KR100871378B1 - Ｆｂｇａ 패키지 테스트 장치 - Google Patents

Ｆｂｇａ 패키지 테스트 장치 Download PDF

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Abstract

FBGA 패키지 테스트 장치는, 모든 사이즈의 FBGA 패키지에 대한 동작 테스트가 가능한 FBGA 패키지 테스트 장치로서, FBGA 패키지와 전기적인 신호를 교환할 수 있는 회로를 구비한 소켓 보드; 상기 소켓 보드 상에 배치되고, 상기 FBGA 패키지의 솔더볼과 콘택되어 상기 소켓 보드와 FBGA 패키지간의 전기적인 신호를 교환하는 다수의 포고핀(Pogo pin)을 구비한 포고핀 플레이트; 상기 포고핀이 관통되는 다수의 홀이 구비되고, 상기 포고핀 플레이트와의 사이에 개재된 탄성 부재를 포함하며, 상기 FBGA 패키지를 지지하는 어뎁터(Adapter); 및 상기 FBGA 패키지를 눌러 포고핀과 상기 FBGA 패키지의 솔더볼이 접촉되도록 하는 덮개;를 포함한다.

Description

ＦＢＧＡ 패키지 테스트 장치{Test equipment of FBGA package}
도 1은 FBGA 패키지를 설명하기 위하여 도시한 단면도.
도 2는 종래 FBGA 패키지의 테스트를 위한 장치를 설명하기 위하여 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 FBGA 패키지의 테스트를 위한 장치를 설명하기 위하여 도시한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
302 : 소켓 보드 304 : 포고핀 플레이트
306 : 포고핀 308 : 어뎁터
312 : 스프링 314 : 덮개
320 : FBGA 패키지 322 : 솔더볼
본 발명은 FBGA 패키지 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 모든 사이즈의 FBGA 패키지에 대한 동작 테스트가 가능한 FBGA 패키지 테스트 장치에 관한 것이다.
반도체 산업에서 집적회로에 대한 패키징 기술은 소형화에 대한 요구 및 실장 신뢰성을 만족시키기 위해 지속적으로 발전되고 있다. 예컨데, 소형화에 대한 요구는 칩 크기에 근접한 패키지에 대한 기술 개발을 가속화시키고 있으며, 실장 신뢰성에 대한 요구는 실장작업의 효율성 및 실장후의 기계적·전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 패키징 기술에 대한 중요성을 부각시키고 있다.
상기 패키지의 소형화를 이룬 한 예로서, 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array : 이하 BGA) 패키지를 들 수 있다. 상기 BGA 패키지는 전체적인 패키지의 크기가 반도체 칩의 크기와 동일하거나 거의 유사하며, 특히, 외부와의 전기적 접속 수단, 즉, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : 이하, PCB)에의 실장 수단으로서, 솔더 볼이 구비됨에 따라 실장 면적이 감소되고 있는 추세에 매우 유리하게 적용할 수 있다는 잇점이 있다.
아울러, 최근에는 반도체 칩의 고집적화에 따른 신호/파워 입출력핀의 미세피치를 이루고, 실장 면적을 줄이면서 솔더볼에 의해 외부회로와의 전기적 연결이 이루어져 신호 전달 경로를 줄일 수 있는 장점을 가진 FBGA(fine pitch ball grid array) 패키지가 많이 사용되고 있다.
도 1 종래의 FBGA 패키지를 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 반도체 칩(100)이 캐버티(cavity; 107)를 갖는 기판(102) 상에 접착제를 매개로 부착되어 있고, 상기 반도체 칩(100)의 본딩패드(101)와 기판(102)의 전극단자(103)가 캐버티(107)를 관통하는 금속와이어(106)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 상기 반도체 칩(100)을 포함한 기판(102)의 상부면 과 금속와이어(106)를 포함한 기판(102)의 캐버티(107)가 봉지제(108)로 밀봉되어 있다. 또한, 상기 기판(102)의 하면에 구비된 다수의 볼랜드(104) 각각에는 외부 회로에의 실장 수단으로서 솔더볼(105)이 어태치되어 있다.
