KR20230140921A - 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치 - Google Patents

전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230140921A
KR20230140921A KR1020220039778A KR20220039778A KR20230140921A KR 20230140921 A KR20230140921 A KR 20230140921A KR 1020220039778 A KR1020220039778 A KR 1020220039778A KR 20220039778 A KR20220039778 A KR 20220039778A KR 20230140921 A KR20230140921 A KR 20230140921A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrically conductive
conductive contact
contact pin
elastic
metal
Prior art date
Application number
KR1020220039778A
Other languages
English (en)
Inventor
안범모
박승호
변성현
Original Assignee
(주)포인트엔지니어링
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)포인트엔지니어링 filed Critical (주)포인트엔지니어링
Priority to KR1020220039778A priority Critical patent/KR20230140921A/ko
Priority to TW112111302A priority patent/TW202403316A/zh
Priority to PCT/KR2023/004011 priority patent/WO2023191410A1/ko
Publication of KR20230140921A publication Critical patent/KR20230140921A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06711Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06755Material aspects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06711Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06716Elastic
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06711Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06733Geometry aspects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 검사 대상물에 대한 검사 신뢰성을 향상시킨 전기 전도성 접촉핀 및 검사장치를 제공한다.

Description

전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치{The Electro-conductive Contact Pin And Test Device Having The Same}
본 발명은 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 전기 전도성 접촉핀을 구비한 검사장치에 검사 대상물(반도체 웨이퍼 또는 반도체 패키지)을 접근시켜 전기 전도성 접촉핀을 검사 대상물상의 대응하는 외부 단자 (솔더볼 또는 범프 등)에 접촉시킴으로써 수행된다. 검사장치의 일례로는 프로브 카드 또는 테스트 소켓이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
반도체 웨이퍼 단위에서의 검사는 프로브 카드에 의해 수행된다. 프로브 카드는 웨이퍼와 테스트 장비 헤드 사이에 장착되며, 프로브 카드상에 8,000~100,000개의 전기 전도성 접촉핀이 웨이퍼상의 개별 칩 내의 패드에 접촉되어 프로브 장비와 개별 칩간에 테스트 신호(Signal)를 서로 주고 받을 수 있도록 하는 중간 매개체 역할을 수행하게 된다. 이러한 프로브 카드에는 수직형 프로브 카드, 캔틸레버형 프로브 카드, 멤스 프로브 카드가 있다. 수직형 프로브 카드에 사용되는 전기 전도성 접촉핀은 제조할 때부터 미리 변형된(pre-deformed) 구조이거나, 제조할 때에는 일자형이지만 가이드 플레이트를 수평 방향으로 쉬프트시켜 전기 전도성 접촉핀을 변형시켜 놓은 구조가 채택되어 사용되고 있다. 최근에는 반도체 기술의 고도화 및 고집적화에 따라 검사 대상물의 외부 단자들의 피치가 더욱 더 협피치화되고 있는 추세이다. 그런데 종래의 전기 전도성 접촉핀은 양단에 가해지는 압력에 의해 그 바디가 수평방향으로 볼록해지면서 탄력적으로 구부러지거나 휘어지는 구조이기 때문에, 협 피치로 배열된 전기 전도성 접촉핀들이 변형하면서 인접하는 전기 전도성 접촉핀들과 접촉하여 단락되는 문제가 발생하곤 한다.
한편, 반도체 패키지 단위에서의 검사는 테스트 소켓에 의해 수행된다. 종래 테스트 소켓에는 포고 타입 테스트 소켓과 러버 타입 테스트 소켓이 있다.
포고 타입 테스트 소켓에 사용되는 전기 전도성 접촉핀(이하, '포고 타입 소켓핀'이라 함)은 핀부와 이를 수용하는 배럴을 포함하여 구성된다. 핀부는 그 양단의 플런저 사이에 스프링 부재를 설치함으로써 필요한 접촉압 부여 및 접촉 위치의 충격 흡수가 가능하게 한다. 핀부가 배럴 내에서 슬라이드 이동하기 위해서는 핀부의 외면과 배럴 내면 사이에는 틈새가 존재해야 한다. 하지만, 이러한 포고 타입 소켓핀은 배럴과 핀부를 별도로 제작한 후 이들을 결합하여 사용하기 때문에, 필요 이상으로 핀부의 외면이 배럴의 내면과 이격되는 등 틈새 관리를 정밀하게 수행할 수 없다. 따라서 전기 신호가 양단의 플런저를 경유하여 배럴로 전달되는 과정에서 전기 신호의 손실 및 왜곡이 발생되므로 접촉 안정성이 일정하지 않다는 문제가 발생하게 된다. 또한 핀부는 검사 대상물의 외부 단자와의 접촉 효과를 높이기 위해 뾰족한 팁부를 구비한다. 뾰족한 형상의 팁부는 검사 후 검사 대상물의 외부 단자에 압입의 흔적 또는 홈을 발생시킨다. 외부 단자의 접촉 형상의 손실로 인하여, 비전검사의 오류를 발생시키고 솔더링 등의 이후 공정에서의 외부 단자의 신뢰성을 저하시키는 문제가 발생하게 된다. 또한, 포고 타입 소켓핀은, 배럴과 핀부를 별도로 제작한 후 이들을 결합하여 사용하기 때문에, 작은 크기로 제작하는데 어려움이 있다. 따라서 기존 포고 타입 소켓핀은 협피치 기술 트렌드에 대응하는데 한계가 있다.
한편, 러버 타입 테스트 소켓에 사용되는 전기 전도성 접촉핀(이하, '러버 타입 소켓 핀'이라 함)은, 고무 소재인 실리콘 고무 내부에 전도성 입자를 배치한 구조로, 검사 대상물(예를 들어, 반도체 패키지)을 올리고 소켓을 닫아 응력이 가해지면 금 성분의 전도성 입자들이 서로를 강하게 누르면서 전도도가 높아져 전기적으로 연결되는 구조이다. 하지만 이러한 러버 타입 소켓핀은 과도한 가압력으로 눌러줘야만 접촉 안정성이 확보된다는 점에서 문제가 있다. 또한 반도체 패키지의 단자가 반복적으로 접촉하면 도전성 입자가 실리콘 고무로부터 이탈되거나 함몰되는 손상이 발생하여 종국에는 소켓으로서의 기능을 달성하지 못하게 되는 문제점이 있다. 한편 기존 러버 타입 소켓 핀은, 유동성의 탄성 물질 내에 도전성 입자가 분포되어 있는 성형용 재료를 준비하고, 그 성형용 재료를 소정의 금형 내에 삽입한 후, 두께방향으로 자기장을 가하여 도전성 입자들을 두께방향으로 배열하여 제작되기 때문에 자기장의 사이 간격이 좁아지면 도전성 입자들이 불규칙하게 배향되어 면방향으로 신호가 흐르게 된다. 따라서 기존 러버 타입 소켓 핀으로는 협피치 기술 트렌드에 대응하는데 한계가 있다.
따라서 최근의 기술 트렌드에 부합하여 검사 대상물에 대한 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있는 새로운 유형의 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치의 개발이 필요한 상황이다.
대한민국 공개번호 제10-2019-0011847호 공개특허공보 대한민국 공개번호 제 10-2020-0110012호 공개특허공보
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 검사 대상물에 대한 검사 신뢰성을 향상시킨 전기 전도성 접촉핀 및 검사장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀은, 제1접속부, 제2접속부 및 상기 제1접속부와 상기 제2접속부를 연결하는 금속 탄성부를 포함하는 금속 바디부와 탄성 절연물질을 포함하는 전기 전도성 접촉핀에 있어서, 상기 제1접속부를 구비하는 제1접속영역; 상기 제2접속부를 구비하는 제2접속영역; 및 상기 금속 탄성부를 구비하는 탄성영역;을 포함하되, 상기 제1접속영역, 상기 제2접속영역 및 상기 탄성영역 중 적어도 하나의 영역에는 상기 탄성 절연물질을 포함한다.
또한, 상기 금속 탄성부는 실질 폭을 가지고 실질 폭이 두께 방향으로 연장되어 형성되는 판상형으로 구성된다.
또한, 상기 금속 바디부는 몰드를 이용한 도금공정으로 제작되어 상기 제1접속부, 상기 제2접속부 및 상기 금속 탄성부가 일체형으로 형성된다.
또한, 상기 금속 탄성부는 상기 탄성 절연물질에 매립된다.
또한, 상기 탄성영역은 폐쇄공간을 포함하고, 상기 탄성 절연물질은 상기 폐쇄공간 내부에 구비된다.
또한, 상기 폐쇄공간은 상기 제1접속부, 상기 제2접속부 및 상기 금속 탄성부에 의해 형성된다.
또한, 상기 폐쇄공간은 상기 금속 탄성부에 의해 형성된다.
또한, 상기 폐쇄공간은 상기 탄성 절연물질에 의해 전체적으로 충진된다.
또한, 상기 폐쇄공간은 상기 탄성 절연물질에 의해 부분적으로 충진된다.
또한, 상기 제1접속부는 상부 중공부를 포함한다.
또한, 상기 제2접속부는 하부 중공부를 포함한다.
또한, 상기 제1접속영역 및 상기 제2접속영역 중 적어도 하나의 영역에는 탄성 절연물질을 포함한다.
