KR100933013B1

KR100933013B1 - 전자 장치 장착용 소켓

Info

Publication number: KR100933013B1
Application number: KR1020020080689A
Authority: KR
Inventors: 사노히데키; 이케야기요카즈
Original assignee: 센사타 테크놀로지스 매사추세츠, 인크.
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2009-12-21
Also published as: TWI282193B; TW200306037A; JP2003187937A; US20030114034A1; US6749443B2; KR20030051371A; JP3566691B2

Abstract

소켓(10)은 베이스 부재(20)와, 상기 베이스 부재(20)에 대하여 원근 방향으로 번갈아 이동하도록 장착된 덮개 부재(30)와, 단부가 상기 베이스 부재(20)에 고정된 복수 개의 접점(40)과, 접점의 제2 가동 단부(42, 92)의 위치를 조절하는 접촉 조절 부재(50)와, 안착면이 있는 어댑터(60)를 포함하고, 상기 어댑터는 접촉 조절 부재(50)에 대하여 원근 방향으로 번갈아 이동하도록 장착된다. 어댑터(60)가 접촉 조절 부재로부터 분리되는 경우, 접점의 제2 가동 단부는 안착면을 통해 돌출되지 않고, 어댑터(60)가 접촉 조절 부재(50)를 향해 이동되면, 접점의 제2 가동 단부는 어댑터(60)의 각 관통 구멍으로부터 돌출되어 어댑터(60) 상에 배치된 BGA 장치(11)의 솔더 볼과 맞물린다. 덮개 부재는 베이스 부재에 연결되고 BGA 장치 가압용 선단부(72)를 갖는 래치(70)는 덮개의 이동과 함께 회전될 수 있다. 래치는 제1 원호 운동을 위한 제1 지지점(75)과 제2 원호 운동을 위한 다른 제2 지지점(71)을 갖는다.

Description

전자 장치 장착용 소켓{SOCKET FOR MOUNTING AN ELECTRONIC DEVICE}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 소켓의 평면도.

도 2는 덮개 부재가 정상적인 상승 위치에 있고 BGA 장치가 그 안에 로딩되어 있는 상태를 보여주는, 도 1의 X-X 선에 따라 취한 횡단면도.

도 3은 덮개 부재를 밀어 내리고 BGA 장치가 그 안에 위치되어 있는 상태를 보여주는, 도 1의 X-X 선에 따라 취한 횡단면도.

도 4는 도 3의 A 부분의 확대도.

도 5는 도 4와 유사한 도면으로서, 접점의 단자 결합용 제2 가동 단부가 솔더 볼에 대해 맞물려 있는 도 2 상태를 보여준다.

도 6은 도 4와 유사한 도면으로서, 어댑터가 접촉 조절 부재와 맞물린 경우 접점의 단부와 각 솔더 볼간에 맞물림 상태를 보여준다.

도 7a와 도 7b는 단자 결합용 접점의 정면도와 측면도.

도 8은 도 4와 유사한 도면으로서, BGA 장치가 어댑터 상에 안착되어 있는 상태를 나타내는, 본 발명의 제2 실시예를 보여준다.

도 9는 도 8과 유사한 도면으로서, 래치 부재의 선단부가 BGA 장치와 맞물린 상태를 보여준다.

도 10은 도 8과 유사한 도면으로서, 래치 부재의 회전이 정지된 상태를 보여 준다.

도 11a와 도 11b는 다른 바람직한 실시예의 도면으로서, 도 11a는 BGA 장치가 접점의 제2 가동 단부와 맞물린 상태를 보여주고, 도 11b는 BGA 장치가 어댑터에 위치되어 있는 상태를 보여준다.

도 12는 종래의 소켓의 예를 보여주는 정면 횡단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 소켓

20 : 베이스 부재

30 : 덮개 부재

40 : 접점

50 : 접촉 조절 부재

60 : 어댑터

70 : 래치 부재

72 : 선단부

본 발명은 전반적으로 반도체 장치 등의 전자 장치를 장착시키기 위한 소켓에 관한 것이며, 구체적으로는 그러한 장치들의 번인 테스트(burn-in test)에 사용되는 소켓에 관한 것이다.

반도체 장치의 결함은 (IC 장치 또는 IC 패키지로 불리기도 하는) 반도체 장치를 번인 테스트를 받게 하여 초기에 점검한다. 번인 테스트와 관련하여, 반도체 장치는 소켓 상에 또는 소켓 내에 장착된다. 널리 사용되고 있는 팝업식(pop-up type) 소켓에 따르면, 소켓의 덮개 부재가 그 메인 베이스를 향한 방향과 메인 베이스로부터 멀어지는 방향으로 번갈아 이동하여 소켓과 맞물린다. 덮개 부재의 이러한 유형의 직선 운동은 반도체 장치의 자동 로딩에 적합하다.

BGA(Ball grid array)나 CSP(Chip Sized Package)의 경우에서처럼 복수 개의 단자가 X-Y 매트릭스로 배치되어 있는 표면 실장형 반도체 장치는 그 수가 증가되고 있으며, 이들 반도체 장치에 사용될 수 있는 소켓이 개발되고 있다. BGA 패키지나 CSP 패키지가 회로 기판 상에 로딩되는 경우에, 볼 높이의 불균일성이나 하나 이상의 볼의 변형으로 인해 솔더링 결함 문제가 생길 수 있다. 볼의 하부면(로딩측)은 손상되지 않는 것이 바람직하다. 볼이 솔더 등과 같은 저융점 물질로 제조되는 경우에, 볼은 번인 테스트시의 고온 상태에서 연화되기 쉬워 솔더 볼이 변형된다.

