KR101173192B1 - 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리 - Google Patents

발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리 Download PDF

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주식회사 오킨스전자
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Abstract

본 발명은 발열 패키지의 착탈이 용이하고, 발열 패키지의 성능 유지에 효과적인 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 각종 센서를 부착하여, 발열 패키지가 최적의 성능을 유지하는지 판단할 수 있는 발열 패키지를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리는, 하나 이상의 발열 패키지가 안착되고 상기 발열 패키지에서 발생하는 열을 흡열하여 외부로 방열하는 주방열부; 상기 주방열부의 일면에 결합되어, 상기 발열 패키지를 테스트하기 위한 테스트 기판; 상기 주방열부 또는 상기 테스트 기판의 일면에 결합되어 발열 패키지의 방열을 보조하는 하부방열부; 상기 발열 패키지를 가압하여 상기 주방열부에 밀착 고정시키는 가압부; 및 상기 발열 패키지와 상기 테스트 기판을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 콘택부를 포함한다.

Description

발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리{TEST SOCKET ASSEMBLY FOR HEAT PACKAGE}
본 발명은 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발열 패키지의 성능 및 불량 여부를 테스트하기 위한 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리에 관한 것이다.
최근 들어 TV 및 자동차 헤드라이트, 가정용 램프 등을 비롯하여 LED를 활용한 다양한 제품들이 출시, 개발되고 있다. 이러한 LED는 단일의 부품으로 이루어지는 것이 아니고 다수개의 부품이 하나의 모듈을 형성함으로써 제작된다. 따라서, LED를 구성하고 있는 하나의 부품에 불량이 발생하면 LED 전체 모듈에 불량을 가져올 수 있고 이는 고객으로부터 제품의 신뢰성을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 패키지 조립 공정을 거쳐 제조된 소자 등은 전기적인 동작상태를 검사하는 테스트를 거쳐 성능 시험, 전기적 특성 또는 불량 여부를 확인함으로써 불량률을 최소화 할 필요가 있다.
또한, 상기의 LED 패키지는 물론이고, 반도체 패키지 등 동작 과정에서 열이 발생하는 패키지를 발열 패키지라 할 수 있는데, 각종 발열 패키지 또한 검사를 통하여 불량률을 최소화할 필요가 있다. 기존의 반도체 패키지를 검사하기 위하여 반도체 패키지 테스트 장비를 사용하며, 반도체 패키지를 테스트하기 위하여 반도체 패키지와 반도체 패키지 테스트 부를 전기적으로 연결시켜줄 수단이 필요하다.
테스트 소켓은 패키징 공정까지 완료된 반도체 패키지를 장착하여 반도체 패키지 테스트 부와 반도체 패키지를 전기적으로 상호 연결시켜 주는 장치로서, 반도체 패키지 테스트 부로부터의 전기적 신호를 반도체 패키지에 전달하고, 그 신호에 대한 반도체 패키지의 반송신호를 반도체 패키지 테스트 부로 다시 전달하여 반도체 패키지가 정상적인 작동을 행하는지 여부를 시험하기 위한 장치이다. 현재 반도체 패키지는 BGA(ball grid array) 타입, TSOP (thin small outline package) 타입 등이 있으며, 이 중 대표적인 번인(Burn-in) 테스트는 정상동작환경보다 높은 온도에서 정격전압보다 높은 전압을 인가하여 일정시간동안 반도체 패키지의 결함발생 여부를 테스트하는 것이다. 또한, 일반적인 BGA 패키지는 PBGA(Plastic BGA), μBGA(Micro BGA), TBGA(Thin BGA), FPBGA(Fine Pitch BGA) 등의 형태로 발전을 거듭하고 있으며, 이에 따라, 반도체 패키지 테스트 장비 및 반도체 패키지 테스트 소켓 또한 이에 따라 다양하게 제작되고 있다.
하지만, 아직 LED 패키지 분야에는 테스트 소켓이 발달하지 않은 실정이며, 자동차 헤드라이트, 가로등 등의 고출력 LED 패키지는 발열이 심하여 테스트에 어려움이 있다. 또한, 최근 LED 패키지의 고출력화가 빠르게 진행됨에 따라서, TV 등의 일반적인 LED 패키지는 물론, 고출력의 LED 패키지에서도 테스트가 가능한 테스트용 소켓의 개발이 매우 필요한 실정이다.
더하여 발열 패키지는 동작 온도에 따라, 그 성능이 천차만별이어서, 발열 패키지가 적정 온도에서 동작할 수 있도록 발열 패키지에서 발생한 열을 방열할 수 있는 테스트용 소켓이 제작된다면 테스트 장비로서 매우 유용할 것이다.
