KR101261761B1 - 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치 - Google Patents

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Abstract

상단부에 인서트를 안착하기 위한 구조를 갖는 장착 지그(JIG); 상기 인서트의 포켓에 장착되는 더미 패키지(dummy package); 상기 인서트의 하부에서 상기 인서트에 장착된 더미 패키지와 전기적으로 접촉하는 소켓(socket); 상기 소켓에 전기적으로 접촉하는 테스트 보드(test board); 상기 소켓의 상부에 위치하는 상기 더미 패키지와 소켓의 전기적 접촉을 돕기 위해 상기 더미 패키지의 상부에서 가압하는 푸셔(pusher)를 포함하여 이루어지는 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치.

Description

반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치 {Testing Device for Reliability of A Semiconductor Package Tester}
본 발명은 반도체 패키지 테스터의 신뢰성을 시험하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 패키지 테스터의 기구적 신뢰성을 시험하기 위한 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지 제조 공정에 의해 제조된 반도체 패키지는 출하되기 전에 전기적 특성 검사와 기능 테스트(Function Test)와 같은 테스트를 거치게 된다.
반도체 패키지 테스터는 패키지 캐리어의 교환을 통하여 다양한 크기의 반도체 패키지를 수납할 수 있기 때문에, 다양한 크기의 반도체 패키지에 맞게 인서트를 구비해야 하는 문제를 어느 정도는 해소할 수 있다. 한편, 반도체 패키지 테스터에 사용되는 인서트는 래치의 개폐시 이를 돕는 스프링이 외부로 노출되어 있다. 따라서, 인서트의 래치가 동작되는 과정이나, 패키지 캐리어를 교체하는 과정 등의 인서트의 취급 과정에서 스프링이 인서트로부터 이탈될 수 있는 개연성을 안고 있다.
래치는 반도체 패키지가 인서트에 장착될 때, 인서트의 상부로 돌출된다. 이처럼 래치가 돌출되는 경우 반도체 패키지를 이송하는 이송 수단과 간섭이 일어날 수 있으며, 이에 따라 인서트가 파손되거나 공정 에러가 발생될 수 있다.
그런데, 아직까지는 이러한 반도체 패키지 테스터에 사용되는 인서트의 신뢰성을 시험하기 위한 장비가 없는 상태라, 따라서, 소켓 테스트만을 간단하게 실시한 후 문제가 없으면 양산 체제로 실시되어 실제 반도체 칩 패키지 생산 이후의 테스트 과정에서 많은 문제점이 발생하고 있는 실정이다.
본 발명은 반도체 칩 패키지를 테스트하기 위한 테스터의 신뢰성을 시험할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 패키지 테스터에 장착되는 인서트의 포켓 내에 반도체 칩 패키지를 로딩(loading)하거나 언로딩(Unloading)하는 과정이 정상적으로 이루어지는지 테스트할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
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이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치는 상단부에 인서트를 안착하기 위한 구조를 갖는 장착 지그(JIG); 상기 인서트의 포켓에 장착되는 더미 패키지(dummy package); 상기 인서트의 하부에서 상기 인서트에 장착된 더미 패키지와 전기적으로 접촉하는 소켓(socket); 상기 소켓에 전기적으로 접촉하는 테스트 보드(test board); 및 상기 소켓의 상부에 위치하는 상기 더미 패키지와 소켓의 전기적 접촉을 돕기 위해 상기 더미 패키지의 상부에서 가압하는 푸셔(pusher); 상기 패키지(package)를 로딩(Loading)하여 상기 인서트의 포켓(pocket)에 안착시키고, 테스트 과정이 완료된 패키지를 언로딩(Unloading)하는 진공흡착 피커(picker)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치의 다른 세부적 특징은 상기 더미 패키지를 종류에 따라 개별 보관이 가능한 트레이가 구비되어지고, 상기 피커는 테스트 항목 또는 인서트 종류에 따라 프로그램을 통해 지정된 트레이의 더미 패키지를 사용하여 테스트 하는 점이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치의 또 다른 세부적 특징은 상기 테스트 보드 상단 또는 상기 장착 지그의 일면에 체결되고, 일면에 푸셔 작동을 위한 관통홀이 구비되어 있는 반 밀폐형 또는 완전 밀폐형 구조를 갖는 챔버를 더 포함하는 점이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치의 또 다른 세부적 특징은 상기 챔버의 내부 벽면에 가열을 위한 히터 또는 가열과 냉각을 위한 열전소자가 구비되어 있는 것이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치의 또 다른 세부적 특징은 상기 챔버의 일면에 가열 또는 냉각된 유체가 유입될 수 있는 유체 유입 노즐이 구성된 점이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치의 또 다른 세부적 특징은 상기 인서트는 하단부에 패키지 안착용 시트(sheet)가 부착된 점이다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치의 또 다른 세부적 특징은 상기 테스트 대상 인서트에 대한 기구적 테스트는 인서트의 구성요소인 래치, 서스 커버, 스프링의 동작 수명에 대한 테스트인 점이다.
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본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 인서트에 패키지를 로딩 또는 언로딩하는 과정을 반복함으로써 인서트를 구성하는 부품들의 마모나 기능의 동작 여부를 통해 신뢰성을 알 수 있다.
둘째, 반도체 칩 패키지 테스트 공정의 효율을 높일 수 있다.
