KR101782604B1 - 검사용 소켓 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 검사용 소켓의 도전부의 상부로 도전성 입자가 돌출되도록 형성하여 반도체 패키지의 테스트 시, 반도체 패키지의 단자와 도전부의 도전성 입자가 최소의 접촉 하중에 의해 안정적으로 접촉될 수 있도록 하는 검사용 소켓을 제공하는데 있다.
이를 위해, 본 발명은 실리콘 고무로 이루어진 절연부와, 복수의 도전성 입자 및 실리콘 고무로 이루어지며 상기 절연부를 관통하도록 설치된 적어도 하나의 도전부를 포함하는 검사용 소켓에 있어서, 상기 도전부는 상기 절연부 및 도전부의 상부를 식각 공정을 통해 실리콘 고무의 일부가 제거되도록 형성하여 도전부의 도전성 입자의 일부가 절연부 상단에 돌출되도록 형성되어 테스트를 받을 반도체 소자의 단자와 접촉되는 제1 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사용 소켓을 제공한다.

Description

검사용 소켓{Test Socket}
본 발명은 검사용 소켓에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테스트를 받는 반도체 소자의 단자와 테스트 보드(test board)를 전기적으로 연결 시켜주는 검사용 소켓에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지 제조 공정에 의해 제조된 반도체 패키지는 출하되기 전에 전기적 특성 검사(electrical die sorting: EDS)와 기능 테스트(fuction test)와 같은 신뢰성 테스트를 거치게 된다.
반도체소자의 테스트를 수행할 때에는 테스트장비와 반도체소자 간을 전기적으로 연결시키는 검사용 소켓이 필요하다. 검사용 소켓은 테스트 공정에서 테스터에서 나온 신호가 테스트보드를 거쳐 피검사 대상물인 반도체 소자로 전달될 수 있도록 하는 매개 부품이다. 검사용 소켓은 개별 반도체 소자가 정확한 위치로 이동하여 테스트보드와 정확하게 접촉하는 기계적 접촉 능력과 신호 전달시 접촉점에서의 신호 왜곡이 최소가 될 수 있도록 안정적인 전기적 접촉능력이 요구된다.
이 중 실리콘 고무를 이용한 검사용 소켓은 납땜 또는 기계적 결합 등의 임의 수단을 이용하지 않고서도 조밀한 전기적 접속을 달성할 수 있다는 특징과, 기계적인 충격이나 변형을 흡수하여 유연한 접속이 가능하다는 특징을 가지므로 반도체테스트장비의 커넥터로서 널리 이용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 검사용 소켓을 나타내는 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 단자와 도전부가 접촉하는 것을 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따른 검사용 소켓(10)은 반도체 소자(16)의 단자(ball lead; 15)와 접촉하는 도전부(12)와 도전부(12) 사이에서 절연층 역할을 하는 절연부(13)를 포함하여 이루어진다.
도전부(12)의 상단부와 하단부는 각각 반도체 소자(16)의 단자(14)와 테스트장비와 연결된 테스트 보드(14)의 도전 패드(15)와 접촉하여, 단자(17)와 도전 패드(15)를 전기적으로 연결해준다.
도전부(12)는 실리콘에 도전성 입자(도전성 금속 파우더, 12a) 및 실리콘 고무(13a)를 혼합하여 형성된 것으로서 전기가 흐르는 도체로 작용하며, 상기 도전성 입자(12a)는 구형 도전성 입자(12a)가 이용된다.
도 2를 참조하면, 검사용 소켓(10)의 도전부(12)는 반도체 소자(16)의 테스트를 위한 접촉 시 접촉특성을 높이기 위해 상하로 압력을 받는다. 도전부(12)가 가압되어 상층부의 구형 도전성 입자(12a)는 아래로 밀려나고 중층부의 구형 도전성 입자(12a)는 옆으로 조금씩 밀려난다.
종래의 검사용 소켓(10)의 도전부(12)는 도전성 입자(12a)를 감싼 상태로 형성되고, 이러한 도전부(12)는 전열부(13)와 동일한 높이를 가지도록 제조되었다.
종래의 검사용 소켓(10)의 도전부(120)는 반도체 소자(16)의 테스트를 하는 과정에서 반도체 소자(16)의 단자(17)가 도전성 입자(12a)와 실리콘 고무(13a)가 같이 접촉이 이루어져 접촉 하중이 분산되고, 단자(17)와 도전성 입자(12a)간의 접촉 면적이 작아져 원하는 테스트 성능을 얻기 위해서는 접촉 하중을 증대시켜야만 하는 문제점이 있었다.