그러한 문제를 방지하기 위해서, 2000년 7월 4일자로 허여된 미국 특허 제6,083,013호에 개시된 바와 같이, 한 가지 방안은 IC 장치를 접점의 단부에 고정시키는 부동(浮動) 부재로부터의 접점 돌출량을 조절하는 접점 단자를 제공함으로써, 솔더 볼의 돌출 높이를 고르게 하는 것이다.

그럼에도 불구하고, 이 방안에는 다음과 같은 문제가 있다. 도 12를 참조하면, 소켓 메인 본체(1)에 대해 수직 운동이 가능한 부동 부재(2)에는 접촉 단부의 돌출량을 조절하는 정지 기구가 마련되어 있다. 이 기구 때문에, 접점 단자(6)는 IC 패키지(4)의 로딩시를 비롯하여 항상 부동 부재(2)로부터 돌출되어 있고, IC 패키지의 솔더 볼(3)은 접점 단자(6)와 접촉하여 있다. 그 결과, 솔더 볼(3)이 접점 단자(6)에 걸림으로써 IC 패키지의 로딩을 방해할 수 있다. 또한, 적어도 몇 개의 솔더 볼(3)이 로딩 진행 중에 긁히는 일이 없이 IC 패키지가 소켓 내에 로딩되는 것은 불가능하다.

본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 한계를 극복하고 BGA 또는 CSP와 같은 표면 실장형 반도체 장치를 정확하게 로딩하는 소켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 로딩될 반도체 장치의 돌출형 또는 범프형 단자의 임의의 변형을 조절할 수 있는 소켓을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 표면 실장형 반도체 장치 단자의 변형량을 조정할 수 있는 소켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작동성이 향상되고 경제적이며 반도체 장치의 자동 로딩에 적합한 래치 기구를 갖는 소켓을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 베이스 부재와, 상기 베이스 부재에 대하여 원근 방향으로 번갈아 이동하도록 장착된 덮개와, 베이스 부재의 본체에 고정된 복수 개의 접점과, 전자 장치를 안착시키는 어댑터를 구비하는 소켓에, 복수 개의 접점의 제2 가동 단부의 위치를 조절하는 접촉 조절 부재가 마련된다. 상기 접촉 조절 부재는 베이스 부재 상에 마련되고 상기 어댑터는 접촉 조절 부재 상에 이동 가능하게 장착된다. 상기 어댑터에는 복수 개의 접점과 일치하게 복수 개의 관통 구멍이 형성되며, 어댑터가 접촉 조절 부재를 향해 이동될 때, 접점의 제2 가동 단부는 어댑터의 관통 구멍으로부터 돌출된다. 접점의 제2 가동 단부는 접촉 조절 부재에 의해 특정한 고정된 돌출 높이로 조절되고, 어댑터로부터 돌출되는 접점의 제2 가동 단부의 돌출 높이도 또한 조절된다. 어댑터가 접촉 조절 부재와 접촉하면, 어댑터의 안착면으로부터 접점의 제2 가동 단부의 돌출량이 최대로 된다. 어댑터가 접촉 조절 부재로부터 떨어진 위치에 배치되면, 복수 개의 접점 자유 단부는 어댑터의 안착면으로부터 돌출되지 않고 관통 구멍 내측에 위치된다.

바람직하게는, 접촉 조절 부재는 복수 개의 접점에 대응하는 위치에 복수 개의 슬롯을 가지며, 각 슬롯 내에는 접점의 제2 가동 단부와 맞물리거나 그 근처에 정지면이 형성됨으로써, 접점의 제2 가동 단부의 돌출 높이를 조절할 수 있게 된다.

바람직하게는, 어댑터는 소켓으로부터 착탈되어 다른 어댑터로 대체될 수 있어, 접점의 자유 제2 가동 단부의 돌출량이 변경될 수 있다. 또한, 어댑터의 안착면은 전자 장치를 지지하는 옵셋면과, 상기 옵셋면보다 낮은 위치에 복수 개의 관통 구멍을 갖는 표면을 포함할 수도 있다. 상기 전자 장치는 BGA 또는 CSP 타입과 같이 X-Y 매트릭스의 일측면에 복수 개의 단자가 배치되어 있는 반도체 장치이다.

또한, 본 발명에 따라 제조된 소켓은 덮개 부재와 연동하여 이동되는 래치 부재를 포함할 수도 있다. 상기 래치 부재는 연동 기구에 의해 덮개 부재에 연결되어, 덮개 부재가 베이스 부재로부터 분리되는 경우에, 전자 장치(반도체 장치)가 하방으로 가압되고, 이에 의해 어댑터가 하방으로 압박될 수 있게 한다. 어댑터가 특정량보다 더 하방으로 압박되면, 접점의 제2 가동 단부는 어댑터(어댑터의 안착면)의 관통 구멍으로부터 돌출되어 단자와의 접촉을 달성한다.

본 발명의 특징에 따르면, 래치 부재는 회전 중심과 래치 부재의 가압부간에 회전 반경 또는 직선 거리가 변하는 제1 지지점과 제2 지지점을 사용하여 회전된다. 상기 구성은 덮개 부재가 하방으로 압박된 경우에 하나의 지지점을 사용하는 후퇴된 위치로, 그리고 덮개가 올라가게 되는 경우에 다시 래치가 소켓에 로딩되는 반도체 장치와 맞물리는 위치로 래치 부재를 급속하게 이동시킨다. 이러한 위치로부터 다른 지지점을 사용하여 덮개 부재가 상방으로 압박될 때 보다 점진적인 이동이 달성되며, 이에 의해 반도체 장치에 제공되는 가압력을 증가시킨다. 이 결과, 특히 박막 반도체 장치에 대해 어떠한 손상이나 변형을 방지할 수 있게 된다.

명세서에 합체되어 그 일부를 이루는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 목적, 이점 및 원리를 설명하는 데 사용된다.