본 발명은 발열 패키지의 착탈이 용이한 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 발열 패키지의 성능을 유지하기 위해, 방열효과가 뛰어난 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 각종 센서를 부착하여, 발열 패키지가 최적의 성능을 유지하는지 판단할 수 있는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리는, 하나 이상의 발열 패키지가 안착되고 상기 발열 패키지에서 발생하는 열을 흡열하여 외부로 방열하는 주방열부; 상기 주방열부의 일면에 결합되어, 상기 발열 패키지를 테스트하기 위한 테스트 기판; 상기 주방열부 또는 상기 테스트 기판의 일면에 결합되어 발열 패키지의 방열을 보조하는 하부방열부; 상기 발열 패키지를 가압하여 상기 주방열부에 밀착 고정시키는 가압부; 및 상기 발열 패키지와 상기 테스트 기판을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 콘택부를 포함한다.
본 발명은 발열 패키지의 착탈이 용이하고, 발열 패키지를 손쉽게 점검할 수 있는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리를 제공하는 효과가 있다.
또한, 발열 패키지가 안착되는 경우, 방열부재를 통해, 발열 패키지에서 발생한 열을 수시로 방열할 수 있는 효과가 있다.
또한, 발열 패키지가 콘택부와 접촉을 유지하기 위해 발열 패키지를 가압하는 경우, 발열 패키지 전면에 걸쳐 균일한 압력을 가함으로써, 발열 패키지가 들뜨는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 발열 패키지의 동작여부와 함께, 각종 센서를 통해 발열 패키지가 원하는 성능을 출력하는지 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 분해사시도,
도 3은 주방열부 내부를 관통하는 튜브를 설명하기 위한 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 평면도,
도 4는 주방열부와 테스트 기판 사이의 열전소자를 설명하기 위한 도면,
도 5는 콘택부의 일실시예를 설명하기 위한 도면,
도 6a 및 도 6b는 콘택부와 발열패키지의 전극의 접촉을 설명하기 위한 도면,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일실시예에 따른 어댑터를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가압부의 분해사시도,
도 9a 및 도 9b는 가압부의 동작원리를 설명하기 위한 도면,
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압부를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 하부방열부의 정면도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 분해사시도,
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 분해사시도, 및
도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 분해사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 사시도, 도 2는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 분해사시도 이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리는 주방열부(100), 콘택부(200), 가압부(300), 테스트 기판(400)을 포함한다. 테스트 소켓 어셈블리는 보조방열부(500), 절연블록(600), 어댑터(700) 및 하부방열부(800)를 더 포함할 수 있다.
먼저 주방열부(100)는 그 상부면에는 발열 패키지가 안착될 수 있는 안착면을 제공함과 동시에 발열 패키지가 안착면에 압착될 수 있도록 발열 패키지를 가압하는 가압부(300)가 위치하는 곳이다. 주방열부(100)의 하부면은 테스트 기판(400)과 결합한다.
주방열부(100)의 상부면에 위치하는 안착되는 발열 패키지와 하부면의 테스트 기판(400)은 콘택부(200)를 통해 전기적으로 연결되어, 발열 패키지의 전기적 특성을 테스트할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 주방열부(100)의 양측면에는 가압부(300)의 걸림턱(321)을 위한 고정턱(110)이 형성될 수 있다. 고정턱(110)은 가압부(300)의 걸림턱(321)이 고정턱(110)에서 걸려 가압부(300)가 1차적으로 고정되도록 한다.
가압부(300)의 효과적인 고정을 위해, 주방열부(100)의 상부면에는 가압부(300)의 고정핀(360)이 삽입될 수 있는 인입홈(120)이 형성될 수 있다. 인입홈(120)에는 가압부(300)의 고정핀(360)이 삽입되어, 걸림턱(321)이 고정턱(110)에 걸린 상태에서 가압부(300)가 움직이지 못하도록 가압부(300)를 2차적으로 고정하는 역할을 수행한다.
주방열부(100)는 발열 패키지와 테스트 기판(400)을 보호하고, 양자를 전기적으로 연결하는 매개체임과 동시에, 발열 패키지에서 발생한 열을 방열하여 발열 패키지의 성능을 유지하는 역할을 수행한다. 통상적으로 전자부품의 특성은 온도에 민감하여 온도가 급격히 높아지게 되면 제품 수명이 저하되거나 제 성능을 발휘할 수 없게 된다. 따라서, 발열 패키지의 정상적인 동작을 위해 발열 패키지에서 발생하는 열을 외부로 방출시켜주기 위함이다.
효과적인 방열을 위해 주방열부(100)는 구리, 알루미늄 등 열전도율이 높은 금속으로 제작될 수 있다. 다만, 구리, 알루미늄 등이 부식되는 것을 방지하기 위해 주방열부(100) 표면을 크롬, 니켈, 아연 등의 물질이나, 이들의 합금을 이용해 도금할 수 있다.
또한 효과적인 방열을 위해, 주방열부(100)의 외면을 방열 도료로 코팅하여 사용할 수 있고, 방열 도료로 코팅함으로써, 주방열부(100)의 방열 효율을 증진시킬 수 있다.
