KR100787407B1 - 전기 검사 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

개시된 전기 검사 장치는 제1 표면과 제2 표면 사이를 전기적으로 연결하는 배선을 그 내부에 구비하는 제1 기판을 포함한다. 아울러, 상기 제1 기판의 제1 표면에는 빔 그리고 상기 빔 상부에 위치하는 팁을 갖는 전기 접촉부를 포함한다. 또한, 저유전율을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖고, 상기 제1 기판의 제1 표면과 상기 전기 접촉부의 빔 사이에 개재되어 상기 전기 접촉부의 빔을 지지하는 지지부와, 그리고 상기 전기 접촉부의 빔과 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선을 전기적으로 연결하는 전기 연결부를 포함한다.

Description

전기 검사 장치 및 그 제조 방법{Apparatus for inspecting electric condition and method of manufacturing the same}

본 발명은 전기 검사 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 피검사체와 접촉에 의해 전기 검사가 이루어지는 전기 검사 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자 제조에서의 전기 검사는 프로브 카드(probe card) 등과 같은 전기 검사 장치를 사용한다. 그리고, 언급한 프로브 카드 등과 같은 전기 검사 장치를 이용한 반도체 소자에 대한 전기 검사는 주로 저주파 신호 영역에서 이루어진다. 만약 언급한 저주파 신호 영역에서 전기 검사를 수행하는 전기 검사 장치를 고주파 신호 영역을 갖는 고주파 소자 등에 적용하면 정확한 전기 검사가 이루어지지 않는다. 이는, 저주파 신호 영역에서 전기 검사를 수행하는 전기 검사 장치를 고주파 신호 영역에 적용할 경우 전기 신호의 손실, 왜곡 등이 빈번하게 발생하기 때문이다.

이에, 최근에는 고주파 신호 영역에서 전기 검사를 수행하기 위한 전기 검사 장치를 개발 중에 있으나 별다른 진전이 없는 것으로 확인되고 있는 실정이다.

본 발명의 일 목적은 고주파 신호 영역에서도 용이한 전기 검사의 수행이 가능한 전기 검사 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 언급한 전기 검사 장치를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

언급한 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 검사 장치는 제1 표면 그리고 상기 제1 표면과 대향하는 제2 표면을 갖고, 상기 제1 표면과 제2 표면 사이를 전기적으로 연결하는 배선을 그 내부에 구비하는 제1 기판을 포함한다. 아울러, 상기 제1 기판의 제1 표면에 실질적으로 평행하게 위치하고, 피검사체와 접촉할 때 탄성력을 제공하는 빔 그리고 상기 빔 상부에 위치하고, 상기 피검사체와 직접적으로 접촉하는 팁을 포함하고, 상기 빔은 그 일단을 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선과 이웃하게 위치시키고, 상기 팁은 상기 빔의 타단 상부에 위치시키는 전기 접촉부를 포함한다. 또한, 저유전율을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖고, 상기 제1 기판의 제1 표면과 상기 전기 접촉부의 빔 사이에 개재되어 상기 전기 접촉부의 빔을 지지하는 지지부와, 그리고 상기 전기 접촉부의 빔과 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선을 전기적으로 연결하는 전기 연결부를 포함한다.

언급한 본 발명의 전기 검사 장치에 따른 일 실시예에서, 상기 제1 기판은 세라믹 기판 또는 유리 기판을 포함할 수 있다. 아울러, 상기 제1 기판의 제1 표면과 제2 표면 사이를 전기적으로 연결하는 배선은 상기 제1 기판에 형성하는 비아홀과 상기 비아홀 내에 매립되고, 도전 물질로 이루어지는 매립 구조물을 포함하거나, 또는 상기 제1 기판에 형성하는 비아홀과 상기 비아홀 내에 삽입이 가능한 플랙시블한 케이블 또는 플랙시블-인쇄회로기판으로 이루어지는 삽입 구조물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 지지부는 폴리머, 에폭시, SU-8 등을 포함할 수 있다.

언급한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 검사 장치의 제조 방법은 제1 표면 그리고 상기 제1 표면과 대향하는 제2 표면을 갖고, 상기 제1 표면과 제2 표면 사이를 전기적으로 연결하는 배선을 그 내부에 구비하는 제1 기판을 준비한다. 그리고, 상기 제1 기판의 제1 표면에 실질적으로 평행하게 위치하고, 피검사체와 접촉할 때 탄성력을 제공하는 빔 그리고 상기 빔 상부에 위치하고, 상기 피검사체와 직접적으로 접촉하는 팁을 포함하고, 상기 빔은 그 일단을 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선과 이웃하게 위치시키고, 상기 팁은 상기 빔의 타단 상부에 위치시키는 전기 접촉부를 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 형성한다. 아울러, 저유전율을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖고, 상기 전기 접촉부의 빔을 지지하는 지지부를 상기 제1 기판의 제1 표면과 상기 전기 접촉부의 빔 사이에 개재시킨다. 또한, 상기 전기 접촉부의 빔과 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선을 전기적으로 연결하는 전기 연결부를 형성한다.

