JP2014513278A - 半導体デバイスの検査装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は複数の電気的被検査接点を有する被検査体の電気的特性を検査するための半導体デバイスの検査装置において、長さ方向に伸縮可能な複数のプルブピンと、前記プルブピンを相互平行に支持するプルブピン支持部と、前記プルブピンの一端部が接触する複数の固定接点を有するソケットボードと、を含むソケットアセンブリと;前記被検査接点が前記プルブピンの他端部に向かうように前記被検査体を受容する被検査体受容部と、前記被検査体と前記プルブピン支持部との間に介在され、前記被検査接点に対応して貫通形成されて前記プルブピンの前記他端部が通過するプルブ孔を有する底面部材と、を含む被検査体キャリアと;を含むことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体デバイスの検査装置、さらに詳しくは、半導体デバイスの電気的特性を検査する時に半導体デバイスの被検査接点とプルブピンの接触誤差を改善することができる半導体デバイスの検査装置に関する。
一般的に、ICのような半導体デバイスは、その製造工程中に電気的特性を検査してその不良の有無を検査している。半導体デバイスの電気的特性検査は、半導体デバイスの被検査接点(バンプ)と印刷回路基板(PCB)を含むテストボードの接点(パッド)との間に介在されたプルブピンを通じて行われる。また、半導体デバイスの電気的特性検査は半導体デバイスを被検査体キャリアに挿入した状態で行われる。
図17は従来の半導体デバイスの検査装置の構造を示す図である。半導体デバイスの検査装置1は、半導体デバイス10を安着させる被検査体キャリア30、前記被検査体キャリア30の上方に位置して前記安着された半導体デバイス10をテストするために下方に抑えるためのプッシャー20、前記被検査体キャリア30の下方に位置するソケットガイド40、及び前記安着された半導体デバイスの被検査接点と接触するプルブピン50を含むソケットアセンブリ60を含む。
従来の半導体デバイス10の検査は、被検査体キャリア30に搭載された半導体デバイス10のボール端子10aとソケットアセンブリ60に支持されたプルブピン50の電気的接触によって行われる。その時、とても小さい大きさのボール端子10aとプルブピン50は、狭いピッチで配置されているのでテスト時に非常に高精密度の整列が要求されるのに、ボール端子10aとプルブピン50の整列は被検査体キャリア30のアライン孔32とソケットガイド40のアラインピン42の相互整列によって行われる。
前記被検査体キャリア30はテスト時にソケットガイド40と結合及び分離を繰り返ししなければならないので、アラインピン42とアライン孔は反復的な結合と分離を通じて遊び度が増えることになる。結果的に、このような遊び度の増加はボール端子10aとプルブピン50のミスマッチングを招く問題がある。また、ソケットアセンブリ60をソケットガイド40に装着する時、追加的な誤差が発生する問題もある。
本発明の目的は、テスト時に、被検査体の被検査接点とプルブピンの相互接触の精度を高めることができる半導体デバイスの検査装置を提供することである。
本発明の他の目的は、被検査体の被検査接点とプルブピンの接触抵抗を減らすことができる半導体デバイスの検査装置を提供することである。
本発明のまた他の目的は、被検査体の検査時にプルブピンの接触端部の汚染を減らすことができる半導体デバイスの検査装置を提供することである。
本発明は、ソケットアセンブリの案内突起と被検査体キャリアの底面部材の案内溝との間の整合において互いに挟まれが発生しない半導体デバイスの検査装置を提供することである。
前述した本発明の課題を解決するための実施形態は、複数の電気的被検査接点を有する被検査体の電気的特性を検査するための検査装置において、長さ方向に伸縮可能な複数のプルブピンと、前記プルブピンを相互平行に支持するプルブピン支持部と、前記プルブピンの一端部が接触する複数の固定接点を有するソケットボードを含むソケットアセンブリと;前記被検査接点が前記プルブピンの他端部を向かうように前記被検査体を受容する被検査体受容部と、前記被検査体と前記プルブピン支持部との間に介在され、前記被検査接点に対応して貫通形成されて前記プルブピンの前記他端部が通過するプルブ孔を有する底面部材を含む被検査体キャリアと;を含むことを特徴とする。