주방열부(100)의 효과적인 방열을 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 주방열부(100)에는 주방열부(100) 내부를 관통하는 튜브(130)가 설치될 수 있다. 튜브(130) 안쪽을 통해 흐르는 유체로 주방열부(100)의 열이 전달되어 더욱더 효과적인 방열 체계를 구축할 수 있다.
발명의 효과적인 설명을 위해 튜브(130)가 주방열부(100)를 관통하는 것으로 설명하였지만, 튜브(130)가 반드시 주방열부(100)를 관통하여 설치되는 것은 아니고, 주방열부(100)의 외측면에 결합하거나, 보조방열부(500) 또는 하부방열부(800)를 관통 또는 이들의 외측면에 결합하여 설치될 수 있다. 즉, 튜브(130)는 주방열부(100), 보조방열부(500) 및 하부방열부(800)에서 방열이 효과적으로 이루어지도록 하기 위한 보조적 장치이고, 이들의 방열을 보조할 수 있는 어떠한 형태의 결합관계도 배제하지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 주방열부(100)는 열전소자를 이용하여 제작될 수 있다. 열전소자는 펠티에(Peltier) 효과를 이용하는 것으로, 콘택부(200)의 전류 방향에 따라 흡열과 방열이 발생하는 표면을 조절할 수 있다. 발열 패키지의 안착면은 흡열 하고, 테스트 기판(400) 결합면에서 발열하여 발열 패키지가 꾸준한 성능을 유지할 수 있도록 한다. 또는, 발열패키지의 안착면에서 발열함으로써, 발열패키지를 테스트 하고자 하는 온도까지 가열하는 것으로 사용될 수 있다. 즉, 일정한 온도에서 발열패키지의 특성을 테스트하고자 하는 경우, 열전소자는 해당 온도로 발열패키지의 온도를 조절하는 역할을 수행한다.
주방열부(100)가 열전소자로 제작되지 않더라도, 도 4에 도시된 바와 같이, 열전소자(140)를 주방열부(100)와 테스트 기판(400) 사이에 위치시키거나, 주방열부(100)의 외측면에 결합시켜 효과적인 방열이 이루어지도록 할 수 있다. 이 경우, 열전소자(140)는 주방열부(100) 결합면에서 흡열함으로써, 발열 패키지에서 발생한 열을 효과적으로 방열할 수 있다. 또는, 열전소자(140)가 주방열부의 접촉면에서 발열함으로써, 발열패키지를 테스트 하고자 하는 온도까지 가열하는 것으로 사용될 수 있다. 즉, 일정한 온도에서 발열패키지의 특성을 테스트하고자 하는 경우, 열전소자(140)는 해당 온도로 발열패키지의 온도를 조절하는 역할을 수행한다.
주방열부(100)의 양측면에는 보조방열부(500)가 결합될 수 있다. 보조방열부(500)는 주방열부(100)의 열을 분산하여 방열 효율을 높이기 위한 것이다. 보조방열부(500)는 발열 패키지의 둘레에 형성되고, 보조방열부(500)의 일면은 주방열부(100)와 접촉하여, 발열 패키지로부터 생성된 열과 주방열부(100)가 흡수한 열을 효과적으로 방열할 수 있도록 한다. 보조방열부(500)에는 다수의 방열판이 일체로 구비 되어 외부와의 접촉 면적을 확대함으로써, 효과적인 방열이 이루어질 수 있다.
보조방열부(500)는 열전도율이 높은 알루미늄, 마그네슘, 구리 등의 물질로 제작될 수 있다. 이때, 주방열부(100)와 마찬가지로, 보조방열부(500)가 부식되는 것을 방지하기 위해, 보조방열부(500) 표면에도 크롬, 니켈, 아연 등의 물질이나 이들의 합금을 이용해 도금할 수 있다. 또한 효과적인 방열을 위해, 보조방열부(500)의 외면을 방열 도료로 코팅하여 사용할 수 있다.
주방열부(100)와 보조방열부(500)를 결합하기 위한 방법으로, 도 2에 도시된 것과 같이 주방열부(100)와 보조방열부(500)를 각각 제작한 뒤 나사결합, 용접, 방열 도료를 이용한 접착 등의 방법을 이용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 주방열부(100)와 보조방열부(500)가 이질의 재료이고, 금형을 통해 제작하는 경우, 주방열부(100)의 상부면에 보조방열부(500)를 결합하기 위해, 인서트(Insert) 사출 공정을 이용할 수 있다. 주방열부(100)를 먼저 제조하고, 금형에 삽입한 후, 보조방열부(500)를 몰딩(Molding) 함으로써, 주방열부(100)와 보조방열부(500)를 일체화하여 제작할 수 있다.
주방열부(100)의 상부면에 안착되는 발열 패키지와 하부면에 결합되는 테스트 기판(400)은, 주방열부(100)의 상부면과 하부면을 관통하는 콘택부(200)를 통해 전기적으로 연결된다. 외부전원을 테스트 기판(400)의 전극에 연결함으로써, 주방열부(100)의 상부면에 안착되는 발열 패키지에 동작 전원을 공급할 수 있다.
