WO2022181951A1 - 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈 및 정렬 이송방법 - Google Patents

전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈 및 정렬 이송방법 Download PDF

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WO2022181951A1
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WO
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electrically conductive
conductive contact
contact pins
mold
guide plate
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PCT/KR2021/019325
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안범모
박승호
변성현
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(주)포인트엔지니어링
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    • G01R1/07314—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 perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support

Definitions

  • the present invention relates to an alignment module and an alignment transfer method for electrically conductive contact pins.
  • the electrically conductive contact pin is a contact pin that can be used in a probe card or a test socket that is in contact with an object to inspect the object.
  • the contact pins of the probe card will be described as an example.
  • the electrical characteristic test of the semiconductor device is performed by bringing the semiconductor wafer closer to a probe card having a plurality of contact pins and bringing the contact pins into contact with corresponding electrode pads on the semiconductor wafer.
  • a process for further accessing the semiconductor wafer to the probe card is performed.
  • This process is called overdrive.
  • the overdrive is a process of elastically deforming the contact pins, and by performing the overdrive, all the contact pins can be reliably brought into contact with the electrode pad even if there is a deviation in the height of the electrode pad or the height of the contact pin.
  • the contact pin elastically deforms during overdrive, and the tip moves on the electrode pad, thereby performing scrubbing. By this scrubbing, the oxide film on the surface of the electrode pad can be removed and the contact resistance can be reduced.
  • a probe card used for electrical inspection of a semiconductor device may include a circuit board, an interposer, a space converter, a probe head, and a probe.
  • Such a probe card is provided with an electrical path through the sequence of the circuit board, the interposer, the space transducer and the probe head, so that the pattern of the wafer can be inspected by electrically conductive contact pins that are in direct contact with the wafer.
  • the probe head includes one or more guide plates, and electrically conductive contact pins are inserted into guide holes formed in the guide plate to be guided toward the wafer. At this time, after the electrically conductive contact pin is inserted into the guide plate, pressure may be applied to one side so as to be elastically deformed in one direction.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-0449308
  • the present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and the present invention provides an electrically conductive, which can be inserted into the guide hole of the guide plate collectively without the need to individually insert the electrically conductive contact pins one by one.
  • An object of the present invention is to provide an alignment module and an alignment transfer method of a contact pin.
  • a method for transporting an electrically conductive contact pin alignment includes a first step of manufacturing an alignment module by supporting a plurality of electrically conductive contact pins by a mold; and a second step of transferring the plurality of electrically conductive contact pins together with the mold and inserting the plurality of electrically conductive contact pins into a guide hole of a guide plate.
  • the first step may include: filling the opening pattern of the mold with a metal; and removing a portion of the mold so that at least a portion of the electrically conductive contact pin protrudes below the mold.
  • the first step includes attaching a separation preventing member to the mold to prevent separation of the electrically conductive contact pin.
  • the mold is an anodized film material.
  • the first step is a step of arranging the electrically conductive contact pins in a line on the mold.
  • the first step may include: arranging the electrically conductive contact pins in a line on the mold; and laminating a mold on which the electrically conductive contact pins are supported.
  • the second step may include: inserting the electrically conductive contact pins into the guide holes of the at least two guide plates in a state in which at least two guide plates are stacked; and spacing the at least two guide plates apart from each other.
  • the alignment module of the electrically conductive contact pins of the present invention includes a plurality of electrically conductive contact pins supported by the mold.
  • the mold is an anodized film material.
  • it includes a separation preventing member attached to the mold to prevent separation of the electrically conductive contact pin.
  • the electrically conductive contact pins are arranged in a line on the mold.
  • the electrically conductive contact pins are aligned in horizontal and vertical directions by stacking a mold on which the electrically conductive contact pins are supported.
  • a spacer provided between the stacked molds is included.
  • the present invention provides an alignment module and an alignment transfer method for electrically conductive contact pins that can be collectively inserted into a guide hole of a guide plate without the need to individually insert the electrically conductive contact pins one by one.
  • FIG. 1 is a view showing a probe card according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 to 10 are views illustrating a method of transporting an electrically conductive contact pin according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 shows an alignment module AD of electrically conductive contact pins 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 electrically conductive contact pins 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 electrically conductive contact pins 80 are exaggerated for convenience of description.
  • the probe card 100 is a vertical probe card (VERTICAL TYPE PROBE CARD), a still lever type according to the structure of installing the electrically conductive contact pin 80 to the connection member 140, ST and the structure of the electrically conductive contact pin 80. It can be divided into a probe card (CANTILEVER TYPE PROBE CARD) and a MEMS probe card (100).
  • a vertical probe card 100 is shown as an example, and the connection member 140 (ST) and The coupling structure between the surrounding other parts will be described
  • the type of probe card on which the coupling structure between the connecting member 140 (ST) of the present invention and other surrounding parts is implemented is not limited thereto, and is implemented in the MEMS probe card and the contilever type probe card. it might be
  • the semiconductor wafer W is approached to the probe card 100 on which a plurality of electrically conductive contact pins 80 are formed, and each electrically conductive contact pin 80 is applied to the corresponding corresponding on the semiconductor wafer W. It is performed by making contact with the electrode pad WP. After reaching a position where the electrically conductive contact 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 connection member 140 may be provided as a space converter ST.
  • the space transducer 140 (ST) may be provided with a circuit board 160 on the upper side, and the probe head 1 with a plurality of electrically conductive contact pins 80 on the lower side.
  • the space converter 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) so as to be electrically connected to 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 . have. Therefore, 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. Electrical connection between ST and the circuit board 160 may be performed.
  • 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 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 transducer 140 (ST) may be formed in a stacked structure in which a plurality of layers are bonded by the bonding layer 4 .
  • the 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. spacing can 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). Accordingly, the interval between the probe connection pads 130 provided at the lower side of the space transducer 140 (ST) may be narrower than the interval between the second connection member connection pads 120 provided at the upper side.