前記底面部材とプルブピン支持部は前記プルブピンの長さ方向に沿って相互噛み合わせ位置を整列する一側の案内突起と他側の案内溝を含む凹凸結合部を有することが望ましい。
前記凹凸結合部は、前記底面部材に前記プルブピン支持部がアクセスする時に前記案内突起と前記案内溝の相互噛み合わせが前記プルブピンの前記プルブ孔内の挿入より先行されるように形成されていることが好ましい。
前記案内突起と案内溝が噛み合う時、隆起部が前記隆起受容部に接触しないように設計しなければならない。
前記凹凸結合部は少なくとも2対の一側の案内突起と他側の案内溝を含み、前記少なくとも2対の案内突起と案内溝はそれぞれ脱着時に相互挟まれ防止のために、互いに異なる形状を有することが望ましい。
前記互いに異なる形状は正円と楕円形を含むことが望ましい。
前記底面部材は粉塵放出開口を含むことができる。
本発明によると、被検査体の被検査接点とプルブピンの接触が底面部材のプルブ孔内で行われるので接触精密度を高めるだけでなく、接触抵抗も減らすことができる。
本発明による被検査体キャリアの中央部分を底面部材によって遮断することによって下部のプルブピンティップ部分に異物が付着されることを減らすことができる。
本発明によると、ソケットの接触位置変化を直してプルブピンのよじれを防止し、被検査体の被検査接点の中心に正確に接触してソケットの外部的衝撃にもプルブピン及び被検査接点を保護することができて寿命を延長することができる。
本発明によると、電気的特性検査のために被検査体キャリアに被検査体を挿入した状態で震動が発生しても、被検査体が被検査体キャリアから落下しないようにすることができる。
本発明による半導体デバイスの検査装置の分解斜視図 図1の半導体デバイスの検査装置のプッシャー200の断面図 図1の半導体デバイスの検査装置の被検査体キャリア300を示す平面図 図1の半導体デバイスの検査装置の被検査体キャリア300を示す断面図 図1の半導体デバイスの検査装置の被検査体キャリア300を示す底面図 図1の半導体デバイスの検査装置の被検査体キャリア300の底面部材320の一部を示す平面図 図6のI−I線に沿って切断して示す断面図 図1の半導体デバイスの検査装置のソケットガイド400の平面図 図1の半導体デバイスの検査装置のソケットガイド400の断面図 図1の半導体デバイスの検査装置のソケットアセンブリ500の斜視図 図1の半導体デバイスの検査装置のソケットアセンブリ500の部分断面図 本発明の他の実施形態による半導体デバイスの検査装置の底面部材620を示す平面図 本発明の他の実施形態による半導体デバイスの検査装置のプルブピン支持部710を示す斜視図 図1の半導体デバイスの検査装置のプッシャー200、被検査体キャリア300、ソケットガイド400及びソケットアセンブリ500の1次整列状態を示す断面図 図14aのA部分を拡大して示す要部拡大断面図 図1の半導体デバイスの検査装置のプッシャー200、被検査体キャリア300、ソケットガイド400及びソケットアセンブリ500の2次整列状態を示す断面図 図15aのB部分を拡大して示す要部拡大断面図 図1の半導体デバイスの検査装置のプッシャー200、被検査体キャリア300、ソケットガイド400及びソケットアセンブリ500の最終整列状態を示す断面図 図16AのC部分を拡大して示す要部拡大断面図 従来の半導体デバイス検査装置を示す断面図である。
以下、添付した図面を参考して本発明の実施形態に対して詳しく説明する。本発明を明確に説明するために説明に係らない部分は省略する。また、明細書全体を通じて同一、または類似した構成要素については同一な参照符号を付して、上下左右に対する方向基準は図面を正面から見ることを基準として設定された。
図1に示すように、本発明の半導体デバイスの検査装置100は、半導体デバイス10を安着させる被検査体キャリア300、前記被検査体キャリア300の上方に位置してテスト時に安着された半導体デバイス10を加圧するプッシャー200、前記被検査体キャリア300の底面に着脱可能に支持される底面部材320、被検査体キャリア300の下方に位置するソケットガイド400、及び前記ソケットガイドと結合し、複数のプルブピン522を支持しているソケットアセンブリ500を含むことができる。
