KR100970895B1 - 반도체 칩 검사용 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 칩을 검사하기 위한 검사용 소켓에 관한 것으로서, 수명이 연장되고, 플런저가 정확하게 체결되면서도 제작이 쉬운 검사용 소켓을 제공하기 위하여, 중심부에 상하로 관통형성된 체결 구멍이 형성된 평판 형상의 지지 플레이트와, 상기 체결 구멍에 결합되고 상측으로 돌출된 돌출부가 형성된 실리콘부와, 상기 돌출부에 금속볼을 수직으로 배치시켜 형성된 다수 개의 도전성 실리콘부와, 상기 도전성 실리콘부의 상부에 안착되어 반도체 칩의 솔더볼에 접촉되는 다수 개의 플런저와, 상기 플런저에 대응되는 위치에 관통공이 형성되고 하부에 수용부가 형성되어 상기 돌출부를 수용하며 상기 실리콘부에 결합되어 상기 플런저를 고정시키는 캡으로 구성되는 반도체 칩 검사용 소켓에 있어서, 상기 도전성 실리콘부는 상부면의 중심으로부터 상측으로 돌출된 원통형 돌기가 형성되고, 상기 플런저에는 중심부에 상기 원통형 돌기가 삽입되는 삽입공이 형성됨을 특징으로 하여, 도전성 실리콘부의 마모를 방지함으로써 검사용 소켓의 수명을 향상시킬 수 있으며, 상기 원통형 돌기가 삽입공에 결합되는 구조를 채택하여 플런저를 정확한 위치에 결합시킬 수 있으므로 검사용 소켓의 제작이 용이하다는 장점이 있다.

반도체 칩 검사 플런저 도전성 실리콘 결합

Description

반도체 칩 검사용 소켓{test socket}

본 발명에 따른 반도체 칩 검사용 소켓은 보다 상세하게는 검사용 회로 기판에 접촉되는 도전성 실리콘부와 검사 대상물인 반도체 칩에 접촉되는 플런저를 안정적으로 결합시킨 것을 특징으로 하는 반도체 칩 검사용 소켓이다.

반도체 칩이 정상적으로 작동되는지 여부를 확인하기 위하여 검사용 소켓에 검사용 탐침 장치(probe)를 장착하여 반도체 칩에 접촉시켜 검사전류를 검사용 회로기판에 인가하는 방법을 이용하게 된다.

이러한 반도체 칩 검사 장치 중 반도체의 접속 단자(솔더볼)의 손상을 줄일 수 있도록 제안된 것이 실리콘 재질의 몸체에 금속볼(파우더) 등을 수직으로 배치시켜 도전성 실리콘부를 형성시키고 이를 통해 검사 전류를 하부의 검사용 회로기판으로 인가시켜 반도체 칩의 정상작동 여부를 판단하게 된다.

이러한 실리콘 고무를 이용한 검사용 소켓에 관해서는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 10-2004-0101799호, 20-2006-0014917호, 일본국 특허청에 출원된 출 원번호 특원평6-315027호 등이 있으며, 도 1은 종래의 실리콘 고무를 이용한 반도체 칩 검사용 소켓을 도시하는 개념단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 실리콘부(10)에는 금속볼(22)이 수직으로 배치된 도전성 실리콘부(20)가 형성되고, 상기 실리콘부(10)의 상하부에는 절연 테이프(40,50)가 결합된다.

또한, 상기 실리콘부(10)의 하부에는 지지 프레임 역할을 하는 지지 플레이트(60)가 결합되는 것이 일반적이다.

이러한 구성을 통해 검사 대상물인 반도체 칩(1)의 솔더볼(2)과 검사용 회로기판(70)의 접촉부(72)를 전기적으로 연결시켜 반도체 칩의 정상작동 여부를 검사용 회로기판을 통해 판단하게 된다.

특히, 이러한 종래의 검사용 소켓은 반복적인 검사 과정에서 도전성 실리콘부의 상부면이 손상되는 현상 때문에 수명에 한계가 있으며, 이러한 점을 개선한 것으로 대한민국 등록실용신안공보 제278989호, 출원번호 제10-2004-0105638호 등에서는 금속판을 이용하여 반도체의 솔더볼에 접촉되도록 제안한 바 있다.