바람직한 제1 실시예에 따라 제조된 소켓은 BGA 타입의 반도체 장치용으로 개발되었다. 한 종류의 BGA 장치(11)는 X-Y 매트릭스로 배열된 저융점의 솔더 재료로 이루어지는 볼형 단자(12;도 4 참조)(솔더 볼)를 구비한다. 솔더 볼(12)은 대략 0.3 mm의 직경을 갖고 패키지의 하부면으로부터 대략 0.25 mm만큼 돌출된다. BGA 장치의 전체 높이는 대략 1.2 mm이다.

소켓(10)은 베이스 부재(20)와, 이 베이스 부재(20)에 대하여 원근 방향으로 번갈아 이동할 수 있는 덮개 부재(30)와, 베이스 부재(20) 상에 장착된 복수 개의 접점(40)을 구비한다. 베이스 부재(20)는 통상 고내열성 수지인 폴리에테르 설폰(PES)과 같은 적절한 재료를 사출 성형하여 형성되며, 접점(40)을 장착하기 위한 복수 개의 구멍(21)이 대략 그 중심에 형성되어 있다. 각 구멍은 소켓 내에 로딩되는 BGA 장치의 솔더 볼(12) 위치에 대응하고 베이스 부재(20)의 바닥면으로부터 상부면(20a)으로 연장된다. 구멍(21)이 형성된 상부면(20a)은 벽부(23)에 형성된 오목부에 있다. 사용될 수 있는 다른 고내열성 수지로는 PEI 또는 PAI가 있다.

도 7a와 도 7b를 참조하면, 접점(40)은 베릴륨 구리 시트와 같은 적절한 금속 시트를 펀칭하여 형성된다. 베이스 부재(20)의 구멍(21) 내에 장착되는 접점(40)의 일단부(41)는 베이스 부재의 바닥을 지나 연장되어 솔더 등에 의해 회로 기판(도시 생략)의 전도성 접점에 적절하게 접속되는 고정 단부이다. 반대쪽 단부(42)는 로딩된 BGA 장치(11)의 각 솔더 볼(12)에 접속하기 위한 제2 가동 단부이다. 확장된 폭 부분(43)은 접점(40)에서 단부(41) 근처에 형성되어 베이스 부재(20)의 각 구멍(21)의 벽과 맞물리며 만곡된 탄성 변형부(44)는 단부(41, 42) 사이에 형성된다. 만곡된 탄성 변형부(44)는 접점(40)의 축방향으로 압축을 제공하여 단부(42)와 솔더 볼(12) 사이에 원하는 접촉력을 제공한다. 확장된 다른 폭 부분(45)은 만곡된 탄성 변형부(44)와 단부(42) 사이에 형성되어 후술되는 접촉 조절 부재(50)의 정지면과 맞물린다. 접점의 단부(42)는 솔더 볼(12)이 단부(42)와 맞물리는 경우, 솔더 볼의 최하부가 임의로 변형되는 것을 방지하는 V자형 홈을 갖는다.

접촉 조절 부재(50)는 베이스 부재와 동일한 재료의 사출 성형에 의해 형성될 수 있으며 그 바닥에는 오목부가 있어 상부면(20a)위로 돌출하는 허브(22)를 수용한다. 복수 개의 수직 연장형 슬롯(52)은 베이스 부재(20)의 각 구멍(21)에 대응하는 위치에서 접촉 조절 부재의 오목부(51) 둘레에 형성된다. 각 슬롯(52)은 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 절연 격벽(53)의 파티션에 의해 형성되어 바닥으로부터 접촉 조절 부재(50)의 상부벽에 있는 접점 선단부 수용 구멍(52a)으로 연장된다. 절연 격벽(53) 간에 거리 또는 슬롯(52)의 폭은 접점(40)의 폭보다 일정하게 약간 크다. 그러나, 상부벽의 상부면의 구멍(52a)에서는 작게 됨으로써, 정지면(54)을 형성한다. 접점(40)이 슬롯(52) 내로 수용될 때, 넓은 결합부(45)가 정지면(54)에서 정지한다. 상기의 이유로, 접점(40)이 접촉 조절 부재(50)의 상부면 위로 돌출되는 거리는 항상 일정하게 조절된다.

전술한 실시예에서, 4개의 접점(40)은 접촉 조절 부재(50)의 각 슬롯(52) 내에 배치된다(도 2, 도 3 참조). 이하의 설명에서는, 개별적인 접점(40)을 참조하는데, 이 접점은 다른 접점(40)에도 역시 적용되는 것으로 생각된다. 접점(40)의 일단부에 있는 각 결합부(45)를 정지면(54)에서 정지시키고 접점(40)의 대향 단부에 있는 넓은 부분(43)을 각 구멍(21)에서 정지시킴으로써, 접촉 조절 부재(50)가 베이스 부재 상에 장착된다. 접점(40)의 일단부는 각 구멍(21)에서 넓은 부분(43)에 의해 동일 방향으로 정지된다. 접점(40)의 타단부(42)는 슬롯(52)의 정지면(54)에서 결합부(45)에 의해 정지된다. 따라서, 특정한 예하중이 접점(40)의 만곡된 탄성 변형부(44)에 추가된다.

접촉 조절 부재(50)에 대하여 원근 방향으로 이동 가능한 어댑터(60)는 접촉 조절 부재의 상부면 상에 설치된다. 코일 스프링(61)은 각 코너에서 어댑터와 접촉 조절 부재 사이에 개재됨으로써, 접촉 조절 부재(50)로부터 어댑터(60)의 분리를 유발하는 스프링력을 제공한다. 어댑터(60)의 양측부에는 한쌍의 후크(도시 생략)가 마련된다. 접촉 조절 부재로부터 멀어지는 어댑터의 이동은 후크와 베이스 부재(20)의 결합부(도시 생략)의 맞물림에 의해 제한되고, 이에 따라 후크에 의해 제한된 위치에서 어댑터(60)가 정상적으로 접촉 조절 부재(50)로부터 떨어진 위치, 즉 멀어진 위치에 있게 된다.