또한, 상기 제1접속부는 상부 중공부를 포함하고, 상기 탄성 절연물질은 상기 상부 중공부에 구비된다.
또한, 상기 제2접속부는 하부 중공부를 포함하고, 상기 탄성 절연물질은 상기 하부 중공부에 구비된다.
또한, 상기 금속 바디부는 복수개의 금속층이 두께 방향으로 적층되어 형성된다.
또한, 상기 금속 바디부는 측면에 미세 트렌치를 구비한다.
또한, 상기 탄성 절연물질은 실리콘 고무이다.
한편, 본 발명에 따른 검사 장치는, 관통홀이 구비된 가이드 플레이트; 및 상기 관통홀에 삽입되어 설치되는 전기 전도성 접촉핀을 포함하고, 상기 전기 전도성 접촉핀은, 제1접속부, 제2접속부 및 상기 제1접속부와 상기 제2접속부를 연결하는 금속 탄성부를 포함하는 금속 바디부와 탄성 절연물질을 포함하고, 상기 제1접속부를 구비하는 제1접속영역, 상기 제2접속부를 구비하는 제2접속영역 및 상기 금속 탄성부를 구비하는 탄성영역을 포함하며, 상기 제1접속영역, 상기 제2접속영역 및 상기 탄성영역 중 적어도 하나의 영역에는 상기 탄성 절연물질을 포함한다.
또한, 상기 가이드 플레이트는 탄성 절연물질과 이종 재질로 형성된다.
또한, 상기 가이드 플레이트는 탄성 절연물질과 동일 재질로 형성된다.
본 발명은 검사 대상물에 대한 검사 신뢰성을 향상시킨 전기 전도성 접촉핀 및 검사장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 가이드 플레이트에 삽입된 상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 측면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 가이드 플레이트를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 구비한 검사장치를 도시한 도면.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 제작하는 과정을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 탄성 절연물질과 일체적으로 형성된 것을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 구비한 검사장치를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 가이드 플레이트에 삽입된 상태를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 구비한 검사장치를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 도시한 도면으로서, 도 13a는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 정면도이고, 도 13b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 사시도.
도 14는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제1변형례를 도시한 도면으로서, 도 14a는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제1변형례의 정면도이고, 도 14b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제1변형례의 사시도.
도 15는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제2변형례를 도시한 도면으로서, 도 15a는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제2변형례의 정면도이고, 도 15b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제2변형례의 사시도.
도 16은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제3변형례를 도시한 도면으로서, 도 16b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제3변형례의 정면도이고, 도 16b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 제3변형례의 사시도.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 금속 탄성부의 변형례를 도시한 도면.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 금속 탄성부의 변형례를 도시한 도면.
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 성형물의 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.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)은, 검사장치(1)에 구비되어 검사 대상물(20)과 전기적, 물리적으로 접촉하여 전기적 신호를 전달하는데 사용된다. 검사장치(1)는 반도체 제조공정에 사용되는 검사장치일 수 있으며, 그 일례로 프로브 카드일 수 있고, 테스트 소켓일 수 있다. 검사장치(1)는 전기 전도성 접촉핀(10)과, 전기 전도성 접촉핀(10)을 수용하는 관통홀(510)을 구비하는 가이드 플레이트(500)를 포함한다,
전기 전도성 접촉핀(10)은 프로브 카드에 구비되는 프로브 핀일 수 있고, 테스트 소켓에 구비되는 소켓 핀일 수 있다. 이하에서는 전기 전도성 접촉핀(10)의 일례로서 소켓 핀을 예시하여 설명하지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)은 이에 한정되는 것은 아니며, 전기를 인가하여 검사 대상물(20)의 불량 여부를 확인하기 위한 핀이라면 모두 포함된다.
이하에서 설명하는 전기 전도성 접촉핀(10)의 폭 방향은 도면에 표기된 ±x방향이고, 전기 전도성 접촉핀(10)의 길이 방향은 도면에 표기된 ±y방향이고, 전기 전도성 접촉핀(10)의 두께 방향은 도면에 표기된 ±z방향이다.
전기 전도성 접촉핀(10)은, 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.
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.
제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)이 가이드 플레이트(500)에 삽입된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 측면을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 가이드 플레이트(500)를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)을 구비한 검사장치(1)를 도시한 도면이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)을 제작하는 과정을 도시한 도면이다.
전기 전도성 접촉핀(10)은 재질 관점에서 금속 재질의 금속 바디부(100)와 비금속 재질의 탄성 절연물질(200)을 포함한다. 또한 전기 전도성 접촉핀(10)은 위치 관점에서 제1접속 영역(310), 제2접속 영역(320) 및 탄성 영역(330)을 포함한다.
금속 바디부(100)는 제1접속부(110)와 제2접속부(120)를 포함하고, 제2접속부(120)는 제1접속부(110)에 대해 길이 방향(±y 방향)으로 탄력적으로 상대 변위된다. 제1접속부(110) 및/또는 제2접속부(120)에 가해지는 압력에 의해, 제1접속부(110) 및 제2접속부(120)는 서로에 대해 근접하거나 멀어지는 형태로 변위된다.
제1접속부(110)가 제2접속부(120)에 대해 탄력적으로 상대 변위 가능하도록 금속 탄성부(130)를 구비한다. 금속 탄성부(130)는 제1접속부(110)와 제2접속부(120) 사이에 구비되며 제1접속부(110)와 제2접속부(120)를 연결한다.
제1접속부(110), 제2접속부(120) 및 금속 탄성부(130)는 몰드를 이용한 도금 공정으로 제작되어 제1접속부(110), 제2접속부(120) 및 금속 탄성부(130)가 일체형으로 형성된다. 종래 전기 전도성 접촉핀은 배럴과 핀부를 별도로 제작한 후 이들을 조립 또는 결합하여 구비되는 것인 반면에, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 금속 바디부(100)은 제1접속부(110), 제2접속부(120) 및 금속 탄성부(130)를 도금 공정을 이용하여 한꺼번에 제작함으로써 일체형으로 구비된다는 점에서 구성상의 차이가 있다.
몰드를 이용한 도금 공정으로 제작되기 때문에, 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로의 각 단면에서의 형상은 동일하다. 다시 말해 동일한 단면 형상이 두께 방향(±z 방향)으로 연장되어 형성된다. 금속 바디부(100)는 두께 방향(±z 방향)의 전체 두께 치수(H)를 가진다. 즉, 제1접속부(110), 제2접속부(120) 및 금속 탄성부(130)는 동일 두께 치수(H)로 형성된다.
금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로 복수 개의 금속층이 적층되어 구비된다. 복수개의 금속층은, 제1금속층(11)과 제2금속층(12)을 포함한다.
제1금속층(11)은 제2금속층(12)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, 니켈-인(NiPh) 합금, 니켈-망간(NiMn), 니켈-코발트(NiCo) 또는 니켈-텅스텐(NiW) 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다. 제2금속층(12)은 제1금속층(11)에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속으로서 바람직하게는, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금 중에서 선택된 금속으로 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
제1금속층(11)은 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로 전면과 후면에 구비되고 제2금속층(12)은 제1금속층(11) 사이에 구비된다. 금속 바디부(100)는 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로 제1금속층(11), 제2금속층(12), 제1금속층(11) 순으로 교대로 적층되어 구비되며, 적층되는 층수는 3층 이상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 금속 바디부(100)는 팔라듐-코발트(Pd-Co)로 구성되는 제1금속층(11), 금(Au)으로 구성되는 제2금속층(12), 팔라듐-코발트(Pd-Co)로 구성되는 제1금속층(11), 금(Au)으로 구성되는 제2금속층(12), 팔라듐-코발트(Pd-Co)로 구성되는 제1금속층(11) 순으로 적층되어 구성될 수 있다.
제1접속부(110)의 일단은 자유단이고 타단은 금속 탄성부(130)에 연결되어 접촉압력에 의해 탄력적으로 수직 이동이 가능하다.
제1접속부(110)는 접속 대상물과 접촉되는 제1접촉부(112)와, 금속 탄성부(130)와 연결되는 제1베이스부(113), 제1접촉부(112)와 제1베이스부(113)를 연결하는 제1측면부(114)를 포함한다. 제1접속부(110)에 구비되는 상부 중공부(111)는 제1접촉부(112), 제1베이스부(113) 및 제1측면부(114)에 의해 둘러싸인 형태로 구비된다. 상부 중공부(111)는 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로 관통된 형태로 구비된다. 제1베이스부(113), 제1접촉부(112) 및 양 제1측면부(114)가 상부 중공부(111)를 감싸는 형태로 구비되어 상부 중공부(111)는 밀폐된 구조로 형성된다.
제1접속부(110)는 상부 중공부(111)를 포함하여 제1접속부(110)에 접속 대상물이 접촉되어 가압되면 상부 중공부(111)의 상부에 위치하는 제1접촉부(112)가 가압 방향으로 휨 변형이 가능하다.
