KR100442054B1 - 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BGA(Ball Grid Array) 타입 반도체 패키지 검사용 소켓을 개시한다. 이에 의하면, 소켓 핀의 상측부에 BGA 타입 반도체 패키지의 솔더 볼의 하반부에 해당하는 반구 형상의 안착부가 형성되고, 상기 소켓 핀의 상측부와 하측부 사이의 중간부가 자체적으로 텐션(Tension)을 갖도록 하기 위한 형태로 절곡된다.

따라서, 상기 BGA 타입 반도체 패키지의 전기적인 검사가 실시될 때, 상기 소켓 핀의 상측부가 상기 솔더 볼의 하반부를 안정적으로 면 접촉하고, 상기 소켓 핀의 중간부가 이송장치에 의해 상기 BGA 타입 반도체 패키지에 가압되는 하중 압력을 충분히 흡수한다. 그 결과, 솔더 볼의 손상이나 스크래치와 같은 불량 현상이 방지될 수 있고, 나아가 BGA 타입 반도체 패키지의 품질 저하가 방지될 수 있다.

Description

볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓{Socket For Testing Ball Grid Array Type Semiconductor Package}

본 발명은 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지의 솔더 볼(SolderBall)에 스크래치(Scratch) 및 손상을 주지 않으면서도 소켓 핀(Socket Pin)을 안정적으로 접촉시키도록 한 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 패키지 중에서 사방 측면으로 리드(Lead)를 설치할 수 있는 납작한 형상의 큐에프피(QFP: Quad Flat Package)의 제조 기술이 알려져 있다. 최근에 들어서는 전자기기의 소형화, 박형화, 다기능화에 따라 다량의 정보를 신속히 처리할 수 있는 고집적화된 반도체칩이 요구되고 그에 따라 다수의 입출력 단자를 갖는 소형의 반도체 패키지를 제조하는데 많은 노력을 기울이고 있다. 그렇지만, 상기 QFP 기술에 의해서는 반도체 패키지의 크기를 증대시키지 않는 한 다수의 입출력 단자를 형성하는데 한계가 있다. 그래서, 리드 피치(Lead Pitch)가 0.3mm 이하로 되는 가공 기술을 극복하지 못한 채 연구만을 거듭하던 중에 리드 대신에 구 형상의 솔더 볼을 이용하는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array: BGA) 기술이 출현함으로써 하나의 패키지를 통해 많은 입출력 단자를 실장 가능하게 되었다.

일반적인 BGA 반도체 패키지는 플라스틱 PBGA(Plastic BGA) 반도체 패키지라고 불리며, μBGA(Micro BGA), TBGA(Thin BGA), FPBGA(Fine Pitch BGA) 등의 형태로 발전을 거듭하고 있다.

일반적인 BGA 반도체 패키지(10)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 칩(11)이 접착제(12)에 의해 인쇄회로기판(13)의 상부면 중앙부에 접착되고, 상기 인쇄회로기판(13)의 상부면의 중앙부에서 가장자리로 연장하여 형성된 다수의 회로 패턴(14)에 대응하여 상기 반도체 칩(11)의 패드(도시 안됨)가 도전성의 본딩 와이어(15)에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 반도체 칩(11)과 상기 본딩 와이어(15)를 밀봉 수지(17)에 의해 몰드 성형되고, 상기 인쇄회로기판(13)의 하부면에 형성된 회로 패턴(도시 안됨)에 대응하여 다수개의 솔더 볼(19)이 각각 안착된다. 상기 인쇄회로기판(13)의 하부면 중에서 상기 솔더 볼(19)이 안착되지 않는 부분은 보호막(18)에 의해 보호된다.

그런데, PBGA를 비롯한 다양한 형태의 BGA 타입 반도체 패키지는 최종적으로 검사 장치에 의한 각종 전기 시험을 통해 특성 측정 또는 불량 검사를 받게 된다. 이때, 상기 검사 장치에 설치된 검사용 인쇄회로기판의 회로 패턴과, BGA 타입 반도체 패키지의 솔더 볼을 전기적으로 연결하기 위해 소켓이 사용되는 것이 통상적이다.

