KR100391746B1 - Ｉｃ 소자 접촉장치 - Google Patents

Abstract

기판의 일측면상에 각각 다수의 구형전극을 구비한 IC 소자를 전기적 특성의 시험을 위하여 IC 시험기 헤드에 전기적으로 접속하는 IC 소자 접촉장치에 있어서,

본 발명에 따른 IC 소자 접촉장치는, 표면상에 형성된 소정수의 접촉점을 갖는 소켓 보드; 미세한 도전성 와이어의 대향 단부가 탄성의 절연 시트의 전면 및 배면상의 표면에서 노출되는 상태로, 절연 시트의 두께를 가로질러 소정각도 배향되어 절연시트에 내장된 다수의 미세한 도전성 와이어와, 탄성의 절연시트에 의해 구성된 이방성 도전 시트; 소정수의 구멍이 뚫어진 절연판의 형태로 형성된 팁 홀더; 및 도전 재료로 만들어지고 IC 소자의 구형전극과 접촉을 위하여 팁 홀더의 구멍에 끼워맞춰지는 소정수의 접촉 팁을 포함하여 이루어지고, 이방성 도전 시트는 소켓보드와 맞물리는 일측면과 접촉팁을 소켓 보드상의 접촉점과 전기적으로 접속하기 위하여 접촉팁과 맞물리는 타측면을 갖고, 접촉 팁은 각각의 구멍내의 제위치에 확실하게 유지되도록 하는 방식으로 팁 홀더와 함께 조립되고, 일단에서 이방성 도전 시트와 가압접촉되는 반면 접촉 팁의 타단은 이방성 도전 시트로부터 떨어진 측면상에 소정길이만큼 구멍으로부터 돌출되는 것을 특징으로 한다.

Description

ＩＣ 소자 접촉장치{IC DEVICE CONTACTOR}

본 발명은 전기적 특성을 시험하기 위하여 예를 들어 칩 규모 패키지(CSP: chip scale package)형 또는 볼 그리드(BDA: ball grid)형의 IC 소자의 구형 전극을 이 IC 시험기에 전기적으로 접속하기 위하여 IC 시험기와 함께 사용되는 IC 소자 접촉장치에 관한 것이다.

IC 소자는 소정수의 전극을 갖는 대규모 집적회로(LSI: large scale integrated) 칩으로 구성된다. 대규모 집적회로(LSI) 칩은 합성수지 재료로 포장된 패키지로서 제공된다. 통상적으로 패키지의 일측면에 인출되는 리드 핀이 대규모 집적회로(LSI) 칩상의 다수의 전극에 연결된다. 그러나, 최근 IC 소자의 소형화의 요구에 부응하기 위하여, 거의 대규모 집적회로(LSI) 칩의 크기까지 크기가 감소되고 땜납 볼과 같은 다수의 반구형상의 전극 또는 리드 핀 대신에 패키지의 일측면상의 표면에 매트릭스(matrix)로 배열된 다수의 구형상의 전극이 제공된 IC 패키지가 개발되어 사용되고 있다. 이러한 종류의 패키지는 칩 규모 패키지(CSP) 또는 볼 그리드(BGA)로 불리우고, 이들은 인쇄회로보드상에 작은 탑재공간만을 요구하기 때문에 예를 들어 핸드 비디오 카메라, 이동 전화, 노트북형 개인용 컴퓨터 등의 이동형 전자제품에서 널리 응용되고 이들 전자제품을 더욱 소형으로 소형화하는데 기여하고 있다.

생산후 단계에서 상술된 칩 규모 패키지(CSP) 및 볼 그리드(BGA) 형 IC 소자의 전기적 특성의 시험 또는 측정에 있어서, 각각의 IC 소자 패키지는 IC 소자의 각각의 구형 전극에 전기적으로 연결되는 접촉 프로브를 사용하여 IC 시험기에 연결된다. 이를 위하여, 시험중에 있는 IC 소자를 위한 접촉 기구(contacting mechanism)의 일부로서 작용하는 IC 소자의 부분상의 구형 전극과 동일한 수의 접촉요소를 갖는 소켓 보드가 IC 시험기상에 탑재된다. 시험시, IC 소자는 소켓 보드에 대하여 눌려지고 이것에 의해 IC 시험기측상의 접촉요소를 IC 소자측상의 구형전극에 전기적으로 접속한다.

이 접속에서, IC 소자상의 전극은 사각형 형상의 소형 표면영역내에 미세한 피치의 매트릭스로 형성된다. 예를 들어 150개 이상의 미세한 전극이 수 ㎠의 소형 표면영역내에 매트릭스로 배열된다. 또한, IC 소자의 전극은 구형상이기 때문에 모든 전극을 위한 소켓 보드의 측면상의 접촉요소와의 안정한 전기적 연결을 유지하는 데 있어서의 어려움이 종종 발생한다. 특히, IC 소자상의 구형전극이 땜납 볼로 형성되는 경우, 이들 표면은 산화되고 산화막으로 덮혀서 접촉실패의 가능성을 더욱 더 증가시킬 수 있다.

