KR101149760B1 - 검사용 탐침 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 칩 검사용 탐침 장치에 관한 것으로서, 검사 전류가 안정적으로 흐를 수 있도록 구조를 개선하여 검사신뢰성이 향상한 검사용 탐침 장치를 제공하기 위하여, 상하가 개구된 배럴과 반도체 칩의 접속 단자에 접촉되는 탐침 돌기가 상단부에 형성되고 상기 배럴의 상부에 하부가 수용되는 상부 플런저와 상기 배럴의 하부에 상부가 수용되는 하부 플런저를 포함하여 이루어지는 반도체 칩을 검사하기 위한 검사용 탐침 장치에 있어서, 원통 형상의 실리콘에 금속볼이 함유되어 도전성을 띠는 도전성 실리콘부가 상기 배럴의 내부에 수용되되 상기 도전성 실리콘부는 상기 상부 플런저와 하부 플런저를 전기적으로 연결시키고, 반도체 칩 검사 과정에서 상부 플런저에 전달되는 하방 압력을 탄성 지지함을 특징으로 하여, 배럴 내부에 금속볼이 함유되어 도전성을 띠는 도전성 실리콘부가 삽입되어 검사 과정에서 상부 플런저를 탄성지지하고, 상기 도전성 실리콘부를 따라 검사 전류가 안정적으로 흐를 수 있도록 하여 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

반도체 칩 검사 테스트 프로브 탐침

Description

검사용 탐침 장치{a probe}

본 발명은 검사용 탐침 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 검사 전류가 안정적으로 흐를 수 있도록 도전성 실리콘부를 이용하여 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 검사용 탐침 장치이다.

칩은 얇고 작은 조각판 표면에 구성된 논리 소자로 인해 각각 다양한 기능을 수행하게 되는 집적회로로, 회로기판으로부터 전해진 전기적 신호 등이 버스를 통해 전송되어 이러한 작용이 이루어지게 된다.

일반적으로, 다양한 종류의 전자제품 내에는 다수의 칩이 장착되며 이들 칩은 전자제품의 성능을 결정하는 중요한 역할을 한다.

또한, 회로기판(PCB:printed circuit board)은 절연체인 에폭시 또는 베이클라이트 수지 등으로 만든 얇은 기판에 전도체인 구리가 회로배선을 형성하며 도포된 형태로 구성되어 있으며, 집적회로, 저항기 또는 스위치 등의 전기적 부품들이 회로배선 상에 납땜됨으로서 인쇄 회로 기판에 설치된다.

마이크로 칩(Micro-chip)은 이러한 회로 기판의 전자회로가 고밀도로 집적되어 만들어진 칩으로, 전자제품에 칩이 장착되어 조립완성되기 전에 정상적인 상태인지를 확인하기 위하여 검사장치에 의하여 검사되는 과정을 필수적으로 거치게 된다.

이러한 검사 방법으로 칩을 검사용 소켓장치에 장착함으로써 검사를 수행하는 방법이 있으며, 이러한 소켓장치 내에서 칩의 파손됨이 없이 검사가 이루어지도록 하기 위해 검사용 탐침 장치가 장착되어 사용된다.

일반적으로 검사용 회로기판에는 검사용 소켓이 장착되고 상기 소켓의 상부에는 검사대상물인 마이크로 칩이 놓여져 검사가 진행되며, 상기 검사용 소켓에는 다수 개의 검사용 탐침 장치가 장착된다.

도 1은 종래의 검사용 탐침 장치를 도시하는 단면도이다.

도시된 바와 같이 배럴(20)과 상기 배럴(20) 내부에 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 검사용 탐침 돌기(12)가 형성된 상부 플런저(10)와 상기 배럴의 하단부에는 하부 플런저(40)가 형성되며, 상기 배럴(20) 내부에는 압축코일스프링(30)이 수용되어 상기 상부 플런저(10)을 탄성적으로 지지한다.

이러한 구성을 통하여 마이크로 칩을 검사할 때에는 검사 소켓의 상부에 마이크로 칩을 안착시키고, 검사 소켓에 설치된 가압부가 마이크로 칩을 하방으로 가압함으로써 마이크로 칩은 상부 플런저의 탐침 돌기와 접촉하게 된다.