도 2는 또 다른 종래의 도전성 실리콘부를 이용한 반도체 칩 검사용 소켓을 도시하는 개념단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 출원인에 의해서 제안된 출원번호 제10-2009-0017393호는 도전성 실리콘부(20)의 상부에는 반도체 칩의 솔더볼에 접촉되는 탐침 돌기(34)가 형성된 플런저(30)가 결합되고, 캡(80)을 이용하여 상기 플런저(30)를 고정시키는 구조를 제안하여, 반도체 칩의 접촉과정에서 도전성 실리콘부가 파손 되는 문제점을 해결하고자 하였다.

그러나, 탄성을 가지는 실리콘부에 다수 개의 금속 재질의 플런저를 단단하게 고정시키기 어렵고, 정확한 위치에 플런저를 위치시키기 힘들다는 제작상의 문제점이 존재하고, 반복적인 검사 과정에서 플런저가 정위치에서 이탈될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 수명이 연장된 반도체 칩 검사용 소켓을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 플런저가 정확하게 체결되면서도 제작이 쉬운 구조를 채택한 반도체 칩 검사용 소켓을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 반도체 칩 검사용 소켓은 중심부에 상하로 관통형성된 체결 구멍이 형성된 평판 형상의 지지 플레이트와, 상기 체결 구멍에 결합되고 상측으로 돌출된 돌출부가 형성된 실리콘부와, 상기 돌출부에 금속볼을 수직으로 배치시켜 형성된 다수 개의 도전성 실리콘부와, 상기 도전성 실리콘부의 상부에 안착되어 반도체 칩의 솔더볼에 접촉되는 다수 개의 플런저와, 상기 플런저에 대응되는 위치에 관통공이 형성되고 하부에 수용부가 형성되어 상기 돌출부를 수용하며 상기 실리콘부에 결합되어 상기 플런저를 고정시키는 캡으로 구성되는 반도체 칩 검사용 소켓에 있어서, 상기 도전성 실리콘부는 상부면의 중심으로부터 상측으로 돌출된 원통형 돌기가 형성되고, 상기 플런저에는 중심부에 상기 원통형 돌기가 삽입되는 삽입공이 형성됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기 플런저는 상기 삽입공이 관통형성된 원통형 몸체와, 상기 원통형 몸체 상부에 형성되어 반도체 칩의 솔더볼에 접촉되는 탐침 돌기와, 상기 원통 형 몸체의 외주면에 돌출형성된 걸림턱으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 원통형 몸체의 하부에는 반원추형의 하부 돌기가 형성되어, 도전성 실리콘부의 상부면에 반원추형으로 함몰된 함몰부에 안착됨을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 실리콘부의 상부면에는 상기 도전성 실리콘부 사이에 함몰공이 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반도체 칩 검사용 소켓은 도전성 실리콘부 상부에 반도체 칩의 솔더볼에 접촉되는 탐침 돌기가 형성된 플런저가 결합되어 도전성 실리콘부의 마모를 방지함으로써 검사용 소켓의 수명을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 도전성 실리콘부의 상부면 중심으로부터 상측으로 돌출된 원통형 돌기가 형성되고, 플런저에는 중심부에 상기 원통형 돌기가 삽입되는 삽입공이 형성되어 상기 원통형 돌기가 삽입공에 결합되는 구조를 채택하여 플런저를 정확한 위치에 결합시킬 수 있으므로 검사용 소켓의 제작이 용이하다는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명 반도체 칩 검사용 소켓을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반도체 칩 검사용 소켓을 도시 하는 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 칩 검사용 소켓(100)은 전체적으로 중심부에 상하로 관통형성된 체결 구멍(미도시)이 형성된 평판 형상의 지지 플레이트(60)에 상측으로 돌출된 돌출부가 형성된 실리콘부(10)가 결합된 구조이다.

상기 지지 플레이트(60)는 일반적으로 스테인리스 재질로 제작되며, 중심부에 형성된 체결 구멍에 실리콘부(10)가 고정된다. 일반적으로 상기 실리콘부(10)는 인서트 사출을 통해 형성되며, 보다 견고한 결합력을 제공하기 위하여 지지 플레이트(60)에는 다수 개의 결합공(62)이 체결 구멍의 외곽에 형성되어, 인서트 사출 시 실리콘이 상기 결합공(62)을 통해 단단하게 지지 플레이트(60)에 고정될 수 있도록 한다.(이러한 기술은 종래의 검사용 소켓에 관련된 선행 기술에도 이용되고 있다.)

또한, 상기 지지 플레이트(60)에는 가이드 핀(64)이 체결되어, 검사 과정에서 검사용 소켓이 정위치에 위치될 수 있는 기준점이 된다.

