JP7333869B2 - 検査ソケット及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体のような被検査体の電気的特性を検査する検査ソケット及びその製造方法に関する。

高周波又は高速半導体テスト用検査装置は、高周波用プローブを含んでいる。

高周波又は高速半導体テスト用検査装置は、隣接した信号用プローブ同士の干渉を遮蔽するために、信号用プローブを導電性ブロックに非接触状態で装着する。このとき、信号用プローブは、導電性ブロックのプローブ孔の内壁に接触しないように通過させた後、両端部を導電性ブロックの両面に配置された１対の絶縁プレートに支持する。しかしながら、このような従来の検査装置は、導電性ブロックに結合する１対の絶縁プレートを追加しなければならず、構造が複雑なため製造コストが上昇することがある。また、信号プローブの両端を支持するために１対の絶縁プレートにそれぞれ形成された１対のプローブ支持孔と導電ブロックのプローブ収容孔との整列誤差、及びプローブ収容孔とプローブ支持孔との加工誤差により、挿入損失（Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｌｏｓｓ）特性、反射損失（Ｒｅｔｕｒｎ Ｌｏｓｓ）特性、クロストーク（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）特性、隔離（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）特性、Ｚ－インピーダンス（Ｚ－Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）特性、インダクタンス特性が悪くなることがあった。

本発明の目的は、構造が簡単なため製造コストを節減できる検査ソケット及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、挿入損失（Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｌｏｓｓ）特性、反射損失（ＲｅｔｕｒｎＬｏｓｓ）特性、クロストーク（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）特性、隔離（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）特性、Ｚ－インピーダンス（Ｚ－Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）特性、インダクタンス特性を向上させることができる検査ソケット及びその製造方法を提供することにある。

上述した課題を達成可能な、プローブを支持する検査ソケットが提供される。検査ソケットは、前記プローブを収容するプローブ孔が設けられた絶縁性の材質のソケットブロック、及び前記ソケットブロックの外面に被覆された導電性材質の外部膜と前記プローブ孔の内面に被覆された導電性材質の内部膜を有するコーティング部を含み、前記内部膜の少なくとも一部は、前記外部膜から電気的に隔離している。

前記プローブ孔は、前記プローブを収容する収容部、及び前記プローブの両端をそれぞれ支持する第１及び第２支持部を含み、前記内部膜の少なくとも一部は、前記第１及び第２支持部を被覆した部分を含むことができる。

前記プローブは、パワーを印加するパワープローブ、及び検査信号を印加する信号プローブを含むことができる。

本発明の第１実施例に係る、プローブを支持する検査ソケットの製造方法が提供される。検査ソケットの製造方法は、絶縁材質のソケットブロックを準備する段階、前記ソケットブロックに、前記プローブが挿入されるプローブ孔を形成する段階、前記ソケットブロックの外面と前記プローブ孔の内面を導電性材質でそれぞれ被覆して、外部膜と内部膜を有するコーティング部を形成する段階、及び前記内部膜の少なくとも一部を前記外部膜から電気的に隔離させる段階を含む。

前記内部膜の少なくとも一部は、前記プローブの両端部が支持される部分を含むことができる。

前記プローブ孔は、前記プローブに比べても大きい直径を有する収容部と、前記プローブの両端部をそれぞれ支持する第１及び第２支持部を含み、前記隔離段階は、前記プローブ孔の両側出口を取り囲む外部膜、前記収容部一端と前記第１支持部との境界部分、そして前記収容部の他端と前記第２支持部との境界部分を除去する段階を含むことができる。

本発明の検査ソケットは、プローブを支持するプローブ孔を有する絶縁材質のソケットブロックを導電被膜で全体的に被服した後、プローブを支持する支持部の被膜部分を電気的に隔離させる。結果的に、検査ソケットは、簡単な構造でプローブが接地状態の環境に取り囲まれるようにし、プローブを取り囲む接地壁同士の間隔を一定にすることにより、挿入損失（Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｌｏｓｓ）特性、反射損失（Ｒｅｔｕｒｎ Ｌｏｓｓ）特性、クロストーク（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）特性、隔離（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）特性、Ｚ－インピーダンス（Ｚ－Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）特性、インダクタンス特性を向上させることができる。

