KR101683016B1 - 테스트 소켓, 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 테스트 소켓은, 솔더 패드가 형성되는 솔더 FPCB 필름, 본딩 패드가 형성되는 본딩 FPCB 필름, 상기 솔더 FPCB 필름과 상기 본딩 FPCB 필름 사이에 충진되는 절연 실리콘 고무, 및 상기 절연 실리콘 고무 사이에서 상기 솔더 패드와 상기 본딩 패드를 연결하는 도전 와이어를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 별도의 몰드를 구비하지 않기 때문에 제조 단가가 절감되고, 스페이서에 의하여 상하 정렬되기 때문에 수율이 개선된다.

Description

테스트 소켓, 및 그 제조 방법 {Test socket and method for manufacturing thereof}

본 발명은, 테스트 소켓, 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 반도체 패키지 제조 공정을 통하여 제조되는 반도체 기기가 출하되지 전에 전기적 특성을 검사하는 테스트 소켓, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 복잡한 공정을 거쳐 제조된 반도체 기기는 각종 전기적인 시험을 통하여 특성 및 불량 상태를 검사하게 된다.

구체적으로는 패키지 IC, MCM 등의 반도체 집적 회로 장치, 집적 회로가 형성된 웨이퍼 등의 반도체 기기의 전기적 검사에서, 검사 대상인 반도체 기기의 한쪽 면에 형성된 단자와 테스트 장치의 패드를 서로 전기적으로 접속하기 위하여, 반도체 기기와 테스트 장치 사이에 테스트 소켓이 배치된다.

그런데, 테스트 소켓은 테스트 기기에 구비된 단자들과 접촉하기 위한 도전 커넥터(와이어 혹은 스프링 등)를 구비한다.

그러나 도전 커넥터는 반도체 기기와의 접촉에도 그 충격을 흡수할 수 있어야 한다. FPCB가 베이스 기판으로 사용될 때 FPCB 상에 인쇄된 회로 패턴이 임의로 분리되는 패턴 불량이 발생하지 않아야 한다. 도전 커넥터를 FPCB와 본딩할 때 FPCB가 굽어져 발생하는 본딩 불량이 최소화되어야 한다.

KR 공개특허 10-2012-0138304

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 복잡한 회로 패턴이 인쇄된 연성회로기판 상에 도전 와이어를 본딩 또는 솔더링 하는 경우 베이스 필름이 굽어지거나 휘더라도 본딩 불량 및 솔더링 불량이 최소화되는 테스트 소켓 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 도전 커넥터는 반도체 기기와의 접촉에도 그 충격을 흡수할 수 있고, 적은 압력으로도 반도체 기기와 테스트 기기 사이에 잘 전도되도록 하는 테스트 소켓 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 몰드를 이용하지 않고도 액상 실리콘 고무를 몰딩할 수 있어 제조 원가를 절감하고 수율을 획기적으로 개선하는 테스트 소켓 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 테스트 소켓의 제조 방법은, 본딩 FPCB 필름 상에 본딩 패드를 형성하는 단계, 상기 본딩 FPCB 필름 상에 본딩 스페이스를 결합하되, 적어도 상기 본딩 패드는 노출되도록 하는 단계, 상기 노출된 상기 본딩 패드 상에 도전 와이어를 본딩하는 단계, 솔더 FPCB 필름 상에 솔더 패드를 형성하는 단계, 상기 솔더 FPCB 필름 상에 솔더 스페이스를 결합하되, 적어도 상기 솔더 패드는 노출되도록 하는 단계, 및 상기 본딩 스페이스와 상기 솔더 스페이스를 마주보게 조립하되, 상기 도전 와이어는 상기 솔더 패드에 대응되도록 정렬하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명의 테스트 소켓은, 솔더 패드가 형성되는 솔더 FPCB 필름, 본딩 패드가 형성되는 본딩 FPCB 필름, 상기 솔더 FPCB 필름과 상기 본딩 FPCB 필름 사이에 충진되는 절연 실리콘 고무, 및 상기 절연 실리콘 고무 사이에서 상기 솔더 패드와 상기 본딩 패드를 연결하는 도전 와이어를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 본 발명의 테스트 소켓의 제조 방법은, 본딩측 기판을 준비하되, 상기 본딩측 기판은 본딩 FPCB 필름과 본딩 스페이스로 구성되고, 상기 본딩 FPCB 필름에는 본딩 패드가 형성되는 단계, 상기 본딩 패드에 도전 와이어 일측을 본딩하는 단계, 솔더측 기판을 준비하되, 상기 솔더측 기판은 솔더 FPCB 필름과 솔더 스페이스로 구성되고, 상기 솔더 FPCB 필름에는 솔더 패드가 형성되는 단계, 상기 솔더 패드에 상기 도전 와이어 타측을 솔더링하는 단계, 상기 본딩측 기판과 상기 솔더측 기판 사이에 절연성 액상 실리콘 고무를 주입하는 단계, 및 상기 본딩 스페이스를 절단하는 단계를 포함한다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 필름 가장자리에 프레임 형식의 스페이스를 결합하여 조립 공정을 수행하기 때문에, 연성 필름의 뒤틀림을 방지하는 효과가 있다.

