KR100892606B1

KR100892606B1 - 테스트 시에 ｂｇａ 패키지를 고정시키기 위한 범용 인서트툴

Info

Publication number: KR100892606B1
Application number: KR1020070084948A
Authority: KR
Inventors: 밍-옌 우
Original assignee: 파워테크 테크놀로지 인코포레이티드
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-04-08
Also published as: KR20090020298A

Abstract

본 발명의 범용 인서트는, 콤포넌트 캐버티, 마운팅 표면 및 콤포넌트 캐버티 내에 복수의 정렬 볼홀 구비하며, 상기 정렬 볼홀은 동일한 피치를 가지는 어레이 내에 배열되는 메쉬드 베이스, BGA 패키지를 누르고 잡아주기 위한 상기 메쉬드 베이스 내에 배치된 적어도 하나의 래치, 그리고 상기 메시드 베이스의 마운팅 표면의 주변으로부터 유연성 있게 확장하는 복수의 리프트 핀으로 구성되며, 프로브 테스트 시에, 상기 콤포넌트 캐버티는 내부 BGA 패키지를 수용하며, 솔더볼이 마운팅 표면상에 대응하는 정렬 볼홀로부터 노출되도록, 상기 정렬 볼홀의 적어도 일부가 BGA 패키지의 복수의 솔더볼에 일-대-일로 정렬되는, BGA 패키지를 수용하기 위한 범용 인서트이다.

범용 인서트, 콤포넌트 캐버티, 마운팅 표면, 정렬 볼홀, 메쉬드 베이스, BGA 패키지, 래치, 리프트 핀, 솔더볼.

Description

테스트 시에 ＢＧＡ 패키지를 고정시키기 위한 범용 인서트 툴{UNIVERSAL INSERT TOOL FOR FIXING A BGA PACKAGE UNDER TEST}

도 1은 BGA 패키지를 위한 종래의 인서트에 대한 평면도(top view)이다.

도 2는 테스트 상의 BGA 패키지를 위한 종래의 인서트에 대한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 구체 예에 따른 BGA 패키지를 휴대하기 위한 범용 인서트의 3차원 평면도(top view)이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 BGA 패키지를 휴대하기 위한 범용 인서트의 3차원 저면도(bottom view)이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 범용 인서트에 대한 분해도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 범용 인서트의 평면도이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 프로브 테스트 시에 범용 인서트의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 테스트 하에서 BGA 패키지를 수용할 때의 범용 인서트의 평면도이다.

*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*

10: BGA 패키지 20: 테스트 소켓

21: 프로브 100: 범용 인서트

111: 콤포넌트 캐버티 110: 메쉬드 베이스

112: 마운팅 표면 113 및 114: 복수의 정렬 볼홀

115: 덴트 120: 래치

130: 리프트 핀

기술분야

본 발명은 IC 테스트 툴(testing tool)에 관련된다. 특히 본 발명은 다른 기판 치수와는 무관하게 다른 수의 외부 터미널을 가지고 BGA 패키지 테스트를 수행하기 위한 범용 인서트(universal insert)에 관련된다.

배경기술

더욱 많은 IC 디바이스가 BGA(Ball Grid Array) 패키지로 패키징 되며, BGA패키지는 더욱 높은 수의 외부 터미널 및 더욱 작은 치수를 달성하기 위해서, 외부 전기 연결을 위한 복수의 솔더볼(solder ball) 또는 동일한 표면상에 배치된 구형 단자(spherical terminals)를 구비한다.