어댑터(60)는 BGA 장치(11)를 위치시키는 안착면(62)을 갖는다. 상기 안착면(62)은 BGA 장치(11)의 하부면을 지지하는 상승 옵셋된 표면부(63)와, 1단이 낮은 표면(64)을 포함하고, 접점(40)의 돌출 단부(42)를 안내하는 복수 개의 관통 구멍(65)은 이 표면을 관통하여 형성된다(도 4 참조). 복수 개의 관통 구멍(65)은 접촉 조절 부재(50)의 슬롯(52) 위치에 대응한다. 어댑터(60)의 안착면(62) 둘레에는 경사면이 있는 직립 안내부(66)가 형성되어 안착면(62)으로 BGA 장치(11)를 안내한다.

어댑터(60)가 접촉 조절 부재(50)에 대해 최대로 떨어진 위치에 있는 경우, 어댑터(60)와 접촉 조절 부재(50) 사이에는 특정한 거리(도 4 참조)가 있다. 이 위치에서, 접점의 단부(42)는 하부면(64)으로부터 돌출되지 않고 관통 구멍(65) 내에 위치된다. 스프링(61)의 힘보다 큰 힘이 어댑터(60)에 인가되면, 어댑터는 코일 스프링(61)에 대항하여 하방으로 이동하고, 도 5에 도시된 바와 같이 각 접점의 단부(42)는 관통 구멍(65)의 벽에 의해 안내되어 안착면(64)을 지나 돌출된다. 하나의 바람직한 실시예에서, 어댑터(60)는 접촉 조절 부재(50)와 접촉할 때까지 하방으로 이동될 수 있다(도 6 참조).

어댑터(60)는 전술한 한쌍의 후크가 베이스 부재의 결합부로부터 분리되면 소켓으로부터 취출될 수 있어, (단자의 개수와 솔더 볼의 크기 또는 패키지의 크기 및 두께와 같이) 로딩될 특정한 IC 패키지에 적합한 다른 어댑터가 대체될 수 있다. 즉, 단순히 어댑터를 교체함으로써 하나의 소켓이 여러 종류의 IC 장치에 적합하게 될 수 있다. 이를 위해, 많은 종류의 어댑터(60)를 마련하는 것이 바람직하다. 예컨대, 두께가 각각 0.01 mm만큼 상이한 복수 개의 어댑터를 마련하여, 접촉 조절 부재(50)와 어댑터(60) 사이의 거리를 0.01 mm의 증가량만큼 조절할 수도 있고, 어댑터(60)가 접촉 조절 부재(50)와 접촉된 경우, 어댑터로부터 접점 단부(42)의 돌출 높이를 변경할 수 있다. 즉, 솔더 볼(12)의 변형량을 조절할 수 있다.

덮개 부재(30)의 각 코너에는 하방 연장형 포스트가 형성되고, 이 포스트는 베이스 부재(20)의 각 코너에 형성된 상보적인 구멍(도시 생략)으로 삽입된다. 코일 스프링(31)은 덮개 부재(30)와 베이스 부재(20) 사이에 개재되어 덮개 부재(30)를 베이스 부재(20)로부터 멀어지게 편향시킨다. 덮개 부재(30) 상에는 한쌍의 후크(도시 생략)가 마련되어, 상기 후크가 베이스 부재(20)와 맞물리면, 덮개 부재(30)는 베이스 부재(20)로부터 최대 분리 위치에 있게 된다. 덮개 부재(30)의 대략 중심에는 거의 장방형의 개구(32)가 형성되고, BGA 장치(11)는 이 개구(32)를 통해 어댑터(60)의 안내부(66)를 따라 안착면(62) 상에 위치된다.

어댑터(60) 둘레에는 회전 샤프트(71)에 의해 베이스 부재(20) 상에서 자유롭게 회전 가능한 4개의 래치 부재(70)가 설치되어 있으며, 베이스 부재(20)의 각 측부에 있는 선단부(가압부;72)는 어댑터(60)의 표면을 단자와 평행하게 배향시킨다. 하나의 래치 부재에 대한 설명과 그 관련 구성 요소는 다른 래치 부재에 적용된다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 선단부(72)로부터 래치 부재(70)의 대향 단부에는 링크(80)가 배치된다. 링크(80)의 일단부(81)는 래치 부재(70)의 긴 슬롯(73)을 통해 수용되는 횡방향 연장형 샤프트(82)에 연결된다. 링크(80)의 타단부(83)는 샤프트(84)에 의해 덮개 부재(30) 내에서 자유롭게 회전 가능하게 지지된다. 슬롯(73)이 형성된 래치 부재(70) 단부의 외주부는 아크형 외주면(74)을 갖고, 덮개(30)의 이동시 링크의 샤프트(82)가 이동하면, 아크형 외주면(74)은 베이스(20)의 오목부 내에 형성된 캠 표면(24) 상에 미끄러지고 샤프트(82)는 슬롯(73) 내에서 미끄러져 래치 부재(70)의 회전을 유발시킨다. 래치 부재(70)에는 돌출형 지지점(75)이 마련되고, 상기 지지점(75)은 베이스 부재(20)의 단차부(23a)와 맞물려서 제1 회전 중심으로서 작용함으로써, BGA 장치(11)와의 맞물림이 후퇴된 위치에 대하여 원근 방향으로 초기에 발생하는 지점으로부터 래치 부재(70)가 회전되는 경우 소정의 제1 회전 반경을 제공한다.