콘택부(200)는 포고핀, 프로브핀, 러버 콘택터, 스프링 콘택터 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 테스트 기판(400)과 발열 패키지를 전기적으로 연결시킬 수 있는 어떠한 것이라도 사용될 수 있다. 일례로, 도 5와 같이 콘택부(200)가 포고핀과 같이 탄성력을 갖춘 형태로 제작되는 경우, 콘택부(200)는 파이프(210), 탄성부(220), 한 쌍의 플런저(230)를 포함할 수 있다. 파이프(210)에 탄성부(220)를 삽입한 뒤, 한 쌍의 플런저(230)를 각각 파이프(210)의 상부와 하부에 삽입한 채로 주방열부(100) 또는 절연블록(600)에 삽입한다. 주방열부(100)의 하부면에 테스트 기판(400)이 결합하고, 상부면에서 발열 패키지가 가압부(300)에 의해 압착되면, 콘택부(200)의 탄성부(320)가 압축된다. 이에 따라, 한 쌍의 플런저(330)는 탄성부(320)의 복원력에 의해, 테스트 기판(400)과 발열 패키지에 양호하게 접촉되어, 테스트 기판(400)과 발열 패키지를 전기적으로 연결한다.
이때, 주방열부(100)와 콘택부(200)의 합선을 방지하기 위해, 파이프(210)의 표면은 절연 물질을 코팅하여 주방열부(100)와 결합하는 것이 바람직하다.
또는, 절연물질로 제작된 절연블록(600)을 주방열부(100)를 관통하도록 삽입하거나, 주방열부(100)의 외면에 결합하고, 절연블록(600)을 관통하도록 콘택부(200)를 결합함으로써, 주방열부(100)와 콘택부(200)의 합선을 방지할 수 있다. 즉, 주방열부(100)에 절연블록(600)을 삽입함으로써, 주방열부(100)와 콘택부(200) 사이의 절연상태를 유지할 수 있다.
테스트 기판(400)은 콘택부(200)를 통해 발열 패키지와 전기적으로 연결되고, 테스트 기판(400)은 회로가 인쇄된 PCB 기판을 사용할 수 있다. 테스트 기판(400)의 인쇄된 회로를 전압 공급원과 연결함으로서, 발열 패키지로 구동 전원을 공급하여 발열 패키지의 테스트를 진행할 수 있다.
테스트 기판(400)은 콘택부(200)를 통해 발열패키지로 전원을 공급하기 위한 것으로서, 테스트 기판(400)의 일면에는 콘택부(200)와의 용이한 접촉을 위한 연결패드(410)가 형성될 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 일반적으로 하나의 콘택부(200)는 하나의 전원공급패드(410)와 발열패키지(10)의 하나의 전극(11)에 접촉되어 발열패키지(10)에 전원을 인가한다. 그러나, BGA(Ball-Grid Array)의 솔더볼의 예와 같이, 하나의 전극(11)에 복수개의 콘택부가 접촉될 수 있는 경우에는, 도 6b에 도시된 바와 같이, 두개 이상의 콘택부(200)가 발열패키지(20)의 하나의 전극(21)에 접촉되도록 콘택부(200)를 구성할 수 있다. 이때, 발열패키지(20)의 전극(21)에 접촉되는 다수의 콘택부(200) 중 적어도 하나는 발열패키지(20)에 전원을 공급하기 위한 전원인가용 콘택트로 사용되고, 나머지 콘택부(200)는 발열패키지(20)의 특성을 측정하기 위한 측정용 콘택트로 사용된다. 측정용 콘택트는 발열패키지의 출력 전압, 열저항, 정전류, 내부 저항, 펄스전압 등 발열패키지(20)의 동작 특성을 측정하기 위한 것이다. 측정용 콘택트와 접촉하는 테스트 기판의 연결패드(510)에 저항 측정기, 전압/전류 측정기 등의 외부기기와 연결함으로써, 발열패키지의 특성값을 계측할 수 있다.
일반적으로 하나의 콘택부(200)는 하나의 연결패드(510)와 접촉하지만, 특수한 경우 하나의 연결패드(510)에 다수의 콘택부(200)가 연결되도록 콘택부(200)를 구성할 수도 있다.
발열 패키지는 그 종류에 따라 크기와 전극의 위치가 다르므로, 발열 패키지의 종류에 따라, 주방열부(100) 상부면에서 콘택부(200)와 정합되기 어려운 문제점이 있다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위해, 발열 패키지의 종류에 따라, 각 발열 패키지의 크기와 전극의 위치를 고려한 어댑터(Adaptor, 700)를 제작하여, 발열 패키지가 주방열부(100) 상부면에서 콘택부(200)와 손쉽게 정합되어, 발열 패키지와 테스트 기판(400)이 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
예컨대, 도 7a에 도시된 바와 같이 발열 패키지의 크기와 전극의 위치에 따른 어댑터(700)를 제작하여, 주방열부(100)의 상부면에 어댑터(700)를 고정하는 것이다.
