KR100816620B1 - 전자 패키지를 착탈 가능하게 장착하는 소켓 - Google Patents

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Abstract

소켓(1)은 지지 부재(12)를 수용하기 위한 오목부(10d)를 형성하는 베이스(10)를 구비한다. 이 지지 부재(12)에는 접촉 필름(14)을 수용하기 위한 요면(12a)이 형성되어 있고, 복수의 스프링 접촉 요소(15)를 장착하기 위한 복수의 보어가 형성되어 있다. 이들 스프링 접촉 요소는 접촉 필름(14)의 하측으로부터 접촉 필름의 접촉 부재(14b)에 맞물린다. 이 접촉 필름의 상측에 있는 지점으로부터 접촉 부재(14b)에 솔더 볼(2a)을 노출시키기 위해 어댑터(13)는 BGA 패키지(2)용 안착대(13b)를 구비한다. 소켓 단자 핀(11b)은 피치 확장 기판(11) 의 회로 경로(13c)를 통해 스프링 접촉 요소(15)에 전기적으로 접속된다. 커버(20) 및 압축 부재(30)가 패키지에 힘을 인가한다.

Description

전자 패키지를 착탈 가능하게 장착하는 소켓{SOCKET APPARATUS FOR REMOVABLY MOUNTING ELECTRONIC PACKAGES}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 소켓의 측단면도이며, 이 소켓의 커버가 폐쇄 위치에 있는 상태로 보여준다.
도 2는 커버가 폐쇄 위치에 있는 도 1의 소켓의 측단면도이며, 이 소켓의 구성 요소를 보여주는 분해도이다.
도 3a는 도 1의 파단 확대도이다.
도 3b는 도 3a의 다른 확대도이다.
도 4는 도 1의 다른 부분 확대도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 다른 확대도이다.
도 6a는 도 1 및 도 2의 실시예에 사용된 인터페이스 접촉 필름의 평면도이다.
도 6b는 복수의 접촉 부재를 보여주는 도 6a의 A-A 선을 따라 취한 단면도이다.
도 6c는 도 6b의 복수의 접촉 부재 중 하나를 보여주는 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 상승 및 하강 위치 각각에 커버가 있는 상태로 보여주는 본 발명의 다른 실시예의 측단면도이다.
도 8은 종래 기술의 소켓의 측단면도이다.
도 9는 도 8의 종래 기술의 소켓에 사용된 인터페이스 접촉 필름의 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 소켓
2 : 패키지
10 : 베이스
10a : 바닥
10b : 벽
10c : 위치 설정 핀
10d : 오목부
10e : 캐치(catch)
11 : 피치 확장 기판
11a : 패드
11b : 접속 핀
11c : 배선 패턴
12 : 지지 부재
13 : 어댑터
13c : 회로 경로
14 : 접촉 필름
15 : 스프링 접촉 요소
20 : 커버
20a : 맞물림부
21 : 샤프트
22 : 코일 스프링
23 : 레버
23a : 레버의 일단부
23b : 맞물림부
24 : 코일 스프링
30 : 압축 부재
30a : 맞물림부
30b : 제1 맞물림부
30c : 평탄면
30d : 제2 맞물림부
31 : 코일 스프링
50 : 기판
본 발명은 일반적으로 하면에 많은 단자가 마련된 전자 부품을 착탈 가능하게 장착하여, 그러한 전자 부품을 테스팅하는 테스트 장비에 차례로 접속되는 회로 경로에 각 단자를 전기 접속시키는 소켓에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 접촉 인터페이스 부재로서 가요성 접촉 시트(sheet) 또는 필름을 사용하는 형태의 소켓에 관한 것이다.
번-인 테스트(burn-in test)로 명명되고 있는 신뢰도 테스트를 포함하여 다양한 테스트를 수지 밀봉형 ＩＣ 칩을 가진 반도체(ＩＣ) 패키지에 실시하여 어느 패키지가 요구 사양을 만족시키지 못하는지의 여부를 확인하는 것은 종래 기술에 속한다. 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array: BGA)에 복수의 단자가 배열된 반도체 패키지와 함께 사용하기 위한 그러한 소켓 중 하나는 도 8에 도시되어 있다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 소켓(101)은 직사각형 베이스(102) 및 이 베이스 상에 피봇 가능하게 장착되고, 이 베이스로부터 떨어져 있는 개방 위치와 이 베이스와 맞물리고 있는 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있는 커버(103)를 구비하고 있다. 접촉 필름(104)을 지지할 수 있는 후술될 접촉 필름 지지부(105)는 베이스(102)의 중심부에 설치되어 있다. 상기 지지부(105)의 상면에 형성된 오목부 속에는 얇고 평탄한 고무 시트(106)가 배치되어 있다. 상기 지지부(105)와 베이스(102) 사이에 배치된 압축 코일 스프링(107)은 지지부(105)에 상방으로 향하는 작용력을 인가한다.
도 9를 참조하면, 일반적으로 정사각형의 접촉 필름(104)은 BGA 패키지(108)의 솔더 볼(108a)의 패턴과 일치하는 상태로 필름의 중심에 배열된 복수 개의 내측 도전성(導電性) 패드(104b)를 구비한다. 이들 내측 도전성 패드(104b)는 필름(104a)의 외주부를 따라 배열된 외측 도전성 패드(104d)에 선택된 배선 패턴(104c)을 통해 개별적으로 접속된다.