언급한 본 발명의 전기 검사 장치의 제조 방법에 따른 일 실시예에서, 상기 배선을 구비하는 제1 기판의 제조에서는 상기 제1 기판을 세라믹 기판 또는 유리 기판으로 마련한 후, 상기 제1 기판에 비아홀을 형성한다. 그리고, 상기 비아홀 내에 도전 물질을 충분하게 매립하여 매립 구조물을 수득하거나, 또는 상기 비아홀 내에 플랙시블한 케이블 또는 플랙시블-인쇄회로기판으로 이루어지는 삽입 구조물을 삽입시킴에 의해 상기 제1 기판의 제1 표면과 제2 표면을 전기적으로 연결할 수 있다.

또한, 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 전기 접촉부는 다음의 공정을 수행함에 의해 수득하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 빔의 일단과 상기 빔의 일단으로부터 연장되는 타단이 위치할 영역을 노출시키는 개구를 갖는 제1 패턴을 형성하고, 상기 제1 패턴의 개구에 도전 물질로 이루어지는 제1 구조물을 충분하게 매립시킨다. 그리고, 상기 제1 구조물을 갖는 결과물 상에 상기 제1 구조물의 타단이 위치하는 영역을 노출시키는 개구를 갖는 제2 패턴을 형성하고, 상기 제2 패턴의 개구에 도전 물질로 이루어지는 제2 구조물을 충분하게 매립시킨다. 이어서, 상기 제2 패턴과 제1 패턴을 제거함에 의해 상기 제1 구조물은 빔으로 수득하고, 상기 제2 구조물은 팁으로 수득할 수 있다.

아울러, 상기 지지부를 상기 제1 기판의 제1 표면과 상기 전기 접촉부의 빔 사이에 개재시키는 것은 상기 전기 접촉부를 형성하기 이전에 수행하는 것이 바람직하다. 이에, 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 상기 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖는 것이 가능한 개구를 갖는 제3 패턴을 형성하고, 상기 제3 패턴의 개구에 폴리머, 에폭시 또는 SU-8으로 이루어지는 제3 구조물을 충분하게 매립시킨 후, 상기 제3 패턴을 제거함에 의해 상기 제3 구조물을 지지부로 수득할 수 있다. 또한, 상기 제1 기판의 제1 표면 전체에 폴리머, 에폭시, SU-8 등으로 이루어지는 제3 구조물을 형성한 후, 상기 제3 구조물을 패터닝함으로써 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 상기 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖는 지지부로 수득할 수 있다.

또한, 상기 전기 연결부는 상기 전기 접촉부를 형성하기 이전에 형성하거나, 상기 전기 접촉부를 형성한 이후에 형성할 수 있다. 특히, 상기 전기 접촉부를 형성하기 이전에 상기 전기 연결부를 형성할 경우에는 상기 빔의 일단으로부터 상기 제1 기판의 제1 표면의 배선이 위치하는 영역까지 노출시키는 개구를 갖는 제4 패턴을 형성하고, 상기 제4 패턴의 개구에 도전 물질로 이루어지는 제4 구조물을 충분하게 매립시킨 후, 상기 제4 패턴을 제거함에 의해 상기 제4 구조물을 전기 연결부로 수득한다. 아울러, 상기 전기 접촉부를 형성한 이후에 상기 전기 연결부를 형성할 경우에는 상기 빔의 일단 그리고 상기 빔의 일단과 이웃하게 위치하는 상기 제1 기판의 제1 표면의 배선을 전기 연결이 가능한 와이어로 연결시킨다.

언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 검사 장치 및 그 제조 방법에서는 저유전율을 갖는 지지부를 구비하고, 더불어 전기 연결부를 사용하여 기판의 배선과 전기 접촉부를 연결한다. 특히, 언급한 지지부를 저유전율을 갖는 재질로 구비하고, 전기 접촉부의 빔 일부를 지지하게 함으로써 고주파 신호 영역에서도 전기 검사를 용이하게 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 전기 검사 장치 및 그 제조 방법은 고주파 신호 영역을 갖는 고주파 소자 등의 전기 검사에 보다 적극적으로 활용할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

전기 검사 장치

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치를 나타내는 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 제1 기판과 제2 기판 사이를 연결하는 구조물을 나타내는 개략적인 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)는 제1 기판(10), 전기 접촉부(12), 지지부(14), 전기 연결부(16), 제2 기판(18) 등을 포함한다.