이때, 어댑터(700)에는 개구(710)가 형성되는데, 이는 어댑터(700)가 주방열부(100)의 상부면에 고정된 경우, 어댑터(700)의 상부면에 안착된 발열패키지의 전극이 개구(710)를 통해 콘택부(200)와 접촉할 수 있도록 하기 위함이다.
어댑터(700)는 나사결합을 통해 주방열부(100)와 결합되는데, 도 7b에 도시된 바와 같이, 나사결합을 통해 어댑터(700) 상부면에 돌출된 볼트(720)의 상단부는 어댑터(700)의 상부면에 안착된 발열 패키지가 어댑터(700) 상부면에서 움직이지 않도록 고정쇠의 역할을 수행한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 어댑터(700) 상부면에는 돌기(730)가 형성되어, 어댑터(700)의 상부면에 안착되는 발열 패키지가 어댑터(700) 상부면에 고정될 수 있도록 별도의 고정쇠를 형성할 수도 있다.
위와 같이, 어댑터(700)에 형성된 개구의 위치, 발열 패키지를 고정시키기 위한 고정쇠의 위치는 어댑터(700)의 상부면에 안착될 발열 패키지의 종류에 따라 변경되어야 하는 경우가 다반사이므로, 발열 패키지의 종류별로 어댑터(700)를 별도로 제작하는 것이 바람직하다.
어댑터(700)를 사용함으로써, 패키지의 전극과 콘택부(200)가 정합될 수 있고, 발열 패키지의 종류에 따라 어댑터(700)를 교체하여 사용할 수 있어, 발열 패키지 전극의 위치에 구애 받지 않고 테스트를 진행할 수 있다.
즉, 어댑터(700)는 발열 패키지가 주방열부(100) 상부면의 올바른 위치에 위치하도록 유도하는 역할을 수행한다.
이때, 주방열부(100)의 상부면에는 온도센서(도면 미도시)가 구비될 수 있다. 온도센서는 발열 패키지, 어댑터(700) 또는 주방열부(100)의 온도를 측정하여, 발열 패키지 및 테스트 소켓 어셈블리가 정상적인 온도범위내에서 동작하고 있는지를 파악하기 위한 것이다. 주방열부(100)의 상부면에 온도센서가 위치하고, 발열 패키지 또는 어댑터(700)가 가압부(300)로 인해 가압되면, 온도센서가 주방열부(100)와 발열패키지 또는 어댑터(700) 사이에 고정될 수 있다. 온도센서에서 측정된 센싱 데이터는 외부와 연결되어, 외부에서는 발열 패키지가 적정의 온도범위에서 동작하는지 파악할 수 있다.
온도센서가 발열 패키지의 온도를 측정하기 위해 설치되는 경우, 주방열부(100)에서 발산하는 열에 의한 영향을 최소화 하기 위해, 온도센서는 절연 물질 또는 단열 물질로 패킹되거나, 이와 결합하여 주방열부(100)의 일측면에 결합할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가압부(300)의 분해사시도이다.
도 8을 참조하면, 가압부(300)는 몸체(310), 손잡이부(320), 손잡이부(320)와 몸체(310) 사이에 위치하는 제 1 탄성부(330), 가압판(340), 가압판(340)과 몸체(310) 사이에 위치하는 제 2 탄성부(350)를 포함한다.
손잡이부(320)는 몸체(310)의 양단에 회전가능하도록 결합하고, 손잡이부(320)와 몸체(310) 사이에는 제 1 탄성부(330)가 위치하도록 한다. 따라서, 도 8a 및 도 8b에서와 같이 손잡이부(420)의 상단부를 가압하면 제 1 탄성부(330)가 압축하면서 손잡이부(320)의 하단부가 벌어지게 되고, 상단부에 외력을 제거하면, 제 1 탄성부(330)의 복원력에 의해 손잡이부(320)가 원위치된다. 이때, 손잡이부(320)가 원위치되면서, 하단부에 형성된 걸림턱(321)은 주방열부(100)에 형성된 고정턱(110)에 걸리게 되어, 가압부(300)가 주방열부(100) 상부에 고정될 수 있다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 가압부(300)의 몸체(310)에는 가압부(300)를 고정시키기 위한 고정핀(360)이 결합될 수 있다. 고정핀(360)은 주방열부(100)의 인입홈(120)에 인입되어 걸림턱(421)과 고정턱(110)의 이격에 의해 발생할 수 있는 움직임을 최소화할 수 있다.