또한, 단자(17)가 접촉되는 실리콘 고무(13a)는 도전성 입자(12a)에 비해 높은 점착성을 가지고 있어 실리콘 고무(13a)가 오염될 경우, 오염물이 쉽게 단자(17)에 전이되어 검사용 소켓의 전기적, 기계적인 특성을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 검사용 소켓의 도전부의 상부로 도전성 입자가 돌출되도록 형성하여 반도체 패키지의 테스트 시, 반도체 패키지의 단자와 도전부의 도전성 입자가 작은 접촉 하중으로도 안정적인 테스트를 진행할 수 있도록 하는 하는 검사용 소켓을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실리콘 고무로 이루어진 절연부와, 복수의 도전성 입자 및 실리콘 고무로 이루어지며 상기 절연부를 관통하도록 설치된 적어도 하나의 도전부를 포함하는 검사용 소켓에 있어서, 상기 도전부는 상기 절연부 및 도전부의 상부를 식각 공정을 통해 실리콘 고무의 일부가 제거되도록 형성하여 도전부의 도전성 입자의 일부가 절연부 상단에 돌출되도록 형성되어 테스트를 받을 반도체 소자의 단자와 접촉되는 제1 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사용 소켓을 제공한다.
상기 도전부는 상기 제1 접촉부의 하부에 제공되며, 상기 도전부의 외관을 이루는 몸체부 및 상기 몸체부의 하측에 제공되어 테스트 보드의 도전 패드와 접촉되는 제2 접촉부가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 제1 접촉부의 식각 범위는 상기 도전성 입자 크기의 10% 내지 30% 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 접촉부의 식각은 플라즈마 또는 레이저를 이용한 건식 식각 및 수산화칼륨을 이용한 습식 식각 중 어느 하나의 식각 공정을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 절연부 상단에는 상기 단자와 제1 접촉부 간의 접촉 위치를 안내함과 더불어 도전성 입자가 외부로 이탈 및 함몰되는 것을 방지하기 위해 가이드홀이 마련된 가이드 플레이트가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 검사용 소켓은 절연부의 상단에 도전성 입자의 일부가 돌출되도록 형성함에 따라 테스트 시 단자가 도전성 입자에 접촉 하중이 집중되어 작은 접촉 하중으로도 상호간을 안정적으로 접촉시킬 수 있어 검사용 소켓의 테스트 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 반도체 소자의 단자가 점착성이 높은 실리콘 고무와 접촉이 이루어지지 않아 실리콘 고무로부터 단자의 오염을 미연에 방지할 수 있어 검사용 소켓의 전기적, 기계적인 특성이 저하되는 문제점을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 검사용 소켓을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 단자와 도전부가 접촉하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검사용 소켓을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 단자와 도전부가 접촉되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이 때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
이하, 첨부된 도면 도 3 및 도 5를 참조로 본 발명의 실시예를 설명한다.
먼저, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검사용 소켓을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 단자와 도전부가 접촉되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 검사용 소켓(100)은 절연부(130)와, 도전부(120), 그리고 제1 접촉부(121)를 포함하여 이루어질 수 있다.
절연부(130)는 실리콘 고무(131)로 형성되어 검사용 소켓(100)의 몸체를 이루며, 후술하는 각 도전부(120)가 접촉 하중을 받을 때 지지하는 역할을 한다.
더욱 구체적으로 실리콘 고무(131)로 형성된 절연부(130)는 단자(170) 또는 도전 패드(150)가 접촉될 경우, 접촉력을 흡수하여 단자(170)와, 도전패드(150) 및 도전부(120)를 보호하는 역할을 한다.
절연부(130)에 사용되는 실리콘 고무(131)는 폴리부타디엔, 자연산 고무, 폴리이소프렌, SBR, NBR등 및 그들의 수소화합물과 같은 디엔형 고무와, 스티렌 부타디엔 블럭, 코폴리머, 스티렌 이소프렌 블럭 코폴리머등, 및 그들의 수소 화합물과 같은, 블럭 코폴리머와, 클로로프렌, 우레탄 고무, 폴리에틸렌형 고무, 에피클로로히드린 고무, 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 에틸렌 프로필렌 디엔 코폴리머 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
도전부(120)는 복수의 도전성 입자(120a) 및 실리콘 고무(131)가 융합되어 이루어지며 절연부(130)를 관통하도록 설치된다.
