KR20230032060A - 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 수직형 프로브 카드 - Google Patents

전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 수직형 프로브 카드 Download PDF

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KR20230032060A
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Abstract

본 발명은 양단에 가해지는 압력에 의해 그 바디가 수평방향으로 볼록해지면서 탄력적으로 구부러지거나 휘어지지 않으면서 검사 대상물의 전기적 특성을 효과적으로 검사할 수 있는 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 수직형 프로브 카드를 제공한다.

Description

전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 수직형 프로브 카드{The Electro-conductive Contact Pin and Vertical Probe Card Having The Same}
본 발명은 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 수직형 프로브 카드에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 프로브 카드(1)를 개략적으로 도시한 도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 프로브 헤드(7)를 확대하여 도시한 도면이다.
일반적으로 프로브 카드(1)는, 회로기판(2), 회로기판(2)의 하측에 구비되는 공간변환기(3) 및 공간변환기(3)의 하측에 구비되는 프로브 헤드(7)를 포함하여 구성된다.
프로브 헤드(7)는 다수의 프로브 핀(7)과 프로브 핀(7)이 삽입되는 가이드 구멍을 구비하는 가이드 플레이트(5, 6)를 포함한다. 프로브 헤드(7)는 상부 가이드 플레이트(5) 및 하부 가이드 플레이트(6)를 포함하며, 상부 가이드 플레이트(5) 및 하부 가이드 플레이트(6)는 스페이서를 통해 고정 설치된다. 프로브 핀(7)은 상부 가이드 플레이트(5) 및 하부 가이드 플레이트(6)사이에서 탄성 변형하는 구조로서, 이러한 프로브 핀(7)을 채택하여 수직형 프로브 카드(1)를 구성한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 프로브 핀(7)을 형성한 프로브 카드(1)에 반도체 웨이퍼(W)를 접근해 각 프로브 핀(7)을 반도체 웨이퍼(W)상의 대응하는 전극 패드(WP)에 접촉시킴으로써 수행된다. 프로브 핀(7)이 전극 패드(WP)에 접촉되는 위치까지 도달한 다음, 프로브 카드(1) 측으로 웨이퍼(W)를 소정높이 추가 상승시키는 오버 드라이브 과정을 수행한다. 다수의 프로브 핀(7)들은 제조공정 상의 오차로 인해 길이 차이가 있고, 가이드 플레이트(5,6) 및 공간변환기(3)의 평탄도가 미세하게 차이가 있고 전극 패드(WP)간에도 높이 차가 있기 때문에, 오버 드라이브 과정이 필연적으로 필요하다.
오버 드라이브 과정에서 전극 패드(WP)에 형성된 산화막층(8)이 제거되고 프로브 핀(7)과 전극 패드(WP)의 전도성 물질층이 전기적으로 서로 연결됨으로써 반도체 소자의 전기적 특성을 시험하게 된다.
모든 프로브 핀(7)들에 대해 양호한 전기적 및 기계적 접촉을 보장하도록 하기 위해서는 충분한 상승 스트로크를 가지는 오버 드라이드가 필요하다. 다수의 프로브 핀(7)들에 대해 충분한 오버 드라이브가 필요하기 때문에 특정 레벨 이상의 가압력이 필요하고 그 과정에서 프로브 핀(7)들이 가이드 플레이트(5,6)의 가이드 구멍 내벽에 과도한 압력을 가하게 된다. 이러한 과도한 압력에 의해 가이드 구멍의 내벽이 마모되면서 이물질들이 유발되고, 이물질들이 전극 패드(WP)로 낙하되어 전기적 특성 검사를 어렵게 하는 문제가 있다. 또한 과도한 압력으로 지속적인 오버 드라이브 과정을 수행하게 되므로, 프로브 핀(7)들이 단기간에 피로 파괴되는 문제가 발생한다.
한편, 종래 수직형 프로브 카드(1)에 사용되는 프로브 핀(7)은, 상부 및 하부 가이드 플레이트(5,6)에 삽입되어 가이드 플레이트(5,6)에 의해 지지되면서 양단에서 가해지는 압력에 의해 일 방향으로 휘어지는 좌굴 변형을 하게 된다. 최근의 반도체 소자는 하나의 소자가 다양한 기능을 수행하고 처리속도도 점점 빨라지는 동시에 필연적으로 입출력단자 수가 증가함에 따라 반도체 소자의 전극 패드(WP)들 간의 피치(pitch)는 점점 작아지는 추세이다. 이러한 협 피치 추세에 대응하기 위해서는 프로브 핀(7)들 역시 협 피치로 배열되어야 한다. 그러나 협 피치로 배열된 프로브 핀(7)들이 좌굴 변형하면서 인접하는 프로브 핀(7)들과 접촉하여 단락되는 문제가 발생하곤 한다. 또한 프로브 핀(7)을 협 피치로 배열하기 위해서는 가이드 구멍 역시 협 피치로 배열되어야 한다. 그 결과 인접하는 가이드 구멍들 간의 여유 폭이 감소하여 가이드 구멍을 가공하는 것이 더욱 어렵게 되고, 가이드 플레이트(5,6)의 강성 역시 작아지는 문제가 발생하게 된다. 특히나 프로브 핀(7)이 좌굴 변형하면서 지속적으로 가이드 플레이트(5,6)에 압력을 가하게 되므로 가이드 플레이트(5,6)의 피로 파괴율이 높아지는 문제가 발생하게 된다.
현재까지 수직형 프로브 카드(1)에 사용되는 프로브 핀(7)은 (i) 제조할 때부터 미리 변형된(pre-deformed) 구조 (이러한 프로브 핀(7)을 업계에서는 ‘코브라 핀’이라고 함)이거나 (ii) 제조할 때에는 일자형이지만 가이드 플레이트를 수평 방향으로 이동시켜 프로브 핀(7)을 변형시켜 놓은 구조(이러한 프로브 핀(7)을 업계에서는 ‘일자 핀’이라고 함)만이 사용되어 왔다.
그런데 위와 같은 일련의 문제점들은 수직형 프로브 카드(1)에 코브라 핀 또는 일자 핀을 사용하기 때문에 발생하는 것이다. 다시 말해 다수의 프로브 핀(7)들이 양단에 가해지는 압력에 의해 그 바디가 수평방향으로 볼록해지면서 탄력적으로 구부러지거나 휘어지는 구조이기 때문에 위와 같은 문제점들이 발생하는 것이다.
등록번호 제10-1913355호 등록특허공보
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 양단에 가해지는 압력에 의해 그 바디가 수평방향으로 볼록해지면서 탄력적으로 구부러지거나 휘어지지 않으면서 검사 대상물의 전기적 특성을 효과적으로 검사할 수 있는 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 수직형 프로브 카드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀은, 전기 전도성 접촉핀에 있어서, 상기 전기 전도성 접촉핀의 제1단부측에 위치하며 그 단부가 제1접점이 되는 제1플런저; 상기 전기 전도성 접촉핀의 제2단부측에 위치하며 그 단부가 제2접점이 되는 제2 플런저; 및 상기 제1플런저와 상기 제2플런저가 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이방향으로 탄력적으로 변위되도록 반복적인 절곡 패턴을 가지는 탄성부;를 포함하고, 상기 제2플런저는 제1금속부와 제2금속부를 포함하되 상기 제2금속부는 상기 제1금속부의 측면에서 접한다.
또한, 상기 제1금속부는 복수개의 금속층이 적층되어 구비되고, 상기 제2금속부는 단일 금속층으로 구비된다.
또한, 상기 제1금속부는 적어도 3개 이상의 금속층이 적층되어 구비되고, 상기 제2금속부는 적어도 1개 이상의 계면에서 상기 제1금속부와 접한다.
또한, 상기 제1금속부는 상기 제2금속부의 3개의 측면을 감싸되, 상기 제1금속부가 상기 제2금속부를 감싸지 않는 측면이 제2접점이 된다.
또한, 상기 제2플런저의 폭 방향을 따르는 단면은, 제1금속부, 제2금속부 및 제1금속부 순으로 위치한다.
또한, 상기 제2금속부는 단일 금속층으로 구성되되, 상기 제2금속부를 구성하는 단일 금속층은 상기 제1금속부를 구성하는 금속층과는 서로 다른 재질이다.
또한, 상기 제1플런저 및 상기 탄성부는 상기 제1금속부를 구성하는 금속층과 동일 금속층으로 복수개의 금속층이 적층되어 구비되고, 상기 제2금속부는 단일 금속층으로 구비된다.