한편, 현재 각종 컴퓨터 및 기억장치에 사용되는 반도체 메모리 소자는 세계반도체표준화협회(JEDEC : Joint Electron Device Engineering Council)에서 정한 표준에 맞게 제작되고 있다. 그러나, 볼 타입인 FBGA 패키지에 대해서는 하부에 형성된 솔더볼의 크기와 솔더볼 간의 피치(Pitch)와 같은 볼 어레이(Ball Array)에 대한 표준만 정해져 있을뿐 반도체 메모리 소자의 밀도(Density)와 테크(Tech)에 따라 패키지의 크기는 정해지지 않았다.
따라서, FBGA 패키지는 밀도(Density)와 테크(Tech)에 따라 크기가 상이하게 제작되고 있어 패키지의 제조 후의 반도체 소자의 동작을 테스트하는 과정에서 많은 어려움을 겪고 있다.
도 2는 종래 FBGA 패키지의 테스트를 위한 장치를 설명하기 위하여 간략히 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, FBGA 패키지(220)와 전기적인 신호를 교환할 수 있도록 구성된 회로를 구비한 소켓 보드(202) 상에 상기 소켓 보드(202)와 전기적인 신호를 교환하는 다수의 포고핀(Pogo pin : 206)이 구비된 포고핀 플레이트(204)가 부착되어 있다. 그리고, 상기 포고핀 플레이트 상에는 상기 포고핀과 대응하는 부분에 홀이 형성된 어뎁터(Adapter : 208)가 부착되어 있으며, 상기 FBGA 패키지(220)의 테스트시 상기 어뎁터(208)는 테스트를 위한 FBGA 패키지(220)에 대응하는 크기 를 가진다. 그리고 상기 어뎁터(208)의 상부에는 상기 포고핀(206) 상에 안착되는 FBGA 패키지의 쓰러짐을 방지하기 위하여 패키지 가이드(210)가 구비되어 있으며, 테스트시 상기 FGBA 패키지(220)의 솔더볼(222)과 포고핀(206) 간에 전기적인 접촉을 원할하게 하기 위하여 덮개(230)가 형성되어 있다.
그러나, 상기 어뎁터(208)는 테스트되는 FBGA 패키지(220)의 크기에 따라 교체하여 테스트를 진행하여야 하고, 상기 패키지 가이드(210)는 상기 어뎁터(208)와 일체형으로 구성되거나 또는 어뎁터(208)에 부착되어 테스트되는 FBGA 패키지(220)의 크기에 따라 어뎁터(208)와 함께 교체되어야 한다.
따라서, FBGA 패키지의 테스트를 위해서는 각 FBGA 패키지의 크기에 맞는 어뎁터 및 패키지 가이드가 필요하여 각 FBGA 패키지의 크기에 맞는 어뎁터 및 패키지 가이드에 대한 제작 기간과 테스트 비용이 증가하게 된다,
그리고, 상기 각 보드에 따른 프로그램을 제작이 필요하며, 패키지의 종류에 따른 잦은 소켓 보드 교체로 하드웨어에 손상이 발생하여 테스트의 효율이 저하됨은 물론, 테스트 장치당 특정한 2~3개의 FBGA 패키지에 국한되게 테스트가 이루어진다.
본 발명은 모든 사이즈의 FBGA 패키지에 대한 동작 테스트가 가능한 FBGA 패키지 테스트 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 FBGA 패키지 테스트 장치는, 모든 사이즈의 FBGA 패키지에 대한 동작 테스트가 가능한 FBGA 패키지 테스트 장치로서, FBGA 패키지와 전기적인 신호를 교환할 수 있는 회로를 구비한 소켓 보드; 상기 소켓 보드 상에 배치되고, 상기 FBGA 패키지의 솔더볼과 콘택되어 상기 소켓 보드와 FBGA 패키지간의 전기적인 신호를 교환하는 다수의 포고핀(Pogo pin)을 구비한 포고핀 플레이트; 상기 포고핀이 관통되는 다수의 홀이 구비되고, 상기 포고핀 플레이트와의 사이에 개재된 탄성 부재를 포함하며, 상기 FBGA 패키지를 지지하는 어뎁터(Adapter); 및 상기 FBGA 패키지를 눌러 포고핀과 상기 FBGA 패키지의 솔더볼이 접촉되도록 하는 덮개;를 포함한다.
