KR100305683B1 - 번인테스터용번인보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면 실장용 디바이스인 마이크로 비지에이(Micro Ball Grid Array : μBGA) 타입의 디바이스를 로딩하기에 적당한 번인 테스터용 번인보드에 관한 것으로, 폴리마이드 스트립(Polymide strip)에서 칩을 분리하지 않은 상태에서 이를 번인보드상에 직접 로딩하여 번인 테스트를 실시할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 기판(18)의 일측에 번인 테스터의 콘택 소켓으로 결합되는 컨넥터(5)가 구비된 번인보드에 있어서, 스트립(14)이 부착되는 사각틀형태의 캐리어(16)와, 테스트할 디바이스의 볼과 일치되게 복수개의 콘택트 핀(21)이 배열된 기판(18)과, 상기 스트립이 고정된 각 캐리어가 얼라인되도록 기판상에 구비된 가이더(20)와, 상기 기판에 로딩되는 스트립상의 칩과 간섭이 발생되지 않도록 기판상에 형성된 복수개의 흡착공(25)과, 상기 흡착공이 상호 연통되도록 기판의 저면에 고정되어 번인보드를 번인 테스터에 로딩시 진공라인과 접속되는 에어라인(26)으로 구성된 것이다.

Description

번인 테스터용 번인보드{Burn-in board for bwrn-in test}

본 발명은 번인 테스터(Burn-in Tester)용 번인보드에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 표면 실장용 디바이스인 마이크로 비지에이(Micro Ball Grid Array : μBGA) 타입의 디바이스를 로딩하기에 적당한 번인 테스터용 번인보드에 관한 것이다.

일반적으로 테스트공정에서는 조립공정에 기인하는 불량과, 다이 소트공정에서 제거가 불가능한 잠재적인 불량(초기불량)을 판별하여 제거하게 된다.

이러한 테스트공정은 번인(burn-in)공정과 통상의 테스트공정으로 대별되는데, 번인공정에서는 고온통전 등에 의해 가속하여 아주 단시간내에 잠재적인 불량을 불량으로 현재화(顯在化)시키는 일에 주력한다.

이에 따라, 고온 고전압하의 환경으로 인하여 잠재적인 불량요인이 가속화되는 경우가 많으며, 미세화의 진보와 더불어 디바이스의 번인공정에서의 래치업 문제가 매우 중요시 되고 있다.

상기한 번인공정시 테스트효율 및 장비의 자동화를 위해 디바이스는 번인보드(burn-in board)라고 일컫는 기판상에 복수개 로딩되어 테스트가 실시된다.

도 1은 번인공정을 나타낸 개략도로서, 생산 완료된 디바이스가 담겨진 고객 트레이(1)로부터 흡착수단(pick & place)이 복수개의 디바이스를 흡착하여 번인 핸들러의 로딩부(2)에 위치되어 있던 도 2와 같은 번인보드(3)의 각 소켓(4)내에 디바이스를 차례로 로딩하게 된다.

도 2는 종래의 번인보드를 나타낸 사시도로서, 번인보드(3)의 일측에는 번인테스터내에 상기 번인보드를 전기적으로 접속시키기 위한 컨넥터(5)가 형성되어 있고 상기 번인보드의 상측에는 복수개(64개, 118개, 192개 등)의 소켓(4)이 설치되어 상기 번인보드와 전기적으로 연결되어 있다.

도 3은 번인보드에 설치된 1개의 소켓에 TSOP 디바이스가 로딩되어 있는 상태를 나타낸 것으로, 상기 소켓(4)내에 고객 트레이(1)내의 디바이스(6)를 로딩하는 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

흡착수단이 고객 트레이(1)내의 디바이스(6)를 흡착하여 번인보드(3)의 직상부로 이송된 상태에서 흡착된 디바이스를 소켓(4)내에 로딩하기 위해 하강시키면 상기 흡착수단에 설치된 푸셔(도시는 생략함)가 소켓(4)의 상측에 탄력 설치된 누름편(7)을 눌러주게 되므로 디바이스(6)의 리드(6a)와 접속되는 콘택트 핀(8)이 외측으로 벌어져 소켓(4)내의 캐비티(cavity)가 완전히 개방된다.

이러한 상태에서 흡착수단이 더욱 하강하여 디바이스의 흡착상태를 해제하고 상승하면 푸셔에 의해 눌려 있던 누름편(7)이 콘택트 핀(8)의 복원력에 의해 초기 상태로 환원됨과 동시에 외측으로 벌어졌던 콘택트 핀(8)이 내측으로 원상 복귀하면서 도 3과 같이 리드(6a)의 상면을 눌러주게 되므로 번인보드(3)와 디바이스(6)가 전기적으로 접속된다.

