WO2022039439A1 - 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물 - Google Patents

양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물 Download PDF

Info

Publication number
WO2022039439A1
WO2022039439A1 PCT/KR2021/010680 KR2021010680W WO2022039439A1 WO 2022039439 A1 WO2022039439 A1 WO 2022039439A1 KR 2021010680 W KR2021010680 W KR 2021010680W WO 2022039439 A1 WO2022039439 A1 WO 2022039439A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
opening
mold
film mold
anodization film
probe pin
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/010680
Other languages
English (en)
French (fr)
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
Publication of WO2022039439A1 publication Critical patent/WO2022039439A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06733—Geometry aspects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07342—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being at an angle other than perpendicular to test object, e.g. probe card
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/50—Electroplating: Baths therefor from solutions of platinum group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/562—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of iron or nickel or cobalt
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07357—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with flexible bodies, e.g. buckling beams
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07364—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch
    • G01R1/07378—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch using an intermediate adapter, e.g. space transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G01R31/2889—Interfaces, e.g. between probe and tester

Definitions

  • the present invention relates to an anodization film mold, a mold structure including the same, a method for manufacturing a molded article using the same, and a molded article thereof.
  • the present invention relates to an anodization film mold capable of manufacturing a molded article having at least a part of its configuration having a dimension range of several tens of ⁇ m, and a mold structure including the same, and using this anodization film mold, some of its components have a dimension range of several tens of ⁇ m. It relates to a method for manufacturing a molding having Hereinafter, a probe pin of a probe card will be exemplified as an example of the above molding.
  • the electrical characteristic test of the semiconductor device is performed by bringing the semiconductor wafer closer to a probe card having a plurality of probe pins and bringing the probe pins into contact with corresponding electrode pads on the semiconductor wafer.
  • a process for further approaching the semiconductor wafer to the probe card is performed. This process is called overdrive.
  • Overdrive is a process of elastically deforming the probe pins, and by performing overdrive, all probe pins can be reliably brought into contact with the electrode pads even if the height of the electrode pads or the height of the probe pins is varied.
  • the probe pin elastically deforms during overdrive, and the tip moves on the electrode pad to perform scrubbing. By this scrubbing, the oxide film on the surface of the electrode pad can be removed and the contact resistance can be reduced.
  • the development of a probe card capable of transmitting a signal having a frequency greater than 1 GHz is required.
  • the length of the probe pin that transmits signals having a frequency greater than 1 GHz is shortened to 10 mm or less, the inductance thereof may be reduced and the high-frequency characteristics of the test signal may be improved.
  • it is attempted to secure a sufficient amount of overdrive while shortening the length of the probe pin to 10 mm or less there is a problem in that the probe pin is plastically deformed during overdrive. There is also a problem of causing breakage, which is permanent damage to the electrode pad.
  • the thickness of the probe pin it may be considered to suppress the stress during overdrive. However, if the thickness of the probe pin is reduced, its cross-sectional area is also reduced, so that the probe pressure is lowered during overdrive and the permissible time current characteristics are deteriorated.
  • a method of manufacturing the probe pin using a laser technology is used. For example, it is a method of manufacturing a probe pin by cutting a substrate made of a conductive material with a laser. The laser beam can cut the substrate along a predetermined profile corresponding to the probe pin and form a sharp edge on the probe pin through different operations.
  • the laser cutting technology for manufacturing a probe pin by cutting a metal sheet along a profile corresponding to the final shape of the probe pin has a limitation in improving the dimensional accuracy of the probe pin, and there is a problem in that the shape that can be manufactured is limited.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2018-0004753
  • the present invention is to provide an anodization film mold capable of precisely and reliably manufacturing a molded article having at least a part of its configuration having a dimension range of several tens of ⁇ m, a mold structure including the same, a method for manufacturing a molded article using the same, and a molded article thereof The purpose.
  • the present invention provides an anodized film mold capable of securing overdrive amount, needle pressure and high-frequency characteristics of the probe pin when the molded article is a probe pin, a mold structure including the same, a method for manufacturing a molded article using the same, and a molded article thereof The purpose.
  • the anodization film mold according to the present invention is made of an anodization film material and an opening is formed.
  • the opening includes an island made of an anodized film material.
  • a metal filler is provided in the opening to become a probe pin.
  • the mold structure according to the present invention is composed of an anodized film material and an anodizing film mold having an opening; and a support member provided under the anodization film mold.
  • a metal layer provided between the anodization film mold and the support member is included.
  • the metal layer is exposed through the opening.
  • the metal layer is used as a plating seed layer of the metal filler formed in the opening.
  • the method for manufacturing a molded article according to the present invention comprises the steps of: providing an anodized film mold made of an anodized film material and having an opening; forming a metal filling in the opening; and removing the anodization film mold using an etching solution.
  • the forming of the metal filler in the opening may include plating a metal layer provided under the anodization film mold and exposed through the opening as a seed layer.
  • the molding is a probe pin.
  • the molding according to the present invention includes a body; and a void portion formed in the body portion, wherein the void portion has a width of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the molding is a probe pin.
  • the present invention can provide an anodization film mold capable of precisely and reliably manufacturing a molded article having at least a part of its configuration having a dimension range of several tens of ⁇ m, a mold structure including the same, a method for manufacturing a molded article using the same, and a molded article thereof.
  • the present invention can provide an anodized film mold capable of ensuring overdrive amount, needle pressure and high frequency characteristics of the probe pin when the molded article is a probe pin, a mold structure including the same, a method for manufacturing a molded article using the same, and a molded article thereof. .
  • FIG. 1 is a view schematically showing a probe card according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a front view of a probe pin according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a perspective view of a probe pin according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 2C is a cross-sectional view of a probe pin according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 2D is a cross-sectional view of a probe pin according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 3A is a plan view of an anodization film mold having an opening according to a preferred embodiment of the present invention
  • 3B is a plan view of an anodization film mold having a metal filling in an opening according to a preferred embodiment of the present invention
  • 3C is a front view of the probe pin from which the anodization film mold of FIG. 3B is removed;
  • FIG. 4A is a plan view of a mold structure according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Fig. 4B is a cross-sectional view taken along line A-A' of Fig. 4A;
  • FIG. 5A is a plan view of a mold structure according to a preferred embodiment of the present invention having an opening
  • Fig. 5B is a cross-sectional view taken along line A-A' of Fig. 5A;
  • 6A is a plan view of an anodization film mold having a metal filling in an opening according to a preferred embodiment of the present invention
  • Fig. 6B is a cross-sectional view taken along line A-A' of Fig. 6A;
  • FIG. 7A is a front view of a probe pin with an anodization film mold removed
  • Fig. 7B is a cross-sectional view taken along line A-A' of Fig. 7A;
  • FIG. 8 is a view showing a method of manufacturing a molded article according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 9A is a view showing a state before contact with a wafer as a probe head provided with probe pins according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 9B is a view illustrating a state in contact with a wafer as a probe head having a probe pin according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 10 to 12 are views showing various modifications of the probe pin according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or perspective views, which are ideal illustrative drawings of the present invention.
  • the thicknesses of films and regions shown in these drawings are exaggerated for effective description of technical content.
  • the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance.
  • the number of moldings shown in the drawings is only partially shown in the drawings by way of example. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a probe card 100 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the number and size of the plurality of probe pins 80 are exaggerated for convenience of description.
  • the probe card 100 is a vertical probe card (VERTICAL TYPE PROBE CARD), a cantilever probe card (CANTILEVER) according to the structure of the probe pin 80 and the structure of installing the probe pin 80 to the connection member (140, ST). TYPE PROBE CARD) and MEMS probe card (MEMSPROBE CARD 100).
  • a vertical probe card 100 is shown as an example between the connecting member 140 (ST) and other surrounding parts.
  • the coupling structure will be described
  • the type of probe card in which the coupling structure between the connecting member 140 (ST) and other peripheral parts of the present invention is implemented is not limited thereto, and may be implemented in a MEMS probe card and a continual-type probe card.
  • the semiconductor wafer W is approached to the probe card 100 on which the plurality of probe pins 80 are formed, and each probe pin 80 is applied to the corresponding electrode pad WP on the semiconductor wafer W. ) by contacting After reaching a position where the probe pin 80 contacts the electrode pad WP, the wafer W may be further raised to a predetermined height toward the probe card 100 . Such a process may be overdrive.
  • the probe card 100 of the present invention may include a connection member 140 (ST) and a coupling member 150 .
  • the coupling member 150 may be provided with a bolt, but the coupling member 150 is not limited thereto.
  • the connecting member 140 may be provided as a space converter ST.
  • the space transducer 140 (ST) may include a probe head 1 having a circuit board 160 on its upper side and a plurality of probe pins 80 on its lower side. In other words, the space transducer 140 (ST) may be positioned between the circuit board 160 and the probe head 1 .
  • the space converter ST may be coupled to peripheral parts by the coupling member 150 .
  • the space converter 140 (ST) coupled to the circuit board 160 by the coupling member 150 is provided with a connecting member 170 between the circuit board 160 and the space converter 140 (ST) to electrically each other.
  • the first connecting member connection pad 110 may be provided on the upper surface of the space converter 140 (ST)
  • the second connecting member connecting pad 120 may be provided on the lower surface of the circuit board 160 .
  • the connecting member 170 positioned between the space transducer 140 (ST) and the circuit board 160 is bonded to the first connecting member connecting pad 110 and the second connecting member connecting pad 120 to the space transducer. (ST) and the circuit board 160 may be electrically connected.
  • the insulating part 141 of the space converter 140 (ST) may be made of an anodized film 101 material.
  • the anodization film 101 refers to a film formed by anodizing a metal as a base material
  • the pore hole 101a refers to a hole formed in the process of forming the anodization film 101 by anodizing the metal.
  • the base metal is aluminum (Al) or an aluminum alloy
  • an anodization film 101 made of anodized aluminum (Al 2 O 3 ) material is formed on the surface SF of the base material.
  • the anodized film 101 has a coefficient of thermal expansion of 2-3 ppm/°C.
  • the present invention can implement the space transducer 140 (ST) with little thermal deformation in a high-temperature environment by configuring the space transducer 140 (ST) with such an anodized film 101 material.
  • the material of the space transducer 140 (ST) is not limited to the material of the anodization film 101, and may be formed of a ceramic material, a polyimide material, or another suitable dielectric material.
  • the space converter 140 (ST) may be formed in a structure in which a plurality of layers are stacked. Specifically, a vertical wiring unit 2 is provided on each layer of the space converter 140 (ST), and the upper vertical wiring unit 2 and the lower vertical wiring unit 2 are connected to the horizontal wiring unit 3 . can be electrically connected through.
  • the distance between the vertical wiring units 2 provided at the uppermost side may be the same as the interval between the second connecting member connection pads 120 provided on the circuit board 160 , and the vertical wiring units 2 toward the lower side may have the same spacing. may be narrowed.
  • the interval between the vertical wiring units 2 provided at the lowermost side may be the same as the interval between the probe connection pads 130 provided at the lower side of the space transducer 140 (ST).
  • the interval between the probe connection pads 130 provided on the lower side of the space transducer 140 (ST) may be narrower than the interval between the second connection member connection pads 120 provided on the upper side.
  • the plurality of probe pins 80 may be disposed at a narrower interval. That is, a narrow pitch of the probe pin 80 may be possible through the space converter 140 (ST).
  • a probe head 1 is provided under the space converter 140 (ST).
  • the probe head 1 supports the probe pin 80 and includes a plurality of guide plates GP having guide holes GH.
  • the probe head 1 may be formed in a structure in which the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 are sequentially provided. At this time, at least one of the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 may be made of an anodized film material.
  • the material of the upper guide plate 40 and/or the lower guide plate 50 is not limited to an anodized film material, but may be formed of a ceramic material, glass or silicon-based material, or polyamide material, or other suitable dielectric material. can However, when the material of the upper guide plate 40 and/or the lower guide plate 50 is made of an anodized material, there is an advantage in that deformation due to temperature is small. In addition, since the coefficient of thermal expansion of the anodized film is close to that of the semiconductor wafer W, which is an inspection object, it is possible to minimize misalignment between the probe pin 80 and the electrode pad WP even in a high-temperature environment.