本発明の第１実施例に係る検査ソケットを示す斜視図である。 図１の検査ソケットを分解して上方から視た斜視図である。 図１の検査ソケットを分解して下方から視た斜視図である。 ソケットブロックを上方から視た斜視図である。 ソケットブロックを下方から視た斜視図である。 図４のＡ－Ａ線に沿う断面の一部を示す図である。 プローブを排除したソケットブロックを部分的に拡大して示す図である。 本発明の実施例に係るソケットブロックを製造する方法を示す図である。 本発明の実施例に係るソケットブロックを製造する方法を示す図である。 本発明の実施例に係るソケットブロックを製造する方法を示す図である。 本発明の実施例に係るソケットブロックを製造する方法を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る好ましい実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施例に係る検査ソケット１を示す斜視図であり、図２は、図１の検査ソケット１を分解して上方から視た斜視図であり、図３は、図１の検査ソケット１を分解して下方から視た斜視図である。

図１～図３を参照すると、検査ソケット１は、ベースフレーム２、被検査体を収容し、ベースフレーム２に収容されるインサート３、及びソケットブロック４を含むことができる。

ベースフレーム２は、中央にインサート３を収容するインサート収容部２１を含むことができる。インサート収容部２１は、中央を貫通する四角の開口部２１１、及び開口部２１１の底の周縁に設けられた支え部２１２を含むことができる。

インサート３は、ベースフレーム２のインサート収容部２１の支え部２１２に、スプリング（図示せず）によって弾性的に離隔するように収容されてよい。インサート３は、被検査体を収容する被検査体収容部３１、及び被検査体収容部３１の底に設けられた底部３２を含むことができる。底部３２は、被検査体の端子、例えばバンプが安着する複数の端子収容孔３２１が設けられてよい。底部３２は、インサート収容部２１の開口部２１１に対応するように位置してよい。

インサート３は、４個のボルト３３により、インサート収容部２１に収容された状態で引き出されないように制限されてよい。結果的に、インサート３は、検査時に、被検査体収容部３１に収容された被検査体を加圧すると、スプリング（図示せず）を加圧しながら下方移動し得る。

ソケットブロック４は、上部ブロック４１、及び下部ブロック４２を含むことができる。ソケットブロック４は、複数のプローブ５を含むことができる。

図４は、ソケットブロック４を上方から視た斜視図であり、図５は、ソケットブロック４を下方から視た斜視図であり、図６は、図４のＡ－Ａ線に沿う断面の一部を示す図である。

図４～図６を参照すると、ソケットブロック４は、互いに結合している、上部ブロック４１、下部ブロック４２及び複数のプローブ５を含むことができる。プローブ５は、検査の際に長さ方向に沿って弾性的に伸縮可能である。プローブ５は、電圧が印加されるパワープローブ５１、接地信号が印加される接地プローブ５２、検査信号が印加される信号プローブ５３及び／又は同軸プローブ５４を含むことができる。パワープローブ５１、接地プローブ５２、信号プローブ５３及び同軸プローブ５４の外面は、導電性材質からなってよい。同軸プローブ５４は省略されても、信号プローブ５３に代替されても、信号プローブ５３の代わりに使用されてもよい。

図７は、プローブ５を排除したソケットブロック４を部分的に拡大して示す図である。

図７を参照すると、上部ブロック４１は、絶縁性材質、例えばエンジニアリングプラスチック又はセラミックの第１ブロック本体４１１、及び第１ブロック本体４１１を全体的に導電性材料で塗布して形成された第１コーティング部４１２を含むこともできる。

