• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.449-449
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• 2013

최근 반도체 소자의 집적회로는 점점 복잡해지고 있는 반면, 소자의 크기는 작아지고 있으며 그로 인해 패드의 크기가 작아지고 패드사이의 간격 또한 협소해지고 있다. 따라서 웨이퍼 단계에서 제조된 집적회로의 불량여부를 판단하기위한 검사 장비인 프로브카드(Probe Card)의 높은 집적도가 요구되고 있다. 하지만 기존의 MEMS 공법으로 제작되는 프로브 빔은 복잡한 제조 공정과 높은 생산비용, 낮은 집적도의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간단한 제조 공정과 낮은 생산비용, 높은 집적도를 가지는 프로브 빔을 개발하기 위하여 절연절단 방식으로 BeCu (Beryllium-Copper) 프로브 빔을 제작하였다. 낮은 소비 전력으로 우수한 프로브 빔 어레이를 제작하기 위해서 가장 고려해야할 대상은 프로브 빔의 재료와 구조(형상)이다. 절연전단 방식으로 프로브 빔을 형성할 때 요구되는 Fusing current는 프로브 빔의 구조(형상)에 크게 영향을 받는다. 낮은 Fusing current는 소비 전력을 줄여주고, 절연절단으로 형성되는 프로브 빔의 단면(끝)을 날카롭게 하여 프로브 빔과 집적회로의 패드 간의 접촉 저항을 감소시킨다. 프로브 빔의 제작은 BeCu 박판을 빔 형태로 식각하여 제작하였으며, 실리콘 비아 홀(Via hole) 구조의 기판위에 정렬하여 soldering 공정을 통해 실리콘 기판과 BeCu 박판을 접합시켰다. 접합된 프로브 빔의 끝부분을 들어 올린 상태로 전류를 인가하여 stress free 상태로 만들어 내부 응력을 제거하였으며, BeCu 박판에 fusing current를 인가하여 BeCu 박판 프레임으로부터 제거를 하였다. 제작된 프로브 빔의 길이는 1.7 mm, 폭은 $50{\mu}m$, 두께는 $15{\mu}m$, 절단부의 단면적은 1$50{\mu}m^2$로 제작되었다. 그리고 프로브 빔의 절단부의 길이는 $50{\mu}m$ 부터 $90{\mu}m$까지 $10{\mu}m$ 증가시켜 제작되었다. 이후에 절연절단 공정에 요구되는 Fusing current를 측정하였고, 절연절단 후의 절단면의 형상을 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 통하여 확인하였다. 절단부의 길이가 $50{\mu}m$일 때 5.98A의 fusing current를 얻었으며, 절연절단 후 절단부 상태 또한 가장 우수했다. 본 연구에서 제안된 프로브 빔 제작 방법은 프로브카드 및 테스트 소켓(Test socket) 생산에 응용이 가능하리라 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.324-329
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• 2018

본 논문은 테스트 프로브의 플런저 접점 위치와 구조에 따른 신호 전달 특성 변화를 분석하였다. 플런저 접점 위치는 실제 동작 상황을 고려하였으며, 플런저 내부 접점과 바렐 입구 접점으로 나누어 테스트 프로브의 고주파 성능 변화를 조사하였다. 또한 테스트 프로브는 더블, 싱글, 아웃스프링의 3 가지 구조로 나누고 구조 차이에 따른 신호 전달 특성 변화를 분석하였다. 고주파 전자기 해석 툴 HFSS를 사용하여 삽입손실과 반사손실을 계산하고, Q3D 시뮬레이션을 이용하여 테스트 프로브의 임피던스를 분석한다. 접점 위치에 따른 계산 결과, 바렐 입구 접점의 삽입손실이 플런저 내부 접점보다 감소하였다. 이를 통해 테스트 프로브의 접점 위치에 따라 테스트 프로브의 고주파 성능이 달라질 수 있음을 확인하였다. 구조에 따른 신호 전달 특성의 비교 분석에서는 아웃스프링 프로브가 보다 우수한 삽입손실과 반사손실 주파수 특성을 보여주었다. 테스트 프로브 구조별로 특성 임피던스를 계산하였으며 더블 프로브와 싱글 프로브는 $30.8{\Omega}$으로 동일한 결과를 보여주었다. 반면에 아웃스프링 프로브는 $47.1{\Omega}$의 결과가 나타났다. 아웃스프링 프로브의 특성 임피던스가 $50{\Omega}$에 보다 근접하여 높은 신호 전달 특성을 보인 것으로 분석된다. 아웃스프링 프로브가 높은 삽입손실과 반사손실 특성을 보여 고속 동작 제품의 성능 검사에 적합한 것으로 예상한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (2)
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• pp.367-369
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• 2002

