Ⅰ. 서 론

B5G/6G 차세대통신에 밀리미터파 대역 사용이 시 스템 및 부품 기술의 주요한 이슈가 됨에 따라 밀리미터 파 대역 집적회로의 설계, 측정, 무선 환경 등 다양한 기술 문제가 제기되고 있다. 이에 따른 고주파 집적회로 (IC)의 신호 무결성과 저손실 전송이 설계와 측정에 매 우 중요한 설계 요소가 되고 있으며, 소자의 크기를 줄 이면서 전력 소모와 신호 손실을 최소화해야 하고, 테스 트 방식에서도 고주파 성능을 정확하게 평가할 수 있는 새로운 접근 방식이 요구되고 있다^[1]. 인텔(Intel)은 고 속 데이터의 측정을 위해 Zig 테스트와 같은 고속 다중 신호 측정 방식을 도입하고 있으며, 소켓 기반 시스템을 통해 반도체 소자를 교체하면서 테스트를 진행할 수 있 는 시스템을 개발하고 있다^[2]. 블레이드 핀(Blade Pin) 은 이러한 소켓 방식 테스트 시 측정 소켓에 배열되어 반도체 소자와 테스트 장비 간의 전기적 접촉을 유지하 고 전기적 특성을 측정하는데 사용된다^[3]. 특히, 고주 파 신호 전송 시 발생할 수 있는 신호 왜곡과 손실을 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있어, 고속 IC 테스트 에 최적화되어 있다^[4]. 기존 스프링 메커니즘을 가진 포고 핀(Pogo Pin)의 마모 문제를 해결하고자 설계된 것으로^[5,6], 전기적 접촉 저항을 줄여 신호 전달을 더욱 안정적으로 유지할 수 있다.

본 논문에서는 고주파 IC 테스트를 위한 블레이드 핀의 고주파 신호 전달 무결성을 위한 설계 최적화를 연구하였다. 다양한 설계 조건에 대한 블레이드 핀의 전기적 물리적 성능을 종합적으로 평가하여 최적의 블 레이드 핀 형상을 도출하고자 하였다. 이를 위해 블레이 드 핀의 굴곡수, IC와의 접촉 팁(Tip) 형상, EFC (Electroforming Microfabrication Technology, 전기주 조미세가공기술) 적용 여부 등을 비교 분석하였다. EFC는 핀 굴곡을 다중 스프링 구조로 설계하여 싱글 구조와 유사한 면적을 확보하면서 핀의 내부 공간을 확 보할 수 있는 제작 공정 기술이다. 이러한 다양한 비교 군에 대해 초고주파 전기적 전달 특성과 블레이드 핀의 물리적 압력 비교, 핀 변형 발생 시 전기적 특성 유지 여부 등을 분석하였으며, 초고속 디지털 신호 전송 성능 을 검증함으로써 블레이드 핀의 초고속 데이터 측정 최 적 설계 방안을 제시하였다. 검증된 측정 방법과 셋업을 활용하여 본 논문에서는 우수한 설계 방식을 제시하였 다. 또한 전기적 특성 뿐만 아니라 설계시 고려하여야 하는 물리적 누름 압력에 대한 설계 고려사항도 함께 제 시하였다.

본 논문의 구성은 서론에 이어 2절에서 블레이드 핀 과 소켓 타입의 집적회로 측정과 측정 블레이드 핀을 제시하였으며, 3절에서 블레이드 핀의 전기적, 물리적 성능 측정 분석을 실시하였고, 4절에서 디지털 신호 전 송 능력 검증을 통해, 결론에서 블레이드 핀의 최적 설 계 방안을 제시하였다.