  • the space transducer 140 (ST) between the circuit board 160 and the probe head 1, the plurality of electrically conductive contact pins 80 can be arranged at a narrower interval. That is, it may be possible to narrow the pitch of the electrically conductive contact pins 80 through the space converter 140 (ST).
  • a probe head 1 is provided under the space converter 140 (ST).
  • the probe head 1 supports the electrically conductive contact pins 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 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
  • the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 may be supported through the spacer 10 .
  • a space through which the electrically conductive contact pins 80 pass 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 electrically conductive contact pins 80 , and the electrically conductive contact pins 80 are applied to the corresponding electrodes on the semiconductor wafer W. It is performed by contacting the pad WP.
  • the electrically conductive contact 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 added to the probe card 100 . Access processing is performed.
  • the electrically conductive contact pin 80 is a structure that elastically deforms between the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 , and by adopting the electrically conductive contact pin 80 , the vertical probe card 100 becomes.
  • the electrically conductive contact 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, and a movable plate is used. Thus, a structure that deforms the straight pin is also included.
  • the alignment transfer method of the electrically conductive contact pins 80 comprises: a first step of manufacturing an alignment module by supporting a plurality of electrically conductive contact pins 80 by a mold 200; and a second step of transferring the plurality of electrically conductive contact pins 80 together with the mold 200 and inserting the plurality of electrically conductive contact pins 80 into the guide hole GH of the guide plate GP.
  • the first step is (i) filling the opening pattern of the mold 200 with a metal, (ii) removing a part of the mold 200 so that at least a part of the electrically conductive contact pins 80 is formed in the mold 200 ) to protrude downward, and (iii) attaching the separation preventing member 300 to the mold 200 to prevent separation of the electrically conductive contact pin 80 .
  • FIG. 2A is a diagram illustrating a plan view of the mold 200
  • FIG. 2B is a diagram illustrating each cross-sectional view of an arrow region of FIG. 2A.
  • the mold 200 may be made of at least one of a photoresist, a silicon wafer, and an anodized film. However, as a preferred embodiment of the present invention, the mold 200 is more preferably made of an anodized film material.
  • the anodization film refers to a film formed by anodizing a metal as a base material, and the pores refer to a hole formed in the process of forming an anodization film by anodizing the metal.
  • the base metal is aluminum (Al) or an aluminum alloy
  • an anodization film made of aluminum oxide (Al 2 0 3 ) material is formed on the surface of the base material.
  • the anodic oxide film formed as described above is vertically divided into a barrier layer in which pores are not formed and a porous layer in which pores are formed.
  • the anodized film may be formed in a structure in which the barrier layer formed during anodization is removed to penetrate the top and bottom of the pores, or the barrier layer formed during anodization remains as it is and seals one end of the top and bottom of the pores.
  • the anodized film has a coefficient of thermal expansion of 2-3 ppm/°C. For this reason, when exposed to a high temperature environment, thermal deformation due to temperature is small. Therefore, even in a high-temperature environment in the manufacturing environment of the electrically conductive contact pin 80 , the precise electrically conductive contact pin 80 can be manufactured without thermal deformation.
  • a seed layer 210 is provided on one surface of the mold 200 .
  • the seed layer 210 may be formed of a copper (Cu) material, and may be formed by a deposition method.
  • the seed layer 210 is used to improve the plating quality of the plating layer 230 when the plating layer 230 is formed using the electroplating method.
  • FIG. 3A is a plan view of the mold 200 in which the opening pattern 220 is formed
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of each of the arrow regions of FIG. 3A .
  • an opening pattern 220 is formed by etching at least a partial region of the mold 200 .
  • the overall shape of the opening pattern 220 has a shape corresponding to that of the electrically conductive contact pin 80 .
  • the opening pattern 220 may be formed by etching the mold 200 made of an anodized film material. To this end, a photoresist is provided on the upper surface of the mold 200 and patterned, and then the anodized film in the patterned and open area reacts with the etching solution to form the opening pattern 220 .
  • the photosensitive material may be provided on the upper surface of the mold 200 before the opening pattern 220 is formed, and then exposure and development processes may be performed. At least a portion of the photosensitive material may be patterned and removed while forming an open area by an exposure and development process. An etching process is performed on the mold 200 through the open region from which the photosensitive material is removed by the patterning process, and the anodization layer is removed by the etching process to form the opening pattern 220 .
  • FIG. 4A is a plan view of the mold 200 in which the plating layer 230 is formed in the opening pattern 220
  • FIG. 4B is a view showing each cross-sectional view of the arrow region of FIG. 4A .
  • a step of forming the plating layer 230 by plating the opening pattern 220 is performed.
  • the plating layer 230 may be formed using the seed layer 210 .
  • a planarization process may be performed.
  • the plating layer 230 protruding from the top surface of the mold 200 is removed and planarized through a chemical mechanical polishing (CMP) process. Thereafter, the seed layer 20 is removed.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the plating layer 230 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), nickel (Ni), cobalt (Co) or these 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.
  • the plating layer 230 may have a multilayer structure in which a plurality of conductive materials are stacked.
  • Each conductive layer made of a different material is platinum (Pt), rhodium (Ph), palladium (Pd), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), iridium (Ir), nickel (Ni) ), cobalt (Co) or an alloy thereof, or a palladium-cobalt (PdCo) alloy, a palladium-nickel (PdNi) alloy, or a nickel-phosphorus (NiP) alloy.
  • the plating layer 230 may have a multilayer structure in which first to fourth conductive layers are stacked.
  • the first conductive layer is made of platinum (Pt)
  • the second conductive layer is made of rhodium (Ph)
  • the third conductive layer is made of palladium (Pd)
  • the fourth conductive layer is made of nickel-cobalt (NiCo) alloy.