또한, 상기 탄성부가 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이방향으로 압축 및 신장되도록 안내하며, 상기 탄성부가 압축되면서 좌굴되는 것을 방지하도록 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향을 따라 상기 탄성부의 외측에 구비되는 지지부를 포함한다.
또한, 상기 지지부를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭과 상기 탄성부를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭은 동일하다.
또한, 상기 제1플런저, 상기 제2플런저, 상기 탄성부 및 상기 지지부는 서로 연결되어 일체로 구비된다.
또한, 상기 탄성부는, 상기 전기 전도성 접촉핀의 두께 방향으로의 각 단면 형상이 모든 두께 단면에서 동일하고, 상기 탄성부는, 두께가 전체적으로 동일하다.
또한, 상기 제1플런저, 상기 제2플런저 및 상기 탄성부의 측면에 구비되는 미세 트렌치를 포함한다.
또한, 상기 탄성부는, 상기 제1플런저에 연결되는 제1탄성부; 상기 제2플런저에 연결되는 제2탄성부; 및 상기 제1탄성부와 상기 제2탄성부 사이에서 상기 제1탄성부 및 상기 제2탄성부와 연결되고 상기 지지부와 일체로 구비되는 중간 고정부;를 포함한다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수직형 프로브 카드는, 반도체 제조 공정 중에서 웨이퍼 상에 제작된 칩을 검사하는 검사 공정에 사용되며 미세 미치 대응이 가능한 수직형 프로브 카드에 있어서, 접속 패드를 구비하는 공간변환기; 상기 공간변환기 하부에서 상기 공간변환기와 이격되어 구비되는 가이드 플레이트; 및 상기 가이드 플레이트의 구멍에 삽입되어 설치되는 전기 전도성 접촉핀;을 포함하되, 기 전기 전도성 접촉핀은, 상기 전기 전도성 접촉핀의 제1단부측에 위치하며 그 단부가 제1접점이 되는 제1플런저; 상기 전기 전도성 접촉핀의 제2단부측에 위치하며 그 단부가 제2접점이 되는 제2 플런저; 및 상기 제1플런저와 상기 제2플런저가 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이방향으로 탄력적으로 변위되도록 반복적인 절곡 패턴을 가지는 탄성부;를 포함하고, 상기 제2플런저는 제1금속부와 제2금속부를 포함하되 상기 제2금속부는 상기 제1금속부의 측면에서 접한다.
또한, 상기 탄성부가 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이방향으로 압축 및 신장되도록 안내하며, 상기 탄성부가 압축되면서 좌굴되는 것을 방지하도록 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향을 따라 상기 탄성부의 외측에 구비되는 지지부를 포함하고, 상기 지지부가 상기 가이드 플레이트에 걸림 고정될 수 있도록 상기 지지부의 외벽에 구비되는 걸림부를 포함한다.
본 발명은 양단에 가해지는 압력에 의해 그 바디가 수평방향으로 볼록해지면서 탄력적으로 구부러지거나 휘어지지 않으면서 검사 대상물의 전기적 특성을 효과적으로 검사할 수 있는 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 수직형 프로브 카드를 제공한다.
도 1은 종래기술에 따른 프로브 카드를 개략적으로 도시한 도면
도 2 및 도 3은 도 1의 프로브 헤드를 확대하여 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 상부 가이드 플레이트와 하부 가이드 플레이트에 설치된 상태를 도시한 도면.
도 5a는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 평면도.
도 5b는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 사시도.
도 6a는 도 5a의 A부분을 확대한 평면도.
도 6b는 도 5a의 A부분을 확대한 사시도.
도 7a는 도 5a의 B부분을 확대한 평면도.
도 7b는 도 5a의 B부분을 확대한 사시도.
도 8a는 도 5a의 C부분을 확대한 평면도.
도 8b는 도 5a의 C부분을 확대한 사시도.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 설명하는 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 수직형 프로브 카드의 프로브 핀의 실물을 촬영한 사진.
도 11은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 측면을 도시한 도면.
도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드와 종래기술에 따른 수직형 프로브 카드를 비교한 도면.
도 14a는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 평면도.
도 14b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 사시도.
도 15a는 도 14a의 A부분을 확대한 평면도.
도 15b는 도 14a의 A부분을 확대한 사시도.
도 16a는 도 14a의 B부분을 확대한 평면도.
도 16b는 도 14a의 B부분을 확대한 사시도.
도 17a는 도 14a의 C부분을 확대한 평면도.
도 17b는 도 14a의 C부분을 확대한 사시도.
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. 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.
이하에서 설명한 본 발명의 바람직한 각 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀들(100, 200)은, 검사장치에 구비되어 검사 대상물과 전기적, 물리적으로 접촉하여 전기적 신호를 전달하는데 사용된다. 검사장치는 반도체 제조공정에 사용되는 검사장치일 수 있으며, 그 일례로 프로브 카드일 수 있고, 테스트 소켓일 수 있다. 전기 전도성 접촉핀들은 프로브 카드에 구비되어 반도체 칩을 검사하는 프로브 핀일 수 있고, 패키징된 반도체 패키지를 검사하는 테스트 소켓에 구비되어 반도체 패키지를 검사하는 소켓 핀일 수 있다.
본 발명의 바람직한 각 실시예들에 따른 전기 전도성 접촉핀들(100, 200)은 수직형 프로브 카드에 채용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드는, 반도체 제조 공정 중에서 웨이퍼 상에 제작된 칩을 검사하는 검사 공정에 사용되며 미세 미치 대응이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드는, 접속 패드를 구비하는 공간변환기(ST); 공간변환기(ST) 하부에서 공간변환기(ST)와 이격되어 구비되는 가이드 플레이트(GP1, GP2); 및 가이드 플레이트(GP1, GP2)의 구멍에 삽입되어 설치되는 전기 전도성 접촉핀(100, 200);을 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
이하에서 설명하는 전기 전도성 접촉핀의 폭 방향은 도면에 표기된 ±x방향이고, 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향은 도면에 표기된 ±y방향이고, 전기 전도성 접촉핀의 두께 방향은 도면에 표기된 ±z방향이다. 전기 전도성 접촉핀은, 길이 방향(±y 방향)으로 전체 길이 치수(L)를 가지고, 상기 길이 방향의 수직한 두께 방향(±z 방향)으로 전체 두께 치수(H)를 가지며, 상기 길이 방향의 수직한 폭 방향(±x 방향)으로 전체 폭 치수(W)를 가진다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 상부 가이드 플레이트와 하부 가이드 플레이트에 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 5a는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 평면도이며, 도 5b는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 사시도이고, 도 6a는 도 5a의 A부분을 확대한 평면도이며, 도 6b는 도 5a의 A부분을 확대한 사시도이고, 도 7a는 도 5a의 B부분을 확대한 평면도이며, 도 7b는 도 5a의 B부분을 확대한 사시도이고, 도 8a는 도 5a의 C부분을 확대한 평면도이며, 도 8b는 도 5a의 C부분을 확대한 사시도이고, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제조방법을 설명하는 도면이며, 도 10은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 수직형 프로브 카드의 프로브 핀의 실물을 촬영한 사진이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 측면을 도시한 도면이며, 도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드와 종래기술에 따른 수직형 프로브 카드를 비교한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드(10)는, 반도체 제조 공정 중에서 웨이퍼 상에 제작된 칩을 검사하는 검사 공정에 사용되며 미세 미치 대응이 가능하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드(10)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, ASICs 등과 같은 비메모리 반도체 칩을 검사하는데 보다 유용하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드(10)는, 접속 패드(CP)를 구비하는 공간변환기(ST); 공간변환기(ST) 하부에서 공간변환기(ST)와 이격되어 구비되는 가이드 플레이트(GP1, FP2); 및 가이드 플레이트(GP1, GP2)의 구멍에 삽입되어 설치되는 전기 전도성 접촉핀(100);을 포함한다.
전기 전도성 접촉핀(100)은, 상부에 위치하여 공간변환기(ST)의 접속패드(CP)에 접속되는 제1플런저(110); 하부에 위치하여 칩에 접속되는 제2플런저(120); 및 제1플런저(110)와 제2플런저(120)가 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이방향으로 탄력적으로 변위되도록 하는 탄성부(130);를 포함하고, 탄성부(130)는, 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로의 각 단면 형상이 모든 두께 단면에서 동일하고, 탄성부(130)는, 전기 전도성 접촉핀(100)의 폭 방향 및 길이 방향으로 두께가 전체적으로 동일하다.
