KR101830937B1 - 유니버셜 테스트 소켓 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유니버셜 테스트 소켓은, 다수 관통 홀이 구비되는 절연 소켓 바디, 상기 관통 홀에 충진 경화되는 도전 실리콘 고무를 포함함으로써, 상기 도전 실리콘 고무의 일측에 검사 대상인 반도체 기기가 연결되고, 타측에 검사 장치인 테스트 기기가 연결됨으로써 상기 반도체 기기와 상기 테스트 기기 사이에서 양자를 전기적으로 연결시켜 주는 테스트 소켓에 있어서, 상기 관통 홀은 상기 절연 소켓 바디 전체에 걸쳐 일정한 간격과 일정한 사이즈로 배열 형성되고, 상기 도전 실리콘 고무는 사용하고자 하는 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 따라 상기 관통 홀을 선택적으로 충진 경화한다. 이와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 금형 제작 비용이 절감된다.

Description

유니버셜 테스트 소켓 {Universal test socket}

본 발명은, 반도체 기기의 유니버셜 테스트 소켓에 관한 것으로, 더 구체적으로는 반도체 패키지 제조 공정을 통하여 제조되는 반도체 기기가 출하되기 전에 전기적 특성을 검사하는 유니버셜 테스트 소켓에 관한 것이다.

일반적으로 가공이 완료된 반도체 기기는 사용자에게 제공되기 전에 전기 검사 공정을 거치게 된다. 전기 검사 공정에서는 테스트 소켓을 이용하여 반도체 기기의 전기적 특성을 검사하게 된다.

종래에 QFN, MLF, LGA, BGA, QFP, SOP 형태를 가진 반도체 기기를 테스트하기 위한 테스트 소켓에는 스프링 프로브(포고 핀) 방식, 판재 핀(Stamping Pin) 방식, 및 가압전도 실리콘 고무(Pressure Sensitive Conductive Rubber : PCR) 방식 등이 있다.

RF(Radio Frequency) 반도체 소자와 같이 고주파에서의 테스트가 요구되는 경우에는 전기적 경로를 최소화해야 할 필요가 있으므로 짧은 스프링 프로브를 사용하거나 다양한 형상의 판재 핀을 사용하는 테스트 소켓이 개발 되고 있다.

최근에는 짧은 도전 경로 구현 및 반도체 기기의 볼에 데미지를 최소화 할 수 있다는 장점 때문에 실리콘 고무를 탄성체로 한 가압 전도 실리콘 고무 방식의 사용이 점차 확산되어 가고 있다.

그러나 각 패키지 별로 테스트 소켓을 따로 설계하고 금형을 제작하여야 하기 때문에, 금형 제작 비용이 증가하며, 공정 시간이 늘어나는 한계가 있다.

KR 공개특허 10-2014-0021229

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 바디를 형성하는 절연 실리콘 고무는 일정한 사이즈의 관통 홀이 규칙적으로 배열 형성되도록 설계하고, 반도체 기기와 테스트 기기를 전기적으로 연결하는 부분에만 도전 실리콘 고무를 충진 하는 유니버셜 테스트 소켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 반도체 기기의 리드 단자와 테스트 기기의 테스트 단자를 연결하는 부분에만 접속 단자를 가지는 FPCB를 포함하는 유니버셜 테스트 소켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 관통 홀 전체적으로 실리콘 고무를 충진하되, 반도체 기기와 테스트 기기를 전기적으로 연결하는 필요한 부분에만 도전성 금속 파티클을 투입하도록 하는 유니버셜 테스트 소켓을 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 유니버셜 테스트 소켓은, 다수 관통 홀이 구비되는 절연 소켓 바디, 상기 관통 홀에 충진 경화되는 도전 실리콘 고무를 포함함으로써, 상기 도전 실리콘 고무의 일측에 검사 대상인 반도체 기기가 연결되고, 타측에 검사 장치인 테스트 기기가 연결됨으로써 상기 반도체 기기와 상기 테스트 기기 사이에서 양자를 전기적으로 연결시켜 주는 테스트 소켓에 있어서, 상기 관통 홀은 상기 절연 소켓 바디 전체에 걸쳐 일정한 간격과 일정한 사이즈로 배열 형성되고, 상기 도전 실리콘 고무는 사용하고자 하는 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 따라 상기 관통 홀을 선택적으로 충진 경화한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 유니버셜 테스트 소켓은, 다수 관통 홀이 구비되는 절연 소켓 바디, 상기 관통 홀에 충진 경화되는 도전 실리콘 고무, 및 상기 도전 실리콘 고무의 일면 혹은 양면에서 상기 도전 실리콘 고무와 전기적으로 연결되는 PCB 필름을 포함으로써, 반도체 기기와 테스트 기기를 전기적으로 연결시켜 주는 테스트 소켓에 있어서, 상기 관통 홀은 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 관계없이 상기 소켓 바디 전체에 걸쳐 일정한 간격과 일정한 사이즈로 배열 형성되고, 상기 도전 실리콘 고무는 상기 관통 홀에 충진 경화되고, 상기 PCB 필름은 상기 반도체 기기의 리드 단자 혹은 상기 테스트 기기의 테스트 단자와 연결되는 접속 단자를 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 선택적으로 형성한다.