발명의 효과적인 설명을 위해, 고정턱(110)과 인입홈(120)이 주방열부(100)에 형성되는 것으로 설명하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 고정턱(110)은 주방열부(100)뿐만 아니라, 보조방열부(500)에 형성되거나 하부방열부(800)에 형성될 수 있다. 각 방열부에 고정턱(110)이 형성되지 않더라도, 걸림턱(321)을 테스트 기판(400)에 걸리도록 하여 가압부(300)가 1차적으로 고정되도록 할 수 있다. 고정핀(360)을 삽입할 수 있는 인입홈(120)도 주방열부(100)뿐만 아니라, 보조방열부(500)에 형성되거나, 절연블록(600)에 형성되어 가압부(300)를 2차적으로 고정하는 역할을 수행할 수 있다.
가압판(340)은 주방열부(100)에 안착되는 발열 패키지가 콘택부(200)와 양호하게 접촉할 수 있도록 발열 패키지를 가압하는 역할을 수행한다. 가압판(340)의 하부면이 발열 패키지를 가압하면, 가압판(340)과 몸체(310) 사이의 제 2 탄성부(350)가 압축된다. 그 후에, 손잡이부(320)의 걸림턱(321)이 주방열부(100)의 고정턱(110)에 걸려 가압판(340)이 고정되면, 제 2 탄성부(350)의 복원력에 의해 발열 패키지는 주방열부(100)에 압착되는 것이다.
가압판(340)의 하부면에는 발열패키지의 온도를 측정하기 위한 온도센서(도면 미도시)가 결합할 수 있다. 온도센서에서 센싱한 데이터는 발열패키지와 접촉하여 발열패키지의 동작온도를 측정하여, 발열패키지가 정상 온도 범위내에서 작동하는지의 판단 자료로 활용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 10에 도시된 바와 같이, 가압판(340)에는 개구(370)가 형성될 수 있다. 이때, 가압판(340)에 형성된 개구(370)에는 각종 센서가 부착될 수 있다. 예를 들어, 발열 패키지가 LED 패키지인 경우, 개구(370)에는 광 센서를 부착하고, 개구(370)에 부착된 광 센서를 통해 LED 패키지의 광원의 동작상태 및 휘도값 등의 데이터를 확보함으로써, LED 패키지가 정상적으로 동작하는지 확인할 수 있다.
이때, 개구(370)에 설치된 광 센서의 출력값을 외부에서 확인하기 위해, 광 센서와 전기적으로 연결할 수 있는 연장선을 설치하기 위한 홈(380)이 가압판(340)에 형성될 수 있다. 가압판(340)에 형성된 홈(380)에 연장선을 끼움으로써, 연장선이 가압판(340)의 표면에 돌출되지 않도록 할 수 있다.
광 센서는 개구(370)뿐만 아니라, LED 광원을 감지할 수 있는 가압부의 일측면에 부착되어 설치될 수도 있다.
테스트 기판(400)의 하부에는 하부방열부(800)가 결합할 수 있다. 하부방열부(800)는 보조방열부(500)와 같이, 주방열부(100)의 열을 분산하고 테스트 기판(400)에서 발생한 열을 방열하는 역할을 수행한다. 즉, 테스트 기판(400)에 전류가 흐름에 따라 발생하는 열을 방열하고, 주방열부(100)가 발열 패키지로부터 흡수한 열을 분산하는 역할을 수행한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 보조방열부(500)와 하부방열부(800)는, 누름판(810), 방열판(820) 및 스페이서(830)를 포함하는 형태로 제조될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 방열판(820)과 스페이서(830)는 교대로 적층되고, 방열판(820), 스페이서(830) 및 누름판(810)은 고정 수단에 의해 고정 결합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정 수단은 볼트와 너트일 수 있으며, 적층되는 방열판(820)과 스페이서(830)를 두 개의 누름판(810)이 양측에서 가압함으로써 단단하게 고정시킨다. 따라서, 방열판(820)은 스페이서(830)에 의해 이웃하는 방열판(820)과 소정 간격 이격되어 위치함으로써 전달되는 열을 신속하게 방출할 수 있다. 한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 누름판(810)이 생략되어 구성될 수 있다. 보조방열부(500)와 하부방열부(800)를 방열판을 교대로 적층하여 구성함으로써, 보조방열부(500)와 하부방열부(800)의 방열 능력을 조절할 수 있게 된다. 이로써, 발열 패키지가 원하는 온도에서 작동할 수 있도록 방열 성능을 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 테스트 소켓 어셈블리의 일면에 공랭식 송풍팬(도면 미도시)을 결합하여, 방열 성능을 향상시킬 수도 있다. 예를 들어, 공랭식 송풍팬은 주방열부(100) 또는 보조방열부(500)의 상부면, 하부방열부(800)의 하부면이나, 테스트 소켓 어셈블리의 측면에 결합되어 동작하는 형태일 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 분해사시도, 도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 분해사시도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면 테스트 소켓 어셈블리의 주방열부(100)와 하부방열부(800)를 결합하고, 테스트 기판(400)을 주방열부와 하부방열부 사이에 위치시켜 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리를 구성할 수 있다.