  • FIG. 5A is a plan view illustrating a state in which a part of the mold 200 is removed and the end of the electrically conductive contact pin 80 is drawn to the lower side of the mold 200
  • FIG. 5B is a view of FIG. 5A . It is a figure which shows each sectional drawing of an arrow area.
  • the mold 200 is made of an anodized film material, it is easy to remove only a part of the mold using an etching solution. A portion of the mold 200 is removed to expose at least one end of the electrically conductive contact pin 80 protruding from the mold 200 .
  • FIG. 6A is a plan view illustrating an alignment module AD of an electrically conductive contact pin
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of FIG. 6A .
  • An alignment module AD of electrically conductive contact pins including a plurality of electrically conductive contact pins 80 supported by a mold 200 is formed.
  • the pitch intervals of the electrically conductive contact pins 80 are maintained at regular intervals by the mold 200 .
  • the pitch spacing of the electrically conductive contact pins 80 in the alignment module AD is the same as the pitch spacing of the guide holes GH provided in the guide plate GP.
  • the electrically conductive contact pins 80 are arranged in a line on the mold 200 . Accordingly, the alignment modules AD shown in FIG. 6 can be inserted one by one in the guide holes GH of the guide plate GP.
  • FIG. 7A is a plan view illustrating that the separation preventing member 300 is attached to the alignment module AD of the electrically conductive contact pins
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of FIG. 7A .
  • the separation preventing member 300 is provided on the upper and/or lower surfaces of the alignment module AD so that the electrically conductive contact pins 80 do not separate upward and downward. As such, by attaching the separation preventing member 300 to the mold 200 , the electrically conductive contact pin 80 is prevented from being separated.
  • the separation preventing member 300 may be provided in the form of a film having adhesiveness or adhesiveness, and may be easily removed from the mold 200 .
  • the separation preventing member 300 attached to at least one surface of the alignment module AD may be removed during or after the insertion of the electrically conductive contact pin 80 into the guide hole GH of the guide plate GP.
  • a second step of transferring the plurality of electrically conductive contact pins 90 together with the mold 200 and inserting the plurality of electrically conductive contact pins 90 into the guide hole GH of the guide plate GP is performed.
  • the second step is (i) inserting the electrically conductive contact pins 80 into the guide holes GH of the at least two guide plates GP in a state in which at least two guide plates GP are stacked, and (ii) ) and spaced apart at least two guide plates (GP) from each other.
  • the guide plate GP includes an upper guide plate 40 and a lower guide plate 50 . Of course, it may further include an intermediate guide plate (not shown) provided between the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 .
  • the upper guide plate 40 may be a stacked upper guide plate 40 formed by stacking a plurality of upper guide plates 40
  • the lower guide plate 50 may also be a stacked guide plate 50 formed by stacking a plurality of upper guide plates 50 .
  • the guide plate GP shown in FIG. 8 shows a structure in which the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 of FIG. 1 are stacked. In FIG. 8 , the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 are illustrated as being spaced apart from each other by a predetermined interval, but they may be stacked in close contact with each other without being spaced apart.
  • the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 are stacked so that the guide hole 41 of the upper guide plate 40 and the guide hole 51 of the lower guide plate 50 are aligned with each other. Through this, the electrically conductive contact pin 80 can pass through the guide hole 41 of the upper guide plate 40 and the guide hole 51 of the lower guide plate 50 at once.
  • the alignment module AD is positioned on the guide plate GP, and the position of the alignment module AD is adjusted so that the electrically conductive contact pins 80 and the guide holes GH of the guide plate GP are aligned.
  • at least one vision camera may be provided. The vision camera confirms the position of the guide hole GH and the position of the electrically conductive contact pin 80 and transmits it to the control unit (not shown), and the control unit (not shown) includes the alignment module AD and the guide plate GP. By moving the support means (not shown) relative to each other, the electrically conductive contact pins 80 and the guide holes GH of the guide plate GP may be aligned.
  • the electrically conductive contact pins 80 are connected to the guide hole 41 of the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 . It is inserted through the guide hole 51 of the at once. Thereafter, the separation preventing member 300 is removed from the alignment module AD, and the mold 200 maintaining the pitch interval of the electrically conductive contact pins 80 is removed.
  • the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 constitute the probe head 1 while being spaced apart by a predetermined distance up and down. Therefore, as shown in FIG. 10 , the upper guide plate 40 and the lower guide plate 50 are spaced apart from each other in a direction away from each other. Since the electrically conductive contact pin 80 is provided with an extended head 85 and the extended head 85 is larger than the size of the upper guide hole 41 of the upper guide plate 40, the two guide plates Even if the GP is moved in a direction spaced apart from each other, the electrically conductive contact pins 80 do not fall off the lower part of the upper guide plate 40 .
  • the electrically conductive contact pins 80 can be individually Since there is no need to do the work of inserting one by one, it is possible to significantly shorten the work time. In addition, as it becomes possible to automate the process of inserting the electrically conductive contact pin 80 into the guide hole GH, it is possible to significantly reduce the working time.
  • the alignment module AD stacks the mold 200 on which the electrically conductive contact pins 80 are supported so that the electrically conductive contact pins 80 have a structure aligned in the horizontal and vertical directions.
  • the alignment module AD includes a mold 200 supporting the electrically conductive contact pins 80, a separation prevention member 300 provided on at least one surface of the mold 200, and a stacked mold ( 200) and a spacer 400 provided between them.
  • the pitch interval in the horizontal direction of the electrically conductive contact pins 80 is determined by the mold 200 , and the pitch interval in the vertical direction of the electrically conductive contact pins 80 is determined by the separation preventing member 300 and the spacer 400 . It is decided The thickness of the separation preventing member 300 and the spacer 400 is determined in consideration of the pitch spacing in the longitudinal direction of the electrically conductive contact pins 80 .
