KR0179094B1 - 노운 굿 다이 검사용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노운 굿 다이 검사용 인쇄회로기판에 관한 것으로, 노운 굿 다이 검사장치의 접속부와 직접 전기적 연결되도록 상기 인쇄회로기판의 일면상에 돌출·연장된 단자들을 구비하여 노운 굿 다이의 제조에 있어서 병렬 검사에 유연하게 대처할 수 있는 동시에 제조된 노운 굿 다이의 신뢰성을 개선할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

노운 굿 다이 검사용 장치

제1도는 종래 기술에 의한 노운 굿 다이 검사용 장치에 베어 칩이 탑재된 상태를 일부 절개하여 나타내는 사시도.

제2도는 본 발명의 실시예에 의한 노운 굿 다이 검사용 장치에 베어 칩이 탑재된 상태를 나타내는 단면도.

제3도는 본 발명의 노운 굿 다이 검사용 장치가 검사용 인쇄회로기판에 삽입된 상태를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

120 : 베이스(base) 126,176 : 관통 구멍

130 : 체결수단 132 : 고정 나사

134, 135 : 너트 140 : 리드 프레임

150 : 베어 칩 160 : 본딩 와이어

170 : 기판 172 : 캐패시턴스(capacitance)

178 : 포고 핀 200 : 노운 굿 다이 검사용 장치

300 : 검사용 인쇄회로기판 310 : 포고 핀 수납부

본 발명은 노운 굿 다이 검사용 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사되는 베어 칩(bare chip)과 검사용 인쇄회로기판간을 동시에 직접 전기적 연결하는 단자를 설치한 노운 굿 다이(known good die) 검사용 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 칩은 제조된 후에 제품의 신뢰성을 확인하기 위하여 각종 검사를 실시한다. 상기 검사는 반도체 칩의 모든 입출력 단자를 검사 신호발생회로와 연결하여 정상적인 동작 및 단선 여부를 검사하는 전기적 검사와, 상기 반도체 칩의 전원 입력단자 등의 몇몇 입출력 단자들을 검사 신호 발생회로와 연결하여 정상 동작 조건보다 높은 온도, 전압 및 전류 등으로 스트레스를 인가하여 반도체 칩의 수명 및 결함 발생 여부를 체크하는 번인 검사가 있다. 예를 들어 디램(DRAM, dynamic random access momory)의 경우는 통산 번인 검사로 결함이 있는 기억회로, 기억셀 및 배선 등을 체크한다.

결과적으로, 반도체 칩은 번인 검사시 정상 상태에서 사용될때 어떤 장애를 일으킬 우려가 있는 결함, 예를 들어 게이트 산화막의 절연 파괴 등이 반드시 발생된다. 따라서 번인 검사는 출하전(前)에 미리 결함을 검출·제거함으로써 제품의 신뢰성을 보장하기 위한 것이다.

통상 전기적 검사 및 번인 검사는 반도체 칩이 몰딩부재, 예를 들어 성형수지로 봉지된 상태에서 실시하게 되고, 웨이퍼에서 분리된 베어 칩 상태로는 검사 신호회로와의 전기적 연결이 어려워 전기적 및 번인 검사가 거의 불가능하다. 반도체 패키지의 기본형은 다이 패드 상에 검사를 거치지 않은 반도체 칩이 접착되어 있으며, 상기 칩의 본딩 패드들과 리드 프레임의 리드가 일측이 와이어에 의해 전기적으로 연결되어 있고, 상기 칩 및 와이어를 감싸 보호하는 패키지 몸체를 갖는 구조이다. 상기 패키지 몸체 외부로 상기 리드 프레임의 외부 리드들이 돌출되어 있으며, 상기 외부 리드들이 삽입될 수 있는 소켓 구멍을 구비한 검사 소켓에 상기 반도체 패키지의 외부 리드들을 삽입한 후, 상기 검사 소켓을 다시 번인 검사 기판에 장착하여 번인 검사를 실시한다. 그러나 상기와 같은 반도체 패키지는 고밀도 실장에 한계가 있어 최근에는 패키지를 이용하지 않고 다수 개의 베어 칩(bear chip)을 절연 세라믹 기판 상에 직접 실장하는 플립 칩(flip chip) 본딩을 이용한 멀티 칩(multi chip) 제조기술이 개발되어, 고속, 대용량 및 소형이면서 고 집적도를 구현할 수 있는 반도체 조립 방법이 제안되어 있다. 이들 중 대표적인 방법이 멀티 칩 모듈이다. 그러나, 상기 멀티 칩 도뮬의 활성화는 다음과 같은 기술적, 경제적 제약으로 한계를 맞고 있다. 즉, 종래의 단일 반도체 칩 봉지 기술에 비하여 다수 개의 칩이 내장되는 멀티 칩 모듈은 집적 규모는 커졌지만, 신뢰성이 검증되지 않은 칩을 다수 개 실장하므로 생산 수율은 현저히 낮아 생산비용이 매우 증대되는 문제점이 있다. 노운 굿 다이를 사용함으로써 이와 같은 문제를 해결할 수 있지만 현시점에서 노운 굿 다이의 가격이 매우 높아 멀티 칩 모듈의 활성화에 결정적 장애 요인으로 작용하고 있다. 이하, 모든 검사를 마친 무결함의 베어 칩을 노운 굿 다이라 정의한다.

