KR100400830B1 - 반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그 - Google Patents

Abstract

이 발명은 반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그에 관한 것으로, 실제의 볼(Ball)과 같은 모양의 모형볼과 자석의 힘, 그리고 축의 원리를 이용하여 만든 것으로 샘플에 의한 분석 오차를 최대한 줄이고 전단응력 시험기의 신뢰도를 측정할 수 있으며, 또한 정확한 작업자의 숙련도를 측정하여 장비의 사용 적합성 여부를 판별할 수 있도록, 대략 평면을 갖는 구조물 상면에 진공압에 의해 밀착 및 고정되는 하부몸체와; 상기 하부몸체 상부에 대략 판상이며, 좌,우 이동 가능하게 결합된 중간몸체와; 상기 중간몸체 상부에 고정되어 있으며, 전방으로 돌출되어 상,하 일정 거리 이격된 채 돌출턱이 형성되어 있고, 상기 돌출턱 사이에는 회전축이 결합되어 있으며, 상기 돌출턱 후방의 전면에 자석이 결합되어 있는 상부몸체와; 상기 회전축에 결합되어 상기 상부몸체의 전면으로부터 일정 거리 이격되어 회전 가능하게 되어 있고, 상면에는 다수의 모형볼이 고정되어 있는 회전판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 함.

Description

반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그{Repetition jig of shear tester for semiconductor package}

본 발명은 반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 실제의 볼(Ball)과 같은 모양의 모형볼과 자석의 힘, 그리고 축의 원리를 이용하여 만든 것으로 샘플에 의한 분석 오차를 최대한 줄이고 장비의 신뢰도를 측정할 수 있으며, 또한 정확한 작업자의 숙련도를 측정하여 시험기의 사용 적합성 여부를 판별할 수 있는 반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그에 관한 것이다.

통상, 반도체칩의 입출력패드에 본딩된 골드와이어의 볼, 인쇄회로기판에 융착된 솔더볼 또는 회로기판에 접착된 반도체칩의 전단응력을 시험하는 시험기(파괴 테스트용 장비)는 샘플(반도체패키지)의 반복 측정 불가로 인해 측정 데이터의 신뢰성 문제가 지속적으로 대두되고 있다.

즉, 상기와 같은 테스트는 실제 샘플에서 볼이나 반도체칩(이하의 설명에서는 볼을 예로 함)의 최대 전단응력 값을 알아보기 위해, 그 볼이 파괴될 때까지 일정한 힘을 가하여 테스트함으로써, 한번 파괴된 샘플을 다시 이용할 수 없고, 따라서 동일한 샘플에 대한 반복 측정이 불가능하고 또한 재현성도 없는 문제점이 있다.

따라서, 종래에는 다수의 샘플을 가지고 테스트할 수 밖에 없고, 이에 따라 샘플에 대한 분석 오차가 크며, 또한 전단응력 시험기 자체의 신뢰성도 믿을 수 없는 문제가 있다.

즉, 전단응력 값이 비정상적으로 측정될 때, 이것이 샘플 자체의 특성인지 아니면, 전단응력 시험기 자체의 특성인지를 쉽게 판별할 수 없는 문제가 있다.

더불어, 상기와 같이 전단응력 시험기의 신뢰성이 저하되면, 작업자의 숙련도를 향상시키지 못할 뿐만 아니라, 그 작업자의 숙련도 측정에도 많은 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 실제의 볼과 같은 모양의 모형볼과 자석의 힘, 그리고 축의 원리를 이용하여 만든 것으로 샘플에 의한 분석 오차를 최대한 줄이고 시험기의 신뢰도를 측정할 수 있으며, 또한 정확한 작업자의 숙련도를 측정하여 장비의 사용 적합성 여부를 판별할 수 있는 반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그를 제공하는데 있다.

도1 내지 도3은 본 발명에 의한 전단응력 시험기의 리피티션 지그를 도시한 정면도, 평면도 및 측면도이다.

도4는 본 발명에 의한 리피티션 지그의 사용 방법을 도시한 평면도이다.