  • the spacer 400 is formed to have substantially the same size as the size of the separation preventing member 300, so that even if the spacer 400 is provided, the lower end of the electrically conductive contact pin 80 is formed with the separation preventing member 300 and the spacer ( 400) to protrude from the bottom.
  • the spacer 400 can simultaneously perform the function of preventing the separation of the electrically conductive contact pins 80 , the separation preventing member 300 is omitted and the electrically conductive contact pins 80 only with the spacer 400 .
  • the pitch interval in the vertical direction of can be determined.
  • the mold 200 constituting the alignment module AD not only functions as a mold for forming the plating layer 230 when the electrically conductive contact pins 80 are plated by electroplating, but also electrically conductive.
  • the contact pin 80 When the contact pin 80 is inserted into the guide hole GH, it performs a complex function in that it functions to maintain the pitch interval of the electrically conductive contact pin 80 .
  • the alignment module AD of the electrically conductive contact pin 80 preferably adopts an anodized film material as the material of the mold 200 .
  • the verticality at the side of the electrically conductive contact pin 80 is improved when the plating layer 230 is formed, and it is easy to selectively remove only a part of the electrically conductive contact pin with an etching solution. It becomes easy to project the lower end of the pin 80 .
  • the alignment module AD is provided with a plurality of electrically conductive contact pins 80 in at least one row direction, when the mold 200 reacts sensitively to a temperature change, the position of the electrically conductive contact pins 80 is changed. It is impossible to insert the electrically conductive contact pin 80 into the guide hole GH, or an additional temperature control device is required.
  • the mold 200 is made of an anodized film material, deformation of the mold 200 according to temperature is minimized, so that the pitch interval during manufacturing is substantially the same as the pitch interval during alignment. Accordingly, it is possible to precisely align the positions between the alignment module AD and the guide plate GP.
  • AD Alignment module of electrically conductive contact pins

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Abstract

본 발명은 전기 전도성 접촉핀을 개별적으로 하나씩 꽂이 작업을 할 필요가 없이 일괄적으로 가이드 플레이트의 가이드 구멍에 삽입할 수 있는 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈 및 정렬 이송방법을 제공한다.

Description

전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈 및 정렬 이송방법
본 발명은 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈 및 정렬 이송방법에 관한 것이다.
전기 전도성 접촉핀은 검사대상물과 접촉하여 검사대상물을 검사하는 프로브 카드 또는 테스트 소켓에서 사용될 수 있는 접촉핀이다. 이하에서는 일례로 프로브 카드의 접촉핀을 예시하여 설명한다.
반도체 소자의 전기적 특성 시험은 다수의 접촉핀을 구비한 프로브 카드에 반도체 웨이퍼를 접근시켜 접촉핀을 반도체 웨이퍼상의 대응하는 전극 패드에 접촉시킴으로써 수행된다. 접촉핀과 반도체 웨이퍼 상의 전극 패드를 접촉시킬 때, 양자가 접촉하기 시작하는 상태에 도달한 이후, 프로브 카드에 반도체 웨이퍼를 추가로 접근하는 처리가 이루어진다. 이러한 처리를 오버 드라이브라고 부른다. 오버 드라이브는 접촉핀을 탄성 변형시키는 처리이며 오버 드라이브를 함으로써, 전극 패드의 높이나 접촉핀의 높이에 편차가 있어도, 모든 접촉핀을 전극 패드와 확실하게 접촉시킬 수 있다. 또한 오버 드라이브 시에 접촉핀이 탄성 변형하고, 그 선단이 전극 패드상에서 이동함으로써, 스크러브가 이루어진다. 이 스크러브에 의해 전극 패드 표면의 산화막이 제거되고 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
반도체 소자의 전기적 검사에 이용되는 프로브 카드는 회로 기판, 인터포저, 공간변환기, 프로브 헤드 및 프로브를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 프로브 카드는 회로 기판, 인터포저, 공간변환기 및 프로브 헤드의 순서를 통해 전기 경로가 마련되어 웨이퍼와 직접 접촉하는 전기 전도성 접촉핀에 의해 웨이퍼의 패턴을 검사할 수 있다. 프로브 헤드는 하나 이상의 가이드 플레이트를 포함하며, 전기 전도성 접촉핀이 가이드 플레이트에 형성된 가이드 구멍에 삽입되어 웨이퍼 측으로 가이드된다. 이때, 전기 전도성 접촉핀은 가이드 플레이트에 삽입된 후 일 방향으로 탄성 변형되도록 일측으로 압력이 가해질 수 있다.
종래의 전기 전도성 접촉핀의 제조 방법은 멤스(MEMS)의 2차원 패터닝 방식을 이용하여 다수의 전기 전도성 접촉핀을 기판상에서 일괄적으로 제작하는 것이 통상적이다.
그런데 기판에서 분리된 개별화된 전기 전도성 접촉핀 각각을 가이드 플레이트의 가이드 구멍에 일일이 수작업으로 하나씩 꽂이 작업을 해야 하므로 작업 시간이 증대되는 문제가 발생하게 된다. 특히 검사대상물의 집적도가 높아짐에 따라 전기 전도성 접촉핀도 협피치로 위치시켜야 하므로, 전기 전도성 접촉핀의 꽂이 작업은 매우 어려운 작업이 되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 등록특허공보 등록번호 제10-0449308호
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 전기 전도성 접촉핀을 개별적으로 하나씩 꽂이 작업을 할 필요가 없이 일괄적으로 가이드 플레이트의 가이드 구멍에 삽입할 수 있는 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈 및 정렬 이송방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송방법은, 복수개의 전기 전도성 접촉핀을 몰드에 의해 지지하도록 하여 정렬 모듈을 제작하는 제1단계; 및 상기 복수개의 전기 전도성 접촉핀을 상기 몰드와 함께 이송하여 가이드 플레이트의 가이드홀에 삽입하는 제2단계를 포함한다.