다시 도 8을 참조하면, 상기 베이스(102)의 지지부(105) 상에 어댑터(109)가 분리 가능하게 설치되며, 이 어댑터는 그 구멍에 솔더 볼(108a)이 노출된 상태로 BGA 패키지(108)를 안착시킬 수 있다. 상기 어댑터(109)는 접촉 필름(104) 상측에 배치되는데, 이때 어탭터의 구멍에는 접촉 필름(104)의 내측 패드(104b)가 배치되고, 어댑터의 리브(109a)에 의해 접촉 필름의 외주부가 만곡되어 베이스에 형성된 오목부(102a) 속으로 삽입된 상태이다. 이 접촉 필름의 외주부는 오목부 속에 장착된 복수의 접촉부(111)와 리브(109a) 사이에 수용되는데, 이때 상기 외측 패드(104d)는 각 접촉부(111)에 전기적으로 접속된 상태이다. 따라서, 전기적인 접속은 솔더 볼(108a)로부터 배선 패턴(104c)에 의해 외측 패드(104d)에 접속되는 내측 패드(104b)까지 이루어지고 나서, 외부 기판(110)에 차례대로 접속되는 접촉부(111)까지 이루어진다.
커버 부재(103)는 어댑터(109) 뿐만 아니라, 이 어댑터(109)에 수용된 BGA 패키지(108)에 맞물리는 압축 부재(112)를 구비한다. 이 압축 부재(112)는 압축 코일 스프링(113)에 의해 커버 부재(103)으로부터 멀어지는 방향으로 작용력을 받는다.
접촉 필름(104) 상에는 BGA 패키지(108)가 어댑터(109)의 구멍을 통해 배열되고 나서 커버 부재(103)가 폐쇄되며, 이에 의해 BGA 패키지의 솔더 볼(108a)과 접촉 필름(104)의 각 내측 패드(104b)는 지지부(105)를 통하여 베이스(102)로부터, 그리고 맞물림부(112)를 통하여 커버 부재(103)로부터 모두 압축력을 인가 받으면서 결합된다. 전술한 종래 기술의 소켓에서는, 지지부(105)와 접촉 필름(104) 사이에 끼워져 있는 고무 시트(106)의 번-인 테스트와 관련하여 압축된 상태에서 가열되는 경우에 소성적으로 변형되며, 이에 의해 지지부(105)와 맞물림부(112) 사이에 접촉 필름(104)과 BGA 패키지(108)를 탄성적으로 수용하기 위한 필요한 기능에 대한 효과에 악영향을 미친다. 그 결과, 지지부(105)와 맞물림부(112)에 있는 압축 코일 스프링(107, 113)을 사용하는 것만으로는 BGA 패키지(108)의 솔더 볼(108a)과 접촉 필름(104)의 각 내측 패드(104b) 사이의 적절한 압력을 생성하는 것은 어려웠다. 또한, 종래 기술의 소켓에 사용된 접촉 필름(104)에 대하여, BGA 패키지의 솔더 볼(108a)과 동일한 개수의 내측 패드(104b) 및 외측 패드(104d)를 배열하는 것 뿐만 아니라, 그러한 개수의 상호 접속 경로를 각각의 내측 및 외측 패드 사이에 배열하는 것이 필요했다. BGA 패키지(108)의 솔더 볼의 개수가 증가함에 따라, 접촉 필름의 내측 패드(104b)는 더 작아지게 되며, 이에 의해 접촉 필름(104) 상에 배선 패턴(104c)을 형성하는 것이 더욱 어렵게 된다. 비록 상호 접속부의 형성을 촉진시키기 위해 다층 기판으로서 접촉 필름을 형성하는 것이 가능할 수도 있지만, 그러한 기판은 가요성을 감소시키며, 이에 의해 이러한 종류의 소켓에 접촉 필름을 사용하기에는 부적합하게 되었다.
본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 제약 사항이 없는 소켓을 제공하는 것 이다. 본 발명의 다른 목적은 전자 패키지의 단자와 인터페이스 접촉 필름의 접촉부 사이의 전기적인 접속이 최적화되는 소켓을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 많은 개수의 단자를 가진 전자 패키지에 특히 적합한 인터페이스 접촉 필름을 가진 소켓을 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 소켓은 베이스를 포함하며, 여기에서는 선택된 패턴에 따라 배열된 복수의 단자를 가진 전자 패키지의 각 단자에 접촉할 수 있는 도전성 접촉 부재와, 이 접촉 부재에 하측으로부터 힘을 인가할 수 있는 복수의 도전성 스프링 접촉 요소가 상기 전자 패키지의 각 단자와 개별적으로 장착 및 정렬된다. 상기 베이스에 대해 원근 방향으로 이동할 수 있는 압축 부재가 설치되어 상기 복수의 스프링 접촉 요소를 압축시키는 경향을 가진 힘을 상측으로부터 인가한다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 접촉 부재는 지지 부재의 표면 상에 수용되는 인터페이스 접촉 필름 상에 장착되며, 상기 지지 부재의 표면에도 역시 상기 접촉 필름의 복수의 접촉 부재와 정렬되어 관통하는 복수의 보어가 형성된다. 상기 복수의 도전성 스프링 접촉 요소는 각 보어 속에 수용된 코일 스프링의 형태이고, 상기 접촉 필름의 각 접촉 부재에 하측으로부터 힘을 인가하도록 되어 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전자 패키지를 수용하여 이의 복수의 단자와 각 접촉 부재를 노출시킬 수 있는 어댑터가 제공된다. 