구체적으로, 언급한 제1 기판(10)은 약 4 내지 6의 유전율을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 이에, 언급한 제1 기판(10)은 세라믹 기판, 유리 기판 등을 포함한다. 아울러, 제1 기판(10)에는 그 내부에 배선(11)이 구비된다. 여기서, 언급한 배선(11)은 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)과 제2 표면(10b)을 전기적으로 연결하는 부재이다. 이에, 제1 기판(10)의 배선(11)은 제1 기판(10)에 형성하는 비아홀(via hole) 내에 도전 물질로 매립시킨 매립 구조물, 비아홀 내에 삽입 가능한 삽입 구조물 등을 포함할 수 있다. 특히, 제1 기판(10)의 배선(11)으로 적용 가능한 삽입 구조물은 플랙시블한 케이블, 플랙시블-인쇄회로기판(FPCB) 등을 포함할 수 있다. 아울러, 제1 기판(10)의 배선(11)을 삽입 구조물로 형성할 경우에도 제2 기판(18)과 연결시키는 부분(11a)은 플랙시블한 케이블, 플랙시블-인쇄회로기판을 이용하는 것이 양호하다. 이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)가 대구경을 갖는 반도체 소자 등에 적용하는 것이 아니라 그 크기가 상대적으로 작은 고주파 소자 등에 적용하기 때문으로, 제1 기판(10)과 제2 기판(18) 사이에 유동성을 확보하고, 교체의 편리성을 도모하기 위함이다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)에서의 제1 기판(10)은 제1 표면(10a) 그리고 제1 표면(10a)과 대향하는 제2 표면(10b)을 갖고, 제1 표면(10a)과 제2 표면(10b)을 전기적으로 연결하는 배선(11)을 구비한다.

아울러, 도시하지 않았지만, 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에는 언급한 배선(11)과 전기적으로 연결되는 금속 배선이 형성될 수도 있다.

그리고, 언급한 전기 접촉부(12)가 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 형성된다. 여기서, 전기 접촉부(12)는 빔(12a)과 팁(12b)을 포함한다. 특히, 전기 접촉부(12)의 빔(12a)은 전기 검사의 수행을 위하여 피검사체와 접촉할 때 탄성력을 제공하는 부재이다. 이에, 전기 접촉부(12)의 빔(12a)은 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)과 실질적으로 평행하게 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다. 아울러, 전기 접촉부(12)의 빔(12a)은 그 일단을 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)과 이웃하게 위치하도록 형성한다. 즉, 전기 접촉부(12)의 빔(12a)을 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)과 직접적으로 연결되도록 형성하는 것이 아닌 것이다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)에서는 후술하는 전기 연결부(16)를 사용하여 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)과 언급한 전기 접촉부(12)의 빔(12a)의 일단을 전기적으로 연결한다. 또한, 언급한 전기 접촉부(12)의 팁(12b)은 전기 검사의 수행을 위하여 피검사체와 직접적으로 접촉하는 부재이다. 이에, 전기 접촉부(12)의 팁(12b)은 언급한 빔(12a)의 타단 상부에 위치하게 형성한다. 즉, 언급한 전기 접촉부(12)의 빔(12a)의 일단으로부터 연장되는 전기 접촉부(12)의 타단 상부에 위치하게 형성하는 것이다. 이에, 전기 접촉부(12)의 팁(12b)의 전기 접촉부(12)의 빔(12a)과 서로 수직하게 위치한다. 따라서, 언급한 전기 접촉부(12)는 팁(12b)을 사용하여 피검사체에 직접적으로 접촉시키고, 팁(12b)을 사용하여 피검사체에 직접적인 접촉이 이루어질 때 언급한 바와 같이 수평하게 위치하는 빔(12a)이 팁(12b)에 탄성력을 제공할 수 있는 것이다. 특히, 빔(12a)이 팁(12b)에 탄성력을 충분하게 제공함으로써 피검사체와 접촉할 때 보다 용이한 프로빙이 가능한 것이다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)에서의 전기 접촉부(12)는 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 실질적으로 평행하게 위치하고, 피검사체와 접촉할 때 탄성력을 제공하는 빔(12a) 그리고 빔(12a) 상부에 위치하고, 피검사체와 직접적으로 접촉하는 팁(12b)을 포함한다. 특히, 언급한 빔(12a)은 그 일단을 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)과 이웃하게 위치시키고, 언급한 팁(12b)은 빔(12a)의 타단 상부에 위치시킨다.

또한, 언급한 지지부(14)가 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)과 전기 접촉부(12)의 빔(12a) 사이에 개재된다. 특히, 언급한 지지부(14)는 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)과 전기 접촉부(12) 각각에 면접하는 구조를 갖도록 그들 사이에 개재시킨다. 이와 같이, 지지부(14)를 전기 접촉부(12)의 빔(12a)과 면접하게 개재시키는 것은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)를 고주파 신호 영역을 갖는 고주파 소자 등에 용이하게 적용하기 위함이다. 이에, 언급한 지지부(14)는 저유전율을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히, 지지부(14)로 사용할 수 있는 저유전율의 범위는 제1 기판(10)이 갖는 유전율을 초과하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 지지부(14)는 약 3 내지 6의 저유전율을 갖는 재질로 형성한다. 여기서, 지지부(14)로 사용할 수 있는 저유전율을 갖는 재질의 예로서는 폴리머, 에폭시, SU-8 등을 들 수 있고, 본 발명의 일 실시예에서는 SU-8을 사용하여 지지부(14)를 형성한다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)를 지지부(14)가 없는 구조로 마련할 경우에는 언급한 바와 같이 고주파 신호 영역을 갖는 고주파 소자 등의 검사에 용이하게 적용할 수 없다. 특히, 전기 검사를 수행할 때 전기 접촉부(12)의 빔(12a)이 제1 기판(10)에 면접하는 구조로 마련할 경우에는 전기 접촉부(12) 자체에 의한 탄성력이 제공되지 않아 용이한 프로빙이 이루어지기 않기 때문에 이 또한 적절하지 않다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)의 지지부(14)와는 달리 언급한 지지부(14)가 저유전율을 갖는 재질로 이루어지지 않을 경우에도 고주파 신호 영역을 갖는 고주파 소자 등의 검사에 용이하게 적용할 수 없다.