BGA 장치와의 맞물림이 중지되는 지점으로부터 스프링(31)에 대항하여 베이스 부재(20)를 향해 덮개 부재(30)가 이동할 때, 링크(80)는 하방으로 이동하고 래치 부재(70)는 슬롯(73) 내에서 샤프트(82)의 이동 때문에 중심으로서의 지지점(75)과 제2 원호 운동으로 회전하기 시작한다. 동시에, 아크형 외주면(74)은 캠 표면(24)을 샤프트(84)를 중심으로 회전하는 링크(80)와 맞물리게 하여 래치 부재(70)의 힘 인가부(72)가 어댑터(60)의 안착면(62)으로부터 멀어지게 이동된다. 덮개 부재(30)가 최대 행정이나 적어도 충분한 양만큼 하방으로 가압되면, 래치 부재(70)의 힘 인가부(72)는 BGA 장치(11)의 삽입을 방해하지 않는 후퇴 위치로 이동된다.

다음에는, 본 실시예에서 BGA 장치의 로딩에 수반되는 작용을 설명하기로 한다. 덮개(30)가 눌려진 위치에 있을 때, BGA 장치(11)는 덮개 부재(30)의 개구(32)를 통해 안착면(62) 상에 위치된다. BGA 장치(11)는 어댑터(60)의 안내부(66)에 의해 조절되며 어댑터(60)는 코일 스프링(61)에 의해 조절 부재(50)로부터 떨어진 위치에 있게 되고, 그 결과로 위치가 접촉 조절 부재(50)에 의해 조절되는 각 접점의 단부(42)는 어댑터의 안착면(64)으로부터 돌출되지 않고 관통 구멍 내에 위치하게 된다(도 4 참조). BGA 장치(11)가 어댑터의 안착면(63, 64) 상에 위치되면, 이에 따라 솔더 볼(12)이 접점의 단부(42)와 접촉하지 않게 되고, 그 결과 BGA 장치(11)가 임의의 솔더 볼(12)을 긁을 위험 없이 어댑터 상에 적절하게 안착된다.

어댑터(60) 상에 BGA 장치(11)를 위치시킨 후에, 덮개 부재(30) 상에 발휘되는 힘이 점진적으로 감소되면, 덮개 부재(30)는 스프링(31)의 힘에 의해 베이스 부재(20)로부터 멀어지게 이동된다. 각 링크(80)의 일단부(81)는 그 회전을 시작하여 소켓 중심으로부터 외측을 향해 이동하고, 래치 부재(70)의 선단부(72)는 후퇴 된 위치로부터 어댑터(60) 상의 BGA 장치(11)를 향해 이동한다. 덮개 부재가 베이스 부재로부터 통상 떨어진 위치에 있고 안착면에 반도체 장치가 없는 경우에, 래치 부재(70)의 선단부(72)는 어댑터(60)의 표면과 접촉하거나 이 표면으로부터 아주 약간 떨어진 지점에 배치됨을 알아야 한다. 따라서, BGA 장치(11)가 안착면 상에 수용되면, 최종적으로 선단부(힘 인가부;72)는 BGA 장치(11)의 상부면과 맞물린다. 덮개 부재가 계속 상승함에 따라, 래치 부재(70)는 제2 원호 운동으로 덮개 부재의 표면과 맞물려 샤프트(71)와 회전을 시작하는데, 이 표면은 상이한 소정의 제2 회전 반경을 갖는 제2 회전 중심이 되고 지지점(75)은 베이스 부재(20)의 단차부(23a)로부터 멀어지게 이동된다. 통상, 어댑터(60)가 코일 스프링(61)에 의해 베이스 부재(20)로부터 편향되어 있지만, 더 큰 힘이 래치 부재(70)의 선단부(72)를 통해 GBA 장치(11)로 인가되고, 그 결과 어댑터(60)가 접촉 조절 부재(50)를 향해 이동된다. 어댑터가 특정 거리만큼 하방으로 이동하면, 접점(40)의 단부(42)는 관통 구멍(65)을 통해 어댑터(60)의 안착면(64)으로부터 돌출되어 각 솔더 볼(12)과 맞물린다(도 5 참조). 래치 부재(70)는 샤프트(71)를 중심으로 회전함으로써, 덮개 부재를 상방으로 압박하는 코일 스프링(31)의 스프링력과 접점(40)의 접촉력 사이에 균형이 유지되는 지점으로 또는 어댑터(60)가 접촉 조절 부재(50)와 접촉할 때까지 BGA 장치를 하방으로 가압한다(도 6 참조). 각 접점(40)은 래치 부재(70)의 선단부(72)를 통해 접점의 하방 운동량에 따라 접촉력을 발생시키고, 접점(40)이 스프링(31)의 스프링력과 균형을 이루는 상태에 있을 때는 어댑터(60)와 접촉 조절 부재(50) 사이에 약간의 간극이 생기며, 즉 어댑터(60)가 도 6에 도시된 바와 같이 접촉 조절 부재(50)와 접촉하면, 접점의 결합부(45)는 정지면(54)으로부터 약간 떨어진 상태로 있게 된다.