주방열부(100)와 하부방열부(800)는 나사결합을 통해 결합하거나 용접, 방열 도료를 이용한 접착, 거푸집을 이용한 주조를 통해 일체화될 수 있다.
주방열부(100)와 하부방열부(800)가 이질의 재료인 경우에는, 주방열부(100)와 하부방열부(800)를 결합하기 위해, 인서트(Insert) 사출 공정을 이용할 수 있다. 주방열부(100)를 먼저 제조하고, 금형에 삽입한 후, 하부방열부(800)를 몰딩(Molding) 하거나 그 반대의 순서를 거쳐, 주방열부와 하부방열부를 일체화하여 제작할 수 있다.
도 1과 같이 주방열부(100)와 하부방열부(800)가 반드시 테스트 기판(400)에 의해 분리된 상태인 것은 아니고, 인서트 사출 공정을 통해 일체로 형성되거나, 직접적인 나사 결합을 통해 하나로 결합된 뒤 테스트 기판을 삽입할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리의 분해사시도이다.
예컨대, LED 패키지와 같은 발열패키지의 경우, LED가 부착된 반대쪽에 전원을 공급하기 위한 전극이 부착되는 것이 일반적이어서, 도 1 및 도 2에 도시된 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리를 이용할 수 있지만, LED의 부착면, 즉 발열 패키지의 상부면에 전극이 형성되는 경우에는 도 1 및 도 2에 도시된 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리를 이용하여 발열패키지를 테스트 할 수 없다는 문제점을 갖게 된다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는, 도 1 및 도 2에 도시된 콘택부의 구성을 달리 할 필요가 있는데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발열패키지의 하부면과 접촉되도록 주방열부 또는 절연블록을 관통하도록 설치된 콘택부를, 가압부의 가압판을 관통하도록 설치함으로써 발열패키지의 상부면과 접촉되도록 설치할 수 있다.
도 14는 콘택부가 가압부의 가압판을 관통하도록 설치한 경우의 분해 사시도를 도시한 것으로서, 가압부(300)의 가압판(340)을 관통하도록 콘택부(200)를 결합함으로써, LED 부착면에 전극이 위치한 발열패키지도 효과적으로 검사할 수 있는 시스템을 제안한 것이다.
이 경우, 콘택부(200)는 3개의 콘택트를 포함하는 것일 수 있다. 먼저, 제1 콘택트(251)는, 발열패키지의 전극과 연결되고, 가압부의 가압판을 관통하거나, 상기 가압부의 일측에 결합하는 형태로 결합되어 발열패키지의 전극과 접촉된다. 도 14에서는 일례로 제1 콘택트(251)가 가압부의 가압판을 관통하는 형태인 것을 도시하고 있다. 제2 콘택트(252)는 상기 가압부의 가압판 또는 상기 주방열부를 관통하거나 가압부의 일측에 결합하여 테스트 소켓의 연결패드와 접촉한다. 도 14에서는 일례로 제2 콘택트(252)가, 주방열부(100)를 관통하고 가압부(300)의 일측에 결합하는 형태인 것을 도시하고 있다.
마지막으로, 제1 콘택트(251)와 제2 콘택트(252)를 전기적으로 연결하여, 테스트 기판(400)의 연결패드(410)와 발열패키지의 전극을 전기적으로 연결할 수 있는 제3 콘택트(253)가 포함될 수 있다. 제3 콘택트(253)는 제1 콘택부(251)와 제2 콘택트(252)를 전기적으로 연결하는 매개체의 역할을 수행하는 것이다. 이와 같이 콘택부(200)를 발열패키지의 상부면과 테스트기판을 전기적으로 연결될 수 있도록 구성함으로써, 전극이 발열패키지의 어느 쪽에 존재하더라도, 수월하게 발열패키지를 검사할 수 있는 테스트 소켓을 제공할 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
100 : 주방열부
110 : 고정턱
120 : 인입홈
130 : 튜브
140 : 열전소자
200 : 콘택부
210 : 파이프
220 : 탄성부
230 : 플런저
251 : 제1 콘택트
252 : 제2 콘택트
253 : 제3 콘택트
300 : 가압부
310 : 몸체
320 : 손잡이부
330 : 제 1 탄성부
340 : 가압판
350 : 제 2 탄성부
400 : 테스트 기판
410 : 연결패드
500 : 보조방열부
600 : 절연블록
700 : 어댑터
800 : 하부방열부

Claims (28)

  1. 하나 이상의 발열 패키지가 안착되고 상기 발열 패키지에서 발생하는 열을 흡열하여 외부로 방열하는 주방열부;
    상기 주방열부의 일면에 결합되어, 상기 발열 패키지를 테스트하기 위한 테스트 기판;
    상기 주방열부 또는 상기 테스트 기판의 일면에 결합되어 발열 패키지의 방열을 보조하는 하부방열부;
    상기 발열 패키지를 가압하여 상기 주방열부에 밀착 고정시키는 가압부; 및
    상기 발열 패키지와 상기 테스트 기판을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 콘택부
    를 포함하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주방열부 타면의 외측에 결합되어 상기 주방열부의 방열을 보조하는 보조방열부를 더 포함하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주방열부를 관통하거나, 상기 주방열부의 일면에 결합하여 상기 주방열부와 상기 콘택부의 절연을 유지하는 절연블록을 더 포함하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주방열부의 내부를 관통하거나 상기 주방열부의 외측에 결합하는 튜브를 더 포함하고, 상기 튜브를 통해 흐르는 유체가 상기 주방열부의 열을 흡수하여 외부로 전달하는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 주방열부가 열전소자로 제조되고, 상기 열전소자는 상기 발열 패키지의 안착면에서 흡열하거나 