또한, 상기 제1단계는, 몰드의 개구패턴에 금속을 충진하는 단계; 및 상기 몰드의 일부를 제거하여 상기 전기 전도성 접촉핀의 적어도 일부가 상기 몰드의 하측으로 돌출되도록 하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 제1단계는, 상기 몰드에 이탈방지부재를 부착하여 상기 전기 전도성 접촉핀의 이탈을 방지하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 몰드는 양극산화막 재질이다.
또한, 상기 제1단계는, 상기 전기 전도성 접촉핀들이 상기 몰드에 일렬로 배치하도록 하는 단계이다.
또한, 상기 제1단계는, 상기 전기 전도성 접촉핀들이 상기 몰드에 일렬로 배치하도록 하는 단계; 및 상기 전기 전도성 접촉핀들이 지지된 몰드를 적층하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제2단계는, 적어도 2개의 가이드 플레이트를 적층한 상태에서 상기 전기 전도성 접촉핀을 상기 적어도 2개의 가이드 플레이트의 가이드홀에 삽입하는 단계; 및 상기 적어도 2개의 가이드 플레이트를 서로 이격시키는 단계;를 포함한다.
한편, 본 발명의 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈은, 몰드에 의해 지지되는 복수개의 전기 전도성 접촉핀을 포함한다.
또한, 상기 몰드는 양극산화막 재질이다.
또한, 상기 전기 전도성 접촉핀의 이탈을 방지하도록 상기 몰드에 부착되는 이탈방지부재를 포함한다.
또한, 상기 전기 전도성 접촉핀들이 상기 몰드에 일렬로 배치된다.
또한, 상기 전기 전도성 접촉핀들이 지지된 몰드를 적층하여 상기 전기 전도성 접촉핀들이 가로 및 세로 방향으로 정렬된다.
또한, 상기 적층된 몰드 사이에 구비되는 간격재를 포함한다.
본 발명은 전기 전도성 접촉핀을 개별적으로 하나씩 꽂이 작업을 할 필요가 없이 일괄적으로 가이드 플레이트의 가이드 구멍에 삽입할 수 있는 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈 및 정렬 이송방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브 카드를 도시한 도면.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송 방법을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈(AD)을 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 전기 전도성 접촉핀의 개수는 예시적으로 일부만을 도면에 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
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 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로브 카드(100)를 개략적으로 도시한 도이다. 이 경우, 설명의 편의상 복수개의 전기 전도성 접촉핀(80)의 개수 및 크기는 과장되게 도시된다.
프로브 카드(100)는 전기 전도성 접촉핀(80)를 접속부재(140, ST)에 설치하는 구조 및 전기 전도성 접촉핀(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 전기 전도성 접촉핀(80)을 형성한 프로브 카드(100)에 반도체 웨이퍼(W)를 접근해 각 전기 전도성 접촉핀(80)을 반도체 웨이퍼(W)상의 대응하는 전극 패드(WP)에 접촉시킴으로써 수행된다. 전기 전도성 접촉핀(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 전기 전도성 접촉핀(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 전기 전도성 접촉핀(80)과 전극 패드(WP) 간의 위치 틀어짐을 최소화할 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 접합층(4)에 의해 접합되어 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. 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 전기 전도성 접촉핀(80)은 보다 좁은 간격으로 배치될 수 있다. 즉, 공간변환기(140)(ST)를 통해 전기 전도성 접촉핀(80)의 협피치화가 가능할 수 있다.
공간변환기(140)(ST)의 하부에는 프로브 헤드(1)가 구비된다. 프로브 헤드(1)는 전기 전도성 접촉핀(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.
상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)는 스페이서(10)를 통해 지지될 수 있다. 스페이서(10)의 중앙에는 전기 전도성 접촉핀(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 전기 전도성 접촉핀(80)을 구비한 프로브 카드(100)에 반도체 웨이퍼(W)를 접근시켜 전기 전도성 접촉핀(80)을 반도체 웨이퍼(W) 상의 대응하는 전극 패드(WP)에 접촉시킴으로써 수행된다. 전기 전도성 접촉핀(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. 전기 전도성 접촉핀(80)은 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)사이에서 탄성 변형하는 구조로서, 이러한 전기 전도성 접촉핀(80)을 채택하여 수직형 프로브 카드(100)가 된다. 본 발명의 바람직한 실시예로서 전기 전도성 접촉핀(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.
이하에서는 복수개의 전기 전도성 접촉핀(80)들을 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)에 일괄적으로 삽입하는 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송방법에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(80)의 정렬 이송방법은, 복수개의 전기 전도성 접촉핀(80)을 몰드(200)에 의해 지지하도록 하여 정렬 모듈을 제작하는 제1단계; 및 복수개의 전기 전도성 접촉핀(80)을 몰드(200)와 함께 이송하여 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)에 삽입하는 제2단계를 포함한다.
여기서, 제1단계는, (i)몰드(200)의 개구패턴에 금속을 충진하는 단계, (ii)몰드(200)의 일부를 제거하여 전기 전도성 접촉핀(80)의 적어도 일부가 몰드(200)의 하측으로 돌출되도록 하는 단계 및 (iii)몰드(200)에 이탈방지부재(300)를 부착하여 전기 전도성 접촉핀(80)의 이탈을 방지하는 단계를 포함한다.
먼저 (i)몰드(200)의 개구 패턴(220)에 금속을 충진하는 단계에 대해서 설명한다.
도 2a는 몰드(200)의 평면도를 도시한 도면이고, 도 2b는 도2a의 화살표 영역의 각 단면도를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 몰드(200)를 준비한다. 몰드(200)는 포토 레지스트, 실리콘 웨이퍼 또는 양극산화막 중 적어도 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예로서 몰드(200)는 양극산화막 재질로 구성되는 것이 보다 바람직하다.