Ⅱ. 소켓을 이용한 블레이드 핀 측정 모델

최근의 고속 데이터 혹은 고주파 IC는 기생성분 (parasitic element)으로 인한 고주파 특성 저하를 막기 위해 그림 1 (a)에서 보는 바와 같은 BGA(Ball Grid Array) 타입의 바닥면 2차원 격자 모양 패키징이 주류 를 이루고 있다^[7]. BGA 타입의 어레이 핀을 측정하기 위해 그림 1 (b)와 같이 BGA 배열과 동일한 배열의 프루빙(probing) 핀을 소켓에 실장하여 측정한다.

사용된 블레이드 핀 소켓은 고성능 열가소성 수지인 Ultem 1000을 사용하여 고온 환경에서도 물리적, 전기 적 특성을 안정적으로 유지할 수 있도록 설계되어, 동작 온도 변화에도 반도체 칩과 테스트 장비 사이의 전기적 연결을 안정적으로 유지하게 된다.

그림 1.

블레이드 핀을 이용한 IC 측정 (a) 블레이드 핀의 소켓 내 배열 (b) 소켓을 이용한 BGA 패키징 IC의 측정

본 논문에서 분석할 블레이드 핀의 길이와 폭은 대형 기기 측정 시 전기적 접촉 안정성과 측정 장비와의 호환 성을 고려하여 각각 7.5mm와 1mm로 설정하였고, 두 께는 0.1mm로 설정하였다. 블레이드 핀을 이용한 IC 측정 시 소켓과 IC의 접촉을 위해 핀이 IC를 누르는 압력이 존재하는데, 이 경우 핀의 충격을 완화하면서 전기적 특성을 유지할 수 있는 S자 굴곡 형상을 기본으 로 설계하였다.

그림 2.

형상에 따른 블레이드 핀 설계

설계 비교에 사용할 블레이드 핀 모델은 S자 굴곡을 기본형으로하여 총 6 종류의 모델을 그림 2에서 보이고 있다. S자 굴곡 2개인 그림 2 (a)의 S2를 기본형 모델로 하여, 굴곡 수 변화 비교를 위한 굴곡 4개의 S4(그림 2(b))를 설정하였다. 굴곡 라인에 공간을 도입한 EFC 공정 기술 적용한 S2와 S4의 비교군을 그림 2 (c)와 (d)와 같이 설정하였으며, 핀의 끝 접촉면 팁의 모양을 사다리꼴로 설계한 Transform 모델을 S2와 EFC S2의 비교군으로 그림 2 (e)와 (f)와 같이 설정하였다.

블레이드 핀의 고주파 대역 전송 특성을 분석하기 위해 S-파라미터 분석을 수행하였다. 이를 위해 소켓 내 신호 전송용 핀과 접지용 핀을 GGSGG 타입으로 배치하였으며, 소켓의 매질과 핀의 금속 매질을 설정하 여 전송 성능을 전자기 해석(Electromagnetic Analysis) 방식으로 비교하였다. S-파라미터 분석은 Ansys사의 HFSS 시뮬레이터를 사용하였으며 신호의 전송 성능인 S21과 반사 손실 성능인 S11 파라미터를 측정하여 평 가하였다.

그림 3.

블레이드 핀의 측정 셋업 (a) 핀 배열 단면 (b) GGSGG 측정 셋업 (S2 타입 장착 예시)

실험 환경은 그림 3에서 보는 바와 같이 동일한 블레 이드 핀을 각각 신호선(S)과 접지선(G)으로 구분하였 다. 신호선과 접지선의 배치는 중앙에 신호선을 배치하 고 직사각형 형태로 4개의 접지선(G)을 배치하는 GGSGG 구조를 사용하였다. 각 선 간의 간격은 0.35mm로 동일하게 유지하였으며, 수평 방향의 접지 선 간 간격은 1.49mm, 수평 방향 접지선 간 간격은 0.59mm로 설정하였다. 고주파 대역에서 발생할 수 있 는 신호 간섭을 방지하기 위해 4개의 접지선 배치를 하였고 이를 통해 일반적인 GSG 타입보다 블레이드 핀의 구조적 특성과 전자기적 특성을 더욱 정밀하게 분 석할 수 있었다. 신호선과 접지선을 위해 동일한 형상의 블레이드 핀 5개를 사용하였으며, 양단에는 동일한 포 트 조건을 적용하여 성능을 평가하였다. 블레이드 핀의 소재는 구리로 설정하였고, 이를 둘러싸고 있는 소켓 역할의 물질은 ε_r = 3.15를 갖는 Ultem 1000을 사용하 였다^[8]. 그림 3 (b)에서 S2타입의 블레이드 핀을 장착 한 측정 셋업 구조를 예시로 보이고 있다.