DNA 칩에서 사용되는 프로브를 가장 효과적으로 설계하기 위해서는 상보결합을 위한 1차구조뿐만이 아니라 열역학적인 움직임과 함께 2차구조가 고려되어야만 한다. 그러나 핵산의 기능에 큰 영향을 미치는 2차구조에 대한 연구는 일찍부터 진행되어 왔지만, 상대적으로 DNA에 대한 연구는 크게 미흡한 것이 현실이다. 이에 우리는 유전자 알고리즘을 이용한 핵산의 이차구조 예측을 통해서 보다 효과적인 프로브의 설계를 위한 방법을 고안했다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.1210-1215
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• 2010

프로브 카드는 반도체 제조 공정 전에 반도체 소자 및 필름의 기능과 성능을 검사하기 위한 테스트 장비이다. 반도체 산업의 급속한 기술 발전과 반도체 소자의 고집적화로 인하여 반도체 소자의 패드 간격과 패드의 수가 증가하고 있다. 따라서 반도체 소자의 크기 및 배열의 형태가 계속 축소됨에 따라 미세 피치를 갖고 검사용 핀의 수가 많은 프로브 카드가 필요하다. 본 논문에서는 수직형 프로브 카드의 적용을 위하여 MEMS 기술을 이용한 프로브 팁을 개발하였다. 프로브 팁의 설계를 위해서 유한요소해석을 이용하여 프로브 팁의 구조 및 기계적 특성에 대한 구조설계를 수행하였다. 또한 구조 설계를 적용한 프로브 팁을 제작하여 유한요소해석의 결과와 실제 시험을 통한 접촉력의 평가를 수행하였다. 이에 따라 피치 간격이 약 $50{\mu}m$이하의 프로브 카드를 제작하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권4호
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• pp.47-52
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• 2012

본 논문에서는 200 GHz 대역의 시스템에 응용이 가능한 구형도파관 전송선로와 평면 구조인 마이크로스트립 전송선로 구조의 부품들의 상호 신호전달을 위해 프로브 구조의 변환기를 설계하였다. 설계된 변환기는 프로브, 임피던스 변화를 위한 테이퍼구조와 마이크로스트립 구조의 전송선로로 구성된다. Ansoft사의 HFSS 시뮬레이션 툴을 이용하여 프로브의 크기 및 테이퍼의 길이를 변경하여 주파수 특성 변화를 확인하였으며 최적화하였다. 변환기는 특성 검증을 위해 back-to-back 구조로 설계되었으며, 시뮬레이션 결과 186 GHz ~ 210 GHz의 대역폭을 갖으며 전 대역에서 - 0.81 dB 이하의 삽입손실과 -10 dB 이상의 반사손실을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.73-77
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• 2017

최근 정보 보호가 이슈화됨에 따라 지문인식센서의 활용이 점차 증가하고 있으며, 센서 인식률 오차를 최소화 할 수 있는 품질평가를 요구한다. 지문인식센서 전극과 검사부 프로브 팁이 접촉 시 발생하는 저항 값의 변화에 의해 센서의 품질이 평가되며, 품질평가의 재현성을 확보하기 위해서는 센서 전극의 변형 유발을 최소화할 수 있는 프로브 소재의 적합성과 구조 최적화 연구가 필요하다. 프로브 팁의 적합성 평가를 위한 소재로 니켈(Ni), 스틸(SK4), 베릴륨동(Beryllium copper), 인청동(Phosphor bronze)을 비교하였으며, 프로브 팁 접촉 후 전극의 압흔 크기와 접촉저항을 고려할 때 베릴륨동이 프로브 소재로 적합하다. 검사부 프로브는 지문인식센서 전극의 물리적 손상 방지와 다수의 지문인식센서 동시 검사가 가능한 구조를 위해 일체형 프로브 방식으로 제작하였다. 검사부의 재현성은 특정 전류 값을 인가하여 지문인식센서의 전압 변화로 판단하였으며, 베릴륨동 프로브 소재와 일체형 구조를 통해 센서 전극에 프로브가 300회 접촉하는 동안 센서의 전압 변화는 ${\pm}0.003V$ 이내의 우수한 재현성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.687-692
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• 2002