상기 탄성부재는 스프링(Spring)인 것을 특징으로 한다.
상기 탄성부재는 상하좌우에 적어도 4개가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 스프링은 상기 어뎁터 상에 FBGA 패키지가 안착되기 전 상태에서 포고핀의 최상부가 상기 어뎁터의 홀 사이에 위치하도록 하는 높이를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 스프링의 높이는 상기 어뎁터 상에 FBGA 패키지가 안착되기 전 상태에서 포고핀 플레이트 상에 돌출된 포고핀의 높이에 비례하는 것을 특징으로 한다.
상기 포고핀은 상기 FBGA 패키지의 솔더볼 크기와 솔더볼 간의 피치(Pitch)에 대응하도록 다수로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 상기 FBGA 패키지에 구비된 솔더볼의 직경 보다 큰 직경으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 어뎁터는 상기 FBGA 패키지의 솔더볼 높이보다 높은 높이로 형성된 것 을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
현재 각종 컴퓨터 및 기억장치에 사용되는 반도체 메모리 소자는 세계반도체표준화협회(JEDEC : Joint Electron Device Engineering Council)에서 정한 표준에 맞게 제작되고 있으며, 상기 표준화에 의하여 현재 사용되고 있는 반도체 메모리 소자는 DDR(Double Data Rate)1과 DDR2가 대표적이다.
여기서, 반도체 메모리 소자는 세계반도체표준화협회에서 패키지에 사용되는 전기적 연결 수단으로 상기 DDR1의 경우 리드(Lead) 타입을, 그리고, DDR2의 경우 볼(Ball) 타입의 FBGA 패키지를 각각 기술 표준으로 정하고 있어, 리드 타입인 DDR1의 경우 정해진 기술 표준에 맞게 패키지의 크기가 동일하게 제조되고 있다.
반면, 상기 DDR2는 볼 타입인 FBGA 패키지에 대한 크기의 정의가 정해지지 않고, 단지 FBGA 패키지의 하부에 형성된 솔더볼의 크기와 솔더볼 간의 피치(Pitch)와 같은 볼 어레이(Ball Array)에 대한 표준만 정해져 있을뿐, 반도체 메모리 소자의 밀도(Density)와 테크(Tech)에 따라 패키지의 크기는 정해지지 않았다.
따라서, 상기 DDR2 반도체 메모리 소자는 밀도(Density)와 테크(Tech)에 따라 패키지의 크기는 반도체 칩 사이즈에 따라 상이하게 제작되고 있으며, 솔더볼의 크기와 솔더볼 간의 피치(Pitch)와 같은 볼 어레이(Ball Array)에 대한 표준만 정 해져 있기 때문에 패키지의 제조 후의 반도체 소자의 동작을 테스트하는 과정에서 많은 어려움을 겪고 있다.
본 발명은, 세계반도체표준화협회에 의해 그 크기가 정해지지 않은 모든 크기의 FBGA 패키지에 대하여 테스트가 가능한 FBGA 패키지 테스트 장치를 제공한다.
자세하게, 본 발명은 포고핀 플레이트와 어뎁터 사이에 스프링을 형성하여 포고핀의 최상부가 어뎁터에 구비된 홀 사이에 위치하도록 하고, 로딩되는 FBGA 패키지의 솔더볼이 상기 어뎁터의 홀 사이에 위치되도록 하여 FBGA 패키지의 로딩시 FBGA 패키지의 움직임이 발생하지 않도록 함으로써, 각 FBGA 패키지 크기에 대응하도록 어뎁터 및 패키지 가이드를 제작할 필요가 없어 모든 크기의 FBGA 패키지에 대하여 테스트를 진행할 수 있다.
따라서, 각 FBGA 패키지의 크기에 맞는 어뎁터 및 패키지 가이드가 필요 없어 종래 FBGA 패키지의 크기에 대응하는 어뎁터 및 패키지 가이드에 대한 제작이 필요없어 제작 시간 및 테스트 비용이 증가를 방지할 수 있다.