그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)에서는 언급한 지지부(14)를 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)과 전기 접촉부(12)의 빔(12a) 사이에 개지시켜도 전기 접촉부(12)에 의한 탄성력이 제공되어야 한다. 이에, 언급한 지지부(14)는 전기 접촉부(12)의 빔(12a)이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖도록 형성한다. 즉, 지지부(14)를 전기 접촉부(12)의 빔(12a)이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖도록 형성하고, 저유전율을 갖는 재질로 형성함으로써 전기 접촉부(12)가 갖는 탄성력도 충분하게 제공하면서 지지부(14) 자체의 전기적 특성에 의해 고주파 신호 영역을 갖는 고주파 소자 등의 전기 검사에 용이하게 적용할 수 있는 것이다.

또한, 언급한 지지부(14)를 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)과 전기 접촉부(12)의 빔(12a) 사이에 개재시킬 때 지지부(14)가 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)과 직접적으로 접촉하면 전기적 성능에 영향을 주기 때문에 바람직하지 않다. 그러므로, 언급한 지지부(14)의 일단은 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)과 인접하게 위치시키는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)에서의 지지부(14)는 저유전율을 갖는 재질로 이루어지고, 전기 접촉부(12)의 빔(12a)이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖고, 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)과 전기 접촉부(12)의 빔(12a) 사이에 개재시킨다.

그리고, 언급한 전기 연결부(16)가 전기 접촉부(12)의 빔(12a)과 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)을 전기적으로 연결한다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)의 경우에는 전기 접촉부(12)의 빔(12a)과 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)을 직접 연결하지 않고, 서로 이웃하게 위치시키기 때문에 언급한 전기 연결부(16)를 형성하여 전기 접촉부(12)의 빔(12a)과 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)을 전기적으로 연결시키는 것이다. 그러므로, 언급한 전기 연결부(16)는 와이어 등을 구비하는 와이어 본딩 구조물을 포함하거나 또는 금속 배선 공정에 의해 수득하는 금속 배선 구조물을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)는 제1 기판(10)과 전기적으로 연결되는 제2 기판(18)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 기판(18)의 제1 기판(10)의 제2 표면(10b)에 위치하는 배선(11)과 전기적으로 연결되게 구비시킨다. 아울러, 언급한 제1 기판(10)에 구비되는 배선(11)을 삽입 구조물, 즉 플랙시블한 케이블, 플랙시블-인쇄회로기판 등으로 마련할 경우에는 삽입 구조물을 연장시켜 제2 기판(18)과 연결할 수 있다. 또한, 언급한 제1 기판(10)에 구비되는 배선(11)을 매립 구조물로 마련할 경우에는 제1 기판(10)과 제2 기판(18) 사이를 플랙시블한 케이블, 플랙시블-인쇄회로기판 등을 사용하여 전기적으로 연결시킬 수 있다.

여기서, 도 2를 참조하면, 언급한 삽입 구조물의 배선(11) 및/또는 제1 기판과 연결되는 부분(11a)을 플랙시블한 케이블, 플랙시블-인쇄회로기판 등을 마이크로 스트립 라인(microstrip line) 구조로도 마련할 수 있다. 이에, 마이크로 스트립 라인의 구조를 갖는 배선(11) 및/또는 제1 기판(10)과 연결되는 부분(11a)은 유전체 기판(25a)을 사이에 두고 일면에는 전송 선로(25b)의 도체가 형성되고 타면에는 접지 기능의 선로(25c)가 형성된다. 또한, 제2 기판(18)과 전기적으로 연결되는 제1 기판(10)의 제2 표면(10b)은 접지 선로(23)와 도파 회로 선로(21)를 포함하는 단일 평면 도파로(Co-planar waveguide : CPW) 구조를 가질 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 기판(10)의 제2 표면(10b)에만 언급한 단일 평면 도파로 구조를 마련하는 것으로 한정하고 있다. 그러나, 언급한 단일 평면 도파로 구조는 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에도 마련할 수 있을 뿐만 아니라 제1 기판(10)의 배선(11)이 형성되는 비아홀 내측벽에도 마련할 수 있고, 전기 접촉부(12) 그리고 전기 연결부(16)에도 마련할 수 있다.

