KR101007857B1 - 테스트 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테스트 소켓에 관한 것으로, 특히 외부와 내부를 연결하는 진공흡입구를 가지고, 상면에는 반도체 패키지의 안착 정렬부를 가지고, 상면 및 하면에는 상기 진공흡입구와 연결되는 개구부를 가지며 상기 개구부의 상면은 상기 반도체 패키지의 하면을 향해 개방되고, 내부에는 상기 반도체 패키지 전극의 위치에 대응하는 위치에 배치되는 콘택트를 구비하는 패키지 안착 블록; 및, 상기 개구부의 하면에 접촉하고, 상기 콘택트의 하단에 대응하는 위치에 상단이 배치되고, 테스트 PCB의 전극에 대응하는 위치에 하단이 배치되어 전기적 신호를 전달하는 연결선을 내부에 구비하는 콘택트 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓에 관한 것이다.

이를 통하여 종래의 테스트 소켓이 테스트를 위해서는 반드시 패키지의 상부를 푸셔(pusher)로 밀어주어야 하는 과정을 제거할 수 있어서, 패키지 별로 전용으로 사용되던 푸셔를 별도를 제작하여 구비할 필요가 없어 설비비용을 절감할 수 있고, 푸셔의 제거에 따라 패키지 상부로의 공간 활용도를 높일 수 있으며, 소켓에서의 패키지 정렬이 실패한 경우에도 패키지의 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

패키지, 테스트, 소켓

Description

테스트 소켓 {TEST SOCKET}

본 발명은 테스트 소켓(socket)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 테스트 소켓에 있어서, 반도체 패키지 테스트를 위해서는 반드시 패키지의 상부를 푸셔(pusher)로 밀어주어야 하는 과정을 제거할 수 있어서, 패키지 별로 전용으로 사용되던 푸셔를 별도를 제작하여 구비할 필요가 없고 이에 따라 설비비용을 절감할 수 있으며, 푸셔의 제거에 따라 패키지 상부로의 공간 활용도를 높일 수 있으며, 소켓에서의 패키지 정렬이 실패한 경우에도 패키지의 손상을 방지할 수 있는 장점이 있는 테스트 소켓에 관한 것이다.

일반적으로 테스트 소켓이라 함은 반도체 패키지와 테스트 PCB를 전기적으로 정렬하여 안정적으로 연결하는 역할을 수행하는 기구를 말하는 것으로, 이들 사이의 원활한 전지적 연결을 위하여 일반적인 테스트 소켓의 경우, 그 내부에 구비하는 테스트 콘택트로 포고 핀, 러버(rubber) 콘택트, 프로브(probe) 핀 등의 자체 탄성을 가지는 콘택트를 이용하게 된다.

따라서 테스트 소켓에 반도체 패키지를 장착 후에는, 패키지의 상면을 일정한 힘으로 눌러 주어야만 반도체 패키지의 전극으로부터 테스트 PCB의 전극으로의 안정적인 전기적 접촉을 이룰 수 있으며, 이를 통하여 테스트 PCB와 전기적 연결 상태를 이룬 반도체 패키지의 테스트를 수행할 수 있다.

이에 따라 상기 기술한 바와 같은 패키지 상면에서 패키지를 눌러주는 작용을 하는 기구로는 일반적으로 푸셔(pusher)를 사용하게 되는데, 이러한 푸셔의 사용은 패키지별로 전용 푸셔를 구비하여야 하므로, 패키지의 규격 및 타입에 따라 전용 테스트 소켓과 전용 푸셔를 각각 제작하여 사용하여야 하므로, 테스트를 위한 설비비용이 증가하는 문제점이 있고, 반도체 패키지의 상면에 푸셔와 같은 기구를 더 구비하여야 하므로 두께가 얇은 테스트 장비의 제작이 어려우며, 패키지 상부의 공간 활용도가 떨어지는 문제점이 있다.

또한 이와 같은 종래의 푸셔를 사용하는 경우에는 패키지가 소켓에 제대로 안착되지 않은 경우에, 푸셔가 제대로 안착되지 않은 패키지를 눌러 손상시키므로 양품을 불량품으로 만드는 문제점이 있다.