第１ブロック本体４１１は、図６に示したパワープローブ５１、接地プローブ５２、信号プローブ５３及び同軸プローブ５４の上部をそれぞれ収容して支持する第１パワープローブ孔４１３、第１接地プローブ孔４１４、第１信号プローブ孔４１５及び第１同軸プローブ孔４１６を含むことができる。

第１パワープローブ孔４１３は、パワープローブ５１の上部を非接触状態で収容する第１パワープローブ収容孔４１３１、及びパワープローブ５１の上端部を接触して支持する第１パワープローブ支持孔４１３２を含むことができる。

第１接地プローブ孔４１４は、接地プローブ５２の上部を接触状態で収容する第１接地プローブ収容孔４１４１を含むことができる。

第１信号プローブ孔４１５は、信号プローブ５３の上部を非接触状態で収容する第１信号プローブ収容孔４１５１、及び信号プローブ５３の上端部を接触して支持する第１信号プローブ支持孔４１５２を含むことができる。

第１同軸プローブ孔４１６は、同軸プローブ５４の上部を収容する第１同軸プローブ収容孔４１６１を含むことができる。

第１コーティング部４１２は、導電性材質、例えば金（Ａｕ）で第１ブロック本体４１１の外面をメッキして形成された第１外部膜４１２１と、第１パワープローブ孔４１３、第１接地プローブ孔４１４、及び第１信号プローブ孔４１５の内面をそれぞれメッキして形成された第１及び第２パワーホール内部膜４１２２－１，４１２２－２、第１接地ホール内部膜４１２３、及び第１及び第２信号ホール内部膜４１２４－１，４１２４－２を含むことができる。

第１コーティング部４１２は、第１ブロック本体４１１の上面に被覆された第１外部膜４１２１と第１パワープローブ支持孔４１３２に被覆された第２パワーホール内部膜４１２２－２とを電気的に分離する第１上面分離部４１２５を含むことができる。

第１コーティング部４１２は、第１ブロック本体４１１の上面に被覆された第１外部膜４１２１と第１信号プローブ支持孔４１５２に被覆された第２信号ホール内部膜４１２４－２とを電気的に分離する第２上面分離部４１２６を含むことができる。

第１コーティング部４１２は、第１パワープローブ収容孔４１３１に被覆された第１パワーホール内部膜４１２２－１と第１パワープローブ支持孔４１３２に被覆された第２パワーホール内部膜４１２２－２とを電気的に分離する第１内面分離部４１２７を含むことができる。

第１コーティング部４１２は、第１信号プローブ収容孔４１５１に被覆された第１信号ホール内部膜４１２４－１と第１信号プローブ支持孔４１５２に被覆された第２信号ホール内部膜４１２４－２とを電気的に分離する第２内面分離部４１２８を含むことができる。

以上のように、第１外部膜４１２１は、接地プローブ５２と第１接地ホール内部膜４１２３を通じて接地状態を維持することができる。また、第１パワープローブ収容孔４１３１と第１信号プローブ収容孔４１５１にそれぞれ被覆された第１パワーホール内部膜４１２２と第１信号ホール内部膜４１２４は、第１ブロック本体４１１の下面に被覆された第１外部膜４１２１に電気的に連結され、接地状態を維持することができる。

一方、第１パワープローブ支持孔４１３２に被覆された第２パワーホール内部膜４１２２－２は、第１上面分離部４１２５及び第１内面分離部４１２７によって第１外部膜４１２１から電気的に隔離してよい。第１信号プローブ支持孔４１５２に被覆された第２信号ホール内部膜４１２４－２は、第２上面分離部４１２６及び第２内面分離部４１２８によって第１外部膜４１２１から電気的に隔離してよい。

