KR100370843B1 - 반도체패키지테스트장치및그테스트방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 반도체패키지 테스트 장치에 관한 것으로, 솔더볼을 입출력단자로 사용하는 반도체패키지에서 다수의 솔더볼에 대한 전단응력을 신속히 테스트할 수 있는 반도체패키지 테스트 장치 및 그 방법의 제공을 위해, 일정한 힘을 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 동시에, X축으로 이동 가능한 다수의 힘감지부와; 상기 각각의 힘감지부 이동에 의해 일정한 힘을 X축 방향으로 전달하는 힘전달부와; 상기 힘전달부에 일단이 접촉되어 회전축을 중심으로 소정각도 회전함으로써 타단은 반도체패키지의 솔더볼을 -X축으로 밀어내어, 상기 솔더볼의 전단응력이 상기 힘전달부를 통해 힘감지부에 전달되도록 하는 레버부를 포함하여 이루어진 반도체패키지 테스트 장치 및 그 방법.

Description

반도체패키지 테스트 장치 및 그 테스트 방법

본 발명은 반도체패키지 테스트 장치 및 그 테스트 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 솔더볼을 입출력단자로 사용하는 반도체패키지에서 다수의 솔더볼에 대한 전단응력을 신속히 테스트할 수 있는 반도체패키지 테스트 장치 및 그 테스트 방법에 관한 것이다.

일반적으로 솔더볼(53)을 입출력단자로 사용하는 반도체패키지(50)는 도1a및 도1b에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(52)을 중심으로 그 상면에는 반도체칩, 도전성 와이어(도시되지 않음) 등을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 수지봉지부(51)가 형성되어 있고, 저면에는 차후 마더보드와 상기 반도체칩이 소정의 전기적 신호를 주고받을 수 있도록 다수의 솔더볼(53)이 형성되어 있다.

이러한 솔더볼(53)의 형성은 반도체패키지(50)의 제조 공정중 인쇄회로기판(52)에 솔더볼(53)을 끈적끈적한 플럭스 등에 의해 먼저 가접착시킨후, 상기 인쇄회로기판(52)을 고온의 퍼니스(Furnace)에 투입하게 되면, 상기 플럭스가 휘발하면서 상기 솔더볼(53)이 인쇄회로기판(52)의 소정 위치에 각각 융착되어 얻어진다.

한편, 상기와 같이 인쇄회로기판(52) 저면에 솔더볼(53)이 융착된 후에는 상기 솔더볼(53)의 인쇄회로기판(52)에 대한 융착력을 테스트하게 된다. 즉, 상기 인쇄회로기판(52)에 융착된 솔더볼(53)에 소정 장치를 이용하여 전단응력을 가하였을 경우, 소정치 이하의 전단응력값에서 솔더볼(53)이 탈락되거나 또는 솔더볼(53)이 견디지 못하였을 경우에는, 그 반도체패키지(50)를 리젝트(Reject) 처리하기 위해서이다. 상기와 같이 리젝트된 반도체패키지(50)는 다시 솔더볼융착 단계로 보내져서 솔더볼융착 과정을 다시 통과하게 되거나 폐기처분된다.

종래에는 상기와 같은 솔더볼의 전단응력 테스트시에 1채널 즉, 솔더볼을 한개씩 밀어보는 장치였다. 그러나 통상의 솔더볼을 입출력단자로 사용하는 반도체패키지에는 적게는 수십개 많게는 수백개의 솔더볼이 형성되어 있음으로써, 이 솔더볼을 한개씩 테스트하여 반도체패키지내의 모든 솔더볼을 테스트하는데는 많은 시간이 걸리는 문제점이 있다. 또한 상기 반도체패키지에서 몇개의 솔더볼을 샘플링하여 테스트하는 방법도 있으나, 이때에는 모든 솔더볼을 테스트하지 못함으로써 결국 제품이 출하되어 실제 마더보드에 실장되거나 또는 실장되어 작동시 솔더볼이 상기 인쇄회로기판에서 탈락되는 불량률이 높아질 수 있음으로서 그 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 솔더볼을 입출력단자로 사용하는 반도체패키지에서 다수의 솔더볼에 대한 전단응력을 신속히 모두 테스트할 수 있는 반도체패키지 테스트 장치 및 그 테스트 방법을 제공하는데 있다.