본 논문에서는 중심주파수가 5.8 GHz에서 동작하는 새로운 급전구조를 갖는 광대역 마이크로스트립 패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 새로운 급전구조인 마이크로스트립 라인-프로브 급전구조는 광대역 특성을 가지며, 안테나의 패치 크기를 줄일 수 있다. 광대역 특성을 확인하기 위해 기존의 프로브 급전 마이크로스트립 패치 안테나와 비교하였으며, 그 결과 대역폭은 34.5 % 증가하였으며, 패치의 크기는 45 % 축소되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1164-1171
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• 2014

Bulk Current Injection(BCI) 테스트는 전류 주입 프로브를 사용하여 측정하고자 하는 Integrated Circuit(IC)에 전류를 주입하여 Electromagnetic Compatibility(EMC) 규격을 충족시키는지 시험하는 방법이다. 본 논문에서는 국제전기표준회의에서 제정한 IEC 62132-part 3에서 규정하는 BCI 테스트의 전류 주입 프로브를 대체하여, RF 잡음을 인가할 수 있는 마이크로스트립 커플러 구조를 제안하였다. 전통적으로 높은 전원 전압을 사용하는 자동차 IC 테스트에 사용되어 오던 BCI 전류 주입 프로브를 저 전압을 사용하는 저 전력 IC의 테스트에 사용할 수 있는 마이크로스트립 커플러 구조를 개발하여 그 유효성을 100 MHz에서부터 1,000 MHz까지의 주파수 영역에서 비교 및 검증하였다. 또한, 주파수에 따라 전류 주입 프로브를 통한 RF 잡음 인가와 마이크로스트립 커플러 구조를 통한 RF 잡음 인가 시 규정한 노이즈를 얻는데 필요한 전력을 dBm 단위로 측정, 비교하여 마이크로스트립 커플러 구조를 이용한 경우에 더 적은 전력으로 필요한 RF 잡음을 주입할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4121-4128
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• 2010

프로브 카드는 웨이퍼의 칩 검사에 사용된다. 또한 반도체의 고집적화에 따른 미세피치 대응으로 높은 위치 정도가 요구된다. 그러나 실제 장비에서는 하부 척에서 높은 열이 프로브 카드로 전달되어, 프로브 카드의 열변형을 초래하게 된다. 프로브 카드의 수직방향 열변형은 핀의 접촉관련 문제를 야기할 것이고, 수평방향의 열변형은 x-y 방향으로의 위치 오차를 만들 것이다. 따라서 프로브 카드는 허용 범위내의 열변형이 이루어지도록 재질과 구조를 갖게 설계되어야 한다. 본 연구에서는 유한요소 해석프로그램인 ANSYS$^{TM}$를 이용하여 프로브 카드의 실제 부하 조건들을 적용한 열전달 해석을 수행하였다. 정상상태 온도 구배에 대해 열변형이 계산되었으며, 최종적으로 적절한 설계변수들을 조정하여 열변형이 최소화 될 수 있는 새로운 구조를 제안하였다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
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• pp.285-289
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• 2002

본 논문에서는 중심주파수가 5.8㎓에서 동작하는 마이크로스트립 라인-프로브 급전구조를 갖는 마이크로스트립 패치 배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 마이크로스트립 라인-프로브 급전구조는 안테나의 광대역 특성과 배열 구조를 가능하게 하여 이득을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 대역폭은 17.6%(VSWR<2)이며, 안테나 이득은 8㏈i 를 얻었다.