도 2는 도 1의 검사용 탐침 장치를 통해 전류가 흐르는 상태를 도시한 상태도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 반도체 칩(1)의 접속 단자(2)에 탐침 돌기(12)가 접촉하게 되면, 상부 플런저(10)의 몸체부측으로 검사 전류가 흐르게 되고, 배럴(20)의 몸체부와 하부 플런저(40)를 통해서 검사용 회로 기판(3)의 전극 패드(4)로 흐르게 된다. 그리고 배럴(20)의 내벽면을 통해 흐르는 전류의 일부는 코일 스프링(30)을 통해서 하부 플런저(40)측으로 흐르게 된다.

따라서, 검사용 회로 기판의 전류가 검사용 탐침 장치를 통해 별도로 마련된 검사 장치(미도시)로 흐르게 되며, 이러한 과정을 통해 반도체 칩의 정상 작동 여부를 검사할 수 있게 된다.

이러한 검사용 탐침 장치를 이용한 검사의 신뢰성은 검사용 탐치 장치를 통한 원활한 전류 흐름에 달려 있다. 상기 코일 스프링(30)이 압축되더라도 일부 지점(A)에서만 배럴(20)의 내측면과 접촉되므로 코일 스프링(30)을 통해서 하부 플런저측으로 흐르는 전류는 검사 과정에서 검사 전류의 응답 특성을 불안정하게 하는 원인이 되었다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 검사 전류가 안정적으로 흐를 수 있도록 구조를 개선하여 검사신뢰성이 향상한 검사용 탐침 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 검사용 탐침 장치는 상하가 개구된 배럴과, 반도체 칩의 접속 단자에 접촉되는 탐침 돌기가 상단부에 형성되고 상기 배럴의 상부에 하부가 수용되는 상부 플런저와, 상기 배럴의 하부에 상부가 수용되는 하부 플런저를 포함하여 이루어지는 반도체 칩을 검사하기 위한 검사용 탐침 장치에 있어서, 원통 형상의 실리콘에 금속볼이 함유되어 도전성을 띠는 도전성 실리콘부가 상기 배럴의 내부에 수용되되, 상기 도전성 실리콘부는 상기 상부 플런저와 하부 플런저를 전기적으로 연결시키고, 반도체 칩 검사 과정에서 상부 플런저에 전달되는 하방 압력을 탄성 지지함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 배럴의 내부에는 상기 상부 플런저를 탄성지지하는 원통형 코일 스프링이 내장됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 원통형 코일 스프링의 내경(d1)과 도전성 실리콘부의 외경(d2)의 차이(d2-d1)는 0.02~0.2mm 임을 특징으로 한다.

추가적으로, 반도체 칩을 검사하기 위한 검사용 탐침 장치에 있어서, 상기 반도체 칩의 접속 단자에 접촉되는 탐침 돌기가 상단부에 형성된 상부 플런저와, 상하가 개구되어 상기 상부 플런저의 하부가 상측에 수용되는 배럴과, 상기 배럴의 하부에 상부가 수용되는 하부 플런저와, 상기 배럴의 내부에 수용되는 상기 상부 플런저를 탄성지지하는 원통형 코일 스프링과, 상기 원통형 코일 스프링의 중심에 삽입되며, 원통형상의 실리콘에 금속볼이 함유되어 도전성을 띠는 도전성 실리콘부로 이루어져, 반도체 칩에 접촉시 상기 상부 플런저는 1차적으로 상기 원통형 코일 스프링에 의해서 탄성 지지되며, 2차적으로 상기 도전성 실리콘부에 의해서 탄성 지지됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 검사용 탐침 장치는 배럴 내부에 금속볼이 함유되어 도전성을 띠는 도전성 실리콘부가 삽입되어 검사 과정에서 상부 플런저를 탄성지지하고, 상기 도전성 실리콘부를 따라 검사 전류가 안정적으로 흐를 수 있도록 하여 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명 검사용 탐침 장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 검사용 탐침 장치를 도시하는 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 검사용 탐침 장치는 반도체 칩의 접속 단자에 접촉되는 탐침 돌기(12)가 상단부에 형성된 상부 플런저(10)와, 상하가 개구되어 상기 상부 플런저(10)의 하부가 상측에 수용되는 배럴(20)과, 상기 배럴(20)의 하부에 상부가 수용되는 하부 플런저(40)와, 상기 배럴(20)의 내부에 수용되는 원통 형상의 실리콘에 금속볼이 함유되어 도전성을 띠는 도전성 실리콘부(50)로 이루어진다.