도1a 및 도1b는 솔더볼을 입출력단자로 사용하는 반도체패키지를 도시한 측면도 및 저면도이다.

도2는 본 발명에 의한 반도체패키지 테스트 장치에서 주요부분을 확대도시한 측면도이다.

도3은 본 발명에 의한 반도체패키지 테스트 장치를 도시한 정면도이다.

도4는 본 발명에 의한 반도체패키지 테스트 장치를 도시한 평면도이다.

도5는 본 발명에 의한 반도체패키지 테스트 장치를 도시한 측면도이다.

도6은 본 발명에 의한 반도체패키지의 테스트 방법을 도시한 순서도이다.

- 도면중 주요 부분에 대한 설명 -

100; 본 발명에 의한 반도체패키지 테스트 장치

10; 힘감지부 11; X축이동부

12; X축레일 13; X축이동구

14; 상부X축모터 20; 힘전달부

21; 스프링 22; 제1바

23; 제2바 24; 몸체

25; X축레일 26; 지지벽

30; 레버부 31; 통공

32; 회전축 33; 니들

34; 단턱 35; 위치셋팅용실린더

36; 레버가이드 40; 반도체패키지 안착 및 이동부

41a; Y축레일 41b; Y축이동구

41c; Y축모터 42a; X축레일

42b; X축이동구 42c; X축모터

43a; Z축레일 43b; Z축이동구

43c; Z축모터 44; 반도체패키지안착구

50; 반도체패키지 51; 수지봉지부

52; 인쇄회로기판 53; 솔더볼

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 반도체패키지 테스트 장치는 일정한 힘을 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 동시에, X축으로 이동 가능한 다수의 힘감지부와; 상기 각각의 힘감지부 이동에 의해 일정한 힘을 X축 방향으로 전달하는 힘전달부와; 상기 힘전달부에 일단이 접촉되어 회전축을 중심으로 소정각도 회전함으로써 타단은 반도체패키지의 솔더볼을 X축 방향으로 밀어내어, 상기 솔더볼의 전단응력이 상기 힘전달부를 통해 힘감지부에 전달되도록 하는 레버부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 힘감지부는 로드셀로 하여 간단한 구조로서 힘을 감지할 수 있도록 하고, 상기 힘전달부는 스프링을 중심으로 그 전,후단에 각각 제1바 및 제2바가 설치됨으로써 소정의 위치 오차를 가지며 융착된 솔더볼에 각각의 전단응력을 독립적으로 가할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 레버부는 반도체패키지의 솔더볼과 접촉하는 부분이 가는 니들로 형성되어 있으며, 상기 니들의 솔더볼과 직접 접촉하는 부분에는 단턱이 형성되어 솔더볼과의 접촉 상태가 안정적으로 됨과 동시에, 상기 레버부는 솔더볼을 향하는 부분을 중심으로 방사상으로 위치되어 각각의 힘감지부 및 힘전달부 등이 적절한 공간에 배분되어 설치될 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 레버부의 회전축 하부에는 다수의 레버부가 테스트전에 동일선상에 위치하도록 상기 레버부의 일측과 접촉하여 위치셋팅용 실린더가 더 설치되어 있으며, 상기 레버부의 상부에는 레버부의 Y축 요동을 억제하기 위해 레버가이드가 더 설치되어 있다.

더불어, 상기 레버부의 회전축 상부 영역에는 다수의 통공이 형성되어 상기 레버부의 무게 중심이 대략 레버부의 길이 중심에 위치하도록 함으로써 힘전달부로부터 레버부의 일단에 적용되는 힘이 타단에도 동일하게 나타도록 되어 있다.

한편, 상기 레버부의 하부에는 반도체패키지가 안착되어 X,Y,Z축으로 이동 가능한 반도체패키지 안착 및 이동부가 더 설치됨으로써 반도체패키지를 임의의 위치에 이동시킬 수 있도록 된 동시에, 상기 힘감지부에는 X축으로 이동하여 상기 힘감지부가 힘전달부를 일측으로 밀어낼 수 있도록 X축 이동부가 더 설치되어 있다.