이 전자 패키지의 복수의 단자는 상기 어댑터와 베이스 사이에 배치되는 인터페이스 접촉 필름의 복수의 접촉 부재와 접속될 수 있으며, 상기 복수의 스프링 접촉 요소에 반발하여 상기 전자 패키지에 힘을 인가할 수 있는 압축 부재를 구비한 커버가 설치된다. 이 커버는 베이스 상에 장착되며, 상기 압축 부재와 결합된 상태로 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이에서 피봇될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 단자 상호간 피치 확장 기판이 소켓에 설치될 수 있다. 이 기판은 이 기판의 선택된 배선 패턴에 의해 복수의 스프링 접촉 요소에 상호 접속된 전자 패키지의 복수의 단자 사이의 거리보다 먼 거리로 떨어져 있는 복수의 단자를 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 스프링 접촉 요소는 선택된 외경을 지닌 제1 축방향 길이 코일 부분과, 이 제1 코일 부분의 외경보다 큰 외경을 지닌 제2 축방향 길이 코일 부분을 구비한다. 상기 복수의 스프링 접촉 요소를 수용하기 위해 지지 부재를 관통하여 형성된 복수의 보어는, 상기 제1 축방향 길이 코일 부분의 외경보다 크게 형성된 제1 보어부와, 상기 제2 축방향 길이 코일 부분의 외경보다 약간 작은 직경으로 형성되어 상기 지지 부재의 각 보어 내에 제2 축방향 길이 코일 부분을 고정시킬 수 있는 반면에 상기 제1 코일 부분의 자유 운동을 허용하여 상기 복수의 스프링 접속 요소를 더 쉽게 설치할 수 있는 제2 보어부를 구비한다.
본 발명의 특징에 따르면, 상기 인터페이스 접촉 필름의 복수의 접촉 부재는 전자 패키지의 복수의 단자의 구성과 일치하는 상태로 패키지 단자와 맞물리는 방식으로 형성된 단자 맞물림부를 구비하며, 이와 동시에 각 스프링 접촉 요소의 평탄한 단부에 접촉시키기 위한 접점 맞물림부를 구비한다.
본 발명의 복수의 바람직한 실시예를 예시하는 상세한 설명과 더불어 명세서의 일부로 합체 구성된 첨부 도면은 본 발명의 여러가지 목적, 장점 및 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 소켓(1)은 복수의 구형 솔더 볼(단자)(2a)이 선택된 패턴으로 형성된 상태의 BGA 단자 어레이(이후, 패키지 또는 전자 패키지라 함)(2)를 가진 전자 패키지를 장착하는 데에 적합하다. 이 소켓은 베이스(주 소켓 본체)(10)와, 이 베이스에 피봇 가능하게 장착되어 상기 베이스(10)에 대해 개방 및 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있는 커버(20)를 구비한다. 이 베이스(10)는 폴리에테르 이미드와 같은 적합한 수지 재료를 이용하여 박스의 형태로 성형되고, 대략 정사각형의 바닥(10a)을 둘러싸는 벽(10b)을 구비한다. 상기 소켓을 외부 기판(50)에 장착하기 위한 위치 설정 핀(10c)이 바닥(10a)의 하면으로부터 뻗어나와 있다.
상기 베이스(10)에는 피치 확장 기판(단자 상호간 확장 기판)(11), 지지 부재(12) 및 어댑터(13)를 순서대로 수용하기 위한 규정된 크기의 오목부(10d)가 형성되어 있다. 이들 구성 요소는 조립되어 베이스의 바닥(10a)과 평행하게 유지된다. 접촉 필름을 수용하는 요면(凹面; 12a)은 그 표면 상에 후술할 시트 형태의 인터페이스 접촉 필름(14)을 배치하기 위해 지지 부재의 최상부에 형성되어 있다. 이 요면(12a)은 인터페이스 접촉 필름(14)의 두께보다 약간 두꺼운 깊이로 지지 부재(12)의 상부면보다 낮게 형성되어 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드와 같은 적절한 재료로 만들어진 대략 정사각형 시트(14a)로 성형된 인터페이스 접촉 필름(14)은 이 시트(14a)의 중심부에서 패키지(2)의 솔더 볼(2a)의 선택된 패턴을 따라 배열된 복수의 접점(접촉 부재)(14b)를 구비한다. 각 접촉 부재(14b)는 디스크 형상의 평판부(접점)(14b1) 및 볼 맞물림부(단자 맞물림부)(14b2)를 포함하며, 이 볼 맞물림부는 도 6b에 도시된 바와 같이 솔더 볼(2a)의 일부 표면과 맞물리도록 솔더 볼의 직경보다 약간 작은 직경을 가지고 원통형으로 형성된다. 접촉 부재(14b)에는 니켈, 금 등으로 이루어진 도금층이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 각각의 접촉 부재(14b)는 접촉 시트(14a)의 선택된 지점에 배치되며, 접촉 시트(14a)의 하면에는 평판부(14b1)가 접촉하는 반면에, 볼 맞물림부(14b2)는 접촉 필름의 구멍을 통과하여 접촉 필름의 상부면 상측 지점까지 뻗어 있다.