둘째, 하부 필름 상부와 상부 필름 하부 가장자리에 각각 스페이스를 구비하기 때문에, 별도의 몰드를 구비하지 않아도 성형이 가능한 효과가 있다.

셋째, 보호 스페이스를 이용하여 필름을 고정하기 때문에, 상하 스페이스가 가이드 핀에 의하여 정렬 된 상태에서 본딩 혹은 솔더링이 수행되기 때문에 본딩 불량 혹은 솔더링 불량이 최소화되는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는, 본 발명에 의한 테스트 소켓의 구성을 각각 나타내는 사시도, 및 단면도.
도 2a 및 도 2b는, 본 발명에 의한 본딩측 기판을 준비하는 공정을 나타내는 사시도 및 단면도.
도 3a 및 도 3b는, 본 발명에 의한 본딩 FPCB 필름 상에 도전 와이어를 본딩하는 공정을 나타내는 사시도 및 단면도.
도 4a 및 도 4b는, 본 발명에 의한 본딩측 기판 상에 솔더측 기판을 준비하는 공정을 나타내는 사시도 및 단면도.
도 5a 및 도 5b는, 본 발명에 의한 본딩측 기판과 솔더측 기판을 조립하는 공정을 나타내는 사시도 및 단면도.
도 6a 및 도 6b는, 본 발명에 의한 솔더 FPCB 필름 상에 도전 와이어를 솔더링하는 공정을 나타내는 사시도 및 단면도.
도 7a 및 도 7b는, 본 발명에 의한 실리콘 주입 공정을 나타내는 사시도 및 단면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 테스트 소켓의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 테스트 소켓(100)은, 솔더 패드(112)가 형성되는 솔더 FPCB 필름(110), 본딩 패드(122)가 형성되는 본딩 FPCB 필름(120), 솔더 FPCB 필름(110)과 본딩 FPCB 필름(120) 사이에 충진되는 절연 실리콘 고무(130), 절연 실리콘 고무(130) 사이에서 솔더 패드(112)와 본딩 패드(122)를 연결하는 도전 와이어(140), 및 솔더 FPCB 필름(110) 가장자리 상부에서 테스트 소켓(100)을 지지하는 솔더 스페이스(210)를 포함한다.

솔더 패드(112)는 솔더링 접합부(112a)에 의하여 도전 와이어(140)의 일단과 체결되고, 본딩 패드(212)는 본딩 접합부(212a)에 의하여 도전 와이어(140)의 타단과 체결될 수 있다.

솔더측 기판(S)은 솔더 FPCB 필름(110)과 솔더 스페이스(210)로 구성되고, 솔더 FPCB 필름(110)에는 전술한 바와 같이 솔더 패드(112)가 형성된다. 가령, 솔더 FPCB 필름(110)은 다양한 솔더 회로 패턴(도시되지 않음)이 형성되고, 솔더 패드(112)는 상기한 솔더 회로 패턴을 외부와 전기적으로 연결한다. 솔더 패드(112) 상에 형성되는 솔더링 접합부(112a)는 테스트 기기(도시되지 않음)와 접촉하는 부분이기도 하다.