  • the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 may be supported through the spacer 10 .
  • a space through which the probe pin 80 passes may be formed in the center of the spacer 10 .
  • the upper guide plate 40 may be provided in the upper seating area 15 provided on the upper surface of the spacer 10
  • the lower guide plate 40 may be provided in the lower seating area 25 provided on the lower surface of the spacer 10 .
  • (50) may be provided.
  • the upper seating region 15 may be configured as a concave groove on the upper surface of the spacer 10
  • the lower seating region 25 may be configured as a concave groove on the lower surface of the spacer 10 .
  • the concave groove shape of the upper seating area 15 and the lower seating area 25 is illustrated as an example, there is no limitation on the shape of the configuration. Accordingly, the upper and lower seating regions 15 and 25 are provided in a suitable shape to more stably provide the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 on the upper and lower surfaces of the spacer 10 . can be
  • the semiconductor wafer W is approached to the probe card 100 having a plurality of probe pins 80 , and the probe pins 80 are applied to the corresponding electrode pads WP on the semiconductor wafer W. This is done by contacting When the probe pin 80 and the electrode pad WP on the semiconductor wafer W are brought into contact, after reaching a state in which both start to contact, the semiconductor wafer W is further approached to the probe card 100 processing takes place.
  • the probe pin 80 has a structure that elastically deforms between the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 , and the probe pin 80 is adopted to become the vertical probe card 100 .
  • the probe pin 80 is described as having a pre-deformed structure, that is, in the form of a cobra pin, but the preferred embodiment of the present invention is not limited thereto.
  • a structure that deforms the fin is also included.
  • the probe pin 80 includes a body 81 and a void 85 formed in the body 81 .
  • the width of the body portion 81 may have a dimension range of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, including the width of the void portion 85 .
  • the width of the gap portion 85 may have a dimension range of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the width of the pore portion 85 may have a dimension range of several tens of ⁇ m, for example, may have a dimension range of 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the total length of the probe pin 80 may have a dimension range of 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the body part 81 includes a first body part 81A and a second body part 81B.
  • the second body part 81B is formed continuously with the first body part 81A, and the longitudinal central axis of the second body part 81B forms an obtuse angle with the longitudinal central axis of the first body part 81A.
  • the body portion 81 constitutes a bent portion at the intersection 81C of the first body portion 81A and the second body portion 81B. Referring to FIGS. 2A and 2B , the air gap 85 is formed in the first body part 81A. A specific configuration of the void portion 85 will be described later.
  • the lower end of the first body portion 81A may have a pointed shape. It is possible to ensure reliable scrubbing of the probe pin 80 through the pointed end shape.
  • FIGS. 2( c ) and 2 ( d ) are views illustrating a cross-section of the probe pin 80 .
  • the cross-section of the body portion 81 is formed in a rectangular cross-section.
  • the guide hole GH of the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 may have a rectangular cross-section to correspond to the cross-sectional shape of the body portion 81 .
  • the probe pin 80 is prevented from rotating in the guide hole GH to prevent interference between the probe pins 80, Enables narrow pitch implementation.
  • the body portion 81 of the probe pin 80 may be formed of a conductive material.
  • the conductive material is platinum (Pt), rhodium (Ph), palladium (Pd), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), iridium (Ir) or an alloy thereof, or nickel-cobalt (NiCo). At least one may be selected from an alloy, a palladium-cobalt (PdCo) alloy, a palladium-nickel (PdNi) alloy, or a nickel-phosphorus (NiP) alloy.
  • the body portion 81 of the probe pin 80 may have a multilayer structure in which a plurality of conductive materials are stacked.
  • Each conductive layer made of different materials is platinum (Pt), rhodium (Ph), palladium (Pd), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), iridium (Ir), or alloys thereof. , or a palladium-cobalt (PdCo) alloy, a palladium-nickel (PdNi) alloy, or a nickel-phosphorus (NiP) alloy.
  • the body portion 81 of the probe pin 80 may have a multilayer structure in which first to fourth conductive layers are stacked.
  • the first conductive layer 82A is made of platinum (Pt)
  • the second conductive layer 82B is made of rhodium (Ph)
  • the third conductive layer 82C is made of palladium (Pd)
  • the fourth conductive layer 82D may be made of a nickel-cobalt (NiCo) alloy material.
  • the body portion 81 of the probe pin 80 may further include an outer coating layer 82E.
  • the outer coating layer 82E may be made of a material having a hardness higher than that of the inner conductive material.
  • the outer coating layer 82E may include rhodium (Rd), platinum (Pt), iridium (Ir) or an alloy thereof, or a nickel-cobalt (NiCo) alloy, a palladium-cobalt (PdCo) alloy, or a palladium-nickel alloy. At least one may be selected from a (PdNi) alloy or a nickel-phosphorus (NiP) alloy.
  • a method for manufacturing a molded article according to a preferred embodiment of the present invention includes: providing an anodized film mold 200 made of an anodized film material and having an opening 210 formed therein; forming a metal filler 230 in the opening 210; and removing the anodization film mold 200 using an etching solution.
  • a yangg oxide film mold capable of manufacturing a molded article, for example, a probe pin 80, according to a preferred embodiment of the present invention, and a manufacturing method using the same will be described.
  • the anodization film mold 200 to be described below refers to not only the opening 210 formed but also the opening 210 being formed before the opening 210 is still formed.
  • the anodization film mold 200 is made of an anodization film material, and an opening 210 is formed therein.
  • the anodization film mold 200 is provided inside the opening 210 and includes an island 250 made of an anodization film material.
  • the anodization film mold 200 is a mold in which a metal filler 230 is provided in the opening 210 to become the probe pin 80 .
  • the anodization film mold 200 is made of an anodized film material and has an opening 210 formed therein.
  • the anodization film mold 200 is formed by anodizing a metal base material.
  • An island 250 made of an anodized film material is provided inside the opening 210 .
  • the island 250 is a region in which the anodization film is not removed when the opening 210 is formed by etching a portion of the anodization film mold 200 , and is an anodized film region surrounded by the opening 210 .
  • the thickness of the anodization film mold 200 may have a thickness of 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the opening 210 may be formed by etching the anodization film mold 200 .
  • a photoresist is provided on the upper surface of the anodization film mold 200 and patterned, and then the anodization film in the patterned and open area reacts with the etching solution to form the opening 210 .
  • an exposure process may be performed after the photosensitive material is provided on the upper surface of the anodization film mold 200 before the opening 210 is formed. At least a portion of the photosensitive material may be patterned and removed by an exposure process. At this time, the photoresist remains on the upper surface of the portion that will later become the island 250 without being removed.
  • the anodization film mold 200 is etched through the region from which the photosensitive material has been removed by the patterning process, and the anodization film around the anodic oxide film is removed by the etching solution, except for the region that will later become the island 250, so that the opening ( 210) is formed.
  • the shape of the opening 210 and the island 250 may be determined according to the shape of the pattern generated by the patterning process of the photosensitive material provided on the upper surface of the anodization film mold 200 .
  • the photosensitive material is not limited in the dimensions and shape of the area to be patterned. Accordingly, the opening 210 and the island 250 are formed by patterning the photosensitive material and performing an etching process on the anodization film mold 200 through the region removed by the patterning process, so that the opening 210 and the island 250 are formed.
  • There is no limitation on the size and shape of The opening 210 constitutes the body part 81 of the probe pin 80 later. Since the opening 210 and the island 250 are formed through the etching process of the anodization film as described above, the body part 81 .
  • the width of the probe may have a dimensional range of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, including the width of the void portion 85, and the width of the void portion 85 may have a dimension range of 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, the probe
  • the overall length of the pin 80 may have a dimension range of 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the opening formed by the processing method using a laser or a drill mainly has a circular cross-section or is formed in a shape that does not include an edge where the surface meets the surface.
  • the opening 210 may have an angled corner, and the opening 210 may be formed without restriction of the shape.
  • the body portion 81 of the probe pin 80 may have a rectangular shape in its vertical cross-section.
  • the photoresist mold When a photoresist mold is used instead of the anodization film mold 200, the photoresist mold must have a thickness of 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and an opening must be formed through an exposure process in the thick photoresist. There is a disadvantage in that it is difficult to precisely and quickly fabricate an opening having one sidewall. On the other hand, when the opening 210 is formed using the anodization film mold 200, even if the thickness of the anodization film mold 200 has a dimensional range of 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, the vertical sidewall can be manufactured precisely and quickly. be able to
  • a metal filler 230 may be provided in the opening 210 of the anodization film mold 200 .
  • the metal filler 230 is filled in the opening 210 , the island 250 is surrounded by the metal filler 230 .
  • the molded article is completed by removing the anodization film mold 200 .
  • the molding may be the probe pin 80 . Since the island 250 is also removed when the anodization film mold 200 is removed, the probe pin 80 has a structure having the void portion 85 .
  • the removal of the anodization film mold 200 including the island 250 may be performed through wet etching using an etching solution.
  • the mold structure 500 includes an anodization film mold 200 made of an anodization film material and having an opening 210 formed therein, and support members 400 , 410 , and 600 provided under the anodization film mold 200 .
  • the mold structure 500 includes metal layers 300 , 310 , and 330 between the anodization film mold 200 and the support members 400 , 410 , and 600 .
  • the metal layers 300 , 310 , and 330 may be exposed through the opening 210 .
  • the metal layers 300 , 310 , and 330 may be used as a plating seed layer of the metal filler 230 formed in the opening 210 .
  • a method of manufacturing a molded article using the mold structure 500 includes the steps of providing an anodized film mold 200 made of an anodized film material and having an opening 210 formed therein, forming a metal filling material 230 in the opening 210 and and removing the anodization film mold 200 .
  • the forming of the opening 210 includes plating the metal layers 300 , 310 , and 330 provided under the anodization film mold 200 and exposed through the opening 210 as a seed layer.
  • a mold structure 500 capable of manufacturing a molded article, for example, a probe pin 80, according to a preferred embodiment of the present invention, and a manufacturing method using the same Explain.
  • FIG. 4(a) is a plan view of the mold structure 500 before forming the opening 210
  • FIG. 4(b) is a view of FIG. 4(a).
  • A-A' is a cross-sectional view.
  • the mold structure 500 includes an anodization film mold 200 made of an anodization film material and a support member 400 provided under the anodization film mold 200 .
  • the mold structure 500 includes the metal layer 300 provided between the anodization film mold 200 and the support member 400 .
  • the support member 400 is a configuration employed to support the anodization film mold 200 to maintain flatness, and may be glass, silicon, ceramic, glass-ceramic, or metal. However, the material of the support member 400 is limited to this may include any material capable of maintaining flatness while supporting the anodization film mold 200 .
  • a metal layer 300 is provided on the support member 400 .
  • the metal layer 300 may be made of a material capable of anodization or electroplating.
  • the metal layer 300 may be a single metal or an alloy, for example, copper (Cu), aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), zinc (Zn), niobium (Nb), and tantalum (Ta).
  • Cu copper
  • Al aluminum
  • Mg magnesium
  • Ti titanium
  • Zn zinc
  • Ta tantalum
  • ) may be a single metal selected from or the like, or an alloy including one or more metals selected from them.
  • a seed layer may be provided under the metal layer 300 .
  • the seed layer (not shown) is made of titanium or chromium and may be formed by sputtering or the like.
  • a copper (Cu) sputter film to a thickness of 100 nm may be laminated on the chromium sputter film to form the metal layer 300 .
  • An anodization film mold 200 is provided on the metal layer 300 .
  • the anodization film mold 200 may be formed by anodizing a metal base material.
  • the metal base material may be the metal layer 300 .
  • the anodization film mold 200 made of an anodization film material is formed on the metal layer 300 .
  • the thickness of the anodization film mold 200 may have a thickness of 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the anodization film mold 200 may be provided on the metal layer 300 separately manufactured through a separate manufacturing process from the metal layer 300 .
  • the anodic oxide film is manufactured by anodizing the metal base material, and then the metal base material is removed to manufacture the anodization film mold 200 , and the anodized film mold 200 thus manufactured is placed on the metal layer 300 .
  • the metal layer 300 may be made of a material capable of electroplating for a subsequent process.
  • FIG. 5(a) is a plan view of a mold structure 500 in which an opening 210 is formed
  • FIG. 5(b) is a view A of FIG. 5(a).
  • -A' is a cross-sectional view.
  • a photoresist process may be performed.
  • the photosensitive material may be patterned and removed at least in part by a photoresist process.
  • the anodization film mold 200 may be formed by etching a region from which the photosensitive material has been removed by a patterning process. Through this process, the anodization film mold 200 having the opening 210 shown in FIGS. 5A and 5B is obtained.
  • the shape of the opening 210 is the same as the shape of the probe pin 80 to be manufactured.
  • the opening 210 is formed by etching the anodization film mold 200.
  • a photoresist is provided on the upper surface of the anodization film mold 200 and patterned. Then, the patterned anodization film in the open area reacts with the etching solution.