또한, 전기 전도성 접촉핀(100)은, 탄성부(130)가 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이방향으로 압축 및 신장되도록 안내하며, 탄성부(130)가 압축되면서 좌굴되는 것을 방지하도록 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이 방향을 따라 탄성부(130)의 외측에 구비되는 지지부(140)를 포함한다.
수직형 프로브 카드(10)의 가이드 플레이트(GP1, GP2)에 설치되는 배치되는 전기 전도성 접촉핀(100)들 간의 피치 간격은 50㎛ 이상 150㎛이하이다. 전기 전도성 접촉핀(100)의 좌우 폭은 40㎛이상 200㎛이하이고, 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께는 40㎛이상 200㎛이하이다.
탄성부(130)는 제1플런저(110)에 연결되는 제1탄성부(131); 제2플런저(120)에 연결되는 제2탄성부(135); 및 제1탄성부(131)와 제2탄성부(135) 사이에서 제1탄성부(131) 및 제2탄성부(135)와 연결되고 지지부(140)와 일체로 구비되는 중간 고정부(137)를 포함한다. 탄성부(130)는, 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로의 각 단면 형상이 모든 두께 단면에서 동일하다. 또한 탄성부(130)는, 두께가 전체적으로 동일하다. 제1,2탄성부(131,135)는 실질 폭(t)을 갖는 판상 플레이트가 S자 모양으로 반복적으로 절곡되어 형성되며, 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 전체적으로 일정하다. 판상 플레이트의 실질 폭과 판상 플레이트의 두께의 비는 1:5 이상 1:30 이하의 범위를 가진다.
전기 전도성 접촉핀(100)이 반도체 칩을 검사하기 전에는 제1플런저(110)가 접속패드(CP)에 접촉되어 제1탄성부(130)는 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이 방향으로 압축 변형되어 있고, 제2플런저(120)는 칩에 접촉되지 않은 상태이며, 전기 전도성 접촉핀(100)이 칩을 검사하는 과정에서는 제2플런저(120)가 칩에 접촉되어 제2탄성부(135)는 압축 변형된다.
제1플런저(110)의 일단은 자유단이고 타단은 제1탄성부(131)에 연결되어 접촉압력에 의해 탄력적으로 수직 이동이 가능하다. 제2플런저(120)의 일단은 자유단이고 타단은 제2탄성부(135)에 연결되어 접촉 압력에 의해 탄력적으로 수직 이동이 가능하다.
제1플런저(110)는 제1목부(111)와 머리부(115)를 포함한다.
제1목부(111)는 일단이 제1탄성부(131)에 연결되고, 타단은 머리부(115)에 연결된다. 제1목부(111)는 지지부(140)의 상부에 형성된 상부 개구부의 폭보다 작은 폭으로 형성되어 상부 개구부를 수직으로 통과 가능하게 구성된다.
제1목부(111)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 제1탄성부(131) 및/또는 지지부(140)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)과 동일 폭으로 형성된다.
머리부(115)는 제1목부(111)의 상부에 연결되며 지지부(40)의 상측에 위치한다. 머리부(115)는 그 내부에 중공(117)이 형성되어 밀폐형 구조로 구성된다. 머리부(115)는 밀폐형 사각 링의 형태로 구성되어 접속 패드(CP)에 접촉될 때 탄력적으로 접촉가능하다.
머리부(115)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 제1목부(111)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)과 동일 폭으로 형성된다.
제1탄성부(131)의 일단은 제1플런저(110)에 연결되고 타단은 중간 고정부(137)에 연결된다. 제2탄성부(135)의 일단은 제2플런저(120)에 연결되고 타단은 중간 고정부(137)에 연결된다.
지지부(140)는 탄성부(130)의 좌측에 구비되는 제1지지부(141)와 탄성부(130)의 우측에 구비되는 제2지지부(145)를 포함한다.
제1탄성부(131) 및 제2탄성부(135)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 제1지지부(141) 및 제2지지부(145)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)과 동일 폭으로 형성된다.
지지부(140)가 하부 가이드 플레이트(GP2)에 걸림 고정될 수 있도록, 지지부(140)의 외벽에는 걸림부(149)가 구비된다. 걸림부(149)는 하부 가이드 플레이트(GP2)의 상면에 걸리는 상부 걸림부(149a)와, 하부 가이드 플레이트(GP2)의 하면에 걸리는 하부 걸림부(149b)를 포함한다. 물론 걸림부(149)는 지지부(140)가 상부 가이드 플레이트(GP1)에 걸림 고정될 수 있도록 구비될 수 있다.
중간 고정부(137)는 전기 전도성 접촉핀(100)의 폭방향으로 연장되어 형성되며, 제1지지부(141)와 제2지지부(145)를 연결한다.
제1탄성부(131)는 중간 고정부(137)를 기준으로 그 상부에 구비되고, 제2탄성부(135)는 중간 고정부(137)를 기준으로 그 하부에 구비된다. 중간 고정부(137)를 기준으로 제1탄성부(131) 및 제2탄성부(135)가 압축 또는 신장 변형된다. 중간 고정부(137)는 제1,2지지부(141,145)에 고정되어 제1,2탄성부(131, 135)가 압축 변형될 때에 제1,2탄성부(141,145)의 위치 이동을 제한하는 기능을 수행하게 된다.
중간 고정부(137)에 의해, 제1탄성부(131)가 구비되는 영역과 제2탄성부(135)가 구비되는 영역이 서로 구분이 된다. 따라서 상부 개구부(143a)로 유입된 이물질은 제2탄성부(135) 측으로 유입되지 못하고, 하부 개구부(143b)로 유입된 이물질 역시 제1탄성부(131)측으로 유입되지 못하게 된다. 이를 통해 지지부(140) 내측으로 유입된 이물질의 이동을 제한함으로써 이물질에 의해 제1,2탄성부(131, 135)의 작동이 방해되는 것을 방지할 수 있다.
제1지지부(141)와 제2지지부(145)는 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이 방향을 따라 형성되며, 제1지지부(141)와 제2지지부(145)는 전기 전도성 접초핀(100)의 폭 방향을 따라 연장되어 형성되는 중간 고정부(137)에 일체로 연결된다. 또한 제1,2탄성부(131, 135)는 중간 고정부(137)를 통해 일체로 연결되면서, 전기 전도성 접촉핀(100)은 전체적으로 한 몸체로 구성된다.
제1,2탄성부(131, 135)는 복수개의 직선부(130a)와 복수개의 만곡부(130b)가 교대로 접속되어 형성된다. 직선부(130a)는 좌, 우로 인접하는 만곡부(130b)를 연결하며 만곡부(130b)는 상, 하로 인접하는 직선부(130a)를 연결한다. 만곡부(130b)는 원호 형상으로 구비된다.
제1,2탄성부(131, 135)의 중앙 부위에는 직선부(130a)가 배치되고 제1,2탄성부(131, 135)의 외측 부위에는 만곡부(130b)가 배치된다. 직선부(130a)는 폭 방향과 평행하게 구비되어 접촉압에 따른 만곡부(130b)의 변형이 보다 쉽게 이루어지도록 한다.
중간 고정부(137)와 연결되는 제1,2탄성부(131, 135)는 제1,2탄성부(131, 135)의 만곡부(130b)이다. 이를 통해 제1,2탄성부(131,135)는 중간 고정부(137)에 대해서는 탄력을 유지한다.
복수개의 전기 전도성 접촉핀(100)의 제1플런저(110)들이 공간변환기(ST)의 접속 패드(CP)에 각각 안정적인 접촉이 가능할 정도의 압축량이 제1탄성부(131)에 필요한 반면에, 제2탄성부(135)는 복수개의 전기 전도성 접촉핀(100)의 제2플런저(120)들이 칩들에 각각 안정적인 접촉이 가능할 정도의 압축량이 필요하다. 따라서 제1탄성부(131)의 스프링계수와 제2탄성부(135)의 스프링 계수는 서로 다르다. 예컨대, 제1탄성부(131)의 길이와 제2탄성부(135)의 길이는 서로 다르게 구비된다. 또한, 제2탄성부(135)의 길이는 제1탄성부(131)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
탄성부(130)는 강성유지부(130d)를 포함한다. 강성유지부(130d)는 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이 방향을 따라 탄성부(130)의 중앙을 가로질러 형성된다. 강성유지부(130d)는 상,하로 인접하는 직선부(130a)들을 서로 연결함으로써 강성유지부(130d)가 구비된 위치에서는 탄성부(130)가 압축되지 않도록 한다. 강성유지부(130d)를 탄성부(130)의 적어도 일부에 구비토록 함으로써, 지지부(140) 내부에서 탄성부(130)가 좌굴 변형하는 것을 방지한다.