다음으로 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 반도체패키지의 테스트 방법은 모든 메모리 변수를 리셋하여 장치를 초기화하는 단계와; 레버부가 반도체패키지에 형성된 첫번째줄의 솔더볼 측면에 위치하도록 한 상태에서, 힘감지부를 전진하여 상기 레버부가 솔더볼 측면을 밀어내도록 하는 단계와; 각각의 힘감지부에 걸리는 현재 부하값 및 최대 부하값을 측정하는 단계와; 상기 최대 부하값과 현재 부하값의 차가 설정 기준값보다 큰지 판단하는 단계와; 상기 최대 부하값과 현재 부하값의 차가 설정 기준값보다 크지 않은 경우 최대 부하값이 설정 기준값보다 큰지 판단하는 단계와; 상기 최대 부하값이 설정 기준값보다 큰 경우 현재 측정 줄이 마지막 줄인지 판단하는 단계와; 상기 현재 측정 줄이 마지막 줄이 아닌 경우 레버부가 다음줄의 솔더볼 측면에 위치하도록 반도체패키지를 이동시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 최대 부하값과 현재 부하값의 차가 설정 기준값보다 큰 경우에는 반도체패키지를 리젝트 자재로 판명하여 대기 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하여 본 발명의 목적을 달성할 수도 있다.

또한 상기 현재 측정 줄이 마지막 줄인 경우 굿 자재로 판명하여 대기위치로 이동시키는 단계를 더 포함함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수도 있다.

이와 같이 함으로써 본 발명에 의한 반도체패키지 테스트 장치 및 테스트 방법에 의하면, 다수의 채널을 동시에, 즉, 다수의 솔더볼에 대한 전단응력을 동시에 각각 측정할 수 있음으로써 테스트 시간이 신속하고 이에 따라 반도체패키지의 제조 시간도 단축된다.

이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 도2는 본 발명에 의한 반도체패키지 테스트 장치(100)에서 주요부분을 확대도시한 측면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 주요 구조는 일정한 힘을 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 동시에, X축으로 이동 가능한 다수의 힘감지부(10)가 설치되어 있고, 상기 힘감지부(10)의 일측에는 그 힘감지부(10)의 이동에 의해 일정한 힘을 X축 방향으로 전달하도록 힘전달부(20)가 위치되어 있다.

여기서 상기 힘감지부(10)는 로드셀로 하여 간단한 구조로서 힘을 감지할 수 있도록 하였고, 상기 힘전달부(20)는 스프링(21)을 중심으로 그 전,후단에 각각 제1바(22) 및 제2바(23)를 설치하여 구성하였다. 또한 상기 스프링(21), 제1바(22) 및 제2바(23)는 대략 육면체 형태의 몸체(24) 내에 설치하고, 상기 몸체(24) 저면에는 X축레일(27)을 구비하여, 상기 몸체(24)가 X축레일(27)을 따라서 이동가능하게 되어 있다.

도면중 미설명 부호 26은 상기 X축레일(27)이 고정되는 지지벽이며, 일측에는 장공이 형성되어 제2바(23)가 삽입된 채 일측으로 움직일 수 있도록 되어 있다.

이어서, 상기 힘전달부(20)의 제2바(23)에 일단이 접촉된 상태로 회전축(32)을 중심으로 소정각도 회전함으로써 타단이 반도체패키지의 솔더볼(53)을 -X축으로 밀어내어, 그 솔더볼(53)의 전단응력이 상기 힘전달부(20)를 통해 힘감지부(10)에 전달되도록 하는 레버부(30)가 구비되어 있다.

여기서, 상기 레버부(30)는 반도체패키지의 솔더볼(53)과 접촉되는 하부 영역이 니들(33)로 형성되어 있으며, 상기 니들(33)은 그 솔더볼(53)과 접촉하는 부분에 단턱(34)이 형성됨으로써 솔더볼을 안정적인 상태에서 밀수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 레버부(30)의 회전축(32) 상부 영역에는 다수의 통공(31)이 형성되어 상기 레버부(30)의 무게 중심이 대략 레버부(30)의 길이 중심에 위치하도록 함으로써 힘전달부(20)에 의해 레버부(30) 일단에 전달된 힘이 레버부(30) 타단에도 동일하게 나타날 수 있도록 되어 있다.