Ⅲ. 블레이드 핀의 성능 측정

본 절에서는 블레이드 핀의 굴곡 수, EFC 공정 적용 여부, 팁 형태에 따른 성능 평가를 주파수 응답 무결성 특성과 물리적 누름 압력에 따른 항상성 측정 및 분석으 로 수행하였다. 블레이드 핀의 형상별 전기적 특성과 물리적 특성을 보다 체계적으로 비교하기 위해 핀을 세 가지 유형으로 분류하고, 각각에 대한 전기적 성능 및 물리적 내구성을 종합적으로 평가하였다.

3.1 핀 굴곡 수에 따른 전기적 주파수 특성

굴곡 수에 따른 블레이드 핀의 성능 차이를 분석하기 위해 굴곡이 2개인 모델 S2와 굴곡이 4개인 모델 S4를 분석하였다. 측정 주파수 대역은 고조파 성분 (harmonics)을 고려하여 동작 주파수 대역인 20-30GHz의 2-3배인 60GHz까지를 관찰하였으며, 통 과 대역 기준은 S21이 -3dB 이하인 주파수와 반사 손실 의 기준인 S11이 -10dB 이하인 주파수를 관찰하였다. 설계된 블레이드 핀은 50옴 임피던스로 설계되지 않았 으므로 S11의 관찰 기준은 최소의 신호 반사와 전송을 관찰할 수 있는 –10dB 수준의 낮은 기준을 반도체 측 정업체 규격(specification)에 의해 설정하였다.

그림 4는 굴곡 수 변화에 따른 S21과 S11 특성을 보이고 있다. 10GHz 이하 대역에서는 모든 곡선이 대 체로 -3dB 이하의 손실을 유지하고 있어 비교적 삽입 손실이 적고 안정적임을 알 수 있다. 반사 손실 또한 -10dB 이하로 반사 손실이 안정적인 수준을 유지하고 있음을 확인할 수 있고, 전체적으로 모든 형상에서 삽입 손실과 반사 손실 모두 안정적임을 확인 가능하다. 40-60GHz 대역에서는 S2와 S4 모두 S11이 증가하며, S4의 반사 손실이 상대적으로 크게 나타남을 알 수 있 다. S11에서 S2는 1.53GHz, S4는 1.44GHz의 저주파 대역 특성을 나타내며, S2가 S4에 비해 양호함을 나타 내고 있다. S21에서는 S2는 30.38GHz, S4는 28.52GHz의 전송 대역폭을 나타내고 있다. 블레이드 핀의 S자 굴곡은 누름 압력을 완화하는 역할을 하고 있으나 전기적 전송 특성에서는 굴곡 수가 적은 핀의 대역폭이 더 높게 나타남을 알 수 있다.

그림 4.

블레이드 핀 굴곡 수에 따른 전기적 성능 비교. (a) S11.(b)S21.

3.2 EFC 적용에 따른 전기적 주파수 특성

일반적인 블레이드 핀 형상과 EFC 공정 기법이 적용 된 형상 간의 성능을 비교하였다. EFC 공정은 블레이드 핀의 물리적 강도를 전기적 접촉 안정성을 개선하기 위 한 기술로 도입되었으며, EFC 공정의 적용이 고주파 대역에서의 전송 특성에 미치는 영향을 평가하였다. EFC가 적용되지 않은 그림 2 (a) S2와 (b) S4를 EFC가 적용된 그림 2 (c) EFC S2와 (d) EFC S4를 비교하였다. 측정된 S-파라미터 그래프를 그림 5에서 보이고 있다.