下部ブロック４２は、絶縁性材質、例えばセラミックの第２ブロック本体４２１、及び第２ブロック本体４２１を全体的に導電性材料で塗布して形成された第２コーティング部４２２を含むこともできる。第２コーティング部４２２は、検査回路基板（図示せず）に接触する第２ブロック本体４２１の下面に形成されないか、或いは下面全体の被膜が除去れてよい。万一、第２ブロック本体４２１の下面を検査回路基板に非接触状態で配置する場合には、上部ブロック４１の第１及び第２上面分離部４１２５，４１２６のように第１及び第２下面分離部を形成することもできる。

下部ブロック４２は、図６のパワープローブ５１、接地プローブ５２、信号プローブ５３及び同軸プローブ５４の下端部をそれぞれ収容して支持する第２パワープローブ孔４２３、第２接地プローブ孔４２４、第２信号プローブ孔４２５及び第２同軸プローブ孔４２６を含むことができる。

第２パワープローブ孔４２３は、パワープローブ５１の下部を非接触状態で収容する第２パワープローブ収容孔４２３１、及びパワープローブ５１の下端部を接触して支持する第２パワープローブ支持孔４２３２を含むことができる。

第２接地プローブ孔４２４は、接地プローブ５２の下部を接触状態で収容する第２接地プローブ収容孔４２４１を含むことができる。

第２信号プローブ孔４２５は、信号プローブ５３の下部を非接触状態で収容する第２信号プローブ収容孔４２５１、及び信号プローブ５３の下端部を接触して支持する第２信号プローブ支持孔４２５２を含むことができる。
49 第２同軸プローブ孔４２６は、同軸プローブ５４の上部を収容する第２同軸プローブ収容孔４２６１、及び同軸プローブ５４のフランジ５４１１を収容するフランジ孔４２６２含むことができる。

第２コーティング部４２２は、導電性材質、例えば金（Ａｕ）で第２ブロック本体４２２の外面をメッキして形成された第２外部膜４２２１と、第２パワープローブ孔４２３、第２接地プローブ孔４２４、及び第２信号プローブ孔４２５の内面をそれぞれメッキして形成された第３及び第４パワーホール内部膜４２２２－１，４２２２－２、第２接地ホール内部膜４２２３、及び第３及び第４信号ホール内部膜４２２４－１，４２２４－２を含むことができる。

第２コーティング部４２２は、第２パワープローブ収容孔４２３１に被覆された第３パワーホール内部膜４２２２－１と第２パワープローブ支持孔４２３２に被覆された第４パワーホール内部膜４２２２－２とを電気的に分離する第３内面分離部４２２７を含むことができる。

第２コーティング部４２２は、第２信号プローブ収容孔４２５１に被覆された第３信号ホール内部膜４２２４－１と第２信号プローブ支持孔４２５２に被覆された第４信号ホール内部膜４２２４－２とを電気的に分離する第４内面分離部４２２８を含むことができる。

以上のように、第２外部膜４２２１は、接地プローブ５２と第２接地ホール内部膜４２２３を通じて接地状態を維持することができる。また、第２パワープローブ収容孔４２３１と第２信号プローブ収容孔４２５１にそれぞれ被覆された第３パワーホール内部膜４２２２－１と第３信号ホール内部膜４２２４－１は、第２ブロック本体４２１の上面に被覆された第２外部膜４２２１に電気的に連結されて接地状態を維持することができる。

一方、第２パワープローブ支持孔４２３２に被覆された第４パワーホール内部膜４２２２－２は、第３内面分離部４２２７によって第２外部膜４２２１から電気的に隔離してよい。第２信号プローブ支持孔４２５２に被覆された第４信号ホール内部膜４２２４－２は、第４内面分離部４２２８によって第２外部膜４２２１から電気的に隔離してよい。