プッシャー200は図2に示すように、被検査体キャリア300に安着された半導体デバイス10を上から下に加圧する加圧突起220と半導体デバイス10を正確に加圧できるように後述する被検査体キャリア300に形成された第1整列孔302に挿入される第1整列ピン202を含む。
被検査体キャリア300は、図3乃至図5に示すように、半導体デバイス10を受容できる中央の開口部312を有する被検査体受容部310と前記被検査体受容部310の底面に着脱可能に支持される底面部材320を含む。底面部材320は、例えば、ネジ325によって被検査体受容部310に着脱可能に結合されことができる。
被検査体キャリア300は、前記プッシャー200の第1整列ピンの202が挿入される第1整列孔302、303を含む。左右両側の第1整列孔302と中央の第1整列孔303はそれぞれ楕円型と円形でなっている。左右の第1整列孔302を楕円形で形成することは整列誤差を減らすためのことである。
被検査体受容部310は、中央の開口部312を有するベース314と、前記ベース314の開口部312に弾性結合部316によって上下左右揺動可能に設けられて半導体デバイス10を安着させるフローティング部材318を含むことができる。勿論、ベース314とフローティング部材318は一体で製作しても構わない。
被検査体キャリア300は半導体デバイス10を固定支持するために開口部312の内壁に配置されるラッチ(図示せず)を含むことができる。
前記被検査体10としては、ICのような半導体デバイスが適用されることができるし、電気的特性を検査するための他のデバイスも適用することができる。
図6及び図7に示すように、底面部材320は、後述するソケットアセンブリ500のプルブピン522に対応する位置に複数のプルブ孔322、ソケットアセンブリ500の案内突起524に対応する位置に円形で形成された案内溝324、底面部材320を被検査体受容部310に着脱可能に固定するネジ孔326、テスト時に粉塵のような汚染物質を排出するために中央に長方形で開放された粉塵放出開口328を含む。底面部材320は被検査体受容部310のフローティング部材318に正確に固定されるように被検査体受容部310の第2整列ピン(図示せず)に挿入される第2整列孔329を含むことができる。
前記案内溝324はソケットアセンブリ500の案内突起524と共に凹凸結合部324、524を形成する。案内溝324は円形だけでなく楕円形など、様々な形象で設けることができる。中央の粉塵放出開口328は半導体デバイス10の形態に従って外郭に形成されることもできるし、長方形以外には円形など多様な形象で形成することもできる。
図7及び図10に示すように、底面部材320は、後述するソケットアセンブリ500の隆起部514を受容する隆起受容部321が下部に形成されている。隆起受容部321は隆起部514の受容を容易にするために下から上に向かうテーパー部323を含むことができる。隆起受容部321の中央にはプルブ孔322が形成されている。
前記隆起受容部321に接しているプルブ孔322の入り口はテスト時にプロブピン522が安全に挿入されるように角を除去してテーパーを形成することが望ましい。また、プルブ孔322の上部には半導体デバイス10のボール端子10aが置かれる溝部327を含んでいる。
図8及び図9に示すように、ソケットガイド400は、後述するソケットアセンブリ500との結合のための締結孔412と、前述した被検査体キャリア300の第3整列孔304と分離可能に結合するための内部が空いている円筒型第3整列ピンの414を含む。前記第3整列ピンの414の内部空間は、前記プッシャー200の第1整列ピンの202が挿入される第4整列孔415を形成する。テスト時に、ソケットガイド400の第3整列ピンの414は被検査体キャリア300の第3整列孔304に挿入され、半導体デバイス10のボール端子10aとプルブピン522を1次的に整列する役割をする。即ち、前記プッシャー200の第1整列ピンの202は、前記被検査体キャリア300の第1整列孔302を貫通して第3整列孔304を経て、前記後述するソケットガイド400の第3整列ピンの414内部空間である第4整列孔415に挿入される。ソケットガイド400は、後述するソケットボード530との結合のため第3整列ピンの下部に突出する突出部416を含むことができる。