  • An opening 210 may be formed. Specifically, an exposure process may be performed after the photosensitive material is provided on the upper surface of the anodization film mold 200 before the opening 210 is formed. At least a portion of the photosensitive material may be patterned and removed by an exposure process. At this time, the photoresist remains on the upper surface of the portion that will later become the island 250 without being removed.
  • the anodization film mold 200 is etched through the open region from which the photosensitive material has been removed by the patterning process, and the anodization film around the anodic oxide film is removed by the etching solution except for the region that will become the island 250 in the future. (210) is formed.
  • openings 210 Although only four openings 210 are shown in FIGS. 5(a) and 5(b), tens of thousands to hundreds of thousands of openings 210 can be formed at once through one etching process, so a laser or drill is used. It becomes an efficient production compared to the processing method.
  • a silicon wafer is used as a mold, it is difficult to obtain a vertical sidewall of the opening 210, and when using a reactive ion etching process (DRIE), there are disadvantages that it costs a lot. ) is effective in that it obtains vertical sidewalls at low cost.
  • DRIE reactive ion etching process
  • the free space portion 270 may be preferably provided on the outside of the mold structure 500 , and more preferably, may be provided on the outer edge side of the mold structure 500 .
  • the upper surface of the metal layer 300 is exposed through the free space portion 270 .
  • the free space portion 270 becomes a connection region of the plating electrode in the subsequent electroplating process.
  • An island 250 made of an anodized film material is provided inside the opening 210 .
  • the island 250 is a region in which the anodization film is not removed when the opening 210 is formed by etching a part of the anodization film mold 200 .
  • the island 250 becomes the void 85 in the final molding.
  • the configuration of the void 85 formed in the final molding may be the same as that of the island 250 . Accordingly, the configuration of the opening 210 will be described with reference to FIGS. 10 to 12 .
  • the island 250 may be formed in the second opening 210B. Also, the island 250 may be formed in both the first opening 210A and the second opening 210B.
  • the island 250 may be formed at the intersection of the first opening 210A and the second opening 210B, and the island 250 may be continuously formed at the first opening 210A and the second opening 210B.
  • a plurality of islands 250 may be provided in the width direction of the opening 210 .
  • Two islands 250 may be formed side by side in each of the first opening 210A and the second opening 210B.
  • a plurality of islands 250 may be provided, and projection areas between at least two islands 250 may overlap each other.
  • the island 250 may have different lengths between the plurality of islands 250 , and at least one of the islands 250 may be continuously formed in the first opening 210A and the second opening 210B.
  • the number of islands 250 formed in the first opening 210A may be different from the number formed in the second opening 210B, and the width of each island 250 may be different.
  • the island 250 may have a round gin shape.
  • the island 250 may have a round gin shape and may be provided in the first opening 210A or the second opening 210B.
  • the island 250 may be continuously formed in the first opening 210A and the second opening 81B while having a round gin shape.
  • the island 250 may have a circular shape, and a plurality of islands may be provided in the first opening 210A and/or the second opening 81B.
  • the island 250 may be formed in the form of a sine wave or a 'W' shape.
  • FIG. 6(a) is a plan view of a mold structure 500 in which a metal filler 230 is formed in the opening 210
  • FIG. 6(b) is FIG. 6(a) is a cross-sectional view of A-A'.
  • Electroplating may be performed by connecting a plating electrode to the upper surface of the metal layer 300 exposed through the free space portion 270 .
  • the metal filling material 230 is provided on the metal layer 200 in the opening 210 by performing electroplating using the metal layer 200 as a power supply layer. According to a preferred embodiment of the present invention, there is no sliding phenomenon of the anodization film mold 200 due to plating during the plating process, and a uniform shape can be obtained.
  • the metal filling material 230 formed through electroplating is platinum (Pt), rhodium (Ph), palladium (Pd), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), iridium (Ir), or an alloy thereof. , or at least one selected from a nickel-cobalt (NiCo) alloy, a palladium-cobalt (PdCo) alloy, a palladium-nickel (PdNi) alloy, or a nickel-phosphorus (NiP) alloy.
  • NiCo nickel-cobalt
  • PdCo palladium-cobalt
  • PdNi palladium-nickel
  • NiP nickel-phosphorus
  • the metal filler 230 may have a multilayer structure in which a plurality of conductive materials are stacked, and each of the metal fillers 230 made of different materials is platinum (Pt), rhodium (Ph), palladium (Pd), Choose from copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), iridium (Ir) or alloys thereof, or palladium-cobalt (PdCo) alloy, palladium-nickel (PdNi) alloy, or nickel-phosphorus (NiP) alloy can be
  • the metal filler 230 may have a multilayer structure in which first to fourth conductive layers are stacked.
  • the metal filling material 230 may constitute the metal filling material 230 by sequentially plating the first to fourth conductive layers. As such, different conductive materials may be sequentially plated without changing the anodization film mold 200 .
  • the first conductive layer 82A is made of platinum (Pt)
  • the second conductive layer 82B is made of rhodium (Ph)
  • the third conductive layer 82C is made of palladium (Pd)
  • the fourth conductive layer 82D may be made of a nickel-cobalt (NiCo) alloy material.
  • a planarization process may be performed.
  • the metal filling material 230 protruding from the upper surface of the anodization film mold 200 is removed through a chemical mechanical polishing (CMP) process, and the anode including the metal filling material 230 is included in consideration of the design thickness of the probe pin 80 .
  • a portion of the upper surface of the oxide film mold 200 may be removed.
  • FIG. 7(a) is a plan view of the molding after the mold structure 50 is removed
  • FIG. 7(b) is A- of FIG. 7(a)
  • A' is a cross-sectional view.
  • the anodization film mold 200 made of the anodization film material is removed using an etching solution.
  • the island 250 is also removed by the etching solution, and as the island 250 is removed, a void 85 is formed in its place.
  • the molding may be a probe pin 80 as an embodiment.
  • the body portion 81 of the probe pin 80 may further include an outer coating layer 82E.
  • the outer coating layer 82E may be made of a material having a hardness higher than that of the inner conductive material.
  • a mold structure 500 capable of manufacturing a molded article, for example, a probe pin 80 , according to a preferred embodiment of the present invention, and a manufacturing method using the same will be described with reference to FIG. 8 .
  • the support member provided under the anodization film mold 200 is provided under the anodization film mold 200 in the electroplating process to support the anodization film mold 200 , the first support member 600 . ) and a second support member 410 provided under the anodization film mold 200 in the planarization process to support the anodization film mold 200 .
  • metal layers 310 and 330 are provided on the upper surface of the first support member 600 .
  • the metal layers 310 and 330 include a first metal layer 310 provided under the anodization film mold 200 and a second metal layer 330 provided on an upper surface of the first support member 600 .
  • a first metal layer 310 made of a metal material is provided under the anodization film mold 200 . More preferably, the first metal layer 310 made of a metal material is provided on the surface of the barrier layer formed when the anodization film mold 200 is manufactured.
  • the first metal layer 310 is preferably made of copper (Cu) or platinum (Pt), but is not limited thereto as long as it is a material capable of electroplating.
  • the second metal layer 330 is provided on the upper surface of the concave portion of the first support member 600 and is preferably made of copper (Cu) material effective for electroplating, but there is no limitation thereto.
  • the first metal layer 310 provided on the surface of the anodization film mold 200 may be provided before the anodization film mold 200 is mounted on the first support member 600 , and on the first support member 600 .
  • the provided second metal layer 330 may also be provided before the anodization film mold 200 is mounted on the first support member 600 .
  • the anodization film mold 200 provided with the first metal layer 310 is provided on the upper surface of the second metal layer 330 provided on the first support member 600, and the anodization film mold 200 is mounted on the first support member ( 600), the preparation step for electroplating is completed.
  • the anodization film mold 200 can be fixed without shaking.
  • the anodization film mold 200 is made of an anodization film material and has an opening 210 .
  • the anodization film mold 200 is formed by anodizing a metal base material.
  • An island 250 made of an anodized film material is provided inside the opening 210 .
  • the island 250 is a region in which the anodization film is not removed when the opening 210 is formed by etching a portion of the anodization film mold 200 , and is an anodized film region surrounded by the opening 210 .
  • the thickness of the anodization film mold 200 may have a thickness of 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the metal filler 230 fills the opening 210 of the anodization film mold 200 , except for the island 250 , from the lower portion of the opening 210 to the upper portion of the opening 210 .
  • the anodization film mold 200 is separated from the first support member 600, provided on the upper surface of the second support member 410, and a planarization process is performed.
  • a planarization process is performed.
  • the first metal layer 310 under the anodization film mold 200 is also separated from the first support member 600 .
  • a bonding layer 370 is provided on the upper surface of the second support member 410 .
  • the anodization film mold 200 may be fixed to the second support member 410 without shaking through the bonding layer 370 .
  • the metal filling material 230 protruding to the upper surface of the anodization film mold 200 is removed through a chemical mechanical polishing (CMP) process, and the metal filling material 230 is included in consideration of the design thickness of the probe pin 80 . A portion of the upper surface of the anodization film mold 200 may be removed.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the anodization film mold 200 using an etchant that selectively reacts only to the anodization film mold 200 without reacting to the first metal layer 310 and the bonding layer 370 . ) is removed only.
  • the island 250 is also removed by the etchant.
  • the molded article (probe pin) manufactured in this way includes a body portion 81 and a void portion 85 provided in the body portion 81 .
  • the probe pin 80 manufactured according to a preferred embodiment of the present invention is inserted into the guide hole GH of the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 It is a view showing the configuration of the probe head (1).
  • the probe pin 800 includes a body portion 81 and a void portion 85 formed in the body portion 81 .
  • the width of the pore portion 85 may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the body portion 81 includes a first body portion 81A inserted into the lower guide plate 50 and a second body portion 81B inserted into the upper guide plate 40 .
  • a protrusion 83 is provided on the end side of the first body 81 of the body 81 so that the protrusion 83 is caught on the upper surface of the upper guide plate 40, so that the probe pin 80 is connected to the upper guide plate ( 40) to prevent it from falling out from the guide hole GH.
  • the semiconductor wafer W is approached to the probe card 100 having a plurality of probe pins 80 , and the probe pins 80 are applied to the semiconductor wafer W ) by contacting the corresponding electrode pad WP on When the probe pin 80 and the electrode pad WP on the semiconductor wafer W are brought into contact, after reaching a state in which both start to contact, the semiconductor wafer W is further approached to the probe card 100 processing takes place Referring to FIG. 9( a ), in the electrical characteristic test of a semiconductor device, the semiconductor wafer W is approached to the probe card 100 having a plurality of probe pins 80 , and the probe pins 80 are applied to the semiconductor wafer W ) by contacting the corresponding electrode pad WP on When the probe pin 80 and the electrode pad WP on the semiconductor wafer W are brought into contact, after reaching a state in which both start to contact, the semiconductor wafer W is further approached to the probe card 100 processing takes place Referring to FIG.
  • the overdrive elastically deforms the probe pins 80 and overdrives them, so that even if there is a deviation in the height of the electrode pad WP or the height of the probe pin 80 , all the probe pins 80 ) can be reliably brought into contact with the electrode pad WP.
  • the probe pin 80 elastically deforms during overdrive, and the tip moves on the electrode pad WP, thereby performing scrubbing. By this scrubbing, the oxide film on the surface of the electrode pad WP may be removed and contact resistance may be reduced.
  • the probe pin 80 is elastically deformed. Through the configuration of the void portion 85 of the probe pin 80, a desired amount of overdrive can be secured, and desired probe pressure and allowable time current characteristics are secured. While the length of the probe pin 80 can be shortened. Since the length of the probe pin 80 can be shortened within a dimensional range of 10 mm or less, the inductance can be reduced and high frequency characteristics can be improved.
  • the air gap 85 may be formed in the second body part 81B (a). Also, the air gap 85 may be formed in both the first body part 81A and the second body part 81B (b). In addition, the air gap 85 may be formed at the intersection 81C of the first body portion 81A and the second body portion 81B (d), and the air gap 85 may include the first body portion 81A and the second body portion 81B. It may be continuously formed on the second body portion 81B (d).
  • a plurality of voids 85 may be provided in the width direction of the body 81 .
  • Two air gaps 85 may be formed in parallel in each of the first body portion 81A and the second body portion 81B (a).
  • a plurality of voids 85 may be provided, and projection areas between at least two voids 85 may overlap each other (b).
  • the length between the plurality of void portions 85 may be different from each other, and at least one of the void portions 85 may be continuously formed in the first body portion 81A and the second body portion 81B (c). ).
  • the number of voids 85 formed in the first body portion 81A may be different from the number formed in the second body portion 81B, and the width of each void portion 85 may be different ( d).
  • the air gap 85 may have a round gin shape.
  • the air gap 85 may be provided in the first body part 81A or the second body part 81B while having a round gin shape (a).
  • the air gap 85 may be continuously formed in the first body part 81A and the second body part 81B while having a round gin shape (b).
  • the air gap 85 may have a circular shape, and may be provided in plurality in the first body part 81A and/or the second body part 81B (c).
  • the air gap 85 may be formed in the form of a sine wave or a 'W' shape (d).
  • probe card 200 anodized film mold