第１外部膜４１２１と第２外部膜４２２１は、上部ブロック４１と下部ブロック４２との結合時に接触して全体的に接地状態を維持することができる。

図８～図１１は、本発明の実施例に係るソケットブロック４を製造する方法を示す図である。

図８に示すように、絶縁性材質、例えばセラミックからなる第１ブロック本体４１１と第２ブロック本体４２１を準備する。

図９に示すように、第１ブロック本体４１１にドリルを用いて第１パワープローブ孔４１３、第１接地プローブ孔４１４、第１信号プローブ孔４１５及び第１同軸プローブ孔４１６を形成し、第２ブロック本体４２１にドリルを用いて第２パワープローブ孔４２３、第２接地プローブ孔４２４、第２信号プローブ孔４２５及び第２同軸プローブ孔４２６を形成する。

図１０に示すように、第１及び第２ブロック本体４１１，４２１を全体的に導電性材質、例えば金でメッキして、第１コーティング部４１２と第２コーティング部４２２を形成する。

第１コーティング部４１２は、第１ブロック本体４１１の外面を被覆する第１外部膜４１２１と、第１パワープローブ孔４１３、第１接地プローブ孔４１４、第１信号プローブ孔４１５及び第１同軸プローブ孔４１６を被覆する第１内部膜４１２２を含むことができる。

第２コーティング部４２２は、第２ブロック本体４２１の外面を被覆する第２外部膜４２２１と、第２パワープローブ孔４２３、第２接地プローブ孔４２４、第２信号プローブ孔４２５及び第２同軸プローブ孔４２６を被覆する第２内部膜４２２２を含むことができる。

図１１に示すように、第１パワープローブ孔４１３と第１信号プローブ孔４１５の上面出口を取り囲む第１外部膜４１２１を部分的に除去して、第１及び第２上面分離部４１２５，４１２６を形成することができる。また、第１パワープローブ孔４１３と第１信号プローブ孔４１５の内面のうち、パワープローブ５１と信号プローブ５３の上端部が支持される部分又はその下の部分を一部除去して、第１及び第２内面分離部４１２７，４１２８を形成することができる。結果的に、第１上面分離部４１２５と第１内面分離部４１２７、そして第２上面分離部４１２６と第２内面分離部４１２８により、パワープローブ５１と信号プローブ５３の上端部は電気的に隔離して支持され得る。

同様に、第２パワープローブ孔４２３と第２信号プローブ孔４２５の内面のうちパワープローブ５１と信号プローブ５３の下端部が支持される部分又はその上の部分を一部除去して、第３及び第４内面分離部４２２７，４２２８を形成することができる。このとき、第２ブロック本体４２１の下面がメッキされた場合、下面全体を除去するか、或いは第２パワープローブ孔４２３と第２信号プローブ孔４２５の下面出口を取り囲む部分のみを除去することができる。結果的に、第３及び第４内面分離部４２２７，４２２８により、パワープローブ５１と信号プローブ５３の上端部は電気的に隔離して支持され得る。最後に、図６に示したように、パワープローブ５１、接地プローブ５２、信号プローブ５３及び同軸プローブ５４を挿入した状態で第１ブロック本体４１１と第２ブロック本体４２１を結合させることで、ソケットブロック４が完成できる。

前述した明細書において、本発明及びその長所が、特定の実施例を参照して説明されている。ただし、添付の請求項で説明するような本発明の範囲から逸脱しない限り、様々な修正及び変更が可能であることは、この技術分野における通常の技術を有する者に明らかであろう。したがって、明細書及び図面は、限定よりは本発明の例示として見なされるべきである。このような可能な修正はいずれも本発明の範囲内でなされるべきである。