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. 위와 같이 형성된 양극산화막은 수직적으로 내부에 포어가 형성되지 않은 배리어층과, 내부에 포어가 형성된 다공층으로 구분된다. 배리어층과 다공층을 갖는 양극산화막이 표면에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 알루미늄 산화물(Al203) 재질의 양극산화막만이 남게 된다. 양극산화막은 양극산화시 형성된 배리어층이 제거되어 포어의 상, 하로 관통되는 구조로 형성되거나 양극산화시 형성된 배리어층이 그대로 남아 포어의 상, 하 중 일단부를 밀폐하는 구조로 형성될 수 있다. 양극산화막은 2~3ppm/℃의 열팽창 계수를 갖는다. 이로 인해 고온의 환경에 노출될 경우, 온도에 의한 열변형이 적다. 따라서 전기 전도성 접촉핀(80)의 제작 환경에 비록 고온 환경이라 하더라도 열 변형없이 정밀한 전기 전도성 접촉핀(80)을 제작할 수 있다.
몰드(200)의 일면에는 시드층(210)이 구비된다. 시드층(210)은 구리(Cu)재질로 형성될 수 있고, 증착 방법에 의해 형성될 수 있다. 시드층(210)은 도금층(230)을 전기 도금법을 이용하여 형성할 때 도금층(230)의 도금 품질을 향상시키기 위해 사용된다.
다음으로 도 3을 참조하면, 도 3a는 개구 패턴(220)이 형성된 몰드(200)의 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 화살표 영역의 각 단면도를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 몰드(200)의 적어도 일부 영역을 에칭하여 개구 패턴(220)을 형성하는 단계를 수행한다. 개구 패턴(220)의 전체적인 형상은 전기 전도성 접촉핀(80)의 형상과 대응되는 형상을 가진다.
개구 패턴(220)은 양극산화막 재질의 몰드(200)를 에칭하여 형성될 수 있다. 이를 위해 몰드(200)의 상면에 포토 레지스트를 구비하고 이를 패터닝한 다음, 패터닝되어 오픈된 영역의 양극산화막이 에칭 용액과 반응하여 개구 패턴(220)이 형성될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 개구 패턴(220)을 형성하기 전의 몰드(200)의 상면에 감광성 재료를 구비한 다음 노광 및 현상 공정이 수행될 수 있다. 감광성 재료는 노광 및 현상 공정에 의해 오픈영역을 형성하면서 적어도 일부가 패터닝되어 제거될 수 있다. 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 오픈영역을 통해 몰드(200)에 대한 에칭 공정이 수행되며, 에칭 공정에 의해 양극산화막이 제거되어 개구 패턴(220)을 형성하게 된다.
다음으로 도 4를 참조하면, 도 4a는 개구 패턴(220)에 도금층(230)이 형성된 몰드(200)의 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 화살표 영역의 각 단면도를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 개구 패턴(220)에 도금하여 도금층(230)을 형성하는 단계를 수행한다. 전기 도금시 시드층(210)를 이용하여 도금층(230)을 형성할 수 있다. 도금 공정이 완료되면 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 통해 몰드(200)의 상면으로 돌출된 도금층(230)을 제거하면서 평탄화시킨다. 이후, 시드층(20)을 제거한다.
도금층(230)은 전도성 재료로 형성될 수 있다. 여기서 전도성 재료는 백금(Pt), 로듐(Ph), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 이리듐(Ir), 니켈(Ni), 코발트(Co)나 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. 도금층(230)은 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), 니켈(Ni), 코발트(Co)나 이들의 합금, 또는 팔라듐-코발트(PdCo)합금, 팔라듐-니켈(PdNi)합금 또는 니켈-인(NiP)합금 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예로서, 도금층(230)은 제1 내지 제4 전도층이 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 여기서 제1전도층은 백금(Pt) 재질이고, 제2전도층은 로듐(Ph) 재질이며, 제3전도층은 팔라듐(Pd) 재질이며, 제4전도층은 니켈-코발트(NiCo)합금 재질로 이루어 질 수 있다.
다음으로 (ii)몰드(200)의 일부를 제거하여 전기 전도성 접촉핀(80)의 적어도 일부가 몰드(200)의 하측으로 돌출되도록 하는 단계를 수행한다.
도 5를 참조하면, 도 5a는 몰드(200)의 일부가 제거되어 전기 전도성 접촉핀(80)의 단부가 몰드(200)의 하측으로 도출된 상태를 도시한 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 화살표 영역의 각 단면도를 도시한 도면이다.
몰드(200)는 양극산화막 재질로 구성되기 때문에, 에칭용액을 이용하여 몰드의 일부만을 제거하는 것이 간편하다. 몰드(200)의 일부를 제거하여 전기 전도성 접촉핀(80)의 적어도 일단부가 몰드(200)로부터 돌출되어 노출된다.
도 6을 참조하면, 도 6a는 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈(AD)을 도시한 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 단면도이다.
몰드(200)에 의해 지지되는 복수개의 전기 전도성 접촉핀(80)을 포함하는 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈(AD)을 형성한다. 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈(AD)는 몰드(200)에 의해 전기 전도성 접촉핀(80)의 피치 간격이 일정 간격으로 유지 된다. 정렬 모듈(AD)에서의 전기 전도성 접촉핀(80)의 피치 간격은 가이드 플레이트(GP)에 구비된 가이드 홀(GH)의 피치 간격과 동일하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전기 전도성 접촉핀(80)은 몰드(200)에 일렬로 배치된다. 따라서 도 6에 도시된 정렬 모듈(AD)은 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH) 중에서 일렬씩 삽입할 수 있게 된다.
도 7을 참조하면, 도 7a는 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈(AD)에 이탈방지부재(300)가 부착된 것을 도시한 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 단면도이다.