이에, 언급한 바와 같이 삽입 구조물의 배선(11) 및/또는 제1 기판(10)과 연결되는 부분(11a)을 마이크로 스트립 라인(microstrip line) 구조로 마련하고, 제1 기판(10)의 제2 표면(10b)을 단일 평면 도파로로 마련할 경우에는 마이크로 스트립 라인의 전송 선로(25a)와 단일 평면 도파로의 도파 회로 선로(21)를 전기적으로 연결시키고, 더불어 마이크로 스트립 라인의 접지 기능의 선로(25c)와 단일 평면 도파로의 접지 선로(23)를 전기적으로 연결시킨다. 특히, 언급한 마이크로 스트립 라인의 접지 기능의 선로(25c)와 전기적으로 연결되는 단일 평면 도파로의 접지 선로(23)는 제1 기판(10)에 형성하는 비아 배선과 연결되는 것이 일반적이다. 아울러, 언급한 전기적 연결은 주로 솔더 본딩에 의해 달성된다.

이와 같이, 언급한 배선(11) 등을 마이크로 스트립 라인의 구조를 갖도록 마련하여 해당 주파수에 적합하도록 전송 선로(25b)의 도체가 갖는 폭과 접지 기능의 선로(25c) 사이의 높이 차이를 조절함으로써 고주파 신호 특성을 보다 용이하게 확보할 수 있다. 아울러, 언급한 제1 기판(10)의 제2 표면(10b)을 단일 평면 도파로 구조를 갖도록 마련하여 도파 회로 선로(21)의 폭 그리고 도파 회로 선로(21)와 접지 선로(23) 사이의 간격을 적절하게 조절함으로써 고주파 신호 특성을 보다 용이하게 확보할 수 있다.

따라서, 언급한 마이크로 스트립 라인의 구조와 단일 평면 도파로 구조를 적용할 경우에는 보다 용이하게 고주파 신호 특성을 확보할 수 있다.

언급한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)는 제1 기판(10), 전기 접촉부(12), 지지부(14), 전기 연결부(16), 제2 기판(18) 등을 포 함한다. 특히, 언급한 전기 검사 장치(100)는 저유전율을 갖는 재질로 이루어지는 지지부(14)를 마련하고, 전기 연결부(16)를 사용하여 전기 접촉부(12)의 빔(12a)과 제1 기판(10)의 배선(11)과 전기적으로 연결한다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치(100)는 고주파 신호 영역 즉, 약 1GHz 이상의 신호 영역을 갖는 고주파 소자 등의 전기 검사에 용이하게 적용할 수 있다.

전기 검사 장치의 제조 방법

이하, 언급한 전기 검사 장치를 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

개략적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치의 제조 방법에서는 제1 표면과 제2 표면 사이를 전기적으로 연결하는 배선을 그 내부에 구비하는 제1 기판을 준비한다. 그리고, 제1 기판의 제1 표면 상에 지지부, 전기 연결부, 전기 접촉부 등을 형성한다. 아울러, 제1 기판의 제2 표면에 위치하는 배선에 제2 기판을 전기적으로 연결시킨다.

여기서, 지지부는 전기 접촉부를 형성하기 이전에 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 전기 접촉부는 지지부를 형성한 이후에 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 전기 연결부는 전기 접촉부를 형성하기 이전에 형성하거나, 전기 접촉부를 형성한 이후에 형성할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서는 전기 접촉부를 형성하기 이전에 전기 연결부를 형성한다.

도 3a 내지 도 3h는 도 1의 전기 검사 장치를 제조하는 방법을 나타내는 개 략적인 단면도이다.

도 3a를 참조하면, 그 내부에 배선(11)을 구비하는 제1 기판(10)을 준비한다. 여기서, 제1 기판(10)은 세라믹 기판, 유리 기판 등을 포함한다. 아울러, 언급한 배선(11)은 제1 기판(10)에 비아홀을 형성한 후, 비아홀 내에 매립 구조물 또는 삽입 구조물을 형성함으로써 수득할 수 있다. 언급한 배선(11)이 매립 구조물일 경우에는 제1 기판(10)에 비아홀을 형성한 후, 비아홀 내에 도전 물질을 충분하게 매립시킴으로써 수득할 수 있다. 또한, 언급한 배선(11)이 삽입 구조물일 경우에는 제1 기판(10)에 비아홀을 형성한 후, 비아홀 내에 플랙시블한 케이블, 플랙시블-인쇄회로기판 등을 삽입시킴으로써 수득할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서는 언급한 배선(11)을 삽입 구조물로 형성한다. 아울러, 언급한 삽입 구조물의 배선(11)은 주로 마이크로 스트립 라인의 구조를 갖도록 형성한다.

그리고, 그 내부에 배선(11)을 구비한 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 지지부(14)를 형성한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 전체에 지지부(14)로 형성하기 위한 구조물(140)을 적층한다. 여기서, 지지부(14)로 형성하기 위한 구조물(140)은 언급한 바와 같이 폴리머, 에폭시, SU-8 등과 같은 저유전율을 갖는 물질을 포함한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서는 SU-8을 사용하여 지지부(14)로 형성하기 위한 구조물(140)을 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 전체에 적층한다.

도 3b를 참조하면, 언급한 구조물을 제1 기판(10)을 제1 표면(10a) 전체에 적층한 후, 패터닝을 수행한다. 이때, 패터닝은 주로 포토레지스트 패턴을 식각 마 스크로 사용한다. 여기서, 언급한 구조물(140)의 패터닝은 그 일단이 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)과 인접하게 위치하도록 수행한다. 아울러, 후술하는 전기 접촉부(12)의 빔(12a)이 갖는 길이보다는 짧은 길이를 갖도록 언급한 구조물(140)의 패터닝을 수행한다.