１：検査ソケット
２：ベースフレーム
３：インサート
４：ソケットブロック
４１：上部ブロック
４１１：第１ブロック本体
４１２：第１コーティング部
４１２１：第１外部膜
４１２２－１，４１２２－２：第１及び第２パワーホール内部膜
４１２３：第１接地ホール内部膜
４１２４－１，４１２４－２：第１及び第２信号ホール内部膜
４１２５：第１上面分離部
４１２６：第２上面分離部
４１２７：第１内面分離部
４１２８：第２内面分離部
４１３：第１パワープローブ孔
４１４：第１接地プローブ孔
４１５：第１信号プローブ孔
４２：下部ブロック
４２１：第２ブロック本体
４２２：第２コーティング部
４２２１：第２外部膜
４２２２－１，４２２２－２：第３及び第４パワーホール内部膜
４２２３：第２接地ホール内部膜
４２２４－１，４２２４－２：第３及び第４信号ホール内部膜
４２２５：第１下面分離部
４２２６：第２下面分離部
４２２７：第３内面分離部
４２２８：第４内面分離部
５：プローブ
５１：パワープローブ
５２：接地プローブ
５３：信号プローブ

Claims (6)

1. 複数のプローブを支持する検査ソケットであって、
   前記複数のプローブをそれぞれ収容する複数のプローブ孔が設けられた絶縁性の材質のソケットブロック；及び
   前記ソケットブロックの外面に被覆された導電性材質の外部膜と前記プローブ孔の内面に被覆された導電性材質の内部膜を有するコーティング部を含み、
   前記プローブ孔は、直径が異なる円筒を組み合わせた形状を有し、前記プローブを前記直径の大きい部分で収容する収容部と、前記プローブの一端を前記直径の小さい部分で支持する支持部を含み、
   前記内部膜の少なくとも一部は、前記支持部を被覆した部分を含み、
   前記複数のプローブ孔の少なくとも２つは、それぞれ、前記内部膜を前記外部膜から電気的に隔離する、前記プローブ孔の一方の出口から前記プローブ孔を取り囲むように前記外部膜が除去された外面分離部と、前記収容部の一端と前記支持部との境界部分が前記内部膜とともに除去された内面分離部とを有することを特徴とする検査ソケット。
2. 前記ソケットブロックは、上部ソケットブロックと下部ソケットブロックを含み、前記上部ソケットブロックは、前記支持部、前記外面分離部、及び前記内面分離部を含み、前記下部ソケットブロックは、前記プローブの他端を前記直径の小さい部分で支持する第２支持部及び前記収容部の他端と前記第２支持部との境界部分が前記内部膜とともに除去された第２の内面分離部を含む、請求項１に記載の検査ソケット。
3. 前記プローブは、パワーを印加するパワープローブ及び検査信号を印加する信号プローブを含む、請求項１又は２に記載の検査ソケット。
4. 複数のプローブを支持する検査ソケットの製造方法であって、
   絶縁材質のソケットブロックを準備する段階；
   前記ソケットブロックに前記複数のプローブがそれぞれ挿入される複数のプローブ孔を形成する段階；
   前記ソケットブロックの外面と前記プローブ孔の内面を導電性材質でそれぞれ被覆して、外部膜と内部膜を有するコーティング部を形成する段階；及び
   前記内部膜の少なくとも一部を前記外部膜から電気的に隔離させる段階を含み、
   前記プローブ孔は、直径が異なる円筒を組み合わせた形状を有し、前記プローブに比べても大きい直径を有する収容部と、前記プローブの一端部を小さい直径の部分で支持する支持部を含み、
   前記隔離させる段階は、前記プローブ孔の一方の出口から前記プローブ孔を取り囲む前記外部膜を除去し、前記収容部の一端と前記支持部との境界部分上の前記内部膜を除去する段階を含む、検査ソケットの製造方法。
5. 前記内部膜の少なくとも一部は、前記プローブの両端部が支持される部分を含む、請求項４に記載の検査ソケットの製造方法。
6. 前記ソケットブロックは、上部ソケットブロックと下部ソケットブロックを含み、前記上部ソケットブロックは、前記支持部、前記プローブ孔を取り囲む前記外部膜が除去された部分、及び前記境界部分を含み、前記下部ソケットブロックは、前記プローブの他端部を小さい直径の部分で支持する第２支持部及び前記収容部の他端と前記第２支持部との前記内部膜が除去された第２境界部分を含む、請求項４に記載の検査ソケットの製造方法。

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