図10及び図11は本発明によるソケットアセンブリ500を示す図である。ソケットアセンブリ500は複数のプルブピン522を支持するプルブピン支持部510、前記底面部材320の案内溝324に挟まれた案内突起524、及び前記プルブピン支持部510を搭載するためのソケットボード530を含んでいる。前記案内突起524は、前述のように底面部材320の案内溝324と共に凹凸結合部324、524を形成する。プルブピン支持部510は、後述するソケットボード530に結合することができる。
凹凸結合部324、524は、必要に応じて案内突起524を底面部材320に形成し、案内溝324はプルブピン支持部510に形成されることもできる。本発明の凸凹の結合部324、524はプルブピン支持部510に配置された4つの案内突起524と底面部材320に配置された4つの案内溝324が示されているが、それぞれ3つ以下または5つ以上配置しても同じ効果を奏することができる。勿論、一つの案内突起524と一つの案内溝324だけを配置する場合、案内突起524と案内溝324の断面形状が正円である場合には、整列の効果を奏することができないので所定の大きさの楕円形、3角形、正方形などで設計されなければならない。
ソケットボード530はテスター(図示せず)と電気的に連結された回路パターン(図示せず)と固定接点であるパッド532を有する印刷回路基板PCBを含むことができる。
プルブピン支持部510の下部面には、図11に示すように、プルブピン522の一端部523が突出されている。この突出されたプロブピン522の一端部523はテスト時に前記ソケットボード530の固定接点・パッド532に接触する。
プルブピン支持部510はプルブピン522らが支持された一部分を突出させた隆起部514を含んでいる。この隆起部514は底面部材320の隆起受容部321に対応する位置に配置され、テスト時に、被検査体キャリア300の底面部材320の下部に形成された隆起受容部321に受容される。隆起受容部321の上面にはプルブピン522の他端部525が突出されている。前記プロブピン522の他端部525はテスト時に前記被検査体キャリアの底面部材320のプルブ孔322に挿入される。
プルブピン522は弾性体によって長さ方向に伸縮可能なものならば、いずれも適用することができる。例えば、中孔の1バレル内にスプリングのような弾性体を挿入し、前記弾性体を間に置いて上下部プランジャーをそれぞれバレルに部分的に突出するように挿入したポコピンタイプが使用されることができる。図8に示すように、前記プロブピン522の突出された両端部523、525は上下部プランジャに該当する。
図12は、本発明の他の実施形態による底面部材620の構造を示す平面図として、前記底面部材620に対応するソケットアセンブリ構造は対応する案内突起を除いては同一の構造となっているので説明の弁理のため省略する。勿論、案内突起の形状は、図12に示すように、底面部材620の案内溝624a、624b、624c、624dの形状に対応しなければならない。例えば、案内溝が円形ならば対応する案内突起は円形の断面を有するピン形状、楕円形ならば楕円形断面を有するピン形状でなければならない。
底面部材620はソケットアセンブリのプルブピンに対応する位置にプルブ孔622、ソケットアセンブリの案内突起に対応する位置に形成された案内溝624a、624b、624c、624d、底面部材620を被検査体受容部に着脱可能に固定するネジ孔626、テスト時に粉塵のような汚染物質を排出するため、中央に長方形で開放された粉塵放出開口628を含む。底面部材620は被検査体受容部に正確に固定されるように被検査体受容部の第2整列ピンの(図示せず)に挿入される第2整列孔629を含むことができる。
前記案内溝624はソケットアセンブリの案内突起(図示せず)と共に凹凸結合部を形成する。図12に示すように、底面部材320の4つの案内溝624a、624b、624c、624dはそれぞれ異なる形状で構成されている。図6に示すように、底面部材320には4つの案内溝324が全て正円形で構成されるが、図9では楕円型の案内溝624a、624b、624cと正円形の案内溝624dが混合して構成されている。