더불어, 상기 레버부(30)의 회전축(32) 하부에는 다수의 레버부(30)가 테스트전에 동일선상에 위치하도록, 상기 레버부(30)의 일측과 접촉한 상태로 위치셋팅용실린더(35)가 더 설치되어 있다. 즉, 최초 또는 솔더볼의 전단응력 테스트가 완료된 후 다시 테스트를 실시하기 전에, 상기 각각의 레버부(30)는 소정의 위치편차를 가지는데(이는 인쇄회로기판(52)상에 솔더볼(53)이 소정의 위치편차를 가지며 융착되어 있기 때문이다), 이를 교정하여 동일선상에 상기 레버부(30)가 위치하도록 상기 위치셋팅용실린더(35)를 이용하게 된다.

이어서, 상기 레버부(30)는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 반도체패키지의 솔더볼을 향하는 영역을 중심으로 대략 방사상으로 형성됨으로써 힘전달부(20) 및 힘감지부(10)의 설치 영역을 용이하게 확보할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 레버부(30)의 상부에는 레버부(30)의 Y축 요동을 억제함으로써 힘전달부(20)의 제2바(23)가 상기 레버부(30)의 정확한 영역을 밀어줄 수 있도록 레버가이드(36)가 더 설치되어 있다.

한편, 상기 레버부(30)의 하부에는 도3내지 도5에 도시된 바와 같이 반도체패키지가 안착되어 X,Y,Z축으로 이동 가능한 반도체패키지 안착 및 이동부(40)가 더 설치되어 있다. 이를 좀더 자세히 설명하면 베이스(B) 상에 Y축레일(41a)이 설치되어 있고, 상기 Y축레일(41a)상에는 Y축모터(41c)에 의해 Y축을 따라서 이동하는 Y축이동구(41b)가 설치되어 있다. 또한 상기 Y축이동구(41b)상에는 X축레일(42a),X축이동구(42b) 및 구동원으로서 X축모터(42c)가 설치되어 있다. 마찬가지로 상기 Y축이동구(41b)상에는 Z축레일(43a), Z축이동구(43b)와 구동원으로서 Z축모터(43c)가 설치되어 있다. 또한 상기 Z축이동구(43b)상에는 반도체패키지가 안착되어 고정되도록 반도체패키지안착구(44)가 적어도 한개 이상 형성되어 있다.

한편, 상기 힘감지부(10)의 하부에는 상기 힘감지부(10)가 X축을 따라서 이동하여 힘전달부(20) 및 레버부(30)의 일단을 밀어줄 있도록 X축이동부(11)가 더 설치되어 있다. 이는 X축레일(12)상에 X축이동구(13)가 상부X축모터(14)에 의해 이동가능하게 설치되어 이루어져 있다.

도6은 본 발명에 의한 반도체패키지의 테스트 방법을 도시한 순서도이다.

먼저, 모든 메모리 변수를 리셋하여 장치를 초기화한다.

이어서, 반도체패키지 안착구(44)에 반도체패키지를 안착한 상태에서, 반도체패키지 안착 및 이동부(40)를 이용하여 반도체패키지(50)의 첫번째줄 솔더볼(53)이 레버부(30)의 일측에 위치하도록 한 후, X축이동부(11)를 이용하여 힘감지부(10)를 일측으로 밀어낸다. 그러면 상기 힘감지부(10)에 의해힘전달부(20)가 일측으로 밀리고, 이어서 상기 힘전달부(20)가 레버부(30)의 일단을 밀게 됨으로써 상기 레버부(30)의 타단 즉, 니들(33)이 회전축(32)을 중심으로 일정각도 회전하면서 상기 솔더볼(53)의 측면을 -X축으로 밀어낸다. 이에 따라 상기 니들(33)과 솔더볼(53) 사이에 작용하는 전단응력은 레버부(30)와 힘전달부(20)를 통해 힘감지부(10)에 작용함으로써, 솔더볼(53)에 작용하는 전단응력 또는 부하값을 상기 힘감지부(10)가 감지할 수 있게 된다.

계속해서, 각각의 힘감지부(10)에 걸리는 솔더볼(53)의 현재 부하값 및 최대 부하값을 측정한다.

이어서, 상기 최대 부하값과 현재 부하값의 차가 미리 기억된 설정 기준값보다 큰지 판단한다.

또한, 상기 최대 부하값과 현재 부하값의 차가 설정 기준값보다 크지 않은 경우에는 최대 부하값이 설정 기준값보다 큰지 판단한다.

계속해서, 상기 최대 부하값이 설정 기준값보다 큰 경우 현재 측정 줄이 마지막 줄인지 판단한다.