제2 회전 중심인 회전축(1)과 작용점으로서의 역할을 하는 래치 부재(70)의 선단부(72)와 제1 회전 중심인 지지점(75) 사이의 거리와 관련하여, 소정의 제1 회전 반경(지지점; 75)은 소정의 제2 회전 반경(지지점; 71)보다 크다. 즉, BGA 장치(11)가 선단부(72)에 의해 하방으로 가압되면, 지지점(75)이 중심으로 사용될 때보다는 회전 샤프트(71)가 중심으로 사용될 때 이 원리에 따라 적은 이동으로 상당히 큰 힘이 발생된다. 한편, 래치 부재의 선단부(72)가 BGA 장치 장치와 선단부(72)가 맞물림 가능한 위치로부터 후퇴된 지점으로 변위되면, 래치 부재(70)를 상당한 고속으로 회전시킬 수 있게 됨으로써, 회전 샤프트(71)가 중심으로 사용될 때보다는 지지점(75)이 중심으로 사용될 때 덮개 부재(30)의 스트로크를 감소시킨다. 그러한 2개의 지지점을 갖춘 래치 부재를 사용함으로써, 덮개 부재의 하방력을 감소시키고 소켓의 외측 크기를 더 작게 할 수 있다.

번인 테스트에서는, BGA 장치가 로딩되어 있는 소켓(10)을 오븐 내에 넣고 BGA 장치에 대해 내열성 테스트를 수행한다. 내열성 테스트 진행 중에, 저융점 금속으로 구성된 솔더 볼(12)은 연화되어 접점의 단부(42)가 이 솔더 볼(12)을 점진적으로 변형시키며, 접점의 결합부(45)는 도 6에 도시된 상태로부터 정지면(54)과 맞물리게 되어 솔더 볼은 접점의 변위량만큼 변형된다. 안착면(64)으로부터 접점의 최대 돌출 높이는 어댑터(60)와 접촉 조절 부재(50)의 맞물림에 의해 제한되므로, 솔더 볼(12)은 최대 돌출 높이를 넘어 변형되지 않는다. 솔더 볼(12)의 최대 변형량은 솔더 볼(12)이 접점의 단부(42)와 맞물릴 때 어댑터(60)와 접촉 조절 부재(50) 사이의 간극(거리)에 의해 결정된다. 이 간극을 조정함으로써, 솔더 볼의 변형량을 조절하는 것이 가능하다. 이 실시예에서, 전술한 바와 같이 0.025 mm를 증가시킨 다른 크기의 어댑터를 마련함으로써, 솔더 볼(12)의 변형량이 0.025 mm로 조절될 수 있다.

다음에는, 본 발명의 바람직한 제2 실시예를 설명하기로 한다. 제1 실시예에서, 래치 부재의 회전은 어댑터(60)가 접촉 조절 부재(50)와 맞물리면 정지된다. 한편, 제2 실시예에서는, 래치 부재(70)의 선단부(72)의 힘 인가 위치가 특정 위치보다 더 내려가는 것이 방지된다. 래치 부재(70)의 최하 압박 위치는 래치 부재의 치수를 변경하거나 덮개 부재(30)의 복귀 위치를 조절함으로써 조절될 수 있다.

도 8은 BGA 장치(11)가 어댑터(60) 상에 안착된 상태를 보여주고 있다. 도 9는 래치 부재의 선단부(72)가 BGA 장치와 맞물린 상태를 보여주고 있다. 도 10은 래치 부재가 최하의 힘 인가 위치에서 정지된 상태를 보여주고 있다. 도 8과 도 9에 도시된 상태는 제1 실시예를 비롯한 경우와 다르지 않다. 래치 부재의 선단부(72)가 BGA 장치(11)의 상부면과 맞물리면, 어댑터(60)와 접촉 조절 부재(50) 사이에는 특정한 간극(D)이 발생된다. 그 후, 덮개 부재(30)가 더욱 상방으로 이동하고 래치 부재(70)가 또한 회전된다. 그러나, 래치 부재(70)의 회전은 어댑터(60)와 접촉 조절 부재(50) 사이에 간극(D1)이 발생되는 위치에서 정지된다(도 10 참조). 접점(40)은 래치 부재(70)의 하향 가압에 의해 만곡되고, 결합부(45)는 정지면(54)으로부터 떨어진 위치에 있게 된다. 어댑터(60)는 또한 접촉 조절 부재(50)와 맞물리지 않고 부동(浮動) 상태로 있게 된다. 따라서, 래치 부재(70)로부터 BGA 장치(11)를 향한 가압력이 필요로 하는 것보다 크게 되는 것이 방지될 수 있다.

도 11은 바람직한 제3 실시예를 보여주고 있다. 이 실시예에서는, 접점(90)의 접촉 단부(91) 상에 적어도 하나의 돌출부(92)가 마련되고, 솔더 볼(12)이 연화되어 접촉 단부(91)가 물려 들어올 때 돌출부(92)가 패키지의 하부면과 맞물림으로써, 솔더 볼로 물려 들어가는 양을 조절한다.

전술한 실시예들에 따른 소켓에서는, BGA 장치를 사용하여 예로 들었다. 상기 소켓은 또한 CSP 또는 LGA와 같은 표면 실장형 반도체 장치에 사용될 수 있다. 또한, BGA 장치의 개수, 크기, 형태 및 재료는 상기 설명에서 전술한 것으로 한정되지 않는다. 단자의 형태는 구형 또는 반구형이 아니며 그 프로파일은 정방형, 원뿔형 또는 타원형일 수 있다. 단자의 재료에 관해서는, 솔더 볼과 다른 금속이 사용될 수도 있다.

바람직한 제1 실시예에서 접점 단부(42)의 접촉 형태는 V자형이지만, 다른 형태도 사용될 수 있다. 예컨대, 솔더 볼의 변형이 편평해지도록 T자 형태가 사용될 수도 있다. 이와 달리, 솔더 볼의 최하점의 가능한 변형을 방지하기 위해 U자 형태 또는 원뿔 형태가 사용될 수도 있다.