제1접속부(110)에 구비되는 상부 중공부(111)의 구성에 의해, 제1접속부(110)의 제1접촉부(112) 및 제1측면부(114)는 실질 폭을 갖는 판상 플레이트 형태로 구비된다. 여기서, 제1접촉부(112)의 실질 폭은, 제1접촉부(112)를 기준으로 넓적한 한쪽 면(제1접촉부(112)의 상부면으로서 접속 대상물과 접촉되는 면)과 반대쪽 면(제1접촉부(112)의 하부면으로서 상부 중공부(111)측에 위치하는 면) 사이의 길이이다.
접속 대상물 측에서 금속 바디부(100)를 바라보았을 때, 제1접촉부(112)는 판상 플레이트 형상으로서 4개의 변을 가진다. 여기서 4개의 변 중에서 2개의 변은 제1측면부(114)에 연결되는 모서리 형태로 구성되고 나머지 2개의 변은 어느 부분과도 연결되지 않는 단부 형태로 구비된다. 양측에 위치하는 제1측면부(114)는 제1접촉부(112)의 2개의 변을 두께 방향(±z 방향)을 따라 지지한다. 제1접속부(110)에 외력이 작용할 경우, 제1접촉부(112)는 2개의 변이 제1측면부(114)에 의해 지지된 상태에서 제1접촉부(112)의 중간 부분이 외력에 의해 휨 변형 가능한 상태가 된다.
접속 대상물은 검사 대상물(20)일 수 있으며, 바람직하게는 반도체 패키지일 수 있다. 반도체 패키지의 접속 단자(25)는 구형 모양일 수 있으며, 이 경우 접속 단자(25)가 제1접촉부(112)에 접촉되어 제1접촉부(112)를 가압하면, 제1접촉부(112)는 접속 단자(25)를 감싸는 방향으로 오목하게 휨 변형된다. 즉, 가압력에 의해 제1접촉부(112)는 반원통 모양으로 변형된다. 한편 접속 단자(25)의 가압력이 해제되면, 제1접촉부(112)는 그 자체의 탄성 복원력에 의해 원래 상태로 되돌아온다.
이처럼 검사 대상물(400)을 검사할 경우, 제1접속부(110)의 제1접촉부(112)가 탄성 변형되면서 접속 단자(25)의 하강 충격을 완충하며 접속 단자(25)의 손상을 방지한다. 금속 탄성부(130)의 완충 작용과 더불어 제1접속부(110)의 완충 작용으로 접속 단자(25)의 손상을 방지하는 것이 보다 효과적으로 달성된다.
제1접촉부(112)의 상면은 평평한 면으로 구성되거나 상부 측으로 볼록한 면으로 구성되거나 하부 측으로 오목한 면으로 구성될 수 있다. 제1실시예의 도면에서는 이 중에서 제1접촉부(112)의 상면이 평평한 면으로 구성되는 것을 예시하여 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예의 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 상부 측으로 볼록한 면으로 구성되거나 하부 측으로 오목한 면도 포함한다.
제2접속부(120)의 일단은 자유단이고 타단은 금속 탄성부(130)에 연결되어 접촉 압력에 의해 탄력적으로 수직 이동이 가능하다.
제2접속부(120)는 밀폐된 하부 중공부(121)를 구비한다. 회로기판(30)의 패드(35)에 접촉되어 가압되면, 제2접속부(110)가 하부 중공부(121)에 의해 탄성 변형되면서 패드(35)의 손상을 방지한다. 즉, 금속 탄성부(130)의 완충 작용과 더불어 제2접속부(120)의 완충 작용으로 패드(35)의 손상을 방지하는 것이 보다 효과적으로 달성된다.
금속 탄성부(130)는 제1접속부(110)와 제2접속부(120)를 연결한다. 금속 탄성부(130)의 일단은 제1접속부(110)에 연결되고, 타단은 제2접속부(120)에 연결된다. 외력이 의해 제1접속부(110)와 제2접속부(120)가 서로에 대해 길이 방향(±y방향)으로 상대 변위되도록, 금속 탄성부(130)는 탄성 변형 가능하다.
금속 탄성부(130)는, 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로의 각 단면 형상이 모든 두께 단면에서 동일하다. 이는 도금 공정을 통해 금속 바디부(100)가 제작되기 때문에 가능하다.
금속 탄성부(130)는 실질 폭(t)을 가지고 실질 폭(t)이 두께 방향(±z 방향)으로 연장되어 형성되는 판상형으로 구성된다. 금속 판성부(130)는 실질 폭(t)을 갖는 판상 플레이트가 S자 모양으로 반복적으로 절곡된 형태를 가지며, 판상 플레이트의 실질 폭(t)은 전체적으로 일정하다. 여기서, 판상 플레이트의 실질 폭(t)은, 판상 플레이트를 기준으로 넓적한 한쪽 면과 반대쪽 면 사이의 길이이며, 금속 탄성부(130)를 구성하는 판상 플레이트를 기준으로 하는 폭의 평균값 또는 중간 값일 수 있다.
검사 장치(1)의 가이드 플레이트(500)에 설치된 금속 바디부(100)가 가이드 플레이트(500)로부터 이탈되지 않도록 하기 위하여, 제1접속부(110)의 폭 방향(±x방향) 치수는 가이드 플레이트(500)의 관통홀(510)의 폭 방향(±x방향) 치수보다 크게 형성된다.
전기 전도성 접촉핀(10)은 제1접속부(110)를 구비하는 제1접속영역(310)과, 제2접속부(120)를 구비하는 제2접속영역(320)과, 금속 탄성부(130)를 구비하는 탄성영역(330)을 포함한다. 탄성영역(330)은 가이드 플레이트(400)의 관통홀(510) 내부에 위치하는 영역일 수 있다.
제1접속영역(310), 제2접속영역(320) 및 탄성영역(330) 중 적어도 하나의 영역에는 탄성 절연물질(200)을 포함한다. 탄성 절연물질(200)은 금속 바디부(100)와 일체로 결합되어 전기 전도성 접촉핀(10)을 구성한다.
탄성 절연물질(200)은 가교 구조를 갖는 절연성 고분자 물질일 수 있다. 절연성 고분자 물질은 폴리부타디엔고무, 천연고무, 폴리이소프렌고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무와 같은 공액 디엔계 고무 및 이들의 수소 첨가물, 스티렌-부타디엔-디엔 블럭 공중합체 고무, 스티렌-이소프렌 블럭 공중합체 등의 블럭 공중합체 고무 및 이들의 수소 첨가물, 클로로프렌, 우레탄고무, 폴리에스테르계 고무, 에피클로로히드린 고무, 실리콘 고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 고무 등을 포함한다. 바람직하게는 절연성 고분자 물질은 실리콘 고무일 수 있다. 이러한 실리콘 고무로는 실리콘 고무는 폴리실록산 재질일 수 있다. 또한, 실리콘 고무는 액상 실리콘 고무(LSR; Liquid Silicone Rubber)일 수 있으며, 액상 실리콘 고무를 가교 또는 축합한 것이 바람직하다.
탄성 절연물질(200)은 금속 바디부(100)의 탄성을 보완하는 기능을 수행함으로써 금속 바디부(100)의 금속 함량을 조절할 수 있도록 한다. 금속 바디부(100)는 전기 흐름의 경로이기 때문에 전기 전도도가 높은 금속으로 형성되어야 함과 동시에 탄성 변형되어야 하기 때문에 탄성이 높은 금속으로도 형성되어야 한다. 제1금속층(11)과 제2금속층(12)을 적층하여 금속 바디부(100)를 형성함으로써 전기 전도도가 높으면서도 탄성을 갖도록 하는 것이 가능하다. 하지만 제1금속층(11)의 함량 만큼 제2금속층(12)의 함량이 줄어들게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 금속 바디부(100)와 탄성 절연물질(200)이 함께 구비되도록 함으로써 금속 바디부(100)의 제1금속층(11)의 함량을 줄이는 한편 제2금속층(12)의 함량을 높일 수 있게 되고, 그 결과 금속 바디부(100)의 전기 전도도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
탄성 절연물질(200)은 전기 전도성 접촉핀(10)의 탄성 영역(330)에 구비될 수 있다. 금속 탄성부(130)가 압축 변형된 이후에 복원될 때 탄성 절연물질(200)에 의해 전기 전도성 접촉핀(10)이 보다 쉽게 복원될 수 있다. 이 경우 금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 매립되어 구비될 수 있다.
금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 부분적으로 매립되어 금속 탄성부(130)의 일부가 외부로 노출되도록 구성되거나 금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 전체적으로 매립되어 금속 탄성부(130)가 외부로 노출되지 않도록 구성될 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이,금속 탄성부(130)의 두께방향(±z방향)의 단부면이 노출되도록, 금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 부분적으로 매립되어 구성될 수 있다.
이와는 다르게 금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 전체적으로 매립되어 금속 탄성부(130)가 외부로 노출되지 않도록 구성될 수 있다. 탄성 절연물질(200)은 금속 탄성부(130)를 전체적으로 덮음으로써 금속 탄성부(130)가 외부로 노출되지 않도록 한다.
이를 통해 금속 탄성부(130)는 가이드 플레이트(500)의 관통홀(510)의 내벽에 접촉되지 않고 탄성 절연물질(200)이 관통홀(510)의 내벽에 접촉되도록 할 수 있다. 또한 탄성 절연물질(200)이 금속 탄성부(130)를 전체적으로 덮으면서 탄성 절연물질(200)은 전체적으로 일체로 구비됨으로써 탄성 절연물질(200)이 금속 바디부(100)로부터 쉽게 분리되지 않도록 한다.