따라서, 소켓 보드 부분상의 전극을 IC 소자의 전극과 직접 접촉시키는 대신에 소켓 보드와 시험될 각각의 IC 소자 사이에 이방성 도전 시트를 개재하는 실시가 통상적으로 행해졌다. 이방성 도전 시트는 탄성재료로된 소정의 두께를 갖는 시트, 예를 들어 실리콘 고무로된 절연 시트와, 이 실리콘 고무 시트에 내장된 미세한 금 도금 황동와이어 등의 금속으로된 미세한 도전성 와이어에 의해 구성된다. 이 미세한 도전성 와이어는 절연시트의 일측에서 타측으로 각도적으로 배향된 상태로 연장되고, 이 와이어의 대향하는 반대쪽 단부는 절연시트의 대향측상의 표면에서 노출된다. 이방성 도전 시트가 개재되어 소켓보드에 대해 눌려지기 때문에 내장된 미세한 도전성 와이어는 소켓보드상의 접촉 요소에 전기적으로 접속된다. 여기서, 접촉요소와 미세한 도전성 와이어 사이의 전기적 접속을 더 확실하게 유지하기 위하여 각각의 전극은 바람직하게는 이방성 도전 시트의 복수의 미세한 도전성와이어와 접촉되어야 한다. 따라서, IC 소자가 접촉위치에 설정되면 구형 전극은 소켓보드의 측면상의 접촉요소에 대하여 오프셋된 위치에 위치되고, 각도적 배향의 정도에 따라 이방성 도전 시트의 미세한 도전성 와이어는 IC 소자와 소켓 보드사이의 더욱 확실한 전기적 접속을 보장하기 위하여 증가된 접촉길이를 제공할 수 있다.

IC 소자 시험에 있어서, IC 소자의 구형 전극에 의해 직접 접촉되는 것은 이방성 도전 시트이다. 즉, IC 소자의 접속에 의해 반복적으로 충격을 받는 것은 이 이방성 도전 시트이다. 또한, IC 소자의 전기적 특성을 효율적으로 시험하기 위하여 복수의 IC 소자를 동시에 시험하는 실시, 예를 들어 시험 보드상에 16, 32 또는 64개의 IC 소자를 설정하고 소켓보드에 대하여 시험 보드를 누르는 통상의 실시가 행해졌다. 따라서, 모든 전극이 실패없이 접속되도록 하기 위하여 강한 압착력을 인가함으로써 상당히 많은 수의 전극이 한번에 접속되어야 한다. 압착력하에서 IC 소자 전극과의 반복된 접촉에 기인하여 이러한 종류의 이방성 도전 시트는 항상 마모되거나 또는 조속히 품질이 저하되는 문제를 지닌다.

또한, IC 소자상의 구형 전극은 이방성 도전 시트에 대하여 눌려질 때 쉽게 긁힐 수 있고 이방성 도전 시트에 땜납 파편으로서 쌓일 수 있는 땜납 볼과 같은 부드러운 금속으로 이루어진다. 접촉실패는 이러한 땜납 파편에 의해 발생될 수 있고 미세한 도전성 와이어를 단락시킨다. 특히, 미세한 도전성 와이어는 이방성 도전 시트의 전체 표면상에 고밀도로 제공되기 때문에, 인접하여 위치된 땜납볼간의 단락은 많은 땜납 파편이 쌓인 이방성 도전 시트에 IC 소자를 접속할 때 발생하기 쉽다. 또한, 이러한 종류의 IC 소자를 배선보드상에 탑재할 때, 그것의 구형전극은 열의 인가에 의해 부드러워지거나 녹여진 후 배선보드상의 전극에 접속된다. 배선보드상에 탑재된 IC 소자의 전극의 전기적 접속을 확실하게 한다는 견지에서 구형전극의 정점부는 바람직하게는 완전히 구형으로 유지되어야 한다. 하지만, 구형전극의 정점부는 이방성 도전 시트의 미세한 도전성 와이어에 대하여 직접 접촉되면 물질의 손상도로 손상될 수 있다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 이방성 도전 시트를 사용하며 IC 소자의 부드러운 구형전극이 이방성 도전 시트와 직접 접촉하는 것을 방지함으로써 이방성 도전 시트의 조속한 품질저하를 방지할 수 있는 형태의 IC 소자 접촉장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 IC 소자를 동시에 시험하는데 사용하기에 적합하고 비교적 적은 압력의 인가에 의해 IC 소자를 소켓보드에 확실히 전기적으로 접속할 수 있는 IC 소자 접촉장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 시험중에 있는 IC 소자의 구형전극의 적어도 정점부분을 손상으로부터 보호할 수 있는 IC 소자 접촉장치를 제공하는 것이다.

도 1은 통상의 IC 소자 시험기의 일반 레이아웃을 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 도 1에 도시된 IC 시험기의 개략측면도,

도 3은 시험될 IC 소자의 일례로서의 BGA형 패키지를 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 테스트 보드의 개략외부도,

도 5는 운반기의 개략 단면도,

도 6은 테스트 헤드에 연결된 IC 소자를 도시하고 있는 개략 단면도,

도 7은 접촉유닛의 개략 단면도,

도 8은 접촉 팁의 개략외부도,

도 9는 땜납 볼과 접촉하는 접촉 팁의 개략 외부도,

도 10은 다른 구성의 다른 접촉 팁의 개략외부도이다.