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

첫째, 개별 금형 제작에 따른 금형 제작 비용이 생략되어 원가 절감에 기여한다.

둘째, 금형 개발 기간을 크게 단축하며, 금형에 대한 추가 개발이 필요하지 않기 때문에 생산 수율이 크게 개선되는 효과가 기대된다.

셋째, 소켓 바디를 제작하고 관통 홀을 형성하는 공정에 있어서 사출 공정을 이용하지 않더라도 레이저 천공이나 기계식 천공 등의 공정을 이용할 수 있어 절연 실리콘 바디 및 그 관통 홀의 형성 공정이 매우 용이하다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 의한 유니버셜 테스트 소켓의 구성을 각각 나타내는 부분 절개 사시도들.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 다른 실시예에 의한 유니버셜 테스트 소켓의 구성을 각각 나타내는 부분 절개 사시도들.

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 유니버셜 테스트 소켓의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

반도체 기기의 테스트 소켓은 일측에 검사 대상인 반도체 기기가 연결되고, 타측에는 검사 장치인 테스트 기기가 연결됨으로써 반도체 기기와 테스트 기기 사이에서 양자를 전기적으로 연결시켜 준다. 가령, 테스트 소켓의 도전체는 반도체 기기에 구비되는 단자와 테스트 기기의 단자를 상호 연결하여 반도체 기기를 전기적으로 테스트할 수 있다. 여기서, 반도체 기기의 단자는 볼(ball)이 다수 형성되는 BGA(ball grid array) 형태의 단자가 사용될 수 있다.

이에 본 발명의 일 실시예에 의한 테스트 소켓은, 다수의 관통 홀이 구비되는 절연성 소켓 바디, 상기 관통 홀에 충진 경화되는 도전 실리콘 고무를 포함함으로써, 상기 도전 실리콘 고무의 일측에는 반도체 기기가 연결되고, 타측에는 테스트 기기가 연결됨으로써 반도체 기기와 테스트 기기 사이에서 양자를 전기적으로 연결시켜 주는 테스트 소켓에 있어서, 상기 관통 홀은 상기 소켓 바디 전체에 걸쳐 일정한 간격과 일정한 사이즈로 배열 형성됨으로써 범용적으로 이용되고, 상기 도전 실리콘 고무는 사용하고자 하는 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 따라 상기 관통 홀을 선택적으로 충진 경화되어 주문용으로 이용되는 특징이 있다.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 제1실시예에 의한 테스트 소켓의 구성이 사시도로 도시되어 있다. 특히, 도 1은 범용 절연 소켓 바디에 관한 것이고, 도 2는 여기에 주문용 도전 실리콘 고무가 채워진 구성에 관한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 테스트 소켓(100)은, 반도체 기기(도시되지 않음)와 테스트 기기(도시되지 않음) 사이에 배치된다. 테스트 소켓(100)은, 다수 관통 홀(102)이 전체 면적에 걸쳐 일정하게 구비되는 범용 절연 소켓 바디(110), 및 관통 홀(102)에 실리콘 고무가 충진 됨으로써, 반도체 기기와 테스트 기기를 전기적으로 상호 연결하는 주문용 도전 실리콘 고무(130)를 포함한다.

법용 절연 소켓 바디(110)는, 테스트 소켓의 종류를 묻지 않고 모든 기기에 적용 가능한 점에서 유니버셜 하게 제작되고, 주문용 도전 실리콘 고무는 사용하고자 하는 반도체 기기 혹은 테스트 기기의 패키지 패턴에 따라 관통 홀(102)을 선택적으로 충진 경화하는 것이다.

