KR101073829B1 - 프로브핀 제조방법 - Google Patents

Abstract

프로브핀 제조방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 프로브핀 제조방법은, 상기 프로브핀을 제조하기 위한 재료가 되는 재료판재에 노광공정을 수행하여 프로브핀과 상기 프로브핀을 둘러싸는 주변부로 이루어진 프로브핀파트들이 일정한 간격으로 배열된 형상을 만드는 단계, 상기 재료판재를 에칭하여 상기 프로브핀파트들에 상기 프로브핀만 남기고 상기 주변부를 제거하는 단계, 상기 재료판재를 하부부터 에칭용액에 담근 후 빼내어 복수개의 상기 프로브핀들의 끝단을 한번에 테이퍼링(tapering)하는 단계 및 상기 프로브핀 각각을 상기 프로브핀파트로부터 분리시켜 독립된 프로브핀을 생성하는 단계를 구비한다.

Description

프로브핀 제조방법{Manufacturing method for probe pin}

본 발명은 프로브핀 제조방법에 관한 것으로서, 특히 프로브핀을 하나의 재료판재에서 대량으로 제조할 수 있는 프로브핀 제조방법에 관한 것이다.

접적회로(integrated circuit; IC) 및 LSI(Large Scale Integration) 등의 실제 제조 과정에 의하면, 복수개의 반도체 소자들이 하나의 반도체 기판 상에 형성되며, 이들 반도체 소자들은 각각 분리되어 독립적인 반도체 소자로 패키징 된다.

일반적으로, 각 반도체 소자를 분리하여 패키징 공정을 수행하기 전에, 반도체 소자들의 결함 유무를 조사하기 위한 반도체 검사 공정이 수행된다. 반도체 검사 공정 중 반도체 소자의 전기적 특성을 검사하여 양호 또는 불량의 소자를 분리하는 과정을 전기적 다이 분류(Electrical Die Sorting; EDS)라 하며, 이러한 분류는 프로버(Prober)에 의해서 수행된다.

프로버는 테스터(Tester)와 반도체 소자의 소정의 패드(prescribed pad)를 전기적으로 연결하는 기능을 포함하며, 프로버에 설치된 프로브 카드(Probe Card)가 실질적으로 반도체 소자의 패드에 전기적으로 접촉한다.

프로브 카드는 복수개의 프로브 핀들을 포함한다. 프로브 핀들은 반도체 소자의 소정의 패드에 접촉하며, 접촉된 프로브 핀들은 패드에 일정한 압력을 가한다. 이렇게 프로브 핀을 패드에 접근시켜 패드에 압력을 가하는 과정을 오버드라이브(overdrive)라 한다. 오버드라이브에 의해서, 프로브 핀이 패드 표면을 긁게 되고, 알루미늄 산화막(aluminum oxide)과 같은 불순물 막이 부분적으로 제거됨으로써, 프로브 핀은 불순물 막 하부에 위치한 패드와 전기적으로 연결된다.

프로브 카드는 프로브 핀의 배치 방식에 따라 캔틸레버 방식(cantilever type)과 수직 접촉 방식(vertical contact type)으로 분류될 수 있다. 캔틸레버 방식의 프로브 카드는 복수개의 외팔보(cantilever)의 프로브핀들을 포함하며, 각 프로브 핀들은 프로브 카드의 몸체(body)에 고정된 고정단 및 패드에 접하는 자유단을 포함하며, 프로브 카드의 하부에 경사지게 고정되고, 복수개의 프로브 핀들이 개구부를 중심으로 대략 방사상으로 배치된다.

한편, 수직 접촉 방식의 프로브 카드는 수직으로 배치된 복수개의 프로브 핀들을 포함하며, 상기 프로브 핀들의 접촉 단부는 게이트 플레이트의 홀을 통해 노출되어 패드에 접촉한다.

도 1은 수직접촉방식에 이용되는 종래의 프로브 핀의 부분 확대 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 프로브핀(100)은 끝단이 날카롭게 테이퍼링(tapering)되어 하나의 몸체로 이루어진다. 프로브핀(100)의 제조과정을 설명하면, 먼저 텅스텐, 레늄, 백금(platinum.) 등의 재료로 이루어진 가루를 사출장치(미도시)에 넣은 후 열과 압력을 가하여 사출장치로부터 딱딱하게 경화되어 둥글고 길게 핀 형상으로 만들어져서 사출된다.