예를 들면, DRAM 이나 플래시를 위한 BGA 패키지는 솔더볼 피치에 대한 일반적인 표준을 가지지만, 기판 치수, 솔더볼의 개수, 솔더볼의 위치와 분포는 다르다. 다른 전자제품에서 다른 BGA 패키지를 테스트할 때, BGA 패키지를 휴대하기 위한 인서트들과 테스터의 하이-픽스 보드(Hi-fix board)는 테스트 될 대응 BGA 패키지에 따라 상호교환될 필요가 있어서, 테스터의 낮은 가동률 및 다른 BGA 패키지에 따른 다양한 인서트 사양이 요구된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 테스트 되는 BGA 패키지(10)를 휴대하기 위한 종래의 인서트(200)는 일반적이지 않으며, 내부에 베이스(210)의 디바이스 캐버티(Cavity)가 기판-정렬 개구(substrate-alignment opening)(211)의 치수는 BGA 패키지(10)의 기판 치수와 동일하다. 기판-배열 개구(211)의 측벽(sidewall)은, 기판-정렬 개구(211)의 가장자리가 BGA 패키지(10)의 측벽(13)을 지탱하고 제한하도록 정렬 프레임(212)으로서 형성되도록 하기 위해, BGA 패키지(10)의 측벽에 정렬된다. BGA 패키지(10)의 볼 배치 표면(11) 상에 배치된 복수의 솔더볼(14)은 기판-정렬 개구(211)로부터 모두 노출된다. 안내 표면(guiding surface)(213)은 BGA 패키지(10)의 위치를 쉽게 결정하여 배열하기 위하여 정렬 프레임(212) 주위에 형성된다. 복수의 홀딩 핑거(holding fingers)(214)는 BGA 패키지(10)가 인서트(200)로부터 떨어져 나오는 것을 막기 위해 기판-정렬 개구(211)에 형성되어 돌출된다. 또한, 두 개의 접합부(joint part)가 윈도우-형 베이스(210)의 두 마주보는 측에 형성되어 도면에 도시되지 않은 캐리어(carrier)에 연결된다. 따라서, 다른 전자제품 들에서 동일 유형의 BGA 패키지(10)를 가진다 해도, 기판 치수는, 대응하는 인서트(200)가 모든 BGA 패키지(10)를 테스트하기 위해 사용되지 않도록 변화될 것이다. 게다가, 다른 전자 제품들은 다른 기판 치수뿐만 아니라, 다른 솔더볼 개수 및 다른 솔더볼 분포를 가지는 다른 BGA 패키지(10)를 사용할 것이다. 따라서, 다른 인서트(100)가 고안되고 구매될 필요가 있다.

BGA 패키지를 휴대하기 위해 알려진 범용 인서트는 대만 특허 번호 1253705에 개재되어 있으며, 풋프린트-배열 개구(footprint-alignment opening)가 기판의 치수보다 작은 테스트 BGA의 솔더볼 분포 영역의 가장 외부의 터미널에 정렬되는 치수를 가지는 윈도우-형 베이스의 콤포넌트 캐버티(component cavity)에 배치된다. 그러므로, 다른 기판 치수를 가지는 다양한 BGA 패키지(10)가 정렬과 테스팅을 위해 구비될 수 있다. 더욱이, 홀딩 핑거가 제거될 수 있다. 하지만, 범용 인서트는 동일한 풋프린트와 동일한 볼의 개수(ball counts)를 가지는 상기 BGA 패키지를 단지 구비할 수 있다. 추가로, 인서트에 의해서 접촉되는 가장 멀리 있는 솔더볼은 쉽게 손상을 입거나 외부의 전단응력(shearing stresses)에 의해서 분리될 수 있다.

해결하고자 하는 과제

본 발명의 주요 목적은 BGA 패키지의 기판 치수, 솔더볼의 개수, 또는 솔더볼의 레이아웃(layout)에 의해 제한되지 않고, 동일한 볼 피치를 가지지만 다른 BGA 패키지 스팩을 가지는 다양한 BGA 패키지를 보유할 수 있는, 테스트 시에 BGA 패키지를 수용하기 위한 범용 인서트를 제공하는 것이다. 따라서, 테스트 중에, 인서트를 교환하는 횟수가 감소 되어 테스터의 가동율를 증가시키고 재고 인서트의 개수를 줄일 수 있다.

본 발명의 제2 목적은 인서트의 베이스에서 BGA 패키지를 단단히 밀고 잡아주기 위한, 캡슐화제(encapsulant)의 다른 스팩을 수용하기 위해 테스트 시에 BGA 패키지를 수용하기 위한 범용 인서트를 제공하는 것이다.