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셋째, 인서트 또는 테스트 소켓, 테스트 보드 등 테스트에 사용되는 부품 중 어느 하나가 신규로 개발되어 변경되었을 때, 불량 검출 및 테스트 성능을 미리 검증할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치의 전체적인 구성을 나타낸 예시도이다.
도 2는 패키지가 안착되는 인서트의 포켓부를 나타낸 단면 예시도이다.
도 3은 전기적 테스트 중 오픈 테스트(open test)를 나타낸 예시도이다.
도 4는 전기적 테스트 중 쇼트 테스트(short test)를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치의 구성과 동작을 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치는 크게 인서트의 신뢰성 즉, 인서트를 구성하고 있는 구성물 예를 들어, 래치, 서스 커버, 스프링 등의 기구적 동작이 일정 시간 동안 문제없이 수행되는지 확인하는 기구적 테스트와 패키지 회로의 오픈(Open) 또는 숏트(short) 여부를 확인하는 전기적 테스트가 수행될 수 있다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치의 기구적 테스트를 위한 구성을 나타낸 예시도이다.
그 구성을 살펴보면 먼저, 중심 부분에 반도체 패키지가 수납될 수 있는 포켓(poket)이 형성된 인서트(insert)(10)의 신뢰성을 테스트하기 위해, 상단부에 상기 인서트를 안착하기 위한 구조를 갖는 장착 지그(JIG)(20); 상기 인서트의 포켓에 장착되는 더미 패키지(dummy package)(30); 상기 인서트(10)의 하부에서 상기 인서트에 장착된 더미 패키지와 전기적으로 접촉하는 소켓(socket)(40); 상기 소켓에 전기적으로 접촉하는 테스트 보드(test board)(50); 상기 소켓의 상부에 위치하는 상기 더미 패키지와 소켓의 전기적 접촉을 돕기 위해 상기 더미 패키지의 상부에서 가압하는 푸셔(pusher)(60); 상기 더미 패키지(package)(30)를 로딩(Loading)하여 상기 인서트의 포켓(pocket)에 안착시키고, 테스트 과정이 완료된 패키지를 언로딩(Unloading)하는 동작을 수행하는 진공흡착 피커(picker)(70)를 포함하여 이루어진다.
상기 인서트는 하단부에 탄성을 갖는 안착용 시트(sheet)가 구비될 수 있다. 상기 인서트의 신뢰성 테스트는 상기 안착용 시트의 복원력에 대한 테스트 즉, 시트(sheet)의 내구성과 수명에 대한 테스트를 수행할 수도 있다.
로딩 및 언로딩 테스트 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 2는 패키지가 안착되는 인서트의 포켓부를 나타낸 단면 예시도이다. 도시된 바와 같이 포켓부 단면을 보면 패키지가 슬라이딩 되는 슬라이딩 구간(a)과 패키지가 안착되는 스트레이트 구간(b)을 나타낸다. 예를 들어 패키지의 외곽 길이가 14mm이면 포켓부 스트레이트 구간의 치수는 짧게는 14.1mm에서 14.5mm 까지의 범위를 갖는다. 가능하면 딱 맞는 것이 좋으나, 지나치게 짧으면 패키지가 포켓에 끼이는 경우가 있고, 반대로 너무 넓으면 반도체 패키지가 포켓에서 고정되지 않고 제대로 안착되지 않는 경우가 많다.
즉, 로딩 데스트는 인서트의 포켓이 적당하여, 예를 들어, 인서트의 슬라이딩 각도가 적절하여 패키지가 슬라이딩 구간을 잘 타고 내려와 포켓에 잘 안착 되는지 여부를 테스트하는 것이다. 언로딩 테스트는 패키지 테스트 공정을 마친 후, 서스 커버등을 이용하여 테스트를 마친 IC를 인서트의 포켓에서 분리하는 공정인데, 이때, 패키지가 인서트의 포켓에서 잘 이탈되는지를 테스트하기 위한 것이다.
상기 더미 패키지는 그 종류에 따라 트레이에 개별 보관이 가능하며, 상기 진공 흡착 피커는 테스트 항목 또는 인서트의 종류에 따라 프로그램을 통해 지정된 트레이의 더미 패키지를 사용하여 테스트할 수 있도록 한다.
상기 테스트 보드의 상단 또는 상기 장착 지그의 일면에는 상기 푸셔의 작동에 필요한 쳄버가 체결된다. 상기 쳄버는 반 밀폐형 또는 완전 밀폐형으로 구성될 수 있으며, 상기 쳄버를 가열하기 위해 쳄버 내부의 벽면에 히터(또는 열전소자)를 구비할 수도 있고, 상기 쳄버의 일면에 형성된 관통홀을 통해 가열된 유체를 유입하는 방법도 가능하다. 한편, 상기 쳄버를 냉각시키기 위해서는 상기 쳄버 내부의 벽면에 냉각을 위한 열전소자를 내장하거나, 관통홀을 통해 냉각된 유체를 유입하는 방법도 가능하다. 상기 관통홀은 유체 유입 노즐로도 대체될 수 있다.
이러한 기구적 테스트뿐만 아니라 전기적 테스트의 수행이 가능한데, 크게 패키지 회로 패턴의 오픈(open)과 쇼트(short)를 테스트할 수 있다.
도 3a는 전기적 테스트 중 오픈 테스트(open test)를 위한 회로 패턴의 상면부를 나타낸 것이다. 즉, 상면(32)의 솔더 볼(solder ball) 패턴을 전기적으로 모두 연결하는데, 예를 들어, 도 3b와 같이 패키지 몰드(31)의 상면을 금 도금을 하게 되면 모든 솔더 볼(solder ball)들이 전기적으로 연결된다. 상기 패키지 몰드의 상면에는 푸셔(pusher)가 위치한다. 상기 푸셔(60)는 전기가 통하는 도전체로서 패키지와 맞닿은 면 즉, 푸셔의 하단부(61)에는 저항 팁(tip)(62)이 형성되어 있다.
푸셔(60)가 패키지(30)를 밀면 패키지는 소켓(40)에 안착되고, 소켓(40)의 하단부에 연결된 테스트 보드(50)를 통해 회로 패턴의 오픈 여부를 확인한다. 즉, 푸셔(60)의 저항 팁(62)과 테스트 보드(50)와의 저항을 측정하여 전기적 상태를 확인하므로써 회로 패턴의 오픈(open) 상태를 확인할 수 있다.
한편, 회로 패턴의 쇼트(short)나 회로 패턴의 번트(burnt) 여부를 테스트하기 위한 구성은 도 4a 및 도 4b와 같이 이루어진다. 즉, 앞선 오픈(open) 테스트와 달리 상면의 솔더 볼(solder ball) 들은 서로 연결되지 않도록 격리시킨다. 이 상태에서 테스트 보드와 저항 팁과의 저항을 측정한다. 그 측정 방법은 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 회로 패턴 두 개씩 저항을 측정하는 방식도 가능하고, 영역으로 나누어서 측정하는 방법도 가능하다. 즉, 저항 측정 방식도 프로그램화하여 효율적으로 쇼트 여부를 찾아낼 수 있다.
10: 인서트 20: 지그
30: 더미 패키지 40: 소켓
50: 테스트 보드 60: 푸셔
70: 피커 31: 패키지 몰드
32: 패키지 상면 61: 푸셔 하단부
62: 저항 팁

