이 삽입되는 가이드 플레이트(10)를 포함한다. 또한 검사장치에 구비되는 전기 전도성 접촉핀(100)은 복수개의 금속층이 적층되어 형성되는 적층부(110)를 포함하고, 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103)에 구비되는 강화부(120)를 포함한다. 또한, 적층부(110)는 제1금속(111)과 제2금속(112)을 포함하되 제1금속(111)은 제2금속(112)에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 제2금속(112)은 제1금속(111)에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이며, 강화부(120)는 제1금속(111)으로 형성되고, 강화부(120)는 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)의 위치에 대응되는 위치에 구비된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 강화부(120)는 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103) 전체에 구비된다.
전기 전도성 접촉핀(100)는 가이드 플레이트(10)의 가이드 구멍(11)에 삽입되어 구비되는데, 검사 시 전기 전도성 접촉핀(100)은 가이드 구멍(11)의 내벽에 슬라이딩 접촉하게 된다. 특히 검사 중에는 전기 전도성 접촉핀(100)은 측면 방향으로 굴곡되면서 가이드 구멍(11)의 내벽에 큰 힘을 부여하기 때문에 마찰력이 높아지게 된다. 이런 상황에서 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 그 측면(103) 전체에 내 마모성이 높은 강화부(120)를 구비함으로써 마찰에 따른 마모가 최소화된다. 그 결과 전기 전도성 접촉핀(100)의 내구성이 향상된다. 또한 마찰에 따른 이물질 발생을 최소화할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111)과 구리(Cu) 재질의 제2금속(112)이 교번적으로 적층되어 구성될 수 있다. 예를 들어 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111), 구리(Cu) 재질의 제2금속(112), 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111), 구리(Cu) 재질의 제2금속(112), 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111) 순으로 5개 층이 교번적으로 적층되어 구성될 수 있다. 물론 동일한 교번 적층 패턴으로 그 이상의 적층수로 적층될 수 있다. 다만 이 경우 전기 전도성 접촉핀(100)의 최하층과 최상층은 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111)이 위치할 수 있다. 이 경우 강화부(120)는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111)으로 구성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 재질의 제1금속(111)이 도금 공정을 통해 전체적으로 연속되어 일체(一體)형으로 형성되므로 전기 전도성 접촉핀(100)의 탄성 변형 거동 시 층간 박리를 최소화하여 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 강화부(120)를 구성하는 금속은 적층부(110)을 구성하는 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 중에서 선택된 제2금속(112)에 비해 경도가 높기 때문에 가이드 구멍(11)의 내벽과 접촉 시 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면(103)이 소성 변형되어 움푹 파이는 현상을 방지할 수 있다. 이를 통해 전기 전도성 접촉핀(100)의 거동 패턴을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 제1,2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 표면에는 전류 운반 용량(Current Carrying Capacity)을 더욱 향상시키기 위해 금(Au) 재질의 도금막이 추가로 형성될 수 있다. 이 경우에는 강화부(120)의 내마모성 측면에서는 다소 불리할 수 있으나 강화부(120)의 구성을 통해 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면이 소성 변형되어 움푹 파이는 현상을 방지하는 효과는 그대로 발휘할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
100: 전기 전도성 접촉핀
110: 적층부
120: 강화부 210: 제1영역
220: 제2영역
120: 강화부 210: 제1영역
220: 제2영역
Claims (17)
- 복수개의 금속층이 적층되어 형성되는 적층부를 포함하는 전기 전도성 접촉핀에 있어서,
상기 전기 전도성 접촉핀의 측면에 구비되는 강화부를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제1항에 있어서,
상기 적층부는 제1금속과 제2금속을 포함하되 상기 제1금속은 상기 제2금속에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 상기 제2금속은 상기 제1금속에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이며,
상기 강화부는 상기 제1금속으로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제2항에 있어서,