그림 5 (a)에서 보는 바와 같이 S11의 저주파 성능 분석에서 S2와 S4는 1.53GHz, 1.44GHz의 대역폭을 가지며, EFC S2와 EFC S4는 2.09GHz, 2.37GHz의 대역폭을 나타내어 EFC를 적용한 블레이드 핀이 저주 파 대역폭이 더 넓게 나타났으나, 20GHz 대역에서는 상대적으로 작은 S11 값을 나타내어 동작 예상 주파수 인 20~30GHz 대역 매칭 특성은 EFC를 적용하지 않은 핀의 성능이 더 좋게 나타내었다. 그림 5 (b)에서 보이 는 S21 전송 대역폭 특성은 S2와 S4는 30.38GHz, 28.52GHz의 대역폭을 나타낸 반면 EFC S2와 EFC S4 는 25.04GHz, 23.78GHz로 EFC 미적용에 비해 약 5GHz 좁은 전송 대역폭 특성을 나타내었다.

EFC 공정 기술 적용 모델이 비적용 모델에 비해 고 주파 대역에서 전송 손실이 더 크게 나타났으며, EFC 공정 기술 또한 물리적 누름 압력에 의한 핀의 충격과 왜곡을 방지하기 위한 장점이 있는 반면 전기적 특성 특히 마이크로파 대역 전송 특성에 부정적인 영향을 미 침을 확인하였다.

그림 5.

EFC 적용에 따른 전기적 성능 비교. (a) S11. (b) S21.

3.3 팁 형상에 따른 전기적 주파수 특성

블레이드 핀의 팁 디자인은 집적회로의 BGA 패키지 핀과의 접촉 성능에 큰 영향을 끼치며, 제조사마다 접촉 저항을 최소화하기 위해 다양한 팁 형상을 채택하고 있 다. 본 절에서는 평면 형태와 뾰족 한 형태의 팁 형상으로 블레이드 핀을 설계하여 주파수 특성에 미치는 영향 평 가를 진행하고, 서로 다른 팁 형상이 전송 성능에 미치는 영향을 비교 분석하여 최적의 설계를 도출하였다. 아래 그림 6에서 팁 형상 변화에 따라 S2와 S2 Transform을, EFC S2와 EFC S2 Transform을 비교하였다.

그림 6.

블레이드 핀 팁 형상에 따른 전기적 성능 비교. (a) S11. (b) S21.

그림 6에서 보이는 바와 같이 S11과 S21 모두 유사 한 특성을 나타내었다. S11의 경우 접촉면이 좁은 transform 타입이 좀 더 넓은 매칭 대역폭을 저주파에서 나타내나 S21으로 표현된 전송 대역폭은 큰 차이를 보 이지 않는다. 따라서 팁 모양의 변형은 접촉면의 임피던 스를 고려한 설계를 적용하는 것이 적합해 보이며 전기 적특 성변화에는 민감하지 않은 것으로 분석되었다.

3.4 누름 압력에 따른 전기적 주파수 특성

집적회로의 BGA 핀인 볼(Ball)에 블레이드 핀이 접 촉되어 측정 시 전기적 접촉의 신뢰성을 보장할 수 있는 누름 압력이 요구된다. 일정한 힘이 핀에 가해지면 블레 이드 핀이 물리적으로 수축하며 전기적 접촉이 이루어 지게된다. 이 과정에서 누름 압력이 너무 낮게 되면 핀과 소켓 사이의 접촉이 불완전해져 측정 오류가 발생 하거나 신호가 손실될 가능성이 높아지며, 지나치게 높 은 압력은 핀 또는 소켓 자체의 손상을 초래할 수 있어 물리적 내구성에 영향을 미치게 된다. 따라서 반도체 특성 측정 시에는 적절한 압력 조건을 유지하고 핀은 적절한 압력을 견디는 내구성과 핀 형상의 변화에 도전 기적 특성을 유지하도록 설계될 필요가 있다.