본 발명에 따른 검사용 소켓의 구체적인 구조를 살펴보면,

도 4는 도 3의 A-A'의 단면도이고, 도 5는 도4의 B부분의 확대도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 지지 플레이트(60)의 하부면에는 검사용회로기판과 절연시키기 위해서 하부 절연 테이프(50)가 결합되며, 중심부에 결합된 실리콘부(10)에는 도 5에 도시된 바와 같이 상측으로 돌출된 돌출부(12)가 형성된다.

또한, 상기 실리콘부(10)에는 상기 돌출부에 금속볼(22)을 수직으로 배치시켜 형성된 다수 개의 도전성 실리콘부(20)가 형성되고, 상기 도전성 실리콘부(20) 는 상부면의 중심으로부터 상측으로 원통형 돌기(26)가 돌출형성된다.

도 5에 도시된 바와 같이 상기 돌출부(12)의 상부면에는 플런저(30)가 결합되고, 상기 플런저(30)는 캡(80)을 통해 고정된다.

상기 플런저(30)는 금속 재질로 제작되며, 원통형 몸체(32)와 상기 원통형 몸체 상부에 형성된 탐침 돌기(34)와 상기 원통형 몸체의 외주면에 돌출형성된 걸림턱(36) 및 중심부에 관통형성된 삽입공(39)로 구성된다.

여기서, 상기 삽입공(39)는 상기 도전성 실리콘부(20)의 원통형 돌기(26)가 삽입되면서 정확한 위치에 플런저가 안착될 수 있도록 한다.

그리고 상기 탐침 돌기(34)는 캡(80)에 형성된 관통공(82)의 내부로 삽입되고, 상기 걸림턱(36)은 관통공(82)의 하부에 확공된 안착부(88)에 결합된다.

또한, 상기 원통형 몸체(32)의 하부에는 반원추형의 하부 돌기(38)가 형성되어, 도전성 실리콘부(20)의 상부면에 반원추형으로 함몰된 함몰부(24)에 안착된다.

따라서, 플런저(30)와 도전성 실리콘부(20)가 접촉되는 면적이 증가하게 되므로 안정적으로 검사 전류가 흐를 수 있다.

다음으로 캡(80)에 대해 살펴보기로 한다.

상기 캡(80)은 상기 플런저(30)를 고정시키는 역할을 하며, 상기 플런저(30)에 대응되는 위치에 관통공(82)이 형성되고, 하부에 수용부(86)가 형성되어 상기 실리콘부의 돌출부(12)를 수용한다.

또한, 상기 캡(80)은 하부면이 상기 실리콘부(10)의 상부면과 실리콘 접착제(3)를 통해 고정되며, 엔지니어링 플라스틱(engineering plastics) 재질로 제작 되며, 구체적으로는 폴리에테르이미드 수지를 압출 성형한 울템(ULTEM)을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 관통공(82)은 플런저(30)의 탐침 돌기(34)가 검사 대상물인 반도체 칩의 솔더볼에 접촉될 수 있도록 수직으로 관통되어 형성되고, 상부에 일정 각도로 경사진 경사부(84)가 형성되어 상기 탐침 돌기(34)가 솔더볼이 용이하게 접촉될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 관통공(82)의 하부에는 확공된 안착부(88)가 형성되어, 상기 플런저(30)의 걸림턱(36)이 단단하게 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명에 따른 검사용 소켓의 구체적인 결합관계에 대해 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반도체 칩 검사용 소켓의 결합관계를 도시하는 분해사시도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 먼저 지지 플레이트(60)의 중심부에는 실리콘부(10)가 일체로 인서트 사출되고, 상기 실리콘부의 돌출부(12)에는 도전성 실리콘부(20)가 형성된다.

상기 지지 플레이트(60)의 하부면에는 하부 절연 테이프(50)가 결합되고, 상기 하부 절연 테이프(50)에는 도전성 실리콘부(20)의 하부면에 검사용 회로 기판의 접촉부(전극 패드)에 접촉될 수 있도록 관통 구멍(52)이 형성된다.

또한, 도전성 실리콘부(20)의 상부면에는 플런저(30)가 결합되고, 이때 플런저(30)의 중심부에 형성된 삽입공(39)을 정해진 도전성 실리콘부(20)의 상부면에 돌출형성된 원통형 돌기(26)에 결합시켜서 정확한 위치에 플런저가 안착되도록 한다.