- 도면중 주요 부호에 대한 설명 -

100; 본 발명에 의한 리피티션 지그

10; 하부몸체 11; 진공관

12; 지지대 13; 고정블럭

14; 나사축 15; 연결뭉치

16; 좌우이동조정손잡이 20; 중간몸체

30; 상부몸체 31; 돌출턱

32; 회전축 33; 자석

34;자력조절손잡이 35; 이동길이조정판

36; 이동길이조정나사 40; 회전판

41; 모형볼

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그는 대략 평면을 갖는 구조물 상면에 진공압에 의해 밀착 및 고정되는 하부몸체와; 상기 하부몸체 상부에 대략 판상이며, 좌,우 이동 가능하게 결합된 중간몸체와; 상기 중간몸체 상부에 고정되어 있으며, 전방으로 돌출되어 상,하 일정 거리 이격된 채 돌출턱이 형성되어 있고, 상기 돌출턱 사이에는 회전축이 결합되어 있으며, 상기 돌출턱 후방의 전면에 자석이 결합되어 있는 상부몸체와; 상기 회전축에 결합되어 상기 상부몸체의 전면으로부터 일정 거리 이격되어 회전 가능하게 되어 있고, 상면에는 다수의 모형볼이 고정되어 있는 회전판을 포함하여이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하부몸체에는 진공압이 제공될 수 있도록 진공관이 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 하부몸체와 중간몸체 사이에는 양단에 좌우이동조정손잡이가 결합된 나사축이 설치되어 있고, 상기 중간몸체는 연결뭉치에 의해 상기 나사축에 결합됨으로써, 좌,우로 이동 가능하게 되어 있다.

또한, 상기 상부몸체 측면에는 상기 회전판의 회전각도를 임의 각도로 제한 할 수 있도록 이동길이조정나사에 의해 조정되는 이동길이조정판이 더 결합될 수 있다.

또한, 상기 상부몸체 후면에는 상기 자석과 회전판 사이의 거리를 조정할 수 있도록 자력조절손잡이가 더 결합될 수도 있다.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그는, 전단응력 시험기의 핑거로 상기 회전판에 고정된 모형볼을 전방쪽으로 잡아 당겨 그 모형볼의 전단응력을 테스트한다. 즉, 상기 핑거로 상기 회전판에 고정된 모형볼을 잡아 당겼을 때, 그 잡아 당기는 힘(전단응력)이 자석의 자력보다 클 경우, 상기 회전판은 일정각도 회전하게 됨으로써, 이때의 값을 최대 전단응력 값으로 확인할 수 있는 것이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 상기 회전축에 가장 근접한 모형볼에서부터 가장 멀리 위치한 모형볼까지의 전단응력 값은 모두 다르게 나타나며 이는 미리 데이터화할 수 있다. 즉, 지렛대의 원리에 의해 상기 회전축에 가장 근접한 모형볼에는 가장 큰 전단응력이 작용해야만 회전판이 회전하고, 상기 회전축에 가장 멀리 위치한 모형볼에는 가장 작은 전단응력이 작용해도 쉽게 회전판이 회전된다. 또한, 상기 각 모형볼에 대한 전단응력 값은 미리 데이터화되어 있음으로, 이 값과 상기 전단응력 시험기에 의해 얻어진 값을 비교함으로써, 상기 전단응력 시험기의 신뢰성을 정확히 측정할 수 있고 또한 상기 시험기의 선형성도 분석할 수 있게 된다.

따라서, 종래와 같이 다수의 샘플을 분석함으로써 발생하는 오차를 최대한 줄일 수 있고, 또한 전단응력 시험기의 신뢰성을 높일 수 있게 된다. 즉, 실제 샘플에 대한 전단응력 시험시 비정상적인 값이 얻어지면, 이것이 샘플 자체의 특성인지 전단응력 시험기의 신뢰도 저하에 의한 것인지를 상기 리피티션 지그를 이용하여 바로 파악할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 하여 반복성 및 재현성을 충분히 구현할 수 있음으로써, 작업자의 숙련도도 정확히 측정할 수 있으며, 이에 따라 시험기의 사용 적합성 여부를 쉽게 판단할 수 있게 된다.

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

도1 내지 도3은 본 발명에 의한 전단응력 시험기의 리피티션 지그(100)를 도시한 정면도, 평면도 및 측면도이다.

도시된 바와 먼저, 대략 평면을 갖는 구조물 상면에 진공압에 의해 밀착 및 고정되도록 하부몸체(10)가 구비되어 있다. 상기 하부몸체(10)에는 상기 진공압을 제공할 수 있도록 진공관(11)이 더 설치되어 있다.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 리피티션 지그(100)는 흔들림에 의한 오차가 최소화된다.