그리고, 상기 각 보드에 따른 프로그램을 제작이 필요 없으며, 패키지의 종류에 따른 잦은 소켓 보드 교체로 하드웨어에 손상도 발생하지 않아 테스트의 효율을 증가시킬 수 있어 모든 크기의 FBGA 패키지에 대하여 테스트를 진행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 FBGA 패키지의 테스트를 위한 장치를 설명하기 위하여 간략히 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 FBGA 패키지 테스트 장치는 소켓 보드(302), 포고핀 플레이트(304), 포고핀(Pogo pin : 306), 스프링(312)을 포함하는 어뎁터(Adapter : 308) 및 덮개(314)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 소켓 보드(302)는 FBGA 패키지의 테스트를 위하여 FBGA 패키지와 전기적인 신호를 교환할 수 있도록 구성된 회로를 구비하고 있는 보드(Board)이다.
그리고, 상기 포고핀(306)은 상기 소켓 보드(302) 상에 구비되어 있는 포고핀 플레이트(304)에 다수 부착되어 있고, 상기 소켓 보드(302)와 전기적으로 연결되어 있으며, FBGA 패키지(320)에 구비되어 있는 솔더볼(322)과 직접적으로 콘택되어 소켓 보드(302)와 FBGA 패키지(320) 간의 전기적인 신호의 교환을 위한 매개체로 사용된다. 그리고, 상기 포고핀(306)은 세계반도체표준화협회에서 정한 기준에 맞게 상기 FBGA 패키지(320)의 솔더볼(322) 크기 및 솔더볼(322) 간의 피치(Pitch)에 대응하는 크기 및 간격으로 다수 형성되어 있다.
또한, 상기 어뎁터(Adapter : 308)는 상기 포고핀(306)이 관통하는 다수의 홀이 구비되고, 상기 FBGA 패키지를 지지하는 역할을 한다. 그리고, 상기 홀은 상기 FBGA 패키지(320)에 구비된 솔더볼(322)의 직경 보다 큰 직경으로 형성되어 있으며, 상기 어뎁터(308)는 상기 FBGA 패키지(320)에 구비된 솔더볼(322)의 두께보다 두껍게 형성되어 있다.
아울러, 상기 어뎁터(308)와 상기 포고핀 플레이트(304) 사이에는 스프링(312)과 같은 탄성부재가 개재되어 있다. 여기서, 상기 스프링(312)은 상하좌우에 4개가 형성되어 있다. 그리고, 상기 스프링(312)은 상기 어뎁터(308) 상에 FBGA 패키지(320)가 안착되기 전 상태에서 포고핀(306)의 최상부가 상기 어뎁터(308)의 홀 사이에 위치하도록 하는 높이를 가지는 탄성을 갖고, 상기 어뎁터(308) 상에 FBGA 패키지(320)가 안착되기 전 상태에서 포고핀 플레이트(304) 상에 돌출된 포고핀(306)의 높이에 비례하는 높이를 갖는다.
아울러, 상기 덮개(330)는 테스트시 FGBA 패키지(320)를 눌러 솔더볼(322)과 포고핀(306) 간에 전기적인 접촉을 원할하게 하는 역할을 한다.
따라서, 상술한 바와 같이 구성된 FBGA 패키지 테스트 장치를 이용하여 FBGA 테스트를 진행할 경우, 테스트를 위하여 FBGA 패키지가 로딩될 때 상기 FBGA 패키지에 구비된 솔더볼이 대응하는 어뎁터의 홀 내에 위치하게 되고 FBGA 패키지는 어뎁터 상에 위치하게 되어 FBGA 패키지의 넘어짐을 방지하기 위한 패키지 가이드가 필요 없다. 따라서, 상기 어뎁터도 FBGA 패키지의 크기에 대응하도록 FBGA의 크기마다 제작할 필요가 없어 모든 크기의 FBGA 패키지에 대하여 테스트를 진행할 수 있다.