전기 전도성 접촉핀(80)은 몰드(200)의 상,하로 이탈될 우려가 있다. 따라서 전기 전도성 접촉핀(80)이 상,하로 이탈되지 않도록 정렬 모듈(AD)의 상면 및/또는 하면에 이탈방지부재(300)가 구비된다. 이처럼 몰드(200)에 이탈방지부재(300)를 부착하여 전기 전도성 접촉핀(80)이 이탈되는 것을 방지한다. 이탈방지부재(300)는 점착성 또는 접착성을 가지는 필름 형태로 구비될 수 있으며, 또한 몰드(200)로부터 쉽게 제거될 수 있다. 정렬 모듈(AD)의 적어도 일면에 부착된 이탈방지부재(300)는 전기 전도성 접촉핀(80)을 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)에 삽입하는 과정 또는 삽입 후에 제거될 수 있다.
다음으로, 복수개의 전기 전도성 접촉핀(90)을 몰드(200)와 함께 이송하여 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)에 삽입하는 제2단계를 수행한다.
제2단계는, (i)적어도 2개의 가이드 플레이트(GP)를 적층한 상태에서 전기 전도성 접촉핀(80)을 적어도 2개의 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)에 삽입하는 단계 및 (ii) 적어도 2개의 가이드 플레이트(GP)를 서로 이격시키는 단계를 포함한다.
먼저, (i)적어도 2개의 가이드 플레이트(GP)를 적층한 상태에서 전기 전도성 접촉핀(80)을 적어도 2개의 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)에 삽입하는 단계에 대해 설명한다.
도 8을 참조하면, 가이드 플레이트(GP)는 적어도 2개가 적층된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가이드 플레이트(GP)는 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)를 포함한다. 물론 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50) 사이에 구비되는 중간부 가이드 플레이트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한 상부 가이드 플레이트(40)는 복수개가 적층되어 형성되는 적층형 상부 가이드 플레이트(40)일 수 있으며, 하부 가이드 플레이트(50) 역시 복수개가 적층되어 형성되는 적층형 가이드 플레이트(50)일 수 있다. 다만 도 8에 도시된 가이드 플레이트(GP)는 도 1의 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50)가 적층된 구조를 도시한 것이다. 도 8에서는 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50)가 소정 간격으로 이격된 것으로 도시하고 있으나 서로가 이격되지 않고 밀착되어 적층될 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40)의 가이드 홀(41)과 하부 가이드 플레이트(50)의 가이드 홀(51)이 서로 정렬되도록 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50)를 적층한다. 이를 통해 전기 전도성 접촉핀(80)이 상부 가이드 플레이트(40)의 가이드 홀(41)과 하부 가이드 플레이트(50)의 가이드 홀(51)을 한꺼번에 통과할 수 있도록 한다.
정렬 모듈(AD)은 가이드 플레이트(GP)의 상부에 위치하며, 전기 전도성 접촉핀(80)과 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)들이 정렬되도록 정렬 모듈(AD)의 위치가 조정된다. 이를 위해 비젼 카메라(미도시)가 적어도 한 개 이상 구비될 수 있다. 비젼 카메라는 가이드 홀(GH)의 위치와 전기 전도성 접촉핀(80)의 위치를 확인하여 제어부(미도시)에 전달하고, 제어부(미도시)는 정렬 모듈(AD)과 가이드 플레이트(GP)의 지지수단(미도시)을 상대 위치 이동시킴으로써 전기 전도성 접촉핀(80)과 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)들이 정렬되도록 할 수 있다.
도 9를 참조하면, 정렬 모듈(AD)이 하강하거나 가이드 플레이트(GP)가 상승함으로써, 전기 전도성 접촉핀(80)들이 상부 가이드 플레이트(40)의 가이드 홀(41)과 하부 가이드 플레이트(50)의 가이드 홀(51)을 한꺼번에 통과하여 삽입된다. 이후에 이탈방지부재(300)를 정렬 모듈(AD)로부터 제거하고, 전기 전도성 접촉핀(80)의 피치 간격을 유지하던 몰드(200)를 제거한다.
다음으로 (ii) 적어도 2개의 가이드 플레이트(GP)를 서로 이격시키는 단계를 수행한다. 도 1을 참조하면 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50)는 상,하로 소정 간격만큼 이격된 채로 프로브 헤드(1)를 구성한다. 따라서 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 플레이트(40)와 하부 가이드 플레이트(50)는 서로가 멀어지는 방향으로 이격된다. 전기 전도성 접촉핀(80)의 상부에는 확장 머리부(85)를 구비하고 있고 확장 머리부(85)는 상부 가이드 플레이트(40)의 상부 가이드 홀(41)의 크기보다 크기 때문에, 2개의 가이드 플레이트(GP)를 서로 이격되는 방향으로 이동하더라도 전기 전도성 접촉핀(80)은 상부 가이드 플레이트(40)의 하부로 탈락되지 않는다.
이상과 같이, 정렬 모듈(AD)을 이용하여 전기 전도성 접촉핀(80)을 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)에 일거에 삽입하는 것이 가능하게 되므로, 전기 전도성 접촉핀(80)을 개별적으로 하나씩 꽂이 작업을 할 필요가 없게 되므로 작업 시간을 현저히 단축시킬 수 있게 된다. 또한 전기 전도성 접촉핀(80)을 가이드 홀(GH)에 삽입하는 공정을 자동화하는 것이 가능하게 됨에 따라 작업 시간을 현저히 단축시킬 수 있게 된다.
다만, 이상의 실시예의 구조에 따르면, 전기 전도성 접촉핀(80)을 가이드 플레이트(GP)의 가이드 홀(GH)에 1열씩 삽입한다는 점에서 작업시간을 추가적으로 단축시킬 필요가 있다. 이를 위해 전기 전도성 접촉핀(80)들이 지지된 몰드를 적층하는 단계를 포함한다. 이를 통해 정렬 모듈(AD)는 전기 전도성 접촉핀(80)들이 지지된 몰드(200)를 적층하여 전기 전도성 접촉핀(80)들이 가로 및 세로 방향으로 정렬된 구조를 갖도록 한다.