このように異なる形状で構成される理由は、4つの案内溝624a、624b、624c、624dと、これに対応する同一の断面形状を有するソケットアセンブリの4つの案内突起(図示せず)が対になって互いに結合することは、互いに挟まれが発生することを防止するためのことである。つまり、4対のすべてを正円とする場合、多少の誤差が発生して挿入される場合、しっかり挟まれたり緩やかに挿入される場合が発生してプルブピンまたはボール端子を損傷させる可能性がある。しかし、方向が異なる楕円型が含まれる場合には位置誤差が発生すると、全然互いに整合しないので、プルブピンまたはボール端子の損傷が発生しない。
底面部材620の中央には菱形で開放された粉塵放出開口628が形成されている。
図13に示すように、本発明の他の実施形態によると、プルブピン支持部710は4角付近に4つの案内突起725が配置され中央部分にプルブピン522が突出されている隆起部714が配置されている。このようなプルブピン支持部710は半導体デバイス10のボール端子10aが中央に配列されている場合に使用されることができる。
以下、図14a乃至図16bを参照して本発明による半導体デバイスの検査装置100の動作を説明する。
図14a乃至16bは半導体デバイスの検査装置のソケットアセンブリ500、ソケットガイド400、被検査体キャリア300及びプッシャー200を順次的に整列して半導体デバイス10を検査する過程を示している。
先に、図14aに示すように、プッシャー200の第1整列ピン202は被検査体キャリアの第1整列孔302、第3整列孔304及びソケットガイド400の第4整列孔415に順次的に挿入される。結果的に被検査体キャリア300に安着された半導体デバイス10のボール端子10aとソケットアセンブリ500のプルブピン522は1次的に整列される。この時、図14bに示すように、プルブピン支持部510の案内突起524は被検査体キャリア300の底面部材320案内溝324に挟まれる前の状態になる。
続いて、被検査体キャリア300がソケットガイド400と完全に結合されれば、図15a及び15bに示すように、プルブピン支持部510の案内突起524は被検査体キャリア300の底面部材320の案内溝324に若干挟まれて被検査体キャリア300に安着された半導体デバイス10のボール端子10aとソケットアセンブリ500のプルブピン522は2次的に整列される。この時、ソケットアセンブリ500のプルブピン522は被検査体キャリア300の底面部材320のプルブ孔322に挟まれる前の状態になる。
最後に、テストのためにプッシャー200を加圧すると、図16aに示すように、フローティング部材318は弾性結合部316によって下方に押されるようになって定着された半導体デバイス10も下方に移動するようになって、被検査体キャリア300に安着された半導体デバイス10のボール端子10aとソケットアセンブリ500のプルブピン522は3次的に整列される。この時、プルブピン支持部510の案内突起524は図16bに示すように、被検査体キャリア300の底面部材320の案内溝324に完全に挟まれると共に、プルブピン522が底面部材320のプルブ孔322に挿入されることができる。結果的にプルブ孔322に挿入されたプルブピン522は半導体デバイスのボール端子10aに接触する状態になる。
図15a及び15bに示すように、被検査体キャリア300がソケットガイド400に完全に結合された時、ソケットアセンブリ500の案内突起524と被検査体キャリア300の案内溝524は互いに挿入されない状態で設計されることができる。この場合、ソケットアセンブリ500の案内突起524と被検査体キャリア300の案内溝524はプッシャー200の加圧時に互いに結合するようになるだろう。
前述した本発明による半導体デバイスの検査装置の動作によって分かるように、半導体被検査体10のボール端子10aはプルブ孔322に少なくとも部分的に挿入された状態でプルブピン522の他端部525と接触することによって、プルブピン522の他端部525とボール端子10aの接触空間をプルブ孔322内に制限することができる。その結果、半導体デバイス10のボール端子10aとソケットアセンブリ500のプルブピン522は精密に相互接触できるだけでなく、接触抵抗を減らすこともできる。