계속해서, 상기 하부몸체(10) 상면에는 일정길이를 갖는 4개의 지지대(12)가 지면에 대해 대략 수직 방향으로 설치되어 있으며, 상기 지지대(12) 상부에는 2개의 고정블럭(13)이 지면과 대략 수평 방향으로 고정되어 있다. 즉, 상기 각각의 두 지지대(12) 사이에는 일체의 고정블럭(13)이 결합됨으로써, 상기 2개의 고정블럭(13)은 상호 대향되는 위치에 형성되어 있고, 상기 지지대(12)가 움직이지 않토록 한다.

또한, 상기 대향되는 고정블럭(13) 사이에는 지면과 대략 수평 방향으로 나사축(14)이 결합되어 있으며, 상기 나사축(14)의 양단은 상기 고정블럭(13)을 관통하고 있고, 양 끝단에 좌우이동조정손잡이(16)가 형성되어 있다.

또한, 상기 나사축(14) 중앙에는 연결뭉치(15)가 결합되어 있고, 상기 연결뭉치(15) 상부에는 대략 판상의 중간몸체(20)가 결합되어 있다. 따라서, 상기 좌우이동조정손잡이(16)를 조정함에 따라 상기 나사축(14)이 회전됨으로써, 상기 연결뭉치(15)가 좌,우측으로 이동하게 되고, 이에 따라 상기 중간몸체(20)는 좌,우로 일정 거리 이동할 수 있게 된다.

이어서, 상기 중간몸체(20) 상부에는 전방 일측으로 돌출되어 상,하 일정 거리이격된 채 돌출턱(31)이 형성된 상부몸체(30)가 결합되어 있다. 상기 상부몸체(30)의 돌출턱(31) 사이에는 회전축(32)이 지면과 대략 수직 방향으로 결합되어 있으며, 상기 돌출턱(31) 측부의 상부몸체(30) 전면에는 일정크기의 자력을 갖는 자석(33)이 결합되어 있다.

또한, 상기 회전축(32)에는 상기 상부몸체(30)의 전면으로부터 일정 거리 이격되어 회전 가능한 대략 사각바(Rectangle Bar) 모양의 회전판(40)이 결합되어 있다. 또한, 상기 회전판(40)의 상면에는 다수의 모형볼(41)이 일정 간격을 가지며 고정되어 있다.

또한, 상기 상부몸체(30) 일측면에는 상기 회전판(40)의 회전 각도를 임의 각도로 제한할 수 있도록 이동길이조정나사(36)에 의해 그 길이가 조정되는 이동길이조정판(35)이 더 결합되어 있다. 상기 이동길이조정판(35)은 선단이 상기 회전판(40)의 전면과 접촉됨으로써, 그 이동 길이에 따라 상기 회전판(40)의 회전 각도를 제한하게 된다.

계속해서, 상기 상부몸체(30) 후면에는 상기 자석(33)과 회전판(40) 사이의 거리를 조정할 수 있도록 자력조정손잡이(34)가 더 설치되어 있다. 즉, 상기 자석(33)의 위치를 변화시켜 상기 자석(33)에 의해 상기 회전판(40)에 가해지는 자력을 조정할 수 있도록 되어 있다.

이는 실제 각 샘플(반도체패키지)마다 그것에 융착된 솔더볼 등의 전단응력값이 다르기 때문에, 이와 대응하여 리피티션 지그(100)도 여러가지 값으로 전단응력을 테스트하기 위함이다.

상기와 같은 구조의 리피티션 지그(100)를 이용하여 모형볼(41)의 전단응력 테스트 방법을 도4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 반도체패키지용 전단응력 시험기의 핑거(도시되지 않음)로 상기 회전판(40)에 고정된 볼을 전방쪽으로 잡아 당겨 상기 모형볼(41)의 전단응력을 테스트한다. 즉, 상기 핑거로 상기 회전판(40)에 고정된 어느 한 모형볼(41)을 잡아 당겼을 때, 그 잡아 당기는 힘이 자석(33)의 자력보다 클 경우, 상기 회전판(40)은 일정각도 "딸각" 소리를 내며 전방으로 회전하게 되며, 이때의 값을 전단응력 값으로 확인한다.