종래의 BGA 타입 반도체 패키지 검사용 소켓(20)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(21)의 상, 하면을 수직으로 관통하는 관통 홀(22)이 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 솔더 볼(19)에 각각 대응하며 형성되고, 상기 관통 홀(22)의 각각에 도전성 접촉 단자인 소켓 핀(23)이 하나씩 관통, 삽입하여 고정된다. 상기 소켓 핀(23)의 상측부(23a)가 상기 관통 홀(22)의 상측부 상으로 돌출되며 단면적으로 대략 V 자 형태인 깔데기 형상을 이루고, 상기 소켓 핀(23)의 하측부(23b)는 상기 관통 홀(22)의 하측부 아래로 돌출된다. 상기 본체(21)는 절연성 재질, 예를 들어 플라스틱이나 세라믹 재질로 구성된다.

또한, 종래의 다른 BGA 타입 반도체 패키지 검사용 소켓(30)도 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2의 소켓(20)과 유사한 구조를 갖고 있다. 즉, 본체(31)의 관통홀(32)의 각각에 소켓 핀(33)이 하나씩 관통, 삽입하여 고정되고, 상기 소켓 핀(33)의 상측부(33a)가 상기 관통 홀(32)의 상측부 상으로 돌출되며, 단면적으로 대략 V 자 형태인 깔데기 형상을 이룬다. 이하, 설명의 편의상 하나의 소켓(20)을 기준으로 설명하기로 한다.

그런데, 종래에는 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 전기적인 검사를 위해 상기 소켓 핀(23)의 하측부(23b)가 로드 보드(도시 안됨)에 장착된 상태에서 이송장치(도시 안됨)가 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)를 수직 하강시켜 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 솔더 볼(19)을 상기 소켓(20)의 소켓 핀(23)의 상측부(23a)에 각각 대응하여 접촉시킨다.

그러나, 상기 소켓 핀(23)의 하측부(23b) 자체가 텐션(Tension)이 없는, 일자형으로 형성되어 있어서 상기 소켓 핀(23)이 상기 이송장치에 의해 BGA 타입 반도체 패키지(10)에 가해지는 하중 압력을 충분히 흡수하지 못한다. 이로써, 상기 솔더 볼(19)에 손상 및 스크래치가 발생할 가능성이 높다.

더욱이, 상기 소켓 핀(23)의 상측부(23a)가 깔데기 형상을 이루므로 상기 상측부(23a)가 상기 솔더 볼(19)의 하반부를 면 접촉하지 못하고 상기 솔더 볼(19)의 하반부를 불안정하게 점 접촉함으로써 상기 솔더 볼(19)에 국부적인 스크래치가 발생할 가능성이 높다.

그 결과, 상기 소켓(23)을 이용하여 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 전기적인검사를 실시할 때, 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 솔더 볼(19)에 발생한 손상이나 스크래치와 같은 외형적인 불량 때문에 상기 솔더 볼(19)의 품질이 저하될 수 밖에 없다. 결국에는 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 전기적인 검사가 정상으로 판정되더라도 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 품질 저하를 피할 수가 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 솔더 볼과 소켓 핀의 접촉 면적을 넓힘으로써 상기 솔더 볼과 상기 소켓 핀의 접촉시 상기 솔더 볼에서의 스크래치 발생을 방지하도록 한 BGA 타입 반도체 패키지 검사용 소켓을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 소켓 핀을 자체적으로 텐션을 갖는 구조로 형성함으로써 솔더 볼과의 상기 소켓 핀의 접촉시 상기 솔더 볼에서의 손상 및 스크래치 발생을 방지하도록 한 BGA 타입 반도체 패키지 검사용 소켓을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array) 타입 반도체 패키지를 나타낸 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓의 소켓 핀을 각각 나타낸 확대 단면도.

도 3은 종래 기술에 의한 다른 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓의 소켓 핀을 각각 나타낸 확대 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓의 소켓 핀을 나타낸 확대 단면도.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 BGA 타입 반도체 패키지 검사용 소켓은

관통 홀들이 형성된 절연성 재질의 본체; 및 상기 관통 홀들에 각각 삽입, 고정되는 도전성 재질의 소켓 핀들을 포함하는 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓에 있어서,

상기 소켓 핀들의 상측부에 각각 솔더 볼들의 하반부에 해당하는 반구 형상의 안착부가 형성되어 있으며, 상기 소켓 핀들의 중간부가 상기 소켓 핀들의 상측부와 하측부를 일체로 연결하며 텐션을 갖기 위한 형태로 절곡된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 BGA 타입 반도체 패키지 검사용 소켓을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 종래의 부분과 동일 구성 및 동일 작용의 부분에는 동일 부호를 부여한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 BGA 타입 반도체 패키지 검사용 소켓(40)에서는 본체(41)의 상, 하면을 수직으로 관통하는 관통 홀(42)이 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 솔더 볼(19)에 각각 대응하며 형성되고, 상기 관통 홀(42)의 각각에 도전성 접촉 단자인 소켓 핀(43)이 하나씩 관통, 삽입하여 고정된다. 상기 본체(41)는 절연성 재질인 플라스틱이나 세라믹 재질로 구성된다.