Claims (13)

  1. 상단부에 인서트를 안착하기 위한 구조를 갖는 장착 지그(JIG);
    상기 인서트의 포켓에 장착되는 더미 패키지(dummy package);
    상기 인서트의 하부에서 상기 인서트에 장착된 더미 패키지와 전기적으로 접촉하는 소켓(socket);
    상기 소켓에 전기적으로 접촉하는 테스트 보드(test board); 및
    상기 소켓의 상부에 위치하는 상기 더미 패키지와 소켓의 전기적 접촉을 돕기 위해 상기 더미 패키지의 상부에서 가압하는 푸셔(pusher);
    상기 더미 패키지(dummy package)를 로딩(loading)하여 상기 인서트의 포켓(pocket)에 안착시키고, 테스트 과정이 완료된 패키지를 언로딩(unloading)하는 진공흡착 피커(picker)를 포함하여 이루어지는 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 더미 패키지를 종류에 따라 개별 보관이 가능한 트레이가 구비되어지고, 상기 피커는 테스트 항목 또는 인서트 종류에 따라 프로그램을 통해 지정된 트레이의 더미 패키지를 사용하여 테스트 하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 보드 상단 또는 상기 장착 지그의 일면에 체결되고, 일면에 푸셔 작동을 위한 관통홀이 구비되어 있는 반 밀폐형 또는 완전 밀폐형 구조를 갖는 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 챔버의 내부 벽면에 가열을 위한 히터 또는 가열과 냉각을 위한 열전소자가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 챔버의 일면에 가열 또는 냉각된 유체가 유입될 수 있는 유체 유입 노즐이 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인서트는 하단부에 패키지 안착용 시트가 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 대상 인서트에 대한 기구적 테스트는 인서트의 구성요소인 래치, 서스 커버, 스프링의 동작 수명에 대한 테스트인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 테스터의 신뢰성 시험 장치.
  9. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160076460A (ko) 2014-12-19 2016-06-30 전자부품연구원 정션 온도의 동적특성을 이용한 반도체 소자의 검사 장치 및 방법
TWI689730B (zh) * 2018-08-08 2020-04-01 黃東源 用於測試半導體裝置的接觸器及插槽裝置

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