강성유지부(130d)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 직선부(130a) 및 만곡부(130b)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)과 동일 폭으로 구성된다.
강성유지부(130d)는 그 길이가 상대적으로 더 긴 제2탄성부(135)에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는 강성유지부(130d)는 제2탄성부(135)의 하측에 구비되어 제2탄성부(135) 하측의 좌굴을 방지하여 접촉압이 축선 방향으로 전달될 수 있도록 한다. 이를 통해 제2탄성부(135)를 압축 변형시키는 힘이 축선 방향으로 전달되어 제2탄성부(135)의 압축 변형이 보다 쉽게 달성될 수 있도록 한다.
제2플런저(120)는 제2목부(121)와 돌출팁(125)을 포함한다.
제2목부(121)는 일단이 제2탄성부(135)에 연결되고 타단이 돌출팁(125)에 연결된다. 제2목부(121)는 서로 이격되어 배열되는 복수개의 빔(122)을 포함한다. 빔(122)을 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 제2탄성부(135)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)과 동일 폭으로 형성된다.
제2목부(121)의 하부에는 돌출팁(125)이 연결된다.
돌출팁(125)은 제1금속부(300)와 제2금속부(400)를 포함한다. 제2금속부(400)는 제1금속부(300)의 측면에서 접한다.
제1플런저(110), 탄성부(130), 지지부(140) 및 제1금속부(300)는, 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 복수개의 금속층이 적층되어 구비된다. 복수개의 금속층은, 제1금속층(160)과 제2금속층(180)을 포함한다. 제1금속층(160)은 제2금속층(180)에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속으로서 바람직하게는, 로듐(Rd), 백금 (Pt), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 망간(Mn), 텅스텐(W), 인(Ph) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(PdNi) 합금 또는 니켈-인(NiPh) 합금, 니켈-망간(NiMn), 니켈-코발트(NiCo) 또는 니켈-텅스텐(NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다. 제2금속층(180)은 제1금속층(160)에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속으로서 바람직하게는, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다.
제1금속층(160)은 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 하면과 상면에 구비되고 제2금속층(180)은 제1금속층(160) 사이에 구비된다. 예를 들어, 전기 전도성 접촉핀(100)은 제1금속층(160), 제2금속층(180), 제1금속층(160) 순으로 교대로 적층되어 구비되며, 적층되는 층수는 3층 이상으로 구성될 수 있다.
제1플런저(110), 탄성부(130), 지지부(140) 및 제1금속부(300)와는 달리, 제2금속부(400)는 단일 금속층으로 구비된다.
제2금속부(400)의 노출된 하단면이 제2접점이 되는 구성에 따르면, 제2금속부(400)의 노출된 하단면이 대상물과 지속적으로 접촉을 하기 때문에 내마모성이 높을 필요가 있다. 이 경우, 제2금속부(400)는 제1금속층(160)을 구성하는 금속에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속으로서, 로듐(Rd), 백금 (Pt), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 망간(Mn), 텅스텐(W), 인(Ph) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(PdNi) 합금 또는 니켈-인(NiPh) 합금, 니켈-망간(NiMn), 니켈-코발트(NiCo) 또는 니켈-텅스텐(NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다.
한편, 경우에 따라서는, 제2금속부(400)의 노출된 하단면이 제2접점이 되는 구성에 따르면, 제2금속부(400)의 노출된 하단면이 대상물과 접촉하므로 전기 전도성이 높을 필요가 있다. 이 경우, 제2금속부(400)는 제2금속층(160)을 구성하는 금속에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속으로서구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다.
제2금속부(400)를 구성하는 단일 금속층은 제1금속부(300)를 구성하는 금속층과는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 예컨대, 제1금속부(300)가 팔라듐-코발트(PdCo)의 제1금속층(160)과 구리(Cu)재질의 제2금속층(180)이 서로 교번적으로 적층되어 구성될 경우, 제2금속부(400)는 로듐(Rd) 재질의 단일 금속으로 구성될 수 있다. 한편, 이와는 다르게 제2금속부(400)를 구성하는 단일 금속층은 제1금속부(300)를 구성하는 금속층 중 어느 하나와 동일 다른 재질로 구성될 수 있다. 예컨대, 제1금속부(300)가 팔라듐-코발트(PdCo)의 제1금속층(160)과 구리(Cu)재질의 제2금속층(180)이 서로 교번적으로 적층되어 구성될 경우, 제2금속부(400)는 팔라듐-코발트(PdCo) 재질의 단일 금속 또는 구리(Cu)재질의 단일 금속으로 구성될 수 있다.
제1플런저(110), 탄성부(130), 지지부(140) 및 제1금속부(300)는 동일 도금 공정에 의해 동시에 형성되어, 제1플런저(110), 탄성부(130) 및 지지부(140)는 제1금속부(300)를 구성하는 금속층과 동일 금속층으로 복수개의 금속층이 적층되어 구비될 수 있다. 이에 따르면, 제1플런저(110), 탄성부(130), 지지부(140) 및 제1금속부(300)는 동일 개수의 금속층이 동일 순서대로 적층되어 구성된다. 제1플런저(110), 탄성부(130), 지지부(140) 및 제1금속부(300)를 형성하는 다층 도금 공정과는 별개의 공정에서 제2금속부(400)를 단일층 도금 공정으로 형성함으로써, 제1플런저(110), 탄성부(130), 지지부(140) 및 제1금속부(300)를 구성하는 금속층과 제2금속부(400)를 구성하는 금속층은 동일 층으로 구성되지 않는다
제2금속부(400)는 적어도 1개 이상의 계면에서 제1금속부(300)와 접한다. 제1금속부(300)와 제2금속부(400)가 접하는 계면은 1개의 계면이거나, 2개의 계면이거나, 3개의 계면이거나, 4계면의 계면이거나 그 이상일 수 있다.
바람직하게는 도 8에 도시된 바와 같이, 제1금속부(300)는 제2금속부(400)의 3개의 측면을 감싸되 제1금속부(300)가 제2금속부(400)를 감싸지 않는 측면이 제2접점이 된다. 제1금속부(300)는 3개의 측면에서 제2금속부(400)를 감싸면서 제2금속부(400)와의 접합력이 향상된다. 제2플런저(120)의 돌출팁(125)의 폭 방향을 따르는 단면은, 제1금속부(300), 제2금속부(400) 및 제1금속부(300) 순으로 위치한다. 다시 말해 제2플런저(120)의 돌출팁(125)의 폭 방향을 따르는 단면에서 제1금속부(300)들 사이에 제2금속부(400)가 위치한다.
제2접점에서는 제1금속부(300)와 제2금속부(400)가 함께 노출된다. 돌출팁(125)의 폭 방향으로 제2금속부(400)의 폭 길이는 그 좌측에 위치하는 제1금속부(300)의 폭 길이보다 크고, 그 우측에 위치하는 제1금속부(300)의 폭 길이보다 크게 형성된다. 이를 통해 제1금속부(300)보다는 제2금속부(400)가 대상물에 접촉되도록 한다.
돌출팁(125)의 상승 스트로크는 돌출팁(125)이 지지부(140)의 하단부에 맞닿으면서 제한될 수 있다. 제2목부(121)의 좌,우 폭 길이는 지지부(140)의 하단부의 좌,우 폭 길이보다 작게 형성되어 제2목부(121)는 지지부(140)의 내부로 유입 가능하다. 반면에, 돌출팁(125)의 좌우 폭 길이는 지지부(140)의 하단부의 좌, 우 폭 길이보다 크게 형성되어 돌출팁(125)이 상승할 때 돌출팁(125)이 지지부(140) 내부로 유입되지 않도록 한다.
제1플런저(110), 탄성부(130), 지지부(140) 및 제1금속부(300)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 모두 실질적으로 동일한 폭 길이로 형성될 수 있다. 이를 통해 이들을 제작하는 다층 도금 공정에서 각 금속층의 높이를 전체적으로 동일 높이로 형성하는 것이 용이하게 되어 전기 전도성 접촉핀(100)의 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 얇은 판상 플레이트가 연속적으로 연결되어 일체적으로 구비된다. 전기 전도성 접촉핀(100)를 구성하는 판상 플레이트는 폭을 가진다. 여기서 폭은 판상 플레이트의 일면과, 일면과 대향하는 타면 간의 거리를 의미한다. 전기 전도성 접촉핀(100)를 구성하는 판상 플레이트는 그 폭이 가장 작은 최소폭과 그 폭이 가장 큰 최대폭을 가진다. 판상 플레이트의 실질 폭(t)은, 전체적인 판상 플레이트를 기준으로 하는 폭의 평균값이거나, 전체적인 판상 플레이트를 기준으로 하는 폭의 중간 값이거나, 전기 전도성 접촉핀(100)를 구성하는 적어도 일부 구성을 기준으로 하는 판상 플레이트 폭의 평균값 또는 중간 값이거나, 탄성부(130) 및 지지부(140)의 적어도 하나의 판상 플레이트를 기준으로 하는 평균값 또는 중간 값이거나, 판상 플레이트의 폭이 동일한 폭으로 5㎛이상 연속될 때의 폭의 값일 수 있다.