본 발명에 따르면, 상술된 목적은 기판의 일측면상에 각각 다수의 구형전극을 갖는 IC 소자들을 전기적 특성의 시험을 위한 IC 시험기 헤드에 전기적으로 접속하는데 사용될 IC 소자 접촉장치의 제공에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 IC 소자 접촉장치는, 표면상에 형성된 소정의 수의 접촉점을 갖는 소켓 보드; 탄성 절연시트와, 대향단부들이 절연 시트의 전방측 및 후방측상의 표면에서 노출되어 있고 이 절연 시트의 두께를 가로질러 소정의 각도적 배향으로 절연시트에 내장된 다수의 미세한 도전성 와이어에 의해 구성된 이방성 도전 시트; 소정의 갯수의 구멍이 뚫어진 절연판의 형태인 팁 홀더(tip holder); 및 도전재료로 만들어지고 IC 소자의 구형전극과의 접촉을 위하여 팁 홀더의 구멍에 끼워맞춰지는 소정의 수의 접촉 팁을 필수적으로 포함하고, 이방성 도전 시트는 소켓보드와 맞물리는 일측면과 소켓보드상의 접촉점과 접촉 팁을 전기적으로 접속하기 위하여 접촉 팁과 맞물리는 타측면을 가지며, 접촉 팁은 각각의 구멍내의 제위치에 확실히 유지되도록 하는 방식으로 팁 홀더와 함께 조립되고 일단에서 이방성 도전 시트와 가압 접촉되는 반면, 접촉팁의 타단은 이방성 도전 시트로부터 떨어진 측면상에 소정의 길이만큼 구멍으로부터 돌출된다.

접촉 팁의 더욱 상세한 형태에 대하여는, 예를 들어 각각의 접촉 팁은 이방성 도전 시트내의 미세한 도전성 와이어중 적어도 하나와 접촉되는 전극부, IC 소자의 구형전극과의 맞물림을 위하여 팁 홀더의 구멍으로부터 돌출된 접촉부 및 전극부와 접촉부 사이의 중간부 주위에 형성된 플랜지부로 구성될 수 있다. 이 플랜지부는 이 구멍의 직경보다 큰 직경으로 형성되고 팁 홀더 및 이방성 도전 시트사이에 접촉 팁을 확실하게 유지하기 위한 스톱퍼로서 작용한다. 바람직하게는, 접촉 팁은 IC 소자상의 구형전극보다 더 단단한 강성재료로 형성된다.

본 발명의 한 바람직한 형태에 있어서, 접촉 팁의 접촉부는 IC 소자의 구형전극의 주위부와 접촉맞물림을 위하여 원주방향으로 군데군데 배치된 복수의 탄성접촉페탈(contacting petals)로 형성된다. 이 경우, 접촉페탈은 바람직하게는 그것의 극단에 날카로운 모서리가 제공된다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에 있어서, 접촉 팁의 접촉부는 IC 소자의 구형전극에 비하여 더 작은 곡률반지름을 갖는 오목표면 주위에 날카로운 모서리를 갖는 컵형상으로 형성된다.

또한, 소정의 개수의 구멍이 뚫어진 팁 유지판이 팁 홀더와 이방성 도전 시트 사이에 제공될 수 있다. 이 팁 유지판은 팁 홀더와 협조하여 접촉 팁의 플랜지부를 제위치에 확실하게 붙잡으면서 이방성 도전 시트의 측면상의 접촉 팁의 전극부를 그 구멍내에 수용한다.

이하에, 본 발명이 바람직한 실시예를 통해 더욱 상세히 설명된다. 이하의 설명에 있어서, IC 소자는 테스트 보드상에 탑재된 IC 소자를 가열 또는 냉각하는 일정온도 가열/냉각장치(constant temperature bath)를 사용하여 온도제어하에서 테스트 헤드에 접속된다. 그러나, IC 소자는 이러한 온도제어없이도 시험될 수 있다.

통상적인 IC 소자 시험기의 일반적인 레이아웃이 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시되고, 도 3은 이 시험기에 의해 시험 및 측정될 IC 소자이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 조작기(handler)는 1, 일정온도 가열/냉각장치는 2, IC 소자 시험기는 3으로 표시된다. 조작기(1)는 IC 소자를 이송 및 재배치하도록, 즉 IC 소자 시험기로 및 IC 소자 시험기로부터 IC 소자를 로드 및 언로드하도록 작용하는 이송로봇(5)이 제공된다. 각각의 이송로봇(5)은 흡입력에 의해 IC 소자를 집어올려 이송하는 흡입헤드(5a)를 갖는다. 이송로봇(5)에 의한 로딩 및 언로딩동작에 의해, IC 소자(4)는 조작기(1)상에 놓여진 소정형상(도시하지 않음)의 다수의 IC 홀더 트레이로부터 테스트 보드(19)상에 로드되고, 시험 후 다시 IC 홀더 트레이상으로 이송된다.

테스트 보드(10)를 사용함으로써 다수의 IC 소자를 동시에 따라서 효율적으로 시험하는 것이 가능하다. 일반적으로 작은 지그(jig) 또는 간단한 구성의 IC 홀더 트레이가 운송 및 저장에 있어서의 편리를 위하여 그리고 가능한한 많은 IC 소자(4)를 수용하기 위하여 사용되기 때문에, 테스트 보드(10) 및 IC 홀더 트레이 사이에 IC 소자(4)의 이송을 필요로 하고, 한편 시험중에 있는 IC 소자를 위해 사용되는 이송 지그는 IC 소자(4)를 제위치에 고정하는 기구를 가질 필요가 있다. 따라서, 테스트 보드(10)는 이하에 상세히 설명되는 구성을 갖는다.