여기에서 베어 칩이라 함은 플립 칩 또는 와이어 칩 등 웨이퍼에서 단일 칩으로 분리된 패키지 되지 않은 보통의 집적회로를 말한다. 이와 같이 멀티 칩 모듈에 적용되는 노운 굿 다이의 중요성에 대한 인식이 높아가고 있음에도 불구하고, 저가의 노운 굿 다이를 대량 생산하는 데는 상당한 난점이 있다. 즉, 웨이퍼에서 분리된 단일 베어 칩은 외부 리드가 없으므로 상기 반도체 패키지 검사에 적용되는 검사 소켓을 이용할 수 없어, 베어 칩 상태에서 인쇄회로기판 상에 설치되기 이전에 전기적 및 번인 검사를 할 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 핫 척 프로브(hot chuck probe)방법, 탭(TAB; tape automated bonding)방법, 플립 칩 검사 소켓 어댑터(flip chip test socket adaptor)를 사용하는 방법, 웨이퍼 레벨검사 방법 및 검사 하우징에 의한 제조방법등 다양한 방법이 개발되고 있다. 이들 방법들은 나름대로의 장점이 있으나 노운 굿 다이의 대량 생산을 위한 단가의 절감 측면에서 문제점을 갖고 있다. 상기의 방법 중 탭 및 검사 어댑터를 사용하는 방법은 이미 보편화되어 있는 탭 기술을 사용할 수 있으며, 봉지 이전의 베어 칩 상태에서 검사를 가능하게 하는 장점이 있다. 그러나 단일 반도체칩의 본딩 패드 상에 범프를 형성하는 공정은 고집적화에 따른 본딩 패드간의 미세 피치화로 높은 정밀도를 요하는 고가의 장비가 필요하게 되며, 검사시 개별 반도체 칩을 다루어야 하기 때문에 칩 핸들링이 어렵고, 소량의 칩이 검사되므로 통상의 반도체 패키지에 비하여 단가가 매우 높은 문제점이 있다. 또한 탭 방법에 따른 테이프 캐리어는 한번 사용후 재사용이 불가하며, 상기 검사 소켓 어댑터를 사용하는 방법은 검사 소켓의 구조가 복잡하여 제조가 매우 어려운 문제점이 있다. 웨이퍼 레벨 검사는 웨이퍼 상의 모든 칩에 접촉단자를 연결시킨 후, 일괄적으로 검사를 실시하는 가장 이상적인 방법이지만, 모든 칩의 본딩 패드들과 대응되는 접촉단자의 제작이 현실적으로 불가능하며, 동일 기판에 따른 잡음 발생 등의 문제점이 있다.

제1도는 종래 기술에 의한 노운 굿 다이 검사용 장치에 베어 칩이 탑재된 상태를 일부 절개하여 나타내는 사시도이다.

제1도를 참조하면, 종래 기술에 의한 노운 굿 다이 검사용 장치(100)는 금속 재질의 베이스(20); 상기 베이스(20)의 상부 면에 배치되는 리드 프레임(40); 그 리드 프레임(40)과 기계적·전기적으로 연결되는 포고 핀(78)과 같은 단자; 및 그 포고 핀(78)과 전기적으로 연결된 탭(74;전기적 접촉부, tab)을 갖는 기판(70); 그 기판(70)의 상부 면에 배치되는 고정판(10); 및 상기 베이스(20), 기판(70) 및 고정판(10)을 기계적으로 체결함으로써 고정하는 체결수단(30)을 포함하는 구조이다.