그리고, 사출된 핀형상의 사출물을 일정한 길이로 절단하고, 에칭이나 기계가공을 이용하여 끝부분이 점점 가늘고 뾰족해지도록 테이퍼링 함으로써 프로브핀(100)이 완성된다.

그런데, 이러한 종래의 프로브핀(100)은 사출장치에 의해 사출되어 일정한 길이로 절단된 후, 테이퍼링 작업을 할 때, 절단된 프로브핀(100)들을 하나씩 각각 취부한 후 모아서 테이퍼링 한다. 그러나, 이렇게 하나씩 프로브핀(100)을 취부 하는 경우 프로브핀(100)의 두께가 매우 얇기 때문에 프로브핀이 쉽게 휘어지는 문제가 발생한다.

또한, 반도체 칩의 패드들 사이의 거리(피치)가 점점 좁아지고 있기 때문에 프로브핀의 두께도 점점 가늘어져야 하므로 두께가 가늘면서도 취부 시 휘지 않도록 하기 위한 프로브핀의 개발이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가늘면서도 취부시 휘는 문제를 해결하며 대량생산도 가능한 프로브핀의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프로브핀 제조방법은, 상기 프로브핀을 제조하기 위한 재료가 되는 재료판재에 노광공정을 수행하여 프로브핀과 상기 프로브핀을 둘러싸는 주변부로 이루어진 프로브핀파트들이 일정한 간격으로 배열된 형상을 만드는 단계, 상기 재료판재를 에칭하여 상기 프로브핀파트들에 상기 프로브핀만 남기고 상기 주변부를 제거하는 단계, 상기 재료판재를 하부부터 에칭용액에 담근 후 빼내어 복수개의 상기 프로브핀들의 끝단을 한번에 테이퍼링(tapering)하는 단계 및 상기 프로브핀 각각을 상기 프로브핀파트로부터 분리시켜 독립된 프로브핀을 생성하는 단계를 구비한다.

상기 프로브핀파트는, 상기 프로브핀과 상기 프로브핀을 둘러싸는 상기 주변부 외측의 재료판재부분을 연결하는 연결부를 적어도 하나이상 구비하며, 상기 주변부가 에칭공정에 의해서 제거되어도 상기 연결부에 의해서 상기 프로브핀이 상기 재료판재에 고정된다.

상기 재료판재는, 소정의 두께를 가지며 직사각형 형상을 가진다.

상기 독립된 프로브핀을 생성하는 단계에 의해서 생성된 프로브핀은, 두께와 폭이 동일한 정사각형 형상의 단면을 가진다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 프로브핀 제조방법은 프로브핀의 두께를 원하는 두께로 설계해서 생산할 수 있으며, 대량으로 쉽게 만들수 있는 장점이 있다. 또한, 끝단을 얇게 테이퍼링 할 때 프로브핀이 휘어지는 문제를 제거할 수 있는 장점이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2(a)는 본 발명의 실시예에 따른 프로브핀 제조방법 중 프로프핀파트들이 일정간격으로 배열된 형상이 재료판재에 표시된 것을 설명하는 평면도이다.

도 2(b)는 도 2(a)의 사시도이다.

도 3(a)는 주변부를 에칭에 의해서 제거하는 단계를 설명하는 평면도이다.

도 3(b)는 도 3(a)의 사시도이다.

도 4(a)는 프로브핀의 끝단을 테이퍼링 하는 단계를 설명하는 평면도이다.

도 4(b)는 도 4(a)의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로브핀의 구조를 서명하는 도면이다.

이하, 도 2(a) 내지 도 5를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 프로브핀 제조방법이 설명된다.

본 발명의 실시예에 따른 프로브핀 제조방법은 종래의 사출방법을 이용하지 아니하고, 재료판재(200)로부터 다수의 프로브핀(PB)들을 노광 및 에칭에 의하여 한번에 얻는 방법을 이용한다. 이러한 방법에 의하면 종래와 같이 프로브핀(PB) 테이퍼링(tapering)하기 위해서 하나씩 취부함에 의하여 프로브핀(PB)이 휘는 문제를 제거할 수 있으며, 프로브핀(PB)의 대량생산이 가능하고 프로브핀(PB)의 두께를 사출에 의한 방법보다 더 가늘게 제조할 수 있다.