본 발명의 실시예에 따른 도전성 입자(120a)가 포함된 도전부(120)는 절연부(130)에 3개 설치된 것이 제시되었지만, 반도체 테스트 소자(160)의 크기에 적합하도록 적어도 하나 이상 복수개가 형성되는 것도 가능하여 이에 한정하지는 않는다.
이때, 도전성 입자(120a)는 철, 구리, 아연, 주석, 크롬, 니켈, 은, 코발트, 알루미늄 로듐 중 어느 하나의 단일 소재로 형성되거나 이들 소재의 2개 또는 그 이상 소재의 이중 합금으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 도전성 입자(120a)는 로듐 도금 및 파라듐 도금을 통해 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 즉, 도금 금속으로는 경도 및 전기 전도도가 높고 산화가 잘 되지 않는 백금족 계열 금속이 사용되는 것이 바람직하다. 이때, 도전성 입자(120)에 로듐을 도금하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 화학도금 또는 전해 도금법에 의해 도금시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 접촉부(121)는 절연부(130) 및 도전부(120)의 상부를 식각 공정을 통해 실리콘 고무(131)의 일부가 제거되도록 형성하여 도전부(120)의 도전성 입자(120a)의 일부가 절연부(130) 상단에 돌출되도록 형성되어 테스트를 받을 반도체 소자(160)의 단자(170)와 접촉된다.
즉, 제1 접촉부(121)의 도전성 입자(120a)가 실리콘 고무(131)로 이루어진 절연부(130) 보다 돌출되도록 형성함에 따라, 반도체 소자(160)의 단자(170)와 제1 접촉부(121) 간의 접촉 시, 도전성 입자(120a)의 일부를 감싸고 있는 실리콘 고무(131)의 탄성력이 분산되지 않고 도전성 입자(120a)에 집중되어 도전성 입자(120a)와 단자(170) 간의 단위 면적당 접촉 하중을 증가시켜 접촉 저항을 낮출 수가 있다. 따라서, 제1 접촉부(121)와 단자 간의 작은 접촉 하중으로도 상호간을 안정적으로 접촉시킬 수 있게 된다.
이때, 단자(170)로부터 집중 하중을 받는 도전성 입자(120a)에 의해단자(170)는 양측으로 확대되면서 도전성 입자(120a)와 단자(170) 간의 접촉 면적을 더욱 증가시킬 수 있다.
또한, 단자(170)와 실리콘 고무(131)가 직접 접촉되지 않아 점착성이 좋은 실리콘 고무(131)에 묻은 오염물이 쉽게 전이되는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 접촉부(121)의 식각 범위는 상기 도전성 입자(120a) 크기의 10% 내지 30% 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 식각 범위가 도전성 입자(120a) 크기의 10% 이하일 경우에는 단자(170)와 제1 접촉부(121) 간의 접촉 시, 실리콘 고무(131)에 의해 종래에 발생된 문제점과 같은 현상이 발생될 수 있으며, 도전성 입자(120a) 크기의 20% 이상일 경우에는 도전성 입자(120a)를 잡고 있는 실리콘 고무(131)로부터 이탈될 수 있는 문제점이 발생하여 제1 접촉부(121)의 식각 범위는 10% 내지 30% 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 제1 접촉부(121)의 식각은 플라즈마 또는 레이저를 이용한 건식 식각 및 수산화칼륨을 이용한 습식 식각 중 어느 하나의 식각 공정을 통하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, Deep Si etcher 장비를 적용하고, 식각을 위한 소스 가스를 육불화황 가스(SF6 Gas)를 적용한 플라즈마 건식 식각을 하게 되면, 마이크로 단위도 실리콘 고무(131)만 국부적으로 식각하여 원하는 크기로 도전성 입자를 돌출시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 도전부(120) 제1 접촉부의 하부에 외관을 이루는 몸체부(122) 및 몸체부(122)의 하부에 제공되어 테스트 보드(140)의 도전 패드(150)와 접촉되는 제2 접촉부(123)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 제1 접촉부(121)는 단자(170)와 접촉시키기 위해 제공된 것이고, 제2 접촉부(123)는 도전 패드(150)와 접촉시키기 위해 제공된 것이며, 몸체부(122)는 제1 접촉부(121)와 제2 접촉부(123)를 연결시키기 위해 제공된 것이다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 접촉부(123)는 절연부(130)의 외부로 돌출되지 않고, 절연부(130)의 하단부와 수평을 이루도록 제작될 수도 있다.