도 1, 도 3a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 복수의 스프링 접촉 요소(15)는 접촉 필름의 각 접촉 부재(14b)의 평판부(14b1)에 접촉할 수 있고, 지지 부재(12)의 접촉 필름 수용 요면(12a)의 중심부에 설치된다. 이들 스프링 접촉 요소(15)는 전기 전도도가 높은, 예컨대 베릴륨 구리와 같은 배선 재료로 제조된 압축 코일 스프링이다. 도 3b를 참조하면, 이들 스프링 접촉 요소는 선택된 외경의 제1 스프링 부분(15a)과, 이 선택된 직경보다 큰 외경을 가진 제2 스프링 부분(15b)을 구비하며, 계단형으로 형성되어 있다. 제1 스프링 부분(15a)의 자유 단부는 연마되어 편평한 표면을 형성하는 것이 바람직하다. 각각의 스프링 접촉 요소(15)는 그 길이가 지지 부재(12)의 상부면에 있는 오목부의 높이보다 약간 더 높은 거리로 접촉 필름 수용 요면(12a) 너머로 연장하도록 형성되며, 이와 동시에 제1 스프링 부분(15a)은 접촉 시트(14a)의 평탄부(14b1)의 직경보다 작도록 선택된다.
각 스프링 접촉 요소(15)를 수용할 수 있는 복수의 스프링 수용 보어(12b)는 지지 부재(12)를 관통하여 형성된다. 이 스프링 수용 보어(12b)는 지지 부재(12)의 상부면에 대해 수직인 길이 방향의 축선을 가지며, 계단형으로 형성되어 제1 스프링 부분(15a)의 외경보다 큰 제1 직경부(12b1)와 제2 스프링 부분(15b)의 외경보다 약간 작은 제2 직경부(12b2)를 가진다. 각각의 스프링 접촉 요소(15)는 제2 직경부(12b2)에 삽입되며, 이때 제2 스프링 부분(15b)은 제2 직경부(12b2) 속에 고정된 상태이고, 제2 스프링 부분(15b)의 하단은 지지 부재(12)의 하면으로부터 약간 돌출한 상태이고, 제1 스프링 부분(15a)의 최상부는 지지 부재(12)의 접촉 필름 수용 요면(12a) 위로 선택된 양만큼 돌출한 상태이다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 피치 확장 부재(11)는 베이스(10) 내에 배치되며, 베이스의 바닥(10a)과 지지 부재(12) 사이에 배치된다. 도 4를 참조하면, 오목부(12c)는 지지 부재(12)의 바닥면 속에 형성되어, 설명될 접속 핀(11b)과 정렬된다. 또한, 지지 부재(12)의 중심부와 피치 확장 부재(11)의 중심부 사이에 공간(12d)이 형성되는 것이 바람직하다. 도 4 및 도 5b를 참조하면, 복수의 패드(11a)가 각각의 스프링 접촉 요소(15)의 하부와 맞물릴 수 있으며, 피치 확장 부재(11)의 상면의 중심부 상에 형성된다. 이 피치 확장 부재(11)의 가장자리부를 따라 위치한 보어를 통해 복수의 접속 핀(11b)이 연장하여 외부 기판(50)의 각 회로 경로와 접속될 수 있다. 배선 패턴(11c)은 각각의 패드(11a)와 이에 대응하는 접속 핀(11b)을 전기적으로 접속하기 위해 피치 확장 기판(11)의 상면에 형성되어 있다. 그 결과, 피치 확장 기판(11)은 복수 개의 솔더 볼(2a)에 대한 복수 개의 접속 핀(11b)의 거리를 증가시킨다.
도 1 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 어댑터(13)는 지지 부재(12) 위에 배열되며, 이때 어댑터(13)의 하면은 지지 부재의 가장자리 둘레에 있는, 즉 접촉 필름 수용 요면(12a)을 제외한 상부 외주면에 맞물린 상태이다. 전자 패키지 안착부(13a)는 패키지(2)를 수용할 수 있으며, 어댑터(13)의 중심에 설치되어 패키지(2)의 외형보다 약간 더 크게 형성된다. 경사면 가이드(13c)는 안착부(13a)의 외주에 형성되어 안착부(13a)의 바닥에 있는 안착대(13b)까지 패키지(2)를 안내한다. 구멍(13d)은 솔더 볼(2a)이 차지한 영역보다 약간 크며, 안착부(13a)의 바닥에 있는 안착대(13b)에 마련되어 있다.
전술한 바와 같이, 지지 부재(12)에 있는 각 스프링 접촉부(15)는 어댑터(13)의 구멍(13d) 속으로 뻗어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 커버(20)는 샤프트(21)에 의해 베이스(10)의 일측에 있는 벽(10b) 상에서 피봇 가능하게 지지되고, 베이스(10)로부터 멀리 있는 개방 위치와, 베이스(10) 상에 있는 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있다. 상기 베이스(10) 및 커버(20) 내에 수용된 양측 단부를 가진 샤프트(21)에는 코일 스프링(22)이 배치되어 개방 방향으로 커버에 작용력을 인가한다. 커버(20)의 대향측에서는 레버(23)가 그 단부의 중간 지점에 피봇 가능하게 장착된다. 레버의 일단부(23a)는 제1 압축 코일 스프링(24)에 의해 커버로부터 멀어지는 작용력을 받기 때문에, 그 타단부에 형성된 맞물림부(23b)가 베이스(10) 상의 캐치(catch; 10e)와 맞물릴 수 있다.