한편, 금속 탄성부(130)의 주변으로 탄성 절연물질(200)이 구비됨에 따라 금속 탄성부(130)와 관통홀(510)의 내벽 사이에는 탄성 절연물질(200)이 구비될 수 있다. 이를 통해 금속 탄성부(130)가 관통홀(510)에 내벽에 직접적으로 접촉되는 것을 방지함으로써, 관통홀(510)의 내벽이 금속 탄성부(130)에 의해 마모되는 것을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 가이드 플레이트(500)에는 관통홀(510)이 형성된다. 관통홀(510)은 사각 단면의 형상을 가지며, 전기 전도성 접촉핀(10)의 외곽 형상도 관통홀(510)의 단면 형상과 대응되게 사각 단면 형상을 가진다. 여기서 전기 전도성 접촉핀(10)의 외곽 형상이라 함은, 전기 전도성 접촉핀(10)의 길이 방향(±y 방향)의 일측에서 타측으로 금속 바디부(100)를 투영했을 때 형성되는 형상을 의미할 수 있다.
관통홀(510)의 단면은 직사각형 형상으로 구비된다. 또한, 전기 전도성 접촉핀(10)의 폭 방향(±x 방향)의 전체 방향 치수(W)는 두께 방향(±z 방향)의 전체 두께 치수(H)보다 크게 형성되어 전기 전도성 접촉핀(10)의 외곽 형상은 바람직하게는 직사각 형상으로 형성된다. 이를 통해 전기 전도성 접촉핀(10)이 90도 회전 상태로 오삽입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전기 전도성 접촉핀(10)의 폭 방향(±x 방향)의 전체 폭 치수(W)는 관통홀(510)의 제1방향으로 대향되는 변의 길이보다 길고, 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)의 전체 두께 치수(H)는 관통홀(510)의 제2방향으로 대향되는 변의 길이보다 작다. 여기서 관통홀(510)의 제1방향은 전기 전도성 접촉핀(10)의 폭 방향(±x 방향)이고, 관통홀(510)의 제2방향은 전기 전도성 접촉핀(10)의 두께 방향(±z 방향)이다.
전기 전도성 접촉핀(10)이 관통홀(510)에 삽입된 이후에는 관통홀(510)의 내벽에 의해 탄성 절연물질(200)이 전기 전도성 접촉핀(10)으로부터 분리되는 것이 방지된다.
전기 전도성 접촉핀(10)은 관통홀(510)의 제1방향으로 대향되는 2개의 변에서 제1접속부(110)에 의해 걸쳐지지만 관통홀(510)의 제2방향으로 대향되는 2개의 변에는 걸쳐지지 않는다. 따라서 전기 전도성 접촉핀(10)이 관통홀(510)의 제2방향으로 대향되는 2개의 변 방향으로의 이동을 허용함으로써 전기 전도성 접촉핀(10)의 수 내지 수십 ㎛에서 얼라인의 미세 조정이 가능하다.
도 1은 가이드 플레이트(500)의 관통홀(510)에 전기 전도성 접촉핀(10)이 삽입된 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 검사 시 전기 전도성 접촉핀(10)의 위치를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전기 전도성 접촉핀(10)이 가이드 플레이트(500)에 삽입된 상태에서는 전기 전도성 접촉핀(10)의 제1접촉부(110)에 의해 가이드 플레이트(500)의 하부로 이탈되지 않는다. 한편 도 5에 도시된 바와 같이, 전기 전도성 접촉핀(10)이 관통홀(510)에 삽입된 상태에서 전기 전도성 접촉핀(10)을 상향으로 밀어올리면, 제1접속부(110)는 가이드 플레이트(500)의 상면으로부터 이격되어 돌출된 상태가 된다. 이격된 돌출 높이만큼 검사 시 제1접속부(110)는 하향으로 추가 이동이 가능하다.
한편, 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 길이 치수(L)는 400㎛ 이상 600㎛이하일 수 있다. 또한 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 폭 치수(W)는 150㎛이상 300㎛이하일 수 있다. 또한, 가이드 플레이트(500)의 길이 방향 치수(L2)는 150㎛이상 250㎛이할 수 있다. 또한, 전기 전도성 접촉핀(10)이 가이드 플레이트(500)의 상부로 돌출된 길이 방향 치수(L1)는 50㎛이상 200㎛이하일 수 있다. 또한 전기 전도성 접촉핀(10)이 가이드 플레이트(500)의 하부로 돌출된 길이 방향 치수(L3)는 50㎛이상 200㎛이하일 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 회로기판(30)에 의해 가압되어 전기 전도성 접촉핀(10)이 상향으로 이동되면, 제1접속부(110)의 하면과 가이드 플레이트(500)의 상면의 거리(L4)는 5㎛이상 50㎛이하일 수 있다. 제1접속부(110)의 하면과 가이드 플레이트(500)의 상면의 거리(L4)를 통해 검사 대상물(20)의 접촉 스트로크를 확보할 수 있다. 전기 전도성 접촉핀(10)이 접촉 단자(25)에 의해 가압되어 하향 이동할 때, 제1접속부(110)의 하면과 가이드 플레이트(500)의 상면의 거리(L4)를 통해 제공된 여유 공간내에서 전기 전도성 접촉핀(10)이 전체적으로 하향 이동할 수 있다.
접촉 단자(25)가 전기 전도성 접촉핀(10)에 접촉하기 위해 하향 이동할 때 스트로크가 매번 일정하지 않을 수 있다. 따라서, 전기 전도성 접촉핀(10)이 가이드 플레이트(500)에 대해 전체적으로 이동할 수 있는 여유 거리가 확보되지 않을 경우 전기 전도성 접촉핀(10)이 파손되는 문제를 야기할 수 있다. 하지만, 제1접속부(110)의 하면과 가이드 플레이트(500)의 상면의 거리(L4)를 통해 접촉 스트로크를 확보하는 것이 가능하게 된다.
제1접속부(110)의 하면과 가이드 플레이트(500)의 상면의 거리(L4)가 5㎛미만인 경우에는 검사 대상물(20)의 접촉 스트로크를 확보하는 데에 어려움이 있고, 50㎛를 초과하는 경우에는 금속 탄성부(130)의 좌굴 변형을 유발할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
검사 대상물(20)의 고주파 특성 검사를 효과적으로 대응하기 위해서는 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 길이(L)는 짧아야 한다. 이에 따라 금속 탄성부(130)의 길이도 짧아져야 한다. 하지만 금속 탄성부(130)의 길이가 짧아지게 되면 접촉압이 커지는 문제가 발생하게 된다. 금속 탄성부(130)의 길이를 짧게 하면서도 접촉압이 커지지 않도록 하려면, 금속 탄성부(130)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)을 작게 해야 한다. 그러나 금속 탄성부(130)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)을 작게 하면 금속 탄성부(130)가 쉽게 파손되는 문제를 발생하게 된다. 금속 탄성부(130)의 길이를 짧게 하면서도 접촉압이 커지지 않고 금속 탄성부(130)의 파손을 방지하기 위해서는 금속 탄성부(130)를 구성하는 판상 플레이트의 전체 두께 치수(H)를 크게 형성하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)은 금속 탄성부(130)를 구성하는 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. 이는 후술하는 바와 같이 금속 바디부(100)를 양극산화막 재질의 몰드(1000)를 이용하여 제작하기 때문에 가능하다.
바람직하게는 금속 바디부(100)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t)이 5㎛ 이상 15㎛이하의 범위로 구비되고, 전체 두께 치수(H)는 70㎛ 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 폭은 실질적으로 10㎛로 형성되고, 전체 두께 치수(H)는 100㎛로 형성되어 판상 플레이트의 실질 폭(t)과 전체 두께 치수(H)는 1:10의 비율로 형성될 수 있다.
금속 탄성부(130)는 판상 플레이트가 절곡되어 형성되는 구조이기 때문에, 일정한 직경을 가지는 와이어를 일정 방향으로 감아서 형성하는 탄성부와 비교하여, 금속 탄성부(130)를 통한 전류 흐름이 보다 원활하게 수행되도록 할 수 있다.
또한, 금속 탄성부(130)의 파손을 방지하면서도 금속 탄성부(130)의 길이를 짧게 하는 것이 가능하고 금속 탄성부(130)의 길이를 짧게 하더라도 적절한 접촉압을 갖도록 하는 것이 가능하다. 더욱이 금속 탄성부(130)를 구성하는 판상 플레이트의 실질 폭(t) 대비 전체 두께 치수(H)를 크게 하는 것이 가능함에 따라 금속 탄성부(130)의 앞, 뒤 방향으로 작용하는 모멘트에 대한 저항이 커지고 되고 그 결과 접촉 안정성이 향상된다.