판상 플레이트의 실질 폭(t)이 판상 플레이트의 전체 두께 치수(H)보다 작게 형성됨으로써, 얇은 판 모양의 플레이트가 두께 방향으로 기립된 형태의 구조가 된다.
전기 전도성 접촉핀(100)은 하나의 바디로서 일체로 구비되며, 길이 방향으로 연장되는 판상 플레이트 형태로 형성되는 지지부(140); 지지부(140)의 내측에 구비되며 지지부(140)를 가로 지르면서 폭 방향으로 연장되는 판상 플레이트 형태로 구성되는 중간 고정부(137); 중간 고정부(137)의 상측에서 절곡된 판상 플레이트 형태로 구성되는 제1탄성부(131); 중간 고정부(137)의 하측에서 절곡된 판상 플레이트 형태로 구성되는 제2탄성부(135); 제1탄성부(131)의 상단에서 판상 플레이트 형태로 구성되는 제1플런저(110); 제2탄성부(135)의 하단에서 판상 플레이트 형태로 구성되는 제2플런저(120)로 구성된다. 이처럼 전기 전도성 접촉핀(100)은 그 전체가 판상 플레이트들이 서로 연결되어 하나의 바디로서 일체로 구비된다.
제1,2플런저(110,120), 탄성부(130) 및 지지부(140)를 구성하는 판상 플레이트는 그 실질 폭(t)에 있어서는 서로 차이가 있을 수 있으나, 판상 플레이트의 두께는 서로 동일할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 얇게 하면서도 판상 플레이트의 전체 두께 치수(H)는 크도록 형성된다. 즉, 판상 플레이트의 실질 폭(t) 대비 전체 두께 치수(H)가 크게 형성된다. 바람직하게는 전기 전도성 접촉핀(100)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)이 5㎛ 이상 15㎛이하의 범위로 구비되고, 전체 두께 치수(H)는 40㎛ 이상 200㎛이하의 범위로 구비되되, 판상 플레이트의 실질 폭(t)과 전체 두께 치수(H)는 1:5 내지 1:30의 범위로 구비된다. 예를 들어, 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 실질적으로 5㎛로 형성되고, 전체 두께 치수(H)는 50㎛로 형성되어 판상 플레이트의 실질 폭(t)과 전체 두께 치수(H)는 1:10의 비율로 형성될 수 있다.
후술하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)의 제조방법에 따르면, 탄성부(130)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)을 10㎛이하, 보다 바람직하게는 5㎛으로 하는 것이 가능하다. 실질 폭(t)이 5㎛인 판상 플레이트를 절곡 형태로 구성하여 탄성부(130)를 형성하는 것이 가능함에 따라 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 폭 치수(W)를 작게 하는 것이 가능하게 된다. 그 결과 협피치 대응이 가능하게 된다. 또한, 전체 두께 치수(H)가 40㎛이상 200㎛이하의 범위내에서 구성될 수 있기 때문에, 탄성부(130)의 파손을 방지하면서도 탄성부(130)의 길이를 짧게 하는 것이 가능하고 탄성부(130)의 길이를 짧게 하더라도 판상 플레이트의 구성을 통해 적절한 접촉압을 갖도록 하는 것이 가능하다. 더욱이 탄성부(130)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t) 대비 전체 두께 치수(H)를 크게 하는 것이 가능함에 따라 탄성부(130)의 앞, 뒤 방향으로 작용하는 모멘트에 대한 저항이 커지고 되고 그 결과 접촉 안정성이 향상된다.
탄성부(130)의 길이를 짧게 하는 것이 가능함에 따라, 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 두께 치수(H)와 전체 길이 치수(L)는 1:3 내지 1:9의 범위로 구비된다. 바람직하게는 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 길이 치수(L)는 300㎛ 이상 3㎜이하의 범위로 구비될 수 있으며, 보다 바람직하게는 450㎛ 이상 600㎛이하의 범위로 구비될 수 있다. 이처럼 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 길이 치수(L)를 짧게 하는 것이 가능하게 되어 고주파 특성에 대응하는 것이 용이하게 되고, 탄성부(130)의 탄성 복원 시간이 단축됨에 따라 테스트 시간도 단축되는 효과를 발휘할 수 있게 된다.
전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 두께 치수(H)와 전체 폭 치수(W)는 1:1 내지는 1:5의 범위로 구비된다. 바람직하게는 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 두께 치수(H)는 40㎛ 이상 200㎛이하의 범위로 구비되고, 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 폭 치수(W)는 40㎛ 이상 200㎛하의 범위로 구비될 수 있다. 이처럼 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 폭 치수(W)를 짧게 함으로써 협피치화하는 것이 가능하게 된다.
전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 두께 치수(H)와 전체 폭 치수(W)는 실질적으로 동일한 길이로 형성될 수 있다. 따라서 전체 두께 치수(H)와 전체 폭 치수(W)는 실질적으로 동일한 길이가 되도록 복수개의 전기 전도성 접촉핀(100)을 두께 방향으로 여러 개 접합할 필요가 없게 된다. 또한 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 두께 치수(H)와 전체 폭 치수(W)는 실질적으로 동일한 길이로 형성하는 것이 가능하게 됨에 따라, 전기 전도성 접촉핀(100)의 앞, 뒤 방향으로 작용하는 모멘트에 대한 저항이 커지고 되고 그 결과 접촉 안정성이 향상된다. 더욱이 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 두께 치수(H)는 70㎛ 이상이면서 전체 두께 치수(H)와 전체 폭 치수(W)는 1:1 내지는 1:5의 범위로 구비되는 구성에 따르면 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체적인 내구성 및 변형 안정성이 향상되면서 외부 단자(25)와의 접촉 안정성이 향상된다. 또한 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 두께 치수(H)는 70㎛ 이상으로 형성됨에 따라 전류 운반 용량(Current Carrying Capacity)를 향상시킬 수 있게 된다.
포토레지스트 몰드를 이용하여 제작되는 전기 전도성 접촉핀(100)은 전체 폭 치수(W) 대비 전체 두께 치수(H)가 작을 수밖에 없다. 예를 들어 전기 전도성 접촉핀(100)은 전체 두께 치수(H)가 40㎛ 미만이면서 전체 두께 치수(H)와 전체 폭 치수(W)가 1:2 내지 1:10의 범위로 구성되기 때문에, 접촉압에 의해 전기 전기 전도성 접촉핀(100)을 앞, 뒤 방향으로 변형시키는 모멘트에 대한 저항력이 약하다. 전기 전도성 접촉핀(100)의 앞, 뒷면에 탄성부의 과도한 변형으로 인한 문제 발생을 방지하기 위해서는, 전기 전도성 접촉핀(100)의 앞, 뒷면에 하우징을 추가로 형성하는 것을 고려해야 하지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 추가적인 하우징 구성이 필요없게 된다.
도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드의 전기 전도성 접촉핀(100)의 제조 방법에 대해 살펴본다.
도 9a는 내부 공간(IH)이 형성된 몰드(M)의 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 A-A’단면도이다. 몰드(M)는 양극산화막, 포토레지스트, 실리콘 웨이퍼 또는 이와 유사한 재질로 구성될 있다. 다만, 본 발명의 보다 바람직한 실시예에 따른 몰드(M)는 양극산화막 재질로 구성될 수 있다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(100)은 구조상의 이점에 의해 발휘되는 효과이외에 양극산화막 재질의 몰드(M)를 이용하여 제작됨에 따라 발휘되는 효과도 가지게 된다. 이하에서는 바람직한 몰드(M)로서 양극산화막 재질의 몰드(M)를 기준으로 설명한다.
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 환경에 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(M)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 몰드(M)를 이용할 경우에는 40㎛ 이상에서 200㎛ 이하의 두께를 가지는 전기 전도성 접촉핀(100)을 제작할 수 있게 된다.