압축 부재(30)는 샤프트(21) 상에 피봇 가능하게 장착되고, 커버 내부에 배치된다. 이 압축 부재(30)는 이것(30)과 커버(20) 사이에 배치된 제2 압축 코일 스프링(31)에 의해 커버 부재(20)로부터 멀어지는 방향으로 작용력을 받는다. 이 압축 부재(30)가 커버(20)로부터 멀어지는 운동은 피봇 가능한 장착 측면과 마주보는 압축 부재(30)의 일 측면에 형성된 맞물림부(30a)에 의해 제한된다. 이러한 이유로, 압축 부재(30)는 이들 맞물림부(30a, 20a)가 맞물리는 경우 커버(20)와 함께 피봇되고, 이들 맞물림부(30a, 20a)가 서로에 대해 분리되는 경우 커버(20)와 독립적으로 움직인다.
상기 베이스(10)를 마주보는 압축 부재(30)의 선택된 지점에 제1 보스형 맞물림부(30b)가 형성되어, 어댑터의 안착부(13a)의 오목부 속에 수용되는 구성을 취한다. 대체로 평탄한 평탄면(30c)은, 패키지(2)의 외측 형상과 대략 동일한 크기를 가지며, 안착대(13b) 상에 수용된 패키지와 맞물리도록 제1 맞물림부(30b)의 바닥 상에 형성된다. 제2 돌출 맞물림부(30d)는 보스형 맞물림부(30b)로부터 떨어져 있는 압축 부재(30)의 바닥 상에 형성되고, 바람직하게는 압축 부재(30)의 피봇 접속부로부터 멀어지는 방향에 대하여 보스형 맞물림부의 양측면 상에 형성된다. 커버(20)가 폐쇄 위치에 있을 때, 제2 맞물림부(30d)는 어댑터(13)에 맞물리고, 제1 맞물림부(30b)의 평탄면(30c)은 베이스(10)의 바닥(10a) 또는 지지 부재(12)와 나란하게 배치된다.
소켓은 도 1 및 도 2에 도시된 위치 설정 핀(10c)을 이용하여 외부 기판(50) 상에 장착할 용도로 제조된다. 커버(20)는 개방 위치에 배치되며, 피치 확장 기판(11)은 베이스(10)의 오목부(10d) 속으로 삽입되고, 접속 핀(11b)은 외부 기판(50)에 접속된다. 다음에, 스프링 접촉 요소(15)는 지지 부재(12)의 개개의 스프링 수용 보어(12b) 속으로 삽입되고, 이 지지 부재는 피치 확장 기판(11) 상에 배치된다. 전술한 바와 같이, 상기 지지 부재의 하면은 피치 확장 기판(11) 상의 배선 패턴(11c)으로부터 떨어져 있고, 단지 스프링 접촉 요소(15)의 하부만이 피치 확장 기판(11)의 패드(11a)에 접촉한다. 접촉 필름(14)의 시트는 지지 부재(12)의 접촉 필름 수용 요면(12a) 상에 배치되고, 각 접촉 부재(14b)의 평탄부(14b1)는 개개의 스프링 접촉 요소(15)의 상부면에 맞물리게 된다. 접촉 필름(14)은 각 스프링 접촉 요소(15)로부터 수용되는 힘이 접촉 필름의 중량 성분에 대하여 균형을 유지하는 위치에서 지지되어 수용 요면(12a) 위에 위치 조정되는 상태로 배치된다. 따라서, 접촉 필름(14)은 스프링 접촉 요소(15)의 상부면의 위치를 균일하게 하는 경향이 있고, 패키지(2)의 솔더 볼(2a)을 수용하기 위한 표면을 형성한다.
어댑터(13)가 지지 부재(12) 상에 배치되는 경우, 요면(12a)이 형성되어 있는 오목부는 그 속에 접촉 필름(14)이 수용된 상태로 어댑터의 하면에 의해 실질적으로 폐쇄되는 반면에, 접촉 필름(14)의 개개의 볼 맞물림부(14b2)는 어댑터(13)의 구멍(13d)에서 노출된다. 패키지(2)가 어댑터(13)의 안착부(13a) 속으로 낙하하여 경사면 가이드(13c)에 의해 안내되는 경우, 패키지(2)의 각 솔더 볼(2a)의 하부는 접촉 필름(14)의 개개의 볼 맞물림부(14b2) 속으로 삽입된다. 패키지(2)는 단지 패키지(2) 자체의 중량으로 인하여 접촉 필름의 홀딩 위치로부터 약간 하강되어 있지만, 각각의 솔더 볼(2a)이 개개의 스프링 접촉 요소(15)에 의해 상방으로 작용력을 받음에 따라 안착부(13a)의 안착대(13b) 위에 간격을 두고 유지되는 지점에서 평형 상태로 배치된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 커버(20)가 폐쇄 위치로 이동되는 경우, 압축 부재(30)는 커버(20)와 맞물린 상태로 커버와 함께 이동한다. 커버가 폐쇄됨에 따라, 압축 부재의 제1 맞물림부(30b)는 어댑터의 안착부(13a)의 오목부를 통해 삽입되고, 제1 맞물림부(30b)의 평탄면(30c)은 패키지(2)의 상면과 비교하여 약간 경사져 있는 방위로 패키지(2)에 맞물리며, 이 위치에서 패키지를 압축하기 시작한다. 따라서, 이 패키지(2)는 상기 평탄면(30c)의 경사와 일치한 상태로 약간 경사지게 된다. 상기 스프링 접촉 요소(15)는 신장 또는 수축을 통해 패키지(2)의 경사를 흡수하며, 각각의 솔더 볼(2a)은 접촉 필름(14)의 볼 맞물림부(14b2)와 맞물림 상태를 유지한다. 이후, 제2 맞물림부(30d)는 어댑터(13)의 상면에 맞물리고 나서 정지하는 반면에, 커버(20)는 압축 부재(30)의 포획된 운동에 의해 영향을 받는 일없이 계속해서 움직인다. 개방 및 폐쇄 레버(23)가 베이스(10)의 캐치(10e)와 맞물림에 따라, 커버는 베이스(10)에 대하여 정지하며, 이때 압축 부재(30)는 제2 압축 코일 스프링(31)에 의해 어댑터(13)를 향하여 가압되는 상태이다. 이 단계에서는, 패키지(2)가 지지 부재(12)와 나란하게 배향되며, 이때 패키지는 원래의 평형 상태로부터 추가로 더 가압되는 상태이다.