가열하는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    열전소자가 상기 주방열부 일면에 결합하여 상기 주방열부의 접촉면에서 흡열하거나 가열하는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주방열부의 일측에 상기 발열 패키지 또는 상기 주방열부의 온도를 센싱하는 온도센서를 더 포함하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 테스트 기판은, 상기 콘택부를 통해 상기 발열 패키지로 전원을 공급하거나, 외부 기기와 연결하기 위한 연결패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    적어도 두개의 상기 콘택부가 상기 연결패드와 연결되는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    적어도 두개의 상기 콘택부가 상기 발열패키지와 연결되는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 콘택부 중 적어도 하나는 상기 발열패키지로 전원을 공급하기 위한 전원인가용 콘택트인 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 주방열부, 상기 보조방열부 및 상기 하부방열부 중 적어도 하나는 인서트 사출 공정으로 일체화 되는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열 패키지의 규격에 따라 제작되어, 상기 발열 패키지가 상기 주방열부의 올바른 위치에 위치하도록 유도하는 어댑터를 더 포함하는 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가압부는,
    몸체;
    손잡이부;
    상기 몸체와 상기 손잡이부 사이에 위치하는 제 1 탄성부;
    상기 발열 패키지를 가압하는 가압판; 및
    상기 가압판과 상기 몸체 사이에 위치하여 상기 가압판에 탄성력을 전달하는 제 2 탄성부
    를 포함하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 손잡이부의 하단부에는 걸림턱이 형성되어, 상기 주방열부, 상기 보조 방열부 또는 상기 하부 방열부 중 어느 하나에 형성된 고정턱에 암수결합하거나, 상기 테스트 기판에 걸려 상기 가압부가 고정되는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 몸체에는 고정핀이 결합되고, 상기 주방열부, 상기 보조방열부, 및 상기 하부방열부 중 어느 하나에는 상기 고정핀이 인입할 수 있는 인입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압부의 일측면에는 광 센서가 결합하는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 가압부에는 상기 가압판을 관통하는 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 개구에는 광 센서가 결합하는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압부의 일측에 상기 발열 패키지의 온도값을 센싱하는 온도센서를 더 포함하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘택부는 상기 주방열부를 관통하는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  22. 제 3 항에 있어서,
    상기 콘택부는 상기 절연블록을 관통하는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 주방열부 또는 상기 하부방열부와 결합되어 추가적인 방열을 하기 위한 히트 파이프를 더 포함하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  24. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조방열부와 결합되어 추가적인 방열을 하기 위한 히트 파이프를 더 포함하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  25. 제 1 항에 있어서,
    추가적인 방열을 하기 위한 공랭식 송풍팬을 더 포함하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 테스트 기판은 연결패드를 포함하고,
    상기 콘택부는 상기 가압부를 관통하거나 상기 가압부의 일측에 고정되어,
    상기 연결패드와 상기 발열 패키지의 전극을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 콘택부는,
    상기 발열패키지의 전극과 연결되고, 상기 가압부를 관통하거나, 상기 가압부의 일측에 결합하는 제1 콘택트;
    상기 연결패드와 접촉되고, 상기 가압부 또는 상기 주방열부를 관통하거나 상기 가압부의 일측에 결합하는 제2 콘택트;
    상기 제1 콘택트와 상기 제2 콘택트를 전기적으로 연결하여, 상기 연결패드와 상기 발열패키지의 전극을 전기적으로 연결하는 제3 콘택트를 포함하는 발열패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
  28. 제 3 항에 있어서, 상기 가압부는,
    몸체;
    손잡이부;
    상기 몸체와 상기 손잡이부 사이에 위치하는 제 1 탄성부;
    상기 발열 패키지를 가압하는 가압판; 및
    상기 가압판과 상기 몸체 사이에 위치하여 상기 가압판에 탄성력을 전달하는 제 2 탄성부;를 포함하되,
    상기 몸체에는 고정핀이 결합되고, 상기 절연블록에는 상기 고정핀이 인입할 수 있는 인입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 패키지용 테스트 소켓 어셈블리.
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