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

본 발명은 적어도 그 일부 구성이 수십 ㎛의 치수 범위를 가지는 성형물을 제조할 수 있는 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드 구조체에 관한 것이고, 이러한 양극산화막 몰드를 이용하여 그 일부 구성이 수십 ㎛의 치수 범위를 가지는 성형물을 제조하는 방법 및 그에 따라 제조된 성형물에 관한 것이다.

Description

양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물
본 발명은 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물에 관한 것이다.
본 발명은 적어도 그 일부 구성이 수십 ㎛의 치수 범위를 가지는 성형물을 제조할 수 있는 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드 구조체에 관한 것이고, 이러한 양극산화막 몰드를 이용하여 그 일부 구성이 수십 ㎛의 치수 범위를 가지는 성형물을 제조하는 방법 및 그에 따라 제조된 성형물에 관한 것이다. 이하에서는 위 성형물의 일례로 프로브 카드의 프로브 핀을 예시하여 설명한다.
반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 프로브 핀을 구비한 프로브 카드에 반도체 웨이퍼를 접근시켜 프로브 핀을 반도체 웨이퍼상의 대응하는 전극 패드에 접촉시킴으로써 수행된다. 프로브 핀과 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 프로브 핀을 탄성 변형시키는 처리이며 오버 드라이브를 함으로써, 전극 패드의 높이나 프로브 핀의 높이에 편차가 있어도, 모든 프로브 핀을 전극 패드와 확실하게 접촉시킬 수 있다. 또한 오버 드라이브 시에 프로브 핀이 탄성 변형하고, 그 선단이 전극 패드상에서 이동함으로써, 스크러브가 이루어진다. 이 스크러브에 의해 전극 패드 표면의 산화막이 제거되고 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
최근 1 GHz보다 큰 주파수를 가지는 신호를 전달할 수 있는 프로브 카드의 개발이 요구되고 있다. 여기서 1 GHz보다 큰 주파수를 가지는 신호들을 전달하는 프로브 핀의 길이를 10 ㎜ 이하로 짧게 하면, 그 인덕턴스를 저하시키고 테스트 신호의 고주파 특성을 개선할 수 있다. 그렇지만 프로브 핀의 길이를 10 ㎜ 이하로 짧게 하면서, 충분한 오버 드라이브량을 확보하려고 하면, 오버 드라이브 시에 프로브 핀이 소성 변형해 버리는 문제가 있다. 또한 전극 패드에 대한 영구적인 손상인 파손을 초래하는 문제가 있다.
한편, 프로브 핀의 두께를 감소시킴으로써, 오버 드라이브 시의 응력을 억제하는 것을 고려해 볼 수 있다. 그러나 프로브 핀의 두께를 감소시키면, 그 단면적도 감소하기 때문에 오버 드라이브 시 침압이 저하되고 내허용 시간 전류 특성이 열화되는 문제가 발생한다.
따라서 오버 드라이브량, 침압 및 고주파 특성을 확보할 수 있는 프로브 핀의 개발이 필요하며, 이를 보다 효과적으로 제작할 수 있는 제조 기술의 개발이 필요한 실정이다.
프로브 핀을 제조함에 있어서는 레이저 기술을 이용하여 프로브 핀을 제조하는 방법이 이용되고 있다. 예를 들어 전도성 재료로 제조된 기판을 레이저로 절단함으로써 프로브 핀을 제작하는 방법이다. 레이저 빔은 프로브 핀에 대응되는 소정의 프로파일을 따라 기판을 절단하고 상이한 작업을 통해 프로브 핀 상에 날카로운 에지를 형성할 수 있다. 그러나 프로브 핀의 최종 형상에 대응하는 프로파일을 따라 금속 시트를 절단함으로써 프로브 핀을 제작하는 레이저 절단 기술은 프로브 핀의 치수 정밀도를 향상시키는데 한계가 있고 제작할 수 있는 형상에 제약이 따르는 문제가 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 공개번호 제10-2018-0004753호 공개특허공보
이에 본 발명은 적어도 그 일부 구성이 수십 ㎛의 치수 범위를 가지는 성형물을 정밀하고 신뢰성있게 제조할 수 있는 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 성형물이 프로브 핀인 경우에 프로브 핀이 오버 드라이브량, 침압 및 고주파 특성을 확보할 수 있는 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 양극산화막 몰드는, 양극산화막 재질로 구성되고 개구부가 형성된다.
또한, 상기 개구부 내부에 구비되며, 양극산화막 재질로 구성되는 아일랜드를 포함한다.
또한, 상기 양극산화막 몰드는 상기 개구부에 금속 충진물이 구비되어 프로브 핀이 되도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 몰드 구조체는, 양극산화막 재질로 구성되고 개구부가 형성된 양극산화막 몰드; 및 상기 양극산화막 몰드 하부에 구비되는 지지부재를 포함한다.
또한, 상기 양극산화막 몰드와 상기 지지부재 사이에 구비되는 금속층을 포함한다.
또한, 상기 금속층은 상기 개구부를 통해 노출된다.
또한, 상기 금속층은 상기 개구부에 형성되는 금속 충진물의 도금 시드층으로 이용된다.
한편, 본 발명에 따른 성형물의 제조 방법은 양극산화막 재질로 구성되고 개구부가 형성된 양극산화막 몰드를 구비하는 단계; 상기 개구부에 금속 충진물을 형성하는 단계; 및 에칭 용액을 이용하여 상기 양극산화막 몰드를 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 개구부에 금속 충진물을 형성하는 단계는, 상기 양극산화막 몰드의 하부에 구비되어 상기 개구부를 통해 노출되는 금속층을 시드층으로 하여 도금하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 성형물은 프로브 핀이다.
한편, 본 발명에 따른 성형물은 바디부; 및 상기 바디부에 형성된 공극부를 포함하되, 상기 공극부의 폭은 1 ㎛ 이상 100 ㎛이하이다.
또한, 상기 성형물은 프로브 핀이다.
본 발명은 적어도 그 일부 구성이 수십 ㎛의 치수 범위를 가지는 성형물을 정밀하고 신뢰성있게 제조할 수 있는 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 성형물이 프로브 핀인 경우에 프로브 핀이 오버 드라이브량, 침압 및 고주파 특성을 확보할 수 있는 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 카드를 개략적으로 도시한 도면.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 핀의 정면도.
도 2b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 핀의 사시도.
도 2c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 핀의 단면도.
도 2d는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 핀의 단면도.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 개구부를 갖는 양극산화막 몰드의 평면도.
도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 개구부에 금속 충진물이 구비된 양극산화막 몰드의 평면도.
도 3c는 도 3b의 양극산화막 몰드가 제거된 프로브 핀의 정면도.
도 4a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 몰드 구조체의 평면도.
도 4b는 도 4a의 A-A'단면도.
도 5a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 개구부를 갖는 따른 몰드 구조체의 평면도.
도 5b는 도 5a의 A-A'단면도.
도 6a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 개구부에 금속 충진물이 구비된 양극산화막 몰드의 평면도.
도 6b는 도 6a의 A-A'단면도.
도 7a는 양극산화막 몰드가 제거된 프로브 핀의 정면도.
도 7b는 도 7a의 A-A'단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 성형물의 제조방법을 도시한 도면.
도 9a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 핀이 구비된 프로브 헤드로서 웨이퍼와 접촉하기 전 상태를 도시한 도면.
도 9b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 핀이 구비된 프로브 헤드로서 웨이퍼와 접촉한 상태를 도시한 도면.
도 10 내지 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프로브 핀의 다양한 변형례를 나타내는 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 분명해 질 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.
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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세 히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로브 카드(100)를 개략적으로 도시한 도이다. 이 경우, 설명의 편의상 복수개의 프로브 핀(80)의 개수 및 크기는 과장되게 도시된다.
프로브 카드(100)는 프로브 핀(80)를 접속부재(140, ST)에 설치하는 구조 및 프로브 핀(80)의 구조에 따라 수직형 프로브 카드(VERTICAL TYPE PROBE CARD), 컨틸레버형 프로브 카드(CANTILEVER TYPE PROBE CARD), 멤스 프로브 카드(MEMSPROBE CARD(100)로 구분될 수 있다. 본 발명에서는 하나의 예로서 수직형 프로브카드(100)를 도시하여 접속부재(140)(ST)와 주변 다른 부품간의 결합 구조를 설명한다. 본 발명의 접속부재(140)(ST)와 주변 다른 부품간의 결합 구조가 구현되는 프로브 카드의 종류는 이에 한정되지 않으며 멤스 프로브 카드 및 컨틸레버형 프로브 카드에 구현될 수도 있다.
반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 프로브 핀(80)을 형성한 프로브 카드(100)에 반도체 웨이퍼(W)를 접근해 각 프로브 핀(80)을 반도체 웨이퍼(W)상의 대응하는 전극 패드(WP)에 접촉시킴으로써 수행된다. 프로브 핀(80)이 전극 패드(WP)에 접촉되는 위치까지 도달한 다음, 프로브 카드(100) 측으로 웨이퍼(W)를 소정높이 추가 상승시킬 수 있다. 이와 같은 과정이 오버 드라이브일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프로브 카드(100)는 접속부재(140)(ST) 및 결합부재(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 결합부재(150)는 볼트로 제공될 수 있으나, 결합부재(150)는 이에 한정되지 않는다.
접속부재(140)는 공간변환기(ST)로 제공될 수 있다. 공간변환기(140)(ST)는 상측에 회로 기판(160)이 구비되고, 하측에 복수개의 프로브 핀(80)가 구비되는 프로브 헤드(1)가 구비될 수 있다. 다시 말해, 공간변환기(140)(ST)는 회로 기판(160)과 프로브 헤드(1) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 공간변환기(ST)는 결합부재(150)에 의해 주변 부품에 결합될 수 있다.
결합부재(150)에 의해 회로 기판(160)에 결합된 공간변환기(140)(ST)는 회로 기판(160)과 공간변환기(140)(ST) 사이에 연결부재(170)를 구비하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 공간변환기(140)(ST)의 상부 표면에는 제1 연결부재 접속 패드(110)가 구비되고, 회로 기판(160)의 하부 표면에는 제2 연결부재 접속 패드(120)가 구비될 수 있다. 따라서, 공간변환기(140)(ST)와 회로 기판(160) 사이에 위치하는 연결부재(170)는 제1 연결부재 접속 패드(110) 및 제2 연결부재 접속 패드(120)에 접합되어 공간변환기(ST)와 회로 기판(160)의 전기적인 연결을 수행할 수 있다.
공간변환기(140)(ST)의 절연부(141)는 양극산화막(101) 재질로 구성될 수 있다. 양극산화막(101)은 모재인 금속을 양극 산화하여 형성된 막을 의미하고, 기공홀(101a)은 금속을 양극 산화하여 양극산화막(101)을 형성하는 과정에서 형성되는 구멍을 의미한다. 예를 들어, 모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금인 경우, 모재를 양극 산화하면 모재의 표면(SF)에 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막(101)이 형성된다. 양극산화막(101)은 2~3ppm/℃의 열팽창 계수를 갖는다. 이로 인해 온도에 의한 변형이 적다는 이점이 있다. 또한, 양극산화막(101)의 열팽창 계수는 검사 대상물인 반도체 웨이퍼(W)의 열팽창 계수에 근접하므로, 고온의 환경에서도 프로브 핀(80)과 전극 패드(WP) 간의 위치 틀어짐을 최소화할 수 있다.