금속 탄성부(130)의 길이를 짧게 하는 것이 가능함에 따라, 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 두께 치수(H)와 전체 길이 치수(L)는 1:3 내지 1:9의 범위로 구비된다. 바람직하게는 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 길이 치수(L)는 300㎛ 이상 2㎜하의 범위로 구비될 수 있으며, 보다 바람직하게는 450㎛ 이상 600㎛이하의 범위로 구비될 수 있다. 이처럼 금속 바디부(100)의 전체 길이 치수(L)를 짧게 하는 것이 가능하게 되어 고주파 특성에 대응하는 것이 용이하다. 또한, 금속 바디부(100)를 구성하는 판상 플레이트는 그 실질 폭(t)이 전체 두께 치수(H) 보다 작은 크기로 형성됨에 따라 전, 후 방향으로의 굽힘 저항력이 향상된다.
전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 두께 치수(H)와 전체 폭 치수(W)는 1:1 내지는 1:5의 범위로 구비된다. 바람직하게는 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 두께 치수(H)는 70㎛ 이상 200㎛이하의 범위로 구비되고, 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 폭 치수(W)는 100㎛ 이상 500㎛하의 범위로 구비될 수 있으며, 보다 바람직하게는 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 폭 치수(W)는 150㎛ 이상 400㎛이하의 범위로 구비될 수 있다. 이처럼 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 폭 치수(W)를 짧게 함으로써 협피치화하는 것이 가능하게 된다.
한편, 종래 포토레지스트 몰드를 이용하여 제작되는 전기 전도성 접촉핀(10)은 전체 폭 치수(W) 대비 전체 두께 치수(H)를 크게 할 수 없다는 한계가 있다. 예를 들어 종래 전기 전도성 접촉핀(10)은 전체 두께 치수(H)가 70㎛ 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(10)을 앞, 뒤 방향으로 변형시키는 모멘트에 대한 저항력이 약하다. 반면에 본 발명은, 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 두께 치수(H)와 전체 폭 치수(W)를 실질적으로 동일한 길이로 형성하는 것이 가능하게 됨에 따라, 전기 전도성 접촉핀(10)의 앞, 뒤 방향으로 작용하는 모멘트에 대한 저항이 커지고 되고 그 결과 접촉 안정성이 향상된다. 더욱이 전기 전도성 접촉핀(10)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(10)의 전체적인 내구성 및 변형 안정성이 향상되면서 접속 단자(25)와의 접촉 안정성이 향상된다. 또한 전기 전도성 접촉핀(10)의 전체 두께 치수(H)는 70㎛ 이상으로 형성됨에 따라 전류 운반 용량(Current Carrying Capacity)를 향상시킬 수 있게 된다.
이하에서는, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 상술한 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제조방법에 대해 설명한다.
도 6a는 내부 공간(1100)이 형성된 몰드(1000)의 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 A-A’단면도이다.
몰드(1000)는 양극산화막, 포토레지스트, 실리콘 웨이퍼 또는 이와 유사한 재질로 구성될 있다. 다만, 바람직하게는 몰드(1000)는 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 금속 바디부(100)의 제작 환경에 비록 고온 환경이라 하더라도 열 변형없이 정밀한 금속 바디부(100)를 제작할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 바디부(100)는 포토 레지스트 몰드 대신에 양극산화막 재질의 몰드(1000)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 금속 바디부(100)를 제작할 수 있으나 양극산화막 재질의 몰드(1000)를 이용할 경우에는 70㎛ 이상에서 200㎛ 이하의 두께를 가지는 금속 바디부(100)를 제작할 수 있게 된다.
몰드(1000)의 하면에는 시드층(1200)이 구비된다. 시드층(1200)은 몰드(1000)에 내부 공간(1100)을 형성하기 이전에 몰드(1000)의 하면에 구비될 수 있다. 한편 몰드(1000)의 하부에는 지지기판(미도시)이 형성되어 몰드(1000)의 취급성을 향상시킬 수 있다. 또한 이 경우 지지기판의 상면에 시드층(1200)을 형성하고 내부 공간(1100)이 형성된 몰드(1000)를 지지기판에 결합하여 사용할 수도 있다. 시드층(1200)은 구리(Cu)재질로 형성될 수 있고, 증착 방법에 의해 형성될 수 있다.
내부 공간(1100)은 양극산화막 재질의 몰드(1000)를 습식 에칭하여 형성될 수 있다. 이를 위해 몰드(1000)의 상면에 포토 레지스트를 구비하고 이를 패터닝한 다음, 패터닝되어 오픈된 영역의 양극산화막이 에칭 용액과 반응하여 내부 공간(1100)이 형성될 수 있다.
그 다음 몰드(1000)의 내부 공간(1100)에 전기 도금 공정을 수행하여 금속 바디부(100)를 형성한다. 도 6c는 내부 공간(1100)에 전기 도금 공정을 수행하여 것을 도시한 평면도이고, 도 6d는 도 6c의 A-A’단면도이다.
몰드(1000)의 두께 방향(±z 방향)으로 금속층이 성장하면서 형성되기 때문에, 금속 바디부(100) (10)의 두께 방향(±z 방향)으로의 각 단면에서의 형상이 동일하고, 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로 복수 개의 금속층이 적층되어 구비된다. 복수개의 금속층은, 제1금속층(11)과 제2금속층(12)을 포함한다. 제1금속층(11)은 제2금속층(12)에 비해 상대적으로 내마모성이 높은 금속으로서 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) 합금을 포함한다. 제2금속층(12)은 제1금속층(11)에 비해 상대적으로 전기 전도도가 높은 금속으로서 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 이들의 합금을 포함한다.
제1금속층(11)은 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로 하면과 상면에 구비되고 제2금속층(12)은 제1금속층(11) 사이에 구비된다. 금속 바디부(100)는 제1금속층(11), 제2금속층(12), 제1금속층(11) 순으로 교대로 적층되어 구비되며, 적층되는 층수는 3층 이상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 금속 바디부(100)는 팔라듐-코발트(Pd-Co)로 구성되는 제1금속층(11), 금(Au)으로 구성되는 제2금속층(12), 팔라듐-코발트(Pd-Co)로 구성되는 제1금속층(11), 금(Au)으로 구성되는 제2금속층(12), 팔라듐-코발트(Pd-Co)로 구성되는 제1금속층(11) 순으로 적층되어 구성될 수 있다.
한편, 도금 공정이 완료된 이후에, 고온으로 승온한 후 압력을 가해 도금 공정이 완료된 금속층을 눌러줌으로써 제1금속층(11) 및 제2금속층(12)이 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(1000)가 구비되어 있기 때문에 고온으로 승온하더라도 양극산화막의 낮은 열 팽창계수로 인해 변형을 최소화하면서 제1금속층(11) 및 제2금속층(12)을 고밀화시키는 것이 가능하다. 따라서 포토레지스트를 몰드로 이용하는 기술에 비해 보다 고밀화된 제1금속층(11) 및 제2금속층(12)을 얻는 것이 가능하게 된다.
그 다음 탄성 절연물질(200)을 형성하는 공정을 수행한다. 도 7a는 탄성 절연물질(200)이 충진 될내부 공간(1100)이 형성된 몰드(1000)의 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 A-A’단면도이다. 도 7c는 내부 공간(1100)에 탄성 절연물질(200)을 충진한 것을 도시한 평면도이고, 도 7d는 도 7c의 A-A’단면도이다.
금속 바디부(100)의 금속 탄성부(130)의 주변으로 양극산화막을 에칭하여 내부 공간(1100)을 형성한다. 그리고 난 다음, 내부 공간(1100)에 탄성 절연물질을 충진한다.
탄성 절연물질(200)의 충진이 완료가 되면, 몰드(1000)와 시드층(1200)을 제거하는 공정을 수행한다. 몰드(1000)가 양극산화막 재질인 경우에는 양극산화막 재질에 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 몰드(1000)를 제거한다. 또한 시드층(1200)이 구리(Cu) 재질인 경우에는 구리(Cu)에 선택적으로 반응하는 용액을 이용하여 시드층(1200)을 제거한다.
도 8은 각각의 전기 전도성 접촉핀(10)은 연결부(1300)에 의해 연결된 상태이다. 연결부(1300)는 인접하는 전기 전도성 접촉핀(10)들을 서로 연결함으로써 전기 전도성 접촉핀(10)의 취급성을 향상시킨다. 연결부(1300)에 의해 서로 연결된 전기 전도성 접촉핀(10)들은 한꺼번에 이송되거나 다룰 수 있게 된다. 전기 전도성 접촉핀(10)들이 연결부(1300)에 의해 연결된 상태에서, 가이드 플레이트(500)의 관통홀(510)에 삽입하는 공정을 수행한다. 전기 전도성 접촉핀(10)을 관통홀(510)에 삽입하면서 전기 전도성 접촉핀(10)은 연결부(1300)로부터 떼어내어 진다.
다시 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 금속 바디부(100)는, 그 측면에 복수 개의 미세 트렌치(88)를 포함한다. 미세 트렌치(88)는 금속 바디부(100)의 측면에서 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로 길게 연장되어 형성된다. 여기서 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)은 전기 도금 시 금속 충진물이 성장하는 방향을 의미한다.