한편, 절연부(130) 상단에는 가이드 홀(181)이 마련된 가이드 플레이트(180)가 더 포함될 수 있다. 즉, 가이드 플레이트(180)의 가이드 홀(181)에 제1 접촉부(121)가 삽입 설치되어, 테스트를 받을 반도체 소자(160)의 단자(170)와 제1 접촉부(121) 간의 접촉 위치를 안내는 것과 더불어 상호간 접촉 시, 단자(170)의 충격에 의해 제1 접촉부(121)의 도전성 입자(120a)가 외부로 이탈되거나 함몰되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이상 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 검사용 소켓의 작동과정을 설명하면 이하와 같다.
먼저, 검사용 소켓(100)이 설치된 테스트 보드(140)가 준비된다.
다음, 도전부(120)의 제2 접촉부(123)는 테스트 보드(140)의 도전 패드(150)에 접촉하여 전기적으로 연결된다.
다음, 검사용 소켓(100)의 상부로 이송된 반도체 소자(160)의 단자(170)는 도전부(120)의 제1 접촉부(121)를 소정의 압력으로 가압하여 탄성적으로 접촉됨으로써 전기적으로 연결된다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 절연부(130)의 상단에 도전성 입자의 일부가 돌출되도록 형성함에 따라 테스트 시 단자(170)가 도전성 입자(120a)에 접촉 하중이 집중되어 최소의 접촉 하중에 의해 안정적으로 접촉할 수 있다.
또한, 단자(170)가 점착성이 높은 실리콘 고무(131)와 접촉이 이루어지지 않아 단자의 오염을 미연에 방지할 수 있다.
이와 같은 상태에서 테스트 보드(140)를 통하여 테스트 신호가 검사용 소켓(100)을 매개로 반도체 소자(160)로 전달되어 테스트 공정이 이루어진다.
이상으로 본 발명에 관하여 실시예를 들어 설명하였지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형 실시가 가능하다.
100: 검사용 소켓 120: 도전부
120a: 도전성 입자 121: 제1 접촉부
122: 몸체부 123: 제2 접촉부
130: 절연부 131: 실리콘 고무
140: 테스트 보드 150: 도전 패드
160: 반도체 소자 170: 단자
180: 가이드 플레이트 181: 가이드 홀

Claims (5)

  1. 실리콘 고무(131)로 이루어진 절연부(130)와, 복수의 도전성 입자(120a) 및 실리콘 고무(131)로 이루어지며 상기 절연부(130)를 관통하도록 설치된 적어도 하나의 도전부(120)를 포함하는 검사용 소켓에 있어서,
    상기 도전부(120)는
    상기 절연부(130) 및 도전부(120)의 상부를 식각 공정을 통해 실리콘 고무의 일부가 제거되도록 형성하여 도전부(120)의 도전성 입자(120a)의 일부가 절연부(130) 상단에 돌출되도록 형성되어 테스트를 받을 반도체 소자(160)의 단자(170)와 접촉되는 제1 접촉부(121);를 포함하고,
    상기 검사용 소켓은,
    상기 절연부(130) 위에 배치되며, 상기 제1 접촉부(121)에 대응되는 위치에 형성되는 가이드홀(181)이 마련된 가이드 플레이트(180)를 포함하며,
    상기 가이드홀(181)은 상기 제1 접촉부(121)를 둘러싸는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 검사용 소켓.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전부(120)는
    상기 제1 접촉부의 하부에 제공되며, 상기 도전부(120)의 외관을 이루는 몸체부(122);
    상기 몸체부(122)의 하측에 제공되어 테스트 보드(140)의 도전 패드(150)와 접촉되는 제2 접촉부(123);가 더 포함된 것을 특징으로 하는 검사용 소켓.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 접촉부(121)의 식각 범위는 상기 도전성 입자(120a) 크기의 10% 내지 30% 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 검사용 소켓.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 접촉부(121)의 식각은 플라즈마 또는 레이저를 이용한 건식 식각 및 수산화칼륨을 이용한 습식 식각 중 어느 하나의 식각 공정을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 검사용 소켓.
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