접촉 조절 부재에 관하여, 복수 개의 접점이 각 슬롯 내에 배치되어 있다. 그러나, 각 접점에 구멍을 형성하는 것이 가능하다. 더욱이, 슬롯이나 구멍을 사용하지 않고, 절연을 위해서나 위치를 결정하기 위해 절연막을 사용할 수 있다. 접점의 결합부는 접점의 제2 가동 단부의 위치를 조절하기 위해 정지면과 맞물린다. 제2 가동 단부의 위치를 조절할 수 있는 수단이 마련되는 한 이것으로 한정되지 않는다.

전술한 실시예들에 따른 소켓에서는, 어댑터의 각 단자 표면의 측부 상에 래치 부재가 마련되어 있다. 그러나, 한쌍의 래치가 어댑터와 마주하는 위치에 마련될 수도 있다. 또한, 래치 부재를 구동시키기 위해 링크 기구를 사용하였지만, 캠 구동 기구가 또한 사용될 수 있다. 어떠한 특정 기구로 한정되지 않는다.

전술한 본 발명에 따르면, 접촉 조절 부재가 마련되어 접점의 제2 가동 단부의 위치를 어댑터와 베이스 부재 사이에서 조절하여, 반도체 장치를 로딩할 때 접점의 제2 가동 단부가 어댑터로부터 돌출되지 않는다. 따라서, 반도체 장치가 어댑터 상에 배치될 수 있어 반도체 장치의 단자가 손상되지 않게 된다. 어댑터로부터 접점의 제2 가동 단부의 돌출량이 조절된다는 점에서, 반도체 장치의 단자의 변형량을 특정값보다 작게 조절하는 것이 가능하게 된다. 또한, 접점의 돌출량은 어댑터를 대체함으로써 조정될 수 있다. 그 결과, 하나의 소켓으로 크기, 형태 및 종류가 다른 복수 개의 반도체 장치를 대처할 수 있다.

본 발명을 바람직한 특정 실시예와 관련하여 설명하였지만, 당업자에게는 추가 변형 및 변경이 명백할 것이다. 따라서, 첨부한 본 발명의 청구범위는 종래 기술을 고려하고 그러한 변형 및 변경을 포함하여 가능한 한 넓게 해석된다.

본 발명의 소켓에 따르면, BGA 또는 CSP와 같은 표면 실장형 반도체 장치를 정확하게 로딩할 수 있고, 로딩될 반도체 장치의 돌출형 또는 범프형 단자의 임의의 변형을 조절할 수 있으며, 표면 실장형 반도체 장치 단자의 변형량을 조정할 수 있다.

Claims

베이스 부재와,

상기 베이스 부재에 대하여 원근 방향으로 이동 가능하도록 베이스 부재 상에 장착된 덮개 부재와,

상기 베이스 부재에 고정된 제1 단부와, 제2 가동 단부와, 상기 제1 단부와 제2 가동 단부 사이에 있는 탄성 변형부를 각각 포함하는 복수 개의 접점과,

상기 베이스 부재 상에 장착되어 복수 개의 접점의 제2 가동 단부의 위치를 조절하는 접촉 조절 부재와,

상기 접촉 조절 부재에 인접한 말단과 이 접촉 조절 부재로부터 떨어진 반대 말단 사이에서 접촉 조절 부재에 대하여 원근 방향으로 이동 가능하도록 설치된 어댑터로서, 전자 장치를 안착시키는 안착면과, 상기 복수 개의 접점에 대응하는 지점에서 상기 어댑터와 안착면을 통해 형성된 복수 개의 관통 구멍을 포함하고, 이 복수 개의 관통 구멍은 각 접점의 제2 가동 단부를 안내할 수 있는 것인 어댑터

를 구비하고, 상기 어댑터가 접촉 조절 부재에 인접한 말단에 있는 경우, 각 접점의 제2 가동 단부는 안착면을 통해 돌출되고 상기 어댑터 상에 배치된 전자 장치의 각 단자는 각 접점의 제2 가동 단부에 접속되는 것인 소켓.
제1항에 있어서, 상기 제2 가동 단부 근처에서 각 접점 상에 형성된 확장된 폭 부분을 더 구비하고, 상기 접촉 조절 부재는 상기 베이스 부재에 고정된 복수 개의 접점에 대응하는 위치에 복수 개의 슬롯을 가지며, 상기 슬롯 내에 형성된 정지면은 각 접점의 확장된 폭 부분과 맞물릴 수 있는 것인 소켓.
제1항에 있어서, 상기 접촉 조절 부재는 복수 개의 접점의 제2 가동 단부가 접촉 조절 부재로부터 소정의 고정된 돌출 높이를 갖도록 복수 개의 접점을 조절하는 것인 소켓.
제1항에 있어서, 상기 접촉 조절 부재는 복수 개의 접점의 각 탄성 변형부에 예하중을 제공하는 것인 소켓.
제1항에 있어서, 상기 복수 개의 접점의 각 제2 가동 단부는 어댑터가 접촉 조절 부재로부터 떨어진 말단에 있는 경우, 어댑터의 안착면으로부터 돌출하지 않고 어댑터의 각 관통 구멍 내에 배치되는 것인 소켓.
제1항에 있어서, 상기 어댑터의 안착면으로부터 각 접점의 제2 가동 단부의 돌출량은 어댑터가 접촉 조절 부재에 인접한 말단에 있을 때 최대로 되는 것인 소켓.
제1항에 있어서, 상기 어댑터는 접촉 조절 부재 상에 착탈 가능하게 장착되는 것인 소켓.
제1항에 있어서, 상기 어댑터의 안착면은 관통 구멍이 배치되는 제2 표면으로부터 옵셋된 전자 장치를 지지하는 제1 표면을 포함하는 것인 소켓.
제1항에 있어서, 상기 덮개 부재와 베이스 부재 사이에 연결되고, 후퇴된 위치에서의 가압부에 의해 베이스 부재에 인접한 덮개 부재의 위치와, 어댑터의 안착면 상에 배치된 반도체 장치를 가압하여 어댑터를 이동시킬 수 있는 지점에서의 가압부에 의해 베이스 부재로부터 떨어진 위치에 있는 덮개 부재의 위치간에 덮개 부재의 이동에 따라 회전되는 가압부가 있는 래치 부재를 더 구비하며, 상기 래치 부재는 베이스 부재에 인접한 덮개 부재의 위치로부터의 이동 동안 제1 지지점을 중심으로 회전되고, 래치 부재는 어댑터를 이동시킬 때 제2 지지점을 중심으로 회전되는 것인 소켓.
제9항에 있어서, 상기 제1 지지점을 중심으로 한 가압부의 회전 반경은 제2 지지점을 중심으로 한 가압부의 회전 반경보다 큰 것인 소켓.
베이스 부재와,