소정 개수의 IC 소자(4)가 조작기(1)의 작동에 의해 테스트 보드(10)상에 설정되자마자 테스트 보드(10)는 반송기에 의해 또는 다른 이송경로를 통하여 일정온도 가열/냉각장치(2)로 보내져 그 내부에 놓인다. 소정 시간주기동안 IC 소자를 운반하는 테스트 보드(10)는 IC 소자(4)를 소정온도로 가열 또는 냉각하며, 엄격한 온도제어하에 있는 일정온도 가열/냉각장치(2)에 넣어진다. IC 소자(4)의 효율적인 열처리를 위하여, 일정온도 가열/냉각장치(2)는 복수의 테스트 보드(10)를 수용하도록 배치되고, 이 복수의 테스트 보드(10)는 일 사이클의 시험 작동에 실질적으로 대응하는 일정온도 가열/냉각장치(2)를 통하여 소정의 경로를 따라 1피치씩 피치 공급수단(도시하지 않음)에 의해 공급된다.

온도가 가장 정밀하게 제어되는 일정온도 가열/냉각장치(2)의 상부에는, 테스트 보드(10)가 테스트 헤드(3a)와 마주하는 공급경로내의 최상부 위치로 진행될 때, 전류를 흐르게 함으로써 전기적 특성을 시험하기 위하여 테스트 보드(10)상의 모든 IC 소자(4)가 접속되는 테스트 헤드(3a)가 위치된다. IC 소자(4)상의 전기적 특성의 테스트를 끝마무리할 때, 이들 IC 소자를 운반하는 테스트 보드(10)는 일정온도 가열/냉각장치(2)로부터 방출되고, 조작기(1)부분으로 복귀되고 이것에 의해 시험된 IC 소자(4)로서 배출된다. 그 후, 배출된 IC 소자(4)의 위치에는 새로운 IC 소자(4)가 테스트 보드(10)에 로드된다. 하나의 테스트 보드(10)가 방출될 때, 뒤따르는 테스트 보드(10)가 마지막 위치로부터 일 피치만큼 들어올려지는 것을 계속하는 동안 다음의 테스트 보드(10)는 최상부 위치로 또는 시험기(3)쪽으로 들어올려진다. 동시에, 새로운 테스트 보드(10)가 피치 공급기구상의 최하부 설정위치로 보내진다.

IC 소자(4)의 전기적 특성을 계속적으로 및 연속적으로 시험하기 위하여 상술된 작업이 반복된다. 시험될 IC 소자(4)는 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같은 볼 그리드 어레이형이다. 이러한 형태의 IC 소자는 세라믹 기판(4a)상에 차례로 접착되는 절연 시트(4b)상에 탑재되는 대규모 집적회로(LSI) 칩을 갖는다. 세라믹 기판(4a)의 배면상에는 IC 소자(4)를 위한 전극으로서 작용하는 땜납 볼(4d)형태의 구형 전극의 배열이 제공된다. 이들 땜납 볼(4d)은 대규모 집적회로(LSI) 칩(4c)의 전극에 와이어 본딩된다. 대규모 집적회로(LSI) 칩(4c)과 와이어 본딩은 수지포장(resin shield)(4e)에 밀봉된다. 따라서, IC 소자(4)의 본체는 대규모 집적회로(LSI) 칩(4c), 세라믹 기판(4a) 및 수지포장(4e)에 의해 구성되고, 땜납 볼(4d)의 형태인 전극은 패키지된 본체의 일측표면에 제공된다. 이러한 방식으로, IC 소자(4)는 그것의 일측면상에 전극형성표면을 가지고, 다수의 땜납 볼 전극(4d)이 이 표면상에 매트릭스로 형성된다. 와이어 본딩 대신에 대규모 집적회로(LSI) 칩(4c)과 땜납 볼(4d) 사이의 접속은 바람직하다면 배선 막 또는 돌기를 사용하여 행해진다.

상술된 바와 같은 구성으로 제조되는 IC 소자(4)는 전기적 특성의 측정을 위하여 IC 시험기(3)의 테스트 헤드(3a)에 접속된다. 이 목적을 위하여 사용되는 테스트 보드(10)에는 다수의 운반 수용셀(10a)을 행과 열로 제공하는 그리드 형 프레임워크가 제공된다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 가역 IC 운반기(11)는 테스트 보드(10)의 각각의 운반 수용셀(10a)에 끼워맞춰진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 IC 운반기(11)는 IC 소자(4)의 패키지된 본체의 크기와 땜납 볼(4d)이 형성되는 표면영역 사이의 중간 크기의 개구(11a)와, 개구(11a)의 대항 단부에서 인접하여 형성된 한 쌍의 노치(11b)가 제공된다. 샤프트(23)은 각각의 노치(11b)를 가로질러 또는 그것의 측벽 사이에 지지되고, 고정레버(13)는 샤프트(12)상에 진동가능하게 탑재된다. 통상적으로, 고정레버(13)는 바이어싱 스프링(14)에 의해 장치 고정방향으로 재촉된다. 고정레버(13)는 샤프트(12)상의 피봇 점의 바깥쪽으로 연장된 진동 연장부(13a)를 갖는다. 진동 연장부(13a)를 눌러내릴 때, 고정레버(13)는 IC 소자(4)로부터 떨어진 반환된 위치로 향한다. 따라서, 2개의 고정레버(13)가 각각의 반환된 위치로 향할 때 IC소자(4)는 운반기(11)상에 또는 운반기(11)로부터 자유롭게 로드 또는 언로드될 수 있다.