과제 해결 수단

본 발명에 따라, 테스트 상의 BGA 패키지를 수용하기 위한 범용 인서트는 메쉬드 베이스(meshed base), 래치(latch), 및 복수의 리프트 핀(lift pins)을 포함한다. 메쉬드 베이스는 콤포넌트 캐버티 및 마운팅 표면을 포함하며, 복수의 정렬된 볼홀(aligning ball holes)이 콤포넌트 캐버티 내에 배치되고, 동일한 피치를 가지는 어레이에 배열된다. 정렬된 볼홀의 일부 또는 전부는, 솔더볼이 프로브 테스트를 위해 마운팅 표면상에 대응하는 배열된 볼홀로부터 노출되도록 테스트 상의 복수의 BGA 패키지의 솔더볼에 일-대-일로 배열된다. 래치는, BGA 패키지를 단단히 지지하기 위해서 메쉬드 베이스 내에 배치된다. 리프트 핀은 메쉬드 베이스의 마운팅 표면의 주변으로부터 유연성 있게 확장한다.

발명의 실시를 위한 구체적인 내용

본 발명의 제1 구체예에 따라, 도 2-8에 도시된 바와 같이, BGA 패키지(10)를 휴대하기 위한 범용 인서트(100)가 개시된다. 도 7-8에서 도시된 바와 같이, BGA 패키지(10)은 볼-플레이싱(ball placing) 표면(11), 대응하는 뒷면(112), 그리고 볼-플레이싱 표면(11)과 대응하는 뒷 표면(112) 사이에 측벽을 가진다. 복수의 솔더볼(solder ball)(14) 또는 구형 단자가 BGA 패키지(10)의 내에 배치된 IC에 대한 외부 터미널로서 볼-플레이싱 표면(11) 상에 배치된다. 다른 패키지 디자인에 따라, 적어도 캡슐화제(encapsulant)(15)가 BGA 패키지(10)의 볼-플레이싱 표면(11)의 가장자리로부터 또는 중심으로부터 돌출할 것이다.

도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, BGA 패키지를 휴대하기 위한 범용 인서트(100)는 메쉬드 베이스(110), 적어도 래치(120), 그리고 복수의 리프트 핀(130)을 포함하며, 상기 메쉬드 베이스(100)는 주로 콤포넌트 케버티, 마운팅 표면(112), 및 콤포넌트 캐버티(111) 내에 복수의 정렬 볼홀(113 및 114)를 구비한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 콤포넌트 캐버티(111)는 테스트 시에 BGA 패키지(10)를 수용하기 위해 사용된다. 테스트 중에, 마운팅 표면(112)은 POGO 핀으로 또한 알려진 복수의 프로브(21)를 구비하는 테스트 소켓(20)과 접촉할 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 정렬된 볼홀(113 및 114)은 동일한 피치를 가지는 어레이에 배열되며, 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥 표면으로부터 마운팅 표면(112)으로 침투된다. 본 구체예에서, 정렬된 볼홀(113 및 114)은, 각각의 정렬 볼홀(113 및 114)의 중심으로부터 인접한 정렬된 볼홀(113 및 114)의 중심으로 약 0.85㎛의 동일한 피치를 가지는 13 x 29 어레이에 배열된다. 도 7-8에 도시된 바와 같이, 정렬 볼홀(113 및 114)의 일부 또는 전부는, 솔더볼(14)이 프로브(21) 테스트를 위해 마운팅 표면(112) 상에 대응하는 정렬 볼홀(113 및 114)로부터 노출되도록, 테스트 시에 BGA 패키지(10)의 복수의 대응하는 모든 솔더볼(14)에 일-대-일로 정렬된다. 더욱 세부적으로, 정렬 볼홀은 두 그룹으로 나뉘며, 하나는 복수의 제1 정렬 볼홀(113), 그리고 다른 하나는 복수의 제2 정렬 볼홀(114)이며, 제2 정렬 볼홀(114)의 홀 깊이는 제1 정렬 볼홀(113)의 홀 깊이보다 작다. 바람직하게, 제2 볼홀(114)은 (도 7에 도시된 바와 같이) BGA 패키지(10)의 캡슐화제(15)를 수용하기 위해서 마운팅 표면(112)의 맞은 편에 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥 표면에 형성되는 덴트(115) 내에 위치한다. 따라서, BGA 패키지(10)의 볼-플레이싱 표면(11)은 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥표면을 단단하게 누를 수 있다. 본 구체예에서, 덴트(115)는 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥표면의 중심 그리고/또는 마주보는 두 측면에 리본과 같이 위치된다. 다시 도 6-7에도시된 바와 같이, 바람직하게, 제1 정렬 볼홀(113)은 제1 직경(D1)를 가지고, 제2 정렬 볼홀은 제2 직경(D2)를 가지며, 제2 정렬 볼홀(114)이 주변에서 솔더볼(14)과 잘못 정렬되어 제2 정렬 볼홀(114)과 솔더볼(14) 사이가 테스트 동안에 전기적으로 개방되게 하는 메쉬드 베이스(110)와 테스트 중인 BGA 패키지(10) 사이의 열적 팽창(thermal expansion) 문제를 피하기 위해서 콤포넌트 캐버티(111)의 바닥표면의 비-중심 영역에서 보다 큰 허용한계(tolerance)가 가능하도록 제2 직경(D2)이 제1 직경(D1)보다 더 크다. 따라서, 더 큰 패키지 뒤틀림(warpage)를 구비하는 BGA 패키지(10)가 테스트를 위해 수용될 수 있다.