본 발명은 이러한 양극산화막(101) 재질로 공간변환기(140)(ST)를 구성함으로써 고온의 환경에서 열변형이 적은 공간변환기(140)(ST)를 구현할 수 있다. 다만 공간변환기(140)(ST)의 재질이 양극산화막(101) 재질로 한정되는 것은 아니며, 세라믹 재료, 또는 폴리이미드 재료, 또는 다른 적합한 유전체 재료로 형성될 수 있다.
공간변환기(140)(ST)는 복수의 층이 적층된 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 공간변환기(140)(ST)의 각 층에 수직 배선부(2)가 구비되고, 상측의 수직 배선부(2)와 하측의 수직 배선부(2)는 수평 배선부(3)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 가장 상측에 제공되는 수직 배선부(2)의 간격은 회로 기판(160)에 구비된 제2 연결부재 접속 패드(120)의 간격과 동일할 수 있고, 하측으로 갈수록 수직 배선부(2)의 간격은 좁아질 수 있다. 이때, 가장 하측에 제공되는 수직 배선부(2)의 간격은 공간변환기(140)(ST)의 하측에 구비된 프로브 접속 패드(130)의 간격과 동일할 수 있다. 이에 따라, 공간 변환기(140)(ST)의 하측에 구비되는 프로브 접속 패드(130)의 간격은 상측에 구비되는 제2 연결부재 접속 패드(120)의 간격보다 좁을 수 있다. 다시 말해, 공간변환기(140)(ST)를 회로 기판(160)과 프로브 헤드(1)의 사이에 구비함으로써, 복수의 프로브 핀(80)은 보다 좁은 간격으로 배치될 수 있다. 즉, 공간변환기(140)(ST)를 통해 프로브 핀(80)의 협피치화가 가능할 수 있다.
공간변환기(140)(ST)의 하부에는 프로브 헤드(1)가 구비된다. 프로브 헤드(1)는 프로브 핀(80)을 지지하는 것으로서, 가이드 구멍(GH)을 구비하는 복수의 가이드 플레이트(GP)를 포함한다.
프로브 헤드(1)는 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)가 순차적으로 구비되는 구조로 형성될 수 있다. 이때, 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50) 중 적어도 하나는 양극산화막 재질로 구성될 수 있다. 상부 가이드 플레이트(40) 및/또는 하부 가이드 플레이트(50)의 재질이 양극산화막 재질로 한정되는 것은 아니며, 세라믹 재료, 유리 또는 규소-기반 재료, 또는 폴리 아미드 재료, 또는 다른 적합한 유전체 재료로 형성될 수 있다. 다만 상부 가이드 플레이트(40) 및/또는 하부 가이드 플레이트(50)의 재질이 양극산화막 재질로 구성될 경우에는 온도에 의한 변형이 적다는 이점이 있다. 또한, 양극산화막의 열팽창 계수는 검사 대상물인 반도체 웨이퍼(W)의 열팽창 계수에 근접하므로, 고온의 환경에서도 프로브 핀(80)과 전극 패드(WP) 간의 위치 틀어짐을 최소화할 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)는 스페이서(10)를 통해 지지될 수 있다. 스페이서(10)의 중앙에는 프로브 핀(80)이 관통되는 공간이 형성될 수 있다. 구체적으로, 스페이서(10)의 상면에 구비된 상부 안착 영역(15)에는 상부 가이드 플레이트(40)가 구비될 수 있고, 스페이서(10)의 하면에 구비된 하부 안착 영역(25)에는 하부 가이드 플레이트(50)가 구비될 수 있다. 이 경우, 상부 안착 영역(15)은 스페이서(10)의 상면에서 오목한 홈으로 구성될 수 있고, 하부 안착 영역(25)은 스페이서(10)의 하면에서 오목한 홈으로 구성될 수 있다. 다만, 상부 안착 영역(15) 및 하부 안착 영역(25)의 오목한 홈 형상은 하나의 예로서 도시된 것이므로 그 구성의 형상에 대한 한정은 없다. 따라서, 상부 안착 영역(15) 및 하부 안착 영역(25)은 스페이서(10)의 상면 및 하면에서 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)를 보다 안정적으로 구비할 수 있는 적합한 형태로 구비될 수 있다.
반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 프로브 핀(80)을 구비한 프로브 카드(100)에 반도체 웨이퍼(W)를 접근시켜 프로브 핀(80)을 반도체 웨이퍼(W) 상의 대응하는 전극 패드(WP)에 접촉시킴으로써 수행된다. 프로브 핀(80)과 반도체 웨이퍼(W) 상의 전극 패드(WP)를 접촉시킬 때, 양자가 접촉하기 시작하는 상태에 도달한 이후, 프로브 카드(100)에 반도체 웨이퍼(W)를 추가로 접근하는 처리가 이루어진다. 프로브 핀(80)은 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)사이에서 탄성 변형하는 구조로서, 이러한 프로브 핀(80)을 채택하여 수직형 프로브 카드(100)가 된다. 본 발명의 바람직한 실시예로서 프로브 핀(80)은 미리 변형된(pre-deformed) 구조 즉 코브라 핀의 형태를 가지는 것으로 설명하나, 본 발명의 바람직한 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 이동플레이트를 이용하여 일자형 핀을 변형시키는 구조도 포함된다.
도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 프로브 핀(80)은 바디부(81)와 바디부(81)에 형성된 공극부(85)을 포함하여 구성된다. 바디부(81)의 폭은 공극부(85)의 폭을 포함하여 1㎛ 이상 100㎛ 이하의 치수 범위를 가질 수 있다. 또한, 공극부(85)의 폭은 1㎛ 이상 100㎛ 이하의 치수 범위를 가질 수 있다. 공극부(85)의 폭은 수십 ㎛의 치수 범위를 가질 수 있으며, 예를 들어 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 치수 범위를 가질 수 있다. 프로브 핀(80)의 전체 길이는 1 ㎜ 이상 10 ㎜ 이하로 이하의 치수 범위를 가질 수 있다.
바디부(81)는 제1바디부(81A)와 제2바디부(81B)를 포함한다. 제2바디부(81B)는 제1바디부(81A)와 연속적으로 형성되며 제2바디부(81B)의 길이방향 중심축이 제1바디부(81A)의 길이 방향 중심축과 둔각을 이룬다. 바디부(81)는 제1바디부(81A)와 제2바디부(81B)의 교차점(81C)에서 절곡부를 구성한다. 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면 공극부(85)는 제1바디부(81A)에 형성되어 있다. 공극부(85)의 구체적 구성은 후술한다. 제1바디부(81A)의 하부 단부는 뽀족한 형상일 수 있다. 뽀족한 단부 형상을 통해 프로브 핀(80)의 확실한 스크러브를 보장할 수 있다.
도 2(c) 및 도 2(d)는 프로브 핀(80)의 단면을 도시한 도면이다. 바디부(81)의 단면은 사각 단면으로 형성된다. 이 경우 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)의 가이드 구멍(GH)은 바디부(81)의 단면 형상과 대응되게 사각 단면으로 구비될 수 있다. 사각 단면의 바디부(81)와 사각 단면의 가이드 구멍(GH)의 구성을 통해, 프로브 핀(80)이 가이드 구멍(GH)내에서 회전하는 것을 방지하여 프로브 핀(80)간의 간섭을 방지하여 협피치 구현이 가능하도록 한다.
프로브 핀(80)의 바디부(81)는 전도성 재료로 형성될 수 있다. 여기서 전도성 재료는 백금(Pt), 로듐(Ph), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 이리듐(Ir)이나 이들의 합금, 또는 니켈-코발트(NiCo)합금, 팔라듐-코발트(PdCo)합금, 팔라듐-니켈(PdNi)합금 또는 니켈-인(NiP)합금 중에서 적어도 하나 선택될 수 있다. 도 2(c)를 참조하면, 프로브 핀(80)의 바디부(81)는 복수 개의 전도성 재료가 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 서로 다른 재질로 구성되는 각각의 전도층은, 백금(Pt), 로듐(Ph), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 이리듐(Ir)이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(PdCo)합금, 팔라듐-니켈(PdNi)합금 또는 니켈-인(NiP)합금 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예로서, 프로브 핀(80)의 바디부(81)는 제1 내지 제4 전도층이 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 여기서 제1전도층(82A)은 백금(Pt) 재질이고, 제2전도층(82B)은 로듐(Ph) 재질이며, 제3전도층(82C)은 팔라듐(Pd) 재질이며, 제4전도층(82D)은 니켈-코발트(NiCo)합금 재질로 이루어 질 수 있다.
도 2(d)를 참조하면, 프로브 핀(80)의 바디부(81)는 외부 코팅층(82E)을 더 구비할 수 있다. 외부 코팅층(82E)은 그 내부 전도성 재료보다 경도가 높은 재질로 구성될 수 있다. 일 실시예로서, 외부 코팅층(82E)은 로듐(Rd), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 이나 이들의 합금, 또는 니켈-코발트(NiCo)합금, 팔라듐-코발트(PdCo)합금, 팔라듐-니켈(PdNi)합금 또는 니켈-인(NiP)합금 중에서 적어도 하나 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형물 제조 방법은, 양극산화막 재질로 구성되고 개구부(210)가 형성된 양극산화막 몰드(200)를 구비하는 단계; 개구부(210)에 금속 충진물(230)을 형성하는 단계; 및 에칭 용액을 이용하여 양극산화막 몰드(200)를 제거하는 단계를 포함한다.
이하, 도 3(a) 내지 도 3(c)를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형물 예를 들어 프로브 핀(80)을 제조할 수 있는 양그산화막 몰드 및 이를 이용한 제조방법에 대해 설명한다.
이하에서 설명하는 양극산화막 몰드(200)는 개구부(210)를 형성된 것뿐만 아니라 개구부(210)가 아직 형성되기 이전의 것도 모두 포함하여 지칭한다. 양극산화막 몰드(200)는 양극산화막 재질로 구성되고 개구부(210)가 형성된다. 또한 양극산화막 몰드(200)는 개구부(210) 내부에 구비되며 양극산화막 재질로 구성되는 아일랜드(250)를 포함한다. 이라한 양극산화막 몰드(200)는 개구부(210)에 금속 충진물(230)이 구비되어 프로브 핀(80)이 되도록 하는 몰드이다.
도 3(a)를 참조하면, 양극산화막 몰드(200)는 양극산화막 재질로 구성되고 개구부(210)가 형성되어 구비된다. 양극산화막 몰드(200)는 금속 모재를 양극 산화하여 형성된다. 개구부(210)의 내부에는 양극산화막 재질로 구성되는 아일랜드(250)가 구비된다. 아일랜드(250)는 양극산화막 몰드(200)의 일부를 에칭하여 개구부(210)를 형성할 때 양극산화막이 제거되지 않고 남아 있는 영역으로서, 주위가 개구부(210)로 둘러싸인 양극산화막 영역이다. 양극산화막 몰드(200)의 두께는 50㎛ 이상 100㎛이하의 두께를 가질 수 있다.
개구부(210)는 양극산화막 몰드(200)를 에칭하여 형성될 수 있다. 이를 위해 양극산화막 몰드(200)의 상면에 포토레지스트를 구비하고 이를 패터닝한 다음, 패터닝되어 오픈된 영역의 양극산화막이 에칭 용액과 반응하여 개구부(210)가 형성될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 개구부(210)를 형성하기 전의 양극산화막 몰드(200)의 상면에 감광성 재료를 구비한 다음 노광 공정이 수행될 수 있다. 감광성 재료는 노광 공정에 의해 적어도 일부가 패터닝되어 제거될 수 있다. 이때 추후 아일랜드(250)가 되는 부분의 상면에는 포토레지스트가 제거되지 않고 남아 있는다. 양극산화막 몰드(200)는 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 영역을 통해 에칭 공정이 수행되며, 에칭 용액에 의해 추후 아일랜드(250)가 될 영역을 제외하고 그 주변의 양극산화막이 제거되어 개구부(210)를 형성하게 된다.