상기한 바와 같은 동작으로 고객 트레이(1)내에 담겨져 있던 디바이스(6)를 번인보드(3)의 각 소켓(4)내에 로딩시키고 나면 번인보드(3)를 번인 테스터의 챔버(9)내부로 이송시켜 설정된 시간동안 번인 테스트를 실시하게 된다.

상기한 바와 같은 번인 테스트시 생산공정에서 결함이 발생된 디바이스는 테스트 진행에 따라 고온통전 등에 의해 그 결함이 가속되므로 출하 전에 불량품으로 처리 가능하게 된다.

상기 번인 테스터내에서 설정된 시간동안 번인 테스트를 실시하고 나면 번인 챔버(9)로부터 번인보드(3)를 인출하여 언로딩부(10)에서 소켓(4)내에 로딩되어 있던 디바이스(6)를 중앙처리장치(CPU)에 입력된 테스트 결과에 따라 등급별(양품과 불량품)로 분류하여 고객 트레이(1a)(1b)내에 담게 된다.

이에 따라, 디바이스가 전부 언로딩된 번인보드(3)의 소켓(4)내에 전술한 바와 같이 새로운 디바이스를 로딩하므로서 계속적인 번인 테스트가 가능해지게 된다.

상기한 바와 같은 구조의 번인보드(3)는 TSOP 타입 디바이스와 같이 플라스틱 패키징된 디바이스인 경우, 패키징부위가 비교적 크고 리드가 패키징 외부로 노출되어 있어 소켓(4)을 이용한 핸들링이 용이하나, 최근 들어 개발된 도 4와 같은 베어 칩(bare chip)상태인 μBGA타입의 디바이스(11)는 칩의 크기가 매우 작고 리드역할을 하는 복수개의 볼(12)이 칩의 저면으로 노출되어 있어 핸들링하기가 어려웠고, 그 구조 또한 매우 복잡하였다.

참고로, μBGA타입의 디바이스(11)는 크기가 대략 5 × 8mm 정도로 매우 작아 저면에 형성되어 리드역할을 하는 볼(12)의 직경 또한 0.3mm 정도로 작고, 볼의 간격(피치)도 0.5mm 정도에 불과하다.

이와 같이 종래의 번인보드(3)는 μBGA타입의 디바이스(11)를 핸들링하는데 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 번인보드(3)상에 반드시 디바이스(11)를 로딩시키기 위한 소켓(4)을 설치하여야 되므로 소켓이 차지하는 면적만큼 번인보드상에 디바이스(11)를 로딩할 수 없게 되고, 이에 따라 번인보드(3)의 단위면적당 로딩되는 디바이스의 갯수가 적어 동일 시간내에 많은 양의 디바이스를 테스트하기 위해서는 고가 장비인 번인 테스터를 여러대 구입하여야 되므로 많은 시설자금을 필요로 한다.

둘째, 번인보드(3)의 소켓(4)내에 디바이스(11)를 로딩할 때, 볼의 피치가 좁아 콘택트 핀(8)과의 얼라인(Align)이 용이치 않아 양품의 디바이스를 불량품으로 오판정하는 경우가 빈번히 발생되었다.

셋째, 번인보드(3)상에 설치된 소켓(4)에 로딩 및 언로딩되는 디바이스(11)의 갯수가 한정되어 한꺼번에 필요이상의 디바이스를 동시에 로딩 및 언로딩하지 못하게 되므로 로딩 및 언로딩공정의 싸이클 타임(cycle time)이 길어지게 되고, 이에 따라 고가 장비의 가동율이 저하되므로 단위 시간당 많은 양의 디바이스를 처리할 수 없었다.

넷째, 1개의 번인보드(3)에 수십 ∼ 수백개의 소켓이 장착되는데, 잦은 디바이스(11)의 로딩 및 언로딩에 따라 소켓(4)의 콘택트 핀(8)이 쉽게 변형되어 비교적 고가인 소켓을 자주 교체하여야 되었으므로 번인보드의 유지 보수에 따른 비용이 많이 소요된다.