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 몰드(1000)의 제조시 형성된 포어에 기인한 것이기 때문에 미세 트렌치(88)의 폭과 깊이는 양극산화막 몰드(1000)의 포어의 직경의 범위 이하의 값을 가진다. 한편, 양극산화막 몰드(1000)에 내부 공간(1100)을 형성하는 과정에서 에칭 용액에 의해 양극산화막 몰드(1000)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(1000)는 수많은 포어들을 포함하고 이러한 양극산화막 몰드(1000)의 적어도 일부를 에칭하여 내부 공간(1100)을 형성하고, 내부 공간(1100) 내부로 전기 도금으로 금속 충진물을 형성하므로, 전기 전도성 접촉핀(10)의 측면에는 양극산화막 몰드(1000)의 포어와 접촉하면서 형성되는 미세 트렌치(88)가 구비되는 것이다.
위와 같은 미세 트렌치(88)는, 금속 바디부(100)의 측면에 있어서 표면적으로 크게 할 수 있는 효과를 가진다. 전기 전도성 접촉핀(10)의 측면에 형성되는 미세 트렌치(88)의 구성을 통해, 금속 바디부(100)에서 발생한 열을 빠르게 방출할 수 있으므로 전기 전도성 접촉핀(10)의 온도 상승을 억제할 수 있게 된다. 또한, 전기 전도성 접촉핀(10)의 측면에 형성되는 미세 트렌치(88)의 구성을 통해, 전기 전도성 접촉핀(10)의 변형 시 비틀림 저항 능력을 향상시킬 수 있게 된다. 또한 탄성 절연물질(200)과의 결합력을 향상시킨다.
제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)
다음으로, 본 발명에 따른 제2실시예에 대해 살펴본다. 단, 제1실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명은 되도록이면 생략한다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)에 대해 설명한다. 도 9는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀이 탄성 절연물질과 일체적으로 형성된 것을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀을 구비한 검사장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)은 탄성 절연물질(200)에 의해 복수 개의 금속 바디부(100)가 일체로 연결되어 있다는 점에서 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 구성과 차이가 있고 그 나머지 구성은 동일하다.
복수개의 금속 바디부(100)가 탄성 절연물질(200)에 의해 서로 연결된 상태에서 가이드 플레이트(500)의 관통홀(510)에 삽입되어 가이드 플레이트(500)에 설치될 수 있고, 또는 별도의 가이드 플레이트(500)없이 탄성 절연물질(200)이 가이드 플레이트(500)의 기능을 함께 수행할 수도 있다.
제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)
다음으로, 본 발명에 따른 제3실시예에 대해 살펴본다. 단, 제1실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명은 되도록이면 생략한다.
이하, 도 11 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)에 대해 설명한다. 도 11은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)이 가이드 플레이트(500)에 삽입된 상태를 도시한 도면이고, 도 12는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)을 구비한 검사장치(1)를 도시한 도면이며, 도 13은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)을 도시한 도면으로서, 도 13a는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 정면도이고, 도 13b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 사시도이다.
본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 탄성영역(330)은 폐쇄공간(350)을 포함하고, 탄성 절연물질(200)은 폐쇄공간(350) 내부에 구비된다는 점에서 제1실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 구성과 차이가 있다.
금속 탄성부(130)는 제1탄성부(131)와 제2탄성부(132)를 포함한다.
제1탄성부(131)와 제2탄성부(132)는 폭 방향(±x방향)으로 서로 이격되어 구비된다. 제1탄성부(131)의 일단은 제1접속부(110)에 연결되고 타단은 제2접속부(120)에 연결된다. 또한, 제2탄성부(132)의 일단은 제1접속부(110)에 연결되고 타단은 제2접속부(120)에 연결된다. 제1탄성부(131)와 제2탄성부(132)는 실질 폭(t)을 가지는 판상 플레이트 형상으로 구비되며 가압력에 의해 판 스프링처럼 거동한다.
제1탄성부(131)는 탄성 변형이 가능하도록 굴곡진 형태로 구비된다. 바람직하게, 제1탄성부(131)는 내측으로 볼록한 굴곡진 형태로 구비된다. 제2탄성부(132)도 탄성 변형이 가능하도록 굴곡진 형태로 구비된다. 바람직하게, 제2탄성부(132)는 내측으로 볼록한 굴곡진 형태로 구비된다. 제1탄성부(131)와 제2탄성부(132)는 폭 방향(±x방향)으로 대칭되면서 내측으로 볼록한 형태로 구비되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 그 내부에 폐쇄공간(350)을 형성하되 탄성 변형이 가능한 형상이라면 이를 포함한다.
폐쇄공간(350)은 제1접속부(110), 제2접속부(120) 및 금속 탄성부(130)에 의해 형성된다. 폐쇄공간(350)은 제1접속부(110), 제2접속부(120) 및 금속 탄성부(130)에 의해 감싸지면서 두께 방향으로의 2개의 면을 제외하고 밀폐된다. 폐쇄공간(350)은 탄성영역(330)의 두께 방향(±z 방향)으로 관통된 형태로 구비된다. 폐쇄공간(350)은 탄성 절연물질(200)에 의해 전체적으로 충진된다. 다시 말해 탄성 절연물질(200)은 폐쇄공간(350)의 내부 전체를 채운다. 폐쇄공간(350) 내부에 탄성 절연물질(200)이 구비됨에 따라 탄성 절연물질(200)의 탄성력에 의해 금속 탄성부(130)의 탄성 복원력이 보강된다.
한편, 제2접속부(120)는 제1접속부(110)의 형상과 동일한 형상으로 구비될 수 있다. 즉, 제2접속부(120)는, 접속 대상물(회로기판(30)의 패드(35))과 접촉되는 제2접촉부(122)와, 금속 탄성부(130)와 연결되는 제2베이스부(123), 제2접촉부(122)와 제2베이스부(123)를 연결하는 제2측면부(124)를 포함한다. 제2접속부(120)에 구비되는 하부 중공부(121)는 제2접촉부(122), 제2베이스부(123) 및 제2측면부(124)에 의해 둘러싸인 형태로 구비된다. 하부 중공부(121)는 금속 바디부(100)의 두께 방향(±z 방향)으로 관통된 형태로 구비된다. 제2접속부(120)는 하부 중공부(121)를 포함하여 제2접속부(120)에 접속 대상물(패드(35))이 접촉되어 가압되면 하부 중공부(121)의 하부에 위치하는 제2접촉부(122)가 가압 방향으로 휨 변형이 가능하다. 제2베이스부(123), 제2접촉부(122) 및 양 제2측면부(124)가 하부 중공부(121)를 감싸는 형태로 구비되어 하부 중공부(121)는 밀폐된 구조로 형성된다.
제2접속부(120)의 폭 방향(±방향)의 치수는 제1접속부(110)의 폭 방향(±방향)의 치수보다 작게 형성된다. 이를 통해 전기 전도성 접촉핀(10)을 가이드 플레이트(500)의 관통홀(510)에 삽입하는 것이 가능하고, 제1접속부(110)가 가이드 플레이트(500)의 상면에 걸쳐져서 전기 전도성 접촉핀(10)이 가이드 플레이트(500)의 하부로 이탈되지 않게 된다.
도 14는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제1변형례를 도시한 도면으로서, 도 14a는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제1변형례의 정면도이고, 도 14b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제1변형례의 사시도이다.
제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제1변형례는, 폐쇄공간(350)이 탄성 절연물질(200)에 의해 부분적으로 충진된다는 점에서 제3실시예와 구성상의 차이가 있다.
탄성 절연물질(200)이 폐쇄공간(350)의 내부에 부분적으로 충진됨에 따라 탄성 절연물질(200)이 없는 여유공간(370)이 구비된다. 여유공간(370)은 폐쇄공간(350) 중에서 탄성 절연물질(200)이 충진되지 않는 빈 공간이다.
빈 공간으로 형성되는 여유공간(370)은, 탄성 절연물질(200)이 탄성 변형할 때 팽창하는 것을 허용하는 공간으로서 작용함으로써 탄성영역(330)이 보다 쉽게 탄성 변형될 수 있도록 한다. 한편, 여유공간(370)은 탄성 절연물질(200)의 중심에 위치할 수 있으나 여유공간(370)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 15는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제2변형례를 도시한 도면으로서, 도 15a는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제2변형례의 정면도이고, 도 15b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제2변형례의 사시도이다.
제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제2변형례는, 제1접속영역(310) 및 제2접속영역(320) 중 적어도 하나의 영역에는 탄성 절연물질(200)을 포함한다는 점에서 제3실시예와 구성상의 차이가 있다.
제1접속영역(310)의 제1접속부(110)에는 상부 중공부(111)를 포함하고, 탄성 절연물질(200)는 상부 중공부(111)에 구비된다. 이를 통해 제1접촉부(112)가 가압력에 의해 휨 변형된 이후에 보다 쉽게 탄성 복원되도록 한다. 탄성 절연물질(200)은 상부 중공부(111)에 전체적으로 충진된다.
제2접속영역(320)의 제2접속부(120)에는 하부 중공부(121)를 포함하고, 탄성 절연물질(200)는 하부 중공부(121)에 구비된다. 이를 통해 제2접촉부(122)가 가압력에 의해 휨 변형된 이후에 보다 쉽게 탄성 복원되도록 한다. 탄성 절연물질(200)은 하부 중공부(121)에 전체적으로 충진된다.
도 16은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제3변형례를 도시한 도면으로서, 도 16b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제3변형례의 정면도이고, 도 16b는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제3변형례의 사시도이다.