양극산화막 몰드(200)는 상면에 구비되는 감광성 재료의 패터닝 과정에 의한 생성된 패턴의 모양에 따라 개구부(210) 및 아일랜드(250)의 외형이 결정될 수 있다. 감광성 재료는 패터닝되는 영역의 치수 및 형상에 한정이 없다. 따라서, 감광성 재료를 패터닝하고, 패터닝 과정에 의해 제거된 영역을 통해 양극산화막 몰드(200)에 에칭 공정을 수행함으로써 개구부(210) 및 아일랜드(250)가 형성되므로 개구부(210) 및 아일랜드(250)의 치수 및 형상에 대한 한정이 없다. 개구부(210)는 추후에 프로브 핀(80)의 바디부(81)를 구성하게 되는데, 위와 같은 양극산화막의 에칭공정을 통해 개구부(210) 및 아일랜드(250)를 형성하므로, 바디부(81)의 폭은 공극부(85)의 폭을 포함하여 1㎛ 이상 100㎛ 이하의 치수 범위를 가질 수 있고, 공극부(85)의 폭은 1㎛ 이상 100㎛ 이하의 치수 범위를 가질 수 있으며, 프로브 핀(80)의 전체 길이는 1 ㎜ 이상 10 ㎜ 이하의 치수 범위를 가질 수 있게 된다.
레이저 또는 드릴을 이용하는 가공 방법에 의해 형성되는 개구부는 주로 원형 단면을 갖거나, 면과 면이 만나는 모서리를 포함하지 않는 형상으로 형성된다. 또한, 레이저 또는 드릴을 이용하는 가공 방법은 미소한 치수의 홀 형성이 어렵고, 기계적 오차를 고려하는 피치 간격(P)을 두고 형성해야 하므로 그 치수 및 형상에 대한 제약이 따른다. 하지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 개구부(210)는 각진 모서리를 가질 수 있으며 형상의 제약없이 개구부(210)를 형성할 수 있게 된다.
또한, 양극산화막 몰드(200)를 에칭 용액으로 습식 에칭하면 수직한 내벽을 가지는 개구부(210)가 형성된다. 따라서 프로브 핀(80)의 바디부(81)는 그 수직 단면이 사각 형상을 가질 수 있게 된다.
양극산화막 몰드(200) 대신에 포토레지스트 몰드를 이용할 경우에는, 포토레지스트 몰드를 50㎛ 이상 100㎛이하의 두께를 갖도록 하여야 하고, 이처럼 두껍게 제작된 포토레지스트에 노광 공정을 통해 개구부를 형성하여야 하므로 수직한 측벽을 갖는 개구부를 정밀하고 빠르게 제작하는 것이 어렵다는 단점이 있다. 반면에 양극산화막 몰드(200)를 이용하여 개구부(210)를 형성할 경우에는 양극산화막 몰드(200)의 두께가 50㎛ 이상 100㎛이하의 치수 범위를 갖는다고 하더라도 수직한 측벽을 정밀하고 빠르게 제작할 수 있게 된다.
도 3(b)를 참조하면, 양극산화막 몰드(200)의 개구부(210)에는 금속 충진물(230)이 구비될 수 있다. 개구부(210)에 금속 충진물(230)이 충진될 때에 아일랜드(250)는 금속 충진물(230)에 의해 둘러싸이게 된다.
도 3 (c)를 참조하면, 양극산화막 몰드(200)를 제거하여 성형물을 완성하게 된다. 여기서 성형물은 프로브 핀(80)일 수 있다. 양극산화막 몰드(200)를 제거할 때에 아일랜드(250)도 함께 제거되므로, 프로브 핀(80)은 공극부(85)를 가지는 구조가 된다. 아일랜드(250)를 포함한 양극산화막 몰드(200)의 제거는, 에칭 용액을 이용한 습식에칭을 통해 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형물 예를 들어 프로브 핀(80)을 제조할 수 있는 몰드 구조체(500) 및 이를 이용한 제조방법에 대해 설명한다.
몰드 구조체(500)는 양극산화막 재질로 구성되고 개구부(210)가 형성된 양극산화막 몰드(200)와 양극산화막 몰드(200) 하부에 구비되는 지지부재(400, 410, 600)를 포함한다. 몰드 구조체(500)는 양극산화막 몰드(200)와 지지부재(400, 410, 600) 사이에는 금속층(300, 310, 330)를 포함한다. 금속층(300, 310, 330)은 개구부(210)를 통해 노출될 수 있다. 금속층(300, 310, 330)은 개구부(210)에 형성되는 금속 충진물(230)의 도금 시드층으로 이용될 수 있다.
몰드 구조체(500)를 이용한 성형물의 제조방법은 양극산화막 재질로 구성되고 개구부(210)가 형성된 양극산화막 몰드(200)를 구비하는 단계, 개구부(210)에 금속 충진물(230)를 형성하는 단계 및 양극산화막 몰드(200)를 제거하는 단계를 포함한다. 여기서 개구부(210)를 형성하는 단계는, 양극산화막 몰드(200)의 하부에 구비되어 개구부(210)를 통해 노출되는 금속층(300, 310, 330)을 시드층으로 하여 도금하는 단계를 포함한다.
이하, 도 4(a) 내지 도 7(b)를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형물 예를 들어 프로브 핀(80)을 제조할 수 있는 몰드 구조체(500) 및 이를 이용한 제조방법에 대해 설명한다.
도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 도 4(a)는 개구부(210)를 형성하기 전의 몰드 구조체(500)의 평면도이고, 도 4(b)는 도 4(a)의 A-A'단면도이다. 몰드 구조체(500)는 양극산화막 재질로 구성된 양극산화막 몰드(200)와 양극산화막 몰드(200) 하부에 구비되는 지지부재(400)를 포함한다. 또한 몰드 구조체(500)는 양극산화막 몰드(200)와 지지부재(400) 사이에 구비되는 금속층(300)을 포함한다.
지지부재(400)는 양극산화막 몰드(200)를 지지하여 평탄도를 유지하기 위해 채용된 구성으로서, 유리, 실리콘, 세라믹, 유리-세라믹 또는 금속일 수 있다. 다만 지지부재(400)의 재질은 이에 한정되는 것은 양극산화막 몰드(200)를 지지하면서 평탄도를 유지할 수 있는 재질이라면 모두 포함될 수 있다.
지지부재(400)의 상부에는 금속층(300)이 구비된다. 금속층(300)은 양극산화가 가능하거나 전기 도금이 가능한 재질일 수 있다. 금속층(300)은 단일 금속 또는 합금이 될 수 있으며, 예를 들어 구리(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 아연(Zn), 니오븀(Nb) 및 탄탈륨(Ta) 등으로부터 선택된 단일 금속 또는 이들 중에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 합금일 수 있다.
금속층(300)의 하부에는 시드층(미도시)이 구비될 수 있다. 시드층(미도시)은 티타늄이나 크롬으로 이루어지며 스퍼터링 등에 의해 형성될 수 있다. 일 실시예로서 50㎚의 두께로 크롬 스퍼터막을 형성한 후에 이 크롬 스퍼터막 상에 100㎚의 두께로 구리(Cu) 스퍼터막을 적층하여 금속층(300)을 형성할 수 있다.
금속층(300)의 상부에는 양극산화막 몰드(200)가 구비된다. 양극산화막 몰드(200)는 금속 모재를 양극산화하여 형성될 수 있다. 여기서 금속 모재는 금속층(300)일 수 있다. 다시 말해 금속층(300)을 양극산화하면 금속층(300)의 상부로 양극산화막 재질의 양극산화막 몰드(200)가 형성되게 된다. 양극산화막 몰드(200)의 두께는 50㎛ 이상 100㎛이하의 두께를 가질 수 있다.
한편 양극산화막 몰드(200)는 금속층(300)과는 별도의 제조과정을 통해 따로 제작된 금속층(300)의 상부에 구비될 수 있다. 별도의 제조과정에서 금속 모재를 양극산화하여 양극산화막을 제작한 이후에 금속 모재를 제거하여 양극산화막 몰드(200)를 제작할 수 있고, 이렇게 제작된 양극산화막 몰드(200)를 금속층(300) 상에 구비시킬 수 있다. 이 경우 금속층(300)은 후속 공정을 위해 전기 도금이 가능한 재질로 구성될 수 있다.
도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 도 5(a)는 개구부(210)를 형성한 몰드 구조체(500)의 평면도이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 A-A'단면도이다.
도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 양극산화막 몰드(200)의 상면에 감광성 재료를 구비한 다음 포토레지스트 공정이 수행될 수 있다. 감광성 재료는 포토레지스트 공정에 의해 적어도 일부가 패터닝되어 제거될 수 있다. 양극산화막 몰드(200)는 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 영역을 에칭하여 형성될 수 있다. 이와 같은 과정에 의해 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 개구부(210)를 구비한 양극산화막 몰드(200)를 얻게 된다. 개구부(210)의 형상은 제작하고자 하는 프로브 핀(80)의 형상과 동일하다.
개구부(210)는 양극산화막 몰드(200)를 에칭하여 형성되는데, 양극산화막 몰드(200)의 상면에 포토레지스트를 구비하고 이를 패터닝한 다음, 패터닝되어 오픈된 영역의 양극산화막이 에칭 용액과 반응하여 개구부(210)가 형성될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 개구부(210)를 형성하기 전의 양극산화막 몰드(200)의 상면에 감광성 재료를 구비한 다음 노광 공정이 수행될 수 있다. 감광성 재료는 노광 공정에 의해 적어도 일부가 패터닝되어 제거될 수 있다. 이때 추후 아일랜드(250)가 되는 부분의 상면에는 포토레지스트가 제거되지 않고 남아 있는다. 양극산화막 몰드(200)는 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 오픈 영역을 통해 에칭 공정이 수행되며, 에칭 용액에 의해 추후 아일랜드(250)가 될 영역을 제외하고 그 주변의 양극산화막이 제거되어 개구부(210)를 형성하게 된다.
비록 도 5(a) 및 도 5(b)에는 4개의 개구부(210)만이 도시되어 있지만 1번의 에칭공정을 통해 수 만 내지 수십 만개의 개구부(210)를 한꺼번에 형성할 수 있으므로 레이저 또는 드릴을 이용하는 가공 방법에 비해 효율적인 생산이 된다. 또한 실리콘 웨이퍼를 몰드로 사용할 경우에는, 개구부(210)의 수직한 측벽을 얻기가 어렵고, 반응성 이온 에칭공정(DRIE)을 이용할 경우에는 많은 비용이 든다는 단점이 있으나, 양극산화막을 에칭하여 개구부(210)를 형성하는 공정은 저 비용으로 수직한 측벽을 얻는다는 점에서 효과적이다.
에칭 공정시 양극산화막 몰드(200)의 적어도 일부 영역이 제거되어 여유공간부(270)를 형성할 수 있다. 여유공간부(270)는 바람직하게는 몰드 구조체(500)의 외측에 구비될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 몰드 구조체(500)의 외곽 테두리 측에 구비될 수 있다. 여유공간부(270)를 통해 금속층(300)의 상면이 노출된다. 여유공간부(270)는 후속 공정인 전기 도금 공정에서 도금 전극의 접속영역이 된다.
개구부(210)의 내부에는 양극산화막 재질로 구성되는 아일랜드(250)가 구비된다. 아일랜드(250)는 양극산화막 몰드(200)의 일부를 에칭하여 개구부(210)를 형성할 때 양극산화막이 제거되지 않고 남아 있는 영역이다. 아일랜드(250)는 최종적인 성형물에서 공극부(85)가 된다. 최종 성형물에 형성되는 공극부(85)의 구성은 아일랜드(250)의 구성과 동일할 수 있다. 따라서 도 10 내지 도 12를 참조하여 개구부(210)의 구성을 설명하면, 도 10을 참조하면, 아일랜드(250)는 제2개구부(210B)에 형성될 수 있다. 또한 아일랜드(250)는 제1개구부(210A) 및 제2개구부(210B)에 모두 형성될 수 있다. 또한 아일랜드(250)는 제1개구부(210A) 및 제2개구부(210B)의 교차점에 형성될 수 있으며, 아일랜드(250)는 제1개구부(210A) 및 제2개구부(210B)에 연속적으로 형성될 수 있다. 한편, 도 11을 참조하면, 아일랜드(250)는 개구부(210)의 폭 방향으로 복수개 구비될 수 있다. 아일랜드(250)는 제1개구부(210A) 및 제2개구부(210B)에서 각각 2개씩 나란하게 형성될 수 있다. 또한 아일랜드(250)는 복수개 구비되며, 적어도 2개의 아일랜드(250)들 간의 투영영역이 서로 중첩될 수 있다. 또한 아일랜드(250)는 복수개 구비되는 아일랜드(250)간의 길이가 서로 다를 수 있으며, 적어도 하나가 제1개구부(210A)와 제2개구부(210B)에 연속적으로 형성될 수 있다. 또한 아일랜드(250)는 제1개구부(210A)에 형성되는 개수와 제2개구부(210B)에 형성되는 개수가 다를 수 있으며, 각각의 아일랜드(250)의 폭이 상이할 수 있다. 또한, 도 12를 참조하면, 아일랜드(250)는 라운드 진 형상을 가질 수 있다. 아일랜드(250)는 라운드 진 형상을 가지면서 제1개구부(210A) 또는 제2개구부(210B)에 구비될 수 있다. 또한 아일랜드(250)는 라운드 진 형상을 가지면서 제1개구부(210A)와 제2개구부(81B)에 연속적으로 형성될 수 있다. 또한 아일랜드(250)는 원형 형상을 가질 수 있으며, 제1개구부(210A) 및/또는 제2개구부(81B)에 복수개 구비될 수 있다. 또한 아일랜드(250)는 싸인파의 형태 또는 'W'자의 형태로 형성될 수 있다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 도 6(a)는 개구부(210)에 금속 충진물(230)을 형성한 몰드 구조체(500)의 평면도이고, 도 6(b)는 도 6(a)의 A-A'단면도이다.