만약, 변형된 콘택트 핀(8)을 교체하지 않고, 테스트를 실시할 경우에는 양품의 디바이스를 불량품으로 오판정하게 되는 치명적인 문제점이 발생된다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 폴리마이드 스트립(Polymide strip)에서 칩을 분리하지 않은 상태에서 이를 번인보드상에 직접 로딩하여 번인 테스트를 실시할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 기판의 일측에 번인 테스터의 콘택 소켓으로 결합되는 컨넥터가 구비된 번인보드에 있어서, 스트립이 부착되는 사각틀형태의 캐리어와, 테스트할 디바이스의 볼과 일치되게 복수개의 콘택트 핀이 배열된 기판과, 상기 스트립이 고정된 각 캐리어가 얼라인되도록 기판상에 구비된 복수개의 가이더와, 상기 기판에 로딩되는 스트립상의 칩과 간섭이 발생되지 않도록 기판상에 형성된 복수개의 흡착공과, 상기 흡착공이 상호 연통되도록 기판의 저면에 고정되어 번인보드를 번인 테스터에 로딩시 진공라인과 접속되는 에어라인으로 구성된 것을 특징으로 하는 번인 테스트용 번인보드가 제공된다.

도 1은 종래의 번인공정을 나타낸 개략도

도 2는 종래의 번인보드를 나타낸 사시도

도 3은 번인보드에 설치된 1개의 소켓에 디바이스가 로딩된 상태의 종단면도

도 4는 μBGA 타입의 디바이스를 나타낸 저면 사시도

도 5는 본 발명의 번인보드를 나타낸 평면도

도 6은 도 5의 "A"부 확대 사시도

도 7은 도 5의 저면 사시도

도 8은 스트립이 캐리어에 부착되는 상태를 예시한 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : 베어 칩 14 : 스트립

15 : 번인보드 16 : 캐리어

18 : 기판 20 : 가이더

21 : 콘택트 핀 25 : 흡착공

26 : 에어라인

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 5 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 번인보드를 나타낸 평면도이고 도 7은 도 5의 저면 사시도이며 도 8은 스트립이 캐리어에 부착되는 상태를 예시한 사시도로서, 본 발명은 생산 공정에서 생산 완료된 베어 칩 상태의 디바이스(11)을 스트립(14)에서 분리하지 않은 상태에서 이를 직접 번인보드(15)에 로딩하여 번인 테스트를 실시하는데 그 특징이 있다.

즉, 도 8에 나타낸 바와 같이 스트립(14)을 사각틀형태의 캐리어(16)에 내열성 테이프(17)로 접착 고정한 상태에서 상기 캐리어를 번인보드의 기판(18)상에 로딩하도록 한다.

상기 캐리어(16)가 로딩되는 번인보드(15)의 기판(18)상에 테스트할 디바이스(11)의 볼(12)과 일치되게 복수개의 콘택트 핀(21)을 배열하고 복수개의 스트립(14)이 로딩되는 기판(18)에는 각각의 캐리어(16)를 얼라인하는 가이더(20)를 구비한다.

상기 기판(18)에 로딩되는 각각의 캐리어(16)를 얼라인하는 가이더(20)를 본 발명의 일 실시예에서는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 캐리어(16)의 모서리부분을 가이드하는 "ㄴ"형상으로 도시하였다.

그러나 다른 실시예로, 기판(18)상에 복수개의 가이드 핀(도시는 생략함)을 구비하고, 캐리어(16)에는 상기 가이드 핀에 끼워지는 복수개의 통공(도시는 생략함)을 형성하여도 실현 가능함은 이해 가능한 것이다.

이와 같이 캐리어(16)에 형성되는 통공을 스트립과 중첩되는 부위에 형성하므로써 스트립에도 통공을 형성할 경우에는 별도의 얼라인수단을 이용하지 않고도 캐리어(16) 및 스트립(14)에 형성된 통공을 일치시킨 상태에서 내열성 테이프(17)로 스트립을 캐리어에 부착 고정시킬 수 있는 잇점을 얻을 수 있게 된다.

또한, 기판(18)상에 로딩된 캐리어(16)를 공정간에 이송시 장비의 진동에 따라 캐리어(16)의 위치가 가변되지 않도록 기판(18)상에 홀딩수단을 더 구비한다.

상기 홀딩수단을 가이더(20)사이에 구비하여도 되지만, 판 스프링과 같은 홀딩수단을 가이더(20)상에 구비하는 것이 보다 바람직하다.

그리고 디바이스(11)의 저면에 외부에 노출되게 형성된 볼이 직접 접촉되어 번인보드와 저기적으로 도통되도록 하는 콘택트 핀(21)을 포고 핀(pogo pin)타입으로 구성하는 것이 보다 바람직하다.