제3실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 제3변형례는, 제1접속영역(310) 및 제2접속영역(320) 중 적어도 하나의 영역에는 탄성 절연물질(200)을 포함한다는 점에서 제3실시예와 구성상의 차이가 있고, 상부 중공부(111) 및/또는 하부 중공부(121)에 부분적으로 탄성 절연물질(200)이 충진된다는 점에서 제2변형례와 구성상의 차이가 있다.
제1접속영역(310)의 제1접속부(110)에는 상부 중공부(111)를 포함하고, 탄성 절연물질(200)는 상부 중공부(111)에 구비된다. 이를 통해 제1접촉부(112)가 가압력에 의해 휨 변형된 이후에 탄성 절연물질(200)의 복원력에 의해 보다 쉽게 탄성 복원되도록 한다. 탄성 절연물질(200)은 상부 중공부(111)에 부분적으로 충진된다. 탄성 절연물질(200)이 충진되지 않는 빈 공간은 여유공간(370)으로서 기능한다. 탄성 절연물질(200)은 상부 중공부(111)의 바닥면에 구비됨으로서 탄성 절연물질(200)의 상부에 여유공간(370)이 형성된다. 즉, 위에서 아래 방향으로, 제1접속부(110)의 제1접촉부(112), 여유공간부(370) 및 탄성 절연물질(200) 순으로 배치된다.
제2접속영역(320)의 제2접속부(120)에는 하부 중공부(121)를 포함하고, 탄성 절연물질(200)는 하부 중공부(121)에 구비된다. 이를 통해 제2접촉부(122)가 가압력에 의해 휨 변형된 이후에 보다 쉽게 탄성 복원되도록 한다. 탄성 절연물질(200)은 하부 중공부(121)에 부분적으로 충진된다. 탄성 절연물질(200)이 충진되지 않는 빈 공간은 여유공간(370)으로서 기능한다. 탄성 절연물질(200)은 하부 중공부(121)의 천장면에 구비됨으로서 탄성 절연물질(200)의 하부에 여유공간(370)이 형성된다. 즉, 아래에서 위 방향으로, 제2접속부(120)의 제2접촉부(122), 여유공간부(370) 및 탄성 절연물질(200) 순으로 배치된다.
전기 전도성 접촉핀(10)의 금속 탄성부(130)의 변형례
제1접속부(110) 및 제2접속부(120)의 구성은 앞선 설명에서 참조하기로 하고, 이하에서는 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 금속 탄성부(130)의 변형례에 대해 살펴본다.
도 17a 내지 도 18c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)의 금속 탄성부(130)의 변형례를 도시한 도면이다.
도 17a를 참조하면, 금속 탄성부(130)는 일자 형상으로 구비된다. 일자 형상의 금속 탄성부(130)는 일단이 제1접속부(110)의 편심된 위치에서 연결되고, 타단도 제2접속부(120)의 편심된 위치에 연결된다. 금속 탄성부(130)는 일자 형상의 판상 스프링의 형태로 구비되어 제1접속부(110) 및/또는 제2접속부(120)에 가해지는 길이방향(±y방향)의 외력에 의해 탄성 변형된다.
도 17b를 참조하면, 금속 탄성부(130)는 일자 형상의 판상 플레이트가 중앙 영역에서 서로 중첩되는 X자형으로 구비된다. 이를 통해 탄성영역(330)에는 2개의 폐쇄공간(350)을 형성한다. 폐쇄공간(350)은 제1접속부(110)와 금속 탄성부(130) 사이의 공간 및 제2접속부(120)와 금속 탄성부(130) 사이의 공간에서 형성된다. 이러한 폐쇄공간(350)에는 탄성 절연물질(200)이 전체적 또는 부분적으로 구비될 수 있다. 또한 금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 의해 감싸지는 형태로 매립될 수 있다.
도 17c를 참조하면, 금속 탄성부(130)는 2개의 일자 형상의 판상 플레이트가 서로 중첩되지 않으면서 각각이 다른 기울기를 가지면서 제1접속부(110)와 제2접속부(120)에 연결되는 형태로 구비된다. 예를 들어 하나의 금속 탄성부(130)는 양의 기울기를 갖고 다른 하나의 탄성부(130)는 음의 기울기를 가질 수 있다. 이를 통해 탄성영역(330)에는 1개의 폐쇄공간(350)을 형성한다. 폐쇄공간(350)는 제1접속부(110), 제2접속부(120) 및 금속 탄성부(130) 사이의 공간에서 형성된다. 이러한 폐쇄공간(350)에는 탄성 절연물질(200)이 전체적 또는 부분적으로 구비될 수 있다. 또한 금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 의해 감싸지는 형태로 매립될 수 있다.
도 18a를 참조하면, 금속 탄성부(130)는 2개의 호 형상의 판상 플레이트가 서로 중첩되지 않으면서 이격되어 각각이 제1접속부(110)와 제2접속부(120)에 연결되는 형태로 구비된다. 이를 통해 탄성 영역(330)에는 1개의 폐쇄공간(350)을 형성한다. 폐쇄공간(350)는 제1접속부(110), 제2접속부(120) 및 금속 탄성부(130) 사이의 공간에서 형성된다. 이러한 폐쇄공간(350)에는 탄성 절연물질(200)이 전체적 또는 부분적으로 구비될 수 있다. 또한 금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 의해 감싸지는 형태로 매립될 수 있다.
도 18b를 참조하면, 금속 탄성부(130)는 고리 형상의 판상 플레이트가 상,하로 서로 중첩되면서 형성된다. 고리 형상의 판상 플레이트는 적어도 1개 이상 구비될 수 있다. 이를 통해 탄성 영역(330)에는 적어도 1개의 폐쇄공간(350)을 형성한다. 도 18b에는 2개의 폐쇄공간(350)이 도시되어 있다. 폐쇄공간(350)는 금속 탄성부(130)에 의해 형성된다. 이러한 폐쇄공간(350)에는 탄성 절연물질(200)이 전체적 또는 부분적으로 구비될 수 있다. 또한 금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 의해 감싸지는 형태로 매립될 수 있다.
도 18c를 참조하면, 금속 탄성부(130)는 내부에 폐쇄공간(350)이 구비된 단위 탄성부(135)와 목부(137)를 포함한다. 폐쇄공간(350)는 금속 탄성부(130)에 의해 형성된다. 단위 탄성부(135)는 2개 이상 구비될 수 있으며, 단위 탄성부(135)는 목부(137)에 의해 서로 연결될 수 있다. 단위 탄성부(135)가 1개 구비되는 경우에는, 단위 탄성부(135)는 그 상부에 위치하는 목부(137)를 통해 제1접속부(110)에 연결되고, 하부에 위치하는 목부(137)를 통해 제2접속부(120)에 연결된다. 단위 탄성부(135)의 내부에 구비되는 폐쇄공간(350)에는 탄성 절연물질(200)이 전체적 또는 부분적으로 구비될 수 있다.
폐쇄공간(350)은 2개의 원형공간(391)과 이들을 서로 연결하는 가로 공간(393)을 포함하며, 가로 공간(393)의 길이 방향(±y방향)의 치수는 원형 공간(391)의 길이 방향(±y방향)의 치수보다 작다. 탄성 절연물질(200)은 가로 공간(393)에 구비되고 원형 공간(391)에는 구비되지 않을 수 있다. 이를 통해 2개의 원형공간(391)은 가압력에 의해 팽창하는 탄성 절연물질(200)이 유입될 수 있는 여유공간(370)으로서 기능할 수 있다. 또한 금속 탄성부(130)는 탄성 절연물질(200)에 의해 감싸지는 형태로 매립될 수 있다.
검사장치(1)
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예 및 변형례에 따른 전기 전도성 접촉핀(10)은, 검사장치(1)에 구비되어 검사 대상물(20)과 전기적, 물리적으로 접촉하여 전기적 신호를 전달하는데 사용된다.
검사장치(1)는, 관통홀(510)이 구비된 가이드 플레이트(500)와 관통홀(510)에 삽입되어 설치되는 전기 전도성 접촉핀(10)을 포함하고, 상기 전기 전도성 접촉핀(10)은, 제1접속부(110), 제2접속부(120) 및 제1접속부(110)와 제2접속부(120)를 연결하는 금속 탄성부(130)를 포함하는 금속 바디부(100)와 탄성 절연물질(200)을 포함하고. 제1접속부(110)를 구비하는 제1접속영역(310), 제2접속부(120)를 구비하는 제2접속영역(320) 및 금속 탄성부(130)를 구비하는 탄성영역(330)을 포함하며, 제1접속영역(310), 제2접속영역(320) 및 탄성영역(330) 중 적어도 하나의 영역에는 탄성 절연물질(200)을 포함한다.
가이드 플레이트(500)는 탄성 절연물질(200)과 이종 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 가이드 플레이트(500)는, 폴리이미드(PI) 재질, 실리콘 나이트라이드(Si3N4) 재질 또는 양극산화막 재질로 구성될 수 있다. 이와는 다르게 가이드 플레이트(500)는 탄성 절연물질(200)과 동일 재질로 형성될 수 있다. 이 경우 가이드 플레이트(500)는 실리콘 고무일 수 있다.