먼저 도 5의 (a)에 도시된 실시예는 상부 플런저(10)의 하부에 형성된 절곡홈(14)에 배럴(20)의 외주면에 형성된 가압 절곡부(22)가 결합되어 상부 플런저(10)가 배럴(20)에 고정된 형태이며, 도 5의 (b)에 도시된 실시예는 상부 플런저(10)의 하부에 형성된 걸림턱(16)이 배럴(20)의 상단부에 형성된 내향 절곡부(24)에 구속되어 수직으로 이동될 수 있는 형태이다.

그리고, 상기 도전성 실리콘부(50)는 탄성을 갖는 원통 형태의 실리콘에 금속볼(파우다라고 함)이 함유되어 도전성을 띠게 되는 것으로 탄성과 도전성을 동시에 갖는다. 상기 도전성 실리콘부(50)는 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 상부 플런저(10)에 전달되는 하방 압력에 따라 배럴(20) 내에서 변형가능하도록 상기 배럴(20)의 내벽에 간격을 두고 배치된다.

따라서, 반도체 칩의 검사 과정에서 탐침 돌기(12)를 통해서 전달되는 수직력은 상기 도전성 실리콘부(50)에 의해서 탄성적으로 지지되며, 탐침 돌기(12)에 인가된 검사 전류는 상기 도전성 실리콘부(50)를 통해서 하부 플런저(40)로 전달된다.

다음으로, 본 발명에 따른 검사용 탐침 장치의 다른 실시예에 대해 살펴보기로 한다.

4는 본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따른 검사용 탐침 장치를 도시하는 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는 도 3에 도시된 실시예에 코일 스프링(30)이 부가된 형태이다.

배럴(20)의 내부에는 상부 플런저(10)를 탄성지지하는 원통형 코일 스프링(30)이 내장되며, 상기 원통형 코일 스프링(30)의 내경(d1)과 도전성 실리콘부(50)의 외경(d2)의 차이(d2-d1)는 0.02~0.2mm 로 제한되는 것이 바람직하다.

일반적으로 검사용 탐침 장치에 이용되는 코일 스프링의 소재(봉재)는 0.02~0.20mm의 원형 단면을 이용하여 제작되며, 코일 스프링의 내경(안지름)은 검사 대상물에 따라서 0.2~2.0mm 정도의 크기로 제작된다.

상기 도전성 실리콘부(50)는 압축과정에서 외측으로 변형이 발생하게 되며, 따라서, 코일 스프링(30)의 내경에 접촉될 수 있다, 따라서 상기와 같은 범위내에서 도전성 실리콘부(50)와 코일 스프링(30)이 일정한 간격으로 이격 배치되어야만 정상적으로 상부 플런저를 탄성 지지할 수 있다.

본 발명에 따른 검사용 탐침 장치의 다른 실시예에 대해 살펴보기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 검사용 탐침 장치를 도시하는 단면도이다.

도 5에 도시된 형태는 상부 플런저를 1차적으로 원통형 코일 스프링(30)에 의해서 탄성 지지되며, 2차적으로 상기 도전성 실리콘부(50)에 의해서 탄성 지지되도록 구성된 것이다.

따라서, 정상 상태에서는 상기 도전성 실리콘부(50)는 상부 플런저(10)의 하부면과 접촉된 상태가 아니며, 이격 거리(L)만큼 이격된 위치에 놓여 지게 된다.

반도체 칩의 검사 과정에서 접촉 초기에는 코일 스프링(30)에 의해서 지지되고, 이격 거리(L)만큼 상부 플런저(10)가 이동된 후에는 도전성 실리콘부(50)가 상부 플런저(10)의 하부면에 접촉되면서 탄성적으로 지지하게 된다.(물론 코일 스프링도 같이 탄성 지지하게 된다.)