도 11을 참조하면, 정렬 모듈(AD)는 전기 전도성 접촉핀(80)을 지지하는 몰드(200)와, 몰드(200)의 적어도 일면에 구비된 이탈방지부재(300)와, 적층된 몰드(200) 사이에 구비되는 간격재(400)를 포함한다.
전기 전도성 접촉핀(80)의 가로 방향의 피치간격은 몰드(200)에 의해 정해지고 전기 전도성 접촉핀(80)의 세로 방향의 피치간격은 이탈방지부재(300)와 간격재(400)에 의해 정해진다. 이탈방지부재(300)와 간격재(400)의 두께는 전기 전도성 접촉핀(80)의 세로 방향의 피치간격을 고려하여 결정된다. 간격재(400)는 이탈방지부재(300)의 크기와 실질적으로 동일한 크기로 형성되어 간격재(400)가 구비되더라도 전기 전도성 접촉핀(80)의 하단부는 이탈방지부재(300)과 간격재(400)로부터 그 하부로 돌출되도록 한다. 한편, 간격재(400)가 전기 전도성 접촉핀(80)의 이탈방지기능을 동시에 수행할 수 있는 경우라면, 이탈방지부재(300)를 생략하고 간격재(400)만으로 전기 전도성 접촉핀(80)의 세로 방향의 피치간격이 결정될 수 있다.
이러한 구성을 통해, 가로 및 세로 방향으로 가이드 홀(GH)이 구비된 가이드 플레이트(GP)에 전기 전도성 접촉핀(80)을 가로 및 세로 방향으로 한꺼번에 구비토록 하는 것이 가능하게 된다. 그 결과 전기 전도성 접촉핀(80)의 꽂이 작업 속도를 현저히 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 정렬 모듈(AD)을 구성하는 몰드(200)는 전기 전도성 접촉핀(80)을 전기 도금으로 도금할 때에 도금층(230)을 형성하기 위한 몰드로서 기능할 뿐만 아니라, 전기 전도성 접촉핀(80)을 가이드 홀(GH)에 삽입할 때에 전기 전도성 접촉핀(80)의 피치 간격을 유지하는 기능을 수행한다는 점에서 복합적인 기능을 수행한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 전도성 접촉핀(80)의 정렬 모듈(AD)은 몰드(200)의 재질로서 양극산화막 재질을 채택하는 것이 바람직하다. 양극산화막 재질의 몰드(200)를 채택함으로써, 도금층(230) 형성시 전기 전도성 접촉핀(80)의 측면에서의 수직도를 향상시키고 그 일부만을 에칭용액으로 선택적으로 제거하는 것이 용이하여 전기 전도성 접촉핀(80)의 하단부를 돌출시키는 것이 용이하게 된다.
한편 정렬 모듈(AD)는 적어도 1열 방향으로 복수개의 전기 전도성 접촉핀(80)이 구비되므로 몰드(200)가 온도 변화에 민감하게 반응할 경우에는 전기 전도성 접촉핀(80)의 위치가 변화되면서 전기 전도성 접촉핀(80)을 가이드 홀(GH)에 삽입하지 못하게 되거나 추가적으로 온도 조절장치가 필요하게 된다. 그런데 몰드(200)가 양극산화막 재질로 구성됨에 따라 온도에 따른 몰드(200)의 변형이 최소화됨으로써 제조시의 피치간격이 정렬시 피치간격과 실질적으로 동일하게 된다. 따라서 정렬 모듈(AD)과 가이드 플레이트(GP)간의 위치를 정밀하게 정렬하는 것이 가능하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
[부호의 설명]
80: 전기 전도성 접촉핀
200: 몰드
300: 이탈방지부재
400:간격재
AD: 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈

Claims (13)

  1. 복수개의 전기 전도성 접촉핀을 몰드에 의해 지지하도록 하여 정렬 모듈을 제작하는 제1단계; 및
    상기 복수개의 전기 전도성 접촉핀을 상기 몰드와 함께 이송하여 가이드 플레이트의 가이드홀에 삽입하는 제2단계를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계는,
    몰드의 개구패턴에 금속을 충진하는 단계; 및
    상기 몰드의 일부를 제거하여 상기 전기 전도성 접촉핀의 적어도 일부가 상기 몰드의 하측으로 돌출되도록 하는 단계;를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계는,
    상기 몰드에 이탈방지부재를 부착하여 상기 전기 전도성 접촉핀의 이탈을 방지하는 단계를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몰드는 양극산화막 재질인, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계는,
    상기 전기 전도성 접촉핀들이 상기 몰드에 일렬로 배치하도록 하는 단계인, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계는,
    상기 전기 전도성 접촉핀들이 상기 몰드에 일렬로 배치하도록 하는 단계; 및
    상기 전기 전도성 접촉핀들이 지지된 몰드를 적층하는 단계를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    적어도 2개의 가이드 플레이트를 적층한 상태에서 상기 전기 전도성 접촉핀을 상기 적어도 2개의 가이드 플레이트의 가이드홀에 삽입하는 단계; 및
    상기 적어도 2개의 가이드 플레이트를 서로 이격시키는 단계;를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 이송방법.
  8. 몰드에 의해 지지되는 복수개의 전기 전도성 접촉핀을 포함하는 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 몰드는 양극산화막 재질인, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전기 전도성 접촉핀의 이탈을 방지하도록 상기 몰드에 부착되는 이탈방지부재를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전기 전도성 접촉핀들이 상기 몰드에 일렬로 배치된, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 전기 전도성 접촉핀들이 지지된 몰드를 적층하여 상기 전기 전도성 접촉핀들이 가로 및 세로 방향으로 정렬된, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적층된 몰드 사이에 구비되는 간격재를 포함하는, 전기 전도성 접촉핀의 정렬 모듈.
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