각각의 IC 소자(4)는 흡입헤드(5a)에 의해 운반기(11)로 이송되어 운반기(11)상의 소정위치에 놓여진다. 이러한 관점에서, 흡입 헤드(5a)가 이송도중에 떨어뜨리지 않고 IC 소자를 확실하게 붙잡도록하기 위하여, IC 소자(4)가 그것에 흡착될 때 땜납 볼(4d)을 구비한 전극측이 아래쪽을 향하거나 흡입헤드(5a)로부터 멀어지게하는 것이 바람직하다. 한편, IC 시험기(3)의 테스트 헤드(3a)는 일정 온도 가열/냉각장치(2)의 상부에 위치되기 때문에 시험위치에 도달하기 전에 테스트 보드(10)상에서 위아래를 뒤집음으로써 운반기(11)의 측면들을 역전시키는 것이 필요하게 된다. 그러나, 흡입헤드(5a)가 IC 소자(4)상의 확실한 붙잡음을 얻기에 충분히 넓은, 전극영역내의 땜납 볼(4d) 주위의 여백영역을 발견할 수 있는 경우에는 운반기의 역전이 반드시 필요한 것은 아니다. 대안적으로, 땜납 볼(4d)의 높이가 상대적으로 낮은 것을 고려하면,바람직하다면 흡입헤드(5a)의 파지력은 이것이 IC 소자(4)의 땜납 볼 전극측을 확실하게 파지할 수 있도록 강화될 수 있다. 이러한 경우, 테스트 보드(10)상의 IC 소자(4)가 위로 향하고 있는 각각의 땝납 볼 전극측과 함께 이송될 수 있기 때문에 운반기(11)를 상측과 하측을 역전시킬 필요가 없다. 또한, 예를 들어 테스트 헤드(3a)가 일정 온도 가열/냉각장치(2)의 하부에 위치되는 경우에는 IC 소자(4)의 역전은 불필요하게 된다.

상술된 바와 같은 IC 소자 시험장치를 사용함으로써, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 배치된 테스트 헤드(3a)상에서 IC 소자(4)의 전기적 특성이 테스트된다. 도 6으로부터 명백한 바와 같이, 테스트 헤드(3a)에는 이 테스트 헤드(3a)의 모기판(mother board)(도시하지 않음)에 제거가능하게 결합된 소켓보드(20)가 제공된다. 소켓보드(20)상에는 와이어(22)에 의해 모기판에 전기적으로 접속되는 다수의 전극 핀(21)이 형성된다. 와이어(22)를 사용하는 대신에 바람직하다면 테스트 보드(20)는 배선회로보드등을 통하여 모기판에 접속될 수도 있다.

전극 핀(21)은 소켓보드(20)내에 형성된 관통 구멍(23)에 수용되고 소켓보드(20)의 하측상에 증가된 직경을 갖는 접촉부(21a)가 제공된다. 전극 핀(21)을 소켓보드(20)의 관통 구멍(23)내에 고정적으로 보유하기 위하여 각각의 전극 핀(21)의 상단 주위에는 참조번호 24로 표시된 땜납이 인가된다. 적당한 전기절연성을 갖는 탄성 절연시트(26a)와, 이 절연시트(26a)에 내장된 다수의 미세한 도전성 와이어(26b)로 구성된 이방성 도전시트(26)용 홀더 프레임(25)이 소켓보드(20)로부터 매달려 있다. 도시된 특정의 예에 있어서, 미세한 도전성 와이어(26b)는 금도금 황동으로 되어 있고, 모두 절연시트(26a)의 표면에 대하여 각도적으로 기울어진 방향으로 배향되어 있다. 모든 미세한 도전성 와이어(26b)의 대향 단부는 이방성 도전 시트(26)의 대향 측상의 표면에서 노출된다. 절연시트(26a)의 전방측상에서, 미세한 도전성 와이어(26b)의 노출단부는 접촉부(21b)의 각각이 복수의 미세한 도전성 와이어(26b)에 의해 접촉되는 방식으로 전극 핀(21)의 접촉부(21a)에 접촉된다.

배면상에서는, 절연시트(26a)는 시험중에 있는 IC 소자(4)의 땜납 볼(4d)에 의해 접촉된다. 따라서, 땜납 볼(4d)은 미세한 도전성 와이어(26b)와 전극 핀(21)의 접촉부(21a)를 통하여 소켓보드(20)의 측면상의 전극(22)에 전기적으로 접속된다. 미세한 도전성 와이어(26b)는 상술된 바와 같이 각도적으로 배향되기 때문에 IC 소자(4)의 각각의 땜납 볼(4d)은 미세한 도전성 와이어(26b)의 경사의 각도 많큼 오프셋된 위치에서 접촉한다. 각도적으로 경사진 방향으로 미세한 도전성 와이어(26b)의 배향은 전극 핀(21)의 접촉부(21a)와의 접촉을 안정화하고 미세한 와이어(26b)의 노출단부가 관통하거나 그것과 접촉할게 될 부재에 손상을 줄 확률을 배제하기 위한 것이다.

상술된 바와 같이, IC 소자(4)는 테스트 보드(20)상에 놓여진 이방성 도전 시트(26)를 통하여 테스트 헤드(3a)에 접속된다. 이 때, IC 소자(4)의 구형전극을 구성하는 땜납 볼(4d)는 이방성 도전시트(26)에 직접접속되지 않고 접촉 팁(27)을 통하여 접속된다.