따라서 이와 같은 푸셔를 사용하지 않으면서도, 반도체 패키지와 테스트 PCB간의 전기적 연결을 정확하고 확실하게 유지하여 테스트를 수행할 수 있는 테스트 소켓 및 테스트 방법의 개발이 절실한 실정이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 푸셔를 별도로 필요로 하지 않으면서도 패키지와 테스트 소켓의 전기적 접촉이 확실히 이루어지도록 하여 반도체 패키지의 테스트가 원활히 이우러질 수 있도록 하는 테스트 소켓을 제 공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

외부와 내부를 연결하는 진공흡입구를 가지고, 상면에는 반도체 패키지의 안착 정렬부를 가지고, 상면 및 하면에는 상기 진공흡입구와 연결되는 개구부를 가지며 상기 개구부의 상면은 상기 반도체 패키지의 하면을 향해 개방되고, 내부에는 상기 반도체 패키지 전극의 위치에 대응하는 위치에 배치되는 콘택트를 구비하는 패키지 안착 블록; 및,

상기 개구부의 하면에 접촉하고, 상기 콘택트의 하단에 대응하는 위치에 상단이 배치되고, 테스트 PCB의 전극에 대응하는 위치에 하단이 배치되어 전기적 신호를 전달하는 연결선을 내부에 구비하는 콘택트 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓을 제공한다.

종래의 테스트 소켓이 반도체 패키지 테스트를 위해서는 반도체 패키지의 상부에서 이를 푸셔(pusher)로 반드시 밀어주어야 하는 과정을 필요로 하는 반면에, 본 발명의 테스트 소켓(socket)에 따르면, 패키지 별로 전용으로 사용되던 푸셔를 별도를 제작하여 구비할 필요가 없고, 패키지별 전용 소켓만을 구비하면 되므로 전용부품의 감소를 통한 테스트 설비 비용을 절감할 수 있고, 반도체 패키지 상부에 위치하는 푸셔 및 이의 구동부 제거에 따라 패키지 상부에서의 공간 활용도를 높일 수 있으며, 테스트 장비를 얇게 제작하는 것이 가능하다.

뿐만 아니라 소켓 내에서의 패키지 정렬이 실패한 경우에도 푸셔를 사용하지 않으므로 정렬 실패에 따른 패키지의 손상을 방지할 수 있으며, 이에 추가하여 진공을 활용함에 따라 소켓에서 패키지 정렬이 실패한 경우에는 진공 흡입구로 공기의 흡입이 계속 이루어지므로 소켓 내부 압력이 목표 압력에 도달하지 못하게 되므로, 압력의 변화만을 감지하여 패키지 정렬이 실패인지 성공인지를 쉽게 파악할 수 있으므로 패키지 정렬의 실패와 실제 패키지의 불량을 구분할 수 있어서 수율향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 테스트 소켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부와 내부를 연결하는 진공흡입구(12)를 가지고, 상면에는 반도체 패키지(5)의 안착 정렬부(14)를 가지고, 상면 및 하면에는 상기 진공흡입구(12)와 연결되는 개구부(16)를 가지며 상기 개구부(16)의 상면은 상기 반도체 패키지(5)의 하면을 향해 개방되고, 내부에는 상기 반도체 패키지(5) 전극(3)의 위치에 대응하는 위치에 배치되는 콘택트(18)를 구비하는 패키지 안착 블록(10) 및, 상기 개구부(16)의 하면에 접촉하고, 상기 콘택트(18)의 하단에 대응하는 위치에 상단이 배치되고, 테스트 PCB(30)의 전극(32)에 대응하는 위치에 하단이 배치되어 전기적 신호를 전달하는 연결선(22)을 내부에 구비하는 콘택트 블록(20)을 포함하여 구성된다.

이에 대한 구체적인 예는 도 1 내지 도 9에 도시한 바와 같다. 즉, 본 발명의 테스트 소켓은 도 1 내지 도 9에 그 구체적인 실시예들을 도시한 바와 같이 크 게는 패키지 안착 블록(10)과 콘택트 블록(20)으로 구성된다.

먼저 패키지 안착 블록(10)은 패키지가 안착되는 블록으로서, 외부와 내부를 연결하는 진공흡입구(12)를 가져, 외부에서 펌프와 같은 부압 장치 등의 흡입을 통하여, 패키지를 안착하고자 하는 경우에, 패키지 안착 블록의 내부에 부압이 걸리도록 하고, 이와 같이 형성되는 블록 내부의 부압이 패키지 안착 블록에 안착되는 반도체 패키지(5)의 하면 및 콘택트 블록(20)의 접촉면에도 작용하도록 하기 위하여, 이의 상면 및 하면에는 상기 진공흡입구(12)와 연결되고, 이의 상면은 상기 반도체 패키지(5)의 하면을 향해 개방되는 개구부(16)를 가지며, 상기 개구부의 하면은 상기 콘택트 블록에 접촉하도록 구성된다. 여기서 상기 개구부의 상면 및 하면은 동일한 개구부의 상면 및 하면일 수도 있고, 상기 진공흡입구와 연결되는 서로 다른 개구부의 상면 또는 하면일 수도 있다.