また、案内突起524と案内溝324の挿入をプルブピン522とプルブ孔322の挿入より先に行われるようにすることによって、プルブ孔322に対するプルブピン522の精密な結合を誘導することができて、衝撃や突き当りによって簡単に損傷される微細なプルブピン522を保護することができる。
このような案内突起524と案内溝324の結合がプルブ孔322に対するプルブピン522の結合より先行するためには、底面部材320はプルブピン支持部510の隆起部514を受容する隆起受容部321が必要である。また、隆起受容部321は隆起部514を受容する時に相互接触しないことが望ましい。隆起部514と隆起受容部321が互いにぶつかったらプルブピン522の位置は変更され、結局プルブピン522が正確にプルブ孔322に挿入されず、損傷される恐れがある。
本発明による検査装置100は被検査体キャリア300の開口部312下部は完全開放された状態でなく、底面部材320によって支えたので、被検査体10の落下を防止することができるし、テスト時に被検査体キャリア300上部から異物が落下してプルブピン522のティップ部を汚染させることを防止することができる。
たとえ本発明のいくつかの実施形態が図示及び説明されているが、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する当業者なら本発明の原則や精神から外れなく、本実施形態を変形することができる。発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって定まれる。

Claims (9)

  1. 複数の電気的被検査接点を有する被検査体の電気的特性を検査するための半導体デバイスの検査装置において、
    長さ方向に伸縮可能な複数のプルブピンと、前記プルブピンを相互平行に支持するプルブピン支持部と、前記プルブピンの一端部が接触する複数の固定接点を有するソケットボードと、を含むソケットアセンブリと;
    前記被検査接点が前記プルブピンの他端部を向かうように前記被検査体を受容する被検査体受容部と、前記被検査体と、前記プルブピン支持部の間に介在され、前記被検査接点に対応して貫通形成されて前記プルブピンの前記他端部が通過するプルブ孔を有する底面部材を含む被検査体キャリアを含むことを特徴とする半導体デバイスの検査装置。
  2. 前記底面部材とプルブピン支持部は、前記プルブピンの長さ方向に沿って相互噛み合わせ位置を整列する一側の案内突起と他側の案内溝を含む凹凸結合部を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体デバイスの検査装置。
  3. 前記凹凸結合部は、前記底面部材に前記プルブピン支持部がアクセスする時に前記案内突起と前記案内溝の相互噛み合わせが前記プルブピンの前記プルブ孔内の挿入より先行されるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体デバイスの検査装置。
  4. 前記プルブ孔は、前記被検査接点の少なくとも一部を前記プルブピンの長さ方向に沿って受容することを特徴とする請求項1に記載の半導体デバイスの検査装置。
  5. 前記プルブピン支持部は、前記プルブピンの領域で前記底面部材に向かって隆起された隆起部を有し、前記底面部材は、前記隆起部を受容する隆起受容部を有することを特徴とする請求項3に記載の半導体デバイスの検査装置。
  6. 前記案内突起と案内溝が噛み合う時に隆起部が前記隆起受容部に接触しないことを特徴とする請求項5に記載の半導体デバイスの検査装置。
  7. 前記凹凸結合部は、少なくとも2対の一側の案内突起と他側の案内溝を含み、前記少なくとも2対の案内突起と案内溝は、それぞれ脱着時に相互挟まり防止のために、互いに異なる形状を有することを特徴とする請求項2に記載の半導体デバイスの検査装置。
  8. 前記互いに異なる形状は正円と楕円形を含むことを特徴とする請求項7に記載の半導体デバイスの検査装置。
  9. 前記底面部材は粉塵放出開口を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体デバイスの検査装置。
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