이 경우, 접촉 팁(27)은 예를 들어 베릴륨 코퍼(beryllium copper)(BeCu)와 같은 강성의 도전재료로 형성되고, 도 8 및 도 9에서 상세히 도시된 바와 같이 각각의 접촉 팁(27)은 그루터기부(27a)의 다른 일단에 인접하여 형성된 플랜지부(27b)와 함께 평평한 헤드를 갖는 그루터기형상 전극부(27a)가 제공된다. 도면의 플랜지부(27b)의 하측상에는 활모양으로 만곡된 복수의 접촉페탈(petal)(27c)(도시된 특정예의 경우에는 4개의 접촉 페탈)을 구비한 접촉부가 제공된다. 접촉페탈(27c)은 접촉부에 대해 중앙으로 제공된 오목표면으로부터 첨예한 외부 단부로 각각 활모양으로 만곡된다. 접촉페탈(27c)의 만곡부의 곡률반지름은 땜납 볼(4d)의 곡률반지름보다 더 작다.

각각 상술된 바와 같은 구성을 갖는 접촉 팁(27)은 홀더 프레임(25)에 고정된 팁 홀더(28)에 끼워맞춰진다. 팁 홀더(28)는 전기적 절연 재료로된 판으로 형성되고 플랜지부(27b)가 아니라 접촉 칩(27)의 접촉 페탈(27c)의 통과를 허용하는 크기를 갖는 소정의 수의 구멍이(28a)이 뚫어져있다. 또한, 전기적 절연재료로된 팁 유지판(29)은 팁 홀더(28)상의 접촉 팁(27)의 그루터기부(27a)상에 끼워맞춰진다. 마찬가지로 팁 유지판(29)은 플랜지부(27b)가 아니라 그것을 통한 접촉 팁(27)의 그루터기부(27a)의 통과를 허용하는 크기의 소정수의 구멍(29a)이 뚫어진다. 또한, 팁 홀더(28)와 팁 유지판(29)의 구멍(28a,29a)은 접촉 팁(27) 주위에 단단히 끼워맞추도록 배열되어 각각의 접촉 팁(27)은 팁 홀더(28)와 팁 유지판(29) 사이에 안정하게 유지된다.

따라서, 접촉 유닛(30)은 상술된 바와 같은 방식으로 팁 홀더(28)와 팁 유지판(29) 내에 및 사이에 있는 접촉 팁(27)을 끼워맞추거나 고정함으로써 조립된다. 이 접촉 유닛(30)은 볼트(31)와 같은 고정수단에 의해 홀 프레임(25)에 고정된다. 접촉 유닛(30)을 고정할 때, 소정의 압착력이 이방성 도전시트(26)에 인가된다. 따라서, 이방성 도전 시트(26)의 전면 및 후면측은 각각 전극 핀(21)의 접촉부(21a) 및 접촉 팁(27)의 그루터기부(27a)와 가압 접촉된 상태로 유지되고, 전극 핀(21)은 이방성 도전 시트(26)내의 미세한 도전성 와이어(26b)를 통하여 접촉 팁(27)과 전기적으로 접속된다. 미세한 도전성 와이어(26b)가 상술된 바와같이 이방성 도전 시트(26)의 두께를 가로질러 각도적으로 기울어진 방향으로 배향되기 때문에, 이방성 도전 시트(26)상의 접촉 팁(27)의 그루터기부(27a)의 접촉부는 대향하는 전극 핀(21)의 접촉부(21a)에 대하여 소정거리 만큼 오프셋된다. 즉, 이방성 도전 시트(26)의 반대측상의 가압된 접촉점은 서로로부터 오프셋되어, 이방성 도전 시트(26)의 전체 표면에 걸친 균일한 압력분포를 위하여, 전극 핀(21) 또는 접촉 팁(27)의 각각의 열의 적어도 한 단부에 더미(dummy)를 제공하는 것이 바람직하다. 도 7에 있어서, 27D는 IC 소자(4)의 시험시에 어떤 접극 핀(21)과도 접속되지 않고 어떤 땜납 볼(4d)과도 접촉되지 않는 더미 접촉 팁을 나타낸다.

일 세트의 소자 접촉장치는 접촉 유닛(30)과 이방성 도전 시트(26)로 구성되고, 복수 세트의 소자 접촉장치가 테스트 보드(10)의 부분상의 운반기(11)와 대향하는 위치에서 테스트 보드(20)상에 제공된다. 필요한 수의 세트의 소자 접촉장치는 IC 시험기(3)의 테스트 헤드(3a)로서 기능한다. 따라서, 테스트 보드(10)를 테스트 헤드(3a)에 접속할 때, 테스트 보드(10)의 각각의 운반기(11)상의 다수의 IC 소자(4)가 전기적 특성을 시험하기 위해 테스트 헤드(3a)에 동시에 접속된다.

각각의 테스트 보드(10)가 소정의 시간주기동안 일정 온도 가열/냉각 장치(2)내에 위치될 때, 테스트 보드(10)상의 IC 소자(4)는 테스트 이전의 소정온도 레벨로 가열 및 냉각될 수 있다. 일정 온도 가열/냉각 장치(2) 내에서, 테스트 보드(10)는 상부 방향으로 일 피치씩 공급되고 최상위치에 도달하자마자 피치공급수단으로부터 접속이 떨어진다. 도시된 특정의 실시예에 있어서, 테스트 보드(10)상의 각각의 운반기(11)는 하방으로 면하고 있는 IC 패키지의 땝납 볼 측면을 갖는 IC 소자(4)를 이송한다. 따라서, 테스트 헤드(3a)에의 접속 이전에, 테스트 보드(10)를 전체적으로 위아래를 뒤집는 것 또는 테스트 보드(10)내에서 모든 운반기(11)의 측면을 역전시키는 것이 필요하다.