여유공간부(270)를 통해 노출된 금속층(300)의 상면에 도금 전극을 접속하여 전기 도금을 수행할 수 있다. 금속층(200)을 급전층으로 이용하여 전기 도금이 실시됨으로써 개구부(210) 내의 금속층(200)의 상부로 금속 충진물(230)이 구비된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도금 공정시 도금에 의한 양극산화막 몰드(200)의 밀림 현상이 없고 균일한 형상을 확복할 수 있게 된다.
전기 도금을 통해 형성되는 금속 충진물(230)은 백금(Pt), 로듐(Ph), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 이리듐(Ir)이나 이들의 합금, 또는 니켈-코발트(NiCo)합금, 팔라듐-코발트(PdCo)합금, 팔라듐-니켈(PdNi)합금 또는 니켈-인(NiP)합금 중에서 적어도 하나 선택될 수 있다.
금속 충진물(230)은 복수 개의 전도성 재료가 적층된 다층 구조를 가질 수 있으며, 서로 다른 재질로 구성되는 각각의 금속 충진물(230)은, 백금(Pt), 로듐(Ph), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 이리듐(Ir)이나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(PdCo)합금, 팔라듐-니켈(PdNi)합금 또는 니켈-인(NiP)합금 중에서 선택될 수 있다.
금속 충진물(230)은 제1 내지 제4 전도층이 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 금속 충진물(230)은 제1 내지 제4 전도층이 순차적으로 도금이 진행되어 금속 충진물(230)을 구성할 수 있다. 이처럼 양극산화막 몰드(200)의 변경없이 서로 다른 전도성 재료들이 순차적으로 도금될 수 있다. 일 실시예로서, 제1전도층(82A)은 백금(Pt) 재질이고, 제2전도층(82B)은 로듐(Ph) 재질이며, 제3전도층(82C)은 팔라듐(Pd) 재질이며, 제4전도층(82D)은 니켈-코발트(NiCo)합금 재질로 이루어 질 수 있다.
도금 공정이 완료되면 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 통해 양극산화막 몰드(200)의 상면으로 돌출된 금속 충진물(230)을 제거하며, 프로브 핀(80)의 설계상의 두께를 고려하여 금속 충진물(230)을 포함하여 양극산화막 몰드(200)의 상면 일부를 제거할 수 있다.
도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 도 7(a)는 몰드 구조체(50)가 제거된 이후의 성형물의 평면도이고, 도 7(b)는 도 7(a)의 A-A'단면도이다. 평탄화 공정이 완료된 이후에 에칭 용액을 이용하여 양극산화막 재질의 양극산화막 몰드(200)를 제거한다. 양극산화막 몰드(200)를 제거할 때에 에칭 용액에 의해 아일랜드(250)도 제거되며 아일랜드(250)가 제거되면서 그 자리에 공극부(85)가 형성된다.
이후에 금속층(300) 전용 에천트를 이용하여 금속층(300)를 제거함으로써 성형물과 지지부재(400)를 분리한다. 성형물은 일 실시예로서 프로브 핀(80)일 수 있다. 이후에 프로브 핀(80)의 바디부(81)는 외부 코팅층(82E)을 더 구비할 수 있다. 외부 코팅층(82E)은 그 내부 전도성 재료보다 경도가 높은 재질로 구성될 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형물 예를 들어 프로브 핀(80)을 제조할 수 있는 몰드 구조체(500) 및 이를 이용한 제조방법에 대해 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이 양극산화막 몰드(200) 하부에 구비되는 지지부재는 전기 도금 공정에서 양극산화막 몰드(200)의 하부에 구비되어 양극산화막 몰드(200)를 지지하는 제1지지부재(600)와, 평탄화 공정에서 양극산화막 몰드(200)의 하부에 구비되어 양극산화막 몰드(200)를 지지하는 제2지지부재(410)를 포함한다.
도 8(a)를 참조하면, 제1지지부재(600)의 상면에는 금속층(310,330)이 구비된다. 금속층(310, 330)은 양극산화막 몰드(200)의 하부에 구비되는 제1금속층(310)과 제1지지부재(600)의 상면에 구비되는 제2금속층(330)을 포함한다. 양극산화막 몰드(200)의 하부에는 금속재질의 제1금속층(310)이 구비된다. 보다 바람직하게는 양극산화막 몰드(200)의 제조시 형성된 배리어층의 표면에 금속 재질의 제1금속층(310)이 구비된다. 제1금속층(310)은 구리(Cu) 또는 백금(Pt) 재질인 것이 바람직하나, 전기 도금이 가능한 재질이라면 이에 대한 한정은 없다. 제1지지부재(600)의 오목한 부분의 상면에 제2금속층(330)이 구비되며 전기 도금에 효과적인 구리(Cu) 재질이 것이 바람직하나 이에 대한 한정은 없다. 양극산화막 몰드(200)의 표면에 구비되는 제1금속층(310)은 양극산화막 몰드(200)를 제1지지부재(600)에 장착하기 이전에 구비될 수 있고, 제1지지부재(600)에 구비되는 제2금속층(330) 역시 양극산화막 몰드(200)를 제1지지부재(600)에 장착하기 이전에 구비될 수 있다. 제1금속층(310)이 구비된 양극산화막 몰드(200)를 제1지지부재(600)에 구비된 제2금속층(330)의 상면에 구비시키고, 양극산화막 몰드(200)를 제1지지부재(600)에 고정시킴으로써, 전기 도금을 하기 위한 준비단계가 완료된다. 제1지지부재(600)의 상부에 구비된 클램핑부를 통해 양극산화막 몰드(200)의 상면 일부를 클램핑하여 양극산화막 몰드(200)를 흔들림없이 고정시킬 수 있게 된다.
양극산화막 몰드(200)는 양극산화막 재질로 구성되고 개구부(210)를 구비한다. 양극산화막 몰드(200)는 금속 모재를 양극 산화하여 형성된다. 개구부(210)의 내부에는 양극산화막 재질로 구성되는 아일랜드(250)가 구비된다. 아일랜드(250)는 양극산화막 몰드(200)의 일부를 에칭하여 개구부(210)를 형성할 때 양극산화막이 제거되지 않고 남아 있는 영역으로서, 주위가 개구부(210)로 둘러싸인 양극산화막 영역이다. 양극산화막 몰드(200)의 두께는 50㎛ 이상 100㎛이하의 두께를 가질 수 있다.
다음으로 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 금속층(310, 330)을 이용하여 전기 도금을 실시한다. 금속 충진물(230)은, 아일랜드(250)를 제외하고, 양극산화막 몰드(200)의 개구부(210)를 채우되, 개구부(210)의 하부에서 부터 개구부(210)의 상부 방향으로 채워진다.
전기 도금이 완료된 이후에는, 다음으로 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 양극산화막 몰드(200)를 제1지지부재(600)로부터 분리하여 제2지지부재(410) 상면에 구비시키고 평탄화 공정을 수행한다. 이 경우 양극산화막 몰드(200)를 제1지지부재(600)로부터 분리할 때에는 양극산화막 몰드(200)의 하부에 있는 제1금속층(310)도 함께 제1지지부재(600)로부터 분리된다. 제2지지부재(410)의 상면에는 접합층(370)이 구비된다. 접합층(370)을 통해 양극산화막 몰드(200)가 제2지지부재(410)에 흔들림없이 고정될 수 있다. 이후 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 통해 양극산화막 몰드(200)의 상면으로 돌출된 금속 충진물(230)이 제거되며, 프로브 핀(80)의 설계상의 두께를 고려하여 금속 충진물(230)을 포함하여 양극산화막 몰드(200)의 상면 일부를 제거할 수 있다.
다음으로 도 8(d)에 도시된 바와 같이, 제1금속층(310)과 접합층(370)에는 반응하지 않고 양극산화막 몰드(200)에만 선택적으로 반응하는 에천트를 이용하여 양극산화막 몰드(200)만을 제거한다. 이 때, 아일랜드(250)도 에천트에 의해 제거된다.
다음으로 도 8(e)에 도시된 바와 같이, 제1금속층(310)에 선택적으로 반응하는 에천트를 이용하여 제1금속층(310)를 제거함으로써 성형물의 제조를 완성하게 된다. 이와 같이 제조된 성형물(프로브 핀)은 바디부(81)와 바디부(81) 내부에 구비되는 공극부(85)를 포함하게 된다.
도 9(a) 및 도 9(b)는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 프로브 핀(80)이 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50)의 가이드 구멍(GH)가 삽입되어 프로브 헤드(1)를 구성하는 것을 도시한 도면이다.
도 9(a)를 참조하면, 프로브 핀(800)은 바디부(81)와 바디부(81)에 형성된 공극부(85)를 포함한다. 공극부(85)의 폭은 1 ㎛ 이상 100 ㎛이하일 수 있다. 바디부(81)는 하부 가이드 플레이트(50)에 삽입되는 제1바디부(81A)와 상부 가이드 플레이트(40)에 삽입되는 제2바디부(81B)로 구성된다. 바디부(81)의 제1바디부(81)의 단부측에는 돌출부(83)가 구비되어 돌출부(83)가 상부 가이드 플레이트(40)의 상면에 걸리게 함으로써, 프로브 핀(80)이 상부 가이드 플레이트(40)의 가이드 구멍(GH)으로부터 빠지는 것을 방지한다.
도 9(a)를 참조하면, 반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 프로브 핀(80)을 구비한 프로브 카드(100)에 반도체 웨이퍼(W)를 접근시켜 프로브 핀(80)을 반도체 웨이퍼(W) 상의 대응하는 전극 패드(WP)에 접촉시킴으로써 수행된다. 프로브 핀(80)과 반도체 웨이퍼(W) 상의 전극 패드(WP)를 접촉시킬 때, 양자가 접촉하기 시작하는 상태에 도달한 이후, 프로브 카드(100)에 반도체 웨이퍼(W)를 추가로 접근하는 처리가 이루어진다. 도 9(b)를 참조하면, 오버 드라이브는 프로브 핀(80)을 탄성 변형시키며 오버 드라이브를 함으로써, 전극 패드(WP)의 높이나 프로브 핀(80)의 높이에 편차가 있어도, 모든 프로브 핀(80)을 전극 패드(WP)와 확실하게 접촉시킬 수 있다. 또한 오버 드라이브 시에 프로브 핀(80)이 탄성 변형하고, 그 선단이 전극 패드(WP) 상에서 이동함으로써, 스크러브가 이루어진다. 이 스크러브에 의해 전극 패드(WP) 표면의 산화막이 제거되고 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
오버 드라이브 과정에서 프로브 핀(80)이 탄성 변형하게 되는데, 프로브 핀(80)의 공극부(85)의 구성을 통해 원하는 오버 드라이브량을 확보할 수 있고, 원하는 침압 및 내허용 시간 전류 특성을 확보하면서 프로브 핀(80)의 길이를 짧게 할 수 있게 된다. 프로브 핀(80)의 길이를 10 ㎜ 이하의 치수 범위로 짧게 할 수 있으므로 인덕턴스를 저하시킬 수 있어 고주파 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 10 내지 도 12를 참조하여, 성형물, 바람직하게는 프로브 핀(80)의 다양한 실시예의 구성에 대해 설명한다.
도 10을 참조하면, 공극부(85)는 제2바디부(81B)에 형성될 수 있다(a). 또한 공극부(85)는 제1바디부(81A) 및 제2바디부(81B)에 모두 형성될 수 있다(b). 또한 공극부(85)는 제1바디부(81A) 및 제2바디부(81B)의 교차점(81C)에 형성될 수 있으며(d), 공극부(85)는 제1바디부(81A) 및 제2바디부(81B)에 연속적으로 형성될 수 있다(d).
도 11을 참조하면, 공극부(85)는 바디부(81)의 폭 방향으로 복수개 구비될 수 있다. 공극부(85)는 제1바디부(81A) 및 제2바디부(81B)에서 각각 2개씩 나란하게 형성될 수 있다(a). 또한 공극부(85)는 복수개 구비되며, 적어도 2개의 공극부(85)들 간의 투영영역이 서로 중첩될 수 있다(b). 또한 공극부(85)는 복수개 구비되는 공극부(85)간의 길이가 서로 다를 수 있으며, 적어도 하나가 제1바디부(81A)와 제2바디부(81B)에 연속적으로 형성될 수 있다(c). 또한 공극부(85)는 제1바디부(81A)에 형성되는 개수와 제2바디부(81B)에 형성되는 개수가 다를 수 있으며, 각각의 공극부(85)의 폭이 상이할 수 있다(d).
도 12를 참조하면, 공극부(85)는 라운드 진 형상을 가질 수 있다. 공극부(85)는 라운드 진 형상을 가지면서 제1바디부(81A) 또는 제2바디부(81B)에 구비될 수 있다(a). 또한 공극부(85)는 라운드 진 형상을 가지면서 제1바디부(81A)와 제2바디부(81B)에 연속적으로 형성될 수 있다(b). 또한 공극부(85)는 원형 형상을 가질 수 있으며, 제1바디부(81A) 및/또는 제2바디부(81B)에 복수개 구비될 수 있다(c). 또한 공극부(85)는 싸인파의 형태 또는 'W'자의 형태로 형성될 수 있다(d).
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.
[부호의 설명]
100: 프로브 카드 200: 양극산화막 몰드
300: 금속층 400: 지지부재
500: 몰드 구조체