몰드(M)의 하면에는 시드층(SL)이 구비된다. 시드층(SL)은 몰드(M)에 내부 공간(IH)을 형성하기 이전에 몰드(M)의 하면에 구비될 수 있다. 한편 몰드(M)의 하부에는 지지기판(미도시)이 형성되어 몰드(M)의 취급성을 향상시킬 수 있다. 또한 이 경우 지지기판의 상면에 시드층(SL)을 형성하고 내부 공간(IH)이 형성된 몰드(M)를 지지기판에 결합하여 사용할 수도 있다. 시드층(SL)은 구리(Cu)재질로 형성될 수 있고, 증착 방법에 의해 형성될 수 있다.
내부 공간(IH)은 양극산화막 재질의 몰드(M)를 습식 에칭하여 형성될 수 있다. 이를 위해 몰드(M)의 상면에 포토 레지스트를 구비하고 이를 패터닝한 다음, 패터닝되어 오픈된 영역의 양극산화막이 에칭 용액과 반응하여 내부 공간(IH)이 형성될 수 있다.
그 다음으로, 몰드(M)의 내부 공간(IH)에 1차 전기 도금 공정을 수행하여 전기 전도성 접촉핀(100)를 형성한다. 1차 전기 도금 공정은 다층 도금 공정이다. 도 9c는 내부 공간(IH)에 전기 도금 공정을 수행하여 것을 도시한 평면도이고, 도 9d는 도 9c의 A-A’단면도이다.
1차 전기 도금 공정을 수행하여, 제1플런저(110), 탄성부(130), 지지부(140) 및 제2플런저(120)의 제1금속부(300)를 형성한다. 1차 전기 도금 공정을 통해 복수개의 금속층이 두께 방향으로 적층되어 구성된다.
몰드(M)의 두께 방향으로 금속층이 성장하면서 형성되기 때문에, 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로의 각 단면에서의 형상이 동일하고, 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 복수 개의 금속층이 적층되어 구비된다. 복수개의 금속층은, 제1금속층(160)과 제2금속층(180)을 포함한다. 제1금속층(160)은 제2금속층(180)에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속으로서 바람직하게는, 로듐(Rd), 백금 (Pt), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 망간(Mn), 텅스텐(W), 인(Ph) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(PdNi) 합금 또는 니켈-인(NiPh) 합금, 니켈-망간(NiMn), 니켈-코발트(NiCo) 또는 니켈-텅스텐(NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다. 제2금속층(180)은 제1금속층(160)에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속으로서 바람직하게는, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다.
제1금속층(160)은 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 하면과 상면에 구비되고 제2금속층(180)은 제1금속층(160) 사이에 구비된다. 예를 들어, 전기 전도성 접촉핀(100)은 제1금속층(160), 제2금속층(180), 제1금속층(160) 순으로 교대로 적층되어 구비되며, 적층되는 층수는 3층 이상으로 구성될 수 있다.
다층 도금 공정이 완료된 이후에는, 몰드(M)에 제2금속부(400)를 형성하기 위한 내부 공간(IH)를 형성한다. 내부 공간(IH)은 양극산화막 재질의 몰드(M)를 습식 에칭하여 형성될 수 있다.
다음으로, 몰드(M)의 내부 공간(IH)에 2차 전기 도금 공정을 수행하여 전기 전도성 접촉핀(100)를 형성한다. 2차 전기 도금 공정은 단일층을 형성하는 도금 공정이다. 도 9ec는 내부 공간(IH)에 전기 도금 공정을 수행하여 것을 도시한 평면도이고, 도 9f는 도 9e의 A-A’단면도이다.
2차 전기 도금 공정을 수행하여, 제2금속부(400)를 형성한다. 2차 전기 도금 공정을 통해 단일의 금속층이 형성되어 제2금속부(400)를 구성한다. 제1플런저(110), 탄성부(130), 지지부(140) 및 제1금속부(300)와는 달리, 제2금속부(400)는 단일 금속층으로 구비된다.
제2금속부(400)의 노출된 하단면이 제2접점이 되는 구성에 따르면, 제2금속부(400)의 노출된 하단면이 대상물과 지속적으로 접촉을 하기 때문에 내마모성이 높을 필요가 있다. 이 경우, 제2금속부(400)는 제1금속층(160)을 구성하는 금속에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속으로서, 로듐(Rd), 백금 (Pt), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 망간(Mn), 텅스텐(W), 인(Ph) 이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(PdCo) 합금, 팔라듐-니켈(PdNi) 합금 또는 니켈-인(NiPh) 합금, 니켈-망간(NiMn), 니켈-코발트(NiCo) 또는 니켈-텅스텐(NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다.
한편, 경우에 따라서는, 제2금속부(400)의 노출된 하단면이 제2접점이 되는 구성에 따르면, 제2금속부(400)의 노출된 하단면이 대상물과 접촉하므로 전기 전도성이 높을 필요가 있다. 이 경우, 제2금속부(400)는 제2금속층(160)을 구성하는 금속에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속으로서 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다.
제2금속부(400)를 구성하는 단일 금속층은 제1금속부(300)를 구성하는 금속층과는 서로 다른 재질로 구성될 수 있다. 예컨대, 제1금속부(300)가 팔라듐-코발트(PdCo)의 제1금속층(160)과 구리(Cu)재질의 제2금속층(180)이 서로 교번적으로 적층되어 구성될 경우, 제2금속부(400)는 로듐(Rd) 재질의 단일 금속으로 구성될 수 있다. 한편, 이와는 다르게 제2금속부(400)를 구성하는 단일 금속층은 제1금속부(300)를 구성하는 금속층 중 어느 하나와 동일 다른 재질로 구성될 수 있다. 예컨대, 제1금속부(300)가 팔라듐-코발트(PdCo)의 제1금속층(160)과 구리(Cu)재질의 제2금속층(180)이 서로 교번적으로 적층되어 구성될 경우, 제2금속부(400)는 팔라듐-코발트(PdCo) 재질의 단일 금속 또는 구리(Cu)재질의 단일 금속으로 구성될 수 있다.
전기 도금 공정이 완료가 되면, 몰드(M)와 시드층(SL)을 제거하는 공정을 수행한다. 몰드(M)가 양극산화막 재질인 경우에는 양극산화막 재질에 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 몰드(M)를 제거한다. 또한 시드층(SL)이 구리(Cu) 재질인 경우에는 구리(Cu)에 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 시드층(SL)을 제거한다.
한편, 도금 공정이 완료된 이후에, 고온으로 승온한 후 압력을 가해 도금 공정이 완료된 금속층을 눌러줌으로써 제1금속부(300)와 제2금속부(400)가 보다 고밀화되도록 할 수 있다. 포토레지스트 재질을 몰드로 이용할 경우, 도금 공정이 완료된 이후의 금속층 주변에는 포토레지스트가 존재하므로 고온으로 승온하여 압력을 가하는 공정을 수행할 수 없다. 이와는 다르게, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 도금 공정이 완료된 금속층의 주변으로는 양극산화막 재질의 몰드(M)가 구비되어 있기 때문에 고온으로 승온하더라도 양극산화막의 낮은 열 팽창계수로 인해 변형을 최소화하면서 제1금속층(160) 및 제2금속층(180)을 고밀화시키는 것이 가능하다. 따라서 포토레지스트를 몰드로 이용하는 기술에 비해 보다 고밀화된 제1금속부(300) 및 제2금속부(400)을 얻는 것이 가능하게 된다.
도 10은 이상에서 설명한 제조방법에 의해 제작된 전기 전도성 접촉핀(100)의 실물을 촬영한 사진이다. 도 10은 양극산화막 재질의 몰드(M)를 제거한 상태를 촬영한 사진이다.