도 2 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 바람직하게는, 베이스(110)은 추가로 콤포넌트의 캐버티(111)의 중심에 위치한 중심 개구(116)를 구비하며, 테스트 중인 BGA 패키지(10)의 정렬 정확성을 육안으로 확인하기 위해서 정렬 홀(113 및 114)로 둘러싸여 있다.

일반적으로, 메쉬드 베이스(110)는, 솔더볼(14)이 정렬 볼홀(113 및 114)과 접촉되는 동안에 메쉬드 베이스(110)의 쇼트(short)를 피하기 위해서 전기적 절연물질로 만들거나 절연물질로 코팅된다.

도 5에서 도시된 바와 같이, 래치(120)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 콤포넌트 캐버티(111)로 돌출되며, 압착 및 지지력(pressing and holding forces)을 제공하기 위해서 래치 스프링(122)에 연결된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 래치(120)는, 대응하는 정렬 볼홀(113 또는 114)로부터 BGA 패키지(10)의 솔더볼(14)이 풀리는 것을 피하기 위해서, BGA 패키지(10)의 뒷쪽 표면을 압착하고 지지할 수 있다.

도 4, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(130)은 메쉬드 베이스(110)의 마운팅 표면(112)의 주변으로부터 유연성 있게 확장할 수 있으며, 복수의 리프트 스프링(131)은 리프트 핀(130)에 대해 미는 힘(extruding forces)을 제공한다. 도 7에서와 같이, 테스트가 진행되는 동안, 리프트 핀(130)은, 테스트 베이스(20) 내에 프로브(21)가 메쉬드 베이스(110)의 정렬 캐버티(113 및 114)에 정확하게 정렬될 수 있도록 테스트 소켓(20)의 정렬 홀 내에 내장된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 구체예에서, 범용 인서트(100)는, 콤 포넌트 캐버티(111)를 커버하지 않고 메쉬드 베이스(110) 내에 내장된 커버(140)를 추가로 포함한다. 복수의 액추에이션 스프링(actuation spring)(141)은, 범용 인서트(100)가 단단히 연결될 수 있도록 커버(140) 및 메쉬드 베이스(110) 사이에 배치된다. 각각의 접합홀(joint hole)(118)을 구비하는 복수의 날개-형 접합부(117)가 테스트 보드에 연결되도록 범용 인서트(110)의 측면에 형성된다.

따라서, BGA 패키지(10)의 솔더볼(14)은, 범용 인서트(100)가 BGA 패키지(100)를 휴대할 때, 정렬 볼홀(113 및 114)의 일부에 일-대-일로 정렬될 수 있다. 솔더볼(14) 사이에 간격이 동일한 한, 다른 전자 제품에서의 모드 종류의 BGA 패키지(10)는, 다른 기판 치수, 솔더볼의 개수, 그리고 솔더볼의 레이아웃에도 불구하고 범용 인서트(100)내에 정렬되고 보유될 수 있다. 그러므로, 동일한 피치의 솔더볼(14)를 구비하는 다른 BGA를 테스트하는 동안에, 범용 인서트(100)는 빈번한 교환 없이 뛰어난 범용 특성을 가진다. 인서트를 교환하는 횟수는, 테스트 소켓을 교환하는 것과 같이, 테스터의 가동률을 증가시키고, 재고 인서트의 개수를 줄이도록 감소될 수 있다.