제1도에서 나타나 있는 바와 같이 검사가 진행될 베어 칩(50)은 상기 베이스(20)의 상부 면과 접착제 또는 기타 수단(도시 안됨)에 의하여 고정되어 있으며, 그 베어 칩(50)의 본딩 패드들(도시 안됨)은 각기 대응되는 리드 프레임(40)과 본딩 와이어(60)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 상기 리드 프레임(40)의 상부면은 각기 대응된 상기 기판(70)의 포고 핀(78)과 기계적으로 접촉됨으로써, 전기적으로 연결되어 있으며, 그 포고 핀(78)의 상단은 도면에는 나타나 있지 않은 기판(70)의 회로 패턴들에 의하여 각기 기판(70)의 일측에 형성된 탭(74)과 전기적 연결되어 있다.

결과적으로, 검사가 진행될 베어 칩(50)은 상기 기판(70)의 탭(74)과 전기적 연결된 것으로서, 베어 칩(50)이 탑재된 노운 굿 다이 검사용 장치(100)가 검사용인쇄회로기판(도시 안됨)의 소켓에 삽입되어 실질적으로 검사가 진행된다.

그리고, 상기 베이스(20), 기판(70) 및 고정판(10)간의 고정 관계를 간단히 설명하면, 상기 체결 수단(30)의 고정 나사(32)가 상기 베이스(20), 기판(70) 및 고정판(10)의 각 모서리 부분에 형성된 관통 구멍(26;76;16)에삽입된 상태에서 상기 베이스(20)의 하부 면과 상기 고정판(70)의 상부 면에 돌출된 고정 나사(32)의 양단에 한쌍의 너트(35;34)가 체결됨으로써 고정된다.

상기 도면에 나타나 있는 참조 부호 72는 캐패시턴스로서, 베어 칩의 검사시 발생되는 잡음을 감소시키는 기능을 담당하는 반도체 디바이스(device)이다.

이와같은 구조를 갖는 노운 굿 다이 검사용 장치는 다음과 같은 단점을 내포하고 있다.

① 노운 굿 다이 제조에 있어서, 상기 베어 칩으로부터 검사용 인쇄회로기판의 소켓까지의 신호선(signal line), 예컨대, 전기적 연결 길이가 길기 때문에 베어칩의 검사시 잡음의 발생 확률이 증가됨으로써 정확한 검사가 곤란하여 신뢰성을 보장할 수 없으며,

② 노운 굿 다이 검사용 장치의 탭이 검사용 인쇄회로기판의 소켓에 억지끼워맞춤되기 때문에 장치와 인쇄회로기판의 기게적 수명이 단축되는 한편, 작업 공정의 자동화를 기대하기 어려운 단점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 신뢰성이 보장된 노운 굿 다이를 제조할 수 있는 노운 굿 다이(known good die) 검사용 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 검사될 베어 칩의 본딩 패드들에 각기 대응하여 전기적으로 연결되는 리드 프레임과 대응함으로서 기계적·전기적으로 연결된 단자들과; 그 단자들과 대응하여 전기적 연결수단에 의해 전기적으로 연결되며, 검사용 인쇄회로기판의 접속부와 기계적·전기적 연결되기 위한 접촉부를 포함하는 노운 굿 다이 검사용 장치에 있어서, 상기 검사용 인쇄회로기판의 접속부와 직접 전기적 연결되도록 일면상에 돌출·연장된 단자들을 갖는 것을 특징으로 하는 노운 굿 다이(known good die) 검사용 장치를 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

제2도는 본 발명의 실시예에 의한 노운 굿 다이 검사용 장치에 베어 칩이 탑재된 상태를 나타내는 단면도이다.

제3도는 본 발명의 노운 굿 다이 검사용 장치가 감사용 기판에 삽입된 상태를 나타내는 단면도이다.

제2도 및 제3도를 참조하면, 본 발명에 의한 노운 굿 다이 검사용 장치(200)는 금속 재질의 베이스(120); 상기 베이스(120)의 상부 면에 배치되는 리드 프레임(140); 그 리드 프레임(140)과 기계적·전기적으로 연결되는 포고 핀(178)을 갖는 기판(170); 및 상기 베이스(120), 기판(170) 및 고정판(110)을 기계적으로 체결함으로서 각기 고정하는 체결수단(130)을 포함하는 구조이다.