이러한 전단응력 테스트는 상기 회전축(32)에 가장 근접한 모형볼(41)로부터 가장 멀리 위치한 모형볼(41)까지의 전단응력 값을 모두 테스트함으로써, 전단응력 시험기가 일정한 선형성을 갖는지를 판단하고, 또한 상기 전단응력 시험기가 적절하게 작동하는지를 확인한다.

예를 들면, 상기 회전축(32)에 가장 근접한 모형볼(41)이 가장 큰 전단응력 값을 가질 것이다. 또한, 상기 회전축(32)으로부터 멀어질 수록 그 모형볼(41)에 대한 전단응력값이 점차 작아져야 하며, 상기와 같이 측정된 전단응력값이 일정한 선형성을 가지면 상기 전단응력 시험기가 신뢰성 있다고 판단하고, 그렇치 않을 경우에는 상기 전단응력 시험기의 신뢰성을 의심해야 한다.

또한, 상기 회전축(32)에 가장 근접한 모형볼(41)에서부터 가장 멀리 위치한 볼까지의 전단응력 값은 모두 미리 데이터화할 수 있음으로 이 값과 실제 전단응력 시험기로부터 측정된 값을 비교하여 상호 비교함으로써, 상기 전단응력 시험기가적절히 작동되고 있는지를 확인할 수도 있다.

여기서, 상기 리피티션 지그(100) 및 전단응력 시험기는 고정된 상태이므로, 상기 좌우이동조정손잡이(16)를 이용하여, 상기 중간몸체(20)를 좌,우 방향으로 일정 거리 이동시키며 테스트한다. 물론, 상기 중간몸체(20), 상부몸체(30) 및 회전판(40)은 일체로 좌,우 방향으로 움직임으로, 상기와 같은 다수의 모형볼(41)에 대한 테스트가 가능하다.

더불어, 상기와 같은 테스트는 동일한 샘플을 반복하여 여러 전단응력 시험기에 적용시킬 수 있음으로써, 종래와 같은 오차를 최대한 줄이고, 이에 따라 전단응력 시험기의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 하여 반복성 및 재현성을 충분히 구현할 수 있음으로써, 작업자의 숙련도도 정확히 측정할 수 있으며, 이에 따라 장비의 사용 적합성 여부를 쉽게 판단할 수 있게 된다.

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

따라서 본 발명에 의한 반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그에 의하면, 종래와 같이 다수의 샘플을 분석함으로써 발생하는 오차를 최대한 줄일 수 있고, 또한 전단응력 시험기의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다. 즉, 실제 샘플에 대한 전단응력 시험시 비정상적인 값이 얻어지면, 이것이 샘플 자체의 특성인지전단응력 시험기의 신뢰도 저하에 의한 것인지를 바로 파악할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같이 하여 반복성 및 재현성을 충분히 구현할 수 있음으로써, 작업자의 숙련도도 정확히 측정할 수 있으며, 이에 따라 장비의 사용 적합성 여부를 쉽게 판단할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. (정정) 대략 평면을 갖는 상면에 진공압이 제공될 수 있도록 진공관이 설치되어 밀착 및 고정되는 하부몸체;

   상기 하부몸체 상부에 대략 판상이며, 좌,우 이동 가능하게 결합된 중간몸체;

   상기 하부몸체와 중간몸체 사이에 양단에 나사축이 설치되고, 상기 중간몸체는 연결뭉치에 의해 상기 나사축에 결합되며, 상기 나사축에 결합되어 회전됨으로써, 상기 중간몸체를 좌,우로 이동 시키는 좌우이동조정손잡이;

   상기 중간몸체 상부에 고정되어 있으며, 전방으로 돌출되어 상,하 일정 거리 이격된 채 돌출턱이 형성되어 있고, 상기 돌출턱 사이에는 회전축이 결합되어 있으며, 상기 돌출턱 후방의 전면에 자석이 결합되어 있는 상부몸체;

   상기 회전축에 결합되어 상기 상부몸체의 전면으로부터 일정 거리 이격되어 회전 가능하게 되어 있고, 상면에는 다수의 모형볼이 고정되어 있는 회전판;

   상기 상부몸체 측면에 상기 회전판의 회전각도를 임의 각도로 제한 할 수 있도록 이동길이조정판을 조정하는 이동길이조정나사; 및,

   상기 상부몸체 후면에 상기 자석과 회전판 사이의 거리를 조정할 수 있도록 설치된 자력조절손잡이를 포함하여 이루어진 반도체패키지용 전단응력 시험기의 리피티션 지그.
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