Claims (12)

  1. 양극산화막 재질로 구성되고 개구부가 형성된 양극산화막 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구부 내부에 구비되며, 양극산화막 재질로 구성되는 아일랜드를 포함하는 양극산화막 몰드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개구부에 금속 충진물이 구비되어 프로브 핀이 되도록 하는 양극산화막 몰드.
  4. 양극산화막 재질로 구성되고 개구부가 형성된 양극산화막 몰드; 및
    상기 양극산화막 몰드 하부에 구비되는 지지부재를 포함하는 몰드 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양극산화막 몰드와 상기 지지부재 사이에 구비되는 금속층을 포함하는 몰드 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 개구부를 통해 노출되는 몰드 구조체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 개구부에 형성되는 금속 충진물의 도금 시드층으로 이용되는 몰드 구조체.
  8. 양극산화막 재질로 구성되고 개구부가 형성된 양극산화막 몰드를 구비하는 단계;
    상기 개구부에 금속 충진물을 형성하는 단계; 및
    상기 양극산화막 몰드를 제거하는 단계를 포함하는 성형물의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 개구부에 금속 충진물을 형성하는 단계는,
    상기 양극산화막 몰드의 하부에 구비되어 상기 개구부를 통해 노출되는 금속층을 시드층으로 하여 도금하는 단계를 포함하는 성형물의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 성형물은 프로브 핀인 성형물의 제조방법.
  11. 바디부; 및
    상기 바디부에 형성된 공극부를 포함하되,
    상기 공극부의 폭은 1 ㎛ 이상 100 ㎛이하인 성형물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 성형물은 프로브 핀인 성형물.
PCT/KR2021/010680 2020-08-19 2021-08-11 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물 WO2022039439A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0103897 2020-08-19
KR1020200103897A KR20220022668A (ko) 2020-08-19 2020-08-19 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022039439A1 true WO2022039439A1 (ko) 2022-02-24

Family

ID=80270535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/010680 WO2022039439A1 (ko) 2020-08-19 2021-08-11 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220056606A1 (ko)
KR (1) KR20220022668A (ko)
TW (1) TWI801956B (ko)
WO (1) WO2022039439A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005512063A (ja) * 2001-12-03 2005-04-28 株式会社アドバンテスト コンタクトストラクチャとその製造方法およびそれを用いたコンタクトアセンブリ
JP2006514289A (ja) * 2003-02-28 2006-04-27 フィコム コーポレイション 印刷回路基板用相互接続体、その製造方法及びこれを備えた相互接続組立体
JP2006326723A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Canon Inc ナノ構造体の製造方法及びナノ構造体
JP2008151515A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Micronics Japan Co Ltd プローブおよびその製造方法
JP2008191027A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Micronics Japan Co Ltd プローブの製造方法
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

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090297913A1 (en) * 2008-03-25 2009-12-03 The University Of Georgia Research Foundation, Inc. Nanostructure-Enhanced stereo-electrodes for fuel cells and biosensors
TWI443343B (zh) * 2008-04-30 2014-07-01 Mjc Probe Inc 陣列式微間距探針組及其製造方法
JP6042761B2 (ja) * 2013-03-28 2016-12-14 東京エレクトロン株式会社 プローブ装置
JP2016057268A (ja) * 2014-09-12 2016-04-21 セイコーインスツル株式会社 時計部品、ムーブメント、時計及び時計部品の製造方法
EP3292415B1 (en) 2015-05-07 2020-04-01 Technoprobe S.p.A Testing head having vertical probes, in particular for reduced pitch applications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005512063A (ja) * 2001-12-03 2005-04-28 株式会社アドバンテスト コンタクトストラクチャとその製造方法およびそれを用いたコンタクトアセンブリ
JP2006514289A (ja) * 2003-02-28 2006-04-27 フィコム コーポレイション 印刷回路基板用相互接続体、その製造方法及びこれを備えた相互接続組立体
JP2006326723A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Canon Inc ナノ構造体の製造方法及びナノ構造体
JP2008151515A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Micronics Japan Co Ltd プローブおよびその製造方法
JP2008191027A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Micronics Japan Co Ltd プローブの製造方法
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

Also Published As

Publication number Publication date
TW202223410A (zh) 2022-06-16
TWI801956B (zh) 2023-05-11
KR20220022668A (ko) 2022-02-28
TW202336446A (zh) 2023-09-16
US20220056606A1 (en) 2022-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5357075B2 (ja) 微小電気機械システム接続ピン及び該接続ピンを形成する方法
WO2019216503A1 (ko) 반도체소자 테스트소켓
WO2022039439A1 (ko) 양극산화막 몰드 및 이를 포함하는 몰드구조체, 이를 이용한 성형물의 제조방법 및 그 성형물
WO2022080755A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀, 이의 제조방법, 검사장치 및 성형물의 제조방법 및 그 성형물
WO2022169196A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀
WO2022181951A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈 및 정렬 이송방법
WO2023167479A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀, 정렬 플레이트 및 이를 구비하는 검사장치
WO2023033372A1 (en) Vertical probe card
WO2021215786A1 (en) Probe card
US6660541B2 (en) Semiconductor device and a manufacturing method thereof
WO2022215906A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀, 이를 구비하는 검사장치 및 전기 전도성 접촉핀의 제조방법
JP4700353B2 (ja) プローブエレメントの製造方法
WO2022164173A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이의 제조방법 및 전기 전도성 접촉핀 모듈
WO2023277452A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이의 제조방법
WO2023059014A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀
WO2022177390A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이의 제조방법
WO2023059013A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
JPH11154694A (ja) ウェハ一括型測定検査用アライメント方法およびプローブカードの製造方法
WO2022235055A1 (ko) 양극산화막 구조체
CN112285395A (zh) 一种探针卡及其制造方法
WO2023033382A1 (en) Electro-conductive contact pin and vertical probe card having same
WO2024112050A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
JP5058032B2 (ja) コンタクトプローブの製造方法
WO2023140617A1 (ko) 전기 전도성 접촉핀 및 이를 구비하는 검사장치
WO2023172046A1 (ko) 금속 성형물, 그 제조방법 및 이를 구비하는 검사장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21858526

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21858526

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1