집적회로의 고주파 측정 장비 사용 시에 측정 세팅은 일반적으로 블레이드 핀의 IC 볼 접촉 후 약 0.3mm의 수축이 이루어질 정도의 누름 압력이 존재한다. 따라서 블레이드 핀은 0.3mm 정도의 누름 압력에 수축할 수 있어야 하며, 압력 제거 시 형상 회복을 위한 탄성이 요구된다. 이를 위해 핀의 형상을 일자형이 아닌 곡선의 스프링 형태로 주로 설계하게 된다. 본 논문에서는 먼저 핀에 주어지는 힘의 크기를 측정하여 핀의 물리적 변형 또는 파손 가능성을 비교 분석하고, 다음으로 누름 압력 이 가해진 핀 변형 상태에서 전기적 특성의 항상성 유지 정도를 분석하였다.

그림 7.

물리적 누름 압력에 따른 블레이드 핀 변형

핀의 누름 압력에 의해 핀이 받는 힘의 크기 측정을 위해 Ansys사의 Workbench 시뮬레이터를 사용하여 블레이드 핀에 가해지는 물리적 압력을 측정하였다. 그 림 7과 같이 0.3mm의 누름 압력 시 변형되는 형태를 구하고, 이때 각 타입의 블레이드 핀이 받는 힘의 크기 를 계산하여 물리적 손상 가능성을 분석하였다. 변형된 핀은 곡선 중심에서 변형이 가장 크게 나타나며, 이는 시뮬레이션에서 응력 분포로 확인할 수 있다. 그림에서 볼 수 있듯이 응력 분포는 색상으로 표현되며, 파란색에 서 빨간색으로 갈수록 응력의 크기가 증가함을 나타낸 다. 이러한 힘의 분포는 압력이 핀의 특정 영역에 집중 되었음을 보여주며, 특히 곡선 부분에서 구조적 약점이 발생할 가능성을 확인할 수 있다.

표 4는 블레이드 핀에 0.3mm가 누르는 압력이 주어 졌을 때, 각 핀에 따라 받는 힘(N)을 나타낸 것이다. S2는 1.06N, S4는 0.87N의 힘을 받는반면, EFC 공정 이 적용된 EFC S2와 EFC S4는 각각 2.50N, 4.20N의 힘을 받아 EFC 공정이 적용되지 않은 핀보다 약 2배에 서 4배 더 큰 힘을 받는 것을 확인할 수 있다. 이는 EFC 공정으로 인해 핀의 미세구조는 더욱 단단해졌지만, 핀 이 외부 압력을 받을 때 전체적으로 힘을 분산시키기 보 다는 특정 영역에 응력이 집중되게 되어 강성의 증가가 전체적으로 균일하게 분포되지 않고 특정부위에 집중 되고, 이러한 조정이 오히려 과도한 강성을 초래하여 유연성을 감소시킬 수 있다. 따라서 작은 변형에서도 큰 힘이 특정 부분에 집중되어 핀의 내구성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