여기서 바람직하게는 상기 진공 흡입구로부터 형성되는 부압이 패키지 안착 블록의 전체에 대하여 고르게 전달되고 형성도록 하기 위하여, 도 4에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이 상기 패키지 안착 블록의 개구부들 사이를 가로지는 통기구(19)를 더 포함하도록 구성할 수도 있다.

또한 반도체 패키지의 misalign이 발생하지 않고 제대로 정렬하여 안착되도록 하기 위하여, 상기 반도체 안착 블록의 상면에는 또한 반도체 패키지(5)의 안착 정렬부(14)가 구비되며, 이의 내부에는 상기 반도체 패키지(5) 전극을 테스트 PCB까지 연결하기 위하여 상기 반도체 패키지(5) 전극(3)의 위치에 대응하는 위치에 배치되는 콘택트(18)를 구비하게 된다.

상기 진공 흡입구(12)는 외부의 진공펌프나 부압 장치 등에 연결되며, 바람직하게는 도시한 바와 같이 패키지 안착 블록의 측면에 형성되는 것이 테스트 장비의 높이를 낮출 수 있으므로 좋으며, 그 외에도 내부와 외부를 연결하기만 한다면 그 위치는 어디든 무관하게 설치할 수 있다.

또한 상기 안착 정렬부(14)는 공지의 다양한 방식으로 이를 구성하여, 반도체 패키지가 정확히 정렬되어 안착되도록 할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 예는 도 3에 도시한 바와 같다. 도 3의 좌측에는 도 1의 경우를 사시도로 개략적으로 도시한 것으로, 패키지 안착부에 패키지의 외곽형상에 해당하는 단을 형성하여 안착 정렬부를 구성한 것이고, 바람직하게는 도 3의 우측 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 반도체 패키지(5)가 적어도 2개의 정렬 기준 구멍(7)을 가지도록 하여, 상기 안착 정렬부(14)는 상기 정렬 기준 구멍(7)과 이에 대응하는 상면 돌출 가이드 돌기(17)로 이루어지도록 하는 것이 좋다. 이를 통하여 보다 정확한 정렬과 진공을 통한 흡착이 보다 원활하고 확실히 이루어지도록 할 수 있다. 즉, 이와 같은 구성에 따라 반도체 패키지의 정렬 기준 구멍에 상기 가이드 돌기가 전부 정확히 끼워지는 경우에만 반도체 패키지에 부압이 제대로 작용하여 패키지 전극의 전기적 접촉이 이루어지게 된다.

또한 상기 패키지 안착 블록(10)의 콘택트는 종래의 다양한 콘택트 예를 들면, 포고 핀, 프로브 핀 , 러버 콘택트 등이 적용될 수 있으며, 이를 통하여 연결된 전기 신호는 콘택트 블록의 연결선을 통하여 테스트 PCB의 전극으로 전달된다. 이를 위하여 본 발명의 소켓은 또한 상기 콘택트(18)의 하단에 대응하는 위치에 상 단이 배치되고, 테스트 PCB의 전극에 대응하는 위치에 하단이 배치되어 전기적 신호를 전달하는 연결선(22)을 내부에 구비하는 콘택트 블록(20)을 구비한다.

따라서 진공흡입구를 통하여 부압이 걸리는 경우에 상기 개구부를 통하여 반도체 패키지 및 콘택트 블록을 동시에 흡착하여 패키지를 푸셔로 누르는 것과 동일한 작동이 이루어지도록 한다. 이에 대한 구체적인 예로 도 1의 구성을 가지는 테스트 소켓이 흡착이 이루어지면 도 2와 같은 구성을 가지게 되고, 도 9의 구성을 가지는 테스트 소켓은 도 9의 좌측과 같은 배치에서 부압이 작용하면 도 9의 우측과 같이 된다.

이에 부가하여 도 4, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 바람직하게는 상기 패키지 안착 블록(10)과 콘택트 블록(20) 사이의 결합면에 결합면의 외곽을 둘러싸는 기밀 부재(15)를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 상기 2개의 블록은 일반적으로 수지재로 만들어져 단단한 구조물이므로 이들 사이에 보다 확실한 흡착 및 부압 형성이 이루어지도록 하기 위하여 외곽면을 따라 기밀 부재를 가지도록 하는 것이 좋다. 이와 같은 기밀 부재로는 고무 등의 탄성부재를 적용하는 것이 바람직하다. 또한 이에 부가하여 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 콘택트 블록의 하면에 완충부재(26)를 더 포함하여 콘택트 블록과 테스트 PCB사이의 접촉이 부드럽게 이루어지도록 할 수도 있다.