재료판재(200)는 일반적으로 프로브핀(PB)의 제조에 이용되는 원료로 만들어진다. 재료판재(200) 자체로부터 프로브핀(PB)이 제조되기 때문이다. 즉, 재료판재(200)는 베릴륨, 백금, 레늄, 텅스텐 등 프로브핀(PB)의 제조에 이용되는 원료로 만들어진 판재이다.

재료판재(200)는 소정의 두께를 가지며 직사각형 형상을 가진다. 도 2(a) 내지 도 4(b)에는 재료판재(200)의 두께가 도시되지 아니하였으나, 재료판재(200)는 프로브핀(PB)을 제조하기 위해 필요한 두께를 가진다. 또한, 도 2(a) 내지 도 4(b)에는 재료판재(200)가 직사각형 형상으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수개의 프로브핀(PB)을 형성할 수 있다면 다양한 크기와 형상으로 구현 가능하다.

먼저, 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 것처럼 재료판재(200)에 노광공정을 수행하여 프로브핀(PB)과 프로브핀(PB)을 둘러싸는 주변부(205)로 이루어진 프로브핀파 트(PPT)들이 일정한 간격으로 배열된 형상을 만든다.

즉, 프로브핀(PB)을 제조하기 위한 재료가 되는 재료판재(200)를 노광장치(미도시)에 투입하고 프로브핀(PB)과 주변부(205)의 형상이 형성되어 있는 마스크 필름(미도시)을 이용하여 노광을 하면 재료판재(200)에 도 2에 도시된 것과 같은 프로브핀파트(PPT)의 형상이 복수개 형성된다.

노광공정은 당업자에게는 알려진 공정이므로 그 방법에 대한 상세한 설명은생략한다.

프로브핀파트(PPT)는 프로브핀(PB)과, 프로브핀(PB)을 둘러싸는 주변부(205) 외측의 재료판재(200) 부분을 연결하는 연결부(210)를 적어도 하나이상 구비한다. 주변부(205)가 에칭공정에 의해서 제거되어도 프로브핀(PB)이 재료판재(200)로부터 떨어지지 않고 붙어있도록 하기 위해서 연결부(210)는 프로브핀(PB)과 재료판재(200)의 내부 부분을 연결한다.

그러면, 주변부(205)가 에칭공정에 의해서 제거되어도 연결부(210)에 의해서 프로브핀(PB)이 재료판재에 고정된다. 이러한 모습이 도 3(a)및 도 3(b)에 개시된다.

즉, 도 3(a)및 도 3(b)에는 재료판재(200)를 에칭하여 프로브핀파트(PPT)들에 프로브핀(PB)만 남기고 주변부(205)를 제거한 모습이 도시된다.

노광공정 후에 재료판재(200)에 드라이 필름 또는 감광액이 있는 상태에서,에칭으로 부식될 부분인 주변부(205)만을 노출시키고 재료판재(200)의 나머지 부분을 모두 가릴 수 있는 필름을 이용하여 재료판재(200)를 덮고, 에칭작업을 하면 주 변부(205)를 제거할 수 있다. 이와 같은 에칭공정도 당업자라면 이해할 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.

그리고, 재료판재(200)를 하부부터 에칭용액에 담근 후 빼내어 복수개의 프로브핀(PB)들의 끝단(215)을 한번에 테이퍼링한다. 이러한 과정 후의 형상이 도 4(a)및 도 4(b)에 개시된다.

테이퍼링은 재료판재(200) 전체를 수직으로 세운 후 에칭용액에 끝단(215) 부분부터 필요한 부분까지 담근 후, 다시 재료판재(200)를 위로 빼내면 끝단(215)이 뾰족하고 날카롭게 테이퍼링 된다.

이 때, 노광공정에서 프로브핀(PB) 부분에 감광액 또는 드라이 필름이 남아있으므로 이를 제거 후에 재료판재(200)를 에칭용액에 담근 후 빼낸다.

프로브핀(PB)의 형상은 전체의 재료판재(200)의 크기와 비교할 때 작기 때문에 재료판재(200)가 에칭되는 속도보다 프로브핀(PB)의 끝단(215)이 에칭 되면서 끝이 날카롭고 뾰족하게 테이퍼링되는 속도가 더 빠르게 진행되므로 프로브핀(PB)의 끝단이 테이퍼링된다.

재료판재(200)를 에칭용액에 담근 깊이와 빼내는 속도에 따라 끝단(215)이 테이퍼링 되는 정도를 변경시킬 수 있다.