전술한 모든 결과로서, 패키지(2)의 각 솔더 볼(2a)은 이것(2a)의 바닥에 의해 형성된 가상 평면과 패키지(2)의 상면 사이의 평행 상태에 대한 어떠한 편향에도 불구하고, 또는 솔더 볼(2a)과 패키지(2)의 상면 사이의 거리의 수직 방향 변화에도 불구하고, 접촉 필름(14)의 볼 맞물림부(14b2)를 통해 개개의 스프링 접촉 요소(15)의 압축력을 수용하기 때문에, 상기 패키지(2)의 각 솔더 볼(2a)은 독립적으로 압축된다.
접촉 필름(14)의 시트(14a)는 지지 부재(12)의 수용 요면(12a)과 어댑터(13) 사이의 공간 속에 각각의 스프링 접촉 요소(15)의 끝부분의 상방 또는 하방 운동과 일치한 상태로 자유롭게 굴곡한다. 따라서, 접촉 필름(14)의 접촉 부재(14b)는 시트(14a)로부터 어떤 불필요한 텐션을 받지 않고, 그 결과 나머지 접촉 부재(14b)로부터의 거리는 대략 일정하게 유지될 수 있다. 이에 따라, 개개의 접촉 부재는 볼 맞물림부(14b2)에서 솔더 볼(2a)과 맞물리는 위치로부터, 또는 평판부(14b1)에서 스프링 접촉 요소(15)의 최상부와 맞물리는 위치로부터 이동하지 않는다.
전술한 바와 같은 실시예의 태양에 따르면, 패키지(2)의 솔더 볼은 금속으로 만들어진 스프링 접촉 요소(15)에 의해 수용된다. 따라서, 번-인 테스트에서 가열되는 경우에서 조차도, 접촉 요소(15) 자체는 소성적으로 변형되지 않으며, 이에 따라 패키지(2)의 솔더 볼(2a)이 수용되는 힘을 안정시킨다. 또한, 패키지(2)의 솔더 볼(2a)은 접촉 필름의 볼 맞물림부(14b2)를 통해 독립적으로 스프링 접촉 요소(15)에 의해 수용되며, 이에 의해 스프링 접촉 요소(15)에 의해 패키지(2)의 솔더 볼의 위치에 대한 어떠한 변경도 흡수할 수 있게 된다. 따라서, 패키지(2)의 솔더 볼과, 접촉 필름(14)의 볼 맞물림부(14b2) 사이에 적절한 압력을 더욱 신뢰성 있게 제공할 수 있으며, 이에 의해 접속 상태를 안정시킬 수 있다.
이 실시예에서, 패키지(2)의 솔더 볼(2a)은 스프링 접촉 요소(15)에 직접 맞물리지 않는데, 그 이유는 접촉 필름(14)의 접촉 부재(14b)가 이들 2개의 구성 요소 사이에 끼워져 있기 때문이다. 그 결과, 접촉 인터페이스는 패키지(2)의 개개의 솔더 볼(2a)이 개개의 스프링 접촉 요소(15)의 상부면에 배열될 수 있는 곳에 제공되고, 개개의 스프링 접촉 요소(15)의 상부면에 대한 패키지(2)의 솔더 볼(2a)의 안정적인 접속은 스프링 접촉 요소(15)의 스프링의 높이의 변화와 상관없이 제공된다.
또한, 이 실시예에서는, 접촉 필름(14)의 복수의 접촉 부재(14b)는 각각의 솔더 볼(2a)과 개개의 스프링 접촉 요소(15) 사이에 다른 부분에 접촉하는 일없이 유지된다. 따라서, 복수의 스프링 접촉 요소(15)로부터 압축력만을 수용함으로써 복수의 접촉 부재(14b)는 시트(14a)로부터 어떤 구속력을 받는 일없이 복수의 솔더 볼(2a)과 맞물릴 수 있게 되며, 이에 의해 볼 맞물림부(14b2)와 솔더 볼(2a) 사이의 맞물림 위치 또는 평판부(14b1)와 스프링 접촉 요소(15)의 상부면 사이의 접촉 위치를 변위시키는 일없이 접촉 부재를 유지시킬 수 있다.