여기서, 상기 소켓 핀(43)의 상측부(43a)가 상기 관통 홀(42)의 상측부 상으로 돌출되고, 하측부(43b)가 일자 형상의 몸체를 가지며 상기 관통 홀(22)의 하측부 아래로 돌출된다. 상기 상측부(43a)가 대략 사각 형상을 이루며 일정 두께를 갖는다. 상기 상측부(43a)의 상부면에는 솔더 볼(19)에 해당하는, 반구 형상의 안착부(43d)가 형성된다. 또한, 상기 소켓 핀(43)의 중간부(43c)가 상기 상측부(43a)와 상기 하측부(43b) 사이에서 이들 부분을 일체로 연결하며 텐션을 갖기에 적합한 형태로 절곡된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 소켓을 이용하여 BGA 타입 반도체 패키지의 전기적인 검사를 실시하는 경우, 상기 소켓 핀(43)의 하측부(43b)가 로드 보드(도시안됨)에 장착된 상태에서 이송장치(도시 안됨)가 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)를 수직 하강시켜 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 솔더 볼(19)을 상기 소켓(40)의 소켓 핀(43)의 상측부(23a)에 각각 대응하여 접촉시킨다.

이때, 상기 소켓 핀(43)의 상측부(43a)의 안착부(43d)가 상기 솔더 볼(19)의 하반부에 해당하는 반구 형상을 이루므로 상기 솔더 볼(19)의 하반부가 상기 안착부(43d)에 안정적으로 면 접촉한다. 따라서, 상기 솔더 볼(19)의 하반부에 국부적인 스크래치가 발생하는 불량 현상이 방지될 수 있다.

또한, 상기 소켓 핀(43)의 중간부(43c) 자체가 텐션(Tension)을 갖도록 절곡되어 있으므로 상기 소켓 핀(43)이 상기 이송장치에 의해 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)에 가압되는 하중 압력을 충분히 흡수한다. 따라서, 상기 솔더 볼(19)에 많은 손상 및 스크래치가 발생하는 불량 현상이 방지될 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 소켓(43)을 이용하여 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 전기적인 검사를 실시할 때, 종래와는 달리 상기 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 솔더 볼(19)에 손상이나 스크래치와 같은 외형적인 불량 발생이 방지되므로 상기 솔더 볼(19)의 품질 저하가 방지될 수 있다. 또한, 상기 솔더 볼(19)의 불량으로 인한 BGA 타입 반도체 패키지(10)의 품질 저하가 방지될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 BGA 타입 반도체 패키지 검사용 소켓에서는 소켓 핀의 상측부의 상부면에 BGA 타입 반도체 패키지의 솔더 볼의 하반부에 해당하는 반구 형상의 안착부가 형성되고, 상기 소켓 핀의 상측부와 하측부 사이의 중간부가 자체적으로 텐션을 갖기 위한 형태로 절곡된다.

따라서, 상기 BGA 타입 반도체 패키지의 전기적인 검사가 실시될 때, 상기 소켓 핀의 상측부가 상기 솔더 볼의 하반부를 안정적으로 면 접촉하고, 상기 소켓 핀의 중간부가 이송장치에 의해 상기 BGA 타입 반도체 패키지에 가압되는 하중 압력을 충분히 흡수한다. 그 결과, 솔더 볼의 손상이나 스크래치와 같은 불량 현상이 방지될 수 있고, 나아가 BGA 타입 반도체 패키지의 품질 저하가 방지될 수 있다.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

Claims (2)

1. 관통 홀들이 형성된 절연성 재질의 본체; 및 상기 관통 홀들에 각각 삽입, 고정되는 도전성 재질의 소켓 핀들을 포함하는 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓에 있어서,

   상기 소켓 핀들의 상측부에 각각 솔더 볼들의 하반부에 해당하는 반구 형상의 안착부가 형성되어 있으며, 상기 소켓 핀들의 중간부가 상기 소켓 핀들의 상측부와 하측부를 일체로 연결하며 텐션을 갖기 위한 형태로 절곡된 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이 타입 반도체 패키지 검사용 소켓.
2. 삭제