이와 같이, 언급한 구조물(140)의 패터닝을 수행함에 따라 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 상에는 지지부(14)가 형성된다.

아울러, 도시하지 않았지만, 다른 실시예에서는 제1 기판의 제1 표면 상에 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖는 것이 가능한 개구를 갖는 패턴을 형성하고, 언급한 패턴의 개구 내에 SU-8 등과 같은 구조물을 충분하게 매립시킨 후, 언급한 패턴을 제거함으로써 지지부를 수득할 수 있다.

도 3c 및 도 3d를 참조하면, 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 상에 전기 연결부(16)를 형성한다. 구체적으로, 지지부(14)를 갖는 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 상에 포토레지스트막 등과 같은 몰드막을 형성한다. 그리고, 언급한 몰드막을 패터닝하여 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11) 그리고 언급한 배선(11)과 인접하는 지지부(14) 일부를 노출시키는 개구를 갖는 패턴(31)을 형성한다. 즉, 언급한 몰드막을 패터닝하여 몰드막 패턴을 형성하는 것이다. 이어서, 패턴(31)의 개구 내에 전기 연결부(16)로 형성하기 위한 구조물(160)을 매립시킨다. 이때, 패턴(31)의 개구 내에 매립시키는 구조물(160)은 도전 물질로 이루어지고, 도금, 스퍼터링 등과 같은 적층 공정을 수행하여 형성한다. 그리고, 언급한 패턴(31)을 제거함으로써 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 상에는 그 일부는 제1 기 판(10)의 제1 표면(10a)에 위치하는 배선(11)과 연결되고, 그 나머지는 지지부(14) 상에 위치하는 전기 연결부(16)가 형성된다.

아울러, 도시하지 않았지만, 다른 실시예에서는 언급한 전기 연결부를 전기 접촉부를 형성한 이후에도 형성할 수 있다. 이 경우에는 전기 접촉부와 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선과 전기적으로 연결하는 와이어 등을 구비하는 와이어 본딩 구조물을 형성함으로써 수득할 수 있다.

도 3e 및 도 3f를 참조하면, 지지부(14)와 전기 연결부(16)를 갖는 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 상에 전기 접촉부(12)의 빔(12a)을 형성한다. 구체적으로, 지지부(14) 사이에 충진막(33)을 형성한다. 이때, 충진막(33)은 전기 접촉부(12)의 빔(12a)의 높이를 조절하기 위하여 형성한다. 즉, 충진막(33)을 형성하지 않을 경우에는 전기 접촉부(12)의 빔(12a)이 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)에도 형성되기 때문이다.

이와 같이, 언급한 충진막(33)을 형성한 후, 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 상에 전기 접촉부(12)의 빔(12a)이 형성될 영역을 노출시키는 개구를 갖는 패턴(35)을 형성한다. 여기서, 언급한 패턴(35)의 경우에도 주로 포토레지스트 패턴 등과 같은 몰드막 패턴일 수 있다. 이때, 언급한 패턴(35)의 개구는 그 일단이 전기 연결부(16)와 연결되도록 노출시킨다. 아울러, 언급한 일단으로부터 연장되는 타단은 지지부(14)로부터 돌출되게 위치하도록 노출시킨다. 즉, 전기 연결부(16)의 측면으로부터 지지부(14)를 포함하면서 충진막(33) 일부를 노출시키는 개구를 갖도록 패턴(35)을 형성하는 것이다.

이어서, 언급한 패턴(35)의 개구 내에 전기 접촉부(12)의 빔(12a)으로 형성하기 위한 구조물(120a)을 매립시킨다. 그리고, 언급한 패턴(35)을 제거함으로써 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 상부에는 그 일단은 전기 연결부(16)와 연결되고, 그 타단은 지지부(14)를 벗어난 충진막(33) 상에 위치하는 전기 접촉부(12)의 빔(12a)을 수득할 수 있다.

도 3g 내지 도 3h를 참조하면, 전기 접촉부(12)의 빔(12a)을 갖는 제1 기판(10)의 제1 표면(10a)의 상부에 전기 접촉부(12)의 빔(12a)의 타단을 노출시키는 개구를 갖는 패턴(37)을 형성한다. 언급한 패턴(37)의 경우에도 포토레지스트 패턴 등과 같은 몰드막 패턴일 수 있다. 이어서, 언급한 패턴(37)의 개구 내에 전기 접촉부(12)의 팁(12b)으로 형성하기 위한 구조물(120b)을 매립시킨다. 그리고, 언급한 패턴(37)과 충진막(33)을 제거함으로써 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 상에는 언급한 빔(12a)과 팁(12b)을 포함하는 전기 접촉부(12)가 형성된다.

이와 같이, 언급한 공정들을 수행함으로써 제1 기판(10)의 제1 표면(10a) 상에는 지지부(14), 전기 연결부(16) 그리고 빔(12a)과 팁(12b)을 포함하는 전기 접촉부(12)가 형성된다.