이는, 도 6에 나타낸 바와 같이 볼(12)과의 접촉면이 뽀쪽하게 되어 있어 접촉 신뢰성을 확보할 수 있으며, 로드(22)가 슬리브(23)내에 스프링(24)으로 탄력 설치되어 있어 볼과의 콘택 시 디바이스(11)에 가해지는 충격을 최소화할 수 있기 때문이다.

그리고 기판(18)에 로딩되는 스트립(14)상의 디바이스(11)와 간섭이 발생되지 않는 기판(18)상에 복수개의 흡착공(25)을 형성하고 상기 기판의 저면에는 상기 각 흡착공과 상호 연통되도록 에어라인(26)을 고정하는데, 상기 에어라인의 양단은 컨넥터(5)의 양측으로 노출되어 있어 트레이(tray)에 담겨진 번인보드(15)를 번인 테스터에 로딩시 컨넥터가 삽입되는 소켓의 양측에 구비된 진공라인에 끼워지게 된다.

이는, 테스트 전에 에어라인(26)을 통해 진공압이 걸리도록 하여 기판(18)에 로딩된 스트립(14)이 기판상에 흡착되도록 함으로서 디바이스(11)의 볼(12)이 각 콘택트 핀(21)과 충분한 압력으로 콘택될 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사각틀형태의 캐리어(16)상에 테스트할 디바이스(11)가 분리되지 않은 스트립(14)을 얼라인시킨 다음 내열성 테이프(17)를 이용하여 상기 스트립을 캐리어(16)에 부착 고정한 후, 이를 번인 테스터용 핸들러의 로딩 스택커(stacker)에적재하여 놓으면 공지의 흡착수단이 상기 캐리어(16)를 차례로 흡착하여 로딩 포지션에 위치된 번인보드(15)의 기판(18)상에 로딩하게 된다.

이와 같이 흡착수단에 의해 스트립(14)이 부착된 캐리어(16)를 기판(18)에 로딩하면 상기 기판(18)상에 캐리어(16)의 네모서리부분을 가이드하기 위한 가이더(20)가 구비되어 있어 상기 캐리어가 가이더(20)에 의해 정확하게 얼라인된 상태로 로딩되는데, 이 때 가이더(20) 또는 가이더사이에 캐리어를 홀딩하기 위한 판 스프링과 같은 홀딩수단이 구비되어 있을 경우에는 흡착수단에 의해 캐리어(16)가 로딩될 때, 홀딩수단이 외측으로 벌어지게 되므로 가이더(20)의 사이에 캐리어(16)의 로딩이 가능해지게 된다.

상기한 바와 같은 계속되는 동작으로 번인보드(15)의 기판(18)에 스트립(14)이 고정된 캐리어(16)의 로딩이 완료되고 나면 번인보드(15)는 공지의 이송수단에 의해 번인 테스터의 챔버측으로 내장되는 트레이(도시는 생략함)내에 순차적으로 적재된다.

상기 트레이내에 테스트할 스트립(14)이 담겨진 기판(18)이 차례로 적재된 상태에서 트레이가 챔버의 내부로 삽입되고 나면 트레이에 담겨진 기판(18)의 컨넥터(5)가 트레이의 삽입방향측으로 향하고 있어 챔버내의 소켓(도시는 생략함)내에 끼워져 전기적으로 도통되는데, 이 때 기판(18)의 저면에 고정되어 양단이 컨넥터(5)의 양측으로 노출된 에어라인(26)은 테스터내의 진공라인(도시는 생략함)에 끼워지게 된다.

이와 같이 번인 테스터의 챔버내에 기판(18)이 로딩 완료되고 나면 설정된시간 동안 스트립(14)에 배열된 디바이스(11)의 내열성 테스트를 실시하게 되는데, 테스트 실시 전에 디바이스(11)의 저면에 외부로 노출되게 형성된 볼(12)을 콘택트 핀(21)에 긴밀하게 접속시켜야만 신뢰성있는 테스트가 가능해지게 된다.

이를 위해, 에어라인(26)에 진공압을 작용시키면 상기 에어라인과 통하여지게 기판(18)상에 복수개의 흡착공(25)이 스트립(14)과 접속되게 형성되어 있어 상기 스트립(14)이 기판(18)의 상면에 강하게 밀착되고, 이에 따라 디바이스(11)의 볼(12)이 각각의 콘택트 핀(21)의 상면에 긴밀히 접속되어 디바이스(11)에 전기적인 신호가 인가되므로 스트립(14)상태의 디바이스(11)를 테스트할 수 있게 된다.