또한, 이 실시예에 따르면, 패드(11a)는 개개의 스프링 접촉 요소(15)에 접속되도록 되어 있고, 베이스(10) 상의 피치 확장 기판(11)의 이용을 촉진시키며, 이에 의하면 종래 기술 방식으로 접촉 필름 상에 배선 패턴을 형성하는 것이 불필요하게 된다. 따라서, 패키지(2)의 솔더 볼의 개수가 많은 경우라 할지라도 단지 복수의 솔더 볼(2a)의 패턴에 따라 접촉 부재(14b)를 배열하는 것이 필요할 뿐이다. 게다가, 시트(14a) 자체의 가요성은 손상되지 말아야 한다. 이런 이유로, 많은 개수의 솔더 볼(2a)을 가진 패키지(2)와 함께 접촉 필름(14)을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 접촉 필름(14) 상의 배선 패턴은 불필요하기 때문에, 접촉 필름(14) 자체의 크기는 감소될 수 있고, 배선 패턴을 위해 요구되는 비용도 제거될 수 있다.
이 실시예에 따르면, 접촉 필름(14)의 접촉 부재(14b)의 형상은 볼 맞물림부(14b2)의 형상이 패키지(2)의 솔더 볼(2a)과 일치하여 원통형으로 제조되고, 이와 동시에 평탄부(14b1)가 스프링 접촉 요소(15)의 상부면과 일치하여 평탄하게 제조되는 그런 형상에 맞춰진다. 따라서, 스프링 접촉 요소(15)가 평탄부(14b1)에서 거의 균일하게 수용되는 상태로 솔더 볼(2a)의 바닥 부분을 볼 맞물림부(14b2) 속으로 삽입하는 것이 가능하며, 이에 의해 각각의 솔더 볼(2a)과 개개의 스프링 접촉 요소(15) 사이의 접속 상태를 향상시킨다.
게다가, 이 실시예에 따르면, 스프링 접촉 요소(15)의 일부는 이 스프링 접촉 요소를 지지 부재의 보어 속으로 삽입하는 것만으로 지지 부재(12)에 고정된다. 따라서, 상기 스프링 접촉 요소(15)를 설치하는 것이 보다 용이하게 된다.
본 발명은 전술한 실시예로만 한정되지 않고, 다양한 방식으로 변형될 수 있다는 것에 주의해야 한다. 예를 들면, 도 7a 및 도 7b는 상이한 힘 작용 기구를 가진 소켓(1′)을 보여준다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 커버(201)는 베이스(10′)에 대해 수직 방향으로 움직일 수 있고, 압축 부재(300)는 커버(201)의 수직 방향 운동과 독립적으로 패키지(2)에 힘을 인가하기 위한 링크 부재(202)에 의해 커버(201)에 연결된다. 베이스(10′), 피치 확장 기판(11′) 및 지지 부재(12′)는 처음에 설명한 실시예의 대응 구성 요소와 동일한 기능을 수행하고, 상이한 힘 작용 기구에 일치시키기 위해 단지 변형되어 있다.
전술한 실시예에서, 접촉 필름(14)의 볼 맞물림부(14b2)는 패키지(2)의 솔더 볼(2a)과 일치하는 원통형 형상이다. 그러나, 어떠한 솔더 볼도 제공되지 않는 LGA(Land Grid Array) 패키지를 사용하는 경우, LGA의 개개의 패드에 맞물리는 원추형 부분의 첨단과 원추형으로 볼 맞물림부를 형성하는 것도 마찬가지로 가능하다.
또한, 압축 코일 스프링이 전술한 실시예에서 스프링 접촉 요소(15)로서 사용된 경우라도, 스프링 접촉 요소의 전부 또는 일부는 예컨대 판 스프링과 같은 다른 종류의 스프링 또는 유사한 도전성 탄성 부재로 대체될 수 있다.
전술한 실시예에서는 피치 확장 기판(11)이 설명되었다. 그러나, 이 피치 확장 기판은 불필요하게 될 수도 있는데, 이는 솔더 볼(2a)의 개수가 그리 많지 않고, 외부 기판(50)의 단자 사이의 거리가 솔더 볼 사이의 거리와 일치될 수 있는 패키지와 함께 소켓이 이용되는 경우이다.
전자 부품의 단자가 탄성적으로 수용되어 접촉 필름의 접촉 부재와의 접속이 안정화되는 그러한 모든 소켓 변경 형태 및 변형 형태 뿐만 아니라, 많은 개수의 단자를 가진 전자 부품과 함께 이용 가능한 소켓을 포함하기 위해, 첨부된 청구범위를 종래 기술에 비추어 가능한 한 광범위하게 해석하는 것이 의도하고 있는 점이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전술한 종래 기술의 제약 사항, 즉 접촉 필름의 가요성을 손상시키지 않는 소켓을 얻어질 수 있다. 또한, 전자 패키지의 단자와 인터페이스 접촉 필름의 접촉부 사이의 전기적인 접속이 최적화되는 소켓을 얻을 수 있고, 많은 개수의 단자를 가진 전자 패키지에 적합한 인터페이스 접촉 필름을 지닌 소켓을 얻어질 수 있다.