제2도에서 나타나 있는 바와 같이 검사가 진행될 베어 칩(150)은 상기 베이스(120)의 상부 면과 접착제 또는 기타 수단(도시 안됨)에 의하여 고정되어 있으며, 그 베어 칩(150)의 본딩 패드들(도시 안됨)은 각기 대응되는 리드 프레임(140)과 본딩 와이어(160)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 상기 리드 프레임(140)의 상부 면은 각기 대응된 상기 기판(170)의 포고 핀(178)과 기계적 접촉됨으로써, 전기적으로 연결되어 있다. 여기서, 상기 포고 핀(178)은 제1도에서 나타나 있는 종래 기술의 포고 핀(78)과는 달리 기판(170)으로부터 더 길게 돌출되어 있으며, 그 돌출된 일단이 테이퍼링(tapering)되어 있다.

그리고, 상기 베이스(120) 및 기판(170)간의 고정 관계를 간단히 설명하면, 상기 체결 수단(130)의 고정 나사(132)가 상기 베이스(120) 및 기판(70)의 각 모서리 부분에 형성된 관통 구멍(126;176)에 삽입된 상태에서 상기 베이스(120)의 하부 면과 상기 고정판(170)의 상부 면에 돌출된 고정 나사(132)의 양단에 한 쌍의 너트 (135;134)가 체결됨으로써 고정된다.

상기 도면에 나타나 있는 참조 부호 172는 캐패시턴스로서, 베어 칩의 검사시 발생되는 잡응을 감소시키는 기능을 담당하는 반도체 디바이스(device)이다.

제3도에서 나타나 있는 바와 같이 베어 칩(150)이 탑재된 노운 굿 다이 검사용 장치(200)는 그 장치(200)의 포고 핀(178)이 검사용 인쇄회로기판(300)에 형성된 포고 핀 수납부(310)와 같은 접속부에 삽입됨으로써, 베어 칩(150)은 검사용 인쇄회로기판(300)과 전기적으로 연결되어 있다.

이와같은 구조를 갖는 노운 굿 다이 검사용 장치는 우선, 검사용 인쇄회로기판의 구조가 노운 굿 다이 검사용 장치의 테이퍼링 포고 핀의 일단이 수납될 수 있도록 요(凹) 부분이 형성된 포고 핀 수납부가 설치되어 있어야 한다. 즉, 종래 기술에 의한 노운 굿 다이 검사용 장치의 소켓이 본 발명의 실시예에서는 포고핀 수납부로 대체된 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 구조에 따르면, 검사되는 베어 칩으로부터 검사용 인쇄회로기판간의 신호선이 종래 기술에 의한 검사용 장치에 비하여 월등히 짧아 정확한 검사가 이루어질 수 있기 때문에 신뢰성이 보장된 노운 굿 다이를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다른 효과로는 구조가 간단하기 때문에 노운 굿 다이 검사용 장치의 조립 및 해체에 작업 시간이 단축되는 한편, 단순히 노운 굿 다이 검사용장치의 포고 핀이 검사용 인쇄회로기판의 포고 핀 수납부에 삽입되기 때문에 종래 기술에 의한 노운 굿 다이 검사용 장치의 탭이 검사용 인쇄회로기판의 소켓에 억지끼워맞춤됨으로써 발생되는 마모에 의한 기계적 수명의 단축을 근본적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 검사될 베어 칩의 본딩패드들에 각각 전기적으로 연결된 리드프레임이 고정되는 베이스; 상기 리드프레임과 기계적으로 접촉하여 전기적 연결을 이루는 복수의 단자가 고정되어 있으며, 상기 베이스와 기계적으로 체결되는 기판; 및 상기 단자와 전기적으로 연결되는 접속부가 형성된 검사용 인쇄회로기판;을 포함하는 노운 굿 다이 검사용 장치에 있어서, 상기 단자들은 상기 기판으로부터 상기 검사용 인쇄회로기판을 향하여 돌출되어 상기 검사용 인쇄회로기판의 접속부에 삽입되어 직접 전기적으로 연결되며, 상기 단자들의 끝부분이 테이퍼링(tapering)처리된 것을 특징으로 하는 노운 굿 다이용 검사장치.