그리고, 제1 기판(10)과 제2 기판(18)을 전기적으로 연결시킨다. 즉, 제1 기판(10)의 제2 표면(10b)에 위치하는 배선(11)에 제2 기판(18)을 전기적으로 연결시킨다. 특히, 제1 기판(10)의 제2 표면(10b)을 단일 평면 도파로의 구조를 갖도록 마련하고, 이를 제2 기판(18)과 전기적으로 연결할 수도 있다.

본 발명에 따른 전기 검사 장치 및 그 제조 방법에서는 저유전율을 갖고, 전기 접촉부의 빔 일부를 지지하는 지지부를 구비하고, 더불어 전기 연결부를 사용하여 기판의 배선과 전기 접촉부를 연결한다. 이에, 언급한 전기 검사 장치를 사용하여 전기 검사를 수행할 경우에는 고주파 신호 영역에서도 전기 검사를 용이하게 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명의 전기 검사 장치 및 그 제조 방법은 고주파 신호 영역을 갖는 고주파 소자 등의 전기 검사에 보다 적극적으로 활용할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 검사 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 2는 도 1의 제1 기판과 제2 기판 사이를 연결하는 구조물을 나타내는 개략적인 도면이다.

도 3a 내지 도 3h는 도 1의 전기 검사 장치를 제조하는 방법을 나타내는 개략적인 단면도이다.

Claims (18)

1. 제1 표면 그리고 상기 제1 표면과 대향하는 제2 표면을 갖고, 상기 제1 표면과 제2 표면 사이를 전기적으로 연결하는 배선을 그 내부에 구비하는 제1 기판;

   상기 제1 기판의 제1 표면에 실질적으로 평행하게 위치하고, 피검사체와 접촉할 때 탄성력을 제공하는 빔 그리고 상기 빔 상부에 위치하고, 상기 피검사체와 직접적으로 접촉하는 팁을 포함하고, 상기 빔은 그 일단을 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선과 이웃하게 위치시키고, 상기 팁은 상기 빔의 타단 상부에 위치시키는 전기 접촉부;

   저유전율을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖고, 상기 제1 기판의 제1 표면과 상기 전기 접촉부의 빔 사이에 개재되어 상기 전기 접촉부의 빔을 지지하는 지지부; 및

   상기 전기 접촉부의 빔과 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선을 전기적으로 연결하는 전기 연결부를 포함하는 전기 검사 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 기판은 세라믹 기판 또는 유리 기판을 포함하고,

   상기 제1 기판의 제1 표면과 제2 표면 사이를 전기적으로 연결하는 배선은 상기 제1 기판에 형성하는 비아홀(via hole)과 상기 비아홀 내에 매립되고, 도전 물질로 이루어지는 매립 구조물을 포함하거나, 또는 상기 제1 기판에 형성하는 비아홀과 상기 비아홀 내에 삽입이 가능한 플랙시블한 케이블 또는 플랙시블-인쇄회 로기판(FPCB)으로 이루어지는 삽입 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 삽입 구조물은 유전체 기판을 사이에 두고 일면에는 전송 선로의 도체가 형성되고 타면에는 접지 기능의 선로가 형성된 마이크로 스트립 라인(microstrip line)의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치.
4. 제1 항에 있어서, 상기 지지부는 폴리머, 에폭시 또는 SU-8을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 전기 연결부는 상기 전기 접촉부의 빔과 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선을 전기적으로 연결하는 와이어를 구비하는 와이어 본딩 구조물 또는 금속 배선 공정을 수행함에 의해 수득하는 금속 배선 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치.
6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제2 표면에 위치하는 배선과 전기적으로 연결되는 제2 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치.
7. 제1 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제2 표면은 접지 선로와 도파 회로 선로를 포함하는 단일 평면 도파로(Co-planar waveguide : CPW) 구조를 갖는 것을 특징 으로 하는 전기 검사 장치.
8. 제1 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제1 표면, 상기 제1 기판의 배선이 형성되는 내측벽, 상기 전기 연결부 그리고 상기 전기 접촉부는 접지 선로와 도파 회로 선로를 포함하는 단일 평면 도파로 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치.
9. 제1 표면 그리고 상기 제1 표면과 대향하는 제2 표면을 갖고, 상기 제1 표면과 제2 표면 사이를 전기적으로 연결하는 배선을 그 내부에 구비하는 제1 기판을 준비하는 단계;

   상기 제1 기판의 제1 표면에 실질적으로 평행하게 위치하고, 피검사체와 접촉할 때 탄성력을 제공하는 빔 그리고 상기 빔 상부에 위치하고, 상기 피검사체와 직접적으로 접촉하는 팁을 포함하고, 상기 빔은 그 일단을 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선과 이웃하게 위치시키고, 상기 팁은 상기 빔의 타단 상부에 위치시키는 전기 접촉부를 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 형성하는 단계;

   저유전율을 갖는 재질로 이루어지고, 상기 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖고, 상기 전기 접촉부의 빔을 지지하는 지지부를 상기 제1 기판의 제1 표면과 상기 전기 접촉부의 빔 사이에 개재시키는 단계; 및