상기 현재 측정 줄이 마지막 줄이 아닌 경우 레버부(30)가 다음줄의 솔더볼(53) 측면에 위치하도록 반도체패키지 안착 이동부(40)를 이용하여 그 반도체패키지를 이동시킨다.

여기서, 상기 최대 부하값과 현재 부하값의 차가 설정 기준값보다 큰 경우 반도체패키지를 리젝트 자재로 판명하여 대기 위치로 이동시킨다.

또한, 상기 현재 측정 줄이 마지막 줄인 경우 굿 자재로 판명하여 대기위치로 이동시킴으로써 본 발명에 의한 반도체패키지의 테스트 방법이 완료된다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만, 여기에만 한정되지 않으며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 의한 반도체패키지 테스트 장치 및 그 방법에 의하면, 다수의 채널을 동시에, 즉, 다수의 솔더볼에 대한 전단응력을 동시에 각각 독립적으로 측정할 수 있음으로써 테스트 시간이 신속하게 이루어지고, 이에 따라 반도체패키지의 제조 시간도 단축되는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 하단부에 X축 이동부가 설치되어 X축으로 이동 가능한 동시에, 다수의 로드셀로서 일정한 힘을 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 다수의 힘감지부와;

   상기 다수의 힘감지부의 전단에 위치되어 있되, 스프링을 중심으로 그 전,후단에 각각 제1바 및 제2바가 설치되고, 상기 각각의 힘감지부가 제1바를 밀 때 이힘을 스프링 및 제2바인 X축 방향으로 전달하는 힘전달부와;

   상기 힘전달부의 제2바에 상단이 접촉되어 회전축을 중심으로 소정각도 회전하되, 상기 회전축의 상부 영역에는 다수의 통공이 형성되어 무게 중심이 상기 회전축의 하부 영역에 형성되도록 하고, 상기 하부 영역은 반도체패키지의 솔더볼과 접촉되는 일단이 가는 니들로 형성되어 상기 솔더볼을 -X축으로 밀수 있도록 되어 있는 레버부와;

   상기 레버부의 하부에 반도체패키지가 안착되어 X,Y,Z축으로 이동 가능하게 설치된 반도체패키지 안착 및 이동부를 포함하여 이루어진 반도체패키지 테스트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 니들은 솔더볼과 접촉하는 부분에 단턱이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체패키지 테스트 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 레버부는 솔더볼을 향하는 부분을 중심으로 방사상으로 위치된 것을 특징으로 하는 반도체패키지 테스트 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 레버부의 회전축 하부에는 다수의 레버부가 최초에 동일선상에 위치하도록 상기 레버부의 일측과 접촉되어 위치셋팅용 실린더가 더 설치된 것을 특징으로 하는 반도체패키지 테스트 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 레버부의 상부에는 레버부의 Y축 요동을 억제하기 위해 레버가이드가 더 설치된 것을 특징으로 하는 반도체패키지 테스트 장치.
6. 모든 메모리 변수를 리셋하여 장치를 초기화하는 단계와;

   레버부가 반도체패키지에 형성된 첫번째줄의 솔더볼 측면에 위치하도록 한 상태에서, 힘감지부를 전진하여 상기 레버부가 솔더볼 측면을 밀어내도록 하는 단계와;

   각각의 힘감지부에 걸리는 현재 부하값 및 최대 부하값을 측정하는 단계와;

   상기 최대 부하값과 현재 부하값의 차가 설정 기준값보다 큰지 판단하는 단계와;

   상기 최대 부하값과 현재 부하값의 차가 설정 기준값보다 크지 않은 경우 최대 부하값이 설정 기준값보다 큰지 판단하는 단계와;

   상기 최대 부하값이 설정 기준값보다 큰 경우 현재 측정 줄이 마지막 줄인지판단하는 단계와;

   상기 현재 측정 줄이 마지막 줄이 아닌 경우 레버부가 다음줄의 솔더볼 측면에 위치하도록 반도체패키지를 이동시키는 단계를 포함하여 이루어진 반도체패키지 테스트 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 최대 부하값과 현재 부하값의 차가 설정 기준값보다 큰 경우 반도체패키지를 리젝트 자재로 판명하여 대기 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체패키지 테스트 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 현재 측정 줄이 마지막 줄인 경우 굿 자재로 판명하여 대기위치로 이동시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체패키지 테스트 방법.