핀의 전기적 특성 비교를 위해 물리적 누름 압력이 가해지지 않 은 핀과 압력에 의해 눌린 핀의 주파수 특성 을 비교하였다. 그림 8은 앞서 분석한 4종의 블레이드 핀 타입들과 0.3mm 누름 압력에 의한 변형 이후 블레 이드 핀들 의 전기적 주파수 응답 특성을 비교하여 나타 내었다. 표 5는 누름 압력이 주어진 변형 블레이드 핀의 대역폭을 보이고 있으며, 앞서 제시한 표 2와의 비교를 통해 대역폭 변화를 확인할 수 있다. 매 칭 대역폭인 S11 은 누름 압력에 의한 변형에도 약 간의 증가 혹은 감 소를 보인 반면, 전송 대역폭인 S21은 기본 S자 블레이드 핀은 유사한 대역폭을 보였으나 EFC 공정 적용 핀 들의 경우 큰 폭의 대역폭 감소를 나타내고 있다. 그림 8 (b) 에서 보이는 주파수 응답 특성에서도 S2와 S4의 경우 누름 전후의 주파수 응답이 거의 동일하거나 50GHz 이상의 고주파 대역에서 손실 차이가 발생하는 반면, EFC S2와 EFC S4의 경우 20GHz 내외에서 손실 차이 가 증가하기 시작하여 전송 손실이 급 격히 변화하는 패 턴을 보이고 있다. 특히 EFC S4의 경우 굴곡 수가 많 고 굴곡 도체 간격이 비교적 좁 게 존재하므로 누름 압력에 의한 변형이 심할 뿐만 아니라 도체 간 간섭과 비선형 왜곡의 발생 가능성이 높은 구조임을 실험적으로 보이 고 있다.

그림 8.

0.3mm 수축 전후 블레이드 핀의 전기적 성능 비 교. (a) S11. (b) S21.

Ⅳ. 블레이드 핀 디지털 전송 성능 검증

앞 절에서 분석된 마이크로파 대역 신호 전송 성능 비교 분석 결과를 바탕 으로 블레이드 핀의 디지털 신호 전송 성능을 아이 패턴(eye-pattern) 분석을 통해 수행 하였다. 아이 패턴은 디지털 데이터의 전송 시 데이터의 왜곡(jitter), 지연(delay)에 의한 디지털 데이터 전송 특 성을 나타내는 지표로 활용된다. 굴곡이 있는 블레이드 핀은 전송 신호에 반사와 감쇠를 유발하여 채널에서의 신호 강도 및 형태를 변화시키기 때 문에 데이터 신호의 안정성과 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

블레이드 핀의 아이 패턴 측정을 위해 Keysight Tecchnologies사의 ADS(Advanced Design System) 시 뮬레이터를 사용하여 아래 그림 9와 같이 아이 패턴을 측정하였다. EM 시뮬레이션을 통해 추 출된 블레이드 핀 의 2-포트 전송 특성을 DUT로 사용하였으며 랜덤 디지 털 펄 스 (PRBS : Pseudo Random Bit Sequence)를 입력 하여 아이 패턴을 관찰하였다. 랜덤 신호 LFSR (Linear Feedback Shift Register)는 60Gbps의 데이터율과 10psec의 상승 시간(rising time), 100psec의 하강 시간 (falling time)을 갖도록 설정하였으며, 출력단 임피던스 는 50옴 으로 설정하였다. 아이 패턴의 전송 데이터의 눈 높이(Height), 눈 폭(Width)의 전송 특성을 분석하여 블 레이드 핀의 신호 전송 성능과 안정성을 평가하였다.

그림 9.

아이 패턴 측정 구성도

그림 10.

블레이드 핀 형상에 따른 아이 패턴. (a) S2. (b) S4.(c) EFC S2. (d)EFCS4.