포토 레지스트를 몰드로 이용하여 전기 도금하여 핀을 제조하는 기술에 따르면, 단일층의 포토 레지스트 만으로 몰드의 높이를 충분히 높게 하는 것이 어렵다. 그로 인해 전기 전도성 접촉핀의 두께 역시 충분히 두껍게 할 수 없게 된다. 전기전도성, 복원력 및 취성 파괴 등을 고려하여 전기 전도성 접촉핀은 소정의 두께 이상으로 제작될 필요가 있다. 전기 전도성 접촉핀의 두께를 두껍게 하기 위해 포토 레지스트를 다단으로 적층한 몰드를 이용할 수 있다. 하지만 이 경우에는 포토 레지시트 각 층별로 미세하게 단차지게 되어 전기 전도성 접촉핀의 측면이 수직하게 형성되지 않고 단차진 영역이 미세하게 남는 문제점이 발생하게 된다. 또한, 포토 레지스트를 다단으로 적층할 경우에는, 수 내지 수십 ㎛ 이하의 치수 범위를 가지는 전기 전도성 접촉핀의 형상을 정밀하게 재현하는 것이 어렵다는 문제점이 발생하게 된다. 특히 포토 레지스트 재질의 몰드는 그 내부 공간과 내부 공간 사이에 포토 레지스트가 구비되는데, 내부 공간들 사이에 구비되는 포토 레지스트의 폭이 15㎛이하인 경우에는, 포토 레지스트가 제대로 형성되지 않으며, 특히 폭 대비 높이가 큰 경우에는 해당 위치의 포토 레지스트의 기립 상태가 제대로 유지되지 못하는 문제가 발생하게 된다.
따라서 포토 레지스트를 몰드로 이용할 경우에는 전기 전도성 접촉핀(100)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭과 전체 두께 치수(H)가 1:5 내지 1:30의 범위로 구비되도록 하는 것이 어려울 수 있다.
하지만, 양극산화막 재질의 몰드(M)를 이용하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드의 전기 전도성 접촉핀(100)을 제작함에 있어서, 전기 전도성 접촉핀(100)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭과 전체 두께 치수(H)가 1:5 내지 1:30의 범위로 구비되도록 하는 것이 용이하다는 장점을 가진다. 양극산화막 재질의 몰드(M)는 내부 공간(IH)과 내부 공간(IH) 사이에 양극산화막이 구비되기 때문에, 내부 공간(IH) 들 사이의 이격 거리가 5㎛ 이상 15㎛이하라 하더라도 양극산화막이 그 기립상태를 유지할 수 있게 된다. 이처럼, 양극산화막 재질의 몰드(M)를 이용하면, 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 두께 치수(H)를 70㎛ 이상 200㎛이하의 범위로 구비하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 판상 플레이트의 폭(t)을 5㎛ 이상 15㎛이하의 범위로 작게 형성하는 것이 가능하다. 이를 통해 고주파 특성에 대응할 수 있는 전기 전도성 접촉핀(100)를 제공할 수 있게 된다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드의 전기 전도성 접촉핀(100)은, 그 측면에 구비된 미세 트렌치(88)를 포함한다. 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면에는 그 깊이가 20㎚ 이상 1㎛이하의 산과 골이 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향에 수직한 방향으로 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면을 따라 반복되는 주름진 형태의 미세 트렌치(88)가 형성된다.
미세 트렌치(88)는 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면에서 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향으로 길게 연장되어 형성된다. 다시 말해 미세 트렌치(88)의 산과 골의 연장 방향이 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향이 된다. 여기서 전기 전도성 접촉핀(100)의 두께 방향은 전기 도금 시 금속 충진물이 성장하는 방향을 의미한다.
전기 전도성 접촉핀(100)을 구성하는 판상 플레이트의 측면에서, 미세 트렌치(88)는 판상 플레이트의 두께 방향에 수직한 방향으로 산과 골이 반복되는 주름진 형태로 구성된다.
미세 트렌치(88)는 그 깊이가 20㎚ 이상 1㎛이하의 범위를 가지며, 그 폭 역시 20㎚ 이상 1㎛이하의 범위를 가진다. 여기서 미세 트렌치(88)는 양극산화막 몰드의 제조시 형성된 포어에 기인한 것이기 때문에 미세 트렌치(88)의 폭과 깊이는 양극산화막 몰드(M)의 포어의 직경의 범위 이하의 값을 가진다. 한편, 양극산화막 몰드(M)에 내부 공간(IH)을 형성하는 과정에서 에칭 용액에 의해 양극산화막 몰드(M)의 포어의 일부가 서로 뭉개지면서 양극산화시 형성된 포어의 직경의 범위보다 보다 큰 범위의 깊이를 가지는 미세 트렌치(88)가 적어도 일부 형성될 수 있다.
양극산화막 몰드(M)는 수많은 포어들을 포함하고 이러한 양극산화막 몰드(M)의 적어도 일부를 에칭하여 내부 공간(IH)을 형성하고, 내부 공간(IH) 내부로 전기 도금으로 금속 충진물을 형성하므로, 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면에는 양극산화막 몰드(M)의 포어와 접촉하면서 형성되는 미세 트렌치(88)가 구비되는 것이다.
위와 같은 미세 트렌치(88)는 그 깊이가 20㎚ 이상 1㎛이하의 산과 골이 두께 방향에 수직한 방향으로 반복되는 주름진 형태가 되므로, 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면에 있어서 표면적을 크게 할 수 있는 효과를 가진다. 전기 전도성 접촉핀(100)의 측면에 형성되는 미세 트렌치(88)의 구성을 통해, 스킨 효과(skin effect)에 따라 전류가 흐르는 표면적을 증대시켜 전기 전도성 접촉핀(100)를 따라 흐르는 전류의 밀도가 증가되어 전기 전도성 접촉핀(100)의 전기적인 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 미세 트렌치(88)의 구성을 통해 전기 전도성 접촉핀(100)에서 발생한 열을 빠르게 방출할 수 있으므로 전기 전도성 접촉핀(100)의 온도 상승을 억제할 수 있게 된다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드와 종래기술에 따른 수직형 프로브 카드를 비교한 도면이다. 도 12는 오버드라이 전의 모습을 도시한 도면이고, 도 13은 오버드라이 후의 모습을 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13의 좌측 부분은 일자 핀 또는 코브라 핀(7)이 채택된 종래기술에 따른 수직형 프로브 카드를 도시한 것이고, 도 12 및 도 13의 우측 부분은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드의 전기 전도성 접촉핀(100)의 좌, 우 폭과 두께는 종래 기술에 따른 수직형 프로브 카드의 일자 핀 또는 코브라 핀(7)과 동일한 좌, 우 폭과 두께를 가짐으로써, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드는 협피치에 대응 가능한 수직형 프로브 카드를 구현할 수 있다.
도 13을 참조하면, 종래기술에 따른 수직형 프로브 카드의 전기 전도성 접촉핀(7)의 거동 특성과 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드의 전기 전도성 접촉핀(100)의 거동 특성은 서로 차이가 있다. 종래기술에 따른 수직형 프로브 카드의 전기 전도성 접촉핀(7)은 양단에 가해지는 압력에 의해 그 바디가 수평방향으로 볼록해지면서 탄력적으로 구부러지거나 휘어지는 거동을 통해 압력을 완충하는 구조이다. 반면에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드의 전기 전도성 접촉핀(100)은 양단에 압력이 가해지더라도 전체적으로 수직한 상태를 유지하고 전기 전도성 접촉핀(100)의 탄성부(130)가 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이 방향을 따라 압축되는 거동을 통해 압력을 완충하는 구조이다.
이처럼 상이한 거동특성에 의해, 종래기술에 따른 수직형 프로브 카드는, 전기 전도성 접촉핀(7)의 전체 길이를 짧게 하면 과도한 압압력이 발생하여 반도체 칩이 손상되는 문제가 발생하기 때문에 전기 전도성 접촉핀(7)의 전체 길이를 짧게 하는 것이 곤란하여 반도체 칩의 고주파 특성 검사에 불리하다. 반면에 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 전기 전도성 접촉핀(100)의 전체 길이를 짧게 하더라도 탄성부(130)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)과 두께를 조절함으로써 반도체 칩에 과도한 압압력이 발생하지 않도록 하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직형 프로브 카드는 반도체 팁의 고주파 특성 검사에 유리하다.
또한 종래기술에 따른 수직형 프로브 카드는 전기 전도성 접촉핀(7)이 수평 방향으로 휘어지는 변형을 하기 때문에 전기 전도성 접촉핀(7)들을 보다 협피치로 배열할 경우에는 단락의 문제가 발생하게 된다. 따라서 전기 전도성 접촉핀(7)들을 보다 협피치로 배열하는데 한계가 발생하게 된다. 반면에, 본 발명에 따르면, 지지부(140)가 수직한 상태를 유지하면서 지지부(140) 내부에 구비되는 탄성부(130)가 전기 전도성 접촉핀(100)의 길이 방향으로 압축되기 때문에, 전기 전도성 접촉핀(100)들을 협피치로 배열하더라도 단락의 문제가 발생하지 않는다. 따라서 본 발명에 따른 종래의 수직형 프로브 카드에 비해 보다 협피치화 된 반도체 칩을 검사하는 것이 가능하다.