도 6은 도 5의 검사용 탐침 장치를 통해 전류가 흐르는 상태를 도시한 상태도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 상부 플런저(10)의 탐침 돌기(12)에 반도체 칩이 접촉하게 되면, 상부 플런저(10)는 수직 하방향으로 이동되면서 코일 스프링 및 도전성 실리콘부(50)가 압축된다. 따라서, 검사 전류는 상부 플런저(10)를 통해서 배럴(20) 또는 도전성 실리콘부(50)를 통해서 하부 플런저(40)로 이동되므로 종래의 검사용 탐침 장치에 비하여 응답성이 향상될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 배럴의 내부에 도전성 실리콘부가 수용된 검사용 탐침 장치를 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 검사용 탐침 장치를 도시하는 단면도.

도 2는 도 1의 검사용 탐침 장치를 통해 전류가 흐르는 상태를 도시한 상태도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 검사용 탐침 장치를 도시하는 단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따른 검사용 탐침 장치를 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따른 검사용 탐침 장치를 도시하는 단면도.

도 6은 도 5의 검사용 탐침 장치를 통해 전류가 흐르는 상태를 도시한 상태도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 상부 플런저

14: 절곡홈

20: 배럴

22: 가압 절곡부

40: 하부 플런저

50: 도전성 실리콘부

52: 금속볼

Claims (4)

1. 상하가 개구된 배럴과, 반도체 칩의 접속 단자에 접촉되는 탐침 돌기가 상단부에 형성되고 상기 배럴의 상부에 하부가 수용되는 상부 플런저와, 상기 배럴의 하부에 상부가 수용되는 하부 플런저를 포함하여 이루어지는 반도체 칩을 검사하기 위한 검사용 탐침 장치에 있어서,

   원통 형상의 실리콘에 금속볼이 함유되어 도전성을 띠는 도전성 실리콘부가 상기 배럴의 내부에 수용되되, 상기 도전성 실리콘부는 상기 상부 플런저와 하부 플런저를 전기적으로 연결시키고, 반도체 칩 검사 과정에서 상부 플런저에 전달되는 하방 압력을 탄성 지지되며;

   상기 도전성 실리콘부는 상기 상부 플런저에 전달되는 하방 압력에 따라 배럴 내에서 변형가능하도록 상기 배럴의 내벽에 간격을 두고 배치됨을 특징으로 하는 검사용 탐침 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배럴의 내부에는,

   상기 상부 플런저를 탄성지지하는 원통형 코일 스프링이 내장됨을 특징으로 하는 검사용 탐침 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 원통형 코일 스프링의 내경(d1)과 도전성 실리콘부의 외경(d2)의 차 이(d2-d1)는 0.02~0.2mm 임을 특징으로 하는 검사용 탐침 장치.
4. 반도체 칩을 검사하기 위한 검사용 탐침 장치에 있어서,

   상기 반도체 칩의 접속 단자에 접촉되는 탐침 돌기가 상단부에 형성된 상부 플런저와;

   상하가 개구되어 상기 상부 플런저의 하부가 상측에 수용되는 배럴과;

   상기 배럴의 하부에 상부가 수용되는 하부 플런저와;

   상기 배럴의 내부에 수용되는 상기 상부 플런저를 탄성지지하는 원통형 코일 스프링과;

   상기 원통형 코일 스프링의 중심에 삽입되며, 원통형상의 실리콘에 금속볼이 함유되어 도전성을 띠는 도전성 실리콘부;로 이루어져,

   반도체 칩에 접촉시 상기 상부 플런저는 1차적으로 상기 원통형 코일 스프링에 의해서 탄성 지지되며, 2차적으로 상기 도전성 실리콘부에 의해서 탄성 지지되며;

   상기 도전성 실리콘부는 상기 상부 플런저에 전달되는 하방 압력에 따라 코일 스프링 내에서 변형가능하도록 상기 코일 스프링 내에 간격을 두고 배치됨을 특징으로 하는 검사용 탐침 장치.

Images