범용 절연 소켓 바디(110)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. 이에 본 발명의 범용 절연 소켓 바디(110)는 탄성의 경화성 고분자 물질로 구성되는 것으로 본다.

주문용 도전 실리콘 고무(130)는, 전술한 범용 절연 실리콘 고무와 마찬가지로 실리콘 고무, 우레탄 고무, 에폭시 고무 기타 탄성 고무를 이용할 수 있다.

다만, 여기에 자성 배열되는 도전성 파티클이 배합될 수 있다. 도전성 파티클은, 철, 니켈, 혹은 코발트 기타 자성을 띠는 단독 금속 혹은 둘 이상의 합금으로 구성될 수 있다. 혹은 절연성의 코어에 상기한 도전성 입자가 도금되는 혼합 형태로 구성될 수 있다. 혹은 주문용 도전 실리콘 고무(130)는, 카본(C) 등의 필러 등이 과량 충진되는 콤파운드로 구성될 수 있다.

주문용 도전 실리콘 고무(130)는 실리콘 고무 수지에 도전성 분말 및 백금(Pt) 촉매를 포함하여 조성되는 비정렬형 도전 커넥터일 수 있다. 또한, 비정렬형 도전 커넥터 중 전술한 도전성 분말은 자성을 갖는 은(Ag), 철(Fe), 니켈(Ni), 혹은 코발트(Co)의 단독 금속이거나 또는 2종 이상의 금속을 포함할 수 있다. 주문용 도전 실리콘 고무(130)를 실리콘 고무 수지에 도전성 입자를 자성 배열하여 형성되는 도전 커넥터와 비교하면 제조 공정이 훨씬 간단하고 수율이 개선된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 테스트 소켓은, 다수의 관통 홀이 구비되는 절연성 소켓 바디, 상기 관통 홀에 충진 경화되는 도전 실리콘 고무, 및 상기 도전 실리콘 고무의 일면 혹은 양면에서 상기 도전 실리콘 고무와 전기적으로 연결되는 PCB 필름을 포함으로써, 반도체 기기와 테스트 기기를 전기적으로 연결시켜 주는 테스트 소켓에 있어서, 상기 관통 홀은 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 관계없이 상기 소켓 바디 전체에 걸쳐 일정한 간격과 일정한 사이즈로 배열 형성되고, 상기 도전 실리콘 고무 역시 상기 관통 홀 전체에 충진 경화되어 범용적으로 이용되고, 상기 PCB 필름은 상기 반도체 기기의 리드 단자 혹은 상기 테스트 기기의 테스트 단자와 연결되는 접속 단자를 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 선택적으로 형성되어 주문용으로 이용된다.

도 3 및 도 4에는 본 발명의 제2실시예에 의한 테스트 소켓의 구성이 사시도로 도시되어 있다. 특히, 도 3은 범용 절연 소켓 바디에 관한 것이고, 도 4는 여기에 주문용 PCB가 설치되는 구성에 관한 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 테스트 소켓(200)은, 반도체 기기(도시되지 않음)와 테스트 기기(도시되지 않음) 사이에 배치된다. 테스트 소켓(200)은, 다수 관통 홀(202)이 전체 면적에 걸쳐 일정하게 구비되는 범용 절연 소켓 바디(210), 전체 관통 홀(202)에 실리콘 고무가 충진 되는 범용 도전 실리콘 고무(230), 및 반도체 기기의 리드 단자 혹은 테스트 기기의 테스트 단자와 연결되는 접속 단자를 반도체 기기 혹은 테스트 기기의 패키지 패턴에 선택적으로 형성하는 주문용 PCB(240)를 포함한다.

범용 절연 소켓 바디(210) 및 범용 도전 실리콘 고무(230)는, 테스트 소켓의 종류를 따지지 않고 모든 기기에 적용 가능한 점에서 유니버셜 하게 제작되고, 주문용 PCB(240)는 사용하고자 하는 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 따라 범용 도전 실리콘 고무(230)와 선택적으로 접속 패드(242)를 통해서 콘택되는 것이다.

소켓 바디(210) 외측에는 외부 전자파를 차단하고 소켓 바디의 외형을 지지하는 SUS 베이스 필름이 더 형성될 수 있다.