블레이드 핀의 형상에 따른 아이 패턴 결과를 그림 10에서 나타내었다. S2는 눈 높이(height) 0.228과 눈 폭(width) 0.01752로 가장 높은 높이와 넓은 폭을 나타 내며, 전반적으로 양호한 아이 패턴 특성을 보여 신호의 안정성이 뛰어남을 보인다. S4는 눈 높이 0.174와 눈 폭 0.01520으로 S2에 비해 낮은 높이를 가지지만 유사 한 폭을 유지한다. 이는 진폭 안정성이 다소 낮아질 수 있음을 의미하나 양호한 수준의 아이 패턴 특성을 보인 다. EFC S2는 눈 높이 0.173과 눈 폭 0.01392로 S4와 비슷한 높이를 가지며 상대적으로 좁은 폭을 유지한다. S4와 EFC S2는 S2에 비해 낮은 높이지만 유사한 폭을 가져, 진폭 안정성은 다소 낮지만 양호한 수준을 유지하 며 EFC S2는 EFC 공정 기법의 적용으로 인해 미세한 불안정성이 발생할 가능성이 있어 신호 품질에서 미세 한 차이가 나타날 수 있다. EFC S4의 경우, 눈 높이 0.020과 눈 폭 0.00776으로 가장 낮은 높이와 좁은 폭 을 가지며 이는 신호 간섭 가능성이 높아 아이 패턴 품질이 저하됨을 시사한다. 또한, EFC S4는 전송 속도 및 진폭 안정성 측면에서 불리하며 데이터 전송의 신뢰 성이 현저히 감소한다. 따라서, 굴곡의 개수가 적고 EFC 공정 기법이 적용되지 않은 S2가 가장 안정적인 아이 패턴 결과를 보이며 신호 품질에서도 우수한 성능 을 보인다. 이를 통해 EFC 공정 기법이 적용되지 않고 굴곡이 적은 모델이 신호 품질면에서 최상의 성능을 발휘함을 확인하였다.

Ⅴ. 결 론

본 논문에서는 초고속 데이터 기반의 반도체 IC 측정 을 위한 블레이드 핀의 최적 설계 방법을 제시하였다. 전자기 전송 특성과 물리적 누름 압력, 아이 패턴 측정을 통해 최적의 블레이드 핀 형상 설계 방안을 제시하였다. 블레이드 핀의 전기적 접촉을 위한 누름 압력을 고려하 여 S자 굴곡을 갖는 기본 구조를 설계하였으며, 스프링 탄성 강화를 위한 EFC 공정 적용, 팁의 형상 변화, 누름 압력에 의해 핀에 가해지는 힘, 누름 압력에 의한 핀 형상 변형 전 후 전기적 주파수 응답 특성의 항상성 유지 정도 등을 복합적으로 검토하였으며, 초고주파 아날로 그 성능 분석 외에 디지털 전송 성능 검증을 위해 디지털 데이터의 수신 성능을 아이 패턴 측정으로 검증하였다.

S자 굴곡 수의 증가는 성능에 매우 큰 영향은 없었으 나 전송 대역폭을 다소 감소시키고, EFC 기술 적용 시 굴곡 수가 많을수록 전기적 성능이 열화되는 것으로 나 타났다. EFC 기술 적용 구조는 스프링 탄성력의 증가를 위해 활용하고 있으나 실험 결과 고주파 응답 특성, 누 름 압력에 의한 물리적 내구성이 취약하고, 누름 상태에 서의 고주파 전송 성능이 현격히 감소하는 것으로 분석 되었다. 블레이드 핀의 팁 형상은 전송 성능에서 유의미 할 만큼 큰 차이를 나타내지는 않았으나, 삼각형 형태의 뾰족한 끝 프루빙 팁은 접촉면의 임피던스를 증가시켜 매칭 대역폭을 저주파 대역에서 증가시키는 것으로 나 타났다. 따라서 전기적 신호 전송의 주파수 특성과 내구 성 측면에서 본 연구의 결과는 S자 굴곡의 가장 기본 형상의 블레이드 핀이 가장 우수한 특성을 나타내는 것 으로 확인할 수 있으며, 팁의 형상은 2GHz 이하의 주파 수에서 높은 임피던스 구조인 삼각형 혹은 테이퍼 형태 설계를 고려할 수 있을 것으로 분석되었다. 제안된 반도 체 측정용 블레이드 핀 설계 방법은 기존의 전기 전도도 와 임피던스만을 고려하던 프루빙 팁의 설계 방식에서 밀리미터파 혹은 테라헤르츠 대역 측정을 위한 초고속 데이터 IC 측정용 블레이드 핀 설계에 다양하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.