다음으로, 본 발명에 따른 제2실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예들은 상기 제1실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명은 되도록이면 생략한다.
이하 도 14 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(200)에 대해 설명한다.
도 14a는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 평면도이고, 도 14b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 사시도이며, 도 15a는 도 14a의 A부분을 확대한 평면도이고, 도 15b는 도 14a의 A부분을 확대한 사시도이며, 도 16a는 도 14a의 B부분을 확대한 평면도이고, 도 16b는 도 14a의 B부분을 확대한 사시도이며, 도 17a는 도 14a의 C부분을 확대한 평면도이고, 도 17b는 도 14a의 C부분을 확대한 사시도이다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(200)은 돌출팁(125)의 상승 스토로크를 제한하는 구조에서 제1실시예에 따른 구조와 차이가 있고 나머지 구성은 동일하다.
전기 전도성 접촉핀(200)의 돌출팁(125)은 그 상면에서 길이방향으로 연장되어 돌출된 가이드벽(230)을 포함하고, 전기 전도성 접촉핀(200)의 지지부(140)는 하단에서 길이방향으로 연장되어 돌출된 스토퍼(210)을 포함한다.
스토퍼(210)는 제2목부(121)측으로 단차진 단차부(201)를 포함한다. 스토퍼(210)의 좌,우 폭 길이는 지지부(140)의 좌,우 폭 길이보다 작게 형성된다.
스토퍼(210)는 제2목부(121)와 가이드벽(23) 사이에 위치한다. 스토퍼(210)의 단부에는 뭉치부(211)가 형성된다. 뭉치부(211)는 그 단면이 둥근 구형 모양으로 형성된다.
스토퍼(210)의 길이는 가이드벽(230)의 길이보다 길게 형성된다. 돌출팁(125)이 수직방향으로 상승하면, 돌출팁(125)의 상면과 스토퍼(210)의 단부가 서로 맞닿게 된다. 보다 구체적으로 가이드벽(23)과 제2목부(121) 사이의 돌출팁(125)의 상면이 스토퍼(210)의 뭉치부(211)에 맞닿으며 더 이상 돌출팁(125)이 상승하지 못하도록 제한된다. 이를 통해 제2탄성부(135)가 과도하게 압축 변형되는 것을 사전에 차단할 수 있게 된다.
물론 이와는 다르게, 가이드벽(230)의 길이가 스토퍼(210)의 길이보다 길게 형성하는 구성도 가능하다. 이 경우에는 가이드벽(230)이 단차부(201)에 맞닿아 더 이상 돌출팁(125)이 상승하지 못하도록 제한한다.
돌출팁(125)이 편심력에 의해 틸팅될 경우, 제2목부(121)는 스토퍼(210)와 면 접촉하게 된다. 돌출팁(125)이 편심력에 의해 더욱 틸팅되면, 가이드벽(230)과 스토퍼(210)가 서로 면 접촉하게 된다. 이를 통해 돌출팁(125)이 틸팅되더라도 추가적인 전류 패스를 형성하여 안정적인 전기적 접속이 가능하게 된다.
이상에서는 검사 장치의 일례로서 수직형 프로브 카드를 예시하여 설명하지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 사용될 수 있는 검사장치들은 이에 한정되는 것은 아니며, 전기를 인가하여 검사 대상물의 불량 여부를 확인하기 위한 검사장치라면 모두 포함된다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기술적 특징을 그대로 포함하면서 소켓 핀에도 적용될 수 있다. 프로브 핀을 예시하여 설명한 구성을 소켓 핀에 적용함에 있어서는 치수 및/또는 접점의 형상이 반도체 패키지를 검사할 수 있도록 변경될 수 있으나 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기술적 특징은 소켓 핀에도 적용되어 동일한 기술적 효과를 달성할 수 있다.
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:제1플런저
120: 제2플런저 130: 탄성부
140: 지지부

Claims (15)

  1. 전기 전도성 접촉핀에 있어서,
    상기 전기 전도성 접촉핀의 제1단부측에 위치하며 그 단부가 제1접점이 되는 제1플런저;
    상기 전기 전도성 접촉핀의 제2단부측에 위치하며 그 단부가 제2접점이 되는 제2 플런저; 및
    상기 제1플런저와 상기 제2플런저가 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이방향으로 탄력적으로 변위되도록 반복적인 절곡 패턴을 가지는 탄성부;를 포함하고,
    상기 제2플런저는 제1금속부와 제2금속부를 포함하되 상기 제2금속부는 상기 제1금속부의 측면에서 접하는, 전기 전도성 접촉핀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속부는 복수개의 금속층이 적층되어 구비되고,
    상기 제2금속부는 단일 금속층으로 구비되는, 전기 전도성 접촉핀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속부는 적어도 3개 이상의 금속층이 적층되어 구비되고,
    상기 제2금속부는 적어도 1개 이상의 계면에서 상기 제1금속부와 접하는, 전기 전도성 접촉핀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속부는 상기 제2금속부의 3개의 측면을 감싸되, 상기 제1금속부가 상기 제2금속부를 감싸지 않는 측면이 제2접점이 되는, 전기 전도성 접촉핀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2플런저의 폭 방향을 따르는 단면은, 제1금속부, 제2금속부 및 제1금속부 순으로 위치하는, 전기 전도성 접촉핀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속부는 단일 금속층으로 구성되되, 상기 제2금속부를 구성하는 단일 금속층은 상기 제1금속부를 구성하는 금속층과는 서로 다른 재질인, 전기 전도성 접촉핀.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1플런저 및 상기 탄성부는 상기 제1금속부를 구성하는 금속층과 동일 금속층으로 복수개의 금속층이 적층되어 구비되고,
    상기 제2금속부는 단일 금속층으로 구비되는, 전기 전도성 접촉핀.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부가 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이방향으로 압축 및 신장되도록 안내하며, 상기 탄성부가 압축되면서 좌굴되는 것을 방지하도록 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향을 따라 상기 탄성부의 외측에 구비되는 지지부를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지부를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭과 상기 탄성부를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭은 동일한, 전기 전도성 접촉핀.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1플런저, 상기 제2플런저, 상기 탄성부 및 상기 지지부는 서로 연결되어 일체로 구비되는, 전기 전도성 접촉핀.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부는, 상기 전기 전도성 접촉핀의 두께 방향으로의 각 단면 형상이 모든 두께 단면에서 동일하고,
    상기 탄성부는, 두께가 전체적으로 동일한, 전기 전도성 접촉핀.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1플런저, 상기 제2플런저 및 상기 탄성부의 측면에 구비되는 미세 트렌치를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부는,
    상기 제1플런저에 연결되는 제1탄성부;
    상기 제2플런저에 연결되는 제2탄성부; 및
    상기 제1탄성부와 상기 제2탄성부 사이에서 상기 제1탄성부 및 상기 제2탄성부와 연결되고 상기 지지부와 일체로 구비되는 중간 고정부;를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀.
  14. 반도체 제조 공정 중에서 웨이퍼 상에 제작된 칩을 검사하는 검사 공정에 사용되며 미세 미치 대응이 가능한 수직형 프로브 카드에 있어서,
    접속 패드를 구비하는 공간변환기;
    상기 공간변환기 하부에서 상기 공간변환기와 이격되어 구비되는 가이드 플레이트; 및
    상기 가이드 플레이트의 구멍에 삽입되어 설치되는 전기 전도성 접촉핀;을 포함하되,
    상기 전기 전도성 접촉핀은,
    상기 전기 전도성 접촉핀의 제1단부측에 위치하며 그 단부가 제1접점이 되는 제1플런저;
    상기 전기 전도성 접촉핀의 제2단부측에 위치하며 그 단부가 제2접점이 되는 제2 플런저; 및
    상기 제1플런저와 상기 제2플런저가 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이방향으로 탄력적으로 변위되도록 반복적인 절곡 패턴을 가지는 탄성부;를 포함하고,
    상기 제2플런저는 제1금속부와 제2금속부를 포함하되 상기 제2금속부는 상기 제1금속부의 측면에서 접하는, 수직형 프로브 카드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 탄성부가 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이방향으로 압축 및 신장되도록 안내하며, 상기 탄성부가 압축되면서 좌굴되는 것을 방지하도록 상기 전기 전도성 접촉핀의 길이 방향을 따라 상기 탄성부의 외측에 구비되는 지지부를 포함하고,
    상기 지지부가 상기 가이드 플레이트에 걸림 고정될 수 있도록 상기 지지부의 외벽에 구비되는 걸림부를 포함하는, 수직형 프로브 카드.


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