상기 제1금속은 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성되고,
상기 제2금속은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제1항에 있어서,
상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향으로 구분되어 형성되는 제1영역과 제2영역을 포함하되,
상기 제1영역은 상기 적층부를 포함하고,
상기 제2영역은 상기 적층부와 상기 강화부를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제4항에 있어서,
상기 제2영역은 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향으로 적어도 2개 이상 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제5항에 있어서,
상기 제2영역 사이에 상기 제1영역이 구비되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제1항에 있어서,
상기 강화부는 상기 적층부를 구성하는 금속층 중 적어도 어느 하나와 동일 재질로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제1항에 있어서,
상기 강화부는 상기 적층부를 구성하는 금속층과 다른 재질로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제1항에 있어서,
상기 강화부는 상기 전기 전도성 접촉핀의 두께 방향으로 하면부에서 상면부에 이르기까지 연속적으로 상기 전기 전도성 접촉핀의 측면에 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 전기 전도성 접촉핀에 있어서,
상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향으로 구분되어 형성되는 제1영역과 제2영역을 포함하되,
상기 제1영역은 복수개의 금속층이 적층되어 구비되는 적층부를 포함하고,
상기 제2영역은 상기 적층부와 강화부를 포함하되, 상기 강화부는 상기 적층부의 평균적인 내마모성 보다 높은 내마모성을 가지면서 상기 적층부의 적어도 일측면에 구비되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제10항에 있어서,
상기 적층부는 제1금속과 제2금속을 포함하되 상기 제1금속은 상기 제2금속에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 상기 제2금속은 상기 제1금속에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이며,
상기 강화부는 상기 제1금속으로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 제11항에 있어서,
상기 제1금속은 로듐(rhodium, Rd), 백금 (platinum, Pt), 이리듐(iridium, Ir), 팔라듐(palladium) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(palladium-cobalt, PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(palladium-nickel, PdNi) 합금 또는 니켈-인(nickel-phosphor, NiPh) 합금, 니켈-망간(nickel-manganese, NiMn), 니켈-코발트(nickel-cobalt, NiCo) 또는 니켈-텅스텐(nickel-tungsten, NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성되고,
상기 제2금속은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
- 복수개의 전기 전도성 접촉핀이 삽입되는 가이드 플레이트를 포함하는 검사장치에 있어서,
상기 전기 전도성 접촉핀은 복수개의 금속층이 적층되어 형성되는 적층부를 포함하고
상기 전기 전도성 접촉핀의 측면에 구비되는 강화부를 포함하되,
상기 적층부는 제1금속과 제2금속을 포함하되 상기 제1금속은 상기 제2금속에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속이고 상기 제2금속은 상기 제1금속에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속이며,
상기 강화부는 상기 제1금속으로 형성되고
상기 강화부는 상기 가이드 플레이트의 가이드 구멍의 위치에 대응되는 위치에 구비되는, 검사장치.
- 제13항에 있어서,
상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향으로 구분되어 형성되는 제1영역과 제2영역을 포함하되,
상기 제1영역은 상기 적층부를 포함하고,
상기 제2영역은 상기 적층부와 상기 강화부를 포함하는, 검사장치.
- 복수개의 금속층이 적층되어 구비되는 적층부를 형성하는 제1도금 단계; 및
상기 제1도금 단계와는 별도의 도금 공정으로 상기 적층부의 적어도 일측면에 상기 적층부의 평균적인 내마모성 보다 높은 내마모성을 가지는 금속으로 강화부를 형성하는 제2도금 단계를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
- 제15항에 있어서,
상기 제1도금 단계는 몰드의 제1내부공간에 상기 적층부를 형성하는 단계이고,
상기 제2도금 단계는 상기 적층부의 측면 방향으로 상기 몰드에 형성된 제2내부공간에 강화부를 형성하는 단계인, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
- 제16항에 있어서,
상기 몰드는 양극산화막 재질로 구성되는, 전기 전도성 접촉핀의 제조방법.
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