본딩측 기판(B)은 본딩 FPCB 필름(120)과 본딩 스페이스(220)로 구성되고, 본딩 FPCB 필름(120)에는 전술한 바와 같이 본딩 패드(122)가 형성된다. 가령, 본딩 FPCB 필름(120)은 상기 솔더 회로 패턴과 일대일 혹은 일대다로 대응되는 본딩 회로 패턴이 형성되며, 본딩 회로 패턴은 본딩 패드(122)를 통하여 외부와 전기적으로 연결될 수 있다. 본딩 패드(122)는 본딩 접합부(122a)에 의하여 도전 와이어(140)와 연결되고, 반도체 기기(도시되지 않음)와 접촉하는 부분이다.

솔더 및 본딩 FPCB 필름(110, 120)은, 에폭시(epoxy) 혹은 페놀(phenol)수지 상에 구리(Cu)를 인쇄하여 회로를 구성한 리지드 인쇄회로기판(RIGID PCB) 또는 연성이 우수한 폴리아미드 필름(polyimide film) 상에 구리(Cu)나 금(Ag) 기타 도전재료에 의하여 다양한 회로 패턴을 형성하는 플랙서블 인쇄회로기판(Flexible PCB)이 사용될 수 있다.

솔더링 및 본딩 접합부(112a, 122a)는 도전 와이어(140)를 통하여 전기적으로 연결된다. 도전 와이어(140)는 도전성의 금(Ag) 혹은 니켈(Ni)이 도금될 수 있다. 도전 와이어(140)는 솔더측 FPCB 기판(S)과 본딩측 FPCB 기판(B) 사이에서 솔더 패드(112)와 본딩 패드(122)를 수직 혹은 경사지게 연결한다.

한편, 도전 와이어(140)는 반도체 기기의 검사 시, 테스트 소켓(100)이 반도체 기기에 의하여 가압되더라도 그 충격을 흡수하는 동시에 전기적 연결을 유지할 수 있도록 반드시 직선 형태로 제작될 필요는 없다. 일례로 지그재그 혹은 나선형 스프링 형태로 제공함으로써, 물리적 충격을 흡수하고, 손상을 최소화할 수 있다.

절연 실리콘 고무(130)는, 소정의 탄성을 가지는 물질이라면 실리콘 고무에 제한되는 것은 아니다. 가령, 가교 구조를 갖는 내열성 고분자 물질로서 폴리부타디엔 고무, 우레탄 고무, 천연 고무, 폴리이소플렌 고무 기타 탄성 고무를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 테스트 소켓의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.

도 2a 내지 도 7b에는 본 발명에 의한 테스트 소켓의 제조 방법이 사시도 및 단면도로 각각 도시되어 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본딩측 기판(B)을 준비한다.

본딩 FPCB 필름(120) 상에는 그 가장자리에 본딩 FPCB 필름(120)을 노출시키는 본딩 스페이스(220)가 더 구비된다. 본딩 FPCB 필름(120) 중앙에는 실리콘 주입을 위한 주입구(도면후보 없음)가 형성된다. 본딩 FPCB 필름(120) 상에는 본딩 패드(122)가 형성된다. 본딩 패드(122)는 구리(Cu)를 전기 도금 혹은 무전해 도금하여 제작할 수 있다.

본딩 FPCB 필름(120)은 연성 인쇄회로기판이 사용되는데, 연성 인쇄회로기판은 스크린 인쇄나 혹은 포토 리소그라피 공정을 이용하여 회로 패턴을 설계하기 용이하고 작업성이 우수하다. 특히 롤투롤(roll-to-roll) 연속 공정에 가장 적합하다. 본딩측 기판(B)은 일면 혹은 양면에 회로 패턴이 인쇄되는 연성회로 필름이 사용됨으로써, 연속 공정이 가능하다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본딩 FPCB 필름(120) 상에 도전 와이어(140)를 본딩한다.