또한 다른 바람직한 실시예로, 도 6에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이, 상기 패키지 안착 블록(10)과 콘택트 블록(20) 사이에, 상기 패키지 안착 블록(10)을 콘택트 블록(20)에 정렬하여 배치하는 결합 정렬부(24)를 더 포함하도록 할 수 있다. 이는 콘택트(18)와 연결선(22) 사이의 전기적 접촉이 확실하고 정확하게 이루어져야 하므로, 이를 위하여 패키지 안착 블록(10)과 콘택트 블록(20) 사이의 상호 결합 위치가 정확하게 이루어지는 것이 바람직하므로 이들 간의 결합에 있어서 이를 정확한 위치로 가이드하는 결합 정렬부(24)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이에 대한 구체적인 예는 도 6에 도시한 바와 같이 구멍과 돌기부를 통하여 이를 구현할 수도 있고, 이외에도 공지의 다양한 정렬 mechanism을 적용할 수 있음은 물론이다.

이외에 다른 바람직한 실시예로, 도 7 및 도 8에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이, 상기 콘택트 블록(20)은 상기 패키지 안착 블록(10)을 상기 콘택트 블록으로 압착하는 압착 결합구(60)를 더 포함하도록 할 수 있다. 이는 콘택트(18)와 연결선(22) 사이의 전기적 접촉이 확실하게 이루어지고, 두 블록 사이의 기밀이 확실히 이루어지도록 하는 것으로, 이를 위하여 상기 두 블록을 서로 압착하여 결합하는 압착 결합부(60)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이에 대한 구체적인 예는 도 7에 도시한 바와 같은 밀폐 용기에 적용하는 잠금장치나, 도 8에 도시한 바와 같이, 평면상에서 회전하여 끝단이 패키지 안착 블록의 끝단을 누르도록 하는 기구부를 구성하여 이를 구현할 수도 있고, 이외에도 공지의 다양한 압착 기밀 mechanism을 적용할 수 있음은 물론이다.

마지막으로 상기 기술한 다양한 바람직한 실시예들과 함께 또는 별도로, 상기 패키지 안착 블록(10)을 흡착 기능부와 콘택트 지지 기능부로 구분하여 구성할 수도 있다. 즉, 상기 패키지 안착 블록(10)을 외부와 내부를 연결하는 진공흡입 구(42)를 가지고, 상면에는 반도체 패키지의 안착 정렬부(44) 및 상기 진공흡입구(42)와 연결되고 상기 반도체 패키지(5)의 하면을 향해 개방되는 적어도 2개의 개구부(46)를 가지며, 상기 개구부의 하부는 서로 연결되어 있는 상부 블록(40)과, 내부에 상기 반도체 패키지(5) 전극(3)의 위치에 대응하는 위치에 배치되는 콘택트(18)를 구비하면서, 상기 개구부(46)에 대응하여 돌출하는 돌출부(52)를 가지고, 상기 돌출부(52)의 하부는 서로 연결되는 하부 블록(50)을 포함하는 형태로 이를 구성할 수 있다. 이에 대한 구체적인 예는 도 5 및 도 8에 도시한 바와 같다.

이를 통하여 콘택트를 지지하고 있는 하부 블록(50)은 상부 블록에 대하여 별도로 유격을 가지고 움직일 수 있으므로 진공 흡입구로부터 형성되는 부압이 패키지 안착 블록에 고루 전달될 수 있고, 전기적 접촉이 보다 원활하게 이루어지고, 응력의 집중 등이 발생하지 않도록 할 수 있다. 도 8의 구체적인 예에 있어서, 상기 진공흡입구를 통하여 진공을 형성하기 전 상태(동작 전)가 도 9의 좌측에 해당하고, 상기 진공흡입구를 통하여 진공을 형성한 상태(동작 후)가 도 9의 우측에 해당하며, 이 경우에는 도 8에 도시한 압착 결합구(60)도 함께 작동한 상태를 도시한 것이다.

또한 이와 같이 푸셔를 대신하여, 진공형성을 통하여 패키지를 흡착하는 경우에는 이를 통하여 푸셔의 기능을 수행할 뿐만 아니라, 진공을 활용함에 따라 소켓에서 패키지 정렬이 제대로 이루어지지 않은 경우에 진공 흡입구로 공기의 흡입이 계속 이루어지므로 소켓 내부 압력이 목표 압력에 도달하지 못하게 된다. 따라서 단지 압력의 변화만을 감지하여 패키지 정렬이 실패인지 성공인지를 쉽게 파악 할 수 있고, 이를 통하여 패키지의 재로딩(reloading)을 수행할 수 있으므로 패키지 정렬의 실패에 따라 양품을 불량품으로 판단하는 일이 발생하지 않도록 할 수 있으며, 이에 따라 간접적으로 수율향상을 꾀할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

도 1은 본 발명의 테스트 소켓에 대한 일 실시예의 조립 전 상태의 각 부품의 부분 단면을 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 일 실시예의 조립 후의 상태를 도시한 부분 단면도이다.