또한, 상기 삽입공(39)과 원통형 돌기(26)로 인하여 플런저(30)가 반복적인 검사 과정에서 정위치로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 삽입공(39)의 내주면과 원통형 돌기(26)의 외주면이 접촉되어 새로운 검사 전류의 패스를 형성시킬 수 있다.

마지막으로, 상기 캡(80)이 상기 실리콘부(10)의 상부면에 접착제를 이용하여 결합되면서 상기 플런저(30)를 단단하게 고정시키게 되고, 이때 상기 캡(80)의 수용부가 상기 돌출부(12)를 수용하게 된다.

본 발명에 따른 검사용 소켓의 다른 실시예에 대해 살펴보기로 한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따른 반도체 칩 검사용 소켓의 단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 실시예에 있어서는 상기 실리콘부의 상부면(정확하게는 돌출부(12)의 상부면)에는 상기 도전성 실리콘부(20) 사이에 함몰공(28)이 형성되어 있다.

반도체 칩 검사 과정에서 플런저에 전달되는 하중은 도전성 실리콘부(20)로 전달되고, 상기 도전성 실리콘부(20)가 수평으로 변형되어 검사용 소켓 전체가 파손될 수 있다.

상기 함몰공(28)이 실리콘부에 형성되면, 이러한 도전성 실리콘부(20)의 변형이 함몰공(28)으로 흡수될 수 있으므로 이러한 검사용 소켓의 파손을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 도전성 실리콘부에 플런저를 체결되는 구조를 개선한 반도체 칩 검사용 소켓을 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 도전성 실리콘부를 이용한 반도체 칩 검사용 소켓을 도시하는 개념단면도.

도 2는 또 다른 종래의 도전성 실리콘부를 이용한 반도체 칩 검사용 소켓을 도시하는 개념단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반도체 칩 검사용 소켓을 도시하는 평면도.

도 4는 도 3의 A-A'의 단면도.

도 5는 도4의 B부분의 확대도.

도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반도체 칩 검사용 소켓의 결합관계를 도시하는 분해사시도.

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따른 반도체 칩 검사용 소켓의 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 반도체 칩 2: 솔더볼

3: 실리콘 접착제 10: 실리콘부

12: 돌출부 20: 도전성 실리콘부

22: 금속볼 24: 함몰부

26: 돌기 28: 함몰공

30: 플런저 32: 원통형 몸체

34: 탐침 돌기

36: 걸림턱 38: 하부 돌기

39: 삽입공 40: 상부 절연 테이프

50: 하부 절연 테이프 52: 관통 구멍

60: 지지 플레이트 62: 결합공

64: 가이드 핀 70: 검사용 회로 기판

72: 접촉부 80: 캡

82: 관통공 84: 경사부

86: 수용부 88: 안착부

100: 검사용 소켓

Claims (4)

1. 중심부에 상하로 관통형성된 체결 구멍이 형성된 평판 형상의 지지 플레이트와, 상기 체결 구멍에 결합되고 상측으로 돌출된 돌출부가 형성된 실리콘부와, 상기 돌출부에 금속볼을 수직으로 배치시켜 형성된 다수 개의 도전성 실리콘부와, 상기 도전성 실리콘부의 상부에 안착되어 반도체 칩의 솔더볼에 접촉되는 다수 개의 플런저와, 상기 플런저에 대응되는 위치에 관통공이 형성되고 하부에 수용부가 형성되어 상기 돌출부를 수용하며 상기 실리콘부에 결합되어 상기 플런저를 고정시키는 캡으로 구성되는 반도체 칩 검사용 소켓에 있어서,

   상기 도전성 실리콘부는,

   상부면의 중심으로부터 상측으로 돌출된 원통형 돌기가 형성되고,

   상기 플런저에는,

   중심부에 상기 원통형 돌기가 삽입되는 삽입공이 형성됨을 특징으로 하는 반도체 칩 검사용 소켓.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플런저는,

   상기 삽입공이 관통형성된 원통형 몸체와;

   상기 원통형 몸체 상부에 형성되어 반도체 칩의 솔더볼에 접촉되는 탐침 돌 기와;

   상기 원통형 몸체의 외주면에 돌출형성된 걸림턱;으로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 칩 검사용 소켓.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 원통형 몸체의 하부에는 반원추형의 하부 돌기가 형성되어, 도전성 실리콘부의 상부면에 반원추형으로 함몰된 함몰부에 안착됨을 특징으로 하는 반도체 칩 검사용 소켓.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘부의 상부면에는,

   상기 도전성 실리콘부 사이에 함몰공이 형성됨을 특징으로 하는 반도체 칩 검사용 소켓.

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