도전 와이어(140)는 본딩 패드(122)에 접촉된다. 이로써 본딩 접합부(122a)가 형성된다. 도전 와이어(140)는 단선 혹은 복선으로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 의하면, 본딩 공정 후 도전 와이어(140)에 니켈(Ni)을 1차 도금할 수 있다. 또한, 니켈(Ni)은 도전성이 다소 떨어질 수 있는데, 고주파의 경우 신호가 표면으로 흘러서 특성이 저하되는 경우가 있다. 이에 니켈(Ni) 상에 금(Ag)을 2차 도금할 수 있다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본딩측 기판(B) 상에 솔더측 기판(S)을 준비할 수 있다.

솔더 FPCB 필름(110) 상에는 그 가장자리에 솔더 FPCB 필름(110)을 노출시키는 솔더 스페이스(210)가 더 구비된다. 솔더 스페이스(210)는 본딩 스페이스(220)와 마찬가지로 후술하는 실리콘 주입을 위한 금형으로 사용된다. 다만, 후술하는 절단 공정 후에도 남는다.

솔더 FPCB 필름(110) 상에는 솔더 패드(112)가 형성된다. 솔더 패드(112)는 구리(Cu)를 무전해 도금하여 제작할 수 있다. 솔더 패드(112)에는 홀이 형성되어 도전 와이어(140)가 삽입될 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본딩측 기판(B)과 솔더측 기판(S)을 조립한다.

본딩측 기판(B)과 솔더측 기판(S)을 조립하기 위하여 본딩측 기판(B)과 솔더측 기판(S)을 마주보게 위치한다. 본딩 스페이스(220)와 솔더 스페이스(210)가 대응되게 접촉한다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 솔더 FPCB 필름(110) 상에 도전 와이어(140)를 솔더링 한다.

본딩 패드(122)의 홀 내부에 도전 와이어(140)가 삽입된 상태로 솔더링 공정을 수행하여 솔더링 접합부(112a)를 형성한다. 솔더링은 로봇 솔더링, 혹은 도트 솔더링 공법에 의하여 수행될 수 있다. 혹은 도전성 접착제를 이용하여 솔더링 할 수 있다. 솔더링 접합부(112a)의 높이를 일정하게 유지하기 위하여 리풀로우 공정을 더 실시할 수 있다. 솔더링 공정 후에는 세척 공정이 진행될 수 있다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 실리콘 주입(silicon insert)이 실시된다.

본딩측 기판(B)의 주입구가 상부를 향하도록 솔더측 기판(S) 상부에 위치하도록 뒤집는다. 주입구를 액상 실리콘 고무(130)를 주입한다.

액상 실리콘 고무(130)의 주입에 의하여 도전 와이어(140)가 변형되지 않도록 주의 한다. 실리콘 경도와 도전 와이어(140)의 재질이나 두께에 따라 실리콘 주입 압력을 조절하야여 한다.

한편 솔더 스페이스(210)와 본딩 스페이스(220) 사이에는 밴트 라인(도시되지 않음)이 구비되어 주입 공정 시 액상 실리콘 고무(130)의 주입을 위하여 내부를 진공 상태로 만들 수 있다.

계속하여 본딩 스페이서(220)를 레이저로 제거할 수 있다. 절단 후에도 실리콘이 완전히 경화되지 않으면 추가 경화 공정을 더 거칠 수 있다.

이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 본딩 FPCB 필름과 솔더 FPCB 필름이 각각 스페이서를 이용하여 상하 방향으로 정렬된 상태로 각 패드에 도전 와이어를 본딩 및 솔더링 함으로써, 양측 패드의 전기적 접속 공정을 연속적으로 수행할 수 있다.

또한 하부의 본딩 FPCB 필름은 본딩 스페이스에 의하여 지지되고, 상부의 솔더 FPCB 필름은 솔더 스페이스에 의하여 지지되기 때문에, 필름 본연의 뒤틀림으로 인한 본딩 불량 혹은 솔더링 불량이 원천적으로 차단될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 하부의 본딩측 기판이 본딩 FPCB 필름과 이를 둘러싸는 본딩 스페이스로 구성되고, 상부의 솔더측 기판이 솔더 FPCB 필름과 이를 둘러싸는 솔더 스페이스로 구성됨으로써, 본딩 스페이스와 솔더 스페이스는 절연 실리콘 고무가 채워지는 몰드로 작용하는 구성을 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