상기 베이스 부재에 대하여 원근 방향으로 이동 가능하도록 베이스 부재 상에 장착된 덮개 부재와,

상기 베이스 부재에 고정된 제1 단부와 제2 가동 단부 사이에 탄성 변형부가 각각 있으며, 상기 제2 가동 단부로부터 소정의 거리를 두고 있는 결합부를 갖는 복수 개의 접점과,

상기 베이스 부재 상에서 복수 개의 접점에 대응하는 위치에 있는 복수 개의 슬롯과, 상기 각 슬롯 내에 형성되어 복수 개의 접점의 제2 가동 단부가 접촉 조절 부재로부터 소정의 돌출 높이를 갖도록 각 결합부와 맞물리는 정지면을 포함하는 접촉 조절 부재와,

상기 접촉 조절 부재에 인접한 말단과 이 접촉 조절 부재로부터 떨어진 반대 말단 사이에서 접촉 조절 부재에 대하여 원근 방향으로 이동 가능하도록 설치된 어댑터로서, 안착면과, 어댑터와 접촉 조절 부재 사이에 배치되어 어댑터를 떨어진 말단을 향해 압박하는 스프링 부재와, 상기 접촉 조절 부재의 슬롯에 대응하는 지점에서 어댑터를 통해 형성된 복수 개의 관통 구멍을 포함하고, 이 복수 개의 관통 구멍은 복수 개의 접점의 제2 가동 단부를 각각 안내하는 역할을 하는 것인 어댑터와,

덮개 부재와 베이스 부재 사이에 연결되고 안착면 상에 수용된 반도체 장치와 맞물림 가능하여 어댑터를 하방으로 가압함으로써, 접촉 조절 부재로부터 떨어진 말단으로부터 접촉 조절 부재에 인접한 말단으로 접촉 조절 부재를 향해 어댑터를 이동시키는 래치 부재

를 구비하는 것인 소켓.
제11항에 있어서, 상기 래치 부재는 덮개 부재의 이동과 연동하여 회전되고, 상기 래치 부재는 덮개 부재가 베이스 부재에 인접한 후퇴된 위치와 래치 부재의 가압부가 안착면 상에 배치된 반도체 장치와 맞물림 가능한 위치간에 제1 원호 운동으로 이동될 수 있고, 이 제1 원호 운동에서 래치 부재는 제1 지지점을 사용하여 회전되며, 래치 부재는 래치 부재의 가압부가 반도체 장치와 맞물림 가능한 위치와 어댑터가 접촉 조절 부재에 인접한 말단에 있는 위치간에 제2 원호 운동으로 이동될 수 있고, 이 제2 원호 운동에서 래치 부재는 상이한 제2 지지점을 사용하여 회전되는 것인 소켓.
제12항에 있어서, 상기 가압부와 제1 지지점간에 직선 거리는 상기 가압부와 제2 지지점간에 직선 거리보다 큰 것인 소켓.
제13항에 있어서, 각 래치 부재의 가압부가 반도체 장치의 상이한 개개의 측부를 가압할 수 있는 복수 개의 래치 부재를 구비하는 것인 소켓.
베이스 부재와,

상기 베이스 부재에 대하여 원근 방향으로 이동 가능하도록 베이스 부재 상에 장착된 덮개 부재와,

상기 베이스 부재에 고정된 제1 단부와 제2 가동 단부 사이에 탄성 변형부가 각각 있는 복수 개의 접점과,

상기 베이스 부재에 인접한 말단과 이 베이스 부재로부터 떨어진 반대 말단 사이에서 베이스 부재에 대하여 원근 방향으로 이동 가능하도록 설치된 어댑터로서, 안착면과, 상기 접점에 대응하는 지점에서 어댑터와 안착면을 통해 형성된 복수 개의 관통 구멍을 포함하는 것인 어댑터와,

덮개 부재와 베이스 부재 사이에 연결되고 안착면 상에 수용된 반도체 장치와 맞물림 가능하여 어댑터를 하방으로 가압하고 접점을 향해 어댑터를 이동시키는 하나 이상의 래치 부재

를 구비하며, 상기 래치 부재는 덮개 부재의 이동과 연동하여 회전되고, 상기 래치 부재는 덮개 부재가 베이스 부재에 인접한 후퇴된 위치와 래치 부재의 가압부가 안착면 상에 배치된 반도체 장치와 맞물림 가능한 위치간에 제1 원호 운동으로 이동될 수 있고, 이 제1 원호 운동에서 래치 부재는 제1 지지점을 사용하여 회전되며, 래치 부재는 래치 부재의 가압부가 반도체 장치와 맞물림 가능한 위치와 어댑터가 베이스 부재에 인접한 말단에 있는 위치간에 제2 원호 운동으로 이동될 수 있고, 이 제2 원호 운동에서 래치 부재는 상이한 제2 지지점을 사용하여 회전되는 것인 소켓.
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