도 3은 본 발명의 테스트 소켓에 적용되는 안착 정렬부의 실시예들을 개괄적으로 도시한 사시도이다. (패키지 안착 블록의 상면을 부분적으로만 도시한 것이다.)

도 4는 도 2에 도시한 일 실시예에 부가적으로 통기구를 더 가지는 실시예를 도시한 부분 단면도이다.

도 5는 본 발명의 테스트 소켓에 대한 다른 실시예의 조립 후 상태의 부분 단면을 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 테스트 소켓에 대한 또 다른 실시예의 조립 후 상태의 부분 단면을 도시한 단면도이다.

도 7은 본 발명의 테스트 소켓에 대한 다른 실시예로서 압착 결합구를 구비한 실시예의 조립 후 상태의 부분 단면을 도시한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 테스트 소켓에 대한 보다 구체적인 실시예의 부분 단면 사시도를 도시한 도면이다.

도 9는 도 8에 도시한 테스트 소켓의 진공 작동전 및 진공 작동후의 동작상태를 도시한 부분 단면 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3: 반도체 패키지 전극 (Ball) 5: 반도체 패키지

7: 정렬 기준 구멍 10: 패키지 안착 블록

12: 진공 흡입구 14: 안착 정렬부

15: 기밀 부재(탄성체) 16: 개구부

17: 가이드 돌기 18: 콘택트(프로브 핀)

19: 통기구 20: 콘택트 블록

22: 연결선 24: 결합 정렬부

26: 완충 부재

30: 테스트 PCB 32: PCB전극

40: 상부 블록 42: (상부 블록의) 진공 흡입구

44: (상부 블록의) 안착 정렬부 46: (상부 블록의) 개구부

50: 하부 블록 52: 돌출부

60: 압착 결합구

Claims (6)

1. 외부와 내부를 연결하는 진공흡입구를 가지고, 상면에는 반도체 패키지의 외곽형상에 대응하는 요부로 이루어진 안착 정렬부를 가지고, 상면 및 하면에는 상기 진공흡입구와 연결되는 개구부를 가지며, 상기 개구부의 상면은 상기 반도체 패키지의 하면을 향해 개방되고, 내부에는 상기 반도체 패키지 전극의 위치에 대응하는 위치에 배치되는 포고핀 또는 러버 콘택트를 구비하는 패키지 안착 블록; 및,

   상기 개구부의 하면에 접촉하고, 상기 콘택트의 하단에 대응하는 위치에 상단이 배치되고, 테스트 PCB의 전극에 대응하는 위치에 하단이 배치되어 전기적 신호를 전달하는 연결선을 내부에 구비하는 콘택트 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
2. 제1항에 있어서,

   상기 패키지 안착 블록은

   외부와 내부를 연결하는 진공흡입구를 가지고, 상면에는 반도체 패키지의 안착 정렬부 및 상기 진공흡입구와 연결되고 상기 반도체 패키지의 하면을 향해 개방되는 적어도 2개의 개구부를 가지며, 상기 개구부의 하부는 서로 연결되어 있는 상부 블록; 및,

   내부에 상기 반도체 패키지 전극의 위치에 대응하는 위치에 배치되는 콘택트를 구비하면서, 상기 개구부에 대응하여 돌출하는 돌출부를 가지고, 상기 돌출부의 하부는 서로 연결되는 하부 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 진공흡입구는 상기 패키지 안착 블록의 측면에 구비되고,

   상기 반도체 패키지는 적어도 2개의 정렬 기준 구멍을 가지고,

   상기 안착 정렬부는 상기 정렬 기준 구멍과 이에 대응하는 상면 돌출 가이드 돌기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 패키지 안착 블록과 콘택트 블록 사이의 결합면에 결합면의 외곽을 둘러싸는 기밀 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 패키지 안착 블록과 콘택트 블록 사이에, 상기 패키지 안착 블록을 콘택트 블록에 정렬하여 배치하는 결합 정렬부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 콘택트 블록은 상기 패키지 안착 블록을 상기 콘택트 블록으로 압착하는 압착 결합구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓.

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