Claims (10)

  1. 선택된 패턴에 따라 배열된 복수의 단자를 구비하는 전자 패키지를 착탈 가능하게 수용하며, 기판 상의 개개의 회로 경로에 차례대로 접속하기 위해 각각의 전자 패키지 단자를 개개의 소켓 단자에 접속시키는 소켓으로서,
    전기 절연성을 지닌 재료로 형성되며, 중심에 배치되는 오목부를 형성하는 바닥 및 이 바닥 둘레의 입상 측벽을 구비한 베이스와,
    상기 베이스의 오목부에 수용되며, 전기 절연성을 지닌 재료로 형성되고, 접촉 필름 수용 요면이 형성되는 상부면을 가진 지지 부재와,
    복수의 이격된 도전성 접촉 부재가 선택된 패턴에 따라 표면 상에 배열되며, 상기 접촉 필름 수용 요면 상에 수용되는 전기 절연성을 지닌 가요성 접촉 필름 시트와,
    상기 지지 부재를 관통하여 선택된 패턴으로 형성되는 복수의 보어로서, 이들 각각의 보어에 개별 접촉 부재와 맞물리는 상단부를 지닌 도전성 스프링 접촉 요소가 수용되는 것인 보어와,
    상기 베이스의 오목부에서 지지 부재 상측에 수용되며, 단자 수용 구멍이 관통하여 형성되고, 상기 단자 수용 구멍을 둘러싸는 전자 패키지 안착대를 구비하며, 상기 전자 패키지 안착대는 이 안착대 상에 수용되는 전자 패키지의 복수의 단자가 개개의 접촉 부재에 맞물리도록 배치되어 있는 것인 어댑터와,
    상기 베이스의 바닥을 관통하여 연장되는 복수의 소켓 단자
    를 포함하고, 상기 스프링 접촉 요소 각각은 개별 소켓 단자와 접기적으로 접속하기 위한 하단부를 지니며, 상기 베이스 상에는, 안착대에 수용되는 전자 패키지에 접촉 부재를 통해 스프링 접촉 요소로 전달되는 힘을 인가하도록 전자 패키지를 향해, 그리고 전자 패키지로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능한 압축 부재가 장착되는 것인 소켓.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접촉 필름은 대향하는 양면을 지니고, 이들 양면 사이에서 연장되는 복수의 구멍이 마련되며, 상기 접촉 부재 각각은 상기 양면 중 일면 상에 배치되는 평탄부와, 상기 양면 중 나머지 일면으로부터 떨어져 있는 지점까지 개개의 구멍을 통해 연장되는 다른 부분을 구비하는 것인 소켓.
  3. 제2항에 있어서, 상기 소켓은 소정의 볼 직경을 지닌 복수의 솔더 볼로서 구성된 BGA 단자를 구비하는 전자 패키지와 함께 사용하도록 되어 있으며, 상기 접촉 필름의 복수의 구멍을 통해 연장되는 복수의 접촉 부재 부분은 상기 볼 직경보다 작은 내경을 지닌 원통형 튜브로서 형성되는 것인 소켓.
  4. 제2항에 있어서, 상기 스프링 접촉 요소는 압축 코일 스프링을 포함하는 것인 소켓.
  5. 제4항에 있어서, 상기 압축 코일 스프링은 대향하는 제1 및 제2 단부와 길이 방향 축선을 구비하며, 상기 제1 단부는 상기 길이 방향 축선에 대해 수직인 평탄면으로 형성되는 것인 소켓.
  6. 제4항에 있어서, 상기 압축 코일 스프링은 선택된 외경을 지닌 제1 축방향 길이 부분 및 상기 선택된 외경보다 큰 외경을 지닌 제2 축방향 길이 부분으로 형성되며, 상기 지지 부재에 형성된 복수의 보어는 상기 압축 코일 스프링의 제1 축방향 길이 부분의 선택된 외경보다 더 큰 직경을 가진 제1 축방향 길이 부분과, 상기 복수의 압축 코일 스프링의 제2 축방향 길이 부분의 외경보다 약간 작은 직경을 가진 제2 축방향 길이 부분을 구비하는 것인 소켓.
  7. 제1항에 있어서, 상기 베이스 상에 피봇 가능하게 장착되고 상기 베이스로부터 떨어져 있는 개방 위치와 상기 베이스 상에 있는 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있는 커버를 더 포함하는 것인 소켓.
  8. 제7항에 있어서, 상기 압축 부재는 상기 베이스 상에 피봇 가능하게 장착되고, 상기 커버와 베이스에 대해 중간에 배치되며, 상기 압축 부재는 상기 커버가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 전자 패키지 안착대 상에 배치된 전자 패키지와 맞물림 가능한 보스 부분을 구비하며, 상기 커버와 압축 부재 사이에는 상기 압축 부재를 상기 커버로부터 떨어져 있도록 편향시키는 스프링이 배치되는 것인 소켓.
  9. 제1항에 있어서, 상기 베이스 상에서 지지 부재와 베이스 사이에 장착되는 단자 피치 확장 기판을 더 포함하며, 상기 단자 피치 확장 기판은 상기 선택된 패턴에 따라 배열되고 상기 지지 부재의 복수의 보어와 정렬되는 복수의 접촉 패드가 마련되는 상부면을 구비하며, 상기 단자 피치 확장 기판은 각각의 접촉 패드가 개개의 회로 경로에 전기적으로 접속되는 복수의 회로 경로를 구비하고, 상기 단자 피치 확장 기판은 외주부를 구비하며, 이 외주부를 따라 배치되는 복수의 보어와, 상기 단자 피치 확장 기판의 각각의 보어에 수용되는 개개의 도전성 핀이 마련되고, 상기 도전성 핀은 개개의 회로 경로에 전기적으로 접속되는 것인 소켓.
  10. 제1항에 있어서, 상기 베이스에 대해 수직인 방향으로 상기 베이스에 대해 원근 방향으로 이동 가능한 커버를 더 포함하며, 상기 압축 부재는 상기 커버에 결합되어 상기 커버의 운동에 따라 움직이는 것인 소켓.
KR1020010068791A 2000-11-06 2001-11-06 전자 패키지를 착탈 가능하게 장착하는 소켓 KR100816620B1 (ko)

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