   상기 전기 접촉부의 빔과 상기 제1 기판의 제1 표면에 위치하는 배선을 전기적으로 연결하는 전기 연결부를 형성하는 단계를 포함하는 전기 검사 장치의 제조 방법.
10. 제9 항에 있어서, 상기 배선을 구비하는 제1 기판을 준비하는 단계는,

    상기 제1 기판을 세라믹 기판 또는 유리 기판으로 마련하는 단계;

    상기 제1 기판에 비아홀을 형성하는 단계; 및

    상기 비아홀 내에 도전 물질을 충분하게 매립하여 매립 구조물을 수득하거나, 또는 상기 비아홀 내에 플랙시블한 케이블 또는 플랙시블-인쇄회로기판으로 이루어지는 삽입 구조물을 삽입시킴에 의해 상기 제1 기판의 제1 표면과 제2 표면을 전기적으로 연결하는 배선을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치의 제조 방법.
11. 제10 항에 있어서, 상기 삽입 구조물은 유전체 기판을 사이에 두고 일면에는 전송 선로의 도체가 형성되고 타면에는 접지 기능의 선로가 형성된 마이크로 스트립 라인(microstrip line)의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치의 제조 방법.
12. 제9 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 전기 접촉부를 형성하는 단계는,

    상기 빔의 일단과 상기 빔의 일단으로부터 연장되는 타단이 위치할 영역을 노출시키는 개구를 갖는 제1 패턴을 형성하는 단계;

    상기 제1 패턴의 개구에 도전 물질로 이루어지는 제1 구조물을 충분하게 매립시키는 단계;

    상기 제1 구조물을 갖는 결과물 상에 상기 제1 구조물의 타단이 위치하는 영역을 노출시키는 개구를 갖는 제2 패턴을 형성하는 단계;

    상기 제2 패턴의 개구에 도전 물질로 이루어지는 제2 구조물을 충분하게 매립시키는 단계; 및

    상기 제2 패턴과 제1 패턴을 제거함에 의해 상기 제1 구조물은 빔으로 수득하고, 상기 제2 구조물은 팁으로 수득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치의 제조 방법.
13. 제9 항에 있어서, 상기 지지부를 상기 제1 기판의 제1 표면과 상기 전기 접촉부의 빔 사이에 개재시키는 단계는,

    상기 전기 접촉부를 형성하는 단계 이전에 수행하고,

    상기 제1 기판의 제1 표면 상에 상기 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖는 것이 가능한 개구를 갖는 제3 패턴을 형성하는 단계;

    상기 제3 패턴의 개구에 폴리머, 에폭시 또는 SU-8으로 이루어지는 제3 구조물을 충분하게 매립시키는 단계; 및

    상기 제3 패턴을 제거함에 의해 상기 제3 구조물을 지지부로 수득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치의 제조 방법.
14. 제9 항에 있어서, 상기 지지부를 상기 제1 기판의 제1 표면과 상기 전기 접촉부의 빔 사이에 개재시키는 단계는,

    상기 전기 접촉부를 형성하는 단계 이전에 수행하고,

    상기 제1 기판의 제1 표면 전체에 폴리머, 에폭시 또는 SU-8으로 이루어지는 제3 구조물을 형성하는 단계; 및

    상기 제3 구조물을 패터닝하여 상기 제1 기판의 제1 표면 상에 상기 전기 접촉부의 빔이 갖는 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 갖는 지지부로 수득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치의 제조 방법.
15. 제9 항에 있어서, 상기 전기 연결부를 형성하는 단계는,

    상기 전기 접촉부를 형성하기 이전에 수행할 경우,

    상기 빔의 일단으로부터 상기 제1 기판의 제1 표면의 배선이 위치하는 영역까지 노출시키는 개구를 갖는 제4 패턴을 형성하는 단계;

    상기 제4 패턴의 개구에 도전 물질로 이루어지는 제4 구조물을 충분하게 매립시키는 단계; 및

    상기 제4 패턴을 제거함에 의해 상기 제4 구조물을 전기 연결부로 수득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,

    상기 전기 접촉부를 형성한 이후에 수행할 경우,

    상기 빔의 일단 그리고 상기 빔의 일단과 이웃하게 위치하는 상기 제1 기판의 제1 표면의 배선을 전기 연결이 가능한 와이어로 연결시키는 것을 특징으로 하 는 전기 검사 장치의 제조 방법.
16. 제9 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제2 표면에 위치하는 배선에 제2 기판을 전기적으로 연결시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치의 제조 방법.
17. 제9 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제2 표면은 접지 선로와 도파 회로 선로를 포함하는 단일 평면 도파로(Co-planar waveguide : CPW) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치의 제조 방법.
18. 제9 항에 있어서, 상기 제1 기판의 제1 표면, 상기 제1 기판의 배선이 형성되는 내측벽, 상기 전기 연결부 그리고 상기 전기 접촉부는 접지 선로와 도파 회로 선로를 포함하는 단일 평면 도파로 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 검사 장치의 제조 방법.

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