도 4(a)및 도 4(b)에서와 같이 프로브핀(PB)의 끝단이 테이퍼링에 의해 가늘고 뾰족하게 완성이 되면, 프로브핀(PB) 각각을 프로브핀파트(PPT)로부터 분리시켜 독립된 프로브핀(PB)을 생성한다. 즉, 연결부(210)와 프로브핀(PB) 사이를 절단하여 독립된 프로브핀(PB)을 완성한다.

독립된 프로브핀(PB)의 구조는 도 5와 같은 형상을 갖게 된다. 만일 프로브핀(PB)의 폭(A)을 재료판재(200)의 두께(B)와 동일하게 만든다면, 도 5에 도시된 것과 같이 프로브핀(PB)은 두께(B)와 폭(A)이 동일한 정사각형 형상의 단면을 가진다.

즉, 몸통부분은 정사면체 형상으로 길게 형성되고 끝단(215) 부분은 원뿔형상으로 끝으로 갈수록 점점 가늘어지는 형상이 된다.

재료판재(200)에 프로브핀(PB)을 형성시킬 때, 프로브핀(PB)의 폭(A)을 조절하고, 재료판재(200)의 두께(B)를 조절하면 프로브핀(PB)의 몸통부분이 정사면체가 아니고 다른형상으로 만들어질 수 있으며, 또한, 프로브핀(PB)의 폭(A)과 재료판재(200)의 두께(B)를 조절하여 프로브핀(PB)의 두께를 기존의 프로브핀(100)의 두께보다 더 가늘게 생산할 수 있다.

일반적으로 도 1에 도시된 기존의 프로브핀(100)의 경우 약 80마이크로미터 정도가 양산시 기준으로 최소 두께에 해당하는데, 본 발명의 실시예에 의하면 기존의 프로브핀(100)보다 더 가늘게 프로브핀(PB)을 생산할 수 있다.

또한, 도 4(a)및 도 4(b)에 도시된 것처럼, 하나의 재료판재(200)에 대량으로 프로브핀(PB)을 형성시킬 수 있으므로, 하나의 재료판재(200)를 이용하여 한번의 간단한 공정으로 많은 수의 프로브핀(PB)을 한번에 생산할 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사 용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 수직접촉방식에 이용되는 종래의 프로브 핀의 부분 확대 단면도이다.

도 2(a)는 본 발명의 실시예에 따른 프로브핀 제조방법 중 프로프핀파트들이 일정간격으로 배열된 형상이 재료판재에 표시된 것을 설명하는 평면도이다.

도 2(b)는 도 2(a)의 사시도이다.

도 3(a)는 주변부를 에칭에 의해서 제거하는 단계를 설명하는 평면도이다.

도 3(b)는 도 3(a)의 사시도이다.

도 4(a)는 프로브핀의 끝단을 테이퍼링 하는 단계를 설명하는 평면도이다.

도 4(b)는 도 4(a)의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로브핀의 구조를 서명하는 도면이다.

Claims (4)

1. 프로브핀 제조방법에 있어서,

   상기 프로브핀을 제조하기 위한 재료가 되는 재료판재에 노광공정을 수행하여 프로브핀과 상기 프로브핀을 둘러싸는 주변부로 이루어진 프로브핀파트들이 일정한 간격으로 배열된 형상을 만드는 단계 ;

   상기 재료판재를 에칭하여 상기 프로브핀파트들에 상기 프로브핀만 남기고 상기 주변부를 제거하는 단계 ;

   상기 재료판재를 하부부터 에칭용액에 담근 후 빼내어 복수개의 상기 프로브핀들의 끝단을 한번에 테이퍼링(tapering)하는 단계 ; 및

   상기 프로브핀 각각을 상기 프로브핀파트로부터 분리시켜 독립된 프로브핀을생성하는 단계를 구비하며,

   상기 독립된 프로브핀을 생성하는 단계에 의해서 생성된 프로브핀은, 두께와 폭이 동일한 정사각형 형상의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 프로브핀 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프로브핀파트는,

   상기 프로브핀과 상기 프로브핀을 둘러싸는 상기 주변부 외측의 재료판재부분을 연결하는 연결부를 적어도 하나이상 구비하며,

   상기 주변부가 에칭공정에 의해서 제거되어도 상기 연결부에 의해서 상기 프로브핀이 상기 재료판재에 고정되는 것을 특징으로 하는 프로브핀 제조방법.
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4. 삭제

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