이 역전된 상태에서 테스트 보드(10)는 가압수단(40)에 의해 테스트 헤드(3a)에 대해 가압되고, 그 후 IC 소자(4)의 땝납 볼(4d)은 접촉 팁(27)의 접촉 페탈(27c)에 접촉된다. 이 때, IC 소자(4)를 접촉 유닛(30)에 대하여 등록된 위치로 가져오기 위하여, 운반기(11)의 부분상에 제공된 위치선정구멍(42)과 맞물림을 위하여 소켓 보드(20)로부터 아래로 돌출된 위치선정 핀(41)을 제공하는 것이 바람직하다.

테스트 보드(10)의 전체 본체가 가압수단(40)에 의해 위로 밀어질 때, IC 소자(4)의 땝납 볼(4d)는 접촉 팁(27)의 접촉 페탈(27c)과 접촉된다. 따라서, IC 시험기(3)상의 전극 핀(21)과 IC 소자(4)는 접촉 팁(27)과 이방성 도전 시트(26)의 미세한 도전성 와이어(26b)를 통하여 전기적으로 접속된 상태로 유지되고, 이 상태에서 IC 소자(4)를 테스트하기 위하여 전류가 도통된다. 이 접속 단계에서, 비록 다수의 땜납 볼 전극이 테스트 보드(10)상에 탑재된 다수의 IC 소자(4)중 각각의 것에 매트릭스로 형성된다 할지라도, 땜납 볼(4d)에 의해 직접 접촉되는 것은 바로 접촉 페탈(27c)이며, 각각의 접촉 페탈은 상대적으로 작은 압력을 인가함으로써 접촉 팁(27)과 접촉하고 있는 모든 땜납 볼(4d)를 확실하고 안정된 상태로 유지하도록 하면서 소정압력의 인가시의 탄성 변형을 통하여 반지름방향으로 외향하는 방향으로 펼쳐진다. 시험시 테스트 보드(10)상에 감소된 가압력의 인가는 가압수단(40)과 접촉유닛(30)을 단순화하는 것이 가능하게 되기 때문에 이롭다. 0

이와 관련하여, 땜납 볼(4d)에 의해 접촉되는 것은 이방성 도전 시트(26)가 아니라 접촉 팁(27)이다. 즉, 접촉 팁(27)은 반복된 접촉동작의 결과로서 변형 또는 마모될 수 있는 반면, 접촉 팁(27)의 평평한 단부와 가압 접촉되어 있는 이방성 도전 시트(26)는 마찰적 마모 또는 품질저하를 발생시키는 충격으로부터 배제되고 연장된 사용기간을 누릴 수 있다. 비록 반복된 사용 후 접촉 팁(27)이 마모되거나 변형되는 가능성이 있을 지라도, 각각의 접촉 팁(27)이 팁 홀더(28)와 팁 유지판(29) 사이에 간단히 붙잡혀 있기 때문에 손상 또는 변형된 팁은 용이하게 대체될 수 있고, 필요하다면 팁 유지판(29)을 이탈시킨 후 용이하게 제거될 수 있다. 손상 또는 변형된 접촉 팁만을 대체하는 것에 의해 운영 비용을 상당히 감축시킬 수 있다.

땜납 볼(4d)은 비교적 부드럽고 모양이 구형상이어서, 배선 보드상에 IC 소자를 장착할 때 각각의 땜납 볼(4d)의 정점부는 배선 보드의 측면상의 전극에 확실하고 안정된 접속을 형성하도록 기능한다. 이러한 이유 때문에, 이들 정점부는 IC 시험시 손상으로부터 방지되어야 한다. 이러한 점에서, 각각의 땜납 볼(4d)이 직접접촉하는 것은 땜납 볼(4d)의 곡률반지름보다 더 작은 만곡부의 곡률반지름을 갖는 접촉 팁(27)의 4개의 활모양으로 만곡된 접촉 페탈(27c)이고, 따라서 그 정점부 뒤에서 정점부를 손상으로부터 보호하도록 하는 방식으로 땜납 볼(4d)과 접촉할 수 있다. 또한, 생산 후 기간에 땜납 볼(4d)의 표면상에는 산화막이 인가된다 할지라도, 확실하고 안정한 전기적 접속을 형성하기 위하여 접촉단계에서 접촉 페탈(27c)이 땜납 볼(4d)의 원주방향 표면을 따라 미끄러질 때 이 산화막은 접촉 페탈(27c)의 첨예한 외부단부에 의해 파열 또는 관통될 수 있다. 또한, 접촉 페탈(27c)은 땜납 볼(4d)의 측방향 표면부에 접촉되어, 배선회로보드 등에 IC 소자가 탑재될 때 땜납 볼(4d)의 정점부가 어떤 특별한 문제를 발생할 정도로 손상될 가능성은 없다.

또한, 각각의 접촉 페탈(27c)이 팁 홀더(29)로부터 멀리 돌출되어, 비록 부드러운 땜납 볼(4d)이 강성 재료로된 접촉 페탈(27c)에 의해 긁히더라도 인접한 접촉 팁(27)이 긁힌 땜납 파편에 의해 단락될 가능성이 없다. 따라서, 상술된 접촉장치 구성은 또한 인접한 접촉 팁(27)간의 단락을 배제하는데 기여한다.