본 발명의 상기 상세한 설명은 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명을 제한하지 않는다. 본 발명의 다른 구체예들은 상기 개시의 관점에서 당업자에게는 자명한 것이다.

본 발명의 범용 인서트는, 테스트 중에, 인서트를 교환하는 횟수가 감소 되 어 테스터의 가동율를 증가시키며, 재고 인서트의 개수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

콤포넌트 캐버티(component cavity), 마운팅 표면 및 콤포넌트 캐버티 내에 복수의 정렬 볼홀(aligning ball holes)을 구비하며, 상기 정렬 볼홀은 동일한 피치를 가지는 어레이 내에 배열되는, 메쉬드 베이스(meshed base);

BGA 패키지를 누르고 잡아주기 위한 상기 메쉬드 베이스 내에 적어도 하나의 래치; 그리고

상기 메쉬드 베이스의 마운팅 표면(mounting surface)의 주변으로부터 유연성 있게 확장하는 복수의 리프트 핀;

으로 구성되며,

프로브 테스트 중에, 상기 콤포넌트 캐버티는 내부 BGA 패키지를 수용하며, 솔더볼(solder balls)이 마운팅 표면상에 대응하는 정렬 볼홀로부터 노출되도록, 상기 정렬 볼홀의 적어도 일부가 BGA 패키지의 복수의 솔더볼에 일-대-일로 정렬되고;

상기 정렬 볼홀은 복수의 제1 볼홀과 복수의 제2 볼홀을 포함하며, 상기 제2 정렬 볼홀의 깊이가 상기 제1 정렬 볼홀의 깊이보다 작고;

적어도 하나의 덴트가 상기 마운팅 표면에 마주보는 상기 콤포넌트 캐버티의 바닥 표면상에 형성되어 있고, 상기 제2 정렬 볼홀이 상기 덴트 내부에 위치한, BGA 패키지를 고정하기 위한 범용 인서트(universal insert).
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제1항에 있어서, 상기 덴트는 리본과 같은 모양인 것을 특징으로 하는, BGA 패키지를 고정하기 위한 범용 인서트.
제1항에 있어서, 상기 덴트는 상기 콤포넌트 캐버티의 바닥 표면의 마주보는 두 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는, BGA 패키지를 고정하기 위한 범용 인서트.
제5항에 있어서, 제2 정렬 볼홀의 직경은 제1 정렬 볼홀의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는, BGA 패키지를 고정하기 위한 범용 인서트.
콤포넌트 캐버티(component cavity), 마운팅 표면 및 콤포넌트 캐버티 내에 복수의 정렬 볼홀(aligning ball holes)을 구비하며, 상기 정렬 볼홀은 동일한 피치를 가지는 어레이 내에 배열되는, 메쉬드 베이스(meshed base);

BGA 패키지를 누르고 잡아주기 위한 상기 메쉬드 베이스 내에 적어도 하나의 래치;

상기 메쉬드 베이스의 마운팅 표면(mounting surface)의 주변으로부터 유연성 있게 확장하는 복수의 리프트 핀; 그리고

상기 콤포넌트 캐버티를 덮지 않고 상기 메쉬드 베이스 상에 배치되는 하나의 커버;

로 구성되며,

프로브 테스트 중에, 상기 콤포넌트 캐버티는 내부 BGA 패키지를 수용하며, 솔더볼(solder balls)이 마운팅 표면상에 대응하는 정렬 볼홀로부터 노출되도록, 상기 정렬 볼홀의 적어도 일부가 BGA 패키지의 복수의 솔더볼에 일-대-일로 정렬되는, BGA 패키지를 고정하기 위한 범용 인서트.
제7항에 있어서, 상기 범용 인서트는 상기 커버와 상기 메쉬드 베이스 사이에 배치된 복수의 액추에이션 스프링을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, BGA 패키지를 고정하기 위한 범용 인서트.
제1항에 있어서, 중심개구는 상기 콤포넌트 캐버티의 중심 영역의 내부에 배치되며, 상기 정렬 볼홀로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는, BGA 패키지를 고정하기 위한 범용 인서트.
제1항에 있어서, 상기 메쉬드 베이스는 전기적 절연 물질로 만들어진 것을 특징으로 하는, BGA 패키지를 고정하기 위한 범용 인서트.