한편, 범용 PCB 필름(240)은 유연 PCB 필름이 사용될 수 있다. 유연 PCB 필름은, 스크린 인쇄나 혹은 포토 리소그라피 공정을 이용하여 회로 패턴을 설계하기 용이하기 때문에, 작업성이 뛰어나고, 내구성, 및 내약품성이 강하며, 열에 강한 점에서 본 발명의 절연 소켓 바디(210)에 사용하기 매우 적합하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 복수개의 관통 홀을 가진 피치별 금형을 통해 소켓 바디를 먼저 제작하고, 규칙적으로 배열되는 복수개의 관통 홀에 도전 실리콘을 전체적으로 충진 하고 다만 사용하고자 하는 패키지 패턴에 따라 사용 부위만을 오픈하여 커넥터로 사용하는 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: 유니버셜 테스트 소켓 102: 관통 홀
110: 범용 절연 소켓 바디 130: 주문용 도전 실리콘 고무

Claims (8)

1. 다수 관통 홀이 구비되는 절연 소켓 바디;
   상기 관통 홀에 충진 경화되는 도전 실리콘 고무를 포함함으로써,
   상기 도전 실리콘 고무의 일측에 검사 대상인 반도체 기기가 연결되고, 타측에 검사 장치인 테스트 기기가 연결됨으로써 상기 반도체 기기와 상기 테스트 기기 사이에서 양자를 전기적으로 연결시켜 주는 테스트 소켓에 있어서,
   상기 관통 홀은 상기 절연 소켓 바디 전체에 걸쳐 일정한 간격과 일정한 사이즈로 배열 형성되고,
   상기 도전 실리콘 고무는 사용하고자 하는 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 따라 상기 관통 홀을 선택적으로 충진 경화 하고,
   상기 절연 소켓 바디는 상기 패키지 패턴으로부터 자유로운 범용 절연 실리콘 고무를 이용하여 형성되고,
   상기 도전 실리콘 고무는 상기 패키지 패턴에 의하여 구속되는 주문용 도전 실리콘 고무를 형성하며,
   상기 선택적으로 충진 되지 않은 나머지 관통 홀에는 절연 실리콘 고무가 충진 경화되는 것을 특징으로 하는 유니버셜 테스트 소켓.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 범용 절연 실리콘 고무는 탄성의 경화성 고분자 물질로 구성되고,
   상기 주문용 도전 실리콘 고무는 실리콘 고무 수지에 도전성 분말 및 백금 촉매를 포함하는 비정렬형 도전 커넥터인 것을 특징으로 하는 유니버셜 테스트 소켓.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 범용 절연 실리콘 고무는 탄성의 경화성 고분자 물질로 구성되고,
   상기 주문용 도전 실리콘 고무는 실리콘 고무 수지에 도전성 철, 니켈, 혹은 코발트가 자성 배열되는 도전 커넥터인 것을 특징으로 하는 유니버셜 테스트 소켓.
5. 삭제
6. 다수 관통 홀이 구비되는 절연 소켓 바디;
   상기 관통 홀에 충진 경화되는 도전 실리콘 고무; 및
   상기 도전 실리콘 고무의 일면 혹은 양면에서 상기 도전 실리콘 고무와 전기적으로 연결되는 PCB 필름을 포함으로써, 반도체 기기와 테스트 기기를 전기적으로 연결시켜 주는 테스트 소켓에 있어서,
   상기 관통 홀은 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 관계없이 상기 절연 소켓 바디 전체에 걸쳐 일정한 간격과 일정한 사이즈로 배열 형성되고,
   상기 도전 실리콘 고무는 상기 관통 홀에 충진 경화되고,
   상기 PCB 필름은 상기 반도체 기기의 리드 단자 혹은 상기 테스트 기기의 테스트 단자와 연결되는 접속 단자를 상기 반도체 기기 혹은 상기 테스트 기기의 패키지 패턴에 선택적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 유니버셜 테스트 소켓.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 절연 소켓 바디는 상기 패키지 패턴으로부터 자유로운 범용 절연 실리콘 고무를 이용하여 형성되고,
   상기 도전 실리콘 고무는 범용 도전 실리콘 고무를 이용하여 형성되며,
   상기 PCB 필름은 상기 패키지 패턴에 의하여 구속되는 주문용 PCB를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유니버셜 테스트 소켓.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 도전 실리콘 고무는 실리콘 고무 수지에 도전성 분말 및 백금 촉매를 포함하는 비정렬형 도전 커넥터인 것을 특징으로 하는 유니버셜 테스트 소켓.
   

Images