한편, 설정된 시간동안 내열성 테스트를 완료하고 나면 에어라인(26)을 통해 스트립(14)에 인가되던 진공압을 해제시킴과 동시에 종래의 번인 테스터와 마찬가지로 챔버의 내부로부터 번인보드(15)가 수납된 트레이를 인출시킴과 동시에 트레이를 번인 테스터의 핸들러측으로 이송시켜 트레이로부터 번인보드(15)를 순차적으로 인출하여 언로딩 포지션에서 스트립(14)을 언로딩하게 된다.

종래의 핸들러에서는 테스트 결과에 따라 단위 칩을 소켓으로부터 언로딩시 양품과 불량품으로 분류하여 언로딩하지만, 본 발명의 경우는 디바이스(11)가 스트립(14)으로부터 분리되지 않은 상태이므로 불량으로 판정된 디바이스의 상면에 별도의 마킹을 하거나, 또는 펀칭하여 제거하는 등의 수단을 강구하여야만 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 다음과 같은 여러 가지 효과를 얻게 된다.

첫째, 번인보드(15)의 기판상에 디바이스를 로딩시키기 위한 소켓을 설치하지 않고 복수개의 디바이스(11)가 고정된 스트립(14)을 직접 로딩하므로 소켓이 차지하는 면적만큼 번인보드(15)상의 면적을 활용할 수 있게 되고, 이에 따라 번인보드(15)의 단위면적당 로딩되는 디바이스의 갯수가 많아져 동일 시간내에 많은 양의 디바이스를 테스트할 수 있게 된다.

둘째, 번인보드(15)의 기판(18)상에 베어 칩 상태의 디바이스를 로딩할 때, 캐리어(16)를 이용하여 콘택부위를 얼라인하게 되므로 디바이스의 저면에 형성된 볼을 콘택트 핀(21)에 정확히 일치시키게 되고, 이에 따라 테스트에 따른 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

셋째, 여러개의 디바이스가 있는 스트립(14)을 기판(18)상에 직접 로딩하도록 되어 있어 로딩 및 언로딩에 따른 시간을 최소화하게 되므로 고가 장비의 가동율을 극대화할 수 있게 되고, 이에 따라 단위 시간당 많은 양의 디바이스를 처리할 수 있게 된다.

넷째, 번인보드(15)의 기판(18)상에 소켓이 장착되지 않고, 콘택트 핀(21)만이 장착되므로 반복되는 테스트에 따라 콘택트 핀이 훼손되더라도 훼손된 콘택트 핀만을 교체하면 번인보드의 재사용이 가능하게 되므로 번인보드의 유지 보수에 따른 비용을 최소화하게 된다.

Claims (6)

1. 기판의 일측에 번인 테스터의 콘택 소켓으로 결합되는 컨넥터가 구비된 번인보드에 있어서, 스트립이 부착되는 사각틀형태의 캐리어와, 테스트할 디바이스의 볼과 일치되게 복수개의 콘택트 핀이 배열된 기판과, 상기 스트립이 고정된 각 캐리어가 얼라인되도록 기판상에 구비된 복수개의 가이더와, 상기 기판에 로딩되는 스트립상의 칩과 간섭이 발생되지 않도록 기판상에 형성된 복수개의 흡착공과, 상기 흡착공이 상호 연통되도록 기판의 저면에 고정되어 번인보드를 번인 테스터에 로딩시 진공라인과 접속되는 에어라인으로 구성된 것을 특징으로 하는 번인 테스트용 번인보드.
2. 제 1 항에 있어서,

   기판상에 복수개의 가이드 핀이 구비되고, 캐리어에는 상기 가이드 핀에 끼워지는 복수개의 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 번인 테스트용 번인보드.
3. 제 1 항에 있어서,

   기판상에 로딩된 캐리어를 홀딩하는 홀딩수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 번인 테스트용 번인보드.
4. 제 3 항에 있어서,

   홀딩수단이 가이더에 구비된 것을 특징으로 하는 번인 테스트용 번인보드.
5. 제 4 항에 있어서,

   홀딩수단이 판 스프링인 것을 특징으로 하는 번인 테스트용 번인보드.
6. 제 1 항에 있어서,

   콘택트 핀이 포고 핀타입으로 구성된 것을 특징으로 하는 번인 테스트용 번인보드.