한편, FBGA 테스트 장비를 사용한 FBGA 패키지의 테스트는, 소켓 보드(302) 상에 다수의 포고핀(306)을 구비하고 있는 포고핀 플레이트(304)가 배치되어 있는 상태에서 상기 포고핀(306)이 외부로 노출되도록 테스트 하고자 하는 FBGA 패키지(320)의 크기에 맞는 어뎁터(308) 및 패키지 가이드(310)를 설치한다.
그런 다음, 다수의 솔더볼(322)이 구비된 FBGA 패키지(320)를 솔더볼(322)과 상기 포고핀(306)이 접촉되도록 포고핀(306) 상에 안착시키고, FBGA 패키지(320) 상에 덮개(214)를 덮은 후, 소켓 보드(202)와 FBGA 패키지(220) 간에 전기적인 신호를 교환하면서 테스트를 진행한다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
본 발명은, 포고핀 플레이트와 어뎁터 사이에 스프링을 형성하여 포고핀의 최상부가 어뎁터에 구비된 홀 사이에 위치하도록 하고, 로딩되는 FBGA 패키지의 솔더볼이 상기 어뎁터의 홀 사이에 위치되도록 하여 FBGA 패키지의 로딩시 FBGA 패키지의 움직임이 발생하지 않도록 함으로써, 각 FBGA 패키지 크기에 대응하도록 어뎁터 및 패키지 가이드를 제작할 필요가 없어 모든 크기의 FBGA 패키지에 대하여 테스트를 진행할 수 있다.
따라서, 각 FBGA 패키지의 크기에 맞는 어뎁터 및 패키지 가이드가 필요 없어 종래 FBGA 패키지의 크기에 대응하는 어뎁터 및 패키지 가이드에 대한 제작이 필요없어 제작 시간 및 테스트 비용이 증가를 방지할 수 있다.
또한, 상기 각 보드에 따른 프로그램을 제작이 필요 없으며, 패키지의 종류에 따른 잦은 소켓 보드 교체로 하드웨어에 손상도 발생하지 않아 테스트의 효율을 증가시킬 수 있어 모든 크기의 FBGA 패키지에 대하여 테스트를 진행할 수 있다.

Claims (8)

  1. 모든 사이즈의 FBGA 패키지에 대한 동작 테스트가 가능한 FBGA 패키지 테스트 장치로서,
    FBGA 패키지와 전기적인 신호를 교환할 수 있는 회로를 구비한 소켓 보드;
    상기 소켓 보드 상에 배치되고, 상기 FBGA 패키지의 솔더볼과 콘택되어 상기 소켓 보드와 FBGA 패키지간의 전기적인 신호를 교환하는 다수의 포고핀(Pogo pin)을 구비한 포고핀 플레이트;
    상기 포고핀이 관통되는 다수의 홀이 구비되고, 상기 포고핀 플레이트와의 사이에 개재된 탄성 부재를 포함하며, 상기 FBGA 패키지를 지지하는 어뎁터(Adapter); 및
    상기 FBGA 패키지를 눌러 포고핀과 상기 FBGA 패키지의 솔더볼이 접촉되도록 하는 덮개;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 FBGA 패키지 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 스프링(Spring)인 것을 특징으로 하는 FBGA 패키지 테스트 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상하좌우에 적어도 4개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 FBGA 패키지 테스트 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 어뎁터 상에 FBGA 패키지가 안착되기 전 상태에서 포고핀의 최상부가 상기 어뎁터의 홀 사이에 위치하도록 하는 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 FBGA 패키지 테스트 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스프링의 높이는 상기 어뎁터 상에 FBGA 패키지가 안착되기 전 상태에서 포고핀 플레이트 상에 돌출된 포고핀의 높이에 비례하는 것을 특징으로 하는 FBGA 패키지 테스트 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 포고핀은 상기 FBGA 패키지의 솔더볼 크기와 솔더볼 간의 피치(Pitch)에 대응하도록 다수로 형성된 것을 특징으로 하는 FBGA 패키지 테스트 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 FBGA 패키지에 구비된 솔더볼의 직경 보다 큰 직경으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 FBGA 패키지 테스트 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 어뎁터는 상기 FBGA 패키지의 솔더볼 높이보다 높은 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 FBGA 패키지 테스트 장치.
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