100: 테스트 소켓 110: 솔더 FPCB 필름
112: 솔더 패드 112a: 솔더링 접합부
120: 본딩 FPCB 필름 122: 본딩 패드
122a: 본딩 접합부 130: 절연 실리콘 고무
140: 도전 와이어 210: 솔더 스페이스
220: 본딩 스페이스

Claims (10)

1. 본딩 FPCB 필름 상에 본딩 패드를 형성하는 단계;
   상기 본딩 FPCB 필름 상에 본딩 스페이스를 결합하되, 적어도 상기 본딩 패드는 노출되도록 하는 단계;
   상기 노출된 상기 본딩 패드 상에 도전 와이어를 본딩하는 단계;
   솔더 FPCB 필름 상에 솔더 패드를 형성하는 단계;
   상기 솔더 FPCB 필름 상에 솔더 스페이스를 결합하되, 적어도 상기 솔더 패드는 노출되도록 하는 단계; 및
   상기 본딩 스페이스와 상기 솔더 스페이스를 마주보게 조립하되, 상기 도전 와이어는 상기 솔더 패드에 대응되도록 정렬하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 솔더 패드에 대응되는 상기 도전 와이어를 솔더링 결합하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 본딩 스페이스는 중앙 일측에 주입구가 형성되고, 상기 주입구를 통하여 액상 실리콘 고무를 투입하는 단계; 및
   상기 액상 실리콘 고무의 경화 후 상기 본딩 스페이스를 제거하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
4. 솔더 패드가 형성되는 솔더 FPCB 필름;
   본딩 패드가 형성되는 본딩 FPCB 필름;
   상기 솔더 FPCB 필름과 상기 본딩 FPCB 필름 사이에 충진되는 절연 실리콘 고무; 및
   상기 절연 실리콘 고무 사이에서 상기 솔더 패드와 상기 본딩 패드를 연결하는 도전 와이어를 포함하고,
   상기 솔더 패드는 솔더링 접합부에 의하여 상기 도전 와이어와 체결되고,
   상기 본딩 패드는 본딩 접합부에 의하여 상기 도전 와이어와 체결되며,
   상기 솔더 FPCB 필름의 가장자리 상부에 솔더 스페이스를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓.
5. 삭제
6. 본딩측 기판을 준비하되, 상기 본딩측 기판은 본딩 FPCB 필름과 본딩 스페이스로 구성되고, 상기 본딩 FPCB 필름에는 본딩 패드가 형성되는 단계;
   상기 본딩 패드에 도전 와이어 일측을 본딩하는 단계;
   솔더측 기판을 준비하되, 상기 솔더측 기판은 솔더 FPCB 필름과 솔더 스페이스로 구성되고, 상기 솔더 FPCB 필름에는 솔더 패드가 형성되는 단계;
   상기 솔더 패드에 상기 도전 와이어 타측을 솔더링하는 단계;
   상기 본딩측 기판과 상기 솔더측 기판 사이에 절연성 액상 실리콘 고무를 주입하는 단계; 및
   상기 본딩 스페이스를 절단하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 본딩 패드는, 상기 본딩 FPCB 필름에 구리(Cu)를 도금하여 형성되고, 상기 도전 와이어 일측은 상기 본딩 패드 상에 접합되는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 솔더 패드는, 상기 솔더 FPCB 필름에 구리(Cu) 도금하여 형성되되, 홀을 포함하고 있어 상기 도전 와이어 타측이 상기 홀 내부에서 솔더링 되는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
9. 제 6 항에 있어서,
   본딩 스페이스 중앙에는 본딩 FPCB 필름이 노출되는 홀이 형성되고,
   솔더 스페이스 중앙에는 솔더 FPCB 필름이 노출되는 홀이 형성되며, 상기 본딩 스페이스와 상기 솔더 스페이스가 마주 보게 정렬됨으로써, 상기 홀들에 상기 절연성 액상 실리콘 고무가 충진되고, 상기 본딩 스페이스와 상기 솔더 스페이스는 상기 절연성 액상 실리콘 고무의 몰드 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 도전 와이어를 본딩한 후 상기 도전 와이어는 니켈(Ni) 및 금(Ag)을 이용하여 재차 도금하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 테스트 소켓의 제조 방법.
    

Images