검사장치(1)는 반도체 제조공정에 사용되는 검사장치일 수 있으며, 그 일례로 프로브 카드일 수 있고, 테스트 소켓일 수 있다. 전기 전도성 접촉핀들(10)은 프로브 카드에 구비되어 반도체 칩을 검사하는 전기 전도성 접촉핀일 수 있고, 패키징된 반도체 패키지를 검사하는 테스트 소켓에 구비되어 반도체 패키지를 검사하는 소켓 핀일 수 있다. 이상에서 설명한 전기 전도성 접촉핀(10)이 사용될 수 있는 검사장치(1)들은 이에 한정되는 것은 아니며, 전기를 인가하여 검사 대상물(20)의 불량 여부를 확인하기 위한 검사장치라면 모두 포함된다.
검사장치(1)의 검사 대상물(20)은, 반도체 소자, 메모리 칩, 마이크로 프로세서 칩, 로직 칩, 발광소자, 혹은 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 검사 대상물은 로직 LSI(ASIC, FPGA 및 ASSP과 같은), 마이크로프로세서(CPU 및 GPU와 같은), 메모리(DRAM, HMC(Hybrid Memory Cube), MRAM(Magnetic RAM), PCM(Phase-Change Memory), ReRAM(Resistive RAM), FeRAM(강유전성 RAM) 및 플래쉬 메모리(NAND flash)), 반도체 발광소자(LED, 미니 LED, 마이크로 LED 등 포함), 전력 장치, 아날로그IC(DC-AC 컨버터 및 절연 게이트 2극 트랜지스터(IGBT)와 같은), MEMS(가속 센서, 압력 센서, 진동기 및 지로 센서와 같은), 무배선 장치(GPS, FM, NFC, RFEM, MMIC 및 WLAN과 같은), 별개 장치, BSI, CIS, 카메라 모듈, CMOS, 수동 장치, GAW 필터, RF 필터, RF IPD, APE 및 BB를 포함한다.
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.
1: 검사 장치 10: 전기 전도성 접촉핀
100: 금속 바디부 110: 제1접속부
120: 제2접속부 130: 금속 탄성부
200: 탄성 절연물질 310: 제1접속영역
320: 제2접속영역 330: 탄성영역
500: 가이드 플레이트

Claims (20)

  1. 제1접속부, 제2접속부 및 상기 제1접속부와 상기 제2접속부를 연결하는 금속 탄성부를 포함하는 금속 바디부와 탄성 절연물질을 포함하는 전기 전도성 접촉핀에 있어서,
    상기 제1접속부를 구비하는 제1접속영역;
    상기 제2접속부를 구비하는 제2접속영역; 및
    상기 금속 탄성부를 구비하는 탄성영역;을 포함하되,
    상기 제1접속영역, 상기 제2접속영역 및 상기 탄성영역 중 적어도 하나의 영역에는 상기 탄성 절연물질을 포함하는, 전기 전도성 접촉핀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 탄성부는 실질 폭을 가지고 실질 폭이 두께 방향으로 연장되어 형성되는 판상형으로 구성되는, 전기 전도성 접촉핀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 바디부는 몰드를 이용한 도금공정으로 제작되어 상기 제1접속부, 상기 제2접속부 및 상기 금속 탄성부가 일체형으로 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 탄성부는 상기 탄성 절연물질에 매립되는, 전기 전도성 접촉핀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄성영역은 폐쇄공간을 포함하고, 상기 탄성 절연물질은 상기 폐쇄공간 내부에 구비되는, 전기 전도성 접촉핀.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 폐쇄공간은 상기 제1접속부, 상기 제2접속부 및 상기 금속 탄성부에 의해 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 폐쇄공간은 상기 금속 탄성부에 의해 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 폐쇄공간은 상기 탄성 절연물질에 의해 전체적으로 충진되는, 전기 전도성 접촉핀.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 폐쇄공간은 상기 탄성 절연물질에 의해 부분적으로 충진되는, 전기 전도성 접촉핀.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1접속부는 상부 중공부를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2접속부는 하부 중공부를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1접속영역 및 상기 제2접속영역 중 적어도 하나의 영역에는 탄성 절연물질을 포함하는, 전기 전도성 접촉핀.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1접속부는 상부 중공부를 포함하고,
    상기 탄성 절연물질은 상기 상부 중공부에 구비되는, 전기 전도성 접촉핀.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2접속부는 하부 중공부를 포함하고,
    상기 탄성 절연물질은 상기 하부 중공부에 구비되는, 전기 전도성 접촉핀.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 금속 바디부는 복수개의 금속층이 두께 방향으로 적층되어 형성되는, 전기 전도성 접촉핀.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 금속 바디부는 측면에 미세 트렌치를 구비하는, 전기 전도성 접촉핀
  17. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 절연물질은 실리콘 고무인, 전기 전도성 접촉핀.
  18. 관통홀이 구비된 가이드 플레이트; 및
    상기 관통홀에 삽입되어 설치되는 전기 전도성 접촉핀을 포함하고,
    상기 전기 전도성 접촉핀은,
    제1접속부, 제2접속부 및 상기 제1접속부와 상기 제2접속부를 연결하는 금속 탄성부를 포함하는 금속 바디부와 탄성 절연물질을 포함하고,
    상기 제1접속부를 구비하는 제1접속영역, 상기 제2접속부를 구비하는 제2접속영역 및 상기 금속 탄성부를 구비하는 탄성영역을 포함하며,
    상기 제1접속영역, 상기 제2접속영역 및 상기 탄성영역 중 적어도 하나의 영역에는 상기 탄성 절연물질을 포함하는, 검사 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트는 탄성 절연물질과 이종 재질로 형성되는, 검사 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트는 탄성 절연물질과 동일 재질로 형성되는, 검사 장치.

KR1020220039778A 2022-03-30 2022-03-30 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치 KR20230140921A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220039778A KR20230140921A (ko) 2022-03-30 2022-03-30 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
TW112111302A TW202403316A (zh) 2022-03-30 2023-03-25 導電接觸針以及具有其之檢測裝置
PCT/KR2023/004011 WO2023191410A1 (ko) 2022-03-30 2023-03-27 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220039778A KR20230140921A (ko) 2022-03-30 2022-03-30 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230140921A true KR20230140921A (ko) 2023-10-10

Family

ID=88202680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220039778A KR20230140921A (ko) 2022-03-30 2022-03-30 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20230140921A (ko)
TW (1) TW202403316A (ko)
WO (1) WO2023191410A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190011847A (ko) 2017-07-25 2019-02-08 리노공업주식회사 검사프로브
KR20200110012A (ko) 2019-03-15 2020-09-23 주식회사 아이에스시 테스트 소켓

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5786906B2 (ja) * 2013-08-02 2015-09-30 オムロン株式会社 電鋳部品の製造方法
KR101575830B1 (ko) * 2014-08-21 2015-12-08 주식회사 아이에스시 검사용 소켓
KR20170012661A (ko) * 2015-07-21 2017-02-03 비앤비산업 주식회사 X-밴드 핀을 이용한 반도체 소자 및 디스플레이 패널 품질 검사용 마이크로 테스트 컨택터 및 그 제조 방법
KR101712367B1 (ko) * 2015-12-04 2017-03-07 한국기계연구원 계층적 구조를 갖는 반도체 검사용 프로브 및 그 제조 방법
KR102431964B1 (ko) * 2020-09-11 2022-08-12 주식회사 오킨스전자 멀티-레이어 콘택 핀

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190011847A (ko) 2017-07-25 2019-02-08 리노공업주식회사 검사프로브
KR20200110012A (ko) 2019-03-15 2020-09-23 주식회사 아이에스시 테스트 소켓

Also Published As

Publication number Publication date
TW202403316A (zh) 2024-01-16
WO2023191410A1 (ko) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4467721B2 (ja) コンタクタ及びコンタクタを使用した試験方法
US7285967B2 (en) Probe card having deeply recessed trench and method for manufacturing the same
US6407570B1 (en) Interconnect for testing semiconductor components having support members for preventing component flexure
US8922234B2 (en) Probe card and method for manufacturing probe card
KR20230130805A (ko) 전기 전도성 접촉핀, 정렬 플레이트 및 이를 구비하는 검사장치
KR20230140921A (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
US20240094248A1 (en) Electrically conductive contact pin
KR20230072233A (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
KR20230157096A (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
KR20230126339A (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
KR20240075950A (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
TW202342993A (zh) 導電接觸針以及具有其之檢測裝置
KR20230133487A (ko) 금속 성형물, 그 제조방법 및 이를 구비하는 검사장치
KR20240075951A (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
TW202342992A (zh) 導電接觸針
KR102517778B1 (ko) 전기 전도성 접촉핀 어셈블리 및 그 제조방법
KR102519285B1 (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이의 제조방법
US20240118335A1 (en) Test device capable of testing micro led and manufacturing method thereof
US20240131576A1 (en) Composite mold, metal molded article, and method for manufacturing same
KR20230127709A (ko) 전기 전도성 접촉핀
CN215768709U (zh) 柱塞
KR20230127719A (ko) 전기 전도성 접촉핀
US20240159795A1 (en) Electrically conductive contact pin
KR20230119799A (ko) 전기 전도성 접촉핀
JP6041953B1 (ja) 接触性が改善されたバンプを含むテストソケット用memsフィルム