접촉 팁에 관하여는 상술된 활모양으로 만곡된 접촉 페탈(27c)없이, 예를 들어 도 10에 도시된 바와 같이 수정된 구성의 접촉 팁이 채용될 수 있다. 즉, 도 10에는 상술된 접촉 팁(27)과 유사하게 평평한 그루터기부(50a)와 플랜지부(50b)를 갖는 접촉 팁(50)이 도시되어있다. 하지만, 이 경우, 접촉 팁(50)은 오목한 표면 주위에 원형의 날카로운 가장자리를 갖는 컵형상의 접촉부(50c)를 갖는다. 접촉부(50c)의 오목표면은 땜납 볼(4d)보다 더 작은 곡률반지름을 갖는 만곡부를 가진다. 접촉 팁이 이러한 방식으로 배열되는 경우, 비교적 작은 압력의 인가에 의해 확실하게 접속시키면서, 땜납 볼(4d)은 가압될 때 접촉부(50c)에 끼워맞춰진다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 IC 소자 접촉장치는 이방성 도전 시트를 사용하며 IC 소자의 부드러운 구형전극이 이방성 도전 시트와 직접 접촉하는 것을 방지함으로써 이방성 도전 시트의 조속한 품질저하를 방지할 수 있으며, 다수의 IC 소자를 동시에 시험하는데 사용하기에 적합하고 비교적 적은 압력의 인가에 의해 IC 소자를 소켓보드에 확실히 전기적으로 접속할 수 있고, 또한 시험중에 있는 IC 소자의 구형전극의 적어도 정점부분을 손상으로부터 보호할 수 있다.

Claims (7)

1. 기판의 일측면상에 각각 다수의 구형전극을 구비한 IC 소자를 전기적 특성의 시험을 위하여 IC 시험기 헤드에 전기적으로 접속하는 IC 소자 접촉장치에 있어서,

   상기 IC 소자 접촉장치는,

   표면상에 형성된 소정수의 접촉점을 갖는 소켓 보드;

   탄성의 절연시트와, 미세한 도전성 와이어의 대향 단부가 상기 탄성의 절연 시트의 전면 및 배면상의 표면에서 노출되는 상태로, 상기 절연 시트의 두께를 가로질러 소정 각도 배향되어 상기 절연시트에 내장된 다수의 미세한 도전성 와이어에 의해 구성된 이방성 도전 시트;

   소정 수의 구멍이 뚫어진 절연판의 형태로 형성된 팁 홀더; 및

   도전 재료로 만들어지고 상기 IC 소자의 상기 구형전극과 접촉을 위하여 상기 팁 홀더의 상기 구멍에 끼워맞춰지는 소정 수의 접촉 팁을 포함하여 이루어지고,

   상기 이방성 도전 시트는 상기 소켓보드와 맞물리는 일측면과 상기 접촉팁을 상기 소켓 보드상의 상기 접촉점과 전기적으로 접속하기 위하여 상기 접촉팁과 맞물리는 타측면을 갖고,

   상기 접촉 팁은 각각의 구멍내의 제위치에 확실하게 유지되도록 하는 방식으로 상기 팁 홀더와 함께 조립되고, 일단에서 상기 이방성 도전 시트와 가압접촉되는 반면 상기 접촉 팁의 타단은 상기 이방성 도전 시트로부터 떨어진 측면상에 소정 길이만큼 상기 구멍으로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 IC 소자 접촉장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 접촉 팁은 각각 상기 이방성 도전 시트내의 미세한 도전성 와이어중 적어도 하나와 접촉되는 전극부와, 상기 IC 소자의 구형전극과 맞물림을 위하여 상기 팁 홀더의 구멍으로부터 돌출된 접촉부와, 상기 전극부 및 상기 접촉부 사이의 중간부 주위에 형성된 플랜지로 구성되고, 상기 플랜지부는 상기 구멍의 직경보다 큰 직경으로 형성되고 상기 접촉 팁을 상기 팁 홀더와 상기 이방성 도전 시트 사이에 유지하기 위한 스톱퍼로서 작용하는 것을 특징으로 하는 IC 소자 접촉장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 접촉 팁은 상기 구형전극보다 단단한 강성재료로 형성된 것을 특징으로 하는 IC 소자 접촉장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 접촉 팁의 상기 접촉부는 상기 IC 소자의 상기 구형전극의 주변부와 접촉하는 맞물림을 위하여 원주방향으로 간격을 두고 복수의 탄성 접촉 페탈로 형성되는 것을 특징으로 하는 IC 소자 접촉장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 접촉 페탈은 극단부에 날카로운 모서리가 제공되는 것을 특징으로 하는IC 소자 접촉장치.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 접촉 팁의 상기 접촉부는 상기 IC 소자의 상기 구형전극과 비교할 때 더 작은 곡률반지름을 갖는 오목표면 주위에 날카로운 모서리를 갖는 컵형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 IC 소자 접촉장치.
7. 제 2항에 있어서,

   상기 팁 홀더와 상기 이방성 도전 시트 사이에 위치되고 소정 수의 구멍이 뚫어진 팁 유지자를 더 포함하고, 상기 팁 유지자는 상기 이방성 도전 시트의 측면상의 상기 접촉 팁의 상기 전극부를 상기 구멍내에 수용하고 상기 팁 홀더와 협조하여 상기 플랜지부를 제 위치에 확실하게 파지하는 것을 특징으로 하는 IC 소자 접촉장치.